发 帖  
原厂入驻New

[经验] 基于嵌入式Linux系统下的软PLC模块化设计流程

2020-7-26 08:30:00  4704 嵌入式 Linux PLC
分享
1
可编程控制器(PLC,Programmable]软PLC介绍
软PLC,也叫软逻辑,是一种基于PC]基于PC 平台的软PLC 由于无需专门的编程器,因而可以充分利用PC 机的软硬件资源,直接采用梯形图指令语言编程,并具有良好的人机界面,在数控系统中正逐渐取代硬件PLC,PLC 编程系统也正在逐步转向占据软件市场的PC 机。软PLC 技术发展的一个重要条件就IEC61131-3 标准的制定。
20](1) 硬件体系结构不再是封闭的,用户可以自己选择合适的硬件来组成满足要求的PLC。
(2)](3) 软PLC 不仅可以实现连接到私有的PLC 网络中,而且可以通过PC 连接到计算机网络上。
(4)]由于软PLC 具有兼容性、通用性、性价比高、易于与网络连接、编程方便等优点。因而,目前世界各国都在进行软PLC 的研究。国际上,已经有了一些比较成熟和影响比较大的产品:如德国KW -sofeware 公司的MULtiPROG wt32、倍福TwinCAT控制软件TwinCAT PLC、法国CJ InternaTIonal公司的ISaGRAF 软件包、PCSoft InternaTIonal 公司的WinPLC、美国Wizdom Control IntelluTIon 公司的Paradym-31 等等。而国内有关部门和工控方面的公司也正在着手研究开发具有自主版权的中文软PLC产品。
软PLC设计平台
<span]硬件工作平台
软PLC]嵌入式PC 包括单板计算机(SBC)、PC/104 计算机和饼干机,本设计采用的是嵌入式PC104 计算机。嵌入式PC/104 组件尺寸小,标准化,模块化程度高,采用层叠式结构,通过在CPU 板的基础上堆叠扩展板构成一个完整的计算机系统。PC104 的扩展板齐全,包括了网卡、数字I/O 卡、A/D 卡等。在PC104 上构造的系统即嵌入式软PLC 可扩展性好,标准化和模块化程度高。
现今PC104]软件平台
目前,大多数软PLC]plc模块设计
本设计的软PLC]
(1)](2) 配置文件(configurefile),在软PLC 中具有核心的地位,它由几部分组成:
①软PLC]主要包括:模块列表,列出了要运行的模块;变量列表,列出了软PLC 中的全局变量,并定义了具有对应全局变量有写权限的模块。
②]③ 同步配置,这部分是要配制各个模块之间的同步性。为了保证数据的传输,必须让模块之间同步。
④]对于每个具体的设计来说,需要对配置文件中的几个部分进行配置。
(3)]① 梯形图界面(如图2)。在梯形图界面上,用户可自由拖动如开关计时器等各种器件进行自主编程,从而实现在线编程。在界面上右侧是状态栏,可以对各种状态点的控制和状态显示,如将状态点B1 状态置1,则需单击B1 前的小方框。界面的上方是菜单栏。用户可通过菜单的选择进行编辑、保存、打开等功能,编辑完毕,按下Run 键,TCL/TK 的底层程序将会检测状态点状态,并根据元件种类进行逻辑运算,这些直接使用TCL/TK 编程就可以实现。而Exit 键则是退出软PLC,当按下该键时,将会设置全局变量Quit = 1 并传递给关闭模块Plcshutdown。关闭模块将关闭所有在运行的软PLC模块,并杀死共享内存上的信号量。
<span]② 文本编程监控界面。文本语言相对不够图形语言直观,设计监控界面,可以从监控界面上调用所需要的文本程序,同时对各个状态点的状态进行显示和控制。
(4)](5) 逻辑模块,软PLC 的核心模块,它包括IEC61131-3编译器和数据处理模块。IEC61131-3编译器将编译用户编辑好的文本应用程序,首先将PLC 的代码编译成C 语言,然后再调用GCC 将程序和软PLC的链接库编译成目标文件,同时显示编译结果的正确性,将编译的错误信息及警告信息反馈给用户。
文本编辑模块与编译模块在软PLC](6) 通信模块(CommunicaTIon module),主要负责软件的网络通信协议等的实现,借助与操作系统的结合构建网络服务器,实现强大的网络服务功能,实现Modbus 等总线协议的总线控制功能。
(7)]件的IO 点一一对应,软PLC 可以通过IO 模块直接读写PC104 上IO扩展板的IO 点,实现对I O 点的读取和控制。
(]以上是根据需要设计的一些模块,根据用户需要还可以增加一些模块,如记录模块,数据库连接模块等,这些模块将会记录软PLC 的工作记录和保存软PLC 的数据记录。这些有待进一步的开发和设计。设计好各个模块,软PLC 的工作流程可如图3 所示。
本设计是在Linux]
实例
<span]下面以一个简单的对3并口通道循环控制为例,说明软PLC 的工作流程。
<span](1)梯形图编程。从软PLC 主界面进入后,启动梯形图编程,调用梯形图编程的主程序。梯形图编程共需要调用梯形图界面模块、关闭模块、IO 模块,这些均在配置文件中设置好,不需用户进行设置。配置文件主要部分定义如下:
需运行的模块:]用户即可在梯形图界面进行编辑,编辑后的梯形图程序如图4所示。这是一个比较简单的程序,因而只需要使用3个计时器和几个复位、置位输出就可以实现功能。编辑好梯形图程序后,按下Run 键,程序即可运行,并实现对IO 板上对应端口的控制。
(2)文本IL]需运行的模块:
<span]主要状态点定义
<span]为编译后的IL 程序模块。由于篇幅关系,实现循环控制的IL 程序在此处不再列出。
结束语
<span]软PLC 具有强大的功能,在工业控制中发挥着越来越重要的作用,是一项具有巨大潜力的技术,其强大的网络功能是传统的PLC 无法比拟的。中国工业自动化的水平相对国外来说较低,技术含量少。因而国内企业要在激烈的竞争中立于不败之地,必须增加生产的自动化程度,提高产品的技术含量。发展自主产权的软PLC 将对此问题产生有力的推动作用,也有助于我国PLC 企业发展本国市场并向外扩展。

相关经验

评论

高级模式
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容图片侵权或者其他问题,请联系本站作侵删。 侵权投诉
发经验
关闭

站长推荐 上一条 /8 下一条

快速回复 返回顶部 返回列表