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一次性餐具设备系统中任务划分与人机界面的设计
- 2020-10-30-

  一、任务划分:

  当设计复杂系统软件构架时,将程序模块划归到不同的任务是相当重要的工作。划分的依据是程序模块的优先级和运行周期,但二者具有一定相关性:优先级越高,对实时性的要求也越高,运行周期就越短。

  由于一次性餐具设备各任务在调度时会消耗操作系统资源,因此不能设置过多任务,应将内容相关的程序模块划归到同一个任务中。当两个程序模块优先级相同,但运行周期不同时,可先把两周期中较短者,设定为所属任务的基准周期;再根据两周期倍数的关系,在任务之中对执行的次数进行计数,当达两周期倍数关系之时才调用一次长周期的程序模块。例如,A模块的周期是B模块的5倍,则可在所属任务中计数,每当B模块执行第5次时,才调用A模块执行一次。

  一次性餐具设备的运动控制和工艺动作的表现直接相关,因此是软件设计中重要的部分。由于底层的运动控制(如伺服位置闭环的控制)对系统在响应性方面的要求较高,因此周期须很短,取1m/s。如果将每个运动控制相关的程序模块都放到该1 ms任务中,那么任务很可能负担过重,无法在一个周期内执行完成。基于以上考虑,在餐具设备TaskHigh中处理对实时性要求相当高的部分,而将对实时性要求稍低的模块划归到周期为10ms的TaskMain中。当操作者触发动作按键时,信号被系统接收后先在TaskMain之中进行组合进行逻辑处理,即判定该运动在该当前状况下是不是允许执行。只有该动作被允许时,才能通过 TaskMain中。

  某变量的置位来同步触发TaskHigh中的动作控制模块。即实质性的动作控制模块在TaskHigh中,而触发该模块的组合逻辑模块在TaskMain中。这样能够较好地处理程序负载过重和实时性要求高的矛盾。

  二、人机界面设计:

  在餐具设备控制系统人机界面的设计中,主要考虑了以下几点∶(1)直观,操作简单、方便;(2)功能与信息周全;(3)界面相当整洁、美观。另外,普通的操作者与工程师在运用该软件时涉及的权限有所不同,应区别对待。

  经测试发现,一次性餐具设备使用上述方法设计的控制系统,具备有反应较快、效率高、稳定、模块化强、易于维护、易于扩展等优点,能满足工艺需要。同时也验证了,这种基于软PLC技术和总线型的硬件架构,以及运用面向对象的思想、系统建模与IEC61131-3语言来实现的软件体系,是较强而灵活的,相当具有推广价值。