尚凡葵　王東明　韓松

[摘? ? 要]傳統(tǒng)的輪船輔助機構(gòu)自動化控制系統(tǒng)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(gòu)自動化控制系統(tǒng)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(jù)PC端的操作發(fā)出相應的操作指令，對開關進行控制，保障系統(tǒng)運行安全同時節(jié)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(shù)控制更加方便快捷;其次根據(jù)PLC在輪船輔助機構(gòu)自動化控制系統(tǒng)中的具體應用提出相應的應用措施，為輪船的穩(wěn)定航行提供保障。

[關鍵詞]PLC;船用輔助機構(gòu);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(xiàn)代社會工業(yè)生產(chǎn)飛速進步，工業(yè)生產(chǎn)對于控制系統(tǒng)有了更多的要求，這就使得控制系統(tǒng)瞄準市場要求，不斷地進行完善和發(fā)展。在這一過程當中，PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)出來。于是工業(yè)生產(chǎn)各行各業(yè)都在積極運用PLC控制系統(tǒng)為生產(chǎn)提供更好的支持，這就需要工作人員對這一系統(tǒng)進行充分的了解，掌握這一系統(tǒng)的特點，更好地開展生產(chǎn)實踐活動。船用輔助機構(gòu)自動化控制系統(tǒng)在輪船當中的作用是十分重要的，輔助機構(gòu)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(tǒng)當中的良好運行，就可以保證船用輔助機構(gòu)的良好運行，從而最終保證輪船的順暢航行。

1 PLC控制網(wǎng)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(yōu)勢較為明顯，相比于舊有的控制系統(tǒng)，在抗干擾、穩(wěn)定性方面，具有明顯的優(yōu)勢，從而在控制網(wǎng)絡系統(tǒng)節(jié)點中得到了廣泛的應用?，F(xiàn)代的PLC已經(jīng)接近于或相當于一臺緊湊的電腦主機，廣泛運用在工業(yè)各個領域，為生產(chǎn)、航行等部門提供服務。

PLC控制網(wǎng)絡可謂是現(xiàn)代工業(yè)活動的基礎，是網(wǎng)絡系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的有效融合。在其良好運行下，可以為工業(yè)活動提供完美的控制方案，為工業(yè)生產(chǎn)奠定了良好的基礎?？刂葡到y(tǒng)是計算機技術、自動控制和數(shù)字通訊技術的完美融合，將數(shù)字通訊技術應用到工業(yè)控制系統(tǒng)中，就可以實現(xiàn)控制網(wǎng)絡的時效性、即時性特點，而計算機系統(tǒng)具有穩(wěn)定性特點，這就保證了控制網(wǎng)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(yè)控制系統(tǒng)必須要保證即時性特點，控制系統(tǒng)決不能出現(xiàn)滯后性，滯后性對企業(yè)生產(chǎn)的影響是極為不利的。而數(shù)字通訊能力是PLC控制網(wǎng)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(tǒng)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(tǒng)良好運行，為生產(chǎn)服務。

而PLC系統(tǒng)的網(wǎng)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(xiàn)PLC系統(tǒng)能夠與諸多生產(chǎn)領域的完美結(jié)合，實現(xiàn)這一控制系統(tǒng)在不同生產(chǎn)部門的良好運行。S7通訊區(qū)別于傳統(tǒng)通訊技術特點，體現(xiàn)的是在安全標準范圍內(nèi)對控制任務的數(shù)量進行規(guī)范，保證生產(chǎn)活動的安全性。在PLC系統(tǒng)當中，為了保證不同的工業(yè)設備制造商在生產(chǎn)當中的協(xié)調(diào)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(xiàn)了良好的效果。而且PLC系統(tǒng)當中，控制網(wǎng)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(tǒng)的高效運行。

2.2 編程接口方面

實現(xiàn)控制網(wǎng)絡系統(tǒng)的良好運行，需要在編程方面做好工作，編程對于控制網(wǎng)絡的效果來說具有一定的影響。因為PLC控制系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的開放性要求在接入PG/PC通訊卡的過程當中要根據(jù)實際和生產(chǎn)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(xiàn)問題，影響通訊效果和控制效果，破壞生產(chǎn)活動。

第二個方面是要做好對模塊的設計工作?？刂葡到y(tǒng)的各模塊工作過程具有自身的特點，但是整個控制系統(tǒng)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(xié)調(diào)性，使得PLC能夠體現(xiàn)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(qū)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(tǒng)控制時要想實現(xiàn)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(tǒng)的設計中同樣要對傳輸媒介加以分析，為控制系統(tǒng)選擇合理的傳輸介質(zhì)，保證控制系統(tǒng)的高效運行?，F(xiàn)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(zhì)，無線傳輸包括紅外線傳輸電磁信號傳輸?shù)刃问?。不同的傳輸媒介選擇和搭配方式可以實現(xiàn)不同的效果，在控制領域的傳輸媒介一定要在保證生產(chǎn)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(wǎng)絡和生產(chǎn)活動提供科學的傳輸媒介選擇。

3 PLC在船用輔助機構(gòu)中的應用方向

PLC在輪船輔助機構(gòu)自動化控制系統(tǒng)中的應用可以提高輪船輔助機構(gòu)的控制效果，從而保障輪船的穩(wěn)定航行。在現(xiàn)今時代，輪船輔助機構(gòu)自動化控制系統(tǒng)由于引入了PLC，其與海上運輸行業(yè)的發(fā)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(gòu)自動化控制系統(tǒng)中的應用是十分有必要的，PLC是現(xiàn)代工業(yè)化的產(chǎn)物，對于完善各行業(yè)、各領域的生產(chǎn)運作具有重要作用?，F(xiàn)代海洋運輸產(chǎn)業(yè)也需要融合現(xiàn)代技術產(chǎn)物，從而實現(xiàn)現(xiàn)代海洋運輸產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展與進步。隨著計算機技術與PLC技術的融合，現(xiàn)代PLC控制系統(tǒng)已經(jīng)成為船用輔助機構(gòu)自動化控制系統(tǒng)必不可少的控制系統(tǒng)方案，為船舶航行提供了有力保證。

船用輔助機構(gòu)自動化控制系統(tǒng)主要采取分層式結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)特點是由于輪船結(jié)構(gòu)特點而決定的，采取這一結(jié)構(gòu)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(xiàn)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(tǒng)的控制系統(tǒng)依靠電磁繼電器來實現(xiàn)控制，電磁繼電器在傳統(tǒng)工業(yè)相對不發(fā)達時期發(fā)揮了巨大作用，但是隨著社會生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)對于控制系統(tǒng)的要求逐步提高，使得PLC系統(tǒng)實現(xiàn)了飛速的發(fā)展，PLC系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)領域發(fā)揮了不可替代的作用。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)通過斷路來實現(xiàn)工作系統(tǒng)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(xiàn)故障，很有可能造成工作系統(tǒng)故障而出現(xiàn)工作的停頓，這時傳統(tǒng)控制方式的弊端就顯現(xiàn)出來了，在PLC系統(tǒng)當中，對于工作系統(tǒng)的控制更為安全可靠，可以很大程度地減少因控制系統(tǒng)問題而出現(xiàn)的工作停頓現(xiàn)象，這就保證了工作系統(tǒng)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(tǒng)順暢工作，那控制系統(tǒng)對于人員的需求數(shù)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(huán)境是十分有利的。

3.3 PLC在存儲器中的應用

船舶運行數(shù)據(jù)需要時時刻刻都進行記錄和統(tǒng)計，以便為航行提供依據(jù)和證據(jù)，PLC當中存儲器當中依然可以得到良好的運用。首先，PLC系統(tǒng)是與計算機系統(tǒng)相連接的計算機系統(tǒng)擁有巨大的存儲空間，這就可以為船舶數(shù)據(jù)的記錄提供巨大的空間。PLC控制系統(tǒng)擁有巨大的存儲空間，里面存儲的海量數(shù)據(jù)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(jù)。

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(xiàn)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(gòu)系統(tǒng)智能化程度。船舶輔助機構(gòu)工作當中，需要實現(xiàn)各部位的良好契合，這樣才能保證船舶航行安全、穩(wěn)定，在應用PLC控制系統(tǒng)的過程當中，船舶輔助機構(gòu)系統(tǒng)工作順序和程序都可以實現(xiàn)準確掌握和科學安排，輔助工作系統(tǒng)相對于中樞神經(jīng)，對各部位工作進行科學籌劃，保證各部位工作不會出現(xiàn)問題和故障，這就可以實現(xiàn)良好的運行效果。

在處理器當中PLC對各部位工作狀態(tài)進行監(jiān)控，展示各部位實時工作數(shù)據(jù)和狀態(tài)，這就可以保證各部位工作的順暢開展。處理器是輔助系統(tǒng)的核心，而PLC是處理器這個核心開展工作的依據(jù)和方式，PLC既可以對各部位工作狀態(tài)進行檢測，發(fā)現(xiàn)異常立即進行處置，也可以為處理器工作提供依據(jù)，這就實現(xiàn)了一定的智能化效果。

4 PLC的應用策略

PLC在船用輔助機構(gòu)自動化控制系統(tǒng)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(fā)的領域，但是對其進行研究與分析非常有必要。要根據(jù)輪船輔助機構(gòu)自動化控制系統(tǒng)的具體要求，提出PLC在輪船輔助機構(gòu)自動化控制系統(tǒng)中的應用策略。

4.1 PLC技術的應用推廣

PLC在船用輔助機構(gòu)自動化控制系統(tǒng)的應用當中已經(jīng)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(xiàn)代輪船想要實現(xiàn)更為安全高效的航行，就需要使用現(xiàn)代化技術的產(chǎn)物，從而為今后的航行提供高效的控制系統(tǒng)。

鑒于PLC系統(tǒng)在輔助機構(gòu)自動化控制系統(tǒng)當中的良好運行，有必要對PLC在船用其他領域的使用和發(fā)展提供借鑒與指導。PLC在輔助機構(gòu)自動化控制系統(tǒng)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(jié)省了人力成本。其次PLC系統(tǒng)在應對突發(fā)系統(tǒng)故障和處理當中即時性作用是傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)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(xiàn)更為高效的控制，實現(xiàn)安全航行。

4.2 重視PLC技術的控制應用

PLC系統(tǒng)的特點和優(yōu)點是很多的，基于對PLC在船用輔助機構(gòu)自動化控制領域當中的良好效果，船舶行業(yè)在對工作系統(tǒng)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(tǒng)和場景，充分發(fā)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(xiàn)代技術產(chǎn)物的認識，PLC系統(tǒng)在取代傳統(tǒng)的繼電器系統(tǒng)之后，原來控制系統(tǒng)當中接線口多、事故發(fā)生率高的現(xiàn)象將得到有效降低，這就極大地改善了安全環(huán)境，為工作人員創(chuàng)造了較為安全的工作條件，可以實現(xiàn)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(tǒng)提供新的手段和內(nèi)容，保證工作系統(tǒng)的穩(wěn)定。

5 結(jié)語

隨著我國現(xiàn)代工業(yè)進程的推進，工業(yè)生產(chǎn)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(gòu)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(jié)合工作現(xiàn)實情況，優(yōu)化PLC控制網(wǎng)絡，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，來實現(xiàn)工作效率的提升。

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