电子机械设备的控制系统设计研究

文/杜岩

与普通的机械设备相比，电

子机械设备更加复杂，为了确保

其运行的稳定性，需要配置相应

的控制系统。电子机械设备的控

制系统设计分为两个部分，一部

分是主控系统的设计，另一部分

是软件系统的设计。下面本文分

别就这两个方面的设计过程进行

论述。

摘 要

也可借助MODBUS 接口来实现。所有硬件接

线完毕，并完成程序编写后，便可将之下载到

PLC 当中，用户可利用人机界面对相关控制程

序进行调用。

1.2 人机交互界面

本次设计中采用的人机交互界面为液晶

显示面板，其采用的是当前较为流行的2D 绘

图加速技术，由此进一步提升了解析度，可对

大量的画面元件进行规划。该显示面板不但画

质清晰，而且还能实现人机交互界面的快速编

辑。该人机界面能够借助直连功能，对PLC

程式进行修改。

1.3 手动脉冲控制器

该装置也被称之为手摇轮，它在整个主

控系统中具有如下作用：可以在不使用编写的

程序对运动进行控制时，以手动的方式对X、Y、

Z 三个运动轴的移动进行控制。该装置具有如

下特点：耐冲击性强，装置外壳是以高强度材

料制成，从而使装置具备了极强的抗冲击性；

装置采用的是驱动器输出，基本不会受到外界

的干扰，由此使得装置具备了较强的抗干扰能

力；装置上配有挂钩，使安装变得更加简单和

方便。该装置可用于电子机械设备中运动系统

的手动控制，其操作面板上有一个倍率旋转按

钮，可选择对应运动轴的倍率，旋转手轮时，

编码器能够产生出与之相对应的信号，从而实

现坐标定位。

2 电子机械设备控制系统的软件设计

本次设计中选用的PLC 为多功能可编程

控制器，其最为突出的特点是结合了多种功能，

如基本指令、运动指令、应用指令等等，由此

使得程序的设计变得更加多元化。鉴于该PLC

所具有的顺序和定位控制两大功能，在程式的

设计中分为三种情况，即一种主程式和两种副

程式设计，其中主程式为O100，副程式分别

为OX 和Pn。下面对程式的架构进行分析。

在PLC 中O100 是程式的主体，它主要

起两个方面的作用，一方面是对程序的运行顺

序进行控制，另一方面是对程式的执行进行控

制。PLC 的O100 程式中，基本和应用两种指

令仅有一组主程式，能够对100 组OX 副程式

进行控制，并提供I/O 节点信号处理及Pn 呼

叫功能。鉴于此，需要先对O100 主程式进行

建立，然后在由其设定和启动XO与Pn 副程式。

在对O100 主程式进行设计时，可依据实际需

要进行，并在其中直接设定运动指令的相关参

数，同时还可对运动程式启动的编号进行设定，

从而对100 组OX 进行启动控制。为了便于用

户使用，在O100 主程式设计时，增设了一个

特殊的暂存器，用户通过它能够自行对手动功

能运功模式进行规划。由于PLC 中的O100 仅

有1 组，因此不能被其它程序呼叫，但其能够

对OX 和Pn 副程式进行自由呼叫；OX 除了

能够被O100 和Pn 呼叫之外，还能对Pn 进行

呼叫；Pn 能够被O100 和OX 呼叫，同时也能

对OX 进行呼叫。具体而言，在PLC 当中主

程式不能被副程式直接呼叫，两者间为单向呼

叫的关系，而副程式之间可以进行互相呼叫，

两者间为双向联系。主程式与副程式运动特性

有所差别，其中O100 是循环进行的，而OX

和Pn 则是预交一次执行一次。与本次设计选

用的PLC 控制器相对应的软件为PMSoft，该

软件具有如下功能特点：变数宣告、编辑功能

块、完整监控、电子凸轮等。

3 结论

综上所述，电子机械设备因其本身比较

复杂，所以需要通过控制系统对其运行过程进

行控制，从而保证设备的运行稳定、可靠。控

制系统的设计具体包括两个部分，一部分是主

控系统，另一部软件系统。本文针对这两个部

分的设计过程，对电子机械设备控制系统的设

计进行了论述。该控制系统已在某企业的电子

机械设备中进行了应用，自该系统应用之后，

电子机械设备的运行稳定性和可靠性较之以往

获得了大幅度提升。可见，该控制系统具有一

定的推广使用价值。

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作者简介

杜岩(1982-)，男，辽宁省沈阳市人。大学本

科学历，研究方向为机械工艺与设备。

作者单位