[發明專利]數控系統的嵌入式服務功能數據采集器

無效

• 申請號: 200910054285.6
• 申請日: 2009-07-02
• 公開（公告）號: CN101587497A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 張為民;樊留群;金致富;虞敏;李國偉;許瑋
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F17/40
• 分類號: G06F17/40;H03K19/0175;G06F3/00;G05B19/18
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 張 磊

技術領域

本發明屬機床技術領域，具體涉及一種數控系統的嵌入式服務功能數據采集器。

背景技術

Siemens802D數控系統屬于西門子數控系統中的精簡版，是相對封閉的系統，系統不能上網，不能象Siemens840D數控系統那樣提供ePS網絡服務，所以要實現遠程狀態檢測和故障診斷較為困難。

Siemens802D系統與外界的接口有三個：一是PP72/48接口；二是PCU上的RS232接口；三是611UE驅動上的RS232接口。其中后兩種接口用于對機床的調試或下載NC程序。在機床運行可以供數據采集使用的接口是PP72/48，PP72/48可完成NCK、PLC和機床之間開關量數據交換。通過PP72/48交換的開關量有刀庫、冷卻、MCP輸入等，因此可以通過此接口采集到機床的運行動作信號和狀態信號。

目前，對Siemens802D數控系統及其他經濟型數控系統的故障分析和處理還是以技術人員現場診斷為主，還不能通過遠程訪問系統運行數據進行故障分析，進而無法利用領域專家知識進行遠程故障診斷和維護。結果：由于維修技術不全面，造成維修效率低下，由于不能及時獲取系統數據，導致維修周期長。

發明內容

本發明的目的在于提供一種數控系統的嵌入式服務功能數據采集器，使其能夠方便地接入到符合規范的數控系統，通過嵌入式服務系統實現數控系統實時數據采集和遠程發布。

本發明提出的數控系統的嵌入式服務功能數據采集器，由輸入輸出接口PP72/481、電平轉換器2、單片機3、PC機5以及嵌入式在線服務系統4組成，其中：輸入輸出接口PP72/481通過電纜連接電平轉換器2，電平轉換器2通過IO端口連接單片機3，單片機3通過RS232串口連接PC機5，PC機5連接嵌入式在線服務系統4；

所述輸入輸出接口PP72/481為802數控系統上的輸入輸出接口；

所述電平轉換器2將輸入輸出接口PP72/481的0-24V直流輸出信號轉換為0-5V直流為單片機3識別的信號；

所述單片機3具有信號采集、數據串口傳輸功能；

所述PC機5讀取RS232串口10數據，負責和單片機3通信，實時接受數據并保存到數據庫，以供WEB服務器調用；

所述嵌入式在線服務系統4完成數據的網絡發布，嵌入式在線服務系統4對數據進行封裝，使之形成各種設備服務，用戶通過訪問這些服務對設備進行狀態檢測和評估。

本發明中，所述電平轉換器2包括10K電阻6、470歐電阻7以及24V直流繼電器8三個主要元件，輸入輸出接口PP72/481通過電纜連接電平轉換器2中470歐電阻7和24V直流繼電器8，10K電阻6一端外接5V電源，另一端連接單片機3；電平轉換器2將來自輸入輸出接口PP72/48?1的0-24V直流信號轉換為0-5V直流信號。

本發明中，所述單片機3位于應與外界屏蔽，可以放在金屬盒中；信號心路宜采用屏蔽線或者雙絞線；同時PC機從單片機讀取數據時，采用問答檢測保證數據傳輸正確。

本發明中，所述嵌入式在線服務系統4，具體如下：

(a)基于WEB服務器的客戶端從數據庫讀取數據，并將數據分類封裝成各類設備服務，并以友好的人機界面顯示服務信息。如：數控系統基本信息、當前運行狀態數據、報警數據等。

(b)查詢服務器通過IP和端口號查詢局域網內WEB服務器客戶端，可以實現對多臺數控系統設備進行集中管理，并對外提供統一的URL供Internet用戶訪問。

本發明中，Siemens802D數據交換系統簡圖如圖1所示。802D系統組成包括數控核心NCK，人機接口HMI、機床控制面板MCP、輸入輸出接口PP72/48、伺服驅動611UE、電源模塊等。系統內交換的信號包括兩類：一類是開關量信號，一類是模擬量信號。其中用于控制機床主軸電機和伺服電機的電流和速度信號是模擬量信號，這些信號通過Profibus在NCK和611UE驅動之間交換。而機床的開關量信號主要是通過NCK內的軟PLC實現的，這些開關量信號包括上電、急停、刀具動作及冷卻動作所產生的信號等。NCK通過內嵌的PLC控制機床動作和接受來自機床動作的反饋信號。由于802D的PLC內嵌在NCK中，它的輸入輸出端口是通過PP72/48來實現的。