數(shù)控工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā).pdf

1、高檔數(shù)控機(jī)床作為重要的工業(yè)制造設(shè)備,需要實(shí)現(xiàn)高速高精加工功能,多通道、多軸聯(lián)動(dòng)和復(fù)合加工功能。在數(shù)控系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)之間建立高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸通道是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的重要保證。本文設(shè)計(jì)的目標(biāo)是確保計(jì)算機(jī)與伺服單元的通訊能夠滿(mǎn)足數(shù)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)性與可靠性的要求。設(shè)計(jì)一個(gè)應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)的工業(yè)以太網(wǎng)總線(xiàn)通信模塊,并為上位機(jī)開(kāi)發(fā)工業(yè)以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)程序,為數(shù)控系統(tǒng)控制程序提供用于控制總線(xiàn)和傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序接口(API),而實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的高速可靠通訊。為了

2、提高總線(xiàn)實(shí)時(shí)性,將使用RTX(Real-Time Extension)軟件提供與windows兼容的強(qiáng)實(shí)時(shí)環(huán)境。研究工業(yè)以太網(wǎng)通用驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)時(shí)化方案,給出了工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)時(shí)API的實(shí)現(xiàn)方法,編寫(xiě)符合標(biāo)準(zhǔn)的Windows驅(qū)動(dòng)程序模型(WDM)的驅(qū)動(dòng)程序,達(dá)到數(shù)控系統(tǒng)在通信方面的穩(wěn)定性高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的要求。本文主要研究了工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),包括工業(yè)以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議的分層結(jié)構(gòu)及通信模型,特別是TCP/IP協(xié)議。根據(jù)系統(tǒng)要求,設(shè)計(jì)工業(yè)以太網(wǎng)通信模

3、塊。之后分別從原理、特性和實(shí)際應(yīng)用等角度詳細(xì)分析了RTX實(shí)時(shí)環(huán)境。RTX作為Windows的子系統(tǒng)為那些具有強(qiáng)實(shí)時(shí)特性的Win32兼容的任務(wù)和線(xiàn)程提供了一種內(nèi)核模式的可執(zhí)行環(huán)境。另外,文中對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的工業(yè)以太網(wǎng)前端通信模塊作了詳細(xì)的闡述。采用PCI-以太網(wǎng)接口卡作為上位機(jī)接口,設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的工業(yè)以太網(wǎng)前端模塊作為伺服控制模塊的接口。隨后,本文重點(diǎn)研究了以太網(wǎng)協(xié)議,通過(guò)RTX提供的API函數(shù)對(duì)以太網(wǎng)芯片的寄存器進(jìn)行直接的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。