基于IEC61131-3标准的Soft PLC技术探讨

随着现代工业控制迅猛发展,传统PLC的发展遭遇到了瓶颈,IEC61131-3标准的制定和推广促进了Soft PLC这项新兴技术的发展。Soft PLC技术解决了传统PLC在硬件体系、软件编程、系统结构等方面存在的诸多问题和局限,发展出了一套开放、灵活、标准统一、易扩展、性价比高的系统开发模式,成为了现代工业控制领域主流、先进和广泛使用的技术,促进了现代工业控制的进一步发展。

编译型软PLC的可定制高速脉冲串输出功能设计

针对高速脉冲运动控制的性能精度和软PLC高速脉冲模块的便捷调用等问题,研究并设计一种基于编译型软PLC的高速脉冲输出功能模块,研究内容包括:PTO硬件资源配置设计、PTO人机交互设计、PTO功能转译设计和PTO驱动设计。本设计方法基于语言转换,借用C语言灵活的编程优势,可同时设置几百个不同的目标速度,继而适用于更复杂的曲线运动控制场合。驱动设计中,采用S型曲线算法和时基转换算法,实现脉冲的平滑频率转换和宽范围的频率输出。在SK2109 PLC上进行实验验证,采用示波器和编码器回采共同监测PTO输出端口的脉冲,通过与人机交互中的参数进行对比,实验结果表明,高速脉冲串输出功能模块操作简单便捷,输出平滑精确,能够提供平滑稳定的运动控制。

基于嵌入式软PLC的防回弹数控折弯机控制系统设计

数控折弯机是将金属板材折弯成各种几何形状的工件,广泛应用于汽车制造、飞机制造、造船、电梯等行业的板材折弯加工。折弯机一般采用折弯机专用数控系统,一次上料完成相同角度或不同角度的多弯头折弯。但是,由于金属板具有较强的韧性,仅依靠现有的折弯机无法保证折弯后的工件不会回弹,增大了报废率。为解决该问题,提供一种基于嵌入式软可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)控制的全自动防回弹数控折弯机,能够有效避免具有较强韧性的金属板材折弯回弹,降低废品率。

基于嵌入式软PLC分布式控制系统设计

为了确保PC端主机所生成指令程序满足PLC控制原则,使PLC编程器的逻辑编译能力得到保障,提高指令编码准确性,设计基于嵌入式软PLC分布式控制系统;根据软PLC定义标准,确定系统结构的组成形式,再通过分析工作执行机制的方式,完成对嵌入式软PLC系统的技术基础研究;在分布式体系中,同时开发I/O驱动程序与PLC执行程序,并联合下级PLC编程器设备,确定CODESYS工程组件的实时运行状态,完成分布式控制系统的I/O组件设计;按照实时内核的进入与退出模式,定义分时映像区取值范围,借助数据库主机中存储的控制指令执行程序,求解指令逻辑栈表达式,实现对软PLC驱动模式的规范,完成基于嵌入式软PLC分布式控制系统设计;实验结果表明;实验所选10条指令程序的PC端输出结果均满足PLC控制原则,在保障PLC编程器逻辑编译能力方面具有突出作用价值,且能够有效提高指令编码准确性。

基于嵌入式软PLC的矿用UPS电源控制系统的设计与实现

为提高矿用UPS电源控制系统的开发便捷性和降低开发难度,并确保UPS电源控制系统的稳定性,设计了一种基于嵌入式软PLC的UPS电源控制系统。通过对矿鸿操作系统内核打RT补丁的方式提高了实时性,满足了系统对控制响应的要求。以软PLC运行时系统为基础,开发使用了各类基于软PLC的组件。目前已实现了IIC总线、SPI总线、系统日志、用户管理等功能组件。以CODESYS可视化组件作为组态模块实现人机交互。相比于使用硬PLC或专用控制器的控制系统,采用嵌入式软PLC便于以更灵活的方式和统一的标准进行功能模块的开发,提高了软件利用率和开发效率,降低了开发成本。测试结果证明,基于嵌入式软PLC的控制系统运行稳定可靠,满足设计要求。

基于工业物联网和软PLC的制冷系统群控解决方案

在“双碳”战略目标下,实现高效制冷站不能局限于更新改造硬件设备,更要重视对通信和控制等软系统的优化升级。文章结合某项目工程实践,探索基于工业物联网搭建的通信生态以及应用软可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController,PLC)技术的制冷站群控解决方案,以此来有效降低设备能耗,节约机房的运营成本。

基于RTLinux的软件PLC的研究与开发

文章在工控机平台上,研制开发了基于RTLinux实时操作系统的软件PLC,既可以作为一个独立模块和不同的CNC系统协同工作,也可以嵌入到THHP-II型数控系统内部运行在同一台计算机上,其实时性和可靠性已经在国产THM5660和TH5456立式加工中心上得到了验证。

基于嵌入式软PLC的掘进机控制系统设计

针对现有以普通PLC和专用控制器为核心的煤矿掘进机控制系统存在开发成本高、维护量大、跨平台移植难等问题,设计了一种基于嵌入式软PLC技术的掘进机控制系统,分析了系统的功能需求和实现原理,提出了以嵌入式软PLC为核心的控制系统架构。该系统通过实时操作系统的定制、软PLC运行时系统的移植及驱动组件的开发,实现了掘进机基本逻辑控制、全功能遥控和自动截割功能,可对掘进机状态进行实时监测,通过遥控器实现全功能远程遥控,通过设定断面形状、路径类型、巷道高度、巷道宽度和截割间距等参数实现巷道断面的自动截割成形等。相比于以PLC和专用控制器为核心的控制系统,采用嵌入式软PLC的掘进机控制系统可更好实现掘进机装备的标准统一和系统的组态开发,跨平台移植性好。测试结果证明该系统基本控制功能和遥控操作性能良好,自动截割断面边界最大误差小于10 cm。

嵌入式软PLC系统的研究和实现

介绍嵌入式软PLC硬件设计平台和软件设计平台,利用梯形图、硬件接口映射及模块化设计技术开发面向工业控制嵌入式软PLC系统。软PLC系统由开发系统和运行系统组成,其中开发系统将程序翻译成目标代码,运行系统加载目标代码,根据目标代码执行指令,实现控制功能。

基于软PLC技术的磨矿过程运行控制系统及实验

为解决具有综合复杂特性的磨矿生产过程运行控制实验研究的难题,开发了由运行监视子系统、运行控制子系统、虚拟执行机构与检测装置和虚拟对象子系统组成的运行控制半实物仿真系统.本系统采用软PLC技术构建的嵌入式控制器实现实时运行控制,采用基于C sharp语言开发的过程监测软件进行在线监测,并集成执行机构与检测运算模型和虚拟过程对象,具有实时性高、移植性好、面向工业实际等特点.基于运行控制实验系统的结果表明,该系统能够为运行控制方法的研究提供一个高效、便捷的验证环境,为运行控制算法的进一步工业应用奠定基础.

软PLC的设计思想在继电保护装置中的应用

提出了一种基于嵌入式实时操作系统,适用于电力系统继电保护装置的通用软件平台。该软件平台设计出的系统能运行于多种硬件环境,避免了面向处理器设计的系统的缺陷。同时,将软PLC技术应用于通用软件平台的设计中,使之具有保护逻辑在线编程的功能和图形化的开发界面。该软件平台能使不熟悉继电保护装置编程语言的设计人员和用户根据实际需要,利用图形化的编程语言,在线编写出各种适宜的保护算法程序。

数控系统的软PLC系统开发

介绍了软PLC技术的发展状况、相关的概念和组成结构,并且把它和传统的硬PLC做了一些控制方案等方面的比较。提出了基于开放式数控系统上的软PLC系统,并对本系统中的控制方案、开发系统和运行系统做了较为详尽的介绍。软PLC系统在开放式数控系统RTLinux中应用稳定,并节约了成本。

软PLC控制技术综述

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。

基于软PLC的电气控制器设计

针对以传统PLC为核心设计的控制器存在的电路和控制方式复杂的问题,选用具有可靠性高、抗干扰能力强、易在线修改、易调试操作,具有CAN通信模块的新型软PLC作为电气控制器的控制核心,实现对外部信号的采集、转换、控制,达到了对系统精确控制的目的。实践表明,以软PLC为核心的电气控制器的成功应用,不仅提高了电气控制系统的稳定性和可靠性,且为其他控制系统提供了技术支持和应用依据。

基于CAN网络的嵌入式软PLC系统环形缓冲研究

为降低嵌入式软PLC系统传输数据的误码率和丢包率,设计了嵌入式软PLC系统的环形缓冲区,建立了环形缓冲区数学模型,分析得到了环形缓冲区的状态方程、状态转移概率及其容量和被充满的概率通式。利用仿真得到不同条件下影响缓冲区容量大小的因素,得出在无数据丢失的前提下,缓冲区大小与数据输入流和输出流两者差值的关系:在其他条件不变的情况下,输入流速率与输出流速率的差值越大,所需要的环形缓冲区容量就越大。

基于软PLC的全电子注塑机控制系统设计

在介绍SERCOS技术的基础上,阐述用软PLC和SERCOS总线开发全电子注塑机控制系统的方法,并分析了实现注塑过程的高速、高精度运动控制的硬件和软件结构及人机界面的设计。实际应用中,当该系统扫描时间为3 m s时,最大注射量达到80 cm3的制品其成型周期能够控制在10 s以内,且精度符合要求,从而为全电子注塑机的控制系统设计提供了一个可行的方案。

基于RTX的软PLC多任务系统研究

软PLC是实现软数控开放性的重要组成部分。为了实现具有良好开放性的软数控系统,提出了一种基于RTX的软PLC多任务系统实现方法,该方法参照IEC61131-3,利用RTX的特性和优点,在以其为实时扩展的W indows NT操作系统中,利用V isual C++,实现了软PLC功能。规划了系统模块结构及任务,模块功能由对应的任务线程或接口函数实现,系统任务分为系统级和用户级;分析了各任务的执行时序,任务之间的切换由直接或间接调度机制平滑处理;研究了系统的程序指令集、逻辑堆栈和I/O存储器数据类型,实验表明系统具有良好的实时性和可靠性。

基于Linux系统的软PLC设计

介绍了软PLC的发展和有关的概念,探讨了软PLC的特点。详细介绍了软PLC的硬件设计和软件设计平台,对软PLC的设计方案作了全面的描述,并对其中的关键技术作了详细解释。

基于梯形图语言的软PLC技术研究与实现

介绍了软PLC的硬件平台、软件平台和软件的整体架构设计,同时阐述了其中的关键技术如梯形图语言的编辑功能和编译功能实现,最后介绍了软PLC系统在测试中的运行情况。

软PLC梯形图向指令表转化的算法研究与实现

梯形图与指令表是PLC中最常用的两种语言。其中梯形图形象直观,易于编程,但梯形图往往需要转换为指令表语言才能在PLC运行系统中解释执行。针对上述问题提出了一种适用于数控机床软PLC的梯形图向指令表转换的算法。该算法基于AOV图映射,将梯形图程序存储为邻接表数据结构,采用拓扑排序方法将邻接表中内容按指令表逻辑顺序输出,最终实现梯形图向指令表的转化。论文给出了该算法在自主开发的软PLC中的一个应用实例,描述了梯形图向指令表转化的主要思想和实现过程。