分析嵌入式软PLC编程系统的设计

练淼森

摘要：嵌入式系统在工业控制领域发挥了十分重要的作用，对促进工业发展意义重大。在计算机技术的快速发展下，传统的PLC不再适应自动化控制发展，软PLC得到了快速发展，弥补了原有嵌入式系统应用存在的不足。文章在阐述PLC工作原理的基础上，从嵌入式软PLC编程系统总体设计、编辑模块设计、编译模块设计几个方面具体分析嵌入式软PLC编程系统的设计。

关键词：嵌入式；软PLC编程系统；设计；编译

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）12-0009-01

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 梯形圖编辑

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。

3.2.3 生成和显示

梯形图元件的生成和显示对发挥梯形图的设计起着十分总要的作用，也是整个编辑模块的关键点。在一般情况下，软PLC元件的生成和显示是在用户点相应区域的一个瞬间内完整的，用户在选择添加某个元件之后，点击编辑区网络会立即生产元件对象，同时显示。

3.2.4 编辑

首先，应用相关系统加载和处理梯形图元件类型。其次，将鼠标放置在所需要编订的区域范围内，以扫描的方式来获得鼠标对应的数值。再次，将梯形元件移动到存储链表中，之后将完成的梯形图在界面显示。最后，完成梯形图其他参数设置。

4 嵌入式软PLC编译模块的设计和实现

4.1 编译整体方案设计

嵌入式软PLC编译模块的编辑具有简单的特点，实际操作的时候需要在Windows操作系统基础上选择应用一种文本文件来作为信息配置基本形式，在这种信息系统的作用下连接相关开发系统应用程序和嵌入操作程序的衔接，在系统支持下开发编译模块，应用编译模块扫描梯形图程序，将扫描信息保存在特定的文件中，结合运行环境对相关配置文件读取。

4.2 梯形图的编译流程

梯形图的编译操作是对每一个元件结构体参数信息的填充，在填充之后生成配置文件。梯形图的编译操作分为三步：

（1）垂直连接线逻辑处理。垂直连接线是梯形图编译模块的重要元件，存储在链表中。在编译模块中，通用元件组LADE主要是用来描述元件在网络上的分布情况，垂直连接线在网络线上，不占据网络。（2）填充元件结构体数组。考虑到配置文件是根据元件结构组元素参数进行记录的，为此，需要结合用户梯形图程序来填充元件结构体数组。在操作的时候需要分析元件的属性，如果是多元网络元件，则是需要对其对应的元素参数赋予ELE-UNUSABLE数值。（3）配置文件的生成。配置文件中的内容反映了用户编写的梯形图程序，也是 嵌入式系统作为PLC控制操作的依据。对于通用元件，需要按照元件基本类型、并联标记、存储类型、存储偏移量的格式进行记录。记录之后对每一个编辑文档对应的元件进行扫描，将扫描信息打印到对应的配置文件上。

5 嵌入式软PLC仿真模块的设计和实现

5.1 仿真模块运行原理

PLC按照循环往复的顺序扫描形式工作的，扫描周期的确定需要经过采样、用户程序执行、输出刷新三个阶段完成。输入采样将数据信息输入到制定区域内，为用户程序执行提供支持，在扫描之后输出被控对象的信息。软PLC仿真模块是模拟运行系统的重要应用程序，在上位机的环境下模拟真实的PLC运行操作，用户通过模拟程序来检验梯形图的程序，从而及时发现系统逻辑错误。

5.2 梯形图的仿真解析

梯形图的仿真主要是对编译程序执行状态进行检测分析，通过有效的检测分析及时发现程序操作出错的地方，从而为接下来的工作提供有力支持。在嵌入式软PLC系统设计的过程中，仿真模块实现了对梯形图程序运行状态的现场模拟，能够将梯形图程序转化为C程序，并通过相应的逻辑控制方式来执行指令。endprint

6 結语

综上所诉，文章在阐述PLC原理的基础上，结合嵌入式软PLC开发系统目标，对其编辑模块、编译模块、仿真模块进行设计和分析，让人们进一步了解到软PLC的运行系统、运行机制，充分证明了软PLC系统存在的必然。

参考文献

[1]王永高.面向数控机床的嵌入式软PLC开发系统的研究[J].科技资讯，2015，13（06）：81.

[2]艾建华.嵌入式软PLC开发系统概述[J].科技创新与应用，2012，（19）：43.

Abstract：The embedded system plays a very important role in the field of industrial control， which is of great significance to the promotion of industrial development. With the rapid development of computer technology， the traditional PLC is no longer suitable for the development of automation control. Soft PLC has been developing rapidly， making up for the shortcomings of the original embedded system application. On the basis of explaining the working principle of PLC， the design of embedded soft PLC programming system is analyzed from the aspects of overall design of embedded soft PLC programming system， editing module design and compilation module design.

Key words：embedded； soft PLC programming system； design； compilationendprint