趙童力，李維亮

（航空工業(yè)成都飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 結(jié)構(gòu)件加工廠，四川 成都 610092）

機(jī)械加工工廠數(shù)控設(shè)備網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)探索

趙童力，李維亮

（航空工業(yè)成都飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 結(jié)構(gòu)件加工廠，四川 成都 610092）

當(dāng)前許多機(jī)械加工廠在數(shù)控設(shè)備周邊配備一臺(tái)計(jì)算機(jī)，這臺(tái)計(jì)算機(jī)用于為設(shè)備提供數(shù)據(jù)服務(wù)，這包括加工程序的編輯查看、設(shè)備程序傳輸、操作人員使用企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)（ERP）、公司園區(qū)網(wǎng)絡(luò)等一系列數(shù)據(jù)通訊，也有很多工廠在數(shù)控設(shè)備上安裝各類監(jiān)控軟件監(jiān)控設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)，以掌握生成現(xiàn)場(chǎng)的產(chǎn)品生成情況，通過計(jì)算機(jī)與公司網(wǎng)絡(luò)的連接，使得數(shù)控設(shè)備變成了網(wǎng)絡(luò)一部分。

數(shù)控設(shè)備；網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建；機(jī)械加工

隨著數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)在國內(nèi)機(jī)械加工領(lǐng)域被普遍采用，數(shù)控加工設(shè)備的大量投入使用，設(shè)備間的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架建立給現(xiàn)代制造企業(yè)帶來了新的挑戰(zhàn)。目前國內(nèi)機(jī)械加工企業(yè)在進(jìn)行數(shù)控加工設(shè)備網(wǎng)絡(luò)布置時(shí)一般采用一臺(tái)數(shù)控設(shè)備配備一臺(tái)計(jì)算機(jī)用于處理設(shè)備的數(shù)據(jù)服務(wù)，當(dāng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)故障或計(jì)算機(jī)與設(shè)備通訊故障后，該計(jì)算機(jī)對(duì)應(yīng)的數(shù)控設(shè)備則無法與企業(yè)園區(qū)網(wǎng)交換數(shù)據(jù)，缺乏加工程序致使設(shè)備停工，對(duì)此維修人員采取的最常規(guī)維修手段就是從設(shè)備附近的一臺(tái)計(jì)算機(jī)連接臨時(shí)網(wǎng)線，如果生成現(xiàn)場(chǎng)有多臺(tái)計(jì)算機(jī)故障則會(huì)出現(xiàn)生成現(xiàn)場(chǎng)因多條線路連接產(chǎn)生凌亂的效果。

1 車間級(jí)局域網(wǎng)硬件架構(gòu)

當(dāng)前很多機(jī)械加工工廠網(wǎng)絡(luò)布局如圖1所示。

圖1

現(xiàn)有許多工廠網(wǎng)絡(luò)為每一臺(tái)數(shù)控設(shè)備配備一臺(tái)計(jì)算機(jī)用于處理設(shè)備的數(shù)據(jù)服務(wù)。數(shù)控設(shè)備的數(shù)量與計(jì)算機(jī)數(shù)量一致。當(dāng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)故障或計(jì)算機(jī)與設(shè)備通訊故障后，該計(jì)算機(jī)對(duì)應(yīng)的數(shù)控設(shè)備則無法與公司園區(qū)網(wǎng)交換數(shù)據(jù)，缺乏加工程序致使設(shè)備停工。這種連接方式也就是一臺(tái)數(shù)控設(shè)備獨(dú)享一臺(tái)計(jì)算機(jī)資源。而此時(shí)為保證工廠生產(chǎn)繼續(xù)進(jìn)行，在故障未徹底解決前，維修人員采取的維修手段就是從設(shè)備附近的一臺(tái)計(jì)算機(jī)連接臨時(shí)網(wǎng)線。這種連接方式還有一個(gè)弊端就是出現(xiàn)連接不通時(shí)，維修人員必須同時(shí)檢查設(shè)備和計(jì)算機(jī)兩端才可確定故障點(diǎn)。

為了優(yōu)化當(dāng)前數(shù)控設(shè)備連接方式，“獨(dú)享”改為“共享”，所有計(jì)算機(jī)資源應(yīng)當(dāng)被所有數(shù)控系統(tǒng)利用起來，避免計(jì)算機(jī)故障后臨時(shí)線路搭接的情況。當(dāng)前主流數(shù)控設(shè)備等均支持TCP/IP協(xié)議，利用該協(xié)議，可以使用路由器將數(shù)控設(shè)備和計(jì)算機(jī)組建成單獨(dú)網(wǎng)絡(luò)，在同一網(wǎng)關(guān)下運(yùn)行，這樣計(jì)算機(jī)可與任意一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行通訊。優(yōu)化后的連接示意圖如圖2。

圖2

采用優(yōu)化后的設(shè)備和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接方式，所有計(jì)算機(jī)資源可以共享給網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任意設(shè)備，設(shè)備可以訪問任何計(jì)算機(jī)，不受地理位置影響。當(dāng)設(shè)備故障停工時(shí)，奴屬該設(shè)備的計(jì)算機(jī)仍然可以進(jìn)行數(shù)據(jù)服務(wù)，方便操作人員使用，最大化利用資源，提高生產(chǎn)效率。

該架構(gòu)還更加有助于連接故障判斷，所有設(shè)備只需檢查與路由器之間的通訊而不再需要設(shè)備和計(jì)算機(jī)兩端檢查，而路由器故障則會(huì)使全部通訊終止。

2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)軟件設(shè)置

2.1 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)置

數(shù)控設(shè)備與計(jì)算機(jī)既然在同一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，設(shè)備選擇FTP傳輸方式則最有效率。FTP傳輸方式的好處在于簡(jiǎn)單易調(diào)試，非專業(yè)人士也能經(jīng)過簡(jiǎn)單的培訓(xùn)即可掌握。通過各類FTP軟件可以方便的設(shè)置數(shù)據(jù)服務(wù)、啟動(dòng)關(guān)閉、各個(gè)登錄賬號(hào)的權(quán)限、訪問路徑等信息，靈活變化，適應(yīng)實(shí)際需求。

FANUC系統(tǒng)FTP傳輸設(shè)置界面：【SYSTEM】-＞【+】-＞【數(shù)據(jù)服務(wù)器】如圖3。

圖3

SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)FTP傳輸設(shè)置界面：【SETUP】-＞【HMI】-＞【Log． Drive】（需制造商權(quán)限）如圖 4。

圖4

2.2 地址設(shè)置

IP地址是設(shè)備和計(jì)算機(jī)身份的重要參數(shù)，是操作人員在設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)置界面中確定使用何臺(tái)計(jì)算機(jī)的“標(biāo)示”信息，IP地址的設(shè)置必須遵循一定規(guī)律。

機(jī)床與計(jì)算機(jī)組建的網(wǎng)絡(luò)屬于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的小型局域網(wǎng)。IP地址一般采用C類地址，即192．0．0．0～233．255．255．255，一般選擇 192．168．0．0 作為起始IP地址是很多網(wǎng)管約定成俗的習(xí)慣。例如：將設(shè)備IP 地址設(shè)置為 192．168．0．1～192．168．0．100，則可以將設(shè)備對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī) IP 設(shè)置為 192．168．1．1～192．168．1．100，這樣可以方便記憶。使用IP地址的第三位用于區(qū)分設(shè)備與計(jì)算機(jī)。如果設(shè)備數(shù)量眾多，則可以提升IP地址第三段位的起始數(shù)，例如10～255。IP地址每一段位可設(shè)置的最大數(shù)為255，地址數(shù)量眾多足以覆蓋幾乎所有的設(shè)備數(shù)量。

數(shù)控設(shè)備的IP地址設(shè)置尤為考究，要使操作人員快速知曉地址，設(shè)置的方法必須通過一定規(guī)律方便記憶。一方面可以按照設(shè)備安裝位置進(jìn)行排序設(shè)置，例如 IP 地址第四位按照安裝位置編碼，192．168．0．1、192．168．0．2．．．．按照位置排序編 IP 地址還可按照大致區(qū)域進(jìn)行劃分，可以用IP地址第三位代表區(qū)域，例如192．168．1．XXX 代表一個(gè)區(qū)域，192．168．2．XXX 代表另一個(gè)區(qū)域；另一方面可以按照設(shè)備自編號(hào)進(jìn)行IP地址設(shè)置。工廠內(nèi)因管理需求都會(huì)為每個(gè)設(shè)備定義一個(gè)自編號(hào)，自編號(hào)中的數(shù)字可以作為IP地址位數(shù)的參考，以筆者所在工廠為例，工廠內(nèi)某區(qū)域四臺(tái)設(shè)備自編號(hào)分別為2240116、2240117、2240058、2240059，設(shè)置IP 地 址 時(shí) 可 以 使 用 192．168．0．116、192．168．0．117、192．168．0．58、192．168．0．59，如果地址第三位再配合區(qū)域劃分，操作人員只需知曉或查看設(shè)備銘牌便可知道IP地址并快速進(jìn)行設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。

2.3 計(jì)算機(jī)FTP設(shè)置

數(shù)控設(shè)備采用FTP方式連接，則計(jì)算機(jī)也必須開通FTP服務(wù)。由于在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)上直接設(shè)置FTP較為麻煩且維護(hù)不易，一般采用在計(jì)算機(jī)端安裝FTP軟件。當(dāng)前市面上常見FTP軟件設(shè)置、功能和操作方式大同小異，且FTP軟件在賬戶權(quán)限、訪問路徑等功能設(shè)置快捷方面。許多軟件會(huì)將設(shè)置信息保存至軟件所在文件夾內(nèi)的一個(gè)文件，拷貝該文件至其他計(jì)算機(jī)FTP軟件目錄下覆蓋同名文件，新軟件也無需再做相關(guān)設(shè)置。

訪問FTP服務(wù)器（計(jì)算機(jī)）需要賬號(hào)和密碼。軟件會(huì)對(duì)每一個(gè)賬號(hào)的訪問路徑和權(quán)限進(jìn)行分配。在進(jìn)行賬號(hào)、密碼、文件夾設(shè)置時(shí)也需要便于識(shí)別和記憶的方法，這樣在操作計(jì)算機(jī)時(shí)能夠區(qū)分文件夾布局和對(duì)應(yīng)路徑的文件操作（如圖5）。在此方面無特殊需求則可以將所有賬號(hào)密碼設(shè)置為一樣。

2.4 注意事項(xiàng)

現(xiàn)階段的許多工廠對(duì)計(jì)算機(jī)有保密需求，計(jì)算機(jī)統(tǒng)一加域管理操作，并且安裝各種防火墻或者反間諜軟件，這些軟件有時(shí)會(huì)屏蔽操作系統(tǒng)的部分端口。需要注意的是，訪問FTP服務(wù)的默認(rèn)端口為21號(hào)端口，該端口屏蔽則會(huì)導(dǎo)致設(shè)備與計(jì)算機(jī)之間無法通訊。而設(shè)備的報(bào)警信息和FTP軟件的日志信息是無法提示端口故障，這種情況下會(huì)給維修人員在不知情時(shí)排故帶來很大麻煩。確定21號(hào)端口狀態(tài)是否通暢的方法是在DOS下鍵入命令“telnet 主機(jī)IP 21”。

3 結(jié)語

本文提供一種簡(jiǎn)單實(shí)用易掌握的數(shù)控設(shè)備與計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)連接方式。高效率一直是生產(chǎn)加工所追求的方向，該網(wǎng)絡(luò)連接方式實(shí)用共享理念，將計(jì)算機(jī)資源共享給所有數(shù)控設(shè)備實(shí)用，操作人員可以在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)查看處理程序文檔并與設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，不再受地理位置影響，最大限度降低在連接故障方面給生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)帶來的影響。

[1]Siemens 840D安裝調(diào)試手冊(cè)/Siemens．

[2]FANUC 31i系統(tǒng)使用說明書/FANUC．

[3]謝希仁．計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第五版．

TG659.022

A

1671-0711（2017）10（下）-0130-03