[关健词] 可编程计算机控制器（PCC） ；注塑机；多任务处理
前言
现代塑料注射成型机, 简称注塑机, 是一个集机、电、液于一体的典型系统, 因具有一次能够成型复杂制品、后加工量少、加工的塑料种类多等特点,自问世以来,发展极为迅速,目前已成为塑料成型加工的主要设备。但由于注塑过程是一个非稳定、非恒温的过程,在合模、注射、升（降） 温等各生产过程中的工艺参数将直接影响塑料制品的质量, 因而对注塑机的控制系统提出了很高的要求。必须有完善的自动化控制与调节系统, 保证对注塑机的被控制量具有一定重复精度和灵敏度的可靠控制与调节。
目前已有很多厂家将可编程序控制器（简称PLC） 用于注塑机控制, 但传统的PLC 是单任务型的,对系统来说应用程序仅有一个,巳很难胜任实时系统的控制要求。近年来, 具有多任务处理功能的新型可编程计算机控制器（简称PCC） 是发展起来的新一代PLC ,它不仅适用于小规模的控制,更能胜任复杂的、对实时性要求高的控制场合,而且其趋势是系统具有可扩展性, 对现场总线和网络的支持也在不断增强。因此我们研究PCC 的多任务工作原理,并将其用于对注塑机的控制, 对塑料制品质量和经济效益的提高,具有实用价值。
一、PCC 的多任务处理原理
单任务控制方式的PLC 在处理一些复杂的任务时显得不够灵活,甚至不能胜任,具有多任务分时操作系统的PCC 是一种较为适合的控制器。
具有多任务处理能力的PCC 的结构模型如图1所示, 操作系统内核是具有多任务能力的标准操作系统, 它能完成多任务间的处理与应用程序管理等最基本的功能。中间层是PCC 的专用软件包, 主要由系统管理、系统任务、标准任务管理、高速任务管理、通讯软件等组成,它能控制多任务处理能力的执行, 实现对不同的任务级别按各任务执行顺序进行调用, 监视各任务层的循环时间, 设置、控制和强制处理每个任务层I/ O 以及通讯处理等功能。外层是应用程序,各个应用程序（又称为任务） 可在PCC 中同时运行, 处理器的能力通过“任务开关”分配到多个应用程序中。
图1 PCC结构模型
为了使多个PCC 任务具有不同的优先级,用户可以将任务设置在不同的任务级别中, 用户也可以给每个任务等级设置不同的循环时间,在设置的循环时间内,相应的任务被执行一次。如设某任务的周期时间为50ms , 则系统每50ms 执行一次该级别的任务模块。在PCC 软件系统中,允许用户使用两种不同的任务层,标准任务层（Task Class） 和高速任务层（HS – Task Class） 。标准任务层根据可设置的循环时间又可分为四个任务层, 即TC # 1～TC # 4。高速任务层也分为HS # 1～HS # 4 四个高速任务层。执行的优先级按HS # 1～HS # 4 - TC # 1～ TC # 4依次递减。应用程序各任务模块级别的设定原则是: 在满足实时性要求的条件下, 应尽量降低其级别, 以避免CPU 过载。应用程序的各任务模块对CPU的负载度按下式计算:
λ= Ti/ Tt ×100 %
式中:λ- 该任务对CPU的负载度；
Ti - 该任务的实际运行时间（ms） , 可由Profiler 软件测定；
Tt - 该任务所处级别的周期（ms） 。
为保证CPU 可靠运行, 各任务的λ不应超过80 %。
现以TC # 1 和TC # 2 两任务级别的执行情况为例（如图2所示） , 处理过程实际上是先执行级别高的任务, 若TC # 1 实际运行时间是4ms , TC # 1 执行完后, 再执行TC # 2 , 由于TC # 2 的运行时间是9ms , 在开始执行TC # 1 到下一次执行（ 即周期10ms） 时, TC # 2 还未运行完,因TC # 1 的优先级别高, 所以TC # 2 的执行被打断, 而转去执行TC # 1 ,等执行完TC # 1 后,再转去执行TC # 2。图2中①表示操作系统时钟, ②表示系统管理所需时间, ③是TC # 1 的执行时序, ④是TC # 2 的执行时序。系统管理时间用于对系统任务的管理,此时间不能改变,以10ms 的操作系统时钟为周期执行。
图2 两任务的执行情况
本文关键字：注塑机 塑胶，应用领域 - 塑胶
