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Cecil Bruce-Boye

Pro.Dr.-Ing. ICT consultant Cbb software GmbH or University of Applied Sci ences Luebeck Leader of Control System.

1  引言

實(shí)際工程中，很多控制系統(tǒng)不是集中在某個(gè)特定的地方。輸入和輸出操作分別在分布式系統(tǒng)的不同節(jié)點(diǎn)進(jìn)行。同樣地，控制行為不僅能跟本地的輸入輸出綁定，也能跟遠(yuǎn)端的輸入輸出綁定，甚至實(shí)現(xiàn)分布式控制。軟件中間件技術(shù)能應(yīng)用到整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)部分，提供了分布式數(shù)據(jù)訪問、系統(tǒng)軟硬件集成等。LabMap[1]就是自動(dòng)控制領(lǐng)域的一種軟件中間件。LabMap將應(yīng)用層從硬件層抽象出來，將硬件層從應(yīng)用層剝離出去。LabMap的另一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是提供大量軟硬件構(gòu)件的無縫集成，及構(gòu)件化的軟件設(shè)計(jì)[2,3]。

MATLAB/Simulink[4]是世界上應(yīng)用最廣泛的設(shè)計(jì)、仿真、測(cè)試和控制系統(tǒng)的最終產(chǎn)品工具之一。雖然MATLAB/Simulink本身也支持對(duì)硬件的直接操作，但這需要相對(duì)比較昂貴的插入卡，其支持的硬件也非常有限。

LabMap對(duì)MATLAB/Simulink的擴(kuò)展接口大大擴(kuò)展了其在主要工程領(lǐng)域的應(yīng)用。這個(gè)接口使MATLAB/Simulink在仿真模式下實(shí)時(shí)控制硬件。這些操作不需要實(shí)時(shí)的環(huán)境。MATLAB/Simulink的仿真時(shí)間被映射成接口的實(shí)時(shí)操作時(shí)間。

LabMap軟總線支持網(wǎng)絡(luò)功能，這點(diǎn)為控制系統(tǒng)的研究和創(chuàng)建提供了更廣泛的空間（即使在沒有嵌入式目標(biāo)系統(tǒng)的情況下）。但同時(shí)也出現(xiàn)一些問題，如不能再依賴系統(tǒng)的硬件實(shí)時(shí)時(shí)間等。本文提示了軟實(shí)時(shí)可成為一個(gè)替代的選擇。

2  相關(guān)的工作

在自動(dòng)化控制領(lǐng)域，有大量不同體系結(jié)構(gòu)的軟件中間件產(chǎn)品。軟件中間件的體系結(jié)構(gòu)需滿足多種需求，有時(shí)甚至是一些專有的需求。

OPC[7]是一種面向開放數(shù)據(jù)連接的技術(shù)。與LabMap類似，OPC以變量的形式處理數(shù)據(jù)。OPC基于客戶機(jī)/服務(wù)器模式。許多硬件生產(chǎn)廠商提供其硬件產(chǎn)品的OPC服務(wù)器。MATLAB OPC工具箱2[8]給Simulink提供了一個(gè)OPC客戶機(jī)，但沒有提供發(fā)布內(nèi)部信號(hào)所需的服務(wù)器部件。OPC的弱點(diǎn)是相對(duì)脫離實(shí)際及客戶機(jī)/服務(wù)器模式，不適合開發(fā)分布式控制的應(yīng)用。當(dāng)前，OPC通過引入OPC DX[11]改變了嚴(yán)格的客戶機(jī)/服務(wù)器模式，支持變量的服務(wù)器－服務(wù)器分布模式，但客戶機(jī)－客戶機(jī)的模式仍然不行。

MATLAB分布式計(jì)算工具箱2[9]提供了一個(gè)可選的途徑，但其不支持Simulink。

CORBA是一種軟總線技術(shù)，沒有客戶機(jī)/服務(wù)器模式問題，但缺乏時(shí)間限制方面的描述。另外，CORBA基于方法激活機(jī)制，并不能很好地適用到MATLAB/Simulink

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