一种电子轴凹印机通信系统的制作方法

1.本实用新型涉及工业印刷技术领域，尤其涉及一种电子轴凹印机通信系统。


背景技术：

2.随着计算机技术的飞速发展，以伺服电机为主的运动控制技术开始应用于凹版印刷机，电子轴凹版印刷技术逐渐成为主流。该技术通过控制多个伺服电机，实现多轴同步运动控制，可替换原有的机械长轴传动方式，能够有效避免印刷过程中机械传动部件的磨损，从而提供更精确的套印精度和更快的印刷速度。
3.该系统通过光电传感器实时扫描色标信号，传送至套色单元控制盒，由控制盒基于光电编码器反馈信号分析计算套印误差，并通过工业现场总线传送至中央运动控制器，控制器结合先进的控制算法来驱动伺服电机进行相位修正，从而实现快速、精准的套印控制。这其中，一条高速、可靠的工业现场通信系统起着至关重要的作用。
4.而现有技术中的工业现场通信系统主要是采用can总线型拓扑结构，所有节点的信号传输均共用一条总线电缆，can总线采用csma/cd(载波监测多路访问/冲突检测)技术来进行总线仲裁，当两个节点同时向总线上传送信息时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响地继续传送数据，而这样的总线机制，总线的传输速率不能太高，一般为250kbit/s。随着应用场合的不断提高，很难保证系统的实时性需求。
5.因此，如何更好的实现电子轴凹印机的通信已经成为业界亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型实施例提供一种电子轴凹印机通信系统，用以解决上述背景技术中提出的技术问题，或至少部分解决上述背景技术中提出的技术问题。
7.第一方面，本实用新型实施例提供一种电子轴凹印机通信系统，包括：
8.工控机和多个套色单元控制盒；
9.所述工控机与所述多个套色单元控制盒依次首尾连接实现环形组网；
10.其中，所述工控机的输出接口与多个套色单元控制盒中第一个套色单元控制盒的输入接口连接，所述工控机的输入接口与多个套色单元控制盒中最后一个套色单元控制盒的输出接口连接。
11.更具体的，所述工控机与所述多个套色单元控制盒依次首尾连接，具体为：
12.除第一个套色单元控制盒和最后一个套色单元控制盒之外的多个套色单元控制盒之间首尾连接。
13.更具体的，所述套色单元控制盒用于获取接收数据并读取本地数据，通过套色单元控制盒的输出接口发送接收数据和本地数据。
14.更具体的，所述套色单元控制盒中还包括：故障检测模块；
15.其中，所述故障检测模块用于检测当前套色单元控制盒是否发生通讯故障，在所述故障检测模块检测到当前套色单元控制盒发生通讯故障的情况下，发出通讯故障信息。
16.更具体的，所述套色单元控制盒映射的子数据段为64个字节。
17.更具体的，所述多个套色单元控制盒的总数量小于16个。
18.更具体的，所述工控机与所述多个套色单元控制盒依次通过符100base
‑
tx规范的5类utp线缆首尾连接，实现环形组网。
19.更具体的，所述工控机的输入接口和输出接口均为rj45接口。
20.本实用新型实施例提供的一种电子轴凹印机通信系统，通过将每个套色单元控制盒的网络接口拆分为一个输入接口和一个输出接口，并且将套色单元控制盒之间首尾相连，从而实现环形组网，再将组网后的套色单元控制盒与工控机相连，本实用新型实施例中所描述的通信系统案无需配置交换机，无需处理复杂的mac或者ip地址，最大化地简化了系统的布线，提升了系统响应的实时性。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本实用新型一实施例中所描述的电子轴凹印机通信系统结构示意图；
23.图2为本实用新型一实施例所描述的帧数据传输过程示意图。
具体实施方式
24.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.图1为本实用新型一实施例中所描述的电子轴凹印机通信系统结构示意图，如图1所示，包括：工控机110和多个套色单元控制盒120；
26.所述工控机110与所述多个套色单元控制盒120依次首尾连接实现环形组网；
27.其中，所述工控机110的输出接口与多个套色单元控制盒120中第一个套色单元控制盒的输入接口连接，所述工控机110的输入接口与多个套色单元控制盒120中最后一个套色单元控制盒的输出接口连接。
28.具体的，针对于传统总线方式的局限性，本实用新型实施例采用以太网环形拓扑结构，将每个套色单元控制盒的网络接口拆分为一个输入接口rx和一个输出接口tx，通过将一个套色单元控制盒的输出接口连接下一个套色单元控制盒的输入接口，这种tx
‑
>rx
‑
>tx
‑
>rx首尾相连的方式，实现环形组网。
29.本实用新型实施例中所描述的多个套色单元控制盒中第一个套色单元控制盒是指在该套色单元控制盒之前，没有套色单元控制盒的输出接口与其输入接口相连的那个套色单元控制盒，将第一个套色单元控制盒的输入接口与工控机的输出接口相连。
30.本实用新型实施例中所描述的多个套色单元控制盒中最后一个套色单元控制盒
是指，在该套色单元控制盒之后，没有与套色单元控制盒的输出接口连接的其它套色单元控制盒，将该套色单元控制盒的输出接口与工控机的输入接口连接。
31.在整个电子轴凹印机通信系统中，工控机通过输出接口发送初始数据，然后初始数据流入第一个套色单元控制盒，此时第一个套色单元控制盒从其输入接口获取初始数据，从初始数据中读取该套色单元控制盒所需要的数据或把需要该读取该套色单元控制盒需要发送的数据插入到初始数据中后，通过其输出接口传递到下个套色单元控制盒，循环往复，直至回到工控机。
32.图2为本实用新型一实施例所描述的帧数据传输过程示意图，如图2所示，本实用新型实施例充分利用了以太网技术的全双工传输特性，此时数据帧就像火车一样，从工控机开出，途经各个套色单元控制盒，把各个套色单元控制盒对应的数据带上，最后通过工控机的输入接口回到工控机。
33.本实用新型实施例通过将每个套色单元控制盒的网络接口拆分为一个输入接口和一个输出接口，并且将套色单元控制盒之间首尾相连，从而实现环形组网，再将组网后的套色单元控制盒与工控机相连，本实用新型实施例中所描述的通信系统案无需配置交换机，无需处理复杂的mac或者ip地址，最大化地简化了系统的布线，提升了系统响应的实时性。
34.并且本实用新型实施例中还克服了现有技术中的i/o模块受限于总线通讯速率，只能通过工控机的扩展i/o板卡实现，所有分色组的i/o均需要布线至工控机箱，与扩展i/o板卡实现物理连接所就造成布线繁琐，故障率较高，故障检测困难等诸多问题。但如果借助上述以太网通讯的方式，但是本实用新型实施例中将可将系统的i/o模块与套色模块进行整合，合并成一个单元，实现分布式控制。
35.在上述实施例的基础上，所述工控机与所述多个套色单元控制盒依次首尾连接，具体为：
36.除第一个套色单元控制盒和最后一个套色单元控制盒之外的多个套色单元控制盒之间首尾连接。
37.具体的，针对于传统总线方式的局限性，本实用新型实施例采用以太网环形拓扑结构，将每个套色单元控制盒的网络接口拆分为一个输入接口rx和一个输出接口tx，通过将套色单元控制盒的输出接口连接下一个套色单元控制盒的输入接口，这种tx
‑
>rx
‑
>tx
‑
>rx首尾相连的方式，实现环形组网。
38.本实用新型实施例通过首尾相连的结构，可以在不需要通信总线的情况下进行数据通信，有效提升了系统响应的实时性。
39.更具体的，所述套色单元控制盒中还包括：故障检测模块；
40.其中，所述故障检测模块用于检测当前套色单元控制盒是否发生通讯故障，在所述故障检测模块检测到当前套色单元控制盒发生通讯故障的情况下，发出通讯故障信息。
41.具体的，由于本实用新型实施例采用了环形组网方式，某个节点的故障会导致整个系统通讯的瘫痪，所以节点的故障检测显得尤为重要，因此通过套色单元控制盒中自带的故障检测模块用于检测当前套色单元控制盒是否发生通讯故障。
42.本实用新型实施例中所描述的通讯故障信息可以是指套色单元控制盒人机界面上的故障灯亮起的信息，工作人员可以通过逐个观察人机界面中的故障灯是否亮起，来判
断当前节点是否处于通讯故障状态。通过人机界面，找到故障灯亮起的节点，将该节点的tx和rx通讯接口短接，再观察人机界面的故障灯，如果故障灯熄灭，则说明该节点硬件正常，需更换该节点周边的通讯电缆。反之，则说明节点硬件故障，需更换该节点。
43.本实用新型实施例实现了节点的故障检测功能，方便售后人员快速排查故障。
44.在上述实施例的基础上，所述套色单元控制盒用于获取接收数据并读取本地数据，并将所述本地数据插入接收数据中，得到结合数据，通过套色单元控制盒的输出接口发送所述结合数据。
45.具体的，本实用新型实施例获取初始数据帧中读取该套色单元控制盒所需要的数据或把需要发送的数据插入到数据帧中得到结合数据，并发送到下一个节点。
46.在上述实施例的基础上，所述套色单元控制盒映射的子数据段为64个字节；
47.所述多个套色单元控制盒的总数量小于16个。
48.具体的，满足套色系统实际需求的情况下，设计其最大支持套色单元控制盒数为16个，每个套色单元控制盒映射的子数据段为64个字节。这样，一帧网络数据帧的最大长度为1050个字节，所有套色单元控制盒的数据便可通过一帧网络数据帧实现传输，极大地提高了数据交换效率和带宽利用率。
49.工控机与套色单元控制盒之间的数据交互，可分为周期性数据(如：读取误差值、i/o状态、马克数据等)和非周期性数据(如：读/写系统参数)。对于非周期性数据，为了保证通讯的可靠性，工控机引入超时重传机制；对于周期性数据，则无需超时重传，以简化系统的调度。
50.在上述实施例的基础上，所述工控机与所述多个套色单元控制盒依次通过符100base
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tx规范的5类utp线缆首尾连接，实现环形组网。
51.所述工控机的输入接口和输出接口均为rj45接口。
52.具体的，本实用新型实施例中的电子轴凹印机通信系统硬件只需配备标准的以太网控制器，无需专用芯片，即可实现组网。工控机和多个套色单元控制盒之间使用符合100base
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tx规范的5类utp线缆进行连接，便于故障更换。另外，协议的应用层实现也较为简单，无需占用太多的cpu资源。
53.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。