导言
在木材加工工业、食物加工工业、饲料加工业、纺织品工业、羽绒加工业和一些化学品工业的主动化进程中遍及存在着较高的火灾和爆破的危险。由电器或许机械设备引起的火花将导致阴火和粉尘爆破，然后危害到下流设备比方过滤器或许存储容器的安全。假如这些火灾危险不被及时的发觉而且处理，那么跟着质料的输入将导致更大的设备损坏和人员危险，进一步将导致花费巨大的设备罢工期。
为了最小化这一危险，一种专用的火花消除操控体系被研制出来。一种专用的红外线传感器能够经过电压导火设备提前检测出火花，在高速操控单元的和谐下定向救活设备能够平息设备中的潜在火源。这样，潜在的火源就不会继续发展然后构成火灾。
体系计划
一旦检测到火花，预编程的一系列处理进程将被主动的触发，比方：开释救活泡沫，封闭或许阻隔管道，在情况危急的时刻，乃至能够封闭或许吞没相应的枯燥或许过滤设备。
在救活进程中，紧接着的进程便是高压的水雾被喷射到粉尘区域。专用的喷嘴和高速阀使得注入水的剂量十分的精确。这一办法既确保了火源被精确消除一同又确保了整个设备不会被水浸泡。因而这一解决计划十分适用于接连性生产进程，避免了不必要的罢工周期。
为了得到最优的性价比以取得较高的市场竞争力，咱们挑选了微操控器的解决计划来满意较高的性价比。
虽然有着低本钱嵌入式解决计划的资源约束，操控体系依然需求满意以下需求：
从火花检测到反响的时刻小于1ms
高效的实时操作体系以确保动作的精确
支撑两个独立可操作的CANopen通讯接口
一个主操控器能够办理高达48个数据收集模块
为最终用户供给IEC 61131-3兼容的开发环境
集成的用户自界说功用，可运用C代码编程
可经过CANopen进行编程和调试
CANopen SDO网关供给端对端和下位模块通讯
操控进程参数的可视化
带时刻戳的日志体系和非易失性存储用于保存危险事情日志
数据收集模块的主要使命便是要接连的收集而且评价传感器数据，并在检测到潜在危险火源的情况下初始化救活进程。这一模块需求完结一种专用的电路既能够确保高速的数据收集又能够确保安稳的及时检测出短路和断路。
传感器数据被设备固件中的一个特别的用户使命程序进行周期性检测评价。因为这一使命的安全性要求，这一使命将独立运转在IEC 61131-3的运转时体系和PLC程序外。为了确保高速的呼应，用户程序能够独占的拜访专用的输入和输出而且能够直接的操作这些I/O通道。为了进一步的数据存储和评价，悉数的事情都被保存在非易失性存储器中而且一同保存了时刻戳信息。一个定制版别的高效实时操作体系担任悉数使命的办理，能够确保使命的巡检周期小于1ms而且依照优先级运转相应的使命。为了优化使命的履行速度，高优先级的使命将以C代码完结而且被编译为主CPU能够直接运转的方针代码。咱们运用相应的UML东西来规划这些软件组件，这一办法为整个内部进程和数据流供给了较高层次的图形化笼统模型。这些图形化模型能够被直接转化为C代码，开发人员节省了许多的精力和时刻能够愈加专心于体系的特定完结细节，而且节省了编码犯错的危险。
虽然用户程序和PLC程序是独自被履行的，可是这两部分代码将经过OpenPCS开发环境被一同下载到方针硬件中。这一办法供给了一种简略的办法用于更新用户程序而无需修正方针体系的固件，而且用户也能够下载不同的用户程序而不必修正PLC程序。
虽然用户程序和PLC程序是独立运转的，他们之间依然需求必要的接口用于数据交流、事情告诉和使命办理。因而咱们界说了一段同享的地址空间用于进程数据的镜像，这一段地址空间能够被两个进程的程序拜访。比方：PLC程序能够取得事情告诉而且能够将相应的信息传输到担任的主操控器处理。
在数据收集模块和主操控器之间传递信息的最简略的办法便是运用咱们称作网络变量的办法。这儿，CANopen供给了相应的网络变量机制。CANopen的网络变量供给了一种拜访进程数据的办法，这一办法使得用户无需关怀通讯协议的底层机制。在PLC程序中，拜访网络变量和拜访本地变量的办法是共同的。这样，运用开发人员就无需关怀所运用的是本地开关量输出仍是长途的单元。市道上有许多的CANopen装备东西能够用来简化CANopen的装备作业。CANopen的完结层既办理了信息的传输又办理了从CAN信息到网络变量的主动转化进程。作为网络变量的附加功用，专用的PLC功用模块供给了关于CAN信息和CANopen服务(比方：SDO数据交流、状况康复、长途CANopen节点错误信息)的直接拜访。
C代码的用户程序和PLC程序中的CANopen函数功用块都能够拜访网络变量。这使得用户程序能够进行长途CANopen节点的信息交流。用户运用程序能够经过本地的方针字典完结两个CANopen实例的数据读写。
整个运用的拓扑是双层的网络结构。每一个主操控器都具有两个CANopen接口。其间一个CANopen接口衔接叫做Line-Bus的总线，这是一个设备端的精简扩展总线，通讯速率能够到达1Mbps。Line-Bus能够支撑高速的信息传输用以满意实时要求。在Line-Bus总线上主操控器能够办理高达48个数据收集模块。而且这一总线只承受数据收集模块的接入。
第二个CANopen接口衔接办理总线。这一总线衔接一切的主操控器到操控台。操控台是这一火花检测和救活体系的中心部分。它担任记载、剖析而且存储悉数的事情。一旦发生报警和错误信息，相应的计数丈量进程将被主动发动。一切记载的事情都能够被传输到PC以供
进一步的详细剖析从而评价火灾的危险和设备或许生产进程的毛病。操控台还将记载每一个独立的火花发生信息，比方发生的时刻、火花的数量、事情的持续时刻以及火花发生的方位。依照时刻次序排列的报警时刻能够到达万分之一秒的精度。体系能够依照时刻次序依据报警发生的原因、传达规模和影响进行评价衔接区域的危险。
办理总线的开放式架构能够使火花平息体系被灵敏的改造以习惯不同的设备和生产进程。
为了便于办理和保护，编程PC能够经过办理总线直接拜访主操控器。经过SDO传输，编程PC能够长途的向模块中下载新的运用程序。一同也支撑在线的调查和修正程序变量。因而悉数的调试、测验以及初装进程都变得十分的简单和便利。
为了在数据收集模块上完结这种端到端的快捷拜访，每一个主操控器都能够作为一个CANopen网关服务器。每一个网关服务器都能够处理路由恳求而且将SDO信息转发到总线的相应方针节点上。
体系总结
这一特定的解决计划表明晰即便低本钱的嵌入式体系也能够在较低的资源约束下到达较高的体系要求。这一体系的成功关键是集成了高性价比的硬件和强壮的带有C代码扩展的PLC运转时中心，因而体系即降低了本钱又取得了老练产品的优势。
