华中数控系统的软件结构

　　（一）软件结构说明

　　华中数控系统的软件结构如图1所示。图中虚线以下的部分称为底层软件，它是华中数控系统的软件平台，其中RTM模块为自行开发的实时多任务管理模块，负责CNC系统的任务管理管理调度。NCBIOS模块为基本输入输出系统，管理CNC系统所有的外部控制对象，包括设备驱动程序（I/O）的管理、位置控制、PLC控制、插补计算以及内部监控等。RTM和NCBIOS两模块合起来统称NCBASE，如图中双点画线框所示。图中虚线以上的部分称为过程控制软件（或上层软件），它包括程序、参数设置、译码程序、PLC管理、MDI、故障显示等与用户操作有关的功能子模块。对不同的数控系统，其功能的区别都在这一层，系统功能的增减均在这一层进行；各功能模块通过NCBASE的NCBIOS与底层进行信息交换。

　　图1华中数控装置软件结构

　　（二）NCBASE的功能

　　1．实时多任务的调度

　　该功能由RTM模块实现。调度核心由时钟中断服务程序和任务调度程序组成。如图2所示。根据任务要求的调度机制（采用优先抢占加时间片轮转调度）和任务的状态，调度核心对任务实行管理，即决定当前哪个任务获得CPU的控制权，并监控任务的状态。系统中各个任务只能通过调度核心才能运行和终止。图2描述了各个任务与调度核心的关系，图中的实线表示从调度核心进入任务或任务在一个时间片内未能运行完而返回调度核心的状态；图中虚线表示任务在时间片内运行完毕返回调度核心的状态。

　　图2多任务调度图

　　2．设备驱动程序

　　对于不同的控制对象，如加工中心、数控铣床、数控车床、数控磨床等，硬件的配置可能不同，而不同的硬件模块其驱动程序也不同。华中数控系统就很好的解决了这个问题。在配置系统时，所有的硬件模块的驱动程序都要在NCBIOS的G中说明（格式为：DEVICE=驱动程序名）。系统在运行时，NCBIOS根据G的预先设置，调入对应模块的驱动程序，建立相应的接口通道。

　　3．位置控制

　　位置控制是NCBIOS的一个固定程序，主要是接受插补运算程序送来的位置控制指令，经进行螺距误差补偿、传动间隙补偿、极限位置判别等处理后，输出速度指令值给位置控制模块。

　　4．插补器

　　华中数控系统为多通道（可为四通道）数控系统，每个通道都有一个插补器，相应就创建一个插补任务。其任务主要是完成直线、圆弧、螺纹、攻丝及微小直线段（供自由曲线和自由曲面加工用）等插补运算。

　　5．PLC调度

　　PLC调度的主要任务是：故障的报警处理；M、S、T处理；急停和复位处理；虚拟轴驱动处理；刀具寿命管理；操作面板的开关处理；指示灯及突发事件处理等。

　　6．内部监控

　　实现对CNC系统各部分故障的监控。

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