浅析自动化控制标准化的意义

李大昊

【摘  要】标准化是科学管理的重要组成部分，标准化设计不仅提高了工作效率还推动了技术创新和科技的进步。论文通过介绍自控系统标准化的优点，并以天然气压缩机控制系统举例，论述了自动化控制标准化在实际使用中的意义。

【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.

【关键词】自控系统标准化;工作效率;模拟量功能块

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

【中图分类号】TM76                                【文献标志码】A                                   【文章编号】1673-1069（2020）02-0169-02

1 引言

自动化控制在工业控制领域因其高的可靠性以及编程的灵活性而得到广泛应用，目前在石油、化工等控制领域已获得普遍应用，但是在我们传统的自动化控制设计中存在结构化不清晰、应用性差、导致智慧和知识无法得到有效的利用、保护与推广。

标准化是一项基础工作，是自动化控制系统科学管理的重要组成部分，标准化设计不仅提高了我们的工作效率以及我们在行业内的技术竞争能力，还推动了技术创新和科技进步。智慧和知识会通过标准化设计的形式得到有效的保护、利用与推广[1]。

2 自动化标准化的特点

①简单性。

我们通过使用标准化的程序框架，让我们的自控系统尽可能简单，让使用者或者初学者可以简单快速地使用。

②可读性。

标准化的自控系统具有很高的可读性，可读性好的自控系统不仅便于程序设计者加深对程序的理解，更便于后期调试，而且还便于使用者读懂设计者的程序，每个阶梯逻辑或者操作数的文字注释必须要详细。高的可读性便于企业内部标准化的设计以及给设计者指明设计方向，便于设计者与使用者在同一个设计理念中。

③正确性。

标准化的自控系统一定要正确，并要经过实际工作的反复验证，证明其能够正确工作，这是对自控程序的最基本的要求，若是这一点都做不到，其他的再好也没有用。

④可靠性。

标准化的自控系统不仅要正确，还得可靠。可靠性反映的是控制系统的稳定性，可靠的自控系统对于非正常工作条件的出现，能予以识别，并能使其与正常条件衔接，可适用于多种情况。好的自控系统对非法操作能予以拒绝，且留下“痕迹”以便于后期标准化的完善。

⑤易改性。

即标准化的自控系统应易于修改。自动化设计的特点之一就是方便，可灵活运用在各種情况下。

⑥报警系统的完整性。

自控系统往往用于工业环境，每一次的事故都会造成或大或小的损失，为了做到事故预知与预处理或者在事故中把损失降到最小，我们的自控系统必须有一套完整的报警系统来监控设备的运行。

⑦模拟性。

为了减少现场调试时间，往往设备运行之前就需要对自控系统进行模拟测试，为此，在程序中加入了模拟功能，以便我们提前对设备的控制流程进行测试。

3 自动化控制标准化设计思想

在自控系统设计时我们需要结合实际的功能需求，将复杂的任务分成能够多次处理的小任务，结合通过程序代码来对复杂的控制进行简化。小任务一般表现形式为功能块，在编写程序时只需要调用相应的功能块就可以了，在使用功能块时只需要输入相应的地址或者参数，就可以实现对不同设备和工艺流程的有效控制，不需要对功能相同的代码进行重复输入。如果需要修改程序功能，对功能块进行修改即可，自动化控制的标准化能够极大提高我们的工作效率，能保证我们智慧和知识的有效保护、利用与推广。

3.1 PLC程序举例

图1是天然气压缩机自控系统中PLC程序中的模拟量功能块，这个模拟量功能块把信号的采集和转换（“Input”—“HMI_Tag”引脚）、报警等级设定（“Alarm_Class_L”与“Alarm_Class_H”引脚）、报警使能与报警值得设定（“LL_Enable”—“HMI _Trigge_HH”引脚）以及报警显消音和复位（“A_V_Alarm”—“Rest”）的功能都集中在一起，通过分析这个模拟量功能块可以看出，这个功能块比起我们常规的编程来说更加简单清晰，易改性很强，面对我们自控系统中的模拟量信号可以直接调用这个功能块[2]。

在PLC程序中，可以把其他的控制功能也做成功能块，通过这种模块化设计，把PLC编程标准化，程序的标准化不仅便于程序设计者加深对程序的理解，还便于后期使用者读懂设计者的程序。

3.2 HMI画面举例

图2是天然气压缩机自控系统中触摸屏的参数设置画面，该画面主要对模拟量信号的位号、数值、单位、量程设、高停机、高报警、低报警、低停机信息的设置与显示功能，这个画面的设计理念也是按照标准化的设计理念设计的，画面中每一行就是一个功能块，画面中的功能块是与PC程序模拟量功能块配合使用的，通过给画面中的功能块“赋值”来指定它显示相应模拟量信号的参数，例如，画面中的第一行赋值为1，第一行就会显示相应的PLC程序中模拟量模块“HMI_Tag”为1的信号参数[3]。

4 结语

标准化的设计是过程的、系统的和动态的，标准化自动控制不仅提高了我们的工作效率以及我们在行业内的技术竞争能力，还推动了技术创新和科技的进步，通过标准化的设计对智慧与知识进行有效的保护、利用与推广。

【参考文献】

【1】邓李.ControlLogix系统实用手册[M].北京：机械工业出版社，2008.

【2】迟君平.PLC程序开发中的结构化编写方法[J].自动化博览，2011，28（04）：90-92.

【3】黄恭伟，倪受春，汪先兵，等.S7-1200PLC结构化编程的研究和应用[J].滁州学院学报，2015（5）：62-64.