基于小型PLC的智能控制中的节能模型设计与实现

杨静

【摘 要】随着人类对PLC市场的需求，使其增长率在持续上升的阶段，小型PLC产品仍然在PLC市场占据着主导地位。对于中小型商家而言，仍然存在着很多的市场机会。小型PLC无论是从应用领域，技术领域，还是市场需求都存在着大好的发展趋势，从而促进我国自动化产业的发展。目前，我国PLC市场需求呈持续增长状态，其增长率在未来的二年内将持续保持在12%，小型PLC产品仍然占据市场的主流。

【关键词】小型PLC 智能控制 节能模型

随着自动化产业的不断发展，用户对PLC市场的不断需求，使小型PLC的应用领域与范围更加广泛[1]。目前，市场上越来越多的行业开始运用小型PLC[2]。小型PLC的知名度很好，而且市场广阔，一些商户发现了不断壮大的小型PLC市场，开始推出小型PLC产品，此举动满足了用户的需求，使小型PLC走向了国产化[3-4]。从技术方面来看，国产小型PLC与在国际上知名品牌的小型PLC之间的差距在不断减小，但是在技术方面的商品化与产品在市场上的市场化使许多国产的小型PLC商家面临很大的困难[5]。直至中国加入WTO，出口量逐渐提高，中国的建造业的迅速发展，使中国逐渐成为设备的建造地，为小型PLC带来了发展的契机[6]。

1 小型PLC的发展概况

1.1 小型PLC的概念

小型PLC是用数字运算操纵的电子装置，其I/O点数在256以下，是专门为在工业环境下应用而设计的。小型PLC运用编制程序存储器，在其内部进行储存并进行逻辑运算、顺序运算、计时计数等操作，并能通过数据的输入与输出，操纵各类机器或者生产的过程。小型PLC的特点是：体积较小、结构较紧密，整个硬件融为一体，除了可以连接其开关量I/O外，还可以连接其模拟量I/O以及其他的特殊量。其体积较小、价格较低、强大的功能使小型PLC在PLC市场中的发展趋势日益上升。

1.2 小型PLC发展的特点

小型PLC在PLC市场中占了较大的比重，无论是在应用领域（冶金领域、化工领域、电子领域、食品领域、机械领域、汽车领域、编织领域、包装领域等），还是在应用区域（华东、华南），小型PLC在市场中存在着巨大的潜力。除此之外，小型PLC的优点突出：编程简易，通用性好，稳定性高等，这些优点是其他PLC所无法比拟的。

目前，许多刚刚加入小型PLC领域的商家仍然面临如何保证PLC在繁杂的工业环境下较高的可靠性。小型PLC在技术方面的创新，应该满足市场不断变化的需求，在这种情况下，需要不断投入大量资金，而这些投入也给商家带来了困难。从市场的角度来说，大商家拥有较强的行业领域，其核心技术、成熟的计划与解决方案都具有明显的优势。

1.3 小型PLC发展的方向

简单便捷、小巧灵活、开放集成是小型PLC的发展方向。开放集成，是小型PLC最重要的特点，同时也是当前的发展趋势，完全没有软硬件的控制范围，这样可以极大的减少高价格拓展模块，降低了使用的成本。

小型PLC在技术方面进行了进一步的提升，将技术进行速度化与集成化，并对其性能进行了提升；同时，加快了市场细分，将具有特色的小型PLC替代其他在行业应用中的机器。

目前，受经济环境的影响，小型PLC的市场增长率与前几年相比有所下降，但并没有出现较大落差，而是过渡到了平稳的增长阶段，并持续保持12%的增长率。

从长远的角度看，小型PLC依旧在PLC的发展中占据重要位置，尽管增长率比预计的要低，但随着用户的需求必然会使其持续增长。

2 小型PLC的智能控制中的节能模型设计

2.1 开关控制节能的方法

开关控制节能的方法，运用硬件电路与软件的计算判断当下的数值与设定实现值的关系，从而对系统进行操控。如果当下值高于设定值，切断开关装置，或者打开装置；如果当下值低于设定值，打开装置，或者关闭装置；这种开关控制节能的方法较简单，即使没有计算机，用简单的模拟电路就可以实现。

2.2 PID线性控制节能的方法

PID线性控制模型的方法具有算法简单、可靠性高等优点，更适用于数学模型的控制性系统。PID调节器考虑到了系统的误差，误差变换以及误差的累积等影响因素，因此，提出PID线性控制节能的方法。PID线性控制节能的方法，其电路采用模拟电路或者计算机的参与来进行PID的调节。又称为虚拟PID调节器与数字PID调节器。数字调节器具有较强的灵活性，通过数字调节器可以得到更好的调节效果。

2.3 智能温度控制的方法

运用PID参数自动调节的方法，并使智能控制温度与PID控制温度相结合，实现智能温度的控制。智能温度控制系统以神经元与模糊数学为依据，加以系统的智能化。其中模糊操控、神经网络操控等应用较多。应用尤为广泛的是模糊操控节能的方法。当前，人类已经研究出一种精准度较高的模糊操控器，可以模拟人类的操作来改善其控制性能。

3 结语

目前，我国PLC市场需求呈持续增长状态，其增长率在未来的二年内将持续保持在12%，小型PLC产品仍然占据市场的主流。对于中小型商户来说，仍然存在着很大的发展空间。小型PLC主要用于冶金领域、化工领域、电子领域、食品领域、机械领域、汽车领域、编织领域、包装领域等。基于小型PLC的智能温度控制，运用开关控制温度的方法、PID线性控制温度的方法、智能温度控制的方法提高其操控性能，使温度得到良好的控制效果。因此我们要抓住小型PLC市场发展的大好趋势，促进我国自动化产业的发展。

参考文献：

[1]文澜，周常凯，李晖.注吹瓶机电气控制系统的设计[J].广西工学学院学报，2010.2：1

[2]张秋余，竭洋，李凯.模糊支持向量机中隶属度确定的新方法[J].兰州理工大学学报，2009，35，（4）：89-93.

[3]罗洪波.PLC控制技术在液压淬火机床中的运用研究[J].科技通报，2013，8（29）：181-183.

[4]陈世和，朱亚清，张曦.基于压力自适应的凝结水节能控制技术[J].中国电力，2011（11）：43-45.

[5]董泽，卢海松，翟永杰.带有积分器的可调因子FCA在DCS中的应用研究[J].计算机仿真，2013，9（30）：386-390.

[6]李灵华，何丽君.MVC设计模式在Web应用程序开发中的研究[J].大连民族学院院报，2012.