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可编程逻辑控制器作为现代工业控制四大支柱之一,在各种工业过程控制及各类机电一体化设备控制中发挥着越来越重要的作用。随着计算机技术的发展,IEC61131-3标准的日益推广,以及软硬件结合方式的普遍使用,PLC编程成为PLC技术开发过程中必不可少的部分,而越来越多的工程项目需要对编程后的PLC硬件进行在线调试和状态的监视,对与嵌入式硬件配套使用的人机界面的监控系统等应用软件的需求也在增加。研究一种高效率的实时PLC在线调试和监控实现方法,对PLC技术的发展具有现实的使用价值。
本文对可编程逻辑控制器在线调试的关键技术进行研究的基础上,基于PLC算法生成平台,使用.NET设计框架,完成了PLC在线调试与监控系统的设计与研究。
(1)通过比较当前各类不同的PLC在线调试软件,设计了在线调试功能,实现了对PLC进行实时控制程序运行。梯形图在整个设计过程中是以梯级的形式存在,在线调试分为:程序控制,包括的主要操作有:连续运行,暂停,停止,断点,软复位,硬复位;梯级的控制,包括的主要操作为:进入梯级,下一梯级,跳出题解,单指令执行等操作。
(2)为了更好的实时查看PLC的内部运行状态,设计了PLC在线监控界面,其主要分为窗体监控和逻辑监控,窗体监控是根据当前监控窗口来反映数据,其包含实时监控和自定义监控,同时自定义监控又分为手动自定义监控和自动自定义监控。逻辑监控通过逻辑命令来实现对地址的操作。两者通过串口通信,在PLC和PC之间进行读写数据,变化数据形式,打开保存监控表等多种用户操作,提高了用户的使用方便性。
(3)上位机界面设计完成后,在底层提出了一种新的基于在线调试与监控的使用静态地址动态分配的PLC内核运行方式,在传统的PLC运行模式中加入了在线调试模块,以增强数据的实时通信。由于在线监控的提出,导致了通信任务的繁重,在此提出了基于时间片轮转的PLC通信。在不影响各自运行的情况下,提高了整体的数据通信速度。