基于软PLC的铣刨机电气控制系统设计

靳宇峰

摘 要：随着我国经济社会的不断提高，我国的道路建设也越来越受到关注，尤其是道路通行时高质量和有效及时的养护工作。引进基于软PLC的铣刨机电气控制系统，可以对道路的通行工作提高良好的可靠性。下面就对其进行分析与研究。

关键词：软PLC；铣刨机；电气控制

在当今的道路建设工程中，铣刨机已经成为了重点，并且铣刨机电气控制系统也关系着机械设备操控性的状态，下面本文就对基于软PLC的铣刨机电气控制系统设计进行分析，首先对其发展的现状进行分析，然后对其任务分配和硬件的组成进行分析，之后分析相应的软件设计，最后对其系统测试进行分析。

1 对基于软PLC的铣刨机电气控制系统的发展现状进行分析

从目前来看，我国的铣刨机不仅起步较晚，同时也受到自身的经验和能力的限制，同国外相比有了差距存在。产生这种现象的主要原因体现在以下几个方面：

（1）从国内来看，缺少工程机械专用的控制器；

（2）从国外来看，虽然有控制器，但是其制造的成本比较高，二次开发的工作人员也相对比较少。

2 分析基于软PLC的铣刨机电气控制系统的任务分配以及硬件组成

2.1 分析基于软PLC的铣刨机电气控制系统的任务分配

对于软PLC的铣刨机电气控制系统的任务分配，除了可以实现水泵的控制、铣刨控制、喷水功能以及输送控制和风扇控制等之外，还需要对采油机的信息、控制系统的信息和其他传染器与点位计的信息进行采集，最后做出相应的判断与解释，进而通过GD310显示器进行显示。要想对以上信息进行完全的实现，首先就需要MPC118控制器2个以及GD310显示器一个进行配合使用，最后才能对人机界面进行良好的提供。显示器与控制器是通过一些CAN总线进行连接的，而控制器和柴油机主要是通过J1939协议实现通讯的。在该系统中，数字信号的输入开关主要有10路，其功能就是对开关信号进行采集；频率量的输入主要有3路，其功能是对铣刨机的速度和转速进行检测；模拟量的输入主要有6路，主要是负责传感器信息的采集；输出的开关量有6路；PWM的输出有8路。在基于软PLC的铣刨机电气控制系统中，对普通与电控柴油机同时进行了兼顾，并同时还对CAN总线与接口的输入与输出进行了预留，这样就可以达到模拟量的端口需求进行减少，从而对节省了柴油机的转速以及传感器的端口。

2.2 分析基于软PLC的铣刨机电气控制系统的硬件组成

该系统所采用的显示器和控制器都是通过专业机械设计的，并且还要通过严格测试，对温湿度、电磁兼容以及机械强度等标准进行符合。编程时所采用的语言也非常丰富，并且还可以对PLC的梯形图进行支持。该系统采用的外接端口是42针的AMP插头，工作的温度最低可以是-30摄氏度，最高可以是80摄氏度，防护等级是IP67，内核是XC167C，存储器是1M Flash、1M RAM、8K FRAM、8K EEPROM，主频是40MHz，编程语言是C语言，通讯接口是3路CAN、协议CANopen，电源是10-30V，数字量的输入和输出都是8，模拟量的输入是4。

3 分析基于软PLC的铣刨机电气控制系统的软件设计

该系统所采用的开发平台是CoDeSys，该开发平台的特点就是功能强大、稳定性好，并且也还拥有着丰富的函数库。其软件设计主要分为CAN通讯设计、MPC118-1主控制器的软件设计、MPC118-2副控制器的软件设计以及GD310显示器的软件设计，下面就对其具体分析。

3.1 CAN通讯设计

主控制器、副控制器以及显示器之间都是通过CAN总线进行连接的。在软件上，实现通讯功能主要有两种方法：第一种是通过标准通讯方式，下图1是标准通讯方式模型图；

第二种是CANopenNetVar的通讯方式，该种通讯方式是以第一种为基础进行的延伸，图2是CANopenNetVar的通讯方式模型图。

3.2 MPC118-1主控制器的软件设计

主控制器的软件设计主要分为两部分，第一部分是主程序，第二部分是应用程序。主程序的功能主要就是对硬件的初始化以及子程序的调用进行负责；应用程序主要分为程序、函数以及功能块。下图3是PLC工作的执行顺序。

3.3 MPC118-2副控制器的软件设计

该副控制器和上述的主控制器是一樣的，也是有主程序与应用程序之分。但是这里的应用程序和主控制器中的有所不同，它主要分为指示灯的输出、风扇的冷却控制以及控制器的端口检测等等8个POU。

3.4 GD310显示器的软件设计

在该系统中，显示器的主要功能就是对设计界面的显示，然后实现各个界面之间的切换和控制。

4 对基于软PLC的铣刨机电气控制系统的系统测试进行分析 （下转第245页）

（上接第165页）

对系统进行设计完之后，最主要的就是对其功能和可靠性进行测试。功能测试其实就是对设备的功能完备情况进行情况，而可靠性测试则是对软件的漏洞情况进行测试，对可靠性进行影响的因素在硬件方面和软件方面都存在，在硬件方面主要的体现有控制器和传感器以及其它各种的电位计；在软件方面，产生影响的主要有控制逻辑和数据的通讯方面。

5 总结

综上所述，基于软PLC的铣刨机电气控制系统设计，在当今的社会发展中仍然还存在一些不足之处，通过对其功能分配、硬件和软件方面的分析，希望在今后的工作中，可以对电气控制系统的功能和数据通讯都进行提高，并可以对该系统的可靠性运行进行提高，最后实现基于软PLC的铣刨机电气控制系统的广泛使用，让我国的道路建设成为热点。

参考文献：

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[4]方庆华，康存锋，马春敏，朱贤德，王丽丽.基于软PLC的全电子注塑机控制系统设计[J].工程塑料应用，2006（04）：58-60.