理论教育 RTX实时操作系统的五轴平台运行系统性能验证

RTX实时操作系统的五轴平台运行系统性能验证

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:Soft-PLC结合CNC构成了基于工业PC机、RTX实时操作系统的完整的软件化数控系统。下面以五轴平台为例,验证Soft-PLC运行系统的性能。通过定时中断执行运动控制,对数控程序中运动指令进行加减速、插值计算,输出位置控制指令值和辅助功能指令。以实时中断任务执行时序为参考,数控系统多任务调度时序如图6-16所示。波动范围均在3%以内,可见系统运行比较平稳可靠。图6-16 数控系统多任务调度时序图6-17 Soft-PLC扫描周期a)无插值任务 b)五轴联动线性插值加工

RTX实时操作系统的五轴平台运行系统性能验证

Soft-PLC结合CNC构成了基于工业PC机、RTX实时操作系统的完整的软件数控系统。下面以五轴平台为例,验证Soft-PLC运行系统的性能。

Soft-PLC多任务系统为软件化数控系统的一个子系统,该数控系统的多任务包括:

1)实时中断任务。通过定时中断执行运动控制,对数控程序中运动指令进行加减速、插值计算,输出位置控制指令值和辅助功能指令。

2)用户监控任务。HMI响应用户按键输入,并将各输入指令值保存到对应的命令寄存器供PLC扫描,同时读取状态寄存器中的信息刷新界面显示。

3)后台任务。PLC扫描包括HMI、CNC以及外部I/O的输入,并按照优先级执行不同任务等级的用户逻辑控制程序,输出逻辑控制结果。

数控系统按照固定的任务优先级和中断机制执行各个任务功能:实时中断任务具有最高优先级,其实时执行是数控插值控制精度的保证;后台任务是在实时中断任务各个时间片剩余的时间内执行PLC循环扫描任务,PLC任务内部调度各子任务完成输入输出、通信和程序执行功能;用户监控任务是处在低优先级操作系统内核中的进程,是数控系统中优先级最低的任务,但系统通过中断Soft-PLC任务来响应用户输入及状态输出。以实时中断任务执行时序为参考,数控系统多任务调度时序如图6-16所示。

系统在运行约300个梯级的用户程序时,测得的Soft-PLC基本扫描周期如图6-17所示,其中图6-17a为无插值任务时的扫描周期波动图,约为3ms,图6-17b为数控系统进行五轴联动线性插值加工时的扫描周期波动图,约为12ms。波动范围均在3%以内,可见系统运行比较平稳可靠。(www.daowen.com)

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图6-16 数控系统多任务调度时序

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图6-17 Soft-PLC扫描周期

a)无插值任务 b)五轴联动线性插值加工

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