經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)通訊和控制技術(shù)研究(下)

　　系統(tǒng)協(xié)議，就是保證客戶端和服務(wù)器端的應(yīng)用線程之間能相互準(zhǔn)確、及時(shí)、有序地傳送信息，并能彼此毫無(wú)差錯(cuò)地對(duì)信息進(jìn)行語(yǔ)法分析和解釋。

　　對(duì)于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，其傳輸信息有自己獨(dú)特的含義。在客戶端和中央服務(wù)器間傳遞的信息，主要有客戶端的請(qǐng)求信息、數(shù)據(jù)信息和中央服務(wù)器端的狀態(tài)信息。

　　客戶端的控制信息又分為兩種：網(wǎng)絡(luò)控制信息和加工控制信息：服務(wù)器端的狀態(tài)信息也分為兩種：連接狀態(tài)信息和客戶端的狀態(tài)信息。

　　在系統(tǒng)的協(xié)議中，這些信息都規(guī)定了相應(yīng)的格式規(guī)范，客戶端的網(wǎng)絡(luò)控制信息主要用于與服務(wù)器連接的建立、維持和釋放。加工控制信息由控制命令字、控制參數(shù)組成。網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議格式為：“cmd，1byte命令代碼，1byte命令長(zhǎng)度，命令參數(shù)，4字節(jié)的校驗(yàn)碼(XC)”。‘cmd’為命令引導(dǎo)碼，用以標(biāo)識(shí)命令的開始：‘命令長(zhǎng)度’只包括命令參數(shù)及校驗(yàn)碼的長(zhǎng)度。若無(wú)命令參數(shù)，則為4，校驗(yàn)碼將無(wú)意義也不被檢驗(yàn)，但還是必須發(fā)送。傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的末尾4字節(jié)為校驗(yàn)碼。前3字節(jié)為該包的所有字節(jié)的和，第4字節(jié)為所有字節(jié)的異或值。若發(fā)送過(guò)程中有數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤，則第4字節(jié)的校驗(yàn)碼一定不正確。因此，靠監(jiān)測(cè)第4字節(jié)校驗(yàn)碼來(lái)保證通訊數(shù)據(jù)的可靠性。

　　3、硬件設(shè)計(jì)原理

　　系統(tǒng)在服務(wù)器端使用2/4/8口RS422A接口卡進(jìn)行轉(zhuǎn)接，進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后采用RS-422/RS-485雙向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)接至現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器。2/4/8口RS422A接口卡與RS-422/RS-485雙向轉(zhuǎn)換器均采用工業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)接口板卡。

　　當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器服務(wù)于多臺(tái)數(shù)控機(jī)床時(shí)，采用“1分N口并行數(shù)據(jù)收發(fā)器”分接于多臺(tái)機(jī)床。“數(shù)據(jù)接收器”是專門針對(duì)僅有紙帶閱讀機(jī)8/5單位并行口的機(jī)床(如線切割機(jī))而設(shè)計(jì)的。它完成機(jī)床與PC機(jī)的通訊以及實(shí)現(xiàn)數(shù)控程序的在線加工。

　　使用數(shù)據(jù)接收器時(shí)，在機(jī)床接線上要作相應(yīng)改動(dòng)，即：在原紙帶閱讀機(jī)的輸出信號(hào)線上通過(guò)三態(tài)門并入相應(yīng)的3B代碼數(shù)據(jù)信號(hào)，將原系統(tǒng)發(fā)送給紙帶閱讀機(jī)的步進(jìn)信號(hào)作為控制系統(tǒng)寫入數(shù)據(jù)的定時(shí)信號(hào)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)置了控制開關(guān)，用于選擇使用原紙帶閱讀機(jī)還是使用數(shù)據(jù)接收器。

　　4、軟件開發(fā)原理

　　系統(tǒng)的軟件由兩部分組成，一是網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的控制軟件，再一個(gè)就是現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器與各類機(jī)床的通訊軟件。

　　網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)控制軟件的開發(fā)原理

　　網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的控制軟件安裝于中央服務(wù)器中，其設(shè)計(jì)原理是：中央服務(wù)器不停地接收并分析從各端口送來(lái)的請(qǐng)求、命令、信息等數(shù)據(jù)包。當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)包接收完畢后，它將首先通過(guò)包中的校驗(yàn)碼進(jìn)行驗(yàn)證該包在傳送過(guò)程中是否出錯(cuò)。若出錯(cuò)，它將發(fā)出“重發(fā)”命令給原發(fā)客戶端：若正確則進(jìn)行相應(yīng)的處理。

　　現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器與各類機(jī)床的通訊軟件開發(fā)原理

　　針對(duì)各類機(jī)床與現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器的通訊，軟件開發(fā)的基本原理是：要將數(shù)控程序傳入數(shù)控機(jī)床，首先將數(shù)控程序轉(zhuǎn)換為機(jī)床能識(shí)別的代碼EIA碼或ISO碼，然后以數(shù)據(jù)包的方式讀入現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器內(nèi)存，再逐字節(jié)地向數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)發(fā)送，同時(shí)計(jì)算機(jī)不停地監(jiān)測(cè)機(jī)床接口的狀態(tài)寄存器的狀態(tài)。從機(jī)床傳出數(shù)據(jù)，通訊控制軟件總是從其程序代碼的末端開始至常規(guī)內(nèi)存的頂端(0A0000H)作為接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)。

　　5、結(jié)論

　　此項(xiàng)研究解決了經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)通訊和控制技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了數(shù)控加工程序的中央服務(wù)器集中存儲(chǔ)、管理，網(wǎng)絡(luò)查詢及下載功能。解決了不具備直接通訊接口功能的數(shù)控機(jī)床的數(shù)控程序輸入難題和在線加工問(wèn)題。實(shí)踐證明：該系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單、使用方便、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、性能優(yōu)良等特點(diǎn)。它的投入使用，大大地改善了數(shù)控加工程序的存儲(chǔ)、管理和傳輸條件，從而有效地提高了實(shí)際生產(chǎn)效率。對(duì)于類似的、不具備遠(yuǎn)程監(jiān)控和上線能力的數(shù)控機(jī)床的改造，具有重要的意義和參考借鑒價(jià)值。