基于PLC技術的電氣設備連接線自動控制研究

摘要：針對電氣設備連接線自動控制的標度轉換問題，提出了基于可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）技術的解決方案。通過電流信號預處理與多目標標度轉換策略，有效提升了自動控制的效率與精度。所設計的PLC自動控制模型，結合交互核驗技術，實現了高效、靈活的自動標度轉換。測試顯示，該方法在多個測試區域均達到85%以上的平均精度，顯著優于傳統方法，具有顯著的實際應用價值。

關鍵詞：PLC技術 電氣設備 設備連接線 自動控制 電氣結構 遠程控制

中圖分類號：TM762;TP273

Research on Automatic Control of Electrical Equipment Connection Lines Based on PLC Technology

ZHONG Zhiheng

Guangzhou Shipyard Technical School， Guangzhou City， Guangdong Province， 510000 China

Abstract： In this article， a solution based on Programmable Logic Controller（PLC） technology is proposed in view of the scale conversion problem of automatic control of electrical equipment connection lines. Through the current signal preprocessing1c0eNtjehUNLZ+lVs7LL7orbtKN/UBuz5+whlLMP7jM= and multi-objective scaling conversion strategy， the efficiency and accuracy of automatic control are effectively improved. The designed PLC automatic control model， combined with Interactive Verification technology， has realized efficient and flexible automatic scale conversion. The test shows that the method achieves an average accuracy of more than 85% in multiple test areas， which is significantly better than the traditional method and has significant practical application value.

Key Words： PLC technology; Electrical equipment; Equipment connection lines; Automatic control; Electrical structure; Remote control

現代化的工業生產中，可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）技術已成為電氣設備連接線自動化控制的重要工具[1]。PLC技術能夠實現對復雜工業過程的精確控制，從而提高生產效率，降低生產成本[2]。PLC程序的編寫和調試涉及具體設備的參數配置和信號處理，需要對PLC編程語言及相關軟件具有較深的理解和掌握。

本研究將深入探討如何利用PLC技術實現電氣設備連接線的自動控制。主要包括對PLC技術在電氣設備連接線自動控制中的環節、控制內容、控制目標、控制形式等，在提高生產效率和降低成本方面的同時，形成更加靈活、多變的自動控制結構[3]。此外，在PLC技術的輔助與支持下，所設計的連接線自動控制通常更加靈敏，有助于解決現有存在的設備連接控制問題，提高生產效率，具有一定的優越性和有效性[4]。

1設計電氣設備連接線PLC自動控制方法

1.1電流信號流入和數據采樣處理

電氣設備運行時產生大量電流，經軟件轉換生成匹配電流信號，信號波動反映其運行狀態和規律[5]。但是過程中，會受到很多干擾，影響采樣值的精度[6]。特別是在惡劣環境下，采集的信號很容易被干擾信號所覆蓋，導致電流信號的波動。為了解決這個問題，通常需要對采集到的信號進行濾波整合，同時實現對獲取數據的預處理。首先，可以先在設備中設定監測節點，節點之間互相搭接，形成循環性的控制結構[7]。設置多個周期，每個周期對電流信號進行多次平滑捕捉，消除干擾之后，對存在異常的位置做出標定處理，并獲取電氣設備的應用數據。在電流信號的采樣過程中，為了消除突變和噪聲對采樣值的影響，采用限速濾波法。該方法的核心思想是通過比較連續采樣點之間的差值與預設的閾值△X，來判定是否需要對采樣值進行修正。過程如下：第一，初步判斷與采樣；第二，異常檢測與再次采樣；第三，再次判斷與確定采樣值；第四，異常處理與采樣值修正。

按照上述步驟對數據進行采集，經過分類之后，利用輔助平臺對當前的數據信息進行多維清洗處理，最終以二次篩選等來完成基礎處理，為后續的自動控制奠定基礎。

1.2標度多目標轉換

標度多目標轉換是為電氣設備運行搭建的環境，通過PLC技術和多傳感器實現電流信號濾波和轉換。濾波后的采樣值需轉換為工程值，即標度多目標轉換。采用線性變換設計多目標變換表達式，具體如下。

式（1）中：表示標度多目標變換測量值；、和分別表示各個變換階段的標準值；表示轉換比例。就當前的目標轉換，還需要結合計算得出的標度多目標變換測量值，設置最低標準，計算出了標度轉換下限值。具體公式如下。

式（2）中：表示標度轉換下限值；表示自動控制范圍；表示控制頻次；表示轉換控制均值；表示標度距離；表示表多目標轉換差值；表示控制連接區域。結合當前測算，實現對電氣設備連接線的標度多目標轉換，營造基礎的自動控制條件。

標度多目標轉換確保數據一致性和可用性，統一不同傳感器數據至同一量綱，便于比較和分析。同時，提升控制系統魯棒性和適應性，即使數據異常，其他傳感器數據仍可通過轉換得到有效利用。

1.3設計PLC電氣設備連接線自動控制模型

結合PLC技術，設計電氣設備連接線自動控制模型。作為一種自動化電氣控制模型，主要由PLC控制器、傳感器、執行器、通信接口和上位機監控系統等組成。首先，利用部署的傳感器監測電氣設備的狀態和參數，獲取基礎數據。傳感器將采集的數據傳輸給PLC控制器。其次，設計電氣設備連接顯的自動控制邏輯流程，實現對電氣設備連接顯的自動控制邏輯程序的設計與執行。最后，遵循連接線自動控制需求，設計模型表達式，具體如下。

式（3）中：表示連接線自動控制均值；表示控制區域；表示可控差值；表示輸出控制值；表示輸入控制值；表示衰減系數。結果當前測試，將計算得出的連接線自動控制均值設定為控制約束標準，隨后，獲取各個周期之內電氣設備的自動控制信號，分析設備的運行情況，并結合平臺和模型的自動控制均值進行調整，促使連接線的控制達到平衡狀態，強化模型控制能力的同時，增加連接線的控制緊密度。

1.4交互核驗實現自動控制

所謂交互核驗，實際上是針對模型輸出的結果進行多個核驗比對的一種輔助自動控制方法。首先，結合部署的節點，先進行核驗目標的設定，隨后設計交互自動控制結構，實現對交互核驗自動控制結構的設計與實踐分析。其次，結合PLC技術和交互核驗技術，分周期對連接線的控制進行測定。制定多個自動控制指令，分別設置不同的控制環境，導入目標，通過模型交互控制測定，最終計算出控制響應時間，具體公式如下。

式（4）中：表示控制響應時間；表示交互控制頻次；表示單元控制距離；表示控制區域；表示允許出現的最大控制誤差。將交互核驗自動控制時間限制在此范圍之內，并利用模型對連接線自動控制做出調整，確保最終控制結果的真實與可靠。

2方法測試

2.1測試準備

設計PLC電氣設備連接線自動控制模型時，選用WPLSoft編程軟件和硬件設備如PLC控制器、傳感器等。以H廠區6個區域電氣設備為測試對象，構建基于PLC技術的測試環境。設置交互式控制結構，明確電氣設備運行情況和連接線覆蓋范圍?；A測試指標包括12個連接點和0.15～0.18 s的自動控制單元耗時，暫態均值為16.25。為防止短路和過載，接入抗干擾裝置，穩定測試程序，提高控制效果。

2.2測試過程及結果分析

在實驗測試階段，首先進行回路檢查，確保系統的回路正確無誤，沒有短路和強弱電混合等問題。隨后，進行外部回路測試，通過實際操作按鈕、急停按鈕等，驗證輸入輸出點的正確性。這一過程確保了硬件設備與PLC之間的連接正常，為后續測試奠定了基礎。

在上述搭建的測試環境之中，結合PLC技術，進行具體測試驗證。首先，利用部署的節點采集電氣設備自身的數據、信息，判定其實際的運行狀態；其次，結合上述設計的自動控制邏輯，接收電氣設備運行XvPujf02lVfKCzmpnwbeww==時輸出、輸入的電子信號，如下圖1所示。

設置3組自動控制目標，每組分別存儲了26條、28條和32條執行任務。通過輸出、輸入端口下達測試指令，并測算出最終的自動控制平均精度，具體如下。

式（5）中：表示自動控制平均精度；表示連接范圍，表示重復控制區域；表示自動控制耗時。根據公式計算每組控制目標的自動控制平均精度，綜合考慮連接范圍、重復控制區域和自動控制耗時等因素，能夠客觀地反映自動控制方法的性能。測試分為3個階段，第一，設定包含26條執行任務的控制目標任務涵蓋電氣設備的基本操作。第二，增加了控制目標的任務數量，設定為28條執行任務。這些任務相對于第一階段更為復雜，涉及到多個電氣設備的協同控制和參數調整。第三，進一步提高了任務負載，設定了包含32條執行任務的控制目標。

結合得出的測試結果數據，進行比對分析，如圖2所示。

結合圖2得出以下結論：針對選定的6個測試區域，分3個階段對選定的電氣設備進行測試，最終得出的自動控制平均精度在第三階段均可以達到85%以上，說明此次在PKC技術的輔助下，所設計的電氣設備連接線自動控制方法更為靈活、高效，針對性強，具有實際的應用意義。

3結語

總而言之，以上便是對基于PLC技術的電氣設備連接線自動控制方法的設計與驗證研究。在PLC技術的融合應用下，電氣設備連接線自動控制結構得到了進一步優化完善，能夠實現復雜工業過程的精確控制，更好地提高生產效率，降低成本。另外，通過PLC技術的引入，針對過于復雜的控制指令也可以分化處理，設計多目標協同處理及轉換控制，盡量擴大控制范圍，解決不足之處，為工業自動化的發展做出更大的貢獻。

參考文獻

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