CN109150681B - Rtex总线组网方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种RTEX总线组网方法及系统，该组网方法应用于RTEX总线组网系统，所述组网系统包括主站与若干从站，所述主站与每一从站通过RTEX总线连接，其中，所述从站包括未定义类型从站，所述组网方法包括：将所述未定义类型从站的大类设置为伺服步进驱动从站类型；所述主站从每一从站的信息寄存器读取每一从站的从站大类并进行第一次组网；在所述第一次组网后，获取所述从站大类为伺服步进驱动从站类型的从站的子类以确定其具体类型；根据所有从站的具体类型进行第二次组网。本发明实施例可以实现将未定义的其他类型的从站在RTEX总线下与主站进行正常组网及通讯，大大增加了RTEX总线组网的应用场景及使用范围。

Description

RTEX总线组网方法及系统
技术领域
本发明涉及工业控制技术领域，尤其涉及一种RTEX总线组网方法及系统。
背景技术
在工业运动控制领域中，工业现场总线的应用越来越广泛。RTEX(RealtimeExpress)高速实时网络通讯协议，是松下公司自主开发的一种100Mbps的工业总线，可实现高速的主从站之间的数据交互。RTEX总线采用的是环形拓扑结构，故在实现正常数据通讯之前，需要先通过确定各从站的从站类型来建立相应的总线控制机制。
然而，目前的RTEX组建总线控制网络，即主站与多个从站之间建立正确的数据通讯，由于受到RTEX总线协议的限制，在组网时主站识别的从站类型仅为固定的三种定义类型，分别是伺服步进驱动从站类型、32点数字量输入从站类型和32点数字量输出从站类型，而对于未定义的其他类型的从站，由于不属于这三种类型中的任何一种，故不能有效识别并组建相应的总线控制网络，这将极大限制了其他类型的从站在RTEX总线下的使用。
发明内容
鉴于上述问题，本发明实施例提出一种RTEX总线组网方法来解决现有的RTEX总线不能对其他的未定义类型从站的组网及正常通讯等问题。
本发明实施例提出一种RTEX总线组网方法，应用于RTEX总线组网系统，所述组网系统包括主站与若干从站，所述主站与每一从站通过RTEX总线连接，其中，所述从站包括未定义类型从站，所述组网方法包括：
将所述未定义类型从站的大类设置为伺服步进驱动从站类型；
所述主站从每一从站的信息寄存器读取每一从站的从站大类并进行第一次组网；
在所述第一次组网后，获取所述从站大类为伺服步进驱动从站类型的从站的子类以确定其具体类型；
根据所有从站的具体类型进行第二次组网。
在上述的RTEX总线组网方法中，可选地，所述主站通过非实时交互指令获取所述从站大类为伺服步进驱动从站类型的从站的子类。
在上述的RTEX总线组网方法中，可选地，所述“将所述未定义类型从站的大类设置为伺服步进驱动从站类型”包括：将所述未定义类型从站的信息寄存器的第13位置0，第14位置1。
在上述的RTEX总线组网方法中，可选地，所述主站在进行所述第二次组网之前通过总线复位以取消所述第一次组网。
在上述的RTEX总线组网方法中，可选地，所述从站大类包括伺服步进驱动从站类型、32点数字量输入从站类型和32点数字量输出从站类型中的任意一种或组合。
在上述的RTEX总线组网方法中，可选地，所述未定义类型从站包括：RTEX总线转脉冲从站、模拟量输入从站、模拟量输出从站、模拟量输入输出从站、非32点数字量输入从站、非32点数字量输出从站、非32点数字量输入输出从站、编码器计数从站和RTEX总线转EtherCAT总线从站中的任意一种或组合。
在上述的RTEX总线组网方法中，可选地，所述若干从站还包括：已定义类型从站，其中，所述已定义类型从站包括伺服步进驱动从站、32点数字量输入从站和32点数字量输出从站中的任意一种或组合。
此外，本发明实施例还提出一种RTEX总线组网系统，所述组网系统包括主站与若干从站，所述主站与每一从站通过RTEX总线连接，其中，所述从站包括未定义类型从站，所述未定义类型从站的从站大类预设为伺服步进驱动从站类型；
所述主站用于从每一从站信息寄存器读取每一从站的从站大类并进行第一次组网；在所述第一次组网后，获取所述从站大类为伺服步进驱动从站类型的从站的子类以确定其具体类型；根据所有从站的具体类型进行第二次组网。
在上述的RTEX总线组网系统中，可选地，所述主站通过非实时交互指令获取所述从站大类为伺服步进驱动从站类型的从站的子类。
在上述的RTEX总线组网系统中，可选地，所述未定义类型从站的从站大类预设为伺服步进驱动从站类型包括：所述未定义类型从站的信息寄存器的第13位置0，第14位置1。
本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
本发明实施例通过将其他未定义类型从站预设为伺服步进驱动从站类型及两次组网来实现未定义类型从站与主站的RTEX总线组网，进一步扩展了RTEX总线组网的应用场景及使用范围，实用性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明实施例的某些实施例，因此不应被看作是对本发明实施例范围的限定。
图1是RTEX总线控制系统的系统构成示意图；
图2是本发明实施例RTEX总线组网方法的流程示意图；
图3是本发明实施例RTEX总线组网系统的第一结构示意图；
图4是本发明实施例RTEX总线组网系统的第二结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明实施例的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明实施例的范围，而是仅仅表示本发明实施例的选定实施例。基于本发明实施例的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明实施例。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合具体的实施例对本发明实施例进行详细说明。
如图1所示，一个RTEX总线控制系统通常包括一个作为主站的上位控制器及若干个从站，这些从站采用环形拓扑结构连接到上位控制器，并可由该上位控制器通过RTEX总线协议进行统一控制。
对于现有的RTEX总线组网，上位控制器将根据从站中的16位信息寄存器来识别各从站是属于伺服步进驱动从站类型、32点数字量输入从站类型或32点数字量输出从站类型中的哪一种，然后建立对应的数据结构体并进行自动组网。
而对于其他类型的从站，如模拟量输入从站、模拟量输出从站和编码器计数从站等，由于不属于这3种定义类型中的任意一种，故上位控制器将不能正确识别出这些未定义类型的从站，进而也不能进行组网及正常通讯。一方面，这将大大限制除上述3种类型外的其他类型从站在RTEX总线下的使用，另一方面，这也使得到RTEX总线的使用得到极大的约束限制。
因此，本发明的发明人提出一种RTEX总线组网方法来解决RTEX总线下的主站与除定义的3种从站类型外的其他型类的从站的正常组网的问题。
实施例1
请参照图2，本实施例提出一种RTEX总线组网方法，可用于RTEX总线组网系统，该组网系统包括主站与若干从站，该主站与每一从站通过RTEX总线连接。其中，所述若干从站可包括未定义类型从站。下面对该RTEX总线组网方法进行详细描述。
由于每个从站都有其各自的从站信息寄存器，主站可通过该信息寄存器来识别从站的从站类型。具体地，该信息寄存器由16bit的数据构成，如下表1所示。
Figure BDA0001792412130000061
其中，由bit 14和bit 13这两位数据用于表示从站类型。这些从站类型具体包括：伺服或者步进驱动从站类型、32点数字量输入从站类型和32点数字量输出从站类型，两位数据对这三种类型的具体表示如下表2所示。
从站类型 Bit14 Bit13
伺服或者步进驱动从站类型 0 1
32点数字量输入从站类型 1 0
32点数字量输出从站类型 1 1
本实施例中，所述未定义类型从站是指其信息寄存器中的第13位和第14位不属于上表2中的任意一种的其他类型的从站，因此不能被主站正常识别及组网通讯。应当理解，这些未定义类型从站是指RTEX总线协议下的未定义类型从站，即能够支持RTEX总线协议但不属于上述3种类型的其他模块。
示范性地，这些其他模块可包括但不限于为RTEX总线转脉冲从站、模拟量输入从站、模拟量输出从站、模拟量输入输出从站、非32点数字量输入从站、非32点数字量输出从站、非32点数字量输入输出从站、编码器计数从站和RTEX总线转EtherCAT总线从站等等。其中，RTEX总线转脉冲从站具体可包括不同轴数的RTEX总线转脉冲从站，如2轴RTEX总线转脉冲模块、4轴RTEX总线转脉冲模块、6轴RTEX总线转脉冲模块或8轴RTEX总线转脉冲模块等等。其中，模拟量输入从站和模拟量输出从站具体可包括不同的路数，如有2路、4路或8路等模拟量输入从站，同理，如有2路、4路或8路等模拟量输出从站。其中，模拟量输入输出从站可包括相同或不同的输入路数与输出路数，如4路模拟量输入输出模块，4路模拟量输入2路模拟量输出模块，8路模拟量输入4路模拟量输出模块等等。其中，非32点数字量输入从站和非32点数字量输出从站具体可包括如8点或16点等数字量输入从站或数字量输出从站。其中，非32点数字量输入输出从站可包括具有相同或不同的输入点数与输出点数，如8点数字量输入输出从站，16点数字量输入8点数字量输出从站，32点数字量输入16点数字量输出从站等等。其中，编码器计数从站具体可分为不同的路数，如3路编码器计数模块、6路编码器计数模块等等。
如图2所示，具体地，该RTEX总线组网方法主要包括以下步骤：
步骤S100：将未定义类型从站的大类设置为伺服步进驱动从站类型。
其中，根据RETX协议定义的操作模式设置(Operating Mode Setting)规范，若连接的从站属于上述3种类型中的任意一种，只需要将这些从站的信息寄存器的第13位和第14位对应的物理连线按照上述表2中的从站类型接入对应的高电平或低电平，则主站即可识别这些已定义的从站。
考虑到主站必须识别到正确的从站类型才可以进一步组网通讯，本实施例中，可先通过将未定义类型从站的大类设置为上表2中的“伺服或者步进驱动从站类型”。可以理解，所述大类是指上述的从站类型，所述伺服步进驱动从站类型即伺服或者步进驱动从站类型。具体地，通过硬件电路将这些未定义类型从站的大类进行设置，即将未定义类型从站的信息寄存器的第13位和第14位对应的物理连线分别接入电源地和高电平电压，从而将第13位置0、第14位置1。于是，主站在识别从站时会把这些未定义类型从站的从站类型默认识别为伺服或者步进驱动从站类型。
步骤S110：主站从每一从站的信息寄存器读取每一从站的从站大类并进行第一次组网。
于是，主站与各从站进行RTEX组网时，将通过连接的RTEX总线确定每一从站的从站大类，即从每一从站的信息寄存器中读取第13位和14位的数据来获取每一从站的从站大类，即各主站的从站类型。示范性地，若读取到第13位和14位分别为“0”和“1”，则主站将对该从站建立伺服或者步进驱动从站类型对应的数据结构体以用于存储相关设备信息；若为“1”和“0”，则主站将对当前从站建立32点数字量输入从站类型对应的数据结构体等等。
由于这些未定义类型从站的信息寄存器已被相应设置，因此主站将会把这些未定义类型从站识别为“伺服或者步进驱动从站类型”，故将为这些未定义类型从站建立伺服或者步进驱动从站类型对应的数据结构体。其中，不同的从站类型其对应的数据结构体不同。该数据结构体可用于存储对应的从站的设备信息，如从站节点的设备类型、型号、序列号及版本号等等。在实际通讯过程中，主站可根据各从站的数据结构体快速读取各从站的设备信息等，进而发送相应的帧数据到对应的从站以实现高速通讯。
于是，在获取到所有从站的从站类型并建立各从站的数据结构体后，主站将设置RTEX总线通讯使能以完成第一次组网。此时，主站将可以与各从站进行正常数据通讯，但由于那些未定义类型的从站并非真正的伺服或者步进驱动从站，其相应的指令寄存器等信息均与伺服或者步进驱动从站不同。为避免发生数据通讯错误或者为进行有效的数据通讯，故需进一步确定这些未定义类型从站的具体类型，即执行步骤S120。
步骤S120：在所述第一次组网后，获取所述从站大类为伺服步进驱动从站类型的从站的子类以确定其具体类型。
根据RTEX总线协议，32点数字量输入从站类型和32点数字量输出从站类型的从站均不存在非Cyclic指令(即非周期指令或非实时指令)的数据交互，而伺服或者步进驱动从站类型的从站可支持所述非Cyclic指令。因此，在第一次组网后，主站可通过RTEX总线发送非实时交互指令来获取从站大类为伺服或者步进驱动从站类型的从站的子类型，以确定这些从站的具体类型。
示范性地，根据RTEX通讯协议中的伺服或步进驱动从站的指令规范，主站将发送非Cyclic指令代码中的系统ID指令“0x22”以及系统ID指令中用于读取设备类型的指令代码“0x05”到所有从站。故所有从站大类为伺服或者步进驱动从站类型的从站将识别到该指令并返回各自的设备类型，从而使主站读取这些未定义类型的从站模块从站的设备类型，即所述具体类型。
示范性地，若某一从站返回的的设备类型数据为“1”，则主站可知该从站是伺服驱动器；若返回的数据为“2”，则主站可知该从站是步进电机；若返回的数据为“6”，则主站可知该从站是模拟输入从站模块从站等等。可以理解，主站可根据RTEX通讯协议规定的设备类型对照表来确定这些从站的具体类型，以便为这些从站建立正确的数据结构体。
可以理解，上述的从站大类为伺服或者步进驱动从站类型的从站可包括修改过信息寄存器中的从站类型的未定义类型从站，当然还可以包括真正的伺服驱动从站和/或步进驱动从站。
步骤S130：主站根据所述设备类型建立所述未定义类型从站模块从站对应的数据结构体并进行第二次组网。
于是，主站将确定了所有的从站的具体类型后将进行重新组网，即上述的第二次组网。具体地，主站根据各从站的具体类型建立对应的数据结构体，接着，通过将总线进行复位以清除或取消第一组网时的相关设置信息，例如，将已设置的这些未定义类型从站的数据结构体进行清除等。最后，将总线通讯使能以完成第二次组网，即将通讯使能位置1。在第二次组网完成后，则主站可以与所有的从站进行正确的有效通讯。
可选地，所述若干从站还可以包括已定义类型从站，已定义类型从站包括伺服驱动从站、步进驱动从站、32点数字量输入从站和32点数字量输出从站中的任意一种或组合。
具体地，若与主站连接的从站中包括上述的已定义类型从站，对于32点数字量输入从站和/或32点数字量输出从站，其具体类型通过信息寄存器就可以获取；而对于伺服或者步进驱动从站类型的从站，则还需要进一步通过非实时指令来获取具体的设备类型。本实施例提出的RTEX总线组网方法通过将未定义类型从站预先设定为伺服步进驱动从站类型这一大类，并在第一次组网后获取伺服步进驱动从站类型的从站的具体类型以进行重新组网，可实现除定义的伺服或者步进驱动从站类型、32点数字量输入从站类型或32点数字量输出从站类型之外的其他类型的从站的RTEX总线组网，进一步扩展了RTEX总线组网的应用场景及使用范围，实用性强。
实施例2
请参照图3，基于上述实施例1的RTEX总线组网方法，本实施例提出一种RTEX总线组网系统，所述组网系统包括主站与若干从站，所述主站与每一从站通过RTEX总线连接。其中，所述若干从站可包括未定义类型从站，所述未定义类型从站的大类预设为伺服步进驱动从站类型。本实施例中，所述未定义类型从站与上述实施例1中的未定义类型从站相同。
具体地，所述未定义类型从站的信息寄存器的第13位置0，第14位置1，以用于将所述未定义类型的从站预设为伺服步进驱动从站类型。
所述主站可用于从每一从站信息寄存器读取每一从站的从站大类并进行第一次组网；在所述第一次组网后，获取所述从站大类为伺服步进驱动从站类型的从站的子类以确定其具体类型；根据所有从站的具体类型进行第二次组网。
具体地，所述主站可通过非实时交互指令获取所述从站大类为伺服步进驱动从站类型的从站的子类。
可选地，如图4所示，所述若干从站还可以包括已定义类型从站，而已定义类型从站包括伺服驱动从站、步进驱动从站、32点数字量输入从站和32点数字量输出从站中的任意一种或组合。
本实施例中的主站和从站对应于上述实施例1中的RTEX总线组网方法中的主站和从站，上述实施例1中的可选项同样适用于本实施例，故在此不再详述。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种RTEX总线组网方法，其特征在于，应用于RTEX总线组网系统，所述组网系统包括主站与若干从站，所述主站与每一从站通过RTEX总线连接，其中，所述若干从站包括未定义类型从站，所述组网方法包括：
将所述未定义类型从站的大类设置为伺服步进驱动从站类型；
所述主站从每一从站的信息寄存器读取每一从站的从站大类并进行第一次组网；
在所述第一次组网后，获取所述从站大类为伺服步进驱动从站类型的从站的子类以确定其具体类型；
根据所有从站的具体类型进行第二次组网。
2.根据权利要求1所述的RTEX总线组网方法，其特征在于，所述主站通过非实时交互指令获取所述从站大类为伺服步进驱动从站类型的从站的子类。
3.根据权利要求1所述的RTEX总线组网方法，其特征在于，所述“将所述未定义类型从站的大类设置为伺服步进驱动从站类型”包括：将所述未定义类型从站的信息寄存器的第13位置0，第14位置1。
4.根据权利要求1所述的RTEX总线组网方法，其特征在于，所述主站在进行所述第二次组网之前通过总线复位以取消所述第一次组网。
5.根据权利要求1所述的RTEX总线组网方法，其特征在于，所述若干从站还包括已定义类型从站，所述已定义类型从站的大类包括伺服步进驱动从站类型、32点数字量输入从站类型和32点数字量输出从站类型中的任意一种或组合。
6.根据权利要求1所述的RTEX总线组网方法，其特征在于，所述未定义类型从站包括：RTEX总线转脉冲从站、模拟量输入从站、模拟量输出从站、模拟量输入输出从站、非32点数字量输入从站、非32点数字量输出从站、非32点数字量输入输出从站、编码器计数从站和RTEX总线转EtherCAT总线从站中的任意一种或组合。
7.根据权利要求1所述的RTEX总线组网方法，其特征在于，所述若干从站还包括：已定义类型从站，其中，所述已定义类型从站包括伺服驱动从站、步进驱动从站、32点数字量输入从站和32点数字量输出从站中的任意一种或组合。
8.一种RTEX总线组网系统，其特征在于，所述组网系统包括主站与若干从站，所述主站与每一从站通过RTEX总线连接，其中，所述若干从站包括未定义类型从站，所述未定义类型从站的大类预设为伺服步进驱动从站类型；
所述主站用于从每一从站信息寄存器读取每一从站的从站大类并进行第一次组网；在所述第一次组网后，获取所述从站大类为伺服步进驱动从站类型的从站的子类以确定其具体类型；根据所有从站的具体类型进行第二次组网。
9.根据权利要求8所述的RTEX总线组网系统，其特征在于，所述主站通过非实时交互指令获取所述从站大类为伺服步进驱动从站类型的从站的子类。
10.根据权利要求8所述的RTEX总线组网系统，其特征在于，所述未定义类型从站的从站大类预设为伺服步进驱动从站类型，包括：所述未定义类型从站的信息寄存器的第13位置0，第14位置1。
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