1．产品介绍

本系统是由广州虹科电子科技有限公司和西安交通大学电力电子与新能源研究中心PERECPLC联合开发，是针对工业自动化控制领域设计的一套基于ARM和I2C总线以及带有Linux操作系统的嵌入式PLC，与上位机编程软件PERECPLC2.0配套使用。

2．PLC硬件结构

硬件部分采用模块化结构，包括电源模块、CPU模块、数字量输入模块（16位）、数字量输出模块（16位）和模拟量模块（6入2出）。各个模块通过底板I2C总线进行通讯，其中CPU模块是装置的核心，采用AT91RM9200芯片实现PLC需要的串口、以太网、PLC开关状态等硬件接口，内部移植嵌入式Linux系统。

各硬件模块特点如下：

电源模块：

■提供24V、5V、3.3V直流电压

■提供高达5A的输出电流

■输入输出隔离

■直流纹波小

■工作效率高，使用寿命长

■*短路保护

■外围电路简单，功耗低

CPU模块

■体积小、低功耗、低成本、高性能。

■支持指令Cache和数据Cache，具有更高的数据处理能力。

■含有UART串口调试信道的内部仿真器。

■集成JTAG调试接口提供嵌入式的实时追踪功能。

■通过提供外部总线接口（EBI）支持多种片外存储器。

■高级中断控制器利用中断优先级来提高芯片的中断性能。

■继承了多种标准接口，包括USB2.0、以太网接口等。

■提供的TWI两线接口，全面兼容I2C总线。

■对操作系统广泛支持，包括µC/OS-Ⅱ、Linux、Palm、Windows CE等。

■拥有16MB的SDRAM和8MB的Flash

■提供RS232接口

数字量输入和输出模块

■24V输入/输出信号

■16点

■采用汇点式输入/输出接线方式

■采用NXP工业级PCA9539芯片

■方便扩展，可扩展至几千点以上 采取了信号隔离，抗干扰性强

模拟量模块

■单模块6输入2输出

■单电源3.3V供电

■输入/输出信号范围为0～3.3V

■采用PCF8591芯片，低功耗

■模拟输入可以为单端或差分输入

3．PLC软件模块

可编程控制器通用编程软件PEREC_PLC2.0，是我们独立自主开发的面向中小型可编程控制器的编程软件。该编程软件是Windows操作系统下的可编程序控制器开发软件，支持梯形图（LAD）、指令表（IL）、功能块图（FBD）、顺序功能图（SFC）和结构化文本（ST）五种编程语言。并且程序在梯形图、指令表和功能块图之间可以相互转换。软件兼容多种系统Win2000/Server Family，WinXP等（Win98较高版本也支持（需要必要的dll文件支持））。编程软件PEREC_PLC2.0在充分考虑了目前市场上众多国产PLC编程软件中的缺点和不足的前提下，符合PLC编程标准IEC61131-3，独立自主开发，在软件界面，功能实现、项目编程、操作控制等方面都有很大改进，同时使软件的可移植性和兼容性得到加强

PERECSPLC编程软件通过对五种编程语言的编写操作，并通过转换工具将编写好的PLC程序转换成C语言，并通过GCC工具编译成二进制文件，然后通过通信模块下载到下位机硬件中。同时在上位机对硬件进行仿真，监控，调试，设备操作方便，管理维护简单，在无PLC的实验室环境，模拟工业实况，在设计程序时就能模拟各种运行情况，检验程序设计的正确性及完备性，为工程技术人员提供了一套简单实用的软件编程和联机调试的工具。

软件模块由以下几个功能模块组成：工程管理模块、编辑功能模块、语法检查功能模块、编译模块，与通信模块。

1）工程管理模块 

该模块主要负责工程的新建、打开、保存，程序的打印等功能。

2）编辑功能模块 

该模块主要负责PLC的配置和通信的配置，程序的输入、编辑功能，同时，还包括各种自定义变量类型、FB类型、变量和实例的定义和编辑等功能。将编辑过的内容保存为各种类型的文件。对程序的编辑部分，包含了梯形图编辑子模块、指令表编辑子模块、功能块图编辑子模块、顺序功能图编辑子模块和结构化文本编辑子模块。

3）语法检查功能模块 

语法检查功能模块主要负责程序输入时的语法检查和编译链接前的语法检查。保证各程序文件的正确生成。语法检查功能模块包含梯形图语法检查、指令表语法检查、功能块图语法检查、顺序功能图语法检查和结构化文本语法检查5个子模块。

4）编译模块 

该模块完成将编辑生成的各种程序文件转换为c语言，然后调用GCC编译器生成为目标平台上的可执行文件。GCC编译器可根据目标平台不同而采用不同的编译器，即通过GCC编译器的可移植性即可实现目标平台的多样性。

5）通信模块 

该模块完成上位机和PLC硬件的网络连接，将项目文件下载到PLC硬件，实现联机、在线修改、上载项目文件和复位、定时等辅助功能。

软件中包含在线修改部分，并能通过动态数据表显示PLC中的一些数据，同时包括程序的单步、断点调试。软件还能对梯形图软件进行仿真功能，通过软件来模拟硬件PLC的功能，能通过处理输入的数据，输出程序中需要输出的数据。该部分的实现可以为程序的调试提供方便。并可以通过监控功能将现场的PLC按照一定的图形界面在上位机表示出来，并显示相关数据，并能根据数据做相应的处理。