【技术实现步骤摘要】
本公开涉及在包括与其相关联并且与设备驱动器通信的编码器的系统中操作的有运动能力的设备。特别地，本公开涉及支持多个编码器协议的设备驱动器中的数据通信。
技术介绍
1、诸如电机、线性致动器等的有运动能力的设备在本领域中是公知的。这种设备通常配备有内置反馈元件，如在伺服电机的情况下，或者配备有外部反馈元件，该反馈元件向设备驱动器提供指示设备的操作状态的数据。这种设备驱动器能够解析这样的数据以理解设备的操作状态，并且(与运动控制器结合)向设备提供控制命令。例如，伺服电机通常配备有能够产生电机轴的精确位置和速度数据的旋转传感器或编码器。对于安全性特别重要的应用，这种编码器通常也能够产生冗余的安全数据(如关于电机轴的位置和速度的由各种公知的安全标准例如iec 61508、iso 13849和en 61800标准所定义的)。此外，本领域中已知将附加的传感器类型(例如，振动、温度等)与设备相关联，并且由这种附加的传感器产生的数据通过编码器发送。特别是在尽管发生断电循环但仍要求这种位置数据的应用的情况下，所谓的绝对位置信息可导致由编码器产生大量的数据，例如，在被监测的轴的单次旋转期间检测到超过220次感测位置的改变，并且这种轴以高达每分钟10,000次旋转的速度旋转并不罕见。
2、为了传送这种大量数据，并辅助设备驱动器正确地解析这种数据，各种编码器制造商已经开发了通信协议，这些协议能够使用最近仅编码器与相关设备驱动器之间的2线连接来传送数字表示的编码器数据(以及功率)。公知的2线编码器协议的示例包括由sickstegmann gmbh
3、图1(其中类似的附图标记指代类似的元件)示出不同编码器协议的典型实现。特别地，图1示出分别基于符合相应的第一和第二编码器协议112、142的编码器数据(以及可选地，安全数据)进行操作的系统110、140。如本文中使用的，编码器协议定义由编码器供应的位置(以及可选地，安全数据)的特定类型、定时/频率和格式。(任何安全相关数据或结构的可选特性在附图中由图1至图3中描绘的虚线表示)。从而，作为非限制性示例，第一编码器协议112可以是scs open link协议，而第二编码器协议142可以是hiperface dsl协议。如图2所示，第一编码器114和第二编码器144与设备170a、170b(例如伺服电机或类似物)的单独实例相关联。
4、编码器114、144中的每个经由其相应的第一或第二编码器协议112、142与设备驱动器116、146通信。设备驱动器116、146都实现通信接口118，该通信接口118支持原始数据(即，就使用例如也是公知的rs-232或rs-485数据通信标准的公知开放系统互连(osi)模型而言在物理层)向/从相应的编码器114、144的传输和接收，而不管所使用的特定编码器协议112、142如何。如本领域中进一步所知，设备驱动器116、146都可以包括电源电路120以向编码器114、144供电。设备驱动器116、146两者中的通信接口118将符合相应协议112、142的所接收的数据(典型地由通信接口调节以更好地便于数据信号的表示)供应给相应的协议逻辑模块122、152(在本领域中有时称为“ip核”)。
5、接收符合相应的协议112、142的编码器/安全数据的相应的协议逻辑模块122、152进而与设备控制器124、154的对应实例通信，并且在需要时与安全评估模块126、156通信。设备控制器124、154典型地使用适当的集成电路处理设备来实现，例如本领域中已知的微控制器和/或数字信号处理器。设备控制器124、154操作为执行确定设备170a、170b的操作状态并响应于该操作状态而驱动设备170a、170b(例如，在电机的情况下，通过控制3相交流电力信号的频率)所必须的处理。类似地，安全评估模块126、156执行对所提供的安全数据的解析，以确保相应的设备170a、170b在任何给定时间处于安全状态。典型地使用现场可编程门阵列(fpga)实现的协议逻辑模块122、152包括相应的协议设备逻辑模块128、158(以及在可适用的情况下，协议安全逻辑模块130、160)，其操作为终止相应的编码器协议112、142并将编码器数据转换为相应的第一和第二控制器协议132、162。如本文中使用的，控制器协议定义可由设备控制器124、153(以及安全评估模块126、156，当提供时)消耗的数据的特定类型、时间/频率和格式。
6、如本领域中已知的，相应的控制器协议132、162典型地基于适合于支持集成电路之间的通信的不同的位级通信协议，例如公知的串行外围接口(spi)协议。此外，经由控制器协议132、162传送的数据(控制器数据)典型地是经由对应的编码器协议112、142接收的编码器数据的一部分或由对应的编码器协议112、142规定的其经变换的版本。也就是说，控制器协议132、162虽然由对应的编码器协议112、142定义并取决于对应的编码器协议112、142，但是它们也是统一的，因为它们基于单个底层通信协议。从而，每个所示系统110、140依赖于不同的编码器协议112、142和控制器协议132、162的事实要求相应的设备控制器124、154和安全评估模块126、156的实现取决于相应的协议，更不用说这对于相应的协议逻辑模块122、152同样成立。
7、为了更好地适应多个编码器/控制器协议的存在，已经提出图2中示出的系统210，在该图中类似的附图标记指代与图1中发现的类似的元件。在这种情况下，提供编码器214，其提供符合设备驱动器226所支持的n个不同协议中的第k个编码器协议212的编码器数据，其中n≥2。在此，协议逻辑模块222被配置为实现协议设备逻辑228a-228n，并且在必要时实现用于n个不同的编码器/控制器协议的协议安全逻辑230a-230n。给定n个不同的编码器/控制器协议中的每个的完整协议逻辑的实现，在该实现中提供复用器280以仅选择n个不同的逻辑模块228a-228n、230a-230n的第k组来与通信接口118通信变得必要。类似地，在该实现中，在协议逻辑模块222与设备控制器224和安全评估模块226之间还提供一个或更多总线282、284。
8、为了编码器的销售的利益，编码器制造商典型地将与设备驱动器制造商密切合作，以确保制造商的协议的正确实现。在编码器制造商与伺服电机制造商之间通常要求类似的协作，这些制造商试图开发他们的客户(机器建造商)所要求的产品的系列产品。机器建造商又通常将具有优选的编码器协议，并且因此伺服电机和编码器制造商支持该优选的协议。即使利用这种协作，在设备驱动器——尤其是设备控制器——中的编码器协议的开发要求设备驱动器制造商方面的显著努力，如此多以致于实现新协议的决策通常是顶级管理决策。实际上，努力的级别使得图2的系统210所提出的解决方案很可能本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于由系统中的设备驱动器进行数据传输的方法，所述系统包括由所述设备驱动器控制并由与所述设备驱动器通信的第一编码器监测的设备，其中所述第一编码器根据能够被转换为相关联的第一控制器协议的第一编码器协议来提供编码器数据，并且其中所述设备驱动器包括用于驱动所述设备的操作的设备控制器，所述方法包括，在所述设备驱动器中：
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一编码器协议由第一编码器制造商定义，并且所述第二编码器协议由第二编码器制造商定义。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一编码器协议是SCS OPEN LINK，并且所述第二编码器协议是HIPERFACE DSL。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一编码器协议是SCS OPEN LINK，并且所述第二编码器协议是ENDAT。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一编码器协议和所述第二编码器协议都由第一编码器制造商定义并且是彼此不同的版本。
7.根据权利要求1所述的方法，所述至少一个控制器协议转换规则包
8.根据权利要求1所述的方法，所述至少一个控制器协议转换规则包括用于转换所述第一编码器协议与所述第二编码器协议之间的数据类型的数据速率差异的至少一个规则。
9.根据权利要求1所述的方法，所述至少一个控制器协议转换规则包括用于推断与由所述第二编码器协议而非所述第一编码器协议支持的数据类型相对应的数据的至少一个规则。
10.根据权利要求1所述的方法，其中响应于经由所述设备驱动器的用户接口接收的输入，将所述至少一个控制器协议转换规则添加到所述设备驱动器。
11.根据权利要求1所述的方法，其中响应于由所述设备驱动器检测到所述第一编码器的编码器类型，将所述至少一个控制器协议转换规则添加到所述设备驱动器。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述设备驱动器包括安全评估模块，所述方法进一步包括：
13.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
14.设备驱动器中使用的协议逻辑模块，所述设备驱动器可操作为控制设备并与被配置为监测所述设备的第一编码器通信，其中所述第一编码器根据能够被转换为相关联的第一控制器协议的第一编码器协议提供编码器数据，并且其中所述设备驱动器包括用于驱动所述设备的操作的设备控制器，所述协议逻辑模块包括：
15.根据权利要求14所述的协议逻辑模块，其中所述可编程逻辑电路使用现场可编程门阵列实现。
16.根据权利要求14所述的协议逻辑模块，其中所述可执行指令、存储器和处理器由微控制器实现。
17.根据权利要求14所述的协议逻辑模块，其中所述第一编码器协议由第一编码器制造商定义，并且所述第二编码器协议由第二编码器制造商定义。
18.根据权利要求17所述的协议逻辑模块，其中所述第一编码器协议是SCS OPENLINK，并且所述第二编码器协议是HIPERFACE DSL。
19.根据权利要求17所述的协议逻辑模块，其中所述第一编码器协议是SCS OPENLINK，并且所述第二编码器协议是ENDAT。
20.根据权利要求14所述的协议逻辑模块，其中所述第一编码器协议和所述第二编码器协议都由第一编码器制造商定义并且是彼此不同的版本。
21.根据权利要求14所述的协议逻辑模块，所述至少一个控制器协议转换规则包括用于转换所述第一编码器协议与所述第二编码器协议之间的数据类型的数据格式化差异的至少一个规则。
22.根据权利要求14所述的协议逻辑模块，所述至少一个控制器协议转换规则包括用于转换所述第一编码器协议与所述第二编码器协议之间的数据类型的数据速率差异的至少一个规则。
23.根据权利要求14所述的协议逻辑模块，所述至少一个控制器协议转换规则包括用于推断与由所述第二编码器协议而非所述第一编码器协议支持的数据类型相对应的数据的至少一个规则。
24.根据权利要求14所述的协议逻辑模块，其中所述设备驱动器包括安全评估模块，并且其中所述可编程逻辑电路被进一步配置为，或者所述可执行指令在由所述处理器执行时进一步可操作为造成所述处理器：
25.根据权利要求14所述的协议逻辑模块，其中所述可编程逻辑电路被进一步配置为或者所述可执行指令在由所述处理器执行时进一步可操作为造成所述处理器：
...【技术特征摘要】
1.用于由系统中的设备驱动器进行数据传输的方法，所述系统包括由所述设备驱动器控制并由与所述设备驱动器通信的第一编码器监测的设备，其中所述第一编码器根据能够被转换为相关联的第一控制器协议的第一编码器协议来提供编码器数据，并且其中所述设备驱动器包括用于驱动所述设备的操作的设备控制器，所述方法包括，在所述设备驱动器中：
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一编码器协议由第一编码器制造商定义，并且所述第二编码器协议由第二编码器制造商定义。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一编码器协议是scs open link，并且所述第二编码器协议是hiperface dsl。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一编码器协议是scs open link，并且所述第二编码器协议是endat。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一编码器协议和所述第二编码器协议都由第一编码器制造商定义并且是彼此不同的版本。
7.根据权利要求1所述的方法，所述至少一个控制器协议转换规则包括用于转换所述第一编码器协议与所述第二编码器协议之间的数据类型的数据格式化差异的至少一个规则。
8.根据权利要求1所述的方法，所述至少一个控制器协议转换规则包括用于转换所述第一编码器协议与所述第二编码器协议之间的数据类型的数据速率差异的至少一个规则。
9.根据权利要求1所述的方法，所述至少一个控制器协议转换规则包括用于推断与由所述第二编码器协议而非所述第一编码器协议支持的数据类型相对应的数据的至少一个规则。
10.根据权利要求1所述的方法，其中响应于经由所述设备驱动器的用户接口接收的输入，将所述至少一个控制器协议转换规则添加到所述设备驱动器。
11.根据权利要求1所述的方法，其中响应于由所述设备驱动器检测到所述第一编码器的编码器类型，将所述至少一个控制器协议转换规则添加到所述设备驱动器。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述设备驱动器包括安全评估模块，所述方法进一步包括：
13.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
14.设备驱动器中使用的协议逻辑模块，所...
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