外文翻译--分布式机床的设计.doc

南京理工大学毕业设计(论文)外文资料翻译系部：机械工程系专业：机械工程及自动化姓名：学号：外文出处：DesignoftheDistributedArchitectureofaMachine-tool附件：1.外文资料翻译译文；2.外文原文。指导教师评语：签名：年月日分布式机床的设计FIP现场总线的用途DapingSONG,ThierryDIVOUX，费朗西斯勒帕热自动化中心研究所的Nancy摘要：本文中我们基于FIP现场总线上提出了一种分布式控制系统。它将取代传统的CNC(计算机数字控制装置)用于机床上。该系统是由一套以微处理机为基础的模块(PC机、运动控制器、I/O接口)利用FLP实时网络相互联接的。这主要是使每个模块智能化以提高整个系统的灵活性和容错能力。每个模块都是一个分控系统，用于实现自己的分控任务，其中有些模块用于运动控制，另一些模块用于传感器评价和执行器调节。FIP决定了这些模块之间的通讯（信息交流和同步），同时执行任务分配以及设备布局分布。我们讨论一些分布标准并描述实验的执行。1.引言近几年，一直对分布式体系结构进行了许多研究。分布式体系结构在系统集成上发挥主要作用。在机床控制域，目前CNC技术有它内在的缺点。将几根固定数量的轴容入CIM环境中是非常费时，灵活和不易的。超大规模集成电路微处理器技术和通信网络的迅速发展使分布式控制成为可能。虽然逐步扩展没有完全替代硬件更换但分布式控制系统的性能，模块化，完整性和可靠性正在提高。它为替代控制系统架构提供了一个很好的前景。本文致力于对分布式机床结构的研究。它建立在智能设备与通信相联系的基础上。分布式机床的特点是分布式任务和分布式数据，且具有独特的控制方法。它是结合标准设备和FIP系统总线设计而成，通过实验证明该系统具有可执行性，在实验中该系统控制了复合轴系，成功执行坐标之间的关系同时也反应了对传感器值的变化。该论文结构如下：第2部分描述了机床控制系统构架。第3部分简要介绍了FIP现场总线。第4部分概述了我们实验的实施。最后，我们在第5部分总结了一些一般性意见和今后的研究前景。2.机床控制系统架构该机床控制系统是一个实时多任务系统。其功能结构如图1所示。它包括三种单元：用户接口/监控单元/规划单元，伺服单元，传感器/制动器单位。这个系统的主要功能是用来控制工件的加工。它包括两个不同的和相关的任务：为了确保轨迹的准确性和对机床移动部件的速度控制为了调查定位（跟踪）过程的正确执行，环境变化的影响与指定操作的执行或机床机件的运动同样重要。例如：工具开关，冷却，润滑等。CAM的制造日期图1：架构功能按时间顺序，这项任务也可分为两个步骤：规划控制程序规划和执行控制程序。第一步，机床机件没有直接的方向，只有运动和被指定执行的操作，这是“数据采集和预处理”的一步。虽然在第二步，是控制的有效执行。值得指出的是：在第二步由于多任务的性质，并行处理是可行的。3.FIP现场总线FIP系统被用来满足分布式机床上实时通信的需要。在这一节中，我们简要地解释一下FIP系统的技术性能。FIP（工厂仪表协议）是网络系统用于传感器的驱动器和控制设备如PLCS，CNCS或机器人控制器之间的信息交换。FIP系统的结构采用所谓的密封性以减少OSI模型(物理层,数据链路层和应用层)，这种结构使实时通信和常规的信息沟通之间有明显的区别。在数据链路工作规划/编程（轨迹，工具的选择，其他加工参数采集）基本替换计算轴伺服控制系统机床构件传感器/制动器环境自动安全监测加工层中，相关服务一方面与其他传递信息服务可变转让。在应用层中，我们可区分MPS服务（制造周期/非制造性规范），它采用来自数据链路层的信息设备所支持的MMS设备。FIP支持两个传输媒体：屏蔽双绞线和光纤。FIP允许各种各样的布局，最长部分可达500米，至少有4个部分被中继器代替。3种比特率被确定为：31.25k.比特/秒，1兆位/秒和2.5兆位/秒。FIP介质访问控制是集中的。所有转让都由theBusArbiter控制，时间安排转移必须遵守时间要求。变量和信息之间的传递可采用定期配置或根据站的要求来转让，而在我们的应用中，FIP只采用可变转让。FIP采用生产者和消费者的模样来产生可变交流。变量对于生产者和消费者而言，是被确定的一个独特的识别标志，一套制作和消费变量可以集结在一个站，但是这些识别标志不涉及任何物理地址站。图2显示了变化信息。广播的BA标识符认识的人P和一些消费者ç生产者发出的日期P所有消费者接受的数据C图2：FIP系统的MAC图象