網(wǎng)絡(luò)數(shù)控制造系統(tǒng)中常用DNC通訊接口模式

圖3 帶串口服務(wù)器的廣義DNC 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

　　串口服務(wù)器真正的優(yōu)勢以及價(jià)值的體現(xiàn)并不是表現(xiàn)在直連方式的應(yīng)用上， 將設(shè)備連接到以太網(wǎng)上是它重要的目的， 通過串口服務(wù)器將數(shù)控設(shè)備連接到以太網(wǎng)上，其接線方式非常簡單，只需要將串口服務(wù)器連接到集線器或者交換機(jī)上即可，通過設(shè)置串口服務(wù)器的IP 地址， 就可使串口服務(wù)器成為以太網(wǎng)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，從而使連接到該串口服務(wù)器的數(shù)控系統(tǒng)連接到以太網(wǎng)上，通過該組網(wǎng)方式能夠?qū)⒉煌臄?shù)控系統(tǒng)，不同形式的串口（如RS232、RS422 和RS485）， 連接到以太網(wǎng)上， 實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的異構(gòu)組網(wǎng)。該組網(wǎng)方式可以將整個(gè)企業(yè)的數(shù)控系統(tǒng)連接到網(wǎng)絡(luò)上，在組網(wǎng)過程中， 除了可以利用交換機(jī)和集線器擴(kuò)展外，還可以利用工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)， 如MOXA EDS508, 可以擴(kuò)展不同型號的串口服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)數(shù)控設(shè)備的靈活組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)資源的共享和對所有數(shù)控系統(tǒng)的集中管理、控制，為網(wǎng)絡(luò)制造技術(shù)搭建平臺，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖4 所示。

圖4 帶串口服務(wù)器的廣義DNC 以太網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

　　2 基于串口服務(wù)器的以太網(wǎng)DNC 模式

　　隨著工業(yè)以太網(wǎng)的快速發(fā)展， 工業(yè)自動化通信網(wǎng)絡(luò)正在逐步統(tǒng)一到工業(yè)以太網(wǎng)，并正在向下逐漸延伸。基于工業(yè)以太網(wǎng)和TCP/IP 技術(shù)在DNC 通信系統(tǒng)的應(yīng)用研究已成為DNC 技術(shù)研究的新方向， 以太網(wǎng)速度從原始的10Mbps 提高到100Mbps以至到今天的1000Mbps, 足夠的帶寬和交換式集線器的應(yīng)用解決了以太網(wǎng)的不確定問題，使以太網(wǎng)有能力滿足實(shí)時(shí)系統(tǒng)的要求， 其次， 以太網(wǎng)交換機(jī)為連接在其端口上的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供了獨(dú)立的帶寬， 連接在同一交換機(jī)上面的不同設(shè)備不存在資源爭奪， 這就相當(dāng)于每個(gè)設(shè)備獨(dú)占一個(gè)網(wǎng)段； 再次， 全雙工通信技術(shù)又為每一個(gè)設(shè)備與交換機(jī)端口之間提供了發(fā)送與接受的專用通道， 因此使不同以太網(wǎng)設(shè)備之間的沖突大大降低或完全避免。故越來越多的基于以太網(wǎng)的工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)得以在DNC 系統(tǒng)中應(yīng)用。

　　對于某些具備以太網(wǎng)接口的先進(jìn)加工中心等數(shù)控設(shè)備和微機(jī)設(shè)備， 可直接連接到交換機(jī)； 對于只具備RS232 或RS485等串行接口的數(shù)控設(shè)備，通過串口服務(wù)器（如MOXA Nport5210）轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)接口，然后連接到交換機(jī)。DNC 服務(wù)器通過以太網(wǎng)交換機(jī)與底層的數(shù)控設(shè)備實(shí)現(xiàn)信息互通，從而實(shí)現(xiàn)服務(wù)器對數(shù)控設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)控制管理， 如圖5 所示。

圖5 基于以太網(wǎng)的DNC 模式結(jié)構(gòu)圖

　　基于以太網(wǎng)的DNC 系統(tǒng)使車間乃至整個(gè)企業(yè)的信息網(wǎng)與DNC 通信網(wǎng)絡(luò)得以整體集成， 而且可以直接將數(shù)控機(jī)床接入Internet,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息的傳輸，適應(yīng)了現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)制造的需要，同時(shí)企業(yè)聯(lián)盟可通過訪問Internet 互聯(lián)網(wǎng)， 在企業(yè)聯(lián)盟各自的服務(wù)器之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的流通。企業(yè)內(nèi)部的DNC 系統(tǒng)通過服務(wù)器接口，對外提供服務(wù)和資源的共享。為了防止企業(yè)聯(lián)盟間在Internet 上進(jìn)行的信息流通和協(xié)作活動所出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)安全隱患?？墒褂肰PN 技術(shù)在企業(yè)聯(lián)盟間建立虛擬的專用網(wǎng)絡(luò)。

　　VPN 具有高度的網(wǎng)絡(luò)安全性，容易擴(kuò)展而且適應(yīng)性強(qiáng)，企業(yè)對網(wǎng)絡(luò)擁有充分的控制權(quán)，隨時(shí)可以與外界進(jìn)行連接。因此，使用VPN 技術(shù)將制造企業(yè)聯(lián)盟的車間DNC 系統(tǒng)通過VPN 集成起來，實(shí)現(xiàn)聯(lián)盟間的網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造，是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)化制造環(huán)境下可行的、安全的制造模式。

　　3 結(jié)束語

　　信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展給制造業(yè)帶來了巨大的影響。在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)全球化的時(shí)代，為了快速響應(yīng)市場需求， 提高企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)能力， 縮短產(chǎn)品開發(fā)周期， 降低開發(fā)成本， 提高企業(yè)的競爭能力， 制造企業(yè)必須要從傳統(tǒng)制造模式進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)制造模式。網(wǎng)絡(luò)化制造模式作為一種先進(jìn)制造模式，提供了制造企業(yè)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造最終到管理和營銷等業(yè)務(wù)的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)。在網(wǎng)絡(luò)化制造模式下，DNC 系統(tǒng)作為現(xiàn)代機(jī)械制造企業(yè)的一種先進(jìn)運(yùn)行模式，其功能不僅包括車間底層制造設(shè)備的通信和集中控制管理，還向上延伸至企業(yè)的其它部門，乃至制造聯(lián)盟以及合作企業(yè)部門間的信息通信集成。通過DNC 系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)企業(yè)動態(tài)聯(lián)盟間的資源重新配置和重組，以及新產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計(jì)和遠(yuǎn)程制造加工。