西门子6SL3130-7TE21-6AA4参数详细

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      现场控制器是DCS系统的核心组成部分，担负着接收并执行控制算法、采集现场数据并 进行大量数据处理等职能，且具有控制，运行稳定、可靠等要求。因此，如何选用高 性能的硬件，开发稳定可靠的嵌入式操作系统，并设计现场控制器软件系统成为DCS系统开 发中的关键之一。
本文分析并设计了基于嵌入式Linux的工业现场控制器的控制软件系统。

2. bbbbbded Linux的优势
bbbbbded Linux 具有如下特点[1]：
         **，Linux 系统内核源码完全开放。因为 Linux 的内核源码是完全开发的，所以不同 领域和层次的用户可以免费得到 Linux 内核源码，并根据自己的应用需要方便的对内核进行 修改。这样可以有效控制成本，并设计和开发出满足其需要的嵌入式系统。
         *二，强大的网络功能。Linux 的网络连接能力紧密的和 Linux 内核结合在一起，为用 户提供了完善而强大的网络功能。实际上，Linux 就是依靠互联网才迅速发展了起来。Linux 支持所有标准 Internet 协议，可以轻松地与 TCP/IP、LAN Manager、bbbbbbs for Workgroups、 Novell Netware 或 bbbbbbs NT 网络集成在一起。可以在 Linux 的网络协议栈基础上开发出 嵌入式的 TCP/IP 网络协议栈，使得嵌入式设备具有强大的网络功能。
        *三，Linux 是 Unix 兼容，完全符合 IEEE POSIX.1 标准。许多运行在 Unix 上的软件 可以不加修的运行在 Linux 上。因此嵌入式 Linux 具有很多丰富的免费软件资源可以利用。 *四，Linux 具备完整的开发工具链，嵌入式系统开发者容易建立嵌入式系统的开发环 境和交叉运行环境，可以跨越嵌入式系统开发中工具的障碍。从编辑阶段，编译阶段到调试阶段，可以方便的使用 GNU 提供的 EMACS，GCC，GDB，KGDB 等工具链。 *五，Linux 具有广泛的硬件支持。Linux 能运行在，无论是 RISC 还是 CISC、32 位还是 64 位等各种处理器上。Linux 支持各种主流的硬件设备和较新的硬件技术，可以在没有MMU 的处理器上运行。所以嵌入式 Linux 有广泛的应用前景。

3. 工业控制DCS系统的组成
         DCS 是分散控制系统（Distributed Control System）的简称，国内一般习惯称为集散控 制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统， 综合了计算机（Computer）、通讯（Communication）、显示（CRT）和控制（Control）等 4C 技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。

         控制器软件设计为运行于嵌入式 Linux 平台上的单线程应用程序，调度策略为实时的先 入先出（FIFO）方式，现场运行采用双机热备份方式。由于控制器软件要完成的各种功能 相对独立，因此本文中将控制器软件程序设计成多模块结构

各模块分别设计为：
（1）总控模块。总控模块指的是对系统整体运行进行监控的模块，它协调和调度其他 模块的运行，包括系统开始启动时的初始化、程序结束时所进行的清理以及按照周期性调度 其它模块的运行。
（2）时间管理模块。在控制器软件中，维护一个与校时无关的时间计数，系统根据这 个计数来进行计时和调度。工作机和备份机之间通过校时使得**时间和计数都能保持一 致。
（3）通讯模块。此模块提供控制器软件的网络通讯功能，设计为具体网络协议对上层 应用即通讯服务模块透明。同时，通讯模块应该实现将网络上的字节流封装成具有特定功能 单元的数据包，及将具有特定功能单元的数据包转换成网络字节流，以供通讯服务模块使用。
（4）通讯服务模块。通讯服务模块和通讯模块密切相关，是控制器软件对外提供的服 务接口。控制器软件定义了一组标准的通讯服务，外部只要按照规定的格式向控制器发送通 讯请求，控制器就会给出应答或。通讯服务模块实质上是对通讯模块所接收到的数据的 处理；并将处理结果交给通讯模块发送。
（5）冗余模块。冗余主要是涉及到工作机和备份机之间的通讯，采用网络方式。主机 需要向从机传送的数据主要包括：下装文件、运行数据、相关通讯服务命令等，另外工作机 和备份机之间的校时也通过冗余模块完成。
（6）诊断模块。诊断模块负责检测控制器运行状态，并对出现及可能出现的异常状态 进行修正。
（7）错误信息处理模块。控制器软件中各模块通过此错误信息处理模块将各种错误信 息记录下来，通过通讯服务，记录的错误信息可以被提取出来进行分析，以便于分析、解决 出现的问题。
（8）状态显示模块。状态显示模块主要是负责按照要求控制控制器面板上显示部件 LED
灯显示相应信息。
（9）掉电保护模块。掉电保护模块周期性地将重要数据保存，当系统掉电重启后，可 恢复运行数据。本文中设计为周期性的将重要的运行数据保存到 SRAM 中，保存完毕后， 设置掉电保护有效标志；当控制器重新启动后，检查此标志，若有效，则恢复运行数据。
（10）数据交换模块。控制器软件和现场 IO 模件进行数据交换：DP 主站从输入模块 收集输入数据并发送给控制器，在 IEC 运算后，控制器软件将输出数据发送给 DP 主站，
DP 主站将输出数据分发给输出设备。本文设计为 DP 主站将从现场智能设备收集的输入数 据存放在双口 RAM 中，然后控制器软件从双口 RAM 中获得输入数据；控制器软件将输出 数据存放在双口 RAM 中，然后 DP 主站从双口 RAM 获得输出数据，然后分发给现场智能设备。
（11）IEC 任务调度模块。IEC 任务调度模块负责对各种 IEC 任务进行调度，包括周期 性任务、连续性任务、内部事件任务和外部事件触发的任务。IEC 任务调度模块还要维护双 机之间的同步，通过发送和应答同步标号保证双机之间的 IEC 任务运算的节拍一致。如果 同步失败，工作机要向备份机拷贝运行数据，然后备份机重新运行。