嵌入式智能人机界面与PLC的通讯.PDFVIP

嵌入式智能人机界面与 PLC 的通讯 摘要：介绍以嵌入式智能工业控制人机界面为硬件平台，以嵌入式操作系统WinCE.net 为应用程 序载体，在其上开发的一套嵌入式监控系统，给出了监控系统的实现架构，通讯原理，以及人机 交互界面的实现方法。 关键词：嵌入式，人机界面，WinCE.net,监控系统，通讯，PLC 1 引言 近年来,“嵌入式”一词越来越多的被人们提及，嵌入式产品被应用到各行各业。与嵌入式相关 的技术如嵌入式产品，嵌入式系统的研究等也被列为“十五”国家发展的重点方向。 嵌入式系统 (Embedded System)被定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁 剪，适应对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 随着工业自动化的发展，基于 PLC,单片机等设备的自动化系统，自动化设备越来越普及，几乎 遍布所有自动化领域，与之相应的人机交互系统也应运而生，并得到同步发展。基于嵌入式技术 的工业人机界面是人机交互系统中一颗耀眼的明星。高可靠，长寿命，体积小，高性能，多线程， 多任务，强实时等特点使嵌入式工业人机界面越来越受到自动化系统集成商，自动化设备制造商 的青睐。它能够理想，生动地显示 PLC,单片机等工业设备上的数据信息，功能强大，使用方便。 它作为 PLC 等控制设备的上端设备在用户和机器之间架设了一条桥梁。该产品目前广泛应用在工 业自动化系统，医疗，金融等行业的自动化设备。 随着越来越多的工程项目采用了嵌入式人机界面，相应的，用户对与嵌入式硬件配套使用的监控 系统(Supervisory Control and Data Acquisition,SCADA)等应用软件的需求也在增加。这也正 是本文所要讨论的问题。这里讲的嵌入式监控系统，其硬件为嵌入式智能人机界面；其软件为嵌 入式操作系统，另加自己开发的应用程序。本文后面主要介绍这个监控应用程序，重点介绍应用 程序中通讯部分的实现原理。 当今，已发展有多种嵌入式操作系统，如 Linux, VxWorks，WinCE.net 等，完全可在其上开发出 图???并茂、界面友好的应用，以满足监控系统的种种要求。只是由于嵌入式技术相对是一门新兴 的领先技术，涉足的人相对还比较少，所以这样的应用目前还比较少。本文介绍的嵌入式监控系 统算是一个实例吧。 2 系统组成 我们所开发的这套嵌入式监控系统，上位机是沈阳鹭岛资讯科技有限公司开发的嵌入式智能工业 控制人机界面（以下简称人机界面）。其嵌入式工业控制器是以 SA1110 （Strong Arm 1110） 为核心处理器，包括网络通讯，数据通信，大尺寸触摸屏及液晶显示的硬件平台，在其上运行 WinCE 操作系统。提供 20 个通用 IO 点供用户使用，物理层支持 ProfiBus 等现场总线，支持 16 位真彩 TFT LCD 显示，有 64M SDRAM 内存，32M FLASH 闪存，据有 USB 接口，10/100M Ethernet 网络通讯接口,以及串口，并口，VGA 口等通用接口。 下位机用日本 OMRON 公司的 PLC，或 SIMENS PLC，或施耐德 NEZA PLC，或日本三菱公司的 PLC， 当然温控表，单片机等工业现场控制设备也可以。 控制对象（比如锅炉等）的工作由上述控制设备（各种 PLC 等）控制；而控制对象的状态则用人 机界面及在其上开发的应用程序进行监控。 人机界面的操作系统采用了微软的 WinCE.net。WinCE.net 是为各种嵌入式系统和产品设计的一 种紧凑，高效，可伸缩的操作系统(OS)，主要面向各种嵌入式系统和产品。其多线程、多任务、 完全抢占式的特点是专门针对资源有限而设计的。OEM 开发商可根据自己硬件组成的特点对 WinCE.net 进行选择裁剪，从而配置出稳定高效并且是特有的 WinCE.net 操作系统和相应的 SDK 开发包。在应用上，WinCE.net 支持超过 1000 个公共 Microsoft Win32 API 和几种附加的编程 接口，用户可利用它们来开发应用程序。另外，微软为开发 WinCE.net 应