基于構(gòu)件重構(gòu)技術(shù)的PLC算法生成平臺的研究與實現(xiàn).pdf

1、可編程邏輯控制器作為現(xiàn)代工業(yè)控制四大支柱之一，在各種工業(yè)過程控制及各類機(jī)電一體化設(shè)備控制中得到極為廣泛的應(yīng)用。隨著IEC61131-3 標(biāo)準(zhǔn)的逐步推廣和軟硬件結(jié)合方式的普遍使用，PLC 編程軟件成為PLC 開發(fā)過程中必不可少的部分。由于目前各個PLC 制造商都配套擁有自己的設(shè)計平臺，且其規(guī)范各不相同，工業(yè)控制相關(guān)人員需掌握各個不同軟件的使用方法和控制程序設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，給設(shè)計過程帶來不便，因此研究并實現(xiàn)一套界面友好、設(shè)計高效的通用PLC 算法

2、生成平臺，具有較高的使用價值，并對PLC的發(fā)展具有重要的意義。
　　 本文在研究PLC 算法生成平臺設(shè)計相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，基于構(gòu)件重構(gòu)思想，設(shè)計并實現(xiàn)了PLC 控制算法生成通用平臺，該平臺提供符合IEC61131-3 標(biāo)準(zhǔn)的梯形圖和指令表的設(shè)計功能，支持AVR、ARM7和ARM10E系列芯片。論文的主要工作及研究成果為：
　　 (1)在學(xué)習(xí)研究IEC61131-3 國際標(biāo)準(zhǔn)和分析PLC 編程工具及其發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上，結(jié)合

3、系統(tǒng)的需求分析，對PLC 算法生成平臺進(jìn)行總體設(shè)計，將整個平臺劃分為用戶界面層、梯形圖算法解析層和數(shù)據(jù)通信層。用戶界面層主要提供良好的控制算法設(shè)計環(huán)境，提高用戶的設(shè)計效率；梯形圖算法解析層負(fù)責(zé)將梯形圖程序轉(zhuǎn)化成可執(zhí)行文件；數(shù)據(jù)通信層實現(xiàn)PLC與PC 機(jī)之間數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。
　　 (2)為了提供操作便捷的控制算法設(shè)計環(huán)境，基于設(shè)計器框架實現(xiàn)梯形圖程序編輯器。
　　 控制算法設(shè)計人員無需編程，通過拖放梯形圖元素即可完成梯形

4、圖程序的布局。針對梯形圖元素的設(shè)計，引入基于構(gòu)件的軟件開發(fā)方法，在研究分析該方法的理論、通用構(gòu)件模型、嵌入式構(gòu)件模型和構(gòu)件組裝后，提出梯形圖構(gòu)件模型及其組裝方法，為梯形圖轉(zhuǎn)化為其他語言奠定了良好的基礎(chǔ)。為了提高梯形圖程序的設(shè)計效率，將構(gòu)件重構(gòu)思想應(yīng)用到梯形圖設(shè)計平臺。將實現(xiàn)某個特定功能的梯形圖程序封裝成一個復(fù)合構(gòu)件，經(jīng)過驗證后提供使用，可簡化梯形圖程序并保證其正確性。此外，梯形圖編輯器還提供打印功能。
　　 (3)設(shè)計完成的梯形

5、圖程序?qū)⒆詣愚D(zhuǎn)化成IL 指令，然后利用不同芯片所對應(yīng)的編譯器對其進(jìn)行編譯，生成可執(zhí)行文件下載到PLC 中。下載模式分正常模式和調(diào)試模式兩種：正常模式下載完成后PLC 中程序全速運(yùn)行，平臺只能查看或修改繼電器狀態(tài)和寄存器內(nèi)容；調(diào)試模式下PC 機(jī)還可發(fā)命令控制PLC 中程序的運(yùn)行情況。
　　 (4)利用該平臺設(shè)計并實現(xiàn)三層電梯梯形圖程序，通過實驗比較傳統(tǒng)設(shè)計方法和重構(gòu)方法，結(jié)果表明使用該平臺可有效提高梯形圖設(shè)計效率，優(yōu)化內(nèi)存利用率，