船舶輔助機(jī)械自動化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用分析

柯洋洋 泉州海洋職業(yè)學(xué)院

在工業(yè)化水平不斷提升的過程中，促進(jìn)船舶輔助機(jī)械自動化控制的進(jìn)一步發(fā)展具有至關(guān)重要的意義。在海上行駛時，船舶輔助機(jī)械本身具有重要作用，能夠?yàn)榇疤峁┍匾?wù)，并且可以確保船舶能夠正常安全行駛。為了提高船舶輔助機(jī)械的自動化控制水平，需要對PLC技術(shù)進(jìn)行充分應(yīng)用，在PLC技術(shù)應(yīng)用過程中可以對PLC程序進(jìn)行編寫，同時對變頻器的參數(shù)進(jìn)行合理確定。這樣能夠設(shè)計(jì)出變頻控制系統(tǒng)，提高船舶輔助機(jī)械自動化控制效果，保證船舶處于正常穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。

1.PLC概述

PLC技術(shù)指的是可編程序控制器。在工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展過程中對PLC控制設(shè)備的應(yīng)用比較普遍，在PLC控制設(shè)備應(yīng)用過程中，其內(nèi)部能夠存儲相應(yīng)的指令，用戶可以根據(jù)自身的需求完成程序編制過程，可以設(shè)置控制功能，保證控制系統(tǒng)與生產(chǎn)需求之間相適應(yīng)，能夠有效替代繼電器系統(tǒng)。在PLC應(yīng)用過程中，可以將其作為數(shù)字電子儀器進(jìn)行應(yīng)用，能夠?qū)Χ喾N特殊性功能進(jìn)行存儲，可以對機(jī)械設(shè)備以及工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行有效控制。為了保證PLC的應(yīng)用效果，在應(yīng)用過程中需要對硬件特點(diǎn)進(jìn)行綜合考慮。在PLC應(yīng)用時，主要是以可編程序存儲器為主進(jìn)行應(yīng)用的，在使用過程中包括非計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)以及準(zhǔn)計(jì)算結(jié)構(gòu)。可編程控制器屬于微計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的一種，其軟硬件設(shè)備以及軟件系統(tǒng)都具有一定的特殊性。

在我國對PLC應(yīng)用過程中，已經(jīng)對多個國家的可編程控制器進(jìn)行引進(jìn)，并且引進(jìn)了可編程控制器的生產(chǎn)線。目前，我國已經(jīng)能夠基本進(jìn)行可編程控制器自主研發(fā)工作。在PLC技術(shù)不斷發(fā)展以及廣泛應(yīng)用的過程中，很多工廠更加重視PLC技術(shù)的研究工作。在一定程度上能夠促進(jìn)PLC技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展以及創(chuàng)新。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，對可編程控制器進(jìn)行充分利用，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)效益。特別是在船舶運(yùn)行過程中對PLC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的運(yùn)行效益相對較高。

在PLC技術(shù)應(yīng)用過程中所使用的微處理器以及單片微機(jī)編程語言比較簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)定時技術(shù)以及邏輯判斷功能，并且可以對模擬量進(jìn)行有效控制。隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，還可以對多臺設(shè)備進(jìn)行群體集中控制。在對多臺設(shè)備進(jìn)行群體控制的過程中，需要構(gòu)建集中式管理系統(tǒng)形成集散局部網(wǎng)絡(luò)，才能夠保證群體控制效果。在對PLC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時，其靈活性比較強(qiáng)，能夠根據(jù)工業(yè)控制現(xiàn)場的具體環(huán)境要求進(jìn)行設(shè)定，保證其與生產(chǎn)需求相適應(yīng)。特別是對軟硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，其可拓展性具有較強(qiáng)的優(yōu)勢。

在對PLC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時，需要對現(xiàn)代工業(yè)控制的特點(diǎn)以及控制要求進(jìn)行充分考慮，加強(qiáng)微機(jī)技術(shù)以及工業(yè)控制理念在PLC技術(shù)應(yīng)用過程中的研究以及融合。在對設(shè)備進(jìn)行控制時，PLC具有更強(qiáng)的通用性，能夠?qū)Τ绦蜻M(jìn)行有效存儲，實(shí)現(xiàn)控制功能。并且可以適應(yīng)多種環(huán)境需求。對PLC系統(tǒng)的軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)時，要確保其與電氣技術(shù)工作人員的習(xí)慣相適應(yīng)，以繼電器的符號語言作為基礎(chǔ)，能夠?qū)τ脩舫绦蚓幹七M(jìn)行改善，提高其直觀性。在對PLC系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，其研制周期比較短，可以在現(xiàn)場控制中進(jìn)行直接應(yīng)用。當(dāng)前的PLC技術(shù)在不斷發(fā)展以及成熟，在一些超小型機(jī)功能應(yīng)用能夠極大提升PLC技術(shù)的應(yīng)用水平，可以提高PLC技術(shù)的實(shí)時控制速度以及處理能力，促進(jìn)PLC的發(fā)展情況。在PLC技術(shù)的應(yīng)用過程中可以連接工業(yè)網(wǎng)絡(luò)以及生產(chǎn)調(diào)度管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，提高過程控制以及生產(chǎn)控制的自動化水平。

2.PLC技術(shù)在船舶輔助機(jī)械自動化控制中的具體應(yīng)用

2.1 船舶輔助器械自動化控制的基本要求

在對船舶輔助機(jī)械自動化控制進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，必須確保自動化控制能夠提高船舶運(yùn)行的安全性以及可靠性，提升船舶運(yùn)行效益。在船舶運(yùn)行過程中要盡可能節(jié)省能源消耗，降低維修費(fèi)用的支出。以船舶輔助機(jī)械自動化控制基本要求為基礎(chǔ)，對負(fù)荷改變情況進(jìn)行綜合分析。在實(shí)現(xiàn)自動化調(diào)節(jié)輔助機(jī)械自動化的過程中，需要加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備供氣壓力以及溫度控制工作。這樣能夠保證其自動化控制的效果與設(shè)備的運(yùn)行需求相適應(yīng)。除此之外，還要重視對機(jī)械設(shè)備給油量和進(jìn)風(fēng)量比重進(jìn)行合理控制。可以在空氣適中的條件下保證燃油能夠充分燃燒，能夠達(dá)到節(jié)油目標(biāo)。例如，在對鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行自動化控制設(shè)計(jì)的過程中，需要根據(jù)船舶運(yùn)行過程中輔助鍋爐的具體情況對其基本要求進(jìn)行確定。通常，在船舶運(yùn)行過程中，對輔助鍋爐的蒸汽品質(zhì)的要求并不高。在對自動化控制進(jìn)行設(shè)計(jì)時，可以利用雙位調(diào)節(jié)手段，使用PLC完成功能調(diào)節(jié)，提高質(zhì)量調(diào)節(jié)的最終效果。在對鍋爐系統(tǒng)的給水自動調(diào)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，需要以鍋爐的性能、質(zhì)量控制要求以及大小為基礎(chǔ)對調(diào)節(jié)方式進(jìn)行科學(xué)選擇。在設(shè)計(jì)過程中可以選擇模擬量控制功能比較強(qiáng)的PLC。這樣能夠?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，在調(diào)節(jié)過程中不用增加新的控制單元，能夠保證給水控制的自動化效果。

此外，在對船舶控制系統(tǒng)進(jìn)行研究的過程中，因?yàn)榇搩?nèi)的溫度比較高，并且具有明顯的振動特征。在船舶航行過程中，很多干擾源都會對船舶的運(yùn)行情況產(chǎn)生影響。因此，船舶的自動化控制系統(tǒng)要求相對較高。在設(shè)計(jì)過程中需要注意提升船舶內(nèi)部元器件的環(huán)境承受能力，需要對PLC型號進(jìn)行科學(xué)選擇，并加強(qiáng)控制柜的設(shè)計(jì)工作。

2.2 PLC在安全監(jiān)視方面的應(yīng)用

在船舶輔助機(jī)械自動化控制研究過程中，為了充分發(fā)揮PLC系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢，必須保證鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。在這個過程中可以利用PLC技術(shù)對船舶鍋爐的運(yùn)行情況進(jìn)行安全監(jiān)視，采取必要的保護(hù)措施，確保鍋爐系統(tǒng)能夠穩(wěn)定可靠運(yùn)行。需要注意的是將PLC應(yīng)用在船舶安全監(jiān)視過程中，其可靠性比較明顯。但是在系統(tǒng)初始化過程中需要一定時間。利用PLC技術(shù)可以提升系統(tǒng)本身的監(jiān)控水平，如果PLC失去作用，可能會引發(fā)很多問題。因此，在對PLC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時，需要加強(qiáng)軟件以及硬件的設(shè)計(jì)工作。可以利用PLC的自動診斷功能，提高安全監(jiān)視水平。在對自診斷功能進(jìn)行設(shè)計(jì)時，需要利用自診斷監(jiān)視器，主要包括脈沖發(fā)射器比較器兩部分。自診斷監(jiān)視器本身屬于數(shù)字電路，具有較強(qiáng)的獨(dú)立性。在對軟硬件進(jìn)行有效設(shè)計(jì)的過程中，可以對PLC系統(tǒng)內(nèi)部的用戶程序邏輯運(yùn)行情況以及微處理器的存儲器使用情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)視。如果PLC系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障問題，復(fù)位系統(tǒng)可以進(jìn)行報警，可以確保重要的輸出點(diǎn)安全運(yùn)行 。

利用自診斷監(jiān)視器時，需要采用兩路標(biāo)準(zhǔn)脈沖串對比原理才能夠?qū)崿F(xiàn)自我診斷監(jiān)視功能。在設(shè)計(jì)過程中，第1路脈沖是以PLC用戶程序?yàn)榛A(chǔ)形成的，在設(shè)定程序時需要向PLC系統(tǒng)內(nèi)的首個I/O模塊進(jìn)行信號傳輸。同時要連接相同模塊輸入點(diǎn)完成信號向PLC返回的功能。利用用戶程序設(shè)定可以向第2模塊輸出脈沖。在反復(fù)操作過程中，最終的I/O模塊輸出點(diǎn)可以獲取PLC軟件以及硬件脈沖串。對軟件以及硬件進(jìn)行充分結(jié)合，可以對PLC系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視。在船舶輔助機(jī)械的運(yùn)行過程中，雖然這種方法需要在各模件中占據(jù)兩個I/O點(diǎn)創(chuàng)建硬件連接通道，但是仍然具有較高的應(yīng)用效益。為了防止在硬件脈沖發(fā)生器運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障，需要設(shè)定一個備用脈沖發(fā)生器。同時要對設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控。這樣能夠提高設(shè)備運(yùn)行的安全性以及穩(wěn)定性，確保船舶輔助機(jī)械自動化控制水平。

3.結(jié)束語

綜上所述，在對船舶輔助機(jī)械自動化控制進(jìn)行研究的過程中，對PLC技術(shù)進(jìn)行充分應(yīng)用，能夠在極大程度上提高輔助機(jī)械的自動化控制水平以及智能化控制效果。需要注意在對PLC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中，要突出其技術(shù)優(yōu)勢，并且要加強(qiáng)對船舶輔助機(jī)械運(yùn)行安全程度的改善工作，促進(jìn)PLC技術(shù)的推廣以及應(yīng)用。這對推動我國船舶事業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展有積極意義。