跨平台数控远程群集监控系统的研究与开发

论文摘要

伴随着“中国制造”走向国际,世界市场对国内产品的质量和产量提出新的要求,数控系统的应用日益广泛。规模化应用的数控系统需要先进的信息化手段进行管理。国内数控系统生产方也需要通过信息化技术来提高自身产品的竞争力。因此,数控远程监控系统的开发变得十分必要。本文将根据生产企业和数控系统生产方的提出的需求,设计并实现一个跨平台的数控远程群集监控系统。文章首先根据市场需要,编写系统需求报告。然后根据需求报告给出监控系统的总体设计方案,划分系统的功能模块和层次化结构,并进行开发和实现技术选型。系统最终选择使用以太网作为数据交换网络,使用跨平台的Python语言,Tk图形库以及面向对象方法开发监控系统软件。在总体设计方案的规划下,文章按照自下而上的顺序,分别介绍系统通信层,中间层,用户层的设计和实现过程。通信层是软件系统的最底层,文中首先介绍TCP/IP通信协议,然后阐述如何利用Socket接口设计主动连接模块、服务器模块和广播模块,实现系统的数据通信;在中间层,文章主要描述指令生成和处理模块,数据处理模块,文件传输模块的设计过程及其工作流程,系统的数据和指令处理都在该层中完成;用户层是系统和用户之间的接口,其主要组成部分是用户界面。文中对用户界面的构建及数据显示刷新机制进行介绍,并对三维工件加工模型的实现过程进行专门的描述。系统中各层次和功能模块设计完成后,文章阐述了如何把各个功能模块进行组织和联合。通过对功能模块的统一调度,整个数控远程监控系统得以运行,实现多目标远程群集监控的功能。最后列举一个监控系统应用例子,介绍如何组件监控网络,并给出系统运行效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外数控应用及数控远程监控现状
• 1.2.1 国内概况
• 1.2.2 国外概况
• 1.3 课题主要研究内容
• 1.4 本论文的组织结构
• 第二章 数控远程监控系统需求分析和总体设计方案
• 2.1 需求分析
• 2.1.1 需求分析目的
• 2.1.2 需求描述
• 2.1.3 需求报告
• 2.2 系统总体设计方案
• 2.2.1 系统组成
• 2.2.2 监控软件总体设计
• 2.2.3 通信网络选型
• 2.2.4 开发工具和方法的选型
• 2.3 本章小结
• 第三章 监控系统通信层的设计和实现
• 3.1 通信层和通信协议概述
• 3.1.1 通信层的功能
• 3.1.2 通信协议
• 3.1.3 TCP/IP 协议通信描述
• 3.2 通信模块设计和实现
• 3.2.1 服务器模块设计
• 3.2.2 主动连接模块设计
• 3.2.3 广播模块设计
• 3.3 自动连接的实现
• 3.4 通信模块的编码实现
• 3.5 本章小结
• 第四章 数控远程监控系统中间层设计
• 4.1 指令生成模块和指令处理模块
• 4.1.1 指令生成模块
• 4.1.2 指令处理模块
• 4.2 数据处理模块
• 4.2.1 数据格式
• 4.2.2 数据处理
• 4.2.3 数据读写的同步处理
• 4.3 数控端接口模块
• 4.4 中间层监控总流程
• 4.5 数据更新优化
• 4.6 文件传输
• 4.6.1 文件传输原理
• 4.6.2 文件传输流程
• 4.6.3 文件夹传输
• 4.7 本章小结
• 第五章 监控系统用户层的设计和实现
• 5.1 监控界面
• 5.1.1 概要监控界面
• 5.1.2 详细监控界面
• 5.1.3 监控界面的数据显示和刷新
• 5.1.4 监控界面的实现
• 5.2 主窗口和系统设置界面
• 5.3 文件传输界面
• 5.3.1 监控软件端的文件发送界面
• 5.3.2 数控端文件接收和系统设置界面
• 5.4 三维加工状态显示
• 5.4.1 三维图形显示方案
• 5.4.2 数控系统中工件三维显示的实现过程
• 5.4.3 三维显示模块的提取和移植
• 5.5 本章小结
• 第六章 监控系统的组织与运行
• 6.1 监控端软件的功能模块组织及运行
• 6.1.1 单目标监控过程的模块组织及运行
• 6.1.2 群集监控过程的模块组织及运行
• 6.2 数控端软件的模块组织及运行
• 6.2.1 数控端软件监控部分的模块组织及运行
• 6.2.2 数控端监控软件的文件接收和系统设置部分模块组织与运行
• 6.3 数控远程群集监控系统的运行
• 6.3.1 监控网络组建
• 6.3.2 系统运行
• 6.4 本章小结
• 总结与展望
• 1. 总结
• 2. 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 答辩委员会对论文的评定意见