PC上的虚拟控制器―“软PLC”技术

摘要：论述了软PLC技术原理、特点和系统结构，分析了软PLC的技术优势，并阐述了软PLC的发展趋势和应用前景。

关键词：软PLC系统结构；开发系统；运行系统

中图分类号：TM571 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2011) 23-0000-01

Virtual Controller on the PC-"Soft PLC" Technology

Zhuo Min

(Jiangsu Union Technical Institute,Branch of Mechanical and Electrical,Zhenjiang 212016,China)

Abstract:This paper discussed the principle,features and architecture of soft PLC technology.Analyzed the technical superiority of soft PLC.And it described the development trends and application prospects of soft PLC.

Keywords:Soft PLC Architecture;Development system;Running System

自二十世纪六十年代以来，PLC可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）技术得到了快速发展。但随着控制技术向智能化、分散化、网络化以及开放式控制发展，传统的PLC技术渐渐暴露出其不足。而随着PLC的IEC61131-3标准的不断深入推广，PC机却以令人熟悉的“PLC”的面目出现在大家面前，发挥出PC和PLC的优点，使我们在工业控制运用上更加得心应手，这就是一种新型PLC技术―“软PLC”。

一、传统PLC的缺点

传统PLC拥有无可置疑的超强稳定性和可靠性，但随着工控要求的不断提高，其缺点也比较明显：

1.PLC的软、硬体系结构封闭不开放，PLC的指令集固定，用户自主选择性差。

2.各个生产厂商的PLC以及衍生产品互不兼容，不同的PLC产品难以在一个系统网络中协调运作。

3.PLC技术为少数几家生产厂家所垄断，价格昂贵，某些应用场合性价比差。

二、软PLC的概念

所谓“软PLC”（SoftPLC，也称为软逻辑SoftLogic），实际就是在PC机的平台上，用软件来虚拟出一台PLC。它既具有传统PLC在功能、可靠性、速度、故障查找等方面的优点，又能充分利用PC机的大容量的，高速CPU的优势。可以这样说，软PLC是提供了与硬PLC同样的功能，但又具有PC使用环境的一项技术。

三、软PLC的优点

软件PLC综合了计算机和PLC的功能，它具有硬PLC控制使用的优势，又具备计算机软件平台的开放性，具体讲有如下方面优点：

1.软PLC具有开放的体系结构，可自定义的指令集和控制模块，有更强的数据处理能力。

2.软PLC能突破PLC硬件厂商的技术限制，用户可以自由选择PLC硬件设备，实现高性价比。

3.工控技术人员可以方便地在PC平台上用自己熟悉的PLC编程方法完成程序设计，并可在工控机设备上进行移植和嵌入。

4.软PLC不仅能在私有性的PLC网络中使用，也能非常方便的融入标准的PC网络，能很容易地将现有计算机网络的研究成果应用到PLC控制技术中。

四、软PLC的系统结构

软PLC系统由开发系统和运行系统两部分组成，如图1所示。

开发系统即编辑环境，包括编辑器、编译器、调试环境等。它好比是提供给用户使用的客户端。编辑器向用户提供符合IEC61131-3标准的编程环境，各编程语言可相互转化。调试环境提供动态调试，寻找程序逻辑错。开发系统的底层是核心层，包括算法库和数据库，用户可以嵌入自己设计的功能模块。

运行系统即运行环境，它是这是软PLC的核心，其工作可采用服务器模式。其主要功能是完成系统配置、输入输出处理、实时监控、故障诊断等工作。由I/O接口、通信接口、内核解释器等组成。软PLC向下通过I/O板卡采集工业控制现场信息，控制被控对象。向上通过TCP/IP、FTP服务器等网络组件实现本地、远程访问等功能。

五、软PLC的使用过程

目前，软PLC技术应用方案主要是采用基于PC平台的操作系统系统上运行软PLC软件，同时配置外部I/O器件来实现。控制计算机可以IPC形式出现，也可以直接采用PC机。

下面以PC机平台使用为例，对软PLC使用作简单说明。首先在PC机操作系统上安装好专用的软PLC程序，配置好相应的I/O站点、驱动器等。然后用软PLC的开发系统开发PLC程序。最后用软PLC的运行系统运行PLC程序，在运行过程中，软PLC运行系统通过I/O接口板采集现场信号，经PLC程序系统处理后，通过I/O接口板将控制信号输出外部执行件，使得各执行部件的动作满足程序控制要求。

在以PC机作平台使用软PLC时，也有将软PLC做成PC机扩展卡使用的方案。另外，在工业企业有也将软PLC运行系统固化或装入智能控制器中使用的情况。

六、展望

目前，PLC在国内已经形成了规模巨大的应用市场，我国的PLC的应用水平与国际主流水平几乎同步，但是PLC产业化水平却很低。在可预见的将来，我国还不太能形成较大规模的硬PLC制造业，并达到世界先进水平。而软PLC由于能充分利用软硬件资源，采用开放式结构，使得我国在该技术上和国外处于同一起跑线上。我们可以投入较少资金，在较短时间内使中国的软PLC技术开发达到与世界同步的水平。

参考文献：

[1]宋志峰,梅顺齐.软PLC虚拟设备在IPC控制系统中的应用[J].现代制造工程,2006,3

[2]陈佳.刘林林.基于工业PC的软PLC的设计与实现[J].工业控制计算机,2009,22