一种应用于喷气织机的Ether MAC总线系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种应用于喷气织机的Ether MAC总线系统，包括上位机与控制模块通信子系统，控制模块与引纬模块通信子系统；上位机与控制模块通信子系统包括上位机，与上位机连接的Ether MAC总线，与Ether MAC总线分别连接的伺服驱动通信单元、IO通信单元和主控通信单元；控制模块与引纬模块通信子系统包括Ether MAC EVD总线，与Ether MAC EVD总线连接的引纬通信单元，Ether MAC EVD总线与主控通信单元连接。实现织机各模块的分布控制，各模块之间通过网线级联，线路连接简单，通过网络总线实时同步，同时单个模块更换方便，利于安装和维修。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种织机上的现场总线，尤其是一种应用于喷气织机的EtherMAC总线系统。
技术介绍
工业以太网技术是传统商用以太网技术在工业控制领域的应用。由于现场总线标准多样性且通信速率受限，设备的智能化发展趋势使得数据传输量越来越大。同时由于以太网技术升级，通信速率达到100Mbps、1000Mbps，通信稳定性提高，工业以太网技术在全世界范围内得到快速发展。目前国内已经研究出多种工业以太网协议，按照通信层次可以划分为以下三种类型：以TCP/IP协议作为基础实现对通信实时性的要求；不采用TCP/IP协议而换用新的通信协议来实现通信调度；通过专有硬件的方式实现无冲突的通信。上位机需要专用网卡和硬实时操作系统，下位机需要专用芯片，不利于成本控制。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种应用于喷气织机的EtherMAC总线系统，对控制系统进行模块化设计并利用两级EtherMAC总线对喷气织机运行进行控制。实现织机各控制单元的分布控制，各模块之间通过网线级联，线路连接简单，通过网络总线实现实时同步，同时单个模块更换方便，利于安装和维修。为实现上述目的，本技术采用下述技术方案：一种应用于喷气织机的EtherMAC总线系统，包括上位机与控制模块通信子系统，控制模块与引纬模块通信子系统；所述上位机与控制模块通信子系统包括上位机，与上位机连接的EtherMAC总线，与EtherMAC总线分别连接的伺服驱动通信单元、IO通信单元和主控通信单元；控制模块与引纬模块通信子系统包括EtherMACEVD总线，与EtherMACEVD总线连接的引纬通信单元，EtherMACEVD总线与主控通信单元连接。进一步地，伺服驱动通信单元包括基于EtherMAC总线的伺服驱动从站接口卡、第一网络变压器和第一以太网收发器，伺服驱动从站接卡口的输出端与第一网络变压器的输入端连接，第一网络输入端的输出端与第一以太网收发器的输入端连接，第一以太网收发器的输出端与伺服驱动控制模块的控制单元输入端连接；IO通信单元包括基于EtherMAC总线的IO从站接口卡、第二网络变压器和第二以太网收发器，IO从站接口卡的输出端与第二网络变压器的输入端连接，第二网络输入端的输出端与第二以太网收发器的输入端连接，第二以太网收发器的输出端与IO控制模块的控制单元输入端连接；主控通信单元包括基于EtherMAC总线的主控从站接口卡、第三网络变压器和第三以太网收发器，主控从站接口卡的输出端与第三网络变压器的输入端连接，第三网络输入端的输出端与第三以太网收发器的输入端连接，第三以太网收发器的输出端与主控模块的控制单元输入端连接。进一步地，引纬通信单元包括引纬从站接口卡、第四网络变压器、第四以太网收发器、第五网络变压器和第五以太网收发器，第四以太网收发器的输入端与主控模块的控制单元输出端连接，第四以太网收发器的输出端与第四网络变压器的输入端连接，第四网络变压器的输出端与引纬从站接口卡的输入端连接；引纬从站接口卡的输出端与第五网络变压器的输入端连接，第五网络输入端的输出端与第五以太网收发器的输入端连接，第五以太网收发器的输出端与电磁阀控制模块的控制单元输入端连接。本技术的有益效果是，本技术可以适应更高喷气织机主轴转速，满足通过对比网络化、智能化发展需要的控制系统结构。控制系统运用基于FPGA的EtherMAC工业以太网进行设计，对控制系统进行模块化设计并利用两级EtherMAC总线对喷气织机运行进行控制。对于上位机下发的数据，进行简单的信号处理，就能够被系统的FPGA芯片所处理，无需专用芯片及硬实时操作系统。首次将EtherMAC总线用于织机织造行业，基于FPGA芯片实现新型以太网快速通讯；本系统EtherMAC技术提出从节点实时同步机制，保证主节点的网络标准化，无需硬实时操作系统支持，可获得高性能实时同步，在喷气织机项目开发中，利用该同步技术，实现织机各控制单元的分布控制，各模块之间通过网线级联，线路连接简单，传感器信号采集、主轴运动控制、多臂机构控制、电磁阀的控制都分属于不同模块，通过网络总线实现实时同步，同时单个模块更换方便，利于安装和维修。附图说明图1是本技术结构示意图；图2是本技术通讯原理图；其中，1、上位机，2、电机控制模块，3、IO通信单元，4、主控通信单元，5、引纬通信单元，6、送经伺服通信单元，7、卷取伺服通信单元。具体实施方式如图1所示，一种应用于喷气织机的EtherMAC总线系统，包括上位机与控制模块通信子系统，控制模块与引纬模块通信子系统；所述上位机与控制模块通信子系统包括上位机1，与上位机1连接的EtherMAC总线，与EtherMAC总线分别连接的送经伺服通信单元6、卷取伺服通信单元7、IO通信单元3和主控通信单元4；控制模块与引纬模块通信子系统包括EtherMACEVD总线，与EtherMACEVD总线连接的引纬通信单元5，EtherMACEVD总线与主控通信单元连接。如图2所示，伺服驱动通信单元包括基于EtherMAC总线的伺服驱动从站接口卡、第一网络变压器和第一以太网收发器，伺服驱动从站接卡口的输出端与第一网络变压器的输入端连接，第一网络输入端的输出端与第一以太网收发器的输入端连接，第一以太网收发器的输出端与伺服驱动控制模块的FPGA输入端连接。IO通信单元包括基于EtherMAC总线的16入16出IO从站接口卡、第二网络变压器和第二以太网收发器，16入16出IO从站接口卡的输出端与第二网络变压器的输入端连接，第二网络输入端的输出端与第二以太网收发器的输入端连接，第二以太网收发器的输出端与IO控制模块的FPGA输入端连接。主控通信单元包括基于EtherMAC总线的主控从站接口卡、第三网络变压器和第三以太网收发器，主控从站接口卡的输出端与第三网络变压器的输入端连接，第三网络输入端的输出端与第三以太网收发器的输入端连接，第三以太网收发器的输出端与主控模块的FPGA输入端连接。引纬通信单元包括引纬从站接口卡、第四网络变压器、第四以太网收发器、第五网络变压器和第五以太网收发器，第四以太网收发器的输入端与主控模块的FPGA输出端连接，第四以太网收发器的输出端与第四网络变压器的输入端连接，第四网络变压器的输出端与引纬从站接口卡的输入端连接；引纬从站接口卡的输出端与第五网络变压器的输入端连接，第五网络输入端的输出端与第五以太网收发器的输入端连接，第五以太网收发器的输出端与电磁阀控制模块的FPGA输入端连接。EtherMAC是山东大学控制技术研究中心自主研发的实时工业以太网。总线的实现借助于EtherMACIPCore(IntellectualPropertyCore)，相比其他实时工业以太网，上位机无需专有网卡和硬实时操作系统，通过下位机各个节点FPGA中的EtherMACIPCore满足控制系统对实时性的要求。EtherMAC总线的通信状态主要分为初始化、枚举、配置、周期运行、停止。初始化在从节点上电之后自动执行，为进入枚举状态做好准备。当接受到主节点的枚举数据包之后，总线上的节点通过枚举数据包获知自己节点位置，处于网络最末端的节点获知自己的节点号之后发起上传，将网络中各个节点的信息返回到上位机以完成整个枚举本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于喷气织机的Ether MAC总线系统，其特征在于，包括上位机与控制模块通信子系统，控制模块与引纬模块通信子系统；所述上位机与控制模块通信子系统包括上位机，与上位机连接的Ether MAC总线，与Ether MAC总线分别连接的伺服驱动通信单元、IO通信单元和主控通信单元；控制模块与引纬模块通信子系统包括Ether MAC EVD总线，与Ether MAC EVD总线连接的引纬通信单元，Ether MAC EVD总线与主控通信单元连接。

【技术特征摘要】
1.一种应用于喷气织机的EtherMAC总线系统，其特征在于，包括上位机与控制模块通信子系统，控制模块与引纬模块通信子系统；所述上位机与控制模块通信子系统包括上位机，与上位机连接的EtherMAC总线，与EtherMAC总线分别连接的伺服驱动通信单元、IO通信单元和主控通信单元；控制模块与引纬模块通信子系统包括EtherMACEVD总线，与EtherMACEVD总线连接的引纬通信单元，EtherMACEVD总线与主控通信单元连接。2.如权利要求1所述的一种应用于喷气织机的EtherMAC总线系统，其特征在于，伺服驱动通信单元包括基于EtherMAC总线的伺服驱动从站接口卡、第一网络变压器和第一以太网收发器，伺服驱动从站接卡口的输出端与第一网络变压器的输入端连接，第一网络输入端的输出端与第一以太网收发器的输入端连接，第一以太网收发器的输出端与伺服驱动控制模块的控制单元输入端连接；IO通信单元包括基于EtherMAC总线的IO从站接口卡、第二网络变压器和第二以太网收发器，IO从站接口卡的输出端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：李子军，彭国印，石怀海，
申请(专利权)人：山东日发纺织机械有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37