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以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。——《管子》

FMS运动控制软件设计与实现

1、引言数控车床、数控加工中心、搬运机械手和四台工控机

组成。数控车床CK6150适用于回转体零件的精加工。数控加

工中心XH714具有三轴联动控制，工件一次装夹后可自动完成

铣、镗、铰等工序的加工。机械手可在直线导轨上行走，手臂

有四个自由度，前端带有手爪，完成工件的输送、搬运。

图1系统布局

三台486工控机分别作为车床、加工中心和机械手等设备的控

制工作站，上位机(586工控机)和三台工作站通过BITBUS现场

总线互联，实现系统的集成。

3、系统功能需求

运控软件运行于上位机，包含以下主要功能：

(1)实时调度控制

依据作业计划、零件加工工艺路线以及生产现场的设备状态，

对搬运机械手进行动态实时调度，实现工件的合理流动，同时

协调机械手及所有被服务设备之间的工作。

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(2)仿真动画

利用直观的动态图形方式，一方面在运行前对生产过程进行模

拟，分析调度控制策略的可行性及系统中物流的走向；另一方

面可对系统实际运行进行在线监控，对物流阻塞和设备故障等

异常情况及时发现，提高系统的可靠性。

(3)辅助功能

除上述两个基本功能之外，系统尚需提供作业计划管理、数控

程序管理、库管理等辅助性功能。

4、调度控制系统设计

4.1运控软件与下位工作站的接口

BITBUS网络物理层采用EIA－RS485规范，数据链路层基于IBM

同步链路控制(SDLC)协议，应用层提供远程访问与控制(RAC)服

务。籍此，上位机可完成对总线节点上的片内、片外数据存储

器的读写，任务的调度和位总线消息的收发。

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FMS实验系统采用分布式控制模式，每个现场设备完全由相应

的下位工作站控制，上位机通过BITBUS网络与各下位工作站进

行命令、状态和数据信息的通信，从而实现对现场设备的间接

控制。上位机指挥设备动作时(如加工中心夹具松开)，将“控制

命令”写入相应设备工作站节点上的片外数据存储器。设备工作

站定时扫描该区域，发现有效命令即加以处理，并将响应执行

情况回写，供上位机读取。命令控制块结构如下：

300H：命令有效标志

301H：命令代码

302H-306H：命令参数

307H：命令响应(上位机置FFH，由下位机回写命令响应情况)。

02H-0AH：命令失败

01H：命令正在执行

55H：命令已完成

4.2调度控制基本策略

根据FMS是实验系统布局及功能需求，将调度控制划分为任务

调度和设备控制两个层次。任务调度层定义了一组基本运输任

务。每个任务实际上是一组设备控制命令序列，图2给出了“取

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