数控系统的快速IO模块技术方案

本实用新型专利技术涉及一种数控系统的快速IO模块，数控系统通过IO总线将输出指令发送给快速IO模块，快速IO模块根据输出指令执行信号的输出。快速IO模块包含总线接口电路、控制电路和输出电路。其中总线接口电路的作用是实现快速IO模块与数控系统的连接；控制电路进行数据的计算和信号的处理；输出电路实现信号的输出。因此，快速IO模块与数控系统总线通讯，可以接收数控系统直接输出的IO控制信号，比传统的控制方式指令传输速度更快。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及自动化控制领域，特别是涉及一种简单、输出时效高的数控系统的快速IO模块。
技术介绍
随着工业自动化在中国的推进，产业升级呼声日趋强烈，产业升级需较大幅度的提升工业自动化水平，减少人工参与，降低人工成本。连接挂靠在工业现场IO总线中的各种从站设备节点将越来越多。因此，对IO总线的数据处理量也越来越多，从而会影响到IO总线的指令响应速度。而传统的现场总线控制系统中，IO输出由于电路结构和控制方式的限制，无法实现IO的快速响应输出。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种结构简单、输出时效高的数控系统的快速IO模块。一种数控系统的快速IO模块，所述快速IO模块通过IO总线与数控系统进行数据交互，所述快速IO模块根据所述数控系统的输出指令执行信号的输出；所述快速IO模块包括总线接口电路、控制电路和输出电路；所述总线接口电路用于连接所述快速IO模块及所述数控系统；所述控制电路用于数据计算和信号处理；所述输出电路用于输出所述控制电路处理后的信号。在其中一个实施例中，所述总线接口电路包括用于处理地址信号的PC端口、用于处理输入信号的PA端口、用于处理输出信号PB端口、用于处理使能信号的nOEPORTB端口、用于处理地址识别信号的IDC端口及用于处理地址识别信号的IDIN端口。在其中一个实施例中，所述控制电路包括FPGA处理器、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、二极管D9A、二极管D9B、二极管D9C、二极管D9D、定时器TP10、定时器TP11、定时器TP12及定时器TP13；所述电阻R3与所述二极管D9A串联后一端接电源，另一端接所述FPGA处理器的P10端；所述电阻R4与所述二极管D9B串联后一端接电源，另一端接所述FPGA处理器的P11端；所述电阻R5与所述二极管D9C串联后一端接电源，另一端接所述FPGA处理器的P12端；所述电阻R6与所述二极管D9D串联后一端接电源，另一端接所述FPGA处理器的P13端；所述定时器TP10、所述定时器TP11、所述定时器TP12及所述定时器TP13分别接所述FPGA处理器的P19端、P20端、P21端及P22端。在其中一个实施例中，所述输出电路包括信号隔离模块、差分模块和信号放大模块；所述信号隔离模块用于接收控制电路输出的控制信号，并对接收的控制信号进行隔离转换处理后，输出给所述差分模块；所述差分模块对所述控制信号进行差分处理后输出给所述信号放大模块；所述信号放大模块对接收的控制信号进行放大处理。在其中一个实施例中，所述信号隔离模块包括信号变压器芯片U27、电容C135、电容C142及电容C143，所述信号变压器的VIA端、VIB端、VIC端、VID端分别对应接所述FPGA处理器的P117端、P118端、P119端、P120端；所述电容C135一端接电源，另一端接地；所述电容C142一端接所述信号变压器芯片U27的VE2端，另一端接地；所述电容C143的一端接电源，另一端接地。在其中一个实施例中，所述信号变压器芯片U27的型号为ADUM3400。在其中一个实施例中，所述差分模块包括差分芯片U28、电阻R134、电阻R135、电阻R136、电阻R137及电容C128；所述差分芯片U28的电源端接电源；所述电阻R134一端接电源，另一端接所述差分芯片U28的1Y端；所述电阻R135一端接电源，另一端接所述差分芯片U28的2Y端；所述电阻R136一端接电源，另一端接所述差分芯片U28的3Y端；所述电阻R137一端接电源，另一端接所述差分芯片U28的4Y端；所述差分芯片1Y端、2Y端、3Y端、4Y端接所述信号放大模块；所述电容C128一端接电源，另一端接地。在其中一个实施例中，所述差分芯片U28的型号为26C31。在其中一个实施例中，所述信号放大模块包括电容C40、电阻R158、电阻R159、电阻R160、电阻R161、电阻R162、三极管Q3及三极管Q4；所述电容C40一端接电源，另一端接地；所述电阻R158一端接所述差分模块的输出端，另一端接所述三极管Q3的基极；所述电阻R159的一端接所述三极管Q3的基极，另一端接地；所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的集电极接所述电阻R160；所述电阻R160远离所述三极管Q3的一端接所述三极管Q4的基极；所述电阻R161的一端接电源，另一端接所述电阻R160与所述三极管Q4的公共连接点；所述三极管Q4的发射极接电源，所述三极管Q4的集电极输出放大后的控制信号；所述电阻R162一端接所述三极管Q4的集电极，另一端接地。上述数控系统的快速IO模块中，数控系统通过IO总线将输出指令发送给快速IO模块，快速IO模块根据输出指令执行信号的输出。快速IO模块包含总线接口电路、控制电路和输出电路。其中总线接口电路的作用是实现快速IO模块与数控系统的连接；控制电路进行数据的计算和信号的处理；输出电路实现信号的输出。因此，快速IO模块与数控系统总线通讯，可以接收数控系统直接输出的IO控制信号，比传统的控制方式指令传输速度更快。附图说明图1为数控系统的快速IO模块的应用图；图2为数控系统的快速IO模块的模块图；图3为总线接口电路的原理图；图4为控制电路的原理图；图5为信号隔离模块和差分模块的原理图；图6为信号放大模块的原理图。具体实施方式为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。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技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的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，不是旨在于限制本技术。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。如图1所示，为数控系统的快速IO模块的应用图。在数控系统中，快速IO模块可以有多个，每个都通过IO总线与数控系统进行数据交互。请结合图2。一种数控系统的快速IO模块，所述快速IO模块通过IO总线与数控系统进行数据交互，所述快速IO模块根据所述数控系统的输出指令执行信号的输出；所述快速IO模块包括总线接口电路101、控制电路102和输出电路103。所述总线接口电路101用于连接所述快速IO模块及所述数控系统。所述控制电路102用于数据计算和信号处理。所述输出电路103用于输出所述控制电路处理后的信号。请结合图3。总线接口电路101包括用于处理地址信号的PC端口、用于处理输入信号的PA端口、用于处理输出信号PB端口、用于处理使能信号的nOEPORTB端口、用于处理地址识别信号的IDC端口及用于处理地址识别信号的IDIN端口。请结合图4。控制电路102包括FPGA(Field－Program本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数控系统的快速IO模块，所述快速IO模块通过IO总线与数控系统进行数据交互，所述快速IO模块根据所述数控系统的输出指令执行信号的输出；其特征在于，所述快速IO模块包括总线接口电路、控制电路和输出电路；所述总线接口电路用于连接所述快速IO模块及所述数控系统；所述控制电路用于数据计算和信号处理；所述输出电路用于输出所述控制电路处理后的信号。

【技术特征摘要】
1.一种数控系统的快速IO模块，所述快速IO模块通过IO总线与数控系统进行数据交互，所述快速IO模块根据所述数控系统的输出指令执行信号的输出；其特征在于，所述快速IO模块包括总线接口电路、控制电路和输出电路；所述总线接口电路用于连接所述快速IO模块及所述数控系统；所述控制电路用于数据计算和信号处理；所述输出电路用于输出所述控制电路处理后的信号。2.根据权利要求1所述的数控系统的快速IO模块，其特征在于，所述总线接口电路包括用于处理地址信号的PC端口、用于处理输入信号的PA端口、用于处理输出信号PB端口、用于处理使能信号的nOEPORTB端口、用于处理地址识别信号的IDC端口及用于处理地址识别信号的IDIN端口。3.根据权利要求1所述的数控系统的快速IO模块，其特征在于，所述控制电路包括FPGA处理器、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、二极管D9A、二极管D9B、二极管D9C、二极管D9D、定时器TP10、定时器TP11、定时器TP12及定时器TP13；所述电阻R3与所述二极管D9A串联后一端接电源，另一端接所述FPGA处理器的P10端；所述电阻R4与所述二极管D9B串联后一端接电源，另一端接所述FPGA处理器的P11端；所述电阻R5与所述二极管D9C串联后一端接电源，另一端接所述FPGA处理器的P12端；所述电阻R6与所述二极管D9D串联后一端接电源，另一端接所述FPGA处理器的P13端；所述定时器TP10、所述定时器TP11、所述定时器TP12及所述定时器TP13分别接所述FPGA处理器的P19端、P20端、P21端及P22端。4.根据权利要求3所述的数控系统的快速IO模块，其特征在于，所述输出电路包括信号隔离模块、差分模块和信号放大模块；所述信号隔离模块用于接收控制电路输出的控制信号，并对接收的控制信号进行隔离转换处理后，输出给所述差分模块；所述差分模块对所述控制信号进行差分处理后输出给所述 信号放大模块；所述信号放大模块对接收的控制信号进行放大处理。5.根据权利要求4所述的数控系统的快速IO模块，其特征在于，所述信号隔离模块包括信号变压器芯片U27、...

【专利技术属性】
技术研发人员：封雨鑫，李荣，陈燚，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，深圳大族彼岸数字控制软件技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44