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基于语言转换的嵌入式软PLC系统的研究与设计

作 者: 王静思
导 师: 邓忠华
学 校: 华中科技大学
专 业: 控制理论与控制工程
关键词: 嵌入式软PLC 开发系统 运行系统 XML Modbus协议
分类号: TP273
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 12次
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内容摘要


本文针对传统PLC封闭、兼容性差等缺点,结合IEC61131-3国际通用的可编程控制器编程标准,提出了一种基于语言转换的嵌入式软PLC系统的整体设计方案,并对嵌入式软PLC开发系统运行系统的各组成模块分别进行了设计和实现。论文首先介绍了传统PLC的结构和工作原理,并基于传统PLC的设计思想,对嵌入式软PLC的系统结构和工作原理进行了深入研究。通过分析比较编译型和解释型两种执行机制的优缺点,提出了基于语言转换的嵌入式软PLC系统整体设计方案,并对硬件部分系统结构和软件部分系统结构分别进行了规划。接着,详细阐述了嵌入式软PLC运行系统的具体实现,对内存变量系统、用户程序部分、指令解释函数库以及系统程序部分分别进行了说明。然后,基于编译原理的有关知识,分析了符号表的建立过程,并据此进行了词法分析器的设计。针对XML文件内容和结构分离、可扩展性强的特点,完成了基于XML的翻译器的设计及实现,并针对具体的监控要求设计了应用层的kvplc通讯协议,在串行链路上实现了该协议。最后,以延时接通/断开控制电路为例对嵌入式软PLC的功能进行了验证。验证结果表明,本文所设计的嵌入式软PLC系统能够实现一些基本的控制功能,具有一定应用和推广价值。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 课题研究目的和意义  9-10
  1.3 课题的国内外研究现状  10
  1.4 课题来源及创新点  10-11
  1.5 论文内容及组织结构  11-13
2 嵌入式软PLC 系统总体设计思想  13-23
  2.1 传统PLC 结构及工作原理  13-15
  2.2 嵌入式软PLC 系统结构及工作原理分析  15-18
  2.3 基于语言转换的嵌入式软PLC 系统整体设计方案  18-19
  2.4 硬件系统总体设计  19-21
  2.5 软件系统总体设计  21-22
  2.6 本章小结  22-23
3 软PLC 运行系统分析及设计  23-33
  3.1 内存系统变量规划  23-24
  3.2 用户程序的设计及实现  24
  3.3 指令解释函数库的实现  24-30
  3.4 系统程序的设计及实现  30-31
  3.5 运行系统目标代码的生成  31-32
  3.6 本章小结  32-33
4 嵌入式软PLC 开发系统语言转换模块的设计  33-51
  4.1 语言转换模块总体设计规划  33-34
  4.2 符号表的建立  34-37
  4.3 词法分析器的设计及实现  37-39
  4.4 基于XML 的翻译器的设计及实现  39-50
  4.5 本章小结  50-51
5 嵌入式软PLC 开发系统通讯模块设计及实现  51-63
  5.1 串口通讯编程简介  51-52
  5.2 Modbus 通讯协议及实现  52-56
  5.3 通讯模块功能实现  56-62
  5.4 本章小结  62-63
6 实验与分析  63-67
  6.1 系统功能验证  63-66
  6.2 本章小结  66-67
7 总结与展望  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-72
附录攻读硕士学位期间发表论文目录  72

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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