基于ARM的嵌入式策略组态软件设计

摘要

随着计算机软硬件技术的发展,嵌入式控制技术的发展也越来越快,嵌入式系统在工业控制中的应用也越来越广泛,但采用组态技术,实现基于嵌入式系统控制和监控功能的相关技术缺乏研究。现有的嵌入式组态软件产品主要解决嵌入式监控组态的问题,通过嵌入式硬件和组态软件相结合完成嵌入式监控功能,形成嵌入式监控人机界面(HMI),而在关键的嵌入式控制策略组态上没有很好的解决方案,往往只是采用纯粹的脚本编程方式作为控制功能的补充。因此,对将嵌入式控制与控制策略组态、监控组态集成一体,操作简便、高效的新型嵌入式控制系统的研究已成为工业控制领域内的迫切需要,本文针对嵌入式策略组态软件进行了分析研究与设计实现。
　　 课题基于IEC61131-3标准,结合中小规模集散控制系统的策略组态软件IASEDCS和ARM嵌入式系统,使策略组态软件运行于嵌入式系统当中,既具有仿PLC的控制效果,又具有PLC的图形化控制策略生成功能。文中首先对组态软件、IEC61131-3标准和嵌入式系统的发展进行了介绍；其次对开发的IASEDCS策略组态和COES监控软件进行了讲述,设计了控制策略的组态环境和监控环境；然后对ARM和μCOS-Ⅱ操作系统构成的嵌入式系统软硬件平台进行了介绍,并以此平台搭建了控制策略组态的运行环境,为了实现策略组态运行环境的多样化,提出了算法引擎的概念,通过在嵌入式系统中增加一个算法引擎层,方便了整个系统运行环境的移植；在组态平台、监控平台和运行平台实现的的基础上,完成了嵌入式策略组态的运行,并论述了系统的运行和部分算法引擎功能的实现；最后通过两个例子,对嵌入式策略组态的运行进行了展示,说明了论文在嵌入式策略组态课题研究思路上的可行性。
　　 基于嵌入式体系结构的组态控制系统具有仿PLC的控制功能和监控功能,同时可以实现控制策略组态图形化开发方式,不仅能够替代PLC在工业现场的应用,而且还可以在智能家居等新兴科技领域进行推广。本文是这一课题的阶段性研究成果,在一定程度上实现了嵌入式策略组态的功能,为嵌入式策略组态的深入研究和应用打下了基础。