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軟PLC程序編譯系統(tǒng)的組成

　軟PLC控制技術(shù)是基于軟件和硬件在邏輯功能上等效的思想，采用開放式體系結(jié)構(gòu)，通過軟件來實(shí)現(xiàn)PLC硬件的功能。軟PLC系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)組成，上位機(jī)為用戶提供編輯界面和多種編程語言環(huán)境，便于用戶在PC機(jī)上進(jìn)行PLC程序的編輯，同時(shí)還對(duì)下位機(jī)的一些狀態(tài)量進(jìn)行監(jiān)控，并給下位機(jī)發(fā)送指令。

　　用戶編輯完P(guān)LC的梯形圖和指令表程序后，只有通過對(duì)程序的編譯來獲取程序的邏輯后才能按照PLC的工作原理運(yùn)行。為了配合在PC機(jī)上運(yùn)行的軟PLC編輯開發(fā)系統(tǒng)，使PC機(jī)完成相應(yīng)的控制功能，開發(fā)了軟PLC編譯系統(tǒng)。

　　軟PLC程序編譯系統(tǒng)的組成

　　PLC編譯模塊由梯形圖語法檢查模塊、梯形圖程序邏輯檢查模塊和指令表程序語法檢查模塊組成。梯形圖程序語法檢查模塊檢查用戶PLC圖形程序有無指令標(biāo)記重復(fù)、指令地址越界等語法錯(cuò)誤；梯形圖程序邏輯檢查模塊檢查PLC圖形程序有無邏輯錯(cuò)誤；語言程序語法檢查模塊檢查用戶語句程序有無拼寫、指令格式、指令地址越界等語法錯(cuò)誤。

　　編譯程序的構(gòu)造包括詞法分析、語法分析、語義分析、錯(cuò)誤的檢查和處理以及代碼生成和代碼優(yōu)化等程序。

軟PLC程序編譯的功能

PLC指令表程序的分析是通過對(duì)指令表程序的解釋而獲得程序的邏輯，并以對(duì)話框形式演示程序的邏輯狀態(tài)。在解釋過程中，構(gòu)造2個(gè)變量，1個(gè)用于存儲(chǔ)分支塊的邏輯值，另1個(gè)用于存儲(chǔ)分支塊前面語句的邏輯值。同時(shí)構(gòu)造1個(gè)堆棧用來存儲(chǔ)解釋過程中的結(jié)果，分支塊前面的值保存在堆棧中，整個(gè)分支塊的值保存在1個(gè)臨時(shí)變量中。

　　PLC指令表程序的解釋過程為：1）當(dāng)解釋程序發(fā)現(xiàn)LD或LDI指令時(shí)，將臨時(shí)變量值壓入堆棧，臨時(shí)變量賦值為1，臨時(shí)變量與指令后面的元素進(jìn)行邏輯與操作，將結(jié)果保存在臨時(shí)變量中；2）當(dāng)解釋程序發(fā)現(xiàn)AND或ANI指令時(shí)，臨時(shí)變量與指令后的元素進(jìn)行與操作，將結(jié)果保存到臨時(shí)變量中；3）當(dāng)解釋程序發(fā)現(xiàn)OR或ORI指令時(shí)，l臨時(shí)變量與指令后的元素進(jìn)行或操作，將結(jié)果保存到臨時(shí)變量中；4）當(dāng)解釋程序發(fā)現(xiàn)ANB指令時(shí)，臨時(shí)變量與棧頂?shù)闹颠M(jìn)行與操作，將結(jié)果保存到臨時(shí)變量中，同時(shí)堆棧將棧頂元素彈出；5）當(dāng)解釋程序發(fā)現(xiàn)ORB指令時(shí)，臨時(shí)變量與棧頂?shù)闹颠M(jìn)行或操作，將結(jié)果保存到臨時(shí)變量中，同時(shí)堆棧將棧頂元素彈出；6）當(dāng)解釋程序發(fā)現(xiàn)OUT指令時(shí)，將臨時(shí)變量與棧頂?shù)闹颠M(jìn)行與操作，將結(jié)果保存在臨時(shí)變量中。同時(shí)清空堆棧。

　　程序中所包含的PLC元素會(huì)按類別以表格形式列出，元素的不同顏色表示元素的開關(guān)狀態(tài)，紅色代表高電平，白色代表低電平。當(dāng)用鼠標(biāo)改變輸入元素的狀態(tài)時(shí)。輸出元素的狀態(tài)會(huì)按照程序邏輯進(jìn)行改變，改變的結(jié)果可由顏色的變化來顯示。

軟PLC程序的遍歷算法

軟PLC控制技術(shù)是基于軟件和硬件在邏輯功能上等效的思想，采用開放式體系結(jié)構(gòu)，通過軟件來實(shí)現(xiàn)PLC硬件的功能。軟PLC系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)組成，上位機(jī)為用戶提供編輯界面和多種編程語言環(huán)境，便于用戶在PC機(jī)上進(jìn)行PLC程序的編輯，同時(shí)還對(duì)下位機(jī)的一些狀態(tài)量進(jìn)行監(jiān)控，并給下位機(jī)發(fā)送指令。

　　用戶編輯完P(guān)LC的梯形圖和指令表程序后，只有通過對(duì)程序的編譯來獲取程序的邏輯后才能按照PLC的工作原理運(yùn)行。為了配合在PC機(jī)上運(yùn)行的軟PLC編輯開發(fā)系統(tǒng)，使PC機(jī)完成相應(yīng)的控制功能，開發(fā)了軟PLC編譯系統(tǒng)。

　　軟PLC程序的遍歷算法

　　軟 PLC程序的遍歷算法主要包括梯形圖遍歷算法和指令表遍歷算法。梯形圖程序由若干個(gè)梯級(jí)組成，遍歷時(shí)以梯級(jí)為單位，采用深度優(yōu)先的掃描方法。按從上到下，從左到右的順序進(jìn)行。在掃描過程中，遇到并聯(lián)結(jié)點(diǎn)就轉(zhuǎn)入下一行進(jìn)行掃描，行與行之間的切換由指針的變換來實(shí)現(xiàn)，原先位置的指針被預(yù)先存儲(chǔ)起來，待并聯(lián)模塊掃描完后。再從原來的位置開始往下掃描。

　　指令表是由一系列指令組成。且指令按照鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，按照順序讀取指令即可完成對(duì)指令表的遍歷。

軟PLC的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和制約發(fā)展的因素有哪些

一、軟PLC的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

　　軟PLC技術(shù)是基于IEC61131-3規(guī)范的，因此在掌握規(guī)范語言之后進(jìn)行開發(fā)就相對(duì)比較容易了。軟PLC硬件體系結(jié)構(gòu)不再封閉，用戶可以自行選擇合適的硬件來組裝成滿足要求的軟PLC。

　　保守的PLC指令集是固定的，而在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中可能需要用到定義算法。相反的，軟PLC指令集可以更加豐富，讓用戶可以選擇使用符合規(guī)范的操作指令。

　　PC機(jī)廠家的激烈競爭使得基于PC機(jī)的軟PLC性價(jià)比更加得以提高。保守的PLC具有私有性，僅限制在幾家廠商進(jìn)行生產(chǎn)。因此很難適應(yīng)現(xiàn)有的規(guī)范化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)常是PLC與計(jì)算機(jī)各自處在不同類型的網(wǎng)絡(luò)中。而軟PLC不止能夠加入到已存在的私有PLC網(wǎng)絡(luò)中，還可以加入到規(guī)范化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之中。這使得現(xiàn)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的很多研究成果可以很容易地應(yīng)用到PLC的控制技術(shù)之中。

　　二、制約軟PLC發(fā)展的因素：

　　軟PLC的操作系統(tǒng)是WindowsNT，但它并不是一個(gè)硬實(shí)時(shí)的操作系統(tǒng)，盡管軟PLC技術(shù)具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ窍啾戎卤Ｊ豍的LC更具有硬實(shí)時(shí)性。而要讓W(xué)indowsNT具有硬實(shí)時(shí)性，就必需對(duì)它進(jìn)行擴(kuò)展，使得PC控制任務(wù)具有最高的優(yōu)先級(jí)，不因該為了NT系統(tǒng)功能和用戶程序的調(diào)用而被搶占?，F(xiàn)在可以通過一些方法將實(shí)時(shí)性能加入到NT系統(tǒng)中去，例如修改NT硬件籠統(tǒng)層，或者將NT與另外一種經(jīng)過實(shí)用驗(yàn)證的硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)相組合。另外，WindowsCE等操作系統(tǒng)也具有了NT的硬實(shí)時(shí)性方面所不具備的特性，因此在實(shí)際開發(fā)的過程中也可以使用其他的操作系統(tǒng)來作為平臺(tái)。但是這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)還需要解決一些重要的問題，例如其中最主要的問題就是如何以PC做為基礎(chǔ)的控制引擎，并且保證它的實(shí)時(shí)性。

軟PLC的應(yīng)用特點(diǎn)是什么

一、軟plc的應(yīng)用特點(diǎn)：

　　軟PLC使控制系統(tǒng)更具特色，它的應(yīng)用特點(diǎn)主要包括：

　　1.系統(tǒng)更開放。

　　2.體現(xiàn)了IPCPLC和DOC*技術(shù)的集成?？梢猿浞值睦肞C平臺(tái)上的硬件和軟件資源，應(yīng)用更加的方便。軟件PLC通過自己開發(fā)的工具提供OPC功能和Active控件，使得既可以連接Office軟件，也可連接用VBVC開發(fā)的軟件。

　　3.基于PC+現(xiàn)場總線+分布式IO控制系統(tǒng)簡化了復(fù)雜控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，使得軟PLC提高了通信效率和速度，降低了投資的本錢。

　　二、軟PLC的運(yùn)行系統(tǒng)：

　　軟PLC通常由IO接口、通信接口來完成輸入處置、程序執(zhí)行和輸出處置等工作，這一部分也是軟PLC的核心。

　　軟PLC由系統(tǒng)管理器、錯(cuò)誤管理器、調(diào)試內(nèi)核和編譯器組成，其中主要包括：

　　1.IO接口，可以與任何IO系統(tǒng)通信，包括外地IO系統(tǒng)和遠(yuǎn)程IO系統(tǒng)，遠(yuǎn)程IO主要是通過現(xiàn)場總線的InterBu、ProfiBu和CAN等來實(shí)現(xiàn)的。

　　2.通信接口，通過此接口可以使運(yùn)行系統(tǒng)和開發(fā)系統(tǒng)或HMI或MMI軟件依照各種協(xié)議進(jìn)行通信，比如下載PLC程序或進(jìn)行數(shù)據(jù)交換等。

　　3.系統(tǒng)管理器，處置不同的任務(wù)和協(xié)調(diào)程序的執(zhí)行，并且從IO映像中讀寫變量。

　　4.錯(cuò)誤管理器，檢測(cè)和處置程序執(zhí)行期間發(fā)生的各種錯(cuò)誤。

　　5.調(diào)試內(nèi)核，提供多個(gè)調(diào)試函數(shù)，比如重寫、強(qiáng)制變量、設(shè)置斷點(diǎn)、設(shè)置變量和地址狀態(tài)等。

　　6.編譯器，通常是開發(fā)系統(tǒng)將編寫的PLC源程序編譯為中間代碼，然后運(yùn)行系統(tǒng)的編譯器，將中間代碼翻譯為與硬件平臺(tái)相關(guān)的可執(zhí)行機(jī)器代碼（即目標(biāo)碼）。

起重機(jī)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法

1、充分了解各種類型起重機(jī)生產(chǎn)過程的結(jié)構(gòu)、原理、工況和特點(diǎn)。

　　2、 充分了解并確定用戶提出的功能控制要求。一般用戶，特別是對(duì)PLC的特點(diǎn)*不熟悉的用戶，先期提出的功能要求是不*的，有的也可能是難以實(shí)現(xiàn)的。在了 解被控對(duì)象的基礎(chǔ)上，主動(dòng)為用戶著想，介紹PLC的功能特點(diǎn)，對(duì)那些不需要增加額外的硬件開銷并能充分發(fā)揮PLC潛力的功能，如自動(dòng)計(jì)數(shù)、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的 記錄等都主動(dòng)為用戶考慮；對(duì)那些實(shí)現(xiàn)起來花費(fèi)很大投資，而效益不大的功能向用戶解釋說明，在尊重用戶意見的基礎(chǔ)上，進(jìn)行協(xié)調(diào)處理。

　　3、確定除PLC裝置外系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)：包括為實(shí)現(xiàn)全部控制功能所必須的傳感器、開關(guān)按鈕、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及指示報(bào)警等輸入輸出裝置。

　　4、畫出時(shí)序圖和狀態(tài)圖等功能流程圖。深入分析系統(tǒng)功能，為編程打下基礎(chǔ)。

　　5、PLC裝置的選型：

　　1）系統(tǒng)本身需求的分析：

　?、俅_定系統(tǒng)所需I/O端口的數(shù)量和種類。

　?、诖_定CPU應(yīng)有的主要功能。

　?、鄞_定內(nèi)存的容量大小和種類。

　　④根據(jù)現(xiàn)場情況確定是否需要遠(yuǎn)程I/O。

　?、菘紤]系統(tǒng)工作環(huán)境要求。

　　2）市場產(chǎn)品的分析：

　　查看哪些型號(hào)在技術(shù)性能上滿足要求，哪些可基本滿足要求，在這些型號(hào)中，再進(jìn)行價(jià)格方面的比較和衡量，并綜合考慮產(chǎn)品的可靠性、供貨的及時(shí)性和售后服務(wù)方面的信譽(yù)等，從中選出較為理想的產(chǎn)品。

　　6、應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)和模擬調(diào)試，由于PLC的全部控制功能都是通過其應(yīng)用程序（或稱用戶程序）的執(zhí)行而實(shí)現(xiàn)的。因此，程序設(shè)計(jì)無疑是PLC應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。應(yīng)充分利用PLC各種簡單、高效的編程指令功能來編制程序。

　　PLC編程技術(shù)要點(diǎn)：

　　①列出PLC輸入/輸出通道分配表。

　?、诟鶕?jù)功能流程圖畫出程序流程圖及程序結(jié)構(gòu)功能模塊圖。

　?、垭S時(shí)登記所用程序元素，便于檢查和避免重復(fù)。

　?、芏嗍褂脙?nèi)部繼電器，避免過于復(fù)雜的混聯(lián)邏輯。

　　⑤注意考慮系統(tǒng)功能要求中沒有想到的問題，比如互鎖、聯(lián)鎖等。

　?、捱M(jìn)行程序的修改及簡化。

　?、邔⒊绦蜉斎隤LC并使用模擬I/O裝置按照控制要求進(jìn)行模擬調(diào)試。

　　7、進(jìn)行實(shí)機(jī)的現(xiàn)場聯(lián)合調(diào)試。

　　這是一項(xiàng)系統(tǒng)、復(fù)雜、繁鎖而且必不可少的工作，它需要起重機(jī)制造廠家、控制設(shè)備配套廠家、用戶和設(shè)計(jì)調(diào)試人員的密切配合。

　　①將PLC控制柜與起重機(jī)上的各種電氣設(shè)備、執(zhí)行元器件聯(lián)接好，確定準(zhǔn)確無誤，則可進(jìn)行實(shí)機(jī)的現(xiàn)場聯(lián)合調(diào)試。

　?、谑紫确謩e進(jìn)行各機(jī)構(gòu)控制回路的調(diào)試，檢查各種繼電接觸器的動(dòng)作情況是否符合起重機(jī)各機(jī)構(gòu)的邏輯要求，各種故障的顯示報(bào)警是否準(zhǔn)確等，否則在現(xiàn)場修改應(yīng)用程序直到準(zhǔn)確為止。

　?、酆仙细鳈C(jī)構(gòu)主回路開關(guān)，進(jìn)行各機(jī)構(gòu)空載試驗(yàn)，方法與步驟同②。

　?、茏詈筮M(jìn)行整機(jī)的載荷試驗(yàn)，載荷試驗(yàn)必須由輕載、半載和額定載荷的順序逐步進(jìn)行，一直到整臺(tái)設(shè)備的各種運(yùn)行狀態(tài)*達(dá)到技術(shù)規(guī)格書的要求，符合國家起重運(yùn)輸機(jī)械的有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，最終得到用戶的認(rèn)可。

調(diào)整西門子PLC中PID功能的方法

1.在S7-200西門子PLC中PID功能是通過PID指令功能塊實(shí)現(xiàn)。通過定時(shí)（按照采樣時(shí)間）執(zhí)行PID功能塊，按照PID運(yùn)算規(guī)律，根據(jù)當(dāng)時(shí)的給定、反饋、比例-積分-微分?jǐn)?shù)據(jù)，計(jì)算出控制量。

　　2.PID功能塊通過一個(gè)PID回路表交換數(shù)據(jù)，這個(gè)表式在V數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中的開辟，長度為36個(gè)字節(jié)。因此每個(gè)PID功能塊在調(diào)用時(shí)需要制定兩個(gè)要素：PID控制回路號(hào)，以及控制回路表的起始地址（以VB表示）。

　　3.由于PID可以控制溫度、壓力等等許多對(duì)象，他們各自都是由工程量表示，因此需要有一種通用的數(shù)據(jù)表示方法才能被PID功能塊識(shí)別。S7-200西門子plc中的PID功能使用占調(diào)節(jié)范圍的百分比的方法抽象地表示被控對(duì)象數(shù)值大小。

　　4.PID功能塊只接受0.0-1.0之間的實(shí)數(shù)（實(shí)際上就是百分比）作為反饋、給定與控制輸出的有效數(shù)值，如果是直接使用PID功能塊編輯，必須保證數(shù)據(jù)在這個(gè)范圍之內(nèi)，否則會(huì)出錯(cuò)。

　　S7-200西門子PLC可以有三種方式實(shí)現(xiàn)PID控制：

　　1.PID向?qū)В海?）控制回路數(shù)：8 ；（2）PID調(diào)節(jié)面板：軟件支持；（3）PID自整定：軟件支持

　　2.PID指令：（1）控制回路數(shù)：8 ；（2）PID調(diào)節(jié)面板：通過HMI的趨勢(shì)控件實(shí)現(xiàn) （3）PID自整定：不支持

　　3.自己編程實(shí)現(xiàn)：{1）控制回路數(shù)：可多于8路，由CPU運(yùn)算能力決定；（2）PID調(diào)節(jié)面板：通過西門子觸摸屏的趨勢(shì)控件實(shí)現(xiàn) （3）PID自整定：不支持

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