嵌入式控制器的发展及应用简介
2017-05-29  来源:网络或本站原创
  PC-BasedPLC也称嵌入式控制器,它不再像IPC那样以机箱加主板为主体结构,再搭配诸如A/DD/ADI/DO等功能I/O板卡的组合产品,而是一个独立的基于嵌入式PC技术的专用系统,适合应用于小型的SCADA系统。为了使其具备PLC的优势特性,PC-BasedPLC也可使用梯形图编程,因此,PC-BasedPLC将会更加开放和标准化,能适应更加复杂的控制和管控一体化信息的需求。

 

    AIAnalogInputs)的多寡对系统的运行的实时性和稳定性有较大的影响,尤其是当AI模块较多时其影响更大。主要原因为:I-8000模块的CPU仅仅是一款主频只有40MHz80188的控制器,其数据处理能力、存储空间有限,导致其运算、逻辑处理以及事件响应的快速性就没有IPC那么强大,由于CPU要完成一次A/D的整个过程必须要进行采样、保持、同步、转换、存储、处理以及运算等一系列的过程方可完成,比较费时,因此,当要完成的AI通道数较多时,必然会影响采样的实时性和系统的稳定性。通常而言,在一个I-8000模块中,一般不要超过两块如I-8017H系列的AI模块为佳。

 

    继电器输出模块对整个系统的影响最大,处理不好,将会导致整个系统崩溃和经常出现当机、主机板烧坏等现象,由于I-8000模块的供电一般为1030VDC,总的输入功率为20W,不像IPC的输入功率为250W那么大,假如继电器输出模块尤其是大功率继电器模块插放的太多,由于系统供电能量不足,将会导致其输出不正常,控制系统经常误动作,导致系统崩溃、当机,甚至会导致主控板烧坏,使系统的稳定性、安全性以及可靠性存在许多隐患因素。一般而言,像I-8060I-8058I-8063I-8064I-8065I-8066I-8068I-8069等不要超过两块,尤其是I-8060I-8063I-8064I-8065I-8069这些功率模块最好为一块。假如系统要控制的功率继电器较多,可以采用普通光隔开关量输入/输出模块如I-8042利用多级放大的原理连接。

 

    在由PC-BasedPLC架构的控制系统最为重要的一个环节便是与上位机进行的实时数据通信过程,而这一环节往往是制约系统实时性和稳定性的因素,它容易出现数据瓶颈。因为上位机通常为Windows操作系统,应用程序一般有人机交互界面和实时显示界面,而往往将人机交互界面和实时显示界面设计为前台窗口,数据通信、分析以及存储设计为后台运行,但Windows并不是作为实时操作系统设计的,是抢先式、多任务、基于消息传递机制的操作系统,但仅凭消息调度机制,显然不能满足实时系统的要求,难以保证准确实时地完成前后台控制任务。因此在Windows环境中,采用多线程技术,可以有效地利用Windows等待时间,加快程序的反应速度,提高执行效率。用一个线程管理计算机数据通信,另一个线程进行数据处理、分析与存储,这样在满足数据连续采集的同时,增强了系统事件响应和通信控制的实时性。

 

PC-BasedPLC与上位机一般采用RS-485CANModBus或者Ethernet,假如采用RS-485CANModBus时,则要合理分配通信口,一般RS-485CANModBus的通信适配器卡有两个口,因此假如控制系统有两个I-8000模块,上位机可以采用一个通信口与两个下级控制器通信,但是假如有四、六个……,最好将其分成两组,上位机则采用两个通信口分别与其通信,上位机采用两个线程编写通信程序。

PC-BasedPLC的发展得益于嵌入式CPU、嵌入式操作系统和IEC-61131-3LDSFCFBDILST)标准化编程语言的发展,PC-BasedPLC具有IPCPLC的两重特性,具有PLC的系统结构,又具有IPC的开放式架构,目前在工控界是IPCPLC以及PC-BasedPLC共存的时代,又是三者逐渐走向融合的时代,随着嵌入式CPU、嵌入式操作系统以及符合IEC-61131-3国际标准语言开发工具的发展,PC-BasedPLC或嵌入式控制器将更加开放和标准化,功能将会更加强大、数据通信能力将会更强、数据处理能力更快。更能适应更加复杂的工业控制需求。