【摘要】：目前工業(yè)機器人控制器正向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、開放式和嵌入式方向發(fā)展。軟PLC系統(tǒng)作為工業(yè)機器人控制器的重要組成部分之一,主要負責(zé)邏輯控制和總線通信功能,與機器人運動控制系統(tǒng)協(xié)同工作,實現(xiàn)對機器人運動控制和外圍過程控制的結(jié)合。本文以開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟PLC系統(tǒng)軟件為目標(biāo),深入研究了面向工業(yè)機器人控制器的、支持IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的軟PLC系統(tǒng)軟件的相關(guān)技術(shù)與開發(fā)實現(xiàn)。所開發(fā)的軟PLC系統(tǒng)軟件由編程系統(tǒng)和運行系統(tǒng)兩部分組成,軟PLC目標(biāo)文件作為連接二者的橋梁。軟PLC編程系統(tǒng)支持IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)編程語言,提供良好的軟PLC應(yīng)用程序的編輯、編譯、工程配置環(huán)境；軟PLC運行系統(tǒng)基于嵌入式Xenomai+Linux雙內(nèi)核實時操作系統(tǒng),完成軟PLC目標(biāo)文件解釋執(zhí)行、I/O和伺服數(shù)據(jù)刷新、人機交互等任務(wù),并配合機器人運動控制任務(wù),實現(xiàn)對工業(yè)機器人和外圍I/O設(shè)備的控制。本文首先闡述了軟PLC技術(shù)在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,分析了面向工業(yè)機器人控制器的軟PLC系統(tǒng)軟件的設(shè)計需求,提出了一套完整的包含軟PLC編程和運行的設(shè)計方案：然后敘述了自主設(shè)計的軟PLC目標(biāo)文件格式規(guī)范,詳細闡述了基于flex和bison工具的ST語言編譯器的設(shè)計方案,實現(xiàn)了軟PLC目標(biāo)文件的編譯生成、I/O和伺服參數(shù)配置等功能；接著詳細敘述了軟PLC嵌入式運行平臺的搭建過程,包括嵌入式實時操作系統(tǒng)Xenomai和嵌入式圖形庫Qt/Embedded在目標(biāo)板上的移植過程；最后討論了軟PLC運行系統(tǒng)在Xenomai+Linux雙內(nèi)核系統(tǒng)下的任務(wù)劃分和通信接口設(shè)計,重點論述了運行管理任務(wù)和寄存器式軟PLC虛擬機任務(wù)的設(shè)計與實現(xiàn),實現(xiàn)了系統(tǒng)運行時管理、軟PLC目標(biāo)文件解釋執(zhí)行、人機交互等功能。模擬測試結(jié)果表明本文設(shè)計的軟PLC系統(tǒng)軟件具有良好的可行性,支持標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、開放式和嵌入式的工業(yè)機器人新型控制器的需求。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP242.2;TP311.52

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本文編號：2553358