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本文在对当前工业现场使用的DCS系统架构进行分析的基础上,利用当前流行的低功耗微处理器技术和嵌入式系统技术,在国内首先提出了一种基于ARM-Linux技术的低功耗控制单元设计方案。
本文详细地介绍了几种主要的DCS架构,在分析这些架构的基础上,提出了新型的架构。然后针对新型架构的特点提出了这种新型的控制单元设计方案。本方案能够解决在当前控制器中存在的许多技术瓶颈,为进一步提高DCS控制系统的性能找到了一个新的方向。
本文通过对多种低功耗的处理器进行分析,最终采用基于ARM内核的处理器——AT91RM9200作为控制单元的处理器,取代了当前通用的86系列工业处理器,同时为了减轻AT91RM9200的负荷,还采用了一款ARM7控制器作为控制单元的辅助处理器。这种双处理器的结构不仅仅提高了控制单元的处理能力,而且为以后的功能扩展留下了足够的余地。
本文根据这个方案完成了硬件电路的设计,采用了USB做为主控制器和冗余控制器的通信方式。同时,本文还对引导代码进行了修改,完成了Linux驱动的开发和调试,并对Linux进行了裁减。最后根据系统的需要编写了网络部分的通信代码和两个处理器的数据交换代码。
本文的调试部分给出了在本方案实现过程中遇到的一些问题,并分析了这些问题的原因,给出了解决办法。
本方案已经成功的实现,在初步应用中得到了极好的效果,并且开始逐步在小型的系统中使用。本方案解决了当前DCS控制系统中控制单元存在的很多技术难题,进一步提高了DCS控制系统的稳定性和适应能力,必定会对工业发展有积极的推动意义。