來(lái)源：Manufacturing Automation LLC
When Microsoft released .NET technology, writing software for embedded operating systems such as Windows CE became as easy as writing a desktop application.
當(dāng)微軟發(fā)布.NET技術(shù)后，為嵌入式操作系統(tǒng)編寫(xiě)軟件就變得跟編寫(xiě)桌面應(yīng)用軟件一樣容易了。
一直以來(lái)，使用PLC編寫(xiě)產(chǎn)品歷史數(shù)據(jù)是件痛苦但必須要做的事情。一些系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員不得不使用PC不斷地輪詢(xún)他們的PLC以響應(yīng)其命令——采集和存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)。PC往往通過(guò)專(zhuān)有的網(wǎng)絡(luò)從PLC中讀取數(shù)據(jù)，然后，通過(guò)通信線路（通常是以太網(wǎng)）將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到SQL服務(wù)器中。
傳統(tǒng)PC依靠薄弱的網(wǎng)絡(luò)連接，這樣的話(huà)，操作員必須決定保持?jǐn)?shù)據(jù)或保持系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行是否更為重要。即使一切平穩(wěn)運(yùn)行，持續(xù)的輪詢(xún)也能使網(wǎng)絡(luò)崩潰。
系統(tǒng)中引入PC會(huì)增加硬件，任何時(shí)候，增加硬件都會(huì)使可靠性降低。同樣，如果通過(guò)專(zhuān)有的現(xiàn)場(chǎng)總線與PLC建立網(wǎng)絡(luò)通信，那么需要一些額外的通常是相當(dāng)昂貴的專(zhuān)用卡。
然而，PLC已經(jīng)迎來(lái)了曙光。當(dāng)微軟發(fā)布.NET技術(shù)后，為嵌入式操作系統(tǒng)編寫(xiě)軟件就變得跟編寫(xiě)桌面應(yīng)用軟件一樣容易了。由于這種進(jìn)步以及Visual Studio2005的發(fā)布，微軟研發(fā)出了一種集成度更高的SQL服務(wù)器，并且使編寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用軟件變得更加簡(jiǎn)單。編寫(xiě)軟件不再需要有專(zhuān)門(mén)的開(kāi)發(fā)者，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員也不再被專(zhuān)有操作系統(tǒng)的局限性所束縛。
我第一次感受這種進(jìn)步是用于改進(jìn)剎車(chē)器生產(chǎn)設(shè)備的混合系統(tǒng)。最初的系統(tǒng)包括一條原料供應(yīng)線和一個(gè)使用傳統(tǒng)的PLC-to-PC服務(wù)器設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)。
我的客戶(hù)希望能夠重復(fù)利用校驗(yàn)尺度和能夠向兩個(gè)方向傳送原料的混合器單元以提高產(chǎn)量和效率。他也希望新增加的部分能獨(dú)立于已有生產(chǎn)線的控制，當(dāng)一方被關(guān)閉時(shí)它還能繼續(xù)操作。
第二個(gè)控制系統(tǒng)創(chuàng)建了另外大量的數(shù)據(jù)資源并將其傳至SQL服務(wù)器中，使事情變得更復(fù)雜，客戶(hù)的IT部門(mén)開(kāi)始限制接入網(wǎng)絡(luò)中的PC機(jī)的數(shù)量，這使傳統(tǒng)的方法變得更為困難。
我決定使用Beckhoff自動(dòng)化公司生產(chǎn)的DIN導(dǎo)軌安裝的嵌入式控制器，部分原因是這種控制器映像包含有合適的軟件，如.NET2.0 compact framework。
新集成的產(chǎn)品線由兩個(gè)控制器和Windows CE、運(yùn)動(dòng)控制軟件以及作為操作員界面運(yùn)行的Visual Basic程序來(lái)組成系統(tǒng)并運(yùn)行。一個(gè)控制器用于傳送控制，另一個(gè)用于控制混合器。稱(chēng)完每一批后，控制器就將原料重量和批數(shù)傳送至SQL服務(wù)器中?；旌现芷诳旖Y(jié)束時(shí)，混合器數(shù)據(jù)也被保存至SQL服務(wù)器中。當(dāng)混合周期運(yùn)行時(shí)，每個(gè)電機(jī)使用的電量和混合溫度都被連續(xù)地記錄下來(lái)并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。
一旦應(yīng)用程序開(kāi)始啟動(dòng)，它將通過(guò)Beckhoff公司的自動(dòng)化設(shè)備規(guī)范（ADS）來(lái)建立控制器到控制器的通信。ADS支持現(xiàn)場(chǎng)總線并且網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立，它能在以太網(wǎng)或幾乎所有其他的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)下運(yùn)行。過(guò)程數(shù)據(jù)得到后直接寫(xiě)入到SQL服務(wù)器中而不需要輪詢(xún)。此系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)生在數(shù)據(jù)傳送時(shí)。
用于緊湊型框架的.NET驅(qū)動(dòng)器允許運(yùn)行于Windows CE上的程序與軟件相互交換數(shù)據(jù)。同樣，微軟的.NET環(huán)境包括了用于Windows CE的SQL服務(wù)器和客戶(hù)端，這使得編寫(xiě)小型的能在SQL服務(wù)器上讀寫(xiě)的VB程序變得非常容易。
該軟件包括一個(gè)能從混合周期末端的PLC代碼中運(yùn)行VB.NET應(yīng)用程序的功能塊，它置于控制器閃存卡中，處理從控制軟件到SQL服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳送。
對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，除了這種精簡(jiǎn)的更易于集成的體系結(jié)構(gòu)，成本的節(jié)省也是值得考慮的。最有效的節(jié)省來(lái)自于淘汰掉用于傳統(tǒng)PLC方法的PC。安裝一個(gè)典型的套裝PC，算入人力的話(huà)，需要花費(fèi)七千到一萬(wàn)美元不等，并且是不包括花費(fèi)在PC維護(hù)如安全更新任務(wù)上的時(shí)間。減少輪詢(xún)PLC的需要也可以極大地減少網(wǎng)絡(luò)流量。當(dāng)不使用PLC平臺(tái)特定的網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)用卡時(shí)，可以節(jié)省到額外的兩千美元。單獨(dú)算硬件成本的話(huà)，在每個(gè)SQL服務(wù)器應(yīng)用場(chǎng)合使用嵌入式PC可以節(jié)省到的資金超過(guò)一萬(wàn)美元。
系統(tǒng)不使用PLC和傳統(tǒng)的PC減少了硬件和成本，這種解決方案同時(shí)也提供了更高的安全性。
關(guān)于作者
Archie Jacobs是個(gè)系統(tǒng)集成商，并且是制造自動(dòng)化有限責(zé)任公司的所有者。他在為美國(guó)東南部及中大西洋地區(qū)的廠商設(shè)計(jì)執(zhí)行自動(dòng)化方案、制造生產(chǎn)和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)方面已有十五年的經(jīng)驗(yàn)。你可以通過(guò)ajacobs@mfgcontrol.com聯(lián)系他。
