软plc控制技术综述

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1、软PLC控制技术综述

2、第1（二）技术实现以西门子公司开发的软件PLC产品为例说明它的构成方式。第一种，在PC机上安装专用程序，使PC机用作为可编程控制器。该PC机上的操作系统是基于实时功能的，如：WindowsNT或WindowsCE或Linux等，在西门子开发的应用软件Pro-ToolPro的支持下，实现控制和监视，在编程软件STEP7支持下，提供用户编程环境。该PC机上还集成了现场总线Profibus-DP的通信协议及Profibus-DP接口，用以实现与分布式IO及其他现场设备的连接。第二种，将软PLC做成一块插板，安装在

3、PC机的PCI总线插槽上。该PLC是可以独立工作的微机系统，与PC机无关，如有需要甚至可以用自身独立提供的电源。PC机可以容纳数个插槽式的PLC，并把它们当作集成模块，在操作系统支持下既独立又协调地工作。这种软PLC对操作系统、控制软件和编程软件的要求与第一种相同。在PC机的平台上，实现编程、运行、操作、监控数据存储及状态显示功能。当对实时控制的要求较低时，一般使用第一种结构，专用软件就直接安装在WindowsNT中，也可用带实时扩展子系统的软件，提高实时控制性能。如果对控制器的可靠性和控制性能要求较高，可选择插槽式PLC，因为

4、它拥有自己的操作系统，有可靠的数据存储和准确的重新启动功能。（三）应用特点应用特点为：①体现了IPC，PLC和DOC先进技术的集成。可充分利用PC平台上的硬件和软件资源，使控制系统更具特色；②系统更开放，应用更方便。软件PLC通过自己开发工具提供的OPC功能和Active控件，既可连接Office软件，也可连接用VB，VC开发的软件；③基于PC+现场总线+分布式IO的控制系统简化了复杂控制系统的体系结构，提高了通信效率和速度，降低了投资成本。三、技术优势及其发展的制约因素（一）技术优势软PLC解决了传统PLC的兼容性差、通用性差

5、等问题，具有多方面的优势。软PLC的硬件体系结构不再封闭，用户可以自己选择合适的硬件组成满足要求的软PLC。传统PLC的指令集是固定的，而实际工业应用中可能需要定义算法。软PLC指令集可以更加丰富，用户可以使用符合标准的操作指令。PC机厂家的激烈竞争使得基于PC机的软PLC的性价比得以提高。传统PLC限制在几家厂商生产，具有私有性，因此很难适应现有标准计算机网络，常常是PLC与计算机处在不同类型的网络中。软PLC不仅能加入到已存在的私有PLC网络中，而且可以加入到标准计算机网络中。这使得现有计算机网络的很多研究成果很容易地应用到

6、PLC控制技术中。软PLC的技术是基于IEC61131-3标准的，因此在掌握标准语言后开发就比较容易。（二）发展的制约因素尽管软PLC技术具有很大的发展潜力，但是这项技术的实现需要解决一些重要的问题。其中主要是以PC为基础的控制引擎的实时性问题。软PLC首选的操作系统是WindowsNT，但是它并不是一个硬实时的操作系统。传统PLC具有硬实时性，正因为如此它才能提供快速、确定而且可重复的响应。而要让WindowsNT具有硬实时性，必须对它进行扩展，使得PC的控制任务具有最高的优先级，不因为NT的系统功能和用户程序的调用而被抢占。

7、现在，我们可以通过一些方法将实时性能加入到NT系统中去。比如，修改NT的硬件抽象层，或者NT与一种经过实用验证的硬实时操作系统组合。另外，WindowsCE等操作系统具有了NT在硬实时性方面所不具备的特性。在实际开发中也可使用其他的操作系统作为平台。四、软PLC技术应用控制方案根据软PLC运行的硬件平台的不同，其控制功能的实现方案有以下三种。1．基于IPC或EPC的控制方案在这种控制应用方案中，系统的软件平台可以采用WindowsNT，WindowsCE或Linux等，通用IO板卡和IO接线端子板（或现场总线卡、现场总线以及远程

8、IO模块）负责与工业控制现场打交道。采集上来的输入信号被软PLC运行系统处理，软PLC开发系统（编程器）编写的控制应用程序也被软PLC运行系统解释执行，最后将处理后的信号输出到本地（或远程）控制现场完成相应的本地控制（或远程控制）功能，及其控制方案和过程。2．基于嵌入式控制器或智能控制器的控制方案嵌入式控制器是一个超小型计算机系统，一般没有显示器，其软件平台是嵌入式操作系统（如WindowsCE）。在这种控制方案中，软PLC运行系统可以作为一个固件被安装到嵌入式控制器中，开发系统编写的应用程序通过RS232或TCPIP协议下载到

9、此控制器中，因此整个系统就如同一个黑盒子运行并完成指定的控制功能。3．基于传统PLC的控制方案。在这种方案中，传统PLC将只作为一个硬件系统平台，将软PLC运行系统安装到此传统PLC硬件中，然后将开发系统编写的PLC应用程序下载到此硬件系统并运行，即可实现PLC