经济型数控机床网络通讯和控制技术研究(下)

龙手

　　2.3通讯协议的实现
) Q% A8 p4 C$ \2 G; E　　系统协议，就是保证客户端和服务器端的应用线程之间能相互准确、及时、有序地传送信息，并能彼此毫无差错地对信息进行语法分析和解释。
. H! c' P% q; g% ~: y$ d) \, x　　对于网络控制系统，其传输信息有自己独特的含义。在客户端和中央服务器间传递的信息，主要有客户端的请求信息、数据信息和中央服务器端的状态信息。
　　客户端的控制信息又分为两种：网络控制信息和加工控制信息：服务器端的状态信息也分为两种：连接状态信息和客户端的状态信息。
　　在系统的协议中，这些信息都规定了相应的格式规范，客户端的网络控制信息主要用于与服务器连接的建立、维持和释放。加工控制信息由控制命令字、控制参数组成。网络通讯协议格式为：“cmd，1byte命令代码，1byte命令长度，命令参数，4字节的校验码(XC)”。‘cmd’为命令引导码，用以标识命令的开始：‘命令长度’只包括命令参数及校验码的长度。若无命令参数，则为4，校验码将无意义也不被检验，但还是必须发送。传输的数据包的末尾4字节为校验码。前3字节为该包的所有字节的和，第4字节为所有字节的异或值。若发送过程中有数据发生错误，则第4字节的校验码一定不正确。因此，靠监测第4字节校验码来保证通讯数据的可靠性。
. S" A: L7 Z3 a9 K; Q. \, h/ ]　　3、硬件设计原理
4 d: V7 I  N" x6 U' j　　系统在服务器端使用2/4/8口RS422A接口卡进行转接，进入现场后采用RS-422/RS-485双向数据转换器转接至现场服务器。2/4/8口RS422A接口卡与RS-422/RS-485双向转换器均采用工业控制标准接口板卡。
　　当现场服务器服务于多台数控机床时，采用“1分N口并行数据收发器”分接于多台机床。“数据接收器”是专门针对仅有纸带阅读机8/5单位并行口的机床(如线切割机)而设计的。它完成机床与PC机的通讯以及实现数控程序的在线加工。
　　使用数据接收器时，在机床接线上要作相应改动，即：在原纸带阅读机的输出信号线上通过三态门并入相应的3B代码数据信号，将原系统发送给纸带阅读机的步进信号作为控制系统写入数据的定时信号。系统设计时，设置了控制开关，用于选择使用原纸带阅读机还是使用数据接收器。
( |+ f8 N9 s- i　　4、软件开发原理
% n, q1 F" k% d  p　　系统的软件由两部分组成，一是网络控制系统的控制软件，再一个就是现场服务器与各类机床的通讯软件。
　　网络控制系统控制软件的开发原理
　　网络控制系统的控制软件安装于中央服务器中，其设计原理是：中央服务器不停地接收并分析从各端口送来的请求、命令、信息等数据包。当一个数据包接收完毕后，它将首先通过包中的校验码进行验证该包在传送过程中是否出错。若出错，它将发出“重发”命令给原发客户端：若正确则进行相应的处理。
: V  G- K5 `! v! Q; ~( i  h　　现场服务器与各类机床的通讯软件开发原理
　　针对各类机床与现场服务器的通讯，软件开发的基本原理是：要将数控程序传入数控机床，首先将数控程序转换为机床能识别的代码EIA码或ISO码，然后以数据包的方式读入现场服务器内存，再逐字节地向数控机床控制系统发送，同时计算机不停地监测机床接口的状态寄存器的状态。从机床传出数据，通讯控制软件总是从其程序代码的末端开始至常规内存的顶端(0A0000H)作为接收数据的缓冲区。
; i3 U6 T3 Q: W　　5、结论
　　此项研究解决了经济型数控机床的网络通讯和控制技术问题，实现了数控加工程序的中央服务器集中存储、管理，网络查询及下载功能。解决了不具备直接通讯接口功能的数控机床的数控程序输入难题和在线加工问题。实践证明：该系统具有操作简单、使用方便、运行稳定可靠、性能优良等特点。它的投入使用，大大地改善了数控加工程序的存储、管理和传输条件，从而有效地提高了实际生产效率。对于类似的、不具备远程监控和上线能力的数控机床的改造，具有重要的意义和参考借鉴价值。
文章关键词： 数控   机床   通讯