劉巖

摘 要：文章首先從應(yīng)用方向與功能層面分析了基于PLC技術(shù)開(kāi)展中的智能遙感測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念。在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)探討了PLC技術(shù)在智能遙感測(cè)試系統(tǒng)中的應(yīng)用，以及PLC技術(shù)應(yīng)用后的硬件結(jié)構(gòu)組成形式、軟件流程設(shè)計(jì)，幫助全面提升智能遙感測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行的穩(wěn)定性，促進(jìn)PLC技術(shù)在其中得到更好的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；智能遙感；測(cè)試系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP3-0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(shù)與智能遙感測(cè)試系統(tǒng)相互結(jié)合，主要應(yīng)用在汽車(chē)制造工業(yè)中。智能遙感技術(shù)體現(xiàn)出更強(qiáng)的便捷性。依靠人工檢測(cè)方法效率低，很難同時(shí)完成大量檢測(cè)任務(wù)[1]。將可編程邏輯控制器安裝在其中，系統(tǒng)內(nèi)需要進(jìn)行的測(cè)試任務(wù)僅需要少量時(shí)間便能完成，測(cè)試效率有明顯提升。關(guān)于PLC與智能遙感測(cè)試之間的結(jié)合，會(huì)采用系統(tǒng)形式進(jìn)行，重點(diǎn)針對(duì)當(dāng)前存在的技術(shù)性問(wèn)題展開(kāi)論述研究，幫助全面提升工作任務(wù)開(kāi)展的積極性。智能測(cè)試系統(tǒng)會(huì)模擬人工測(cè)試流程，在操作環(huán)節(jié)中有明顯簡(jiǎn)化，這一點(diǎn)也是其他方法所不能實(shí)現(xiàn)的。將PLC技術(shù)應(yīng)用在遙感測(cè)試系統(tǒng)中也大幅度提升了系統(tǒng)抗干擾能力，系統(tǒng)內(nèi)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息受外界干擾在準(zhǔn)確程度上也有明顯提升，這也是智能遙感技術(shù)未來(lái)發(fā)展的必然方向。

2 PLC技術(shù)在智能遙感測(cè)試系統(tǒng)中的功能優(yōu)勢(shì)（The

advantages of PLC technology in intelligent

remote sensing test system）

2.1 提升遙感雷達(dá)導(dǎo)航精準(zhǔn)度

借助PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)的智能遙感雷達(dá)導(dǎo)航任務(wù)的效果圖，如圖1所示。車(chē)輛行駛在道路中，智能遙感系統(tǒng)通過(guò)所接收和傳輸信息來(lái)感知周?chē)?chē)的具體位置，從而實(shí)現(xiàn)行駛過(guò)程中的有效避讓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)汽車(chē)行駛導(dǎo)航任務(wù)[2]。遙感探測(cè)系統(tǒng)所得信息會(huì)直接傳輸?shù)絇LC控制模塊中，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠發(fā)出更為精準(zhǔn)的指令，從而實(shí)現(xiàn)雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)之間更精準(zhǔn)的結(jié)合。

圖1 借助PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)的智能遙感雷達(dá)導(dǎo)航任務(wù)

Fig.1 Intelligent remote sensing radar navigation task

realized by PLC technology

2.2 導(dǎo)航系統(tǒng)測(cè)試速率提升

智能遙感導(dǎo)航系統(tǒng)中，如果不能充分協(xié)調(diào)當(dāng)前所應(yīng)用技術(shù)性問(wèn)題，在處理問(wèn)題過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量安全隱患。將PLC技術(shù)應(yīng)用在其中明顯提升了導(dǎo)航系統(tǒng)測(cè)試效率，并充分將測(cè)試系統(tǒng)與控制系統(tǒng)相互結(jié)合，完成自動(dòng)化測(cè)試。如果運(yùn)行使用出現(xiàn)參數(shù)異常問(wèn)題，在測(cè)試結(jié)果中會(huì)表現(xiàn)出這一情況，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的內(nèi)部監(jiān)測(cè)，為接下來(lái)開(kāi)展的各項(xiàng)檢測(cè)任務(wù)創(chuàng)造一個(gè)適合的基礎(chǔ)環(huán)境。

3 PLC技術(shù)應(yīng)用在智能遙感測(cè)試系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)

（The design of PLC technology in intelligent

remote sensing test system）

3.1 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)集成

智能遙感系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)測(cè)試，需要將控制程序集成在PLC控制模塊中，以單片機(jī)形式來(lái)投入使用。當(dāng)測(cè)試系統(tǒng)需要改變使用方向時(shí)，重新編寫(xiě)單片機(jī)程序也能達(dá)到控制改變效果。系統(tǒng)集成是將多項(xiàng)測(cè)試使用需求同時(shí)結(jié)合在同一系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)管理效率的提升。遙感測(cè)試系統(tǒng)中對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用和控制，更應(yīng)該體現(xiàn)出內(nèi)容差異性，注重集成過(guò)程中軟件與硬件之間充分結(jié)合[3]。集成主要從需求分析與系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)確定兩方面進(jìn)行。組建測(cè)試系統(tǒng)的第一步也是非常重要的一步。只有進(jìn)行了全面、正確的需求分析，接下來(lái)才能夠確定系統(tǒng)該采用何種結(jié)構(gòu)，選用哪些測(cè)試儀器。這一步首先應(yīng)做好對(duì)測(cè)試信號(hào)的分類(lèi)，并充分考慮各種信號(hào)的測(cè)量技術(shù)要求，然后以文檔的形式分類(lèi)整理出來(lái)。系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)為組建測(cè)試系統(tǒng)提供了一個(gè)大的框架。測(cè)試儀器都以模塊的形式存在于這樣一個(gè)體系結(jié)構(gòu)中。自動(dòng)化老化系統(tǒng)主要由五大部分組成：工控機(jī)、PLC、四個(gè)測(cè)控單元、供電電源及測(cè)控軟件。endprint

3.2 基于PLC技術(shù)的測(cè)控單元構(gòu)建

應(yīng)用PLC來(lái)檢測(cè)并構(gòu)建測(cè)控單元，精準(zhǔn)對(duì)接傳輸控制模塊中的單元形式，實(shí)現(xiàn)各個(gè)單元數(shù)據(jù)傳輸中的準(zhǔn)確控制。智能遙感系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間使用內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)組件老化現(xiàn)象，因此在測(cè)試過(guò)程中還應(yīng)該重點(diǎn)探討這一問(wèn)題的解決措施。從老化測(cè)試層面進(jìn)行考慮，并結(jié)合技術(shù)方法加以分析，整理得出最佳解決措施。關(guān)于控制方案中比較常見(jiàn)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(cè)試結(jié)構(gòu)確定

應(yīng)用PLC技術(shù)所開(kāi)展的測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)建，結(jié)構(gòu)確定設(shè)計(jì)是其中的重要部分。隨著測(cè)試任務(wù)的進(jìn)行，各項(xiàng)參數(shù)信息可直接打印出來(lái)，并將系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果直接反饋給顯示部分。測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖如圖2所示。

以圖2為例，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中PLC為主要控制模塊，根據(jù)不同使用需求來(lái)設(shè)計(jì)測(cè)控單元數(shù)量。在每個(gè)測(cè)控單元內(nèi)都擁有獨(dú)立數(shù)據(jù)庫(kù)，用來(lái)分析并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。測(cè)控單元與雷達(dá)相連接，每一個(gè)測(cè)控單元都直接連接獨(dú)立的雷達(dá)遙感系統(tǒng)。雷達(dá)所探測(cè)得到的信息會(huì)直接傳輸?shù)綔y(cè)控單元中。遙感探測(cè)裝置對(duì)應(yīng)的測(cè)控模塊之間共同聯(lián)系，形成探測(cè)控制聯(lián)動(dòng)模塊。如果設(shè)置四組遙感探測(cè)裝置，需要連接28.5V電源組為控制裝置功能的實(shí)現(xiàn)提供電能。遙感測(cè)試裝置運(yùn)行期間內(nèi)部?jī)H需要少量電能。整體PLC控制模塊會(huì)與外部電源連接，為測(cè)試任務(wù)的進(jìn)行提供持續(xù)能量。PLC控制模塊與遙感系統(tǒng)相互連接時(shí)采用RS-232端口。上位機(jī)和PLC通過(guò)專用RS-232數(shù)據(jù)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。對(duì)所記錄的測(cè)試時(shí)間和數(shù)據(jù)設(shè)定密碼，不能隨便更改，并有歷史數(shù)據(jù)查詢功能。同時(shí)能夠老化四部雷達(dá)，四個(gè)工位可單獨(dú)或同時(shí)使用。當(dāng)其中某臺(tái)雷達(dá)出現(xiàn)故障或超差強(qiáng)制退出老化時(shí)，僅切斷該雷達(dá)的供電系統(tǒng)，中止其老化進(jìn)程，對(duì)其他正在老化的雷達(dá)不構(gòu)成任何影響。測(cè)試參數(shù)由計(jì)算機(jī)進(jìn)行判別、記錄、存盤(pán)，測(cè)試結(jié)果為統(tǒng)一打印格式。連接過(guò)程中所涉及的信息傳輸和各項(xiàng)數(shù)據(jù)的完善，都體現(xiàn)在系統(tǒng)內(nèi)部。數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)保存歷史資料，用于處理遙感探測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行中的信息傳輸對(duì)比，從而對(duì)設(shè)備運(yùn)行做出更準(zhǔn)確地控制[4]。

3.4 工控機(jī)設(shè)計(jì)

測(cè)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(shí)現(xiàn)之間的關(guān)系，通過(guò)提升工作任務(wù)開(kāi)展的積極性，最終的控制能力也能得到提升。外設(shè)機(jī)部分直接連接到上位機(jī)，方便進(jìn)行更合理的內(nèi)部控制。隨著遙感任務(wù)的進(jìn)行，也能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息反饋，從而達(dá)到最佳控制管理效果。系統(tǒng)設(shè)計(jì)期間充分體現(xiàn)出管理控制模塊獨(dú)立運(yùn)行能力，形成測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行使用模式。

圖3 測(cè)試系統(tǒng)原理示意圖

Fig.3 Schematic diagram of test system schematic

4 系統(tǒng)中的測(cè)控單元設(shè)計(jì)（Design of the measurement

and control unit in the system）

4.1 交流信號(hào)傳輸檢測(cè)

遙感探測(cè)裝置運(yùn)行中采集得到的信號(hào)會(huì)轉(zhuǎn)變成為交流信號(hào)。交流信號(hào)通過(guò)整流傳輸方法，成為PLC控制系統(tǒng)可以識(shí)別的模式，從而達(dá)到最佳控制效果，輸出便會(huì)成為測(cè)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(duì)信號(hào)進(jìn)行隔離處理，避免交流信號(hào)傳輸受到電磁干擾。CT部分實(shí)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(dú)立。大部分遙感裝置的信號(hào)傳輸輸出電流為4—20mA或0—5V。

運(yùn)行使用過(guò)程中測(cè)試系統(tǒng)會(huì)重點(diǎn)從抗干擾層面進(jìn)行，測(cè)控單元格中采用智能控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)時(shí)檢測(cè)工作數(shù)據(jù)，信號(hào)采用A/D轉(zhuǎn)換模式來(lái)進(jìn)行運(yùn)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(dá)數(shù)據(jù)處理模塊也會(huì)參與到數(shù)據(jù)分析中，這樣能夠進(jìn)一步提升運(yùn)行速度，測(cè)試在此基礎(chǔ)上開(kāi)展也能充分融合遙感雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)信息提取特征。為保障信息傳輸獲取的實(shí)時(shí)性，將檢測(cè)速度時(shí)間調(diào)整到每秒1點(diǎn)，這樣測(cè)量也更精準(zhǔn)。為確保最終結(jié)果準(zhǔn)確并能夠投入到使用中，信息處理檢測(cè)需要從兩部分進(jìn)行，設(shè)置二次巡檢。兩次測(cè)試連續(xù)進(jìn)行，當(dāng)首次結(jié)果中存在誤差能夠及時(shí)調(diào)整，確保最終投入使用的數(shù)據(jù)是安全可靠的。二次測(cè)試中精準(zhǔn)度調(diào)整控制在0.5級(jí)，系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)計(jì)量?jī)x器都需要投入測(cè)試中，共同參與完成任務(wù)。交流信號(hào)傳輸檢測(cè)是測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，分模塊進(jìn)行的主要目的是幫助提升測(cè)試效率，系統(tǒng)落實(shí)效率也會(huì)明顯提升。

4.2 PLC技術(shù)在設(shè)計(jì)中的選用

PLC技術(shù)在智能遙感測(cè)試系統(tǒng)中的應(yīng)用，主要功能為抗干擾與系統(tǒng)控制。這也是傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)中所缺失的。通過(guò)單片機(jī)的具體控制功能的實(shí)現(xiàn)，需要在使用過(guò)程中整合技術(shù)性方法來(lái)充分探討，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)容深度完善。當(dāng)交流信號(hào)接觸到PLC控制模塊后，接觸器會(huì)發(fā)生傳輸狀態(tài)變化，從而幫助確定設(shè)計(jì)期間需要繼續(xù)深入完善的內(nèi)容，為管理功能實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造有利的基礎(chǔ)環(huán)境。

測(cè)試過(guò)程中要體現(xiàn)出PLC系統(tǒng)的內(nèi)部運(yùn)行控制能力，是否在現(xiàn)場(chǎng)存在與系統(tǒng)安全性相互違背的因素。對(duì)用戶使用信息進(jìn)行存儲(chǔ)并形成參照歷史，參照這部分設(shè)計(jì)信息便能夠判斷是否在最終信息結(jié)果上存在誤差，并與測(cè)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(yùn)行中會(huì)連續(xù)接收并傳輸信息，通過(guò)這種方法來(lái)幫助建立適合的工作環(huán)境，從而達(dá)成現(xiàn)場(chǎng)工作任務(wù)開(kāi)展的基礎(chǔ)，幫助全面提升工作效率。遙感測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行中并不需要將PLC技術(shù)全部功能應(yīng)用其中，只選擇其中部分功能便可能完成。設(shè)計(jì)期間始終將提升運(yùn)算效率為首要標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)針對(duì)PLC技術(shù)中的自動(dòng)化控制功能進(jìn)行使用，保障傳輸效率并為測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)造環(huán)境。各個(gè)模塊之間信息傳輸效率得到明顯提升。

4.3 PLC控制功能實(shí)現(xiàn)

開(kāi)展數(shù)據(jù)結(jié)果查詢是對(duì)遙感測(cè)試系統(tǒng)最終功能的一次檢驗(yàn)，通過(guò)這種方法可以幫助發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部存在問(wèn)題。按照流程順序來(lái)依次詢問(wèn)，查詢到需要的信息結(jié)果后會(huì)向下一級(jí)控制系統(tǒng)內(nèi)繼續(xù)傳輸，直到將查詢結(jié)果顯示出來(lái)，這樣才能判斷最終信息結(jié)果與實(shí)際情況之間存在的誤差。根據(jù)所查詢得到的結(jié)果確定接下來(lái)需要進(jìn)行的系統(tǒng)控制，并與現(xiàn)場(chǎng)控制管理任務(wù)之間相互結(jié)合，形成更具有長(zhǎng)期應(yīng)用效果的控制體系。PLC技術(shù)中的控制功能更具有應(yīng)用效果，也直接關(guān)系到最終技術(shù)方法的實(shí)現(xiàn)。智能遙感技術(shù)主要是針對(duì)傳輸系統(tǒng)內(nèi)部的一個(gè)全面控制，關(guān)系到功能結(jié)果的實(shí)現(xiàn)，以及技術(shù)方法中需要繼續(xù)深層次優(yōu)化的部分。參照結(jié)果查詢流程形式也可以設(shè)計(jì)其他訪問(wèn)模式。系統(tǒng)構(gòu)建中同樣應(yīng)體現(xiàn)出自動(dòng)化控制和遠(yuǎn)程操作，減少操作過(guò)程中的人力資源投入量，并充分結(jié)合技術(shù)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(jié)果也更貼近真實(shí)情況。endprint

5 PLC在智能遙感測(cè)試系統(tǒng)中應(yīng)用檢驗(yàn)（The

application of PLC in intelligent remote sensing

test system）

5.1 測(cè)試功能檢驗(yàn)

智能遙感測(cè)試系統(tǒng)中，應(yīng)用PLC技術(shù)方法后在控制效率上有明顯提升。充分結(jié)合技術(shù)性方法并探討提升信息數(shù)據(jù)傳輸效率的方法，測(cè)試功能中可以發(fā)現(xiàn)，智能遙感中注重遠(yuǎn)距離信號(hào)探測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)周邊障礙物的有效探測(cè)。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(guò)技術(shù)方法來(lái)檢驗(yàn)。觀察是否在功能上存在繼續(xù)深入完善的部分。測(cè)試任務(wù)在PLC技術(shù)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(cè)試環(huán)節(jié)中各個(gè)系統(tǒng)之間相互聯(lián)系，并建立一個(gè)適合的工作任務(wù)體系，這樣才能幫助更高效完成檢驗(yàn)任務(wù)。首先在模塊中的引導(dǎo)部分設(shè)計(jì)一個(gè)信息傳導(dǎo)體系，觀察系統(tǒng)模塊功能實(shí)現(xiàn)情況。測(cè)試期間能夠?qū)崿F(xiàn)分層次進(jìn)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(cè)試結(jié)果之間相互干擾導(dǎo)致出現(xiàn)誤差。檢驗(yàn)測(cè)試任務(wù)是否能夠高效進(jìn)行，也要從多系統(tǒng)模塊之間串聯(lián)進(jìn)行，可以模擬出虛擬用戶進(jìn)入到測(cè)試流程中，將所得到的結(jié)果與額定數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而確定更高效的設(shè)計(jì)控制方案。

5.2 數(shù)據(jù)處理功能預(yù)測(cè)

數(shù)據(jù)處理是測(cè)試環(huán)節(jié)功能實(shí)現(xiàn)的重要基礎(chǔ)之一，對(duì)此進(jìn)行預(yù)測(cè)要考慮多項(xiàng)因素。要考慮是否在控制能力上需要繼續(xù)強(qiáng)化完善，以及系統(tǒng)內(nèi)部的信息傳輸效率是否都在預(yù)測(cè)范圍內(nèi)。根據(jù)預(yù)測(cè)所得到的結(jié)果來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理模塊優(yōu)化設(shè)計(jì)，重點(diǎn)針對(duì)信息網(wǎng)絡(luò)傳輸穩(wěn)定性來(lái)進(jìn)行，掌握各個(gè)系統(tǒng)之間的功能隱患誤差，并探討相關(guān)問(wèn)題優(yōu)化解決措施。數(shù)據(jù)處理功能在PLC技術(shù)支持下變得更加強(qiáng)大，已經(jīng)能夠完成遠(yuǎn)距離信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸，對(duì)智能遙感技術(shù)的廣泛應(yīng)用也起到了支持效果，這些均為普通測(cè)試環(huán)節(jié)中所難以實(shí)現(xiàn)的。

6 結(jié)論（Conclusion）

綜上所述，人工智能技術(shù)是通過(guò)模擬人的智能，在電腦的精確計(jì)算下，使一些機(jī)器具備較強(qiáng)的能力，如圖像分析和處理、語(yǔ)音識(shí)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(dòng)化是一門(mén)研究電氣工程自動(dòng)控制、系統(tǒng)運(yùn)行、信息處理和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等領(lǐng)域的學(xué)科。在科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)的今天，常規(guī)技術(shù)由于自身的一些缺陷，退出電氣運(yùn)作的舞臺(tái)是歷史的必然。人工智能技術(shù)完全可以在電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用，以節(jié)省人力、物力投入成本，提高電氣自動(dòng)化的運(yùn)作效率。

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作者簡(jiǎn)介：

劉 巖（1983-），女，碩士，講師.研究領(lǐng)域：自動(dòng)化，控制算法，測(cè)量?jī)x表.endprint