基于小型PLC的智能控制中的節(jié)能模型設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

楊靜

【摘 要】隨著人類對(duì)PLC市場(chǎng)的需求，使其增長(zhǎng)率在持續(xù)上升的階段，小型PLC產(chǎn)品仍然在PLC市場(chǎng)占據(jù)著主導(dǎo)地位。對(duì)于中小型商家而言，仍然存在著很多的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。小型PLC無(wú)論是從應(yīng)用領(lǐng)域，技術(shù)領(lǐng)域，還是市場(chǎng)需求都存在著大好的發(fā)展趨勢(shì)，從而促進(jìn)我國(guó)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前，我國(guó)PLC市場(chǎng)需求呈持續(xù)增長(zhǎng)狀態(tài)，其增長(zhǎng)率在未來(lái)的二年內(nèi)將持續(xù)保持在12%，小型PLC產(chǎn)品仍然占據(jù)市場(chǎng)的主流。

【關(guān)鍵詞】小型PLC 智能控制 節(jié)能模型

隨著自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，用戶對(duì)PLC市場(chǎng)的不斷需求，使小型PLC的應(yīng)用領(lǐng)域與范圍更加廣泛[1]。目前，市場(chǎng)上越來(lái)越多的行業(yè)開(kāi)始運(yùn)用小型PLC[2]。小型PLC的知名度很好，而且市場(chǎng)廣闊，一些商戶發(fā)現(xiàn)了不斷壯大的小型PLC市場(chǎng)，開(kāi)始推出小型PLC產(chǎn)品，此舉動(dòng)滿足了用戶的需求，使小型PLC走向了國(guó)產(chǎn)化[3-4]。從技術(shù)方面來(lái)看，國(guó)產(chǎn)小型PLC與在國(guó)際上知名品牌的小型PLC之間的差距在不斷減小，但是在技術(shù)方面的商品化與產(chǎn)品在市場(chǎng)上的市場(chǎng)化使許多國(guó)產(chǎn)的小型PLC商家面臨很大的困難[5]。直至中國(guó)加入WTO，出口量逐漸提高，中國(guó)的建造業(yè)的迅速發(fā)展，使中國(guó)逐漸成為設(shè)備的建造地，為小型PLC帶來(lái)了發(fā)展的契機(jī)[6]。

1 小型PLC的發(fā)展概況

1.1 小型PLC的概念

小型PLC是用數(shù)字運(yùn)算操縱的電子裝置，其I/O點(diǎn)數(shù)在256以下，是專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。小型PLC運(yùn)用編制程序存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部進(jìn)行儲(chǔ)存并進(jìn)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)等操作，并能通過(guò)數(shù)據(jù)的輸入與輸出，操縱各類機(jī)器或者生產(chǎn)的過(guò)程。小型PLC的特點(diǎn)是：體積較小、結(jié)構(gòu)較緊密，整個(gè)硬件融為一體，除了可以連接其開(kāi)關(guān)量I/O外，還可以連接其模擬量I/O以及其他的特殊量。其體積較小、價(jià)格較低、強(qiáng)大的功能使小型PLC在PLC市場(chǎng)中的發(fā)展趨勢(shì)日益上升。

1.2 小型PLC發(fā)展的特點(diǎn)

小型PLC在PLC市場(chǎng)中占了較大的比重，無(wú)論是在應(yīng)用領(lǐng)域（冶金領(lǐng)域、化工領(lǐng)域、電子領(lǐng)域、食品領(lǐng)域、機(jī)械領(lǐng)域、汽車領(lǐng)域、編織領(lǐng)域、包裝領(lǐng)域等），還是在應(yīng)用區(qū)域（華東、華南），小型PLC在市場(chǎng)中存在著巨大的潛力。除此之外，小型PLC的優(yōu)點(diǎn)突出：編程簡(jiǎn)易，通用性好，穩(wěn)定性高等，這些優(yōu)點(diǎn)是其他PLC所無(wú)法比擬的。

目前，許多剛剛加入小型PLC領(lǐng)域的商家仍然面臨如何保證PLC在繁雜的工業(yè)環(huán)境下較高的可靠性。小型PLC在技術(shù)方面的創(chuàng)新，應(yīng)該滿足市場(chǎng)不斷變化的需求，在這種情況下，需要不斷投入大量資金，而這些投入也給商家?guī)?lái)了困難。從市場(chǎng)的角度來(lái)說(shuō)，大商家擁有較強(qiáng)的行業(yè)領(lǐng)域，其核心技術(shù)、成熟的計(jì)劃與解決方案都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

1.3 小型PLC發(fā)展的方向

簡(jiǎn)單便捷、小巧靈活、開(kāi)放集成是小型PLC的發(fā)展方向。開(kāi)放集成，是小型PLC最重要的特點(diǎn)，同時(shí)也是當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)，完全沒(méi)有軟硬件的控制范圍，這樣可以極大的減少高價(jià)格拓展模塊，降低了使用的成本。

小型PLC在技術(shù)方面進(jìn)行了進(jìn)一步的提升，將技術(shù)進(jìn)行速度化與集成化，并對(duì)其性能進(jìn)行了提升；同時(shí)，加快了市場(chǎng)細(xì)分，將具有特色的小型PLC替代其他在行業(yè)應(yīng)用中的機(jī)器。

目前，受經(jīng)濟(jì)環(huán)境的影響，小型PLC的市場(chǎng)增長(zhǎng)率與前幾年相比有所下降，但并沒(méi)有出現(xiàn)較大落差，而是過(guò)渡到了平穩(wěn)的增長(zhǎng)階段，并持續(xù)保持12%的增長(zhǎng)率。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看，小型PLC依舊在PLC的發(fā)展中占據(jù)重要位置，盡管增長(zhǎng)率比預(yù)計(jì)的要低，但隨著用戶的需求必然會(huì)使其持續(xù)增長(zhǎng)。

2 小型PLC的智能控制中的節(jié)能模型設(shè)計(jì)

2.1 開(kāi)關(guān)控制節(jié)能的方法

開(kāi)關(guān)控制節(jié)能的方法，運(yùn)用硬件電路與軟件的計(jì)算判斷當(dāng)下的數(shù)值與設(shè)定實(shí)現(xiàn)值的關(guān)系，從而對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操控。如果當(dāng)下值高于設(shè)定值，切斷開(kāi)關(guān)裝置，或者打開(kāi)裝置；如果當(dāng)下值低于設(shè)定值，打開(kāi)裝置，或者關(guān)閉裝置；這種開(kāi)關(guān)控制節(jié)能的方法較簡(jiǎn)單，即使沒(méi)有計(jì)算機(jī)，用簡(jiǎn)單的模擬電路就可以實(shí)現(xiàn)。

2.2 PID線性控制節(jié)能的方法

PID線性控制模型的方法具有算法簡(jiǎn)單、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，更適用于數(shù)學(xué)模型的控制性系統(tǒng)。PID調(diào)節(jié)器考慮到了系統(tǒng)的誤差，誤差變換以及誤差的累積等影響因素，因此，提出PID線性控制節(jié)能的方法。PID線性控制節(jié)能的方法，其電路采用模擬電路或者計(jì)算機(jī)的參與來(lái)進(jìn)行PID的調(diào)節(jié)。又稱為虛擬PID調(diào)節(jié)器與數(shù)字PID調(diào)節(jié)器。數(shù)字調(diào)節(jié)器具有較強(qiáng)的靈活性，通過(guò)數(shù)字調(diào)節(jié)器可以得到更好的調(diào)節(jié)效果。

2.3 智能溫度控制的方法

運(yùn)用PID參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)的方法，并使智能控制溫度與PID控制溫度相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)智能溫度的控制。智能溫度控制系統(tǒng)以神經(jīng)元與模糊數(shù)學(xué)為依據(jù)，加以系統(tǒng)的智能化。其中模糊操控、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)操控等應(yīng)用較多。應(yīng)用尤為廣泛的是模糊操控節(jié)能的方法。當(dāng)前，人類已經(jīng)研究出一種精準(zhǔn)度較高的模糊操控器，可以模擬人類的操作來(lái)改善其控制性能。

3 結(jié)語(yǔ)

目前，我國(guó)PLC市場(chǎng)需求呈持續(xù)增長(zhǎng)狀態(tài)，其增長(zhǎng)率在未來(lái)的二年內(nèi)將持續(xù)保持在12%，小型PLC產(chǎn)品仍然占據(jù)市場(chǎng)的主流。對(duì)于中小型商戶來(lái)說(shuō)，仍然存在著很大的發(fā)展空間。小型PLC主要用于冶金領(lǐng)域、化工領(lǐng)域、電子領(lǐng)域、食品領(lǐng)域、機(jī)械領(lǐng)域、汽車領(lǐng)域、編織領(lǐng)域、包裝領(lǐng)域等。基于小型PLC的智能溫度控制，運(yùn)用開(kāi)關(guān)控制溫度的方法、PID線性控制溫度的方法、智能溫度控制的方法提高其操控性能，使溫度得到良好的控制效果。因此我們要抓住小型PLC市場(chǎng)發(fā)展的大好趨勢(shì)，促進(jìn)我國(guó)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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