应用于数控系统中的数据采集分析器技术方案

本发明专利技术涉及一种应用于数控系统中的数据采集分析器，外壳上嵌设有数据采集接口和上位机接口，数据采集板上承载设置有中央控制模块、数据接收模块、数据传输模块、电源转换模块和电源监测模块，数据采集接口依次通过数据接收模块、中央控制模块、数据传输模块和上位机接口与外部监控设备连接，电源转换模块分别与上位机接口、中央控制模块、数据接收模块、数据传输模块和电源监测模块均连接，电源监测模块与中央控制模块连接。采用该种结构的应用于数控系统中的数据采集分析器，能实时采集控制器和底层设备间的交互数据，分析控制器和底层设备的运行状态，快速定位和解决系统运行问题，成本较低，灵活性高，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数控系统领域，特别涉及数控系统中控制器和底层硬件设备之间交互数据采集分析设备
，具体是指一种应用于数控系统中的数据采集分析器。
技术介绍
随着数控领域技术的发展和数控设备的广泛普及，数控系统应用到生产生活的各个领域，如何保证数控系统控制器在各种环境中稳定可靠的运行显得至关重要。通常情况下，系统中只有控制器和底层硬件在运行，两者之间通过串行数据总线相连，控制器往底层硬件发送运动指令，底层硬件返回自身的状态信息。当运行出现异常，例如底层硬件连接的机床的运行轨迹或端口属性和预期结果不符，则系统需要接入采集器进行错误诊断和分析。现有的数据采集分析设备不仅价格昂贵，灵活性也不高。因此迫切需要一种数据采集分析设备，其需要能够实时采集控制器和底层设备之间的交互数据，分析控制器和底层设备的运行状态，从而有利于快速定位和解决系统的运行问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够实时采集控制器和底层设备之间的交互数据、精确分析控制器和底层设备的运行状态、快速定位和解决系统的运行问题、结构简单、成本较低、灵活性高、工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛的应用于数控系统中的数据采集分析器。为了实现上述的目的，本专利技术的应用于数控系统中的数据采集分析器具有如下构成:该应用于数控系统中的数据采集分析器，包括外壳和设置于外壳中的数据采集板，其主要特点是，所述的外壳上嵌设有数据采集接口和上位机接口，所述的数据采集接口分别与数控系统中的控制器和底层硬件相连接，所述的数据采集板上承载设置有中央控制模块、数据接收模块、数据传输模块、电源转换模块和电源监测模块，所述的数据采集接口依次通过所述的数据接收模块、中央控制模块、数据传输模块和上位机接口与外部监控设备相连接，所述的电源转换模块分别与所述的上位机接口、中央控制模块、数据接收模块、数据传输模块和电源监测模块均相连接，所述的电源监测模块与所述的中央控制模块相连接。该应用于数控系统中的数据采集分析器中的数据采集接口为串行数据接口，所述的数据接收模块为串行数据接收模块。该应用于数控系统中的数据采集分析器中的上位机接口为USB接口，所述的数据传输模块为USB数据传输模块。该应用于数控系统中的数据采集分析器中的电源转换模块为直流电源转换模块。该应用于数控系统中的数据采集分析器中的中央控制模块为FPGA芯片。该应用于数控系统中的数据采集分析器中的数据采集接口中还设置有第一接口隔离保护模块。该应用于数控系统中的数据采集分析器中的第一接口隔离保护模块为防浪涌保护电路。该应用于数控系统中的数据采集分析器中的上位机接口中还设置有第二接口隔离保护模块。该应用于数控系统中的数据采集分析器中的第二接口隔离保护模块为防浪涌保护电路。该应用于数控系统中的数据采集分析器中的外壳上还嵌设有电源指示灯，所述的电源指示灯与所述的电源转换模块相连接。采用了该专利技术的应用于数控系统中的数据采集分析器，由于其将控制器和底层硬件之间的连接的串行数据线替换为专门的一分为二接头的串行线，连接完成后，当控制器往底层硬件发送指令时，采集器能实时接收到相同的指令，当底层硬件向控制器反馈状态信息时，采集器同样能接收到，从而可以实时采集控制器和底层设备之间的交互数据，分析控制器和底层设备的运行状态，快速定位和解决系统的运行问题，不仅结构简单，成本较低，而且灵活性高，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛。附图说明图1为本专利技术的应用于数控系统中的数据采集分析器内部结构示意图。图2为本专利技术的应用于数控系统中的数据采集分析器外部实际连接示意图。具体实施例方式为了能够更清楚地理解本专利技术的
技术实现思路
，特举以下实施例详细说明。请参阅图1和图2所示，该应用于数控系统中的数据采集分析器，包括外壳和设置于外壳中的数据采集板，其中，所述的外壳上嵌设有数据采集接口和上位机接口，所述的数据采集接口分别与数控系统中的控制器和底层硬件相连接，所述的数据采集板上承载设置有中央控制模块、数据接收模块、数据传输模块、电源转换模块和电源监测模块，所述的数据采集接口依次通过所述的数据接收模块、中央控制模块、数据传输模块和上位机接口与外部监控设备相连接，所述的电源转换模块分别与所述的上位机接口、中央控制模块、数据接收模块、数据传输模块和电源监测模块均相连接，所述的电源监测模块与所述的中央控制模块相连接。其中，所述的数据采集接口为串行数据接口，所述的数据接收模块为串行数据接收模块，所述的上位机接口为USB接口，所述的数据传输模块为USB数据传输模块，所述的电源转换模块为直流电源转换模块，所述的中央控制模块为FPGA芯片。同时，该应用于数控系统中的数据采集分析器中，所述的数据采集接口中还设置有第一接口隔离保护模块，所述的第一接口隔离保护模块为防浪涌保护电路；所述的上位机接口中还设置有第二接口隔离保护模块，该第二接口隔离保护模块为防浪涌保护电路。不仅如此，该应用于数控系统中的数据采集分析器中的外壳上还嵌设有电源指示灯，所述的电源指示灯与所述的电源转换模块相连接。在实际使用当中，本专利技术的数据采集分析器由外壳、数据采集板以及配套的软件组成。软件包括上位机的USB驱动和完成数据分析和交互功能的软件。这里只对外壳和硬件电路部分做详细说明。外壳上开有电源指示灯、串行接口和USB接口。数据采集板上包括DC-DC(直流-直流转换)电源转换模块、串行信号处理模块、USB数据传输模块、接口隔离保护模块、电源监测模块。(I)数据采集板上的核心控制芯片是一种可编程的FPGA (现场可编程逻辑门阵列)芯片，其通过程序控制硬件，实现串行数据的采集和转换，并和USB数据传输芯片通信，将数据通过USB协议传送到PC机上分析处理。FPGA芯片的优点是可以并行执行，一边采集一边发送。(2)采集器内包含一个USB数据传输芯片，用于将总线数据转换成USB包，并作为USB从设备和PC通信，双向传输数据。(3)采集器外壳上有一个电源指示灯，用于显示硬件的工作状态。在外壳的侧面两侧各开一个接口，一边为串行接口，采用一分为二的串行数据线连接数控系统的控制器和底层的端子板；另一边为USB接口，连接PC机。(4)采集器由USB线连接PC机供电，方便实用，可靠性好，简化了电源电路，增强了灵活性，并很好地解决了硬件系统的供电问题。(5)采集器内采用多个DC-DC模块，为核心的控制芯片提供3.3V和1.2V直流电压。(6)采集器的USB接口和串行接口都添加了防浪涌保护电路，能有效的保护采集器上的内部电路，防止因接口频繁热插拔造成的内部元器件损坏。(7)采集器包含一个电源检测芯片，当系统的供电电压过低时，电路板上的核心控制芯片将不工作。这样可以防止电压不稳造成控制芯片的误动作。请参阅图1所述，其是本专利技术在实际应用中的数据通路连接图。其中，将控制器和底层硬件之间的连接的串行数据线替换为专门的一分为二接头的串行线。连接完成后，数据通路的情况如图1所示。当控制器往底层硬件发送指令时，采集器能实时接收到相同的指令。当底层硬件向控制器反馈状态信息时，采集器同样能接收至IJ。图中实线表示控制器和底层硬件的双向通信路径。而虚线表示采集器接收通信的数据的路径，由图可见，该通路为单向的，即采集器只接收不发送。综上，采集器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于数控系统中的数据采集分析器，包括外壳和设置于外壳中的数据采集板，其特征在于，所述的外壳上嵌设有数据采集接口和上位机接口，所述的数据采集接口分别与数控系统中的控制器和底层硬件相连接，所述的数据采集板上承载设置有中央控制模块、数据接收模块、数据传输模块、电源转换模块和电源监测模块，所述的数据采集接口依次通过所述的数据接收模块、中央控制模块、数据传输模块和上位机接口与外部监控设备相连接，所述的电源转换模块分别与所述的上位机接口、中央控制模块、数据接收模块、数据传输模块和电源监测模块均相连接，所述的电源监测模块与所述的中央控制模块相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢皓，郭绪逢，王琴，郑之开，汤同奎，
申请(专利权)人：上海维宏电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：