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可编程控制器(Programmable Logic Controller)是专为工业环境应用而设计制造的计算机,已经被广泛应用于建筑、制造、石油、化工和运输等各行各业。本文在高档数控国家工程研究中心PLC项目组研发的梯形图编辑器的基础之上,采用ARM7微处理器和嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ,设计了PLC软件系统。为了实现PLC软件系统,主要完成的工作如下: 在μC/OS-Ⅱ的基础之上,将PLC软件系统设计为多任务结构,按实现的功能划分为程序下载任务、监控任务、数据接收任务、解释执行任务、数据发送任务和错误处理任务,研究了所有任务之间可能的跳转关系,设计了各任务的优先级。 程序下载任务和监控任务需要使用串口与上位机通信,设计了串口通信协议,给出了程序下载任务和监控任务的设计实现方法;数据接收任务和数据发送任务需要通过CAN总线与输入输出板通信,设计了CAN通信流程和CAN报文标识符,给出了数据接收和数据发送任务的设计实现方法。 PLC程序需要先编码再下载到下位机,给出了PLC程序的编码方法;解释执行PLC程序时,提出了改进的逻辑表达式求值算法,给出了解释执行任务设计实现方法;错误处理任务为PLC系统的可靠性提供了保障,PLC系统CAN通信最容易出错,给出了CAN通信出错的检测方法,介绍了错误处理任务的设计实现方法。 最后通过自动环形生产线实验验证了PLC系统的正确性、实时性和可靠性。