加工中心遠程監控系統的設計與實現

分類：解決方案日期：2009-06-10 10:17:46 來源：廠商

制造全球化、市場競爭白熱化是當今制造業的一個發展趨勢和特點。制造業的全球化主要表現在企業制造系統的分散化及客戶和供應商的國際化。全球化要求同一企業內部，企業與設備供應商之間以及企業與客戶之間協同工作、共享信息。高質量的生產能力和產品、良好的售后服務和靈活的在線工程技術支持都對遠程服務/遠程在線工程支持提出了強烈的需求。隨著計算機技術和現代通信技術的飛速發展和Internet/Intranet的廣泛應用，遠程在線工程支持和遠程操作的研究正成為目前的研究熱點。在設備的遠程服務故障診斷系統中，設備的遠程監控是實現遠程在線診斷及工程技術支持的基礎。目前制造業的一些復雜的加工設備和產品，也都設有良好的用于遠程通信控制的擴展接口和與上位機進行通信的完整協議，這些特點都為實現產品和設備的遠程訪問、操作與控制提供了良好的基礎和條件。

本文以同濟大學CIMS研究中心FMS實驗室的MAHO數控機床為對象．詳細論述遠程監控和訪問MAHO數控機床之遠程監控系統(RCCNCS)的總體結構和軟硬件的設計與實現。

圖1 MAHO機床RCCNCS功能流程

1 RCCNCS的總體設計

系統功能與目的
RCCNCS的功能分析圖如圖1所示。
MAHO機床采用DNC工作模式(自動模式)，本地咒監控站根據工作要求通過監控軟件對機床進行相應的操作和控制。PC監控站是遠程網絡設備與加工中心數控系統連接的中間設備，主要處理的信息有：模擬機床鍵盤操作和屏幕顯示；采集機床狀態信息和實時加工信息；向機床發出控制命令，控制機床的各種動作；根據網絡訪問的需要進行網絡信息處理，配合遠程網絡設備的工作；對機床的加工狀態進行模擬；加工程序的上下傳送，實現機床的BTR工作模式等。

圖2 RCCNCS的系統結構框圖
PC監控站作為機床與網絡設備通信的中間設備，通過與遠程網絡設備進行通信來實現遠程網絡咒訪問控制加工中心的目的。此外，PC監控站還為工作人員和維護人員提供一些工程技術資料支持和故障診斷支持。
結構設計
RCCNCS 的總體結構設計如圖2所示。連接在工業現場以太網上的底層PC監控站，通過運行機床的監控軟件對加工中心CNC系統進行實時監控，上層控制主機運行遠程控制軟件可以實現對現場PC監控站進行控制(同時PC監控站上也運行該遠程控制軟件)。一臺上層控制主機可以控制底層多個監控站。底層代監控站采集CNC加工信息并通過局域網存入企業內部數據庫系統。當遠程PC訪問和控制本地加工中心CNC系統時，它首先通過網絡訪問連接ISDN/Internet上的企業服務器，向企業服務器請求本地PC監控站的控制權。企業服務器進行相應的資格認證與授權并通知本地PC監控站，啟動遠程控制軟件并設置為相應的工作模式后，遠程控制PC才能對加工中心CNC系統進行操作與控制。
當遠程控制PC與本地監控站建立連接后，遠程PC對數控系統的操作與本地PC監控站對數控系統的操作效果一樣，能完成本地PC監控站的所有功能。

圖3

2 CNC 通信接口軟件的設計

在RCCNCS設計中，MAHO數控機床采用的是Philips的數控操作系統，Philips數控操作系統有自己完整的通信協議。Philips 數控操作系統有兩種數據通信協議，即%協議和LSV/2協議。%協議是用于CNC處于手工操作狀態時上下傳遞加工程序使用的普通的通信協議，不能在遠程操作中使用。LSV/2通信協議是Philips數控操作系統專為遠程操作時提供的協議。使用該通信協議時，CNC處于遠程控制模式(DNC 模式)。此時，監控站對機床的操作與本地手工操作的效果完全一樣。本系統通信接口程序采用了Philips數控系統的LSV/2協議。監控站計算機發送數據的程序流程如圖3所示。

發送方發送的每一幀數據包括幀頭DLE(ASCII碼10H)STX (ASCII碼O2H)，數據段(最長120個ASII字符)和幀尾DLE(10H)ETX(03H)以及通過把這些字符經過異或運算后得到的校驗位。接收方收到一幀數據后先進行幀校驗，如果檢驗結果與接收到的校驗位相同，則接收此幀數據，否則要求發送方重新發送此幀數據。

目前的可視化程序設計語言Visual C++和Visual Basic都有標準化的串口通信應用組件(MS Comm組件)，根據以上的通信協議可開發出相應的監控軟件實現局域網上的工作站對加工中心CNC系統的控制。

3 PC監控站控制的軟硬件實現

連接在工業以太網上的PC監控站對加工中心的數控系統實現操作和控制，為實現遠程控制提供了良好的基礎。監控軟件開發完成后，只要找到一個能夠基于TCP/IP運行的遠程控制應用軟件和設置好相關的訪問權限和用戶口令，就可以實現遠程主機對本地PC監控站的操作。

本系統遠程控制軟件使用Symantec pcAnywhere32。該應用軟件功能強大，只要設置正確，遠程PC就可以利用該軟件實現經Internet控制本地的計算機，從而達到遠程控制加工中心CNC系統的目的。pcAnywhere32是遠程控制、文件傳輸和一般通信的理想的解決策略。只要兩個PC上都運行著pcAnywhere32軟件，它便能夠從一臺PC上遠程控制另一臺PC，在兩臺PC上傳輸文件并同步化文件夾，連接各種在線服務，建立到網絡的連接并成為網絡上的一個節點，pcAnywhere32使用的協議是TCP/IP，運行在廣域網上的設置非常簡單，其使用的物理連接設備就是普通的網絡物理層設備。

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