基于FPGA的可编程控制器现场集成技术应用研究

作     者：王元奎 

作者单位：江苏大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨建宁

授予年度：2004年

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：FPGA VHDL语言 可编程控制器 现场集成 配置模式 硬件线路 自主知识产权 

摘      要：传统PLC使用时会出现一些问题，如程序死循环、程序跑飞、需要庞大的编译系统作支持和不能实现精确位置控制等等；而发展到OPENPLC后，这些问题依然存在。为了更好地解决这些问题，本文提出一种全新的可编程控制器现场集成技术，用FPGA来实现PLC的功能，抛弃传统PLC“程序的概念，以“硬件线路来实现控制功能，不论在经济上还是在性能上都具有更大的优势。\n 本课题在对国内外可编程控制器，重点是HardPLC的开发和应用的进展进行概述和分析的基础上，系统开展了HardPLC组成模块原理及其仿真模拟的研究。本研究的主要贡献为：\n 1.对比分析了CPLD和FPGA的性能特点，阐明了Xilinx公司FPGA芯片结构的两个创新概念，指出了其优越性能的结构基础；\n 2.系统分析了用HardPLC实现控制系统时的一些通用模块，对每个模块的工作原理进行了深入的探讨，用VHDL语言建立了每个模块的模型，在此基础上进行了仿真、综合，为进一步研究可编程控制器的现场集成奠定了基础；\n 3.在仿真综合的基础上，用所建立的模型完成了特定逻辑控制系统的控制要求，充分展示了其实际应用的可行性；\n 4.