吴栋栋 周向东

华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心，武汉，430074

0 引言

现代的数控系统广泛采用主从模式［1］，即采用上位机加下位机的结构［2－4］，因而具有分布式系统的特征。这种体统结构支持用户的二次研发和自主升级，既具有PC端的开放性，又具有控制端的开放性，可以说它具有前后两端的开放性。然而要实现基于上下位机结构的CNC系统，就必须要实现上下位机间的通信。目前上下位机之间主要的通信方式有串口通信方式、以太网通信方式以及现场总线通信方式。三种通信方式各有优缺点：串口通信最大的优点是实现简单、成本低，但却存在可靠性差、效率低等缺点［5］；以太网通信具有的标准性和开放性是其最大的优点，但也存在实时性不强、抗干扰能力差等缺点［5］；现场总线通信具有操作方便、开放性好的特点，同时也存在结构复杂、结构层次过多等问题［6］。因此，针对具体的情况，选择相应的通信方式才能实现上下位机之间有效的通信。同时，目前上下位机所选用的操作系统往往不同，于是如何实现上下位机之间的跨平台通信也是一个亟待解决的问题［7］。本文研究的上下位机间的通信通过合理的划分通信层次结构，既能够实现跨平台通信，又能够屏蔽通信介质的差异，同时还能根据数据的类型提供不同的通信服务。

1 上下位机通信的层次结构

由于Windows操作系统具有开发资源丰富、操作方便等优点；Linux和Dos操作系统都具有强实时性，通常数控系统的上位机（HMI端）采用Window平台，下位机（NCU端）采用Linux和Dos平台。……