基于嵌入式軟PLC技術的智能控制器設計策略

周欐顏

（常州劉國鈞高等職業(yè)技術學校 江蘇 常州 213000）

1 引言

在現(xiàn)代科技快速發(fā)展的背景下，智能裝置也在不斷發(fā)展的過程當中。當前我國智能裝置發(fā)展的未來方向，以及當下的制造核心都在于智能化程度，而智能化制造的具體方式就是提升智能控制能力，因此智能控制技術的相關研究是當前行業(yè)內相關工作落實的重點。在一般的智能控制器系統(tǒng)當中，主要內容就是控制器本身和其搭載的具體算法。顯然智能控制器設備本身屬于重點內容，在后續(xù)的應用過程中能夠作為載體使用，因此工作人員有必要主要采取相應的保護措施，這樣才能減輕其他因素對技術研究的干擾程度，最終使用時只需要與智能網絡結合起來，即可在短時間內其實際設計效果。

2 基于嵌入式軟PLC技術的智能控制器硬件設計

為增加這種智能控制器的具體功能，可以將其硬件系統(tǒng)的設計分為3個模塊，具體細節(jié)如下。

2.1 智能控制器編輯模塊

本文所選研究案例當中的工作人員，先落實了控制器當中編輯模塊的設計規(guī)劃工作，采取這樣的工作順序目的在于為后續(xù)設計和優(yōu)化工作的落實奠定良好基礎。該工作人員選擇的是A型編輯器作為參考，這種編輯器在實際應用過程中能夠產生50kHz的輸出頻率，這一數(shù)值十分優(yōu)越。且編輯器本身就有結構電源，能夠保障輸入和輸出之間建立的連接穩(wěn)定性，需要注意的是這種連接通常需要利用網絡系統(tǒng)才能達到控制的目的。

除此之外，該工作人員選擇的編輯器，還可以對智能控制器系統(tǒng)當中指定的內容達到集中編輯和智能控制兩種效果，且可以在自身配備的FE端子幫助下，實現(xiàn)底部連接工作。A編輯器的實際通信狀態(tài)與以太網穩(wěn)定程度息息相關，主要原因在于以太網負責該編輯器的大部分操控工作。不僅如此，該編輯器還具備其他基本機型的主機功能，界面系統(tǒng)使用的是集成顯示電板，在工作中產生的電源輸入和輸出電壓數(shù)值都比較穩(wěn)定地控制在24 V。工作人員在設計過程中為該編輯器配置了很多不同類型的晶體管，目的在于使用這些晶體管，對編輯器主頁面的系統(tǒng)信息進行合理編輯。不僅如此，還賦予了該編輯器連接拓展模塊的能力，用于形成以太網接口，后續(xù)工作人員只需要保障編輯器處于互聯(lián)網模式下即可實現(xiàn)連接操作，同時模擬數(shù)字量對模塊進行拓展，以此達到提升模塊編輯工作成功率的目的。

在實際繪制程序的過程中，設計人員對元件數(shù)量進行了合理控制，還將其放置在指定的工作區(qū)間當中，有效降低了數(shù)據(jù)混亂情況產生的可能性。為保障系統(tǒng)穩(wěn)定，該案例當中的設計人員對系統(tǒng)元件使用的連接方式是串口連接，這樣就能夠保障全部元件處于一個工作系統(tǒng)線路內，這樣能夠為后續(xù)智能控制器編輯模塊的設計細節(jié)提供穩(wěn)定保障。

2.2 智能控制器編碼模塊

常規(guī)情況下的編碼器工作方式是在轉換和編制工作的輔助下，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的存儲、傳輸。編碼器上的常見刻線方式有圓形暗、通兩種，且光電碼盤中心有軸[1]。通常最終可以得到4個正弦波信號組合，且其中還存在一定的相位差，通常是90°。

在基于嵌入式軟PLC技術智能控制器當中，編碼器的實際工作方式與傳統(tǒng)編碼器差異比較明顯，這種編碼器的工作方式與傳感器相似，主要是通過角位轉移成為數(shù)字脈沖信號的方式達到工作目的。其中角位移一般會被用于直線位移的檢測以及電機是否正常工作的判斷，即按照系統(tǒng)設計的速度和方向展開工作。在編碼器形成電信號的情況下，工作人員就能夠使用可編程邏輯控制器PLC以及數(shù)控加工等相關系統(tǒng)落實處理工作。

該案例中的設計人員，在智能控制器編碼模塊當中使用的是8460+8560系列的增量型編碼器。設計人員選擇的主系統(tǒng)旋轉方式為小型H對值型，具備光纖尺光學增量先行的功能，優(yōu)勢在于能夠精準地落實在智能控制器程序當中，與主導編碼相關的各種操作。要注意的是該設備的高精度增量式旋轉最多能夠到達180萬次/轉，也可以實現(xiàn)100萬次/轉的高分辨率增量式旋轉。不僅如此，其空心軸增量式的旋轉最多也能達到22.5萬次/轉，這些功能都能夠優(yōu)化傳統(tǒng)編碼器運行過程中必須要面臨的轉速問題。案例中工作人員選擇的編碼器直徑為37 ms，在設計的過程當中承擔的是元件解碼相關工作，同時也能對操作系統(tǒng)提供有效輔助。

需要注意的是在磁性轉碼的過程中，設計人員添加了操作指令，也設計了相應的中間代碼指令[2]。這種操作的目的在于，幫助后續(xù)使用智能控制器的工作人員明確其需要負責的任務信息，以及相關的綜合智能控制器數(shù)據(jù)屬性。在后續(xù)工作中，技術人員可以使用與之對應的編碼編程方式，實現(xiàn)其需要的指令操作。且這些指令操作基本都是用編碼的方式表示，屬于技術人員熟悉的工作范圍內。若想方便區(qū)分，還可以將指令按照需要的標準，劃分成模塊邏輯和數(shù)據(jù)關系等多種類型，降低了后續(xù)智能控制器的使用難度。

需要注意的是在后續(xù)連接的過程中，需要工作人員不斷地在智能控制器中添加編碼保護裝置，這樣做的目的在于保障數(shù)據(jù)處于編碼狀態(tài)下時的安全系數(shù)，能降低收集智能控制器編碼信息的難度，保障智能控制器編碼模塊的組合快速完成[3]。

2.3 智能控制器調試模塊

該案例當中的智能控制器設計人員使用的調試模塊是ZQWL-CANET-1C111，這種調試器能承擔的電源范圍合理，搭載的CPU也是高性能處理器。在設計過程中，工作人員只需要將以太網作為參考即可。CAN接口可以同時落實靜電防護、浪涌防護和EMC多種性能，對于中心系統(tǒng)操作來講有十分明顯的保護效果。

在后續(xù)使用時需要注意的是此種智能控制器的最佳工作溫度在-40～85 ℃，而最佳存儲溫度則是-65～165 ℃。同時工作人員在使用時應盡可能將相對濕度維持在標準范圍內，這樣做的目的是促使智能控制器具備同時支持動態(tài)和靜態(tài)兩種IP的功能，達到降低系統(tǒng)的定位和管理工作難度的目的。

不僅如此，模塊硬件接口能連接到不同的網絡數(shù)據(jù)信息當中，在開關撥碼落實的過程中，工作人員需要注意合理選擇終端電阻，尤其是保障電阻數(shù)值在規(guī)范的范圍內。

3 基于嵌入式軟PLC技術的智能控制器程序設計

在此次智能控制器硬件的設計工作結束后，工作人員為得到其后續(xù)運行的準確數(shù)據(jù)，還在此基礎上落實了控制程序的設計工作，具體細節(jié)如下。

眾所周知，軟PLC系統(tǒng)開發(fā)的內核系統(tǒng)設置工作主要由元件庫、共享空間緩存區(qū)和串聯(lián)接口3個部分組成。該案例中的控制器程序也是如此，因此案例中工作人員在智能控制軟件運行的過程中配合添加了相應算法，并將其用于搭建軟件運行橋梁的過程當中。同時還根據(jù)實際運行情況完善了算法設計細節(jié)，保證可以通過元件庫將已經收集到的數(shù)據(jù)和文件妥善保存起來。

常規(guī)基于嵌入式軟PLC技術智能控制器的軟件操作，主要方式就是直接存址，這樣能夠保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲工作落實的穩(wěn)定程度。本文研究案例當中的設計人員在這一基礎上又配合設計了以系統(tǒng)為中心的存址模塊，這樣做能夠最大程度地提升智能控制器程序運行產生的數(shù)據(jù)存儲合理性，能夠產生增加存儲空間的效果。不僅如此，這樣做后續(xù)工作人員在使用這種智能控制器程序時面臨的難度也更低。

但需要注意的是程序中串聯(lián)接口內核裝置不能作為數(shù)據(jù)完善和系統(tǒng)理論操作的輔助工具使用，因此案例設計師根據(jù)實際設計情況，擴大了智能控制器程序的系統(tǒng)區(qū)間，同時還針對模塊的實際存在方式進行檢驗和對比，最終選擇最佳的模塊存在需求投入實際應用。為降低工作難度，在落實智能算法開發(fā)工作時，工作人員選擇以傳統(tǒng)算法作為數(shù)據(jù)更新參考依據(jù)，不僅打開參數(shù)配置模板，還將數(shù)據(jù)網絡參數(shù)的連接裝置設置為開放狀態(tài)，當系統(tǒng)傳達主要指令之后，用戶可以直接進入系統(tǒng)參數(shù)選擇的界面當中，對智能控制器系統(tǒng)實現(xiàn)建模操作。

4 驗證結果

4.1 控制成功率對比

在相同的參數(shù)條件下，基于嵌入式軟PLC技術智能控制器成功率更高[2]。這種實驗結果表明，案例當中設計人員的基于嵌入式軟PLC技術的智能控制器設計比較成功，若在相關行業(yè)中普及，其落實處理工作時能更有針對性。傳統(tǒng)的控制器設計對硬件元件的處理比較粗放，準確率不高，這也是其控制成功率低的主要原因。

4.2 控制器操作時間消耗率對比

當控制器操作的樣本數(shù)量為50時，基于嵌入式軟PLC技術智能控制器操作時間消耗率為60%，而傳統(tǒng)的設計控制器操作時間消耗率則是76%[4]。當樣本數(shù)量為100時，基于嵌入式軟PLC技術智能控制器時間消耗率為56%，傳統(tǒng)控制器則是70%，顯然基于嵌入式軟PLC技術智能控制器工作效果更好[5]。

5 結語

綜上所述，基于嵌入式軟PLC技術智能控制器設計，對控制器系統(tǒng)的有序發(fā)展而言十分有利，且能夠輔助工作人員不斷獲得新數(shù)據(jù)信息，不僅可以達到增加數(shù)據(jù)研究價值的目的，還能為該研究帶來更廣泛的市場，也就是能夠為后續(xù)該技術的相關研究落實提供穩(wěn)定保障。