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数控系统是实时系统吗？ 点击：1974 | 回复：38



竹山桥下车

    
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发表于：2009-06-20 13:23:01
楼主

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波恩

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发表于：2009-06-20 20:50:11
1楼

未必所有的数控系统都有实时操作系统。目前不少数控系统看似运行在windows或者Linux上，有的有实时内核，比如RTX，或者InTime；有的则没有实时内核，上位操作系统只执行界面、文件管理等非实时任务，而插补和PLC等实时任务依靠专门的下位控制器执行。

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竹山桥下车

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发表于：2009-06-20 22:19:36
2楼
DOS算实时系统吗？宝元好像是基于DOS的。好像WINCE是实时的，LINUX好像不是。
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波恩

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发表于：2009-06-21 14:06:17
3楼

DOS可以算是实时系统，只是可靠性有限，内存管理能力有限，图形方面也很原始。

WinCE据说是软实时，中断响应的确定性较差。

Linux有软实时版本的RTLinux等，配上GUI软件，能力也不差，做到硬实时可能还有距离。

 

在工业控制领域真正能做到硬实时的操作系统目前也有一些，比较出名的是VxWorks，还有一些小系统，如μC OS，  ThreadX等等。

再就是面向Windows的实时内核，如RTX，InTime，VxWin（机器人大佬KUKA基于VxWorks移植的Windows实时内核）。

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竹山桥下车

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发表于：2009-06-21 20:03:49
4楼
那在数控系统里做到实时的必要性有多大？
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波恩

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发表于：2009-06-21 20:29:43
5楼

必要性很大，个人以为。

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竹山桥下车

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发表于：2009-06-21 21:30:14
6楼

呵呵，对实时性没有什么认识，感觉上只有航天技术这样的才要实时。

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波恩

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发表于：2009-06-22 08:16:13
7楼
目前的伺服技术基本上都是基于定周期的采样和调节，数控系统的指令输出就必须适应这种定周期的工作机制，因而需要很强的等时同步性。由数控进行的位置闭环运算必须同步处理，插补和轨迹规划等工作则可以用非实时方式后台异步处理，处理结果经缓冲同步输出。
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xzy568

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发表于：2009-07-12 12:41:38
8楼
个人感觉实时系统只有在插补等实时任务由CPU来完成的才有用，而这时候可以使用软运动控制卡，降低硬件成本，如果插补等时实任务在运动控制卡上完成时，系统是不是实时的就不重要了，反正这时候PC机只是一个显示和操作终端而以。
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happywu5

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发表于：2009-07-12 20:41:48
9楼

楼上两位讨论的很精彩，实时系统主要是软实时；举一个例子：蓝天数控用的是 RT-Linux  ，当非屏蔽中断类信号的某位是高阻态时，软件要通知硬件，出现致命错误，硬件要有相应的动作来保护受控设备的安全，这个信号在毫秒内完成；另外像PLC处理的急停信号，超程限位信号等，都要求很高的实时性。还是要软硬结合更安全高效！

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波恩

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发表于：2009-07-13 08:15:03
10楼

“xzy568”说的没错，这也正是基于Win的数控系统的2个不同的发展方向和模式。

RT-Linux是软实时，RTX，InTime等面向Windows的实时内核则属于硬实时，对硬中断的响应的确定性差别很大。

 

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竹山桥下车

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发表于：2009-07-13 08:33:26
11楼

弱弱地问一句，硬件中断和软件的实时性有多大的关系？

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波恩

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发表于：2009-07-13 08:54:43
12楼
差别在于对来自硬件端口的中断响应延时，以及延时的确定性。硬实时的特点是中断响应延时足够短（比如5～8us或者更好），且延时抖动足够小（比如1～3us活着更好）。
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happywu5

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发表于：2009-07-13 19:01:35
13楼
上面只是是用中断举一个实时系统的例子；实时系统除了中断管理服务外，还有实时时钟、任务间同步和通信、内存管理等，工业控制环境中，系统在遇到强干扰时，使得运行的程序产生异常、出错、死循环，造成了系统的崩溃，在软件设计时要考虑很多的自诊断和自行处理故障的能力，比如SSB同步串行总线处理大量的机床状态信息时，各坐标轴的运动位置数据、指令信息数据和实时I/O数据是同步进行的；在基于SSB同步串行总线扩展I/O的应用中，终端就是用实时时钟建立联机和控制的，因为联接的总线设备都用运算能力。运行实时系统占用一部分硬件资源，不过还好，现在都用总线控制技术了！
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xzy568

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发表于：2009-07-13 19:28:43
14楼
我只是觉得基于PC的数控系统,如果要在CPU上执行实时任务就不应该使用windows系统,而应该象主流的数控系统一样,使用专用的软件,唯一不同之处在于,主流的FANUC、SIEMENS等系统硬件也是专用的，而基于PC的数控系统硬件是通用平台，如需要升级只要买一台更好的电脑和使用更新的软件就可以进行升级(因为运动控制卡是软卡，如不需要增加轴或I/O点，只要将卡移到新的电脑即可)，这是专用系统所无法超越的。 是否有可能出现类似于组态软件这样的公司，它只做基于PC的数控软件，而PC、软运动控制卡、I/O等可以向其它公司买（做卡的公司只要花点钱让数控软件公司开发一下卡的驱动就可以销售该卡)，由机械生产商将这些部分组成一个完整的数控系统。 另外我觉得如果实时任务不在CPU上执行，那基于PC的数控则意义不大，因为它只是把显示、操作、文件管理等功能移到PC上而以，那和专用系统比又有什么优势呢？
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happywu5

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发表于：2009-07-13 20:43:45
15楼
哈哈！我们欢迎这样的公司跟我们合作！
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波恩

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发表于：2009-07-13 20:53:35
16楼

SSB同步串行总线———哪家的，高精？

 

没错，带实时内核的基于win的数控系统的实时任务其实是在实时内核中完成，而不是在win中，win已沦为实时内核的一个子任务，只负责显示、文件管理等非实时任务。

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竹山桥下车

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发表于：2009-07-13 21:14:10
17楼

我倒是觉得今后数控系统的发展方向会倾向于PCbased数控系统，因为在我碰到的主流数控系统里，越来越多的数控系统做的越来越像PC-based数控系统。比如三菱最新的M700系统，就有个独立于数控系统的硬盘里面是XP系统，开机也是XP画面，相比以前M600系统的95开机画面，说明这种思路存在已久。简化版M70系统也是XP的开机画面，和三菱以前的封闭式结构有很大的不同。

另外我现在越来越搞不明白这个基于PC的数控系统应该怎么样来定义。而且基于PC，一定要是基于目前的家用电脑吗？我觉得这个PC应该主要指的是工业电脑。如果这样的话那几乎所有的数控系统都可以看成是基于PC的数控系统，除非是纯硬件或者是纯软件的数控系统。

PS：不知道楼上说的“在CPU上执行实时任务”里这个CPU指的是哪个CPU？

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波恩

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发表于：2009-07-14 08:30:59
18楼

基于PC的数控这个概念从十几、二十年前诞生之日起至今指的是基于x86的标准PC架构，虽然这个结构的软硬件体系是发展和变化的。

能够用于数控的PC一般不是指家用PC，而是所谓的工业PC（IPC），基于PC的最大优势就在于PC体系丰富的软硬件资源及其可升级特性，还有大量的谙熟PC软硬件平台的开发人员群体，因而相对于专用系统而言，当其软硬件系统的复杂性高于一定程度时，其开发、制造和维护的成本优势就体现出来了。当然了经济型数控市场肯定不足以支撑这样的体系。

“在CPU上执行实时任务”———如果确指基于PC的数控，则是PC机的x86 CPU。

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竹山桥下车

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发表于：2009-07-14 10:40:41
19楼
那像西门子发那科这样的系统和PCbased系统有多大区别？我看过以前的大板结构的老系统，几乎都是电源单元，主基板，CPU单元，通讯及显示单元，存储单位，轴卡，IO单元，几乎就是一个IPC。
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波恩

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发表于：2009-07-14 13:14:30
20楼

也许是！

没拆过这2家的高端系统，汗！

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