基于Windows软PLC的研究和开发.doc

基于 Windows 的软 PLC 研究与开发 (申请上海交通大学硕士学位论文)  硕 士 生：白  江  导 专  师：王宇晗 研究员 业：机械制造及其自动化  研究方向：计算机数控技术 上海交通大学 机械与动力工程学院 2010.2 Research Development of Soft PLC Based on Windows Dissertation Submitted to Shanghai Jiao Tong University for the Degree of MASTER OF SCIENCE CANDIDATE: Bai Jiang SUPERVISOR: Prof. WANG Yuhan MAJOR: Mechanical Manufacture Automation SCHOOL OF MECHANICAL ENGINEERING SHANGHAI JIAO TONG UNIVERISITY 2010.2 上海交通大学硕士学位论文  摘要  基于 Windows 的软 PLC 研究与开发 摘 要 具有功能完善、优良编辑系统的 PLC 是高档数控系统的重要组成部分，基 于 PC 和通用操作系统软 PLC 是新一代 PLC 的发展方向，可以进一步提高数控 系统的灵活性和开放性。 本文首先通过研究传统硬件 PLC 的结构和工作原理，设计了软 PLC 的软 件结构，分析了软 PLC 的数据流程，对 Windows 下软 PLC 的实时性需求的满 足进行了研究。 基于 C++和 MFC 技术，在 VC++6.0 集成开发环境下实现了梯形图编辑系 统的设计，给用户提供一个方便的梯形图程序编写环境。开发了指令表编译模块， 能够将指令表程序转化为目标代码以便软 PLC 运行系统解释执行。 研究了软 PLC 运行系统的工作原理，分析了运行系统各组成模块的功能和工 作过程，并对实时多任务系统之间的同步与通信进行了研究，设计了软 PLC 运 行系统的数据存储结构，实现了软 PLC 运行系统的开发。 对软 PLC 的寻址方式，基本指令的工作过程，对功能指令中定时器和计数 器指令的工作原理进行了研究，设计开发了软 PLC 的指令系统。 开发的基于 Windows+RTX 的软 PLC 系统已用于国家高档数控机床及基础 制造装备重大专项中的全数字高档数控系统原型机中的测试及应用。 关键字：数控系统，软 PLC，RTX 上海交通大学硕士学位论文  ABSTRACT  Research Development of Soft PLC Based on Windows ABSTRACT PLC which has perfect function and editting system is an important part of high-end CNC system. The soft PLC which based on general operating system and PC is the trend of PLC’s development, can greatly improve the flexibility and opening up of CNC system. After studying the architecture and work process of traditional PLC, the software framework of soft PLC is designed, and the date flow of soft PLC is analyzed. This paper chooses Windows+RTX as the platform of soft PLC, which ensures SoftPLC systems real-time. Based on C++ and MFC technology, the edit module of ladder diagram is developed in the VC++6.0, which provides a convenient ladder edit environment for user. The compile module of instruction is also realized, which can successfully transform the instruction program to object code. The run system of soft PLC is developed. Modules in run system are analyze