1、Application 创新应用328 电子技术 第 52 卷 第 4 期（总第 557 期）2023 年 4 月气控制功能。根据程控原理，能全面保障落实相应的自动控制功能。通过对用户信息的完全扫描，结合相应的编程控制要求，实现高质量的自动控制，并根据用户的需求对用户数据进行管理。在具体的电气控制实践中，通过可编程控制器的功能实现相关信息的存储，从而根据需求进行设备控制，保证了改进控制方案的实施。根据实际需要，找出电气控制存在的问题，利用可编程控制器的优势，及时、有效地诊断电气系统中的故障，避免类似情况发生。（2）电气控制系统的故障分析与控制。结合电气控制实际情况，一般电气设备故障主要表现为以
2、下两方面。在工业领域，由于功能控制存在问题，难以满足电气设备在特定要求下正常工作的要求；在非功能性故障情况下，容易出现控制失调，难以达到预期目标。从两个方面分析，各有不同的原因，应具体分析，明确采取何种有效的控制措施。利用可编程控制器的优势发挥自动控制的优势，结合具体原因采取相应有效的解决措施，才能顺利地达到预期的电气控制目标。2 电气设备控制系统中的可编程控制器的应用下位机。（1）硬件。根据实际工作需要，硬件产品必须能够支持可编程控制器系统连续工作，即使受到无线信号和其他设备干扰。同时，在工作环境中，温度和相对湿度之间，要求硬件0 引言可编程控制器是工业自动化控制的重要组成部分。随着信息技术
3、的飞速发展，微处理器芯片的价格越来越低，可编程控制器的应用越来越广泛。1 电气设备可编程控制器控制系统的特点在电气控制系统中，根据实际工作需要，把整个电气控制系统划分为三大块。（1）由上位机进行监控，将生产处理现场的动态画面输出到电脑屏幕上，同时设置具体的控制点，以监控位置保存数据库。将控制界面设置在相应设备上，增加相关变化曲线。（2）可编程控制器的软硬件部分，为了保证控制系统能够稳定运行，做好应急电源的准备。（3）远端现场控制，在正常情况下处于闲置状态。可编程控制器结构及工作原理及特点：它主要由中央处理器、电源、存储器、功能模块、I/O电路、通信模块等组成，主要是对用户实际编程程序进行一次读
4、入处理，将相应的数据状态存入I/O映像区，然后在程序执行阶段结合相应梯形图形执行扫描处理，完成输出刷新。同时，CPU通过电路控制相关的外部设备，根据映像区中对应的数据和状态，对输出锁存电路进行刷新。根据实际应用的特点，使用方便，安装和维护方便，使用寿命长，工作稳定，性价比高，比传统的控制方式更有优势1。可编程控制器对电气控制的作用。（1）加强电作者简介：辛建军，芜湖职业技术学院，高级技师，硕士研究生；研究方向:开关电源、电气传动与控制、电力电子、可编程控制器。收稿日期：2022-12-08；修回日期：2023-04-12。摘要：阐述电气设备可编程控制器控制系统的特点和应用，由上位机进行监控、可
5、编程控制器的软硬件系统、远端现场控制、下位机与监控系统的设计、OPC通信软件提供人机交互操作。关键词：可编程控制器，控制系统，远端现场控制，人机交互操作。中图分类号：TP273文章编号：1000-0755(2023)04-0328-03文献引用格式：辛建军.可编程控制器在电气控制中的应用J.电子技术,2023,52(04):328-330.可编程控制器在电气控制中的应用辛建军（芜湖职业技术学院，安徽 241001）Abstract This paper describes the characteristics and application of the programmable contr
6、oller control system for electrical equipment,which is monitored by the upper computer,the software and hardware system of the programmable controller,the remote field control,the design of the lower computer and the monitoring system,and the man-machine interaction provided by OPC communication sof
7、tware.Index Terms programmable controller,control system,remote field control,human-computer interaction.Application of Programmable Controller in Electrical ControlXIN Jianjun(Wuhu Vocational and Technical College,Anhui 241001,China.)Application 创新应用电子技术 第 52 卷 第 4 期（总第 557 期）2023 年 4 月 329设备在这种环境下
8、，不会结露。可编程控制器采用单CPU形式设计。无线通信要求：可编程控制器必须设置成单机网络，通过网络模块与上位机进行通信。CPU与上位机按照PROFIBUS协议进行通信。之所以选择这种协议，是因为它能够支持循环重复校验和错误校验。硬件可靠性要求：对扩展部分进行模拟处理，设置隔离设备。同时为了应对突然停电情况，准备一台UPS，要求其能与供电最少联系。具体设计如下：首先，可编程控制器由三个扩展模块组成，通过PROFIBUS总线将上位机与下位机连接起来。相应的软件实现了参数采集、故障诊断等功能。其次，设计八口串口服务器，携带TCP/IP协议，与CPU，形成协议转换后的部分。再次，在现场采集几十个模拟
9、量，设置隔离栅格，避免传感器可能造成永久性损坏。最后选择性能优良的UPS产品2。（2）输入/输出地址。在可编程控制器控制柜中配置扩展I/O模块，需要保持它的工作电压。在输入可编程控制器之前，必须借助隔离器进行保护。假设输入/输出节点来源于现场，判断是否为无源节点。I/O模块及现场输入/输出点均配备指示灯，以检测功能和故障。同时，为了保证控制回路的高效响应，使可编程控制器采集信息频率与CPU扫描速度保持一致。（3）程序设计。系统设计需要电气设备的配套图纸。平面图，显示电气设备的分布，线路，桥架，灯具等。系统图，显示供电线路接入等，属于电路图。该方法不需要反映空间对应关系，只需指出不同回路对应的参
10、数即可。控制原理图，包括重要的元器件，比较直观，有层次感，不需要反映相应的位置和面积。二次接线图，其功能用途是指导接线.可编程控制器程序设计如下：可编程控制器系统与现场连接后，接上电源，接上电信号，完成初始和自检。当检测结果显示没有异常时，程序读取。关闭遥控器开关，提升机马达运转，继电器和电动机均启动。一旦发现某一台电动机出现故障，就会立即切断断路装置，使其停止工作，避免出现更严重的故障。对于分离釜，关闭远端开关后，分离釜马达随即运转，其他继电器停止运转。如果分离器正转，相应的正转继电器立即闭合。持续一段时间后，正向转动停止，设定时间间隔后开始反转。同样保持反转状态设定时间后，暂停为正转，如此
11、循环。采集到故障信号后，直接断开相应的断路装置，使电动机停机。二级提升机采用可编程控制器远程控制，开关闭合时，电机随机启动，继电器通电，一旦发现单台提升机出现异常，就可以通过相应的程序关闭断路器，防止故障进一步扩大。其余各级分离釜和提升机采用相同的程序控制方式。监控系统的设计。该技术是利用传感器和计算机技术，运用可编程控制器监测和控制相关电气设备的状态，以达到对电气设备的动态监管和风险排查等目的。同时，这项技术还可以在电气控制的生产系统、信息处理系统等方面得到广泛的应用，从而使机电工程的订单、销售、生产、管理等各个方面得到更加有效管理。在机电项目的后勤管理领域采用自动化监测技术，可以利用接收器
12、接收货物的具体存放位置、货物自身的重量，从而实现对货物的脉冲波束接收、感应货位发射声波，并将采集到的声波信号传送到计算机系统，从而实现对货物的自动化管理监督。（1）配置设计。上位监控机配有工控机和操作系统软件，配有显示器和必要的控制设备。其中，工控机采用了力控软件，可编程控制器组态控制程序，其功能包括：工艺程序界面的显示与监控，系统工作信息的采集与保存，故障报警信息的记录。控制中心配有可编程控制器和显示监控组态软件.可编程控制器包含全部的远程测量和控制数据.在操作站内，可以看到主系统和辅助系统对应的程序图、报警等图像信息，实现对生产过程的远程监控3。（2）图形设计。配置监控系统的目的是：通过组
13、态软件，通过控制屏幕显示生产过程，同时提供数据和报表，方便操作人员操作和维护。在前期设计中，利用力控软件中的元素、图形等数据库，利用图形编辑器，设置相应的属性和行为条件，按照生产流程将所有显示设备连接起来。力控组态与可编程控制器之间的信息交互流程是：将可编程控制器通道内的模拟量与数字量串联起来，利用通信协议和信息库变量，将其串联起来，然后通过属性编辑器，设置属性标签，将原件对应的属性和可编程控制器程序值，建立直接的联系。系统运行时，由于可编程控制器过程值的波动，导致元件属性发生变化。同理，改变原属性，可调整部分可编程控制器工作参数和状态，实现对生产全过程的监控，达到控制效果。首先，监控整个过程
14、。工艺程序界面为主页，其功能是输出整个系统的运行状态，操作员可以通过该页面控制生产系统，并可直接进入其他信息输出界面。其次是趋势图。反映了系统运行过程中操作员相对关注的数据量波动趋势，画面输出变量值通常来源于以下几个方面：能够读取可编程控制器中某一值，并达到实时输出；利用保存数据的变量值，通过运动曲线状态输出、工程趋势曲线、各曲线代表各自的过程量；最后，对变量信息进行归纳，与报警记录，下载报表。该屏幕记录了生产系统的温度、液位等过程信息，一旦系统出现异常，就能及时查找到以前的信息，分析当前异常形成的原因，缩短停机时间。另外，在系统异常时，机械设备的实际数据可以保存下来，防止系统出现同类型的异常
15、，并提供可靠的数据分析，同时可以下载打印该页面的信息。OPC通信。组态软件具有较好的人机交互性Application 创新应用330 电子技术 第 52 卷 第 4 期（总第 557 期）2023 年 4 月能，能够提供平稳的数据通信通道，但是如果把注意力集中在计算数值上，就很难获得复杂的控制算法。在Matlab软件中，利用矩阵和向量，通过合理的设计和程序安排，实现复杂的算法。但是，Matlab无法设置人机交互页面，无法与硬件进行有效的通信，使得Matlab无法有效地在系统中使用。因此，必须考虑如何将控制算法与组态软件相结合，以达到全面生产控制的目的。工业检测和工业控制计算机均采用HMI技术，
16、可以实现SCADA的功能，但是不能提供多类组件模板，并且可以控制复杂的脚本，具有多种开放性的功能来支持其他软件，实现信息交流。在设计控制系统的过程中，利用有效的通信途径，将上位机监控和下位机编程设置为主控模块，实现了对系统数据的采集和统计。然后在OPC的帮助下完成必要的组合，实现Matlab和组态软件之间的实时信息共享。利用Matlab软件对采集到的现场信息进行应用，从而支持预测控制。利用组态软件的交互性和Matlab的运算力，将多种控制模块结合在一起，形成一个稳定运行的复杂控制模式。OPC通常包括服务器和客户端，前者把控制设备内的数据当成通信信息，提供数据支持。OPC的优势体现在：能根据系统结构需要通信功能，既能满足服务器与客户在同一个平台上的需要，又能支持两种不同的平台。OPC客户机的主要功能是接收和处理信息，然后根据接口的要求，完成相应的操作。因为OPC的标准设置是统一的，所以支持标准客户的使用，能够与各个生产厂家的OPC进行通信。开发客户机在选择程序接口时，应特别强调使用定制格式会增加开发难度，但是可以保证工作效率。断路器控制。结合工厂实际运行情况，电磁继电器的应用比较广泛，电