基于PLC的嵌入式智能控制策略探析

基于PLC的嵌入式智能控制策略探析
摘要:随着电子计算机与网络设备的快速发展,嵌入式技术和网络技术的运用越来越广泛,智能设备如PLC、信息采集器等数据收集处理装置在工业和信息化建设中得以发挥其巨大的作用,PLC设备作为目前最广泛的一种自动控制设备,它的利用正在被人们进行广泛地研究和探析以期使其能更好地为人类的生活和工作服务。

关键词:智能PL 研究与探析
Abstract:With the computer science and network devices developed fast,embedded technology and network technology have been used more and more widely.Smart device,such as PLC,information gather machine showed their powerful value,however the PLC device,as one of auto-controlled instrument,its usage has been now being researched and explored by human in order to provide better service for human being.
KeyWords:intelligence;PLC;research and explore
1 风机的智能控制
风机的控制是整台风电机组实行安全运行并且在人为快捷的操作下作出迅速反应的必要技术,控制技术风力发电机组的其余各部分是紧密相关的,是风力发电机组运行时的中央系统,控制的大脑。

而风机要实现智能控制,就离不开控制系统的智能运算,这就涉及到了风机
的控制的嵌入式智能控制了。

其中在系统也就是软件实现人工智能的前提下,控制系统的硬件有中央控制器、软并网控制系统、无功补偿控制系统和偏航控制系统等。

1.1 控制系统硬件结构的设计
面对风机在高温、低温、高湿、风沙等恶劣环境下工作的特殊情况,风机的控制系统一定要能够忍耐这些自然环境的挑战,并且还要能够抗干扰,工作可靠性高,各种运行参数测量准确,控制策略一定要合理科学,并且体现出高效的特性。

在控制系统设计之前,需要分析机组的控制要求和控制强度,顺序控制环节较多,那么控制系统所需要处理的输入输出信号也相对较多,而这些信号大多是开关控制信号,所以需要根据工作机组的能力来选择PLC控制器从而达到风电机组对其控制系统的总体要求。

根据系统的整体需要,选用西子门公司的S7-200型PLC工作模块,将其作为失速型并网异步风电机组的中央控制器。

系统中配备了专门开发的嵌入式控制软件,可以对整个工作机组的运行情况和运行参数的变化进行快速调节。

1.2 控制电气设备组成
风电机组的控制装置的硬件组成目前来说主要有主控制柜、计算机柜、电容柜、传感器、交换机、执行机构以及传输电缆等。

在功率为750KW风电机组中,塔顶机舱柜中的PLC系统模块SM331、高速记数模块有FM350、此外还有接口设备等,这些模块在这个系统中合
并一起发生控制作用。

而在底部的控制箱中的PLC模块主要包括了CPU模块,数字量输入模块,数字量输出模块,通讯处理器CP340,供电则由电源模块来供给。

如此几大PLC模块一并发生功用,控制整体风电机组的高效运行。

2 网络控制系统
计算机和网络通信技术的发展,以及工业对控制和管理要求的不断提高,使得PLC控制系统也正从封闭式的集中体系不断地向开放的分布式体系发展,PLC将多台控制设备组合成一张庞大的控制网络,通过统一的控制系统来控制和管理各个分布式网络,以及网络当中的各个子系统即运行设备。

网络控制系统是在网络环境下实现系统控制。

对于网络里的各个仪器与设备的运行状况,运行参数都是通过网络的连接最终将信息和操作指令汇集在操作系统上,同时动态式的操作系统可以将整个数据监视情况进行显示,工作人员可以随时观察所有设备和整个网络运行的状态,对于异常情况可以直接在计算机上进行调节,而调节后的数据信息会通过互联的网络马上进行指令传递,设备在接收到新指令后会做出相应的信息反馈,当然所有的设备都联结在一张网里,所以这里会涉及到设备的连锁反应。

网络控制系统的优点在于信息是互通的,操作人员可以很便捷地看到这些信息,并且可以查询相关的信息。

网络系统的后盾是一个庞大的数据库,它将网络里所有的信息进行合理储存,以供查询。

3 风机控制系统的实现
风电机组所要实现的控制功能需要分成几个独立的任务,在投入使用前,需要对模块进行软件编程,将指令输入其中,以达到在人工的操控下可以迅速完成功能转换,其中主程序主要完成风电机组的启动、软并网、大小电机的随时切换控制以及发电系统工作参数的优化等;而子程序主要有停机子程序、紧急停机子程序、偏航子程序、解缆子程序等等,通过这些子程序,技术人员可以对风电机组各运行的部件进行即时监控,同时系统还会根据不断地记录机器运行的数据,将其存入指定的数据库中。

而电气设备是实现这些命令的物理器具,所以整个PLC的智能控制是一个庞大的控制原器件的功能组合。

智能控制是PLC的最重要的优势,随着工业化高速发展,能源和效率问题是人们关注的焦点,工业社会发展对人类的要求越来越高,能源的消耗不仅给人类带来资源的损失,同时能源作为不可再生资源,其量越来越少会加剧人类生活的紧迫感,节能减排是全世界人类社会发展的统一方向,那么如何提高能源的利用效率是人们在生产与生活当中急需解决的问题。

能源大量不节制的消耗,增加了碳的排放量,恶化环境,与低碳经济型社会发展模式不相符。

而工业化大力发展对于能源的依赖却是与日俱增,那么如何将有限的能源充分利用好,尽量减少无谓的消耗是人类能源利用首要问题。

4 智能控制程序编制
以工作区域照明为例,每天该区域照明控制分为了3个时段,为了最大限度地节约能源,具体编程时需要考虑不同的季节白昼时间不同,同时对不同的气温对于光线明亮度也不同,一般而言冬、春两季,天黑较早,下午5点上下就已经进入黑夜,此时需要城市照明,而在夏天阳光可以维持到下午6点左右,甚至更长,把一年四季区分为2个时间区间段,在设计时考虑到夏、秋时制和冬、春时制的识别,使节能更加明显。

这也是智能控制策略的具体体现。

5 总结
PLC作为控制元件,其功能大,操作性强,同时也是人类智慧的一种体现,它的使用有利于人类对生活与生产中各项设备的运行和发挥功效进行科学及时地管理控制。

最能体现出其优势的是在嵌入式系统的辅助下,通过智通控制策略,可以将其功能发挥到最大,为人类更好地服务。