基于VxWorks的DCS现场控制站软件设计与应用

基于VxWorks的核电DCS系统控制器软件的设计与实现刘刚林;王晓伟;王万青【摘要】With the continuous development of computer technologies, digital control system (DCS) has been more and more widely used in the field of nuclear power. In this paper, we introduce the design and implementation of nuclear power DCS controller software system based on VxWorks for fast data acquisition, operation and output. This software can meet the requirements of nuclear power DCS system in terms of high reliability and real-time performance. It has been applied in a number of nuclear power plants. Meanwhile, it also has certain reference significance for the design and implementation of other embedded real-time softwares.%随着计算机技术的不断发展和日渐成熟，数字化控制系统（DCS）在核电领域得到了越来越广泛的应用。

本文介绍了一种基于VxWorks的核电DCS 系统控制器软件的设计与实现，能够实现数据的快速采集、运算和输出，满足了核电DCS系统对高可靠性和实时性的要求，已在多个核电站得到应用，同时对其它嵌入式实时软件的设计与实现也具有很好的借鉴意义。

DCS系统控制组态仿真软件的设计和实现1引言集散控制系统（DCS）是应用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理而对现场装置的控制分散的基本控制技术。

集散控制系统的重要组成部分是组态软件。

传统的工业控制软件重复使用率低开发周期长，很难满足工业自动化的要求。

工业自动化组态软件的出现为解决实际工程中的问题提供了一种新的方法，它能够使用户根据自己的控制对象和控制目的任意组态，使自动化工程人员能够面向问题的设计。

控制组态仿真软件要比传统仿真软件作出改进，使其不仅仅可以供控制人员进行一些控制的组态构建，还可以提供给操作人员进行仿真培训，以及进行控制管理人员的培训。

只要使其控制组态的模式和现场模式保持一致，就可以达到仿真的目的，而不必在实际的dcs 控制室进行试验和调试，这样可以减少投资，并减小和避免工艺投放风险。

因此，开发结构合理、安全可靠、简单实用的仿真系统控制组态软件，具有很好的应用前景。

2统结构及其实现2.1控制组态概述控制组态仿真软件作为集成的图形编程语言，是针对DCS系统所开发的全中文界面的控制方案组态工具，它与dcs系统流程图组态软件联合完成对系统的图形组态，是新型dcs 系统组态软件的重要组成部分之一，也是算法控制组态的核心部分。

本设计参考了国际电工委员会iec61131-3提供的用于控制的4种编程语言标准：梯形图，结构化高级语言，方框图，指令助记符，采用了简单方便易于用户学习和使用的方框图形式的编程语言，使编程环境更加高效，更加人性化。

本文根据面向对象的设计思想，基于目前控制领域通用的windows2000平台，采用visualc++6.0语言实现了程序设计。

这样，不仅使人机界面更加友好，而且能够更好地利用windows系统的资源，使组态软件的功能更为强大。

系统的结构如图1所示。

各部分的功能及实现方法叙述如下。

2.2算法显示模块和控制算法组态该软件向工程人员提供了一个图形化的控制算法组态平台，工程人员可以根据实际工业过程，选用合适的控制算法，用图形的方式，即选用算法显示模块，组成各种控制回路，然后将组态信息保存到组态文件中。

vxworks 使用案例VxWorks是一款实时操作系统（RTOS），广泛应用于嵌入式系统、工业控制、航空航天、军事等领域。

以下是一些VxWorks的典型使用案例：1. 嵌入式设备：VxWorks可用于各种嵌入式设备，如智能家居、无人驾驶汽车、工业机器人等。

在这些设备中，VxWorks可以提供实时性能、低功耗和紧凑的系统资源占用。

2. 航空航天：VxWorks在航空航天领域有着广泛应用，如飞行控制系统、卫星通信系统、航空电子设备等。

在这些系统中，VxWorks需要具备高可靠性、实时性和强大的内存管理能力。

3. 军事系统：VxWorks在军事领域也有广泛应用，如导弹控制系统、雷达系统、指挥控制系统等。

在这些系统中，VxWorks需要满足严格的性能、安全性和可靠性要求。

4. 工业控制：VxWorks可用于各种工业控制系统，如生产线自动化、智能仪表、传感器等。

在这些系统中，VxWorks可以提供实时性能、稳定性和易于扩展的特性。

5. 医疗设备：VxWorks在医疗设备中有广泛应用，如超声波设备、心电监测设备、手术机器人等。

在这些设备中，VxWorks需要具备高可靠性、实时性和良好的兼容性。

6. 通信设备：VxWorks可用于通信设备，如交换机、路由器、基站的控制系统等。

在这些设备中，VxWorks需要提供高性能、低功耗和稳定的系统运行。

7. 汽车电子：VxWorks在汽车电子领域也有广泛应用，如发动机控制系统、刹车控制系统、车载信息娱乐系统等。

在这些系统中，VxWorks 需要满足功能安全、实时性和低功耗的要求。

总之，VxWorks作为一款实时操作系统，在众多领域发挥着重要作用。

其高性能、实时性、可靠性和易用性使得它成为许多嵌入式系统和实时控制应用的首选操作系统。

基于机床现场总线控制系统的决策支持系统设计与实现随着现代制造业的发展，机床在工业生产中发挥着至关重要的作用。

机床控制系统的设计与实现对于提高生产效率、降低成本、改善产品质量具有重要意义。

基于机床现场总线控制系统的决策支持系统的设计与实现，旨在提供一个可靠的决策支持平台，帮助企业更好地进行生产决策和资源规划，并实现生产过程优化。

一、综述机床现场总线控制系统是一种集中控制、分散执行的控制系统，它可以实现对机床各个功能单元的统一调度和控制。

该控制系统将实时数据采集、信号传输、工作条件监测等功能集成于一体，为决策支持系统提供了实时、准确的数据基础。

决策支持系统的设计与实现不仅需要考虑其适配机床现场总线控制系统的特点，还需要满足具体生产环境下的需求。

二、需求分析1. 实时数据采集与分析决策支持系统需要能够实时采集机床的工作状态数据，并对其进行分析和处理。

这些数据包括机床的运行状态、生产效率、设备健康状况等。

通过对这些数据的分析，可以帮助企业了解机床的运行情况，及时发现问题，并进行相应的调整和优化。

2. 工艺参数优化决策支持系统还需要能够根据机床的实际情况，对工艺参数进行优化。

通过对机床在不同工艺参数下的生产效率、能耗、产品质量等指标进行分析和比较，可以为决策者提供科学的决策依据，从而实现生产过程的优化和改进。

3. 故障预警与维修支持决策支持系统需要能够通过对机床各个功能单元的状态监测和分析，及时发现潜在的故障，并给出相应的维修建议。

这些建议可以包括维修方式、维修时间、备件需求等。

通过及时的故障预警和维修支持，可以最大程度地减少机床故障带来的生产停工和生产效率下降。

4. 生产计划与资源规划决策支持系统还需要能够为企业提供生产计划和资源规划的功能。

这包括根据订单情况和机床的生产能力，优化生产排程，合理分配生产资源。

通过对生产计划和资源规划的优化，可以实现生产效率的最大化，降低生产成本，并提高产品交付的及时性。

基于VxWorks操作系统的实时显控软件开发
李义民;吕运鹏
【期刊名称】《电子科技》
【年(卷),期】2004(000)011
【摘要】以实时可裁剪微内核VxWorks为操作系统,结合某实时显控设备这一使
用环境,对该设备应用软件的开发进行了详细的介绍.重点讲述了实时性、任务划分、优先级设置等应用程序中较关键而又复杂的问题.
【总页数】4页(P53-56)
【作者】李义民;吕运鹏
【作者单位】郑州大学,物理工程学院,河南,郑州,450052;郑州大学,物理工程学院,
河南,郑州,450052
【正文语种】中文
【中图分类】TP316
【相关文献】
1.基于JARI_EGK面向对象的声呐显控界面软件开发方法 [J], 徐丽华
2.基于保护模式下雷达实时显控系统的设计研究 [J], 林丽蓉
3.基于ArcGIS的实时态势显控系统设计与性能优化 [J], 肖海;王忠;肖留威;凡超
4.基于构件的雷达显控终端软件开发技术 [J], 皇甫一江;王向敏;臧勤;张玉喜
5.基于三维地理环境的雷达网探测威力计算与实时空情态势显控 [J], 董光波;陈志杰;王艺;高效;杨进;温京
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嵌入式操作系统Vx W orks中的显控程序设计ΞThe D esign of Graph ical and Con trol Programm e i nEm bedded Operati ng System Vx W orks南京经济学院　(南京210003) 梁　勇东南大学(南京210096)孟　桥 【摘　要】　较全面地介绍了用W ind M L2.0实现嵌入式实时操作系统V x W o rk s的显控程序设计,并给出了在W ind M L2.0中显示中文的办法。

关键词:嵌入式实时操作系统,Vx W orks,显控程序,W i nd ML【Abstract】　T h is p ap er discu ssed the design of grap h ical and con tro l p rogramm e in em bedded real2ti m e op erating system V x W o rk s w ith W ind M L2.0.It discu ssed the functi onand u se of W ind M L and gave the m ean s to show Ch inese.Keywords:e m bedded rea l-ti m e opera ti ng syste m,Vx W orks,graph ica l and con trol pro-gramm e,W i nd ML1　引　言V x W o rk s是美国W indR iver公司(位于美国加州的A lam eda市)开发的,具有工业领导地位的高性能嵌入式实时操作系统。

V x W o rk s具有专门为实时嵌入式系统设计开发的操作系统内核,提供了高效的实时多任务调度、中断管理,实时的系统资源以及实时的任务间通信。

基于V x W o rk s操作系统的应用程序可以在不同的CPU平台上轻松移植。

DCS现场控制站控制软件研究与实现的开题报告一、项目背景在工业自动化过程中，DCS（分布式控制系统）现场控制站是非常重要的组成部分。

DCS现场控制站不仅承担大量的控制、监视、报警等任务，还需要实时响应操作人员的指令和控制策略的变化。

因此，为现场控制站开发良好的控制软件至关重要。

二、项目目的本项目旨在实现DCS现场控制站控制软件的研究与开发，提高现场控制站在工业自动化过程中的可靠性、稳定性和效率。

三、项目内容1. 系统分析和需求梳理对DCS现场控制站的功能及其控制软件的需求进行详细分析和梳理，确定系统的基本功能和特点。

2. 软件设计和开发根据系统分析和需求梳理的结果，设计并完成DCS现场控制站控制软件的开发工作。

具体包括软件功能设计、算法设计、软件架构设计和软件代码开发等。

3. 软件测试和验证进行控制软件的功能测试、性能测试和稳定性测试，并根据测试结果进行优化和改进。

同时，通过现场测试和应用来验证软件的可行性和可靠性。

四、项目意义和价值1. 提高现场控制站的可靠性和稳定性，保障系统的安全运行。

2. 提高工业自动化过程的效率和质量，实现控制过程的自动化和智能化。

3. 为DCS现场控制站软件的后续升级和扩展提供基础。

五、项目实施计划1. 第一阶段：系统分析和需求梳理，时间为2个月。

2. 第二阶段：软件设计和开发，时间为6个月。

3. 第三阶段：软件测试和验证，时间为2个月。

4. 第四阶段：最终项目验收，时间为1个月。

六、项目预期成果完成DCS现场控制站控制软件的研究和开发，形成可行、可靠、高效且易于扩展的软件系统，并按照计划提交相关交付物和验收报告。

基于VxWorks操作系统实现PLC控制系统的应用方案前言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卓越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。

其结构如图1所示。

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。

开发系统基于PC机，建立在Windows操作系统平台之上，提供了PLC应用程序的编写及其编译调试环境。

开发系统与实时运行系统的通讯一般通过RS232接口来实现。

如果嵌入式操作系统提供网络服务，也可以通过以太网、Modbus或CAN总线进行通讯。

DCS现场控制站软件可靠性设计
周勇
【期刊名称】《兵工自动化》
【年(卷),期】1999(000)002
【摘要】以一集散型控制系统（ＤＣＳ）现场控制站软件可靠性设计应用实例，总结了高可靠控制软件设计常采取的措施，详述了看门狗技术和以工艺经验为基础实现故障诊断以及容错控制策略的应用，以提高控制系统的可靠性。

【总页数】2页(P59-60)
【作者】周勇
【作者单位】中国兵器工业第五八研究所;中国兵器工业第五八研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.DCS现场控制站分站改造经验谈 [J], 贾生洋
2.核电厂DCS系统现场控制站SOE信号测试方法研究 [J], 赵爽;王鹏
3.基于VxWorks的DCS现场控制站软件设计与应用 [J], 张全周
4.基于ZigBee技术的无线DCS现场控制站设计 [J], 徐科明;刘恩华
5.基于STM32W108的无线DCS现场控制站设计 [J], 刘恩华
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基于VxWorks的通用控制平台的设计随着科技的不断发展，控制系统在各个领域中起着至关重要的作用。

为了满足不同领域的控制需求，我们设计了一款基于VxWorks实时操作系统的通用控制平台。

VxWorks是一种实时操作系统，具有高性能、可靠性和安全性的特点。

基于VxWorks的控制平台可以在各个领域中应用，如工业自动化、航空航天、军事等。

我们的设计目标是提供一个灵活且可扩展的控制平台，能够适应不同领域的控制需求。

首先，我们选择了VxWorks作为操作系统的基础，因为它具有实时性和可靠性。

VxWorks的内核采用了优化的调度算法，能够保证任务的及时响应，并通过可靠的通信机制，确保数据的准确传输。

这使得我们的控制平台能够处理实时数据，并且能够在各种环境下稳定运行。

其次，我们设计了一个模块化的架构，使控制平台能够根据需要进行功能扩展。

我们将控制平台分为不同的模块，如数据采集模块、控制算法模块、通信模块等。

每个模块都可以独立开发和测试，并且可以根据需要进行组合。

这样的设计使得我们的控制平台具有良好的可维护性和可扩展性。

另外，我们还考虑了控制平台的人机交互性。

我们设计了一个友好的用户界面，使操作人员能够方便地使用控制平台。

通过该界面，操作人员可以实时监测系统状态、调整控制参数，并且可以接收系统的报警信息。

这样的设计使得我们的控制平台更加易于使用和管理。

最后，我们进行了严格的测试和验证，确保控制平台的稳定性和可靠性。

我们采用了自动化测试工具，对每个模块进行了功能测试和性能测试。

通过这些测试，我们发现并修复了一些潜在的问题，确保了控制平台在不同环境下的正常运行。

总之，基于VxWorks的通用控制平台的设计使得我们能够满足不同领域的控制需求。

该平台具有高性能、可靠性和灵活性的特点，能够处理实时数据并能够适应各种环境。

我们相信，这个控制平台将在未来的控制系统中发挥重要作用。

DCS操作员站仿真软件设计与开发的开题报告一、研究背景和意义随着工业自动化的不断发展和普及，Distributed Control System （DCS）系统也得到了广泛的应用。

DCS系统是指利用计算机网络技术，将生产过程中的监控、控制和信息处理功能集成到一个系统中的工业自动化控制系统。

在生产过程中，DCS系统不仅可以实现对生产过程的实时控制，还可以对生产数据进行实时监测和处理，提高生产效率和降低生产成本。

DCS系统中的操作员站是控制系统的核心组成部分，操作员站可以对整个生产过程进行监控和控制，同时还具备记录、存储和分析生产数据的功能。

由于DCS系统涵盖的控制范围广泛、控制精度高，多数用户在初次接触该系统时，操作EMPLOYEES常常面临困惑和不适应，拥有仿真软件可以帮助操作员提升操作技能，减少由于操作失误而造成的生产事故。

本课题旨在基于DCS操作员站，设计和开发一款仿真软件，帮助操作员熟练掌握DCS系统的操作，并在实际操作中能够正确快速地做出反应以保证生产过程的稳定性和质量。

二、研究内容和目标本课题的主要研究内容是设计和开发一款基于DCS操作员站的仿真软件，主要包括以下几个方面：1.仿真环境的设计：根据DCS操作员站的实际工作环境，设计仿真环境的场景和布局，使得用户在使用仿真软件时可以获得与实际操作场景接近的体验。

2.仿真场景的编写：编写生产过程中的常见场景，设计仿真场景的具体操作过程和操作步骤，让用户可以通过仿真软件快速熟悉DSC操作员站的使用方法和技巧。

3.数据处理和分析：设计和开发数据采集、监测和分析功能，可以记录和分析仿真过程中的各种操作细节及生产数据，便于用户了解并及时纠正操作中的错误和缺陷，提高工作效率和生产质量。

本课题的研究目标是针对DCS操作员站的操作特点和用户需求，设计和开发一款能够模拟各种生产场景并给出实时的反馈的仿真软件，使用户能够在无风险的仿真环境下快速掌握DCS系统的操作，从而提高生产效率和工作质量。