引言

　　隨著控制系統(tǒng)的結構日益變得復雜，控制對象由單變量線性對象逐漸變?yōu)槎嘧兞糠蔷€性對象；控制目標由單一變?yōu)槎鄠€；執(zhí)行控制的器件也由獨立的模擬元器件變?yōu)楝F(xiàn)在的大規(guī)模集成電路和計算機控制。這樣一來，控制系統(tǒng)各部件間要交換的信息就更多了。傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的連接繁雜，對系統(tǒng)的維護、改進、升級都比較困難。隨著計算機技術、通信技術與控制技術的不斷發(fā)展和融合，控制系統(tǒng)逐漸向網絡化、集成化、分布化、節(jié)點智能化的方向發(fā)展，網絡化控制系統(tǒng)在各個領域得到了廣泛的應用，成為控制界研究的一個熱點。

　　1、TCP/IP網絡通信的實現(xiàn)

　　1.1TCP/IP簡介

　　所謂TCP/IP只是一個簡稱，分別指網絡協(xié)議IP（InternetProtocol）及傳輸控制協(xié)議TCP（TransmissionControlProtocol），是國際互聯(lián)網技術中兩個非常重要的通訊協(xié)議。TCP/IP的結構將網絡分成四個層次，分別是應用層、傳輸層、網絡層和數(shù)據鏈路層，如圖1所示。

　　圖1 TCP/IP與OSI結構模型的映射關系

　　1.2WindowsSockets簡介

　　基于TCP/IP的網絡通信可以通過WindowsSockets來實現(xiàn)。套節(jié)字（socket）是一種通用的網絡編程接口，它是對通信端點的一種抽象。套節(jié)字目前有兩種：數(shù)據報套節(jié)字（DatagramSockets）和流式套節(jié)字（StreamSockets）。

　　WindowsSockets提供給引用程序開發(fā)者一套簡單的應用程序接口，應用程序調用其接口函數(shù)實現(xiàn)相互之間的通信。此外WindowsSockets又利用下層的網絡通訊協(xié)議（如TCP/IP）功能和操作系統(tǒng)實現(xiàn)實際的通訊工作。它們之間的關系如圖2所示。

　　圖2 應用程序與Sockets的關系

　　1.3流式套節(jié)字的使用方法

　　首先服務器要創(chuàng)建一個用于偵聽的套節(jié)字，為該套節(jié)字分配地址之后，調用listen（）函數(shù)使它處于偵聽狀態(tài)；客戶機在創(chuàng)建套節(jié)字完畢后，為套節(jié)字分配地址，然后調用connect（）函數(shù)，請求與服務器套節(jié)字連接；服務器套節(jié)字在收到客戶機的連接請求后，調用accept（）函數(shù)，該函數(shù)創(chuàng)建一個用于連接的套節(jié)字。應用該套節(jié)字和客戶機上的連接套節(jié)字，就可以在服務器和客戶機之間進行數(shù)據傳輸了。在結束傳輸之后，雙方調用closesocket（）函數(shù)關閉套節(jié)字。其使用方法如圖3所示。

　　圖3 流式套節(jié)字通信流程

　　2、網絡控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

　　2.1網絡控制系統(tǒng)原理

　　網絡控制系統(tǒng)軟件運行在客戶機上，客戶機通過局域網和服務器連接。機床的數(shù)控系統(tǒng)在服務器中運行，首先啟動服務器的本機數(shù)控系統(tǒng)，進行初始設置后，進入網絡控制狀態(tài)，打開偵聽套節(jié)字，等待客戶機的連接請求，待收到客戶機的連接請求后，對聯(lián)機信息進行驗證，如果符合聯(lián)機條件，則和客戶機建立連接，雙方可以互相發(fā)送和接收信息或指令。服務器的數(shù)控系統(tǒng)在網絡控制狀態(tài)下可以利用CCD實時采集機床加工狀態(tài)圖像和參數(shù)，將圖像以位圖格式保存并定時發(fā)送到客戶機顯示加工狀態(tài)，將狀態(tài)參數(shù)實時發(fā)送到客戶機。在客戶機的遠程控制系統(tǒng)軟件中可以編輯數(shù)控加工代碼，然后將數(shù)控代碼傳遞到服務器中，并到PMAC上等待控制指令。從客戶機向服務器發(fā)送機床加工控制指令，控制機床運轉，同時接收服務器發(fā)送的信息，動態(tài)監(jiān)視機床加工情況。

　　結論

　　本文具體介紹了一套應用于數(shù)控機床的網絡控制系統(tǒng)，基于TCP/IP通訊協(xié)議，利用Socket（套節(jié)字），建立服務器/客戶機模式，裝有數(shù)控系統(tǒng)的主機作為服務器，網絡控制端作為客戶機。通過客戶機對數(shù)控機床進行網絡控制和調試，可以使機床具有更大的柔性和可控性。該系統(tǒng)可以異地實時操作機床，基本達到動態(tài)調試和監(jiān)控機床運轉情況的目的，為機床控制和調試技術提供了高效的途徑，具有一定的實用性和價值。