CN105162671A - 任意主机的焊台控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种任意主机的焊台控制系统，包括CAN总线，所述CAN总线上连接至少一组执行单元，所述执行单元采用总线型拓扑结构连接，每组所述执行单元包括一个主机执行单元和若干个由主机执行单元控制的从机执行单元，所述主机执行单元和从机执行单元之间可以任意转换，且同一组的从机执行单元之间可以直接相互通信。采用该控制系统的任意主机的焊台控制方法。本发明提供的任意主机的焊台控制系统及其控制方法，使得任意焊台的控制系统可以在一根总线上进行通信，而且任意执行单元之间可以直接相互通信，提高了通信效率和组网效率；可以在一条总线上实现分组控制，互不干扰，易于操作，增强了通信系统的可靠性和通用性。

Description

任意主机的焊台控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别是涉及一种任意主机的焊台控制系统及其控制方法。

背景技术

电子产品生产线或者焊锡机的焊接工位的焊台都是独立进行工作的，当客户的产品变化或者生产工艺变更时，需要对每一个焊接工位进行工艺参数调整，当生产线的焊接工位比较多时，此参数调整方法效率低下，不易于操作。

目前，工业焊接系统都使用RS232或RS485作为通信介质进行设备通信，而且组网中必须有一个主设备，这个主设备通常为PC机，其余全部为从设备，而且整个通信组网中全部依赖于这个主设备来完成的。

在这种一主多从的通信系统中，主设备和多台从设备连接到同一RS232或RS485总线上，为了区别每一个从设备，必须给总线上的从设备唯一的地址码。通信过程中当主设备有消息需要发给从设备时，必须先对总线上的从设备进行叫号；此时总线上的从设备均处于等待状态，等待主设备叫号。当某一从设备的地址码和主设备的叫号地址码吻合时方能进行数据传输，否则继续处于等待状态。被叫从设备接收到主设备的完整信息后，根据事先定义好的协议来进行工作，如果有信息需要发送给主设备，则将信息发送至总线上提供给主设备。主设备就这样逐一对总线上的从设备循环通信。此种通信方式存在着以下缺陷：

(1)主设备采用扫描的方式来与从设备进行一对一得通信，通信效率较低，通信的时间会随着从设备的数量的增加而增长，从而导致排在队列末端的从设备在等待主机的响应时间会很长。

(2)通信组网中所有的从设备都必须依赖主设备，一旦主设备崩溃，则整个通信系统都会崩溃，组网效率低下。

(4)从设备必须设置唯一的地址编码，如果总线上的从设备地址码重合就会出现通信失败。

(5)从设备和从设备之间不能直接通信。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种任意主机的焊台控制系统及其控制方法，采用多主控制，在总线空闲时，所有单元都可以进行发送消息，通过内部的仲裁比较，提高了通信的效率。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种任意主机的焊台控制系统，包括CAN总线，所述CAN总线上连接至少一组执行单元，所述执行单元采用总线型拓扑结构连接，每组所述执行单元包括一个主机执行单元和若干个由主机执行单元控制的从机执行单元，所述主机执行单元和从机执行单元之间可以任意转换，且同一组的从机执行单元之间可以直接相互通信。CAN总线采用CAN2.0总线，此控制系统每组至少有两个执行单元，一个作为主机另一个作为从机，且主从关系可以任意调换；另外，每一个执行单元都可以作为主机来控制总线上的其他任意执行单元，总线上执行单元可以根据生产需要进行任意分组来控制，可以任意调换顺序，互不干扰，易于操作。执行单元采用总线型拓扑结构连接，连接形式简单、易于安装、成本低，增加和撤销网络设备都比较灵活。

进一步，所述执行单元具有ARM处理器。采用ARM处理器数据处理速度快。

进一步，还包括PC机，所述PC机与所述CAN总线连接。CAN总线可以和PC机连接实现统一控制。

采用上述任意主机的焊台控制系统的任意主机的焊台控制方法，包括ARM，所述ARM内部设有报文过滤器和接收邮箱FIFO，并包括以下步骤：

(1)根据生产的需求将与CAN总线连接的焊台控制系统的各个执行单元进行分组，每组至少两个执行单元，且将连接在总线上的同一组焊台控制系统的执行单元的地址编码统一设定为同一地址编码；

根据实际需求可以将总线上的执行单元进行任意分组来进行控制，且可以任意调换顺序，互不干扰。如果所有执行单元不进行分组，这种情况可以看成是分组只有一组。

(2)调整CAN总线上连接的某一执行单元的参数值，将连接在一起的同一分组的焊台控制系统的任意一个执行单元作为主机执行单元来控制总线上的同一分组的其他任意从机执行单元；

整个总线上的执行单元都是按照地址编码来进行分组的，每个分组都有一个主机，同组的执行单元之间可以通信；不同组的执行单元也可以将总线上一组作为一个整体来进行通信。

(3)发送报文数据

需要发送报文数据的主机或从机执行单元在发送报文数据前，要判断总线是否空闲，如果空闲则主机或从机执行单元可以请求发送报文数据至CAN总线上，并可以进行报文数据发送操作，报文数据发送完成后ARM中的发送邮箱空置，则发送结束；

报文数据均存储在ARM中的发送邮箱中。

多主控制，在CAN总线空闲时，所有主机或从机执行单元都可以进行发送消息，通过内部的仲裁比较，提高了通信的效率。

(4)接收报文数据

a.CAN总线上的主机或从机执行单元接收CAN总线上的报文数据信息，通过ARM内的报文过滤器过滤出CAN总线上相同地址编码的焊台控制系统的报文数据；

b.主机或从机执行单元判断ARM中的接收邮箱FIFO是否为空，如果为空则接收有效报文数据并存入接收邮箱FIFO；如果接收邮箱FIFO不为空，则等待处理接收邮箱FIFO中的报文数据，直至为空；报文数据接收完毕后邮箱地址加1，即FIFO挂号加1。

焊台控制系统中采用ARM内置的硬件报文过滤器，可以实现不同控制系统的设备在同一个CAN总线上进行通信。

(5)提取报文数据

接收邮箱FIFO不为空时，主机或从机执行单元的ARM处理器提取接收邮箱FIFO中的接收报文数据，接收邮箱FIFO中报文数据提取完成后接收邮箱FIFO地址减1，提取的接收报文数据通过软件滤波，将本主机或从机执行单元的地址编码和接收报文数据的地址编码进行比较，相同则进行处理接收报文数据，根据接收报文数据更改参数并保存，反之则不处理接收报文数据；

采用在程序中设置软件过滤器对报文数据进行软件滤波，用软件来识别有用信号和干扰信号，并滤除干扰信号。

(6)完成通讯。

进一步，步骤(3)中多个主机或从机执行单元同时进行发送报文数据时，焊台控制系统会根据数据ID的每个位进行逐位仲裁比较，仲裁比较以优先级的高低为依据，按照优先级顺序进行报文数据发送。优先级高的先进行数据发送，确保多个主机或从机执行单元同时进行发送报文数据时系统能够正确进行处理。

进一步，为了保证报文数据发送的准确性，步骤(3)中还包括步骤(3-1)，主机或从机执行单元发送报文数据时进行检测错误，正在发送报文数据的主机或从机执行单元一旦检测出错误，会强制结束当前的发送，强制结束发送的主机或从机执行单元会不断反复地重新发送此消息直到成功发送报文数据为止。

进一步，步骤(3)中所述主机或从机执行单元发送的报文数据帧包括七个段，分别为帧起始、仲裁段、控制段、数据段、CRC段、ACK段和帧结束。如表1所示，

表1

具体的，所述报文数据段包括八个字节，依次分别为地址编码、模式、报警标识、灰度、报警温度以及三个温度字节。如表2所示，

表2

进一步，为了提高报文数据接收和提取的效率，所述步骤(4)和步骤(5)同步并列进行操作。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种任意主机的焊台控制系统及其控制方法，使得任意焊台的控制系统可以在一根总线上进行通信，而且相同地址编码的执行单元之间可以直接相互通信，提高了通信效率和组网效率；可以在一条总线上实现分组控制，互不干扰，易于操作，增强了通信系统的可靠性和通用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的任意焊台控制系统原理示意图；

图2是本发明的发送报文数据的流程图；

图3是本发明的接收和提取报文数据的流程图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，本发明的一种任意主机的焊台控制系统，包括CAN总线，所述CAN总线上连接至少一组执行单元，所述执行单元采用总线型拓扑结构连接，每组所述执行单元包括一个主机执行单元和若干个由主机执行单元控制的从机执行单元，所述主机执行单元和从机执行单元之间可以任意转换，且同一组的从机执行单元之间可以直接相互通信。CAN总线采用CAN2.0总线，此控制系统每组至少有两个执行单元，一个作为主机另一个作为从机，且主从关系可以任意调换；另外，每一个执行单元都可以作为主机来控制总线上的其他任意执行单元，总线上执行单元可以根据生产需要进行任意分组来控制，可以任意调换顺序，互不干扰，易于操作。执行单元采用总线型拓扑结构连接，连接形式简单、易于安装、成本低，增加和撤销网络设备都比较灵活。

进一步，为了提高数据处理的速度和数据处理能力，所述执行单元具有ARM处理器。

进一步，还包括PC机，所述PC机与所述CAN总线连接。CAN总线可以和PC机连接实现统一控制。

采用上述任意主机的焊台控制系统的任意主机的焊台控制方法，包括ARM，所述ARM内部设有报文过滤器和接收邮箱FIFO，并包括以下步骤：

(1)根据生产的需求将与CAN总线连接的焊台控制系统的各个执行单元进行分组，每组至少两个执行单元，且将连接在总线上的同一组焊台控制系统的执行单元的地址编码统一设定为同一地址编码；

根据实际需求可以将总线上的执行单元进行任意分组来进行控制，且可以任意调换顺序，互不干扰。如果所有执行单元不进行分组，这种情况可以看成是分组只有一组。

(2)调整总线上连接的某一执行单元的参数值，将连接在一起的同一分组的焊台控制系统的任意一个执行单元作为主机执行单元来控制总线上的同一分组的其他任意从机执行单元；

整个总线上的执行单元都是按照地址编码来进行分组的，每个分组都有一个主机，同组的执行单元之间可以通信；不同组的执行单元也可以将总线上一组作为一个整体来进行通信。

(3)发送报文数据

需要发送报文数据的主机或从机执行单元在发送报文数据前，要判断总线是否空闲，如果空闲则主机或从机执行单元可以请求发送报文数据至CAN总线上，并可以进行报文数据发送操作，报文数据发送完成后ARM中的发送邮箱空置，则发送结束；

报文数据均存储在ARM中的发送邮箱中。

多主控制，在CAN总线空闲时，所有主机或从机执行单元都可以进行发送消息，通过内部的仲裁比较，提高了通信的效率。

(4)接收报文数据

a.CAN总线上的从机执行单元接收CAN总线上的报文数据信息，通过ARM内的报文过滤器过滤出总线上相同地址编码的焊台控制系统的报文数据；

b.主机或从机执行单元判断ARM中的接收邮箱FIFO是否为空，如果为空则接收有效报文数据并存入接收邮箱FIFO；如果接收邮箱FIFO不为空，则等待处理接收邮箱FIFO中的报文数据，直至为空；报文数据接收完毕后邮箱地址加1，即FIFO挂号加1。

焊台控制系统中采用ARM内置的硬件报文过滤器，可以实现不同控制系统的设备在同一个总线上进行通信。

(5)提取报文数据

接收邮箱FIFO不为空时，主机或从机执行单元ARM处理器提取接收邮箱FIFO中的接收报文数据，接收邮箱FIFO中报文数据提取完成后接收邮箱FIFO地址减1，提取的接收报文数据通过软件滤波，将本主机或从机执行单元的地址编码和接收报文数据的地址编码进行比较，相同则进行处理接收报文数据，根据接收报文数据更改参数并保存，反之则不处理接收报文数据；

采用在程序中设置软件过滤器对报文数据进行软件滤波，用软件来识别有用信号和干扰信号，并滤除干扰信号。

(6)完成通讯。

进一步，步骤(3)中多个主机或从机执行单元同时进行发送报文数据时，焊台控制系统会根据数据ID的每个位进行逐位仲裁比较，仲裁比较以优先级的高低为依据，按照优先级顺序进行报文数据发送。优先级高的先进行数据发送，确保多个主机或从机执行单元同时进行发送报文数据时系统能够正确进行处理。

进一步，为了保证报文数据发送的准确性，步骤(3)中还包括步骤(3-1)，主机或从机执行单元发送报文数据时进行检测错误，正在发送报文数据的主机或从机执行单元一旦检测出错误，会强制结束当前的发送，强制结束发送的主机或从机执行单元会不断反复地重新发送此消息直到成功发送报文数据为止。

进一步，步骤(3)中所述执主机或从机行单元发送的报文数据帧包括七个段，分别为帧起始、仲裁段、控制段、数据段、CRC段、ACK段和帧结束。如表1所示，

表1

具体的，所述报文数据段包括八个字节，依次分别为地址编码、模式、报警标识、灰度、报警温度以及三个温度字节。如表2所示，

表2

进一步，为了提高报文数据接收和提取的效率，所述步骤(4)和步骤(5)同步并列进行操作。

实例一：CAN总线上的任意执行单元作为主机和其他执行单元进行通信，即只有一个分组。

a.将连接在CAN总线上的同一焊台控制系统的执行单元的地址编码统一设定为1，即都属于分组1，且至少有两个执行单元；

b.调整CAN总线上连接的某一执行单元的参数值，将这一执行单元设置为CAN总线上的主机执行单元，它将调整的参数打包成8字节的报文数据段；

c.如果总线进入空闲状态，主机执行单元则将报文数据帧发送至CAN总线上；

d.主机执行单元发送报文数据时需要进行检测错误，正在发送报文数据的主机执行单元一旦检测出错误，会强制结束当前的发送，强制结束发送的执行单元会不断反复地重新发送此消息直到成功发送报文数据为止。

e.CAN总线上的从机执行单元接收CAN总线上的报文数据信息，通过ARM内的报文过滤器比较报文数据段中的数据0信息的地址编码和本从机执行单元的地址编码是否一致，如果不一致则丢弃该数据帧，如果一致则将本从机执行单元的参数按照接收的报文数据信息进行调整；

f.通信完毕。

实例二：将CAN总线上的执行单元分为两组进行通信，其中一组的主机执行单元发送报文数据。

a.将连接在CAN总线上的同一焊台控制系统的执行单元按照地址编码分为两组，即分组1和分组2，且每一分组都至少有两个执行单元；

b.调整CAN总线上连接的分组1中某一执行单元的参数值，将这一执行单元设置为CAN总线上分组1中的主机执行单元，它将调整的参数打包成8字节的报文数据段；同时，调整CAN总线上连接的分组2中某一执行单元的参数值，将这一执行单元设置为CAN总线上分组2中的主机执行单元；

c.如果总线进入空闲状态，分组1的主机执行单元则将报文数据帧发送至CAN总线上；

d.CAN总线上的从机执行单元接收CAN总线上的报文数据信息，分组1中的从机执行单元的地址编码和接收报文数据段中的数据0信息的地址编码一致，按照接收报文数据信息来进行参数调整；分组2中从机执行单元的地址编码和接收报文数据段中的数据0信息的地址编码不一致，则丢弃该报文数据包，不执行任何参数调整；

e.通信完毕。

实例三：将CAN总线上的执行单元分为两组进行通信，两组的主机执行单元同时发送报文数据。

a.将连接在CAN总线上的同一焊台控制系统的执行单元按照地址编码分为两组，即分组1和分组2，且每一分组都至少有两个执行单元；

b.调整CAN总线上连接的分组1中某一执行单元的参数值，将这一执行单元设置为CAN总线上分组1中的主机执行单元，它将调整的参数打包成8字节的报文数据段；同时，调整CAN总线上连接的分组2中某一执行单元的参数值，将这一执行单元设置为CAN总线上分组2中的主机执行单元，它将调整的参数打包成8字节的报文数据段；

c.如果总线进入空闲状态，分组1和分组2的主机执行单元则同时将报文数据帧发送至CAN总线上，焊台控制系统会根据数据ID的每个位进行逐位仲裁比较，仲裁比较以优先级的高低为依据，按照优先级顺序进行报文数据发送。

d.如果分组1的主机执行单元发送的报文数据优先级大于分组2的主机执行单元发送的报文数据优先级，则CAN总线上的其他从机执行单元先接收CAN总线上的分组1的主机执行单元发送的报文数据信息，分组1中从机执行单元的地址编码和分组1的主机执行单元发送的接收报文数据段中的数据0信息的地址编码一致，按照接收报文数据信息来进行参数调整，分组2中从机执行单元的地址编码和分组1的主机执行单元发送的接收报文数据段中的数据0信息的地址编码不一致，则丢弃该数据包，不执行任何参数调整；然后，CAN总线上的其他从机执行单元再接收CAN总线上的分组2的主机执行单元发送的报文数据信息，分组2中从机执行单元的地址编码和分组2的主机执行单元发送的接收报文数据段中的数据0信息的地址编码一致，按照接收报文数据信息来进行参数调整，分组1中从机执行单元的地址编码和分组2的主机执行单元发送的接收报文数据段中的数据0信息的地址编码不一致，则丢弃该数据包，不执行任何参数调整；

e.通信完毕。

本发明实现了一对多的通信方式，缩短了通信时间，提高了通信效率；摆脱了原有通信方式中对主机的依赖，即使总线上有一台或多台执行单元崩溃，其余的执行单元仍然可以正常通信；总线上执行单元采用唯一的地址编码进行编号可以进行分组通信，提高了生产线的通用性和组网效率。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种任意主机的焊台控制系统，其特征在于：包括CAN总线，所述CAN总线上连接至少一组执行单元，所述执行单元采用总线型拓扑结构连接，每组所述执行单元包括一个主机执行单元和若干个由主机执行单元控制的从机执行单元，所述主机执行单元和从机执行单元之间可以任意转换，且同一组的从机执行单元之间可以直接相互通信。

2.如权利要求1所述的任意主机的焊台控制系统，其特征在于：所述执行单元具有ARM处理器。

3.如权利要求1所述的任意主机的焊台控制系统，其特征在于：还包括PC机，所述PC机与所述CAN总线连接。

4.一种利用权利要求1-3任一项所述系统的任意主机的焊台控制方法，其特征在于：包括ARM，所述ARM内部设有报文过滤器和接收邮箱FIFO，并包括以下步骤：

(1)根据生产的需求将与CAN总线连接的焊台控制系统的各个执行单元进行分组，每组至少两个执行单元，且将连接在总线上的同一组焊台控制系统的执行单元的地址编码统一设定为同一地址编码；

(2)调整CAN总线上连接的某一执行单元的参数值，将连接在一起的同一分组的焊台控制系统的任意一个执行单元作为主机执行单元来控制总线上的同一分组的其他任意从机执行单元；

(3)发送报文数据

需要发送报文数据的主机或从机执行单元在发送报文数据前，要判断总线是否空闲，如果空闲则主机或从机执行单元可以请求发送报文数据至CAN总线上，并可以进行报文数据发送操作，报文数据发送完成后ARM中的发送邮箱空置，发送结束；

(4)接收报文数据

a.CAN总线上的主机或从机执行单元接收CAN总线上的报文数据信息，通过ARM内的报文过滤器过滤出CAN总线上相同地址编码的焊台控制系统的报文数据；

b.主机或从机执行单元判断ARM中的接收邮箱FIFO是否为空，如果为空则接收有效报文数据并存入接收邮箱FIFO；如果接收邮箱FIFO不为空，则等待处理接收邮箱FIFO中的报文数据，直至为空；报文数据接收完毕后邮箱地址加1，即FIFO挂号加1。

(5)提取报文数据

接收邮箱FIFO不为空时，主机或从机执行单元的ARM处理器提取接收邮箱FIFO中的接收报文数据，接收邮箱FIFO中报文数据提取完成后接收邮箱FIFO地址减1，提取的接收报文数据通过软件滤波，将本主机或从机执行单元的地址编码和接收报文数据的地址编码进行比较，相同则进行处理接收报文数据，根据接收报文数据更改参数并保存，反之则不处理接收报文数据；

(6)完成通讯。

5.如权利要求4所述的任意主机的焊台控制方法，其特征在于：步骤(3)中多个主机或从机执行单元同时进行发送报文数据时，焊台控制系统会根据数据ID的每个位进行逐位仲裁比较，仲裁比较以优先级的高低为依据，按照优先级顺序进行报文数据发送。

6.如权利要求4或5所述的任意主机的焊台控制方法，其特征在于：步骤(3)中还包括步骤(3-1)，主机或从机执行单元发送报文数据时进行检测错误，正在发送报文数据的主机执行单元一旦检测出错误，会强制结束当前的发送，强制结束发送的主机或从机执行单元会不断反复地重新发送此消息直到成功发送报文数据为止。

7.如权利要求4所述的任意主机的焊台控制方法，其特征在于：步骤(3)中所述主机或从机执行单元发送的报文数据帧包括七个段，分别为帧起始、仲裁段、控制段、数据段、CRC段、ACK段和帧结束。

8.如权利要求7所述的任意主机的焊台控制方法，其特征在于：所述报文数据段包括八个字节，依次分别为地址编码、模式、报警标识、灰度、报警温度以及三个温度字节。

9.如权利要求4所述的任意主机的焊台控制方法，其特征在于：所述步骤(4)和步骤(5)同步并列进行操作。