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开放式体系结构 数控系统发展的潮流

随着计算机控制技术和先进制造技术的发展，人们逐渐认识到专用 CNC 系统之间的
自成一体所带来的互不兼容的弊病，迫切需求具有配置灵活、功能扩展简便、基于统
一的规范和易于实现统一管理的开放式系统。1987 年，美国提出了下一代控制器计划
NGC(Next Generation Workstation/Machine Controller) 和 开 放 式 系 统 体 系 结 构 标 准
SOSAS(Standards of Open SystemArchitecture for Automatic Systems)，首次提出了开放
式体系结构的概念。1992 年，欧共体开始实施自动化系统控制装置的开放系统体系结

 

构计划 OSACA(OpenSystem Architecture for Control Within Automation Sys-tems)。经过
十多年的发展，开放性一词已经深入人心，并且体现在相关产品中。开放式数控系统
成为 CNC 发展的潮流。
开放式数控系统具有以下优势:① 具有强大的适应性和灵活配置能力，能适应各种设
备，可灵活配置，随意集成。②控制软件具有及时扩展和联接功能，可以顺应新技术
的发展，加入各种新功能。③不仅能适应计算机技术和信息技术的快速发展和更新换
代，而且能有效保护用户原有投资。④操作简单，维护方便。⑤遵循统一的标准体系
结构规范，模块之间具有兼容性，部件具有互换性和互操作性。
伴随着计算机软件取得的重大成果，开放式数控系统产生了三种结构类型: 

1

专用 CNC+PC

 

型 即在传统的专机数控中简单地嵌入 PC 技术，使得整个

系统可以共享一些计算机的软、硬件资源，计算机主要起到辅助编程、分析、监
控、指挥生产、编排工艺等工作。这种数控系统由于其开放性只在 PC 部分，其
专业的数控部分仍处于瓶颈结构。
2

运动控制器+PC

 

型 即完全采用以 PC 为硬件平台的数控系统。这种系统近

年的提法比较多，主要有基于 PC 或 PC Base 等，其中最主要的部件是计算机
和控制运动的控制器。控制器以美国 Delta Tau 公司生产的 PMAC 多轴运动控
制器最为出色，控制器本身具有 CPU，同时开放包括通信端口、结构在内的大
部分地址空间，辅以通用的 DLL 同 PC 结合得最为紧密。这种系统的特点是灵
活性好、功能稳定、可共享计算机的所有资料，目前已达到远程控制等先进水
平。
3

纯 PC

 

型 即完全采用 PC 的全软件形式的数控系统，但由于存在着操作系

统的实时性、标准统一性及系统稳定性等问题，这种系统目前正处于探求阶段，
还没有大规模投入到实际的应用中。

总体而言，基于 PC 和多轴运动控制器的开放式数控系统，是当前最为理想的开放式
数控系统。PC 机处理非实时部分，实时控制由插入 PC 的多轴运动控制器来承担。这
种数控系统的典型代表就是以 PMAC 为核心的开放式数控系统。