[發明專利]SSB-III總線伺服模擬器及其控制方法

有效

• 申請號: 201210453527.0
• 申請日: 2012-11-13
• 公開（公告）號: CN103809581A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 王喆;李博;王超;何方;李鎖;陶耀東
• 申請（專利權）人: 沈陽高精數控技術有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

技術領域

本發明涉及數控機床領域的一種可以模擬伺服設備運行狀態的裝置和方法，具體地說是一種SSB-III總線伺服模擬器及其控制方法。

背景技術

隨著工業現場環境和對象本身日益龐雜，數控系統已從簡單的運動軌跡控制器轉變成貫穿數字化制造全過程的系統級平臺。為了滿足工業領域的現實需要，以基于以太網的為代表的現場總線技術已經進入了成熟階段。

總線傳輸的是高速數字量信號，傳統測試方法是通過連接伺服電機進行測試，在大規模成批測試的情況下，由于成本的因素，只能提供有限數量的測試伺服和電機，所以往往造成測試不充分或者測試時間變長。由于采用伺服和電機進行測試供電系統采用380伏高壓供電，對于測試而言布線比較困難，而且高壓電對測試人員的安全也造成威脅。

發明內容

針對現有校驗和優化方法的不足之處，本發明要提供一種為解決數控裝置大規模測試提供可靠測試手段的測試設備和方法。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：一種SSB-III總線伺服模擬器，包括

通信接口卡，通過SSB-III總線連接數控系統，接收數控系統發出的命令幀，對接收到的命令幀位流數據按照通信幀協議打成數據包，將要發送的響應幀發送給數控系統；通過PCI總線底板與工業CPU板卡進行數據交互；

工業CPU板卡，讀取通信接口卡中的命令幀數據包，按照數據包中的命令模擬伺服運動狀態，生成響應幀并將其傳送給通信接口卡；

顯示屏，與工業CPU板卡連接，用于顯示伺服模擬器的運行狀態，組態伺服模擬器運行時的參數。

所述通信接口卡包括以太網接口電路、FPGA電路、PCI接口電路，其中以太網接口電路在通信接口卡外部與數控系統連接，在通信接口卡內部與FPGA電路連接，FPGA電路又與PCI接口電路連接。

所述FPGA電路內部設有SOPC平臺，所述SOPC平臺包括主機接口模塊，NIOS處理器模塊，總線協議處理模塊，看門狗模塊，調試監控模塊，AVALON總線控制器模塊和時鐘管理單元，其中主機接口模塊、看門狗模塊、調試監控模塊、總線協議處理模塊通過共同連接AVALON總線控制器模塊，與NIOS處理器模塊的AVALON總線接口連接；

所述主機接口模塊提供了工業CPU板卡同NIOS處理器進行數據交互的數據緩沖區，使CPU板卡和NIOS處理器進行穩定的數據交互；

所述NIOS處理器通過響應總線協議處理模塊的中斷，實時處理總線協議處理模塊中的通信數據，同主機接口模塊交互數據；

所述總線協議處理模塊用于通信幀的中繼轉發，時間同步，錯誤校驗，通信幀收發數據。

通信接口卡接收數控系統發出的命令幀，把接收到的命令幀位流數據按照通信幀協議打成數據包，將要發送的響應幀發送給數控系統，并通過PCI總線底板發送到工業CPU板卡，將工業CPU板卡讀取的通信接口卡中的命令幀數據包，按照數據包中的命令模擬伺服運動狀態生成響應幀并將其傳送給通信接口卡，并將伺服模擬器的運行狀態、伺服模擬器的運行參數通過顯示屏顯示。

所述模擬伺服運動狀態通過調用界面參數傳遞函數，插補指令位置數據反饋函數，伺服使能命令反饋函數，同步命令反饋函數，傳感器命令反饋函數完成；

所述界面參數傳遞函數用于傳遞插補周期時間，加減速時間參數；

所述插補指令位置數據反饋函數用于根據界面的配置參數計算當前周期的實時速度值和位置值，并用于插補命令的數據反饋和顯示界面的實時顯示；

所述伺服命令使能反饋函數用于響應數控裝置的伺服使能命令；

所述傳感器命令反饋函數用于反饋傳感器狀態信息；

所述同步命令反饋函數用于同步反饋當前的伺服狀態和報警信息。

本發明具有以下有益效果及優點：

1.本發明的成本比較低，適合大規模的測試和應用；

2.本發明采用總線伺服模擬器，能夠方便的檢查出通信過程中數據幀的丟失情況，并能夠對通信可靠性提供量化測試；

3.本發明的供電電源為低壓設備，在大規模的測試過程中能夠保證測試人員的人身安全；

4.本發明可以作為系統開發過程中的調試手段和調試設備。

附圖說明

圖1為本發明的總體結構圖；

圖2為本發明的通信接口卡內部連接圖；

圖3為本發明的FPGA內部SOPC結構框圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明做進一步的詳細說明。