不断升级的系统、不断革新换代的电气设备，给电气工程功能设置提供了多种可能，但同时，也为现代控制技术的应用提出了更多服务要求，其中最为突出的几方面内容有：
（一）能高效、准确控制电气工程现代控制技术以数字信息为载体，所以通常利用发送数字、代码、信息的方式指令，来完成控制操作。为确保多个指令能够第一时间发送出去、准确传送到指定功能模块、正确指导系统工作，系统必须设置独立、且具备抗干扰能力的信息交流中心，依靠其交互功能，实现信息的生成、传播、控制与管理。
（二）能全面监控电气工程运行状态大多数电气工程的装置和设备都是全天候运行的，长时间工作，势必会导致运行故障的发生，为此，现代控制技术还要担负起监控电气工程运行状态的责任，24小时监督工程内各系统设备的运行状态，如发现故障，应立即报警信息，同时，指明故障位置、故障源、故障影响，以及相关故障资料。工作人员接收到信息后，可第一时间做出反映，修复系统、设备，使电气工程尽快恢复运行。
（三）具有较高的安全性对于电气工程而言，“安全”是生产不可忽视的重要原则之一，因此，为避免内、外部环境因素给电气工程造成运行障碍和影响，现代控制技术不但要具备监控能力，还要拥有较强的自清自查能力，可独立清除、控制安全隐患。同时，现代控制技术还应针对电气工程众多管理项目，设置单元模块（如：运行监控模块、电气工程设施养护模块、数据管理模块、工作人员维护操作模块、电子工程管理模块等），通过层层过滤的方式，提高技术应用的安全性。只有这样，现代控制技术才能为电气工程提供安全、可靠的运行环境。
二、现代控制技术在电气工程中的应用
（一）帮助电气工程创建完整的控制系统众所周知，电气工程由多个系统结构构成，要想让这些单元结构能够独立、连续的完成工作，现代控制技术应承担选择功能、设置功能、计划功能、解释功能等多种责任。首先，在各功能模块上设置监控器，监测它们的操作行为、运行状态，并以数据的形式记录，转存到数据库中，如此，控制技术既可以依靠“复制数据”找出控制方式，又能随时检索系统运行信息，查找故障问题；其次，创建中枢系统、装置、设备的联动控制机制，以“作业任务”的形式分配任务，以便于系统可以同步、集中处理重要“运行信息”，不耽误电气工程正常工作；最后，因为电气工程系统、装置、设备的运行功能复杂、多样，所以要想正确下达指令，明确指令内容要求相对困难，利用现代控制技术，可将许多复杂的指令编撰成“编码”，由翻译器统一处理，如此一来，不仅方便了操作，电气工程控制管理效率、水平也会大大提升。
（二）科学选择控制系统设备计算机网络技术的发展，给电气工程控制管理提供了多个便利条件、多种选择可能，所以，作为控制管理的中枢，现代控制技术必须慎重选择控制系统设备，使其与电气工程形成配合，达到最佳管理效果。一方面，控制系统设备要具备信息分类、收集、检索、处理功能，将复杂、且数目庞大的电气工程数据集中整合到数据库中，根据管理、控制需要，高效检索、准确处理、顺利传递出去；另一方面，控制系统设备还应具备信息翻译、解释、转换能力，因为电气工程中的装置、设备不可能使用统一的编码、指令形式，所以如果两个运行系统、装置的指令信息代码不同，控制设备应能够兼容分辨，做出正确的处理和判断，完成智能化、自动化控制。
（三）加强电气工程内、外部环境管理电气工程内、外部工作环境的监测工作是其安全生产工作的重中之重，所以，现代控制技术管理工作的重要内容便是环境监测、管理，主要内容包括：监控电气工程电流、温度、湿度、电压、电功率等基础运行指标数据，如发现阶段时间内这些指标数据出现较大波动变化，会立即发出报警信号；管理、控制电气工程内其他非主要工作设备的运行状态，比如启动空调、除湿设备、稳压设备、变压设备、变频设备等。
三、现代控制技术应用发展趋势
未来几年，电气工程将走上“自动化”发展道路，并逐步引入“智能化控制”系统，实现电力、电能的高效化、安全化生产。由此可见，现代控制技术会向“智能化控制技术”、“模糊控制技术”、“非线性技术”领域发展。因为，智能设备是实现自动生产的必要保证和唯一手段，所以无论是电气工程的生产管理过程，还是信息传递过程，能够独立、自主、准确完成控制行为的智能设备必然会走上电气工程发展的历史舞台，成为技术发展的主力军。此外，针对电气工程无法在模糊条件下落实控制手段这一问题，模糊控制技术也为其提供了很好的解决方法，通过采用计算机控制技术形成控制与反馈的具有闭环结构特点的现代数字控制系统，其应用价值更高。非线性控制技术的研发，主要依赖于线性控制理论发展，为向电气工程提供稳定、简约的控制系统，非线性控制技术将电气工程中的非线性系统的某一邻域做反馈线性化的处理，同时利用微分几何理论等现代控制理论进行反馈，如此，显性化数据便可正确、完整的呈现给控制管理者，帮助其做出科学、合理的控制决策。
1.1培训、优选施工人员，奠定质量控制基础
工程质量的形成受到所有参加工程项目施工的管理技术干部、操作人员、服务人员的共同作用，他们是形成工程质量的主要因素。首先，要控制施工质量，就要培训、优选施工人员，提高他们的素质和质量意识。按照全面质量管理的观点，施工人员应当树立五大观念：质量第一的观念、预控为主的观念、为用户服务的观念、用数据说话的观念以及社会效益、企业效益相结合的观念。其次是人的技术素质。管理干部、技术人员应有较强的质量规划、目标管理、施工组织和技术指导、质量检查的能力；生产人员应有精湛的技术技能、一丝不苟的工作作风，严格执行质量标准和操作规程的法制观念；服务人员则应做好技术和生活服务，以出色的工作质量，间接地保证工程质量。
施工前对各专业施工班组进行培训，提高他们的质量意识和操作水平，使各分项工程质量一次成优率达标，实现预定管理目标。
1.2严格控制建材、建筑构配件和设备质量，打好工程建设物质基础
国家《建筑法》明确指出：“用于建筑工程的材料、构配件、设备……，必须符合设计要求和产品质量标准”。因此，要把住“四关”，即采购关、检测关、运输保险关和使用关。
(1)优选采购人员，提高他们的政治素质和质量鉴定水平。挑选那些有一定专业知识、忠于事业、守信于项目经理的人任采保人员。
(2)掌握信息，优选送货厂家。掌握质量、价格、供货能力的信息，选择国家认证许可、有一定技术和资金保证的供货厂家，选购有产品合格证、有社会信誉的产品，这样既可控制材料质量，又可降低材料成本。针对建材市场产品质量混杂情况，还要对建材、构配件和设备实行施工全过程的质量监控。施工项目所有主材严格按设计要求，应有符合规范要求的质保书，对进场材料，除按规定进行必要的检侧外，质保书项目不全的产品，应进行分析、检测、鉴定。
1.3推行科技进步，全面质量管理，提高质量控制水平
施工质量控制，与技术因素息息相关。技术因素除了人员的技术素质外，还包括装备、信息、检验和检测技术等。国家建设部《技术政策》中指出：“要树立建筑产品观念，各个环节要重视建筑最终产品的质量和功能的改进，通过技术进步，实现产品和施工工艺的更新换代”。科技是第一生产力，体现了施工生产活动的全过程。在施工的全过程，要建立符合技术要求的工艺流程、质量标准、操作规程、建立严格的考核制度，不断地改进和提高施工技术和工艺水平，确保工程质量。
“管理也是生产力”，管理因素在质量控制中举足轻重。建筑工程项目应建立严密的质量保证体系和质量责任制，明确各自责任。施工过程的各个环节要严格控制，各分部、分项工程均要全面实施到位管理。在实施全过程管理中要根据施工队伍自身情况和工程的特点及质量通病，确定质量目标和攻关内容。再结合质量目标和攻关内容编写施工组织设计，制定具体的质量保证计划和攻关措施，明确实施内容、方法和效果。在实施质量计划和攻关措施中加强质量检查，其结果要定盆分析，得出结论。“经验”加总结并转化成今后保证质最的“标准”和“制度”，形成新的质保措施;“问题”则要作为以后质量管理的预控目标。
2加强事中控制
2.1项目经理部要落实质量责任制
实施工程项目管理需要综合考虑多方面的管理要素，不同的项目具有不同的管理重点，企业应始终贯彻项目经理责任制是项目管理基础的原则。落实项目经理责任制首先在于明确责任制的基本内容，项目经理受企业委托对项目进行管理，项目经理应负责并确保完成承包合同，降低目标成本，并落实质量、安全，达到各方面的要求。
在项目实施的过程中，对项目中的一些重要行为，如材料的选购、分包商的确定，企业应规定项目管理的一般方法和原则，以便项目经理参照执行。这样可以防止个别人在建设过程中利用职权牟取私利，又可以减少可能出现的工程质量问题，保证公司的信誉。
2.2注意防治电气安装工程质量通病
(1)常见电气工程质量通病。
(2)电气工程质量通病产生的原因。
(3)防治电气工程质量通病的措施。
3加强事后控制
(1)严格按照质量验收标准对已完工程进行验收。建筑电气设备安装工程，所用材料、电器、设备、成品、半成品的品牌、型号、规格、性能和施工工艺安装质量，必须符合设计要求和《建筑电气工程施工质量验收规范GB50303-2002》及有关专业规范、标准。建筑电气安装工程中质量允许偏差，但应符合规范有关规定，一般项目质量允许偏差和检查方法，应符合相关规定。
(2)对工程不合格品的处理。对于电气安装工程中存在的不合格品，应及时进行返工处理，以确保工程质量。
4结束语
建筑电气安装工程质量的好坏是直接影响建筑工程质量的一个重要因素，在施工前一定要制定切实可行的预防措施，把质量问题消灭在萌芽状态。这就对电气安装工程的设计和施工人员提出了更高的要求，把电气安装工程放在重要的位置上，抓好电气安装工程的质量管理工作，确保电气安装工程质量,保障广大人民生命财产的安全。
参考文献：
［1］勾三利.民用建筑常见电气工程质量通病与防治对策［J］.河北建筑工程学院学报，2005，（4）.
［2］周峰鹿，王生云.浅谈电气工程的质量控制［J］.甘肃科技纵横，2005，（1）.
一、设计题目 用PLC对机械手搬物控制的电气控制设计
二、设计的目的
11）掌握机械手动作流程。
2）掌握电气控制元件的选择与计算方法。
3）掌握PLC选择与应用。
三、设计要求
两条传送带分别由电动机驱动，机械手有液压缸驱动上下左右旋转两个方向运动，液压系统是1000W电机。设计要求
1）机械手由原位下降抓物上升右转下降放物上升左旋原位结束。
2）用常用的电气元件控制。
3）有工作状态指示及照明。
4）有必要的电气保护和联锁。
四、完成的任务
要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。
（1）设计与绘制电气控制原理图，元件安装布置图、接线图。
（2）毕业设计说明书（8000以上）
1）设计题目
2）控制原理说明设计方案论证
3）主要器件选择依据与计算
4）元件明细表
5）设计总结及改进意见
6）主要参考资料
五、 工厂电气控制技术 机械工业出版社 主编 方承远
工厂电气控制设备 机械工业出版社 主编 许廖
机床电气控制技术 机械工业出版社 主编 王炳实
可编程序控制器的应用技术 机械工业出版社 主编 王兆义
可编程序控制器的原理及程序设计 电子工业出版社 主编 崔亚军
前言
由于可编程序控制器具有可靠性高、通用性强、程序设计简单及便于安装调试等优点，它在工业控制的各个领域发挥着越来越重要的作用。社会对可编程序控制器技术人员的需长也越来越迫切。
可编程控制器的机型较多，但其基本结构和工作原理相同，基本指令、控制功能和编程方法类似。本设计书以是用最广泛的德国西门子可编程控制器为核心，主要介绍了可编程控制器的基础知识、基本结构、指令系统、程序设计、控制系统以及可编程序控制器在逻辑控制系统的模拟量控制系统中的应用等知识。本设计书结合了大量的图形，使设计一目了然。并给出了程序调试，最后给出了主要的流程图、梯形图、详细注释及助记符语言等。
本设计书参考了众多可编程序控制器教学用书，结合自己所掌握的知识，并由指导教师田林红老师的指导下完成。在此真诚的衷心的感谢田老师的指导帮助。
由于本人水平有限，错误和不妥之处再所难免，敬请各位老师及各位读者批评指正。
目 录
前言...................................................（）
摘要...................................................（1）
一、电器控制技术的发展状况.............................（3）
二、PLC的基本结构和工作原理...........................（3）
1、PLC的基本结构...................................（ ）
2、PLC的工作原理...................................（ ）
三、可编程控制器的特点及基本功能.......................（）
1、PLC的特点.......................................
2、PLC的基本功能...................................
四、PLC的应用领域和发展趋势...........................（3）
五、PLC应用中应注意的若干问题.........................（4）
六、机械手移动工件的控制系统
1、机械手移动工件控制系统的基本机构................（5）
2、机械手移动工件的控制要求与工作流程..............（6）
3、操作面板布置....................................（6）
4、控制系统构成....................................（6）
七、梯形图设计.........................................（6）
1、梯形图的整体设计................................（6）
2、各部分梯形图的设计..............................（8）
3、机械手的PLC控制梯形图..........................（8）
4、程序语言............................... ........（8）
八、总结... ...........................................（26）
）
附录...............................................
摘 要
在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气，增加了工人的劳动强度，甚至于危机生命。机械手就在这样诞生了,机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、气缸等机械器件组成；电气方面有步进电机、驱动模块、传感器、开关电源、电磁阀、等电子器件组成。该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、气动技术、检测技术等，是机电一体化的典型代表仪器之一。本文介绍的机械手是由PLC输出两路脉冲，分别驱动横轴、竖轴步进电机驱动器，控制机械手横轴和竖轴的精确定位，微动开关将位置信传给PLC主机；直流电机拖动手爪和底盘旋转，位置信号由旋转码盘和接近开关反馈给PLC主机；电磁阀控制气开阀的开关来控制机械手手爪的张合，从而实现机械手精确运动的功能。本课题拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。
关键字：
可编程控制器PLC；
机械手；
脉冲；
步进电机驱动器；
步进电机；
直流电机；
传感器；
限位开关；
电磁阀。
一、电气控制技术的发展状况
在现代工业中,为了实现各种生产工艺过程的要求,驱动生产机械的工作机构运动的电器机械装置称为电力动。在电力拖动中，电动机是生产机械的原动力。必须根据生产工艺的要求，通过各种控制电器，自动实现其启动、制动、反转及调速等控制，从而产生了电气自动控制技术。
20世纪20—30年代，人们采用继电器及接触器等元件控制电动机的运行，这种制动系统称为继电器—接触器控制系统。这类系统结构简单、价格低廉、维护方便，因此被广泛应用于各类机床和机械设备中。采用这种系统不但可以方便地实现生产过程自动化，而且还可以实现集中控制。目前，我国的大部分机床和其他机械设备仍旧采用继电器—接触器控制系统。由于该系统是固定接线形式，故在改变生产工艺时需要重新布线，控制的灵活性较差。另外，该系统采用有触点元件控制，动作频率低，触点易损坏，系统的可靠性差。
20世纪40年代，世界上出现了交磁放大机—电动机控制，这是一种闭环反馈系统，它利用输出量与给定量的偏差进行自动控制，其控制精度和快速性都有了提高。20世纪60年代出现了晶体管—晶闸管控制，到了70年展成为集成电路—晶闸管控制。由晶闸管供电的直流调速系统和交流调速系统不仅调速性能大为改善，而且减少了机电设备和占地面积，耗电少、效率高，已完全取代了交磁放大机—电动机系统。
在实际生产中，由于大量存在一些由开关量控制的简单程序控制过程,而实际生产工艺和流程又是经常变化的,因此需要一种能灵活改变程序的次新型控制器.于是,在20世纪60年代出现了一种能够根据生产需要方便的改变控制程序,而又比电子计算机结构简单、价格低廉的自动化装置—顺序控制.它是通过组合逻辑元件插接或编程来实现继电器—接触器控制线路功能的装置,能满足程序经常改变的控制要求,使控制系统具有较大的灵活性和通用性,但它使用的依然是硬件手段,装置体积大,功能也受到一定的限制.随着大规模集成电路和微处理技术的发展和应用,上述控制技术也发生了根本变化,在20世纪70年代出现了以微处理器为核心的、用软件手段来实现各种控制控制功能的新型工业控制器—可编程序控制器(PLC).它不仅充分利用了微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求,而且还照顾到了现场电气操作维护人员的技能和习惯,摒弃了微机常用的计算机程序语言的表达形式,独具风格地形成了一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构,使用户程序的编制清晰直观,方便易学,更容易调试和查错.它已经取代了继电器—接触器控制系统,被广泛应用于大规模的生产过程控制中,具有通用性强、程序可变、编程容易、可靠性高、使用维护方便等优点,故目前世界各国已将它作为一种标准化通用设备普遍应用于工业控制中.
电气控制技术是随着科学的不断发展、生产工艺的不断提高儿讯发展的。在控制方法上，它手动控制到自动控制；在控制功能上，它是从简单到复杂；在操纵上，它笨重到轻巧;在控制原理上,它从由单一的有触点接线的继电器—接触器控制系统,到以微处理器为中心的软件控制系统.随着新的控制理论和新型电器及电子元件的出现,电气控制技术还将不断得到发展.
二、 PLC的基本结构和工作原理
1、 PLC的基本结构
PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。根据结构形式的不同，PLC的基本结构分为整体式和模块式结构两类。
1）.整体式结构的PLC
整体式结构的PLC由中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）单元、电源电路和通信端口等组装在一起组成。
2）.模块式结构的PLC
模块式结构的PLC是将中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）单元、电源电路和通信端口等分别做成相应的模块，应用时将这些模块根据控制要求插在机架上，各模块间通过机架上的总线相互联系。
3）.PLC各组成部分介绍
（1）、中央处理器（CPU）
中央处理器（CPU）是PLC的核心部分，相当于PLC的“大脑”。它通过系统总线与用户存储器、输入/输出、通信端口等单元相连。通过制造厂家预制在系统存储器内部的系统程序完成各项任务。其主要功能是由编程器写入控制程序和数据到存储器、检验用户程序、从存储器上读取和执行程序，还可以进行PLC内部故障的诊断等。
（2）、存储器
根据存储器存储内容的不同，我们把存储器分为系统程序存储器、用户程序存储器和数据存储器。
系统程序存储器：用来存放系统软件的存储器。系统程序相当于计算机操作系统。是PLC厂家根据选用的CPU的指令来编写的，并固化到ROM里，用户不能修改其内容。
用户程序存储器：用来存放用户根据控制要求编制的程序。不同类型的PLC，其存储容量也不一样。
数据存储器：用以存放PLC运行中的各种数据的存储器。因为运行中数据不断变化，所以这种存储器必须可读写。
（3）、输入/输出（I/O）单元
输入/输出（I/O）单元是PLC与此同时外部设备连接的纽带。输入单元接收现场设备向PLC提供的开头量信号，经过处理后，变成CPU能够识别的信号。输出单元将CPU的信号经处理后来控制 外部设备的。
（4）、电源部分 （5）、通信端口
PLC的CPU模块上至少有一个通信端口。通过这个通信端口PLC可以直接和编程器或上位机相连。
（6）编程器
几乎每个PLC厂家都有自己的编程器。用户通过编程器来编写控制程序，并通过编程器接口将自己的控制程序输入到PLC。它还可以在线检测程序的运行情况。在出现故障时，通过编程器可以很方便的找出错误。
（7）特殊功能单元
主要包括模拟量输入/输出单元、远程I/O模块、通信模块、高速计数模块、中断输入模块和PID调解模块等。随着PLC的进一步发展，特殊功能单元的应用也越来越多。
2、PLC的工作原理
PLC的工作原理与继电器构成的控制装置一样，但是工作方式不太一样。继电器控制是并行方式，即如果输出或电，该线圈的触点立即动作。而PLC则不同，它采用循环扫描技术，只是该线圈通电或断电，并且必须当程序扫描到该线圈时，该线圈触点才会动作。也可以说，继电器控制装置是根据输入和逻辑控制结构就可以直接得到输出，而PLC控制则需要输入传送、执行程序、输出3个阶段才能完成控制过程。
PLC采用循环扫描技术可以分为3个阶段：输入阶段（将外部输入信号的状态传送到PLC）、执行程序阶段和输出阶段（将输出信号传送到外部设备）。
1)、输入阶段
在这个阶段中，PLC读取输入信号的状态和数据，并把它们存入相应的输入存储单元。
2)、执行程序阶段
在这个阶段中，PLC按照由上到下的次序逐步执行指令。从相应的输入存储单元读入输入信号的状态和数据，然后根据程序内部继电器、定时器、计数器数据寄存器的状态和数据进行逻辑运算，得到运算结果，并将这些结果存入相应的输出存储单元。这一阶段执行完后，进入输出阶段。在这个程序执行中，输入信号的状态和数据保持不变。
、输出阶段
在这个阶段中，PLC将相应的输出存储单元的运算结果传送到输出模块上，并通过输出模块向外部设备传送输出信号，开始控制外部设备。
三、 PLC的特点及基本功能
1、PLC的特点
1）、编程简单，易于掌握，PLC的设计者充分考虑到现场技术人员的技能和习惯，经常采用的是梯形图方式的编程语言，它与继电器控制原理图相似，具有直观，清晰、修改方便，易掌握等优点，即便未掌握专门计算机的人也能很快熟悉，因而受到了广大现场技术人员的欢迎。
2）、可靠性高，抗干扰能力 PLC是专为工业控制而设计的，由于采了一系列的措施，使之在恶劣的工业环境下仍能保证很高的可靠性，一般平均无故障时间可达到4-5万小时，远远超过以往电器控制系统和计算机控制系统。
3）、通用性能好，PLC品种多，档次高，同一以PLC可适用于不同的控制对象或同一对象的不同控制要求，同一档次，不同机型的功能也能方便地相互转换。
4）、功能强，PLC运用了计算机、电子技术和集成工艺的最新技术，在
硬件和软件两方面不断发展，使菘具备很强的信息处理能力，可进行逻辑、定时，计数和步进等控制，能完成A/D与D/A
5）、开发周期短 PLC在许多方面是以软件编程来取代硬件接线实现控制功能，大大减轻了繁重的安装接线工作，且编程简单，程序设计和高度修改也很方便安全，因此，大大缩短了PLC控制系统的开发周期。
6）、体积小，使用方便，由于PLC采用了半导体集成电路，其体积小，重量轻，结构紧凑，功耗低，是机电技术的理想控制器，PLC编程简单，自诊断能力强，能判断和显示自身故障，使操作人员检查判断故障方便迅速，而且接线少，维修时只需更换插入式模块，维护方便，修改程序和监视运行状态也容易。
2、PLC的基本功能
1）、逻辑控制 PLC具有逻辑运算功能，它设置有“与”、“或”、“非”等逻辑指令，能工巧匠够描述继电器触点的串联、并联、串并联等各种连接。因此它可以代替继电器进行组合逻辑与顺序逻辑控制。
2）、定时控制 PLC具有定时控制功能。它为用户提供了若干个定时器并设置了定时指令。定时值可由用户在编程时设定，并能在运行中被读出与修改，使用灵活，操作方便。
3）、计数控制 PLC还具有计数功能。它为用户提供了若干个计数器并设置了计数指令，计数值可由用户在编程时设定，并可在运行中被读出与修改，使用与操作都很灵活方便。
4）、步进控制 PLC能完成步进控制功能。步进控制是指在完成一道工序以后，再进行下一步工序，也就是顺序控制。PLC为用户提供了若干个移位寄存器，或者直接有步进指令，可用于步进控制，编程与使用很方便。
5）、A/D、D/A转换 有些PLC还具有“模数”转换（A/D）和“数模”（D/A），功能，能完成对模拟量的控制与调节。
6）、数据处理 有的PLC还具有数据处理能力，并具有并行运算指令，如两个数据并行传送、比较和逻辑运算，进行数据检索、比较、数制转换等操作。
7）、通信与联网 有些PLC采用了通信技术，可以进行远程I/O控制，多台PLC之间可以进行同位链接，计算机作为上机可对其命令并返回执行结果，这种采用一台计算机，多台PLC组成的颁式控制网络可完成圈套规模的复杂控制。
8）、监控控制 PLC具有较强的监控功能。在控制系统中，操作人员通过监控命令可以监视有关部分的运行状态，可以调整定时或计数设定值，因而高度、使用和维护都很方便。
四、PLC的应用领域和发展趋势
目前，PLC在国内已得到了广泛的应用。利用PLC最基本的逻辑运算、定时、记数等功能进行逻辑控制，可以取代传统的继电器控制系统，广泛用于机床、印刷机、装配生产线、电镀流水线及电梯的控制等。
较高档次的PLC具有位置控制模块，特别适用于机床控制。大、中型PLC具有多路模拟量输入输出和PID控制，可构成模拟量输入输出的闭环控制系统，用于过程控制。
随着计算机控制技术的发展，国外近几年兴起自动化网络系统，PLC与PLC之间，PLC与上位机之间连成网络，通过光缆传递信息，构成大型的多级分布式控制系统（集散控制系统）。PLC具有可靠性高、使用方便、编程简单、体积小、重量轻等特点。目前，全世界PLC生产厂家约200多家，生产300多个品种。作为控制装置，它在许多工业控制领域都得到了广泛的应用。随着微处理器技术的发展，PLC也得到了迅速的发展，其技术和产品日趋完善。
& nbsp;PLC的主要发展趋势主要表现在以下几个方面。
1、高速度、高I/O容量、功能强大
随着CPU处理速度的提高，PLC程序执行的速度也越来越快；在规模和超大规模集成电路的发展，相应地使I/O的容量也得到增加；智能模块的啬，使PLC能够实现的功能越来越多。
2、强大的PLC联网能力
随着人们对工业自动化的要求越来越高，人们已经不再满足对几个设备、几条生产线的PLC控制，而是要求实现对全工厂的自动化 ，所以提高PLC控制系统的网络功能成为PLC的发展趋势。以后人们不公能通过通信模块进行PLC与PLC、PLC与上位机之间的连接，还能通过拨号或者无线的方式使PLC联网。
3、编程软件多样化
PLC的梯形力语言、助记符语言和功能模块语言虽然使用方便，而且也能很好的实现控制要求，倡在处理一些高级功能（复杂运算、报表生成和打印等功能）时存在明显的不足，所以就要求高级语言（BASIC、C、FORTRAN等）、图形语言、汇编语言兼容。这样不公可以通过梯形图语言、助记符语言和功能 模块语言来编写程序，也可以通过高级语言来编程。
五、 PLC应用中应注意的若干问题
本节主要介绍PLC在应用过程中经常遇到的一些对PLC的某些输入信号的处理问题。
1、PLC输入信号抖动的消除
在实际应用中，有些开关输入信号在接通过程中，由于外界干扰会出现时通时断的“抖动”现象。这种现象在继电器系统中由于继电器的电磁惯性一般不会造成误动作，没什么影响。但在PLC应用系统中，PLC是不断扫描工作，扫描周期一般比继电器动作时间短得多，抖动信号很可能被PLC检测到，造成错误的结果。所以，必须对这些“抖动”进行处理，已保证系统正常工作。
2、两线式传感器输入的处理
如果PLC输入设备采用两线式传感器（如接近开关、光电开关等）时它们的漏电电流较大，可能会出现错误的输入信号。为了避免这种现象，可在输入端并联输入电阻R，
旁路电阻R的阻值由下式确定：
I（Um∕InUn）∕（R+Un∕In）∕≤UL
式子中，I为传感器的漏电流；Un、In分别是PLC的额定输入电压和额定电流；Um是PLC输入电压低电平的上限值。
3、 由晶体管提供输入信号的处理
如果PLC输入信号由晶体管提供，则要求晶体管的截止电阻应大于10千欧姆，导通电阻应小于800欧姆。
六、机械手移动工件的控制系统
1、机械手移动工件的基本机构
机械手是工业自动控制领域中经常遇到的一种控制对象。机械手可以完成许多工作，如搬物、装配、切割、喷染等，应用非常广泛。应用PLC控制机械手实现各种规定的工序动作，可以简化控制线路，节省成本，提高劳动生产效率。
如图 [1] 所示，是一台工件传送机械手的动作示意图。
其作用是将工件从A位置传送到B位置。其上升、下降和左移、右移动作由双线圈的两位式电磁阀驱动气缸来控制完成，一旦电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动直到相对的线圈通电为止。另外夹紧、放松的动作由只有一个线圈的两位式电磁阀驱动的气缸控制完成，线圈通电，夹住工件，线圈断电，放松工件（若担心停电时的工件跌落，可选用通电时松开、断电时夹紧的夹具）。
图 [1]
2、机械手移动工件的控制要求与工作流程
机械手的全部动作由气官缸驱动，而气缸又有相应的电磁阀控制。其中，上升/下降和左移/右移分别由双线圈两位电磁阀控制。例如，当下降电磁阀通电时，机械手下降；下降电磁阀断电时，机械手下降停止。只有当上升电磁阀通电时，机械手才上升；当上升电磁阀断电时，机械手上升停止。同样，左移/右移分别由左移电磁阀和右移电磁阀控制。机械手的放松/夹紧由一个单线圈两位置电磁阀（称为夹紧电磁阀）控制。当该线圈通电时，机械手夹紧；当该线圈断电时，机械手放松。
当机械手右移到位并准备下降时，为了确保安全，必须右工作台无工件时才允许机械手下降。也就是说，若上一次搬运到右工作台上的工件尚未搬走时，机械手应自动停止下降，用光电开关进行无工件检测。
机械手的动作过程如图 [2] 所示。
图 [2]
从原点开始，按下起动按钮，下降电磁阀通电，机械手下降。下降到底时，碰到下限位开关，下降电磁阀断电，下降停止；同时接通加紧电磁阀，机械手夹紧。夹紧后，上升电磁阀通电，机械手上升。上升到顶时，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止；同时接通右移电磁阀，机械手右移。右移到位时，碰到右限位开关，右移电磁阀断电，右移停止。若此时右工作台上无工件，则光电开关接通，下降电磁阀通电，机械手下降。下降到底时，碰到下限位开关，下降电磁阀断电，下降停止；同时夹紧电磁阀断电，机械手放松。放松后，上升电磁阀通电，机械手上升。上升到顶时，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止，同时接通左移电磁阀，机械手左移。左移到原点时，碰到左限位开关，左移电磁阀断电，左移停止。至此，机械手由原位下降抓物上升右转下降放物上升左旋原位结束。经过八步动作完成了一个周期的动作。
3、操作面板布置
如图 [3] 是可编程控制器控制盘面板布置图
; 图 [3]
机械手的操作方式分为手动操作方式和自动操作方式。
手动操作：就是用按钮操作对机械手的每一步运动单独进行控制。例如，当选择上/下运动时，按下启动按钮，机械手下降；按下停止按钮，机械手上升。当选择左/右运动时，按下启动按钮，机械手右移。当选择夹紧/放松运动时，按下启动按钮，机械手夹紧；按下停止按钮，机械手放松。
自动操作方式又分为步进、单周期和连续操作方式。
步进操作：每按一次启动按钮，机械手完成一步动作后自动停止。
单周期操作：机械手从原点开始，按一下启动按钮，机械手自动完成一个周期的动作后停止（如果在操作过程中按下停止按钮，机械手停在该工序上，再按下启动按钮，则又从该工序继续工作，最后停在原位）。
连续操作：机械手从原点开始，按一下启动按钮，机械手的动作将自动地、连续地不断地周期性循环。在工作中若按一下停止按钮，则机械手将继续完成一个周期的动作后，回到原点自动停止。
4、控制系统构成
（1）控制系统图
机械手移动工件控制系统图如图 [4] 所示
图 [4]
（2）输入/输出端子地址分配
该机械手控制系统所采用的可编程控制器是由德国西门子公司生产的S7－200CPU214。如图 [5] 是可编程控制器输入输出端子地址分配图。
图 [5]
该机械手控制系统共使用了14个输入量，6个输出量。
七、梯形图设计
机械手的控制属于顺序控制，采用步进指令，根据说明机器工作状态转换的图形，进行程序设计。
1.梯形图的整体设计
根据机械手的工作方式情况，在选择“单步操作”时，应执行“单步操作”程序；在选择“自动”方式时，应执行“自动程序”，故梯形图的总体构成应如图 [6] 所示。其中，自动程序要在启动按钮按下时才执行。
图 [6]
2.各部分梯形图的设计
1）通用部分梯形图设计
（1）状态器的初始化：
初始状态器S600在手动方式下被置位、复位。当方式选择开关处于“返回原位”（X501接通）时，按下返回原位按钮（X505）时被置位；在“单步操作”（X500接通）时，S600复位。处于中间工步的状态器用手动动作复位操作，即在方式选择开关位于“单步操作”或“返回原位”时，中间状态器同步复位，故初始化梯形图如图 [7] 所示（如果状态器要在供电时从断电前条件开始继续工作，则不需要M71）。
图 [7]
（2）状态器转换启动：
若机械手工作在自动工作方式下，当初始状态器S600被置位后，按下起动按钮，辅助继电器M575工作，状态器的状态可以一步步向下传递，即可以进行转换。在执行“连续操作”程序时，转换启动继电器M575一直保持到停机按钮按下为止。另一方面，采用M100检查机器是否处于原位。当M575和M100都接通时，从初始状态器开始进行转换，其梯形图如图 [8] 所示。
图 [8]
（3）状态器转换禁止梯形图：
激活特殊辅助继电器M574，并用步进指令控制状态器转换时，状态器的自动转换就被禁止。
在“单周期”工作期间，按下停止按钮时，M574应被激励并自保持，操作停止在现行工步。当按下启动按钮时，从现行工序重新开始工作，M574应复位，即重新允许转换。
图 [9]
在“步进”工作方式时，M574应始终工作，此时，禁止任何状态转换。但每按下一次启动按钮时，M574断开一次，允许状态器转换一步。
在“手动”工作方式（单一操作，返回原位）情况下，禁止进行状态转换。在手动方式解除之后，按下启动按钮，则状态转换禁止解除，M574复位。
PLC在启动时，用初始化脉冲M71使M 574自保持，以此禁止状态转换。直到按下启动按钮。状态器转换禁止体形图如图 [9] 所示。
通过对图 [8]、图 [9] 分析可得出：在执行“单步操作”和“返回原位”程序时，M575一直不能被接通，而M574长期被接通（按下启动按钮时除外）；执行“步进”程序时，每按一次启动按钮，M574断开一次，M575接通一次，状态器转换一次；在执行“单周期操作”程序时，按下启动按钮，M574断开，M575接通，状态器的状态可一步一步向下转换，直至按下停止按钮时，M574自锁，状态器的状态转换被禁止，操作停止现行工序（再次按下启动按钮时从现行工序开始工作）；在执行“连续操作：程序时，M575一直接通到按下停止按钮，此时M574一直不能接通。
2）单步操作梯形图 ：
图 [10]
3）返回原位梯形图 ：
在“返回原位”状态下，“夹紧”与“下降”动作应被停止，上限位未动作时应进行“上升”；上限位动作时，“右行”动作应停止，并左行至左限位位置。返回原位梯形图如图 [11] 所示。
图 [11]
4）“自动”状态流程图 ：
如图 [12] 所示
图 [12]
图 [12] 表示了机械手自动工作时执行各工步的情况。表明了各工步的实现以及各工步的转换条件。在第一次下降工步中，下降电磁阀Y430接通。自下限位置时，X401接通，转化为“夹持”过程。在夹持工步中，夹持电磁阀Y731置位，同时驱动T450。T450接通后，转化为第一次上升。此后执行类似的操作，完成由初始条件到下一个初始条件的一系列操作。在夹持输出Y431置位后，保持夹持，直到夹持输出复位松开。如上所述一步一步按顺序驱动各个负载动作，称为顺序控制或过程步进型控制。这种控制过程用继电器符号程序很难实现程序设计。
用状态器替代自动工作流程图中的各个工步，可得到图 [13] 所示的功能表图。初始状态在图中用双线框表示。
图 [13]
根据图 [13] 的功能表图，可设计出自动操作时的梯形图，
如图 [14]所示。
图 [14]
3.绘制机械手PLC控制梯形图 &n bsp; 图 [15-1]
该机械手在自动工作时，应先将其工作方式选择开关放在“返回原位”，并按下返回原位按钮，对状态器进行置位，然后再将工作方式选择开关放至自动工作方式下。若自动工作状态解除，则应将工作方式选择开关放至“单步操作”位置 。
4、程序语言：
0 LD X501 30 AND X503
1 AND X505 31 OR X502
2 S S600 32 OR X500
3 LD X500 33 OR X501
4 R S600 34 OR M71
5 LD X500 35 OR M574
6 OR X501 36 ANI M101
7 OR &nbs 陈立定、吴玉香、苏开才 编
7.《电器及PLC控制技术》 机械工业出版社 主编 黄净
8.《机床电器与PLC 》 西安电子科技大学出版社 主编 李伟
9.《PLC应用开发技术与工程实践》 人民邮电出版社 求是科技
10.《PLC实验实训指导书》 河南工业职业技术学院 主编 路剑
11.《可编程控制器的原理与应用》 北京希望电子出版社 主编 史增芳
附录：
表1 数字量输入地址定义
地 址 符 号 定 义 备 注
I0.0 启动按钮
I0.1 下限位 下限位开关
I0.2 上限位 上限位开关
I0.3 右限位 右限位开关
I0.4 左限位 左限位开关
I0.5 无工件检测 无工件检测开关
I0.6 停止按钮
I0.7 单操作 单步方式开关
I1.0 步进操作 步进方式开关
I1.1 单周期操作 单周期方式开关 I1.3 左与右
I1.4 上与下
I1.5 夹与松
表2 数字量输出地址定义
地址 符 号 定 义 备 注
Q0.0 下降电磁阀 下降电磁阀线圈
Q0.2 夹紧电磁阀 松开/夹紧线圈
Q0.1 上升电磁阀 上升电磁阀线圈
Q0.3 右行电磁阀 右行电磁阀线圈
电气工程质量控制主要包括准备阶段、实施阶段以及检测阶段。准备阶段是电气工程质量控制的一个重要环节。准备工作对整个工程的质量有直接影响。因此，在准备阶段要确保各方施工人员和管理人员已经准备好，建筑材料已经齐全，确保其顺利施工。此外，在电气工程施工之前一定要具体分析电气工程施工场地以及安全条件，并且详细检查施工计划，及时更正发现的差错。还要严格考核施工人员，不录用施工技术不熟练的施工和技术工人。同时精心选择施工材料，确保其达到规定标准。其次，在电气工程的实施阶段还有很多工作步骤，各个工作步骤之间存在一定关联性和衔接性，一定要依照工程设计的施工图和施工工序进行有关操作。电气工程设计施工图是经过科学验证的，不仅与工程施工目的要求相符，也与有关法律法规相符，所以施工人员和管理人员一定要严格依照设计图纸对操作行为进行规范，确保设计方案完成的质量，并实现设计方案的预期结果。工作中要确保施工材料质量和设备的工作状态，假如质量不合格或者设备状态不良就会对电气工程质量和效率产生影响，也存在着一定安全隐患。最后是工程质量的检测阶段。检测阶段是质量控制的最后环节，也是非常关键的一步。因此，要严格按照国家的法律法规和行业标准认真进行专业检测。检测单位与施工单位要互相监督，及时指出质量检测不合格的地方，由施工方或业主方提出改进建议。检测单位的资质和水平在一定程度上决定了工程质量的优劣，一个负责的检测单位除了在工程验收阶段进行细致的质量检测以外，在工程投产以后还要定期抽检，及时反馈工程使用中暴露出的积累性缺陷。
2影响电气工程质量的因素
首先，影响电气工程质量的因素有很多。电气工程是一项复杂而且综合的工程项目，涉及了很多知识技术，例如原材料的选购以及比例调配也会对质量产生影响，参与电气工程的工作人员很多，他们的素质和施工技能也会对质量控制产生影响；一项电气工程需要很长的施工时间，工程的周期和进度安排也对质量控制产生影响；此外，施工工艺、工序、设备、施工地区的气候条件也会对质量控制产生影响，这些都充分表明影响质量控制的因素有很多。其次，施工时工程质量一般是不可控的。有很多因素影响工程质量，比如原料、设备、气候、施工周期等，而这些因素是不断变化的，不同原材料质量存在着差别，设备工作状态会发生转变，气候条件也在随时变化，工作人员的工作状态有好有坏等等。但同时，电气工程设计中需要考虑到电气安全距离，像这类直接涉及人员生命安全的施工要素在工作中必须严格把关，不能因其他方面的改变就随意更改。这需要我们随时关注工程建设施工的细节，对一系列重要参数做到严谨。电气工程不同于其他工程，其涵盖了土建、电力、线路走廊等多方面工程要素。电气工程在建成后，还要随着电力调度的要求进行调整，而不是像桥梁、公路等市政工程一样一成不变。因此，影响电气工程质量的因素还包括工程后期的电力输送计划、输电线路走廊的地理条件、电网事故处理等一系列需要在设计阶段就要考虑到的问题，这些问题的处理态度直接决定了电网的安全稳定运行。
3电气工程质量控制需要注意的问题
电气工程在质量控制方面涉及到了很多内容，而影响电气工程质量的因素很多。因此，在电气工程质量控制中要注意要点问题，降低质量控制的误差，提高电气工程的质量。合理协调质量控制和进度控制的关系。在电气工程质量控制中经常会出现质量控制和进度控制的矛盾。如过分重视质量就会减慢施工进度，如过分重视电气工程施工进度就会降低施工质量。因此，电气工程的实际施工中需要协调好两者关系，同时确保施工质量和施工进度。目前我国工程施工中常常容易出现赶工期、保进度等揠苗助长的现象，虽然最终工程也能通过质量验收，但是为后续进度埋下了质量隐患。一般电气工程中常见的变电站、换流站等工程，常常还含有附属接地极工程，接地极工程施工质量的优劣直接决定了当地的地震、水利状态，同时也影响埋地管线如通信、供水、石油等其他行业的安全。对于此类与其他行业互相交叉的工程，保证施工质量在一定程度上要优于施工进度。协调好质量控制和成本控制的关系。在电气工程的质量控制中也要处理好质量控制和成本控制的关系。首先，要控制电气工程的质量，就要检查工程中的每一项，确保每一项合格之后才能获得签证，承包商在获得签证之后才能取得建设方需要支付的款项。然后加强控制电气工程质量，就要提高施工技术，提高建筑材料的质量，这样就会增加成本。因此，在对电气工程进行质量控制时，要和建设方协调好，确保较高的施工技术和建筑材料质量，并确保成本不会过分提高。容量控制与冗余核算是电气工程质量控制时尤其要注意的方面。由于工程内电气设备均有限压限流等技术要求，电气设备有着自身故有的容量限制，在限制被突破后还需要一定的冗余来维持电网稳定。因此，在质量控制中如何有效的协调好基础容量与冗余容量的关系，做到既能保证有足够冗余又能不浪费冗余，合理又合算，是当前电气工程质量控制中亟待解决的问题。工程技术人员在对电气施工图纸进行设计时，首先要考虑其是否适合业务的使用需求，同时还应该确保有关建筑设备能在正常供电、通讯的基础上，与国家目前的设计规范、环保部门所制定的标准等相符。设计图中的各个站房、电系统等，都应作为审查的重要对象。工程技术人员应该协同设计方，共同修订和完善图纸，使其在满足用户所需使用功能的基础上，与当地主管部门及质量标准相适应。设计方对有关电气施工图进行修改和完善后，项目经理还要组织专业协调会审，对有关专业中的错误以及漏洞采取措施，确保施工顺利进行。
4结语
在过流继电器进行整定时，关键的组成部分为电路开关、电流发生器、整流器、测试电流表、单相交流低压电源、毫伏表，在电路运行中，过流继电器可以充分发挥各项保护功能，比如过压保护、欠压保护、过流保护等。在过流继电器运行之前，对于三相电流的流过值应该提前设置，一旦三相电流出现故障，整个继电保护装置都会处于故障状态之下，在故障情形下，显示屏会将电流流过值显示出来，可以通过人工干预和延时设置方式对这一状态进行改变，在电流变化的情形下，继电保护器可以给予修改，对跳闸实施延时操作；如果在线路运行过程中，电压一直处于较高状态，继电保护装置就会启动过压保护功能，实施相应的保护措施，此外还会启动报警方式，比如闪灯、警告音等，如果继电保护器发生故障，在液晶显示屏上，电压值变化情况也会显示出来，此时可以通过人工干预和延时设置等方案对这一问题进行改善；在设备大的运行过程中，如果电压一直处于偏低状态，继电保护器开启的保护模式为欠压保护功能，当故障状态恢复正常后，此种保护功能可以实现实时关闭，自动退出故障状态。在过流继电器实施整定的过程中，首先应该进行通电试验，在完全断开高速开关的情形下，实施升压试验与降压试验，对电力电压的整定情况给予密切观察，一旦电压处于稳定状态，整定工作便可以立即开展，在实际整定过程中，对于相关检验装置的变化情况应该仔细观察，比如毫伏表、电压表、电流表等，相关数据的变化情况应该给予及时记录，通过此操作，不仅能使系统的稳定性得到提升，还能营造一个安全的作业环境，让操作人员放心、有效的开展工作。
2过压继电器的整定方式
在过压继电器实施整定操作时，关键的构成部分为单相调压器、倍压整流型电压发生器、测试电压表、单相交流低压电源、电路开关等，可以对不同状态的故障实施保护，比如动态断相、静态断相、欠压、错相、电压不平衡以及过压等内容。在电气设备运行过程中，如果出现断相问题，此时开展的保护措施为动态断相保护；在设备处于非工作状态时，一旦出现断相问题，此时开展保护措施为静态错相保护功能；在线路运行过程中，如果电压一直处于偏高状态，可以实施过压保护；当三相电压出现不平衡问题时，电压不平衡的保护模式会立即启动，有效的改善这一故障；在线路运行过程中，出现错误电源输入的情况下，可以启动错相保护措施；一般在线路运行都提前设有预设电压，如果线路电压处于较低状态，可以开启欠压保护，是一种有效的保护方式。在过压继电器实施整定过程时，首先应该进行初次通电试验，在具体的试验过程中，应该将高速开关断开，在继电保护器的基础上，有针对性的开展整定电路，进而实施降压试验，在试验过程中，对于压升与压降的情形应该给予密切观察，是否有异常情况存在，当压升与压降恢复到正常范围后，可以立即合上告诉开关。当合上高速开关后，接下来对过压继电器进行再次整定。在实施整定过程时，对于电压表的指示情况、过压继电器动作应该实时密切观察，对各种情况给予严格记录，所有操作完成后，再对过压继电器进行调整。在电路运行过程中，对于保护对象，继电保护器可以实时监控和判别，针对具体的异常情况，比如警告信号、动作信号等，选择必要的断路方法，迅速自动切断有异常表现的设备元件，实现故障的有效恢复，起到隔离的作用和保护作用，促进电气设备的安全、稳定运行。
3结束语
1．1授课理论性较强授课理论性强不利于培养理论联系实际的科学观点，不利于提升学生对专业的学习兴趣。为保证控制理论的完整性和透彻性，若教师在授课过程中把过多时间和精力集中于原理讲解和公式推导上，就很难有充分的时间将理论知识与系统应用实例相结合，造成很多学生误认为该课程是一门应用数学课程，容易产生畏难心理。另外，定单班的学生面临毕业即就业，没有升学再深造的压力，他们所关心的是所学知识是否会用到将来的工作岗位中。因此，课堂上讲授过多或过深的理论知识不利于提升学生对专业的学习兴趣。
1．2缺少煤矿电气背景的相关实例通过与工作后的毕业生交流，发现有一条信息非常突出:大部分毕业生很难将自动控制原理中所学的分析与设计方法应用到工程实践中。这主要是因为所学课程大部分实例与学生所学专业相关性不强，多数学生对案例中涉及的专业背景不熟悉，导致学生对学习课程的必要性、重要性和实用性认识模糊，学习兴趣不高，学习“自动控制原理”死搬硬套，应付考试的现象严重，缺少灵活运用和开拓创新的思路。上述这些问题直接弱化了“自动控制原理”作为专业基础课程的作用。
2“自动控制原理”授课内容调整
为顺应煤炭电气化发展需求和人才培养定位，突出煤矿电气特色教学目标，从课程教学内容、教学实例等方面进行研究和探索，对课程的基础理论与实践教学进行优化。
2．1优化授课的内容体系、深度和广度研究各章节基本内容的联系，调整课程授课体系，以系统建模、分析和综合设计为主，突出煤炭行业背景，注重基础知识的灵活运用。“自动控制原理”在传统教学上一直沿用自动化专业的授课体系，造成“自动化类”和“非自动化类”的界限模糊。对于定单班该课程学时数少的情况，若按“自动化类”体系授课，只能加大课时信息量，造成学生对教学内容难以及时有效消化，影响教学效果。研究如何在有限学时内让学生熟练掌握控制原理的基本理论，并突出煤炭电气工程实践能力培养，成为构建定单班授课体系的关键。参照培养定位，结合后续的相关控制理论的专业课程，从课程体系出发，以系统建模、系统分析和综合设计为主线，调整授课知识点深度和广度。如在讲述建立数学模型基本内容时，应选取有一定煤矿工程背景的系统，给模型赋予形象的物理意义，使学生正确理解实际模型与抽象模型的区别与联系，并从不同的角度对系统进行建模，加深对实际系统建模的理解。系统分析方法是控制系统综合设计的基础，这部分内容主要包括时域分析法、根轨迹法、频域响应法，这些是控制理论教学的重点，应保留原有知识点的深度。抓住采用时域分析法、根轨迹法和频域响应法分析系统的稳定性、快速性和准确性的特点，加深学生对不同方法的理解，这是系统分析的关键。对于离散系统、非线性系统和现代控制理论，由于培养计划中后续课程相关性较小，可以降低这部分知识的深度和广度。
2．2增加煤炭电气控制系统实例系统设计对培养学生的分析、综合能力及创新能力十分重要，也是教学的难点。在授课过程中，要注意研究与选取煤矿电气工程中的典型范例，如矿井提升机控制系统、掘进机控制系统、通风机控制系统以及排水设备控制系统等，突出煤炭行业背景，从实例分析中去了解系统的结构特征、工作原理和设计要求。生动的工程实例可大大激发学生的学习兴趣，引导学生感受控制理论的魅力，深刻理解“学以致用”的意义，使学生对课程的学习达到知识和能力的双重提升。
3实施案例
矿井提升机调速系统要求平滑调速且调速精度较高。提升机电气传动系统的加、减速过程要平稳(无超调)。控制系统应保证在额定速度时有±1%的精度。
3.1准确性分析假设提升系统采用恒速控制，选单位阶跃函数作为典型的外作用。由一阶系统分析方法可知，一阶系统完全可以跟随阶跃信号，且稳态误差为零，所以提升系统±1%的控制精度是可以保证的。
4结语
采用二次供水回路的加压控制，完成于电路基本情况的有效化设定，采用PID算法控制过程，实现良好地综合性网络流量控制管理。制定合理化的回水压力控制管理，加强综合性回路水压力和二次回水压力的控制比例，从而保证整体系统压力的逐步调整控制过程，实现系统的综合性回水压力调整，防止出现压力过高的问题。一旦出现压力过大的问题，需要自动开启电磁阀实现有效化的统一性安全控制过程。
二、换热器硬件组成控制
根据换热机组的综合性温度调整，采用电阻信号传感器控制过程，实现可靠性的元件测量，从而保证有效化的维护过程。采用压力、水位的信号检测控制过程，制定10V压力和20mA信号的变频输出器控制，从而实现良好地性能比分析，测量电动阀的各项接受压力和电流的控制过程，制定良好地执行器控制，采用有阀控制信号的执行器完善电压信号的控制、连接和调试，完善综合性检修控制过程。对电流的热量数据进行合理化采集，采用积分数据仪完成触摸屏的数据调节控制，逐步减少接线的工时程度，准确的进行数据读数稳定控制。加强大容量的电池安全维护量控制，卸载电磁阀的相关开关过程，才用220V的供电电路，对所启动控制的继电器进行隔离方法监控，逐步完成综合性效果的安全稳定控制过程分析。通过对预装的控制器进行输出端点的备用控制，实现综合性数据流量和接触屏、上位机的综合性借口控制，保证上位机接口数据的控制过程，制定RJ45接口实现程序USB接口的同步。根据换热机组的传输控制预留的输出端备用接口，对相关的触摸屏、连接口、上位通讯接口进行调整，实现应用企事业机组的综合性时钟控制过程，保证整体功能的逐步调节控制过程，完善换热机组的供水温度的二次或三次调节，逐步实现节能调整控制过程，防止出现供热系统出现冷冻交换问题。通过对系统配套的相关屏幕控制数据，对相关的显示参数进行统计，绘制系统分析图、观察系统报警状态，对用户的登陆界面进行，从而保证综合性效果的分析过程控制。
三、换热机组的综合性触摸屏功能控制
在换热基组上，对机组的温度和压力参数进行显示控制监控，对机组的相关水泵、电磁阀数据进行工作状态调整，从而保证机组显示状态的控制过程，提高机组的温度调节，水泵压力的控制，从而保证报警信息的准确性，设定换热机组的二次供水温度调节过程控制，对供水的水压差、回水压力和相关报警值数据进行有效化的设定，从而保证电动调节阀、循环水泵或补水泵的综合性调节，制定合理化的泄水程度数据控制管理，从而实现自动化模式的控制管理。根据相关的程序自动控制过程，制定良好地手动模式管理，提高综合性设备的更新替换，实现良好地运行值管理过程监管。设定一系列的数据通讯IP地址接口,实现IP地址数据的有效化控制。利用用户帮助信息说明书完成信息内部的原理控制、系统连接和原理分析。设定用户登录界面的相关参数分析，控制设备数据中的相关参数操作过程，实现通讯数据的同步性、实时性和有效性。
四、换热机组的连锁保护功能效用
采用温度和压力的机组保护控制，可以实现机组一次给水的时候温度的额定数据值控制，从而完善一次网络电动调节阀的控制过程；对二次供水的压力值进行额定限定，开启泄水阀门后，对超过最高限定值的循环泵进行关闭控制，逐步降低补水的水箱位置，从而实现良好地补水泵控制过程。
五、结语
在家庭照明设计上，根据人们的日常生活习惯，对家庭照明进行规划、改造设计。大多数人的习惯是:晚上回家开门后，直接在门口开启门厅照明灯，根据情况开启厨房或客厅照明灯(这些均在有照明情况下进行，为节省投资，这部分不做改动)。吃过饭后，在客厅看一会电视，然后有的直接睡觉，有的进入书房看书或上一段时间的网再睡觉。
因此，根据实际需求，在客厅配置控制面板1，在原有照明控制开关的基础上进行改造。控制面板主要配置:客厅射灯、灯带、主照明灯开关、餐厅灯带、门厅照明灯开关、主卧照明灯控制按钮、书房照明灯控制按钮、防盗控制开关、闹铃控制开关。上述设计可实现主人在离开客厅时开启主卧或书房的照明灯，关闭客厅照明灯。在书房门旁4配置主卧灯控制按钮、书房灯控制按钮，主人在书房完成工作后，开启主卧照明灯，关闭书房照明灯，进入主卧室。主卧门旁和床头配置照明灯控制按钮5，在卧室内对照明灯进行开、关控制。
在厨房配置燃气泄漏检测开关2，检测到泄漏信号进行报警，报警设计为铃声报警10秒。在次卧配置床头求助按钮3，当家中有卧床老人时，通过按钮进行铃声求助;对于家中有幼儿的，也可改为夜晚被子未盖好的检测信号，如被子偏离位置过大，检测开关则进行铃声求助。
在入户门、阳台、各个窗户上安装检测开关，在主人入睡后启动午夜时段报警，当有人非正常从门、窗进入时启动防盗10秒报警;在主人离家时，合上客厅控制面板上的防盗控制开关，10分钟后启动防盗报警程序，报警设计为铃声报警10秒。
在主人上班或孩子上学期间，合上客厅控制面板上的闹铃控制开关，通过手机与LOGO!通讯软件或LOGO!操作键设定早晨起床时间和午休起床时间，进行5秒钟铃声叫醒服务。
设计部分插座具有现场手动与远程自动通电控制功能，利用手机进行远程控制，比如在厨房设计带旁通开关控制的插座，节假日主人在家，合上开关利用该插座插上电饭煲进行煮饭。在上班时间，断开该开关，利用LOGO!的输出二端点与此控制开关二端点并联，淘好米放入电饭锅后加入适量水，把电饭锅插在该插座上，快下班时，主人可通过手机与LO-GO!通讯，控制LOGO!的输出进而控制此插座通电进行煮饭。
2家用电气控制系统设计
根据产品功能介绍，该款家用多功能安防与电气控制系统需要8路数字量输入和三路数字量输出。系统控制器采用西门子LOGO!230RC控制器，控制器有8个数字量输入4个数字量输出。根据客户定制需求，可选用扩展模块采用一个LOGO!DM8/24R(四个数字量输入端口，四个数字量输出端口)。系统数字量输入资源分配为:I1主卧按钮，客厅、书房、主卧等处四个主卧按钮并联后接入，单次操作为开主卧照明灯，双次操作为关主卧照明灯;I2书房按钮，客厅、书房二个主卧按钮并联后接入，单次操作为开书房照明灯，双次操作为关书房照明灯;I3次卧床头求助按钮或盖被检测拉线开关，有信号时进行3秒求助铃声报警;I4燃气检测开关，有信号时进行10秒铃声报警，通过手机可进行远程监控、信息查询;I5防盗检测，门、窗等处七个检测开关并联后接入，有信号时进行10秒铃声报警，通过手机可远程进行信息监控查询;I6闹铃开关，有信号且达到设定时间则进行5秒叫醒闹铃服务;I7与I8防盗开关，I7有信号则进行时段报警，即主人入睡后当I5防盗检测到信号则进行10秒铃声报警，I8有信号则进行全天候报警，当I5防盗检测到信号则进行10秒铃声报警，报警信息通过手机可远程监控、查询，当I7与I8均有信号时，具有时段报警与全天候报警功能。系统数字量输出资源分配为:Q1主卧照明灯控制，Q2书房照明灯控制，Q3铃声控制，Q4插座控制。
3家用电气控制系统调试
(1)主卧与书房照明灯异地控制，采用单次按钮接通为开启照明灯，双次按钮接通为关闭照明灯。
(2)次卧床头求助按钮3，当家中有卧床老人时，通过按钮进行3秒铃声求助;对于家中有幼儿的，也可改为夜晚被子未盖好的检测信号，如被子偏离位置过大，检测开关则动作，进行3秒铃声求助。
(3)厨房燃气泄漏检测，检测到泄漏信号进行报警，报警设计为铃声报警10秒。采用LOGO!0BA7模块，通过通讯主人可以利用手机远程进行信息查询。
(4)门窗检测开关，在主人入睡后启动午夜时段报警，当有人非正常从门、窗进入时启动防盗10秒报警;在主人离家时，合上客厅控制面板上的防盗控制开关，10分钟后启动防盗报警程序，报警设计为铃声报警10秒。采用LOGO!0BA7模块，通过通讯主人可以利用手机远程进行信息查询。
(5)合上闹铃控制开关，通过手机与LOGO!0BA7模块通讯软件或LOGO!操作键设定早晨起床时间和午休起床时间，进行5秒钟铃声叫醒服务。
(6)厨房安装旁通开关控制插座，旁通开关断开时，插座受LOGO!的输出控制，程序采用利用存储器数据进行比较，当大于某数据时LOGO!产生输出信号接通插座通电，根据实际情况确定通电一段时间后自动修改存储器数据，使插座断电，以防电器通电时间过长产生安全事故。如，电饭锅由于使用年限较长，饭煮好后不能自动断电，长时间通电引起电饭锅导线过热绝缘损坏，很容易造成火灾。主人可通过手机与LOGO!通讯，改写存储器的数据，进而达到控制LOGO!的输出使插座通电。
4结语
关键词：电气自动化；工程控制系统；发展趋势；电气信息；现代信息技术 文献标识码：A
中图分类号：TM921 文章编号：1009-2374（2016）13-0068-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.13.032
近几年随着我国综合国力的逐渐提升，国家信息化技术水平也逐渐提升，其中电气自动化被广泛应用于各个领域之中。电气自动化又称为电气工程及其自动化，是高新技术产业中一个重要的组成部分。控制系统主要是指由控制主体和控制客体所构成的一种具有自身实现目标和功能的管理系统。电气自动化工程控制系统是利用电气自动化技术实现系统工程的控制，从而应用于人们的日常生活和生产中。
1 电气自动化工程控制系统相关理论研究
1.1 分布式控制系统理论
分布式控制系统主要是在现代系统建设的基础上根据我国社会发展的现状对其进行综合性分析和处理，从而实现当前我国电气自动化技术领域的长期发展。近几年随着我国信息技术的逐渐发展，现代电气自动化工程控制系统的发展中分布式控制系统在整个电气自动化工程控制系统中占有重要的位置。通过从不同的角度对其进行综合性分析能够发现，我国电气自动化工程控制系统中分布式控制系统的理论分析具有可靠性和实时性的特征。这两个特征的产生，充分地展示出我国电气自动工程控制系统的应用作用。
1.2 信息集成化理论
信息集成化理论主要是指电气自动化工程控制系统在其应用过程中需要依靠信息集成化理论才能够实现电气自动化工程控制。随着我国现代技术手段的不断发展，在不同领域中展示出不同的技术手段，其中信息集成化理论则被充分地应用于电气自动化工程控制系统中。在进行电气自动化工程控制系统的过程中需要对相关信息内容等进行集中管理，从而实现我国信息电气自动化工程控制系统的集成化管理。由此不难看出，我国电气自动化工程控制系统中应用信息集成化理论，实现了现代生产和生活的系统化。
1.3 集中监控控制系统理论
集中监控控制系统理论主要是指在电气自动工程系统控制中对其信息内容等进行监控，实时地对信息进行收集，从而实现对其整个系统的调控和管理。电气自动化工程控制系统的监控方式应用中主要呈现在其监控处理器中。监控人员对整个系统的运行进行监控处理，实现主机空间数据的转换，及时地在各个通路信息中传递信息功能，是实现高端信息技术手段的一种方式。通过应用集中监控控制系统理论能够实现当前我国社会发展的趋势，从而针对性地完善我国电气工程控制系统。
2 电气自动化工程控制系统的现状
2.1 电气自动化工程控制系统监控方式
电气自动化工程控制系统监控的方式主要是指在进行电气自动化工程控制系统监控的过程中采用监控系统对其进行集中操作。目前，我国电气自动化工程控制系统监控方式主要分为集中监控和远程监控两种方式。其中集中监控主要是指在将各种信息控制集中在一个处理器上对其进行操作，从而实现整个机器系统处理。在诸多集中监控处理过程中一般采用隔离刀闸和断路器联锁设备控制系统进行集中控制系统管理。其中远程监控方式主要是利用计算机网络技术对其进行远程操控，与传统的集中监控方式相比较，具有安装简单、费用低、可靠性高的特点。但是，在使用场合上具有一定的限制，更加适用于小型的电气自动化工程控制系统。
2.2 电气自动化工程控制系统的控制方式
根据当前我国电气自动化控制系统的控制方式进行分类，发现主要分为两种方式：第一种是集散控制系统，主要是将控制、计算机、显示、通讯等技术手段相结合的方式，对各行各业的化工制作流程进行控制。根据集散控制系统理论可以将其分为集散控制、集中控制、分级控制、组态控制等方式，在控制过程中存在可靠性高、开放性、灵活性、协调性、控制功能齐全等特点。因此，适用于各行各业的发展中；第二种是指可编制控制系统。可编制控制系统主要是指利用机械控制的原理对数字量进行控制的一种控制方式，也是电气自动化工程控制系统的主要控制方式。其工作原理主要是采用可编程的存储器，对其内部存储和执行功能等进行逻辑运算、顺序操作、定时、计数等计数指令的编程，从而通过数字模拟的形式运用于工作过程中。该种电气自动化工程控制系统的控制方式主要具有设计简单、安装方便、可调式、维护方便等特点。
2.3 电气自动化工程控制系统语言规范方式
电气自动化工程控制系统语言规范方式根据当前我国电气自动化工程控制系统进行合理的分类，可以将其分为Windows NT和IE两种语言规范形式。将电气自动化工程控制系统语言规范方式与计算机系统语言规范方式相结合，能够更好地实现电气自动化工程控制系统语言，从而实现人机语言的灵活转变，将其应用范围和实用性进行提升，应用于生产和生活中。此外，通过使用Windows NT和IE两种语言后能够更好地实现人类对电气自动化工程控制系统的维护，从而对其技术操作系统进行完善和改进。
3 电气自动化工程控制系统的发展趋势
3.1 技术创新化
随着我国技术创新和科技创新理念的逐渐发展，未来我国电气自动化工程控制系统也将沿着技术创新的方向不断进行发展和完善。面对当前我国各领域中技术创新的发展环境，在电气自动化工程领域中也逐渐在创建这种氛围，开始不断对其控制系统的操作和完善等进行技术创新。在不断追求发展产品的同时，也正在不断对其创新技术本身进行发展，以期通过技术创新化使我国电气自动化工程控制系统的技术发展到世界先进水平。因此，在其技术创新化发展过程中我国政府也应该不断为其创造环境，提供发展空间，促进其技术创新发展，为国家提供科研力量。
3.2 系统统一化
统一化电气自动工程控制系统的发展是未来我国电气自动化控制系统发展的必然趋势，其存在运行周期短、维护安全、开机可调式等优势，因此，在未来电气自动化工程系统发展的过程中必将实现系统统一化管理。在电气自动化工程控制系统的完善过程中还可以正确地对其运行系统进行独立设置，从而更好地满足客户需求，实现我国电气自动化工程控制系统统一化，在其未来工作过程中建立更广阔的计算机监管和现场施工管理体系，从而实现我国电气自动化工程控制系统运行的统一化，保证数据信息交流之间的顺畅。
3.3 系统标准化
未来我国电气自动化工程控制系统在发展过程中为实现缩短电气自动化工作时间，降低操作成本，必将对其接口进行处理和完善，从而实现电气自动控制工程系统运行时间最短化、成本最低化。因此，在其发展过程中建立电气自动化控制系统的标准化接口将成为我国电气自动化工程控制系统发展的趋势之一。在其发展过程中电气自动化工程控制系统可以利用计算机Windows 7系统对其进行完善，从而实现办公室自动化控制和管理系统的应用，使不同系统之间的中介为统一的Windows系统，实现整个电气自动化工程控制系统节后的标准化，为其操作和数据交换提供有效的基础保障。
3.4 市场产业化
随着我国经济的不断发展和全球经济一体化环境的建立，我国电气自动化工程行业在其领域发展过程中为适应当前竞争激烈的市场环境，必须对其产业内部进行优化，逐渐转变传统科研型产业结构，向市场产业转变，从而实现我国电气自动化工程产业的发展，带动其技术创新。因此，未来在电气自动化工程控制产业发展过程中逐渐提升产业内部装备自主创新，实现企业长期研究和发展，也必将是我国电气自动化工程控制系统发展的趋势，最终实现资源合理化配置。
3.5 生产安全化
生产安全化发展是我国自改革开放之初实现现代产业发展中一直强调的问题，也是我国和产业链及企业结构发展的必然趋势。未来我国电气自动化工程控制系统在其建设和完善过程中必须坚持这一战略方针，对其进行集中处理和完善，从而实现了我国社会主义安全建设。未来我国电气自动控制系统在对其生产安全化进行完善的过程中可以从如下三方面进行完善：第一，完善系统硬件安全化。通过对系统控制的硬件系统进行安全化处理，实现安全防护；第二，完善系统监控信息安全化。通过计算机安全处理对其进行操作信息安全化完善；第三，完善领域发展危险级别。从多角度对电气自动化产品和工程安全进行完善。
4 结语
电气自动化工程控制系统的建设实现了我国生产和生活的系统化、专业化。通过本文对其现状和未来发展趋势的研究，将现论技术与实践应用相融合，在其未来发展过程中会更加趋向于技术创新化、系统统一化、系统标准化、市场产业化和生产安全化五方面发展。电气自动化工程系统控制的产生能够实现我国现代信息技术的长期发展，提高我国的综合国力，促进我国社会主义的长期建设。
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