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面向用户的嵌入式PLC编程软件平台的开发

作　者: 彭洪源
导　师: 周纯杰
学　校: 华中科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 嵌入式PLC 梯形图指令表顶点活动图编程软件
分类号: TM571.61
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

随着计算机和通信技术的发展,可编程控制器正向着大型化、网络化、专业化等方向发展。作为一种专业化的PLC,由于既具有PLC的易于最终用户使用的特点,又具有嵌入式系统的可以根据用户的需求灵活定制的特点,所以近年来嵌入式PLC在纺织、印制、制药和水利等行业得到了广泛的应用。本文在嵌入式PLC内核的基础上,按照软件工程的要求,采用VC++/MFC作为开发工具,设计并实现了面向终端用户的嵌入式PLC编程软件平台。论文首先分析了嵌入式系统、网络控制系统的技术特点以及可编程控制器的发展趋势和在我国的发展前景,指出嵌入式PLC作为PLC的专业化发展方向具有广泛的应用前景;接着论文在对基于嵌入式PLC内核软件体系结构分析的基础上,提出了面向终端用户的嵌入式PLC编程软件平台的开发任务。论文在对嵌入式PLC编程软件平台的用户需求分析的基础上,提出了软件的框架和系统的数据流图,接着提出了基于AOV图的梯形图语言和指令表语言两种PLC编程语言之间的相互转换方案和总体设计方案。在转换算法的设计中,对包括数据结构在内的转换算法的详细设计原理进行了详细的描述,同时给出一些两种语言相互转换的实例。在编程软件平台的实现中,给出了包括用户界面、数据结构、转换算法等内容的具体实现。本文最后对全文工作进行了总结,并对下一步的工作做了一个展望。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
1 绪论  10-18
  1.1 课题背景、目的及意义  10-11
  1.2 文献综述  11-16
    1.2.1 嵌入式系统及网络控制系统简介  11-13
    1.2.2 PLC 及编程语言的发展趋势及在我国的发展前景  13-16
  1.3 论文的主要内容及组织结构  16-18
2 基于嵌入式PLC 内核的软件体系结构  18-24
  2.1 软件体系结构  18-19
  2.2 嵌入式PLC 及内核  19-21
    2.2.1 嵌入式PLC 硬件平台  19-20
    2.2.2 嵌入式PLC 系统内核  20-21
  2.3 基于嵌入式PLC 内核的软件体系结构和软件开发任务  21-24
    2.3.1 嵌入式PLC 软件体系结构  21-22
    2.3.2 嵌入式PLC 软件开发任务  22-24
3 面向用户的嵌入式PLC 编程软件平台需求分析与总体设计  24-31
  3.1 软件工程概述  24-25
    3.1.1 软件工程的概念  24
    3.1.2 软件生存周期  24-25
  3.2 嵌入式PLC 编程软件的需求分析  25-27
    3.2.1 编程软件平台的功能要求  25-27
    3.2.2 系统数据模型  27
  3.3 嵌入式PLC 编程软件的总体设计  27-31
    3.3.1 梯形图和指令表相互转换算法方案的设计选择  28-29
    3.3.2 编程软件平台的系统结构  29-31
4 基于AOV 图的嵌入式PLC 编程软件转换算法的设计  31-59
  4.1 算法与数据结构设计基础  31-33
    4.1.1 算法与数据结构概述  31-32
    4.1.2 AOV 图数据结构简介  32-33
  4.2 转换算法中主要数据对象的结构分析与设计  33-37
    4.2.1 梯形图数据对象的结构分析与设计  33-35
    4.2.2 指令表数据对象的结构分析与设计  35-37
  4.3 梯形图向指令表转换的算法分析与设计  37-48
    4.3.1 梯形图向指令表转换的算法流程分析与设计  37-38
    4.3.2 梯形图数据对象的预处理及梯级功能块的划分  38-40
    4.3.3 从梯形图到AOV 图的转换  40-43
      4.3.3.1 AOV 图存储结构的设计  40-41
      4.3.3.2 从梯形图到AOV 图的转换  41-43
    4.3.4 AOV 图的优化等处理  43-45
    4.3.5 从AOV 图到指令表的转换  45-48
      4.3.5.1 从AOV 图到指令表的转换流程设计  45
      4.3.5.2 从AOV 图向指令表的转换规则分析与设计  45-48
  4.4 指令表向梯形图转换的算法分析与设计  48-59
    4.4.1 转换算法设计流程设计  48-49
    4.4.2 从指令表到AOV 图的转换  49-55
      4.4.2.1 从指令表到AOV 图的转换思路与模块划分  49-50
      4.4.2.2 不同类型指令对应的构图算法设计  50-55
    4.4.3 AOV 图的优化处理  55
    4.4.4 从AOV 图到梯形图的转换  55-59
      4.4.4.1 转换算法设计思路与模块划分  55-57
      4.4.4.2 关键模块设计  57-59
5 面向用户的嵌入式PLC 编程软件平台的实现  59-75
  5.1 用户界面主要功能的实现  59-65
    5.1.1 概述  59-60
    5.1.2 工程管理内容的实现  60-62
    5.1.3 梯形图编辑器的实现  62-63
      5.1.3.1 梯形图编辑器设计方案  62
      5.1.3.2 梯形图编辑器的实现  62-63
    5.1.4 指令表编辑器的实现  63-64
    5.1.5 其它功能的实现  64-65
  5.2 梯形图和指令表之间相互转换算法的面向对象实现  65-75
    5.2.1 主要数据对象的面向对象实现  65-69
      5.2.1.1 梯形图数据对象的面向对象实现  65-68
      5.2.1.2 指令表数据对象的面向对象实现  68-69
    5.2.2 梯形图和指令表之间相互转换的算法的面向对象实现  69-75
      5.2.2.1 转换算法的面向对象实现思路  69
      5.2.2.2 转换算法的面向对象实现  69-75
6 本文工作总结与展望  75-77
  6.1 本文工作总结  75
  6.2 展望  75-77
致谢  77-78
参考文献  78-81
附录1 在读期间发表的论文  81-82
附录2 嵌入式PLC 内核支持的指令  82-85
  2.1 基本指令(27 条)  82
  2.2 功能指令(56 条)  82-85
附录3 梯形图和指令表相互转换测试实例  85

面向用户的嵌入式PLC编程软件平台的开发

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