摘要：針對電氣設(shè)備連接線自動控制的標度轉(zhuǎn)換問題，提出了基于可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）技術(shù)的解決方案。通過電流信號預(yù)處理與多目標標度轉(zhuǎn)換策略，有效提升了自動控制的效率與精度。所設(shè)計的PLC自動控制模型，結(jié)合交互核驗技術(shù)，實現(xiàn)了高效、靈活的自動標度轉(zhuǎn)換。測試顯示，該方法在多個測試區(qū)域均達到85%以上的平均精度，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)方法，具有顯著的實際應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù) 電氣設(shè)備 設(shè)備連接線 自動控制 電氣結(jié)構(gòu) 遠程控制

中圖分類號：TM762;TP273

Research on Automatic Control of Electrical Equipment Connection Lines Based on PLC Technology

ZHONG Zhiheng

Guangzhou Shipyard Technical School， Guangzhou City， Guangdong Province， 510000 China

Abstract： In this article， a solution based on Programmable Logic Controller（PLC） technology is proposed in view of the scale conversion problem of automatic control of electrical equipment connection lines. Through the current signal preprocessing1c0eNtjehUNLZ+lVs7LL7orbtKN/UBuz5+whlLMP7jM= and multi-objective scaling conversion strategy， the efficiency and accuracy of automatic control are effectively improved. The designed PLC automatic control model， combined with Interactive Verification technology， has realized efficient and flexible automatic scale conversion. The test shows that the method achieves an average accuracy of more than 85% in multiple test areas， which is significantly better than the traditional method and has significant practical application value.

Key Words： PLC technology; Electrical equipment; Equipment connection lines; Automatic control; Electrical structure; Remote control

現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）技術(shù)已成為電氣設(shè)備連接線自動化控制的重要工具[1]。PLC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對復雜工業(yè)過程的精確控制，從而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本[2]。PLC程序的編寫和調(diào)試涉及具體設(shè)備的參數(shù)配置和信號處理，需要對PLC編程語言及相關(guān)軟件具有較深的理解和掌握。

本研究將深入探討如何利用PLC技術(shù)實現(xiàn)電氣設(shè)備連接線的自動控制。主要包括對PLC技術(shù)在電氣設(shè)備連接線自動控制中的環(huán)節(jié)、控制內(nèi)容、控制目標、控制形式等，在提高生產(chǎn)效率和降低成本方面的同時，形成更加靈活、多變的自動控制結(jié)構(gòu)[3]。此外，在PLC技術(shù)的輔助與支持下，所設(shè)計的連接線自動控制通常更加靈敏，有助于解決現(xiàn)有存在的設(shè)備連接控制問題，提高生產(chǎn)效率，具有一定的優(yōu)越性和有效性[4]。

1設(shè)計電氣設(shè)備連接線PLC自動控制方法

1.1電流信號流入和數(shù)據(jù)采樣處理

電氣設(shè)備運行時產(chǎn)生大量電流，經(jīng)軟件轉(zhuǎn)換生成匹配電流信號，信號波動反映其運行狀態(tài)和規(guī)律[5]。但是過程中，會受到很多干擾，影響采樣值的精度[6]。特別是在惡劣環(huán)境下，采集的信號很容易被干擾信號所覆蓋，導致電流信號的波動。為了解決這個問題，通常需要對采集到的信號進行濾波整合，同時實現(xiàn)對獲取數(shù)據(jù)的預(yù)處理。首先，可以先在設(shè)備中設(shè)定監(jiān)測節(jié)點，節(jié)點之間互相搭接，形成循環(huán)性的控制結(jié)構(gòu)[7]。設(shè)置多個周期，每個周期對電流信號進行多次平滑捕捉，消除干擾之后，對存在異常的位置做出標定處理，并獲取電氣設(shè)備的應(yīng)用數(shù)據(jù)。在電流信號的采樣過程中，為了消除突變和噪聲對采樣值的影響，采用限速濾波法。該方法的核心思想是通過比較連續(xù)采樣點之間的差值與預(yù)設(shè)的閾值△X，來判定是否需要對采樣值進行修正。過程如下：第一，初步判斷與采樣；第二，異常檢測與再次采樣；第三，再次判斷與確定采樣值；第四，異常處理與采樣值修正。

按照上述步驟對數(shù)據(jù)進行采集，經(jīng)過分類之后，利用輔助平臺對當前的數(shù)據(jù)信息進行多維清洗處理，最終以二次篩選等來完成基礎(chǔ)處理，為后續(xù)的自動控制奠定基礎(chǔ)。

1.2標度多目標轉(zhuǎn)換

標度多目標轉(zhuǎn)換是為電氣設(shè)備運行搭建的環(huán)境，通過PLC技術(shù)和多傳感器實現(xiàn)電流信號濾波和轉(zhuǎn)換。濾波后的采樣值需轉(zhuǎn)換為工程值，即標度多目標轉(zhuǎn)換。采用線性變換設(shè)計多目標變換表達式，具體如下。

式（1）中：表示標度多目標變換測量值；、和分別表示各個變換階段的標準值；表示轉(zhuǎn)換比例。就當前的目標轉(zhuǎn)換，還需要結(jié)合計算得出的標度多目標變換測量值，設(shè)置最低標準，計算出了標度轉(zhuǎn)換下限值。具體公式如下。

式（2）中：表示標度轉(zhuǎn)換下限值；表示自動控制范圍；表示控制頻次；表示轉(zhuǎn)換控制均值；表示標度距離；表示表多目標轉(zhuǎn)換差值；表示控制連接區(qū)域。結(jié)合當前測算，實現(xiàn)對電氣設(shè)備連接線的標度多目標轉(zhuǎn)換，營造基礎(chǔ)的自動控制條件。

標度多目標轉(zhuǎn)換確保數(shù)據(jù)一致性和可用性，統(tǒng)一不同傳感器數(shù)據(jù)至同一量綱，便于比較和分析。同時，提升控制系統(tǒng)魯棒性和適應(yīng)性，即使數(shù)據(jù)異常，其他傳感器數(shù)據(jù)仍可通過轉(zhuǎn)換得到有效利用。

1.3設(shè)計PLC電氣設(shè)備連接線自動控制模型

結(jié)合PLC技術(shù)，設(shè)計電氣設(shè)備連接線自動控制模型。作為一種自動化電氣控制模型，主要由PLC控制器、傳感器、執(zhí)行器、通信接口和上位機監(jiān)控系統(tǒng)等組成。首先，利用部署的傳感器監(jiān)測電氣設(shè)備的狀態(tài)和參數(shù)，獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。傳感器將采集的數(shù)據(jù)傳輸給PLC控制器。其次，設(shè)計電氣設(shè)備連接顯的自動控制邏輯流程，實現(xiàn)對電氣設(shè)備連接顯的自動控制邏輯程序的設(shè)計與執(zhí)行。最后，遵循連接線自動控制需求，設(shè)計模型表達式，具體如下。

式（3）中：表示連接線自動控制均值；表示控制區(qū)域；表示可控差值；表示輸出控制值；表示輸入控制值；表示衰減系數(shù)。結(jié)果當前測試，將計算得出的連接線自動控制均值設(shè)定為控制約束標準，隨后，獲取各個周期之內(nèi)電氣設(shè)備的自動控制信號，分析設(shè)備的運行情況，并結(jié)合平臺和模型的自動控制均值進行調(diào)整，促使連接線的控制達到平衡狀態(tài)，強化模型控制能力的同時，增加連接線的控制緊密度。

1.4交互核驗實現(xiàn)自動控制

所謂交互核驗，實際上是針對模型輸出的結(jié)果進行多個核驗比對的一種輔助自動控制方法。首先，結(jié)合部署的節(jié)點，先進行核驗?zāi)繕说脑O(shè)定，隨后設(shè)計交互自動控制結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對交互核驗自動控制結(jié)構(gòu)的設(shè)計與實踐分析。其次，結(jié)合PLC技術(shù)和交互核驗技術(shù)，分周期對連接線的控制進行測定。制定多個自動控制指令，分別設(shè)置不同的控制環(huán)境，導入目標，通過模型交互控制測定，最終計算出控制響應(yīng)時間，具體公式如下。

式（4）中：表示控制響應(yīng)時間；表示交互控制頻次；表示單元控制距離；表示控制區(qū)域；表示允許出現(xiàn)的最大控制誤差。將交互核驗自動控制時間限制在此范圍之內(nèi)，并利用模型對連接線自動控制做出調(diào)整，確保最終控制結(jié)果的真實與可靠。

2方法測試

2.1測試準備

設(shè)計PLC電氣設(shè)備連接線自動控制模型時，選用WPLSoft編程軟件和硬件設(shè)備如PLC控制器、傳感器等。以H廠區(qū)6個區(qū)域電氣設(shè)備為測試對象，構(gòu)建基于PLC技術(shù)的測試環(huán)境。設(shè)置交互式控制結(jié)構(gòu)，明確電氣設(shè)備運行情況和連接線覆蓋范圍。基礎(chǔ)測試指標包括12個連接點和0.15～0.18 s的自動控制單元耗時，暫態(tài)均值為16.25。為防止短路和過載，接入抗干擾裝置，穩(wěn)定測試程序，提高控制效果。

2.2測試過程及結(jié)果分析

在實驗測試階段，首先進行回路檢查，確保系統(tǒng)的回路正確無誤，沒有短路和強弱電混合等問題。隨后，進行外部回路測試，通過實際操作按鈕、急停按鈕等，驗證輸入輸出點的正確性。這一過程確保了硬件設(shè)備與PLC之間的連接正常，為后續(xù)測試奠定了基礎(chǔ)。

在上述搭建的測試環(huán)境之中，結(jié)合PLC技術(shù)，進行具體測試驗證。首先，利用部署的節(jié)點采集電氣設(shè)備自身的數(shù)據(jù)、信息，判定其實際的運行狀態(tài)；其次，結(jié)合上述設(shè)計的自動控制邏輯，接收電氣設(shè)備運行XvPujf02lVfKCzmpnwbeww==時輸出、輸入的電子信號，如下圖1所示。

設(shè)置3組自動控制目標，每組分別存儲了26條、28條和32條執(zhí)行任務(wù)。通過輸出、輸入端口下達測試指令，并測算出最終的自動控制平均精度，具體如下。

式（5）中：表示自動控制平均精度；表示連接范圍，表示重復控制區(qū)域；表示自動控制耗時。根據(jù)公式計算每組控制目標的自動控制平均精度，綜合考慮連接范圍、重復控制區(qū)域和自動控制耗時等因素，能夠客觀地反映自動控制方法的性能。測試分為3個階段，第一，設(shè)定包含26條執(zhí)行任務(wù)的控制目標任務(wù)涵蓋電氣設(shè)備的基本操作。第二，增加了控制目標的任務(wù)數(shù)量，設(shè)定為28條執(zhí)行任務(wù)。這些任務(wù)相對于第一階段更為復雜，涉及到多個電氣設(shè)備的協(xié)同控制和參數(shù)調(diào)整。第三，進一步提高了任務(wù)負載，設(shè)定了包含32條執(zhí)行任務(wù)的控制目標。

結(jié)合得出的測試結(jié)果數(shù)據(jù)，進行比對分析，如圖2所示。

結(jié)合圖2得出以下結(jié)論：針對選定的6個測試區(qū)域，分3個階段對選定的電氣設(shè)備進行測試，最終得出的自動控制平均精度在第三階段均可以達到85%以上，說明此次在PKC技術(shù)的輔助下，所設(shè)計的電氣設(shè)備連接線自動控制方法更為靈活、高效，針對性強，具有實際的應(yīng)用意義。

3結(jié)語

總而言之，以上便是對基于PLC技術(shù)的電氣設(shè)備連接線自動控制方法的設(shè)計與驗證研究。在PLC技術(shù)的融合應(yīng)用下，電氣設(shè)備連接線自動控制結(jié)構(gòu)得到了進一步優(yōu)化完善，能夠?qū)崿F(xiàn)復雜工業(yè)過程的精確控制，更好地提高生產(chǎn)效率，降低成本。另外，通過PLC技術(shù)的引入，針對過于復雜的控制指令也可以分化處理，設(shè)計多目標協(xié)同處理及轉(zhuǎn)換控制，盡量擴大控制范圍，解決不足之處，為工業(yè)自動化的發(fā)展做出更大的貢獻。

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