嵌入式软PLC虚拟机设计：基于IEC61131-3标准

"本文主要探讨了基于IEC61131-3标准的嵌入式软PLC虚拟机的设计与实现，旨在为工业控制系统提供一个符合国际标准、易用且可扩展的软件模块平台。作者幺开宇在郭文明导师的指导下，针对PC平台、嵌入式操作系统和控制应用软件的控制器的发展，对PLC的重要性进行了阐述，并提出了PLC虚拟机的概念。 论文首先分析了虚拟机的基本架构和功能，结合PLC在工业控制中的应用特性，提出了一种PLC虚拟机的设计理念。通过研究传统的硬件PLC系统，作者将其软件化，设计出一个独立于硬件的指令系统，具备快慢逻辑任务调度机制的软PLC平台。该平台由一系列功能明确的软件模块构成，封装在动态链接库中，用户可以通过加载这些模块并调用接口来实现所需的PLC功能。 在深入理解IEC61131-3标准的基础上，论文详细分析了梯形图编程语言的要求，设计了标准中梯形图元素对象的数据结构和功能，以及可扩展的元件库。同时，建立了梯形图程序文件存储的数据结构、变量类型和数据类型，确保了编程的灵活性。 为了适应实际应用场景，作者设计了PLC虚拟机的双任务调度机制，包括快速逻辑任务和慢速逻辑任务。快速任务需在两个系统采样周期内完成，而慢速任务则允许在多个采样周期内执行，确保了不同任务间的协调运行。 此外，论文还采用面向对象的设计方法，开发了一套自定义的PLC虚拟机指令集，包含了67条指令，以及相应的资源模型和解释器，从而实现了虚拟机的高效运行。 这篇硕士学位论文对基于IEC61131-3标准的嵌入式软PLC虚拟机进行了深入的研究和实践，不仅提升了PLC系统的灵活性和可移植性，也为开放式的控制器设计提供了新的解决方案。"