1 物聯網-群構架

    群自身的核心競爭力，包含單元核心能力，與整體核心能力數字化遠程異地數控物聯網，必須建立一個能夠搭建網絡化工作的平臺，通過這個平臺能夠協同工作，如：具有物聯工程組態開發、工程項目管理、工程運行發布、系統監控等等。這個專業群網絡群構架是一個由組態技術、網絡化軟件工程技術、網絡化工控技術、網絡化檢測與控制技術、網絡通訊與設備通訊技術，實時數據庫管理技術、網絡化數據傳輸與存儲技術等相近相關的專業或專業方向共同組成。

    群自身的結合融聚力，凝心力，要有突出品牌自主技術支撐(核心競爭力。RIC數控物聯網，屬于綜合性的技術平臺、服務平臺、管理平臺，培養人的平臺，高新技術創新的平臺。擁有多方面的單元核心點，具有明確的主題整體核心能力，具有明確的主題整體核心能力，用于專業群、產業群的建設。

    物聯網已被世界公認為世界信息產業第三次浪潮，開發應用前景巨大。物聯網的核心是信息交換和通訊，信息交換和通訊的核心是對各種物的接口與網絡接口的對接。信息交換和DNC通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。信息傳輸服務包含：數據傳輸與命令傳輸服務。信息傳輸方式有“有線傳輸與無線傳輸”。

    數控設備是一種高科技的物、檢測設備是物、監控設備是物、識別設備是物，…RIC—DNC解決了數控設備物的接口與通道、數據傳輸與命令傳輸服務、信息傳輸方式、以及物的端口遠程映射的核心技術，數據及文件校驗遠程傳輸可靠性技術，RIC—DNC數控物聯網的核心發展方向，就是物聯網。

    例如：RIC—DNC物聯網可以實現256臺數控設備(數控機床、刀具測量儀、工件測量、打印設備、PLC設備、FC設備、變頻設備等等)通過有線，無線串口服務器與計算機通信，實現互網。

    作為數控機床物聯網，NC的操作者(客戶端)只需要在數控設備的控制面板上輸入遠程控制指令，即可完成程序的發送、接收和列表查詢與排程。實現多臺機床并行在線加工，斷點續傳能力，并可實現自動、手工、斷電斷點續傳，在線加工過程中會實現自動補包，確保了傳輸到機床的程序無誤。可將不同設備的控制系統以不同的通訊協議方式同時接入遠程DNC SERVER進行管理。上傳程序時，服務器能夠自動接收、自動保存數控程序，服務器端無需專人職守。實現加工程序遠程列表瀏覽，操作者在機床端就可以瀏覽服務器上對應的文件列表，并可在列表中選擇程序進行調用。

    數控機床的操作者同時可以通過上網本，可以進行有關車間生產的管理、數控加工相關文檔的查詢瀏覽：RIC—DNC具有強大的日志管理功能，可以記錄整個系統的所有事件，提供遠程復合查詢檢索方便問題的查找。可查看數據傳輸的日期、時間、文件名以及上傳還是下載等內容，用以記錄操作者的操作過程及出錯信息，可以實施記錄加工時間。可以自動備份通信參數，在移機或重裝系統時，機床參數可智能恢復。

2 遠程異地物聯網

    以太物網聯方式使數控設備與工廠的其他部門交互對話。通常的數控機床都是自動化的獨立孤島，CNC技術中的革命使CNC系統提供PC功能和以太網的聯接性，由于CNC系統的開放和提供以太網聯結，車間就可以從其機床上獲得信息以提高生產率以及更多的東西。物網聯把CNC系統與生產管理系統、制造系統聯接，諸如CAD，cAPP／CAM，MES和ERP，可以提供很多的生產優勢。一般而言，CNC設備有三個層次的網絡工作：信息層、控制層和裝置層。CNC設備信息層主要用于DNC與機床之間發送數據(如操作程序、刀具信息的數據傳輸)：網絡信息層可以通過RIC虛擬桌面協同平臺，實現辦公室環境(包含遠程異地辦公)和操作者工位之間信息交流、通過RIC—DNC完成監視設備的統計數據的傳輸；而控制層則通過第三方應用程序，實現控制數控設備，CNC裝置層和控制層支持許多接口，控制器的動作(如PLC)可以支持遠程網絡控制，信息可以通過網絡被送往控制系統中的裝景和外圍設備。

    機床聯網架線，大多數CNC系統是用RS-232聯接的而不是用以太網聯接，因此車間可以采納有線／無線串口服務器聯接方案，RIC—DNC無線交換機位于車間中心地點部署，接入到車間局域網中，接收和發送無線訊號。

    2．1局域網內串口設備的聯網對于RIC—DNC服務器作為集中控制應用，用戶對于數控機床(客戶端)與DNC(服務器)之間采用《服務器／客戶端》通訊的操作方式，物與物之間采用<上位機／操作站>通訊的操作方式，可有三個選擇：

    2．1．1虛擬串口方式提供Windows標準串口驅動程序，是最為簡單的局域網內通訊方式，原有以串口通訊為基礎的應用軟件，在Windows系列操作系統下不需要作任何的更改即可使用。可以讓一個串口對應一到多串口服務器，連接到數控機床，由此主控計算機可任意與每臺接入局域網的數控機床進行實時的雙向數據交換與命令傳輸。虛擬串口通訊主要應用于數控設備終端聯網的應用。

     2．1．2 Socket協議連接方式采用Socket協議直接與系統的終端設備(非數控機床)相連的需要。在這種應用方式下，用戶也要給每個串口服務器分配一個局域網內固定的IP。由于采用的是TCP直接連接方式，這就要求上位機和串口服務器通訊采用Socket連接，用戶的上位機的形式為TCP Server設置，并提供制定的端口監聽。所有的連接終端設備的串口服務器被設置為TCPClient模式。需要用戶開發Socket應用的后臺軟件。通常對串口服務器的應用，推薦采用Socket方式建立上位機與終端間的直接TCP連接。

    2．1．3 MCP連接模式專門為數控機床連接的TCP/IP連接模式，具有虛擬串口方式與Socket協議連接方式相結合的特點.具有兩個IP服務端口，數據端口與命令端口，可以對單串口服務器連接，也可對多串口服務器連接。

圖1 MCP工作原理

    RIC—NC601A工業級串口聯網服務器。集成lCMP,IP,TCP UDP，DHCP，Telnet,DNS，SNMP多種網絡協議和WINDOWS COM標準接口，提供TCP real port、TCP，UDP Socket(tep client、tcp server、udp)、MCP共九種工作模式，內部DNC服務器+RIC聯控協同平臺配置一個專線網內固定IP地址，為用戶的串口設備輕松實現網絡功能，使得外部DNC信息服務器能夠連接到內部DNC。

    2．2 專線網內串口設備的聯網車間DNC配置一個專線網內固定IP地址，每個連接的串口服務器都配置一個局域網內固定的IP地址。非數控機床物聯網的主控服務器為TCP Server形式，每個連接的串口服務器配置為TCP Client，通訊采用TCP直接連接，由第三方提供的控制軟件具有socket功能。

    數控機床物聯網，車間內設立RIC—DNC服務器，通過無線串口服務器與數控機床聯網，采用MCP模式直接連接。車間以外的分布機構RIC—DNC服務器+RIC聯控協同平臺，同樣采用MCP模式直接與數控機床連接。這種組網方式與在企業局域網內的組網基本原理與設置幾乎相同，區別在于一個是由電信服務提供商構建的專線(城域)網網絡規劃，一個是由企業自身構建的局域網網絡規劃。

圖3 內聯工作原理

    2．3使用PPPOE協議，采用ADSL modem連接的跨網關通訊

圖4 互聯工作原理

    有線，無線串口聯網服務器一個重要的功能是具有PPPOE協議線，與ADSL Modem相連可以接人互聯網(接入光釬主干網)，具有跨網關通訊的卓越特性。這個特性將企業局域網與專線(城域)網互聯，通過域名解析或綁定的固定IP連接方式與遠程異地DNC SERVER進行聯網。提供遠程的設備運行狀態監控、設備的遠端調試與維護，通過互聯網連接，與企業計算機監控系統組成一個跨網關通訊的應用。這種特性滿足了分布于全國各地，可以實現遠程異地制造物聯網。

    采用RIC—DNC隨機配備的配套軟件，在RIC—MCP—SCOM模式下，其中主機IP Address(遠端主機IP)設置為合法的公網lP地址，連接的端口號為TCP，IP通訊COM端口號與MCP模式服務端口號(數據端口與命令端口。在這種情況下，一但串口服務器上電，將自動的采用ADSL自動撥號接入互聯網。完成聯網后，串口服務器主動連接合法公網IP地址的DNC服務器，用以完成數據傳輸與交換。

    2．4 不具有Socket協議的設備問的互聯

    2．4．1 不同位置點對點工作方式：兩臺處在不同位置點對點工作方式，而且相隔很遠的PLC之間需要交換數據建立通訊，在一個大范圍的廠區內，兩個在不同車間的PLC之間需要點對點交換數據，這兩臺PLC都可以由串口服務器接入企業的工業以太網，兩臺串口設備中間走TCP/IP以太網，兩端走RS一232方式。

圖5 點對點工作方式

    可將其中的一臺串口服務器(IP為192．168．0．233)配置為TCP Server工作模式，另外一個串口服務器(IP為192．168．0．232)配置為TCP Client工作模式，由此這兩臺P優之間具備了支持Pair Connection成對使用通訊的能力，而不必借助于任何計算機的幫助。

    2．4．2 點對點工作方式PC機與PLC之間連接PC機可以通過PLC控制其他的采集器，如變頻器、溫度采集模塊、一般輸出擴展模塊。

圖6 點對點工作方式

    2．4．3組播工作點對多點方式可以建立一個點對多點的設備間TCP直接連接，一臺計算機控制多臺采集器，將聯接的串口服務器配置為TCP，UDP Socket工作模式，TCP數據模式為Raw，會話協議為UDP。通過網絡來傳輸串口數據，網絡設備連接示意圖如下：

圖7 一點對多點工作方式

    2．4．4多點對一點工作方式串口服務器的每一個串口可以同時被最多臺主機映射為實COM口，即多臺主機可以同時打開同一臺串口服務器的串口控制同一串口設備。例如：實現多部門客戶端能在同一時間通過自己的PC觀察到通過物聯的不同數字化設備，了解設備的監控狀態。

圖8 多點對一點工作方式

3 遠程異地物聯網專業群與產業群

    3．1以數控技術網絡工程為重點進行專業群建設

    3．1．1數控技術專業相關的機電專業群包括機電一體化技術專業、電氣自動化技術專業、數控技術網絡工程專業。

    3．1．2數控加工專業相關的制造專業群包括機械加工工藝及裝備、模具設計與制造、計算機輔助設計與制造、數控技術與維修專業。

    3．1．3數控加工生產管理專業群模具及模具加工設備營銷和技術服務、制造設備管理營銷和技術服務、車間管理信息化和技術服務。

    3．1．4現代制造模式實訓專業群CNC仿真實訓室、CAD／CAPP/CAM實訓室、網絡化制造實訓室、數控加工與維修實訓室、國家職業技能鑒定與國家創新技能競賽實訓室。

    以數控技術新型制造模式，形成機電專業群、制造專業群、工業控制專業群、生產管理專業群、實訓專業群的綜合性專業群建設，以物聯網形式形成交叉信息網。包括創新人才培養模式、課程體系改革模式、實訓基地改革模式、師資隊伍建設改革模式等項目專業結構調整，形成強烈的輻射力網絡群。這是一個大膽的觀念轉變，突破傳統的課程體系、實訓體系，形成社會需要的創新人才培養模式。

    設備維修網絡、設備管理網絡、工業控制網絡、數控夾具-刀具-量具網絡展示臺、數控刀具在線信息追蹤采集與監控，CAD／CAM集成在該網絡環境下，完成實體仿真、后置處理、自動傳送、直接加工等全過程，很容易和INTERNET網相連，實現遠程診斷、遠程服務和實時圖像監控。可根據加工對象的工藝需求，配備相應的工裝夾具、刀具、物流系統，實現加工對象的柔性化，適應各種批量及多品種規格零件的環流生產，是敏捷制造、柔性單元新型的制造模式。

    由此來看來，RIC—DNC—MES自主創新核心技術，在工業自動化控制、信息化實施、網絡化實施、專業結構調整與專業群建設、物聯網應用與開發等等帶來巨大的影響。

    3．2 數控加工產業群建設中國未來主要產業調整的問題，首先是制造業，裝備制造業、汽車制造、船舶制造、飛機制造，稱為高端制造業。制造業物聯網信息化屬于戰略性新興產業，在制造產業結構發展定位上，應該形成區域性網絡制造中心，實施“以主業為核心的有限多元化”戰略，堅持“主導產業抓重點、重點產業上規模、特色產業求突破，結構規劃上物聯”的產業鏈思路，進行規模產品產業群(鏈)建設，生產具有完全自主知識產權的主導產品，產業集群(物聯網)將形成產業園區和生產協作基地核心，形成整體的產業群的互聯信息化，實現產品設計、制造、管理與營銷(貿易)，原材料采購與物流產業群(鏈)管理的新模式。

    產業群管理單憑傳統的“頭腦”是不夠，要依靠科學與信息化，放大人的“頭腦”智慧，實現信息流通、技術流通、資源流通、人力流通、產品與物流流通，只有流通才有發展，只有加強制造業技術改造，推進信息化和工業化融合才能促進結構調整。

4 結論

    物聯網，顧名思義就是“物物數字信息互聯互通網絡系統”，不單純是“互聯”“識別”，更重要是“互通”“互控”，RIC聯控平臺是核心，物聯網群構架是脈絡，DNC聯接與通訊是通道，數控物聯動是實體，實現遠程物聯管理。以國際視野和戰略思維來選擇與發展新興戰略性產業鏈，RIC—DNC國內第一個基于IPV6的MCP模式通訊的應用，有線與無線寬帶網物聯協議通訊，有望迎來快速發展，促進高端制造業產業結構調整。