数控系统的通讯与接口

机械电气设备网络接口与通信协议1 范围GB/T 18759的本部分规定了机械电气设备开放式数控系统中网络接口和通信协议规范，为开放式数控系统网络接口与通信协议的分析、设计及实现提供参考框架，满足机械电气设备数控系统开放及互操作要求。

本部分适用于金属切削机床、锻压机床、特种加工机床等工业机械设备用的开放式数控系统。

2 基本要求 2.1 概述开放式数控系统（ONC ）网络接口与通信协议是用于开放式数控系统及相关设备的信息集成、分布式网络管理及远程操作的通信接口与协议。

为满足开放性、可靠性和安全性等要求，本部分提出的网络接口与通信协议以TCP/IP 为基础，由数据采集层、数据处理层、应用服务层组成。

为了兼顾现有国际、国家标准或者事实标准，满足数控系统开放要求，本部分只对网络接口与通信协议进行规范。

本部分在开放式数控系统基本结构的基础上（见GB/T 18759.1-2002及GB/T 18759.2-2006），对开放式数控系统网络接口基本体系结构，以及所包含的信息模型、通信协议等加以规范，并在附录中给出相关应用示例，但并不对数控装置、部件、驱动器及I/O 等设备，以及第三方用户软件的具体实现作具体规定，以满足开放性设计要求；此外，本部分不对操作系统和通信系统作具体规定，凡是采用符合国际标准、国家标准和事实标准的都被视为符合本部分的要求。

2.2 网络结构开放式数控系统通过网络接口与通信协议实现设备的信息集成、网络管理与远程操作等，如图1所示。

其基本功能是将数控系统及相关部件等设备在运行过程中所产生的实时和非实时数据等信息，按照信息模型和通信协议进行编码，变换为可在网络上传输的报文，并通过通信网络进行传输；同时将接收到的远程操作命令发送给本地数控系统，以实现本地的远程操作。

远远远远远远远远远远远远远远远远远远远远远远远远远远远远远远远远远远远远...远远远远远远远远远远远远远远远图1 ONC 网络结构（数控机床示例）为实现开放式数控系统网络化功能，数控系统的网络接口间需要通过通信网络建立连接，并通过通信协议进行数据传输。

网络数控制造系统中常用DNC通讯接口模式关键字：DNC 通讯接口网络数控制造DNC 分布式数字控制（ DiSTributed Numerical Control） , 是以计算机技术、通讯技术、数控技术等为基础，把数控机床与上层控制计算机集成起来，从而实现数控机床的集中控制、管理，以及数控机床与上层控制计算机间的信息交换。

它是现代机械加工企业实现设备集成、信息集成、功能集成的一种新方法，是制造自动化的重要模式，也是实现CIMS 等集成制造系统的重要组成部分。

在过去十几年，人们将大量的精力投向FMS（Flexible ManufactureSystem）系统的研究，但实际应用结果表明， FMS 的这种不仅注重信息流的集成，更强调物流的集成与自动化，虽然具有运行效率高和自动化程度高等优点，但投资风险大、见效慢、可靠性较差。

相对于FMS, DNC 是投资小、见效快、并具有较好柔性的集成制造系统。

随着计算机技术、数控技术和网络通信技术的发展， DNC 的内涵和功能也在不断扩大，目前DNC 系统已具备制造数据传送、状态数据采集与处理、刀具管理、生产调度与监控、单元控制和CAD/CAPP/CAM 接口等功能。

在分析现有DNC 主机与数控系统通信接口功能的基础上，从DNC 通信接口功能的角度可将DNC 分为基本DNC、狭义DNC 和广义DNC 三种。

基本内容如表1 所示。

表1 DNC 分类目前，在实际DNC 系统集成应用中，常采用基于串行口通讯的接口模式、以太网络模式。

笔者重点对以上DNC 的二种通讯接口模式分别介绍。

1 基于串行口通讯的DNC 接口模式利用数控机床提供的RS232C 或RS485 接口，采用点对点型或星形拓扑结构，实现串行通信。

这是目前在车间中应用最多的一种通信方法，但这种通信方法存在工控微机多、投入成本高、管理和维护工作量大和易于出错等缺点。

目前使用的数控系统大多带有RS232C 串行通信接口。

开放式数控系统中IPC与PLC通信技术探讨作者：陆青丽来源：《科技与企业》2013年第08期【摘要】工业生产中，数控技术是近年来应用越来越广泛的工业生产设备所使用的技术，在数控设备中，不仅外观需要能够承受恶劣的工业生产环境，各零部件也需要进行及时有效的通信，在前沿数据收集的PLC不能够实现信息处理，因此本文将以IPC来进行控制，它们之间的通信是保证设备稳定运行的关键之一，本文拟从开放式数据系统的结构出发，探讨IPC与PLC之间如何能够进行及时有效的通信，希望能够为数控系统的技术开发提供一些参考意见。

【关键字】开放式；数控系统；IPC；PLC；通信技术IPC指的是工业中的使用计算机，也就是工业PC，工业PC的设计、制造与实际使用需要考虑到实际工作环境的影响，因为工业生产中的设备需要能够承受温度、湿度、机械扰动、电磁场甚至灰尘等恶劣条件的影响，因此IPC的制造需要使用工业级别的处理器，全部密封的封装箱柜，并且在设备中需要安装保持空气洁净的器件，同时还要能够铺垫避免机械扰动的物质和抗电磁干扰的屏蔽器件，加上多方面的保护措施才能够在工业环境中长期稳定运行，因此其具有极强的稳定性，可以广泛应用在工业、航空、矿业、军事等多种领域中。

PLC的全称为可编程控制器，它是在计算机基础上进行开发而成的自动化工业控制器。

在工作中可编程控制器可以进行随时更改程序、适应性强，因此具有很强的适应能力和计算能力，同时加上大容量空间、多样化的软件程序应用、便捷的操作和多种独特的功能，如今PLC 已经在工业控制中获得了极其广泛的应用[1]。

在IPC和PLC发展如此迅猛的今天，两者进行联合开发，在数控领域中发挥强大功能已经获得了可能，在开放式的数控系统中，通过PLC 作为下位机处理一线的物理处理和数据收集，IPC可以作为处理设备进行计算、控制、数据研究等多项后期工作，同时如果多个PLC连接还可以实现网络化的控制，因此这两者的联合控制模式，将成为工业数控领域内的主流发展方向。

数控系统外设通讯数控系统外设通讯一.FANUC 控制单元与PC 电脑通讯电脑通讯1.1.借助借助RS232接口完成与PC 电脑间的通讯电脑间的通讯(1)(1)建立超级链接建立超级链接建立超级链接①[程序程序]]→[附件附件]]→[通讯通讯]]→[超级链接超级链接]]→[([(在“默认在“默认Telnet 程序”对话框，选“是”程序”对话框，选“是”)])]→(进入“建立超级链接对话框”进入“建立超级链接对话框”))；②[([(“名称”“名称”“名称”= = = 任意起名；任意起名；“图标”“图标”= = = 任选任选任选)])])]→→[([(进入“连接到”对话框进入“连接到”对话框进入“连接到”对话框)])])]→→[选“中国”，“区号、电话号”任选，“连接时使用”“连接时使用”= COM1]= COM1]= COM1]→→[([(进入“进入“进入“COM1COM1属性”对话框属性”对话框)])])]→→[“每秒位数”数”=9600=9600=9600；；“数据位”“数据位”=8=8=8；；“奇偶校验”“奇偶校验”==无；“停止位”“停止位”=1=1=1；；“数据流控制”“数据流控制”=Xon/Xoff]=Xon/Xoff]=Xon/Xoff]→→[([(确认后，则所起名命名的链接被建立确认后，则所起名命名的链接被建立)])]→→(进入“命名连接”窗口进入“命名连接”窗口))；③[文件文件]]→[属性属性]]→(进入“命名属性”对话框对话框))，或：[程序程序]]→[附件附件]]→[通讯通讯]]→[超级终端超级终端]]→[([(命名连接窗口命名连接窗口命名连接窗口)])])]→→[文件文件]]→[属性属性]]→(进入“命名属性”对话框进入“命名属性”对话框))；④[([(选择“设置”选项卡选择“设置”选项卡选择“设置”选项卡)])])]→→[选择“选择“ASCII ASCII 码设置”按钮码设置”按钮]]→[([(进入“进入“进入“ASCII ASCII 码设置”框码设置”框)])]→[([(勾选全部，勾选全部，或“将换行符附加到传入行末尾”不勾选，其余全选其余全选)])])]→→[“确定”退出“ASCII 码设置”框码设置”框]]→[“确定”退出“命名属性”对话框]。

I、示标II、复习1、独立型PLC的特点2、PLC的在数控系统中的工作过程III、新授第四节数控系统系统的通信接口与网络一、数控系统装置的输入输出和通信要求数控系统装置作为控制独立的单台机床设备时，通常需要与下列设备相接并进行数据的输入、输出并与其他装置设备进行信息交换和传递，具体要求如下：（1）数据输入输出设备。

如光电纸带阅读机（PTR），纸带穿孔机（PP），零件的编程机和可编程控制器（PLC）的编程机等。

（2）外部机床控制面板，包括键盘和终端显示器。

特别是大型数控机床，为了操作方便，往往在机床一侧设置一个外部的机床控制面板。

其结构可以是固定的，或者是悬挂式的。

它往往远离数控系统装置。

早期数控系统装置采用专用的远距离输出输入接口，近来采用标准的RS-232C／20mA电流环接口。

（3）通用的手摇脉冲发生器。

（4）进给驱动线路和主轴驱动线路。

一般情况下，主轴驱动和进给驱动线路与数控系统装置装在同一机柜或相邻机柜内，通过内部连线相连，它们之间不设置通用输出输入接口。

例如，西门子公司Sinumerik3或8系统设有V24（RS-232C）／20mA接口供程序输入输出之用。

Sinumerik810／820设有两个通用V24／20mA接口，可用以连接数据输出输入设备。

而外部机床控制面板通过I／O模块相连。

规定V24接口传输距离不大干50m，20mA 电流环接口可达1000m。

随着工厂自动化（FA）和计算机集成制造系统（CIMS）的发展，数控系统装置作为FA 或CIMS结构中的一个基础层次，用作设备层或工作站层的控制器时，可以是分布式数控系统（DNC或称群控系统），柔性制造系统（FMS）的有机组成部分。

一般通过工业局部网络相连。

数控系统装置除了要与数据输出输入设备等外部设备相连接外，还要与上级主计算机或DNC 计算机直接通信或通过工厂局部网络相连，具有网络通信功能。

数控系统装置与上级计算机或单元控制器间交换的数据要比单机运行时多得多。