嵌入式PLC開發(fā)背景

http://　　15年前，當(dāng)我用8031單片機控制ppn折彎機時，覺得匯編語言是多么神奇??！但干了十幾年的圍繞用戶工藝要求定制各類嵌入板的工作后，感覺仿佛陷入了無邊的苦海。用戶每提出一個新的小要求，我就得改程序，只要用戶有新的需求，這種工作就沒有盡頭。
　　
　　12年前，我采用數(shù)據(jù)采集卡，在ipc上用c語言實現(xiàn)了唐山熱河82米輥道窯全計算機控制。做了幾十條窯爐計算機控制系統(tǒng)后，我發(fā)現(xiàn)走入了系統(tǒng)控制的誤區(qū)。在ipc上運行實時控制算法，風(fēng)險太大；用c、vc、組態(tài)軟件編程的辛苦無人認(rèn)可。盡管硬盤、鍵盤、接口花去了大量的售后服務(wù)費用，用戶最終還是拋棄了工控機系統(tǒng)。
　　
　　而plc以其高可靠性，十幾年來市場不斷擴大，在解決好了邏輯控制的同時，加強過程控制的功能，并增加了大量的擴展專用模塊，其應(yīng)用范圍向上擠占dcs的市場，向下覆蓋了部分嵌入式單片機應(yīng)用的市場。plc的現(xiàn)場總線功能、支持人機界面及易學(xué)易用的梯形圖語言，讓工廠電工都易于接受。
　　
　　如果plc能滿足用戶的工藝要求，誰還愿用需要昂貴的一次開發(fā)費用的嵌入板或不穩(wěn)定的計算機系統(tǒng)呢？幸好是假設(shè)，plc也有的短處。由于控制對象千差萬別，工藝要求五花八門，即使有大量的擴展模塊供選擇，也難以滿足特定對象的工藝要求。否則誰還會要工控嵌入板？
　　
　　今天工廠自動化人員能進行二次開發(fā)的軟件一是組態(tài)，二是梯形圖語言。這二者如果能解決的問題還用vb、vc去開發(fā)，那一定是在做傻事！借助工具軟件開發(fā)各類應(yīng)用系統(tǒng)，既提高了開發(fā)速度，降低開發(fā)風(fēng)險，又能節(jié)約開發(fā)費用。但組態(tài)軟件只能在pc機（或?qū)Ｓ胮c）上運行，梯形圖語言只在plc可編程邏輯控制器中運行。制約plc不能滿足用戶工藝要求的，不是梯形圖語言，而是plc的硬件不夠靈活。
　　
　　嵌入式plc軟件正是在這種困惑中開始開發(fā)的，它以plc梯形圖語言為內(nèi)核，強化過程控制的運算能力，提供開放式擴展結(jié)構(gòu)，增加網(wǎng)絡(luò)互連功能。它融合嵌入板的特殊要求，發(fā)揚plc梯形圖語言優(yōu)勢，為特定對象控制問題的解決提供了一個通用開發(fā)平臺。
　　
　　嵌入式plc軟件是面向單片機嵌入板的軟件設(shè)計而開發(fā)的（當(dāng)然做標(biāo)準(zhǔn)plc很容易），解決plc不好解決的問題（如成本、硬件支持、工藝保密等）。在開發(fā)初期，試圖在uclinux、uxwoek環(huán)境下開發(fā)，但深入進去發(fā)現(xiàn)，要實現(xiàn)片級嵌入（8位單片機），運行uclinux、cos/d的芯片都大了。最終開發(fā)選擇了匯編（針對51系列單片機）語言，難的是自己，但為保證應(yīng)用的穩(wěn)定性、實時性，值得！
嵌入式plc軟件的擴展能力體現(xiàn)在擴展接口及協(xié)議的開放性上。世界上各家的plc生產(chǎn)商都有現(xiàn)場總線接口，如三菱的cc—link，西門子的profibus等。但我選擇了canbus，一是中國的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)是devicenet（canbus是其底層協(xié)議），二是canbus在中國工控市場上已形成事實標(biāo)準(zhǔn)。
　　
　　嵌入式plc軟件的網(wǎng)絡(luò)互連能力體現(xiàn)在嵌入式web服務(wù)器上，其深度裁剪tcp/ip協(xié)議（僅運行tcp/ip、icmp arp），在遠程端加載專用瀏覽器后，即可實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
嵌入式plc軟件提供的硬實時體現(xiàn)在用戶定制中斷系統(tǒng)干預(yù)內(nèi)核任務(wù)調(diào)度機制，實現(xiàn)高速實時控制系統(tǒng)要求（如步進驅(qū)動，可控硅移相觸發(fā)等）上。 當(dāng)我寫完easy-v1.00嵌入式plc軟件時，它已具備以下功能：

　　1、支持三菱、臺達等多家人機界面

　　2、支持梯形圖編程（86條指令）

　　3、支持canbus互連（多機并聯(lián)運行或擴展單元連接）

　　4、支持第三方開發(fā)擴展單元的接線

　　5、提供硬實時，用戶嵌入接口

　　easy-v1.00嵌入式plc軟件，為單片機嵌入設(shè)計提供了一個全新的設(shè)計方法，設(shè)計人員更多地關(guān)注接口及可靠性，而將用戶工藝交給梯形圖語言，僅需數(shù)數(shù)i/o口數(shù)量，畫畫pcb板，就可快速推出產(chǎn)品。

　　easy-v1.00嵌入式plc軟件，將改變國產(chǎn)plc設(shè)計格局，使plc生產(chǎn)廠家能快速設(shè)計出貼近終端市場的plc，即嵌入式plc，也可更形象地稱為客制式plc（為客戶定制的plc）。