分析嵌入式軟PLC編程系統的設計

練淼森

摘要：嵌入式系統在工業控制領域發揮了十分重要的作用，對促進工業發展意義重大。在計算機技術的快速發展下，傳統的PLC不再適應自動化控制發展，軟PLC得到了快速發展，彌補了原有嵌入式系統應用存在的不足。文章在闡述PLC工作原理的基礎上，從嵌入式軟PLC編程系統總體設計、編輯模塊設計、編譯模塊設計幾個方面具體分析嵌入式軟PLC編程系統的設計。

關鍵詞：嵌入式；軟PLC編程系統；設計；編譯

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）12-0009-01

PLC是可編程控制器的簡稱，是在上個世紀六十年代發展起來的一種自動化控制裝置，基本設計思想是將計算機的優勢和繼電器控制系統優勢結合起來，從而形成一種數字運算操作電子系統，為國家工業發展提供重要支持。在計算機技術、微電子技術、通訊技術的深化發展下，傳統的PLC暴露出自身的缺陷，軟PLC的出現彌補了傳統PLC的應用局限。為此，文章主要就嵌入式軟PLC編程系統的設計問題進行分析。

1 PLC工作原理

PLC是一種數字運算操作電子系統，主要是在相應存儲器的作用下來對系統內部程序的計算、邏輯安排、順序編排等進行控制。PLC的應用凝聚了定時、計數、算數等運算等功能，通過數字式、模擬式的輸入和輸出來控制各類機械生產。可編程控制器在通電之后需要對硬件和相關資源做出一些初始化工作，在初始化之后系統需要反復處理各個階段的任務。

2 嵌入式軟PLC系統的總體設計

嵌入式系統一般是以應用為基本中心，以計算機系統為基礎，和一般計算機系統相比顯示出良好的可靠性、適應性、功能性。軟PLC就是在嵌入式軟PLC系統應用操作的基礎上，將嵌入式軟PLC系統所具備的功能封裝在軟硬件中，從而實現PLC的邏輯控制功能。

3 嵌入式軟PLC編輯模塊的設計和實現

3.1 模塊環境

嵌入式軟PLC編輯模塊所適應的環境是VC++的編程環境，在VC++的編程環境中創建基于MFC應用程序的軟PLC的開發系統，并將開發系統格式設定為*plc，以多種類型文檔的形式存儲，旨在適應多梯級編輯需求。

3.2 梯形圖編輯

3.2.1 規范說明

第一，元件要和網絡對應。第二，垂直連接線在網格間隔線中，在應用的時候不占網絡。第三，可以選擇具體的元件設置參數或者修改。第四，元件輸出之后不能再添加其他元件。支持窗口重繪。第五，能夠對梯形圖進行插入、刪除元件的操作處理。

3.2.2 元件之間的部署安排分析

梯形圖簡單元件的時候對其他子元件的應用操作提供了重要基礎支持。在系統開發帶時候能夠設定其中一類作為梯形圖元件的總體接口，通過這一接口實現對其他元件子類的操作。

3.2.3 生成和顯示

梯形圖元件的生成和顯示對發揮梯形圖的設計起著十分總要的作用，也是整個編輯模塊的關鍵點。在一般情況下，軟PLC元件的生成和顯示是在用戶點相應區域的一個瞬間內完整的，用戶在選擇添加某個元件之后，點擊編輯區網絡會立即生產元件對象，同時顯示。

3.2.4 編輯

首先，應用相關系統加載和處理梯形圖元件類型。其次，將鼠標放置在所需要編訂的區域范圍內，以掃描的方式來獲得鼠標對應的數值。再次，將梯形元件移動到存儲鏈表中，之后將完成的梯形圖在界面顯示。最后，完成梯形圖其他參數設置。

4 嵌入式軟PLC編譯模塊的設計和實現

4.1 編譯整體方案設計

嵌入式軟PLC編譯模塊的編輯具有簡單的特點，實際操作的時候需要在Windows操作系統基礎上選擇應用一種文本文件來作為信息配置基本形式，在這種信息系統的作用下連接相關開發系統應用程序和嵌入操作程序的銜接，在系統支持下開發編譯模塊，應用編譯模塊掃描梯形圖程序，將掃描信息保存在特定的文件中，結合運行環境對相關配置文件讀取。

4.2 梯形圖的編譯流程

梯形圖的編譯操作是對每一個元件結構體參數信息的填充，在填充之后生成配置文件。梯形圖的編譯操作分為三步：

（1）垂直連接線邏輯處理。垂直連接線是梯形圖編譯模塊的重要元件，存儲在鏈表中。在編譯模塊中，通用元件組LADE主要是用來描述元件在網絡上的分布情況，垂直連接線在網絡線上，不占據網絡。（2）填充元件結構體數組。考慮到配置文件是根據元件結構組元素參數進行記錄的，為此，需要結合用戶梯形圖程序來填充元件結構體數組。在操作的時候需要分析元件的屬性，如果是多元網絡元件，則是需要對其對應的元素參數賦予ELE-UNUSABLE數值。（3）配置文件的生成。配置文件中的內容反映了用戶編寫的梯形圖程序，也是 嵌入式系統作為PLC控制操作的依據。對于通用元件，需要按照元件基本類型、并聯標記、存儲類型、存儲偏移量的格式進行記錄。記錄之后對每一個編輯文檔對應的元件進行掃描，將掃描信息打印到對應的配置文件上。

5 嵌入式軟PLC仿真模塊的設計和實現

5.1 仿真模塊運行原理

PLC按照循環往復的順序掃描形式工作的，掃描周期的確定需要經過采樣、用戶程序執行、輸出刷新三個階段完成。輸入采樣將數據信息輸入到制定區域內，為用戶程序執行提供支持，在掃描之后輸出被控對象的信息。軟PLC仿真模塊是模擬運行系統的重要應用程序，在上位機的環境下模擬真實的PLC運行操作，用戶通過模擬程序來檢驗梯形圖的程序，從而及時發現系統邏輯錯誤。

5.2 梯形圖的仿真解析

梯形圖的仿真主要是對編譯程序執行狀態進行檢測分析，通過有效的檢測分析及時發現程序操作出錯的地方，從而為接下來的工作提供有力支持。在嵌入式軟PLC系統設計的過程中，仿真模塊實現了對梯形圖程序運行狀態的現場模擬，能夠將梯形圖程序轉化為C程序，并通過相應的邏輯控制方式來執行指令。endprint

6 結語

綜上所訴，文章在闡述PLC原理的基礎上，結合嵌入式軟PLC開發系統目標，對其編輯模塊、編譯模塊、仿真模塊進行設計和分析，讓人們進一步了解到軟PLC的運行系統、運行機制，充分證明了軟PLC系統存在的必然。

參考文獻

[1]王永高.面向數控機床的嵌入式軟PLC開發系統的研究[J].科技資訊，2015，13（06）：81.

[2]艾建華.嵌入式軟PLC開發系統概述[J].科技創新與應用，2012，（19）：43.

Abstract：The embedded system plays a very important role in the field of industrial control， which is of great significance to the promotion of industrial development. With the rapid development of computer technology， the traditional PLC is no longer suitable for the development of automation control. Soft PLC has been developing rapidly， making up for the shortcomings of the original embedded system application. On the basis of explaining the working principle of PLC， the design of embedded soft PLC programming system is analyzed from the aspects of overall design of embedded soft PLC programming system， editing module design and compilation module design.

Key words：embedded； soft PLC programming system； design； compilationendprint