基于FPGA的嵌入式PLC系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著可編程邏輯器件的不斷發(fā)展，PLC早已成為當(dāng)今工業(yè)自動化領(lǐng)域中十分重要的控制裝置，其性能的好壞體現(xiàn)了工業(yè)自動化的程度。由于PLC程序體量的不斷增加，以流水線形式運行程序的現(xiàn)行PLC無法避免掃描時間增加、運行速度下降等缺點，難以適應(yīng)對性能要求很高的工業(yè)自動化領(lǐng)域。因此在《“十二五”國家科技計劃先進(jìn)制造科技領(lǐng)域2013年度備選項目征集指南》中把高性能PLC的研究及普及加入了其中，使更多的研究人員投入到高性能PLC的研究中。針對上述問題，本

2、文設(shè)計了一種基于FPGA平臺的高性能PLC系統(tǒng)實現(xiàn)方案。主要工作內(nèi)容如下：
　　1.根據(jù)傳統(tǒng)的PLC系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，提出了基于FPGA平臺的高性能PLC系統(tǒng)的總體實現(xiàn)方案。重點實現(xiàn)了基于FPGA的PLC循環(huán)掃描機(jī)制。
　　2.設(shè)計了PLC上位機(jī)編譯系統(tǒng)。主要由編輯、編譯模塊組成。編輯模塊采用的是開源軟件Beremiz。重點實現(xiàn)了編譯模塊，開發(fā)了IEC_TO_FPGA編譯軟件。該編譯軟件能夠?qū)EC61131-3標(biāo)準(zhǔn)

3、的結(jié)構(gòu)化文本語言編譯成Verilog HDL語言。
　　3.設(shè)計了PLC下位機(jī)運行系統(tǒng)的功能指令庫。重點使用硬件描述語言Verilog HDL對PLC系統(tǒng)的主要功能（如定時器、計數(shù)器、浮點計算器、脈沖發(fā)生器、邊沿觸發(fā)器等）進(jìn)行了設(shè)計。
　　4.對PLC系統(tǒng)的通信模塊進(jìn)行了設(shè)計。采用實時工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行通信，重點使用Verilog HDL語言實現(xiàn)了以太網(wǎng)控制器的功能。
　　論文最后通過實驗開發(fā)板及仿真軟件驗證了整個FPGA