6ES7277-0AA22-0XA0型号齐全

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4.2 VxWorks BSP 的特点

在众多的商用嵌入式实时操作系统中，VxWorks 是使用极为广泛的一种操作系统，它实时性强，占用空间小，提供丰富的网络协议，有众多的调试手段。
VxWorks 的BSP 可以按功能分为两大部分。
1）目标系统的系统引导部分：主要是目标系统启动时的硬件初始化，在目标系统上电后开始执行，主要是配置处理器的工作状态，初始化系统的内存等，这部分的程序一般只在系统引导时执行，为操作系统运行提供硬件环境。
2）目标系统的设备驱动程序：主要是驱动目标系统配置的各种设备，包括字符型设备、块存储设备、网络设备等，这些设备驱动程序完成对硬件的配置，操作系统通过设备驱动程序来访问硬件，从而完成读取数据和外界的交互等。
在实际应用中，为了获得更好的稳定性和执行效率，许多设备驱动程序会直接和应用程序捆绑在一起，而不是由操作系统来管理。
4.3 BSP 的设计与修改
WRS 提供了大量预制的，支持许多商业主版或评估板的BSP，减少了开发时间。
宏观来看，BSP 包括两部分：
初始化部分：CPU 初始化；目标板初始化；操作系统的初始化。
驱动程序部分：一般要包括时钟、中断、串口驱动。
具体来看，BSP 包括源文件、头文件、派生文件。主要需要修改VxWorks 源码中的以
下目录中：
/target/config/all
几个重要文件的功用如下：
1)bootConfig.c：引导ROM 映像的主要初始化和控制文件。
2)bootInit.c：引导ROM 映像的第二阶段的初始化代码。实现romStart 函数--romInit.s
中的romInit()函数执行完后跳转到romStart()，执行解压缩，代码/数据段从rom 拷到ram。
3)usrConfig.c：VxWorks 映像的主要初始化代码。
/target/config/comps/vxworks：实时内核基本模块描述（cdf）文件。
/target/config/comps/src：实时内核模块配置文件。供usrconfig.c 使用。
/target/config/bspname 该目录下的文件就是要编写的BSP 文件。
由于 BSP 系统开发的硬件相关性和处理器系列的多样性，不可能有一种通用的程序或
方法来解决每一种处理器的BSP 问题，所以必须具体问题具体分析，不断实践，才能使程
序运行达到比较高的效率。
5、其它
另外，VxWorks 的多任务任务调度策略的实施也是实现嵌入式PLC 的一个关键点，确保高优先级任务在确定的时间内能被执行，并对外部的异步事件作出及时响应。多任务环境允许一个实时应用作为一系列独立任务来运行，各任务有各自的线程和系统资源。VxWorks系统提供了多处理器间和任务间的信号灯、消息队列、管道、网络透明的套接字。并具有实时系统的另一关键特性是硬件中断处理。为了获得快速可靠的中断响应，VxWorks 系统的中断服务程序（ISR）有自己的上下文。鉴于篇幅关系，在本文不做详细讨论。
6、总结与展望
嵌入式系统已经成为历史发展的必然，其极佳的可扩展性，对多种硬件的支持，同时能够提高PLC 的运行速度和可靠性，并且支持多任务的控制策略，对PLC 的性能有了很大的提高。通过现场运行调试，对现场I/O 设备进行监控，达到了预期的实时性要求，实现了通过现场总线或TCP/IP 通信协议与硬件层(I/O)高速的响应目标。新型的基于VxWorks 的嵌入式实时PLC 具有很高的性能价格比，具有市场竞争优势，有助于我国PLC 企业发展本国市场，发展自主产业的PLC。

本文作者创新点：研究了于基于VxWorks 的嵌入式实时PLC 系统，并包含了处理器的优化和BSP 的改造，是对现行国内PLC 设计技术的一种拓展和补充。

一、海为PLC通讯特点：

    1、内置多种通讯协议：HaiwellPLC各种型号的主机都内置ModbusRTU/ASCII协议、自由通讯协议以及海为公司的HaiwellBus高速通讯协议；

    2、通讯端口可扩展：HaiwellPLC各种型号的主机均自带2个通讯口（一个为RS-232，另一个为RS-485），用通讯扩展模块可扩展至5个通讯口，每个通讯端口均可用于用于编程和联网，通讯端口相互独立，均可作为主站也可作产从站；

    3、极为便利的通讯指令系统：使您无论使用何种通讯协议都只需一条通讯指令便可完成复杂的通讯功能，编程简单而程序简洁，无须再为通讯端口冲突、发送接收控制、通讯中断处理等问题烦恼，可以在程序中混合使用各种协议轻松完成您所需的各种数据交换；

    二、台达变频器通讯协议介绍

    台达变频器采用Modbus通讯协议，根据台达变频器说明书与通讯有关的主要参数如下：

    P00：频率指令来源设定，默认00，需要设定为03

    00：由数字操作器控制

    01：由模拟信号0~10V控制

    02：由模拟信号4~20mA控制

    03：由RS485通讯控制

    04：由数字操作器控制上的VR控制

    P01：运转指令来源设定，默认00，需要设定为03

    00：由数字操作器控制

    01：由外部端子控制，键盘STOP有效

    02：由外部端子控制，键盘STOP无效

    03：由RS485通讯控制，键盘STOP有效

    04：由RS485通讯控制，键盘STOP无效

    P88：通讯地址，1~254，默认1

    P89：通讯传送速度（波特率），默认01

    00：4800

    01：9600

    02：19200

    03：38400

    P92：通讯资料格式，默认00，设定为01

    00：ModbusASCII<7,N,2>

    01：ModbusASCII<7,E,1>

    02：ModbusASCII<7,O,1>

    03：ModbusRTU<8,N,2>

    04：ModbusRTU<8,E,1> 05：ModbusRTU<8,O,1>

    三、海为PLC与台达变频器通讯程序

    因为台达变频器采用Modbus通讯协议，所以海为PLC采用Modbus通讯协议与其通讯。

    例子完成5项操作命令：

    1、设定运行频率：使用MODW指令（Modbus写）

    根据台达变频器说明书，设定运行频率的参数地址为2001H，十进制8193

    2、启动正行：使用MODW指令（Modbus写）

    根据台达变频器说明书，运行控制的参数地址为2000H，十进制8192，写入值18（二进制00010010）表示正转。

    3、停止：使用MODW指令（Modbus写）

    根据台达变频器说明书，运行控制的参数地址为2000H，十进制8192，写入值1（二进制00000010）表示停止。

    4、启动反行：使用MODW指令（Modbus写）

    根据台达变频器说明书，运行控制的参数地址为2000H，十进制8192，写入值34（二进制00100010）表示反转。

    5、读取当前运行频率：使用MODR指令（Modbus读）

    根据台达变频器说明书，当前运行频率的参数地址为2103H，十进制8451

1.面板上POWER灯不亮?

    主机、I/O扩充机座、I/O扩充模块、特殊模块之正面均有一个"POWER"之LED指示灯，当主机通上电源时，LED之绿色灯亮。若主机通上电源后，此指示灯不亮，此时，请将"24＋"端子之配线拔出，若指示灯正常亮起，表示FX2之DC负载过大，此种情况下，请不要使用FX2"24＋"端子之DC电源，请另行准备DC24V电源供应器。

    若将"24＋"端子之配线拔出后，指示灯仍然不亮，有可能PLC内部保险丝己经烧断，此时请您与我们各地营业所联络，我们将尽快为您处理。

    2.POWER灯呈闪烁状态?

    若POWER灯呈闪烁状态，很有可能是"24＋"端子与"COM"端子短路，请将"24＋"端子之配线拔出，若是指示灯回复正常，那请检查您的线路。若指示灯依然闪烁，那很可能PLC内的POWER板己经故障，请您将该部PLC送回我们各地营业所，我们将尽快为您处理。

    3."BATT‧V"LED灯亮

    当这个红色LED灯亮时，表PLC内的锂电池寿命己经快结束了(约剩一个月)，此时请尽快更换新的锂电池，以免PLC内的程序(当使用RAM时)自动消失。

    若更换新的锂电池之后，此LED灯仍然亮着，那很可能此部PLC的CPU板己经故障，请您将该部PLC送回我们各地营业所，我们会尽快为您处理。

    4."PROG‧E"LED灯闪烁

    一般来说，当此红色LED灯闪时，大部份是程序回路不合理的情况较多，另一原因亦有可能是参数设定出错，或者是外来之噪声干扰导致程序内容产生变化。若您是使用掌上型书写器(FX-20P-E)建议您检查D8004，再依D8004的内容检查D8060～D8069，从D8060～D8069中可得到一个数据，此为侦错号码。欲知侦错号码内容，请参阅"三菱可程序控制器编程手册！

    5."CPU‧E"LED灯亮

    当"CPU‧E"LED灯亮时，有可能是以下几种原因所造成：

    1.PLC内部有导电性的粉尘侵入

    2.PLC的扫瞄时超过100ms以上(检查D8012即可知道最长执行时间)

    3.通电中，将RAM/EPROM/EEPROM记忆卡匣拔下。

    4.PLC附近有噪声干扰

    若排除上述的问题，而"CPU‧E"LED灯仍然亮着的话，此部PLC可能真的故障了，建议您将它送回来给我们，让我们来帮您找出它的病因。

    热门话题

    1.我的PLC被人设定了密码，怎么办?

    若您拥有原始程序，您只要将PLC内存全部即可。方法如下：

    a.若您使用掌上型程序书写器

    当书写器与PLC连接后选择ONLINE模态，按GO键，屏幕会要求您打入密码，此时请您按SP键8次，再按GO键3次，如此一来，您的PLC就回复到出厂时的状态，您只要再将原始程序打入PLC即可。

    b.若您使用FXN，DOS版V2.0以上版本软件

    于MODE窗口中按7，5，3，再于出现的画面中选项，以上、下键选择"MEMORYALLbbbbb"再按"Enter"键，如此，PLC内部存储器将全部被。使用者再将原始程序写入PLC内即可。

    c.若您使用FXNbbbbbbs版V1.0以上版本软件

    首先将原始程序颢示于屏幕上，将PLC置于STOP状态，再于画面上功能选择列中选PLC，再选PLCmemorybbbbb…，跳出新画面后，将三项选项全部圈选，再按"Enter"键，画面将出现"确定"及"取消"两选择让您做决定，此时，该做决定的您，就选"确定"，按"Enter"键吧!该画面若消失了，亦表示该PLC已回复到出厂时状态，您可以重新写入程序了。

PLC即为英文ProgrammablelogicController的简称，中文又称可编程逻辑控制器，是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入或输出控制各种类型的机械或生产过程。该种技术是计算机技术与继电接触控制技术相互结合的产物，其解决了传统控制系统内接线复杂、可靠性低、耗能高以及灵活性较差等缺点，因此近年来被广泛应用于电气自动化中。

    PLC反应快。由于PLC控制系统用内部已定义的辅助继电器替换了传统的机械触电继电器,并去掉了原来的连接导线而代之以内部逻辑关系,因此,该类继电器的节点变位时间可以近似的认为为零,无需考虑传统继电器的返回系数;可靠性强。该种控制系统的抗干扰能力远远高于传统继电器技术,能够适合于较为复杂的工业环境;操作简单。该种控制技术采用简单的指令形式,往往采用些形象、直观的简单程序来适应现场操作人员往往参差不齐的电气专业技术。

    最新发展动态

    一、PLC向网络化技术发展。其中有两个趋势，一方面，PLC网络系统已经不再是自成体系的封闭系统，而是迅速向开放式系统发展，各大品牌PLC除了形成自己各具特色的PLC网络系统，完成设备控制任务之外，还可以与上位计算机管理系统联网，实现信息交流，成为整个信息管理系统的一部分。另一方面，现场总线技术得到广泛的采用，PLC与其他安装在现场的智能化设备，比如智能化仪表，传感器，智能型电磁阀，智能型驱动执行机构等，通过一根传输介质（比如双绞线，同轴电缆，光缆）连接起来，并按照同一通信规约互相传输信息，由此构成一个现场工业控制网络，这种网络与单纯的PLC远程网络相比，配置更灵活，扩容更方便，造价更低，性能价格比更好，也更具开放意义。

    二、PLC向高性能小型化发展。PLC的功能正越来越丰富，而体积则越来越小。比如三菱的FX-ON系列PLC，最小的机种，体积仅为60×90×70mm2，相当于一个继电器，但却具有高速计数、斜坡、交替输出及16位四则运算等能力，还具有可调电位器时间设定功能。PLC已不再是早期那种只能进行开关量逻辑运算的产品了，而是具有越来越强的模拟量处理能力，以及其他过去只有在计算机上才能具有的高级处理能力，如浮点数运算，PID调节，温度控制，精确定位，步进驱动，报表统计等。从这种意义上说，PLC系统与DCS（集散控制系统）的差别已经越来越小了。用PLC同样可以构成一个过程控制系统。   

    预测发展前景

    一、增强抗干扰性。如生产环境过于恶劣，或是电磁干扰异常强烈则也可造成PLC控制系统的运算或是控制错误，导致在某些生产环节出现错误而不能保证正常的生产运行，因此，提高PLC的可靠性是其未来发展的主要方向，其一方面要提高抗干扰能力同时在设计、安装以及使用过程中引起重视，尽量减少对其造成负面影响。

    二、进一步网络化、数字化。目前用于火电系统控制系统的DCS虽技术日益成熟但近年来其发展日趋缓慢，PLC的产生及发展使其与DCS相互吸收彼此特点，逐步同化，并逐步发展成为新的控制系统——FCS系统，其既保留了原来系统的特性又实现了工业自动化技术的发展，并使数字化、智能化控制得到进一步的发展和应用，因此其近年来在火电厂的应用日益广泛。PLC产品还可以用于离散、制程和混合式自动化产品领域，并在各个制造行业保持稳固增长。基于对更高自动化程度和更高能效的需要，制造业会越来越多地应用PLC。在制造过程中，以最低生产设备生命周期成本来实现适应性和灵活性的日益增加的需求，给PLC的创新与发展提供了不竭的动力。一些新兴行业的运用以及新能源产生、储存和基础设施建设的需要，无疑给PLC带来了巨大的机遇。

    为能够更广泛的适应未来各种工业生产过程中控制场所的需要，PLC控制系统作为自动化控制网络和通用网络的重要部分其产品将会更加丰富，规格也会更加齐全，并将在人类电气自动化发展过程中发挥更加广泛的作用

风电行业的控制器主要用于各个风电机组，用来采集机组数据及状态，通过计算、分析、通过计算、分析、判断而控制机组的启动、停机、调向、刹车和开启油泵等一系列控制和保护动作，能使单台风力发电机组实现全部自动控制，无需人为干预。除此外，控制器还具有与上位机进行数据交换的功能，使上位机能随时了解下位机的运行状态并对其进行常规的管理性控制，为风电场的管理提供方便。

    PLC主要应用于风机的机舱里和机座下，分别起变浆和偏航控制，隶属于一套控制系统。两台PLC之间通过现场总线进行通信。以PLC组成的风机主控系统硬件由模块构成，控制室有足够的空间保证测量和操作的安全性，PLC控制器之间通过光缆链接，以网络协议方式进行通讯，设置上位机控制、检测和管理。以数据库程序编写界面。

    2009年中国风电行业PLC应用规模激增至5500万元。与其他OEM不同的是，该行业PLC的应用以大中型为主。

    Siemens是比较流行的品牌。Rockwell和Schneider也有了一定的应用。

    不过目前风电行业控制器仍然以专用控制器为主，有专业厂商自己开发，比如Vestas；也有专业的厂商提供该类产品比如MITA、BACHANN、Beckhoff、GE等。

    风电行业PLC应用规模的扩张高度取决于其对专用控制器的替代，但是目前PLC在该领域取代专用控制器仍有相当的障碍：1、客户的使用习惯；2、技术障碍。PLC在运动控制等方面与专用控制器仍有一定的距离，尤其是对于大功率的机组，技术差距更为明显。PLC虽然有价格低的优势，但是对于这个新兴行业，用户成本压力较小，这个优势并不明显。

长丝纺丝机的作用是使熔化的熔体通过弯道进入各纺丝箱体，经计量泵由纺丝头喷出，受冷凝固成丝条长丝纺丝机，并通过甬道继续冷却最后卷绕成型。长丝纺丝机主要由纺丝控制系统、联苯锅炉控制系统、卷绕机控制系统等几个部分组成。 
纺丝控制系统主要包括计量泵传动控制、油剂泵传动控制以及一些现场温度、压力信号的记录。现场每个纺丝位都装有按钮盒，计量泵与油剂泵的启停由现场按钮控制，所以变频的使能信号一般由端子给定即可。由于计量泵与油剂泵都是同步电机，故变频只需一般的开环控制。计量泵与油剂泵控制的不同之处在于计量泵通常由变频器一拖一传动，而油剂泵则是由变频一拖多传动。 
欧姆龙整体解决方案及其优势： 
在纺丝机控制系统中，我们通过现场总线DeviceNet来配置现场I/O模块，控制计量泵传动变频器，以及现场温度压力信号。纺丝装置设置操作面板采用彩色触摸屏NS5，负责设备启/停、重要参数设定、显示、报警。通过PLC CJ1的以太网模块接入交换机，与上位机监控系统或DCS连成一体。该控制方案也可用于短纤维成套设备的纺丝机和卷绕机控制系统，只是在控制对象上略有不同。 
PLC：CJ1 
高速处理，LD指令执行速度仅需100ns 
超小型设计，高度仅相当于一张名片宽度 
无需底板，以更高的效率组合各种单元 
3种网络（DeviceNet、Controller bbbb、Ethernet）的无缝链接，信息保持全过程可视 
CPU本体内置高速计数、脉冲输出、中断输入功能（由CJ1M-CPU22/CPU23提供） 
使用大容量CF卡作存储卡，简化维护过程 
提供PLC串链功能，最多可连接9台CJ1M 　　 
HMI：NS 
内置以太网接口，同时支持Controller bbbb 网络 
利用标签切换功能，可在同一画面中进行多达16种语言的切换 
仅需从设备库中拖放智能控件，就可直接访问各种设备 
可以在个人电脑上进行屏幕 
图象文件（bmp、jpg）以32000色高分辨率显示 
通过扩展视频卡显示视频画面，可调节显示窗口 
通过宏可以自由地增加新的功能 
可通过PT屏幕监控CS1/CJ1系列的梯形图状态 
通过USB口屏幕画面可以硬拷贝输出至打印机 　　 
Inverter：3G3MV 
矢量控制 
支持RS-422/485通讯（MODBUS协议） 
支持CompoBus/D（DeviceNet）现场总线 
易操作（操作面板上提供频率给定旋钮） 
提供PID调节和节能控制 
多段速调节（最大16种速度） 　　 
网络系统：DeviceNet 
DeviceNet是具有优良施工性能的一种现场网络，覆盖了广阔的应用领域，从传感器层到元件层，直到控制器层。各种控制器件，如PLC、机器人、传感器、和传动器，能便利地连接到一个单独的网络中。这样就能够在设备和生产线的设计制造、安装、调试、维护等各个制造现场的环节上降，同时节约时间。通过到主站网络的无缝连接，能向客户提供PLC和SCM对策的进一步的附加价值。 
DeviceNet最大可连接64个结点，速率最高可达500kbps，通信距离最远可达500m，能够为开发和设计、生产和启动、操作和维护创造很多优势。它有着多种兼容元件，能更容易地进行系统构筑；在从站实现了设备模块化，从而减少了组装时间和布线时间，预防了布线错误，实现了更加紧凑的控制面板和设备。DeviceNet软件的简单设置和通信工作缩短了启动时间；能从元件收集到各种数据帮助预防性维护，从而防止系统突然死机并提高操作速度；并能在不停止系统下，用连接器进行简单的即插即用来更换元件。

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