DNC网络方案.doc

.XXXX集团DNC网络解决方案北京英迪致远科技有限责任公司2015-6-29目 录一方案概述：31.1 XXXX有限公司简介31.2 目前数控设备使用现状41.3北京英迪致远科技公司简介51.4 INTEG-DNC主要特点6二DNC网络拓扑8三硬件组成：9四软件平台14五程序通讯部分155.1 标准功能：155.2 FANUC局域网DNC：175.3西门子系统局域网DNC：205.3 系统（局域网）205.4嵌入式在线加工部分NET-DNC EMBED215.5 检测结果上传功能24六INTEG-NCMS数控程序集成管理246.1 总体数据架构说明246.2隔离交换平台数据交换说明256.3 NC程序编码系统256.4零件结构树管理256.5程序编辑管理功能256.6保密安全管理：266.7程序流程管理（编、校、审、验、定可定制的流程元素与模板）306.8程序附属信息管理316.9程序版本管理336.10数控程序模拟仿真：346.11程序库管理模式346.12 NC管理附属功能356.13与PDM，CAPP系统的无缝集成36七远程监控与加工信息采集部分：377.1 . 采集方式：387.2INTEG-STAT加工信息统计功能说明：467.3 短信报警系统说明56八与MES之间的集成关系、应用模式588.1 应用模式588.2 集成方式58九、网络DNC实施设备联网采集清单：59十DNC网络工程实施6010.1现场局域网布线6010.2网络硬件入网连接6110.3 DNC系统实施计划62104 随机资料6310.5技术培训63十一、INTEG-DNC售后服务支持65十二、INTEG-DNC国内外成功案例68附录1 INTEG-DNC系统与其它系统集成案例71附录2数控程序文件名称、内部程序号命名规范74一 方案概述：1.1 XXXX有限公司简介目前，XXXX加工车间有21台设备计划实施DNC系统，主要需求为：NC程序的双向传输，对NC程序严格管理，减少生产准备时间；部分企业需要对设备的运行状态进行实时监测和数据采集，并可将设备的运行状况进行统计分析并得出报表，让企业管理者在第一时间了解设备的利用情况，以便及时进行管理的调整。同时改善企业各部分生产状况同步性差的状况，并配合企业现有的报完工系统以提高企业的生产节拍。1.2 目前数控设备使用现状XXXX数控机床的普及应用，越来越多的数控设备在生产中发挥着重要的作用，已经形成一定的生产能力，并创造出良好的经济和社会效益。公司机加车间数控机床现阶段计划实施21台，在未来的几年中还要不断扩展。但这些数控设备的程序传输、编辑与仿真、数控程序的管理及设备状态采集等方面还存在一些不足，制约着数控设备的最大生产能力的发挥，具体表现如下：l 数控设备不能进入企业网络，独立于企业网络之外，形成事实上的信息孤岛。l 目前程序传输多为为1对1的通讯程序，在进行机床与计算机的通信时，必须1个人在机床前操作机床，另一个人在计算机终端前操作通讯软件，两者交替操作，工作效率低。l 程序通讯采用台式计算机或笔记本的单机传输形式，频繁的热插热拔容易烧坏机床或计算机接口，造成生产成本的增加并影响企业正常生产。l 目前机床程序的传输和管理在采用文件目录共享的方式，给计算机病毒的大面积感染提供了可乘之机，也存在被非法复制或意外修改或删除的可能，是现场生产管理的一个大的隐患。l 部分FANUC系统的机床采用FTP传输文件，使用比较熟练、方便，可以继续使用。l 没有建立严密的编程管理体系，没有专门的编程人员，需要有经验的操作工自己编程序， NC程序编制水平高低不一，存在质量隐患。l 程序没有集中管理，一般是编程员（暂由有经验的操作工担当）自己各自保管，容易丢失或误操作，关键人员的离开还会造成软性资产损失。编程员之间更是缺少交流，无法做到知识共享，降低了工作效率。电脑上的程序和工艺卡、模型图、刀具清单等之间都是孤立保存，时间一久，就无法建立它们之间的对应关系，需要反复进行对照核实。l 编程员缺少数控程序数值处理、程序模拟仿真、程序版本比较等数控编程专用软件，编程效率低，数据处理、程序检查效率低且容易出错。l 程序无严格的流程签署，职责不明晰，出了问题无法进行追溯。l 没有建立严格的刀具使用制度，在现场发现刀具磨损需要对刀时才开始对刀，刀具参数也是由操作工手动录入，人为因素太多，出现不良品，责任不好追究。l 随着生产管理的不断深入，迫切需要底层加工设备的各种实时的加工信息，以便及时掌控生产任务的实际执行情况。l 随着计算机技术的深入应用，XXXX将要构建几种信息化管理系统，如CAPP、MES、PDM、ERP以及将要实施的DNC等目前基本都是一个个信息孤岛，都需要完整的整合。XXXX目前不断深入的生产管理，其中对数控设备的运行时间、停机时间、运行效率需要底层数控设备实时、准确的基础数据支持。1.3北京英迪致远科技公司简介北京英迪致远科技公司主要从事于车间信息集成管理，专业从事于DNC系统的开发与应用已有近20年的历史，是国内DNC系统最早一批的供应商之一。其主要从业人员主要来自于我国大、中型设备制造行业，具有二十年以上的从业经验，多年来的风风雨雨，造就了本公司一批有志于我国制造业的技术精英。本着“团结、求实、创新”的基本理念，一贯坚持“以满足客户的需求为己任”，与客户一起成长是我们的荣幸，也是我们一份沉甸甸的责任。目前，北京英迪致远科技公司的INTEG-DNC系统已经成为车间信息集成的基础平台，无论是程序通讯（基本功能）、数控程序集成化管理，还是设备参数管理、加工信息采集与远程监控、与MES系统集成、与PDM系统的集成、双DNC服务器热备、嵌入式文件在线加工与文件比较等，INTEG-DNC均在业界独树一帜，它不仅能满足您当前的基本通讯需求，更可以满足未来其它管理系统集成应用对DNC系统的要求，INTEG-DNC是构建DNC网络最好地选择。在车间信息集成领域，INTEG-DNC产品以超前的理念、快速的开发、完善的功能，一直引领车间信息集成的发展潮流，无论是基于串口（RS-232）通讯协议或以太网（TCP/IP）协议的程序通讯功能，还是基于文件/目录树或统一数据库的程序管理功能，INTEG-DNC都能做到领先一步，它将传统的狭义DNC概念发展到广义DNC，将DNC提高到车间信息集成的桥梁。同时，INTEG-DNC系统还以其完备的兼容性，给企业与其它系统的集成提供了良好的接口，真正做到与CAD/CAM/CAPP/PDM及ERP系统的无缝集成。自2010年开始，本公司开发成功了INTEG-MES系统，近几年来在多家大型国营、外资、民营企业成功应用实施，成为公司在车间信息化集成领域的又一柄利器。2013年初，公司乔迁到总部基地科技园区，与中船重工集团合作，组建数字化制造事业部，为打造数字化舰船而奋斗！本公司集软件开发、系统集成、网络建设等服务为一体，具有全部自主知识产权和自主开发能力，可全面满足用户的各种特定需求，并以其专业的技术、实用的功能、完善的服务，为众多用户所推崇。 1.4 INTEG-DNC主要特点1.4.1实用性INTEG-DNC系统在设计之初，就本着以用户需求为驱动的理念，从不将一些无用的技术作为炫耀，也没有将未经用户验证的功能作为宣传造势。INTEG-DNC所有的功能，均是在用户需求中提取，在用户实践中完善。实用性不仅表现在满足现在的基本需求，更体现在为未来发展打下坚实的基础。因此，INTEG-DNC的各种嵌入式功能、数据库驱动技术、PDM管理概念、与其它系统的无缝集成等方面都是INTEG-DNC实用性的最好体现。1.4.2易操作性INTEG-DNC面向操作工和工艺员所设计的标注方式的下载查询，全面的信息反馈、各种嵌入式功能、符合PDM理念的管理，使得各种操作简单易学。1.4.3可靠性INTEG-DNC系统不仅仅是一套软件，它是集数十年为中国用户服务所积累的最适合国情的管理模式，保证应用系统的可靠运行，除了统一系统的各种功能应用，INTEG-DNC还有着规范的文档资料和用户手册，同时在工程实施各阶段均具备完善的管理制度，保证DNC系统的可靠性。1.4.4安全性INTEG-DNC系统在数据、系统安全方面有着其它DNC软件所无可比拟的优势，采用高质量的硬件设备和额外的串口光隔离放大器对数控设备进行保护，软件方面除具备与其它DNC软件相同的字符级别的多重效验机制外，更有着以下独特的安全机制：l 嵌入式文件比较，DNC通讯安全的最高境界。l 嵌入式DNC在线加工，真正的分布式控制技术，设备在线加工过程与网络无关，是DNC系统零风险的最佳结构。l 双机热备，系统之间的自动切换，保证您的DNC网络无宕机之忧。l 基于数据库的文件管理的自动定期备份与恢复，最可靠的安全机制。l 完善的防病毒机制，杜绝病毒的侵入。1.4.5适应性INTEG-DNC在管理机制上充分考虑到企业现状和未来的发展，在DNC系统设计中充分体现了“集中式管理，分布式控制”的管理理念。由于可以进行各种用户的定制性开发，对用户的各种特定的需求可以完全响应。1.4.6扩展性随着用户实践的深入、技术的进步，INTEG-DNC在系统扩展应用方面更是走在DNC厂商的前列，各种嵌入式功能设计，基于以太网模式入网模式，各种参数化设计保证您的DNC系统，无论是规模的扩展、还是应用的扩展（与对刀仪的连接、与三座标测量机的连接等），它都能应付自如。1.4.7集成性统一数据库技术，消息平台机制、接口函数使用，保证INTEG-DNC系统与其它应用系统的集成可以实现。目前已完成多次与PDM、CAPP、ERP、MES、工具管理系统、SPC等系统的集成。大量的用户集成应用实践证明，INTEG-DNC在集成性方面的表现是卓越的，成为DNC技术发展的事实标准。1.4.8保密性基于XXXX涉密信息网络，INTEG-DNC建立安全可靠的应用系统运行环境，并根据数据的保密要求，采用以下措施，以保证数据不被他人非法访问：l 数据库的登陆验证机制。l DNC系统三级权限管理。l 三员管理l 数控程序所有者的密码控制。l 数控端下载操作的口令失效时限。二 DNC网络拓扑根据XXXX当前的网络分布情况以及将来发展规划的分析，我们建议贵方可以采纳如下网络建设方案，说明如下：将DNC应用服务器APP Server与DB数据库服务器单独分开，各厂房通过光纤将整个公司联成一个局域网，在各管理终端部署一些客户端即可实时查询、统计设备状态,进行NC程序管理等。服务器构架如下图所示：系统总体架构如下图所示：三硬件组成：1 DNC服务器：分DNC应用服务器和数据库服务器，选用国际知名品牌（DELL、IBM、HP），应用环境为办公室，主要配置为：序号品名规格备注1推荐品牌DELL、 HP、 IBM2CPU1)CPU数量:2颗;2)单颗CPU指标: 英特尔、至强处理器E5-2.90(2.90GHz，20 M缓存，8.0GT/s QPI, Turbo, 8C, 135W)3主板采用英特尔 C600芯片组。4内部互连2条英特尔QuickPath互连(QPI)链路, 8.0GT/秒5内存64GB DDR3 (最高16OO MHz), 支持ECC奇偶校验6背板8背板7RAID控制器512MB NV缓存 支持RAID5。8硬盘1)100G固态硬盘SATAMLC3Gbp 2.5英寸热插拔硬盘2块;2)900GB 10K RPM SAS 6Gbps 2.5英寸热插拔硬盘,数量6块,包含硬盘托架。 9显卡Matrox G200eW, 含8MB。10网卡4个Broadcom 5720 QP 1 GbE网络子卡。11I/O插槽标准:7个PCIe Gen2插槽(2个x4，4个x8, 1个x16)。12电源/风扇热插拔冗余PSU;2个1100瓦(通过顶级白金认证的高能效电源PSU);含适用于UPS/PDU连接的带IEC C13-C14插头电源线2根。13光驱16X DVD+/-RW R0M SATA,内置。14键盘/鼠标标准PS/2接口的键盘与鼠标。15显示器E2011H面板液晶显示器16服务3年专业技术支持,4小时上门服务。2 通讯服务器：RS-232串口扩充设备选用，世界著名工控品牌 MOXA产品Nport 5110,掌上形，平均无故障时间36000小时，质保5年，应用环境为工业现场。技术指标： LAN以太网：10/100Mbps，RJ45 保 护：内嵌的1.5KV电磁隔离接 口：RS-232，RJ45(8-pin) RS-232:TxD,RxD,RTS,CTS,DTR,DSR,GND,DCD软件特性：协议：ICMP,IP,TCP,UDP,DHCP,BootP,Telnet,DNS,SNMP,HTTP,SMTP,SNTP工具：Nport Administrator for Windows 95/98/ME/NT/2000/XP/2003,Real COM/TTY驱动，Linux Real TTY驱动配置：浏览器，串口telnet console口,或者Windows工具电源要求电源输入：100到240VAC，47到63HZ，或者12-48VDC电源消耗：5610-16：200mA for 100V，130 mA for 240V机械规格材料：SECC金属外壳（1mm）环境操作温度：055，595%RH通过认证：EMC：FCC ,CE 安全性：UL,CUL,TV3 传输电缆（串行信号的传输介质）： 3.1 网线采用双屏蔽超五类双绞线（STP）。3.2 现场施工采用标准接口线和工程化装配式连接，无需现场焊接。3.3 DNC网线合理布局，通过桥架或专用电缆管全部接入设备的电气柜，通讯电缆与动力电缆的间距不小于20厘米。3.4 网线的屏蔽接地可以有效地解决车间现场电磁环境对线路产生的干扰，每条网线的两端（设备与Nport 5110间）均应有单独的接地点（不可使用电源零线和避雷线），接地电阻应小于0.5。4 交换机与级连如果交换机放置在车间现场，则推荐使用可靠性较高的企业级可管理交换机，采用级连方式的交换机之间距离不应超过100米, 且交换机的级连数不应超过4级。5 RJ45的接口制作严格按照EIA/TIA 568A或568B布线标准制作。568A标准：绿白-1，绿-2，橙白-3，蓝-4，蓝白-5，橙-6，棕白-7，棕-8568B标准：橙白-1，橙-2，绿白-3，蓝-4，蓝白-5，绿-6，棕白-7，棕-86信息采集卡：（1） 开关量采集卡ADAM6050：主要采集设备的开关机，程序运行的开始、结束、报警等信息。设备类型隔离数字量I/O模块功能概述容错和过压保护、支持干/湿接点、10/100Mbps通信速率、I/O类型:12DI和6DO（2） 数据量采集卡ADAM6017：主要采集设备主轴功率。设备类型带DO的模拟量输入模块功能概述10/100 Mbps通信速率、通信类型:8 AI/2 DO、输入类型:mV,V,mA、容错与过压保护、数字功能:Max.,Min.,Avg（3）混合型采集卡MOXA E1242：可以同时采集I/O点信息和主轴功率等具有2个内嵌的以太网交换机口，可以将信息流向另一个以太网设备或连接到下一个菊花链上的ioLogik 产品。象生产自动化，安防监控系统，隧道监控等应用中，可以使用菊花链以太网来建立标准以太网线缆上的多点I/O网络。许多工业自动化用户对于多点配置使用在现场总线的应用相当熟悉。远程以太网I/O ioLogik E1200的菊花链功能不仅增加了机器和控制面板间的连接，也降低了购买独立以太网交换机的费用，同时还大大节省了劳力和线缆成本。例如，假设一个生产工厂包括700个车间(每个车间20个节点)，布线成本的减少可以达到整个项目实施费用的15%。特点l 内建2端口以太网络交换器l 免费提供基于PUSH的 Moxa 主动式 OPC Server Litel 可无缝连结任何 SCADA 系统l 节省80%网络频宽l 七倍快速的 I/O 反应速度 l 使用者定义的 Modbus/TCP 地址 l MXIO 链接库，支持Windows、WinCE VB/VC.NET 和 Linux C API l 可透过 Web 配置，支持导入输出功能l 4 AI, 4 DI, 和 4 DIOl 采样率12次/s（4）混合型采集卡MOXA E2242：可以同时采集I/O点信息和主轴功率等。丰富的DO输出组合E2242专门针对模拟量监测并报警而设计，如水塔监测。E2242提供的I/O组合可以根据1个模拟输入通道触发3个数字输出报警信号，如“低，高”和“高，低”。前置信号调节器ioLogik E2242可以通过数字输出来协助PLC进行工作，从而减轻PLC模拟输入的负荷。借助该产品提供的主动式消息发送功能，它还可以作为主控系统的备份系统。特点:l 4个差分模拟输入通道 l 12个DI/DO可配置通道 l 通过TCP、UDP、e-mail和SNMP Trap立即报告事件 l 采样率可调100次/sl 通过Utility和web两种方式进行配置 l 简单易用的Click&Go Logic可实现本地控制,通过Modbus/TCP和SNMP协议进行I/O控制,通过NIST校正7. 串口条码扫描器景深(可设置)：对0.33mm (13mil)的条码，景深为0mm - 305mm扫描范围:50mm扫描窗口 300mm305mm可读的最小条码：0.127 mm (5.0 mil)扫描速度：每秒100次系统接口：RS232串口, USB, 键盘口, 46xx RS485光源：可视激光二极管激光，波长650 nm 10 nm8. FANUC专用网卡对于FANUC 0I-MB以上系统，有时用户购买设备时并没有配置网络功能，此时可以通过外加FANUC专用网卡的方式来扩展其网络功能。9.短信通平台：通短信平台专为企业发送短信讯息而设计,适用于有短信群发需要的集团或企业。短信通具有如下特点：l 短信平台全面覆盖，移动，联通，小灵通号码均可发送。 l 短信平台可群发图文信息。 l 发送速度快，50-100条/秒。 l 性能稳定，具有各种个性化功能。 l 短信平台具备各地移动联通电信端口，使信息更快到达客户的手机。l 短信平台操作简便，信息传递一键完成，直达各客户手机。 l 有各种二次开发接口: 本接口采用了通用的HTTP形式，可以支持各种操作系统和开发语言。 四 软件平台1. 操作系统：Microsoft Windows 2003/20082. 后台数据库：Oracle 11G，Microsoft SQL Server2005/2008 3. 开发工具：Microsoft .NET4. 局域网络协议：TCP/IP协议5. DNC网络协议：RS-232串口协议、TCP/IP协议6. 应用软件软件名称节点数INTEG-DNC(程序通讯)21INTEG-DNC(加工采集)21INTEG-NCMS（程序管理模块）无节点限制INTEG-STAT(数据统计模块)无节点限制五程序通讯部分NC程序通讯是主控网络的基本功能，也是许多扩展应用的基础，我们的监控系统具备以下标准功能和扩展功能，以满足网络监控的现场需求。分述如下：5.1 标准功能：1. 客户/服务器结构：NC程序的上传、下载、比较等均在数控设备端完成，相互之间互不干扰；服务器端根据请求提供所有服务，全部实现无人值守，自动运行。2. 后台数据库NC代码、加工信息等均存储于数据库中，是实现与PDM、MES系统无缝集成的基础，支持SQL、ORACLE、ACCESS等。3. 数量与距离：采用最先进的通讯技术，每台计算机能管理数控设备的数量已不再受到任何限制（早已突破了XP等系统对串口数量的256的限制），RS-232转TCP/IP也不受通讯距离的限制。4. 交互式事件响应机制：数控端的每一项操作都会有反馈消息，数控端能够得到最全面的帮助。程序传输能生成报告，对于远程程序传输，能明确地知道程序是否有效地传到数控设备中5. WEB 结构的管理模块，可以通过内部网、英特网查询系统运行状态；6. 服务器全局配置功能，在服务器上对各种参数进行修改和其他系统设置，可以在全局范围内发生应用，整个系统都会相应自动更新；7. 数控系统与通讯协议： 支持国内外各种数控系统（如FANUC,SIEMENS, Mitsubishi（三菱）、 Heidenhain（海德汉）、Mazak（马扎克）、Fagor（发格） 、OKUMA（大偎）、Agie（阿奇）、塞维系统，华中数控系统、广州数控、国产线切割,等离子切割，激光切割机等）以及多种常用的串行通讯协议（232/422/485）、TCP/IP、无线通讯等，还可以定制特定的通讯协议。8. 数据通讯安全：代码效验、字符串匹配、文件完整性检验、嵌入式文件比较、双机热备等多重安全机制，是数据通讯安全级别的最高境界，是数控车间最为实用的功能。提供错误调试窗口，出现错误可方便进行分析，帮助用户快速解决系统通讯故障。9. 名称与程序号的自动转换：NC程序名称实现长文件名管理，并嵌入到DNC系统中，在程序传输时与程序号自动转换，实现程序名称规范化管理。10. 查询与下载： 在NC程序中按规定书写注释字符，NC程序从数控设备端上传到服务器时，计算机将自动将此文件按注释符内容进行处理。支持程序批量下载。11. 数据共享：操作工可在本地数控设备访问其它数控设备，方便零件的转移加工，收件箱、发件箱、参数箱、分组等满足现场应用。12. DNC在线加工：专为在线加工设计的集中管理、分散控制模式的DNC系统，保证DNC系统稳定可靠。支持多机同时在线加工、多级子程序嵌套调用、断点续传、程序重开。13. 传输内容：不仅可以传输NC程序，也可以传输设备参数、刀补文件等内容；不仅可以传输ASCII文本文件，还可以传输象DXF、DWG、BMP、WORD等二进制格式化代码文件，大大丰富了DNC系统的功能应用。14. 传输方式：NC程序的下载方式多种多样，既可以下载设备目录下的NC程序，也可以下载零件程序目录下的NC程序；既可以采用直接方式下载，也可以采用查询方式下载，还可以采用任务队列的方式固定下载，应用灵活方便。15. 条码技术：支持条码阅读器，可采用条码阅读器请求NC程序下载，方便实用。16. 通讯日志：服务器端可记录工作者所有传输操作过程，该记录信息可以进行分类查询。17. 系统参数化：系统全面实现参数化配置，可以通过参数配置的方式实现现场错综复杂的各种应用需求，而无须再去修改系统应用程序。同时，软件具有全局设计与通讯参数自动备份技术，客户在移机或重装系统时，系统智能恢复。18. 短信通技术：当系统出现故障，可以通过短信通向相关人员报告；也可以通过短信通请求NC程序的下载。19.系统集成：本系统可以方便地与PDM、MES、ERP等系统进行无缝集成，还可以与对刀仪系统（关联到工具管理系统）、三坐标测量机（关联到SPC系统）等系统进行全面的数据集成，目前在这些方面均有成功的典范。20嵌入式文件比较：NC程序上传到数控系统后，在计算机端自动与设备程序库和零件程序库中的同名程序进行内容比较，并将比较结果下传到设备，让操作工在设备端就知道上传正确与否。21. 业务系统与数据库的分离：真正做到DNC与数据库的分离，DNC服务器与数据库服务器可以是两个不同的服务器，同时考虑了网络不通畅时的应急方案，系统稳定可靠。22安全通信策略：1. DNC网络采取专用网络，与外网隔离。2. 将设备上的U口、光驱等外设禁止使用。3. DNC服务器安装可靠杀毒软件，设置安全防火墙，条件允许下所有具有局域网络接口的设备安装可靠杀毒软件。4. 不采用文件共享模式来上传下送NC程序，而是采用SOCKET协议来发送。5.2 FANUC局域网DNC：将以太网通讯技术应用在数控加工领域是今后CNC系统的发展方向，目前，虽然越来越多的数控设备都配置了网卡，具备了以太网通讯功能，但大多数配置了网卡的数控设备还只是通过FTP方式进行网络文件传输。对于数控设备应用来说，FTP方式只能完成从服务器的目录树中存取文件的最简单功能，而在从数控设备端直接访问数据库进行数控程序的存储、通过TCP/IP协议进行在线加工、满足高速加工等高级需求方面，FTP则无能为力。我公司开发的基于TCP/IP协议的DNC网络，让数控设备以10M/100M速率直接访问数据库进行程序存取，还可以满足进行在线加工、信息采集、远程控制等高级功能需求。说明如下： 数控程序及系统其它参数的集中管理。l 通过数控端的操作，远程调用数据库中的数控程序到数控系统内存中。l 通过计算机端的操作，远程直接读取数控系统内存中的程序列表和数控程序，并进行编辑处理。l 远程直接完成设备参数、刀补数据、螺距补偿等文件的传输与远程编辑。l 远程监视数控设备加工行为，如转速、进给、刀具、位置、内存程序段、报警等信息，并进行集中管理。l 保留FANUC系统的FTP传输功能，在设备端通过FTP就能读取和存取保存在数据库中的NC程序。 设备加工信息实时采集：通过局域网卡式的DNC网络，可以实时采集数控设备程序运行的开始/结束信息、设备运行状态信息（断电、开机、运行、空闲、报警等）、系统状态信息（编辑、手动、运行、MDI等），设备所有报警信息（设备错误、系统错误、操作提示等）、程序运行内容（程序号信息、程序段信息、各种坐标值数据）、操作履历数据、刀具/设备参数表、设备的实时坐标信息、主轴功率等. 数控设备的加工限制： 通过对数控设备的某些异常加工行为的及时限制，从事后检查处理上升到事先预防，车间管理得到本质提高，此功能对生产加工、设备安全、质量控制有很大的帮助。l 数控设备的程序限制编辑通过DNC网络，锁定设备上的程序编辑功能，无论设备端的程序写保护是否启用，DNC网络实时监控数控系统中的程序变化，发现非法修改情况，立刻锁住设备，防止非法加工。l 数控设备的加工倍率限制随意修改： 通过DNC网络，锁定设备上的倍率开关，DNC网络实时监控数控系统的倍率开关的变化，发现非法修改情况（超出倍率变化范围），立刻锁住设备，防止非法加工。l 数控设备的停机原因强制汇报： 通过DNC网络，实时监控数控系统状态的变化，发现有设备长时间待机但没有上报待机原因情况时，立刻锁住设备，强制要求操作工上报停机原因。l 数控设备的强制换刀：通过DNC网络，可以限制刀具的超寿命使用，当DNC系统检测到刀具的使用寿命超过系统的设置数值，而操作工没有更换刀具，DNC系统立刻锁住数控设备。l 数控设备的限制加工：通过DNC系统，可以限制零件不良品的加工，将DNC与SPC（质量管理系统）联网（如三坐标测量机），当DNC系统检测到某一个尺寸超过了系统的设置值时或有不良趋势时，DNC系统立刻锁住数控设备，以防止批量不良。另外，这种DNC网络具备以下特点：l 连接简单：只要将数控设备配置的网卡通过网线联入到局域网中，并给数控设备分配一个IP地址，其它工作都可以在计算机端完成。l 运行稳定：一般RS-232串口协议的通讯会受到现场环境的电磁干扰而产生数据错误，而TCP/IP协议由于通讯原理的不同，基本上不受现场环境的干扰，无论是程序传输、在线加工还是信息采集都不会产生数据错误。l 功能超强：局域网卡式的DNC系统可以完成它形式的DNC系统所无法完成的工作，通过二次开发，基本上可以实现用户提出的任何要求。5.3西门子系统局域网DNC：5.3.1西门子840D/810D系统+PCU50或MMC103带网络接口的设备：采用以太网的方式。优点是易于实现、几乎不需要增加硬件，对设备的操作和编程没有影响，数据获取量大，几乎可以获得设备加工过程中的所有数据，如：可以实时采集数控设备程序运行的开始/结束信息、设备运行状态信息（断电、开机、运行、空闲、报警等）、系统状态信息（编辑、手动、运行、MDI等），设备所有报警信息（设备错误、系统错误、操作提示等）、程序运行内容（程序号信息、程序段信息、各种坐标值数据）、刀具/设备参数表、设备的实时坐标信息、主轴功率等。5.3.2西门子840D/810D系统+PCU50或MMC103不带网络接口的设备：需要增加西门子网络适配器，或者通过串口通讯的方式与网络连接。数据采集效果与上述带网络接口的设备相同。5.3.3西门子840D/810D系统+MMC100.2的嵌入式系统的设备：通过PROFIBUS总线方式，数据获取量较大，如设备状态（启动，停止，暂停，测试，空运行）、程序名称、操作方式（手动，自动）、主轴功率、刀具号、进给速度、主轴转速、倍率、设备报警号等。但要对PLC修改以组成总线网络，硬件增加也比较少。对原设备的操作和编程几乎没有影响。5.3 系统（局域网）利用SOCKET协议来进行通讯；利用采集卡来进行加工信息的采集。此种方法性价比比较高，目前也有多家成功案例。5.4嵌入式在线加工部分NET-DNC EMBED5.4.1 DNC简介图1DNC的原意为计算机直接数控（Direct Numerical Control)的缩写，即边传边加工。随着技术和管理理念的不断发展，DNC的涵义发展为分布式数控(Distributed Numerical Control)，即用一台计算机实现对多台数控设备的控制管理，体现出“分布式控制，集中式管理”的理念。目前，随着软、硬件和网络技术的发展，所有的DNC产品基本都已建立在企业的局域网上，有直接通过设备网卡形式接入的，也有通过TCP/IP转RS-232协议转换方式接入网络。这种接入方式，在系统连接、系统管理和可扩展性等方面具有很大优势，是目前流行的系统构架，但在这种构架模式上，DNC网络的应用也受局域网的制约，存在一些严重的安全隐患，如网络负载的影响，局域网调试、网络瘫痪等都会对车间现场的加工产生不良影响。5.4.2普通在线加工方案对于一般性的、只有程序传输需求的DNC网络，即传统的DNC网络，由于设备加工没有实时数据传输的要求，一般采用传统方式（图1）的DNC网络即可，这种方式在硬件和软件上的价格上都具有一定的优势，但缺点就是DNC网络的数据传输受局域网影响较大，一旦局域网出现问题，则DNC网络就无法使用。（图2）特别是，很多大型复杂零件的数控程序大小超过了设备内存，因此需要通过在线加工方式完成加工，而这种加工方式要求数据的传输不能中断和发生错误，因为，一旦传输中断或错误，轻则零件报废，重则设备损毁，甚至有可能造成人身伤害。且任何局域网上的因素，都会对整个车间所有入网的数控设备产生致命影响，这种影响，不仅为企业造成直接的、可以计算的经济损失，更有许多无法用金钱计算的间接损失。图25.4.3嵌入式在线加工方案INTEG-DNC EMBED鉴于上述问题，DNC网络结构在设计上就必须具备绝对的安全性，必须具备零风险的网络结构设计，绝对不能因为局域网的任何原因影响数控设备的正常加工。工艺人员编程程序通过局域网拷贝到智能嵌入式模块上。TCP/IP协议嵌入式智能模块RS-232协议机床执行在线加工嵌入式在线加工原理示意图：为此，我们开发的嵌入式DNC就具备了最为合理的设计结构，其原理是：使用工业级别的专用嵌入式设备（如：ADAM6000系列模块，UNO-1150G-G30E等），这种专用模块具有一定（如：256兆，512M，1G等）的存储容量，可以存储多个很大的加工程序（一般在线加工的程序在15兆左右），同时，此模块可装入WINDOWS操作系统和应用程序（相当于一台计算机），模块具备自启动功能，可随着数控设备的上电而自行工作，在车间网络正常时下载NC程序到嵌入式设备中，随时可以进行在线加工，在线加工时车间网络的状态对在线加工毫无影响。5.4.4嵌入式在线加工程序（INTEG-DNC EMBED）功能清单 嵌入式模块硬件配置l ADAM-6501的相关参数ADAM-6501一个400MHz的处理器。32M闪存和64MSDRAM1*RS-232, 1*LANMi1crosoft Windows CE.NET 4.2l UNO-1150G-G30E相关参数UNO-1150G-G30E內建 GX3-500MHZ, 256MB DDR內存, 1*RS-232, 2*RS-232/422/485, 2*LAN, Audio, VGA, 2*USB 無風扇嵌入式控制器1G 工业级CF卡安装中文正版Mi1crosoft Windows CE 5.0,尺寸：71*150*144从上面的的参数比较可明显看出UNO-1150G-G30E的功能大大优于ADAM-6501，2011年前我们主要使用了ADAM-6500，ADAM-6501等嵌入式模块，目前我们主要提供UNO-1150G-G30E。 嵌入式在线加工模块程序下载(1) 实现将数据库中标记下载的数控程序直接传到数控设备内存中；(2) 实现将数据库中标记下载的程序传到嵌入式模块中； 嵌入式模块内的数控程序管理(1) 实现模块内数控程序的查询，查询内容有文件名、日期、字节数、程序号；(2) 实现在设备端管理嵌入式模块中的数控程序（添加、删除数控程序）；(3) 实现在设备端将嵌入式模块内数控程序下载数控设备内；(4) 实现在设备端对嵌入式模块中数控程序的查询功能；(5) 实现在客户端对嵌入式模块中程序目录和内容浏览功能；(6) 实现在客户端对嵌入式模块中通讯配置文件的管理，以便在不同设备端使用；(7) 实现传输过程中数控程序长文件名称与数控程序号自动转换功能。5.5 检测结果上传功能1)实现检测结果的上传保存功数控设备在线检测、三坐标测量机检测产品形成检测结果后,可通客户端程序或数控设备DNC上传功能将检测结果上传至NC临时数据库中。2)可查询和浏览上传保存的检测结果实现对NC临时数据库中保存的检测结果进行查询、浏览、删除操作功能。3)任务调度管理并能够通过任务调度管理模块,将检测结果提交给交换平台,由交换平台将数据传递至涉密信息系统内的DNC数据管理服务的NC源数据库中。六INTEG-NCMS数控程序集成管理数控程序是企业非常重要的资源，它是产品数据的一个独特部分，INTEG-NCMS系统基于PDM的管理概念，抛弃传统过时的文件管理方式，采用完全的数据库管理模式，对NC程序进行全寿命周期管理，对于加工程序，从创建、编辑、校对、审核、试切、定型、归档、使用直到删除，INTEG-NCMS均有详细的记录，进行严格的流程管理，并可进行逆向查询处理。由于牵涉到涉密网的问题，如果没有特别指明，下面对NC程序管理的功能描述，对于工控现场网和涉密网均是相同的。6.1 总体数据架构说明为了数据的安全控制，DNC数据管理服务功能架构不能使用两层的C/S架构，而要采用三层体系架构:客户端DNC数据管理服务端NC源数据库（C1ient-Server-DataBase）。用户采用客户端程序、DNC数据管理服务端交互，实现对NC源数据库中数据的访问，禁止通过客户端程直接实现对NC源数据库中数据的访问。客户端与DNC数据管理服务端应用采用B/S架构模式。6.2隔离交换平台数据交换说明6.3 NC程序编码系统NC程序编码是NC程序管理的基础，企业必须首先制定一套NC程序的编码系统，以方便对NC程序进行集中化管理。目前，我们推荐企业采用零件目录树的方式对NC程序进行编码，其中加入设备类别、工序、工步等信息。附录2中包含一个NC程序编码实例，仅供参考。对于日系数控系统（如FANUC，MAZAK，大偎，三菱等），还包括了程序号与文件名（包含：图纸号、零件号、工部号、工序号、版本号、人员信息）之间的转换，快速读取程序信息，方便编程人员识别与管理。6.4零件结构树管理l 按照零件结构树（即产品BOM表）进行管理,可以添加、编辑、删除产品、部件、零件信息。l 可复制/粘贴或剪切创建新零件结构,同时将零件结构附带的信息同步复制。6.5程序编辑管理功能l 程序编辑 程序添加 程序更名 程序删除l 程序比较 程序行号管理 程序字符转换 程序格式自动转换l 程序坐标转换 加工数据提取 程序打印 程序模拟仿真6.6保密安全管理：6.6.1 用户权限管理用户权限管理主要是给每个用户设置不同的NC程序管理权限，以避免程序管理员对NC的程序进行误编辑、误删除、误查看等，体现责任分清。本系统的权限是分角色来管理的，可以细致到每种角色可以控制的每台设备程序、每个零件程序的新建、导入、导出、删除、编辑、查看的所有权限，也可以对其对于各种界面菜单功能的操作权限进行设置。系统涉及的人员信息与组织机构信息可从人力资源系统同步读取，当人力资源系统中人员与组织机构倍息发生变动时，DNC系统中人员与组织机构信息同步更新。DNC系统人员权限按岗位进行授权，人员与岗位关联，人员到岗自动获取相应权限，人员离岗，自动回收权限。6.6.2 用户身份鉴别与访问控制1)与企业的应用系统门户集成，实现用户身份标识与鉴别。2)具备登录失败处理功能，登录失败次数超过5次，可采取锁定用户和自动退出措施。3)用户应用系统空闲操作的时间(通常为10min以内)超过规定值时，应对用户重新进行身份鉴别。4)用户账号登录系统鉴别尝试失败次数连续达到5次，应将该用户锁定，且将有关信息形成审计事件并告警。5)当用户账号被系统锁定，只能由安全保密管理员解锁，禁止通过其他途径解锁。6)用户权限控制：授予不同用户完成各自承担任务所需的最小权限，并形成相互制约的关系，限定用户只能执行权限范围内的操作，访问其授权范围内的数据，特别是在禁止高密低传方面，应能禁止低密级人员访问、接收高密级涉密信息。7)会话连接数控制：采用资源控制技术，限制系统的最大并发会话连接数，及对单个账户的多重并发会话限制。6.6.3 建立三员分权管理系统内权限设置应当相互独立、相互制约；三员登陆应采用CA证书+PIN码的方式；禁止存在最高权限的超级管理员；三员职责具体如下：系统管理员权限要求:负责系统管理工作，即登录到系统内部进行系统管理工作。1)维护系统普通用户信息(包括组织结构)，包括增加、删除、修改用户基本信息，但不能修改普通用户密码。2)负责系统参数的初始化(如logo、界面风格设置等)。3)系统基础数据、业务流程、功能的维护，包括上线前的初始化后和运行阶段的变更。安全保密管理员权限要求:负责系统日常安全保密管理工作,主要包括系统内部的用户权限分配及调整、系统用户操作日志审计等内容。1)维护普通用户的权限，包括分配、变更、收回权限。2)对被系统锁定的用户执行解锁操作。3)负责应用系统内用户的操作日志审查分析工作。4)负责对“安全审计员”的操作日志进行审查分析。安全审计管理员权限要求:负责对系统管理员、安全保密管理员的操作行为进行审计、跟踪分析和监督检查，以及时发现违规行为。6.6.4 安全日志审计功能实现安全审计日志对系统内发生的各种与安全有关的活动的相关信息进行识别、记录、存储和分析,能够为安全事件的事后追查提供信息支持。审计日志至少保存6个月。具体如下：1)审计范围应包括:系统的启动和关闭,以及其他与系统安全有关的事件或专门定义的可审计事件。2)审计信息齐全,可读性好,审计记录中应包括事件发生的时间、地址、类型、主体、客体和结果(成功或失败)等相关信息。3)审计记录的行为中应只说明操作人的操作行为,如登录系统、读取文件等,但不应包括具体的内容,如文件内容、登录口令等。4)审计日志应具备筛选、搜索、排序、各份等功能,方便管理员审计。5)审计日志至少能保存6个月。6)对三员行为和操作进行审计的内容应具体包括:系统管理员实施的操作：如用户的创建、修改、注销、删除, 系统参数的初始化,系统基础数据、业务流程、功能的定义等。安全保密管理员实施的操作:如用户权限的分配、变更、回收,解除对用户的锁定,对审计日志(一般操作员和安全审计员的操作信息)执行的查询、各份操作。安全审计员实施的操作:如审计日志的查询、备份等操作。6.6.5 系统代码安全性管理1)输入验证：能丢弃任何没有通过输入验证的数据；同时在处理以前,验证所有来自用户终端的数据，包括：所有参