MATLAB與PLC通信在裝車自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用

于洪慶

摘 要：根據(jù)當(dāng)前裝車控制系統(tǒng)的具體特點(diǎn)，為了適應(yīng)社會發(fā)展的需要，對裝車控制系統(tǒng)進(jìn)行自動化改造，其方案的提出有賴于MATLAB與PLC通信實(shí)現(xiàn)的支持。本文通過對整個裝車系統(tǒng)的分析，利用科學(xué)的模擬方式進(jìn)行程序編寫和傳輸以及裝車精度控制等程序的研究，以實(shí)驗(yàn)的形式加強(qiáng)裝車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)加以具體描述，促使其能夠達(dá)到相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)要求，解決了裝車控制系統(tǒng)中的放料和裝載等環(huán)節(jié)的問題，使得裝車過程的效率和自動化程度有所提升，能夠?qū)崿F(xiàn)裝車控制系統(tǒng)的自動控制，為社會中的行業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：MATLAB與PLC通信；裝車控制系統(tǒng)；自動控制

一、PLC控制系統(tǒng)的具體內(nèi)容

在對裝車自動化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，首先需要重視指標(biāo)方面的內(nèi)容，其中主要包括有裝車的能力和裝車的精確度以及裝車的速度等內(nèi)容，這些指標(biāo)需要得到比較充分的重視。而在裝車自動化系統(tǒng)的硬件組成中，裝車的控制系統(tǒng)中最重要的內(nèi)容就是PLC，而PLC在配置上主要包含著CPU和通訊模塊以及基板等幾個方面的內(nèi)容，在自動控制中的上位機(jī)主要選擇的是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，人機(jī)界面中主要使用的是組態(tài)軟件等內(nèi)容，通過將太網(wǎng)交換機(jī)以及系統(tǒng)原有的自動識別系統(tǒng)對打印機(jī)等設(shè)備進(jìn)行連接，促進(jìn)系統(tǒng)可以有效使用。

二、MATLAB對裝車控制系統(tǒng)穩(wěn)定性判定

穩(wěn)定性主要是指裝車控制系統(tǒng)在信號干擾的作用下，其本身原來的平衡狀態(tài)受到了一定的破壞，但是通過調(diào)節(jié)能夠重新達(dá)到平衡狀態(tài)的性能，當(dāng)裝車控制系統(tǒng)對信號產(chǎn)生擾動作用的時候就會使得原來的平衡狀態(tài)被打破，系統(tǒng)如果能夠通過自身的調(diào)節(jié)作用將這之中的擾亂作用逐漸打破，使得系統(tǒng)重新構(gòu)成平衡狀態(tài)，就表示這一系統(tǒng)是平衡發(fā)展的，具有一定的穩(wěn)定性，但是，如果其中的偏差作用不斷增強(qiáng)，就會導(dǎo)致即使在系統(tǒng)中的擾動消失也無法使得系統(tǒng)回到原來的平衡狀態(tài)，這就證明這一系統(tǒng)本身就是不穩(wěn)定的，具有不穩(wěn)定性的特點(diǎn)，這些現(xiàn)象就表明穩(wěn)定性是能夠證明表征系統(tǒng)在擾動消失后具有的自身恢復(fù)平衡的能力，它是一種系統(tǒng)所特有的屬性。而任何一個自動控制系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)條件就是具有相對穩(wěn)定性，對系統(tǒng)穩(wěn)定性的判斷和促使系統(tǒng)能夠處于一個比較穩(wěn)定的工作狀態(tài)都是自動控制中的重要內(nèi)容，穩(wěn)定性是在自動控制系統(tǒng)去除干擾因素之后，系統(tǒng)自身所具有的恢復(fù)能力，是系統(tǒng)固有的屬性和特點(diǎn)。自動控制系統(tǒng)知識取決系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和初始條件等沒有關(guān)系，通過對自動控制系統(tǒng)的具體分析，如果系統(tǒng)中所包含的閉環(huán)特征根都分布在左半側(cè)，那么系統(tǒng)的暫態(tài)分量會由于時間增加而不斷消失，這時候的系統(tǒng)就處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。如果其中有一個或一個以上的閉環(huán)特征根分布在了右半側(cè)，那么這時候的系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。

三、MATLAB進(jìn)行系統(tǒng)時域分析

對于裝車控制系統(tǒng)來說，系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型主要是由微分方程和差分方程形成的，因此在系統(tǒng)的數(shù)值計(jì)算中可以在初始值的基礎(chǔ)上進(jìn)行，通過具體的算法對系統(tǒng)中的響應(yīng)進(jìn)行必要的求解和記錄，不斷對控制系統(tǒng)加以具體分析，同時也可以根據(jù)具體的系統(tǒng)時域分析結(jié)果，對系統(tǒng)響應(yīng)的性能指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算和求解。

而在經(jīng)典控制理論中，時域分析法是比較重要的分析方法，也是對控制系統(tǒng)加以設(shè)計(jì)的方法，時域分析法中主要包含著系統(tǒng)穩(wěn)定性分析和動態(tài)性能以及計(jì)算穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)等方面的內(nèi)容。時域分析法不僅通過傳遞函數(shù)和拉氏變換以及反拉氏變換求出系統(tǒng)的方式而形成的輸出表達(dá)式，也需要將系統(tǒng)中的全部信息詳細(xì)分析。時域分析法和其他分析法相比較是一種比較直接的分析方法，也體現(xiàn)著直觀和準(zhǔn)確的特點(diǎn)，對系統(tǒng)分析計(jì)算具有重要的輔助作用。

時域響應(yīng)MATLAB和裝車控制系統(tǒng)的其他MATLAB仿真具有類似的特點(diǎn)，時域響應(yīng)MATLAB的仿真方法也能夠在MATLAB函數(shù)的指令方式下對時域進(jìn)行仿真分析，而對于線性系統(tǒng)，MATLAB控制系統(tǒng)工具箱能夠?qū)€性系統(tǒng)的仿真完成提供一定的函數(shù)。

四、PLC裝車自動化控制系統(tǒng)的組態(tài)分析

（一）PLC裝車自動化控制系統(tǒng)內(nèi)容分析

在PLC裝車自動化控制系統(tǒng)組態(tài)分析中，主要是對PLC自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行有效的模擬，主要是對系統(tǒng)中的模塊以及中央處理器等方面內(nèi)容進(jìn)行安裝設(shè)置，也對其中的模塊參數(shù)進(jìn)行必要的修改，同時用戶可以在自身具有修改請求的基礎(chǔ)上對網(wǎng)絡(luò)通訊加以設(shè)置，或者是在系統(tǒng)外設(shè)或者主站的條件下加以連接，在這一過程中組態(tài)操作就會顯得尤為重要。在這一控制系統(tǒng)中，裝車控制系統(tǒng)的機(jī)架所涉及的主要是主機(jī)架和擴(kuò)展機(jī)架等組態(tài)內(nèi)容，在對機(jī)架進(jìn)行配置的過程中需要做到規(guī)范化，主機(jī)架的組態(tài)方面也需要進(jìn)行嚴(yán)格的分布配置。

（二）PLC裝車自動化控制系統(tǒng)模塊參數(shù)

PLC裝車自動化控制系統(tǒng)中模塊組態(tài)的參數(shù)方面包含的內(nèi)容比較廣泛，其中主要包含著模塊的具體名稱以及機(jī)架安排號和組態(tài)的匹配模式等方面的內(nèi)容，在模擬信號方面PLC自動化控制系統(tǒng)組態(tài)處理需要根據(jù)已經(jīng)被測量的數(shù)值和具體的參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，這一做法的主要目標(biāo)就是能夠?qū)崿F(xiàn)組態(tài)轉(zhuǎn)換之后的數(shù)值的主要設(shè)定內(nèi)容，如果對自動化控制系統(tǒng)的器件設(shè)置能夠有充分的過濾時間，那么這一系統(tǒng)在處理的過程中就可以通過循環(huán)掃描周期對模塊數(shù)量數(shù)據(jù)獲取，根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的參數(shù)值輸入，將輸入的參數(shù)值作為是PLC裝車自動化控制系統(tǒng)中的平均數(shù)值加以記錄。

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