CN115079641A - 一种数控系统及数控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种数控系统及数控方法，该数控系统包括：运行在一个微内核上若干个实时系统，其中一个实时系统上运行PLC主站，其他每个实时系统运行一个通道的应用程序；每个通道的应用程序用于运行各自通道的控制算法，生成各自通道周期的控制数据；PLC主站用于根据各通道所述控制数据，实时输出各通道的控制指令，以控制各通道的被控设备。一种数控系统实施例不仅可以通过多个通道运行多个独立工序，实现控制功能多样化，同时提高了各通道的控制算法开发和调试的效率，还通过多个实时系统实现各控制工序之间的隔离，提高各工序的实时性。
Description
技术领域
本发明涉及工业控制领域，尤其涉及一种数控系统及数控方法。
背景技术
对于现有的数控系统(Computer numerical control，CNC)，传统的数控系统的架构一般基于ARM或x86硬件平台设计，搭配实时操作系统后，在此基础上移植UI、译码模块、运动控制算法、主站等。
图1A和图1B分别示出了基于ARM和x86的CNC数控系统的结构图，这两种数控系统都只支持单RTOS。不论是单通道CNC数控系统还是多通道CNC数控系统，数控系统都是一个RTOS。
这如果只是针对单通道CNC数控系统，这两种数控系统可能没有什么问题，但是如果针对多通道数控系统的时候，单RTOS的架构的弊端显现的就很明显了，从研发阶段来说，单RTOS对于多通道编程来说代码层次会非常复杂，大多数数据都必须是二维变量的数据，从稳定性来说，如果某个通道出现问题，会影响整个CNC数控系统的稳定性，导致其它通道都出现问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种数控系统和应用该系统的数控方法，该数控系统包括：运行在一个微内核上若干个实时系统，其中一个实时系统上运行PLC主站，其他每个实时系统运行一个通道的应用程序；每个通道的应用程序用于运行各自通道的控制算法，生成各自通道周期的控制数据；PLC主站用于根据各通道所述控制数据，实时输出各通道的控制指令，以控制各通道的被控设备。一种数控系统实施例不仅可以通过多个通道运行多个独立工序，实现控制功能多样化，同时提高了各通道的控制算法开发和调试的效率，还通过多个实时系统实现各控制工序之间的隔离，提高各工序的实时性。
第一方面，本发明实施例提供了一种数控系统，包括：运行在一个微内核上若干个实时系统，其中一个实时系统上运行PLC主站，其他每个实时系统运行一个通道的应用程序；每个通道的应用程序用于运行各自通道的控制算法，生成各自通道周期的控制数据；PLC主站用于根据各通道所述控制数据，实时输出各通道的控制指令，以控制各通道的被控设备。在一些实施例中，微内核为各实时系统提供独立的运行环境。
由上，通过多个通道运行各自独立的应用程序，实现控制功能多样化，同时提高了各通道的控制算法开发和调试的效率，还通过多个实时系统实现各控制工序之间的隔离，提高各工序的实时性。
在第一方面的一种可能实施方式中，各实时系统之间通过共享内存交换数据。
由上，通过共享内存提高各实时系统之间交互数据的速度，从而进一步提高数控的实时性。
在第一方面的一种可能实施方式中，所述数控系统还包括：运行在所述微内核上的非实时系统，用于运行人机界面；非实时系统与各实时系统通过共享内存交换数据。
由上，通过人机界面实现人机交互，输入应用程序的控制文件、配置PLC主站的控制任务和显示数控结果，从而实现全流程及闭环数控。
在第一方面的一种可能实施方式中，当所述数控系统用于数控机床时，每个通道应用程序具体用于：执行各自通道的M代码译码、各自通道对应轴的加减速控制和运动轨迹插补，并据此生成各自通道所述控制数据。
由上，数控系统用于数控机床时通过M代码译码、加减速控制和运动轨迹插补，并生成控制数据，从实现对机床各轴的完整控制。
第二方面，本发明实施例还提供了一种数控方法，包括：每个通道的应用程序运行各自通道的控制算法生成各自通道周期的控制数据，每个通道的所述应用程序运行在一个微内核的不同实时系统上；每个通道的应用程序发送各自通道的所述控制数据至PLC主站，所述PLC主站运行所述微内核的其他实时系统上，所述其他实时系统上不运行任一通道的应用程序；所述PLC主站的控制任务根据各通道的所述控制数据生成各通道的控制指令，以控制被控设备。在一些实施例中，微内核为各实时系统提供独立的运行环境。
由上，通过多个通道运行各自独立的应用程序，实现控制功能多样化，同时提高了各通道的控制算法开发和调试的效率，还通过多个实时系统实现各控制工序之间的隔离，提高各工序的实时性。
在第二方面的一种可能实施方式中，在所述微内核上，还运行非实时系统，在该非实时系统运行人机界面，在每个通道的应用程序运行各自通道的控制算法之前，所述方法还包括：所述人机界面向各通道的应用程序发送各自通道的控制文件，以用于生成各自通道的所述控制数据；以及在所述PLC主站的控制任务根据各通道的所述控制数据生成各通道的控制指令之前，所述方法还包括：所述人机界面配置所述控制任务。
由上，通过人机界面实现人机交互，输入应用程序的控制文件、配置PLC主站的控制任务和显示数控结果，从而实现全流程及闭环数控。
在第二方面的一种可能实施方式中，非实时系统与各实时系统之间通过共享内存交互数据；和/或各实时系统之间过共享内存交互数据。
由上，通过共享内存提高各实时系统之间交互数据的速度，从而进一步提高数控的实时性。
在第二方面的一种可能实施方式中，当所述方法用于控制数控机床时，所述每个通道的应用程序运行各自通道的控制算法生成各自通道周期的控制数据，具体包括：每个通道应用程序根据各自通道的所述控制文件执行各自通道的M代码译码、对应的轴的加减速控制和运动轨迹插补，并生成各自通道所述控制数据。
由上，数控系统用于数控机床时通过M代码译码、加减速控制和运动轨迹插补，并生成控制数据，从实现对机床各轴的完整控制。
第三方面，本发明实施例还提供了一种计算设备，包括，
总线；
通信接口，其与所述总线连接；
至少一个处理器，其与所述总线连接；以及
至少一个存储器，其与所述总线连接并存储有程序指令，所述程序指令当被所述至少一个处理器执行时使得所述至少一个处理器执行本发明第一方面任一所述实施方式。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令当被计算机执行时使得所述计算机执行申请第一方面任一所述实施方式。
附图说明
图1A为现有技术中基于ARM的CNC数控系统的结构图示意图；
图1B为现有技术中基于x86的CNC数控系统的结构图示意图；
图2为本发明的一种数控系统实施例一的结构示意图；
图3为本发明的一种数控系统实施例二的结构示意图；
图4为本发明的一种数控系统实施例二的数据交互方式的示意图；
图5为本发明的一种数控系统实施例二应用于数控机床时应用程序的功能示意图；
图6为本发明的一种数控方法实施例一的流程示意图；
图7为本发明的一种数控方法实施例二的流程示意图；
图8为本发明各实施例的一种计算设备的结构示意图。
具体实施方式
在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\第三等”或模块A、模块B、模块C等，仅用于区别类似的对象，或用于区别不同的实施例，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本发明实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
在以下的描述中，所涉及的表示步骤的标号，如S110、S120……等，并不表示一定会按此步骤执行，在允许的情况下可以互换前后步骤的顺序，或同时执行。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本发明实施例的目的，不是旨在限制本发明。
本发明实施例提供了一种数控系统及使用该数控系统的数控方法。
下面先根据图2至图5介绍本发明的一种数控系统实施例。
一种数控系统实施例一包括：运行在一个微内核上若干个实时系统，其中一个实时系统上运行PLC主站，其他每个实时系统运行一个通道的应用程序；每个通道的应用程序用于运行各自通道的控制算法，生成各自通道周期的控制数据；PLC主站用于根据各通道所述控制数据，实时输出各通道的控制指令，以控制各通道的被控设备。一种数控系统实施例一不仅可以通过多个通道运行多个独立工序，实现控制功能多样化，同时提高了各通道的控制算法开发和调试的效率，还通过多个实时系统实现各控制工序之间的隔离，提高各工序的实时性。
为了便于描述，在本发明的各实施例中，实时系统简称RTOS，非实时系统简称nRTOS，RTOS XX就是实时系统XX，nRTOS XX就是非实时系统XX。
图2示出了一种数控系统实施例一的结构，包括RTOS 10、RTOS 11和RTOS 12，在其上相应地分别运行PLC主站101、应用程序111和应用程序121，各RTOS运行微内核40上，微内核40运行在硬件平台30上。实现对硬件平台30的硬件调度和隔离。
微内核40实现对硬件平台30的硬件调度和隔离，为RTOS 10、RTOS 11和RTOS 12分别提供独立的运行环境。
其中，微内核40为各RTOS提供的运行环境之间互相隔离，各RTOS上应用运行时在运行环境上互不影响，提高各RTOS的时效性，进而提高其上运行的PLC主站101、应用程序111和应用程序112的实时性，从而提高数控系统的实时性。
应用程序111和应用程序112分别具有独立的控制算法，分别控制一个通道的工业工序，根据各自通道的控制算生成周期性的控制数据，以用来生成控制指令。
其中，在一些实施例中，各通道应用程序根据各自的控制文件生成控制算法，示例地，控制文件包括M代码。
其中，通过各通道应用程序运行在不同的RTOS上，使各通道应用程序的代码互相隔离，各通道应用程序代码层的变量的更简单易懂，不同通道的数据互相解耦，完全分开，降低了控制算法开发的复杂度。同时在调试时不同通道的不同工序分开调试且可以并行调试，提高控算法调试的效率。
PLC主站101用于根据应用程序111和应用程序121输出的各自通道的控制数据，实时输出各通道的控制指令，以在各自通道中控制被控设备。
示例地，在多通道的数控机床控制中，应用程序111和应用程序121分别进行独立的数控，既可以同时加工同一台机床上的同一个零件，也可以分开控制两台机床上的不同零件，还可以进行一些诸如一个通道控制机床，一个通道控制其它设备的要求。这样不仅实现了数控的多样性，适合复杂数控场景。
需要强调的是，本实施例的数据系统以3个RTOS为例，实际场景根据控制工序的复杂性，数据系统可以包括任意大于或等于2的RTOS，但都是其中一个RTOS运行PLC主站，其他每个RTOS上运行一个通道的应用程序，分别控制一个独立的工序，工作原理和优点与本实施例相同，这里不在赘述。
综上，一种数控系统实施例一包括：运行在一个微内核上若干个实时系统，其中一个实时系统上运行PLC主站，其他每个实时系统运行一个通道的应用程序；每个通道的应用程序用于运行各自通道的控制算法，生成各自通道周期的控制数据；PLC主站用于根据各通道所述控制数据，实时输出各通道的控制指令，以控制各通道的被控设备。一种数控系统实施例一不仅可以通过多个通道运行多个独立工序，实现控制功能多样化，且提高控制算法的代码开发和调试的效率，还通过多个实时系统实现各控制工序之间的隔离，提高各工序的实时性。
一种数控系统实施例二在一种数控系统实施例二基础上，增加非实时系统，在其上运行人机界面以进行人机数据交互，各实时系统之间、非实时系统与各实时系统之间均通过共享内存交互数据，以提高数据交互的速度。
图3示出了一种数控系统实施例二的结构，在一种数控系统实施例一的基础上增加非实时系统21即nRTOS 21,其上运行人机界面211(UI 211)，用于与数控系统交互数据。
其中，人机界面211向应用程序111和应用程序121提供控制文件，还配置PLC主站的控制任务，在一些实施例中还用于显示被控设备的状态，以闭环工业控制。示例地，nRTOS21可以为Linux、Windows等系统。
图4示出了一种数控系统实施例二的数据交互方式，各RTOS之间、RTOS与nTROS之间均通过部署在微内核40上的共享内存(Shared Memory,SHM)交互数据，从而各RTOS或nRTOS上的APP通过其承载系统的SHM API访问微内核40的共享内存快速交互数据。
具体地，每个RTOS和nRTOS上均可以运行多个APP，图4中以2个APP为例进行说明，RTOS 10的APP为PLC主站101和APP102，RTOS 11的APP为应用程序111和APP 112，RTOS 11的APP为应用程序121和APP122，nRTOS的APP包括UI 211和APP 212。
具体地，各RTOS之间、RTOS与nTROS之间通过微内核40的共享内存交互以下数据：
1)nRTOS 20的UI 211向RTOS10的PLC主站101发送主站控制任务配置数据；
2)nRTOS 20的UI 211向RTOS11的应用程序111或RTOS12的应用程序121发送各自通道的控制文件，用于生成控制数据；
3)RTOS 11的应用程序111或RTOS12的应用程序121向RTOS10的PLC主站101发送通道的控制数据，以生成各自控制指令。
4)RTOS10的PLC主站101向nRTOS 20的UI 211、RTOS11的应用程序111或RTOS12的应用程序121反馈被控设备相关的状态。
图5示出了一种数控系统实施例二应用于数控机床控制时，每个通道的应用程序生成控制数据的过程，包括：
1)M代码译码：对获取的各自通道的控制文件中M代码进行译码，获得数控机床需要进行的各辅助控制。
其中，各通道的M代码互相解耦。
2)加减速处理，根据需要进行的各辅助控制对机床各加轴进行加减速计算，获得数控机床轴空间的速度。
其中，每个通道的加减速处理通过其实时系统提高实时性。
3)插补处理，根据数控机床轴空间的速度对数控机床轴运行轨迹进行插补。
其中，每个通道的插补处理通过其实时系统提高实时性。
4)生成周期控制数据，根据插补后的轨迹生成周期控制数据，以输入到PLC主站生成控制指令对机床轴对进行轨迹控制。
其中，每个通道的控制数据通过其实时系统提高实时性。
综上，在一种数控系统实施例一基础上，增加非实时系统，其用于运行人机界面以输入控制文件和显示控制状态，各实时系统之间、非实时系统与各实时系统之间均通过共享内存以提高数据交互的速度，从而使数控系统完成多通道的全流程的实时控制。
下面结合图6和图7介绍本发明的数控方法各实施例。
一种数控方法实施例一运行图2示出的一种数控系统实施例一中，每个通道的应用程序生成各自通道周期的控制数据，PLC主站的控制任务根据各通道的控制数据，生成各通道的控制指令，控制各通道的被控设备。一种数控方法实施例一不仅可以通过多个通道运行多个独立工序，实现控制功能多样化，且提高控制算法的代码开发和调试的效率，还通过多个实时系统实现各控制工序之间的隔离，提高各工序的实时性。
图6示出了一种数控方法实施例一详细流程，包括步骤S610至S630。
S610：每个通道的应用程序运行各自通道的控制算法，生成各自通道周期的控制数据。
其中，每个通道的应用程序先获得各自通道的控制文件，再根据该控制文件利用每个通道的控制算法生成各自通道周期的控制数据。
其中，每个通道的应用程序运行各自的RTOS上，各RTOS具有独立的运行环境，各RTOS的运行环境之间互相隔离，提高了各RTOS的时效性，进而提高每个通道的应用程序的实时性。
其中，每个应用程序输出一个通道的独立的工序的控制数据，不仅可以通过多个通道的应用程序完成复杂场景的控制数据，还对各通道控制算法解耦，提高控制算法开发和调试的效率。
S620：每个通道的应用程序周期发送各自通道的控制数据至PLC主站。
其中，在一些实施例中，每个通道的应用程序通过共享内存发送控制数据至PLC主站，并通过服务中断方式通知PLC主站有数据待接收；在另一些实施例中，每个通道的应用程序通过套接字等其他IPC方式发送控制数据至PLC主站。
其中，各通道的应用程序的代码间互相隔离，数据间互相解耦、调试时互不影响，提高各通道的应用程序的开发和调试的效率。
S630：PLC主站的控制任务根据各通道的控制数据，生成各通道的控制指令，控制被控设备。
其中，各通道的控制指令可以用于控制多个被控设备，也可以分别控制一个被控设备的多个独立工序。
综上，在一种数控方法实施例一中，每个通道的应用程序生成各自通道周期的控制数据，PLC主站的控制任务根据各通道的控制数据，生成各通道的控制指令，控制各通道的被控设备。一种数控方法实施例一不仅可以通过多个通道运行多个独立工序，实现控制功能多样化，且提高控制算法的代码开发和调试的效率，还通过运行环境互相隔离的多个实时系统实现各控制工序之间的隔离，提高各工序的实时性。
一种数控方法实施例二运行在图3示出的一种数控系统实施例二中，在一种数控方法实施例一的基础上，通过非实时系统的人机界面向各通道的应用程序发送控制文件和配置PLC主站的控制任务，实时系统之间、非实时系统与各实时系统之间均通过共享内存交互数据，以提高数据交互的速度，从而使数控系统完成多通道的全流程的实时控制。
图7示出了一种数控方法实施例二详细流程，包括步骤S710至S760。
S710：非实时系统的人机界面向各通道的应用程序发送各自通道的控制文件，以用于生成各自通道的控制数据。
其中，非实时系统的人机界面通过共享内存发送控制文件至各通道的应用程序，并通过服务中断方式通知各通道的应用程序有数据待接收。共享内存部署操作系统的微内核中。示例地，非实时系统可以为Linux或Windows。
示例地，当数控方法用于数控机床控制时，控制文件包括梯形图的M代码，实现对数控机床的辅助控制。
S720：非实时系统的人机界面配置PLC主站的控制任务。
其中，非实时系统的人机界面在配置PLC主站的控制任务时，通过共享内存发送PLC主站的控制任务的配置数据。
S730：每个通道的应用程序根据各自的控制文件运行各自通道的控制算法，生成各自通道周期的控制数据。
示意地，当数控方法用于数控机床控制时，本步骤包括以下流程：
1)M代码译码：对获取的各自通道的控制文件中M代码进行译码，获得数控机床需要进行的各辅助控制。
2)加减速处理，根据需要进行的各辅助控制对机床各加轴进行加减速计算，获得数控机床轴空间的速度。
3)插补处理，根据数控机床轴空间的速度对数控机床轴运行轨迹进行插补。
4)生成周期控制数据，根据插补后的轨迹生成周期控制数据，以输入到PLC主站生成控制指令对机床轴对进行轨迹控制。
S740：每个通道的应用程序周期发送各自通道的控制数据至PLC主站。
其中，每个通道的应用程序通过共享内存发送各自通道的控制数据，并通过服务中断方式通知PLC主站有数据待接收。
S750：PLC主站的控制任务根据各通道的控制数据，生成各通道的控制指令，控制各通道的被控设备。
示例地，在多通道的数控机床控制中，各通道的控制指令分别进行独立的数控，既可以同时加工同一台机床上的同一个零件，也可以分开控制两台机床上的不同零件，还可以进行一些诸如一个通道控制机床，一个通道控制其它设备的要求。
S760：PLC主站的控制任务向各应用程序或人机界面反馈控制结果。
其中，控制结果包括被控设备的状态和/或控制指令是否被正确执行。在一些实施例中，控制结果用于跟踪数控的进展和效果，还可以利用控制结果调整相关通道的控制算法。
综上，一种数控方法实施例二在一种数控方法实施例一的基础上，通过非实时系统的人机界面向各通道的应用程序发送控制文件和配置PLC主站的控制任务，实时系统之间、非实时系统与各实时系统之间均通过共享内存交互数据，以提高数据交互的速度，从而使数控系统完成多通道的全流程的实时控制。
本发明实施例还提供了一种计算设备，下面结合图8详细介绍。
该计算设备800包括，处理器810、存储器820、通信接口830、总线840。
应理解，该图所示的计算设备800中的通信接口830可以用于与其他设备之间进行通信。
其中，该处理器810可以与存储器820连接。该存储器820可以用于存储该程序代码和数据。因此，该存储器820可以是处理器810内部的存储单元，也可以是与处理器810独立的外部存储单元，还可以是包括处理器810内部的存储单元和与处理器810独立的外部存储单元的部件。
可选的，计算设备800还可以包括总线840。其中，存储器820、通信接口830可以通过总线840与处理器810连接。总线840可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(EFStended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。所述总线840可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，该图中仅用一条线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
应理解，在本发明实施例中，该处理器810可以采用中央处理单元(centralprocessing unit，CPU)。该处理器还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(digitalsignal processor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(field programmable gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。或者该处理器810采用一个或多个集成电路，用于执行相关程序，以实现本发明实施例所提供的技术方案。
该存储器820可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器810提供指令和数据。处理器810的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，处理器810还可以存储设备类型的信息。
在计算设备800运行时，所述处理器810执行所述存储器820中的计算机执行指令执行各方法实施例的操作步骤。
应理解，根据本发明实施例的计算设备800可以对应于执行根据本发明各实施例的方法中的相应主体，并且计算设备800中的各个模块的上述和其它操作和/或功能分别为了实现本实施例各方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括，U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时用于执行各方法实施例的操作步骤。
本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是，但不限于，电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括，具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括、但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，均属于本发明保护范畴。
Claims (10)
1.一种数控系统，其特征在于，包括：运行在一个微内核上若干个实时系统，其中一个实时系统上运行PLC主站，其他每个实时系统运行一个通道的应用程序；
每个通道的应用程序用于运行各自通道的控制算法，生成各自通道周期的控制数据；
PLC主站用于根据各通道所述控制数据，实时输出各通道的控制指令，以控制各通道的被控设备。
2.根据权利要求1所述数控系统，其特征在于，各实时系统之间通过共享内存交换数据。
3.根据权利要求1所述数控系统，其特征在于，还包括：
运行在所述微内核上的非实时系统，用于运行人机界面；
非实时系统与各实时系统通过共享内存交换数据。
4.根据权利要求1至3任一所述数控系统，其特征在于，当所述数控系统用于数控机床时，每个通道应用程序具体用于：
执行各自通道的M代码译码、各自通道对应轴的加减速控制和运动轨迹插补，并据此生成各自通道所述控制数据。
5.一种数控方法，其特征在于，用于多个通道的生产工序控制，包括：
每个通道的应用程序运行各自通道的控制算法生成各自通道周期的控制数据，每个通道的所述应用程序运行在一个微内核的不同实时系统上；
每个通道的应用程序发送各自通道的所述控制数据至PLC主站，所述PLC主站运行所述微内核的其他实时系统上，所述其他实时系统上不运行任一通道的应用程序；
所述PLC主站的控制任务根据各通道的所述控制数据生成各通道的控制指令，以控制被控设备。
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，在所述微内核上，还运行非实时系统，在该非实时系统运行人机界面，
在每个通道的应用程序运行各自通道的控制算法之前，所述方法还包括：所述人机界面向各通道的应用程序发送各自通道的控制文件，以用于生成各自通道的所述控制数据；以及
在所述PLC主站的控制任务根据各通道的所述控制数据生成各通道的控制指令之前，所述方法还包括：所述人机界面配置所述控制任务。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，非实时系统与各实时系统之间通过共享内存交互数据；和/或
各实时系统之间过共享内存交互数据。
8.根据权利要求5至7任一所述方法，其特征在于，当所述方法用于控制数控机床时，所述每个通道的应用程序运行各自通道的控制算法生成各自通道周期的控制数据，具体包括：
每个通道应用程序根据各自通道的所述控制文件执行各自通道的M代码译码、对应的轴的加减速控制和运动轨迹插补，并生成各自通道所述控制数据。
9.一种计算设备，其特征在于，包括，
总线；
通信接口，其与所述总线连接；
至少一个处理器，其与所述总线连接；以及
至少一个存储器，其与所述总线连接并存储有程序指令，所述程序指令当被所述至少一个处理器执行时使得所述至少一个处理器执行权利要求5至8任一所述方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有程序指令，所述程序指令当被计算机执行时使得所述计算机执行权利要求5至8任一所述方法。
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