［摘 要］ 分析了信息化社会给制造业带来的变化, 以及对网络化制造的发展的推动。研究了网络化制造给设备层带来的变化,给出了设备层实现联网的三种类型,特别是通过以太网直接实现数控机床的联网。通过对西门子840d数控系统的联网软件sincom 的分析,给出了基于sincom 软件实现基于tcp/ip协议的网络化的方法。
［关键词］ 网络化制造；ethernet；840d数控系统
abstract:this paper analyzed the impetus of network manufacture development as well as the changes in the manufacturing sector brought about by informationization. and with studies of the changes in equipment sector brought about by network manufacture, this paper put forward three methods to realize networking in equipment sector, especially the direct networking of numerically controlled machine tools through ethernet. with analysis of sincom, networking software for siemens 840d numerical control system, this paper put forward the method to realize networking in compliance with tcp/ip agreement.
key words: network manufacture; ethernet; 840d numerical control system
1 网络化制造的发展
随着遍布全球的计算机网络的形成和制造的数字化,使网络化制造成为可能。WWw.133229.Com网络化制造一方面为企业的发展提供了前所未有的广阔舞台,企业的生产可以在整个世界的范围内进行优化，可以在原材料成本最低的地方进货,可以在劳动力价格最低的地方建厂生产,产品可以销售到全球各地。另一方面,网络化制造使企业面临全球的竞争,不同地方的企业都会来争夺自己的市场。加工设备本身在向高精度、高效率和高自动化水平发展的同时,更加注意其中信息表示的标准化和数字化、信息交换的网络化、信息处理的智能化。 作为加工设备的控制核心数控系统是底层加工信息的处理器,若没有数控设备的网络化就不可能实现真正的网络化制造。
现代数控系统功能强大，但操作复杂，有时会出现这样那样的一些问题，而厂家的维修能力又参差不齐，有时仅仅一些小问题就要机床厂家千里迢迢赶来进行维修，造成很多额外的费用。西门子840d数控系统是西门子数控系列的高端产品，基于开放式系统，具有很强的网络功能。该系统强大的网络功能可通过远程诊断方式解决上述问题。
2 数控系统联网的实现方法
网络化制造中，制造设备不再独立,而是同其他设备联成网络,组成控制网络。控制网络不同于一般的信息通信网络，它具有实时高效的特点，主要表现为：(1)有高实时性与良好的时间确定性;(2)传送信息多为短帧信息,且信息交换频繁;(3)容错能力强，可靠性、安全性好;(4)控制网络协议使用简单工作效率高;(5)控制网络结构的高度分散性;(6) 控制设备的智能与控制功能的自制性;(7)与信息网络有高通信效率,易于实现与信息网络集成。这样的控制网络与信息网络组成企业完整的网络系统,实现底层信息和高层信息的交互,从而组成覆盖整个企业的网络化系统［1］。
数控系统经过多年的发展,其功能越来越完善, 不但可对加工轨迹进行控制,而且还实现对加工刀具和过程的管理,并且还可实现远程监控。目前在我国主要应用的数控系统有两类,一类是传统的数控系统,数控系统采用专用的总线结构形式,系统对用户是封闭的。另一类是基于pc 的开放体系结构，使数控系统得到很大的发展,例如西门子、fanuc 等公司在传统专用数控结构的基础上添加pc 系统,和新兴的数控生产厂家直接在基于pc 的结构基础上开发数控系统。在此基础上数控联网主要形成以下3种形式:
2.1 通过串口实现联网
一般数控系统都带有串行通信接口,通过串口可实现数控加工程序和有关配置参数的传递。早期的dnc 都是通过这种形式实现的。监控计算机一方面通过rs232接口和数控系统通信,实现数控程序的分配,另一方面通过局域网和其他计算机通信, 实现生产管理调度。这种形式的联网通信速度慢,一般只有9 600 bit/s,只能进行数控程序和一般参数的传递,不能对加工过程进行监控,也不是真正意义的联网。但这种通信形式可以将以前只有串口的数控机床连接起来,实现有限的信息交互,图1表示了这种方式。
2.2 通过现场总线实现联网
现场总线技术的出现,改变了控制系统的结构, 使其向着分散化、网络化的方向发展。它改变了集中控制系统的集中控制方式,将控制分散于各个控制单元中,形成了新型的网络集成式全分布控制系统, 其中信息的交换是通过总线进行,一根总线将全部控制设备连接在一起,大大降低了系统的成本和组网的复杂性,从而形成了对工业生产有重要影响的控制网络。现场总线采用全数字式通信，具有开放式、全分布、可互操作性等特点,形成了从测控设备到操作控制计算机的全数字通信网络,具备了与数字网络连接沟通的条件,顺应了控制网络的要求,成为控制网络的发展趋势。
现场总线技术在制造领域应用越来越广泛,现在有些数控系统本身支持现场总线,可实现实时的数据交换,甚至数控系统内部也通过现场总线连接在一起,实现nc 、plc 以及i/o 设备等的相互通信。数控机床之间、数控机床和计算机之间也可通过现场总线连接在一起,实现fms 等复杂的控制要求。这种联网方式根据信息的类型和对通信的要求将控制网和上层管理网络分开,管理网络采用局域网实现,完成大容量实时性要求不高的调度管理、cad/cam 和生产计划等数据的通信［2］。西门子810d、840d 数控系统可采用profibus现场总线实现这种方式的联网。
2.3 通过局域网实现联网
