基于Linux平台的可编程控制器软PLC设计

　　引言

　　可编程控制器(PLC，Programmable LogicController)经过几十年的发展，现在已经成为了最重要、最可靠、应用场合最广泛的工业控制微型计算机。然而，人们在使用过程中也逐渐发现了传统PLC的缺点：兼容性差，由于生产厂家众多，各种机型互不兼容，没有统一的标准，难以构造统一的硬件结构;封闭、扩展能力差：产品能力的功能实现依赖硬件;对使用者的要求高：现行的PLC 产品，其编程方式要求使用者对PLC的硬件结构、电器原理、编程指令都要有相当的了解;可维护性差：PLC 出现故障时需要专业人员用专业工具进行检测和维修;成本较高，传统PLC 被几家厂商所垄断，性价比增长缓慢。这些问题都制约着传统PLC 的发展。近年来，工控领域的不少研究人员一直在寻求着解决这些问题的途径。随着计算机软硬件技术的发展及PLC 国际标准IEC61131-3的制定，在计算机上以软件的方式来实现PLC 成为了发展的热点，这也就是软PLC(Soft PLC)。

　　软PLC介绍

　　软PLC，也叫软逻辑，是一种基于PC 机开放结构的控制装置。软PLC 综合了计算机和PLC 的开关量控制、模拟量控制、数学运算、数值处理、通信网络等功能，通过一个多任务的控制内核，提供了强大的指令集、快速而准确的扫描周期、可靠的操作和可连接的各种I/O 系统及网络的开放结构。软PLC 提供了硬PLC 的各种功能，同时具备了PC 的各种优点。

　　基于PC 平台的软PLC 由于无需专门的编程器，因而可以充分利用PC 机的软硬件资源，直接采用梯形图或指令语言编程，并具有良好的人机界面，在数控系统中正逐渐取代硬件PLC，PLC 编程系统也正在逐步转向占据软件市场的PC 机。软PLC 技术发展的一个重要条件就IEC61131-3 标准的制定。

　　20 世纪90 年代，IEC(国际电工委员会)颁布了IEC61131 国际标准，它的内容涵盖了PLC 整个生命周期的各个部分。IEC61131-3 是PLC 的语言标准，它定义了5 种PLC 编程语言的规范，其中结构化文本(ST)和指令表(IL)为文本语言，而顺序功能图(SFC)、梯形图(LD)、功能模块(FBD)为图形语言。同时，标准还允许在同一个程序中混合使用多种语言。IEC61131-3 标准由IEC 的SC65BW7工作组制定，它包括来自不同的PLC 制造商、软件公司和用户代表，实现了统一的编程标准。相对传统PLC，软PLC 解决了兼容性差、通用性差等问题，具有了多方面的优势：

　　(1) 硬件体系结构不再是封闭的，用户可以自己选择合适的硬件来组成满足要求的PLC。

　　(2) PC 机厂家的竞争激烈使得基于PC 机的软PLC 性价比得以提高。

　　(3) 软PLC 不仅可以实现连接到私有的PLC 网络中，而且可以通过PC 连接到计算机网络上。

　　(4) 由于软PLC 是基于IEC61131-3 标准的，因此在掌握标准后就可以容易的进行开发了。