随着海上采油工程的发展，海上石油导管架及海上采油平台制造工程也在急速发展。各种型材、管材的卷制与焊接等，均需专用、特殊的数控制造装备。过去靠进口的装备，有的故障频频，有的已不适应急速发展的生产需求。急需设计制造国产化的专用数控装备。本文从特殊装置数控系统的研究与开发出发，提出了基于Linux的开放式数控系统软件结构的研究与开发课题。分别就基于Linux的开放式数控系统的实时性关键技术作了详细的论述。结合工程实际，深入研究了实现开放式控制所需的软硬件技术条件。将传统的硬件和运动控制卡省去，根据用户不同的要求，利用Linux的进程管理、内存管理、中断管理和实时Linux接口技术，实现系统在启动、运行状态下的动态配置及在多种软硬件平台上的可移植性。使系统具有强大的适应性和灵活配置能力。本文采取面向对象的系统分析与设计方法和面向对象的程序设计方法。系统采用仿真宏代替Linux内核使用的sti，cli，iret等机器指令，使得实时内核捕获中断，禁止了Linux内核关硬件中断的操作；系统还采用了可加载模块技术将实时任务加载到同一地址，解决了频繁任务切换导致的延时问题；在进程调度方面，设计了用户可编程的任务调度器实现了任务调度；采用FIFO缓冲区技术解决普通Linux进程、Linux内核进程和实时进程间的信息交换。本文所开发的基于Linux的开放式数控系统运用在卷板机控制系统上具有强大的功能性、灵活的适应性和良好的开放性。