CN109522044A - 运动控制卡配置文件生成方法、设备及计算机可读存储器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种运动控制卡配置文件生成方法、设备及计算机可读存储器，所述运动控制卡配置文件生成方法包括：将所述运动控制卡支持的所有从站设备的描述文件反序列化为描述文件类的实例，所述描述文件类使用面向对象编程语言根据从站设备的描述文件标准创建；获取EtherCAT总线上挂载的所有从站设备所对应的描述文件类的实例，并从所述描述文件类的实例提取配置信息；根据所述配置信息或经过修改的配置信息生成从站设备配置文件类实例，所述从站设备配置文件类使用面向对象编程语言根据从站设备配置文件标准创建；序列化所述从站设备配置类实例获得所述运动控制卡配置文件。本发明可提高配置文件的生成效率、节省人力资源。

Description

运动控制卡配置文件生成方法、设备及计算机可读存储器

技术领域

本发明实施例涉及工业控制领域，更具体地说，涉及一种运动控制卡配置文件生成方法、设备及计算机可读存储器。

背景技术

基于EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology，以太网控制自动化技术)总线的运动控制卡是基于EtherCAT总线，利用高性能微处理器(如DSP)及大规模可编程器件(如FPGA)，实现多个伺服电机的多轴协调控制的一种高性能的步进/伺服电机运动控制卡。基于EtherCAT总线的运动控制卡具有对基于EtherCAT总线步进/脉冲/伺服电机控制、数字输入、数字输出、D/A输出等功能，具体地，它可以发出EtherCAT报文，通过EtherCAT报文控制电机的速度、位置、方向等；可读取EtherCAT总线上的电机编码器的位置反馈，根据编码器反馈的位置，纠正传动过程中产生的误差；数字输入/输出点可用于限位、原点开关等。目前，基于EtherCAT总线的运动控制卡产品已广泛应用于工业自动化控制领域中需要精确定位、定长的位置控制系统和基于工业计算机的数字控制系统。

根据不同的实际应用场景需要，需要在基于EtherCAT总线的运动控制卡的EtherCAT总线上挂载不同支持EtherCAT总线的从站设备(如EtherCAT伺服电机、脉冲电机、步进电机、AD/DA模块、IO模块等)，形成不同的网络拓扑，并根据不同的网络拓扑重新配置基于EtherCAT总线的运动控制卡的设备参数和运动参数，这样才能正常使用上述基于EherCAT总线的运动控制卡，实现读写操作以及单轴和多轴的直线、圆弧插补运动以及JOG、PTP运动控制。

在根据网络拓扑生成从站设备配置文件和运动参数配置文件时，需要先分析网络拓扑中每个从站设备的描述文件，从描述文件中提取从站设备支持的功能和相关配置参数，将这些参数提供给用户修改为当前场景需要的合理值后再合成为从站设备的配置文件下载到基于EtherCAT总线的运动控制卡，基于EtherCAT总线的运动控制卡根据新的配置文件中的配置参数配置从站设备完成后期运动规划操作前的配置工作。但上述过程需程序员人工编写每行代码，该部分代码在万行以上，不仅效率低，而且容易出错。

发明内容

本发明实施例针对上述基于EtherCAT总线的运动控制卡配置文件制作效率低、容易出错的问题，提供一种运动控制卡配置文件生成方法、设备及计算机可读存储器。

本发明实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种运动控制卡配置文件生成方法，其特征在于，包括：

将所述运动控制卡支持的所有从站设备的描述文件反序列化为描述文件类的实例，所述描述文件类使用面向对象编程语言根据从站设备的描述文件标准创建；

获取EtherCAT总线上挂载的所有从站设备所对应的描述文件类的实例，并从所述描述文件类的实例提取配置信息；

根据所述配置信息或经过修改的配置信息生成从站设备配置文件类实例，所述从站设备配置文件类使用面向对象编程语言根据从站设备配置文件标准创建；

序列化所述从站设备配置类实例获得所述运动控制卡配置文件。

优选地，所述方法还包括：

根据从站设备描述文件标准创建第一XSD架构文件，并使用面向对象编程语言，根据所述第一XSD架构文件或经过修改的第一XSD架构文件创建所述描述文件类；

根据从站设备配置文件标准创建第二XSD架构文件，并使用面向对象编程语言，根据所述第二XSD架构文件或经过修改的第二XSD架构文件创建所述从站设备配置文件类。

优选地，所述第一XSD架构文件和所述第二XSD架构文件分别包括以下的一个或多个：所有合法元素、所有合法属性、元素是否为子元素、子元素的顺序、子元素的数量、元素是否包含文本或是否为空、元素的数据类型、属性的数据类型、元素的默认值和固定值、属性的默认值和固定值。

优选地，所述方法还包括：

根据所述EtherCAT总线的网络拓扑生成运动参数类实例，所述运动参数类使用面向对象编程语言根据所述运动控制卡需要配置的运动参数标准创建；

序列化所述运动参数类实例或经过修改的所述运动参数类实例获得所述运动控制卡的运动参数配置文件。

优选地，所述方法还包括：将所述运动控制卡配置文件下载到所述运动控制卡，并由所述运动控制卡配置所述EtherCAT总线，使所述EtherCAT总线上的从站设备进入正常工作状态；

所述根据所述EtherCAT总线的网络拓扑生成运动参数类实例，在所述EtherCAT总线上的从站设备进入正常工作状态后执行。

优选地，所述方法还包括：

根据所述运动控制卡需要配置的运动参数标准创建第三XSD架构文件，所述第三XSD架构文件包括以下的一个或多个：所有合法元素、所有合法属性、元素是否为子元素、子元素的顺序、子元素的数量、元素是否包含文本或是否为空、元素的数据类型、属性的数据类型、元素的默认值和固定值、属性的默认值和固定值；

使用面向对象编程语言，根据所述第三XSD架构文件或经过修改的第三XSD架构文件创建所述运动参数类。

优选地，所述获取EtherCAT总线上挂载的所有从站设备所对应的描述文件类的实例，包括：

向所述运动控制卡发送扫描命令，并根据所述运动控制卡的反馈信息获得所述EtherCAT总线上挂载的所有从站设备；

生成所述EtherCAT总线的网络拓扑中的从站设备号序列；

根据所述从站设备号序列从所有从站设备的描述文件类的实例中，查找获得所述EtherCAT总线上挂载的所有从站设备所对应的描述文件类的实例。

优选地，在所述运动控制卡配置文件中，按照从站设备号依次存储对应从站设备的配置信息。

本发明实施例还提供一种运动控制卡配置文件生成设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述方法的步骤。

本发明实施例运动控制卡配置文件生成方法、设备及计算机可读存储器，通过反序列化和序列化解析和合成从站设备描述文件、从站设备配置文件，避免了大量代码的人工编写，不仅提高了配置文件的生成效率、节省了人力资源，而且避免了人工编写代码容易出错的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的运动控制卡配置文件生成方法应用环境的示意图；

图2是本发明实施例提供的运动控制卡配置文件生成方法的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的运动控制卡配置文件生成方法中获取EtherCAT总线上挂载的所有从站设备所对应的描述文件类的实例的流程示意图；

图4是本发明另一实施例提供的运动控制卡配置文件生成方法的流程示意图；

图5是本发明另一实施例提供的运动控制卡配置文件生成设备的示意图。

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。

如图1所示，是本发明实施例提供的运动控制卡配置文件生成方法应用环境的示意图。本发明实施例提供的运动控制卡配置文件生成方法可集成到后台调试软件并由工控机11执行，且生成的运动控制卡配置文件则可下载到运动控制卡12，并由运动控制卡12进行EtherCAT总线配置。

工控机11可通过高速串行计算机扩展总线(peripheral componentinterconnectexpress，PCIE)接口、网络接口、串口等连接到运动控制卡12，并对运动控制卡12进行配置和控制，运动控制卡1通过网络接口对EtherCAT总线上的本地端子板13、伺服/步进/脉冲电机/14、数字输入/输出模块15、模数转换/数模转换模块16等进行配置和控制。

如图2所示，是本发明实施例提供的运动控制卡配置文件生成方法的流程示意图，该运动控制卡配置文件生成方法可生成上述EtherCAT网络中运动控制卡的配置文件。具体地，本实施例的运动控制卡配置文件生成方法包括：

步骤S21：将运动控制卡支持的所有从站设备的描述文件反序列化为描述文件类的实例(一个从站设备的描述文件对应一个实例，且该实例中包括该描述文件中的所有信息)，上述描述文件类提前生成，其具体可使用面向对象编程语言(例如C++或C#)根据从站设备的描述文件标准创建。

上述运动控制卡支持的所有从站设备的描述文件反序列化为描述文件类的实例可复用，即当同一款运动控制卡(所支持的从站设备相同)应用于不同EtherCAT网络时，均可使用上述描述文件类的实例。

步骤S22：获取EtherCAT总线上挂载的所有从站设备所对应的描述文件类的实例，并从所述描述文件类的实例提取配置信息。上述提取的配置信息可通过显示设备向使用者展示，并可根据使用者的输入进行修改。

在该步骤之前，可先扫描连接到工控机11的运动控制卡12，然后在对选中需要进行调试的运动控制卡12进行上述操作。

步骤S23：根据配置信息或经过修改的配置信息通过反序列化处理，生成从站设备配置文件类实例，上述从站设备配置文件类使用面向对象编程语言根据从站设备配置文件标准创建。

步骤S24：序列化从站设备配置类实例获得运动控制卡配置文件。该运动控制卡配置文件可下载到运动控制卡12，并由运动控制卡执行，对EtherCAT总线上的各个从站设备进行配置。

上述运动控制卡配置文件生成方法，利用反序列化和序列化解析和合成从站设备描述文件、从站设备配置文件，避免了大量代码的人工编写，不仅提高了配置文件的生成效率、节省了人力资源，而且避免了人工编写代码容易出错的问题，具有速度快、编码时间短、易拓展修改、避免直接进行文件读写、解析操作等特性。

如图3所示，是本发明实施例提供的运动控制卡配置文件生成方法中，获取EtherCAT总线上挂载的所有从站设备所对应的描述文件类的实例(即步骤S22)的流程示意图，其具体包括：

步骤S221：向运动控制卡发送扫描命令，以扫描运动控制卡12所连接的EtherCAT总线上挂载的从设备，并根据运动控制卡的反馈信息获得EtherCAT总线上挂载的所有从站设备。

步骤S222：生成EtherCAT总线的网络拓扑中的从站设备号序列，即对EtherCAT总线上挂载的从站设备进行编号。

步骤S223：根据从站设备号序列从所有从站设备的描述文件类的实例中，查找获得EtherCAT总线上挂载的所有从站设备所对应的描述文件类的实例。

具体地，在上述步骤S223中，每一实例对应一个从站设备号。从而在序列化从站设备配置类实例获得运动控制卡配置文件时，可按照从站设备号依次存储对应从站设备的配置信息。

如图4所示，是本发明第二实施例提供的运动控制卡配置文件生成方法的流程示意图，该方法具体包括：

步骤S41：根据从站设备描述文件标准创建第一XSD架构文件，根据从站设备配置文件标准创建第二XSD架构文件以及根据运动控制卡需要配置的运动参数标准创建第三XSD架构文件。

上述从站设备描述文件标准、从站设备配置文件标准可从EtherCAT总线官网下载，而运动控制卡需要配置的运动参数标准则可参照上述从站设备描述文件标准、从站设备配置文件标准制定。

上述第一XSD架构文件、第二XSD架构文件以及第三XSD架构文件可分别包括以下的一个或多个：所有合法元素(即可以出现在文档里的元素)、所有合法属性(即可以出现在文档里的属性)、元素是否为子元素、子元素的顺序、子元素的数量、元素是否包含文本或是否为空、元素的数据类型、属性的数据类型、元素的默认值和固定值、属性的默认值和固定值等。

具体地，上述第一XSD架构文件描述了各个从站设备的生产厂商编号、设备编号、固件编号、从站设备所支持功能及对应的对象字典、对象的变量类型、变量定义、变量默认值、固定值、变量取值范围等描述信息、从站设备上可插多少个扩展模块、扩展模块的对象描述信息等。第二XSD架构文件描述了运动控制卡外接从站设备、从站设备外接扩展模块所组成网络的网络拓扑信息、选用从站设备功能对应的对象配置信息等。第三XSD架构文件描述了运动控制卡供应用开发人员调用函数接口中各个参数的取值范围、是否需要内部取反、参数之间的关联关系等信息。

在该步骤中，还可向使用者展示创建的第一XSD架构文件、第二XSD架构文件以及第三XSD架构文件，并可根据使用者的输入对第一XSD架构文件、第二XSD架构文件以及第三XSD架构文件进行修改。

步骤S42：使用面向对象编程语言(例如C++、C#等)根据第一XSD架构文件或经过修改的第一XSD架构文件创建描述文件类、根据第二XSD架构文件或经过修改的第二XSD架构文件创建从站设备配置文件类以及根据第三XSD架构文件或经过修改的第三XSD架构文件创建运动参数类。也就是将第一XSD架构文件、第二XSD架构文件以及第三XSD架构文件转换为对应的C++或者C#类代码。

上述步骤通过将相关的标准转化为XSD架构文件，再由XSD架构文件直接转化为面向对象编程语言(例如C++、C#)类代码，避免了程序员人工编写代码(该部分代码在万行以上)，节省人力资源，并可以避免程序员人工出错。

步骤S43：将运动控制卡支持的所有从站设备的描述文件反序列化为描述文件类的实例。

步骤S44：获取EtherCAT总线上挂载的所有从站设备所对应的描述文件类的实例，并从描述文件类的实例提取配置信息。上述提取的配置信息可通过显示设备向使用者展示，并可根据使用者的输入进行修改。

步骤S45：根据配置信息或经过修改的配置信息通过反序列化处理，生成从站设备配置文件类实例。

步骤S46：序列化从站设备配置类实例获得运动控制卡配置文件。

步骤S47：将上述运动控制卡配置文件可下载到运动控制卡12，并由运动控制卡执行，对EtherCAT总线上的各个从站设备进行配置，使EtherCAT总线上的从站设备进入正常工作状态。

步骤S48：根据EtherCAT总线的网络拓扑生成运动参数类实例。该步骤可包括向使用者展示上述运动参数实例，并根据使用者的输入对上述运动参数实例进行修改。

步骤S49：序列化运动参数类实例或经过修改的所述运动参数类实例获得所述运动控制卡的运动参数配置文件。

上述运动参数配置文件可下载到运动控制卡以实现从站设备的运动参数配置，使从站设备可使用单轴运动、回零运动、直线插补、圆弧插补以及输入输出等功能。

上述运动控制卡配置文件生成方法，基于序列化技术来解析EtherCAT从站设备描述文件和生成运动控制卡配置文件、运动参数配置文件，并将从站设备描述文件直接反序列化到类实例，不仅速度快，而且避免了直接读写和解析每行配置数据。

如图5所示，本发明实施例还提供一种运动控制卡配置文件生成设备，该设备可集成到工控机，且该工控机连接到EtherCAT网络中的运动控制卡。本实施例的运动控制卡配置文件生成设备包括存储器51和处理器52，并且存储器51中存储有可在处理器52上运行的计算机程序，处理器52执行计算机程序时实现如上所述方法的步骤。本发明实施例的设备与上述图2、图4的运动控制卡配置文件生成方法属于同一构思，其具体实现过程详细见对应的方法实施例，且方法实施例中的技术特征在本设备实施例中均对应适用，这里不再赘述。本领域普通技术人员可以理解，本实施例所公开方法中的全部或某些步骤、可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。

本发明实施例还提供一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，且所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述方法的步骤。本发明实施例的存储介质与上述运动控制卡配置文件生成方法属于同一构思，其具体实现过程详细见对应的方法实施例，且方法实施例中的技术特征在本实施例中均对应适用，这里不再赘述。本领域普通技术人员可以理解，本实施例所公开方法中的全部或某些步骤、可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种运动控制卡配置文件生成方法，其特征在于，包括：

将所述运动控制卡支持的所有从站设备的描述文件反序列化为描述文件类的实例，所述描述文件类使用面向对象编程语言根据从站设备的描述文件标准创建；

获取EtherCAT总线上挂载的所有从站设备所对应的描述文件类的实例，并从所述描述文件类的实例提取配置信息；

根据所述配置信息或经过修改的配置信息生成从站设备配置文件类实例，所述从站设备配置文件类使用面向对象编程语言根据从站设备配置文件标准创建；

序列化所述从站设备配置类实例获得所述运动控制卡配置文件。

2.根据权利要求1所述的运动控制卡配置文件生成方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据从站设备描述文件标准创建第一XSD架构文件，并使用面向对象编程语言，根据所述第一XSD架构文件或经过修改的第一XSD架构文件创建所述描述文件类；

根据从站设备配置文件标准创建第二XSD架构文件，并使用面向对象编程语言，根据所述第二XSD架构文件或经过修改的第二XSD架构文件创建所述从站设备配置文件类。

3.根据权利要求2所述的运动控制卡配置文件生成方法，其特征在于，所述第一XSD架构文件和所述第二XSD架构文件分别包括以下的一个或多个：

所有合法元素、所有合法属性、元素是否为子元素、子元素的顺序、子元素的数量、元素是否包含文本或是否为空、元素的数据类型、属性的数据类型、元素的默认值和固定值、属性的默认值和固定值。

4.根据权利要求1所述的运动控制卡配置文件生成方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述EtherCAT总线的网络拓扑生成运动参数类实例，所述运动参数类使用面向对象编程语言根据所述运动控制卡需要配置的运动参数标准创建；

序列化所述运动参数类实例或经过修改的所述运动参数类实例获得所述运动控制卡的运动参数配置文件。

5.根据权利要求4所述的运动控制卡配置文件生成方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述运动控制卡配置文件下载到所述运动控制卡，并由所述运动控制卡配置所述EtherCAT总线，使所述EtherCAT总线上的从站设备进入正常工作状态；

所述根据所述EtherCAT总线的网络拓扑生成运动参数类实例，在所述EtherCAT总线上的从站设备进入正常工作状态后执行。

6.根据权利要求4所述的运动控制卡配置文件生成方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述运动控制卡需要配置的运动参数标准创建第三XSD架构文件，所述第三XSD架构文件包括以下的一个或多个：所有合法元素、所有合法属性、元素是否为子元素、子元素的顺序、子元素的数量、元素是否包含文本或是否为空、元素的数据类型、属性的数据类型、元素的默认值和固定值、属性的默认值和固定值；

使用面向对象编程语言，根据所述第三XSD架构文件或经过修改的第三XSD架构文件创建所述运动参数类。

7.根据权利要求1所述的运动控制卡配置文件生成方法，其特征在于，所述获取EtherCAT总线上挂载的所有从站设备所对应的描述文件类的实例，包括：

向所述运动控制卡发送扫描命令，并根据所述运动控制卡的反馈信息获得所述EtherCAT总线上挂载的所有从站设备；

生成所述EtherCAT总线的网络拓扑中的从站设备号序列；

根据所述从站设备号序列从所有从站设备的描述文件类的实例中，查找获得所述EtherCAT总线上挂载的所有从站设备所对应的描述文件类的实例。

8.根据权利要求7所述的运动控制卡配置文件生成方法，其特征在于，在所述运动控制卡配置文件中，按照从站设备号依次存储对应从站设备的配置信息。

9.一种运动控制卡配置文件生成设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。