数控机床数据采集系统.docx
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数控机床数据采集系统
数控机床数据采集系统功能开发说明书
中江联合（北京科技有限公司
2011年9月
概述（3
一、架构说明（4
二、功能描述（4
1、启动界面（4
2、主界面介绍（4
3、机床树操作（9
4、图表展示（11
三、开发要求（15
1、软件协议（15
2、所需硬件（15
3、开发环境（16
4、开发周期（16
概述
随着大规模工业生产的演进,数控设备上监控技术的重要性逐步被人们认知,而无论是生产管理、零件管理、设备管理、订单管理、还是企业决策,都离不开对现场生产情况的及时把握。
由于设备本身的通讯限制,反映生产情况的传统方式还是通过人工记录、汇报和整理来完成;同时,电脑管理的手段,也往往因为相互通讯规格不完善或不匹配等原因,造成相同数据的反复输入输出,导致时效性不强、人力和财力的双重浪费。
本资料简单描述了目前国内数控机床数据采集的方式和功能,可以提供给开发人员进行采集软件开发,也可以结合上层模块（MES做综合补充。
数控机床采集分为网卡采集和硬件采集。
网卡采集是通过数控系统厂家提供的接口协议来做二次开发;硬件采集是在机床电器柜中添加传感器来达到采集效果。
那么在做开发之前就必须要购买这些接口协议和硬件。
这里不是所有网卡机床都能进行网卡采集,目前能进行网卡采集的数控系统为FANUC0i系列、SIEMENS840D、HEIDENHAINTnc530三种系统,至于MITSUBISHI、MAZAK、OKUMA等网卡系统目前厂家没有提供接口协议或还没有开放,所以只能采用硬件方式采集。
从目前国内数控机床数据采集软件分析来看,功能基本上都是采集开关机、机床状态、报警信息、主轴功率等信息,在采集的过程中把这些信息写入数据库再加以分析,给客户展现出各种效率图表。
下面就具体说明采集软件的功能。
一、架构说明
1、系统采用B/S架构,服务器端负责参数设置、访问数据库、人员
权限配置、统计分析等操作。
2、客户端上只是浏览机床的状态图、各种效率报表曲线、报警等信
息。
二、功能描述
1、启动界面
当启动服务器端软件时,出现登录对话框,如图1所示,输入用户和密码后,点击“登录”进入系统。
图1
2、主界面介绍
主要包括菜单、工具栏、机床树、各种图表展示,如图2所示。
下面就每个菜单一一说明。
图2
系统菜单,包括“登录、注销、锁定、解锁、退出”五个功能。
登录:
退出系统,重新登录,用于更换身份。
注销:
注销当前用户身份,使系统处于登录状态。
锁定:
限制某些功能不能用,如参数设置、人员权限等。
解锁:
取消锁定的限制功能。
退出:
关闭软件,退出系统。
配置菜单,包括“数据库配置、系统参数配置、企业日历配置、度量时间配置”四个功能。
数据库配置:
与数据库连接的参数设置,
如数据库服务器名称、数据库名称、用户和密码、测试连接等。
系统参数配置:
设置系统参数,如系统与机床通讯的端口、采集频率、机床状态灯颜色定义等。
企业日历配置:
针对企业具体情况来设置企业的日历,一般情况下,先设置出勤模式,按照每天的班次定义;企业日历是定义大的范围,一般是按照季度来定义;最后还有周日历,主要考虑到周末加班情况。
度量时间配置:
用来选择计算效率的依据,也就是说总的时间是按照工厂日历来计算还是按照自然时间来计算。
组织菜单:
包括系统组织和班次组织两个功能。
系统组织:
系统本身登录人员的组织结构。
班次组织:
与实际工厂班次的人员对应。
●报警菜单:
主要用来录入网卡机床的报警信息。
●报表菜单:
包括效率定义和报表样式两个功能。
效率定义:
定义效率的计算公式。
报表样式:
选择报表的格式和风格。
3、机床树操作
主要功能是建立机床结构树,包括单位名称、车间名、组名、机床名称等信息,而且可以在结构树上对这些信息进行操作,如对组有“添加组、修改组、删除组、添加机床”操作;对机床有“设置参数、删除机床、停止采集、启动采集”操作。
对机床结构树操作都是通过鼠标右键来实现。
下面是“设置参数”界面功能说明:
基本信息:
主要对机床的名称、编号、系统、组名、图片等进行填写。
参数选择:
主要对采集方式及对应的参数进行设置。
对于网卡机床要输入机床的IP地址及通讯端口号;对于硬件采集要输入硬件的IP地址、端口号、数字量和模拟量采集点的选择及设置。
状态判断:
设置机床状态判断条件,如可以根据网卡、三色灯、主轴功率等条件来判断机床是停机、开机、加工、待机、报警等。
4、图表展示
主要功能是从采集的数据中按照所指定的条件展现出不同的图表。
包括电子看板、生产日志、统计图表、效率对比、参数曲线、带状图形六项内容。
电子看板:
根据车间实际布局图来放置机床的实际摆放位置,每个机床都带有三色灯（红、黄、绿,来实时显示目前机床的状态,用户也可以在上面来添加和修改机床,也可以移动到适当位置。
如果鼠标双击某个机床,就会弹出与此机床相关的加工信息。
生产日志:
可以根据机床组名、机床名称、机床编号、班次、日期等来查询机床的生产日志,其中运行日志、空闲日志、报警日志包括在生产日志中。
在生产日志中能看到机床的状态、开始时间、结束时间、持续时间、加工的零件名称、报警信息等内容;也可以把查到的结果导出或打印。
统计图表:
根据机床组名、机床名称、机床编号、日期、班次来查询机床的开机率、利用率等信息的图表;也可以把查到的图表导出或打印。
效率对比:
按照机床组名和班次及起止日期来对比相对应的效率图,可以把效率图导出或打印。
参数曲线:
按照机床名称、机床编号、班次及时间来查询主轴负载、主轴转速、主轴进给等曲线,以便分析机床是否超负荷运行。
带状图形:
按照机床名称、机床编号、查询日期等来查看机床每天的状态分布图,在图中能看到带状图是由红、黄、绿、灰四种颜色组成的条纹状,根据这些条纹就能分析出机床的运行效率信息。
三、开发要求
1、软件协议
对于网卡采集机床,需要购买系统厂家提供的接口协议,目前是以下三种:
●FANUC0i系列大约240元
●SIEMENS840D系列大约3万-4万
●HEIDENHAINiTNC530系列大约3万-4万
至于其他带网卡协议还需要进一步和厂家协商。
2、所需硬件
对于硬件采集机床,需要购买数/模采集硬件,现在市场上常用的是台湾MOXA-I/O模块及电流传感器,一套费用大约2000元-3000元。
3、开发环境由于系统厂家提供的接口协议是基于.NET开发平台，所以建议采用VC++或C#作为开发环境。
4、开发周期专业的开发人员来做采集（不包括统计图表），大约需要3个月。
统计图表大约需要2个月。
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