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随着计算机技术的迅猛发展以及国际标准IEC61131-3的制定,一项具有开放式体系结构的新兴技术一软PLC技术迅速发展起来。近年来,嵌入式系统以其特有的优势在工业控制领域中得到日益广泛的应用。嵌入式系统与软PLC的结合是两者在工业控制领域内发展的必然趋势。
本文在深入了解传统PLC的结构、工作原理的基础之上,详细介绍了软PLC系统的控制方案,并对嵌入式软PLC技术进行了详细的分析。基于分析的结果,提出了嵌入式开发平台上软PLC的实现方案。总体方案是将3s公司的CoDeSys软PLC嵌入到以80186处理器为核心的嵌入式系统中,从而构建出具有一定创新性的嵌入式软PLC系统模型。
文中详细论述了嵌入式软PLC系统硬件平台的建立。开发平台基于80186处理器构建,完成了核心电路设计,包括系统电源电路设计、存储系统电路设计等,并完成了系统的通信模块接口的设计,包括以太网接口、CAN总线接口等,为系统开发提供了物质基础。嵌入式软PLC系统模型包括开发系统和运行系统两部分。本文的开发环境使用CoDeSys所提供的集成开发环境。开发环境运行于Windows平台,符合IEC61131-3国际标准,为用户提供了一个PLC应用程序编程环境。CoDeSys编辑器界面友好,可以让用户方便地使用IL,ST,LD,SFC和FBD五种IEC61131-3国际标准语言和CoDeSys特有的由FBD语言转化而来的CFC语言编写程序。
运行系统运行在以80186处理器为核心的嵌入式系统上,并通过以太网接口与开发环境CoDeSys进行通信。经调试无误的PLC程序被下载到嵌入式系统中。运行系统的设计主要是针对本系统硬件平台的具体架构进行CoDeSys运行内核的移植定制,使用C语言编程实现并采用模块化的设计方法,具有一定的跨平台性和可移植性。文中详细论述了巡回扫描程序的具体编程实现以及系统的实现需要对CoDeSys软件所进行的应用操作。最后讨论了该系统的特点以及还需完善的几个地方。