1 引言
开放式控制系统的研究始于80年代。在美国NGC(Next Generation Controller)计划之后，欧洲推出了OSACA，日本进行了名为OSEC计划的研究，加拿大也拥有NRC计划。开放式控制系统不仅收益于机床制造商和数控供应商，也给最终用户带来了很大的灵活性。但是，各个计划所采用的技术还不能真正实现“开放”。同时，以上各个计划都相互独立，他们之间无统一的标准和协议，因此，对用户而言还不能算得上真正的开放。Java是针对网络环境开发的平台和一种语言，自1995年由Sun公司推出以来，以其跨平台、安全性等诸多优点在计算机界得到广泛应用。本文讨论如何把Java平台应用于开放式控制系统中，达到统一平台的目的。
2 开放式控制系统的要求
开放式控制系统包括一组逻辑上分离的组件，组件之间和组件与应用平台之间的界面有良好的定义，使来自不同供应商的组件协同工作，运行于多个平台之上完成控制工作，并对用户和其它控制系统提供良好的界面。
开放式控制系统有以下特点：
(1)互操作性 提供一个统一标准的通讯系统来实现数据交换。
(2)可移植性 使用平台提供的标准API，应用程序可在不同的平台上运行。
(3)伸缩性 可任意增删各功能模块。
(4)可互换性 可任意互换功能模块。
3 Java平台的特点
Java的许多特征符合开放式控制系统的要求。Java平台如图1所示。
图1 Java平台结构
Java平台由两层结构组成：
(1)Java类和Java应用程序接口：为应用程序提供标准的访问接口和一些基本类库供应用程序访问和扩展。
(2)Java虚拟机(JVM Java Virtual Machine)：是Java平台的核心，是实现Java跨平台的关键。涵盖了与平台相关的所有服务功能，包括用户界面、文件系统操作和网络支持等。
Java作为一种全新的开放平台，其变成语言和结构有以下优点：
(1)语言严格 所有程序严格按面向对象的方法设计，否则会出错。
(2)语言简单 继承了C＋＋，但去掉了头文件、指针句法和运算、结构联合、操作符重载和虚基类。
(3)分布式的语言 支持多种传输协议，如TCP/IP、HTTP和FTP，另外，还支持分布式计算。
(4)动态分配内存，保证应用程序在各方面都安全可靠
通过两种方式保证其安全性：
①禁止指针和内存访问
②对Java代码运行前进行合法性检查，以防止非法访问数据结构、类和内存。
(5)结构中立由于编译器长生结构中立的字节代码可运行于任何平台，只要支持Java系统的软硬件平台都可运行字节代码。Java支持的平台多达四十多种，包括 OS/2、Sun Soloris、Linux、WinNT、Win95、Win98和VxWorks等等。
(6)可移植性 Java的基本数据类型大小是确定的，其整型和浮点型都是32位，保证应用程序的可移植性。
(7)多线程 Java的多线程可在多处理器上运行，能提供更好的交互响应和实时特征。与微软的产品对比如下表。
