自动扶梯是现代化大楼中不可或缺的垂直运输设备,其控制系统是确保自动扶梯安全、高效运行的关键。传统的自动扶梯控制系统多使用可编程逻辑控制器(PLC),但随着技术的发展,单片机在自动扶梯控制系统中的应用也越来越广泛。本文主要探讨如何将PLC的梯形图语言嵌入到单片机开发中,实现PLC的单片机化控制,以及嵌入式PLC的设计和应用。
我们来看看自动扶梯控制系统的核心部分。自动扶梯的控制系统一般由PLC和单片机两种方案构成。PLC控制方案适用于那些对电气控制有基础了解,但对计算机技术不太熟悉的用户。而单片机控制方案则适合那些熟悉计算机应用技术,但对电气控制电路不够了解的用户。单片机控制技术的引入,可以使得控制系统的开发和维护更加灵活高效。
接下来,我们深入探讨实现PLC单片机化控制的两种方式。第一种是将梯形图编译程序嵌入到单片机中,用户可以通过梯形图编辑软件直接与单片机系统通信,实现监控等功能。这种方式的特点是硬件系统一旦设计定型,单片机的引脚分配就不能再改动,但提供了直观的梯形图编程环境。第二种方式是将梯形图编译程序独立出来,通过转换软件将梯形图编译成单片机的目标代码,再将其烧录到单片机中。这种方式相对更加灵活,单片机的引脚分配可以在转换软件允许的范围内根据需要进行调整,且可以根据应用需求定制不同的硬件电路。
在单片机控制板电路的设计上,嵌入式PLC主要由单片机基本系统、光电隔离开关量输入、光电隔离开关量输出和外扩存储器等部分组成。单片机基本系统一般由特定型号的单片机和外扩存储器构成,这里以宏晶公司生产的STC单片机为例。嵌入式PLC的输入输出点数可以根据自动扶梯控制要求进行定制,例如18点输入、10点继电器输出和2点晶体管输出的单片机控制电路。在输入电路设计中,光电隔离技术被用来提供输入信号,增强系统的抗干扰能力和安全性。输出电路同样采用了光电隔离技术来驱动晶体管或继电器,从而实现对自动扶梯的控制。
在通信电路的设计中,标准的RS232C接口被用于实现单片机与外部设备之间的通信。供电方面,嵌入式PLC通常采用外部电源+DC24V供电,并通过DC/DC转换器为单片机提供稳定的+5V电源。
软件开发方面,实现嵌入式PLC控制系统开发需要至少三种软件的支持。首先是通用的三菱PLC编程软件FXGPWIN3.3,其次是梯形图转换HEX代码的专用软件,最后是实现程序下载与设备通信的软件。这些软件的结合使用,为单片机控制技术的学习与应用提供了便利,使得没有汇编语言或C51计算机语言编程基础但熟悉继电器-接触器控制原理的一线人员,也有机会通过梯形图编程平台掌握单片机控制技术。
通过本文介绍的PLC单片机化控制方法,开发人员可以根据不同的应用要求定制硬件电路,进而实现自动扶梯的高效和安全控制。随着单片机技术的不断进步,其在自动扶梯控制系统中的应用将会越来越广泛,为智能楼宇的发展提供强有力的技术支撑。