论文部分内容阅读
可编程逻辑控制器(PLC)技术是一门极为成熟的技术,被广泛地应用到自动化设备和工业控制中。但传统PLC的各个生产厂家技术垄断,导致PLC产品之间兼容性差,软硬件资源封闭,从而制约了PLC的发展。此外,PLC应用于教学与培训所需的经费投入过高,限制了PLC的推广和应用。面对PLC技术的发展瓶颈,很多追求技术开放的PLC研究人员基于PC机开发出了软PLC和虚拟PLC等控制方案。本文结合嵌入式技术和虚拟PLC技术提出了一种新的PLC控制技术——嵌入式虚拟PLC技术。论文在分析了嵌入式虚拟PLC相关技术的国内外研究现状基础上,阐述系统的研究意义,设计了整个系统的整体框架,划分了系统功能模块,提炼出系统开发需要解决的关键问题,并对关键技术和功能模块进行研究和实现。本文的主要研究内容包括：(1)搭建了嵌入式虚拟PLC系统运行所需的嵌入式操作系统平台,主要工作包括：Bootloader引导程序的移植,嵌入式Linux内核的修改、裁剪和移植,根文件系统(YAFFS2)的制作。(2)分析两种PLC程序指令格式文件(".pmw"、"pic")中指令的存储格式及编码规律,研究了".pmw"、"pic"两种格式文件的编译算法,并将‘’.pmw"、"pic"格式文件编译成ASCII码格式的“.pbin”可执行文件。(3)研究了系统的输入和输出实现方式。利用S3C2440芯片的GPIO口作为I/O端口,分别编写了输入和输出端口的驱动程序,设计了I/O映射机制。利用按键模拟PLC输入信号的发生源,LED灯模拟PLC输出信号控制对象。研究了嵌入式虚拟PLC系统的逻辑运算及程序解析算法,实现了对PLC指令系统中的基本顺控指令和部分功能指令的解析。(4)通过十字路口交通灯控制实验,对系统的文件编译、语义重构、逻辑运算、输入输出等功能进行验证,实验结果表明：嵌入式虚拟PLC系统的满足了基本设计和功能要求。