基于UMAC的MEDM机床控制软件设计与开发.pdf

毫鄹 甜簿飒款∞ 弱偶锻 l T 呵 基于 UMAC的 ME D M 机床控制软件设计与开发 张连新 吉 方 张勇斌 唐小会 何建国 中国工程物理研 究院机械制造工艺研 究所， 四川 绵 阳 6 2 1 9 0 0 摘要 提 出了基于 UMAC的 ME DM 机床控制软件的两层体 系结构 ， 即运行 于 I P C上的处理非实时任务 的上位控制软件和运行于 U MAC的处理实时任务的下位控制软件。基于 MS VC 6 ． 0和 P Co mm3 2 动态链接库开发 了上 位控 制软件 ， 包括手动 模式、 自动模式、 程序 管理 以及辅助 功能模块。基于 U MAC编程指令开发了下位控制软件 ， 包括 P L C程序和特殊运动程序。开发 的 ME D M 机床控制 软件的实际应用表明该软件功能完备 ， 运行稳定可靠， 易于学 习， 使用方便。 关键词 U MAC两层结构控制软件ME DM 机床 De s i g n a n d De v e l o p me n t o f UMAC- b a s e d MEDM Ma c h i n e T o o l Co n t r o l So f t wa r e Z HANG L i a n x i n， j I F a n g ，Z HANG Yo n g b i n，T AN G Xi a o h u i ，HE J i a n g u o I n s t i t u t e o f Me c h a n i c a l Ma n u f a c t u r i n g T e c h n o l o g y ，C h i n a A c a d e m y o f E n g i n e e r i n g P h y s i c s ，Mi a n y a n g 6 2 1 9 0 0， C HN Abs t r a c t T wo l a y e r a r c h i t e c t u r e o f UMACb a s e d MEDM ma c h i n e t o o l c o n t r o l s o f t wa r e wa s p r e s e n t e d。n a me l y t h e t o p l a y e r c o n t r o l s o f t wa r e r u nn i n g o n I PC f o r n o n r e a l t i me t a s k，a n d t h e b o t t o m l a y e r c o n t r o l s o f t wa r e nmn i n g o n UMAC for r e a l t i me t a s k ．Ba s e d o n t h e MS VC6． 0 a n d PCo mm32 DLL，t h e t o p l a y e r c o n t r o l s o f t wa r e wa s d e v e l o p e d，wh i c h i n c l u d e s t h e ma n u a l mo d e，a u t o mo de，p r o g r a m ma n a g e me n t mo de e t a 1 ． ． Ba s e d o n t h e UMAC p r o g r a mmi n g c o mma nd s ， t h e b o t t o m l a y e r c o n t r o l s o f t wa r e wa s d e v e l o p e d， whi c h i n c l ud e s t h s P LC p r o g r a ms a n d s o me s p e c i a l f un c t i o n mo t i o n p r o g r a ms ． T he p r a c t i c a l u s i n g d e m- o n s t r a t e d t h a t t he c o n t r o l s o f t wa r e h a s c o mp l e t e f u n c t i o n s a n d i t c a n r u n s t a b l y a n d r e l i a b l y，a l s o s h o we d t h a t t h e c o n t r o l s o f t wa r e i s e a s y t o s t ud y a n d c o n v e n i e n t t o us e． Ke y wor ds UMAC；Two l a y e r Ar c h i t e c t u r e；Co nt r o l S o f t wa r e；MEDM Ma c h i n e To o l 微细电火花加工技术 因具有非接触加工 、 无宏观 切削力 、 材料适用范 围广等特点而在微 小尺度工件加 工领域有着无可比拟 的优越性。在 国防安全 、 航空航 天 、 模具制造 、 生物技术 、 电子通讯 等很 多领域显示 出 了广 阔 的应 用 前 景 ， 受 到世 界 各 国学 者 的普 遍 关 注 ， 因此微细电火花加工机床 的需求也越来越迫 切 。由于电火花加工特殊 的伺服控制要求 ， 通用 的数 控系统 ， 如 S i e m e n s 、 F a n u c等均不 能满足要求 。 目前 主流的方法是采用具有一定 开放性的基于 D S P的运 动控制器作为伺服控制硬件 ， 与工业控 制计算机一起 实现整个电火花加工机床的控制。综上所述 ， 本研究 所 自主设计的高精度的 ME D M机床 ， 其控制核心采用 “ I P C U MA C运动控制器” 的硬件结构 。本文基于设 计的硬件结构及系统构成 ， 详述了微 细电火花加工机 床控制软件的设计思想 、 实现原理 以及开发方法等 。 I U篓 t ； 1 ME DM 机床硬 件 系统简述 本文设计的 ME D M机床包括运动系统 、 线 电极磨 削系统 、 工作液循环系统 、 微 能脉 冲电源 、 视频监测系 统以及作为整个机床核心的控制系统 。 运动系统由 、 l ， 、 z三个高精度直线运动平 台和 精密旋转主轴构成 ， 用于实现加工过程中的运动进给； 线电极磨削系统 由送丝轮 、 收丝轮 、 平衡轮 以及导向轮 等组成 ， 主要用于直径小于 2 0 m的微细工具电极 的 制作 ； 视频监测系统用于实现微小工件 、 电极的在位测 量以及加工过程 的辅助观察 功能 ； 工作 液循环 系统 以 多种方式为电火花加工过 程提供工作介质 ； 微能脉 冲 电源用于产生电火花加工 用的高频脉 冲， 是加工 的能 量来源 ； 控制系统是机床 的指挥中心 ， 负责机床各系统 的控制 以及各 系统之间的协调工作。作 为 ME D M 机 床的控制系统 ， 一方面要求其能够实现通用机床 的功 开关、手脉、指示灯等 视觉辅助观察、测量系统 键盘、 鼠标、 显示器、 光驱、 软驱、 硬盘等 ， 、 工业控制计算机 、 UMAC运 动控制卡 - 7 鹭 ／ I ／ o信号转接板 信号转接板 j 1 f 1f je j e je 7 接 口 转 接 盒 l ● 通 讯 模 块 交 流 伺 交 流 伺 l 服驱动 服驱动 器 器 - t ．-r ‘ 。。 。 ’ _ 1 r 一 - 启停控制、 工作液 工作液 轴工 工 轴工 其他 模块 报警处理、 作 台 作 台 作台 逻辑控制、 系统启 鼬 ] 状态反馈 停控制 式控制 交流伺 交流伺 服电 动 服电 动 I J 机 一 收 丝 机 一 送 丝 工 件 电 极I J放 电 状 态。 J ， 1检测模块 ▲ 工作液子系统 线电极磨削子系统 运动子系统 微能朋 ． 冲电源 图1 ME D M机床控制系统构成及原理图 能 ， 另一方面又要满足微细电火花加工的特殊要求 ， 如 轨迹反 向插 补功 能。D e l t a T a u D a t a S y s t e ms公 司的 U M A C运 动控 制器 功能全 面 ， 具备 L O O K A H E A D功 能 ， 易于实现轨迹反 向插补， 易于实现电火花加工的特 殊伺服控制要求 。为此 ， 本机床采用“ I P CU MA C运 动控制器” 为核心的控制体系结构 ， 其构成及工作原 理如图 1 所示。 2 控制软件 的设计 根据处理任务的实时性要求不 同， 把软件分为上 位控制软件 和下位控制 软件 两层结构 ， 分别运 行在 I P C和 U M AC上， 如图 2所示 。 上位控制软件， 即人机界面层 ， 主要处理人机交互 等非实时性任务 ， 功能上主要是通用的机床功能以及 电火花加工要求的特殊功能。其风格兼顾了 目前通用 电火花加工机床人机界面风格和微细电火花加工的专 用性。开发过程 中以方便操作为原则进行模块的划分 和菜单的设置， 运行在上位机 ； 下位控制软件 ， 即控制 内核层 ， 主要是响应运动指令 、 程序 运 动程序和 P L C 程序 以及 I ／ O信号 ， 主要处理实时性任务 ， 是不需要 直接和用户打交道 的功能 以及用户不需要看见 的功 能 ， 作为人机界面 的支撑 ， 由 U M A C进行响应或运行 在 U MA C内部的 P L C程序进行响应 。 l 4 微细 电火花加工机床上位控制软 人 机 界 面 层 手动模式f f 自动模式ff 程序管理f f 辅助功能 耋 f f萋 囊j f萋 薹f i耋ff 图2 控制软件功能模块构成 3 上位控制软件 的开发 P C o m m3 2是 Wi n d o w s 平台下 U MA C控制器应用 软件开发动态链接库。由于 V i s u a l C 功能强大， 是 工业控制领域的主流开发语 言， 所 以上位控制软件选 择在 Wi n d o w s 2 0 0 0操作系统下基于 V i s u a l c 开发环 境和 P C o m m3 2 P R O动态链接库进行开发。它包括手 动模式、 自动模式 、 程序管理及辅助功 能 系统管理 、 视觉监测 、 故障诊断 、 帮助文档 等功能组 。下面分别 介绍各个功能组的功能及关键功能的实现与开发方 LU等等 lu I 帮助又档 故障诊断 法 。 3 ． 1 手动模式 手动模式用于机床位置 的手动调整 ， 实现了机床 的 J O G与手脉控制 、 MD I 、 坐标系设置 、 接触感 知定位 等功能。 J O G方式 由手动模式 界面上 的软面板设 定 J O G 速度 、 发送 J O G指令到 U M AC， 由 U MA C响应指令控 制机床完成运动控制。手脉控制功能使能后 ， 由手摇 脉冲盒实现轴选 、 倍率选择 以及脉 冲的输入 ， 从而实现 选定轴按 照选定 的倍 率跟 随输入 的脉 冲执 行运 动。 MD I 功能直接 由键盘输入相关 的指令 ， 由 U MA C进行 响应 。 坐标系设置功能包括机床回机床坐标系零位、 工 件坐标系的设置两个主要功能。回机床坐标系零位 由 控制面板发送指令调用 回机械零位运动程序来实现这 一 功能 ， 具体的实现方法在 回机械零位运动程序 中作 具体介绍。工件坐标系的设置则是在机床 回机械原点 的基础上进行的 ， 即把机床上 的某一点定义为工件坐 标系的原点 ， 主要是为了编程的方便 ， 其实现过程比较 容易 ， 不再详述 。 接触感知定位功能工作过程如 图 3所示 ， 其 中的 “ 接触感知响应 P L C程序 ” 和“ 接触感 知运 动程序 ” 的 开发是实现该功能的核心。 开 始 ．．．．．．．．．．．．．．．． I．． ．．．．．一 启 动微 能 脉 冲电源 ．．．．．．．．．．．．．．．．． I ． ． ． ． ． ． ． ． 一 设置感知 方向 ．．．．．．．．．．．．．．．．jI． ．．．．．．一 使能接触感知 响应P L C程序 图3 接触感知功能流程图 这两个程序都运行在 U MA C上 ， 因此将在下位控 制软件的开发部分作详细的介绍 。该流程完成了一次 接触感知功能 ， 如果需要通过接触感 知功能确定 圆形 工件的圆心 ， 则可以通过感知圆周上的三点进行计算 得 出。这些算法都 内置在 了接触感 知功能 中， 采用 向 导的方式实现 ， 包括计算圆心、 方形工件的角点等。该 功能在电火花加工过程中具有非常重要的作用。 3 ． 2 自动模 式 自动模式主要实现机床 的 自动加工过程 ， 主要包 括加工程序与参数设置 、 加工过程控制两个主要功能 ， 到 2 0 1 0 专 I 面 ． 毫弼 针 钒款 萄 强靛 l T o p ic s C o m p u te r S o ftw are a n d P ro g ra m m e T e c hn o lo g y I ‘ 。 界面如图 4所示。 r l 一 舅曼曼曼 I 图4 自动模 式界面 加工程序与参数设置 ， 主要是在加工开始之前 ， 从 已经下载到 U M AC中的程 序 中选择对应 于加 工任务 的程序 ， 设置微能脉冲电源的放电参数 ， 为加工过程做 好准备工作。 加工过程控制 ， 主要用于人工干预加工过程 ， 包括 开始加工 、 停 止加工 、 暂 停加工 、 继续加工 、 到测量 位 置 、 回加工位置等功能。暂停加工 和继续加工用于加 工过程的临时中断和恢复 。到测量位置用于加工过程 中使电极 自动移动到测量位置 ， 通过在位视觉测量系 统对其进行测量 ， 以保证工具电极的一致性 。回加工 位置用于由于测量等原因导致 电极或工件 由当前位置 回到暂停加工时的位置 ， 以便加工过程继续进行 。 在加工过程进行 中， 工件与 电极之问的放 电状态 短路 、 开路 、 正常放 电 由微能脉 冲电源进行实 时检 测 ， 然后把检测到的结果经 U MA C的 I ／ O端 口输入到 U MA C中， 然后由 U MA C中的机床伺服策略 P L C进行 实时响应 ， 决定机床进 给、 回退 还是保持 ， 以便最 大限 度地保证放电的正常进行 ， 从而保证更高的加工效率 和加工质量。机床伺 服进 给策略控制 P L C将在下位 控制软件部分作详细介绍。 3 ． 3 程序管理 程序管理模块主要实现加工程序的编辑 、 管理 、 到 U MA C的下载、 上载以及仿真功能 。 运动程序编辑器 既可以编辑 U MA C编程指令构 成 的运动程序和 P L C程序 ， 也可以编辑 国际标准 R S 一 2 7 4 G代码 构成 的运 动 程序 。G代 码程 序 并不 能被 U M A C执行识别 ， 需要 由内置于 U MA C中的 G代码解 释程序进行。该解释程序将在下位控制软件的开发部 分作详细介绍。该编辑器支持常用的编辑功能 ， 如复 制 、 粘贴 、 剪切 、 删除、 全选 、 查找 、 替换等功能。应用该 编辑器可以方便地 实现 U M AC支持 的所 有类型程序 的编辑工作 。 感序一 一 成息一 一钥 一 一 触程一 一 知信一 一畴 一 一 接动工 感示 行运一 一 待提一 一 一 一 一一 一 一 一一 一 一 黼 I 奎翮甜簿瓢器译 鲷强籀求 同时该编辑器还支持程序的上传、 下载功能， 实现 了运动程序在上、 下位机之问的传送。通过程序的下 载， 可以把编辑好 的程序下载到 U MA C中以备执行 ， 通过上传功能， 可以把已经存储于 U M A C中的程序上 载 ， 进行查看、 修改。 该编辑器还支持运动程序 的仿真， 用于检验程序 的正确性 ， 包括运动轨迹 、 运动速度 等， 直到消除所 有 可预见的错误 ， 从而把发生错误 的概率降到最低 ， 以保 证设备 、 人员的安全。 3 ． 4 辅助功能 辅助功能主要包括系统管理 、 视觉监测 、 故障诊断 和帮助文档 4个部分。 系统管理主要实现用 户的权限管理 、 系统配置功 能。用户权限管理 ， 对不同用户类型进行不 同级别的 授权 ， 对其可查看 、 修改的内容进行 限制 ， 用于提高系 统安全性。系统配置功能用来对系统运行的相关参数 进行配置， 系统 的默认参数配置能够满足大多数用户 的需求， 当机床的应用环境、 技术状态发生变化后， 具 有相 当权限的操作者可以根据需要进行相关系统参数 的重新设定， 包括 用 于调整系统伺服特性 的 P 、 I 、 D 参数 、 各轴的反向间隙、 螺距补偿参数 、 伺服系统漂移 补偿量 、 运动速度限制 、 运动行程限制 、 接触感知参数 、 通讯参数等。 视觉监测主要用于对加工过程进行辅助观察和对 工件 、 电极进行在位视觉测量 ， 界面如图 5所示 ， 辅助 观察和测量视频图像 可以通过界面上的单选按钮进行 切换 霉墨I ■ ■墨墨 墨墨曩曩l■墨譬■ l { 糍 舔 ；I 墨盈罂 曩蟹 图5 视觉监 测界面 辅助观察单元采用 了 1 2倍连续变焦视频系统 ， 实 现了对加工过程较高分辨率 的辅助观察需要。工件 、 电极在位测量单元选用了高变焦 比、 高解析率视频显 微镜， 其放大倍率可达到7 5 ～ 2 5 0 0 。视频图像经图像 卡采人计算机 ， 然后经滤波、 平滑、 二值化 、 微分等处理 1 6 后获取 图像边缘 ， 由像素距离即可计算出工件 、 电极的 尺寸 ， 其测量精度高于 1 ． 0 g m。 诊断模块包括伺服系统状态监测 、 事件 日志 、 其他 状态监测三个主要功能。主要是对实验装置运动过程 中可能出现的故障进行实时监测 、 诊断、 报警与显示。 伺服状态监测实现了对各轴的常见运动故障的监测 、 诊断 、 显示。该模块通 过后 台检测线程反复监测 I ／ 0 端口和查询轴运动状态等方式实现了对机床运动过程 中可能出现的运动故障进行实时检测并显示 。常见的 运动故障诊断有 伺服准备状态 、 伺服报警 、 限位报警 、 致命跟随误差超差 、 警告跟随误差超差等。事件 日志 实现 了对系统各种重要事件的记录 ， 方便 系统维护。 其他状态监测包括对 电源放 电电压 、 工作液槽 中工作 液的液位、 以及控制台输人信号的监测。 帮助模块提供用户对机床操作的详细帮助文档， 主要包括帮助主题索引 、 帮助文件浏览等功能。 4下位控制软件的开发 下位控制软件 包括运动控制模块 和 I ／ O处理模 块。它们是用户看不见的， 但是这些软件是用户通过 人机界面在使用的。通过这种方式既可 以使操作 简 单 ， 又可以提高系统的可维护性和可靠性。 4 ． 1 I ／ O处理模块 I ／ 0处理模块是指 内置于 U MA C内部 的 I ／ 0响应 P L C程序 。主要 的 P L C程序主要包括伺服进给策略 控制 P L C和接触感知响应 P L C。 本文采用的伺服进给策略为 开路进给， 短路快速 回退 ， 正常放 电进 给保持。应用 该策略， 具有 以下优 势 1 基本可以避免短路状态的出现 ， 从 而避免工作 台的频繁改变运 动方 向 回退 、 进给 ， 有利于提高加 工精度 ； 2 提供系统工作 的稳定性 ， 提高放电效率 ， 增加加工效率 ； 3 保持一定 的放电间隙， 避免微小的 工具电极与工件发生物理接触 ， 提高安全性。伺服进 给策略控制 P L C就是根据这一策略进行工作的， 其流 程如图 6所示。 接触感知响应 P L C主要是根据微能脉 冲电源经 U MA C的 I ／ O端 口输入的放电状态判断工件与电极是 否发生了电接触 ， 如果 发生了接触 ， 则停止机床 的进 给 ， 记录机床位置 ， 供测量与定位使用 ， 然后使机床原 路径 回退一段距离 ， 以保证安全 ， 其工作流程如图 7所 示 。 4 ． 2 运动控制模块 运动控制模块主要是一些 内置于 U MA C ， 用于完 成特殊运动的运动程序 ， 如接触感知运动 、 回零运动 、 鲁 ‘u 1u I G代码解释程序等 。 l 开 始 l 、 r 使能伺 服自适应P L C 程序 伺服进给 严 设置回退速度 正常 设置进给速度 1 ， 快 速 回 退 I 进 给 保 持 I 进 给 I 否 ＼／ 是 禁能伺服 自适应P L C 程序 图6 伺服进给策略控制P L C 程序流程图 短路 开始 放 电状态判别 停止进给 记录当前位置坐标 感知成功标志赋值 回退设定的距离 开路 停止接触感知运动程序 禁能接触感知P L C 程序 图7 接 触感知 啊应P LC程序流程 图 接触感知运动程序如下 0P EN PROG6 0 CLEAR I NC LI NEAR V O ． O 1 P 5 0 0 3 X P 5 0 0 0 Y P 5 0 0 1 Z P 5 0 0 2 CL0S E 当操作者从手动模式界 面点击 “ 感 知开始 ” 按钮 后 ， 接触感知运动程序按照操作者设定感知方 向、 速度 开始执行 ， 直到工件与电极 发生电接触后被接触感知 P L C程序停止。程序 中的 P 5 0 0 3是速度 系数 ， 在设定 I ￡uI u l耳 毫羽计 飒歌讳 鞠稠披 l 感知速度 的时候被赋 值 ， P 5 0 0 0 、 P 5 0 0 1 、 P 5 0 0 2分别表 示 、 l ， 、 z轴的运动增量 ， 其大小分别等于三个轴的行 程 ， 其符号与感知方向一致 。 机床的机械零位 ， 是机床绝对运动的参考点 。只 有该位置具有很高的重复定位精度 ， 机床的绝对位置 的精度才能高 。因此 ， 确定机床 的机械零位是非常重 要的。本机床采用的运动平 台中间位置具有机械零位 传感器 ， 用于机床在初始化 的时候搜寻零位 。当平 台 的滑板经过该位置时 ， 传感器 的输 出信号电平会发生 变化 ， 当由传感器的正侧 到负侧 时， 信号 由高变低 ， 反 之 ， 由低变高。根据该特性 ， 本文设计了机床 回机械零 位 的运动程序 ， 采用两次零位搜索方式 ， 其工作流程为 首先进行一次零位搜索 ， 然后平 台向正 向运动 5 mm， 机床在从 5 mm位置进 行一次零位搜索 。两次搜索 的方式 ， 保证 了最终 的机床机械零位都从传感器 的正 侧进行搜索 ， 具有非常高的一致性 ， 避免了一次搜索时 有可能从传感器 的正侧搜索也有可能从负侧搜索带来 的不一致。从而保证 了机床机械零位 的高重复精度 。 U MA C本身并 不支持 G代码 。但是 U MA C采取 了另外 的方 式 ， 即采 用 U MA C编程 指令 在运动 程序 l O 0 0中对 G代码解释 。当 U MA C执行程 序过程 中遇 到 G代码时， 则 自动调用解 释程序 ， 从而 实现了对 G 代码 的支持 。如在程序 中采用 了“ G 9 0 ” ， 则需要在程 序 1 0 0 0中填 写“ N 9 0 0 0 0 A B S R E T U R N” 。其他 的 G 代码 的解释方法与此类似。 5 结语 1 基于 ME D M 机床 “ I P C U MA C运动控制器 ” 的控制系统硬件体系结构 ， 提出了上 、 下位机两层结构 的控制软件开发方式 ， 并分别开发 了上下 位机控制软 件 ， 通过二者有机协调工作实现了机床的控制 。 2 ME D M机床 的实际应用表明该软件具备 了微 细电火花加工所需要 的功能 ， 接近工业应用环境。长 期应用表明 ， 该 系统 能够稳定 、 可靠 地实现机 床的控 制。同时该软件 的的人机界面与商用 的电火花加工机 床相似 ， 易于学习 、 方便使用 。 参考文献 1 K H Ho ． S T Ne wma n ． Sta t e o f t h e a r t e l e c t r i c a l d i s c h a r g e ma c h i n i n g E DM ． I n t e rna t i o n a l J o u r n a l o f Ma c h i n e T o o l s a n d Ma n u f a c t u r e ． 2 0 0 3， 4 3 1 2 8 7 1 3 0 0 2 S L Di n g． R D J i a n g ．To o l p a t h g e n e r a t i o n f o r4一 i s c o n t o u r EDM r o u g h ma c h i n g ． I n t e rna t i o n a l J o u rn a l o f Ma c h i n e T o o l s a n d Ma n u f a c t u r e ． 2 0 0 4， 4 4 1 4 9 3 1 5 0 2 3 汤志斌 ， 唐小琦 ， 李斌． 数 控高速 高精运 动控 制方法 的研究． 制造技 术与机床．2 0 0 3 3 3 2～ 3 5 1 7 - l 兜镯 尊飘款 讳习约翟靛 。 I To p ic s C o m p u te r S o ftw a re a n d P ro g ra m m e -r e c h n oi o g y ‘ 分布式系统环境下一种读写同步控制模型的实现 李金忠 唐卫东 夏洁武 王巧玲 胡运全 井冈山大学信息科学与传媒学院， 江西 吉安 3 4 3 0 0 9 摘要 读写同步控制是分布式系统中的一个重要问题 。给出了分布式系统环境下的一种读 写同步控制模 型， 将多个读操作和写操作分布在不 同主机上 ， 基于 P r o A c t i v e提供 的同步机制、 X ML部署描述器 和 S S H 配置及图形监控工具 I C 2 D仿真实现该模型。实验结果表明尽管多个读操作和写操作分布 于多个计算节点上 ， 他们也能协 同读写共享数据， 且能在不停顿正读或写的情况下为读操作或写操 作指派不 同的同步策略。 关键词 读写 同步P r o Ac t i v e S S H I mp l e me n t a t i o n o f a Sy n c h r o n i z e d Co n t r o l Mo d e l o f Re a d a n d W r i t e u n d e r t h e E n v i r o n me n t o f Di s t r i b u t e d S y s t e ms L I J i n z h o n g ，T A N G We i d o n g ， X I A J i e w u ， WA N G Q i a o l i n g ， H U Y u n q u a n S c h o o l o f I n f o r ma t i o n S c i e n c e a n d M e d i a ， J i n g g a n g s h a n U n i v e r s i t y ， j i ’ a n 3 4 3 0 0 9 ，C H N Abs t r a c t Th e s y n c h r o ni z e d c o n t r o l o f r e a d a n d wr i t e i s a n i mp o r t a nt p r o b l e m i n t h e d i s t r i b u t e d s y s t e m．T h e pa p e r g i v e s a s y n c hr o ni z e d c o n t r o l mo d e l o f r e a d a n d wr i t e u n d e r t h e e n v i r o n me n t o f d i s t r i b u t e d s y s t e m ，ma n y r e a d o p e r a t i o n s a n d wr i t e o p e r a t i o ns a r e d i s t r i b u t e d o v e r d i f f e r e n t c o mp u t e r ．T hi s mo d e l i s i mp l e me n t e d t h r o u g h t h e s y n c h r o n i z e d me c h a n i s m ，XML d e p l o y me n t d e s c r i p t o r s ， S S H c o n f i g u r a t i o n a n d I C2 D o f g r a p h i c a l mo n i t o r i n g a n d c o n t r o l t o o l w h i c h p r o v i d e s b a s e d o n P r o Ac t i v e ．T h e e x p e r i me n t a l r e s u l t i n d i c a t e s t h a t t h e r e a d o pe r a t i o n s a n d t he wr i t e o p e r a t i o n s c a n a l s o c o o p e r a t i v e l y r e a d a n d wr i t e t he s h a r e d d a t a，a n d t h e a p p l i c a t i o n i s a bl e t o a s s i g n d i f f e r e n t s y n c h r o n i z a t i o n s t r a t e g i e s t o r e a d o p e r a t i o n s o r wr i t e o p e r a t i o n s wi t h o u t b l o c k i n g o n r e a di n g o r wr i t i ng a hh o ug h t h e y d i s t r i bu t e o v e r ma ny c o mp u t i n g n o d e s ． Ke y wo r ds Re a d a n d W r i t e；S y n c h r o n i z a t i o n；P r o Ac t i v e；SS H 近年来 ， 分布式并行计算 已经成为解决科学研究 和工程技术问题的崭新手段和方式。但在许多应用领 域， 由于其数据需要共享存储， 且分布于网络链路上的 各计算机间通常协同并行运行 ， 因此解决分布式并行 计算中的同步以确保所访问数据的一致性是一个重要 问题 。实践表明， 分布式系统中的同步问题 常常 比单 处理器或者多处理器系统中的同步更加困难 。 解决读写控制问题的策略很多， 如管程 、 消息传 递、 事件等传统方法 ， 但它们是较低级的同步机制， 需 要使用非常复杂的逻辑来解决 ， 可理解性 、 可验证性等 都不能让人满意 。而基 于活动对象 A c t i v e O b j e c t ， A O 的 P r o A c t i v e有着较高层次的并发特征 ， 易于开发 并行 、 分布式 、 多线程的应用程序 ， 且易于安全地实现 潜在 的复杂的同步策略 ， 可应用于不同的同步策略， 且 能在不阻塞正读或写的情况下为读操作或写操作指派 不 同的优先 权 。 P r o A c t i v e 用来 解决 读写 控制 问题 具 4 Er k o r k ma z K，Ah i n a t a s Y．Hi g h s p e e d CNC s y s t e m d e s i g n，P a r t 1， J e r k l i mi t e d l r e c t o r y g e ne r a t i o n a n d q u i n t i c s p l i n e i n t e r p o l a t i o n ．] n t e r n a t i o n - a l J o u rn a l o f Ma c h i n e T o o l s a n d Ma n u f a c t u r e ，2 0 01 ， 4 1 1 3 2 3 1 3 45 5 徐守祥． 开放式控制系统一欧洲 数控业 的发展策 略． 制造技 术与机 床．1 9 9 7 3 4～6 第一作者 张连新， 男， 1 9 7 8年生， 工 学博士。主 要从事机床、 机器人控制等机 电一体化相关领域的研 究工作。已发表论文 1 0余篇。 编辑徐洁兰 收 稿E l 期 2 0 0 9 0 7 2 2 文章编号 l o l 0 7 如果您 想发表对本文的看法。 请将文 章编号填入读者意见调查表中的 相应位置。 井 冈山大学 自然科学基金项 目 J Z 0 7 0 5 、 江西省教育厅青年科学基金资助项 目 G J J 0 9 5 9 1 1 8