机电控制软件控制任务的分类及系统实现-兰州交通大学.pdfVIP

第29 卷　第 4 期 兰 州 交 通 大 学 学 报 Vol.29 No.4 2010 年8 月 Journal of Lanzhou Jiaotong University Aug.2010 　　文章编号:1001 4373(2010)04 0044 05 机电控制软件控制任务的分类及系统实 ＊ 马殷元, 　蒋兆远 (兰州交通大学 机电技术研究所, 甘肃 兰州　730070) 摘　要:为降低机电系统控制软件分析和设计的难度, 实 对系统中多任务的解耦, 提出了把控制任务分为全局实 时任务、局部顺序控制任务、异步并发任务和周期任务的分类与设计方法.系统多个任务之间采用生产者-消费者 模式或共享全局变量模式通信.以电梯的 LC 控制软件为例, 展示了该方法的应用.在 LC 程序中采用子程序封 装任务, 使软件结构清晰, 通过“使能位”实 任务的动态调度, 提高了系统实时性.设计的软件可作为类似控制软 件的框架得以复用. 关键词:机电控制;软件开发;任务分类;可编程控制器;框架 中图分类号:T 311.5;T 271+.82　　　　　文献标志码:A 特征, 可有效指导系统分析建模和设计. 0　引言 本文采用UML 状态图为系统建模工具.UML 因需考虑实时性、多任务耦合、并发操作等问 状态图模型与文献[3] 中提出的NFSM (嵌套有限 状态机)模型在本质上是相同的, 但 UML 模型更易 题, 开发机电系统的控制软件是一项困难的任务.文 献[1]提出了MDD(模型驱动的开发)方法, 但该方 于转换到软件实 .文献[3]提出的方法在系统层次 级别上基于组件的框架, 采用了面向对象技术, 系统 法还较粗略, 缺乏应用实例.一些文献介绍了机电控 模型是对象模型和NFSM 模型的混合体.该方法在 制软件的建模方法和实例, 但不少方法和建模实例 系统层和底层使用了不同建模方法, 增加了系统开 实际上把问题复杂化了, 并不实用.以典型的机电控 发复杂性.本文在系统层和底层均面向任务进行分 制系统———电梯控制软件建模为例, 有改进的 etri Net 模型、改进的UML 模型、面向对象的模型等. 析设计, 可降低系统分析与实 难度. 这些模型中一些脱离实际, 一些只是对系统的行为 1　系统任务分析 直观的描述性模拟, 对实 系统的控制帮助不大.文 献[2] 中提炼了4 种机电控制系统 LC 程序设计方 在控制系统的开发中, 一般按照控制系统的功 法.但这些设计方法是局部的分析与实 方法, 不能 能描述系统.控制系统的功能可以直接对应为控制 提供整体的系统分析和实 思路. 软件的控制任务, 一些复杂的任务又可以分解成几 文献[1]和文献[3]都提出了模型驱动的机电控 个小到控制任务.这种系统分析方法不同于面向对 制软件开发方法, 同时给出建模的工具的选择建议。 象的分析和面向过程的分析. 但对于如何建立软件模型未做具体深入介绍.文献 1.1　按系统功能和状态发 任务 [4] 中用 etri 网建立流水线模型, 由模型导出了部 对开发者而言, 控制任务是其认识和把握系统 分 LC 程序, 但文中指出导出的程序“还不能直接 的第一视角.可以按照系统在不同时间段的不同行 供系统控制所用”.软件系统的建模一般应建立在有 为分解系统, 或者按照不同功能需求分解系统, 还可 效的系