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基于DSP/BIOS的PLC执行系统开发2021-01-21 00:16

本文摘要:目前,工业控制领域常用的可编程逻辑控制器可分为两类:传统可编程逻辑控制器和软可编程逻辑控制器。传统PLC没有硬件架构堵塞等严重缺点,主要由几家厂商垄断,而软PLC在开放性和低成本方面潜力巨大。目前,欧美等许多西方国家已经将软件PLC作为重点研究对象。传统PLC具有软实时性,因此可以获得慢速、确认、重复的通话。

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目前,工业控制领域常用的可编程逻辑控制器可分为两类:传统可编程逻辑控制器和软可编程逻辑控制器。传统PLC没有硬件架构堵塞等严重缺点,主要由几家厂商垄断,而软PLC在开放性和低成本方面潜力巨大。目前,欧美等许多西方国家已经将软件PLC作为重点研究对象。传统PLC具有软实时性,因此可以获得慢速、确认、重复的通话。

另一方面,由于硬PLC是建立在某个基于PC的操作系统上的,比如WindowsNT,它不是一个软动态操作系统,因此基于PC的控制引擎的实时性问题成为制约硬PLC发展的主要因素之一。鉴于硬PLC实时性严重不足,本项目采用基于嵌入式处理器的控制方案,硬PLC作为控制器固件中的任务继续执行系统。美国TI公司销售的C6000系列数字信号处理器(DSPs)具有很高的处理能力,特别是为其TMS320C6000TM、TMS320C5000TM、TMS320C28xTM系列DSP平台设计开发的可扩展动态多任务操作系统内核DSP/BIOS,可以获得持有多线程、硬件抽象、动态分析和工具配备,实现动态线程调度,实时DSP由串口控制,运行速度慢。

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基于DSP/BIOS动态内核的PLC连续执行系统具有很好的实时性和稳定性。以下重点介绍其设计和施工方法。1硬PLC的设计规划1.1硬PLC的架构分析由PLC控制的PLC程序继续执行系统分为一级程序和二级程序,它们的继续执行周期并不完全一致。

一级程序继续每8ms执行一次,处理外部操作面板信号、报警信号等要求慢速的短脉冲信号,程序结束时自动获得结束标记END1。二级程序为通用PLC指令,每8nms连续执行一次,n为二级程序的拆分分数。在继续执行二次程序开始时,继续执行系统模块的PLC不会根据执行程序所需的时间自动将二次程序拆分成n个块,每8ms只继续执行一个块,二次程序结束时自动获得结束标记END2。1.2PLC继续执行系统的工作原理。

PLC采用循环扫描方式工作。首先系统初始化,然后转入循环工作过程。还包括输出采样、PLC指令继续执行、输入设置等几个阶段。

基本过程如图1右图所示。1)系统初始化:在PLC程序循环执行之前,系统初始化要连续进行,包括参数的输出和变量初始值的设定;2)输出采样:每次PLC程序继续执行时,都要将外部输出状态加载到缓冲区中,以备后期程序搜索;3)继续执行用户PLC程序:继续执行用户程序,即CPU从PLC程序的第一个地址开始,一个接一个地继续执行编译器后的PLC指令,后续适当的寄存器中不存在处理结果;4)输入的创建:继续执行用户程序后,处理后必须输入的结果必须是外部输入。由于PLC控制的对象多为缓变信号,PLC扫描输出和逻辑运算的时间很短,所以PLC继续执行系统作为原目标,每次继续执行一个周期就打开输入一次。

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