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

實際工程中，很多控制系統不是集中在某個特定的地方。輸入和輸出操作分別在分布式系統的不同節點進行。同樣地，控制行為不僅能跟本地的輸入輸出綁定，也能跟遠端的輸入輸出綁定，甚至實現分布式控制。軟件中間件技術能應用到整個系統的各個部分，提供了分布式數據訪問、系統軟硬件集成等。LabMap[1]就是自動控制領域的一種軟件中間件。LabMap將應用層從硬件層抽象出來，將硬件層從應用層剝離出去。LabMap的另一個重要優點是提供大量軟硬件構件的無縫集成，及構件化的軟件設計[2,3]。

MATLAB/Simulink[4]是世界上應用最廣泛的設計、仿真、測試和控制系統的最終產品工具之一。雖然MATLAB/Simulink本身也支持對硬件的直接操作，但這需要相對比較昂貴的插入卡，其支持的硬件也非常有限。

LabMap對MATLAB/Simulink的擴展接口大大擴展了其在主要工程領域的應用。這個接口使MATLAB/Simulink在仿真模式下實時控制硬件。這些操作不需要實時的環境。MATLAB/Simulink的仿真時間被映射成接口的實時操作時間。

LabMap軟總線支持網絡功能，這點為控制系統的研究和創建提供了更廣泛的空間（即使在沒有嵌入式目標系統的情況下）。但同時也出現一些問題，如不能再依賴系統的硬件實時時間等。本文提示了軟實時可成為一個替代的選擇。

2  相關的工作

在自動化控制領域，有大量不同體系結構的軟件中間件產品。軟件中間件的體系結構需滿足多種需求，有時甚至是一些專有的需求。

OPC[7]是一種面向開放數據連接的技術。與LabMap類似，OPC以變量的形式處理數據。OPC基于客戶機/服務器模式。許多硬件生產廠商提供其硬件產品的OPC服務器。MATLAB OPC工具箱2[8]給Simulink提供了一個OPC客戶機，但沒有提供發布內部信號所需的服務器部件。OPC的弱點是相對脫離實際及客戶機/服務器模式，不適合開發分布式控制的應用。當前，OPC通過引入OPC DX[11]改變了嚴格的客戶機/服務器模式，支持變量的服務器－服務器分布模式，但客戶機－客戶機的模式仍然不行。

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

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

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