摘要:在分布式車(chē)間層控制系統(tǒng)開(kāi)放式平臺(tái)的基礎(chǔ)上,采用面向?qū)ο蠓椒▽?duì)DNC系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)功能分析和類層次設(shè)計(jì),最終在Orbix平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了三層客戶服務(wù)器結(jié)構(gòu)的DNC系統(tǒng)應(yīng)用程序。

1 引言

DNC(DistributedNumericalControl)稱為分布式數(shù)控,是實(shí)現(xiàn)CAD/CAM和計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)管理系統(tǒng)集成的紐帶,是機(jī)械加工自動(dòng)化的又一種形式。

目前,DNC系統(tǒng)的研究尚存在以下有待解決的技術(shù)問(wèn)題:①DNC系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的開(kāi)放性不強(qiáng)围苫。國(guó)內(nèi)大部分DNC系統(tǒng)局限于單一供應(yīng)商的制造設(shè)備,平臺(tái)之間可移植性差,不同應(yīng)用程序互操作能力有待提高,不利于系統(tǒng)集成；②DNC系統(tǒng)通信結(jié)構(gòu)多為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式,或采用局域網(wǎng)加點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式,不能很好地解決通信競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題；③DND系統(tǒng)與NCP和CAD的接口功能還很弱剂府；④DNC系統(tǒng)控制軟件可重用性不強(qiáng),需要進(jìn)行面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)拧揽。本文提出了基于CORBA(通用對(duì)象請(qǐng)求代理結(jié)構(gòu))的車(chē)間層控制系統(tǒng)中DNC系統(tǒng),給上述問(wèn)題以很好的解答,并實(shí)現(xiàn)了軟件的編制及聯(lián)機(jī)調(diào)式。

2 控制系統(tǒng)體系的結(jié)構(gòu)

本文提出的DNC系統(tǒng)是基于CORBA車(chē)間層控制系統(tǒng)的一個(gè)功能單元,現(xiàn)在的企業(yè)面對(duì)的是一個(gè)多變的需求環(huán)境,因而車(chē)間層控制系統(tǒng)面對(duì)的加工任務(wù)也是多變的腺占。這種變化包括生產(chǎn)零件的品種淤袜、類型、規(guī)格衰伯、產(chǎn)量和交貨期等多個(gè)因素的變化以及加工工藝路線隨生產(chǎn)任務(wù)的不同而變化等蜻赃。這就需要一個(gè)在時(shí)間和空間上都開(kāi)放的車(chē)間層控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),以運(yùn)行于不同硬件環(huán)境的異構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,同時(shí)又能適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展,容納新設(shè)備的增加。

在本文的基于CORBA的車(chē)間層控制系統(tǒng)中,構(gòu)造車(chē)間信息集成和共享的公共平臺(tái)是核心問(wèn)題之一,我們采用基于客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的分布式控制平臺(tái)(如Orbix),既可以將傳統(tǒng)的遞階控制結(jié)構(gòu)變換成更適合信息集成的分布或控制結(jié)構(gòu),又可適應(yīng)不同產(chǎn)品制造過(guò)程(離散制造或連續(xù)制造)中統(tǒng)一的生產(chǎn)管理和組織要求善王。

我們將該車(chē)間層控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)分為三層:底層為系統(tǒng)支持層,由分布式計(jì)算環(huán)境和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)兩個(gè)子層構(gòu)成,提供底層的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)钥币、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)系統(tǒng)等系統(tǒng)級(jí)功能；中間層為開(kāi)放式分布處理層,提供統(tǒng)一的集成通信服務(wù),由開(kāi)放式分布處理平臺(tái)和應(yīng)用程序接口組成,最上層為信息集成層,支持多客戶/服務(wù)器的分布式多數(shù)據(jù)庫(kù)集成系統(tǒng),將現(xiàn)有的應(yīng)用和數(shù)據(jù)信息集成到系統(tǒng)中带蔬。為實(shí)現(xiàn)控制結(jié)構(gòu)的分布嘁老、數(shù)據(jù)庫(kù)的分布以及系統(tǒng)功能的分布,提出的車(chē)間層控制系統(tǒng)軟件采用基于CORBA規(guī)范的分布式對(duì)象體系結(jié)構(gòu)。

CORBA規(guī)范主要特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)軟件總線結(jié)構(gòu)拐扛。所謂軟件總線的功能,就是起到類似于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件總線的作用,只要將應(yīng)用模塊按總線規(guī)范作成軟插件,插入總線即可實(shí)現(xiàn)集成運(yùn)行醉镇。實(shí)現(xiàn)軟件總線的核心系統(tǒng)稱為ORB(對(duì)象請(qǐng)求代理器),它不僅支持標(biāo)準(zhǔn)的OMG對(duì)象模型,還具有分布進(jìn)程管理和通信管理功能。此外,CORBA定義了IDL(InterfaceDefinitionLanguage)語(yǔ)言,以描述軟件總線上的插銷(xiāo)楷焦。IDL提供了對(duì)成員系統(tǒng)的封裝和成員系統(tǒng)之間隔離,任何成員系統(tǒng)作為一個(gè)對(duì)象,通過(guò)IDL對(duì)其接口參數(shù)進(jìn)行定義和說(shuō)明,就可接到ORB上,為其它系統(tǒng)提供服務(wù)或向其它系統(tǒng)提出請(qǐng)求,達(dá)到即插即用效果觉祸。

將車(chē)間層控制系統(tǒng)劃分為許多獨(dú)立的功能單元,每個(gè)功能單元對(duì)應(yīng)于一個(gè)包含功能接口定義和實(shí)體的抽象對(duì)象,每類對(duì)象的接口由屬性和操作組成,由IDL定義的其它功能單元可以透明訪問(wèn)的服務(wù)以調(diào)用該對(duì)象的私有數(shù)據(jù),具體功能的實(shí)現(xiàn)被封裝在實(shí)體里。我們將每類對(duì)象按照功能劃分成若干個(gè)子對(duì)象,將其設(shè)計(jì)成為可以直接插在CORBA軟件總線上的對(duì)象插件头位。這些對(duì)象插件按照各層客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)組成整個(gè)平臺(tái)系統(tǒng)布虾。這種結(jié)構(gòu)可以帶來(lái)長(zhǎng)遠(yuǎn)的利益,既能迅速增加對(duì)新的DBMS的應(yīng)用、增加新的用戶界面,又能升級(jí)支持各種新功能深怕。其體系結(jié)構(gòu)如圖1所示杏死。

圖1 車(chē)間層系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)示意圖

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