基于FPGA的嵌入式PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著可編程邏輯器件的不斷發(fā)展，PLC早已成為當(dāng)今工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中十分重要的控制裝置，其性能的好壞體現(xiàn)了工業(yè)自動(dòng)化的程度。由于PLC程序體量的不斷增加，以流水線形式運(yùn)行程序的現(xiàn)行PLC無(wú)法避免掃描時(shí)間增加、運(yùn)行速度下降等缺點(diǎn)，難以適應(yīng)對(duì)性能要求很高的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。因此在《“十二五”國(guó)家科技計(jì)劃先進(jìn)制造科技領(lǐng)域2013年度備選項(xiàng)目征集指南》中把高性能PLC的研究及普及加入了其中，使更多的研究人員投入到高性能PLC的研究中。針對(duì)上述問(wèn)題，本

2、文設(shè)計(jì)了一種基于FPGA平臺(tái)的高性能PLC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。主要工作內(nèi)容如下：
　　1.根據(jù)傳統(tǒng)的PLC系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，提出了基于FPGA平臺(tái)的高性能PLC系統(tǒng)的總體實(shí)現(xiàn)方案。重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的PLC循環(huán)掃描機(jī)制。
　　2.設(shè)計(jì)了PLC上位機(jī)編譯系統(tǒng)。主要由編輯、編譯模塊組成。編輯模塊采用的是開源軟件Beremiz。重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了編譯模塊，開發(fā)了IEC_TO_FPGA編譯軟件。該編譯軟件能夠?qū)EC61131-3標(biāo)準(zhǔn)

3、的結(jié)構(gòu)化文本語(yǔ)言編譯成Verilog HDL語(yǔ)言。
　　3.設(shè)計(jì)了PLC下位機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)的功能指令庫(kù)。重點(diǎn)使用硬件描述語(yǔ)言Verilog HDL對(duì)PLC系統(tǒng)的主要功能（如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、浮點(diǎn)計(jì)算器、脈沖發(fā)生器、邊沿觸發(fā)器等）進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　4.對(duì)PLC系統(tǒng)的通信模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)。采用實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行通信，重點(diǎn)使用Verilog HDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)控制器的功能。
　　論文最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)開發(fā)板及仿真軟件驗(yàn)證了整個(gè)FPGA