基于WEB的CNC远程监控系统的设计与实现
2003年 5月 国制造业信息化 第 32卷 第 5
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赵 维铎 ．易 红 ，王 伟
(东南大学 机械J=程系．江苏 南京 210096
摘要 ：通过对 Int㈦Ⅻ ／I．Ⅲan 网络环境下的 CNC远程监控进 行研 究，着重论述 了该 系统体 系结
构的确定和系统各部分的具体开发实现过程 ，建 ,5-了原型系统，用户通过浏览嚣即可控 制远程的数
控机 床 完成加 工任 务 ．同时该 系统还 能够 对加 工过 程 进行 宾时 的动 态仿 真 ，向 用 户提 供 -3前 数 控
机床 的加工状态信息，为网络化制造的具体 实施奠定了一定的基础
关键 词 ：网络制 造 ；远程 监控 ；CN( ；CAN 总线 ；T【、I ／IP
中图分类号 ：THI66 文献标识码 ：A 文章编号：1672 1616(2003)05 1)102 03
远程监控是I州络制造研究的重要内容之一．是指
本地 I十算机通过【卅络对远端的系统 、设备进行监测与
控制 ，使工作人员不必亲临现场就能够达到预期的监
控 目的
通过对南京某数控公 司 JwK一29型 CNC进行
l卅络化改造的摹础 L，建立了一种能 够使用浏览器
(如 1E)通过 InICrllet／Ill~ranet对其进行远 程监控的
系统 ．可满足多Hj户I百J时对一 台 CNC设备或各 户
分别对与其建立连接的 CNC设 备进行远程监控的要
求 此外．该系统也能够方便地与 CAD／CAM 系统
集成 ，实现 (、AI)／(’AM／(、NC 一体化 ，以及进一步 与
上层管理信息 系统集成 ．先成企业综 合 自动 化的 目
的
l CNC远程监控 系统体 系结构设计
c L’远 程监控 系统 f 传 输 的信息 主要 分 乃 3
类 ：控制命令(如机床的启动停 止 、自动 口工 、倍
率选择 、【 原 等)；机床加工状态信 息(如 当前 的，J
具位置 标 、主轴 及进给速度等 )：数控加工程序 即
NC代码 对于远程监控系统米i兑，信息传输的实时
性(即要求数据在限定的时问传递 和处理 )是系统 设
计成败 的关键
1．1 通 信 协议 选 择
T(、P／IP协议是当前流行的 Im一 t刚络所使用
的 l稠络 协 ，已成 为 |十算 机 I删络 事 实上 的标 准
_『CP／IP}JJ、议体系为传输层制定了 TCP协议(传输控
制协议 )和 UDI 十力． 义(J=l_j户数据报协 议) 与 uDP
议相比 ，TCP 、议是一个 可靠的 叔工的字节流
的面向连接的协议．提供 尢差错 、无重复的数据发送
服务，而且发送的数据是按顺序接收的 对于开发数
据的稳定性 、止确性 和实时性要求严格的 CNC远程
监控系统来-兑十分适用。
1．2 数控加 工方式选择
NC代码的实时传输对于 征加 工=时的连续 性
和零件的nn工质量至关重要 在数控加 工中 NC代
码的传输分为两种方式 ：一种方式为加工前 由用户全
部传输至 CNC外部存储器 中；另一种方式为一边加
ⅢI一边传输 NC代码 ，即 I)NC(Dire¨ Nmncrical Con—
fro1)的方式i： 显然第一种代码传输方式 为最优
选择 ，最能 『呆证实时性 要求 ，但 目前国 内的 大 多数
(、Nc(包括 ．IWK一29 内)采H{的是高性能 、容量小
(一般为 ：～4M)的I 于盘 ，i可一些 复杂的零件 ，特 刖
是由 CM)／CAM软 l牛生成的数控代码．往往 在几十
兆以上．不可能一下子全部传输到容黾有限的电子盘
中，这 零件的数控JJ¨j_=一般 是采川 DNC的方式来
完成 这对于在 Inlt、met环境下的 CNC远程监控 系
统 若用户直接采用 DNC的方式进 行数控加工是不
现实的 对此本研冗采 _r一种折中的解决方案 ：井j
酋 先将零件的 N(、代码上传至企业或 车问的数据
库服务器，加工时由车间内的 DNC主机从数据库中
凄出 ．然后再采 I)NC的方式传输给 中目应的 CNC
1．3 CAN 总线 的使用
一 般情况下 ，CNC与 DNC主机的连接方式 采用
RS23 2等 串 行 接 [] 在一 台DN(、主 机 连 接 多 台
收稿 日期 ：20O3 02 6
作者简介 ：赵维铎 (1975 )，男 ．辽宁本溪人 ，东南大学博七研究生 ．主要研究方向为 CAI)／('AM 手u数控技术
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：堡 计与制造· 赵维铎 易 红 王 伟 基于WJ_，的CNC远程监控系统的没l十与实现
CN(’时 ，这种连接方式 不仅连线多 、可靠性差 且
速度低 ，不易 保证 实时性 作 为上 业现 场控 制的
(、A 总线在 J 靠性 和实时性 方面有很 多独到 的特
点 ．接Ll简单 ，安装 方便 冈此本研究采用 CAN总
线进行 DNC主机 q-CNC之间的通信
综合考虑以 因素后的 CNC远程监控系统体系
结构如图 l所示
图 1 基于 W 的 [1N(’远程监控 系统结构示意 图
1．4 系统基本构成及运行过程
a．Web服 务器采用 WindowsNT和 MicH ft公
司的 IIS5．0，采 ASI 技术及 ADO(ActiveX数据对
象)实现动态网页的 设计和对 sQL Sc~,er数据库 的
访问，进行机床各种信息的对外发布
数 据 库 服 务器 采 用 Microsoft SQI Serv r
2000来实现 NC代码 、机床基本信息 和其他信启 的
管理功能
c．DNC主机采崩 Windows98操作 系统 ，安装 以
太网卡和 CAN总线通计t接 口卡．分别处理 与浏览器
端和 CNC、端 的通 汛，监 控 应 用 程序 采 用 Visual
C++6 0开发，采用 ODBC实现对数据库的访问．．
d．CNC为南京某数控公 司JWK 29型 ．采用的
是 DOS操 作系统 ．控制软件 使用 cI C语 言开
发 嵌 CAN总线通 讯接 121卡 ，q-DNC宅机之
采片j双绞线连接
当 CNC处 于l驯络工作状 态时，通过身份验 汪的
用户便可使用浏览器登陆到 Wct 服 务器，同时下载
含有监控功能的 AcliveX控件的阿页，该 Activcx控
件将在客 户端 浏览 器 中运行 建 立与 DNC主 机的
TCP连接 ．片j户即可实现 对相应的 CNC进行远 程操
作 当某台 (、N(’已经处于加工状态时 ，此时若冉有
与该 CNC连接的用 户将 只具有监视权限，没有控制
权 力．从而保障机眯jJu工的安全『生
2 CNC远 程监控 系统 的实现
2．1 (、NC端通 讯 软 件 实现
(、 (、是本系统实 际控 制的执行 部分 为 r使
(’N(、能够接受网络上传来的控制命令 ．并上传控制
结果 ，要在传统 率地功能的基 础上进 行改进 ．使之 满
足网络控制的要求 ，CNC端远 程监控的通 汛软 件流
程如网 2所示
图 2 CNC 端 远 程 控 制 通 讯 流 程 图
2．2 DNC主机 端软 件 实现
DNC主机是用户与 CNC通汛的枢纽 ，主要完成
TCP／II 网络环境下与远端削览器 用户的通信以及
CAN总线环境下与 CNC之问的通信。
在本系统 L}|TCI ／]P l删络环境下的应1【_}』程序设
计足通过 ~ckcts(套接字 )实现的 由 于 DNC主机
端程序对用户来说不可见．所以有无用户界面并不重
要 为提高系统的I 络 响应能力，其应用程序采用多
线程技术 没计 当系统进行网络加工时 ，DNC主机
端至少启动 4个线程：主线程 、CAN接收线程 网络
数据收发线程 、NC代码发送线程一线 程之间采片j全
局变量干u事件的方式进行同步．其工作流程分别如图
3～ 6所示 其 中主线程负责侦听客户的连接请求
以及 AN 总线 通 讯卡 的 初始 化 当有 用 户 与某
CN(’建立连接 淆求时，则启动新 的I埘络数据收 发线
程专门负责此 r1与该 CNC的通讯，使得各用户间
通 讯互不干涉 ，可以同时进行 ；(7AN接收线程负责接
收 CNC通过 CAN总线传来的信息 ，并判断是总线上
哪台 CN(、发来的信息，根据信息类别分别启动相应
的线程对信息进行处理 ；网络数据收发线程专门管理
Hj户与 I)NC主机的通汛，负责接收 、处理网络传来的
用户命令．并将 CNC返 的机床状态信息发送 到与
此 CNC连接的浏览器端用户组 ，并定时地将机床状
态信息保存到 数据 库中，供其他部 门查询；NC代码
发送线程负责系统在 A动加工模式时，根据 (、N[’端
的清求适时地向其传输 (、代码．保旺加工的连续 、
稳定进行
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2003年 5月 中国制造业信息化 第 32卷 第 5期
图 3 DNC主 机端主 线程运行 流程 圈
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麓逆 思．定叫 弓八状忐数据
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图 4 DNC主 机端 CAN 卡接 收线程运 行 流程 图
图 5 DNC主 机端 NC代 码发送线 程594~-流程 图
2．3 客户端远程监控软件 实现
客户端远程监控软件由存放在 Web服 务器端的
ActiveX控件及其控制脚本组成、合法用户可下载包
含 该控件O~Wcb网页 ，在 窖户端浏 览器中执行 为
圈 6 I)NC主机 端 网络 数据 收发 线程运行 流程 图
避免 M络通讯延迟 、堵塞而带来的操作速度慢和死
机现象发生．客户端远 程监 控程序也 采 用多线程设
计 限于篇幅这 里不再赘述
3 结束语
本文提 出了一种基于 Wet)的可在 lnternct／ln
franct环境 F运 行的 CNC远 程 监控 系统 的 没汁方
案．着重论述了系统体 系结构的确立及其具体的开发
实现过程 经实际试验运行 ，该 系统 效果 良好，达到
了预期的设计 目的
参考文献 ：
[1] 韩 江 ，张勇跃 ，王治森 基 于 COM／AefiveX的 CN(’系
统监 控 服 务 [J] 合 肥工 业 大学 学报 (自然 科 学 版 )．
2001 24(3)：3f)5 308
[2] 上治森．吴焱明，王纯贤，等 支持全球制造的智能化_圳
络数控 系统f门 国机械 工 程．1999．10(I2)：l 354
l 357
3] 王时龙 ，刘 乜．陶桂宝 ，等 ．一种新 型的集 成化 DNC
系统[J]．中国机械工程，1 99g．9(5)：25 28
4 l i9j小轩 ．张 浩 ．樊留群 ，等 ．加工中心远程监控 的 殳计
与实现 lI．制造技 术与机床 ．2001(6)：28 3【】l
Design and Realization Oil Remote Monitoring and Control System Ilr W eh—I~lsed CNC
ZHA()W ei duo．YI Hong．W A (；W ei
(s}mheast University，Jiangsu N~qnjing．21IJf196，China)
Abstract：It[)FeSCII[8 1hc I℃scarch on a [-elllote monitoring 1c【control 8ystell／of wub 1)ascd (、 C I'he establish
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SVSIelTI CEI]shnulate dynamically the“)ur e Of[)I't~CCSS in time all{【provide the infurmafion 0f machine t{x}l
Key worRs：Network MaRlfacturing；Rent?re Monitoril~ lI1d Con)rob CNC；C’A Fidd b ：1 、lj／IP Protcx'ol
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