基于PC的软PLC运行系统研究与实现

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软PLC技术是一种基于PC的新型控制技术,与传统PLC相比,它具有开放的体系结构、强大的网络通讯能力和更强的数据处理能力,能较好地满足现代工业自动化的要求,是目前工业自动化领域研究的热点之一。所谓软PLC技术,就是使用PC作为硬件支撑平台,利用软件实现传统PLC的基本功能。即将PLC的控制功能封装在软件内,运行于PC的环境中。这样的控制系统提供了PLC的相同功能,却具备了PC的各种优点。根据传统PLC的结构,软PLC系统的实现一般分为开发系统和运行系统两部分。软PLC运行系统是软PLC的核心,完成程序的执行和输入输出处理。本课题正是以运行系统为研究对象,围绕该系统的实现过程,本文主要进行了以下工作:1、对软PLC系统设计的相关技术进行了研究,包括虚拟机技术、COM/DCOM技术和OPC技术;在分析研究国际标准IEC61131-3的基础上,论述了开发软PLC系统采用该标准的必要性。2、对传统PLC的组成和工作原理进行了详细说明,讨论了传统PLC的特点和发展趋势;在此基础上阐述了软PLC的体系结构、软件模型;对比分析了软PLC系统的三种控制方案确定了本课题所研究的软PLC运行系统的支撑平台;对软PLC和传统PLC进行了比较,说明了基于PC的软PLC控制的优越性。3、对虚拟机的组成及工作原理进行了分析;介绍了开发系统提供的目标代码的数据结构和内存格式;根据IEC61131-3国际标准并参考西门子S7-200指令系统,设计了软PLC运行系统虚拟机的指令系统;详细说明了虚拟机的软件实现方法。4、对软PLC运行系统各通信接口的任务和通信机制进行了介绍;详细说明了各通信接口的实现方法。5、对整个运行系统进行了测试,主要包括虚拟机运行实时性、准确性、可靠性的测试和各通信接口能否正常通信的测试。测试结果表明:系统功能达到了预期要求,运行良好。最后,对本论文进行了总结,指出设计的优点和有待改进的地方,并且展望了软PLC的前景。
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