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(cháng)期的使用過(guò)程中也逐漸暴露出了諸如開(kāi)出回路簡(jiǎn)單;通信擴展能力差;梯形圖語(yǔ)言編程煩瑣;調試不夠方便等技術(shù)局限。伴隨著(zhù)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(shí)現網(wǎng)絡(luò )化及更強的通訊能力;要求控制更加可靠，性能更加穩定;要求提供多樣化的更方便的編程語(yǔ)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PLC的優(yōu)點(diǎn)，又彌補了傳統PLC的技術(shù)薄弱環(huán)節，是對傳統PLC功能的極大提升。該產(chǎn)品集智能、可靠、開(kāi)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構
MB系列智能可編程控制器采用LAN/FieldBus系統體系結構，提供標準的以太網(wǎng)接口完成與上位機系統的通信。主控模件與智能I/O模件之間采用現場(chǎng)總線(xiàn)CAN作為內部總線(xiàn)及擴展總線(xiàn)，現場(chǎng)總線(xiàn)特有的高可靠性和對現場(chǎng)環(huán)境的適應能力，使得MB系列智能可編程控制器系統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構。

圖1 MB系列智能可編程控制器體系結構

在Intel x86硬件平臺上，應用WindRiver公司的Tornado集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，實(shí)現基于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大的數據處理能力、運算能力以及通訊處理能力;
(2) 開(kāi)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控軟件互連;
(3) 先進(jìn)的現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò ):采用現場(chǎng)總線(xiàn)CAN網(wǎng)，具有通訊速率快、抗干擾能力強、成本低、結構簡(jiǎn)單、擴展靈活、實(shí)時(shí)性好等特點(diǎn)，為系統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(dòng)實(shí)時(shí)備份數據;
(6) MB系列不同型號PLC之間方便靈活的互連:可實(shí)現不同PLC之間的無(wú)縫連接，無(wú)需任何擴展模件，節省系統成本;
(7) 全智能I/O設計和一系列安全性、可靠性設計為系統的安全可靠運行提供了保障:開(kāi)關(guān)量輸入模件的光電隔離和軟件濾波功能;開(kāi)關(guān)量輸出模件的反讀、校核及執行繼電器的聯(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(jiǎn)單的編程軟件
靈活的梯形圖編程語(yǔ)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(guān)的可視化流程圖編程語(yǔ)言，使復雜控制流程的實(shí)現變得非常簡(jiǎn)單;模塊化程序結構，程序之間可相互調用;支持遠程編程和調試;
(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(wú)需編程及設置，硬件對時(shí)可達模件級，SOE事件信息更加精確、可靠;
(10) 方便實(shí)用的現地人機接口
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(wú)需增加輔助設備，也無(wú)需編寫(xiě)通訊驅動(dòng)程序。