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摘 要：嵌入式系统技术是当今最流行的前沿技术之一，本文介绍的基于嵌入式的工程车辆控制系统，就是将嵌入式系统技术应用到工程车辆上的一项研究。嵌入式工程机械控制器硬件平台采用32位处理器作为核心，扩展了串行口、液晶屏和CAN总线、通用输入输出I/O，A/D等外围接口，可以和工程车辆上的各种传感器直接连接，获取车辆的各种信息并且显示在液晶屏上。系统通过开启多任务定时扫描I/O和A/D端口，接受串行口和CAN总线信息，实现集中显示参数、远程监控等功能。同时还介绍PAC的概念，与PLC进行了比较，并论述了PAC的关键技术，通过PAC实例，对PAC做了具体介绍。
关键词：嵌入式；控制器；可编程自动化控制器；Windows CE
1、引言
现代控制理论的迅速发展， 使应用在工程车辆上的控制方法从单纯的经典控制理论发展到复杂的现代控制理论，同时微电子技术和计算机技术的日新月异，使得价格适宜而存储容量更大、运算速度极快、功能更多的计算机在工程车辆的控制中逐渐得到采用，过去难以解决的控制问题迎刃而解，而且使得实现工程机械控制的智能化和信息化成为可能。但是受限于传统车载PLC专属式的设计，其互操作性和灵活性很差，并不能完全满足用户的特定化要求，如不能提供主动事件通知，在实时信息的处理上速度延迟，效果不佳，数据容量较小，无法适应新的需求等等[1]。
而随着嵌入式技术、自动化技术、互联网络技术的不断发展，嵌入式在智能控制设备、便携式智能仪器以及信号采集等领域的应用越来越多。远程监控，无人值守，资料存储等等都是必须具备的条件。传统的PLC除了完成数据采集及前端控制之外，很难把资料送到远端的信息中心和存储现场的资料。传统的IPC又存在风扇寿命太短，硬盘容易坏掉，操作系统启动太慢，且不稳定等种种困扰。
基于上述考虑，采用基于WindowsCE.NET（以下称WinCE）操作系统的新一代PAC控制器，不仅很好的解决了PLC所带来的缺点，还保证了控制系统各功能模块具有统一性，使工程车辆的智能化得到了质的飞跃[2]。
2、PAC可编程自动化控制器概述
PAC的概念定义为：将控制逻辑集中处理，其功能覆盖传统PLC用户的绝大多数需求以及制造厂商对大规模信息处理方面的需求。
虽然从外形上来看，PAC与传统的PLC非常相似，但究其实质，PAC系统的性能却广泛得多。作为一种多功能的控制平台，用户可以根据系统的需要，组合和搭配相关的技术和产品以实现功能的侧重，因为基于同一发展平台进行开发，所以采用PAC系统保证了控制系统各功能模块具有统一性，而不仅是一个完全无关的部件拼凑成的集合体，其系统功能模块如下图所示：
3、控制系统的整体结构
本文介绍的基于WinCE的嵌入式控制系统解决方案的整体结构分为规划层和现场层。规划层以嵌入式计算机系统为核心建立，硬件采用PC/104平台开发， 软件平台采用WinCE操作系统。规划层主要完成规划功能，包括车辆的轨迹规划和任务规划，现场层以专用的可编程控制器为核心建立，硬件采用在电气性能上适合现场控制网络连接的WinCon-8000系列控制器， 软件采用Codesys 开发。现场层主要实现现场信号处理和输出驱动信号。两层之间采用CAN 总线连接， 而且在现场层、控制器、传感器、执行器之间也采用CAN 总线连接。采用CAN 总线建立的控制网络具有布线简洁、信号传输抗干扰能力强等优点[3]。
控制系统整体结构图如下图所示。
4、控制系统的硬件结构
4.1现场级控制器硬件采用WinCon-8000系列控制器
WinCon-8000采用32-bit RISC CPU，存放操作系统映像的32MB闪存，64MB的内存和用来存放应用软件的128MB Compact Flash，在外设的支持方面则提供了与PC相同的键盘/鼠标接口、以太网接口、USB接口、标准VGA接口。至于操作系统部分则采用微软公司具硬实时（Hard Real - Time）性的Window CE，除了视窗操作画面外，它也配置了嵌入式浏览器，Web和FTP服务器，解决了Web-based Control的难题。
WinCon-8000控制器上层采用以太网（Ethernet）总线，通过标准的TCP/IP协议可以连接网络，下层的网络，除了RS-232/485外可以依据用户的需求选用CAN总线。
WinCon-8000控制器提供了模拟量输出/入、数字量输出/入、继电器输出、热电阻（RTD）/热电偶（Thermal Couple）输入、应变量（Strain Gauge）输入、计数器/定时器以及多串口等模块，这就使控制器可以适用于相对较广泛的应用环境。另外控制器可以配有车辆专用的接插件、耐极低温、抗震动和冲击[4]。
4.2现场级控制器实现的功能
在现场级实现的功能主要为接收并处理操作手发出的控制指令，同时实现主要功能部件的运行数据采集和驱动比例阀。控制系统的手柄通过总线连接到控制器的总线端口，从而处理器可以实时处理操作手通过控制台输入的各种指令， 而精确实现要求的功能。所选用的控制器的电气性能允许直接连接传感器，所以可以直接接收来自发动机的传感器， 可以监控发动机的转速、机油压力，可以通过接受连接在液压系统各部分的传感器， 监控油泵的流量、系统的压力， 从而实时监控挖掘机各主要功能部件的运转情况， 在出现异常时立即发出报警， 提醒操作手采取相应措施来防止出现大的事故或者直接由控制器发出指令来直接切断整机的运转，实现整机自我保护。
4.3规划级控制器硬件采用
PC/104是嵌入式PC的机械电气标准，与通用的PC和PC/AT 标準（IEEE- P996）完全兼容，同时又具有一些独特的功能：尺寸小，90mm×96mm，非常适合车载应用。低功耗， 典型值低2W，可以通过堆接方式方便地扩充模块，系统就通过堆接方式扩充CAN 接口卡。可以使用固态盘， 适合嵌入式应用。并具有标准的键盘、鼠标、以太网等接口，标准串口可直接连接平板液晶显示器。 4.4规划级控制器实现的功能
规划级的主要任务是做轨迹规划和任务规划，同时还可以通过连接GPS模块实现更加复杂的功能。
在工程车辆作业中通过按钮就可以实现按指定的轨迹进行动作，还可以在作业时通过WinCon控制器自动调节液压系统的泵和阀从而使驱动机构与执行机构之间自动协调，同时实现了液压系统的节能。
在PC/104模块上，通过串口扩展GPS卫星定位信号接收模块和无线数据通信装置，实现远程监控功能。具体实现为：GPS卫星定位系统接收到卫星信号后就自动计算出该工程车辆所在的经纬度，同时可以对正在工地施工作业的车辆的工作状态、位置及施工进度进行检测，并将检测结果传送回调度中心进行统计分析。同时操作手也可以通过远程监控功能，将施工中遇到的问题告诉调度中心， 通过调度中心的专家系统进行远程指导。
更进一步说， 还可以在PC/104模块上通过硬件和软件扩展，实现遥控功能， 使该机械可以在危险的事故现场或者高辐射等人无法进入的极端恶劣环境下工作。
4.5控制系统的硬件结构图
控制器采用嵌入式主板，通过PC104连接了光电隔离I/O卡、光电隔离A/D卡、光电隔离D/A卡、计数卡四种嵌入式板卡。硬件结构上采用模块化设计，功能的增减只需更换相应的板卡即可实现，这种体系结构可扩展性好、可靠性高。
计算机通过光电隔离A/D卡采集模拟量信号，对压力传感器、温度传感器的数据采集。计算机通过光电隔离D/A卡输出模拟量控制信号，实现对压边缸和主缸的压力控制。通过软件控制，由I/O卡输出高低电压控制电磁阀的开闭，同时位置开关和报警信号输入I/O卡，实现控制和监测。光栅尺将位置信号以脉冲的方式输入计数器，实现主缸监测。
检测机构：主缸压力传感器、压力传感器、油温传感器。
模拟量输出：比例换向阀、比例溢流阀。
开关量输入：主缸限位开关、报警信号等。
开关量输出：主缸移动电磁阀、压边缸电磁阀、退料缸电磁阀、主缸上行/下行电磁阀等。
光栅尺信号：主缸行程等。
控制系统的硬件结构如下图所示：
5、控制系统的软件结构
在软件开发过程中， 针对所采用的两种（现场级与规划级）控制器分别采用了不同的开发工具。
5.1现场级的软件开发平台
现场级控制器所采用的软件的开发是采用支持IEC1131-3语言的开发软件Codesys 开发的。IEC1131-3国际标准语言克服了传统PLC 梯形图编程语言的数据封装能力有限、不支持数据结构、只支持有限的顺序操作功能和代码可重用性差等方面的不足，极大的改进了工业控制系统的编程软件质量，提高了软件开发效率。使用户可以编制出控制功能更复杂的高质量程序，而且现代工业控制系统开放性的要求，使编制的代码有更好的可移植性。Codesys可以提供六种符合IEC 61131- 3标准的语言：梯形图（LD）、功能方块图（FBD）、指令表（IL）、结构化文本（ST）、顺序功能图（SFC）以及连续功能图（CFC）。这些语言与许多工具一起可进行程序调试，显示内部变量（跟踪）以及创建简单的用户界面。所以，使用Codesys可以在针对WinCon-8000的控制软件开发过程中针对不同的功能模块采用最适合的语言来开发，最终组合成功能复杂的控制系统，而且可以开发出简单而友好的用户界面。
5.2规划级的软件开发平台
规划级PC/104模块的软件相对于现场级控制器的控制软件来说，所要实现的数据计算量要更大，算法更加复杂，所实现的逻辑功能更复杂，所以这里采用基于嵌入式操作系统来开发规划级控制软件。
控制系统采用WinCE嵌入式操作系统，它是Microsoft公司为智能化应用设备量身定制的32位紧凑、高效的嵌入式实时操作系统，并特别为有限的硬件资源设计了多线程、多任务和完全优先的操作系统环境。WinCE支持大部分Win32的API，具有软硬件的可裁剪性，可用于多种小型嵌入式系统。
5.3控制系统的软件结构图
基于WinCE控制系统的软件结构包括系统模块和功能模块。前者主要包括：SQLSever CE数据库模块、设备驱动模块、Web Service等。后者包括：工艺数据管理模块、基于浏览器方式的远程监测模块、故障报警和诊断模块、安全操作模块、图形控件库、控制算法模块。基于WinCE控制系统软件结构如下图所示：
对于WindowsCE的嵌入式应用的开发，微软公司提供了较多的支持，开发者可以使用EVB（Embedded Visual Basic）、EVC（Embedded Visual C++），Visual Basic.NET和Visual C#.NET集成开发环境进行应用程序的开发。设备驱动程序模块和控制算法模块采用EVC进行开发，并生成DLL动态链接库以备调用。其他模块基于Visual C#.NET集成开发环境进行开发。对于不用语言开发模块，系统软件在实现中采用了Visual C#.NET平台调用封装技术对组件库的DLL动态链接库进行封装和调用。
5.4控制系统的任务调度
实时性是工程控制系统的基本要求。它是指能够在限定时间内执行完规定的功能，并对外部的异步事件做出反应的能力实时性的强弱以完成规定功能和做出响应的时间的长短来衡量。WinCE操作系统自3.0版本以后极大增强了对实时性的支持。首先，WinCE支持嵌套式中断，减少了中断延迟。其次，WinCE支持256个线程优先级，而且WinCE各线程的定时系统互相独立，线程的时间片大小可调，最快可达到1ms。这些都为灵活调度嵌入式系统的任务提供支持，保证了基于WinCE应用的实时性功能[5]。
控制系统实现的任务线程分配如下图所示，其中的弱实时性任务放在操作系统的用户模式中运行，强实时性任务放在内核模式中执行，减少关键任务切换的次数和时间，达到程序能够快速和稳定处理的目的，提高控制系统的实时性和可靠性。对于软PLC逻辑和时延控制以及主缸行程控制，使用硬件时钟中断实现高精度和准确的定时扫描节拍，从而进行PLC任务计算、行程控制数据计算以及执行相应的硬件指令完成加工过程的控制，其中重要的部分工作，例如软PLC的端口扫描、逻辑计算任务、光栅尺位置获取以及出现致命故障时的紧急处理等关键性任务放在内核模式的中断服务程序中完成，其余部分放在用户模式的中断服务线程中完成。在众多个运行在用户模式的任务线程中，行程控制服务线程和软PLC中断服务线程具有最高的线程优先级，而两者中，主缸行程控制线程具有比软PLC中断服务线程具有更高的优先级。相应地，运行在内核模式的关键任务线程中，致命故障中断服务具有最高的优先级，任务调度定时中断服务次之，软PLC中断服务再次之，最低的是A/D采样中断服务通。
6、结论
工程机械正在往智能化和信息化方向发展， 要求装备能够自动的完成对自身状态的调节、控制、监控与诊断， 同时能实时地对外部指令完成响应， 完成一系列指令动作， 实现完善的单机控制网络。而且要求装备能够具有实时而可靠的数据通信能力实现远程监控。这就要求整机的控制系统采用不同于以往的相对落后的控制系统， 而应该采用先进的控制系统方案， 比如总线控制系统。
基于嵌入式系统的总线控制系统，通过采用PAC控制器控制来建立整机控制系统，实现了控制功能的分散和全数字信号传输，实现了系统的高实时性和很好的健壮性，而且很容易实现控制系统的功能升级和系统扩展，对实现工程机械的智能化和信息化提供了一套完整的解决方案。
参考文献
[1] 施会丽.可编程逻辑控制器的特点与应用探析[J].电子技术与软件工程. 2014（16） 255-256.
[2] 宋帅，李翔龙，龚波.基于Windows CE6.0的运动控制器指令衔接的实现[J].轻工机械. 2013（05） 51-54.
[3] 李連防，郭雪松.基于CAN总线和以太网的嵌入式环境辐射监测系统设计[J].核电子学与探测技术. 2014（09） 1148-1149.
[4] 雷新莉，陆小龙，赵世平.基于Wincon-8000的流量标准装置自动化[J].仪表技术与传感器 ，. 2012（02） 47-49.
[5] 徐丽仙，李云霞.基于Windows CE的嵌入式应用程序开发环境研究[J].福建电脑.2012（01） 8-9.
关键词：嵌入式；控制器；可编程自动化控制器；Windows CE
1、引言
现代控制理论的迅速发展， 使应用在工程车辆上的控制方法从单纯的经典控制理论发展到复杂的现代控制理论，同时微电子技术和计算机技术的日新月异，使得价格适宜而存储容量更大、运算速度极快、功能更多的计算机在工程车辆的控制中逐渐得到采用，过去难以解决的控制问题迎刃而解，而且使得实现工程机械控制的智能化和信息化成为可能。但是受限于传统车载PLC专属式的设计，其互操作性和灵活性很差，并不能完全满足用户的特定化要求，如不能提供主动事件通知，在实时信息的处理上速度延迟，效果不佳，数据容量较小，无法适应新的需求等等[1]。
而随着嵌入式技术、自动化技术、互联网络技术的不断发展，嵌入式在智能控制设备、便携式智能仪器以及信号采集等领域的应用越来越多。远程监控，无人值守，资料存储等等都是必须具备的条件。传统的PLC除了完成数据采集及前端控制之外，很难把资料送到远端的信息中心和存储现场的资料。传统的IPC又存在风扇寿命太短，硬盘容易坏掉，操作系统启动太慢，且不稳定等种种困扰。
基于上述考虑，采用基于WindowsCE.NET（以下称WinCE）操作系统的新一代PAC控制器，不仅很好的解决了PLC所带来的缺点，还保证了控制系统各功能模块具有统一性，使工程车辆的智能化得到了质的飞跃[2]。
2、PAC可编程自动化控制器概述
PAC的概念定义为：将控制逻辑集中处理，其功能覆盖传统PLC用户的绝大多数需求以及制造厂商对大规模信息处理方面的需求。
虽然从外形上来看，PAC与传统的PLC非常相似，但究其实质，PAC系统的性能却广泛得多。作为一种多功能的控制平台，用户可以根据系统的需要，组合和搭配相关的技术和产品以实现功能的侧重，因为基于同一发展平台进行开发，所以采用PAC系统保证了控制系统各功能模块具有统一性，而不仅是一个完全无关的部件拼凑成的集合体，其系统功能模块如下图所示：
3、控制系统的整体结构
本文介绍的基于WinCE的嵌入式控制系统解决方案的整体结构分为规划层和现场层。规划层以嵌入式计算机系统为核心建立，硬件采用PC/104平台开发， 软件平台采用WinCE操作系统。规划层主要完成规划功能，包括车辆的轨迹规划和任务规划，现场层以专用的可编程控制器为核心建立，硬件采用在电气性能上适合现场控制网络连接的WinCon-8000系列控制器， 软件采用Codesys 开发。现场层主要实现现场信号处理和输出驱动信号。两层之间采用CAN 总线连接， 而且在现场层、控制器、传感器、执行器之间也采用CAN 总线连接。采用CAN 总线建立的控制网络具有布线简洁、信号传输抗干扰能力强等优点[3]。
控制系统整体结构图如下图所示。
4、控制系统的硬件结构
4.1现场级控制器硬件采用WinCon-8000系列控制器
WinCon-8000采用32-bit RISC CPU，存放操作系统映像的32MB闪存，64MB的内存和用来存放应用软件的128MB Compact Flash，在外设的支持方面则提供了与PC相同的键盘/鼠标接口、以太网接口、USB接口、标准VGA接口。至于操作系统部分则采用微软公司具硬实时（Hard Real - Time）性的Window CE，除了视窗操作画面外，它也配置了嵌入式浏览器，Web和FTP服务器，解决了Web-based Control的难题。
WinCon-8000控制器上层采用以太网（Ethernet）总线，通过标准的TCP/IP协议可以连接网络，下层的网络，除了RS-232/485外可以依据用户的需求选用CAN总线。
WinCon-8000控制器提供了模拟量输出/入、数字量输出/入、继电器输出、热电阻（RTD）/热电偶（Thermal Couple）输入、应变量（Strain Gauge）输入、计数器/定时器以及多串口等模块，这就使控制器可以适用于相对较广泛的应用环境。另外控制器可以配有车辆专用的接插件、耐极低温、抗震动和冲击[4]。
4.2现场级控制器实现的功能
在现场级实现的功能主要为接收并处理操作手发出的控制指令，同时实现主要功能部件的运行数据采集和驱动比例阀。控制系统的手柄通过总线连接到控制器的总线端口，从而处理器可以实时处理操作手通过控制台输入的各种指令， 而精确实现要求的功能。所选用的控制器的电气性能允许直接连接传感器，所以可以直接接收来自发动机的传感器， 可以监控发动机的转速、机油压力，可以通过接受连接在液压系统各部分的传感器， 监控油泵的流量、系统的压力， 从而实时监控挖掘机各主要功能部件的运转情况， 在出现异常时立即发出报警， 提醒操作手采取相应措施来防止出现大的事故或者直接由控制器发出指令来直接切断整机的运转，实现整机自我保护。
4.3规划级控制器硬件采用
PC/104是嵌入式PC的机械电气标准，与通用的PC和PC/AT 标準（IEEE- P996）完全兼容，同时又具有一些独特的功能：尺寸小，90mm×96mm，非常适合车载应用。低功耗， 典型值低2W，可以通过堆接方式方便地扩充模块，系统就通过堆接方式扩充CAN 接口卡。可以使用固态盘， 适合嵌入式应用。并具有标准的键盘、鼠标、以太网等接口，标准串口可直接连接平板液晶显示器。 4.4规划级控制器实现的功能
规划级的主要任务是做轨迹规划和任务规划，同时还可以通过连接GPS模块实现更加复杂的功能。
在工程车辆作业中通过按钮就可以实现按指定的轨迹进行动作，还可以在作业时通过WinCon控制器自动调节液压系统的泵和阀从而使驱动机构与执行机构之间自动协调，同时实现了液压系统的节能。
在PC/104模块上，通过串口扩展GPS卫星定位信号接收模块和无线数据通信装置，实现远程监控功能。具体实现为：GPS卫星定位系统接收到卫星信号后就自动计算出该工程车辆所在的经纬度，同时可以对正在工地施工作业的车辆的工作状态、位置及施工进度进行检测，并将检测结果传送回调度中心进行统计分析。同时操作手也可以通过远程监控功能，将施工中遇到的问题告诉调度中心， 通过调度中心的专家系统进行远程指导。
更进一步说， 还可以在PC/104模块上通过硬件和软件扩展，实现遥控功能， 使该机械可以在危险的事故现场或者高辐射等人无法进入的极端恶劣环境下工作。
4.5控制系统的硬件结构图
控制器采用嵌入式主板，通过PC104连接了光电隔离I/O卡、光电隔离A/D卡、光电隔离D/A卡、计数卡四种嵌入式板卡。硬件结构上采用模块化设计，功能的增减只需更换相应的板卡即可实现，这种体系结构可扩展性好、可靠性高。
计算机通过光电隔离A/D卡采集模拟量信号，对压力传感器、温度传感器的数据采集。计算机通过光电隔离D/A卡输出模拟量控制信号，实现对压边缸和主缸的压力控制。通过软件控制，由I/O卡输出高低电压控制电磁阀的开闭，同时位置开关和报警信号输入I/O卡，实现控制和监测。光栅尺将位置信号以脉冲的方式输入计数器，实现主缸监测。
检测机构：主缸压力传感器、压力传感器、油温传感器。
模拟量输出：比例换向阀、比例溢流阀。
开关量输入：主缸限位开关、报警信号等。
开关量输出：主缸移动电磁阀、压边缸电磁阀、退料缸电磁阀、主缸上行/下行电磁阀等。
光栅尺信号：主缸行程等。
控制系统的硬件结构如下图所示：
5、控制系统的软件结构
在软件开发过程中， 针对所采用的两种（现场级与规划级）控制器分别采用了不同的开发工具。
5.1现场级的软件开发平台
现场级控制器所采用的软件的开发是采用支持IEC1131-3语言的开发软件Codesys 开发的。IEC1131-3国际标准语言克服了传统PLC 梯形图编程语言的数据封装能力有限、不支持数据结构、只支持有限的顺序操作功能和代码可重用性差等方面的不足，极大的改进了工业控制系统的编程软件质量，提高了软件开发效率。使用户可以编制出控制功能更复杂的高质量程序，而且现代工业控制系统开放性的要求，使编制的代码有更好的可移植性。Codesys可以提供六种符合IEC 61131- 3标准的语言：梯形图（LD）、功能方块图（FBD）、指令表（IL）、结构化文本（ST）、顺序功能图（SFC）以及连续功能图（CFC）。这些语言与许多工具一起可进行程序调试，显示内部变量（跟踪）以及创建简单的用户界面。所以，使用Codesys可以在针对WinCon-8000的控制软件开发过程中针对不同的功能模块采用最适合的语言来开发，最终组合成功能复杂的控制系统，而且可以开发出简单而友好的用户界面。
5.2规划级的软件开发平台
规划级PC/104模块的软件相对于现场级控制器的控制软件来说，所要实现的数据计算量要更大，算法更加复杂，所实现的逻辑功能更复杂，所以这里采用基于嵌入式操作系统来开发规划级控制软件。
控制系统采用WinCE嵌入式操作系统，它是Microsoft公司为智能化应用设备量身定制的32位紧凑、高效的嵌入式实时操作系统，并特别为有限的硬件资源设计了多线程、多任务和完全优先的操作系统环境。WinCE支持大部分Win32的API，具有软硬件的可裁剪性，可用于多种小型嵌入式系统。
5.3控制系统的软件结构图
基于WinCE控制系统的软件结构包括系统模块和功能模块。前者主要包括：SQLSever CE数据库模块、设备驱动模块、Web Service等。后者包括：工艺数据管理模块、基于浏览器方式的远程监测模块、故障报警和诊断模块、安全操作模块、图形控件库、控制算法模块。基于WinCE控制系统软件结构如下图所示：
对于WindowsCE的嵌入式应用的开发，微软公司提供了较多的支持，开发者可以使用EVB（Embedded Visual Basic）、EVC（Embedded Visual C++），Visual Basic.NET和Visual C#.NET集成开发环境进行应用程序的开发。设备驱动程序模块和控制算法模块采用EVC进行开发，并生成DLL动态链接库以备调用。其他模块基于Visual C#.NET集成开发环境进行开发。对于不用语言开发模块，系统软件在实现中采用了Visual C#.NET平台调用封装技术对组件库的DLL动态链接库进行封装和调用。
5.4控制系统的任务调度
实时性是工程控制系统的基本要求。它是指能够在限定时间内执行完规定的功能，并对外部的异步事件做出反应的能力实时性的强弱以完成规定功能和做出响应的时间的长短来衡量。WinCE操作系统自3.0版本以后极大增强了对实时性的支持。首先，WinCE支持嵌套式中断，减少了中断延迟。其次，WinCE支持256个线程优先级，而且WinCE各线程的定时系统互相独立，线程的时间片大小可调，最快可达到1ms。这些都为灵活调度嵌入式系统的任务提供支持，保证了基于WinCE应用的实时性功能[5]。
控制系统实现的任务线程分配如下图所示，其中的弱实时性任务放在操作系统的用户模式中运行，强实时性任务放在内核模式中执行，减少关键任务切换的次数和时间，达到程序能够快速和稳定处理的目的，提高控制系统的实时性和可靠性。对于软PLC逻辑和时延控制以及主缸行程控制，使用硬件时钟中断实现高精度和准确的定时扫描节拍，从而进行PLC任务计算、行程控制数据计算以及执行相应的硬件指令完成加工过程的控制，其中重要的部分工作，例如软PLC的端口扫描、逻辑计算任务、光栅尺位置获取以及出现致命故障时的紧急处理等关键性任务放在内核模式的中断服务程序中完成，其余部分放在用户模式的中断服务线程中完成。在众多个运行在用户模式的任务线程中，行程控制服务线程和软PLC中断服务线程具有最高的线程优先级，而两者中，主缸行程控制线程具有比软PLC中断服务线程具有更高的优先级。相应地，运行在内核模式的关键任务线程中，致命故障中断服务具有最高的优先级，任务调度定时中断服务次之，软PLC中断服务再次之，最低的是A/D采样中断服务通。
6、结论
工程机械正在往智能化和信息化方向发展， 要求装备能够自动的完成对自身状态的调节、控制、监控与诊断， 同时能实时地对外部指令完成响应， 完成一系列指令动作， 实现完善的单机控制网络。而且要求装备能够具有实时而可靠的数据通信能力实现远程监控。这就要求整机的控制系统采用不同于以往的相对落后的控制系统， 而应该采用先进的控制系统方案， 比如总线控制系统。
基于嵌入式系统的总线控制系统，通过采用PAC控制器控制来建立整机控制系统，实现了控制功能的分散和全数字信号传输，实现了系统的高实时性和很好的健壮性，而且很容易实现控制系统的功能升级和系统扩展，对实现工程机械的智能化和信息化提供了一套完整的解决方案。
参考文献
[1] 施会丽.可编程逻辑控制器的特点与应用探析[J].电子技术与软件工程. 2014（16） 255-256.
[2] 宋帅，李翔龙，龚波.基于Windows CE6.0的运动控制器指令衔接的实现[J].轻工机械. 2013（05） 51-54.
[3] 李連防，郭雪松.基于CAN总线和以太网的嵌入式环境辐射监测系统设计[J].核电子学与探测技术. 2014（09） 1148-1149.
[4] 雷新莉，陆小龙，赵世平.基于Wincon-8000的流量标准装置自动化[J].仪表技术与传感器 ，. 2012（02） 47-49.
[5] 徐丽仙，李云霞.基于Windows CE的嵌入式应用程序开发环境研究[J].福建电脑.2012（01） 8-9.