基于WindowsCE.net的嵌入式控制系统

　　前言

　　在自动控制技术领域，从60年代后期，美国Bedford Associate提出以Modular Digital Controller (MODICON)取代继电器控制盘，并研发出世界上第一种投入商业生产的PLC (Programmable Logic Controller)- MODICON 084以后，PLC厂家始终处于独领风骚的地位，不仅是规格的制定者，更主导了整个市场的走向，但是由于近年来用户对开放性架构的强烈要求及望，也因为信息技术(IT)发展的日新月异，使得PLC厂家不得不认真面对这一变革，这样的结果同时也让浸淫于PC-Based技术发展多年的工业计算机厂商重新取得了参赛权。我们可以预见的是未来不管是PLC或PC-Based控制器，除了保留PLC在过程控制(Process Control)上的优点之外，随着计算技术(Computing)，通信技术(Communication)和软件编程技术的发展，即将趋向于使用开放式的硬件平台、操作系统以及统一的编程工具，此外，为达到”万物连网”的要求，采用开放的以太网络(Ethernet)接口来串起其它工业现场总线，也是非常必要的。这其中最关键的技术就在于：

　　1.嵌入式PC系统

　　2.支持各种现场总线的I/O模块

　　3.符合IEC-61131-3标准的编程软件

　　有鉴于此，身为中国自动化产品生产厂家的一员，经过近两年的努力，不仅将嵌入式的技术应用在WinCon产品上，更将积累多年研发各类总线I/O的技术附加其中。而为提供符合IEC-61131-3的编程软件，我们则把嵌入式运行版(Run-time Engine)的ISaGRAF与Micro TRACE MODE 5加入操作系统映像(OS image)中，此外为求达到使用者便利性，在嵌入式人机接口(HMI)，我们则提供了Indusoft Web Studio与AdAstrA Embedded HMI，并在稍后时间加入更多的同类软件。

　　WinCon-8000控制系统架构

　　如图所示，WinCon-8000控制系统主要由下列几个部分所组成：

　　主控制层：

　　WinCon-8000采用32-bit RISC CPU，存放操作系统映像的32MB闪存，64MB的内存和用来存放应用软件的128MB Compact Flash，在外设的支持方面则提供了与PC相同的键盘/鼠标接口、以太网接口、USB接口、标准VGA接口。至于操作系统部份则采用微软公司具硬实时(Hard Real -Time)性的Windows CE.net 4.2，除了视窗操作画面外，它也配置了嵌入式浏览器，Web和FTP服务器，解决了Web-based Control的难题。

　　网络通信层：

　　WinCon-8000控制器上层采用以太网(Ethernet)总线，通过标准的TCP/IP协议，可以连接上Intranet/Internet，而通过标准的Modbus/TCP协议，则可以与SCADA软件沟通。 至于下层的网络，除了RS-232/485外，可以依据用户的需求选用CAN(Control Area Network)总线及我们自有的FRNet总线，通过Modbus/RTU，CANOpen，DeviceNet等协议，可以与泓格的远程模块I-7000，紧凑式控制器I-8000以及其它CAN I/O做连接，至于FRNet 总线则是沿用了PLC架构的优点，采用Token Ring的方式，无须软件协议，在固定的时间内可以扫描所有的I/O点，再透过Dual-Port RAM的方式与主控制层做沟通。