現場總線NCUC-Bus的技術特點與應用情況

1.現場總線NCUC-Bus技術在國內的發(fā)展情況

　　為加快中國高檔數控系統(tǒng)的技術研發(fā)進度，2008年2月，成立了由華中數控、大連光洋、沈陽高精、廣州數控、浙江中控組成的數控系統(tǒng)現場總線技術聯(lián)盟(NC Union of China Field Bus ) ,國家發(fā)改委副主任張國寶親自擔任領導聯(lián)盟的領導小組組長。2010年至2012年間，聯(lián)盟召開多次重大會議，設立了NCUC-Bus協(xié)議規(guī)范的標準工作組，形成了協(xié)議的草案，經標準審查會審查之后，最終確立了NCUC-Bus現場總線協(xié)議規(guī)范的總則、物理層、數據鏈路層規(guī)范和服務、應用層規(guī)范和服務。

2.現場總線NCUC-Bus的技術特點

　　如圖2所示，基于NCUC-Bus的總線式伺服及主軸驅動，采用統(tǒng)一的編碼器接口，支持BISS ,HIPERFACE, ENDAT2.1/2.2、多摩川等串行絕對值編碼器通訊傳輸協(xié)議。板卡上帶有光纖接口，可以通過光纖連接至總線上，實現基于NCUC-Bus協(xié)議的數據交互。用PHY + FPGA的硬件結構，整個協(xié)議的處理都在FPGA中實現，并通過主從總線訪問控制方式實現各站點的有序通信。NCUC-Bus采用動態(tài)“飛讀飛寫”的方式實現數據的上傳和下載，實現了通信的實時性要求;通過延時側量和計算時間戳的方法，實現了通信的同步性要求;同時，采用重發(fā)和雙環(huán)路的數據冗余機制及CRC校驗的差錯檢測機制，保障了通信的可靠性要求。通過在一些高檔數控機床項目中的實施，取得了良好的應用效果，驗證了NCUC-Bus的有效性。

　　如圖1所示，基于NCUC-Bus的數控系統(tǒng)IPC單元，是屬于嵌人式工業(yè)計算機模塊，可以運行LINUX, WINDOWS操作系統(tǒng)，它具備VGA, USB,RJ-45等PC機標準接口，可以用于數控裝置HMI、MLU及數控系統(tǒng)內部職能模塊的控制。

3 現場總線NCUC-Bus技術的應用情況

　　NCUC-Bus的強實時性、高同步性和高可靠性，使得其在自動化工業(yè)控制領域，尤其是數控領域，得到了廣泛的應用，在高檔數控機床、數控系統(tǒng)IPC單元等硬件平臺如華中8型總線式數控系統(tǒng)上，都取得了很好的效果。

　　華中8型是NCUC-Bus的典型應用。人機交互單元(HMI)提供人機交互界面，其中的IPC單元用以運行數控裝置人機交互軟件，還內置了短信通訊模塊.可以用于遠程機床狀態(tài)監(jiān)控。數控系統(tǒng)作為主站，伺服驅動器、I0, PLC等作為從站，通過NCUC-Bus總線連接到IPC單元，與數控系統(tǒng)實現數據交互。華中8型數控系統(tǒng)在高檔數控機床(龍門、五軸加工中心等)上的配置如圖3所示。

　　NCUC-Bus也廣泛應用于數控機床之中，并取得了較好的效果。圖4分別是寶雞忠誠CK7516精密車床和秦川機床QMK008精密拉刀數控成形磨床。

　　由數控系統(tǒng)現場總線技術聯(lián)盟共同開發(fā)的NCUC-Bu、現場總線，可以實現不同公司生產的總線產品互聯(lián)互通。

　　華中數控和廣州數控作為中國數控行業(yè)的領先企業(yè)，其產品的互聯(lián)互通，展示了NCUC-Bus總線標準的通用性和實用性，也預示著NCUC-Bus總線在中國市場的廣泛應用。