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嵌入式网络数控技术与系统
嵌入式网络数控技术与系统【1】
摘 要：随着科学技术的发展，嵌入式技术已广泛应用于各行各业，特别是在通信行业以及电气行业中应用得最为广泛。
计算机技术已经普遍应用于生产生活中，信息技术的改革进一步促进了嵌入式技术向更多领域的发展。
利用电脑已经不能满足人们对资源的需求，且不能实时控制操作系统，而嵌入式系统的应用解决了这些问题，它能在降低计算机运行成本的基础上进一步提高计算机运行速度，实现最终的资源共享。
主要分析了嵌入式网络数控技术的特点，并进一步分析了嵌入式网络系统的结构。
关键词：网络结构;数控技术;网络系统
近几年，数控技术有了很大的发展，并广泛应用于计算机技术中。
元件在系统中是分立的，主要通过逻辑电路排列的方式来进行数控运算，可以说系统的数控功能是通过计算机硬件来实现的。
随着信息技术的快速发展，实现了数控技术与网络技术的结合，而嵌入式系统作为一种专门针对计算机设计的系统，可以实现信息和信号的微处理。
一、嵌入式系统模型的特征
1.嵌入式系统模型
嵌入式系统是一种专门针对计算机设计的系统，它是在多元化电子系统内部形成的。
通常情况下，非电子系统可以有效模拟嵌入式系统的使用环境，一个比较大的系统是由大量的嵌入式系统所构成的，通过嵌入式系统可以实现同外部环境的联系进而实现同外部环境的通信。
嵌入式系统服务于非嵌入式系统，可以有效影响信号的输出和输入。
通过嵌入式系统与计算机技术的结合可以实现机电控制，进一步完善计算机的微处理器传感器以及中央处理器等元件，从而可以分析并处理来自网络的数据。
所以，嵌入式系统又被称为嵌入式网络数据处理系统。
2.嵌入式系统的可重构能力
嵌入式系统的中央处理器可以实现外界指令的运算，有微处理器的功能。
将这种理念运用于芯片，再同计算机技术相结合可以进一步实现微处理技术的可编功能。
微处理器所具有的柔性可以使芯片的使用更加安全，数据传输速度也会更加的快。
可重构主要指通过重复使用资源来实现资源共享。
嵌入式系统可以通过控制软件来实现其可重构能力，可以有效利用可重构资源，进而重构计算机平台，使重构的计算机平台可以在各种环境下加以使用。
通过重组的形式来实现可重构功能，并实现软件的重复利用，也可以更新系统软件和硬件，并对其进行剪裁，从而实现计算机系统的设计以及数字化控制。
二、嵌入式新型网络数控系统的主要结构分析
1.嵌入式网络数控硬件的主要结构
嵌入式网络数控系统是由很多嵌入式系统组成的，可以实现数控操作和管理系统的双效功能，也可以进行数据的输入和输出，从而实现人机交互功能。
数控操作的管理界面可以自动获取编码并对其进行编译，所以当网络数控系统有问题的时候可以自动分析系统故障。
以太网可以实现同外部系统的连接，为了方便对数控系统进行调试，数控网络系统就是使用的这种网络。
借助键盘输入可以有效实现人机交互，还能通过不同的输入操作来进一步完善相应操作进而完成任务。
在嵌入式系统中使用插补器可以控制数据的传输速度，并将数据传输到嵌入式系统当中，再通过伺服控制器来完善数据管理。
借助逻辑分析法可以自动处理数据，可以通过伺服控制器来对数据处理的速度和位置进行控制，进而调节工轴速度。
此外，嵌入式系统不仅能借助NC客户端来进行远程控制，还能使用我们经常使用的浏览器来进行控制。
主要通过NC系统来实现系统的连接，将运动控制器同嵌入式系统相连接再通过以太网来实现TCP/IP协议连接，进而实现最终的远程数控。
2.嵌入式网络数控软件的主要结构
嵌入式网络数控软件主要是由伺服运动控制软件和相关程序组成的，可以有效控制组态软件模块。
利用通用性设计来设计标准型接口，进而进行数据传输和代码编译。
通常会采用PLC单元以及数控单元来进行计算机辅助设计。
在开发数控软件时不仅可以自动生成软件，还能下载很多用户需要的软件。
在下载数控软件之后可以将已经自动生成的数控软件与嵌入式数控系统相结合，进而有效完善数据传输，并提高数据传输的可靠性以及安全性。
嵌入式系统有很大的普适性，广泛应用于计算机系统当中，可以同其他的软件同时使用，有很强的兼容性。
此外，嵌入式系统可以对软件和硬件进行剪裁，所以说嵌入式系统同数控软件的结合有着很好的扩展性能，也有着很好的可重构能力。
系统可以模拟硬件的运行环境，实现计算机硬件的调试，进而更好地开发并使用计算机硬件。
此外，嵌入式系统通常比较灵活，可以有效控制不同的系统，因此可以广泛应用到不同的行业中。
参考文献：
[1]周祖德，龙毅宏，刘泉.嵌入式网络数控技术与系统[J]. 机械工程学报，2007(05).
[2]冯介一，宋文.嵌入式数控系统的研发[J].新技术新工艺， 2007.
[3]寇鹏德.嵌入式网络数控技术与系统[J].科技资讯，2013.
嵌入式网络数控技术与系统【2】
【摘要】如今，嵌入式系统有效的应用于家电、汽车、通信等领域。
而随着计算机技术和信息技术的不断发展，嵌入式系统将会在社会其他领域取得更为广泛的应用。
传统电脑不能达到当今时代系统资源的需求，而且其操作系统也不能够实时控制。
而嵌入式网络数控技术和系统不但运算能力强，而且成本低廉，具有很好的扩展性和开放性。
本文先介绍了嵌入式网络数控技术模型的特点，再从嵌入式新型网络数控系统体系结构，以及嵌入式数控系统实现方案，具体分析嵌入式网络数控技术和系统。
【关键词】嵌入式体系结构;数控技术;网络技术控制
数控技术的发展阶段，从最初的分立元件系统到专用计算机系统，再到目前的通用计算机系统。
分立元件系统中，实现数控运算是依靠许多的逻辑电路组合，而这样的系统数控功能全是硬件系统所完成。
而专用计算机系统是微处理器技术出现的结果，但它是专为数控设计，全世界只有几家大型的企业才能够开发专用计算机数控系统。
直至目前依旧在广泛使用的通用计算机系统虽然各方面都有极强的优势，但却并不能达到实时控制的需求。
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。
辅助设计系统是为了研究和开发PLC单元、代码、数控单元等。
而对于PLC单元、数控单元，以及伺服控制单元，它们都有各自的辅助设计系统。
其中，在数控软件的开发系统内，主要分为自动生成软件、下载软件、数控系统定义三部分。
所谓的数控系统定义模块，是利用数控描述语言来描述加工的环境、对象和实现的指标、功能。
选择组态软件的版本和嵌入式控制模块的型号。
选择嵌入式控制模块的型号，因为硬件模块固然一样，但也会很多种类的型号。
从这个意义上来说，选择组态软件版本，也因为每一个功能版本都有着不一样的特定要求和功能结构。
数控软件的自动生成，是NCDL描述的数控系统，从而出现最佳匹配和组合的数控软件。
下载数控软件，则是将生成数控软件下到同样的嵌入式数控系统内。
结束语
嵌入式网络数控技术有着并行、适应性强、应用性好的特点。
而且嵌入式系统和技术的硬软件可以剪裁，而软硬件可以协同设计。
这样，便促使新型的数控系统有着极好的扩展性功能和可重构的性能。
系统内将硬件嵌入虚拟仿真环境中开发和调试，可以更好的开发和研究。
而嵌入式网络数控系统方面灵活，便于使用，可以适应不一样的控制对象。
嵌入式网络数控系统不但可以满足工业个人电脑的数控功能，而且还有极高的性价比。
嵌入式网络数控技术将在未来更加广泛的应用于社会各个领域中。
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