日日爱夜夜爱,波多野结衣在线视频播放,av黄在线

您現(xiàn)在的位置：機(jī)床電器網(wǎng)> 技術(shù)前沿>基于Web的智能工廠機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)研究

基于Web的智能工廠機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)研究

2018-3-29 來(lái)源：中車(chē)南京浦鎮(zhèn)車(chē)輛有限公司,南京康賽飛爾電作者：馬曉光徐力盧虓宇高孫權(quán)

摘要:提出了一種基于Web的智能工廠機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)控解決方案，設(shè)計(jì)了三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)并描述了各層的作用，分析了所采用的關(guān)鍵技術(shù)，包括OEM二次開(kāi)發(fā)技術(shù)、Socket技術(shù)及ActiveX技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，利用VB開(kāi)發(fā)了開(kāi)放型CNC中央控制軟件及CNC機(jī)床OEM應(yīng)用軟件，并采用htm15與Java技術(shù)設(shè)計(jì)了基于B/S架構(gòu)的Web應(yīng)用程序系統(tǒng)，運(yùn)行結(jié)果表明:系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，能滿足應(yīng)用需求。

關(guān)鍵詞:Web 智能工廠機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)控

在18世紀(jì)60年代，人類(lèi)爆發(fā)了第一次工業(yè)革命，即工業(yè)1.0一用蒸汽機(jī)、機(jī)械裝置進(jìn)行生產(chǎn)。第二次與第三次工業(yè)革命分別開(kāi)辟了流水線電氣自動(dòng)化和信息化的領(lǐng)域。每一次工業(yè)革命的爆發(fā)都是起因于當(dāng)時(shí)日益增長(zhǎng)的社會(huì)發(fā)展需求與落后的社會(huì)生產(chǎn)力之間的矛盾。當(dāng)今，自動(dòng)化技術(shù)與信息化技術(shù)的高速發(fā)展，預(yù)示著人類(lèi)將迎來(lái)第四次工業(yè)革命一一工業(yè)4.0 。

工業(yè)4.0是由德國(guó)政府在2013年漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上首次提出的，主要包括智能工廠和智能生產(chǎn)兩人主題其中，智能生產(chǎn)屬于企業(yè)的運(yùn)營(yíng)、研發(fā)和管理等宏觀層面，智能工廠則是由生產(chǎn)過(guò)程管控與數(shù)字化設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化分布式實(shí)現(xiàn)，范圍在車(chē)間，是具體的生產(chǎn)執(zhí)行層。

智能工廠是未來(lái)工廠的發(fā)展方向，以控制技術(shù)為載體將自動(dòng)化技術(shù)與信息化技術(shù)進(jìn)行融合，而基于計(jì)算機(jī)的控制技術(shù)為未來(lái)的工業(yè)自動(dòng)化解決方案提供了最佳的控制架構(gòu)。德國(guó)西門(mén)子SINUME系列數(shù)控系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用廣泛，尤其是基于計(jì)算機(jī)的840D數(shù)控系統(tǒng)以其優(yōu)越的開(kāi)放性、擴(kuò)展性、接口性能及穩(wěn)定性，成為高端數(shù)控設(shè)備的首選系統(tǒng)。

筆者以某鐵路客車(chē)生產(chǎn)企業(yè)輪軸生產(chǎn)線為背景，以840D數(shù)控系統(tǒng)為研究對(duì)象，開(kāi)展基于Web的軟硬件結(jié)合遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)研究，為實(shí)現(xiàn)智能化工廠奠定基礎(chǔ)。

1、SINUMERIK 840D數(shù)控系統(tǒng)原理

1.1 系統(tǒng)軟件框架

系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)以NC數(shù)據(jù)塊變量的形式存儲(chǔ)于NCK中.因此人機(jī)交互裝置MMC可以通過(guò)BTISS接口來(lái)存取NCK中的各個(gè)變量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床系統(tǒng)變量的交互，這一功能主要依靠西門(mén)子公司的一套安裝在MMC中的HMI軟件實(shí)現(xiàn)HMI軟件架構(gòu)。如圖1所示，主要由硬件層、操作系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)層、應(yīng)用層三個(gè)部分組成，從應(yīng)用層中可以看出，安裝在MMC中的HMI軟件是通過(guò)獲取NCDDE服務(wù)器中的NC/PLC數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的監(jiān)視與控制的。根據(jù)此原理，筆者以NCDDE服務(wù)器為橋梁，利用西門(mén)子提供的OEM軟件開(kāi)發(fā)用戶程序?qū)崿F(xiàn)與NC/PLC之間的通信。

圖1 HMI軟件框架

1 .2 系統(tǒng)通信原理

由于HMI軟件中包含的NCDDE服務(wù)器并沒(méi)有提供外露的通信接口.因此必須找到它的接口才能使開(kāi)發(fā)的OEM用戶程序能夠通過(guò)NCDDE服務(wù)器來(lái)建立與NC/PLC的通信連接。840D數(shù)控系統(tǒng)中的NCDDE服務(wù)器提供了多種通信服務(wù)，使HMI軟件能夠與NCK/PLC建立連接.通信原理如圖2所示。

圖2 HMI軟件通信原理

1.3 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)原理

從圖2可以看出，NCDDE服務(wù)器提供的通信服務(wù)類(lèi)型主要包括域服務(wù)、變量服務(wù)和PI服務(wù)其中域服務(wù)主要通過(guò)IMC文件、IDAS和文件瀏覽控件實(shí)現(xiàn)從HMI復(fù)制文件到NCK,或NCK從數(shù)據(jù)管理器復(fù)制文件到HMI變量服務(wù)通過(guò)DCTL控件與OPC數(shù)據(jù)存取獲取機(jī)床NC ,PLC與驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)。PI服務(wù)通過(guò)IMC命令執(zhí)行機(jī)床的NC程序與PLC程序木項(xiàng)目選擇變量服務(wù)與PI服務(wù)來(lái)分別實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視及自動(dòng)控制。變量服務(wù)中提供了兩種HMI軟件訪問(wèn)NC/PLC的通信方式:OPC與DCTL控件通信方式。OPC方式具有良好的開(kāi)放性及強(qiáng)大的功能，但是其編程工作量大，對(duì)編程人員有很高的要求。DCTL控件是專(zhuān)為840D數(shù)控系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì)提供的一種控件，很容易實(shí)現(xiàn)用戶程序與數(shù)控系統(tǒng)之間的通信。筆者使用DCTL控件進(jìn)行HMI軟件的二次開(kāi)發(fā)。開(kāi)發(fā)原理如圖3所示。

圖3 HMI軟件二次開(kāi)發(fā)原理

2、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)總體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

基于Web的智能工廠機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)采用三層架構(gòu)，如圖4所示。第一層為車(chē)間設(shè)備層，包括機(jī)床、工業(yè)以太網(wǎng)與交換機(jī)等。第二層為監(jiān)控層，包括中央控制計(jì)算機(jī)、Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器及文件服務(wù)器等。第三層為客戶端層，用戶只需要在客戶終端計(jì)算機(jī)上安裝IE6.0及以上版木的瀏覽器，就能夠訪問(wèn)Web服務(wù)器，從而能夠?qū)C(jī)床進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

圖4 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)

圖5 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)工作原理

如圖5所示，用戶通過(guò)瀏覽器輸入正確的IP地址及通過(guò)身份驗(yàn)證后進(jìn)入車(chē)間或企業(yè)的Web服務(wù)器，這時(shí)Web服務(wù)器將含有相應(yīng)功能的AetiveX控件頁(yè)面下載到瀏覽器中，AetiveX立即運(yùn)行，與中央控制計(jì)算機(jī)及CNC三者之間自動(dòng)建立基于客戶/服務(wù)器模式的套接字(Socket)通信，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴⒎€(wěn)定性和實(shí)時(shí)性。

3、采用的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 OEM二次開(kāi)發(fā)技術(shù)

840D系統(tǒng)中用于任務(wù)管理的高級(jí)程序Regie主要包括基木服務(wù)程序、區(qū)域應(yīng)用程序、動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，負(fù)責(zé)在初始化文件中讀取所需的參數(shù)，對(duì)系統(tǒng)初始化、系統(tǒng)通電、加載MMC和動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)、啟動(dòng)應(yīng)用程序、系統(tǒng)配置、區(qū)域切換等任務(wù)進(jìn)行管理。筆者主要從Regie中的區(qū)域應(yīng)用程序入手，進(jìn)行840D數(shù)控系統(tǒng)用戶程序的二次開(kāi)發(fā)，主要包括以下三種程序：

(1)VB創(chuàng)建的嵌入在順序控制框架下的OEM應(yīng)用程序。

(2)VB/VC創(chuàng)建的運(yùn)行于Windows的用戶程序。

(3) Windows下的其它標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序，如EXCEL或記事本程序等。

根據(jù)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求，選擇第一種開(kāi)發(fā)方案。

840D為用戶提供的二次開(kāi)發(fā)文件系統(tǒng)(OEM)結(jié)構(gòu)如圖6所示，共包含7個(gè)文件，用戶通過(guò)對(duì)這些文件進(jìn)行合理編輯、處理，嵌入HMI軟件系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)二次開(kāi)發(fā)功能，滿足個(gè)性化需求。

圖6 OEM文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.2 Socket技術(shù)

Socket是TCP/IP協(xié)議傳輸層所提供的API接口，是網(wǎng)絡(luò)間通信的基石。Socket接口定義了許多函數(shù)或例程，TC P/IP上層的一些應(yīng)用軟件都是通過(guò)Socket來(lái)完成的，可用于各種主流操作系統(tǒng)(Windows、 DOS、UNIX ,SUN OS等)，通信模型如圖7所示。Socket提供一套原語(yǔ)供用戶編程調(diào)用和訪問(wèn)系統(tǒng)資源，并用于開(kāi)發(fā)與網(wǎng)絡(luò)有關(guān)、實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用軟件。

圖7 Socket通信模型

Socket包含三種類(lèi)型的套接口，提供不同的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)方式。流式套接字(SOCK_ STREAM)提供牢靠的、以連接為基礎(chǔ)的通信方式，能夠保證邏輯分組的有序性和傳輸過(guò)程的正確性。用戶數(shù)據(jù)套接字(SOCK-DGRAM)沒(méi)有連接機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)即時(shí)發(fā)送，數(shù)據(jù)之間是獨(dú)立的，也不提供有序的數(shù)據(jù)分組。原始套接字(SOCK-RAW)直接操作位于底層的通信協(xié)議，常在協(xié)議中開(kāi)發(fā)使用。

中央控制計(jì)算機(jī)與各個(gè)機(jī)床之間需要事先建立網(wǎng)絡(luò)連接，才能執(zhí)行中央控制計(jì)算機(jī)端的控制任務(wù)。中央控制計(jì)算機(jī)采用服務(wù)器模式，機(jī)床采用客戶端模式，同時(shí)為了保證在互聯(lián)網(wǎng)上控制命令與數(shù)控程序數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕O(shè)計(jì)中采用流式套接字的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)方式。

3.3 ActiveX技術(shù)

AetiveX建立在Microsoft公司提出的COM/DCOM(組件/分布式組件對(duì)象模型)和OLE(對(duì)象的鏈接與嵌入)兩項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)而在Web上發(fā)展起來(lái)。AetiveX是一個(gè)能夠使軟件部件在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進(jìn)行交互的技術(shù)集，與具體的編程語(yǔ)言無(wú)關(guān)。針對(duì)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)，AetiveX被廣泛應(yīng)用于Web服務(wù)器及客戶端的各個(gè)方面。

AetiveX控件是一個(gè)提供特定功能的二進(jìn)制對(duì)象，如同一個(gè)計(jì)算機(jī)程序一樣，可以被加入到客戶/服務(wù)器應(yīng)用程序、Web應(yīng)用程序及使JavaScript和Vbscript的Web頁(yè)中，當(dāng)通過(guò)瀏覽器(如IE )請(qǐng)求包含AetiveX控件的Web臾時(shí)，IE會(huì)自動(dòng)檢測(cè)此控件是否已經(jīng)注冊(cè)在系統(tǒng)的注冊(cè)表中，如果已注冊(cè)將立即啟動(dòng)此控件，否則會(huì)將此控件下載并注冊(cè)到系統(tǒng)中。利用腳木描述語(yǔ)言(Script )可以在控件之間及客戶端與服務(wù)器之間設(shè)置屬性(Property )、調(diào)用方法(Method)和激活事件(Event)進(jìn)行通信。

4、系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)及其應(yīng)用

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)主要包括兩部分:前臺(tái)開(kāi)發(fā)與后臺(tái)開(kāi)發(fā)。前臺(tái)開(kāi)發(fā)是在Drearnweaver開(kāi)發(fā)環(huán)境下利用htrnl5文木標(biāo)記語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)用戶界面的開(kāi)發(fā)，同時(shí)調(diào)用ActiveX控件；后臺(tái)開(kāi)發(fā)是在MyEclipse 10開(kāi)發(fā)環(huán)境下利用Java語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)連接mysql數(shù)據(jù)庫(kù)并處理業(yè)務(wù)邏輯。

為了驗(yàn)證機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用效果，筆者以輪軸柔性生產(chǎn)線上的2臺(tái)成型磨床(數(shù)控系統(tǒng)為西門(mén)子840D)為對(duì)象進(jìn)行了聯(lián)網(wǎng)測(cè)試，圖8為監(jiān)測(cè)軟件測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)。

圖8 監(jiān)測(cè)軟件測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)

5、結(jié)束語(yǔ)

基于計(jì)算機(jī)的開(kāi)放式數(shù)控機(jī)床應(yīng)用日益廣泛，研究該類(lèi)機(jī)床在遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)下的監(jiān)控系統(tǒng)具有很好的應(yīng)用前景。筆者以西門(mén)子840D數(shù)控系統(tǒng)為研究對(duì)象，提出了一種基于Web的智能工廠機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，著重論述了系統(tǒng)的總體網(wǎng)絡(luò)框架與相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，使用戶能夠遠(yuǎn)程對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)智能工廠的具體實(shí)施進(jìn)行了探索和嘗試本系統(tǒng)應(yīng)用到某鐵路客車(chē)生產(chǎn)企業(yè)的輪軸生產(chǎn)線上，目前系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，達(dá)到了預(yù)期的效果和設(shè)計(jì)目的.

投稿箱：
如果您有機(jī)床行業(yè)、企業(yè)相關(guān)新聞稿件發(fā)表，或進(jìn)行資訊合作，歡迎聯(lián)系本網(wǎng)編輯部，郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更多相關(guān)信息

名企推薦

業(yè)界視點(diǎn)

| 更多

行業(yè)數(shù)據(jù)

| 更多

博文選萃

| 更多

数控机床市场网-专业的数控机床网站

數(shù)控機(jī)床