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         打破了以前日本品牌變頻器在市場上的壟斷地位,據(jù)有關(guān)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計,西門子的高低壓變頻器在市場上已位居,西門子變頻器在市場的使用早是在鋼鐵行業(yè),西門子變頻器(圖1)然而在當(dāng)時電機(jī)調(diào)速還是以直流調(diào)速為主。變頻器的應(yīng)用還是一個新興的市場,但隨著電子元器件的不斷發(fā)展以及控制理論的不斷成熟,變頻調(diào)速已逐步取代了直流調(diào)速,成為驅(qū)動產(chǎn)品的主流,西門子變頻器因其強大的品牌效應(yīng)在這的市場中取得了超規(guī)模的發(fā)展,西門子在變頻器市場的成功發(fā)展應(yīng)該說是西門子品牌與技術(shù)的結(jié)合。在市場上我們能碰到的早期的西門子變頻器主要有電流源的SIMOVERTA,以及電壓源的SIMOVERTP,這些變頻器也主要由于設(shè)備的引進(jìn)而一起進(jìn)入了的市場,目前仍有少量的使用,而其后在市場大量銷售的主要有MICROMASTER和MIDIMASTER,以及西門子變頻器為成功的一個系列SIMOVERT。

  

  
  

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S7-300 CPU 的六個成功的等級
S7-300 CPU 的六個性能等級
現(xiàn)有性能范圍極寬的分級 CPU 系列，可用于組態(tài)控制器。
產(chǎn)品范圍包括 7 種標(biāo)準(zhǔn)的 CPU、
7 種緊湊式 CPU、5 種故障防護(hù)型 CPU 以及 3 種工藝 CPU。
現(xiàn)有 CPU 的寬度僅 40mm

SIMATICS7-300 是我們?nèi)勺詣踊O(shè)計的一部分，是大的控制器。

應(yīng)用范圍
在個實例中，SIMATIC S7-300 用于制造工藝中的創(chuàng)新性系統(tǒng)解決方案，特別是用于汽車工業(yè)，一般機(jī)械工程，特別是特殊機(jī)械制造和機(jī)器的連續(xù)生產(chǎn) (OEM)，以及塑料加工、包裝行業(yè)、食品和飲料工業(yè)和加工工程
作為一種多用的自動化系統(tǒng)，S7-300 是那些需要靈活的設(shè)計以實現(xiàn)集中和本地組態(tài)的應(yīng)用的理想解決方案。
對于由于環(huán)境條件限制需要特殊的堅固性的應(yīng)用，我們可以提供SIPLUS 設(shè)備。

特別是在后期加工工藝上，S7-300 可以用于以下行業(yè)：
汽車工業(yè)
通用機(jī)械工程
特殊機(jī)器制造
系列機(jī)械工程，OEM
塑料加工
包裝行業(yè)
食品和飲料工業(yè)
加工工程
快速計數(shù)/fairs，可以直接訪問硬件計數(shù)器
簡單定位，直接控制 MICROMASTER 頻率靜態(tài)變頻器
帶有集成功能塊的 PID-

優(yōu)點
由于具有高處理速度，CPU 可以實現(xiàn)非常短的機(jī)器循環(huán)時間。
S7-300 系列 CPU 可以為各種應(yīng)用提供合適的解決方案，客戶只需為特定任務(wù)實際需要的性能付款
S7-300 建立在模塊式的組態(tài)上，無需 I/O 模塊的插槽規(guī)則
現(xiàn)有豐富的模塊可用于集中組態(tài)和搭配 ET 200M 實現(xiàn)分布式組態(tài)。
集成的 PROFINET 接口可以實現(xiàn)控制器的簡單網(wǎng)絡(luò)化，與其它運行管理等級方便的進(jìn)行數(shù)據(jù)交換
模塊寬度窄，可以實現(xiàn)緊湊式的模塊設(shè)計或者小型控制柜。
能夠把強大的 CPU 與工業(yè)以太網(wǎng)/PROFINET 接口、集成的工藝功能或故障防護(hù)設(shè)計集成在一起，從而避免附加投資。
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　　四、I/O模塊的選擇I/O部分的價格占PLC價格的一半以上，不同的I/O模塊，由于其電路和性能不同，直接影響著PLC的應(yīng)用范圍和價格，應(yīng)該根據(jù)實際情況合理選擇

　　可編程控制器的輸入/輸出端子分配及硬件連接分別由表1及圖2所示

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　　"1、 Designer2畫面構(gòu)成圖 Designer2畫面構(gòu)成2、創(chuàng)建工程數(shù)據(jù)① 創(chuàng)建新工程（1）選擇工程→新建工程向?qū)В?）選擇所使用的 GOT的類型及顏色設(shè)置 （例：GOT類型：GT10**-Q（320*240），顏色設(shè)置：256色。）GOT相連接的機(jī)器（例：MELSEC-FX）(3) 選擇MELSEC-QnA/Q 的連接 I/F(例：I/F（RS-422）)(4) 通訊驅(qū)動程序（例：MELSEC-FX）(5) 設(shè)置 “基本畫面"的 “切換軟元件（例：切換軟元件 : GD100）(6) 顯示畫面的屬性對話框后，輸入畫面的標(biāo)題（例：標(biāo)題：數(shù)據(jù)顯示畫面）② 創(chuàng)建第 2 個畫面(1) 用鼠標(biāo)右擊位于工程工作區(qū)的樹型目錄上的基本畫面，選擇 [新建 ]"

　　"人機(jī)界面（又稱用戶界面或使用者界面）是和用戶之間進(jìn)行交互和信息交換的媒介， 它實現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。凡參與人機(jī)信息交流的領(lǐng)域都存在 著人機(jī)界面。人機(jī)界面產(chǎn)品由硬件和兩部分組成，硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數(shù)據(jù)存貯單元等，其中處理器的性能決定了hmi 產(chǎn)品的性能高低，是HMI的核心單元。根據(jù)HMI的產(chǎn)品等級不同，處理器可分別選用8位、16位、32位的處理器。HMI一般分為兩部分，即運行于 HMI硬件中的和運行于PC機(jī)Windows操作下的畫面組態(tài)（如JB－HMI畫面組態(tài)）。使用者都必須先使用HMI的畫面組態(tài)制作“工程文件"，再通過PC機(jī)和HMI 產(chǎn)品的串行通訊口，把編制好的“工程文件"下載到HMI的處理器中運行。 人機(jī)界面產(chǎn)品的基本功能及選型指標(biāo)基本功能： 設(shè)備工作狀態(tài)顯示，如指示燈、按鈕、文字、圖形、曲線等 數(shù)據(jù)、文字輸入操作，打印輸出 生產(chǎn)配方存儲，設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄 簡單的邏輯和數(shù)值運算 可連接多種工業(yè)控制設(shè)備組網(wǎng) 選型指標(biāo)： 顯示屏尺寸及色彩，分辨率 HMI的處理器速度性能 輸入：屏或薄膜鍵盤 畫面存貯容量，注意廠商標(biāo)注的容量單位是字節(jié)（byte）、還是位（bit） 通訊口種類及數(shù)量，是否支持打印功能 人機(jī)界面產(chǎn)品分類 薄膜鍵輸入的HMI，顯示尺寸小于5.7ˊ，畫面組態(tài)免費，屬初級產(chǎn)品。如POP－HMI 小型人機(jī)界面 屏輸入的HMI，顯示屏尺寸為5.7ˊ～12.1ˊ，畫面組態(tài)免費，屬中級產(chǎn)品 基于平板PC計算機(jī)的、多種通訊口的、高性能HMI，顯示尺寸大于10.4ˊ，畫面組態(tài)收費，屬產(chǎn)品. 人機(jī)界面的使用 明確監(jiān)控任務(wù)要求，選擇適合的HMI產(chǎn)品 在PC機(jī)上用畫面組態(tài)編輯“工程文件" 并保存已編輯好的“工程文件" PC機(jī)連接HMI硬件，下載“工程文件"到HMI中 連接HMI和工業(yè)控制器（如plc、儀表等），實現(xiàn)人機(jī)交互。 1、人機(jī)界面與人們常說的“屏"有什么區(qū)別？ 從嚴(yán)格意義上來說，兩者是有本質(zhì)上的區(qū)別的。因為“屏"僅是人機(jī)界面產(chǎn)品中可能用到的硬件部分，是一種替代鼠標(biāo)及鍵盤部分功能，安裝在顯示屏前端的輸入設(shè)備；而人機(jī)界面產(chǎn)品則是一種包含硬件和的人機(jī)交互設(shè)備。在工業(yè)中，人們常把具有輸入功能的人機(jī)界面產(chǎn)品稱為“屏"，但這是不科學(xué)的。 2、人機(jī)界面和組態(tài)有什么區(qū)別？ 人機(jī)界面產(chǎn)品，常被大家稱為“屏"，包含HMI硬件和相應(yīng)的畫面組態(tài)，一般情況下，不同廠家的HMI硬件使用不同的畫面組態(tài)，連接的主要設(shè)備種類是PLC。而組態(tài)是運行于PC硬件平臺、windows操作下的一個通用工具產(chǎn)品，和PC機(jī)或工控機(jī)一起也可以組成HMI產(chǎn)品；通用的組態(tài)支持的設(shè)備種類非常多，如各種PLC、PC板卡、儀表、變頻器、模塊等設(shè)備，而且由于PC的硬件平臺性能強大（主要反應(yīng)在在速度和存儲容量上），通用組態(tài)的功能也強很多，適用于大型的監(jiān)控中。 3、人機(jī)界面產(chǎn)品中是否有操作？ 任何人機(jī)界面產(chǎn)品都有部分，運行在HMI的處理器中，支持多任務(wù)處理功能，處理器中需有小型的操作的運行?；谄桨逵嬎銠C(jī)的高性能人機(jī)界面產(chǎn)品中，一般使用WinCE,Linux等通用的嵌入式操作。 4、人機(jī)界面只能連接PLC嗎？ 不是這樣的。人機(jī)界面產(chǎn)品是為了解決PLC的人機(jī)交互問題而產(chǎn)生的，但隨著計算機(jī)技術(shù)和數(shù)字電路技術(shù)的發(fā)展，很多工業(yè)控制設(shè)備都具備了串口通訊能力，所以只要有串口通訊能力的工業(yè)控制設(shè)備，如變頻器、直流調(diào)速器、溫控儀表、數(shù)采模塊等都可以連接人機(jī)界面產(chǎn)品，來實現(xiàn)人機(jī)交互功能。 5、人機(jī)界面只能通過的串行通訊口與其它設(shè)備相連接嗎？ 大多數(shù)情況下是這樣的。但隨著計算機(jī)和數(shù)字電路技術(shù)的發(fā)展，人機(jī)界面產(chǎn)品的接口能力越來越強。除了的串行（RS232、RS422/RS485）通訊接口外，有些人機(jī)界面產(chǎn)品已具有網(wǎng)口、并口、U口等數(shù)據(jù)接口，它們就可與具有網(wǎng)口、并口、U口等接口的工業(yè)控制設(shè)備相連接，來實現(xiàn)設(shè)備的人機(jī)的交互。 6、是否有通訊功能的設(shè)備一定能和人機(jī)界面產(chǎn)品連接？ 應(yīng)該是這樣的。因為通用的人機(jī)界面產(chǎn)品都提供了大量的、可供選擇的常用設(shè)備通訊驅(qū)動程序；一般情況下，只要在人機(jī)界面的畫面組態(tài)中選擇與連接設(shè)備相對應(yīng)的通訊驅(qū)動程序，就可以完成HMI和設(shè)備的通訊連接。如果所選HMI產(chǎn)品的組態(tài)中沒有要連接設(shè)備的通訊驅(qū)動程序，用戶則可以把要連接設(shè)備的通訊口類型和協(xié)議內(nèi)容告知HMI產(chǎn)品的生產(chǎn)商，請HMI廠商代為編制該設(shè)備的通訊驅(qū)動程序。 7、PC機(jī)加屏，能否直接與PLC通訊，完成HMI的功能？ 當(dāng)然可以。不過還要編制相應(yīng)的HMI，才能使PC機(jī)成為一個真正的HMI產(chǎn)品。 8、未來人機(jī)界面的發(fā)展趨勢是什么？ 隨著數(shù)字電路和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，未來的人機(jī)界面產(chǎn)品在功能上的高、中、低劃分將越來越不明顯，HMI的功能將越來越豐富；5.7寸以上的HMI產(chǎn)品將全部是彩色顯示屏，屏的壽命也將更長。由于計算機(jī)硬件成本的，HMI產(chǎn)品將以平板PC計算機(jī)為HMI硬件的產(chǎn)品為主，因為這種的產(chǎn)品在處理器速度、存儲容量、通訊接口種類和數(shù)量、組網(wǎng)能力、資源共享上都有較大的優(yōu)勢，是未來HMI產(chǎn)品的發(fā)展方向。當(dāng)然，小尺寸的（顯示尺寸小于5.7寸）HMI產(chǎn)品，由于其在體積和價格上的優(yōu)勢，隨著其功能的進(jìn)一步增強（如IO功能），將在小型機(jī)械設(shè)備的人機(jī)交互應(yīng)用中廣泛應(yīng)用。"

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　　下面就以一些實例來說明屏中常見故障的診斷處理： 1、人機(jī)界面正常但電腦不能操作 故障現(xiàn)象：一臺人機(jī)界面，經(jīng)試驗其本身一切正常，但接上主機(jī)后，電腦不能操作。 故障分析處理：這有可能是在主機(jī)啟動裝載人機(jī)界面驅(qū)動程序之前，人機(jī)界面控制卡接收到操作，只需重新斷電后，再啟動計算機(jī)即可。也有可能是人機(jī)界面驅(qū)動程序版本過低，需要安裝新的驅(qū)動程序。 2、不準(zhǔn) 故障現(xiàn)象：一臺表面聲波人機(jī)界面，用顯示器屏幕的部位不能正常地完成對應(yīng)的操作。 故障分析處理：這種現(xiàn)象可能是聲波人機(jī)界面在使用一段時間后，屏四周的反射條紋上面被灰塵覆蓋，可用一塊干的軟布進(jìn)行，然后斷電、重新啟動計算機(jī)并重新校準(zhǔn)。還有可能是聲波屏的反射條紋受到輕微，如果遇到這種情況則將無法*修復(fù)。 如果是電容人機(jī)界面在下列情況下可運行屏幕校準(zhǔn)程序:（開始--程序--

Microtouch Touchware） 1）次完成驅(qū)動的安裝。 2）每次改變顯示器的分辨率或顯示后。 3）每次改變了顯示的顯示區(qū)域后。 4）每次了控制器的后。 5）每次光標(biāo)與點不能對應(yīng)時。 校準(zhǔn)后,校準(zhǔn)后的數(shù)據(jù)被存控制器的寄存器內(nèi),所以每次啟動后無需再校準(zhǔn)屏幕。 3、人機(jī)界面無響應(yīng) 故障現(xiàn)象：一臺人機(jī)界面不能工作，任何部位都無響應(yīng)。 故障分析處理：首先檢查各接線接口是否出現(xiàn)松動，然后檢查串口及中斷號是否有沖突，若有沖突，應(yīng)資源，避開沖突。再檢查人機(jī)界面表面是否出現(xiàn)裂縫，如有裂縫應(yīng)及時更換。還需要檢查人機(jī)界面表面是否有塵垢，若有，用軟布進(jìn)行。觀察檢查控制盒上的指示燈是否工作正常，正常時，指示燈為綠色，并且閃爍。 如果上面的部分均正常，可用替換法檢查人機(jī)界面，先替換控制盒，再替換屏，后替換主機(jī)。 屏同一般的電器產(chǎn)品是很接近的，不過需要注意的是它本身帶有程序，很多時候要注意不要輕易卸下電池或者RAM等器件。"工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)對網(wǎng)絡(luò)的實時性要求很高，不僅要求傳輸速度快，數(shù)據(jù)傳輸還要具有確定性。以太網(wǎng)的通信存在不確定性，不能實時性要求，成為以太網(wǎng)應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的主要。本設(shè)計實現(xiàn)的實時以太網(wǎng)[2]就是網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點的通信被嚴(yán)格地限定在規(guī)定時間內(nèi)，確保在同一網(wǎng)段內(nèi)同時只有一臺在發(fā)送數(shù)據(jù)。1.前言 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)是一種特定應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)，和商業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)相比，它具有自身的要求和特點，其中非常重要的一點就

是實時性要求高，不僅要求傳輸速度快，還要求響應(yīng)快，并且數(shù)據(jù)傳輸要具有確定性。以太網(wǎng)的通信調(diào)度——帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問機(jī)制（CA/CD），是一種非確定性的通信調(diào)度。網(wǎng)絡(luò)每個節(jié)點要通過競爭來取得信息的發(fā)送權(quán)：節(jié)點信道，只有發(fā)現(xiàn)信道空閑時才能發(fā)送信息。信息開始發(fā)送后，還需要檢查是否發(fā)生碰撞，如發(fā)生碰撞，則需等待，等待的時間取決于“二進(jìn)制指數(shù)退避算法"得出的隨機(jī)[1][4]，這種隨機(jī)為工業(yè)通信的數(shù)據(jù)傳輸了難以避免的不確定性。2.模型 本設(shè)計通過在以太網(wǎng)MAC層之上確定性調(diào)度層，上層采用了EPA[3]（EthernetofPlantAutomation）協(xié)議的數(shù)據(jù)封裝格式，因此使數(shù)據(jù)包的類型判斷和調(diào)度發(fā)送時間的獲取成為可能。EPA是一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的現(xiàn)場總線，是在控制與現(xiàn)場測量、控制裝置之間，以及現(xiàn)場測量、執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間進(jìn)行通信的分布式數(shù)字控制。這樣對所有的上層數(shù)據(jù)包在整個實時網(wǎng)段范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)包統(tǒng)一調(diào)度發(fā)送，從而避免碰撞現(xiàn)象的發(fā)生并確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇_定性要求。通信模型如圖1所示：圖1實時以太網(wǎng)通信模型3.設(shè)計 本設(shè)計是在嵌入式平臺下實現(xiàn)的，利用ARM7處理器和Cs8900網(wǎng)絡(luò)接口芯片搭建的硬件平臺進(jìn)行，在同一網(wǎng)段中，每一個運行的設(shè)備等同于一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。 上層采用EPA協(xié)議封裝，分實時數(shù)據(jù)和非實時數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送和接收。實時數(shù)據(jù)到達(dá)后，通過實時通信服務(wù)接口向下遞交，對數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存處理，等待調(diào)度發(fā)送。下一個發(fā)送周期到來后，將用新的實時數(shù)據(jù)更新相應(yīng)緩沖區(qū);非實時通信服務(wù)通過OS中提供的BSD接口來提供，但是為了實現(xiàn)確定性的調(diào)度，非實時數(shù)據(jù)包穿越TCP/IP協(xié)議棧到達(dá)數(shù)據(jù)鏈路層時，不允許直接調(diào)用硬件驅(qū)動接口進(jìn)行數(shù)據(jù)包收發(fā)操作，而是通過一個虛擬的驅(qū)動接口將數(shù)據(jù)包放入相應(yīng)的發(fā)送和接收隊列。修改原E-NIC的驅(qū)動接口，使其成為虛擬驅(qū)動接口，無法直接將數(shù)據(jù)遞交給硬件驅(qū)動，

而是入非周期隊列。對硬件網(wǎng)卡的收發(fā)操作在硬件驅(qū)動接實現(xiàn)。設(shè)計圖如圖2：圖2以太網(wǎng)確定性調(diào)度設(shè)計圖 確定性調(diào)度層負(fù)責(zé)何時調(diào)用硬件驅(qū)動接口收發(fā)數(shù)據(jù)幀。當(dāng)確定性調(diào)度層收到數(shù)據(jù)幀時，根據(jù)以太網(wǎng)幀首部的type字段來區(qū)分實時數(shù)據(jù)幀和非實時數(shù)據(jù)幀。若是實時數(shù)據(jù)幀，將用收到的實時數(shù)據(jù)更新相應(yīng)緩沖區(qū);若是非實時數(shù)據(jù)，則將其放入相應(yīng)的接收隊列并通過任務(wù)通信機(jī)制通知上層協(xié)議棧數(shù)據(jù)幀到達(dá)事件。確定性調(diào)度層的調(diào)度表由調(diào)度算法生成。4.主要模塊描述 實時通信服務(wù)接口、虛擬驅(qū)動接口、時鐘同步服務(wù)和實時調(diào)度算法為本設(shè)計的四個主要模塊。 4.1實時通信服務(wù)接口 實時通信服務(wù)接口負(fù)責(zé)為上層應(yīng)用（協(xié)議）提供周期性實時消息的實時通信服務(wù)。 周期性實時消息的發(fā)送和接收采用緩沖機(jī)制，即為本節(jié)點在運行中要發(fā)送的每個周期性實時消息在內(nèi)存中定義相應(yīng)的緩沖區(qū)，每當(dāng)上層應(yīng)用通過實時通信服務(wù)接口發(fā)送新的消息時，即用該新消息值更新其對應(yīng)緩沖區(qū)中的舊消息值;為本節(jié)點在運行中要接收的每個周期性實時消息在內(nèi)存中定義相應(yīng)的緩沖，每當(dāng)上層應(yīng)用通過實時通信服務(wù)接口接收新的消息時，則將對應(yīng)緩沖區(qū)中的消息值返回。節(jié)點在運行過要發(fā)送的每個周期性實時消息必須要有與其對應(yīng)的已知的目標(biāo)地址（包括目標(biāo)MAC地址-用于識別節(jié)點，端口號-用于識別實時消息所對應(yīng)的緩沖區(qū)元素）。 實時通信服務(wù)接口要提供以下接口函數(shù)： （1）RtAppInterface（） 創(chuàng)建實時接口函數(shù)，用于實時周期性消息的發(fā)送和接收。 （2）RtMapping（） 將由RtAppInterface（）函數(shù)創(chuàng)建的接口映特定的地址（MAC，端口號（即緩沖元素的索引））。 （3）RtSend（） 使用已創(chuàng)建和映射完畢的實時接口進(jìn)行實時消息的發(fā)送。 （4）RtRecv（） 使用已創(chuàng)建和綁定完畢的實時接口進(jìn)行實時消息的接收。 4.2虛擬驅(qū)動接口 虛擬驅(qū)動接口負(fù)責(zé)為上層TCP/UDP/IP協(xié)議棧提供一套虛擬的驅(qū)動程序接口，該接口必須與上層協(xié)議棧所使用的原硬件驅(qū)動接口一致，但需改變該接的具體函數(shù)實現(xiàn)，使得虛擬驅(qū)動接口所對應(yīng)的具體函數(shù)無法直接實現(xiàn)對硬件的控制（如打開，關(guān)閉設(shè)備，收發(fā)數(shù)據(jù)包等）。必須確保用虛擬驅(qū)動接口替換原硬件驅(qū)動接口后，從TCP/IP協(xié)議棧使用驅(qū)動接口的角度來

看，和使用原硬件接口一樣，即用虛擬驅(qū)動接口替換原硬件驅(qū)動接口的改動對于上層協(xié)議棧的使用而言必須是的。對上層協(xié)議棧發(fā)下來的數(shù)據(jù)包以FIFO的順序緩存到消息隊列，何時調(diào)用硬件驅(qū)動接口發(fā)送這些數(shù)據(jù)包由確定性調(diào)度層決定。 虛擬驅(qū)動接口提供的主要函數(shù)： （1）RtVirtualIn（） 接收IP層的發(fā)送數(shù)據(jù)包，根據(jù)數(shù)據(jù)包類型確定轉(zhuǎn)存入隊列還是向下遞交。 （2）RtVirtualOut（） 調(diào)用驅(qū)動層的發(fā)送函數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)，接收發(fā)送返回信息。 （3）RtVirtualPacketType（） 取對應(yīng)字段，判斷到來包類型（EPA類型字段以太網(wǎng)類型字段）。 4.3時鐘同步 在實時網(wǎng)段內(nèi)，時鐘同步是非常關(guān)鍵的，因為實時網(wǎng)段內(nèi)各節(jié)點上的任務(wù)運行和消息發(fā)送都是基于時間基準(zhǔn)的，特別是總線上的消息調(diào)度，為了避免碰撞，消息間必須留出足夠的間隙來容納節(jié)點間的同步誤差。為了時鐘同步精度，應(yīng)把時鐘同步功能協(xié)議棧中盡可能靠近硬件的位置。本中時鐘同步功能由確定性調(diào)度層來提供。時鐘同步協(xié)議采用IEEE1588協(xié)議[6]。 在實時網(wǎng)段內(nèi)選定一節(jié)點作為主時鐘，主時鐘定期發(fā)布時鐘同步消息，時鐘同步消息作為主時鐘節(jié)點上的周期性消息。由于時鐘同步消息在調(diào)度好的同步窗發(fā)送，可以保證時鐘消息的發(fā)送于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負(fù)載而無碰撞的發(fā)送，因而時鐘消息從發(fā)布節(jié)點到各個接收節(jié)點的對各個接收節(jié)點而言為一常量。 4.4實時調(diào)度算法 本設(shè)計采用的算法根據(jù)RM和EDF算法改進(jìn)而成的[7]，每個基本周期開始時動態(tài)生成此基本調(diào)度單位（ESU）的調(diào)度時間表。整個鏈路時間由連續(xù)等長的基本調(diào)度單

（ESU）組成，通常ESU為實時網(wǎng)段內(nèi)所有周期性實時消息的周期的大公約數(shù)HCF。每個ESU被分成周期性實時消息窗口（PW）和非周期性消息窗口（AW），如圖3所示。PW中的調(diào)度根據(jù)事先由周期性實時消息調(diào)度算法生成的調(diào)度表來進(jìn)行，調(diào)度表的長度為所有周期性實時消息的周期的小公倍數(shù)LCM，調(diào)度表中與各個節(jié)點相關(guān)的部分被存各個節(jié)點中，各節(jié)點根據(jù)調(diào)度表中規(guī)定的時刻，以宏周期為循環(huán)單位周而復(fù)始的執(zhí)行周期性實時消息的發(fā)送。在AW中，數(shù)據(jù)采用優(yōu)先級隊列節(jié)點輪詢的發(fā)送。按照非周期數(shù)據(jù)實時要求將非周期數(shù)據(jù)劃分為i個優(yōu)先級，每個優(yōu)先級在節(jié)點中一個非周期優(yōu)先級隊列，因此每個節(jié)點中的非實時優(yōu)先級隊列為i個。發(fā)送時采用節(jié)點輪詢的按優(yōu)先級從高到低的順序進(jìn)行發(fā)送，每次被輪詢節(jié)點將優(yōu)先級隊列中的數(shù)據(jù)全部發(fā)送。圖3基本周期內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)送窗口5.結(jié)論 本所實現(xiàn)的實時以太網(wǎng)可以完成網(wǎng)段內(nèi)數(shù)據(jù)的調(diào)度發(fā)送，基于本設(shè)計的實時以太網(wǎng)*可以應(yīng)用于一般的控制工業(yè)領(lǐng)域。通過改進(jìn)原型的時鐘同步機(jī)制等來可以進(jìn)一步的實時性以及時鐘精度，基于本設(shè)計的實時以太網(wǎng)改進(jìn)的目標(biāo)是把時鐘精度到微秒級，進(jìn)而應(yīng)用于時間精度要求較高的工業(yè)領(lǐng)域，如運動控制等。"

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