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挖掘机是工程机械中使用到最多的机种之一,是国家基础建设中不可或缺的工程装备,尤其近几年随着我国经济的快速增长,国内挖掘机产业得到飞速发展。随着电子科学技术和自动控制技术的提升,智能化工程机械和智能化施工将是挖掘机乃至工程机械行业未来的发展方向,带来了广泛的行业需求和巨大的发展空间。在国内主要依靠高价购买发达国家控制器的背景下,智能化控制器的自主研发显得尤其重要。 本文以徐工中、大型履带挖掘机等工程机械为对象,研究并设计出了一款基于CoDeSys平台的嵌入式软PLC控制器产品。首先分析了控制器的整体功能需求,对各个端口的控制对象进行分析,对需要用到的控制理论和控制方法做了介绍,制定出系统的总体设计方案。根据该方案,设计了以英飞凌XC2797为主控芯片,配以电源电路、存储电路、通信电路和控制功能电路的硬件电路。在此基础上,按照C语言模块化编程思想,编写出各模块的底层驱动软件,画出软件工作时的流程图。根据控制器的端口分布,对创建上位机CoDeSys软件的编程环境做了简要分析,给出了在该环境下建立PLC控制程序的步骤。对下位机时运行系统RTS的主要移植工作做了介绍,分析了RTS在本系统中运行的原理和过程。最后对软硬件的工作性能进行了测试,对测试结果进行了分析,测试结果显示本控制器能满足挖掘机的控制需求。对测试中反映出来的问题和需要改进的地方做了说明,将在下一个版本中做出改进。本控制器采用了一种新的设计思路,将嵌入式技术与软PLC技术相结合,充分发挥两者的长处运用于本控制器。下位机时运行系统RTS工作时模拟硬PLC的循环扫描原理,在满足实时性的同时又方便系统的移植。本设计思想和本控制器系统对提升徐工挖掘机工作性能,增强徐工挖掘机产品市场竞争力,摆脱对国外控制器的依赖具有重要意义。