M500A氣瓶的三維造型設(shè)計【說明書+SOLIDWORKS】

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RNH-CNC系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)2.1 網(wǎng)絡(luò)和硬件體系結(jié)構(gòu)RNH-CNC系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)分成4個層次（如圖1）：最底層（第1層）包括現(xiàn)場設(shè)備（例如伺服系統(tǒng)、輸入/輸出設(shè)備）；第二層包括NC核心計算機；第三層包括NC服務(wù)器計算機和其他系統(tǒng)（如：CAD，CAPP）；最高的層是基于因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器計算機1。從最高層到最底層分別是非實時因特網(wǎng)、軟實時以太網(wǎng)和硬實時以太網(wǎng)。2.2 軟件結(jié)構(gòu)RNH-CNC系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。 它也被劃分為四個層次：基于因特網(wǎng)、NC服務(wù)器、NC核心、現(xiàn)場設(shè)備控制的遠(yuǎn)程操作。遠(yuǎn)程操作包括遠(yuǎn)程設(shè)計、遠(yuǎn)程管理、遠(yuǎn)程故障診斷、遠(yuǎn)程監(jiān)控等。NC服務(wù)器起的作用如下：(a) CNC 人機界面（HMI）：用于實現(xiàn)監(jiān)測，控制，參數(shù)管理，過程信息顯示，刀具軌跡顯示，以及更新。(b) 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器：提供基于因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器功能，包括基于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、管理、故障診斷和監(jiān)控等服務(wù)。(c) 軟實時以太網(wǎng)（SRE）接口：基于以太網(wǎng)，在NC服務(wù)器計算機和NC核心計算機之間提供軟實時數(shù)據(jù)交換功能。NC核心包括CNC核心功能，軟實時以太網(wǎng)接口（SRE界面），硬實時以太網(wǎng)接口（HRE界面）。(a) CNC核心功能：用于實現(xiàn)CNC系統(tǒng)的核心功能。大部分功能都是實時過程，所以需要系統(tǒng)對它們做出快速的響應(yīng)。NC核心功能包括插補，位置控制，PLC，NC代碼譯碼，刀具補償，運動控制等。(b) 軟件實時以太網(wǎng)（SRE）接口：用于提供NC服務(wù)器計算機和NC主計算機之間的以太網(wǎng)軟實時通信接口。 (c) 硬件實時以太網(wǎng)（HRE）接口：用于提供NC主計算機和現(xiàn)場設(shè)備（如伺服，輸入/輸出）之間的硬實時以太網(wǎng)接口。 現(xiàn)場設(shè)備控制包括了硬實時以太網(wǎng)接口（在NC主計算機和現(xiàn)場設(shè)備之間）和其他裝置控制。3. 執(zhí)行等級實時網(wǎng)絡(luò)3.1 在因特網(wǎng)的基礎(chǔ)上執(zhí)行遠(yuǎn)程診斷、監(jiān)控通過基于因特網(wǎng)的遠(yuǎn)程診斷，監(jiān)測和控制這些功能，不在現(xiàn)場的工程師們能通過因特網(wǎng)診斷出機器故障，監(jiān)測和控制機床運轉(zhuǎn)。NC服務(wù)器應(yīng)提供必要的信息給工程師分析和做出決策，這些信息包括機床狀況，運行日志，系統(tǒng)參數(shù)和其他相關(guān)信息，因此，必須能實現(xiàn)NC服務(wù)器與因特網(wǎng)Web使用者之間的信息傳遞。實現(xiàn)方法如下所示：（a）選擇合適的網(wǎng)頁開發(fā)工具，比如ASP.NET(動態(tài)服務(wù)器主頁)，用來開發(fā)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器應(yīng)用程序。使用這些開發(fā)工具，應(yīng)用程序能夠從NC服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中存取機床狀態(tài)，運行日志，系統(tǒng)參數(shù)，專家知識，推理規(guī)則等信息。（b）設(shè)置操作系統(tǒng)參數(shù)并啟動網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。（c）發(fā)布網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的URL（統(tǒng)一資源定位器），從而，工程師能通過諸如IE等網(wǎng)絡(luò)瀏覽器作遠(yuǎn)程故障診斷，遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制。遠(yuǎn)程過程通過使用因特網(wǎng)來運行，因此，它是非實時通信。3.2 在NC服務(wù)器和NC核心計算機之間的軟實時通訊3.2.1 網(wǎng)絡(luò)連接NC服務(wù)器和NC主機之間的通信是基于以太網(wǎng)的。然而，眾所周知，傳統(tǒng)的以太網(wǎng)是不適合進(jìn)行實時通信的。這是因為以太網(wǎng)中的CSMS/CD機制，它的最大傳遞等待時間不能被限定。普通共享以太網(wǎng)的連接器是一個集線器，它的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一種物理層的轉(zhuǎn)發(fā)器，它將以一個端口接收到的信息發(fā)送到所有其他端口。而這則會引起沖突和不確定的延時問題。為了減少沖突，有人提議用一種轉(zhuǎn)化以太網(wǎng)，它使用轉(zhuǎn)換開關(guān)來連接網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。這個轉(zhuǎn)換開關(guān)可以設(shè)計成控制有許多端口的矩陣開關(guān)，并且每個端口之間信息是隔離的。送入轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)僅被發(fā)送到與目的地址連接的端口。輸入輸出的數(shù)據(jù)也不再服從CSMA/CD的規(guī)定。轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點就是將沖突域劃分為與端口相關(guān)的分區(qū)，所以網(wǎng)絡(luò)段變的細(xì)?。總€端口只和一個節(jié)點連接），從而完全獨占了共享信道。第二個優(yōu)點就是在同一時間可以在所有的端口之間形成多通道，所以串行傳輸變成并行傳輸。同時，網(wǎng)絡(luò)帶寬和沖突問題也得到有效解決，從而滿足了軟實時通信的要求。所以選擇轉(zhuǎn)換以太網(wǎng)來設(shè)計RNH-CNC的軟實時通信。網(wǎng)絡(luò)連接如圖3所示。3.2.2 通訊程序設(shè)計當(dāng)要求在不同平臺之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時，就需要選擇一種支持所有平臺的標(biāo)準(zhǔn)的通信的API函數(shù)。例如，由于Socket API是一種許多平臺（例如Windows和Linux操作系統(tǒng)）都支持的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序編程接口，所以它能用作NC服務(wù)器和NC主計算機的通信應(yīng)用程序的開發(fā)?；赟ocket API的NC服務(wù)器和NC主計算機之間的通信過程如圖4所示。NC服務(wù)器的處理流程如下所示：（a）產(chǎn)生一個插口（b）產(chǎn)生一個連接（c）發(fā)送數(shù)據(jù)塊（空，文件塊，命令和NC代碼單元）到NC主計算機（d）從NC主計算機接收NC狀態(tài)數(shù)據(jù)（e）同步休眠（f）轉(zhuǎn)向（c）NC主計算機的處理流程如下所示：（a）產(chǎn)生一個插口（b）綁定局部地址和端口（c）監(jiān)聽通信線路（d）接收（e）從NC服務(wù)器接收并處理數(shù)據(jù)塊（f）將NC狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送到NC服務(wù)器（g）同步休眠（h）轉(zhuǎn)向（d）3.3 在NC核心計算機和現(xiàn)場設(shè)備之間的硬實時通訊盡管通過轉(zhuǎn)換以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)帶寬和沖突問題已經(jīng)得到有效解決，但是轉(zhuǎn)換器的存儲和傳輸過程可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或者更長的延時（超過30微秒）。所以它還不能滿足時間確定的應(yīng)用要求，這時對時間有嚴(yán)格的限制。然而，帶有實時控制協(xié)議的經(jīng)改進(jìn)后的傳統(tǒng)以太網(wǎng)更加適合這些應(yīng)用，所以在這里用來設(shè)計RNH-CNC的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)。圖5顯示了其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系（主機是NC主計算機，從設(shè)備是其他現(xiàn)場設(shè)備）。為解決確定時間通信問題，還可以用一些方法來避免沖突，如時間分隔法、查詢法，對于一些不確定的因素，這些方法可以將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)沖突的幾率降至零。這里采用了時間分隔法避免沖突，并且傳輸?shù)难h(huán)數(shù)據(jù)劃分為三種：Syn（主機同步），SD（從設(shè)備數(shù)據(jù)），MD（主機數(shù)據(jù)）。通信循環(huán)如圖6所示。一個周期的通信步驟如下所示：（a）主機發(fā)送同步數(shù)據(jù)到所有的從設(shè)備，告知一個周期的開始（b）從設(shè)備1在一個時間分隔中（開始于t1）發(fā)送SD1數(shù)據(jù)（如實際位置，速度，扭矩/力，警報信號，診斷信號，狀態(tài)確認(rèn)信號，PLC輸入，伺服系統(tǒng)參數(shù)和電動機參數(shù)）到主機（c）從設(shè)備2在時間分隔內(nèi)（開始于t2）發(fā)送SD2數(shù)據(jù)到主機（d）.（e）從設(shè)備n在它的時間分隔內(nèi)（開始于tn）發(fā)送SDn到主機（f）主機在它的時間分隔內(nèi)（開始于tmd）發(fā)布MD數(shù)據(jù)（如位置，速度，扭矩力，模式，PLC輸出，伺服參數(shù)和電動機參數(shù)）到所有的從設(shè)備，每個從設(shè)備能在指定的位置收到自己的數(shù)據(jù)。附件2：外文原文畢業(yè)設(shè)計課程定做 Q*Q=1714879127