论文部分内容阅读
IEC61131-3是当今世界第一个为工业自动化控制系统的软件设计提供标准化编程语言的国际标准。这一标准为可编程控制器软件技术的发展,乃至整个工业控制软件技术的发展,起了举足轻重的推动作用。可以说,没有编程语言的标准化便没有今天PLC走向开放式系统的坚实基础。在PLC编程语言中,梯形图是最多被应用的,本文以梯形图为主要编程语言进行了符合IEC 61131-3标准的PLC的开发。本文首先介绍了PLC的产生、发展、现状以及IEC 61131-3标准的由来,接着重点讲述了IEC61131-3标准的软件模型、通信模型和公共元素,为随后的深入研究做铺垫。接着,在研究IEC61131-3标准的基础上,提出了本文设计的PLC软件系统的软件结构,并通过程序运行的结果加以说明。本文又具体讲述了PLC软件系统的配置元素,其中主要讲述了配置和资源的相关设置,PLC的任务体系和存取路径及其应用,这给PLC的设计奠定了基础。最后结合传统PLC的功能和IEC 61131-3标准的规定,提出了本文设计的PLC所具有的功能和功能块。随后,本文设计了PLC软件系统梯形图语言的一级代码和二级代码,并详细说明其定义和结构。由于二级代码需要下载到下位机去执行,所以设计了二级代码的下载格式。本文还设计了PLC软件系统梯形图语言一级代码转化为二级代码的解算算法,并以一个具体的实例对编码和解算加以说明和验证。最后,综合讲述了设计的PLC软件系统,给阅读本文的读者一个更加清晰的认识。同时在总结本文研究成果和不足之处的基础上阐述了符合IEC 61131-3标准的PLC的前景。本文的创新之处就在于PLC一级代码、二级代码的设计和由一级代码到二级代码的解算算法的设计。一级代码的设计主要是基于显示梯形图和确定各元件相互关系这两个方面,二级代码的设计结合了传统PLC编程语言IL指令表,提出了一种新的指令形式。解算算法的设计是基于推理这种方法,并验证了其正确性,即首先解算各种简单的梯形图网络,最后把简单情况组合到一起就是一个复杂的梯形图网络,解算算法能得到正确的结果。本文对PLC软件设计的研究对于国内设计基于IEC61131-3的PLC有非常重要的现实意义。