李波[1]2007年在《基于串口的DNC信息采集系统的研究》文中认为数据采集是分布式数字控制(DNC)系统的一个重要功能。随着制造自动化和企业信息化的发展,对生产现场的各种信息进行提取、传输、处理、分析和应用显得越来越重要。而现有国内的大多数DNC系统不具有机床运行状态自动采集功能,研究和开发DNC信息采集系统,对发挥数控机床的潜力、充分利用制造资源,提高数据采集的自动化与实时性有重要的现实意义。本文首先论述了DNC信息采集技术的研究现状与发展趋势,分析比较了常见的DNC信息采集方法的优缺点和适用范围。采用宏指令和特殊程序上报方法,研究了FANUC、HAAS和SIEMENS叁种常用数控系统的信息采集方法,实现了对程序号、主轴转速、进给速率、机床开机时间、机床关机时间、零件加工开始时间、零件加工结束时间、加工零件数等信息的采集。论文还详细讨论了串行通信、数据采集程序的编制、宏指令采集方法、特殊程序上报采集方法、采集数据的处理和分析等技术问题。论文还对DNC信息采集系统各个功能模块和数据库进行了设计,并进行了软件开发。所开发的基于串口的DNC信息采集系统,其主要功能包括:NC传输、在线加工、远程调用、数据采集、数据查询、日志管理等。系统已在南京航空航天大学工程训练中心进行了测试,基本实现了DNC信息采集功能。
武国峰[2]2003年在《DNC数据采集系统的研究与开发》文中提出数据采集是分布式数控(DNC)系统的一个重要功能。随着制造自动化和企业信息化的发展，企业对自动采集制造信息的需求越来越强烈。针对现有国内的大多数DNC系统不具有机床运行状态自动采集功能的现状，研究和开发DNC数据采集系统，对发挥数控机床的潜力、充分利用制造资源，推动企业自动化的进程，提高企业生产率、竞争力和经济效益均有着重要的现实意义。 本文首先论述了DNC数据采集技术的研究现状，分析了在当前先进制造技术影响下，如何发展DNC数据采集系统。其次，对DNC数据采集系统的组成、功能、总体框架进行了归纳和总结，重点研究了DNC数据采集系统的采集方法、通信方法、和其它系统集成方法、基于面向过程控制的对象连接与嵌入(OPC)的数据采集解决方案等关键技术。在此基础上，开发了一个数据采集实验系统，并把系统的部分功能成功运用在江西齿轮股份有限公司的“DNC通信网络与管理系统”项目中。
周小建[3]2005年在《可配置DNC数据采集系统的研究与开发》文中认为数据采集是分布式数控系统的一个重要功能。随着制造自动化和企业信息化的发展,企业对自动采集制造信息的需求越来越强烈。研究和开发 DNC 数据采集系统,对发挥数控机床的潜力、掌握生产现场信息、提高企业的响应速度和决策水平,推动企业自动化的进程都有着重要的现实意义。本文首先论述了 DNC 及 DNC 数据采集技术的研究现状、发展趋势,分析了在先进的制造技术影响下,如何发展 DNC 数据采集系统,并在此基础上提出了可配置 DNC 数据采集系统的解决方案。其次,对可配置 DNC 数据采集系统的组成、功能、总体框架进行了研究,重点研究了可配置 DNC 数据采集系统的采集方法、与上层管理系统的集成方法、DNC 数据采集的内部和外部通信技术、基于 OPC 数据访问规范的数据采集等关键技术,并在此基础上,开发了可配置 DNC 数据采集原型系统。最后,总结了全文,并对有待进一步深入研究和探索的问题提出了建议。
沈荣成[4]2017年在《i-DNC设备联网监控系统的研究》文中指出伴随着计算机技术、网络技术与传感器技术的不断发展,21世纪全新一轮的科技、产业革命逐渐兴起,全球科技创新也涌现出新的发展动力。继德国发布“工业4.0”战略和美国提出先进制造业国家战略计划之后,我国在2015年公布了“中国制造2025”战略,以工业化与信息化深度融合为基础的智能制造已成为打造国家制造业竞争新优势的突破口和主攻方向。制造业数字化、网络化、智能化、人性化是智能制造的核心目标,而数控设备的联网监控正是智能制造的基础环节,实现数控设备的网络化实时监控与管理,能够有效地提高数控设备的利用率,降低机床故障率,对提高企业的管理水平和增加企业的核心竞争力有极大的推进作用。本论文旨在研究一种通用的数控设备网络化实时监控与管理系统。通过对企业网络化、信息化实际需求分析,提出了基于PLC技术、数控技术、计算机技术以及无线传输技术的一种新型分布式数控设备信息采集、集中管理的系统解决方案,并设计开发了i-DNC设备联网监控系统。本论文主要研究内容如下:1.根据企业设备联网的实际需求,结合数控机床开放的接口与可采集的信息,提出底层数据采集解决方案。通过数控机床自带的RS232通讯接口,实现数控程序的上传、下载及DNC在线加工等功能。通过宏指令反馈实现对系统内部加工数据的采集,通过外置电流传感器实现对数控机床各电机轴电流信号的采集,应用SMART 200 PLC与机床内部PLC连接,实现对机床I/O输出信号的采集,如换刀信号、冷却液开关、机床工作状态等。2.对当前已有的数控机床通信方式进行分析,提出基于工业以太网、PLC和无线串口服务器组成数控车间网络通讯方案。该方案应用Modbus-RTU通讯协议,实现与电流传感的通讯,采集数控机床各电机轴在加工过程中的电流情况。使用OPC通讯技术,实现PLC与上位管理系统的通讯连接,充分发挥PLC抗干扰能力强,通讯稳定,并运用SmartLine1000IE组态软件编写良好的人机交互机床状态监测界面。通过无线串口服务器,实现串口转以太网的通讯方式,解决工程中心布线难和串口传输距离短的问题,有效的实现了i-DNC管理系统与机床通讯,达到对数控机床监控的目的。3.以面向对象的编程方法,应用模块化设计思路开发监控系统。本软件基于Windows操作系统,采用.NET平台下WPF技术,使用C#编程语言、VS2010开发工具开发机床监控系统,采用SQL SERVER2008数据库对监控系统内部相关信息的储存与管理。研究结果表明,i-DNC设备联网监控系统能实时监测机床加工状态及采集加工信息,具有通信稳定、分析结果可靠、抗干扰能力强、易于管理、可扩展性好等特点,具有良好的应用推广价值。
李治[5]2005年在《基于Web的机床信息采集系统的研究与开发》文中认为网络时代制造环境的变化需要建立一种面向市场需求具有快速响应机制的网络化制造模式。DNC(Direct Numerical Control or Distributed Numerical Control)作为一种实现数控车间信息集成和设备集成的主要形式,需要面向网络化制造,实现数控设备的网络共享,进行数控资源优化配置和重组。数据采集是分布式数控(DNC)系统的一个重要功能,随着制造自动化和企业信息化的发展,企业对自动采集制造信息的需求越来越强烈。现有的DNC系统一般不具有机床运行状态自动采集功能,因此,针对国内现有的大多数控机床开发DNC数据采集系统,对发挥数控机床的潜力,充分利用制造资源,推动企业自动化的进程,提高企业生产率、竞争力和经济效益均有着重要的现实意义。本文首先论述了DNC数据采集技术的研究现状,分析了在当前先进制造技术影响下,如何发展DNC数据采集系统。其次,重点研究了DNC数据采集系统的采集方法和通信方法。在分析网络化制造特点的基础上,基于ZWORLD公司生产的BL2010单片机,确定了DNC采集系统的功能要求,建立了DNC采集系统实施的体系结构模型。构建了基于Web的数控机床采集服务平台,分析了平台结构,设计了该平台构成的各功能模块。对平台构建的关键技术,动态交换技术、Web服务器和数据库服务器的连接以及系统Web平台的构建,提出了相应的实现方法。 对基于以太网的DNC信息采集系统进行实验验证,可以实现DNC通信和设备信息采集。证明采用BL2010单板机进行基于Web的DNC采集技术是完全可行的,也是可靠的。
姜大伟[6]2008年在《基于OPC数控加工系统信息采集与集成》文中研究指明21世纪的制造企业面临着日益激烈的国际竞争,国内外制造业对自动化要求程度越来越高,国内很多制造业厂家对车间进行技术改造,从而实现车间自动化。本文在深入研究MES系统和OPC基准之上,设计一种新型的MES系统递阶控制模型和分布式信息模型;针对国内外MES系统底层DNC系统存在的问题,采用RS232口和I/O结合方式实时与底层设备进行通讯;采用OPC标准对提取上来的现场设备的数据信息进行集成;以VC++为工具,开发基于OPC标准的数控机床工作站系统,实现对异构数控机床进行数据的读取与状态的采集;通过拓展微软网络组件WinPopup,建立以WinPopup为基础的邮槽通信机制,开发出增强版的WinPopup Ex程序,实现生产现场工作站系统进与上层单元之间的通讯。通过OPC规范和邮槽机制,所开发的工作站程序具有很强的开放性,使得不同控制功能层次易于集成,且拓展性强,有利于技术推广。
王伟[7]2010年在《数控车间网络化改造关键技术研究与实现》文中指出随着网络技术和通信技术的迅猛发展,网络化制造这种先进的制造模式在我国制造型企业中的重要性越来越明显,也发展成为制造业研究和实践的一个重要方向。目前,在制造业大力发展的趋势下,企业中数控机床的数量也在日益增多,原有的生产组织形式和管理模式已不能满足生产的需要,也影响了机床的利用效率。因此,在现有基础上对数控车间进行网络化改造是很多企业面临的重大问题。本论文按照南京理工大学工程训练中心数控车间进行网络化改造的项目要求,以串口技术、计算机网络技术和数控技术为基础,对网络化制造系统和中心车间实际状况进行了深入的调研分析,最后提出了基于局域网的网络化数控机床联网总体设计方案。系统联网设计是在现有的点对点联网通讯的基础上,采用串口服务器对车间服务器与数控机床之间的接口协议进行转换,实现了一台工控计算机同时控制多台数控机床的通信管理模式。采用Client/Server结构,利用TCP/IP协议通过中心的局域网实现了车间服务器与DNC主机之间的通讯。同时,以面向对象的建模方法为主,采用模块化设计思想开发了DNC系统软件。该软件以Windows系统为开发环境,采用关系型数据库SQL Server 2005对系统相关的数据进行后台管理,实现了DNC系统对数控程序及其它相关信息的传输与管理功能。最后,在系统通讯和管理模块的基础上,对数控机床实时数据采集系统的相关技术做了深入研究,并以FANUC 0i系列数控机床为例,采用用户宏程序的方式对其状态数据采集过程进行了详细的分析。该系统已经在工程训练中心得到初步的试验,也为今后中心实现生产自动化或FMS系统奠定了基础。
李红梅[8]2011年在《基于DNC系统的数控设备人机交互信息监控的设计与研究》文中进行了进一步梳理DNC数据采集和状态监控系统作为MES信息的主要来源,通过该系统可及时准确地了解工厂的设备运行、产品加工生产过程情况,但是却不能有效的对人机交互信息进行监控,论文通过对国内外DNC技术发展现状的研究,以及现代数控设备对于人机交互系统的需求,设计了基于DNC系统的数控设备人机交互信息的监控系统。论文基于电阻触摸屏技术原理,采用ATmega16微处理器进行按键信息采集和数据处理,再通过DNC智能终端进行传输,实现了基于DNC系统的数控设备人机交互信息的监控。在论文中,首先针对数控设备人机交互的现状提出了四种研究方案,即摄像头监控、红外线探头监控、传感器监控以及触摸屏监控,通过比较分析最后选择了基于触摸屏技术的检测原理及方法,构建了主从式控制的硬件平台,采用ARM微处理器作为主机,ATmega16单片机作为从机。原理如下:触摸屏控制芯片采集数控面板按键触摸信息,通过I2C总线传送至从机单片机,从机作为一个独立的模块,实现了数控设备控制面板按键信息的采集,从机对数据信息进行处理之后传送至主机,主机与从机之间通过串行异步通讯,主机接收到从机传送的处理数据,通过DNC系统中的以太网上传至上位服务器进行显示监控。论文对数控设备人机交互信息采集部分以及整个系统的软、硬件部分都进行了详细的模块化设计。硬件方面包括电阻触摸屏采集控制部分、单片机的选型设计部分,其中单片机的外围模块设计包括电源模块设计、实时时钟设计、复位电路设计、数据存储模块设计、串行接口设计、主从单片机的通讯设计等相关部分。软件设计结合硬件的功能,并且采用模块化结构进行设计,主要包括主程序设计、实时时钟任务设计、单片机与触摸屏控制芯片的通讯设计、单片机的模数转换控制设计、采集数据存储控制、键盘数据处理程序设计、异构数控面板的集成化设计,软件还设计了主/从机之间的通信协议,有效地提高了数据传输的可靠性。在论文的最后部分,分析了在整个系统中存在的干扰源,干扰源的形成要素以及干扰源的主要传播途径,并且详细的研究了在整个软硬件过程中所采用的有效的抗干扰技术。
郑博[9]2017年在《一种数控机床状态监控系统的设计与实现》文中研究表明伴随新一轮科技革命的浪潮和国家产业升级转型的大趋势,制造业面向信息化和智能化的发展将加速。数控机床作为制造业之重,是现代化生产加工的管件,其发展水平决定了制造业的先进水平。我国虽然已经在制造业生产中普遍使用了数控机床装备,但与发达国家制造业相比,我国多数生产制造企业对数控机床的应用仍不够充分。目前,制造加工车间对数控机床运用存在管理程度低、生产过程不透明、存在信息化孤岛等问题。制造业迫切需要探讨如何建立完善的数控设备监控管理系统,提高设备管理效率。针对目前数控机床在国内的应用现状和发展趋势,本文以西门子SINUMERIK 840D sl数控机床的控制系统为研究对象,研究基于开源PLC通讯类库的数控机床通信技术,并开发了数控机床状态监控系统对相关技术进行了测试验证。本文主要工作如下:首先,本文研究了西门子840D sl数控系统的硬件系统与软件系统的特点,包括硬件架构方式、硬件连接通讯方式和数控系统数据定义类型与功能作用、840D sl数控系统的二次开发功能支持,为建立针对840D sl数控系统的数据采集通信方案做准备。其次,本文分析了840D sl数控系统现有二次开发功能对数据采集通信功能实现的不足之处。结合当前数控设备PLC应用及PC-PLC通讯技术发展的基础上,本文提出了基于PLC数据通信实现对数控机床的数据状态采集和控制。通过分析PLC通讯协议和监控系统开发的特点,本文提出采用合适的第叁方通信组件作为设备通讯的底层基础。最后,在充分分析研究选择Snap7第叁方通讯类库实现对840D sl数控系统PLC数据通信的可行性基础上,通过分析数控机床在生产实际中的数据采集和状态控制需求,本文设计了基于PLC通讯基础上的分布式DNC数控机床状态监控系统。根据设计需求特点规划了系统架构、数据库架构、应用程序功能实现方式等,并利用840D sl数控机床实验台进行了系统测试,验证本文提出思路的技术可行性。
李文川[10]2008年在《数控机床群控系统状态监测及系统集成的研究与实施》文中研究表明随着制造自动化和企业信息化的发展,企业对自动采集制造信息的需求越来越强。DNC状态监控系统已成为实现制造企业生产信息集成和网络制造设备层远程诊断的关键技术。由于数控系统的开放性不同,企业对现场的数据采集和状态监控的要求也不尽相同,如何实现DNC状态监控系统的通用性、灵活性以及和DNC管理系统的集成将是本文研究的重点。本文首先论述了DNC状态监控系统的研究现状、存在问题以及发展趋势。针对车间具体情况和需求,构建了以Ethernet作为数控系统集成化控制的通讯平台,四层网络结构的分布式DNC状态监控总体方案。详细介绍了DNC智能终端主板ECT-40的外围接口电路和微处理器S3C44B0X的硬件特性,分析了基于uClinux嵌入式操作系统的信息交换软件结构。针对工业现场数控系统的具体情况,提出了基于OEM软件、采集监控装置以及特殊上报式的3种数据采集方案。利用HMI编程软件包和FOCAS软件包对开放性较好的西门子840D和FANUC16i/18i等数控系统进行数据采集;设计开发了数据采集电路,利用采集监控装置对普通数控机床进行相关数据采集;利用输入显示装置实现非数控系统的特殊上报式数据采集。研究了设备生产数据处理和显示过程中的基本I/O交互技术、动态Web技术、数据存储技术和效能分析技术,实现了网络异构下的生产数据的动态交互。最后研究了DNC集成控制系统基于B/S模式的体系结构和功能模块,构建了系统的运行环境,提出了DNC集成管理系统的应用模式。
参考文献：
[1]. 基于串口的DNC信息采集系统的研究[D]. 李波. 南京航空航天大学. 2007
[2]. DNC数据采集系统的研究与开发[D]. 武国峰. 南京航空航天大学. 2003
[3]. 可配置DNC数据采集系统的研究与开发[D]. 周小建. 南京航空航天大学. 2005
[4]. i-DNC设备联网监控系统的研究[D]. 沈荣成. 江南大学. 2017
[5]. 基于Web的机床信息采集系统的研究与开发[D]. 李治. 大连理工大学. 2005
[6]. 基于OPC数控加工系统信息采集与集成[D]. 姜大伟. 长春理工大学. 2008
[7]. 数控车间网络化改造关键技术研究与实现[D]. 王伟. 南京理工大学. 2010
[8]. 基于DNC系统的数控设备人机交互信息监控的设计与研究[D]. 李红梅. 重庆大学. 2011
[9]. 一种数控机床状态监控系统的设计与实现[D]. 郑博. 郑州大学. 2017
[10]. 数控机床群控系统状态监测及系统集成的研究与实施[D]. 李文川. 重庆大学. 2008
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