软PLC系统运行平台的选择
1. 五轴数控加工中心软plc系统运行平台及总体结构
2.1软plc系统运行平台的选择
2. 1.1控制方案选择
软plc是运行在计算机上的应用软件，需要硬件平台和操作系统的支持。 根据当前软plc系统运行硬件平台的不同，有以下三种控制方案[3q]:
(1)基于传统plc的控制方案。
该方案以传统plc硬件为运行平台，将厂商开发的软plc运行系统固化在 硬件上，通过rs232串口及通讯协议下载开发系统中的用户plc程序，在传统 plc硬件上运行后将控制信号输出。此方案保留了传统plc的硬实时性。
基于嵌入式控制器的控制方案。
该方案是以嵌入式实时操作系统（vxworks、pc/os-ii等）作为软件运行平 台，把软plc运行系统做成固件嵌入到小型计算机系统中的控制器上，在win32 环境下编写plc控制程序，利用标准通讯协议下载用户程序交由plc运行系统 运行，完成控制信号的输出。
(3)基于通用pc的控制方案。
该方案采用windows nt、rtlinux等操作系统作为软件运行平台，软plc的开发系统和运行系统可独立运行在同一台计算机系统上，软plc运行系统利 用通用i/o板卡或现场总线对外部设备进行控制，易于实现工业的网络化控制。
基于pc的软plc控制方案能够充分利用pc机的高性能处理器进行大量复 杂数据的计算、具有开放的控制体系和丰富的软、硬件资源，易于维护、性价比 高等优点，适合开放式数控系统模块化、标准化、。而方案一和方案二的软plc 运行系统只能在特定的硬件环境中运行，并未实现真正意义上的开放，无法进行 升级，通用性较差。因此，本文选用基于pc的控制方案设计软plc控制系统
2. 1.2实时操作系统的选择
数控系统中的轨迹插补模块是根据进给轴的位置信息进行插补运算，它需控 制系统在定时点调度插补功能来保证精确的插补周期，对操作系统的实时性要求 很高。同样软plc系统也必须具备一定的实时控制能力才足以完成对机床急停 信号、超程等信号的处理，虽然软plc本身并不具备实时性，但它的实时控制 功能可依靠操作系统的实时性来保证，因此选择一个开放的且适合的实时操作系 统尤为重要，常用的有以下几种实时操作系统：
基于windows的实时扩展操作系统 windows是一个窗口式的多任务操作系统，有利于人机界面的开发和多任务 的并行处理，虽然它不是实时操作系统，但通过改造系统内核可使位于ring3层 (低特权级）的应用程序跃至ringo层（高特权级）直接访问cpu和pc机的硬件，从而实现windows操作系统的实时性控制[31]。具体改造方法如下： 一种是直接对windows系统内核进行改造，这是利用rtx或intime等实时软件 向windows系统内核增加实时补丁程序来直接访问pc硬件设备。另一种是从系 统外部对windows进行实时扩展。例如：利用某些软件工具对计算机定时器、 时钟芯片、中断控制器等pc硬件进行直接操作，从而实现pc数控系统所需的 实时控制功能。图2.4为基于rtx的windows实时扩展操作系统的基本结构。
(2 )基于rtlinux的实时操作系统
linux是一个支持多任务，具有开放的源代码和可向系统内核动态添加模块 的操作系统。美国新墨西哥工学院通过改造linux，开发出了 rtlinux实时操作 系统。rtlinux建立一个新的实时内核来控制pc机的硬件，实现抢先式优先级 的调度，其基本结构如图2.5所示。由于实时内核可*抢占linux的任务，所 以rtlinux的响应速度特别快。即使在pc386机器上其中断响应不会超过15@ (微秒），因此rtlinux能很好地满足pc数控系统对实时性的要求。
基于嵌入式的实时操作系统
rtos(real time operating system,嵌入式实时操作系统)的软件代码小；软、 硬件可裁剪；具有良好的可靠性和稳定性，被应用于工业和军事中对系统响应要 求较高的设备。但rtos是一种的计算机系统，它不具备开放性这一特点， 应用范围有限。典型的rtos产品如：windriver system公司的vxworks、 pc/os-ii 以及 rtxc 等等。
基于dos的实时操作系统
dos操作系统小巧灵活、稳定性好、可直接访问设备硬件层，被广泛应用 在工业控制领域。虽然dos是非实时单任务操作系统，但利用dos运行在cpu 实模式下，通过改写pc中8259、实时时钟等可编程芯片或着硬件逻辑的控制字 以及内存中断矢量，可使数控系统软件能够运行和调度中断服务程序，进而实现 pc数控系统的实时任务以中断方式优先运行，非实时任务以循环方式后台运行。
综上所述，基于rtlinux开发的实时控制软件具有很好的开放性，但软件构 架没有一个统一标准，不能支持多数的硬件系统；基于嵌入式的实时操作系统是 一种的计算机控制系统，开发出的用户程序可移植性较差，不适合全软件数 控系统的发展；基于dos的实时操作系统功能比较简单，系统的灵活性较差， 不能充分发挥pc机的软硬件资源；而windows操作系统不仅具有开放的体系结 构、良好的系统稳定性和较高的*，还提供了大量的win32 api函数供 软件开发者使用。因此本文选用windowsxp+rtx5.0实时扩展作为软plc控制 系统的软件开发和运行平台。
本文采摘自“五轴数控加工中心软plc控制系统的研究”，因为编辑困难导致有些函数、表格、图片、内容无法显示，有需要者可以在网络中查找相关文章！本文由伯特利数控整理发表文章均来自网络仅供学习参考，转载请注明！
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该方案以传统plc硬件为运行平台，将厂商开发的软plc运行系统固化在 硬件上，通过rs232串口及通讯协议下载开发系统中的用户plc程序，在传统 plc硬件上运行后将控制信号输出。此方案保留了传统plc的硬实时性。
基于嵌入式控制器的控制方案。
该方案是以嵌入式实时操作系统（vxworks、pc/os-ii等）作为软件运行平 台，把软plc运行系统做成固件嵌入到小型计算机系统中的控制器上，在win32 环境下编写plc控制程序，利用标准通讯协议下载用户程序交由plc运行系统 运行，完成控制信号的输出。
(3)基于通用pc的控制方案。
该方案采用windows nt、rtlinux等操作系统作为软件运行平台，软plc的开发系统和运行系统可独立运行在同一台计算机系统上，软plc运行系统利 用通用i/o板卡或现场总线对外部设备进行控制，易于实现工业的网络化控制。
基于pc的软plc控制方案能够充分利用pc机的高性能处理器进行大量复 杂数据的计算、具有开放的控制体系和丰富的软、硬件资源，易于维护、性价比 高等优点，适合开放式数控系统模块化、标准化、。而方案一和方案二的软plc 运行系统只能在特定的硬件环境中运行，并未实现真正意义上的开放，无法进行 升级，通用性较差。因此，本文选用基于pc的控制方案设计软plc控制系统
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