嵌入式PLC開(kāi)發(fā)背景
2005/4/12 10:37:00
15年前,當(dāng)我用8031 單片機(jī)控制PPN折彎?rùn)C(jī)時(shí),覺(jué)得匯編語(yǔ)言是多么神奇啊!但干了十幾年的圍繞用戶工藝要求定制各類(lèi)嵌入板的工作后,感覺(jué)仿佛陷入了無(wú)邊的苦海。用戶每提出一個(gè)新的小要求,我就得改程序,只要用戶有新的需求,這種工作就沒(méi)有盡頭。 12年前,我采用數(shù)據(jù)采集卡,在IPC上用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了唐山熱河82米輥道窯全計(jì)算機(jī)控制。做了幾十條窯爐計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)后,我發(fā)現(xiàn)走入了系統(tǒng)控制的誤區(qū)。在IPC上運(yùn)行實(shí)時(shí)控制算法,風(fēng)險(xiǎn)太大;用C、VC、組態(tài)軟件編程的辛苦無(wú)人認(rèn)可。盡管硬盤(pán)、鍵盤(pán)、接口花去了大量的售后服務(wù)費(fèi)用,用戶最終還是拋棄了工控機(jī)系統(tǒng)。 而PLC以其高可靠性,十幾年來(lái)市場(chǎng)不斷擴(kuò)大,在解決好了邏輯控制的同時(shí),加強(qiáng)過(guò)程控制的功能,并增加了大量的擴(kuò)展專(zhuān)用模塊,其應(yīng)用范圍向上擠占DCS的市場(chǎng),向下覆蓋了部分嵌入式單片機(jī)應(yīng)用的市場(chǎng)。PLC的現(xiàn)場(chǎng)總線功能、支持人機(jī)界面及易學(xué)易用的梯形圖語(yǔ)言,讓工廠電工都易于接受。 如果PLC能滿足用戶的工藝要求,誰(shuí)還愿用需要昂貴的一次開(kāi)發(fā)費(fèi)用的嵌入板或不穩(wěn)定的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)呢?幸好是假設(shè),PLC也有的短處。由于控制對(duì)象千差萬(wàn)別,工藝要求五花八門(mén),即使有大量的擴(kuò)展模塊供選擇,也難以滿足特定對(duì)象的工藝要求。否則誰(shuí)還會(huì)要工控嵌入板? 今天工廠自動(dòng)化人員能進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的軟件一是組態(tài),二是梯形圖語(yǔ)言。這二者如果能解決的問(wèn)題還用VB、VC去開(kāi)發(fā),那一定是在做傻事!借助工具軟件開(kāi)發(fā)各類(lèi)應(yīng)用系統(tǒng),既提高了開(kāi)發(fā)速度,降低開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn),又能節(jié)約開(kāi)發(fā)費(fèi)用。但組態(tài)軟件只能在PC機(jī)(或?qū)S肞C)上運(yùn)行,梯形圖語(yǔ)言只在PLC可編程邏輯控制器中運(yùn)行。制約PLC不能滿足用戶工藝要求的,不是梯形圖語(yǔ)言,而是PLC的硬件不夠靈活。 嵌入式PLC軟件正是在這種困惑中開(kāi)始開(kāi)發(fā)的,它以PLC梯形圖語(yǔ)言為內(nèi)核,強(qiáng)化過(guò)程控制的運(yùn)算能力,提供開(kāi)放式擴(kuò)展結(jié)構(gòu),增加網(wǎng)絡(luò)互連功能。它融合嵌入板的特殊要求,發(fā)揚(yáng)PLC梯形圖語(yǔ)言優(yōu)勢(shì),為特定對(duì)象控制問(wèn)題的解決提供了一個(gè)通用開(kāi)發(fā)平臺(tái)。 嵌入式PLC軟件是面向單片機(jī)嵌入板的軟件設(shè)計(jì)而開(kāi)發(fā)的(當(dāng)然做標(biāo)準(zhǔn)PLC很容易),解決PLC不好解決的問(wèn)題(如成本、硬件支持、工藝保密等)。在開(kāi)發(fā)初期,試圖在Uclinux、Uxwoek環(huán)境下開(kāi)發(fā),但深入進(jìn)去發(fā)現(xiàn),要實(shí)現(xiàn)片級(jí)嵌入(8位單片機(jī)),運(yùn)行Uclinux、COS/D的芯片都大了。最終開(kāi)發(fā)選擇了匯編(針對(duì)51系列單片機(jī))語(yǔ)言,難的是自己,但為保證應(yīng)用的穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性,值得! 嵌入式PLC軟件的擴(kuò)展能力體現(xiàn)在擴(kuò)展接口及協(xié)議的開(kāi)放性上。世界上各家的PLC生產(chǎn)商都有現(xiàn)場(chǎng)總線接口,如三菱的CC—Link,西門(mén)子的Profibus等。但我選擇了CANbus,一是中國(guó)的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)是DeviceNet(CANbus是其底層協(xié)議),二是CANbus在中國(guó)工控市場(chǎng)上已形成事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。 嵌入式PLC軟件的網(wǎng)絡(luò)互連能力體現(xiàn)在嵌入式Web服務(wù)器上,其深度裁剪TCP/IP協(xié)議(僅運(yùn)行TCP/IP、ICMP ARP),在遠(yuǎn)程端加載專(zhuān)用瀏覽器后,即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。 嵌入式PLC軟件提供的硬實(shí)時(shí)體現(xiàn)在用戶定制中斷系統(tǒng)干預(yù)內(nèi)核任務(wù)調(diào)度機(jī)制,實(shí)現(xiàn)高速實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)要求(如步進(jìn)驅(qū)動(dòng),可控硅移相觸發(fā)等)上。 當(dāng)我寫(xiě)完EASY-V1.00嵌入式PLC軟件時(shí),它已具備以下功能: 1、支持三菱、臺(tái)達(dá)等多家人機(jī)界面 2、支持梯形圖編程(86條指令) 3、支持CANbus互連(多機(jī)并聯(lián)運(yùn)行或擴(kuò)展單元連接) 4、支持第三方開(kāi)發(fā)擴(kuò)展單元的接線 5、提供硬實(shí)時(shí),用戶嵌入接口 EASY-V1.00嵌入式PLC軟件,為單片機(jī)嵌入設(shè)計(jì)提供了一個(gè)全新的設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)人員更多地關(guān)注接口及可靠性,而將用戶工藝交給梯形圖語(yǔ)言,僅需數(shù)數(shù)I/O口數(shù)量,畫(huà)畫(huà)PCB板,就可快速推出產(chǎn)品。 EASY-V1.00嵌入式PLC軟件,將改變國(guó)產(chǎn)PLC設(shè)計(jì)格局,使PLC生產(chǎn)廠家能快速設(shè)計(jì)出貼近終端市場(chǎng)的PLC,即嵌入式PLC,也可更形象地稱(chēng)為客制式PLC(為客戶定制的PLC)。 EASY-V1.00開(kāi)發(fā)負(fù)責(zé)人:龔云生 網(wǎng)站:www.kwzk.com.cn
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