基于PLC的新型海洋環(huán)境模擬試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于PLC的新型海洋環(huán)境模擬試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于PLC的新型海洋環(huán)境模擬試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：隨著海洋資源的開發(fā)和利用，對(duì)于海洋環(huán)境模擬試驗(yàn)的需求越來越迫切。本文提出了基于可編程邏輯控制器（PLC）的新型海洋環(huán)境模擬試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過對(duì)系統(tǒng)的功能需求進(jìn)行分析，并結(jié)合現(xiàn)有的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)和海洋環(huán)境模擬試驗(yàn)機(jī)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了該控制系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件實(shí)現(xiàn)方案。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該控制系統(tǒng)具備可靠性高、操作簡(jiǎn)單、控制靈活等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足海洋環(huán)境模擬試驗(yàn)的需求。關(guān)鍵詞：海洋環(huán)境模擬試驗(yàn)機(jī)，可編程邏輯控制器（PLC），控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.引言海洋資源的開發(fā)和利用已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)的一個(gè)重要領(lǐng)域，在海洋工程、海洋科學(xué)研究等領(lǐng)域中，海洋環(huán)境模擬試驗(yàn)是一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)。海洋環(huán)境模擬試驗(yàn)機(jī)作為實(shí)現(xiàn)海洋環(huán)境條件模擬的重要設(shè)備，需要一個(gè)高效、可靠的控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)機(jī)的控制和監(jiān)測(cè)。傳統(tǒng)的控制方式往往使用電氣傳動(dòng)和離散控制器，但其功能有限，操作復(fù)雜，不適應(yīng)復(fù)雜變動(dòng)的海洋環(huán)境模擬試驗(yàn)需求。因此，本文提出基于PLC的新型海洋環(huán)境模擬試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。2.系統(tǒng)功能需求分析基于海洋環(huán)境模擬試驗(yàn)機(jī)的特點(diǎn)和需求，對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行了需求分析。主要功能包括：（1）試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置：能夠設(shè)置水溫、水壓、鹽度、流速等試驗(yàn)參數(shù)，滿足不同的試驗(yàn)需求。（2）曲線仿真：能夠通過預(yù)設(shè)的曲線方式模擬海洋環(huán)境的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)過程的自動(dòng)控制。（3）數(shù)據(jù)采集和分析：能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)試驗(yàn)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和存儲(chǔ)，并能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，提供實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（4）異常報(bào)警：能夠監(jiān)測(cè)試驗(yàn)機(jī)的工作狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，確保試驗(yàn)的安全性。3.系統(tǒng)硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)基于PLC的控制系統(tǒng)由三部分組成：傳感器模塊、執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊和PLC模塊。傳感器模塊用于采集實(shí)驗(yàn)中的各種參數(shù)，如溫度、壓力、流速等。執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊用于實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)機(jī)的控制，如調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)速、調(diào)整閥門的開啟度等。PLC模塊用于控制傳感器模塊和執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊的通信和協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)機(jī)的自動(dòng)控制。硬件架構(gòu)如圖1所示。4.系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)方案基于PLC的控制系統(tǒng)采用LadderDiagram（梯形圖）編程語言來實(shí)現(xiàn)控制邏輯。在試驗(yàn)開始時(shí)，PLC依據(jù)所設(shè)定的試驗(yàn)參數(shù)，通過控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊，調(diào)整試驗(yàn)機(jī)的工作狀態(tài)。在試驗(yàn)過程中，PLC實(shí)時(shí)采集傳感器模塊的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，判斷試驗(yàn)機(jī)是否正常工作。當(dāng)發(fā)生異常情況時(shí)，PLC能夠及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并采取相應(yīng)措施，確保試驗(yàn)安全。軟件實(shí)現(xiàn)方案如圖2所示。5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過對(duì)基于PLC的海洋環(huán)境模擬試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有可靠性高、操作簡(jiǎn)單、控制靈活等優(yōu)點(diǎn)。通過對(duì)試驗(yàn)參數(shù)的設(shè)置和控制參數(shù)的調(diào)整，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同海洋環(huán)境條件的模擬，滿足試驗(yàn)需求。6.結(jié)論本文提出了基于PLC的新型海洋環(huán)境模擬試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過系統(tǒng)的功能需求分析，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件實(shí)現(xiàn)方案。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該控制系統(tǒng)具備可靠性高、操作簡(jiǎn)單、控制靈活等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足海洋環(huán)境模擬試驗(yàn)的需求。未來的研究可以進(jìn)一步完善系統(tǒng)的功能和性能，以滿足更加復(fù)雜的試驗(yàn)需求。參考文獻(xiàn)：[1]楊華,宗寒榮,王嘉琦.海洋環(huán)境模擬試驗(yàn)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展[J].海洋與湖沼,2020,51(1):47-57.[2]張宇,申陽陽,劉修麗.基于PLC和虛擬儀器的海洋環(huán)境模擬試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測(cè)控技術(shù),2019,38(