關(guān)于簡化智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)統(tǒng)一自動化控制應用研究

蘆琦

摘要：電氣自動化控制目前已逐步由工控轉(zhuǎn)型至智能家居控制，我國經(jīng)濟的穩(wěn)定增長帶來的是科技飛速的發(fā)展，智能控制設(shè)備實現(xiàn)跨時代升級無論是在功能還是價格上均可以滿足構(gòu)建智能家居控制的需求。然而無論是在工業(yè)控制還是在智能家居控制中，對于智能自動化系統(tǒng)的組建，均存有問題。首先，智能設(shè)備工業(yè)控制中協(xié)議不統(tǒng)一，以西門子的工控系統(tǒng)為例，雖然在工控系統(tǒng)內(nèi)部統(tǒng)一使用PPI通訊，但在大多數(shù)企業(yè)中使用西門子工控設(shè)備的同時會根據(jù)個體需要添加三菱或歐姆龍的設(shè)備，因此由于通訊不統(tǒng)一常導致企業(yè)需要進行兩套單獨的編程控制;其次，智能設(shè)備家居控制中協(xié)議不統(tǒng)一，以小米的智能路由器家居控制為例，雖然小米設(shè)備在連接了小米路由器后可以實現(xiàn)家庭智能家居語音控制，但由于小米在電視、計算機行業(yè)產(chǎn)品水平技術(shù)有限，更多家庭會購買其它品牌的家電，這就導致智能家居會被多個控制器控制不能實現(xiàn)統(tǒng)一。對于智能控制中人們往往忽略了開關(guān)這一基礎(chǔ)控制器的作用，本文主要敘述如何利用開關(guān)實現(xiàn)對部分工控、智能家居控制系統(tǒng)實現(xiàn)初步統(tǒng)一控制進行分析，通過分析給出合理的系統(tǒng)組建建議。

關(guān)鍵詞：智能家居;工業(yè)控制;開關(guān);

一、自動化系統(tǒng)組建誤區(qū)

1.“一步到位”的系統(tǒng)組建

目前，在國內(nèi)特別是流水線的制造業(yè)中存在這類情況，企圖使用一步到位的組建模式，將生產(chǎn)線組建到位。以雞蛋分揀生產(chǎn)線為例，雞蛋分揀過程中涉及了核心的控制器，可以采用穩(wěn)定性高價格較貴的PLC作為主要核心進行生產(chǎn)線的搭建;也可以采用價格較低靈活性高的單片機進行核心控制。其它的傳感器機械臂的選用，企業(yè)往往會根據(jù)核心控制器的選擇而決定。例如，本例中采用西門子s7-200作為生產(chǎn)線的核心控制器，那么企業(yè)中為了更好的實現(xiàn)生產(chǎn)線傳感器、伺服電機、伺服控制器、與PLC的溝通會統(tǒng)一采用西門子的相關(guān)設(shè)備以組建PPI網(wǎng)絡(luò)?？此埔徊降轿坏南到y(tǒng)已組建完成，然而在進行生產(chǎn)后管理者期望加入新的包裝設(shè)備，此時一線工程師會選擇包含PPI協(xié)議的設(shè)備，然而部分國內(nèi)生產(chǎn)的包裝機不識別該協(xié)議，于是造成了對設(shè)備兼容性整合不合理的情況發(fā)生。

2.“隨心所欲”的系統(tǒng)組建

對于上面提到的雞蛋分揀生產(chǎn)線大型企業(yè)往往可以采用購買成套的設(shè)備進行組建，然而一些私人小型企業(yè)會采用購買各生產(chǎn)線淘汰的二手設(shè)備。本文以C52單片機作為核心控制器為例，雞蛋分揀生產(chǎn)線所產(chǎn)生數(shù)據(jù)較少采用C52單片機完全可以完成任務(wù)。此時，管理層考慮生產(chǎn)線成本會購買二手的三菱的Q系列伺服驅(qū)動器與機械臂，采用歐賽龍超聲波傳感器檢測震動中雞蛋的頻率進行雞蛋“探傷”。此時所采用的主要設(shè)備分別來自宏晶、三菱、歐賽龍等那么對于企業(yè)基層工程師來說編寫統(tǒng)一協(xié)議費時費力，管理層“隨心所欲”的設(shè)備采購，為自動化控制系統(tǒng)組建帶來了困難。

二、開關(guān)在在自動化系統(tǒng)中的應用

1.開關(guān)的應用

對于開關(guān)的控制實現(xiàn)系統(tǒng)自動控制其核心思想是，在設(shè)備設(shè)置好運行程序后，只需要滿足設(shè)備電源通電，設(shè)備即可按照設(shè)置好的程序加入系統(tǒng)。該思想可以極大程度上簡化部分自動化系統(tǒng)。舉例來說，上文提到雞蛋分揀生產(chǎn)線若采用方案一組建較為統(tǒng)一的西門子設(shè)備，那么在后期增加其它品牌設(shè)備后在不考慮轉(zhuǎn)接口配合、上位機調(diào)控、改變設(shè)備協(xié)議等方案，可以采用開關(guān)進行對設(shè)備的統(tǒng)一化控制。具體方式如下，比如生產(chǎn)線增加了三菱的包裝設(shè)備，那么可以首先利用上位機對該設(shè)備的包裝進程程序進行設(shè)定，在設(shè)備通電啟動后即可按照上位機設(shè)定的原始程序進行運行。此時為完成該包裝設(shè)備融合至前端西門子雞蛋分揀設(shè)備生產(chǎn)線系統(tǒng)中，可以在三菱設(shè)備電源通電線路中增加西門子開關(guān)控制器，開關(guān)控制器連接至西門子S7-200數(shù)字輸出端口，即可完成該系統(tǒng)的拼接。在西門子PLC完成數(shù)據(jù)

輸出后，相關(guān)開關(guān)控制器完成閉合接通三菱設(shè)備電源，雞蛋通過分揀生產(chǎn)線后即可進入相關(guān)的包裝線;

若采用方案二組建較為復雜的多設(shè)備生產(chǎn)線，開關(guān)控制器同樣可以起到智能控制整合作用。上文提到該方案，所包含的中央控制器為宏晶單片機，伺服電機伺服驅(qū)動器為三菱，傳感器為歐賽龍超聲傳感器。因此該生產(chǎn)線在利用上位機設(shè)定好中央控制器程序，設(shè)定好伺服驅(qū)動器的數(shù)據(jù)后，只需要利用單片機控制繼電器進而控制開關(guān)以接通相關(guān)下位機電源，即可完成該設(shè)備與系統(tǒng)的對接。

以上兩個方案均是運用了控制開關(guān)控制器來達到自動化控制的思想，與傳統(tǒng)的上位機調(diào)控相比而言，上位機在該方案中僅僅作為程序設(shè)定來用，省略了對于硬件的組態(tài)監(jiān)控以及不同品牌設(shè)備的協(xié)議轉(zhuǎn)換。

2.開關(guān)對于智能家居的初步整合

上文提到了在工業(yè)控制中可以通過利用開關(guān)控制器整合不同設(shè)備，秉著相同的思想我們在智能家居中依然可以利用開關(guān)控制器整合不同品牌的智能家電。以華為路由器與華為家電、小米路由器與小米電子鎖、海信WIFI空調(diào)整合為例。

首先，華為路由器與華為家電可以構(gòu)成華為智能家居網(wǎng)路，其協(xié)議相同無需要做特殊設(shè)置，只需要正常在華為路由器中錄入相關(guān)的電子設(shè)備信息即可。此時，我們增加小米路由器與小米電子鎖構(gòu)成的子網(wǎng)絡(luò)，在沒有使用臺式計算機或智能平板、手機等作為上位監(jiān)控機的情況下可以采用華為提供的電子開關(guān)管理小米路由器的電源。首先只需要架設(shè)好小米路由器與電子鎖構(gòu)成的子網(wǎng)絡(luò)，既在正常供電中小米路由器登錄小米電子鎖設(shè)備信息，通過小愛助手即可管理小米電子鎖。同時將海信空調(diào)端接入小米路由器的子網(wǎng)絡(luò)，此時三種不同品牌的設(shè)備均已連接在智能家居網(wǎng)絡(luò)中。華為路由器構(gòu)成的主網(wǎng)絡(luò)，通過管理華為開關(guān)對小米子網(wǎng)亂進行電源供電，以其到通過控制華為路由器而整個控制智能家居網(wǎng)路的任務(wù)。

綜上，無論是在工業(yè)控制中還是在智能家居中，開關(guān)的作用不容小視。自動化智能化控制不能僅僅只拘泥于對于高端智能設(shè)備的控制還要做到對底層低端設(shè)備的管理控制。對于開關(guān)的應用，一定程度上簡化了實現(xiàn)自動化系統(tǒng)的難度，在以往通過上位機的監(jiān)控協(xié)調(diào)利用軟件聯(lián)通協(xié)議固然是連接不同品牌設(shè)備的有效方案。然而在設(shè)備多樣話的今天，對于協(xié)議轉(zhuǎn)接口等的使用一定程度上存在著困難，因此，利用最底層的開關(guān)控制連接網(wǎng)路是一種新途徑，智能話控制的本質(zhì)不就是隨開隨用嗎。秉持著利用開關(guān)控制器去將不同設(shè)備融入系統(tǒng)整體，可以有效的解決目前工控以及智能家居所面臨的問題。