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1、一、PCC 的多任务处理原理 单任务控制方式的PLC 在处理一些复杂的任务时显得不够灵活,甚至不能胜任,具有多任务分时操作系统的PCC 是一种较为适合的控制器。 具有多任务处理能力的PCC 的结构模型如图1所示, 操作系统内核是具有多任务能力的标准操作系统, 它能完成多任务间的处理与应用程序管理等最基本的功能。中间层是PCC 的专用软件包, 主要由系统管理、系统任务、标准任务管理、高速任务管理、通讯软件等组成,它能控制多任务处理能力的执行, 实现对不同的任务级别按各任务执行顺序进行调用, 监视各任务层的循环时间, 设置、
2、控制和强制处理每个任务层I/ O 以及通讯处理等功能。外层是应用程序,各个应用程序（又称为任务） 可在PCC 中同时运行, 处理器的能力通过“任务开关”分配到多个应用程序中。 图1 PCC结构模型 为了使多个PCC 任务具有不同的优先级,用户可以将任务设置在不同的任务级别中, 用户也可以给每个任务等级设置不同的循环时间,在设置的循环时间内,相应的任务被执行一次。如设某任务的周期时间为50ms , 则系统每50ms 执行一次该级别的任务模块。在PCC 软件系统中,允许用户使用两种不同的任务层,标准任务层（Task Class
3、） 和高速任务层（HS – Task Class） 。标准任务层根据可设置的循环时间又可分为四个任务层, 即TC # 1～TC # 4。高速任务层也分为HS # 1～HS # 4 四个高速任务层。执行的优先级按HS # 1～HS # 4 - TC # 1～ TC # 4依次递减。应用程序各任务模块级别的设定原则是: 在满足实时性要求的条件下, 应尽量降低其级别, 以避免CPU 过载。应用程序的各任务模块对CPU的负载度按下式计算:λ= Ti/ Tt ×100 %式中:λ- 该任务对CPU的负载度；Ti - 该任务的实际运行时间（ms）
4、 , 可由Profiler 软件测定；Tt - 该任务所处级别的周期（ms） 。为保证CPU 可靠运行, 各任务的λ不应超过80 %。 现以TC # 1 和TC # 2 两任务级别的执行情况为例（如图2 所示） , 处理过程实际上是先执行级别高的任务, 若TC # 1 实际运行时间是4ms , TC # 1 执行完后, 再执行TC # 2 , 由于TC # 2 的运行时间是9ms , 在开始执行TC # 1 到下一次执行（ 即周期10ms） 时, TC # 2 还未运行完,因TC # 1 的优先级别高, 所以TC # 2 的执
5、行被打断, 而转去执行TC # 1 ,等执行完TC # 1 后,再转去执行TC # 2。图2 中①表示操作系统时钟, ②表示系统管理所需时间, ③是TC # 1 的执行时序, ④是TC # 2 的执行时序。系统管理时间用于对系统任务的管理,此时间不能改变,以10ms 的操作系统时钟为周期执行。 图2 两任务的执行情况 二、PCC 在注塑机中的应用2. 1 注塑机PCC 控制系统的组成 注塑机控制系统是根据其工作原理,按照注塑工艺流程, 通过PCC对注塑机现场各传感元件的控制和对有关执行部件的控制,实现对不同塑料在注射成型过程中
6、各工艺的自动控制以及自动监测和保护。 控制系统选用贝加莱工业自动化（上海） 公司的2000 系列产品中的B&R2005 型, 它是一种紧凑型产品, 其结构采用模块式, 所有模块尺寸都相同, 可灵活自由地通过设定组合插拔来扩展系统。具体选用的模块有: CPU为CPU152 , 应用存储器为ME963 ,电源模块为PS792 , 数字量输入模块为DI477 , 数字量输出模块为DO480 , 模拟量输入模块为AI775 , 温度输入模块为AT350 , 模拟量输出模块为AO775 , LCD 显示模块为DI164 以及基板等。
7、 PCC 整个控制系统的组成框图如图3 所示。 图3 PCC控制系统的组成 控制系统中设有调模、手动注塑、半自动注塑和全自动注塑几种工作方式。工作方式选择由旋转开关通过PCC 的I/ O 接口电路传送至系统。系统中有20 多个行程开关, 行程开关采用霍尔元件, 其优点是非接触电磁感应, 调整方便可靠。这些行程信息也是通过隔离电路经PCC 的I/ O 接口电路传送至系统。系统中有17 个电磁铁,分别控制不同的注塑动作。输出的控制信号经PCC 的I/ O 接口和隔离电路控制17 个电磁铁的通电与断电。 2. 2 PCC
8、控制的软件系统和任务设定 PCC 控制系统的软件采用模块程序结构, 其程序结构框图见图4。 图4 注塑机PCC控制系统程序结构框图 根据任务模块的级别设立原则和各任务循环时间的确定原则,考虑到各模块
