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时间:2019-02-28
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1、摘要PLC通用控制器作为目前工业自动化的重要基础设备,被称为“工业自动化三大支柱”之首,在各工业生产领域发挥着愈来愈重要的作用【l】。但目前国内PLC通用控制器市场主要为国外几家大公司占据【21,核心技术一直难以突破,国内少数几家公司能生产中低端PLC通用控制器【3】,为实现我国的工业自动化目标亟需改变这种落后状态。IEC61131.3规范的颁布和新型微处理器的出现,为研究设计新型PLC通用控制系统指明了发展方向,提供了硬件基础【4】。PLC通用控制系统主要包括编程环境和底层运行系统两部分,本文集中研究了底层运行系统,分析了IEC61131.3规范和PLC控制系
2、统组成及工作原理,讨论了底层运行系统软硬件设计关键问题,并提出通用控制系统设计思路。本文提出一种PLC控制系统中间代码定义;合理安排内存分配机制;比较编译和解释方法实现PLC指令系统的优劣,并提出一种高效简单的解释执行方法;编写指令解释执行函数库;设计PLC和PC通讯协议;移植嵌入式操作系统对控制系统进行多任务调度;最后在高速ARM硬件平台上,开发实现PLC通用控制系统底层运行系统。本文最后设计一系列实验对PLC通用控制系统底层平台进行验证,试验结果表明了该设计方案可行性,且指令的执行效性较高。本文实现了一个PLC通用控制系统雏形,为研发国产PLC提供了新的思路
3、。关键词:IEC61131.3,PLC,底层运行系统AbstractABSTRACTAsanelementarydeviceforcontrolofindustrialprocesses,aProgrammableLogicController(FLC)isknown舔oneofthethreemajorpillarsforautomationandplaysamoreandmoreimportantroleinthemanufacturingindustry.However,thecorctechnologyofPLCsandmostofthemarketsi
4、nChinatodayareheldbyforeigncompanies.FewPLCsareproducedbydomesticenterprises.DevelopingtechniquesforPLCproductionissignificanttotheChineseautomationindustry.AstheintroductionoftheinternationalstandardIEC6131·3andtherapiddevelopmentofmicroprocessors,thestandardizedPLCsoftwarearchitect
5、ureandprogramminglanguagesareenvisagedtobeimplementedontothehardwareplatformsusingthenewgenerationofmicroprocessorswiththeexpectednewfeatures,such勰miniaturizationbuthighperformance.Therefore,theresearchanddevelopmentofPLCtechniquesalefeasibleandtimely.APLCcontrolsystemconsistsofatwot
6、ierhierarchycomposedoftheuppertierofprogrammingsofhvareandthebottomtierofarunningsystem.ThisthesishasworkedonthebottomrunningsystemofPLCs.ThroughcarefulstudyoftheintemationalstandardIEC6131.3andthetraditionalPLC’sarchitecturesandworkingprocesses,thekeydesignproblemsareidentifiedandaf
7、easibleschemeisdevised.Inthethesis,anewformatofintermediatecodeisdefinedforinstructionexecution.Memorymanagementmechanismisdevelopedforefficientstorage.Bycomparisonofcompilationandinterpretation,anewinterpreterisdevisedforefficientinstructionexecution.Theassociatedfunctionsettosuppor
8、ttheexecutio
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