基于嵌入式的环境试验设备控制系统设计

3 控制系统软件设计
为满足控制器多硬件接口、多软件程序应用开发、多文件操作、系统定制等要求，采用Linux嵌入式操作系统，主要应用程序有人机界面程序、数据处理程序、软PLC程序，如图7所示。其中人机界面程序是由Windows环境下运行的图形化软件通过图元、控件以及宏命令组合生成[5]，可通过USB导入到控制器以实现人机界面的更新。数据处理程序主要负责设备工控记录、PID运算、设备状态监测等功能。软PLC程序则是由德国Infoteam OpenPCS软件开发，支持ST、IL、SFC、FBD、LD、CFC六种IEC语言，负责I/O逻辑运算。



由于测控模块不需要过多的应用程序与图形界面，因此选择了相对Linux嵌入式操作系统机构要小巧的多的uC/OS-II。该系统功能丰富，涵盖了任务调度、任务管理、时间管理、内存管理和任务间的通信和同步等功能[6]。主要应用程序有数据采集程序，I/O检测程序，I/O控制程序。整个I/O的控制流程如图9所示。若出现I/O电路错误报警，用户可选择将设备断电重启或请求技术支持。



4 结束语

本文设计的嵌入式环境试验设备控制系统，其控制器与测控模块均具有成本低、集成度高、精度高、可拓展性强等优点，可在一定程度上改善环境试验设备批量小、品种多等特点对设计与生产造成的不良影响。且通过充分利用我公司生产环境试验设备的优势，可不断通过环境试验改善控制系统的可靠性设计。该控制系统现已应用在我公司的标准化系列环境设备上，控制精度与稳定性均达到了国内先进水平，且硬件配置丰富，具有良好的拓展能力。

参考文献：
[1]周修源,江鲁. 环境试验技术与设备发展概述[J]. 中国仪器仪表. 2008(06)
[2]刘文斌,曹广忠,李永光,等.温湿度环境试验设备的现状及发展[J].现代制造工程,2013,(11):133-140
[3]景博,杨洲,张劼,等.故障预测与健康管理系统验证与确认方法综述[J].计算机工程与应用,2011,47(21):23-27
[4]彭宇,刘大同,彭喜元,等.故障预测与健康管理技术综述[J].电子测量与仪器学报,2010,24(1):1-9
[5]雷晓明.可靠性与环境试验设备控制器的设计与开发[J].电子产品可靠性与环境试验,2013,31(5):33-36
[6]任哲. 嵌入式实时操作系统uC/OS-II原理及应用[M].北京：北京航空航天大学出版社. 2009