基于PLC的自動(dòng)化環(huán)保監(jiān)測(cè)終端功能優(yōu)化

湖南省衡陽(yáng)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 蔣慧麗

近年來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平不斷發(fā)展和進(jìn)步，國(guó)家的綜合國(guó)力也在不斷提高。社會(huì)的各項(xiàng)發(fā)展也越來(lái)越迅速，行業(yè)的領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。在社會(huì)的大發(fā)展以及繁榮的建設(shè)背景下，我國(guó)的環(huán)境壓力也在不斷增大。如今，為了科學(xué)應(yīng)對(duì)以上問題，我國(guó)也將社會(huì)的綠色環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展以及人們的生存環(huán)境內(nèi)容作為研究對(duì)象，而環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)設(shè)備也應(yīng)運(yùn)而生。

作為一種現(xiàn)代化的設(shè)備工具，環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)設(shè)備可對(duì)地區(qū)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)，科學(xué)評(píng)估當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境和人文環(huán)境污染情況、明確污染地區(qū)的實(shí)際發(fā)展問題，而后為科學(xué)治理環(huán)境、保證生態(tài)建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

一、簡(jiǎn)述PLC技術(shù)的概念和特點(diǎn)

目前，環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)設(shè)備可有效監(jiān)測(cè)環(huán)境污染的范圍，為縮短污染范圍奠定基礎(chǔ)。

PLC技術(shù)是自動(dòng)化模塊的技術(shù)，可以及時(shí)控制和優(yōu)化控制設(shè)備的數(shù)據(jù)屬性，進(jìn)而完成信息交互的整體目標(biāo)，提升環(huán)境保護(hù)檢測(cè)設(shè)備的整體功能。在此技術(shù)基礎(chǔ)上，相關(guān)單位可以借助信息反饋的信息數(shù)據(jù)處理信號(hào)，積極引入多方面的數(shù)據(jù)通道數(shù)據(jù)分析模式，也能夠基于PLC技術(shù)的通信自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，最終基于數(shù)據(jù)監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行整體控制。在實(shí)際的處理中，技術(shù)人員可通過硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)方式更新PLC理念，結(jié)合小型的PLC可編程邏輯器來(lái)處理一些數(shù)數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)化目標(biāo)。

在實(shí)際的數(shù)據(jù)監(jiān)控和數(shù)據(jù)保護(hù)過程中環(huán)保監(jiān)測(cè)設(shè)備的功能和實(shí)際的保護(hù)作用都應(yīng)當(dāng)被重視。一些設(shè)備的功能較為常規(guī)、設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)較為單一，也會(huì)導(dǎo)致整個(gè)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性不足、有效性不高?？舍槍?duì)這一問題進(jìn)行PLC的自動(dòng)化環(huán)保監(jiān)測(cè)設(shè)備功能設(shè)計(jì)分析，可結(jié)合PLC編制算法，將誤差從總體的數(shù)據(jù)當(dāng)中取消，進(jìn)而可以輸出最終的數(shù)據(jù)結(jié)果；這種操作方式讓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)變得更加具有針對(duì)性，也能為國(guó)家的社會(huì)環(huán)境建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

二、分析環(huán)保檢測(cè)設(shè)備優(yōu)化的特點(diǎn)和功能

結(jié)合PLC技術(shù)的自動(dòng)化環(huán)保監(jiān)測(cè)功能整體特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，可完善PLC數(shù)據(jù)采集和中段顯示面板等綜合功能。技術(shù)人員可按照針對(duì)性的操作目標(biāo)和操作流程對(duì)環(huán)保監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行有針對(duì)性的功能優(yōu)化設(shè)計(jì)。

（一）運(yùn)用PLC系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集整體

作為一個(gè)綜合性的系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)也被稱為可編程控制器，屬于環(huán)保功能檢測(cè)優(yōu)化的核心設(shè)備組件之一，考慮到設(shè)備的總體兼容性和穩(wěn)固程度，PLC系統(tǒng)可以作為核心處理設(shè)備，依靠高超精準(zhǔn)度和穩(wěn)定性來(lái)保證檢測(cè)質(zhì)量。而PLC也屬于監(jiān)測(cè)分析運(yùn)算和環(huán)保的關(guān)鍵，其中抗干擾性和快速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換都是PLC的關(guān)鍵。結(jié)合其處理要點(diǎn)，相關(guān)技術(shù)人員要考慮PLC對(duì)環(huán)保檢測(cè)設(shè)備的功能優(yōu)化優(yōu)勢(shì)。采樣時(shí)，系統(tǒng)對(duì)模擬量采用需要選擇程序的特殊時(shí)間點(diǎn)作為讀取點(diǎn)，此時(shí)可以結(jié)合端口的模擬量進(jìn)行精準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，此時(shí)可精準(zhǔn)的數(shù)值，轉(zhuǎn)換期間需要將數(shù)值保持在149μs內(nèi)，但是轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)僅僅也是采樣端口的模擬量，沒有進(jìn)行相應(yīng)的線性處理或者是濾波處理，因此需要結(jié)合高速跟蹤能力進(jìn)行彌補(bǔ)。

結(jié)合功能結(jié)構(gòu)來(lái)予以區(qū)分，PLC可劃分為四個(gè)部分。OS整體運(yùn)行模塊、SBR單元模塊、INT的預(yù)警模塊、OB單元模塊。其中OS是整體運(yùn)行的整結(jié)構(gòu)模式，可以讓CPU作為RUN模式，后期OS和OB都可開始運(yùn)行，而且都可以結(jié)合OB的數(shù)據(jù)模塊實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)的目標(biāo)。若整個(gè)檢測(cè)環(huán)境數(shù)據(jù)滿足SBR單元模塊的條件內(nèi)容時(shí)候，需要暫停主體的運(yùn)行，并結(jié)合單元進(jìn)行數(shù)據(jù)特征分析。分析結(jié)束后需要對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，而后返回到主題模塊OS進(jìn)行下一步工作處理。此時(shí)規(guī)律值有波動(dòng)異常的情況，需要將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絀NT模塊中，后期需要結(jié)合數(shù)據(jù)的波動(dòng)情況進(jìn)行分區(qū)，并將數(shù)據(jù)輸出。

（二）數(shù)據(jù)的終端顯示功能

針對(duì)以上PLC的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)可知，結(jié)合監(jiān)測(cè)設(shè)備的中段特點(diǎn)，可見一些數(shù)據(jù)以圖像的形式進(jìn)行儲(chǔ)存，并作為其他數(shù)據(jù)的顯示模式，結(jié)果表示，顯示功能是片面的，而數(shù)據(jù)的更新是不定時(shí)的，因此需要采用自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)保證數(shù)據(jù)更新的效果，如可以采用PLC技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。因?yàn)闄z測(cè)的過程較為復(fù)雜，建議將顯示器調(diào)整為觸摸屏形式的顯示面板。TP277、TP177B都是較為常見的數(shù)據(jù)采集內(nèi)容，相關(guān)人員可結(jié)合觸摸屏的特點(diǎn)進(jìn)行選取，可以找到數(shù)據(jù)變動(dòng)的特點(diǎn)以方便計(jì)算，同時(shí)也要配置一定的儲(chǔ)存器和接口，保證數(shù)據(jù)都能夠?qū)崿F(xiàn)組態(tài)對(duì)比和儲(chǔ)存?zhèn)浞菪Ч?/p>

與此同時(shí)，觸摸屏的顯示器還具備強(qiáng)大的控制功能，該功能可以對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行充分分析和查看，還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控各個(gè)設(shè)備的真實(shí)運(yùn)行情況，記錄出現(xiàn)的故障問題。如記錄設(shè)備出現(xiàn)卡頓、頁(yè)面閃屏的問題。這些都可以通過觸摸面板進(jìn)行故障處理，一旦發(fā)出警告，技術(shù)人員就可以予以處理，保證了數(shù)據(jù)處理的連續(xù)性。

（三）可改進(jìn)設(shè)備的隨機(jī)能力和分析處理能力

以上數(shù)據(jù)分析處理可知，可結(jié)合終端的數(shù)據(jù)異常數(shù)據(jù)特點(diǎn)和內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，進(jìn)而增加設(shè)備隨機(jī)反應(yīng)和分析處理能力。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果表示是，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的各個(gè)內(nèi)容都會(huì)受到環(huán)境自然因素和人為因素影響導(dǎo)致數(shù)據(jù)發(fā)生偏差，因此需要特殊的裝置來(lái)判斷濃度、密度、質(zhì)量以及成分的變化，確保環(huán)保監(jiān)測(cè)的實(shí)際反應(yīng)能力。此外，PLC編制方法還能夠提升和優(yōu)化環(huán)保監(jiān)測(cè)設(shè)備的傳輸速度和效率，如可以假設(shè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在PLC的輸入以及輸出數(shù)據(jù)的基本特征，保證數(shù)據(jù)的針對(duì)性處理效果。

三、仿真測(cè)試分析

本次研究采用仿真測(cè)試研究分析的方式，探討環(huán)保監(jiān)測(cè)設(shè)備的功能優(yōu)化和常規(guī)優(yōu)化的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)性。對(duì)此可以設(shè)置仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境，具體的參數(shù)設(shè)置內(nèi)容如下：（1）操作環(huán)境選用Windows 10；（2）CPU選 擇 Intel，Corei5－ 24110m， 內(nèi)存為8G；（3）仿真測(cè)試軟件為Matlab 2019；（4）數(shù)據(jù)測(cè)試工具為Dev Test。

（一）樣本數(shù)量如下所示

（1）A區(qū)域，人口密度為0.65，日均車流量為0.34，工廠數(shù)量為4，植被覆蓋率達(dá)40%；

（2）B區(qū)域，人口密度為0.76，日均車流量為0.45，工廠數(shù)量為8，植被覆蓋率達(dá)35%；

（3）C區(qū)域，人口密度為0.78，日均車流量為0.58，工廠數(shù)量為5，植被覆蓋率達(dá)43%；

（4）D區(qū)域，人口密度為0.69，日均車流量為0.41，工廠數(shù)量為2，植被覆蓋率達(dá)42%。

經(jīng)過以上的數(shù)據(jù)對(duì)比，可進(jìn)行有效性試驗(yàn)，對(duì)以上四個(gè)區(qū)域進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，建議網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化連接和調(diào)試無(wú)誤后，可選定區(qū)域進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析，得到以下結(jié)果。

對(duì)比結(jié)果，其中環(huán)保監(jiān)測(cè)設(shè)備功能穩(wěn)定性指數(shù)可達(dá)0.96-0.97，平均穩(wěn)定性為96.25%；常規(guī)的監(jiān)測(cè)功能穩(wěn)定性指數(shù)為0.85-0.95，平均穩(wěn)定性為90.52%；對(duì)比可知，環(huán)保監(jiān)測(cè)設(shè)備比常規(guī)監(jiān)測(cè)功能的穩(wěn)定性更高，其設(shè)計(jì)效能更加優(yōu)化，穩(wěn)定性更加顯著。

（二）環(huán)保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的精準(zhǔn)度測(cè)試對(duì)比

電氣自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中，大大提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和穩(wěn)定性。近年來(lái)，國(guó)家近年來(lái)大力發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè)，相應(yīng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)研究也層出不窮。電氣自動(dòng)化的聯(lián)系越來(lái)越密切。目前對(duì)比可知，環(huán)保監(jiān)測(cè)的功能設(shè)計(jì)精準(zhǔn)性和設(shè)備的連接有關(guān)。結(jié)合Matlab2019軟件試驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)后停運(yùn)5分鐘，可保證設(shè)備處于穩(wěn)定的狀態(tài)，具體的結(jié)果表示如下。

環(huán)保監(jiān)測(cè)設(shè)備：試運(yùn)行1小時(shí)后精度為98%；3小時(shí)后為96%；10小時(shí)為94%。

常規(guī)檢測(cè)設(shè)備：試運(yùn)行1小時(shí)后精度為94%；3小時(shí)后為89%；10小時(shí)為78%。對(duì)比可知，環(huán)保監(jiān)測(cè)設(shè)備的穩(wěn)定性比常規(guī)設(shè)計(jì)穩(wěn)定性更好，效果也更為理想。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，環(huán)保監(jiān)測(cè)設(shè)備目的在于創(chuàng)新和優(yōu)化城市的環(huán)保監(jiān)測(cè)功能。為了保證我國(guó)現(xiàn)代環(huán)保監(jiān)測(cè)的質(zhì)量，加強(qiáng)環(huán)境治理效果，相關(guān)技術(shù)單位可采用PLC技術(shù)來(lái)加強(qiáng)數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)處理效果，在實(shí)際的運(yùn)行中可以結(jié)合一些特殊的數(shù)據(jù)分布和隨機(jī)分析方法來(lái)提升PLC的編制運(yùn)算效果，全面保證環(huán)保監(jiān)測(cè)設(shè)備的檢測(cè)效果傳輸質(zhì)量有效性。