西門子6ES7505-0RA00-0AB0電源管理模塊

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?現代工業控制任務需求的日益提高要求PLC通常用于完成比較復雜的項目，例如，PLC用于DCS，不同的PLC模塊分別完成管理、控制、現場的數據采集與處理，多個PLC控制從站之間的通信等另一方面，一個系統在完成之后，常常需要擴容，在不改動原有硬件的基礎上，系統硬件以模塊方式添加進行擴展，系統的原有軟件也不改動，新的軟件也以模塊方式添人一個復雜項目下的多個任務執行。這些都需要分時多任務操作系統的支持。

??控制任務對于操作系統的要求是，模塊化結構，在一個jingque的時間段內迅速、反復地執行應用程序。

??在PLC發展初期和中期，常規的PLC大多依賴于單任務的時鐘掃描或監控程序來處理程序本身的邏輯運算指令以及外部I/0通道的狀態采集與刷新，整個應用程序采用一個循環周期。但事實上，在一個較復雜的控制系統中，往往有一些數據變量的實時性要求很高，但也有很多大慣性的模擬量對實時的要求并不是太高，如果所有的變量都采用同樣的刷新速度，這實質上是對資源的浪費。循環順序掃描的運行機制直接導致了系統的控制速度嚴重依賴于應用程序的大小，應用程序一旦復雜龐大，控制速度就必然降低，這無疑是與I/O通道高實時性處理的要求相違背。

??PLC引入大型計算機的分時多任務操作系統理念，采用分時多任務的運行機制，使得應用任務的循環周期與程序長短并不是那么緊密相關，設計人員可根據工藝需要自由設定應用程序的優先執行順序，在CPU運算能力允許的前提下，控制周期按照用戶的實際要求設定，從而將應用程序的掃描周期與真正外部的控制周期區別開來，滿足了實時控制的要求。

??分時多任務操作系統可以分為多個任務層，具有以下優點：

??1)模塊化、結構化的應用軟件在編制用戶程序時，一個完整的復雜項目可以分成多個獨立的任務來完成。每個任務都是獨立的程序部分，它可以完成許多不同的功能(數字量和模擬量的相互關聯、控制、定位等)。合理地分配一個項目，可以使應用項目結構化、模塊化。

??2)用最適合的編程語言創建任務∶結構化的優點是每個任務可以用最合適的編程語言來建立，單個的功能容易編寫，并且使功能模塊化，單個任務的故障處理也變得簡單。

??3)用戶可以按需要設定每個應用任務的循環時間。

??4)對于特殊任務的響應時間不受完整程序循環時間的限制。

??5)任務維護非常簡單。

??當使用分時多任務操作系統時，處理器的能力分在多個任務中，可能導致處理多個任務數據，分時多任務操作系統必須具有如下性能∶

??1)并行處理幾個控制任務。

??2)確定多個任務的處理時間。

??3)監控任務時靈活設定循環時間。

??4)每個任務級別分配一致的I/O映像。

??基于分時多任務操作系統平臺，PLC的應用程序可分為多個獨立的任務模塊，用戶可以方便地根據控制項目中各子任務的不同功能要求，如數據采集、報警、PID調節運算、通信控制、數據打印等，開發相應的控制任務模塊，在分別編制和調試之后，可一同下載至PLC的用戶程序存儲器中。控制項目中的各子任務在分時多任務操作系統的調度管理下，并行協同運行。

??分時處理各個控制任務給控制項目執行帶來的好處是設計人員可以根據不同任務對實時性能的不同需求，指定不同的優先等級，確定不同的循環周期，使得這些任務模塊既相互獨立運行，數據又保持一定的相互關聯，從而實現確定的分時多任務控制，是某個任務處于等待狀態，其他任務也可繼續執行。

??分時多任務操作系統的運行機制是源于大型應用軟件模塊化的設計思想，第一，它帶來了項目開發效率上的提高，有著常規PLC無法比擬的靈活性。多任務的設計使得各個任務模塊的功能描述更趨清晰簡潔。第二，用戶可以自行開發自己獨有的而又具有通用性的獨立功能模塊，將其封裝以便于日后在其他應用項目中重新使用。第三，各個不同的任務還可以由開發小組的不同成員分別編制。不同的開發人員基于共同的約定，可以靈活選用符合IEC1131-3規范的不同編程語言進行任務編程設計，有利于軟件設計可靠性的提高，也有益于開發人員短時間內編制出結構清晰、功能明確的控制程序。