1、引言

　　为了配合“机械设备自动化”国家级试点专业建设，我校于1996年提出了建立FMS实验系统的构想，并付诸实施。系统方案既遵循FMS的一般体系结构，又充分考虑到教学实验的特点。在系统的实施过程中，我们自行研制开发了FMS运行控制软件，该系统具有实时调度、仿真动画、设备监控等功能。

2、FMS系统布局

　　系统布局如图1所示，FMS实验系统由数控车床、数控加工中心、搬运机械手和四台工控机组成。数控车床CK6150适用于回转体零件的精加工。数控加工中心XH714具有三轴联动控制，工件一次装夹后可自动完成铣、镗、铰等工序的加工。机械手可在直线导轨上行走，手臂有四个自由度，前端带有手爪，完成工件的输送、搬运。

图1　系统布局

　　三台486工控机分别作为车床、加工中心和机械手等设备的控制工作站，上位机(586工控机)和三台工作站通过BITBUS现场总线互联，实现系统的集成。

3、系统功能需求

　　运控软件运行于上位机，包含以下主要功能：
　　(1)实时调度控制
　　依据作业计划、零件加工工艺路线以及生产现场的设备状态，对搬运机械手进行动态实时调度，实现工件的合理流动，同时协调机械手及所有被服务设备之间的工作。
　　(2)仿真动画
　　利用直观的动态图形方式，一方面在运行前对生产过程进行模拟，分析调度控制策略的可行性及系统中物流的走向；另一方面可对系统实际运行进行在线监控，对物流阻塞和设备故障等异常情况及时发现，提高系统的可靠性。
　　(3)辅助功能
　　除上述两个基本功能之外，系统尚需提供作业计划管理、数控程序管理、库管理等辅助性功能。

4、调度控制系统设计

4.1　运控软件与下位工作站的接口
　　BITBUS网络物理层采用EIA_－RS485规范，数据链路层基于IBM同步链路控制(SDLC)协议，应用层提供远程访问与控制(RAC)服务。籍此，上位机可完成对总线节点上的片内、片外数据存储器的读写，任务的调度和位总线消息的收发。
　　FMS实验系统采用分布式控制模式，每个现场设备完全由相应的下位工作站控制，上位机通过BITBUS网络与各下位工作站进行命令、状态和数据信息的通信，从而实现对现场设备的间接控制。上位机指挥设备动作时(如加工中心夹具松开)，将“控制命令”写入相应设备工作站节点上的片外数据存储器。设备工作站定时扫描该区域，发现有效命令即加以处理，并将响应执行情况回写，供上位机读取。命令控制块结构如下：
　　300H：命令有效标志
　　301H：命令代码
　　302H-306H：命令参数
　　307H：命令响应(上位机置FFH，由下位机回写命令响应情况)。
02H-0AH：命令失败
01H：命令正在执行
55H：命令已完成