基于現(xiàn)場(chǎng)總線的開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

圖7上層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　3.1 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控層

　　了解和掌握機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)，按照用戶設(shè)定的監(jiān)控策略有選擇地對(duì)機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)功率、扭矩、電壓、電流和主要工作部位的動(dòng)態(tài)信號(hào)進(jìn)行多參數(shù)在線監(jiān)測(cè)和分析。結(jié)合歷史數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，并進(jìn)行顯示和記錄。當(dāng)機(jī)床有輕微異常時(shí)發(fā)出報(bào)

　　警提示，以便運(yùn)行人員及時(shí)進(jìn)行處理；當(dāng)處于嚴(yán)重異常狀態(tài)或異常狀態(tài)達(dá)到一定時(shí)間而操作人員仍然沒(méi)有處理時(shí)，自動(dòng)實(shí)行保護(hù)措施。對(duì)于復(fù)雜的以及需要作進(jìn)一步處理的監(jiān)測(cè)狀況，則把信息和數(shù)據(jù)傳送給上層網(wǎng)絡(luò)，由上層功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。安裝在本地控制器上的監(jiān)控工作站實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控層和上層網(wǎng)絡(luò)的連接。監(jiān)控工作站實(shí)際上是一套安裝在本地?cái)?shù)控系統(tǒng)上的客戶端數(shù)據(jù)傳輸軟件。該軟件可按照用戶要求采集機(jī)床指定位置卜-的傳感器信號(hào)，按照設(shè)定好的閾值參數(shù)，將待診斷數(shù)據(jù)和其之前、之后的2N個(gè)數(shù)據(jù)送入上層的監(jiān)控診斷網(wǎng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)。

　　3.2 監(jiān)控診斷管理層

　　負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控和管理。層中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)即為在線監(jiān)測(cè)與故障診斷網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一個(gè)客戶。這些客戶單元直接被廠長(zhǎng)、總工程師等人員以及總調(diào)度室等部門(mén)使用。監(jiān)控管理層可以與數(shù)據(jù)庫(kù)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控層進(jìn)行雙向聯(lián)系。可根據(jù)客戶需求進(jìn)行相應(yīng)組態(tài)設(shè)置。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器設(shè)在本層，它的任務(wù)是根據(jù)具體情況建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，分配存儲(chǔ)空間，保存采集到的數(shù)據(jù)。根據(jù)用戶的設(shè)置，有選擇地把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)存入歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中，以供進(jìn)一步分析與診斷。數(shù)據(jù)庫(kù)層還可對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行定期處理與維護(hù)，如刪除無(wú)用信息，定期備份等。還可生成時(shí)報(bào)、班報(bào)、日?qǐng)?bào)、周報(bào)、月報(bào)和年報(bào)等運(yùn)行報(bào)表。

　　3.3 遠(yuǎn)程診斷層

　　通過(guò)Internet與監(jiān)控診斷層連接。遠(yuǎn)程專家通過(guò)輸入賬號(hào)與密碼登錄數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，讀取各種數(shù)據(jù)，運(yùn)行客戶端診斷軟件進(jìn)行故障的分析與診斷。最后將診斷結(jié)果返回客戶端。

　　文中設(shè)計(jì)的方案已成功應(yīng)用于TDNC40A四軸加工中心，如圖8所示。

圖8 TDNC40A四軸加工中心

4 結(jié)語(yǔ)

　　試驗(yàn)證明系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠?；赑C的控制器，既充分地利用了微軟操作系統(tǒng)的強(qiáng)大功能又通過(guò)引入RTX系統(tǒng)改善了桌面操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)性不強(qiáng)的不足。組件技術(shù)的應(yīng)用，使各種開(kāi)發(fā)工具開(kāi)發(fā)的組件和應(yīng)用程序以及組件與組件之問(wèn)可以進(jìn)行互操作，能方便地建立可伸縮的應(yīng)用系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)底層單元的靈活配置。此外，本文將故障監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)與數(shù)控相結(jié)合，構(gòu)建了層次化的可監(jiān)控體系，開(kāi)發(fā)了原型機(jī)，在數(shù)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化研究方面進(jìn)行了一定探索。