plc项目12月1日版本技术方案

1、PLC 技术方案总体介绍：将 PLC 的输入点、输出点、中间继电器、定时器、计数器（称为元素）进行编址，理论上，可用于编址的二进制位数越多，则该 PLC 支持的元素就越多。但 PLC支持的元素越多，则扫描周期越长。若扫描周期超过 PLC 定时器的定时周期（10ms），则会导致。指令分析：由于元素有一些属性（正常，置位，复位），元素也可作为条件进行运算，条件运算时还有常开、常闭、边沿等信息，所以指令中还需保存上述运算信息。在 32位 CPU 中，PLC 指令也设置为 32 位是最具运算效益的。但由于内存、EEPROM、串口传输速度的限制，PLC 指令的位数并不是越多越好。指令设计：权衡上述信息，

2、在保证运算信息且易于执行的情况下，尽量扩大元素支持 的个数。因此，将 PLC 指令分为 3 类(输出对象指令，条件指令，边沿指令)，分类的好 处为运算信息的区别对待，减少运算信息占用的位数。本项目的 PLC 指令设计为 16 位，其中 3 位用于保存运算信息，13 位用于元素编址（支持 2 的 13 次方个元素）。该 PLC指令系统支持 8192 个元素，且根据需求随意分配。例如，可支持 3000 个定时器，1000 个输入点，1000 个输出点等（硬件上支持的前提下）。固件设计：固件根据指令设计，变量、函数等均根据实际用途进行命名，相关信息也以结构体的形式集中。PLC 元素的相关信息均以数组

3、的形式保存，易于阅读、二次开发、升级、兼容性等。考虑到扫描周期越短越好，固件的设计应尽可能的高效快速：因此应用了结构体、内联、指针、枚举等 C 语言编程技巧，尽量不用耗时久的乘法等指令，以位移的形式代替(除了用户使用的乘法指令)。通讯设计：考虑到用户的 PLC 应用于高铁，运行时不部分时间不用通讯功能。因此将通讯功能默认为关闭，以加强通讯的使用。通讯的设计原则是尽可能少的字节数传递尽可能多的信息。因此，将通讯格式设计为变长，最小长度为 9 字节，最大长度为 99 字节。数据所占比例最小为 67%，最大为 97%。输入输出、温度、电压这四个状态时，只需传送 1 个帧，9 个字节即可。但若要节即可

4、。16 个参数值或实时值时，只需传送 1 个帧，99 个字数据结构：PLC 中的数据长度均为 4 字节，其范围为 0-43 亿。字符串也以 4 字节数据的进行。数据和字符串只在固件和上位机的时候才有区别，中间过程中的处理方式一样，简化通讯结构。设计：为防止计数时写入 EEPROM 的次数过于频繁，加入了掉电检测功能，即掉电的时候立刻将关键数据存入 EEPROM，关键数据包括加计数器的第 0-15 个，减计数器的第 0-15 个。关键数据每隔 1000s 会周期性地存入 EEPROM。指令设计指令概述：指令分为输出对象指令，条件指令，边沿指令。输出对象指令：条件指令：边沿指令：指令号及序号如下表

5、所示。代 码起始指令代码总长度代码内容指令号序号20 个加计数器0 x000-255参数值范围： 00 xF20 个减计数器0 x010-255参数值范围： 00 xF25 个通电延时定时器，10ms0 x020-255参数值范围： 00 xF25 个断电延时定时器，10ms0 x030-255参数值范围： 00 xF双整数0 x040-255仿字符串双整数0 x05 0 x060-255冗余-0 x0e数算等0 x0f客户中间继电器0 x100-255系统中间继电器0 x110-255特殊继电器 M0， M10 x120-25510 个输出继电器0 x130-910 个输入点0 x140-9

6、冗余-0 x1f765432101：边沿指令1：上升沿0：下降沿1：主线路径未结束0：主线路径结束中间状态76543210序号1580：非边沿指令1：常闭0：常开1：主线路径结束0：主线路径未结束类别号76543210序号15800：正常输出01：置位10：复位0类别号数算符对应的序号0 x00双整数等于0 x01双整数不等于0 x02双整数大于或等于0 x03双整数小于或等于0 x04双整数小于0 x05双整数大于0 x06字符串等于0 x07字符串不等于0 x08双整数相加0 x09双整数相减0 x0a双整数相乘0 x0b双整数相除0 x0c双字取反0 x0d双字与0 x0e双字或0 x0

7、f双字异或0 x10双字传送中间指令参数内容格式12345继电器条件代码参数字节定时器条件代码参数字节计数器条件代码参数字节整数计算条件代码参数字节参数字节参数字节参数字节字符串计算条件代码参数 1 10 字节参数 21 字节数算指令参数格式参数类型 低 2 位有效参数 1参数 2参数 31 字节4 字节4 字节2 字节1：EEPROM数据0：立即数EEPROM 数据/立即数EEPROM 数据/立即数EEPROM 数据帧 结构1 个字节0 x252 个字节2 个字节 2 个字节 0 x81 0 x3415-12 位：校验11-0 位：个数m 个字节通讯设计非代码通讯时时，上位机和下位机只能收发

8、一种格式的数据，逻辑关系如表：输入输出状态、电压温度状态 由下位机主动发送通讯帧 结构 1类 别号序号上位机命令下位机反馈校验注释1 个字节 0 x？a1 个字节序号6 个字节+？*6 字节6 字节+？*6 字节1 字节开始下 载0 x0a0 xf80-3:总字节数4-5:帧代码个数0-3:总字节数4-5: 帧代码个数结束下 载0 x0a0 x010-3:总字节数4-5:帧代码个数0-3:总字节数4-5: 帧代码个数状态查 询开启I ， O ，V, T0 x0a0 x020-6：全零0-1:输入状态 (15 位：参数是否被修改) 2-3:输出状态4:电压5:温度若 IO 数量有扩展，则新添其他序号。用于 IO 状态反馈状态查 询关闭0 x0a0 x030-6：全零0-6：全零若上机运行时无需获取 I、O 等状态，则关闭此功能参数值0 x?a0 x040-3:全零4:参数类别号5:参数序号0-3:参数值4:参数类别号5:参数序号设置参 数值0 x0a0 x050-3:参数值4:类别号5:序号0-3:参数值4:类别号5:序号立即数0 x?a0 x060-3:全零4：类别号5：序号0-3:参数值4:参数类