外文翻譯--基于工業(yè)以太網(wǎng)透明模型的層次實時網(wǎng)絡(luò)CNC系統(tǒng).docVIP

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：IntJAdvManufTechnol(2007)DOI10.1007/s00170-006-0676-2附件：1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。指導(dǎo)教師評語：所選原文資料內(nèi)容符合本畢業(yè)設(shè)計及專業(yè)方向要求，篇幅飽滿，翻譯用詞準(zhǔn)確，語句通順。簽名：2009年3月18日注：請將該封面與附件裝訂成冊。(用外文寫)附件1：外文資料翻譯譯文基于工業(yè)以太網(wǎng)透明模型的層次實時網(wǎng)絡(luò)CNC系統(tǒng)摘要隨著市場上工業(yè)以太網(wǎng)的重要性日益增加，人們急切的需要基于工業(yè)以太網(wǎng)透明模型的網(wǎng)絡(luò)化CNC（計算機數(shù)字控制）系統(tǒng)。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，本文設(shè)計了一種基于以太網(wǎng)/因特網(wǎng)的層次實時網(wǎng)絡(luò)，叫做RNH-CNC。為評估其性能，進行了一些實驗，并對結(jié)果作了分析。結(jié)果表明基于實時以太網(wǎng)的現(xiàn)場層通訊能滿足硬件實時任務(wù)的要求?；诳砷_關(guān)的以太網(wǎng)的NC服務(wù)器計算機和NC核心計算機之間的通訊也達(dá)到了軟件實時任務(wù)的要求。結(jié)果證明基于工業(yè)以太網(wǎng)透明模型的CNC系統(tǒng)是可行的。關(guān)鍵字CNC網(wǎng)絡(luò)實時工業(yè)以太網(wǎng)1.引言隨著信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化CNC系統(tǒng)有兩個特點6:(a)遠(yuǎn)程作業(yè)處理?；谝蛱鼐W(wǎng)和局域網(wǎng)（LAN），CNC系統(tǒng)能執(zhí)行遠(yuǎn)程操作遙控，例如遠(yuǎn)程設(shè)計、遠(yuǎn)程管理、遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程故障診斷。(b)基于現(xiàn)場總線的現(xiàn)場設(shè)備控制。需要基于高速現(xiàn)場總線的實時現(xiàn)場設(shè)備控制?，F(xiàn)在已經(jīng)提出了多種方法來支持網(wǎng)絡(luò)CNC系統(tǒng)。特別是許多論文重點在現(xiàn)場總線，它們提出了可行的解決方法，而這些都是建立在專用現(xiàn)場總線上的，例如CAN,Profibus,SERCOS。此外，隨著以太網(wǎng)的發(fā)展，一些文章提出了將以太網(wǎng)和RS232相結(jié)合的CNC系統(tǒng)解決方法3，8。近幾年來，以太網(wǎng)技術(shù)得到迅速完善，它的速度已經(jīng)從一開始的每秒10M提高到每秒10G。理論上，以太網(wǎng)的速度比現(xiàn)存的專用現(xiàn)場總線的速度快得多。例如，每秒10G的以太網(wǎng)速度是每秒12M的PROFIBUS速度的830倍，是每秒1M的CAN速度的10000倍。根據(jù)美國權(quán)威研究機構(gòu)（ARC）的報告，工業(yè)以太網(wǎng)將促進未來現(xiàn)場總線的發(fā)展，并且可能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一起來。據(jù)此，在網(wǎng)絡(luò)CNC系統(tǒng)中引入工業(yè)以太網(wǎng)也將是CNC系統(tǒng)發(fā)展的新方向。目前，一些機構(gòu)在集中研究工業(yè)以太網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)上。工業(yè)以太網(wǎng)有兩種應(yīng)用模式7.一種是混合模式，一般可用于上層來連接企業(yè)以太網(wǎng)LAN，而下層仍然用低速專用現(xiàn)場總線。有幾種研究結(jié)果，例如Profinet、ModbusTCP/IP、Ethernet/IP和iLON?；旌夏Ｐ褪且环N折中的方案，其主要動機來自于各個現(xiàn)場總線制造商要，要將專用現(xiàn)場總線和企業(yè)以太網(wǎng)相連。它們?nèi)冀⒃贗EEE802.3和TCP/IP的基礎(chǔ)上，但是應(yīng)用層協(xié)議是多種多樣的，且連接專用現(xiàn)場總線到以太網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)也是專門的。這些專用技術(shù)和多種多樣的應(yīng)用層協(xié)議影響直接到專用現(xiàn)場總線的廣泛應(yīng)用。另一個是透明模式，即在所有層都采用了以太網(wǎng)/因特網(wǎng)（從上層到下層）技術(shù)。對工業(yè)以太網(wǎng)來說這是一個完全的解決案，但仍存在一些難題。主要問題是工業(yè)控制以太網(wǎng)的實時性能的改進。為解決這問題，在兩方面加快了透明模型的主要研究。其中一個是可開關(guān)的以太網(wǎng)的研究，另一個是實時控制協(xié)議的研究。盡管已經(jīng)有了解決這些以太網(wǎng)問題的研究成果，但是離實際應(yīng)用還有一段距離。本文通過綜合考慮CNC系統(tǒng)的特點，提出了一個基于工業(yè)以太網(wǎng)透明模式的層次實時網(wǎng)絡(luò)CNC系統(tǒng)（RNH-CNC）。論文其他部分結(jié)構(gòu)如下：第二節(jié)中，介紹了RNH-CNC系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)；第三節(jié)中描寫了RNH-CNC的實現(xiàn)；第四節(jié)涉及實驗和評估；最后，第五節(jié)給出了結(jié)論。2.RNH-CNC系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)2.1網(wǎng)絡(luò)和硬件體系結(jié)構(gòu)RNH-CNC系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)分成4個層次（如圖1）：最底層（第1層）包括現(xiàn)場設(shè)備（例如伺服系統(tǒng)、輸入/輸出設(shè)備）；第二層包括NC核心計算機；第三層包括NC服務(wù)器計算機和其他系統(tǒng)（如：CAD，CAPP）；最高的層是基于因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器計算機1。從最高層到最底層分別是非實時因特網(wǎng)、軟實時以太網(wǎng)和硬實時以太網(wǎng)。TCP/IP/Ethemet以太網(wǎng)軟實時以太網(wǎng)硬實時以太網(wǎng)伺服電機接口硬實時以太網(wǎng)伺服電機伺服電機接口伺服電機網(wǎng)絡(luò)瀏覽器網(wǎng)絡(luò)瀏覽器圖1網(wǎng)絡(luò)和硬件體系結(jié)構(gòu)NC服務(wù)器計算機2.2軟件結(jié)構(gòu)RNH-CNC系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。它也被劃分為四個層次：基于因特網(wǎng)、NC服務(wù)器、NC核心、現(xiàn)場設(shè)備控制的遠(yuǎn)程操作。遠(yuǎn)程操作包括遠(yuǎn)程設(shè)計、遠(yuǎn)程管理、遠(yuǎn)程故障診斷、遠(yuǎn)程監(jiān)控等。NC服務(wù)器起的作用如下：(a)CNC人機界面（HMI）：用于實現(xiàn)監(jiān)測，控制，參數(shù)管理，過程信息顯示，刀具軌跡顯示，以及更新。(b)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器：提供基于因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器功能，包括基于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、管