基于Cortex-M3的軟PLC技術的研究.pdf

1、可編程控制器(Programmable Logic controller,簡稱PLC)結合了計算機通用、靈活、功能強大和繼電器控制裝置價格低廉、操作簡便的優(yōu)點,以其高速度、高可靠性而受到工業(yè)自動化控制領域的歡迎。但是,隨著計算機、網(wǎng)絡通訊、微處理器等技術的迅速發(fā)展,當今的工業(yè)控制過程越來越復雜,要求也越來越高,更趨向于分散化和個性化。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國際編程標準的頒布,軟PLC技術應運而生,極大地促進了PLC向開放性和通用性的發(fā)展。
　　 本文通過對國內(nèi)外軟PLC技術的研究,實現(xiàn)了符合IEC61131-3編程標準的梯形圖到標準C語言的轉換算法,并選擇以Cortex-M3為內(nèi)核的STM32作為本平臺的處理器。通過調(diào)用STM32的C編譯器對梯形圖生成的C目標代碼和底層驅動函數(shù)進行聯(lián)合編譯并下載至硬件平臺運行,實現(xiàn)了PLC的基本功能。目前,市場上幾乎所有的單片機和ARM處

3、理器都支持C語言,我們僅需要修改少量的驅動函數(shù),就能夠將本平臺的梯形圖程序移植到其它平臺上使用。處理器可根據(jù)硬件需求和成本等因素靈活選擇,實現(xiàn)了真正的平臺開放,并且極大得縮短了項目開發(fā)周期。本文的工作主要包括以下幾點:
　　 1.介紹了傳統(tǒng)PLC和軟PLC的體系結構和工作原理,并對本系統(tǒng)的需求進行了分析,確定了各個模塊的具體功能。
　　 2.對上位機編輯界面進行了設計,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,分析了梯形圖復雜的分支結構關系,并在此基礎上為梯形圖的元件、串并聯(lián)結點和梯級設計了相應的數(shù)據(jù)結構。
　　 4.實現(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.設計了一種中間語言,并實現(xiàn)了梯形圖程序到中間語言的轉換。這種中間語言不僅能夠直接轉換成C語言,還可以轉換成C++等高級編程語言,為本平臺的后續(xù)優(yōu)化和功能擴展提供了良好的接口。