基于模型的设计在plc控制系统开发中的应用

【摘要】现阶段来看，plc（可编程控制器）在模型设计基础上是一种比较新的开发方式。plc在生产领域和制造领域中有着广泛的使用，plc作为一种比较先进的自动化控制装置，具有高度的稳定性和可靠性。本文将以电梯控制和远程水泵控制为实例，将电梯模型转化为plc编程标准进行结构化文本开发，导入到plc编码软件中，得到电梯模型功能块之后，编写电梯的控制程序。

【关键词】plc；基于模型设计；开发应用

近年来，基于模型设计在单片机和DSP等系统中的开发得到了越来越广泛的应用，相比起传统的开发方式而言，具有强大的优势。一般情况下，先建立起可执行的模型，再进行仿真调试，再转化成代码，最后将代码下载到目标器中进行测验。从2010年开始，plc代码的自动转换工具――SIMULINK plc CODER能够将基于模型设计引入到plc控制系统开发中。在国家提倡建设节约型社会的背景下，借助科技的力量，实现水泵的自动化日常管理，是现阶段科学家需要研究的主要课题之一。和发达国家相比，我国的水泵管理和控制有很大的发展空间。plc是一种应用比较广泛的自动化控制装置，此类工业技术在发达国家得到了广泛的应用。随着计算机网络技术的发展，plc的发展也在数字运算和模拟运算等方面取得了比较大的进步。本文将以电梯控制和远程水泵控制为例，简要介绍基于模型设计在plc控制系统开发过程中的应用。

一、plc的基本概念

plc是计算机信息技术发展控制装置与继电器进行完美结合的结果。在计算机技术发展日益成熟的今天，plc在各种类型方面发展日益完善，人们可以根据自身的生产控制需求来选择不同的plc机型。不管是体积比较大的plc，还是体积比较细致的plc，均具有各种特殊的功能。伴随着更多计算机技术在plc装置中的植入，plc的稳定性和自动化等管理水平均有很大程度的提高。作为一种自动化的工业开工至装置，plc已经逐渐成橹疃喙ひ盗煊虻闹饕控制设备。基于plc控制系统，一方面可以实现现场数据的采集，另外一方面通过远程监控，技术人员不用去到现场就可以监视现场设备的运作状态。通过远程监控不难发现，技术人员能够方便利用丰富的软件和硬件资源，继而对远程对象进行高效控制，从而维护机械设备能够正常运行。

二、以电梯模型为例

电梯模型主要包括以下两个部分：（1）电梯逻辑模块；（2）信号控制模块。电梯逻辑模块主要是用来完成电梯的逻辑功能功能，使用stateflow图来实现。电梯所在不同漏乘和运动情况定义成不同状态，将电梯控制系统变成一个有限状态之下。信号控制模块主要用于接收来自外部按钮的收入信号，将其送到指示器件中或者电梯逻辑模块中的某些输入端。信号控制模块主要是由若干个信号模块组合而成的。电梯plc代码的生成主要是由Simulink plc coder的代码自动转换，将函数模型转化成结构化文本，使用工业自动化供应商提供的IDE（集成开发环境）编译之后，在plc中运行。plc代码的自动生成需要遵循一定的规范，在自动转换成相关代码之前，需要检查代码转换是否能够顺利通过。将电梯逻辑模块和信号控制模块之间的信号连接在一起装成一个子系统，将其命名为电梯，右键且单击系统电梯和plc coder，检查转换过程是否能够顺利通过，一旦不能通过，会有相应提示。在建立好系统工程之后，导入生成的文件，由结构化文本构成的功能电梯模块，自动定义好输入量、输出量以及中间变量等。点击功能模块下的标签，查看内部逻辑的变量。

三、基于plc的远程水泵控制系统设计

plc在整个水泵的远程控制系统中，扮演者是非常重要的一个角色。首先，需要选择匹配的远程水泵控制器文本显示器。在实现plc的使用过程中，选择一款性能良好的编程终端具有十分重要的价值和意义。基于plc远程水泵控制系统，借鉴同行研究结果和相关建议等，选择合适的文本显示器，与plc进行对接和连线监控。其次，采用分层设计方法。发挥设计现场控制层的作用，在启用plc之前，根据事先调查好的数据进行编程数据的扫描。在整个过程中，plc按照扫描方式读入到plc所有终端上的输入信号中，将输入信号存入到映像区域中。最后，在plc水泵控制系统中，设计一整套中央控制层，实现对整个水泵远程系统的操作控制。在此系统中，建立专门的水泵运行管理按钮。

四、结束语

采用基于模型设计方法，通过STATEFLOW建立的电梯控制模型，再使用simulink plc coder代码转换成标准的结构化文本，导入到plc编程软件之中，从而实现对电梯的逻辑控制。在水泵使用比较谜底的生产企业中，投入运行之后，取得的相关效果较为显著，从而显著提高了水泵的自动化生产水平，有效改善水泵使用效果，降低用工成本。plc作为一种先进化且自动化的控制装置具有很大的推广价值，在本文设计的基于模型设计的plc远程控制系统开发中，对水泵和电梯的日产管理和维护等有很大提高。相比起传统的开发方式来说，基于模型的设计在设计阶段中可以不断完善模型，继而避免产生错误或者程序缺陷等，代码的自动生成提高了代码的质量，使得开发的速度得到有效提高。

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作者简介：

张敬宇（1986.3-），男，辽宁沈阳人，大专，主要从事电气自动化方面研究。