软PLC控制技术综述

摘 要：随着电子技术的逐步发展，开放式的数控技术已经成为了目前数控领域之中研究的重点。随着国家经济的逐步发展，对数控技术的要求也随之升高，这种要求主要体现在硬件的规模逐渐达到最小，在工作的过程之中尽量使用软件将数控的所有的功能实现。用软件将PLC功能实现必然是未来的发展趋势。该文主要以PLC的含义为着手点，对软PLC技术的使用特点进行了详细的阐述，分析了软PLC技术在发展的过程之中制约的因素，根据自身经验并且查阅相关文献，对软PLC技术应用控制方案的实现策略进行相关叙述。希望能够给读者提供有利的参考和借鉴。

关键词：软PLC 控制技术 数控领域

中图分类号：TM57 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）01（a）-0003-02

由于受市场的需求所致，厂商在生产产品的过程之中，尽量将产品达到高质量、低成本、多规格并且品种较多的要求。对于科技较为发达的今天，老式的继电器已经不能符合社会发展的需要，这种现象的发生，就迫使人们在此基础之上，不断地去寻找符合社会发展的控制装置。世界上的第一台PLC诞生于1969年，其是由美国的数字设备公司所生产出来，并在美国的汽车自动装配之中得到了应用，此应用获得了较大的成功，因此，便推动了软PLC技术的发展。

1 PLC的含义

国际上对PLC有着这样的定义：“PLC主要是一种数字式的电子系统，其主要是基于工业环境设计出来的。PLC所采用的存储器是可编程的，程序主要存储在其内部，所能执行的命令有很多，例如：逻辑运算、算数运算、定时、顺序控制以及计数等等，并且可以通过使用模拟式或者是数字式的手段对其进行操作，逐步控制各种机械运作和生产。PLC及其相关的外部设备，都是使用容易扩展、可编程和一个整体的原则进行设计的。”从以上定义之中不难看出，PLC可以完成较多的指令，其中最平常的便是完成指令执行和程序的存储，同时也可以对信息进行相关的处理，进而将输入信号逐步转换成为输出信号[1]。

2 软PLC技术的使用特点

2.1 通用性强并且体积小

由于软PLC产品具有模块化和系统化的优势，并且具有品种较为齐全的特点，使用户在使用的过程之中方便选用。当需要对控制程序修改时，可以不改变原来硬件的状态，可直接对程序进行修改，这种较强的适用能力是用户首选的软件。由于软PLC主要应用在工业控制之中，其受到社会发展的影响，逐步将PLC设计成为结构紧凑、质量小并且功耗较低的产品，并且其在工作的过程之中不会受到环境的影响而停止工作。因此，PLC在具体的使用过程之中能够实现一体化控制设备理想的目标[2]。

2.2 使用方便并且易于安装

采用PLC对系统进行控制较为方便。站在硬件的角度上来说，PLC具有较高的集成度，其在制作的过程之中已经将各种模块做到了规格化和系列化，在使用的过程之中较为灵活，并且方便；站在软件的角度上讲，PLC在使用的过程之中，主要是用程序对逻辑器件进行控制，同时其也可以用程序代替硬件之中的连线，使用程度接线的方法相对来说要比硬件接线容易的多，并且也比较方便。PLC之中的软件功能能够有效地将继电器之中的各种部件替代，并且也在很大程度上减少了接线的时间，大大减少了生产的工作量[3]。不部分的PLC用户可以在实验室之中对其进行模拟调试，在实验室之中调试好，再将PLC应用到实际的生产之中。在维修方面，PLC发生故障的几率较小，并且其在生产期间，就将诊断功能进行了完善，一旦其发生故障，将会自动提供信息，并且能够查明真正的原因，进而排除故障，因此其维修比较方便。

2.3 功能较强

PLC主要有数据处理、逻辑运算、数值计算、数模转换和模数转换、计数、计时以及控制顺序等功能。由于其功能较强大，可以对模拟量和开关量进行控制，PLC技术不仅可以控制生产设备，在必要时其还可以对生产线进行控制，同时其还具有一定的通讯功能，实现远程操控的功能。这种功能在很大程度上减少了人力和物力[4]。

2.4 可靠性高

在工业生产的过程之中，对电气设备有着较高的要求，尤其是可靠性，所以，工业厂商在选择使用电气控制设备时着重选择具有抗干扰能力的设备，这种设备能够在恶劣的环境之中进行工作，并且其可靠性需要得到保障。而PLC恰好拥有这种性能，PLC在生产的过程之中，采用了一些使可靠性得到提高的策略，使PLC在工作的过程之中无故障率逐步提高，其无故障率平均能超过上万个小时，对于其他优质的PLC产品，无故障率能超过几十万个小时[5]。

2.5 编程方法简单

PLC在出售的过程之中，配备着较容易懂得梯形图语言，并且该语言与继电器的原理图较为相近，同时其变成的方式和继电器也较为相似，因此用户在使用的过程之中就逐渐变得得心应手，使用起来不会存在陌生的感觉，PLC在实际的生产过程之中，可以更好的为工厂谋取一定的利益。

3 软PLC技术发展的制约因素以及技术优势

3.1 发展制约因素

尽管软PLC在发展的过程之中有着较多的优势并且有着较大的发展潜力，但是在实际的应用过程之中，在实现方面仍然存在着一部分的问题。其中实时性的问题，是其在发展的过程之中首要考虑的问题，这种实时性的问题主要是以PC为主要的控制基础，Windows NT是软PLC在使用过程之中首选的操作系统，但是这种系统并不是的硬实时系统[6]。传统的PLC具有硬实时的优势，正因为其有着这种优势，致使其在操作的过程之中有着较为快速的反映。而如果要使Windows NT具有一定的硬实时性，就必须对其操作系统进行修改和扩展，使PC对人物的控制具有一定的优先性，不能因为其他操作而对硬实时性产生干扰。就现在的科技状况而言，我们能够将一些具有实时性的操作加入到NT的操作系统之中，通过将硬实时操作系统与NT的结合方式，使Windows NT具有其不具备的硬实时性能。

3.2 技术优势

软PLC的发展逐渐弥补了传统PLC之中存在的性能低和兼容性差的缺陷，具有较多的优势，主要在以下几个方面之中体现：第一、软PLC的结构具有开放式的优势，用户在使用的过程之中可以随意对其进行修改，逐步使其呈现出客户满意的状态。第二、改变了传统的固定的指令集，在实际的工业应用之中对指令集有着较高的要求，因此，需要将其指令集进行修改，软PLC具有自定义的指令集，并且其指令集有着较为丰富的资源，用户在使用的过程之中可以对其进行更改，将符合工业生产的指令集挖掘出来。第三、软PLC的性价比在一定程度上得到了提高，由于国家技术的逐步发展，电子市场之中的竞争也逐步加剧，这种现象的发生将在很大程度上使软PLC技术的性价比升高[7]。第四、由于传统的PLC生产仅仅局限在几家厂商之中，这种状况的发生有着是私有性的意味，其所生产出来的产品与现代的计算机有着过多的不相容的现象，常常会出现计算机与PLC不在同一个网络连接之中。而现在所制造的软PLC在实际的应用中，不仅可以将其加入到私有的网络之中，还可以将其与许多的计算机技术相融合，对技术更好的控制。

4 软PLC技术的应用控制方案的实现策略

由于PLC运行的硬件平台有着一定的差异，其在应用控制过程之中主要可以从以下两种方案进行：第一、基于EPC或者是IPC的控制方案。在这种方案之中，系统不仅可以采用Windows NT的软件操作平台，还可以使用Linux以及Windows CE等软件操作平台，工业控制现场的模式主要采用的是I/O模块，采集而来的信号可以通过PLC运行系统进行相关的处理，软PLC开发系统之中的编写程序，也可以在PLC之中进行翻译和执行，最后将所执行过的数据和信息进行整理，传输在本地控制系统之中，进而将控制的过程和方案传输到本地之中[8]。第二、基于智能控制器和嵌入式控制器的控制方案。嵌入式控制器的实质便是一个较小的计算机操作系统，这种操作系统是没有显示器的，并且其主要的操作系统是嵌入式操作系统，例如上文之中所提到的Windows CE。在这种控制方案中，软PLC可以有效地进入到Windows CE的操作系统之中，对系统进行相应的修改，通过使用TCP或者是IP的协议，将所需要的资源下载到控制器之中，进而完成相应的控制功能。

5 结语

软PLC技术在使用的过程之中，要比传统的PLC技术更加具有灵活性和可塑性，并且在价格方面也占有较大的优势，这种技术的出现，对工厂而言具有着重要的意义，不仅简化工厂之中的自动化的机制结构，还有效地将人机界面、通信以及各种应用融合成为了一体，进而应用到硬件平台之中。在今后的发展过程中，PLC将会得到更好的发展，逐步成为现场总线技术之中的较大的亮点。

参考文献

[1] 黄永飞，何汉武，胡兆勇，等.基于虚拟PLC的小功率负载驱动电路设计[J].制造业自动化，2014，11（4）：138-140.

[2] 李剑峰.煤矿行业PLC工程应用综述[J].可编程控制器与工厂自动化，2014，13（1）：41-46.

[3] 李小亭，张琛，方立德，等.基于PLC的小型高精度多相流实验装置测控系统设计[J].电子测量与仪器学报，2014（6）：670-674.

[4] 吕华芳，杨汉波，丛振涛，等.基于PLC控制的室内降雨入渗自动测定系统[J].农业机械学报，2014（9）：144-149.

[5] 刘文赫，董舸，王现.分析PLC在电气自动化控制中的运用[J].黑龙江科技信息，2015（2）：1.

[6] 贾斌，冯晶.基于PLC控制的多泵站远程监控系统设计与实现[J].南水北调与水利科技，2011，9（4）：144-148.

[7] 《自动化技术与应用》2015年第1-12期总目录[J].自动化技术与应用，2015，13（12）：124-127.

[8] 陈良.浅谈PLC控制技术在矿井提升中的应用[J].中国新技术新产品，2012，5（8）：17.