現場(chǎng)總線(xiàn)NCUC-Bus的技術(shù)特點(diǎn)與應用情況

1.現場(chǎng)總線(xiàn)NCUC-Bus技術(shù)在國內的發(fā)展情況

　　為加快中國高檔數控系統的技術(shù)研發(fā)進(jìn)度，2008年2月，成立了由華中數控、大連光洋、沈陽(yáng)高精、廣州數控、浙江中控組成的數控系統現場(chǎng)總線(xiàn)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任領(lǐng)導聯(lián)盟的領(lǐng)導小組組長(cháng)。2010年至2012年間，聯(lián)盟召開(kāi)多次重大會(huì )議，設立了NCUC-Bus協(xié)議規范的標準工作組，形成了協(xié)議的草案，經(jīng)標準審查會(huì )審查之后，最終確立了NCUC-Bus現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議規范的總則、物理層、數據鏈路層規范和服務(wù)、應用層規范和服務(wù)。

2.現場(chǎng)總線(xiàn)NCUC-Bus的技術(shù)特點(diǎn)

　　如圖2所示，基于NCUC-Bus的總線(xiàn)式伺服及主軸驅動(dòng)，采用統一的編碼器接口，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(guò)光纖連接至總線(xiàn)上，實(shí)現基于NCUC-Bus協(xié)議的數據交互。用PHY + FPGA的硬件結構，整個(gè)協(xié)議的處理都在FPGA中實(shí)現，并通過(guò)主從總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)控制方式實(shí)現各站點(diǎn)的有序通信。NCUC-Bus采用動(dòng)態(tài)“飛讀飛寫(xiě)”的方式實(shí)現數據的上傳和下載，實(shí)現了通信的實(shí)時(shí)性要求;通過(guò)延時(shí)側量和計算時(shí)間戳的方法，實(shí)現了通信的同步性要求;同時(shí)，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(guò)在一些高檔數控機床項目中的實(shí)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，它具備VGA, USB,RJ-45等PC機標準接口，可以用于數控裝置HMI、MLU及數控系統內部職能模塊的控制。

3 現場(chǎng)總線(xiàn)NCUC-Bus技術(shù)的應用情況

　　NCUC-Bus的強實(shí)時(shí)性、高同步性和高可靠性，使得其在自動(dòng)化工業(yè)控制領(lǐng)域，尤其是數控領(lǐng)域，得到了廣泛的應用，在高檔數控機床、數控系統IPC單元等硬件平臺如華中8型總線(xiàn)式數控系統上，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)監控。數控系統作為主站，伺服驅動(dòng)器、I0, PLC等作為從站，通過(guò)NCUC-Bus總線(xiàn)連接到IPC單元，與數控系統實(shí)現數據交互。華中8型數控系統在高檔數控機床(龍門(mén)、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(chē)床和秦川機床QMK008精密拉刀數控成形磨床。

　　由數控系統現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)聯(lián)盟共同開(kāi)發(fā)的NCUC-Bu、現場(chǎng)總線(xiàn)，可以實(shí)現不同公司生產(chǎn)的總線(xiàn)產(chǎn)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(lǐng)先企業(yè)，其產(chǎn)品的互聯(lián)互通，展示了NCUC-Bus總線(xiàn)標準的通用性和實(shí)用性，也預示著(zhù)NCUC-Bus總線(xiàn)在中國市場(chǎng)的廣泛應用。