嵌入式系统和PLC

合集下载

技术讲解：嵌入式智能人机界面与PLC的通讯

技术讲解：嵌入式智能人机界面与PLC的通讯1、引言近年来，嵌入式一词越来越多的被人们提及，嵌入式产品被应用到各行各业。

与嵌入式相关的技术如嵌入式产品，嵌入式系统的研究等也被列为十五家发展的重点方向。

嵌入式系统（Embedded System）被定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

随着工业自动化的发展，基于PLC，单片机等设备的自动化系统，自动化设备越来越普及，几乎遍布所有自动化领域，与之相应的人机交互系统也应运而生，并得到同步发展。

基于嵌入式技术的工业人机界面是人机交互系统中一颗耀眼的明星。

高可靠，寿命，体积小，高性能，多线程，多任务，强实时等特点使嵌入式工业人机界面越来越受到自动化系统集成商，自动化设备制造商的青睐。

它能够理想，生动地显示PLC，单片机等工业设备上的数据信息，功能强大，使用方便。

它作为PLC等控制设备的上端设备在用户和机器之间架设了一条桥梁。

该产品目前广泛应用在工业自动化系统，医疗，金融等行业的自动化设备。

随着越来越多的工程项目采用了嵌入式人机界面，相应的，用户对与嵌入式硬件配套使用的监控系统（SupervisoryControlandDataAcquisiTIon，SCADA）等应用软件的需求也在增加。

这也正是本文所要讨论的问题。

这里讲的嵌入式监控系统，其硬件为嵌入式智能人机界面；其软件为嵌入式操作系统，另加自己开发的应用程序。

本文后面主要介绍这个监控应用程序，重点介绍应用程序中通讯部分的实现原理。

当今，已发展有多种嵌入式操作系统，如Linux，VxWorks，WinCE等，完全可在其上开发出图文并茂、界面友好的应用，以满足监控系统的种种要求。

只是由于嵌入式技术相对是一门新兴的领先技术，涉足的人相对还比较少，所以这样的应用目前还比较少。

本文介绍的嵌入式监控系统算是一个实例吧。

2、系统组成我们所开发的这套嵌入式监控系统，上位机是沈阳鹭岛资讯科技有限公司开发的嵌入式智能工业控制人机界面（以下简称人机界面）。

PLC单片机嵌入式系统毕业论文.doc

PLC单片机嵌入式系统毕业论文目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1 课题的提出 (1)1.2 课题研究的意义 (1)1.3 课题研究的内容 (2)1.4 本章小结 (3)第2章总体设计 (4)2.1 硬件总体设计 (4)2.1.1 硬件需求分析 (4)2.1.2硬件设计方案 (5)2.2 软件总体设计 (6)2.2.1上位机软件需求分析 (7)2.2.2上位机软件总体设计 (7)2.2.3下位机软件需求分析 (8)2.2.4下位机软件设计方案 (10)2.3 本章小结 (10)第3章硬件设计与实现 (11)3.1单片机ADuC841及其必需的外接电路 (11)3.1.1晶振电路 (13)3.1.2复位电路 (13)3.1.3电源电路 (13)3.1.4 24位地址总线及系统扩展的寻址方法 (14)3.2 外部数据存储器接口电路 (14)3.2.1 DS1486芯片简介 (15)3.2.2外部存储器接口电路 (15)3.3 通信接口电路 (16)3.4 数字量I/O模块 (17)3.4.1数字I/O扩展 (17)3.4.2数字量输入端口电路 (18)3.4.3数字量输出端口电路 (18)3.5 模拟量I/O模块 (19)3.5.1 ADuC841片上模拟接口 (19)3.5.2 ADC输入接口电路 (20)3.5.3 DAC输出接口电路 (21)3.6 人机界面模块 (21)3.6.1 LCD接口电路 (22)3.6.2薄膜键盘 (23)3.7 控制器技术规格 (23)3.8 硬件设计方案的特色 (24)3.9 本章小结 (25)第4章上位机软件设计与实现 (26)4.1 文本处理程序 (26)4.1.1预处理器 (26)4.1.2词法分析器 (27)4.2 指令编码 (29)4.2.1编码规则 (29)4.2.2编码器实现 (31)4.3 串口通信程序 (33)4.3.1 LabVIEW与串口通信 (33)4.3.2串口通信程序设计 (34)4.4 上位机软件设计方案的特点 (34)4.5 本章小结 (35)第5章下位机软件设计与实现 (36)5.1 嵌入式软件的开发方式 (36)5.1.1嵌入式软件的特点 (36)5.1.2交叉开发方法 (36)5.1.3开发工具介绍 (37)5.2下位机软件结构 (38)5.2.1软件设计方法 (38)5.2.2软件功能描述 (38)5.2.3任务划分 (39)5.2.4嵌入式实时操作系统RTX51 TINY的移植 (41)5.3下位机任务的实现 (42)5.3.1 PLC功能存储区的映射及I/O读写 (42)5.3.2 LCD显示任务 (45)5.3.3看门狗任务 (45)5.3.4串口通信任务 (46)5.3.5读写外部RAM任务 (46)5.3.6按键处理任务 (48)5.4 PLC指令解释任务的实现 (48)5.4.1 PLC指令解释原理 (49)5.4.2标准触点指令的实现 (50)5.4.3与堆栈有关的指令的实现 (51)5.4.4立即触点指令的实现 (52)5.4.5跳变触点指令的实现 (52)5.4.6输出指令与其它指令 (53)5.4.7定时器指令的实现 (53)5.4.8计数器指令的实现 (55)5.4.9程序跳转指令的实现 (55)5.5 下位机软件的特色 (56)5.6 本章小结 (57)总结 (58)致谢 (59)参考文献 (60)第1章绪论1.1 课题的提出可编程逻辑控制器（PLC），又称为可编程控制器（PC），是为工业控制特别设计的一种专用计算机。

嵌入式精密内圆磨削数控系统集成PLC控制研究

ＸＩＥＯｕ，ＬＩＨｕ，ＲＥＮＫｕｎ
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｕｚｈｏｕＪｉａｎｇｓｕ２１５００９，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｎｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎｉｎｔｅｒｎａｌｇｒｉｎｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｃｏｎｔｒｏｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ａｄｅｓｉｇｎｆｏｒｅｍｂｅｄ— ｄｅｄｐｒｅｃｉｓｉｏｎｉｎｔｅｒｎａｌｇｒｉｎｄｅｒＣＮＣｓｙｓｔｅｍｉｎｔｅｇｒａｔｅｄＰＬＣｃｏｎｔｒｏｌｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ－ｇｒａｄｅｔｏｕｃｈｓｃｒｅｅｎｗａｓｕｓｅｄａｓｔｈｅＨｕｍａｎ－ｍａｃｈｉｎｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅ，ｓｈａｒｉｎｇｔｈｅＡＲＭｐｒｏｃｅｓｓｏｒｏｆｅｍｂｅｄ — ｄｅｄＣＮＣｓｙｓｔｅｍ．Ｂｙｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｏｆｔｈｅａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｈｅＰＬＣｃｏｎｔｒｏｌｆｕｎｃｔｉｏｎｗａｓｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｉｎｔｈｅｅｍｂｅｄｄｅｄＣＮＣｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗａｓｉｍｐｒｏｖｅｄａｎｄｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ

嵌入式与PLC之间有什么关系？

嵌入式与PLC之间有什么关系？
嵌入式
目前有一种说法，是目前市面上80%以上的电子产品实际上都是嵌入式产品，这样说是有道理的。

个人通信与娱乐系统：手机、数码相机、智能音响、可穿戴电子产品、PSP游戏机等；
家电类产品：数字电视、智能小家电产品、扫地机器人等；
办公自动化：打印机、复印机、传真机等；
医疗器械：生化分析仪、血液蛋白分析仪、CT等；
网络通信类：通信类交换设备、网络设备（交换机、路由器、网络安全）等；
汽车电子类：安全系统、引擎控制、汽车导航系统等；
工业控制类产品：工控机、交互式终端（POS、ATM）、安全监控、数据采集与传输等；
军事及航空类：无人机、雷达、作战机器人；
这些全部都属于电子产品，也都属于嵌入式产品领域，按照这种逻辑可以对嵌入式进行深一步的认识，嵌入式是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分
计算机系统：这套系统在此处指的实际上就是电子电路的那一部分，本质就是各种开发板和芯片。

装置和设备指的就是产品的外壳。

也就是说，将开发板作为一套系统，嵌入到设备外壳中，组成的产品，就是嵌入式产品。

PLC
PLC叫做可编程控制器，如果你将PLC拆开就会发现，PLC的本质也是一块开发板，嵌入到PLC的外壳中，所以说，PLC实际上就是一种嵌入式产品，只不过对于扫地机器人这类电子产品，他可以进行二次编程开发，所以称作可编程控制器。

基于PLC的嵌入式数控机床控制系统设计

基于PLC的嵌入式数控机床控制系统设计1. 引言1.1 研究背景嵌入式数控机床控制系统是指将数控技术与嵌入式系统相结合，实现对机床运动控制和加工过程的自动化控制。

随着制造业的发展和智能化需求的增加，嵌入式数控机床控制系统在现代制造领域中扮演着越来越重要的角色。

传统的数控机床控制系统受限于硬件成本高、性能受限等问题，而嵌入式数控机床控制系统能够通过PLC技术实现更加稳定、高效的控制，提高生产效率和产品质量。

目前国内对于嵌入式数控机床控制系统的研究仍处于起步阶段，尤其在系统设计和性能测试方面存在一定的不足。

加强对于嵌入式数控机床控制系统的研究和应用具有重要的理论和实际意义。

本研究旨在通过对PLC技术和嵌入式系统的探究，结合数控机床控制系统的设计原理，进行系统硬件和软件设计，并对系统性能进行测试，进一步完善嵌入式数控机床控制系统的设计与应用，提高制造业的智能化水平，推动我国制造业的发展。

1.2 研究目的研究目的是为了探索基于PLC的嵌入式数控机床控制系统设计的方法和技术，以提高数控机床的精度、稳定性和效率，满足不同领域对于加工精度和生产效率的需求。

通过该研究，可以深入理解PLC技术在数控机床控制领域的应用，为工业自动化发展提供新的思路和方向。

通过实际的系统硬件设计、软件设计和性能测试，可以验证相关理论的有效性和可行性，为工程实践应用提供参考和指导。

通过本研究对基于PLC的嵌入式数控机床控制系统的设计和实现，可以为我国工业制造业的发展做出贡献，提升企业的竞争力，促进智能制造的进程，推动工业4.0的实现。

通过本次研究，希望能够为相关领域的研究人员和工程师提供有益的参考和借鉴，促进领域内的技术创新和交流，推动行业的发展和进步。

1.3 研究意义研究嵌入式数控机床控制系统的意义在于探讨如何借助PLC技术来提高数控机床的运行稳定性和加工精度，从而实现机床加工效率的提升。

通过设计合理的控制系统，能够实现对机床运动轨迹、速度、加工参数等的精准控制，从而确保加工零件的质量和精度。

嵌入式系统硬件平台的软件PLC实现方法

嵌入式系统硬件平台的软件PLC实现法嵌入式软PLC与嵌入式系统共享一个CPU，PLC和嵌入式系统之间没有多余的导线连接，增加了系统的可靠性，易于实现多高级功能。

PLC中的信息也能通过嵌入式系统的显示屏显示，通过嵌入式系统的编辑键可便地对PLC进行编辑操作。

1．1嵌入式软PLC的硬件结构外部输入的开关量经过光电隔离后连接到FPGA的I／O口，通过FPGA地址译码，FPGA通过数据地址总线与CPU相连。

这样CPU就可以通过数据地址总线获得和设置输入量的工作状态，硬件原理框图如图1所示。

1．2嵌入式软PLC的软件结构嵌入式软PLC程序包括两类：一类是编辑状态，实现PLC程序的输入和编译功能；另一类是面向生产过程的应用程序。

系统软件结构由4部分组成，分别是编辑模块、编译模块、执行模块和监控模块。

软件PlC系统模块间的数据流程如图2所示。

2系统关键组成部分的设计与实现2．1梯形图编辑器Qt／Embedded是著名的Qt库开发商Trolltech推出的面向嵌入式系统的Qt版本。

Qt/Embedded具有可移植性强和支持跨平台开发等优点。

本系统采用Qt编写界面，梯形图编辑器的界面如图3所示。

2．1．1梯形图的数据结构设计梯形图编辑具有便、逻辑直观的特点，梯形图编辑器借助于梯形图的部数据结构来实现显示、插入、删除、代码转化等功能。

PLC语言中，各种元素包括单个节点(如常开触点、常闭触点等)和逻辑块(如与逻辑块、或逻辑块)，它们都含有相同的操作，如插入、删除、绘图等。

可以把组成梯级的各个逻辑块看成组成梯级的各个部分，把组成逻辑块的子逻辑块和单个节点看成是组成逻辑块的各个部分，符合“部分一整体”的层次结构。

可以采用面向对象的设计思想，使用composite 模式递归地创建树状结构。

使用组合结构，能够把相同的操作应用在组合和个别的对象上。

大多数情况下，可以忽略对象组合和个别对象之间的差别，简化程序代码，增强了软件的可维护性。

嵌入式PLC系统软件的原理及应用

基于嵌入式PLC芯片组的多路模拟量PLC的开发湖北武汉华中科技大学控制系（430074）摘要：本文介绍了一种新的PLC开发过程——嵌入式PLC的开发。

嵌入式PLC以用户的应用为中心，软硬件可由用户根据工艺需要来裁剪，很好地满足了用户的个性化需求。

关键词：嵌入式PLC芯片组系统软件内核Abstract:This article introduces a new development of PLC ——Development of Embedded PLC. It take the application of the customer as the center, the soft and hardware can be cut according to the craft by customer.It satisfied the need of customer.Keywords:Embedded PLC OS Kernel如今工业控制产品已发展到一个追求个性化、差异化的阶段。

传统的PLC产品已经无法满足更加细分化的市场需求，为了满足这种需求，出现了嵌入式PLC产品。

一、嵌入式PLC嵌入式PLC是将PLC系统软件构建于控制器内，根据用户控制需要定制硬件，以PLC的应用方式解决对象控制问题的PLC。

它由两部分组成：嵌入式PLC系统软件和芯片组1．嵌入式PLC系统软件嵌入式PLC系统软件将PLC语言(梯形图语言)、CAN总线嵌入到单片机中,使单片机的产品开发从使用汇编语言变为使用PLC梯形图语言,并具有CAN总线的互连特性。

该系统软件具有以下特点:1.以梯形图语言为内核,添加了中断管理系统,能实现PLC无法实现的硬实时操作;2.强化运算能力,增加了CANBUS函数库、浮点数库、专家自整定PID、嵌入式WEB等,丰富了PLC的功能;3.提供开放式扩展结构,支持第三方开发扩展单元的接线;4.增加了网络互连功能,在远程端加载专用浏览器后,即可实现远程监控。

《基于ARM+FPGA的嵌入式安全PLC设计与实现》

《基于ARM+FPGA的嵌入式安全PLC设计与实现》一、引言随着工业自动化和智能化的快速发展，可编程逻辑控制器（PLC）作为工业控制的核心设备，其安全性和可靠性显得尤为重要。

传统的PLC设计往往面临计算能力有限、扩展性不足以及安全性不够高等问题。

为了解决这些问题，本文提出了一种基于ARM+FPGA的嵌入式安全PLC设计与实现方案。

该方案结合了ARM的高性能计算能力和FPGA的并行处理能力，实现了高效率、高安全性的PLC控制。

二、系统设计1. 硬件设计本系统采用ARM+FPGA的异构计算架构。

ARM作为主控制器，负责运行操作系统和高级算法；FPGA则用于实现高速并行数据处理和接口控制。

此外，系统还包括电源模块、存储模块、通信接口等。

（1）ARM处理器选择选用高性能的ARM Cortex-A系列处理器，具有高计算能力、低功耗和良好的扩展性。

（2）FPGA选择选用适合工业应用的FPGA芯片，具有高并行处理能力、低延迟和高可靠性。

（3）存储模块设计采用高速、大容量的存储设备，如SSD或DRAM，以满足系统对数据存储和读取的需求。

2. 软件设计软件设计包括操作系统、通信协议、安全机制等。

（1）操作系统采用实时操作系统（RTOS），以保证系统的实时性和稳定性。

（2）通信协议支持多种工业通信协议，如EtherNet/IP、Modbus等，以满足不同工业应用的需求。

（3）安全机制采用加密、认证、访问控制等安全机制，保证系统的数据安全和防止未经授权的访问。

三、关键技术实现1. ARM与FPGA的协同工作通过桥接电路实现ARM与FPGA的协同工作。

ARM负责任务调度和数据处理，FPGA负责高速并行数据处理和接口控制。

两者协同工作，实现高效的数据处理和控制。

2. 数据加密与认证采用高级加密标准（AES）对数据进行加密，保证数据在传输和存储过程中的安全性。

同时，采用数字签名技术对数据进行认证，防止数据被篡改。

3. 访问控制与权限管理通过访问控制和权限管理机制，对系统资源进行保护，防止未经授权的访问和操作。

基于PLC的嵌入式数控机床控制系统设计

基于PLC的嵌入式数控机床控制系统设计【摘要】本文主要介绍了基于PLC的嵌入式数控机床控制系统设计。

首先介绍了PLC技术在数控机床中的应用和其特点和优势，然后讨论了嵌入式系统在数控机床中的应用以及嵌入式系统与PLC结合带来的优势。

最后详细描述了基于PLC的嵌入式数控机床控制系统的设计过程。

在结论部分对设计成果进行评价，指出存在的问题并展望未来的研究方向，同时探讨了研究成果在实际应用中的前景。

通过本文的研究，可以为数控机床控制系统的设计和优化提供参考，推动相关领域的发展和应用。

【关键词】基于PLC、嵌入式、数控机床、控制系统设计、技术应用、特点、优势、结合、设计成果、问题、展望、应用前景1. 引言1.1 研究背景数统计、格式要求等。

谢谢！数控机床作为现代制造业的核心设备之一，在工业生产中起着至关重要的作用。

传统的数控机床控制系统一般采用PC或专用控制器，但由于PC系统的稳定性与可靠性较差，专用控制器的功能又较为有限，因此在实际应用中存在着一些不足之处。

随着工业自动化水平的不断提高，PLC技术逐渐成为数控机床控制系统的首选。

PLC具有抗干扰能力强、稳定性高、可靠性好等优点，能够满足数控机床在高速、高精度、多功能化等方面的要求。

随着嵌入式技术的不断发展，嵌入式系统在数控机床中的应用也日益广泛。

嵌入式系统具有体积小、功耗低、性能卓越等特点，能够实现对数控机床整体性能和稳定性的提升。

基于PLC的嵌入式数控机床控制系统设计具有重要的理论指导意义和实际应用价值，对于提高数控机床的工作效率和生产质量具有重要意义。

1.2 研究意义数控机床作为制造业的重要装备之一，在提高生产效率、保障产品质量、降低生产成本等方面发挥着重要作用。

而嵌入式数控机床控制系统则是数控技术的重要发展方向，能够实现对机床动作的高精度控制和复杂加工任务的智能化处理。

在这样的背景下，基于PLC的嵌入式数控机床控制系统设计成为当前研究的热点之一。

研究基于PLC的嵌入式数控机床控制系统设计，不仅可以促进数控技术的发展和应用，提高数控机床的自动化程度和智能化水平，还可以推动制造业的转型升级，提高我国制造业的核心竞争力。

单片机、嵌入式系统、PLC的介绍、比较及应用

单片机、嵌入式系统、PLC的介绍、比较及应用[摘要]单片机、嵌入式系统、PLC在相关领域中承担着重要角色，是实现控制功能的重要载体，在功能上三者即有交叉又有不同，在其他方面也各有千秋。

因此，三者在应用上会出现相同和不同之处，针对不同的方案将会有不同的最佳选用方法。

本文对片机、嵌入式系统、PLC三个产品进行了详细的介绍，并针对各自的特点，总结出了其应用领域。

【关键词】单片机；嵌入式系统；PLC；特点；应用信息技术正在突飞猛进的发展，其应用已深入到各个领域及各个方面。

目前，越来越多的电子产品正朝着智能化、微型化、低功耗的方向发展，有些产品还需进行实时控制、信号处理等。

电子系统的复杂性正在不断的增加，其迫切要求电子设计技术也需有相应的变革及飞跃。

单片机、嵌入式系统、PLC以其各自的特点满足了不同的需要，从各个领域、各个层面改变着世界，它们已成为数字时代的核心动力，促进并推动着信息技术的快速发展。

1.单片机单片机也称单片微电脑或者单片微型计算机。

其是把中央处理器（CPU）、只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、输入/输出端口（I/O）等主要的计算机功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。

可以说现在是单片机百花齐放的时期，世界上各大芯片制造公司都已经推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，应有尽有，数不胜数，它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供了广阔的天地。

单片机系统由不同的软、硬件系统组成，其具有以下主要特点：(1)更加强大的控制功能，通过对芯片进行级扩展就能完成对几乎所有现场的控制。

(2)茶农体积小，占用的空间小，嵌入容易。

(3)运行速度快，实时性好。

(4)使用简单，通常可通过按键来进行操作，有数码管或液晶屏等显示方式。

(5)生产成本低，但是通用性差，具有较大的设计难度，以及较长的开发周期。

(6)对出现的故障进行查找较难，同时可维护性差。

一旦单片机系统发生故障，通常软硬件故障都会较难查找发现。

嵌入式软PLC开发系统的设计

嵌入式软ＰＬＣ系统的架构嵌入式软ＰＬＣ主要分为两个部分，即开发系统以及运行系统。其中开发系统主要负责对于程序进行一定的编辑，并将其生成目标代码。而运行系统则是对于目标代码进行一定的执行，从而完成系统的相关配置，最后对于所输入的信息进行一定的处理与控制等。嵌入式软ＰＬＣ系统的总体架构示意图具体如下图所示：
消费电子
计算机科学
ＣｏｎｓｕｍｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＭａｇａｚｉｎｅ２０１３年５月下
嵌入式软ＰＬＣ开发系统的设计
郑伟，琚壶（新乡职业技术学院，河南新乡４５３００６）摘要：在以ＡＲＭ处理器以及Ｌｉｎｕｘ操作系统为前提下，对于嵌入式软ＰＬＣ系统进行了一定的开发与研究，之后按照该系统，分析出生成代码中的通用性功能，并且还指出了用户在使用的过程中所存在的问题与不足，最终设计出能够标准为ＩＥＣ６１１３１ — ３语言程序，并将其有效的转化为ｃ语言的方式进行系统的开发工作，使得这种系统也具有通用性等特点。关键词：嵌入式；软ＰＬＣ系统；语言程序中图分类号：ＴＰ３１１．５２文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－７７１２（２０１３）１０－００７６－０１
原则、操作数范围检查原则、唯一性检查原则以及控制流检查原则。如查没有出现任何的错误，那么指令序列中的线性储存表就
是自动添加该语句，从而方便于代码进行转换操作的需要。（五）错误处理为了能够对于多个错是从词法分析、语法分析以及语议分析中接收错误的信息并记录，而且还要将错误的信息进行一定的改正并使其功能恢复正常。四、系统分析通过一定的分析与研究表明，系统在遵循了ＩＥＣ６１１３１ — ３的相关标准之后，其界面较好，并且操作非常的简单方便而用户可以对于ＩＬ程序进行一定的编辑，之后在检查程序中所存在的问题与错误，从而及时的对于错误程序进行一定的修改与完善。五、总结该系统界面良好且操作非常的简单，可以对于ＩＥＣ６１１３１－３中的ＩＬ集中性指令进行很好的识别，之后再通过对于队列

嵌入式软PLC技术的研究与实现

嵌入式软PLC技术的研究与实现嵌入式软PLC技术的研究与实现引言随着工业自动化水平的不断提高，PLC（可编程逻辑控制器）作为一种广泛应用于工业控制系统中的设备，发挥着越来越重要的作用。

传统的硬PLC（可编程逻辑控制器）硬件设备在实现过程中存在着体积庞大、布线复杂、功耗高等问题。

相较之下，嵌入式软PLC技术则具有体积小巧、功耗低、可扩展性高等优势。

本文将探讨嵌入式软PLC技术的研究与实现。

一、嵌入式软PLC的概念及原理嵌入式软PLC是一种基于嵌入式系统的软件实现的PLC。

相比于传统的硬PLC，嵌入式软PLC使用的是嵌入式处理器作为控制核心。

软PLC通过将PLC控制逻辑和算法转化为软件代码，在嵌入式系统上实现对工业过程的自动化控制。

嵌入式软PLC通常包含输入/输出模块、通信模块、控制逻辑算法等功能。

嵌入式软PLC的原理是将各种传感器的信号输入嵌入式系统，通过嵌入式系统上的软件代码对信号进行处理和分析，最终输出控制信号给执行器实现工业过程的自动化控制。

嵌入式软PLC通过软件实现虚拟的PLC运行环境，可以模拟传统硬PLC的功能，同时还具备更高的灵活性和可扩展性。

二、嵌入式软PLC的优势和应用1. 体积小巧：嵌入式软PLC采用嵌入式处理器作为控制核心，相较于传统的硬PLC设备，体积更小，适用于空间有限的工业控制系统。

2. 功耗低：由于采用了低功耗的嵌入式处理器，嵌入式软PLC的功耗相对较低，可以降低设备运行成本。

3. 可扩展性高：嵌入式软PLC可以通过软件的方式进行功能扩展，不需要更换硬件设备，具备更高的灵活性。

4. 远程监控和管理：嵌入式软PLC可以与计算机网络相连接，通过远程控制和管理，提高工业生产的效率和便利性。

嵌入式软PLC技术在工业控制系统中有着广泛的应用。

例如，在制造业中，嵌入式软PLC可以用于工艺控制、装配线控制和设备监控等方面。

在环境监测领域，嵌入式软PLC可以用于污水处理厂、空调系统、供水系统等的控制和管理。

基于嵌入式系统的PLC设计

基于嵌入式系统的PLC设计摘要本文基于嵌入式系统的PLC设计以STM32F103C8T6单片机为主控CPU，采用光耦隔离输入，继电器隔离输出，RS-232/RS485通信，实现了7路光耦隔离输入5路继电器隔离输出的嵌入式PLC设计，该嵌入式PLC设计灵活，数据处理速度快，抗干扰能力强，可适用于特定工业控制自动化系统中。

关键词：PLC；STM32F103C8T6；光耦隔离；继电器隔离1引言随着工业自动化控制技术的不断发展，PLC被广泛应用于自动化控制系统中，而基于嵌入式系统的PLC，具有控制精度高，开发周期短，能够满足用户对于特定工业控制中所需功能的灵活设计，这样就可以达到对于特殊工业环境下所需功能模块的定制，更加贴近于用户对于功能的设计要求，并且用户可以根据功能需要选择合适的硬件来组成满足控制需求的嵌入式PLC。

2系统总体设计本文基于嵌入式系统PLC的开发采用高性能STM32F103C8T6单片机为主控CPU，该微控制器内部资源丰富，具有32位总线宽度，运行时钟频率为72MHz，64KB程序存储容量，内部集成了高速A/D（D/A）转换通道。

输入模块采用光耦隔离，可以防止外界的干扰信号进入系统，提高了整个系统的稳定性和抗干扰能力；输出模块采用继电器输出，可以满足工业控制现场对于各种负载的驱动要求；外部通信模块支持RS232和RS485通信，用于程序的下载以及和外部设备通讯；A/D（D/A）模块采用STM32F103C8T6单片机内部自带转换通道，转换速度快、精度高。

整个系统运行稳定，抗干扰能力强，适用于工业控制领域，其系统整体设计结构如图1所示。

图1：系统原理框图3电路设计3.1主控芯片的选取嵌入式PLC对于输入信号的响应速度主要取决于微控制器CPU处理数据的速度，因此，在基于嵌入式系统开发PLC时，CPU的选型极为重要，CPU的响应速度决定了嵌入式PLC的性能。

本设计采用STM32F103C8T6单片机为主控CPU，该微控制器采用ARM架构，内部拥有20K的RAM、64K的FLASH、2个SPI、2个I²C、3个USART、37个通用I/O端口、12位ADC（DAC）转换器、封装为LQFP48，其内部资源丰富，性能稳定，可实现基于嵌入式系统PLC的设计。

分析嵌入式软PLC编程系统的设计

PLC是可编程控制器的简称,是在上个世纪六十年代发展起来的一种自动化控制装置,基本设计思想是将计算机的优势和继电器控制系统优势结合起来,从而形成一种数字运算操作电子系统,为国家工业发展提供重要支持。

在计算机技术、微电子技术、通讯技术的深化发展下,传统的PLC暴露出自身的缺陷,软PLC的出现弥补了传统PLC的应用局限。

为此,文章主要就嵌入式软PLC编程系统的设计问题进行分析。

1 PLC工作原理PLC是一种数字运算操作电子系统,主要是在相应存储器的作用下来对系统内部程序的计算、逻辑安排、顺序编排等进行控制。

PLC的应用凝聚了定时、计数、算数等运算等功能,通过数字式、模拟式的输入和输出来控制各类机械生产。

可编程控制器在通电之后需要对硬件和相关资源做出一些初始化工作,在初始化之后系统需要反复处理各个阶段的任务。

2 嵌入式软PLC系统的总体设计嵌入式系统一般是以应用为基本中心,以计算机系统为基础,和一般计算机系统相比显示出良好的可靠性、适应性、功能性。

软PLC就是在嵌入式软PLC系统应用操作的基础上,将嵌入式软PLC 系统所具备的功能封装在软硬件中,从而实现PLC的逻辑控制功能。

3 嵌入式软PLC编辑模块的设计和实现3.1 模块环境嵌入式软PLC编辑模块所适应的环境是VC++的编程环境,在VC++的编程环境中创建基于MFC应用程序的软PLC的开发系统,并将开发系统格式设定为*plc,以多种类型文档的形式存储,旨在适应多梯级编辑需求。

3.2 梯形图编辑3.2.1 规范说明第一,元件要和网络对应。

第二,垂直连接线在网格间隔线中,在应用的时候不占网络。

第三,可以选择具体的元件设置参数或者修改。

第四,元件输出之后不能再添加其他元件。

支持窗口重绘。

第五,能够对梯形图进行插入、删除元件的操作处理。

3.2.2 元件之间的部署安排分析梯形图简单元件的时候对其他子元件的应用操作提供了重要基础支持。

在系统开发带时候能够设定其中一类作为梯形图元件的总体接口,通过这一接口实现对其他元件子类的操作。

嵌入式系统与嵌入式PLC

嵌入式处理器
嵌入式系统的核心是各种类型的嵌入式处理，根据不完全统计，全世界微处理器的品种总量已达10 00多种，流行的体系结构有30多个系列，根据其现状，嵌入式处理器可以分为：
(1)嵌入式微处理器 (2)嵌入式微控制器 (3)嵌入式DSP处理器 (4)嵌入式片上系统
（1）嵌入式微处理器
概念：是通用计算机中的CPU。在应用中，将微处理器装配在专门设计的电路板上，只保留和嵌入式应用有关的母板功能，大幅度减小了系统体积和功耗。
（1）VxWorks
VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统(RTOS)，是Tornado嵌入式开发环境的关键组成部分。良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的户开发环境，在嵌入式实时操作系统领域逐渐占据一席之地。
VxWorks具有可裁剪微内核结构；高效的任务管理；灵活的任务间通讯；微秒级的中断处理；支持POSIX 1003. 1b实时扩展标准；支持多种物理介质及标准的、完整的TC P/IP网络协议等。但价格昂贵开发和维护成本较高。
（4）嵌入式片上系统（SOC）
定义：依托当前快速发展的半导体工艺在一个硅片上实现一个更为复杂的系统，System On Chip（SOC）。
特点：各通用处理器内核将作为SOC设计公司的标准库，用户只需定义出整个应用系统，除个别无法集成的器件以外，大部分均可集成到一块或几块芯片中去，应用系统电路板将变得很简洁，有体积小、功耗低、可靠性强等特点。
（2）嵌入式系统是面向产品、面向特定应用的（3）嵌入式系统的升级换代和具体的产品同步进行的。有较长生命
周期（4）嵌入式系统软件一般固化在存储器或单片机上（5）嵌入式系统本身并不具备在其上进行进一步开发的能力，在设

嵌入式软PLC开发系统的研究的开题报告

嵌入式软PLC开发系统的研究的开题报告一、选题背景与意义嵌入式软PLC（Programmable Logic Controller）是一种以微处理器为基础的新型控制系统，它采用软件方式替代了传统PLC中硬件线路的设计方法，具有结构简单、配置灵活、维护方便等优点，已经成为了自动化控制领域不可或缺的一部分。

同时，实时性、稳定性以及安全性也是嵌入式软PLC开发系统的重要指标，对于完善嵌入式软PLC系统的功能和能力有着重要的作用。

二、研究内容本文将针对嵌入式软PLC开发系统进行研究，主要研究内容包括：1. 嵌入式软PLC概览：介绍嵌入式软PLC的定义、特点以及应用领域，为后续研究提供背景和依据。

2. 嵌入式软PLC实现原理：阐述嵌入式软PLC实现的基本原理和核心算法，以及不同实现方案的优缺点比较。

3. 开发系统设计：深入探讨嵌入式软PLC开发系统的设计原则、开发思路，设计出一款全功能、易维护的嵌入式软PLC开发系统。

4. 实验与测试：用实验数据和对比分析的方法，对所设计的软件系统进行测试和验证，分析其稳定性、高效性、安全性等综合性能。

三、研究方法1.文献研究法：通过调查国内外有关嵌入式软PLC的论文、专利、标准及相关文献，对嵌入式软PLC的发展历程、技术瓶颈、解决方案等进行研究和探讨。

2.实验数据分析法：通过设计并运行实验，对研究目标进行测试，获得研究数据，通过数据分析方法对实验结果进行处理并得出结论。

3.模拟仿真法：通过模拟仿真软件对所设计的开发系统进行模拟仿真，评估工程设计方案的可行性，优化理论设计，提高工程可靠性。

四、预期成果本文将完成以下预期成果：1. 系统全面、深入地研究了嵌入式软PLC开发系统的设计原则、制作过程、测试方法等，提高了嵌入式软PLC开发与应用的水平。

2. 开发了一款全功能、易维护的嵌入式软PLC开发系统，运用了现代计算机技术与PLC控制技术，实现了高效、可靠的控制。

3. 对所设计的软件系统进行测试和验证，评估了嵌入式软PLC系统在实时性、稳定性与安全性方面的性能。

嵌入式PLC编程简介

嵌入式PLC编程简介第一章嵌入式PLC编程简介1.1 嵌入式PLC简介 (1)1.1.1 嵌入式PLC的提出 (1)1.1.2 嵌入式PLC的特点 (1)1.1.3 嵌入式PLC产品举例 (1)1.1.4 关于本手册 (2)1.2 编程简介 (3)1.2.1 指令集简介 (3)1.2.2 资源集简介 (8)1.2.3 编程及应用简介 (10)第二章差不多逻辑指令说明及应用2.1差不多逻辑指令一览表 (11)2. 2 [LD],[LDI],[LDP],[LDF],[OUT] 指令 (12)2.2.1 指令解说 (12)2.2.2 编程例如 (12)2. 3 [AND],[ANI],[ANDP],[ANDF] 指令 (13)2.3.1 指令解说 (13)2.3.2 编程例如 (13)2. 4 [OR],[ORI],[ORP],[ORF] 指令 (14)2.4.1 指令解说 (14)2.4.2 编程例如 (14)2. 5 [ANB],[ORB] 指令 (16)2.5.1 指令解说 (16)2.5.2 编程例如 (16)2. 6 [INV] 指令 (18)2.6.1 指令解说 (18)2.6.2 编程例如 (18)2. 7 [PLS],[PLF] 指令 (19)2.7.1 指令解说 (19)2.7.2 编程例如 (19)2. 8 [SET],[RST] 指令 (20)2.8.1 指令解说 (20)2.8.2 编程例如 (20)2. 9 [NOP],[END] 指令 (21)2.9.1 指令解说 (21)2.9.2 编程例如 (21)2. 10 [MPS],[MRD],[MPP] 指令 (21)2.10.1 指令解说 (21)2.10.2 编程例如 (22)2. 11 [MC],[MCR] 指令 (25)2.11.1 指令解说 (25)2.11.2 编程例如 (25)第三章步进顺控指令说明及应用3.1 步进顺控指令说明 (27)3.1.1 指令解说 (27)3.1.2编程例如 (27)3.2 步进顺控指令应用 (30)3.2.1单一流程例如 (30)3.2.2 选择性分支与汇合例如 (31)3.2.3 并行分支与汇合例如 (32)3.2.4 循环和跳转例如 (34)第四章功能指令说明及应用4.1 功能指令一览表 (36)4.2 程序流程 (38)4.2.1条件跳转[CJ] (38)4.2.2 子程序调用[CALL] (40)4.2.3 子程序返回[SRET] (40)4.2.4 主程序终止[FEND] (42)4.2.5 循环范畴开始 [FOR] (43)4.2.6 循环范畴终止[NEXT] (43)4. 3 传送与比较 (44)4.3.1 比较指令[CMP] (44)4.3.2 区域比较[ZCP] (46)4.3.3 传送指令[MOV.] (47)4.3.4 反向传送[CML] (49)4.3.5 BCD转换[BCD] (50)4.3.6 BIN转换[BIN] (51)4.4四那么逻辑运算 (52)4.4.1 BIN加法运算[ADD] (52)4.4.2 BIN减法运算[SUB] (53)4.4.3 BIN乘法运算[MUL] (54)4.4.4 BIN除法运算[DIV] (55)4.4.5 BIN增1[INC] (56)4.4.6 BIN减 1 [DEC] (57)4.4.7 逻辑与[WAND] (57)4.4.8 逻辑或[WOR] (58)4.4.9 逻辑异或[WXOR] (58)4.4.10 求补[NEG] (59)4.4.11 BIN开方运算[SQR] (60)4.5 循环与移位 (61)4.5.1 循环右移[ROR] (61)4.5.2 循环左移[ROL] (62)4.5.3 带进位循环右移[RCR] (64)4.5.4 带进位循环左移[RCL] (65)4. 6 浮点数运算 (67)4.6.1 二进制浮点数比较[DECMP] (67)4.6.2 二进制浮点数区域比较[DEZCP] (68)4.6.3 二进制浮点数转十进制浮点数[DEBCD] (69)4.6.4 十进制浮点数转二进制浮点数[DEBIN] (70)4.6.5 二进制浮点数加法[DEADD] (70)4.6.6 二进制浮点数减法[DESUB] (71)4.6.7 二进制浮点数乘法[DEMUL] (72)4.6.8 二进制浮点数除法[DEDIV] (73)4.6.9 二进制浮点数开方[DESQR] (74)4.6.10 二进制浮点数转BIN整数变换[INT] (75)4.6.11 BIN整数转二进制浮点数[FLT] (76)4. 7 触点比较指令 (77)4.7.1 接点比较指令[LD※] (77)4.7.2 接点比较指令[AND※] (78)4.7.3 接点比较指令[OR※] (80)4.8 功能指令的差不多规那么 (82)4.8.1. 功能指令的表示与执行形式 (82)4.8.2 功能指令内的数值处理 (85)4.8.3 利用变址寄存器的操作数修改 (87)第五章资源说明及应用5.1 变址寄存器V、Z说明及应用 (90)5.1.1 变址寄存器V、Z说明 (90)5.1.2 变址寄存器在梯形图中的应用 (90)5.1.3 使用变址功能的本卷须知 (91)5.2 输入输出继电器X、Y说明及应用 (92)5.2.1 输入输出继电器X、Y说明 (92)5.2.2 输入输出继电器应用 (93)5.3 辅助中间继电器M说明及应用 (95)5.3.1辅助中间继电器M说明 (95)5.3.2辅助中间继电器M应用 (95)5.4 状态继电器S说明及应用 (97)5.4.1状态继电器S说明 (97)5.4.2状态继电器S应用 (98)5.5 定时器T说明及应用 (99)5.5.1 定时器T说明 (99)5.5.2 定时器T应用 (101)5.6 计数器C说明及应用 (102)5.6.1 16 bit计数器C说明 (102)5.6.2 32 bit计数器C说明 (103)5.6.3 16 bit计数器C应用 (105)5.6.4 32 bit计数器应用 (106)5.7 数据寄存器D说明及应用 (107)5.7.1 数据寄存器D说明 (107)5.7.2 数据寄存器D应用 (109)5.8 程序位置指针P说明及应用 (110)5.8.1 程序位置指针P说明 (110)5.8.2 程序位置指针P应用 (111)5.9 常数标记K、H详细说明 (113)5.9.1 常数标记K (113)5.9.2 常数标记H (113)5.10 专门软元件说明 (113)第六章专家指令说明及应用6.1 PID运算 (114)6.1.1 指令解说 (114)6.1.2 应用例如 (121)第七章网络及网络编程7.1 典型嵌入式PLC产品介绍 (123)7.1.1 典型嵌入式PLC产品的功能特点 (123)7.1.2 典型嵌入式PLC产品的差不多接口 (123)7.2 CAN现场总线网络 (124)7.2.1 CAN网络结构 (124)7.2.2 CAN网络编程 (125)7.2.3 CAN网络从节点开发 (127)7.3 RS485串口网络 (128)7.3.1 485网络结构 (128)7.3.2 485网络编程 (129)7.3.3 485网络从节点开发 (132)7.4 网络解决方案 (133)7.4.1 与第三方PLC互连 (133)7.4.2 与运算机互连 (134)第一章嵌入式PLC编程简介嵌入式PLC的提出基于以下观点，提出嵌入式PLC的概念：①、软件和硬件独立设计。

嵌入式软PLC的设计与研究

嵌入式软PLC的设计与研究摘要：随着ASIC技术的发展，基于ARM处理器与Linux系统的嵌入式软PLC开发技术也得到了很大的发展。

文中简单介绍了嵌入式软PLC的发展现状，并分析了嵌入式软PLC系统的结构以及优缺点。

嵌入式软PLC系统的组成包括开发系统与运行系统，其中开发系统的作用是将程序翻译成目标代码，而运行系统的作用则是加载目标代码，按照目标代码而执行指令，实现相关的控制功能。

关键词：嵌入式软PLC系统传统PLC 编程IEC61131-3一、引言嵌入式系统是一个嵌入到对象体系中的专用的计算机系统，主要应用与各种类型的信号处理与控制。

当前在国防、国民经济以及社会生活的各领域都得到了广泛的应用，工业控制、机器人等等领域，对各行各业的技术改进、产品更新换代、提高生产率各方面也都起到了积极的推动作用。

传统的PLC可靠性较高，而且体积小，但是资源很少扩展能力弱，但是基于PC机的软PLC技术却很好的弥补了传统PLC的缺点，但是却又缺少了可靠性这一优点。

新一代的PLC将PLC的可靠性、PC机的开放架构以及多资源这些优点集中于一体，涵盖了PLC用户的多种需要。

嵌入式软PLC技术是指由软PLC技术与嵌入式系统相结合而由此而产生的高新技术。

继承了嵌入式系统体积小以及反应快的优点，同时也克服了传统PLC 的不能通用的特性等弊端。

嵌入式软PLC将自动化专业知识，用高附加值的方式在嵌入式行业规模经济基础上加以发展提高，比传统的PLC结构更加开放，也更加利于自动化的横向通信与纵向通信。

二、嵌入式软PLC系统的结构嵌入式软PLC系统一般由开发系统与运行系统两个部分组成。

1.开发系统需完成的主要任务就是应用程序的编程与编译调试。

1.1嵌入式软PLC系统是以IEC31131标准的基础之上发展起来的，所以开发系统一般都这可以支持IEC61131-3中的一种或者多种语言。

1.2编译器是开发系统中的一个比较重要的部分。

编译程序的主要作用是将用高级语言编写的源程序编译成和它等价的低级语言目标程序。