經濟型數控機床網絡通訊和控制技術研究(下)

　　系統協議，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，并能彼此毫無差錯地對信息進行語法分析和解釋。

　　對于網絡控制系統，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。

　　客戶端的控制信息又分為兩種：網絡控制信息和加工控制信息：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。

　　在系統的協議中，這些信息都規定了相應的格式規范，客戶端的網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’只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

　　系統在服務器端使用2/4/8口RS422A接口卡進行轉接，進入現場后采用RS-422/RS-485雙向數據轉換器轉接至現場服務器。2/4/8口RS422A接口卡與RS-422/RS-485雙向轉換器均采用工業控制標準接口板卡。

　　當現場服務器服務于多臺數控機床時，采用“1分N口并行數據收發器”分接于多臺機床。“數據接收器”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并入相應的3B代碼數據信號，將原系統發送給紙帶閱讀機的步進信號作為控制系統寫入數據的定時信號。系統設計時，設置了控制開關，用于選擇使用原紙帶閱讀機還是使用數據接收器。

　　4、軟件開發原理

　　系統的軟件由兩部分組成，一是網絡控制系統的控制軟件，再一個就是現場服務器與各類機床的通訊軟件。

　　網絡控制系統控制軟件的開發原理

　　網絡控制系統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、信息等數據包。當一個數據包接收完畢后，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，然后以數據包的方式讀入現場服務器內存，再逐字節地向數控機床控制系統發送，同時計算機不停地監測機床接口的狀態寄存器的狀態。從機床傳出數據，通訊控制軟件總是從其程序代碼的末端開始至常規內存的頂端(0A0000H)作為接收數據的緩沖區。

　　5、結論

　　此項研究解決了經濟型數控機床的網絡通訊和控制技術問題，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：該系統具有操作簡單、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。對于類似的、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。