西門子6ES7505-0RA00-0AB0電源管理模塊

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?現代工業(yè)控制任務需求的日益提高要求PLC通常用于完成比較復雜的項目，例如，PLC用于DCS，不同的PLC模塊分別完成管理、控制、現場的數據采集與處理，多個PLC控制從站之間的通信等另一方面，一個系統(tǒng)在完成之后，常常需要擴容，在不改動原有硬件的基礎上，系統(tǒng)硬件以模塊方式添加進行擴展，系統(tǒng)的原有軟件也不改動，新的軟件也以模塊方式添人一個復雜項目下的多個任務執(zhí)行。這些都需要分時多任務操作系統(tǒng)的支持。

??控制任務對于操作系統(tǒng)的要求是，模塊化結構，在一個jingque的時間段內迅速、反復地執(zhí)行應用程序。

??在PLC發(fā)展初期和中期，常規(guī)的PLC大多依賴于單任務的時鐘掃描或監(jiān)控程序來處理程序本身的邏輯運算指令以及外部I/0通道的狀態(tài)采集與刷新，整個應用程序采用一個循環(huán)周期。但事實上，在一個較復雜的控制系統(tǒng)中，往往有一些數據變量的實時性要求很高，但也有很多大慣性的模擬量對實時的要求并不是太高，如果所有的變量都采用同樣的刷新速度，這實質上是對資源的浪費。循環(huán)順序掃描的運行機制直接導致了系統(tǒng)的控制速度嚴重依賴于應用程序的大小，應用程序一旦復雜龐大，控制速度就必然降低，這無疑是與I/O通道高實時性處理的要求相違背。

??PLC引入大型計算機的分時多任務操作系統(tǒng)理念，采用分時多任務的運行機制，使得應用任務的循環(huán)周期與程序長短并不是那么緊密相關，設計人員可根據工藝需要自由設定應用程序的優(yōu)先執(zhí)行順序，在CPU運算能力允許的前提下，控制周期按照用戶的實際要求設定，從而將應用程序的掃描周期與真正外部的控制周期區(qū)別開來，滿足了實時控制的要求。

??分時多任務操作系統(tǒng)可以分為多個任務層，具有以下優(yōu)點：

??1)模塊化、結構化的應用軟件在編制用戶程序時，一個完整的復雜項目可以分成多個獨立的任務來完成。每個任務都是獨立的程序部分，它可以完成許多不同的功能(數字量和模擬量的相互關聯(lián)、控制、定位等)。合理地分配一個項目，可以使應用項目結構化、模塊化。

??2)用最適合的編程語言創(chuàng)建任務∶結構化的優(yōu)點是每個任務可以用最合適的編程語言來建立，單個的功能容易編寫，并且使功能模塊化，單個任務的故障處理也變得簡單。

??3)用戶可以按需要設定每個應用任務的循環(huán)時間。

??4)對于特殊任務的響應時間不受完整程序循環(huán)時間的限制。

??5)任務維護非常簡單。

??當使用分時多任務操作系統(tǒng)時，處理器的能力分在多個任務中，可能導致處理多個任務數據，分時多任務操作系統(tǒng)必須具有如下性能∶

??1)并行處理幾個控制任務。

??2)確定多個任務的處理時間。

??3)監(jiān)控任務時靈活設定循環(huán)時間。

??4)每個任務級別分配一致的I/O映像。

??基于分時多任務操作系統(tǒng)平臺，PLC的應用程序可分為多個獨立的任務模塊，用戶可以方便地根據控制項目中各子任務的不同功能要求，如數據采集、報警、PID調節(jié)運算、通信控制、數據打印等，開發(fā)相應的控制任務模塊，在分別編制和調試之后，可一同下載至PLC的用戶程序存儲器中。控制項目中的各子任務在分時多任務操作系統(tǒng)的調度管理下，并行協(xié)同運行。

??分時處理各個控制任務給控制項目執(zhí)行帶來的好處是設計人員可以根據不同任務對實時性能的不同需求，指定不同的優(yōu)先等級，確定不同的循環(huán)周期，使得這些任務模塊既相互獨立運行，數據又保持一定的相互關聯(lián)，從而實現確定的分時多任務控制，是某個任務處于等待狀態(tài)，其他任務也可繼續(xù)執(zhí)行。

??分時多任務操作系統(tǒng)的運行機制是源于大型應用軟件模塊化的設計思想，第一，它帶來了項目開發(fā)效率上的提高，有著常規(guī)PLC無法比擬的靈活性。多任務的設計使得各個任務模塊的功能描述更趨清晰簡潔。第二，用戶可以自行開發(fā)自己獨有的而又具有通用性的獨立功能模塊，將其封裝以便于日后在其他應用項目中重新使用。第三，各個不同的任務還可以由開發(fā)小組的不同成員分別編制。不同的開發(fā)人員基于共同的約定，可以靈活選用符合IEC1131-3規(guī)范的不同編程語言進行任務編程設計，有利于軟件設計可靠性的提高，也有益于開發(fā)人員短時間內編制出結構清晰、功能明確的控制程序。