1．產(chǎn)品介紹
本系統(tǒng)是由廣州虹科電子科技有限公司和西安交通大學(xué)電力電子與新能源研究中心PERECPLC聯(lián)合開發(fā)，是針對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域設(shè)計(jì)的一套基于ARM和I2C總線以及帶有Linux操作系統(tǒng)的嵌入式PLC，與上位機(jī)編程軟件PERECPLC2.0配套使用。
2．PLC硬件結(jié)構(gòu)
硬件部分采用模塊化結(jié)構(gòu)，包括電源模塊、CPU模塊、數(shù)字量輸入模塊（16位）、數(shù)字量輸出模塊（16位）和模擬量模塊（6入2出）。各個(gè)模塊通過底板I2C總線進(jìn)行通訊，其中CPU模塊是裝置的核心，采用AT91RM9200芯片實(shí)現(xiàn)PLC需要的串口、以太網(wǎng)、PLC開關(guān)狀態(tài)等硬件接口，內(nèi)部移植嵌入式Linux系統(tǒng)。
各硬件模塊特點(diǎn)如下：
電源模塊：
■提供24V、5V、3.3V直流電壓
■提供高達(dá)5A的輸出電流
■輸入輸出隔離
■直流紋波小
■工作效率高，使用壽命長(zhǎng)
■長(zhǎng)期短路保護(hù)
■外圍電路簡(jiǎn)單，功耗低
CPU模塊
■體積小、低功耗、低成本、高性能。
■支持指令Cache和數(shù)據(jù)Cache，具有更高的數(shù)據(jù)處理能力。
■含有UART串口調(diào)試信道的內(nèi)部仿真器。
■集成JTAG調(diào)試接口提供嵌入式的實(shí)時(shí)追蹤功能。
■通過提供外部總線接口（EBI）支持多種片外存儲(chǔ)器。
■高級(jí)中斷控制器利用中斷優(yōu)先級(jí)來(lái)提高芯片的中斷性能。
■繼承了多種標(biāo)準(zhǔn)接口，包括USB2.0、以太網(wǎng)接口等。
■提供的TWI兩線接口，全面兼容I2C總線。
■對(duì)操作系統(tǒng)廣泛支持，包括µC/OS-Ⅱ、Linux、Palm、Windows CE等。
■擁有16MB的SDRAM和8MB的Flash
■提供RS232接口
數(shù)字量輸入和輸出模塊
■24V輸入/輸出信號(hào)
■16點(diǎn)
■采用匯點(diǎn)式輸入/輸出接線方式
■采用NXP工業(yè)級(jí)PCA9539芯片
■方便擴(kuò)展，可擴(kuò)展至幾千點(diǎn)以上 采取了信號(hào)隔離，抗干擾性強(qiáng)
模擬量模塊
■單模塊6輸入2輸出
■單電源3.3V供電
■輸入/輸出信號(hào)范圍為0～3.3V
■采用PCF8591芯片，低功耗
■模擬輸入可以為單端或差分輸入
3．PLC軟件模塊
可編程控制器通用編程軟件PEREC_PLC2.0，是我們獨(dú)立自主開發(fā)的面向中小型可編程控制器的編程軟件。該編程軟件是Windows操作系統(tǒng)下的可編程序控制器開發(fā)軟件，支持梯形圖（LAD）、指令表（IL）、功能塊圖（FBD）、順序功能圖（SFC）和結(jié)構(gòu)化文本（ST）五種編程語(yǔ)言。并且程序在梯形圖、指令表和功能塊圖之間可以相互轉(zhuǎn)換。軟件兼容多種系統(tǒng)Win2000/Server Family，WinXP等（Win98較高版本也支持（需要必要的dll文件支持））。編程軟件PEREC_PLC2.0在充分考慮了目前市場(chǎng)上眾多國(guó)產(chǎn)PLC編程軟件中的缺點(diǎn)和不足的前提下，符合PLC編程國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3，獨(dú)立自主開發(fā)，在軟件界面，功能實(shí)現(xiàn)、項(xiàng)目編程、操作控制等方面都有很大改進(jìn)，同時(shí)使軟件的可移植性和兼容性得到加強(qiáng)
PERECSPLC編程軟件通過對(duì)五種編程語(yǔ)言的編寫操作，并通過轉(zhuǎn)換工具將編寫好的PLC程序轉(zhuǎn)換成C語(yǔ)言，并通過GCC工具編譯成二進(jìn)制文件，然后通過通信模塊下載到下位機(jī)硬件中。同時(shí)在上位機(jī)對(duì)硬件進(jìn)行仿真，監(jiān)控，調(diào)試，設(shè)備操作方便，管理維護(hù)簡(jiǎn)單，在無(wú)PLC的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，模擬工業(yè)實(shí)況，在設(shè)計(jì)程序時(shí)就能模擬各種運(yùn)行情況，檢驗(yàn)程序設(shè)計(jì)的正確性及完備性，為工程技術(shù)人員提供了一套簡(jiǎn)單實(shí)用的軟件編程和聯(lián)機(jī)調(diào)試的工具。
軟件模塊由以下幾個(gè)功能模塊組成：工程管理模塊、編輯功能模塊、語(yǔ)法檢查功能模塊、編譯模塊，與通信模塊。
1）工程管理模塊
該模塊主要負(fù)責(zé)工程的新建、打開、保存，程序的打印等功能。
2）編輯功能模塊
該模塊主要負(fù)責(zé)PLC的配置和通信的配置，程序的輸入、編輯功能，同時(shí)，還包括各種自定義變量類型、FB類型、變量和實(shí)例的定義和編輯等功能。將編輯過的內(nèi)容保存為各種類型的文件。對(duì)程序的編輯部分，包含了梯形圖編輯子模塊、指令表編輯子模塊、功能塊圖編輯子模塊、順序功能圖編輯子模塊和結(jié)構(gòu)化文本編輯子模塊。
3）語(yǔ)法檢查功能模塊
語(yǔ)法檢查功能模塊主要負(fù)責(zé)程序輸入時(shí)的語(yǔ)法檢查和編譯鏈接前的語(yǔ)法檢查。保證各程序文件的正確生成。語(yǔ)法檢查功能模塊包含梯形圖語(yǔ)法檢查、指令表語(yǔ)法檢查、功能塊圖語(yǔ)法檢查、順序功能圖語(yǔ)法檢查和結(jié)構(gòu)化文本語(yǔ)法檢查5個(gè)子模塊。
4）編譯模塊
該模塊完成將編輯生成的各種程序文件轉(zhuǎn)換為c語(yǔ)言，然后調(diào)用GCC編譯器生成為目標(biāo)平臺(tái)上的可執(zhí)行文件。GCC編譯器可根據(jù)目標(biāo)平臺(tái)不同而采用不同的編譯器，即通過GCC編譯器的可移植性即可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)平臺(tái)的多樣性。
5）通信模塊
該模塊完成上位機(jī)和PLC硬件的網(wǎng)絡(luò)連接，將項(xiàng)目文件下載到PLC硬件，實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)、在線修改、上載項(xiàng)目文件和復(fù)位、定時(shí)等輔助功能。
軟件中包含在線修改部分，并能通過動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)表顯示PLC中的一些數(shù)據(jù)，同時(shí)包括程序的單步、斷點(diǎn)調(diào)試。軟件還能對(duì)梯形圖軟件進(jìn)行仿真功能，通過軟件來(lái)模擬硬件PLC的功能，能通過處理輸入的數(shù)據(jù)，輸出程序中需要輸出的數(shù)據(jù)。該部分的實(shí)現(xiàn)可以為程序的調(diào)試提供方便。并可以通過監(jiān)控功能將現(xiàn)場(chǎng)的PLC按照一定的圖形界面在上位機(jī)表示出來(lái)，并顯示相關(guān)數(shù)據(jù)，并能根據(jù)數(shù)據(jù)做相應(yīng)的處理。
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