機械加工工廠數控設備網絡架構探索

趙童力，李維亮

（航空工業成都飛機工業（集團）有限責任公司 結構件加工廠，四川 成都 610092）

機械加工工廠數控設備網絡架構探索

趙童力，李維亮

（航空工業成都飛機工業（集團）有限責任公司 結構件加工廠，四川 成都 610092）

當前許多機械加工廠在數控設備周邊配備一臺計算機，這臺計算機用于為設備提供數據服務，這包括加工程序的編輯查看、設備程序傳輸、操作人員使用企業資源計劃系統（ERP）、公司園區網絡等一系列數據通訊，也有很多工廠在數控設備上安裝各類監控軟件監控設備實時狀態，以掌握生成現場的產品生成情況，通過計算機與公司網絡的連接，使得數控設備變成了網絡一部分。

數控設備；網絡構建；機械加工

隨著數控加工技術的發展，數控加工技術在國內機械加工領域被普遍采用，數控加工設備的大量投入使用，設備間的網絡構架建立給現代制造企業帶來了新的挑戰。目前國內機械加工企業在進行數控加工設備網絡布置時一般采用一臺數控設備配備一臺計算機用于處理設備的數據服務，當一臺計算機故障或計算機與設備通訊故障后，該計算機對應的數控設備則無法與企業園區網交換數據，缺乏加工程序致使設備停工，對此維修人員采取的最常規維修手段就是從設備附近的一臺計算機連接臨時網線，如果生成現場有多臺計算機故障則會出現生成現場因多條線路連接產生凌亂的效果。

1 車間級局域網硬件架構

當前很多機械加工工廠網絡布局如圖1所示。

圖1

現有許多工廠網絡為每一臺數控設備配備一臺計算機用于處理設備的數據服務。數控設備的數量與計算機數量一致。當一臺計算機故障或計算機與設備通訊故障后，該計算機對應的數控設備則無法與公司園區網交換數據，缺乏加工程序致使設備停工。這種連接方式也就是一臺數控設備獨享一臺計算機資源。而此時為保證工廠生產繼續進行，在故障未徹底解決前，維修人員采取的維修手段就是從設備附近的一臺計算機連接臨時網線。這種連接方式還有一個弊端就是出現連接不通時，維修人員必須同時檢查設備和計算機兩端才可確定故障點。

為了優化當前數控設備連接方式，“獨享”改為“共享”，所有計算機資源應當被所有數控系統利用起來，避免計算機故障后臨時線路搭接的情況。當前主流數控設備等均支持TCP/IP協議，利用該協議，可以使用路由器將數控設備和計算機組建成單獨網絡，在同一網關下運行，這樣計算機可與任意一臺設備進行通訊。優化后的連接示意圖如圖2。

圖2

采用優化后的設備和計算機網絡連接方式，所有計算機資源可以共享給網絡內的任意設備，設備可以訪問任何計算機，不受地理位置影響。當設備故障停工時，奴屬該設備的計算機仍然可以進行數據服務，方便操作人員使用，最大化利用資源，提高生產效率。

該架構還更加有助于連接故障判斷，所有設備只需檢查與路由器之間的通訊而不再需要設備和計算機兩端檢查，而路由器故障則會使全部通訊終止。

2 網絡架構軟件設置

2.1 數控系統設置

數控設備與計算機既然在同一網絡架構中，設備選擇FTP傳輸方式則最有效率。FTP傳輸方式的好處在于簡單易調試，非專業人士也能經過簡單的培訓即可掌握。通過各類FTP軟件可以方便的設置數據服務、啟動關閉、各個登錄賬號的權限、訪問路徑等信息，靈活變化，適應實際需求。

FANUC系統FTP傳輸設置界面：【SYSTEM】-＞【+】-＞【數據服務器】如圖3。

圖3

SIEMENS數控系統FTP傳輸設置界面：【SETUP】-＞【HMI】-＞【Log． Drive】（需制造商權限）如圖 4。

圖4

2.2 地址設置

IP地址是設備和計算機身份的重要參數，是操作人員在設備網絡設置界面中確定使用何臺計算機的“標示”信息，IP地址的設置必須遵循一定規律。

機床與計算機組建的網絡屬于結構簡單的小型局域網。IP地址一般采用C類地址，即192．0．0．0～233．255．255．255，一般選擇 192．168．0．0 作為起始IP地址是很多網管約定成俗的習慣。例如：將設備IP 地址設置為 192．168．0．1～192．168．0．100，則可以將設備對應的計算機 IP 設置為 192．168．1．1～192．168．1．100，這樣可以方便記憶。使用IP地址的第三位用于區分設備與計算機。如果設備數量眾多，則可以提升IP地址第三段位的起始數，例如10～255。IP地址每一段位可設置的最大數為255，地址數量眾多足以覆蓋幾乎所有的設備數量。

數控設備的IP地址設置尤為考究，要使操作人員快速知曉地址，設置的方法必須通過一定規律方便記憶。一方面可以按照設備安裝位置進行排序設置，例如 IP 地址第四位按照安裝位置編碼，192．168．0．1、192．168．0．2．．．．按照位置排序編 IP 地址還可按照大致區域進行劃分，可以用IP地址第三位代表區域，例如192．168．1．XXX 代表一個區域，192．168．2．XXX 代表另一個區域；另一方面可以按照設備自編號進行IP地址設置。工廠內因管理需求都會為每個設備定義一個自編號，自編號中的數字可以作為IP地址位數的參考，以筆者所在工廠為例，工廠內某區域四臺設備自編號分別為2240116、2240117、2240058、2240059，設置IP 地 址 時 可 以 使 用 192．168．0．116、192．168．0．117、192．168．0．58、192．168．0．59，如果地址第三位再配合區域劃分，操作人員只需知曉或查看設備銘牌便可知道IP地址并快速進行設備網絡設置。

2.3 計算機FTP設置

數控設備采用FTP方式連接，則計算機也必須開通FTP服務。由于在計算機操作系統上直接設置FTP較為麻煩且維護不易，一般采用在計算機端安裝FTP軟件。當前市面上常見FTP軟件設置、功能和操作方式大同小異，且FTP軟件在賬戶權限、訪問路徑等功能設置快捷方面。許多軟件會將設置信息保存至軟件所在文件夾內的一個文件，拷貝該文件至其他計算機FTP軟件目錄下覆蓋同名文件，新軟件也無需再做相關設置。

訪問FTP服務器（計算機）需要賬號和密碼。軟件會對每一個賬號的訪問路徑和權限進行分配。在進行賬號、密碼、文件夾設置時也需要便于識別和記憶的方法，這樣在操作計算機時能夠區分文件夾布局和對應路徑的文件操作（如圖5）。在此方面無特殊需求則可以將所有賬號密碼設置為一樣。

2.4 注意事項

現階段的許多工廠對計算機有保密需求，計算機統一加域管理操作，并且安裝各種防火墻或者反間諜軟件，這些軟件有時會屏蔽操作系統的部分端口。需要注意的是，訪問FTP服務的默認端口為21號端口，該端口屏蔽則會導致設備與計算機之間無法通訊。而設備的報警信息和FTP軟件的日志信息是無法提示端口故障，這種情況下會給維修人員在不知情時排故帶來很大麻煩。確定21號端口狀態是否通暢的方法是在DOS下鍵入命令“telnet 主機IP 21”。

3 結語

本文提供一種簡單實用易掌握的數控設備與計算機的網絡連接方式。高效率一直是生產加工所追求的方向，該網絡連接方式實用共享理念，將計算機資源共享給所有數控設備實用，操作人員可以在網絡內的任意一臺計算機查看處理程序文檔并與設備進行數據交換，不再受地理位置影響，最大限度降低在連接故障方面給生產現場帶來的影響。

[1]Siemens 840D安裝調試手冊/Siemens．

[2]FANUC 31i系統使用說明書/FANUC．

[3]謝希仁．計算機網絡第五版．

TG659.022

A

1671-0711（2017）10（下）-0130-03