基于CORBA技術(shù)的嵌入式控制器設計

2.2.2 開發(fā)適合重礦行業(yè)的應用模塊

　　重礦行業(yè)礦山設備控制有其獨特的特點， 目前設備的控制相對數(shù)控機床來說比較簡單，沒有復雜的軌跡控制，但對加工時的智能優(yōu)化和邏輯控制有很高的要求。隨著地質(zhì)條件的變化、對礦石產(chǎn)品的篩選要求增加，新型生產(chǎn)工藝的產(chǎn)生，增加了控制的復雜性，設備組成生產(chǎn)系統(tǒng)時設備相對較為分散，設備現(xiàn)場環(huán)境較為惡劣，基于這些特點研究在上述CORBA協(xié)議框架下的應用程序模塊，將這些人機交互、邏輯控制、運動控制、智能過程控制、通訊服務等模塊形成標準化的可裁減的應用對象模塊。具體模塊如下所示：

　　1）狀態(tài)采集模塊。根據(jù)不同產(chǎn)品監(jiān)控對象數(shù)據(jù)采集的不同，構(gòu)建不同的數(shù)據(jù)采集模塊。包括數(shù)據(jù)采集硬件以及數(shù)據(jù)采集、記錄、傳送軟件。例如，針對振動的采集模塊，振動壓力的采集模塊，振動溫度的采集模塊等。

　　2）監(jiān)控模塊。監(jiān)控模塊包括嵌入式控制器上的應用模塊以及遠程PC平臺上的分析模塊。例如，針對單錘破的監(jiān)控模塊可能就包括對軸承的監(jiān)控，通過對軸承的不同采集點采集數(shù)據(jù)的分析進行設備的狀態(tài)分析，實現(xiàn)監(jiān)控。遠程計算機上也可以通過標準的監(jiān)控模塊對該設備進行有效的監(jiān)控，實現(xiàn)故障預警。

　　3）過程控制模塊。過程控制模塊可以對于采礦成套線上的多個設備的控制來實現(xiàn)設備的協(xié)調(diào)運行和效率的提高。

　　4）通訊服務模塊。通過通訊模塊可以將現(xiàn)場采集的各種數(shù)據(jù)（如溫度、轉(zhuǎn)速、震動等）傳輸?shù)奖O(jiān)控室，便于工作人員對設備運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，提高效率，減少故障發(fā)生率。另外，根據(jù)需要，可選視頻圖像采集與壓縮模塊，將現(xiàn)場圖像等多媒體信息采集下來，通過通訊模塊進行傳送，為工作人員提供直觀的現(xiàn)場運行場景顯示。

　　控制器的網(wǎng)絡化應用和遠程監(jiān)控服務的結(jié)構(gòu)見圖2。

　　圖2 控制器分布式應用框圖

　　在現(xiàn)場各個設備上的控制器可以獨立工件，也叮以通過有線或無線的網(wǎng)絡連接起來，可以形成一個監(jiān)控剛絡，部分控制器可以選擇視頻采集功能，通過通訊網(wǎng)絡把圖像傳遞到監(jiān)控PC上，甚至可以通過服務器和Internet向異地計算機進行圖像傳遞：控制器和監(jiān)控PC的無線傳輸通過連接九線模塊進行，無線數(shù)字收發(fā)模塊負責信道估計、補償、信號檢測與基本的差錯控制（如出錯重傳，前向糾錯等）。

　　服務器和Internet的連接也是多種方式：電話、ADSL、GSM或CDMA等，服務器完成數(shù)據(jù)采集、存儲與管理，根據(jù)異地計算機的要求，形成相應的、基于Web的表單和多媒體流信息，并向遠程調(diào)用者發(fā)布。同時，可以根據(jù)異地計算機的指令，對設備監(jiān)控人員發(fā)出操作命令。

　　2.2.3 實時操作系統(tǒng)

　　分布式控制器將采用國產(chǎn)的ReWorks操作系統(tǒng)。ReWorks是中國電子科技集團第32所（華東計算技術(shù)研究所）自主研制的嵌入式實時操作系統(tǒng)和集成開發(fā)環(huán)境，它是一個集設計／開發(fā)／調(diào)試／仿真于一體的實時嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與運行平臺，兼容于VxWorks的嵌入式實時操作系統(tǒng)。

　　2.2.4 嵌入式系統(tǒng)硬件設計

　　考慮到系統(tǒng)的開放性，系統(tǒng)硬件選擇X86 CPU 系統(tǒng)，采用成熟的All-in-013e主板，并支持104總線。硬件體系結(jié)構(gòu)如圖3所示。