PLC仿真软件的设计与应用

plc指令仿真模块的功能是根据已经读人的语法和语义结构赋予一定的意义，使其具有PIE的CPU的功能，对于指令仿真模块来说，其输入是语法分析模块生成的语法树所包含的各种信息。这一部分要根据不同的PLC的功能具体实现PLC程序可看作由专用的编程语言（梯形图、语句表等）所编写的源程序。不能够直接被计算机执行而必须翻译成机器语言PLC程序仿真执行就是一个PLC语言的翻译过程，主要有编译和解释两种方法实现。这里采用解释法，即逐句解释并执行。每当逐句解释执行完毕后，相当于一个扫描周期结束。虽然这种方式执行的速度比编译法慢。但是一般情况下仍在允许的范围之内，而且采用解释法能够更接近实际PLC循环扫描的工作过程，在模拟仿真过程中更方便观察、调试程序。

1、PLC仿真软件的设计

仿真技术伴随计算机应用技术的发展而来。是对工业生产系统进行分析、诊断和优化的有力工具之一。有效的设计控制仿真系统，应用于各类实践。可以起到投资少、效果好、效率高的作用。在工业控制系统领域。由于工业生产向着高速、大型化及自动化方向发展。大量重大生产设备或过程控制设备的应用，成本日益增高，对运行操作人员素质要求愈来愈高，仿真系统可以基本真实贴近现场控制实际。

对控制对象的仿真设计包括两大部分，即仿真对象的设计以及控制仿真对象动画的脚本程序的设计。仿真界面（虚拟被控对象）可以通过“组态王”软件中的子图连接、窗口连接或利用图片处理的方法按照制定样式的功能设计出来，并根据系统要求在软件基础上对系统进行二次开发，采用动画、声音连接技术，使设计的人机界面友好、生动。

2、梯形图向指令表的转换

梯形图是由很多个梯级构成的，在梯形图的人工转换过程中，遵循着自上而下、从左往右的原则，逐个梯级进行转换。因此，梯形图本质上就是一个有向图，梯形图在绘制过程中，通过梯形图链表，表明了各个元件所在的行和列。梯形图的转换过程就是根据了元件所在的行、列坐标，仿照人工转换思维，把梯形图先转换为一棵二叉树，然后根据二叉树来识别相应的指令。1幅梯形图可以看成是触点或者电路块之间串联与并联。而电路块实质上就是2个或2个以上触点构成的。所以本质上还是触点的串联与并联。串联用“”号表示，并联用。+”表示。如图1所示。

按照自上而下、从左往右的原则，该梯形图可转换为二叉树。二叉树是梯形图向指令表转换的关键，每个梯级均对应1棵二又树。二叉树清晰地表达了触点之间的关系，通过对二叉树进行遍。历。结合对应的触点类型，进行指令表的书写。

3、PLC仿真软件的工作原理

基于组态软件的仿真系统实现的原理，在于PLC内部各种继电器的状态与组态软件数据库中数据的链接以及该数据与计算机界面上图形对象的链接。因PLC控制系统实际输出控制时，是通过输出继电器Y和输出模块去驱动外部执行机构的。外界的控制信号和反馈信号通过输入继电器X进入PLC内部。而在仿真运行状态时PLC的输出模块与外界是断开的，输出（继电器Y的）信号通过通信线只与组态软件数据库中的数据进行交换，而这些数据又与屏幕（界面）上显示的图形对象有关联。

当PLC输出继电器Y的各点状态有变化时，改变了数据库中的数据值。继而使相应的图形对象发生变化，产生我们所要求的模拟实际对象动作的仿真效果。同时，PLC的输入信号也要与数据库的数据进行关联，通过对屏幕上图形对象的鼠标操作。或组态软件内部变量事件触发而改变与其链接的数据库中的数据，继而改变输入信号。在编写PLC程序时要注意通过对屏幕上图形对象的鼠标操作，或组态软件内部变量事件触发给PLC的输入信号只是～个脉冲信号。组态软件仿真对象不仅可以接受多种由PLC发出的如数字、模拟等控制信号，亦可向PLC反馈数字、模拟等各种信号。与PLC进行各种状态数据的交换，从而反映PLC运行与控制对象动作结果之间的关系。

4、结束语

可编程控制器（PLC）广泛应用于工业控制的各个领域。因PLC用于工业现场控制，且PLC不同于微机，无法通过显示器观察程序的执行结果.PLC程序的验证只有与被控对象结合才能实现。因此实验环节非常重要。由于现行PLC的操作系统（系统管理软件）是建立在逻辑运算的基础上，不具备系统管理能力。没有良好的人机联系界面，可视性差。如果采用组态软件和PLC控制系统相结合。以组态王”软件为基础。进行二次开发，利用“组态王”对PLC进行动画组态、硬件组态和控制组态。通过计算机全真模拟PLC的实验过程。对PLC的实验状态进行模拟，PLC仿真软件系统必将得到大力的发展。

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