PLC在变电站变压器自动化中的应用设计

1、毕业论文题目名称：PLC在变电站变压器自动化中的应用系部名称：机电工程系班级：电气自动化（2）班学号：XXXXX学生姓名：XXXXX指导教师：XXXXXPLC在变电站变压器自动化中的应用摘要随着科学技术和生产的飞速发展,电气技术发生了深刻的变化。并且对电气产品的生产设备提出了更高的要求，高性能，高精度，高柔性和高自动化。随着我国社会经济的不断发展，国家对电量需求是越来越大，国家在城乡电网建设和改造中，要求高压直接接入负荷中心，形成高压受电变压器降压低压配电的供电格局，所以供电用配电要向节地、节电、紧凑型、小型化、无人监守的方向发展。可编程逻辑控制器PLC作为新的工业控制装置，结构简单，性能全面

2、，可靠性高。其突出的优点是：使用方便，具有杰出的实时功能和强大的通讯能力。PLC的体积小，结构紧凑，编程方便，操作简单，维修方便，易于实现机电一体化，因而在变电站综合自动化中得到了广泛的应用。中小变电站综合自动化设备有：可编程自动化监控装置，可编程变压器自动化屏，可编程微机计量屏，可编程微机线路保护屏，可编程微机同期系统，可编程中央信号屏，可编程电容屏，可编程微机直流电源系统等均应用了PLC为其智能单元，并且都能够挂网运行，方便地实现遥信、遥测功能，取代了传统的RTU。为了进一步提高我国电能质量及发电的效率，我国的新建变电站全部是按综合自动化的要求进行设计的，而原有的变电站也在积极实现自动化的

3、改造，而PLC技术在变电站中的应用，使其程序开发的难度大大降低，并为变电站无人值班提供了准备品的生产设备提出了更高的要求，高性能，高精度，高柔性和高自动化。随着我国社会经济的不断发展，国家对电量需求是越来越大，国家在城乡电网建设和改造中，要求高压直接接入负荷中心，形成高压受电变压器降压低压配电的供电格局，所以供电用配电要向节地、节电、紧凑型、小型化、无人监守的方向发展。关键词：变电站；变压器；可编程逻辑控制器；自动化摘要I1、 PLC的发展历程12、 PLC的基本结构2（一）中央处理单元（CPU）3（二）存储器3（三）电源33、 PLC控制系统的特点与优点4（一）可靠性4（二）易操作性4（三）

4、灵活性5（四）配套齐全，功能完善，适用性强5（五）系统的设计，建造工作量小，维护方便，容易改造5（六）体积小，重量轻，能耗低54、 PLC的工作原理5（一）工作原理阶段5（二）PLC应用系统的设计原则、内容与步骤75、 PLC与监控主计算机串行通讯的实现7六、基于PLC的变电站及变压器综合自动化系统初步设计8（一）变电站的基本概念8（二）硬件结构97、 PLC在变电站变压器自动化中的应用11（二）通信口的设计148、 PLC的未来展望15（1） PLC技术发展呈现新的方向15（2） PLC的网络及发展趋势16九、结论17致谢18参考文献19PLC在变电站变压器自动化中的应用PLC的发展历程19

5、69年，美国数字设备公司研制出了第一台可编程控制器PDP-14,在美国通用汽车公司的生产线上试用成功，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这是第一代可编程序控制器，称1969年，美国研制出世界第一台PLCProgrammable,是世界上公认的第一台PDP-141971年，日本研制出第一台DCS-81973年，德国研制出第一台PLC1974年，中国研制出第一台PLC20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机发展起来后，为了方便

6、和反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为ProgrammableLogicController(PLC。20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。20世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30%-40%在这时期，PLC在

7、处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DC繇统。20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。个人计算机（简称P。发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控

8、制器的功能特点，可编程序控制器定名为ProgrammableLogicController（PL。，现在，仍常常将PLC简称PCPLC的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期。在这时期，PLC在处理模拟量能力

9、、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的未来是无法取代的。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机计算机相同。从广义上说，PLC也是一种工业控制计算机，只不过比一般的计算机具有更强的与工业过程相连接的接口和更直接的适用于控制要求的编程语言。所以，PLC与计算机控制系统十分相似，也具有中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（

10、I/O）接口、电源等，如图所示。各种外部设备按祖触息模拟量旨示灯图2.1PLC结构框图图2.2PLC结构框图按钮开关限（一）中央处理单元（CPU中央处理单元（CPU）是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储编器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出

11、状态或输出寄存器的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。为了进一步提高PLC的可*性，近年来对大型PLC还采用双CPU勾成冗余系统，或采用CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。（二）存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。（三）电源PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的、可*得电源系统无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%（+15%范围内，可以不采用其他措施而将PLC直接连接到交流电网上去。三、PLC控制系统的特点与优点由于

12、PLC控制系统用内部已定义的辅助继电器替换了传统的机械触电继电器，并去掉了原来的连接导线而代之以内部逻辑关系，因此，该类继电器的节点变位时间可以近似的认为为零，无需考虑传统继电器的返回系数；可靠性强。该种控制系统的抗干扰能力远远高于传统继电器技术，能够适合于较为复杂的工业环境，操作简单。该种控制技术采用简单的指令形式，往往采用些形象、直观的简单程序来适应现场操作人员往往参差不齐的电气专业技术。目前广泛使用的的检测方法有plc控制，继电器控制，单片机控制等。其中PLC检测控制系统应用最为广泛，因为其具有以下特点：（一）可靠性Plc不需要大量的活动元件和连线电子元件。它的连线打打减少。与此同时，系

13、统的维修简单，维修时间短。Plc采用了一系列可靠性设计的方法进行设计。例如：冗余的设计。继电保护，故障诊断及信息保护及恢复。Plc有较高的易操作性。它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点，一般不容易发生操作的错误。Plc是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了精简化的编程语言，编程出错率大大减低。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一

14、，故障也就大大降低。止匕外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。（二）易操作性对plc的操作包括程序输入和程序更改的操作。程序的输入直接可接显示，更改程序的操作也可以直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或程序寻找，然后进行更改。PLC有多种语言可供使用。用于梯形图与电气原理图较为接近，容易掌握和理解。Plc具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低。当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可以很快找到

15、故障点。（三）灵活性Plc采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言。编程方法的多样性使编程简单、应用而拓展。操作十分灵活方便，监视和控制变量十分容易。以上特点使用plc控制系统具有可靠性高，程序设计方便灵活，抗干扰能力强，运行稳定。等诸多优点。今后PLC控制系统还会得到更广泛的应用。（四）配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CN*

16、各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。（五）系统的设计，建造工作量小，维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。（六）体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。四、PLC的工作原理当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个

17、阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期问，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。（一）工作原理阶段其工作过程框图如图所示。图4.1PLC工作过程框图1 .输入采样模式在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。2 .用户程

18、序执行阶段在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序（梯形图）。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM#储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的

19、凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。3 .输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期问，CPIM照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。同样的若干条梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不同。另外，采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略，那么二者之间就没有什么区别了。一般来说，PLC的扫描周期包括自诊断、通讯等

20、，即一个扫描周期等于自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。（二）PLC应用系统的设计原则、内容与步骤图4.2PLC系统设计与调试的主要步骤五、PLC与监控主计算机串行通讯的实现计算机与PLC之间的通讯是通过传送命令块和数据块来实现的，具命令块格式如下：STXCMDDATAETXSUM(H)SUM(L)开始符命令号起始地址及字节数结束符检验（高位）检验（低位）数据块格式如下：STXDATAETXSUM(H)SUM(L)开始符起始地址及字节数结束符检验（高位）检验（低位）六、基于PLC的变电站及变压器综合自动化系统初步设计（一）变电站的基本概念变电站是把一些设备组装起来，

21、用以切断或接通、改变或者调整电压，在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点，变电站主要分为：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电站起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电站的设备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电站还有无功补偿设备。变电站的主要设备和连接方式，按其功能不同而有差异。变压器是变电站的主要设备，分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器即高、低压每相共用一个绕组，从

22、高压绕组中间抽出一个头作为低压绕组的出线的变压器。电压高低与绕组匝数成正比，电流则与绕组匝数成反比。变压器按其作用可分为升压变压器和降压变压器。前者用于电力系统送端变电站，后者用于受端变电站。变压器的电压需与电力系统的电压相适应。为了在不同负荷情况下保持合格的电压有时需要切换变压器的分接头。按分接头切换方式变压器有带负荷有载调压变压器和无负荷无载调压变压器。有载调压变压器主要用于受端变电站。电压互感器和电流互感器。它们的工作原理和变压器相似，它们把高电压设备和母线的运行电压、大电流即设备和母线的负荷或短路电流按规定比例变成测量仪表、继电保护及控制设备的低电压和小电流。在额定运行情况下电压互感器

23、二次电压为100V,电流互感器二次电流为5A或1A。电流互感器的二次绕组经常与负荷相连近于短路，请注意：绝不能让其开路，否则将因高电压而危及设备和人身安全或使电流互感器烧毁。开关设备。它包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等都是断开和合上电路的设备。断路器在电力系统正常运行情况下用来合上和断开电路故障时在继电保护装置控制下自动把故障设备和线路断开，还可以有自动重合闸功能。在我国，220kV以上变电站使用较多的是空气断路器和六氟化硫断路器。隔离开关（刀闸）的主要作用是在设备或线路检修时隔离电压，以保证安全。它不能断开负荷电流和短路电流，应与断路器配合使用。在停电时应先拉断路器后拉隔离开关，

24、送电时应先合隔离开关后合断路器。如果误操作将引起设备损坏和人身伤亡。负荷开关能在正常运行时断开负荷电流没有断开故障电流的能力，一般与高压熔断丝配合用于10kV及以上电压且不经常操作的变压器或出线上。为了减少变电站的占地面积近年来积极发展六氟化硫全封闭组合电器（GIS）<它把断路器、隔离开关、母线、接地开关、互感器、出线套管或电缆终端头等分别装在各自密封间中集中组成一个整体外壳充以六氟化硫气体作为绝缘介质。这种组合电器具有结构紧凑体积小重量轻不受大气条件影响，检修间隔长，无触电事故和电噪声干扰等优点，具有发展前765kV已在变电站投人运行。目前，它的缺点是价格贵，制造和检修工艺要求高。变电

25、站还装有防雷设备，主要有避雷针和避雷器。避雷针是为了防止变电站遭受直接雷击将雷电对其自身放电把雷电流引入大地。在变电站附近的线路上落雷时雷电波会沿导线进入变电站，产生过电压。另外，断路器操作等也会引起过电压。避雷器的作用是当过电压超过一定限值时，自动对地放电降低电压保护设备放电后又迅速自动灭弧，保证系统正常运行。目前，使用最多的是氧化锌避雷器。（二）硬件结构本系统是为中、低压变电站设计的，采用现在较为流行的分层分布式结构形式，其硬件结构组成如图所示。RS232/4S5模拟量采集单元1工作站2(工程师站)数字量采集与控制单元ti前置单元层(三层)省用电源自投备用通道图6.1系统硬件结构每个模块独

26、立工作，互不干扰，单个模块的故障不会影响其他模块的正常工作，分层分布可使任务分散化，减轻上层机的负担，以提高系统的速度和可靠性。本系统中配置三台上层机，实际上可根据需要灵活配置，当系统任务较轻时，或实施无人值班时，所有的工作都可以放在一台机上进行，取消其它两台机，基于此原因，在本系统中，将这台机称为“工作站0”，而不是“前置机”。本系统中所有的前置单元均采用总线式连接，只要预留下足够的接线端口，增减模块是非常方便的，只须增减相应的设备，然后在软件上做相应的设置，整个系统将在新的组态下运行。根据功能和所处的位置，本系统可分为三层：(1)第三层为数据采集控制层，它们全部由西门子S7-200系列22

27、4型PLC进行采集与控制。开关量采集包括断路器位置、隔离开关位置、继电保护信息等，同时PLC还可接受当地值班员或远方发来的控制命令，做相应的控制操作，并做安全检查。每个PLC基本模块负责一回电力线路或一台变压器设备的所有电气参数的模拟量采集，包括电压、电流、有功功率、无功功率、有功电度和无功电度等参数。根据遥信、遥控、遥测规模的大小，可以选用单独一个基本模块或者一个基本模块和若干个扩展模块进行组合，达到所需的遥测、遥信、遥控点数。图4.2是由CPU22型S7-200PLC构成的数据采集与控制单元结构配置示意图,实际配置可根据变电站规模的大小、现场一次设备布置的具体情况确定。一条总（2）第三层与

28、第二层之间通过RS-485申行总线相连。第二层为通信管理层，它是一层和三层进行数据交换的桥梁，它管理着下层的采集控制设备，同时转发上层的请求（如设置命令）和控制命令，并将返回请求或执行的结果。（3）最上层为工作站层（一层），它由一台PC工控机和两台PC机构成的局域网及相应的外围设备（如打印机、事故音响设备）等构成，它们承担着监视、控制、事故报警、事故记录分析、系统管理、系统维护等多项功能。七、PLC在变电站变压器自动化中的应用当前，已有变电站将PLC引入控制系统中，但是仅仅利用PLC对开关量进行控制，如对有载调压变压器分接开关的调节，并联补偿电容器的投切等。远没有充分发挥PLC的强大功能。（一

29、）在变电站综合控制系统中PLC分级递阶控制系统的结构利用本文上面提到的分级递阶控制结构，我们可以按照三级机构设计变电站综合控制系统。1 .组织级的设计组织级是本系统的最高级，承担着最优决策的功能。当前变电站综合控制大部分仍是按照传统的九区控制方法，利用电压和无功功率双参数将变电站运行状态分为九个区，根据各个区所对应的控制方案进行调节。但是，在该控制系统中，无功调节判据是一个与电压无关的平行于电压坐标轴的固定边界，没有充分考虑无功调节与电压调节相互间的协调关系。根据“保证电压合格，无功基本平衡，尽量减少调节次数”的变电站电压和无功综合调节的基本原则，无功调节边界应当是一个受电压状态影响，且在一定

30、范围内服务于电压调节的模糊边界。因此，我们对传统的控制策略也作了改进，引入了无功调节判据，提出了模糊边界的无功调节。基于电压与无功的相互影响，对电容器组的投切判据建立如下数学模。式中：U0为标准电压；Q0为每组电容器的容量；U为电压实时值；Q为实时功率值；al,a2为权重系数。根据上面推导出的数学模型，可以得到修正后的电压无功双参数调节的模糊边界，如图所示。我们利用计算机进行模糊推理，得到最优控制策略，形成控制规则表，将其传递到下级进行协调控制。同时该级为操作人员提供了良好的人机界面，将电压、电流、有功、无功等信息以曲线图、柱状图等形式实时反映出来，并且在出现异常情况时可进行声光报警，使操作人

31、员可以及时全面的了解系统运行情况，并可对生产过程进行调节和控制。该级计算机装有专家知识库，在变电站内出现故障时，可在专家系统的引导下，尽快解除故障。定时召唤打印功能和无人抄表功能可以方便的使变电站综合控制实现无人职守。根据各变电站的实际运行情况和不同时段的电压、无功波动情况，还可以通过控制级计算机设定电压整定值和灵敏度参数，而且根据控制要求还可以由功能按钮直接对有载调压变压器的分接头和补偿电容进行控制，以进一步增加控制的灵活性。该级的计算机还可以通过Ethernet、ARCNE等局域网进行联网，实现信息共享，对某一区域进行综合控制，这样既可以从整体上进行控制，更有利于提高整个地区的供电质量，还

32、可以减少资源的浪费。2 .监控/协调级的设计该级的主要功能是完成组织级下达的命令，负责执行级PLC的协调工作。该级可由计算机或主PLC构成，随着PLC性能价格比的不断提高，一般变电站的监控/协调级都可由主PLC承担。在变电站中，多变压器的同步调节主要由该级负责，同时它还负责执行级现场信息的传输，在整个分级递阶控制中起着桥梁作用。在小型的变电站中，为了节省投资，也可以将组织级和监控/协调级集成在一个高性能的计算机中。3.执行级的设计执行级的智能程度最低，但控制精度和实时性要求最高。由于变电站电磁干扰严重，常规的控制器件难以达到精确控制，因而可靠性高、实时性好、性能价格比高的PLC是最佳选择。由于

33、PLC与计算机联网，可以将最优控制结果下载到PLC利J用PLC实现各种最优控制。对于主要器件如主变压器，可以采用PLC的冗余技术更进一步提高可靠性。所谓PLC冗余技术即正常运行时，一台PLC作为主PLC进行控制，其它的PLC作为备用，监视系统运行。当主PLC发生故障时，由PLC协调器件指定另外一台PLC作为主PLC控制系统运行，将有故障的PLC换下维修。由于PLC发生故障的几率十分小，采用冗余技术后的故障率几乎为零。现在的PLC大多提供了现场总线技术，利用组态软件可以方便的将现场的多台PLC组成现场总线局域网。现场总线采用开放式的标准总线结构，可以十分方便的将分散的智能化设备连接起来，有利于彻

34、底的实现分布式控制，而且有利于各台PLC的协调动作，提高了系统的可靠性。(二)通信口的设计C系列的C200H配有HOSTLINK!信模块，对上可与计算机通信，进行组网连接；对下可通过RS-232、RS-485等实现近程或远程的通信，实现对生产线各个监控点的监控。本系统中链接的PLC不多，故可采用“轮询”式的工作方式，依次对链接的PLC进行数据传输。上位机对来自现场的数据经特征识别、分析判断后，针对不同的状态，再经过通信口给下级下达命令。操作人员还可经PLC终端对PLC的工作进行可视性监控，通过触摸屏开关下达命令。因此整个系统运行的正常与否和通信口的设计关系极大。为保证通信畅通可靠，在编制程序时

35、应注意以下几点：(1)波特率的设定应与HOSTLINK单元的SW3的设置保持一致；(2)为保证传输可靠，对指令帧每一字符进行“异或”逻辑运算，形成通信指令检验的FC刎；(3)对由HOSIINK单元返回的响应帧在判读其相应位为“00”后处理，若FCS校验错或响应帧相应位不为“00”，显示错误信息，重新发送指令。基于PLC分级递阶控制的变电站综合自动控制系统既吸取了集散控制系统“信息集中，控制分散”的优势，又保留了PLC所固有的可靠性、灵活性及性能价格比高的优点，同时大大降低了传统集散控制系统的成本，提高了系统性能，以最低成本来完成高技术的自动化。该控制系统各级之间既有分工又有联系，协调工作。同时

36、按照现场实际控制需要，将执行级的PLC采用分散控制结构，将各个PLC分散后进行联网，一方面可将变电站的全部信息通过网络传至组织级计算机以实现信息集中管理，另一方面可避免因个别设备出现故障而造成整个系统的瘫痪，提高了可靠性。由于控制系统采用模块化结构形式，各变电站可依据自己的需要选择不同数量、不同规格的PLC模块，整个系统采用分级分散的网络结构形式，使增加或去除某些单元不会影响整个系统的功能。同时，PLC可以实现在线编程，根据不同的需要对设定值进行整定，而不需要改变整个系统结构，因而大大提高了系统的灵活性。八、PLC的未来展望21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地

37、应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS(DistributedControlSystem)中已有大量的可编程控制器应

38、用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网路的重要组成部分，将在工业及工业以外的领域发挥越来越大的作用。(一)PLC技术发展呈现新的方向1 .产品规模向大、小两个方向发展大I/O点数达14336点、32位为微处理器、多CPU并行工作、大容量存储器、扫描速度高速化。小：由整体结构向小型模块化结构发展，增加了配置的灵活性，降低了成本。PLC在闭环过程控制中日益得到广泛应用。2 .不断加强通讯功能新器件和模块不断推出高档的PLC除了主要采用CPU以提高处理速度外，还有带处理器的EPROEROM勺智能I/O模块、高速计数模块、远程I/O模块等专用化模块。3 .编程工具丰富多

39、样功能不断提高，编程语言趋向标准化有各种简单或复杂的编程器及编程软件，采用梯形图、功能图、语句表等编程语言，亦有高档的PLC指令系统。4 .发展容错技术采用热备用或并行工作，多数表决的工作方式。（二）PLC的网络及发展趋势一个或若干PLCtPC联出系统，PC机起到原编程器及人机界面操作站的作用，这20世纪90年代的新潮流，这样为系统集成带来了商机，同时编程软件和人机界面软件（监控软件或称组态软件）及软件接口（或称驱动软件）也得到了发展。近年来，PLC厂家在原来CPU真板上提供物理层RS232/422/485接口的基础，逐渐增加了各种通讯接口，而且提供完整的通讯网络。由于近来数据通讯技术发展很快，用户对开放性要求很强烈，现场总线技术及以太网技术也同步发展，所以PLC勾成的PC繇统比DCS勺开放性所处的现状稍好一些。目前罗克韦尔AB公司已形成了多层结构体系，即EtherNet、ControlNet、DeviceNet等现场总线（原DH物也可兼容）。网络还在发展，我国应已积极的姿态投入其中。2001年我国机械工业成为工业发展新亮点，总产值比上年增长17.15%,汽车产量为世界前10位，机床产量为世界第5位。机械工业利润增长33.35%,占整个工业新增利润六成多。出口同样出现可喜的增长。现在机械工业提出要实施网络化，对这一点，PLC从