基于以太网的数控车间测控网络系统的研究与应用

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本文针对目前国内外数控车间内的数字设备管理相对较落后的现状,研究开发了基于工业以太网的数控车间测控网络系统,用于车间数字设备的集成管理与分布式控制,为企业管理决策提供科学数据,对加快制造车间信息化具有重要的现实意义。文章首先分析了当前系统存在的问题,结合湖南机油泵公司的系统需求,提出了一种全新的基于工业以太网的设计方案。其次,针对工业以太网应用于车间现场的关键问题进行了研究。提出了采用全双工交换技术与虚拟局域网技术来改善以太网通信实时性的解决方案;针对工业控制对可靠性的要求,对网络结构进行了冗余设计;最后通过分析,采用二级防火墙技术保证了网络的安全性。然后,按照工业以太网的设计原则,重点阐述了硬件与软件的具体实现过程。硬件方面,系统核心层与应用层的传输设备分别采用了二层与三层交换机;采用串口服务器实现车间工控机与数控机床的网络连接。软件方面,基于Delphi 7.0编程环境开发了上位机监控软件,实现了车间数字设备的实时监控、数据显示、结果统计以及报表打印等功能。最后,对网络诱导时延的组成及影响时延的主要因素进行了分析,在此基础上,采用OPNET网络仿真软件对车间局域网进行了仿真,仿真结果证明采用了交换式以太网及虚拟局域网技术的车间测控网络系统符合现场对实时性的要求,验证了本文提出的方案的有效性。
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