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目前市场上的开放式数控系统通常只提供开发人机界面软件所必需的API ,而很少提供相关的软件开发工具。用户在进行开放式数控系统的应用开发时必须使用Visual Basic ,Delphi 和C++等编程语言自行开发人机界面软件。然而,开发一个安全、可靠、开放且功能完备的人机界面软件不仅需要较长的开发周期而且需要开发人员在相关领域具备丰富的经验。这在很大程度上限制了开放式数控系统的广泛应用。此外,目前开放式数控系统为人机界面软件所提供的应用编程接口的内容和形式还没有形成统一的标准,这一点不仅制约了开放式数控系统人机界面软件的可移植性,而且影响了开放式数控系统人机界面软件向专业化和标准化的发展。
本文论述了一种开放式数控系统应用软件平台(Open Numerical Controller Application Software Platform ,ONCASP )。该软件平台首次将自动化控制领域中的组态软件的思想融入到了开放式数控系统人机界面软件的开发中,有效降低了开放式数控系统人机界面软件的开发难度,缩短了开发周期,并能够有效提高开放式数控系统人机界面软件的可靠性、开放性和可移植性。ONCASP融合了作者多年的开放式数控系统应用开发经验。其核心是一个专为开放式数控系统所开发的基于XML的脚本引擎。脚本机制的实现使用户能够方便地对人机界面应用程序进行配置、调整和二次开发,使数控系统的开放性得到充分的体现。ONCASP的基础是一个称为NCEngine的通用人机界面应用编程接口(HMI-API)。该接口采用了面向对象的结构,它通过应用Bridge模式,使接口形式与具体的实现相对独立。这样,数控系统人机界面应用程序就能够在不同控制器平台上实现即插即用,体现出良好的可移植性。ONCASP中还包含两个由一系列组件所构成的软件框架。其中“系统访问控制框架”用于构建一个拥有多极访问权限保护的,具备数控系统风格的界面主体。而“对象可视化框架”则用于构建有关状态显示、参数设置和功能访问的界面元素。这两个框架的使用能够有效减少甚至避免编写程序代码,这不仅体现了简便、快捷的特点,而且有助于提高人机界面应用软件的可靠性。通过采用CLX组件编程模型,ONCASP具备了跨平台的能力。它能够在Windows和Linux两种操作系统环境中以本地编译代码的形式高效地运行。
本文还论述了两个基于ONCASP所开发的典型应用实例。一个是KT570-DC压铸机测控系统;另一个是KT570-C切割机控制系统。其中KT570-DC压铸机测控系统是开放性数控系统在这一领域的首次应用。这一产品目前已经成功申请了一项实用新型专利。这两个应用系统的开发过程充分验证了ONCASP所具备的开放、快捷、通用和可靠的特点。