本文關(guān)鍵詞：基于ARM的編譯型PLC研發(fā)

  更多相關(guān)文章： PLC 編譯型 開發(fā)系統(tǒng) 運(yùn)行系統(tǒng) 編譯器

【摘要】：PLC作為工業(yè)場合的重要組成部分,隨著數(shù)字化和智能化的需求和發(fā)展,對實(shí)時性要求越來越高,但是目前市場上的PLC多為解釋型PLC。從編譯原理的角度,PLC可分為編譯型和解釋型。解釋型PLC在執(zhí)行過程中解釋執(zhí)行,所以執(zhí)行效率低,進(jìn)而實(shí)時性低。同時,由于解釋型PLC不僅要燒寫用戶程序,還要燒寫全部硬件驅(qū)動、指令庫、解釋程序等,所以代碼量大,存儲占用量大。然而,編譯型PLC根據(jù)用戶程序選擇性編譯,編譯下載后直接執(zhí)行,即“選擇性編譯,多次執(zhí)行”,所以執(zhí)行效率高,實(shí)時性好,代碼量小。本文通過對國內(nèi)外PLC的研究,基于IEC 61131標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)了基于ARM的嵌入式編譯型PLC的基本功能,具有通用性好、成本低廉、實(shí)時性好、代碼量小等優(yōu)點(diǎn)。本文主要工作包括如下幾點(diǎn):(1)在PLC國內(nèi)外現(xiàn)狀、發(fā)展、存在問題以及IEC 61131標(biāo)準(zhǔn)的研究基礎(chǔ)上,把IEC61131軟硬件模型映射為現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)的編譯型PLC的軟硬件架構(gòu)。(2)用戶開發(fā)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)。針對梯形圖元件指令具有種類繁雜的特點(diǎn),本文通過研究發(fā)現(xiàn)梯形圖遵循相似的外形,采用了一種基于數(shù)據(jù)模板的梯形圖元件構(gòu)建方法,減小了實(shí)現(xiàn)的冗余性;梯形圖轉(zhuǎn)C++程序?qū)儆诰幾g難題,本文提出了一種新的基于塊樹的,梯形圖轉(zhuǎn)塊樹,然后通過塊樹生成C++程序的方法,具有顯著的模塊化特點(diǎn)。(3)運(yùn)行系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)。針對采用中斷數(shù)據(jù)收發(fā)占用大量CPU的問題,本文提出了一種DMA組合中斷方式的數(shù)據(jù)收發(fā)方式,使得數(shù)據(jù)收發(fā)更加有效;針對同一個PLC功能指令支持復(fù)雜數(shù)據(jù)類型操作的要求,本文提出采用了函數(shù)模板的方式加以實(shí)現(xiàn),減小了重復(fù)定義的復(fù)雜性;針對PLC功能塊指令受內(nèi)部變量影響,本文提出采用了類的方式加以實(shí)現(xiàn),提高了功能塊的封裝性;針對不同數(shù)據(jù)類型訪問同一個數(shù)據(jù)的需求,本文提出采用了以共用體定義指針訪問數(shù)據(jù)的方式,方便了數(shù)據(jù)的訪問;針對任務(wù)調(diào)度的需求,本文對任務(wù)進(jìn)行了劃分和定義,并實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的算法,既滿足了任務(wù)調(diào)度的需求,又通過中斷任務(wù)滿足了實(shí)時性要求更高的需求;針對監(jiān)控、在線編程的需求,本文對其進(jìn)行了研究和實(shí)現(xiàn),并定義了相應(yīng)的通信協(xié)議。(4)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及測試。通過把硬件劃分為模塊,依次設(shè)計(jì)了開關(guān)量輸入輸出接口、幾種常見的模擬量輸入輸出接口、通信、電源等輔助電路的原理圖,并進(jìn)行了PCB的設(shè)計(jì)和打板。通過一個簡單的測試,對整個系統(tǒng)的軟硬件作了一個基本的驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：PLC 編譯型 開發(fā)系統(tǒng) 運(yùn)行系統(tǒng) 編譯器
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM571.61
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 課題研究背景和意義9-11
• 1.1.1 工業(yè) 4.0 及數(shù)控一代的到來9
• 1.1.2 PLC的發(fā)展及存在的問題9-10
• 1.1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.1.4 ARM處理器11
• 1.1.5 課題研究意義11
• 1.2 課題研究的目的和主要工作11-13
• 第2章 系統(tǒng)架構(gòu)13-19
• 2.1 解釋型PLC和編譯型PLC工作原理13-14
• 2.2 IEC 61131標(biāo)準(zhǔn)14-15
• 2.3 編譯型PLC軟件架構(gòu)15-17
• 2.3.1 架構(gòu)15-16
• 2.3.2 實(shí)現(xiàn)方式和實(shí)現(xiàn)工具16-17
• 2.4 PLC硬件架構(gòu)17-18
• 2.4.1 架構(gòu)17-18
• 2.4.2 實(shí)現(xiàn)方式和實(shí)現(xiàn)工具18
• 2.5 本章小結(jié)18-19
• 第3章 開發(fā)系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)19-49
• 3.1 主模塊19-20
• 3.2 梯形圖編程模塊20-33
• 3.2.1 變量聲明區(qū)20-24
• 3.2.2 程序圖形編輯區(qū)24-33
• 3.3 編譯模塊實(shí)現(xiàn)33-47
• 3.3.2 梯形圖轉(zhuǎn)C++語言34-41
• 3.3.3 GCC編譯41-47
• 3.4 本章小結(jié)47-49
• 第4章 運(yùn)行系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)49-74
• 4.1 運(yùn)行系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)制49-50
• 4.2 驅(qū)動設(shè)計(jì)50-55
• 4.2.1 掃描輸入濾波處理50-52
• 4.2.2 數(shù)據(jù)收發(fā)52-55
• 4.3 指令庫55-56
• 4.4 數(shù)據(jù)類型和存儲區(qū)56-59
• 4.5 任務(wù)調(diào)度59-62
• 4.6 監(jiān)控62-64
• 4.7 Modbus64-66
• 4.8 在線編程66-71
• 4.9 編譯型PLC調(diào)試討論71-73
• 4.10 本章小結(jié)73-74
• 第5章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及測試74-87
• 5.1 處理器選擇74
• 5.2 原理圖設(shè)計(jì)74-82
• 5.2.1 開關(guān)量電路74-76
• 5.2.2 模擬量電路設(shè)計(jì)76-79
• 5.2.3 通信電路設(shè)計(jì)79-80
• 5.2.4 電源電路設(shè)計(jì)80
• 5.2.5 其它電路設(shè)計(jì)80-82
• 5.3 PCB設(shè)計(jì)82-83
• 5.4 測試83-86
• 5.5 本章小結(jié)86-87
• 第6章 總結(jié)與展望87-89
• 6.1 總結(jié)87-88
• 6.2 展望88-89
• 致謝89-90
• 參考文獻(xiàn)90-92
• 附錄A92-93

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 何惠琴;;ARM調(diào)試系統(tǒng)中JTAG協(xié)議的研究與實(shí)現(xiàn)[J];小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng);2008年08期

2 周濟(jì);;制造業(yè)數(shù)字化智能化[J];中國機(jī)械工程;2012年20期

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本文編號：960245