ISX2YESWAH1A是通用電氣Mark VIe系列控制器中的一種。
它具有以下特點:
控制器采用QNX中微子操作系統(tǒng),運行速度快,可靠性高。
控制器使用EFA(嵌入式現(xiàn)場代理)技術(shù),通過穩(wěn)定的連接應(yīng)用Predix基于云的應(yīng)用程序來提供實時數(shù)據(jù)。
該控制器采用了大量高度模塊化的組件和硬件設(shè)計,可用于不同類型的系統(tǒng)應(yīng)用,且控制器的結(jié)構(gòu)經(jīng)過精心設(shè)計,故障概率很低,控制器的冷卻設(shè)計則有效保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
該控制器采用高集成度設(shè)計,能夠提供多種I/O模塊,并且具有可擴展性。
該控制器采用高速I/O模塊,可以快速地接收數(shù)據(jù)并發(fā)送指令,進而實現(xiàn)高速運算。
該控制器具有多級功能,能夠保證數(shù)據(jù)的性。
桌面操作系統(tǒng)的研究開發(fā)指導(dǎo)思想是盡可能在不改變自身的前提下具有廣泛的適應(yīng)。也就是說:不論應(yīng)用環(huán)境怎么變化,好都不要對自身內(nèi)部產(chǎn)生什么影響,也不要求自身做太多的變化。反過來,應(yīng)用于嵌入式環(huán)境的RTOS,在研發(fā)的時候就立足于改變自身、開放自身,讓開發(fā)人員可以根據(jù)硬件環(huán)境和應(yīng)用環(huán)境的不同而對操作系統(tǒng)進行靈活的裁剪和配置,因為對于任何一個具體的嵌入式設(shè)備,它的功能是確定的,因此只要從原有操作系統(tǒng)中把這個特定應(yīng)用所需的功能拿進來即可。
應(yīng)當(dāng)指出的是:如果一個操作系統(tǒng)平臺只能依靠手工的方式去掉一些代碼,這根本就不是可裁剪。所謂可裁剪是在軟件工程階段利用軟件配置方法實現(xiàn)軟件構(gòu)件的“即插即用”。
可裁剪帶給用戶的一個直接的好處是硬件成本降低,這對于成本敏感的應(yīng)用,如消費電子類設(shè)備,具有重要的現(xiàn)實意義。由于設(shè)備中只包含應(yīng)用程序用到的那部分操作系統(tǒng)功能,這就使得系統(tǒng)變得簡單、易把握,從而提高系統(tǒng)的可靠。
到位——實時
許多人都把實時理解為速度快。那么,速度快到什么程度才算是達到實時呢?其實,所謂實時,其核心含義在于確定,而不是單純的速度快。也就是說,RTOS所要求的是在規(guī)定的時間內(nèi)做完應(yīng)該做的事情,并且操作系統(tǒng)的行為(執(zhí)行線索)是確定的,這是寫出高可靠程序的基礎(chǔ)。如果完成同樣的動作,有的時候快,有的時候慢,且執(zhí)行線索千差萬別,程序員無法把握,可靠就無從保證。
嵌入式系統(tǒng)為什么對實時要求那么高呢?因為嵌入式系統(tǒng)主要是對儀器設(shè)備的動作進行監(jiān)測控制的,而一般的桌面操作系統(tǒng)基本上是根據(jù)人在鍵盤和鼠標(biāo)發(fā)出的命令進行工作。相對而言,儀器設(shè)備的動作具有嚴(yán)格的、機械的時序要求,而人的動作和反應(yīng)在時序上并不那么嚴(yán)格。比如,用于控制火箭發(fā)動機的嵌入式系統(tǒng),它所發(fā)出的指令不僅要速度快,而且多個發(fā)動機之間的時序要求嚴(yán)格,否則就會差之毫厘、謬之千里。在這樣的應(yīng)用環(huán)境中,非實時的普通操作系統(tǒng)無論如何是無法適應(yīng)的。
如果我們所開發(fā)的設(shè)備并不是像航空航天器那樣生命攸關(guān)或者生產(chǎn)控制那樣的關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng),而是像消費電子類那樣,即使出現(xiàn)錯誤也不會造成災(zāi)難后果的設(shè)備,那么實時(嚴(yán)格地講是確定)是否還具有現(xiàn)實意義呢?答案是肯定的!設(shè)備的高可靠可以有效地降低維護成本;軟件運行效率高也會降低對的要求,從而降低硬件成本。對于消費電子產(chǎn)品這類價格十分敏感的產(chǎn)品,實時、可靠仍然是值得重視的問題。
堅如磐石――可靠
桌面操作系統(tǒng)與RTOS相比,另一個差別就是對于穩(wěn)定、可靠方面的設(shè)計思路。一方面,桌面操作系統(tǒng)比較龐大、復(fù)雜,而RTOS比較小巧、簡捷,而“越簡單、越可靠,越復(fù)雜、故障概率越大”這又是一個常理。另一方面,更重要的是:桌面操作環(huán)境與嵌入式環(huán)境在設(shè)計思路上有一個重大的不同——桌面環(huán)境假定應(yīng)用軟件與操作系統(tǒng)相比而言可以是不可靠的,而嵌入式環(huán)境假定應(yīng)用軟件與操作系統(tǒng)一樣可靠。
運行于嵌入式環(huán)境中的RTOS要求應(yīng)用軟件具有與操作系統(tǒng)同樣的可靠,這種設(shè)計思路對應(yīng)用開發(fā)人員提出了更高的要求,同時也要求操作系統(tǒng)自身足夠開放。
的“木桶原理”告訴我們,局部的不足會導(dǎo)致整體的缺陷。要保證系統(tǒng)的可靠,保證系統(tǒng)中每一個部分都是可靠的,任何部分的不可靠都會導(dǎo)致系統(tǒng)整體的不可靠。大多數(shù)桌面系統(tǒng)都是上千萬行代碼的龐大而復(fù)雜的系統(tǒng),即使有源代碼程序員也難以把握。而且對開發(fā)人員來說,桌面系統(tǒng)龐雜的細(xì)節(jié)是隱蔽在一個個的固定的接口下的,是一個黑箱,很難把握具體執(zhí)行的線索。即便其內(nèi)核是足夠可靠的,但它的應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜多樣、千差萬別,其中常常有一些應(yīng)用并不是那么穩(wěn)定可靠,從而破壞了整體系統(tǒng)的可靠。相反,RTOS對軟件開發(fā)人員來說是完全開放的,是一個白箱,允許開發(fā)人員清楚地了解和掌握操作系統(tǒng)內(nèi)部情況,對存儲器中的每一位和每一個I/O接口進行操作控制,從而可以設(shè)計出穩(wěn)定的應(yīng)用軟件。
可編程控制器(PROGRAMMABLE CONTROLLER,簡稱PC)。與個人計算機的PC相區(qū)別,用PLC表示。
PLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置,目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時、計數(shù)等順序控制功能,建立柔的程控系統(tǒng)。國際電工委員會(IEC)頒布了對PLC的規(guī)定:可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存貯器,用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令,并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程??删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備,都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴充其功能的原則設(shè)計。
PLC具有通用強、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠高、抗干擾能力強、編程簡單等特點??梢灶A(yù)料:在工業(yè)控制領(lǐng)域中,PLC控制技術(shù)的應(yīng)用必將形成潮流
PLC程序既有生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序,又有用戶自己開發(fā)的應(yīng)用程序,系統(tǒng)程序提供運行平臺,同時,還為PLC程序可靠運行及信息與信息轉(zhuǎn)換進行必要的公共處理。用戶程序由用戶按控制要求設(shè)計。
一般講,PLC分為箱體式和模塊式兩種。但它們的組成是相同的,對箱體式PLC,有一塊板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等,當(dāng)然按能分成若干型號,并按I/O點數(shù)又有若干規(guī)格。對模塊式PLC,有模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架。無任哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC,都屬于總線式開放型結(jié)構(gòu),其I/O能力可按用戶需要進行擴展與組合。PLC的基本結(jié)構(gòu)框圖如下:
PLC中的是PLC的核心,起神經(jīng)中樞的作用,每臺PLC至少有一個,它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù),用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù),并存入規(guī)定的寄存器中,同時,診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后,從用戶程序存貯器中逐條讀取指令,經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號,去指揮有關(guān)的控制電路