西門子s7-1500PLC模塊

在數(shù)控機床中,通常用可編程控制器(PLC)對機床開關(guān)量信號進行控制。PLC可靠性高,使用方便。但在大多數(shù)數(shù)控機床,特別是經(jīng)濟型數(shù)控機床中,要求的輸入輸出點數(shù)并不多,通常在60點以下,因此,為了降低數(shù)控機床成本,在基于工業(yè)PC機的數(shù)控系統(tǒng)中,可以采用開關(guān)量I/O板加外接繼電器,配合主機的軟件對機床開關(guān)進行控制。但如果PC機采用單任務(wù)操作系統(tǒng)(如DOS),數(shù)控系統(tǒng)的所有任務(wù)運行都置于一個總體的消息循環(huán)中,軟件的模塊化和可維護性較差,系統(tǒng)故障的風險相對集中,而且不能充分利用PC機系統(tǒng)資源。而采用非實時多任務(wù)操作系統(tǒng)(如Windows)時,Win32API的設(shè)計沒有考慮到實時環(huán)境的開發(fā)用途,其系統(tǒng)調(diào)用的效率不高,不能滿足數(shù)控系統(tǒng)PLC控制的實時性要求。

    為此,本文提出一種基于RT-Linux操作系統(tǒng)的嵌入式PLC,利用RT-Linux的開放性、模塊化和可擴展性的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性和多線程/多任務(wù)的系統(tǒng)環(huán)境,在保證實時性的同時,使故障風險相對分散。

    數(shù)控系統(tǒng)嵌入式PLC的硬件結(jié)構(gòu)

    數(shù)控系統(tǒng)硬件建立在通用工業(yè)PC的開放體系之上,數(shù)控系統(tǒng)嵌入式PLC硬件包括:工控機及其外圍設(shè)備,基于ISA總線的開關(guān)量輸入輸出接口卡,光電隔離模塊,繼電器輸出模塊。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。    

    工控機采用RedHatLinux810+RTLinux311操作系統(tǒng),數(shù)控系統(tǒng)的人機界面、數(shù)控代碼處理、軌跡規(guī)劃、參數(shù)管理以及PLC控制都通過工控機由軟件來實現(xiàn),不需要獨立的PLC控制器,減少了數(shù)控系統(tǒng)對硬件的依賴,有利于提高系統(tǒng)的開放性。

    I/O輸入輸出信息通過PC機I/O接口卡實現(xiàn)主機與伺服接口模塊和I/O接口模塊之間的信息交換,PC機I/O接口卡基于ISA或者PCI總線。

    RT-Linux的體系結(jié)構(gòu)

    RT-Linux是基于Linux系統(tǒng)并可運行于多種硬件平臺的32位硬實時操作系統(tǒng)(hardreal-timeoperatingsystem)。

    它繼承了MERT系統(tǒng)的設(shè)計思想,即以通用操作系統(tǒng)為基礎(chǔ),在同一操作系統(tǒng)中既提供嚴格意義上的實時服務(wù),又提供所有的標準POSIX服務(wù)。RT-Linux源代碼公開,易于修改,使系統(tǒng)成本降低,源代碼的公開使數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)擺脫了對國外軟件公司的依賴,有利于提高數(shù)控軟件國產(chǎn)化程度。

西門子s7-1500PLC模塊