基于VxWorks的MB系列智能可編程控制器設(shè)計(jì)

1 引言
可編程控制器在PLC長期的使用過程中也逐漸暴露出了諸如開出回路簡單;通信擴(kuò)展能力差;梯形圖語言編程煩瑣;調(diào)試不夠方便等技術(shù)局限。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)及工業(yè)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)PLC的發(fā)展提出了更高要求，主要體現(xiàn)在:需要更高功能、更快速度、更大容量的PLC產(chǎn)品，以完成大型的控制項(xiàng)目和實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化及更強(qiáng)的通訊能力;要求控制更加可靠，性能更加穩(wěn)定;要求提供多樣化的更方便的編程語言等。
為此，南京南瑞自動(dòng)控制有限公司研制出新一代MB系列智能可編程控制器，它繼承了傳統(tǒng)PLC的優(yōu)點(diǎn)，又彌補(bǔ)了傳統(tǒng)PLC的技術(shù)薄弱環(huán)節(jié)，是對(duì)傳統(tǒng)PLC功能的極大提升。該產(chǎn)品集智能、可靠、開放、靈活于一身，適合多種復(fù)雜控制領(lǐng)域的應(yīng)用。

2 MB系列智能可編程控制器設(shè)計(jì)
2.1 MB系列智能可編程控制器結(jié)構(gòu)
MB系列智能可編程控制器采用LAN/FieldBus系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，提供標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)接口完成與上位機(jī)系統(tǒng)的通信。主控模件與智能I/O模件之間采用現(xiàn)場總線CAN作為內(nèi)部總線及擴(kuò)展總線，現(xiàn)場總線特有的高可靠性和對(duì)現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)能力，使得MB系列智能可編程控制器系統(tǒng)配置的靈活性和可靠性大大提高。圖1為雙主控?zé)醾淙哂嗄Ｊ较碌捏w系結(jié)構(gòu)。

圖1 MB系列智能可編程控制器體系結(jié)構(gòu)

在Intel x86硬件平臺(tái)上，應(yīng)用WindRiver公司的Tornado集成開發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)基于VxWorks的可編程控制器。
2.2 MB系列智能可編程控制器特點(diǎn)
(1) 高性能的主控模件:高檔的軟硬件配置使得主控模件具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力、運(yùn)算能力以及通訊處理能力;
(2) 開放的標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)通信接口:對(duì)外提供10/100M以太網(wǎng)接口，支持Modbus/TCP協(xié)議，可與上位機(jī)及各種監(jiān)控軟件互連;
(3) 先進(jìn)的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò):采用現(xiàn)場總線CAN網(wǎng)，具有通訊速率快、抗干擾能力強(qiáng)、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、擴(kuò)展靈活、實(shí)時(shí)性好等特點(diǎn)，為系統(tǒng)擴(kuò)展及遠(yuǎn)程控制提供了方便;
(4) 強(qiáng)大的串口通訊功能:提供了串口通訊模件，可自由配置，可方便地與其他智能設(shè)備通訊;
(5) 高可靠的熱備冗余方案:支持雙CPU、雙以太網(wǎng)、雙電源的熱備冗余方案，自動(dòng)實(shí)時(shí)備份數(shù)據(jù);
(6) MB系列不同型號(hào)PLC之間方便靈活的互連:可實(shí)現(xiàn)不同PLC之間的無縫連接，無需任何擴(kuò)展模件，節(jié)省系統(tǒng)成本;
(7) 全智能I/O設(shè)計(jì)和一系列安全性、可靠性設(shè)計(jì)為系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行提供了保障:開關(guān)量輸入模件的光電隔離和軟件濾波功能;開關(guān)量輸出模件的反讀、校核及執(zhí)行繼電器的聯(lián)合控制確保在任何情況下不會(huì)發(fā)生誤動(dòng);溫度量輸入模件先進(jìn)的每路獨(dú)立橫流源設(shè)計(jì)大大提高了采集速度和抗干擾性;模擬量輸入模件飛度電容的設(shè)計(jì)方法保證了內(nèi)部電路和外界干擾的絕對(duì)隔離，大大提高了采集精度，最大限度地降低了模擬量漂移;
(8) 界面友好、使用簡單的編程軟件
靈活的梯形圖編程語言及更多更豐富的梯形功能模塊;全漢化的梯形圖設(shè)計(jì)大大提高了梯形圖程序的可讀性;直觀的可視化流程圖編程語言，使復(fù)雜控制流程的實(shí)現(xiàn)變得非常簡單;模塊化程序結(jié)構(gòu)，程序之間可相互調(diào)用;支持遠(yuǎn)程編程和調(diào)試;
(9) 直接的GPS同步時(shí)鐘接口
直接提供GPS同步時(shí)鐘接口，無需編程及設(shè)置，硬件對(duì)時(shí)可達(dá)模件級(jí)，SOE事件信息更加精確、可靠;
(10) 方便實(shí)用的現(xiàn)地人機(jī)接口
提供了與觸摸屏的串行通訊接口，支持Modbus通訊協(xié)議，可與多種觸摸屏直接連接，無需增加輔助設(shè)備，也無需編寫通訊驅(qū)動(dòng)程序。