基于RT-Linux的开放式数控系统软件平台的研究

1 引言

90年代以来，数控技术发展的一个重要趋势是数控系统的开放化。目前，关于开放式控制系统的研究方兴米艾，全国都在抓紧进行开放式数控系统平台标准和规范的研究制定以及相关产品的开发。开放式数控系统允许用户根据需要自由选择和配置标准的硬件和软件模块，实现系统积本式”的集成，或者在开放平台基础上开发特定的功能模块，形成适合需要的专用系统。开放式数控系统具有如卜的基本特征:

互操作性:提供标准的数据格式、通信及交互机制;
可移植性:系统可运行不同的软硬件平台之上;
可扩充性:允许用户对系统进行扩展或裁减;
互换性:系统的各功能模块可以根据需要进行替换。

开放式数控系统要求不依赖于特定的软硬件平台，因此选择通用的开放系统平台是实现数控系统开放化的重要前提。工业PC以其成热的技术和稳定的性能已经在控制领域得到了泛应用，PC机开放的体系结构也为数控系统提供了一个很好的开放的硬件平台，在工业PC的基础上进行数控系统的开发已经成为大家的共识，但是在PC平台上，数控系统的多任务特性和实时性要求却限制了通用操作系统如DOS, Windows等在数控系统中的应用，而在专用实时操作系统上，虽然开发数控系统比较方便，但价格昂贵，并且不利于实现数控系统的开放化。近年来，随着Linux操作系统的迅猛发展，它的诸多优秀的特性得到体现，这促使了RT-Linux Real Time-Linux)的出现，这样数控系统就可以建立在实时Linux基础之上并且保留Linux绝大部分好的特点，稳定性相当好，这给现代数控机床的网络化、开放化提供了条件。

2 国内外系统的研究现状与趋势

近几年I日_界发达国家纷纷采取措施，进行开放式数控(ONC: Open Numerical Control)系统的开发和研究，世界上的许多控制器生产商也纷纷推出自己的开放式控制系统，如Hewlett-Packard的OAC500以及 Delat Tau公司的PMAC-NC等等。目前世界上具有权威性开放式结构控制器的标准规范卞要有三种:

(1)OMAC(Open Modular Architecture Controller):由美国克莱斯勒、招特和通用三大汽车公司在NGC (NextGeneration Controller，1989年)的基础上联合提出的。由于OMAC的成员是控制器的用户而不是开发商，从而也就决定了它产品化、实用化步伐不可能很快。事实上美国工业界认为OMAC是一种设计理念，而不是一种控制器的具体标准，其宗旨是“Buy Anywhere, Use Anywhere”。应用OMAC所定义的标准API可以实现节“plug