摘要：目前，可编程控制器在工业当中的应用有效的实现了对工业进行控制的目的。可编程控制器也叫PLC。随着现代科学技术的发展，PLC在控制器功能的基础之上衍生出了许多的功能。本文主要讲述了关于PLC的原理及特点，并重点介绍了PLC在电气监控系统当中的应用。与此同时，还简述了关于监控系统的硬件设计，并对PLC在监控系统当中的应用进行了相应的分析[1]。
关键词：PLC；电器监控硬件设计；控制技术
引言：近年来，可编程控制器主要被应用在工业发展当中。因PLC系统反应快，并且实操简单易上手的特性。因此在工业化的生产过程当中，开始出现了大量的模拟量以及数字量的控制装置。例如，压力控制、温度控制等等。将PLC运用在自动控制过程当中,可以对自动控制问题进行有效的解决。因此本文的重点主要是对PLC在电气监控系统当中的应用进行了相应的研究。
一、PLC的原理及特点
（一）PLC的原理
PLC的组成结构有很多，包括微处理器以及编程器等等。一般PLC的原理主要分为三个阶段：第一是采样阶段。在这一阶段当中，PLC会将所有的数据进行输入以及读取，对数据采集利用的方式主要为扫描，当这些数据扫描完毕之后，数据会被存储在I/O 映像区的相应单元；第二阶段为用户程序执行阶段。在这一阶段当中，PLC需要按照先左后右以及先上后下顺序，从而对用户的程序作扫描处理，当扫描完毕之后[2]，还需要进行相应的运算。然后以运算的结果为依据，从而对系统当中的逻辑线圈的位置以及状态进行刷新；第三便是输出刷新阶段。CPU会按照I/O映象区中的数据及状态刷新所有的输出锁存电路并输出到电路驱动的相关外圆设备。
（二）PLC的特点
首先，PLC具有可靠性强的特征。其主要表现在工业发展当中，工业发展的环境是极为复杂的。很多传统的电气技术在工业中得不到长期的发展，究其原因是无法抵抗工业复杂环境的干扰。但是PLC却可以做到这一点，它具有极强的抗干扰能力，因此可以为工业的发展提供可靠的技术发展。、；其次，PLC还有较强的反应速度。PLC主要使用的是自定义的辅助继电器，其取消了内部的连接导线。因此也就省去了节点变位时间[3]，不需要在对传统继电器的返回系数做相应的考量，运用自身的内部逻辑关系，便可以进行有效的反应；最后PLC操作过程简单，容易上手，因此相关的工作人员只要稍加培训，便可以直接上岗。
二、电气监控的硬件设计
电气监控当中的现场电动阈是一种比较智能的设计，它的最大优势在于智能阈都是由环路连接而成的，并且电动阈的连接也较为简单，只需要将开头以及结尾线路连接到主站的控制器当中便可。除此之外，电动阈不仅具有大量的诊断数据及信息，而且还可以屏蔽故障线路，一旦电动阈当中的某一个环路出现了问题，那么电动阈当中的智能阈便会自动对出现故障的线路进行屏蔽，以此来保证其他线路上的智能阈的正常使用，以免中断智能阈与主站控制器之间的联系。一般智能阈自动控制并切断线路的工作原理为：为了以防万一，通常会存在两条线路，一条是可以正常使用的，另一条是闲置的。当信号沿着其中的一条线路进行正常运作时，当经过环路再从另一端口回来的过程当中，如果线路发生了问题，那么存在异常的线路就会直接被阈门屏蔽，但是其他的线路还是可以正常与主站控制器进行通讯的。如果在正常运转的过程当中。有两处甚至两处以上的线路出现了异常，那么异常线路会被自动屏蔽掉，其他剩余的正常的智能阈还可以通过臂状环路，从而与主站的控制区进行正常的通讯工作。
三、PLC在电气监控系统中的应用
目前在电气监控系统当中，采集信号主要运用的方式为定时采集方式。一般来说正常情况下，信号的采集周期大概为500ms/次。在下图当中主要呈现的是关于定时采集的梯形图，该梯形图主要是用来对电气监控系统进行模拟信号时所使用的。在下图当中，可以看出定时器 T0.1在440020指针数据区域内。对30001通道的内容进行相应的存储，并且其存储时间为500ms。当所有的数据存储完毕之后。指针的数值便会再往上增加1。如果在指针加值的过程当中，加值后的数据还在PLC系统所能承受的范围之内，那么还需要继续重复这一操作。但是如果超出了系统所能承受的范围，那么就需要将00000重新赋予指针，之前存储的数据全部作废，需要重新再对存储区域内的所有数据进行再次储存。
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将PLC运用在电气监控系统当中，可以有效的实现对电气监控系统当中数据的采集。目前利用PLC对数据进行采集的方式主要包括下面两种：
（一）对数据的采集需要在规定时间内进行
一般以某一个特定的时间为期限，在这个期限之内对电气监控系统当中的监控数据进行采集。从而在这一时间之内将采集的数据信息储存到存储区之内。当利用这一方式对数据进行采集时，需要重点关注采集的时间。
（二）不定时对数据进行采集
这种不定时的数据采集主要是在对数据能够进行有效控制的基础之上，根据采集到的数据的信息变化，从而来对下一步的采集工作进行调整，需要注意的是我们需要对每次采集的时间要进行相应的记录，以此来对采集数据的变化状况进行更加真实的预测以及记录。在电气监控系统当中，采用定时采集方式时模拟信号的周期定位为500ms[4]。可以运用PLC的高速计算单元进行计数输入以及数据采集工作。并且还可以运用中断功能收集相应的数据频率
数字仪表信号在传递的过程当中，系统现场仪表测试值与电气系统采集数据会产生相应的差异。因此为了对这一差异现象进行改善，我们可以将所传输的数据，通过通讯接口输入到PLC当中的 CII 模块，在这一模块当中可以对信号以及数字信号进行集中处理。除此之外，我们可以在系统数据采集子程序中运用定时中断的方式，从而对脉冲的数据进行相应的采集，以防在采集过程当中出现不必要的干扰的同时，还可以运用数据求平均值、加权平均等其他的数字滤波操作，以此来达到规避干扰的目的，由此可以实现模拟量的采集数据。
四、关于PLC的发展趋势
（一）对PLC的抗干扰能力进行提升
在某些程度上，PLC具有较强的抗干扰能力，但是如果是处在极其恶劣或者是电磁干扰性比较强的环境当中，会使PLC控制系统的运算出现失误的现象。因此会严重影响PLC系统的正常运行。在未来的发展当中，需要投入一定的时间以及精力对PLC的抗干扰能力进行专注研究，不断提升PLC系统的抗干扰性能。使PLC系统在设计安装以及使用当中的整体性能得到全面的提升。
（二）网络化以及数字化
目前DCS技术在核电系统当中已经日趋成熟，但是近几年来受到某些原因的影响发展缓慢。但是PLC技术却在这几年得到了快速的发展，因此可以将两者相结合，让两者在发展过程当中不断的吸收利用[5]，逐渐发展成为一种新型的FCS 系系统。
五、结论
综上所述，将PLC运用到数据采集的过程当中，有效提高了数据采集的准确性以及采集速率，使数据变得更加真实可靠。一旦出现了上机未脱离状态，PLC仍然可以发挥自身的作用，完成之前设定好的任务，从而大大提升了电气监控系统的可靠以及安全性。在未来的发展当中，需要对PLC控制系统进行不断的研发与探究，从而研发出更多的新的产品，将各种新的产品运用在不同的行业生产控制过程当中，加强各行各业生产产品的规格以及性能，使自动控制化网络得到有效的发展，并以此来促进人类电气化的持续发展。
参考文献：
[1]华俊良.PLC控制技术在工业自动化中的优化应用策略[J].电子技术与软件工程,2019(04):114-115.
[2]平澜.PLC控制技术在工业自动化中的应用研究[J].自动化与仪器仪表，2016(12):92-93.
[3]王裙．电气设备自动控制系统中PLC的设计与应用探究［J］．中小企业管理与科技( 中旬刊) ，2015( 12) ．
[4]王小刚． 基于西门子 PLC 的铁水预处理控制系统设计与应用［D］．长春: 吉林大学，2015．
[5]甘能.基于PLC控制技术在工业自动化中的应用研究[J].电子技术与软件工程,2015(06):159-160.