析嵌入式系统在机电控制中的应用

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  【摘 要】随着科技的高速发展,煤矿机械化程度也得到了显著的提高,而且,随着嵌入式系统普及率的提高,在机电控制中应用嵌入式系统逐渐成为拓展嵌入式系统应用领域的重要研究方向。现阶段在机电控制中引入嵌入式系统有强大的技术支撑,从而为硬件和软件平台的不断优化奠定了基础。嵌入式系统作为提升制造企业竞争优势、扩大企业经济效益的重要工具,加强其理论研究和技术应用对企业而言是十分必要的。
  【关键词】嵌入式系统;机电控制中;应用;
  引言
  近几年,机电越来越多的成为了人们日常生活和生产中必不可少的能源之一,其需求也是越来越大,在这种市场和生产比例完全不协调的情况下,应该如何做好机电的一些生产计划和生产任务,是现在煤矿事业需要面对的一个难题和挑战。目前来看,在日常的煤矿生产过程当中,不管是煤矿作业的生产效率,还是机电的产量,在很大的程度上完全取决于机电设备的自动化程度,机电自动化是一项高新技术,融入了很多科学和现代化的设备,同时微电子技术也运用到了机械工程中,这样就使得采矿的工作更能够安全、有效的完成,对煤矿生产起到了很大的影响。
  一、嵌入式系统的组成
  嵌入式系统是用来控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置入式系统,是以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪,适用于应用系统,对系统功能、可靠性、成本、体积和功耗等方面实行严格要求的专用计算机系统.嵌入式系统是一种专用的计算机系统,作为装置或设备的一部分,主要包括硬件层、中间层、系统软件和应用软件层。通常意义上,我们所说的嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板.嵌入式系统技术特点主要表现在:系统内核小(比如ARM系统的STM32分布式系统,内核只有15K,几乎不占内存,所以设计中经常应用此特点进行较复杂的功能控制)、专用性强、系统精简、高效实用性软件辅助、嵌入式软件要满足互换性要求、嵌入式系统开发需要开发工具和环境、使用寿命长、体积小不占用空间等.有了这些技术优点,使得嵌入式系统设计更加开放,更利于维护管理和更广地扩展性能。
  二、嵌入式系统的特点
  (一)系统内核小
  因为嵌入式系统大多数情况下都是用在小型的电子装置上的,其系统资源相对来说是很有限的,因此它的内核要远小于其他传统的操作系统。
  (二)专用性强
  嵌入式系统的个性化非常强,它的软件系统和硬件系统之间的结合非常紧密,很多情况下都需要对硬件进行系统的移植,即使是同样的品牌、同样系类的产品也要根据系统硬件的具体变化进行不断地修改和修正。同样,对于不同的任务,也要对系统有相应地更改,下载的程序编译要和系统相结合。
  (三)系统精简
  嵌入式系统和其他系统的区别就是一般没有像其他系统一样有应用软件和系统软件之间的明显区分,为了控制系统的成本,同时也是为了实现操控系统的安全,嵌入式系统在它的功能设计和实现上没有复杂的要求。
  (四)高实时性
  高实时性是嵌入式系统的基本要求。为了提高速度,软件要求必须是固态存储;同时软件代码也要求具有高质量和高可靠性的特性。
  (五)多任务的操作系统
  嵌入式系统的应用程序能在芯片上直接运行,不需要操作系统。但用户必须自己选择RTOS开发平台来合理有效地调度多任务,利用系统资源,只有这样才能保证这个程序的实时性和可靠性,以此来保证产品的质量。
  三、分析具体功能模块在机电控制中的应用
  (一)日常工作的管理监控功能
  首先工作人员根据权限可直接调用系统程序,包括监控界面、日期时间画面、有效界面的快进和后退,特殊界面的放大和缩小等,正因为有了这些简单的操控功能,使得我们可以及时查看设备运行、员工工作情况等.其次可对远程界面进行设置,如特殊性事件,日期标注等形成重要记录界面存储于文件夹中,高效的实现各个界面切换,完成各个时间段不同工作状态的监测.再次,嵌入式系统还可对以往的界面进行选择性保留,删除无用界面等操作,有效减少了设备运行负担.这些功能的应用大大节约了人员配备问题,实现了无人看守实时监测并记录的工作方式,提高了工作效率。
  (二)系统管理检测功能
  系统管理检测功能是建立在有效设备、系统运行基础之上.首先,系统可根据运行需要,选择性启用设备,降低设备无功功率的运转情况,也可通过添加、删除设备功能,实现有目的的设备调度,缓解一机多用的不安全因素.其次,系统内部自动记录程序状态,它可根据设备运行情况随时记录,做到时间间隔均匀、事件记录完整、报表详细等,提供准确信息供管理层参考和评价.再次,可根据需要,设置频率自定功能,有效地监督设备及系统运行,遇到不正常情况,及时启动报警系统,并记录非正常状态,较少设备故障,提高系统安全系数。
  (三)系统运行安全功能
  嵌入式系统运行安全一方面指系统设置层面,另一方面指的是用户授权权限.系统设置层面,指的是各级监控中心,只能对本监控点的计算机进行密码设置和修改,而基于机房的整体嵌入式设备则无权限访问和修改.用户授权权限是指嵌入式设备总管理员,根据工作需要授权相关责任人,负责一些系统监控、计算机调度等方面的工作,系统会将临时责任人使用流程保存纪录,并有效传送到数据库,完成执行操作等.系统运行安全功能实现了一台小小嵌入式计算机系统服务整个区域的管理操作成为可能,并提高了系统安全要求。
  (四)在煤矿机电系统控制中
  通常来说,我们可以将PLC技术在煤矿机电系统中的应用流程划分为以下几部分:①输入,输入环节是PLC技术在煤矿机电系统控制的基础,并且是控制质量的重要影响因素之一。在输入环节中,应用扫描议对信息进行收集,并且将信息录入到系统内部,当完成信息录入之后,结果的改变将不会在对内部造成影响。因此,相关工作人員应当对输入环节加以重视,一旦信息完成了录入,就不要轻易改变。②执行,当信息收集完成录入后,PLC技术通过梯形图,依照特定的流程对用户进行扫描活动,期间进行左右、上下计算后,将最新获取信息纳入到计算机中。在执行环节中,工作人员必须要确保输入信息大小及状态的一致性,只有这样才能确保系统获得准确的指令,确保控制活动的准确性。③刷新输出,输出作为最后一个环节,在此期间控制体系应当遵守彰显的信息输出并存储控制结果,同时利用输出电路高效地控制机电设备。
  结束语
  嵌入式系统在机电控制中得到了广泛的应用,使用嵌入式系统进行机电控制系统与传统的控制系统相比较,具有较大的优势,它在性价比、体积、可靠性和功耗等方面要明显优于传统的控制系统,而且,研究嵌入式系统在机房监控中的技术意义重大,它可实现日常管理监控、系统管理检测、系统运行安全及门禁管理四大功能,而且它的构建结构简单,开发利用成本低,符合我们未来电子技术的发展方向,也是组成计算机应用的重要部分.随着软硬件技术的飞速发展,嵌入式系统会被应用于更多领域,实现完善的远程监控和信息安全功能。总之,随着嵌入式系统应用领域的不断扩大、研究深度的不断提升、操作系统的不断创新,嵌入式系统在电力控制中的应用会更加规范化、有效化。另外,嵌入式系统的不断优化要坚持市场需求的导向功能,准确把握市场动态是嵌入式系统发展的不竭动力。
  参考文献:
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