CoDeSys控制软件操作说明论文

逢甲大學自動控制工程學系專題製作專題論文CoDeSys控制軟體操作說明TheControllableSoftwareOperatingDescriptionofCoDeSys指導教授：黃建立學生：楊鎮宇何佳育朱智煒中華民國九十九年六月感謝本論文能夠順利完成，首先誠摯的感謝指導教授黃建立老師，老師細心的教導、討論並指點我們正確的論文研究方向，雖然遭遇相當多的挫折，曾經一度想放棄，想換個簡單題目，但是由於指導教授黃建立老師的引領，使我們能夠一次又一次的解決問題；在過程中，我們要感謝自控系的學長們，給予我們一些資料和指教，讓許多小錯誤得以事先發現，以及提供許多作專題上的寶貴經驗，使我們不會茫然的不知如何進行，同時也要感謝同組的成員們，能夠互相幫忙、分工合作，共同完成此專題，雖然中間有遇到許多阻礙，但是靠著彼此間的相互勉勵以及永不放棄的態度，以致於我們能夠一次又一次的度過難關，順利的完成。另外，我們也要感謝蘇文彬老師，因有上過他可程式控制的課程基礎，在此篇得以大量的運用出來，使得我們做起來能得心應手。他也在可程式控制方面不吝嗇的給予我們許多的幫助，以及許多的珍貴意見，使得本論文能夠更加完善，而在逢甲就學的這段時間謝謝各位老師的教導，讓我們在這期間學到了許多有用的知識，也令我們的學習態度更加積極。謝謝各位，謝謝曾經過幫助我們的每一個人！i中文摘要早期的自動化控制是由電器元件所組成，並無可事先規劃的的設計軟體可供模擬之用，需要靠著研發者自身累積的經驗加上所學的理論下去實行，因此經常造成設計者設計出來的樣品與所構想的有很大的不同，導致設計成本上升，不利企業的研發與創新，而可程式控制器的模擬軟體的出現使得這些問題得以改善，它取代傳統人為自行設計的缺失，可事先在電腦上模擬欲完成之功能並加以改良修正，大大降低樣品的成功率，因此許多廠商紛紛投入可程式控制器軟體的開發，導致可程式控制器的語法也越來越多，造成使用者在不同廠牌間程式轉換不便的困擾。因此，國際電工協會便開始收集整理各家控制語法，在1999年制定了IEC61131-3標準以統一可程式控制器的語法。而本文以德國廠商3S軟體公司開發的「控制器發展系統」為主體，此程式以IEC61131-3規範的語法為基礎，是一套可跨不同目標平台的可程式控制器模擬機制。透過模組化的規劃與設計，將控制動作分為邏輯運算與硬體動作兩個部份，運算部分以共同的描述格式來統一IEC61131-3所定義的各語法並加以實現，硬體動作則針對各硬體設計專屬之韌體函式庫，使得控制邏輯可以在不同的目標平台上使用硬體資源(此文不討論)，這樣的設計使不同的控制晶片皆可執行以IEC61131-3語法所設計的控制動作，而設計者只需學會IEC61131-3語法，便可使用所支援的控制軟體進行可程式控制器設計。此外，由於所設計的程式碼可以在不同的目標平台間重複使用，因此，透過自行建立的函式庫及利用重複使用的特性，更可縮短自動化流程的開發時程，降低研發成本，加快開發創新的時程。iiAbstractTheearlyautomatedcontroliscomposedoftheelectricappliancepart,anddoesnothavemayplanbeforehandthedesignsoftwaretobepossibletosupplysimulation,needstocloserightupagainstthetheorywhichresearchanddevelopmentownaccumulationtheexperienceaddsonstudiestoimplement,thereforecausesthesamplewhichthedesignerdesignswithtohavetheverybigdifferencewhichfrequentlydevised,causesthedesignedcostrise,disadvantageousenterprise'sresearchanddevelopmentandinnovation,butmaytheprogramcontroller'ssimulationsoftwareappearancecausethesequestionstobeabletoimprove,itsubstitutesfortheflawwhichthetraditionartificialindependentlydesigns,mayproposebeforehandinthecomputertopdiecompletesthefunctionandimprovesrevises,reducesthesamplegreatlythesuccessratio,thereforemanymanufacturersinabundanceTheinvestmentmaytheprogramcontrollersoftwaredevelopment,causetobepossibletheprogramcontroller'sgrammartobealsogettingmoreandmore,causestheusertheprogramtotransformtheinconvenientpuzzleinthedifferenttrademarkbetween.Therefore,theinternationalelectricianassociationthenstartstocollectreorganizesvarioustocontrolthegrammar,formulatedtheIEC61131-3standardin1999bytounifymaytheprogramcontroller'sgrammar.Butthisarticledevelops“thecontrollerdevelopmentsystem”taketheGermanManufacturer3SSoftwareCompanyasamainbody,thisprogramtaketheIEC61131-3standard'sgrammarasafoundation,isasetmaystepthedifferentgoalplatformtobepossibletheprogramcontrollersimulationmechanism.Bythemoldtrainplanandthedesign,thecontrolactionwilldivideintothelogicoperationandthehardwareactstwoparts,thearithmeticportioniiiunifiesvariousgrammarswhichbythecommondescriptionformIEC61131-3definesandrealizes,thehardwaremovementaimsatvarioushardwaredesignexclusivefirmwarelettertypestorehouse,causesthecontrollogictobepossibletousethehardwareresourcesinthedifferentgoalplatform(thisarticlediscussion),suchdesigncausesthedifferentcontrolchiptobepossibletocarryoutthecontrolactionwhichdesignsbytheIEC61131-3grammar,butthedesigneronlyneedlearntheIEC61131-3grammar,thenmayusethecontrolsoftwarewhichsupportstocarryonmaytheprogramcontrollerdesign.Inaddition,becausetheprogramcodewhichdesignsmayberedundanttheuseinthedifferentgoalplatform,therefore,byvoluntarilytheestablishmentlettertypestorehouseandtheuseredundantuse'scharacteristic,mayreducetheautomatedflowthedevelopmenttimeinterval,reducestheresearchanddevelopmentcost,speedsupthedevelopmentinnovationthetimeinterval.iv目錄感謝…………………………………………………………………………..……..i中文摘要………………………………………………………………………….…ii英文摘要(Abstract)………………………………………………………….………iii目錄…………………………………………………………………………………..v圖目錄……………………………………………………………………………….viii表目錄………………………………………………………………………………xii第1章緒論…………………………………………………………………………..11.1CoDeSys程式介紹………………………………………………………….21.1.1開發廠商…………………………………………………………….21.1.2功能………………………………………………………………...21.1.3架構………………………………………………………………….31.1.4應用………………………………………………………………….31.2PLC的發展歷史與現況……………………………………………………31.3PLC的實現…………………………………………………………………41.3.1執行核心與執行檔…………………………………………………..41.3.2PLC設計語法……………………………………………………….51.4研究動機…………………………………………………………………….61.5論文架構…………………………………………………………………….7第2章IEC61131國際標準………………………………………………………….82.1IEC61131簡介…………………………………………………………...…82.2IEC61131-3的軟體架構……………………………………………………82.3IEC61131-3程序的組成……………………………………………………9v2.3.1CommonElemonts……………………………………….92.3.2ProgrammingLanguages……………………………….92.4IEC61131-3軟體模型與傳統的PLC模型之比較………….102.5IEC61131-3的優勢與缺陷………………………………………..112.5.1優勢……………………………………………………….…..112.5.2缺陷………………………………………………………..142.6支援IEC61131-3的開發介面………………………………………….14第3章PLC控制系統規劃與語法介紹…………………………………………..163.1可程式控制器系統架構………………………………………………….163.2可程式控制器的語法結構與實現………………………………………..173.2.1IEC61131-3五種語言的共通描述法……………………………..173.2.2IEC61131-3語法的描述格式…………………………………….183.2.3IEC61131-3語法的執行概念與實現……………………………..193.3IEC61131-3語法詳述……………………………………………………..203.3.1階梯圖LD(LadderDiagram)………