基于SERCOS接口的开放式数控系统

二、系统的软硬件平台构建

　　（一）硬件平台。基于SERCOS接口的开放式数控系统硬件要求：（1）PC机；（2）SERCOS接口；（3）光缆机；（4）伺服驱动器；（5）伺服电动机。其中伺服驱动器和伺服电动机的数量根据用户的需要选择。

　　SERCOS卡属于一种即插即用的计算机通用接口卡，将会形成环路基于I/O和驱动之间，这个环路即为SERCOS接口环路，采用光纤传输技术实现连接。I/O站作为输入输出模块，对按钮、输出等进行控制，光缆环与I/O的连接通过连接模块实现，连接米快同样也是通讯转接单元，通讯信息的处理采用的是Soft SERCOS，因此SERCOS卡是被动式主控卡。基于软件功能基础不但实现硬件系统的控制功能，还具有较强的开放性，因此此项开放式数控系统的硬件结构相对较简单。

　　（二）软件平台。开放式数控系统软件要求：（1）实时操作子系统 RTX5.0；（2）Windows Nt4.0，要求内存至少为32兆，通常情况下要求内存64兆；（3）具有实时内核的Borland C++5.0；（4）Soft SERCOS。结构如图2所示。

图2 基于SERCOS接口的开放式数控体系的软件平台结构示意图

　　由于高速度、高精度数控系统在通常情况下都会要求具备较高的实时性，所以一般会保持在1ms范围内，本次研究的数控系统利用RTX5.0软件对系统进行实时性控制。

　　在RTX5.0软件中心增加了一个RTX实时子系统，即RTSS，RTSS拥有独立的Api和执行环境，但它不能利用NT的调度，执行的是自己的实时线程调度，且多有的线程调度经在Windows任务调度之前。RTX包括HAL，也就是进行了抽象扩展的实时性硬件扩展层，对于RTSS、NT之间的中断绝缘性的实现应用HAL完成。RTSS还有屏蔽Windows中断的功能。而且实时HAL还具备基本异常处理、软件中断机制等性能。

　　RTX API基于Win32 API基础，只要开发者熟悉Win编程，就可以利用其作为开发工具，对于部分Win32 API来说RTX都支持，语法上，RTAPI具备了更好的实时性。RTSS进程可以实现和C Run Time Libraries的静态链接，于此同时RTX还支持Unicode。不过它并不是对所有的Win32函数均支持，所以通常情况下至少包含了2个进程，一个基于Win32，一个基于RTSS，确保了实时性。设备管理、内存管理、时钟和定时器、内部进程通信、中断管理、文件输入输出管理以及进程与线程管理均属于RTX函数的内容。

三、总结

　　基于SERCOS技术，利用SERCOS卡通过SERCOS接口开发开放式数控系统，将系统的动态性、开发性极大的提升了，采用RTX5.0软件实现了系统实时性控制，更加方便CNC开发者的应用及工作。