本文通过“工控组态软件”项目的开发，着重讨论实时系统与信息系统的集成。近年来，国内外的组态软件取得了很大的发展，已广泛应用于企业生产。组态软件以实时数据库作为核心技术，综合了工控、网络、图形处理与数据下面是小编为大家整理的控制软件设计论文【五篇】,供大家参考。
控制软件设计论文范文第1篇
【摘要】
本文通过“工控组态软件”项目的开发，着重讨论实时系统与信息系统的集成。近年来，国内外的组态软件取得了很大的发展，已广泛应用于企业生产。组态软件以实时数据库作为核心技术，综合了工控、网络、图形处理与数据库访问接口等技术，是技术含量较高的一类软件产品，具有良好的应用前景和市场潜力，因此，有多家信息技术公司都在开发工业组态软件。
我有幸参与了该项目，在该项目中担当了分析与设计的部分任务，该软件采用Windows 2000操作系统，主要采用VC6.0进行开发。以下本文将从我所开发的组态软件的特征、软件的体系结构设计、实时数据库设计、可扩充性与可维护性设计以及项目实施管理等几方面加以论述。
【正文】
工业控制组态软件在工业界有着相当广泛的应用，此类软件允许用户在图形界面下对控制系统的各种采样点、过程输出点、设备、生产车间、控制回路、文件报警、生产报表、控制策略、网络设备和生产工艺画面进行定义与组态。使用该类软件时，用户甚至可以不写一行程序就能够构成自己的控制系统，有些功能强大的组态软件还可提供与网络、Internet、数据库访问接口等的连接功能，使现场控制系统能相对方便地和企业的信息管理系统加以集成，某信息技术公司决定开发新的具有一定通用性的工业组态软件，作为技术骨干，我在该项目中担当了分析与设计的部分任务，该软件采用了Windows 2000操作系统，主要采用VC6.0进行开发。
本文将从我们所开发的组态软件的基本特征、软件的体系结构设计、实时数据库设计、可扩充性与可维护性设计以及项目实施管理等几方面加以论述。
l. 我所从事开发的组态软件的基本特征
通过分析国内外的组态软件的特点和当前的技术发展情况，我认为我们着手开发的组态软件应当突出下述三个特征：
（1）“实时与可靠”是此类软件赖以生存的应用前提，但是目前还是有很多的组态软件做不到这一点。
（2）具备良好的网络连网能力与分布功能。
（3）有效地采用ODBC（开放的数据库连接），便于和其他信息系统集成。
这个项目在技术上，应着重于组态软件的体系结构设计与实时数据库的设计上需求分析则应着重分析国内外同类软件的功能，通过比较与鉴别，才能产生真正优秀的软件。
2. 组态软件的系统体系结构
本软件采用的是三层体系结构，设计结构时要具有开放性和良好的可扩充性。
（1）软件的底层是硬件访问控制层。这一层所采用的是前几年才推出来的OPC（OLE for Process Control）技术，采用该技术的好处是OPC是微软参与制定的标准接口技术，有众多的硬件厂商支持，所采用的OLE技术使软件具有良好的适应性和扩展能力。
（2）中间层是实时数据库。该层是整个系统的核心，在设计上除了具有一般实时数据库具有的特性之外，应当为应用层提供了两类接口：一是应用编程接口API（比如以DLL的方式实现），二是ODBC接口，该接口使系统具有很好的开放性，便于系统集成。
（3）上层是应用程序层。在该层通过ODBC接口访问实时数据库，可以通过SQL语句查询数据库的数据。
3、本项目涉及到实时数据库设计
在设计时，我们着重考虑了以下的四个方面：
（1）实时数据库的基本功能：实时数据库完成实时数据库的采集、输出、报警文件等的管理，也进行历史数据的管理。
（2）实时性设计：由于本系统所采用的操作系统是Windows 2000．它的实时性较差，因此要求任务管理定时器必须具有良好的实时性，在系统设计时，我们采用了抢占式服务的高精度定时器，在一定程度上保证了系统具有良好的实时性。
（3）任务调度：其目标主要是使系统在各时间段达到较理想的负荷任务的均衡性。
（4）ODBC接口设计：即开发相应的驱动程序，实现ODBC功能，使之完全遵守SQL约定，这样能允许应用程序的开发手段和开发工具多样化，允许可以采用VC、VB或Delphi等作为开发语言，也使数据库具有很好的开放性。但SQL语句不能实现数据发生时间方面的选择，影响了实时性，因此，系统自动给每个数据库加上时戳，SQL可以通过时戳进行时间控制来选择（读取）数据，从而满足了实时性方面的基本要求。
4. 本系统的可扩充性与可维护性设计
组态软件综合了多种技术，其体系结构与数据结构都较为复杂，再加上我们又希望能适应的实际应用场景有着复杂多变性，因此要求系统必须具有良好的可扩展性与对维护性，以满足功能与性能上不断变化的要求。在系统的设计技术上，我们大量地采用组件技术，如OPC，COM/DCOM与3D图形控件等，组件技术的采用使系统具有了良好的可扩展性与可维护性，降低了系统的复杂度。而且也使我们较方便地获得第三方支持，例如，请经验丰富的图形处理专家编写图形处理控件，就能加快软件开发的进度。
5. 本项目中软件项目实施和管理
组态软件的需求在当前工业控制领域中是较成熟的，基本能满足一般用户的功能上需求，通过比较多家组态软件，可以发现：在它们之间有80％的功能是相同的或雷同的，由于我们项目开发的起步较晚，在自控领域里，我们处于劣势，因此我们提出了“重技术分析，轻需求分析”的思路，即把重点放在组件设计与体系结构的实现上。
在人员的配备上则根据组态软件的技术组成特点，组织一批在自控、网络、组件、实时系统设计和硬件上各有所长的VC高手组成一支精干高效的队伍。
在开发进度上则反复强调“质量第一，进度第二”的原则。
在我们的项目实施中，可靠性作为设计的首要原则，要求项目组成员养成良好的编程习惯，每天必须完成认真的工作日志，每周要写工作总结，完成一段程序代码之后，即应自己先进行从里到外的测试，只有从基础抓起，才能保证组态软件的质量。
通过本项目的开发成功，我深切地体会到要使组态软件在企业实时控制与信息系统集成中发挥其应有的作用，必须注意以下各点：先进的体系结构；
支持ODBC的实时数据库；
强大的网络功能；
功能日益强大的脚本语言等。我期待着本人通过在这个领域中的辛勤耕耘，将会结出更多更丰硕的IT成果。
评注：
控制软件设计论文范文第2篇
【关键词】模糊PID控制；
MATLAB仿真
1.引言
在传统的控制方法中，PID控制凭借其算法简单、精度高、可靠性强、技术成熟、应用广泛的优点脱颖而出，占据了工业控制系统80%以上的份额；
然而随着现代控制系统越来越复杂，精度要求也越来越高，传统、单一的控制策略已经无法满足设计性能的要求，同时，随着电子技术和计算机的发展，各种新兴的智能算法也不断涌现，将传统算法和智能算法相结合，成为现代控制系统策略选择的趋势。作为智能控制中最重要且最有效的手段之一的模糊控制，在应对复杂系统的非线性和时变特征时有着较好的表现，因此越来越多的被应用到工程实践中，并已取得了不俗的成绩。本文介绍的是基于传统的PID控制和现代控制理论中的智能模糊控制相结合的一种控制方法，用MATLAB&Simulink软件和模糊逻辑工具箱设计控制系统结构模型，并通过仿真结果证明该控制方法具有更优的性能。
2.PID模糊控制系统的结构
3.利用MATLAB&Simulink软件进行控制仿真
基于现代控制理论的模糊控制，内容比较抽象，理论性较强，比较枯燥。另外，模糊控制是模糊集合理论、模糊语言变量以及模糊逻辑推理为基础的一种计算机控制，它处理的问题可能难以靠解析求解，需要采用复杂的数值计算方法，采用软件编程，不仅工作量大，而且过程繁杂，大大制约了控制方法的性能验证和工程实现。
MATLAB&simulink是MathWorks公司推出的当今国际控制界最为流行的面向工程和科学计算的高级语言，是公认的最为灵活和有效的仿真软件。而且随着智能控制的迅速推广应用，MathWorks公司已经添加了智能逻辑控制工具箱，其中包括模糊控制工具箱、神经网络控制箱等热门工具。模糊逻辑工具箱提供了一套用于构造模糊控制系统的图形用户界面，条理清晰，一目了然。在当前绝大多数实验室没有硬件设备和实验手段进行模糊控制实验的情况下，选用MATLAB软件进行仿真是比较合理的选择。
4.仿真过程解析
在用MATLAB软件进行仿真的过程中，以下方面需要考虑：
5.仿真结果
6.结束语
PID控制与智能控制相结合的控制方式在自动控制领域正不断的发展，本文引入MATLAB仿真来解决大多数实验室没有硬件设备和实验手段进行模糊PID控制实验的现状，结果表明此方法能大大缩短编程和设计工作量，所设计的仿真系统通用性强，能非常形象和直观的看到输入和输出的对应关系，与常规PID控制对比，模糊PID控制显示出了其优越性，可以预计，MATLAB仿真在智能控制算法验证和复杂的非线性控制系统设计上将会有越来越广泛的应用。
参考文献
[1]王先来.模糊PID控制器的设计研究[D].天津:天津大学硕士论文,2005.
[2]闻新,周露等.Matlab模糊逻辑工具箱的分析与应用[M].北京:科学出版社,2002.
[3]章卫国,杨向忠.模糊控制理论与应用[M].西安:西北工业大学出版社.
控制软件设计论文范文第3篇
关键词：工控软件；
课程建设；
实践环节；
考核体系
作者简介：黄艳岩（1979-），女，江苏涟水人，中国计量学院机电工程学院，讲师；
许素安（1975-），女，浙江富阳人，中国计量学院机电工程学院，副教授。（浙江?杭州?310018）
基金项目：本文系中国计量学院2010年校重点课程建设的研究成果。
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）22-0058-02
“工控软件及其应用”是中国计量学院（以下简称“我校”）自动化专业的一门专业基础选修课程，共40学时，含课内实验16学时。该课程主要介绍监控组态软件及其发展、监控组态软件的图形界面及其生成系统、实时数据库、监控组态软件的I/O设备驱动、监控组态软件的网络体系和通信功能和监控组态软件与第三方软件的通信功方式、监控组态软件的控制功能和监控组态软件应用等。
本课程使学生掌握工控软件的功能、组成体系、使用方法及其在自动控制系统设计中的应用；
培养学生具有按实验指导书进行设计、调试、实验和分析实验结果的能力；
通过实验培养学生理论联系实际、实事求是的科学态度和严谨的工作作风；
为学生学习专业课程和进行后续课程设计、毕业设计打下扎实的基础。
一、“工控软件及其应用”课程教学存在的问题
“工控软件及其应用”是一门实践性较强的课程，包含许多工控理论知识和软硬件产品知识。目前的教学方法比较传统，以教师为中心、课堂讲授为主，讲授内容与工程实际应用联系不够紧密，限制了学生学习主动性和积极性的发挥，不利于学生对课程的理解和学生能力的培养。课程的实验教学学时安排较少，相对于理论教学处于从属地位，且实验模式比较单一、内容较为固定，多为传统的验证性实验，缺乏综合性、设计性实验内容；
未能将理论和实践有机地融合，造成学生在学习理论知识时感到枯燥，而到实践操作时又会感到无从下手，学习效果差强人意。
二、“工控软件及其应用”课程建设的主要内容与措施
“工控软件及其应用”课程获批我校2010年重点课程建设项目。围绕教学过程存在的问题，本文从以下几点详细介绍课程建设的主要内容与措施，包括：教师队伍建设、改进教学方法和教学手段、实践环节建设和考核体系改革。
1.教师队伍建设
一支高素质结构合理的教师队伍能够保持教学的高质量和长期稳定性。在队伍结构方面，以老带新，职称高、经验丰富的老教师对青年教师进行指导，帮助他们提供业务能力和科研能力。在业务能力方面，青年教师首先必须担任课程的辅导教师，接受教学基本规范训练；
全程跟班听课、批改作业、多次进行试讲，确保在上讲台之前有较高的教学质量和效果。在科研方面，老教师将年轻教师纳入自己的教学科研团队，使年轻教师参加相关科研活动，充分发挥科研优势，将自己在科研工作中所取得的最新研究成果和国内外的最新研究动向融入到教学内容中，从而使学生在学习过程中能够不断地跟踪研究前沿。支持青年教师有条件时能独立承担科研任务。科研是搞好教学的源泉和动力，鼓励、利用一切机会支持年轻教师在国内外访问进修、培训、合作科研等，使他们能够不断学习提高。制订相关激励机制，鼓励教师参与各种类型的教改项目和科研项目的申报，发表高水平科研和教改论文。在高校本科教学活动中，教学是科研的基础，科研是教学的发展与提高。课程组教师通过科研带动教学，反过来，又通过教学促进科研，使得教学和科研良性循环发展。
2.改进教学方法和教学手段
“工控软件及其应用”由课程建设负责人牵头，聘请本学科领域专家教授组成一个课程建设指导组，在教学计划制定、教学内容组织、教学方法设计、教学环境条件设施上进行审核把关。
课程建设组对教学内容进行整合设计，修改完善教学大纲。经过多轮讨论，“工控软件及其应用”课程已经取得基本一致意见，课程教学计划调整拟在下一轮正式执行。教学内容的取舍主要根据教学学时、学生的知识水平和教学内容的结构来安排。虽然新教学大纲将学时增加到了40学时，但仍无法解决课时不足与教学内容过多的矛盾，因此在授课时必须对教学内容进行精选。授课应以立足于工控软件基本方法的讲解，注意归纳总结一般知识，忽略和专业相关度不高的知识点。通过教学内容的取舍来解决课时不足与内容丰富的矛盾。
改革教学方式，要保证自动化专业人才培养质量，除了优化教学内容外，还必须在教学方式上进行改革。提倡师生互补，建立一种新的师生关系，将教师的理论水平、经验与学生特长智能优势互补，提高教学效果。提倡教学组织形式的互补，采取理论与实践教学互补，教师专题讲座与学生研讨互补，课堂教学与实践教学互补。在整个教学活动中教师应当加强对学生的引导和启发，与学生交朋友，鼓励学生批判性探索性的求知活动，使学生在十分愉快的情感驱动下，充分发挥主观能动性，不断地去发现并解决问题。注重学生个性发展和创造性思维能力的培养，从而达到学生知识能力提高，建立一种教学相长，良性互动的新型教学方法。
“工控软件及其应用”课程利用学校提供的Black Board建立了网络教学平台，完善了网络教学资源。目前，该网站已完成的教学资源有：课程信息（包括课程简介、教学内容、教学大纲、教学日历等）、教师信息（包括课程负责人信息、主讲教师信息）、教学条件、实验室管理、授课PPT、课后思考题、实验指导、问卷调查、网络资源、讨论版、教学录像、测验等。学生通过BB平台可以进入教学网络，浏览教学内容，参与网上讨论。
控制软件设计论文范文第4篇
摘要：信息处理与控制系统都是由传感器提供信息，根据工艺动作过程而实施对执行系统的控制。控制的实现应按执行部件的运动学模型、动力学模型来进行，它是由计算机和软件具体实施的。信息处理与控制系统是实现机电一体化系统智能化、自动化的关键。执行系统模型建立的好坏直接影响到信息处理与控制系统的构思和设计。
关键词：信息处理系统智能化控制系统构思和设计
一、信息处理和控制系统设计过程
信息处理与控制系统的设计是围绕着执行系统的功能需求而进行的，信息处理与控制系统设计的主要内容有：
1.确定控制系统的整体方案。构思控制系统的整体方案必须深入了解被控对象的控制要求。关键问题有：（1）控制方式及其与计算机的匹配条件。对于一个机电一体化系统，要实现某些功能可采用多种控制方案、多种控制方法。计算机系统的主要作用是实现一定的控制策略和完成一定的信息处理。当控制系统的功能和主要性能指标确定后，对计算机的基本要求也就随之确定了。由于工业控制计算机有多种类型，每种类型又包含多种产品，往往有多种方案可以实现同一控制目标。（2）应考虑驱动部件的类型和执行部件（机构）的类型。（3）应考虑对可靠性、精度和快速性有什么要求。（4）应考虑微机在整个控制系统中的作用，是设定计算、直接控制还是数据处理。微机应承担哪些任务，为完成这些任务，微机应具备哪些功能，需要哪些输入/输出通道，配备哪些设备。（5）画出控制系统组成的初步框图，作为下一步设计的依据。
2.确定控制算法。应对控制系统建立数学模型，确定其控制算法。控制算法决定了控制系统的优劣。应根据不同的控制对象、不同的控制指标要求选择不同的控制算法。对于复杂的控制系统，其算法也较复杂，使控制较难实现。为此需进行某些合理简化，忽略某些次要影响因素，使控制算法简化，以获得较好的控制效果。
3.控制子系统总体设计。控制系统要综合考虑硬件和软件措施，解决微型机、被控对象和操作者三者信息交换的通路和分时控制的时序安排问题，保证系统能正常地运行。通过总体设计，画出系统的具体构成框图。
4.软件设计。微机控制系统的软件主要分为系统软件和应用软件，软件设计主要指应用软件的设计。控制系统对应用软件的要求是具有实时性、针对性、灵活性和通用性。系统的硬件和软件需合理结合。在机电一体化系统中，哪些功能用硬件实现、哪些功能用软件实现等都是设计时应考虑的重要问题。对于运算与判断、处理等功能适宜用软件来实现，而其余不少的功能既可用硬件来实现，又可用软件来实现。为了合理组成控制系统的硬件和软件，通常根据系统的经济性和可靠性综合最优来确定。
二、信息处理与控制系统硬件设计
1.电子部件设计
电子系统的标准部件设计与机械部件设计过程大为不同。对于简单部件，如电容器、电阻器、电位计和变压器等，可以像机械设计那样，将部件设计理解为确定其所有基本性质的过程。部件完全被单个元件的（机械）结构所定义，每个元件又由其形状、尺寸、材料、表面质量所描述。当然，电磁性质对于材料的选择是非常重要的。对于像半导体和集成电路这样的复杂功能部件，对基本设计性质的确定并不能充分地解释所有可直接处理的设计性质。随着超大规模集成电路部件上晶体管数量的惊人增长，电子部件设计只能在计算机辅助下，采用层次化、面向系统的方法来进行。电子部件主要由专业化公司设计，在许多方面都实现了高度标准化，如部件值及公差、功能说明、机械封装（如双列直插式封装、表面贴装技术封装）、温度范围等。只有在一些特殊情况下，机电设计者才需要自行设计电子部件。
2.电路设计
在电子系统中，可以进行电路的功能设计而几乎独立于其物理实现，其结果就是电路设计（二维）与电子封装设计（三维）的分离。电路基本上是由具有传导联系的功能部件所构成的二维结构。很少从头开始设计一个电路。对于典型的功能需求，在技术资料中存在着大量的概念原理解，如放大器、振荡器、滤波器、模/数转换器、微处理器电路等。电路设计是利用已有元器件创造出新的结构。在设计时，可将设计任务由顶向下地细分为子问题，直至其对应于已知方案解或已知集成部件。电路设计主要基于分析和尺寸确定方法。一旦确定电路图结构，就可详细地计算其性能并进行仿真。因而通常的做法是快速提出一个方案解用于电路分析，然后修改该方案直至满足设计要求。由于一些因素的存在，使得电路功能难以完全独立于电路图的物理实现（即封装），例如：导体尺度限制了能量传输和转换率；
电路中的热功耗完全依赖于机械结构；
电磁屏蔽对于微处理器的正常运行极其关键；
过小的尺寸会引起信号载体间的反馈和串扰；
制造公差使得一些规定功能产生了偏差。需要注意的是，以上多数问题都与信号中的能量因素有关，它们实际上是电路设计师和封装、机械设计师的“接口”问题。与机械设计相比，电子系统的功能设计和物理实现相互之间更加独立。在描述电子变换功能、部件结构的图形建模方面，都有相应理论和方法存在，但设计综合理论非常少。在一定程度上，机械设计理论可以应用于电子部件设计和电子封装设计。
三、信息处理与控制系统软件设计
在软件系统方案设计中，主要问题是生成必需的变换和数据的整体结构。对于一个给定的系统，这个结构通常是唯一的，而其中的程序模块（如算法）则往往能够再次应用于其它设计。但是目前，能够明确软件模块的功能和输入输出的标准化方法还不存在，这就意味着难于进行功能的分类，软件模块的重用也极其有限。所以，软件设计中的问题通常是“新”的，需要寻求未知解。软件工程中的设计建模是个薄弱环节。软件设计非常抽象，只有进入编程阶段，设计者才能使用文字和图表来表达设计的结构和功能。即使在编程阶段，设计工作也只能通过程序清单和输入/输出数据来进行追溯和记录。这样就不可避免地在软件设计者和外行之间产生了隔阂，因为只有在设计即将完成、程序即将嵌入硬件中时，才能够对系统的功能进行测试——而这时再想做出任何重大的修改往往就为时已晚了。为了解决这类问题，已经出现了一些方法，例如快速原型设计，即对早期、粗略的程序思想进行功能建模，以期尽快得到用户反馈、及早发现错误，做出修改。但即使应用快速原型设计方法，设计者也有必要大量使用图形，以便与外行就它的程序功能进行交流。
控制软件设计论文范文第5篇
关键词：以太网；
燃机模块；
电子控制系统；
软件设计
引言
随着燃气轮机在工业现场的广泛使用，对控制性能的要求越来越高，其控制系统也迅速从液压机械式控制器发展为模拟式电子控制系统,进而发展成数字电子控制系统。到20世纪90年代,燃气轮机开始全面配置数字电子控制系统。近年来，国外燃气轮机的数字电子控制系统已经实现了标准化、系列化，实现了模块化,并配置了菜单式的开发软件。模块化控制系统中通信总线是系统内部数据交换的桥梁，总线的可靠性是系统可靠性的保障，总线速度也直接影响到整个控制器的性能，因此必须选择实时、可靠的通信总线。MIL-STD-1553B、ARINC-429等传统的现场总线可靠性高、使用灵活，工程上已经得到了广泛应用，但却遭受速度瓶颈。工业实时以太网技术具有速度快、实时性好、可靠性高等特点，它的发展使工业控制在通用化、模块化、数据交换等方面都面临新的技术革命，特别适用于分布式控制系统设计。EtherCAT是由德国Beckhoff公司开发。采用以太网帧，以特定环状拓扑发送数据的技术，拥有杰出的通讯性能，接线简单，并对其它协议开放。
1.总体方案
1.1燃机模块式电子控制系统方案
系统的控制对象是某型舰用中档功率系列燃气轮机，控制系统采用开放性的模块结构。电子控制器采用标准化、系列化的模块设计，各模块间采用最新的工业实时以太网Ethercat连接，控制软件设计成可选择、可配置的标准模块和接口，液压执行机构设计成通用的模块化的部件和组件。这就使整个控制系统的设计变为功能模块的选择、匹配和调整——根据燃机控制系统的信号数量和接口类型选择合适的硬件模块，根据特定控制规律和控制系统要求选择、配置相应的软件模块，根据燃油和导叶的控制要求选择合适液压执行机构。采用的是成熟的模块使各模块功能、性能都有了保证，各部件仅需要进行部分调整就能满足要求，既缩短研发周期，又提高系统的可靠性，同时也便于今后实现性能改进和功能扩展。
1.2燃机控制系统组成
燃机控制系统包括综合电子控制柜、系统软件、液压执行机构、电气系统等。液压机械装置采用模块化设计方法，包括高压燃油泵、燃油计量装置、导叶调节装置等。各模块可根据具体燃机要求配合使用。电子硬件通用模块包括：电子控制器模块、独立保护模块。系统软件包含控制软件和应用软件。控制系统接收来自控制室或监控台的控制信号，对燃气轮机的起动、加速、减速、稳态工况运行以及停车和重要参数限制实施全面的自动控制和安全保护，能实现对燃机辅助系统的监测和控制，能实现对燃机的故障诊断和重要参数的记录、存贮和通讯。
2.控制软件设计
2.1电子控制器方案介绍
电子控制器由主CPU模块与AD模块、DA模块、FI模块、IO模块等低级模块组成，各模块自带CPU处理器，模块之间通过工业以太网连接，控制系统采用基于网络通讯技术模块化设计，控制器的各种功能模块之间用实时以太网进行连接，完成数据交互。各模块可以集中在一起也可以分散到燃机的各部分，通过工业总线实现实时信息交流和控制。
2.2控制软件分层设计
控制软件包含CPU模块的控制应用软件、其它通用模块底层软件组成。底层软件与模块一一对应。模块的底层软件主要是实现通用模块采集、输出或信息交互功能，并与其它模块通讯，传递和接受信息，实现控制系统功能。CPU模块的控制应用软件通过与底层软件，根据模块的特点进行功能的初始选择和配置。初步设计的控制软件层次结构如图1所示，该层次结构适用于主CPU模块与所有低级功能模块。由于低级功能模块的任务都比较简单，所以并无必要采用实时内核，主CPU模块也需根据实际情况决定采用传统的顺序结构还是基于实时内核的并行结构。同一功能的器件在驱动程序层向顶层提供一致的接口，在这一层次中需要制定对器件读、写、模式设置、中断、轮询等操作的驱动程序函数模版。整理电子控制器硬件设计中常用的接口器件资料，针对这些器件编写驱动程序并用数据库进行驱动程序模块的管理。
2.3控制软件模块化设计
控制软件采用模块设计，将燃机的主要控制过程、各种控制规律形成标准程序模块。模块划分可层层分解，步步细化，当针对具体燃机时只要选用合适的模块进行组合，并进行对参数设置连接就可形成控制程序。程序的框架设计要保证其可扩展性，根据燃机控制要求的变化，不断的增加先进控制规律、控制算法模块提高整个系统的性能。在对燃机控制系统的特点进行充分分析的基础后，建立对燃机控制软件的通用框架结构、模块划分准则与模块配置策略，通过更改模块配置信息、模块整体更换等方式灵活构建可靠的燃机控制软件。软件模块化按照由粗到细、由繁到简的指导方针，按步骤逐级细化，最终生成最基本的模块单元。根据燃机控制系统的功能，将控制软件划分为基本数值计算模块库、信号处理模块库、故障处理模块库、起动控制模块库、燃机运行控制模块库、停车控制模块库、辅助系统控制模块库、底层软件模块库、通讯协议模块库。模块一般采用标准C语言编写，与CPU相关的代码采用汇编语言编写，考虑到不同CPU的字长、对齐方式等特性，模块内部均采用自定数据类型，且可通过外部进行设置。
3.通讯软件设计
EtherCAT通讯程序包括网络收发模块、EtherCAT接口模块、EtherCAT设备模块、主站模块和从站模块。网络收发模块完成底层网络数据包的发送和接收功能。EtherCAT接口模块实现EtherCAT通讯程序与功能软件的接口功能。EtherCAT设备模块实现EtherCAT设备扫描和软件初始化工作。主站模块实现主站初始化命令和循环命令的发送处理，实现和维护主站的状态机。从站模块实现从站设备的配置，同时维护从站设备的状态机。
3.1Ethercat协议
EtherCAT是用于过程数据的优化协议，凭借特殊的以太网类型，它可以在以太网帧内直接传送。EtherCAT帧可包括几个EtherCAT报文，每个报文都服务于一块逻辑过程映像区的特定内存区域，该区域最大可达4GB字节。数据顺序不依赖于网络中以太网端子的物理顺序，可任意编址。从站之间的广播、多播和通讯均得以实现。当需要实现最佳性能，且要求EtherCAT组件和控制器在同一子网操作时，则直接以太网帧传输就将派上用场。然而，EtherCAT不仅限于单个子网的应用。EtherCATUDP将EtherCAT协议封装为UDP/IP数据报文，这就意味着，任何以太网协议堆栈的控制均可编址到EtherCAT系统之中，甚至通讯还可以通过路由器跨接到其它子网中。显然，在这种变体结构中，系统性能取决于控制的实时特性和以太网协议的实现方式。因为UDP数据报文仅在第一个站才完成解包，所以EtherCAT网络自身的响应时间基本不受影响。另外，根据主/从数据交换原理，EtherCAT也非常适合控制器之间（主/从）的通讯。自由编址的网络变量可用于过程数据以及参数、诊断、编程和各种远程控制服务，满足广泛的应用需求。主站/从站与主站/主站之间的数据通讯接口也相同。从站到从站的通讯则有两种机制以供选择。一种机制是，上游设备和下游设备可以在同一周期内实现通讯，速度非常快。由于这种方法与拓扑结构相关，因此适用于由设备架构设计所决定的从站到从站的通讯，如打印或包装应用等。而对于自由配置的从站到从站的通讯，则可以采用第二种机制—数据通过主站进行中继。这种机制需要两个周期才能完成，但由于EtherCAT的性能非常卓越，因此该过程耗时仍然快于采用其他方法所耗费的时间。EtherCAT仅使用标准的以太网帧，无任何压缩。因此，EtherCAT以太网帧可以通过任何以太网MAC发送，并可以使用标准工具。
3.2主站软件设计
EtherCAT可以在单个以太网帧中最多实现1486字节的分布式过程数据通讯。其它解决方案一般是，主站设备需要在每个网络周期中为各个节点处理、发送和接收帧。而EtherCAT系统与此不同之处在于，每周期仅需要一个或两个帧即可完成所有节点全部通讯，因此，EtherCAT主站不需要专用的通讯处理器。主站功能几乎不会给主机CPU带来任何负担，处理任务的同时，还可处理应用程序，因此EtherCAT无需使用昂贵的专用有源插接卡，只需使用无源的NIC卡或主板集成的以太网MAC设备即可。EtherCAT主站容易实现，尤其适用于中小规模的控制系统和有明确规定的应用场合。EtherCAT映射不是在主站产生，而是在从站产生，此时过程映像已经完成排序。该特性进一步减轻了主机CPU的负担。可以看到，EtherCAT主站完全在主机CPU中采用软件方式实现，相比之下，传统的慢速现场总线系统通过有源插接卡方可实现主站的方式则要占用更多的资源，甚至服务于DPRAM的有源卡本身也将占用可观的主机资源。
3.3从站软件设计
子站模块划分为A/D采样模块、频率量模块、LVDT及振动信号处理模块、热电阻信号处理模块、热电偶信号处理模块、压力信号处理模块、电流电压信号处理模块、开关量输入模块、开关量输入1模块、开关量输入2模块、开关量输出模块、模拟量输出模块1、模拟量输出模块2，备份槽。主程序通过不同的功能要求调用软件块。软件模块设计的基本原则是数据隐藏，即各模块内部数据私有，并提供外部接口访问这些私有数据，各模块之间相互独立，从而降低各模块之间的耦合程度。整个框架提供诸多配置接口，具有一定的通用性。子站模块实现的功能为DSP外设初始化；
获取通道信息；
获取开关量输入、拟量输入、频率量输入信号；
输出开关量、PWM信号；
FLASH存储器操作；
定时器的启停、看门作等。
4.结束语
在国内航空发动机电子控制系统研制的技术积累基础上，开展基于网络通讯技术的燃机模块式电子器研究工作，研制具有自主知识产权的、具有国际先进水平的燃机模块式电子控制系统，不仅可以创造经济效益，而且能够打破燃机电子控制系统被国外公司垄断的局面，极大提高燃机市场的核心竞争力。
参考文献
[1]周向阳.模块式燃机电子控制系统软件设计技术研究.南京航空航天大学硕士论文.2010-03-01
[2]EtherCAT——技术介绍及发展概貌.国内外机电一体化技术.2006-11-30
