外文翻譯--基于工業(yè)以太網(wǎng)透明模型的層次實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)CNC系統(tǒng).doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯系部：機(jī)械工程系專(zhuān)業(yè)：機(jī)械工程及自動(dòng)化姓名：學(xué)號(hào)：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(píng)語(yǔ)：所選原文資料內(nèi)容符合本畢業(yè)設(shè)計(jì)及專(zhuān)業(yè)方向要求，篇幅飽滿(mǎn)，翻譯用詞準(zhǔn)確，語(yǔ)句通順。簽名：2009年3月18日注：請(qǐng)將該封面與附件裝訂成冊(cè)。(用外文寫(xiě))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(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)CNC系統(tǒng)摘要隨著市場(chǎng)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(jì)算機(jī)數(shù)字控制）系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，本文設(shè)計(jì)了一種基于以太網(wǎng)/因特網(wǎng)的層次實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)，叫做RNH-CNC。為評(píng)估其性能，進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn)，并對(duì)結(jié)果作了分析。結(jié)果表明基于實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)層通訊能滿(mǎn)足硬件實(shí)時(shí)任務(wù)的要求?；诳砷_(kāi)關(guān)的以太網(wǎng)的NC服務(wù)器計(jì)算機(jī)和NC核心計(jì)算機(jī)之間的通訊也達(dá)到了軟件實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)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(gè)特點(diǎn)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(jì)、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(chǎng)總線的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制。需要基于高速現(xiàn)場(chǎng)總線的實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制?，F(xiàn)在已經(jīng)提出了多種方法來(lái)支持網(wǎng)絡(luò)CNC系統(tǒng)。特別是許多論文重點(diǎn)在現(xiàn)場(chǎng)總線，它們提出了可行的解決方法，而這些都是建立在專(zhuān)用現(xiàn)場(chǎng)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(lái)，以太網(wǎng)技術(shù)得到迅速完善，它的速度已經(jīng)從一開(kāi)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(zhuān)用現(xiàn)場(chǎng)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(guó)權(quán)威研究機(jī)構(gòu)（ARC）的報(bào)告，工業(yè)以太網(wǎng)將促進(jìn)未來(lái)現(xiàn)場(chǎng)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(lái)。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(jī)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(lái)連接企業(yè)以太網(wǎng)LAN，而下層仍然用低速專(zhuān)用現(xiàn)場(chǎng)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?jiǎng)訖C(jī)來(lái)自于各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線制造商要，要將專(zhuān)用現(xiàn)場(chǎng)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(zhuān)用現(xiàn)場(chǎng)總線到以太網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)也是專(zhuān)門(mén)的。這些專(zhuān)用技術(shù)和多種多樣的應(yīng)用層協(xié)議影響直接到專(zhuān)用現(xiàn)場(chǎng)總線的廣泛應(yīng)用。另一個(gè)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(duì)工業(yè)以太網(wǎng)來(lái)說(shuō)這是一個(gè)完全的解決案，但仍存在一些難題。主要問(wèn)題是工業(yè)控制以太網(wǎng)的實(shí)時(shí)性能的改進(jìn)。為解決這問(wèn)題，在兩方面加快了透明模型的主要研究。其中一個(gè)是可開(kāi)關(guān)的以太網(wǎng)的研究，另一個(gè)是實(shí)時(shí)控制協(xié)議的研究。盡管已經(jīng)有了解決這些以太網(wǎng)問(wèn)題的研究成果，但是離實(shí)際應(yīng)用還有一段距離。本文通過(guò)綜合考慮CNC系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出了一個(gè)基于工業(yè)以太網(wǎng)透明模式的層次實(shí)時(shí)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(xiě)了RNH-CNC的實(shí)現(xiàn)；第四節(jié)涉及實(shí)驗(yàn)和評(píng)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(gè)層次（如圖1）：最底層（第1層）包括現(xiàn)場(chǎng)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(jì)算機(jī)；第三層包括NC服務(wù)器計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)1。從最高層到最底層分別是非實(shí)時(shí)因特網(wǎng)、軟實(shí)時(shí)以太網(wǎng)和硬實(shí)時(shí)以太網(wǎng)。TCP/IP/Ethemet以太網(wǎng)軟實(shí)時(shí)以太網(wǎng)硬實(shí)時(shí)以太網(wǎng)伺服電機(jī)接口硬實(shí)時(shí)以太網(wǎng)伺服電機(jī)伺服電機(jī)接口伺服電機(jī)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(jì)算機(jī)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(gè)層次：基于因特網(wǎng)、NC服務(wù)器、NC核心、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制的遠(yuǎn)程操作。遠(yuǎn)程操作包括遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)、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(jī)界面（HMI）：用于實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，控制，參數(shù)管理，過(guò)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(jì)、管