數控穿孔機床的網絡控制技術探究二

2、網絡控制系統的實現

2.1網絡控制系統原理

　　網絡控制系統軟件運行在客戶機上，客戶機通過局域網和服務器連接。機床的數控系統在服務器中運行，首先啟動服務器的本機數控系統，進行初始設置后，進入網絡控制狀態，打開偵聽套節字，等待客戶機的連接請求，待收到客戶機的連接請求后，對聯機信息進行驗證，如果符合聯機條件，則和客戶機建立連接，雙方可以互相發送和接收信息或指令。服務器的數控系統在網絡控制狀態下可以利用CCD實時采集機床加工狀態圖像和參數，將圖像以位圖格式保存并定時發送到客戶機顯示加工狀態，將狀態參數實時發送到客戶機。在客戶機的遠程控制系統軟件中可以編輯數控加工代碼，然后將數控代碼傳遞到服務器中，并下載到PMAC上等待控制指令。從客戶機向服務器發送機床加工控制指令，控制機床運轉，同時接收服務器發送的信息，動態監視機床加工情況。通過遠程控制程序，客戶機還可在線修改機床加工參數，并能調試機床。

2.2網絡控制系統硬件結構

　　數控機床的網絡控制系統采用模塊化的硬件結構，數控系統采用“PC+NC”結構，PC機采用奔4主機，NC部分采用開放式多軸運動控制器PMAC2-PCI；網絡系統采用“服務器+客戶機”方式，數控系統運行在服務器上，網絡控制軟件運行在客戶機上，服務器和客戶機通過網卡和通信電纜連接在Intranet/Internet上，數控機床上安裝CCD攝像頭，用來監視機床加工情況，并通過圖像采集卡，將機床的運轉情況實時采集保存。該系統硬件結構如圖4所示。 
                                                                          
                                 圖4 網絡控制系統硬件結構

2.3網絡控制系統軟件設計

　　友好的人機界面對于任何控制系統是不可缺少的。本系統界面設計采用Windows編程中的分隔視技術，將數控系統人機界面分成二個子窗口。左邊的窗口為圖像顯示窗口，實現機床加工過程的圖像監視；右邊的窗口為網絡控制窗口，實現網絡聯機與斷開、加工代碼編輯及發送、機床加工狀態參數顯示、機床在線網絡調試等功能。

　　軟件設計的關鍵是數據的網絡傳遞，為了保證數據及時傳遞，在軟件設計中采用了多線程技術，專門建立一個線程對采集的機床數據進行網絡傳遞。該系統的流程圖如圖5所示。數控代碼在客戶機上編輯好之后，可以一次性傳遞給服務器，服務器將數控代碼保存到內存中，然后在編譯執行數控代碼。控制指令的傳遞可以隨時從客戶機傳遞到服務器，服務器接到指令后立即執行。對于機床www.zhcfsz.com加工圖像和狀態參數的傳遞則要復雜一些。在服務器上，數控系統通過CCD攝像頭實時采集加工圖像，利用定時器在每一個周期內將圖像保存為位圖文件，然后將位圖文件通過網絡傳遞到客戶機上，客戶機在接收完每一個位圖文件后，用定時器在每一個周期在圖像顯示窗口進行刷新顯示，使加工圖像保持連續性。同時服務器上的數控系統實時采集機床狀態參數，利用定時器每一個周期將以一定格式的數據傳遞到客戶機，客戶機對數據進行接收后分析，再用定時器在一個周期內對狀態參數進行更新顯示。為了避免位圖數據和參數數據在傳遞時的混亂現象，在服務器端采用中斷方法，在傳遞圖像數據時中斷參數數據的傳遞，等圖像數據傳遞完之后再傳遞參數數據，這樣就很好的解決了在數據傳遞過程中的占用通道的矛盾問題。
                        

圖5 網絡控制系統軟件流程圖

　　軟件在運行過程中圖像顯示和參數更新會存在一定的滯后性，這與網絡傳遞的速度以及數據量的大小有一定關系。

3、網絡控制系統演示

　　圖6為開發的網絡控制系統在局域網內對機床加工進行網絡監控的演示情況。通過試驗可以看出，控制命令和狀態數據的傳遞實時性較好，可以滿足實際控制的需要；加工狀態的圖像顯示刷新速度較慢，實時性稍差，圖像顯示具有跳躍性，需要進一步提高圖像顯示的流暢性。
                            

圖6 網絡控制系統遠程監控演示界面