基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統設計

靳宇峰

摘 要：隨著我國經濟社會的不斷提高，我國的道路建設也越來越受到關注，尤其是道路通行時高質量和有效及時的養護工作。引進基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統，可以對道路的通行工作提高良好的可靠性。下面就對其進行分析與研究。

關鍵詞：軟PLC；銑刨機；電氣控制

在當今的道路建設工程中，銑刨機已經成為了重點，并且銑刨機電氣控制系統也關系著機械設備操控性的狀態，下面本文就對基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統設計進行分析，首先對其發展的現狀進行分析，然后對其任務分配和硬件的組成進行分析，之后分析相應的軟件設計，最后對其系統測試進行分析。

1 對基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統的發展現狀進行分析

從目前來看，我國的銑刨機不僅起步較晚，同時也受到自身的經驗和能力的限制，同國外相比有了差距存在。產生這種現象的主要原因體現在以下幾個方面：

（1）從國內來看，缺少工程機械專用的控制器；

（2）從國外來看，雖然有控制器，但是其制造的成本比較高，二次開發的工作人員也相對比較少。

2 分析基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統的任務分配以及硬件組成

2.1 分析基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統的任務分配

對于軟PLC的銑刨機電氣控制系統的任務分配，除了可以實現水泵的控制、銑刨控制、噴水功能以及輸送控制和風扇控制等之外，還需要對采油機的信息、控制系統的信息和其他傳染器與點位計的信息進行采集，最后做出相應的判斷與解釋，進而通過GD310顯示器進行顯示。要想對以上信息進行完全的實現，首先就需要MPC118控制器2個以及GD310顯示器一個進行配合使用，最后才能對人機界面進行良好的提供。顯示器與控制器是通過一些CAN總線進行連接的，而控制器和柴油機主要是通過J1939協議實現通訊的。在該系統中，數字信號的輸入開關主要有10路，其功能就是對開關信號進行采集；頻率量的輸入主要有3路，其功能是對銑刨機的速度和轉速進行檢測；模擬量的輸入主要有6路，主要是負責傳感器信息的采集；輸出的開關量有6路；PWM的輸出有8路。在基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統中，對普通與電控柴油機同時進行了兼顧，并同時還對CAN總線與接口的輸入與輸出進行了預留，這樣就可以達到模擬量的端口需求進行減少，從而對節省了柴油機的轉速以及傳感器的端口。

2.2 分析基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統的硬件組成

該系統所采用的顯示器和控制器都是通過專業機械設計的，并且還要通過嚴格測試，對溫濕度、電磁兼容以及機械強度等標準進行符合。編程時所采用的語言也非常豐富，并且還可以對PLC的梯形圖進行支持。該系統采用的外接端口是42針的AMP插頭，工作的溫度最低可以是-30攝氏度，最高可以是80攝氏度，防護等級是IP67，內核是XC167C，存儲器是1M Flash、1M RAM、8K FRAM、8K EEPROM，主頻是40MHz，編程語言是C語言，通訊接口是3路CAN、協議CANopen，電源是10-30V，數字量的輸入和輸出都是8，模擬量的輸入是4。

3 分析基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統的軟件設計

該系統所采用的開發平臺是CoDeSys，該開發平臺的特點就是功能強大、穩定性好，并且也還擁有著豐富的函數庫。其軟件設計主要分為CAN通訊設計、MPC118-1主控制器的軟件設計、MPC118-2副控制器的軟件設計以及GD310顯示器的軟件設計，下面就對其具體分析。

3.1 CAN通訊設計

主控制器、副控制器以及顯示器之間都是通過CAN總線進行連接的。在軟件上，實現通訊功能主要有兩種方法：第一種是通過標準通訊方式，下圖1是標準通訊方式模型圖；

第二種是CANopenNetVar的通訊方式，該種通訊方式是以第一種為基礎進行的延伸，圖2是CANopenNetVar的通訊方式模型圖。

3.2 MPC118-1主控制器的軟件設計

主控制器的軟件設計主要分為兩部分，第一部分是主程序，第二部分是應用程序。主程序的功能主要就是對硬件的初始化以及子程序的調用進行負責；應用程序主要分為程序、函數以及功能塊。下圖3是PLC工作的執行順序。

3.3 MPC118-2副控制器的軟件設計

該副控制器和上述的主控制器是一樣的，也是有主程序與應用程序之分。但是這里的應用程序和主控制器中的有所不同，它主要分為指示燈的輸出、風扇的冷卻控制以及控制器的端口檢測等等8個POU。

3.4 GD310顯示器的軟件設計

在該系統中，顯示器的主要功能就是對設計界面的顯示，然后實現各個界面之間的切換和控制。

4 對基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統的系統測試進行分析 （下轉第245頁）

（上接第165頁）

對系統進行設計完之后，最主要的就是對其功能和可靠性進行測試。功能測試其實就是對設備的功能完備情況進行情況，而可靠性測試則是對軟件的漏洞情況進行測試，對可靠性進行影響的因素在硬件方面和軟件方面都存在，在硬件方面主要的體現有控制器和傳感器以及其它各種的電位計；在軟件方面，產生影響的主要有控制邏輯和數據的通訊方面。

5 總結

綜上所述，基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統設計，在當今的社會發展中仍然還存在一些不足之處，通過對其功能分配、硬件和軟件方面的分析，希望在今后的工作中，可以對電氣控制系統的功能和數據通訊都進行提高，并可以對該系統的可靠性運行進行提高，最后實現基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統的廣泛使用，讓我國的道路建設成為熱點。

參考文獻：

[1]王新，張旻.基于軟PLC的銑刨機電氣控制系統設計[J].筑路機械與施工機械化，2009（09）：50-54+58.

[2]唐紅雨，冷志剛，袁國宇，方香彬.基于CoDeSys的2100型銑刨機電氣控制系統設計[J].制造業自動化，2013（10）：134-137.

[3]王鵬，楊建武，康存鋒.基于軟PLC的煙草拆包機器人運動控制系統設計[J].微計算機信息，2008（07）：16-17+48.

[4]方慶華，康存鋒，馬春敏，朱賢德，王麗麗.基于軟PLC的全電子注塑機控制系統設計[J].工程塑料應用，2006（04）：58-60.