数控系统中梯形图编程软件的研究及实现

发布时间：2017-04-03 05:17

  本文关键词：数控系统中梯形图编程软件的研究及实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【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。
【关键词】：数控系统 PLC 梯形图 面向对象 软件
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TG659
【目录】：

• 第一章 绪论9-16
• 1．1 课题背景9-12
• 1．1．1 课题来源9
• 1．1．2 数控系统概况9-10
• 1．1．3 数控系统中的可编程控制器10-12
• 1．2 国内外研究现状12-14
• 1．3 课题研究的目的和意义14-15
• 1．4 课题研究的主要内容15-16
• 第二章 数控梯形图编程系统的整体设计16-24
• 2．1 亿图数控系统的基本特点16-17
• 2．2 数控梯形图编程系统的整体设计方案17-20
• 2．3 开发工具的选择20-21
• 2．4 面向对象技术的应用21
• 2．5 软件工程的思想21-22
• 2．6 数据结构的设计22-24
• 第三章 编辑器的设计24-39
• 3．1 引言24
• 3．2 编程器的设计原则24
• 3．3 系统类层次结构24-26
• 3．4 元件库对象的设计26-31
• 3．4．1 元件基类设计27-29
• 3．4．2 各元件类的设计29-31
• 3．5 编辑器的具体实现31-39
• 3．5．1 梯形图的绘制33-34
• 3．5．2 元件的选择34-36
• 3．5．3 响应拉动滚动条事件36-37
• 3．5．4 梯形图的存储37-39
• 第四章 系统编译模块的开发39-51
• 4．1 引言39
• 4．2 编译模块建模39-42
• 4．2．1 以树为中心的转换方法39-40
• 4．2．2 逻辑树对象模型40-42
• 4．3 编译器的具体实现42-51
• 4．3．1 语法检查43-44
• 4．3．2 梯形图转化为树44-47
• 4．3．2．1 扫描函数44-45
• 4．3．2．2 扫描和构造树的过程45-46
• 4．3．2．3 应用实例46-47
• 4．3．3 树转化为指令表47-49
• 4．3．4 编译结果49-51
• 第五章 PLC的仿真实现51-65
• 5．1 引言51
• 5．2 PLC工作原理51-52
• 5．3 PLC指令解释器的实现算法52-56
• 5．4 仿真程序的具体实现56-63
• 5．4．1 虚拟I/O映像寄存器建立57
• 5．4．2 指令分析57-61
• 5．4．3 PLC指令解释器实现61-63
• 5．5 仿真结果63-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 6．1 研究总结65
• 6．2 研究展望65-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-71
• 附录一 作者研究生期间发表的论文71-72
• 附录二 作者研究生期间完成及参与的科研项目72

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 何敏佳;张燕;;梯形图与指令表互译算法的设计与实现[J];计算机技术与发展;2011年11期

2 黄晶晶;陈文芗;叶军君;林志民;;基于二叉树的PLC梯形图转化为指令表的算法[J];现代电子技术;2010年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 王云钊;牵引供电系统继电保护图形化开发平台通信模块研究[D];西南交通大学;2010年

2 唐志远;数控机床PLC功能的研究[D];天津大学;2012年

3 陈曦婉;可编程保护装置系统软件的开发与研究[D];河海大学;2007年

4 陈岗;开放式PLC系统的研究与开发[D];辽宁工程技术大学;2007年

5 李孝;继电保护通用逻辑开发平台设计[D];南京理工大学;2007年

6 郭书杰;软件PLC梯形图编程系统的研究与实现[D];中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所）;2010年

7 林江静;基于Cotrex-M3的软PLC技术的研究[D];杭州电子科技大学;2012年

8 苏淑芝;软PLC梯形图编程系统的研究与实现[D];华南理工大学;2012年

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本文编号：283789