底层加工设备联网的拓扑结构
底层加工设备之间的信息传输处于具体的制造加工环境中,一般具有如下特点:
1)通信环境恶劣,容易受到温度、湿度、粉尘、电压波动、机械振动、电磁干扰等因素的影响。
2)信息传递主要在设备与设备之间进行,故对通信可靠性要求高。
3)通信内容和时间一般可以预先设定,随机、自发产生的信息相对较少,可以使通信协议大大简化。
4)有较多的加工状态监控信息,故要求具有很好的实时性。
5)要求具有一定的故障诊断和容错能力。
6)通信距离短,但通信频度高。
底层加工设备之间的通信互联网络,一般有如下三种方式:
1.以工作站控制器为中心的点对点互联结构
以工作站控制器为中心的点对点互联结构,如图6-9-7所示,也称星形拓扑结构。工作站控制器与各加工设备控制器、物料系统控制器直接相连,构成主—从式通信方式,即工作站控制器为主机,各加工设备控制器为从机,通信过程由主机控制,加工设备之间的通信必须通过主机。
星形点对点互联结构采用集中—分散控制相结合的方式,各板材加工设备、物流系统控制器根据生产指令按预先设定的程序分散控制各自设备自动完成板材加工,同时各加工设备又在工作站控制器的统一监控和管理下,相互协调、有序地完成板材的加工、输送及工位之间的传递。
星形点对点互联结构中点与点之间,通常采用RS-232-C或RS-422作为通信接口标准进行连接,具有连接成本低、可靠性高、网络协议简单等优点。
2.基于总线结构的主—从式互联结构
基于总线结构的主—从式互联结构如图6-9-8所示,该拓扑结构是使用现场总线将各冲压加工设备之间进行互联,并与工作站控制器相连接。基于总线结构的主—从式互联结构,虽采用总线结构,但其信息传输和控制仍采用如上所述的主—从式结构逻辑和控制方式。
图6-9-7 星形点对点互联结构
图6-9-8 基于总线结构的主—从式互联结构
3.站点对等式总线互联结构
站点对等式总线互联结构如图6-9-9所示,该拓扑结构是通过一条共享总线(现场总线)将各板材加工设备、物料系统控制器、工作站控制器以及单元层控制器平等地连接起来,信息传输上无主从之分。该拓扑结构的特点是,连接在总线上的各个站点之间可以自由地进行通信和数据交换,通信机制灵活,有利于引入单元控制容错系统和虚拟单元,从而提高了系统的可靠性和效率,是目前柔性制造系统主要采用的一种互联拓扑结构。