廣東工業(yè)大學(xué) 劉 軍 袁文波 陳慶瑜 王欽若

華南師范大學(xué) 鄭小青

0 引言

隨著當(dāng)代工業(yè)規(guī)模不斷擴大，發(fā)展迅速，傳統(tǒng)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(shù)在工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用已經(jīng)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(dāng)前工業(yè)自動化領(lǐng)域面臨的問題并改變現(xiàn)狀。該款軟PLC提供友好的人機交互頁面，由編譯系統(tǒng)和運行系統(tǒng)組成，它繼承了硬件PLC的高效可靠等優(yōu)點。

1 軟PLC的工作原理

軟PLC一般由開發(fā)系統(tǒng)和運行系統(tǒng)組成，它不但繼承了硬件PLC的高效可靠等優(yōu)點，而且能在一定程度上打破傳統(tǒng)硬PLC非開放式系統(tǒng)的局限性。用戶通過軟PLC編程開發(fā)系統(tǒng)提供的友好人機交互頁面進行編程開發(fā)以實現(xiàn)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(chǎn)目標代碼，最后進行仿真，查看仿真結(jié)果是否達到預(yù)期。確認無誤后將目標代碼下載至運行系統(tǒng)中。軟PLC系統(tǒng)工作示意圖如圖1所示。本文主要介紹軟PLC開發(fā)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)。

圖1 軟PLC系統(tǒng)示意圖

圖2 梯形圖和指令表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

圖3 軟PLC系統(tǒng)開發(fā)界面

2 軟PLC的開發(fā)系統(tǒng)設(shè)計

定義兩個結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)體存放相關(guān)信息，并通過界面顯示編輯狀態(tài)。

軟PLC系統(tǒng)開發(fā)界面如圖3所示。分為左右兩欄和底部一欄，左欄為文件區(qū)，用來切換當(dāng)前PLC程序文件；右欄為編輯區(qū)，用來顯示正在編輯的PLC程序界面；底部為編譯信息顯示區(qū)，顯示PLC程序的編譯狀態(tài)，若有錯誤顯示對應(yīng)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(yīng)右欄編輯區(qū)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(dāng)發(fā)生梯形圖模式和指令表模式之間的相互切換時，會調(diào)用相應(yīng)的轉(zhuǎn)換算法，轉(zhuǎn)換算法基于二叉樹實現(xiàn)，編輯區(qū)提供不同語言的編輯模式使得適配不同用戶的習(xí)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(jié)束仿真，界面會有提示。雙擊編輯區(qū)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(dāng)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(jié)語

在工業(yè)控制系統(tǒng)中找到一款能代替?zhèn)鹘y(tǒng)硬PLC的產(chǎn)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(yè)和用戶的需求。本文介紹了軟PLC開發(fā)系統(tǒng)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(jié)果是否達到預(yù)期。