数控系统中的光纤串行通信new

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1、·控制与检测·组合机床与自动化加工技术文章编号:1001－2265(2010)12－0054－04*数控系统中的光纤串行通信关林君，裴海龙，王清阳(华南理工大学自动化科学与工程学院，广州510641)摘要:设计了数控系统底层的光纤串行通信协议，提出了一个网络化数控系统的有效途径，为解决传统数控系统中存在的不易拓展、可靠性不高等问题提供了参考方案。简单介绍了基于光纤通信的数［1］控系统底层硬件组成，以分层分模块的设计思想，重点阐述了基于VHDL硬件描述语言的串行通信协议实现过程。通过仿真和实际应用验证

2、了光纤串行通信的简便灵活、高速实时可靠性能。关键词:数控系统;光纤;串行通信协议;VHDL;仿真中图分类号:TN393文献标识码:ASerialCommunicationBasedonOpticalFiberinCNCSystemGUANLin-jun，PEIHai-long，WANGQing-yang(CollegeofAutomationScienceandEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510641，China)Abs

3、tract:A.serialcommunicationprotocolbasedonopticalfiberonthebottomoftheCNCsystemwasdesigned,whichbroughtforwardaneffectivewaytonetworktheCNCsystemandprovidedarefer-encemethodtosolvetheproblemofdifficultexpandabilityandnothighreliabilityofthetraditionalC

4、NCsystem.ThestructureoftheunderlyinghardwareoftheCNCsystembasedontheopticalfibercom-municationwasintroduced.Usinghierarchicalandmodulardesignmethod,theimplementationprocessoftheserialcommunicationprotocolbasedonVHDLwaselaborated.Throughsimulationandpra

5、cticalapplication,theflexibility,high-speedandreal-timeperformanceandhighreliabilitywasproved.Keywords:CNCsystem;opticalfiber;serialcommunicationprotocol;simulation0引言1基于光纤的串行通信数控系统特点数控系统的开放化是数控技术发展的一个重要方基于光纤的串行通信数控系统可以有效解决传向。这个开放性包括功能的可定制和底层设备通信总统数控系统

6、存在的上述问题。线接口的开放性。借助开放化数控系统概念平台，可首先，在功能方面，通过设立主站点控制器，借在功能及性能等方面全面提升数控系统的延展空间。助光纤通信将各从站被控单元逐个串接起来，从而传统的数控系统采用的是并行传输控制模式，这形成一个网络。站点之间由于可以通过光纤线路连种模式在目前一般的数控加工领域可行，但面对联动接，空间距离的延伸拓展非常容易。从站站点个数轴数不断增加、功能扩展不断增多、各轴空间距离的不理论上限为127个，这使得联动轴数也得到可观的断拓展等诸多更新的要求，这种传统的工作模

7、式就很扩充。通过在主从站点之间制定通信协议，后续扩难满足要求。此外，传统数控系统一般通过模拟信号展功能可在基本通信协议的基础上不断添加完善，线、脉冲信号线、RS232串行通信等方式来实现底层通非常灵活。信功能。这不仅效率低、而且可靠性差，成为阻碍数控其次，在性能方面，光纤通信是近年来发展十分系统性能提高的瓶颈。设计具有高速率、高实时性和迅速的新兴技术，拥有很多更具优势的特性，如:通［2］高可靠性的计算机实时网络数控系统，从而解决底信容量大、传输距离远;信号串扰小、保密性能好;抗层通信与控制问题，成为

8、必然趋势。电磁干扰、传输质量佳;光纤尺寸小、重量轻，便于敷收稿日期:2010－06－24*基金项目:国家自然科学基金项目(60574004);国家自然科学基金重点项目(60736024);教育部重大培育项目(708069)作者简介:关林君(1985—)，男，江西樟树人，华南理工大学自动化科学与工程学院硕士研究生，主要研究领域为嵌入式系统的研究与应用，(E－mail)lingkzc@163．com;裴海龙(1966—)，男，河南邓县人，华南理工大学自动化科学与工程学院教