基于現(xiàn)場(chǎng)總線的冗余控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于現(xiàn)場(chǎng)總線的冗余限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院：電氣信息工程學(xué)院專業(yè)：自動(dòng)化11-02姓名：李立凡學(xué)號(hào)：541101010221第一章概述所謂冗余系統(tǒng)，就是一個(gè)具有相同設(shè)備功能的備用設(shè)備系統(tǒng)。當(dāng)主設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，冗余設(shè)備是可以馬上運(yùn)用的替代設(shè)備。設(shè)備在啟停和運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生危及設(shè)備和人身平安的故障時(shí)，自動(dòng)實(shí)行愛(ài)護(hù)和聯(lián)鎖，防止事故的產(chǎn)生和避開(kāi)事故擴(kuò)大。從而保證正常啟停和平安運(yùn)行，具有極其重要的意義。通過(guò)對(duì)設(shè)備工作狀態(tài)和機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的嚴(yán)密監(jiān)視，發(fā)生異樣時(shí)，剛好發(fā)出報(bào)警信號(hào)，必要時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)或者切除某些設(shè)備或者系統(tǒng)，維持原負(fù)荷運(yùn)行或減負(fù)荷運(yùn)行直至平安退出運(yùn)行。因此可以說(shuō)，冗余系統(tǒng)是工業(yè)限制系統(tǒng)中不行或缺的組成部分。冗余系統(tǒng)是通過(guò)發(fā)生中斷的單元自動(dòng)切換到備用單元的方法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的不中斷工作，通過(guò)部分的冗余實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高牢靠性。冗余限制系統(tǒng)能給很多的工業(yè)生產(chǎn)中能供應(yīng)一個(gè)更高的牢靠性。因此，了解和駕馭冗余限制系統(tǒng)的限制方法并設(shè)計(jì)相應(yīng)的顯示單元很有意義，且有利于了解相關(guān)限制的原理和方法。試驗(yàn)過(guò)程中需熟識(shí)冗余系統(tǒng)的限制原理及方案、PLC軟件編程、I/O安排、限制對(duì)象的調(diào)試、單片機(jī)顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法等多個(gè)任務(wù)。冗余的實(shí)現(xiàn)方式是同時(shí)采納兩臺(tái)限制器ControlLogix5550，其中一臺(tái)為主機(jī)，另一臺(tái)作為系統(tǒng)的備份，為副機(jī)，正常狀況下由主機(jī)限制整個(gè)系統(tǒng)，副機(jī)保持與主機(jī)通訊，監(jiān)控主機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)副機(jī)監(jiān)視到主機(jī)的運(yùn)行故障的時(shí)候，馬上運(yùn)行切換程序，將限制權(quán)轉(zhuǎn)到副機(jī)，而當(dāng)主機(jī)的故障復(fù)原之后，則限制權(quán)重新交還給主機(jī)。其次章方案論證世界上公認(rèn)的第一臺(tái)PLC是1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制的。20世紀(jì)70年頭初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程限制器，使PLC增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)限制裝置。20世紀(jì)70年頭中末期，可編程限制器進(jìn)入好用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程限制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。20世紀(jì)末期，可編程限制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的須要。目前，可編程限制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展[1]。在石油、化工、冶金等行業(yè)的某些系統(tǒng)中，要求限制裝置有極高的牢靠性。假如限制系統(tǒng)發(fā)生故障，將會(huì)造成停產(chǎn)、原料大量奢侈或設(shè)備損壞，給企業(yè)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。但是僅靠提高限制系統(tǒng)硬件的牢靠性來(lái)滿意上述要求是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因?yàn)镻LC本身牢靠性的提高是有肯定的限度。運(yùn)用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)就能夠比較有效地解決上述問(wèn)題。單片機(jī)自70年頭問(wèn)世以來(lái)得到蓬勃發(fā)展，目前單片機(jī)功能正日漸完善:1、單片機(jī)集成越來(lái)越多資源，內(nèi)部存儲(chǔ)資源日益豐富，產(chǎn)品小巧美觀，同時(shí)系統(tǒng)也更加穩(wěn)定；2、單片機(jī)抗干擾實(shí)力加強(qiáng)，使的它更加適合工業(yè)限制領(lǐng)域，具有更加廣袤的市場(chǎng)前景；3、單片機(jī)供應(yīng)在線編程實(shí)力，加速了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)進(jìn)程，為企業(yè)產(chǎn)品上市贏得珍貴時(shí)間；4、在線仿真變的簡(jiǎn)潔。現(xiàn)場(chǎng)總線發(fā)展它是一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，是自動(dòng)化領(lǐng)域中底層數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)場(chǎng)總線是指安裝在制造或過(guò)程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置與限制室內(nèi)的自動(dòng)裝置之間的數(shù)字式、串行、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線。簡(jiǎn)潔說(shuō)，現(xiàn)場(chǎng)總線就是以數(shù)字通信替代了傳統(tǒng)4-20mA模擬信號(hào)及一般開(kāi)關(guān)量信號(hào)的傳輸。它是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的全數(shù)字、雙向、多站的通信系統(tǒng)。主要解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能化儀器儀表、限制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場(chǎng)限制設(shè)備和高級(jí)限制系統(tǒng)之間的信息傳遞問(wèn)題。主要用于制造業(yè)、流程工業(yè)、交通、樓宇、電力等方面的自動(dòng)化系統(tǒng)中。從現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)本身來(lái)分析，它有兩個(gè)明顯的發(fā)展趨勢(shì)：一是尋求統(tǒng)一的現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)二是IndustrialEthernet走向工業(yè)限制網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一、開(kāi)放的TCP/IPEthernet是20多年來(lái)發(fā)展最勝利的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，過(guò)去始終認(rèn)為，Ethernet是為IT領(lǐng)域應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的，它與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)性、環(huán)境適應(yīng)性、總線饋電等很多方面的要求存在差距，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域只能得到有限應(yīng)用。事實(shí)上，這些問(wèn)題正在快速得到解決，國(guó)內(nèi)對(duì)EPA技術(shù)（EthernetforProcessAutomation）也取得了很大的進(jìn)展。隨著FFHSE的勝利開(kāi)發(fā)以及PROFInet的推廣應(yīng)用，可以預(yù)見(jiàn)Ethernet技術(shù)將會(huì)特別快速地進(jìn)入工業(yè)限制系統(tǒng)的各級(jí)網(wǎng)絡(luò)。第三章系統(tǒng)設(shè)計(jì)1整體結(jié)構(gòu)從限制器須要與主限制器相同的工程以便接替其限制。同時(shí)，也須要最新的標(biāo)簽數(shù)據(jù)。交叉加載：主限制器中的部分或全部?jī)?nèi)容傳送到從限制器?？梢愿聵?biāo)簽值，在線編輯或工程的其它信息。交叉加載最初發(fā)生在兩限制器同步的時(shí)刻，然后在限制器執(zhí)行其邏輯過(guò)程中反復(fù)運(yùn)行。同步：從限制器做好一旦主機(jī)架發(fā)生故障，馬上接替其限制的打算。在同步期間，1757-SRM模塊檢查在冗余機(jī)架上的對(duì)等方模塊是否兼容。SRM模塊也供應(yīng)將主限制器內(nèi)容交叉加載到從限制器的路徑。同步發(fā)生在用戶打開(kāi)從機(jī)架的電源后。它也發(fā)生在其它時(shí)刻。取消資格：表示從限制器與主限制器同步失敗。假如從限制器的資格被取消，它無(wú)法限制機(jī)器和過(guò)程。用戶可以手動(dòng)選擇取消從限制器的資格。ControlLogix系統(tǒng)采納了基于“生產(chǎn)者/消費(fèi)者”的通訊模式，為用戶供應(yīng)了高性能、高牢靠性、配置敏捷的分布式限制解決方案。ControlLogix系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了離散、過(guò)程、運(yùn)動(dòng)三種不同限制類型的集成，能夠支持以太網(wǎng)、ControlNet限制網(wǎng)和DeviceNet設(shè)備網(wǎng)，并可實(shí)現(xiàn)信息在三層網(wǎng)絡(luò)之間的無(wú)縫傳遞。因而，ControlLogix被廣泛地應(yīng)用于各種限制系統(tǒng)。構(gòu)建ControlLogix冗余系統(tǒng)的核心部件是處理器和1757-SRM冗余模塊。目前，有1756-L55系列處理器模塊支持冗余功能，其內(nèi)存容量從750KB到7.5MB不等。1757-SRM冗余模塊是實(shí)現(xiàn)冗余功能的關(guān)鍵。如圖3.1所示，在冗余系統(tǒng)中，處理器模塊和1757-SRM冗余模塊處于同一機(jī)架內(nèi)。為了避開(kāi)受到外界電磁干擾，提高數(shù)據(jù)傳輸速度，兩個(gè)機(jī)架的1757-SRM模塊通過(guò)光纖交換同步數(shù)據(jù)。全部的I/O模塊通過(guò)ControlNet限制網(wǎng)與主、從限制器機(jī)架內(nèi)的1756-CNB(R)限制網(wǎng)通訊模塊相連接。圖3.1

冗余系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以往的冗余系統(tǒng)通常須要用戶編制困難的程序?qū)μ幚砥鳡顟B(tài)進(jìn)行推斷，在兩個(gè)處理器之間傳輸同步數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)I/O限制權(quán)的切換，兩個(gè)處理器中的程序也各不相同，這使得冗余系統(tǒng)本身的建立和維護(hù)工作特別繁瑣。通過(guò)1757-SRM冗余模塊，不須要任何編程就可以實(shí)現(xiàn)冗余功能，還可以便利地使主、從處理器內(nèi)的程序保持一樣，用戶對(duì)主處理器程序的修改可自動(dòng)同步到從處理器。主、從處理器所處機(jī)架內(nèi)的1756-CNB(R)限制網(wǎng)通訊模塊地址各不一樣。當(dāng)主處理器出現(xiàn)故障后，從處理器接管限制系統(tǒng)，相對(duì)應(yīng)的限制網(wǎng)通訊模塊之間相互交換地址，從而不影響其它限制器和上位機(jī)與該冗余系統(tǒng)的通訊。2硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)實(shí)行雙機(jī)架冗余系統(tǒng)[2]，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3.2所示，盡管系統(tǒng)增加機(jī)架和CNB模塊的數(shù)量，但由于CPU分別插在兩個(gè)分別的機(jī)架上，使其適用于系統(tǒng)掉電或通訊模塊出現(xiàn)故障的狀況，彌補(bǔ)了單機(jī)架結(jié)構(gòu)的不足。圖3.2雙機(jī)架冗余系統(tǒng)在系統(tǒng)運(yùn)行中,假如出現(xiàn)下列狀況,單機(jī)架系統(tǒng)存在著不足：(1)機(jī)架斷電：由于兩個(gè)CPU都插在同一個(gè)背版上,導(dǎo)致機(jī)架斷電時(shí),兩個(gè)CPU也同時(shí)斷電,都無(wú)法正常工作,也都無(wú)法對(duì)輸出模塊進(jìn)行限制(2)通訊模塊出現(xiàn)故障：由于一個(gè)機(jī)架上的兩塊CPU都必需和本地的CNB模塊相連,導(dǎo)致CNB模塊出現(xiàn)故障后,兩塊CPU同時(shí)無(wú)法與ControlNet相連,也就造成了通訊的徹底癱瘓。所以雙機(jī)架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用就避開(kāi)了當(dāng)上述狀況發(fā)生時(shí),整個(gè)冗余系統(tǒng)的運(yùn)行不暢此外,應(yīng)用雙機(jī)架系統(tǒng)還可以為真正的硬件冗余系統(tǒng)作好鋪墊2.2I/O配置假如運(yùn)用雙機(jī)架，輸入模塊和輸出模塊分開(kāi)放置。這樣的放置，削減了在切換過(guò)程中梯形圖的數(shù)量。因?yàn)橐粋€(gè)限制器一次只能擁有一個(gè)輸出模塊，梯形圖將禁止或不禁止它和輸出模塊的連接。假如把輸出模塊放置在全部權(quán)機(jī)架上，在遠(yuǎn)程機(jī)架上可以禁止或不禁止與通訊模塊的連接，從而禁止或不禁止整個(gè)機(jī)架。假如把輸入模塊和輸出模塊放置在同一機(jī)架上，我們只有進(jìn)入梯形圖來(lái)禁止或不禁止在機(jī)架上的每個(gè)輸出模塊。2.3電纜假如一個(gè)電力系統(tǒng)包含繼電器和被限制限制的輸出模塊的連接，在切換輸出模塊限制權(quán)的時(shí)候?qū)?huì)重置，繼電器將會(huì)掉電，懇求手動(dòng)重新運(yùn)行。（1）電力系統(tǒng)必需保證在發(fā)生切換時(shí)繼電器不會(huì)被重置。（2）在任何狀況下，都能夠在僅有一臺(tái)限制器運(yùn)行的狀況下啟動(dòng)系統(tǒng)3顯示單元設(shè)計(jì)（1）光電傳感器是應(yīng)用特別廣泛的一種器件，有各種各樣的形式，如透射式、反射式等，基本的原理就是當(dāng)放射管光照耀到接收管時(shí)，接收管導(dǎo)通，反之關(guān)斷。以透射式為例，如圖3.3所示，當(dāng)不透光的物體攔住放射與接收之間的間隙時(shí)，開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，否則打開(kāi)。為此，可以制作一個(gè)遮光葉片如圖3.4所示，安裝在轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)扇葉經(jīng)過(guò)時(shí)，產(chǎn)生脈沖信號(hào)。當(dāng)葉片數(shù)較多時(shí)，旋轉(zhuǎn)一周可以獲得多個(gè)脈沖信號(hào)。圖3.3光電傳感器的原理圖圖3.4遮光葉片（2）計(jì)數(shù)脈沖通過(guò)計(jì)數(shù)電路進(jìn)行有效的計(jì)數(shù)，依據(jù)設(shè)計(jì)要求每一秒種都必需對(duì)計(jì)數(shù)器清零一次，因?yàn)殡娐穼?shí)行秒更新，所以計(jì)數(shù)器到譯碼電路之間有鎖存電路，在計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)的過(guò)程中對(duì)上一次的數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存顯示，這樣做不僅解決了數(shù)碼顯示的邏輯混亂，而且避開(kāi)了數(shù)碼顯示的閃耀問(wèn)題。（3）對(duì)于脈沖記數(shù)，有測(cè)周和測(cè)頻的方式。測(cè)周電路的測(cè)量精度主要受電路系統(tǒng)的脈沖產(chǎn)生電路的影響，對(duì)于低頻率信號(hào)，其精度較高。測(cè)頻電路其對(duì)于正負(fù)一的信號(hào)差比較敏感，對(duì)于低頻率信號(hào)的測(cè)量誤差較大，但是本電路仍舊采納測(cè)頻方式，緣由是本電路對(duì)于馬達(dá)電機(jī)轉(zhuǎn)速精度要求較低，本電路還有升級(jí)為頻率計(jì)運(yùn)用，而測(cè)頻方式對(duì)高頻的精度還是很高的。（4）顯示電路采納靜態(tài)顯示方法，由于靜態(tài)顯示易于制作和調(diào)試，原理也較簡(jiǎn)潔，所需元易于購(gòu)買。（5）電路時(shí)鐘是整個(gè)電路的關(guān)鍵，他是整個(gè)電路有效工作的核心，負(fù)責(zé)電路的鎖存和清零。其基本思路是：產(chǎn)生頻率一秒是時(shí)鐘，當(dāng)秒時(shí)鐘到來(lái)時(shí)，既上升沿到來(lái)時(shí)，對(duì)鎖存電路進(jìn)行鎖存，鎖存以后才能對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零，鎖存和清零間隔要充分小，否則就影響電路的計(jì)數(shù)精確度。鑒于此，對(duì)鎖存集成必需采納邊沿觸發(fā)形式的集成，并且計(jì)數(shù)器應(yīng)當(dāng)與鎖存同步工作，既都在秒時(shí)鐘的上升沿觸發(fā)工作。另外大多的譯碼器都帶有鎖存功能[3]，但是他的鎖存方式基本上都是電平觸發(fā)，若設(shè)計(jì)成電平觸發(fā)的話，勢(shì)必會(huì)增加電路的困難度，還不如干脆采納邊沿瑣存的單集成，所以不運(yùn)用譯碼器中的鎖存電路。時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)方法很多，本電路采納晶振電路，已求得高精度的時(shí)鐘需求。第四章硬件、軟件設(shè)計(jì)1冗余硬件設(shè)計(jì)1.1PLC簡(jiǎn)介“可編程限制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采納一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,依次限制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面對(duì)用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出限制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊滔拗破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)限制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。”

總之，可編程限制器是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)實(shí)力。但可編程限制器產(chǎn)品并不針對(duì)某一詳細(xì)工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件需依據(jù)實(shí)際須要進(jìn)行選用配置，其軟件需依據(jù)限制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。雖然PLC問(wèn)世時(shí)間不長(zhǎng)，但是隨著微處理器的出現(xiàn)，大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路技術(shù)的快速發(fā)展和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC也快速發(fā)展1.2PLC在冗余系統(tǒng)中PLC冗余可以分為：軟件冗余和硬件冗余。硬件冗余對(duì)硬件型號(hào)有所要求，連接方式也不同，但對(duì)軟件并無(wú)特別要求。在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中大量選用可編程邏輯限制器(PLC)作為限制器，隨著技術(shù)的發(fā)展又組建冗余系統(tǒng)進(jìn)一步提高系統(tǒng)的牢靠性。目前冗余的分類方式很多，而采納PLC冗余方式的有兩種，即軟冗余和硬亢余。西門(mén)子公司在軟、硬冗余兩方面均給出了解決方案。而基于硬冗余的牢靠性高，但構(gòu)建系統(tǒng)成本也較高。而基于S7—300或S7—400的軟冗余是一種成本低又能提高牢靠性的方案。目前，軟冗余系統(tǒng)已經(jīng)在冶金、交通、電力、化工、污水處理等工業(yè)限制工程中得到了較廣泛的應(yīng)用。但是對(duì)于軟冗余的性能仍沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)的探討。硬冗余系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)確保了任何時(shí)候的系統(tǒng)牢靠性，例如全部的重要部件都是冗余配置。這包括了冗余的CPU、供電模件和用于冗余CPU通信的同步模塊。依據(jù)特定的自動(dòng)化限制過(guò)程須要，還可以配置冗余客戶服務(wù)器、冗余通訊介質(zhì)、冗余接口模件IM153-2等。硬冗余系統(tǒng)能夠：（1）平滑的主從切換（2）自動(dòng)事務(wù)同步（3）集成的錯(cuò)誤識(shí)別和錯(cuò)誤定位功能（4）操作期間可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行修改（5）類似標(biāo)準(zhǔn)CPU的在線編程（6）下載程序時(shí)，只考慮單個(gè)CPU，程序可自動(dòng)拷貝到另一個(gè)CPU中。（7）CPU修復(fù)后自動(dòng)再進(jìn)入。（8）運(yùn)行中全部部件可更換。軟冗余實(shí)現(xiàn)原理：

系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中兩個(gè)CPU同時(shí)啟動(dòng)和運(yùn)行，但是在正常運(yùn)行時(shí)只有主CPU發(fā)出限制吩咐，而備用CPU檢測(cè)主CPU狀態(tài)和記錄主CPU發(fā)出的吩咐，當(dāng)主CPU發(fā)生故障時(shí)能夠持續(xù)當(dāng)時(shí)的實(shí)際狀態(tài)接替主CPU發(fā)出執(zhí)行吩咐。與主CPU通信的IM153—2模塊處于激活狀態(tài)時(shí)主CPU能訪問(wèn)I／0模塊。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生特定故障時(shí)，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)主備切換，備站接替主站接著運(yùn)行。1.3硬件冗余硬件冗余（圖4.1）圖4.1

硬件冗余兩個(gè)互為冗余的限制站配置必需完全相同（圖4.1中的主/從機(jī)架），冗余功能是依靠雙槽冗余模塊1757-SRM實(shí)現(xiàn)。當(dāng)主限制器失效時(shí)，從限制器在100ms內(nèi)接替主限制器，主從限制器的同步對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是完全透亮的，冗余模塊之間通過(guò)2根1米長(zhǎng)的光纜（62.5/25μm多模光纖，SC連接）連接起來(lái)。冗余功能的設(shè)置（圖4.2）：1757-SRM：Auto-Synchronization

自動(dòng)同步設(shè)置為Always（保持）Controller

Properties：Redundancy

屬性設(shè)置為Enabled（允許）圖4.2中，每一個(gè)I/O遠(yuǎn)程機(jī)架配置一組1756-PAR2冗余電源（每組冗余電源由兩個(gè)1756-PA75R電源模塊，兩根1756-CPR電纜和一個(gè)1756-PSCA適配器構(gòu)成）。它們分別由兩路不同的系統(tǒng)供電，當(dāng)任一路供電系統(tǒng)故障時(shí)，另一路仍保持供電，因此可以確保I/O機(jī)架供電不間斷。圖4.2

冗余設(shè)置圖4.3冗余通道集成過(guò)程限制系統(tǒng)的限制層是ControlNet,它是羅克韋爾自動(dòng)化NetLinx開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)三層（EtherNet/IP、ControlNet、DeviceNet）網(wǎng)絡(luò)之一,滿意IEC61158國(guó)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。圖1中1756-CNBR是ControlNet通信模塊，它有兩個(gè)冗余的網(wǎng)絡(luò)通道：A通道和B通道（圖4.3），使限制信息實(shí)現(xiàn)冗余。傳送速率達(dá)5Mbps,傳送介質(zhì)是75Ω阻抗的1786-RG6同軸電纜，通過(guò)BNC連接器與ControlNet總線相連。留意：A、B通道不能交叉；冗余鏈路兩邊的介質(zhì)必需相同。信息層網(wǎng)絡(luò)冗余

集成過(guò)程限制系統(tǒng)的信息層是EtherNet/IP,圖4.3中1756-ENBT是EtherNet/IP通信模塊，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)將信息傳送到上層監(jiān)控管理中心。冗余功能通過(guò)光纖環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。服務(wù)器冗余

采納主/從服務(wù)器結(jié)構(gòu)。當(dāng)主服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，從服務(wù)器自動(dòng)轉(zhuǎn)為主服務(wù)器，供應(yīng)與限制器/RTU的通信、數(shù)據(jù)采集等功能，并為其他操作站供應(yīng)服務(wù)。主服務(wù)器定時(shí)將數(shù)據(jù)庫(kù)中的全部數(shù)據(jù)信息傳送到從服務(wù)器，以確保主從服務(wù)器之間的完全同步。1.4冗余系統(tǒng)的原理及過(guò)程可編程限制器一個(gè)工作周期內(nèi)的主要任務(wù)有：內(nèi)務(wù)整理、掃描輸入映像表、執(zhí)行程序、更新輸出映像表。ControlLogix限制器在冗余系統(tǒng)中，主處理器執(zhí)行完程序之后，將全部輸出指令的結(jié)果傳送給從限制器。由于ControlLogix系統(tǒng)全部的I/O設(shè)備都在限制網(wǎng)內(nèi)，依據(jù)其自有的“生產(chǎn)者/消費(fèi)者”通訊模式，從處理器作為一個(gè)“消費(fèi)者”可以與主處理器具有一樣的地位，獲得I/O的輸入信息[4]。這樣，確保了主、從限制器內(nèi)輸入、輸出映像表的一樣。如圖2.4所示，在正常狀況下，程序執(zhí)行到位置1時(shí)，主處理器將具有較高優(yōu)先權(quán)任務(wù)和前一段一般任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果分先后傳送給從處理器，然后程序返回到位置2，接著執(zhí)行剩下的一般任務(wù)。位置3時(shí)，全部任務(wù)已經(jīng)完成，主處理器將執(zhí)行結(jié)果傳送給從處理器。假如在執(zhí)行某個(gè)任務(wù)時(shí)，主處理器出現(xiàn)故障，如圖4.4所示。這時(shí)，從處理器便會(huì)接替主處理器，重新執(zhí)行出現(xiàn)故障時(shí)的那段任務(wù)?？梢?jiàn)，這時(shí)從處理器運(yùn)用的輸出映像表數(shù)據(jù)來(lái)自于主處理器上一個(gè)工作周期的執(zhí)行結(jié)果。圖4.4正常狀況下主處理器程序執(zhí)行過(guò)程圖4.5主從處理器之間的切換過(guò)程如圖4.5可見(jiàn)，在冗余系統(tǒng)的切換過(guò)程中，沒(méi)有出現(xiàn)數(shù)據(jù)的丟失和突變，處理器內(nèi)部無(wú)需執(zhí)行繁雜的推斷決策程序，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的無(wú)擾切換。當(dāng)主機(jī)架的任一組件發(fā)生故障，限制權(quán)切換到從限制器。下列緣由會(huì)引起切換：1.主機(jī)架中發(fā)生下列狀況之一：（1）掉電（2）限制器產(chǎn)生主要故障（3）主機(jī)架中的任一模塊被拔掉、安裝或出錯(cuò)（4）折斷或斷開(kāi)ControlNet分接頭或以太網(wǎng)電纜2.主限制器發(fā)出吩咐3.RSLinx軟件發(fā)出吩咐依據(jù)用戶對(duì)RSLogix5000工程的組織方法不同，在切換期間，輸出狀態(tài)可能會(huì)發(fā)生變更：（1）輸出優(yōu)先級(jí)任務(wù)限制的輸出可能會(huì)變更狀態(tài)。熱備系統(tǒng)的切換時(shí)間由故障類型和ControlNet網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)刷新時(shí)間（NUT）確定。假如一個(gè)NUT為10ms，切換時(shí)間大約從80ms到220ms。（2）在切換期間，優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)限制的輸出將無(wú)擾切換。1.5基于Controlnet的PLC冗余系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)無(wú)論單機(jī)架還是雙機(jī)架，都采納RSLogix5000對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行編程。軟件程序都是大致相同的。程序的主要思路是：兩塊CPU同時(shí)在線運(yùn)行，一塊處于主限制模式，另一塊處于熱備模式。擁有主限制權(quán)的CPU具有輸出限制權(quán)，而熱備CPU輸出被禁止.兩個(gè)CPU模塊相互監(jiān)視對(duì)方的運(yùn)行狀態(tài)和通訊狀況，一旦發(fā)覺(jué)主CPU出現(xiàn)故障，馬上由主CPU自行禁止或由從CPU通過(guò)MASSAGE指令傳送特定的數(shù)組代碼來(lái)禁止主CPU的對(duì)外限制權(quán)（視主CPU的錯(cuò)誤類別定），定時(shí)一段時(shí)間以后，熱備CPU模塊獲得主限制權(quán)。兩個(gè)CPU程序完全相同，只需更正各自程序中對(duì)方的處理器名即可。須要留意的是：為保證系統(tǒng)的無(wú)擾切換，在限制權(quán)轉(zhuǎn)移之前，主限制器對(duì)于輸入輸出狀態(tài)的變更必需能實(shí)時(shí)地通知給從限制器。2顯示單元硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)全部采納RockwellAutomation公司的軟硬件，硬件包括兩臺(tái)ControlLogix5550限制器、限制開(kāi)關(guān)、1305變頻器以及DeviceNet及ControlNet接口適配器。軟件有組態(tài)軟件RSLinx和RSNetworx，以及對(duì)ControlLogix5550進(jìn)行編程的RSLogix5000。在連接好網(wǎng)絡(luò)之后，運(yùn)用上述軟件對(duì)DeviceNet下的設(shè)備網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行組態(tài)，然后進(jìn)行編程調(diào)試，即可完成對(duì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)采納了CPU冗余的實(shí)現(xiàn)方案，即由兩個(gè)CPU同時(shí)限制被控對(duì)象，兩臺(tái)限制器分別監(jiān)視對(duì)方的工作狀態(tài)，以便在須要的時(shí)候快速做出切換。系統(tǒng)中的被控對(duì)象主要是以三相異步電動(dòng)機(jī)為負(fù)載的1305變頻調(diào)速器。由于程序的不穩(wěn)定性，CPU運(yùn)行錯(cuò)誤造成故障的可能性要遠(yuǎn)比由硬件損壞造成故障的可能性要大，因而本例中采納雙PLC單總線的結(jié)構(gòu)，兩臺(tái)限制器均為ControlLogix5550，以下簡(jiǎn)稱PLC1和PLC2，在編程時(shí)對(duì)兩臺(tái)限制器分別寫(xiě)入程序，兩臺(tái)限制器中的程序是完全對(duì)稱的。參照?qǐng)D4.6，以節(jié)點(diǎn)14的限制開(kāi)關(guān)限制終端的起停，節(jié)點(diǎn)06、60代表兩臺(tái)PLC，節(jié)點(diǎn)17是驅(qū)動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速器ACDriver1305。圖4.6系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)掃描模塊1756-DNB是設(shè)備與限制器ControlLogix5550之間的通信接口。它通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與DeviceNet的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通信，即從設(shè)備讀入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)到設(shè)備、下載組態(tài)數(shù)據(jù)和監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。工作時(shí),1756-DNB以肯定的方式依次掃描各個(gè)設(shè)備，對(duì)其參數(shù)進(jìn)行采集，并將采集到的數(shù)據(jù)映射到掃描器中與掃描方式相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，再轉(zhuǎn)換成ControlLogix5550能接受的數(shù)據(jù)格式供限制器讀取，這樣就可以將現(xiàn)場(chǎng)總線中各設(shè)備的實(shí)時(shí)信息反饋到限制器，以便依據(jù)程序做出相應(yīng)的反應(yīng)。數(shù)據(jù)經(jīng)ControlLogix5550處理之后，送到掃描器的與掃描方式相對(duì)應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，轉(zhuǎn)換為各設(shè)備可以接受的數(shù)據(jù)格式，輸出到各設(shè)備，從而對(duì)其工作進(jìn)行限制。由此可見(jiàn)，PLC限制器只須要讀入、輸出規(guī)定格式的數(shù)據(jù)，特地負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理；而數(shù)據(jù)的采集、發(fā)送、緩沖和格式轉(zhuǎn)換由掃描器完成，ControlLogix5550和1756-DNB并行工作也使得限制器的輸出對(duì)輸入的響應(yīng)時(shí)間縮短，有利于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)閉環(huán)限制。這樣即便是像PID指令這種對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的操作也可以收到良好的效果。因?yàn)閱纹瑱C(jī)工作電源為+5V，且底層電路功耗很小。采納7805三端穩(wěn)壓片即可滿意要求[9]。詳細(xì)電路圖如下：圖4.7電源電路圖紅外發(fā)光二極管或稱電/光二級(jí)管SE303（白色），出紅外光（近紅外線約0.93μm）。管壓降約1.4V，工作電流一般小于20mA，外形尺寸:5mm。紅外接收二極管或稱光/電二級(jí)管（黑色）品牌:金威型號(hào):PD5308B-B工作電壓:1.4-1.6波長(zhǎng):940工作電流:20接收距離:10-12外形尺寸:5mm。紅外接收二極管工作在反向狀態(tài)，當(dāng)沒(méi)有接收到紅外發(fā)光二極管的光信號(hào)時(shí)，二極管截至，負(fù)級(jí)輸出低電平。當(dāng)接受到紅外發(fā)光二極管的光信號(hào)時(shí)，二極管導(dǎo)通，負(fù)極輸出高電平。能正常接受到紅外發(fā)光二極管的光信號(hào)的距離也許為3－4米，這取決于放射管的放射功率。實(shí)物圖片及原理圖如下：圖4.8紅外發(fā)光二極管實(shí)物圖接收紅外線紅外接收二極管放射紅外線紅外發(fā)光二極管接收紅外線紅外接收二極管放射紅外線紅外發(fā)光二極管圖4.9工作原理圖實(shí)際焊接電路如下：圖4.10紅外發(fā)光二極管焊接電路電路核心由一個(gè)光電開(kāi)關(guān)管組成，平常電機(jī)轉(zhuǎn)輪靜止，發(fā)光二極管所發(fā)出的光被輪子攔住，所以接收管處于截止?fàn)顟B(tài)，1端為高電平。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，會(huì)使接收管導(dǎo)通一次，1端輸出一個(gè)低電平，1端波形為：圖4.111端的輸出波形圖在實(shí)際電機(jī)工作狀態(tài)中，會(huì)受到各方面的干擾，波形會(huì)存在很多雜波成分，須要對(duì)波形進(jìn)行處理，處理成符合記計(jì)數(shù)器所須要的矩型波。波形處理電路有一個(gè)三極管組成，如上圖。當(dāng)輸入電壓逐步上升時(shí)，紅外接收管收到紅外發(fā)光二極管發(fā)出的光時(shí)導(dǎo)通，三極管就不導(dǎo)通，輸出高電平；當(dāng)紅外接收管沒(méi)有接到紅外發(fā)光二極管發(fā)出的光時(shí)截止，三極管導(dǎo)通。這樣就有效的防止了雜波的干擾，并使輸出得到矩形脈沖，符合了下級(jí)計(jì)數(shù)的需求。工作波形如下：圖4.12經(jīng)處理電路后的輸出波形圖依據(jù)紅外測(cè)速的原理，系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)如圖4.13所示。圖4.13紅外測(cè)速系統(tǒng)總設(shè)計(jì)圖本系統(tǒng)采納AT89C52單片機(jī)，它是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8KB的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash程序存儲(chǔ)器和256B的隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采納ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)MS-51指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置有8位中心處理器（CPU）。功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)適用于很多較為困難的限制應(yīng)用場(chǎng)合。[10]電路中選用紅外光敏二極管作為受光器件，它與紅外發(fā)光二極管一起組成一對(duì)紅外放射接收管，紅外光敏二極管在電路中處于反向工作狀態(tài)。沒(méi)有光照耀時(shí)，光敏二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，反向電阻很大，反向電流（暗電流）很小。隨著光照的增加，光敏二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，其反向電阻減小，反向電流（光電流）增大，其光電流與照度之間呈線性關(guān)系。轉(zhuǎn)速顯示選用字符型液晶顯示模塊（LCM）JHD12864，可顯示16×8或16×16點(diǎn)陣字符。其主限制驅(qū)動(dòng)電路為HD44780，具有標(biāo)準(zhǔn)的接口特性，適配M6800系列和MCS-51系列MCU的操作時(shí)序；模塊內(nèi)部具有64個(gè)字節(jié)的自定義字符RAM，可自定義顯示字符。該模塊采納+5V電源供電，共有20個(gè)引腳，其與單片機(jī)的接口,其中可變電阻RW2用來(lái)調(diào)整顯示器的對(duì)比度。3顯示單元的軟件設(shè)計(jì)3.1C51的基礎(chǔ)學(xué)問(wèn)隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)和發(fā)展，芯片生產(chǎn)廠家把中心處理器CPU（CentralProcessingUnit），隨機(jī)存取內(nèi)存RAM（RandomAccessMemory），只讀存儲(chǔ)器ROM（ReadOnlyMemory），定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以及I/O（Input/Output）接口電路等主要計(jì)算機(jī)部件，集成在一塊集成電路芯片（硅片）上，形成芯片級(jí)計(jì)算機(jī)，稱為單片微型計(jì)算機(jī)（singlechipmicrocomputer），直譯為單片機(jī)[11]。雖然單片機(jī)只是一個(gè)芯片，但從組成和功能上看，它已具有了微機(jī)系統(tǒng)的含義，又稱微型處理部件MCU（MicroControllerUnit）,單片機(jī)商品名稱為微限制器單元。單片機(jī)具有優(yōu)異的性能價(jià)格比、體積小、牢靠性高、限制功能強(qiáng)，廣泛應(yīng)用在智能儀表、機(jī)電一體化、實(shí)時(shí)過(guò)程限制、機(jī)器人、家用電器、模糊限制、通信系統(tǒng)等領(lǐng)域。依據(jù)單片機(jī)能夠一次處理的數(shù)據(jù)的寬度（二進(jìn)制位數(shù)），單片機(jī)分為1位機(jī)、4位機(jī)、8位機(jī)、16位機(jī)、32位機(jī)。目前，應(yīng)用最廣的產(chǎn)品是8位單片機(jī)，其中又屬Intel公司出品的MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用最廣。MCS-51系列單片機(jī)已經(jīng)成為事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其內(nèi)部包含如下功能部件：（1）一個(gè)8位的中心處理器CPU，完成運(yùn)算和限制功能；（2）一個(gè)片內(nèi)振蕩器剛好鐘電路，外接石英晶體和微調(diào)電容需外接，為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列，系統(tǒng)允許的晶振頻率0～33MHz；（3）256BRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，前128單元作內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，可擦寫(xiě)的數(shù)據(jù)，后128單元為專用寄存器。（4）兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能，并以其定時(shí)或計(jì)數(shù)結(jié)果對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行限制。（5）可尋址的64KB外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器以及限制電路。（6）可尋址的64KB外部程序存儲(chǔ)器以及限制電路。（7）21個(gè)特別功能寄存器（8）32條可編程的I/O線(四個(gè)8位I/O并行端口)（9）一個(gè)可編程全雙工串行口，可作全雙工異步通信收發(fā)器運(yùn)用,實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和其它設(shè)備之的串行資料傳送；也可作為同步移位器運(yùn)用（10）五個(gè)中斷源,外中斷2個(gè),定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷2個(gè),串行中斷1個(gè)；兩個(gè)優(yōu)先級(jí)，全部中斷分為高級(jí)和低級(jí)共兩個(gè)優(yōu)先級(jí)。（11）依據(jù)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器ROM多少，MCS-51系列主要芯片與差異8031片內(nèi)無(wú)ROM；8051片內(nèi)4K掩膜ROM；8751片內(nèi)4K紫外線可擦除可編程程序存儲(chǔ)器，EPROM；89C51片內(nèi)4K電可擦除可編程程序存儲(chǔ)器，F(xiàn)LASHEEPROM；89S51片內(nèi)4K電可擦除可編程程序存儲(chǔ)器，F(xiàn)LASHEEPROM，支持ISP；89S52片內(nèi)8K電可擦除可編程程序存儲(chǔ)器，F(xiàn)LASHEEPROM，支持ISP。圖4.1451系列單片機(jī)AT89系列單片機(jī)的型號(hào)編碼由：前綴、型號(hào)和后綴三個(gè)部分組成。例如：AT89SXXXXXXXX其中，AT是前綴，89SXXXX是型號(hào)，XXXX是后綴。（1）前綴由字母“AT”組成，表示該器件是ATMEL公司的產(chǎn)品。（2）型號(hào)由“89CXXXX”或“89LVXXXX”或“89SXXXX”等表示。9表示內(nèi)部含F(xiàn)lash存儲(chǔ)器，“89CXXXX”中，C表示CMOS產(chǎn)品?！?9LVXXXX”中，LV表示低壓產(chǎn)品?！?9SXXXX”中，S表示含有串行下載Flash存儲(chǔ)器。（3）后綴由“XXXX”四個(gè)參數(shù)組成后綴中的第一個(gè)參數(shù)X用于表示速度X＝12，表示速度為12MHz。X＝24，表示速度為24MHz。后綴中的其次個(gè)參數(shù)X用于表示封裝X＝J，表示PLCC封裝，PlasticLeadedChipCarrier；X＝P，表示塑料雙列直插DIP封裝，DualInlinePackage；后綴中第三個(gè)參數(shù)X用于表示溫度范圍，它的意義如下：X＝C，表示商業(yè)用產(chǎn)品，溫度范圍為0～十70℃。X＝I，表示工業(yè)用產(chǎn)品，溫度范圍為—40～十85℃。X＝A，表示汽車用產(chǎn)品，溫度范圍為—40～十125℃。X＝M，表示軍用產(chǎn)品，溫度范圍為—55～十150℃。后綴中第四個(gè)參數(shù)X用于說(shuō)明產(chǎn)品的處理狀況，它的意義如下：X為空，表示處理工藝是標(biāo)準(zhǔn)工藝。3.2軟件結(jié)構(gòu)劃分采納結(jié)構(gòu)化軟件設(shè)計(jì)的方法，使得設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，易于調(diào)試和移植，提高編程效率。采納結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)軟件的方法將本系統(tǒng)軟件劃分為圖4.15所示的4個(gè)模塊：齒數(shù)計(jì)數(shù)模塊、計(jì)時(shí)模塊、轉(zhuǎn)速計(jì)算模塊和轉(zhuǎn)速顯示模塊。其中最主要的是計(jì)時(shí)模塊和轉(zhuǎn)速計(jì)算模塊。圖4.15軟件模塊劃分3.2.1計(jì)時(shí)模塊由圖4.15可知當(dāng)紅外線放射管放射的紅外線未被輪齒攔住時(shí)，接收管受紅外線照耀呈導(dǎo)通狀態(tài)，經(jīng)三極管輸入到單片機(jī)中斷端口的電壓為高電平，不產(chǎn)生中斷；而當(dāng)紅外線放射管放射的紅外線被輪齒攔住時(shí)，接收管不受紅外線照耀則呈截止?fàn)顟B(tài)，經(jīng)三極管輸入到單片機(jī)中斷端口的電壓跳變?yōu)榈碗娖健亩せ钪袛喑绦驅(qū)γ}沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)流程圖如圖4.16所示。由于計(jì)數(shù)須要與計(jì)時(shí)同步，所以須要在產(chǎn)生第一次紅外光被攔住時(shí)(紅外光被攔住時(shí)Pass=0，反之Pass=1)，也即中斷口電位由高變低時(shí)打開(kāi)定時(shí)器。圖5.16計(jì)數(shù)與計(jì)時(shí)程序流程圖3.2.2轉(zhuǎn)速計(jì)算模塊由于系統(tǒng)采納同步M/T法測(cè)量轉(zhuǎn)速，所以計(jì)算轉(zhuǎn)速時(shí)，須要的參數(shù)有盤(pán)脈沖數(shù)和計(jì)時(shí)值。本系統(tǒng)中AT89C52單片機(jī)采納頻率為12MHz的外接晶振，則每個(gè)機(jī)器周期為1us。單片機(jī)定時(shí)器的計(jì)數(shù)脈沖周期為一個(gè)機(jī)器周期，若定時(shí)器從零開(kāi)時(shí)計(jì)數(shù)，關(guān)閉定時(shí)器時(shí)其計(jì)數(shù)值為m，則計(jì)時(shí)時(shí)間就是m微秒。計(jì)算轉(zhuǎn)速部分程序如下。m=TH0×256

//讀出計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)變量TH0，并將其左移8位m=TH0+TL0

//獲得時(shí)鐘脈沖數(shù)time=m

//計(jì)算出計(jì)時(shí)時(shí)間n=60*106/(9*time)//計(jì)算轉(zhuǎn)速r/min第五章調(diào)試一個(gè)產(chǎn)品從試驗(yàn)室階段走向?qū)嶋H應(yīng)用的過(guò)程，系統(tǒng)的調(diào)試是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。系統(tǒng)的測(cè)試主要包括三個(gè)部分：硬件部分，系統(tǒng)離線模擬測(cè)試，系統(tǒng)的在線測(cè)試。硬件測(cè)試。主要借助仿真器，信號(hào)發(fā)生器等相關(guān)的測(cè)試儀器對(duì)相關(guān)的硬件進(jìn)行檢測(cè)，確保系統(tǒng)在進(jìn)行整體測(cè)試時(shí)設(shè)備的牢靠性。系統(tǒng)離線模擬測(cè)試。是整個(gè)測(cè)試環(huán)節(jié)種特別重要的環(huán)節(jié)，與實(shí)際在線測(cè)試沒(méi)太大區(qū)分。假如說(shuō)有區(qū)分的話，主要在于環(huán)境和干擾的影響。從技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，模擬測(cè)試結(jié)果的正確與否，干脆反應(yīng)了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否正確系統(tǒng)的在線調(diào)試。調(diào)試的最終階段對(duì)產(chǎn)品是否應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中尤為關(guān)鍵。會(huì)出現(xiàn)很多離線測(cè)試想不到的狀況，對(duì)成果的產(chǎn)業(yè)化具有特別重要的意義。結(jié)論及展望冗余系統(tǒng)是通過(guò)發(fā)生中斷的單元自動(dòng)切換到備用單元的方法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的不中斷工作，通過(guò)部分的冗余實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高牢靠性。冗余限制系統(tǒng)能給很多的工業(yè)生產(chǎn)中能供應(yīng)一個(gè)更高的牢靠性。