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)，是針對工業(yè)自動化控制領(lǐng)域設(shè)計的一套基于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

■*短路保護(hù)

■外圍電路簡單，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時追蹤功能。

■通過提供外部總線接口（EBI）支持多種片外存儲器。

■高級中斷控制器利用中斷優(yōu)先級來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

■16點

■采用匯點式輸入/輸出接線方式

■采用NXP工業(yè)級PCA9539芯片

■方便擴展，可擴展至幾千點以上 采取了信號隔離，抗干擾性強

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上眾多國產(chǎn)PLC編程軟件中的缺點和不足的前提下，符合PLC編程標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3，獨立自主開發(fā)，在軟件界面，功能實現(xiàn)、項目編程、操作控制等方面都有很大改進(jìn)，同時使軟件的可移植性和兼容性得到加強

PERECSPLC編程軟件通過對五種編程語言的編寫操作，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硬件中。同時在上位機對硬件進(jìn)行仿真，監(jiān)控，調(diào)試，設(shè)備操作方便，管理維護(hù)簡單，在無PLC的實驗室環(huán)境，模擬工業(yè)實況，在設(shè)計程序時就能模擬各種運行情況，檢驗程序設(shè)計的正確性及完備性，為工程技術(shù)人員提供了一套簡單實用的軟件編程和聯(lián)機調(diào)試的工具。

軟件模塊由以下幾個功能模塊組成：工程管理模塊、編輯功能模塊、語法檢查功能模塊、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，還包括各種自定義變量類型、FB類型、變量和實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）語法檢查功能模塊 

語法檢查功能模塊主要負(fù)責(zé)程序輸入時的語法檢查和編譯鏈接前的語法檢查。保證各程序文件的正確生成。語法檢查功能模塊包含梯形圖語法檢查、指令表語法檢查、功能塊圖語法檢查、順序功能圖語法檢查和結(jié)構(gòu)化文本語法檢查5個子模塊。

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語言，然后調(diào)用GCC編譯器生成為目標(biāo)平臺上的可執(zhí)行文件。GCC編譯器可根據(jù)目標(biāo)平臺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現(xiàn)目標(biāo)平臺的多樣性。

5）通信模塊 

該模塊完成上位機和PLC硬件的網(wǎng)絡(luò)連接，將項目文件下載到PLC硬件，實現(xiàn)聯(lián)機、在線修改、上載項目文件和復(fù)位、定時等輔助功能。

軟件中包含在線修改部分，并能通過動態(tài)數(shù)據(jù)表顯示PLC中的一些數(shù)據(jù)，同時包括程序的單步、斷點調(diào)試。軟件還能對梯形圖軟件進(jìn)行仿真功能，通過軟件來模擬硬件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)場的PLC按照一定的圖形界面在上位機表示出來，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。