嵌入式液压控制器的实现

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【摘要】嵌入式液压控制器是在国内某大型钢铁公司的技术改造中开发的。控制器硬件上采用研
华工控机和 I/O 板，软件上使用了 VxWorks 嵌入式实时操作系统。本文给出了液压控制器的设计
方案，并介绍了 VxWorks 下多任务和精确周期的实现方法。 

【关键词】VxWorks，嵌入式系统，  液压控制器 

Implementation of An Embedded Hydraulic Controller 

 

 

Abstract: An Embedded Hydraulic Controller is developed in the reconstruction of a domestic Iron and 
Steel Corporation. The hardware platform adopts industrial computer and I/O board which is made in 
Advantech Corporation ,Taiwan. The software is based on VxWorks, which is a powerful real-time 
operating system. In this paper, the design of Hydraulic Controller is given. In addition, the methods of 
implementing multiple tasks and precise periods are introduced. 

Key Words:    VxWorks, Embedded System, Hydraulic Controller 

1．前言 

随着市场对钢板质量要求的不断提高,各大钢

铁公司纷纷对原有的生产线进行技术改造以满足
用户的需求。在技术改造中，嵌入式控制器以其响
应快、可靠性高、功耗低等特点被广泛应用。 

国内外的文献研究结果表明，液压伺服系统效

果好的是模拟系统（响应快），但由于参数调整非
常难，自适应性差，以及参数漂移等问题使模拟系
统难以保证长期可靠运行，用数字系统代替模拟系
统时，只有当数字系统采样时间和响应（循环周期）
时间达到 1～2ms 时基本上与模拟系统一样，达到

1ms 时，效果更好，再高就没有必要了

[1]

。为了满

足液压系统的实时性和稳定性要求，我们试验过工
控机、PLC 等多种控制平台，但是大多不能满足苛
刻的实时性要求，最终我们选用响应快、可靠性高
的嵌入式系统设计了嵌入式控制器。控制器采用目

前流行的 X86 体系单板机，并使用了嵌入式实时操
作系统 VxWorks。稳定可靠的硬件平台加上性能出
色的操作系统组成了一个高性能的控制系统，该系
统在实际应用中获得了良好的效果。 

2.  液压位置控制系统 

液压位置伺服控制的基本原理就是液压流体

动力的反馈控制，即利用反馈得到位置的偏差信
号，将该信号伺服放大后去控制液压能源输入到系
统的能量，使系统向着减小偏差的方向变化，从而
使系统的实际输出与希望值相符

[2]

。在液压伺服控

制系统中，输出量能够自动、快速而准确地复现输
入量的变化规律，同时还对输入信号进行功率放
大，因此也是一个功率放大器。轧机液压位置控制
系统如图 1 所示，图中显示的只是轧机一侧的控制
系统，对每个轧机而言，需要两个这样的系统。液
压系统选用位置传感器返回液压缸位移的偏差信