PLC在船用輔助機構自動化控制系統中的應用

尚凡葵　王東明　韓松

[摘? ? 要]傳統的輪船輔助機構自動化控制系統存在智能化程度低的缺陷，為此提出PLC技術在輪船輔助機構自動化控制系統中的應用研究。首先對PLC的具體應用進行闡述，主要介紹其在順序控制、開關量控制、存儲器與處理器中的應用;利用順序功能圖來編制輪船微處理器和存儲器程序運行步驟，PLC會根據PC端的操作發出相應的操作指令，對開關進行控制，保障系統運行安全同時節省人力，同時PLC控制輪船步進各個組件，使脈沖信號、頻率、脈沖數控制更加方便快捷;其次根據PLC在輪船輔助機構自動化控制系統中的具體應用提出相應的應用措施，為輪船的穩定航行提供保障。

[關鍵詞]PLC;船用輔助機構;自動化控制

[中圖分類號]TP273 [文獻標志碼]A [文章編號]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

現代社會工業生產飛速進步，工業生產對于控制系統有了更多的要求，這就使得控制系統瞄準市場要求，不斷地進行完善和發展。在這一過程當中，PLC控制系統的優勢逐漸顯現出來。于是工業生產各行各業都在積極運用PLC控制系統為生產提供更好的支持，這就需要工作人員對這一系統進行充分的了解，掌握這一系統的特點，更好地開展生產實踐活動。船用輔助機構自動化控制系統在輪船當中的作用是十分重要的，輔助機構是保證輪船良好運行的重要組成部分。PLC在自動化控制系統當中的良好運行，就可以保證船用輔助機構的良好運行，從而最終保證輪船的順暢航行。

1 PLC控制網絡特點

PLC全稱為可編程邏輯控制器，由電源、存儲設備、中央處理器、編程器、輸入輸出設備5個部分組成。PLC具有一些特點，在控制領域的優勢較為明顯，相比于舊有的控制系統，在抗干擾、穩定性方面，具有明顯的優勢，從而在控制網絡系統節點中得到了廣泛的應用。現代的PLC已經接近于或相當于一臺緊湊的電腦主機，廣泛運用在工業各個領域，為生產、航行等部門提供服務。

PLC控制網絡可謂是現代工業活動的基礎，是網絡系統與控制系統的有效融合。在其良好運行下，可以為工業活動提供完美的控制方案，為工業生產奠定了良好的基礎。控制系統是計算機技術、自動控制和數字通訊技術的完美融合，將數字通訊技術應用到工業控制系統中，就可以實現控制網絡的時效性、即時性特點，而計算機系統具有穩定性特點，這就保證了控制網絡的可靠性。

2 PLC的配置要求

2.1 通訊能力方面

我們都知道工業控制系統必須要保證即時性特點，控制系統決不能出現滯后性，滯后性對企業生產的影響是極為不利的。而數字通訊能力是PLC控制網絡的基礎能力之一，那么在保證即時性的過程中，必須要對控制系統在通訊功能方面的過程加以研究，保證其正確性，使得船用控制系統良好運行，為生產服務。

而PLC系統的網絡通訊主要由S5兼容、S7通訊等方面組成，S5兼容通訊是為了實現PLC系統能夠與諸多生產領域的完美結合，實現這一控制系統在不同生產部門的良好運行。S7通訊區別于傳統通訊技術特點，體現的是在安全標準范圍內對控制任務的數量進行規范，保證生產活動的安全性。在PLC系統當中，為了保證不同的工業設備制造商在生產當中的協調運行，運用可編程性特點，在控制當中注意保持控制裝置與通訊口的位置較為合理，實現了良好的效果。而且PLC系統當中，控制網絡所配備的是專用通訊模塊，通訊模塊與可編程控制裝置連接在一起，通訊模塊的開啟與關閉也保證了即時性特點，這就保證了通訊模塊的低功耗特點，為CPU減輕了負擔。通訊模塊的低功耗特點，使得CPU可以將更多的運行空間應用在其它部分，有利于保證PLC系統的高效運行。

2.2 編程接口方面

實現控制網絡系統的良好運行，需要在編程方面做好工作，編程對于控制網絡的效果來說具有一定的影響。因為PLC控制系統的開放性特點，在使用過程當中需要從編程接口方面入手，對PLC系統加以完善。

第一個方面是PG/PC通訊卡的使用，西門子PLC控制系統的開放性要求在接入PG/PC通訊卡的過程當中要根據實際和生產要求進行合理選擇和分配，避免因為接口的不合理導致在通訊當中出現問題，影響通訊效果和控制效果，破壞生產活動。

第二個方面是要做好對模塊的設計工作。控制系統的各模塊工作過程具有自身的特點，但是整個控制系統又是相互配合完成控制工作的。這就要求各模塊在設計當中要注重協調性，使得PLC能夠體現更好的完整性。各個模塊的設計工作應當加以重視，在編程接口工作方面，要加以區別對待，做好詳盡的分析工作。

2.3 傳輸媒介方面的工作

在進行系統控制時要想實現通訊和控制指令的傳輸，必然要通過媒介來傳達，于是媒介的選擇也顯得非常重要。在船用控制系統的設計中同樣要對傳輸媒介加以分析，為控制系統選擇合理的傳輸介質，保證控制系統的高效運行。現代傳輸方式主要有有線傳輸方式和無線傳輸2大類。而基于這兩種不同的方面，又可以分為幾個不同的方向，有線傳輸包括電纜、光纜等介質，無線傳輸包括紅外線傳輸電磁信號傳輸等形式。不同的傳輸媒介選擇和搭配方式可以實現不同的效果，在控制領域的傳輸媒介一定要在保證生產活動開展，保證安全的情況下開展。對于傳輸媒介的選擇一定要切合實際，為控制網絡和生產活動提供科學的傳輸媒介選擇。

3 PLC在船用輔助機構中的應用方向

PLC在輪船輔助機構自動化控制系統中的應用可以提高輪船輔助機構的控制效果，從而保障輪船的穩定航行。在現今時代，輪船輔助機構自動化控制系統由于引入了PLC，其與海上運輸行業的發展更加適應。

3.1 PLC在順序控制中的應用

PLC在船用輔助機構自動化控制系統中的應用是十分有必要的，PLC是現代工業化的產物，對于完善各行業、各領域的生產運作具有重要作用。現代海洋運輸產業也需要融合現代技術產物，從而實現現代海洋運輸產業的不斷發展與進步。隨著計算機技術與PLC技術的融合，現代PLC控制系統已經成為船用輔助機構自動化控制系統必不可少的控制系統方案，為船舶航行提供了有力保證。

船用輔助機構自動化控制系統主要采取分層式結構，這一結構特點是由于輪船結構特點而決定的，采取這一結構可以完美地保證航行安全。在PLC運用在順序控制時，操作人員只需要對用戶終端進行操作即可實現全局操控，這就可以減少人員工作量，減輕人員負擔。

3.2 PLC在開關量控制中的應用

傳統的控制系統依靠電磁繼電器來實現控制，電磁繼電器在傳統工業相對不發達時期發揮了巨大作用，但是隨著社會生產力的不斷發展，現代工業對于控制系統的要求逐步提高，使得PLC系統實現了飛速的發展，PLC系統在現代工業領域發揮了不可替代的作用。傳統的控制系統通過斷路來實現工作系統的停止，這一過程雖然原理簡單，但是安全隱患較多，繼電器一旦出現故障，很有可能造成工作系統故障而出現工作的停頓，這時傳統控制方式的弊端就顯現出來了，在PLC系統當中，對于工作系統的控制更為安全可靠，可以很大程度地減少因控制系統問題而出現的工作停頓現象，這就保證了工作系統的良好運行。

PLC在大量減少工作停頓當中，同時對于人員的要求也逐漸減少，只要工作系統順暢工作，那控制系統對于人員的需求數量就可以降低到最少，這對于人員分工明確、人員負擔較重的船舶等工作環境是十分有利的。

3.3 PLC在存儲器中的應用

船舶運行數據需要時時刻刻都進行記錄和統計，以便為航行提供依據和證據，PLC當中存儲器當中依然可以得到良好的運用。首先，PLC系統是與計算機系統相連接的計算機系統擁有巨大的存儲空間，這就可以為船舶數據的記錄提供巨大的空間。PLC控制系統擁有巨大的存儲空間，里面存儲的海量數據在船舶進行故障排查和檢查當中可以為相關工作提供完備的工作依據。

3.4 PLC在處理器中的應用

PLC在船舶當中的應用當中，由于其體現的是與計算機技術相融合的特點，這可以提升船舶輔助機構系統智能化程度。船舶輔助機構工作當中，需要實現各部位的良好契合，這樣才能保證船舶航行安全、穩定，在應用PLC控制系統的過程當中，船舶輔助機構系統工作順序和程序都可以實現準確掌握和科學安排，輔助工作系統相對于中樞神經，對各部位工作進行科學籌劃，保證各部位工作不會出現問題和故障，這就可以實現良好的運行效果。

在處理器當中PLC對各部位工作狀態進行監控，展示各部位實時工作數據和狀態，這就可以保證各部位工作的順暢開展。處理器是輔助系統的核心，而PLC是處理器這個核心開展工作的依據和方式，PLC既可以對各部位工作狀態進行檢測，發現異常立即進行處置，也可以為處理器工作提供依據，這就實現了一定的智能化效果。

4 PLC的應用策略

PLC在船用輔助機構自動化控制系統中的應用還處于初級階段，仍然存在很多待解決的問題，也還有很多未開發的領域，但是對其進行研究與分析非常有必要。要根據輪船輔助機構自動化控制系統的具體要求，提出PLC在輪船輔助機構自動化控制系統中的應用策略。

4.1 PLC技術的應用推廣

PLC在船用輔助機構自動化控制系統的應用當中已經取得了一定的成效，這就為下一步PLC在船用其他領域的應用打下了堅實的基礎。現代輪船想要實現更為安全高效的航行，就需要使用現代化技術的產物，從而為今后的航行提供高效的控制系統。

鑒于PLC系統在輔助機構自動化控制系統當中的良好運行，有必要對PLC在船用其他領域的使用和發展提供借鑒與指導。PLC在輔助機構自動化控制系統特點有，PLC使得人員的工作量大幅度較少，減少了工作人員的需求量，節省了人力成本。其次PLC系統在應對突發系統故障和處理當中即時性作用是傳統繼電器控制系統無法比擬的，在今后PLC的應用當中，要逐漸推廣PLC應用到船用其他領域當中，幫助船舶航行實現更為高效的控制，實現安全航行。

4.2 重視PLC技術的控制應用

PLC系統的特點和優點是很多的，基于對PLC在船用輔助機構自動化控制領域當中的良好效果，船舶行業在對工作系統進行設計和改造的過程當中一定要重視PLC技術的運用，探索更多的可以運用PLC的系統和場景，充分發揮PLC在船舶航行控制當中的巨大作用。

基于船舶航行要運用現代技術產物的認識，PLC系統在取代傳統的繼電器系統之后，原來控制系統當中接線口多、事故發生率高的現象將得到有效降低，這就極大地改善了安全環境，為工作人員創造了較為安全的工作條件，可以實現積極的效果。在船舶航行當中，要重視PLC技術的運用，為輔助控制系統提供新的手段和內容，保證工作系統的穩定。

5 結語

隨著我國現代工業進程的推進，工業生產中對于自動化控制水平的要求只會越來越高。PLC對于船用輔助機構自動化控制來說是關鍵的一部分，船舶航行應該重視PLC的應用，結合工作現實情況，優化PLC控制網絡，充分發揮其優勢，來實現工作效率的提升。

參考文獻

[1] 周名偵.基于PLC技術的船用電氣自動化設備控制研究[J].艦船科學技術，2020（6）：10-14.

[2] 黃智英，柴春花.PLC在電氣自動化控制系統中的應用[J].電子技術與軟件工程，2017（17）：20-24.

[3] 賀劍.PLC技術在電氣設備自動化控制系統中的應用[J].中國新技術新產品，2017（14）：88-90.

[4] 趙延明.海洋船載電驅動絞車控制系統建模與仿真分析[J].計算機仿真，2016（11）：22-24.

[5] 翟紅云.基于PLC的交流伺服電機驅動及位移控制技術研究[J].現代制造技術與裝備，2017（9）：18-20.

[6] 王開春，劉捷.PLC在閘門自動化控制系統中的應用[J].沿海企業與科技，2008（2）：46-47.

[7] 瞿新南.PLC在遠洋船舶自動化智能導航控制系統中的應用[J].艦船科學技術，2017（20）：110-111.

[8] 羅余慶.PLC在輪船輔助機構自動化控制系統中的應用[J].船舶物資與市場，2019（1）：43-44.

[9] 胡職焱.PLC在船用輸送裝置電氣控制系統中的應用[J].機電設備，2010（1）：17-19.

[10] 趙志斌，汪思源.PLC在船用燃油鍋爐起動控制中的應用[J].世界海運，2000，（3）：42-43.