關(guān)于PLC的嵌入式風(fēng)機(jī)智能控制系統(tǒng)研究

摘 要：風(fēng)機(jī)在我國已有著悠久的歷史，其在我國的各個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用。目前隨著電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，PLC等智能設(shè)備開始在工業(yè)及信息建設(shè)中得以廣泛的應(yīng)用，且發(fā)揮了具大的潛能，在自動(dòng)化控制設(shè)備的快速發(fā)展下，人們開始對PLC進(jìn)行研究和分析，以便對其進(jìn)行更好的利用，服務(wù)于我們的生活和工作過程中。本文針對PLC的嵌入式風(fēng)機(jī)智能控制入手，對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：風(fēng)機(jī)；智能控制；PLC 控制系統(tǒng)

前言

風(fēng)機(jī)可以劃分為許多種類，在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域及各種場所都有著廣泛的應(yīng)用，其主要是對氣體進(jìn)行壓縮和輸送，部分風(fēng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)處于較為惡劣的環(huán)境中。而PLC作為一種可編程邏輯控制器，其作為自動(dòng)化設(shè)備，不僅在使用上較為方便，而且還能適應(yīng)惡劣的環(huán)境，其主要應(yīng)用于工業(yè)控制方面，所以PLC在風(fēng)機(jī)上進(jìn)行就用，不僅能實(shí)現(xiàn)智能控制，同時(shí)也能也使風(fēng)機(jī)的可靠性有所提高。

1 風(fēng)機(jī)的智能控制

風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中，為了保證運(yùn)行的安全，需要人為的快捷操作來保證風(fēng)機(jī)能夠進(jìn)行各種反應(yīng)?？刂萍夹g(shù)在風(fēng)機(jī)運(yùn)行中具有非常重要的意義，其作為風(fēng)機(jī)的大腦，通過其所發(fā)出的指令，使風(fēng)機(jī)的各部分緊密的聯(lián)系起來。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，PLC的出現(xiàn)，可以把PLC看作是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，從而使風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)智能控制變?yōu)榭赡?。風(fēng)機(jī)的智能控制需要通過智能運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)，這就需要PLC的嵌入式智能控制來實(shí)現(xiàn)。此系統(tǒng)不僅需要軟件的人工智能化，同時(shí)還需要其他硬件來保證其智能控制的實(shí)現(xiàn)，主要有中央控制器、軟并網(wǎng)控制系統(tǒng)、無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)和偏航控制系統(tǒng)等。

1.1 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

風(fēng)機(jī)的運(yùn)行環(huán)境較為惡劣，所以其控制系統(tǒng)需要能夠忍受高溫、低溫、高濕及風(fēng)沙等自然環(huán)境，同時(shí)在惡劣的環(huán)境下運(yùn)行時(shí)還要保證其具有較好的穩(wěn)定性和抗干擾性，只有這樣才能保證各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)的準(zhǔn)確，所以對于控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅要做到科學(xué)合理，同時(shí)還要具有較好的高效性。風(fēng)機(jī)機(jī)組控制程序較為復(fù)雜，不僅需要滿足一定的控制要求和控制強(qiáng)度，同時(shí)在控制過程中還有較多的順序控制環(huán)節(jié)，這樣就需要頻繁的輸入輸出各種控制信號(hào)，所以需要選擇適合的PLC控制器來保證機(jī)組對其控制系統(tǒng)的總體要求。風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行智能控制設(shè)計(jì)時(shí)，不僅需要PLC工作模塊來作為其中央控制器，同時(shí)還需要專門的嵌入式控制軟件來實(shí)現(xiàn)配置的完整性，從而實(shí)現(xiàn)對機(jī)組的快速調(diào)節(jié)性能，機(jī)組在運(yùn)行時(shí)，需要根據(jù)各種不同的運(yùn)行狀況和運(yùn)行時(shí)的參數(shù)進(jìn)行及時(shí)的調(diào)節(jié)，從而保證運(yùn)行的穩(wěn)定性，PLC模塊和嵌入式控制軟件的相互配合使這一性能得到很好的保證。

1.2 控制電氣設(shè)備組成

風(fēng)電機(jī)組的控制裝置的硬件組成目前來說主要有主控制柜、計(jì)算機(jī)柜、電容柜、傳感器、交換機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及傳輸電纜等。在功率為750KW風(fēng)電機(jī)組中，塔頂機(jī)艙柜中的PLC系統(tǒng)模塊SM331、高速記數(shù)模塊有FM350、此外還有接口設(shè)備等，這些模塊在這個(gè)系統(tǒng)中合并一起發(fā)生控制作用。而在底部的控制箱中的PLC模塊主要包括了CPU模塊，數(shù)字量輸入模塊，數(shù)字量輸出模塊，通訊處理器CP340，供電則由電源模塊來供給。如此幾大PLC模塊一并發(fā)生功用，控制整體風(fēng)電機(jī)組的高效運(yùn)行。

2 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)

隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，使工業(yè)領(lǐng)域開始對控制和管理提出了更高的要求，這樣也導(dǎo)致PLC技術(shù)得以快速的發(fā)展，從原來的封閉式的集中體系開始向開放的分布式體系發(fā)展，同時(shí)在多臺(tái)控制設(shè)備的組合下，使PLC形成一個(gè)龐大的控制網(wǎng)絡(luò)，來實(shí)現(xiàn)對各個(gè)分布式網(wǎng)絡(luò)的控制和管理，另外也能對網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)行設(shè)備實(shí)現(xiàn)管理和控制。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的運(yùn)行需要在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下來實(shí)現(xiàn)，只有在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下，各儀器和設(shè)備的運(yùn)行狀況和參數(shù)才能將信息實(shí)現(xiàn)，從而通過網(wǎng)絡(luò)將信息和操作指令匯集在操作系統(tǒng)中。同時(shí)由于操作系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性，所以其可以將監(jiān)視情況有效的顯示出來，這樣非常有利于工作人員對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及數(shù)據(jù)的有效監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)可以通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行快速的調(diào)節(jié)，并通過網(wǎng)絡(luò)迅速下達(dá)指令，從而使設(shè)備做出新的反應(yīng)。網(wǎng)絡(luò)不僅具有共享性，同時(shí)還有互通性，這些新指令信息工作人員會(huì)很快的看到，而且能夠進(jìn)行快速的查詢，這是由于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)擁有一個(gè)較為龐大的數(shù)據(jù)庫，可以將有用的信息進(jìn)行存儲(chǔ)，以便于查詢所用。

3 風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

風(fēng)電機(jī)組所要實(shí)現(xiàn)的控制功能需要分成幾個(gè)獨(dú)立的任務(wù)，在投入使用前，需要對模塊進(jìn)行軟件編程，將指令輸入其中，以達(dá)到在人工的操控下可以迅速完成功能轉(zhuǎn)換，其中主程序主要完成風(fēng)電機(jī)組的啟動(dòng)、軟并網(wǎng)、大小電機(jī)的隨時(shí)切換控制以及發(fā)電系統(tǒng)工作參數(shù)的優(yōu)化等；而子程序主要有停機(jī)子程序、緊急停機(jī)子程序、偏航子程序、解纜子程序等等，通過這些子程序，技術(shù)人員可以對風(fēng)電機(jī)組各運(yùn)行的部件進(jìn)行即時(shí)監(jiān)控，同時(shí)系統(tǒng)還會(huì)根據(jù)不斷地記錄機(jī)器運(yùn)行的數(shù)據(jù)，將其存入指定的數(shù)據(jù)庫中。而電氣設(shè)備是實(shí)現(xiàn)這些命令的物理器具，所以整個(gè)P L C 的智能控制是一個(gè)龐大的控制原器件的功能組合。

智能控制是PLC 的最重要的優(yōu)勢，目前在我國社會(huì)結(jié)構(gòu)中，工業(yè)化進(jìn)程不斷的加快，能源的消耗及效率問題越來越成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。工業(yè)的快速發(fā)展像一柄雙刃劍一樣給人們帶來好處的同時(shí)，也使人類所賴以生存的能源越來越少，能源是不可再生的能源，工業(yè)的快速發(fā)展使能源的存量越來越少，這不僅導(dǎo)致人類的生活面臨著危機(jī)，同時(shí)也給人類帶來了緊迫感，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排已成為全世界共同的目標(biāo)，所以需要在生產(chǎn)和生活中提高能源的利用率，開始向低碳型社會(huì)發(fā)展，從而改變已經(jīng)被破壞了的環(huán)境，這也是我國發(fā)展低碳型經(jīng)濟(jì)社會(huì)急需解決的重要問題。但在當(dāng)前工業(yè)化發(fā)展越來越快速的今天，能源的日益消耗使有限的能源越來越少，所以目前我們在對能源的利用上，不僅在充分的提高能源的利用率，同時(shí)還要減少不必要的消耗，這是解決當(dāng)前能源危機(jī)的首要問題。而通過對PLC嵌入式的智能控制在工業(yè)上的應(yīng)用，滿足了當(dāng)前能源的使用要求，與低碳型社會(huì)的發(fā)展相呼應(yīng)，順應(yīng)了社會(huì)發(fā)展模式的需要。

4 結(jié)束語

PLC作為控制元件，其功能大，操作性強(qiáng)，同時(shí)也是人類智慧的一種體現(xiàn)，它的使用有利于人類對生活與生產(chǎn)中各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行和發(fā)揮功效進(jìn)行科學(xué)及時(shí)地管理控制。最能體現(xiàn)出其優(yōu)勢的是在嵌入式系統(tǒng)的輔助下，通過智通控制策略，可以將其功能發(fā)揮到最大，為人類更好地服務(wù)。

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