面向中小型設(shè)備的嵌入式系統(tǒng)解決方案

一、引言

　　在工業(yè)控制領(lǐng)域，控制器越來越要求強(qiáng)大的控制功能、可擴(kuò)展性強(qiáng)、操作靈活、穩(wěn)定可靠以及故障率低。它們往往被要求精確控制多種工藝參數(shù)如：溫度、攪拌速度、壓力、PH值、溶氧、進(jìn)氣流量、等等；同時(shí)要求有復(fù)雜的邏輯運(yùn)算，程序順控等等。實(shí)現(xiàn)這些控制比較流行的做法是采用PLC，PC機(jī)，或儀表，這些方案要么價(jià)格大高，要么就是難以進(jìn)行復(fù)雜邏輯運(yùn)算，要么是穩(wěn)定性較差，或者是保密性較差。為順應(yīng)需求，上海彌綸推出了性價(jià)比較高的控制器RTU-6600。

　　二、控制方式的比較

　　1．基于PC插卡式的控制方案

　　PC機(jī)的誕生給工業(yè)控制帶來了新的解決方案，由于PC機(jī)的靈活性，使得基于PC的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域廣泛展開。該系統(tǒng)采用ISA/PCI采集控制卡，控制方式靈活，可以利用強(qiáng)大的Windows系統(tǒng)的支持軟件。但是PC機(jī)運(yùn)行的Windows系統(tǒng)原本不是應(yīng)用到工業(yè)控制行業(yè)，其穩(wěn)定性和可靠性不能滿足工控行業(yè)的需要。如果PC死機(jī)會(huì)給整個(gè)控制帶來不可預(yù)期的危害。而且這種插卡式的控制方式控制集中，給現(xiàn)場布線帶來很大的障礙。

　　2．基于通訊模塊式的控制方案

　　分布式控制技術(shù)的出現(xiàn)，引來了大量通訊測控模塊的問世。分布式通訊模塊給現(xiàn)場部署帶來極大的方便性，模塊分布在現(xiàn)場的各個(gè)控制采集點(diǎn)，通過RS-485總線和PC機(jī)通訊。但這種方式仍然擺脫不了PC機(jī)，控制系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠問題依然存在，同時(shí)RS-485通訊成了控制實(shí)時(shí)性最大的瓶頸。

　　3．基于PLC的控制方案

　　PLC是工業(yè)控制的基石，到目前為止PLC在工業(yè)控制行業(yè)還穩(wěn)居老大的位置。其可靠性是眾多解決方案無法比擬的。一般的控制系統(tǒng)目前大都采用PLC控制的方式，通過專用的總線和專用的屏通訊，實(shí)現(xiàn)采集、控制、設(shè)置和瀏覽的一體化解決方案。另外也可以將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送到PC機(jī)，實(shí)現(xiàn)PC的監(jiān)測。PLC編程簡單，但使用的是專用設(shè)備和專用的軟件以及專用的協(xié)議，成本極高。隨著通訊技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，PLC的不靈活性日益暴露出來，這種傳統(tǒng)控制行業(yè)廣泛使用的控制器，在新興的行業(yè)已不能滿足要求。因其對(duì)控制和通訊的要求苛刻，故有專家預(yù)言：PLC將會(huì)退出歷史的舞臺(tái)。

　　下圖展示了各控制方式遞進(jìn)過程。

　　控制方式遞進(jìn)過程

　　4．嵌入式控制方案

　　嵌入式系統(tǒng)順應(yīng)歷史的趨勢，其靈活性，強(qiáng)大的控制和通訊能力，低廉的成本，給工業(yè)應(yīng)用帶來巨大的變革。嵌入式控制方案把嵌入式控制器作為控制和采集的本體，數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳送到PC機(jī)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測的功能，PC如果死機(jī)，嵌入式系統(tǒng)仍然正常的工作，使得系統(tǒng)可靠性大大提高。該系統(tǒng)由于具有以太網(wǎng)接入功能，也可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程WEB的監(jiān)控。所使用的協(xié)議均為標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議，給系統(tǒng)的兼容性帶來很大的方便。[!--empirenews.page--]三、RTU-6600的特點(diǎn)

　　可編程，支持以太網(wǎng)接入I/O資源豐富，多達(dá)48路數(shù)字量和24路模擬量。

　　更多的描述：

　　RTU-6600

　　四、嵌入式系統(tǒng)典型方案配置

　　方案一．RTU-6600 + HMI-1041

　　方案一采用10.4”人機(jī)界面，在人機(jī)界面運(yùn)行組態(tài)軟件

　　方案1

　　方案二．RTU-6600 + HMI-5702/HMI-3802

　　方案二采用5.7”或3.8”人機(jī)界面，在人機(jī)界面上進(jìn)行簡單的設(shè)置和數(shù)據(jù)的監(jiān)測。

　　方案2

　　對(duì)于方案一，更多的描述：

　　1．RTU-6600作為控制核心，完成多個(gè)回路的PID控制、模糊控制任務(wù)；同時(shí)與10.4”人機(jī)界面通訊，實(shí)現(xiàn)與嵌入式組態(tài)軟件的無縫結(jié)合。

　　2．10.4”人機(jī)界面，內(nèi)置WinCE.NET操作系統(tǒng)和嵌入式組態(tài)軟件，完成與RTU-6600的通訊、上位顯示、設(shè)置、報(bào)警、報(bào)表輸出以及歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。

　　上位機(jī)監(jiān)控

　　3．通訊方式

　　1）Modbus/TCP，通過RTU-6600以太網(wǎng)與人機(jī)界面通訊，這種通訊方式通過以太網(wǎng)進(jìn)行，使用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus/TCP協(xié)議。

　　2）Modbus/RTU(485)，通過RTU-6600的RS-485與人機(jī)界面通訊，這種通訊方式通過RS-485進(jìn)行，使用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus/RTU協(xié)議。

　　4．由于嵌入式控制器內(nèi)置HTTP協(xié)議，所以可以開發(fā)出基于WEB的遠(yuǎn)程監(jiān)控，用戶可以方便的通過IE瀏覽數(shù)據(jù)和設(shè)置參數(shù)。