PLC控制技術(shù)在海上平臺(tái)電氣儀表系統(tǒng)中的應(yīng)用

王坤 何振平 陳光偉

摘要：傳統(tǒng)模式下海上平臺(tái)電氣儀表在動(dòng)力輸出及傳送方面耗能較高，動(dòng)力值輸出的準(zhǔn)確值較低，對(duì)實(shí)際工作造成一定影響。基于上述問題，相關(guān)工作人員需要合理應(yīng)用PLC技術(shù)，提出基于PLC技術(shù)的海上平臺(tái)電氣儀表自動(dòng)化控制研究。對(duì)傳統(tǒng)模式下動(dòng)力運(yùn)算硬件進(jìn)行優(yōu)化和改建，建立PLC動(dòng)力平臺(tái)，這樣能夠全面、有效收集海上周圍環(huán)境動(dòng)力相關(guān)參數(shù)，對(duì)其進(jìn)行合理處理。之后，通過計(jì)算得到自動(dòng)化準(zhǔn)確動(dòng)力參數(shù)。

關(guān)鍵詞：PLC控制技術(shù);海上平臺(tái);電氣儀表;自動(dòng)化控制

引言

海上平臺(tái)電氣自動(dòng)化儀表和自動(dòng)化控制應(yīng)用和運(yùn)行的重要基礎(chǔ)均為自動(dòng)化操作平臺(tái)，通過收集相關(guān)工作信息并進(jìn)行有效處理，對(duì)設(shè)備具體運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行深入分析，對(duì)故障問題進(jìn)行有效診斷，效果理想。但是傳統(tǒng)模式下海上平臺(tái)電氣自動(dòng)化儀表工作運(yùn)行的側(cè)重點(diǎn)在于對(duì)相關(guān)信息的處理和收集等方面，對(duì)主要目的在于實(shí)現(xiàn)信息的有效整合，進(jìn)而保證電器儀表自動(dòng)化控制水平，但是結(jié)合工作實(shí)際進(jìn)行分析，該模式對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)效果不佳，如果設(shè)備存在異常，極易引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

1電氣儀表在海上平臺(tái)電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

1.1數(shù)據(jù)收集和處理

海上平臺(tái)電氣儀表使用間隔級(jí)單元實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)電氣設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)的收集，如模擬量、數(shù)字量等，主要包括開關(guān)、CT及PT等。同時(shí)可以通過間隔級(jí)單元對(duì)收集到的輸入量實(shí)施數(shù)字化濾波，轉(zhuǎn)換工程質(zhì)量，運(yùn)行情況監(jiān)測(cè)、故障診斷以及刻度計(jì)算等相關(guān)處理措施。進(jìn)而產(chǎn)生能夠進(jìn)行數(shù)字計(jì)算和通訊的正常狀態(tài)，全面收集各類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，供間隔級(jí)單元及系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)有效更新。

1.2統(tǒng)計(jì)計(jì)算

海上平臺(tái)電氣儀表還具有統(tǒng)計(jì)計(jì)算的功能，主要是對(duì)實(shí)時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，如形成的電流、電壓等相關(guān)數(shù)據(jù)因素，電量等的極值、平均值及發(fā)生的具體時(shí)間、設(shè)備動(dòng)作的實(shí)際次數(shù)和保護(hù)動(dòng)作次數(shù)等，提供相關(guān)計(jì)算函數(shù)，進(jìn)而滿足用戶使用要求，進(jìn)行其他統(tǒng)計(jì)計(jì)算。

1.3自動(dòng)控制及保護(hù)功能

多數(shù)情況下，高壓設(shè)備以及大電流開關(guān)設(shè)備的體積較大，其主要功能為控制系統(tǒng)，完成合閘和分閘。如果設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)存在明顯的異常，只有具備一套相對(duì)完整的自動(dòng)化操作設(shè)備，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)供電系統(tǒng)的有效調(diào)控叫在實(shí)際工作過程中，其應(yīng)用技術(shù)繁多，主要包括電機(jī)自動(dòng)化技術(shù)、信息信號(hào)處理技術(shù)以及電子通信技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)儀表設(shè)備功能的優(yōu)化和整合，例如：測(cè)量?jī)x、自動(dòng)裝置等，進(jìn)而達(dá)到全面監(jiān)控、自動(dòng)化測(cè)量及控制、保護(hù)和通信調(diào)度的目的，因此自動(dòng)化控制具有全面性。

2PLC技術(shù)的工作原理

PLC技術(shù)也被稱作編程邏輯控制器，其主要作用在于對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)、程序進(jìn)行儲(chǔ)存，多通過內(nèi)容儲(chǔ)存器進(jìn)行儲(chǔ)存，之后根據(jù)相關(guān)指令完成邏輯計(jì)算，高效執(zhí)行命令實(shí)施相關(guān)工作。通過PLC技術(shù)的合理應(yīng)用能夠全面分析內(nèi)部相關(guān)指令，在完成分析后通過控制信號(hào)進(jìn)行有效傳輸，將其傳輸?shù)綀?zhí)行端，再通過CPU將這類指令進(jìn)行循環(huán)化執(zhí)行，這樣便能夠保證其工作的高效性。

2.1數(shù)據(jù)收集及輸入采樣

對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中，數(shù)據(jù)收集及輸入采樣是全部系統(tǒng)中最為重要和基礎(chǔ)的一個(gè)流程，PLC能夠全面掃描和分析輸入接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的記錄和儲(chǔ)存，將其放置于映像儲(chǔ)存區(qū)域，之后對(duì)其進(jìn)行全面的分析和處理，因此能夠確保數(shù)據(jù)的全面性、獨(dú)立性和準(zhǔn)確性，不會(huì)受到外界其它因素的影響。因此PLC技術(shù)也是一項(xiàng)高效的分析技術(shù)，基于對(duì)信息數(shù)據(jù)的全面掌握，能夠?qū)υO(shè)備基本信息進(jìn)行合理錄入和全面儲(chǔ)存，具有精準(zhǔn)性的特點(diǎn)。在這一過程中，PLC技術(shù)全面分析設(shè)備內(nèi)部應(yīng)用信息的過程中，也能夠保證數(shù)字信息機(jī)械化的應(yīng)用，對(duì)于完善用戶相關(guān)程序以及有效執(zhí)行具有重要的意義。并且數(shù)據(jù)的全面分析也是PLC技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化的前提下所實(shí)現(xiàn)的信息儲(chǔ)存格式應(yīng)用，具有良好的穩(wěn)定性。

2.2對(duì)執(zhí)行程序進(jìn)行有效分析

在使用PLC技術(shù)進(jìn)行程序掃描的過程中，其主要工作方式為從上至下的方式，并且根據(jù)固定的梯形圖像通過左側(cè)線路進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，這也是基礎(chǔ)第一傳輸?shù)闹饕^程;之后通過從左至右及從上至下的工作方式進(jìn)行掃描，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)和程序運(yùn)行的有效更新。在這一環(huán)節(jié)，PLC執(zhí)行程序只是以改變邏輯運(yùn)算方式進(jìn)行變化數(shù)據(jù)的收集和分析，并通過相關(guān)數(shù)字采集信息進(jìn)行有效更新，這樣才能夠?yàn)閳?zhí)行程序的運(yùn)行和優(yōu)化提供重要的數(shù)據(jù)支持。在實(shí)際過程中，機(jī)電設(shè)備的持續(xù)運(yùn)行也體現(xiàn)了程序的優(yōu)化以及數(shù)據(jù)收集的優(yōu)化，但是設(shè)備狀態(tài)的梯形圖也會(huì)產(chǎn)生一定的變化。程序的運(yùn)行存在循環(huán)往復(fù)的特點(diǎn)，因此在其每次進(jìn)行循環(huán)的過程中都需要確保數(shù)據(jù)的同一性，有效預(yù)防系統(tǒng)因?yàn)樾畔⒌腻e(cuò)誤出現(xiàn)故障問題%

3基于PLC的海上平臺(tái)電氣儀表自動(dòng)化控制

3.1對(duì)電氣儀表參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置

以PLC技術(shù)為基礎(chǔ)的電氣儀表自動(dòng)控制方法已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，效果明顯，可以對(duì)工作周邊環(huán)境進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)和分析，并能夠保證數(shù)據(jù)收集的全面性和合理性。通過對(duì)電氣儀表參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)定，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)儀表自身自動(dòng)化功能的改善。通過PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)信息的有效收集，主要內(nèi)容涵蓋了壓力、溫度等參數(shù)。結(jié)合相關(guān)公式，將檢測(cè)值轉(zhuǎn)換為物理量。完成轉(zhuǎn)換作業(yè)后，將完成設(shè)置的參數(shù)上傳在控制站平臺(tái)，結(jié)合設(shè)備運(yùn)行參數(shù)對(duì)運(yùn)行趨勢(shì)進(jìn)行繪制作業(yè)，該方法有助于工作人員深入了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

3.2電氣儀表故障預(yù)測(cè)

在實(shí)際應(yīng)用PLC時(shí)，系統(tǒng)具有較高的故障發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要保證電源在長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)中，因?yàn)槭褂脮r(shí)間較久，會(huì)導(dǎo)致其散熱性能下滑，進(jìn)而引發(fā)故障問題。為有效解決上述問題，需要對(duì)總線設(shè)計(jì)進(jìn)行一定的優(yōu)化和改善，其中斷路器和接觸器對(duì)主電路來說具有重要作用，能夠加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的控制，減少故障發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。繼電器和接觸器功能的聯(lián)系，能夠產(chǎn)生控制邏輯，提高自動(dòng)化控制水平。

3.3海上平臺(tái)電氣儀表自動(dòng)化控制

完成參數(shù)校正工作后，需要對(duì)其進(jìn)行儲(chǔ)存。系統(tǒng)再將其傳輸?shù)焦ぷ髡?，Web服務(wù)器將儀表信息傳輸?shù)骄钟蚓W(wǎng)內(nèi)，這一流程十分便捷。電氣元器件的作用十分重要。自動(dòng)化元器件的選擇對(duì)電氣儀表自動(dòng)化控制效果有直接影響。因此工作人員需要對(duì)其進(jìn)行合理選擇，這樣才能確保系統(tǒng)始終處于穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)下。在自動(dòng)化控制環(huán)節(jié)，還需要對(duì)元器件的耐久度進(jìn)行全面、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，并對(duì)全部檢測(cè)參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行情況數(shù)據(jù)進(jìn)行全面、實(shí)時(shí)傳輸^其中遠(yuǎn)程監(jiān)控是主要組成部分之一，其能夠使用動(dòng)態(tài)化圖形及報(bào)警等形式提高自動(dòng)化控制水平，并且在這一過程中全面收集現(xiàn)場(chǎng)傳輸相關(guān)數(shù)據(jù)信息，例如工藝流程相關(guān)參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)等。以人機(jī)對(duì)話形式為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程設(shè)置，對(duì)工藝檢測(cè)參數(shù)進(jìn)行全面控制。通過對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控界面的應(yīng)用有助于了解設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，并根據(jù)參數(shù)運(yùn)行繪制曲線，深入了解其運(yùn)行情況。數(shù)據(jù)的收集也是一項(xiàng)十分重要的工作內(nèi)容，主要為對(duì)控制器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面掃描，進(jìn)行有效處理，如果數(shù)據(jù)范圍不合理則會(huì)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警。除上述工作內(nèi)容之外，相關(guān)工作人員需要對(duì)數(shù)據(jù)變化的情況進(jìn)行深入分析，都需要使用控制器完成。在對(duì)通信進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，用戶可以將數(shù)據(jù)收集裝置得到的信息儲(chǔ)存于儲(chǔ)存器中，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)较到y(tǒng)，通過TCP協(xié)議，對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)功能加以利用，防止資源流失，保證傳輸信息的精準(zhǔn)及傳輸?shù)耐〞?。上述?nèi)容是海上平臺(tái)電氣儀表自動(dòng)化控制基于PLC技術(shù)的設(shè)計(jì)方法。

4結(jié)語

為了確保PLC技術(shù)為海上平臺(tái)電氣儀表自動(dòng)化控制提供更好的服務(wù)，需要加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用問題的重視，例如電磁波干擾等問題。不斷創(chuàng)新技術(shù)，強(qiáng)化性能，使設(shè)備能夠在不同環(huán)境下有效工作。同時(shí)要優(yōu)化知識(shí)體系，展開培訓(xùn)活動(dòng)，加強(qiáng)專業(yè)人才隊(duì)伍建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳清松.基于PLC控制的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)[J].今日自動(dòng)化，2019（05）：53-56.