电气自动化发展趋势研究论文

电气自动化中PLC技术的运用与趋势论文

在日常学习和工作中，说到论文，大家肯定都不陌生吧，通过论文写作可以提高我们综合运用所学知识的能力。如何写一篇有思想、有文采的论文呢？以下是我为大家收集的电气自动化中PLC技术的运用与趋势论文，欢迎阅读与收藏。

摘要：

通过在实际工作经验的总结中可以发现,PLC技术在自动化控制中的应用与普及,有效的缩短了技术人员排查故障的时间,增强了工人的工作效率,而且还大幅提高了电气设备的自动化程度。随着对PLC技术的不断优化与研发,其在电气工程及自动化控制中的应用会更加广泛。

关键词：

PLC；工业；应用；自动化控制；

引言：

自动化应用的水平彰显着一个国家的科技与工业实力，PLC技术是电气工程自动控制中非常重要的技术，提高了自动控制水平，而且能够让设备当中一些比较难处理的问题和缺陷得到有效的解决。PLC因为其具有的比较好的可靠性与很强的适应性，在自动化控制领域中得到了广泛的应用，小到可操作一个站点，一个部件，一个设备；大到可操控一条生产线，多台设备，甚至是整个工厂。可以说在当今的自动控制中，几乎是离不开PLC技术的。本文将对PLC技术在自动控制领域中的应用，进行总结与探讨。

1、PLC的概念及特点

、PLC的基本含义

PLC的中文释义为可编程逻辑控制器，可以将对设备的控制指令载入其内部存储器进行执行命令与存储功能，其具有的微处理器功能，主要用于对自动化控制的数字运算。PLC由电源、输入输出接口、数字的模拟转换器、指令数据内存等部件组成。早期的PLC功能单一，只有逻辑控制一项功能，而且设计制造周期长，接线复杂，维修困难。但随着后来对其不断的优化与改进，当初这些简单的功能已经扩展为集时序控制、多机通讯、模拟控制、逻辑控制等多功能于一体的控制器。现在电气自动控制系统上使用的PLC已经接近或相当于一台微型电脑主机，其可靠性与可扩展性的优势，已经被广泛的应用在当前的多种类的自动控制领域中。

电源通过运用整流模块将我们常用的交流电转化为供PLC内部运行的直流电，开关式稳压电源的供电方式，目前在PLC电源系统中应用较广。CPU单元（中央处理器）是PLC的大脑，也是核心元件，作用是运行和处理用户数据，进行数学和逻辑运算，协调整个控制系统，其性能的优越决定了PLC的运行速度与处理能力。存储器的作用是储存用户程序、系统程序及逻辑变量等信息。被控设备与PLC相连的称为输入输出单元，输入单元是信号传输进PLC的枢纽，可以起到接收检测元件与主令元件传来的信号。而输出单元的作用是将PLC的控制指令，传输给被控设备。

通信联网也是PLC一项极其重要的功能，可以使PLC与PLC之间、PLC与智能设备之间，PLC与计算机之间能够交换数据信息，形成一个完整的控制系统，实现集中控制的目的。PLC和计算机一样具有网络接口，通过光缆或双绞线，可以使其在较远的范围内交换数据信息。数据通信可以分为串行通信与并行通信两种方式，并行是以字或字节为单位，其传输速度快，但所需传输线根数多成本较高，适合数据近距离传送。串行是以二进制为单位，每次传输只传输一位，所需传输线根数少成本较少，适合数据远距离传输。

、PLC技术的特点

简单高效：简单，我们可以理解为安装方便、组态灵活；高效，我们可以理解为运行速度快。PLC的安装与计算机系统的安装相比较，对安装环境要求不高，不需要为其专门设置一个机房，也不需要屏蔽措施，使用时只要把接口端子和执行与检测机构相连接正确即可正常工作。用户可以通过自动控制的需要对PLC进行不同的组合，可简单灵活的对控制系统的规模和功能进行改变，而且PLC的编程容易上手，技术人员不需要计算机的专业知识，就可以编程。PLC程序控制的执行方式，会使其运行速度更快，可靠性也能得到很大的提高，这是传统逻辑模式无法比拟的。

实用性强：由于PLC技术适合各种应用场合，并且其可变性与编程简单的特点，使其具有很强的实用性。PLC的控制功能好、可靠性强，可以根据自动控制系统的要求进行扩展，体积小、功耗小、集成化高非常适用于各行各业的自动控制中。现在大多数PLC在系统设计上采用的是集成化程度高的单片微型计算机，片内面向测控系统的外围电路的增强，使PLC技术可以方便灵活的应用于复杂的自动控制系统及设备，如工业过程控制、工业控制器、过程检测及电气自动化控制系统等，大多都是以PLC技术为核心的多极网络系统。

抗干扰能力强：通过运用隔离与屏蔽的方式有效地提高了PLC技术的抗干扰能力。PLC的控制电源正常是由电网提供，但电网电源易受到干扰，如大型设备的启停、整流器故障、电网短路等会对PLC的供电产生影响，可能会造成PLC的运算错误或程序错误，这将会导致自动控制设备的误动作和失控现象的发生。对PLC的核心部件要采用集成电压调整器分级滤波处理。要完善PLC的接地系统，一方面可以提高其安全性，避免电网中过电压、过电流的危害，另一方面会抑制电磁干扰。在实际应用中，PLC所采用的都是一点接地方式，将相近接地点以及所有地线端子通过一点连接，以提高抗干扰能力。

2、PLC技术是如何在电气自动化中应用的

、开关量控制

开关量控制是PLC技术中最基本的应用。开关量控制的目的是根据开关量历史的输入组合与当前的输入顺序，使PLC产生对应的开关量的输出，来达到系统按照给定的逻辑顺序工作。PLC在电气控制电路中比较常见的，可以提供开关量信号开关类元件有温度开关、行程开关、按钮等。行程开关的作用可以用来反馈运行位置，在电气设备指定的位置上安装一个行程开关，行程开关的触点接到PLC的输入点，PLC程序就通过此输入点的接通与断开状态，进行相应的输出。我们要电气设备完成某一项或某一系列动作，就要通过按钮来传输信号给PLC完成指令操作。温度开关给出的信号也是开关量，为了让控制系统简单化，将不是开关量的温度信号处理成了开关量，当达到设置温度时，温度开关内的继电器就会接通，从而会给PLC发出信号，PLC根据接收到的信号在决定是否执行命令。

、顺序控制

顺序控制应用在电气工程中，如果将一个控制系统分解为几个相互之间独立的控制动作，且为了保证生产的运行正常，各独立控制动作能不出差错的按照给定的先后顺序依次的执行任务。实现PLC逻辑控制的三个必备要素是工作任务、转移目标和转移条件，三者缺一不可，缺少一个，顺序控制功能都无法实现，通过对三个条件的完善与优化，可以有效提升自动控制系统的稳定性与效率。实现按给定的顺序执行是顺序控制系统的最基本特征，可以将顺序控制细分为逻辑顺序、条件顺序与时间顺序。逻辑顺序即按照预先给定的条件，按顺序依次的执行命令。条件顺序即执行条件是否能满足逻辑控制要求。时间顺序即执行时间，什么时间开始执行命令，什么时间停止执行命令。顺序控制提升了工业领域中自动控制水平，顺序控制是在工业的自动控制系统中一种比较典型的控制方式，应用广泛，如在交通领域中对信号灯的控制，对商品包装的生产线控制等。

、闭环控制

在传统的电气工程领域，自动化普及应用程度并不高，更多是利用人工的方式来启停电气设备，这样会使得设备的安全性与可靠性得不到保障，而且还降低了工作效率，但是PLC在模拟量闭环控制中的应用，有效的解决了这样的问题。在工业生产以及日常生活的应用中，闭环控制被广泛的应用在自动控制系统中，如对运行中的电机进行自动控制，又如在电动机转速控制系统，流量、液位、温度、压力等的`控制系统等等，都是采用了闭环控制系统。闭环控制可以分为单闭环控制与多闭环控制系统。对于控制两个过程变量比例比控制它们之间的绝对值更重要的系统来说，例如控制两台需要同步的设备的速度，就可以采用单闭环控制系统。而多闭环控制系统是将两个过程数据变量之比保持为一个常数，如在对电气设备自动调温系统的控制等。在对闭环控制系统的选择上，要根据需要择优进行选择。

3、电气自动控制系统中PLC技术的应用发展方向

目前，随着大规模集成电路等微电子的发展，PLC技术已经非常成熟，不仅可靠性得到了提高，成本下降，控制功能得到了增强，功耗和体积减小，而且随着图像显示、通信网络、数据处理的发展，使PLC向连续生产过程控制的方向发展。一方面为适应自动控制系统向小型化发展的需要，要大力发展性价比更高、速度更快、小型的PLC。另一方面，向速度更快、容量更大、技术更加完善的大型PLC方向发展。随着电气自动化向着更复杂化控制系统方向的发展，人们对PLC的数据信息的传输与处理能力也提出了更高的要求，要求其存储器的容量也越来越大。

为满足自动化控制领域中各种自动控制需要，近年来，开发了许多新模块和新器件应用在了PLC技术当中，如智能输入输出模块、用于排除PLC故障的智能检测模块以及温度控制模块等，这些新型模块的应用和开发增强了PLC的使用功能，扩展了其应用范围，还提高了自动化系统的稳定性。未来PLC软件技术的发展趋势，会向着多种编程语言的共存与互补的方向开拓，PLC的编程语言在顺序功能语言、指令语言、梯形图语言的基础上会不断的丰富与扩展，并向着更高的层次发展。

随着相关的软硬件技术、商业模式和社会价值的发展成熟，PLC会向着虚拟化的方向发展。PLC虚拟化是利用通用标准硬件模块和软件的方法，模拟或仿真出行为上类似于特定的PLC硬件系统。PLC虚拟化的发展，会使任意个人和组织避免重复制造，使服务和软件构建各个环节的效率得到提高，加速了各类应用的架构和落地，而且PLC虚拟化的应用会从根本上改变现有的自动控制系统中的安全治理模式和安全架构。

4、结束语

PLC技术因为其自身拥有的特点与优势在电气自动化领域中发挥着及其重要的作用，保证了电气自动化系统的安全与可靠，提升了自动化程度与工作效率，而且随着PLC技术的不断发展与创新，也会使电气自动化的应用得到非常广阔的发展空间。本文对PLC的基本含义、特点以及发展前景做了简要概述，阐述了PLC技术在电气自动化领域中的应用，以供相互学习之用。

参考文献

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电气自动化毕业论文范文

引导语：电气自动化专业的同学们，想知道毕业论文范文如何写作才是规范的？下面是我为你们提供的参考范文。

电气自动化毕业论文范文

一、电气自动化在港口作业中具体的应用于自动定位、动调度管理系统、无线数据通讯等，这样大大地提高了水路的运行效率，节约了劳动成本和劳动力支出。在节约资源的前提下，大大地提高了港口作业的效率，使水路的工作可以高效的运行，同时使经济的发展与国际贸易得到满足，实现技术和经济发展的双方都能得利。

二、电气自动化发展的主要影响因素

1、信息技术的决定性影响。信息技术，广泛的讲就是指人类开发和利用信息的一切手段，是包括计算机、世界范围高速宽带计算机网络及通讯技术以及用来传感、处理、存储和显示各种信息等相关支持技术的综合。

现代信息技术是建立在现代电子技术基础上的，所以又称为现代电子信息技术。它以计算机、通信、自动控制、光电等现代技术为主体，对各种信息进行获取、传递、加工、处理和利用。现代信息技术主要包括微电子、光子、光电子、分子电子等有关元器件制造的信息基础技术，实现信息的获取、传输、处理、控制等功能的系统或设备的信息系统技术，用于社会经济生活各个领域的信息应用技术。

信息技术对电气自动化的发展具有较大的支配性影响。信息技术的发展在很大程度上取决于电气自动化中众多学科领域的持续技术创新。反过来，信息技术的进步又为电气自动化领域的技术创新提供了更新更先进的工具基础。

2、与物理科学的联系更加紧密。由于三极管的发明和大规模集成电路制造技术的发展，固体电子学在二十世纪的后半叶对电气工程的成长起到了巨大的推动作用。电气自动化与物理科学间的紧密联系与交叉仍然是今后电气自动化的关键，并且将拓宽到生物系统、光子学、微机电系统。

3、现代技术的迅速发展。现代技术的飞速进步和分析方法、设计方法的'日新月异，势必带动着依赖现代技术的电气自动化也将迅速发展起来。

三、电气自动化的发展方向

1、电气自动化产品创新

电气自动化生产企业能够按照国家中长期科技发展规划纲要提出的目标任务，不断提高开放条件下的原始创新能力、集成创新能力和引进消化吸收再创新能力。进一步提高自身产品的科技含量，研发生产更好的具有自主知识产权的电气自动化控制系统与产品，加大自主创新的发展力度，提供了更多、更大的空间。确立企业在技术创新中的主体地位，完善体制机制和政策环境，加快实施国家重大科技专项。我国目前已经形成了中低挡产品以国内企业为主，中小型项目选用国内产品的市场格局。电气自动化生产企业应当努力开创科学发展的新局面，坚持提高自主创新能力，加快转变经济增长方式，不断提高自主创新能力。

2、电气自动化系统平台统一化

电气自动化系统平台统一化可以支持一个自动化项目周期中的设计、实施和测试、调试和开机、运行及维护等各个阶段和环节。这样可以大大降低从设计到完成的时间和费用。统一的系统开发平台还可以满足用户另一个重要需求即开发平台立于最终的运行平台。根据项目特点和最终用户需求决定将统一的运行代码下载到硬件PLC、基于Windows NT 的软件PLC、嵌入式NT 系统还是基于WindowsCE 的控制系统中。

3、电气自动化系统结构通用化

电气自动化系统结构通用化对于一个成功的电气自动化控制系统来说非常重要。整个企业的网络结构应保证现场控制设备、计算机监督系统、企业管理系统之间的数据通讯畅通无阻。企业管理层可通过lnternet/Intranet 对现场设备进行实时监督。在进行系统网络规划时，无论选择与现场设备通讯的现场总线还是与上级计算机或办公系统通讯的以太网，所选择的网络产品必须能够保证从办公自动化环境到控制级直至元件级的整个系统范围内的通讯。

4、电气自动化系统程序接口标准化

基于微软公司的标准和技术，如WindowsXP、OPC 和ActiveX，减少了工程时间和费用，方便了电气自动化系统和办公系统的数据交换与共享。在与企业的MES 系统、ERP 系统连接时，基于PC 平台的自动化解决方案至关重要。使用Windows XP 作为操作系统，使用TCP/IP作为办公环境的通讯标准，PC 可以在自动控制和管理平台之间建立一种最好的接口。标准化的程序接口还保证了不同厂家的软硬件产品的数据交换，切实解决它们之间的通讯障碍。

5、电气自动化生产安全化

我国电气自动化企业应当认识到安防行业技术多系统集成一体化的大趋势。强调安全控制系统和非安全控制系统的集成。让客户在现有的非安全控制系统的基础上，以较低的开发设计成本实现自己的安全方案，也同样是我们目前应该思考的问题之一。电气自动化安全系统与产品将会成为未来自动化领域的一个亮点。针对市场特点，循序渐进开拓市场。可以先从安全等级要求最高的应用领域入手，逐步拓展到其他危险等级较低的场合。按照从工厂设备层到网络层，从硬件到软件，从安全单元到安全系统的路线进行电气自动化系统安全方案的应用。努力开展电气自动化安全防范系统设计的研究。尤其是在楼宇智能化集成系统领域。

6、操作人员专业化

电气自动化系统设计与安装时，往往忽略对那些将直接接触控制设备人员培训工作。这是通常认为实际运行设备时进行人员培训比较容易，许多生产厂家及工程部门直到系统安装运行之后，才开始对操作人员及维护人员进行系统培训。系统安装过程中，随时让将来最终要维护和操作该设备人员了解安装过程，这将使他们对新系统有感性认识。通过专业培训，操作人员能更好理解系统为何按某一特定方式安装。为应付突然出现故障及恶劣运行环境下维修，就要事前弄清楚原因，否则会影响对发生问题做出正确判断。新系统安装，操作人员必须掌握这些技术。培训期间，公司培养技术娴熟操作人员，系统可运行时，那些将接触新系统人员掌握硬件设备及其操作和维护保养知识。

随着智能化和信息化的逐步发展，电气自动化涉及的产业和领域也将更多，技术更新更快，更加复杂，我们应当不断吸收高新技术的营养，开创电气自动化发展新局面。

参考文献：

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[知识拓展]

毕业论文范文--计算机科技发展综述及展望

计算机于上世纪世纪70年代末期开始普及以来，短短的几十年时间，其对人类经济、军事、文化、艺术、生活乃至政治便已产生了不可估量的巨大影响。所以，我们很有必要对计算机的发展历程及未来发展做一全面的了解。本文由于篇幅所限，只能抓住计算机发展的关键节点加以综述。

在一开始，人们预测计算机可能会具有人类的某些智能，事实上，这一课题早已不再是科学幻想，而是非常严肃的科技应用了。但在此，我们需要再追述一下当时的历史：美国麻省理工学院社会学教授特克尔是计算机心理学方面的专家，曾经撰写过两本关于计算机心理学的具有开创性的著作，一本是《第二自我：计算机和人类精神》，另一本是《计算机屏幕上的生活：因特网时代的特征》。特克尔从20世纪70年代末开始研究人和计算机的关系。她说：“计算机的特征在( )物体和非物体之间。”很明显，计算机是物体，但在另一方面，计算机又可以反馈，可以有行为，有理智，甚至有精神。人们发现自己和计算机之间存在着互动的关系，甚至感到计算机似乎活着。

特克尔教授对儿童、计算机以及电子玩具三者之间的关系特别感兴趣。她发现，十来岁的少年主要用计算机来探索认知的问题，而八岁到十二岁之间即青春期以前的儿童，主要试图熟练掌握机器和电子玩具。特克尔发现计算机玩具对五岁到八岁之间的儿童起到激发纯理性推测思维的能力。她说，这些计算机玩具促使我们考虑“什么是生活”这一类的问题。

讨论计算机到底和人类有哪些区别，这无疑是一个最重要的问题。或许将来可能会出现和人类一样聪明的计算机，但是人类仍然要做饭，要建立家庭，要开餐馆，人类可能是地球上唯一会去教堂的生物。换句话说，计算机为人类留下的空间是感情、感性、家庭生活。模拟思维可能在某种程度上可以算是一种思维，但是模拟感情却永远不能被看作是真正的感情。

微软公司的视窗操作系统是特克尔目前重点研究的课题。视窗系统允许使用者同时执行几个互相没有任何关系的工作任务，并随意在这几个任务之间相互切换。这显然是一场革新，因为微软视窗允许使用者在计算机上同时发出好几个指令，并且在这些指令之间不断循环往复，这已经具备人类心理活动的某些特点。

在20世纪80年代，人类可能可以通过和自己心理的比较来试图理解计算机;而今天，特克尔说，人类试图通过计算机的运行模式来更好地理解人类的心灵。特克尔认为，现在计算机心理学研究的最热门话题是假设计算机到最后会真正动感情——你的计算机会对你产生爱情，它需要你的关怀、需要感情的滋润——这可能是未来研究人和机器间互动关系领域里最新的潮流。

目前人类在计算机控制的智能玩具领域已经取得了一些突破。一些玩具可以说几百句话，而且具有学习功能，甚至会骂人。日本索尼公司制造的电子宠物狗IBO，是这类电子宠物玩具的代表性产品。除了玩具以外，在智能计算机方面，计算机能够听懂主人说话已经不算稀奇。目前美国麻省理工学院的媒体研究室已经研制出一种具有人工智能的计算机，可以对使用者发出的非语言性信号做出反应，并且据此进行某种程度的调整。

特克尔认为，未来的计算机发展趋势是生物化计算机，计算机越来越具有知性和感性。从社会学的角度上说，这将是一大飞跃，值得学者专家好好探讨。

目前的计算机以纳秒(十亿分之一秒)为运算单位，其速度大大超过人脑，相当于人脑运算能力的一百多万倍。但是，计算机依然远远赶不上人脑信息处理能力的多样性。

为什么计算机的“智力”与人类不一样呢?原因之一就在于二者信息处理模式的不同。计算机的信息处理基础是对由记号来体现的概念的逻辑操作，而人脑的信息处理则是以图形为基础的非线性、并行的复杂能力。也可以这样说：计算机运用的仅仅是逻辑思维，而人的大脑运用的不仅是逻辑思维，更有形象思维。显然，人的大脑考虑问题比计算机更合理、更准确、更科学，因而效率更高，速度更快。

有人尝试模仿人脑模式制作具有人类特有功能的计算机，日本ATR人类信息通信研究所目前正在开发整体模仿人脑的计算机。由于迄今为止并没有完全弄清楚人脑的机制，因此在“脑型计算机”领域进行的研究不止一种。

人脑的神经线路并不是起初就非常完善的，而是在成长的过程中通过神经细胞相结合，从而形成了神经线路。把这一过程作为硬件建设而加以实现的是“以硬件进化为基础的自我增殖型人工计算机”。这种被称作CAM智囊的系统，将包含数十亿到数百亿的神经细胞，并以这些神经细胞完全能够并行运作为目标。

有些科学家专门着眼于用计算机来实现人脑的部分功能。人脑是以细胞层多层重叠的三维结构和高度的并行处理性为特征的。基于这种认识，日本东北大学进行了具有层叠型结构的人工视网膜芯片的开发，并有望制造出具有近似于人的视觉信息处理功能的系统。日本物理化学研究所最近开始通过开发高级小型机器人来探索脑型计算机的研制。该研究所根据人脑的处理线路让不同的小型机器人模拟人脑，用以对大脑认知、学习和控制等问题进行研究。

目前人们主要通过三种途径开发像人脑一样有自律性和创造性、能进行高度智能作业的计算机。一是人工智能的研究;二是以人脑结构为模型，制成以人工神经细胞为基础的脑型计算机，这也被称为神经计算机;第三种途径是开发能像神经网络一样工作的电子线路来自动生成“人工脑”。

脑型计算机的研究范围非常广泛，但如今的大部分工作仍处于基础阶段。因为要弄清楚人脑的机制并不容易。专家们认为，要想了解极其复杂的人脑的作用，就必须进行跨学科的多方面研究，进行综合、整理以获得全面信息。例如，通过了解大脑工作时的生理学功能，可以在神经细胞研究阶段得到精细的研究成果，但要在宏观上捕捉人脑活动则存在一定困难。另外，人脑同整个身体的关系等重大的课题也非常重要，如果不能发挥综合能力，就难以弄清楚大脑的工作原理。