Điều khiển nhúng

Hệ thống kiểm soát công nghiệp có thể được chia làm hai danh mục. Đó là thiết kế cho các chức năng kiểm soát đa năng và lập trình đầy đủ bởi người dùng cuối; Thiết kế cho các mục đích đặc biệt như điều khiển máy nghiền hoặc hệ thống đúc khuôn phun.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều khiển nhúng Điều khiển nhúng: kết hợp thời gian thực và môi trường làm việc đa năngHệ thống kiểm soát công nghiệp có thể được chia làm hai danh mục. Đó làthiết kế cho các chức năng kiểm soát đa năng và lập trình đầy đủ bởi ngườidùng cuối; Thiết kế cho các mục đích đặc biệt như điều khiển máy nghiềnhoặc hệ thống đúc khuôn phun.Đối với danh mục thứ nhất, một trong những hệ thống thường thấy là PLCsvà các máy tính công nghiệp đa năng. Danh mục thứ hai sử dụng các bộ điềukhiển riêng với khả năng hỗ trợ các chức năng đặc biệt được tích hợp bêntrong, như điều khiển chu trình chuyển động kín. Cả hai hệ thống có thể thựchiện nhiều hơn một chức năng trong cùng một thời gian nhờ khả năng đanhiệm – nhưng các bộ điều khiển riêng đặt các yêu cầu đặc biệt trên sự phốihợp của hệ thống với các tác vụ trùng nhau. Nơi mà các chức năng giới hạnthời gian liên kết, như là điều khiển và phối hợp chuyển động theo nhiềutrục. Hệ điều hành phải đảm bảo những tín hiệu giới hạn thời gian từ cáccảm biến theo dõi chuyển động không bị mất bởi các luồng ứng dụng điềukhiển quan trọng.Một hệ điều hành đa nhiệm như Microsoft Windows không thể đáp ứngthích đáng đảm bảo lưu trữ một ứng dụng, vì nó được tối ưu hóa để cung cấpdịch vụ cho nhiều tác vụ đa năng khác, như sự tương tác với người vậnhành, giao diện mạng, cơ sở dữ liệu động cơ, …Cánh tay đa năng này không tốt cho những yêu cầu thời gian của một ứngdụng điều khiển công nghiệp mà yêu cầu một hệ điều hành thời gian thực đểđảm bảo sự phối hợp của những chức năng thời gian giới hạn. Nhưng đặctính chuyên môn hóa cao hơn của một hệ điều hành thời gian thực cũng làmột hạn chế nghiêm trọng. Một hệ điều hành đa năng như Windows có rấtnhiều công cụ sản xuất bởi hãng thứ ba để làm giảm thời gian yêu cầu khicài đặt màn hình giao diện điều hành, truy cập cơ sở dữ liệu, và truyền thôngtin với mạng lưới giao thức. Trên thực tế, hầu hết nền tảng máy tính thôngdụng cho việc phát triển trong các phần mềm tự động hóa công nghiệp làmột chiếc PC, và máy PC – tương thích bộ vi xử lý chạy trên nền MicrosoftWindows đã trở thành tiêu chuẩn giao diện người – máy (HMI – HumanMachine Interface) phổ biến được sử dụng ngày nay. Ngoài ra còn có một cơsở phát triển phần mềm dựa trên các ứng dụng PLC. Những ứng dụng “PLCmềm” phân phối chức năng điều khiển của PLC và mô hình lập trình PLCthông thường trong môi trường Windows.Nhưng nhà phát triển hệ thống kiểm soát có thể làm gì khi họ muốn kết hợpthời gian thực và môi trường điều hành đa năng? Chạy nhiều hệ điều hànhtrong cùng một lúc trên một nền tảng phần cứng đơn.Burny XL của Cleveland Motion ControlsĐây là giài pháp được chọn bởiCleveland Motion Controls (CMC)của Cleveland. CMC tập trung vàoviệc cung cấp sao cho dễ dàng sửdụng các giải pháp kiểm soát hìnhdạng cắt động cho oxy nhiên liệu,plasma, laser và máy cắt bằng vòiphun nước, các công cụ định tuyến,khắc và định lượng. Máy tính mớinhất của hãng dựa trên điều khiển sốmáy tính (CNC) chính là Burny XLkết hợp với bộ xử lý di động củaIntel. Hệ thống cung cấp cắt kimloại theo nhiều trục cực kỳ chínhxác và điều khiển thời gian thực lặplại, cùng với một hệ thống HMI The Burny XL gồm hai phiên bản : mộtphong phú và hữu ích đã làm cho hệ phiên bản tích hợp hoàn toàn và mộtđiều hành máy tính hoạt động với panen điều hành từ xanăng suất cao. Nó được thiết kế trở thành một nền tảng có thể cấu hình đượcmà người thiết kế máy tính CNC có thể tùy biến sản phẩm riêng của họ. Nóhoạt động trên môi trường thô và được phân thành hai loại: nền tảng kiểmsoát hoàn toàn tích hợp, panen HMI, và một phiên bản panen từ xa.Bằng cách sử dụng một phần mềm độc đáo ảo hóa môi trường được cungcấp bởi TenAsys Corp của Beaverton. Burny XL có thể chạy đồng thời trênMicrosoft Windows XP cài sẵn và hệ điều hành thời gian thực TenAsysINtime (RTOS) trên một PC được cài sẵn. Điều này mang lại cho Burny XLkhả năng đa nhiệm cho phép các công việc trong tương lai được tải, lưu trữvà lồng nhau bởi một bộ quản lý tác vụ trong khi công việc hiện tại đangđược thực thi. Nhờ làm việc đa nhiệm mà Burny XL có lợi thế hơn so vớicác máy điều khiển CNC khác bằng cách rút ngắn thời gian lãng phí giữacác công việc. Việc bổ sung tạo điều kiện cho nhiều tác vụ làm việc đồngthời, INtime RTOS còn hỗ trợ đáp ứng trong thời gian thực mà đảm bảorằng các bước chuyển động của CNC được thực hiện chính xác.Nền tảng CNC cấu hình đượcKhi người thiết kế máy CNC tùy biến Burny XL cho những sản phẩm riêngcủa họ, họ sử dụng một phần mềm cài sẵn – dựa trên PLC và giao diện mànhình cảm ứng thiết kế bởi Cleveland Motion Control. IEC 61131 này tươngthích với các ứng dụng Windows có thể lập trình bằng hình thang logic vàcó thể dịch các mã “M” và “G” chuẩn của chương trình CNC. Phần mềmPLC cung cấp vị trí đích để đặt điểm khởi động cho phần mềm di động thờigian thực, và quản lý tất cả các hoạt động trực tiếp không theo thời gianthực. Một giao diện bộ nhớ chia sẻ thường là Windows hoặc INtime máy ảohóa được sử dụng truyền các thông tin và dòng lệnh giữa phần mềm PLC vàphần mềm điều khiển chuyển động giới hạn thời gian chạy đồng thời trênINtime RTOS (xem kiến trúc hệ thống).Việc sử dụng bộ nhớ chia sẻ chỉ là một chi tiết bổ sung của hệ điều hành hỗtrợ ảo hóa cung cấp bởi môi trường TenAsys INtime. INtime cũng điềukhiển các chức năng gián đoạn phần cững của các thiết bị vào ra để bảo đảmlàm giảm thời gian giới hạn của những trường hợp như ấn vào màn hình cảmứng điều khiển không bị gián đoạn các tác vụ thời gian thực như là điềukhiển động cơ cắt của CMC. Bởi vì bằng cách này phần mềm ảo hóaTenAsys được cài đặt, Windows và phần mềm ứng dụng Windows chạy trênhệ thống mà không cần điều chỉnh.Kiến trúc phần mềm của Burny XL thể hiện cách mà cả Windows XP vàINtime RTOS từ TenAsys Corp được đưa vào trong một máy tính côngnghiệp. Một kiến trúc máy ảo được cài đặt bởi phần mềm TenAsys cho phépcả hai hệ điều hành chạy độc lập với ...