嵌入式快速邏輯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)
發(fā)布時(shí)間:2021-04-01 00:18
當(dāng)今制造業(yè)正面臨一個(gè)快速變革的時(shí)代,減少資金投入、降低人力成本,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率等成為用戶(hù)追求的目標(biāo),對(duì)于PLC系統(tǒng)的處理速度、開(kāi)放性等方面的要求也大大超過(guò)從前。PLC已發(fā)展成為集實(shí)時(shí)控制、故障診斷、數(shù)據(jù)綜合分析等復(fù)雜任務(wù)于一體的硬軟件系統(tǒng)平臺(tái),這些任務(wù)的復(fù)雜性與控制的難度急劇增加,對(duì)PLC系統(tǒng)的功能提出了更高的要求。 要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo),就需要采用新的技術(shù),不斷改進(jìn)系統(tǒng)的硬軟件,如采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、嵌入式高速處理器內(nèi)核和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù),就可以將高速的處理性能和良好的開(kāi)放性引入到控制領(lǐng)域,推動(dòng)PLC系統(tǒng)向更高層次發(fā)展。 本文對(duì)構(gòu)建開(kāi)放、快速、可靠穩(wěn)定的新一代PLC系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,成功攻克了控制站內(nèi)部高速并行總線(xiàn)技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)技術(shù)、基于嵌入式處理器和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的CPU模塊設(shè)計(jì)、系統(tǒng)可靠性穩(wěn)定性設(shè)計(jì)等技術(shù)難題。 工業(yè)以太網(wǎng)以其成熟的技術(shù)優(yōu)勢(shì),已丌始在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)中逐步應(yīng)用,以工業(yè)以太網(wǎng)為網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),既可滿(mǎn)足各控制站之間的高速數(shù)據(jù)通信的需求,又可以滿(mǎn)足系統(tǒng)的開(kāi)放性需求,在對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)深入研究后,提出了工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用于控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和開(kāi)發(fā)過(guò)程...
【文章來(lái)源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:102 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
CIMS體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
}}}通訊瞥控“卜卜卜卜卜2字節(jié)節(jié)嚴(yán)嚴(yán)儼面卜號(hào)控制卜卜卜卜卜}}}通璧洲lll丁丁丁通通通訊位舞面下下下下下塊塊塊lll,,,卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜圖6一7通訊位號(hào)內(nèi)存分布對(duì)于通訊位號(hào)系統(tǒng)還需要通訊位號(hào)的組態(tài)數(shù)據(jù)區(qū),該數(shù)據(jù)區(qū)標(biāo)識(shí)控制器所需通訊位號(hào)的具體信息(通訊位號(hào)來(lái)自哪個(gè)控制器和其在UO子系統(tǒng)中的位置)和個(gè)數(shù)。這樣控制器就可以根據(jù)需求挑選特定的通訊位號(hào)并將其拷貝到通訊位號(hào)內(nèi)存區(qū)的特定位置。2.控制器主程序框架控制器主程序是構(gòu)建在多任務(wù)系統(tǒng)框架之上的,所以控制器把系統(tǒng)內(nèi)核的工作分配到不同的任務(wù)中來(lái)處理?刂瞥绦蛱幚砣蝿(wù),F(xiàn)O處理任務(wù)必須和用戶(hù)程序的調(diào)度同步?刂瞥绦蛘{(diào)度之前系統(tǒng)應(yīng)該從每個(gè)用戶(hù)程序的冗余數(shù)據(jù)區(qū)、通訊接收數(shù)據(jù)區(qū)中拷貝必要的數(shù)據(jù)到用戶(hù)的數(shù)據(jù)區(qū)中?刂瞥绦蛘{(diào)度之后系統(tǒng)要進(jìn)行冗余數(shù)據(jù)、組播數(shù)據(jù)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備,向用戶(hù)程序冗余區(qū)、組播數(shù)據(jù)區(qū)和通訊發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)中填充需要處理的數(shù)據(jù)等工作。組播任務(wù)。當(dāng)該任務(wù)被調(diào)度時(shí)一方面依次檢查每個(gè)程序數(shù)據(jù)區(qū)的組播緩數(shù)據(jù)并且將它們依次拷貝到系統(tǒng)的組播數(shù)據(jù)發(fā)送緩沖區(qū)中,另一方面系統(tǒng)將所有的UO位號(hào)信息也填充到系統(tǒng)組播數(shù)據(jù)發(fā)送緩沖區(qū)中一起進(jìn)行發(fā)送。巨巨三H喳夔州唾夔砸蜜困困困困困困困困困困困困困困困困困困困困困困困困困工工工/O處理理理用戶(hù)數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)數(shù)數(shù)用戶(hù)程序處理理理組播和通訊數(shù)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)據(jù)據(jù)據(jù)準(zhǔn)備備備進(jìn)程程程據(jù)準(zhǔn)備備備組組組組組組組組組組組組組組組組組播任務(wù)務(wù)啟啟動(dòng)多任任任
笱?妒勘弦德畚那度朧嬌燜俾嘸?刂葡低車(chē)納杓樸肟??標(biāo)或Fl鍵為圖形編程過(guò)程中的各種情況提供支持。SCConrtol編輯界面如圖6一16所示。在FBD區(qū)段內(nèi)那些輸入只連接變量或位號(hào)或常數(shù)的模塊,被稱(chēng)為區(qū)段的起始模塊。區(qū)段內(nèi)有多個(gè)起始模塊時(shí),在圖形區(qū)域中位置最上的模塊稱(chēng)為啟動(dòng)模塊。區(qū)段的執(zhí)行從啟動(dòng)模塊開(kāi)始。FBD區(qū)段內(nèi)的執(zhí)行次序由區(qū)段內(nèi)的數(shù)據(jù)流決定。FBD段落中區(qū)段間的執(zhí)行次序由區(qū)段的啟動(dòng)模塊在段落圖形中的位置決定。執(zhí)行次序由上到下。下圖6一16說(shuō)明了功能塊圖的執(zhí)行次序。圖6一16SCControl示意圖.63抗干擾技術(shù)分析微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方式己經(jīng)跨越以功能設(shè)計(jì)為目標(biāo)的初級(jí)階段,而步入全面解決系統(tǒng)可靠性的綜合開(kāi)發(fā)階段。從器件選擇、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電路板制作、軟件設(shè)計(jì)等都要綜合考慮解決系統(tǒng)的可靠性,把電磁兼容性設(shè)計(jì),抗干擾設(shè)計(jì)貫穿在系統(tǒng)研制開(kāi)發(fā)的全過(guò)程。特別是對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)而言,具有高可靠性和強(qiáng)抗干擾能力是系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,是實(shí)現(xiàn)預(yù)期控制效果的前提和保證。可靠性技術(shù)屬于綜合性技術(shù),在設(shè)計(jì)階段要對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備所必須具備的可靠
本文編號(hào):3112325
【文章來(lái)源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:102 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
CIMS體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
}}}通訊瞥控“卜卜卜卜卜2字節(jié)節(jié)嚴(yán)嚴(yán)儼面卜號(hào)控制卜卜卜卜卜}}}通璧洲lll丁丁丁通通通訊位舞面下下下下下塊塊塊lll,,,卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜圖6一7通訊位號(hào)內(nèi)存分布對(duì)于通訊位號(hào)系統(tǒng)還需要通訊位號(hào)的組態(tài)數(shù)據(jù)區(qū),該數(shù)據(jù)區(qū)標(biāo)識(shí)控制器所需通訊位號(hào)的具體信息(通訊位號(hào)來(lái)自哪個(gè)控制器和其在UO子系統(tǒng)中的位置)和個(gè)數(shù)。這樣控制器就可以根據(jù)需求挑選特定的通訊位號(hào)并將其拷貝到通訊位號(hào)內(nèi)存區(qū)的特定位置。2.控制器主程序框架控制器主程序是構(gòu)建在多任務(wù)系統(tǒng)框架之上的,所以控制器把系統(tǒng)內(nèi)核的工作分配到不同的任務(wù)中來(lái)處理?刂瞥绦蛱幚砣蝿(wù),F(xiàn)O處理任務(wù)必須和用戶(hù)程序的調(diào)度同步?刂瞥绦蛘{(diào)度之前系統(tǒng)應(yīng)該從每個(gè)用戶(hù)程序的冗余數(shù)據(jù)區(qū)、通訊接收數(shù)據(jù)區(qū)中拷貝必要的數(shù)據(jù)到用戶(hù)的數(shù)據(jù)區(qū)中?刂瞥绦蛘{(diào)度之后系統(tǒng)要進(jìn)行冗余數(shù)據(jù)、組播數(shù)據(jù)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備,向用戶(hù)程序冗余區(qū)、組播數(shù)據(jù)區(qū)和通訊發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)中填充需要處理的數(shù)據(jù)等工作。組播任務(wù)。當(dāng)該任務(wù)被調(diào)度時(shí)一方面依次檢查每個(gè)程序數(shù)據(jù)區(qū)的組播緩數(shù)據(jù)并且將它們依次拷貝到系統(tǒng)的組播數(shù)據(jù)發(fā)送緩沖區(qū)中,另一方面系統(tǒng)將所有的UO位號(hào)信息也填充到系統(tǒng)組播數(shù)據(jù)發(fā)送緩沖區(qū)中一起進(jìn)行發(fā)送。巨巨三H喳夔州唾夔砸蜜困困困困困困困困困困困困困困困困困困困困困困困困困工工工/O處理理理用戶(hù)數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)數(shù)數(shù)用戶(hù)程序處理理理組播和通訊數(shù)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)據(jù)據(jù)據(jù)準(zhǔn)備備備進(jìn)程程程據(jù)準(zhǔn)備備備組組組組組組組組組組組組組組組組組播任務(wù)務(wù)啟啟動(dòng)多任任任
笱?妒勘弦德畚那度朧嬌燜俾嘸?刂葡低車(chē)納杓樸肟??標(biāo)或Fl鍵為圖形編程過(guò)程中的各種情況提供支持。SCConrtol編輯界面如圖6一16所示。在FBD區(qū)段內(nèi)那些輸入只連接變量或位號(hào)或常數(shù)的模塊,被稱(chēng)為區(qū)段的起始模塊。區(qū)段內(nèi)有多個(gè)起始模塊時(shí),在圖形區(qū)域中位置最上的模塊稱(chēng)為啟動(dòng)模塊。區(qū)段的執(zhí)行從啟動(dòng)模塊開(kāi)始。FBD區(qū)段內(nèi)的執(zhí)行次序由區(qū)段內(nèi)的數(shù)據(jù)流決定。FBD段落中區(qū)段間的執(zhí)行次序由區(qū)段的啟動(dòng)模塊在段落圖形中的位置決定。執(zhí)行次序由上到下。下圖6一16說(shuō)明了功能塊圖的執(zhí)行次序。圖6一16SCControl示意圖.63抗干擾技術(shù)分析微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方式己經(jīng)跨越以功能設(shè)計(jì)為目標(biāo)的初級(jí)階段,而步入全面解決系統(tǒng)可靠性的綜合開(kāi)發(fā)階段。從器件選擇、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電路板制作、軟件設(shè)計(jì)等都要綜合考慮解決系統(tǒng)的可靠性,把電磁兼容性設(shè)計(jì),抗干擾設(shè)計(jì)貫穿在系統(tǒng)研制開(kāi)發(fā)的全過(guò)程。特別是對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)而言,具有高可靠性和強(qiáng)抗干擾能力是系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,是實(shí)現(xiàn)預(yù)期控制效果的前提和保證。可靠性技術(shù)屬于綜合性技術(shù),在設(shè)計(jì)階段要對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備所必須具備的可靠
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