經(jīng)濟型數(shù)控機床網(wǎng)絡通訊和控制技術研究(下)
系統(tǒng)協(xié)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,并能彼此毫無差錯地對信息進行語法分析和解釋。
對于網(wǎng)絡控制系統(tǒng),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(shù)據(jù)信息和中央服務器端的狀態(tài)信息。
客戶端的控制信息又分為兩種:網(wǎng)絡控制信息和加工控制信息:服務器端的狀態(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)定了相應的格式規(guī)范,客戶端的網(wǎng)絡控制信息主要用于與服務器連接的建立、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)絡通訊協(xié)議格式為:“cmd,1byte命令代碼,1byte命令長度,命令參數(shù),4字節(jié)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’只包括命令參數(shù)及校驗碼的長度。若無命令參數(shù),則為4,校驗碼將無意義也不被檢驗,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)送過程中有數(shù)據(jù)發(fā)生錯誤,則第4字節(jié)的校驗碼一定不正確。因此,靠監(jiān)測第4字節(jié)校驗碼來保證通訊數(shù)據(jù)的可靠性。
3、硬件設計原理
系統(tǒng)在服務器端使用2/4/8口RS422A接口卡進行轉接,進入現(xiàn)場后采用RS-422/RS-485雙向數(shù)據(jù)轉換器轉接至現(xiàn)場服務器。2/4/8口RS422A接口卡與RS-422/RS-485雙向轉換器均采用工業(yè)控制標準接口板卡。
當現(xiàn)場服務器服務于多臺數(shù)控機床時,采用“1分N口并行數(shù)據(jù)收發(fā)器”分接于多臺機床。“數(shù)據(jù)接收器”是專門針對僅有紙帶閱讀機8/5單位并行口的機床(如線切割機)而設計的。它完成機床與PC機的通訊以及實現(xiàn)數(shù)控程序的在線加工。
使用數(shù)據(jù)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(tài)門并入相應的3B代碼數(shù)據(jù)信號,將原系統(tǒng)發(fā)送給紙帶閱讀機的步進信號作為控制系統(tǒng)寫入數(shù)據(jù)的定時信號。系統(tǒng)設計時,設置了控制開關,用于選擇使用原紙帶閱讀機還是使用數(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)絡控制系統(tǒng)的控制軟件,再一個就是現(xiàn)場服務器與各類機床的通訊軟件。
網(wǎng)絡控制系統(tǒng)控制軟件的開發(fā)原理
網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的控制軟件安裝于中央服務器中,其設計原理是:中央服務器不停地接收并分析從各端口送來的請求、命令、信息等數(shù)據(jù)包。當一個數(shù)據(jù)包接收完畢后,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(fā)出“重發(fā)”命令給原發(fā)客戶端:若正確則進行相應的處理。
現(xiàn)場服務器與各類機床的通訊軟件開發(fā)原理
針對各類機床與現(xiàn)場服務器的通訊,軟件開發(fā)的基本原理是:要將數(shù)控程序傳入數(shù)控機床,首先將數(shù)控程序轉換為機床能識別的代碼EIA碼或ISO碼,然后以數(shù)據(jù)包的方式讀入現(xiàn)場服務器內存,再逐字節(jié)地向數(shù)控機床控制系統(tǒng)發(fā)送,同時計算機不停地監(jiān)測機床接口的狀態(tài)寄存器的狀態(tài)。從機床傳出數(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)內存的頂端(0A0000H)作為接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)。
5、結論
此項研究解決了經(jīng)濟型數(shù)控機床的網(wǎng)絡通訊和控制技術問題,實現(xiàn)了數(shù)控加工程序的中央服務器集中存儲、管理,網(wǎng)絡查詢及下載功能。解決了不具備直接通訊接口功能的數(shù)控機床的數(shù)控程序輸入難題和在線加工問題。實踐證明:該系統(tǒng)具有操作簡單、使用方便、運行穩(wěn)定可靠、性能優(yōu)良等特點。它的投入使用,大大地改善了數(shù)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(chǎn)效率。對于類似的、不具備遠程監(jiān)控和上線能力的數(shù)控機床的改造,具有重要的意義和參考借鑒價值。
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