基于CORBA技術(shù)的嵌入式控制器設計

2.2.2 開(kāi)發(fā)適合重礦行業(yè)的應用模塊

　　重礦行業(yè)礦山設備控制有其獨特的特點(diǎn)， 目前設備的控制相對數控機床來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，沒(méi)有復雜的軌跡控制，但對加工時(shí)的智能優(yōu)化和邏輯控制有很高的要求。隨著(zhù)地質(zhì)條件的變化、對礦石產(chǎn)品的篩選要求增加，新型生產(chǎn)工藝的產(chǎn)生，增加了控制的復雜性，設備組成生產(chǎn)系統時(shí)設備相對較為分散，設備現場(chǎng)環(huán)境較為惡劣，基于這些特點(diǎn)研究在上述CORBA協(xié)議框架下的應用程序模塊，將這些人機交互、邏輯控制、運動(dòng)控制、智能過(guò)程控制、通訊服務(wù)等模塊形成標準化的可裁減的應用對象模塊。具體模塊如下所示：

　　1）狀態(tài)采集模塊。根據不同產(chǎn)品監控對象數據采集的不同，構建不同的數據采集模塊。包括數據采集硬件以及數據采集、記錄、傳送軟件。例如，針對振動(dòng)的采集模塊，振動(dòng)壓力的采集模塊，振動(dòng)溫度的采集模塊等。

　　2）監控模塊。監控模塊包括嵌入式控制器上的應用模塊以及遠程PC平臺上的分析模塊。例如，針對單錘破的監控模塊可能就包括對軸承的監控，通過(guò)對軸承的不同采集點(diǎn)采集數據的分析進(jìn)行設備的狀態(tài)分析，實(shí)現監控。遠程計算機上也可以通過(guò)標準的監控模塊對該設備進(jìn)行有效的監控，實(shí)現故障預警。

　　3）過(guò)程控制模塊。過(guò)程控制模塊可以對于采礦成套線(xiàn)上的多個(gè)設備的控制來(lái)實(shí)現設備的協(xié)調運行和效率的提高。

　　4）通訊服務(wù)模塊。通過(guò)通訊模塊可以將現場(chǎng)采集的各種數據（如溫度、轉速、震動(dòng)等）傳輸到監控室，便于工作人員對設備運行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，提高效率，減少故障發(fā)生率。另外，根據需要，可選視頻圖像采集與壓縮模塊，將現場(chǎng)圖像等多媒體信息采集下來(lái)，通過(guò)通訊模塊進(jìn)行傳送，為工作人員提供直觀(guān)的現場(chǎng)運行場(chǎng)景顯示。

　　控制器的網(wǎng)絡(luò )化應用和遠程監控服務(wù)的結構見(jiàn)圖2。

　　圖2 控制器分布式應用框圖

　　在現場(chǎng)各個(gè)設備上的控制器可以獨立工件，也叮以通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò )連接起來(lái)，可以形成一個(gè)監控剛絡(luò )，部分控制器可以選擇視頻采集功能，通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò )把圖像傳遞到監控PC上，甚至可以通過(guò)服務(wù)器和Internet向異地計算機進(jìn)行圖像傳遞：控制器和監控PC的無(wú)線(xiàn)傳輸通過(guò)連接九線(xiàn)模塊進(jìn)行，無(wú)線(xiàn)數字收發(fā)模塊負責信道估計、補償、信號檢測與基本的差錯控制（如出錯重傳，前向糾錯等）。

　　服務(wù)器和Internet的連接也是多種方式：電話(huà)、ADSL、GSM或CDMA等，服務(wù)器完成數據采集、存儲與管理，根據異地計算機的要求，形成相應的、基于Web的表單和多媒體流信息，并向遠程調用者發(fā)布。同時(shí)，可以根據異地計算機的指令，對設備監控人員發(fā)出操作命令。

　　2.2.3 實(shí)時(shí)操作系統

　　分布式控制器將采用國產(chǎn)的ReWorks操作系統。ReWorks是中國電子科技集團第32所（華東計算技術(shù)研究所）自主研制的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統和集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，它是一個(gè)集設計／開(kāi)發(fā)／調試／仿真于一體的實(shí)時(shí)嵌入式系統開(kāi)發(fā)與運行平臺，兼容于VxWorks的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統。

　　2.2.4 嵌入式系統硬件設計

　　考慮到系統的開(kāi)放性，系統硬件選擇X86 CPU 系統，采用成熟的All-in-013e主板，并支持104總線(xiàn)。硬件體系結構如圖3所示。