嵌入式PLC控制系統(tǒng)故障診斷新方法的研究與實現(xiàn).pdf

1、可編程邏輯控制器(programmable logic controller，PLC)在工業(yè)領域中發(fā)揮著極其重要的作用。如今不斷增長的工業(yè)控制需求對PLC有了更高的性能要求，其中可靠性要求備受關注。提高PLC的可靠性一般可從硬件和軟件兩方面著手，硬件方面主要通過冗余技術增強系統(tǒng)的容錯能力，來確保系統(tǒng)在發(fā)生故障時仍維持正常工作，但是直接導致開發(fā)成本的提高，也增大了開發(fā)過程的復雜程度；軟件方面則主要依賴PLC的自檢測能力或采用故障診斷技術，

2、而在傳統(tǒng)PLC系統(tǒng)中加入故障診斷功能，必然會擴大程序規(guī)模，并延長掃描周期，致使PLC對實時控制的及時響應要求難以滿足。如何在提高系統(tǒng)可靠性的同時不影響控制任務的及時響應，是本論文主要的研究內(nèi)容。
　　嵌入式PLC指的是在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)PLC控制軟件代碼的解釋及執(zhí)行，是嵌入式系統(tǒng)與PLC技術的完美結合。嵌入式PLC性價比高且多任務的工作特性彌補了傳統(tǒng)PLC提高可靠性的軟、硬件方法的不足，故本論文采用嵌入式PLC技術實現(xiàn)高可靠性PL

3、C。論文主要工作可分為如下兩個方面。
　　首先，實現(xiàn)了具有軟故障診斷功能的嵌入式PLC。為了不影響原有的控制性能，僅將故障診斷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集任務嵌入到PLC控制系統(tǒng)中，該任務將軟故障診斷數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機診斷系統(tǒng)；嵌入式PLC內(nèi)核采用優(yōu)先級搶占式調(diào)度算法協(xié)調(diào)控制任務與數(shù)據(jù)采集任務的同步運行，利用周期執(zhí)行控制任務、控制周期的空余時間執(zhí)行數(shù)據(jù)采集任務；研究了系統(tǒng)的內(nèi)存管理策略及進程通信策略的設計方案；討論了嵌入式PLC中兩類數(shù)據(jù)的不同通

4、信需求，提出雙串口通信策略。
　　其次，在PC機上采用狀態(tài)機技術建立故障診斷系統(tǒng)。對正常運行的嵌入式控制系統(tǒng)的診斷數(shù)據(jù)建立初始規(guī)范模型；再對實際運行的嵌入式控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集，與改進的被動測試錯誤檢測算法結合，檢測未知狀態(tài)或診斷出已知軟故障，若診斷出故障情況則做出相應提示，若檢測到規(guī)范模型未知的狀態(tài)，則定期人工判定是否為故障情況，以此完善規(guī)范模型；采用行程編碼技術對狀態(tài)機進行數(shù)據(jù)壓縮，以減少診斷系統(tǒng)占用的內(nèi)存容量。
　　本