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0 前言
校直切斷機是用於將鋼筋校直並切斷成設定長度的設備。原有設備其校直速度僅30m/min ，suizhejianzhuxingyedebuduanfazhan，duixiaozhiqieduanjideshengchanxiaolvhezidonghuachengdutichuleyuelaiyuegaodeyaoqiu。youshanghaijiaotongdaxuehexishanshidangkoutongyongjixiechanglianheyanzhidegaosuzidongxiaozhiqieduanjiqixiaozhisudukeda120 m/min ，生產效率和自動化程度大為提高。隨著校直速度的提高，對控製設備的檢測、控製、數據處理的實時性也提出了較高的要求。PLC 以其工作可靠（MTBF 為10 萬小時以上）並適用於惡劣的工作環境而得到了廣泛的應用。但傳統的PLC是單任務型的，不能處理多任務模塊。PCC (Programming Computer Contoller）是近年來發展起來的一種新型PLC ，它具有多任務處理能力，適合於控製功能複雜、對實時性要求高的場合。
1 PCC 的多任務處理原理
傳統PLC 是單任務型的，應用程序對係統來說僅有一個。PLC的係統軟件對應用程序反複執行，每執行一遍的時間稱為掃描周期，PLC 的掃描周期多在1 – 5ms ，該時間足以能識別外部的按鈕、kaiguandengdeshurenbingzuochuxiangying，zhezhongshurenshuchudeyanchinengbeidaduoshudekaiguanxingkongzhichanghesuojieshou。raner，zaiduishishixingyaoqiujiaogaodechanghe，danrenwukongzhifangshixiandebugoulinghuoshenzhibunengshengren。
具有多任務處理能力的PCC 的結構模型如圖1 所示，操作係統內核是具有多任務能力的標準操作係統，主要為多任務應用程序提供資源管理。模型的中間層是PCC 軟件包，它在操作係統內核的基礎上對係統任務、多duo任ren務wu應ying用yong程cheng序xu進jin行xing管guan理li。係xi統tong管guan理li模mo塊kuai和he係xi統tong任ren務wu模mo塊kuai管guan理li係xi統tong任ren務wu，所suo謂wei係xi統tong任ren務wu是shi指zhi操cao作zuo係xi統tong的de進jin程cheng。高gao速su任ren務wu模mo塊kuai和he普pu通tong任ren務wu模mo塊kuai分fen別bie管guan理li高gao速su任ren務wu級ji別bie和he普pu通tong任ren務wu級ji別bie的de應ying用yong程cheng序xu。PCC 軟件包係統允許將用戶任務（相對獨立的應用程序模塊）設定為高速任務級別（HS 一Task Class）和普通任務級(Task Class）。高速任務級和普通任務級又可相應劃分為如下共8 個任務級：HS 一Task Classl ~HS 一Task Class4、Task Classl~Task Class4 。其執行的優先級依次遞減，每個任務級別又可設定其周期時間。例如，若Hs 一Task Class2 的周期時間為50us ，則係統每50us執行一次該級別的任務模塊。以Task Classl 和Task Class2兩任務級別為例的執行情況如圖2 所示。多任務的處理實際上是先執行級別高的任務，如圖2 中的Task Classl ，其實際運行時間是4ms ，Task Classl 執行完後，再執行Task Class2，由於Task Class2 的運行時間是9 ms ，在開始執行Task Classl 到下一次執行（即周期10 ms）時，Task Class2 還未運行完，因Task Classl的優先級別高，所以Task Class2 的執行被打斷，而轉去執行Task Classl，等執行完Task Classl後，再轉去執行Task Class2。圖2 中① 表示的是操作係統時鍾，圖2 中② 表示的是係統管理所需時間。係統管理時間用於對係統任務的管理，此時間不能改變，並以10 ms 的操作係統時鍾為周期執行。
 圖1 PCC 結構模型 圖2 多任務執行時序
應用程序各任務模塊級別的設定原則是：在滿足實時性要求的條件下，應盡量降低其級別，以避免CPU 過載。應用程序的各任務模塊對CPU 的負載度按下式計算
入﹦（Ti/TT）×100%
式中：入― 該任務對CPU的負載度；
Ti ― 該任務的實際運行時間（ms) ，可由Pro - filer 軟件測定；
TT一該任務所處級別的周期（ms）。
為保證CPU 可靠運行，各任務的入不應超過80 ％。此外，為了提高實時多任務的處理能力，PCC 在硬件上采用雙CPU結構，一個負責與其它輸人／輸出模塊的通訊，另一個CPU專門用於處理用戶程序。
2 PCC 在自動校直切斷機上的應用
(l）液壓係統
液壓係統原理如圖3 所示。圖中1 、2 為雙聯液壓泵。切斷缸9 下行時，電磁鐵8 斷電，高壓小流量泵l 和低壓大流量泵2 同時對切斷缸供油，使其快速下行。切斷鋼筋時負載壓力升高，單向閥6 閉合，僅由高壓小流量泵l 供油。切斷後，泵2 為跟切缸供油，使跟切缸10 快速跟切及返回。閥4 用於係統短時不工作時對大流量泵卸荷。由於跟切和落料運作幾乎同時進行，高速切斷時兩缸所需流量均較大，故此，落料缸12 采用液壓泵3 獨立供油，以避免泵的流量過大和兩個液壓係統的相互幹擾。節流閥14 用於調節落料缸12 的工作速度。
圖3 液壓係統原理圖
1 、2 、3 ．電機4.接觸器係統5.SMC 6 、13.保護裝置7.隔離變壓器8 、9.開關電源10.固態繼電器組 11.電磁鐵組12.接觸器控製線圈組15.CPU 模塊16.DIl35 17.DI439 18.DO435 19.DO720 14.手動按鈕組20.光電轉換器
圖4 電氣係統原理圖
(2）PCC及電氣係統
圖3 中電機1 用於帶動校直輥對鋼筋校直，電機2 是切斷和跟切液壓係統的驅動電機，3 是落料液壓係統的驅動電機。中間繼電器組用於PCC 的輸出模塊和液壓閥電磁鐵之間的隔離及信號放大，接觸器組用於電機軟啟動、停止及速度轉換。由於1 、2 兩台電機的功率較大，為了減小電機啟動過程中對電網的衝擊，采用電機軟啟動器SMC 對電機進行軟啟動。
PCC 的模塊配置如圖2 所示。CP774 是CPU 模塊，也是PCC的核心模塊。DIl35 是高速計數模塊。校直輥在校直鋼筋的同時，帶動光電型位置傳感器，位置傳感器的信號經光電轉換器放大整形後送入DIl35 模塊，對被校鋼筋長度進行檢測。DO435 是直流輸出模塊，其輸出觸點控製中間繼電器，中間繼電器輸出觸點控製電磁閥的動作。D0720 是交流輸出模塊，其輸出觸點控製交流接觸器的控製線圈，通過交流接觸器實現對三台電機的啟停控製及校直電機的高低速控製。DI439 是輸人模塊，手動按鈕主要用於係統的調試。PanelWare 是與PCC 配套的人機交互設備，通過RS232 通訊電纜與PCC交互信息。通過Pane1Ware的麵板鍵和顯示屏可設定被加工鋼筋的規格、切斷長度、切斷根數等。
Pane1Ware的人機交互程序在Pane1Ware Studio 的開發平台上開發，主要是人機界麵的設計、輸入設定參數、設定並讀取控製鍵等功能。PCC的編程采用Pg2000語言，Pg2000語言是一種類似C 語言的編程語言，它結合了C語言和Pascal語言兩者的優點。C語言的大部分語法規則都適用於Pg2000語言。由於PCC 的係統軟件支持多任務處理，本設計中按工藝流程應實現的控製功能將整個控製過程劃分成14 個任務模塊（程序模塊），其中主要有參數讀取模塊、自動切模塊、自動跟切模塊、自動落料模塊、自動停車模塊、速度控製模塊、連續切控製模塊等。這14 個ge模mo塊kuai根gen據ju實shi時shi性xing要yao求qiu的de不bu同tong，又you劃hua分fen為wei三san個ge任ren務wu級ji別bie。由you於yu自zi動dong切qie模mo塊kuai除chu了le控kong製zhi切qie刀dao的de動dong作zuo外wai，還hai負fu責ze接jie收shou計ji數shu器qi計ji數shu值zhi，將jiang其qi設she置zhi為wei任ren務wu級ji別bie最zui高gao的de任ren務wu模mo塊kuai，其qi執zhi行xing周zhou期qi最zui短duan，從cong而er將jiang計ji數shu誤wu差cha控kong製zhi到dao最zui小xiao限xian度du並bing及ji時shi控kong製zhi閥fa的de動dong作zuo。而er讀du取qu參can數shu模mo塊kuai是shi讀du取qu操cao作zuo人ren員yuan輸shu人ren的de加jia工gong參can數shu設she定ding值zhi，對dui實shi時shi性xing要yao求qiu較jiao低di，可ke以yi將jiang其qi設she定ding為wei低di級ji別bie的de任ren務wu模mo塊kuai，加jia大da執zhi行xing周zhou期qi，以yi減jian輕qing對duiCPU 的壓力。
3 結束語
具有多任務處理功能的PCC 是近年來發展起來的新一代PLC，tabujinshiyongyuxiaoguimodekongzhi，gengnengshengrenfuzadeduishishixingyaoqiugaodekongzhichanghe，erqieqiqushishixitongdekekuozhanxingheduixianchangzongxianhewangluodezhiyuanyezaibuduanzengqiang，suizheguimodebuduankuoda，duorenwuchulinengliyuelaiyuexianshichushengmingli。caiyongPCC控製的自動校直切斷機其校直速度提高到了原來的4 倍，除生產效率大幅度提高外，其性能、易操作性也有較大的改善。
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