基于Cortex-M3的軟PLC技術(shù)的研究.pdf

1、可編程控制器(Programmable Logic controller,簡(jiǎn)稱PLC)結(jié)合了計(jì)算機(jī)通用、靈活、功能強(qiáng)大和繼電器控制裝置價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn),以其高速度、高可靠性而受到工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的歡迎。但是,隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通訊、微處理器等技術(shù)的迅速發(fā)展,當(dāng)今的工業(yè)控制過(guò)程越來(lái)越復(fù)雜,要求也越來(lái)越高,更趨向于分散化和個(gè)性化。固定單一的硬件和封閉的編程方式阻礙了PLC自身的發(fā)展,為了克服傳統(tǒng)PLC的這些不足,且伴隨著IEC611

2、31-3國(guó)際編程標(biāo)準(zhǔn)的頒布,軟PLC技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,極大地促進(jìn)了PLC向開(kāi)放性和通用性的發(fā)展。
　　 本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外軟PLC技術(shù)的研究,實(shí)現(xiàn)了符合IEC61131-3編程標(biāo)準(zhǔn)的梯形圖到標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言的轉(zhuǎn)換算法,并選擇以Cortex-M3為內(nèi)核的STM32作為本平臺(tái)的處理器。通過(guò)調(diào)用STM32的C編譯器對(duì)梯形圖生成的C目標(biāo)代碼和底層驅(qū)動(dòng)函數(shù)進(jìn)行聯(lián)合編譯并下載至硬件平臺(tái)運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了PLC的基本功能。目前,市場(chǎng)上幾乎所有的單片機(jī)和ARM處

3、理器都支持C語(yǔ)言,我們僅需要修改少量的驅(qū)動(dòng)函數(shù),就能夠?qū)⒈酒脚_(tái)的梯形圖程序移植到其它平臺(tái)上使用。處理器可根據(jù)硬件需求和成本等因素靈活選擇,實(shí)現(xiàn)了真正的平臺(tái)開(kāi)放,并且極大得縮短了項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期。本文的工作主要包括以下幾點(diǎn):
　　 1.介紹了傳統(tǒng)PLC和軟PLC的體系結(jié)構(gòu)和工作原理,并對(duì)本系統(tǒng)的需求進(jìn)行了分析,確定了各個(gè)模塊的具體功能。
　　 2.對(duì)上位機(jī)編輯界面進(jìn)行了設(shè)計(jì),為用戶提供了良好和人性化的編程環(huán)境。
　　

4、3.介紹了各梯形圖元件的功能,分析了梯形圖復(fù)雜的分支結(jié)構(gòu)關(guān)系,并在此基礎(chǔ)上為梯形圖的元件、串并聯(lián)結(jié)點(diǎn)和梯級(jí)設(shè)計(jì)了相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
　　 4.實(shí)現(xiàn)了梯形圖的具體編輯操作算法,如元件的查找、添加和刪除,梯形圖程序的保存和讀取等。
　　 5.設(shè)計(jì)了一種中間語(yǔ)言,并實(shí)現(xiàn)了梯形圖程序到中間語(yǔ)言的轉(zhuǎn)換。這種中間語(yǔ)言不僅能夠直接轉(zhuǎn)換成C語(yǔ)言,還可以轉(zhuǎn)換成C++等高級(jí)編程語(yǔ)言,為本平臺(tái)的后續(xù)優(yōu)化和功能擴(kuò)展提供了良好的接口。