數(shù)字化高速電主軸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)建研究

劉旭寧，顧 輝

(海軍航空訓(xùn)練基地航材四站，山東青島 266108）

0 引言

數(shù)據(jù)庫是存儲數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)間邏輯關(guān)系的集合體，通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行建立、存取和維護(hù)，并為用戶提供有效的服務(wù)［1］。數(shù)字化高速電主軸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫需要實(shí)時(shí)存儲各種實(shí)驗(yàn)信息，數(shù)據(jù)總量大，故對數(shù)據(jù)庫的選擇和管理非常重要。SQL Server 2005性能卓越、操作簡單、功能強(qiáng)大且具有安全性高和性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，完全能滿足數(shù)字化高速電主軸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)要求。

1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)規(guī)劃

由于高速電主軸的壽命與可靠性直接決定了機(jī)床的壽命、可靠性與精度，故需對高速電主軸進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)種類的不同，可將電主軸的信息抽象為六類:主軸類別、主軸型號、主要技術(shù)參數(shù)、實(shí)驗(yàn)類別、試驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)時(shí)長。

根據(jù)上述不同分類，在SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫管理軟件中建立各種數(shù)據(jù)表并建立他們之間的關(guān)系圖，創(chuàng)建存儲過程和觸發(fā)器，這樣服務(wù)器端軟件基本建立，其主要功能是錄入各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分析軟件采用Visual C#2005建立，是整個(gè)系統(tǒng)信息管理部分，用戶可通過軟件界面，輕松查看各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，還可分析變化趨勢，生成報(bào)表等功能。總之，數(shù)字化高速電主軸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)建需要以下三個(gè)步驟:①電主軸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫的建立;②電主軸管理界面的建立;③鏈接數(shù)據(jù)源。

2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 數(shù)據(jù)庫的建立

任何一個(gè)信息管理系統(tǒng)都必須有后臺數(shù)據(jù)庫作支持。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的好壞不僅影響管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的難易程度，而且影響系統(tǒng)運(yùn)行期間的效率，甚至影響管理系統(tǒng)的功能能否實(shí)現(xiàn)［2］。因此，數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)是管理系統(tǒng)開發(fā)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

數(shù)字化高速電主軸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫使用SQL Server 2005來建立，經(jīng)數(shù)據(jù)庫需求分析，該系統(tǒng)應(yīng)該具有以下數(shù)據(jù)庫信息。

(1）管理員信息。包括管理員的基本信息，如用戶名、密碼等;

(2）電主軸信息。包括電主軸類別、主軸型號、主要技術(shù)參數(shù)等;

(3）實(shí)驗(yàn)類別信息。也即要進(jìn)行何種的試驗(yàn)。

(4）試驗(yàn)結(jié)果。包括試驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)時(shí)長等信息。

將上述信息內(nèi)容如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)庫詳細(xì)信息表

在SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫軟件中建立數(shù)據(jù)庫名為DatabaseInfor數(shù)據(jù)庫表，其中建立的數(shù)據(jù)庫關(guān)系圖如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)庫關(guān)系圖

2.2 管理軟件的建立

VC#具有友好的圖形用戶界面、面向過程的程序開發(fā)、完善而豐富的庫函數(shù)以及Internet網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等諸多功能，同時(shí)用VC#開發(fā)的系統(tǒng)具有容易維護(hù)和升級等特點(diǎn)，所以數(shù)據(jù)庫管理軟件將采用VC#作為軟件開發(fā)平臺［3］。

數(shù)據(jù)庫管理軟件是整個(gè)系統(tǒng)的信息管理部分。用戶可通過軟件界面，輕松查看各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、添加數(shù)據(jù)、修改數(shù)據(jù)、刪除數(shù)據(jù)，還可分析變化趨勢，生成報(bào)表等功能。為了保證數(shù)據(jù)庫的安全，在管理軟件中應(yīng)添加用戶設(shè)置模塊，其主要功能是添加用戶，設(shè)置訪問權(quán)限，在用戶每次登陸時(shí)都要經(jīng)過用戶名和密碼驗(yàn)證［4］。數(shù)字化高速電主軸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫管理軟件框架如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)庫管理軟件框架圖

2.3 鏈接數(shù)據(jù)源

在數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)庫管理軟件分別建立后，利用ADO.NET所提供的內(nèi)置對象，只需要編寫少量的代碼，就可以建立數(shù)據(jù)庫管理軟件與SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取［5-6］。

ADO.NET數(shù)據(jù)庫訪問的一般流程如下:

(1）建立Connection對象，創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)庫連接;

(2）在建立連接的基礎(chǔ)上可以使用Command對象對數(shù)據(jù)庫發(fā)送查詢、新增、修改和刪除等命令;

(3）創(chuàng)建DataAdapter對象，從數(shù)據(jù)庫中取得數(shù)據(jù);

(4）創(chuàng)建DataSet對象，將DataAdapter對象填充到DataSet對象(數(shù)據(jù)集）中;

(5）如果需要，可以重復(fù)操作，一個(gè)DataSet對象可以容納多個(gè)數(shù)據(jù)集合;

(6）關(guān)閉數(shù)據(jù)庫;

(7）在DataSet上進(jìn)行所需要的操作。數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)要輸出到窗體中，需要設(shè)定數(shù)據(jù)顯示控件的數(shù)據(jù)源為數(shù)據(jù)集。

3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的運(yùn)行

根據(jù)上述理論，以VC#2005為開發(fā)平臺，采用ADO.NET所提供的內(nèi)置對象建立管理軟件與數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系，系統(tǒng)一共包括四個(gè)功能模塊:系統(tǒng)操作、用戶設(shè)置、參數(shù)設(shè)置、歷史數(shù)據(jù)，管理軟件的主界面如圖3所示。

圖3 管理軟件的主界面視圖

(1）系統(tǒng)操作:為便于對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，提高系統(tǒng)的安全性，系統(tǒng)操作主要完成數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)庫恢復(fù)，以保證數(shù)據(jù)不會(huì)因系統(tǒng)出現(xiàn)意外而丟失數(shù)據(jù)。

(2）用戶設(shè)置:該功能模塊用于管理使用該系統(tǒng)的用戶，主要完成用戶定義、角色定義、權(quán)限定義、角色權(quán)限配置、修改密碼、修改用戶基本信息等子功能，結(jié)合SQL Server的安全機(jī)制，為軟件提供更加全面的安全。

(3）參數(shù)設(shè)置:主要完成系統(tǒng)配置，如連接數(shù)據(jù)庫服務(wù)器設(shè)置，對電主軸進(jìn)行編號等功能。

(4）歷史數(shù)據(jù):在該功能模塊下，用戶可以瀏覽所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并能按要求生成曲線圖，打印出或?qū)С鲈囼?yàn)數(shù)據(jù)的Word和Excel格式文檔。數(shù)據(jù)查詢界面如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)查詢界圖

4 結(jié)束語

大型復(fù)雜昂貴的加工中心，一般要求有很高的精度，而電主軸又是加工中心的核心部件。在設(shè)備研制的過程中必須對試驗(yàn)樣品電主軸進(jìn)行振動(dòng)、溫升、壽命等可靠性分析，但實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)異常龐大，采用人工記錄容易出錯(cuò)且效率低下。通過建立電主軸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，不僅能克服上述弊端，且能縮短設(shè)備研制周期，該系統(tǒng)的成功應(yīng)用，可以方便、及時(shí)、準(zhǔn)確地對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行輸入、存儲、分析和管理，實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)化管理。

［1］任工昌，劉麗，苗新強(qiáng).GPRS遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)與研究［J］.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2010(4）:66-68.

［2］劉燕，劉志.基于SQL server數(shù)據(jù)庫的工業(yè)點(diǎn)焊機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.制造業(yè)自動(dòng)化，2009(10）:155-156.

［3］郝春強(qiáng)，池同柱.Visual C#2005基礎(chǔ)與實(shí)例教程［M］.北京:中國電力出版社，2007.

［4］馬慧娟，李嶺，張英梅.煤礦井下水情綜合監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件的開發(fā)與設(shè)計(jì)［J］.煤礦機(jī)械，2010(1）:227-230.

［5］陳哲銜，王清陽，裴海龍.開放式數(shù)控系統(tǒng)任務(wù)管理的研究與設(shè)計(jì)［J］.組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2010(1）:93-96.

［6］王建.基于CAN總線的礦燈管理系統(tǒng)［J］.煤礦機(jī)械，2010(6）:85-86.