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1、PLC控制和Matlab/Simulink仿真模擬的一種翻譯方法TeresaDeveza.J.F.Martins埃武拉大學(xué)，葡萄牙埃武拉CTS/UNINOVA和FCT/UNL，里斯本，葡萄牙teresa.deveza@gmail.com;jf.martins@fct.unl.pt摘要：本文提出了一種翻譯方法即在Matlab/Simulink的效仿PLC控制程序環(huán)境。翻譯包自動地將PLC控制程序轉(zhuǎn)換成Matlab/Simulink環(huán)境軟件語言。在Matlab/Simulink環(huán)境中，將PLC控制程序翻譯到一個Matlab功能塊，只要模
2、擬運(yùn)行時，這個功能塊會控制工業(yè)過程的模型。翻譯包輸入有：PLC型號，PLC的數(shù)字類型輸入和輸出和PLC控制程序文件。該翻包輸出將是一個包含PLC控制程序翻譯的Matlab/Simulink環(huán)境兼容m文件。埃武拉大學(xué)的學(xué)生成功地采用這種封裝形式，讓他們可以通過這個Matlab/Simulink控制模型來測試自己的PLC控制程序。關(guān)鍵字：自動化，教育，工業(yè)控制，仿真，建模。1.簡介由可編程邏輯控制器（PLC）控制自動化和控制過程中的實(shí)際測試有一種眾所周知的問題[1-3]。有幾種解決方案實(shí)現(xiàn)：比例模型，LED的電池、交換機(jī)和人機(jī)界面（HM
3、I），監(jiān)督控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA）系統(tǒng)或模擬工具。使用比例模型真實(shí)的過程是非常昂貴的并且難以適應(yīng)不同的過程。毫無疑問，教PLC控制的過程的最好方法是允許學(xué)生在一個幾乎真實(shí)的環(huán)境來測試他們的項(xiàng)目，但其成本往往禁止其使用。使用LED和開關(guān)集是極其混亂最終無趣。這種方法，只有小的時候才有效且被認(rèn)為會嚴(yán)重降低學(xué)生的動機(jī)。有些HMI和SCADA系統(tǒng)允許功能，但非常昂貴，而不是用于目的和通?？紤]物業(yè)的協(xié)議。一些基于PC機(jī)的過程模擬工具被開發(fā)出來，采用單片機(jī)技術(shù)與任何類型的PLC[4]，設(shè)計(jì)工作。其他商業(yè)PLC也可模擬工具（PC-SIM卡
4、SIMTSXPSIM只是僅舉幾例）。然而，這些解決方案往往不適合被集成到其他的仿真的工具。利用Matlab/Simulink的[5]一直沒有一個正規(guī)工業(yè)自動化PLC教學(xué)方法控制過程。假設(shè)的型號的工業(yè)過程中實(shí)現(xiàn)的Matlab/Simulink本文提出了一種工具，它可以被用來實(shí)現(xiàn)在Matlab/SimulinkPLC控制程序環(huán)境。其基本思路是考慮PLC作為一個Matlab功能塊，在控制程序Matlab/Simulink環(huán)境，當(dāng)模擬運(yùn)行時，將控制該工業(yè)模型運(yùn)行。這項(xiàng)工作的主要目的是PLC控制程序，寫指令列表，自動翻譯成MATLAB/Sim
5、ulink軟件語言。2.工業(yè)過程建模實(shí)施工業(yè)生產(chǎn)線涉及大量的投資。在設(shè)計(jì)的每一個決定階段應(yīng)以非常關(guān)心保證自動化生產(chǎn)過程成功地實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的效果。工業(yè)過程建模的問題是不容易的或唯一的，幾種方法可以采用。這些過程可以被認(rèn)為是一個離散事件系統(tǒng)，根據(jù)出現(xiàn)的各種不同的事件，其中涉及了動力系統(tǒng)的變化。工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)保持在不斷完善，這對保持供應(yīng)商和過程集成商的競爭力非常重要。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，一個高效的建模方法是一個基本的問題一個現(xiàn)代化的生產(chǎn)線，是一個高度集成的系統(tǒng)它由自動化工作站以及具有工具變化能力機(jī)器人、一個硬件處理系統(tǒng)和存儲系統(tǒng)、PLC控制的過
6、程組成，并且計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制整個系統(tǒng)。每個控制工業(yè)過程被建模為一個傳遞函數(shù)（連續(xù)和/或離散）與一組輸入和一組輸出，如圖1所示。輸入的控制信號作用于的工業(yè)過程中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，輸出信號取決于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的傳感器和檢測器取得的變量。圖1.工業(yè)過程模型Matlab/Simulink環(huán)境雖然不是那么經(jīng)常使用的工業(yè)過程建模，但仿真包允許建立一個合適的建模和仿真工具連續(xù)，離散和混合離散/連續(xù)個子系統(tǒng)模型。如今，Matlab/Simulink的覆蓋了廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，也可以用于建立自動化應(yīng)用中的詳細(xì)過程。3.PLC建模一個PLC（可編程邏輯控制器）的基
7、本組成是：電源、控制程序和工作存儲器、輸入/輸出電路和一個中央控制單元。PLC是最合適的，并廣泛應(yīng)用于當(dāng)今工業(yè)過程技術(shù)。一個PLC被看作是一個集成電路，包括邏輯元素與互連圖案，其中一部分可由用戶編程。一個PLC仿真的電動梯的運(yùn)行圖。由于他們是連續(xù)的機(jī)器，效仿并聯(lián)電路的工作原理，瞬間響應(yīng)，PLC可以用一個輸入/輸出圖像表和掃描周期?？刂瞥绦蜻\(yùn)行時，PLC連續(xù)執(zhí)行一個掃描周期。該計(jì)劃解決了布爾邏輯中的信息的輸入表，輸出和內(nèi)部繼電器表。此外，在輸出的信息和內(nèi)部繼器表更新程序掃描過程中。PLC中，布爾邏輯（PLC控制程序）通常使用圖形語言表
8、示梯形圖[7]。然而，PLC控制面向文本的程序，還可以描述為STL（編程語言的語句表）和SCL（結(jié)構(gòu)化控制語言）。PLC建模問題可以降低到仿真PLC控制程序。對于PLC的程序，有幾個可以采取的辦法。幾位作者制定了具體的包驗(yàn)證PLC程序
