嵌入式網絡數控技術與系統應用

劉燚榮

（大連航運職業技術學院，大連 116011）

數控系統廣泛地應用在加工制造當中，依靠著網絡發展，許多數控系統升級了網絡功能，提升了控制的實時性和有效性，在很多領域中都有廣泛的使用。為了能夠在生產當中合理的使用網絡數控系統，需要充分了解其各個方面的性能以及組成，提高使用的合理性。

1 數控技術的發展過程

數控技術的發展，由最初分立的計算機原件逐漸發展成為了現在專門的計算及系統。分立系統是數控運算是完全依靠硬件實現的，系統當中有大量脫機數控電路，可以對當前的情況進行判斷，并作出反應[1]。隨著計算機技術水的提升，有了專門針對數控的計算機出現。當前，能夠開發計算及數控系統的企業全世界只有少數幾家，雖然這些計算機系統已經足夠強大，在計算等各方面都有著巨大的優勢，但是依然不能滿足實時控制的需求。在網絡時代開始后，網絡化的數控模式極大豐富了數控工作方式，提高了工作的效率和水平。嵌入式系統由于具有簡單的邏輯和豐富的功能，并且對數據的處理速度很快，所以更是得到了豐富的應用。這就使得嵌入式系統開始朝著網絡化發展，而且在硬件技術和軟件技術都在完善的今天，嵌入式系統的功能也變得更加完善，使用的場景也更加豐富。也使得在數字制造方面有十分廣泛的使用。

2 嵌入式系統概述

2.1 嵌入式系統模型

嵌入式系統是一個由大量多元化電子系統內部成的專門為計算機進行服務的系統，通常，非電子系統都能夠模擬嵌入式系統的使用環境。一個龐大的系統當中會有很多嵌入系統，利用嵌入系統，可以使系統獲得一個和外部進行數據交換的接口，通過控制嵌入系統，就能夠對對信號的輸入和輸出質量進行控制。在機電控制中，通過運用嵌入式系統，能夠使機械和計算機相連接，從而完善計算機的微處理器傳感器和中央處理器等等，加強對網絡數據的處理。

2.2 嵌入式系統的可重構能力

嵌入式系統的中央處理器具有對外界指令進行運算的能力，也就是能夠實現微處理器的功能，并且，運用芯片的方法，人們還能夠充分利用全新的理念，結合計算機技術，提高微處理器的水平，讓微處理器也能夠具備良好的可編程功能。技術的革新，使得微處理器還能夠具備良好的柔性，保證了芯片在使用過程中能夠更加安全，提高了數據傳輸的速度。依靠軟件技術，嵌入式系統就能夠主線實現重構能力，利用可重構資源，能夠讓計算機平臺對嵌入式系統進行重構，從而使平臺能夠使用在不同的環境當中。重構使得許多資源都能夠重復使用，實現資源的共享。在FPGA出現之前，重構是通過充足的方式實現的，在FPGA出現之后，資源可以通過文件的方式讓用戶實現可重復的使用，有效完善了硬件的功能。嵌入式系統的可重構能力在一定程度上實現了軟件和硬件的更新，可以對如阿健和硬件進行有效的精簡，并且實現計算機系統數字控制和設計，并提高了網絡數控開放和共享的功能。

3 嵌入式網絡數控體系結構

3.1 嵌入式網絡數控軟件體系結構

在嵌入式操作系統當中，能夠在現場實現圖形現實，也能夠對實時控制和遠程圖形顯示有所提供，這些操作都是為關鍵操作進行設計的。使用嵌入式系統進行數控，并且配合網絡化的相關技術，所使用的軟件都是專門的PLC程序，伺服控制軟件和專門的數控程序。目前一般都會使用組態軟件，主要在于這樣的軟件標準化比較高，接口的通用性很好，可以兼容各種符合標準要求的PLC；計算功能也十分豐富，可以將PLC的功能最大化的發揮出來。尤其是對PLC進行開發和設計時，可以較好地構建代碼，并進行清晰的數控單元設計。對于其他的不同功能，組態軟件也有專門的系統，既保證了輔助單元設計的專業性，也保證了整個系統的整體性[2]。在設計數控組織模塊時，使用組態軟件能夠利用專門的數控語言來描述硬件所處的環境，并且構建專門的對象。這種功能的實現能夠讓各種指標都清晰地被展出來。根據實際需要，還可以專門選擇不同版本的組態軟件，以應對在功能性上的需求。對于系統的數控部分，可以根據整體設計自動生成，保證了開發效率和兼容性，能夠充分發揮出嵌入式結構的效能。

3.2 嵌入式網絡數控硬件體系結構

硬件體系結構也是整個系統中關鍵的組成部分，如前文所屬，目前的系統都會包含大量的嵌入式系統，豐富的系統功能需要進行合理的而管理。目前在人機交互上已經有了很完善的設計，依靠計算機成熟的鼠標、鍵盤、顯示器這樣的交互模式，系統的使用者能夠迅速發出自己的指令，并且查詢當前的狀態信息。同時，依靠交互系統，操作人員還可以根據實際需要對不同嵌入式系統進行精確的操作，提高運行效率；使用過程中可以加工代碼，優化整個系統的軟件功能。網絡功能模塊則能保證系統和外部網絡相連接，從而遠程獲知系統當前的情況，使整個系統除了能夠對客戶端進行遠程監控之外，還能夠進行網絡瀏覽。

4 結束語

嵌入式網絡數控技術適應性很強，有很強的應用性，并且嵌入式系統的軟件和硬件技術相結合，也能夠提高系統的功能，通過對該系統的靈活運用，能夠更好地進行數字控制。