電氣自動化實驗平臺開發(fā)與設計

朱思益

摘 要：伴隨著科學技術的不斷發(fā)展和進步，電氣自動化成為了社會各界關注的焦點，相關部門要積極建立健全完整且有效的監(jiān)督管控體系，提升電氣自動化應用效率。本文簡要分析了電氣自動化實驗平臺的基礎設計思想，并對實驗平臺構(gòu)架和設計開發(fā)過程予以集中闡釋，僅供參考。

關鍵詞：電氣自動化;實驗平臺;開發(fā)設計;構(gòu)架

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.149

所謂電氣自動化就是借助計算機技術、信息科技以及儀器儀表控制理論建立控制體系、管理體系和項目優(yōu)化體系，能在提升項目可靠性的基礎上，完善運行安全性，降低項目成本的同時，為產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管工作的全面落實奠定基礎。

1 電氣自動化實驗平臺的設計思想

在電氣自動化實驗平臺設計的過程中，要從以下幾個方面對具體設計要點予以關注。

第一，有效解決PLC實驗室設備多樣化不足的問題。在傳統(tǒng)管理機制中學校實驗室內(nèi)設備多樣化存在嚴重不足，尤其是電氣自動化實驗室，PLC是唯一的設備，且學生在實際操作中只能進行邏輯控制。要想有效提升學生實際操作管理工作的基本效果，就要建立全面且完整的管理機制，整合最新發(fā)展技術框架體系的基礎上，明確項目最新發(fā)展進程，并能綜合應用運動控制器、智能化電機啟動器以及變頻器等，合理性完善總線型伺服驅(qū)動管理。第二，有效處理PLC功能單一化問題。在傳統(tǒng)的PLC實驗室中，工業(yè)控制設備單一化較為嚴重，且只能完成邏輯控制，在主流PLC逐漸發(fā)展的進程中，高速計數(shù)以及脈沖輸出也成為了重要的應用機制，差異化型號的PLC能有效對模塊進行擴展處理，但是依舊存在接口較少的問題，一般僅僅包括編程接口、電源接口和輸入輸出接口，擴展接口數(shù)量不足?；诖耍瑸榱私鉀Q功能單一化問題，就要設計新型實驗平臺[1]。第三，遵循開放化思想。在實驗室平臺監(jiān)管工作開展進程中，要積極落實系統(tǒng)化預期監(jiān)督機制，達到學習和理解的目的，并且將演示系統(tǒng)和實驗現(xiàn)象予以綜合處理。也就是說，為了從根本上還原實驗工作的本質(zhì)，就要秉持開放性設計思想，有效提升控制系統(tǒng)的組建和處理工序，維護系統(tǒng)運行完整程度。第四，實現(xiàn)電氣自動化最新技術的集成。近幾年，技術發(fā)展和革新速度不斷加快，要想借助技術實現(xiàn)項目發(fā)展目標，就要對平臺進行組態(tài)技術、觸摸屏技術以及現(xiàn)場總線技術的整合，優(yōu)化技術運行管理效果的基礎上，完善技術運行框架結(jié)構(gòu)的完整性。

2 電氣自動化實驗平臺的構(gòu)架

在實際工作開展進程中，之所以要建立電氣自動化實驗平臺，就是為了能實現(xiàn)更多的關聯(lián)功能，也為了有效體現(xiàn)出學習過程是從簡單逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閺碗s的循序漸進的過程，要結(jié)合自動化實驗平臺建立差異化配置機制，并且整合管理流程。分別為：（1）電氣自動化基本實驗平臺A;（2）電氣自動化基本實驗平臺B;（3）綜合自動化實驗平臺;（4）運動控制實驗平臺。

第一，電氣自動化基本實驗平臺A。整個系統(tǒng)中涉及的設備主要依托可編程控制器M218、觸摸屏以及變頻器等，實驗平臺自身除了能有效完成PLC邏輯編程工作外，也能合理性實現(xiàn)觸屏和PLC通信，具有一定的應用價值。最重要的是，在實際應用體系內(nèi)，能實現(xiàn)M218和串口組態(tài)軟件的連接，實現(xiàn)監(jiān)控。第二，電氣自動化基本實驗平臺B。涉及可編程控制器M218、觸摸屏、伺服驅(qū)動器等，實驗重點就在于能實現(xiàn)PLC脈沖控制伺服系統(tǒng)，借助控制機制就能合理性優(yōu)化精確速度控制和位置控制工作[2]。第三，綜合自動化實驗平臺，主要包括可編程控制器M218、觸摸屏、伺服驅(qū)動器以及電機等，是基于總線結(jié)構(gòu)建立的總線通信技術研究結(jié)構(gòu)，能精確地對速度進行合理性控制，完善位置監(jiān)管機制和扭矩控制機制，實現(xiàn)以太網(wǎng)通信。第四，運動控制實驗平臺，利用伺服機就能對三個基礎軸結(jié)構(gòu)進行驅(qū)動處理，實現(xiàn)三維環(huán)境中多軸聯(lián)動控制的目的，并且能維護同步控制結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)電子凸輪處理和虛軸處理目標[3]。

3 電氣自動化教學實驗的設計與開發(fā)

在電氣自動化教學實驗設計過程中，要結(jié)合入門實驗平臺進行綜合處理，主要利用的是電氣自動化基本實驗平臺A，能輔助一些第一次操作的學生順利完成實驗操作，以保證其能充分了解基礎電氣自動化控制基礎知識，對后續(xù)培養(yǎng)其學習興趣具有重要的意義[4]。因為這個平臺是最簡單的平臺，因此，應用在可編程邏輯控制器課程教學實驗中較為有效，或者是應用在課程設計以及創(chuàng)新實驗教學中，能針對PLC課程教學實驗要求完成實際操作要點的處理和控制，提升教學實驗的合理性，基本實驗體系見圖1：

應用基礎性實驗要求就能完成基礎實驗，在提高學生積極性的基礎上，也能提升其學習效率，維護教學工作的順利開展。

4 結(jié)語

總而言之，在電氣自動化實驗平臺設計和開發(fā)過程中，要結(jié)合實際情況優(yōu)化設計和開發(fā)項目的科學化程度，積極建立完整的設計流程，提高操作流程的綜合水平，也為技術融合和系統(tǒng)化升級奠定堅實基礎。

參考文獻：

[1]劉靜，張琰，晏永紅等.結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的電氣自動化PLC實驗平臺的構(gòu)想與初步設計[J].數(shù)字技術與應用，2016（04）：12，14.

[2]張勝男，劉靜，楊榮國等.基于物聯(lián)網(wǎng)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)輪廓環(huán)境實驗平臺設計[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2016，37（20）：190-191.

[3]翟文權.基于PLC和運動控制器的電氣自動化實驗平臺的設計[J].自動化與儀器儀表，2015（12）：28-29.

[4]劉寅.電氣自動化實驗平臺的設計與開發(fā)[D].中北大學，2014.