一种基于CAN总线的数字横机网络控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于网络的数字横机生产工艺编制方法，属于机电一体化领域方法设计的范畴，方法主要描述了上位计算机与数字横机现场控制器之间构建的通信模式的实现，以及在CAN数据链路层规约之下上位计算机与数字横机现场控制器之间进行生产工艺数据和设备监控数据传送时的应用层协议。本发明专利技术的提出可以缩短基于CAN总线的数字横机网络化控制系统的设计与开发时间，降低这类网络控制系统的维护难度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于网络的数字横机生产エ艺編制方法，属于机电一体化领域方法设计的范畴。
技术介绍
在数字横机的网络化控制中，对横机集群的网络控制必须是实时且可靠，甚至在网络中部分网络节点出现故障时也能保证整个网络的运行不受影响。CAN总线是国际标准化的串行通信协议，它通过IS011898及IS011519进行了标准化，并被广泛地应用于エ业自动化。目前基于CAN总线标准构建的网络控制系统在纺织エ业中已有应用，但是还存在ー个根本性的问题上位计算机与数字横机现场控制器之间基于CAN总线数据链路层规约的关于生产エ艺数据和设备监控数据传送的应用层协议没有定义，各厂家传送的数据包标准不统一，这将导致了数字横机控制网络的设计与开发周期延长，也给与数字横机网络控制系统的技术维护带来困难。已有或正在申请的专利主要集中于解决全自动的电脑横机在生产中存在的问题。“电脑横机制造业的集成网络管理(申请号=201110067819.6)”解决的问题主要是借助计算机技术和网络技术实现对电脑横机制造企业的生产监控和人员管理；“基于以太网的电脑横机在线测控系统(申请号20100603705. 4)”则提出了一种基于以太网的电脑横机在线测控网络结构；专利技术专利“具有多输入操作模式的电脑横机人机交互装置(申请号200910100756. 2)”、技术“具有多路视觉的电脑横机交互装置(申请号200920124935. 5)”和专利技术专利“电脑横机控制系统(申请号20100614712. 4)”提出了关于电脑横机的一系列硬件接ロ的设计和实现方法；技术“电脑横机集群式控制系统(申请号201120017720. O)”则提出了ー种基于エ业网络的控制模式，但是其专利技术主要针对电脑横机，且并未详细提出网络中数据传送的具体规范。由此可见，已检索到的相关专利均不能解决如上所述提出的问题。在基于CAN总线的数字横机网络化控制系统中，对上位计算机与数字横机现场控制器之间传送的エ艺參数设置、设备监控数据设置进行规范化的设计，使控制网络中传送的数据包具有标准的格式，有利于缩短数字横机网络控制系统的设计与开发周期，降低数字横机网络控制系统的维护难度。目前，国内对于如何解决上述中提出的问题还是空白。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供一种基于CAN总线的数字横机网络控制的方法，可以使在基于CAN总线的数字横机控制网络中传送的生产エ艺数据、设备监控数据设置以标准的、统ー的格式进行传送，缩短数字横机网络控制系统的设计与开发周期，降低数字横机网络控制系统的维护难度。本专利技术采用的技术方案是利用CAN总线通信网络，上位计算机与数字横机现场控制器进行全双工数据通讯，共同构成ー个网络化控制系统，从而实现生产エ艺数据与设备监控数据的传送，完成对现场横机エ况的监控。上位计算机与横机控制器之间生产エ艺数据的通信方法为首先，上位计算机发送文件头帧作为连接请求，数字横机现场控制器响应此连接请求；然后，上位计算机发起数据帧的发送，所有数据帧发送完成后，上位计算机发送结束帧，数字横机现场控制器响应校验結果，校验结果正确，则完成一次生产エ艺数据的传送；校验结果不正确，则重复上述过程；若三次传送不正确，放弃本次生产エ艺数据传送，系统报错； 上位计算机与横机控制器之间设备监控数据的通信方法为首先，上位计算机发送查询/设定帧，数字横机现场控制器响应此连接请求；然后，上位计算机与数字横机现场控制器通过校对查询/设定帧与响应帧中的特定字节完成校验，校验结果正确，则完成此次设备监控数据的传送；校验结果不正确，则重复这个过程，若三次传送不正确，放弃本次设备监控数据传送，系统报错。在生产エ艺数据的传送中，采用累加和校验方式，把有效数据进行累加，上位计算机和数字横机现场控制器通过校对此校验字节，验证通信过程的正确性。所述的上位计算机与数字横机现场控制器进行全双工数据通信模式可以在任何ー种CAN总线的网络结构中实现。针对数字横机网络化控制系统，设计基于CAN总线数据链路层规约的专用生产エ艺数据传输应用层协议，把数字横机正常运行所需要的生产エ艺数据利用软件方法转换成为现场控制器能识别并依照执行的生产エ艺数据包，并且储存于现场控制器的存储器中，现场控制器通过解析生产エ艺数据包，可以获取控制数字横机工作的生产エ艺数据，同吋，现场控制器也可以向上位计算机传送其应答。生产エ艺数据包的格式依据本专利技术提出的生产エ艺数据传输应用层协议，本专利技术中规定了三种类型的生产エ艺数据帧，分别是文件头帧、数据帧、结束帧，利用这三种类型的帧，可以组成用于传送生产エ艺数据包。每种类型的生产エ艺数据帧由多个标准帧构成。针对数字横机网络化控制系统，设计基于CAN总线数据链路层规约的专用设备监控參数传输应用层协议；把数字横机正常运行所需要的设备工作參数编制成为现场控制器能识别并依照执行的设备监控数据包，该数据包储存于现场控制器的存储器中，现场控制器通过解析设备监控数据包，可以获取控制数字横机工作的设备控制參数，同吋，现场控制器也可以向上位计算机传送其设备状态參数。设备控制參数和设备状态參数都属于设备监控数据，设备监控数据包的格式依据本专利技术提出设备监控数据传输应用层协议。设备监控数据传输应用层协议中，本专利技术规定了设备监控数据包，由两个标准帧构成，本专利技术把这两个标准帧定义为上位计算机查询/设定请求帧和数字横机现场控制器响应帧。设备监控数据包涉及的设备监控操作有 a、系统忙查询； b、查询编码器换算參数和背光时间； C、查询加针反向制动时间； d、查询系统机头位置和开机时间； e、查询系统运行超时时间、加针停车时间； f、设定编码器參数、运行超时时间及背光时间；g、设定加针反向制动时间、加针停车时间； 本专利技术的有益效果使用本专利技术所提出的一种基于CAN总线的数字横机网络控制的方法后，对于数字横机网络控制系统的涉及有以下几个方面的改善 1、采用此方法可以使在基于CAN总线的数字横机控制网络中传送的生产エ艺数据、设备监控数据设置以标准的、统ー的格式进行传送； 2、缩短数字横机网络控制系统的设计与开发周期； 3、降低数字横机网络控制系统的维护难度。附图说明 图I是本专利技术CAN总线系统拓扑结构示意 图2是本专利技术上位计算机与数字横机现场控制器完成生产エ艺数据的通信过程时序示意 图3是本专利技术上位计算机与数字横机现场控制器完成设备监控数据的通信过程时序示意 图4是本专利技术中エ艺数据包结构示意 图5是本专利技术中“文件头”帧结构示意 图6是本专利技术中“数据”帧结构示意 图7是本专利技术中“结束”帧结构示意 图8是本专利技术中上位计算机执行“系统忙查询”时的查询/设定请求帧结构示意 图9是本专利技术中数字横机现场控制器对“系统忙查询”的响应帧结构示意 图10是本专利技术中上位计算机执行“查询编码器换算參数和背光时间”时的查询/设定请求巾贞结构示意 图11是本专利技术中数字横机现场控制器对“查询编码器换算參数和背光时间”的响应帧结构示意 图12是本专利技术中上位计算机执行“查询加针反向制动时间”时的查询/设定请求帧结构示意 图13是本专利技术中数字横机现场控制器对“查询加针反向制动时间”的响应帧结构示意 图14是本专利技术中上位计算机执行“查询系统机头位置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张果，王剑平，张云生，车国霖，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：