数控同步现场总线与CAN总线网关的设计.pdf

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1、第2期组合机床与自动化加工技术NO．22012年2月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueFeb．2012文章编号：1001—2265(2012)02—0049—05数控同步现场总线与CAN总线网关的设计刘宝宝一，杨东升，刘荫忠，尹振宇(1．中国科学院研究生院，北京100049；2．中国科学院沈阳计算技术研究所，沈阳110168)摘要：众多总线标准的并存与不兼容制约了现场总线的发展与应用，使得各现场总线之间的互联成为当务之急。参考开放式数控系

2、统中有关现场总线的规范，设计了数控同步现场总线与CAN总线的通信网关，其主要包含数控同步现场总线模块、CAN总线模块和数据帧封装转换模块三部分。在对这两种现场总线深入研究的基础上，设计了带优先级的CAN数据帧的缓冲队列，提出了数控同步现场总线应用层封装CAN数据帧的方法．保障了数控同步现场总线与CAN总线之间速率和周期的协调。关键词：现场总线；开放式数控系统；数控同步现场总线；CAN总线；网关中图分类号：TH16；TG65文献标识码：ADesignaGatewayLinkingNumericalCont

3、rolSynchronousFieldbuswithCANBusLIUBao—bao’，YANGDoug—sheng，LIUYin—zhong，YINZhen—yu(1，GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China；2．ShenyangInstituteofComputingTechnology，ChineseAcademyofScience，Shenyang110168，China)Abstract：Thecoexis

4、tenceandincompatibilityofmanyfieldbusstandardsrestrictsthedevelopmentandapplicationoffieldbus，SOtheconnectivityofbusesbecomesmoreandmoreimportant．ReferencetospecificationsoffieldbusesonOpenNumericalControlsystem，agatewaylinkingNCSFwithCANbusisdesigned，wh

5、ichmainlyconsistsofthreeparts，NCSFmodule，CANbusmodule，themoduleofpacka—gingandconversingdataflames．OnthebasisofdeepstudyofNCSFandCANbus，apriorityqueueofCANdataflamesisdesigned，howtopackageCANdataflamesonNCSFapplicationlayerisproposed，thecoordinationofcyc

6、leandratebetweenNCSFandCANbusisprovided．Keywords：fieldbus；opennumericalcontrolsystem；NCSF；CAN；gateway扩展和升级。数控系统中的现场总线是数控装置、O引言执行装置和传感器件之间通信的系统。数控系统的现场总线控制系统在过去集散控制系统的基础开放性势必对现场总线开放性提出一定的要求。上顺应用户对控制系统提出的开放性的要求而诞数控同步现场总线(NumericalControlSynehro—生。开放的具有互操作性

7、的现场总线将网络现场的nousFieldbus，NCSF)是中国科学院沈阳计算技术研控制器及仪表设备互联，构成现场总线控制系统。究所总线实验室针对数控系统自主研发的现场总由于工业控制领域现场总线技术的竞争，形成了当线。为真正实现数控系统的可裁剪、可扩展和可升今众多总线标准并存的局面。这一局面限制了用户级，数控系统的现场总线需要兼容不同的总线产品。对总线产品的选择，同时也约束了总线技术的发展，CAN总线作为一种可靠的、功能完善的、成本合理的这也使得各现场总线之间的互联和互操作成为当务远程网络通信方式被广泛

8、应用于自动化控制领域，之急⋯。是国际上广泛应用的现场总线之一，其应用范围开放式数控系统在结构上具有互换性、伸缩性、遍及工业机器人和传感器等领域，有必要设计NCSF可操作性和可移植性，其能够方便灵活的进行裁剪、与CAN的互操作接口设备。设计NCSF和CAN总收稿日期：201l一07—04基金项目：“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项一开放式数控系统支撑技术创新平台建设(2011ZX04016—071)作者简介：刘宝宝(1983一)，