外文翻譯--分布式機床的設(shè)計.doc

南京理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯系部：機械工程系專業(yè)：機械工程及自動化姓名：學(xué)號：外文出處：DesignoftheDistributedArchitectureofaMachine-tool附件：1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。指導(dǎo)教師評語：簽名：年月日分布式機床的設(shè)計FIP現(xiàn)場總線的用途DapingSONG,ThierryDIVOUX，費朗西斯勒帕熱自動化中心研究所的Nancy摘要：本文中我們基于FIP現(xiàn)場總線上提出了一種分布式控制系統(tǒng)。它將取代傳統(tǒng)的CNC(計算機數(shù)字控制裝置)用于機床上。該系統(tǒng)是由一套以微處理機為基礎(chǔ)的模塊(PC機、運動控制器、I/O接口)利用FLP實時網(wǎng)絡(luò)相互聯(lián)接的。這主要是使每個模塊智能化以提高整個系統(tǒng)的靈活性和容錯能力。每個模塊都是一個分控系統(tǒng)，用于實現(xiàn)自己的分控任務(wù)，其中有些模塊用于運動控制，另一些模塊用于傳感器評價和執(zhí)行器調(diào)節(jié)。FIP決定了這些模塊之間的通訊（信息交流和同步），同時執(zhí)行任務(wù)分配以及設(shè)備布局分布。我們討論一些分布標(biāo)準(zhǔn)并描述實驗的執(zhí)行。1.引言近幾年，一直對分布式體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了許多研究。分布式體系結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)集成上發(fā)揮主要作用。在機床控制域，目前CNC技術(shù)有它內(nèi)在的缺點。將幾根固定數(shù)量的軸容入CIM環(huán)境中是非常費時，靈活和不易的。超大規(guī)模集成電路微處理器技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展使分布式控制成為可能。雖然逐步擴展沒有完全替代硬件更換但分布式控制系統(tǒng)的性能，模塊化，完整性和可靠性正在提高。它為替代控制系統(tǒng)架構(gòu)提供了一個很好的前景。本文致力于對分布式機床結(jié)構(gòu)的研究。它建立在智能設(shè)備與通信相聯(lián)系的基礎(chǔ)上。分布式機床的特點是分布式任務(wù)和分布式數(shù)據(jù)，且具有獨特的控制方法。它是結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備和FIP系統(tǒng)總線設(shè)計而成，通過實驗證明該系統(tǒng)具有可執(zhí)行性，在實驗中該系統(tǒng)控制了復(fù)合軸系，成功執(zhí)行坐標(biāo)之間的關(guān)系同時也反應(yīng)了對傳感器值的變化。該論文結(jié)構(gòu)如下：第2部分描述了機床控制系統(tǒng)構(gòu)架。第3部分簡要介紹了FIP現(xiàn)場總線。第4部分概述了我們實驗的實施。最后，我們在第5部分總結(jié)了一些一般性意見和今后的研究前景。2.機床控制系統(tǒng)架構(gòu)該機床控制系統(tǒng)是一個實時多任務(wù)系統(tǒng)。其功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。它包括三種單元：用戶接口/監(jiān)控單元/規(guī)劃單元，伺服單元，傳感器/制動器單位。這個系統(tǒng)的主要功能是用來控制工件的加工。它包括兩個不同的和相關(guān)的任務(wù)：為了確保軌跡的準(zhǔn)確性和對機床移動部件的速度控制為了調(diào)查定位（跟蹤）過程的正確執(zhí)行，環(huán)境變化的影響與指定操作的執(zhí)行或機床機件的運動同樣重要。例如：工具開關(guān)，冷卻，潤滑等。CAM的制造日期圖1：架構(gòu)功能按時間順序，這項任務(wù)也可分為兩個步驟：規(guī)劃控制程序規(guī)劃和執(zhí)行控制程序。第一步，機床機件沒有直接的方向，只有運動和被指定執(zhí)行的操作，這是“數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理”的一步。雖然在第二步，是控制的有效執(zhí)行。值得指出的是：在第二步由于多任務(wù)的性質(zhì)，并行處理是可行的。3.FIP現(xiàn)場總線FIP系統(tǒng)被用來滿足分布式機床上實時通信的需要。在這一節(jié)中，我們簡要地解釋一下FIP系統(tǒng)的技術(shù)性能。FIP（工廠儀表協(xié)議）是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)用于傳感器的驅(qū)動器和控制設(shè)備如PLCS，CNCS或機器人控制器之間的信息交換。FIP系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)采用所謂的密封性以減少OSI模型(物理層,數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層)，這種結(jié)構(gòu)使實時通信和常規(guī)的信息溝通之間有明顯的區(qū)別。在數(shù)據(jù)鏈路工作規(guī)劃/編程（軌跡，工具的選擇，其他加工參數(shù)采集）基本替換計算軸伺服控制系統(tǒng)機床構(gòu)件傳感器/制動器環(huán)境自動安全監(jiān)測加工層中，相關(guān)服務(wù)一方面與其他傳遞信息服務(wù)可變轉(zhuǎn)讓。在應(yīng)用層中，我們可區(qū)分MPS服務(wù)（制造周期/非制造性規(guī)范），它采用來自數(shù)據(jù)鏈路層的信息設(shè)備所支持的MMS設(shè)備。FIP支持兩個傳輸媒體：屏蔽雙絞線和光纖。FIP允許各種各樣的布局，最長部分可達(dá)500米，至少有4個部分被中繼器代替。3種比特率被確定為：31.25k.比特/秒，1兆位/秒和2.5兆位/秒。FIP介質(zhì)訪問控制是集中的。所有轉(zhuǎn)讓都由theBusArbiter控制，時間安排轉(zhuǎn)移必須遵守時間要求。變量和信息之間的傳遞可采用定期配置或根據(jù)站的要求來轉(zhuǎn)讓，而在我們的應(yīng)用中，F(xiàn)IP只采用可變轉(zhuǎn)讓。FIP采用生產(chǎn)者和消費者的模樣來產(chǎn)生可變交流。變量對于生產(chǎn)者和消費者而言，是被確定的一個獨特的識別標(biāo)志，一套制作和消