電氣自動化實驗平臺開發與設計

朱思益

摘 要：伴隨著科學技術的不斷發展和進步，電氣自動化成為了社會各界關注的焦點，相關部門要積極建立健全完整且有效的監督管控體系，提升電氣自動化應用效率。本文簡要分析了電氣自動化實驗平臺的基礎設計思想，并對實驗平臺構架和設計開發過程予以集中闡釋，僅供參考。

關鍵詞：電氣自動化;實驗平臺;開發設計;構架

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.149

所謂電氣自動化就是借助計算機技術、信息科技以及儀器儀表控制理論建立控制體系、管理體系和項目優化體系，能在提升項目可靠性的基礎上，完善運行安全性，降低項目成本的同時，為產品質量監管工作的全面落實奠定基礎。

1 電氣自動化實驗平臺的設計思想

在電氣自動化實驗平臺設計的過程中，要從以下幾個方面對具體設計要點予以關注。

第一，有效解決PLC實驗室設備多樣化不足的問題。在傳統管理機制中學校實驗室內設備多樣化存在嚴重不足，尤其是電氣自動化實驗室，PLC是唯一的設備，且學生在實際操作中只能進行邏輯控制。要想有效提升學生實際操作管理工作的基本效果，就要建立全面且完整的管理機制，整合最新發展技術框架體系的基礎上，明確項目最新發展進程，并能綜合應用運動控制器、智能化電機啟動器以及變頻器等，合理性完善總線型伺服驅動管理。第二，有效處理PLC功能單一化問題。在傳統的PLC實驗室中，工業控制設備單一化較為嚴重，且只能完成邏輯控制，在主流PLC逐漸發展的進程中，高速計數以及脈沖輸出也成為了重要的應用機制，差異化型號的PLC能有效對模塊進行擴展處理，但是依舊存在接口較少的問題，一般僅僅包括編程接口、電源接口和輸入輸出接口，擴展接口數量不足。基于此，為了解決功能單一化問題，就要設計新型實驗平臺[1]。第三，遵循開放化思想。在實驗室平臺監管工作開展進程中，要積極落實系統化預期監督機制，達到學習和理解的目的，并且將演示系統和實驗現象予以綜合處理。也就是說，為了從根本上還原實驗工作的本質，就要秉持開放性設計思想，有效提升控制系統的組建和處理工序，維護系統運行完整程度。第四，實現電氣自動化最新技術的集成。近幾年，技術發展和革新速度不斷加快，要想借助技術實現項目發展目標，就要對平臺進行組態技術、觸摸屏技術以及現場總線技術的整合，優化技術運行管理效果的基礎上，完善技術運行框架結構的完整性。

2 電氣自動化實驗平臺的構架

在實際工作開展進程中，之所以要建立電氣自動化實驗平臺，就是為了能實現更多的關聯功能，也為了有效體現出學習過程是從簡單逐漸轉變為復雜的循序漸進的過程，要結合自動化實驗平臺建立差異化配置機制，并且整合管理流程。分別為：（1）電氣自動化基本實驗平臺A;（2）電氣自動化基本實驗平臺B;（3）綜合自動化實驗平臺;（4）運動控制實驗平臺。

第一，電氣自動化基本實驗平臺A。整個系統中涉及的設備主要依托可編程控制器M218、觸摸屏以及變頻器等，實驗平臺自身除了能有效完成PLC邏輯編程工作外，也能合理性實現觸屏和PLC通信，具有一定的應用價值。最重要的是，在實際應用體系內，能實現M218和串口組態軟件的連接，實現監控。第二，電氣自動化基本實驗平臺B。涉及可編程控制器M218、觸摸屏、伺服驅動器等，實驗重點就在于能實現PLC脈沖控制伺服系統，借助控制機制就能合理性優化精確速度控制和位置控制工作[2]。第三，綜合自動化實驗平臺，主要包括可編程控制器M218、觸摸屏、伺服驅動器以及電機等，是基于總線結構建立的總線通信技術研究結構，能精確地對速度進行合理性控制，完善位置監管機制和扭矩控制機制，實現以太網通信。第四，運動控制實驗平臺，利用伺服機就能對三個基礎軸結構進行驅動處理，實現三維環境中多軸聯動控制的目的，并且能維護同步控制結構，實現電子凸輪處理和虛軸處理目標[3]。

3 電氣自動化教學實驗的設計與開發

在電氣自動化教學實驗設計過程中，要結合入門實驗平臺進行綜合處理，主要利用的是電氣自動化基本實驗平臺A，能輔助一些第一次操作的學生順利完成實驗操作，以保證其能充分了解基礎電氣自動化控制基礎知識，對后續培養其學習興趣具有重要的意義[4]。因為這個平臺是最簡單的平臺，因此，應用在可編程邏輯控制器課程教學實驗中較為有效，或者是應用在課程設計以及創新實驗教學中，能針對PLC課程教學實驗要求完成實際操作要點的處理和控制，提升教學實驗的合理性，基本實驗體系見圖1：

應用基礎性實驗要求就能完成基礎實驗，在提高學生積極性的基礎上，也能提升其學習效率，維護教學工作的順利開展。

4 結語

總而言之，在電氣自動化實驗平臺設計和開發過程中，要結合實際情況優化設計和開發項目的科學化程度，積極建立完整的設計流程，提高操作流程的綜合水平，也為技術融合和系統化升級奠定堅實基礎。

參考文獻：

[1]劉靜，張琰，晏永紅等.結合物聯網的電氣自動化PLC實驗平臺的構想與初步設計[J].數字技術與應用，2016（04）：12，14.

[2]張勝男，劉靜，楊榮國等.基于物聯網的遠程監控系統輪廓環境實驗平臺設計[J].現代商貿工業，2016，37（20）：190-191.

[3]翟文權.基于PLC和運動控制器的電氣自動化實驗平臺的設計[J].自動化與儀器儀表，2015（12）：28-29.

[4]劉寅.電氣自動化實驗平臺的設計與開發[D].中北大學，2014.