基于开放式数控系统软件的PLC设计

２ Ｐ Ｌ Ｃ的结构 与工作原理
２ ． １ Ｐ Ｌ Ｃ 的结构
４ Ｐ Ｌ Ｃ的开发 运行 系统 及 总体 结 构设计
运行系统是软件Ｐ Ｌ ｃ 的核心， 完成输入处理、 程序 执行、 输
通常 由Ｉ ／ Ｏ 接 口、 通信接 口、 系统管 理器、 错 误 Ｐ Ｌ Ｃ 是 由中央处理器 （ Ｃ Ｐ Ｕ ） 、 存储器 、 编程器 、 输入 ／ 输 各输 入点的状 态采集或 输入 数据采集 、 用户程 序的执行、 各 和文本模 式语言 指令 表Ｉ
指令表语言不但简单 易 输 出点状 态更新、 编程器键 入响应 和显示更新及ｃ Ｐ ｕ 自检等 功 是 目前应用最广泛 的直观 的编程语言； 而且非常容易实现 ， 且Ｉ Ｅ Ｃ ｌ ｌ ３ １ — ３ 的其 它语言如功能块 图、 能。 Ｐ Ｌ Ｃ 的循 环扫 描工作方 式， 每个扫 描周期分为输入采样、 程 学， 梯形 图等 都可 以转换 为指令表 语言。由于系统 的 序 执行 和输出控制三个阶段 。 Ｐ Ｌ Ｃ 在输入采样阶段 ， 首先扫描所 结构化 文本、 可 以根据 以后 的需要 ， 将 其他三种编程 语言加载到 系 有 端子， 并将 各输入存入 内存 中各对应 的输入 映像寄存器 。 接 开放性 ， 统 中来 。 根据本实验 室已经开发的运行系统 ， 开发 系统需要 生 着 进入程 序执行阶段 ， 在这个阶段 ， 输 入映像寄存器与外界隔 离， 无论信号如何变化 ， 其 内容保 持不变直到下一个扫描周期 。 成 的目标代码为ｃ ／ Ｃ ＋ ＋ 语言的形式 。 也就是说， 开发系统需要将 命令才 能运 在程序 执行阶段 ， Ｐ Ｌ ｃ 会按照先左后右， 先上后下的顺序对 程序 梯形 图等编程 语言 转换 为运行 系统指 定 的格 式 ，
基于开放 式数控系统软件的Ｐ Ｌ Ｃ 设计
杨金韬（ 齐重 数控装备股 份公司 ， 黑龙江 齐齐哈 尔 １ ６ １ ０ ０ ５ ）
摘 要 ： 从 数控技 术产生并应用至今 ， 数控 系统 经历 了 从专用封 闭式体 系向开 放 式模 块化 结构 的发 展 过 程 ， 其 辅助控 制 功能由可编程 逻辑 控制 器来 实现 ， 而传 统Ｐ Ｌ Ｃ 并不能满足 开放 式数 控 系统的需求 。 因此 ， 基于Ｐ Ｌ Ｃ 机 的采 用软件 实现控 制功 能的软 Ｐ Ｌ Ｃ 技 术 出现 并不断发 展 起 来。 本 文首先介绍 了Ｐ Ｌ Ｃ 的概 念及特点， 之后讲 述 了Ｐ Ｌ Ｃ 结构 与工作原理 ， 然后叙 述 了 开 放 式数控 系统 对软 Ｐ Ｌ Ｃ 需求 ， 最 后详 细介 绍了 软件 Ｐ Ｌ Ｃ
这 就需要一个 解释 编译 的过 程。 将 梯形 图转 换为Ｃ ／ Ｃ ＋ ＋ 命 进行逐行 逐句扫描 。 当指令 中存 在输入、 输出指令时， Ｐ Ｌ Ｃ 从输 行。
可 以采用两种方法 ： １ ） 直接 法： 梯形图表示 的电气控制线路 入映像寄存器 中读入上一阶段的状态， 从输 出映像寄存器读入 令， 呈矩 阵排 列模 式， 因此 ， 可 以依靠矩 阵的运算 ， 将梯形 图直接 对应输 出映像寄存器 的当前状态 。 然后进行相应 的运 算， 运算 ／ ｃ ＋ ＋ 语言命令， 然后用系统 自带 的ｃ 编译器进一 步编译 结果存入元件 映像寄存器 中。 在输 出刷新 阶段 ， 在所 有指令执 转 换为ｃ
的开发 运行 系统 。
关键 词 ： 开放 式； 数控 系统 ； 软件 ； Ｐ Ｌ Ｃ 设计
１ Ｐ Ｌ Ｃ的概 念及特 点
读性、 可维护性和可移植性。 ３ ） 能充分利用Ｐ ｃ 机的资源： 如大容
高速ｃ Ｐ Ｕ 及其它硬件 ， 且更加可靠。 ４ ） 具有更强 的数 可编程 控制器是一种 以微处理器为核心的用于工程 自动控 量 的内存 、 据处理能力 ： 能够 在短时间内处理大 量数据 ， 利 用Ｐ Ｃ 机 的软件 制的工业 控制机 ， 其本质是 一台工业 控制专用计 算机 。Ｐ Ｉ Ｊ ｃ 一 如浮点数和字符 串 般具有以下的特点： 运行 稳定， 可靠性高 ； 控制 功能 强； 编 程简 平台处理一些 比较复杂 的数据及数 据类型 ， 且数据管理更加方便， 可 以利用操作系统 提供的功能， 方便 单， 使 用方便； 适用于恶劣的工业环境、 抗干扰能力好； 功能完 等 。 ５ ） 节约成本和 善， 具有各种接 口， 与外部设备连接 极方便； 扩充方便 ， 组合灵 地 通过 建立文件或者数 据库 的方 式管理 数据 。 培训费用。 活， 简单易学。
调试 内核和编译器 组成。 软件Ｐ Ｌ Ｃ 运行系统以文件模 拟 元、 电源和外部设备组成 。 中央 处理单元是整个系统的核心， 负 管理器 、 输 入、 输出映象区， 将开发系统生成 的程 序编译连 接成可执 行 责协调各 个部分的工作 。
２ ． ２ Ｐ Ｌ Ｃ 的工作原理
Ｐ Ｌ Ｃ 的工作过程 是周期扫描 的工作过程 。 通过编 程器或其
２ ） 间接法： 梯形图与指令表 的一 —对应关系， 可以把梯形 行完毕后， 输 出映像寄存器 中所有输 出继 电器的状态转存到输 运 行。 图程序转换 为文本形式的指令表语言， 再对指令 表语言进行处 出锁存 寄存器中， 通过一定方式输 出， 驱动外部负载。
文件运行， 用输 出结果反映Ｉ ／ ０ 状态的改变 。
Ｐ Ｌ Ｃ 的基本 原理和开发 系统应实现 的基 本功 能， 将 系统分
根据Ｉ Ｅ Ｃ １ １ ３ １ — ３ 对Ｐ Ｌ Ｃ 编程语 言的规 它输入设备输入用户程 序存放在Ｐ Ｌ Ｃ 的用户存储器 中。 当Ｐ Ｌ Ｃ 开 为编辑 和编译 两大模 块 。 目前选择 了图形模 式语 言梯形图Ｌ Ｄ 始 运行 时， Ｃ Ｐ Ｕ 根 据系统 监 控程序 的规 定顺序 ， 通 过扫描 ， 完 定和五种语言的各 自特点 ，