PLC自动控制系统中智能模块设计探讨.doc

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1、PLC自动控制系统中智能模块设计探讨摘要：PLC是在继电逻辑控制系统之后发展起來的一种工业自动化控制系统。文章从设备更新以及工艺改造角度出发，分析ITC自动控制系统Z屮的智能模块设计，探讨智能模块会有更大的发展空间。关键词：PLC；自动控制；智能模块引言近年来，我国工业出现较快的发展，其生产效率、生产精度以及稳定性都获得较大的提升。在工业自动化控制系统Z屮，可编程逻辑控制器PLC具有较强的抗干扰能力，编程较为简单，性价比较高，可靠性较好等特征,因此在工业生产领域广受青睐。1PLC智能模块设计的概念随着电子技术、通信

2、技术及计算机技术的飞速发展，PLC在硬件上向着小型化、模块标准化方向发展；功能上则具备智能化、网络化、高性能的特点；软件上采用国际标准IEC61131-3,提升了PLC专用操作系统的水平；在应用上则是从传统的离散制造业向连续的流程工业扩展。PLC在各方面性能上都有大幅度提高，从而突破了传统概念，由只能执行简单逻辑控制发展到具有数万T/0规模、运算和控制功能以及通信、联网能力的综合控制系统，已成为工业自动控制的核心设备Z-o2PLC智能模块的发展现状及趋势在对PLC技术研究逐渐深入的背景之下，越来越多的复杂自动控制系

3、统都将卩LC作为首选技术方案。同早期卩LC设备比较而言，当前ITC厂商为了适应时代发展要求，开发出诸多的配套功能模块，而其智能化的处理能力也获得一定程度的提升，对于当前种种生产工艺流程而言，则就会选用当前最为广泛的卩LC自动控制系统智能模块，比如说智能化输入输出模块，其可以实现采集外部模拟量以及对内部数字量的控制；而在一些品牌PLC的智能模块之中，已经将A/D和D/A的功能嵌入了，以满足市场智能化的需求。但是，当某设备更新或某工艺改造时，由于当前工业控制系统的复杂程度有一定程度的提升，原来配套的控制模块也就存在一定

4、的问题，比如说与当前的模块发展情况不相适应，以及原来配套的模块不生产或制造价偏高等，因此需要对自动控制PLC智能模块的发展进一步探讨与研究。3基于PLC自动控制系统的智能模块设计PLC智能模块设计，首先要具有通用性和适应性，比如可以使用软件编程来对种种功能各界的逻辑功能进行定义；其次要满足数据处理需求，可以实现数据信息联网共享，实现通信的传输以及对数据进行控制，比如说将数据信息在上位监控界面之中将其功能显示出等；最后要体现智能模块的兼容性强以及抑制容易的特征。下面从智能模块的硬件设计、软件设计、通讯设计、控制系统兀

5、余设计的角度分别进行探讨。3.1智能模块硬件设计智能模块通过硬件设计使用外置晶振模式，对波特率进行高效稳定的把握；通过硬件设计直接做好总线连接工作；通过硬件设计对矩阵式键盘进行操作；不断满足在速度、功耗以及抗干扰性能上设计要求。智能编程模块是为自定义逻辑编程而专门开发出来的一种集成电路，使用与之相配套的输入软件、而开发软件以及仿真软件可以实现对内部逻辑进行电路设计、仿真以及优化。在设计过程中，主要是通过对智能输入以及输出口模块人机交互界面而进行设计，对主程序、功能菜单程序、显示程序以及模块通信以及控制而进行设计需要

6、以较为简单以及便捷的操控设计作为主要原则，不断满足通信以及控制模块之中对于功能性的要求。3.2智能模块软件设计智能模块的程序编写指的是在对总线地址译码、读写时序、数码管的扫描等等操作。一般使用AHDL模块而实现既定目标，其工作流程为：对总线地址的译码，得到模块的读写时序；直接数字以及单双缓冲并存的输入方式，送PLC内部进行PID的运算；通过信号扫描模式，进而将数据显示；依据扫描结果判断是否中断，输出到总线上。3.3智能模块的通信设计PLC与智能化模块的串行通信，指的是数字信号以及模拟量的传输通信，通讯数据则主要是以

7、每帧10个字符作为单位进行传输，同时使用STX作为起始的标志，STX作为结朿的主要标志，中间则是以命令码以及校验码为标准。通讯模式一般使用的是9600bp串口波特率以及与之相同的传输数位。在这个过程之中，数据的读写工作，全都是通过单片机而实现的;也就是说把单片机作为编制通信程序的主机，这样就可以实现PLC与智能化模块数据通信的要求。3.4智能控制模块的兀余设计智能控制模块可采用两套处理器和热备模块同时工作。但两套的工作方式不同，一套处理器（主）处于正常的直接运转工作状态，主要负责整个的系统输入与输出。同时，另一套处

8、理器（从）也通电工作，也接受输入信号，也参与数据的处理和运算，但与主处理器不同的是它不输出信号,两套Z间采用硬件互联方式进行处理器故障切换。智能控制模块在使用双处理器时，一般还需使用一套或两套热备模块，或者叫双机单元。热备模块主要负责主/从处理器的同步，检测处理器的运行状态和进行主/从处理器之间的数据高速传送，一旦发现主处理器故障失效，马上将系统控制权切换至