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控制系統論文

時間:2024-08-10 10:02:11 畢業論文范文 我要投稿

控制系統論文15篇[薦]

  在學習和工作中,大家都不可避免地會接觸到論文吧,論文是描述學術研究成果進行學術交流的一種工具。那么你有了解過論文嗎?以下是小編整理的控制系統論文,歡迎閱讀,希望大家能夠喜歡。

控制系統論文15篇[薦]

控制系統論文1

  摘要:高溫泵試驗用水溫度控制系統以S7-300PLC為核心控制模塊,調用FB41功能塊進行PID運算,然后由PLC調用脈沖寬度調制器FB43將連續變化的模擬量轉化為開關量進而控制加熱裝置。采用分段PID控制,將實際溫度值和設定值的偏差分為幾個階段,不同階段采用不同的PID參數,解決了加熱過程中溫度超調、波動幅度大以及加熱時間長等問題。該方案已應用到實際企業橫向課題中,經驗證控制精度高、穩定性好。

  關鍵詞:高溫泵;溫度控制;分段PID控制

  隨著我國工業化進程的快速發展,高揚程高速泵用于輸送高溫介質已很普遍。如核電用泵一般都在高溫高壓條件下工作,其性能及運行可靠性將直接對核電能力及安全產生影響[1-3]。所以出廠前必須對該類泵進行試驗。傳統的水泵控制系統主要是由繼電器控制線路組成,存在諸多不足,本文采用PLC控制提高了系統的自動化水平。相對傳統水泵微機測試系統而言,其處理速度快、精度高、抗干擾能力強以及實時控制性更好[4-5]。本文以某企業具體橫向課題為研究背景,采用S7-300PLC核心控制系統來實現高溫離心泵閉式管路試驗,主要分析了溫度控制系統,控制過程中采用分段PID控制方法、調用FB43功能塊將連續變化的模擬量轉化為周期性輸出的脈沖串,通過固態繼電器實現對加熱裝置的開關控制。

  1溫度控制系統設計

  1.1溫度控制回路組成

  被試泵為高溫泵,做閉式管路試驗時需將儲水罐內水溫加熱到指定數值。本試驗加熱裝置是在罐體底部內置的加熱棒。控制系統采用S7-300PLC為控制模塊,上位機采用易控組態軟件為監控平臺,主要進行人機界面設置以及泵的性能分析。利用PT100溫度傳感器進行溫度采集,溫度信號經過壓力變送器后傳輸給PLC的模擬量輸入模塊SM331,經過PLC濾波處理后得到實際溫度值,作為過程變量PV進行下一步計算。利用設定溫度值SP與過程變量PV的偏差進行PID運算,將PID運算結果以周期性脈沖串輸出到固態繼電器,由固態繼電器控制加熱裝置,整個控制過程構成一個閉環控制系統。PLC通過模擬量采集模塊SM331反饋回來的實時溫度PV,獲取偏差值ER,偏差經過PID調節器運算輸出,控制加熱裝置加熱時間,以克服偏差,促使偏差趨近于零,溫度控制框圖見圖1。PID輸出為模擬量,加熱裝置的開關為開關量,試驗中PLC調用FB41功能塊進行PID運算,然后再調用脈沖寬度調制器FB43,FB43的脈沖發生器(PULSEGEN)一般與FB41的連續調節控制器(CONT_C)一起使用,即將FB41的輸出作為FB43的輸入。FB43的脈沖發生器可以通過調制脈沖寬度,將其輸入變量“INV”(=PID控制器的輸出)轉換為一恒定周期的脈沖串,即將連續變化的模擬量轉化為周期性脈沖串,通過固態繼電器實現對加熱裝置的開關控制。

  1.2溫度傳感器數據采集處理

  罐體上只有一個溫度傳感器,受外界溫度變化及硬件自身精度等因素影響,采集一個溫度信號作為過程變量值并不準確。本試驗采用均值濾波的方式來保證其準確性。程序中設定每50ms取一個溫度值并依次排列,順序。保皞數值,然后去掉最大最小值,剩余取平均值作為實際溫度值。均值濾波部分程序如下(該段程序采用結構化控制語言(SCL)編寫):VAR_OUTPUTPIW_OUT:REAL;END_VARVAR_TEMPEND_VARVARPIW_IN_REAL:REAL;DATA_STORE:ARRAY[0..9]OFreal;F_COUNT:INT;TOTAL_DATA:REAL;END_VARTOTAL_DATA:=0.0;PIW_IN_REAL:=PIW_IN;FORF_COUNT:=0TO8BY1DODATA_STORE[F_COUNT]:=DATA_STORE[F_COUNT+1];END_FOR;DATA_STORE[9]:=PIW_IN_REAL;FORF_COUNT:=0TO9BY1DOTOTAL_DATA:=TOTAL_DATA+DATA_STORE[F_COUNT];END_FOR。

  2分段PID控制及提前加熱補償

 。玻狈侄危校桑目刂品椒☉

 。校桑目刂埔幝墒峭ㄟ^比例(P)、積分(I)以及微分(D)計算獲得輸出結果,將PID中的微分部分設置為0,則PID控制變為PI控制。本文的溫度控制系統采用PI控制。溫度控制過程中,在設置比例系數和積分時間常數時,要么超調量過大,要么調節時間過長,難以找到一個合適的比例系數和積分時間。如果引入分段PID控制,將比例系數與積分時間作為變量,而不是整個控制過程用一固定值。當設定值(SP)與過程變量(PV)偏差較大時,適當加強比例與積分作用,使PID輸出在短時間內迅速增長;當偏差較小時,將比例與積分作用適當減弱,讓PID輸出減速;當偏差很小時,再進一步減小比例與積分作用,讓PID的輸出加速度進一步放慢。該控制過程在偏差較大時加快了升溫速度,偏差較小時又避免了超調情況出現,使得整個系統的控制性能大大提高[6]。按照上述控制思路將PID分為三段。程序編寫時需根據系統的實際情況而定,分段點以偏差率為基準,偏差率等于偏差值ER除以設定值SP。當偏差率大于50%時,比例系數與積分時間分別為gain1和TI1;當偏差率在50%~20%時比例系數與積分時間分別為gain2和TI2;當偏差率小于20%時比例系數與積分時間分別為gain3和TI3。比例系數和積分時間具體數值通過多次試驗歸納總結得出。

 。玻蔡崆凹訜嵫a償應用

  本閉式管路系統需對4種不同規格型號的泵進行試驗,4種泵對應管徑分別為DN15、DN25、DN50、DN100。試驗過程如下:當罐體內水溫達到設定值時,先開啟對應管路閥門,然后開被試泵電機進行試驗。由于加熱罐為密封罐,管路中水溫相對加熱罐中水溫度低很多,當被試泵初運轉時,隨著管路中水循環進入加熱罐,罐體內水溫會急劇下降,管徑不同,下降幅度不同,管徑越大,下降幅度越大。管徑DN100的'被試泵初運行時,檢測到罐體內溫度大約降15℃左右,管徑DN50的大約降10℃左右,管徑DN25的大約降7℃左右,DN15管路水溫下降不大,采用正常PID調節即可。針對上述問題,為了加快升溫速度,在程序中引入提前加熱補償的方法,具體如下:在被試泵開啟之前,開閥門時就進行加熱補償,如DN100管路,將補償輸出設為20%,此時正常PID的輸出若為20%,則兩者相加之和為40%,將40%作為FB43功能塊的輸入。即在溫度驟降之前就進行加熱補償,充分了利用這個時間差。當檢測到罐體內水溫和設定溫度值之差在2℃以內,則停止加熱補償,進行正常的PID調節。由PID調節器的輸出工作模式可知PID輸出是0%~100%中的一個值,加上補償后可能大于100%,為此將兩者之和限幅為100%。提前加熱補償與正常不進行補償的調節相比,加熱速度明顯提升。

  3結論

  本文通過調用FB43功能塊,將PID模擬量輸出轉化為周期性脈沖串輸出,控制加熱裝置開關。分段PID控制方法的應用使得系統的控制性能得到改善;提前加熱補償提高了加熱速度,具體補償量目前是根據試驗多次嘗試獲得的,后續研究可進一步進行理論驗證并尋找出更合適的方法。

  參考文獻:

  [1]朱祖超.高溫高速離心泵的研制[J].動力工程,2000,2(1):576-579.

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  [3]馬宗毅,曾紹穩.基于PLC的液體混合加熱溫度控制系統設計[J].軟件開發與應用,2017(12):107-109.

 。郏矗蒎X磊,張萌.淺析S7-200PLC水泵測試控制系統的設計創新[J].工程技術與產業經濟,2010(4):26.

 。郏担輩堑顷,王洋.基于PLC的水泵測試控制系統設計[J].農機化研究,2008(4):195-201.

 。郏叮萆贻x陽,申棟梁.封閉式液位控制系統的PLC分段PID控制方法[J].測控技術,2012,41(2):31-33.

控制系統論文2

  工業控制系統(ICS)是綜合運用信息技術、電子技術、通信技術和計算機技術等,對現場設備進行檢測控制,實現工業技術生產過程自動化的應用系統。ICS在冶金、電力、石化、水處理、鐵路、食品加工等行業,以及軍工的航空、航天、船舶、艦艇、潛艇等領域的自動化生產管理系統中都得到了廣泛地應用。

  1 工業控制系統安全現狀

  與傳統信息系統安全需求不同,ICS設計需要兼顧應用場景與控制管理等多方面因素,并且優先考慮系統的高可用性和業務連續性。鑒于ICS的特定設計理念,缺乏有效的工業安全防御和數據通信保密措施是很多ICS所面臨的共同問題。

  傳統的ICS多為車間/廠區局域網ICS,系統特點包括專有網絡、專有操作系統、無以太網絡、沒有因特網的鏈接。從網絡安全角度,系統是安全的。

  現今的ICS開始與互聯網或辦公網直接/間接互聯,形成從控制網到信息網的大系統ICS,系統特點包括以太網無處不在、無線設備、遠程配置和監控、Windows和Linux等流行操作系統。從網絡安全角度,系統存在巨大安全隱患,很容易被駭客攻擊。

  2 工業控制系統安全漏洞及風險分析

  隨著工業信息化進程的快速推進,物聯網技術開始在工控領域廣泛應用,實現了系統間的協同和信息分享,極大地提高了企業的'綜合效益。與此同時,暴露在互聯網等公共網絡中的工業控制系統也必將面臨病毒、木馬、駭客入侵、拒絕服務等傳統的信息安全威脅,而且由于工業控制系統多被應用在電力、交通、石油化工、核工業等國家重要行業中,其安全事故造成的社會影響和經濟損失會更為嚴重。

  2.1工業控制系統安全漏洞

  工業控制系統安全漏洞包括:策略與規則漏洞、平臺漏洞、網絡漏洞。

  2.1.1 策略與規則漏洞

  缺乏工業控制系統的安全策略、缺乏工業控制系統的安全培訓與意識培養、缺乏工業控制系統設備安全部署的實施方法、缺乏工業控制系統的安全審計、缺乏針對工業控制系統的配置變更管理。

  2.1.2 平臺漏洞

  平臺漏洞包括:平臺配置漏洞、平臺硬件漏洞、平臺軟件漏洞、惡意軟件攻擊。

  (1)平臺配置漏洞

  包括關鍵配置信息未備份、關鍵信息未加密存儲、沒有采用口令或口令不滿足長度和復雜度要求、口令泄露等。

  (2)平臺硬件漏洞

  包括關鍵系統缺乏物理防護、未授權的用戶能夠物理訪問設備、對工業控制系統不安全的遠程訪問。

  (3)平臺軟件漏洞

  包括拒絕服務攻擊(DOS攻擊)、采用不安全的工控協議、采用明文傳輸、未安裝入侵檢測系統與防護軟件等。

  (4)惡意軟件攻擊

  包括未安裝防病毒軟件等。

  2.1.3 網絡漏洞

  (1)網絡配置漏洞

  包括有缺陷的網絡安全架構、口令在傳輸過程中未加密、未采取細粒度的訪問控制策略、安全設備配置不當。

  (2)網絡硬件漏洞

  包括網絡設備的物理防護不充分、未采取有效的措施保護物理端口、關鍵網絡設備未備份。

  (3)網絡邊界漏洞

  包括未定義網絡安全邊界、未部署防火墻或配置不當、未采取信息流向控制措施。

  2.2 工業控制系統安全風險分析

  電力故障、自然災害、軟硬件故障、駭客攻擊、惡意代碼都會對ICS系統產生影響。其中,電力故障、自然災害和軟/硬件故障,屬于信息安全范疇之外,而非法操作、惡意代碼和駭客攻擊作為信息安全威脅的主要形式,往往很難被發現或控制,對ICS網絡安全運行的威脅和影響也最大。

  (1)利用USB協議漏洞在U盤中植入惡意代碼

  U盤內部結構:U盤由芯片控制器和閃存兩部分組成,芯片控制器負責與PC的通訊和識別,閃存用來做數據存儲;閃存中有一部分區域用來存放U盤的固件,控制軟硬件交互,固件無法通過普通手段進行讀取。

  USB協議漏洞:USB設備設計標準并不是USB設備具備唯一的物理特性進行身份驗證,而是允許一個USB設備具有多個輸入輸出設備的特征。

  這樣就可以通過U盤固件逆向重新編程,將U盤進行偽裝,偽裝成一個USB鍵盤,并通過虛擬鍵盤輸入集成到U盤固件中的惡意代碼而進行攻擊。

  (2)利用組態軟件數據庫漏洞進行攻擊

  ICS系統采用的組態軟件,缺乏安全防護措施,往往公開訪問其實時數據庫的途徑,以方便用戶進行二次開發,從而可利用此漏洞,遠程/本地訪問數據庫,獲取全部數據庫變量,選取關鍵數據進行訪問并篡改,從而達到攻擊目的。

  2.3 工業控制系統信息安全風險總結

  病毒:可引起工控設備或網絡故障,破壞生產過程數據或影響網絡正常服務,如蠕蟲病毒等。

  緩沖區溢出攻擊:利用設計漏洞進行的攻擊。

  拒絕服務攻擊:惡意造成拒絕服務,造成目標系統無法正常工作或癱瘓,或造成網絡阻塞。

  網絡嗅探:可捕獲主機所在網絡的所有數據包,一旦被惡意利用,獲取了目標主機的關鍵信息則可對目標主機實施進一步攻擊。

  IP欺騙:可通過技術手段利用TCP/IP協議缺陷,偽裝成被信任主機,使用被信任主機的源地址與目標主機進行會話,在目標主機不知的情況下實施欺騙行為。

  口令破解:攻擊者若通過一定手段取得用戶口令,提升權限進入目標系統,對目標主機進行完全控制。

  3 工業控制系統安全檢查

  3.1 檢查對象

  包括工藝、工程分析、控制系統信息安全后果分析、安全防護能力分析等。

  3.2 檢測方式

  包括訪談、現場測試、離線測試、測試床或另外搭建測試環境測試。

  3.3 檢測內容

  應包括信息流轉過程中遇到的一切鏈路、設備(硬件程序、模塊組件)、人員等。

  管理檢查需要準備的資料:信息安全相關管理制度和安全策略;設備保密管理制度;系統運行管理制度、產品供應商(或者代理商)、系統集成商等提供的資質證明、授權證明、合格證書等。

  技術檢查需要準備的資料:招標合同技術規格書;詳細設備清單;設備配置及使用說明;網絡拓撲圖;輸入輸出端口信息;DNC服務器配置及使用說明;設備的連接說明、功能說明、操作手冊。

  運維檢查需要準備的資料:運行維護管理制度、訪問控制端口設置情況記錄、運行維護報告、應急預案方案、應急演練記錄。

  3.4 檢測重點

  重點檢查輸入輸出端口使用、設備安全配置、運維安全措施的落實情況,同時檢查資產管理情況,訪問控制策略、備份及應急管理等方面。

  4 結束語

  通過上面的分析與研究,工業控制系統還存在許多的漏洞和安全風險,只有充分認識到這些漏洞,才能利用信息安全手段不斷的處置這些漏洞,使風險降到最低。同時我們應該認識到,工業控制系統信息安全技術是一門不斷深入發展的技術,隨著工業控制系統廣泛應用和不斷發展,其信息安全必將面臨更加嚴峻的挑戰,隨之信息安全技術的研究也必將快速推進。

控制系統論文3

  在通訊技術與網絡技術的高速發展狀態下,家庭生活環境更趨于現代化,各種新興技術直接影響著人們的生活,改變了人們的生活習慣,提高了人們的生活質量,智能家居系統成為技術手段更新換代的體現。智能家居系統利用計算機信息技術、布線技術與生活家居的子系統相關聯,給予家居系統更多的智能選擇,提高了家居環境的服務水平。

  一、智能家居系統設計的流程

  單片機系統是微機應用產品化的最佳機種之一,其系統本身具備很多優點。例如,較其他系統,單片系統的體積更小,成本更低,功能性更加強大,單片機所帶來的系統已經在智能化產品工業制作中被廣泛應用。并且隨著技術水平的不斷進步,逐漸完善的單片機系統能夠滿足設計過程中的各種要求。

  在總體設計的流程中,外界信息經過感應器傳導,其信號內容進行放大與整形,進一步傳導單片機信號分析處理,再由單片機系統與外部信息結構進行指導交換,引導紅外與光電裝置,將信息內容傳遞于執行器件。在控制系統中,系統控制器會接收到遠端傳遞過來的信號,并且對其解碼,再傳遞給中央處理系統。在控制系統的設計中,我們要充分考慮用戶使用的便捷性,在控制系統中添加語音提示操作系統,使用戶能夠在無人值守系統的情況下,更好地進行系統操作。

  二、智能家居系統的應用設計

  (一)傳感器應用設計

  傳感器的應用設計,是家庭智能設計過程中的信號來源。在傳感器設計上,應根據產品本身的特點添加各種感應裝置。在智能家居系統中,火災警報傳感器是設計的第一項,火災煙霧傳感器的體積小、可靠性高,能夠及時將煙霧信號轉換為電信號,在智能家居的設計中,煙霧傳感器可以固定在每個房間的天花板或者墻壁上,將家居系統與小區或消防警報系統相鏈接,充分利用智能家居系統的安全性。

  其次,我們要設立可燃氣體傳感器,將感應器放置于廚房等氣體容易泄露的地方,監視氣體疏通管道的安全性,如果發生天然氣泄露等情況,感應器會自動關閉天然氣輸送管道閥門,并且向外界發出信號,及時通知家庭以及小區物業,降低財產損失。在可燃氣體感應器設置上,利用氣體濃度來對天然氣等裝置進行監控。在智能家居生活中,防盜報警系統可以分為兩部分,一部分是對家庭周圍環境的防護,例如周圍環境的監視控制,門窗系統中的開關以及玻璃周圍的感應系統等;另一部分是針對

  家庭無人的情況,對于室內的感應防盜系統,利用紅外感應裝置,在他人進入房間且未關閉監控系統的情況下發出警報。在房間有人活動的時候,關閉室內防盜系統,開啟室外防盜系統,在無人活動的情況下,室外系統與室內系統均開啟,并且防盜系統的靈敏程度可以根據房屋周圍環境而設定。

  (二)通訊接口應用設計

  智能家居的生活控制系統中,數據通信電路需要完成信息的接受與發送、與計算機的溝通、與軟件的控制等幾個方面。分析模塊組成部分可以發現,GSM基帶處理器相較于供電模塊、閃存、天線接口等幾個部分而言是TC35的核心,GSM主要負責處理終點內的語音與數據信號,并且在不需要額外增加電路支持的`情況下,可以完成FR和EFR的編碼工作。

  在連接方式上,TC35與單片機需要采用串行異步通信接口,使用紅外和通信電纜兩種傳輸方式進行傳輸。在整體的傳輸設計過程中,紅外接口的特點在于信號穩定,接口之間相互獨立,使用方面抗干擾性強,不會對手機的通訊產生影響,缺點是傳輸的距離有限,傳播的方向受到接口的限制。而電纜連接的通訊裝置傳輸距離遠,可靠性高,不過缺點在于傳輸接口的電氣參數不兼容,設計過程中容易對手機的通訊產生影響。在接口的設計中,要分析家庭周圍的環境,考慮接口信號對于家庭通訊設備的影響,選擇合適的接口,應力求將紅外接口與電纜接口進行結合,提高智能家居系統工作的效率。

  (三)紅外線應用設計

  在系統設計的控制方面,可以加入更多的紅外設計理念,在智能家居設計中,紅外遙控器是被廣泛應用的,但是在實際操作過程中,一個紅外遙控器所針對的只是特定的品牌產品,遙控器之間的兼容性很差,在新型智能家居設計中,可以利用紅外插座、紅外開關等產品,將電器的操作信號與電信號進行混合,利用紅外系統中的學習與記憶功能,使紅外插座成為信號傳遞的樞紐,同時利用單片機對遙控器發射出信號的波形進行測量,然后對測量數據進行反饋,從而提高遙控器的效率,實現家庭智能控制系統的優化。

  總之,在智能家居系統的設計中,首先要明確選擇系統的性質,其次建立合理的設計流程。設計過程要符合信息技術的要求,并且最大化地提高用戶的使用效率。在應用設計方面,分析傳感器的種類并選擇合適的連接端口,提高控制系統的靈敏度,并結合紅外線感應技術,增強智能家居控制系統的完整性,使其能更好地提高人們生活質量。

控制系統論文4

  摘要:隨著時代的發展,計算機網絡控制系統的應用越來越廣泛,本文對計算機和網絡控制系統的工作原理進行了詳細介紹,并根據目前社會計算機控制技術的發展水平,分析了計算機控制技術的應用,著重對計算機控制系統發展趨勢進行了論述。

  關鍵詞:計算機;網絡控制系統;工作原理;發展趨勢

  計算機網絡控制系統是計算機技術和自動控制技術二者的結合,是二者發展到一定階段上的產物。人們為了方便工作,用計算機來控制自動控制系統中的功能,于是就形成了計算機控制系統。它以計算機作為控制主體,并通過一些輔助部件將被控對象與計算機相連接,從而達到具有一定控制目的的系統。這里的輔助部件主要包括:輸入輸出接口、檢測裝置和執行裝置等。它與被控對象的連接和部件間的連接通常有兩種方式:有線連接、無線連接。以達到使被控對象的狀態、運動過程達到某種指定的要求,也可以是使目標達到最優化。

  一、計算機網絡控制系統的工作原理

  我們常說的計算機控制系統主要由硬件組成和軟件兩部分組成。在計算機控制系統中,一般都有專門的數字--模擬轉換設備和模擬--數字轉換設備。由于一般都是對系統進行實時控制,所以有時候對計算機硬件配置的要求并不是很高,但對于計算機可靠性、反應速度有著一定的要求。計算機控制系統的工作原理大致可分為以下三個階段:(1)實時數據采集:對被控制對象工作的瞬時數據進行檢測分析,并由傳感器傳輸給計算機。(2)實時決策:對采集到的實時數據進行分析并與被控制對象的系統狀態進行分析,并按已有的控制規律,決定下一步的控制過程。(3)實時控制:根據第二步的決策,適時地對執行部位發出信號,進而完成控制任務。這三個過程在一個控制系統中不斷重復,使整個系統按照規定的標準進行工作,并對被控對象和設備本身的進行隨時監控,一旦產生異常系統會及時作出處理。

  二、計算機網絡控制系統的應用

  當今世界,要想提過一個國家的綜合國力,就必須首先提高這個國家的科學技術上,尤其應該把重點放在提高產品的創新和開發能力上。在高科技信息技術應用方面,要充分將各種新技術、新材料、新能源相結合,并根據市場的需求來綜合應用,力求工業設計與工程設計統籌兼顧的原則,使兩者在實際應用中逐步融合,最終實現以為人服務為核心、控制一體化的智能控制體系。從目前工業發展的狀況來看,隨著CAD、人工智能、多媒體、虛擬現實等技術的逐漸發展和應用,使得人們對設計過程有了新的認識,對設計的思維有了更廣闊的發揮空間。從產品的設計與制造過程來看,并行設計、協同設計、智能設計、虛擬設計、敏捷設計、全生命周期設計等設計方法引領了現代產品設計模式的發展方向。隨著科技技術的不斷發展,在信息化的推動下,產品設計模式必然朝著數字化、集成化、網絡化、智能化的趨勢發展。

  三、計算機網絡控制系統的發展趨勢

 。ㄒ唬┚W絡控制系統更加先進化

  為了方便工業環境應用,人們設計出一種可編程序控制器(PLC)的微機系統。它利用可編程序的存儲器來存儲用戶下達的指令,并將指令轉化為數字形式,通過對數字進行分析來完成預定的邏輯、順序、定時、計數和運算等功能。近年來可編程序控制器大多都采用計算機作為主要控制器,且存儲器采均采用集成電路的形式,因為集成電路具質量可靠可靠、功能穩定、價格便宜、體積比較小等優點,且人們對集成電路的應用技術較為成熟。近些年來由于智能的I/O模塊的'出現,使PLC除了具備原來的邏輯運算、邏輯判斷等功能外,還具備數據自動處理、故障自行診斷、PID運算及網絡等新功能,從而大大地擴大了可編程序控制器的應用范圍。

  (二)網絡控制系統更加集成化

  計算機控制系統的核心是中央處理器,就像人的大腦一樣,指揮真個系統的運行。人們把處理器、數據通信系統、顯示操作裝置、輸入/輸出接口、模擬儀表等眾多原件有機地集成在一起,就形成了計算機控制系統,它的出現為生產的自動化提供了可能。在實際生產中采用集成化的控制系統,會使生產成本更低、生產過程更加便利、產品質量更加可靠。因此,在新時期計算機集成系統會朝著更加集成化的方向發展。

  (三)網絡控制系統更加智能化

  智能控制一直是人們追求的目標,是指不需要人的參與就能夠自主地驅動智能機器實現預期的目標,是用機器代替人工的前提條件。智能控制由眾多系統綜合形成,包括:識別控制系統、分級控制系統、綜合分析系統、控制系統和神經網絡控制系統等。以計算機級基礎,將智能控制技術和自動控制技術有機結合,可以實現工業生產系統的自動化的要求,這對推動科學技術進步有著重大意義。計算機技術的進步直接影響了智能控制系統的發展。雖然目前智能控制只能較為淺顯的模擬人類大腦的思維判斷過程,但是隨著計算機技術的不斷發展,未來控制系統會更加的智能化。

 。ㄋ模┚W絡控制系統更加網絡化

  當今時代,計算機網絡技術的全面應用,催動著控制系統的變革,也加速了新的控制理論的產生?刂葡到y更為網絡化,已經成為當前控制技術發展與創新的主要方向。網絡技術的應用不僅能夠實現數據資源的共享,它還可以應用于控制現場,并將控制與管理綜合化、一體化。因特網的應用已經不僅僅局限于傳統的信息瀏覽、查詢、發布,人們現在可以利用因特網技術跨越地理因素,直接對現場設備進行遠程監測與控制。現代我們所用到的控制系統是由網絡構成信息和控制綜合網絡系統兩部分組成,F場控制網絡是將工作中的設備通過網絡連接,形成分布式控制系統。通過因特網實現遠端計算機對現場控制設備的遠程監測與控制。在科技迅速發展的今天,網絡控制系統的發展不僅僅局限于此,在未來會朝著更加網絡化的方向發展。計算機網絡控制系統正朝著智能化、集成化和網絡化的趨勢發展。更為先進集成電路的引用,提高了網絡控制系統的可靠性和工作效率,使計算機網絡控制系統在生產生活中的應用也越來越普及,在計算機技術高速發展的今天,網絡控制技術的發展將會有更為美好的前景。

  參考文獻:

  [1]于海生.微型計算機控制技術[M].清華大學出版社,1999.

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  [4]潘新民,玉燕芳,微型計算機控制技術實用教程[M].電子工業出版社20xx年5月.

控制系統論文5

  關鍵詞:運動控制系統 教學模式 工程師培養 工程應用性 MATLAB仿真

  摘 要:本文從培養卓越工程師的需求出發,對運動控制系統課程的教學改革進行探索。課堂教學采用以學生為主,以問題為導向的探究式教學模式,同時課堂教學和實驗、課程設計教學實踐環節相呼應,為畢業設計打下基礎。

  教育部提出的“卓越工程師培養計劃”是我國高等教育中長期發展規劃中的一個重要計劃,通過教育和行業、高校和企業的密切合作,以實際工程為背景,以工程技術為主線,使學生在走出校門后,具有分析問題、解決問題、將好的設想和概念轉化為現實的能力[1]。而現行的教學方法,在培養高素質綜合能力人才方面,還有著種種的不足,高校教育內容及方式方法的改革勢在必行。

  運動控制系統是自動化專業的一門核心專業課程。該課程集電機及拖動基礎、檢測技術、電力電子技術、自動控制原理和計算機控制技術等課程相關基礎知識于一體,課程的理論性和實踐性都非常強,因此課程的教學難度較大,學生理解和接受知識困難多,不能很好地掌握和進行實際系統的設計,所以有必要從教學理念、教學內容、教學方式等方面進行改革,達到學以致用解決實際問題的目的。

  一、課堂上建立探究式的教學模式

  課堂教學由單純的教師講授方式轉化為以問題為導向的探究式、討論式的教學模式。講課中教師始終以學生為主體,激發學生學習的主動性。課程講授方式貫徹由淺入深、循序漸進的原則,如講矢量控制系統,首先給出靜止三相坐標系下異步電動機的動態數學模型,讓學生思考如何轉化為直流電動機物理模型,提出解決方法,引出坐標變換的方法。引導學生推導同步旋轉坐標系下異步電動機的動態數學模型,引出矢量控制系統原理。建立矢量控制系統結構,通過仿真實驗分析系統性能。使學生不斷的思考,思維緊緊跟著課程內容進行,參與到教師的講課中。

  二、理論教學內容和教學方法的組織

  1.合理安排與更新教學內容

  隨著交流調速技術在實際中廣泛的應用,交流調速有取代直流調速的發展趨勢。因此,在教學安排上,交流調速內容應占主導地位,在學時上應占課程的.60%以上。課程教學內容改革不僅要淘汰陳舊落后的調速方法,還要適當補充新的內容。例如在交流調速中,轉差功率消耗型系統只做簡要介紹,重點介紹高性能的異步電動機矢量控制和直接轉矩控制系統。

  2.多媒體教學和板書教學相結合的教學手段

  利用多媒體教學手段,一方面可加大課堂信息量,節省課堂現場畫圖時間。另一方面也可從網上下載實際案例的彩色實物圖片和原理圖進行講解[2],使“運動控制系統”的抽象概念和復雜過程形象化,采用動畫技術可以生動地將概念和復雜過程講清楚。但多媒體課件在需要回顧前面內容時不太方便,這時可用板書來彌補,將一些關鍵公式寫在黑板上,與課件上內容相結合,有助于學生抓住重點、更好地銜接新內容。

  3.充分發揮Matlab在教學中的作用

  將Matlab/Simulink仿真軟件引入教學活動中,可增強教學效果。仿真實驗尤其是用于交流調速系統可起到事半功倍效果,如矢量變換仿真、轉差頻率控制的矢量控制系統仿真和直接轉矩控制系統仿真等,使學生對交流調速系統變頻控制內容感到不再抽象,容易理解。

  三、實踐教學環節的探索

  運動控制系統課程的實驗教學環節包括實驗教學、課程設計和畢業設計。實驗教學有助于增進學生對理論的理解。但是傳統的實驗多是驗證性的,為提高學生的創新能力,應引進開放實驗設備,適當增加綜合設計性實驗,培養學生動手能力和工程實踐能力。課程設計環節彌補了理論教學和實驗教學在系統設計方面的不足,使學生初步體驗運動控制系統的設計過程。課程設計的題目可有兩個方向:(1)分析設計:根據控制對象模型和性能指標要求進行方案確定、原理電路設計、元器件參數計算和選擇、控制電路圖等[3],提高學生運用理論知識解決實際問題的能力;(2)仿真驗證:如交流調速系統的矢量控制和直接轉矩控制,建立仿真模型對控制算法進行仿真,加深對SVPWM控制技術和坐標變換的理解,提高學生計算機仿真能力。

  畢業設計環節要求學生綜合運用本專業各課程的理論知識,通過查閱有關文獻,確定設計中計算機類型,選擇轉速、電流傳感器,設計數字PI調節器,完成調速系統硬件電路設計及元器件選型。在實驗室對調速系統關鍵部分進行調試,編制出調速系統程序并調試通過,最終獨立設計出一個符合實際生產需要的調速系統。注重校企合作,教師和企業工程師聯合指導畢業設計,與實際緊密結合,為工程應用性提供保障。

  四、結語

  運動控制系統課程涉及的專業基礎課多、綜合性強,實驗教學手段落后等實際情況,導致教與學的難度較大,本文針對傳統的教學模式存在的問題,在課程教學模式、課程內容、教學實踐環節、教學方法等方面做了一些探索,提出了一些有益的方法。

控制系統論文6

  【摘要】隨著我國建筑業的不斷發展與進步,智能化建筑也得到了相應的發展,其中自動化控制系統在其中扮演著極其重要的作用。本文主要就智能建筑,簡要分析自動化控制系統在其中的應用。

  【關鍵詞】智能建筑;樓宇自動化控制系統;空調系統管理

  1前言

  建筑中的自動控制系統在其中占有著非常重要的組成部分。它有著以下幾方面的優點,第一能夠有效的節約能源,第二能夠確保設備的運行處于安全的范圍,第三能夠創造安全的工作環境。以上的這些優點使得當代的建筑已經發展為智能的建筑,發展為會為人類思考的建筑。

  2自動控制系統的發展歷程

  隨著自動控制技術的不斷發展與進步,建筑內的自動控制系統也隨之發展而來。在我國建筑行業的發展過程中,樓宇的自控系統經歷了以下幾個階段的發展。第一個階段是集中式控制系統,第二個階段是集散式控制系統,第三個階段是現場總線控制系統,第四個階段是網絡集成系統[1]。

  3自動控制系統的發展趨勢

  智能化的自動控制系統,尤其是有著集成能力的自控系統這一概念出現的時間較短。故此,在系統的選型討論時往往存在著一些爭論。自動控制系統主要是由以下兩方面結合產生的,第一方面是計算機的控制技術,第二方面是通信技術。所以,建筑的自動控制系統必定是會采用計算機領域的最新研究技術。

  4自動控制系統在建筑工程中的應用

  4.1工程概況蘇州的南溪江路商務中心地處蘇州吳中區,總建筑面積在十二萬平米左右,建筑高度高大85.3米。主要有以下幾方面的功能,第一就是商業功能,第二就是作為辦公寫字樓的功能,第三就是作為五星級酒店功能,第四可以作為地下停車場。其中該建筑采取了自動控制系統以達到能夠對建筑進行智能管理的目的,下文主要介紹空調能耗管理系統在建筑中的應用。4.2設計依據采用國家規范標準進行建筑設計,如建筑設計防火規范、防雷設計規、智能建筑設計標準規范、低壓配電設計規范等。4.3設計目標4.3.1一次設備的運行能夠達到設計的標準“一次設備”指的是能夠體現其使用功能的設備,如鍋爐、電梯、路燈等能夠直接方便用戶使用的設備,建筑的自動控制系統就是控制類似以上的設備來為用戶進行服務的,故此我們也可以稱自動控制系統的設備為“二次設備”。樓宇的自控系統最主要的目的是能夠保證“一次設備”的運行達到設計的要求,確保南溪江路商務中心獲得舒適的工作環境。4.3.2降低設備的使用能耗在當代建筑工程中,為了盡最大可能的去滿足用戶的需求,機電設備在建筑中占據著越來越重要的地位,而這些機電設備的能耗也是建筑運行所要支出的主要部分。據調查研究發現,僅僅中央空調的能耗就在建筑中占據其中的百分之四十以上,在樓宇內采取自動控制系統有助于節約能約能耗,節省運行資本。4.3.3方便物業的管理為了給南溪江路商務中心大樓提供一個較為舒適的工作環境,那么其中的機電設備必然數量較多,然而由于這些設備分布較為分散,那么就會使得這些設備的管理非常困難,采用自動控制系統有助于物業管理者能夠采用遠程控制的方法來減輕工作人員的勞動強度,實現物業管理的現代化。對于那些使用較為規律的設備,我們可以用電腦時間程序管理來進行控制。4.4設計原則4.4.1合理性合理的自動控制系統不但能夠滿足用戶的需求,更是以系統的實用為主要目標來對南溪江路商務中心進行控制。4.4.2先進性采用最為先進的技術來進行設計,方便日后的使用過程中能夠跟蹤行業的發展。4.4.3開放性不但能夠兼容其他的設備監控,并且用戶能夠自主的選擇其他的系統來進行更新維護。4.4.4友好性有些系統較為復雜那么就需要專業的操作人員來進行操控管理,而該軟件的友好性則是使用較為簡單,方便工作人員操控管理。4.5系統原理此次設計運用的是新型的集散控制系統,將其中的控制功能進行分配,分配到每個控制回路,并體現在現場的.儀表之中,進而提升系統的可靠性,從而達到分布式的控制。本系統分為以下三個層面,第一層是設備層,第二層是控制層,第三層是管理層。主要的監控對象大體分為以下幾類,第一是PAU空調系統,第二是水泵設備,第三是電梯設備等。南溪江路商務中心大樓的BA系統的監控設置在一樓的監控中心之內,大樓中共設有30多臺空調機組,當中有5臺采取了變頻機組。一般而言,變風量空調的原理是送風傳感器或者回風傳感器來進行冷水、熱水調節閥的控制,于此同時可以依據需要來進行風管電加熱的分級調節,然后設置高溫保護開關,當開關動作時,就需要對電加熱器進行關閉操作,當風機停止運轉時,要對電動二通閥進行關閉操作。對組裝式空調器進行控制時,由室內溫度來進行控制調節,調節冷水、熱水的電動二通調節閥。然后設置高溫保護開關,開關的設置在電熱器后面。當開關動作時,就需要對電加熱器的電源進行關閉處理,當風機處于停止的狀態時,要將電動二通閥進行關閉處理。需要注意的是,風機開,電加熱器才能進行開啟處理。隨著過濾器的阻力發生改變時,可以通過控制變頻器來維持風量,以達到保證換氣的穩定,進而延長過濾器的使用期限。4.6供電電源系統電源是由及控制室的配電箱引接進來,容量為三相5kw。DDC數字控制器安裝在各空調機房內部,電源就通過最近的配電箱進行引出,容量為單向0.5kw。4.7電氣接地在一棟建筑物中,其供電配電的設計至關重要,影響整個建筑物的有效使用。在其中,接地系統在其中占據著非常重要的組成部分,因其能夠對供電系統的安全運轉有著最直接的影響。尤其是近些年來,隨著科技的不斷進步與發展,建筑內的自動控制系統在給我們帶了了巨大的方便的同時也產生了一些問題。在南溪江路商務中心大樓的工程中,采用的是TN-S系統。在進行系統的設置時,要注意以下幾點問題,第一是它的工作零線,第二是其專用的保護線,第三是它們相連接的位置,以達到保證智能化建筑的安全。

  5結語

  建筑內的自動控制系統在智能化建筑中扮演著極其重要的角色,它能夠實現整個建筑的智能化服務。智能化建筑的設計施工需要許多單位進行協調配合,如施工單位、業主、設計單位等。通過在建筑內設置自動控制系統,有助于實現整個建筑的節能效果。在今后的建筑業的發展過程中,建筑內的自動控制系統的發展也將會越來越成熟。

  參考文獻:

 。1]李穎.淺談智能建筑樓宇自動控制系統[J].中國科技信息,20xx,04:142~143,145.

控制系統論文7

  摘要:在當今各類控制系統的迅速發展過程中,電子信息的相關技術方法和手段已經被廣泛應用于其中,大幅度提高了整個控制系統和體系的運行效率和執行能力,并且豐富了系統的功能內容。人們更加注重電子信息的技術應用模式和方法,希望能夠與控制系統更好的進行融合并相互促進,同時也在積極的調整系統運行和應用策略,充分發揮出電子信息的技術優勢和作用,提升技術應用的能力和水平。

  關鍵詞:控制系統;電子信息;應用

  1引言

  控制系統的應用需求呈現出多樣化的發展態勢,一方面給系統的合理應用和靈活調整提出了更高的要求,另一方面對于電子信息相關技術方法的應用,提供更多的發展空間和機遇。目前很多先進的電子信息科技應用于控制系統之中,為系統實現各類功能提供了科學的技術方法和實現手段,同時技術人員也在積極研究更多技術應用的合理方式,進一步提升和挖掘控制系統的功能作用和應用機制。

  2控制系統中電子信息技術的應用現狀

  在當前我國控制系統和相應管理體系持續完善和發展的背景下,電子信息科學技術的應用給人們提供了更多創新的思路和模式,市場經濟的發展也迎來了更大規模的創新和改革趨勢。盡管電子信息科技的應用已經非常廣泛,并且技術研發和應用的速度也在逐漸加快,可是在實際應用過程中,由于系統管控和維護方面還存在制度性的缺陷和諸多不足之處,因此造成技術應用水平得不到迅速提升,實際應用能力較弱,進而阻礙到電子信息科學技術的長遠發展和進步。目前所使用的各類控制系統,對于功能性方面的需求越來越多,其涉及到的內容和管理事項也愈加多樣化,這就使得在于電子信息科技融合應用的過程中變得更為復雜,存在很多難以確定的因素和問題。所以未來相當長的一段時間內,技術人員還要攻克很多應用中的難點和問題,充分挖掘電子信息科學技術的發展潛力和創新驅動能力,提高系統的控制能力和水平,還要認識到我們與國際先進國家之間的技術差距,以腳踏實地的工作態度,逐步強化我國電子信息相關技術的應用能力,促進和推動整個控制系統體系的發展完善,進而建立起健全的科學管控體系和技術管理機制,為各行業領域的發展奠定堅實的技術基礎和保障。

  3控制系統中電子信息技術的應用研究

  3.1滿足控制系統的多樣化需求

  控制系統具有一定的多樣化特征,其操作設備多種多樣,所以電子信息技術在控制系統中的應用必須滿足多樣化的需求,電子信息技術的多樣化,主要從控制系統的特點出發進行研究?刂葡到y各個子系統的特征決定了電子信息技術的應用必須具有針對性,根據各個控制系統的特點實現多樣化的控制,以便于讓電子信息技術能夠廣泛的應用于控制系統中,滿足控制系統的需要,提高控制系統的運行效率和水平。如壓路機中,在進行電子信息技術應用時,應該對壓路機的原理進行詳細的研究,并針對其特點進行有效的分析,然后考察壓路機設備的使用效果,確保電子信息技術在控制系統中的應用能夠落到實處,讓壓路機中的控制系統能夠充分發揮其優勢和作用。

  3.2滿足控制系統的智能化需求

  控制系統中,電子信息技術的應用主要是為了優化控制技術,提高生產效率,讓控制系統的運行更加安全可靠,從而減少設備中的故障率,實現控制系統的最優化。為了實現這一目標,要求控制系統能夠具備智能化的特點,因此電子信息技術的應用也要滿足控制系統的智能化需求。(1)電子信息技術必須能夠使控制系統的控制更加靈活,從而便于控制工業的生產工藝,提高生產效率和水平;(2)在應用電子信息技術時,要充分發揮電子信息技術的優勢,實現控制系統的優化和升級,讓控制系統的安全性能更高,運行更可靠;(3)能夠利用電子信息技術進行智能化的故障檢測,及時發現其中存在的問題,并進行有效的解決;(4)電子信息技術的應用需提高控制系統的穩定性,確保設備能夠正常穩定運行,減少外界因素的影響,維持運行的安全性和穩定性。

  3.3滿足工業流水線生產的要求

  工業生產的模式大多為流水線生產,流水線生產模式的內容復雜,工作量較大,在生產中需要用到的設備多,且為了滿足日新月異的生產需要,必須不斷的更新升級生產設備,因此會在一定程度上導致整個生產車間的環境變得復雜。車間操作的復雜性,使得車間的工作效率和水平受到影響,不利于企業的整體生產效益的提升。因此為了讓整個流水線生產更加完善,提高工業生產的經濟水平,有必要在流水線上設置自動控制系統,但是由于該自動控制系統并不完善,容易受到外界因素的影響,導致流水線的生產不夠安全穩定,運行水平低。且流水線生產中環環相扣,每一個操作都會彼此影響,一旦控制系統出現問題就會影響整個生產,造成流水線的`生產效率和水平降低。因此需要應用電子信息技術,實現控制系統的優化,滿足流水線生產的需要,根據各環節的工作特征進行不同的控制系統設計,使整個生產效率得以提升。

  3.4加強對智能機器人控制系統的應用研究

  對控制系統的優化,要求工作人員具備高超的技術,而機器人的應用恰好能夠實現高水平、高技術的控制系統優化,由于機器人的先進性,能夠模擬人類的動作和行為,因此也能夠代替人類進行工作。而電子信息技術的應用則能夠幫助機器人迅速地了解和掌握控制系統的操作,便于實現機器人控制技術的新發展,提高控制系統的科學性和安全性。在控制系統中加強對智能機器人的應用能夠提高控制系統的智能化發展水平,實現機器人智能控制技術的發展,提高工作的效率和水平。

  4結束語

  在社會發展的重大轉型中,各種新技術的應用和落后技術的淘汰不斷交替,伴隨著電子信息技術的不斷發展和創新,工業生產中也積極的應用了大量的電子信息技術,尤其是控制系統中的應用,給工業的生產帶來了巨大的促進作用。因此通過本文的研究,主要分析了控制系統中電子信息技術的主要應用,希望能夠進一步推廣電子信息技術的應用,實現工業的健康持續發展。

  參考文獻

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控制系統論文8

  1當前信息安全挑戰

  工業以太網技術由于開放、靈活、高效、透明、標準化等特點,越來越多的在工控控制系統中得到廣泛應用。隨著“兩化融合”和物聯網的普及,越來越多的信息技術應用到了工業領域。目前,超過80%涉及國計民生的關鍵基礎設施依靠工業控制系統來實現自動化控制作業,如:電力、水力、石化、交通運輸、航空航天等工業控制系統的安全也直接關系到國家的戰略安全。20xx年10月發生在伊朗核電站的“震網”(Stuxnet)病毒,為工業控制系統的信息安全敲響了警鐘。最近幾年,針對工業控制系統的信息安全攻擊事件成百倍的增長,引發了國家相關管理部門和企業用戶的高度重視。今年國家發改委公布的《20xx年國家信息安全專項有關事項的通知》中,強調工業控制系統信息安全是國家重點支持的四大領域之一。20xx年工信部451號文件《關于加強工業控制系統信息安全管理的通知》中更明確指出,有關國家大型企業要慎重選擇工業控制系統設備,確保產品安全可控,F在,國內大型企業都把工業控制系統安全防護建設提上了日程。如何應對工業控制系統的信息安全,是我們在新形勢下面臨的迫在眉睫需要解決的現實問題。

  2企業信息安全現狀

  目前,雖然國家和行業主管部門、國內企業集團等都開始重視工業控制系統的信息安全問題,并開始研究相應的對策,但還面臨很多現實問題:

 。1)信息安全專責的缺失:國內信息安全專門型人才比較缺失,很多企業甚至沒有專門負責信息安全的專員;

  (2)制度形式化:規范的管理制度作為工業控制系統信息安全的第一道“防火墻”,可以有效的防范最基礎的安全隱患,可是很多企業的管理制度并沒有真正落到實處,導致威脅工控系統信息安全的隱患長驅直入、如入無人之境進入企業系統內;

 。3)安全生產的矛盾現狀:保證工業企業安全生產和正常運營是企業的首要目標,而信息安全的解決方案部署又會影響到企業的正常運營。因此,部分企業消極應對信息安全的部署。

  3常見的信息安全解決方案

  面對工業控制系統的信息安全現狀,很多信息安全解決方案提供商提出了各自的安全策略,強調的是“自上而下”、注重“監管”和“隔離”的安全策略。由于企業內部產品、設備或資產繁多,產品供應商較多,“監管”系統無法“監視和管理”企業內部龐大的.設備或資產,導致部分系統依然存在信息安全隱患。同時,這些解決方案部署時又面臨投資比較大,定制化程度比較高等缺點。有的企業通過在企業系統內部部署“橫向分層、縱向分域、區域分等級”的安全策略,構建“三層架構,二層防護”的安全體系。這些解決方案又面臨著“安全區域”較大,無法避免系統內部設備自身“帶病上崗”的現象發生。如何在企業內部高效部署信息安全解決方案,同時又不影響系統的正常運行,不增加企業的負擔,同時又不增加將來企業維護人員的工作量,降低對維護人員的能力等的過渡依賴,是企業部署信息安全解決方案時面臨的現實問題。

  4符合國情的信息安全解決方案

  針對這種現狀,施耐德電氣將原來“從上到下”的防御策略逐步完善為符合中國客戶實際應用的、倡導以設備級防護優先,兼顧系統級和管理級防護的“自下而上”的三級縱深防御策略。其中,設備級防護是整個安全防護策略的核心和基礎。

  4.1設備級防護

  企業內部的系統從管理層、制造執行層到工業控制層都是由不同的資產或者設備組成的,如果每個單體資產或者設備符合信息安全要求,做到防范基本的信息安全隱患。這些資產或者設備集成到企業系統中就可以避免“帶病上崗”的現象,作為信息安全防護體系的最后一道“防火墻”可以有效的防范針對這些設備或資產的各種安全威脅。施耐德電氣作為一家具有高度社會責任感的企業,積極推進構建安全、可靠的工業控制系統信息安全,率先在工業控制設備集成信息安全防護體系:

 。1)集成信息安全防護體系的昆騰PLC產品率先通過了國家權威信息安全測評機構的雙重產品安全性檢測,成為首家也是目前唯一通過并獲得此類檢測認可的PLC產品。在企業內已經運行的昆騰PLC可以通過升級固件的方式達到信息安全要求,大大的減少了企業在部署信息安全過程中的資金投入,還可以減少對技術人員技能的要求;

  (2)SCADAPack控制器內嵌的增強型安全性套件:IEEE1711加密和IEC62351認證以及時標等安全功能,最大化系統的安全性,確保遠程通信鏈路不被惡意或其他通信網絡干擾破壞,有效的提升了信息安全功能;

 。3)針對所有的控制系統還可以采用軟件安全屬性的輔助設置功能,如增加訪問控制功能、增加審計和日志信息、增加用戶認證和操作、采用增強型密碼等措施,增強和加固工業控制系統的信息安全功能。

  4.2系統級防護

  主要是通過優化和重建系統架構,提升控制系統網絡的可靠性和可用性,保證企業系統的“橫向”、“縱向”、“區域”間數據交互的安全性。

 。1)施耐德電氣的ConneXium系列工業級以太網交換機的MAC的地址綁定、VLAN區域劃分、數據包過濾、減少網絡風暴等影響保證了工業控制系統網絡的可靠性和安全性;

  (2)ConneXium系列工業級防火墻產品可實現針對通用網絡服務、OPC通訊服務的安全防護之外,還可實現所有工業以太網協議的協議包解析,有效的防范了威脅工業控制系統的安全隱患。同時,軟件內置的針對施耐德電氣所有PLC系列的安全策略組件以及模板模式大大增強了產品的可用性。

  4.3管理級防護

  主要是通過規范規章制度、完善用戶授權、角色、職責和行為的界定,避免潛在威脅的影響,減緩系統影響產生的后果。完善入侵檢測和防護系統,完善審計和日志信息,并加強管理。有效的提升控制系統的整體信息安全水平。今年,施耐德電氣作為第一家與中國電力集團就工業控制系統信息安全合作的企業,成功的將三級縱深防御體系應用于其下屬企業的信息安全整改具體實踐中,取得良好效果并獲得用戶認可。作為工業控制系統信息安全解決方案提供商領先者,施耐德電氣一直致力于為客戶提供安全、可靠的信息安全解決方案,并在國家相關管理部門的指導下,積極倡導并提升自身產品的安全功能,并協助中國客戶進一步提升工業控制領域的信息安全防護水平,確保國家關鍵基礎設施和重點工業領域的信息安全!

控制系統論文9

  摘 要:電氣自動化工程控制系統在現代先進科學技術領域中是核心部分,也是現代化工業的重要目標。推動社會的全面發展和進步是未來電氣自動化工程發展的目標,而先進的科學技術對電氣自動化工程的發展有著非常重要的作用。本文對目前電氣自動化工程控制系統的現狀和它未來的發展動向進行了詳細分析。

  關鍵詞:自動化工程控制系統;現狀;發展趨勢

  目前我國經濟的迅速發展,使社會經濟的各個方面都有很大的提高。我國是一個工業為主導的社會,所以加強工業發展是促進我國經濟迅速發展的重要前提。電氣自動化工程在我國工業經濟的發展之路中有著非常大的作用,比如幫助企業提高檢測的精確度和減少經濟成本等。電氣自動化工程控制系統還可以有效的減少事故的產生,給電氣自動化工程創造一個安全的環境。也為整個電氣自動化工程的順利運行作了保障。電氣自動化工程控制系統的發展是我國工業發展的重要基礎,它的發展也在現代化工業發展中有著不可代替的重要作用。它能有效的控制成本,也能增強工程的安全性和檢測的精準性。它不僅對企業有很大的作用,對于社會也有不可估量的價值。

  1 電氣自動化工程控制系統的現狀

  雖然我國經濟的迅速發展也使電氣自動化技術有了很大的改善,但若是與國外的發達國家根本沒有可比性。電氣自動化技術在國際經濟市場中的競爭越來越激烈,若想在市場中處于不敗之地,我國的電氣自動化技術制造和研發的機構必須根據自身的情況徹底發揮出自身的優勢。

  1.1 運用的控制系統

  我國大部分電氣自動化工程使用的系統都是分布式系統,也就是DCS。它是一種參考了舊系統集中式控制系統的所有設置而變化出來的新式計算機控制系統,不僅可靠性較強,擴充性也比較強。這些特點使得分布式控制系統廣泛的運用在生活、生產的領域。隨著分布式控制系統在電氣自動化工程中的運用越來越多,它的缺陷也慢慢被人們所知,例如它采用模擬的傳統型儀表,這讓系統不太可靠,并增加了維修的難度。所有的分布式控制系統生產廠家之間沒有同樣的標準限制,不能在廠家之間進行維修互換;而分布式控制系統的價格也非常的昂貴[1]。

  1.2 控制系統的信息集成化

  在企業管理方面,若管理人員需要企業中的財務核算、人力資源等數據,需要用規定的瀏覽器操作,這樣不僅能夠第一時間掌握企業生產活動的信息數據,保護信息數據的安全,還能有效的控制監督生產過程中的動態畫面。在電氣自動化系統設施等方面,微電子技術已經漸漸滲入了人們的日常生活中,原本規定的那些設備已經很少投入使用,這種環境下,設備統一的通訊能力和一些結構軟件也變得十分重要。綜上所述就是電氣自動化控制系統中主要的信息技術。

  1.3 運用集中監控方式控制系統

  集中控制方式是指利用一個處理器將所有功能控制起來,但由于數量過多,處理的速度也非常慢,從而導致整個機器的運行速度都十分緩慢。如果所有的電子自動化設備都要進行監控,主機的空間會越來越少,而需要監控的設備卻非常多,這就導致電纜的數量大量增加,提高了投資的整體成本費用,電纜的數量過多會使傳輸的距離較長,對整個控制系統的可靠性產生巨大的.影響。由于隔離刀閘中的閉鎖和集中進行監控的連鎖都是用硬接線,設備是無法繼續進行功能擴容操作工作的,也會增加錯誤的指令,使電氣自動化工程的可靠性大大降低[2]。而且反復的接線是一個比較繁瑣的工作,查線和維修工作也會因此增加難度,容易因為這個問題產生錯誤的操作,導致整個電氣自動化工程控制系統不能正常積極的進行操作。

  2 電氣自動化工程控制系統的發展趨勢

  2.1 統一性發展

  若電氣自動化工程控制系統能夠統一的發展,可以明顯提高現在的技術水準,也可以實現相關產品的周期性設計與規劃,節省對產品的精準測試、調試和運行、維護等工作的檢查時間。電氣自動化工程控制系統的統一性發展不僅能將電氣工程的開發從實行系統的固定模式中得以解脫,還能夠滿足發展的實際需求。接口的問題對于電氣自動化工程也是十分關鍵的。若能實現標準化接口,就可以直接在辦公室內遠程操作策劃方案,實現標準化接口也是保證數據能夠順利轉化的重要前提。

  2.2 智能運行的開展

  在電氣自動化項目的創新技術研發中,首先就是智能化運行的開展。如今智能機型的發展已經十分火熱,智能建筑系統的模式就是分布式集成和液體化集成。思維能力、感知能力和行為能力是人類智能擁有的特殊性能力,它的發展潛力非常大,人工智能是指由人類制造出來的“機器”所表現的智能。人工智能可以帶動電氣自動化控制領域的革新,也能在自動化控制的領域完全發揮自身的優勢[3]。人工智能能有效的促進自動化控制的發展,也推進了智能理論在控制技術中的應用,解決了原先難以解決的問題。

  2.3 更加安全的電氣自動化工程生產

  將安全防范技術完整的集成化是工程控制系統中的發展方向之一,如何實現人、機、環境三者的安全是安全防范技術的重要目標。用戶該怎樣利用最低的費用實現安全方案的制定,我們可以按照等級來落實,首先在安全等級最高的領域實施,再慢慢擴散到安全等級較低的領域。在公共設施層、網絡層、硬件設備、軟件設備等方面對電氣自動化控制系統的安全與防范設計進行全面的研究。

  3 結語

  隨著時代的發展,對于電氣自動化發展的要求也越來越高,電氣自動化的未來的發展前景十分可觀,我國社會的持續進展也讓人們意識到電氣自動化工程控制系統在社會經濟發展中有非常重要的地位,因時代的需求,對電氣自動化發展的要求也越來越高。電氣自動化的發展前景十分的可觀,人們越來越能意識到電氣自動化的重要作用,對它的應用也越來越多,只有不斷的創新和研究,促進電氣自動化的發展,才能研制出更好的產品滿足時代的需求。我國的電氣自動化產業可以參考結合國內外的生產技術,發揮自身的潛力,給國人帶來更高水準的體驗。

  參考文獻:

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  [3]徐暢,畢莉紅.基于現場總線的電氣自動化設備.管理系統研究[J].中國軍轉民,20xx(Z1).

控制系統論文10

  摘 要:電氣自動化工程控制系統在企業中的應用能大幅提高其信息傳輸水平和檢測水平,同時大大降低工作人員的勞動強度。通過分析電氣自動化工程控制系統的現狀,探索了電氣自動化工程控制系統的發展趨勢。

  關鍵詞:電氣自動化工程;控制系統;技術創新;信息技術

  中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.20xx.23.033

  隨著社會的發展和科技的進步,社會生產生活的各個領域都大量引進了先進的科學技術,而企業自動化和智能化的實現都以電氣化的有效配合為基礎。改革開放以來,我國的電氣自動化技術得到了快速發展,但與西方發達國家相比,我國的電氣自動化技術水平仍然較低。在經濟全球化不斷推進的過程中,國內電氣自動化企業不得不面對更多來自外國大型企業的競爭壓力,這就要求企業通過科技創新不斷提升產品競爭優勢,實現健康、穩定發展。

  1 電氣自動化工程控制系統的現狀

  1.1 信息集成化

  信息技術在電氣自動化工程控制系統中的應用主要包括以下幾個方面:①管理層面上縱深方向的延伸。在企業中,管理部門對財務核算、人力資源等數據信息的存取需通過特定的瀏覽器實現,且對生產過程動態形式畫面的監控也有賴于此。②電氣自動化設置、系統、機器中信息技術的橫向拓展。近年來,微電子處理器技術在實踐中的應用越來越多,這逐漸模糊了原來明確規定的界面。

  1.2 Windows NT和IE的標準語言規范

  人機界面是電氣自動化工程領域的主要發展方向。由于PC系統具有控制靈活和易于集成的優勢,因此被越來越多的用戶所認可。在應用標準系統語言的情況下,電氣自動化工程控制系統的維護、處理更加簡便。

  1.3 電氣自動化工程分布式控制系統

  近幾年,DCS系統的缺點逐漸在企業的實際應用中暴露出來。該系統具有模擬數字混合系統的特點,且仍然沿用傳統型儀表,因此其可靠性無法滿足要求,進一步增加了維修的難度。同時,生產商家之間還沒有全面建立起統一標準,維修、使用的互換性難以實現。另外,由于當前電子自動化工程系統的不斷創新,控制系統更新周期逐漸縮短,相應投入大幅增加。

  1.4 利用集中監控方法的控制系統

  通過一個處理器實現所有功能是集中控制方式系統控制的特點,這在很大程度上降低了運行速度。在監控中放入所有的電子自動化設備不僅減少了主機空間,使電纜數量大幅增加,還提高了相應的成本,降低了整個控制系統的可靠性。在集中監控的聯鎖與隔離刀閘的閉鎖使用硬線的情況下,設備將無法繼續操作。此外,在這種情況下反復接線會大幅增加維護工作的難度,并極易引起誤操作,從而影響整個電氣自動化工程控制系統的操作。

  2 電氣自動化工程控制系統的發展趨勢

  2.1 電氣自動化工程控制系統的創新技術

  當前,我國已經將電氣自動化工程納入了長期發展規劃中,通過不斷提升電氣自動化工程控制系統的創新能力,促進我國電氣自動化系統的跨越式發展。對此,相關企業應當加大產品的創新力度,著力于構建自身的電氣自動化產品知識產權,進而形成電氣自動化工程自主創新的有利局面。同時,相關部門還應當明確電氣自動化企業在技術創新中的主導地位,利用優厚的政策和科學、完善的機制推動國家重大科技研究項目的實行。

  2.2 構建統一的電氣自動化工程系統

  電氣自動化產品的維護運行、開機調試、測試實行和周期性設計的實現需以統一、完善的電氣自動化工程系統為基礎,同時,從產品設計到完工之間的資金和時間也能在此條件下實現最大限度的壓縮。實現電氣自動化系統的統一化管理,不僅能滿足客戶的要求,還能將開發系統從運行系統中真正獨立出來。這就要求電氣自動化工程的網絡構成能夠實現控制現場設施、計算機監管體系、企業工程管理體系中的一般通訊數據傳輸。在具體的網絡體系計劃實施中,在使用通訊系統以太網和現場總線時,需要對控制元件級到辦公室環境之間整體的自動化通訊進行有效控制。

  2.3 工程控制系統的標準化接口

  通過微軟公司標準技術的實施,工程的時間和成本被大幅壓縮,辦公室系統和電氣自動化系統資源數據的共享交換也得以實現。由于電氣自動化系統策劃方案非常重要,因此企業需要在window 8系統環境下連接相關系統,這就需要通過PC系統建立自動化控制與管理系統兩者之間的重建接口。廠家之間的軟硬件數據交換問題可通過程序標準化接口得到有效解決,為通訊的順暢性提供了保證。

  2.4 市場產業化中的工程控制系統

  在經濟全球化進程不斷推進的過程中,企業應充分重視結構產業化的發展,通過實施體制改革,有效利用科學技術促進經濟的發展,并充分關注市場產業化形成帶來的問題,不斷提升企業的適應能力。在企業過度關注集成系統和技術開發時,可將零部件的配套生產通過外包或社會分工的方式轉移出去,從而將有限資源用于研究大型裝備技術,實現提升自主裝備制造比例的目的。

  2.5 電氣自動化工程和產品生產的安全性

  安全防范技術的集成系統是當前電氣自動化工程控制系統發展的主要方向,而安全和非安全系統控制的一體化集成則是實現該系統的`重要基礎。在非安全系統控制的情況下,用戶安全方案的制訂通常使用成本最低的方式,這一點需要慎重考慮。電氣自動化產品的系統安全是未來電氣自動化系統發展的亮點,并從安全級別需求最高的領域向其他危險級別相對較低的領域逐步延伸。電氣自動化工程控制系統的安全與防范設計應當遵循“由工廠設施層到網絡層、從硬件設備到軟件設備”的順序。

  2.6 系統發展的專業技術人才需求

  對設備控制人員的職業培訓是電氣自動化工程系統安裝和設計中的重要內容,但很多廠商和系統工程單位對設備操作人員和維修人員的崗位培訓是在電氣自動化系統開始運行后進行的。對此,系統工程單位應提前組織電氣自動化設備的操作人員參與到系統安全工作中,使他們全面了解自動化系統;同時,將相應的專業知識培訓穿插于系統安裝過程中,讓相關操作人員熟悉相關設備的安裝原理和運行原理。另外,設備操控人員還應掌握相關設備產生故障的原因、維修措施和保養措施等。

  3 結束語

  電氣自動化是現代工業發展中的重要技術,電氣自動化工程控制系統的建設對國民經濟的發展具有舉足輕重的作用。相關部門和企業應提高科技研發和生產創新能力,進而實現電氣自動化工程控制系統的跨越式發展。本文分析了當前電氣自動化工程系統的發展現狀,并據此探索了電氣自動化工程控制系統的未來發展趨勢。

  參考文獻

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  [2]張禮崇,郜祥,王焱,等.電氣自動化工程控制系統的現狀及其發展趨勢[J].技術與市場,20xx(1):127-128.

控制系統論文11

  摘要:藝術表演離不開劇場的支撐,然而,在劇場中也不可缺少舞臺機械。它空間位置變化豐富、速度快慢不一,形式變化多端,所以,如何的控制舞臺效果,就需要從舞臺機械控制系統入手,多電機同步控制系統能夠很好的滿足以上多樣的舞臺需求,所以,必須要引起重視。

  關鍵詞:智能控制系統論文

  在控制舞臺的時候,不但要依靠電機驅動裝置,在舞臺控制中,電機同步控制技術也是其中的核心技術之一,旋轉臺、防火幕、升降臺等舞臺設施都要由多臺電機一同完成控制。一旦沒有協調控制多臺電機,對演出效果必將帶來很大的影響。所以,文章通過對舞臺機械控制系統多電機同步控制相關內容進行了分析。

  1多電機同步控制的相關闡述

  這種控制指的是在確保系統快速性與高精度的基礎上,令多個電機一同工作。電控制與機械控制是兩種主要的控制方式。初期的控制系統,經常對機械同步控制方式進行應用,對機械的傳動裝置進行應用,將各個運動部分連接到一塊,進而完成多軸同步的目的,能夠非常簡單的完成這種同步操作,難度在電氣系統設計中較少,所以,在設備相對固定且對控制精度要求低的場合得到了有效的應用。機械同步控制方法在上個設計所搭建的舞臺機械控制系統中得到了大量的應用。然而,在科技不斷發展的推動下,極大的提升了人們的生活質量,也將越來越高的精度要求拋向了同步控制,此外,隨著電機控制技術的不斷發展,從而能夠同步完成多臺電機的驅動,從而將同步控制精度和質量提升,這就是我們所講的電控方式。應用一臺電機驅動電控方式的各個軸,利用主控制器,確保每個軸的電機能夠協調工作,進而同步運行。同機械控制方式進行比較,電控方式控制精度會更高,較大的同搭建靈活性,能夠非常容易的改動設備,能夠低成本的完成設備的維護。

  2具體的控制對策分析

  2.1主從式控制

  在跟隨原理的串聯運行方式的基礎上發展起來了主從控制,簡單而言,就是將下一臺電機的速度輸入用上一臺電機的速度輸出,就是主動電機的速度變化由從動單機進行跟蹤,進而完成同步的目的。在此種控制方案中,從電機的轉速參考值是由主電機的輸出轉速所提供出來的。通過分析能夠發現,從動電機越是靠后,所用的調節時間就會越長,才可以穩定下來。當存在較多的電機數目時,從動電機越是靠后,響應也就慢。在從動電機上會完全的反應出主電機上的負載擾動或者速度變化情況,然而,不會向主電機中反饋從動電機上的擾動,造成在突加干擾與啟動的時候,會有很大的同步誤差出現在其中。因為非常簡單的就可以實現這種同步控制結構,所以,同步電機數目較少的工程或者電機之間主從關系明確的工程中應用的較多。

  2.2并行控制

  在相同給定電壓并聯運行方式基礎上完成這種控制,這種同步方法相對而言最簡單。將同一給定電壓應用到調速系統中,在控制目標大致相同的情況下比較適合應用此種方法,速度穩定性在驅動器非常合理,進而能夠更好完成系統控制。同步控制系統中應用并聯運行方式,有著搭建簡易的優越性,并且,停止階段和啟動階段系統的同步性能都非常的優越。然而,因為相當于開環控制整個系統,協調反饋情況根本不會發生于電機之間。在運行的時候,當擾動某一臺電機時,這樣將會有偏差出現在電機之間的同步中,最后造成電機難以同步,總的來講,就是有著較差的同步性能,主要是在電機運行或者簡單擾動的場合中比較適合應用這種方法。

  2.3耦合交叉控制

  由Koren于1980年研究出的這種控制策略,能夠將兩軸控制系統的精度有效的提升上來,這種控制對策的基本特征為:合理的對比分析位置反饋信號、電機的速度,附加的反饋信號即為所得到的轉速差,而且,跟蹤信號就是由合這個附加的反饋信號進行表示的,分別補償兩臺電機轉速。這樣確保任何一臺電機的負荷變化情況都能夠通過系統反映出來,進而將更高的控制精度展現出來。然而,將兩軸電機的控制精度提升上來是此策略的最初目的,雖然能夠同步控制兩臺電機,然而卻很難確定是否,而已對三臺以上的電機進行同步控制。為了簡化控制公式,同步控制更多的電機,相鄰耦合控制、環形耦合控制、偏差耦合控制等控制不斷的被研究出來。不但多電機控制能夠利用耦合控制給予完成,同時,將系統的穩定性、魯棒性和控制精度也能夠非常有效的提升上來。

  2.4偏差耦合策略

  將其他電機的轉速與某一臺電機的轉速相應的做差,相加所得到的轉速以后,將相應的補償信號為該電機的速度提供出來,這樣每個電機轉動慣量的差異就可以用它進行補償,對于種種測試控制的不足都能有效的予以克服,將更高的同步控制性能彰顯出來,然而,計算量過于龐大是這種控制策略的不足所在。進而就將更高的.要求拋向了整個系統的實現性與計算速度。

  2.5相鄰耦合策略

  在最小相關軸數目的基礎上發展起來的相鄰耦合控制策略,其中同步誤差控制與跟蹤誤差控制是其中兩個重要方面,所以,有兩個同步誤差控制器及跟蹤誤差控制器存在于各臺電機控制器當中。各個軸的控制轉矩,都可以令此軸同鄰近兩軸及此軸的跟蹤誤差穩定的完成工作。對于相鄰兩個周的情況,各個軸的控制是一定要進行認真考慮的。對外部擾動能夠非常迅速的進行收斂跟蹤是相鄰耦合控制的優點所在,動態性能在其中非常優越。然而,因為各個軸都應該監督控制相鄰兩個軸的具體運行情況,因此,在系統進行搭建的過程中,系統會更加的復雜,設備成本會更大。

  2.6環形耦合策略

  通過相鄰耦合控制策略發展而來的環形耦合控制策略,在同一給定控制和耦合補償原理基礎上發展而來的,在對給定轉速和各臺電機轉速之間誤差進行充分考慮的基礎上,同時,對于相鄰一臺電機和該電機轉速之間的差異也需要認真的進行分析與考慮,只要干擾到了系統中任何一臺電機,并且有變化出現當中,都會有反饋形成與相鄰電機之間,最后就會影響到每一個電機,這樣就會有相互耦合的問題出現在各個電機之間,進而出現耦合環。對這種方法進行應用,參數信號會被全部電機所跟隨,確保了在啟動或者停止系統時,同步性能都非常的優越。在耦合環的影響下,電機負載所帶來的擾動能夠快速收斂且同步誤差不大,將系統的動態特性與抗干擾性能夠明顯的提升。

  3結束語

  綜上所述,隨著技術的不斷成熟,一些先進的技術與設備不斷的被應用到舞臺當中,這樣極大的提升了舞臺的表演效果。但是,我們國家的舞臺技術同西方一些發達國家對比還有很多地方需要學習與強化,其中舞臺機械控制環境是確保打造高質量舞臺效果的關鍵所在,是我們進行舞臺效果強化的重點。所以,文章通過相關方面的進行了內容闡述,從而為有關技術人員在實際工作中提供一定的借鑒作用。

  參考文獻

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  [5]曹玲芝,等.基于相鄰交叉賴合的多感應電機滑模同步控制陰[J].電機與控制學報,20xx(5):586-592.

控制系統論文12

  隨著社會經濟的快速發展,現代化的煤礦生產一直追求著更高的效率與安全性,這就需要大量的數字化數據與相應的控制裝置。例如:礦井水泵的開合控制、針對通風狀態的測量以及針對瓦斯含量的檢測等。由于以PLC為基礎的嵌入式系統可良好地適應多種嚴酷的作業條件要求,當前該技術已經成為電氣控制系統實現自動化運行的重要方法,具有顯著的高效性與便捷性。為了減少煤礦電氣自動化控制系統的建設成本,加強控制系統的穩定性及實現更多功能,在建設煤礦電氣自動化控制系統時,如何科學地進行優化設計應當是一個十分重要的問題。

  1 煤礦電氣自動化控制系統中的設備選型的優化。

  目前市場中的PLC產品的種類與數量都非常多,按廠商進行分類,有西門子、歐姆龍、LG及三菱、研華、富士、松下、研祥、通用電氣、合力時等等。設備品牌、型號的差別對系統優化設計方案的制定具有直接影響。因此,在實際工作中進行設備選型時應從以下幾方面進行考慮:

  1.1 以系統規模為依據選擇設備?刂葡到y自身的規模直接受煤礦生產實際情況的影響,進而決定了系統設計的規模及優化過程中所選擇的PLC設備。以西門子設備為例,若僅僅需要針對瓦斯含量進行檢測與控制,可選擇西門子S7-100等小型PLC.當系統控制內容需要對礦井水位情況進行監測,并將其作為水泵機房運行依據,應選擇中等規模且具有閉環控制、復雜邏輯控制的PLC系統,所以應當選擇西門子S7-300等PLC.當控制系統需要實現對井下作業人員的工作及安全、瓦斯濃度等指標進行監控,就應當選擇則具備數據通信、智能檢測以及控制的大型PLC系統,此時可選擇西門子S7-400型號。

  1.2 I/O點設置數量及選擇類型的確定。以控制系統運行過程中所要實現的具體功能及控制對象的實際情況為依據,對設備的輸入、輸出點的設置數量及類型進行選擇。對系統軟、硬件余量進行確定時應以系統控制的總體容量為依據,確保容量充分利用且堅持節約原則。此外,控制系統中電氣設備類型的選擇及其輸出功率、頻率的確定應以煤礦作業中供電實際需求為參考,輸出端包括繼電器、晶體管以及品閘管等。

  1.3 合理、科學編程工具的確定。當前應用范圍較廣的控制系統中,通常以手持編程器、PLC軟件包以及圖形編程器作為主要的編程工具。其中手持編程器較多針對于微型、小規模的PLC編程,且運行效率有限;利用圖形編程器進行編程時通常采取梯形圖,主要用于中型PLC編程。計算機加PLC軟件包編程一般用于大型PLC系統編程,其效率最高。然而這種方式的成本較高,且不利于現場調試。因此,為了加強煤礦電氣自動化控制系統的運行效率,應以控制系統實際情況為導向合理、科學地選擇編程工具。

  2 煤礦電氣自動化控制系統中整體構架的優化。

  2.1 硬件方面。

  2.1.1 輸入電路的優化設計。在針對輸入電路進行設計優化時,雖然PLC的供電電源通常具有寬幅適用性,處于AC85V~240V.然而,由于井下作業環境及條件較為艱苦且會對電氣供電系統的可靠性、穩定性造成不利影響。通過將電源凈化元件(電源濾波器、隔離變壓器等)設置在輸入電路中可以發揮抗干擾的作用,且對保障控制系統的整體穩定性、可靠性及安全性具有很大作用。利用具有雙隔離技術的隔離變壓器,可以實現利用初級電氣中性點讓電路變壓器初級、次級線圈屏蔽層接地,進而實現降低電流脈沖干擾的目的。此外,以DC 24V作為PLC的輸入電源并按照其容量調整負載,并進行全面的防短路操作。這樣有助于加強煤礦整體的電氣自動化控制系統的穩定性。

  2.1.2 輸出電路的優化設計。在針對輸出電路進行設計優化時,應當按照煤礦生產的具體要求需求,針對各類調速裝置等電路進行優化。由于晶體管具有高頻高效的優勢,能夠有效加快響應速度,因此,應將其作為主要考慮對象。如,電氣系統在對水泵機房進行控制時,要求PLC系統應達到>6次/分鐘的輸出效率,因此繼電器更加適合,不僅可保證簡化電路,同時也具備較強的.抗干擾及負載能力。當電路切斷時,電路中浪涌電流可能會對PLC輸出帶電磁線圈等造成影響,從而導致其芯片被損壞。因此,應以續流二極管并接電路盤的方式實現吸收浪涌電流、保護芯片的作用。

  2.2 軟件方面。

  2.2.1 優化結構。優化系統軟件結構的過程中主要包括模塊化、程序化兩種優化方式。煤礦作業實際情況直接影響著軟件程序的調整與設計,因此,模塊化方式更加有助于后期進行功能拓展。首先需要把控制系統的控制目標劃分為有著不同子任務的模塊,再分別進行調試,最后組合形成完整的系統。模塊化的結構設計,可更加便捷地進行后期修改。

  2.2.2 優化程序。優化程序的重點在于優化I/O的分配。應堅持“按需分配”的基本原則并結合控制系統的要求,以集中化形式對輸入、輸出信號進行編制,達到優化系統及提高運行效率的目的。同時,應統一對系統中的定時器、計數器進行編號,以加強控制系統的穩定性。在系統程序中大量使用的中間標志位與內部繼電器也需要統一編號后在分配地址,然后需要列出I/O分配表、中間標志位以及內部繼電器分配表。

  結語。

  社會經濟發展速度的不斷加快以及現代高新技術的不斷開發,電子技術、信息技術及通信技術等在諸多領域中發揮著重要作用。煤礦電氣控制系統中也開始引用自動化技術及設備,通過從系統設備、構架等方面進行優化設計,從而實現提高生產安全性、效率、管理質量及經濟效益的目的。然而,煤礦電氣自動化控制系統的建設途徑多種多樣,各種方式的建設成本與工作效率卻存在著一定的差異,為開展科學、有效的優化設計工作,應當進行反復的設計與實踐。

  參考文獻。

  [1] 劉麗 . 煤礦電氣自動化控制系統的優化設計 [J]. 煤炭技術,20xx,32(08):93-95.

  [2] 馬燕慶 . 煤礦電氣自動化控制系統創新設計 [J]. 技術與市場,20xx,12(04):37-38.

控制系統論文13

  摘要:隨著科技的逐漸發展,傳統的機械設計制造和機械自動化有了很大的提升,在各個行業中機械自動化系統應用的范圍也之間的廣泛起來,顯示出機械自動化的強大優點和效益,不斷滿足著人們的生活和生產需求。本文通過對機械自動化控制系統的應用以及優點進行分析,為機械設計制造以及自動化的發展提供正確的方向。

  【關鍵詞】機械制造設計論文

  機械自動化技術的應用在產品的生產中能夠實現自動化連續的生產,從而節省勞動力達到提高效率的效果。機械自動化在機械制造業的發展中起著十分重要的地位和作用,是整個機械制造業的發展趨勢所在。

  1、機械自動化的設計以及要求

  機械自動化通常情況下是在設備在無人操作的前提下按照自動設定的程序進行工作。機械自動化主要是憑借著機械的方式實現制造過程的自動化生產和管理。因此機械的自動化突破了傳統的機械制造方式以及生產過程,并且在生產中能夠顯著提高生產效率和經濟效益,為提高產品的質量提供可靠的技術支撐,給企業帶來極大的經濟效益。機械自動化的設計技術不僅需要綜合性的技術,還需要運用多門知識體系,涉及的范圍較廣,且具有較強的復雜性。機械自動化設計一般分為五個部分,首先是傳感單元。傳感單元是機械自動化技術發展的基礎,主要的功能是在機械自動化系統中能夠對機械工作的過程進行有效的監測,查看機械在工作過程中的運行狀態和性能情況。其次是作用單元。該部分是系統前期重要的組成部分,主要的功能是對系統的能量進行施加,完成系統的既定目標。再次是程序單元。該部分作為系統最關鍵的一個部分和組成內容,對系統所做的工作等具有決定性的作用。再次是控制單元,該部分為系統的的自動化運行提供保障,能夠對系統運行中的結構單元進行調節和控制,能夠對傳感單元的信息進行分析和調節,因此控制單元能夠保障系統的順利展開。最后是制定單元,該部分作為系統的核心部分,通過分析傳感單元傳遞過來的信號和信息,并進行對比和分析,根據系統的規定發出指令。

  2、機械自動化系統的特征和應用

  2.1機械自動化控制系統的特征

  機械自動化控制系統的安全性和可靠性主要依靠的是自身的自動化設備,存在著自動的報警和停止的功能,這就使得在機械自動化生產的過程中一旦發生任何的安全事故,系統的安全性能大大提升,從而生產提供安全保障。自動化控制系統中采用電子設備和電子器件,為系統的穩定性提供保障。機械自動化在實際的.運用中能夠避免人工操作的失誤,提高生產的精確度。通過機械自動化控制系統能夠實時監測工作的狀況,提高生產的效率。

  2.2機械自動化控制系統的應用

  2.2.1機械自動化控制系統的構建機械自動化系統的構建主要是建立在數字模型的基礎上的對其理論進行分析和研究,因此通過數字表達式對機械自動化控制系統輸入輸出變量以及對變量間的關系進行詳細的分析和描述,能夠設計出合理科學的系統。機械自動化控制系統通過微積分的方程式進行構建。圖1為質塊以及阻尼器和物種彈簧所構成的鉛垂方向機械平移系統示意圖。該圖中對質塊原來不動的位置作為運動坐標原點,外力作用質塊在X軸上移動,其中質塊運動的位移坐標為x(t)。然后通過達朗貝爾原理做出平衡的示意圖,得到微積分的方程式為:Mx(t)+Bx(t)+kx(t)=f(t)通過這一案例能夠看出質塊靜平衡位置作為運動坐標時,阻尼器的阻尼大小與相對運動是相反的。2.2.2機械自動化系統的具體應用機械自動化控制系統在汽車制造業運用的最為廣泛。汽車制造過程中的焊裝以及沖壓和總裝工藝中廣泛應用。機械自動化控制系統在沖壓車間利用能夠提高工作的效率,壓機間采用機械自動化裝置進行連接,傳遞加工工件,這樣在首臺壓機下完成沖壓成形,在通過機械手傳遞給下一臺。在這一過程中有緊急停止的裝置,能夠對傳遞過程中的危險事故進行緊急停止。在安全門的防護裝置上能夠對人員在壓機內的危險情況進行有效的防護。壓機部分主要采用的是安全電磁開關鎖,能夠延時鎖定和解鎖的釋放,具有較高的安全性能。在鋼鐵制造行業中利用機械自動化控制系統在冷軋生產線和整卷鋼板開卷中應用能夠對人員的安全進行有效的保護。

  3、結語

  機械自動化控制系統在各個行業中的應用有效地推動了產業的自動化程度,為各個行業的發展提供了有效的動力和長久的保障,在機械自動化的未來發展中將會更加注重高度的集約化和自動化的發展方向。

  參考文獻

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控制系統論文14

  1功能

  電氣自動化控制系統在今天的社會中被廣泛應用于各個領域,是隨處可見的社會單元,而這一現象的實現與它自身的功能是密不可分的。一個事物的社會普遍化的背后一定潛藏著更深層次的原因。電氣自動化控制系統的核心也是主要功能在于它的自動控制、保護功能。以實時監測為基礎實現設備各個部件之間的聯動,實現整體功能的開關、制動等功能,這就是所謂的自動控制的實現,這也是電氣自動化的最為重要的功能。我們可以舉一個簡單的例子:在特定的觸發機制下,實現整個系統的自動化操作,簡單來說就是自動開啟與關閉。一定的電氣設備被我們通過各種各樣的模擬信號、磁場信息、電流等外在刺激形成關聯,當這些外在刺激達到一定程度后,會觸發相應電氣設備機制,從而帶動設備完成既定的機械運動,這就是電氣設備功能。而機械裝置在整個運行的.過程之中遇到問題,產生故障,進而導致整體的崩潰,這時裝置能夠自行檢測出問題所在,進而發出警報信號然后完成對于裝置整體的臨時應對,是為保護。我們需要注意的是,上述的一切行為機制完成的前提是監視監測機制的健全無誤。上述功能的實現是電氣自動化控制系統得以正常運行的前提,正是憑借著這些功能,電氣自動化控制系統才能夠在借助動力控制系統和網絡之后,實現與整個社會生產之間的鏈接,進而生成控制網,這種控制網是多種多樣的。

  2電氣自動化控制系統的發展現狀概述

  我國近年來,隨著改革開放程度的進一步推進,以及與國際接軌的日益加深,我國的經濟發展水平不斷攀升,經濟是科學技術進步的源動力,在經濟發展的刺激下,我國的電氣自動化水平得到了長足的發展。但這只是縱向的比較,只是與我國過去的比較,同世界發達國家進行橫向比較時,我們能夠清晰的發現我國電氣自動化水平的稚嫩。經濟在發展,社會在進步,隨之而來的是我國電氣自動化技術的不斷完善,但是我們同樣能夠清晰的感受到的是在這一領域競爭壓力的擴大化。因此,我們在研究電氣自動化控制系統是必須立足于實際生活,不可脫離實際,空談理論,一切理論只有付之于實踐才有意義。2.1分布式自動化控制系統首先我們要認識一個名詞DCS,這是一種分布式的電氣自動化控制系統。它具有良好的實時性,并且結構可靠。但是也具有致命的缺陷,那就是維護難度高,而且企業生產標準難以達到要求。2.2集中式自動化控制系統這一系統與分布式自動控制系統等其他控制系統相比,解決問題速度慢,這一缺陷歸根是控制方式的問題,這一缺陷會影響整個控制系統的運行速度。

  3電氣自動化控制系統在日常生活中的應用

 。1)交通領域的應用。電氣自動化在交通領域應用很多,汽車自動化開關、安全氣囊等都是這一技術的應用。(2)服務行業的應用。典型的應用就是POS機的推廣應用,保障了資金安全、提高了交易效率。

  4電氣自動化的未來發展趨勢

 。1)標準的統一化。信息、制作規格等各個方面標準的統一化能夠降低工程成本以及能夠進一步促進電氣自動化的發展。(2)智能化。全面提升電氣自動化控制系統的智能化水平,使之能夠更加便捷的接受外界的信號刺激,進而快速做出反應。

控制系統論文15

  【摘要】單片機加上適當的外圍器件和應用程序,構成的應用系統成為最小系統。文章對變頻控制系統單片機外圍電路的設計進行了探討。

  【關鍵詞】變頻控制;單片機;外圍電路

  本次設計采用選擇PHILIPS半導體公司帶手動復位功能的產品MAX708。MAX708還可以監視第二個電源信號,為處理器提供電壓跌落的預警功能,利用此功能,系統可在電源跌落時到復位前執行某些安全操作,保存參數,發送警報信號或切換后備電池等。

  另外,系統還擴展了可編程外圍芯片PSD303。由于系統的 I/O口數量與實際所需數量還有很大的差距,故系統又擴展了兩片8255A,一片用于接鍵盤和顯示電路,一片用于接觸發信號、緊急停車信號等。

  一、鍵盤與顯示電路

  在本次設計中,設置了一個9按鍵的操作電路,以代替實際現場的操作按鈕。6位的LED顯示電路用于顯示轉速、電流、以及調試時的相關項的顯示。

  另外,為了便于現場工作之便,設置了5×4的矩陣式鍵盤,用于當系統軟件等出現錯誤,而又不便直接對程序進行修改時的調試之用。

  二、變頻系統設計

  現代變頻技術中主要有兩種變頻技術:交-直-交變頻技術和交-交變頻技術。交-直-交變頻技術為交-直-交變頻調速系統提供變頻電源。交-直-交變頻的組成電路有整流電路和逆變電路兩部分,整流電路將工頻交流電整流成直流電,逆變電路再將直流電逆變為頻率可調的交流電。根據變頻電源的性質可分為電壓型和電流型變頻。

  本次設計用交-交變頻電路是不通過中間直流環節,而把電網固定頻率的交流電直接變換成不同頻率的交流電的變頻電路。這種變頻電路廣泛應用于大功率交流電動機調速傳動系統,實際使用的主要是三相輸出交-交變頻電路。這種電路的特點:(1)因為是直接變換,沒有中間環節,所以比一般的變頻器效率要高;(2)有與其交流輸出電壓是直接由交流輸入電壓波的某些部分包絡所構成,因而其輸出頻率比輸入交流電源的頻率低,輸出波形也好;(3)因受電網頻率限制,通常輸出電壓的頻率較低,為電網頻率的三分之一左右;(4)功率因數較低,特別是在低速運行時更低,需要適當補償。

  三相變頻電路就較單相復雜,其電路接線方式主要有公共交流母線進線方式和輸出型聯結方式。具體說來,其主電路型式有:3脈波零式電路、6脈波分離負載橋式電路、6脈波非分離負載橋式電路、12脈波橋式電路、3脈波帶中點三角形負載電路、3脈波環形電路。

  本次設計選用較為簡單的一種—3脈波零式電路。

  三、同步電路設計

  同步電路的功能是,在對應的晶閘管承受正向陽極電壓的初始點(即控制角α的起算點)發出一個CPU能識別是哪一相同步信號的中斷脈沖Utpi和要求的α角進行延時控制,輸出相應的觸發脈沖。三相同步電壓信號經同步變壓器、濾波、穩壓、放大和光電隔離后分別接至單片機的P2.5、P2.6和P2.7管腳。另外,由于此處直流電源和觸發電路中所用的電源不能共用,且光電耦合器輸入輸出端的地端亦不能共用,為了以示區別,它們的符號均有不同。

  Ua、Ub、Uc 與可控硅組件的三相交流電壓同相位。Ua、Ub、Uc經R3,C3濾波電路波形變換光耦隔離整形電路后輸出三相方波電壓,記為 KA、KB、KC,三相方波分別送給 80C196單片機的P2口的 P2.5、P2.6、P2.7端。CPU根據KA、KB、KC的值判斷三相交流電源的相位。

  四、觸發電路

  在設計中,三相電路中每相均有正反兩組晶閘管,每組均采用三相半波式接法,即每組用三個管子,所以一共有18個晶閘管,這樣,觸發脈沖也應有18路。三極管V為輸出級功率放大晶體管;電容C為加速電容,與R構成微分電路,可提高脈沖前沿的陡度;為兼顧抗干擾能力和脈沖前沿陡度,一般取C為0.1μF。為保護脈沖變壓器,在脈沖變壓器兩端并聯電阻R和二極管D的串聯電路,一般R阻值取為1K。電阻R為假性電阻負載。另外,為了隔離輸入輸出信號,加入了光電耦合器,考慮到應有足夠的脈沖強度使晶閘管導通,輸出極電壓設為15V。在出發電路中,為了得到足夠的`脈沖寬度,而且使脈沖前沿盡量陡,后沿下降快,故采用了脈沖變壓器T~T。另外,為了達到電氣隔離作用,亦加入了光電偶合器。再者,為便于單片機對觸發電路的控制,在同步變壓器1~18的輸入端,分別引入了緊急封鎖信號(由HSO.0 引入)和 555 定時器構成的多諧振蕩器信號,而多諧振蕩器的控制信號則由單片機的HSO.1 控制。這樣,當電機輸入緊急停車信號時,單片機通過其 HSO.0 輸出高電平,這樣就使得觸發電路輸入端口的或非門被封鎖,也即封鎖了變頻裝置的觸發脈沖,使電機快速停車。

  五、保護電路設計

  為了提高控制系統的可靠性和安全性,在交流電力系統的設計和運行中,都必須考慮到有發生故障和不正常工作情況的可能性。在三相交流電力系統中,最常見和最危險的故障是各種形式的短路,其中包括三相短路、兩相短路、一相接地短路以及電機和變壓器一相繞組上的匝間短路,當然也有其它形式的保護措施。具體保護形式有:電流型保護,電壓型保護等。為簡單起見,這里僅采用電流型保護中的短路保護和過電流保護,并在每個電機的定子輸入端均接入了正反向交流接觸器。另外,為防止意外情況的發生,引入了緊急停車信號,當按下緊急停車按鍵時單片機通過中間繼電器關斷接觸器 KM2-KM8。

  六、反饋環節設計

  本系統中引入了電流反饋。電流反饋采用三相交流互感器,經三相橋式整流電路及濾波電路,最后經限流、濾波及限幅電路反饋回單片機的 P0.1口。

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