一种数控切纸机远程监控与故障诊断系统及其实现方法.pdf

一种数控切纸机远程监控与故障诊断系统及其实现方法，其系统包括切纸机数控系统的被控端1，串口服务器的中转站2及远程监控与故障诊断中心服务器的主控端3，被控端1由工控机PC/104控制，被控端1与中转站2通过RS-485串口通信，中转站2和远程主控端3通过Internet网络通信，其实现方法是通过制定远程监控控制策略及通信协议，实现了对数控切纸机的远程监控与故障诊断功能，具有降低机器维护维修成本、缩短停机时间，提高生产效率的特点。

1、  一种数控切纸机远程监控与故障诊断系统，其特征在于，包括切纸机数控系统的被控端(1)，串口服务器的中转站(2)，远程监控与故障诊断中心服务器的远程主控端(3)三部分，被控端(1)由工控机PC/104控制，被控端(1)与中转站(2)通过RS-485串口通信，中转站(2)和远程主控端(3)通过Internet网络通信。

2、  根据权利要求1所述的一种数控切纸机远程监控与故障诊断系统，其特征在于，中转站(2)包括两个时钟定时器处理模块。

3、  根据权利要求1所述的一种数控切纸机远程监控与故障诊断系统，其特征在于，远程主控端(3)包括两个时钟定时器处理模块。

4、  根据权利要求1所述的一种数控切纸机远程监控与故障诊断系统，其特征在于，远程主控端(3)和中转站(2)构成一个C/S即客户端/服务器模式，此模式中远程主控端(3)是服务器端，中转站(2)是客户端。

5、  一种数控切纸机远程监控与故障诊断系统的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，工控机PC/104对数控切纸机进行监控，具体又包括以下步骤：
首先，启动切纸机数控系统被控端(1)的主程序，主程序作循环不间断运行，构成一个主循环，并检测中断标志是否为0，若中断标志为0，则继续检查通信错误标志是否为0，若通信错误标志为0，则清空通信错误标志，此时若有停机操作命令则关闭工控机PC/104，若没有停机操作则返回到主循环中，若通信错误标志为0，则继续判断有无停机操作命令，没有则返回到主循环中，有则关闭工控机PC/104，若中断标志不为0，则继续判断该中断的中断类型；
其次，当中断类型不是串口通信的中断，则此中断为数控系统自身中断，分析并响应该中断的操作；
最后，当RS-485串口中断时，若为读操作中断，此时若有写操作则首先终止当前写操作，然后接收远程主控端(3)的控制指令帧，若没有写操作则直接接收远程主控端(3)的控制指令帧；在接收到远程主控端(3)控制指令帧后，接着对数据进行帧头、帧尾，及数据帧总字节分别校验，校验出现数据帧错误且数据中没有十六进制帧尾结束标志OXFF，则直接丢弃该数据帧，并清空写操作缓冲区；若校验错误但是有数据中有OXFF标志，则将当前机器运行的状态信息发送给串口服务器；若校验正确，则解析指令将帧中数据部分从ASCII码逆转化为相应的数据类型、执行操作，操作完成后清空写操作缓冲区，并将执行的结果数据映射成ASCII码后封装成帧的格式发送，若为写操作中断，则利用写中断服务例程以每次一个字节形式发送，直到一帧数据发送完毕；
第二步，中转站(2)的串口服务器实现远程主控端(3)与被控端(1)的通信，具体包括如下步骤：
首先，中转站(2)与工控机PC/104串口通信时，由时钟定时器(4)来保证通信节拍的完整，通信由时钟定时器(4)启动，并且在中转站(2)与工控机PC/104串口通信中断时主动向工控机PC/104发送控制指令来重新建立一个新的通信节拍，保证了串口通信的实时性及完整性，这样可以及时全面地将切纸机的运行状态传送给远程主控端(3)，达到有效地监控并为故障分析提供充足信息依据；
其次，中转站(2)有远程指令队列和本地指令队列两个指令队列，所有的指令都存储在指令队列中，中转站(2)向工控机PC/104发送控制指令时，先要判断此时远程指令队列中是否有远程主控端(3)的控制指令，若有，则向工控机PC/104发送远程主控端(3)的控制指令，发送完毕后从远程指令队列中清空远程控制指令，同时清空本地指令队列中本地控制指令；若无，则发送本地控制指令，发送完毕后从本地指令队列中清空本地指令；
再次，中转站(2)与远程监控与故障诊断中心服务器的主控端(3)通信时，中转站(2)在本系统C/S架构中相对远程主控端(3)而言是客户端，在通信开始时首先要向远程主控端(3)发送TCP连接请求，并等待远程主控端(3)回复TCP连接请求应答信号，当中转站(2)接收到该应答信号后表明远程主控端(3)和中转站(2)间的网络通信链路建立，此时可以相互通信；当中转站(2)与远程主控端(3)建立TCP连接后，启动时钟定时器(5)来定时监测TCP连接状态，当TCP链路因故障断开或者因其它原因链路通信效率低于正常时，主动拆除已有TCP链路并将这一拆除消息通知给远程主控端(3)使其及时拆除老的TCP链路，然后中转站(2)重新向远程主控端(3)发送新的TCP连接请求，当远程主控端(3)接收并回复连接请求后，新的TCP连接便建立了，通信在新的链路上传输，只要远程主控端(3)处于联机状态，中转站(2)就可以不间断地与远程主控端(3)通信，以实现中转站(2)永远在线的功能；
最后，中转站(2)在接收到工控机PC/104的反馈信息数据帧后，先对数据帧进行校验，若校验正确，则以动画或文本等形式在本地显示，接着检测中转站(2)与远程主控端(3)的TCP连接是否完好，若完好，则将该数据帧二次封装成TCP帧的格式发送给远程主控端(3)，若TCP链路断开或者其他原因导致信道拥塞则不发送，最后将此时指令队列中的控制指令发送给工控机PC/104，若数据帧校验错误，此时如果检测到数据中有数据帧尾的十六进制标志OXFF，也将指令队列中的控制指令发送给工控机PC/104；如果数据帧校验错误同时也没有检测到十六进制的数据帧尾标志OXFF，则接收完工控机PC/104数据帧后不作处理；
第三步，远程主控端(3)对数控切纸机进行监控与故障诊断，其实现方法具体包括如下步骤：
首先，远程主控端(3)在本系统C/S架构中相对于中转站(2)而言是服务器端，通信开始前先要侦听中转站(2)的TCP连接请求，当侦听到中转站(2)的TCP连接请求后立即向中转站(2)回复TCP连接请求应答信号，此时表明中转站(2)和远程主控端(3)间的TCP通信链路建立可以通信；远程主控端(3)接收到工控机PC/104的反馈信息后，对数据帧进行校验、解析、处理，若校验正确，则以动画或文本等形式在本地显示，然后将控制指令数据映射成ASCI I码并封装成一个完整的数据帧格式形式，接着检测与中转站的TCP连接是否完好，若完好，则将该数据帧二次封装成TCP帧的格式发送给中转站，若TCP链路断开或者其他原因导致信道拥塞则将该指令存储在控制指令队列中，等待TCP链路完好时，在下一个通信节拍再发送给中转站，若数据帧校验错误，此时如果检测到数据中有数据帧尾的十六进制标志OXFF，当TCP链路完好时也将指令队列中的控制指令发送给中转站，如果数据帧校验错误同时也没有检测到十六进制的数据帧尾标志OXFF，则不作处理；
其次，在远程主控端(3)控制中，远程主控端(3)与中转站(2)的通信节拍由时钟定时器(6)来保证，TCP链路建立初期，由时钟定时器(6)首次触发发送模块向中转站(2)发送控制指令，并且每触发一次状态计数器自动加1，状态计数器在远程主控端(3)每接收到一次数据时便自动清空为0。当通信节拍正常时，时钟定时器(6)不起作用，当通信链路通信信道拥塞或者通信节拍错误时，该定时器就自动触发发送模块，在远程主控端(3)及被控端(1)之间调整并建立新的通信节拍；
最后，远程主控端(3)TCP链路状态由时钟定时器(7)监测，每隔3s检测一次状态计数器值是否超过预设值4，当超过时，则认为TCP链路断开或者通信链路拥塞，此时主动拆除现有的TCP连接并将拆除链路的信息通知给中转站(2)，同时清空状态计时器，然后重新侦听中转站(2)的TCP连接请求，侦听到新的TCP连接请求后，回复中转站(2)的TCP连接请求允许信号建立新的链路。

6、  根据权利要求5所述的方法，其特征在于，工控机PC/104和串口服务器之间的通信采取半双工控制策略，即只有当PC/104接收到串口服务器的数据正确或者数据中有十六进制帧尾结束标志OXFF时，才向串口服务器发送反馈信息数据。

7、  根据权利要求5所述的方法，其特征在于，串口服务器和工控机PC/104之间的通信采取半双工控制策略，即只有当串口服务器接收到工控机PC/104的数据正确或者数据中有十六进制帧尾结束标志OXFF时，才向工控机PC/104发送控制指令；串口服务器与远程主控端(3)的通信则是全双工控制策略，即每当串口服务器接收到工控机PC/104正确的数据时便立即发送给远程主控端(3)。

8、  根据权利要求5所述的方法，其特征在于，远程主控端(3)与串口服务器之间的通信采取半双工控制策略，即只有当远程主控端(3)接收到串口服务器的数据正确或者数据中有十六进制帧尾结束标志OXFF时，才向串口服务器发送控制指令。

一种数控切纸机远程监控与故障诊断系统及其实现方法
技术领域
本发明涉及远程监控与故障诊断技术，特别涉及一种数控切纸机远程监控与故障诊断系统及其实现方法。
背景技术
随着经济的发展和科技的进步，如今在中小企业大量出现各种数控加工设备，这主要是由于数控设备加工适应性广，适合按客户需求定制的中小批量生产模式，并能大大降低工人的劳动强度，提高生产效率，增加经济效益。
通常的数控设备都具备了一套诊断程序，可以查看机器的状态信息。有了这套诊断程序，我们就可以及时发现和排除各种故障，把故障隔离到模块或器件一级，使停机时间达到最小。但是，这套诊断程序实质上只是个故障报警系统，对故障诊断和定位在很大程度上有赖于人的经验，并且只能为现场操作人员和维护人员服务。如果我们能够远程取得设备状态信息，并且可以远程控制数控设备的话，对数控设备使用企业以及生产商，无疑都具有重大的意义。
另外，在信息化的社会，网络化制造日益成为一个流行的观念，它利用当代的信息技术，有效地共享全球的制造资源，降低生产成本，提高制造的敏捷性。这样就产生如下需求：一个企业中的设备可能和异地企业的设备组成制造系统，或者由异地企业来控制管理。因此，在网络化制造中，研究设备远程监控和诊断技术，实现工业设备实现网络化管理，是一个基础性的课题。
在以数控切纸机为对象研究远程监控与诊断系统的实现方法中，设备用户有时候会因为一些很小的问题耽误正常使用，例如，在一般数控系统中有一个称之为“误差补偿”的可设置参数，同样，在这种数控切纸机的参数设置里面也有一个“定位调整”参数，该参数用于调整变频器响应延时引起的定位误差，若该参数设置不当，则会经常出现“定位超差”。而变频器响应延时会因制造厂家不同，或使用时间的变化而变化，因此，当变频器响应延时和“定位调整”参数设置不一样时就会出现推纸器位置显示和目标位置不一致的情况。若用户报告这一问题，维修人员要给用户说明清楚解决的办法让用户自己调试解决或者上门处理这样的小事，这将是非常费时费力的。
目前国内外尚没有数控切纸机远程监控与故障诊断系统产品，此领域的研究文献也很少。已有文献中，马军等人在《电脑与信息技术》2003年第二期的一篇名为《基于Modem的远程控制的C++Builder实现方法的研究》论文中提出了的一种数控切纸机远程监控与故障诊断系统。该系统包括监控中心计算机、2台Modem和被控端设备，监控中心计算机和远端设备通过RS-232C接口与Modem相连，再通过Modem接入公用电话网(PSTN)，由公用电话网(PSTN)实现本地Modem与远端设备的联接，从而实现监控中心计算机与远端设备间的双向通讯。远端设备的数据采集和控制系统可以是单片机或者是PC机，这样就可以对远端设备的各种运行参数和数据进行实时采集并存储，然后通过Modem将数据实时传送到电话网上。监控中心的PC机则利用基于C++Builder的Modem通讯软件接收传送到电话网上的数据。同样，PC机监控中心也可以通过Modem和电话网对远端设备发送一些命令以执行相应的动作。
但是基于PTSN公用电话网的Modem的通信受信道干扰影响大，经常因为信道干扰而出现数据丢失、误码，而且经常断线，而数控切纸机的远程监控需要在远程主控端和被控端频繁地交互数据，一旦数据丢失或者经常产生误码，就不能实现远程监控，更不可能通过这种错误的机器运行状态信息在远程主控端对切纸机的故障作出科学判断。因此这种方式通信效率低，稳定性弱，根本无法满足数控切纸机远程监控与故障诊断系统对数据正确性需要，达不到远程监控与故障诊断的目标。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种数控切纸机远程监控与故障诊断系统及其实现方法，可以远程监控印刷厂数控切纸机的运行状况，并以此提供远程技术支持，推断故障原因并给出诊断建议，具有降低机器维护维修成本、缩短停机时间，提高生产效率的特点。
本发明的上述目的是通过如下技术方案实现的：
一种数控切纸机远程监控与故障诊断系统，包括切纸机数控系统的被控端1，串口服务器的中转站2及远程监控与故障诊断中心服务器的远程主控端3三部分，被控端1由工控机PC/104控制，被控端1与中转站2通过RS-485串口通信，中转站2和远程主控端3通过Internet网络通信。
所述的工控机PC/104将远程监控中心的控制指令进行校验、解析、数据处理并执行相关的操作，同时实时地将被控端的信息发送给中转站，这些信息包括：数控切纸机的运行状态、切纸机的参数设置、当前运行的程序及运行程序代码行执行的位置、程序错误代码、程序编辑状态、推纸器的位置及刀具的位置信息、工控机PC/104运行状态、工控机PC/104当前的人机界面及数控系统输入设备的按键的状态；远程监控与故障诊断中心的技术专家依据这些信息可以对切纸机的故障作出判断，并给出诊断和维修的方案，为印刷厂提供远程技术支持。工控机PC/104和串口服务器之间的通信采取半双工控制策略，即只有当工控机PC/104接收到串口服务器的数据正确或者数据中有十六进制帧尾结束标志OXFF时，才向串口服务器发送反馈信息数据。
所述的中转站2将上述工控机PC/104发送给远程主控端的信息暂时储存并解析这些信息，做相应的数据处理，然后将这些信息以动画或文本形式在本地显示，为印刷厂技术部提供监控服务。在本地处理并显示完数据后，中转站2将这些状态信息通过网络发送到远程监控与故障诊断中心。中转站2在本发明C/S架构中相对远程主控端3而言是客户端，在通信开始时首先要向远程主控端3发送TCP连接请求，并等待远程主控端3回复TCP连接请求应答信号，当中转站2接收到该应答信号后表明远程主控端3和中转站2间的网络通信链路建立，此时可以相互通信。中转站2的另一功能是转发远程主控端的控制指令，当接收到远程的控制指令后便对该指令进行相关的数据帧校验，当校验完成并正确时就将该指令发送给工控机PC/104。串口服务器和工控机PC/104之间的通信采取半双工控制策略，即只有当串口服务器接收到工控机PC/104的数据正确或者数据中有十六进制帧尾结束标志OXFF时，才向工控机PC/104发送控制指令。
另外，中转站2自身也可以通过向工控机PC/104发送指令来控制切纸机的运行，但是它的控制指令较远程控制指令的优先级低，每次向工控机PC/104发送控制指令时，都需要判断此时是否有远程控制指令，若有，则优先发送远程控制指令，同时屏蔽并清空本地控制指令，这是通过在中转站2设置两个指令队列来实现的，一个是本地指令队列，用于存储本地控制指令；另一个是远程指令队列，用于存储远程监控中心的控制指令。
为了保证远程主控端3的实时性及通信节拍的完整性和有效性，在中转站2配置有两个时钟定时器模块，一个用于调节和工控机PC/104的通信，一个用于保证网络通信链路的畅通有效，以实现永远在线的功能。
所述的永远在线功能指的是，只要远程主控端3处于联机状态，中转站2将永远和远程主控端3保持通信状态，即使因各种原因通信中止，中转站2也能通过通信协议和控制策略重新建立通信链路，从而保证了中转站2和远程主控端3不间断通信，为远程主控端3实现不间断监控数控切纸机提供可能。
所述的远程主控端3在本发明C/S架构中相对于中转站2而言是服务器端，通信开始前先要侦听中转站2的TCP连接请求，当侦听到中转站2的TCP连接请求后立即向中转站2回复TCP连接请求应答信号，此时表明中转站2和远程主控端3间的TCP通信链路建立可以通信。远程主控端3接收中转站2转发过来的数据信息，并对数据进行解析和处理，然后将这些信息以动画或文本形式显示在本地，供远程技术专家分析故障之用。同时，远程主控端3可以依据故障诊断的需要，向数控切纸机发送一些控制指令，来在线调试机器的运行，为最终的故障诊断分析提供科学依据。为了远程主控端3的实时性及通信节拍的完整性和有效性，在远程主控端3也配置有两个时钟定时器模块，一个用于调节和中转站的通信，一个用于检测TCP链路的状态，以保证网络通信的畅通有效性，从而实现永远在线的功能。此处永远在线功能指的是，只要中转站2处于联机状态，远程主控端3将永远和中转站2保持通信，即使因各种原因通信中止，远程主控端3也能通过通信协议和控制策略重新建立通信链路，从而保证与中转站2不间断通信，为远程主控端3实现不间断监控数控切纸机提供可能。
上述的永远在线功能实现的前提是网络系统通信正常。
远程主控端通信控制策略是：远程主控端与串口服务器之间的通信采取半双工控制策略，即只有当远程主控端接收到串口服务器的数据正确或者数据中有十六进制帧尾结束标志OXFF时，才向串口服务器发送控制指令。
一种数控切纸机远程监控与故障诊断系统的实现方法，包括以下步骤：
第一步，工控机PC/104对数控切纸机进行监控，具体又包括以下步骤：
首先，启动数控切纸机数控系统被控端1的主程序，主程序作循环不间断运行，构成一个主循环，并检测中断标志是否为0，若中断标志为0，则继续检查通信错误标志是否为0，若通信错误标志为0，则清空通信错误标志，此时若有停机操作命令则关闭工控机PC/104，若没有停机操作则返回到主循环中；若通信错误标志不为0，则继续判断有无停机操作命令，没有则返回到主循环中，有则关闭工控机PC/104；若中断标志不为0，则继续判断该中断的中断类型；
其次，当中断类型不是串口通信的中断，则此中断为数控系统自身中断，分析并响应该中断的操作；
最后，当RS-485串口中断时，若为读操作中断，此时若有写操作则首先终止当前写操作，然后接收远程主控端3的控制指令帧，若没有写操作则直接接收远程主控端3的控制指令帧；在接收到远程主控端3控制指令帧后，接着对包含控制指令的这帧数据进行帧头、帧尾，及数据帧总字节数分别进行校验，校验中若出现数据帧错误且没有发现十六进制的帧尾结束标志OXFF则直接丢弃该数据帧并清空写操作缓冲区；当校验发现帧错误但数据帧中有十六进制的帧尾结束标志也将机器当前运行状态信息发送给串口服务器；若校验正确，则解析指令将数据帧中数据部分从ASCII码逆转化为相应的数据类型、执行操作，操作完成后清空写操作缓冲区，并将执行的结果数据映射成ASCII码后封装成帧的格式发送；若为写操作中断，则利用写中断服务例程以每次一个字节形式发送，直到一帧数据发送完毕；
工控机PC/104和串口服务器之间的通信采取半双工控制策略，即只有当工控机PC/104接收到串口服务器的数据正确或者数据中有十六进制帧尾结束标志OXFF时，才向串口服务器发送反馈信息数据；
第二步，中转站2的串口服务器作为远程主控端3与被控端1的通信中介，其实现方法具体包括如下步骤：
首先，中转站2与工控机PC/104串口通信时，由时钟定时器4来保证通信节拍的完整，通信由时钟定时器4启动，并且在中转站2与工控机PC/104串口通信中断时主动向工控机PC/104发送控制指令来重新建立一个新的通信节拍，保证了串口通信的实时性及完整性，这样可以及时全面地将数控切纸机的运行状态传送给远程主控端，达到有效地监控的目的，并为远程故障分析提供充足信息依据；
其次，中转站2有远程指令队列和本地指令队列两个指令队列，所有的指令都存储在指令队列中，中转站2向工控机PC/104发送控制指令时，首先要判断此时远程指令队列中是否有远程主控端3的控制指令，若有，则向工控机PC/104发送远程主控端3的控制指令，发送完毕后从远程指令队列中清除远程控制指令，同时清除本地指令队列中本地控制指令，若无，则发送本地控制指令，发送完毕后从本地指令队列中清空本地指令，即远程指令队列中的控制指令比本地指令队列中控制指令优先级高；
再次，中转站2与远程监控与故障诊断中心服务器通信时，作为C/S架构中的客户端，首先要向远程主控端3发送TCP连接请求，当中转站2接收到远程主控端3的TCP连接请求应答信号时，表明中转站2和远程主控端3间的TCP连接建立；当中转站2与远程主控端3建立TCP连接后，启动另外一个时钟定时器5来定时监测TCP连接状态，当TCP链路因故障断开或者因其它原因链路通信效率低于正常时，主动拆除已有TCP链路并将这一拆除消息通知给远程主控端3，使得远程主控端3也及时拆除老的TCP链路，然后中转站2重新向远程主控端3发送新的TCP连接请求，当远程主控端3接收并回复连接请求后，新的TCP连接便建立了，通信在新的链路上传输；这样只要远程主控端3处于联机状态，中转站2就可以不间断地与远程主控端3通信，以实现中转站2永远在线的功能；
最后，中转站2在接收到工控机PC/104的反馈信息数据帧后，首先对数据帧进行校验、解析、处理，若校验正确，则以模拟动画或文本等形式在本地显示，同时将该数据帧存储在发送缓冲区中，接着检测中转站2与远程主控端3的TCP连接是否完好，若TCP链路完好，则将该数据帧二次封装成TCP帧的格式并发送给远程主控端3；若TCP链路断开，则不发送该数据帧；当数据帧检验正确时，无论TCP链路是否完好，最后都要将此时指令队列中的控制指令发送给工控机PC/104
指令队列的优先级如上所述。若数据帧校验出现错误，此时如果检测到数据中有数据帧尾的十六进制标志OXFF，也将指令队列中的控制指令发送给工控机PC/104；若数据帧校验错误同时也没有检测到十六进制的数据帧尾标志OXFF，则接收工控机PC/104数据帧后不作处理，即不向工控机PC/104发送控制指令；
串口服务器和工控机PC/104之间的通信采取半双工控制策略，即只有当串口服务器接收到工控机PC/104的数据正确或者数据中有十六进制帧尾结束标志OXFF时，才向工控机PC/104发送控制指令；串口服务器与远程主控端的通信则是全双工控制策略，即每当串口服务器接收到工控机PC/104正确的数据时便立即发送给远程主控端；
第三步，远程主控端3对数控切纸机进行监控与故障诊断，其实现方法具体包括如下步骤：
首先，远程主控端3在本发明C/S架构中相对于中转站2而言是服务器端，通信开始前先要侦听中转站2的TCP连接请求，当侦听到中转站2的TCP连接请求后立即向中转站2回复TCP连接请求应答信号，此时表明中转站2和远程主控端3间的TCP通信链路建立可以通信；远程主控端3接收到工控机PC/104的反馈信息后，对数据帧进行校验、解析、处理，若校验正确，则以动画或文本等形式在本地显示，然后将控制指令映射成ASCII码并封装成一个完整的数据帧格式形式，接着检测与中转站的TCP连接是否完好，若TCP连接完好，则将该数据帧二次封装成TCP帧的格式发送给中转站；若TCP连接断开或者链路因其它原因拥塞，则将该指令存储在控制指令队列中，等待TCP链路完好时，下一个通信节拍再发送给中转站2；若数据帧校验错误，此时如果检测到数据中有数据帧尾的十六进制标志OXFF，当TCP链路完好时也将指令队列中的控制指令发送给中转站2，如果数据帧校验错误同时也没有检测到十六进制的数据帧尾标志OXFF，不作处理，即不向中转站2发送控制指令；
其次，远程主控端3和中转站2间的通信节拍由时钟定时器6来调节，TCP链路建立初期，由时钟定时器6首次触发发送模块发送控制指令，并且每触发一次，状态计数器自动加1，远程主控端每次接收到数据后都将状态计数器清空为0；当通信节拍正常时，时钟定时器6不起作用，一旦通信链路断开或者没有收到正确的数据帧时，时钟定时器6就自动触发发送模块，将滞留在远程主控端3指令队列中的控制指令发送到中转站2，以便在远程主控端3及中转站2之间调整并建立新的通信节拍；
最后，远程主控端3的TCP链路状态由时钟定时器7定时监测，每隔2s检测一次状态计数器值是否超过4，当超过时，则认为TCP链路断开或者链路通信效率不高，此时主动拆除现有的TCP连接并将拆除链路的信息通知给中转站2，同时清空状态计时器，然后重新侦听中转站2的TCP连接请求，侦听到新的TCP连接请求后，回复中转站2的TCP连接请求允许信号建立新的链路，这样在网络通信出现故障时，不需要人工干涉就能自动重新建立新的通信链路，即实现了远程主控端监控永远在线的功能；
远程主控端与串口服务器之间的通信采取半双工控制策略，即只有当远程主控端接收到串口服务器的数据正确或者数据中有十六进制帧尾结束标志OXFF时，才向串口服务器发送控制指令。
本发明的有益效果是：
一，本发明利用完善的网络系统和成熟的串口通信技术，提出了一种数控切纸机远程监控与故障诊断系统的总体架构模式，为实现切纸机的远程监控与故障诊断提供了系统架构保证。
二，本发明通过制定远程监控控制策略，实现了对数控切纸机的远程监控与故障诊断功能。
三，本发明通过制定高效的通信协议，保证了通信三方数据交互的稳定性和高效性，实现了远程监控与故障诊断的高效性。
四，本发明通过采用C/S模式，并在串口服务器与远程监控中心进行TCP虚拟的点对点通信，使得数据交互的实时性较好，为实时监控远端切纸机的运行状态提供了前提。
五，本发明通过在中转站和远程主控端的时钟定时器模块，实现了永远在线的功能，使得远程监控与故障诊断中心能不间断的持续对远端数控切纸机进行实时监控，为最终的故障诊断提供充足的诊断信息。
六，本发明通过在远程监控与故障诊断中心模拟切纸机推纸器轨迹的动画，提供了对切纸机工作状态直观的监控。
七，本发明通过在中转站设置指令控制优先级，实现了远程主控端及印刷厂技术部门同时监控切纸机运行状态的功能，这样即使机器没有故障，也可以在工作环境相对较好的技术部办公室操控切纸机，不必在嘈杂的机器现场操作，改善了工人工作环境。
附图说明
图1是本发明总体结构示意图。
图2是本发明工控机PC/104实现远程监控与故障诊断的流程图。
图3是本发明中转站2实现远程监控与故障诊断的流程图。
图4是本发明远程主控端3实现远程监控与故障诊断的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，一种数控切纸机远程监控与故障诊断系统，包括切纸机数控系统的被控端1，串口服务器的中转站2，远程监控与故障诊断中心服务器的远程主控端3三部分，被控端1由工控机PC/104控制，被控端1与中转站2通过RS-485串口通信，中转站2和远程主控端3通过Internet网络通信。
工控机PC/104控制着数控切纸机的运行，同时负责解析远程监控中心的控制指令，并执行相关操作，在执行完相关操作后将机器运行状态等信息封装成本发明特别制定的帧的格式发送到串口服务器，由串口服务器转发到远程监控中心。
工控机PC/104含有切纸机的数控系统，及接收远程指令模块和处理指令的模块，从串口服务器接收到的控制指令首先产生串口读中断，由串口中断服务例程中读模块部分接收数据帧，并作数据帧校验，当校验正确则向数控系统主程序发送串口读消息，在数控主程序的下一轮循环中查询到这个消息后，从消息队列中下载消息并执行相关指令操作。工控机PC/104向远程监控中心发送响应信息是通过串口中断服务例程中写模块部分按照字节发送到串口服务器中转站，每次发送一个字节，直到将反馈数据帧一完整帧发送完毕。由于数控系统程序主循环执行一次循环操作的时间大约为1ms，所以，远程监控中心或者串口服务器的控制指令一旦被工控机PC/104接收并校验正确时，很快就得到执行。为了使得远程监控中心监控到切纸机的实时信息，发明采取了一种控制策略，即当工控机PC/104上一轮反馈帧发送没有完成时又同时接收到了远程监控中心或串口服务器的控制指令时，工控机PC/104首先中止当前发送，立即执行串口中断服务例程中的读模块接收新的控制指令，并清空发送缓冲区丢弃旧的工控机PC/104反馈帧，进入新一轮的操作。工控机PC/104和串口服务器之间的通信采取半双工控制策略，即只有当工控机PC/104接收到串口服务器的数据正确或者数据中有十六进制帧尾结束标志OXFF时才向串口服务器发送反馈信息数据。
串口服务器包括串口通信模块和网络通信模块，串口通信模块负责与工控机PC/104数据交互，向工控机PC/104发送远程监控中心或本地控制指令，及接收工控机PC/104发送给远程监控中心的各类数据帧，此时作为工控机PC/104和远程监控中心的通信中转站，当然在技术部也可以直接监控切纸机的运行，而不用在环境恶劣的工业现场作业。不过为了防止指令权限超越，即防止串口服务器发送的控制指令干扰远程监控中心的控制指令的执行，设置了串口服务器的指令优先级低于远程监控中心的指令。为了保证远程监控中心实时有效地监控到远端数控切纸机的运行状态，本发明在串口服务器中转站增加了两个时钟定时器模块，保证了通信的健壮性和稳定性。其中时钟定时器4负责启动与工控机PC/104的通信，并在通信节拍错误或者通信异常而中断时重新启动通信及调节通信的握手节拍，另一时钟定时器5则定时监测串口服务器与远程监控中心的TCP链路信道是否畅通，若不畅通或者信道拥塞时，则拆除旧的TCP连接，并把这种拆除信息通知给远程监控中心，然后向远程监控中心服务器发送新的TCP连接请求，等待远程监控中心回复连接请求应答信号以建立新的通信链路，从而实现只要远程监控中心在线就可以不间断地与远程监控中心实时性地完成数据交互，即实现了串口服务器永远在线的功能。
串口服务器的通信控制策略是：串口服务器和工控机PC/104之间的通信采取半双工控制策略，即只有当串口服务器接收到工控机PC/104的数据正确或者数据中有十六进制帧尾结束标志OXFF时，才向工控机PC/104发送控制指令；串口服务器与远程主控端的通信则是全双工控制策略，即每当串口服务器接收到工控机PC/104正确的数据时便立即发送给远程主控端。
远程监控中心包括网络通信模块和通信节拍监控模块。网络通信模块有两个部分组成，数据接收校验模块和指令发送模块。数据接收校验模块负责接收串口服务器转发过来的工控机PC/104各类信息，并做校验，若校验出现数据帧错误且数据帧没有十六进制的帧尾结束标志OXFF，则丢弃该次接收到的数据并清空接收缓冲区；如果校验错误但是数据中有十六进制的帧尾结束标志OXFF，则将当前机器运行的状态信息发送给串口服务器；若校验数据帧正确，则对指令进行解析，数据转化等操作，然后将最终的数据信息模拟成动画或者以文本形式显示，为远程端技术专家诊断提供依据。发送模块则首先将远程控制操作，如启动切纸机的按钮等控制信息转化映射成对应的控制码，并将控制指令码进一步映射成ASCII编码，最后封装成一帧完整的数据帧通过网络系统发送给串口服务器，由串口服务器转发给工控机PC/104，从而达到控制切纸机的目标。
远程主控端与串口服务器之间的通信采取半双工控制策略，即只有当远程主控端接收到串口服务器的数据正确或者数据中有十六进制帧尾结束标志OXFF时，才向串口服务器发送控制指令。
通信节拍监控模块有两个时钟定时器，其中时钟定时器6在远程监控中心与串口服务器通信开始时启动通信，并在两者通信发送混乱或者错误时，调整通信节拍，保证通信的有效性和稳定性，每次该时钟定时器触发调用了发送模块，则计数器Counter自动加1，而每次接收到一帧数据时将Counter清空。
时钟定时器7定时触发检测Counter值是否大于某一预设值，若大于则表示远程监控中心在一段时间内没有接收到正确的数据帧，或者通信链路断开，此时拆除旧的TCP链路，并把这一拆除信息通知串口服务器，重新侦听串口服务器新的TCP连接请求，一旦接收到串口服务器新的TCP连接请求则回复一个连接请求应答信号，重新建立新的TCP链路。这样只要串口服务器在线，远程监控中心就可以通过这种控制策略实现永远在线的功能，不间断地监控切纸机的运行状态。
下面说明本发明在数控切纸机远程监控与故障诊断系统中三大部分各自的数据处理策略及流程图。
参见图2，工控机PC/104处理数据的流程如下：
从步骤201开始，进入数控系统主程序步骤202，接着在步骤203判断中断标志是否为0，若为0则表示此时没有中断发生，接着在步骤204中继续判断通信标志是否为0，若不为0，执行步骤206；若为0，表示工控机PC/104与串口服务器通信中产生了错误，此时执行步骤205清空通信错误标志以调整通信节拍，使得新的通信正常。在执行完步骤205后再在步骤206中判断是否有停机操作，若有，则执行步骤207结束操作；若没有停机操作标志，则继续运行程序进行下一轮主循环，继续执行下一轮的中断查询等操作。
在步骤203中如果中断标志不为0，表示此时有中断产生，接着在步骤208中继续判断这个中断是否为串口中断，若不是串口中断则表示此中断为数控系统自身的一些中断源产生，然后在步骤209分析该中断类型，分析完中断类型后，接着执行步骤210，在此步骤中调用各类中断服务例程完成各自对应的操作。执行完中断操作后都要进入步骤225清空中断标志，表明此次中断事件处理完成，然后进入步骤204，后续步骤如上所述。
步骤208中判断若为串口中断，那么表明此中断为串口中断，是远程监控服务的模块，于是调用步骤211串口中断服务例程。在步骤211中断服务例程中首先要判断此次中断是串口读中断还是串口写中断，若为串口写中断，表明此时工控机PC/104正在向串口服务器发送切纸机的各类状态反馈数据帧，则执行步骤221，在此步骤中将切纸机的反馈数据组织起来进入步骤222，步骤222将反馈数据映射成ASCII码。然后执行步骤223将数据封装成完整的帧，交给发送模块在步骤224中发送，发送完成后转入步骤225，后续步骤如上所述。
如果步骤211判断该中断为串口读中断，则表示工控机PC/104接收到远程控制指令，在对该控制指令处理之前，必须要判断此刻是否有串口写操作，如果有，表示此时工控机PC/104正在向串口服务器发送切纸机的各类状态反馈数据帧，为了使远程监控中心实时监控到切纸机的最新运行状态等反馈信息，这时候的控制策略是停止发送当前的反馈数据帧，立即转入到处理当前的控制指令操作。所以，当步骤212判断当前有写串口写操作时，执行步骤217终止当前写操作，即终止当前发送过程。然后在步骤213接收串口数据。如果步骤212判断当前没有串口写操作，则直接执行步骤213接收数据的操作。
接收完数据后，对数据处理前必须对数据帧在步骤214进行校验，本发明的实现方法是校验数据帧头、帧尾、数据帧总字节数、CRC对整帧数据校验，帧头定义了控制指令的类型，帧尾表示数据帧的正常结束，数据帧的总字节数表示该帧数据的总字节数，CRC是循环冗余校验，若所有的校验都正确，则表示该控制指令是正确的，即在传输中没有发生错误。因此校验正确后执行步骤218，对数据帧进行解析，分析指令类型，在分析完该控制指令的操作后执行步骤219，完成指令对应的控制操作，并且在执行完相关的操作后进入步骤220清空发送缓冲区，即将当前的发送缓冲区清空，为本次控制指令执行的操作结果发送反馈数据保留存储空间。清空发送缓冲区后执行步骤221，后续步骤如上所述。
若步骤214发现数据帧校验错误，表明控制指令在传输过程中可能发生错误，由于本发明采用半双工的控制策略即收到正确控制指令或者收到十六进制帧尾结束标志OXFF都必须调用发送模块向远程监控中心发送状态信息，故执行步骤214后进入步骤215进一步判断是否有OXFF，若没有，则执行步骤226丢弃该数据帧不作处理，然后执行步骤216清空发送缓冲区，为下一轮发送反馈数据保留存储空间；若有帧尾结束标志OXFF，则进入步骤220，后续步骤如上所述。
参见图3，中转站2处理数据的流程如下：
中转站2与远程监控与故障诊断中心服务器通信时，作为C/S架构中的客户端，首先要向远程主控端3发送TCP连接请求，当中转站2接收到远程主控端3的TCP连接请求应答信号时，表明中转站2和远程主控端3间的TCP连接建立可以相互通信。
步骤301启动程序后执行步骤302接收数据的操作，此时串口服务器接收的数据可能是PC/104的反馈信息数据帧，也可能是来自远程监控中心的控制指令，所以在对数据作处理之前必须首先判断该帧数据是哪类数据，在步骤303中判断若数据帧是来自远程监控中心的控制指令，则执行步骤304，将控制指令挂载在远程指令队列上，等待串口服务器发送到工控机PC/104。若此次接收到的数据为工控机PC/104的反馈信息数据，则执行步骤305，将数据拼接在接收缓冲区的尾部，即将此次接收到的数据存储到从接收缓冲区已有数据的下一个字节地址开始的地址空间上，这样将接收缓冲区中上次接收到的数据和本次接收到的数据构成一个整体，供串口服务器中的接收模块处理。
数据拼接完成后开始对数据进行校验，此时校验的数据为当前整个接收缓冲区的数据，并且校验从接收缓冲区的高字节开始，即从数据的尾部开始校验。首先执行步骤306校验，判断数据中是否有帧尾标志OXFF，若无，则表示缓冲区中的数据尚不是一帧完整的数据，需等待下次数据的拼接，故执行步骤307不作处理。若有，则继续执行步骤308，判断接收缓冲区数据是否有帧头标志，帧头定义了指令的类型及该指令所代表的操作，若有，则执行步骤309。在步骤309判断数据帧的总字节数是否正确，正确则进入步骤310，作循环冗余检验。
经过上述几个校验步骤后，数据帧是正确的则执行步骤311，接着对数据作处理。首先要在本地即串口服务器上显示这些信息，即在印刷厂技术部办公室也能监控切纸机的运行。步骤311首先要清空远程发送缓冲区，远程发送缓冲区存储工控机PC/104的反馈数据帧，当串口服务器将此数据在本地作校验显示等处理后，便存储保存在远程发送缓冲区等待发送给远程监控中心，即执行步骤312。然后在步骤313对指令进行解析，分析出指令的操作类型。由于工控机PC/104在发送反馈数据帧时对数据进行了ASCII码映射，所以在显示数据前必须先对数据帧中的数据部分进行逆转换，即将ASCII码逆转化为各数据类型的数据，还原为真实数据类型的数据。执行完此操作后进入步骤315，对这些数据进行动画模拟或文本显示，如在串口服务器中模拟切纸机推纸器的轨迹动画，显示当前程序的错误代码，PLC运行状态等信息，从而实现在印刷厂技术部也能监控切纸机运行的功能。
执行完切纸机状态显示等操作后，要对接收缓冲区数据作处理，以便能接收到新的数据帧。在步骤316，删除OXFF地址前所有低字节数据，不管这些数据校验后正确与否，都要作这个操作，这样保证了每次接收到的数据都是最新的数据，从而保证监控到切纸机的最新运行状态，在切纸机的故障诊断中分析机器当前最近的运行状态更有利于故障的诊断。接着将OXFF地址后的高字节数据整体都向前挪移，并从接收缓冲区的首字节开始存储，此操作在步骤317完成。在上述步骤308、步骤309、步骤310，校验出现帧错误时，都直接转入步骤316，后续操作同上所述。
在执行完步骤317后，要将存储在远程发送缓冲区的工控机PC/104的反馈数据帧发送给远程监控中心，为远程故障诊断提供数据依据。但是发送前提是网络通信信道完好。故在步骤319判断当前TCP连接是否完好，如果当前TCP连接断开或者通信信道质量不高，则执行步骤325，清空远程发送缓冲区数据，因为TCP连接断开了，表明此时远程发送缓冲区的数据已经不是切纸机运行的最新状态了，清空以便接收新的数据。清空完远程发送缓冲区后执行步骤326，拆除老的TCP连接，接着执行步骤327的重新请求TCP连接操作，向远程监控中心发送新的连接请求，并在步骤328等待远程监控中心服务器的TCP应答响应，当串口服务器接收到TCP请求响应后，新的通信链路便建立了。
为了保证通信信道的畅通和对远端切纸机监控的实时性，采用了时钟定时器定时监测TCP链路的策略。时钟定时器5每隔7S便自动触发一次，在步骤322触发后进入步骤323，判断当前的通信链路是否完好，若完好，则执行步骤324，将时钟定时器5归0后重新计时。若监测到通信链路断开，也要拆除老的TCP连接并重新请求新的TCP连接请求，即执行步骤326，后续步骤如上所述。
在上述步骤319判断TCP连接完好时，执行步骤320，将远程发送缓冲区的工控机PC/104反馈数据帧发送给远程监控中心。
串口服务器在处理完工控机PC/104发送的反馈数据帧并将该帧数据发送给远程监控中心后，便要依据通信协议，在这个节拍给工控机PC/104发送控制指令了。由于串口服务器也可以监控工控机PC/104，即也可以独自向工控机PC/104发送控制指令，故在串口服务器向工控机PC/104发送指令前必须判断此时远程指令队列是否为空，即当前是否有远程控制指令，这个判断在步骤329中完成。由于远程控制指令的优先级高于本地串口控制指令，所以当远程控制指令队列不为空时，在步骤331从远程控制指令队列中提取远程控制指令，并在步骤332将指令映射成ASCII码，进入步骤333封装成帧并在步骤335从串口发送给工控机PC/104，而在发送之前要关闭时钟定时器4，防止时钟定时器4定时触发重复发送同一节拍的指令。发送完毕执行步骤336，清空2个发送指令队列，及时清空远程控制指令队列和本地控制指令队列，为新的控制指令保留存储空间。执行完步骤336后接着在步骤337打开时钟定时器4，以维持通信节拍的稳定性。
步骤329如果远程指令队列为空，则表明此时发送本地控制指令，即执行步骤330，接着进入步骤332，后续步骤如上所述。
为了保证远程监控的稳定性和实时性，串口服务器还有一个策略，即利用时钟定时器4模块定时触发检测。时钟定时器4的功能有2个，其，在通信开始时启动串口服务器与工控机PC/104的串口通信；其二，当通信发生混乱或者通信节拍错误时，主动及时地调整通信节拍，例如，当串口通信中由于某种原因，在串口服务器上接收到的工控机PC/104反馈数据帧持续发生错误，这样远程监控中心和本地控制指令都不能及时发送到工控机PC/104，这时候时钟定时器4检测到这种状态后主动调用串口服务器的发送模块，将控制指令发送到工控机PC/104，从而建立新的通信节拍。这样保证了远程监控中心与工控机PC/104数据交互的实时性和有效性。
图3中步骤321，时钟定时器4每隔4s触发一次，当触发后进入步骤329判断当前TCP链路是否完好，后续步骤如上所述。
在执行完步骤337后，进入步骤338判断此时是否有关闭程序的操作，如果有，则执行步骤339，结束程序；如果没有，则转入到步骤302，进入新一轮的接收数据。
参见图4，远程主控端3数据处理流程如下：
远程主控端3在本发明C/S架构中相对于中转站2而言是服务器端，通信开始前先要侦听中转站2的TCP连接请求，当侦听到中转站2的TCP连接请求后立即向中转站2回复TCP连接请求应答信号，此时表明中转站2和远程主控端3间的TCP通信链路建立可以通信。
程序从步骤401启动后进入步骤402，此时要初始化信道变量Counter＝0，该变量用于记录时钟定时器6直接调用网络发送模块的次数，当其值小于或等于4时，表示远程监控中心与串口服务器间的通信链路完好；当其值大于4时，表示通信信道质量不高或者通信中断，此时要拆除老的TCP连接建立新的通信链路。然后执行步骤403，接收串口服务器通过网络发送过来的数据，并且清空信道变量Counter＝0。继而转入步骤405，完成数据拼接操作，即将新接收到的数据帧从接收缓冲区已有字节的下一个空闲地址开始存储，在下面的一系列操作中，都是以拼接后的整个接收缓冲区数据为对象进行操作。
拼接完数据后执行步骤406，判断数据中是否有帧尾结束标志OXFF，判断及数据校验都是从高字节向低字节逐字节进行。若没有结束标志OXFF，此时表明接收缓冲区的数据尚不是一个完整的数据帧，需等待完整帧的余下部分数据才能拼接成一个完整的数据帧，只有接收到一个完整的数据帧，数据处理模块才从接收模块提取数据并作处理。若有结束标志，进入步骤408继续判断是否有帧头标志，如果有，则进入步骤409，校验帧的数据总字节数是否正确；校验正确后还要在步骤410作循环冗余校验，校验没有错误，则表明该数据帧是完全正确的，可以执行数据处理等操作了。
经过一系列严格的数据校验后数据帧完全正确则执行步骤411操作，对控制指令进行解析，分析指令的类型，然后执行步骤412，此时将数据帧中的ASCII码数据逆转化为各自真实的数据类型数据，以便在本地显示成可以理解的信息。
经过步骤412的数据转化后，切纸机的状态等数据信息已经是机器真实的数据了，接着执行步骤413操作，将这些数据模拟成动画或者以文本形式显示在本地界面，作为远程监控中心主控端技术专家分析切纸机故障的依据。
对切纸机状态信息显示处理后，将接收缓冲区的数据作如下处理，首先执行步骤414，删除OXFF地址前的所有低字节数据，接着在步骤415中将OXFF地址后的字节数据挪至接收缓冲区的前部，并从接收缓冲区的首字节开始存储。挪移数据的目的是及时清空接收缓冲区的存储空间，也是为下一轮新的数据帧预留存储空间，这样其本质意义是刷新切纸机的运行状态，在一下论的通信节拍接收切纸机新的状态信息，从而使得远程监控中心能实时性地获得其当前运行的最新状态，以便对机器故障分析提供最新的可靠数据。
在上述步骤408、409、410校验数据帧都出现了错误，出现错误则直接转入步骤414、415对接收缓冲区作数据挪移操作。因为一旦数据校验出现错误，表明此帧数据不完整，错误的原因可能是在数据传输过程中发生信号干扰或者发送前帧封装出错等等，不论哪种原因，错误的数据帧都不能作为数控切纸机故障分析的信息依据，故必须清空错误帧，即在接收缓冲区作数据挪移操作。
对数据显示处理后，依据通信协议及通信节拍的规定，要在这个节拍后向工控机PC/104发送控制指令。发送控制指令的前提是TCP连接完好，所以在执行完步骤415后进入步骤417判断当前TCP链路是否完好，如果TCP链路不好，则转入步骤428，关闭时钟定时器6，防止时钟定时器6在TCP链路断开时调用发送模块向串口服务器发送控制指令。然后执行步骤429，清空信道变量Counter＝0，作为下一轮信道质量监测依据。接着执行步骤430拆除老的TCP连接，并把拆除消息通知给串口服务器，在步骤431重新侦听串口服务器的TCP连接请求，在步骤432，若接收到新的TCP连接请求，则回复连接应答信号给串口服务器建立新的通信链路，此时要打开时钟定时器6，以便保证通信节拍的正确性。
为了保证通信信道的畅通和对远端切纸机监控的实时性，采用了时钟定时器7定时监测TCP链路的策略。时钟定时器7每隔3s便自动触发一次，当触发时执行步骤418，接着进入步骤419判断此时Counter是否大于某个预设的值4，若不大于，则执行步骤420，将时钟定时器7清空为0重新计时；若不大于值4则执行步骤428，后续步骤如上所述。
当步骤417检测到TCP连接完好时，执行步骤421关闭时钟定时器6，以免时钟定时器6定时触发重复发送控制指令。接着在步骤423将控制指令数据映射成ASCII码，并在步骤424最终完成数据帧的封装，封装完成后交给步骤425通过发送模块由网络发送到串口服务器。发送完毕控制指令后，要清空指令队列，此操作在步骤426中执行，然后在步骤427中打开关闭的时钟定时器6，保证后续通信节拍的稳定。
接着执行步骤433，判断此次发送是否为时钟定时器6触发调用的，若不是，则不作处理。若是，则将信道变量Counter值加1，表明一段时间内没有接收到完整的正确数据帧，时钟定时器6检测到这种情况，便自动触发调用发送模块，将控制指令及时发送到串口服务器，以防控制指令滞留在远程监控中心。
接着在步骤436判断此刻是否有关闭程序的操作，若有，在执行步骤437的结束操作；若没有，则转入到步骤403，重新接收串口服务器转发的工控机PC/104数据帧，进入下一轮通信节拍。
时钟定时器6的功能有两个，其一，是在远程主控端3与串口服务器通信开始时启动通信，其二，当通信发送混乱或者通信节拍错误时，定时触发并主动调用发送模块，将滞留在指令队列中的控制指令及时发送到串口服务器。每隔5s便自动触发一次，当触发时从步骤416开始执行，并进入步骤417的TCP链路检测，后续步骤如上所述。