基于Cortex-M3的软PLC技术的研究

更新时间：2020-03-31 20:48:27 大小：6M 上传用户：守着阳光1985 查看TA发布的资源 标签：Cortex-M3 plc 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

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可编程控制器(Programmable Logic controller,简称PLC)结合了计算机通用、灵活、功能强大和继电器控制装置价格低廉、操作简便的优点,以其高速度、高可靠性而受到工业自动化控制领域的欢迎。但是,随着计算机、网络通讯、微处理器等技术的迅速发展,当今的工业控制过程越来越复杂,要求也越来越高,更趋向于分散化和个性化。固定单一的硬件和封闭的编程方式阻碍了PLC自身的发展,为了克服传统PLC的这些不足,且伴随着IEC61131-3国际编程标准的颁布,软PLC技术应运而生,极大地促进了PLC向开放性和通用性的发展。

本文通过对国内外软PLC技术的研究,实现了符合IEC61131-3编程标准的梯形图到标准C语言的转换算法,并选择以Cortex-M3为内核的STM32作为本平台的处理器。通过调用STM32的C编译器对梯形图生成的C目标代码和底层驱动函数进行联合编译并下载至硬件平台运行,实现了PLC的基本功能。目前,市场上几乎所有的单片机和ARM处理器都支持C语言,我们仅需要修改少量的驱动函数,就能够将本平台的梯形图程序移植到其它平台上使用。处理器可根据硬件需求和成本等因素灵活选择,实现了真正的平台开放,并且极大得缩短了项目开发周期。本文的工作主要包括以下几点:

1.介绍了传统PLC和软PLC的体系结构和工作原理,并对本系统的需求进行了分析,确定了各个模块的具体功能。

2.对上位机编辑界面进行了设计,为用户提供了良好和人性化的编程环境。

3.介绍了各梯形图元件的功能,分析了梯形图复杂的分支结构关系,并在此基础上为梯形图的元件、串并联结点和梯级设计了相应的数据结构。

4.实现了梯形图的具体编辑操作算法,如元件的查找、添加和删除,梯形图程序的保存和读取等。

5.设计了一种中间语言,并实现了梯形图程序到中间语言的转换。这种中间语言不仅能够直接转换成C语言,还可以转换成C++等高级编程语言,为本平台的后续优化和功能扩展提供了良好的接口。

6.实现了中间语言到标准C语言的转换。

7.通过设计一个小型的滴灌系统,对本系统硬件和软件平台进行了全面的验证。

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