遠程控制模塊在PLC遠程控制中的應用研究

李忠峰

摘要：電氣控制系統應具有兩個功能，即本地控制和遠程控制。本地控制基于受控設備的分布。在受控設備附近放置了一個本地控制箱。控制任務通過按鈕手動完成。控制電路的控制任務主要由繼電器開關完成。遠程控制是通過電子控制設備對所有受控設備進行集中控制。由于PLC是工業環境中使用的特殊電子控制設備，適合于各種現場信號檢查和自動化控制，正因為這個特點，本次通過在內燃機上的應用研究來分析遠程控制模塊在PLC遠程控制中的應用，系統選取了PLC作為控制系統的核心控制器。遠程控制由遠程計算機的配置程序屏幕控制。電氣控制系統結構簡單，在實際操作中有著簡便的特點。

關鍵詞：PLC;操作終端;設備遠程控制;內燃機

1 ?PLC簡介

PLC技術是一種邏輯編程技術。一般在可編程邏輯控制器生產完成并開始工作時，首先進行的就是輸入采樣過程，之后會根據實際的需求由用戶來啟動相關的程序，最后一步就是清除舊的數據將輸出初始化。這一系列的操作是可編程邏輯控制器的一個掃描周期。之后程邏輯控制器的CPU會根據相關的需求以調整重復執行上述三個階段的速度。這三個操作中的輸入采樣階段是數據采集的第一步。在輸入采樣結束后系統會進入用戶程序執行階段在用戶程序執行階段，可編程邏輯控制器會按照從上到下的順序掃描用戶程序（梯形圖）。可編程邏輯控制器掃描用戶程序時，根據設計原則會先掃描由梯形圖左側的觸點形成的控制電路。最后在輸出刷新階段，可編程邏輯控制器的CPU根據相關存儲器的狀態和數據刷新輸出鎖存器電路，然后由輸出電路來調動相應的設備。從而得到可編程邏輯控制器的真正輸出。

2 ?PLC特點分析

2.1 結構簡單

PLC實現傳統有線的優化邏輯，高度集成，可以依靠一個簡單的接口和各種符號表達式的完整的一套參數可以高度操作，應用技能很容易掌握操作符，就掌握了簡單的PLC編程邏輯可以實現高效的應用程序。此外，在設計過程中，可以結合系統的結構要求適當調整控制器，結構簡單可靠。

2.2 抗逆性強

PLC在使用上大多會采用一些集成電路來完成相關設計，這樣會使得設計結構可靠性較強，同時在系統設計上還包括了監控報警器和一些抗干擾較強的電路技術，這樣使得PLC本身就有比較強的抗干擾能力，在出現相關故障的時候且還有報警器可以起到預警作用。PLC與傳統繼電裝置相比較而言，PLC能夠更好的在各種各樣的環境中工作，同時PLC還能根據相關程序的編寫可實現對外部連接設備的有效監控與診斷，大大提高了系統的整體安全性與穩定性。

2.3 易于維護

PLC的另一個比較好的優點就是存儲邏輯設計，這種設計極大的使得外部結構得到了提升，而且反應靈敏性強，并設置有診斷與報警裝置，這樣簡化的結構能夠為后期維護工作的進行做好良好的基礎。

2.4 語言模塊化

PLC電子芯片的編程大都是采取了模塊化的設計理念，這樣在不同的模塊就能分開進行設計，最后在將多個具有不同功能的模塊級聯到一起實現系統的設計。也正是分模塊的設計就使得程序員只需利用熟悉的語言就可完成程序編譯。這樣的優點能夠極大的方便工作人員的實際操作，能大大的提升工作效率。

3 ?基于PLC的設備遠程控制的應用

PLC遠程控制在實際的應用實例有對于混泥土液壓泵送汽車的改進，這類汽車的液壓系統因為大量的使用繼電器而在工作中容易因為環境的影響而產生故障，可以通過PLC改進系統為本地控制和遠程遙控的模式，這樣能保證操作人員的人身安全。不僅如此PLC還能裝載在GK1C型內燃機上，通過PLC的控制實現柴油機啟動，調速和機車加載等功能，本文對于PLC遠程控制模塊在內燃機上的應用做出了一定的分析。

網絡控制系統的誕生的原理主要是集成了包括PLC網絡控制技術、分布式控制網絡、現場總線和工業以太網等模塊，互聯網網絡技術的廣泛應用，同時與現場總線技術，信息交互中間件技術，組態軟件技術，網絡技術，這些技術的往往需要各取所需來更好的完成工作，如遠程操作，這樣會使得傳統的控制系統更加智能化，同時這樣的組合也能使配置軟件集成和兼容性得到了提高，節省工業工作的周期。其中的組態軟件技術還提供了可以編程的平臺，這樣一來配置軟件就可以支持多個通信協議，并與許多工業產品兼容，為用戶提供更好的服務。并且該功能在實際運用中對于工作人員的技術要求可以適當的降低，在功能的擴展方面也是有著不錯的擴展能力。

為了能夠滿足相關設計的需求，同時許多產品的工作也有相關的需求。為了能夠在開環系統中實現順序控制，一些廠家采用了大量開關量設計來實現這一要求，這樣的設計會按照邏輯條件進行順序控制;除此之外還有和時序無關的開關量，這種設計是根據邏輯關系鏈序列來保護動作的控制。大量的開關量、脈沖量，定時器，計數器，模擬等狀態量的極限報警-離散量的數據采集和監控。隨著更多功能的開發與應用，PLC技術相對于傳統技術而言它更加符合各種應用需求的條件，同時與PLC相關聯的技術也在飛速的發展，其中主要的就有互聯網技術，這些都為PLC提供了更好的應用前景。

3.1 硬件系統設計

本次系統設計基于對實際要求的考慮選取了PLC控制器，中間繼電器和斷路器。系統還可以額外的為傳感器供電。PLC控制器的硬件系統的構成是可擴展的，包括主板，特殊定位模板，條形碼識別模板和其他模塊。用戶能根據實際的需求在主板上進行相關的擴展來實現所需要的功能。

在系統中設置好開關量的輸入輸出，開關量的輸入包括有：油壓繼電器的接點，變扭器的檔位，啟停開關等，同時在硬件設計中還會添加一個壓力計，用于監測柴油機與外界大氣壓差，一旦數值超出限定值，系統會立即停止柴油機的工作。開關量的輸出需要事先經過功率放大器的放大，輸出的負載主要是柴油機的調速，空壓機的啟動等。PLC控制器中還設計有一個RS-485通訊接口，這種通訊接口能夠接受MPI從站，PPI主站和自由端口協議。設置數字輸出模塊，使用有線輸出控制設備的啟動和停止，并將通信模塊設置為串行通信處理器模塊，該模塊可與智能電表一起在壓縮空氣站中通過利用硬件接口通訊網絡來有效的采集功率參數而不產生誤差，這樣就能極大的優化工作復雜程度，同時還能減少人力資源上的消耗。

使用PC-PPI電纜可使硬件與主機通信。它可以上傳和修改參數，而沒有時間限制。集成的DO接口可用于驅動中間繼電器的輸出。交互式控制，可遠程控制設備。該多功能遠程控制系統可以調用M微型計算機控制器的開關輸入接口，通過使用程序算法，可以輸出切換信號，從而可以獨立啟動和停止空氣壓縮機站的遠程7個過程，同時可以延遲特殊過程。至于信號傳輸和特定控制的設計可以根據軟件系統的設計的一些相關功能來實現。

柴油機的調速設備，本次系統對于這個問題采用的是無級調速，通過單片機來接受PLC傳輸的相關指令，從而驅動電機來改變高壓油泵的供油量，最后實現調速的功能。

3.2 軟件系統設計

系統使用主程序收集每個I/O接口的相關數據，并使用某種程序算法來識別空壓站相關設備的狀態，確定延遲時間和關閉狀態。如果空氣壓縮機站在起停狀態，切換鍵開關、PLC能夠通過相應的手段來檢測輸入數字信號。在實際工作中，當可編程邏輯控制器在掃描階段的時候，PLC會開始觸發輸入寄存器和內部寄存器邏輯流觸發，從而使觸發器的輸出寄存器開始啟動，從而完成相關的設計需求。內部寄存器可用于通過網絡命令來啟動和停止程序啟動和停止空氣壓縮機站。上升沿P命令可以檢測網絡中的開始信號，下降沿N命令可以檢測網絡中的停止信號。然后通過寄存器來控制中間繼電器將輸出信號發出，這個信號到達微機控制器時會發出啟動和停止信號，實現空壓站的遠程操作。

在系統工作的時候，系統會根據之前設置好的預設值來計數脈沖的個數，在計數過程中，計時器時基會根據設定的要求變為計數器當前計數值，此時根據計數器邏輯輸出，內部控制器會被常閉觸點控制，這樣系統就能夠實現遠程控制。

為了滿足一些特定的需求，系統往往會需要做些特定的模塊。這些模塊所設計的啟動和停止的基本原理與常規過程軟件一致。但是在這些模塊檢測到停止信號時，此時系統會立刻產生一個脈沖信號這個脈沖信號的作用是使得指示燈開始閃爍，然后控制工作指示燈閃爍直到達到系統所發出的停止信號完成為止。除此之外，本文所設計的系統中還添加了相關的設計來保護空壓站的硬件設備，這項保護的實際是在PLC的設備的遠程控制的基礎上，額外選取了互鎖軟保護設計和啟停指令延遲設計，這樣的設計能夠在系統工作是可以有效地防止各個部件因為工作的失誤而產生破壞，在部件工作產生沖突時會因為互鎖軟保護設計和啟停指令延遲設計而停止工作，這樣能大大的提高系統可靠性。

柴油機的加載，為了保證內燃機的工作效率，在一定的條件下可以加載。在進行此操作時，要先確定柴油機內水溫的大小和列管的風壓大小等，再確認滿足規定值時才可進行操作。

柴油機的調速設置。當柴油機啟動無級調速時，如果設置加速，則X011和X012有輸入，此時柴油機Y000和Y001有輸出，步進電機BJD順轉，柴油機升速，調整相關設置后，X011有輸入，X012斷開Y001輸出，此時步進電機停轉，柴油機保持一定速度運行。如果設置減速，X11和X12都不會有輸入，相對的Y000和Y001都不會有輸出，此時步進電機逆轉，柴油機減速，此時也能通過將控制按鈕置位，來控制步進電機停止逆轉。

4 ?結語

通過本文的研究分析表明，plc遠程控制系統可以通過PLC控制器，中間繼電器和斷路器組成的遠程控制模塊來實現，在內燃機的調速等控制上有著極大的幫助。在其他應用中可以根據需求作出相應的調整，盡可能在滿足遠程控制的前提，提升系統的工作效率。

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