基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統(tǒng)設(shè)計

靳宇峰

摘 要：隨著我國經(jīng)濟社會的不斷提高，我國的道路建設(shè)也越來越受到關(guān)注，尤其是道路通行時高質(zhì)量和有效及時的養(yǎng)護工作。引進基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統(tǒng)，可以對道路的通行工作提高良好的可靠性。下面就對其進行分析與研究。

關(guān)鍵詞：軟PLC；銑刨機；電氣控制

在當(dāng)今的道路建設(shè)工程中，銑刨機已經(jīng)成為了重點，并且銑刨機電氣控制系統(tǒng)也關(guān)系著機械設(shè)備操控性的狀態(tài)，下面本文就對基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統(tǒng)設(shè)計進行分析，首先對其發(fā)展的現(xiàn)狀進行分析，然后對其任務(wù)分配和硬件的組成進行分析，之后分析相應(yīng)的軟件設(shè)計，最后對其系統(tǒng)測試進行分析。

1 對基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀進行分析

從目前來看，我國的銑刨機不僅起步較晚，同時也受到自身的經(jīng)驗和能力的限制，同國外相比有了差距存在。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）從國內(nèi)來看，缺少工程機械專用的控制器；

（2）從國外來看，雖然有控制器，但是其制造的成本比較高，二次開發(fā)的工作人員也相對比較少。

2 分析基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統(tǒng)的任務(wù)分配以及硬件組成

2.1 分析基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統(tǒng)的任務(wù)分配

對于軟PLC的銑刨機電氣控制系統(tǒng)的任務(wù)分配，除了可以實現(xiàn)水泵的控制、銑刨控制、噴水功能以及輸送控制和風(fēng)扇控制等之外，還需要對采油機的信息、控制系統(tǒng)的信息和其他傳染器與點位計的信息進行采集，最后做出相應(yīng)的判斷與解釋，進而通過GD310顯示器進行顯示。要想對以上信息進行完全的實現(xiàn)，首先就需要MPC118控制器2個以及GD310顯示器一個進行配合使用，最后才能對人機界面進行良好的提供。顯示器與控制器是通過一些CAN總線進行連接的，而控制器和柴油機主要是通過J1939協(xié)議實現(xiàn)通訊的。在該系統(tǒng)中，數(shù)字信號的輸入開關(guān)主要有10路，其功能就是對開關(guān)信號進行采集；頻率量的輸入主要有3路，其功能是對銑刨機的速度和轉(zhuǎn)速進行檢測；模擬量的輸入主要有6路，主要是負(fù)責(zé)傳感器信息的采集；輸出的開關(guān)量有6路；PWM的輸出有8路。在基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統(tǒng)中，對普通與電控柴油機同時進行了兼顧，并同時還對CAN總線與接口的輸入與輸出進行了預(yù)留，這樣就可以達到模擬量的端口需求進行減少，從而對節(jié)省了柴油機的轉(zhuǎn)速以及傳感器的端口。

2.2 分析基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統(tǒng)的硬件組成

該系統(tǒng)所采用的顯示器和控制器都是通過專業(yè)機械設(shè)計的，并且還要通過嚴(yán)格測試，對溫濕度、電磁兼容以及機械強度等標(biāo)準(zhǔn)進行符合。編程時所采用的語言也非常豐富，并且還可以對PLC的梯形圖進行支持。該系統(tǒng)采用的外接端口是42針的AMP插頭，工作的溫度最低可以是-30攝氏度，最高可以是80攝氏度，防護等級是IP67，內(nèi)核是XC167C，存儲器是1M Flash、1M RAM、8K FRAM、8K EEPROM，主頻是40MHz，編程語言是C語言，通訊接口是3路CAN、協(xié)議CANopen，電源是10-30V，數(shù)字量的輸入和輸出都是8，模擬量的輸入是4。

3 分析基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計

該系統(tǒng)所采用的開發(fā)平臺是CoDeSys，該開發(fā)平臺的特點就是功能強大、穩(wěn)定性好，并且也還擁有著豐富的函數(shù)庫。其軟件設(shè)計主要分為CAN通訊設(shè)計、MPC118-1主控制器的軟件設(shè)計、MPC118-2副控制器的軟件設(shè)計以及GD310顯示器的軟件設(shè)計，下面就對其具體分析。

3.1 CAN通訊設(shè)計

主控制器、副控制器以及顯示器之間都是通過CAN總線進行連接的。在軟件上，實現(xiàn)通訊功能主要有兩種方法：第一種是通過標(biāo)準(zhǔn)通訊方式，下圖1是標(biāo)準(zhǔn)通訊方式模型圖；

第二種是CANopenNetVar的通訊方式，該種通訊方式是以第一種為基礎(chǔ)進行的延伸，圖2是CANopenNetVar的通訊方式模型圖。

3.2 MPC118-1主控制器的軟件設(shè)計

主控制器的軟件設(shè)計主要分為兩部分，第一部分是主程序，第二部分是應(yīng)用程序。主程序的功能主要就是對硬件的初始化以及子程序的調(diào)用進行負(fù)責(zé)；應(yīng)用程序主要分為程序、函數(shù)以及功能塊。下圖3是PLC工作的執(zhí)行順序。

3.3 MPC118-2副控制器的軟件設(shè)計

該副控制器和上述的主控制器是一樣的，也是有主程序與應(yīng)用程序之分。但是這里的應(yīng)用程序和主控制器中的有所不同，它主要分為指示燈的輸出、風(fēng)扇的冷卻控制以及控制器的端口檢測等等8個POU。

3.4 GD310顯示器的軟件設(shè)計

在該系統(tǒng)中，顯示器的主要功能就是對設(shè)計界面的顯示，然后實現(xiàn)各個界面之間的切換和控制。

4 對基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統(tǒng)的系統(tǒng)測試進行分析 （下轉(zhuǎn)第245頁）

（上接第165頁）

對系統(tǒng)進行設(shè)計完之后，最主要的就是對其功能和可靠性進行測試。功能測試其實就是對設(shè)備的功能完備情況進行情況，而可靠性測試則是對軟件的漏洞情況進行測試，對可靠性進行影響的因素在硬件方面和軟件方面都存在，在硬件方面主要的體現(xiàn)有控制器和傳感器以及其它各種的電位計；在軟件方面，產(chǎn)生影響的主要有控制邏輯和數(shù)據(jù)的通訊方面。

5 總結(jié)

綜上所述，基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統(tǒng)設(shè)計，在當(dāng)今的社會發(fā)展中仍然還存在一些不足之處，通過對其功能分配、硬件和軟件方面的分析，希望在今后的工作中，可以對電氣控制系統(tǒng)的功能和數(shù)據(jù)通訊都進行提高，并可以對該系統(tǒng)的可靠性運行進行提高，最后實現(xiàn)基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統(tǒng)的廣泛使用，讓我國的道路建設(shè)成為熱點。

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