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發(fā)布時(shí)間: | 2025-03-17 16:39 |
最后更新: | 2025-03-17 16:39 |
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(臨沂)西門子PLC代理商
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PLC分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)與I/O處理現(xiàn)代工業(yè)控制任務(wù)需求的日益提高要求PLC通常用于完成比較復(fù)雜的項(xiàng)目,例如,PLC用于DCS,不同的PLC模塊分別完成管理、控制、現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集與處理,多個(gè)PLC控制從站之間的通信等另一方面,一個(gè)系統(tǒng)在完成之后,常常需要擴(kuò)容,在不改動原有硬件的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)硬件以模塊方式添加進(jìn)行擴(kuò)展,系統(tǒng)的原有軟件也不改動,新的軟件也以模塊方式添人一個(gè)復(fù)雜項(xiàng)目下的多個(gè)任務(wù)執(zhí)行。這些都需要分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)的支持。
??控制任務(wù)對于操作系統(tǒng)的要求是,模塊化結(jié)構(gòu),在一個(gè)jingque的時(shí)間段內(nèi)迅速、反復(fù)地執(zhí)行應(yīng)用程序。
??在PLC發(fā)展初期和中期,常規(guī)的PLC大多依賴于單任務(wù)的時(shí)鐘掃描或監(jiān)控程序來處理程序本身的邏輯運(yùn)算指令以及外部I/0通道的狀態(tài)采集與刷新,整個(gè)應(yīng)用程序采用一個(gè)循環(huán)周期。但事實(shí)上,在一個(gè)較復(fù)雜的控制系統(tǒng)中,往往有一些數(shù)據(jù)變量的實(shí)時(shí)性要求很高,但也有很多大慣性的模擬量對實(shí)時(shí)的要求并不是太高,如果所有的變量都采用同樣的刷新速度,這實(shí)質(zhì)上是對資源的浪費(fèi)。循環(huán)順序掃描的運(yùn)行機(jī)制直接導(dǎo)致了系統(tǒng)的控制速度嚴(yán)重依賴于應(yīng)用程序的大小,應(yīng)用程序一旦復(fù)雜龐大,控制速度就必然降低,這無疑是與I/O通道高實(shí)時(shí)性處理的要求相違背。
??PLC引入大型計(jì)算機(jī)的分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)理念,采用分時(shí)多任務(wù)的運(yùn)行機(jī)制,使得應(yīng)用任務(wù)的循環(huán)周期與程序長短并不是那么緊密相關(guān),設(shè)計(jì)人員可根據(jù)工藝需要自由設(shè)定應(yīng)用程序的優(yōu)先執(zhí)行順序,在CPU運(yùn)算能力允許的前提下,控制周期按照用戶的實(shí)際要求設(shè)定,從而將應(yīng)用程序的掃描周期與真正外部的控制周期區(qū)別開來,滿足了實(shí)時(shí)控制的要求。
??分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)可以分為多個(gè)任務(wù)層,具有以下優(yōu)點(diǎn):
??1)模塊化、結(jié)構(gòu)化的應(yīng)用軟件在編制用戶程序時(shí),一個(gè)完整的復(fù)雜項(xiàng)目可以分成多個(gè)獨(dú)立的任務(wù)來完成。每個(gè)任務(wù)都是獨(dú)立的程序部分,它可以完成許多不同的功能(數(shù)字量和模擬量的相互關(guān)聯(lián)、控制、定位等)。合理地分配一個(gè)項(xiàng)目,可以使應(yīng)用項(xiàng)目結(jié)構(gòu)化、模塊化。
??2)用最適合的編程語言創(chuàng)建任務(wù)∶結(jié)構(gòu)化的優(yōu)點(diǎn)是每個(gè)任務(wù)可以用最合適的編程語言來建立,單個(gè)的功能容易編寫,并且使功能模塊化,單個(gè)任務(wù)的故障處理也變得簡單。
??3)用戶可以按需要設(shè)定每個(gè)應(yīng)用任務(wù)的循環(huán)時(shí)間。
??4)對于特殊任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間不受完整程序循環(huán)時(shí)間的限制。
??5)任務(wù)維護(hù)非常簡單。
??當(dāng)使用分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)時(shí),處理器的能力分在多個(gè)任務(wù)中,可能導(dǎo)致處理多個(gè)任務(wù)數(shù)據(jù),分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)必須具有如下性能∶
??1)并行處理幾個(gè)控制任務(wù)。
??2)確定多個(gè)任務(wù)的處理時(shí)間。
??3)監(jiān)控任務(wù)時(shí)靈活設(shè)定循環(huán)時(shí)間。
??4)每個(gè)任務(wù)級別分配一致的I/O映像。
??基于分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)平臺,PLC的應(yīng)用程序可分為多個(gè)獨(dú)立的任務(wù)模塊,用戶可以方便地根據(jù)控制項(xiàng)目中各子任務(wù)的不同功能要求,如數(shù)據(jù)采集、報(bào)警、PID調(diào)節(jié)運(yùn)算、通信控制、數(shù)據(jù)打印等,開發(fā)相應(yīng)的控制任務(wù)模塊,在分別編制和調(diào)試之后,可一同下載至PLC的用戶程序存儲器中??刂祈?xiàng)目中的各子任務(wù)在分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)的調(diào)度管理下,并行協(xié)同運(yùn)行。
??分時(shí)處理各個(gè)控制任務(wù)給控制項(xiàng)目執(zhí)行帶來的好處是設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)不同任務(wù)對實(shí)時(shí)性能的不同需求,指定不同的優(yōu)先等級,確定不同的循環(huán)周期,使得這些任務(wù)模塊既相互獨(dú)立運(yùn)行,數(shù)據(jù)又保持一定的相互關(guān)聯(lián),從而實(shí)現(xiàn)確定的分時(shí)多任務(wù)控制,是某個(gè)任務(wù)處于等待狀態(tài),其他任務(wù)也可繼續(xù)執(zhí)行。
??分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制是源于大型應(yīng)用軟件模塊化的設(shè)計(jì)思想,第一,它帶來了項(xiàng)目開發(fā)效率上的提高,有著常規(guī)PLC無法比擬的靈活性。多任務(wù)的設(shè)計(jì)使得各個(gè)任務(wù)模塊的功能描述更趨清晰簡潔。第二,用戶可以自行開發(fā)自己獨(dú)有的而又具有通用性的獨(dú)立功能模塊,將其封裝以便于日后在其他應(yīng)用項(xiàng)目中重新使用。第三,各個(gè)不同的任務(wù)還可以由開發(fā)小組的不同成員分別編制。不同的開發(fā)人員基于共同的約定,可以靈活選用符合IEC1131-3規(guī)范的不同編程語言進(jìn)行任務(wù)編程設(shè)計(jì),有利于軟件設(shè)計(jì)可靠性的提高,也有益于開發(fā)人員短時(shí)間內(nèi)編制出結(jié)構(gòu)清晰、功能明確的控制程序。
西門子是世界上完整自動化和驅(qū)動解決方案的主要提供商:
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我們的觀念是使機(jī)器最優(yōu)化并強(qiáng)化過程。我們的方案是以創(chuàng)新技術(shù)為基礎(chǔ)的,諸如模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及狀態(tài)控制器。通過使用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,經(jīng)試驗(yàn)和測試過的軟件模塊及所有創(chuàng)新技術(shù)使我們提供的方案非常經(jīng)濟(jì)。
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注:在“應(yīng)用和解決方案”中,你會發(fā)現(xiàn)重要的應(yīng)用例子和解決方案,以及工業(yè)專用的軟硬件方面的附加產(chǎn)品。
在“產(chǎn)品和服務(wù)”中,詳細(xì)描述了這些附加產(chǎn)品,包括技術(shù)數(shù)據(jù)和訂單數(shù)據(jù)。
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