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ZB45包装机MICRO- II系统

发布时间:2020-07-03 10:30:04 |来源:网络转载

引言

MICRO- n系统是意大利G..D公司推出的国际 先进的高速卷烟包装设备的电控系统,其融入了当代 高新技术,属于计算机网络控制系统。介绍其软、硬件 设计特点。

1 MICRO- n的性能

MICRO- n系统是世界上先进的高速卷烟包装设 备的控制系统,它具有优越的整体性能:

  1. 自测试和自诊断功能。

在系统开机初期,CPU板将对机笼内的各智能板 进行初始化和测试,在各个线路板中设计了读取回 路,可方便地实现测试功能,如线路板或自诊断传感 器有故障,将在OPC上进行显示。

  1. 丰富的显示信息。

MICRO-n系统具有丰富的显示信息,可以帮助 用户完成对电柜、主机、辅机的各种信息的查询。

  1. 完善的统计功能。

该系统可以对停机信息、产量信息、辅料消耗信 息、机器运行时间、停机时间等进行统计,方便用户进 行机器整体状态的分析。

  1. 硬件设计中大量使用可编程器件。

模拟板、编码板、CPU板的设计中,大量采用GAL FPGA可编程器件。使用这类器件,可减少元器件

的使用数目,提高可靠性。

2 MICRO- D系统的硬件设计特点

  1. 采用80386DX设计。

80386DX是一种为需要高性能的应用而设计的, 并经优化用于多任务操作系统的先进的32位微处理 器。该处理器能够寻址4GB的物理存储器和64TB的 虚拟存储器。此外,该处理器还允许多个操作系统同 时运行,确保平均指令执行时间,具有很高的系统吞 吐能力。

  1. 多处理器结构。

MICRO- n系统是由17块线路板组成,所有线路 板都是自带CPU的智能板。即MICRO- n系统是一个 多处理器并行系统,机笼内的各个线路板通过连接在 母版上的数据总线和控制总线,与CPU板进行信息交 换,共同控制完成系统功能。

  1. 网络控制功能。

MICRO- n系统是一个网络控制系统,CPU主板 与OPC的信息传递是通过网络进行的,采用ARCNET 网络适配器。ARCNET网络使用93Q同轴电缆作为通 信载体,采用TOKEN-BUS通信协议,数据传输速率 最大为2.5Mbps

  1. 采用大规模集成电路及贴片元件。

该系统的硬件电路设计非常复杂,PCB板大多为 6层或8层,为了在有限的线路板上完成必要的功能, 广泛采用了大规模集成电路设计,元器件也大多采用 贴片元件。

  1. 采用DSPFPGA技术。
  2. 采用在线可编程技术。

MICRO- n系统的CPU板采用了系统软件和用 户软件分开的处理技术。用户软件存放在采用具有在 线编程能力的FLASH芯片中,用户可以借助G..D公 司的G..DE开发环境和G..D-BOX适配器方便地下载 用户软件或对程序进行修改。

3 MICRO-n系统的软件设计特点

该系统的软件量很大,EPROM容量达到数兆,光 CPU主板上的程序容量就达到2.5兆。该软件设计有 如下特点:

  1. 采用实时多任务操作系统(RTOS)

目前嵌入式领域的一个发展方向是采用实时多 任务操作系统。过去一个嵌入式应用程序所控制的外 设和运行的任务不多,随着微处理器本身性能的大幅 提高,可以适应应用复杂化的要求,但随着应用的复 杂化,如软件采用原来的程序设计方法会有2个问 题:中断可能得不到及时响应,这对于一些控制场合 是不允许的;系统任务多,各种资源如调度不当就会 发生死锁,降低软件的可靠性。

RTOS是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背 景程序,用户的应用程序是运行于RTOS之上的各个 任务,RTOS根据各个任务的要求,进行资源管理、消 息管理、任务调度、异常处理等工作。在RTOS支持的 系统中,每一个任务均有一个优先级,RTOS根据各个 任务的优先级动态地切换各个任务,保证对实时性的 要求。

MICRO- n系统的CPU80386DX的编程选用 的 RTOS INTEL 公司的 iRMK (TM)l.l REAL-TIME KERNEL,保证了系统的可靠性和稳定性。

  1. 采用保护模式下的程序设计。

80386DX的运行模式有实方式和保护方式两种, 只有运行于保护方式下,才能充分发挥80386DX的特 点。保护方式扩大了线性寻址的空间,使其达到4GB, 并允许运行长度几乎无限制的虚存程序.80386DX有 四级保护方式。

该系统CPU板的80386DX编程采用保护方式下 的程序设计,不但大大提高了寻址能力,还提高了程 序运行的稳定性和可靠性。

  1. 采用系统程序和用户程序分开的处理方式。

MICRO- n系统CPU主板上的程序设计采用系 统程序和用户程序分开处理的方式,系统程序完成诸 如任务的切换、网络通信的控制、对输入输出数据的 处理、与G..DE开发环境的连接等功能,这些功能不 需要经常进行更改,与用户的程序设计无关;用户程 序部分与机器控制功能密切相关,在机器调试时,只 有这部分程序是需要更改的。采用这种方式,可以提 高硬件控制板的兼容性,不同的机器所使用的硬件控 制板完全兼容,对不同的机器,只需下载相应的用户 程序就可以了。

  1. 稳定可靠的通信协议。

在系统运行初期,CPU板通过各智能板上双口 RAM对系统的17块线路板写入必要的数据,完成对 各个线路板初始化设置,各种智能板根据接收数据完 成各自的功能,同类型的智能板可以互换,且不影响 各自的功能,这就需要一个通用的、稳定的通信协议。 该系统具有很好的网络通信协议设计,可保证线路板 之间广泛的兼容性。

4 MICRO- n系统与PC控制系统的比较

在工厂自动化控制系统中PC的应用越来越普 及,虽然PC具有独特的使用优点,但它的缺点也是非 常明显:

  1. 编程语言不够丰富。
  2. 对于特殊功能可能没有现成的模块可用。
  3. 各种模块都要购买,成本较高。
  4. 由于可用编程器对程序进行修改,如操作不 当极易造成系统崩溃。

与采用PC设计的系统相比,MICRO-系统具有 以下优点:

  1. 采用INTEL公司的微处理器进行设计,所支 持的编程语言众多,也容易采用一些新的软件设计技 术,如RTOS
  2. 自主设计电路,可充分考虑到产品的多样性、 独特性,成本较低。
  3. 电路、软件皆自主设计,不易被模仿,具有较 好的经济效益。
  4. 软件兼容性好,升级方便。
  5. 因此,如采用PC来实现MICRO-n系统,会在控 制功能和软件功能两方面都有所降低。例如,MICRO- H系统有许多自诊断的传感器,它在输出01信号的 同时,会有周期很窄的小脉冲出现,智能板根据这些 小脉冲的有无就可以判断传感器的好坏;如采用PC 实现,则没有现成的模块可以选用,如用软件实现,由 于PC的扫描周期较长,也不可能检测到小脉冲。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       本文源于网络转载,如有侵权,请联系删除