PLC在同步电动机励磁装置中应用
1 引言
励磁系统是同步电动机中最核心、最主要的且成部分之一。长期以来同步电动机励磁装置技长性能不完善，导致同步机损坏，成为影响生产的安全、连续及稳定运行的制约环节。
随着可编程控制器（PLC）技术的发展，以微型PLC 为核心、功能更加完善的励磁控制系统的出现成为可能。该系统接线简单、控制功能丰富、可配置汉显的人机界面、价格适中、适合于恶劣的工业环境。采用PLC 技术，首先克服同步机所配老式晶闸管励磁装置（俗称可控硅励磁装置）技术性能不完善；充分发挥PLC的作用，使控制系统更为人性化。
2 同步机励磁装置的功能
同步电动机的励磁装置主要有三个方面的作用，一是完成同步机的异步启动并牵入同步运行；二是在牵入同步以后励磁电流的调节控制；三是监控系统故障，确保同步机安全运行。
2．1励磁装置在启动过程中的作用
在异步启动的过程中，励磁装置保证启动回路具有良好的异步驱动特性，避免异步启动过程中所存在的脉振现象，满足带载起动及再整步要求。达到亚同步速时，准角度投励，励磁绕组产生同步力矩，使电机尽早进入同步。
2．2励磁装置在运行过程中的作用
同步运行过程中的励磁电流控制模式分为：
（1）恒励磁电流模式：适合于负载恒定工况，如通风机、水泵。实际选取功率因数为超前0.95-1之间任意值。
（2）恒无功功率模式：适用于电网负载不断变化，同步机向电网提供恒定的无功功率以补偿电网的功率因数，但同步机的功率因数是随着负载的变化而变化。
2．3励磁装置的监控作用
同步电机在正常运行过程中，不可避免地会受到各种各样的扰动，就会引起电机失步，造成生产中断和设备损坏的严重事故。励磁装置能检测，同步机的失步，识别后判断是报警还是再整步运行，既保障设备的安全性，又保持运行连续性。
同样，励磁装置在正常运行过程中，自身也会受到各种干扰，造成可控整流器缺相或失控、灭磁晶闸管误导通、熔断器故障、励磁电流超限等故障。当出现上述故障，励磁装置识别后报警或跳闸，以保证励磁装置的安全运行。
3 系统硬件设计
为了满足同步机起动、运行和故障监控的要求，同时便于将机械设备的控制柜与励磁装置融为一体，减小体积、增强控制功能、提升原来系统的自动化水平。本励磁装置主控制器采用西门子微型可编程序控制器S7-200，并使用成熟的晶闸管的触发电路TC787。
显示电路采用西门子的TD200来完成，一是参数设置，如投励时刻、后备投励、强励时间；运行模式选择。二是工作状态显示，如实验投励、正常投励、后备投励；运行模式。三是故障显示，如失步、整步失败、晶闸管故障、灭磁晶闸管误导通、熔断器故障、励磁超限。
全部采用汉字显示。
因此选用了模拟量模块与S7-200配合使用，构成单闭环控制系统。励磁给定值由外接电位器提供，无功电流由无功电流转换器提供，励磁电流由霍尔元件LEM块检测励磁电流得到。三个模拟信号送入PLC的模拟输入端。
4.3实时处理程序
4.3.1投励模块
一是正常投励：智能监测转子滑差，在主机起动后，通过计算转子滑差的变化来开放相应的功能（如投全压、投励），即转子频率为5Hz时，发出投全压指令；当转子频率为2.5Hz时，选择在"感应电压顺极性尾端过零点"的时刻投励，此时，转子感应电压及电流接近于零，转子感应电流方向与励磁装置输出电流方向一致，投励最为容易，有利于将电机迅速牵人同步，完成正常投励。
二是后备投励：若正常投励不成功，在主机起车后，开始记时，若记时到后备投励点"的时刻投励，完成后备投励。
4.3.2励磁调节模块
一是恒定励磁调节模式，将励磁给定信号和励磁电流反馈信号经模拟量输人模块送人PLC进行数字PID运算，通过模拟量输出端控制晶闸管移相触发电路；
二是恒定无功功率调节模式，将励磁给定信号和无功电流反馈信号经模拟量输入模块送人PLC进行数字PID运算，通过模拟量输出端控制晶闸管移相触发电路
4.3.3晶闸管故障检测模块
如果励磁整流波头相互比较，宽度误差大于10％，报警；如果波头相互比较误差大于20％，或周期内缺一个波头，而且时间超过1min，停机并报警。总之，正常情况下，三相全控桥的整流波形在一个周期，有六个波头，而且，每个波头几乎相同。不符合此标准者，被认为故障，会引起带励失步，若不及时处理必将事故扩大。
4.3.4失步检测模块
将失步信号整形后送人PLC，测量矩形的宽度和频率，与设定值比较，达到者被认为失步。当电机失步后，PLC立即封锁投励控制信号，同时灭磁继电器复位，使电机进入异步驱动阶段，然后电机转速自动上升，待进入临界滑差后，励磁装置自动投励，按准确强励对电机实施整步，使电机恢复到同步状态。如整步失败，PLC发出跳闸信号动作于跳闸回路。液晶显示屏显示"失步"或"整步失败"，按复位键复位。
4.3.5故障连锁模块
同步机的负载以压风机为例来说，把压风机的保护检测信号，如轴温、一排温度、二排温度、一排压力、二排压力、冷却水压等等报警信号送人PLC，依据压风机的具体要求实现连锁。
5结束语
上述系统已通过实验验证，各项指标达到预期目标，样机进入工业实验阶段。
（1）同步机励磁装置PLC控制器，与单片机控制器相比较，研制周期短，整个系统成本小、功能强大，配置汉显的人机界面、适合于恶劣的工业环境。
（2）便于将机械设备的控制柜与励磁装置融为一体，减小体积、增强控制功能、提升原来系统的自动化水平。
3.4系统故障监控
系统故障主要包括：同步机失步、可控整流器缺相或失控、灭磁晶闸管误导通、熔断器故障、励磁电流超限等。
3.4.1失步监测
失步保护采样信号，来自串接在转子励磁回路的分流器两端的不失真毫伏信号。此信号经放大、变换，光耦隔离后输入PLC，对其波形特征进行分析，判断电机是否失步。当发生带励失步时，首先应切断励磁，识别后判断是报警还是再整步运行。
3.4.2晶闸管故障监控
晶闸管励磁整流波形整型后经光耦送入PLC，如果波头相互比较，宽度误差较大，说明全控整流桥出现故障，如：脉冲丢失、三相丢波缺相、失控、管压降波形崎变等各种现象，造成励磁电流不稳定。
3.4.3灭磁晶闸管误导通
在实际运行当中，偶尔会出现灭磁晶闸管误导通，引起附加电阻加热，经过一段时间后，造成控制柜内的控制线烤焦、进而发生电气短路事故。
检测附加电阻RFl、RF2两端的电压信号，经过比较判断，将结果送入PLC，进行联锁和报警。
3.4.4励磁电流超限
在整流变压器的一次侧，A相和C相装有电流互感器，二次引线经变换识别电路后，将信号送入PLC，过流信号达到设定时间后，报警或跳闸。以防止励磁电流过大引起励磁绕组过热，损坏电机。
3.5辅助控制环节
3.5.1停车后逆变控制
当同步机停车或故障跳闸时，PLC发出指令使三相全控整流桥晶闸管1KGZ-6KGZ的控制角变为140°，可控整流桥工作在逆变状态，不致因同步机停车时转子电感放电造成续流或颠覆而烧坏元件。
当电网电压下降到整定值，一般为80％时，PLC发出强励信号，可达到正常励磁电流的1.4倍，进行强励，以防止同步机失步，10s钟后，若电网电压不回升，PLC撤消强励信号，以防转子绕组过热。
强励时间为10-14s，具体时间人机界面设定。
4系统软件设计
同步机励磁，PLC它的软件主要由三大部分组成：主控程序、显示及设置程序、实时处理程序。
4.1主程序
主要完成PLC的各种参数的初始化，子程序的调用、及系统的主要监控环节。
4.2显示及设置程序
依据系统程序调用汉显内容的使能位，显示有关内容；将设置的内容存放在指定的存储器，以便调用。
3．1启动回路
（1）起动时灭磁继电器接点CJll、CJ22闭合，见同步电灭磁晶闸管7KGZ、8KGZ在较低的电压下便可开通，保证感应电流在正负半周是对称的。有效地消除了传统励磁屏在同步电机异步启动过程中转子回路感应电流正负半周不对称现象，避免了异步启动过程中所存在的脉振现象，具有良好的异步驱动特性。
（2）在启动结束后，灭磁继电器接点CJll、 CJ22断开，灭磁晶闸管7KGZ、8KGZ在较高的电压下便可开通。当电机在同步状态时，灭磁晶闸管在过电压情况下才开通，既起到保护器件的作用，又当电机正常同步运行时，保证附加电阻RFl、RF2被可靠切除，并防止灭磁晶闸管误导通，可使电机在遇到故障，被迫跳闸停机时，减少电机受损伤程度。
（3）起动前，人为按下ANl、AN2可以实验灭磁回路。
3．2投励控制
同步电动机的投励过程控制是一个非常重要的问题，主要表现为对投励时间和投励角度的选择上。理想的投励时间是指当电机异步启动到亚同步速时，即转速达到同步速的95％-98％之间；准角度投励是指在转子感应电流的过零点，即从负半周到正半周的零点准确投励。满足两者条件时，励磁绕组产生同步力矩，使电机尽早进入同步。
转子两端的电压经电阻R12、R11、二极管D7后，在稳压管Z7两端得到了近似的矩形波，经过光耦TPl送人PLC。经过计算和判断后，PLC输出点PLCDO控制光耦TP3，控制TC787的5脚，当其为低电位时，输出6路触发信号，完成投励，
有两种投励方式：
（1）按照"准角强励整步"的原则设计，并具有强励磁整步的功能。所谓准角度投励，系指电机转速进入临界滑差，按准角度投励方式，这样电机进入同步时轻松、快速平滑无冲击。投励时刻的滑差大小，通过面板按键菜单操作任意设定
2）后备投励
若滑差投励不成，即达不到设定的滑差值，可按预定的后备投励时间和准角度方式投励。后备投励时间的大小，通过面板按键菜单操作任意设定。
3.3励磁电流控制
三相晶闸管移相触发电路选用TC787，经三极管后，驱动6路脉冲变压器，输出为调制脉冲列，触发1KGZ～6KGZ晶闸管。TC787有移相控制端和投励控制端。
18、1、2脚是三相同步信号，来自同步变压器的三相电源电压Va、Vb、Vc；16、15、14、13脚外接电容用于调节脉冲列的频率；12、11、10、9、8、7输出六相脉冲，分别与T1、T2、 T3、T4、T5、T6六个三极管的基极连接。三极管驱动脉冲变压器，其二次经整流二极管输出到晶闸管的门极和阴极，以满足电气隔离和触发功率的要求。4 脚是有移相控制端；5脚是投励控制端；17、3脚是工作电源输入端；6脚为全桥控制端。
为了满足同步机各种工况的要求，运行过程中的励磁电流控制模式分为：恒励磁电流模式和恒无功功率模式。
变频电动钻机控制系统简述
变频电动钻机电器控制系统由发电系统（发电机、控制柜）、交流传动系统（变频柜、制动柜、）控制网络（PLC柜、司钻操作台、工控机、远程计算机、AS-i总线系统）、交流电机控制中心组成。
1)动力发电系统
该控制装置共有4个发电控制柜组成，其主要功能是：控制柴油机的转速与发电机的励磁电流，得到600V、50HZ稳频、稳压电流，作为全井场的动力电源；发电机控制柜内还设有并网控制电路，控制多台发电机的并网以达到同期合闸操作。发电机可按工况需要，全部或任意两台以上在线运行时，负荷都能均衡分配，负荷转移平稳，能承受钻机的负荷特性和电动机起动时的冲击。发电机控制装置还具有功率限制、自起动电源电路、接地检测相序保护、过流保护、过压保护、欠压保护、过频保护、逆功保护、短路保护、柜内故障自检等功能。
2）交流传动系统
a变频驱动控制
变频主驱动系统由若干变频柜组成，分别将600V、 50HZ恒压、恒频的交流电压变成0～800V连续可调的交流电压，以一拖一的驱动方式分别驱动钻井泵、绞车、转盘。绞车和转盘电动机具有反转功能，扭矩限制0%～100%范围内任意调节。绞车有两台电动机驱动，运行时负荷均衡，转速同步：绞车控制装置有制动单元，使绞车具有快速启、停的功能：绞车电动机具有四象限运行的特性，在下钻作业中能够提供持续的电磁制动转矩。
在石油钻机中应用较多时Simens变频器。SIMOVERTｍａｓｔｅｒDRIVE矢量控制变频器采用IGBT元件、全数字技术的电压源型变频器。
b自动送钻
送钻变频柜将400V、50HZ恒压、恒频的交流电压变流成0～400V变压、变频连续可调的交流电压，以一拖一的驱动方式驱动送钻电动机。恒压方式可以实现恒压自动送钻。送钻电动机在恒速方式时具有正反转的功能，可以起到应急起放井架和钻具的功能，也可以恒速送钻。送钻变频柜内设有制动单元与外部制动电阻构成的能耗制动装置。
3）司钻控制台
司钻控制台通过高性能的可编程控制器与总线控制，供司钻在钻井作业进行各项操作，同时可以通过触摸屏和显示屏对控制系统的主要设备运行状态进行监控。司钻控制台为内压防爆式，并有减压装置
4）触摸屏和显示屏
触摸屏和显示屏除显示钻机系统相关的运行与监控参数外，同时具有参数设定功能：、
A设定自动送钻参数、游车防碰系统参数等
B查看所有在网络中的设备的实时状态
C报警信息提示司钻关注提示到的设备状况
D故障信息提示司钻关注已产生故障的设备
E显示钻井参数：悬重、钻压、井深等参数
F安全防卫信息
G故障诊断信息
5）制动控制
制动柜内的制动单元和房外的制动电阻的主要功能是：在绞车需要制动时，控制电动机进入发电运行状态，使电动机产生于旋转方向相反的制动力矩，负载侧的机械能转化为电能通过逆变器传道变频柜直流母线上。当直流母线电压高于最高阀值时，制动控制单元自动将制动电阻接通，使中间直流母线之间电容器储存的多余电能以热能形式由制动电阻消耗，以维持直流母线上的电压保持恒定。这种制动方式称为回馈制动。自动送钻系统的制动单元也采用回馈制动。
6)主控制系统
A可编程控制器运行状态总线控制系统
系统采?术实现数据的快速传输，并可通过触摸屏、工控机、远程计算机实现监控、故障报警、参量修改诊断、存储记录等功能。
可以监控的主要参数有：1发电机运行状态及参数2变频器运行状态及参数3系统操作与运行状态4系统故障与报警信息5MCC运行状态6游车运行状态7一体化钻井仪表
B游车防碰系统
可编程控制器通过总线采集主电动机的运行参数和滚筒编码器的数字信号，计算出当前的游车位置和速度，当游车到达减速点时，通过程序指支柱电动机减速到安全速度；当游车到达停车点位置时，主电动机悬停。若当游车超过停车点仍未停车，则系统自动停止变频柜运行并安全抱闸。
C一体化仪表系统
通过数据采集单元（现场传感器、编码器、变送器等），可编程控制器经过计算处理，在触摸屏、显示屏、远程计算机显示以下钻机参数：悬重、钻压、井深、机械钻速、转盘转速、转盘扭矩、泵冲泵压、泥浆池液位、出口返回量、游车位置等参数。
7）MCC配电控制系统
交流电动机控制中心的主要功能是对井场的钻台、钻井液循环罐区、油罐区、压气机房和水罐区的交流电动机进行控制，并给井场提供照明电源。交流电动机控制中心系统对30KW以上采用软起方式，通过AS-i总线操作与监控，同时保留手动软起和手动直接启动的功能。MCC柜采用分装式结构，以便维修更换。交流电动机控制中心的电源来自主变压器，一台变比为 600V/400V的干式变压器。
MCC配电控制系统配置有开关柜，其主要功能是：切换选择交流电动机控制中心400V交流母线的电源，一路选择为主变压器供电至交流电动机控制中心交流母线，一路选择为辅助发电机至交流电动机控制中心交流母线，两路电源电气互锁。
高压电器概述
高压电器概述
高压电器是电力系统中使用比较广泛的一种设备，但在我国由于缺乏明确的标准化定义，因此各种场合使用的这一术语，其含义有一定的出入。这儿介绍的是高等教科书中介绍的并为多数人认同的概念。
1、高压电器定义
国际上公认的高低压电器的分界线交流是1kV（直流则为1500V）。为交流1kV以上为高压电器，1kV及以下为低压电器。高压电器是在高压线路中用来实现关合、开断、保护、控制、调节、量测的设备。一般的高压电器包括开关电器、量测电器和限流、限压电器。但有时也把变压器列入高压电器（如电机工程学会中高压电器分专委会）。
西安高压电器研究所是1958年在规划的西安开关整流器厂中央试验室基础上由一机部批准成立的，因该所当时明确为西安建设中的开关、电瓷、电容、绝缘和变压器厂开展研究开发、试验服务，涉及开关、变压器、保护电器、量测电器等各专业，因此定名为高压电器研究所，该名称一直延续至今。
2、高压电器分类及功能
2.1开关电器
主要用来关合与开断正常电路和故障电路，或用来隔离电源、实现安全接地的一种高压电器设备。
1）高压断路器：不仅能关合、开断正常的负荷电流（包括空变、空线、空缆等），也用来开合故障电流，且当发生短路故障（或其它异常运行状态、欠压、过流等）时可以实现自动分闸、自动重合闸。因此高压断路器是一种多功能的自动开关。
2）熔断器：俗称保险。当负荷电流过载到一定值，或出现故障电流时能自动熔断而开断。分为限流熔断器及喷射式熔断器。
3）负荷开关：能开合负荷电流（含容性、感性负载电流），有时能关合短路电流但不能开断短路电流。
4）接触器：只有一个休止位置，非手动操作就能关合、开断及承载正常电流及规定的过载电流的开断、关合位置。一般用来频繁控制大型用电设备（如大电动机等）。
5）隔离开关：用来隔离电路或电源，在闭合位置时能承载正常电流及规定的短路电流，有时能开断很小的电容电流及容量不大的变压器的空载电流，有时能开合母线转换电流。
6）接地开关：用来对设备或被检修线路实现保护接地。
﹡有时要求负荷开关、接触器、接地开关关合短路电流。
7）重合器：能够按照预定的顺序，在导电回路中进行开断和重合操作，并在其后自动复位、分闸闭锁或合闸闭锁的自具（不需外加能源）控制保护功能的开关设备。
8）分段器：一种能够自动判断线路故障和记忆线路故障电流开断的次数，并在达到整定的次数后在无电压或无电流下自动分闸的开关设备。
某些分段器可具有关合短路电流（自动重关合功能）及开断、关合负荷电流的能力，但无开断短路电流的能力。
2.2量测电器
1）电流互感器：用来转换和测量线路、母线的电流供计量与保护用。传统的电流互感器是采用油纸绝缘电磁式，现在又有环氧浇注、SF6电流互感器，最新的有光电式电流互感器。为满足机电一体化设备需要，现在已有线性功能的电流传感器。
2）电压互感器：用来测量线路、母线电压，以供计量和继电保护用。传统电压互感器是油纸绝缘电磁式。目前在高压、超高压范围内则用重量轻、体积小的电容式电压互感器，国际上已开发正在商品化的光电式互感器。
2.3限流与限压电器
1）电抗器：是一个扼流线圈，用来限制故障电流，用包裹绝缘导线绕制。目前也有用环氧浇注法制做，其体积小，绝缘强度和机械强度比较高。
2）阻波器：也是一种电感线圈，主要用于载波通讯，限制高频载波进入变电所。
3）避雷器：用来限制过电压，使电力系统中电器设备免受大气过电压和内过电压的危害，是一种泄能装置。最简单的有保护间隙，还有管形避雷器、阀式避雷器、磁吹避雷器。最新的有保护特性比较好的氧化锌避雷器。
注：限流熔断器也是一种快速限流（幅值）的保护电器。
3高压电器基本性能要求
处于电力系统中的各种户内、户外高压电器，应能承受正常和异常电压、电流作用，以及各种环境因素作用而不损坏。因而要求其具备各种性能如下。
3.1电气性能方面要求
1）电压
高压电器绝缘应能经受规定的长期最大工作电压、短时过电压、内部过电压和大气过电压作用而不损坏。标志这些作用电压的性能参数是：最大工作电压、短时工频试验电压、操作波试验电压和雷电冲击波试验电压。
2）电流
高压电器应能经受长期正常工作电流，温升不超过规定值。在短时异常和故障电流作用下也不允许因电动力、触头熔焊、电磁干扰等影响继续工作的损害。
这方面标志参数有：额定电流、额定短时耐受电流、额定峰值耐受电流，额定短路关合电流、电动机和电容器关合涌流等。
3）其它要求
如高压断路器要求关合、开断短路电流、自动重合闸、开合空载线路充电电流（过电压不超过规定值）和开合负荷电流以及连续开断各种电流能力的电寿命等。
3.2自然环境因素
这些因素很多，例如：
1）海拔：影响外绝缘和额定电流。
外绝缘耐压能力随海拔提高而降低；电器的散热能力随海拔提高而困难（但环境温度则随海拔上升而降低）。
断路器选相合闸空载线，在电子控制技术迅速发展的今天有可能实现。选相合闸空载线可以最低限度地限制合闸过电压，这对于特高压电网降低绝缘水平，提高技术经济水平十分重要。而开断大短路电流（特别是 50kA以上及较大非对称电流场合）对高压断路器开断负担较重，如果能自动选择有利相位（即较短燃弧时间及小半波）开断，可以改善高压断路器开断能力，提高电力系统的安全性、可靠性。因此利用先进电子控制技术实现高压断路器选相分、合闸，是高压断路器发展方向之一。
4.6无油化开关电器
在高压电器行业中，油作为绝缘介质和灭弧介质应用，已有一百几十年历史，至今还在变压器、开关中大量应用。但是油介质是一种易燃、易爆物质，而且运行维修不方便。在开关电器中随着SF6和真空开关兴起，油开关使用量日益减少（在363kV及以上已不再使用油开关）。可以说“无油化”是开关电器一种发展趋势，也是一项重要装备政策。但油开关比较经济，使用经验丰富，因此今后10年内，中、高压开关中仍会有一定比重。
以上所举仅是近期发展的开关电器。还有一些中远期可能发展开关电器，如超导开关、静态电子开关（非机械开关）、高环保开关等，由于受到技术经济方面的局限，难以在近期内有实质性的启动和发展。
4.7各专业融合趋势
二十世纪50~70年代，输变电设备的各个专业，如变压器、开关、避雷器、互感器及二次控制保护测量系统等等，各专业分工明确、界线分明，各专业领域互不相扰。如今随着GIS、C—GIS、机电一体化开关柜和预装式变电站出现，已经把输变电设备各专业，强电和弱电专业紧紧地揉合在一起，难以分开。因此高压电器专业不仅自身要适应各专业融合发展趋势，互相渗透，打破专业壁垒，而且也应该与电子技术、计算机、二次系统互相渗透和融合。
总之，对上述列举的几项高压电器发展趋势，我们应该有清醒的认识，尤其对从事高压电器事业的厂家更应适应市场潮流，重新调整专业配置，以适度开发有技术储备的产品，迎接新一代高压电器的到来。
2）环境温度：影响额定电流、机械可靠性和电气可靠性。
3）湿度：影响绝缘及金属零件锈蚀。
4）风速：影响户外产品机械强度。
5）污秽：影响外绝缘的绝缘强度。
其它如雨、地震、湿热、干热等因素也影响绝缘强度和机械可靠性。
4、高压电器发展趋势
随着科技进步，高压电器采用了高新技术，采用了新原理、新工艺、新介质，正在酝酿新一代高压电器，其发展趋势如下：
4.1组合化、成套化
为满足尺寸小、占地少、高性能、高可靠性需要，出现了各种各样的组合电器和成套电器。除了开关柜、FC柜、多层柜外，出现了负荷开关—熔断器组合电器、高压接触器—熔断器组合电器（用于FC柜）、负荷开关、跌落熔断器和避雷器组合，以及避雷器、隔离开关、电压和电流互感器等各种组合，并已发展到高级型式的组合成套装置，如充气柜（C—GIS）、全封闭组合电器（GIS），以及全变电站组合如预装式变电站（含变压器和高低压电器的箱变）。
4.2大容量、高参数
由于现代生活用电量迅速增长，工农业用电量提高，高电压大容量电网形成，要求高压电器容量及各种参数迅速提升。目前主力输配电设备额定电流已由1000A提高到2500A至4000A，短路电流已由 16~20kA提高到31.5~50kA，甚至更高。550kV断路器单极断口数已由4个减少到2个，单断口正在加紧研制中。如果我国的主力输配电电压不能迅速提升，那么，我国电网对高压电器大容量、高参数的要求趋势不会降温（更高输电电压出现可以解开下属配电电压一些环网，以降低这些电网的短路电流）。
4.3机电一体化（智能化）
由于计算机、传感器技术发展及电网自动化的提高，对高压电器智能化功能的需求更为迫切。强电设备与先进弱电技术结合可以显著扩展高压电器功能，为电网自动化、远动化、在线检测提供更好的条件。体积大、重量重、功能单一的传统电磁式继电保护装置、电工仪表、控制装置将为多功能的计算机、传感器所取代。
4.4少、免维护产品
随着高压电器产品大量采用SF6和真空等优良绝缘介质和灭弧介质，以及建立在先进高科技（如CAM等）基础上的生产工艺实施，产品的检修周期可以延长到10年，甚至产品终身免维护检修。而且随着电子、信息技术发展，在线检测技术走向实用化，使用部门有条件实现由故障检修到状态检修的转化。运行维护也将实行“少人、高效、安全、可靠”。今后十几年是由少、免维护产品有较大发展的时期，并将逐步在电力系统中占有一定地位。
4.5选相分、合闸断路器
随着高电压、大容量电网发展，系统过高的合闸过电压和大短路电流对电力系统安全性和可靠性是不利的。
变频器和软启动器在城市供水中的应用
某山区小城，仅有日产1.5万吨自来水的小水厂，供该城市区10万居民的生活及城内企业之用水，十分紧张。春夏季节绕城河里有水，居民可自行在河中取水和洗涤，一到秋冬季节，河道干涸，河床朝天，用水就成了大问题。水厂只得实施定时放水：早上5:00~7:00，下午16:00~19:00，给水站前排起了长龙，为了水曾发生斗殴，甚至于命案。为了解决居民用水问题，市府立项“民心工程”——建一座日产10万吨自来水的水厂，深受市民欢迎。
此处仅讨论与水厂水泵有关的变频器和软启动器的应用情况，排除了自来水制造的工艺流程问题。
水厂共三口取水井，厂内一口，厂外二口；厂外二口取水井分别距水厂3km和5km，井深均为200m。三口井的日出水量分别为1.5万吨、4万吨和6万吨，所有水泵配备的电动机均为笼型异步电动机，其功率分别为75kw一台、180kw二台和320kw二台。
水厂的成品水通过二泵房送至供水管网，二泵房共有五台泵，均配备笼型异步电动机，容量为180kw三台，320kw二台。
我们仅关心电器设备的控制及作用，并不计及城市供水管网的结构。
由于这是一个新老结合的管网，它由新老二部分组成：新城区和省级经济技术开发区是新管网，它采用压力泵调节水压的供水方式；老城区则为老管网，它采用高位水塔维持供水压力的方式，并且还有二个标高，1#蓄水池（水塔）标高900m，给老城较高地区的居民区供水；2#蓄水池（水塔）标高860m，给老城较低地区的居民供水。它们分别由1#泵站和2#泵站给其注水，分别距水厂2.8km和1.2km，所有水泵电动机亦均为笼型异步电动机。1#泵站的二台水泵电动机功率分别为55kw和90kw，2#泵站的二台则为135kw和180kw。
水厂的其它电气设备容量都较小，况且计量泵和搅拌泵都随主机带上了变频器，故不予考虑。
软启动器和变频器特别适合于城市供水系统是基于以下三点：
首先，软启动器和变频器对提高供水系统技术性能指标：在调压式供水系统中，适当分配软启动器和变频器的数量和功率，用软启动器作为主要供水电动机的驱动装置，用变频器作为供水压力的调节装置。根据自动调节原理，我们把供水压力U作为调节量，供水量作为扰动量f构成闭环控制系统，工作原理如图1。
此处对象就是水泵，当供水系统的扰动（供水量）f增大时，供水压力U下降，给定值Ui与其差值DU增大，使水泵转速提高，直至接近供水压力U的给定值Ui。反之，当扰动量（供水量）f降低时，DU下降，使水泵转速下降。这样，不管系统供水流量大小如何变化，供水的压力U始终维持在给定（压力）值Ui的附近。
其次，使用软启动器和变频器可使水泵按系统需要实现软启动和软停止，这些可以避免突然启动对管网和阀门及其它供水设备的冲击，同样也可避免水泵突然停止时的水锤效应，减少了供水设备的疲劳损坏和检修工作量，延长了使用寿命。
第三，使用软启动器和变频器可节约投资和电能，降低自来水生产成本。
节约电能降低生产成本是无人怀疑的，节约投资就不然了。实际的情况是：在电网上直接启动电动机，其容量不得大于电网容量的15~20%，选用软启动器和变频器后可把变压器的容量下降至传统驱动方式时的40~50%。我们这次是这样做的；1#取水井的变压器由1600kvA降至800kvA；2#取水井的变压器由1000kvA降至400kvA；1#泵站的变压器由500kvA降至160kvA；2#泵站变压器亦由1000kvA降至400kvA。加上水厂内的1600kvA变压器，整个供水系统的变压器容量由原来的为5700kvA降至3360kvA，降低了变压器容量2340kvA，节约设备投资30万元，基本电费65万元，同时降低了搬运和安装费15万元，线路架设费10万元，共计节约120万元之多，弥补购置变频器和软起动器之差价还略有剩余。此外还减少无功补偿容量3500kvaR，节约投资60万元有余。
节能有三个方面：一是软启动器较传统直接启动节约电能7~8%；二是变频调速可取消档板流量调节装置，直接实施供水流量调节，可节电40~50%；三是采用变频调速，实施调节水压供水方式较高位水塔维持水压供水的方式节能20~30%，因为在后者供水方式中，高位水塔中水的势能在使用时被白白地浪费了。
鉴于变频器的商业价格通常为软启动器的3~4倍，因此必须坚持慎重选用变频器，以期物尽其用。我们选用的最终结果是：1#取水井75kw变频器一台；2#取水井180kw软启动器二台；3#取水井320kw软启动器二台；1#泵站55kw变频器一台、90kw软启动器一台；2#泵站135kw变频器一台、180kw软启动器一台；二泵房320kw变频器一台、320kw软启动器一台、180kw软启动器三台。一年运行的节电效果如下：1#取水井节电22万千瓦时，2#取水井节电20万千瓦时，3#取水井节电35万千瓦时，1#泵站节电23万千瓦时，二泵房节电160万千瓦时，共计一年节电305万千瓦时，仅节电一项可使每吨水的生产成本下降0.1元，相当于每年节约电费365万元。
同时，供水的技术指标有了大幅度的提高，供水压力的波动度降到±1.5Pa。可靠性提高到99.5%。
变频器应用技术发展速度突飞猛进
在新市场应用的不断扩大之中，原先的各种变频器的应用方面的技术进步也同样突飞猛进，系统装置本身及其运用形态也更趋向自动化。为此用户对变频器的要求也必然随着各用途市场的动向而变化。对于一般的通用变频器在某些应用上还存在着功能不足的情况，为填补此差距，有不少用户不得不利用程序控制等系统方面的措施来弥补。这是由于变频器厂家对产品的通用性能方面过于重??所至，而且各家提供同样类似的功能也使变频器趋向于便于统一使用的方向。但在近来各变频器应用系统显现出特殊化应用的趋势，若还是单纯地只意识到其通用性，则难以对广大特定用户提供方便使用的变频器产品。为此三垦把能随时提供尽如人意予以对应的变频器作为这次开发的设计指导思想，从而把SAMCO-vm05 系列予以了产品化。
随着电力电子器件和控制技术的不断应用，通用变频器作为以实现产业机械为主的自动化、省力化、节能化的交流调速装置而得到了迅猛发展。由于对通用变频器技术进步的期待日益高涨，而使其的应用不仅在工业生产方面，而且在健康/医疗设备、娱乐装置、环境/生活方面的装置及家用领域的使用也得以不断扩大。
变频器在塑料机械上的应用
在塑料产品的生产过程中，由于塑料的特性，产品的规格繁多和生产工艺的要求不同。所以，很多的地方都需要对生产机械进行调速，如，压出机、发泡机、吹膜机、印刷、复合等机械，国内以前的调速大多数用的是直流调速，调速电机（滑差电机）的调速这两种方法，直流调速的成本高，而且需要经常对直流电机进行维护，维修的费用较高，调速电机虽然成本低，维修容易，但它的调速精度低受电源的波动影响大，低速的转矩不足。
随着电力电子技术的迅速发展，变频调速的技术已经成熟，变频调速器已广泛应用在国民经济各行业之中，它的平滑的无级调速，高可靠性，高精度，而且节约电能，可以提高自动化水平等优点，在塑胶行业中得到了很好的体现，逐步取代了直流和调速电机的调速，在一定的程度上提高了塑胶机械的自动化水平，推动了塑胶行业的发展。
在中山一装饰材料厂有一台调速电机为110kw,4级的压出机，电机输出转速为600转时，电流已达到160A，一旦转速超过600转，电机的电流波动很大，转速不稳定，而且机械抖动，无法正常生产。
该厂的老板为了提高产量和节电下决心对这台机械进行技术改造，他经过多方面的市场调查决定用变频调速来取代原来的调速电机，在99年6月份，购买了一台93kw,6极的普通三相交流异步电动机，和一台安邦信AMB-G593kw的变频器，换下原来的调速电机，改装后电机的转速为780转而变频器的输入电流仅为80A，不但生产效率提高30%，而且每天就可以节省电费1000多元，在两个月的时间内就可收回全部的投资费用
在南海一电线厂，用了两台AMB-G555kw的变频器，安装在电线的压出机上，在龙岗的一塑料制品厂，陆续地购买了三十多台AMB-G5的产品，功率在1.5～37kw安装在塑料吹膜机上。
由于变频器不受电压波动（340～420）的影响，调速的精度高，提高了产品的质量，变频器的无级调速，宽广的调速范围和平滑的软启动特性，减少了停机的次数，减少了机械的振动从而提高了产量，另外安装了变频调速器后提高了电机的功率因数，同时又节约了大量的能量，变频器如此众多的优点倍受广大客户的信赖。(end)
PLC在阀门远程监控系统中的应用
为提高油气远程传输的安全可靠性，本文提出并设计了基于PLC远程阀门监控系统。该系统由一个监控主站和若干阀门从站构成，主站与从站之间采用无线数传电台互连。该系统的突出特点是现场数据采集和设备控制由PLC实现。详细介绍了各阀门站的硬件结构及系统软件设计。实践证明，该系统图形界面友好，可靠性高，操作方便，安全稳定，应用效果好。
关键词：可编程控制器远程监控系统无线数据传输
1.引言
可编程控制器[1] （ProgrammableLogicController，简称PLC）作为工业控制专用的计算机，由于其结构简单、性能优良，抗干扰性能好，可靠性高，编程简单，调试方便，在机械、化工、橡胶、电力、石油天然气等行业工业控制现场已日趋广泛地得到应用，成为工控现场进行实时控制的最主要的控制装置。同时利用PLC所具有的串行通信和计算机的远程通信功能，可实现计算机对多台PLC控制装置的远程集中监控。
在石油、天然气远程输送管线上，大口径油气管道阀门是重要的基础设备之一，具有截止、开启、配送和调压等多种功能，一旦出现故障轻则影响管线的输送功能，重则导致管线的严重破坏甚至造成人生安全，因此对油气管道及阀门的全程状态监控显得尤为重要。远程油气管道监控系统就是为提高油气远程输送的安全可靠性而提出来的，该系统允许系统操作员通过位于监控中心的计算机终端，进行对一定区域的阀门站进行远程，具有较高的可靠性和运行效率。
2.监控系统的组成结构
远程油气管线监控系统硬件组成示意图如图1所示。该系统是以PLC作为远程控制终端，以工控PC机作为上位机的主从式一点对多点的远程无线监控网络，采用串行异步通讯协议。下位机PLC安装在各阀门站，根据上位机的指令或自身的控制程序控制阀门的开启或关闭，并配置各种传感器等辅助设备，组成数据采集和控制系统。上位机安装于油气调度控制中心，以半双工轮询方式同各阀门站PLC通讯，以此形成SCADA（数据采集与监控）系统。无线数传电台采用透明方式工作，只起数据传输作用，整个网络数据收发采用同一频率，通讯时，站点的识别是通过PLC的不同地址编号来实现的。
各阀门站采用PLC作为系统的基本RTU单元，完成各种测量和控制任务，主要由PLC本体、AD转换模块、传感器组与智能驱动装置四部分组成。
2.1阀门电机主回路
图2为阀门电机主回路及PLC外部端子回路示意图。三相交流电动机M分别由交流接触器KMO和KMC的通断来驱动阀芯顺、逆时针转动实现阀门的开启或关闭。
2.2PLC外部端子回路
系统选用三菱电机公司生产的FX2N-32MR作为 RTU单元。智能驱动装置是引进美国Limitorque技术的SMC多回转型阀门电动装置，它可以单台控制，也可集中控制，可现场操作，也可远程控制，除能驱动阀门动作外同时还能将自身的状态以标准信号的方式送出供PLC进行状态检测[2]。考虑阀门站兼有就地和远程两种控制方式，PLC共管理12路输入信号和8路输出信号。其输入输出信号及端子分配如表1所示。
表1PLC输入/输出信号及端子分配表
图2为阀门电机主回路及PLC外部端子回路示意图
2.3A/D转换模块
A/D转换模块选用与PLC本体配套的FX2N- 4AD，其有四路独立的差分输入通道。每个通道可选择为电流型（±20mA）或电压型（±10VDC）信号输入。在每个阀门站管线或阀门的适当位置装上温度、压力和流量传感器，以采集油气管线的工作状态。参数信号经传感器变送后分别与FX2N-4AD各独立通道相连，经AD转换后放到相应的数据寄存器中，供PLC程序定时读取。
2.4数传电台选型与设置
计算机与PLC之间采用无线数传电台方式进行通讯，采用交错编码、收后重发技术，提高无线通讯的抗干扰能力，确保阀门站无线远程控制的安全可靠运行。数据传输模块选用美国的MDS2710数字传输电台，它可为两点之间的数据传输提供全透明的半双工通讯连接[3]。它一端与嵌入在PLC内的通讯FX2n-485-BD通过RS485接口方式相连，另一端则通过标准的RS232接口与监控中心服务器的串口连接，组成准双向的数据发送与接收无线通讯网络，网络的最大节点数可达32个。
电台数据帧格式设置为7位数据位、1位停止位、偶校验的方式，传输速率为9600bit/s。电台发射功率为25W，采用收、发同频方式（235MHz），主站架设全向天线，阀门站架设定向八木式天线后，数据传输距离可达15Km以上，在地势平坦地区，通讯距离可达20Km。与之相适应PLC通讯格式特殊数据寄存器D8120设置为 -8058，D8121寄存器用来设置各阀门站ID号。为了安全，除在天线安装了避雷针外，天线到电台之间的馈线也加装了避雷器。
3.监控系统软件实现
系统对阀门的监控能实现就地控制和远程控制两种控制方式。系统控制过程流程为：传感器将测得信号通过屏蔽信号电缆传送到A/D转换模块的输入端，经过A/D转换模块转换后存入指定的数据寄存器供PLC读取。 PLC将数据通过无线数传电台送出，最后到监控中心供系统处理，完成一次数据采集过程。系统控制信号当为就地控制方式时由操作者通过阀门站控制箱内的按钮直接控制;当为远程控制时则由监控中心发出，PLC接收到信号后通过输出端口控制智能驱动装置使阀门动作。
系统软件由两部分组成：一是PLC端实时测控软件;二是监控中心计算机测控数据实时处理软件。
3.1阀门站PLC软件设计
PLC端阀门站实时测控软件控制过程流程图如图3所示。它采用梯形图逻辑编制，编程方便且直观。因篇幅原因，下面给出PLC本体从FX2N-4AD给取AD转换结果及部分控制程序梯形图[1，4]，如图4所示。
3.2系统监控中心软件
本监控系统软件是利用KingView6.5[5]编写。能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，以动画图形方式显示控制设备的状态，具有数据库ODBC接口、DDE功能、可便利地生成各种曲线和用户报表，也可将数据以Excel格式输出。系统软件主要由实时监控、曲线动态生成、数据报表管理、数据库管理、报警及用户管理六大功能模块组成。
用户通过系统可随时清楚了解网内各阀门站的状态参数与阀门状态，对阀门实施远程控制，对所监测的各种参数均设有上、下限值，具有越限报警、紧急处理功能。系统将历史数据以多种方式保存，便于管理者进行阀门站运行数据的分析统计和故障分析[6]。图5为监控系统主画面。
图2为阀门电机主回路及PLC外部端子回路示意图
4.结语
系统监控中心通过数据传输电台对油气管线中多阀门站参数同时实时采集、对异常情况及时报警，消除了安全隐患，极大改善了我国目前油气管线监管不力的现状，系统有较强的数据处理功能，实现了数据报表的自动生成、数据库的访问、排序、查询等多种功能。系统经半年多实际运行，其性能稳定，运行可靠，人机界面友好，易操作，使用维护方便，具有很好的可扩展性和较高的实用价值
PLC在车床数控化改造中的应用
1 引言
PLC在机械制造的设备控制中应用非常广泛，但在普通车床数控化改造中，用PLC作数控系统的核心部件还是一个新的课题。随着PLC技术、功能不断完善，这将是一种发展趋势。
2 车床的PLC数控系统控制原理设计
2.1 车床的操作要求
车床一般加工回转表面、螺纹等。 要求其动作一般是X、Z向快进、工进、快退。加工过程中能进行自动、手动、车外圆与车螺纹等转换；并且能进行单步操作。
2.2 PLC数控系统需解决的问题
车床的操作过程比较复杂，而PLC一般只适用于动作的顺序控制。要将PLC用于控制车床动作，必须解决三个问题：
图1 数控系统原理图
1）如何产生驱动伺服机构的信号及X、Z向动作的协调；
2）如何改变进给系统速度；
3）车螺纹如何实现内联系传动及螺纹导程的变化。
将PLC及其控制模块和相应的执行元件组合，这些问题是可以解决的。
2.3 数控系统的控制原理
普通车床数控化改造工作就是将刀架、X、Z向进给改为数控控制。根据改造特点，伺服元件采用步进电机，实行开环控制系统就能满足要求。Z向脉冲当量取 0.01mm，X向脉冲当量取0.005mm。选用晶体管输出型的PLC。驱动步进电机脉冲信号由编程产生，通过程序产生不同频率脉冲实现变速。X、Z向动作可通过输入手动操作或程序自动控制。车螺纹的脉冲信号由主轴脉冲发生器产生，通过与门电路接入PLC输入端，经PLC程序变频得到所需导程的脉冲。刀架转位、车刀进、退可由手动或自动程序控制。图1为数控系统原理图。[1]
3 PLC输入、输出（I/O）点数确定
所设计的车床操作为：起点总停、Z、X向快进、工进、快退；刀架正、反转；手动、自动、单步、车螺纹转换。因此，输入需14点。根据图1得输出需9点。I/O连接图如图2所示（以三菱F1S-30MT）为例。
图2 I/O连接图
4 驱动程序（梯形图）设计
4.1 总程序结构设计
手动、自动、单步、车螺纹程序的选择采用跳转指令实现。图3是总程序结构框图。若合上X12（X13、X14、X15断开），其常闭断开，执行手动程序；若X12断开，X13全上，程序跳过手动程序，指针到P0处，执行自动程序。
图3 总程序框图
4.2 手动程序梯形图设计
手动程序、自动程序需根据具体零件设计，这里仅以Z向快进、工进、快退的动作为例加以说明。其梯形图如图4所示。
图4 Z向手动程序梯形图
在执行手动程序状态下，按X0，Y1接通，作好起动准备。按X2，辅助继电器M0接通。通过T63计时及Y2触点组合，产生频率为103/2i 的脉冲信号（i为计时时间，根据需要设定，单位为ms），驱动Z向快进。当按下X3时（M0断开），M1接通，M1与定时器T32组合使Y2产生频率为 103/2j的脉冲（j>i），由Y2输出，实现工进。按下X4时，M0、Y3同时接通，电机快速反转，实现快退。限于篇幅，其它程序梯形图略。[2]
5 结束语
数控车床在我国机械制造业中的应用正在迅速发展，但高精度数控机床价格昂贵，而且在实际生产中有大量形状不太复杂、精度要求一般的零件，这就需要精度一般的数控车床加工。
同时，我国现有大量可用的普通车床，对这些车床进行数控化改造是用少的投资来提高生产效率、提高效益的有效途径。以前车床数控化改造用的是Z80、8031 芯片作数控系统的核心部件，它的价格较贵且系统较复杂。用PLC作为车床的数控系统，有成本低、系统简单、调整方便等优点，必将会得到广泛应用
PLC在压缩机联琐保护系统中的应用
计算机和网络技术的飞速发展，引起了可编程控制器结构和性能的变革，可编程控制器已经深深介入机械制造、电气控制以及生产过程控制等各个领域中。本文叙述可编程控制器在压缩机联锁保护系统中的应用，着重阐述了可编程控制器控制系统硬件和软件的应用。
关键词:PLC联锁压缩机
引言：
可编程序控制器（PLC）是综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术的新型的、通用的自动控制装置。它具有功能强、可靠性高、使用灵活方便、易于编程及适应性强等一系列优点。近年来，它在工业自动化、机电一体化、传统产业技术等方面的应用越来越广，成为现代工业控制的三大支柱之一。其紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格、强大的指令以及较高的可靠性和简便的维护,近乎完美的满足了小规模的控制要求。压缩机组是动力的核心，从避免事故和对机组保护的角度考虑，对机组的温度、压力、和防喘震等都设计了严密的联锁程序，在机组正常运转过程中，一旦有控制参数超标或有危害机组安全的因素，控制系统都要按照联锁保护程序做出相应的处理。PLC处理功能强大、扫描速度快，抗干扰能力强，在机组的联锁保护系统中得到了广泛的应用。本文以聚丙烯生产中制冷降温的冰机为例介绍PLC连锁保护设计和应用。
一、联锁保护的的必要性和压缩机的控制要求
联琐保护的主要作用是当机组在启停和运行过程中发生危及设备和人身安全的故障时，自动采取保护或联锁措施，防止事故产生和避免事故扩大，从而保证机组的正常启停和安全运行。是通过对设备工作状态和机组运行参数的严密监视，发生异常情况时，及时发出报警信号，必要时自动启动或切除某些设备或系统，使机组维持原负荷运行或减负荷运行。当发生重大故障而危及机组设备时，停止机组（或某一部分）运行，避免事故进一步扩大。在上述的压缩机控制中，当温度高于70℃、入口压力低于1Mpa、机组润滑油压力低于 0.5Mpa、出口压力高于9Mpa或者操作员按下紧急停车按扭时，PLC启动压缩机联锁保护程序，机组停止运行。
二、硬件配置
１、ＰＬＣ硬件
PLC选用西门子S7-300，S7-300属于模块式PLC，主要由机架、CPU模块、信号模块、通信处理器、电源模块和编程设备组成。在冰机控制系统的PLC硬件配置中，电源选用PS3075A电源模块，CPU选用标准型315-2DP。数字量输入模板选用 SM321DI16×24VDC，数字量输出模板选用SM322DO8×24VDC/0.5A，模拟量输入模板选用SM331AI8×12位，模拟量输出模板选用SM332AO4×16位。
2、人机界面
操作界面上配置触摸屏。选用5.7″的LCD显示屏，具有操作简单，显示直观的特点，可直接触动屏幕进行操作。触摸屏内置通用端口，可通过串行通讯电缆直接与计算机及其它含有RS-232C端口的设备相连。
在本套生产线的实际应用中，为人机界面设置了生产线运行状态显示、I/O监控、手动操作、设备自动运行指示及故障报警和报警帮助等多个画面，并应用了操作人员等级密码设定等功能。
三、软件设计
1、软件运行
用户写好程序并下载到PLC后，一旦开机运行，PLC 就循环执行用户程序。OB1是用于循环处理的组织块（主程序），它可以调用别的逻辑块，或被中断程序（组织块）中断。在起动完成后，不断地循环调用 OB1，在OB1中可以调用其它逻辑块（FB,SFB,FC或SFC）。循环程序处理过程可以被某些事件中断。在循环程序处理过程中，CPU并不直接访问 I/O模块中的输入地址区和输出地址区，而是访问CPU内部的输入/输出过程映像区，批量输入、批量输出。
２、测量参数运算
PLC从传统的继电器回路发展而来，最初的PLC甚至没有模拟量的处理能力，PLC从开始就强调的是逻辑运算能力。随着科技的发展，控制技术的突飞猛进，PLC发展到今天，已经全面移植到计算机系统控制上了，已经具备了强大的模拟量处理能力。对于机组控制，前期由于PLC模拟量处理能力的局限，大部分模拟量参数的控制都采用开关，如压力开关、液位开关等。这些开关大部分是机械式的，或者是通过设定器设定报警点，从而转换成数字量。这样往往控制精度相对较低，难免有误动作。随着PLC模拟量处理能力的强大，模拟量处理模块的产生，可以把测量变送器的信号直接引入PLC处理模块，在程序中写入联锁动作点。大大的提高的控制精度，减少了误动作。
对于上述机组控制，压缩机出口压力控制，通过压力变送器传输4-20mA信号直接引入模拟量输入模板SM331AI8×12。CPU只能以二进制形式处理模拟量，模拟量输入模块用于将模拟过程信号转化为数字形式，模拟量输出模块用于将数字输出之转化为模拟信号。在模块的硬件配置和软件的设置中写入相应的参数，就可以写入处理程序。根据本压缩机的控制要求，压缩机出口压力变送器量程是0～10Mpa，如果出口压力超过8Mpa，PLC输出报警，蜂鸣器响，当出口压力达到9Mpa时，为了压缩机的安全，就要打开泄压阀门，模拟量输入地址为PIW256，PLC报警输出点地址为Q2.0，泄压阀门控制输出地址为Q2.1，程序如下：
压缩机温度也是压缩机联锁保护中很重要的参数，对于温度的测量，直接采用热电阻，把测量的欧姆信号引入模拟量输入模板SM331AI8×12，设置好相应的硬件参数后，写入联锁动作程序，对于上述压缩机控制，如果温度达到70℃，为了防止事故的发生，则停止压缩机，温度输入点地址为PIW260,压缩机停机控制地址为Q2.2。
３、连锁保护程序
在机组具备开机的状态下，操作员按下开车按扭，压缩机自检没有报警信号后，启动运行。在压缩机运行过程中，PLC程序循环扫描控制参数，严密监控压缩机状态，当温度高于70℃、入口压力低于1Mpa、机组润滑油压力低于0.5Mpa、出口压力高于9Mpa、操作员按下停止或紧急停车按扭时，压缩机自动进入联琐程序，调用联琐处理子程序或根据事故级别直接停止压缩机的运行，实现设备自保和防止事故的进一步扩大。下面是压缩机启停联琐运行的一段程序。
四、总结
PLC内部资源极其丰富，内部存储器（软继电器）数量往往数以千数。
PLC采用“软器件”、“软触点”进行联锁，它并不改变PLC外部电路的结构，因而不存使电路复杂化的问题。而这种联锁本质上是增加PLC运算的条件，使得PLC在进行输出之前需要进行更多的安全可靠性判断，从而使系统的安全可靠性得到提高。通过系统保护程序的开发与运行，使PLC能及时感知系统的故障或存在的事故隐患，并通过保护程序做出相应的反应，以防止事故发生或扩大，更好的保护人身和设备的安全。
PLC技术发展现状和趋势
小型PLC和单片机
目前在很多行业中，尤其在低端OEM行业中，继电器或单片机的应用还非常普遍。单片机一般用于工控产品或民用产品大批量的开发，但是单片机必须从底层硬件做开发，对普通用户难度大，周期长，无法在使用过程中修改功能，难以达到工业环境应用，所以在一些应用环境相对较好的场合有大量应用。PLC相对单片机自行开发的系统而言，首先在软件上多了一套可编程逻辑语言，方便将梯形图转换为控制指令，其次在硬件上集成了电源电路，加强了抗干扰措施，更适合工业环境使用。
PLC和单片机相比的优点：
使用简单，运用开发周期短；
经过长期的系统验证具有高可靠性；
功能更改方便。
相对为通用机械设备控制需求几近定制的PLC产品，单片机系统则更为某一个类产品定制开发，所以功能裁剪，成本更低。但随着用户开发新机型的周期越来越短，以及价格在电控系统选择中的重要度的降低，PLC的应用将越来越普遍。而单片机将继续固守控制要求简单，价格敏感和批量大的应用。
2.小型PLC技术发展趋势
小型PLC从产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；如今的小型PLC在编程，IO扩展，通讯借口，开关量和模拟量的调节以及一些特殊功能模块如高速计数输入和脉冲输出的应用上已经基本满足用户的需求了。但随着应用需求及关联产品技术性能的提升（如步进驱动的脉冲响应频率及精度，HMI及关联系统的通讯功能），PLC将继续得已完善和发展。未来几年，各厂商会应客户要求，对小型PLC的以下功能进行强化：
（1）运动控制功能
用户对PLC提出更高的运动控制功能要求，主要是控制性能和功能方面。这种需求在机床工具，电子制造和包行业更加突出。
未来的发展方向将是：
1）脉冲频率的提高，从10KHZ，20KHZ发展到目前的100KHZ甚至更高；
2）功能更强，如FP-X，FX-3U，CP1H，EH+SV等产品都具备插补功能，同时脉冲路数有所增加。
（2）通讯功能
有很多厂家认为网络通讯是未来PLC的发展方向，这样可以从系统结构上得到简化，从而降低成本。很多之前只支持一种现场总线的产品供应商，都在考虑推出支持更多总线和工业以太网的PLC产品
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