基于虚拟PLC的小功率负载驱动电路设计

外 部输 入 设 备 并 接 收控 制 信 号 。本 文 所 设 计 电路
板共 有８ 个 输入 端 口 （ ￣ Ｐ Ｘ ０ ０ ０ － Ｘ０ ０ ７ ）。
海 洋 馆水 环 境控 制 中 的应 用 的研 究［ ４ 】 ，王洪 利 等对
基 于 ＣＡＮ总 线 和 软 Ｐ Ｌ Ｃ的 船 舶 锅 炉控 制 系统 进 行 了研 究 等 。论文 是 在本 实 验 室基 于 Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｃ ＋ ＋ 开 发 的面 向 三菱 Ｆ ＸＮ系￣ ］ １ Ｐ Ｌ Ｃ的虚 拟Ｐ Ｌ Ｃ软件 的基
（ 广 东工业 大学 机 电工程学 院，广州 ５ １ ０ ０ ０ ６ ）
摘 要 ： 针对虚拟Ｐ Ｌ Ｃ 控制小功率负载的问题，论文研究了虚拟Ｐ Ｌ Ｃ 与小功率负载间的通讯 ， 在此基础 上设计 了一块驱 动电路板 ， 为虚 拟Ｐ Ｌ Ｏ 控制小功 率负载提供接 口。该 电路板包括输入模块 、主 芯片模块和输出模块三个模块。输入模块负责外部输入信号的采集 ；主芯片模块负责将输入 模块采集的信号传输到虚 拟Ｐ Ｌ Ｃ，同时解析虚拟Ｐ Ｌ Ｃ 传来的信号准备输出 ；输出模块 负责接 收 并 转化控制 信号使之 能够控￣ Ｕ ｇ ｔ ， 部负载 。最后 ，以四层 电梯控制实 验为案例 ，验证所 设计 电
础 上 ，设 计一 块驱 动 电路 板 ，建 立起 虚拟Ｐ Ｌ Ｃ 平 台
２ ）主 芯 片模 块 。其 是 电路 板 的核 心 ，负 责将
输 入模 块 采 集的控 制信 号传 回虚拟Ｐ Ｌ Ｃ。同时 ，也 负责 对虚 拟Ｐ Ｌ Ｃ传来 的信 号 进行 解析 ，并 发送 给 输 出模 块 。实现 双 向数 据传输 。 ３） 输 出 模 块 。 其 为 虚 拟 Ｐ ＬＣ控 制 小 功 率 负 载 提 供 端 口 ， 连 接 并 控 制 外 部 小 功 率 负 载 。本 文所设 计 电路板 共 有 １ ６ ４ － 输 出端 口 （ 即
文章编号 ：１ ０ ０ ９ —０ １ ３ ４ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ （ 下） 一 ０ １ ３ ８ —０ ３
０ 引言
小 功 率 负 载 一般 是指 额 定 电 压 在２ ２ ０ Ｖ以下 ，
功 率 在４ ５ ０ Ｗ 内 的 负载 …。一 般 在Ｐ Ｌ Ｃ 实 验 室 中所 用 到 的外 部 负载都 是小 功率 负载 。基 于 虚拟Ｐ Ｌ Ｃ的 小 功 率 负载 驱 动 电路 板 为 虚 拟 Ｐ Ｌ Ｃ提 供 输 入 输 出
图 １ 设 计 总体 框架 图
本文 所设 计 电路板 主要 包 括 以下 三 个模 块 ： １ ）输 入模 块 。其 为外 部输 入 提 供端 口 ，连接
情 况下 ，为Ｐ Ｌ Ｃ技术 推广 提供 了一 个新 的 思
。
目前 ， 国内外 也 有不 少关 于基 于 虚拟Ｐ Ｌ Ｃ 的 负 载 驱动 电路研 究 。 比如 ，张 波进 行 了软Ｐ Ｌ Ｃ 技 术 在
Ｙ０ ０ ０ ￣ Ｙ０ １ ７） 。
和小功 率负载间的通信通 道 ，从而达到 驱动小功 率负载 的 目标 。
１ 设计 总体框 架
本文 的主 要 内容 就是设 计 一 个基 于虚 拟Ｐ Ｌ Ｃ的
小 功 率 负 载 驱 动 电路 ，根 据 电路 图 画Ｐ ＣＢ图 最 后 制作 出一 块 电路 板 ，使 虚拟Ｐ Ｌ Ｃ 借 助 电路板 驱动 控 制小 功 率 负载 。总体 框 架如 图 １ 所示。
收 稿 日 期 ：２ ０ １ ３ － ０ ９ － ２ ８
２ 输入模块设计
输 入模 块 相 当于 真 实 三菱Ｐ Ｌ Ｃ的ｘ端 口 ，本 文 设 计 的 电路 板 中共 有８ 个输 入ｘＯ ０ ０ 一 Ｘ０ ０ ７ ，用于 采
集 输入 控制 信号 。输 入 电路原 理 图如 图２ 所示 。
端 口，使 虚拟 Ｐ Ｌ Ｃ能够 驱 动 小功ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ率负 载 ，在Ｐ Ｌ Ｃ 教
学培训 中有 比较 重 要 的应用 。不仅 可 以脱 离 真实
Ｐ Ｌ Ｃ 节 约成 本 ，并 且 可 以使Ｐ Ｌ Ｃ 程 序编 辑 和调 试 同 时 进 行 ，大 大 提 高 学 习效 率 。在Ｐ Ｃ机 基 本 普 及 的
ｌ
ｌ Ｉ ８ 似
串 口数 据 转换 接 头 ，它 的 主 要 芯 片是 Ｐ Ｌ ２ ３ ０ ３ ｈ ｘ ， 它 能 够 同时 满 足 转 串 口和 调 压 两 个 要 求 ，而 且 独 立 于 电路板 ，大大 简化 了 电路设 计 的复 杂性 。 选 定 好 整 个 主 芯 片 模 块 硬 件 后 ，需 要 针 对 选 定 硬 件 进 行 相 关 软 件 设 计 。驱 动 电路 信 号 传 输 在 Ｐ Ｃ机 中 的 虚拟 Ｐ Ｌ Ｃ平 台 和 单 片机 之 间 完 成 ， 因此 软 件设 计也 包 括虚 拟Ｐ Ｌ Ｃ 程序 设 计和 单片 机程 序设 计 两 部 分 。虚拟 Ｐ Ｌ Ｃ 程 序设 计 主 要 负责Ｙ口数 据 的 获 取 ， 串 行通 讯 的初 始 化 ，串 行数 据 的 发 送 与 接
基金项目：国家 自然科学基金项 目 （ ５ １ ２ ７ ５ ０ ９ ４ ）；省部产学研结合项 目 （ ２ ０ １ ２ Ｂ ０ ９ １ １ ￣１ ３ １ ）；顺德 区科技计划项 目 （ ２ ０ １ １ ０ ２ ０ ２ ０ ５ １ ）；顺德 区政府采 购招标项 目 （ Ｓ Ｄ１ １ １ ４ ４ ） 作者简介：黄永飞 （ １ ９ ８ ８一 ），男，硕 士研 究生 ，研究方 向为虚拟Ｐ Ｌ Ｃ 仿真系统 。 ［ １ ３ ８ １ 第３ ６ 卷 第２ 期 ２ ０ １ ４ —０ ２ （ 下）
路板 能够驱 动小 功率负载 。 关键词 ：虚拟Ｐ Ｌ Ｃ ；小功率负载 ；驱动 电路 ； 控 制 中 图分类号 ：Ｔ Ｐ ９ １ 文献标 识码 ：Ａ
Ｏ ｏ ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ｌ ／ Ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ －０ １ ３ ４ ． ２ ０ １ ４ ． ｏ ｚ （ 下） ． ３ ９
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基于虚拟Ｐ Ｌ Ｃ 的小功 率负载驱 动 电路设计
Ｄｅｓｉ ｇｎ ｏｆ ｌ ｏ ｗ－ ｐｏ ｗ ｅｒ Ｉ ｏａｄ ｄｒ ｉ ｖ ｅ ｃｉ ｒ ｃｕｉ ｔ ｂａｓｅ ｄ ｏｎ ｖｉ ｒ ｔ ｕａＩ ＰＬＣ
黄永飞，何汉武，胡兆勇，梁致祥
ＨＵＡＮＧ Ｙｏ ｎ ｇ — ｆ ｅ ｉ ， ＨＥ Ｈａ ｎ — ｗｕ ， ＨＵ Ｚｈ ａ ｏ ． ｙ ｏ ｎ ｇ ，Ｌ Ｉ ＡＮＧ Ｚｈ ｉ ． ｘ ｉ ａ ｎ ｌ ｆ