軟PLC控制技術綜述

關建忠

摘 要：隨著電子技術的逐步發展，開放式的數控技術已經成為了目前數控領域之中研究的重點。隨著國家經濟的逐步發展，對數控技術的要求也隨之升高，這種要求主要體現在硬件的規模逐漸達到最小，在工作的過程之中盡量使用軟件將數控的所有的功能實現。用軟件將PLC功能實現必然是未來的發展趨勢。該文主要以PLC的含義為著手點，對軟PLC技術的使用特點進行了詳細的闡述，分析了軟PLC技術在發展的過程之中制約的因素，根據自身經驗并且查閱相關文獻，對軟PLC技術應用控制方案的實現策略進行相關敘述。希望能夠給讀者提供有利的參考和借鑒。

關鍵詞：軟PLC 控制技術 數控領域

中圖分類號：TM57 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）01（a）-0003-02

由于受市場的需求所致，廠商在生產產品的過程之中，盡量將產品達到高質量、低成本、多規格并且品種較多的要求。對于科技較為發達的今天，老式的繼電器已經不能符合社會發展的需要，這種現象的發生，就迫使人們在此基礎之上，不斷地去尋找符合社會發展的控制裝置。世界上的第一臺PLC誕生于1969年，其是由美國的數字設備公司所生產出來，并在美國的汽車自動裝配之中得到了應用，此應用獲得了較大的成功，因此，便推動了軟PLC技術的發展。

1 PLC的含義

國際上對PLC有著這樣的定義：“PLC主要是一種數字式的電子系統，其主要是基于工業環境設計出來的。PLC所采用的存儲器是可編程的，程序主要存儲在其內部，所能執行的命令有很多，例如：邏輯運算、算數運算、定時、順序控制以及計數等等，并且可以通過使用模擬式或者是數字式的手段對其進行操作，逐步控制各種機械運作和生產。PLC及其相關的外部設備，都是使用容易擴展、可編程和一個整體的原則進行設計的。”從以上定義之中不難看出，PLC可以完成較多的指令，其中最平常的便是完成指令執行和程序的存儲，同時也可以對信息進行相關的處理，進而將輸入信號逐步轉換成為輸出信號[1]。

2 軟PLC技術的使用特點

2.1 通用性強并且體積小

由于軟PLC產品具有模塊化和系統化的優勢，并且具有品種較為齊全的特點，使用戶在使用的過程之中方便選用。當需要對控制程序修改時，可以不改變原來硬件的狀態，可直接對程序進行修改，這種較強的適用能力是用戶首選的軟件。由于軟PLC主要應用在工業控制之中，其受到社會發展的影響，逐步將PLC設計成為結構緊湊、質量小并且功耗較低的產品，并且其在工作的過程之中不會受到環境的影響而停止工作。因此，PLC在具體的使用過程之中能夠實現一體化控制設備理想的目標[2]。

2.2 使用方便并且易于安裝

采用PLC對系統進行控制較為方便。站在硬件的角度上來說，PLC具有較高的集成度，其在制作的過程之中已經將各種模塊做到了規格化和系列化，在使用的過程之中較為靈活，并且方便；站在軟件的角度上講，PLC在使用的過程之中，主要是用程序對邏輯器件進行控制，同時其也可以用程序代替硬件之中的連線，使用程度接線的方法相對來說要比硬件接線容易的多，并且也比較方便。PLC之中的軟件功能能夠有效地將繼電器之中的各種部件替代，并且也在很大程度上減少了接線的時間，大大減少了生產的工作量[3]。不部分的PLC用戶可以在實驗室之中對其進行模擬調試，在實驗室之中調試好，再將PLC應用到實際的生產之中。在維修方面，PLC發生故障的幾率較小，并且其在生產期間，就將診斷功能進行了完善，一旦其發生故障，將會自動提供信息，并且能夠查明真正的原因，進而排除故障，因此其維修比較方便。

2.3 功能較強

PLC主要有數據處理、邏輯運算、數值計算、數模轉換和模數轉換、計數、計時以及控制順序等功能。由于其功能較強大，可以對模擬量和開關量進行控制，PLC技術不僅可以控制生產設備，在必要時其還可以對生產線進行控制，同時其還具有一定的通訊功能，實現遠程操控的功能。這種功能在很大程度上減少了人力和物力[4]。

2.4 可靠性高

在工業生產的過程之中，對電氣設備有著較高的要求，尤其是可靠性，所以，工業廠商在選擇使用電氣控制設備時著重選擇具有抗干擾能力的設備，這種設備能夠在惡劣的環境之中進行工作，并且其可靠性需要得到保障。而PLC恰好擁有這種性能，PLC在生產的過程之中，采用了一些使可靠性得到提高的策略，使PLC在工作的過程之中無故障率逐步提高，其無故障率平均能超過上萬個小時，對于其他優質的PLC產品，無故障率能超過幾十萬個小時[5]。

2.5 編程方法簡單

PLC在出售的過程之中，配備著較容易懂得梯形圖語言，并且該語言與繼電器的原理圖較為相近，同時其變成的方式和繼電器也較為相似，因此用戶在使用的過程之中就逐漸變得得心應手，使用起來不會存在陌生的感覺，PLC在實際的生產過程之中，可以更好的為工廠謀取一定的利益。

3 軟PLC技術發展的制約因素以及技術優勢

3.1 發展制約因素

盡管軟PLC在發展的過程之中有著較多的優勢并且有著較大的發展潛力，但是在實際的應用過程之中，在實現方面仍然存在著一部分的問題。其中實時性的問題，是其在發展的過程之中首要考慮的問題，這種實時性的問題主要是以PC為主要的控制基礎，Windows NT是軟PLC在使用過程之中首選的操作系統，但是這種系統并不是的硬實時系統[6]。傳統的PLC具有硬實時的優勢，正因為其有著這種優勢，致使其在操作的過程之中有著較為快速的反映。而如果要使Windows NT具有一定的硬實時性，就必須對其操作系統進行修改和擴展，使PC對人物的控制具有一定的優先性，不能因為其他操作而對硬實時性產生干擾。就現在的科技狀況而言，我們能夠將一些具有實時性的操作加入到NT的操作系統之中，通過將硬實時操作系統與NT的結合方式，使Windows NT具有其不具備的硬實時性能。

3.2 技術優勢

軟PLC的發展逐漸彌補了傳統PLC之中存在的性能低和兼容性差的缺陷，具有較多的優勢，主要在以下幾個方面之中體現：第一、軟PLC的結構具有開放式的優勢，用戶在使用的過程之中可以隨意對其進行修改，逐步使其呈現出客戶滿意的狀態。第二、改變了傳統的固定的指令集，在實際的工業應用之中對指令集有著較高的要求，因此，需要將其指令集進行修改，軟PLC具有自定義的指令集，并且其指令集有著較為豐富的資源，用戶在使用的過程之中可以對其進行更改，將符合工業生產的指令集挖掘出來。第三、軟PLC的性價比在一定程度上得到了提高，由于國家技術的逐步發展，電子市場之中的競爭也逐步加劇，這種現象的發生將在很大程度上使軟PLC技術的性價比升高[7]。第四、由于傳統的PLC生產僅僅局限在幾家廠商之中，這種狀況的發生有著是私有性的意味，其所生產出來的產品與現代的計算機有著過多的不相容的現象，常常會出現計算機與PLC不在同一個網絡連接之中。而現在所制造的軟PLC在實際的應用中，不僅可以將其加入到私有的網絡之中，還可以將其與許多的計算機技術相融合，對技術更好的控制。

4 軟PLC技術的應用控制方案的實現策略

由于PLC運行的硬件平臺有著一定的差異，其在應用控制過程之中主要可以從以下兩種方案進行：第一、基于EPC或者是IPC的控制方案。在這種方案之中，系統不僅可以采用Windows NT的軟件操作平臺，還可以使用Linux以及Windows CE等軟件操作平臺，工業控制現場的模式主要采用的是I/O模塊，采集而來的信號可以通過PLC運行系統進行相關的處理，軟PLC開發系統之中的編寫程序，也可以在PLC之中進行翻譯和執行，最后將所執行過的數據和信息進行整理，傳輸在本地控制系統之中，進而將控制的過程和方案傳輸到本地之中[8]。第二、基于智能控制器和嵌入式控制器的控制方案。嵌入式控制器的實質便是一個較小的計算機操作系統，這種操作系統是沒有顯示器的，并且其主要的操作系統是嵌入式操作系統，例如上文之中所提到的Windows CE。在這種控制方案中，軟PLC可以有效地進入到Windows CE的操作系統之中，對系統進行相應的修改，通過使用TCP或者是IP的協議，將所需要的資源下載到控制器之中，進而完成相應的控制功能。

5 結語

軟PLC技術在使用的過程之中，要比傳統的PLC技術更加具有靈活性和可塑性，并且在價格方面也占有較大的優勢，這種技術的出現，對工廠而言具有著重要的意義，不僅簡化工廠之中的自動化的機制結構，還有效地將人機界面、通信以及各種應用融合成為了一體，進而應用到硬件平臺之中。在今后的發展過程中，PLC將會得到更好的發展，逐步成為現場總線技術之中的較大的亮點。

參考文獻

[1] 黃永飛，何漢武，胡兆勇，等.基于虛擬PLC的小功率負載驅動電路設計[J].制造業自動化，2014，11（4）：138-140.

[2] 李劍峰.煤礦行業PLC工程應用綜述[J].可編程控制器與工廠自動化，2014，13（1）：41-46.

[3] 李小亭，張琛，方立德，等.基于PLC的小型高精度多相流實驗裝置測控系統設計[J].電子測量與儀器學報，2014（6）：670-674.

[4] 呂華芳，楊漢波，叢振濤，等.基于PLC控制的室內降雨入滲自動測定系統[J].農業機械學報，2014（9）：144-149.

[5] 劉文赫，董舸，王現.分析PLC在電氣自動化控制中的運用[J].黑龍江科技信息，2015（2）：1.

[6] 賈斌，馮晶.基于PLC控制的多泵站遠程監控系統設計與實現[J].南水北調與水利科技，2011，9（4）：144-148.

[7] 《自動化技術與應用》2015年第1-12期總目錄[J].自動化技術與應用，2015，13（12）：124-127.

[8] 陳良.淺談PLC控制技術在礦井提升中的應用[J].中國新技術新產品，2012，5（8）：17.