随着计算机技术和工业自动化技术的不断发展，PLC的产生为工业技术领域带来了一次革新，使工业生产中由原来笨重复杂的继电器-接触器控制系统，变为了轻巧智能的PLC控制系统，提高了控制系统的可靠性、抗干扰性，降低了生产成本，减少了设备故障率，提高了工业生产效率，目前已广泛应用于开关逻辑控制、模拟量控制、运动控制等领域，具有广阔的发展前景。
可编程序，简称PLC，是专为工业环境设计的数字运算操作电子系统。可编程序（PLC）是以微处理器为基础，结合了计算机技术、自动控制技术、网络技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制自动化装置，它具有抗干扰能力强、可靠性高、体积小、编程简单等优点，已发展成为工业控制的基础设备之一。
PLC的程序分为系统程序和用户程序，系统程序是不能更改的。PLC对用户程序进行逐行扫描，扫面结束再重新开始，周而复始，即采用的是循环扫描的工作方式。PLC的一个扫描周期可以分为五个阶段，分别是内部处理、通信服务、输入采样、程序执行和输出刷新。内部处理阶段，PLC检查CPU模块中的硬件是否正常，并将监控定时器等元件复位。通信服务阶段，PLC与计算机、触摸屏、变频器等带CPU的智能装置进行通信。输入采样阶段，PLC一次性读取外部信号，并存入到输入映象寄存器中，在某个扫描周期中，即使外部信号改变，输入映象寄存器中的数据在当前周期也不会改变，只有当进入下一周期后才会发生改变。程序执行阶段，PLC按照从上到下、从左到右的顺序依次扫描程序，调取输入映象寄存器和输出映象寄存器中的数据进行计算，并将运算结果存入到输入映象寄存器中。输出刷新阶段，即PLC将元素映像寄存器中的元件状态全部输出到外部电路，来驱动负载，每个扫描周期输出一次元件状态，新的数据会将原有的数据全部覆盖。
在工业生产中，需要处理很多连续变化的数据，如温度、压力、速度和流量等。PLC中使用模拟量控制模块，即A/D和D/A转换模块和比例积分微分算法（即PID算法），来处理模拟量，从而实现闭环控制功能。在工业生产过程中，不但实现了全程控制，更有效提高了控制数据的精准度。这种过程控制广泛应用于冶金，石油，化工，锅炉等领域。
圆周运动和直线运动的定位控制都可以用PLC来实现。目前通常使用可驱动步进电机或伺服电机等专用运动控制模块来实现运动控制。根据机械运动特性，PLC还可以通过对脉冲量的控制来实现机械的运动控制，其原理是用PLC向步进电机的绕组发出脉冲。由于脉冲量控制时，其位移量非常小，便有效提高了PLC运动控制的精确度。
由于PLC种类繁多，各个厂商软硬件并不开放，致使PLC的各种模块不能通用，编程语言差异较大，兼容性差，严重限制了PLC的发展。至此国际电工委员会组成工作组展开了对PLC国际标准的制定工作，为PLC的发展提供了标准化的框架与方向。在此背景下，很多厂商都使用了与IEC61131系列标准相符的指令系统。
PLC的通信能力和网络化是重要的发展方向。PLC可以通过模块与以太网、计算机等组成自动化控制系统。目前应用较为广泛的现场总线有CAN、WorldFI、Profibus 等。通过网络通信技术、图形显示技术和计算机信息处理技术与PLC控制系统的组合应用，很好地满足了现代化工业生产中的复杂控制要求。很多厂商在原有RS232/422/485接口的基础上，新增了其他通讯接口，有利于架构一体化网络系统。
农业从古至今一直是我国经济基础，在国家发展中占有重要的地位。随着人们生活水平的提高，人们对农作物的生命期、品种都有了更高的要求，如四季能吃到绿色菜以及买到想要品种的鲜花。因此温室现在越建越多，建温室的重要保证参数就是植物的生长要素，即光、温度、湿度和CO2，本论文就是论述如何用PLC技术对温室进行控制。
我们结合2300XP电铲原有控制系统的功能及安全稳定性要求较高的特征，选择PLC来对过去以传统继电器为主的2300XP电铲电气控制系统进行升级与改造。而利用PLC控制系统主要是按照可靠性和先进性的要求来确定的，PLC控制系统具有较强的稳定性，其抗干扰能力也相对更好，因为PLC运用了大规模集成电路技术，其生产制造过程也运用了严格的工艺技术，控制系统内部电路的可靠性较强。我们从PLC控制系统的机外电路而言，借助于PLC进行技术改造和过去2300XP继电器系统比起来，其设备元件的故障率将会得以极大的降低，维护和操作也更加方便。
2300XP型电铲过去一直都是以继电器为核心的电气控制系统，在这一系统中其一个工作流程主要有挖掘、回转、卸载以及返回，将行走、回转、推压以及开斗等动作综合起来协调进行，各个环节通常都包括了两个或者以上的动作相互配合，而以继电器为主的控制系统一般存在下面的问题：一方面，系统中的中间继电器与时间继电器相对较多，开关接点较多，电气线路比较复杂，加之控制系统的常年运行，很多设备元件逐渐老化，很容易发生故障，对电铲的安全稳定作业产生影响；另一方面，2300XP电铲的设备元件如果需要更换，采购起来比较困难，维修维护的成本较高，对采矿的经济效益会产生一定的影响。因此我们应当积极的应用PLC对2300XP电铲进行技术改造，从而提升其安全可靠性能[1]。
我们在对PLC进行选型的过程中必须要结合2300XP电铲控制系统具体使用环境的情况，考虑到电铲控制系统对于可靠性以及安全性的要求。因此可选择SLC-300系列的PLC，该系列具备技术先进、稳定性高的特征，技术指标也与能够满足采矿作业要求，尤其是在进行振动、跌落等试验之后，获得的数据表明其适合应用于2300XP电铲改造。改造后的控制系统设置有PLC主站，同时也增设辅助柜远程I/O站、司机室远程I/O站、变流柜远程I/O站、RPC柜远程I/O站以及室远程I/O。这就在很大程度上让原有控制系统的电气线路变得更加简化，比如说司机室，PLC控制系统选择了远程I/O通讯方式，可以凭借一根或者两根通讯线便能够代替过去数十根控制线，极大的增强了系统的稳定性。2300XP电铲PLC系统在司机室与控制室都设置了触摸屏。操作人员能够通过触摸屏直接的观察电铲运行的相关数据信息，同时触摸屏上还能够显示报警指示以及故障记录，另外操作人员还能够通过它来对参数以及推压限位等进行设置，非常简便。触摸屏与PLC主站CPU利用DP+网络进行通讯。PLC主站以及远程I/O站一般利用RIO网络实现通讯，这些现代化的信息通信技术极大的对控制系统进行了简化，从而真正实现了模块化运行管理，在很大程度上增强了电铲PLC系统的可靠性，同时增加了较多新的功能。
电铲控制系统进行改造之后，PLC系统能够对线路联锁、补偿电容器投切以及传动装置启停等动作进行有效的控制。PLC控制系统在远程I/O逻辑的辅助之下，利用总线对数字调速器下达给定信号，从而实现挖掘动作。借助于PLC控制系统自身的运算功能，2300XP电铲不但可以完全的实现过去的所有功能，同时也相应的增加了部分新功能[2]。
RPC通常是1/2组、1组、2组、固定组等电容器组构成的。对于容量方面，固定组和1/2组通常是300kV・A，而其余组基本相同，为450kV・A；对于补偿方式方面，固定组恒定投入，其余组的具体状态一般按照无功功率的实际需求呈现出不同的变化。因为1/2组容量基本等于其余独立控制组容量的二分之一，所以我们利用各种组合能够直接实现各个梯级的补偿容量。和过去的控制系统比起来，PLC控制下的RPC各个组别的投入顺序都具备轮换能力，按照其投入的作业时长和投入过程中电铲实际状态能够对容量相同的RPC各组实现自由切换，这样一来便能够有效的降低设备发生故障的几率。
进行卸料操作时，当首台装料车撤回而第二台装料车尚未进入的时期，操作人员往往不会把电铲大臂放下，同时第二台装料车若进入视线范围，操作人员通常不会选择使用抱闸固定大臂。为更好的解决短期内的空中悬停问题，PLC控制系统能够提供卸料悬停功能，可以实现悬停状态下的计算机判断、悬停过程中设备的动作设置和退出机制。通过这样计算机自动控制的机制，可以明显的缩短停车再启动时间。
开斗电动机通常负责装车作业过程中控制斗门的开合，以便于卸料，另外电铲在其他的作业流程中，开斗电动机同时要微微拉紧开斗钢丝绳，而在这两种情况之下都应当对开斗电动机进行转矩控制。直接驱动电动机的变频器通常采取速度偏差加转矩限幅的控制手段。因为铲斗自身的负荷量、矿石具体大小和形状等因素的干扰，或多或少的会对开斗作业的负载转矩产生影响，而上述因素都是处于不断变化中的，所以导致各次开斗状态下的负载转矩也并非为定值。控制系统能够存储各负载范围下的开斗负载转矩当成是预控值，再引入动态转矩给定，将二者相加得到的参数当成是转矩限幅给定。另外程序会根据速度环退饱和的实际情况和开斗作业情况，对附加动态转矩给定进行合理的修订。引入这样的算法能够确保各次卸料所进行的开斗动作不大于两次，同时还降低了钢丝绳被拉断的几率。
操作人员能够通过触摸屏对驾驶室和控制柜的工控一体机进行直接访问，监控系统一般包括了主界面、故障诊断、参数设置以及帮助信息等。主界面能够直观的显示挖掘机具体状态、推压限位等参数，也可以提供用户登录以及I/O查询等功能，是其余各个界面的主要入口；调试监控可以让操作人员直接对仪表进行开关操作，显示电压电流、运行曲线等数据信息；故障诊断系统能够提供故障预警，便于我们对设备进行维护检修；参数设置页面，操作人员可以执行自动、RPC设置以及推压限位设置等动作，而在帮助信息中可以了解该系统的详细操作流程和系统概述信息[3]。
（1）首先进行控制系统改造的电铲会更换较多的备件，而这些备件可以留作后期改造的电铲继续使用，不需要再次进行采购，有效的降低设备维修成本。一台电铲更换下来的备件折合库存价值一般为70万元，能够在很大程度上减少库存成本。（2）进行PLC改造之后，2300XP电铲使用通用性较强的工控产品，能够实现备件库存的统一规范处理，且维修管理工作十分方便。（3）触摸屏显示能够非常直观的为操作人员指出故障点，计算机控制不但可以对电铲的实际运行状态实施监控和预警，同时还能够结合报警信息做出快速反应，在很大程度上减少了电铲故障的处理时间，有效提升了作业效率。
大规模的集成电路设计技术应用到PLC的设计中，同时在内部的电路结构中加入了最前沿的抗干扰技术，以及在生产工艺方面也考虑到了干扰因素同时也加入了抗干扰技术，PLC设计中装载了具有自动监测报警功能的设备元件，假如某一设备发生故障就会出发报警功能。由于上述的这些特点，PLC在抗干扰方面相比传统的继电器技术具有很高的抗干扰能力，在复杂多变的电气自动化环境具有更好的适应性。在可编写软件的应用中，技术人员可以根据实际环境和需求对设备进行自动诊断程序的编写，这样可以使PLC之外的其他相关设备和电路具备有自我保护的功能特点。
为了减少设备的外在接线，可以在PLC系统的设计中使用存储逻辑来替换传统的接线逻辑的方法进行解决，同时在控制系统设计和构造的时间方面可以做到一定程度上的减少，并且给以后的后期维护提供了很大的方便性，PLC的控制程序很容易进行修改和编写，这样可以更加满足各种实际生产的要求。在不同的环境中PLC都可以直接进行运行，设备中的各种指示灯可以为用户的实时监测和监控以及故障的排查和寻找提供了很大的方便，大大的节约了故障处理的时间。
集中式控制方式主要是利用一台功能强大的PLC自动化控制监视系统，可以对多设备进行“中央集中式”的自动化控制模式。在这样的一个控制系统中，每个设备之间联系、监控等关系都是由一台中央PLC控制系统来完成的。因此，集中式控制方式相比其他的控制系统显得更加方。
