专利名称：一种软可编程序控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种软可编程序控制器(PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER, PLC),属于仪器仪表领域。
背景技术：
PLC由于其功能强大，使用方便，已经成为当代工业自动化的主要控制器 之一，几乎在工业生产的所有领域都得到了广泛的应用，在民用和家庭自动 化等其他领域也得到了迅速的发展。
在这种情况下，许多理工科高等院校、职业学校和社会培训学校，尤其 是自动化相关的专业为使学生能够了解和掌握该系统，使其具有更强的动手 能力和技术能力，大多在实验室中已经建立了或者准备引进和建立PLC实验 系统，甚至已经搭建了专用的PLC系统实验室。然而，目前在实际教学中， 由于市场上所销售的PLC彼此间兼容性较差，且还受到体积、型号、价格等 诸多条件的限制，在经费不是很充裕的情况下很难在实验室中配备数量多、 型号全的PLC，同时还由于PLC的外部输入输出连接设备可以为多种形式的工 业控制对象，所以也很难对于现有的PLC系统提供较为全面的控制对象，这 势必影响PLC实验的实验内容、制约PLC实验的实验效果。进一步的说，PLC 产品随着电子技术的迅速发展更新换代也很快，为了维护和更新实验PLC系 统也需要高昂的费用。
为了解决上述问题，现有技术中引进了仿真技术，利用各种虚拟仪器和 设备代替贵重的PLC硬件设备进行实验教学，例如申请日为2007年7月4日， 申请号为200720039039,X、发明名称为"PLC仿真教学装置"的中国专利公 开了一种PLC仿真教学装置，用于高等学校PLC仿真实验，其中PLC的运行 数据通过数据接口卡输入计算机，并反映在虚拟仿真软件的人机界面上，学 习者在人机交互界面上输入的指令也可以通过数据接口卡传递给可编程逻辑控制器，以控制其运行方式。但是，在上述公开技术中，由于是硬件PLC控 制虚拟的被控对象，所以实验时需要较多的外部设备进行连接控制，必然需 要具备较为复杂的硬件环境，且不能解决远程实验的问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提出一种软可编程序控制器，能够简化 PLC实验过程中的硬件设备配置以及外部接口配置。
为了达到上述目的，本实用新型提出一种软可编程序控制器，包括 用于显示实验结果的输出模块，所述软可编程序控制器还包括用于接 收待测源程序的程序输入模块，用于将所述待测源程序编译成待测目标程序 的编译模块，用于输入虛拟被控信号以及提供虚拟被控设备的虚拟对象模块， 用于根据输入的虚拟被控信号、调用目标程序来确定虚拟被控设备状态的执 行模块，所述输出模块进一步地用于显示虚拟被控设备状态，所述程序输入 模块与所述编译模块连接，所述执行模块与所述虚拟对象模块、所述编译模 块、所述输出模块均连接。
本实用新型所述的软可编程序控制器中，所述输出模块为文字显示器。 本实用新型所述的软可编程序控制器中，所述输出模块为图像显示器。 本实用新型所述的软可编程序控制器中，所述的程序输入模块接收的待 测源程序为通过可编程逻辑控制器的语句表和梯形图外部输入。
本实用新型所述的软可编程序控制器中，所述编译模块根据所需仿真的 硬可编程逻辑控制器型号预置对应的匹配编译方式。
本实用新型所述的软可编程序控制器中，所述虚拟对象模块优选的为
ActiveX控件组。
本实用新型所述的软可编程序控制器中，所述执行模块中利用多媒体实 时钟实现对所述编译模块的循环扫描。
本实用新型所述的软可编程序控制器中，所述的程序输入模块通过网络 与对其进行更新的的外部预置更新设备连接。
本实用新型所述的软可编程序控制器中，所述的输出模块通过网络与对 其输出进行远程显示的外部预置显示设备连接。本实用新型所述的软可编程序控制器中，所述虚拟对象模块通过网络与 对其输入虚拟被控信号以及虚拟被控设备进行远程设定的外部预置调试设备 连接。
与现有技术相比，本实用新型利用软PLC来模拟需要仿真的硬PLC型号， 以及控制虚拟的被控对象进行仿真实验，以代替现有的PLC硬件实验装置， 这不仅能有效地帮助学生深刻理解PLC工作原理和应用方法，还能降低实验 成本投入；在另一方面，利用本实用新型所提出的软PLC也可以方便地实现 多媒体辅助教学、远程实验。
图1是本实用新型所述软可编程控制器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型做出进一步的详细说明，以使 本领域人员在参阅本说明书后能够据以实施。
如图1所示， 一种软PLC包括程序输入模块1、编程模块2、虚拟被 控对象模块3、执行模块4、输出模块5，其中
程序输入模块1,用于接收通过PLC的语句表或者梯形图编程而输入的 待测源程序；
编译模块2，用于根据设定的仿真PLC类型对待测源程序进行词法、语 法语义等分析检査，编译生成待测目标程序；所述编译模块可以是本领域技 术人员利用现有技术来设计，或者采用现有技术中的已有模块来实现；
虚拟对象模块3，用于在预先构建的虚拟空间中存储虚拟对象，并根据 外部的输入虚拟信息选定虚拟被控对象，所述虚拟被控对象的建立是本领域 技术人员利用现有技术中的多媒体及软件开发技术能够实现的，优选的为 ActiveX控件组；其可以是设定的任何外部输出设备的虚拟对象以及各种可能 的输入信号；
执行模块4，用于根据目标代码巡回扫描输入、确定虚拟被控设备的输 出状态；优选的，可以利用线程编程及高精度的多媒体实时钟技术来实现扫描过程；
输出模块5，用于输出所述虚拟被控设备状态的控制结果，以便于实验 者对于控制程序进行调试；进一步地说，所述输出模块为文字显示输出模块， 其可以利用文字表述的方式显示虚拟对象的控制结果，或者所述输出模块可 以为图像显示输出模块，利用图像输出的方式显示虚拟对象的控制结果，优 选的，所述图像信息可以是动画图形信息。
所述程序输入模块与所述编译模块连接，所述执行模块与所述虚拟对象 模块、所述编译模块、所述输出模块均连接。
为了更好的描述上述软PLC控制器的工作过程，进一步地以示例说明如
下
在进行实验过程中，首先确定软PLC需要仿真的硬PLC型号，由此确定外 部接收模块1中的相应编程语言以及PLC编程模块2中的相应编译过程，确定 虚拟被控对象模块3中的虚拟输入输出设备；
在程序输入模块l中，例如以语句表输入源程序；此后，PLC编程模块2 根据预设的仿真PLC类型对待测试源程序进行词法、语法语义等分析检査， 编译生成待测试目标程序，进一步地示例为语句表程序的运行实际上为布 尔代数运算，操作数为各种继电器变量，可为整个程序的计算过程建立计算 堆栈并初始化为空，当表达式还未计算完， 一直进行读取操作，若读取的是 操作数，则将其存入操作数堆栈；若读取的是运算符，则从操作数堆栈中取 出所需操作数进行计算，将计算结果存回堆栈，当表达式读取完毕后，操作 数堆栈的内容就为表达式的运算结果；由此实现编译过程。
执行模块4根据虚拟控制信号循环扫描输入待测试目的程序确定虚拟输 出设备的状态，并提供给输出模块5。
在上述的实施例中，虚拟被控设备可以根据需要是指示灯、电磁阀等任 何外部设备的对应Activex控件。由于PLC要实现的是预定的控制逻辑，所以 必须执行正确的程序才能得到正确的输出结果，也就是说可以根据最后输出 模块的输出结果是否与预期一致来判断程序是否正确。
在另外的实施例中，还可以对上述实施例进行如下改进
所述程序输入模块可以通过网络与对其待测源程序进行更新的的外部预置更新设备连接，由此方便远程的进行程序修改；
所述输出模块可以通过网络与对其输出进行远程显示的外部预置显示设 备连接，由此方便进行远程的实验效果监控；
所述虚拟对象模块可以通过网络与对其输入虚拟被控信号以及虚拟被控 设备进行远程设定的外部预置调试设备连接，以便进行虚拟被控信号以及虚 拟被控设备的非现场更新，提高了该软PLC的适应性。
权利要求1.一种软可编程序控制器，包括用于显示实验结果的输出模块，其特征在于，所述软可编程序控制器还包括用于接收待测源程序的程序输入模块，用于将所述待测源程序编译成待测目标程序的编译模块，用于输入虚拟被控信号以及提供虚拟被控设备的虚拟对象模块，用于根据输入的虚拟被控信号、调用目标程序来确定虚拟被控设备状态的执行模块，所述输出模块进一步地用于显示虚拟被控设备状态，所述程序输入模块与所述编译模块连接，所述执行模块与所述虚拟对象模块、所述编译模块、所述输出模块均连接。
2. 如权利要求1所述的软可编程控制器，其特征在于，所述输出模块为 文字显示器。
3. 如权利要求1所述的软可编程控制器，其特征在于，所述输出模块为 图像显示器。
4. 如权利要求1所述的软可编程控制器，其特征在于，所述的程序输入 模块接收的待测源程序为通过可编程逻辑控制器的语句表和梯形图外部输 入。
5. 如权利要求1所述的软可编程控制器，其特征在于，所述编译模块根 据所需仿真的硬可编程逻辑控制器型号预置对应的匹配编译方式。
6. 如权利要求1所述的软可编程控制器，其特征在于，所述虚拟对象模 块优选的为ActiveX控件组。
7. 如权利要求1所述的软可编程控制器，其特征在于，所述执行模块中 利用多媒体实时钟实现对所述编译模块的循环扫描。
8. 如权利要求1所述的软可编程控制器，其特征在于，所述程序输入模 块通过网络与对其待测源程序进行更新的的外部预置更新设备连接。
9. 如权利要求1所述的软可编程控制器，其特征在于，所述输出模块通过网络与对其输出进行远程显示的外部预置显示设备连接。
10.如权利要求1所述的软可编程控制器，其特征在于，所述虚拟对象模块通过网络与对其输入虚拟被控信号以及虚拟被控设备进行远程设定的外 部预置调试设备连接。
专利摘要本实用新型公开了一种软可编程序控制器，包括用于显示实验结果的输出模块，所述软可编程序控制器还包括用于接收待测源程序的程序输入模块，用于将所述待测源程序编译成待测目标程序的编译模块，用于输入虚拟被控信号以及提供虚拟被控设备的虚拟对象模块，用于根据输入的虚拟被控信号、调用目标程序来确定虚拟被控设备状态的执行模块，所述输出模块进一步地用于显示虚拟被控设备状态，所述程序输入模块与所述编译模块连接，所述执行模块与所述虚拟对象模块、所述编译模块、所述输出模块均连接。本实用新型利用软PLC来控制虚拟被控对象进行仿真实验，帮助学生深刻理解PLC工作原理和应用方法；也可以实现多媒体辅助教学、远程实验。
文档编号G09B19/00GK201421670SQ200920148680
公开日2010年3月10日 申请日期2009年4月1日 优先权日2009年4月1日
发明者李爱军, 丽 牛, 王勤宏 申请人:苏州市职业大学