網(wǎng)絡數(shù)控制造系統(tǒng)中常用DNC通訊接口模式

圖3 帶串口服務器的廣義DNC 網(wǎng)絡結構圖

　　串口服務器真正的優(yōu)勢以及價值的體現(xiàn)并不是表現(xiàn)在直連方式的應用上， 將設備連接到以太網(wǎng)上是它重要的目的， 通過串口服務器將數(shù)控設備連接到以太網(wǎng)上，其接線方式非常簡單，只需要將串口服務器連接到集線器或者交換機上即可，通過設置串口服務器的IP 地址， 就可使串口服務器成為以太網(wǎng)上的一個節(jié)點，從而使連接到該串口服務器的數(shù)控系統(tǒng)連接到以太網(wǎng)上，通過該組網(wǎng)方式能夠將不同的數(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， 實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的異構組網(wǎng)。該組網(wǎng)方式可以將整個企業(yè)的數(shù)控系統(tǒng)連接到網(wǎng)絡上，在組網(wǎng)過程中， 除了可以利用交換機和集線器擴展外，還可以利用工業(yè)以太網(wǎng)交換機， 如MOXA EDS508, 可以擴展不同型號的串口服務器，實現(xiàn)數(shù)控設備的靈活組網(wǎng)，實現(xiàn)了網(wǎng)絡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)絡制造技術搭建平臺，網(wǎng)絡結構如圖4 所示。

圖4 帶串口服務器的廣義DNC 以太網(wǎng)絡結構圖

　　2 基于串口服務器的以太網(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)絡正在逐步統(tǒng)一到工業(yè)以太網(wǎng)，并正在向下逐漸延伸?；诠I(yè)以太網(wǎng)和TCP/IP 技術在DNC 通信系統(tǒng)的應用研究已成為DNC 技術研究的新方向， 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)有能力滿足實時系統(tǒng)的要求， 其次， 以太網(wǎng)交換機為連接在其端口上的每個網(wǎng)絡節(jié)點提供了獨立的帶寬， 連接在同一交換機上面的不同設備不存在資源爭奪， 這就相當于每個設備獨占一個網(wǎng)段； 再次， 全雙工通信技術又為每一個設備與交換機端口之間提供了發(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)絡得以在DNC 系統(tǒng)中應用。

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

圖5 基于以太網(wǎng)的DNC 模式結構圖

　　基于以太網(wǎng)的DNC 系統(tǒng)使車間乃至整個企業(yè)的信息網(wǎng)與DNC 通信網(wǎng)絡得以整體集成， 而且可以直接將數(shù)控機床接入Internet,實現(xiàn)遠程信息的傳輸，適應了現(xiàn)代網(wǎng)絡制造的需要，同時企業(yè)聯(lián)盟可通過訪問Internet 互聯(lián)網(wǎng)， 在企業(yè)聯(lián)盟各自的服務器之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的流通。企業(yè)內部的DNC 系統(tǒng)通過服務器接口，對外提供服務和資源的共享。為了防止企業(yè)聯(lián)盟間在Internet 上進行的信息流通和協(xié)作活動所出現(xiàn)的網(wǎng)絡安全隱患。可使用VPN 技術在企業(yè)聯(lián)盟間建立虛擬的專用網(wǎng)絡。

　　VPN 具有高度的網(wǎng)絡安全性，容易擴展而且適應性強，企業(yè)對網(wǎng)絡擁有充分的控制權，隨時可以與外界進行連接。因此，使用VPN 技術將制造企業(yè)聯(lián)盟的車間DNC 系統(tǒng)通過VPN 集成起來，實現(xiàn)聯(lián)盟間的網(wǎng)絡化設計、生產制造，是當前網(wǎng)絡化制造環(huán)境下可行的、安全的制造模式。

　　3 結束語

　　信息技術和計算機網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展給制造業(yè)帶來了巨大的影響。在當今經濟全球化的時代，為了快速響應市場需求， 提高企業(yè)的產品研發(fā)能力， 縮短產品開發(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)制造模式進入網(wǎng)絡化的生產制造模式。網(wǎng)絡化制造模式作為一種先進制造模式，提供了制造企業(yè)在網(wǎng)絡環(huán)境下從產品設計到生產制造最終到管理和營銷等業(yè)務的具體實現(xiàn)技術。在網(wǎng)絡化制造模式下，DNC 系統(tǒng)作為現(xiàn)代機械制造企業(yè)的一種先進運行模式，其功能不僅包括車間底層制造設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)絡技術可實現(xiàn)企業(yè)動態(tài)聯(lián)盟間的資源重新配置和重組，以及新產品的協(xié)同設計和遠程制造加工。