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基于人機界面的PLC控制系統(tǒng)的仿真研究

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0、引言

PLC具有結構簡單、通用性好、編程方便、柔性好、可靠性高等優(yōu)點,已成為工業(yè)控制的標準設備,應用于工業(yè)自動控制中Ⅲ。然而,PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)設計、驗證和調(diào)試,還需要仰仗實物模型進行模擬試驗,這種方法效率低、成本高、不安全。同時,PLC控制系統(tǒng)還需要許多的輸入、輸出點來支持,這也是一般實物模型或模擬軟件所不能達到的。如果要想達到仿真的目的,可以利用在工業(yè)控制中經(jīng)常使用的人機界面,它的特點是可以隨心所欲地設計各種用來模擬靜止的、運動的輸入、輸出設備;可以畫出所想要的場景;并且它還提供寄存器、可編子程序集、定時器、計數(shù)器等供用戶使用。所以,開發(fā)人員借助于人機界面能方便、快捷地為PLC控制系統(tǒng)建立一個仿真模型,以驗證、調(diào)試所開發(fā)的程序。

1、PLC的仿真實現(xiàn)

PLC是PLC控制系統(tǒng)的核心,所以實現(xiàn)PLC仿真是實現(xiàn)整個系統(tǒng)仿真的關鍵。而實現(xiàn)PLC仿真的實質(zhì),是使某種設備能模仿PLC控制系統(tǒng)中除PLC以外的所有輸入、輸出設備,而且這些設備能根據(jù)用戶程序(如梯形圖程序)運行起來。

為了實現(xiàn)以上要求,選用了人機界面作為模擬設備。它有豐富的輸入、輸出指示器,經(jīng)設計可以用來模擬現(xiàn)場的各種設備,并即時顯示設備的運行狀態(tài);它模擬的主令控制器件可以直接在觸摸屏上操作;它還具有龐大的內(nèi)部寄存器和功能強大的巨集指令應用方式,使人機界面得以經(jīng)由內(nèi)部巨集指令功能執(zhí)行數(shù)值運算、邏輯判斷、流程控制、數(shù)值傳送、數(shù)值轉換、計時器、計數(shù)器等,還可以模擬更智能化的控制設備的需求;另外,它的運行方式與PLC相類似,采用循環(huán)掃描方式;更為重要的是,PLC和人機界面之間的寄存器數(shù)據(jù)可以直接讀取,如圖1的變量欄。這樣就很好地解決了用戶程序的輸入和識別問題,也就實現(xiàn)了對PLC的仿真。
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