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摘要：近年来，随着社会不断发展，经济不断进步，我国在各行业中发展十分迅速。其中，随着科技技术的不断创新与进步，在工业控制领域，可编程控制器应用越来越广泛。随之，传统可编程控制器缺点更加明显，比如：兼容性较差、高速计算实现困难以及通讯薄弱等，已经无法满足高速发展的社会需求。因此，新技术的创新与出现满足当前工业控制领域的主要需求，即PLC技术。随着PLC技术的出现与完善，有效解决传统可编制控制器中存在的缺点及不足。本文对嵌入式PLC在电气自动化领域中的应用进行了分析。
关键词：嵌入式PLC；电气自动化；发展前景；原理；应用
引言：
我国的工业飞速发展，由于工业生产对控制系统的需要，PLC系统随之从国外引进并改造，其解决了我国工业对控制系统的需求短缺问题。PLC最先是在美国出现，它是为了改善工业中继电器存在的缺点而面世，但是在PLC控制系统刚出现的时候，那时的性能还比较单一。随着现代科学技术的进步与优化，PLC控制系统已经成为现代智能工业的核心，它的功能完全足够满足现代化工业的生产与发展。以后的工业对PLC系统的应用标准肯定会有巨大地提升，但在电气自动化中如何把嵌入式PLC应用于其中，也是一个值得研究的课题。
1.研究背景
随着行业需求的不断提升，传统PLC系统已经无法满足社会发展的需求。基于此，在自动化领域中，研究人员逐渐利用嵌入式PC的软PLC代替传统硬PLC。嵌入式PLC主要是采用软件在传统PC设备上模拟PLC，有效提升PLC运算能力，与此同时通过嵌入式PLC软件的应用，最大程度上发挥梯形图以及开源结构的优势，形成了控制领域的一种通用平台结构。在当前的研究中，关于PLC的设计与研究还需要进行进一步的深化与完善。
2.嵌入式PLC概述
电气自动化嵌入式PLC是为工业生产应用而生的，全称是ProgrammableLogicController，它叫可编程控制器。自动化嵌入式PLC它与计算机一样，有着逻辑运算、计数和算数的操作指令。但是它也是另有特点，自动化嵌入式PLC是一种运用可编程存储器来操作或者执行指令的电子系统。它是计算机和原工业用的继电器接触控制技术组合创新的现代智能产物，有着适应电气自动化工业的领域一些优点，如稳定可靠、耗电量低和简单灵活。现在在工业生产中已经大规模地运用了嵌入式PLC系统【1】。
3.嵌入式PLC的发展及存在问题
由于软PLC具有兼容性好、通用性强、性价比高、易于与网络连接以及编程方便等优点，因此，在世界的发展中，关于软PLC的研究越来越广泛。在当前的国际PLC研究中，已经有部分国家出现较为成熟，且影响力较大的产品，然而就我国当前的情况来看，关于具有自主版权的PLC产品仍然在自主研发中。
相对于传统的PLC，软PLC技术成本比较低，灵敏度比较高，自动化程度比较高。它简化了工厂自动化的架构，并在同一个硬件平台上集成了所有控制，通信，人机界面和各种特定应用。此外，尽管其能够有效缩短系统投入市场的时间，降低系统投资成本，提高从工厂底部到企业办公自动化的数据和信息的流动效率。但在实际的应用过程中，软PLC技术同样存在一些问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，笔者就当前软PLC中存在的问题进行以下方面分析，具体如下：
（1）软PLC是首选的操作系统，但它不是一个硬实时操作系统，所以软PLC不如系统的实时性能好；
（2）PLC的可靠性无与伦比，停机时间最少，结构更加坚固，比PC机更适合工业环境应用。与软PLC相比，PLC有其自身的控制优势，但是，随着控制越来越复杂，基于PLC和PLC的软PLC之间的界限越来越模糊，在未来的PLC发展中，无论是如何发展，其下一代PLC同样也会存在现今IPC的一些特点。
4.嵌入式PLC系统
嵌入式系统是嵌入在对象系统中的一种特殊的计算机系统，它主要用于各种信号处理和控制。随着嵌入式的不断发展与应用，其应用范围越来越广泛，比如：国防，国民经济、社会生活以及工业控制等领域。另外，在其实际的应用过程中，还起到十分有效的提高生产力作用，继而有效促进我国社会发挥与进步。
嵌入式系统通常由嵌入式CPU、外围设备、嵌入式操作系统以及应用软件组成。嵌入式CPU和通用CPU之间最大的区别在于嵌入式CPU大多在为特定用户群设计的系统中工作。嵌入式CPU通常具有低功耗，体积小以及集成度高等特点，集成了板上完成的多项任务，有助于嵌入式系统设计的小型化。在嵌入式系统中，嵌入式操作系统作为其中重要的组成部分之一，它是嵌入式应用软件的软件平台，是实现嵌入式系统功能的关键所在。
5.电气自动化中嵌入式PLC原理
5.1嵌入式PLC输入采样阶段。PLC需对输入信息的状态和相应的数据按照设定好的程序进行扫描，扫描出的信息和数据传输到对应的I/O映像区单元内。其输入采样阶段完成后，就会自动地进行下一个阶段，即嵌入式PLC用户执行阶段和输出刷新阶段。在输入采样阶段不管输入状态和相应的数据如何变化，都与I/O映像区内的相应单元没有任何关系，不会改变在I/O映像区内的状态和数据。
5.2嵌入式PLC用户执行阶段，用户以PLC为主要的依据条件扫描梯形图格式的程序，扫描的规则早已设定好了的，自上而下，自左向右，同时也会对扫描的程序的连接触点及线路进行掌握和控制。在这个基础上，按照空间的结构分布按规则对连接触点的线路进行逻辑化运算，同时其运算出的结果会刷新存储区的状态，最后按照梯形图中的程序指令执行相应的程序。
5.3嵌入式PLC输出刷新阶段，用户程序扫描后还需要刷新一遍。嵌入式PLC的CPU依据I/O映像区内的相应状态和数据，刷新全部输出锁存电路，再驱动输出电路对应的外设，这样一个循环就实行了PLC系统的真正输出。
6.嵌入式PLC在电气自动化领域中的应用———以电梯为例
6.1电梯电气自动化嵌入式PLC应用总体结构。嵌入式PLC在电气自动化中的电梯控制方面，可以控制电梯这三个主要的功能：电梯的运行方向都是由里面的信号决定而自动控制的，执行PLC程序的时候，是按顺向优先的程序原则。
6.2电梯电气自动化嵌入式PLC编程。在电梯自动化控制的嵌入式PLC系统中，其嵌入式PLC是利用STEP7编程软件编写的应用梯形PLC程序图语言。STEP7软件编程嵌入式PLC可以保证其质量，并符合电梯运行对嵌入式PLC的要求，从而保证电梯安全舒适【2】。
结语
在电梯电气自动化嵌入式PLC的应用中，嵌入式PLC发挥出了其超强的信息运算和处理能力，应用非常方便，而且其应用和维修的成本非常低，具有明显的优势。嵌入式PLC在电气自动化的领域中的应用打破了传统的电气控制模式和思维，具备了初级的智慧化控制。使得人们在生活工作能够更加方便快捷，发挥了嵌入式PLC在人们生活各个方面中的应用效益。
参考文献：
[1]郭强.电气自动化中嵌入式PLC的应用发展[J].电子世界，2016（06）：21-23.
[2]郭峰.嵌入式软PLC技术的设计与实现[J].电子测试，2014（12）：83-85.
[3]严义，王伟，邬惠峰.面向嵌入式PLC领域的构件模型的研究与实现[J].计算机应用与软件，2012，29（02）：125-128.
[4]彭瑜.嵌入式PLC，大有可为[J].自动化博览，2013（09）：26-29.
论文作者:关永印
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/29
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