基于嵌入式軟PLC技術(shù)的智能控制器設(shè)計研究

張意如

[摘? ? 要]隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，公眾對各項基礎(chǔ)設(shè)施的需求不斷提高，國家將加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)作為工作的重點。電子信息技術(shù)現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于社會的諸多領(lǐng)域之中，其極大地改善了生產(chǎn)的落后，使產(chǎn)品質(zhì)量得到了質(zhì)的飛躍。大型機(jī)械的應(yīng)用為制造商帶來便利的同時也對其管理提出了挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的大型機(jī)械管理以人力檢修為主，導(dǎo)致其用工成本不斷增加成為企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的阻礙。因此應(yīng)將電子信息技術(shù)與機(jī)械管理相結(jié)合，實現(xiàn)對機(jī)械的智能化管控。利用嵌入式軟PLC技術(shù)進(jìn)行智能控制器設(shè)計。

[關(guān)鍵詞]基于嵌入式軟PLC技術(shù);智能控制器;設(shè)計研究

[中圖分類號]TP273.5 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）10–00–03

Design of Intelligent Controller Based on Embedded Soft PLC Technology

Zhang Yi-ru

[Abstract]With the development of economy， the public's demand for various infrastructures is increasing， and the state will increase infrastructure construction as the focus of work. Electronic information technology has been widely used in many fields of society， which greatly improves the backward production and makes the quality of products get a qualitative leap. The application of large machinery brings convenience to manufacturers， but also challenges its management. The traditional management of large-scale machinery is mainly based on human maintenance， which leads to the continuous increase of labor cost， which hinders the transformation and upgrading of enterprises. Therefore， electronic information technology and mechanical management should be combined to achieve intelligent control of machinery. The intelligent controller is designed by using embedded soft PLC technology.

[Keywords]Based on embedded soft PLC technology; intelligent controller; design and research

工業(yè)信息化技術(shù)是第三次產(chǎn)業(yè)革命的結(jié)果，電子信息已經(jīng)成為大勢所趨，因此為提升經(jīng)濟(jì)效益將其廣泛應(yīng)用與社會生活的方方面面。PLC技術(shù)是工業(yè)控制的關(guān)鍵組成部分，其能夠?qū)崿F(xiàn)對機(jī)械運行狀態(tài)的實時監(jiān)控和分析，減少人力成本的投入，避免風(fēng)險的擴(kuò)大化減少維修費。軟PLC技術(shù)是工業(yè)自動化的最新成果以IEC600098基礎(chǔ)，實行嵌入式的軟PLC技術(shù)有助于改進(jìn)機(jī)械外形結(jié)構(gòu)，通過網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)檢驗機(jī)械的運行狀態(tài)。智能控制器的微型化，便捷化，高效性將是未來的工業(yè)信息化的發(fā)展方向。

1 嵌入式軟PLC技術(shù)概述

PLC技術(shù)是第三次產(chǎn)業(yè)革命的結(jié)果其主要應(yīng)用于，工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的電子化控制方面。PLC技術(shù)最先應(yīng)用于美國的電器元件控制領(lǐng)域。但是受制于當(dāng)時的電子信息技術(shù)，其僅能進(jìn)行如計時、計數(shù)等簡單的應(yīng)用。隨著后期電子信息技術(shù)水平的不斷升級，PLC技術(shù)增加了模擬，運算等功能，在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛并且可以抵抗電磁波的干擾性能得到極大的提升，在工業(yè)生產(chǎn)中的決定性地位日益明顯。直至上世紀(jì)末，傳統(tǒng)的PLC技術(shù)遠(yuǎn)程控制生產(chǎn)所需的溫度，壓力等層面的作用顯著提高。但是仍存在能耗大，需要大量的人力成本投入的問題。

軟PLC技術(shù)是在傳統(tǒng)的PLC技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，將電子信息技術(shù)，計算機(jī)控制與傳統(tǒng)PLC技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合，提升了其在設(shè)計外觀，功能性價比，具有體積小，運行穩(wěn)定的優(yōu)勢。并且國家也為其制定了統(tǒng)一規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，有效轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)PLC技術(shù)封閉性的問題，滿足了公眾和生產(chǎn)的擴(kuò)大化需要。嵌入式PLC與傳統(tǒng)PLC最大的不同點在于安裝設(shè)計方面，其轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)添附模式，使得整體的機(jī)型朝著微型化，便攜式的方向進(jìn)步。為構(gòu)建開放的控制機(jī)制，還將IPC和EPC結(jié)構(gòu)與通信網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的智能化。減少人力成本的投入，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。軟PLC技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)包括控制，監(jiān)督，調(diào)配幾個方面，通過在企業(yè)與工廠管理之間構(gòu)建其交流平臺的方式實現(xiàn)管控的智能化和一體化，推進(jìn)工業(yè)現(xiàn)代化和信息化，產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展進(jìn)程。

2 增強(qiáng)軟PLC產(chǎn)品體系結(jié)構(gòu)的開放性開發(fā)

嵌入式軟PLC技術(shù)的智能控制器設(shè)計需要立足于開發(fā)系統(tǒng)與運行系統(tǒng)2部分，開發(fā)系統(tǒng)是嵌入式軟PLC技術(shù)的智能控制器能夠正常運行的立足之本，而運行系統(tǒng)就是嵌入式軟PLC技術(shù)的智能控制器的外部運行環(huán)境，這2個部分都對嵌入式軟PLC技術(shù)的智能控制器的應(yīng)用有著無可比擬的重要作用。嵌入式軟PLC技術(shù)在智能控制器的運用中，需要不斷提升嵌入式軟PLC的數(shù)據(jù)處理能力和數(shù)據(jù)處理速度，這樣才能夠保證嵌入式控制其成本較為低廉的基礎(chǔ)上保證嵌入式軟PLC技術(shù)的智能控制器的應(yīng)用。在開發(fā)系統(tǒng)方面，應(yīng)該基于IEC61131-3系統(tǒng)進(jìn)行實際開發(fā)，不斷優(yōu)化系統(tǒng)模式，從而進(jìn)行研究基礎(chǔ)的落實。在開發(fā)環(huán)境方面，則需要做到將PLC編程語言合理的應(yīng)用到編程中，在此過程中一般會應(yīng)用到梯形圖和指令表2種語言表達(dá)形式，從系統(tǒng)的穩(wěn)定性和遷移性2個性能出發(fā)，設(shè)計人員也可以將梯形圖和指令表更改為C語言，用這種方式來不斷提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和遷移性。在操作系統(tǒng)方面，則應(yīng)該做到不斷地優(yōu)化，盡可能的簡化操作系統(tǒng)，這樣才能夠降低智能控制器的使用門檻，以方便更為廣大、多數(shù)人的進(jìn)行嵌入式軟PLC技術(shù)的智能控制器操作。利用通訊管理器，也能夠形成用戶與用戶之間的信息交換，在信息交換的過程中進(jìn)行通信模塊的完善與通信模塊的維護(hù)，進(jìn)一步促進(jìn)智能控制器的應(yīng)用水平提升;在數(shù)據(jù)解釋方面，則應(yīng)該積極利用解釋器進(jìn)行代碼文件解釋，并不斷優(yōu)化解釋器的使用，延長解釋器的使用壽命，更好地滿足智能控制器的使用要求。

例如，在進(jìn)行實際設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)該及時更新操作系統(tǒng)，保證操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可處理性;在進(jìn)行操作系統(tǒng)更新時，應(yīng)該選擇與智能控制器最為合適的系統(tǒng)方向進(jìn)行更新，這樣才能夠保障操作系統(tǒng)與智能控制器的適配性，從而保障操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性。設(shè)計人員也應(yīng)該盡可能的優(yōu)化運行系統(tǒng)，通過優(yōu)化運行系統(tǒng)的方式來對操作系統(tǒng)的運行起到一定的促進(jìn)作用。縮短開發(fā)周期在一定程度上也能夠提升系統(tǒng)的更新效率，在實際更新中節(jié)省更新成本，為智能控制器的應(yīng)用起到促進(jìn)作用。在實際控制中，還會應(yīng)用到PLC虛擬機(jī)進(jìn)行仿真模擬儲存，在這種控制模式下，設(shè)計人員要盡可能的修改嵌入式軟PLC技術(shù)的相關(guān)參數(shù)，在此情況下并不需要進(jìn)行外圍硬件和控制軟件程序的進(jìn)一步修改，而是通過修改參數(shù)的方式來促進(jìn)模擬機(jī)的運行不斷貼近實際運行，從而更好地進(jìn)行實際模擬。在通信接口選擇方面，一般有串行通訊接口RS232、串口通訊接口RS385、擴(kuò)展總線接口SPU和現(xiàn)場總線CAN接口等，設(shè)計人員應(yīng)該根據(jù)嵌入式軟PLC技術(shù)的智能控制器設(shè)計的具體需求來選擇通信接口選擇，如果該智能控制器不需要進(jìn)行尋址操作，則可以選擇擴(kuò)展總線接口SPI;而如果想盡可能降低智能控制器設(shè)計的造價成本，則可以選擇CAN接口，利用CAN接口能夠在短時間內(nèi)進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的搜集與處理，并在保障靈活的通訊技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行撿錯重發(fā)操作，更好地滿足智能控制器設(shè)計的實際使用，且CAN作為一種被廣泛應(yīng)用到自動化生產(chǎn)的總線接口，也擁有著廣泛的使用歷史，這就在無形之中降低了CAN接口的應(yīng)用問題。

3 整合企業(yè)管理與機(jī)械控制

企業(yè)為占據(jù)更多市場，提升自身生產(chǎn)效率并提高實際經(jīng)濟(jì)效益，通常更加傾向于嘗試引進(jìn)高效率的生產(chǎn)設(shè)備、運用低能耗的生產(chǎn)技術(shù)。而嵌入式軟PLC即是電子領(lǐng)域中較為高效率的新型生產(chǎn)技術(shù)，將嵌入式軟PLC技術(shù)融入到實際電子科技設(shè)備的生產(chǎn)過程中，能夠最大程度提升整體產(chǎn)品的運用效果，幫助企業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化與智能化生產(chǎn)環(huán)境的打造。

例如，當(dāng)下企業(yè)的工作人員在將嵌入式軟PLC技術(shù)引入實際生產(chǎn)過程中，需要從設(shè)備、技術(shù)、人才、環(huán)境等多角度共同思考并進(jìn)行妥善準(zhǔn)備。在引入嵌入式軟PLC技術(shù)的過程中，需要先在公司內(nèi)部具有各種設(shè)備與器械能夠確保嵌入式軟PLC技術(shù)充分良好應(yīng)用，如果出現(xiàn)設(shè)備缺失導(dǎo)致技術(shù)無法充分與實際生產(chǎn)相結(jié)合的情況，應(yīng)立即進(jìn)行設(shè)備的完善與補(bǔ)充。而在技術(shù)層面，為充分提升當(dāng)下嵌入式軟PLC技術(shù)在智能控制器中的應(yīng)用，企業(yè)工作人員同樣需要引入此技術(shù)與其他配套使用的技術(shù)，從多角度提升整體嵌入式軟PLC在具體應(yīng)用時的效果，幫助其發(fā)揮與網(wǎng)絡(luò)通信相聯(lián)合的效果，同時加強(qiáng)整體工作人員的工作效率。為充分提升嵌入式軟PLC技術(shù)的應(yīng)用效果，專業(yè)工作人員至關(guān)重要，因此企業(yè)內(nèi)部需要常常組織專業(yè)的嵌入式軟PLC技術(shù)培訓(xùn)，請工作人員充分掌握何為嵌入式軟PLC技術(shù)，并能夠充分且積極的應(yīng)用該項技術(shù)。在技術(shù)與工作能力均具備的前提下，企業(yè)為令嵌入式軟PLC技術(shù)更加完善，通常還需要結(jié)合實際工作情況制定專業(yè)的監(jiān)督管理制度，確定工作人員在操作嵌入式軟PLC技術(shù)時的具體流程，監(jiān)督管理整體工作狀態(tài)，進(jìn)而實現(xiàn)科學(xué)穩(wěn)定的技術(shù)融合環(huán)境。

4 增強(qiáng)軟PLC技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)通訊能力

電子信息技術(shù)現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于社會生活的方方面面，具有較高的經(jīng)濟(jì)價值和社會價值，是工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域的大勢所趨。將PLC技術(shù)和通訊信息技術(shù)相結(jié)合最大程度上滿足了高效率，低成本投入的需要。為充分確保嵌入式軟PLC技術(shù)能夠更加充分地發(fā)揮作用，提升智能控制器的質(zhì)量并強(qiáng)化控制器的靈敏程度，工作人員除作出基本的技術(shù)完善與突破，還需要充分增強(qiáng)嵌入式軟PLC與網(wǎng)絡(luò)通訊連接的能力，調(diào)整信息傳遞的速度與內(nèi)容，令智能控制面板朝向更加積極有效的方面發(fā)展。

例如，當(dāng)下工作人員首先需要明確實際應(yīng)用的嵌入式軟PLC技術(shù)時是如何進(jìn)行專業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信的，確定其采用的通訊信息網(wǎng)、通信傳遞方式以及通信信息量等問題，明確其中仍然可以不斷完善與提高的方面。在確定通信效果提升的具體模塊后，工作人員便可以針對這一問題進(jìn)行深入探索。在嵌入式軟PLC技術(shù)中，通信的靈敏度于信息的傳遞度是兩項十分關(guān)鍵的內(nèi)容，因此工作人員需要從信息傳遞介質(zhì)、整體信息傳遞網(wǎng)絡(luò)等方面入手，強(qiáng)化嵌入式軟PLC地實際能力，進(jìn)而提升智能控制板與其部分的聯(lián)系程度。同時工作人員還可以引入大數(shù)據(jù)與云計算等技術(shù)來提升嵌入式軟PLC的具體運行效果，加強(qiáng)嵌入式軟PLC技術(shù)自身的信息處理能力與信息整合存儲能力，幫助其成為控智能控制板中專業(yè)且靈敏的信息傳遞媒介，工作人員還可以嘗試將專業(yè)的監(jiān)督與管理能力融入到嵌入式軟PLC中，一旦智能控制板出現(xiàn)故障或者信息傳遞能力下降等情況，監(jiān)督系統(tǒng)能夠立即發(fā)出故障信號，及時通知相關(guān)工作人員智能控制板出現(xiàn)問題。工作人員在接收到監(jiān)督系統(tǒng)傳遞出的故障消息后立即進(jìn)行故障維修與排除工作，為后續(xù)的工作奠定穩(wěn)定地保障。

5 總結(jié)

傳統(tǒng)的PLC技術(shù)存在使用領(lǐng)域較為封閉，通用性較差，安全性有待進(jìn)一步提高，需要額外安裝在機(jī)械上等問題。軟PLC技術(shù)是集成電路和電子信息相結(jié)合的結(jié)果，其在傳統(tǒng)PLC技術(shù)的基礎(chǔ)上打破結(jié)構(gòu)體系和軟硬件系，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)統(tǒng)的封閉性，同時設(shè)置了統(tǒng)一的PLC使用與程序設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)控制結(jié)構(gòu)，開發(fā)系統(tǒng)和運行系統(tǒng)的調(diào)試。嵌入式PLC技術(shù)滿足了機(jī)械微型化，智能化的需要，其具有較強(qiáng)的開放性，通訊能力和信息數(shù)據(jù)處理能力。推進(jìn)我國工業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)的轉(zhuǎn)型

升級。

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