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DNC在MES设备管理系统中的设计与实现

2017/10/31    来源:互联网    作者:常晓芳  夏筱筠  李鑫      
关键字:MES  设备管理  
本文分析了MES设备管理系统对网络化DNC的需求,针对工业现场的数控设备管理,提出了融入网络化DNC的MES设备管理系统体系结构。

2 关键技术的研究与实现

    由于控制命令传输的信息数据较短,可以一次性的将控制命令传送给系统的服务器端,因此控制命令的传输相对简单。只需把控制命令信息转换成二进制数据后,在其前后加上特定的标识信息,然后发送给服务器端。服务器端辨识到首尾标识后按照约定提取二进制数据信息,再转换为控制命令控制数控设备。

    数控文件的传输相对比较复杂。数控文件的长度较长,超出了通信链路的限制,因此要将数控文件拆分成若干个数据包。在传输的时候,首先将文件名、文件长度等与文件有关的相关信息打成一个包,发送给服务器端。服务器端接收到该信息包后,将收到的信息保存起来并根据文件名创建对应的文件。接下来客户端将要传输的文件转换成二进制数据,按数据包的限定长度将文件分为若干个数据块,再将数据块按一定的格式打成数据包,一包一包地发送给服务器端。服务器端将接收来的数据包进行拆包,提取数据块信息,保存到对应的文件中,直到文件传输完成。服务器端发送数据的方法类似,不再详述。整个传输过程是按照事先规定好的通信协议执行的,发送与接收数据的流程图如图2、图3所示。

通讯管理模块发送数据流程图

图2 通讯管理模块发送数据流程图

通讯管理模块接收数据流程图

图3 通讯管理模块接收数据流程图

    考虑到客户端和服务器端同时互传数据的情况,为了避免单线程不能及时处理连接请求,系统采用多线程技术。系统设置主线程为监视线程,负责响应连接请求。当有请求连接时,创建一个新的线程负责发送或接收数据,这样便可使两端同时进行数据传输,提高传输效率。

    对数控程序的管理是MES设备管理系统中网络化DNC的核心功能之一,有效的数控程序管理,可以保证程序的准确性,避免事故损坏机床,提高生产效率,达到安全生产的目的。本系统对在生命周期内的数控程序进行内部信息管理。数控程序管理流程图如图4所示。

数控程序管理流程图

图4 数控程序管理流程图

    从程序的生成到程序的消亡,系统对数控程序有一套严格的管理方法。编程人员首先编辑数控程序,然后将程序相关信息填入数据库中作为备份,此状态下的数控程序是不能上传到数控系统的。管理人员有权查看数控程序,若程序有错误,则重新编辑;若程序正确,则可以进行试切。如果试切失败需返回重新编辑,如果试切成功,管理人员将程序定型,程序一旦定型便无法修改,需要在数据库中更新程序相关信息,此时的程序可以上传到数控系统。数控程序的相关信息主要通过数据库进行管理,包括程序号、程序名称、所加工的零件号、零件图号、加工工序号、机床信息、程序状态等信息。

    机床状态监控功能是网络化DNC中不可缺少的一部分,是MES设备管理的核心内容之一。本系统的机床状态监控主要是通过用于过程控制的OLE技术实现的。用于过程控制的OLE(OLE for Process Control,OPC)是工控行业的软件接口标准,它试图按照标准的方法完成不同设备之间数据的交换。OPC规范提供了两套接口方案,即定制化接口和自动化接口。由于OPC的定制化接口效率高,可以使OPC服务器发挥其最佳性能,因此系统采用定制化接口。

    OPC数据访问可以提供一种通过OPC客户端读取和写入数控系统特定数据的手段。利用OPC技术,机床状态监控模块的开发流程如图5所示。

机床状态监控模块OPC类模型的开发流程

图5 机床状态监控模块OPC类模型的开发流程

    在开发过程中,首先要在工程中包含四个OPC基金会提供的OPC标准库文件,对开发环境进行相关配置;OPC是基于COM技术制定的,接着初始化COM库用以使用其接口类;通过OPC服务器的ProgID得到其唯一的CLSID;只有当用户连接到OPC服务器后才能对组对象和项对象进行操作,因此连接OPC服务器是获取机床状态数据的必要过程;应用QueryInterface()方法请求IOPCSever接口指针,创建OPC组对象;通过AddItem()添加想要访问的特定数据项;添加数据项后,便可获取机床状态数据或对机床状态进行控制;最后,需要删除对象、释放内存,值得一提的是,删除对象要先删除项对象,最后删除OPC服务器对象。

责任编辑:程玥
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