《工业控制计算机／２０１０年第２３卷第１０期 基于ＩＥＣ６１ １ ３１—３标准的可编程控制器的研究与实现 Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＩＥＣ６１ １ ３１—３ Ｓｔａｎｄａｒｄ 仲崇权（大连理工大学控制科学与工程学院，辽宁大连１１６０２４） 于诗杰 （武汉大学电气工程学院，湖北武汉４３００７２） 摘 要 研究了基于ｌＥＣ６１１３１—３国际标准的可编程控制器ＰＥＣ３０００。介绍了高速计数模块、开关量输入模块、ＰＷＭ高速输 出模块、普通开关量输出模块、模拟量输出模块和串行通信模块硬件电路及驱动程序设计。介绍了功能块编程语言实现技 术、功能块编码格式和从设备管理通信模型。提出了一种基于ＲＳ４８５总线、以ＰＥＣ３０００为主控制器的可编程控制系统的 体系结构，将支持标准ＭＯＤＢＵＳ协议的Ｉ／Ｏ设备组成控制网络，实现了系统的全分布式控制。 关键词：ＩＥＣ６１１３１—３，可编程控制器，ＲＳ４８５，ＭＯＤＢＵＳ，分布式控制 Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＩＥＣ６１ １３１—３ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｓｔａｎｄａｒｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｎａｍｅ ｏｆ ＰＥＣ３０００ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ Ｔｈｅ ｍｏｄｕｌｅｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｃｏｕｎｔｅｒ，ｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｐｕｔ，ＰＷＭ ｏｕｔｐｕｔ，ｌｏｇｉｃａｌ ｏｕｔｐｕｔ，ａｎａｌｏｇ ｏｕｔｐｕｔ ａｎｄ ｓｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｒｅ ｉｎ— ｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ａ ｐｒｏｇｒａｍ ｌａｎｇｕａｇｅ ｏｆ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋｓ，ｔｈｅ ｃｏｄｅ ｆｏｒｍａｔ ｏｆ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋｓ ａｎｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌｅ ａｂｏｕｔ ｓｌａｖｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ Ｔｈｅ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｏｆ ａ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＲＳ４８５ ｗｉｔｈ ＰＥＣ３０００ ａｓ ｉｔｓ ｍａｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｉｓ ｒａｉｓｅｄ．Ａ ｃｏｎｔｒｏｌ ｎｅｔｗｏｒｋ ｉｓ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｗｉｔｈ ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｉ／Ｏ ｄｅｖｉｃｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄ ＭＯＤＢＵＳ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ａ ｔｏｔａｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌＥＣ６１ １３１－３．ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ＲＳ４８５．ＭＯＤＢＵＳ，ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ 由于传统的ＰＬＣ编程语言存在着许多难以克服的缺陷，用 户急切需要一套统一的编程语言和开发工具。ｌＥＣ６１１３１—３的 颁布为工业自动化控制系统的软件设计提供标准化的编程概念 和编程方法。 ＩＥＣ ６１１３１—３是第一个为工业自动化控制系统的软件设 计提供标准化编程语言的国际标准。该标准提供给用户一种良 好结构、自上而下或自下而上的程序开发方法；提供完善的配置 集成，允许程序分解成功能块和软件元素，进行完全的程序控 制，程序不同部分可以在不同时间，以不同周期或并行的运行； 提供了一套统一的应用于ＰＬＣ的语法和语义．包括５种编程语 言，即指令表语言、结构化文本、梯型图、功能块图和顺序功能 图１控制器工作原理图 图；规范了编程语言、ＰＬＣ与编程系统的接口、字符集和工程管 理软件，使得所有ＰＬＣ使用相同的概念，平台程序可以互相移 植，从而整体降低自动化控制系统的费用。这些规范都是在工业 控制系统所阐述的软件设计的概念和软件模型等的基础上制定 的，适应了当今国际软件和工业控制系统的发展方向。 基于ＩＥＣ ６１ １３１—３标准和工业可编程控制器的特点，开发 了可编程控制器ＰＥＣ３０００。硬件部分主要包括高速计数模块、 开关量输入模块、ＰＷＭ高速输出模块、普通开关量输出模块、模 拟量输出模块和串行通信模块几部分。软件部分主要完成硬件 电路的驱动、用户程序的扫描执行和从设备的管理。提出了一种 基于ＲＳ４８５总线、以ＰＥＣ３０ＯＯ为主控制器的分布式设备扩展 Ｉ／Ｏ方法，并以Ｍｏｄｂｕｓ通讯协议为基础，研究了可编程控制系 统的实现。 核心处理器ＬＰＣ２１３８是基于一个支持实时仿真和嵌入式 跟踪的３２／１６位ＡＲＭ７ＴＤＭＩ—ＳＴＭ ＣＰＵ的微控制器，具有 ５１２Ｋ片上高速Ｆｌａｓｈ、３２Ｋ片上ＲＡＭ，通过片内ＰＬＬ可实现最 大为６０ＭＨｚ的ＣＰＵ操作频率。具有丰富的片内外设资源，简化 了电路设计。 高速计数器输入端口（ＤＩＸ０－ＤＩＸ３）经高速光耦隔离后连接 到ＬＰＣ２１３８的外部中断输入引脚，内部寄存器设置为下降沿触 发模式，输入脉冲频率范围为０．５Ｈｚ－４ｋＨｚ。ＣＰＵ以中断的方式 统计脉冲个数并计算当前频率值。在保证ＣＰＵ运行效率而又不 损失输入频率精度的情况下，软件采用１２次处理机制，每１２个 脉冲计算一下当前输入频率，运算时去掉最大值和最小值，取 １Ｏ次中间值计算脉冲输入频率。 控制器具有２０路普通开关量输入通道，输入电压范围为 ０～３０Ｖ。为防止输入电压受到干扰后控制器产生误操作，输入端 １ 可编程控制器硬件设计 ＰＥＣ３０００以ＡＲＭ７内核的ＬＰＣ２１３８为核心处理器，完成 加有硬件滤波电路。输入信号经光电隔离后连接到７４ＨＣ１６５芯 片的并行输入引脚上。为方便外部接线，光耦选用双向光耦 ＰＳ２８１５，这样开关量输入可以对应数字量１，也可以对应数字 ４路隔离高速计数器、２Ｏ路普通开关量隔离输人、１路隔离 ＰＷＭ高速输出、侣路普通开关量隔离晶体管输出和２路标准 电流信号输出。其控制器原理图如图１所示。 量０，由开关量输入端ＣＯＭ端决定。若ＣＯＭ端接高电平，则输 ７８ 入高电平表示１，输入低电平表示０；若ＣＯＭ端接低电平，则输 入高电平表示Ｏ，输入低电平表示１。７４ＨＣ１６５为并人串出芯 基于ｆＥＣ６１ １３１—３标准的可编程控制器的研究与实现 级放大电路Ｕ２Ｂ后由ＡＯＸ０＋和ＡＯＸＯ一输出。若将Ｕ２Ｂ电压 输出通过三极管和Ｒ 电阻反馈至Ｕ２Ｂ负级输入端，接成电流 串联负反馈，由于内部运放“虚短”，因此Ｑ２的射级电压随占空 比变化而变化，就可实现电流输出。其输出电压有效值为： ，，『２．５ 一片，ＳＨ／ＬＤ为锁存信号连接到ＬＰＣ２１３８的Ｐ０．１４脚，ＣＬＫ为时 钟信号连接到ＬＰＣ２１３８的Ｐ０．２３脚，ＤＱ为串行输出端连接到 ＬＰＣ２１３８的Ｐ１．２３上。每次读取开关量输入时，ＣＰＵ控制ＳＨ／ ＬＤ为低，锁存并行输入信号，然后ＳＨ／ＬＤ置高，在ＣＬＫ的控制 下，信号将通过ＤＱ被串行读入ＣＰＵ。 开关量输出经光耦隔离后连到ＭＣ１４１３芯片上，ＭＣ１４１３ ２５Ｒ，（『＿ ）］ｆ Ｒ，＋ ＼ ，．… ｝Ｔ— 一 ｝一 』 一级放大电路的作用一方面是把输人ＰＷＭ信号电压放大 １．１倍，最主要的是克服掉了该电路在ＯＶ左右的死区电压。因 为达林顿管开漏输出，每路输出能力高达５００ｍＡ，提高了控制 器的带载能力。为防止误加高压损坏达林顿管，开关量输出端口 为当光耦截止时，一级放大器的输入信号由下拉电阻Ｒ。下拉到 零。这是理想情况。实际上由于光耦漏流的影响，输入信号不可 能到ＤＶ，实测值为２０ｍＶ左右（和Ｒ。的阻值也有一定关系）。这 样，经过该电路后能把电压值放大１．１倍以后再拉２５０ｍＶ的负 偏，有效的克服掉了ＯＶ附近的死区电压。 对于电流输出电路，电压信号经过ＲＣ积分电路后经过电 压转电流电路后，输出４～２０ｍＡ电流信号。 加有限流电阻和保险丝保护电路。控制器第一路开关量输出可 以配置成ＰＷＭ输出端口，连接到ＣＰＵ的ＰＷＭ输出模块， ＣＰＵ根据用户配置设置ＰＷＭ模块的频率和占空比寄存器，进 而输出相应频率。考虑到ＰＷＭ信号输出频率较高，用普通晶体 管电路（ＭＣ１４１３）可能会使波形失真，选用两个高速晶体管级 联输出 ５００ｋＨｚ脉冲信号振荡器输出，在这里作为一５Ｖ电荷泵的驱 动脉冲。该电荷泵用于给ＬＭ３２４提供负压，克服运放在低压区 工作的非线性。 ２可编程控制器软件设计 ２．１用户程序的扫描周期 ＰＥＣ３００Ｏ靠解释执行用户程序来完成控制要求。用户程序 由若干条指令组成，指令在存储器中按顺序排列。在用户程序执 行阶段，在没有跳转指令时，ＣＰＵ从第一条指令开始，逐条顺序 的执行用户程序。 在ＰＥＣ３０ＯＯ的存储器中，设置了一片Ｉ／Ｏ映像区来存放输 入信号和输出信号的状态，它们分别称为输入映像寄存器和输 图２开关■输出电路原理图 出映像寄存器。ＰＥＣ３０００对用户程序的执行是以循环扫描的方 式进行的。开始运行时，首先清除Ｊ／ Ｏ映像区的内容，然后进行自诊断， 自检ＣＰＵ及Ｉ／Ｏ组件，确认正常后写输｝｝｛ 开始循环扫描。每个扫描过程分为三 个阶段，即读输入、执行程序、写输出 刷新。三个阶段的执行时间就是一个自诊断 ＬＥＤ指示部分由４６个发光二极管组成，通过ＳＰＩ口线 （ＭＯＳＩ１、ＳＣＬＫ１和ＮＣＳ），将数据送到级联的７４ＨＣ５９５上，直 接拉流驱动ＬＥＤ。 玎始 读输入 ’ 控制器设计有两路隔离ＲＳ４８５接口电路，收发控制信号由 ＣＰＵ的普通输入输出口Ｐ０．６和Ｐ０．１Ｏ来控制，接受和发送引 脚则连接到ＣＰＵ的两个ＵＡＲＴ模块Ｔｘｄ和Ｒｘｄ引脚上。为能 使用较高通信速率，采用高速光耦ＨＣＰＬ０６００隔离。ＲＳ４８５电 平转换芯片选用ＭＡＸ４８５。输入／出端加有稳压二极管保护电 扫描周期。为了保证程序运行的正确 户程序流程图如图４所示。 自ｈ： 性，还要进行ＣＰＵ的自诊断。扫描用 图４控制器扫描周期 路，保险丝保护电路，防止误加高压或浪涌电流损坏内部电路。 ＡＯＯ和ＡＯ１为两路模拟量输出通道，由定时器定时输出 固定频率的电压信号，通过设置定时器的匹配寄存器来调节占 空比，再经隔离、滤波、放大后得到所需的电压（电流）值。电压 （电流）信号输出电路如图３所示。每路可给出０￣５Ｖ电压信号 或４￣２０ｍＡ电流信号。 在读输入阶段，ＰＥＣ３０００以扫描方式按顺序读取所有输入 端的输入信号状态并存入输入映象寄存器区，也称为输入刷新。 接着进入程序执行阶段。在读输入刷新阶段结束后，即使输入信 号发生改变，输入映像区中的状态也不会发生变化。执行程序 时，对输入／输出的存取通常是通过映像寄存器，而不是实际的 ｌ／Ｏ点，这样做有以下好处：程序执行阶段的输入值是固定的， 程序执行完后再用输出映像寄存器的值更新输出点，使系统的 运行更稳定；用户程序读写ｆ／Ｏ映像寄存器比读写ｌ／０点快得 多，这样就可以提高程序的执行速度；Ｉ／Ｏ点必须按位来存取， 而映像寄存器可按位、字节来存取，灵活性好。 用户程序的扫描执行是以功能块为单位的，功能块编码格 图３模拟量输出电路原理图 式是功能块解释执行的基础，对整个可编程控制器功能的实现 以及性能起着决定性作用。目前业内尚没有统一的功能块编码 格式标准，已有的可编程逻辑控制器设备都是各家自己定义的 编码格式，在研究了各家的产品之后，根据功能要求及效率方面 的考虑，定义了功能块的编码格式及功能块执行机制，该编码格 ＡＯ０为ＬＰＣ２１３８的定时器匹配输出管脚，在此得到频率 为１００Ｈｚ，占空比可调的方波电压信号。线性稳压源ＭＣ１４０３ 为光耦的次级提供精确的２．５Ｖ基准电压。光耦次级输出与 ＡＯＯ信号周期（Ｔ）和高电平时间（ ）相同的方波信号，其电压 峰峰值为２．５Ｖ。ＰＷＭ信号经一级放大器Ｕ２Ａ调整后再由Ｒ 和 式读取解析方便，节省存储空间，实践证明是可行的。 给每一个功能块分配不同的功能码，根据功能码的不同，决 Ｃ 积分电路把方波信号平滑成接近于直流电压信号，最后经二 《工业控制计算机｝２０１０年第２３卷第１Ｏ期 定了功能块的长度，输入输出流的含义 表１“与”块存储格式 等。以“与”功能块为例进行说明。其在存 意义 储区的存储格式如表１所示。 “ＡＮＤ”功能块代码 用户程序执行时，先从用户程序存储 “ＡＮＤ 功能块扩屣码 区中读出功能码，分析是“与”功能块后， 网络坐标 将功能块扩展码读出来，在“与”块中，功 Ｉ区 能块扩展码存储的是输入个数，为２－８ ｌ 第０字 之间的一个整数。本例为２输人“与”门。 ＩＩｘ第０字筇５位 有了这些信息之后，功能块的雏形基本上 Ｍ 已经确定了。 Ｍ¨ｘ第ｌ字 １０ ｌ １５依次将输入 Ｍ区第１字第４位 肺１ 读出，本例中 为１０．５。 Ｏｌｘ Ｑ区第１字 控制器将信息存储于不同的存储单 叶Ｏ 第１字第ｌ ５位 元，每个单元都有唯一的地址，也就是访 问路径。这样就允许用户程序直接存取这个地址。若要存取存储 器区域的某一位，则必须指定地址，包括存储器标识符，字偏移以 及位号。在这个例子中，ｌ为过程输入映像寄存器，０表示字偏移 为０，５表示位地址。有了这三个变量，就唯一确定了一个位地址。 若是字变量，则直接用常数或存储器标示符和字偏移来表示。 位地址确定后，程序就可以读出该位的逻辑值，作为“与”功 能块的ＩＮ１的值，依次解析ＩＮｎ，进行与运算后将结果输出到 ＱＯ．１５上，实现“与”块的功能。 所有用户程序执行后进人输出刷新阶段。此时，将输出映像 寄存器区中所有输出继电器的状态转存到锁存电路，通过输出 端驱动用户输出设备（负载）。这就是ＰＥＣ３Ｏ００的实际输出。 ２．２ ＰＥＣ３０００的从设备管理 可编程控制器ＰＥＣ３ＯＯＯ从设备管理模型如图５所示。内部 设计有通信调度管理器，负责数据的收发和信息的传递。在 ＰＥＣ３０００的存储器中设置一片区域，用来存取从设备的输入、 输出状态，它们分别称为扩展设备输入映像寄存器和扩展设备 输出映像寄存器。 Ｉ ．．．．．．一 一一一一一一一一一一一一．．．．．．．．． 一一一一一一一一一一一一．．．．．． 。．．一一一一图５控制器从设备管理模型 ＰＥＣ３Ｏ００对其扩展的Ｉ／Ｏ设备进行管理，主要通过通信配 置、设备上下线管理、串行通信功能块和从设备组态等几种方式 实现。在ＰＥＣ３０００内部为每个从设备分配配置参数存储区。用 户在上位机组态软件ＰＬＣ—Ｃｏｎｆｉｇ上根据实际需要对通信内 容、通信协议和通信周期等进行配置后下载到主控制器的配置 参数存储区中。扫描从设备后，若设备在线，则根据用户配置与 从设备通信，周期刷新扩展设备映射寄存器。串行通信功能块是 以运行功能块的形式配置通信格式来实现与从设备通信。从设 备组态，是以主设备为网关，以存储转发的形式实现编程上位机 与从设备的通信。 由上可知，从设备管理主要是靠与从设备通信来实现的。这 也是可编程逻辑控制系统的特点所在。主控制器内部具有两个 不同优先级的串行通信缓冲队列。主从通信时，待发送的报文不 ７９ 是直接发送到ＲＳ４８５总线上，而是存入缓冲队列中。实时性要 求高的报文，存入高优先级缓冲队列中，例如从设备组态报文； 而程序正常运行过程中对从属设备实时数据的读取等报文则存 入低优先级缓冲队列中。 ２．３主程序流程图 ＰＥＣ３０００的软件设计主要完成 硬件电路的驱动，功能块逻辑的执 行，从设备的管理和通信的响应几部 分功能。 ＰＥＣ３０００的内部主程序流程图 如图６所示。当模块上电或看门狗复 位时，将执行初始化操作，完成ＣＰＵ 管脚及外设配置、系统参数、从设备 参数、存储区、全局变量、串行通信 口、看门狗、中断向量等的初始化操 作。 初始化结束后进人主循环，如果 用户组态的功能块程序用到中断功 能的话，主程序将会每隔０．４ｍｓ周期 性检查是否有相应中断事件发生，并 将其放入相应优先级中断缓冲队列 中。否则，直接返回主函数。 图中通信处理部分会对两路 ＲＳ４８５串行口中被配置为从口的通 信状态进行查询。若串行发送操作结 束，则立即切换为接收状态；若接收 到新的数据且接收完毕，则对接收数 图６主程序流程图 据进行语法及语意检查，检查通过后 会进行命令翻译和响应；若正在发送数据或接收数据，则继续发 送或接收，直到发送或接收操作完毕。 为了保证功能块程序运行的正确性，设立了功能块软件看 门狗，程序运行功能块时周期初始化看门狗，若一定时间内没有 喂狗操作，则控制器软件看门狗则会置位超时标志位。 程序运行过程中，与从设备通信的指令都放人相应优先级的 通信缓冲队列中。主程序周期性检查主口的通信状态。若正在接 收数据或正在发送数据，则继续接收或发送并退回到主循环函 数；若接收操作已经结束，则转入数据解析处理部分，将从设备回 的信息放入相应的数据映像区；若发送操作已经结束，则会进入 接收状态。若端口空闲，则扫描通信缓冲区，发送下一条通信指 令。在接受数据的过程中，设立了超时判断和错误处理。如果在一 定时间内没有收到从设备回应的信息，则会认为超时。如果同一 个从设备的通信错误次数超过一定值，则认为该从设备不在线。 功能块执行是ＰＥＣ３０００的重要功能，对来自编程上位机的 组态程序解析执行。功能块是现场设备的软件核心，它将现场设 备的各种功能封装成一个个软件功能单元，每一个功能由他们 的输入、输出、内含参数以及对这些参数进行相应操作的算法组 成。根据功能块的结构特点，解析输入参数进行相应运算进而输 出。特殊功能块处理是本控制器设计的一大特色，其参数计算是 按照顺序执行的思想进行，但是实际的执行则是利用分时段处 理进行，ＰＩＤ功能块就是基于此设计。 系统看门狗复位处理和错误处理相配合，采用的是软件看 门狗技术，每次主程序执行一轮之后会向系统看门狗喂狗寄存 器写入固定的时序，来防止整个程序跑飞。 （下转第８１页） 《工业控制计算机｝２０１０年第２３卷第１Ｏ期 的请求，读取数据库，并将数据或处理结果反馈给客户端。在服 务器端开发时，采用ＶＣ６．０，数据库的读取采用ＡＤＯ进行读取。 系统采用三层框架体系，包括数据库层、业务层、表示层。其中 数据库层，保存相应的数据，用类对数据库表的字段进行封装。业 务层则封装了对数据库的操作，包括的表的新增、删除、修改、查询 操作。表示层则显示最终的界面，调用表示层的功能函数。 ２．３客户端的实现 客户端主要功能为采集现场的缺陷信息，需要实现从基础 ８１ 照格式要求将数据封装ＸＭＬ字符串，加上文件头后发送到服务 器端；服务器端接收请求字符串，首先剥离文件头，然后对ＸＭＬ 进行解析，读取请求信息，按照请求的内容进行操作，读取相应 的数据，然后按照同样的方法将数据传送回客户端。 客户端发送的请求信息以ｒｅｑｕｅｓｔ：开头，后接３位消息码， 表示请求的类型。之后为ＸＭＬ字符串，用于存储数据或请求信 息。ＸＭＬ数据的存储采用ＣＭａｒｋＵｐ类库实现，将数据封装入 ＸＭＬ，利用成熟的类库，在程序维护时效率更高。 在实际处理过程中，根据类型的不同，可以加上ＸＭＬ数据 串，也可以不加。如系统登录时，要下载所有数据，则发送Ｒｅ— ｑｕｅｓｔ：００１即可，但如判断密码正确性，则需要Ｒｅｑｕｅｓｔ：００２，后 信息中读取诸如缺陷原因、工序名称等信息和写入现场缺陷信 息功能。由于其需要暂存部分信息，故而需要解决其本机数据库 的读取；另外，由于ＰＤＡ上的屏幕较小，对界面的设计也是一个 相对重要的问题。 加上对应的ＸＭＬ字符串。 ３结束语 本机的开发采用Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＋＋．Ｎｅｔ ２００５的智能开发程序， 数据存储采用Ｓｑｌ Ｓｅｒｖｅｒ Ｍｏｂｉｌｅ数据库。数据库的读取的框 架与服务器的相同，但由于在ＶＣ．Ｎｅｔ２００５平台中，微软只提供 了ＯＬＥ ＤＢ ＡＰＩ，这种技术读取速度相对较快，但由于处于底 层，其操作相对复杂，代码量较大。 由于ＰＤＡ屏幕较小，为普通ＰＣ机屏幕的八分之一左右， 所以普通ＰＣ机上界面设计在ＰＤＡ程序中是不适用的。通常， 通过ＰＤＡ设备采集现场缺陷信息，可以提高采集数据的效 率和积极性，为后期数据的分析打下基础。在此基础上，以后可 以将存储图片、直接实现在ＰＤＡ上检测，可以进一步应用。 参考文献 ［１］李振坤，蓝芳华．基于ＰＤＡ的无线餐饮点菜应用系统的设计与实现 ［Ｊ］．计算机应用研究，２００６（２） 需要采用多个子窗体的形式，在不使用时隐藏子窗体，使用时才 显示，以节约屏幕。由于ＰＤＡ上没有键盘，要尽量减少文字输入 操作，通过点选、下拉框的方式进行。在读取时，采用子对话框嵌 入的方式节约屏幕。 ［２］崔琳，赵劲松．移动设备在事故调查数据采集中的应用［Ｊ］．微计算机 信息（管控一体化），２００９（２５） ｆ３］刘尊民，林海波，仪垂杰．油井无线监控系统的设计与实现［Ｊ］．工业 控制计算机，２０１０（２３） ２．４网络通信的实现 网络通信采用Ｓｏｃｋｅｔ实现，在通信时，客户机读取数据，按 ［４］丘广新．基于ＰＤＡ地下管线探测数据采集系统［Ｊ］．地理空间信息， ２００９ｆ６） 『收稿日期：２０１０ ８ ９］ （上接第７９页） 展方向。本机集成丰富的开入、开出及模拟量输出点数，完善的保 ３系统设计与实现 以ＲＳ４８５总线为控制网络，每个主控制器ＰＥＣ３０００包括 护措施使设备在恶劣环境下能够稳定运行。为平衡用户程序执行 效率和功能，定义了功能块的编码格式及功能块执行机制。完善的 从设备管理，用户只需进行简单的配置就可实现复杂的控制 功能，适应了工业控制系统的发展方向。提出了一种以ＰＥＣ３０００ 两路ＲＳ４８５串行通信接口，用户可配置其主从属性（至少 有一路为从）。ＰＥＣ３０００的从口通过主干ＲＳ４８５总线与工程师 站、监控站进行数据信息交换，主口则通过扩展ＲＳ４８５总线采 为主控制器的扩展Ｉ／０设备管理方案，将基于Ｍｏｄｂｕｓ协议的工 业现场设备方便的组成网络，统一由可编程控制器管理，实现了系 集现场Ｉ／Ｏ设备的实时数据和状态信息。另外，主控制器之间还 可以进行级连完成网关的功能，形成复杂的分布式控制系统。 主控制器ＰＥＣ３Ｏ００一方面连接在主干ＲＳ４８５总线上，可 统的全分布式控制，可以应用于各种工业控制场合。 参考文献 ［１］Ｊｏｈｎ Ｋ Ｈ，Ｍｉｃｈａｅｌ Ｔ．ＩＥＣ６１１３１—３工业自动化系统的程序编制 ［Ｚ］．中国机电一体化技术应用协会秘书处，译，２００２ ［２］邢建春，王双庆，关光炳ＩＥＣ ６１１３ —３工业自动化系统的控制逻辑 组态软件标准［Ｊ］．世界仪表与自动化，２００３（８）：２５—２８ ［３１Ｋａｒｌ Ｊ．ＩＥＣ６１ １３１—３ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｓｙｓ— 直接作为现场总线的应用层设备完成数据的采集和输出，也可 通过扩展ＲＳ４８５总线与现场Ｍｏｄｂｕｓ设备进行实时数据交互。 其中现场Ｍｏｄｂｕｓ设备为支持标准Ｍｏｄｂｕｓ通讯协议的设备。 工程师站可通过ＰＥＣ３０００的组态软件ＰＬＣ—Ｃｏｎｆｉｇ软件对主 控制器进行编程和配置操作，如果Ｍｏｄｂｕｓ设备为ＤＵＴ６０００ 系列（温度采集模块）或ＤｌＯ２０００系列（开关量模块），也可以直 接在ＰＬＣ—Ｃｏｎｆｉｇ软件中打开ＤＵＴ６０００系列组态软件 ＤＵＴＣｏｎｆｉｇ或ＤＩＱ２０００系列组态软件ＤＩＯ＿Ｃｏｎｆｉｇ来对其从 ＿ｔｅｍｓ［Ｍ１．Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，２００３ ［４］周立功ＡＲＭ微控制器基础与实战［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出 版社，２００３ 设备进行编程操作。主控制器可将从设备的Ｉ／０点映射成内部 寄存器变量，对其进行区域集中控制，当从设备自身形成控制回 路时，主控制器则收回对从设备的控制权，只负责从设备数据信 息的采集并将其传递给上位机，实现全分布式控制。从设备中对 于无需映射到主控制器内部寄存器的控制量，可以通过转发的 形式进行处理，此时主控制器充当网关作用，很好地解决了系统 应用过程中本地人机交互的问题。 ４结束语 基于ｌＥＣ ６１ １３１—３标准的可编程控制器ＰＥＣ３０ＯＯ，提供了 一［５］仲崇权，李卓函，张钰．基于ＩＥＣ６１１３１—３标准的ＥＰＡ现场总线控制 系统［Ｊ］．世界仪表与自动化，２００７，１１（４）：２３—２５ ［６］杨晖，张凤言大规模可编程逻辑器件与数字系统设计［Ｍ］．北京：北 京航空航天大学出版社，２００１ ［７］Ｄｏｎｇ Ｑｉａｎ，Ｘｉｅ Ｊｉａｎｙｉｎｇ ｆｉｅｌｄｂｕｓ ｎｅｔｗｏｒｋ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＲＳ一４８５ ｆＪ１．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ４ｔｈ Ｗｏｒｌｄ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２００２，１４（４）： ２７９０－２７９３ ［８］Ｊａｎ Ｔ，Ｈａｎｓ Ｍ Ｈ．ｍｏｄｅｌ—ｂａｓｅｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｄｕｌａｒ ＰＬＣ 套统一的应用于ＰＬＣ的语法和语义，适应了可编程控制器的发 ｃｏｄｅ ｕｓｉｎｇ ＩＥＣ６１ １３１ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｂｌｏｃｋｓ［Ｊ］．Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ， ２００２ｌ（１）：１９９—２０４ ［收稿日期：２０１０．９ ２２］
