專利名稱：模塊化可重構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化開放式數(shù)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)控調(diào)節(jié)技術(shù)，具體涉及計算機模塊化可重構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化開放式數(shù)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前數(shù)控系統(tǒng)可分為兩種結(jié)構(gòu)體系，即采用基于PC架構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)和采用單片機作為控制核心的封閉式數(shù)控系統(tǒng)。
基于PC架構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)，由于繼承了PC機模塊化、開放化的特性，只要配置通用的工控主機、運動控制卡、人機交互面板、網(wǎng)絡(luò)接口等即可以構(gòu)建出數(shù)控系統(tǒng)的硬件平臺。同時配合通用的操作系統(tǒng)和通用的軟件開發(fā)環(huán)境，易于快速地建立數(shù)控系統(tǒng)的軟件平臺。石宏等人在“開放式數(shù)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展”中指出，采用PC機作為開放式數(shù)控系統(tǒng)的主控制器已成為當(dāng)前的一種發(fā)展趨勢(機械制造，2005，43(6)18-21)。但是基于PC架構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)有其先天不足。第一，在硬件體系方面，PC架構(gòu)不是針對數(shù)控領(lǐng)域?qū)ｉT設(shè)計，因此PC機硬件模塊并非完全適應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)的要求。PC機中的很多模塊在數(shù)控中并不需要，還有一些模塊功能大大超出數(shù)控系統(tǒng)的實際需要。這些在PC結(jié)構(gòu)中冗余的設(shè)置，不但會增加系統(tǒng)不必要的成本和空間，而且可能成為系統(tǒng)內(nèi)部的干擾因素，造成系統(tǒng)可靠性降低；第二，在操作系統(tǒng)方面，目前采用的通用操作系統(tǒng)，其實時性和可靠性不高，而這兩點對于數(shù)控系統(tǒng)的正常運行至關(guān)重要。曹遂軍等人在“國內(nèi)外開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究與現(xiàn)狀”中指出，到目前為止，基于PC的數(shù)控系統(tǒng)還沒有真正解決Windows操作系統(tǒng)的實時控制問題(機電工程技術(shù)，2003，32(5)20-22)。另外，通用操作系統(tǒng)中常常隱藏運行著數(shù)控系統(tǒng)中不需要的服務(wù)任務(wù)，這些任務(wù)不僅影響系統(tǒng)的實時性，也容易造成軟件運行崩潰；第三，目前基于PC的數(shù)控軟件，多是針對特定類型的數(shù)控系統(tǒng)，各個系統(tǒng)間數(shù)控軟件的通用性較差，開發(fā)和使用成本較高。
另一種采用單片機作為控制核心的封閉式數(shù)控系統(tǒng)。由于單片機本身被設(shè)計用于專用領(lǐng)域，因此系統(tǒng)硬件的可靠性較高；其軟、硬件功能設(shè)置合理，既能充分發(fā)揮系統(tǒng)的控制能力，又可以滿足低成本的需求；數(shù)控軟件可以直接訪問底層硬件，并直接對中斷作出響應(yīng)，實時性較好。因此，這類系統(tǒng)成為當(dāng)前經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)體系。但基于單片機的數(shù)控系統(tǒng)目前普遍存在開放性差、非模塊化設(shè)計的缺點。其封閉的硬件體系結(jié)構(gòu)使得數(shù)控系統(tǒng)成為功能固定的裝置，因此難以實現(xiàn)系統(tǒng)的可重構(gòu)性，從而限制了最終用戶使用的靈活性，難以達到對各種加工機床、加工模式及自動化加工網(wǎng)絡(luò)的普遍適應(yīng)；其軟件體系通常是固定的根據(jù)特定數(shù)控系統(tǒng)定制的程序，對用戶不開放，沒有統(tǒng)一的接口，限制了軟件上的可重構(gòu)性，使得此類系統(tǒng)的軟件功能受限，一旦出廠就難以變更。張英杰等人在《中國制造業(yè)信息化》2004，33(9)106-108上撰文指出，這類專用的封閉體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)，由于其功能擴展、改編和修改，都必須求助于系統(tǒng)供應(yīng)商，這類系統(tǒng)占領(lǐng)的市場已逐漸減小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種模塊化可重構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化開放式數(shù)控系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)的不足和難題。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，模塊化可重構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化開放式數(shù)控系統(tǒng)，包括由數(shù)控系統(tǒng)總線1連接的主控模塊2、存儲器擴展模塊3、運動控制模塊4、網(wǎng)絡(luò)模塊5、人機交互模塊6、PLC模塊7和狀態(tài)監(jiān)控模塊8，在上述7個模塊中每個模塊均包括模塊功能電路9和總線接口10(如圖1和圖2)。開放式數(shù)控系統(tǒng)中的主控模塊2、存儲器擴展模塊3、運動控制模塊4、網(wǎng)絡(luò)模塊5、人機交互模塊6、PLC模塊7和狀態(tài)監(jiān)控模塊8每一個模塊上均包括一個模塊識別芯片11和一個硬件驅(qū)動及任務(wù)映像芯片12，硬件驅(qū)動及任務(wù)映像芯片12用于存儲該模塊的硬件驅(qū)動和任務(wù)代碼的映像。主控模塊2內(nèi)含有支持可重構(gòu)及模塊化的網(wǎng)絡(luò)化的開放型嵌入式實時操作系統(tǒng)22，用于對所述全部模塊重構(gòu)后的數(shù)控系統(tǒng)資源進行重新配置，生成新的數(shù)控系統(tǒng)。實時操作系統(tǒng)22上運行著虛模塊13，用于實現(xiàn)開放式數(shù)控系統(tǒng)控制算法及系統(tǒng)通信和文件系統(tǒng)的管理，虛模塊13的驅(qū)動及任務(wù)映像存儲在開放式數(shù)控系統(tǒng)主控模塊2中的存儲器中。模塊識別芯片11分別對應(yīng)存儲了主控模塊2、存儲器擴展模塊3、運動控制模塊4、網(wǎng)絡(luò)模塊5、人機交互模塊6、PLC模塊7和狀態(tài)監(jiān)控模塊8每個模塊的識別碼，對各自對應(yīng)的模塊進行唯一標(biāo)識，并描述模塊的功能類型。每個模塊識別芯片11中的信息由主控模塊2經(jīng)系統(tǒng)總線1讀出。
每個模塊的驅(qū)動和系統(tǒng)的各個任務(wù)通過實時操作系統(tǒng)22進行集成，形成開放式數(shù)控系統(tǒng)的軟件平臺。軟件重構(gòu)過程的步驟為(如圖4)系統(tǒng)上電后首先進行初始化，與原先的硬件模塊及虛模塊配置對照，檢查系統(tǒng)中是否有硬件模塊或虛模塊被刪除。若有硬件模塊或虛模塊被刪除，則需刪除系統(tǒng)中與該模塊相對應(yīng)驅(qū)動程序和任務(wù)。然后檢查系統(tǒng)中是否有新增的模塊。若新模塊是虛模塊，則要由用戶輸入虛模塊的識別碼，并確定該模塊的類型。若新模塊是硬件模塊，則通過讀取其模塊識別芯片11的內(nèi)容，獲取其模塊識別碼，并確定該模塊的類型。對于硬件模塊，系統(tǒng)進一步檢查模塊上是否存在硬件驅(qū)動及任務(wù)映像芯片12。如果存在，則操作系統(tǒng)從該芯片中獲得此硬件模塊的驅(qū)動及其任務(wù)映像。如果不存在，則操作系統(tǒng)根據(jù)模塊識別碼，試圖由網(wǎng)絡(luò)獲取該模塊驅(qū)動及其任務(wù)映像。之后，根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)上安裝的模塊類型，判斷系統(tǒng)配置的正確性。如果配置正確，操作系統(tǒng)記錄當(dāng)前模塊配置，并進行數(shù)控系統(tǒng)的資源的重新分配。最后，操作系統(tǒng)加載模塊驅(qū)動及系統(tǒng)任務(wù)映像，進入實時多任務(wù)模式，執(zhí)行數(shù)控系統(tǒng)功能。
本發(fā)明的特點及有益效果在于(1)數(shù)控系統(tǒng)從硬件平臺到軟件平臺充分采用了模塊化方式，易于實現(xiàn)系統(tǒng)重構(gòu)。
(2)數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)嵌的支持可重構(gòu)及模塊化的網(wǎng)絡(luò)化嵌入式實時操作系統(tǒng)軟件，可以在自動對軟件系統(tǒng)進行配置，實現(xiàn)自動重構(gòu)。支持由網(wǎng)絡(luò)獲取驅(qū)動和任務(wù)映像使得系統(tǒng)的升級、維修都更加簡便，自動化程度高。實時操作系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)的真實模塊組成進行資源分配，能夠剔除軟件系統(tǒng)中的冗余功能，優(yōu)化實時多任務(wù)環(huán)境，最大限度地利用系統(tǒng)資源。
(3)該數(shù)控系統(tǒng)支持虛模塊，在軟件平臺上虛模塊與硬件模塊同等對待。虛模塊的識別碼通過廠商對用戶授權(quán)得到，只有通過正確的識別碼才能從網(wǎng)絡(luò)得到虛模塊，保護了知識產(chǎn)權(quán)。
(4)該數(shù)控系統(tǒng)不只限于PC架構(gòu)，也適于以單片機、DSP等為核心的數(shù)控系統(tǒng)，因此數(shù)控系統(tǒng)成本可望大幅降低，使得性價比更高。


圖1是本發(fā)明的硬件模塊構(gòu)成框圖。
圖2是本發(fā)明的硬件組成框圖。
圖3是本發(fā)明實施例的軟件平臺組成示意框圖。
圖4是本發(fā)明的實時操作系統(tǒng)模塊重構(gòu)流程圖。
具體實施例方式
以下通過對各附圖模塊的實施例對本發(fā)明作進一步的說明每個硬件模塊都包含模塊功能電路9、硬件驅(qū)動及任務(wù)映像芯片12、模塊識別芯片11和總線接口10(如圖1)。其中模塊功能電路9是直接實現(xiàn)該硬件模塊的功能的電路部分。硬件驅(qū)動及任務(wù)映像芯片12是一片非易失性的FLASH存儲器芯片，內(nèi)存該模塊的硬件驅(qū)動程序代碼和該模塊相關(guān)的系統(tǒng)任務(wù)代碼映像，它們與本發(fā)明中的實時操作系統(tǒng)TDNC-OS兼容。TDNC-OS可從中獲得模塊硬件驅(qū)動及任務(wù)，并自動對軟件系統(tǒng)進行重構(gòu)。如果硬件驅(qū)動及任務(wù)映像芯片12不存在，TDNC-OS也支持從網(wǎng)絡(luò)獲得該模塊的硬件驅(qū)動及任務(wù)。模塊識別芯片11是一片非易失性的E2PROM存儲器芯片，內(nèi)存該模塊的模塊識別碼。該模塊識別碼是數(shù)控系統(tǒng)識別模塊的依據(jù)，不同模塊的模塊識別碼互不相同。模塊識別芯片11的內(nèi)容可以通過總線1讀出?？偩€接口10負責(zé)各硬件模塊與總線的通信。
系統(tǒng)中各硬件模塊通過總線1連接，總線1包含32位雙向數(shù)據(jù)總線，22位地址總線、若干控制總線及電源線(如圖2)。
主控模塊2包含了中央處理器、主RAM、基本固件存儲器、系統(tǒng)時鐘電路、復(fù)位電路、電源電路、實時時鐘電路。中央處理器為32位ARM內(nèi)核微控制器，用于系統(tǒng)整體的控制運算和功能協(xié)調(diào)，在實時操作系統(tǒng)的支持下執(zhí)行數(shù)控系統(tǒng)中的任務(wù)，并驅(qū)動各硬件模塊執(zhí)行相應(yīng)功能。主RAM為4M字節(jié)的SDRAM，用于中央處理器執(zhí)行指令時隨機數(shù)據(jù)的存儲。基本固件存儲器是一片1M字節(jié)的可擦寫的非易失性FLASH存儲器，存儲該數(shù)控系統(tǒng)工作所需基本程序代碼和各種數(shù)據(jù)信息，其中存有實時操作系統(tǒng)TDNC-OS，該操作系統(tǒng)可以完成對模塊已經(jīng)重構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)資源進行重新配置，實現(xiàn)系統(tǒng)軟件重構(gòu)，從而生成新的數(shù)控系統(tǒng)。
存儲器擴展模塊3含有擴展的128M非易失性FLASH存儲器及控制電路。
運動控制模塊4是一個高度自主的子系統(tǒng)，采用高速32位DSP芯片為控制核心，配合一片F(xiàn)PGA芯片和高效軟件算法可以實現(xiàn)插補、閉環(huán)伺服控制、多軸聯(lián)動的功能。運動控制模塊4直接執(zhí)行主控模塊2的命令，驅(qū)動機床執(zhí)行單元運行，并將相關(guān)執(zhí)行信息反饋給主控模塊2。
網(wǎng)絡(luò)模塊5含有RS232接口、CAN現(xiàn)場總線接口和以太網(wǎng)接口。實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)之間、數(shù)控系統(tǒng)與車間網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)Intranet乃至國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)Internet連接，完成信息傳輸，是實現(xiàn)DNC、FMS、CIMS的必要條件。在本發(fā)明中通過網(wǎng)絡(luò)模塊5獲取模塊的驅(qū)動及任務(wù)映像，實現(xiàn)系統(tǒng)軟件的自動重構(gòu)、維修和升級。
人機交互模塊6包括數(shù)控操作面板、液晶顯示器、手輪、報警器、開關(guān)及相應(yīng)的接口電路。通過此模塊將操作人員的命令輸入數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)將各種信息輸出給操作人員。
本實施例中采用8位RISC單片機作為PLC模塊7核心，內(nèi)嵌PLC指令解釋程序。另外，PLC模塊7包含一片1M字節(jié)的FLASH芯片，用于下載和存儲用戶PLC程序。PLC模塊采用專用的編程語言。機床中切削液的開關(guān)、各種電機的啟動/停止的控制、限位開關(guān)的信號輸入等都由PLC模塊7控制。PLC模塊根據(jù)主控模塊2的命令執(zhí)行相應(yīng)功能，并可向主控模塊2反饋當(dāng)前狀態(tài)。
狀態(tài)監(jiān)控模塊8含有A/D功能的8位RISC單片機為核心，狀態(tài)監(jiān)控模塊8中還包含信號調(diào)理電路和64K的擴展RAM。狀態(tài)監(jiān)控模塊8將傳感器的信號反饋至主控模塊2，由主控模塊2對信號進行分析，實現(xiàn)在線的機床運行狀態(tài)監(jiān)控。
圖3是本發(fā)明實施例的軟件組成示意圖。
本發(fā)明實施例的軟件平臺以天津大學(xué)研發(fā)的基于ANSI C內(nèi)核的實時操作系統(tǒng)TDNC-OS為核心，分為驅(qū)動層、操作系統(tǒng)核心層和系統(tǒng)任務(wù)層。其中，由主控模塊驅(qū)動23、存儲器擴展模塊驅(qū)動24、運動控制模塊驅(qū)動25、網(wǎng)絡(luò)模塊驅(qū)動26、人機交互模塊驅(qū)動27、PLC模塊驅(qū)動28和狀態(tài)監(jiān)控模塊驅(qū)動29構(gòu)成驅(qū)動層。驅(qū)動層為提供系統(tǒng)中各模塊的軟件接口。只有驅(qū)動層可以直接對模塊進行訪問，模塊的反饋信息也直接發(fā)送到驅(qū)動層。因此，驅(qū)動層實現(xiàn)了對模塊功能的封裝，為任務(wù)層提供了規(guī)范的接口，使得系統(tǒng)的任務(wù)層專注于實現(xiàn)任務(wù)本身的功能，而不必考慮模塊使用的具體細節(jié)。
系統(tǒng)任務(wù)層將數(shù)控系統(tǒng)的軟件功能劃分為系統(tǒng)任務(wù)，并按照實時性的不同分配不同的優(yōu)先級。系統(tǒng)中的各個任務(wù)在宏觀上是并行運行的，各任務(wù)之間只有最基本的耦合，模塊化程度高，易于實現(xiàn)重構(gòu)。在圖3中的系統(tǒng)管理任務(wù)21負責(zé)對數(shù)控系統(tǒng)的加工過程進行管理和調(diào)度，并管理系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)和加工相關(guān)數(shù)據(jù)流。譯碼任務(wù)15將數(shù)控系統(tǒng)得到的數(shù)控指令的代碼進行編譯，轉(zhuǎn)換成數(shù)控系統(tǒng)易于執(zhí)行的本機代碼。譯碼后的本機代碼中包括加工曲線形狀數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)輸出至插補任務(wù)16。插補任務(wù)16將加工曲線細化，使得曲線能夠通過執(zhí)行機構(gòu)加工。插補得到的位置數(shù)據(jù)供運動控制任務(wù)17使用。運動控制任務(wù)17根據(jù)加工工藝要求和加工位置的軌跡，控制執(zhí)行單元的運動。由于運動控制與加工精度、表面粗糙度和加工效率等關(guān)鍵指標(biāo)密切相關(guān)，其實時性要求最高，是系統(tǒng)中優(yōu)先級最高的任務(wù)。人機交互任務(wù)18處理屏幕刷新、鍵盤、按鈕、手輪輸入等人機交互相關(guān)的內(nèi)容。加工仿真任務(wù)14可以在數(shù)控機床不進行實際加工的情況下對加工過程進行仿真，在屏幕上顯示加工軌跡供操作者驗證數(shù)控程序。通信任務(wù)19負責(zé)數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信。數(shù)控系統(tǒng)可以從網(wǎng)絡(luò)得到加工指令，并可以將數(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息上傳到網(wǎng)絡(luò)。特別地，本發(fā)明中嵌入式實時操作系統(tǒng)22可以借助網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的自動重構(gòu)。監(jiān)測任務(wù)20實時監(jiān)測數(shù)控機床的運行狀態(tài)。當(dāng)運行狀態(tài)不正常時自動作出報警、急停等相應(yīng)處理。也可以通過數(shù)據(jù)記錄對機床運行狀態(tài)進行簡單分析，提供機床維護的建議。同時，監(jiān)測數(shù)據(jù)可通過通信任務(wù)19上傳至網(wǎng)絡(luò)作進一步處理。
在本實施例中，與硬件模塊對應(yīng)的系統(tǒng)任務(wù)和驅(qū)動來自相應(yīng)硬件模塊的硬件驅(qū)動及任務(wù)映像芯片12。此外，譯碼任務(wù)15、插補任務(wù)16、加工仿真任務(wù)14以虛模塊13的形式集成在軟件平臺中。
操作系統(tǒng)核心層是軟件平臺的核心，也就是嵌入式實時操作系統(tǒng)TDNC-OS。由TDNC-OS實現(xiàn)實時多任務(wù)環(huán)境，進行任務(wù)的調(diào)度管理，提供任務(wù)間通信手段，任務(wù)的時間管理及驅(qū)動層管理等服務(wù)。圖4是本方案中的實時操作系統(tǒng)模塊重構(gòu)流程圖。圖4說明了本發(fā)明所述的內(nèi)嵌的支持可重構(gòu)及模塊化的網(wǎng)絡(luò)化嵌入式實時操作系統(tǒng)軟件對模塊已經(jīng)變更后的數(shù)控系統(tǒng)資源進行重新配置，實現(xiàn)系統(tǒng)軟件重構(gòu)，從而生成新的數(shù)控系統(tǒng)的過程。
本發(fā)明的軟/硬件采用了標(biāo)準化的模塊設(shè)計，具有開放性的特征，而且其硬件架構(gòu)可以是非PC架構(gòu)，因此可以大大降低成本，提高性價比。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)不適應(yīng)新的加工要求時，用戶只需對數(shù)控系統(tǒng)的模塊進行調(diào)整，就可以得到重構(gòu)的適合新要求的數(shù)控系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)中的模塊調(diào)整后，數(shù)控系統(tǒng)軟件都可以根據(jù)硬件識別碼獲得系統(tǒng)新的配置信息，并從模塊本身的硬件驅(qū)動及任務(wù)映像芯片或網(wǎng)絡(luò)獲得模塊在本數(shù)控系統(tǒng)的操作系統(tǒng)中的驅(qū)動及其任務(wù)，并自動進行系統(tǒng)資源的再分配，實現(xiàn)軟件自動重構(gòu)。用戶根據(jù)需要可以選擇不同廠商的模塊，也可以按照系統(tǒng)的軟/硬件標(biāo)準開發(fā)自己的模塊，從而配置出最佳方案。系統(tǒng)中的虛模塊使得改變插補、運動控制的算法等變得簡單易行，只需輸入廠商授權(quán)的模塊識別碼即可由操作系統(tǒng)自動配置。各個模塊的驅(qū)動及任務(wù)可由網(wǎng)絡(luò)下載，便于實現(xiàn)系統(tǒng)的自動維護和升級。因此，用戶通過本發(fā)明可以簡便、可靠、快速地對數(shù)控系統(tǒng)進行重構(gòu)，減少了人工調(diào)試時間，降低了成本，從而保證企業(yè)對市場需求的快速響應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種模塊化可重構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化開放式數(shù)控系統(tǒng)，包括由數(shù)控系統(tǒng)總線(1)連接的主控模塊(2)、存儲器擴展模塊(3)、運動控制模塊(4)、網(wǎng)絡(luò)模塊(5)、人機交互模塊(6)、PLC模塊(7)、狀態(tài)監(jiān)控模塊(8)，在上述7個模塊中每個模塊均包括模塊功能電路(9)和總線接口(10)，其特征在于所述數(shù)控系統(tǒng)的主控模塊(2)、存儲器擴展模塊(3)、運動控制模塊(4)、網(wǎng)絡(luò)模塊(5)、人機交互模塊(6)、PLC模塊(7)、狀態(tài)監(jiān)控模塊(8)均包括一個模塊識別芯片(11)和一個硬件驅(qū)動及任務(wù)映像芯片(12)，所述主控模塊(2)內(nèi)含有支持可重構(gòu)及模塊化的網(wǎng)絡(luò)化的開放型嵌入式實時操作系統(tǒng)(22)，該實時操作系統(tǒng)(22)上運行著虛模塊(13)，模塊識別芯片(11)分別對應(yīng)存儲了主控模塊(2)、存儲器擴展模塊(3)、運動控制模塊(4)、網(wǎng)絡(luò)模塊(5)、人機交互模塊(6)、PLC模塊(7)和狀態(tài)監(jiān)控模塊(8)每個模塊的識別碼，對各自對應(yīng)的模塊進行唯一標(biāo)識，并描述模塊的功能類型，每個模塊識別芯片(11)中的信息由主控模塊(2)經(jīng)系統(tǒng)總線(1)讀出。
2.按照權(quán)利要求1所述的模塊化可重構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化開放式數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于所述的硬件驅(qū)動及任務(wù)映像芯片(12)存儲的信息亦由主控模塊(2)經(jīng)系統(tǒng)總線(1)讀出。
3.按照權(quán)利要求1所述的模塊化可重構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化開放式數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于所述的支持可重構(gòu)及模塊化的網(wǎng)絡(luò)化的開放型嵌入式實時操作系統(tǒng)(22)，對所述全部模塊重構(gòu)后的數(shù)控系統(tǒng)資源進行重新配置，生成新的數(shù)控系統(tǒng)。
4.按照權(quán)利要求1所述的模塊化可重構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化開放式數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于所述的虛模塊(13)，用于實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)控制算法及系統(tǒng)通信和文件系統(tǒng)的管理，虛模塊(13)的驅(qū)動及任務(wù)映像存儲在數(shù)控系統(tǒng)主控模塊(2)中的存儲器中。
全文摘要
一種模塊化可重構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化開放式數(shù)控系統(tǒng)，包括由總線1連接的主控2、存儲器擴展3、運動控制4、網(wǎng)絡(luò)5、人機交互6、PLC7、狀態(tài)監(jiān)控8等7個模塊。每個模塊均包括一個功能電路、總線接口以及模塊識別芯片和一個硬件驅(qū)動及任務(wù)映像芯片。主控模塊內(nèi)含有支持可重構(gòu)及模塊化的網(wǎng)絡(luò)化的開放型嵌入式實時操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)上運行著虛模塊。模塊識別芯片分別對應(yīng)存儲了上述7個模塊的識別碼，對各自對應(yīng)的模塊進行唯一標(biāo)識，并描述模塊的功能類型，每個模塊識別芯片中的信息由主控模塊經(jīng)系統(tǒng)總線讀出。本發(fā)明的有益效果是該數(shù)控系統(tǒng)不只限于PC架構(gòu)，也適于以單片機、DSP等為核心的數(shù)控系統(tǒng)，因此數(shù)控系統(tǒng)成本可大幅降低，使得性價比更高。
文檔編號G05B19/414GK1873570SQ20061001386
公開日2006年12月6日 申請日期2006年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月25日
發(fā)明者王太勇, 董靖川, 李波, 胡世廣, 鄭惠江 申請人:天津大學(xué)