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包裝機(jī)MICRO- II系統(tǒng)

發(fā)布時(shí)間：2020-07-03 10:30:04 |來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

引言

MICRO- n系統(tǒng)是意大利某公司推出的國(guó)際先進(jìn)的高速卷煙包裝設(shè)備的電控系統(tǒng)，其融入了當(dāng)代高新技術(shù)，屬于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。介紹其軟、硬件設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

1 MICRO- n的性能

MICRO- n系統(tǒng)是世界上先進(jìn)的高速卷煙包裝設(shè)備的控制系統(tǒng)，它具有優(yōu)越的整體性能：

  1. 自測(cè)試和自診斷功能。

在系統(tǒng)開(kāi)機(jī)初期，CPU板將對(duì)機(jī)籠內(nèi)的各智能板 進(jìn)行初始化和測(cè)試，在各個(gè)線路板中設(shè)計(jì)了讀取回 路，可方便地實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能，如線路板或自診斷傳感 器有故障，將在OPC上進(jìn)行顯示。

  1. 豐富的顯示信息。

MICRO-n系統(tǒng)具有豐富的顯示信息，可以幫助 用戶完成對(duì)電柜、主機(jī)、輔機(jī)的各種信息的查詢。

  1. 完善的統(tǒng)計(jì)功能。

該系統(tǒng)可以對(duì)停機(jī)信息、產(chǎn)量信息、輔料消耗信 息、機(jī)器運(yùn)行時(shí)間、停機(jī)時(shí)間等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，方便用戶進(jìn) 行機(jī)器整體狀態(tài)的分析。

  1. 硬件設(shè)計(jì)中大量使用可編程器件。

模擬板、編碼板、CPU板的設(shè)計(jì)中，大量采用GAL 和FPGA可編程器件。使用這類器件，可減少元器件

的使用數(shù)目，提高可靠性。

2 MICRO- D系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)特點(diǎn)

  1. 采用80386DX設(shè)計(jì)。

80386DX是一種為需要高性能的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的, 并經(jīng)優(yōu)化用于多任務(wù)操作系統(tǒng)的先進(jìn)的32位微處理 器。該處理器能夠?qū)ぶ?/span>4GB的物理存儲(chǔ)器和64TB的 虛擬存儲(chǔ)器。此外，該處理器還允許多個(gè)操作系統(tǒng)同 時(shí)運(yùn)行，確保平均指令執(zhí)行時(shí)間，具有很高的系統(tǒng)吞 吐能力。

  1. 多處理器結(jié)構(gòu)。

MICRO- n系統(tǒng)是由17塊線路板組成，所有線路 板都是自帶CPU的智能板。即MICRO- n系統(tǒng)是一個(gè) 多處理器并行系統(tǒng)，機(jī)籠內(nèi)的各個(gè)線路板通過(guò)連接在 母版上的數(shù)據(jù)總線和控制總線，與CPU板進(jìn)行信息交 換，共同控制完成系統(tǒng)功能。

  1. 網(wǎng)絡(luò)控制功能。

MICRO- n系統(tǒng)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，CPU主板 與OPC的信息傳遞是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的，采用ARCNET 網(wǎng)絡(luò)適配器。ARCNET網(wǎng)絡(luò)使用93Q同軸電纜作為通 信載體，采用TOKEN-BUS通信協(xié)議，數(shù)據(jù)傳輸速率 最大為2.5Mbps。

  1. 采用大規(guī)模集成電路及貼片元件。

該系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)非常復(fù)雜,PCB板大多為 6層或8層，為了在有限的線路板上完成必要的功能, 廣泛采用了大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)，元器件也大多采用 貼片元件。

  1. 采用DSP和FPGA技術(shù)。
  2. 采用在線可編程技術(shù)。

MICRO- n系統(tǒng)的CPU板采用了系統(tǒng)軟件和用 戶軟件分開(kāi)的處理技術(shù)。用戶軟件存放在采用具有在 線編程能力的FLASH芯片中，用戶可以借助G..D公 司的G..DE開(kāi)發(fā)環(huán)境和G..D-BOX適配器方便地下載 用戶軟件或?qū)Τ绦蜻M(jìn)行修改。

3 MICRO-n系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)特點(diǎn)

該系統(tǒng)的軟件量很大,EPROM容量達(dá)到數(shù)兆，光 CPU主板上的程序容量就達(dá)到2.5兆。該軟件設(shè)計(jì)有 如下特點(diǎn)：

  1. 采用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)(RTOS)。

目前嵌入式領(lǐng)域的一個(gè)發(fā)展方向是采用實(shí)時(shí)多 任務(wù)操作系統(tǒng)。過(guò)去一個(gè)嵌入式應(yīng)用程序所控制的外 設(shè)和運(yùn)行的任務(wù)不多，隨著微處理器本身性能的大幅 提高，可以適應(yīng)應(yīng)用復(fù)雜化的要求，但隨著應(yīng)用的復(fù) 雜化，如軟件采用原來(lái)的程序設(shè)計(jì)方法會(huì)有2個(gè)問(wèn) 題：中斷可能得不到及時(shí)響應(yīng)，這對(duì)于一些控制場(chǎng)合 是不允許的；系統(tǒng)任務(wù)多，各種資源如調(diào)度不當(dāng)就會(huì) 發(fā)生死鎖，降低軟件的可靠性。

RTOS是一段在嵌入式系統(tǒng)啟動(dòng)后首先執(zhí)行的背 景程序，用戶的應(yīng)用程序是運(yùn)行于RTOS之上的各個(gè) 任務(wù),RTOS根據(jù)各個(gè)任務(wù)的要求，進(jìn)行資源管理、消 息管理、任務(wù)調(diào)度、異常處理等工作。在RTOS支持的 系統(tǒng)中，每一個(gè)任務(wù)均有一個(gè)優(yōu)先級(jí),RTOS根據(jù)各個(gè) 任務(wù)的優(yōu)先級(jí)動(dòng)態(tài)地切換各個(gè)任務(wù)，保證對(duì)實(shí)時(shí)性的 要求。

MICRO- n系統(tǒng)的CPU板80386DX的編程選用 的 RTOS 為某 公司的 iRMK (TM)l.l REAL-TIME KERNEL,保證了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

  1. 采用保護(hù)模式下的程序設(shè)計(jì)。

80386DX的運(yùn)行模式有實(shí)方式和保護(hù)方式兩種， 只有運(yùn)行于保護(hù)方式下，才能充分發(fā)揮80386DX的特 點(diǎn)。保護(hù)方式擴(kuò)大了線性尋址的空間，使其達(dá)到4GB, 并允許運(yùn)行長(zhǎng)度幾乎無(wú)限制的虛存程序.80386DX有 四級(jí)保護(hù)方式。

該系統(tǒng)CPU板的80386DX編程采用保護(hù)方式下 的程序設(shè)計(jì)，不但大大提高了尋址能力，還提高了程 序運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

  1. 采用系統(tǒng)程序和用戶程序分開(kāi)的處理方式。

MICRO- n系統(tǒng)CPU主板上的程序設(shè)計(jì)采用系 統(tǒng)程序和用戶程序分開(kāi)處理的方式，系統(tǒng)程序完成諸 如任務(wù)的切換、網(wǎng)絡(luò)通信的控制、對(duì)輸入輸出數(shù)據(jù)的 處理、與G..DE開(kāi)發(fā)環(huán)境的連接等功能，這些功能不 需要經(jīng)常進(jìn)行更改，與用戶的程序設(shè)計(jì)無(wú)關(guān)；用戶程 序部分與機(jī)器控制功能密切相關(guān)，在機(jī)器調(diào)試時(shí)，只 有這部分程序是需要更改的。采用這種方式，可以提 高硬件控制板的兼容性,不同的機(jī)器所使用的硬件控 制板完全兼容，對(duì)不同的機(jī)器，只需下載相應(yīng)的用戶 程序就可以了。

  1. 穩(wěn)定可靠的通信協(xié)議。

在系統(tǒng)運(yùn)行初期，CPU板通過(guò)各智能板上雙口 RAM對(duì)系統(tǒng)的17塊線路板寫(xiě)入必要的數(shù)據(jù)，完成對(duì) 各個(gè)線路板初始化設(shè)置,各種智能板根據(jù)接收數(shù)據(jù)完 成各自的功能，同類型的智能板可以互換，且不影響 各自的功能，這就需要一個(gè)通用的、穩(wěn)定的通信協(xié)議。 該系統(tǒng)具有很好的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議設(shè)計(jì)，可保證線路板 之間廣泛的兼容性。

4 MICRO- n系統(tǒng)與PC控制系統(tǒng)的比較

在工廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)中PC的應(yīng)用越來(lái)越普 及，雖然PC具有獨(dú)特的使用優(yōu)點(diǎn)，但它的缺點(diǎn)也是非 常明顯：

  1. 編程語(yǔ)言不夠豐富。
  2. 對(duì)于特殊功能可能沒(méi)有現(xiàn)成的模塊可用。
  3. 各種模塊都要購(gòu)買(mǎi)，成本較高。
  4. 由于可用編程器對(duì)程序進(jìn)行修改，如操作不 當(dāng)極易造成系統(tǒng)崩潰。

與采用PC設(shè)計(jì)的系統(tǒng)相比,MICRO-□系統(tǒng)具有 以下優(yōu)點(diǎn)：

  1. 采用某公司的微處理器進(jìn)行設(shè)計(jì)，所支 持的編程語(yǔ)言眾多，也容易采用一些新的軟件設(shè)計(jì)技 術(shù)，如RTOS。
  2. 自主設(shè)計(jì)電路，可充分考慮到產(chǎn)品的多樣性、 獨(dú)特性，成本較低。
  3. 電路、軟件皆自主設(shè)計(jì)，不易被模仿，具有較 好的經(jīng)濟(jì)效益。
  4. 軟件兼容性好，升級(jí)方便。

  5. 因此，如采用PC來(lái)實(shí)現(xiàn)MICRO-n系統(tǒng)，會(huì)在控 制功能和軟件功能兩方面都有所降低。例如,MICRO- H系統(tǒng)有許多自診斷的傳感器，它在輸出0、1信號(hào)的 同時(shí)，會(huì)有周期很窄的小脈沖出現(xiàn)，智能板根據(jù)這些 小脈沖的有無(wú)就可以判斷傳感器的好壞；如采用PC 實(shí)現(xiàn)，則沒(méi)有現(xiàn)成的模塊可以選用，如用軟件實(shí)現(xiàn)，由 于PC的掃描周期較長(zhǎng)，也不可能檢測(cè)到小脈沖。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       本文源于網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除                                                                                                                                                                   

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