机器控制的先进实时技术

发布时间：2005-11-22 作者：Mark T. Hoske, CONTROL ENGINEERING 主编

　　实时性（或者说确定性）这一概念适用于传感、逻辑控制和传动以及将以上三方面有机联系起来的设备通信领域。
　　在传感领域，实时性意味着能够迅速地测量和采集过程数据以准确地反映现实情况，采样速度过慢则会影响对实际情况的判断。只有当信息采集速度足够快时，进行逻辑控制和实时决策的相关设备和软件才能对过程发挥有意义的影响。此外，实时执行是指及时地改变过程以使测量参数维持在理想的设置点范围内。通信网络也要在一个已知的或者是确定的时间内传输信息，换句话说，信息传输时间要能够被量化计算。能够做到以上几点的过程叫做确定性过程。

　　在制造过程中，不同的应用情况对实时性或者确定性的定义也有所不同。Microsoft公司的工业技术战略分析师Ron Sielinski指出：“可编程控制器、机器人、CNC系统和视觉系统对实时性的要求有着巨大的差异，甚至是同一种设备的不同厂家之间也存在着不同。” Microsoft公司针对实时性应用，已推出了嵌入式Windows XP和 Windows CE 5.0两个系统。
　　下面列出了一些实时性技术领域的最新进展情况。

　　计算机数控用于机器控制
　　Bosch Rexroth 公司推出了IndraMotion MTX系统。该公司的电子驱动和控制部门通过将Wind River VxWorks实时操作系统移植到PLC中实现了在60 祍内执行1000条指令。该CNC系统在控制8个轴运动时能够保证插入时间不超过1ms。
　　www.boschrexroth-us.com

       高速数据交换
　　GE Fanuc Automation的PAC Systems 控制存储器交换系统可实现用户之间的实时数据共享。其数据传输速率可达174Mbps，节点到节点的等待时间可低至450ns。用户可以在1ms内实现从输入控制器到第二个控制器或到屏幕显示器的1000个数据标签的实时更新。
　　www.gefanuc.com

　　PLC和Microsoft 的嵌入式Window XP相结合
　　MDSI（Manufacturing Data Systems Inc.）公司最近推出的“FlashCNC全面机器控制系统”将该公司的高速开放式软件架构、紧凑型硬件设备和数字化机器界面紧密地结合在一起。它可支持多达256个I/O点以及控制10个轴的运动。
　　www.mdsi2.com

　　开发软件和操作系统
　　National Instruments公司推出的LabView软件系统结合了LabView Real-Time模块和NI Real-Time硬件，可为数据采集和控制系统提供确定性的实时性能。通过计算机图形化编程，用户可以在台式机上进行程序开发，然后再根据数据传输速率和I/O接口要求，将程序下载到独立的目标硬件设备上执行。
　　www.ni.com

　　现场软件更新
　　Sauer-Danfoss公司和Texas Instruments（TI）公司宣布推出八款基于TMS320F2810和F2812数字信号控制器的Plus 1硬件模块。F2810与2812控制器均基于TI的 C/C++高效32位TMS320C28x DSP内核，集成了高达128千字(kw)的片上闪存，简化了在开发与现场软件更新过程中重新编程的操作。
　　www.ti.com

　　VxWorks或Linux开发
　　Wind River Workbench是业界第一个也是唯一的同时支持VxWorks和Linux两个操作系统的集成开发环境，它使开发商能够进行跨平台的标准化开发。Wind River Workbench 2.0具有出色的灵活性和开放性。