新型船舶嵌入式控制器

攻关新思路概要

  随着国际制造业的重心逐步向我国转移,中国船舶工业的发展正面临着难得的历史机遇。相较国外设备,国产船舶设备的最大弱势在于设备的自动化程度和控制技术,因此尽快引入新型的控制元件和控制技术将有力地提升国产船舶设备的核心竞争力。近年来在各种辅机设备和系统中已大量使用了一些如PLC、加固计算机等通用微机控制系统,但使用中发现由于这些控制系统的通用性,不仅许多功能用不上,而且造成控制系统不够紧凑。本项目旨在开发一种结构紧凑、功能配置灵活的船用微机控制器。而新近蓬勃发展的嵌入式系统正适用于这种应用。

  本项目是基于一款32位ARM嵌入式微控制器芯片S3C2410X01开发一种新型的船舶嵌入式控制器。产品样机是建立在该芯片的硬件开发平台EV2410TK之上。控制器将具备如下功能:(1)具备工业以太网通讯接口和通用串行接口以及USB接口;(2)具备液晶显示器和触摸屏以及键盘等丰富的人机交互界面;(3) 内置国产自主知识产权的嵌入式操作系统REWORKS和自主开发的嵌入式控制应用软件。

  本项目的基本思路是:(1)替代传统的船舶机电设备控制系统;(2)使控制系统具备多种可灵活配置的先进控制功能。本项目的基本实施过程为:(1)向开发板移植REWORKS 操作系统,包括定制针对此开发板的板级支持包(BSP);(2)开发基于REWORKS的嵌入式控制软件;(3)软件测试;(4)控制算法模块仿真测试。

  本项目的主要创新是:(1)采用新型的32位嵌入式芯片作为主控制器,充分利用其功能集成度高和接口丰富的特点,改变了传统控制系统,如PLC和工控机等经常采用的总线扩展模块和摸板的形式,是结构更为紧凑,适用于船舶的应用;(2)采用嵌入式操作系统替代传统单片机系统监控软件的体系结构,增加了软件的可靠性;(3)集成多种先进控制算法。

本项目开发的船舶嵌入式控制器将以整机样机的型式作为项目成果。由于目前正处于国内造船工业大发展的时期,为全面提高国产设备在整个造船工业的市场占有率,提升设备的自动化水平是一个捷径。

 

(中国船舶重工集团第七O四研究所 茅一峰)