現(xiàn)場總線NCUC-Bus的技術特點與應用情況

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

　　為加快中國高檔數(shù)控系統(tǒng)的技術研發(fā)進度，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(jīng)標準審查會審查之后，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、應用層規(guī)范和服務。

2.現(xiàn)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(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)，整個協(xié)議的處理都在FPGA中實現(xiàn)，并通過主從總線訪問控制方式實現(xiàn)各站點的有序通信。NCUC-Bus采用動態(tài)“飛讀飛寫”的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳和下載，實現(xiàn)了通信的實時性要求;通過延時側(cè)量和計算時間戳的方法，實現(xiàn)了通信的同步性要求;同時，采用重發(fā)和雙環(huán)路的數(shù)據(jù)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(shù)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(shù)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(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(shù)控領域，得到了廣泛的應用，在高檔數(shù)控機床、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(shù)控裝置人機交互軟件，還內(nèi)置了短信通訊模塊.可以用于遠程機床狀態(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(shù)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(shù)控成形磨床。

　　由數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)場總線技術聯(lián)盟共同開發(fā)的NCUC-Bu、現(xiàn)場總線，可以實現(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)的領先企業(yè)，其產(chǎn)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。