PC－Based PLC嵌入式控制器及其實際應用策略 -嵌入式

時間：2012-04-05 15:23:33    第一對焦：PLC

1 PC-Based PLC的概念

PC-Based PLC也稱嵌入式控制器，是近幾年隨著嵌入式CPU、嵌入式操作系統(tǒng)和IEC-61131-3（LD、SFC、FBD、IL、ST）標準化編程語言的發(fā)展而發(fā)展的，它不再像IPC那樣以機箱加主板為主體結構，再搭配諸如A/D、D/A、DI/DO等功能I/O板卡的組合產(chǎn)品，也不想PLC那么封閉，而是一個獨立的基于嵌入式PC技術的開放式的控制系統(tǒng)，適合應用于小型的SCADA系統(tǒng)。如泓格的I-8000系列、Advantech的ADAM5510系列, 其主機內部是40MHz主頻的80188 CPU，操作系統(tǒng)為兼容DOS的MiniOS7（I-8000系列）或者ROMDOS（ADAM5510），其編程環(huán)境是基于PC的標準C語言程序，程序開發(fā)過程與PLC極其相似：首先再PC上編寫扣住任務程序，并將其編譯好后傳送到主機內的RAM上、再讓其脫機運行。另外為了使其具備PLC的優(yōu)勢特性， PC－Based PLC也可使用梯形圖編程，如泓格的ISaGRAF(配合I-8417/8817主機)，相對于PLC而言，PC－Based PLC的優(yōu)勢在于擁有IPC強大的Computing、Data Processing和Communication功能，在軟件方面，PC－Based PLC支持IEC-61131-3（LD、SFC、FBD、IL、ST）的五種國際標準語言和軟邏輯。

由于以上特點，PC－Based PLC將會更加開放和標準化，能適應更加復雜的控制和管控一體化信息的需求?？傊?，IPC是開放式架構、開放式系統(tǒng)，PLC則是封閉式架構、封閉式系統(tǒng)，而PC－Based PLC介于二者之間，是開放式架構、封閉式系統(tǒng)。嚴格地說，IPC一般承擔著管理控制任務和協(xié)同下級小型控制器或智能現(xiàn)場設備的控制任務，而PLC一般用作現(xiàn)地控制器。由于PC技術、信息技術、通信技術的交替發(fā)展，使得研發(fā)PC－Based PLC的投資相對減少，會有更多的廠家來共同推進PC－Based PLC的發(fā)展。因此，PC－Based PLC會有非常好的發(fā)展前景，但這并不意味著在短時間內PC－Based PLC會取代PLC，PLC和PC－Based PLC將會在競爭的發(fā)展中逐漸走向融合。

2、基于PC－Based PLC架構系統(tǒng)的應用策略

2.1AI模塊

AI （Analog Inputs）的多寡對系統(tǒng)的運行的實時性和穩(wěn)定性有較大的影響，尤其是當AI模塊較多時其影響更大。主要原因為：諸如I－8000或者ADAM5510 控制器的CPU僅僅是一款主頻只有40MHz地80188的控制器，其數(shù)據(jù)處理能力、存儲空間有限，導致其運算、邏輯處理以及事件響應的快速性就沒有 IPC那么強大，由于CPU要完成一次A/D的整個過程必須要進行采樣、保持、同步、轉換、存儲、處理以及運算等一系列的過程方可完成，比較費時，因此，當要完成的AI通道數(shù)較多時，必然會影響采樣的實時性和系統(tǒng)地穩(wěn)定性。通常而言，在一個控制器中，一般不要超過兩塊AI模塊為佳。

2.2 繼電器輸出模塊

繼電器輸出模塊對整個系統(tǒng)的影響最大，處理不好，將會導致整個系統(tǒng)崩潰和經(jīng)常出現(xiàn)當機、主機板燒壞等現(xiàn)象，由于I －8000或者ADAM5510控制器的供電一般為10～30VDC，總的輸入功率為20W，不像IPC的輸入功率為250W那么大，假如繼電器輸出模塊尤其是大功率繼電器模塊插放的太多，由于系統(tǒng)供電能量不足，將會導致其輸出不正常，控制系統(tǒng)經(jīng)常誤動作，導致系統(tǒng)崩潰、當機，甚至會導致主控板燒壞，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性以及可靠性存在許多隱患因素。一般而言，諸如繼電器輸出模塊不要超過兩塊，尤其是功率繼電器模塊最好為一塊。假如系統(tǒng)要控制的功率繼電器較多，可以采用普通光隔開關量輸入/輸出模塊利用多級放大的原理連接。