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眾多MIG(熔化極惰性氣體保護(hù)焊，英文metal inert-gas welding）/MAG(熔化極活性氣體保護(hù)電弧焊，英文Metal Aative Gas ARE Welding）電焊機(jī)廣泛應(yīng)用于專用焊接自動(dòng)化生產(chǎn)線以及電焊機(jī)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(dòng)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(gè)焊縫的焊接。現(xiàn)在大多電焊機(jī)帶有RS-232串口作為控制接口與計(jì)算機(jī)連接，通過(guò)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(jī)聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)對(duì)數(shù)字電焊機(jī)實(shí)現(xiàn)控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)字電焊機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化管理。
電焊機(jī)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(chǎng)服務(wù)器以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電焊機(jī)組成，其中網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電焊機(jī)由串口服務(wù)器以及數(shù)字電焊機(jī)兩部分組成，現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器 向下通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)與多臺(tái)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電焊機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，向上通過(guò)以太網(wǎng)與焊接規(guī)范數(shù)據(jù)服務(wù)器通信。實(shí)際操作過(guò)程中，操作工將焊接工件號(hào)以及焊縫號(hào)輸入數(shù)字 電焊機(jī)，其將數(shù)據(jù)通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳至現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器，現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器根據(jù)工件號(hào)以及焊縫號(hào)通過(guò)以太網(wǎng)向焊接規(guī)范數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)起索引請(qǐng)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(jī)，讓其按照相應(yīng)的焊接規(guī)范進(jìn)行工作。焊接工作開(kāi)始之后，現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器定時(shí)掃描數(shù)字電焊機(jī)，并進(jìn)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(kù)中，通過(guò)以太網(wǎng)通信實(shí)現(xiàn)焊接生產(chǎn)過(guò)程網(wǎng)絡(luò)化管理。
實(shí)現(xiàn)數(shù)字電焊機(jī)生產(chǎn)過(guò)程網(wǎng)絡(luò)化管理有兩個(gè)方面的問(wèn)題需要解決：1.數(shù)字電焊機(jī)一般都是只具有RS-232串口與計(jì)算 機(jī)進(jìn)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(jì)算機(jī)只能一對(duì)一的通信，即使通過(guò)添加多串口卡計(jì)算機(jī)也最多只能擴(kuò)展八個(gè) RS-232串口與之通信，并且現(xiàn)場(chǎng)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(jī)利用串口通信方式與計(jì)算機(jī)進(jìn)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(jì)的，普通以太網(wǎng)交換機(jī)不能經(jīng)受工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外部環(huán)境（比如溫濕度，一般民用交換機(jī)的適用溫度 是-20℃～60℃左右，而工廠車(chē)間溫度則有可能超過(guò)這個(gè)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(méi)有冗余鏈路，一旦某個(gè)交換機(jī)或者網(wǎng)絡(luò)線路出 現(xiàn)問(wèn)題，可能導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓，即使存在冗余鏈路，由于采用快速生成樹(shù)方法，其收斂時(shí)間一般都是數(shù)秒，在工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)也是難以容忍的。
工廠采用深圳市國(guó)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(jī)的 RS-232串口轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)接口，通過(guò)局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。串口服務(wù)器向上提供一個(gè)10/100M以太網(wǎng)接口與交換機(jī)連接，向下提供一個(gè)RS-232串 口與電焊機(jī)通信，實(shí)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(dú)立的IP地址，用于標(biāo)識(shí)相 對(duì)應(yīng)的電焊機(jī)，其作為客戶端，現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器作為服務(wù)器端，當(dāng)數(shù)字電焊機(jī)有相關(guān)操作并產(chǎn)生焊接工件好以及焊縫號(hào)等相關(guān)數(shù)據(jù)的時(shí)候，其通過(guò)RS-232串口將數(shù) 據(jù)傳輸至串口服務(wù)器并通過(guò)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(biāo)IP地址發(fā)起請(qǐng)求連接，現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器接收請(qǐng)求連接之后與其建立TCP連 接，之后實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器根據(jù)數(shù)字焊接機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)向焊接規(guī)范數(shù)據(jù)服務(wù)器請(qǐng)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(chǎng)服務(wù)器，其再將相關(guān)數(shù) 據(jù)通過(guò)局域網(wǎng)下傳至串口服務(wù)器，其通過(guò)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)信號(hào)給到數(shù)字電焊機(jī)，電焊機(jī)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(duì)第二個(gè)問(wèn)題，工廠則利用深圳市國(guó)科偉業(yè)通信技術(shù)有限公司的型號(hào)為NIES-608-2F網(wǎng)管型工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)布設(shè)工業(yè)以太網(wǎng)來(lái)解決相應(yīng)的問(wèn)題。NIES-608-2F型工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)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(yán)苛的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。其主干通信線路采用光纖環(huán)網(wǎng)冗余設(shè)計(jì)，利用工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)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(chǎng)服務(wù)器，焊接規(guī)范數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行連接，其主干通信線路由于采用光纖通信，其電焊機(jī)產(chǎn)生的強(qiáng)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(gè)線路正常通信的時(shí)候，會(huì)阻塞環(huán)網(wǎng)上的某個(gè)端口使得整個(gè)環(huán)網(wǎng)成為總線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而當(dāng)某個(gè)線路出現(xiàn)問(wèn)題，工業(yè)以太網(wǎng)交 換機(jī)能夠在20ms之內(nèi)將阻塞的端口打開(kāi)，立即啟用冗余備份鏈路，保證工業(yè)以太網(wǎng)的通信及時(shí)得到恢復(fù)，并且在出現(xiàn)問(wèn)題的交換機(jī)上輸出告警信號(hào)，提醒網(wǎng)絡(luò)管 理人員對(duì)設(shè)備以及線路進(jìn)行維護(hù)。保障電焊機(jī)生產(chǎn)過(guò)程不被延誤和中斷。
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