基于VxWorks的分布式软PLC平台研究与实现.pdfVIP

学兔兔 第l期( 6-第182期) 机 械 工程 与 自动 化 No．1 2014年 O2月 MECHANICAI ENGINEERING AUT()MATI()N Feb． 文章编号：1672—6413(2014)01—0144—03 基于VxWorks的分布式软PLC平台研究与实现米 詹 俊 ，龙 辛。，黄 波。，中 超 ，庞 伟 (1．湘潭大学 信息工程学院 电气工程系．湖南 湘潭 4ll105；2．湘电风能有限公司，湖南 湘潭 41l105；3．长沙金博联信息技术有限公司，湖南 长沙 410000) 摘要：为了提高Mw级风力发电机组的国产化率，节约生产成本，方便后期维护，增强其市场竞争能力， 在遵循软PI c国际标准的基础上设计了一种Mw级风力发电机组主控PI C系统。系统以基于MPC8280处 理器和VxWorks实时操作系统的嵌入式计算机平台为运行环境．以CodeSys软件为其开发环境；采用分布 式硬件结构，通过以太网总线实现 I／t)模块间数据实时交互，系统支持多级互联。详细描述 了基干 VxWorks的软Pl c系统软硬件结构及实现方法、系统运行流程及以太网总线的实现。最后通过实验，表明 其实时性、稳定性都满足实际控制需求。该系统同时具有性价比高、维护方便等优点。 关键词：分布式控制；软PLC；VxWorks 中图分类号：TP273 文献标识码：A 0 引言 2 硬件结构 基于嵌入式系统的软PLC系统，在继承了传统硬 图2为PLC硬件系统图。系统硬件结构采用分 PLC系统实时性强、系统稳定等优点的基础上，同时 布式数据采集与集中处理的理念，主要包括底板、 具备了极强的网络通信能力、运用统一的编程语言等 CPU模块、[／O模块、通信模块。CPU模块与I／O模 特点，使其逐渐成为了控制器中的主力军。对于近年 块通过以太网进行通信，除CPU模块外每个模块都 来发展迅速的大型风力发电机组，其呈现出控制对象 根据所处的底板及槽号分配了固定的IP地址，格式 分散、控制复杂、实时性及稳定性要求高等特点。针对 为：192．168．0．X。X的计算法则如公式(1)所示。 这一问题，结合软PLC的优点，本文设计并实现了一 X一1O0+l6*(sta—id*l6)+rood—id． (1) 种可用于Mw级风机控制系统的软PI C平台。 其中：sta—id为站ID；rood—id为模块 ID。 1 基于VxWorks的软PLC系统 如图1所示为基于以太网的分布式 PLC风机控 制系统框图。为了保障系统的可靠性及实时性能，选 用了风河公司的VxWorks嵌入式实时操作系统与3s 图1 分布式嵌入式软 PI C控制系统框图 公司的 CodeSys编程环境相结合的软 PI C构架。 VxWorks系统实时性及可靠性强，能够很好地满足大 部分控制系统的需求，并且由风河公司提供了功能完 善的集成开发环境，为PI C函数库开发提供了很多方 便。CodeSys编程系统完全支持IEC61131—3标准的 5种编程语言，具有离线调试功能，可以大大缩短用户 的应用程序开发周期。所以基于二者(VxWorks， 图2 PI C硬件系统图 CodeSys)的PI c系统，无论是在实时性能还是可操作