摘要：介紹了一種在數控系統中用C 語言設計PLC 編輯器的方法。首先概括性地介紹該數控系統的系統結構，然后根據ANC_45M 加工中心的需求和系統的設計原理從軟件角度簡要介紹了主程序的基本算法，并著重闡述本PLC 編輯器的輸入處理以及查錯、容錯和格式化處理的設計原理和具體實現算法。該編輯器融合了大多數應用軟件所有的復制、剪切、粘貼以及按關鍵字搜索等功能。

　　1 引言

　　ANC－45M 全功能數控系統是大連機床廠高新技術開發中心與日本AVAIL 技研株式會社合作開發的立式、半閉環三軸加工中心數控系統。她使用了32 位RISC 型CPU，專用的多任務實時操作系統，改進的哈佛結構，9″彩色液晶顯示器，雙CPU、雙主板設計，其中一個CPU 所在的主板是加工中心的控制子系統，另一個CPU 及其主板是它的輸入、輸出子系統，它是機床的人機用戶界面。本文詳細論述了數控ANC-45M 加工中心PLC 編輯器的設計與實現。

　　2 ANC—45M 加工中心的組成結構

　　兩個CPU 及其主板之間用一根通信電纜線將兩個主板上的RS-232 異步串行通信接口連接起來，用報文形式進行數據交換。其中交換的數據包括：MMC 側(人機接口控制器)和CNC側加工程序以及PLC 梯形圖程序等的交換，MMC 側和CNC 側的實時坐標數據、機床狀態參數的交換等。

　　3 軟件系統結構

　　3.1 主程序算法結構

　　PLC 編輯器是MMC 部分的一個子程序，為了能更好地描述本文的內容，我們應首先分析一下MMC 部分主程序的設計算法，其三個主要程序模塊算法如下：

　　(1) main 函數算法如圖1 所示。

　　圖 1 Main 函數算法

　　(2) 任務管理模塊如圖 2 所示。

　　圖 2 任務管理模塊算法

　　(3) 狀態任務模塊如圖 3 所示。

　　圖3 狀態任務模塊算法

　　主程序為每一個子功能模塊預留了對應的兩個子函數，PLC 編輯器有其相應的無鍵處理子函數和向鍵處理子函數。在向鍵處理子函數中進行輸入鍵值的判斷處理，而無鍵處理子函數則進行實時狀態參數的屏幕刷新處理。對于每個子功能模塊，都有一個共同的特點，那就是其無鍵處理子程序相對于向鍵處理子程序較為短小。在當前子功能模塊狀態下、沒有鍵值輸入時就調用無鍵處理子函數，并且每一主程序循環周期都要調用它；當在有鍵值輸入的情況下，就轉而調用向鍵處理子程序。一旦有按鍵輸入，系統是以中斷方式被CPU 所接收的，它首先進行相應的預處理，然后再調用任務管理模塊子程序。任務管理模塊程序是通過判斷當前狀態變量是否為初始狀態，如果是則進入相應的初始處理，如果不是則判斷是否按鍵狀態，如是則分別進入相應的分支程序。

　　在有按鍵的情況下，程序首先判斷該鍵值的類型，如果是改變功能子函數模塊的命令時，則首先調用相應的功能鍵值子函數模塊，并送去狀態變量值TASKSTART，同時把當前運行中的功能子模塊放入后臺等待該中斷執行完后，接著執行完；如果不是改變功能子模塊，而是在當前功能子函數狀態下的鍵值輸入，系統則調用該功能鍵值處理子函數模塊，并且送去TASKRUN 狀態，這樣也就進入了各子程序的鍵值處理子程序。

　　3.2 操作系統

　　該數控系統的操作系統采用的是AVAIL 公司自行開發設計的，并已經成功應用于公司生產的繡花機上，該公司生產的繡花機多年行銷中國大陸等地，已經得到實踐和用戶的驗證和認可。該操作系統是專門為任務相對比較單一的控制系統所設計的，其中有一個非常重要的時間任務控制模塊，它負責對各任務的處理分配運行時間，并對任務執行時間進行監控。我們知道，對于一個實時系統來說，系統的正確性不僅取決于計算的邏輯結果，而且還依賴于產生結果的時間。為了保證數控加工的精度，該操作系統采用一種硬實時任務的管理模式，即系統給一個特定的任務指定了一個最后的期限，而系統必須在這個最后期限之前處理完所規定的任務，否則系統就會強制中斷該任務的執行。這個時間任務模塊決定了該數控系統的加工精度，依賴于多種因素的制約，比如CPU 執行速度的快慢、通訊口傳輸速率等等。由于該操作系統功能簡單、任務可預測且單一，這就為該系統可靠性更高，穩定性更強提供了根本的保證。