基于CORBA技术的嵌入式控制器设计

2.2.2 开发适合重矿行业的应用模块

　　重矿行业矿山设备控制有其独特的特点， 目前设备的控制相对数控机床来说比较简单，没有复杂的轨迹控制，但对加工时的智能优化和逻辑控制有很高的要求。随着地质条件的变化、对矿石产品的筛选要求增加，新型生产工艺的产生，增加了控制的复杂性，设备组成生产系统时设备相对较为分散，设备现场环境较为恶劣，基于这些特点研究在上述CORBA协议框架下的应用程序模块，将这些人机交互、逻辑控制、运动控制、智能过程控制、通讯服务等模块形成标准化的可裁减的应用对象模块。具体模块如下所示：

　　1）状态采集模块。根据不同产品监控对象数据采集的不同，构建不同的数据采集模块。包括数据采集硬件以及数据采集、记录、传送软件。例如，针对振动的采集模块，振动压力的采集模块，振动温度的采集模块等。

　　2）监控模块。监控模块包括嵌入式控制器上的应用模块以及远程PC平台上的分析模块。例如，针对单锤破的监控模块可能就包括对轴承的监控，通过对轴承的不同采集点采集数据的分析进行设备的状态分析，实现监控。远程计算机上也可以通过标准的监控模块对该设备进行有效的监控，实现故障预警。

　　3）过程控制模块。过程控制模块可以对于采矿成套线上的多个设备的控制来实现设备的协调运行和效率的提高。

　　4）通讯服务模块。通过通讯模块可以将现场采集的各种数据（如温度、转速、震动等）传输到监控室，便于工作人员对设备运行状态进行实时监控，提高效率，减少故障发生率。另外，根据需要，可选视频图像采集与压缩模块，将现场图像等多媒体信息采集下来，通过通讯模块进行传送，为工作人员提供直观的现场运行场景显示。

　　控制器的网络化应用和远程监控服务的结构见图2。

　　图2 控制器分布式应用框图

　　在现场各个设备上的控制器可以独立工件，也叮以通过有线或无线的网络连接起来，可以形成一个监控刚络，部分控制器可以选择视频采集功能，通过通讯网络把图像传递到监控PC上，甚至可以通过服务器和Internet向异地计算机进行图像传递：控制器和监控PC的无线传输通过连接九线模块进行，无线数字收发模块负责信道估计、补偿、信号检测与基本的差错控制（如出错重传，前向纠错等）。

　　服务器和Internet的连接也是多种方式：电话、ADSL、GSM或CDMA等，服务器完成数据采集、存储与管理，根据异地计算机的要求，形成相应的、基于Web的表单和多媒体流信息，并向远程调用者发布。同时，可以根据异地计算机的指令，对设备监控人员发出操作命令。

　　2.2.3 实时操作系统

　　分布式控制器将采用国产的ReWorks操作系统。ReWorks是中国电子科技集团第32所（华东计算技术研究所）自主研制的嵌入式实时操作系统和集成开发环境，它是一个集设计／开发／调试／仿真于一体的实时嵌入式系统开发与运行平台，兼容于VxWorks的嵌入式实时操作系统。

　　2.2.4 嵌入式系统硬件设计

　　考虑到系统的开放性，系统硬件选择X86 CPU 系统，采用成熟的All-in-013e主板，并支持104总线。硬件体系结构如图3所示。