面向运动控制器的嵌入式软PLC的研究与设计
本文关键词：面向运动控制器的嵌入式软PLC的研究与设计 出处：《西南科技大学》2017年硕士论文 论文类型：学位论文
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【摘要】：工业机器人技术的快速发展与广泛的应用,不断推动着工业自动化技术的向前发展。现代化的工业大生产对于台式机器人工作的实时性、可操作性和编程的开放性都提出了更高的要求。运动控制器作为台式机器人工作的核心组成部分,直接决定了机器人的性能。近些年来,由于嵌入式系统和PLC技术相融合的嵌入式软PLC技术快速发展,使得现代运动控制器正向着标准化、模块化、开放式和嵌入式方向前进。嵌入式软PLC具有较好的实时性、可靠性同时高效低耗、系统灵活,同时兼顾了嵌入式操作系统和软PLC的优势,被广泛地应用于工业自动化领域,能够很好的适应运动控制器的研发趋势。本文以运动控制器作为研究对象,在广泛查阅国内外文献的基础上,分析了面向运动控制器的嵌入式软PLC设计需求,提出了一套完整的包含嵌入式软PLC开发系统与运行系统的整体方案,为开放式运动控制器的研究与推广做出了有意义的探索,主要完成工作有以下几个方面:(1)介绍了软PLC技术在国内外的研究现状,分析了面向运动控制器的嵌入式软PLC系统的设计需求,根据需求进行嵌入式软PLC整体方案的设计,包括开发系统和运行系统的设计方案。(2)论述了嵌入式软PLC开发系统的设计与实现,选用符合IEC61131-3标准的Codesys,作为ST源文件的编辑与编译平台,基于自动生成扫描程序工具flex和自动语法分析工具bison,设计了ST语言编译器,实现了嵌入式软PLC目标文件的编译生成等功能。(3)针对基于OMAPL138的运动控制器,完成嵌入式软PLC运行系统的搭建。在硬件平台上实现了嵌入式操作系统Linux的内核和Uboot移植等工作,同时考虑到Linux操作系统实时性不高的问题,实现了实时内核补丁Xenomai的移植。(4)分析并设计嵌入式软PLC运行系统在Linux及Xenomai实时内核补丁下的任务模块划分以及其通信接口设计等,重点论述了运行管理任务和运行系统虚拟机任务的设计与实现,实现了系统运行时管理、目标文件解释执行、多轴运动控制功能块等工作。最后,对嵌入式软PLC进行整体测试。
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP273
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，本文编号：1335625
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