煉膠機(jī)高壓油監(jiān)控系統(tǒng)研究

1、    煉膠機(jī)高壓油監(jiān)控系統(tǒng)研究    電子技術(shù)應(yīng)用2007年第3期    王建軍, 張?jiān)?時(shí)間:2008年01月22日     字 體: 大 中 小        關(guān)鍵詞:        摘 要：關(guān)鍵詞：串口服務(wù)器? 監(jiān)控系統(tǒng)? MC9S12DG256? uC/OS-II?1

2、 煉膠機(jī)高壓油監(jiān)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)1.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)是當(dāng)今最流行、應(yīng)用最廣泛的通信技術(shù)，具有價(jià)格低、多種傳輸介質(zhì)可選、高速度、易于組網(wǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，而且其運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)最為豐富，擁有大量安裝維護(hù)人員，是一種理想的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)1。該系統(tǒng)采用了臺(tái)灣MOXA公司的以太網(wǎng)串口服務(wù)器，構(gòu)建了智能化煉膠機(jī)高壓油監(jiān)控管理系統(tǒng)。其整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。?底層是現(xiàn)場(chǎng)控制層。采用RS485總線實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)智能監(jiān)控設(shè)備的通信。串口服務(wù)器自動(dòng)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議與RS485總線協(xié)議的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)串口設(shè)備與以太網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。? 中間層為車間監(jiān)控層，對(duì)車間進(jìn)行整體監(jiān)控。這一層從現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備中獲取數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)測(cè)，以便及

3、時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的問題。頂層是遠(yuǎn)程監(jiān)視管理層，遠(yuǎn)程用戶能隨時(shí)查詢現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備的運(yùn)行狀況,對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程監(jiān)控2。1.2 MC9S12DG256微控制器簡(jiǎn)介3。MC9S12DG256微控制器擁有這些豐富的內(nèi)部資源和外部接口資源，功能強(qiáng)大、運(yùn)行速度較快、抗干擾能力強(qiáng)，并且具有較高的性價(jià)比，在汽車電子、測(cè)量?jī)x表、自動(dòng)控制等領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用。1.3 數(shù)據(jù)采集模塊? 在該監(jiān)控系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集模塊功能如圖2所示。數(shù)據(jù)采集模塊采集高壓油的壓力、溫度、液位等數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過(guò)RS485總線傳送給主控單元；接收主控單元發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)，控制潤(rùn)滑油和軟化劑加熱、加油和油泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。?1.4 主控單元?在該監(jiān)控系統(tǒng)中

4、，主控單元整體功能如圖3所示。主控單元接收來(lái)自數(shù)據(jù)采集模塊和PLC的數(shù)據(jù)，進(jìn)行系統(tǒng)控制。將控制命令發(fā)送給數(shù)據(jù)采集模塊；顯示壓力數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)；通過(guò)以太網(wǎng)串口服務(wù)器與上位機(jī)通信。?1.5 壓力顯示單元?在主控單元處進(jìn)行油壓顯示。按照要求，有20個(gè)油壓檢測(cè)點(diǎn)，每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)用3位8段數(shù)碼管進(jìn)行壓力顯示，對(duì)于壓力過(guò)高或者過(guò)低的測(cè)試點(diǎn)要給予閃爍指示。這里采用了ALTERA公司的高性能CPLD芯片EPM570T144C5，自定義了數(shù)碼管顯示管理方案。將顯示數(shù)碼管分為4組，對(duì)每一組15個(gè)數(shù)碼管采用了動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)方法。數(shù)碼管顯示管理電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4所示。?2.1 uC/OS-II在MC9S12DG256控制器上

5、的移植uC/OS-II是一個(gè)源代碼公開的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng), 是一個(gè)完全搶占式多任務(wù)的實(shí)時(shí)內(nèi)核。uC/OS-II的使用使得應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)過(guò)程大為減化，系統(tǒng)資源得到更好的利用，系統(tǒng)軟件的可擴(kuò)展性和實(shí)時(shí)性得到保障。將uC/OS-II移植到MC9S12DG256微控制器上，需要做兩方面的工作：一是為內(nèi)核編寫與硬件相關(guān)的代碼；二是重新定義內(nèi)核的大小和功能4。?重新定義內(nèi)核的大小和功能，需要修改配置文件OS_CFG.H。在該文件中重新定義任務(wù)最低優(yōu)先級(jí)、最多事件控制數(shù)目、最多任務(wù)數(shù)、是否允許事件標(biāo)志使能、是否允許郵箱使能、時(shí)鐘節(jié)拍數(shù)以及其他的一些配置。通過(guò)修改這些設(shè)置，可對(duì)uC/OS-II進(jìn)行裁剪，使之

6、適應(yīng)本系統(tǒng)的具體需要。2.2? 軟件系統(tǒng)任務(wù)劃分及管理uC/OS-II是基于優(yōu)先級(jí)調(diào)度的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，因此，基于?滋C/OS-的嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，要根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)將系統(tǒng)的功能合理地分解成單獨(dú)的任務(wù)，合理安排任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，并且需要解決任務(wù)之間的通信問題。數(shù)據(jù)采集模塊任務(wù)劃分及管理如圖6所示。主控單元任務(wù)劃分及管理如圖7所示。該煉膠機(jī)高壓油監(jiān)控系統(tǒng)針對(duì)煉膠機(jī)車間的實(shí)際情況，基于串口服務(wù)器和MC9S12DG256控制器進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，基于uC/OS-II嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)運(yùn)行驗(yàn)證，該監(jiān)控系統(tǒng)成本低廉，控制靈活，操作方便，穩(wěn)定性高，可滿足現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)需要。參考文獻(xiàn)1?陳俊，余兵工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 PLC &?FA，2006，(3).2?程曉琳，徐用懋現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)模型與網(wǎng)絡(luò)集成測(cè)控技術(shù)，2000,(10).3?MC9S12DT256 device user Guide V0307 Freescale semico