软PLC开发系统梯形图编辑模块的实现.pdf

控 制与 检 测 组合机床与自动化加工技术 文章编号 1 0 0 1 2 2 6 5 2 0 1 0 1 0 0 0 6 4 0 3 软 P L C开发系统梯形图编辑模块的实现 陈婵 娟 ， 高 帅 ， 王 杰 陕西科 技大 学 机 电工 程学 院 ， 西 安 7 1 0 0 2 1 摘要 文章提 出了一种 实现 软 P L C梯 形 图编辑 的方 法 ， 并采 用 C 语 言成 功 开发 出了编程软 件 。该 软件提供 了梯 形 图的绘制 、 编辑 、 存储及 加 载等 功能。 其优点 为程 序 结构 相 对 简单 ， 编辑 界 面可 直接 设 置参数 ， 具 有统一 的标 准且扩展 性 强 ， 能 够直观表 达逻 辑复 杂的 P L C程 序 。 关 键词 软 P L C； 梯 形 图 ； 编辑 ； 链表 中图分类 号 T H1 6； T G 6 5 文献标 识码 A I m p l e m e n t at i o n o f La dde r Di a gr a m Edi t M o du l e o f So f t PLC De v e l o p m e nt Sy s t e m C HE N C h a n h , a n，GA0 S h u a i ，WANG J i e C o l l e g e o f Me c h a n i c a l E l e c t r o n i c E n g i n e e r i n g S h a a n x i Un i v e r s i t y o f S c i e n c e ＆ T e c h n o l o g y ，Xi ’ a n 7 1 0 0 2 1 ，C h i n a Ab s t r a c t Th i s pa pe r pr e s e n t s a n a ppr o a c h o f e d i t i ng l a d d e r d i a g r a m ，whi c h c a n be u s e d t o d e ve l o p t h e e d i t o r o f t he S o R PLC wi t h t h e C l a ng u a g e s u c c e s s f ul l y． Th e s of t wa r e pr o v i d e s t he f u c t i o ns o f d r a w- i n g ， e d i t i ng ， s a v ing a n d o p e n i n g l a d d e r d i a g r a m ，a n d i t s a d v a nt a g e s a r e a s f ol l o wt he s t r u c t u r e o f t h e s o ft- wa r e i s r e l a t i v e l y s i mpl e ；t h e pa r a me t e r s o f t h e PLC d e v i c e u n i t c a n b e d i r e c t l y s e t o n t h e l a d d e r d i a g r a m； wi t h u ni f o r m s t a n d a r d s a n d g o o d s c a l a b i l i t y； t h e c o mpl e x PLC l a d d e r d i a g r a m c a n b e i n t u i t i v e l y e x pr e s s e d． Ke y wo r ds S o ft PLC；l a d d e r d i a gra m；l i n k e d l i s t O 引言 软 P L C技 术 是 一 种 基 于 I P C或 E P C 的 将 P L C 的控 制功能 “ 封装 ” 在软 件 内的控 制 技术 。它 不但 具 有传统 P L C的 P I D调节 、 离 散控 制和 I ／ O控 制功 能 ， 而且 具 有 微 型 计 算 机 的 高 速 数 据 处 理 和 网 络 功 能 ⋯ 。由于 国际编程 标准 I E C 6 1 1 3 1 3的制 定和推 广 应 用 ， 软 P L C技术 已经成 为一项 新兴 的技术 。 为 了使 P C机具 有 用 梯 形 图设计 逻 辑 控 制 的功 能 ， 需要设 计 出相 应 的 软 件 实 现梯 形 图 编辑 及 控 制 功能。本文针对软 P L C的程序编辑功能， 依据 国际 编程标 准 I E C 6 1 1 3 1 3 ， 给 出 了一种 实 现 梯 形 图编 辑 的方 法 ， 并 采用 C 语 言 成 功开 发 出了 编程 软 件 。 该软 件实 现了梯形 图的绘 制 、 编 辑 、 存储 及 加 载等 功 能 ， 能够直 观表达 逻辑复 杂 的 P L C程 序 。 1 梯形图编辑模块 的结构设计 1 ． 1梯 形 图的数据 结构 根据 各个元 件 的共 有属 性 以及 在 程序 编 辑 中的 位 置要 求 ， 需 要合 理设 置 图形数 据 的 显示 方式 、 更改 方式 和存 取方 式 。首先定 义一 个 结构 体 C L A D ， 用 于存 储 图形 的相关 数 据 。数 据 结构 体 C L A D 的定 义 如 下 s t r u c t CLAD { B O O L b R M P r e c t ， b E d i t R e c t ， ／ ／ 是否为绘图的矩形 、 是 否为小编辑框 b Mo v e，b c ho o s e l i n e； ／ ／ 是否被移动 、 是否选 中了直线 C P o i n t p t s t a r t ， p t e n d ； ／ ／ 直线的起点 、 终点 i n t bmpn u mb，r e c t m， r eet n ， ／ ／ 图形号 、 梯形 图显示矩形 的 m值及 n 值 i n p ut nu mb，o u t p u t n umb，c a pt i o nn umb， ／ ／ 左侧 、 右侧 、 中间参数输入数量 Re c t T y p e ； ／ ／ 图形 大 小 类 型 C S t r i n g i n p u t s t r [ 3 ] ， o u t p u t s t r [ 1 ] ， c a p t i o n s t r [ 2 ] ； ／ ／ 左侧 、 右侧 、 中间参数输入字符 C P o i n t i n p u t P [ 3 ] ， o u t p u t P [ 1 ] ， c a p t i o n P [ 2 ] ； ／ ／ 左侧 、 右侧 、 中间参数输入位置 } ； 收稿 日期 2 0 1 0 0 7 0 9 基金项 目 陕西省教育厅 2 0 1 0年专项科研计划项 目 2 0 1 0 J K 4 3 8 ； 陕西科技大学研究生创新基金资 助 作者简介 陈婵娟 1 9 6 1 ～ ， 女， 陕西兴 平人 ， 陕西科技 大学机 电工 程学院教授 ， 硕士生导师 ， 研究方 向为 数控技术 、 控制工程 ， Em a i l c h e n c j s u s t ． e d u ． a n 。 64 2 0 1 0 年第1 0 期 控制与检测 有 了数据 存储 结 构后 ， 再 定 义 一 个 C P t r L i s t 类 的 对象 I l l l a d l i s t d ， 其 结点 指 向 C L A D ， 以便 对 图形数 据进 行后 续操 作 和序 列 化 。梯 形 图编 辑 模 块各 个 功 能块 之 间的运 行机 制如 图 1所示 。 序 列 化 保存 文件 r 开文 ’ 初始化 单击 鼠标左键 判断所选内容 中图形l I 选中文字编辑框 查垄中_ 叁 I 图 形绘 制 堕 ． ． I 文 字编辑 _ _ 更新图形数据 卜 | ■ 重绘客户区 图 1 梯 形 图编 辑模 块 中 各 功 能块 之 间 的 运 行 机 制 1 ． 2梯 形 图的编 辑界 面 梯形 图是 由图元 组 成 且 具有 一 定 逻 辑 结 构 的 网 络 ， 基本 图元 包括 常 开 触 点 、 常 闭触 点 、 输 出元 件 、 竖 线和 功 能指 令 等 j 。 由 于 梯 形 图符 号众 多 ， 为便 于 程序 编 辑 ， 这 里将 梯 形 图 符 号划 分 为 十 大 类 指令 直 线指 令 、 基 本 指 令 、 时钟 指 令 、 计 数 指 令 、 传 递 指 令 、 比较 指 令 、 移 位 指 令 、 计 算 指 令 、 逻 辑 指 令 、 其 它 指 令 。为 了形 象 直 观 ， 本 界 面 采 用 C l i s t V i e w 列表 视 图 中 的图 标 L V S I C O N 方 式将 十 大类 指令 和其 所 属 的分指 令在 两个 窗 口中显示 出来 。 在 C c h i l d F r a me中利 用 O n C r e a t e C l i e n t 函数把 客户 区划 分 为 三 个 窗 格 ， 其 中左 边 窗 口为 十 大 指 令 的列 表框 ， 中间窗 口为分 指 令 的列 表 框 ， 右边 为绘 图 显示 区 。为 了 使 各 个 功 能协 调 配 合 ， 最 后 还 需 要 将 三个 窗 口关联 起 来 ， 这 里 通 过 文 档类 的 U p d a t e A l l V i e w s 函数 来 实 现 。该 函 数 更 新 所 有 与 文 档 有 关 的视 图 。整 个 界面 如 图 2 。 图 2梯 形 图 编 辑 界 面 2梯形 图绘制的具体 实现 2 ． 1 鼠标 选 中功 能 的实现 要 在 绘 图窗 口里 进 行 相 关 的操 作 ， 首 先 需 要 选 中绘 图 区域 或 被 编 辑 的对 象 。选 中 功 能 是 指 用 鼠 标 点 击 绘 图 窗 口 ， 以 选 中 一 个 区 域 用 于 绘 图 ， 或 选 中编 辑 矩 形 框用 于编 辑 字 符 ， 或 选 中梯 形 图用 于 删 除编 辑 ， 它是 梯 形 图 绘 制 的 前 提 。 本 程 序 独 特 的选 择 功 能 为后 续 操 作 奠 定 了基 础 ， 以 方 便 程 序 的编 制 和 扩 展 新 的 功 能 代 码 。选 中功 能 的 流 程 如 图 3所 示 。 图 3选 中功能算法流 程 2 ． 2梯形 图 的绘 制与 编辑 梯 形 图 的绘 制 与 编 辑 是 软 件 的 核 心 部 分 ， 主 要 包 括 元件位 图的绘 制 、 插 入 与 后 移 、 删 除 与前 移 等 多 种 编辑 功 能 ， 其基 本实 现流 程如 图 4所示 。 否是 宿、＼ L 商 丽 ● ／＼ 网是 后 l {显 示 字 符 { }据 藏 1} ＼ 否 前 移 ／ 否 } 否 ／ 鲨圭 堡f ； 舌 编辑 框或 未选 图 4梯 形 图 的 绘 制 与 编 辑 算 法 流 程 2 ． 3梯形 图 的文 字编 辑功 能 P L C程 序 的运 行 需 要 进 行 参 数 设 置 ， 因 此 文 字 编辑 功能 显得 尤 为重 要 。本 软 件 主 要设 计 了文 字 的 输 入 、 删 除和 保存 等 编辑 功能 ， 其 程 序 流 程如 图 5所 示 。 - 6 5 是 二 后 m 一 ～ 一 否 [ 厂 数 一 一 的 一 控 制 与检 测 组合机床与自 动化加工技术 否 ＼ 堡 单击B k S p 罐 ， 、 、 、 i 删除字符串最 将字符串替换为 在字符串后加 后一个字符 键入的字符串 上键人的字符} ． f 图 5字 符 编 辑 算 法 流 程 3文件 的保 存 与 打 开 优 秀 的程序 还应 该具 有 文件 的保 存 与打 开 的 功 能 。 由于 已经 设 置 好 了 梯 形 图 元 件 的 数 据 存 储 区 域 ， 即 梯 形 图 的 所 有 操 作 都 存 放 在 链 表 m l a d l i s t d 中 ， 对 文 件 的存 取 既 是 对 链 表 遍 历 的 处 理 过 程 。 本程序 中， 将梯形图保存为 ． 1 d格式的文件。 4 结 束 语 本 文 以软 P L C的梯形 图编辑 功能 为具体 研究 对 象 ， 参 考 s 7 2 0 0系 列 P L C和 S T E P 7编 程 软 件 的 特 点 ， 设计 出 了功能针 对性 较 强 的梯 形 图编 辑 软件 ， 较 好 的解 决 了复杂梯 形 图存 储显示 这 一难题 。 该 软件 的特 点 是 功 能 强 大 ， 便 于 使 用 ； 开 放 性 好 ， 选择 功能设计 新 颖独 特 ， 方便 程 序 的编 制 和 扩展 新 的功能代 码 如添加译 码 D E C指 令 等 ； 文 字 编辑 功 能可 以使 参数 在梯 形 图 编辑 界 面上 直接 设 置 。 图 6是一个 彩灯控 制程 序示例 ， 可见本 程序 能够很 好 的 表 达逻辑 复杂 的 P L C程 序 。这 为后续 软 P L C系统 的 开 发工作 打下 了 良好 的基 础 。 图 6程 序 示 例 [ 参 考文献 ] [ 1 ]陈凤兰 ， 孙 竹 梅．软 P L C技术 的发 展趋 势 与应 用 前景 [ J ] ．电力学报 ， 2 0 0 6 2 8 8 9 0 ． [ 2 ]O p e n P L C p r o g r a m m i n g u s i n g I E C 1 D1 - 3 ， h t t p ／ ／ w w w ． e n g i ne e r i n g t a l k ． c o rn ． [ 3 ]候俊杰．深入 浅 出 M F C 第 二版 [ M] ．武汉 华 中科技 大 学 出版 社 ， 2 0 0 1 ． [ 4 ]胡飞虎 ， 傅亮 ， 刘 乐．基于表格技术的软 P L C梯形图编辑 软件 [ J ] ．微计算机信息 ， 2 0 0 9 2 5 2 2 7 2 2 9 ． [ 5 ]王芹 ， 滕今朝．可编程控 制器技术及 应用 [ M] ．天津 天 津 大 学 出 版社 ， 2 0 0 8 。 [ 6 ]N a m i e ， Ma s a k i ．A P P l i c a t i o n o f P L C f o r P A a n d f u t u r e e v o l u t i o n o f P L C b a s e d p r o e e s c o n t r o l l e r [ J ] ． J a p a n T e c h n i c a l A s S O C o f t he Pu l p a n d Pa pe r I nd u s t r y， J a p a n， 2 0 0 6 374 3． 编辑李秀敏 上接 第 6 3页 4 结束 语 T R I Z理论 是一 种非 常有效 的程式 化 的创新 设计 方 法 ， 它帮助 工程设 计 人员 快 速发 现 主要 问 题 ， 有效 地 支持工 程实 际 问题 的解 决 。本 文 在 设计 基 于力 扬 E X1 n l 4 MT型 P L C的刀库 自动选 刀 控制 系 统 中应 用 T R I Z理论 ， 通过 用工程 参数 描述 问题对 象 ， 分 别 借鉴 合并 原理 和 中介 物 原 理 ， 有 效 实 现 了取 刀 号 设 定 值 输入 系统 和数码 管 系统 的创 新设 计 。该 方 案大 大 节 省 P L C输 入 点 和输 出点 ， 工 作 可靠 ， 成 本 低 廉 ， 在 生 产实践 中证 明是有效 的。 [ 参考文献] [ 1 ]刘冠军 ， 卢 国华 ．可 编程控 制器 P L C 在数控 加工 中心 刀具控 制中的应用 [ J j ．中国科技博览 ， 2 0 0 9 2 1 2 7 3 27 4． [ 2 ]魏 胜 ， 王 明友 ．基 于 I ／ O L I NK轴 的 刀 库 控 制 方 式 的应 用 [ J ] ．组合机床与 自动化加工技术 ， 2 0 0 8 1 0 5 2 5 4 ． 5 7 ． ． 6 6 ． [ 3 ]周建东．加 工中心 盘式 刀库 的设 计 [ J ] ．组合机 床与 自 动化加工技术 ， 2 0 0 7 8 8 3 8 5 ． [ 4 ]路建萍 ， 李小 宁， 陈运雄 ．基于 P L C的刀库 自动选刀实验 系统开发 [ J ] ．实验 室研 究 与探 索 ， 2 0 0 7 ， 2 6 1 0 4 8 5 0． [ 5 ]韩立芳 ， 张明勤 ， 李海青 ．基 于 T R I Z的新型立 体车库 创 新设计 [ J ] ．工程设计学报 ， 2 0 0 8 ， 1 5 2 8 6 8 9 ， 1 0 8 ． [ 6 ]周燕辉 ， 彭光 良， 夏翔 ， 等．T R I Z理论在 液压 挖掘机控制 系统 中的应 用 [ J ] ．机 床 与 液 压 ， 2 0 0 8 ， 3 6 1 2 1 2 2 1 23． [ 7 ]马力辉 ， 檀润华．基 于 T R I Z进化理论和 T O C必备树 的冲 突发现与解决方法 [ J ] ．工程设计学报 ， 2 0 0 7 ， 1 4 3 1 7 7 1 8 O． [ 8 ]檀润华．发 明 问题 解决 理 论 [ M] ．北 京 科 学 出版社 ， 2 00 4． [ 9 ]白仲航 ， 檀润华 ， 张鹏 ， 等．基于 T R I Z的带式输送机输送 带结构 的进 化研究 机械 [ J ] ．机械设计 与研 究 ， 2 0 0 9 ， 2 5 4 2 02 3 ． 编辑李秀敏