工业自动化上内嵌式PLC的应用研究

陈美铃

摘 要：本文围绕工业自动化控制领域的内嵌式PLC应用问题进行分析与研究，首先对内嵌式PLC系统装置的构成进行了简要介绍，进而对工业自动化、智能控制领域中的内嵌式PLC应用优势进行分析，作为数字化→数据化→云端生态链的前端数据传感器具有举足轻重作用，最后简要介绍了内嵌式PLC选型方面的基本规则，望能够引起各方重视与关注。

关键词：工业自动化；内嵌式PLC；应用

中图分类号：TM76 文献标识码：A

1.内嵌式PLC构成

内嵌式PLC是指在特定嵌入式系统中实现PLC相关梯形图编程语言、c/c++、Visual Studio VB.NET/C#、LableView等各种通用编程或专用语言可以开发设计，从而使特定装置能够在自身专用功能得以实现的基础之上具有PLC装置通用的相关功能。在ARM等芯片中引入内嵌式PLC系统功能后，整套系统装置能够体现体积小、反应速度快等优势，同时也能够避免传统PLC装置在实际应用中存在的数据计算、数据传递通信、定位等一系列新形势下出现的问题与不足，内嵌式PLC强调以通用编程快速化，强化过程控制的预算能力，并面向系统提供具有开放式特点的扩展结构，增加了网络互连的数据传输处理功能。不但如此，内嵌式PLC系统装置还具有PC单机、大型PLC的相关功能优势，如运算速度快，软件功能全面，操作灵活性高，可处理控制算法等复杂度高的数值处理，因此能够为解决对象控制问题提供具有通而专特点的开发平台。

在工业自动化控制领域中，内嵌式PLC的构成主要包括两个部分，第一是操作系统，第二是应用系统，实现小型工业自动化控制多任务系统。内嵌式控制器是一个超小型的计算机系统，以内嵌式操作系统为软件平台，PLC运行系统通过PLC虚拟机实现，作为应用系统嵌入在操作系统中，用户通过编写应用程序，执行控制输出。同时，内嵌式PLC控制器非常方便实现多机联网，其网络控制系统框图如图1所示。

嵌入式开发系统即以PC单机为基础，基于Windows操作系统平台，提供内嵌式PLC应用程序的编写环境以及编译调试环境。开发系统的主要功能是为用户提供可利用的标准化编程语言，进而支持特定应用控制程序的编程操作。同时，开发系统还能够为用户提供测试仿真工具，以及时验证并对控制程序正确性进行验证。在内嵌式PLC系统中，开发系统的主要构成包括以下几个部分，第一是编译器，第二是编辑器，第三是通信接口，第四是调试环境。内嵌式PLC系统装置运行框图如图2所示。用户可以在编辑器中完成对嵌入式系统的程序编程工作，然后在编译器中进行编译，剔除编程语言中的语法错误，然后生成中间代码，经调试无误后可下载至内嵌式PLC系统中以供使用。运行系统在内嵌式PLC系统中的主要功能包括系统配置、输入信号处理、PLC程序循环调用、数值计算以及控制信号输出这几个方面，同时在工业自动化控制领域实践中，根据需要设置网络，嵌入式PLC系统还能够通过现场总线（ProfiBus、eCat、EtherNet、TCP/IP等）实现与云端数据服务的实时通信。

2.内嵌式PLC应用优势

（1）控制功能先进

在工业自动化控制领域操作实践中，先进的控制功能与控制技术的实现必须依托于良好的模糊逻辑技术以及网络控制技术，且还需要配备一套功能强大的浮点处理器内存作为支持，而内嵌式PLC装置恰好可以满足上述要求。

（2）通信接口良好

常规PLC系统装置所配置与外部设备的连接接口为專用式，但内嵌式PLC系统装置具有扩展多种通信总线的特点，能够满足多个网络通信接口，具有一定的通用性特点，仅需提供通信软件驱动程序和相应的硬件接口即可正常投入使用，因此在工业自动化控制领域中适应性良好。

（3）实时性分析

强大的计算能力和极高的数据传输量，内嵌式PLC系统装置能够及时收集经由现场传感器采集的各种数字信号以及模拟信号，并通过对各类信号进行分析的方式准确检出并评估故障状态，以把握相应工业自动化设备的运行状况。

（4）高效性

在工业自动化控制领域中，内嵌式PLC系统装置能够面向系统提供多样化的工作平台，促进生产效率的提升，并促进工业自动化工程平台快速发展，对工程平台实施以及项目迁移有重要作用，同时兼具灵活性以及开放性的特点。内嵌式PLC建立在一定的操作系统平台上，通过软件应用编程实现计算、控制、存储以等功能，通过I/O接口以及现场总线等物理设备完成现场数据的采集以及信号的输出，并充分地发挥了系统的网络通信能力，实现PLC与Internet网络的连接，增强了PLC的组网能力和通信能力。

（5）智能化、灵活性

根据应用场合轻松调整PLC性能，灵活性强，全套PLC产品采用统一设计，适于各种控制应用，采用统一的编程软件，轻松上手，节省成本，可以高效控制自动化系统，提高产品智能控制水平。

结语

在我国社会经济快速发展与更新的背景下，工业自动化方面的功能需求更加系统与具体。工业企业必须不断引入并更新控制技术与方案，以促进工业自动化控制效果的提升。内嵌式PLC系统技术的应用对改善工业自动化控制效率而言有非常积极的作用与价值。相关企业以及工作人员必须充分认识内嵌式PLC在工业自动化领域中的重要意义，对内嵌式PLC系统装置的特点、构成以及选型规则等关键问题进行深入分析，以结合工业自动化控制需求选择最佳的内嵌式PLC系统方案，实现对工业自动化生产程序的动态控制与监督，促进工业自动化水平的提高以及企业的快速发展。

参考文献

[1]廖义奎，李智，周娟，等.一种适用于微型PLC的嵌入式操作系统设计[J].测控技术，2012，31（1）：79-82.

[2]唐亮，简毅.基于PC+运动控制器的内嵌型PLC设计与研究[J].机电一体化，2009（1）：59-61.