软PLC技术研究与开发
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摘要
软PLC技术是一种基于PC平台的新型控制技术,与传统PLC相比,它具有开放的体系结构、强大的网络通讯能力和更强的数据处理能力,能较好地满足现代工业自动化控制的要求,是目前工业自动化领域研究的热点之一。
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,提出了基于PC平台的软PLC控制器的设计与实现方法;通过对软PLC系统的工作原理及其实现策略的分析和研究,论述了软PLC上位机系统、下位机系统的体系结构及其工作原理,并提出了比较具体的实现方案。
本文以VC++6.0为开发工具结合IEC61131-3标准构建了软PLC系统,该系统在遵循IEC61131-3标准的基础上,提供了梯形图/语句表程序编制、梯形图程序与语句表之间的相互转换、程序编译、离线仿真等相关的功能。
本文主要工作如下:
(1).论述了软PLC相对于传统PLC的优势及开发基于PC的软PLC系统的必要性;
(2).在分析研究国际标准IEC61131-3的基础上,论述了开发软PLC系统采用该标准的必要性;并对在开发软PLC过程中应用IEC61131-3满足软PLC的通用性及方便的可移植性进行了具体的分析研究;
(3).实现了软PLC平台总体架构,建立了符合IEC61131-3标准的软件模型;
(4).设计了工程管理模块、编译器模块和仿真模块;具体实现了上位机系统的梯形图编辑器、指令表编辑器、梯形图向语句表转换、编译器等功能;
(5).对下位机系统的组成结构及其工作原理进行了研究分析,分析下位机系统的硬件组成及其软件系统的实现方案;
最后对开发过程中存在的关键技术问题进行了深入的研究和分析,提出了比较具体可行的解决方案。
The Soft-PLC technology is a brand new control system that based on the PC platform. It has open architecture, more capacity in the network communication and data processing. Besides, this system can meet the control requirement of modern automation. So the research of this system becomes the focus of industrial automation field.
This thesis expounds the architecture of the Soft-PLC system and gives the approach that how to design and realize the Soft-PLC system by analyzing and discussing the related technique and concepts. It also gives the architecture and work elements of the PC and lower system and puts detail to realize them.
Combined with the IEC61131-3 standard, we set the Soft-PLC system up by using VC++6.0. This system gives the related function such as programming of the ladder diagram/IL and the transform between them, procedures compiler and offline simulation.
Mainly work that this paper has done is as follows:
(1). Pointes out the advantage of the Soft-PLC system compared with the traditional PLC and the necessity of developing this system.
(2). Pointes out the necessity of using the IEC61131-3 standard during developing the Soft-PLC system. For the sake of the Soft-PLC possess- ing versatility and probability, this paper has carried on the plan of the concrete application about using IEC61131-3 during developing the Soft-PLC system.
(3). Establishes the frame of Soft-PLC platform and the overall construction of the software module of the Soft-PLC system according to the IEC61131-3 standard.
(4). Designes the project manager module, compiler module and simulation module; Realizes the ladder diagram editor, IL editor, transform mechanism between ladder diagram and IL and compiler on the PC system and so on.
(5). Carries out the research and analysis about the lower system and proposed the available realization on both hardware and software for it.
Finally, this paper carries on the thorough analysis about essential technical question during research and proposed the concrete solution.
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,提出了基于PC平台的软PLC控制器的设计与实现方法;通过对软PLC系统的工作原理及其实现策略的分析和研究,论述了软PLC上位机系统、下位机系统的体系结构及其工作原理,并提出了比较具体的实现方案。
本文以VC++6.0为开发工具结合IEC61131-3标准构建了软PLC系统,该系统在遵循IEC61131-3标准的基础上,提供了梯形图/语句表程序编制、梯形图程序与语句表之间的相互转换、程序编译、离线仿真等相关的功能。
本文主要工作如下:
(1).论述了软PLC相对于传统PLC的优势及开发基于PC的软PLC系统的必要性;
(2).在分析研究国际标准IEC61131-3的基础上,论述了开发软PLC系统采用该标准的必要性;并对在开发软PLC过程中应用IEC61131-3满足软PLC的通用性及方便的可移植性进行了具体的分析研究;
(3).实现了软PLC平台总体架构,建立了符合IEC61131-3标准的软件模型;
(4).设计了工程管理模块、编译器模块和仿真模块;具体实现了上位机系统的梯形图编辑器、指令表编辑器、梯形图向语句表转换、编译器等功能;
(5).对下位机系统的组成结构及其工作原理进行了研究分析,分析下位机系统的硬件组成及其软件系统的实现方案;
最后对开发过程中存在的关键技术问题进行了深入的研究和分析,提出了比较具体可行的解决方案。
The Soft-PLC technology is a brand new control system that based on the PC platform. It has open architecture, more capacity in the network communication and data processing. Besides, this system can meet the control requirement of modern automation. So the research of this system becomes the focus of industrial automation field.
This thesis expounds the architecture of the Soft-PLC system and gives the approach that how to design and realize the Soft-PLC system by analyzing and discussing the related technique and concepts. It also gives the architecture and work elements of the PC and lower system and puts detail to realize them.
Combined with the IEC61131-3 standard, we set the Soft-PLC system up by using VC++6.0. This system gives the related function such as programming of the ladder diagram/IL and the transform between them, procedures compiler and offline simulation.
Mainly work that this paper has done is as follows:
(1). Pointes out the advantage of the Soft-PLC system compared with the traditional PLC and the necessity of developing this system.
(2). Pointes out the necessity of using the IEC61131-3 standard during developing the Soft-PLC system. For the sake of the Soft-PLC possess- ing versatility and probability, this paper has carried on the plan of the concrete application about using IEC61131-3 during developing the Soft-PLC system.
(3). Establishes the frame of Soft-PLC platform and the overall construction of the software module of the Soft-PLC system according to the IEC61131-3 standard.
(4). Designes the project manager module, compiler module and simulation module; Realizes the ladder diagram editor, IL editor, transform mechanism between ladder diagram and IL and compiler on the PC system and so on.
(5). Carries out the research and analysis about the lower system and proposed the available realization on both hardware and software for it.
Finally, this paper carries on the thorough analysis about essential technical question during research and proposed the concrete solution.
引文
[1]苏中.基于PC架构的可编程序控制器.机械工业出版社.2006.1
[2]陈宇编.可编程控制器基础及编程技巧.华南理工大学出版社.1999.7
[3]邱公伟.可编程控制器网络通信及应用.清华大学出版社.2000.3
[4]IEC61131-3:工业自动化程序编制.中国机电一体化技术应用协会.2002.8.1
[5]谢克明.可编程控制器原理与程序设计.电子工业出版社.2002.9
[6]陈辉.基于梯形图语言的软PLC技术研究与实现.微计算机信息.2006.5
[7]李济顺.Visual C++实现嵌入式PLC梯形图编辑软件.河南科技大学学报.2006.05
[8]陈岗.基于Linux系统的软PLC的实现.机械与电子.2006.10
[9]仪维.软件化PLC平台的研究与开发.山东大学硕士论文.2005.7.17
[10]任志宾.嵌入式软PLC系统的研究与实现.哈尔滨工程大学硕士论文.2005.6.21
[11]毕辉,程良鸿.软PLC技术的研究及发展.机电产品开发与创新.2006年19卷6期
[12]杨广才,唐学媛。嵌入式PLC的研发.机床电器.2006年6期
[13]黄建成,黄庆化.嵌入式软PLC系统的设计和实现.电气时代.2006年12期
[14]王新华,周峰.软PLC运行系统的硬件结构设计与实现.北京工业大学学报.2006年32卷8期
[15]姚远,丑武胜.软PLC编程开发系统的设计和实现.组合机床与自动化加工技术.2006年6期
[16]李杰臣,刘琼.PLC软件仿真技术在教学中的应用.成都航空职业技术学院学报.综合版-2006年1期
[17]宋志峰,梅顺齐.软PLC虚拟设备在IPC控制系统中的应用.现代制造工程.2006年3期
[18]张礼兵,吴婷.基于软PLC编译系统目标代码生成的研究与实现.微计算机信息.2005年07S期
[19]余人杰.计算机控制技术.西安电子科技大学出版社.1994.11
[20]刘国荣,梁景凯.计算机控制技术与应用.机械工业出版社.1999.8
[21]林敏,丁金华.计算机控制技术及工程应用.国防工业出版社.2005.8
[22]朱玉玺,崔如春,邝小磊.计算机控制技术.电子工业出版社.2005.9
[23]邱万充.计算机仿真.上海交通大学出版社.1988.6
[24]张素琴,吕映芝,蒋维杜等.编译原理.清华大学出版社.2003.5
[25]Jonh E.Hopcroft,Rajeev Motwani&Jeffrey D.Ullman(刘田,姜晖等译).Intorduction to Automata Theory,Languages,and Computation(自动机理论、语言和计算导论).机械工业出版社,中信出版社.2006.9
[26]Keith D.Cooper&Linda Torezon(冯速 译).Engineering a Compile(编译器工程).机械工业出版社.2001.9
[27]Clayton Walnum(苏帅华,赵卫等译).C++ Master Reference(C++高级参考手册).电子工业出版社.2001.6
[28]刘易斯.编译程序设计理论.科学出版社.2001.3
[29]李赣生.编译程序原理与技术.清华大学出版社.1997.10
[30]何炎祥.编译原理.华中理工大学出版社.2000.10
[2]陈宇编.可编程控制器基础及编程技巧.华南理工大学出版社.1999.7
[3]邱公伟.可编程控制器网络通信及应用.清华大学出版社.2000.3
[4]IEC61131-3:工业自动化程序编制.中国机电一体化技术应用协会.2002.8.1
[5]谢克明.可编程控制器原理与程序设计.电子工业出版社.2002.9
[6]陈辉.基于梯形图语言的软PLC技术研究与实现.微计算机信息.2006.5
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[10]任志宾.嵌入式软PLC系统的研究与实现.哈尔滨工程大学硕士论文.2005.6.21
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[12]杨广才,唐学媛。嵌入式PLC的研发.机床电器.2006年6期
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[14]王新华,周峰.软PLC运行系统的硬件结构设计与实现.北京工业大学学报.2006年32卷8期
[15]姚远,丑武胜.软PLC编程开发系统的设计和实现.组合机床与自动化加工技术.2006年6期
[16]李杰臣,刘琼.PLC软件仿真技术在教学中的应用.成都航空职业技术学院学报.综合版-2006年1期
[17]宋志峰,梅顺齐.软PLC虚拟设备在IPC控制系统中的应用.现代制造工程.2006年3期
[18]张礼兵,吴婷.基于软PLC编译系统目标代码生成的研究与实现.微计算机信息.2005年07S期
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[23]邱万充.计算机仿真.上海交通大学出版社.1988.6
[24]张素琴,吕映芝,蒋维杜等.编译原理.清华大学出版社.2003.5
[25]Jonh E.Hopcroft,Rajeev Motwani&Jeffrey D.Ullman(刘田,姜晖等译).Intorduction to Automata Theory,Languages,and Computation(自动机理论、语言和计算导论).机械工业出版社,中信出版社.2006.9
[26]Keith D.Cooper&Linda Torezon(冯速 译).Engineering a Compile(编译器工程).机械工业出版社.2001.9
[27]Clayton Walnum(苏帅华,赵卫等译).C++ Master Reference(C++高级参考手册).电子工业出版社.2001.6
[28]刘易斯.编译程序设计理论.科学出版社.2001.3
[29]李赣生.编译程序原理与技术.清华大学出版社.1997.10
[30]何炎祥.编译原理.华中理工大学出版社.2000.10