基于VxWorks系统的嵌入式实时PLC设计-全面实用的工控技术信息-PLC技术 ...
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    随着数字信息技术和网络技术的高速发展,人类正步入一个崭新的后PC时代。这个时代的主要特点是嵌入式系统无处不在,并不断地向科研生产及人类生活的各个方面渗透。而可编程控制器(PLC)对机床开关量信号进行控制时可靠性高,使用方便,在大多数数控机床,特别是经济型数控机床中,要求的输入输出点数不多的情况下得到广泛应用。在兼用PC机系统资源的情况下,采用非实时多任务操作系统(如Windows)时,Win32API的设计可以满足多控制点复杂的数控功能要求,但由于Windows的分时性,没有考虑到实时环境的开发用途,其系统调用的效率不高,不能满足数控系统高实时场合PLC控制的实时性要求。

    VxWorks作为一运行在目标机上的高性能、可裁减的嵌入式实时操作系统,目前以其良好的可靠性和{zy1}的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域。

    本文基于VxWorks操作系统,提出了基于VxWorks的嵌入式实时PLC设计的方法与应用,利用VxWorks的开放性、模块化和可扩展性的系统结构特性以及多线程/多任务的系统环境来达到高实时要求的PLC控制,在保证实时性的同时,实现多点位、复杂功能的PLC系统控制目标。  

    1、传统PLC系统的结构

    相比较传统的的基于通用工业PC的工业PLC,其数控系统嵌入式PLC硬件包括:工控机及其外围设备,基于ISA总线的开关量输入输出接口卡,光电隔离模块,继电器输出模块。

    工控机采用Windows等非实时操作系统,数控系统的人机界面、数控代码处理、轨迹划、参数管理以及PLC控制都通过工控机由软件来实现,不需要独立的NC控制器,减少了数控系统对硬件的依赖,有利于提高系统的开放性。I/O输入输出信息通过PC机I/O接口卡实现主机与伺服接口模块和I/O接口模块之间的信息交换,PC机I/O接口卡基于ISA或PCI的总线。虽然其相较最初的单片机的控制加入了工业PC来拓展其开放性,但是由于没有充分利用PC机系统资源,而开发和运行都采用的非实时多任务操作系统(如Windows,Linux)时,其设计没有考虑到实时环境的开发用途,其系统调用的效率不高,数控系统PLC控制不能满足一些高精度场合的实时性要求。

    2、基于嵌入式系统的实时PLC系统结构

    嵌入式实时PLC系统,一般由开发系统和实时运行系统两部分组成,是相互独立而又密不可分的两个系统,可以分别单独运行。


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