数控系统加工过程远程监控工具的设计与实现

3 系统实现

　　3.1 关键数据结构

　　在内核空间和用户空间之间的通信主要是嵌入硬件抽象层来实现的，硬件抽象层的设计又采用了共享内存技术。共享内存结构体 hal_data_t 的主要组成为:

　　typedef struct {
　　． ． ． ． ． ．
　　int comp_free_ptr;
　　/ / 存储空闲的 comp 地址
　　int pin_free_ptr;
　　/ / 存储空闲的 pin 地址
　　int param_free_ptr;
　　． ． ． ． ． ．
　　unsigned long mutex;
　　/ /该结构互斥访问信号量地址
　　int shmem_bot;
　　int shmem_top;
　　/ / 共享内存的首地址和尾地址
　　int comp_list_ptr;
　　/ /已加载的 comp 模块的首地址
　　int pin_list_ptr;
　　/ /已加载的 comp 模块的首地址
　　． ． ． ． ． ．
　　} hal_data_t;

　　该结构作为全局变量，halcmd 的命令是通过获取互斥信号量来对该内存区域进行访问的。以 loadrtsiggen 为例，流程图 5 如所示。

图 5 处理 loadrt siggen 命令流程图

　　用户输入 loadrt siggen 命令时，该命令的功能是实现加载软元件 siggen，通过 halcmd _commands 查找loadrt 对应的操作函数 do _loadrt _cmd ( ) ，如果 siggen模块尚未插入，则利用 insmod siggen． ko 将该模块插入。并将 siggen 加入到 hal_data － ＞ pin_list_ptr 的链表中。命令执行完毕，返回 halcmd 命令行。

　　3.2 远程监控工具的实现

　　远程监控工具是 halcmd 应用程序的一部分，它的主要任务是完成对输入命令的读入，解析命令，执行命令，返回命令执行结果。

　　具体的代码实现:

　　if( rmonitoring = = 1) / /监测是否开始远程监控模块
　　{ / / 创建远程监控模块
　　createTCPServer( ) ; / /创建本地 select 并发服务器;
　　select( maxfdp1，readfds，writefds，NULL，tvptr) ;
　　/ /查找接入的 socket 连接
　　read( sockfd，buf，BUFSIZE) ;
　　halcmd_parse _cmd ( tokens) ; / /在服务器端处理远程输入命令
　　/ /关闭 halcmd 应用程序
　　halcmd_shutdown( ) ;
　　/ /关闭 socket 连接
　　shutdown_socket( ) ;
　　}
　　else / /启用本地调试模式
　　{
　　get_input( srcfile，raw_buf，MAX_CMD_LEN) ; / /从终端获取输入的命令
　　halcmd_parse_cmd( tokens) ; / /执行命令，并将结果输出到终端
　　/ /关闭 halcmd 应用程序
　　halcmd_shutdown( ) ;
　　}

　　其中 halcmd_parse_cmd( tokens) 主要是根据 to-kens，按照命令索引跳转到相应的命令函数中执行。可以实现加载模块，模块互联，模块信息读取等命令功能; print_info( ) 根据 tokens 执行的结果将命令反馈信息发送给相应的客户端程序，从而实现对数控系统的加工状态的远程监测过程。

4 实验

　　在 pc1 上运行数控系统仿真软件 EMC2，打开终端，使用 halcmd -kfr 启用加工过程远程监测模式。分别在 pc2 和 pc3 上运行． /monitor 192． 168． 2． 14，连接到 pc1 服务器端。查看 pc2 和 pc3 的输出情况，同时也可以执行 halcmd 命令。实验结果如图 6 所示。

图 6

　　上图是在 pc2 和 pc3 上显示的对引脚变化的图形化显示的结果，显示了三种不同的引脚曲线: 正弦，余弦和方形曲线。用户可以方便使用该工具远程查看各个引脚的变化情况。

5 总结与展望

　　本文使用硬件抽象层技术和 I/O 多路复用技术，提出了一个数控系统加工过程远程监测工具的设计方案，并利用 EMC2 开源数控软件对数控数控加工过程进行仿真，运用该远程监测工具进行对其进行远程监测，能够获得数控加工过程中的轴的速度、轴的当前位置、轴的位置反馈等信息，表明了该设计方案在对加工过程远程监控方面是可行的。