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制造业自动化 数控技术 基于网络监测的嵌入式数控系统的研究 　　李 波，王太勇，张志伟，陈海鹏，王 涛 　　（天津大学 机械工程学院，天津 300072） 摘 要：针对当前数控系统在实时性和可靠性等方面存在的问题，提出了一种基于嵌入式DSP和CAN 总线构建的具有网络监测功能的数控系统。为弥补单任务系统的软件构架的不足，系统软件中 引入了μC/OS-II嵌入式实时性多任务内核。 关键词:网络监测;数控系统;μC/OS-II; CAN总线 中图分类号：TP316.2；TG659 文献标识码：B 文章编号： Research of embedded CNC system based on network monitor 　　 Abstract: C/OS-II is replanted Key words:network monitor; CNC system;C/OS-II; CAN bus 0 引言 C/OS-II,为上层的软件开发建立了良好的任务管理 平台和底层驱动平台。 数控系统的开放性是目前数控技术研究的热 点。现阶段，数控系统的真正开放性还很难做到，一 1 嵌入式数控系统的硬件构成 些数控系统只是具备了开放式系统的特点或者开放 本系统采用模块化的设计方法，定义了系统的 程度相对大一些而已。目前的研究大都着眼于基于 总线，预留了标准的工业级接口，用户可根据不同 PC平台的软硬件开发，其实质就是在PC平台的基 功能要求选择模块以重构自己的系统。这样的设计 础上，配以一定的接口卡及人机交互界面进行数控 为实现数控系统的开放性要求做了良好的硬件基础。 加工的专门工具，在结构和性能上都存在很大局限 系统硬件结构框图如图1所示。 性。由于嵌入式数字信号处理器具有高速运算能力， 1.1主控及交互模块 使许多复杂的控制算法和功能得以实现；加之其把 主控及交互模块主要由TI公司的TMS320 实时处理能力和控制的外设功能集于一身等优点， F2812 DSP及相应的存储单元、显示、键盘、外围 所以它在数控技术中越来越被广泛应用。本文提出 驱动等电路组成，是该系统的硬件基础。 了基于T I公司嵌入式数字信号处理器 TMS320F2812的数控系统，此控制系统能够独立 1.2控制电路 完成伺服电机的实时运动控制,另外利用DSP内部 本数控系统采用全数字式交流伺服电机，其控 的CAN总线控制器，实现了数控设备检测系统的网 制由定制的运动控制模块完成。准确可靠的位置和 络化，构成了分布式测控网络。为弥补单任务系统 速度检测环节是数控系统高速高精度的基础。为此， 的软件设计的不足,本系统移植了嵌入式实时内核 我们采用一片CPLD来实现4倍频计数电路，由于 收稿日期：2004-11-08 基金项目：国家自然科学基金资助项目;天津市科委重点科技攻关项目（033181611） 作者简介：李波 （1979－），男，山东泰安人，天津大学机械工程学院博士研究生，研究方向为DSP嵌入式系统和运 动控制系统。 【16】 第27卷 第4期 2005-04 制造业自动化 在CPLD内的门电路和触发器的特性完全一致，所