多任务环境下软plc执行系统软件实时性分析

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1、·38·工业仪表与自动化装置2013年第2期多任务环境下软PLC执行系统软件实时性分析梁少宁，牛云(1．山西省工贸学校机电科，太原030021；2．西北工业大学航海学院，西安710072)摘要：针对软PLC执行系统的实时性能需求，基于RM调度策略，利用时间需求分析算法，对系统中所有周期任务进行可调度性分析测试，估计其最大响应时间是否满足时限要求。利用可延期服务器调度非周期任务，利用M／M／1／K排队模型，根据非周期事件接收缓冲大小及其到来随即过程相关参数，估计非周期事件的平均响应时间和缓冲溢出率，使之符合系统要求。关键词：软PLC实时性；时间需求分析；M／M／1／K排队模型；周期、非周期任

2、务调度中图分类号：TP316．2文献标志码：A文章编号：1000—0682(2013)02—0038—04Real--timeperformanceanalysisofsoftwarerunningonsoftPLCsystembasedonmulti—-processenvironmentLIANGShaoning，NIUYun(1．ShanxiProvinceInd~tuandTradeCollege，Taiyuan030021，China；2．NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi'an710072，China)Abstract：Aimingat

3、thereal—timeperformancerequestsofsoftPLC．thispaperadvancesanewa—nalysismodeltocalculatetheschedulabilityofperiodictasksandthegeneralresponsetimeofnon——peri-odictasksinhybridreal—timesystembasedonRate—monotonicScheduling(RM)．Time—demanda-nalysismethodisusedtohandlewithperiodictasksandtheM／M／1／Kqueu

4、ingmodelisusedtoanalyzenon—periodictasks．Finallytheschedulabilityofthewholetasksiscalculatedtomakesureallthetaskscansatisfytheirdeadlinesandtheexperimentshowthatthecalculateresultoftheanalysismodelaccordswiththesystemrealstatus．Keywords：real—timeperformanceofsoftPLC；time—demandanalysis；M／M／1／Kqueu

5、ingmod—el；periodicandnon—periodictaskscheduling生产和过程控制的各个领域具有很好的应用前景。0引言根据软PLC运行的硬件平台的不同，其实现方PLC技术经过数十年的发展，己经在电力、石油案可分为3种：基于IPC(工业控制计算机)的方案；化工、数控等行业得到了广泛应用。但传统PLC自基于传统PLC硬件的方案以及基于嵌入式控制器身存在着一些缺点：难以构建开放的硬件体系结构；或智能控制器的控制方案。IPC和传统PLC硬件价工作人员必须经过较长时间的专业培训才能掌握某格偏高，为了提高软PLC的性价比，考虑到该文所一种产品的编程方法；设备的生产被几家厂商所

6、垄研究的软PLC主要应用于数控系统中，因而采用第断，造成PLC的使用成本居高不下。这些都制约了3种方案传统PLC的发展。近年来，随着计算机技术的迅猛发展以及PLC方面国际标准，如IEC61131—3¨的1软PLC的体系结构制定，软PLC技术发展起来。该技术以工业Pc机与传统PLC系统相类似，软PLC系统由开发系或嵌入式处理器作为硬件平台，利用软件实现PLC统和执行系统组成。系统体系结构如图1所示。开的基本功能。其可靠性高、使用方便、编程简单，且发系统运行在PC机上，完成PLC程序的编辑、编译解决了传统PLC兼容性、通用性差等问题，因而在和目标代码转化等工作。执行系统使用嵌入式处理器作为硬件

7、平台，嵌入式操作系统如wC／OS—H收稿Et期：2012—09—10等作为软件平台，实现目标代码的运行和PLC的控作者简介：梁少宁(1983)，硕士研究生，山西省工贸学校机电科助教，研究方向为机械设计制造及其自动化。制功能。2013年第2期工业仪表与自动化装置·39·和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。3)定时器处理任务周期执行管理定时器链表中定时器的计数值，并触发定时器溢出软中断。4)梯形图逻辑解