Transcript Transmisja danych pccnc

TRANSMISJA DANYCH PC<=>CNC
Jasiewicz Marcin, Korowaj Marcin, Jurczyński Łukasz
M2-L13
WSTĘP
Wraz z rozwojem obrabiarek sterowanych
numerycznie (OSN) sposób wprowadzania informacji do
układów sterowania zmieniał się . Do układów
sterowania starszego typu, określanych skrótem NC
(ang. Numerical Control) program sterujący (nazywany
według PN programem operacji technologicznej POT) był
przenoszony za pomocą nośników statycznych takich jak
taśma perforowana lub dyskietka komputerowa.
Ogólnie współczesne układy sterowania obrabiarek typu CNC
pozwalają wprowadzać informacje w różny sposób. Krótkie programy sterujące,
wykorzystywane jednokrotnie, wprowadza się zwykle ręcznie bezpośrednio
z pulpitu układu sterowania. Układy wyposażone w stację dyskietek pozwalają
na wczytywanie programów z nośników magnetycznych czyli popularnych
dyskietek komputerowych. Plik tekstowy z programem sterującym (w formacie
ASCII) jest wówczas przygotowywany na zewnętrznym stanowisku
komputerowym, wykorzystującym niekiedy specjalne oprogramowanie firmowe
Programy sterujące dużych rozmiarów, generowane na przykład za
pomocą systemów CAD/CAM, transmitowane są zwykle poprzez złącze
szeregowe RS232C za pomocą kabla łączącego komputer PC z układem CNC.
W systemach obróbkowych zintegrowanych komputerowo, transmisja
realizowana jest w technice stosowanej w lokalnych sieciach komputerowych
LAN (ang. Local Area Network).
Współczesne układy sterowania numerycznego typu
CNC (ang. Computer Numerical Control) posiadają
oprócz możliwości wykorzystania nośników
statycznych również możliwość wprowadzania
informacji w sposób dynamiczny. Informacja zawarta
w programie sterującym jest przekazywana
bezpośrednio z komputera (lub komputerowej sieci
lokalnej) za pośrednictwem odpowiednio
przygotowanego kabla. Wymagane jest oczywiście
oprogramowanie pozwalające ustawić parametry tej
transmisji oraz nadzorujące jej przebieg.
PODZIAŁ NOŚNIKÓW PROGRAMÓW
Nośniki programów sterujących dla OSN w zależności od techniki
zapisu informacji można podzielić następująco:
1. Nośniki z zapisem trwałym:
 karty dziurkowane,
 taśmy dziurkowane,
 taśmy magnetyczne,
 taśmy filmowe.
2. Nośniki z zapisem nietrwałym:
 tablice wtykowe,
 bębny magnetyczne,
 tarcze magnetyczne.
NOŚNIKI STATYCZNE
Taśma perforowana - tradycyjny nośnik programów.
Wykonywane są z mocnego pergaminowego papieru, z tworzyw sztucznych
lub folii metalowych odpornych na zużycie i przedarcie.
Do zapisu programów sterujących stosowane są najczęściej dwa rodzaje
kodów: kod ISO-8A i kod EIA-8B
NOŚNIKI STATYCZNE
Dyskietka, inaczej dysk miękki – dysk wymienny, przenośny nośnik
magnetyczny o niewielkiej pojemności, umożliwiający zarówno odczyt
jak i zapis danych.
NOŚNIKI STATYCZNE
Zalety:
•
Nośnik statyczny nie wymaga do przechowywania danych
ciągłego dostarczania energii zewnętrznej.
Wady:
• Konieczne dodatkowe urządzenia do ich generowania (np.
urządzenia perforujące taśmę) urządzenia do ich wczytywania
• Ograniczona pojemność informacyjna
• Podatność na uszkodzenia
• Długość czasu przygotowania oraz czasu wczytywania
SZEREGOWA TRANSMISJA DANYCH
CYFROWYCH- ZŁĄCZE RS232
Transmisja szeregowa danych cyfrowych polega na
przesyłaniu poszczególnych bitów bloku informacji (znaku,
bajta, słowa itd.) po kolei, w oddzielnych odcinkach czasu. W
urządzeniu nadającym blok informacji rozbijany jest na
poszczególne bity, dodawane są niezbędne bity techniczne
służące do organizacji transmisji, a w urządzeniu odbiorczym
następuje proces odwrotny, polegający na odtworzeniu całego
bloku informacji.
Istotną cechą transmisji szeregowej jest użycie do
przesyłania danych jednej linii transmisyjnej. W konkretnych
rozwiązaniach linią tą może być pojedynczy lub podwójny
przewód
elektryczny,
światłowód,
wydzielony
kanał
telekomunikacyjny itd. Ta właściwość szeregowej transmisji
zadecydowała o jej powszechnym stosowaniu.
SZEREGOWA TRANSMISJA DANYCH
CYFROWYCH- ZŁĄCZE RS232
SZEREGOWA TRANSMISJA DANYCH
CYFROWYCH- ZŁĄCZE RS232
Najważniejszym problemem występującym podczas
szeregowej transmisji danych jest synchronizacja
nadajnika i odbiornika. Chodzi mianowicie o
określenie momentów czasu, w którym odbiornik
powinien interpretować stan linii danych jako
reprezentujący wartości kolejnych bitów przesyłanej
informacji. Aby nastąpiła prawidłowa synchronizacja
obu urządzeń w ciąg bitów przesyłanej informacji
włączone są dodatkowe sekwencje umożliwiające
synchronizację.
METODY TRANSMISJI SZEREGOWEJ
W zależności od sposobu realizacji synchronizacji
nadajnika i odbiornika rozróżnia się dwie metody
transmisji
szeregowej:
asynchroniczną
i
synchroniczną.
TRANSMISJA ASYNCHRONICZNA
Transmisja asynchroniczna służy do przesyłania pojedynczych znaków. Pomiędzy
transmisją kolejnych znaków występują przerwy o czasie nie mniejszym niż czas
transmisji jednego bitu (lub dwóch, w zależności od przyjętego standardu). W stanie
spoczynku, kiedy znaki nie są transmitowane, linia przyjmuje stan Mark. Proces
przesyłania kolejnych bitów znaku rozpoczynany jest stanem Space linii transmisyjnej
utrzymywanym przez czas trwania jednego bitu. Jest to tak zwany bit startu. W tym
czasie następuje proces synchronizacji układów odbiornika tzn. generacja lokalnego
sygnału zegarowego umożliwiającego próbkowanie stanu linii w odpowiednich
momentach. Po zakończeniu przesyłania wszystkich bitów znaku, łącznie z ewentualnym
bitem parzystości, przesyłane są l lub 2 tzw. bity stopu, kiedy linia przyjmuje stan Mark,
czyli stan spoczynkowy. Po tym czasie może nastąpić transmisja kolejnego znaku.
Rys. Struktura ramki danych w transmisja asynchronicznej
KONTROLA PRZEPŁYWU DANYCH
Transmisja asynchroniczna cechuje się tym, iż
przepływ danych odbywa się w losowych momentach
czasu. Może się zdarzyć, że nadajnik nadaje szybciej niż
odbiornik może odbiera (np. w drukarkach z interfejsem
szeregowym wydruk jest wolniejszy niż przepływ danych
do drukarki) mimo stosowania mechanizmów
zapobiegających temu zjawisku – np. buforów. Odbiornik
powinien mieć zatem możliwość poinformowania
nadajnik o konieczności chwilowego wstrzymania
transmisji, np. do czasu opróżnienia bufora wydruku.
KONTROLA PRZEPŁYWU DANYCH
Przewidziano dwie możliwości sterowania transmisją danych:
 Programową – odbiornik w momencie zapełnienia bufora w stopniu
bliskim 100% wysyła do nadajnika znak informujący o konieczności
chwilowego wstrzymania transmisji – XOFF. Jeżeli zapełnienie bufora
odbiornika zbliży się do wartości 0% wysyła on do nadajnika znak
pozwalający na ponowne uruchomienie transmisji – XON. Dla
przesyłu plików binarnych ta metoda nie może być stosowana (znaki
sterujące XON i XOFF mogą wystąpić
wśród
danych).
Potocznie kontrola programową nazywa się protokołem XON-XOFF.
 Sprzętową – wykorzystuje się dodatkowe linie przesyłowe (kontrola
łącza DTR-DTS oraz RTS-CTS). W tym wypadku sterowanie może
dotyczyć zarówno transmisji plików tekstowych jak i binarnych.
Metoda
sprzętowa
charakteryzuje
się
ponadto
większą
skutecznością, stąd jest stosowana częściej niż programowa.
TRANSMISJA SYNCHRONICZNA
Transmisja synchroniczna charakteryzuje się tym, że poza
sygnałami danych, pomiędzy urządzeniami końcowymi
przesyłane są dodatkowo dwa sygnały zegarowe
określające w nadajniku odcinki czasu, w których
przesyłane są poszczególne bity bloku informacji, a w
odbiorniku momenty, których należy próbkować linię
danych w celu odtworzenia wartości tych bitów. Dla
transmisji synchronicznej problem synchronizacji urządzeń
końcowych polega na określeniu początku bloku informacji
tzn. pierwszego „ważnego" bitu lub znaku tego bloku.
Stosuje się tutaj przesłanie na początku bloku wybranej
sekwencji bitów, która odebrana w nadajniku sygnalizuje
początek bloku.
PRZYKŁAD PROGRAMU DO TRANSMISJI
SZEREGOWEJ
Jako przykład aplikacji służącej do przesyłu danych poprzez łącze szeregowe
przedstawiony zostanie program o nazwie RS232, dołączony do ProgMastera. Po
uruchomieniu aktywna jest plansza konfiguracji parametrów transmisji (Rys. 2).
Rys. 2. Plansza konfiguracji parametrów transmisji szeregowej.