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眾多MIG(熔化極惰性氣體保護焊，英文metal inert-gas welding）/MAG(熔化極活性氣體保護電弧焊，英文Metal Aative Gas ARE Welding）電焊機廣泛應(yīng)用于專用焊接自動化生產(chǎn)線以及電焊機器人。在這些應(yīng)用系統(tǒng)中，需要焊接系統(tǒng)根據(jù)不同的焊接自動快速的切換焊接規(guī)范，高效高質(zhì) 量的完成特定工件的各個焊縫的焊接�，F(xiàn)在大多電焊機帶有RS-232串口作為控制接口與計算機連接，通過組建工業(yè)以太網(wǎng)以及加裝串口服務(wù)器可以將數(shù)字電焊機聯(lián)網(wǎng)，通過工業(yè)以太網(wǎng)對數(shù)字電焊機實現(xiàn)控制，實現(xiàn)數(shù)字電焊機的網(wǎng)絡(luò)化管理。
電焊機網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)一般由焊接規(guī)范數(shù)據(jù)服務(wù)器，現(xiàn)場服務(wù)器以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電焊機組成，其中網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電焊機由串口服務(wù)器以及數(shù)字電焊機兩部分組成，現(xiàn)場服務(wù)器 向下通過工業(yè)以太網(wǎng)與多臺網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電焊機進行數(shù)據(jù)通信，向上通過以太網(wǎng)與焊接規(guī)范數(shù)據(jù)服務(wù)器通信。實際操作過程中，操作工將焊接工件號以及焊縫號輸入數(shù)字 電焊機，其將數(shù)據(jù)通過工業(yè)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳至現(xiàn)場服務(wù)器，現(xiàn)場服務(wù)器根據(jù)工件號以及焊縫號通過以太網(wǎng)向焊接規(guī)范數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)起索引請求，檢索成功之后調(diào)用 相應(yīng)焊接規(guī)范給到數(shù)字電焊機，讓其按照相應(yīng)的焊接規(guī)范進行工作。焊接工作開始之后，現(xiàn)場服務(wù)器定時掃描數(shù)字電焊機，并進行相關(guān)采樣，并將采樣數(shù)據(jù)反饋至焊 接規(guī)范數(shù)據(jù)庫中，通過以太網(wǎng)通信實現(xiàn)焊接生產(chǎn)過程網(wǎng)絡(luò)化管理。
實現(xiàn)數(shù)字電焊機生產(chǎn)過程網(wǎng)絡(luò)化管理有兩個方面的問題需要解決：1.數(shù)字電焊機一般都是只具有RS-232串口與計算 機進行數(shù)據(jù)交換，而RS-232串口通信距離短，容易受到外部環(huán)境干擾，并且與計算機只能一對一的通信，即使通過添加多串口卡計算機也最多只能擴展八個 RS-232串口與之通信，并且現(xiàn)場服務(wù)器與焊接規(guī)范數(shù)據(jù)服務(wù)器都是基于WinSocket通信，電焊機利用串口通信方式與計算機進行數(shù)據(jù)交換需要在服務(wù) 器中做相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，比較麻煩。2.以太網(wǎng)由于是基于民用用途設(shè)計的，普通以太網(wǎng)交換機不能經(jīng)受工業(yè)現(xiàn)場的外部環(huán)境（比如溫濕度，一般民用交換機的適用溫度 是-20℃～60℃左右，而工廠車間溫度則有可能超過這個范圍），還有就是普通的以太網(wǎng)組網(wǎng)多采用星型結(jié)構(gòu)，沒有冗余鏈路，一旦某個交換機或者網(wǎng)絡(luò)線路出 現(xiàn)問題，可能導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓，即使存在冗余鏈路，由于采用快速生成樹方法，其收斂時間一般都是數(shù)秒，在工業(yè)控制現(xiàn)場也是難以容忍的。
工廠采用深圳市國科偉業(yè)通信技術(shù)有限公司的N-3000型串口服務(wù)器將數(shù)字電焊機的 RS-232串口轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)接口，通過局域網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。串口服務(wù)器向上提供一個10/100M以太網(wǎng)接口與交換機連接，向下提供一個RS-232串 口與電焊機通信，實現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)與串口數(shù)據(jù)的雙向透明轉(zhuǎn)換，在此案例中，采用C/S結(jié)構(gòu)通信模式，串口服務(wù)器具有局域網(wǎng)內(nèi)唯一獨立的IP地址，用于標識相 對應(yīng)的電焊機，其作為客戶端，現(xiàn)場服務(wù)器作為服務(wù)器端，當數(shù)字電焊機有相關(guān)操作并產(chǎn)生焊接工件好以及焊縫號等相關(guān)數(shù)據(jù)的時候，其通過RS-232串口將數(shù) 據(jù)傳輸至串口服務(wù)器并通過其將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，串口服務(wù)器按照設(shè)定的目標IP地址發(fā)起請求連接，現(xiàn)場服務(wù)器接收請求連接之后與其建立TCP連 接，之后實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，現(xiàn)場服務(wù)器根據(jù)數(shù)字焊接機的相關(guān)數(shù)據(jù)向焊接規(guī)范數(shù)據(jù)服務(wù)器請求索引，成功之后得到相應(yīng)的焊接規(guī)范并下載至現(xiàn)場服務(wù)器，其再將相關(guān)數(shù) 據(jù)通過局域網(wǎng)下傳至串口服務(wù)器，其通過相應(yīng)的轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)信號給到數(shù)字電焊機，電焊機接收到相應(yīng)數(shù)據(jù)之后就按照相應(yīng)的焊接規(guī)范工作。
針對第二個問題，工廠則利用深圳市國科偉業(yè)通信技術(shù)有限公司的型號為NIES-608-2F網(wǎng)管型工業(yè)以太網(wǎng)交換機布設(shè)工業(yè)以太網(wǎng)來解決相應(yīng)的問題。NIES-608-2F型工業(yè)以太網(wǎng)交換機采用寬溫（支持-40℃～85℃溫度下穩(wěn)定工作）寬壓（支持12～48VDC直 流輸入），能夠完全適應(yīng)嚴苛的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境。其主干通信線路采用光纖環(huán)網(wǎng)冗余設(shè)計，利用工業(yè)以太網(wǎng)交換機的兩路百兆光口組成環(huán)網(wǎng)，其帶有的六路 10/100M以太網(wǎng)接口與串口服務(wù)器，現(xiàn)場服務(wù)器，焊接規(guī)范數(shù)據(jù)服務(wù)器進行連接，其主干通信線路由于采用光纖通信，其電焊機產(chǎn)生的強電弧并不能影響其通 信質(zhì)量。采用環(huán)網(wǎng)冗余功能，環(huán)網(wǎng)在整個線路正常通信的時候，會阻塞環(huán)網(wǎng)上的某個端口使得整個環(huán)網(wǎng)成為總線式拓撲結(jié)構(gòu)，而當某個線路出現(xiàn)問題，工業(yè)以太網(wǎng)交 換機能夠在20ms之內(nèi)將阻塞的端口打開，立即啟用冗余備份鏈路，保證工業(yè)以太網(wǎng)的通信及時得到恢復(fù)，并且在出現(xiàn)問題的交換機上輸出告警信號，提醒網(wǎng)絡(luò)管 理人員對設(shè)備以及線路進行維護。保障電焊機生產(chǎn)過程不被延誤和中斷。
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