隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的日益普遍應用,數(shù)控加工的網(wǎng)絡化、集成化已成為必然的趨勢。分布式數(shù)控(Distributed Numerical Control,DNC)是實現(xiàn)網(wǎng)絡化、集成化數(shù)控加工的主要手段之一。在我國的制造業(yè)中,只具備串行接口的數(shù)控機床占有相當大的比例。此類設備的DNC系統(tǒng)目前多采用通用串口服務器來實現(xiàn)各種串行協(xié)議和TCP/IP協(xié)議的轉(zhuǎn)換,不能真正有效地對車間中異構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)的信息進行集成,這為網(wǎng)絡化DNC系統(tǒng)的開發(fā)和維護帶來了一定困難。 本文結(jié)合嵌入式技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù),給出了基于嵌入式方法的網(wǎng)絡化DNC系統(tǒng)構(gòu)建方案,并自主開發(fā)了經(jīng)濟型嵌入式串口服務器。該服務器是由32位微處理器和嵌入式實時操作系統(tǒng)構(gòu)成,并通過制定適用于數(shù)控機床在線加工的數(shù)據(jù)傳輸機制來進一步實現(xiàn)嵌入式串口服務器的多任務內(nèi)核設計。通過向操作系統(tǒng)植入簡化了的TCP/IP協(xié)議棧和嵌入式Web服務器,使得該服務器不僅實現(xiàn)了數(shù)控機床串行協(xié)議和TCP/IP協(xié)議的轉(zhuǎn)換,還實現(xiàn)了對數(shù)控加工的網(wǎng)絡化監(jiān)測和控制,從而達到數(shù)控機床和上層管理軟件較全面的信息交流。 在此基礎上,本文還對基于多線程技術(shù)的DNC服務器通信程序的設計方法進行了簡要闡述,利用Socket和多線程技術(shù)實現(xiàn)了DNC服務器與多臺串口服務器的連接與通信研究。 最后通過實驗測試證明了嵌入式串口服務器軟硬件設計的合理性,以及所采用的數(shù)據(jù)傳輸機制的可靠性。
【學位單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2007
【中圖分類】：TP368.5
【部分圖文】：

在每臺數(shù)控設備上安裝一臺單串口設備服務器，將串行接口直接轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)口，實現(xiàn)任意數(shù)控設備與以太網(wǎng)的聯(lián)接，在企業(yè)局域網(wǎng)內(nèi)的任意一臺計算機都可以直接控制該網(wǎng)絡的任意一臺機床。網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)如圖2.5所示，此方案的優(yōu)點是：1）靈活性好，機床設備可以按照需要任意分組，由不同的計算機控制不同數(shù)量的機床。2）可靠性高，采用星型連接方式構(gòu)建的DNC網(wǎng)絡，即便網(wǎng)絡中的一臺單串口服務器出現(xiàn)故障，影響的只是與該服務器相連的數(shù)控機床，其他數(shù)控控機床依然正常運行。3）可通過Internet進行遠程監(jiān)測和控制，實現(xiàn)數(shù)控加工信息的共享和優(yōu)化，提高數(shù)控機床的利用率。圖2.5 網(wǎng)絡化DNC系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)在圖2.5所示的結(jié)構(gòu)中，用戶無法直接操作加工車間的數(shù)控機床，但可以把加工信息通過網(wǎng)絡提交給DNC服務器

21圖3.2 串口服務器硬件結(jié)構(gòu)圖3.3 嵌入式串口服務器實體圖3.2.1 LPC2220微控制器LPC2220微控制器是基于一個支持實時仿真和嵌入跟蹤的32/16位ARM7TDMI-SCPU，由于LPC2220的144腳封裝、極低的功耗、多個32位定時器、8路10位ADC、PWM輸出以及多達9個外部中斷管腳使它們特別適用于工業(yè)控制、醫(yī)11.0592MHZ有源晶振RTL8019以太網(wǎng)控制器LPC2220（ARM7）RS232驅(qū)動器外部復位Flash

板面積、過多過長的引腳容易引入射頻干擾，功耗大也是很多應用難以接受。而集成電路能很好的解決此類問題。圖3.4 串口服務器的復位電路圖在圖3.4中，信號nRST連接到LPC2220芯片的復位腳RESET，信號nTRST連接到LPC2220芯片內(nèi)部JTAG接口電路的復位腳TRST。當復位鍵RST按下時，ADM708S立即輸出復位信號，其引腳RST輸出低電平導致74HC125導通，信號nRST和nTRST將輸出低電平使系統(tǒng)復位。平時ADM708S的RST輸出高電平，74HC125截止，有上拉電阻R3和R4將信號nRST和nTRST上拉為高點平

【引證文獻】

相關期刊論文 前1條

1 嵇萍;劉泗巖;葉文華;;面向智能DNC的嵌入式機床狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設計[J];中國制造業(yè)信息化;2012年11期

相關碩士學位論文 前3條

1 袁磊;基于C/S結(jié)構(gòu)的數(shù)控設備網(wǎng)絡化監(jiān)控系統(tǒng)研究[D];燕山大學;2011年

2 郎琦;網(wǎng)絡化DNC加工平臺的研究與開發(fā)[D];哈爾濱理工大學;2011年

3 程靜濤;基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的網(wǎng)絡智能家居遠程控制系統(tǒng)的設計[D];天津大學;2012年

本文編號：2809680