T E C H N I K E N   Z U M   D A T E N T R A N S P O R T   I M   N E T Z 

Die DNC3000® – das erste Windows-basierte Netzwerk-DNC System der Welt – war in Zusammenarbeit mit einem Unternehmen aus der Westschweiz entwickelt worden, welches für den Datentransport (die sog. Datentreiber) verantwortlich war. Bald zeigte sich, dass die Konfigurierbarkeit und Zuverlässigkeit des Datentransports nicht den übrigen Fähigkeiten den DNC3000 entsprach, weshalb sich die Quinx 1999 an die Neuentwicklung des gesamten Systems machte und den mittlerweile veralteten Sourcecode (Microsoft hatte zwischenzeitlich VisualBasic 5 und 6 mit der Nutzungsmöglichkeit von Klassen freigegeben) seinem vormaligen Partner überliess. Das war die Möglichkeit, sich von den Fehlern der Vergangenheit zu distanzieren und alles neu und besser zu machen.

U N T E R S C H I E D L I C H E   N E T Z W E R K A D A P T E R 

Die Peripherie-Netzwerkadapter, für welche sich in der Zwischenzeit die Begriffe Com-Server oder Device Server eingebürgert haben, sind in verschiedenen Ausführungen verfügbar. So sind einfache Terminalserver auf dem Markt, welche einen Gateway zwischen RS232 und Ethernet bilden, d.h. sie verpacken die Daten, welche über die serielle Schnittstelle erhalten werden in Pakete und senden sie übers Netzwerk an eine in der Box definierte IP-Adresse, also an einen Rechner und umgekehrt. Ausser dass sie die Schnittstellenparameter des seriellen Gerätes "kennen" und seine Datenflusskontrolle, kümmern sie sich um nichts anderes und überlassen die Verarbeitung der Daten vollumfänglich dem Computer.

Anders die mit eigener "Intelligenz" ausgerüsteten DNC-In-The-Box® Netzwerkadapter (wie Quinx SCD, DITB-502, DITB-601), die eine Vorverarbeitung vor Ort vornehmen. Sie können ein Anforderungsprogramm von einem zu sichernden unterscheiden, entfernen überflüssige Zeichen aus dem Datenstrom und liefern dem Rechner saubere Daten, die direkt weiterverarbeitet werden können. Der Adapter extrahiert aus dem Datenstrom den Filenamen und erzeugt eine Datei mit richtigem Namen auf dem Rechner, erkennt auber auch, wenn das Programm schon vorhanden ist und speichert es in ein anderes Verzeichnis. Der Adapter wird nicht nur mit den Schnittstellenparametern der CNC konfiguriert, sondern "lernt" auch alle anderen DNC-Parameter, welche die Steuerung benötigt, um ein NC-Programm ohne Verzug einzulesen, wie auch die spezifischen Steuerungsprotokolle für Mazak, Heidenhain u.a. Damit wird die saubere Trennung zwischen Datenverwaltung und Datentransport sichergestellt.

	W&T Com-Server			Lantronix Device Server			Lantronix WIFI Box (WLAN)			Quinx SCD mit WLAN-Karte und digitalen Ein-/Ausgängen

S O C K E T - V E R B I N D U N G E N 

Einige Netzwerk-DNC Systeme (wie auch die erste Netzwerk-DNC von Quinx, die DNC3000) verwenden Socket-Verbindungen in Verbindung mit Com-Servern. Dies ist auch heute noch eine zuverlässige und häufig verwendete Technik. Ein Nachteil dieser Technik zeigt sich allerdings bei Verwendung von Steuerungsprotokollen, wie sie Mazak, Heidenhain, u.a. nützen. Dadurch, dass der Rechner sich auf der anderen Seite des Netzwerks befindet, kann einige Zeit verstreichen, bis die Steuerung ein abgeschicktes Datenpaket erhält. Da jede Quittung der Steuerung aus einem einzigen oder nur ganz wenigen Zeichen besteht, das wieder an den Rechner zurück muss, damit dieser das nächste Paket schicken kann, kann es vorkommen, dass die Steuerung "verhungert", d.h. dass sie die Datenpakete schneller abarbeitet als sie neue bekommt (Fachausdruck "data starvation"). Das verlängert den Bearbeitungsprozess, hinterlässt Spuren auf dem Werkstück und erhöt den Netzwerkverkehr.

C O M - P O R T   U M L E N K U N G 

Eine weitere Technik, die heute häufig verwendet wird ist die Com-Port Umlenkung (com port redirection). Dabei wird eine Treibersoftware des Herstellers der Netzwerkadapter (z.B. von W&T oder Lantronix) auf dem Rechner eingesetzt, so dass der Hersteller der DNC-Software nichts von Socket-Verbindungen und dem TCP/IP Protokoll wissen muss. Das kommt besonders bei den DNC-Anbietern gut an, die von alten DNC-Systemen herkommen, die direkt die seriellen Schnittstellen ansteuerten und die keine Erfahrung mit Netzwerkprotokollen haben.
Allerdings kann diese Technik zu allerhand Problemen führen, wenn das DNC-System nicht erkennt, wenn z.B. zweimal hintereinander angefordert wird, oder das angeforderte Programm vom Bediener nicht abgeholt wird. Ausserdem ist in einer solchen Applikation ein Treiberprogramm (die Com-Umlenkung) zwischengeschaltet, das nicht unter Kontrolle des Herstellers der DNC-Software ist.

D N C - I N - T H E - B O X ®   T E C H N I K 

Die Erfahrungenmit der DNC3000® bewogen die Quinx AG, die "Intelligenz" des DNC-Systems dahin zu verlagern, wo das Problem ist, nämlich an die Schnittstelle zwischen der Steuerung und dem Netzwerk - konkret in den Netzwerkadapter. Diese Technik, die ja auch zur Entwicklung der Personal Computer geführt hatte, welche die Rechnerintelligenz an den Ort des Geschehens, den Arbeitsplatz gebracht hat, eignet sich für diese Art von Peripheriegeräten wie die CNC-Maschinen besonders. Das Protokoll, das die Maschine benötigt, wird vom Netzwerkadapter (der einen Mikroprozessor, also einen kleinen Computer besitzt) ausgeführt. Dadurch sind keine Netzwerkverzögerungen mehr möglich, denn die Steuerung wird aus dem lokalen Datenpuffer des Netzwerkadapters kontinuierlich und ohne Zeitverlust "gefüttert".
Ausserdem sitzt die Steuerungskonfiguration im Adapter, der Bestanteil der Maschine wird, und kann mit der Maschine gezügelt werden. Die Datenkommunikation übernimmt das im Adapter implementierte FTP-Protokoll, ein seit den Siebzigerjahren weit verbreitetes Protokoll, das heute im Internet sehr häufig zum sicheren Datentransport verwendet wird. FTP (File Transfer Protocol) verwendet Socket-Verbindungen und ist von Haus auf multitaskingfähig. D.h. es können gleichzeitig viele Transfers stattfinden. Die Box kann mit jedem FTP Server - ohne weitere Software - kommunizieren, d.h. NC-Programme holen und speichern.
FTP Server Software ist auf jeder Plattform (Windows, Unix, Linux, Apple, AS/400, usw.) frei verfügbar oder für wenige Dollars erhältlich, wodurch die Unabhängigkeit vom Hersteller der Netzwerkadapter sichergestellt ist.

Mit der DNC-In-The-Box® Technik konnte die Quinx AG den Datentransport und die Datenverwaltung auch softwaremässig auseinander halten, so dass sich neue Techniken, die durch den Wandel der Betriebssysteme gegeben sind, sich nicht auf die Kommunikationsebene auswirken. Das macht die Software leichter wart- und erweiterbar. Nicht verwunderlich, wenn die Quinx AG als erster (und weltweit bisher einziger) Anbieter von DNC-Systemen bereits eine mit Windows .NET entwickelte Lösung im Angebot hat.

Ü B E R L E G E N E   D N C - I N - T H E - B O X ®   T E C H N I K 

	Logische Trennung zwischen Datenverwaltungsprogramm und der Datentransportebene
	Absolut sicherer Datentransfer via Netzwerk, geprüft durch die Protokolle TCP/IP und FTP
	Unabhängigkeit vom Hersteller der NC-Verwaltungssoftware
	Lauffähigkeit auch mit einem einfachen FTP Server Programm
	Lauffähigkeit auf jeder Plattform
	Leichte Integrierbarkeit in individuelle Anwendungen
	Leichte Konfigurierbarkeit der Netzerkadapter
	Minimum an DNC-Parametern (heute ca. 1/3 der damaligen DNC3000 Parameter)
	Garantierte lange Lebensdauer der Anwendung

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