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生產(chǎn)自動(dòng)化中的CNC系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信接口

當(dāng)前對(duì)生產(chǎn)自動(dòng)化提出很高的要求,生產(chǎn)要有很高的靈活性并能充分利用制造設(shè)備資源,為此將CNC裝置和各種系統(tǒng)中的設(shè)備,計(jì)算機(jī)通過工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)(LAN)連網(wǎng)以構(gòu)成FMS或CIMS。連網(wǎng)時(shí)應(yīng)能保證高速和可靠地傳送數(shù)據(jù)和程序。在這種情況下,一般采用同步串行傳送方式,在CNC裝置中設(shè)有專用的通信微處理機(jī)的通信接口,擔(dān)負(fù)網(wǎng)絡(luò)通信任務(wù)。其通信協(xié)議都采用以ISO開放式互連系統(tǒng)參考模型的7層結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的有關(guān)協(xié)議,或IEEE802局部網(wǎng)絡(luò)有關(guān)協(xié)議。近年來MAP(Manufacturing Automation Protocol制造自動(dòng)化協(xié)議)已很快成為應(yīng)用于工廠自動(dòng)化的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)局部網(wǎng)的協(xié)議。FANUC,Siemens,A-B等公司表示支持MAP,在它們生產(chǎn)的CNC裝置中可以配置MAP2.1或MAP3.0的網(wǎng)絡(luò)通信接口。

從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)看,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是通過通信線路并根據(jù)一定的通信協(xié)議互連起來的獨(dú)立自主的計(jì)算機(jī)的集合。CNC裝置可以看作是一臺(tái)具有特殊功能的專用計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)的互連是為了交換信息,共享資源。工廠范圍內(nèi)應(yīng)用的主要是局部網(wǎng)絡(luò)(LAN),通常它有距離限制(幾公里),較高的傳輸速率,較低的誤碼率和可以采用各種傳輸介質(zhì)(如電話線、雙絞線同軸電纜和光導(dǎo)纖維)。ISO的開放式互連系統(tǒng)參考模型(OSI/RM)是國際標(biāo)準(zhǔn)組織提出的分層結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)通信協(xié)議的模型。提出這一模型是為了使世界各國不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備能夠互連,它是網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。  OSI/RM在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上具有7個(gè)層次,如圖4-28所示。

通信一定是在兩個(gè)系統(tǒng)之間進(jìn)行的,而且兩個(gè)系統(tǒng)都必須具有相同的層次功能,因此通信可以認(rèn)為是在兩個(gè)系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)層次(同等層Peer)內(nèi)進(jìn)行。同等層間通信必須遵循一系列規(guī)則或約定,這些規(guī)則和約定稱為協(xié)議。OSI/RM最大優(yōu)點(diǎn)在于有效地解決了異種機(jī)之間的通信問題。不管兩個(gè)系統(tǒng)之間的差異有多大,只要具有下述特點(diǎn)就可以相互有效地通信。

 

圖1 OSI/RM的7層結(jié)構(gòu)

    (1)它們完成一組同樣的通信功能。

    (2)這些功能分成相同的層次,對(duì)等層提供相同的功能。

    (3)同等層必須共享共同的協(xié)議。

局部網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)由IEEE802委員會(huì)提出建議,并已被ISO采用。它只規(guī)定了鏈路層和物理層的協(xié)議。它將數(shù)據(jù)鏈路層分成邏輯鏈路控制(LLC)和介質(zhì)存取控制(MAC)兩個(gè)子層。MAC中根據(jù)采用的LAN技術(shù)分成:CSMA/CD(1EEE 802.3)、令牌總線(Token Bus 802.4)和令牌環(huán)(Token Ring 802.5)。物理層也分成兩個(gè)子層次,介質(zhì)存取單元(MAU)和傳輸載體(Carrier)。MAU分基帶、載帶和寬帶傳輸。傳輸載體有雙絞線、同軸電纜,光導(dǎo)纖維。

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