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软PLC控制技术综述

2006/3/31/09:45 来源:e-work 作者:欧阳三泰,周琴,欧阳希

    开放式数控系统是当前数控技术研究的热点。在发展高速高效高精度及智能化等性能的同时,功能的发展也要求越来越强,具体体现在尽量用软件来实现数控的所有功能,使硬件规模达到最小化。以PC为硬件平台,用软件来实现PLC的功能(即软PLC)成为开放式数控系统中PLC的发展趋势。描述了软PLC技术的组成结构和应用特点,并对其技术优势和技术发展的制约因素进行了分析,探讨了软PLC技术在工业领域的应用控制方案。软PLC编译程序和模拟运行程序运行效率较高,且显示硬PLC不可比拟的优越性,非常适合应用于开放式数控系统中。
 

一、软件PLC技术的形成背景

    20世纪90年代后期,人们逐渐认识到,传统PLC(本文简称硬PLC)自身存在着这样那样的缺点:难以构建开放的硬件体系结构;工作人员必须经过较长时间的专业培训才能掌握某一种产品的编程方法;传统PLC的生产被几家厂商所垄断,造成PLC的性价比增长很缓慢。这些问题都成了制约传统PLC发展的因素。近年来,随着计算机技术的迅猛发展以及PLC方面国际标准的制定,一项打破传统PLC局限性的新兴技术发展起来了,这就是软PLC技术。其特征是:在保留PLC功能的前提下,采用面向现场总线网络的体系结构,采用放的通信接口,如以太网、高速串口等;采用各种相关的国际工业标准和一系列的事实上的标准;全部用软件来实现传统PLC的功能。

    二、系统结构和应用特点

    (一)系统结构

    软PLC基于PC机,建立在一定操作系统平台之上,通过软件方法实现传统PLC的计算、控制、存储以及编程等功能,通过IO模块以及现场总线等物理设备完成现场数据的采集以及信号的输出。根据传统PLC的组成结构,软PLC系统由开发系统和运行系统两部分组成。也可分为编辑环境和运行环境两部分。编辑环境与运行环境是客户服务器模式,二者之间采用COMDCOM通信机制,运行环境作为COM服务器,提供标准的通信接口;编辑环境作为COM客户端应用,本地或远程访问存取这些接口,进行下载代码、读取运行环境的运行信息等操作。软PLC系统的整体框图如图1所示。


图1 软PLC系统的整体框图

    嵌入式系统通常由EPC或嵌入式控制器(也称智能控制器)和嵌入式软件组成,嵌入式软件又分为嵌入式操作系统和嵌入式应用程序,嵌入式操作系统的特点是程序短小、所需内存少,Mi-crosoft公司推出的WindowsCE就是一个嵌入式操作系统,而软PLC可以作为一个嵌入式应用程序运行在嵌入式系统中。

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