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摘要：可编程逻辑控制器（PLC）的主要障碍是各种PLC和新模式、新技术的快速发展，另外，建立综合性现代化PLC设备和要求定期更新教材和设备的成本也很高。本文在研究了PLC和嵌入式系统的概念和特点的基础上，提出了将I.abVIEW软件与ARM单片机与LabVIEW嵌入式模块无缝结合，开发面向机械类的嵌入式PLC。
关键词：PLC设备;机电一体化;设计;合理应用
中图分类号：G4 文献标识码：A
引言
由于PLC的灵活性，使得不同类型PLC的基本原理教学相对简单、成本较低，因为PLC种类繁多、变化迅速。本文对嵌入式PLC的实现进行了讨论和评价。
1.可编程逻辑控制器
可编程逻辑控制器（PLCS）是一种专门用于控制机器和进程的嵌入式系统。它们是在20世纪70年代引入的，以取代现有的继电器控制逻辑，这种逻辑在当时实现系统时变得过时和昂贵。另一方面，PLCS提供了灵活性、更高的可靠性、更好的通信可能性、更快的响应时间和更可靠的故障排除。到目前为止，PLC一直是工业控制工程的主要兴趣对象，它们引进、开发和标准化了自己的设计方法和编程语言;如前所述，详细了解PLC的操作和使用情况是很重要的。但是，PLCIS研究和实验中存在的问题和障碍--PLC技术的快速发展，以及制造商不断引进新的模式和创新。将来，PLC是专用的工业控制器，一旦购买供机电工程使用，就不能用于广泛的其他有用的应用，因此，建立全面和现代的PLC设施以及对教材和设备进行定期更新所产生的费用是非常高的。嵌入式系统是一种计算机系统，它设计成一个或几个专用功能，通常具有实时计算的约束条件。完整的设备通常包括硬件和机械部件。相比之下，PLC的设计是灵活的，并且满足了工业控制应用的广泛的终端用户需求。今天，嵌入式系统控制着许多不常用的设备。嵌入式系统由一个或多个主要处理核控制，这些核心通常是微控制器或数字信号处理器（DSP）。然而，它的关键特性是专门处理特殊任务，这可能需要非常强大的处理器。由于嵌入式系统专门处理特定任务，设计工程师可以对其进行优化，以减少产品的大小和成本，提高产品的可靠性和性能。一般来说，“嵌入式系统”不是一个非常明确的术语，因为大多数系统都有一些可扩展性或可编程性。例如，手持计算机具有嵌入式系统（如操作系统和微处理器）的特性，但它们允许加载不同的应用程序和连接外围设备。此外，即使不将可编程性公开为主要功能的系统也需要支持软件更新。在从“通用”到“嵌入式”的连续体上，大型应用程序系统最多会有子组件，即使整个系统是“设计来执行一个或几个专用功能”，因此适合称为“嵌入式”[1]。
2.PLC设备在机电一体化设计中的合理应用研究
2.1硬件设计
我们选择使用ARM微控制器来开发嵌入式PLC，因为它由于价格低廉、功耗低、外围设备种类繁多而被广泛应用于许多嵌入式设计中。此外，还可以使用LabVIEW嵌入式模块对ARM单片机进行图形化编程。同时，ARM 7的LPC 2378微控制器的性能将作为嵌入式PLC的决定性规格和特性。除了支持ARM单片机的LabVIEW嵌入式模块外，还包括了对RealView u VisionARM仿真器的支持，它提供了精确的周期时序和逻辑仿真。有了这个功能，在硬件设计完成之前，应用程序的很大一部分可以被开发和测试。由于单片机板的输入和输出信号限制在3.3V，因此其对嵌入式PLC的重新设计和输出，以便于与外部工业设备一起使用[2]。
2.2数字输入
大多數要连接到数字输入端的设备使用24 VDC，与数字输入类似，大多数与数字输出相关的设备使用24 VDC，如继电器、气动和液压系统电磁阀等，因此需要一个电路来隔离和放大信号[3]。
2.3模拟输入
由于传感器与模拟输入相连接的电压输出标准电压在0～10V之间，需要将电压降至3.3V。为此，我们USC的分压器电路[4]。
2.4模拟输出
单片机输出的模拟电压为3.3V。因此，有必要使用该电路将电压从0-3.3放大到0-10 V，如开关、接近传感器等，因此需要一个电路来隔离和减少信号。数字输入的内部电路，IEC 61131-3目前为程序管理系统定义了五种编程语言：FBD（功能框图）、LD（梯形图）、ST（结构化文本，类似于Pascal编程语言）、IL（指令列表，类似汇编语言）和证监会（顺序功能图）。这些技术侧重于操作的逻辑组织。
本文采用FBD编程语言对嵌入式PLC进行控制，因为ARM单片机的I abVIEW嵌入式模块是嵌入式设计的综合图形开发环境，该模块将LabVIEW图形开发环境与ARM单片机无缝集成。
该模块以LabVIEW嵌入式技术为基础，方便了数据流图形化编程前端系统，包括数百个分析和信号处理功能、集成I/O和交互调试接口。使用ARMMicroController的嵌入式模块，我们可以使用JTAG、串行或TCP/IP来优化链接和查看livefront面板更新。ARM单片机的嵌入式模块包括LabVIEWc代码生成器，它从LabVIEW框图[Ф]中生成C代码。对于FBDLanguage的创建，我们使用LabVIEW中的可用工具。
结束语
本文在分析了PLC和嵌入式系统的概念和特点的基础上，提出了开发一种用于机电工程的低成本嵌入式PLC。嵌入式PLC的设计结合了PLC和嵌入式系统的优点。嵌入式PLC的硬件结构是由ARM单片机开发的。
参考文献
[1] 张帅强. PLC设备在机电一体化设计中的合理应用研究[J]. 汽车博览，2020（30）：80.
[2] 程飞. PLC设备在机电一体化设计中的合理应用研究[J]. 汽车博览，2020（33）：78.
[3] 刘超波. PLC在机电一体化生产系统中的运用研究[J]. 建筑工程技术与设计，2017（31）：1556—1556，1554. DOI：10.3969/j.issn.2095-6630.2017.31.501.
[4] 陈子琦. 鸡蛋加工生产线自动上料装置的分析与机电一体化仿真研究[D]. 湖北：华中农业大学，2017.
作者简介：高亚雄（1991-7-），男，汉族，甘肃定西人，本科学历，工作单位新疆巴音郭楞职业技术学院，助教，研究方向：电气自动化。
关键词：PLC设备;机电一体化;设计;合理应用
中图分类号：G4 文献标识码：A
引言
由于PLC的灵活性，使得不同类型PLC的基本原理教学相对简单、成本较低，因为PLC种类繁多、变化迅速。本文对嵌入式PLC的实现进行了讨论和评价。
1.可编程逻辑控制器
可编程逻辑控制器（PLCS）是一种专门用于控制机器和进程的嵌入式系统。它们是在20世纪70年代引入的，以取代现有的继电器控制逻辑，这种逻辑在当时实现系统时变得过时和昂贵。另一方面，PLCS提供了灵活性、更高的可靠性、更好的通信可能性、更快的响应时间和更可靠的故障排除。到目前为止，PLC一直是工业控制工程的主要兴趣对象，它们引进、开发和标准化了自己的设计方法和编程语言;如前所述，详细了解PLC的操作和使用情况是很重要的。但是，PLCIS研究和实验中存在的问题和障碍--PLC技术的快速发展，以及制造商不断引进新的模式和创新。将来，PLC是专用的工业控制器，一旦购买供机电工程使用，就不能用于广泛的其他有用的应用，因此，建立全面和现代的PLC设施以及对教材和设备进行定期更新所产生的费用是非常高的。嵌入式系统是一种计算机系统，它设计成一个或几个专用功能，通常具有实时计算的约束条件。完整的设备通常包括硬件和机械部件。相比之下，PLC的设计是灵活的，并且满足了工业控制应用的广泛的终端用户需求。今天，嵌入式系统控制着许多不常用的设备。嵌入式系统由一个或多个主要处理核控制，这些核心通常是微控制器或数字信号处理器（DSP）。然而，它的关键特性是专门处理特殊任务，这可能需要非常强大的处理器。由于嵌入式系统专门处理特定任务，设计工程师可以对其进行优化，以减少产品的大小和成本，提高产品的可靠性和性能。一般来说，“嵌入式系统”不是一个非常明确的术语，因为大多数系统都有一些可扩展性或可编程性。例如，手持计算机具有嵌入式系统（如操作系统和微处理器）的特性，但它们允许加载不同的应用程序和连接外围设备。此外，即使不将可编程性公开为主要功能的系统也需要支持软件更新。在从“通用”到“嵌入式”的连续体上，大型应用程序系统最多会有子组件，即使整个系统是“设计来执行一个或几个专用功能”，因此适合称为“嵌入式”[1]。
2.PLC设备在机电一体化设计中的合理应用研究
2.1硬件设计
我们选择使用ARM微控制器来开发嵌入式PLC，因为它由于价格低廉、功耗低、外围设备种类繁多而被广泛应用于许多嵌入式设计中。此外，还可以使用LabVIEW嵌入式模块对ARM单片机进行图形化编程。同时，ARM 7的LPC 2378微控制器的性能将作为嵌入式PLC的决定性规格和特性。除了支持ARM单片机的LabVIEW嵌入式模块外，还包括了对RealView u VisionARM仿真器的支持，它提供了精确的周期时序和逻辑仿真。有了这个功能，在硬件设计完成之前，应用程序的很大一部分可以被开发和测试。由于单片机板的输入和输出信号限制在3.3V，因此其对嵌入式PLC的重新设计和输出，以便于与外部工业设备一起使用[2]。
2.2数字输入
大多數要连接到数字输入端的设备使用24 VDC，与数字输入类似，大多数与数字输出相关的设备使用24 VDC，如继电器、气动和液压系统电磁阀等，因此需要一个电路来隔离和放大信号[3]。
2.3模拟输入
由于传感器与模拟输入相连接的电压输出标准电压在0～10V之间，需要将电压降至3.3V。为此，我们USC的分压器电路[4]。
2.4模拟输出
单片机输出的模拟电压为3.3V。因此，有必要使用该电路将电压从0-3.3放大到0-10 V，如开关、接近传感器等，因此需要一个电路来隔离和减少信号。数字输入的内部电路，IEC 61131-3目前为程序管理系统定义了五种编程语言：FBD（功能框图）、LD（梯形图）、ST（结构化文本，类似于Pascal编程语言）、IL（指令列表，类似汇编语言）和证监会（顺序功能图）。这些技术侧重于操作的逻辑组织。
本文采用FBD编程语言对嵌入式PLC进行控制，因为ARM单片机的I abVIEW嵌入式模块是嵌入式设计的综合图形开发环境，该模块将LabVIEW图形开发环境与ARM单片机无缝集成。
该模块以LabVIEW嵌入式技术为基础，方便了数据流图形化编程前端系统，包括数百个分析和信号处理功能、集成I/O和交互调试接口。使用ARMMicroController的嵌入式模块，我们可以使用JTAG、串行或TCP/IP来优化链接和查看livefront面板更新。ARM单片机的嵌入式模块包括LabVIEWc代码生成器，它从LabVIEW框图[Ф]中生成C代码。对于FBDLanguage的创建，我们使用LabVIEW中的可用工具。
结束语
本文在分析了PLC和嵌入式系统的概念和特点的基础上，提出了开发一种用于机电工程的低成本嵌入式PLC。嵌入式PLC的设计结合了PLC和嵌入式系统的优点。嵌入式PLC的硬件结构是由ARM单片机开发的。
参考文献
[1] 张帅强. PLC设备在机电一体化设计中的合理应用研究[J]. 汽车博览，2020（30）：80.
[2] 程飞. PLC设备在机电一体化设计中的合理应用研究[J]. 汽车博览，2020（33）：78.
[3] 刘超波. PLC在机电一体化生产系统中的运用研究[J]. 建筑工程技术与设计，2017（31）：1556—1556，1554. DOI：10.3969/j.issn.2095-6630.2017.31.501.
[4] 陈子琦. 鸡蛋加工生产线自动上料装置的分析与机电一体化仿真研究[D]. 湖北：华中农业大学，2017.
作者简介：高亚雄（1991-7-），男，汉族，甘肃定西人，本科学历，工作单位新疆巴音郭楞职业技术学院，助教，研究方向：电气自动化。