精品现场总线控制系统功能块组态软件设计本科毕业论文设计.docx
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精品现场总线控制系统功能块组态软件设计本科毕业论文设计
大连理工大学本科毕业设计(论文)
现场总线控制系统功能块组态软件设计
DesignofConfigurationSoftwarebasedonFiledbusControlSystem
学院(系):
电子与信息工程学院
专业:
计算机科学与技术
大连理工大学
DalianUniversityofTechnology
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
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所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
日期:
年月日
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名:
日期:
年月日
导师签名:
日期:
年月日
摘要
IEC61131标准作为工业自动化控制系统标准化编程语言的国际标准,受到了广泛的关注和重视。
目前国际上已有多个自动化设备生产商推出了以这个标准为基础的控制系统。
研究基于IEC61131标准的控制系统意义重大。
本文研究了IEC61131标准中关于功能块编程的技术内容,给出了指令规约和编程方法,研究了功能块程序的可视化编辑和编译技术,设计和实现可编程控制器编程软件——PLC_Config。
该程序是在MicrosoftVisualStudio2003环境平台下,使用C++编程语言,基于MFC程序框架开发完成的。
该软件可对现场网络上的所有设备和资源进行配置和规划,使现场网络中的设备成为一个有机整体,协同工作完成控制功能。
该软件应用了模块化设计思想,将整个软件分解成现场设备管理模块、可视化组态模块、现场设备监控模块、文件管理模块、通信服务模块及信息报告模块。
可视化功能块编程模块实现了操作方便功能强大的用户操作界面,通过描述文件与可视化的编程元件的互转实现了功能块程序的保存与读取,编译模块实现了功能块程序在上位机与下位机存储表达形式的互转,用户可以方便的下载上载功能块程序。
通过设计和开发PLC_Config可视化编辑模块和组态编译模块,以及在PLC_Config程序中地应用,证明了编辑,编译功能块文件方法的可行性和正确性,也提供了一种编辑,编译图形化语言的一种方法。
DesignofConfigurationSoftwarebasedonFiledbusControlSystem
Abstract
IEC61131standardforindustrialautomationandcontrolsystemprogramminglanguagestandardizedinternationalstandards,hasbeenwidespreadconcernandattention.Atpresent,thereareanumberofautomationequipmentmanufacturerswiththeintroductionofthestandards-basedcontrolsystem.ResearchbasedonthestandardIEC61131controlsystemofgreatsignificance.
Inthispaper,thetechnicalcontentonfunctionblockprogramminginIEC61131standardisstudied.Commandandprogrammingareprovided.Visualprogrammingandcompilertechnologyoffunctionblockprogrammingareresearched.ProgrammingsoftwareofProgrammableLogicController(PLC_Config)isdesignedandimplemented.ThissoftwareusesC++programminglanguageunderMicrosoftvisualstudio2003developmentplatformandbasedontheMFCFramework.Thissoftwareconfiguratesandplansthefileddevicesandresources,makesthefileddevicesimplementcontrolfunctionasanorganicwhole.Thesoftwareappthemodulardesignconcept.ItincludesDeviceManageModule,VisualConfigureModule,WatchingModule,FilesManageModule,CommunicationModuleandReportModule.VisualConfigureModuleimplementusefulandpowerfuluserinterface.ItimplementsaveandreadfunctionbythechangebetweenXMLfilesandvisualprogrammingelements.CompilerModuleimplementthechangeofmodebetweenincomputerandinPLC.Usercanconfigurateanduploadtheprogramconveniently.
BydevelopingtheVisualConfigureModuleandCompilerModuleandTestingintheapplication,thedesignisprovedcorrect.Thearticleprovideamethodofeditandcompilegraphicsprogramlanguage.
ProgrammablelogicController;
摘要I
AbstractII
引言1
1概述3
1.1现场总线技术3
1.1.1现场总线概念3
1.1.2现场总线的特点3
1.1.3RS485总线4
1.1.4MODBUS协议4
1.4可编程逻辑控制器7
1.5组态软件8
1.6论文的主要工作9
2PLC_Config组态软件设计和实现10
2.1概述10
2.2现场设备管理模块12
2.3文件管理模块12
2.4可视化组态模块13
2.5通信服务模块16
2.5.1实时通讯服务的实现17
2.5.2套接字映射接口对象的实现17
2.6信息报告模块19
2.6本章小结19
3PLC_Config组态软件可视化功能块组态以及编译20
3.1PLC_Config可视化功能块编辑程序的设计20
3.1.1文档/视图(Document/View)结构20
3.1.2可视化功能块编辑程序设计类关系图20
3.1.3功能块的图形表示21
3.1.4功能块的逻辑组成21
3.1.5在DCCE系列PLC中的功能块程序的表现形式22
3.1.6功能块类的设计23
3.1.7功能块参数类的设计26
3.1.8链接关系的设计27
3.1.9网络物件设计28
3.1.10功能块文档类的设计29
3.2编译程序(Compile.exe)的设计30
3.2.1功能块编译程序的设计分析30
3.2.2编译程序的接口设计31
3.2.3编译过程中的错误信息的提示实现33
3.2.3功能块参数的编译33
3.2.4功能块的编译34
3.2.5功能块网络的编译35
3.3本章小结39
4.PLC_Config软件在十字路口交通灯控制系统的使用41
4.1十字交通灯控制系统概述41
4.2十字交通灯控制系统功能需求42
4.2.1硬件需求42
4.2.2交通等开关动作需求43
4.3功能块程序实现45
4.3.1正常情况下交通灯程序实现45
4.3.2可急车强通控制的交通灯程序实现46
4.4本章小结48
结论49
参考文献50
附录A简单功能块程序与对应的XML文档51
附录BPEC8000寄存器地址52
致谢53
引言
在工业控制领域,PLC技术的发展在上世纪90年代经历了一次高潮。
这得益于微电子、网络通信和控制技术的迅猛发展。
但随着技术的进步和市场要求的提高,传统的PLC越来越暴露出其在数据封装能力,程序可重用性,顺序操作编程等方面的不足。
这些缺陷导致了不同制造商PLC平台的不兼容,也给工程技术人员的学习和操作带来了极大的不便。
统一的编程规则成为技术人员的迫切需求。
的概念和机制与传统PLC编程语言完美结合,使它在工业控制领域的影响已越出PLC的界限,应用越来越广泛。
传统的PLC编程语言相比较,前者具有突出的优点:
(1)而应用系统能最大限度地运行于来自不同制造商的PLC。
(2)高水平的软件重复使用性和允许柔性地选择编程语言。
一个程序的不同部分可用任一种语言编程。
(3)类似高级语言的先进语言结构,支持“自上而下”和“自下而上”的结构化程序开发。
支持复杂的控制过程。
支持结构化数据。
(4)有很强的错误检测和纠错能力,能明显地提高程序数据和变量的可靠性。
PLC组态具有运行时行为特性。
标准化的开放系统是大势所趋,1992年总部设在荷兰的PLCopen成立,目前,多数的PLC制造商,软件公司和研究院所已是这个国际组织的成员。
如Siemens、A-B、发布,它不仅描述了PLC
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