基于CORBA技術的嵌入式控制器設計

2.2.2 開發適合重礦行業的應用模塊

　　重礦行業礦山設備控制有其獨特的特點， 目前設備的控制相對數控機床來說比較簡單，沒有復雜的軌跡控制，但對加工時的智能優化和邏輯控制有很高的要求。隨著地質條件的變化、對礦石產品的篩選要求增加，新型生產工藝的產生，增加了控制的復雜性，設備組成生產系統時設備相對較為分散，設備現場環境較為惡劣，基于這些特點研究在上述CORBA協議框架下的應用程序模塊，將這些人機交互、邏輯控制、運動控制、智能過程控制、通訊服務等模塊形成標準化的可裁減的應用對象模塊。具體模塊如下所示：

　　1）狀態采集模塊。根據不同產品監控對象數據采集的不同，構建不同的數據采集模塊。包括數據采集硬件以及數據采集、記錄、傳送軟件。例如，針對振動的采集模塊，振動壓力的采集模塊，振動溫度的采集模塊等。

　　2）監控模塊。監控模塊包括嵌入式控制器上的應用模塊以及遠程PC平臺上的分析模塊。例如，針對單錘破的監控模塊可能就包括對軸承的監控，通過對軸承的不同采集點采集數據的分析進行設備的狀態分析，實現監控。遠程計算機上也可以通過標準的監控模塊對該設備進行有效的監控，實現故障預警。

　　3）過程控制模塊。過程控制模塊可以對于采礦成套線上的多個設備的控制來實現設備的協調運行和效率的提高。

　　4）通訊服務模塊。通過通訊模塊可以將現場采集的各種數據（如溫度、轉速、震動等）傳輸到監控室，便于工作人員對設備運行狀態進行實時監控，提高效率，減少故障發生率。另外，根據需要，可選視頻圖像采集與壓縮模塊，將現場圖像等多媒體信息采集下來，通過通訊模塊進行傳送，為工作人員提供直觀的現場運行場景顯示。

　　控制器的網絡化應用和遠程監控服務的結構見圖2。

　　圖2 控制器分布式應用框圖

　　在現場各個設備上的控制器可以獨立工件，也叮以通過有線或無線的網絡連接起來，可以形成一個監控剛絡，部分控制器可以選擇視頻采集功能，通過通訊網絡把圖像傳遞到監控PC上，甚至可以通過服務器和Internet向異地計算機進行圖像傳遞：控制器和監控PC的無線傳輸通過連接九線模塊進行，無線數字收發模塊負責信道估計、補償、信號檢測與基本的差錯控制（如出錯重傳，前向糾錯等）。

　　服務器和Internet的連接也是多種方式：電話、ADSL、GSM或CDMA等，服務器完成數據采集、存儲與管理，根據異地計算機的要求，形成相應的、基于Web的表單和多媒體流信息，并向遠程調用者發布。同時，可以根據異地計算機的指令，對設備監控人員發出操作命令。

　　2.2.3 實時操作系統

　　分布式控制器將采用國產的ReWorks操作系統。ReWorks是中國電子科技集團第32所（華東計算技術研究所）自主研制的嵌入式實時操作系統和集成開發環境，它是一個集設計／開發／調試／仿真于一體的實時嵌入式系統開發與運行平臺，兼容于VxWorks的嵌入式實時操作系統。

　　2.2.4 嵌入式系統硬件設計

　　考慮到系統的開放性，系統硬件選擇X86 CPU 系統，采用成熟的All-in-013e主板，并支持104總線。硬件體系結構如圖3所示。