現(xiàn)場總線NCUC-Bus的技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用情況

1.現(xiàn)場總線NCUC-Bus技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展情況

　　為加快中國高檔數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)研發(fā)進(jìn)度，2008年2月，成立了由華中數(shù)控、大連光洋、沈陽高精、廣州數(shù)控、浙江中控組成的數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)場總線技術(shù)聯(lián)盟(NC Union of China Field Bus ) ,國家發(fā)改委副主任張國寶親自擔(dān)任領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)盟的領(lǐng)導(dǎo)小組組長。2010年至2012年間，聯(lián)盟召開多次重大會議，設(shè)立了NCUC-Bus協(xié)議規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)工作組，形成了協(xié)議的草案，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)審查會審查之后，最終確立了NCUC-Bus現(xiàn)場總線協(xié)議規(guī)范的總則、物理層、數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)范和服務(wù)、應(yīng)用層規(guī)范和服務(wù)。

2.現(xiàn)場總線NCUC-Bus的技術(shù)特點(diǎn)

　　如圖2所示，基于NCUC-Bus的總線式伺服及主軸驅(qū)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(shí)現(xiàn)基于NCUC-Bus協(xié)議的數(shù)據(jù)交互。用PHY + FPGA的硬件結(jié)構(gòu)，整個(gè)協(xié)議的處理都在FPGA中實(shí)現(xiàn)，并通過主從總線訪問控制方式實(shí)現(xiàn)各站點(diǎn)的有序通信。NCUC-Bus采用動態(tài)“飛讀飛寫”的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳和下載，實(shí)現(xiàn)了通信的實(shí)時(shí)性要求;通過延時(shí)側(cè)量和計(jì)算時(shí)間戳的方法，實(shí)現(xiàn)了通信的同步性要求;同時(shí)，采用重發(fā)和雙環(huán)路的數(shù)據(jù)冗余機(jī)制及CRC校驗(yàn)的差錯(cuò)檢測機(jī)制，保障了通信的可靠性要求。通過在一些高檔數(shù)控機(jī)床項(xiàng)目中的實(shí)施，取得了良好的應(yīng)用效果，驗(yàn)證了NCUC-Bus的有效性。

　　如圖1所示，基于NCUC-Bus的數(shù)控系統(tǒng)IPC單元，是屬于嵌人式工業(yè)計(jì)算機(jī)模塊，可以運(yùn)行LINUX, WINDOWS操作系統(tǒng)，它具備VGA, USB,RJ-45等PC機(jī)標(biāo)準(zhǔn)接口，可以用于數(shù)控裝置HMI、MLU及數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部職能模塊的控制。

3 現(xiàn)場總線NCUC-Bus技術(shù)的應(yīng)用情況

　　NCUC-Bus的強(qiáng)實(shí)時(shí)性、高同步性和高可靠性，使得其在自動化工業(yè)控制領(lǐng)域，尤其是數(shù)控領(lǐng)域，得到了廣泛的應(yīng)用，在高檔數(shù)控機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)IPC單元等硬件平臺如華中8型總線式數(shù)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(yīng)用。人機(jī)交互單元(HMI)提供人機(jī)交互界面，其中的IPC單元用以運(yùn)行數(shù)控裝置人機(jī)交互軟件，還內(nèi)置了短信通訊模塊.可以用于遠(yuǎn)程機(jī)床狀態(tài)監(jiān)控。數(shù)控系統(tǒng)作為主站，伺服驅(qū)動器、I0, PLC等作為從站，通過NCUC-Bus總線連接到IPC單元，與數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。華中8型數(shù)控系統(tǒng)在高檔數(shù)控機(jī)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(yīng)用于數(shù)控機(jī)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(jī)床QMK008精密拉刀數(shù)控成形磨床。

　　由數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)場總線技術(shù)聯(lián)盟共同開發(fā)的NCUC-Bu、現(xiàn)場總線，可以實(shí)現(xiàn)不同公司生產(chǎn)的總線產(chǎn)品互聯(lián)互通。

　　華中數(shù)控和廣州數(shù)控作為中國數(shù)控行業(yè)的領(lǐng)先企業(yè)，其產(chǎn)品的互聯(lián)互通，展示了NCUC-Bus總線標(biāo)準(zhǔn)的通用性和實(shí)用性，也預(yù)示著NCUC-Bus總線在中國市場的廣泛應(yīng)用。