嵌入式網(wǎng)絡數(shù)控技術與系統(tǒng)應用

劉燚榮

（大連航運職業(yè)技術學院，大連 116011）

數(shù)控系統(tǒng)廣泛地應用在加工制造當中，依靠著網(wǎng)絡發(fā)展，許多數(shù)控系統(tǒng)升級了網(wǎng)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(wǎng)絡數(shù)控系統(tǒng)，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(shù)控技術的發(fā)展過程

數(shù)控技術的發(fā)展，由最初分立的計算機原件逐漸發(fā)展成為了現(xiàn)在專門的計算及系統(tǒng)。分立系統(tǒng)是數(shù)控運算是完全依靠硬件實現(xiàn)的，系統(tǒng)當中有大量脫機數(shù)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(shù)控的計算機出現(xiàn)。當前，能夠開發(fā)計算及數(shù)控系統(tǒng)的企業(yè)全世界只有少數(shù)幾家，雖然這些計算機系統(tǒng)已經(jīng)足夠強大，在計算等各方面都有著巨大的優(yōu)勢，但是依然不能滿足實時控制的需求。在網(wǎng)絡時代開始后，網(wǎng)絡化的數(shù)控模式極大豐富了數(shù)控工作方式，提高了工作的效率和水平。嵌入式系統(tǒng)由于具有簡單的邏輯和豐富的功能，并且對數(shù)據(jù)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(tǒng)開始朝著網(wǎng)絡化發(fā)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(tǒng)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(shù)字制造方面有十分廣泛的使用。

2 嵌入式系統(tǒng)概述

2.1 嵌入式系統(tǒng)模型

嵌入式系統(tǒng)是一個由大量多元化電子系統(tǒng)內部成的專門為計算機進行服務的系統(tǒng)，通常，非電子系統(tǒng)都能夠模擬嵌入式系統(tǒng)的使用環(huán)境。一個龐大的系統(tǒng)當中會有很多嵌入系統(tǒng)，利用嵌入系統(tǒng)，可以使系統(tǒng)獲得一個和外部進行數(shù)據(jù)交換的接口，通過控制嵌入系統(tǒng)，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(tǒng)，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(wǎng)絡數(shù)據(jù)的處理。

2.2 嵌入式系統(tǒng)的可重構能力

嵌入式系統(tǒng)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(xiàn)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(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取Ｒ揽寇浖夹g，嵌入式系統(tǒng)就能夠主線實現(xiàn)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(tǒng)進行重構，從而使平臺能夠使用在不同的環(huán)境當中。重構使得許多資源都能夠重復使用，實現(xiàn)資源的共享。在FPGA出現(xiàn)之前，重構是通過充足的方式實現(xiàn)的，在FPGA出現(xiàn)之后，資源可以通過文件的方式讓用戶實現(xiàn)可重復的使用，有效完善了硬件的功能。嵌入式系統(tǒng)的可重構能力在一定程度上實現(xiàn)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(xiàn)計算機系統(tǒng)數(shù)字控制和設計，并提高了網(wǎng)絡數(shù)控開放和共享的功能。

3 嵌入式網(wǎng)絡數(shù)控體系結構

3.1 嵌入式網(wǎng)絡數(shù)控軟件體系結構

在嵌入式操作系統(tǒng)當中，能夠在現(xiàn)場實現(xiàn)圖形現(xiàn)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(tǒng)進行數(shù)控，并且配合網(wǎng)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(shù)控程序。目前一般都會使用組態(tài)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(fā)揮出來。尤其是對PLC進行開發(fā)和設計時，可以較好地構建代碼，并進行清晰的數(shù)控單元設計。對于其他的不同功能，組態(tài)軟件也有專門的系統(tǒng)，既保證了輔助單元設計的專業(yè)性，也保證了整個系統(tǒng)的整體性[2]。在設計數(shù)控組織模塊時，使用組態(tài)軟件能夠利用專門的數(shù)控語言來描述硬件所處的環(huán)境，并且構建專門的對象。這種功能的實現(xiàn)能夠讓各種指標都清晰地被展出來。根據(jù)實際需要，還可以專門選擇不同版本的組態(tài)軟件，以應對在功能性上的需求。對于系統(tǒng)的數(shù)控部分，可以根據(jù)整體設計自動生成，保證了開發(fā)效率和兼容性，能夠充分發(fā)揮出嵌入式結構的效能。

3.2 嵌入式網(wǎng)絡數(shù)控硬件體系結構

硬件體系結構也是整個系統(tǒng)中關鍵的組成部分，如前文所屬，目前的系統(tǒng)都會包含大量的嵌入式系統(tǒng)，豐富的系統(tǒng)功能需要進行合理的而管理。目前在人機交互上已經(jīng)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(tǒng)的使用者能夠迅速發(fā)出自己的指令，并且查詢當前的狀態(tài)信息。同時，依靠交互系統(tǒng)，操作人員還可以根據(jù)實際需要對不同嵌入式系統(tǒng)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(yōu)化整個系統(tǒng)的軟件功能。網(wǎng)絡功能模塊則能保證系統(tǒng)和外部網(wǎng)絡相連接，從而遠程獲知系統(tǒng)當前的情況，使整個系統(tǒng)除了能夠對客戶端進行遠程監(jiān)控之外，還能夠進行網(wǎng)絡瀏覽。

4 結束語

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