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基于开放式数控系统的软件PLC的研发

作　者: 郭超
导　师: 胡世军
学　校: 兰州理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 软件PLC 开放式数控系统梯形图指令语言
分类号: TG659
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 127次
引　用: 1次
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内容摘要

软件PLC技术是目前国际工业自动化领域逐渐兴起的一项基于PC的新型控制技术。与传统硬PLC相比，软件PLC具有更强的数据处理能力和强大的网络通讯能力并具有开放的体系结构。近几年，随着计算机技术等迅速发展，工业自动化领域对开放式控制器和系统的需求更加迫切，硬件和软件体系结构封闭的传统硬PLC遇到了严峻的挑战。软件PLC采用开放式体系结构，具有良好的网络通讯能力，能够完成比较复杂的控制任务，可以满足和实现当前和今后工业自动化领域控制系统开放性和柔性的要求，为将来工业自动化向更高层次的集成提供了可靠的技术保障。针对软件PLC的研究现状和发展趋势，不难发现基于PC平台的嵌入式软件PLC由于可以充分利用PC机的软硬件资源，直接采用梯形图或指令语言编程以及良好的人机界面等优点，在数控系统中正逐渐取代硬件PLC成为该领域辅助功能控制的新方法。本文先分析了数控系统的现状和开放性的发展趋势，提出了软件PLC的概念。在分析软件PLC工作原理和基本结构的基础上，参照国际标准IECl131-3，研究并设计了软PLC的体系结构和系统平台。根据软件PLC的结构，使用VC++开发了软PLC集成编辑开发系统，该系统能够完成PLC的梯形图和指令表两种语言的编辑编译功能，PLC程序的仿真，梯形图和指令表两种语言之间的转换，并给出了一个梯形图程序编辑及其与指令语言程序转换的实例。本文讨论的软件PLC分别存在于开放式数控系统的上、下位机中。上位机软件PLC在Windows2000图形界面环境下用户完成PLC程序的编制，通过语法检查和逻辑检查的用户程序经编译后保存为通用数据结构形式的中间文件。中间文件下载后在下位机实时DOS环境下执行。

全文目录

摘要  8-9
Abstract  9-13
第1章绪论  13-22
  1.1 课题概述  13
    1.1.1 课题的背景及意义  13
  1.2 PLC 的产生与发展  13-14
    1.2.1 PLC 的概念  13-14
    1.2.2 PLC 的产生与发展  14
  1.3 PLC 的特点与功能  14-16
    1.3.1 PLC 的特点  14-15
    1.3.2 PLC 的功能  15-16
  1.4 PLC 的结构与工作原理  16-19
    1.4.1 PLC 的结构  16-18
    1.4.2 PLC 的工作原理  18-19
  1.5 PLC 的研究现状与发展趋势  19-21
    1.5.1 PLC 的研究现状  19-20
    1.5.2 PLC 的发展趋势  20-21
  1.6 本文所做的工作  21
  1.7 本章小结  21-22
第2章开放式数控系统对PLC 的需求分析  22-32
  2.1 数控系统的研究现状和发展趋势  22-24
  2.2 软件数控的特征和意义  24-25
  2.3 一种典型的开放式数控系统的结构  25-27
  2.4 开放式数控系统对PLC 的需求分析  27-31
    2.4.1 独立式PLC 的缺点  27-28
    2.4.2 内置式PLC 的优点  28-29
    2.4.3 硬件PLC 的缺点  29
    2.4.4 软件PLC 的优点  29-31
    2.4.5 内置式软件PLC 的定义  31
  2.5 本章小结  31-32
第3章软件PLC 的体系结构设计  32-42
  3.1 软件PLC 的体系结构  32-34
  3.2 软件PLC 的实现策略  34-39
    3.2.1 上、下位机PLC 运行平台的选择  34-35
    3.2.2 软件PLC 实现方案的选择  35-37
    3.2.3 软件PLC 用户编程语言的选择  37-39
    3.2.4 软件PLC 指令系统的规划  39
  3.3 软件PLC 实现中的技术关键及解决方法  39-41
    3.3.1 图形化集成编程环境的实现  39
    3.3.2 PLC 应用编程规范的制定  39-41
  3.4 本章小结  41-42
第4章上位机软件PLC 的实现  42-59
  4.1 PLC 图形化编程环境的实现  42-47
    4.1.1 PLC 梯形图编程环境的数据结构  42-43
    4.1.2 梯形图编程环境的模块组成  43-44
    4.1.3 梯形图的语法检查和逻辑检查  44-46
    4.1.4 PLC 梯形图程序的存储  46-47
  4.2 PLC 语言编程环境的实现  47-52
    4.2.1 PLC 语言程序的语法规则  47-49
    4.2.2 PLC 语言程序的语法检查与逻辑检查  49-52
    4.2.3 PLC 语言程序的编译  52
  4.3 PLC 梯形图程序与语言程序间的转换  52-58
    4.3.1 转换概述  52-55
    4.3.2 梯形图程序与语言程序相互转换的流程  55-57
    4.3.3 语言程序转换为梯形图程序的算法  57-58
  4.4 本章小结  58-59
第5章软件PLC 的运行试验  59-71
  5.1 数控系统中PLC 实现策略简介  59-61
  5.2 软件PLC 用户程序的数据结构和执行算法  61-67
  5.3 软件PLC 运行试验  67-70
  5.4 本章小结  70-71
结论与展望  71-72
  6.1 全文工作总结  71
  6.2 工作展望  71-72
参考文献  72-75
致谢  75-76
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  76-77
附录B 信号量输入标识  77-83
附录C MCP 控制面板信号标识  83-85
附录D 信号量输出标识  85-89

基于开放式数控系统的软件PLC的研发

内容摘要

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