基于 codesys 软 plc 标准数据接口研究与实现

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1、学兔兔www.xuetutu.com第1期(总第182期)机械工程与自动化No．12014年O2月MECHANICALENGINEERING&AUTOMATIONFeb．文章编号：1672—6413(2014)01—0007—03基于CoDeSys的软PLC标准数据接口研究与实现豢申超，龙辛，黄波。，詹俊，庞伟(1．湘潭大学信息工程学院电气工程系。湖南湘潭411105；2．湘电风能有限公司，湖南湘潭4ll105；3．长沙金博联信息技术有限公司，湖南长沙410000)摘要：基于实时多任务VxWorks操作系统和CoDeSys开发环境的软PLC实现一种通用数据交互标准化接1：1。该接口实现于系

2、统软件层，上层应用只需通过变量名就可以对变量进行操作，实现了上层用户对数据的透明访问．如CoDeSys工程间数据的交互、多级PLC间数据的交互以及主控制任务与子控制任务的数据共享。实验验证了交互数据的有效性、实时性，并成功地应用在了Mw级风力发电机主控制器上。关键词：软PLC；VxWorks；CoDeSys；标准数据接口；哈希表中图分类号：TP273文献标识码：A0引言IEC变量以及子控制任务的变量，因此按照模块化设目前的软PLC大多针对不同的变量交互分别设计思路给子控制任务分配一块固定大小的内存区用以计变量交互接口，造成客户二次开发代码繁杂、工作量存储对应控制任务变量，并给PLC上层工程

3、也各自分大。实现一个通用标准数据接口(StandardVariable配一片同样大小的内存区，通过一套对内存区变量的Interface，SVI)可以减轻上层PLC开发人员的工作映射机制来实现变量共享。量、简化上层代码L1]。本文基于本项目自主研发的国产化软PLC，展开了对PLC内部通信接口的标准化和通用化的研究。1基于CoDeSys软PLC概述图l为采用嵌入式软PLC系统的总体结构方案。软PLC系统由开发系统和嵌入式运行系统两部分组成，开发系统采用CoDeSys开发环境，嵌人式运行系统采用VxWorks系统。软PLC均遵循IEC61131～3标准，支持5种标准语言编程(ST，IL，FBD，

4、LD以及SFC)。CoDeSys是德国3S公司开发的一个独立编程系统，它几乎可以适用于所有的工业控制器，支持包含IEC6l131—3协议5种标准编程语言在内的6种语图1嵌入式软PLC系统的总体结构方案言]。VxWorks是美国风河公司推出的一款实时多2．2共享数据区规划任务嵌入式操作系统，与其他嵌入式实时操作系统相根据不同的数据类型将存储变量分为四类：MX，比在实时性、可靠性方面具有一定的优势，现已广泛应MB，Mw，MR，用以分别存储1位、8位、32位长度的用于航空航天、军事、交通以及通讯等领域中。整型数据以及32位浮点型数据。每种数据各预留2接口设计方案256个。计算得到每个共享区分配长

5、度为：256*1+2．1设计思路256*8+256*32+256*32位共2336字节。SVI中共享的数据主要为上层PLC工程定义的为了方便统一寻址，在变量与数据区间增加一层*“十一五”国家科技支撑计划项目(2006BAA01A06)收稿日期：2013—04—28；修回日期：2013-08-18作者简介：申超(1987一)，男，湖南邵阳人，在读硕士研究生，主要研究方向：新能源发电系统。学兔兔www.xuetutu.com·8·机械工程与自动化2014年第l期变量到地址的映射，既可以通过变量名对变量进行访IEC全局变量名称到分配的内存地址间的映射，完善问，也可以通过统一的地址形式对变量读写。

6、整个SV1链表。2．3标准数据接12的实现图2为SVI映射关系的创建流程，在上电时，PLC读取NorFlash中的配置文件，调用解析程序获得配置信息，根据获取的用户配置信息初始化共享数据区，并根据配置文件建立起用户配置的SVI变量的映射关系，将对应的数据写入数据区。图3IEC变量结构图解析sMc配置文件根据前述分析，SVI采用3级链表结构，结构示意I图如图4所示。第1级节点为控制任务轴模块节点，创建SVI链表如前所述PIc系统控制任务默认为第0轴，第2级节0点为变量名，第3级节点为映射地址。当需要访问一取CoDeSys全局变量个SVI变量时，既可以仅通过变量名(控制模块变量完善SVI链表名

7、)取得映射地址从而访问数据，也可以通过统一的地图2SV1映射关系的创建流程址格式直接访问数据，Co1)eSys有一套严谨机制用以对IEC变量访问，1缴点Z敬节息3缴息工程中的每个变量，都会生成对应的一个函数块来保控常’变量名链表映射地址数据区任务链表J●存名字、数据类型以及数据地址等。例如在工程AXIS0lMX(O．255)(PLc系统控制任务)rnCounterMW／o／o＼MB(O．255)Applicationl中