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基于人机界面的PLC控制系统的仿真研究

2006.12.19阅读 2198

  文章介绍的是一种基于人机界面PLC控制系统的仿真平台。该平台利用人机界面的互动性,通过其开发、编辑软件,使用户可以方便快捷地为PLC控制系统设计和建立仿真模型,并可对系统进行调试。实验表明,该仿真平台可用于PLC控制系统的开发。
 
 
     0、引言
    
   PLC具有结构简单、通用性好、编程方便、柔性好、可靠性高等优点,已成为工业控制的标准设备,应用于工业自动控制中Ⅲ。然而,PLC控制系统的开发设计、验证和调试,还需要仰仗实物模型进行模拟试验,这种方法效率低、成本高、不安全。同时,PLC控制系统还需要许多的输入、输出点来支持,这也是一般实物模型或模拟软件所不能达到的。如果要想达到仿真的目的,可以利用在工业控制中经常使用的人机界面控制工程网版权所有,它的特点是可以随心所欲地设计各种用来模拟静止的、运动的输入、输出设备;可以画出所想要的场景;并且它还提供寄存器、可编子程序集、定时器、计数器等供用户使用。所以,开发人员借助于人机界面能方便、快捷地为PLC控制系统建立一个仿真模型,以验证

、调试所开发的程序。
   
     1、PLC的仿真实现
     
     PLC是PLC控制系统的核心,所以实现PLC仿真是实现整个系统仿真的关键。而实现PLC仿真的实质,是使某种设备能模仿PLC控制系统中除PLC以外的所有输入、输出设备,而且这些设备能根据用户程序(如梯形图程序)运行起来。
   
     为了实现以上要求,选用了人机界面作为模拟设备。它有丰富的输入、输出指示器,经设计可以用来模拟现场的各种设备控制工程网版权所有,并即时显示设备的运行状态;它模拟的主令控制器件可以直接在触摸屏上操作;它还具有庞大的内部寄存器和功能强大的巨集指令应用方式www.cechina.cn,使人机界面得以经由内部巨集指令功能执行数值运算、逻辑判断、流程控制、数值传送、数值转换、计时器、计数器等,还可以模拟更智能化的控制设备的需求;另外,它的运行方式与PLC相类似,采用循环扫描方式;更为重要的是,PLC和人机界面之间的寄存器数据可以直接读取,如图1的变量栏。这样就很好地解决了用户程序的输入和识别问题,也就实现了对PLC的仿真。
   
     2、对外部设备的仿真实现
   
     外部设备可以分成三类:一类是主令器,如按钮、开关等;一类是执行件,如各种指示灯、气缸、电动机、电磁铁等;还有一类是传感器,如各种行程开关、接近开关等。
   
     2.1 主令器的仿真实现
   
     主令器形式多样www.cechina.cn,如交替型、保持型、复位型、数值输入型按钮等。人机界面实现起来较为方便,只需用人机界面的编辑软件画出按钮,如图2,然后在按钮属性中确认是何种类型按钮即可,如图1的功能栏。在仿真时,只要直接对其屏幕按压,来操作按钮。

基于人机界面的PLC控制系统的仿真研究如图


             图1 元件属性图                             图2按钮图

     2.2 执行件的仿真实现

     执行件在真实系统中也是多种多样的,为了便于仿真,把它们分成开合件和往复件两类。开合件是指行程短、速度快、非此即彼的执行件,如指示灯的亮与不亮,电动机运转与不运转;而把相对行程长、速度慢、在行程~9 n--I停留的执行件归并为往复件,如气缸、丝杠等。下面以开合件指示灯为例,说明实现执行件仿真的方法。在仿真界面上,画一个如图3的指示灯,在如图4的指示灯属性中将变量的读取改写为PLC地址CONTROL ENGINEERING China版权所有,直接受PLC的控制。
   
     2.3 传感器的仿真实现
   
     和执行件相对应,传感器也分成开合传感器和往复传感器两类。开合传感器用来判断开合件的开合状态;往复传感器用来检测往复件是否处在某一位置。这里,以一开合传感























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