автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Расширение функциональных возможностей специализированных систем ЧПУ посредством организации многоцелевого канала взаимодействия их основных компонентов

На правах рукописи

Никишечкин Петр Анатольевич

РАСШИРЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ЧПУ ПОСРЕДСТВОМ ОРГАНИЗАЦИИ МНОГОЦЕЛЕВОГО КАНАЛА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИХ ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТОВ

Специальность 05.13.06 - «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (технические системы)»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени ^

кандидата технических наук ' м 2015

Москва-2015 г.

005566516

005566516

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» (ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН»),

Научный руководитель: Мартинов Георги Мартинов

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», заведующий кафедрой «Компьютерные системы управления»

Официальные оппоненты: Барский Аркадий Бенционович

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет путей сообщения», профессор кафедры «Вычислительные системы и сети»

Курнасов Евгений Вячеславович

кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет приборостроения и информатики», доцент кафедры «Компьютерные системы автоматизации и управления»

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

учреждение науки Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова Российской академии наук (ИПУ РАН)

Защита диссертации состоится » ОП^ШД 2015 года в часов на

заседании диссертационного совета Д 212.142.03 при ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» по адресу: 127055, Москва, Вадковский переулок, д. За.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», www.stankin.ru.

/4

Автореферат разослан « ' » М&^Т73}_2015 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н., доцент ' Семячкова Елена Геннадьевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Необходимость расширения функциональных возможностей систем числового программного управления технологическими процессами обусловлена потребностями современных высокотехнологичных производств, стремлением расширить спектр технологических задач и повысить привлекательность самой системы управления. Станкостроители и конечные пользователи систем ЧПУ заинтересованы в использовании собственных специализированных программных продуктов, а также продуктов, предлагаемых сторонними производителями, совместно с базовым программным обеспечением, поставляемым производителем систем управления, для повышения качества изготавливаемых изделий и увеличения производительности технологических процессов. Среди них можно выделить системы, решающие задачи динамической балансировки шпинделя, диагностики износа режущего инструмента, контроля производительности станка, сетевой интеграции, поддержки цехового CAD/CAM проектирования, разработки и отладки ПЛК программ и др.

Современная система ЧПУ — это сложное устройство, относящееся к изделиям двойного назначения с ограничениями на свободное распространение. Ведущие производители систем управления, стремясь сохранить свои конкурентные преимущества, практически полностью ограничивают доступ к ядру системы ЧПУ. Зачастую интеграция сторонних продуктов возможна только в терминал системы, что, в конечном счете, расширяет ее интерфейсные возможности, но не функциональные возможности системы в целом. Некоторые производители предлагают ограниченную возможность переконфигурирования ядра системы и интеграции в него новых программных решений посредством продажи платной лицензии разного уровня, однако даже в таких случаях для станкостроителей и конечных пользователей полная открытость ядра системы ЧПУ не предоставляется.

При интеграции в систему управления сторонних приложений актуальной задачей является организация их взаимодействия с ядром системы. Промышленный стандарт ОРС (OLE for Process Control) обычно используется для организации клиент-серверных отношений внутри интегрированной технологической среды, состоящей из систем SCADA, локальных систем управления, терминальных станций, и не предназначен для реализации взаимодействия между основными компонентами внутри системы ЧПУ.

Проведенный анализ систем ЧПУ от различных производителей на предмет открытости выявил следующие проблемы:

- отсутствует единый подход к разработке и интеграции в систему ЧПУ сторонних программно-аппаратных решений;

- не все системы ЧПУ имеют открытую архитектуру, либо открытость сильно ограничена и позволяет перенастраивать лишь ее терминальную часть;

- отсутствуют универсальные механизмы по интеграции в ядро системы новых или внешних решений и организации взаимодействия с решениями в терминальной части;

- зачастую интеграция пользовательских решений возможна только путем оформления специализированных договоров с компанией-производителем систем ЧПУ на передачу ей разработанных технологий, что во многих случаях бывает неприемлемо;

- предоставляемые механизмы расширения функциональных возможностей систем управления, как правило, требуют приобретения платной лицензии на использование.

В результате исследования была выявлена необходимость разработки единого подхода к повышению уровня открытости системы ЧПУ и предоставлению возможностей станкостроителям и конечным пользователям по интеграции в нее сторонних и собственных разработанных решений. Тема диссертации, направленная на повышение уровня открытости системы ЧПУ и предоставление возможностей станкостроителям и конечным пользователям расширять функциональные возможности системы, является актуальной.

Цель работы: расширение функциональных возможностей систем ЧПУ и интеграция в них новых технологий путем создания универсального механизма взаимодействия терминальной части с ядром системы управления на базе многоцелевого канала передачи пакетов с неспецифицированным форматом данных.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие задачи:

- проанализировать существующие решения по расширению функциональных возможностей систем ЧПУ;

- построить функциональную модель взаимодействия терминальной части с ядром системы ЧПУ на основе многоцелевого канала передачи пакетов с неспецифицированным форматом данных (XData), и провести расчет его пропускной способности;

- разработать архитектуру и осуществить программную реализацию механизма взаимодействия компонентов системы управления посредством многоцелевого канала XData;

- разработать механизм интеграции в систему ЧПУ сторонних и новых собственных прикладных решений на базе многоцелевого канала передачи пакетов с неспецифицированным форматом данных;

- реализовать прикладные решения, использующие ключевые схемы интеграции в систему ЧПУ на основе разработанного многоцелевого канала XData, и провести стендовые испытания.

Методы исследования. Теоретические исследования в диссертации базировались на основных положениях теории автоматического управления, теории резания. При решении поставленных задач использовались методы объектно-ориентированного проектирования (декомпозиции, абстракции), концепция объектно-ориентированного программирования, а также технологии .NET, автоматизация OLE (object linking and embedding), стандарт OPC (OLE for process control), сетевые технологии и язык описания разметки XML (extensible Markup Language).

Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие научные результаты:

1 Установлены взаимосвязи между конфигурацией системы ЧПУ и пропускной способностью каналов взаимодействия ее основных компонентов, позволяющие определить объем данных, которые могут передаваться интегрируемыми сторонними решениями.

2 На основе установленных взаимосвязей построена функциональная модель взаимодействия основных компонентов системы ЧПУ, отличающаяся предложенным механизмом взаимодействия терминальной части с ядром системы управления, построенным на базе многоцелевого канала передачи пакетов с неспецифицированным форматом данных.

3 Разработан алгоритм расчетов пропускной способности многоцелевого канала взаимодействия, учитывающий конфигурацию системы ЧПУ и загруженность основных каналов передачи данных.

4 Предложен способ интеграции сторонних и новых собственных решений в систему ЧПУ, реализуемый на базе многоцелевого канала взаимодействия и не требующий изменения программных кодов основных компонентов системы.

5 Разработана программная архитектура, специфицированы интерфейсы интеграции модулей в систему ЧПУ, определена структура пакетов с неспецифицированным форматом данных и осуществлена программная реализация многоцелевого канала взаимодействия.

Практическая значимость работы заключается в:

- созданной методике построения пользовательских приложений, функционирующих через многоцелевой канал взаимодействия, повышающей уровень открытости системы ЧПУ;

- разработанных программных компонентах и интерфейсах работы с ними, позволяющих реализовывать интеграцию в систему ЧПУ пользовательских приложений, как со стороны ядра системы ЧПУ, так и ее терминальной части;

- разработанных и интегрированных в систему ЧПУ программных модулях, реализующих задачи визуализации процессов формообразования и диагностики режущего инструмента, а также обеспечивающих работу и программирование программно-реализованного контроллера 8оАРЬС.

Соответствие диссертации паспорту специальности. Диссертационная работа соответствует формуле научной специальности 05.13.06 — Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (технические науки) в части п.п. 9,10,19 области исследования паспорта специальности.

Апробация работы. Теоретические и практические результаты, полученные автором, докладывались на заседаниях кафедры «Компьютерные системы управления» ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», на международных научно-технических конференциях «Модернизация машиностроительного комплекса России на научных основах технологии машиностроения» (ТМ-2011, Брянск), «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта

(САБ/САМ/РЭМ - 2011-2014)», «Проблемы автоматизации и управления в технических системах» - Зеленоград 2013, «Машиностроение и техносфера XXI века» - Севастополь 2013, «Научная дискуссия: вопросы технических наук» -Москва 2013, «VI Всероссийская научно-практическая конференция «Компьютерная интеграция производства и ИПИ-технологии» - Оренбург 2013, «XI Всероссийская научно-практическая конференция «Современные информационные технологии в науке, образовании и практике» — Оренбург 2014, а также на XII Всероссийском совещании по проблемам управления (ВСПУ-2014, Москва).

Практические разработки по данной теме отмечены золотой медалью 28-го Международного Фестиваля инноваций, знаний и творчества «Тесла-Фест», дипломами 13-й и 14-й международных специализированных выставок Передовые Технологии Автоматизации («ПТА-2013», «ПТА-2014»), серебряной медалью XVII Московского международного салона изобретений и инновационных технологий «Архимед 2014», стипендией Президента Российской Федерации молодым ученым и аспирантам, осуществляющим перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики, а также дипломом победителя Молодежного конкурса на лучшую предпринимательскую инициативу «Московский молодежный старт - 2014».

Реализация результатов работы. Результаты работы использованы при создании специализированных систем управления при выполнении работ в рамках ФЦП "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009-2013 по ГК № П963, № 16.740.11.0228 и № 14.740.11.0541, НИОКР "Создание гаммы специального высокопроизводительного алмазного инструмента с точностью профиля до 2 мкм для прецизионной правки шлифовальных кругов в автоматизированных системах" по договору №12.Р2.10/103М. Результаты диссертации внедрены на ОАО «ВНИИИНСТРУМЕНТ» (Всероссийский научно-исследовательский

инструментальный институт).

Разработанный инструментарий в составе системы ЧПУ используется в учебном процессе на кафедре «Компьютерные системы управления» ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» по дисциплинам «Структура и математическое обеспечение систем управления» и «Проблемы управления технологическими процессами в машиностроении».

На основе результатов работы созданы 2 объекта интеллектуальной собственности в виде свидетельств о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 24 печатные работы (из них 6 в журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, рекомендованных ВАК), включая тезисы докладов, опубликованные в рамках международных и региональных научно-технических конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы из 104 наименований. Основная часть работы изложена на 164 страницах машинописного текста, содержит 34 рисунка, 24 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы по расширению функциональных возможностей систем ЧПУ и интеграции в них новых технологий путем создания универсального механизма взаимодействия терминальной части с ядром системы управления, сформулированы цели и задачи исследования, раскрыто основное содержание научной новизны и практической ценности выполняемой работы.

В первой главе, на основе открытых источников и научных трудов Аршанского М.М., Вегенера К. (Wegener К.), Григорьева С.Н., Мартинова Г.М., Соломенцева Ю.М., Сосонкина B.JL, Шпура Г. (Spur G.), Шторра A. (Storr А.) и других специалистов в области систем ЧПУ, был проведен анализ архитектурных решений современных систем ЧПУ различных производителей на предмет открытости и возможностей расширения их функционала за счет интеграции сторонних компонентов и решений. Систематизирована информация о механизмах взаимодействия основных компонентов систем управления. Выявлен ряд требований, которые должны предъявляться к разрабатываемому механизму взаимодействия компонентов системы ЧПУ, позволяющему пользователю перестраивать систему управления под собственные нужды, адаптировать ее для широкой номенклатуры технологического оборудования и расширять функциональные возможности за счет интеграции новых программно-аппаратных решений, в соответствии с требованиями технологического процесса.

Архитектура современной системы ЧПУ предполагает наличие терминала управления, работающего в машинном времени, программируемого логического контроллера (ПЛК), коммуникационного модуля и ядра системы, функционирующего в режиме жесткого реального времени и определяющего функциональные возможности системы ЧПУ. Системы ЧПУ, представленные на рынке, различаются архитектурными решениями. Архитектура PCNC-2 предполагает использование двух персональных компьютеров, один из которых выполняет терминальную задачу, а на втором в режиме реального времени функционирует ядро системы. Архитектура PCNC-4 предполагает интегрированные в единое вычислительное устройство терминал и ядро системы управления.

В процессе исследования были проанализированы основные системы ЧПУ от крупных производителей - Siemens, Heidenhain; средних производителей -Bosch Rexroth, Beckhoff, Fagor; небольших производителей - NCT Kft, а также отечественное решение, разрабатываемое компанией ООО «Станкин-ТПО» (таблица 1).

Таблица 1 - Сравнительная таблица средств расширения функциональных возможностей систем ЧПУ различных производителей

11 IndraMotion MTX Advanced (Bosch Rexroth) немы 41IN АксиОМА Контрол («Станкин-ТПО»)

Sinumerik 840D.SI (Siemens) ITNC 530 (HEIDENHAIN) ТХ 1270 (Beckhofi) CNC8070 (Fagor) NCT 201 (NCTK.fi)

Особенности а рхктектурного построения системы

Класс системы PCNC-2 PCNC-2 PCNC-2 PCNC-4 PCNC-4 PCNC-4 PCNC-2

ОС терминала Linux MS Windows MS Windows MS Windows NT MS Windows XP Embedded MS Windows CE MS Windows

ОС ядра Solaris HEROS UNIX TwinCAT Linux RTX

Технические хара ктеристшш

Каналы управления 10 1 12 8 4 8 8

Управляемые оси 93 16 64 64 28 32 32

Интерполируемые оси 20 16 8 8 8 16 16

Полевые шины PRO FI NET RS-232-C/ V.24, RS-422 V.ll, LSV2 SERCOS III, Profibus DP, PROFINET EtherCAT SERCOS II, CanOPEN EtherCAT , CANBus CANbus, Me-mobus, EtherCAT, SERCOS

Решения для открытости а рхите|стуры системы

Средства расширения терминала WinCC flexible RemoTools SDK WinStudio ADS шина (Automation Device Specification) FGUIM -визуачьная конфигурация - Открытые интерфейсы интеграции программных компонентов, и средство для их настройки

Средства расширения ядра системы Compile Cycles Нет данных ОСЕ, - через ПЛК программы Нет данных Нет данных

Способы передачи данных между компонентами Системные переменные Нет данных NCS функции Нет данных Нет данных Многоцелевой канал Х1)а1а

Расширения функциональности системы Лицензия ~ 2000 € Лицензия Лицензия Нет данных Лицензия Бесплатно

Выявлено отсутствие систематизированного подхода, позволяющего станкостроителю и конечному пользователю расширять функциональные возможности системы ЧПУ и интегрировать в них новые технологии.

Систематизированы требования, предъявляемые к системе ЧПУ: возможности гибкого переконфигурирования терминала системы управления; наличие встроенных механизмов интеграции сторонних решений в системы; возможность параметризации интегрируемых решений; наличие унифицированного механизма передачи данных между интегрируемыми в систему решениями.

Модульное построение программного обеспечения отечественной системы ЧПУ АксиОМА Контрол и доступность части исходного кода обосновало ее выбор в качестве базы для решения описанных проблем.

Во второй главе выявлены взаимосвязи между конфигурацией системы ЧПУ и пропускной способностью каналов взаимодействия ее основных компонентов. Построена функциональная модель взаимодействия терминальной части с ядром системы ЧПУ, разработан алгоритм расчетов пропускной способности каналов взаимодействия и предложен способ интеграции сторонних и новых собственных решений в систему управления.

Функциональная модель (рисунок 1) отражает особенности функционирования и взаимодействия основных компонентов системы ЧПУ, а также описывает способы передачи данных через каналы связи и формат передаваемых пакетов.

■ Управляющие воздействия оператора

г Основной канал | взаимодействия:

Управление и считывание' состояний исполнительных органов

Терминальные клиенты

Панели оператора, пульты

¡Интегрированные;;; »>! терминальные $

• решения ;'и

'----------.... —

Машинное время_

синхронного «аняяа Ре (&'£}

Машина реального времени

Файл конфигурации, идентификаторов для многоцелевого

<! Канал синхронного обмена1

гЦ_:

г Основные команды, данные "хоша-

• Основные уведомления

КОМ* - пвпьювагюпыяшв ванные

Гканал асинхронного обмена*

Нропустая способность асинхронного хянапл Р-< >'В''с)

1

!1 1|

Ядро ЧПУ

Ж

Интегрированные ¡41

ИТ-решения

Реальное время

Многоцелевой канал передачи пакетов с неспвмифицироваиным форматом данных (Х0а1з):

ЧПУ

идентификатор получателя данных

размер

пакета данные

данных

Пакет ХОа!а

Рисунок 1 - Функциональная модель взаимодействия основных компонентов

системы ЧПУ

Передача разнородной информации между основными компонентами системы управления реализуется с помощью независимых программных каналов взаимодействия: синхронного и асинхронного, отличающихся способом передачи данных и типом передаваемой информации. Каналы обмена данными позволяют клиентам производить запросы к ядру для получения информации о проходящих процессах, передавать команды управления в ядро системы, а также получать уведомления обо всех изменениях в работе системы.

Гарантированный обмен основной информацией между терминалом и ядром системы ЧПУ достигается посредством использования жестко специфицированных пакетов данных, определенных заранее как в ядре, так и в терминальной части. В программных компонентах системы управления заранее определяются идентичные объекты данных, с единым описанием переменных, констант, идентификаторов, и т.д. Подобная концепция обеспечивает быстрый и надежный обмен данными о работе системы ЧПУ.

Однако подобный механизм взаимодействия между терминалом и ядром системы ЧПУ не может быть применен при интеграции в систему сторонних модулей и подсистем, поскольку предполагает передачу только заранее специфицированных пакетов данных. В работе предложена концепция многоцелевого канала передачи пакетов с неспецифицированным форматом данных ХОа1а. Понятие неспецифицированного формата данных предполагает отсутствие требований жесткой спецификации всей структуры пакета данных. Информация о том, кому и для чего предназначены передаваемые данные, хранится в пакете данных в виде специального идентификатора. Передаваемый пакет данных состоит из системного заголовка, стандартного заголовка ЧПУ, идентификатора получателя данных, объема данных в байтах и непосредственно передаваемых данных. Заголовки предназначены для корректной идентификации пакета данных принимающим устройством и модулем приема/передачи системы управления. Идентификатор канала определяет, для кого предназначен передаваемый пакет данных. Далее записывается размер передаваемых данных, после чего располагается сам блок данных, имеющий специфичный формат для каждого приложения. Предложенный многоцелевой канал взаимодействия реализуется как часть синхронного и асинхронного каналов. При интеграции в ядро системы ЧПУ новых прикладных приложений многоцелевой канал не требует определения новых спецификаций и форматов пакетов данных, поскольку их размер и содержание для каждого из приложений произвольны, а информация об адресате содержится внутри пакетов.

Организация многоцелевого канала взаимодействия предполагает, что механизмы приемника и передатчика на стороне ядра и терминала не знают о назначении той информации, которую они передают. При приеме уведомления, конкретный получатель данных производит их распаковку и обработку. Предложенный подход повышает открытость архитектуры системы управления и формализует процесс взаимодействия встраиваемых решений между собой, а также с основными компонентами системы ЧПУ.

Любые технологии передачи данных имеют ограничения на объем передаваемых данных. Целесообразно произвести расчет пропускной способности многоцелевого канала взаимодействия в синхронном и асинхронном режимах работы.

В ходе исследования были выявлены основные факторы, от которых зависит пропускная способность каналов взаимодействия. Конфигурация системы ЧПУ определяет количество каналов управления и максимальное количество интерполируемых осей. Увеличение количества реализуемых каналов

управления, а также одновременно интерполируемых координатных осей ведет к увеличению вычислительной нагрузки на ядро системы ЧПУ, распараллеливанию процессов и усложнению работы математического аппарата. Многоканальность и многокоординатность системы являются базовыми факторами, определяющими общую загруженность работы ядра системы, а также влияют на объем данных, который требуется передавать между терминалом и ядром системы ЧПУ.

Зависимость объема передаваемых данных асинхронным методом между основными компонентами системы ЧПУ и ее конфигурацией, обобщенно описывается математическим выражением:

S = F(nк,no) (1)

5 — объем передаваемых данных между основными компонентами системы, пк — количество каналов системы ЧПУ, п0 — количество рабочих координатных осей системы ЧПУ. Выведена формула расчета пропускной способности многоцелевого канала взаимодействия асинхронным методом в обобщенном виде:

_ ^ппд _ ($кПк + х К

'А _ХОМа — "а т — 7. т >

'АЦ 'АЦ 'АЦ

где Рь^омаг пропускная способность асинхронного канала ХБа1а [Б/с], РА - общая пропускная способность асинхронного канала обмена [Б/с], 5д - объем передаваемых данных за один цикл передачи асинхронным методом [Б],

7дц - время одного цикла передачи данных асинхронным методом [с], 5ППд - объем передаваемых полезных данных [Б],

5К - объем данных при передачи информации о работе одного канала системы ЧПУ, за один такт передачи [Б],

пк - количество каналов системы ЧПУ,

50 - объем данных для передачи информации о работе одной координатной оси, за один такт передачи [Б],

п0 — количество управляемых координатных осей системы ЧПУ, К - коэффициент коррекции объема передаваемых данных. Данный коэффициент предназначен для косвенного учета остальных, непостоянно передаваемых данных.

Выявленная зависимость объемов передаваемых данных асинхронным методом от конфигурации системы ЧПУ, сведена в таблице 2.

Таблица 2 - Зависимость объема передаваемых данных асинхронным методом от конфигурации системы ЧПУ АксиОМА Контрол _____

Конфигурация 1 1 )Г)ЮМ переливаемых ......... Пропускная способное! 1. канн 1а |1>] Область применения

Каналы] Оси ¡а пнп |1>| 11.-1

1 1 119 476 5330 Системы контроля движения

1 3 283 1132 4644 Простые станки (токарная, фрезерная, сверлильная группы)

1 5 447 1788 3988 Станки пятикоординатной обработки

2 8 730 2920 2856 Многозадачные станки

3 9 849 3396 2380 Сложные станки, имеющие в составе робота-манипулятора

3 15 1341 5364 412 Перспективные специализированные решения -нужна более мощная вычислительная платформа

8 16 1608 6432 0

8 32 2920 11680 0

Произведенные расчеты иллюстрируют, что при неполной нагрузке системы ЧПУ для управления простыми станками и обрабатывающими центрами обеспечивается возможность передачи пакетов данных для встраиваемых приложений, размеры которых сопоставимы с размерами пакетов для передачи основной информации в системе ЧПУ. При максимальной загруженности системы (8 каналов, 32 оси) ядро системы ЧПУ должно использовать более мощную вычислительную платформу для обеспечения интеграции сторонних приложений.

Синхронный канал взаимодействия, в отличие от асинхронного, имеет двустороннюю направленность (запрос от терминального клиента и ответ от ядра) и обладает свойством атомарности выполнения каждого из запросов в единицу времени. Запросы, поступающие в ядро синхронным методом, обрабатываются последовательно, в порядке общей очереди поступления. Следовательно, пропускная способность многоцелевого канала передачи пакетов с неспецифицированным форматом данных синхронным методом определяется пропускной способностью основного канала и зависит от периода цикла передачи запроса и количества терминальных клиентов, производящих запросы в ядро системы управления.

Выведена формула расчета пропускной способностью многоцелевого канала передачи пакетов с неспецифицированным форматом данных синхронным методом:

1

Рс = Рс хома = т „ „-[запрос/с], гз)

'сц х «Клиент 4 '

где Тсц - время одного цикла передачи данных синхронным методом [с],

пюшент ~~ количество активных терминальных клиентов системы управления.

В таблице 3 систематизирована зависимость количества терминальных клиентов, максимального возможного количества запросов, отправляемых одним клиентом в секунду, и максимального объема передаваемой информации.

Таблица 3 — Зависимость терминальных клиентов и способности синхронного

взаимодействия

количества пропускной канала

Приведенные расчеты иллюстрируют, что

пропускная способность синхронного канала

взаимодействия, при

небольшом количестве терминальных клиентов (1-5), достаточна для отправки определенного количества команд и запросов в ядро системы управления, в том числе и для интегрируемых

решений и подсистем.

Предложен способ интеграции сторонних решений в систему управления на базе многоцелевого канала взаимодействия (рисунок 2).

• •—-—-—• " Клинча.11 но ^щ К.1ИПШШ Максима 1ьное ко шчество ................ ................ ' Ж..................К «Ш|Ю001> от одного юиапа п сскун.чу МАКСИМ,1.1Ы1ЫГ1 обьсм передаваемой информации |1) с]

1 97 141291

2 48 70645

3 32 47097

5 19 28258

10 9 14129

(О

I

Е

яз

Е

•о

I £

Схема интеграции: внешнее, частично интегрированное,

или полностью интегрированное решение.

Предоставление производителем системы ЧПУ выделенных экранов/ модулей, в зависимости от выбранной схемы.

Определение

возможных передаваемых

пакетов данных, оценка

объема, оптимизация.

Регистрация интегрируемых компонентов в системе

ЧПУ, настройка параметров, получение выбеленного

идентификатор,! для возможности использования многоцелевого канала взаимодействия

Интегрированное в систему ЧПУ пользовательское решение

Рисунок 2 - Способ интеграции сторонних решений в систему ЧПУ

Подготовительный этап заключается в разработке исходного технического задания компонента, содержащего все требования по работе интегрируемого компонента в составе системы ЧПУ. Следующий этап (1) определяет архитектурные особенности и схемы интеграции прикладных решений в системе ЧПУ.

Интегрированное в систему управления решение может быть реализовано как полностью внедрённое в штатное программное обеспечение системы управления, либо как решение, функционирующее параллельно с основными компонентами системы ЧПУ.

Реализация подобных решений и настройка их взаимодействия между собой позволила выявить основные схемы

интеграции сторонних решений в систему ЧПУ (рисунок 3): полностью интегрированное решение (А-А'), полностью внешнее решение (В-В'), и частично интегрированные решения: терминальное (А-В'), RT-решение (В-А').

Определение подходящей

Терминал системы ЧПУ

ЕГ"

Интегрированное терминальное решение

Ядро системы ЧПУ

в"

-А-В'

ЕЛ ;

Интегрированное Real Time решение

3 Внешнее терминальное решение

В-В'

Внешнее Real Time решение

Машинное время Реальное время (1?Т)

Рисунок 3 - Основные схемы интеграции сторонних решений в систему ЧПУ

схемы интеграции зависит от требований, предъявляемых к интегрируемым компонентам и решаемых задач. В отличие от полностью интегрируемых в систему решений, внешние решения используются, когда компоненту не требуется тесное взаимодействие с программным обеспечением системы ЧПУ и отсутствует необходимость в его постоянной работе с системой управления.

После определения наиболее подходящей схемы интеграции компонента в систему ЧПУ, в соответствии с его решаемыми задачами, на этапе (2) определяются передаваемые пакеты данных между терминальной частью интегрируемого компонента и КТ-модулем.

На этапе (3) интегрируемые решения конфигурируются, используя специализированные экраны в терминале системы управления. Также, на данном этапе для каждого интегрируемого решения система ЧПУ генерирует уникальный идентификатор для обеспечения взаимодействия компонентов системы, используя многоцелевой канал ХОа1а.

Заключительным этапом (4) является непосредственная разработка и отладка компонента, а также его взаимодействия, как с основными модулями системы ЧПУ, так и с уже встроенными в систему ЧПУ решениями.

Предложенный способ интеграции сторонних решений в систему ЧПУ на базе многоцелевого канала взаимодействия определяет порядок действий для интеграции в систему ЧПУ сторонних решений в соответствии с выявленными схемами интеграции, что позволяет расширять круг решаемых системой задач без изменения программных кодов основных компонентов системы.

В третьей главе решена задача разработки программной архитектуры и набора программных модулей, формирующих работу многоцелевого канала, и разработки на его базе механизма интеграции в систему ЧПУ сторонних и новых собственных прикладных решений.

В режиме конфигурирования «Машинные параметры» был создан специализированный экран, позволяющий регистрировать и конфигурировать в системе ЧПУ АксиОМА Контрол сторонние программные решения и

отслеживать статус их работы (рисунок 4). При регистрировании сторонних модулей система генерирует уникальный идентификатор для организации взаимодействия основных компонентов интегрируемых приложений через многоцелевой канал ХС>а1а.

■ Файп хт : конфигурации интегрируемых — "«дулей

Ядро системы ЧПУ

1нфиг>рироваьич интегрированных в си<

модулей и решений Машина реального

Терминал системы ЧПУ времени

Рисунок 4 - Экран системы ЧПУ для регистрирования и конфигурирования интегрируемых компонентов

Конфигурация интегрированных в систему решений сохраняется в конфигурационном файле формата XML в файловой системе ядра ЧПУ. При последующих запусках системы ЧПУ производится автоматическая инициализация интегрированных модулей.

При проектировании механизма взаимодействия в терминальной части системы была разработана диаграмма классов в нотации UML, отражающая их состав и взаимоотношение (рисунок 5).

«inssfiace» ICOrtMrtOflCörtttOt

*GecS«vrrfi CSwer

•Шел wrnrcCSerref, « öelweie : ttmli, üwtCaäss *DtsttüvContmid. «Ja

S

Модуль систематизирует все ; функции для станкостроителей! и конечных пользователей

«¡«{»ffacies IXOete-Fuoctioos

■Harteft?XDeto{e send tfata bytejl из rec_tfata • bytufj? : ftrari'ottesl

Л< ,-< W'>'7<Ji" i __i

ж

[ CFiteMian^erHancHerj | CWc№mdlër~|

BaseüserCoritrol

^ver

or

4»j CServer

NeFunctions

«Interface» INcFunctions

. void

tow В»<Жйад«<*п} : vos* • OnS(de?ar>e;BiiUonC!fcke<ji в button ■ iPGNCSurton! void voîîî

void_

~7f~

UseHntegfatedTerminalControi

Ингегрировзймый в штатный терминал пользовательский экран _

«interface» INcCltent

Интегрированной в терминальную масть пользовательский компонент;

Л

[ CTcplpCiient

Рисунок 5 - Диаграмма основных классов в терминале, реализующих связь с ядром и интеграцию в терминал сторонних приложений

Классы «BaseUserControl» и «BaseUserScreen» предназначены для разработки внешних и интегрированных терминальных модулей соответственно. Встроенный объект «Server» предоставляет информацию о работе модулей ядра системы (программное реализованный ПЛК, файловая система, каналы управления, оси), а также имеет объект «NcFunctions», который позволяет взаимодействовать с ядром системы и осуществлять управление его работой. Набор методов и свойств для работы с многоцелевым каналом взаимодействия XData описывает интерфейс «IXDataFunctions», входящий в состав основного интерфейса «INcFunctions». Подключение терминальных клиентов по стеку протоколов TCP/IP реализуется с помощью класса «CTcpIpClient».

Диаграмма классов, отображающая набор основных модулей ядра системы, их базовых функций и свойств, позволяющих реализовать работу многоцелевого канала взаимодействия XData, представлена на рисунке 6.

»¿ntertse«* WCfiwNK^iHM^w*

*Qa${aftComrni>nkat>xrf} iдой *Qaii«tut>stit&<imiff«*$кмШех Ш,« vwtf", * я*К» <«•* « wx&uff « &игЯге. к&Я): SmfCcutm 7аЫе(} v&Ht гСШЫМ *Ш шгсшт timtmet: - tmtCaxkb i<*eics*atfafa(* ШЮШ*>х. w'4: (ХШИф *OiscDtmecrCtefHte ci&xtlmiw > tot} г £tm€o&s СЖ&аЖетт&Шатж KietChwCmwtf.: м? +в*#СЬапяк%а ■ т) •• CCbetxttf Ш *&etAm(& e*tsNsm: mt) • САт ьйтШеШтдгх®. (ШШтодш *<3*гР!сна>:■■ СРк *в#{ХШя№г>№.<1); СНСЖО0!в

2Г

тХШаШШ:

Р&* = : СШЖС&Ч

^ШвстЫ^) ¡гл

: «К

A<idAsyricDaiaTo&afi»»t(e buff«?. void, в tfateiengtfe • i«t, e rfaiaiD. it&l. iTtottedes HT^Miikrfie-'O v&d

si&at: w&S*. о Л»; int. 6 tssilSui • 8 outSiie : ; ЕтмггСскйвс

I CXerne(Communicatk»ns I

.....jcKernelNc[ 1

.■•♦(c^M^aTj

«interface» iKtrmelfcrwndMexlulr

■-шшаи&а ж: s klXOaia. mf f'ttetcoties

■mthtGo'a^« ia&Oata.- №t). iiwG&to

■tfarHlkSync&ipsi^g^ifi induf va>tf*. а fat, us outSuf vokt*. m mtfSxe.- Sm'}; f.-rwCoHtb

Ин*$рф^йе итерированных в ядро модулей

Рисунок 6 - Диаграмма классов основных модулей ядра, реализующих связь с терминальными клиентами и интеграцию в ядро сторонних приложений

Базовым модулем ядра является объект класса «CKernelNc», реализующий интерфейс «IKernelNcFunctions». Описанный интерфейс содержит набор базовых модулей ядра, в число которых входят: модуль каналов, осей, файловой системы, модуль PLC, а также модуль, осуществляющий обработку пакетов данных XData («CNcXData»). Модуль обработки XData пакетов содержит указатели на все интегрированные в ядро решения, реализующие интерфейс «IKernelExtendModule» и позволяет распределять принятые пакеты данных и отправлять ответ. Взаимодействие внешних интегрированных компонентов с ядром системы реализуется с помощью разделяемой памяти или использования сокетов, что позволяет обмениваться командами и информацией с ядром системы,

а также использовать многоцелевой канал XData для взаимодействия с терминальной частью системы.

Для работы с терминальными клиентами и обмена с ними пакетами данных в основном модуле ядра был разработан модуль приема/передачи «KernelCommunications», содержащий необходимый набор функций для осуществления взаимодействия с терминальными клиентами.

В четвертой главе проиллюстрировано применение трех ключевых схем интеграции на примере практических решений, интегрируемых в систему ЧПУ АксиОМА Контрол с использованием многоцелевого канала взаимодействия.

С наращиванием технологических возможностей станков и усложнением управляющих программ повышаются требования к обеспечению непрерывного контроля технологических процессов и повышению их надежности. Становятся актуальными задачи разработки систем верификации управляющих программ, визуального контроля перемещения режущего инструмента, а также диагностирования его состояния.

В ходе проделанной работы была разработана и полностью интегрирована в систему ЧПУ подсистема визуализации процесса формообразования, графически отображающая траекторию перемещения режущего инструмента как в процессе обработки, так и в процессе отладки управляющих программ (рисунок 7). Подсистема напрямую связана с процессом формообразования, поэтому была выбрана схема полной интеграции А-А'. При обработке оператор имеет возможность выбрать 2D или 3D режим отображения, задать оси, масштабировать, перемещать или поворачивать изображение траектории перемещения режущего инструмента и т.д.

Терминал системы

ЧПУ

»-:' 1 gil'

!. ■

S

г

I тт* "ИИ

i шк ~ —"> ;;:: КЗ

\ Эфан оерифшации УП и вшувтзацш |« процессов формоо&разжания

•Стандартная информация ЧПу:

А-А'

- командные значения координат;;

- управляющая программа:

- значения подам, скорости i вращения шгялцчеля. j

Машина реального времени

Основной канал взаимодействия

V

Многоцелевой канал XData

О

Ядро системы

ЧПУ

д Модуль

: и к i графики I

о. - ! (ReélTíMP

А-А'^

"S ¡"Модуль |

*Л XData 1

¿Новые функциональные возможности:

- моделирование и отладка управляющих программ в режиме эмуляции обработки:

- контроль перемещения режущего инструмента в процессе обработки с визуализацией командных и актуальных значений координат.

•Оеезличенньи? ракеты данных:

- актуальные значения координат:

- команды на управление системой визуализации процессов формообразования.

Машинное время

Ревльмов время

Рисунок 7 - Структура подсистемы визуализации на базе многоцелевого канала

ХОа1а

Подсистема позволяет визуализировать командные и актуальные значения траектории. Командные значения передаются в терминал, используя основной канал взаимодействия. Считывание актуальных значений с приводов подач системы реализуется с помощью интегрированного в ядро специализированного модуля, а для их передачи в терминальную часть используется многоцелевой канал взаимодействия. Подсистема в терминальной части визуализирует участки разгона, торможения и участки постоянной скорости на траектории инструмента.

Интеграция подсистемы в систему ЧПУ АксиОМА Контрол позволяет отслеживать перемещения режущего инструмента при обработке, определять погрешности обработки и выявить максимальные отклонения реальной от рассчитанной траектории. Также, подсистема позволяет верифицировать и отлаживать управляющие программы на стадии их разработки, что снижает ошибки в управляющих программах до передачи программы в производство, а также снизить риск аварийных ситуаций и поломки дорогостоящего станка и инструмента за счет избегания столкновений и опасных сближений элементов станка.

При разработке и интеграции в систему ЧПУ АксиОМА Контрол подсистемы диагностики и контроля режущего инструмента в процессе обработки за основу было взято решение кафедры «Компьютерные системы управления» (патент на изобретение №2417140 от 27.04.2011), реализованное в виде внешнего приложения. Контроль состояния режущего инструмента основан на использовании информации с датчиков для измерения силы резания, вибрации, микроперемещений и температуры в зоне обработки (рисунок 8).

Терминал системы ЧПУ

НШШ!

В

Режим «Диагностика»

А-В'

| - командные значения координат:) | - информация о режима* и | параметрах обработки ^ *

(* Основной канал \;

\----

Машина реального

•Новые функциональные возможности:

- контроль режущего инструмента в процессе обработки;

- прогнозирование остаточной стойкости режущего инструмента:

- адаптивное управление процессом резания по результатам диагностики;

- визуализация процессов диагностики и контроля;

5 ? о.®

II

5

Ядро системы ЧПУ

Модуль ) ** ХОа(а

»Обезличенные пакеты данных:

- оцифрованные данные с датчиков:

- команды на управление подсистемой диагностики и контроля.

В

Шишшю» врвмя ;

|.А-8'

Внешний диагностический модуль<ЯТ)

-•»Бло« о&работки сизмяле« (36 «аналое,! Вйб^атчижи Тврмййашт

■Датчик« Аппаратная часть

Рисунок 8 — Структура подсистемы диагностики режущего инструмента, на базе многоцелевого канала ХОа1а 18

При внедрении подсистемы диагностики была выбрана схема частичной интеграции А-В'. Диагностический RT-модуль реализован в виде полностью независимого от работы ядра системы процесса, позволяющего передавать в ядро следующие команды: коррекции величин подачи и числа оборотов шпинделя, изменения позиций режущего инструмента, команды на смену инструмента и аварийную остановку процесса обработки. Внешнее решение модуля позволяет достичь независимости работы ядра системы ЧПУ от RT-модуля подсистемы диагностики, что обеспечивает безопасность функционирования ядра системы от возможных ошибок подсистемы диагностики.

В терминальной части системы ЧПУ реализованы специализированные экраны диагностики, позволяющие визуализировать диагностической процесс, производить настройку и управление работой подсистемы диагностики, а также отображать основные параметры процесса обработки. Взаимодействие терминала и ядра ЧПУ производится как с помощью основного канала (передача информации о работе системы ЧПУ: командные значения координатных осей, подачи, скорости вращения шпинделя и их коррекций), так и многоцелевого канала взаимодействия, используемого для передачи специализированной диагностической информации: информация с датчиков, а также команды на работу подсистемы диагностики.

Интеграция подсистемы диагностики режущего инструмента в систему ЧПУ АксиОМА Контрол расширила ее функциональность и обеспечила непрерывный контроль состояния инструмента, прогнозирование его остаточной стойкости, возможность экстренной обработки внештатных ситуаций, связанных с поломками режущего инструмента, а также визуализацию диагностических процессов. Внедрение на производстве интегрированной в ЧПУ подсистемы диагностирования режущего инструмента позволило увеличить производительность, способствовало уменьшению брака изделий и повышению точности обработки.

Разработанный и интегрированный в систему ЧПУ инструментарий программирования электроавтоматики представлен в рамках общей архитектуры программно-реализованного контроллера SoftPLC (рисунок 9). SoftPLC включает в себя: аппаратную часть в виде физических устройств ввода/вывода, ядро системы ЧПУ с интегрированным в него модулем управления контроллером, а также внешний редактор управляющих программ контроллера. Вычислительный модуль контроллера полностью интегрирован в ядро системы ЧПУ. Терминальный редактор реализуется в виде внешнего приложения, что позволяет использовать ПЛК как в составе системы ЧПУ, так и в виде автономного продукта. Таким образом, обосновано применение схемы интеграции А'-В, подразумевающей частично интегрированное в систему решение. Терминальный редактор ПЛК программ разработан с использованием технологий .NET, XML и предназначен для создания, редактирования, конфигурирования, отладки, запуска/останова программы электроавтоматики, а также ее верификации. Разработка ПЛК программы в FB-редакторе осуществляется на языке Functional Block Diagram (FBD) стандарта МЭК 61131.

Терминал системы ЧПУ

Редактор управляющих программ РВЕбНог

3

X

"Т

«1

5

X

Р

О

В-А' ж

ОТ

ф

1-

о

С

ю

из

. Стандартная

информации ЧПУ:

- статус ядра;

I Машина реального времени

' * Основной канал взаимодействия

V

Многоцелевой канал хотг

Ядро системы ЧПУ

а

&8 ^ й §-1 2

Модуль Х0а1а

в-А5

[Модуль лрЬфаммиО'1 реализованного

I контроллера (ЯеаГ Пте}

*06в?личеннь>е пакеты дэннму;

- передача/прием УП для электроавтоматики:

- команды на управление работой УП;

- информация о подключенных устройствах;

- конфигурация модулей.

Машинное Реальное вртт ' врет

Ш*№№ ЗЕЯСОЗ

ПЛК/Пассивные модули ввода/ вывода

'Новые функциональны? возможности;

создание. редактирование

управляющих программ для электроавтоматики;

- верификация, отладка управляющих программ;

- конфигурирование модулей ввода* вывода:

Рисунок 9 - Структура инструментария программирования электроавтоматики базе многоцелевого канала ХБа1а

Передача данных между редактором и модулем контроллера в ядре системы реализована с использованием многоцелевого канала взаимодействия ХОейа. Управляющая программа и команды на ее запуск/останов/отладку передаются синхронным методом. При этом модуль логического контроллера в ядре системы производит циклический опрос состояний входов и изменяет состояния выходов, в соответствии с управляющей программой. В терминальную часть отправляется текущее состояние работы программы для отображения в строке состояния редактора. В режиме отладки ПЛК программы, модуль контроллера из ядра системы управления асинхронно отправляет в терминал информацию о функциональных блоках и текущие значения их входов/выходов. Таким образом, РВ-редактор позволяет производить отладку программы, следить за актуальными значениями входов/выходов аппаратных модулей и состоянием элементов управляющей программы.

Вариант автономной реализации редактора ПЛК программ программно-реализованного контроллера обеспечивает возможность разработки и отладки программ электроавтоматики вне станка.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Выполнена научно-квалификационная работа, в которой содержится решение задачи расширения функциональных возможностей систем ЧПУ и интеграции в них новых технологий путем создания универсального механизма взаимодействия терминальной части с ядром системы управления на базе

многоцелевого канала передачи пакетов с неспецифицированным форматом данных, имеющей существенное значение для автоматизированного машиностроения.

2. Установлены взаимосвязи между конфигурацией системы ЧПУ и пропускной способностью каналов взаимодействия ее основных компонентов, позволяющие определить объем данных, которые могут передаваться интегрируемыми сторонними решениями.

3. На основе установленных взаимосвязей построена функциональная модель взаимодействия основных компонентов системы ЧПУ, отличающаяся предложенным механизмом взаимодействия терминальной части с ядром системы управления, построенным на базе многоцелевого канала передачи пакетов с неспецифицированным форматом данных.

4. Разработан алгоритм расчетов пропускной способности многоцелевого канала взаимодействия, учитывающий конфигурацию системы ЧПУ и загруженность основных каналов передачи данных, произведен практический расчет пропускной способности многоцелевого канала.

5. Предложен способ интеграции сторонних и новых собственных решений в систему ЧПУ, реализуемый на базе многоцелевого канала взаимодействия и не требующий изменения программных кодов основных компонентов системы.

6. Разработанные механизмы нашли практическое применение при создании и интеграции в систему ЧПУ АксиОМА Контрол подсистемы визуализации процессов формообразования, подсистемы диагностики режущего инструмента и инструментария для создания и отладки управляющих программ для программно-реализованного контроллера, что подтверждает универсальность разработанных механизмов.

7. Полученные результаты рекомендованы к применению на предприятиях машиностроительного профиля, использующих станочное оборудование с ЧПУ, а также в учебном процессе по направлению «Автоматизация технологических процессов и производств».

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи, опубликованные в периодических изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Мартинов, Г. М. Разработка средств визуализации и отладки управляющих программ для электроавтоматики, интегрированных в систему ЧПУ / Г. М. Мартинов, Р. А. Нежметдинов, П. А. Никишечкин // Вестник МГТУ "Станкин". - 2012. - №4. - С. 134-138.

2. Пушков, Р. Л. Практические аспекты построения многотерминального человеко-машинного интерфейса на примере системы ЧПУ "АксиОМА Контрол" / Р.Л. Пушков, С. В. Евстафиева, С. В. Соколов, Р. А. Абдуллаев, П. А. Никишечкин, А. У. Кулиев, А. Е. Сорокоумов // Автоматизация в промышленности. — 2013. - №5. — С. 37—41.

3. Никишечкин, П. А. Практические аспекты разработки модуля диагностики и контроля режущего инструмента в системе ЧПУ / П. А. Никишечкин, А. С. Григорьев // Вестник МГТУ "Станкин". - 2013. - №4. - С. 6570.

4. Фомин, Е. И. Практические аспекты применения отечественной системы ЧПУ СТАНКИН N0 201. / Е. И. Фомин, П. А. Никишечкин // Автоматизация в промышленности. - 2014. - №6. - С. 38-41.

5. Никишечкин, П. А. Повышение уровня открытости системы управления путем организации многоцелевого канала взаимодействия ее основных компонентов / П. А. Никишечкин // Вестник МГТУ "Станкин". - 2014. — №4.-С. 161-164.

6. Мартинов, Г. М. Специфика построения редактора управляющих программ электроавтоматики стандарта МЭК 611-31 / Г. М. Мартинов, Р. А. Нежметдинов, П. А. Никишечкин // Вестник МГТУ "Станкин". — 2014. — №4. — С. 127-132.

Другие публикации автора:

7. Никишечкин, П. А. Повышение уровня открытости системы ЧПУ путем разработки многоцелевого канала взаимодействия ее основных компонентов / П. А. Никишечкин // XII Всероссийское совещание по проблемам управления ВСПУ-2014. Москва, 16-19 июня 2014 г.: труды. - 2014. - С. 46304638.

8. Никишечкин, П. А. Разработка инструмента по созданию и отладке управляющих программ для программно-реализованного контроллера, интегрированного в систему ЧПУ. / П. А. Никишечкин // Материалы студенческой научно-практической конференции "Автоматизация и информационные технологии (АИТ-2014)". Сборник докладов. - 2014. - С. 28-30.

9. Никишечкин, П. А. Повышение уровня открытости системы ЧПУ посредством организации многоцелевого канала взаимодействия ее компонентов. / П. А. Никишечкин // Материалы Международной научно-практической конференции «Технологии, экономика и право: актуальные проблемы и инновации», 20 ноября 2014 г., г. Барановичи Республика Беларусь. - 2014. - С. 72-74.

10. Никишечкин, П. А. Практические аспекты разработки системы визуализации процессов формообразования, интегрированной в систему ЧПУ. / П. А. Никишечкин, Е. С. Трофимов, А. С. Григорьев // Тезисы XIV международной конференции "Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта (САВ/САМ/РОМ-2014)". - 2014. - С. 135-138.

11. Мартинов, Г. М. Организация взаимодействия элементов интерфейса оператора с ядром системы ЧПУ / Г. М. Мартинов, П. А. Никишечкин // Сборник трудов XX международной научно-технической конференции «Машиностроение и техносфера XXI века» в г. Севастополе 16-21 сентября 2013 г. - 2013. - С. 135142.

12. Никишечкин, П. А. Организация взаимодействия графических компонентов с ядром системы ЧПУ / П. А. Никишечкин // Материалы научно-практической конференции "Автоматизация и информационные технологии" (АИТ-2013). - 2013. - С. 33-37.

13. Никишечкин, П. А. Практические аспекты применения многоцелевого канала передачи неспецифицированных пакетов данных для расширения функциональных возможностей системы ЧПУ. / П. А. Никишечкин // Материалы XIII международной конференции "Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта (САО/САМ/РОМ-2013)". - 2013. - С. 25.

14. Никишечкин, П. А. Разработка программных средств визуализации контроля технологических процессов, интегрированных в систему ЧПУ. / П. А. Никишечкин // Тезисы докладов 20-й всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Микроэлектроника и информатика - 2013». — 2013. -С. 205.

15. Никишечкин, П.А. Разработка подсистемы визуального контроля перемещений режущего инструмента, интегрированной в систему ЧПУ. / П. А. Никишечкин // Сборник трудов VII международной заочной научно-практической конференции «Научная дискуссия: вопросы технических наук». -2013. - С. 41^17.

16. Никишечкин, П. А. Практические аспекты разработки модуля для визуализации контроля режущего инструмента в системе ЧПУ. / П. А. Никишечкин // Сборник статей XXX международной научно-технической конференции «Проблемы автоматизации и управления в технических системах-2013».-2013.-С. 387-391.

17. Нежметдинов, Р. А. Разработка редактора по созданию управляющих программ для электроавтоматики станка с ЧПУ на базе программно-реализованного контроллера / Р. А. Нежметдинов, П. А. Никишечкин, С. В. Евстафиева, Ю. С. Волкова//Тезисы XIII международной конференции "Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта (САО/САМ/РОМ-2013)". -2013.-С. 69.

18. Нежметдинов, Р. А. Практические аспекты разработки программно-реализованного логического контроллера воИРЬС и его интеграция в систему ЧПУ для управления системой электроавтоматики / Р. А. Нежметдинов, П. А. Никишечкин, С. В. Евстафиева, Ю. С. Волкова // Сборник трудов VI Всероссийской научно-практической конференции «Компьютерная интеграция производства и ИПИ-технологии». - 2013. - С. 175-183.

19. Никишечкин, П. А. Разработка средств визуализации и отладки управляющих программ для электроавтоматики, интегрированных в систему ЧПУ. / П. А. Никишечкин // Материалы XII Международной конференции «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта (САЭ/САМ/РОМ - 2012)» - 2012. - С. 240-243.

20. Соколов, С. В. Разработка средств визуализации и контроля движения режущего инструмента для станков с ЧПУ. / С. В. Соколов, П. А. Никишечкин // Материалы Всероссийской молодежной конференции «Инновационные технологи в машиностроении» (ИТМ - 2011), ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН». -2011.-С. 81-84.

21. Пушков, P. JI. Разработка средств визуализации и контроля движения режущего инструмента для станков с ЧПУ / P. JI. Пушков, П. А. Никишечкин // Материалы XI Международной конференции «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта (CAD/CAM/PDM - 2011)» - 2011. - С.47.

22. Мартинов, Г. М. Разработка универсальной подсистемы диагностирования режущего инструмента для систем ЧПУ / Г. М. Мартинов, П. А. Никишечкин // Материалы III Международной научно-технической конференции "Модернизация машиностроительного комплекса России на научных основах технологии машиностроения" ТМ-2011. - 2011. - С. 297-299.

23. Синопальников, В. А. Применение магниторезистивных датчиков для диагностики режущего инструмента в металлообработке. / В А. Синопальников, П. А. Никишечкин // Материалы X Международной конференции «Системы проектирования технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта (CAD/CAM/PDM - 2010)». - 2010. — С. 203-205.

24. Григорьев, А. С. Интеграция алгоритмов диагностики режущего инструмента в отечественную систему ЧПУ / А. С. Григорьев, П. А. Никишечкин, П. Ю. Сероухов, С. В. Соколов // Материалы X Международной конференции «Системы проектирования технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта (CAD/CAM/PDM - 2010)». - 2010. - С.146-148.

Объекты интеллектуальной собственности автора:

1. Мартинова Л. И., Пушков Р. Л., Соколов С. В., Никишечкин П. А., Сероухов П. Ю. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2011610553 «Терминальная часть подсистемы диагностирования состояния режущего инструмента для станков с ЧПУ» от 11.01.2011.

2. Мартинов Г. М., Нежметдинов Р. А., Кулиев А. У., Никишечкин П. А., Ковалев И. А. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2012660015 «Программный компонент проектирования и редактирования управляющих программ для ПЛК на языке Functional Blocks» от 08.11.2012.

Заказ № 7218. Тираж 100 экз. Подписано в печать: 26.02.2015 Формат: А4. Бумага 80 гр/м2. Отпечатано: в ООО «РВК.ру» 127055, г. Москва, ул. Бутырский вал, д. 48, тел.: 8 (499) 250-85-61