淺談PLC與內(nèi)燃機(jī)變頻器通訊的應(yīng)用策略

王震生

摘要：PLC與內(nèi)燃機(jī)變頻器通訊的關(guān)聯(lián)應(yīng)用，可為此類變頻器通訊裝置搭載自動(dòng)化運(yùn)行程序，在數(shù)據(jù)參數(shù)的精準(zhǔn)對(duì)接下，真正實(shí)現(xiàn)精度化操控?；诖耍恼乱訮LC技術(shù)特性為切入點(diǎn)，闡述PLC在內(nèi)燃機(jī)變頻器通訊中的應(yīng)用意義及其實(shí)現(xiàn)原理，并對(duì)PLC與內(nèi)燃機(jī)變頻器通訊的應(yīng)用策略進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：PLC;內(nèi)燃機(jī);變頻器通訊

中圖分類號(hào)：TP2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）10-0076-02

0? 引言

內(nèi)燃機(jī)作為一種動(dòng)力機(jī)械結(jié)構(gòu)，在內(nèi)部組件的支持下，將熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，為機(jī)械設(shè)備提供內(nèi)驅(qū)力。在精密化、數(shù)字化技術(shù)的融合下，內(nèi)燃機(jī)設(shè)備內(nèi)的通訊效率也在逐步提升，強(qiáng)化機(jī)械設(shè)備在使用中的響應(yīng)效率，提高設(shè)備應(yīng)用性能。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)變頻裝置的運(yùn)行模式，并未能針對(duì)內(nèi)部信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化運(yùn)行，這就造成系統(tǒng)在處理某一類數(shù)據(jù)指令時(shí)，無(wú)法與更新后的組件設(shè)備實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)接，加大系統(tǒng)指令下達(dá)與執(zhí)行過(guò)程中的差距。在PLC技術(shù)的應(yīng)用下，則可為系統(tǒng)賦予自動(dòng)控制的能力，依托于集成系統(tǒng)可對(duì)外界傳達(dá)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、整合分類、運(yùn)算等，按照當(dāng)前內(nèi)燃機(jī)工作屬性，進(jìn)一步界定出相對(duì)應(yīng)的工作參數(shù)，提高變頻器通訊效率，滿足設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行需求。本文則是針對(duì)PLC在內(nèi)燃機(jī)變頻器通訊中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行探討，僅供參考。

1? PLC特性解析

PLC（可編程邏輯控制器）作為一種具有可編程屬性的控制存儲(chǔ)元件，在內(nèi)部邏輯程序、算法的支持下，令其具備數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)變性能。PLC元件集成電源機(jī)構(gòu)、中央處理機(jī)構(gòu)、存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)、I/O單元于一體，保證元件在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，可通過(guò)自動(dòng)化操控模式，對(duì)外部搭載元件所傳達(dá)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行運(yùn)算處理，并實(shí)時(shí)下達(dá)到各類操控設(shè)備中，確保通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的智能化操控。

從工作原理來(lái)看，PLC在運(yùn)行時(shí)一般分為三個(gè)程序。第一，數(shù)據(jù)采樣程序。通過(guò)內(nèi)部掃描功能，讀寫當(dāng)前設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的各類數(shù)據(jù)，并將此類信息同步映射到I/O、存儲(chǔ)單元中，以保證不同類型的信號(hào)數(shù)據(jù)在采集時(shí)，均可實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化處理。第二，在執(zhí)行方面。中央處理系統(tǒng)依據(jù)信息采集順序，對(duì)當(dāng)前操控體系進(jìn)行逐一整合，同時(shí)在存儲(chǔ)區(qū)中映射出相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，當(dāng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整合與具體運(yùn)算分類時(shí)，數(shù)據(jù)模型呈現(xiàn)出的運(yùn)行模式，則可按照實(shí)際掃描周期，對(duì)原有數(shù)據(jù)進(jìn)行覆蓋，以進(jìn)行接下來(lái)的相關(guān)操作。第三，在刷新方面。其是以CPU與I/O接口之間的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)狀態(tài)，對(duì)已經(jīng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行鎖存處理，確保外部裝置執(zhí)行數(shù)據(jù)指令以后，才可將其界定為一個(gè)指令輸出周期。在此類工作原理下，為具有元件集成屬性、功能集成屬性的PLC裝置賦予操作可靠性、運(yùn)行速率性、安裝便捷性、組態(tài)靈活性的優(yōu)勢(shì)。

2? PLC在內(nèi)燃機(jī)變頻器通訊中的應(yīng)用意義及其實(shí)現(xiàn)原理

2.1 應(yīng)用意義

內(nèi)燃機(jī)變頻器通訊與PLC的融合，可提高變頻器通訊的自動(dòng)控制效率。依托于PLC邏輯控制程序，可將變頻器通訊原有的各類集控功能進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)量、傳輸量等方面的控制。在PLC技術(shù)的實(shí)現(xiàn)下，集成系統(tǒng)的中央處理屬性，令傳統(tǒng)單一操控模式轉(zhuǎn)變?yōu)槎帱c(diǎn)集中控制模式，確保相關(guān)性能是建立主操控系統(tǒng)之上來(lái)實(shí)現(xiàn)的，提高信號(hào)通訊與傳輸過(guò)程中的對(duì)接性。特別是在RS系列通訊模式的應(yīng)用下，通過(guò)中央集成功能實(shí)現(xiàn)的PLC融合模式，進(jìn)一步強(qiáng)化通訊質(zhì)量，確保數(shù)據(jù)信息在實(shí)際傳輸過(guò)程中，不會(huì)受到外界因素的干擾，保證內(nèi)燃機(jī)變頻器通訊裝置在接收及下達(dá)相關(guān)指令時(shí)，可進(jìn)一步提高傳輸效率。此外，PLC所支持的遠(yuǎn)程操控功能，可有效確保變頻器在運(yùn)行過(guò)程中，結(jié)合數(shù)據(jù)系統(tǒng)終端實(shí)現(xiàn)對(duì)此類裝置的實(shí)時(shí)操控，達(dá)到節(jié)約控制成本的作用。

2.2 實(shí)現(xiàn)原理

搭載PLC實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)變頻器通訊裝置在具體運(yùn)行時(shí)，是以PLC為主操控系統(tǒng)，將變頻器裝置作為終端執(zhí)行部件。在實(shí)際運(yùn)行中，裝置主機(jī)所起到的功能是針對(duì)電碼傳輸進(jìn)行控制，這樣便可確保集成控制系統(tǒng)在對(duì)數(shù)據(jù)信息響應(yīng)及處理過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)指令輸入端與輸出端的精準(zhǔn)對(duì)接。從實(shí)際控制效果來(lái)看，PLC所具備的集成功能，可作用到不同主體之上，實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)控制，這樣便可進(jìn)一步規(guī)避資源占用量的問(wèn)題，通常情況下，按照流量控制參數(shù)來(lái)講，一個(gè)可編程邏輯控制器最高可同時(shí)控制30內(nèi)燃機(jī)設(shè)備。在此類工作模式下，PLC控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，則可進(jìn)一步依托于整個(gè)控制功能，構(gòu)筑出一個(gè)基于信息操控平臺(tái)的網(wǎng)格化系統(tǒng)，在實(shí)際通訊過(guò)程中，不同設(shè)備所搭載的系統(tǒng)程序，不再局限于固定的數(shù)據(jù)生產(chǎn)體系中，而是通過(guò)傳輸格式與傳輸效率之間的對(duì)接，保證數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)膶?shí)效性。

3? PLC與內(nèi)燃機(jī)變頻器通訊的應(yīng)用策略

3.1 變頻器通訊模式

在PLC系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，其一般搭載modbus的串行通訊協(xié)議，確保主控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，可將各類信息指令同步下達(dá)到各類分級(jí)處理系統(tǒng)中。在操控體系中，以一個(gè)主站，便可對(duì)不同數(shù)據(jù)承載端，傳達(dá)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，當(dāng)數(shù)據(jù)信息在傳輸時(shí)，其將通過(guò)數(shù)據(jù)信息的同步反饋，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)操控部件的精準(zhǔn)化確認(rèn)。這樣一來(lái)，在分級(jí)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的過(guò)程中，便可自動(dòng)校對(duì)數(shù)據(jù)傳輸指令是否滿足當(dāng)前傳輸訴求，以真正強(qiáng)化不同操控視域下的信息承載特性，保證信號(hào)承載端可自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類與確認(rèn)，令相關(guān)數(shù)據(jù)反饋具有針對(duì)性與時(shí)效性，主系統(tǒng)在實(shí)際操作時(shí)，可強(qiáng)化數(shù)據(jù)信息的傳輸質(zhì)量，確保內(nèi)燃機(jī)裝置在運(yùn)行工程中，可正確執(zhí)行操控指令，提高內(nèi)燃機(jī)設(shè)備的運(yùn)行精度。

3.2 通訊時(shí)序方面的實(shí)現(xiàn)

通訊時(shí)序可以真實(shí)描述出數(shù)據(jù)信息在時(shí)間節(jié)點(diǎn)下呈現(xiàn)出的交互態(tài)勢(shì)，然后按照相對(duì)應(yīng)的程序?qū)γ枋鰧?duì)象之間的信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)化確認(rèn)，保證每一個(gè)信息點(diǎn)均可對(duì)觸發(fā)事件進(jìn)行分析與羅列，保證數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)尼槍?duì)性。主機(jī)在執(zhí)行程序控制時(shí)，先針對(duì)主系統(tǒng)與分系統(tǒng)之間呈現(xiàn)出的相對(duì)性，界定出信號(hào)通訊指標(biāo)，并按照固有的控制程序，實(shí)現(xiàn)主機(jī)端與信息接收端之間的有效操控，此過(guò)程中主機(jī)起到的是信息傳輸作用，分級(jí)設(shè)備起到的則是響應(yīng)作用。這對(duì)于外部?jī)?nèi)燃機(jī)裝置來(lái)講，則可通過(guò)時(shí)序性的操作，令相關(guān)部件瞬時(shí)響應(yīng)指令訴求，維系內(nèi)燃機(jī)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。內(nèi)燃機(jī)氣缸在運(yùn)行過(guò)程中，則可按照時(shí)序性操控，正確界定出工作循環(huán)的運(yùn)行模式，如四沖程、二沖程下，設(shè)備應(yīng)當(dāng)遵循的運(yùn)作指標(biāo)。此外，主機(jī)在實(shí)際操控過(guò)程中，是按照時(shí)間節(jié)點(diǎn)的模式，按照固有的程序指令，將數(shù)據(jù)信息按照時(shí)序發(fā)送到分級(jí)站內(nèi)。而當(dāng)分級(jí)站接收完信息以后，則對(duì)主站所傳遞的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行接收并執(zhí)行，待執(zhí)行完相關(guān)工序以后，分級(jí)站將把指令運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息同步反饋到主站中，令主站了解到當(dāng)前指令執(zhí)行狀態(tài)。

3.3 通訊格式方面的實(shí)現(xiàn)

基于PLC控制系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)變頻器通訊功能實(shí)現(xiàn)，可利用系統(tǒng)各類數(shù)據(jù)指令與執(zhí)行功能之間的對(duì)接，保證內(nèi)燃機(jī)裝置在實(shí)際操控過(guò)程中，可真正由數(shù)據(jù)指令響應(yīng)出實(shí)際操控模式。從內(nèi)燃機(jī)所采用的變頻器類型來(lái)看，大多數(shù)是以C7型號(hào)為主，其采用三電平對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，最大限度保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。因?yàn)榇祟惣夹g(shù)在具體落實(shí)中，可在400V級(jí)的沖擊下，規(guī)避絕緣體損傷以及軸體內(nèi)損問(wèn)題等，為電流矢量的傳輸提供多元控制空間，進(jìn)而令其維系在一個(gè)高精度的運(yùn)行工況下，提高系統(tǒng)應(yīng)用性能。

如表1所示，為內(nèi)燃機(jī)變頻器的基礎(chǔ)通訊格式。從現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)變頻器工作模式來(lái)看，其外部承接載體要想實(shí)現(xiàn)電機(jī)速率、設(shè)備性能的同步提升，則必須通過(guò)內(nèi)部系統(tǒng)的集成控制實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)燃機(jī)操控程序的精準(zhǔn)控制，這樣才可提高設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量。

3.4 格式信息化方面的實(shí)現(xiàn)

內(nèi)燃機(jī)變頻器在運(yùn)行過(guò)程中，其本身呈現(xiàn)出的操控屬性，是以主機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，將指令傳達(dá)到驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，然后由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)此類指令進(jìn)行核對(duì)與響應(yīng)，保證數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)木_性。通常情況下，在信息下達(dá)時(shí)，先以功能碼校驗(yàn)為主，然后同驅(qū)動(dòng)裝置，對(duì)數(shù)據(jù)信息傳輸模式及信息響應(yīng)過(guò)程中存在的誤差進(jìn)行核對(duì)，確保數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)馁|(zhì)量性。功能碼的實(shí)現(xiàn)是以預(yù)期指令為主，在相關(guān)通訊功能實(shí)現(xiàn)下，依托于變頻器內(nèi)部的數(shù)據(jù)讀取機(jī)構(gòu)、回路測(cè)試機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)等，保證此類數(shù)據(jù)信息在實(shí)際驅(qū)動(dòng)中，可將相關(guān)程序的實(shí)現(xiàn)，界定出單個(gè)內(nèi)燃機(jī)變頻器在PLC主系統(tǒng)中的空間位置，提高內(nèi)燃機(jī)主系統(tǒng)的讀寫能力。這對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)而言，則可通過(guò)相關(guān)信息指令的操作，對(duì)數(shù)據(jù)信息的接入與導(dǎo)出提供自動(dòng)化執(zhí)行訴求，此過(guò)程屬于單向不可逆的信息操控程序，其不能通過(guò)信息反饋實(shí)現(xiàn)對(duì)特有指令的傳輸與更改，即為在一個(gè)數(shù)據(jù)指令的傳輸周期下，只有完成相關(guān)指令操控，才可確保相關(guān)工序的實(shí)現(xiàn)真正作用于系統(tǒng)本體之上，保證內(nèi)燃機(jī)在執(zhí)行某一類程序指令時(shí)，只有完成當(dāng)前工作循環(huán)，才可對(duì)下一指令進(jìn)行操作，有效規(guī)避機(jī)構(gòu)操作碰撞問(wèn)題的產(chǎn)生。

此外，數(shù)據(jù)信息在傳輸過(guò)程中呈現(xiàn)出的自動(dòng)校驗(yàn)功能，其是通過(guò)對(duì)PLC系統(tǒng)支撐下的各類載體進(jìn)行數(shù)據(jù)指令對(duì)接，保證在固有時(shí)序參數(shù)下，各類功能呈現(xiàn)出的屬性可精準(zhǔn)的作用到系統(tǒng)下達(dá)指令的范疇中，有效規(guī)避因?yàn)椴煌噶顐鬏敹a(chǎn)生的誤差性。這樣一來(lái)，內(nèi)燃機(jī)變頻器通訊裝置運(yùn)行過(guò)程中，可實(shí)時(shí)通過(guò)PLC指令下達(dá)，對(duì)當(dāng)前操控體系進(jìn)行確認(rèn)，避免因?yàn)椴煌瑪?shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)所造成的數(shù)據(jù)冗余問(wèn)題，令內(nèi)燃機(jī)主系統(tǒng)可按照終端荷載設(shè)備，完成數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)化操控，提高實(shí)際運(yùn)行質(zhì)量。

4? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，PLC作為一種可編程控制系統(tǒng)，其與內(nèi)燃機(jī)變頻器通訊裝置的聯(lián)合運(yùn)用，可進(jìn)一步提高系統(tǒng)運(yùn)行的智能性與效率性，保證主控制系統(tǒng)在傳達(dá)某一類數(shù)據(jù)信息時(shí)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)指令的精準(zhǔn)對(duì)接，提高內(nèi)燃機(jī)設(shè)備內(nèi)部指令響應(yīng)效率。

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