[发明专利]开放式软数控系统的软PLC模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种由纯软件实现的开放式数控系统的PLC模块。

背景技术

PLC是工业控制领域的专用设备，它的硬件组成与微型计算机应用系统的硬件组成类似。传统的PLC主要由以下几部分组成：CPU、内存、控制用I/O接口、外设用I/O接口、扩展用I/O接口和电源，传统的PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、可用于环境恶劣的控制现场等特点，在工业控制领域的应用非常广泛，但各生产厂家产品的体系结构是封闭的，其软硬件平台各不相同，支持PLC编程的语言及指令系统也各不相同，所以想要将不同生产厂家的产品应用到同一工业控制网络非常困难。用户选择一种PLC产品后，必须选择与其相应的控制规程，学习特定的编程语言，不利于终端用户功能的扩展。随着计算机技术的迅速发展，硬PLC的通用性和兼容性不好以及价格昂贵的问题成为了工业控制领域的瓶颈。

发明内容

本发明为解决传统硬PLC存在的通用性和兼容性不好以及价格昂贵的问题，提供一种开放式软数控系统的软PLC模块。本发明包括以下单元：

应用程序执行模块2，从应用程序和数据存储模块3中读取相应的指令，该指令调用内存中的执行相应任务的PLC程序以完成用户要求的逻辑控制和运动控制功能，PLC程序的执行结果通过I/O接口模块5传送到I/O接口设备10，并将执行结果显示在人机界面模块6上；

应用程序和数据存储模块3，用于存储调用PLC程序的指令和数据以供应用程序执行模块2调用；

I/O接口模块5，按系统规定的总线协议读写总线上的I/O接口设备10的接口状态数据，并与应用程序和数据存储模块3进行数据通信的交互；

人机界面模块6，提供给用户执行操作控制的接口，显示PLC程序的运行状态及执行结果，使用户根据回馈的执行结果来操作系统的运行；

通讯模块7，用于建立软PLC运行系统1与编程开发模块8进行数据交换，所述PLC运行系统1由应用程序执行模块2、应用程序和数据存储模块3、I/O接口模块5、人机界面模块6和通讯模块7；

编程开发模块8，基于国际标准IEC61131-3，用于编辑开发PLC程序、生成目标代码，并通过通讯模块7传送到软PLC运行系统1。

本发明的有益效果是：采用国际标准IEC61131-3，打破了以往各个PLC生产商产品相互不兼容的局限性，以全软件形式实现PLC传统功能；本发明将PLC的控制功能模块封装在软件内，运行于计算机环境中，既提供了与PLC相同的功能，也具备了开放的体系结构、支持多种硬件和编程语言、灵活扩展的功能，能够充分利用硬件资源，与传统的硬PLC相比具有通用性和兼容性都较好的特点，并且造价也较低廉。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：参见图1，本实施方式由以下单元组成：

应用程序执行模块2，从应用程序和数据存储模块3中读取相应的指令，该指令调用内存中的执行相应任务的PLC程序以完成用户要求的逻辑控制和运动控制功能，PLC程序的执行结果通过I/O接口模块5传送到I/O接口设备10，并将执行结果显示在人机界面模块6上，在调度过程中采用多任务的组织形式，依据当前程序的执行状态信息决定下个或多个并行任务运行；

应用程序和数据存储模块3，用于在PLC程序运行的初始阶段在内存中申请一段内存作为PLC程序执行和存储数据的内存空间，在PLC程序的扫描任务运行阶段提供一个具有定时扫描执行能力的任务，这个定时扫描执行任务有较高的优先级，向应用程序执行模块2提供访问程序的接口，PLC程序在扫描阶段主要完成用户所要求的具有强实时性的事件，如机床急停、限位、循环启动以及循环暂停等逻辑程序，在PLC程序结束之前释放申请的内存空间；

I/O接口模块5，按系统规定的总线协议读写总线上的I/O接口设备10的接口状态数据，并与应用程序和数据存储模块3进行数据通信的交互，I/O接口设备10为SERCOS通讯卡，可采用Rexroth Indramat公司生产的SoftSERCANS PCM-S11.2 PCI总线板卡；

人机界面模块6，提供给用户执行操作控制的接口，显示PLC程序的运行状态及执行结果，使用户根据回馈的执行结果来操作PLC运行系统1的运行；

通讯模块7，用于建立软PLC运行系统1与编程开发模块8进行数据交换，所述PLC运行系统1由应用程序执行模块2、应用程序和数据存储模块3、I/O接口模块5、人机界面模块6和通讯模块7；