數(shù)控工業(yè)以太網系統(tǒng)設計及驅動程序開發(fā).pdf

1、高檔數(shù)控機床作為重要的工業(yè)制造設備,需要實現(xiàn)高速高精加工功能,多通道、多軸聯(lián)動和復合加工功能。在數(shù)控系統(tǒng)和計算機之間建立高速實時數(shù)據(jù)傳輸通道是實現(xiàn)系統(tǒng)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(shù)控系統(tǒng)實時性與可靠性的要求。設計一個應用于數(shù)控系統(tǒng)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(shù)控系統(tǒng)控制程序提供用于控制總線和傳輸數(shù)據(jù)的應用程序接口(API),而實現(xiàn)上位機與數(shù)控系統(tǒng)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(xiàn)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(shù)控系統(tǒng)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(xié)議的分層結構及通信模型,特別是TCP/IP協(xié)議。根據(jù)系統(tǒng)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(tǒng)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(shù)控系統(tǒng)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(xié)議,通過RTX提供的API函數(shù)對以太網芯片的寄存器進行直接的操作來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。