基于SoC的NCSF总线系统的研究与设计

针对数控系统软件对强实时性,高可靠性总线系统的应用需求,提出一种基于SoC(System on Chip)的NCSF(Numerical Control Synchronous FieldBus)总线系统实现方法.将NCSF协议栈的应用层和数据链路层实现在FPGA芯片上,用户层行规实现在数控系统软件上,两部分通过PCI接口进行通信.测试结果表明,新设计可提供速率为100Mps,同步抖动小于0.6μs,通信周期为31.25μs的通信服务,能够满足高档数控机床的加工需求.     

高档数控系统中的RS485串行总线接口研究与开发

总线式高档数控系统对提升国家基础制造装备水平具有重要的战略意义,而RS485总线具有传输距离远,传输速率快,总线成本低等优点,将RS485总线运用于总线式高档数控系统弱实时性数据传输具有积极的现实应用价值.文章针对数控系统中控制面板的数据传输研究设计了RS485串行总线接口,提出了RS485总线总体构架,设计了基于PC104接口的串口通信板卡,开发了RTX实时操作系统下的串口通信板卡的读写程序,并就HEIDEHAIN控制面板RS485总线接口给出了测试分析.     

开放式数控总线行规层设计和实现

随着开放式数控系统的发展,对数控总线也提出了更高的开放要求.作为用户和设备制造商比较关心的行规层是数控总线中关健技术之一.通过参考开放式数控系统国标中的对数控总线的相关规范,设计了行规层的模型,同时实现了行规层中的伺服驱动器.该行规层提供轴控服务、I/O控制服务、接口控制服务等,屏蔽了不同制造商制造的同类设备,为用户提供统一的接口服务,具有很强的开放性.最后通过一个应用实例验证了该行规层设计切实可行.     

基于现场总线技术的数控机床通信系统设计

PROFIBUS是目前应用广泛的现场总线之一,不同自动化设备可通过同样的接口协议进行信息交换。相对于西门子PROFIBUS现场总线的广泛应用而言,国内市场占有率较高的FANUC数控系统的PROFIBUS应用很少。在某学院智能工厂项目开发过程中,数控机床统一配置了FANUC 0i D数控系统并扩展了PROFIBUS DP板,通过修改PMC梯形图程序与参数,与西门子PLC组成现场总线网络,实现了控制指令、运行状态、报警信息等的实时通信,为制造执行系统数据采集提供了可靠、便捷的手段。     

基于SERCOS-III总线的伺服驱动单元接口

SERCOS-III是SERCOS总线技术发展的最新阶段.它摒弃了SERCOS传统的光纤传输方式,而是采用工业以太网的传输方式,SERCOSIII将SERCOS总线技术的优越性和工业以太网的经济性完美的结合在一起.netX通信控制器的成功开发使数控系统通过SERCOS-III总线技术控制伺服驱动单元成为可能.基于SERCOS-III 总线实现控制器与伺服驱动单元的互连已成为开放式数控系统发展的新趋势.文章在介绍SERCOS-III和netX通信控制器基本结构和功能的基础上, 详细探讨了伺服驱动单元SERCOS-III 总线接口的硬件组成和软件实现.     

DCS与PROFIBUS—DP现场总线通信方案的设计和实现

提出了一种基于接口模块实现将标准PROFIBUS—DP从站设备连入DCS系统的解决方案,并且给出了模块的总体原理结构和具体硬软件设计方法。模块主要由ARM7 CPU和PROFIBUS—DP设备通信部分组成,具有组态下载、实时数据交互、PROFIBUS-DP总线通信和系统诊断等功能,有效地实现了DCS系统与PROFIBUS—DP现场总线之间的通信。另外通过链接器和耦合器还可以将PROFIBUS—PA等其他设备接入DCS系统,大大提高了DCS系统的兼容性与开放性。该方案已经在浙江中控SUPCONECS-100系统上得到实际应用,并在机械制造和自动化加工业中取得良好使用效果。     

专利信息

小数控系统扩展功率的接口装置；开放式中高档数控系统串并专用总线;一种数控代码编译器以及基于其建立数控系统软件的方法;嵌入式中档数控系统;一种能收拢的电源插座接触器及其制造方法     

基于异构多核微处理器的嵌入式数控系统开发

分析了构建基于异构多核微处理器嵌入式数控系统的几大关键技术,包括:软硬件结构、高速现场总线技术、多核处理器核间通信机制.给出了原型系统的设计与实现细节,重点阐述了基于多核通信中间件DSPLink的SSB-Ⅲ现场总线驱动程序的具体实现,最后针对影响系统性能的中断延迟时间进行了评测,为高性能嵌入式数控系统的进一步开发奠定了基础.     

基于NCUC_Bus现场总线的数据硬件复制设计实现

针对传统数据复制方式无法应用在工业现场总线中的缺点,阐述了一种对于现场总线控制系统、现场总线设备及监控系统硬件数据复制的实现方式,此种数据复制方式有三点独特性:①数据复制延迟时间减少到百纳秒以下;②可实现数据动态复制;③无需数控系统等系统级的干预,即可独自实现数据复制。此种数据复制方式实现了对现场总线数据中高传输速率数据实时的、无干扰的复制,并结合NCUC_Bus现场总线,通过复制NCUC_Bus数据链路层数据,实现了对NCUC_Bus现场总线及现场总线上设备的监控,实验结果验证了这种装置可以实时的、无干扰的复制控制系统中数据,减少了控制系统任务,有利于提高数控系统性能。     

总线型数控系统软件平台的研究与实现

以总线型数控系统为研究对象,采用软件工程中的模块化设计方法。首先分析总线型数控系统的应用背景,然后针对总线型数控系统的特点进行软件平台的需求分析,并在需求分析的基础上设计软件平台的结构和数据交换机制,最后在基于NCUC-Bus现场总线的数控系统上利用模块划分的思想进行原型实现,并进行总线网络通信实验。实验结果表明所设计和开发的软件平台能够满足总线型数控系统的通信要求,验证了由所述设计与实现方法开发总线型数控系统软件平台的可行性。     

智能电器可通信技术的研究

智能电器的可通信技术是智能电器信息化的关键技术之一。本文介绍一种自行设计的低成本的适用于配电控制系统的现场总线IASB。并介绍了主机中在VC^ 6.0环境下，利用MSComm控件进行的串口通信编程，以实现主机与智能电器问的数据通信。内容包括：IASB协议、接口、通讯程序设计、以及串口通信编程。     

基于移动自组网的柔性制造系统通信网络分析与设计

先进通信网络及基础通信设备是实现智能制造的核心技术。在分析典型工业现场总线等通信系统问题的基础上,提出了FMS移动通信网络需求;在业务负载、节点规模及移动速度等FMS约束条件及OPNET仿真环境下,基于分组传送率、路由开销和平均端到端延迟等指标对3种典型自组网路由协议进行了性能对比分析;基于嵌入式硬件平台及专用路由操作系统搭建了FMS无线通信网络,验证了FMS无线自组网性能及实际应用效果。文中路由协议性能分析是FMS应用及自组网优化的基础工作,其结果对FMS及智能制造通信系统设计具有普遍借鉴意义。     

基于MAS的智能数控系统体系结构研究

作为智能制造的技术基础与核心控制单元,智能数控系统表现出信息感知、交互以及自主决策优化等特性。利用MAS进行智能数控系统体系结构设计,可以充分发挥Agent在学习推理以及智能决策等方面的优势,满足系统智能化需求。在分析智能数控加工流程的基础上,提出采用层次结构设计,按系统功能划分为人机交互、信息管理、几何设计、工艺规划、运动控制、逻辑控制以及故障诊断等模块。各模块间采用混合式结构进行通信。     

适用于集成制造模式的开放式数控系统研究

讨论了适用于集成制造模式的开放式数控系统的结构和功能,对数控系统中网络制造功能、智能制造功能、监控与诊断功能,可重构性及与基于状态监控的机械制造设备管理信息系统无缝联接等方面进行了研究,并提出了解决方案,同时对各个功能的实现方法进行了分析,建立了适用于集成制造模式的数控系统的功能模型,并对一些功能给出了实际应用模型,为实现该数控系统奠定了基础.     

一种基于PC的开放式数控系统的研究

提出并初步实现一种基于PC的分布式数控系统结构。数控系统各功能节点采用现场总线通信,主-从站之间采用同步报文的方式实现通信与同步。采用模块化设计和两级任务调度策略,保证系统具有良好的开放性、实时性和可重构。     

数控机床智能化的关键技术及应用研究

基于嵌入式技术、网络通信技术以及智能技术的最新成果,提出了嵌入式智能化、模块化、网络化数控系统,并对其整体架构、各智能模块的功能与作用以及所采用的总线技术进行了阐述。利用嵌入式技术来设计该系统,能够达到模块化、智能化、网络化的效果及有效地提升系统的性价比,且能充分利用系统的资源,方便扩展,具有重构架构,同时能很好地实现远程监控,对智能数控系统的研究具有一定的参考价值。     

全数字式数控总线应用层通用化设计

现场总线技术的迅速发展,引起了数控系统结构的改变。开发基于现场总线技术的全数字式数控系统是目前国际高档数控系统的发展趋势。为实现全数字式数控系统兼容多种现场总线,达到屏蔽各种现场总线差异的目的,在参考现场总线协议模型的基础上,建立了数控总线结构模型,设计了一个统一的应用层架构,分析了多种现场总线集成环境下能够兼容各种总线的技术需求,并对关键性技术提出了解决方案,提出了单位系概念。该设计屏蔽了各总线差异,向用户程序提供了统一的服务接口,具有很好的兼容性和扩展性。     

基于现场总线技术的VPPA焊接电源网络控制

使用MSP430单片机和端子式总线系统开发变极性等离子焊接电源的DeviceNet现场总线接口,以IGM机器人作为现场总线主站,制定机器人与变极性等离子焊接电源通信的上下行数据协议,成功实现IGM焊接机器人系统通过现场总线对变极性等离子焊接电源的控制。     

基于以太网的工业系统设备层实时通信系统研究

传统经典的PLC和现场总线技术已不适合工业自动化控制系统拓扑结构的分散化需求,基于以太网的工业系统设备层实时、可靠通信,是实现"一网到底"的最后目标.本文从分布式系统实时通信模型人手,分析跨网络、跨平台的工业测控系统的无缝通信问题,并利用自主开发的现场智能设备,研究解决设备层通信的实时性关键技术.该研究对于设备层的工业以太网实时通信系统设计具有参考意义.     

汽车微控制器系统的智能电源设计

论述了一种可用于象汽车这种具有强电源干扰环境的智能电源,它能够为微控制器系统提供干净稳定的电源.该智能电源具备很好的抗脉冲干扰特性,并且具备自主智能控制能力,能够对电源的各种情况进行智能诊断,同时自主做出决策及控制.该智能电源还提供了微控制器系统接口,实现微控制器系统的关机复位等操作,并且设计了汽车上常用的LIN总线及CAN总线以便汽车中央控制系统能够对设备电源进行节能控制等操作.