PLC在船用辅助机构自动化控制系统中的应用

2020-01-06尚凡葵王东明韩松

今日自动化 2020年6期

尚凡葵　王东明　韩松

[摘要]传统的轮船辅助机构自动化控制系统存在智能化程度低的缺陷，为此提出PLC技术在轮船辅助机构自动化控制系统中的应用研究。首先对PLC的具体应用进行阐述，主要介绍其在顺序控制、开关量控制、存储器与处理器中的应用;利用顺序功能图来编制轮船微处理器和存储器程序运行步骤，PLC会根据PC端的操作发出相应的操作指令，对开关进行控制，保障系统运行安全同时节省人力，同时PLC控制轮船步进各个组件，使脉冲信号、频率、脉冲数控制更加方便快捷;其次根据PLC在轮船辅助机构自动化控制系统中的具体应用提出相应的应用措施，为轮船的稳定航行提供保障。

[关键词]PLC;船用辅助机构;自动化控制

[中图分类号]TP273 [文獻标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）06–00–03

Application of PLC in Automatic Control System of Marine Auxiliary Mechanism

Shang Fan-kui， Wang Dong-ming， Han Song

[Abstract]The traditional automatic control system of ship auxiliary mechanism has the defect of low intelligence， so the application of PLC technology in the automatic control system of ship auxiliary mechanism is proposed. First of all， the specific application of PLC is described， mainly introduces its application in sequence control， switching value control， memory and processor; using sequence function diagram to compile ship microprocessor and memory program operation steps， PLC will send corresponding operation instructions according to the operation of PC terminal， control the switch， ensure the system operation safety， save manpower， and PLC control Secondly， according to the specific application of PLC in the automatic control system of ship auxiliary mechanism， the corresponding application measures are proposed to provide guarantee for the stable navigation of the ship.

[Keywords]PLC; marine auxiliary mechanism; automatic control

现代社会工业生产飞速进步，工业生产对于控制系统有了更多的要求，这就使得控制系统瞄准市场要求，不断地进行完善和发展。在这一过程当中，PLC控制系统的优势逐渐显现出来。于是工业生产各行各业都在积极运用PLC控制系统为生产提供更好的支持，这就需要工作人员对这一系统进行充分的了解，掌握这一系统的特点，更好地开展生产实践活动。船用辅助机构自动化控制系统在轮船当中的作用是十分重要的，辅助机构是保证轮船良好运行的重要组成部分。PLC在自动化控制系统当中的良好运行，就可以保证船用辅助机构的良好运行，从而最终保证轮船的顺畅航行。

1 PLC控制网络特点

PLC全称为可编程逻辑控制器，由电源、存储设备、中央处理器、编程器、输入输出设备5个部分组成。PLC具有一些特点，在控制领域的优势较为明显，相比于旧有的控制系统，在抗干扰、稳定性方面，具有明显的优势，从而在控制网络系统节点中得到了广泛的应用。现代的PLC已经接近于或相当于一台紧凑的电脑主机，广泛运用在工业各个领域，为生产、航行等部门提供服务。

PLC控制网络可谓是现代工业活动的基础，是网络系统与控制系统的有效融合。在其良好运行下，可以为工业活动提供完美的控制方案，为工业生产奠定了良好的基础。控制系统是计算机技术、自动控制和数字通讯技术的完美融合，将数字通讯技术应用到工业控制系统中，就可以实现控制网络的时效性、即时性特点，而计算机系统具有稳定性特点，这就保证了控制网络的可靠性。

2 PLC的配置要求

2.1 通讯能力方面

我们都知道工业控制系统必须要保证即时性特点，控制系统决不能出现滞后性，滞后性对企业生产的影响是极为不利的。而数字通讯能力是PLC控制网络的基础能力之一，那么在保证即时性的过程中，必须要对控制系统在通讯功能方面的过程加以研究，保证其正确性，使得船用控制系统良好运行，为生产服务。

而PLC系统的网络通讯主要由S5兼容、S7通讯等方面组成，S5兼容通讯是为了实现PLC系统能够与诸多生产领域的完美结合，实现这一控制系统在不同生产部门的良好运行。S7通讯区别于传统通讯技术特点，体现的是在安全标准范围内对控制任务的数量进行规范，保证生产活动的安全性。在PLC系统当中，为了保证不同的工业设备制造商在生产当中的协调运行，运用可编程性特点，在控制当中注意保持控制装置与通讯口的位置较为合理，实现了良好的效果。而且PLC系统当中，控制网络所配备的是专用通讯模块，通讯模块与可编程控制装置连接在一起，通讯模块的开启与关闭也保证了即时性特点，这就保证了通讯模块的低功耗特点，为CPU减轻了负担。通讯模块的低功耗特点，使得CPU可以将更多的运行空间应用在其它部分，有利于保证PLC系统的高效运行。

2.2 编程接口方面

实现控制网络系统的良好运行，需要在编程方面做好工作，编程对于控制网络的效果来说具有一定的影响。因为PLC控制系统的开放性特点，在使用过程当中需要从编程接口方面入手，对PLC系统加以完善。

第一个方面是PG/PC通讯卡的使用，西门子PLC控制系统的开放性要求在接入PG/PC通讯卡的过程当中要根据实际和生产要求进行合理选择和分配，避免因为接口的不合理导致在通讯当中出现问题，影响通讯效果和控制效果，破坏生产活动。

第二个方面是要做好对模块的设计工作。控制系统的各模块工作过程具有自身的特点，但是整个控制系统又是相互配合完成控制工作的。这就要求各模块在设计当中要注重协调性，使得PLC能够体现更好的完整性。各个模块的设计工作应当加以重视，在编程接口工作方面，要加以区别对待，做好详尽的分析工作。

2.3 传输媒介方面的工作

在进行系统控制时要想实现通讯和控制指令的传输，必然要通过媒介来传达，于是媒介的选择也显得非常重要。在船用控制系统的设计中同样要对传输媒介加以分析，为控制系统选择合理的传输介质，保证控制系统的高效运行。现代传输方式主要有有线传输方式和无线传输2大类。而基于这两种不同的方面，又可以分为几个不同的方向，有线传输包括电缆、光缆等介质，无线传输包括红外线传输电磁信号传输等形式。不同的传输媒介选择和搭配方式可以实现不同的效果，在控制领域的传输媒介一定要在保证生产活动开展，保证安全的情况下开展。对于传输媒介的选择一定要切合实际，为控制网络和生产活动提供科学的传输媒介选择。

3 PLC在船用辅助机构中的应用方向

PLC在轮船辅助机构自动化控制系统中的应用可以提高轮船辅助机构的控制效果，从而保障轮船的稳定航行。在现今时代，轮船辅助机构自动化控制系统由于引入了PLC，其与海上运输行业的发展更加适应。

3.1 PLC在顺序控制中的应用

PLC在船用辅助机构自动化控制系统中的应用是十分有必要的，PLC是现代工业化的产物，对于完善各行业、各领域的生产运作具有重要作用。现代海洋运输产业也需要融合现代技术产物，从而实现现代海洋运输产业的不断发展与进步。随着计算机技术与PLC技术的融合，现代PLC控制系统已经成为船用辅助机构自动化控制系统必不可少的控制系统方案，为船舶航行提供了有力保证。

船用辅助机构自动化控制系统主要采取分层式结构，这一结构特点是由于轮船结构特点而决定的，采取这一结构可以完美地保证航行安全。在PLC运用在顺序控制时，操作人员只需要对用户终端进行操作即可实现全局操控，这就可以减少人员工作量，减轻人员负担。

3.2 PLC在开关量控制中的应用

传统的控制系统依靠电磁继电器来实现控制，电磁继电器在传统工业相对不发达时期发挥了巨大作用，但是随着社会生产力的不断发展，现代工业对于控制系统的要求逐步提高，使得PLC系统实现了飞速的发展，PLC系统在现代工业领域发挥了不可替代的作用。传统的控制系统通过断路来实现工作系统的停止，这一过程虽然原理简单，但是安全隐患较多，继电器一旦出现故障，很有可能造成工作系统故障而出现工作的停顿，这时传统控制方式的弊端就显现出来了，在PLC系统当中，对于工作系统的控制更为安全可靠，可以很大程度地减少因控制系统问题而出现的工作停顿现象，这就保证了工作系统的良好运行。

PLC在大量减少工作停顿当中，同时对于人员的要求也逐渐减少，只要工作系统顺畅工作，那控制系统对于人员的需求数量就可以降低到最少，这对于人员分工明确、人员负担较重的船舶等工作环境是十分有利的。

3.3 PLC在存储器中的应用

船舶运行数据需要时时刻刻都进行记录和统计，以便为航行提供依据和证据，PLC当中存储器当中依然可以得到良好的运用。首先，PLC系统是与计算机系统相连接的计算机系统拥有巨大的存储空间，这就可以为船舶数据的记录提供巨大的空间。PLC控制系统拥有巨大的存储空间，里面存储的海量数据在船舶进行故障排查和检查当中可以为相关工作提供完备的工作依据。

3.4 PLC在处理器中的应用

PLC在船舶当中的应用当中，由于其体现的是与计算机技术相融合的特点，这可以提升船舶辅助机构系统智能化程度。船舶辅助机构工作当中，需要实现各部位的良好契合，这样才能保证船舶航行安全、稳定，在应用PLC控制系统的过程当中，船舶辅助机构系统工作顺序和程序都可以实现准确掌握和科学安排，辅助工作系统相对于中枢神经，对各部位工作进行科学筹划，保证各部位工作不会出现问题和故障，这就可以实现良好的运行效果。

在处理器当中PLC对各部位工作状态进行监控，展示各部位实时工作数据和状态，这就可以保证各部位工作的顺畅开展。处理器是辅助系统的核心，而PLC是处理器这个核心开展工作的依据和方式，PLC既可以對各部位工作状态进行检测，发现异常立即进行处置，也可以为处理器工作提供依据，这就实现了一定的智能化效果。

4 PLC的应用策略

PLC在船用辅助机构自动化控制系统中的应用还处于初级阶段，仍然存在很多待解决的问题，也还有很多未开发的领域，但是对其进行研究与分析非常有必要。要根据轮船辅助机构自动化控制系统的具体要求，提出PLC在轮船辅助机构自动化控制系统中的应用策略。

4.1 PLC技术的应用推广

PLC在船用辅助机构自动化控制系统的应用当中已经取得了一定的成效，这就为下一步PLC在船用其他领域的应用打下了坚实的基础。现代轮船想要实现更为安全高效的航行，就需要使用现代化技术的产物，从而为今后的航行提供高效的控制系统。

鉴于PLC系统在辅助机构自动化控制系统当中的良好运行，有必要对PLC在船用其他领域的使用和发展提供借鉴与指导。PLC在辅助机构自动化控制系统特点有，PLC使得人员的工作量大幅度较少，减少了工作人员的需求量，节省了人力成本。其次PLC系统在应对突发系统故障和处理当中即时性作用是传统继电器控制系统无法比拟的，在今后PLC的应用当中，要逐渐推广PLC应用到船用其他领域当中，帮助船舶航行实现更为高效的控制，实现安全航行。

4.2 重视PLC技术的控制应用

PLC系统的特点和优点是很多的，基于对PLC在船用辅助机构自动化控制领域当中的良好效果，船舶行业在对工作系统进行设计和改造的过程当中一定要重视PLC技术的运用，探索更多的可以运用PLC的系统和场景，充分发挥PLC在船舶航行控制当中的巨大作用。

基于船舶航行要运用现代技术产物的认识，PLC系统在取代传统的继电器系统之后，原来控制系统当中接线口多、事故发生率高的现象将得到有效降低，这就极大地改善了安全环境，为工作人员创造了较为安全的工作条件，可以实现积极的效果。在船舶航行当中，要重视PLC技术的运用，为辅助控制系统提供新的手段和内容，保证工作系统的稳定。

5 结语

随着我国现代工业进程的推进，工业生产中对于自动化控制水平的要求只会越来越高。PLC对于船用辅助机构自动化控制来说是关键的一部分，船舶航行应该重视PLC的应用，结合工作现实情况，优化PLC控制网络，充分发挥其优势，来实现工作效率的提升。

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