隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展程鸵，網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)越來越引起大家的重視鹿磁。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是將計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動化控制技術(shù)結(jié)合起來，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制频僵。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)集機床技術(shù)骆喉、控制技術(shù)、通信技術(shù)嫌术、檢測技術(shù)哀澈、圖像技術(shù)、計算機軟件技術(shù)蛉威、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等于一體日丹，通過Internet/Intranet對機床進行遠程監(jiān)控，可以使機床具有更大的柔性和可控性蚯嫌。國內(nèi)外許多學(xué)者已經(jīng)對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進行了研究和開發(fā)哲虾，有的基于Web通訊平臺，有的以Windows為開發(fā)平臺择示，用VC++工具束凑，采用WindowsSockets技術(shù)，還有的基于CORBA中間件技術(shù)等等栅盲。

　　本文采用JavaSockets技術(shù)來實現(xiàn)通過網(wǎng)絡(luò)對機床的實時監(jiān)控功能汪诉。

　　1．Java簡介

　　對于通用網(wǎng)絡(luò)編程語言來說，三個必要的支柱是：可移植性谈秫、速度和安全性扒寄。

　　Java語言在各方面表現(xiàn)都比較均衡的，通過以上的比較和分析得知無論是從長遠的發(fā)展和目前的需求來看私免，使用Java語言都是一個正確的選擇木冈。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)作為一個在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下開發(fā)和使用的程序，它必須具有良好的通用性檀抡、跨平臺性演易、穩(wěn)定性和安全性。使用Java語言來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)編程园溃，能夠滿足其在各個方面的需要坝偶。

　　Java提供了兩種功能強大的網(wǎng)絡(luò)支持機制：URL訪問網(wǎng)絡(luò)資源的類和用Socket通訊的類，來滿足不同的要求冲雾。一是URL用于訪問Internet網(wǎng)上資源的應(yīng)用醉檐；另一種是針對client/server(客戶端/服務(wù)器)模式的應(yīng)用以及實現(xiàn)某些特殊的協(xié)議的應(yīng)用，它的通訊過程是基于TCP/IP協(xié)議中傳輸層接口socket實現(xiàn)的奥怪。

　　(1)TCP/IP協(xié)議

　　所謂TCP/IP只是一個簡稱勿镇，分別指網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IP(InternetProtocol)及傳輸控制協(xié)議TCP(TransmissionControlProtocol)，是國際互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中兩個非常重要的通信協(xié)議津贩，適用于任何一組互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上的通訊邦匆。并且組建以TCP/IP為網(wǎng)絡(luò)的成本相對較少，以TCP/IP組建的網(wǎng)絡(luò)也較為彈性尝江。TCP/IP體系結(jié)構(gòu)是專門用來描述TCP/IP協(xié)議族的涉波，TCP/IP的結(jié)構(gòu)將網(wǎng)絡(luò)分成四個層次，分別是應(yīng)用層炭序、傳輸層啤覆、網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層。

　　(2)Javasockets簡介

　　套接字(socket)是一種通用的網(wǎng)絡(luò)編程接口惭聂，它是對通信端點的一種抽象窗声，提供了一種發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的機制。套接字目前有兩種:

　　數(shù)據(jù)報套接字(DatagramSockets)和流式套接字(StreamSockets)辜纲。我們采用流式套接字笨觅，因為流式套接字可以將數(shù)據(jù)按順序無重復(fù)地發(fā)送到目的地，它提供的是一種可靠的面向連接的數(shù)據(jù)傳輸方式耕腾。

　〖！ａ流式套接字的使用方法

　　流式套接字的使用方法是基于連接的協(xié)議，在傳輸扫俺、接收數(shù)據(jù)之前必須先建立連接苍苞，然后才能從數(shù)據(jù)流中讀出數(shù)據(jù)。首先服務(wù)器要創(chuàng)建一個用于偵聽的套接字涉姆，為該套接字分配地址之后耕粪，調(diào)用listen函數(shù)使它處于偵聽狀態(tài);客戶機在創(chuàng)建套接字完畢后，為套接字分配地址绳弯，然后調(diào)用connect()函數(shù)妨宙，請求與服務(wù)器套接字連接;

　　服務(wù)器套接字在收到客戶機的連接請求后，調(diào)用accept()函數(shù)末昂，該函數(shù)創(chuàng)建一個用于連接的套接字减严。應(yīng)用該套接字和客戶機上的連接套接字，就可以在服務(wù)器和客戶機之間進行數(shù)據(jù)傳輸了二蚓。在結(jié)束傳輸之后肮碗，雙方調(diào)用closesocket()函數(shù)關(guān)閉套接字。

　　2．網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

　　(1)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)原理

　　網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)軟件運行在客戶機上停就，客戶機通過Intranet/Internet和服務(wù)器連接始踪。機床的數(shù)控系統(tǒng)在服務(wù)器中運行，首先啟動服務(wù)器的本機數(shù)控系統(tǒng)颈癌，進行初始設(shè)置后洁糟，進入網(wǎng)絡(luò)控制狀態(tài)，打開偵聽套節(jié)字猖败，等待客戶機的連接請求速缆，待收到客戶機的連接請求后降允，對聯(lián)機信息進行驗證，如果符合聯(lián)機條件艺糜，則和客戶機建立連接剧董，雙方可以互相發(fā)送和接收信息或指令。服務(wù)器的數(shù)控系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)控制狀態(tài)下可以利用攝像頭實時采集機床加工狀態(tài)圖像和參數(shù)破停，將圖像以位圖格式保存并定時發(fā)送到客戶機顯示加工狀態(tài)翅楼，將狀態(tài)參數(shù)實時發(fā)送到客戶機；服務(wù)器和客戶機之間也可以通過超級語音或網(wǎng)絡(luò)對講機進行語音交流真慢。在客戶機的遠程控制系統(tǒng)軟件中可以編輯數(shù)控加工代碼毅臊，然后將數(shù)控代碼傳遞到服務(wù)器中，并下載到PMAC上等待控制指令黑界。從客戶機向服務(wù)器發(fā)送機床加工控制指令管嬉，控制機床運轉(zhuǎn)，同時接收服務(wù)器發(fā)送的信息朗鸠，動態(tài)監(jiān)視機床加工情況宠蚂。通過遠程控制程序，客戶機還可在線修改機床加工參數(shù)卷芜，并能調(diào)試機床夷朽。

　　(2)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

　　本文設(shè)計了一套NC嵌入PC型的開放式數(shù)控系統(tǒng)。系統(tǒng)的控制軸數(shù)為3軸元粹，聯(lián)動軸數(shù)為2軸熄朴，本系統(tǒng)以工業(yè)PC作為主機，CNC的內(nèi)核采用美國DELTATAU公司推出PMAC-LITE型可編程多軸運動控制器勺激，PC上的CPU與PMAC卡的CPU構(gòu)成主從式雙微處理器結(jié)構(gòu)雾鸠，兩個CPU各自實現(xiàn)相應(yīng)的功能，其中PMAC完成插補運算捎滴、位置控制纪娄、刀補、速度處理以及PLC等實時控制悉契；PC則通過調(diào)用Pcomm32包函數(shù)庫里的相應(yīng)功能函數(shù)启毁，實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的基本功能。為了實現(xiàn)PMAC多軸運動控制的功能憔辞，還需在PMAC板上擴展相應(yīng)的I/O板页衙、伺服驅(qū)動單元、伺服電機阴绢、編碼器等店乐，最終形成一個完整的控制系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用"服務(wù)器+客戶機"方式呻袭，數(shù)控系統(tǒng)運行在服務(wù)器上眨八，網(wǎng)絡(luò)控制軟件運行在客戶機上腺兴，服務(wù)器和客戶機通過網(wǎng)卡和通信電纜連接在Intranet/Internet上，數(shù)控機床上安裝CCD攝像頭廉侧，用來監(jiān)視機床加工情況含长，并通過圖像采集卡，將機床的運轉(zhuǎn)情況實時采集保存伏穆；服務(wù)器和客戶機PC上均設(shè)置語音功能，以便二者通過對話能更好的交流纷纫。

　　(3)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　友好的人機界面對于任何控制系統(tǒng)是不可缺少的枕扫。本系統(tǒng)界面設(shè)計采用Windows編程中的分隔視技術(shù)，將數(shù)控系統(tǒng)人機界面分成二個子窗口辱魁。左邊的窗口為圖像顯示窗口燥颠，實現(xiàn)機床加工過程的圖像監(jiān)視；右邊的窗口為網(wǎng)絡(luò)控制窗口轨赦，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機與斷開睛赁、加工代碼編輯及發(fā)送、機床加工狀態(tài)參數(shù)顯示谈芬、機床在線網(wǎng)絡(luò)調(diào)試等功能徙祥。

　　軟件設(shè)計的關(guān)鍵是數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳遞，為了保證數(shù)據(jù)及時傳遞式蠢，在軟件設(shè)計中采用了多線程技術(shù)廉贤，專門建立一個線程對采集的機床數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡(luò)傳遞。數(shù)控代碼在客戶機上編輯好之后遥妒，可以一次性傳遞給服務(wù)器卧蒂，服務(wù)器將數(shù)控代碼保存到內(nèi)存中，然后在編譯執(zhí)行數(shù)控代碼珍询≡蚕纾控制指令的傳遞可以隨時從客戶機傳遞到服務(wù)器，服務(wù)器接到指令后立即執(zhí)行策橘。對于機床加工圖像和狀態(tài)參數(shù)的傳遞則要復(fù)雜一些炸渡。在服務(wù)器上，數(shù)控系統(tǒng)通過CCD攝像頭實時采集加工圖像丽已，利用定時器在每一個周期內(nèi)將圖像保存為位圖文件偶摔，然后將位圖文件通過網(wǎng)絡(luò)傳遞到客戶機上，客戶機在接收完每一個位圖文件后促脉，用定時器在每一個周期在圖像顯示窗口進行刷新顯示辰斋，使加工圖像保持連續(xù)性。同時服務(wù)器上的數(shù)控系統(tǒng)實時采集機床狀態(tài)參數(shù)瘸味，利用定時器每一個周期將以一定格式的數(shù)據(jù)傳遞到客戶機宫仗，客戶機對數(shù)據(jù)進行接收后分析够挂，再用定時器在一個周期內(nèi)對狀態(tài)參數(shù)進行更新顯示。

　　為了避免位圖數(shù)據(jù)和參數(shù)數(shù)據(jù)在傳遞時的混亂現(xiàn)象藕夫，在服務(wù)器端采用中斷方法孽糖，在傳遞圖像數(shù)據(jù)時中斷參數(shù)數(shù)據(jù)的傳遞，等圖像數(shù)據(jù)傳遞完之后再傳遞參數(shù)數(shù)據(jù)毅贮，這樣就很好的解決了在數(shù)據(jù)傳遞過程中的占用通道的矛盾問題办悟。軟件在運行過程中圖像顯示和參數(shù)更新會存在一定的滯后性，這與網(wǎng)絡(luò)傳遞的速度以及數(shù)據(jù)量的大小有一定關(guān)系炊捻。

　　3．鸦呆、網(wǎng)絡(luò)安全策略

　　遠程控制的安全性是非常關(guān)鍵而又復(fù)雜的問題，主要包括信息的完整眨捶、保密和可用等因素畔香。采用加密性網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)可以提供網(wǎng)絡(luò)通信的端到端的安全保障。防火墻技術(shù)也能提高服務(wù)器端的安全等級履字，此外猪褐，漏洞掃描和入侵檢測技術(shù)對提高系統(tǒng)安全性能也帶來好處。

　　4．總結(jié)

　　本文具體介紹了一套應(yīng)用于數(shù)控機床的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)攀瘟，基于TCP/IP通訊協(xié)議和蛀，利用JavaSockets(套接字)，建立服務(wù)器/客戶機模式诉玲，裝有數(shù)控系統(tǒng)的主機作為服務(wù)器咨锐，網(wǎng)絡(luò)控制端作為客戶機。通過客戶機對數(shù)控機床進行網(wǎng)絡(luò)控制和調(diào)試钢婆，可以使機床具有更大的柔性和可控性系馁。該系統(tǒng)可以異地實時操作機床，基本達到動態(tài)調(diào)試和監(jiān)控機床運轉(zhuǎn)情況的目的窟扑，為機床控制和調(diào)試技術(shù)提供了高效的途徑喇颁，具有一定的實用性和價值。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)嚎货，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享橘霎，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責(zé)，也不構(gòu)成任何其他建議殖属。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布姐叁、編輯整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺洗显，不為其版權(quán)負責(zé)外潜。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題处窥，請第一時間告知嘱吗，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權(quán)并按國家標準支付稿酬或立即刪除內(nèi)容，以保證您的權(quán)益滔驾！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn谒麦。