网络数控制造系统中常用DNC通讯接口模式

图3 带串口服务器的广义DNC 网络结构图

　　串口服务器真正的优势以及价值的体现并不是表现在直连方式的应用上， 将设备连接到以太网上是它重要的目的， 通过串口服务器将数控设备连接到以太网上，其接线方式非常简单，只需要将串口服务器连接到集线器或者交换机上即可，通过设置串口服务器的IP 地址， 就可使串口服务器成为以太网上的一个节点，从而使连接到该串口服务器的数控系统连接到以太网上，通过该组网方式能够将不同的数控系统，不同形式的串口（如RS232、RS422 和RS485）， 连接到以太网上， 实现数控系统的异构组网。该组网方式可以将整个企业的数控系统连接到网络上，在组网过程中， 除了可以利用交换机和集线器扩展外，还可以利用工业以太网交换机， 如MOXA EDS508, 可以扩展不同型号的串口服务器，实现数控设备的灵活组网，实现了网络资源的共享和对所有数控系统的集中管理、控制，为网络制造技术搭建平台，网络结构如图4 所示。

图4 带串口服务器的广义DNC 以太网络结构图

　　2 基于串口服务器的以太网DNC 模式

　　随着工业以太网的快速发展， 工业自动化通信网络正在逐步统一到工业以太网，并正在向下逐渐延伸。基于工业以太网和TCP/IP 技术在DNC通信系统的应用研究已成为DNC 技术研究的新方向， 以太网速度从原始的10Mbps 提高到100Mbps以至到今天的1000Mbps, 足够的带宽和交换式集线器的应用解决了以太网的不确定问题，使以太网有能力满足实时系统的要求， 其次， 以太网交换机为连接在其端口上的每个网络节点提供了独立的带宽， 连接在同一交换机上面的不同设备不存在资源争夺， 这就相当于每个设备独占一个网段； 再次， 全双工通信技术又为每一个设备与交换机端口之间提供了发送与接受的专用通道， 因此使不同以太网设备之间的冲突大大降低或完全避免。故越来越多的基于以太网的工业通讯网络得以在DNC 系统中应用。

　　对于某些具备以太网接口的先进加工中心等数控设备和微机设备， 可直接连接到交换机； 对于只具备RS232 或RS485等串行接口的数控设备，通过串口服务器（如MOXA Nport5210）转换为以太网接口，然后连接到交换机。DNC 服务器通过以太网交换机与底层的数控设备实现信息互通，从而实现服务器对数控设备的联网控制管理， 如图5 所示。

图5 基于以太网的DNC 模式结构图

　　基于以太网的DNC 系统使车间乃至整个企业的信息网与DNC 通信网络得以整体集成， 而且可以直接将数控机床接入Internet,实现远程信息的传输，适应了现代网络制造的需要，同时企业联盟可通过访问Internet 互联网， 在企业联盟各自的服务器之间实现数据和信息的流通。企业内部的DNC 系统通过服务器接口，对外提供服务和资源的共享。为了防止企业联盟间在Internet 上进行的信息流通和协作活动所出现的网络安全隐患。可使用VPN 技术在企业联盟间建立虚拟的专用网络。

　　VPN 具有高度的网络安全性，容易扩展而且适应性强，企业对网络拥有充分的控制权，随时可以与外界进行连接。因此，使用VPN 技术将制造企业联盟的车间DNC 系统通过VPN 集成起来，实现联盟间的网络化设计、生产制造，是当前网络化制造环境下可行的、安全的制造模式。

　　3 结束语

　　信息技术和计算机网络技术的迅速发展给制造业带来了巨大的影响。在当今经济全球化的时代，为了快速响应市场需求， 提高企业的产品研发能力， 缩短产品开发周期， 降低开发成本， 提高企业的竞争能力， 制造企业必须要从传统制造模式进入网络化的生产制造模式。网络化制造模式作为一种先进制造模式，提供了制造企业在网络环境下从产品设计到生产制造最终到管理和营销等业务的具体实现技术。在网络化制造模式下，DNC 系统作为现代机械制造企业的一种先进运行模式，其功能不仅包括车间底层制造设备的通信和集中控制管理，还向上延伸至企业的其它部门，乃至制造联盟以及合作企业部门间的信息通信集成。通过DNC 系统和网络技术可实现企业动态联盟间的资源重新配置和重组，以及新产品的协同设计和远程制造加工。