数控系统现场总线故障诊断技术浅析
设计，有效地增强了数控系统现场总线的诊断功能。
关键词：数控系统；总线故障诊断；分析
中图分类号：O44文献标识码：Ａ文章编号：1003-949X(2011)-02-0133-01
一、通信故障分类
要对数控系统现场总线通信故障进行诊断，就必须对故障进行分类、评价，以根据故障的现象确定故障发生的位置，判断故障的严重程度，决定采取何种处理措施，并在人工处理过程中分析故障原因、排除故障、恢复现场总线正常运行，进一步完善现场总线通信网络，提高现场总线通信的可靠性。根据数控系统现场总线通信的特点，主要分为两类：一种是根据现场总线通信系统的体系结构，根据故障发生的层次进行分类；另一种是按照现场总线通信网络的连接关系，根据故障发生的物理位置进行分类。
二、实现现场总线拓扑结构实时重构的通信单元
如何在数控系统现场总线的故障诊断模块中实现通信系统的拓扑重构功能呢？针对这个问题，文章设计了一种实现现场总线拓扑结构实时重构的通信单元。为了实现拓扑结构的实时重构，必须对通信单元进行特殊设计，以实现以下功能：
当通信线路产生故障而使通信中断时，各单元通过监视两个传输环上的信号，与故障邻近的单元可通过内部重构，实现对通信网络的重新配置，从而避免通信系统中较大区域的故障甚至是整体故障。
论文设计的通信单元结构如图1所示，通信单元3包括二个端口a、b，第一、第二数据处理模块4、5，以及双向电子开关6，二个端口a、b均包括接收模块和发送模块，分别记为第一、第二接收模块RX-a、RX-b，第一、第二发送模块TX-a、TX-b。第一、第二接收模块RX-a、RX-b用来接收第一、第二通信链路1、2上的信息信号，并将接收到的信息信号传输至第一、第二数据处理模块4、5。双向电子开关6连接在第一、第二数据处理模块4、5之间，实现信息信号的关断和双向导通。通信链路正常情况下，双向电子开关6处于断开状态；通信链路故障情况下，双向电子开关6处于闭合状态。
第一、第二数据处理模块4、5接收第一、第二接收模块RX-a、RX-b传送来的信息信号，对信息信号进行数据处理操作，包括数据上传、数据下载、数据转发等，并将处理后的信息信号传输至与其导通的第二、第一发送模块TX-b、TX-a。
图1 通信电源结构示意图
第一、第二发送模块TX-a、TX-b用来将第二、第一数据处理模块5、4完成相应操作后的信息信号发送至第二、第一通信链路2、1。
正常模式下，该双向电子开关6处于断开状态，第一通信链路1上的信息信号从端口a的第一接收模块RX-a传输至第一数据处理模块4，经过相应的数据处理操作后，再通过端口b的第二发送模块TX-b发送至第一通信链路1的后向通道；第二通信链路2上的信息信号从端口b的第二接收模块RX-b传输至第二数据处理模块5，经过相应的数据处理操作后，再通过端口a的第一发送模块TX-a发送至第二通信链路2的后向通道。
图2 故障模式下数据流向示意图
故障模式下，如图2所示，该双向电子开关6处于闭合状态。如果是端口b的链路发生故障，则第一通信链路1上的信息信号从端口a的第一接收模块RX-a输至第一数据处理模块4，经过相应的数据处理操作后经由双向电子开关6通过端口a的第一发送模块TX-a发送至返回链路（此时正常模式下的第二通信链路2端口a侧为返回链路）；
通过上述通信单元设计，当通信单元某一侧传输媒体发生中断时，通信单元可以实时重新配置，保证通信系统在链路故障情况下的无故障操作。在这种拓扑结构的现场总线通信系统中，主单元与从单元之间、从单元与从单元之间通过两条相向操作的通信链路相互连接。主单元主导通信链路上的通信操作，通过发送拓扑结构识别帧和从单元地址编码帧，流经两条通信链路和各从单元后返回主单元的状态，确定通信系统的拓扑结构、从单元数目，并对从单元完成编址操作。
责任编辑：刘雨凡