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rs232機床實現與網絡通訊的解決方案, 廠家直銷不通過中間商，同行業性價比最高，10年來用戶口碑很好，產品五年質保！ 聯係人：朱經理 聯係直線電話: 業務QQ893565725
近年來，隨著計算機和(he)網(wang)絡(luo)通(tong)訊(xun)為(wei)代(dai)表(biao)的(de)信(xin)息(xi)技(ji)術(shu)的(de)飛(fei)速(su)發(fa)展(zhan)和(he)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)，製(zhi)造(zao)業(ye)無(wu)論(lun)是(shi)觀(guan)念(nian)，還(hai)是(shi)技(ji)術(shu)都(dou)發(fa)生(sheng)了(le)很(hen)大(da)的(de)變(bian)化(hua)。傳(chuan)統(tong)的(de)以(yi)相(xiang)對(dui)固(gu)定(ding)的(de)機(ji)器(qi)和(he)生(sheng)產(chan)場(chang)所(suo)為(wei)中(zhong)心(xin)，由(you)上(shang)至(zhi)下(xia)進(jin)行(xing)管(guan)理(li)控(kong)製(zhi)的(de)大(da)批(pi)量(liang)製(zhi)造(zao)生(sheng)產(chan)模(mo)式(shi)正(zheng)逐(zhu)步(bu)向(xiang)以(yi)人(ren)為(wei)中(zhong)心(xin)，基(ji)於(yu)技(ji)術(shu)的(de)先(xian)進(jin)製(zhi)造(zao)生(sheng)產(chan)模(mo)式(shi)轉(zhuan)變(bian)。 全球製造的思想就是利用異地的資源（設備、知識、人力）來製造市場所需產品，從而加工單元的遠程監控技術就成為它的重要組成部分。要實現加工單元的遠程監控，首要解決的問題是數控機床的網絡通訊和控製技術問題。
本項目就是解決傳統經濟型的數控機床的網絡通訊和控製技術問題，通過網絡來實現NC程序的中央服務器集中管理及網絡通訊。從而適應現代先進製造技術的發展。
1、需求分析
1.1 傳統經濟型數控機床存在的問題
傳統經濟型的數控加工設備按數控係統分類主要有：FANUC係統（其中包括3T、7M、HC-6、6MB等）、AB公司係統、國產3B線切割係統等：按數控程序輸入/輸出通訊接口類型分有三類：一類為僅有RS232/RS422串行口，二類為僅有紙帶閱讀機8/5單位並行口，三類同時包括前兩類接口。這三類機床同時還存在同樣的問題就是：內存容量較小，不適應複雜、大型麵、高精度、長程序零件的加工：它們的對外接口能力差，沒有DNC功能，不能實現在線加工以及網絡控製等問題。
1.2 希望的解決方案
本著滿足最基本的應用需求、且留有一定的可擴充性及性能提高的潛力的前提，來改善數控加工技術應用環境。就此提出了以下解決方案：機床通訊接口的硬件改造，針對各類機床設計相應的通訊接口板卡：通訊控製軟件的開發，以實現各機床的單機通訊功能：開發其它輔助功能（如：數控程序中加工信息的提取、數控程序圖形模擬、長程序的在線加工等），彌補和增強原數控係統功能：網絡體係的選擇與通訊協議的定義及網絡係統控製軟件的開發，實現數控程序的中央服務器集中管理和網絡通訊。
2、係統結構
2.1 網絡係統構成及功能
整個網絡係統是由中央服務器、網絡接口、雙向數字轉換器、現場服務器、1分N口並行數據收發器、數據接收器以及經濟型數控機床等組成。
中zhong央yang服fu務wu器qi是shi整zheng個ge網wang絡luo的de中zhong樞shu部bu分fen，它ta主zhu要yao完wan成cheng的de是shi對dui各ge級ji服fu務wu器qi的de整zheng體ti控kong製zhi。它ta采cai用yong後hou台tai中zhong斷duan工gong作zuo模mo式shi，不bu需xu要yao人ren的de幹gan預yu，而er且qie其qi前qian台tai還hai可ke以yi進jin行xing其qi他ta工gong作zuo。
現場服務器是客戶端，既擔任起數控服務器的功能，又具有強大的網絡通訊功能，它接受中央服務器下達的各項任務：從網絡上獲取由中央服務器傳來的數控加工程序的數據信息，並把這些數據信息傳送到NC文件庫：將已加工過的數控程序反饋到中央服務器。能從係統的NC文件庫中提取相應的數控代碼，並從中提取有關的加工零件數據和信息，對其進行處理，實現NC程序的圖形模擬等工作。另外，對需用長程序的零件加工，現場服務器還完成長程序的在線加工任務。
現場服務器可同時服務於多台數控設備，根據需要在車間一定的空間範圍內（比如：一個小的工作間，一個小的局部區域）設置網絡節點，放置一台PC機作為現場服務器，一台服務器根據實際需要靠選用1分N口並行數據收發器來服務於多台數控設備。
2.2 係統網絡體係結構及通訊協議的選擇
係統中的各種信息都是通過網絡來傳輸的。在計算機網絡發展上，影響較大的網絡體係主要有：OSI七層參考模型和TCP/IP體係結構模型。OSI參考模型是ISO7498國際標準。TCP/IP體係結構是當前流行的Internet網絡所使用的體係結構，盡管它不是國際標準，但在計算機網絡體係結構中卻占有非常重要的地位。這是因為雖然OSI的體係結構從理論上講比較完整，其各層協議也考慮得很周全，但事實上，完全符合OSI各層協議的商用產品卻極少進入市場，遠遠不能滿足各種用戶的需求。然而使用TCP/IP協議的產品卻大量湧入市場，幾乎所有的工作站都配有TCP/IP協議，並已成為計算機網絡事實上的標準，通稱“工業標準”。為此，我們在數控機床的網絡通訊係統中，采用的是TCP/IP的網絡體係結構，該體係把計算機網絡分為四層，即應用層、傳輸層、網絡層和網絡接口層。
TCP/IP體係結構為傳輸層製定了兩種協議即：傳輸控製協議（TCP）和用戶數據包協議（UDP），UDP為用戶提供進程無連接的數據報協議，數據包以獨立包的形式傳送，服務不提供無錯保證，數據可能丟失、重複或失序：數據包的長度也受一次處理最大長度的限製（默認值為8192字節，最大值為32768字節），不進行包的拆分和重組操作：而TCP協議是一個可靠的全雙工的字節流的麵向連接的協議，TCP和UDP相比傳輸可靠、數據無差錯、無wu重zhong複fu，可ke按an發fa送song順shun序xu接jie收shou，數shu據ju為wei字zi節jie流liu，其qi長chang度du不bu受shou限xian製zhi，為wei用yong戶hu提ti供gong虛xu電dian路lu服fu務wu，並bing為wei數shu據ju的de可ke靠kao傳chuan輸shu提ti供gong檢jian驗yan。根gen據ju數shu控kong加jia工gong的de特te點dian，盡jin管guan數shu據ju包bao在zai傳chuan輸shu量liang小xiao於yu2048個字節時UDP可靠性更好，但數據包服務是單包、無序傳送，而係統的網絡通信顯然不能保證所有傳輸的信息都小於2048個字節，因此，隻能選用TCP作為係統的傳輸層協議。
應用層的通訊協議的選擇既要考慮到數控加工的特點又要具備實時性、可靠性以及數據傳輸量大等特點。本係統另行開發了基於TCP/IP協議族的相應協議，製定了應用進程之間傳輸的信息的特殊含義。
2.3 通訊協議的實現
係統協議，就是保證客戶端和服務器端的應用線程之間能相互準確、及時、有序地傳送信息，並能彼此毫無差錯地對信息進行語法分析和解釋。
對於網絡控製係統，其傳輸信息有自己獨特的含義。在客戶端和中央服務器間傳遞的信息，主要有客戶端的請求信息、數據信息和中央服務器端的狀態信息。
客戶端的控製信息又分為兩種：網絡控製信息和加製信息：服務器端的狀態信息也分為兩種：連接狀態信息和客戶端的狀態信息。
在係統的協議中，這些信息都規定了相應的格式規範，客戶端的網絡控製信息主要用於與服務器連接的建立、維持和釋放。加工控製信息由控製命令字、控製參數組成。網絡通訊協議格式為：“cmd，1byte命令代碼，1byte命令長度，命令參數，4字節的校驗碼（XC）”。‘cmd’為命令引導碼，用以標識命令的開始：‘命令長度’隻包括命令參數及校驗碼的長度。若無命令參數，則為4，校驗碼將無意義也不被檢驗，但還是必須發送。
傳輸的數據包的末尾4字節為校驗碼。前3字節為該包的所有字節的和，第4字節為所有字節的異或值。若發送過程中有數據發生錯誤，則第4字節的校驗碼一定不正確。因此，靠監測第4字節校驗碼來保證通訊數據的可靠性。
3、硬件設計原理
係統在服務器端使用2/4/8口RS422A接口卡進行轉接，進入現場後采用RS-422/RS-485雙向數據轉換器轉接至現場服務器。2/4/8口RS422A串口聯網服務器 與RS-422/RS-485雙向轉換器均采用工業控製標準。
當現場服務器服務於多台數控機床時，采用“1分N口並行數據收發器”分接於多台機床。“數據接收器”是專門針對僅有紙帶閱讀機8/5單位並行口的機床（如線切割機）而設計的。它完成機床與PC機的通訊以及實現數控程序的在線加工。
使用數據接收器時，在機床接線上要作相應改動，即：在原紙帶閱讀機的輸出信號線上通過三態門並入相應的3B代(dai)碼(ma)數(shu)據(ju)信(xin)號(hao)，將(jiang)原(yuan)係(xi)統(tong)發(fa)送(song)給(gei)紙(zhi)帶(dai)閱(yue)讀(du)機(ji)的(de)步(bu)進(jin)信(xin)號(hao)作(zuo)為(wei)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)寫(xie)入(ru)數(shu)據(ju)的(de)定(ding)時(shi)信(xin)號(hao)。係(xi)統(tong)設(she)計(ji)時(shi)，設(she)置(zhi)了(le)控(kong)製(zhi)開(kai)關(guan)，用(yong)於(yu)選(xuan)擇(ze)使(shi)用(yong)原(yuan)紙(zhi)帶(dai)閱(yue)讀(du)機(ji)還(hai)是(shi)使(shi)用(yong)數(shu)據(ju)接(jie)收(shou)器(qi)。
4、軟件開發原理
係統的軟件由兩部分組成，一是網絡控製係統的控製軟件，再一個就是現場服務器與各類機床的通訊軟件。
網絡控製係統控製軟件的開發原理
網絡控製係統的控製軟件安裝於中央服務器中，其設計原理是：中央服務器不停地接收並分析從各端口送來的請求、命令、信息等數據包。當一個數據包接收完畢後，它將首先通過包中的校驗碼進行驗證該包在傳送過程中是否出錯。若出錯，它將發出“重發”命令給原發客戶端：若正確則進行相應的處理。
現場服務器與各類機床的通訊軟件開發原理
針對各類機床與現場服務器的通訊，軟件開發的基本原理是：要將數控程序傳入數控機床，首先將數控程序轉換為機床能識別的代碼EIA碼或ISO碼(ma)，然(ran)後(hou)以(yi)數(shu)據(ju)包(bao)的(de)方(fang)式(shi)讀(du)入(ru)現(xian)場(chang)服(fu)務(wu)器(qi)內(nei)存(cun)，再(zai)逐(zhu)字(zi)節(jie)地(di)向(xiang)數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)發(fa)送(song)，同(tong)時(shi)計(ji)算(suan)機(ji)不(bu)停(ting)地(di)監(jian)測(ce)機(ji)床(chuang)接(jie)口(kou)的(de)狀(zhuang)態(tai)寄(ji)存(cun)器(qi)的(de)狀(zhuang)態(tai)。從(cong)機(ji)床(chuang)傳(chuan)出(chu)數(shu)據(ju)，通(tong)訊(xun)控(kong)製(zhi)軟(ruan)件(jian)總(zong)是(shi)從(cong)其(qi)程(cheng)序(xu)代(dai)碼(ma)的(de)末(mo)端(duan)開(kai)始(shi)至(zhi)常(chang)規(gui)內(nei)存(cun)的(de)頂(ding)端(duan)（0A0000H）作為接收數據的緩衝區。
5、結論
此項研究解決了經濟型數控機床的網絡通訊和控製技術問題，實現了數控加工程序的中央服務器集中存儲、管理，網絡查詢及下載功能。解決了不具備直接通訊接口功能的數控機床的數控程序輸入難題和在線加工問題。實踐證明：該係統具有操作簡單、使用方便、運行穩定可靠、性能優良等特點。它的投入使用，大大地改善了數控加工程序的存儲、管理和傳輸條件，從而有效地提高了實際生產效率。對於類似的、不具備遠程監控和上線能力的數控機床的改造，具有重要的意義和參考借鑒價值
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