开放式控制系统的研究现状清洗机
文章来源:赛展五金网 | 2022-11-24
开放式控制系统的研究现状
开放式控制系统的研究现状 2011: 摘要:文章介绍了开放式控制系统国内外研究现状,并提出了若干看法和认识。 关键词:开放式控制系统;控制器1 前言 开放式控制系统已经发展了将近十年,但目前学术界和工业界对“开放”的争论还很多。无论从控制器的产品开发和政府机构支持的平台研究,概念和体系结构都不相同。本文系统地介绍了开放式控制系统的概念和发展现状并结合现状提出一些观点和认识。开放式控制系统的前景十分广阔,开发我国自主版权的开放式控制系统平台是提高我国控制器产业水平的必经之路和捷径。2 开放式系统的由来 2.1 开放概念的产生和标准 SunMicrosystems于80年代提出“开放”这一概念。这一概念的产生和计算机的数据处理及计算环境的演变密切相关。这一过程经历了以下四个阶段:单机环境、网络环境、分布式环境和协同计算环境。其中协同计算环境是由相互连网的、用户透明的计算机组成的一种计算环境。该环境可容纳各厂商生产的各种类型的计算机,好象将它们集成为单机而进行操作,无论由哪家制造商生产的,也不论采用何种操作系统、数据库,用户都可以方便的存取网络上任何地方的信息,充分利用系统资源。 Sun公司提出的“开放”概念包括用户和第三方供应商。所用的软件都是开放的,可以进行修改;通过一个通用的数据总线,硬件可以进行重新设计和再集成。这样用户可以对自己的计算机内部有很好的理解,进而修改和增加新的内容。 2.2 开放系统、标准和协同计算环境之间的关系 (1)标准化是计算机工业发展的必然趋势。只有把各种软硬件组成元素间的界面及从中抽取出软硬件的共性作为标准,才能作为开放系统的基础。 (2)开放系统是以正规且完整的界面标准为基础的计算机与通信环境。其根本目的在于解决协同计算问题,要完成此项工作就必须依赖各个协同操作的参与者(人、机器、软件等)的协作基础,这些协作的基础就是标准。 协同计算环境正是工业控制器领域所期待的模式,因此,要建立开放系统是离不开协同计算环境的具体要求,及其大量已存在和将要建立的标准。 2.3 关于开放的安全性 开放系统要注意自身保护,避免外界伤害。一旦源代码公开,对系统开发者和用户,无论是有意还是无意,都可能破坏原系统。 从系统供应商来讲,应当增加安全性,设置安全措施。对不同应用开发对象提供不同程度的开放。对最终用户,只提供平台的执行代码,用户只能通过对系统配置的更改,获取所需的功能;对一般的中层系统开发商,提供平台的部分源代码,有限的改变平台的功能;对底层的系统开发商,提供平台的全部源代码,即全开放,开发商可以根据自己的要求更改系统平台的功能。但这并不表明获得代码的开发商可以任意修改平台功能,这种修改必须要获得系统供应商的认可。 从用户及系统开发商来讲,应当遵守所签定的技术协议,遵守技术道德,不向第三方泄露技术秘密。3 开放式控制系统的进展 3.1 传统控制系统的不足 从控制器的发展历程上看,以往的控制器是一种专用的封闭的体系结构。专用有两层含义: (1)系统硬件是专用的。各厂家的主板、伺服电路板专门设计,厂家之间产品无互换性。 (2)系统软件结构是专用的。无可移植性,也无伸缩性。 传统的CNC是一种封闭的专用系统,它有以下特点:控制系统很难适应机床,特别是机床要更换控制系统时,需要设置大量的参数;控制软件专用,各控制软件依赖于专用控制系统的硬件体系结构和软件设计思想;机床制造商对控制器供应商的依赖性很大。 传统的CNC给用户带来以下困难:很难对多个供应商的设备和解决方案进行集成;只能有限的加入自己的功能;对机床很小的改动将导致整个系统很大的改动。 3.2 国外的“开放”CNC系统 开放式控制系统的提出一方面是对传统CNC产品缺点的挑战,另一方面也得益于IPC在工业控制领域的广泛使用。用户的需求的多样性和PC产业,尤其是网络、通讯、操作系统及控制技术的突飞猛进的发展,促使协同计算环境的模式被工业控制领域接受和采用。国外各大公司相继推出称为“开放”的CNC产品,这些产品可分为三类: (1)CNC在PC中。此类产品是把运动控制卡或完整的CNC单元插入IPC机的插槽中。主要产品有WizdomControls公司的Paradym-31,此产品采用DeltaTau公司的PMAC可编程多轴运动控制卡实现运动控制,放入IPC中。优点是:①成本低(采用标准计算机)。②可运行用户自定义的软件。③界面比传统的CNC友好。 (2)PC作前端,CNC作后端。代表产品有SINUMERIK840D,此产品选用PC作前端,并可对数控轴进行配置。选用传统CNC是因为传统CNC可完成多达10轴的控制,而且有些复杂的5轴加工只能采用传统CNC来实现。 (3)单PC,双CPU平台。此产品充分利用现用
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