关于简化智能控制系统实现统一自动化控制应用研究

芦琦

摘要：电气自动化控制目前已逐步由工控转型至智能家居控制，我国经济的稳定增长带来的是科技飞速的发展，智能控制设备实现跨时代升级无论是在功能还是价格上均可以满足构建智能家居控制的需求。然而无论是在工业控制还是在智能家居控制中，对于智能自动化系统的组建，均存有问题。首先，智能设备工业控制中协议不统一，以西门子的工控系统为例，虽然在工控系统内部统一使用PPI通讯，但在大多数企业中使用西门子工控设备的同时会根据个体需要添加三菱或欧姆龙的设备，因此由于通讯不统一常导致企业需要进行两套单独的编程控制;其次，智能设备家居控制中协议不统一，以小米的智能路由器家居控制为例，虽然小米设备在连接了小米路由器后可以实现家庭智能家居语音控制，但由于小米在电视、计算机行业产品水平技术有限，更多家庭会购买其它品牌的家电，这就导致智能家居会被多个控制器控制不能实现统一。对于智能控制中人们往往忽略了开关这一基础控制器的作用，本文主要叙述如何利用开关实现对部分工控、智能家居控制系统实现初步统一控制进行分析，通过分析给出合理的系统组建建议。

关键词：智能家居;工业控制;开关;

一、自动化系统组建误区

1.“一步到位”的系统组建

目前，在国内特别是流水线的制造业中存在这类情况，企图使用一步到位的组建模式，将生产线组建到位。以鸡蛋分拣生产线为例，鸡蛋分拣过程中涉及了核心的控制器，可以采用稳定性高价格较贵的PLC作为主要核心进行生产线的搭建;也可以采用价格较低灵活性高的单片机进行核心控制。其它的传感器机械臂的选用，企业往往会根据核心控制器的选择而决定。例如，本例中采用西门子s7-200作为生产线的核心控制器，那么企业中为了更好的实现生产线传感器、伺服电机、伺服控制器、与PLC的沟通会统一采用西门子的相关设备以组建PPI网络。看似一步到位的系统已组建完成，然而在进行生产后管理者期望加入新的包装设备，此时一线工程师会选择包含PPI协议的设备，然而部分国内生产的包装机不识别该协议，于是造成了对设备兼容性整合不合理的情况发生。

2.“随心所欲”的系统组建

对于上面提到的鸡蛋分拣生产线大型企业往往可以采用购买成套的设备进行组建，然而一些私人小型企业会采用购买各生产线淘汰的二手设备。本文以C52单片机作为核心控制器为例，鸡蛋分拣生产线所产生数据较少采用C52单片机完全可以完成任务。此时，管理层考虑生产线成本会购买二手的三菱的Q系列伺服驱动器与机械臂，采用欧赛龙超声波传感器检测震动中鸡蛋的频率进行鸡蛋“探伤”。此时所采用的主要设备分别来自宏晶、三菱、欧赛龙等那么对于企业基层工程师来说编写统一协议费时费力，管理层“随心所欲”的设备采购，为自动化控制系统组建带来了困难。

二、开关在在自动化系统中的应用

1.开关的应用

对于开关的控制实现系统自动控制其核心思想是，在设备设置好运行程序后，只需要满足设备电源通电，设备即可按照设置好的程序加入系统。该思想可以极大程度上简化部分自动化系统。举例来说，上文提到鸡蛋分拣生产线若采用方案一组建较为统一的西门子设备，那么在后期增加其它品牌设备后在不考虑转接口配合、上位机调控、改变设备协议等方案，可以采用开关进行對设备的统一化控制。具体方式如下，比如生产线增加了三菱的包装设备，那么可以首先利用上位机对该设备的包装进程程序进行设定，在设备通电启动后即可按照上位机设定的原始程序进行运行。此时为完成该包装设备融合至前端西门子鸡蛋分拣设备生产线系统中，可以在三菱设备电源通电线路中增加西门子开关控制器，开关控制器连接至西门子S7-200数字输出端口，即可完成该系统的拼接。在西门子PLC完成数据

输出后，相关开关控制器完成闭合接通三菱设备电源，鸡蛋通过分拣生产线后即可进入相关的包装线;

若采用方案二组建较为复杂的多设备生产线，开关控制器同样可以起到智能控制整合作用。上文提到该方案，所包含的中央控制器为宏晶单片机，伺服电机伺服驱动器为三菱，传感器为欧赛龙超声传感器。因此该生产线在利用上位机设定好中央控制器程序，设定好伺服驱动器的数据后，只需要利用单片机控制继电器进而控制开关以接通相关下位机电源，即可完成该设备与系统的对接。

以上两个方案均是运用了控制开关控制器来达到自动化控制的思想，与传统的上位机调控相比而言，上位机在该方案中仅仅作为程序设定来用，省略了对于硬件的组态监控以及不同品牌设备的协议转换。

2.开关对于智能家居的初步整合

上文提到了在工业控制中可以通过利用开关控制器整合不同设备，秉着相同的思想我们在智能家居中依然可以利用开关控制器整合不同品牌的智能家电。以华为路由器与华为家电、小米路由器与小米电子锁、海信WIFI空调整合为例。

首先，华为路由器与华为家电可以构成华为智能家居网路，其协议相同无需要做特殊设置，只需要正常在华为路由器中录入相关的电子设备信息即可。此时，我们增加小米路由器与小米电子锁构成的子网络，在没有使用台式计算机或智能平板、手机等作为上位监控机的情况下可以采用华为提供的电子开关管理小米路由器的电源。首先只需要架设好小米路由器与电子锁构成的子网络，既在正常供电中小米路由器登录小米电子锁设备信息，通过小爱助手即可管理小米电子锁。同时将海信空调端接入小米路由器的子网络，此时三种不同品牌的设备均已连接在智能家居网络中。华为路由器构成的主网络，通过管理华为开关对小米子网乱进行电源供电，以其到通过控制华为路由器而整个控制智能家居网路的任务。

综上，无论是在工业控制中还是在智能家居中，开关的作用不容小视。自动化智能化控制不能仅仅只拘泥于对于高端智能设备的控制还要做到对底层低端设备的管理控制。对于开关的应用，一定程度上简化了实现自动化系统的难度，在以往通过上位机的监控协调利用软件联通协议固然是连接不同品牌设备的有效方案。然而在设备多样话的今天，对于协议转接口等的使用一定程度上存在着困难，因此，利用最底层的开关控制连接网路是一种新途径，智能话控制的本质不就是随开随用吗。秉持着利用开关控制器去将不同设备融入系统整体，可以有效的解决目前工控以及智能家居所面临的问题。