基于iec61131-3和java的plc仿真系统的设计与实现based on iec61131-3 and java plc simulation system design and implementation.docx

摘要
摘要
PLC,即可编程逻辑控制器,因为其功能丰富、可靠性高、易于编程及适应于恶劣工业环境等多方面的优点而在工控领域具有重要的地位。随着PLC在不同领域的应用以及其微处理器技术的不断发展,其也在智能化、模块化、网络化等多方面有了较大的发展。近年来,随着数字计算机和软件等技术的发展,以计算机作为硬件平台,通用操作系统作为软件平台,以软件模拟PLC的数据处理及运算,实现PLC的功能成为PLC研究的重要方向之一。
通过对PLC工作原理和PLC的编程标准的研究,以及对相关PLC编程软件的参考,本文提出了以Java编程语言实现PLC仿真的设计思路及软件的实现。系统以 PLC的编程标准IEC61131-3为参考,对软件进行了梯形图绘制、梯形图语法检查和指令表生成、仿真运行三个子模块系统。
梯形图编辑系统的主要任务是实现PLC程序的梯形图绘制,软件设计了一套元件库,并介绍了以元件格方式记录元件信息,以此实现梯形图的编辑、保存与再打开的方法。梯形图的语法检查可以检查梯形图的常见语法错误,检查语法无误后,可以将程序由梯形图语言转换为指令表语言。本文介绍了比较常见与通用的有向图与二叉树的转换算法,然后介绍本软件所采用的串并联支路的归并算法, 过验证,可以正确且有效地实现指令表转换的功能。仿真运行系统以指令表解释的方式对程序进行仿真,并设计界面,可以直观而形象的观察程序的运行及各数据的值或状态。本文以一个常见的交通灯信号程序验证了软件的仿真过程,成功地实现了控制信号灯的功能,也验证了该PLC仿真软件的可用性。
本文最后对软件整体进行评估,提出了软件应进行的多方面完善。本课题尝试
采用Java语言实现PLC的仿真,证明了Java软件可以在工业领域应用的可能性,提出了软PLC及PLC仿真设计的一些新思路。
关键词:Java,PLC 仿真,IEC61131-3,支路归并
I
Abstract
Abstract
With many advantages such as rich functionality, high reliability, easy to program and adapt in harsh industrial environments, PLC (Programmable Logic Controller) has an important place in the field of industrial control. As its applications in different areas and development in microprocessor technology, PLC es more intelligent, worked. Along with the development puter and software technology in recent decades, puter as the hardware platform, and operating system as the software platform, it has e an important direction of the PLC research to achieve PLC functions puting software simulation.
After researches how PLC works and introduces the standards of PLC, the paper presents the detailed design ideas to achieve PLC simulation using Java language and software, and realizes the software. With PLC programming standards of IEC61131-3 as a reference, the software is divided to three subsystems: Ladder Diagram drawing system, syntax checking of Ladder Diagram and Instruction list generating system, Simulation and Running system.
The main task of Ladder Diagram drawing system is to draw Ladder Diagram of PLC. The system provides a set of ponent libraries, and set a