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《武汉理工大学》 2005年
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数控系统中梯形图编程软件的研究及实现

潘勇  
【摘要】:目前,中低档数控机床的主要配套件大多选用经济型数控系统以及电动刀架等,而其内部的控制逻辑是由可编程控制器(PLC)来实现的。如何使机床各部件的动作有效可靠,关键在于编制PLC程序,所以PLC编程工具已成为数控系统中不可缺少的一部分。 PLC编程工具主要有专用编程器和基于个人普通计算机的程序开发软件。当前PLC的更新换代速度很快,因此专用编程器的使用寿命有限,价格一般也比较高,所以,现在的发展趋势是使用个人计算机为基础的编程系统。 本课题的主要任务是为亿图公司的数控系统开发一个基于个人普通计算机的能为用户提供直观、方便、高效的编程环境的PLC软件集成开发平台。 在系统的开发过程中,应用软件工程的设计思想作为指导,采用面向对象的设计方法对PLC软件集成开发平台进行了系统分析和需求分析,得出软件的具体功能需求,在此基础之上采用模块化方法设计,把PLC软件集成环境分解成项目管理模块、编辑模块、编译模块、模拟仿真模块等。同时,设计出PLC软件开发平台各模块间的数据流向,处理好模块之间的消息传递和驱动。 系统进行模块化之后,具体实现了各个模块的功能。编辑器选用了形象、直观的梯形图语言作为编程语言,采用面向对象的建模方法,建立PLC系统类层次结构和元件库模型对象,以图形输入方式来编制梯形图程序。编译器以树结构为中介将梯形图和PLC指令联系起来,实现了从梯形图到PLC指令的转换。转换以梯级为单位,采用“正向深度优先扫描算法”来构造逻辑树结构,然后对树结构进行遍历,得到相应的PLC指令集。通过对PLC工作原理的分析和研究,仿真器实现了PLC指令解释器的实现算法的仿真,模拟了PLC运行过程,从而实现了系统的离线仿真。 总之,该系统实现了可视化、规范化的梯形图设计以及PLC指令序列的自动生成。直观的编辑环境、灵活的编辑方式,方便了用户使用,提高了PLC编程效率。
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