[发明专利]数控系统的嵌入式服务功能数据采集器

说明书

技术领域

本发明属机床技术领域，具体涉及一种数控系统的嵌入式服务功能数据采集器。

背景技术

Siemens802D数控系统属于西门子数控系统中的精简版，是相对封闭的系统，系统不能上网，不能象Siemens840D数控系统那样提供ePS网络服务，所以要实现远程状态检测和故障诊断较为困难。

Siemens802D系统与外界的接口有三个：一是PP72/48接口；二是PCU上的RS232接口；三是611UE驱动上的RS232接口。其中后两种接口用于对机床的调试或下载NC程序。在机床运行可以供数据采集使用的接口是PP72/48，PP72/48可完成NCK、PLC和机床之间开关量数据交换。通过PP72/48交换的开关量有刀库、冷却、MCP输入等，因此可以通过此接口采集到机床的运行动作信号和状态信号。

目前，对Siemens802D数控系统及其他经济型数控系统的故障分析和处理还是以技术人员现场诊断为主，还不能通过远程访问系统运行数据进行故障分析，进而无法利用领域专家知识进行远程故障诊断和维护。结果：由于维修技术不全面，造成维修效率低下，由于不能及时获取系统数据，导致维修周期长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数控系统的嵌入式服务功能数据采集器，使其能够方便地接入到符合规范的数控系统，通过嵌入式服务系统实现数控系统实时数据采集和远程发布。

本发明提出的数控系统的嵌入式服务功能数据采集器，由输入输出接口PP72/481、电平转换器2、单片机3、PC机5以及嵌入式在线服务系统4组成，其中：输入输出接口PP72/481通过电缆连接电平转换器2，电平转换器2通过IO端口连接单片机3，单片机3通过RS232串口连接PC机5，PC机5连接嵌入式在线服务系统4；

所述输入输出接口PP72/481为802数控系统上的输入输出接口；

所述电平转换器2将输入输出接口PP72/481的0-24V直流输出信号转换为0-5V直流为单片机3识别的信号；

所述单片机3具有信号采集、数据串口传输功能；

所述PC机5读取RS232串口10数据，负责和单片机3通信，实时接受数据并保存到数据库，以供WEB服务器调用；

所述嵌入式在线服务系统4完成数据的网络发布，嵌入式在线服务系统4对数据进行封装，使之形成各种设备服务，用户通过访问这些服务对设备进行状态检测和评估。

本发明中，所述电平转换器2包括10K电阻6、470欧电阻7以及24V直流继电器8三个主要元件，输入输出接口PP72/481通过电缆连接电平转换器2中470欧电阻7和24V直流继电器8，10K电阻6一端外接5V电源，另一端连接单片机3；电平转换器2将来自输入输出接口PP72/48 1的0-24V直流信号转换为0-5V直流信号。

本发明中，所述单片机3位于应与外界屏蔽，可以放在金属盒中；信号心路宜采用屏蔽线或者双绞线；同时PC机从单片机读取数据时，采用问答检测保证数据传输正确。

本发明中，所述嵌入式在线服务系统4，具体如下：

(a)基于WEB服务器的客户端从数据库读取数据，并将数据分类封装成各类设备服务，并以友好的人机界面显示服务信息。如：数控系统基本信息、当前运行状态数据、报警数据等。

(b)查询服务器通过IP和端口号查询局域网内WEB服务器客户端，可以实现对多台数控系统设备进行集中管理，并对外提供统一的URL供Internet用户访问。

本发明中，Siemens802D数据交换系统简图如图1所示。802D系统组成包括数控核心NCK，人机接口HMI、机床控制面板MCP、输入输出接口PP72/48、伺服驱动611UE、电源模块等。系统内交换的信号包括两类：一类是开关量信号，一类是模拟量信号。其中用于控制机床主轴电机和伺服电机的电流和速度信号是模拟量信号，这些信号通过Profibus在NCK和611UE驱动之间交换。而机床的开关量信号主要是通过NCK内的软PLC实现的，这些开关量信号包括上电、急停、刀具动作及冷却动作所产生的信号等。NCK通过内嵌的PLC控制机床动作和接受来自机床动作的反馈信号。由于802D的PLC内嵌在NCK中，它的输入输出端口是通过PP72/48来实现的。