基于RTLinux的软件定义型智能控制系统研究

来源 :齐鲁工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lixin200513137149
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可编程逻辑控制器(PLC)的出现在工业自动化以及智能制造上有着非凡的意义,但传统PLC的发展中存在着价格较高,结构体系开放度低,兼容扩展性差等问题,这就深深的制约了其发展空间。因此,需要利用软件定义模块化的设计思想来解决传统PLC中的一系列问题。本文研究的软件定义型智能控制系统属于嵌入式软PLC控制技术研究内容,首先分析了研究背景及意义,介绍软件定义型智能控制系统的课题来源,对国内外的相关控制技术的相关研究现状进行分析总结。接着对智能控制系统进行总体的设计,通过分析传统PLC与软PLC的结构及工作原理,引出了智能控制系统的结构与原理,并对系统的硬件设计与核心处理器选型上提出要求。从软件定义控制技术的模型设计到软件平台的整体实现工作,软件设计实现上包括基础软件平台的搭建工作,到智能控制系统中所用到的数据结构的设计工作,再到智能控制系统的平台层与终端层的设计开发。平台层为智能控制系统的开发系统实现的相关功能,终端层为智能控制系统的运行系统实现相关功能。针对传统PLC控制技术中繁杂的开发配置软件,无法使用统一的软件进行灵活地控制,其PLC控制系统无法达到根据应用需求来实现灵活的软件定义,适应不同型号的硬件环境等问题,本文提出了软件定义型的控制技术,来实现硬件型号的软件定义快速配置,以满足系统的不同应用环境需求;并提出多协议兼容的控制技术,在智能控制终端上实现同一串口的不同应用兼容模式,实现通信串口的软件定义控制,以满足控制器串口的不同应用需求。在RTLinux系统上建立一个软件定义控制系统模型,并对RTLinux操作系统中的实时任务调度问题进行了分析研究,使PLC控制系统能够在RTLinux嵌入式操作系统上实现运行。利用软件定义型智能控制系统中的设计研究,实现整个控制系统的重组移植,快速组建不同种类CPU不同操作系统的智能控制系统。最后,将软件定义型智能控制系统控制技术应用于安全控制系统中,并对其研究内容与控制技术进行应用,并对系统中的各项应用功能进行了实验测试验证。通过实验结果显示,软件定义型智能控制系统中的各项应用设计都能满足要求,也验证了课题研究内容的可行性。
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