數(shù)控系統(tǒng)的邏輯控制與通信知識(編輯修改稿)
2025-01-20 01:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 4. 3 數(shù)控機床通信及接口 35 a) 光耦輸出 驅(qū)動與隔離 盡量避免 5V大電流直接驅(qū)動，盡量采樣光耦隔離。 Vcc +24V 0V 負載 鎖存器 特點： 響應(yīng)速度快，抗干擾性好，簡單，便宜。 可用于驅(qū)動小功率負載 如：指示燈、伺服電機的控制信號、小型繼電器等。 4. 3 數(shù)控機床通信及接口 36 b) 繼電器輸出驅(qū)動電路 機床 I/O接口 特點：有觸點類型，隔離性能好，觸點允許電流較大，交直流都適用。 可用于驅(qū)動較大功率負載，如：接觸器、電磁閥、燈泡等。 Vcc +24V 0V 鎖存器 ~220V 37 c) SSR輸出電路 固態(tài)繼電器內(nèi)部有光耦隔離，通過輸入信號電流控制輸出，電流范圍一般為： 20mA(因廠家而異 )。 In+ In Out Out Vcc SSR有直流和交流 2種型式，交流型有過零型和調(diào)相型之分 過零型交流 SSR控制波形 調(diào)相型交流 SSR控制波形 4. 3 數(shù)控機床通信及接口 38 SSR輸出的特點： 1. 無觸點輸出，沒有火花，壽命長。 2. 有一定的漏電流。 3. 直流 SSR的響應(yīng)延時較小，交流關(guān)斷延時較大。且延時時間不確定。 4. 耐壓要求較高，超過允許電壓會導(dǎo)致 SSR損壞。在驅(qū)動感性負載時，要注意增加 RC吸收回路，減小感應(yīng)電壓，保護SSR。 In+ In Out~ Out~ Vcc 4. 3 數(shù)控機床通信及接口 39 串行通信 ： 將數(shù)據(jù)按順序分解為一位（或幾位，一般不大于 4位）的序列，按順序傳送。 優(yōu)點：傳送線路簡單，成本低，傳送距離長 缺點：傳送速度比并行通信低，通信協(xié)議復(fù)雜。 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，傳送速度越來越快，應(yīng)用越來越廣泛。如 RS232C、 RS42 RS48 USB、 139 Profibus、SERCOS、各種網(wǎng)絡(luò)等。 1. 串行通訊的一般概念 串行數(shù)據(jù)通信及接口 4. 3 數(shù)控機床通信及接口 并行通信 : 數(shù)據(jù)的各位同時傳送。 優(yōu)點：傳送速度快 缺點：數(shù)據(jù)線多，成本較高，且由于并行數(shù)據(jù)傳輸線的耦合和共模干擾，傳輸距離短。 主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳送量很大的場合，如打印機，液晶屏等。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，并行通信的應(yīng)用在逐漸減少。 40 A B 單工通信 A B 雙工通信 半雙工通信 A B 主站 從站 1 從站 2 從站 N … 多機通信 點 點通信 4. 3 數(shù)控機床通信及接口 41 傳輸介質(zhì) 雙絞線 光纖 同軸電纜 4. 3 數(shù)控機床通信及接口 42 平衡和非平衡線路 非平衡線路（單端收發(fā)器） 平衡線路（差分收發(fā)器） 4. 3 數(shù)控機床通信及接口 43 異步串行通信 在異步通信中，沒有統(tǒng)一的時鐘信號，各設(shè)備使用自己的時鐘信號 ,各設(shè)備時鐘必須在 頻率 上保證一致（誤差允許范圍很?。總€傳送字節(jié)必須用其始位來同步時鐘，用 1~2個停止位來表示傳送字節(jié)的結(jié)束。由 起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和停止位 等 4 部分組成的串行數(shù)據(jù)稱為 字符幀 （ Character Frame） 也叫 數(shù)據(jù)幀 。 異步通信的優(yōu)點 是不需要傳送同步時鐘，字符幀長度不受限制，故設(shè)備簡單。 缺點 是字符幀中因包含起始位和停止位而降低了有效數(shù)據(jù)的傳輸速率。 D0 P D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 D3 … 起始位 空閑位 停止位 異步串行通信的字符幀格式 4. 3 數(shù)控機床通信及接口 44 起始位檢測 異步通信中，每秒鐘傳送二進制數(shù)碼的位數(shù)為 波特率 (Baud Rate),單位為 bps。異步串行通信的收發(fā)設(shè)備，必須使用相同的波特率。 異步通信設(shè)備，都具有自己的波特率時鐘發(fā)生器，其時 鐘頻率 一般為波特率的 16倍 ，在檢測到起始時位跳變時，接收方同步其接收時鐘，然后，間隔 24個時鐘，檢測第一個數(shù)據(jù)位，以后每間隔 16個時鐘檢測一位，直到停止位， 1幀數(shù)據(jù)結(jié)束。 用 起始位 同步接受時鐘，消除了時鐘誤差的累積，降低了對收發(fā)時鐘頻率的一致性要求，一般，時鐘誤差 3% 即可。 發(fā)送 時鐘 接收 時鐘 數(shù)據(jù) 讀取第 1個數(shù)據(jù)位 讀取第 2個數(shù)據(jù)位 4. 3 數(shù)控機床通信及接口 45 同步通信 在通信的設(shè)備中 ,采用相同的時鐘信號 ,這個時鐘信號可以由單獨的硬件線路來實現(xiàn)，如： I2C、 SPI、 LVDS、 EnDat等 。 同步時鐘還可以采樣復(fù)用方式，通過發(fā)送特定的同步位或字符來統(tǒng)一雙方時鐘，進而達到收發(fā)的同步。有三種同步串行鏈路層協(xié)議 :面向字符的同步協(xié)議、面向位的同步協(xié)議、面向字節(jié)計數(shù)的同步協(xié)議。 0 0 1 1 1 1 0 1 clk data 串行數(shù)據(jù)通信及接口 起始符 01111110 地址域 8/16位 控制域 8/16位 CRC 16位 結(jié)束符 01111110 數(shù)據(jù)域 K*8/16位 面向位的同步協(xié)議傳輸幀格式 若數(shù)據(jù)域中出現(xiàn)連續(xù) 5個 1時，自動插入一個 0 46 ? 數(shù)據(jù)通信 Data 寫信人 郵局 運輸部門 收信人 郵局 甲地 乙地 4. 3 數(shù)控機床通信及接口 47 應(yīng)用層 OSI = Open System Interconnedcion reference model 表示層 會話層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層 鏈路層 物理層 H7 data data 應(yīng)用層協(xié)議 表示層協(xié)議 會話層協(xié)議 傳輸層協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 鏈路層協(xié)議 物理層協(xié)議 data H7 H7 H6 H6 H5 data H7 H6 H5 H4 data H7 H6 H5 H4 H3 data H7 H6 H5 H4 H3 H2 T2 data H7 H6 H5 H4 H3 H2 T2 報文 (M) 報文 (M) 報文 (M) 報文 (M) 分組 (P) 幀 (F) 位流 串行數(shù)據(jù)通信及接口 2 OSI參考模型 48 ? 傳輸層 數(shù)據(jù)鏈路層 網(wǎng)絡(luò)層 物理層 會話層 表示層 應(yīng)用層
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