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嵌入式數控系統軟硬件體系結構

作者: 時間:2010-10-08 來源:網絡 收藏

技術和數控技術結合起來產生了很多理論和應用成果。但是,隨著機床加工零件復雜程度越來越大,建立一致的體系架構越來越迫切。沒有提供通用的方法指導,將各式各樣的模塊集成到中將是非常繁重且容易出錯的工作。

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/151454.htm

就是要為各個模塊提供集成規(guī)則和接口規(guī)范,通過這些集成規(guī)則和接口規(guī)范,不同的開發(fā)者能夠構建出通用的模塊。利用通用的模塊和通用的集成規(guī)則,可以構建不同的嵌入式數控系統,由數控系統集成到工控站,由工控站再到工控網絡乃至更復雜的系統。嵌入式數控能夠提高系統的靈活性、可靠性、安全性和開放性。

本文研究了嵌入式數控系統的硬件體系結構和軟件體系結構,并結合所做工作,介紹了這種體系結構的一種實例。

1 嵌入式數控系統硬件體系結構

嵌入式數控系統硬件體系結構如圖1所示。

嵌入式數控系統硬件體系結構 來源: 電子發(fā)燒友


圖1嵌入式數控系統硬件體系結構


嵌入式數控系統必須包含一個可編程計算部件,也可以包含多個,構成多CPU系統。嵌入式處理器或控制器種類很多,比較常用的有ARM、嵌入式X86、MCU等,處理器是整個系統運算和控制中心,它的架構越來越趨向于采用RISC指令集Harvard架構??删幊逃嬎悴考?,若干年前還是單指處理器或微控制器,而現在卻增加了如FPGA等其它可編程計算資源。

數控系統要和操作人員交互,必須有一個顯示硬件,可以是CRT顯示器,但是一般嵌入式處理器中集成LCD控制器,它提供與DSTN(Dual-Layer Super Twist Nematic,雙掃描扭曲向列液晶屏)或TFT(Thin Film Transistor,薄膜晶體管液晶屏)顯示器的接口,通過這個接口可以直接驅動液晶顯示屏。

隨著USB移動存儲設備使用的推廣,平臺通過USB主控制器實現對USB設備的支持和控制。處理器中也可能集成了USB客戶端控制器,方便實現USB客戶端接口,一般通過這個接口進行上位機與平臺間的應用軟件調試。

串口用來實現上下位機通信,在有些伺服驅動裝置中也提供串口連接,因此,也可以通過串口與驅動連接。

外部存儲器總線接口支持各種外部存儲器:SDRAM、RAM和閃存儲器,內存一般選用SDRAM,閃存是一類非易失性存儲器,在電源關閉后仍能保持片內信息,這里用來存儲數控系統程序及配制數據。

進給軸接口是數控系統和進給伺服系統的橋梁。就現階段經常使用的伺服控制系統而言,進給控制接口一般有串行式接口、脈沖式接口、模擬式接口等等。

主軸控制接口連接數控系統與主軸驅動單元,它包含兩個部分:主軸速度控制輸出和主軸編碼器輸入。

在數控系統內集成的PLC屬于內置式,它有設計靈活、結構緊湊、針對性強等特點,主要完成主軸轉速的S代碼、刀具功能的T代碼以及控制主軸正反轉與啟停、主軸換檔、冷卻液開關、卡盤松緊等M代碼。

傳感器接口用來檢測機床位置信息,實現各種控制算法的計算輸入。

現代制造工程的發(fā)展要求數控系統間應該能夠通過網絡互連,傳遞命令和數據信息,并行完成數控任務。因此加入以太網模塊,以便在需要時實現數控系統的聯網。

上述各功能模塊通過標準總線連接,實行統一的總線接口規(guī)范。該體系結構中有些功能模塊不是每一個嵌入式數控系統都必須的,可根據具體要求裁減。

2 嵌入式數控系統軟件體系結構

嵌入式數控系統軟件體系結構如圖2所示:

嵌入式數控系統軟件體系結構 來源:電子發(fā)燒友


圖2嵌入式數控系統軟件體系結構

linux操作系統文章專題:linux操作系統詳解(linux不再難懂)

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