數控工業(yè)以太網系統設計及驅動程序開發(fā).pdf

1、高檔數控機床作為重要的工業(yè)制造設備,需要實現高速高精加工功能,多通道、多軸聯動和復合加工功能。在數控系統和計算機之間建立高速實時數據傳輸通道是實現系統功能的重要保證。本文設計的目標是確保計算機與伺服單元的通訊能夠滿足數控系統實時性與可靠性的要求。設計一個應用于數控系統的工業(yè)以太網總線通信模塊,并為上位機開發(fā)工業(yè)以太網驅動程序,為數控系統控制程序提供用于控制總線和傳輸數據的應用程序接口(API),而實現上位機與數控系統的高速可靠通訊。為了

2、提高總線實時性,將使用RTX(Real-Time Extension)軟件提供與windows兼容的強實時環(huán)境。研究工業(yè)以太網通用驅動程序的實時化方案,給出了工業(yè)以太網實時API的實現方法,編寫符合標準的Windows驅動程序模型(WDM)的驅動程序,達到數控系統在通信方面的穩(wěn)定性高、實時性強的要求。本文主要研究了工業(yè)以太網標準,包括工業(yè)以太網體系結構、協議的分層結構及通信模型,特別是TCP/IP協議。根據系統要求,設計工業(yè)以太網通信模

3、塊。之后分別從原理、特性和實際應用等角度詳細分析了RTX實時環(huán)境。RTX作為Windows的子系統為那些具有強實時特性的Win32兼容的任務和線程提供了一種內核模式的可執(zhí)行環(huán)境。另外,文中對數控系統的工業(yè)以太網前端通信模塊作了詳細的闡述。采用PCI-以太網接口卡作為上位機接口,設計專門的工業(yè)以太網前端模塊作為伺服控制模塊的接口。隨后,本文重點研究了以太網協議,通過RTX提供的API函數對以太網芯片的寄存器進行直接的操作來實現數據的傳輸。