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基于人机界面的PLC控制系统的仿真研究

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0、引言

PLC具有结构简单、通用性好、编程方便、柔性好、可靠性高等优点,已成为工业控制的标准设备,应用于工业自动控制中Ⅲ。然而,PLC控制系统的开发设计、验证和调试,还需要仰仗实物模型进行模拟试验,这种方法效率低、成本高、不安全。同时,PLC控制系统还需要许多的输入、输出点来支持,这也是一般实物模型或模拟软件所不能达到的。如果要想达到仿真的目的,可以利用在工业控制中经常使用的人机界面,它的特点是可以随心所欲地设计各种用来模拟静止的、运动的输入、输出设备;可以画出所想要的场景;并且它还提供寄存器、可编子程序集、定时器、计数器等供用户使用。所以,开发人员借助于人机界面能方便、快捷地为PLC控制系统建立一个仿真模型,以验证、调试所开发的程序。

1、PLC的仿真实现

PLC是PLC控制系统的核心,所以实现PLC仿真是实现整个系统仿真的关键。而实现PLC仿真的实质,是使某种设备能模仿PLC控制系统中除PLC以外的所有输入、输出设备,而且这些设备能根据用户程序(如梯形图程序)运行起来。

为了实现以上要求,选用了人机界面作为模拟设备。它有丰富的输入、输出指示器,经设计可以用来模拟现场的各种设备,并即时显示设备的运行状态;它模拟的主令控制器件可以直接在触摸屏上操作;它还具有庞大的内部寄存器和功能强大的巨集指令应用方式,使人机界面得以经由内部巨集指令功能执行数值运算、逻辑判断、流程控制、数值传送、数值转换、计时器、计数器等,还可以模拟更智能化的控制设备的需求;另外,它的运行方式与PLC相类似,采用循环扫描方式;更为重要的是,PLC和人机界面之间的寄存器数据可以直接读取,如图1的变量栏。这样就很好地解决了用户程序的输入和识别问题,也就实现了对PLC的仿真。
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