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lyq_4652
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樓主  發表于: 2008-09-20 14:51
摘要:本文介紹了一種新的PLC開發過程——嵌入式PLC的開發。嵌入式PLC以用戶的應用為中心,軟硬件可由用戶根據工藝需要來裁剪,很好地滿足了用戶的個性化需求。
關鍵詞:嵌入式PLC芯片組 系統軟件  內核    
如今工業控制產品已發展到一個追求個性化、差異化的階段。傳統的PLC產品已經無法滿足更加細分化的市場需求,為了滿足這種需求,出現了嵌入式PLC產品。
一、嵌入式PLC
嵌入式PLC是將PLC系統軟件構建于控制器內,根據用戶控制需要定制硬件,以PLC的應用方式解決對象控制問題的PLC。它由兩部分組成:嵌入式PLC系統軟件和芯片組
1.           嵌入式PLC系統軟件
嵌入式PLC系統軟件將PLC語言(梯形圖語言)、CAN總線嵌入到單片機中,使單片機的產品開發從使用匯編語言變為使用PLC梯形圖語言,并具有CAN總線的互連特性。
該系統軟件具有以下特點:1.以梯形圖語言為內核,添加了中斷管理系統,能實現PLC無法實現的硬實時操作;2.強化運算能力,增加了CANBUS函數庫、浮點數庫、專家自整定PID、嵌入式WEB等,豐富了PLC的功能;3.提供開放式擴展結構,支持第三方開發擴展單元的接線;4.增加了網絡互連功能,在遠程端加載專用瀏覽器后,即可實現遠程監控。
系統軟件包括三個部分。
①嵌入式PLC內核: 它完成實時任務調度、梯形圖語言解釋、執行、通訊等基本功能,并提供二次開發驅動接口;
②二次開發驅動程序 通過系統軟件提供的外掛任務,使用內核開發各種面向具體對象個性化、差異化的驅動程序;
③終端應用程序 指面向工藝流程控制的梯形圖語言程序

2、         嵌入式PLC芯片組
EASY CORE 1.00 是一個加載了嵌入式PLC系統軟件的核心芯片組,作為一款加載了系統軟件的硬件平臺,可以用來設計通用和專用PLC。
(1)芯片組基本性能:
①   供電:+5V 200mA,RAM掉電保護5年。
②   CPU: C8051F040。
③   嵌入擴展能力
●32 I/O:可復用成SPI、I2C接口及外中斷、外計數、AD等。
●4 AD:   12位精度,100 KPS。
●2 DA:   12位精度,100 KPS。
④   通信接口
●CANBUS:系統軟件管理,使用工具軟件CANSet構建CANBUS總線網絡。
●UART0:系統軟件管理,用于梯形圖編程、監控,支持人機界面及用戶驅動程序下載。
●UART1:系統軟件管理,用于下載CANBUS網絡參數、構建RS485網絡及支持第三方設備互連。
(2)芯片組原理框圖:


二、    應用開發
基于加載了系統軟件的核心芯片組,我們可以根據工藝需要來開發自己的嵌入式PLC產品。下面就介紹基于嵌入式PLC芯片組開發的16路輸入的模擬量PLC產品(可輸入標準信號或熱電偶信號)。
1、     硬件設計
硬件整體結構圖如下:
AI0是芯片組內的一個AD轉換通道,P1.0—P1.4作為模擬開關的通道控制線來進行16個模擬信號通道間的切換。


(1)信號采集電路
       用AD公司的高精密放大器OP07構成模擬信號放大電路,OP07具有低輸入偏移電壓(10uV)、低漂移電壓(0.2uV/℃)和寬范圍的供電電壓(±3V-±18V), 可以很好地滿足該產品的要求。在這里OP07由±5V供電,R18、R79作為調零電阻,輸出電壓由下式給出:Vout=Vin(1+R98/R56)。


(2)信號選擇電路
       選擇16通道的模擬開關CD406 7構成信號選擇電路,A、B、C、D、INH接到芯片組的P1.0-P1.4引腳,做為模擬開關的通道選擇控制信號。OUT引腳接到芯片組的AIN0,即第一個AD轉換通道。

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