飞剪控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种飞剪控制器，该飞剪控制器包括：FPGA芯片、COM主板、第一COM连接器、第二COM连接器和多个SPI总线接口；其中，COM主板通过第一COM连接器和第二COM连接器与FPGA芯片连接；多个SPI总线接口分别与FPGA芯片连接，用于实现同步数据传输。本实用新型专利技术基于通用化COM模块技术，结合FPGA，提供了一种可以支持快速、模块化开发的飞剪控制器。

Flying shear controller

The utility model discloses a flying shear controller, which comprises a FPGA chip, a COM motherboard, a first COM connector, a second COM connector and multiple SPI bus interfaces, in which the COM motherboard is connected to the FPGA chip through the first COM connector and the second COM connector, and a plurality of SPI bus interfaces are connected to the FPGA chip respectively to realize synchronous data transmission. The utility model provides a flying shear controller which can support rapid and modular development based on the universal COM module technology and combined with the FPGA.

【技术实现步骤摘要】
飞剪控制器
本技术涉及工业控制领域，尤其涉及一种飞剪控制器。
技术介绍
本部分旨在为权利要求书中陈述的本技术实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。横向剪切运行中的轧件的剪切机叫做飞剪，是一种能快速切断铁板、钢管、纸卷的加工设备，是冶金轧钢行业、高速线材及螺纹钢定尺剪断机，是现代轧制棒材剪断中的产品，具有耗电少、投资成本低的特点。飞剪常用于轧钢，造纸等生产线上。在连轧钢坯车间或小型型钢车间里，它安放在轧制线的后部，将轧件切成定尺或仅切头切尾。在冷、热带钢车间的横剪机组、重剪机组、镀锌机组和镀锡机组里都配置有各种不同类型的飞剪，将带钢剪成定尺或裁成规定重量的钢卷。广泛采用飞剪有利于使轧钢生产迅速向高速化、连续化方向发展。因此，飞剪是轧钢生产发展的重要环节之一。飞剪控制器是飞剪设备运行的核心，该控制器的稳定、高速运行是保证生产线正常工作的基础，也是关系到生产线产能的重要、关键控制器，是每个轧钢厂最关注的核心设备。目前，现有技术主要采用如下两种类型飞剪控制器：第一种，采用高性能PLC作为飞剪控制器。通过配套的编程软件对控制器编程，开发和实现飞剪设备控制的各个功能。当产品发生改变或者飞剪设备需要增加功能时，这种方式无法满足客户定制化需求，使得该方案无法大面积推广和使用，只适用于固定生产节奏和生产规格的场合。第二种，采用单片机作为飞剪控制器。基于C语言或汇编语言等开发软件，来实现飞剪设备控制的各种需求。由于该方案需要从零开始，设计飞剪控制的硬件和软件，完全没有办法借鉴现有的技术和其他软件、硬件成果。这种方式对整体飞剪控制器的软件、硬件开发能力要求非常高。另外，由于飞剪控制器的应用场合要求严苛，完全自主开发的控制器能否通过长期稳定运行的考验，无法得到有效保障。开发人员从零开始开发，没有借鉴其他控制器的经验，会导致多次、反复开发和修改，极大增加了研发费用和研发时间。综上，为了满足飞剪设备的控制需求，急需一款开发简单且能够满足飞剪控制各种需求的飞剪控制器。
技术实现思路
本技术实施例提供一种飞剪控制器，用以解决现有的飞剪控制器难以满足定制化需求且开发成高的技术问题，该飞剪控制器包括：FPGA芯片、COM主板、第一COM连接器、第二COM连接器和多个SPI总线接口；其中，COM主板通过第一COM连接器和第二COM连接器与FPGA芯片连接；多个SPI总线接口分别与FPGA芯片连接，用于实现同步数据传输。本技术实施例中，基于通用化COM模块技术，结合FPGA设计，利用COM主板上COM连接器存在的大量信号，可以实现多种总线信号的扩展，通过扩展出的总线信号接入FPGA芯片，利用FPGA芯片扩展出多个SPI总线接口，实现多路同步数据传输。通过本技术实施例，提供了一种可以支持快速、模块化开发的飞剪控制器。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本技术实施例中提供的一种飞剪控制器示意图；图2为本技术实施例中提供的一种飞剪控制器电路板示意图；图3为本技术实施例中提供的一种PCI供电分配示意图；图4为本技术实施例中提供的一种隔离芯片示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本技术实施例做进一步详细说明。在此，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，但并不作为对本技术的限定。本技术实施例中提供了一种飞剪控制器。图1为本技术实施例中提供的一种飞剪控制器示意图，如图1所示，该飞剪控制器包括：FPGA芯片1、COM主板2、第一COM连接器3-1、第二COM连接器3-2和多个SPI总线接口4；其中，COM主板2通过第一COM连接器3-1和第二COM连接器3-2与FPGA芯片1连接；多个SPI总线接口4分别与FPGA芯片1连接，用于实现同步数据传输。需要说明的是，上述COM主板2、第一COM连接器3-1、第二COM连接器3-2构成一个COM模块，COM模块是基于COMExpress标准的小型计算模块，COMExpress标准定义了COM主板2的尺寸和COM主板2上连接器的类型。作为一种可选的实施方式，本技术实施例采用的是尺寸为95×125mm的COM主板，该COM主板上的第一COM连接器3-1、第二COM连接器3-2选用的是AB型连接器和CD型连接器。在COM主板的两个连接器(第一COM连接器3-1、第二COM连接器3-2)上，存在大量的重要信号(尤其是PCI总线信号)，AB型连接器和CD型连接器的PCI总线信号定义如表1和表2所示。表1AB型连接器上的PCI信号定义表2CD型连接器上的PCI信号定义本技术实施例中，基于通用化COM模块技术，结合FPGA设计，利用COM主板上COM连接器存在的大量信号，可以实现多种总线信号的扩展，通过扩展出的总线信号接入FPGA芯片，利用FPGA芯片扩展出多个SPI总线接口，实现多路同步数据传输。通过本技术实施例，可以实现快速、模块化的飞剪控制器开发。图2为本技术实施例中提供的一种飞剪控制器电路板示意图，如图2所示，COM主板2上的AB型连接器和CD型连接器通过扩展出的PCI总线信号直接接入FPGA芯片。具体信号有：AD[31:0]、C/BE[3:0]、PAR、FRAME#、IRDY#、TRDY、STOP#、IDSEL、DEVSEL#、PERR#、SERR#、CLK、RST#、INTA#、LOCK#。AD[31:0]是32位地址数据总线信号；C/BE[3:0]是复用命令与字节选通信号；PAR是奇偶校验信号；TDY#是PCI发送准备好信号；STOP#是请求停止信号；IDSEL是PCI从站被激活信号；DEVSEL#是目标设备准备好；PERR#是数据奇偶校验错误报告信号；SERR#系统错误报告信号；INTA#是中断信号；LOCK#是锁定信号。；其中FRAME#作为重要的PCI总线通信开始的信号，直接进入FPGA主控芯片，作为下降沿中断信号使用；IRDY#作为PCI主设备准备好的信号，一直是FPGA主控芯片监控的对象；CLK本身是PCI总线的时钟信号，FPGA主控芯片采用该信号作为自身芯片的外部时钟信号，使得计算机与本方案装置实现了时钟同步，不再会出现时钟错位、信号分析偏差的问题。RST#作为PCI总线的复位信号，同时也作为FPGA主控芯片的复位信号，保证了计算机与本方案装置的逻辑一致性。第一COM连接器3-1和第二COM连接器3-2与FPGA芯片通过PCI总线相连，实现其他信号的扩展、其他总线数据的透明转发功能。由图2可以看出，本技术实施例通过配置FPGA芯片内部管脚，扩展出多路SPI总线，实现了与飞剪控制器扩展板的双向高速数据通信。表3为利用FPGA芯片内部管脚扩展SPI总线的信号定义。表3FPGA芯片扩展SPI总线信号定义本技术实施例采用PCI总线为飞剪控制器供电，作为一种可选的实施方式，采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞剪控制器，其特征在于，包括：FPGA芯片(1)、COM主板(2)、第一COM连接器(3‑1)、第二COM连接器(3‑2)和多个SPI总线接口(4)；其中，所述COM主板(2)通过第一COM连接器(3‑1)和所述第二COM连接器(3‑2)与所述FPGA芯片(1)连接；所述多个SPI总线接口(4)分别与所述FPGA芯片(1)连接，用于实现同步数据传输。

【技术特征摘要】
1.一种飞剪控制器，其特征在于，包括：FPGA芯片(1)、COM主板(2)、第一COM连接器(3-1)、第二COM连接器(3-2)和多个SPI总线接口(4)；其中，所述COM主板(2)通过第一COM连接器(3-1)和所述第二COM连接器(3-2)与所述FPGA芯片(1)连接；所述多个SPI总线接口(4)分别与所述FPGA芯片(1)连接，用于实现同步数据传输。2.如权利要求1所述的飞剪控制器，其特征在于，所述飞剪控制器还包括：Profinet接口，与所述FPGA芯片(1)连接，用于实现Profinet网络通信。3.如权利要求2所述的飞剪控制器，其特征在于，所述Profinet接口采用RJ45物理接口。4.如权利要求1所述的飞剪控制器，其特征在于，所述飞剪控制器还包括：ProfibusDP接口(6)，与所述FPGA芯片(1)连接，用于实现Profibus网络通信。5.如权利要求1所述的飞剪控制器，其特征在于，所述飞剪控制器还包括：SATA硬盘接口(7)，通过第一COM连接器(3-1)或第二C...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东，吉年丰，毛伟，岳淳，
申请(专利权)人：中冶京诚工程技术有限公司，北京京诚瑞达电气工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11