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嵌入式软PLC编程系统的设计安静【摘要】完成了一种在Windows操作环境下采用VC++开发工具设计的嵌入式软PLC编程系统.采用面向对象的设计思想,提出了描述软PLC梯形图元件的数据结构,以及对梯形图元件集合存储和交互式的方案.该系统针对VC++的Document/View的结构,设计了软PLC编程系统的软件结构,分为编辑、编译和仿真等功能模块,且结合相应的算法实现,并重点介绍了梯形图程序的编辑和编译扫描原理.为低成本高效率实现嵌入式软PLC编程系统提出了新方案,也为软件开发人员提供了一种软件设计的新思维.【期刊名称】《电气传动自动化》【年(卷),期】2010(032)006【总页数】5页(P33-37)【关键词】软PLC;梯形图;编辑;编译;仿真【作者】安静【作者单位】广东松山职业技术学院,电气工程系,广东,韶关,512126【正文语种】中文【中图分类】TP2731 引言随着控制技术向网络化、智能化和开放式发展，传统PLC逐渐暴露出其许多不足。
主要表现为技术封闭，造成了各生产厂商的PLC产品互不兼容，且编程开发方法差别很大，技术专门性很强，用户必须经过长期培训才能掌握其中一种产品的开发方法，这些问题制约了传统PLC的快速发展［1]。
随着计算机科学的发展和工业控制的IEC61131国际标准的制定，出现了用软件方式实现传统PLC控制功能的软PLC技术。
软PLC具有符合现代工业控制技术的优点，体系结构开放，支持多种硬件环境，解决了传统硬PLC互不兼容的问题。
软PLC把控制运算的功能封装在软件中，具有传统PLC的功能，可在计算机操作系统中实现程序的编辑、运算、编译、存储等功能，具有编程语言标准化、控制功能模块化、硬件配置灵活等特点［2]。
本文介绍的嵌入式软PLC编程系统软件在Windows环境下引入VC++开发工具，利用VC++强大的软件功能，使人机交互界面更友好，由于VC++固有的面向对象机制，可方便地设计梯形图数据结构，并结合相应的算法，完成软PLC编程系统设计。
1.计算机控制系统：就是利用计算机（单片机、ARM、PLC、PC机、工控机等）来实现生产过程自动控制的系统。
2.计算机控制系统的组成：硬件是由主机、外设、输入输出通道、检测元件和执行机构组成，软件由系统软件和应用软件组成。
3.外部设备：输入设备、输出设备、外存储器和通信设备。
4.计算机控制系统的分类：1）、操作指导控制系统2）、直接数字控制系统3）、监督控制系统4）、集散控制系统5）、现场总线控制系统5.计算机控制系统的发展趋势：1）、以工业PC为基础的低成本工业控制自动化将成为主流；2）、PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展；3）、面向测控管一体化设计的DCS 系统；4）、控制系统正在向现场总线方向发展。
6.多路开关：是用来进行模拟电压信号切换的关键元件。
在输入通道中。
当模拟量的变化不是很快时，可以采用多路开关。
7.采样/保持器的主要作用:1)、保持采样信号不变以便完成A/D转换2）、同时采样几个模拟量，以便进行数据处理和测量3）、减少D/A转换器的输出毛刺，从而消除输出电压的峰值及缩短稳定输出值的建立时间4）、把一个D/A转换器的输出分配到几个输出点，以保证输出的稳定性。
8.多路开关->输入通道使用反多路开关->输出通道使用采样保持器->A/D转换之前使用9.A/D转换常用的方法：计数器式A/D转换、逐次逼近型A/D转换、双积分式A/D转换和V/F变换型A/D转换。
10.8位的ADC0801/0804/0808/0809，10位的AD7570、AD573、AD575、AD579，12位的AD574、AD578、AD7582.11.直流电机与微型机接口采用的方法:光电隔离器+大功率场效应管，固态继电器，专用接口芯片，专业接口板。
12.显示设备分类：主动显示器件（是在外加电信号作用下，依靠器件本身产生的光辐射进行显示的），被动显示器件（本身不发光，工作时需另设光源，在外加电信号的作用下，依靠材料本身的光学特性变化，使照射在它上面的光受到调制）。
机器人系统的组成机器人系统通常由以下几个组成部分构成：1. 机械结构：包括机器人的物理外形和各个部件的机械结构，如关节、链条、连接器、传感器等。
这些结构决定了机器人的动作范围和运动能力。
2. 电气控制系统：包括电机、驱动器、传感器、计算机等电子设备，用于控制机器人的运动和感知环境。
电气控制系统接收来自计算机的指令，并将其转化为机械动作。
3. 计算机控制系统：包括嵌入式系统、单片机、PLC等，用于控制机器人的运动和执行任务。
计算机控制系统负责运算、决策和监控机器人的各种功能。
4. 感知系统：包括各种传感器，如摄像头、激光雷达、红外传感器等，用于感知机器人周围的环境信息。
感知系统可以获取到环境中的物体位置、距离、光照强度等数据，以辅助机器人的决策和动作。
5. 控制算法：包括路径规划、运动控制、动作规划等算法，用于指导和控制机器人的各项动作。
控制算法可以使机器人对特定任务做出适当的反应和行动。
6. 用户界面：通常是一台显示屏或者计算机界面，与机器人进行通信，可以通过界面对机器人进行控制和监控。
用户界面还可以提供机器人的工作状态、故障报警等信息。
这些组成部分相互配合，共同组成一个完整的机器人系统，实现使用者对机器人的控制和监控，并执行各种任务。
另外还有一些可选的组成部分，可以根据具体的机器人应用需求进行选择和配置：1. 操作系统：机器人可能运行一个特定的操作系统，如Linux 或Windows，用于管理和协调机器人系统的各项功能。
2. 数据存储和通信设备：机器人可能需要具备一定的存储和通信能力，以便存储和传输数据。
例如，机器人可以存储感知到的环境信息和任务执行过程中的数据。
3. 电源系统：机器人通常需要电源来驱动各个部件的工作，可以采用电池、电源适配器等不同形式的供电方式。
4. 人机交互接口：机器人可以配备触摸屏、声音识别、手势识别等人机交互设备，以便用户能够与机器人进行沟通和交互。
需要注意的是，不同类型的机器人系统在组成部分上可能会有所不同。
第一章计算机过程控制系统的应用与开展在石油、化工、冶金、电力、轻工和建材等工业生产中连续的或按一定程序周期进行的生产过程的自动控制称为生产过程自动化。
生产过程自动化是保持生产稳定、降低消耗、降低本钱、改善劳动条件、促进文明生产、保证生产平安和提高劳动生产率的重要手段，是20世纪科学与技术进步的特征，是工业现代化的标志。
但凡采用模拟或数字控制方式对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制就称为过程控制。
过程控制系统可以分为常规仪表过程控制系统与计算机过程控制系统两大类。
随着工业生产规模走向大型化、复杂化、精细化、批量化，靠仪表控制系统已很难到达生产和管理要求，计算机过程控制系统是近几十年开展起来的以计算机为核心的控制系统。
1.1 计算机过程控制系统的开展回忆世界上第一台电子数字计算机于19461959年世界上第一台过程控制计算机TRW-300回忆工业过程的计算机控制历史，经历了以下几个8寸期：(1)起步时期(20世纪50年代)。
20世纪50年代中期，有人开始研究将计算机用于工业过程控制。
(2)试验时期(20世纪60年代)。
1962年，英国的帝国化学工业公司利用计算机完全代替了原来的模拟控制。
(3)推广时期(20世纪70年代。
随着大规模集成电路(LSI)技术的开展，1972年生产出了微型计算机(mi—erocomputer)。
其最大优点是运算速度快，可靠性高，价格廉价和体积小。
(4)成熟时期(20世纪80年代)。
随着超大规模集成电路(VLSI)技术的飞速开展，使得计算机向着超小型化、软件固定化和控制智能化方向开展。
80年代末，又推出了具有计算机辅助设计(CAD)、专家系统、控N*0管理融为一体的新型集散控制系统。
(5)进一步开展时期(20世纪90年代)。
在计算机控制系统进一步完善应用更加普及，价格不断下降的同时，功能却更加丰富，性能变得更加可靠。
1.2 计算机过程控制系统的分类计算机控制系统的应用领域非常厂泛，计算机可以控制单个电机、阀门，也可以控制管理整个工厂企业；控制方式可以是单回路控制，也可以是复杂的多变量解耦控制、自适应控制、最优控制乃至智能控制。
嵌入式软PLC系统的设计和实现黄建成;黄庆化【摘要】针对传统PLC通用性差、兼容性不好、远程监控难的特点,提出了软PCL 的解决方案.首先介绍软PLC发展的相关概念和关键技术,探讨了软PLC的特点;其次详细介绍了软PLC的硬软件设计和实现过程;最后对软PLC系统的性能进行分析,分析结果表明:系统具备了良好的扩展性和移植性,达到了工业领域中远程控制的要求.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2006(029)017【总页数】4页(P114-116,120)【关键词】嵌入式软PLC;嵌入式PC;虚拟机;内核【作者】黄建成;黄庆化【作者单位】平果铝业公司建设监理公司,广西,平果,531400;柳州职业技术学院,广西,柳州,545006【正文语种】中文【中图分类】TP271 引言嵌入式软PLC系统(Embedded Soft PLC System)，是一种基于PL机开发结构的控制装置。
软PLC综合了计算机和PLC的开关控制、模拟量控制、数学运算、数值处理、通信网络等功能，通过一个多任务的内核，提供了强大的指令集、快速而准确的扫描周期、可靠的操作和可连接的各种I/O系统及网络的开发结构。
相对传统PLC，软PLC解决了兼容性差、通用性差的问题，具有下面的优势：(1) 硬件体系结构不再是封闭的，用户可以自己选择合适的硬件来组成满足要求的PLC，具有良好的扩展性。
(2) 软PLC可以通过PC机连接到计算机网络上，实现私有网络和互连网络的访问。
(3) 遵循IEC61131-3标准，基于PC平台的软PLC无需专门的编辑器，可以充分利用PC机的软硬件资源，直接采用梯形图或指令语言编程，具有良好的人机交互界面，开发简单，编程方便。
嵌入式软PLC系统(Embedded Soft PLC)主要用于工业控制自动化,他包括开发系统和运行系统两部分，运行系统又称为虚拟机系统。
开发系统运行在安装Windows 2000的PC平台上,他支持IEC61131-3标准中的3种编程语言：FBD,ST和LD。
PLC是什么？什么是PLC？PLC是什么意思？很多初学者都在为一个英文缩写（PLC）而烦恼。
PLC 是什么、什么是PLC？PLC是什么意思?其实很简单、官方的定义千篇一律、我是这样理解的。
PLC是什么？PLC是一种智能控制器、是电脑（PC）.PLC就是可编程控制器。
PLC 就是可编程序控制器：PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
二十世纪六十年代美国开始推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），用来取代传统继电器控制装置，从那时起，PLC技术快速发展，在全世界范围内得到了广泛的应用。
PLC的功能也不断完善。
随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC的功能也不断完善，PLC 在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。
今天的PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。
PLC作为离散控的制的首选产品，PLC在二十世纪八十年代至九十年代得到了迅速发展，全世界PLC使用年增长率保持在20%～30%。
随着工厂自动化程度的不断提高和PLC市场容量基数的不断扩大，近年来PLC在工业发达国家的增长速度放缓。
但是，在中国等发展中国家PLC的增长十分迅速。
综合相关资料，2004年全球PLC的销售收入为100亿美元左右，在自动化领域占据着十分重要的位置。
PLC是由摸仿原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。
它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。
工业自动化控制产品分类
工业自动化控制产品可大致分为以下几类：
1.控制器：如可编程逻辑控制器（PLC），它们是自动化工厂的大脑，
能按照预定的顺序改变主电路或控制电路的接线和电路中的电阻值，以控制电机起动、调速、制动和换向。
2.工业控制计算机：也称为工控机，它利用总线结构检测和控制生
产过程、机电设备和工艺设备。
3.嵌入式工控机：这是一种特殊类型的工控机，常与PLC、机器人、
伺服电机、传感器、工业相机、自动化软件等配合使用。
4.分布式控制系统（DCS）：也称为集散控制系统，按功能及规模可
分为多级分层分布式控制系统、中小型分布式控制系统、两级分布式控制系统。
5.工业PC机：这是一种专门为工业环境设计的PC机，配有各种过
程输入输出接口板组成工控机。
6.嵌入式计算机及OEM产品：包括PID调节器及控制器等。
7.机电设备数控系统（CNC，FMS，CAM）：这类系统用于控制和监
控复杂的制造过程。
8.现场总线控制系统（FCS）：这是一种新型的工业控制系统，通过
现场总线实现设备间的通信和控制。
这些产品在工业自动化控制中发挥着至关重要的作用，提高了生产效率，降低了人工成本，并确保了产品质量。
如需了解更多关于工
业自动化控制产品的信息，建议咨询自动化领域专业人士或查阅相关行业报告。
基于PLC的嵌入式数控机床控制系统设计一、引言随着现代制造业的发展，数控机床在加工领域中的应用越来越广泛。
数控机床的控制系统是数控技术的核心，它直接影响着数控机床的性能和精度。
传统的数控机床控制系统一般采用PC或专用的控制器进行控制，但是由于PC系统的不稳定性和专用控制器的高昂成本，使得这些控制系统在一定程度上受到了限制。
近年来，基于PLC的嵌入式控制系统逐渐受到了广泛关注，它具有稳定性高、成本低等优点，逐渐在数控领域中得到应用。
本文将重点介绍基于PLC的嵌入式数控机床控制系统的设计原理和方法，希望能为相关领域的研究和实践提供一定的参考价值。
1. PLC的基本原理PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业控制的计算机，它通过输入输出模块与外部设备进行数据交换，并通过逻辑控制指令对外部设备进行控制。
PLC一般由CPU、输入模块、输出模块、通信模块等部分组成，其中CPU负责处理逻辑控制指令，输入模块负责将外部设备的信号输入到PLC中，输出模块则负责将PLC产生的控制信号输出给外部设备。
2. 嵌入式数控机床控制系统的基本原理嵌入式数控机床控制系统是指将数控系统的控制模块直接嵌入到数控机床的控制器中，与数控机床的其他部件进行紧密结合，以实现对机床的自动控制和运行。
嵌入式数控机床控制系统的基本原理是通过PLC作为控制模块，接收数控程序的指令，运行数控算法，生成控制信号并交给数控机床的执行部件，从而实现对数控机床的精密控制。
1. 总体设计在设计基于PLC的嵌入式数控机床控制系统时，首先需要对数控机床的控制要求进行分析，包括控制精度、速度要求、多轴控制要求等。
然后根据控制要求设计PLC的选型和相关外围设备的选择，确定PLC的输入输出模块、通信模块等。
2. 软件设计在软件设计方面，需要编写数控编程软件，以实现数控程序的输入、编辑和管理。
编写控制算法程序，根据数控程序生成相应的控制信号，实现对数控机床各轴的控制。
!计算机测量与控制!"#"$!$%!&"!!"#$%&'()'*+%('#',&-!",&(".!#%%#!#收稿日期 "#"$#)""$!修回日期"#"$%%#&%基金项目 "#"#年度广西高校中青年教师科研能力提升项目!"#"#f =$)#%,"%作者简介 李可成!%)&#"&男&广西南宁人&大学本科&工程师&主要从事电气自动化控制技术方向的研究%引用格式 李可成!基于嵌入式软c B <分布式控制系统设计'+(!计算机测量与控制&"#"$&$%!&")%%#%%(!文章编号 %'*%,()& "#"$ #&#%%##'!!-./ %#!%'("' 0!1234!%%5,*'" 67!"#"$!#&!#%*!!中图分类号 8c "*$!!文献标识码 :基于嵌入式软F I !分布式控制系统设计李可成!广西工业职业技术学院智能制造学院&南宁!($###%"摘要 为了确保c <端主机所生成指令程序满足c B <控制原则&使c B <编程器的逻辑编译能力得到保障&提高指令编码准确性&设计基于嵌入式软c B <分布式控制系统$根据软c B <定义标准&确定系统结构的组成形式&再通过分析工作执行机制的方式&完成对嵌入式软c B <系统的技术基础研究$在分布式体系中&同时开发/+.驱动程序与c B <执行程序&并联合下级c B <编程器设备&确定<.-K [=[工程组件的实时运行状态&完成分布式控制系统的/+.组件设计$按照实时内核的进入与退出模式&定义分时映像区取值范围&借助数据库主机中存储的控制指令执行程序&求解指令逻辑栈表达式&实现对软c B <驱动模式的规范&完成基于嵌入式软c B <分布式控制系统设计$实验结果表明$实验所选%#条指令程序的c <端输出结果均满足c B <控制原则&在保障c B <编程器逻辑编译能力方面具有突出作用价值&且能够有效提高指令编码准确性%关键词 嵌入式布局$软c B <$分布式控制系统$/+.驱动程序$实时内核$分时映像区/'+37,"5/3+&(38%&'1!",&(".6:+&'#G *+'1",K #8'11'16"5&F I !B /f G 1F G 2A!/26G O O 4A G 26R ?2>J ?16>H 42A <I O O G A G &9>?2A Z 4/2Q 646>6G I J /2S >Q 6H T 8G 1F 2I O I A T &@?2242A!($###%&<F 42?"28+&(*4&)/2I H S G H 6I G 2Q >H G 6F ?66F G 42Q 6H >164I 27H I A H ?M A G 2G H ?6G S W T F I Q 61I M 7>6G H ?6c <Q 4S GM G G 6Q c B <1I 26H I O 7H 42147O G &G 2U Q >H G 6F G O I A 411I M 74O ?64I 2?W 4O 46T I Jc B <7H I A H ?M M G H &?2S 4M 7H I N G 6F G?11>H ?1T I J 42Q 6H >164I 21I S 42A &?S 4Q 6H 4W >6G S1I 26H I O Q T Q 6G M W ?Q G SI 2G M W G S S G S Q I J 6c B <4Q S G Q 4A 2G S !:11I H S 42A 6I 6F G S G J 42464I 2Q 6?2S ?H S I J Q I J 6c B <&6F G 1I M 7I Q 464I 2J I H MI J 6F G Q T Q 6G MQ 6H >1U 6>H G 4Q S G 6G H M 42G S &?2S 6F G 26F G 6G 1F 241?O W ?Q 41H G Q G ?H 1FI J 6F G G M W G S S G S Q I J 6c B <Q T Q 6G M4Q 1I M 7O G 6G SW T ?2?O T \42A 6F GV I H 3G Z G 1>U 64I 2M G 1F ?24Q M!/26F G S 4Q 6H 4W >6G S Q T Q 6G M &6F G /+.S H 4N G H ?2Sc B <G Z G 1>64I 27H I A H ?M?H G S G N G O I 7G S?66F G Q ?M G 64M G &?2S 6F G H G ?O U 64M G I 7G H ?64I 2Q 6?6G I J 6F G<.-K [=[G 2A 42G G H 42A 1I M 7I 2G 26Q 4Q S G 6G H M 42G S 421I 20>2164I 2V 46F6F G O I V G H O G N G Oc B <7H I A H ?M M G H G U L >47M G 266I 1I M 7O G 6G 6F G /+.1I M 7I 2G 26S G Q 4A 2I J 6F G S 4Q 6H 4W >6G S 1I 26H I O Q T Q 6G M!8F G H ?2A G I J 6F G 64M G U Q F ?H 42A 4M ?A G ?H G ?4Q S G J 42G S W T 6F G G 26H T ?2S G Z 46M I S G Q I J 6F G H G ?O U 64M G 3G H 2G O !Y 46F 6F G F G O 7I J 6F G 1I 26H I O 42Q 6H >164I 2G Z G 1>64I 27H I A H ?MQ 6I H G S 426F G S ?6?W ?Q G F I Q 6&6F G 42Q 6H >164I 2O I A 41Q 6?13G Z 7H G Q Q 4I 24Q Q I O N G S &6F G Q 7G 14J 41?64I 2I J 6F G Q I J 6c B <S H 4N GM I S G 4Q H G ?O 4\G S &?2S 6F G S 4Q 6H 4W >6G S 1I 2U 6H I O Q T Q 6G MS G Q 4A 2W ?Q G SI 26F G G M W G S S G S Q I J 6c B <4Q 1I M 7O G 6G S !8F G G Z 7G H 4M G 26?O H G Q >O 6Q Q F I V6F ?66F Gc <I >67>6H G Q >O 6Q I J 6F G %#42Q 6H >164I 27H I A H ?M Q Q G O G 16G S 426F 4Q G Z 7G H 4M G 26?O OM G G 66F Gc B <1I 26H I O 7H 42147O G &F ?N G 6F GI >6Q 6?2S 42A N ?O >G 42G 2Q >H 42A 6F G O I A 411I M 74O ?64I 2?W 4O 46T I J 6F Gc B <7H I A H ?M M G H &?2S 461?2G J J G 164N G O T 4M 7H I N G 6F G ?11>H ?1T I J 42Q 6H >164I 21I S 42A!9':;"(1+)G M W G S S G S O ?T I >6$Q I J 6c B <$S 4Q 6H 4W >6G S 1I 26H I O Q T Q 6G M $/+.S H 4N G H $H G ?O U 64M G3G H 2G O $64M G U Q F ?H 42A 4M ?A G ?H G ?<!引言嵌入式系统是一种专用型计算机处理系统&以计算机技术作为构建基础&在软硬件方面具有独立可裁剪的能力&对程序可靠性*程序功能等因素具有严格要求%[.<片上系统是嵌入式系统的重要组成形式&可以将包括<c D 元件在内的多种外设控制器设备集成在几个独立芯片结构之上&故而[.<嵌入式系统的体积相对较小*功耗成本相对较低&能够适应多种不同的互联网应用环境'%(%c B <作为设备和装置的核心控制器设备&能够借助/+.组件安装在机架结构之上&并可以按照智能化编程原则&改写系统主机内的原有程序编码原则&从而使得下级设备部件的无缝连通能力大幅提升%由于c B <控制体系的运行需要多个应用部件的共同配合&所以在更换另一种硬件设备时&也需要重新编写相关软件执行程序'"(%软c B <在保留传统c B <应用功能的基础上&采用面向现场总线网络的体系设计结构&全面开放了高速串口*通信接口等以太网连接通路&通过多语言编程的处理方式&修改原有执行程序的编译形式&从而将多个数据开放通路同时转接至8<c +/c 网络之中'$(%然而对于c <端主机而言&若所生成指令程序不能满足c B <控制原则&则会使c B <编程器的逻辑编译能力大幅下降&从而造成网络体系!投稿网址 V V V!0Q 01O T3\!1I M Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第&期李可成)基于嵌入式软c B <""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""分布式控制系统设计#%%%!#出现混乱运行状态%文献',(设计了基于工控业务仿真的高交互可编程逻辑控制器蜜罐系统&设置了过程仿真循环与服务仿真循环闭环体系&又在R ?6O ?W +[4M >O 423应用软件的作用下&完善了主机端元件与执行端元件之间的协同工作模式%然而在指令程序较为复杂的情况下&该系统并不能确保程序样本的编码形式完全符合c B <控制原则&因此&其对于编程器元件逻辑编译能力的保障作用也就无法达到实际需求标准%为此&设计了基于嵌入式软c B <分布式控制系统%=!嵌入式软F I !系统技术基础嵌入式软c B <应用技术可以在更改系统结构布局形式的同时&完善基础工作执行机制&本章节将针对上述内容展开研究%=>=!软FI !定义嵌入式软c B <系统的实现需要嵌入式系统组件*软c B <系统组件的共同配合&简单来说&就是利用软c B <技术控制嵌入式系统平台&再利用软件编程为c B <逻辑结构提供基础运算环境&最后将处理后的软件程序完整封装进嵌入式系统执行平台&以用于对下级应用元件进行控制'((%由于嵌入式软c B <系统包含嵌入式系统*软c B <系统的全部运行特点&所以定义其模式特征时应注意如下几方面内容)%"开放式控制平台与相关软件控制程序必须遵循相同的编码原则&在软c B <控制端口闭合的情况下&嵌入式端口也应随之进入闭合状态&且两个端口之间的数据信息样本不可以出现误传*反传行为&即控制程序运行指令只能由一个端口指向另一个端口&且这种指向性指令传输行为运行模式不具备可逆性%""当软c B <控制程序植入嵌入式系统后&c B <逻辑结构的运行模式会发生变化&当前情况下&分布式主机对于控制执行指令的编码速率较快&软c B <控制端口内的数据信息样本被快速消耗&故而整个c B <控制系统的运行速度也相对较快''(%$"在多类型软件程序同时存在的情况下&嵌入式系统主机运行速率始终比软c B <系统主机运行速率更快&当控制指令累积量达到数据库主机最大编码条件时&两类系统运行速率同时下降&直至已累计指令样本被c B <编码软件完全消耗%=>?!系统结构组成嵌入式软c B <分布式控制系统由硬件*软件两部分共同组成%硬件部分是系统的应用基础&主要包括/+.组件*<c D 设备*c B <内核*软移植内核等多种应用设备$软件部分是控制功能实现的关键&可以按照相关硬件设备的运行状态&制定必要的控制任务执行指令'*(%分布式控制系统基本布局如图%所示%/+.组件是嵌入式软c B <分布式控制系统硬件的核心&负责分析c B <软件程序&并可以根据控制指令约束条件&图%!嵌入式软c B <分布式控制系统结构组成图完成数据样本的处理%嵌入式存储器设备直接控制下级^.R 结构&其内核组件上集合了多个外设接口&能够满足软c B <系统多种不同的控制需求&由于访问中间件*/+.驱动器设备*^.R 结构之间保持稳定的并列连接关系&所以c B <内核*软移植内核*嵌入式存储器单元的任何指令行为都不会对下级设备结构的应用能力造成影响'&(%随着嵌入式软c B <系统所承担控制指令任务量的增大&应用软件层内控制任务的定义量也会不断增大&直至指令运行量达到系统数据库主机的最大存储条件%=>@!工作执行机制简单来说&分布式控制系统工作执行机制就是将嵌入式系统输出的指令程序改写成符合软c B <系统运行需求的编码形式&但由于软c B <定义标准会随着控制指令累积量的增大而改变&所以初始化控制系统时&要求代码执行文件样本*控制程序编辑序列必须使用相同的定义模板%控制系统开发环境与运行环境是两个完全独立的执行体系&前者通过配置嵌入式硬件设备的方式&确定c B <控制网络内编译文本的设置规则&再联合待编辑的控制程序&生成完整的代码执行文件&以供系统控制主机的直接调取与利用$后者可以在初始化控制系统的同时&实施对c B <程序的编码&并可以根据程序代码扫描文件中样本序列的定义规则&判断输出代码文件与系统控制需求之间的匹配性关系')%#(%系统开发环境与运行环境之间工作执行机制的对应标准如图"所示%图"!分布式控制系统执行机制详解图由于一个嵌入式硬件设备所输出的控制指令需要供给多个运行程序选择&所以开发环境与运行环境之间的对应关系并不满足单一性原则%!投稿网址 V V V!0Q 01O T3\!1I M Copyright ©博看网. All Rights Reserved.!!计算机测量与控制!第$%""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""卷#%%"!#!控制系统H N 组件设计基于嵌入式软c B <分布式控制系统的设计&需借助/+.组件完成对c B <程序的编写及<.-K [=[工程的设置&但由于分布式运行体系不仅模式相对较为复杂&所以为实现对组件设备间连接关系的判断&还要考虑/+.驱动程序的开发与编译原则%>=!分布式运行体系分布式运行体系是指主机对象与服务器对象分别对应的系统运行模式&一般来说&嵌入式硬件应用平台中的主机对象与服务器对象只能保持一一对应关系&即随着c B <控制程序输出量的增大&对应映射关系的存在组别数量也会不断增大'%%(%在软c B <控制系统中&分布式运行体系布局形式如图$所示%图$!软c B <系统分布式运行体系的基础架构可以将已编码*未编码的指令程序区分开来&其中已编码的程序指令直接反馈至服务器单元&以供其对嵌入式系统运行模式进行准确辨别$未编码程序指令则会在主机单元中进行二次加工&当前实时编码格式满足c B <控制标准后&这些程序指令则可以经由反馈信道&传输至服务器单元%假设<O 4G 26主机输出的指令文件为,%-&在分布式运行体系作用下&服务器主机所接收到的指令文件也为,%-%若将此模式应用到基于嵌入式软c B <分布式控制系统中&就可以认为c <端主机所生成指令程序的编码形式&与c B <编程器所接收到的指令程序编码形式保持一致&且无论/+.组件运行模式是否发生改变&这种分布式编码对应关系都不会发生变化'%"(%>?!H N 驱动开发/+.驱动开发就是调动软c B <分布式控制系统在嵌入式运行体系内的作用能力&在控制程序定义标准不同的情况下&/+.组件的驱动性越强&就表示待执行控制程序的累积量越大&当前情况下&驱动条件对于控制程序的适应能力较弱'%$%,(%设(*3表示两个随机选取的cB <控制向量&且(H 3的不等式取值条件恒成立&](表示基于向量 的/+.组件驱动指标&]3表示基于向量 的/+.组件驱动指标&其求解表达式为)](6\("7 N @(N"+(!%"]36N @3N 7\槡3+3C I @"!""式中&\(表示向量 方向性驱动系数&@(表示向量 嵌入式系统中的控制指令驱动特征&+(表示向量 逻辑控制系数$\3表示向量 方向性驱动系数&@3表示向量嵌入式系统中的控制指令驱动特征&+3表示向量 逻辑控制系数&I @表示系数@(与@3的平均值%基于/+.组件驱动指标值&推导软c B <分布式控制系统的/+.驱动程序开发表达式为)W (364#!](""M !]3""N ("73"槡N !$"式中&4表示cB <控制程序规划系数&且系数4取值恒大于自然数%%在基于嵌入式软c B <分布式控制系统中&驱动系数与驱动向量的变化趋势保持一致&但当其取值超过额定限度标准后&这种取值规则不成立%通过以上步骤完成/+.驱动开发过程&提高软c B <分布式控制系统的调动能力%>@!F I !程序编写c B <程序编写是解决c <端主机所生成指令程序编码格式不统一的必要方法&可以按照/+.驱动开发原则&确定软c B <控制系统指令程序的初始传输位置与目标传输位置'%(%'(%对于嵌入式系统组件而言&软c B <分布式控制系统执行指令会随着运行时间的延长而不断累积&故而c B <程序编写文本定义标准并不唯一&而是会随着执行指令累积量的增大而不断改变%设%表示c B <控制指令初始传输位置定义条件&%I 表示控制指令目标传输位置定义条件&/+.驱动开发原则要求&%I #%的不等式条件恒成立&.表示控制指令编译系数&在上述物理量的支持下&联立式!$"&可将c B <程序编写表达式定义为)K 61M l.6%%W (3:%I %,%I 7,%"%#J 槡,!,"式中&,%表示针对定义条件%的控制程序编码指标&,%I 表示针对定义条件%I 的控制程序编码指标&J ,表示指标,%*指标,%I 中值位置处的译码向量&由于,%与,%I 的取值均大于零&所以J ,向量取值也恒大于零&%表示标准译码系数%%系数大于零表示c B <控制程序传输方向为正&而%系数小于零则表示c B <控制程序传输方向为负%根据式!,"完成c B <程序的编写&解决了控制系统中c <端主机所生成指令程序编码格式不统一的问题%>A !!N /K 6Y 6工程设置设置软c B <分布式控制系统<.-K [=[工程之前&需要确认编译好的c B <控制程序描述文件安装是否正确&在嵌入式系统运行模式中&只有正确的c B <程序描述文件能够得到<.-K [=[工程的认证&而错误的c B <程序描述文件则会被系统数据库主机直接存储'%*(%<.-K [=[工程可以在系统控制指令中添加一个独立赋值任务&当任务优先!投稿网址 V V V!0Q 01O T3\!1I M Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第&期李可成)基于嵌入式软c B <""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""分布式控制系统设计#%%$!#级审核标准为,%-时&控制指令直接被c B <编程器执行&当任务优先级审核标准为,#-时&控制指令经过/+.组件的再次开发&直至其审核标准等于,%-!基于嵌入式软c B <分布式控制系统作为计算机应用系统的一种&所以其在处理控制指令时遵循二进制原则"'%&(%基于c B <程序编写原则的<.-K [=[工程设置条件满足式!(")"6)978I K #^5-^54-H 4!("!!其中)9表示c B <程序的优先级判别系数&8I 表示系数9的补充说明条件&)表示<.-K [=[工程栈中的标准审核值&-*4表示两个不相等且不为零的算法执行系数&^5-表示-系数条件下的控制指令赋值参量&^54表示4系数条件下的控制指令赋值参量%在<.-K [=[工程栈结构中&c B <控制程序描述文件的正确性虽然会影响执行指令输出结果&但却不会对栈元件运行能力造成影响&提高控制系统的运行能力%@!软F I !驱动模式在/+.组件结构的作用下&控制实时内核的进入与退出作用&再通过规划分时映像区的方式&推导控制指令逻辑栈表达式&从而实现基于嵌入式软c B <分布式控制系统的设计%@>=!实时内核的进入与退出实时内核进入与退出是两个完全相反的执行流程&前者意在将嵌入式软c B <控制程序植入分布式执行主机&而后者则可以将已植入控制程序再次移出分布式执行主机&从而释放系统缓存压力&使得c B <编程器运行速率加快&c <端主机输出的指令文件能够得到加密与编辑处理'%)(%实时内核是一个实体编程结构&可以更改c B <程序指令信息的编码形式&但为了保证嵌入式软c B <分布式控制系统的执行一致性&内核进入与退出过程所遵循的编码原则完全一致%实时内核进入编码原则为)A 6"$72M 42"#!"M 42"M"72M ?Z#!"M ?Z"!'"式中&2M 42表示软c B <控制程序植入特征最小值&2M ?Z 表示软c B <控制程序植入特征最大值&#M 42表示分布式植入系数最小值&#M ?Z 表示分布式植入系数最大值%实时内核退出编码原则为)A I 61M l66%/6#!^$"O 2"2H #!*"!!其中)6表示系统缓存参量的最小取值&/6表示控制协议移出指令的执行步长值&^$表示软c B <控制程序移出特征&O 表示c <端主机输出指令文件的编程表达式&2表示编码协议作用系数%基于嵌入式软c B <分布式控制系统实时内核结构为空的可能性极小&所以进入与退出编码原则表达式的取值基本不可能为零'"#(%@>?!分时映像区分时映像区是由目标代码和编程协议组成的程序指令目标存储空间&在基于嵌入式软c B <分布式控制系统中&分时映像区覆盖范围越大&表示控制系统数据库主机的存储空间越大&当前情况下&软c B <执行程序的存储速率较快&嵌入式应用系统所需承担的执行指令文件也就相对较多'"%""(%若将嵌入式软c B <分布式控制系统看作非可变存储环境&则可认为随着软c B <控制指令累积量的增大&分时映像区组织会呈现出不断扩张的变化态势&故而在求解映像区表达式时&还要求实时内核进入与退出编码原则之间不可以出现相互违背定义形式%设7表示嵌入式软c B <分布式控制系统中的分时标记系数&17表示基于系数7的软c B <控制指令编程向量&=表示控制指令映像反应系数&>=表示基于系数=的控制指令编程指征&>M l 表示映像反应系数无穷大时的控制指令编程指征&K >表示嵌入式控制系统的执行指令编程指征&L >表示系数>=*系数>M l *系数K >的平均值&联立上述物理量&可将分时映像区求解表达式定义为)Z 6!A C A I "L >17:M l=6%K >!>M l 7>=""!&"!!式!&"取值为零&表示分时映像区覆盖空间极小&并不代表嵌入式软c B <分布式控制系统中不存在分时映像区空间%@>@!控制指令逻辑栈控制指令逻辑栈也叫软c B <分布式控制程序的执行协议栈%在嵌入式系统执行环境中&栈文本是具有逻辑约束作用的程序指令&但单一的栈文本并不能决定分布式主机对软c B <执行程序的作用能力&故而控制指令逻辑栈的运行还需要/+.组件及相关硬件主机的共同配合'"$",(%嵌入式软c B <分布式控制系统控制指令逻辑栈作用表达式推导结果满足式!)")#6D 1#CZ '`!)S 7)L ""(I J #-7槡%!)"式中&D 1表示嵌入式系统环境中软c B <控制指令的执行向量&`表示分布执行系数&S *L 表示两个不相等的逻辑行为编码特征&)S 表示基于特征值S 的控制指令逻辑编码条件&)L 表示基于特征值L 的控制指令逻辑编码条件&-表示基向量参数&I J 表示软c B <控制指令的单位累积量%在/+.组件等相关硬件应用结构的作用下&条件软c B <驱动模式的作用形态&一方面保证逻辑栈文本的顺利执行&另一方面完成对基于嵌入式软c B <分布式控制系统的设计%A !实验分析A >=!实验步骤为了验证设计的基于嵌入式软c B <分布式控制系统的有效性&首先&通过式!%"和式!""计算得到的/+.组件驱动指标值&在Y 42S I V Q 主机中输入所设计的基于嵌入式软c B <分布式控制系统的c B <程序编写表达式&记录c <端主机所生成指令程序的编码形式&使其满足式!("!投稿网址 V V V!0Q 01O T3\!1I M Copyright ©博看网. All Rights Reserved.!!计算机测量与控制!第$%""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""卷#%%,!#的<.-K [=[工程设置条件&将其与给定的编码原则进行对比&总结出实验组控制指令的编码原则$然后&将各项显示参数归零&断开c B <编程器的所有连线&将c <端主机还原至初始连接状态$其次&根据/+.驱动开发原则&在Y 42S I V Q 主机中输入文献',(系统的c B <程序编写表达式&记录c <端主机所生成指令程序的编码形式&判断其是否满足<.-K [=[工程设置条件&总结出对照组控制指令的编码原则$最后&对比实验组*对照组编码原则&总结实验规律%在c B <编程器连接回路中&所有应用开关的连接状态均保持一致&所以c <端主机所生成指令是影响控制程序编码原则的唯一条件%A >?!设备调试利用[I J 6c B <U <'(#c B <软件监测c B <编程器的运行情况&当相关配置栏显示情况如图,所示时&闭合控制开关&进行实验%图,