基于PLC技術(shù)的電氣儀表自動(dòng)化控制

丁云波

江蘇印象乾圖文化科技有限公司 江蘇常州 2 1 3 0 0 1

電氣自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制是基于自動(dòng)化操作平臺(tái)完成的，通過采集和處理等一系列工作，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行診斷和分析。傳統(tǒng)的電氣儀表自動(dòng)化控制方法主要從信息收集和處理這兩方面來分析，通過整合有效信息，完成電氣儀表自動(dòng)化控制，但是在運(yùn)行的過程中，無法對(duì)所測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異常情況，容易引發(fā)安全事故，為了解決該問題，提出基于PLC技術(shù)的電器儀表自動(dòng)化控制方法。

1 電氣及儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)模塊

PLC控制模塊、中央控制模塊和通信模塊都是電氣及儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的重要組成部分。

1.1 PLC模塊

電氣及儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的PLC模塊比較常見，但在實(shí)際操作環(huán)節(jié)中，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)較高。PLC模塊對(duì)于相關(guān)電氣元件控制比較嚴(yán)格。需要確保操作制度和生產(chǎn)管理制度都符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)。檢查元器件時(shí)，堅(jiān)持落實(shí)檢查管理制度，以提高產(chǎn)品質(zhì)量。遵循電氣及儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，分析PLC控制模塊的特征，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，推動(dòng)系統(tǒng)整體優(yōu)化升級(jí)。

1.2 中控模塊

中央控制系統(tǒng)模塊主要是借助微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制的一種模塊。計(jì)算機(jī)技術(shù)持續(xù)不斷的進(jìn)步，微型計(jì)算機(jī)也增加了很多的接口，可實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備的同時(shí)連接，進(jìn)而在短時(shí)間內(nèi)完成系統(tǒng)分配的不同任務(wù)。中央控制系統(tǒng)可從傳感器中完成數(shù)據(jù)的采集，并結(jié)合內(nèi)置程序，找到更合理的問題解決方式。

1.3 通信模塊

電氣及儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的通信模塊主要是對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后通過專門的設(shè)備和儀器，將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)一整理，完成存儲(chǔ)操作。通過網(wǎng)絡(luò)途徑，將有關(guān)信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)系統(tǒng)，主要技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)[1]。例如，在電氣及儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)中廣泛使用TCP/IP協(xié)議，可達(dá)到在當(dāng)前局域網(wǎng)中進(jìn)行操作的目的。此操作方法可減少設(shè)備資源的浪費(fèi)，還可充分確保信息傳輸?shù)木珳?zhǔn)度和整體穩(wěn)定性。

2 PLC電氣儀表設(shè)計(jì)

2.1 PLC控制儀表系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)工作主要應(yīng)用了專門的編程軟件，使用的是高級(jí)編程語(yǔ)言，易懂通俗。首先需要對(duì)基本的人機(jī)界面進(jìn)行配置，使用戶和程序進(jìn)行交互，配置顯示的內(nèi)容需要將計(jì)算參數(shù)植入其中，配置完成后就可以開展編程工作。結(jié)合到相關(guān)公式可以得到測(cè)量的密度，單位長(zhǎng)度物質(zhì)質(zhì)量。將物料質(zhì)量與密度測(cè)量的公共代入程序，PLC通過高速計(jì)數(shù)口，將采集信號(hào)輸入到處理單元，處理單元通過執(zhí)行已經(jīng)編寫的程序運(yùn)算處理，得出參數(shù)后，將參數(shù)顯在人機(jī)界面[2]。模擬輸入量處理的對(duì)象包括了排量與壓力等模擬信號(hào)，PLC提供了模擬量輸入口共有兩個(gè)。一個(gè)用于輸入一定范圍內(nèi)電壓信號(hào)，而另一個(gè)則用于輸入電流信號(hào)。輸入信號(hào)范圍選擇只需要在程序中改動(dòng)對(duì)應(yīng)的數(shù)值。輸出信號(hào)可以將其直接與控制系統(tǒng)相連接，并且還可以將上限與下限報(bào)警參數(shù)融于其中。當(dāng)測(cè)量結(jié)果與設(shè)定的參數(shù)范圍不相符時(shí)，PLC就會(huì)停止工作，需要工作人員處理，之后才能恢復(fù)工作。

2.2 PLC和智能儀表硬件連接的設(shè)計(jì)

PLC自由通訊指令和特殊寄存器所起到的作用是比較突出的，通訊指令主要有發(fā)送和接收的指令，而特殊寄存器的類型比較多。PLC自由口的通訊工作方式是多樣化的，主要有對(duì)傳輸數(shù)據(jù)的分析，以及初始化寫入控制字符，以及進(jìn)入中斷事件等等。進(jìn)行PLC和智能儀表硬件的連接設(shè)計(jì)過程中，就要充分注重結(jié)合實(shí)際的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，保障設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性，只有如此才能有助于提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量。對(duì)智能儀表硬件連接的設(shè)計(jì)過程中，可通過不同的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，如設(shè)計(jì)方案中先通過PC/PPI編程電纜實(shí)施短距離傳輸，另一端接微歐儀端口無需調(diào)制解調(diào)器式適配器，這樣就能保障接線的簡(jiǎn)單化也有著比較高的可靠性。

3 PLC技術(shù)的電氣儀表自動(dòng)化控制方法

3.1 電氣儀表故障預(yù)測(cè)

在PLC技術(shù)的應(yīng)用過程中，系統(tǒng)發(fā)生故障的概率較高，所以在設(shè)計(jì)的過程中，需要電源不間斷運(yùn)行，長(zhǎng)期使用，散熱效果會(huì)逐漸下降，最終導(dǎo)致故障發(fā)生。為了解決這些問題，在總線的設(shè)計(jì)上做出了一些改動(dòng)。主電路是由斷路器和接觸器構(gòu)成，其功能在于實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣儀表的優(yōu)化控制，避免發(fā)生故障。電氣儀表自動(dòng)化控制主要包括繼電器和接觸器，這些部分的功能銜接，可以構(gòu)成控制邏輯，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣儀表的自動(dòng)化控制。在這種控制方法下，由于所需控制的設(shè)備較多，需要技術(shù)人員在控制室中操作。因此，將PLC技術(shù)應(yīng)用到電氣儀表故障預(yù)測(cè)中，以此解決這些問題。

3.2 實(shí)現(xiàn)電氣儀表自動(dòng)化控制

基于PLC技術(shù)的電氣儀表自動(dòng)化控制方法是由多個(gè)部分組成的，其中電子元器件是非常重要的部分。自動(dòng)化元器件的選擇會(huì)直接影響電氣儀表自動(dòng)化控制的性能。只有選擇了合適的自動(dòng)化元器件才能保證系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定使用。在對(duì)電氣儀表的自動(dòng)化控制過程中，要對(duì)元器件的耐用性和持久性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并實(shí)時(shí)傳送所有檢測(cè)參數(shù)和設(shè)備的各種運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。它們能實(shí)時(shí)接收現(xiàn)場(chǎng)上傳的數(shù)據(jù)，主要包括工藝流程參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及報(bào)警信號(hào)等[3]。通過人機(jī)對(duì)話的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣儀表的遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)和工藝檢測(cè)控制參數(shù)的設(shè)定。遠(yuǎn)程監(jiān)控界面可以顯示整個(gè)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行參數(shù)圖表，通過圖表數(shù)據(jù)繪制各種參數(shù)運(yùn)行趨勢(shì)曲線，以此判斷系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。數(shù)據(jù)采集是對(duì)控制器產(chǎn)生的連續(xù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，在處理的過程中，模擬量值只接受一個(gè)設(shè)定閾區(qū)變化的數(shù)據(jù)，所以需要將每個(gè)被定義的模擬量值進(jìn)行高、低、變化速率比較，如果超出了限位值，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)傳統(tǒng)的電氣儀表自動(dòng)化控制方法存在的問題，提出基于PLC技術(shù)的電氣儀表自動(dòng)化控制方法。PLC技術(shù)可以提高自動(dòng)化控制方法的安全性，通過實(shí)驗(yàn)證明，本文設(shè)計(jì)的方法更適合推廣使用。