[发明专利]数控系统实时同步网络控制器及通信控制方法

摘要

数控系统实时同步网络控制器及通信控制方法，属于通信控制装置及方法，目的在于将具有以太网接口的数控系统底层接入设备连接起来，实现强实时、强同步信息传输。本发明网络控制器，包括以太网交换机芯片、中央处理器和网络连接接口；本发明通信控制方法，包括系统初始化步骤和通信步骤，通信步骤重复下述通信周期：(1)发送同步报文；(2)发送跟随报文；(3)各从站依次发送上行报文；(4)将上行报文组包生成组合上行报文发给主站；(5)主站发送一般下行报文。本发明采用以太网通用芯片，通用性好；对于16轴数控系统，插补周期可以到0.5毫秒，同步误差小于1微秒。

主权项

1.一种数控系统实时同步网络控制器，包括以太网交换机芯片、中央处理器和网络连接接口，以太网交换机芯片与中央处理器通过介质无关接口相连，以太网交换机芯片通过网络连接接口连接接入设备，所述接入设备包含主站和所有从站，主站为数控系统内部控制器，从站为数控系统伺服驱动器、输入输出接口等执行装置和位置、速度测量等反馈装置，其中： (1)以太网交换机芯片包括n个物理层协议模块、n+1个介质访问控制层协议模块、交换引擎模块、以及介质无关接口，n为4～64；各物理层协议模块一端通过网络连接接口连接接入设备，另一端连接介质访问控制层协议模块，完成各接入设备网络连接接口物理层协议功能；各介质访问控制层协议模块与交换引擎模块双向连接，完成网络协议中数据链路层的介质访问控制层协议功能；交换引擎模块在接入端口检测到一个报文时，检查该报文的报文头，获取报文的目的地址，启动内部的动态查找表找到相应的输出接口，在输入与输出之间建立连接，把数据报文直通到相应的输出接口实现交换功能；如果目的地址为广播地址，则将接入端口和其它所有的输出接口相连；介质无关接口将中央处理器CPU与以太网交换机芯片相连；(2)中央处理器CPU包括定时器、存储器、实时时钟模块和介质无关接口；定时器包括周期定时器和发送定时器，周期定时器周期性产生时间中断信号，发送定时器按设定的时间值产生中断信号；存储器存储实时确定性通信调度控制程序、精确时钟同步程序和报文；实时时钟模块提供CPU的精确时钟；介质无关接口将中央处理器CPU与交换机芯片相连。