基于PLC技术的电气设备连接线自动控制研究

摘要：针对电气设备连接线自动控制的标度转换问题，提出了基于可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）技术的解决方案。通过电流信号预处理与多目标标度转换策略，有效提升了自动控制的效率与精度。所设计的PLC自动控制模型，结合交互核验技术，实现了高效、灵活的自动标度转换。测试显示，该方法在多个测试区域均达到85%以上的平均精度，显著优于传统方法，具有显著的实际应用价值。

关键词：PLC技术 电气设备 设备连接线 自动控制 电气结构 远程控制

中图分类号：TM762;TP273

Research on Automatic Control of Electrical Equipment Connection Lines Based on PLC Technology

ZHONG Zhiheng

Guangzhou Shipyard Technical School， Guangzhou City， Guangdong Province， 510000 China

Abstract： In this article， a solution based on Programmable Logic Controller（PLC） technology is proposed in view of the scale conversion problem of automatic control of electrical equipment connection lines. Through the current signal preprocessing1c0eNtjehUNLZ+lVs7LL7orbtKN/UBuz5+whlLMP7jM= and multi-objective scaling conversion strategy， the efficiency and accuracy of automatic control are effectively improved. The designed PLC automatic control model， combined with Interactive Verification technology， has realized efficient and flexible automatic scale conversion. The test shows that the method achieves an average accuracy of more than 85% in multiple test areas， which is significantly better than the traditional method and has significant practical application value.

Key Words： PLC technology; Electrical equipment; Equipment connection lines; Automatic control; Electrical structure; Remote control

现代化的工业生产中，可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）技术已成为电气设备连接线自动化控制的重要工具[1]。PLC技术能够实现对复杂工业过程的精确控制，从而提高生产效率，降低生产成本[2]。PLC程序的编写和调试涉及具体设备的参数配置和信号处理，需要对PLC编程语言及相关软件具有较深的理解和掌握。

本研究将深入探讨如何利用PLC技术实现电气设备连接线的自动控制。主要包括对PLC技术在电气设备连接线自动控制中的环节、控制内容、控制目标、控制形式等，在提高生产效率和降低成本方面的同时，形成更加灵活、多变的自动控制结构[3]。此外，在PLC技术的辅助与支持下，所设计的连接线自动控制通常更加灵敏，有助于解决现有存在的设备连接控制问题，提高生产效率，具有一定的优越性和有效性[4]。

1设计电气设备连接线PLC自动控制方法

1.1电流信号流入和数据采样处理

电气设备运行时产生大量电流，经软件转换生成匹配电流信号，信号波动反映其运行状态和规律[5]。但是过程中，会受到很多干扰，影响采样值的精度[6]。特别是在恶劣环境下，采集的信号很容易被干扰信号所覆盖，导致电流信号的波动。为了解决这个问题，通常需要对采集到的信号进行滤波整合，同时实现对获取数据的预处理。首先，可以先在设备中设定监测节点，节点之间互相搭接，形成循环性的控制结构[7]。设置多个周期，每个周期对电流信号进行多次平滑捕捉，消除干扰之后，对存在异常的位置做出标定处理，并获取电气设备的应用数据。在电流信号的采样过程中，为了消除突变和噪声对采样值的影响，采用限速滤波法。该方法的核心思想是通过比较连续采样点之间的差值与预设的阈值△X，来判定是否需要对采样值进行修正。过程如下：第一，初步判断与采样；第二，异常检测与再次采样；第三，再次判断与确定采样值；第四，异常处理与采样值修正。

按照上述步骤对数据进行采集，经过分类之后，利用辅助平台对当前的数据信息进行多维清洗处理，最终以二次筛选等来完成基础处理，为后续的自动控制奠定基础。

1.2标度多目标转换

标度多目标转换是为电气设备运行搭建的环境，通过PLC技术和多传感器实现电流信号滤波和转换。滤波后的采样值需转换为工程值，即标度多目标转换。采用线性变换设计多目标变换表达式，具体如下。

式（1）中：表示标度多目标变换测量值；、和分别表示各个变换阶段的标准值；表示转换比例。就当前的目标转换，还需要结合计算得出的标度多目标变换测量值，设置最低标准，计算出了标度转换下限值。具体公式如下。

式（2）中：表示标度转换下限值；表示自动控制范围；表示控制频次；表示转换控制均值；表示标度距离；表示表多目标转换差值；表示控制连接区域。结合当前测算，实现对电气设备连接线的标度多目标转换，营造基础的自动控制条件。

标度多目标转换确保数据一致性和可用性，统一不同传感器数据至同一量纲，便于比较和分析。同时，提升控制系统鲁棒性和适应性，即使数据异常，其他传感器数据仍可通过转换得到有效利用。

1.3设计PLC电气设备连接线自动控制模型

结合PLC技术，设计电气设备连接线自动控制模型。作为一种自动化电气控制模型，主要由PLC控制器、传感器、执行器、通信接口和上位机监控系统等组成。首先，利用部署的传感器监测电气设备的状态和参数，获取基础数据。传感器将采集的数据传输给PLC控制器。其次，设计电气设备连接显的自动控制逻辑流程，实现对电气设备连接显的自动控制逻辑程序的设计与执行。最后，遵循连接线自动控制需求，设计模型表达式，具体如下。

式（3）中：表示连接线自动控制均值；表示控制区域；表示可控差值；表示输出控制值；表示输入控制值；表示衰减系数。结果当前测试，将计算得出的连接线自动控制均值设定为控制约束标准，随后，获取各个周期之内电气设备的自动控制信号，分析设备的运行情况，并结合平台和模型的自动控制均值进行调整，促使连接线的控制达到平衡状态，强化模型控制能力的同时，增加连接线的控制紧密度。

1.4交互核验实现自动控制

所谓交互核验，实际上是针对模型输出的结果进行多个核验比对的一种辅助自动控制方法。首先，结合部署的节点，先进行核验目标的设定，随后设计交互自动控制结构，实现对交互核验自动控制结构的设计与实践分析。其次，结合PLC技术和交互核验技术，分周期对连接线的控制进行测定。制定多个自动控制指令，分别设置不同的控制环境，导入目标，通过模型交互控制测定，最终计算出控制响应时间，具体公式如下。

式（4）中：表示控制响应时间；表示交互控制频次；表示单元控制距离；表示控制区域；表示允许出现的最大控制误差。将交互核验自动控制时间限制在此范围之内，并利用模型对连接线自动控制做出调整，确保最终控制结果的真实与可靠。

2方法测试

2.1测试准备

设计PLC电气设备连接线自动控制模型时，选用WPLSoft编程软件和硬件设备如PLC控制器、传感器等。以H厂区6个区域电气设备为测试对象，构建基于PLC技术的测试环境。设置交互式控制结构，明确电气设备运行情况和连接线覆盖范围。基础测试指标包括12个连接点和0.15～0.18 s的自动控制单元耗时，暂态均值为16.25。为防止短路和过载，接入抗干扰装置，稳定测试程序，提高控制效果。

2.2测试过程及结果分析

在实验测试阶段，首先进行回路检查，确保系统的回路正确无误，没有短路和强弱电混合等问题。随后，进行外部回路测试，通过实际操作按钮、急停按钮等，验证输入输出点的正确性。这一过程确保了硬件设备与PLC之间的连接正常，为后续测试奠定了基础。

在上述搭建的测试环境之中，结合PLC技术，进行具体测试验证。首先，利用部署的节点采集电气设备自身的数据、信息，判定其实际的运行状态；其次，结合上述设计的自动控制逻辑，接收电气设备运行XvPujf02lVfKCzmpnwbeww==时输出、输入的电子信号，如下图1所示。

设置3组自动控制目标，每组分别存储了26条、28条和32条执行任务。通过输出、输入端口下达测试指令，并测算出最终的自动控制平均精度，具体如下。

式（5）中：表示自动控制平均精度；表示连接范围，表示重复控制区域；表示自动控制耗时。根据公式计算每组控制目标的自动控制平均精度，综合考虑连接范围、重复控制区域和自动控制耗时等因素，能够客观地反映自动控制方法的性能。测试分为3个阶段，第一，设定包含26条执行任务的控制目标任务涵盖电气设备的基本操作。第二，增加了控制目标的任务数量，设定为28条执行任务。这些任务相对于第一阶段更为复杂，涉及到多个电气设备的协同控制和参数调整。第三，进一步提高了任务负载，设定了包含32条执行任务的控制目标。

结合得出的测试结果数据，进行比对分析，如图2所示。

结合图2得出以下结论：针对选定的6个测试区域，分3个阶段对选定的电气设备进行测试，最终得出的自动控制平均精度在第三阶段均可以达到85%以上，说明此次在PKC技术的辅助下，所设计的电气设备连接线自动控制方法更为灵活、高效，针对性强，具有实际的应用意义。

3结语

总而言之，以上便是对基于PLC技术的电气设备连接线自动控制方法的设计与验证研究。在PLC技术的融合应用下，电气设备连接线自动控制结构得到了进一步优化完善，能够实现复杂工业过程的精确控制，更好地提高生产效率，降低成本。另外，通过PLC技术的引入，针对过于复杂的控制指令也可以分化处理，设计多目标协同处理及转换控制，尽量扩大控制范围，解决不足之处，为工业自动化的发展做出更大的贡献。

参考文献

[1] 孙艳波，冀勇.PLC技术下电气设备连接线自动控制研究[J].模具制造，2023，23（11）：169-171.

[2] 荆志良，张鑫，陈波，等.基于图论的建筑电气设备连接逻辑自动生成模型[J].微型电脑应用，2023，39（9）：200-203.

[3] 许咏利.Windows电脑与各类设备连接失败后的修复技巧[J].网络安全和信息化，2023（7）：165-166.

[4] 阮海峰，和志庆.船舶岸电系统改造中船岸设备连接方式探讨[J].广东造船，2023，42（3）：95-97.

[5] 朱哲.基于PLC技术的电气设备连接线自动控制探析[J].电工材料，2023（2）：44-46.

[6] 冯石，张梦莹，温洲，等.配电线路与电气设备的可靠连接措施[J].集成电路应用，2023，40（1）：242-243.

[7] 傅卫沁.基于PLC技术的电气设备连接线自动控制研究[J].自动化技术与应用，2022，41（4）：15-18，22.