專利名稱：一種軟可編程序控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種軟可編程序控制器(PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER, PLC),屬于儀器儀表領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
PLC由于其功能強(qiáng)大，使用方便，已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要控制器 之一，幾乎在工業(yè)生產(chǎn)的所有領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，在民用和家庭自動(dòng) 化等其他領(lǐng)域也得到了迅速的發(fā)展。
在這種情況下，許多理工科高等院校、職業(yè)學(xué)校和社會(huì)培訓(xùn)學(xué)校，尤其 是自動(dòng)化相關(guān)的專業(yè)為使學(xué)生能夠了解和掌握該系統(tǒng)，使其具有更強(qiáng)的動(dòng)手 能力和技術(shù)能力，大多在實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)建立了或者準(zhǔn)備引進(jìn)和建立PLC實(shí)驗(yàn) 系統(tǒng)，甚至已經(jīng)搭建了專用的PLC系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室。然而，目前在實(shí)際教學(xué)中， 由于市場(chǎng)上所銷售的PLC彼此間兼容性較差，且還受到體積、型號(hào)、價(jià)格等 諸多條件的限制，在經(jīng)費(fèi)不是很充裕的情況下很難在實(shí)驗(yàn)室中配備數(shù)量多、 型號(hào)全的PLC，同時(shí)還由于PLC的外部輸入輸出連接設(shè)備可以為多種形式的工 業(yè)控制對(duì)象，所以也很難對(duì)于現(xiàn)有的PLC系統(tǒng)提供較為全面的控制對(duì)象，這 勢(shì)必影響PLC實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、制約PLC實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)效果。進(jìn)一步的說，PLC 產(chǎn)品隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展更新?lián)Q代也很快，為了維護(hù)和更新實(shí)驗(yàn)PLC系 統(tǒng)也需要高昂的費(fèi)用。
為了解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中引進(jìn)了仿真技術(shù)，利用各種虛擬儀器和 設(shè)備代替貴重的PLC硬件設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，例如申請(qǐng)日為2007年7月4日， 申請(qǐng)?zhí)枮?00720039039,X、發(fā)明名稱為"PLC仿真教學(xué)裝置"的中國(guó)專利公 開了一種PLC仿真教學(xué)裝置，用于高等學(xué)校PLC仿真實(shí)驗(yàn)，其中PLC的運(yùn)行 數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)接口卡輸入計(jì)算機(jī)，并反映在虛擬仿真軟件的人機(jī)界面上，學(xué) 習(xí)者在人機(jī)交互界面上輸入的指令也可以通過數(shù)據(jù)接口卡傳遞給可編程邏輯控制器，以控制其運(yùn)行方式。但是，在上述公開技術(shù)中，由于是硬件PLC控 制虛擬的被控對(duì)象，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)需要較多的外部設(shè)備進(jìn)行連接控制，必然需 要具備較為復(fù)雜的硬件環(huán)境，且不能解決遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提出一種軟可編程序控制器，能夠簡(jiǎn)化 PLC實(shí)驗(yàn)過程中的硬件設(shè)備配置以及外部接口配置。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提出一種軟可編程序控制器，包括 用于顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的輸出模塊，所述軟可編程序控制器還包括用于接 收待測(cè)源程序的程序輸入模塊，用于將所述待測(cè)源程序編譯成待測(cè)目標(biāo)程序 的編譯模塊，用于輸入虛擬被控信號(hào)以及提供虛擬被控設(shè)備的虛擬對(duì)象模塊， 用于根據(jù)輸入的虛擬被控信號(hào)、調(diào)用目標(biāo)程序來確定虛擬被控設(shè)備狀態(tài)的執(zhí) 行模塊，所述輸出模塊進(jìn)一步地用于顯示虛擬被控設(shè)備狀態(tài)，所述程序輸入 模塊與所述編譯模塊連接，所述執(zhí)行模塊與所述虛擬對(duì)象模塊、所述編譯模 塊、所述輸出模塊均連接。
本實(shí)用新型所述的軟可編程序控制器中，所述輸出模塊為文字顯示器。 本實(shí)用新型所述的軟可編程序控制器中，所述輸出模塊為圖像顯示器。 本實(shí)用新型所述的軟可編程序控制器中，所述的程序輸入模塊接收的待 測(cè)源程序?yàn)橥ㄟ^可編程邏輯控制器的語句表和梯形圖外部輸入。
本實(shí)用新型所述的軟可編程序控制器中，所述編譯模塊根據(jù)所需仿真的 硬可編程邏輯控制器型號(hào)預(yù)置對(duì)應(yīng)的匹配編譯方式。
本實(shí)用新型所述的軟可編程序控制器中，所述虛擬對(duì)象模塊優(yōu)選的為
ActiveX控件組。
本實(shí)用新型所述的軟可編程序控制器中，所述執(zhí)行模塊中利用多媒體實(shí) 時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)對(duì)所述編譯模塊的循環(huán)掃描。
本實(shí)用新型所述的軟可編程序控制器中，所述的程序輸入模塊通過網(wǎng)絡(luò) 與對(duì)其進(jìn)行更新的的外部預(yù)置更新設(shè)備連接。
本實(shí)用新型所述的軟可編程序控制器中，所述的輸出模塊通過網(wǎng)絡(luò)與對(duì) 其輸出進(jìn)行遠(yuǎn)程顯示的外部預(yù)置顯示設(shè)備連接。本實(shí)用新型所述的軟可編程序控制器中，所述虛擬對(duì)象模塊通過網(wǎng)絡(luò)與 對(duì)其輸入虛擬被控信號(hào)以及虛擬被控設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)定的外部預(yù)置調(diào)試設(shè)備 連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型利用軟PLC來模擬需要仿真的硬PLC型號(hào)， 以及控制虛擬的被控對(duì)象進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，以代替現(xiàn)有的PLC硬件實(shí)驗(yàn)裝置， 這不僅能有效地幫助學(xué)生深刻理解PLC工作原理和應(yīng)用方法，還能降低實(shí)驗(yàn) 成本投入；在另一方面，利用本實(shí)用新型所提出的軟PLC也可以方便地實(shí)現(xiàn) 多媒體輔助教學(xué)、遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)。


圖1是本實(shí)用新型所述軟可編程控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做出進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以使 本領(lǐng)域人員在參閱本說明書后能夠據(jù)以實(shí)施。
如圖1所示， 一種軟PLC包括程序輸入模塊1、編程模塊2、虛擬被 控對(duì)象模塊3、執(zhí)行模塊4、輸出模塊5，其中
程序輸入模塊1,用于接收通過PLC的語句表或者梯形圖編程而輸入的 待測(cè)源程序；
編譯模塊2，用于根據(jù)設(shè)定的仿真PLC類型對(duì)待測(cè)源程序進(jìn)行詞法、語 法語義等分析檢査，編譯生成待測(cè)目標(biāo)程序；所述編譯模塊可以是本領(lǐng)域技 術(shù)人員利用現(xiàn)有技術(shù)來設(shè)計(jì)，或者采用現(xiàn)有技術(shù)中的已有模塊來實(shí)現(xiàn)；
虛擬對(duì)象模塊3，用于在預(yù)先構(gòu)建的虛擬空間中存儲(chǔ)虛擬對(duì)象，并根據(jù) 外部的輸入虛擬信息選定虛擬被控對(duì)象，所述虛擬被控對(duì)象的建立是本領(lǐng)域 技術(shù)人員利用現(xiàn)有技術(shù)中的多媒體及軟件開發(fā)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的，優(yōu)選的為 ActiveX控件組；其可以是設(shè)定的任何外部輸出設(shè)備的虛擬對(duì)象以及各種可能 的輸入信號(hào)；
執(zhí)行模塊4，用于根據(jù)目標(biāo)代碼巡回掃描輸入、確定虛擬被控設(shè)備的輸 出狀態(tài)；優(yōu)選的，可以利用線程編程及高精度的多媒體實(shí)時(shí)鐘技術(shù)來實(shí)現(xiàn)掃描過程；
輸出模塊5，用于輸出所述虛擬被控設(shè)備狀態(tài)的控制結(jié)果，以便于實(shí)驗(yàn) 者對(duì)于控制程序進(jìn)行調(diào)試；進(jìn)一步地說，所述輸出模塊為文字顯示輸出模塊， 其可以利用文字表述的方式顯示虛擬對(duì)象的控制結(jié)果，或者所述輸出模塊可 以為圖像顯示輸出模塊，利用圖像輸出的方式顯示虛擬對(duì)象的控制結(jié)果，優(yōu) 選的，所述圖像信息可以是動(dòng)畫圖形信息。
所述程序輸入模塊與所述編譯模塊連接，所述執(zhí)行模塊與所述虛擬對(duì)象 模塊、所述編譯模塊、所述輸出模塊均連接。
為了更好的描述上述軟PLC控制器的工作過程，進(jìn)一步地以示例說明如
下
在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程中，首先確定軟PLC需要仿真的硬PLC型號(hào)，由此確定外 部接收模塊1中的相應(yīng)編程語言以及PLC編程模塊2中的相應(yīng)編譯過程，確定 虛擬被控對(duì)象模塊3中的虛擬輸入輸出設(shè)備；
在程序輸入模塊l中，例如以語句表輸入源程序；此后，PLC編程模塊2 根據(jù)預(yù)設(shè)的仿真PLC類型對(duì)待測(cè)試源程序進(jìn)行詞法、語法語義等分析檢査， 編譯生成待測(cè)試目標(biāo)程序，進(jìn)一步地示例為語句表程序的運(yùn)行實(shí)際上為布 爾代數(shù)運(yùn)算，操作數(shù)為各種繼電器變量，可為整個(gè)程序的計(jì)算過程建立計(jì)算 堆棧并初始化為空，當(dāng)表達(dá)式還未計(jì)算完， 一直進(jìn)行讀取操作，若讀取的是 操作數(shù)，則將其存入操作數(shù)堆棧；若讀取的是運(yùn)算符，則從操作數(shù)堆棧中取 出所需操作數(shù)進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果存回堆棧，當(dāng)表達(dá)式讀取完畢后，操作 數(shù)堆棧的內(nèi)容就為表達(dá)式的運(yùn)算結(jié)果；由此實(shí)現(xiàn)編譯過程。
執(zhí)行模塊4根據(jù)虛擬控制信號(hào)循環(huán)掃描輸入待測(cè)試目的程序確定虛擬輸 出設(shè)備的狀態(tài)，并提供給輸出模塊5。
在上述的實(shí)施例中，虛擬被控設(shè)備可以根據(jù)需要是指示燈、電磁閥等任 何外部設(shè)備的對(duì)應(yīng)Activex控件。由于PLC要實(shí)現(xiàn)的是預(yù)定的控制邏輯，所以 必須執(zhí)行正確的程序才能得到正確的輸出結(jié)果，也就是說可以根據(jù)最后輸出 模塊的輸出結(jié)果是否與預(yù)期一致來判斷程序是否正確。
在另外的實(shí)施例中，還可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行如下改進(jìn)
所述程序輸入模塊可以通過網(wǎng)絡(luò)與對(duì)其待測(cè)源程序進(jìn)行更新的的外部預(yù)置更新設(shè)備連接，由此方便遠(yuǎn)程的進(jìn)行程序修改；
所述輸出模塊可以通過網(wǎng)絡(luò)與對(duì)其輸出進(jìn)行遠(yuǎn)程顯示的外部預(yù)置顯示設(shè) 備連接，由此方便進(jìn)行遠(yuǎn)程的實(shí)驗(yàn)效果監(jiān)控；
所述虛擬對(duì)象模塊可以通過網(wǎng)絡(luò)與對(duì)其輸入虛擬被控信號(hào)以及虛擬被控 設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)定的外部預(yù)置調(diào)試設(shè)備連接，以便進(jìn)行虛擬被控信號(hào)以及虛 擬被控設(shè)備的非現(xiàn)場(chǎng)更新，提高了該軟PLC的適應(yīng)性。
權(quán)利要求1.一種軟可編程序控制器，包括用于顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的輸出模塊，其特征在于，所述軟可編程序控制器還包括用于接收待測(cè)源程序的程序輸入模塊，用于將所述待測(cè)源程序編譯成待測(cè)目標(biāo)程序的編譯模塊，用于輸入虛擬被控信號(hào)以及提供虛擬被控設(shè)備的虛擬對(duì)象模塊，用于根據(jù)輸入的虛擬被控信號(hào)、調(diào)用目標(biāo)程序來確定虛擬被控設(shè)備狀態(tài)的執(zhí)行模塊，所述輸出模塊進(jìn)一步地用于顯示虛擬被控設(shè)備狀態(tài)，所述程序輸入模塊與所述編譯模塊連接，所述執(zhí)行模塊與所述虛擬對(duì)象模塊、所述編譯模塊、所述輸出模塊均連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的軟可編程控制器，其特征在于，所述輸出模塊為 文字顯示器。
3. 如權(quán)利要求1所述的軟可編程控制器，其特征在于，所述輸出模塊為 圖像顯示器。
4. 如權(quán)利要求1所述的軟可編程控制器，其特征在于，所述的程序輸入 模塊接收的待測(cè)源程序?yàn)橥ㄟ^可編程邏輯控制器的語句表和梯形圖外部輸 入。
5. 如權(quán)利要求1所述的軟可編程控制器，其特征在于，所述編譯模塊根 據(jù)所需仿真的硬可編程邏輯控制器型號(hào)預(yù)置對(duì)應(yīng)的匹配編譯方式。
6. 如權(quán)利要求1所述的軟可編程控制器，其特征在于，所述虛擬對(duì)象模 塊優(yōu)選的為ActiveX控件組。
7. 如權(quán)利要求1所述的軟可編程控制器，其特征在于，所述執(zhí)行模塊中 利用多媒體實(shí)時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)對(duì)所述編譯模塊的循環(huán)掃描。
8. 如權(quán)利要求1所述的軟可編程控制器，其特征在于，所述程序輸入模 塊通過網(wǎng)絡(luò)與對(duì)其待測(cè)源程序進(jìn)行更新的的外部預(yù)置更新設(shè)備連接。
9. 如權(quán)利要求1所述的軟可編程控制器，其特征在于，所述輸出模塊通過網(wǎng)絡(luò)與對(duì)其輸出進(jìn)行遠(yuǎn)程顯示的外部預(yù)置顯示設(shè)備連接。
10.如權(quán)利要求1所述的軟可編程控制器，其特征在于，所述虛擬對(duì)象模塊通過網(wǎng)絡(luò)與對(duì)其輸入虛擬被控信號(hào)以及虛擬被控設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)定的外 部預(yù)置調(diào)試設(shè)備連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種軟可編程序控制器，包括用于顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的輸出模塊，所述軟可編程序控制器還包括用于接收待測(cè)源程序的程序輸入模塊，用于將所述待測(cè)源程序編譯成待測(cè)目標(biāo)程序的編譯模塊，用于輸入虛擬被控信號(hào)以及提供虛擬被控設(shè)備的虛擬對(duì)象模塊，用于根據(jù)輸入的虛擬被控信號(hào)、調(diào)用目標(biāo)程序來確定虛擬被控設(shè)備狀態(tài)的執(zhí)行模塊，所述輸出模塊進(jìn)一步地用于顯示虛擬被控設(shè)備狀態(tài)，所述程序輸入模塊與所述編譯模塊連接，所述執(zhí)行模塊與所述虛擬對(duì)象模塊、所述編譯模塊、所述輸出模塊均連接。本實(shí)用新型利用軟PLC來控制虛擬被控對(duì)象進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生深刻理解PLC工作原理和應(yīng)用方法；也可以實(shí)現(xiàn)多媒體輔助教學(xué)、遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)。
文檔編號(hào)G09B19/00GK201421670SQ200920148680
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者李愛軍, 麗 牛, 王勤宏 申請(qǐng)人:蘇州市職業(yè)大學(xué)