基于IEC 61131-3標準的PLC仿真系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、IEC61131-3標準是第一個為工業(yè)控制系統(tǒng)提供標準化編程語言的國際標準。該標準針對工業(yè)控制系統(tǒng)提出的軟件設計概念、模型等,符合當今世界軟件、工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向,對可編程控制器軟件技術的發(fā)展,乃至整個工業(yè)控制軟件技術的發(fā)展,起著重要的推動作用。
　　 本課題的主要工作是設計并實現(xiàn)一個符合IEC61131-3標準的PLC仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)不依賴于特定的PLC或其它控制系統(tǒng)硬件產(chǎn)品,是一個開放式的編程仿真環(huán)境,具有PLC編程、語

2、言轉換及仿真運行等功能。依據(jù)編程語言標準,用戶可以使用該仿真系統(tǒng)設計和編寫PLC梯形圖或指令表語言控制程序,并能在這兩種語言之間自由轉換。在設計好梯形圖程序后,用戶可以通過系統(tǒng)提供的仿真功能驗證控制程序的正確性和合理性,以便作進一步的修改或完善。
　　 本文首先介紹了PLC仿真系統(tǒng)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及IEC61131-3編程語言標準。然后采用面向對象和模塊化設計思想,對仿真系統(tǒng)進行了總體設計。針對設計中遇到的梯形圖結

3、構的描述問題,本文遵循IEC61131-3編程語言標準,采用XML語言來描述梯形圖。在此基礎上,設計實現(xiàn)了符合IEC61131-3標準的編程系統(tǒng)。編程系統(tǒng)支持梯形圖和指令表兩種編程語言,用戶可用來顯示和編輯符合IEC61131-3標準的梯形圖和指令表程序,并能在支持標準編程語言的不同編程、仿真系統(tǒng)間進行控制程序的無障礙移植。本文重點研究了梯形圖和指令表程序間的轉換算法,并結合XML語言和二叉樹的特點,提出了基于XML及二叉樹的梯形圖和指

4、令表轉換算法。該算法與傳統(tǒng)的基于AOV圖的算法相比,明顯降低了算法的復雜度,且使用二叉樹描述梯形圖的邏輯關系具有通用性,可用于復雜梯形圖的轉換。仿真模塊是本文設計的核心,本文設計的仿真系統(tǒng)支持程序的離線仿真,提供直觀的梯形圖狀態(tài)顯示、變量監(jiān)控、時序圖等多種監(jiān)控模式,支持程序的連續(xù)、單步等多種仿真方式。實例測試表明,仿真系統(tǒng)的各項功能均達到設計要求,可以用于實際PLC控制程序的設計。最后,對本課題己經(jīng)完成的工作做了總結,并對后續(xù)工作中的重