淺析自動化控制標(biāo)準(zhǔn)化的意義

李大昊

【摘? 要】標(biāo)準(zhǔn)化是科學(xué)管理的重要組成部分，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)不僅提高了工作效率還推動了技術(shù)創(chuàng)新和科技的進(jìn)步。論文通過介紹自控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的優(yōu)點(diǎn)，并以天然氣壓縮機(jī)控制系統(tǒng)舉例，論述了自動化控制標(biāo)準(zhǔn)化在實(shí)際使用中的意義。

【Abstract】Standardization is an important part of scientific management. Standardized design not only improves the work efficiency， but also promotes the technology innovation and the progress of science and technology. This paper introduces the advantages of automatic control system standardization， and through the natural gas compressor control system as an example， discusses the significance of standardization of automatic control in actual use.

【關(guān)鍵詞】自控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化;工作效率;模擬量功能塊

【Keywords】automatic control system standardization; work efficiency; analog function block

【中圖分類號】TM76? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）02-0169-02

1 引言

自動化控制在工業(yè)控制領(lǐng)域因其高的可靠性以及編程的靈活性而得到廣泛應(yīng)用，目前在石油、化工等控制領(lǐng)域已獲得普遍應(yīng)用，但是在我們傳統(tǒng)的自動化控制設(shè)計(jì)中存在結(jié)構(gòu)化不清晰、應(yīng)用性差、導(dǎo)致智慧和知識無法得到有效的利用、保護(hù)與推廣。

標(biāo)準(zhǔn)化是一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，是自動化控制系統(tǒng)科學(xué)管理的重要組成部分，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)不僅提高了我們的工作效率以及我們在行業(yè)內(nèi)的技術(shù)競爭能力，還推動了技術(shù)創(chuàng)新和科技進(jìn)步。智慧和知識會通過標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的形式得到有效的保護(hù)、利用與推廣[1]。

2 自動化標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)

①簡單性。

我們通過使用標(biāo)準(zhǔn)化的程序框架，讓我們的自控系統(tǒng)盡可能簡單，讓使用者或者初學(xué)者可以簡單快速地使用。

②可讀性。

標(biāo)準(zhǔn)化的自控系統(tǒng)具有很高的可讀性，可讀性好的自控系統(tǒng)不僅便于程序設(shè)計(jì)者加深對程序的理解，更便于后期調(diào)試，而且還便于使用者讀懂設(shè)計(jì)者的程序，每個(gè)階梯邏輯或者操作數(shù)的文字注釋必須要詳細(xì)。高的可讀性便于企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)以及給設(shè)計(jì)者指明設(shè)計(jì)方向，便于設(shè)計(jì)者與使用者在同一個(gè)設(shè)計(jì)理念中。

③正確性。

標(biāo)準(zhǔn)化的自控系統(tǒng)一定要正確，并要經(jīng)過實(shí)際工作的反復(fù)驗(yàn)證，證明其能夠正確工作，這是對自控程序的最基本的要求，若是這一點(diǎn)都做不到，其他的再好也沒有用。

④可靠性。

標(biāo)準(zhǔn)化的自控系統(tǒng)不僅要正確，還得可靠?？煽啃苑从车氖强刂葡到y(tǒng)的穩(wěn)定性，可靠的自控系統(tǒng)對于非正常工作條件的出現(xiàn)，能予以識別，并能使其與正常條件銜接，可適用于多種情況。好的自控系統(tǒng)對非法操作能予以拒絕，且留下“痕跡”以便于后期標(biāo)準(zhǔn)化的完善。

⑤易改性。

即標(biāo)準(zhǔn)化的自控系統(tǒng)應(yīng)易于修改。自動化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)之一就是方便，可靈活運(yùn)用在各種情況下。

⑥報(bào)警系統(tǒng)的完整性。

自控系統(tǒng)往往用于工業(yè)環(huán)境，每一次的事故都會造成或大或小的損失，為了做到事故預(yù)知與預(yù)處理或者在事故中把損失降到最小，我們的自控系統(tǒng)必須有一套完整的報(bào)警系統(tǒng)來監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行。

⑦模擬性。

為了減少現(xiàn)場調(diào)試時(shí)間，往往設(shè)備運(yùn)行之前就需要對自控系統(tǒng)進(jìn)行模擬測試，為此，在程序中加入了模擬功能，以便我們提前對設(shè)備的控制流程進(jìn)行測試。

3 自動化控制標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)思想

在自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)我們需要結(jié)合實(shí)際的功能需求，將復(fù)雜的任務(wù)分成能夠多次處理的小任務(wù)，結(jié)合通過程序代碼來對復(fù)雜的控制進(jìn)行簡化。小任務(wù)一般表現(xiàn)形式為功能塊，在編寫程序時(shí)只需要調(diào)用相應(yīng)的功能塊就可以了，在使用功能塊時(shí)只需要輸入相應(yīng)的地址或者參數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)對不同設(shè)備和工藝流程的有效控制，不需要對功能相同的代碼進(jìn)行重復(fù)輸入。如果需要修改程序功能，對功能塊進(jìn)行修改即可，自動化控制的標(biāo)準(zhǔn)化能夠極大提高我們的工作效率，能保證我們智慧和知識的有效保護(hù)、利用與推廣。

3.1 PLC程序舉例

圖1是天然氣壓縮機(jī)自控系統(tǒng)中PLC程序中的模擬量功能塊，這個(gè)模擬量功能塊把信號的采集和轉(zhuǎn)換（“Input”—“HMI_Tag”引腳）、報(bào)警等級設(shè)定（“Alarm_Class_L”與“Alarm_Class_H”引腳）、報(bào)警使能與報(bào)警值得設(shè)定（“LL_Enable”—“HMI _Trigge_HH”引腳）以及報(bào)警顯消音和復(fù)位（“A_V_Alarm”—“Rest”）的功能都集中在一起，通過分析這個(gè)模擬量功能塊可以看出，這個(gè)功能塊比起我們常規(guī)的編程來說更加簡單清晰，易改性很強(qiáng)，面對我們自控系統(tǒng)中的模擬量信號可以直接調(diào)用這個(gè)功能塊[2]。

在PLC程序中，可以把其他的控制功能也做成功能塊，通過這種模塊化設(shè)計(jì)，把PLC編程標(biāo)準(zhǔn)化，程序的標(biāo)準(zhǔn)化不僅便于程序設(shè)計(jì)者加深對程序的理解，還便于后期使用者讀懂設(shè)計(jì)者的程序。

3.2 HMI畫面舉例

圖2是天然氣壓縮機(jī)自控系統(tǒng)中觸摸屏的參數(shù)設(shè)置畫面，該畫面主要對模擬量信號的位號、數(shù)值、單位、量程設(shè)、高停機(jī)、高報(bào)警、低報(bào)警、低停機(jī)信息的設(shè)置與顯示功能，這個(gè)畫面的設(shè)計(jì)理念也是按照標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)的，畫面中每一行就是一個(gè)功能塊，畫面中的功能塊是與PC程序模擬量功能塊配合使用的，通過給畫面中的功能塊“賦值”來指定它顯示相應(yīng)模擬量信號的參數(shù)，例如，畫面中的第一行賦值為1，第一行就會顯示相應(yīng)的PLC程序中模擬量模塊“HMI_Tag”為1的信號參數(shù)[3]。

4 結(jié)語

標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)是過程的、系統(tǒng)的和動態(tài)的，標(biāo)準(zhǔn)化自動控制不僅提高了我們的工作效率以及我們在行業(yè)內(nèi)的技術(shù)競爭能力，還推動了技術(shù)創(chuàng)新和科技的進(jìn)步，通過標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)對智慧與知識進(jìn)行有效的保護(hù)、利用與推廣。

【參考文獻(xiàn)】

【1】鄧?yán)?ControlLogix系統(tǒng)實(shí)用手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

【2】遲君平.PLC程序開發(fā)中的結(jié)構(gòu)化編寫方法[J].自動化博覽，2011，28（04）：90-92.

【3】黃恭偉，倪受春，汪先兵，等.S7-1200PLC結(jié)構(gòu)化編程的研究和應(yīng)用[J].滁州學(xué)院學(xué)報(bào)，2015（5）：62-64.