基于嵌入式PLC运动控制器开发及其风机控制应用研究

王欣

（武汉工程大学邮电与信息工程学院 武汉 430073）

摘 要：随着科学技术的快速发展，机械生产自动化、智能化发展特征日益突出，将PLC运动控制器应用于风机控制当中，注重对控制系统功能进行实现。为了达到这一目标，需要对PLC运动控制系统设计情况进行较好的把握，使PLC功能得到较好的发挥，以满足风机控制实际需要。

关键词：嵌入式PLC；控制器；风机控制

前言：基于嵌入式PLC运动控制器的开发，注重对PLC系统的自动化和智能化特征进行把握，将其应用于风机控制当中，能够提升风机应用的智能化水平，从而更好地满足实际生产需要。PLC平台上实现运动控制器功能，需要对运动控制器的逻辑控制和运算功能进行把握，从而保证运动控制功能得以有效发挥。

一、嵌入式PLC结构分析

基于嵌入式PLC运动控制器开发和应用过程中，要对PLC结构进行把握，从而保证嵌入式PLC系统功能得以实现。一般来说，嵌入式PLC结构是一种开放式的结构，在PLC内核基础上，设置驱动接口，从而使用户对PLC硬件系统的应用，发挥自动化控制功能。关于嵌入式PLC结构的结构特征，具体内容如下：

第一，PLC的核心为实时内核，在进行任务调度过程中，能够使系统具有实时化的处理能力，从而保证控制系统功能和作用得到较好的发挥[1]。

第二，嵌入式PLC结构设计过程中，要对驱动程序进行把握。驱动程序的应用，主要由内核提供接口。

第三，嵌入式PLC结构在运行过程中，采取了一种梯形图程序，通过相应的运算，对系统指令进行处理。

二、嵌入式PLC運动控制器开发

在对嵌入式PLC运动控制器开发时，需要对开发流程和实现原理进行较好的把握，这样一来，才能够发挥嵌入式PLC运动控制器的功能。

（一）嵌入式PLC开发流程分析

在对嵌入式PLC开发过程中，主要从底层硬件开发、驱动开发和梯形图开发三个方面入手，其开发的关键点在于驱动程序的开发[2]。

1、PLC底层硬件设计

在对嵌入式PLC底层硬件设计过程中，要保证PLC硬件具有较为灵活的拓展性，能够根据系统运行需要，对PLC硬件进行相应调整，以保证系统性能得到较好的发挥，所以需对I/O接口进行合理的利用，对信息传输通道进行较好的分配。

2、用户驱动开发

用户驱动开发设计过程中，对于嵌入式PLC系统功能实现具有重要的影响。驱动开发采取了嵌入式PLC内核，并且借助于PLC内核，实现驱动接口连接。

驱动开发，还需要将驱动任务进行合理的分配，保证驱动运行过程中，PLC的控制功能得到较好的发挥[3]。

3、梯形图设计

在对梯形图设计时，需要针对于PLC系统工作情况，完成设计。嵌入式PLC系统开发过程中，梯形图设计关系到了PLC系统运行流程，在这一过程中，梯形图与PLC控制系统情况是否具有一致性，会对系统功能产生较大的影响。

（二）嵌入式PLC运动控制器功能实现

嵌入式PLC运动控制器硬件结构图如图1所示，为了保证其功能实现，需要选择有效的中央处理单元，这一过程中，可以对性能先进的单片机进行应用。例如C8051F120单片机或是8031、8096单片机等。

嵌入式PLC运动控制器功能软件实现，主要包括了三个模块，分别是位置模块、速度模块和相应的计数模块。位置模块定位过程中，主要以脉冲数量进行定位，并需要对脉冲的频率进行控制。位置模块是一种高速模块，这就需要保证高

速脉冲精确输出，通过利用C8051F120单片机和PCA阵列，可以实现其功能；速度模块功能的实现，需要对PCA阵列进行把握，该计数器以一种特定的频率进行循环技术，并且当计数值与模块数值一致的情况下，会使系统进行运动[4]；计数模块功能的实现，用户会对初始频率进行指定，通过利用PCA模块，可以对脉冲频率进行较好的计算。

三、基于嵌入式PLC运动控制器在风机控制中的应用分析

嵌入式PLC运动控制器在风机控制中应用时，需要对风机驱动任务进行把握，并能将风机驱动任务进行合理分配。

通过利用接口函数和PCA可实现风机位置模块驱动开发。可以应用于风机底层硬件初始化，PCA模块则针对于I/O初始化。在进行具体设计过程中，利用非实时性的接口，风机控制过程中的底层硬件配置可以在这一接口实现。

当底层硬件配置设计完成后，需要针对于风机控制的调速接口进行设计。用户对初始频率进行指定，并对这一段内的脉冲个数进行设置，从而对该段的速度进行调节。一般来说，每一次频率线性的变化，会在PCA内进行下一次的脉冲调节，这就需要对PCA中的数值进行重新更新，且会导致CPU的消耗增大。为了解决这一问题，就需要对PCA中的任务进行合理的分配。通过利用PLC运动控制器，可以设计合理的调速方案，并对每一周期的变化值进行确定，从而保证脉冲信号的科学性和合理性。除此之外，为了保证风机控制目标实现，位置模块在设计过程中，需要利用到PLC的D寄存器和S线圈，保证控制更加灵活、可靠，以满足风机控制需要。

结论：嵌入式PLC运动控制器在应用过程中，其具有较强的灵活性，能够更好地满足控制需要。在将PLC控制系统应用于风机控制当中，要注重对位置模块、速度模块和计数模块进行较好的设计，从而保证其控制功能得到有效发挥。

参考文献

[1] 付子鑫，李璇，周纯杰. 基于嵌入式PLC的运动控制器实现[J]. 可编程控制器与工厂自动化，2015，01：29-34.

[2]《煤矿机械》2011年总目次索引[J]. 煤矿机械，2011，12：263-280.

[3] 许家忠，王东野，温武，张浩. 基于嵌入式运动控制器的钻床控制系统[J]. 自动化技术与应用，2010，10：19-21+36.

[4]《制造业自动化》2010年总目录[J]. 制造业自动化，2010，15：219-236.