如今工業(yè)控制產品已發(fā)展到一個追求個性化、差異化的階段。傳統(tǒng)的PLC產品已經無法滿足更加細分化的市場需求，為了滿足這種需求，出現(xiàn)了嵌入式PLC產品?！　? 一、嵌入式PLC 　　 嵌入式PLC是將PLC系統(tǒng)軟件構建于控制器內，根據(jù)用戶控制需要定制硬件，以PLC的應用方式解決對象控制問題的PLC。它由兩部分組成：嵌入式PLC系統(tǒng)軟件和芯片組成。　　 1、嵌入式PLC系統(tǒng)軟件　　 嵌入式PLC系統(tǒng)軟件將PLC語言（梯形圖語言）、CAN總線嵌入到單片機中,使單片機的產品開發(fā)從使用匯編語言變?yōu)槭褂肞LC梯形圖語言,并具有CAN總線的互連特性?！　? 該系統(tǒng)軟件具有以下特點:1.以梯形圖語言為內核,添加了中斷管理系統(tǒng),能實現(xiàn)PLC無法實現(xiàn)的硬實時操作;2.強化運算能力,增加了CANBUS函數(shù)庫、浮點數(shù)庫、專家自整定PID、嵌入式WEB等,豐富了PLC的功能;3.提供開放式擴展結構,支持第三方開發(fā)擴展單元的接線;4.增加了網絡互連功能,在遠程端加載專用瀏覽器后,即可實現(xiàn)遠程監(jiān)控?！　? 系統(tǒng)軟件包括三個部分?！　? ①嵌入式PLC內核：它完成實時任務調度、梯形圖語言解釋、執(zhí)行、通訊等基本功能，并提供二次開發(fā)驅動接口；　　 ②二次開發(fā)驅動程序：通過系統(tǒng)軟件提供的外掛任務，使用內核開發(fā)各種面向具體對象個性化、差異化的驅動程序；　　 ③終端應用程序：指面向工藝流程控制的梯形圖語言程序。 　　 2、嵌入式PLC芯片組　　 EASY CORE 1.00 是一個加載了嵌入式PLC系統(tǒng)軟件的核心芯片組，作為一款加載了系統(tǒng)軟件的硬件平臺，可以用來設計通用和專用PLC。　　 1）芯片組基本性能：　　 ①供電：+5V 200mA，RAM掉電保護5年。　　 ②CPU： C8051F040。　　 ③嵌入擴展能力　　 ·32 I/O：可復用成SPI、I2C接口及外中斷、外計數(shù)、AD等。　　 ·4 AD： 12位精度，100 KPS?！　? ·2 DA： 12位精度，100 KPS。　　 ④ 通信接口　　 ·CANBUS：系統(tǒng)軟件管理，使用工具軟件CANSet構建CANBUS總線網絡?！　? ·UART0：系統(tǒng)軟件管理，用于梯形圖編程、監(jiān)控，支持人機界面及用戶驅動程序下載。　　 ·UART1：系統(tǒng)軟件管理，用于下載CANBUS網絡參數(shù)、構建RS485網絡及支持第三方設備互連?！　? 二、應用開發(fā)　　 基于加載了系統(tǒng)軟件的核心芯片組，我們可以根據(jù)工藝需要來開發(fā)自己的嵌入式PLC產品。下面就介紹基于嵌入式PLC芯片組開發(fā)的16路輸入的模擬量PLC產品（可輸入標準信號或熱電偶信號）?！　? 1、硬件設計　　　　 AI0是芯片組內的一個AD轉換通道，P1.0—P1.4作為模擬開關的通道控制線來進行16個模擬信號通道間的切換?！　?　　 （1）信號采集電路　　 用AD公司的高精密放大器OP07構成模擬信號放大電路，OP07具有低輸入偏移電壓（10uV）、低漂移電壓（0.2uV/℃）和寬范圍的供電電壓（±3V－±18V）, 可以很好地滿足該產品的要求。在這里OP07由±5V供電，R18、R79作為調零電阻，輸出電壓由下式給出：Vout＝Vin（1＋R98/R56）?！　?　　 （2）信號選擇電路　 選擇16通道的模擬開關CD4067構成信號選擇電路，A、B、C、D、INH接到芯片組的P1.0－P1.4引腳，做為模擬開關的通道選擇控制信號。OUT引腳接到芯片組的AIN0，即第一個AD轉換通道。 2、軟件開發(fā)　　 嵌入式PLC是基于Cygnal公司的C8051f040芯片開發(fā)的，所以二次程序的開發(fā)使用51匯編語言。開發(fā)選擇的編譯器是KEIL C51，因為它可以生成我們所需要的.HEX文件。 　　 內核留出了七個用戶嵌入程序接口，我們只需要充分理解各個接口的功能就可了進行二次開發(fā)了，需要熟悉如下內容：a、內核功能b、內核結構c、內核任務管理d、內核存儲空間分配。由于系統(tǒng)軟件中已經加入了232通信、485通信和CAN通信的功能，所以16路模擬量PLC的二次驅動軟件的開發(fā)主要集中在模擬量的AD轉換和PLC資源區(qū)中AD值的實時刷新上?！　? （1）程序規(guī)劃　　 T4中斷：完成AD轉換和16個通道的切換程序　　 USER_SCAN：PLC資源區(qū)中AD值的刷新。　　 AD轉換過程如下：每一通道連續(xù)采樣16次，采樣完后得到累加和，然后啟動下一通道的AD轉換。　　 PLC資源區(qū)中AD值的刷新過程如下：在梯形圖掃描周期結束時進行，把各路AD值的累加和求平均值后放入PLC的資源區(qū)的對應位置處?！　? （2）程序代碼　 3、驅動程序的嵌入　　 在KEIL C51中編譯上述程序。使用下載工具軟件“DOWNHEX”，把生成的.HEX文件通過串口下載到芯片組的固定地址處，使得內核可以調用它，從而完成二次驅動程序的開發(fā)。到此，16路模擬量PLC的開發(fā)工作基本完成。　　 三、功能介紹　　 基于嵌入式PLC開發(fā)的多路模擬量網絡節(jié)點具有以下功能：1、采集工業(yè)現(xiàn)場的多路熱電偶信號，2、支持三菱、臺達等多家人機界面， 3、支持梯形圖編程（86條指令）， 4、支持CANbus互連（多機并聯(lián)運行或擴展單元連接）等。這里簡要介紹下該網絡節(jié)點的梯形圖功能應用?！　? 嵌入式PLC的系統(tǒng)軟件中內置了溫度轉換函數(shù)，其功能是把熱電偶毫伏信號對應的AD值轉化成溫度值。適用于任意分度熱電偶輸入信號，應用于不同的控溫場合，配合PID調節(jié)，使受控溫度精度可達±1℃?！　? 四、結束語　　 筆者利用嵌入式PLC芯片組開發(fā)的的PLC產品的實例證明，本著軟硬件可裁剪的原則，開發(fā)出的產品可以很好的滿足用戶的個性化需求，節(jié)約了硬件成本、縮短了研發(fā)周期，并且得到了許多強大的功能，相信它的出現(xiàn)必將使得PLC生產廠家生產出越來越多的貼近終端市場的PLC。