嵌入式系统应用广泛 数控技术逐步走向网络化

随着信息网络技术的迅速发展，数控技术开始逐步走向网络化。嵌入式系统是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”。嵌入式系统的中央处理器可以分为微控器、数字信号处理器以及微处理器。中央处理单元的执行速度快，而且简单丰富，从而提高了嵌入式系统计算能力。嵌入式系统趋于网络化，而且开发工具也逐渐的开始完善。由于嵌入式有着很多的优势条件，被实时状态监控、数字制造等工艺领域广泛使用。

1 嵌入式系统模型的特点

1.1 嵌入式系统模型

嵌入式系统可以称为是包含在复杂非电子系统内部的专用电子系统，而这也算是嵌入式系统模型的意义。非电子系统可以拟成为嵌入式系统外部的环境，也叫做被嵌入系统。在一个大的系统之内，一般有许多个嵌入式系统。嵌入式系统可以和外界取得通信的连接。嵌入式系统能够服务于被嵌入系统，当然也是响应于外界的输入，也算是嵌入系统数据自身的响应。

在现代机电控制系统中，主要分为微控制器、传感器、DSP、可重构逻辑、执行器以及中央处理器。它们都是由网络加以控制，所以也称为嵌入式网络数控系统。网络是一种广义的词语，也可以指介质互联的结构，或者是NOC片内网络。

1.2 嵌入式系统可重构功能

嵌入式系统内的CPU单元多以精简指令来计算。而相比较微处理机和专用芯片方法，人们需要一种新的方法和技术路线，让其具有微处理机更好的可编程和柔性，以及专用芯片更可靠、速度更快的性能。软件控制着嵌入式系统的可重构功能。通过使用可重用的资源，重构计算平台，可以适用于不一样的应用需求。可重构最主要的意义是可重用资源，FPGA未出现时，可重构系统基本使用重组的方法，功能部件用重用资源。FPGA出现之后，重用资源利用配置文件的方法，就可以定义每一种线的连接和门的性质，变化硬件的原本功能。广泛的说，这样的功能有着硬软件可重构性。而正是因为嵌入式系统能够剪裁硬软件，有着可重构的功能，才能够实现网络数控技术和系统的设计，也给网络数控系统带来了重用和开放的性能。

2 嵌入式新型网络数控系统体系结构

2.1 嵌入式网络数控硬件体系结构

在整个嵌入式网络数控系统体系之中，总共有好几个嵌入式的系统结构。数控操作与管理系统和显示输入装置相互连接，可以实现人机交互的功能。而且数控操作管理系统能够获取和编译加工代码，检查系统网络的故障。网络数控系统内的以太网络，可以连接外部网络，控制数控系统的调试和运行。而显示和键盘输入装置比数控操作管理系统更能够实现现场的交互，它还能够输入数据和操作的命令，显示加工的状态。

插补器和运动控制器能够实现插补和间隙补偿的运算，将速度控制的信息发送到嵌入式伺服控制器中。而嵌入式PLC能够完善数控系统内的所有逻辑控制，完成PLC的主要功能。速度和位置伺服控制器可以综合的调整加工轴的速度和位置。而系统除了可以使用NC客户端来实现远程监控之外，还可以利用Web浏览器。

系统的线路连接为，NC操作系统用EIA—RS—485线路连接运动控制器。运动控制器用EIA—RS—485线路和嵌入式PLC相联。NC操作系统用以太网来连接TCP/IP协议、全球数字系统。无论是嵌入式还是网络数控系统，都可以实现和工业电脑一样的数控功能。网络数控系统和技术，依靠网络互联，成为在线的控制执行单位，而数控远程控制可以和NC客户联系。

2.2 嵌入式网络数控软件体系结构

在嵌入式网络数控软件体系结构中，控制与运算软件是指PLC程序、数控程序以及伺服运动控制软件。而组态软件模块的设计主要是应用于特定的功能。通用性的设计约束开发和标准接口，例如插补计算、运动控制、加工代码编译模块等。

辅助设计系统是为