PLC图形化编程系统的研究与实现.pdf

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1、东南大学硕士学位论文PLC图形化编程系统的研究与实现姓名：保慧申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：毛玉良20080916摘要摘要基于IEC61131-3标准的嵌入式软PLC系统是嵌入式系统与PLC在现代工业控制中结合发展的必然产物。随着计算机技术、网络通讯技术、微处理器技术等技术的迅速发展，现在的控制过程越来越复杂而要求也越来越高(如：过程控制、运动控制、模糊控制等)，控制更趋分散化和个性化，由于传统PLC自身的缺陷使得在这些方面都难以适应要求，而IEC61131-3编程标准的颁布促进了PLC向开放性和通

2、用性发展。根据这个标准，充分利用现代计算机的软、硬件资源以及成熟的网络通讯和现场总线技术，开发以软件技术来实现传统PLC的控制功能的新一代开放体系结构，即软PLC。基于嵌入式系统的软PLC，有效的利用了嵌入式系统这个平台，使控制过程更加可靠和稳定，在自动化领域采用基于嵌入式的软PLC来代替传统硬PLC产品已经成为一个趋势。基于嵌入式系统的软PLC由于其卓越的性能，良好的性价比，可扩展性、可移植性、实时性、开放性等特点，克服了传统PLC的种种弊端，可以实现常规PLC无法完成的控制-r程，使企业的控制水平和效率得到了很

3、大的提高。整个系统整合了许多先进的技术，尤其是网络通讯的技术，实现了设备控制、设备管理和企业管理的无缝集成。嵌入式软PLC系统系统分为开发系统和运行系统(义称为虚拟机系统)。开发系统运行于Windows平台，软PLC开发系统主要由编辑器、编译器、仿真器和通信接口四部分组成，由它完成传统硬PLC的编程和调试功能，为用户提供一个界面友好的的PLC应用程序编程环境。虚拟机系统运行在安装了uCLinux的Amr7平台上，包括运行内核模块、系统管理模块和通信接口模块。本文的主要工作是结合IEC61131-3标准，构建软PLC

4、系统的软件平台。本文通过对软PLC的相关概念和技术的分析与研究，阐述了软PLC的体系结构；通过对软PLC系统的工作原理及其实现策略的分析和研究，主要论述了软PLC上位机系统的体系结构及其工作原理，并提出了其具体实现的方案。本文研究、分析了国际标准IEC61131-3对于PLC五种编程语言的规定，按照其各自特点，选择梯形图(LD)和指令表(IL)作为本系统的两种编程语言。本课题主要开发基于Windows的PLC语言编程系统，在系统的开发过程中，应用软件T程的设计思想作为指导，采用面向对象的设计方法对PLC编程语言开发

5、系统进行了系统分析和需求分析，得出系统的具体功能要求，在此基础之上采用模块化方法设计，把PLC软件集成环境分解成编辑模块、编译模块等。提出了以二叉树为中心的PLC梯形图程序与指令表程序的转换方法。本文设计了友好的编辑环境、灵活的编辑方式，实现了可视化、规范化的梯形图设计，方便用户使用，提高了PLC编程效率。对提高当前软PLC梯形图编程软件通用化和标准化做了有益的尝试和探索。关键词：嵌入式软PLC，IEC61131．3，梯形图，面向对象的设计方法，编辑，编译AbstractTheembeddedsofiPLCsyst

6、em．whichisbasedonIEC61131-3standard，istheresultofthecombinationofembeddedsystemandPLCinthemodenindustrycontr01．Withtherapiddevelopmentofcomputertechnology,communicationtechnologyandmicroprocessortechnology，nowadays．theprocesscontrolbecomesmoreandmorecomplexand

7、thedemandofcontrolbecomeshigherthanthebefore(forexampletheprocesscontrolandfuzzycontr01)．Besides，theeontroItendstodecentralizationandindividuation．Becauseofsomeflaws，thetraditionalPLCcan’tworkwellintheseaspects．However，theIEC61131-3standardhaspromotedthePLCtoo

8、pennesstodeveloping．Accordingtothisstandard，thecomputerresource，communicationtechnologyandfieldbustechnologyalefullutilized．Basedonsoftwaretechnology，anewopeningarchitecture．namely