CN105871654B - 一种工业以太网总线设备及其自检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业以太网总线设备及其自检测方法，包括模式选择模块、核心模块、检测模块、显示模块、输入接口以及输出接口；所述输入接口用于接受外部的反馈信号并发送给核心模块；所述模式选择模块用于接受外部的控制信号并发出模式选择信号；所述核心模块用于向检测模块或者输出接口发出以太网总线设备信号，同时根据反馈信号，将检测信号发送给显示模块；所述检测模块根据所述以太网总线设备信号，发出反馈信号；所述显示模块用于将所述检测信号显示给外部。通过本发明，无需将总线设备与其它总线设备相连，即可实现总线设备的检测，操作简单，简化了总线设备的生产流程，减轻了生产操作人员的工作量。

Description

一种工业以太网总线设备及其自检测方法

技术领域

本发明属于数控技术领域，更具体地，涉及一种工业以太网总线设备及其自检测方法。

背景技术

总线设备在贴片、焊接完成后，需对该总线设备进行检测，以确保设备出厂后工作正常。在现有技术中：当所需检测的总线设备为从站时，则使用一个已确定总线工作正常的主站，来连接所需被检测的从站，当观察到输出总线指示灯闪烁正常时，则判断总线工作正常。反之，当检测主站总线设备时，则是连接一个已确定总线工作正常的从站，来连接所需被检测的主站，在主站设备进入系统界面后，通过观察输出总线指示灯闪烁，则判断总线工作正常。但是该方法不仅需要主站设备的协同工作，主站设备进入应用软件系统界面还需要耗费一定时间，操作十分繁琐，不利于大批量生产。

FPGA(Field－Programmable Gate Array)，即可编程控制器，在以太网设备中有着广泛的应用，通过对芯片的编译，可以实现多种功能，如发送报文、报文处理等。通常在以太网总线设备中，集成有可编程控制器，该可编程控制器在以太网总线设备中具有寻址、仲裁、控制、发送、接收等功能。然而其功能并未有效的得到利用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种工业以太网总线设备及其自检测方法，在工业以太网总线设备中设置检测模块，从而直接检测总线设备是否正常。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种工业以太网总线设备，包括模式选择模块、核心模块、检测模块、显示模块、输入接口以及输出接口；

所述输入接口的输出端连接所述核心模块的第一输入端，用于接受外部的反馈信号并发送给核心模块；

所述模式选择模块的输出端连接所述核心模块的第二输入端，用于接受外部的控制信号并发出模式选择信号；

所述核心模块的第一输出端连接所述检测模块的输入端，第二输出端连接所述输出接口的第一输入端，第三输出端连接所述显示模块；所述核心模块用于根据模式选择信号，向检测模块或者输出接口发出以太网总线设备信号，同时根据反馈信号，将检测信号发送给显示模块；

所述检测模块的输出端连接所述输出接口的第二输入端，根据所述以太网总线设备信号，发出反馈信号；

所述显示模块用于将所述检测信号显示给外部。

优选地，在所述输入接口的前端以及所述输出接口的后端，还设置有转换模块，用于将数字信号转换为模拟信号，或将模拟信号转换为数字信号。

作为进一步优选地，在所述输入接口与所述转换模块之间，以及在所述输出接口与所述转换模块之间，还设置有网络变压器，用于消除外部信号的干扰。

优选地，所述工业以太网总线类型为NCUC，EtherCAT，ProfiNET，PowerLINK，Ethernet/IP或Modbus/TCP。

按照本发明的另一方面，还公开了一种上述总线设备的自检测方法，包括以下步骤：

S1.连接所述输入接口以及输出接口；

S2.所述模式选择模块接受外部的控制信号，并向所述核心模块发出模式选择信号；

S3.所述核心模块根据模式选择信号，向检测模块发出以太网总线设备信号；

S4.所述检测模块根据所述以太网总线设备信号，并向所述输出接口发出反馈信号；

S5.所述反馈信号通过输出接口以及输入接口发送至核心模块；

S6.所述核心模块根据反馈信号，将检测信号发送给显示模块；

S7.所述显示模块将所述检测信号显示给外部，获得检测结果。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、在以太网总线设备中设置检测模块，可以根据核心模块发出的以太网总线设备信号给出反馈信号；并通过模式选择模块接受外部的控制信号，从显示模块直接向外部显示检测结果，能够轻易快捷判断出总线设备是否正常；

2、无需将总线设备与其它总线设备相连，即可实现总线设备的检测，操作简单，简化了总线设备的生产流程，同时在使用过程中也更容易发现总线设备的故障，减轻了生产操作人员的工作量。

附图说明

图1是本发明工业以太网总线设备结构示意图；

图2是本发明实施例1工业以太网总线设备结构示意图；

图3是本发明实施例1模式选择模块工作原理示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供了一种工业以太网总线设备，包括模式选择模块、核心模块、检测模块、显示模块、输入接口以及输出接口；

所述输入接口的输出端连接所述核心模块的第一输入端，用于接受外部的反馈信号并发送给核心模块；

所述模式选择模块的输出端连接所述核心模块的第二输入端，用于接受外部的控制信号并发出模式选择信号；

所述核心模块的第一输出端连接所述检测模块的输入端，第二输出端连接所述输出接口的第一输入端，第三输出端连接所述显示模块；所述核心模块用于根据模式选择信号，向检测模块或者输出接口发出以太网总线设备信号，同时根据反馈信号，将检测信号发送给显示模块；

所述检测模块的输出端连接所述输出接口的第二输入端，根据所述以太网总线设备信号，发出反馈信号；

所述显示模块用于将所述检测信号显示给外部。

在所述输入接口的前端以及所述输出接口的后端，通常还设置有转换模块和网络变压器，转换模块通常使用PHY芯片，用于将数字信号转换为模拟信号，或将模拟信号转换为数字信号，而网络变压器则用于消除外部信号的干扰，不仅可以增强以太网总线设备的抗信号干扰能力，还可以增强信号，使其传输距离更远。

由于工业以太网总线的协议变动较大，该核心模块以及检测模块通常设置于可编程控制器上，对其中的协议程序进行改进，以适应各种协议的总线。对于主站设备而言，检测模块为一虚拟从站，而对于从站设备而言，该检测模块为一虚拟主站，反馈信号为带有相应帧头的主站信号或从站信号，核心模块再根据反馈信号获得用于反映以太网总线设备是否工作正常的检测信号。

该工业以太网总线设备可用于任意工业以太网，如NCUC，EtherCAT，ProfiNET，PowerLINK，Ethernet/IP或Modbus/TCP等。

上述总线设备进行自检测方法，包括以下步骤：

S1.用工业以太网总线连接所述输入接口以及输出接口；

S2.所述模式选择模块接受外部的控制信号，并向所述核心模块发出模式选择信号；

S3.所述核心模块根据模式选择信号，向检测模块发出以太网总线设备信号；

S4.所述检测模块根据所述以太网总线设备信号，并向所述输出接口发出反馈信号；

S5.所述反馈信号通过输出接口以及输入接口发送至核心模块；

S6.所述核心模块根据反馈信号，将检测信号发送给显示模块；

S7.所述显示模块将所述检测信号显示给外部，获得检测结果。

上述过程为当工业以太网总线工作正常时的信号流程，而当工业以太网总线工作异常或中间的连接出现问题时，S2-S7中必然有一步骤无法连通，则显示模块无法获得工作正常的检测信号，工作人员可根据该情况获知工业以太网设备出现问题，对之进行检修。

当检测结果良好，可投入使用时，则可将输入接口连接上游设备，输出接口连接下游设备，使以太网总线设备执行正常功能。

实施例1

图2为一种自检测NCUC总线设备的结构示意图，包括可编程控制器、PHY芯片1、网络变压器1、1394接口1、NCUC总线、1394接口2、网络变压器2、PHY芯片2、跳线及输出。该可编程控制器原本有总线设备IPCORE，为了实现自检测功能，在此基础上集成了虚拟主站IPCORE，并增加了模式选择模块、

当设备上电后，根据模式选择模块发出的模式选择信号判断进入何种工作模式。当所接收到的MODE_SEL信号为高电平时，则发出检测信号，进入自动检测模式，当所接收到的MODE_SEL信号为低电平时，进入正常工作模式，其具体流程如图3所示，同时当用NCUC总线连接1394接口1以及1394接口2时，即可进入自动检测模式：

具体表现为：将外部模式选择端口调至自动检测模式，外部模式选择端口发出检测信号，整个信号走向流程包括：

S1.将EN信号通过模式选择模块，传给可编程控制器中的总线设备IP CORE；

S2.总线设备IP CORE直接将EN信号转发给虚拟主站IP COR；

S3.主站编址数据帧通过PHY芯片1→网络变压器1→1394接口1→NCUC总线→1394接口2→网络变压器2→PHY芯片2回到总线设备IP CORE；

S4.总线设备IPCORE将反馈的检测结果信号输出至LED或数码显示管等显示设备，以显示当前状态，从而获得种自检测NCUC总线设备的检测结果。

同时，当NCUC总线设备不执行检测功能时，可将1394接口1连接下游设备，1394接口2连接上游设备时，且外部模式选择端口不发出检测信号时，上游设备的反馈信号可通过1394接口2进入总线设备，整个信号走向流程则不需要经过虚拟主站IP CORE，具体为：1394接口2→网络变压器2→PHY芯片2→总线设备IPCORE→PHY芯片1→网络变压器1→1394接口1→下游设备。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种工业以太网总线设备，其特征在于，包括模式选择模块、核心模块、检测模块、显示模块、输入接口以及输出接口；

所述输入接口的输出端连接所述核心模块的第一输入端，用于接受外部的反馈信号并发送给核心模块；

所述模式选择模块的输出端连接所述核心模块的第二输入端，用于接受外部的控制信号并发出模式选择信号；

所述核心模块的第一输出端连接所述检测模块的输入端，第二输出端连接所述输出接口的第一输入端，第三输出端连接所述显示模块；所述核心模块用于根据模式选择信号，向检测模块或者输出接口发出以太网总线设备信号，同时根据反馈信号，将检测信号发送给显示模块；

所述检测模块设置于可编程控制器上，所述检测模块的输出端连接所述输出接口的第二输入端，根据所述以太网总线设备信号，发出反馈信号；

所述显示模块用于将所述检测信号显示给外部。

2.如权利要求1所述的工业以太网总线设备，其特征在于，在所述输入接口的前端以及所述输出接口的后端，还设置有转换模块，用于将数字信号转换为模拟信号，或将模拟信号转换为数字信号。

3.如权利要求2所述的工业以太网总线设备，其特征在于，在所述输入接口与所述转换模块之间，以及在所述输出接口与所述转换模块之间，还设置有网络变压器，用于消除外部信号的干扰。

4.如权利要求1所述的工业以太网总线设备，其特征在于，所述工业以太网总线类型为NCUC，EtherCAT，ProfiNET，PowerLINK，Ethernet/IP或Modbus/TCP。

5.一种利用如权利要求1-4中任意一项的总线设备的自检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.连接所述输入接口以及输出接口；

S2.所述模式选择模块接受外部的控制信号，并向所述核心模块发出模式选择信号；

S3.所述核心模块根据模式选择信号，向检测模块发出以太网总线设备信号；

S4.所述检测模块根据所述以太网总线设备信号，并向所述输出接口发出反馈信号；

S5.所述反馈信号通过输出接口以及输入接口发送至核心模块；

S6.所述核心模块根据反馈信号，将检测信号发送给显示模块；

S7.所述显示模块将所述检测信号显示给外部，获得检测结果。

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