一、從封閉走向開放
傳統的數控系統是 封閉式的，各家廠商之間沒有統一的標準，數控系統指令體系、軟/硬件標準的互不兼容，造成了數控系統使用、升級、維護和二次開發的不便，阻礙了數控技術的發展，給進一步推廣應用帶來了困難。為此，人們提出了開放式數控系統設想，旨在建立一個與制造商無關的、標準化的、開放的控制系統平臺。數控系統生產商可對系統功能任意剪裁和配置，以滿足不同用戶的要求。 數控泡沫切割機制造商不用公開其技術訣竅，就能把某些功能加入到控制系統中去。用戶也可進行系統的再開發、維護和升級。開放式數控系統以標準化的軟硬件體系結構以及便于擴展、聯網和開發的客戶化應用軟件來推動這種潮流。近年來，數控系統的開放理念得到了越來越廣泛的認同，新興的數控系統生產商幾乎全部采用基于PC的開放技術路線，即使市場領先的數控系統生產商也在不斷地向這個方向轉變。
國際 電氣和電子工程學會IEEE對開放式系統做出了如下定義：“具有下列特性的系統可稱為開放系統：符合系統規范的應用，可運行在多個生產商的不同平臺上，可與其他的系統應用互操作，并且具有一致風格的用戶交互界面。”
針對開放式數控系統的應用需求，一般認為，開放式數控系統應具有以下基本特征，這也是 衡量數控系統開放程度的準則：
1)可移植性?？刂葡到y中立于計算平臺，代碼最大限度地兼容多種計算平臺。
2)可裁剪性。不同的用戶需求可以通過增加或減少系統功能模塊形成新的控制系統。對于特定的功能模塊，可以通過標準化接口對其功能進行二次開發。
3)互操作性。包括系統內部標準部件之間的互操作性，系統與外部應用之間互操作性以及不同系統之間的互操作性。
4)可擴展性。根據特定的生產需要和集成加工經驗的要求，通過提供標準化的應用程序接口和編程規范，由用戶、數控系統生產商擴展系統部件的功能，使系統具有增強的性能表現。
二、開放式數控系統的結構
數控系統的開放程度具體表現在人機界面、數控核心或整個系統結構的開放性上，有下列3種不同形式。
1)開放人機界面。“開放”僅限于控制系統的非實時部分，僅可對面向用戶的程序作修改，進行二次開發。
2)控制系統核心(數控和可編程控制等)有限度開放。數控核心的拓撲結構固定不變，但可嵌入包括實時功能的用戶專用模塊。
3)開放的體系結構。數控核心的拓撲結構可變，取決于過程。全部模塊都是 開放的，可相互交換，規?？勺?、可移植和可協同工作。它借助標準化的接口相互作用，可在標準規范下按需配置成不同的數控系統。
目前 數控泡沫切割設備數控系統的開放性大多以PC體系架構為基礎，有3種方案。
1)集中式結構。采用多CPU結構，通過計算機總線將這些CPU系統連接在一起，結構緊湊。人機界面在PC平臺上構建，以體現其開放性。數控核心或PLC可采用不同的CPU，將不同板卡集成在一個機殼中，通過數字化總線和伺服系統及I/O實現通信。這種方案僅實現人機界面的開放，硬件系統仍取決于數控系統生產商。
2)分離式結構。人機界面和實時控制功能分別由單獨的系統承擔。人機界面在PC硬件平臺和Windows或Linux操作系統下開發，相當于一個單獨完整的PC機。這種結構易于在機床上配置，對環境的要求低，通過總線與數控核心進行通信。其數控核心硬件系統和伺服控制系統設計成模塊化結構，可同時安裝在機床控制柜中，提高了數控系統的抗干擾能力和可靠性。這種方案不僅提供開放的人機界面，部分控制系統核心也是 開放的，被大多數數控系統所采用。
3)全軟件式結構。以PC平臺為基礎，僅增加總線通信卡(或基于標準以太網物理結構的實時以太網)和伺服系統及I/O模塊，軟件在通用的Windows或Linux系統上加入實時操作系統內核后進行開發，從而可實現整個體系結構的全開放。此外，一些采用PC加運動控制卡開發的專用數控系統也可歸入為這一類型。這種方式的全部數控功能由PC實現，并通過裝在PC機擴展槽上的總線通信卡(或PC機本身的以太網接口)對伺服驅動等進行控制。這種數控系統的主體是 PC機，充分利用PC機不斷提高的計算速度、不斷擴大的存儲量和性能、不斷優化的操作系統以及豐富的應用軟件資源。全軟件結構的數控系統越來越向計算機技術靠攏，使數控技術成為先進制造技術系統中的標準化數字化設備。
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