基于CAN总线的DNC远程诊断及监控系统

（2）CAN总线及RS232/CAN转换模块
　　
在DNC操作中，由于数控机床所提供的程序传送接口是标准的RS232串行口，因此存在CAN协议与RS232之间的转换问题。由于CAN232B转换器完全支持CAN2.0B协议，并且利用它所组成的CAN控制网络具有组网灵活、数据传输可靠性高、通讯速率高、总线利用率高等优点，故本系统使用CAN232B转换器。对于上位监控机（RS232主控设备）而言，需要它具备寻址各数控机床（多个RS232设备）的能力。此时，按照CAN232B转换器的配置协议，对监控机的RS232程序进行补充、修改，使监控机可向所连接的CAN232B转换器发送命令帧"，以设置CAN帧格式，动态配置CAN232B发送的CAN帧信息。这样，监控机就可以通过CAN232B发送具有不同ID的CAN报文帧，来寻址不同地址的数控机床，从而实现在对DNC的操作。
　　
2.3基于Web的数据库服务的搭建
　　
要实现数控机床的远程故障诊断，企业故障诊断中心或远程故障诊断中心的专家必须通过Internet（或Intranet）获得系统的故障和状态信息，同时又能够让故障诊断中心的专家通过Internet（或Intranet）查询数据库中的数据。
　　
ASP（ActiveServerPages）内含于IIS3.0之后的版本中，ASP本身并不是一种脚本语言，其实是一套微软开发的服务器端脚本环境，即它只是提供了一种使镶嵌在HTMI页面中的脚本程序得以运行的环境。它具有使用简单，并且有强大的后台支持。本系统的工作环境为Windows2000Server，开发系统为VC++，在此选用Microsoft的ASP，它既简单好用，又有强大的功能和强有力的技术支持。通过ASP可以结合HTML网页、VBScript和JavaScript.ASP指令和ActiveX元件建立动态、交互且高效的Web服务器应用程序。而且ASP与ADO（ActiveXDataObjects）结合很容易实现对数据库的访问，访问模型如图3所示。当浏览器发出一个HTTP请求时，Web服务器响应这一请求，调用ASP引擎解释被申请的ASP文件，若遇到的是ActiveX控件，则启动相应的ActiveX控件。借助于ADO及SQL语言访问数据库，并将其运行结果生成相应的HTML语法成份，与文件中原有的文本和HTML标记一起组成标准的HTML页面返回至客户端浏览器。
　　

2.4监控机与企业数据库服务器之间的通信
　　
数据库与企业监控诊断中心（或远程诊断中心）监控机的实时数据通信采用WindowsSockets通信机制，Socket通信是一种特殊的I/O，Socket实际上是TCP/IP网络上提供的一个通信端口，借助于它，用户所开发的应用程序可以通过网络与其它应用程序进行通信。Socket提供的一整套原语可供用户编程调用和访问系统资源，并可用来开发一些与网络有关的、有实时性要求的应用软件。在应用软件的开发中主要使用两种类型的Socket（套接字）：
　　
1.流式套接字。它定义了一种可靠的、面向连接的服务，实现了无差错、无重复的顺序数据传输。适用于处理大量数据，流式套接字使用的是TCP协议，TCP协议是以连接为基础的，即必须先建立连接，才能相互通信。如HTTP，FTP，Telnet等使用的都是流式套接字。

2.据报套接字。它定义了一种无连接的服务，数据通过相互独立的报文进行传输，是无序的，并且不保证可靠、无差错。数据报套接字虽然也使用IP，但是它不使用TCP，而是UDP（UserDatagramProtocol）。UDP不像流式套接字那样维护一个打开的连接，用户只需要把数据打成一个包，把远程的IP贴上去，然后就把这个包发出去。如TFTP（TrivialFileTransferProtocol）就使用UDP。
　　
为了保证数据传输的可靠性，该系统采用基于可靠连接的流式套接字，其协议为TCP/IP协议。由于Windowsserver2000是多任务操作系统，不同的任务对应着不同的进程。为了实现数据的正常传输，必须通过端口号明确监控机是与数据库的哪一个进程相连，可供各监控机使用的端口号范围为：1024～4999，本系统中选用3000。此外，由于同时与数据库相连的监控机可以多于一个，为了使各个进程之间的数据通信不会发生冲突，数据库应用程序应首先创建一个侦听Sockets，用于接收监控机的连接请求。当数据库接受了监控机的连接请求后，会返回一个新Sockets的描述符，这个新Sockets将用来处理新的连接。原来的Sockets将继续侦听新的连接请求。整个数据通信过程的流程图如图4所示。

3结论
　　
基于实时数据采集、CAN总线、数据库服务和Internet的远程故障诊断技术解决了DNC数控机床关键部位的实时监控及故障诊断问题。本文所提出的现场设备级、车间监控级、企业监控级、远程监控级的四级系统结构将有助于提高远程故障诊断的可实现性和准确率，并最终达到提高企业效率的目的。随着网络通信技术和现场设备自动化应用的深入，以及成熟可用的专家系统将逐渐出现，远程故障诊断也必将成为未来企业的一种主要诊断服务方式。
　　
本文作者创新点:提出了基于CAN总线的DNC远程诊断及监控系统;提出了由DSP、多传感器组成的实时数据采集系统;将CAN总线网络与Ethernet、Internet结合，实现了现场设备级、车间监控级、企业监控级、远程监控级的四级系统结构;探讨了基于Web的数据库服务技术。