基于PC的軟PLC開發系統軟件設計

廣東工業大學 劉 軍 袁文波 陳慶瑜 王欽若

華南師范大學 鄭小青

0 引言

隨著當代工業規模不斷擴大，發展迅速，傳統的PLC因廠家不一，機型不兼容，價格昂貴以及功能模塊相對封閉等原因滿足不了開放性實際需求。同時計算機技術在工業現場的應用已經變得密不可分與廣泛。本文介紹一款基于PC的軟PLC軟件，以解決當前工業自動化領域面臨的問題并改變現狀。該款軟PLC提供友好的人機交互頁面，由編譯系統和運行系統組成，它繼承了硬件PLC的高效可靠等優點。

1 軟PLC的工作原理

軟PLC一般由開發系統和運行系統組成，它不但繼承了硬件PLC的高效可靠等優點，而且能在一定程度上打破傳統硬PLC非開放式系統的局限性。用戶通過軟PLC編程開發系統提供的友好人機交互頁面進行編程開發以實現自己需要的功能，然后對用戶輸入的程序進行編譯語法查錯生產目標代碼，最后進行仿真，查看仿真結果是否達到預期。確認無誤后將目標代碼下載至運行系統中。軟PLC系統工作示意圖如圖1所示。本文主要介紹軟PLC開發系統設計與實現。

圖1 軟PLC系統示意圖

圖2 梯形圖和指令表數據結構

圖3 軟PLC系統開發界面

2 軟PLC的開發系統設計

定義兩個結構體，一個用來描述梯形圖元器件，另一個描述指令表。如圖2所示。通過結構體存放相關信息，并通過界面顯示編輯狀態。

軟PLC系統開發界面如圖3所示。分為左右兩欄和底部一欄，左欄為文件區，用來切換當前PLC程序文件；右欄為編輯區，用來顯示正在編輯的PLC程序界面；底部為編譯信息顯示區，顯示PLC程序的編譯狀態，若有錯誤顯示對應錯誤的位置，若無錯誤顯示編譯成功。底部的三個按鈕分別對應右欄編輯區的顯示模式，分別為圖3(a)梯形圖模式、圖3(b)指令表模式和圖3(c)仿真模式，默認初始化是梯形圖模式。

當發生梯形圖模式和指令表模式之間的相互切換時，會調用相應的轉換算法，轉換算法基于二叉樹實現，編輯區提供不同語言的編輯模式使得適配不同用戶的習慣語言。

圖4 編輯模塊對話框

在仿真模式下可雙擊圓形按鈕強行改變通斷，按鈕會進行紅綠色切換，單擊仿真按鈕可開始仿真，再次點擊結束仿真，界面會有提示。雙擊編輯區頁面，如圖4所示，在梯形圖模式下彈出對話框選擇梯形圖元器件，指令表模式下彈出對話框選擇指令表指令。

當點擊確定按鈕時，該對話框的信息存在LADDER或INSTRUCTION中。然后刷新界面顯示。

3 結語

在工業控制系統中找到一款能代替傳統硬PLC的產品，在保證硬PLC高效可靠的前提下，同時改善其廠家不一，機型不兼容，價格昂貴以及功能模塊相對封閉等不足點，軟PLC剛好能滿足廣大企業和用戶的需求。本文介紹了軟PLC開發系統中提供友好的人機交互頁面，闡述了通過對軟件模塊的編輯，對用戶輸入的程序進行編譯語法查錯生成目標代碼，進行仿真驗證，最后查看仿真結果是否達到預期。