陶立彬

摘要：本實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)是在PC104模塊基礎(chǔ)上基于QNX系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一種實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要功能是控制雷達(dá)各個(gè)模塊單元的工作，并實(shí)時(shí)采集各個(gè)模塊單元的運(yùn)行狀態(tài)及故障信息，通過(guò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)管理和處理各個(gè)信息，利用系統(tǒng)故障診斷庫(kù)，實(shí)時(shí)分析判斷系統(tǒng)各模塊的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而確定整個(gè)系統(tǒng)的工作運(yùn)行狀態(tài)情況，完成對(duì)整機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)控制與監(jiān)控。本文深入介紹了實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)方案及實(shí)現(xiàn)。試驗(yàn)結(jié)果測(cè)試表明該實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)能很好地完成設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：PC104 QNX系統(tǒng) 實(shí)時(shí)控制 故障診斷庫(kù)

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）05-0000-00

1引言

QNX操作系統(tǒng)是加拿大QSSL公司（QNX Software system Ltd）開發(fā)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，QNX系統(tǒng)是一種實(shí)時(shí)微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)，以其實(shí)時(shí)性強(qiáng)、基于優(yōu)先級(jí)、易維護(hù)性、擴(kuò)展能力強(qiáng)及容錯(cuò)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而著稱，使QNX系統(tǒng)成為業(yè)界應(yīng)用最廣泛的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，迅速在工業(yè)控制、車載系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信、雷達(dá)、衛(wèi)星等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

本系統(tǒng)是在PC104模塊上基于QNX實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)開發(fā)的，本控制軟件系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控雷達(dá)各個(gè)模塊單元的運(yùn)行狀態(tài)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)模塊單元的實(shí)時(shí)控制。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)主要完成對(duì)系統(tǒng)各個(gè)模塊單元的監(jiān)控與控制，實(shí)時(shí)采集模塊的運(yùn)行狀態(tài)，并將狀態(tài)信息在界面進(jìn)行顯示。整個(gè)系統(tǒng)由控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和操作顯示界面組成。其中控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)都是基于PC104模塊和QNX系統(tǒng)開發(fā)，利用C語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)，操作顯示界面是基于Windows NT4.0操作系統(tǒng)采用visual C++進(jìn)行開發(fā)?？刂葡到y(tǒng)與操作顯示界面之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線進(jìn)行通信，控制系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和串口進(jìn)行通信。整個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)總共有四大功能部分，分別為控制監(jiān)控系統(tǒng)部分、故障實(shí)時(shí)診斷系統(tǒng)部分、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)部分及報(bào)警功能部分。各個(gè)功能模塊部分具體介紹如下：

（1）控制監(jiān)控系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)主要包括接收操作界面對(duì)各個(gè)被監(jiān)控模塊單元發(fā)送的各種控制命令和狀態(tài)請(qǐng)求，控制系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或者高速串口將控制命令或者狀態(tài)請(qǐng)求命令發(fā)送給監(jiān)控系統(tǒng)，由監(jiān)控系統(tǒng)將控制命令發(fā)送給相應(yīng)模塊單元，然后監(jiān)控系統(tǒng)將接收到的控制命令和狀態(tài)請(qǐng)求的響應(yīng)信息發(fā)送給控制系統(tǒng)，再由控制系統(tǒng)將接收的狀態(tài)信息實(shí)時(shí)傳送給操作界面進(jìn)行顯示?？刂葡到y(tǒng)還可以接收本地鍵盤干預(yù)命令，通過(guò)判斷鍵盤的干預(yù)功能號(hào)和地址信息，改變本地發(fā)送緩沖區(qū)接收到的控制命令和狀態(tài)請(qǐng)求命令。

（2）故障診斷系統(tǒng)。故障診斷系統(tǒng)基于故障樹和故障數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)故障進(jìn)行診斷。系統(tǒng)通過(guò)不斷地采集和分析故障路徑信息和故障單元的位置信息，建立基于故障樹的故障路徑和位置信息表，利用故障數(shù)據(jù)庫(kù)及相應(yīng)的故障路徑位置推理機(jī)制，可以快速準(zhǔn)確地將故障定位到具體單元模塊，并快速地推理出故障產(chǎn)生的原因。診斷系統(tǒng)通過(guò)不斷更新完善故障數(shù)據(jù)庫(kù)信息，不斷地積累故障診斷經(jīng)驗(yàn)，有效地提高故障診斷系統(tǒng)的診斷能力，為故障的定位和解決提供可靠有效的支持。

（3）系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)不斷實(shí)時(shí)更新自動(dòng)記錄的每個(gè)被監(jiān)測(cè)信號(hào)的工作狀態(tài)、故障信息、操作命令等事件信息，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)提供查詢功能，授權(quán)用戶可以隨時(shí)查詢發(fā)生每個(gè)事件的歷史數(shù)據(jù)記錄、故障記錄和操作命令記錄等數(shù)據(jù)，并可實(shí)時(shí)顯示和打印系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中每個(gè)事件的歷史記錄數(shù)據(jù)，為操作人員查看整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀況及設(shè)備的維護(hù)提供支持。

（4）報(bào)警功能。雷達(dá)系統(tǒng)工作期間，針對(duì)故障診斷系統(tǒng)中診斷出的致命故障和重要故障，系統(tǒng)及時(shí)地以顯著的可視聽的方式發(fā)出報(bào)警信息，提示現(xiàn)場(chǎng)操作人員設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)重大故障，需要進(jìn)行必要的維修。操作人員可以調(diào)節(jié)報(bào)警事件的等級(jí)和門限，并對(duì)重要和致命故障報(bào)警進(jìn)行確認(rèn)檢查，及時(shí)根據(jù)報(bào)警信息查找出故障及故障位置，確保這個(gè)設(shè)備能夠正常工作運(yùn)行。

3結(jié)語(yǔ)

本控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基于PC104模塊和QNX操作系統(tǒng)，借助網(wǎng)絡(luò)及PC104模塊的高速串口，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)各個(gè)模塊的運(yùn)行并實(shí)時(shí)采集各個(gè)模塊的運(yùn)行狀態(tài)和故障信息。該軟件系統(tǒng)投入應(yīng)用以來(lái)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期有效的實(shí)際測(cè)試證實(shí)該系統(tǒng)實(shí)時(shí)高效，簡(jiǎn)潔易用，穩(wěn)定性強(qiáng)，可靠性好，可以很好地完成對(duì)各個(gè)模塊單元的控制及其運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。本設(shè)計(jì)通用性強(qiáng)，在軍民用領(lǐng)域有較大的應(yīng)用空間。

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