CN114003536A - 一种ncuc现场总线转安川m3总线协议的装置及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种NCUC现场总线转安川M3总线协议的装置及***，其中装置包括：NCUC现场总线接口、协议转换功能模块及安川M3总线接口；NCUC现场总线接口与NCUC总线从站设备双向通信；协议转换功能模块用于将NCUC总线数据帧转换成M3总线数据帧，并传输至安川M3总线接口；且还用于将M3总线数据帧转换成NCUC总线数据帧，并传输至NCUC现场总线接口；安川M3总线接口与外部的M3总线从设备双向通信。该方案主要应用在只支持NCUC协议的***中，不仅可以进行协议之间的转换，省去了对原产品进行改板设计，从而实现了在一种现场总线上连接不同总线协议从站设备，给数控***配套提供了更多可选择性，同时节约了成本，缩短产品测试周期。该装置体积小、便于安装，易于实现。
Description
技术领域
本发明属于NCUC现场总线转接的技术领域，特别是关于一种NCUC现场总线转安川M3总线协议的装置及***。
背景技术
NCUC现场总线协议是一种专门为机床数控***等包含运动控制的工业现场总线通信协议规范。NCUC现场总线协议采用的环形回路，以主设备(具备控制功能)为核心，通过NCUC总线访问从设备(不具备控制功能)展开的控制和数据处理的方式，实现NCUC数据帧传输。而M3现场总线协议基于以太网的物理层，M3现场总线采用的级联、星型网或者点对点的拓扑方式，实现M3数据帧传输。两种总线在物理层以及协议层均存在较大的差异，不能兼容。
客户现场在仅使用NCUC总线***时，工控机硬件未带有M3总线接口，不能直接使用M3协议的从站设备，而此时需要使用例如安川M3总线协议的伺服驱动器等从站设备，以提高对高精度、高响应等特性，通常这种情况的解决办法是对该产品工控机进行增加M3接口的主板改板设计，这样便增加了硬件成本和产品测试周期。
需要指出的是，公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种NCUC现场总线转安川M3总线协议的装置及***，其能够解决只支持NCUC总线协议的***不能直接使用M3总线协议的从站设备问题。
本发明通过了一种NCUC现场总线转安川M3总线协议的装置，包括：NCUC现场总线接口、协议转换功能模块及安川M3总线接口；
所述NCUC现场总线接口用于接收从NCUC总线主站设备或NCUC总线从站设备发出的NCUC总线数据帧，且还用于将NCUC总线数据帧返回至NCUC总线主站设备或NCUC总线从站设备；
所述协议转换功能模块用于将NCUC总线数据帧转换成M3总线数据帧，并传输至所述安川M3总线接口；且还用于将M3总线数据帧转换成NCUC总线数据帧，并传输至所述NCUC现场总线接口；
所述安川M3总线接口用于将M3总线数据帧发给M3总线从设备进行数据处理，且还用于接收M3总线从设备进行数据处理后的总线数据。
优选地，所述NCUC现场总线接口与各NCUC总线主站设备和/或NCUC总线从站设备之间采用环形网络回路连接。
优选地，所述NCUC现场总线接口采用1394连接器，所述NCUC现场总线接口的PHY芯片型号为TLK105。
优选地，所述协议转换功能模块采用FPGA芯片和JL101芯片作为主控器件，所述FPGA芯片用于将NCUC总线数据帧由转换成PCIE数据帧，再通过FPGA芯片的PCIE接口连接JL101芯片，以将PCIE数据帧转换成M3总线数据帧。
优选地，所述FPGA芯片采用带有PCIE接口的EP4CGX22芯片。
优选地，所述M3总线接口选用标准的RJ45接口。
优选地，所述M3总线RJ45接口的PHY芯片的型号为DP83849。
本发明还提供了一种NCUC现场总线转安川M3总线协议的***，包括NCUC总线主站设备、NCUC总线从站设备及M3总线从站设备，***还包括NCUC现场总线转安川M3总线协议的装置，所述NCUC总线主站设备与NCUC总线从站设备双向通信，所述NCUC总线从站设备与所述装置之间双向通信，所述装置与所述M3总线从站设备之间双向通信。
与现有技术相比，根据本发明的一种NCUC现场总线转安川M3总线协议的装置及***，其中装置包括包括：NCUC现场总线接口、协议转换功能模块及安川M3总线接口；
所述NCUC现场总线接口用于接收从NCUC总线主站设备或NCUC总线从站设备发出的NCUC总线数据帧，且还用于将NCUC总线数据帧返回至NCUC总线主站设备或NCUC总线从站设备；
所述协议转换功能模块用于将NCUC总线数据帧转换成M3总线数据帧，并传输至所述安川M3总线接口；且还用于将M3总线数据帧转换成NCUC总线数据帧，并传输至所述NCUC现场总线接口；
所述安川M3总线接口用于将M3总线数据帧发给M3总线从设备进行数据处理，且还用于接收M3总线从设备进行数据处理后的总线数据。
有益效果：
本发明提供了一种NCUC现场总线转安川M3总线协议的装置及***，其中装置包括：NCUC现场总线接口、协议转换功能模块及安川M3总线接口；NCUC现场总线接口用于接收从NCUC总线主站设备或NCUC总线从站设备发出的NCUC总线数据帧，且还用于将NCUC总线数据帧返回至NCUC总线主站设备或NCUC总线从站设备；协议转换功能模块用于将NCUC总线数据帧转换成M3总线数据帧，并传输至安川M3总线接口；且还用于将M3总线数据帧转换成NCUC总线数据帧，并传输至NCUC现场总线接口；安川M3总线接口用于将M3总线数据帧发给M3总线从设备进行数据处理，且还用于接收M3总线从设备进行数据处理后的总线数据。该方案主要应用在只支持NCUC协议的***中，不仅可以进行协议之间的转换，省去了对原产品进行改板设计，从而实现了在一种现场总线上连接不同总线协议从站设备，给数控***配套提供了更多可选择性，同时节约了成本，缩短产品测试周期。该装置体积小、便于安装，易于实现。
附图说明
图1是本发明NCUC现场总线转安川M3总线协议的装置的框图；
图2是本发明NCUC现场总线转安川M3总线协议的***的工作拓扑图；
图3是本发明NCUC现场总线转安川M3总线协议的装置的硬件方案图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1至图3所示，本发明实施例提供了一种NCUC现场总线转安川M3总线协议的装置，包括：NCUC现场总线接口、协议转换功能模块及安川M3总线接口；所述NCUC现场总线接口用于接收从NCUC总线主站设备或NCUC总线从站设备发出的NCUC总线数据帧，且还用于将NCUC总线数据帧返回至NCUC总线主站设备或NCUC总线从站设备；所述协议转换功能模块用于将NCUC总线数据帧转换成M3总线数据帧，并传输至所述安川M3总线接口；且还用于将M3总线数据帧转换成NCUC总线数据帧，并传输至所述NCUC现场总线接口；所述安川M3总线接口用于将M3总线数据帧发给M3总线从设备进行数据处理，且还用于接收M3总线从设备进行数据处理后的总线数据。
由此可知，如图2所示，NCUC现场总线接口为双向通信接口，对装置外部的NCUC总线主站设备或NCUC总线从站设备可以发送或接收NCUC总线数据帧。这里的NCUC总线主站设备具有OUT及IN两个端口，分别用来对外输出和接收数据。通过OUT端口输出至NCUC总线从站设备1，或者从NCUC总线从站设备2接收数据。NCUC总线从站设备1将数据传输至装置内，装置将数据传输至NCUC总线从站设备2内，如此形网络成循环。对装置内部，NCUC现场总线接口也为双向通信接口，用于接收或发送至协议转换功能模块的NCUC总线数据帧。其中，从站设备即从设备，如NCUC总线从站设备即NCUC总线从站设备。M3总线从设备即M3总线从站设备。具体地工作原理如下：
所述装置在连接M3总线从站设备时，可以等效为一个NCUC总线从站设备。NCUC总线数据帧由NCUC总线主站设备发出，经过其他NCUC总线从设备后，通过所述装置转换成M3总线数据帧，发给M3总线从设备进行数据处理后，再由所述装置转换成NCUC总线数据帧，返回NCUC总线数据帧环路。
该装置解决了只支持NCUC总线协议的***不能直接使用M3总线协议的从站设备问题。
优选的方案，所述NCUC现场总线接口与各NCUC总线主站设备和/或NCUC总线从站设备之间采用环形网络回路连接。环形网络回路连接安全可靠，且数据传输效率高。
优选的方案，所述NCUC现场总线接口采用1394连接器，所述NCUC现场总线接口的PHY芯片型号为TLK105。1394接口连接器全称为IEEE1394接口或Firewire火线接口。IEEE1394接口是苹果公司开发的串行标准。同USB一样，IEEE1394也支持外设热插拔，可为外设提供电源，省去了外设自带的电源，能连接多个不同设备，支持同步数据传输。
优选的方案，所述协议转换功能模块采用FPGA芯片和JL101芯片作为主控器件，进行NCUC总线数据帧与M3总线数据帧之间的转换，其中FPGA芯片选用ALTERA的带有PCIE接口的EP4CGX22芯片，将NCUC总线数据帧由FPGA芯片转换成PCIE数据帧，再由FPGA芯片通过PCIE接口连接JL101芯片，将PCIE数据帧转换成M3总线数据帧，然后通过JL101芯片连接PHY芯片DP83849，最后输出至安川M3总线接口。反之亦然。通过采用FPGA设计ASIC电路(专用集成电路),用户不需要投片生产,就能得到合用的芯片，实现了NCUC现场总线与安川M3总线之间的相互双向转换的功能。
优选的方案，所述M3总线接口选用标准RJ45接口，其中M3总线接口的PHY芯片选用TI品牌双通道的DP83849芯片。
在一个具体的实施场景中，如图3所示：
M3总线接口内的M3_RJ45接口与型号为DP83849的PHY芯片双向通信，型号为DP83849的PHY芯片又与协议转换功能模块的JL101芯片双向通信进行数据交换，JL101芯片与FPGA芯片即FPGA_EP4CGX22芯片双向通信。FPGA_EP4CGX22芯片与NCUC现场总线接口的TLK105芯片进行上下行数据双向通信。各芯片通过DC-DC模块的电源转换后进行供电。
如图2所示，本发明实施例还提供了一种NCUC现场总线转安川M3总线协议的***，包括NCUC总线主站设备、NCUC总线从站设备及M3总线从站设备，还包括NCUC现场总线转安川M3总线协议的装置，所述NCUC总线主站设备与NCUC总线从站设备双向通信，所述NCUC总线从站设备与所述装置之间双向通信，所述装置与所述M3总线从站设备之间双向通信。其中，NCUC现场总线转安川M3总线协议的装置的工作原理如前所述，在此不再赘述。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种NCUC现场总线转安川M3总线协议的装置及***，该装置可以进行NCUC数据帧和M3数据帧之间的转换，保证了M3总线协议的从设备接入到NCUC总线协议***的从设备环路中，解决了只支持NCUC总线协议的***不能直接使用M3总线协议的从站设备问题，从而避免了工控机需满足多种工业总线的硬件设计，降低了硬件成本，该装置体积小，便于安装。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (8)
1.一种NCUC现场总线转安川M3总线协议的装置，其特征在于，包括：NCUC现场总线接口、协议转换功能模块及安川M3总线接口；
所述NCUC现场总线接口用于接收从NCUC总线主站设备或NCUC总线从站设备发出的NCUC总线数据帧，且还用于将NCUC总线数据帧返回至NCUC总线主站设备或NCUC总线从站设备；
所述协议转换功能模块用于将NCUC总线数据帧转换成M3总线数据帧，并传输至所述安川M3总线接口；且还用于将M3总线数据帧转换成NCUC总线数据帧，并传输至所述NCUC现场总线接口；
所述安川M3总线接口用于将M3总线数据帧发给M3总线从设备进行数据处理，且还用于接收M3总线从设备进行数据处理后的总线数据。
2.如权利要求1所述的NCUC现场总线转安川M3总线协议的装置，其特征在于，所述NCUC现场总线接口与各NCUC总线主站设备和/或NCUC总线从站设备之间采用环形网络回路连接。
3.如权利要求1所述的NCUC现场总线转安川M3总线协议的装置，其特征在于，所述NCUC现场总线接口采用1394连接器，所述NCUC现场总线接口的PHY芯片型号为TLK105。
4.如权利要求1所述的NCUC现场总线转安川M3总线协议的装置，其特征在于，所述协议转换功能模块采用FPGA芯片和JL101芯片作为主控器件，所述FPGA芯片用于将NCUC总线数据帧由转换成PCIE数据帧，再通过FPGA芯片的PCIE接口连接JL101芯片，以将PCIE数据帧转换成M3总线数据帧。
5.如权利要求4所述的NCUC现场总线转安川M3总线协议的装置，其特征在于，所述FPGA芯片采用带有PCIE接口的EP4CGX22芯片。
6.如权利要求1所述的NCUC现场总线转安川M3总线协议的装置，其特征在于，所述M3总线接口选用标准的RJ45接口。
7.如权利要求6所述的NCUC现场总线转安川M3总线协议的装置，其特征在于，所述M3总线RJ45接口的PHY芯片的型号为DP83849。
8.一种NCUC现场总线转安川M3总线协议的***，包括NCUC总线主站设备、NCUC总线从站设备及M3总线从站设备，其特征在于，还包括如权利要求1至7任一项所述的NCUC现场总线转安川M3总线协议的装置，所述NCUC总线主站设备与NCUC总线从站设备双向通信，所述NCUC总线从站设备与所述装置之间双向通信，所述装置与所述M3总线从站设备之间双向通信。
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Legal Events
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant |