嵌入式控制器的發展及應用簡介
嵌入式控制器的發展及應用簡介
PC-Based PLC也稱嵌入式控制器，它不再像IPC那樣以機箱加主板為主體結構，再搭配諸如A/D、D/A、DI/DO等功能I/O板卡的組合產品，而是一個獨立的基于嵌入式PC技術的專用系統，適合應用于小型的SCADA系統。如聯縱的LI-8000系列, 其主機內部是40MHz主頻的80188 CPU，操作系統為兼容DOS的MiniOS7，其編程環境是基于PC的標準C語言程序，程序開發過程與PLC極其相似：首先在PC上編寫常駐任務程序，并將其編譯好后傳送到主機內的Flash上、再讓其脫機運行。另外為了使其具備PLC的優勢特性，PC-Based PLC也可使用梯形圖編程，如聯縱的ISaGRAF(配合LI-8417/8817主機)，相對于PLC而言，PC-Based PLC的優勢在于擁有IPC強大的Computing、Data Processing和Communication功能，在軟件方面，PC-Based PLC支持IEC-61131-3（LD、SFC、FBD、IL、ST）的五種國際標準語言和軟邏輯。由于以上特點，PC-Based PLC將會更加開放和標準化，能適應更加復雜的控制和管控一體化信息的需求。
AI（Analog bbbbbs）的多寡對系統的運行的實時性和穩定性有較大的影響，尤其是當AI模塊較多時其影響更大。主要原因為：LI-8000模塊的CPU僅僅是一款主頻只有40MHz的80188的控制器，其數據處理能力、存儲空間有限，導致其運算、邏輯處理以及事件響應的快速性就沒有IPC那么強大，由于CPU要完成一次A/D的整個過程必須要進行采樣、保持、同步、轉換、存儲、處理以及運算等一系列的過程方可完成，比較費時，因此，當要完成的AI通道數較多時，必然會影響采樣的實時性和系統的穩定性。通常而言，在一個LI-8000模塊中，一般不要超過兩塊如LI-8017H系列的AI模塊為佳。
繼電器輸出模塊對整個系統的影響最大，處理不好，將會導致整個系統崩潰和經常出現當機、主機板燒壞等現象，由于LI-8000模塊的供電一般為10～30VDC，總的輸入功率為20W，不像IPC的輸入功率為250W那么大，假如繼電器輸出模塊尤其是大功率繼電器模塊插放的太多，由于系統供電能量不足，將會導致其輸出不正常，控制系統經常誤動作，導致系統崩潰、當機，甚至會導致主控板燒壞，使系統的穩定性、安全性以及可靠性存在許多隱患因素。一般而言，像LI-8060、LI-8058、LI-8063、LI-8064、LI-8065、LI-8066、LI-8068、LI-8069等不要超過兩塊，尤其是LI-8060、LI-8063、LI-8064、LI-8065、LI-8069這些功率模塊最好為一塊。假如系統要控制的功率繼電器較多，可以采用普通光隔開關量輸入/輸出模塊如LI-8042利用多級放大的原理連接。
在由PC-Based PLC架構的控制系統最為重要的一個環節便是與上位機進行的實時數據通信過程，而這一環節往往是制約系統實時性和穩定性的因素，它容易出現數據瓶頸。因為上位機通常為bbbbbbs操作系統，應用程序一般有人機交互界面和實時顯示界面，而往往將人機交互界面和實時顯示界面設計為前臺窗口，數據通信、分析以及存儲設計為后臺運行，但bbbbbbs 并不是作為實時操作系統設計的，是搶先式、多任務、基于消息傳遞機制的操作系統，但僅憑消息調度機制，顯然不能滿足實時系統的要求，難以保證準確實時地完成前后臺控制任務。因此在bbbbbbs環境中，采用多線程技術，可以有效地利用bbbbbbs等待時間，加快程序的反應速度，提高執行效率。用一個線程管理計算機數據通信，另一個線程進行數據處理、分析與存儲，這樣在滿足數據連續采集的同時，增強了系統事件響應和通信控制的實時性。
PC-Based PLC與上位機一般采用RS-485、CAN、ModBus或者Ethernet，假如采用RS-485、CAN、ModBus時，則要合理分配通信口，一般RS-485、CAN、ModBus的通信適配器卡有兩個口，因此假如控制系統有兩個LI-8000模塊，上位機可以采用一個通信口與兩個下級控制器通信，但是假如有四、六個……，最好將其分成兩組，上位機則采用兩個通信口分別與其通信，上位機采用兩個線程編寫通信程序，配置圖見圖1所示。
PC-Based PLC的發展得益于嵌入式CPU、嵌入式操作系統和IEC-61131-3（LD、SFC、FBD、IL、ST）標準化編程語言的發展，PC-Based PLC具有IPC和PLC的兩重特性，具有PLC的系統結構，又具有IPC的開放式架構，目前在工控界是IPC、PLC以及PC-Based PLC共存的時代，又是三者逐漸走向融合的時代，隨著嵌入式CPU、嵌入式操作系統以及符合IEC-61131-3國際標準語言開發工具的發展，PC-Based PLC或嵌入式控制器將更加開放和標準化，功能將會更加強大、數據通信能力將會更強、數據處理能力更快。更能適應更加復雜的工業控制需求。
本文標簽：嵌入式控制器的發展及應用簡介
* 由于無法獲得聯系方式等原因，本網使用的文字及圖片的作品報酬未能及時支付，在此深表歉意，請《嵌入式控制器的發展及應用簡介》相關權利人與機電之家網取得聯系。
：鞏經理
：13915946763
：南京塞姆泵業有限公司
