PC/PLC机电控制系统的分析

PC/PLC机电控制系统的分析

刘柳青

珠海经济特区广达电器设备有限公司广东珠海519075

摘要：随着经济与科技的不断发展，PLC以其功耗低、体积小、灵活通用、强可靠性、高抗干扰性等特点在自动化控制领域中得到广泛应用，成为机电自动化控制中不可获缺的控制技术。本文以PC/PLC机电控制系统为研究对象，结合实践案例，从PLC相关概述、PC/PLC机电控制系统原理以及PC/PLC机电控制系统设计出发进行了具体分析。分析与研究表明，PC/PCL机电控制系统硬件结构设计合理、操作与维修简便；软件程序设计运行稳定，对系统运行具有良好控制性。

关键词：PC/PLC机电控制系统；PLC技术；设计

引言：PLC（ProgrammableLogicController）全称“可编程逻辑控制器”又称“PLC电频控制技术”。PLC的出现为控制领域的优化发展指明了方向，改变了传统机械控制及工业控制系统中继电器控制设备应用中导线繁杂、易错、检修难度大等弊端，大大的提升了控制系统运行质量与工作效率，促进了控制系统的自动化发展。随着PLC功能的不断强化，以及机械行业、工业水平的高速提升PCL已成为工业控制系统的标准装置，且发挥着重要作用，即使在微机时代，也因为它控制回路的容量大、抗干扰性强、逻辑命令简单、并且可在较差的环境下运行等特点，具有不可替代性。由此可见，基于PCL技术的PC/PLC机电控制系统具有一定的应用与推广价值。对PC/PLC机电控制系统有利于促进工业控制的优化发展。

1PLC相关概述

以“微处理器(Microprocessor)”为主体的PC(ProgrammableController)可编程控制器是工业控制领域的重要装置之一[1]。随着科学技术的不断发展以及工业控制水平的提升，可编程控制器的功能得到强化，除具备原有的逻辑控制功能外，也实现了模拟量处理、逻辑运算、计数与算术操作、通信联网操作，被称为PLC(ProgrammableLogicController)，即“可编程逻辑控制器”。目前，PLC已成为工业控制领域中的基础装置，与机器人、CAD/CAM并列为自动控制的支柱技术，在各行业控制系统中具有广泛应用[2]。

PLC通过借助可编程存储器，应用与内部控制体系进行其功能命令的执行，以数字或模拟的方式实现机械设备或生产系统的有效控制。因此，相对于继电器以及微机控制而言，PLC的可靠性、抗干扰性更强，其功能的完善使操作更为简便、直观，应用灵活，适用于不同工作环境、规模的工业控制。包括机械、纺织、电力设备领域的开关量控制，模拟量闭环控制，数据采集与智能监控以及计算机、PLC装置间的通信与联网等。与此同时，PLC的体积相对较小、整体质量与功耗较低，在机电一体化设备中具有良好的应用与推广价值。因此，在新形势下，对PC/PLC机电控制系统的研究具有重要现实意义。

2PC/PLC机电控制系统分析

由上述分析可知，PLC技术在工业控制中具有重要的应用价值。因此，将PC和PLC进行有效结合，构成CP/PLC机电控制系统可提升工业控制质量与水平，实现机电控制系统的创新与改革。

2.1PC/PLC机电控制系统原理

从PC/PLC机电控制系统结构层面出发，PC/PLC机电控制系统主要是由PLC、CP、输入模块、输出模块、编程器、电源模块、PC/PCL联接与编程软件等共同构成（如图1C/PLC机电控制系统结构）。其中虚线内为PLC整体部分，虚线上部是个人计算机（实现PLC的编程、编辑、控制与调试），在PC/PCL联接线以及编程软件应用的基础上，采用串联与协议连接方式，实现PLC与个人计算机之间的通信连接与控制。与此同时，在编程器、编程软件的应该下，对用以程序的信息传递与应用进行控制。

图1C/PLC机电控制系统结构

从PC/PLC机电控制系统系统编程语言层面出发，PC/PLC机电控制系统为迎合时代需求，提升PC/PLC机电控制系统开发与操作的简便性，采用“梯形图”、“逻辑功能图”、“语句表”、“逻辑方程式”以及“布尔代数式”等面向控制过程与问题的“自然语言”进行编程。此类编程语言的应用，大大提升了机械、电气技术人员对PC/PLC机电控制系统的掌控，使PC/PLC机电控制系统运行更为流畅，定时/技术、数据传输、转换、联锁、逻辑运算、跳转等指令更为明确[3]。

2.2PC/PLC机电控制系统设计

PC/PLC机电控制系统设计的主要目的是实现对工业生产设备或生产流程的有效控制，因此，笔者结合车间行车机电控制系统，在PC/PLC机电控制系统原理的基础上，从以下几方面对PC/PLC机电控制系统的设计进行了分析。

第一，PC/PLC机电控制系统的软件程序设计：在PC/PLC机电控制系统软件程序设计过程中，充分结合了PC/PLC机电控制系统实践应用特点与功能，进行相应程序代码的编写。如对于行车起吊提升机电控制系统，其功能主要有系统启动、起吊、行车平移、加减速、停止等等，因此，在软件程序设计过程中，依据PLC程序指令进行速度自动控制、行程位置控制、制动回路控制以及监视系统控制等作用的实现。并在输入与输出模块中配置“光电隔离”装置，强化系统抗干扰能力。

第二，PC/PLC机电控制系统的硬件结构设计：由于车间行车的运行与工作人员身体安全存在直接影响性。因此，在车间行车机整体结构的基础上，依据相关规定，其PC/PLC机电控制系统硬件结构需具备安全保护装置、提升机速度控制模块、信号采集模块、系统监测与控制模块、PLC主控单元结构、三相与单相交流电源、直流稳压电源等等。

第三，PC/PLC机电控制系统的控制过程设计：在PC/PLC机电控制系统核心控制区域，本文采用的是西门子314C—2DP型PLC与上位计算机。西门子314C—2DP型PLC内存相对适中，具有2个32点的输入与输出模块，其拓展量足以满足实际需求，同时具有16路输入与输出数字量。通过彩排联接线等方式（如图2PC/PLC通信原理）进行输入点与系统面板的有效连接，在主板设计中配置了高质量“按钮开关,”，并采用专业化台阶座插头进行输入或输出模块端点的联接。PC/PLC机电控制系统通过输入模块接进行信号采集、检测与控制，并由CPU模块进行运算，输出模块进行模拟量信号传输与控制。

图2PC/PLC通信原理图

结论：综上所述，本文结合PLC在工业（车间行车）控制领域的应用，在PLC内涵与特点分析的基础上，提出了PC/PCL机电控制系统。以期通过对PC/PCL机电控制系统的研究与分析为PCL相关专业的学者提供实验平台，为PCL专业工程与技术研发人员提供理论参考依据，促进PC/PCL机电控制系统进一步发展，推动工业控制领域的自动化、智能化建设。

参考文献

[1]何晓丹.分析PLC在机电一体化生产系统中的运用[J].科技展望,2015,30:126.

[2]郭瑶飞.煤矿机电设备控制中PLC技术的应用分析[J].机械管理开发,2016(10).

[3]江小文.PLC技术在机电控制系统中的应用[J].工程技术研究,2016,07:62.