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  • 【控制器采购指南】



    软件的选用:
     

    一台控制器就是用一台工业用计算机加上输入/输出(I/O)卡(或称运动卡)来控制机床的运动轨迹、输出计算机信号来控制各种阀门的开关、接受外界信号来判断机床的状态。那么一台控制器设备是否稳定最关键取决于其内部这台计算机,它由软件和硬件两部分所组成,首先来说说计算机系统的核心--操作系统。

    操作系统是一管理电脑硬件与软件资源的管理控制程序,从任务管理方面可分为单任务操作系统和多任务操作系统。在多任务操作系统被广泛应用于工业设备之前,单任务操作系统由于其特性所带来的稳定性,一直被工业计算机所使用。例如我们熟知的DOS系统,这款由微软公司早在上世纪80年代开发的操作系统具有稳定性高, 实时性强, 功耗低的特点。单任务操作系统表示计算机只能单一的按照顺序一条条执行程序所给定的任务,也就是说切割机控制系统在执行加工的时候无法进行零件套料,或者在进行文件编辑的时候无法即时观察图形,表面上看这样的操作方式很浪费资源,实际上它避免了同时执行多条任务所产生的冲突,既提高了稳定性,又保证了实时性。所谓实时性就是指通过操作系统来确保计算机在规定的严格时间内完成对该事件的处理,并控制所有实时设备和实时任务协调一致地工作。此外,因为受限于当时的硬件水平,DOS系统不提供图形界面,这就大大地减少了CPU的功耗,为控制设备在炎热的工业环境下长时间正常工作提供了保障。因此,一直以来DOS系统由于其单任务的特性,已成为工业计算机的标准操作系统。时至今天,在许多控制系统中仍旧能看到DOS系统在工作。

    随着微软公司成功地研制出Windows系列产品,以Windows系统为代表的多任务操作系统开始被人们所接受,凭借其友好的图形界面和多任务进程等多项优势使Windows系统立即在办公及家用市场替代了DOS系统。但在很长的一段时间内,DOS系统在工业领域中的地位仍旧无法动摇。早期的Windows系统体积庞大,多任务内存管理不够完善,缺乏实时性和稳定性,再加上及易受外界病毒的干扰,使得多任务操作系统无法运用在工业控制设备中。随着软件技术的不断更新,新的针对于工业用计算机的实时多任务操作系统开始问世,这些系统针对工业控制做了许多改善,在实时和稳定的基础上真正的实现了多任务操作。对于一台数控切割系统来讲,具体表现在零件加工过程中可同时进行例如文件编辑与复制、图形变化、零件套料、网络传递、参数设置、以及割炬关闭和选通等多项操作。大大提高了控制器的利用率,这一强大的功能是单任务DOS系统无法实现的。目前市场上主流控制系统大多采用Windows系统,虽然它简便的图形化操作以及强大的多任务平台已为人们所接受,再加上实时性的补丁保证了伺服电机的稳定工作,在很多方面已完全超越了DOS系统,但它终究是一套商业软件,源代码的保密使得控制系统开发人员无法制定小巧且完全适合自己的操作系统,大量无用的应用程序和驱动程序使控制系统的稳定性大幅降低,它在桌面市场的普及性也给它带来了铺天盖地的病毒。

    90年代开始,自由软件Linux的出现打破了微软的在操作系统领域的统治地位。它的稳定性、多任务能力与网络功能已是许多商业操作系统无法比拟的,再加上它的源代码公开,为控制系统开发人员制定系统打开了方便大门。Linux凭借其稳定性,一举占据了服务器市场。当前,服务器按照计算能力排名世界500强中472台使用Linux,6台使用Windows,其余为各类BSD等Unix。在工业领域,Linux系统兼容了DOS的稳定性和Windows的多功能性。又因为Linux是完全免费的,降低了开发成本,为将来的系统升级以及系统修复带来了很大的方便。用户甚至可以为整个控制软件做备份,一旦系统瘫痪也不至于束手无策,而类似的复制备份对于商业化的Windows系统是不可能做到的。但由于Linux系统完全基于自由开发,从未在市场上做过商业化的推广,使得人们对该系统的认识不够,国内外只有少部分控制器生产厂家进行相关的研制开发,能够进行宣传和推广的技术人员也很少,造成用户厂家难以进行产品比较,怀疑控制系统的成熟度,因而放弃购买。随着操作系统的更新换代,控制器软件也将不断向着高稳定、多功能、网络化、总线控制等方向升级。