DNC网络方案.docx

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DNC网络方案

XXXX集团

DNC网络解决方案

北京英迪致远科技有限责任公司

2015-6-29

一．方案概述：

3

1.1XXXX有限公司简介3

1.2目前数控设备使用现状4

1.3北京英迪致远科技公司简介5

1.4INTEG-DNC主要特点6

二．DNC网络拓扑8

三．硬件组成：

9

四．软件平台14

五．程序通讯部分15

5.1标准功能：

15

5.2FANUC局域网DNC：

17

5.3西门子系统局域网DNC：

20

5.3系统（局域网）20

5.4嵌入式在线加工部分NET-DNCembed21

5.5检测结果上传功能24

六．IntEG-NCMS数控程序集成管理24

6.1总体数据架构说明24

6.2隔离交换平台数据交换说明25

6.3NC程序编码系统25

6.4零件结构树管理25

6.5程序编辑管理功能25

6.6保密安全管理：

26

6.7程序流程管理（编、校、审、验、定…可定制的流程元素与模板）30

6.8程序附属信息管理31

6.9程序版本管理33

6.10数控程序模拟仿真：

34

6.11程序库管理模式34

6.12NC管理附属功能35

6.13与PDM，CAPP系统的无缝集成36

七．远程监控与加工信息采集部分：

37

7.1.采集方式：

38

7.2．INTEG-STAT加工信息统计功能说明：

46

7.3短信报警系统说明56

八．与MES之间的集成关系、应用模式58

8.1应用模式58

8.2集成方式58

九、网络DNC实施设备联网采集清单：

59

十．DNC网络工程实施60

10.1现场局域网布线60

10.2网络硬件入网连接61

10.3DNC系统实施计划62

10．4随机资料63

10.5技术培训63

十一、INTEG-DNC售后服务支持65

十二、INTEG-DNC国内外成功案例68

附录1INTEG-DNC系统与其它系统集成案例71

附录2数控程序文件名称、内部程序号命名规范74

一．方案概述：

1.1XXXX有限公司简介

目前，XXXX加工车间有21台设备计划实施DNC系统，主要需求为：

NC程序的双向传输，对NC程序严格管理，减少生产准备时间；部分企业需要对设备的运行状态进行实时监测和数据采集，并可将设备的运行状况进行统计分析并得出报表，让企业管理者在第一时间了解设备的利用情况，以便及时进行管理的调整。

同时改善企业各部分生产状况同步性差的状况，并配合企业现有的报完工系统以提高企业的生产节拍。

1.2目前数控设备使用现状

XXXX数控机床的普及应用，越来越多的数控设备在生产中发挥着重要的作用，已经形成一定的生产能力，并创造出良好的经济和社会效益。

公司机加车间数控机床现阶段计划实施21台，在未来的几年中还要不断扩展。

但这些数控设备的程序传输、编辑与仿真、数控程序的管理及设备状态采集等方面还存在一些不足，制约着数控设备的最大生产能力的发挥，具体表现如下：

●数控设备不能进入企业网络，独立于企业网络之外，形成事实上的信息孤岛。

●目前程序传输多为为1对1的通讯程序，在进行机床与计算机的通信时，必须1个人在机床前操作机床，另一个人在计算机终端前操作通讯软件，两者交替操作，工作效率低。

●程序通讯采用台式计算机或笔记本的单机传输形式，频繁的热插热拔容易烧坏机床或计算机接口，造成生产成本的增加并影响企业正常生产。

●目前机床程序的传输和管理在采用文件目录共享的方式，给计算机病毒的大面积感染提供了可乘之机，也存在被非法复制或意外修改或删除的可能，是现场生产管理的一个大的隐患。

●部分FANUC系统的机床采用FTP传输文件，使用比较熟练、方便，可以继续使用。

●没有建立严密的编程管理体系，没有专门的编程人员，需要有经验的操作工自己编程序，NC程序编制水平高低不一，存在质量隐患。

●程序没有集中管理，一般是编程员（暂由有经验的操作工担当）自己各自保管，容易丢失或误操作，关键人员的离开还会造成软性资产损失。

编程员之间更是缺少交流，无法做到知识共享，降低了工作效率。

电脑上的程序和工艺卡、模型图、刀具清单等之间都是孤立保存，时间一久，就无法建立它们之间的对应关系，需要反复进行对照核实。

●编程员缺少数控程序数值处理、程序模拟仿真、程序版本比较等数控编程专用软件，编程效率低，数据处理、程序检查效率低且容易出错。

●程序无严格的流程签署，职责不明晰，出了问题无法进行追溯。

●没有建立严格的刀具使用制度，在现场发现刀具磨损需要对刀时才开始对刀，刀具参数也是由操作工手动录入，人为因素太多，出现不良品，责任不好追究。

●随着生产管理的不断深入，迫切需要底层加工设备的各种实时的加工信息，以便及时掌控生产任务的实际执行情况。

●随着计算机技术的深入应用，XXXX将要构建几种信息化管理系统，如CAPP、MES、PDM、ERP以及将要实施的DNC等目前基本都是一个个信息孤岛，都需要完整的整合。

XXXX目前不断深入的生产管理，其中对数控设备的运行时间、停机时间、运行效率需要底层数控设备实时、准确的基础数据支持。

1.3北京英迪致远科技公司简介

北京英迪致远科技公司主要从事于车间信息集成管理，专业从事于DNC系统的开发与应用已有近20年的历史，是国内DNC系统最早一批的供应商之一。

其主要从业人员主要来自于我国大、中型设备制造行业，具有二十年以上的从业经验，多年来的风风雨雨，造就了本公司一批有志于我国制造业的技术精英。

本着“团结、求实、创新”的基本理念，一贯坚持“以满足客户的需求为己任”，与客户一起成长是我们的荣幸，也是我们一份沉甸甸的责任。

目前，北京英迪致远科技公司的INTEG-DNC系统已经成为车间信息集成的基础平台，无论是程序通讯（基本功能）、数控程序集成化管理，还是设备参数管理、加工信息采集与远程监控、与MES系统集成、与PDM系统的集成、双DNC服务器热备、嵌入式文件在线加工与文件比较等，INTEG-DNC均在业界独树一帜，它不仅能满足您当前的基本通讯需求，更可以满足未来其它管理系统集成应用对DNC系统的要求，INTEG-DNC是构建DNC网络最好地选择。

在车间信息集成领域，INTEG-DNC产品以超前的理念、快速的开发、完善的功能，一直引领车间信息集成的发展潮流，无论是基于串口（RS-232）通讯协议或以太网（TCP/IP）协议的程序通讯功能，还是基于文件/目录树或统一数据库的程序管理功能，INTEG-DNC都能做到领先一步，它将传统的狭义DNC概念发展到广义DNC，将DNC提高到车间信息集成的桥梁。

同时，INTEG-DNC系统还以其完备的兼容性，给企业与其它系统的集成提供了良好的接口，真正做到与CAD/CAM/CAPP/PDM及ERP系统的无缝集成。

自2010年开始，本公司开发成功了INTEG-MES系统，近几年来在多家大型国营、外资、民营企业成功应用实施，成为公司在车间信息化集成领域的又一柄利器。

2013年初，公司乔迁到总部基地科技园区，与中船重工集团合作，组建数字化制造事业部，为打造数字化舰船而奋斗！

本公司集软件开发、系统集成、网络建设等服务为一体，具有全部自主知识产权和自主开发能力，可全面满足用户的各种特定需求，并以其专业的技术、实用的功能、完善的服务，为众多用户所推崇。

1.4INTEG-DNC主要特点

1.4.1实用性

INTEG-DNC系统在设计之初，就本着以用户需求为驱动的理念，从不将一些无用的技术作为炫耀，也没有将未经用户验证的功能作为宣传造势。

INTEG-DNC所有的功能，均是在用户需求中提取，在用户实践中完善。

实用性不仅表现在满足现在的基本需求，更体现在为未来发展打下坚实的基础。

因此，INTEG-DNC的各种嵌入式功能、数据库驱动技术、PDM管理概念、与其它系统的无缝集成等方面都是INTEG-DNC实用性的最好体现。

1.4.2易操作性

INTEG-DNC面向操作工和工艺员所设计的标注方式的下载查询，全面的信息反馈、各种嵌入式功能、符合PDM理念的管理，使得各种操作简单易学。

1.4.3可靠性

INTEG-DNC系统不仅仅是一套软件，它是集数十年为中国用户服务所积累的最适合国情的管理模式，保证应用系统的可靠运行，除了统一系统的各种功能应用，INTEG-DNC还有着规范的文档资料和用户手册，同时在工程实施各阶段均具备完善的管理制度，保证DNC系统的可靠性。

1.4.4安全性

INTEG-DNC系统在数据、系统安全方面有着其它DNC软件所无可比拟的优势，采用高质量的硬件设备和额外的串口光隔离放大器对数控设备进行保护，软件方面除具备与其它DNC软件相同的字符级别的多重效验机制外，更有着以下独特的安全机制：

●嵌入式文件比较，DNC通讯安全的最高境界。

●嵌入式DNC在线加工，真正的分布式控制技术，设备在线加工过程与网络无关，是DNC系统零风险的最佳结构。

●双机热备，系统之间的自动切换，保证您的DNC网络无宕机之忧。

●基于数据库的文件管理的自动定期备份与恢复，最可靠的安全机制。

●完善的防病毒机制，杜绝病毒的侵入。

1.4.5适应性

INTEG-DNC在管理机制上充分考虑到企业现状和未来的发展，在DNC系统设计中充分体现了“集中式管理，分布式控制”的管理理念。

由于可以进行各种用户的定制性开发，对用户的各种特定的需求可以完全响应。

1.4.6扩展性

随着用户实践的深入、技术的进步，INTEG-DNC在系统扩展应用方面更是走在DNC厂商的前列，各种嵌入式功能设计，基于以太网模式入网模式，各种参数化设计保证您的DNC系统，无论是规模的扩展、还是应用的扩展（与对刀仪的连接、与三座标测量机的连接等），它都能应付自如。

1.4.7集成性

统一数据库技术，消息平台机制、接口函数使用，保证INTEG-DNC系统与其它应用系统的集成可以实现。

目前已完成多次与PDM、CAPP、ERP、MES、工具管理系统、SPC等系统的集成。

大量的用户集成应用实践证明，INTEG-DNC在集成性方面的表现是卓越的，成为DNC技术发展的事实标准。

1.4.8保密性

基于XXXX涉密信息网络，INTEG-DNC建立安全可靠的应用系统运行环境，并根据数据的保密要求，采用以下措施，以保证数据不被他人非法访问：

●数据库的登陆验证机制。

●DNC系统三级权限管理。

●三员管理

●数控程序所有者的密码控制。

●数控端下载操作的口令失效时限。

二．DNC网络拓扑

根据XXXX当前的网络分布情况以及将来发展规划的分析，我们建议贵方可以采纳如下网络建设方案，说明如下：

将DNC应用服务器APPServer与DB数据库服务器单独分开，各厂房通过光纤将整个公司联成一个局域网，在各管理终端部署一些客户端即可实时查询、统计设备状态,进行NC程序管理等。

服务器构架如下图所示：

系统总体架构如下图所示：

三．硬件组成：

1

DNC服务器：

分DNC应用服务器和数据库服务器，选用国际知名品牌（DELL、IBM、HP），应用环境为办公室，主要配置为：

序号

品名

规格

备注

1

推荐品牌

DELL、HP、IBM

2

CPU

1）CPU数量:

2颗;

2）单颗CPU指标:

英特尔、至强处理器E5-2.90（2.90GHz，20M缓存，8.0GT/sQPI,Turbo,8C,135W）

3

主板

采用英特尔C600芯片组。

4

内部互连

2条英特尔QuickPath互连（QPI）链路,8.0GT/秒

5

内存

64GBDDR3（最高16OOMHz）,支持ECC奇偶校验

6

背板

8背板

7

RAID控制器

512MBNV缓存支持RAID5。

8

硬盘

1）100G固态硬盘SATAMLC3Gbp2.5英寸热插拔硬盘2块;

2）900GB10KRPMSAS6Gbps2.5英寸热插拔硬盘,数量6块,包含硬盘托架。

9

显卡

MatroxG200eW,含8MB。

10

网卡

4个Broadcom5720QP1GbE网络子卡。

11

I/O插槽

标准:

7个PCIeGen2插槽（2个x4，4个x8,1个x16）。

12

电源/风扇

热插拔冗余PSU;2个1100瓦（通过顶级白金认证的高能效电源PSU）;含适用于UPS/PDU连接的带IECC13-C14插头电源线2根。

13

光驱

16XDVD+/-RWR0MSATA,内置。

14

键盘/鼠标

标准PS/2接口的键盘与鼠标。

15

显示器

E2011H面板液晶显示器

16

服务

3年专业技术支持,4小时上门服务。

2通讯服务器：

RS-232串口扩充设备选用，世界着名工控品牌—MOXA产品Nport5110,掌上形，平均无故障时间36000小时，质保5年，应用环境为工业现场。

技术指标：

LAN

以太网：

10/100Mbps，RJ45

保护：

内嵌的1.5KV电磁隔离

接口：

RS-232，RJ45（8-pin）RS-232:

TxD,RxD,RTS,CTS,DTR,DSR,GND,DCD

软件特性：

协议：

ICMP,IP,TCP,UDP,DHCP,BootP,Telnet,DNS,SNMP,HTTP,SMTP,SNTP

工具：

NportAdministratorforWindows95/98/ME/NT/2000/XP/2003,RealCOM/TTY驱动，LinuxRealTTY驱动

配置：

浏览器，串口telnetconsole口,或者Windows工具

电源要求

电源输入：

100到240VAC，47到63HZ，或者12-48VDC

电源消耗：

5610-16：

200mAfor100V，130mAfor240V

机械规格

材料：

SECC金属外壳（1mm）

环境

操作温度：

0~55℃，5~95%RH

通过认证：

EMC：

FCC,CE

安全性：

UL,CUL,TǚV

3传输电缆（串行信号的传输介质）：

3.1网线采用双屏蔽超五类双绞线（STP）。

3.2现场施工采用标准接口线和工程化装配式连接，无需现场焊接。

3.3DNC网线合理布局，通过桥架或专用电缆管全部接入设备的电气柜，通讯电缆与动力电缆的间距不小于20厘米。

3.4网线的屏蔽接地可以有效地解决车间现场电磁环境对线路产生的干扰，每条网线的两端（设备与Nport5110间）均应有单独的接地点（不可使用电源零线和避雷线），接地电阻应小于0.5?

。

4

交换机与级连

如果交换机放置在车间现场，则推荐使用可靠性较高的企业级可管理交换机，采用级连方式的交换机之间距离不应超过100米,且交换机的级连数不应超过4级。

5RJ45的接口制作严格按照EIA/TIA568A或568B布线标准制作。

568A标准：

绿白-1，绿-2，橙白-3，蓝-4，蓝白-5，橙-6，棕白-7，棕-8

568B标准：

橙白-1，橙-2，绿白-3，蓝-4，蓝白-5，绿-6，棕白-7，棕-8

6．信息采集卡：

（1）开关量采集卡ADAM6050：

主要采集设备的开关机，程序运行的开始、结束、报警等信息。

设备类型

隔离数字量I/O模块

功能概述

容错和过压保护、支持干/湿接点、10/100Mbps通信速率、I/O类型:

12DI和6DO

（2）数据量采集卡ADAM6017：

主要采集设备主轴功率。

设备类型

带DO的模拟量输入模块

功能概述

10/100Mbps通信速率、通信类型:

8AI/2DO、输入类型:

mV,V,mA、容错与过压保护、数字功能:

Max.,Min.,Avg

（3）混合型采集卡MOXAE1242：

可以同时采集I/O点信息和主轴功率等

具有2个内嵌的以太网交换机口，可以将信息流向另一个以太网设备或连接到下一个菊花链上的ioLogik产品。

象生产自动化，安防监控系统，隧道监控等应用中，可以使用菊花链以太网来建立标准以太网线缆上的多点I/O网络。

许多工业自动化用户对于多点配置使用在现场总线的应用相当熟悉。

远程以太网I/OioLogikE1200的菊花链功能不仅增加了机器和控制面板间的连接，也降低了购买独立以太网交换机的费用，同时还大大节省了劳力和线缆成本。

例如，假设一个生产工厂包括700个车间（每个车间20个节点），布线成本的减少可以达到整个项目实施费用的15%。

特点

●内建2端口以太网络交换器

●免费提供基于PUSH的Moxa主动式OPCServerLite

●可无缝连结任何SCADA系统

●节省80%网络频宽

●七倍快速的I/O反应速度

●使用者定义的Modbus/TCP地址

●MXIO链接库，支持Windows、WinCEVB/VC.NET和LinuxCAPI

●可透过Web配置，支持导入／输出功能

●4AI,4DI,和4DIO

●采样率>12次/s

（4）混合型采集卡MOXAE2242：

可以同时采集I/O点信息和主轴功率等。

丰富的DO输出组合

E2242专门针对模拟量监测并报警而设计，如水塔监测。

E2242提供的I/O组合可以根据1个模拟输入通道触发3个数字输出报警信号，如“低，高”和“高，低”。

前置信号调节器

ioLogikE2242可以通过数字输出来协助PLC进行工作，从而减轻PLC模拟输入的负荷。

借助该产品提供的主动式消息发送功能，它还可以作为主控系统的备份系统。

特点:

●4个差分模拟输入通道?

●12个DI/DO可配置通道?

●通过TCP、UDP、e-mail和SNMPTrap立即报告事件?

●采样率可调>100次/s

●通过Utility和web两种方式进行配置?

●简单易用的Click&GoLogic可实现本地控制,通过Modbus/TCP和SNMP协议进行I/O控制,通过NIST校正

7.串口条码扫描器

景深（可设置）：

对0.33mm（13mil）的条码，景深为0mm-305mm

扫描范围:

50mm@扫描窗口300mm@305mm

可读的最小条码：

0.127mm（5.0mil）

扫描速度：

每秒100次

系统接口：

RS232串口,USB,键盘口,46xxRS485

光源：

可视激光二极管激光，波长650nm±10nm

8.FANUC专用网卡

对于FANUC0I-MB以上系统，有时用户购买设备时并没有配置网络功能，此时可以通过外加FANUC专用网卡的方式来扩展其网络功能。

9.短信通平台：

通短信平台专为企业发送短信讯息而设计,适用于有短信群发需要的集团或企业。

短信通具有如下特点：

●短信平台全面覆盖，移动，联通，小灵通号码均可发送。

●短信平台可群发图文信息。

●发送速度快，50-100条/秒。

●性能稳定，具有各种个性化功能。

●短信平台具备各地移动联通电信端口，使信息更快到达客户的手机。

●短信平台操作简便，信息传递一键完成，直达各客户手机。

●有各种二次开发接口:

本接口采用了通

用的HTTP形式，可以支持各种操作系统和开发语言。

四．软件平台

1.操作系统：

MicrosoftWindows2003/2008

2.后台数据库：

Oracle11G，MicrosoftSQLServer2005/2008

3.开发工具：

Microsoft.NET

4.局域网络协议：

TCP/IP协议

5.DNC网络协议：

RS-232串口协议、TCP/IP协议

6.应用软件

软件名称

节点数

INTEG-DNC（程序通讯）

21

INTEG-DNC（加工采集）

21

IntEG-NCMS（程序管理模块）

无节点限制

INTEG-STAT（数据统计模块）

无节点限制

五．程序通讯部分

NC程序通讯是主控网络的基本功能，也是许多扩展应用的基础，我们的监控系统具备以下标准功能和扩展功能，以满足网络监控的现场需求。

分述如下：

5.1标准功能：

1.客户/服务器结构：

NC程序的上传、下载、比较等均在数控设备端完成，相互之间互不干扰；服务器端根据请求提供所有服务，全部实现无人值守，自动运行。

2.后台数据库

NC代码、加工信息等均存储于数据库中，是实现与PDM、MES系统无缝集成的基础，支持SQL、ORACLE、ACCESS等。

3.数量与距离：

采用最先进的通讯技术，每台计算机能管理数控设备的数量已不再受到任何限制（早已突破了XP等系统对串口数量的256的限制），RS-232转TCP/IP也不受通讯距离的限制。

4.交互式事件响应机制：

数控端的每一项操作都会有反馈消息，数控端能够得到最全面的帮助。

程序传输能生成报告，对于远程程序传输，能明确地知道程序是否有效地传到数控设备中

5.WEB结构的管理模块，可以通过内部网、英特网查询系统运行状态；

6.服务器全局配置功能，在服务器上对各种参数进行修改和其他系统设置，可以在全局范围内发生应用，整个系统都会相应自动更新；

7.数控系统与通讯协议：

支持国内外各种数控系统（如FANUC,SIEMENS,Mitsubishi（三菱）、Heidenhain（海德汉）、Mazak（马扎克）、Fagor（发格）、OKUMA（大偎）、Agie（阿奇）、塞维系统，华中数控系统、广州数控、国产线切割,等离子切割，激光切割机等）以及多种常用的串行通讯协议（232/422/485）、TCP/IP、无线通讯等，还可以定制特定的通讯协议。

8.数据通讯安全：

代码效验、字符串匹配、文件完整性检验、嵌入式文件比较、双机热备等多重安全机制，是数据通讯安全级别的最高境界，是数控车间最为实用的功能。

提供错误调试窗口，出现错误可方便进行分析，帮助用户快速解决系统通讯故障。

9.名称与程序号的自动转换：

NC程序名称实现长文件名管理，并嵌入到DNC系统中，在程序传输时与程序号自动转换，实现程序名称规范化管理。

10.查询与下载：

在NC程序中按规定书写注释字符，NC程序从数控设备端上传到服务器时，计算机将自动将此文件按注释符内容进行处理。

支持程序批量下载。

11.数据共享：

操作工可在本地数控设备访问其它数控设备，方便零件的转移加工，收件箱、发件箱、参数箱、分组等满足现场应用。

12.DNC在线加工：

专为在线加工设计的集中管理、分散控制模式的DNC系统，保证DNC系统稳定可靠。

支持多机同时在线加工、多级子程序嵌套调用、断点续传、程序重开。

13.传输内容：

不仅可以传输NC程序，也可以传输设备参数、刀补文件等内容；不仅可以传输ASCII文本文件，还可以传输象DXF、DWG、BMP、WORD等二进制格式化代码文件，大大丰富了DNC系统的功能应用。

14.传输方式：

NC程序的下载方式多种多样，既可以下载设备目录下的NC程序，也可以下载零件程序目录下的NC程序；既可以采用直接方式下载，也可以采用查询方式下载，还可以采用任务队列的方式固定下载，应用灵活方便。

15.条码技术：

支持条