淺析自動化控制標準化的意義

李大昊

【摘? 要】標準化是科學管理的重要組成部分，標準化設計不僅提高了工作效率還推動了技術創新和科技的進步。論文通過介紹自控系統標準化的優點，并以天然氣壓縮機控制系統舉例，論述了自動化控制標準化在實際使用中的意義。

【Abstract】Standardization is an important part of scientific management. Standardized design not only improves the work efficiency， but also promotes the technology innovation and the progress of science and technology. This paper introduces the advantages of automatic control system standardization， and through the natural gas compressor control system as an example， discusses the significance of standardization of automatic control in actual use.

【關鍵詞】自控系統標準化;工作效率;模擬量功能塊

【Keywords】automatic control system standardization; work efficiency; analog function block

【中圖分類號】TM76? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）02-0169-02

1 引言

自動化控制在工業控制領域因其高的可靠性以及編程的靈活性而得到廣泛應用，目前在石油、化工等控制領域已獲得普遍應用，但是在我們傳統的自動化控制設計中存在結構化不清晰、應用性差、導致智慧和知識無法得到有效的利用、保護與推廣。

標準化是一項基礎工作，是自動化控制系統科學管理的重要組成部分，標準化設計不僅提高了我們的工作效率以及我們在行業內的技術競爭能力，還推動了技術創新和科技進步。智慧和知識會通過標準化設計的形式得到有效的保護、利用與推廣[1]。

2 自動化標準化的特點

①簡單性。

我們通過使用標準化的程序框架，讓我們的自控系統盡可能簡單，讓使用者或者初學者可以簡單快速地使用。

②可讀性。

標準化的自控系統具有很高的可讀性，可讀性好的自控系統不僅便于程序設計者加深對程序的理解，更便于后期調試，而且還便于使用者讀懂設計者的程序，每個階梯邏輯或者操作數的文字注釋必須要詳細。高的可讀性便于企業內部標準化的設計以及給設計者指明設計方向，便于設計者與使用者在同一個設計理念中。

③正確性。

標準化的自控系統一定要正確，并要經過實際工作的反復驗證，證明其能夠正確工作，這是對自控程序的最基本的要求，若是這一點都做不到，其他的再好也沒有用。

④可靠性。

標準化的自控系統不僅要正確，還得可靠。可靠性反映的是控制系統的穩定性，可靠的自控系統對于非正常工作條件的出現，能予以識別，并能使其與正常條件銜接，可適用于多種情況。好的自控系統對非法操作能予以拒絕，且留下“痕跡”以便于后期標準化的完善。

⑤易改性。

即標準化的自控系統應易于修改。自動化設計的特點之一就是方便，可靈活運用在各種情況下。

⑥報警系統的完整性。

自控系統往往用于工業環境，每一次的事故都會造成或大或小的損失，為了做到事故預知與預處理或者在事故中把損失降到最小，我們的自控系統必須有一套完整的報警系統來監控設備的運行。

⑦模擬性。

為了減少現場調試時間，往往設備運行之前就需要對自控系統進行模擬測試，為此，在程序中加入了模擬功能，以便我們提前對設備的控制流程進行測試。

3 自動化控制標準化設計思想

在自控系統設計時我們需要結合實際的功能需求，將復雜的任務分成能夠多次處理的小任務，結合通過程序代碼來對復雜的控制進行簡化。小任務一般表現形式為功能塊，在編寫程序時只需要調用相應的功能塊就可以了，在使用功能塊時只需要輸入相應的地址或者參數，就可以實現對不同設備和工藝流程的有效控制，不需要對功能相同的代碼進行重復輸入。如果需要修改程序功能，對功能塊進行修改即可，自動化控制的標準化能夠極大提高我們的工作效率，能保證我們智慧和知識的有效保護、利用與推廣。

3.1 PLC程序舉例

圖1是天然氣壓縮機自控系統中PLC程序中的模擬量功能塊，這個模擬量功能塊把信號的采集和轉換（“Input”—“HMI_Tag”引腳）、報警等級設定（“Alarm_Class_L”與“Alarm_Class_H”引腳）、報警使能與報警值得設定（“LL_Enable”—“HMI _Trigge_HH”引腳）以及報警顯消音和復位（“A_V_Alarm”—“Rest”）的功能都集中在一起，通過分析這個模擬量功能塊可以看出，這個功能塊比起我們常規的編程來說更加簡單清晰，易改性很強，面對我們自控系統中的模擬量信號可以直接調用這個功能塊[2]。

在PLC程序中，可以把其他的控制功能也做成功能塊，通過這種模塊化設計，把PLC編程標準化，程序的標準化不僅便于程序設計者加深對程序的理解，還便于后期使用者讀懂設計者的程序。

3.2 HMI畫面舉例

圖2是天然氣壓縮機自控系統中觸摸屏的參數設置畫面，該畫面主要對模擬量信號的位號、數值、單位、量程設、高停機、高報警、低報警、低停機信息的設置與顯示功能，這個畫面的設計理念也是按照標準化的設計理念設計的，畫面中每一行就是一個功能塊，畫面中的功能塊是與PC程序模擬量功能塊配合使用的，通過給畫面中的功能塊“賦值”來指定它顯示相應模擬量信號的參數，例如，畫面中的第一行賦值為1，第一行就會顯示相應的PLC程序中模擬量模塊“HMI_Tag”為1的信號參數[3]。

4 結語

標準化的設計是過程的、系統的和動態的，標準化自動控制不僅提高了我們的工作效率以及我們在行業內的技術競爭能力，還推動了技術創新和科技的進步，通過標準化的設計對智慧與知識進行有效的保護、利用與推廣。

【參考文獻】

【1】鄧李.ControlLogix系統實用手冊[M].北京：機械工業出版社，2008.

【2】遲君平.PLC程序開發中的結構化編寫方法[J].自動化博覽，2011，28（04）：90-92.

【3】黃恭偉，倪受春，汪先兵，等.S7-1200PLC結構化編程的研究和應用[J].滁州學院學報，2015（5）：62-64.