PLC技術在智能遙感測試系統(tǒng)中的應用與研究

劉巖

摘 要：文章首先從應用方向與功能層面分析了基于PLC技術開展中的智能遙感測試系統(tǒng)設計理念。在此基礎上重點探討了PLC技術在智能遙感測試系統(tǒng)中的應用，以及PLC技術應用后的硬件結構組成形式、軟件流程設計，幫助全面提升智能遙感測試系統(tǒng)進行的穩(wěn)定性，促進PLC技術在其中得到更好的應用。

關鍵詞：PLC技術；智能遙感；測試系統(tǒng)

中圖分類號：TP3-0 文獻標識碼：A

Application and Research of PLC Technology in the Intelligent

Remote Sensing Test System

LIU Yan

（Department of Electrical and Information Engineering，Xinjiang Institute of Engineering，Urumqi 830023，China）

Abstract：This paper firstly analyzes the design concept of the intelligent remote sensing test system based on Programmable Logic Controller （PLC） technology mainly from the application directions and the functions.On this basis，the paper mainly discusses the application of PLC technology in the intelligent remote sensing test system，the hardware structure composition and software design process with the application of PLC technology，helping improve stability of the intelligent remote sensing test system and promote the application of PLC technology in this field.

Keywords：PLC technology；intelligent remote sensing；test system

1 引言（Introduction）

將PLC技術與智能遙感測試系統(tǒng)相互結合，主要應用在汽車制造工業(yè)中。智能遙感技術體現(xiàn)出更強的便捷性。依靠人工檢測方法效率低，很難同時完成大量檢測任務[1]。將可編程邏輯控制器安裝在其中，系統(tǒng)內需要進行的測試任務僅需要少量時間便能完成，測試效率有明顯提升。關于PLC與智能遙感測試之間的結合，會采用系統(tǒng)形式進行，重點針對當前存在的技術性問題展開論述研究，幫助全面提升工作任務開展的積極性。智能測試系統(tǒng)會模擬人工測試流程，在操作環(huán)節(jié)中有明顯簡化，這一點也是其他方法所不能實現(xiàn)的。將PLC技術應用在遙感測試系統(tǒng)中也大幅度提升了系統(tǒng)抗干擾能力，系統(tǒng)內所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息受外界干擾在準確程度上也有明顯提升，這也是智能遙感技術未來發(fā)展的必然方向。

2 PLC技術在智能遙感測試系統(tǒng)中的功能優(yōu)勢（The

advantages of PLC technology in intelligent

remote sensing test system）

2.1 提升遙感雷達導航精準度

借助PLC技術實現(xiàn)的智能遙感雷達導航任務的效果圖，如圖1所示。車輛行駛在道路中，智能遙感系統(tǒng)通過所接收和傳輸信息來感知周圍汽車的具體位置，從而實現(xiàn)行駛過程中的有效避讓，進而實現(xiàn)汽車行駛導航任務[2]。遙感探測系統(tǒng)所得信息會直接傳輸?shù)絇LC控制模塊中，通過對數(shù)據(jù)的運算處理自動化控制系統(tǒng)能夠發(fā)出更為精準的指令，從而實現(xiàn)雷達探測系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)之間更精準的結合。

圖1 借助PLC技術實現(xiàn)的智能遙感雷達導航任務

Fig.1 Intelligent remote sensing radar navigation task

realized by PLC technology

2.2 導航系統(tǒng)測試速率提升

智能遙感導航系統(tǒng)中，如果不能充分協(xié)調當前所應用技術性問題，在處理問題過程中也會產(chǎn)生質量安全隱患。將PLC技術應用在其中明顯提升了導航系統(tǒng)測試效率，并充分將測試系統(tǒng)與控制系統(tǒng)相互結合，完成自動化測試。如果運行使用出現(xiàn)參數(shù)異常問題，在測試結果中會表現(xiàn)出這一情況，實現(xiàn)系統(tǒng)的內部監(jiān)測，為接下來開展的各項檢測任務創(chuàng)造一個適合的基礎環(huán)境。

3 PLC技術應用在智能遙感測試系統(tǒng)中的設計

（The design of PLC technology in intelligent

remote sensing test system）

3.1 自動測試系統(tǒng)集成

智能遙感系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)測試，需要將控制程序集成在PLC控制模塊中，以單片機形式來投入使用。當測試系統(tǒng)需要改變使用方向時，重新編寫單片機程序也能達到控制改變效果。系統(tǒng)集成是將多項測試使用需求同時結合在同一系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)管理效率的提升。遙感測試系統(tǒng)中對PLC技術的應用和控制，更應該體現(xiàn)出內容差異性，注重集成過程中軟件與硬件之間充分結合[3]。集成主要從需求分析與系統(tǒng)體系結構確定兩方面進行。組建測試系統(tǒng)的第一步也是非常重要的一步。只有進行了全面、正確的需求分析，接下來才能夠確定系統(tǒng)該采用何種結構，選用哪些測試儀器。這一步首先應做好對測試信號的分類，并充分考慮各種信號的測量技術要求，然后以文檔的形式分類整理出來。系統(tǒng)的體系結構為組建測試系統(tǒng)提供了一個大的框架。測試儀器都以模塊的形式存在于這樣一個體系結構中。自動化老化系統(tǒng)主要由五大部分組成：工控機、PLC、四個測控單元、供電電源及測控軟件。endprint

3.2 基于PLC技術的測控單元構建

應用PLC來檢測并構建測控單元，精準對接傳輸控制模塊中的單元形式，實現(xiàn)各個單元數(shù)據(jù)傳輸中的準確控制。智能遙感系統(tǒng)長時間使用內部會出現(xiàn)組件老化現(xiàn)象，因此在測試過程中還應該重點探討這一問題的解決措施。從老化測試層面進行考慮，并結合技術方法加以分析，整理得出最佳解決措施。關于控制方案中比較常見的單元格控制模式，在這一方案中也要充體現(xiàn)出系統(tǒng)整合能力。

3.3 系統(tǒng)測試結構確定

應用PLC技術所開展的測試系統(tǒng)構建，結構確定設計是其中的重要部分。隨著測試任務的進行，各項參數(shù)信息可直接打印出來，并將系統(tǒng)測試結果直接反饋給顯示部分。測試系統(tǒng)結構設計圖如圖2所示。

以圖2為例，系統(tǒng)設計中PLC為主要控制模塊，根據(jù)不同使用需求來設計測控單元數(shù)量。在每個測控單元內都擁有獨立數(shù)據(jù)庫，用來分析并存儲數(shù)據(jù)。測控單元與雷達相連接，每一個測控單元都直接連接獨立的雷達遙感系統(tǒng)。雷達所探測得到的信息會直接傳輸?shù)綔y控單元中。遙感探測裝置對應的測控模塊之間共同聯(lián)系，形成探測控制聯(lián)動模塊。如果設置四組遙感探測裝置，需要連接28.5V電源組為控制裝置功能的實現(xiàn)提供電能。遙感測試裝置運行期間內部僅需要少量電能。整體PLC控制模塊會與外部電源連接，為測試任務的進行提供持續(xù)能量。PLC控制模塊與遙感系統(tǒng)相互連接時采用RS-232端口。上位機和PLC通過專用RS-232數(shù)據(jù)接口進行數(shù)據(jù)交換。對所記錄的測試時間和數(shù)據(jù)設定密碼，不能隨便更改，并有歷史數(shù)據(jù)查詢功能。同時能夠老化四部雷達，四個工位可單獨或同時使用。當其中某臺雷達出現(xiàn)故障或超差強制退出老化時，僅切斷該雷達的供電系統(tǒng)，中止其老化進程，對其他正在老化的雷達不構成任何影響。測試參數(shù)由計算機進行判別、記錄、存盤，測試結果為統(tǒng)一打印格式。連接過程中所涉及的信息傳輸和各項數(shù)據(jù)的完善，都體現(xiàn)在系統(tǒng)內部。數(shù)據(jù)庫會保存歷史資料，用于處理遙感探測系統(tǒng)運行中的信息傳輸對比，從而對設備運行做出更準確地控制[4]。

3.4 工控機設計

測試系統(tǒng)的原理示意圖如圖3所示。在該圖中體現(xiàn)出了PLC控制與遙感功能實現(xiàn)之間的關系，通過提升工作任務開展的積極性，最終的控制能力也能得到提升。外設機部分直接連接到上位機，方便進行更合理的內部控制。隨著遙感任務的進行，也能實現(xiàn)實時信息反饋，從而達到最佳控制管理效果。系統(tǒng)設計期間充分體現(xiàn)出管理控制模塊獨立運行能力，形成測試系統(tǒng)運行使用模式。

圖3 測試系統(tǒng)原理示意圖

Fig.3 Schematic diagram of test system schematic

4 系統(tǒng)中的測控單元設計（Design of the measurement

and control unit in the system）

4.1 交流信號傳輸檢測

遙感探測裝置運行中采集得到的信號會轉變成為交流信號。交流信號通過整流傳輸方法，成為PLC控制系統(tǒng)可以識別的模式，從而達到最佳控制效果，輸出便會成為測試系統(tǒng)中可以顯示的數(shù)據(jù)模式[5，6]。其中PT與CT分別對信號進行隔離處理，避免交流信號傳輸受到電磁干擾。CT部分實際連接為交流電流互感器，PT則為電壓互感器，兩者之間在功能上相互隔離、獨立。大部分遙感裝置的信號傳輸輸出電流為4—20mA或0—5V。

運行使用過程中測試系統(tǒng)會重點從抗干擾層面進行，測控單元格中采用智能控制系統(tǒng)來實時檢測工作數(shù)據(jù)，信號采用A/D轉換模式來進行運算前的處理，在智能遙感RS-485端口中接入到PLC控制模塊中。雷達數(shù)據(jù)處理模塊也會參與到數(shù)據(jù)分析中，這樣能夠進一步提升運行速度，測試在此基礎上開展也能充分融合遙感雷達探測系統(tǒng)信息提取特征。為保障信息傳輸獲取的實時性，將檢測速度時間調整到每秒1點，這樣測量也更精準。為確保最終結果準確并能夠投入到使用中，信息處理檢測需要從兩部分進行，設置二次巡檢。兩次測試連續(xù)進行，當首次結果中存在誤差能夠及時調整，確保最終投入使用的數(shù)據(jù)是安全可靠的。二次測試中精準度調整控制在0.5級，系統(tǒng)內的各個計量儀器都需要投入測試中，共同參與完成任務。交流信號傳輸檢測是測試系統(tǒng)實現(xiàn)的基礎，分模塊進行的主要目的是幫助提升測試效率，系統(tǒng)落實效率也會明顯提升。

4.2 PLC技術在設計中的選用

PLC技術在智能遙感測試系統(tǒng)中的應用，主要功能為抗干擾與系統(tǒng)控制。這也是傳統(tǒng)檢測技術中所缺失的。通過單片機的具體控制功能的實現(xiàn)，需要在使用過程中整合技術性方法來充分探討，從而實現(xiàn)內容深度完善。當交流信號接觸到PLC控制模塊后，接觸器會發(fā)生傳輸狀態(tài)變化，從而幫助確定設計期間需要繼續(xù)深入完善的內容，為管理功能實現(xiàn)創(chuàng)造有利的基礎環(huán)境。

測試過程中要體現(xiàn)出PLC系統(tǒng)的內部運行控制能力，是否在現(xiàn)場存在與系統(tǒng)安全性相互違背的因素。對用戶使用信息進行存儲并形成參照歷史，參照這部分設計信息便能夠判斷是否在最終信息結果上存在誤差，并與測試期間所采集得到的數(shù)據(jù)信息之間做出比較。PLC控制模塊運行中會連續(xù)接收并傳輸信息，通過這種方法來幫助建立適合的工作環(huán)境，從而達成現(xiàn)場工作任務開展的基礎，幫助全面提升工作效率。遙感測試系統(tǒng)運行中并不需要將PLC技術全部功能應用其中，只選擇其中部分功能便可能完成。設計期間始終將提升運算效率為首要標準，重點針對PLC技術中的自動化控制功能進行使用，保障傳輸效率并為測試系統(tǒng)進行創(chuàng)造環(huán)境。各個模塊之間信息傳輸效率得到明顯提升。

4.3 PLC控制功能實現(xiàn)

開展數(shù)據(jù)結果查詢是對遙感測試系統(tǒng)最終功能的一次檢驗，通過這種方法可以幫助發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內部存在問題。按照流程順序來依次詢問，查詢到需要的信息結果后會向下一級控制系統(tǒng)內繼續(xù)傳輸，直到將查詢結果顯示出來，這樣才能判斷最終信息結果與實際情況之間存在的誤差。根據(jù)所查詢得到的結果確定接下來需要進行的系統(tǒng)控制，并與現(xiàn)場控制管理任務之間相互結合，形成更具有長期應用效果的控制體系。PLC技術中的控制功能更具有應用效果，也直接關系到最終技術方法的實現(xiàn)。智能遙感技術主要是針對傳輸系統(tǒng)內部的一個全面控制，關系到功能結果的實現(xiàn)，以及技術方法中需要繼續(xù)深層次優(yōu)化的部分。參照結果查詢流程形式也可以設計其他訪問模式。系統(tǒng)構建中同樣應體現(xiàn)出自動化控制和遠程操作，減少操作過程中的人力資源投入量，并充分結合技術性方法幫助完善提升。PLC控制模塊與遙感功能之間相互聯(lián)系共同捕捉數(shù)據(jù)，所得到的數(shù)據(jù)結果也更貼近真實情況。endprint

5 PLC在智能遙感測試系統(tǒng)中應用檢驗（The

application of PLC in intelligent remote sensing

test system）

5.1 測試功能檢驗

智能遙感測試系統(tǒng)中，應用PLC技術方法后在控制效率上有明顯提升。充分結合技術性方法并探討提升信息數(shù)據(jù)傳輸效率的方法，測試功能中可以發(fā)現(xiàn)，智能遙感中注重遠距離信號探測結果的準確程度，從而實現(xiàn)對周邊障礙物的有效探測。將控制模塊中所存在的不同參數(shù)信息體現(xiàn)在其中，通過技術方法來檢驗。觀察是否在功能上存在繼續(xù)深入完善的部分。測試任務在PLC技術支持下已經(jīng)形成整體，所形成的聯(lián)系性也更能體現(xiàn)出功能需求。測試環(huán)節(jié)中各個系統(tǒng)之間相互聯(lián)系，并建立一個適合的工作任務體系，這樣才能幫助更高效完成檢驗任務。首先在模塊中的引導部分設計一個信息傳導體系，觀察系統(tǒng)模塊功能實現(xiàn)情況。測試期間能夠實現(xiàn)分層次進行，不同層次之間的控制功能也能在此系統(tǒng)幫助下做出明顯區(qū)分，以免測試結果之間相互干擾導致出現(xiàn)誤差。檢驗測試任務是否能夠高效進行，也要從多系統(tǒng)模塊之間串聯(lián)進行，可以模擬出虛擬用戶進入到測試流程中，將所得到的結果與額定數(shù)據(jù)進行比較，從而確定更高效的設計控制方案。

5.2 數(shù)據(jù)處理功能預測

數(shù)據(jù)處理是測試環(huán)節(jié)功能實現(xiàn)的重要基礎之一，對此進行預測要考慮多項因素。要考慮是否在控制能力上需要繼續(xù)強化完善，以及系統(tǒng)內部的信息傳輸效率是否都在預測范圍內。根據(jù)預測所得到的結果來進行數(shù)據(jù)處理模塊優(yōu)化設計，重點針對信息網(wǎng)絡傳輸穩(wěn)定性來進行，掌握各個系統(tǒng)之間的功能隱患誤差，并探討相關問題優(yōu)化解決措施。數(shù)據(jù)處理功能在PLC技術支持下變得更加強大，已經(jīng)能夠完成遠距離信號實時傳輸，對智能遙感技術的廣泛應用也起到了支持效果，這些均為普通測試環(huán)節(jié)中所難以實現(xiàn)的。

6 結論（Conclusion）

綜上所述，人工智能技術是通過模擬人的智能，在電腦的精確計算下，使一些機器具備較強的能力，如圖像分析和處理、語音識別、專家系統(tǒng)等，并使之能夠在一定條件下勝任人的工作。電氣自動化是一門研究電氣工程自動控制、系統(tǒng)運行、信息處理和計算機應用等領域的學科。在科學技術發(fā)達的今天，常規(guī)技術由于自身的一些缺陷，退出電氣運作的舞臺是歷史的必然。人工智能技術完全可以在電氣自動化控制中應用，以節(jié)省人力、物力投入成本，提高電氣自動化的運作效率。

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作者簡介：

劉 巖（1983-），女，碩士，講師.研究領域：自動化，控制算法，測量儀表.endprint