CN115576236A - 伺服驱动器的数据适配方法及装置、***、设备和介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及智能控制领域，且涉及一种伺服驱动器的数据适配方法及装置、***、设备和介质。该方法应用于控制器中的通讯适配模块，伺服驱动器通过通讯适配模块与控制器中的控制模块相连接；该方法包括：接收控制模块与伺服驱动器之间的交互数据；从伺服驱动器轴号与型号的映射表中获取伺服驱动器的型号；根据伺服驱动器的型号，将交互数据的格式转化为与数据接收方匹配的数据格式；将转化格式后的交互数据发送给数据接收方。本申请实施例可识别伺服驱动器的型号，适配控制器与伺服驱动器间的数据格式，可实现控制器与不同型号的伺服驱动器之间的通讯。更换伺服驱动器后无需更改控制器和通讯适配模块的软硬件，提升了***可维护性和可扩展性。

Description

伺服驱动器的数据适配方法及装置、***、设备和介质

技术领域

本发明涉及智能控制技术领域，尤其涉及伺服驱动器的数据适配方法及装置、***、设备和介质。

背景技术

在伺服***中，通常将控制器作为主站，伺服驱动器作为从站。主站向从站发送控制指令，并接收来自从站的伺服数据。在从站侧，伺服驱动器用于驱动伺服电机，从而可以控制机器设备完成预定动作或任务。例如，伺服驱动器可以驱动伺服电机，从而控制机器人完成预定动作。从站侧的伺服驱动器、电机以及机器人的整体可称为从站设备。

通常情况下，***只能识别到从站设备型号，不能识别从站设备上每台伺服驱动器的型号。当从站设备更换了新的伺服驱动器后，如果按照原方法对机器设备进行示教，有发生事故或者危险的可能性。另外，***中集成的不同的总线协议需要不同的硬件支持，导致硬件成本的增加，且可维护、可扩展性差。如果研发出新的通讯协议，硬件和软件均需要重新设计，增加开发成本。不同的伺服驱动器即使采用的总线协议相同，通讯时的数据格式也有可能不同，导致开发周期长，开发成本高。

发明内容

鉴于现有技术的以上问题，本申请实施例提供一种伺服驱动器的数据适配方法及装置、***、设备和介质，通过通讯适配模块可自动识别伺服驱动器的型号，并自动适配控制器与伺服驱动器间的数据格式，实现了控制器与不同型号的伺服驱动器之间进行通讯的目的。即使更换伺服驱动器的型号，控制器和通讯适配模块的软硬件也无需做任何更改，提升了***的可维护性和可扩展性。

达到上述目的，本申请第一方面提供了一种伺服驱动器的数据适配方法，所述方法应用于控制器中的通讯适配模块，所述伺服驱动器通过所述通讯适配模块与所述控制器中的控制模块相连接；所述方法包括：

接收所述控制模块与所述伺服驱动器之间的交互数据；所述交互数据包括所述控制模块发送给所述伺服驱动器的控制指令，或者所述伺服驱动器发送给所述控制模块的伺服数据；

查找预先生成的伺服驱动器轴号与型号的映射表，从所述映射表中获取所述伺服驱动器的型号；

根据所述伺服驱动器的型号，将所述交互数据的格式转化为与数据接收方匹配的数据格式；

将转化格式后的交互数据发送给所述数据接收方。

作为第一方面的一种可能的实现方式，预先生成所述映射表的步骤包括：

扫描与所述控制器所在的网络结构中的所有伺服驱动器，得到各个伺服驱动器的轴号和型号；

根据所述各个伺服驱动器的轴号和型号，生成所述伺服驱动器轴号与型号的映射表。

作为第一方面的一种可能的实现方式，预先生成所述映射表的步骤包括：

接收并存储设备描述文件；

根据所述设备描述文件，生成所述伺服驱动器轴号与型号的映射表。

作为第一方面的一种可能的实现方式，在生成所述映射表之后，所述方法还包括：

扫描与所述控制器所在的网络结构中的所有伺服驱动器，得到当前状态下的各个伺服驱动器的轴号和型号；

将所述当前状态下的各个伺服驱动器的轴号和型号与所述预先生成的映射表相比对；

在所述当前状态下的各个伺服驱动器轴号和型号与所述预先生成的映射表不相符的情况下，根据所述当前状态下的各个伺服驱动器轴号和型号更新所述映射表。

作为第一方面的一种可能的实现方式，所述方法还包括：

所述控制模块与所述通讯适配模块通过双端口内存接口进行数据交互。

作为第一方面的一种可能的实现方式，所述方法还包括：

对所述映射表进行监控；

在监控到所述映射表异常的情况下，将异常信息发送给所述控制模块。

本申请第二方面提供了一种控制***，包括伺服驱动器和控制器；所述控制器包括控制模块和通讯适配模块；

所述伺服驱动器用于驱动伺服电机；

所述控制模块通过所述通讯适配模块接收所述伺服驱动器发送的伺服数据，并通过所述通讯适配模块向所述伺服驱动器发送控制指令；

所述通讯适配模块用于执行上述第一方面任一项所述的数据适配方法，将所述控制模块与所述伺服驱动器之间的交互数据的格式转化为与数据接收方匹配的数据格式，并将转化格式后的交互数据发送给所述数据接收方。

本申请第三方面提供了一种伺服驱动器的数据适配装置，所述装置设置于控制器中的通讯适配模块，所述伺服驱动器通过所述通讯适配模块与所述控制器中的控制模块相连接；所述装置包括：

接收单元，用于接收所述控制模块与所述伺服驱动器之间的交互数据；所述交互数据包括所述控制模块发送给所述伺服驱动器的控制指令，或者所述伺服驱动器发送给所述控制模块的伺服数据；

查找单元，用于查找预先生成的伺服驱动器轴号与型号的映射表，从所述映射表中获取所述伺服驱动器的型号；

转化单元，用于根据所述伺服驱动器的型号，将所述交互数据的格式转化为与数据接收方匹配的数据格式；

发送单元，用于将转化格式后的交互数据发送给所述数据接收方。

作为第三方面的一种可能的实现方式，所述装置还包括生成单元，所述生成单元用于预先生成所述映射表，具体用于：

扫描与所述控制器所在的网络结构中的所有伺服驱动器，得到各个伺服驱动器的轴号和型号；

根据所述各个伺服驱动器的轴号和型号，生成所述伺服驱动器轴号与型号的映射表。

作为第三方面的一种可能的实现方式，所述装置还包括生成单元，所述生成单元用于预先生成所述映射表，具体用于：

接收并存储设备描述文件；

根据所述设备描述文件，生成所述伺服驱动器轴号与型号的映射表。

作为第三方面的一种可能的实现方式，所述装置还包括更新单元，所述更新单元用于在生成所述映射表之后更新所述映射表，具体用于：

扫描与所述控制器所在的网络结构中的所有伺服驱动器，得到当前状态下的各个伺服驱动器的轴号和型号；

将所述当前状态下的各个伺服驱动器的轴号和型号与所述预先生成的映射表相比对；

在所述当前状态下的各个伺服驱动器轴号和型号与所述预先生成的映射表不相符的情况下，根据所述当前状态下的各个伺服驱动器轴号和型号更新所述映射表。

作为第三方面的一种可能的实现方式，所述控制模块与所述通讯适配模块通过双端口内存接口进行数据交互。

作为第三方面的一种可能的实现方式，所述装置还包括监控单元，所述监控单元用于：

对所述映射表进行监控；

在监控到所述映射表异常的情况下，将异常信息发送给所述控制模块。

本申请第四方面提供了一种计算设备，包括：

通信接口；

至少一个处理器，其与所述通信接口连接；以及

至少一个存储器，其与所述处理器连接并存储有程序指令，所述程序指令当被所述至少一个处理器执行时使得所述至少一个处理器执行上述第一方面任一所述的方法。

本申请第五方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令当被计算机执行时使得所述计算机执行上述第一方面任一所述的方法。

本发明的这些和其它方面在以下(多个)实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

以下参照附图来进一步说明本发明的各个特征和各个特征之间的联系。附图均为示例性的，一些特征并不以实际比例示出，并且一些附图中可能省略了本申请所涉及领域的惯常的且对于本申请非必要的特征，或是额外示出了对于本申请非必要的特征，附图所示的各个特征的组合并不用以限制本申请。另外，在本说明书全文中，相同的附图标记所指代的内容也是相同的。具体的附图说明如下：

图1为现有技术的伺服***的控制器和伺服驱动器连接方式示意图；

图2为本申请实施例提供的伺服驱动器的数据适配方法的一实施例的示意图；

图3为本申请实施例提供的伺服驱动器的数据适配方法的一实施例的改进后的控制器和伺服驱动器连接方式示意图；

图4为本申请实施例提供的伺服驱动器的数据适配方法的一实施例的示意图；

图5为本申请实施例提供的伺服驱动器的数据适配方法的通讯适配模块的内部架构图；

图6为本申请实施例提供的伺服驱动器的数据适配方法的一实施例的通讯流程图；

图7为本申请实施例提供的伺服驱动器的数据适配装置的一实施例的示意图；

图8为本申请实施例提供的伺服驱动器的数据适配装置的一实施例的示意图；

图9为本申请实施例提供的计算设备的示意图。

具体实施方式

说明书和权利要求书中的词语“第一、第二、第三等”或模块A、模块B、模块C等类似用语，仅用于区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。

在以下的描述中，所涉及的表示步骤的标号，如S110、S120……等，并不表示一定会按此步骤执行，在允许的情况下可以互换前后步骤的顺序，或同时执行。

说明书和权利要求书中使用的术语“包括”不应解释为限制于其后列出的内容；它不排除其它的元件或步骤。因此，其应当诠释为指定所提到的所述特征、整体、步骤或部件的存在，但并不排除存在或添加一个或更多其它特征、整体、步骤或部件及其组群。因此，表述“包括装置A和B的设备”不应局限为仅由部件A和B组成的设备。

本说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意味着与该实施例结合描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书各处出现的用语“在一个实施例中”或“在实施例中”并不一定都指同一实施例，但可以指同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，能够以任何适当的方式组合各特定特征、结构或特性，如从本公开对本领域的普通技术人员显而易见的那样。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。如有不一致，以本说明书中所说明的含义或者根据本说明书中记载的内容得出的含义为准。另外，本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。为了准确地对本申请中的技术内容进行叙述，以及为了准确地理解本发明，在对具体实施方式进行说明之前先对本说明书中所使用的术语给出如下的解释说明或定义：

1)伺服***：伺服***是指利用某一部件(如控制杆)的作用能使***所处的状态到达或接近某一预定值，并能将所需状态(所需值)和实际状态加以比较，依照它们的差别(有时是这一差别的变化率)来调节控制部件的自动控制***。伺服***主要由三部分组成：控制器，功率驱动装置，反馈装置和电动机。控制器按照数控***的给定值和通过反馈装置检测的实际运行值的差，调节控制量；功率驱动装置作为***的主回路，一方面按控制量的大小将电网中的电能作用到电动机之上，调节电动机转矩的大小，另一方面按电动机的要求把恒压恒频的电网供电转换为电动机所需的交流电或直流电；电动机则按供电大小拖动机械运转。伺服***是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制***。它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制非常灵活方便。在很多情况下，伺服***专指被控制量(***的输出量)是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制***，其作用是使输出的机械位移(或转角)准确地跟踪输入的位移(或转角)，其结构组成和其他形式的反馈控制***没有原则上的区别。

2)伺服驱动器：是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服***的一部分，主要应用于高精度的定位***。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制，实现高精度的传动***定位。

下面先对现有的方法进行介绍，然后再对本申请的技术方案进行详细介绍。

图1为现有技术的伺服***的控制器和伺服驱动器连接方式示意图。在图1的示例中，伺服***包括控制器和伺服驱动器组。控制器和伺服驱动器组通过通讯总线相连接。伺服驱动器组中的伺服驱动器003、004、005、006，通过编码器电缆分别与伺服电机1、伺服电机2、伺服电机3、伺服电机n相连接。控制器包括控制模块001和通讯模块002。在伺服***中，通常将控制器作为主站，伺服驱动器作为从站。主站向从站发送控制指令，并接收来自从站的伺服数据。在从站侧，伺服驱动器用于驱动伺服电机，从而可以控制机器设备完成预定动作或任务。例如，伺服驱动器可以驱动伺服电机，从而控制机器人完成预定动作。从站侧的伺服驱动器、电机以及机器人的整体可称为从站设备。

现有技术的伺服***能够自动识别从站设备的型号并根据从站设备型号启动示教器内的与从站设备型号匹配的操控界面，从而针对预定动作对机器人进行示教。这个过程中无需操作人员判断机型、安装相对应的示教***。但是，***只能识别到从站设备型号，不能识别从站设备上每台伺服驱动器的型号。当从站设备更换了新的伺服驱动器后，如果按照原方法对机器设备进行示教，有发生事故或者危险的可能性。

另外，支持多种总线通讯协议的数控***，可实现只用一款控制器就能够与支持不同类型通讯协议的驱动器通讯的目的。能够支持多种总线通讯协议，当从其所支持的一种通讯协议切换到另一种通讯协议时，无需重新开发新的控制***。但是，***中集成的不同的总线协议需要不同的硬件支持，导致硬件成本的增加，且可维护、可扩展性差。如果研发出新的通讯协议，硬件和软件均需要重新设计，增加开发成本。同时，参见图1，控制器和通讯模块集成在一起，耦合性高。不同的伺服驱动器即使采用的总线协议相同，通讯时的数据格式却有可能不同。所以需要针对不同驱动器需要开发与之相对应的通讯模块，不同型号的从站设备或控制器的通讯模块不通用，导致开发周期长，开发成本高。

现有技术存在着以下的缺陷：不能识别从站设备上每台伺服驱动器的型号，当从站设备更换了新的伺服驱动器后，有发生事故或者危险的可能性，***安全性较差；***中集成的不同的总线协议需要不同的硬件支持，硬件成本的增加，且可维护、可扩展性差、开发成本高。同时，控制器和通讯模块集成在一起，耦合性高；需要针对不同伺服驱动器需要开发与之相对应的通讯模块，导致开发周期长，开发成本高。

基于上述现有技术所存在的技术问题，本申请提供了一种伺服驱动器的数据适配方法及装置、***、设备和介质，通过通讯适配模块可自动识别伺服驱动器的型号，并自动适配控制器与伺服驱动器间的数据格式，实现了控制器与不同型号的伺服驱动器之间进行通讯的目的。即使更换伺服驱动器的型号，控制器和通讯适配模块的软硬件也无需做任何更改，从而解决了现有技术中提到的安全性较差、可维护、可扩展性差、开发成本高的技术问题。另外，本申请实施例在控制器中，将通讯适配模块与控制模块单独设置，通讯适配模块与控制模块之间、通讯适配模块与伺服驱动器之间，均通过预定通道相互通信，降低了***中各个部件之间的耦合性，便于软硬件开发，从而解决了现有技术中提到的耦合性高、开发周期长，开发成本高的技术问题。

图2为本申请实施例提供的伺服驱动器的数据适配方法的一实施例的示意图。该方法应用于控制器中的通讯适配模块，所述伺服驱动器通过所述通讯适配模块与所述控制器中的控制模块相连接。如图2所示，该方法可以包括：

步骤S110，接收所述控制模块与所述伺服驱动器之间的交互数据；所述交互数据包括所述控制模块发送给所述伺服驱动器的控制指令，或者所述伺服驱动器发送给所述控制模块的伺服数据；

步骤S120，查找预先生成的伺服驱动器轴号与型号的映射表，从所述映射表中获取所述伺服驱动器的型号；

步骤S130，根据所述伺服驱动器的型号，将所述交互数据的格式转化为与数据接收方匹配的数据格式；

步骤S140，将转化格式后的交互数据发送给所述数据接收方。

图3为本申请实施例提供的伺服驱动器的数据适配方法的一实施例的改进后的控制器和伺服驱动器连接方式示意图。在图3的示例中，伺服***包括控制器和伺服驱动器组。控制器包括通讯适配模块009和控制模块007。伺服驱动器组中包括若干个伺服驱动器。伺服驱动器可简称为驱动器。伺服驱动器通过通讯适配模块与控制模块相连接。其中，控制模块的功能包括向伺服驱动器发送控制指令，并接收来自伺服驱动器的伺服数据；通讯适配模块的功能包括将控制模块与伺服驱动器之间的交互数据的格式转化为与数据接收方匹配的数据格式，并将转化格式后的交互数据发送给所述数据接收方。与现有技术不同的是，控制模块和通讯适配模块是单独设置的，没有集成在一起。控制模块和通讯适配模块通过通道1(008)进行交互通讯。通讯适配模块和伺服驱动器组通过通道2(010)进行交互通讯。伺服驱动器组中的伺服驱动器011、012、013、014，通过编码器电缆分别与伺服电机1、伺服电机2、伺服电机3、伺服电机n相连接。

在另一个实施例中，可将通讯适配模块从控制器中分离出来作为独立模块。伺服***包括控制器、通讯适配模块和伺服驱动器组。伺服驱动器通过通讯适配模块与控制器相连接。控制器的功能包括向伺服驱动器发送控制指令，并接收来自伺服驱动器的伺服数据；通讯适配模块的功能包括将控制器与伺服驱动器之间的交互数据的格式转化为与数据接收方匹配的数据格式，并将转化格式后的交互数据发送给数据接收方。在该实施例中，在步骤S110中接收控制器与伺服驱动器之间的交互数据；在步骤S120至步骤S140中，将与数据接收方格式匹配的交互数据发送给数据接收方。

参见图2和图3，在一个示例中，控制模块与所述伺服驱动器之间的交互数据可包括控制模块发送给伺服驱动器的控制指令。控制模块与伺服驱动器之间通过通讯适配模块进行交互通讯。控制模块将控制指令发送给通讯适配模块，通过通讯适配模块发送给伺服驱动器。在步骤S110中，通讯适配模块接收来自控制模块的发送给指定伺服驱动器的控制指令。在步骤S120中，通讯适配模块在预先生成的伺服驱动器轴号与型号的映射表中查找指定伺服驱动器，从映射表中获取指定伺服驱动器的型号。其中，驱动器轴号与型号的映射表中存储有控制器所在的网络结构中的所有伺服驱动器的轴号和型号的对应关系。不同型号的伺服驱动器可能采用不同的数据格式和通讯协议。在步骤S130中，根据指定伺服驱动器的型号，可获知该驱动器的采用的数据格式和通讯协议。根据该驱动器的采用的数据格式和通讯协议，将控制指令的格式转化为与指定伺服驱动器匹配的数据格式。在步骤S140中，将转化格式后的交互数据发送给指定伺服驱动器。

如前述，不同型号的伺服驱动器可能采用不同的数据格式。例如，对于总线型驱动器，在指示其驱动对象的控制指令中，需要指示其驱动对象运动的起点位置A和终点位置B；对于脉冲型驱动器，在指示其驱动对象的控制指令中，需要指示其驱动对象运动的在每个单位时间内运动的距离。其中，可以以毫秒作为指令中的单位时间。具体地，控制器向指定驱动器发送一条控制指令。该控制指令用于指示驱动器驱动伺服电机以控制机械手臂末端运动的规划路径。控制模块将该控制指令发送给通讯适配模块。通讯适配模块从映射表中获取指定伺服驱动器的型号。在一种情况下，如果该指定驱动器是总线型驱动器，则根据总线型驱动器所采用的数据格式，可将该控制指令内容转化为如下形式：指示驱动器驱动伺服电机以控制机械手臂末端在时间周期内从位置A运动到位置B。在另一种情况下，如果该指定驱动器是脉冲型驱动器，则根据脉冲型驱动器的采用的数据格式，可将该控制指令内容转化为如下形式：指示驱动器驱动伺服电机以控制机械手臂末端在第1个毫秒、第2个毫秒、…第n个毫秒运动的距离及方向，在n个毫秒内从位置A运动到位置B。

在另一个示例中，控制模块与所述伺服驱动器之间的交互数据可包括某个伺服驱动器发送给控制模块的伺服数据。该伺服驱动器首先将伺服数据发送给通讯适配模块，通过通讯适配模块发送给控制模块。在步骤S110中，通讯适配模块接收来自该伺服驱动器的发送给控制模块的伺服数据。在步骤S120中，通讯适配模块在预先生成的伺服驱动器轴号与型号的映射表中查找该伺服驱动器，从映射表中获取该伺服驱动器的型号。在步骤S130中，根据该伺服驱动器的型号，可获知该伺服驱动器的采用的数据格式和通讯协议。根据该伺服驱动器的采用的数据格式和通讯协议解析伺服数据，并将伺服数据的格式转化为与控制模块匹配的数据格式。在步骤S140中，将转化格式后的交互数据发送给控制模块。

例如，通讯适配模块从各个伺服驱动器读取伺服数据。读取的伺服数据首先被通讯适配模块接收。通讯适配模块查找映射表获知该伺服数据的数据格式和通讯协议。在一个示例中，伺服数据包括驱动对象的当前位置，则通讯适配模块将当前位置从数据包中提取出来发送给控制模块。上述过程是发送组包过程的逆过程。例如该数据是EtherCAT通讯协议格式的位置数据，则控制模块最终接收到的数据为：“p＝1，tp＝20000”，表示当前第一台电机的实际位置是20000。在整个发送接收过程中，控制模块只需要发送和接收其所关注的数据，而不需要关心数据交互的通义协议和交互的伺服型号。本申请实施例中，控制模块与伺服驱动器之间通过通讯适配模块进行交互通讯，降低了***中各个部件之间的耦合性，且提升了***可维护性和可扩展性。

综上，控制模块发送控制指令到通讯适配模块，通讯适配模块解析控制指令并生成与伺服驱动器相匹配的指令格式，发送到指定驱动器；通讯适配模块从各驱动器读取数据，并生成与控制模块匹配的数据格式，发送到控制器。通过以上交互方式可完成一个接收、发送数据的循环过程，实现了控制器自动识别驱动器型号，并与不同型号驱动器通讯的目的。

本申请实施例通过通讯适配模块可自动识别伺服驱动器的型号，并自动适配控制器与伺服驱动器间的数据格式，实现了控制器与不同型号的伺服驱动器之间进行通讯的目的。即使更换伺服驱动器的型号，控制器和通讯适配模块的软硬件也无需做任何更改，提升了***的可维护性和可扩展性。

在一种实施方式中，预先生成所述映射表的步骤包括：

扫描与所述控制器所在的网络结构中的所有伺服驱动器，得到各个伺服驱动器的轴号和型号；

根据所述各个伺服驱动器的轴号和型号，生成所述伺服驱动器轴号与型号的映射表。

以EtherCAT总线作为示例，EtherCAT总线上连接的设备的设备号可以按照连接顺序从0开始自动编号。驱动器编号也可以按连接顺序给驱动器设备自动从0开始编号。EtherCAT总线上连接的驱动器需要使用指令映射驱动器的轴号，映射完成之后可使用BASE指令选择驱动器轴号，发送脉冲控制驱动器所连的电机运行。

本申请实施例中，在控制器开机之后，通讯适配模块可自动扫描网络拓扑结构中的各个伺服驱动器，得到各个伺服驱动器的轴号和品牌、型号。根据各个伺服驱动器的轴号和品牌、型号的对应关系，并生成驱动器轴号与驱动器品牌、型号的映射表，即伺服驱动器轴号与型号的映射表，简称为映射表。

在一种实施方式中，预先生成所述映射表的步骤包括：

接收并存储设备描述文件；

根据所述设备描述文件，生成所述伺服驱动器轴号与型号的映射表。

在一个示例中，可使用PC端工具，向通讯适配模块中传输驱动器厂家提供的设备描述文件。通讯适配模块从设备描述文件中提取伺服驱动器的轴号和品牌、型号，并根据网络结构中各个伺服驱动器的轴号和品牌、型号的对应关系，生成驱动器轴号与驱动器品牌、型号的映射表。

图4为本申请实施例提供的伺服驱动器的数据适配方法的一实施例的示意图。如图4所示，在一种实施方式中，在生成所述映射表之后，所述方法还包括：

步骤S210，扫描与所述控制器所在的网络结构中的所有伺服驱动器，得到当前状态下的各个伺服驱动器的轴号和型号；

步骤S220，将所述当前状态下的各个伺服驱动器的轴号和型号与所述预先生成的映射表相比对；

步骤S230，在所述当前状态下的各个伺服驱动器轴号和型号与所述预先生成的映射表不相符的情况下，根据所述当前状态下的各个伺服驱动器轴号和型号更新所述映射表。

在生成映射表之后，由于***维护、维修等原因，可能需要更换网络结构中的伺服驱动器。更换后的伺服驱动器可能与原驱动器的型号不同，则原来生成的映射表的型号信息需要进行更新。本申请实施例中，可在每次***开机后，通讯适配模块自动扫描网络拓扑结构中的各个伺服驱动器的轴号和品牌、型号。然后将扫描得到的当前状态下的各个伺服驱动器的轴号和型号与所述预先生成的映射表相比对，以确认各个伺服驱动器的型号是否发生了变化。若当前状态下的各个伺服驱动器轴号和型号与预先生成的映射表不相符，则根据当前状态下的各个伺服驱动器轴号和型号对映射表进行更新。

在一种实施方式中，所述方法还包括：

所述控制模块与所述通讯适配模块通过双端口内存接口进行数据交互。

传统的单端口内存有一个主要的缺陷：数据只能在采集完成后才能进行处理、分析或保存。这带来的必然结果是只有已采集数据被处理完成后，才能再次采集新的数据。然而，许多应用需要对信号进行连续不间断地监测、需要设备一直连续不断的工作。相比之下，双端口内存(DPM，Dual Port Memory)是指同一个存储器具有两组相互独立的读写控制线路，由于进行并行的独立操作，因此双端口内存是一种高速工作的存储器。它提供了两个相互独立的端口，它们分别具有各自的地址线、数据线和控制线。使用双端口内存获取相同的信号，因为没有间歇，用户可以获取完整的数据。并且使用双端口内存能够带来两倍的内存带宽，从而对于那些与内存数据进行频繁交换的软件具有极大的益处。本申请实施例中控制模块与通讯适配模块通过双端口内存接口进行数据交互，可以缩短通讯延时、提升通讯效率，进一步提升***性能。

在一种实施方式中，所述方法还包括：

对所述映射表进行监控；

在监控到所述映射表异常的情况下，将异常信息发送给所述控制模块。

为了进一步提升***的可靠性，可对映射表以及***的软硬件进行监控。在监控到异常的情况下，可将异常信息发送给控制模块。例如，监控到的异常情况可能包括以下至少之一：通讯适配模块中存储的映射表丢失；映射表文件中未包含某型号的伺服驱动器，需要进行映射表更新；映射表文件未包含某种新型通讯协议，需要对协议转换逻辑进行更新；适配模块软硬件版本与控制器不适配。在一个示例中，异常信息的错误码可分为提示码和错误码两种类型。通讯适配模块和控制器间的错误码定义、错误信息含义可以为自定义格式。

图5为本申请实施例提供的伺服驱动器的数据适配方法的通讯适配模块的内部架构图。参见图3和图5，通讯适配模块内部架构如下：

1)通道1(图5中的标号015)：控制模块与通讯适配模块之间通过通道1进行通讯。在一个示例中，控制模块与通讯适配模块之间的通道1使用双端口内存接口进行通讯。控制模块与通讯适配模块间通讯的数据格式可以为自定义格式。

2)通道2(图5中的标号025)：通讯适配模块和驱动器之间通过通道2进行通讯。在一个示例中，通讯适配模块与驱动器之间的通讯协议可使用EtherCAT通讯协议。

3)控制模块可设置通讯适配模块的通讯周期。在一个示例中，通讯适配模块中的发送模块与驱动器间的通讯周期由控制模块设定的值决定，单位：ms，具体实施可设置周期为4ms；通讯适配模块中的接收模块与驱动器间的通讯周期，和发送模块与驱动器间的通讯周期相同，单位：ms，具体实施可设置周期为4ms。

4)使用PC端工具，向通讯适配模块中传输驱动器厂家提供的设备描述文件(图5中的标号020)。在一个示例中，通讯适配模块中存储驱动器设备描述文件的空间设置为5M字节，可存储约1024个设备描述文件。可使用PC(Personal Computer，个人计算机)端的FTP(File Transfer Protocol，文件传输协议)软件，将伺服驱动器的设备描述文件通过通道1导入到通讯适配模块。

5)通信协议栈模块(图5中的标号024)：通讯适配模块内部实现网络通信协议栈，用来实现与伺服驱动器的通讯协议。在一个示例中，发送模块和接收模块通过通讯协议栈模块将数据进行组包，并经网卡接收、发送数据。

6)下行数据缓冲区(图5中的标号016)：通讯适配模块设置下行数据缓冲区，缓存控制器发送的指令。在一个示例中，通讯适配模块中的下行数据缓冲区大小设置为2M字节。

7)驱动器扫描模块(图5中的标号023)：通讯适配模块开机自动扫描网络拓扑结构中的伺服驱动器品牌、型号。

8)映射表管理模块(图5中的标号022)：通讯适配模块根据存储的设备描述文件，生成轴号-驱动器品牌、型号映射表。具体过程可参见前文中关于预先生成所述映射表的步骤的相关描述，在此不再赘述。

9)匹配驱动器的指令生成模块(图5中的标号018)：通讯适配模块根据映射表，将控制器指令转换为与驱动器相匹配的指令格式。

10)发送模块(图5中的标号019)：通讯适配模块中的发送模块，将指令发送到指定的伺服驱动器。

11)上行数据缓冲区(图5中的标号026)：通讯适配模块中设置上行数据缓冲区，缓存伺服数据。在一个示例中，通讯适配模块中的上行数据缓冲区大小设置为2M字节。

12)接收模块(图5中的标号029)：通讯适配模块的接收模块从伺服驱动器中读取数据。

13)匹配控制器的数据生成模块(图5中的标号028)：通讯适配模块根据映射表，将读取到的伺服数据转换为与控制器匹配的数据格式。

14)数据组包模块(图5中的标号027)：通讯适配模块将转换后的数据发送到上行数据缓冲区。

15)异常监控模块(图5中的标号030)：通讯适配模块具有报警提示功能，在监控到异常情况时，给出警示信息。

参见图5的示例，下行数据通讯过程如下：

步骤A1：通道1(015)接收来自控制模块的控制指令，存储到下行数据缓冲区(016)中；

步骤A2：指令解析模块(017)对控制指令进行解析；

步骤A3：匹配驱动器的指令生成模块(018)从驱动器描述文件管理模块(021)和映射表管理模块(022)中获取驱动器的型号、采用的协议、数据格式等内容，将控制模块下发的控制指令转化成与驱动器匹配的控制指令；其中，可通过通道1(015)向驱动器描述文件管理模块(021)更新驱动器描述文件(020)；通过驱动器扫描模块(023)在开机时自动扫描网络拓扑结构中的伺服驱动器品牌、型号，生成映射表，保存到映射表管理模块(022)。

步骤A4：发送模块(019)通过通信协议栈模块(024)和通道2(025)，将与驱动器匹配的控制指令发送到指定的伺服驱动器。

参见图5的示例，上行数据通讯过程如下：

步骤B1：通道2(025)接收来自伺服驱动器的伺服数据，通过通信协议栈模块(024)进行协议转换，由接收模块(029)接收；

步骤B2：匹配控制器的数据生成模块(028)从驱动器描述文件管理模块(021)和映射表管理模块(022)中获取驱动器的型号、采用的协议、数据格式等内容，将读取的伺服数据转化成与控制器匹配的数据格式；其中，可通过通道1(015)向驱动器描述文件管理模块(021)更新驱动器描述文件(020)；通过驱动器扫描模块(023)在开机时自动扫描网络拓扑结构中的伺服驱动器品牌、型号，生成映射表，保存到映射表管理模块(022)。

步骤B3：数据组包模块(027)将格式转换后的伺服数据发送到上行数据缓冲区(026)；

步骤B4：通过通道1(015)将格式转换后的伺服数据发送到控制模块。

图6为本申请实施例提供的伺服驱动器的数据适配方法的一实施例的通讯流程图。如图6所示，***工作流程如下：

S001***上电。

S002通讯适配模块自动扫描伺服，获取驱动器的品牌、型号。

S003通讯适配模块生成轴号与驱动器品牌、型号的映射表。

S004控制模块向通讯适配模块发送控制指令。

S005通讯适配模块解析控制指令。

S006通讯适配模块生成与驱动器匹配的控制指令。

S007通讯适配模块中的发送模块将控制指令发送到协议栈模块。

S008协议栈模块将指令添加通讯控制信息后，通过通道2将数据发送到驱动器。

S009协议栈模块将从通道2接收的伺服数据，去掉通讯控制信息。

S010接收模块从协议栈中将伺服数据取出。

S011通讯适配模块生成与控制器匹配的伺服数据。

S012控制模块通过通道1接收伺服数据。

综上，本申请实施例中，通讯适配模块与驱动器间通讯的数据格式可根据驱动器品牌和型号的不同，自动进行动态调整。本申请实施例提供的伺服驱动器的数据适配方法具有以下有益效果：

1、降低从站设备维护、维修成本。参见图3，驱动器011～014可以为不同品牌、不同型号的驱动器组合。即使更换电机、驱动器的品牌或型号，控制模块和通讯模块软硬件无需做任何更改，使用人员也无需额外操作。

2、提高模块可复用性。通讯适配模块可应用在不同功能、不同型号的控制***中。

3、降低新产品开发成本。控制模块与通讯适配模块独立设置，开发过程只需关注控制器的其它功能模块的实现而不用关注通讯部分，可使产品快速迭代。

4、提高模块可维护性。对于后续出现的新型驱动器，只需将驱动器厂家提供的设备描述文件下载到通讯适配模块中即可，软硬件无需做任何更改。

5、提高从站设备设计的灵活性。不同品牌、型号的伺服可混合使用，充分发挥驱动器各自的优势。

6、降低研发风险。产品研发时不再受制于某一家供应商供货能力、自家工厂某一型号产品库存多少等因素影响。

7、提高安全性。能有效防止操作人员因忽略驱动器型号导致的操作安全问题。

本申请第二方面提供了一种控制***，包括伺服驱动器和控制器；所述控制器包括控制模块和通讯适配模块；

所述伺服驱动器用于驱动伺服电机；

所述控制模块通过所述通讯适配模块接收所述伺服驱动器发送的伺服数据，并通过所述通讯适配模块向所述伺服驱动器发送控制指令；

所述通讯适配模块用于执行上述任一项所述的伺服驱动器的数据适配方法，将所述控制模块与所述伺服驱动器之间的交互数据的格式转化为与数据接收方匹配的数据格式，并将转化格式后的交互数据发送给所述数据接收方。

本申请实施例提供的控制***的架构，可参见图3的伺服***中控制器和伺服驱动器连接方式示意图所示。参见图2至图6，关于该控制***的有益效果或解决的技术问题，可以参见上述伺服驱动器的数据适配方法中的描述，或者参见发明内容中的描述，此处不再一一赘述。

如图7所示，本申请还提供了相应的一种伺服驱动器的数据适配装置的实施例。该装置设置于控制器中的通讯适配模块，所述伺服驱动器通过所述通讯适配模块与所述控制器中的控制模块相连接。关于该装置的有益效果或解决的技术问题，可以参见与各装置分别对应的方法中的描述，或者参见发明内容中的描述，此处不再一一赘述。

在该伺服驱动器的数据适配装置的实施例中，该装置包括：

接收单元100，用于接收所述控制模块与所述伺服驱动器之间的交互数据；所述交互数据包括所述控制模块发送给所述伺服驱动器的控制指令，或者所述伺服驱动器发送给所述控制模块的伺服数据；

查找单元200，用于查找预先生成的伺服驱动器轴号与型号的映射表，从所述映射表中获取所述伺服驱动器的型号；

转化单元300，用于根据所述伺服驱动器的型号，将所述交互数据的格式转化为与数据接收方匹配的数据格式；

发送单元400，用于将转化格式后的交互数据发送给所述数据接收方。

如图8所示，在一种实施方式中，所述装置还包括生成单元500，所述生成单元500用于预先生成所述映射表，具体用于：

扫描与所述控制器所在的网络结构中的所有伺服驱动器，得到各个伺服驱动器的轴号和型号；

根据所述各个伺服驱动器的轴号和型号，生成所述伺服驱动器轴号与型号的映射表。

在一种实施方式中，所述装置还包括生成单元500，所述生成单元500用于预先生成所述映射表，具体用于：

接收并存储设备描述文件；

根据所述设备描述文件，生成所述伺服驱动器轴号与型号的映射表。

在一种实施方式中，所述装置还包括更新单元600，所述更新单元600用于在生成所述映射表之后更新所述映射表，具体用于：

扫描与所述控制器所在的网络结构中的所有伺服驱动器，得到当前状态下的各个伺服驱动器的轴号和型号；

将所述当前状态下的各个伺服驱动器的轴号和型号与所述预先生成的映射表相比对；

在所述当前状态下的各个伺服驱动器轴号和型号与所述预先生成的映射表不相符的情况下，根据所述当前状态下的各个伺服驱动器轴号和型号更新所述映射表。

在一种实施方式中，所述控制模块与所述通讯适配模块通过双端口内存接口进行数据交互。

在一种实施方式中，所述装置还包括监控单元700，所述监控单元700用于：

对所述映射表进行监控；

在监控到所述映射表异常的情况下，将异常信息发送给所述控制模块。

图9是本申请实施例提供的一种计算设备900的结构性示意性图。该计算设备900包括：处理器910、存储器920、通信接口930。

应理解，图9中所示的计算设备900中的通信接口930可以用于与其他设备之间进行通信。

其中，该处理器910可以与存储器920连接。该存储器920可以用于存储该程序代码和数据。因此，该存储器920可以是处理器910内部的存储单元，也可以是与处理器910独立的外部存储单元，还可以是包括处理器910内部的存储单元和与处理器910独立的外部存储单元的部件。

可选的，计算设备900还可以包括总线。其中，存储器920、通信接口930可以通过总线与处理器910连接。总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。

应理解，在本申请实施例中，该处理器910可以采用中央处理单元(centralprocessing unit，CPU)。该处理器还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(digitalsignal processor，DSP)、专用集成电路(Application specific integrated circuit，ASIC)、现成可编程门矩阵(field programmable gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。或者该处理器910采用一个或多个集成电路，用于执行相关程序，以实现本申请实施例所提供的技术方案。

该存储器920可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器910提供指令和数据。处理器910的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，处理器910还可以存储设备类型的信息。

在计算设备900运行时，所述处理器910执行所述存储器920中的计算机执行指令执行上述方法的操作步骤。

应理解，根据本申请实施例的计算设备900可以对应于执行根据本申请各实施例的方法中的相应主体，并且计算设备900中的各个模块的上述和其它操作和/或功能分别为了实现本实施例各方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时用于执行一种多样化问题生成方法，该方法包括上述各个实施例所描述的方案中的至少之一。

本申请实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是，但不限于，电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括、但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明的构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，均属于本发明的保护范畴。

Claims (10)

1.一种伺服驱动器的数据适配方法，其特征在于，所述方法应用于控制器中的通讯适配模块，所述伺服驱动器通过所述通讯适配模块与所述控制器中的控制模块相连接；所述方法包括：

接收所述控制模块与所述伺服驱动器之间的交互数据；所述交互数据包括所述控制模块发送给所述伺服驱动器的控制指令，或者所述伺服驱动器发送给所述控制模块的伺服数据；

查找预先生成的伺服驱动器轴号与型号的映射表，从所述映射表中获取所述伺服驱动器的型号；

根据所述伺服驱动器的型号，将所述交互数据的格式转化为与数据接收方匹配的数据格式；

将转化格式后的交互数据发送给所述数据接收方。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预先生成所述映射表的步骤包括：

扫描与所述控制器所在的网络结构中的所有伺服驱动器，得到各个伺服驱动器的轴号和型号；

根据所述各个伺服驱动器的轴号和型号，生成所述伺服驱动器轴号与型号的映射表。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预先生成所述映射表的步骤包括：

接收并存储设备描述文件；

根据所述设备描述文件，生成所述伺服驱动器轴号与型号的映射表。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在生成所述映射表之后，所述方法还包括：

扫描与所述控制器所在的网络结构中的所有伺服驱动器，得到当前状态下的各个伺服驱动器的轴号和型号；

将所述当前状态下的各个伺服驱动器的轴号和型号与所述预先生成的映射表相比对；

在所述当前状态下的各个伺服驱动器轴号和型号与所述预先生成的映射表不相符的情况下，根据所述当前状态下的各个伺服驱动器轴号和型号更新所述映射表。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述控制模块与所述通讯适配模块通过双端口内存接口进行数据交互。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述映射表进行监控；

在监控到所述映射表异常的情况下，将异常信息发送给所述控制模块。

7.一种控制***，其特征在于，包括伺服驱动器和控制器；所述控制器包括控制模块和通讯适配模块；

所述伺服驱动器用于驱动伺服电机；

所述控制模块通过所述通讯适配模块接收所述伺服驱动器发送的伺服数据，并通过所述通讯适配模块向所述伺服驱动器发送控制指令；

所述通讯适配模块用于执行如权利要求1至6中任一项所述的数据适配方法，将所述控制模块与所述伺服驱动器之间的交互数据的格式转化为与数据接收方匹配的数据格式，并将转化格式后的交互数据发送给所述数据接收方。

8.一种伺服驱动器的数据适配装置，其特征在于，所述装置设置于控制器中的通讯适配模块，所述伺服驱动器通过所述通讯适配模块与所述控制器中的控制模块相连接；所述装置包括：

接收单元，用于接收所述控制模块与所述伺服驱动器之间的交互数据；所述交互数据包括所述控制模块发送给所述伺服驱动器的控制指令，或者所述伺服驱动器发送给所述控制模块的伺服数据；

查找单元，用于查找预先生成的伺服驱动器轴号与型号的映射表，从所述映射表中获取所述伺服驱动器的型号；

转化单元，用于根据所述伺服驱动器的型号，将所述交互数据的格式转化为与数据接收方匹配的数据格式；

发送单元，用于将转化格式后的交互数据发送给所述数据接收方。

9.一种计算设备，其特征在于，包括：

通信接口；

至少一个处理器，其与所述通信接口连接；以及

至少一个存储器，其与所述处理器连接并存储有程序指令，所述程序指令当被所述至少一个处理器执行时使得所述至少一个处理器执行权利要求1-6任一所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，其特征在于，所述程序指令当被计算机执行时使得所述计算机执行权利要求1-6任一所述的方法。

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