遵循IEC61131-3与PLCopen标准的嵌入式软PLC应用开发的研究

摘要

可编程逻辑控制器（Programming Logic Control,PLC）在装备制造和工业自动化领域具有重要的地位。随着电子与计算机技术的发展，嵌入式软PLC得到了快速发展，究其原因，嵌入式软PLC相对于传统硬PLC具有：硬件体系结构开放，组网更容易，编程开发语言具有国际标准IEC61131-3，性价比高等优点。
　　本文作者所在课题组研发了以ARM为运行时环境，以Beremiz为IEC61131-3程序开发环境的嵌入式软PLC平台。软PLC平台开发集成了遵循PLCopen标准的运动控制功能块函数库。所以该平台具有开放性好，标准化的特点。使用该平台开发的应用程序具有标准化，可重构性好的优势。
　　本文内容集中在嵌入式软PLC的应用开发及其一般方法与问题的总结。设计了剪板机控制系统和四伺服轴偏心振动控制系统。本文将从以下四个方面来介绍文章内容：嵌入式软PLC系统、剪板机控制系统设计、四伺服轴偏心振动控制系统设计、IEC61131-3应用开发的共性问题。
　　剪板机控制系统的设计。根据机械本体和剪板工艺，设计实现了剪板机逻辑控制与伺服轴的运动控制。使用了单轴伺服驱动控制剪板机长度；对刀口间隙和剪切角使用角位移和直线位移的可调电阻反馈位置；对比例溢流阀的控制简化为多个数字量控制多个固定的电流值。
　　四伺服轴偏心振动系统的设计。采用位置模式控制伺服电机，运动控制功能块均遵循PLCopen组织的技术委员会TC2所定义的运动控制功能块函数标准。主动轴使用MC_velocity速度功能块以需要的转速旋转，从动轴采用脉冲跟随的方式；调整主从动轴之间相位，则要对从动轴减发相应数量的脉冲。
　　IEC61131-3应用开发的共性问题。本文将根据作者的经验总结IEC61131-3编程语言的五种类别在编程时各自在哪些方面更具有良好的表达能力，尤其介绍SFC和ST编程；解决了几个IEC61131-3编程的问题；总结了装备开发的一般操作模式。

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第一章 绪论

1.1 课题来源

1.2 课题研究目的及意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本文的主要研究内容及创新点

第二章 嵌入式软PLC系统

2.1 嵌入式软PLC概念

2.2 嵌入式软PLC 系统结构

2.3 Beremiz开发环境

2.4 IEC61131-3标准

2.5 PLCopen规范

2.6 ARM硬件平台

第三章 剪板机控制系统

3.1引言

3.2工作原理与关键控制技术

3.3总体方案设计

3.4程序设计与HMI设计

3.5 测试结果

第四章 偏心块振动控制系统

4.1引言

4.2工作原理与需求分析

4.3总体方案设计

4.4程序设计

4.5 测试结果

第五章 IEC61131-3应用开发的共性问题

5.1 IEC61131-3五种编程语言的编程风格与选择

5.2 几个IEC61131-3编程问题的解决方法

5.3 装备开发的总体框架

第六章 全文总结及展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献