嵌入式PLC編程軟件設計探討

孫建宇 唐山開元焊接自動化技術研究所有限公司

1 嵌入式PLC的定義

嵌入式PLC編程設計是一種工廠常見的一種控制系統，主要是面對工廠中技術人員使用設備時的一種簡潔的控制指令。PLC可以將流水線上的一些硬件的設備的操作轉化為一種可以通過計算機指令完成的一種方式，從而達到讓技術人員不用親身到設備的操作去進行手工操作，不僅費時費力，而且還影響工廠的工作效率。工廠的技術人員利用梯形圖語言將PLC控制系統進行二次開發，使PLC軟件控制系統可以滿足現階段的工程設備的需求，從而形成了可編程邏輯控制，也就是PLC系統。為了控制成本、提高效益、增加產品的個性，在可編程控制系統中出現了IPC、單片機PLC等等。經過這些軟件的搭配使用，可以達到企業的發展規劃。

2 嵌入式PLC編程軟件的系統結構

嵌入式PLC的主要系統結構有嵌入式PLC終端用戶、梯形圖文件的編輯器、AOV圖像射算法、語句文件編輯器、通信模塊、嵌入式PLC平臺。在系統的運行過程中PLC中的數據信息最多出現的形式就是文件，這樣用戶在使用操作的時候，通過簡單的鼠標操作就就可以完成梯形圖符的使用，從而形成對PLC可編程控制器的建立、修改、保存、刪除等等操作。針對特定的圖文編輯的過程中，一般是使用文件編輯器，這樣不僅操作簡單移動，而且不用對文件的反復修改，同時還可以對文件進行創建、修改和儲存。AOV的映射算法是可以將數據圖文裝換成可以在軟件系統中運算的一種數字信號，這樣是PLC軟件控制的重點，數據的轉化成功率直接決定著對設備的運行判斷。在這個信息和梯形圖符轉化的過程中要注意語法指令的正確、對應的指令、指令的運算和主要的文本生成。在各個場合中通信功能是必不可少的，而將實際的信息轉化為計算機運算的數據也是重要的一個環節。主要有PLC可以將不同的嵌入式編程程序下載下來在一些可編程處理的平臺中進行處理。還有就是在嵌入式PLC的軟件調試過程中需要對數據出路的一種監督和調取，通過使用特殊的計算機設備從通訊端口將數據采集出來，通過數據的分析可以針對性的調整可編程編程器中存在的問題，不斷完善PLC軟件設計要求。

3 嵌入式PLC編程軟件的設計

3.1 系統的設計

嵌入式PLC編程軟件的系統設計主要有兩方面，一個是PLC軟件的硬件設施，主要是軟件的使用過程中的一些集體操作，還有一個就是軟件設計，通過軟件設計可以修正產品的形狀和色彩等等，總之PLC軟件的開發離不開這兩者的互相搭配。

PLC編程系統中主要是各個模塊的設計、PLC主機和各個現場監控點的反饋，在PIC運行中通過CAN總線將各個模塊連接在一起，并通過CAN總線連接各個現場監控點的信息源，現場監控的設計模塊都分布于工廠的各個位置，這樣通過信息數據的采集將工廠各個位置的實際情況通過CAN總線傳輸到PLC的各個模塊，通過模考將數據轉化為，可以簡單識別的處理信號反饋到PLC的主機中，然后人們就可以通過PLC主機的屏幕顯示，來判斷工程的各個施工過程中都發生了什么事情。

微處理器是PLC控制系統中一個重要的硬件設備，傳統的微處理器由于儲存的信息量較少，使用時工作效率不高，而且容易卡頓和死機，為了解決這一問題，我們設計了一款低能耗、高效率、32位的微處理器，這樣不僅可以解決儲存空間不足的問題，而且能夠有效的提高PLC系統的控制效率。同時為了滿足未來產品開發的需要，我們在設計的時候，還為本編程處理器留了一定的硬件、軟件的拓展空間，就是說隨著科技的發展，傳統的PLC軟件技術要退伍，為了節約能源，我們可以對原有的可編程控制系統進行升級處理，這樣既節約了資源，還使PLC可編程控制器能夠對當下的一些產品進行設計制造，還不至于落后淘汰的慘劇。

3.2 硬件的設計

3.2.1 主控制模塊設計

主模塊控制包括實時的電子復位時鐘、實時的復位電路和LPC主控制器等等，其中主控制器主要是負責對其他模塊信息的收集、對信息的處理、對信息的分析匯中、軟件系統的計算，LPC主控制器作為中心，在實際的應用過程中主要是實時復位的電路和實時的復位時間，來實際行啊精準的控制各個模塊的基本信息的。過去的主控制模塊還是通過外界電源的形式進行工作的，本文設計的該PLC軟件系統中的主模塊可以接入一個5V的電源，實現自主運行。在主控制器的實際工作中我們可以實現多任務的同時處理，極大提高了處理軟件的工作效率。

3.2.2 儲存模塊的設計

過去的PLC儲存模塊的儲存量太小，在一個儲存模塊中只能儲存一個可編程的控制系統，在需要其他編程系統運行時，就需要將儲存模塊中原有的系統刪除，再安裝新的可編程控制系統，這樣的工作效率是極低的。不僅會影響其他產品的工作進度，對產品的質量也沒有辦法進行保障。我們選用SDRAM儲存硬件設備中的32位儲存器，通過在使用的過程中還要注意對存儲模塊接入的電流。該儲存器的工作電壓是2.3和7.6伏之間，最大可以通過的電流是9毫安。

3.2.3 CAN 通訊模塊的設計

在CAN總線的通訊模塊中采用電氣隔離的一種CAN收發芯片CTM，該芯片要可以將現場監控的數據信息實時的轉化為編程數據，已提供計算機控制系統進行處理。在通訊模塊的要去中要保障該模塊擁有一定的抗電磁干擾和良好的使用性能，芯片在同一時間內要處理110個節點以上的數據轉換，所以說芯片的性能也要嚴格的檢測。其中通訊模塊通過SOI總線和主控制模塊進行連接，在傳輸效率中可以提高很多，有LPC主控制模塊中的微處理器將切斷和進行的指令發布到通訊模塊中，然后通訊模塊在根據微處理器的調控，對相關的設備機器進行一定的操作。

3.2.4 機器界面的模塊設計

機器界面的設計中主要有電子屏的系統設計和控制鍵盤的設計，我們在設計的過程中還是依據實際的工廠情況進行設計，要保證涉及到屏幕的操作簡單明了，將實際的操作極簡化，這樣可以避免操作中的失誤。在鍵盤的設計中，我們要考慮到實際鍵盤的功效，PLC編程控制器的鍵盤不僅可以為電腦中輸入一定的字數和文件，同時通過一定特定的設計要讓鍵盤可以對一些設備進行直接的操作，這樣就節省了操作時間，一般的設計原則幾種不同的鍵進行組合，就可以開啟對一項特殊設備的操作，并進行產品的生產。

4 結束語

綜上所述，我們了解了在嵌入式PLC編程軟件設計中需要注意那些事項，以及設計中要突出的那些重點。在文中介紹了一種LPC為核心的微處理器，通過相關硬件和軟件的更新，我們可以發現在以后的PLC設計中更多的偏向于消費者的實際需求。