论文部分内容阅读
计算机数控系统正在由封闭式体系结构向开放式模块化体系结构发展,PLC(Programmable Logical Controller,可编程逻辑控制器)是实现数控机床开关量控制功能的关键模块,和传统的硬件PLC相比,软PLC更能够适应开放式数控系统的要求。IEC61131-3为软PLC的设计提供了编程语言的标准化和开放性国际标准,极大地促进了软PLC技术的发展。嵌入式软PLC技术是软PLC技术的进一步发展,克服了基于PC平台的PLC产品的弊端如以PC为基础的控制引擎的硬实时性能不足、PC硬件对工业现场环境的适应性差等。因此,基于嵌入式控制器、参照IEC61131-3国际标准,研究具有自主知识产权的嵌入式软PLC技术有一定的实际意义。
本文研究了嵌入式软PLC控制系统的原理及实现方法,设计了嵌入式软PLC开发系统的总体方案。在Windows操作系统和Visual C++6.0的开发环境下,使用面向对象的C++语言完成了嵌入式软PLC开发系统的软件设计,并初步验证了系统的可用性。主要成果如下:
首先研究了嵌入式软PLC的基本原理和结构,将嵌入式软PLC控制系统分为运行在PC的开发系统和运行在DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理器)的运行系统两部分,确定了开发系统应具备的功能模块和实现的方法,研究、分析了国际标准IEC61131-3的组成及其规定的五种编程语言,并选择了梯形图作为本系统的编程语言。
其次根据梯形图编辑模块的设计目标介绍了本软件中使用的编程指令,完成了数据结构的设计,并将编译时所需的树结构位置信息加入了到元件的基类数据结构中,之后详细描述了编辑模块主要功能的实现方法以及系统界面的设计。
然后利用树结构设计了梯形图语言向指令表语言的互换算法,研究了错误检查的算法,实现了将符合规范的梯形图转换成相应的指令集。
最后分析了指令表语句的格式,阐述了指令表编译器词法分析及语法分析的实现原理,制定了目标代码的编码规则,在此基础上设计和实现了指令表编译器,并进行了上位机功能的验证,本开发系统可以准确的将梯形图程序转换成为运行系统可执行的目标代码,具有一定的应用价值。