面向運動控制器的嵌入式軟PLC的研究與設(shè)計.pdf

1、工業(yè)機器人技術(shù)的快速發(fā)展與廣泛的應(yīng)用，不斷推動著工業(yè)自動化技術(shù)的向前發(fā)展?，F(xiàn)代化的工業(yè)大生產(chǎn)對于臺式機器人工作的實時性、可操作性和編程的開放性都提出了更高的要求。運動控制器作為臺式機器人工作的核心組成部分，直接決定了機器人的性能。近些年來，由于嵌入式系統(tǒng)和PLC技術(shù)相融合的嵌入式軟PLC技術(shù)快速發(fā)展，使得現(xiàn)代運動控制器正向著標準化、模塊化、開放式和嵌入式方向前進。嵌入式軟PLC具有較好的實時性、可靠性同時高效低耗、系統(tǒng)靈活，同時兼顧了嵌

2、入式操作系統(tǒng)和軟PLC的優(yōu)勢，被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動化領(lǐng)域，能夠很好的適應(yīng)運動控制器的研發(fā)趨勢。
　　本文以運動控制器作為研究對象，在廣泛查閱國內(nèi)外文獻的基礎(chǔ)上，分析了面向運動控制器的嵌入式軟PLC設(shè)計需求，提出了一套完整的包含嵌入式軟PLC開發(fā)系統(tǒng)與運行系統(tǒng)的整體方案，為開放式運動控制器的研究與推廣做出了有意義的探索，主要完成工作有以下幾個方面：
　　（1）介紹了軟PLC技術(shù)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，分析了面向運動控制器的嵌入式

3、軟PLC系統(tǒng)的設(shè)計需求，根據(jù)需求進行嵌入式軟PLC整體方案的設(shè)計，包括開發(fā)系統(tǒng)和運行系統(tǒng)的設(shè)計方案。
　?。?）論述了嵌入式軟PLC開發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，選用符合IEC61131-3標準的Codesys，作為ST源文件的編輯與編譯平臺，基于自動生成掃描程序工具flex和自動語法分析工具bison，設(shè)計了ST語言編譯器，實現(xiàn)了嵌入式軟PLC目標文件的編譯生成等功能。
　?。?）針對基于OMAPL138的運動控制器，完成嵌入式軟

4、PLC運行系統(tǒng)的搭建。在硬件平臺上實現(xiàn)了嵌入式操作系統(tǒng)Linux的內(nèi)核和Uboot移植等工作，同時考慮到Linux操作系統(tǒng)實時性不高的問題，實現(xiàn)了實時內(nèi)核補丁Xenomai的移植。
　　（4）分析并設(shè)計嵌入式軟PLC運行系統(tǒng)在Linux及Xenomai實時內(nèi)核補丁下的任務(wù)模塊劃分以及其通信接口設(shè)計等，重點論述了運行管理任務(wù)和運行系統(tǒng)虛擬機任務(wù)的設(shè)計與實現(xiàn)，實現(xiàn)了系統(tǒng)運行時管理、目標文件解釋執(zhí)行、多軸運動控制功能塊等工作。最后，對嵌