基于VxWorks的MB系列智能可編程控制器設計

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。伴隨著計算機技術(shù)、信息技術(shù)及工業(yè)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，對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目和實現(xiàn)網(wǎng)絡化及更強的通訊能力;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，又彌補了傳統(tǒng)PLC的技術(shù)薄弱環(huán)節(jié)，是對傳統(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，適合多種復雜控制領(lǐng)域的應用。

2 MB系列智能可編程控制器設計
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)，提供標準的以太網(wǎng)接口完成與上位機系統(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)部總線及擴展總線，現(xiàn)場總線特有的高可靠性和對現(xiàn)場環(huán)境的適應能力，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為雙主控熱備冗余模式下的體系結(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硬件平臺上，應用WindRiver公司的Tornado集成開發(fā)環(huán)境，實現(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
(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大的數(shù)據(jù)處理能力、運算能力以及通訊處理能力;
(2) 開放的標準的以太網(wǎng)通信接口:對外提供10/100M以太網(wǎng)接口，支持Modbus/TCP協(xié)議，可與上位機及各種監(jiān)控軟件互連;
(3) 先進的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡:采用現(xiàn)場總線CAN網(wǎng)，具有通訊速率快、抗干擾能力強、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、擴展靈活、實時性好等特點，為系統(tǒng)擴展及遠程控制提供了方便;
(4) 強大的串口通訊功能: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，自動實時備份數(shù)據(jù);
(6) MB系列不同型號PLC之間方便靈活的互連:可實現(xiàn)不同PLC之間的無縫連接，無需任何擴展模件，節(jié)省系統(tǒng)成本;
(7) 全智能I/O設計和一系列安全性、可靠性設計為系統(tǒng)的安全可靠運行提供了保障: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發(fā)生誤動;溫度量輸入模件先進的每路獨立橫流源設計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計方法保證了內(nèi)部電路和外界干擾的絕對隔離，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;全漢化的梯形圖設計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，使復雜控制流程的實現(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;支持遠程編程和調(diào)試;
(9) 直接的GPS同步時鐘接口
直接提供GPS同步時鐘接口，無需編程及設置，硬件對時可達模件級，SOE事件信息更加精確、可靠;
(10) 方便實用的現(xiàn)地人機接口
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，無需增加輔助設備，也無需編寫通訊驅(qū)動程序。