卜洋

星光農(nóng)機股份有限公司 浙江湖州 313017

1 軟PLC概述

1.1 軟PLC的概念

軟PLC也稱為軟邏輯，是指在PC機的平臺上面用軟件來虛擬一臺PLC，這種軟PLC既有傳統(tǒng)PLC的功能和優(yōu)點沙口可靠性、穩(wěn)定性、速度、故障查找等方聞，又能充分利用PC機的大容量高速CPU的優(yōu)勢，因此說，軟PLC是既擁有與硬PLC同樣的功能，又具有PC使用環(huán)境的一項高新技術(shù)。

1.2 軟PLC工作原理

利用軟邏輯技術(shù)，可以自由配置PLC的軟、硬件，使用用戶熟悉的編程語言編寫程序，可以將標準的工業(yè)PC轉(zhuǎn)換成全功能的PLC型過程控制器。軟PLC技術(shù)綜合了計算機和PLC的開關(guān)量控制、模擬量控制、數(shù)學(xué)運算、數(shù)值處理、網(wǎng)絡(luò)通信、PID調(diào)節(jié)等功能，通過一個多任務(wù)控制內(nèi)核，提供強大的指令集、快速而準確的掃描周期、可靠的操作和可連接各種I/O系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)的開放式結(jié)構(gòu)。

1.3 軟PLC的優(yōu)點

軟PLC綜合了計算機和傳統(tǒng)PLC的強大功能，完美的將兩者的優(yōu)勢融合在一起，不但有著硬PLC控制使用的優(yōu)勢，而且還擁有計算機軟件平臺的開放性特征，具體講，其優(yōu)點在于：軟PLC的體系結(jié)構(gòu)更為開放，可自定義的指令集和控制模塊，其數(shù)據(jù)處理能力更加強大。軟PLC突破了PLC硬件廠商的技術(shù)限制，打破了其壟斷性，用戶可以自由選擇PLC硬件設(shè)備，因此性價比更高。技術(shù)人員能夠更加方便地在PC平臺上完成所需程序設(shè)計，并可移植或嵌入到工控機設(shè)備上。軟PLC既能在私有性的PLC網(wǎng)絡(luò)中使用，也能融入標準的PC網(wǎng)絡(luò)之中可以把現(xiàn)有計算機網(wǎng)絡(luò)的研究成果很容易地應(yīng)用到PLC控制技術(shù)中極為便捷。

2 基于軟PLC的電氣控制器設(shè)計探討

2.1 主控器的選擇

軟PLC是針對電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的緊湊的、多功能的新型軟PLC，具有可靠性高、抗干擾能力強、易操作及編程方式靈活等特點，符合IEC61131-3標準的要求。筆者選擇該軟PLC作為電氣控制器核心控制器件，可以采用梯形圖語言、圖形語言和ST文本高級語言3種PLC編程語言編程，在一個項目里可以根據(jù)實際需要采用不同的語言編寫程序，且不影響整個程序的編譯和執(zhí)行。

該軟PLC能夠滿足電氣系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性要求：工作溫度為－50-80℃；防護等級為IP67，可以耐受嚴寒、高溫、振動、濕氣及沖擊等惡劣環(huán)境，模塊安裝方便而不需要另外的保護措施。開關(guān)網(wǎng)絡(luò)以硬件方式實現(xiàn)I/O端口的靈活配置，利用編輯環(huán)境可以模擬系統(tǒng)實現(xiàn)，同時可以實現(xiàn)在線實時動態(tài)調(diào)試。因此，該軟PLC非常滿足各種惡劣環(huán)境下電氣控制系統(tǒng)的控制器的要求。且該軟PLC具有豐富的片上資源，內(nèi)含128KByte的數(shù)據(jù)存儲空間和256KByte的程序存儲空間，為實現(xiàn)復(fù)雜的控制算法提供了保障；具有豐富的I/O資源，可滿足系統(tǒng)對外圍信號的采集，具有符合CAN2.0規(guī)范的總線接口可以實現(xiàn)同其他單體之間的信息傳遞，幾乎不需要系統(tǒng)擴展即可滿足控制系統(tǒng)對硬件資源的需求。因而，采用該軟PLC為控制核心設(shè)計的控制器，不僅可減少元器件的種類和數(shù)量，簡化設(shè)計，而且可提高系統(tǒng)的可靠性[1]。

2.2 電氣控制器的軟件系統(tǒng)

本文設(shè)計的控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，軟PLC中的西門子工控機IPC677包含若干個西門子PC477模塊，具有現(xiàn)場編程調(diào)試、現(xiàn)場監(jiān)控等功能。PC477下位設(shè)有若干ET200s模塊，ET200s的輸入輸出模塊用來控制轉(zhuǎn)盤以固定角度轉(zhuǎn)動、控制氣缸推動推送桿伸出與回收等動作。

圖1 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

為了實現(xiàn)多位置分度式彈夾送料機構(gòu)的自動控制，在推送桿對應(yīng)的料架位置處設(shè)置一個壓力傳感器和計數(shù)器。多位置分度式彈夾送料機構(gòu)的控制流程圖如圖2所示。當多位置分度式彈夾送料機構(gòu)的控制系統(tǒng)上電后，控制系統(tǒng)首先檢測整個系統(tǒng)是否處于正常工作狀態(tài)，如果系統(tǒng)狀態(tài)異常，自動重啟。當檢測系統(tǒng)正常工作后對系統(tǒng)內(nèi)的計數(shù)器數(shù)據(jù)進行初始化。壓力傳感器通過檢測料架的受力判斷當前料架上是否還有工件需要推送，計數(shù)器用來記錄壓力傳感器沒有壓力的料架的個數(shù)，定義為無壓力次數(shù)（即空料架的個數(shù)）。系統(tǒng)初始化完成后，首先檢測壓力傳感器數(shù)據(jù)，判斷當前料架上是否有油封需要推送。若檢測到料架上有工件，則控制推送機構(gòu)推送工件，并返回上一步工序繼續(xù)檢測；若檢測到壓力傳感器上沒有數(shù)據(jù)，則將計數(shù)器的數(shù)據(jù)“i”加1，并判斷數(shù)據(jù)“i”的大小。若“i”＜8，表明還有料架上的工件沒有進行推送，此時控制機構(gòu)轉(zhuǎn)動料架的轉(zhuǎn)盤，并繼續(xù)推送工件，返回上一步進行壓力傳感器壓力檢測；如果“I”等于8，則表示無壓力次數(shù)達到8次，表明所有料架均為空料架，機構(gòu)料架上所有工件推送完成，機器自動停止，等待工人一次性上料或停機，至此完成整個機構(gòu)工件的推送。

圖2 軟PLC程序流程圖

3 結(jié)語

目前，隨著PLC的擴展能力和通信能力的發(fā)展，將以高度集成化為一體的軟PLC為發(fā)展前景，且以軟PLC為核心的控制器將逐步發(fā)展成為一類解決自動化問題的有效而便捷的方式。