分析PLC在电气自动化中的应用现状及发展前景

科技论坛　

ＰＬＣ在电气自动化中的应用分析　

韦耐丽　

（广西华银铝业有限公司，广西百色５３３７００）　

【摘要】文章简述了ＰＬＣ技术的组成、工作原理及应用中应　

注意的问题，并基于工作经验，概述了ＰＣＬ技术在传统机床系统中　

的应用。　【关键词】电气自动化；ＰＬＣ技术；应用；问题探讨　

在传统工业生产电气自动化控制系统中，大部分电控盘间的电　

气化控制基本是采用硬件即电气连接线的方式连接，该连接线的弊　

端主要包括使用过程中所需维护量较大、稳定性与可靠性不高等，　

特别是在线路较复杂、控制距离较长的情况下，不管在安装还是在　调试环节均显现出繁杂的现场维护进程，容易在现场操作中发生开　

路或短路等安全事故，致使维护与操作人员的工作非常不便。在维　

修实践环节中工作人员也常常因线路查找的难度而伤透脑筋，经常　

出现因维修不及时而影响电气设备的高效、正常运转等不良现象。　再者为了有效实现电气控制目标，在设备安装进程中需要耗费大量　

的电气连接线路，对电气线材是一种极大的浪费。随着社会的不断　

发展，ＰＬＣ逐渐被广泛应用于工业自动化领域，并随着科技加速创　

新不断的加强系统的开放性。与传统的电气化控制装置相比，ＰＬＣ　

控制技术的应用以微处理器为基础，而且综合了自动控制技术、计　

算机技术、继电器控制技术、通讯技术的优势，有效促进了其应用　领域的不断拓展。ＰＬＣ以其可靠性高、灵活性强、使用方便，与ＣＡＤ　

／ＣＡＭ和工业机器人一起被称为现代工业生产自动化的三大支柱。　

１电气自动化及ＰＬＣ技术概述　

电气自动化所指的是和电气工程有关计算机、实验分析跟自动　

控制等电子领域实施研究的学科，现在电气自动化发展方向为电气　

工业自动化和计算技术间的相融合，随着客户端、个人计算机、互　联网及服务器的发展，电气自动化在工业领域发展也正朝着分布式、　

信息化及开发化前进。ＰＬＣ技术又称为可编程序的控制器技术，是　

计算机技术重要分支。是在原来继电器逻辑控制基础上发展起来的，　

电气自动化的现状与发展趋势分析

电气自动化是现代工业生产中不可或缺的一部分，它将电力、自动化、计算机等技术紧密结合起来，通过自动化控制提高了生产效率和产品质量。近年来，随着智能制造、工业互联网等新兴技术的不断发展，电气自动化领域也发生了许多变化。本文从现状和发展趋势两个方面对电气自动化进行分析。

1.技术水平不断提高

近年来，电气自动化技术水平不断提高，从最初的PLC和DCS系统，到现在的集成化、多功能、大容量、高速度、高精度、高可靠性的控制系统，电气自动化技术已经取得了重大突破。比如，数字化控制技术、模型预测控制技术、智能化控制技术等新技术的引入，使得电气自动化的应用范围更加广泛，控制效果更加优秀。

2.智能化程度逐渐提高

随着工业互联网、云计算、大数据等新兴技术的不断发展，电气自动化的智能化程度也在逐渐提高。比如，智能传感器、智能控制器、机器视觉等新技术的应用，使得电气自动化系统能够更好地感知和控制工业生产环境，从而提高生产效率和产品质量。

3.应用领域不断扩展

电气自动化技术的应用领域不断扩展，不仅涉及传统的制造业，还涵盖了环保、交通、医疗、物流等多个领域。比如，智能交通系统、智能环保系统、智能医疗设备等应用，为人们的生产和生活带来了更加便利和舒适的体验。

未来电气自动化的发展趋势是智能化程度持续提高。随着人工智能、机器学习等技术的不断发展，电气自动化系统将更加自动化、智能化、自适应并具备更强的学习能力。

2.工业互联网成为主流趋势

工业互联网已经成为电气自动化发展的主流趋势，电气自动化系统将会与工业互联网系统进行更加紧密的结合。通过数据共享和数据的融合，实现生产过程的自动化、数字化、网络化和智能化。

3.绿色化和高效化成为发展方向

电气自动化将以绿色化和高效化为发展方向，充分发挥自动化系统的优势，提升能效和资源利用效率，实现可持续发展。同时，在电气自动化中应用新能源和清洁能源技术，促进能源结构的调整，推动能源的低碳化、多元化和安全化。

工程技术浅谈户LC在水电厂自动化系统中的应用及前景田锐(国电物资有限公司)摘要:PLC具有逻辑功能强，体积小，控制灵活方便，可靠性高的特点，随着水电厂自动化水平的提高，PLC正越来越多的应用于水电厂的自动控制设备中。本文介绍PLC的特点及发展趋势，以及PLC在水电厂控制系统中的应用、应注意的问题和应用前景。关键词:水电厂自动化计算机控制监测系统可编程序控制器中图分类号:TP32文献标识码:A文章编号:1672一3791(2007)05(b)一0067一02筛一份1前言随着微电子技术和集成电路，特别是微处理器和微型计算机的迅速发展，问世于1969年的可编程序控制器(ProgrammableLogicController，简称PLC)已广泛应用于冶金、机械、电力等领域。PLC技术代表了当今电气程序控制的世界先进水平，它与数控技术和工业机器人一起构成机械工业自动化的三大支柱。为了提高水电厂的自动化水平，实现“无人值班，少人值守”，降低电厂运营成本，PLC开始应用于水电厂的自动化控制系统中，包括有调速器控制器、闸门自动控制系统及计算机监控系统、泵站排水系统、备用电源自动投人系统及水轮发电机组的在线监测等。本文将着重介绍PLC的特点及发展趋势，以及PLC在水电厂中的应用等方面的内容.ZPLC的特点根据IEC标准给PLC下的定义，它是在工业环境中使用的数字操作的电子系统，它使用可编程存储器内部储存的用户设计的指令，这些指令用来实现特殊的功能，诸如逻辑运算，顺序操作，定时，计数，算术运算以及通过数字或模拟输入/输出来控制各种类型的机械或过程。PLC虽然采用了计算机技术和微处理器，但是它与计算机相比又有区别，PLC采用面向操作的逻辑语言，以继电器逻辑梯形图为表达式，因此，从操作者的眼光来看，它已不具有计算机的特性和神秘莫测之感。并且，PLC要求能适用于恶劣的工业环境，因此它的设计着眼于可靠，高抗干扰，密封及坚固，采用模块结构，可以针对不同的控制对象进行组合和扩展，概括起来PLC有以下特点:(1)控制程序可变，具有很好的柔性，(z)具有高度可靠性，适用于工业环境。(3)功能完善.(4)易于掌握，便于维修。(s)体积小，省电。展。(z)中央处理器单元(CPU)性能。近几年，已有24位和32位的处理器(CPU)应用于PLC系统。未来会更多采用32位总线结构的CPU，提高定时器/计时器能力以及数字运算功能。(3j存储器。目前多采用CMOS电路的RAM，EPROM，EEPROM，为适合高速通信及大容量的要求，研制和推出高速砷化稼RAM芯片势在必行，并且激光光盘作为外部存储方式已提到日程。(4)编程及编程设备。PLC的编程语言目前多采用继电器梯形逻辑语言、BASIC和布尔逻辑语言。今后，由于计算机辅助制造(CAM)的日渐普及，将可能推出CAM的以继电器逻辑为基础的流程式语言，在线或离线(本地或远程)方式编程。同时，便携式计算机将作为编程器的主流。以上发展趋势表明，在今后几年内，PLC将会朝着具有高速处理器和大容量存储器的方向发展，并且兼容性和可扩展性将是客户追求的主要目标。“‘呼粤目日阵竺里‘叫二赢丽石3PLc的发展趋势(1)输入/输出能力(1/0)。PLC的输入/输出设备可分为3档:小型系统(<250个1/0)中型系统(250一1000个1/0).大型系统(1000个以上1/0)现在，已出现许多高密度1/0模块，如智能1/0模块:包括模拟量1/0、PID调节1/0、控温1/0、数据控制1/0、指令控制1/0及网络控制1/0。这些模块功能越来越强，并不断向自诊断、自纠错的向发4PLc在水电厂的应用水电厂控制系统主要包括有功调节和无功调节，机组开停机操作严格按规定的顺序进行，它是典型的顺序、逻辑控制系统;传统的逻辑控制采用各种中间继电器构成，控制系统复杂，维修、维护很不方便。由于PLC具有逻辑功能强，控制灵活方便，可靠性高的特点，已逐步取代传统的继电器控制方式，广泛应用于水电厂的调速器调节系统，闸门控制及计算机监控系统、泵站排水系统、备用电源自动投入系统、桥门机控制系统及水轮发电机组的在线监测等方面。三峡电厂的计算机自动监控系统设计为分散型控制系统，在现地控制级采用现场总线技术由PLC或远程1/0完成现地控制功能，负责全厂设备的自动监控，在现地级与发变组保护系统、调速系统、励磁系统、主变控制单元、机组测温单元、技术供水等自动装置接口，其接口主要采用远程1/0与现场总线的方式。监控系统通过总线通信的方式获取保护、调速励磁系统的大量信息，监控系统所需的关于这些设备的一些重要信息，如装置故障、导叶位置等，还以1/0接线的方式接人.而温度测量，技术供水等系统，则以远程1/0的方式纳入LCU的内部总线系统，整个系统采用PLC控制器，较好的实现了实时监控和测量的功能。监控系统结构图见下图1。图1监控系统与自动装置接口闸门的自动控制是水电厂自动化系统的重要组成部分，PLC也广泛应用于水电厂内的各种闸门控制。在以前的闸门控制系统中，测量闸门位置的设备是模拟设备，为了测量和传送各个闸门的位置信号，需要很多接线，而且可靠性难以得到保证。三峡电厂在现有的闸门控制系统中，采用了带有现场总线接口的旋转编码器来测量闸门的位置，这样不但可以减少现场的接线，而且数字的信号传输技术大大提高了系统的可靠性。该系统选用了西门子公司的57一400PLC控制器，CPU用CPU412一ZDP.通讯接口采用Profibus一DP现场总线技术。旋转编码器选用德国P+F公司的带Profibus一DP从站接口的绝对型旋转编码器，传输介质使用满足工业环境要求的屏蔽双绞线。现场总线控制系统的构成如下图2所示。PLC型泵站自动化监控系统采用PLC可编程控制器作为系统的基本RTU单元，用来完成各种测量和控制任务;并可作为系统中的一个节点，用于和中心控制节点(IPc计算机)进行通讯，组成分布式控制系统。系统网络中的各种参数和图形由IPC计算机集中处理和显示.实现系统的实时自动监控，完成泵站自动定时抽水、实时显示水位、报警、数据存储等功能。三峡电厂排水系统、葛洲坝电厂二江廊道泵站自动控制系统均采用了PLC控制器，满足了泵站自动图2三峡电厂闸门Profibus现场总线控制系统结构图科技资讯SCIENCE&TECHNOLOOY!NFORMAT!ONSCIENCE&TEC日NOO〕YINF(拍MATION工程技术浅谈现浇梁施工自检要点单新荣(浙江裕众建设集团有限公司312000)摘要:随着预应力混凝土的广泛应用，桥梁上部结构施工方法也有了很大进步，其中就地浇筑法因有诸多优点，加之配有碗扣式支架，便桥梁上部梁板架设更为安全、快捷，已成为当前一种主要施工方法。关键词:现浇梁施工工艺自检要点中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:1672一3791(2007)05(b)一0068一02就地浇筑法就是在桥位上搭设满堂支架，在支架上浇筑混凝土，混凝土达到强度后拆除模板、支架。现浇法施工，对于跨径不等的桥梁施工比较方便，无需预制场地，而且不需要吊装设备和架梁设备，整个梁体的钢筋可不中断，桥梁的整体刚度好，并避免了预制安装形成的接缝以及梁体的颜色的差异，整体色泽效果好。缺点是:前期谁备时间长，施工中要占大量的支架和模板，施工费用一次投入大，对于上跨桥，因其施工的特点，必须预留施工通道，车辆通行受到一定程度的影响。下面就碗扣式支架作为满堂支架浇注箱梁的施工工艺和自检工作要点简述如下。1现浇梁施工工艺现浇梁施工采用就地搭设满堂支架，分段绑扎钢筋，分段、分层浇注混凝土的方法，其施工工艺流程如下:地基处理(三七灰土)一搭设支架一全孔预压*安装底模和支座、绑扎钢筋(底、腹板、横梁)一安装侧模一浇注底、腹板和横梁*安装内模，绑扎顶板钢筋“浇注顶板混凝土一拆除模板和支架。1，1地基处理为了保证支架所产生的沉降不影响箱梁整体质量，必须对原地面加以处理。将原地面泥土碎渣等软弱地层进行换填、整平、碾压，最后铺设一层30cm左右的三七灰土，碾压至压实度达到90%以上，并整平形成双向横坡，便于排水。为保证地基的稳定和一定的承载力，在灰土上铺一层塑料布，防止雨水浸泡，并在地基两边预留纵向排水沟。1.2支架搭设碗扣式支架的搭设程序:根据箱梁底面及地面标高差，预先选配好立杆规格并拟定纵横水平拉杆布置图(做支架受力验算，确定纵横水斗间距)一在地基上铺设垫木一下托定位、安装下部立杆和纵横向水平杆、测量调整水平拉杆和基准标高并锁紧立杆碗扣‘扶正立杆纵向垂直、拉杆横向水平一放置脚手板一继续接高上层立杆和水平拉杆一安装上托一接正立杆垂直度，扣紧水平杆一放置横木。1.3全孔预压为了检验地基的承载力及满堂支架的稳定性，必须对全孔实行预压，预压荷载按梁自重为施工荷载的80%考虑，加载时可在支架上方木处置观测点，观测期限为24h，其沉降量在搭设支架时应预先考虑。1.4模板的安装(底模、侧模、内模)(1)底模:可采用木质合板、高强度覆膜竹胶合板、以及钢模板，型式的选用取决于同类桥跨结构的数量和模板材料的供应及价格性能比，目前，对现浇梁施工一般选用木质合板。安装底模前，应按计算的预拱度以及预压的沉降量，对底模下的龙骨进行调整，所有标高的调整必须在龙骨上完成，底模的安装，要保证接缝平整，不能有悬空和翘曲，对干四块根的接合处，以及每块板的中心的标高应进行检测，做到大面平整。(2)侧模:对于外侧模应按底模的要求，监测、控制和现代化管理的要求，极大的提高了泵站运行的可靠性。由以上应用实例可见，PLC控制系统的基本组成可包括:中央处理单元(CPU)、输入/输出模块(1/0)、信号模块(SM)等，若需要构成网络，则还需要通信模块及接口模块(IM)。不同的控制系统可根据需要选用不同类型的PLC产品，根据处理器的速度和存储器容量的要求选择CPU和输入/输出模块的型号，采用合适的通信方式，建立该系统的硬件组态和网络，并通过修改控制程序软件就可方便的实现各种不同的控制功能。参考文献【1]西门子公司PLC产品说明书.2001.王兆义.可编程序控制器教程.北京:机械工业出版社.廖常初.可编程序控制器应用技术.重庆:重庆大学出版社，1992.谢秋华，刘海波.三峡电厂计算机监控系统与自动装置的接口问题.水电厂自动化，2002m3(1).21314]根据电站的不同控制系统，确定相应点数的输入/输出单元，并留有一定的余量以便扩展。PLC输出单元有3种形式:一种是继电器输出型，CPU通过其辅助继电器触点控制外电路的通断。另一种是晶体管输出型，通过光电藕合使开关晶体管截止或饱和导通以控制外电路;第三种是双向晶闸管输出型，采用的是光触发型双向晶闸管。在这3种输出中，继电器输出型响应最慢。当控制系统要求响应速度较快时，尽可能采用晶体管输出型单元。(3)电站PLC控制系统应在硬件和软件两方面采取抗干扰措施。PLC输出中间继电器的线圈在通断时，产生的脉冲电压一方面引起PLC的电路冲击，从而导致硬件电路的损坏.另一方面将对电站其他微机控制系统产生干扰。为了抑制这种脉冲电压，应在继电器的线圈上并接反向二极管或阻容吸收电路。另外，PLC软件编制时，应采用数字滤波与软件容错技术。林)PLC内部电池的寿命问题。PLC的程序一般存放在EPROM或EEPROM内，运行时调到随机存储器RAM上运行，在失电的情况下，靠电池保持运行程序和数据。电站在任何情况下，PLC程序和都不能丢失，而电池寿命一般为3年一5年，当电池容量不够时，PLC的电池故障指示灯会亮。所以，电站PLC控制系统运行3年后，应注意电池容量是否要更换。5水电厂选用PLC时应注意的问题川电站应尽可能采用型号相对统一的PLC器件。国内外生产PLC的厂家较多，如美国的GE、日本的三菱、立石和德国的西门子等，现在国内也有厂家生产PLC，但质量和性能大多都不如国外厂家的产品。电站采用型号相对统一的PLC，有利于电站技术人员的掌握和应用，同时便于PLC硬件设备的互换和系统以后的二次开发，并可以减少电站的PLC备品备件。(z)合理选取PLC的输人/输出单元，并留有一定的余量。6应用前景由于微电子技术和计算机的应用，可编程序控制器出现了越来越多的高性能、多功能的控制元件，更广泛的应用于各个领域。在科技飞速发展的今天，我国对水电厂的自动控制系统的要求已经不能同过去相比了，科技创新、设备改造、达标创一流是水电厂竞争和发展的前提，PLC正以它显著的优点被越来越多的人所认可，为水电站的综合自动化和机组的安全经济运行作出了贡献。随着PLC自身不断的完善和发展，可编程序控制器将会给水电厂的自动化控制及运行监测带来更广阔的前景。科技资讯SCfENCE&T〔CHNOLOGYINFORMAI-ION

嵌入式软PLC技术特点及应用分析

21世纪是科技的时代，随着经济的进步和科学技术的发展，PLC作为一种重要的控制设备在电气自动化中得到了较为广泛的应用，极大的促进了生产、生活中的自动化程度的提高。文章在分析嵌入式软PLC结构及特点的基础上，对嵌入式软PLC在现今电气自动化应用中的现状进行了分析，并结合嵌入式软PLC在电气自动化中的应用实例来对嵌入式软PLC在电气自动化中的应用及发展前景进行分析阐述。

标签：嵌入式软PLC；电气自动化；应用；前景

前言

随着科技的进步，现今设备的电气自动化程度越来越高，如今，以嵌入式软PLC作为控制单元的电气设备在自动化应用中的功能与范围越来越广泛，同时，由于嵌入式软PLC具有结构简单、使用方便、性价比高等的特点使得嵌入式软PLC在电气自动化的应用中发挥着越来越突出的作用。

1 嵌入式软PLC简述

嵌入式软PLC指的是能够在嵌入式控制器内部完成PLC系统软件的构建并根据电气设备的应用情况来实现对于嵌入式软PLC硬件的定制以便于对对象进行控制。嵌入式软PLC由嵌入式软PLC系统软件与芯片两大主要部分组成，可以满足现今工控市场中越来越细化的控制需求。嵌入式软PLC可以被认作为小型的微机，其兼具有微机的许多特点，但是在实际的工作应用中又与微机有较大的不同，在实际的电气控制中，微机采用的是被动接受外部指令来实现动作，而在嵌入式软PLC中则主要通过采用循环扫描的方式对嵌入式软PLC中预制的程序进行执行以实现对于电气设备的控制。嵌入式软PLC最主要的是将PLC芯片作为控制的核心将其嵌入到电气设备中，在电气设备的控制中可以采用PLC所使用的程序。在嵌入式软PLC的实际应用中，为确保嵌入式软PLC的应用情况需要根据实际应用需求来对PLC程序进行编制，通过合理的时间安排来保障嵌入式软PLC的正常运行。

嵌入式软PLC结合软PLC技术与嵌入式技术两者的优点：（1）嵌入式软PLC的硬件体系结构搭建较为方便，用户可以根据自己的需求及实际的情况来完成硬件平台的搭建。（2）相较于传统的指令集嵌入式软PLC的指令集更加丰富，从而为嵌入式软PLC的程序编写带来较大的方便。（3）随着嵌入式技术的进步与发展，嵌入式软PLC产品的性价比大幅提升具有较强的价格优势。（4）嵌入式软PLC的架构和标准较为开发从而可以方便的将现今PC与PLC中的一些研究成果应用于PLC的控制之中，使得嵌入式软PLC的灵活性大为提高。（5）嵌入式软PLC的开发较为方便，从而极大的缩短了嵌入式软PLC的开发周期，在维护与调试性方面也大为提升。