自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)精選(九篇)

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第1篇：自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)范文

（馬鞍山職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系，安徽 馬鞍山 243000）

摘 要：科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得各種新的技術(shù)系統(tǒng)層出不窮，并在各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮了重要的作用，其中目前人們熱議的一個(gè)話題就是電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，它對(duì)于提高生產(chǎn)效率，促進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展具有重要性意義，但是就一些傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)來說，其連接和處理需要采用很多的連接線才能夠?qū)崿F(xiàn)，這不僅使得系統(tǒng)的建立需要消耗很多的人力、物力、財(cái)力，而且不利于統(tǒng)一管理，高效維護(hù)，各種故障短路等問題一直阻礙著系統(tǒng)的正常工作運(yùn)行，給生產(chǎn)效率帶來了影響.近年來，基于電氣自動(dòng)化控制化技術(shù)以及先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)基礎(chǔ)之上發(fā)展而來的PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)也得到了迅速的發(fā)展，并積極運(yùn)用于很多的領(lǐng)域，并在其中充當(dāng)著重要的角色.在這種背景下，對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究和分析具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.

關(guān)鍵詞 ：PLC；自動(dòng)化控制系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；探究

中圖分類號(hào)：TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-260X（2015）01-0058-02

工業(yè)自動(dòng)化的水水平是衡量一個(gè)國(guó)家生產(chǎn)發(fā)展、生產(chǎn)力發(fā)展水平的一個(gè)重要指標(biāo)，它對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用，電氣自動(dòng)化作為工業(yè)自動(dòng)化的一個(gè)重要組成部分，因此電氣自動(dòng)化技術(shù)也是我們必須予以重視的關(guān)鍵技術(shù)之一.而基于可編程控制器基礎(chǔ)上的PLC技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展不僅大大提高了當(dāng)然的電氣自動(dòng)化控制水平，更是克服了以往控制系統(tǒng)的很多缺點(diǎn)，解決了很多技術(shù)上的難題，帶來了很大的便利，具有非常好的應(yīng)用前景，值得推廣和應(yīng)用.為了更好的加強(qiáng)對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的了解，更好的發(fā)揮PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的積極作用，本文也從PLC技術(shù)和PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本論述出發(fā)，對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容進(jìn)行了分析，希望給讀者一定的啟示.

1 PLC技術(shù)和PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本論述

1.1 PLC技術(shù)

我們常說的PLC技術(shù)，其實(shí)是可編程控制器的一種簡(jiǎn)稱，它是在計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種新技術(shù)，本身其實(shí)也是計(jì)算機(jī)技術(shù)的一種表現(xiàn)，但是這種技術(shù)卻為當(dāng)前的電子自動(dòng)化生產(chǎn)創(chuàng)造出了一種專業(yè)性很強(qiáng)的自動(dòng)化的控制器，并且日趨成熟，在電氣自動(dòng)化控制中得到了不斷地應(yīng)用.盡管當(dāng)前的PLC技術(shù)在原來的基礎(chǔ)上得到了很大程度的發(fā)展和改變，但是我們?nèi)詫⑵涠x為PLC.在一定的運(yùn)行程序下，根據(jù)用戶的不同需求，并通過相關(guān)的軟件進(jìn)行控制，按照既定的命令和順序進(jìn)行處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)于電氣自動(dòng)化的控制.一般情況下，處理器在執(zhí)行了一條又一條命令程序中徘徊.相比傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)具有非常少的接線量，除了系統(tǒng)的輸入、輸出端需要進(jìn)行接線以外，其他的線路一般都是不需要實(shí)際的線路進(jìn)行連接的，而是僅僅通過相關(guān)的軟件進(jìn)行連接.另外這種系統(tǒng)所涉及到的信息獲取、處理和存儲(chǔ)都是按照既定的程序進(jìn)行的，一般情況下是不需要進(jìn)行調(diào)整和變化的.

和普通的計(jì)算機(jī)相比，PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也包括電源、處理器、存儲(chǔ)器以及相應(yīng)的功能處理模塊，每一個(gè)組成部分都是系統(tǒng)得以運(yùn)行的基礎(chǔ)，都對(duì)PLC的作用發(fā)揮十分關(guān)鍵.其中的電源組件更是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它更是關(guān)鍵中的關(guān)鍵，一旦電源不能夠正常工作，其他的一切功能都難以實(shí)現(xiàn).另外處理器是系統(tǒng)的核心，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理和相應(yīng)信息的轉(zhuǎn)化，它對(duì)于系統(tǒng)的作用主要體現(xiàn)在其強(qiáng)大的處理功能上.在復(fù)雜的電氣自動(dòng)化的控制環(huán)境下，個(gè)功能模塊以及系統(tǒng)組件的相互作用、相互配合是進(jìn)行自動(dòng)化控制的重要保證.

1.2 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本論述

對(duì)于PLC控制系統(tǒng)來說，每一種控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)都是為了滿足被控制對(duì)象的基本工藝要求，都是為了更好的提高自動(dòng)化控制水平和生產(chǎn)的質(zhì)量和效率.但是在PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，除了要按照一定的生產(chǎn)工藝要求以外，還應(yīng)遵循一定的優(yōu)化設(shè)計(jì)原則，以下將作簡(jiǎn)單的分析.

（1）要最大限度的滿足被控制對(duì)象的基本工藝要求，這是優(yōu)化設(shè)計(jì)的最基本原則.在對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)之前，應(yīng)該對(duì)于控制系統(tǒng)的基本用途和重要應(yīng)用環(huán)境等進(jìn)行必要的調(diào)查研究，并且搜集和整理相關(guān)的數(shù)據(jù)資料，通過這些準(zhǔn)備工作與專業(yè)的設(shè)計(jì)人員形成一份詳細(xì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，同時(shí)還要協(xié)同各方面關(guān)系，積極解決設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題.

（2）在不影響PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)基本使用功能的前提下，要盡可能的對(duì)于優(yōu)化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，力求以更簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)達(dá)到最佳的控制效果，從而實(shí)現(xiàn)既經(jīng)濟(jì)合理又簡(jiǎn)單方便的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案.

（3）在控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，還應(yīng)該始終保證安全、可靠這一條設(shè)計(jì)主線，保證PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)效率和質(zhì)量不斷提升的過程中，還應(yīng)該努力保證系統(tǒng)的使用安全和可靠.

（4）PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要目的就是提高生產(chǎn)效率，這個(gè)過程需要伴隨著很多工藝和生產(chǎn)路線的的改進(jìn)，其中在PLC容量的選擇過程中，應(yīng)該堅(jiān)持和實(shí)際緊密聯(lián)系在一起，合理確定容量，應(yīng)該留有適當(dāng)?shù)挠嗟匾驯蝗展穬?yōu)化改造使用.

2 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

硬件設(shè)計(jì)是自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是保證PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要組成部分，硬件設(shè)計(jì)主要包括輸入電路設(shè)計(jì)和輸出電路設(shè)計(jì)以及抗干擾設(shè)計(jì)三個(gè)部分，以下也將作簡(jiǎn)單的論述和分析.

2.1.1 PLC控制系統(tǒng)的輸入電路設(shè)計(jì)分析

對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的輸入電源來說，供電電源的電壓一般是AC85-240V，這種供電電源的適應(yīng)范圍比較廣，因此應(yīng)用也比較多.而為了更好的減少外界環(huán)境對(duì)于電源的干擾，我們應(yīng)該在電源上面安裝必要的電源凈化原件，其中最主要的則是電源濾波器以及隔離變壓器.而在隔離變壓器的使用過程中，我們可以引入雙層隔離技術(shù)，這樣可以通過屏蔽層的減少高低頻脈沖干擾.對(duì)于輸入電路的設(shè)計(jì)，一般采用DC 24V的輸入電源，但是如果電源帶有負(fù)載時(shí)，一定要注重電源的容量，同時(shí)要做好電源的短路防護(hù)的準(zhǔn)備工作，這對(duì)于保障系統(tǒng)的正常安全運(yùn)行是非常重要的.另外，一般情況下輸入電源的容量是輸入功率的兩倍以上，在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該在電源之路或是適當(dāng)位置安裝專門的熔絲來保證電路的安全.

2.1.2 PLC控制系統(tǒng)的輸出電路設(shè)計(jì)

在輸出電路設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)該根據(jù)基本的生產(chǎn)工藝要求，做好相關(guān)的電路設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作，其中的輸出電路所需要的各種指示燈以及變頻器的控制和調(diào)速應(yīng)該使用晶體管進(jìn)行輸出，特別是頻率過高的PLC控制系統(tǒng)更是需要晶體管作為支撐.而當(dāng)頻率過低時(shí)，我們則首選繼電器作為輸出，不僅設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，而且也可以提升系統(tǒng)的負(fù)載能力.另外對(duì)于一些帶有輸出帶電磁線圈的輸出電路來說，為了防止浪涌電流的沖擊，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該在直流感性負(fù)載的旁邊接上續(xù)流二極管，它可以吸收浪涌電流，達(dá)到有效保護(hù)PLC的目的.

2.1.3 PLC控制系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷加深，如何更好的降低外界因素對(duì)于PLC的干擾，已經(jīng)成為了優(yōu)化設(shè)計(jì)PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要內(nèi)容.目前晶閘管以及變頻調(diào)速設(shè)置的廣泛應(yīng)用在帶來系統(tǒng)功能不斷強(qiáng)化同時(shí)，也帶來了更多的污染以及相關(guān)干擾問題，而控制系統(tǒng)的防干擾設(shè)計(jì)也是我們優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)必須解決的問題.對(duì)于PLC控制系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)，一般主要采用以下三種抗干擾方式.

一是隔離，隔離是解決干擾的最直接方式.由于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的高頻干擾都是由于原副邊繞組之間的分布電容耦合而成的，因此我們可以直接采用1:1的超隔離變壓器對(duì)于高頻干擾進(jìn)行隔離，以此來達(dá)到抗干擾的目的；二是屏蔽，屏蔽是阻斷干擾源傳播的抗干擾方式.對(duì)于PLC控制系統(tǒng)來說，可以將其直接置于金屬柜之中，金屬柜可以對(duì)靜電和磁場(chǎng)起到很好的屏蔽作用；三是布線，這是分散干擾的重要方式，比如將原來的強(qiáng)電動(dòng)力線路以及弱電信號(hào)線進(jìn)行分開走線，這也可以起到良好的抗干擾效果.

2.2 PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

在進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)的同時(shí)可以著手軟件的設(shè)計(jì)工作.軟件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是根據(jù)控制要求將工藝流程圖轉(zhuǎn)換為梯形圖，這是PLC應(yīng)用的最關(guān)鍵的問題，程序的編寫是軟件設(shè)計(jì)的具體表現(xiàn).在控制工程的應(yīng)用中，良好的軟件設(shè)計(jì)思想是關(guān)鍵，優(yōu)秀的軟件設(shè)計(jì)便于工程技術(shù)人員理解掌握、調(diào)試系統(tǒng)與日常系統(tǒng)維護(hù).PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)思想.由于生產(chǎn)過程控制要求的復(fù)雜程度不同，可將程序按結(jié)構(gòu)形式分為基本程序和模塊化程序.基本程序既可以作為獨(dú)立程序控制簡(jiǎn)單的生產(chǎn)工藝過程，也可以作為組合模塊結(jié)構(gòu)中的單元程序.把一個(gè)總的控制目標(biāo)程序分成多個(gè)具有明確子任務(wù)的程序模塊，分別編寫和調(diào)試，最后組合成一個(gè)完成總?cè)蝿?wù)的完整程序，這種方法叫做模塊化程序設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)思想和方法對(duì)于系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)作用極大.

3 結(jié)束語

PLC是一種專門在工業(yè)環(huán)境下的電子操作系統(tǒng)，能夠在無任何保護(hù)措施的工作情況下使用.但是當(dāng)其工作環(huán)境過分惡劣或者充滿了電磁干擾的時(shí)候，程序便會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行錯(cuò)誤，這將導(dǎo)致設(shè)備失靈乃至殃及整個(gè)系統(tǒng).這將要求廠家提高PLC控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠，提高控制系統(tǒng)的抗干擾能力另一方面設(shè)計(jì)、安裝和使用維護(hù)也要多加重視，多方合作消除干擾.由此對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)也顯得尤為重要.PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)作為一項(xiàng)系統(tǒng)性非常強(qiáng)的系統(tǒng)化工程，其影響因素也是多方面，而要想實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的設(shè)計(jì)和改進(jìn)還需要在反復(fù)的實(shí)踐和設(shè)計(jì)的過程中不斷地進(jìn)行總結(jié)和優(yōu)化.本文主要是從系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面對(duì)于控制系統(tǒng)的優(yōu)化進(jìn)行分析的，其中很多都是在工作中總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)，僅供大家參考.

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第2篇：自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：渠道；自動(dòng)控制；運(yùn)行模式；控制算法

自動(dòng)化下結(jié)構(gòu)下的控制路徑需要滿足真實(shí)需水，將綜合態(tài)勢(shì)下的調(diào)度水準(zhǔn)進(jìn)行提高。自動(dòng)化下的運(yùn)行擬定可以改善平日的輸水效果，隨時(shí)保持最適宜的供水量。這樣才能夠避免多余的能源耗費(fèi)量，或者出現(xiàn)供水不足的情況發(fā)生。針對(duì)自動(dòng)化控制流程的特點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，對(duì)渠道控制范圍內(nèi)的時(shí)效運(yùn)行進(jìn)行建構(gòu)。

1渠道運(yùn)行的控制方式

渠道控制指的是對(duì)整個(gè)渠系的水量和水深變化進(jìn)行控制，控制的作用和渠道的水力學(xué)響應(yīng)之間密切相關(guān)，也就是在滿足流量變化的需求上保持渠內(nèi)水位的穩(wěn)定，對(duì)力量的變化率進(jìn)行控制。渠系自動(dòng)化控制是在節(jié)制閘控制上實(shí)現(xiàn)的，節(jié)制閘是渠道輸水過程中的調(diào)節(jié)設(shè)備。為滿足用戶的需求需要對(duì)閘門開度的靈活調(diào)度來實(shí)現(xiàn)，保證在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)渠道的穩(wěn)定狀態(tài)。渠道對(duì)閘群的控制可以分為兩種：a.當(dāng)?shù)乜刂?；b.中央集成控制[2]。渠道輸水可以采用不同的運(yùn)行方式，渠道在不同運(yùn)行方式下呈現(xiàn)不同的水里響應(yīng)特點(diǎn)，基于渠道水位控制點(diǎn)位置的選擇，運(yùn)行方式可以被分為：閘后常水位、閘前常水位、等容積控制和控制容量法。

2渠道控制器的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)內(nèi)容

2.1閘門設(shè)計(jì)。PID特有的控制算法和參數(shù)整定有著密切的聯(lián)系。擬定出的參數(shù)關(guān)系到渠道運(yùn)行的真實(shí)品質(zhì)。一般情況下，PID預(yù)設(shè)的參數(shù)整定要遵循相關(guān)的數(shù)學(xué)模型建構(gòu)。采用試算法將該類參數(shù)進(jìn)行明晰。BP網(wǎng)絡(luò)具有比較高級(jí)的自適應(yīng)性，和自學(xué)習(xí)相互對(duì)應(yīng)。它對(duì)PID結(jié)構(gòu)下的在線調(diào)整進(jìn)行了創(chuàng)設(shè)。在自適應(yīng)的神經(jīng)元中加入了某種控制器，將渠道內(nèi)的水位進(jìn)行限縮，保證了反應(yīng)時(shí)間的及時(shí)的性。

2.2擾動(dòng)閘門設(shè)計(jì)。閘門控制器有著較為細(xì)化的模型，它是建構(gòu)在渠道擾動(dòng)的基礎(chǔ)上的。渠道中的水流具有非恒定的特征。節(jié)制閘設(shè)定的開度和渠道固有的水面線相關(guān)。這樣的變動(dòng)顯示了渠道閘門控制的動(dòng)態(tài)化。因此設(shè)定出來的渠道體系要對(duì)多重輸入實(shí)現(xiàn)整合，要包含多重變量。將被控制對(duì)象設(shè)定好后帶有多種不確定的傾向。其中的擾動(dòng)因素是很難避免的。建構(gòu)水利模型，對(duì)PID進(jìn)行設(shè)定，渠道擾動(dòng)特有模型中包括了閘門預(yù)設(shè)的控制配件，該種擾動(dòng)閘門的設(shè)計(jì)考慮了渠道相應(yīng)的真實(shí)速率，渠道調(diào)蓄特有容積是偏小的。對(duì)于該特性，擬定出的運(yùn)行方式要整合渠道以內(nèi)的段落容量。

2.3人工智能設(shè)計(jì)。經(jīng)典性的PID原理、相對(duì)應(yīng)的魯棒控制都離不開預(yù)設(shè)的對(duì)象描述。這樣的描述要具有精準(zhǔn)的特性。渠道內(nèi)的流水顯示了非線性和帶著偏多的擾動(dòng)。在人工協(xié)同作用下控制路徑的設(shè)定避免課很多繁雜的數(shù)學(xué)建模。在很大的范疇中實(shí)現(xiàn)了對(duì)非線性特有的隨機(jī)擾動(dòng)的化解。

3渠道優(yōu)化設(shè)計(jì)方式

渠道特有的優(yōu)化調(diào)度和相對(duì)應(yīng)建構(gòu)的控制系統(tǒng)均有著不同的特性?？刂破麝P(guān)系著各種參數(shù)、整合情況下的性能優(yōu)化，不能對(duì)篩選的調(diào)度方式進(jìn)行替換。已經(jīng)你定好的調(diào)度方式要建構(gòu)在控制體系的基礎(chǔ)上。[3]渠道自動(dòng)化預(yù)設(shè)的完整框架可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建構(gòu)起的整體渠道進(jìn)行優(yōu)化管理。它對(duì)初始時(shí)段的優(yōu)化調(diào)度及自動(dòng)性管控進(jìn)行了整合。例如在加州調(diào)水工程中，遵循了動(dòng)態(tài)規(guī)劃的根本原理，建構(gòu)具有輸水管控制特點(diǎn)的新型模型。在我國(guó)著名學(xué)者的研究中也對(duì)線性規(guī)劃進(jìn)行了擬定，預(yù)設(shè)的二步法。第一步是對(duì)渠道水位進(jìn)行調(diào)和；第二步是對(duì)某一段落的水位進(jìn)行穩(wěn)定。輸水成本的特定限制也能創(chuàng)設(shè)出最優(yōu)的模型。

4渠道自動(dòng)化控制系統(tǒng)和運(yùn)行設(shè)計(jì)中需要考慮的問題

跨流域調(diào)水的目的是為了實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置，解決區(qū)域性缺水?？缌饔蛘{(diào)水工程具有的特點(diǎn)是水量輸送距離長(zhǎng)，運(yùn)輸量較大，渠道內(nèi)水流形態(tài)較為復(fù)雜，并且渠系沿線缺少在線調(diào)水的水庫(kù)，分水口開啟時(shí)間具有不確定性[4]。以上均是造成渠道自動(dòng)化控制困難的因素。造成控制困難的物理機(jī)制有：a.模型非線性。水利控制非線性直接導(dǎo)致了非線性生產(chǎn)。在描述渠道水流過渡過程中使用的方程是雙曲型偏微分方程組，它的解析解目前還沒有辦法求得。此外渠道的各個(gè)渠段水流相互關(guān)聯(lián)，通過研究得知渠道水流變化之間的關(guān)聯(lián)是非線性的，很難轉(zhuǎn)化為線性方程，非線性是水流、節(jié)制閘動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)以及渠道水力運(yùn)行的關(guān)鍵紐帶，是控制系統(tǒng)的內(nèi)外協(xié)同以及水力運(yùn)輸研究的關(guān)鍵。b.動(dòng)態(tài)多維性。它是非恒定水流的特征，分析渠段非恒定流中各個(gè)參數(shù)的關(guān)系，可以得知在波涉及的區(qū)域中，水?dāng)嗝娴乃缓土髁坎皇菃我粚?duì)應(yīng)的，非恒定過渡過程的附加水力坡度是產(chǎn)生對(duì)應(yīng)關(guān)系的主要原因。c.擾動(dòng)的不確定性?？刂扑惴ǖ倪x擇關(guān)鍵在于消除擾動(dòng)的非確定性，由于描述渠道的抽象模型和實(shí)際情況存在誤差，因此擾動(dòng)是無法避免的，也就是說被控制的對(duì)象是不確定的。

5渠道自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行和計(jì)算發(fā)展方向

目前對(duì)于控制器設(shè)計(jì)和渠道運(yùn)行的研究成果比價(jià)豐富，但是對(duì)于渠道調(diào)度方面的研究還不多?？刂破鞯脑O(shè)計(jì)中比較成熟的就是單輸入和輸出的PID控制部分，該設(shè)計(jì)中存在固有缺點(diǎn)嚴(yán)重制約了控制器的普及。多輸入多輸出系統(tǒng)是研究的關(guān)鍵嗲，然而對(duì)于多輸入和多輸出的中央控制器在渠道水力特性和渠道擾動(dòng)抑制的考慮還不充足，仍然停留在研究階段，在研究方法上，采用控制激勵(lì)對(duì)控制機(jī)制進(jìn)行改進(jìn)的方法很多，渠道運(yùn)行機(jī)理對(duì)控制方法的該進(jìn)研究還比較少。鑒于此，以下就對(duì)以上問題提出看法和設(shè)想。首先針對(duì)渠道的運(yùn)行方式，渠段在控制容量方式下運(yùn)行，水位、力量的監(jiān)測(cè)能否轉(zhuǎn)化為對(duì)流量和流量速率的控制進(jìn)一步減小線性控制水位在渠段非恒定流量描述中的誤差是關(guān)鍵。其次在控制器的設(shè)計(jì)方面，水力模型和控制器性能的掌握在控制器設(shè)計(jì)中是核心問題。最后是渠道的運(yùn)行模式，例如在南水北調(diào)這種較長(zhǎng)距離的輸水渠道中一定要保持水量的統(tǒng)一調(diào)配，系統(tǒng)控制要采用中央監(jiān)控模式。[5]

6結(jié)論

渠道控制依靠的自動(dòng)化設(shè)定，必須對(duì)區(qū)段中的水力屬性進(jìn)行考慮，在調(diào)研中得出水利屬性，選出最適宜的閘門調(diào)控。從當(dāng)下的狀況來看，長(zhǎng)距離、大規(guī)模的供水體系有著十分復(fù)雜的架構(gòu)。對(duì)于此類渠道，在自動(dòng)化的管控中創(chuàng)設(shè)新穎性，通過整合智能網(wǎng)絡(luò)、容量管控的途徑和模糊情形下的PID設(shè)定出最優(yōu)控制。

參考文獻(xiàn)

[1]羅清麗.渠道自動(dòng)化控制系統(tǒng)及其運(yùn)行設(shè)計(jì)研究[J].吉林水利，2015,6:14-15.

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[3]張志權(quán).探析PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改良[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息,2015,15:374.

[4]郭華.渠系運(yùn)行的預(yù)測(cè)控制及其仿真研究[D].武漢：武漢大學(xué),2005.

第3篇：自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)范文

PLC技術(shù)一般情況下都被認(rèn)為是可編程控制器，實(shí)際上也是計(jì)算機(jī)技術(shù)中的一種，此技術(shù)主要是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)變而成的新型技術(shù)，從深層次角度來看，PLC技術(shù)極大的促進(jìn)了電子自動(dòng)化生產(chǎn)，因?yàn)榇思夹g(shù)是一項(xiàng)相對(duì)專業(yè)的自動(dòng)化控制器，并在電氣自動(dòng)化控制過程中被大力采用，還獲取了相應(yīng)的成績(jī)。即使目前PLC技術(shù)在先前的基礎(chǔ)上不斷的創(chuàng)新和發(fā)展，可是我們還是將其稱之為PLC。在程序不斷運(yùn)行的狀態(tài)下，根據(jù)用戶提出的不同要求，對(duì)有關(guān)軟件進(jìn)行控制，在依據(jù)設(shè)定的程序給予相應(yīng)的處理，從而達(dá)到了電氣自動(dòng)化控制的目的。通常情況下處理器都是運(yùn)行在對(duì)命令的執(zhí)行中。PLC控制系統(tǒng)所包含的接線數(shù)量非常少，只有系統(tǒng)的輸出和輸入口需要接線，其它的線路基本上不需要真實(shí)的線路連接，就通過有關(guān)軟件進(jìn)行連接便可，和傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)相比較，具有一定的優(yōu)勢(shì)。此外，PLC系統(tǒng)包含的信息花去、處理和存儲(chǔ)等都是按照事前安排好的程序進(jìn)行的，通常是不用進(jìn)行調(diào)整和變動(dòng)。

二、完善PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

1.完善PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

(1)完善PLC控制系統(tǒng)的輸入電路設(shè)計(jì)

通常情況下，PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的輸入電源供電電壓要保持在AC85-240V之間，這種供電電源適用于各種范圍，所以一般都會(huì)采用這種電源?？墒?，外界環(huán)境會(huì)給電源帶來一定的干擾，所以我們要在電源上裝置電源凈化原件是非常有必要的，在電源凈化原件中最重要的是段元濾波器和隔離變壓器兩種，在對(duì)隔離變壓器使用時(shí)可以將雙層隔離技術(shù)運(yùn)用其中，能夠通過屏蔽層將高低頻脈沖干擾有效降低。在設(shè)計(jì)輸入電源時(shí)，一般都會(huì)應(yīng)用DC24V的輸入電源，可是電源中入關(guān)有負(fù)載，就要重點(diǎn)關(guān)注電源的容量，還要做好一定的電源短路預(yù)防工作，在遇到緊急短路事件時(shí)能夠保證系統(tǒng)的正常運(yùn)作。此外，輸入電源的容量一般情況下都會(huì)超出輸入功率兩倍，所以在電源設(shè)計(jì)時(shí)要在合適的位置裝置熔絲，以此保證電源線路的安全性和可靠性。

(2)完善PLC控制系統(tǒng)的輸出電路設(shè)計(jì)

在對(duì)輸出電路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須根據(jù)對(duì)基本生產(chǎn)工藝要求的了解保證有關(guān)電路設(shè)計(jì)工作的合理性，在這之中輸出電路需要的指示燈和變頻器的控制和調(diào)節(jié)必須通過晶體管才能夠輸出，尤其是超高頻率的PLC控制系統(tǒng)，更是離不開晶體管作為支柱。如果出現(xiàn)頻率過低的現(xiàn)象，我們首要選擇是對(duì)繼電器進(jìn)行輸出，繼電器不但有簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，而且還能夠有效提高系統(tǒng)的負(fù)載能力。針對(duì)存在輸出帶電磁線圈的輸出電路，為了避免出現(xiàn)電流之間出現(xiàn)沖擊，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要在直流感性負(fù)載周邊安裝續(xù)流二極管，只有這樣才能將浪涌電流吸收，有效的保護(hù)PLC不受損壞。

(3)完善PLC控制系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)

對(duì)于PLC控制系統(tǒng)的抗干擾進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，通常會(huì)使用三種抗干擾方式：即隔離、屏蔽和布線。首先是隔離方式。將干擾解決的最直接方法就是隔離，因?yàn)樵赑LC自動(dòng)化控制系統(tǒng)中存在的高頻干擾都是經(jīng)過原副邊繞組間存在的電容耦合形成的，所以對(duì)高頻干擾進(jìn)行隔離時(shí)要采用1:1超隔離變壓器，這樣更好的實(shí)現(xiàn)抗干擾目的；其次是屏蔽，屏蔽主要是將干擾源轉(zhuǎn)播途徑有效掐斷的一種抗干擾方法，在PLC系統(tǒng)中可以將屏蔽安裝在金屬柜中，因?yàn)榻饘俟裼泻芎玫膶?duì)靜電和磁場(chǎng)屏蔽的功能；最后是布線。在抗干擾方法中是非常重要的分散干擾方式，如，對(duì)原有的強(qiáng)電動(dòng)力線路和弱點(diǎn)信號(hào)線實(shí)行分離布線，能夠更好的抵御干擾。

2.PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)改良

PLC的設(shè)計(jì)工作一定要軟件、硬件兩手抓，雙管齊下。其中在對(duì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要參照有關(guān)規(guī)定完成工藝流程圖轉(zhuǎn)變?yōu)樘菪螆D的工作，在這過程中關(guān)系到PLC的應(yīng)用。在對(duì)控制工程進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，完善的軟件設(shè)計(jì)思想具有至關(guān)重要的影響力，良好的軟件設(shè)計(jì)能夠?yàn)楣こ碳夹g(shù)人員提供很大的便捷，讓工程技術(shù)人員更好的掌握了解設(shè)計(jì)，在日常系統(tǒng)維護(hù)和調(diào)節(jié)上也更加方面。再生產(chǎn)過程中控制要求的復(fù)雜程度大不相同，所以可根據(jù)結(jié)構(gòu)形式將其分為基礎(chǔ)程序和模塊化程序。其中可以將基礎(chǔ)程序視為獨(dú)立個(gè)體，監(jiān)管空竹生產(chǎn)工藝過程，還可以當(dāng)作組合模塊結(jié)構(gòu)中的單元程序。所謂模塊化程序設(shè)計(jì)，就是將一個(gè)整體的控制目標(biāo)程序劃分為多個(gè)具備明確子任務(wù)的程序模塊，并分別進(jìn)行編寫和調(diào)節(jié)，最終結(jié)合成一個(gè)完整的任務(wù)程序。模塊化程序設(shè)計(jì)的思想和方法在對(duì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)時(shí)能夠發(fā)揮極重要的作用。

三、結(jié)束語

第4篇：自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)范文

[關(guān)鍵詞]滴灌技術(shù)；自動(dòng)化控制；監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)：S275.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：2306-1499（2014）13-0095-01

中國(guó)作為世界上缺水比較嚴(yán)重的一個(gè)國(guó)家，水資源的人均程度不及世界平均水平的四分之一。在總用水量中，所使用的農(nóng)業(yè)用水占接近70%，且絕大多數(shù)的農(nóng)業(yè)用水使用在農(nóng)田灌溉中。因此，研究節(jié)約用水的灌溉新技術(shù)、提升灌溉水使用率，才可以解決用水短缺的問題，是現(xiàn)如今發(fā)展世界農(nóng)業(yè)基本要求。

目前，在新疆自治區(qū)、甘肅省、等省份及自治區(qū)，對(duì)膜下滴灌技術(shù)進(jìn)行了較大面積的應(yīng)用和宣傳，將水資源、化肥以及農(nóng)藥等先通過滴灌系統(tǒng)依照農(nóng)作物在各自不同的成長(zhǎng)周期所需要的用量混合，再使用滴灌管路通過滴狀混合均勻并且按時(shí)、按量的將其作用于農(nóng)作物根部，極好地改良土壤用水、氣以及化肥等，同時(shí)農(nóng)業(yè)的節(jié)水灌溉技術(shù)得到了發(fā)展。

本文設(shè)計(jì)了一種在膜下滴灌工程中應(yīng)用傳輸技術(shù)對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)控制，該系統(tǒng)主要使用傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤中的水分以及用水量的收集，再使用網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳至軟件平臺(tái)。由該平臺(tái)統(tǒng)一分析數(shù)據(jù)，再與各種農(nóng)作物自身的需水規(guī)律相結(jié)合，對(duì)農(nóng)田自動(dòng)、按時(shí)、定量地進(jìn)行澆水與施肥。使用該系統(tǒng)有效改善了過去在灌溉中的人工使用水泵等比較復(fù)雜的程序，有效地節(jié)約勞動(dòng)力，大大提高工作效率。同時(shí)，通過該系統(tǒng)能夠?qū)λY源使用水量進(jìn)行信息采集，在節(jié)約用水的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行農(nóng)作物用水量的定量管理，提供使用階梯水價(jià)管理的根據(jù)。

1. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)膜下滴灌自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要原理為離散型控制。該控制系統(tǒng)需要在滴灌系統(tǒng)主要部位裝設(shè)監(jiān)控箱，再將電磁閥以及土壤水分傳感器等設(shè)備加裝在田間管路中控制灌溉。

該系統(tǒng)在主要結(jié)構(gòu)上分為三個(gè)部分：第一個(gè)部分是組成控制中心，主要組成部分是所使用的軟件平臺(tái)和以太網(wǎng)。第二個(gè)部分是通過網(wǎng)絡(luò)組成的主要的通訊面。第三個(gè)部分是組成采集及控制層，該部分主要執(zhí)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和控制命令，主要由監(jiān)控箱以及傳感器組成。監(jiān)控箱中的傳輸數(shù)據(jù)通過軟件平臺(tái)進(jìn)行分析，在設(shè)置的閾值小于監(jiān)測(cè)值時(shí)，軟件平臺(tái)會(huì)及時(shí)發(fā)送控制指令進(jìn)行報(bào)警控制。

2. 硬件設(shè)計(jì)

膜下滴灌自動(dòng)控制系統(tǒng)基本組成單元是監(jiān)控箱，該組成部分主要分為主處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集使用接口、顯示監(jiān)控輸出系統(tǒng)接口、傳輸主要數(shù)據(jù)模塊及其它各個(gè)使用功能模塊。主處理系統(tǒng)主要構(gòu)成部分分為微控制器以及可讀寫的存儲(chǔ)器，主要的功能模塊有采集數(shù)據(jù)以及電量采集，還包括卡讀寫接口以及顯示接口模塊，最終將無線通訊終端與GPRS 通道連接在一起。

該系統(tǒng)的主處理系統(tǒng)模塊使用的是極低功耗處理器MSP430F149，該處理器有著極其強(qiáng)大功能。使用此類單片機(jī)可以使系統(tǒng)有非常低的功能消耗，加之比較強(qiáng)大的處理能力、非常豐富的模塊以及高效的開發(fā)等使用特點(diǎn)。該處理器中包括12 位的A/D 轉(zhuǎn)換器，2 個(gè)16位定時(shí)器具有捕獲/比較功能的寄存器的，還包括2個(gè)可將異步與同步轉(zhuǎn)換的串行接口。MSP430F149處理器主要是中斷矢量，其具有2個(gè)中斷能力8位端口，可以對(duì)十個(gè)以上的中斷源進(jìn)行支持，且能夠隨意嵌套。

該系統(tǒng)的通訊模塊主要使用Motorola G24-L WirelessModule。該通訊模塊是一種比較高速的GPRS模塊，可以使四頻傳輸?shù)玫街С?，也可以適應(yīng)工作中比較惡劣的環(huán)境，而寬溫版模塊可以在-30℃～+85℃的工作溫度中自由工作，同時(shí)可以滿足在數(shù)量比較多的通道中進(jìn)行穩(wěn)定傳輸?shù)氖褂靡?。使用FDS-100型傳感器作為該系統(tǒng)的土壤水分傳感器，該傳感器的量程為0～100%，精度為±3%，主要工作溫度處于-20℃～50℃之間，輸出信號(hào)是在0～20mA 范圍內(nèi)的電流。

采集電量主要為RemoDAQ-8073A模塊，該模塊為三相電流全參數(shù)的電量變送模塊，電壓的主要測(cè)量量程范圍在10～500V之間，且測(cè)量的精度為0.2級(jí)；電流主要測(cè)量量程范圍0～5A之間，同時(shí)使用互感器能夠加大電流的測(cè)量，且測(cè)量的精度也為0.2 級(jí)。在該模塊的內(nèi)部，主要可以集成微型控制器以及通過數(shù)字信號(hào)處理的芯片，還包括常規(guī)RS232通訊接口，可以非常便捷地實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)進(jìn)行通訊的功能。

3.軟件設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的軟件平臺(tái)，必須比較充分地對(duì)系統(tǒng)的是否容易維護(hù)性進(jìn)行考慮，該軟件的開發(fā)平臺(tái)主要使用易控組態(tài)軟件，通過二次開發(fā)組態(tài)軟件，可以對(duì)監(jiān)控箱實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)接送、傳輸以及顯示主要的數(shù)據(jù)傳輸。再在該軟件平臺(tái)中動(dòng)態(tài)分析其數(shù)據(jù)庫(kù)中的主要數(shù)據(jù)，通過對(duì)灌水時(shí)間與灌水量的計(jì)算，并使用圖表與曲線顯示的方式，輸出計(jì)算所得出的結(jié)果以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，最終提供出決策或依據(jù)給灌溉系統(tǒng)。

3.1采集與傳輸程序

系統(tǒng)中的各個(gè)監(jiān)控箱需要根據(jù)灌溉面積的大小來配置與之相應(yīng)的土壤水分傳感器，使之可以自行按時(shí)對(duì)土壤所使用的水分進(jìn)行測(cè)量，且監(jiān)控箱主要通過測(cè)量所得出的需求量及時(shí)把土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)上傳至軟件平臺(tái)。

3.2用水量控制程序

監(jiān)控箱主要依據(jù)水泵采集出的用電量的數(shù)據(jù)，折算成灌溉所需要的用水量，進(jìn)行用水量的計(jì)量與控制主要通過IC卡實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉所需要的用水量進(jìn)行管理。

第5篇：自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：大型電氣設(shè)備；自動(dòng)化控制；任務(wù)合理調(diào)度模型；并行分布

引言

隨著國(guó)際自動(dòng)化水平的不斷提升，大型電氣設(shè)備在我國(guó)各領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣。在大型電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制中，任務(wù)合理調(diào)度的有序進(jìn)行，是增強(qiáng)大型電氣設(shè)備應(yīng)用性能、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵[1⁃3]。任務(wù)合理調(diào)度問題也一直是各國(guó)科研人員研究的難點(diǎn)課題之一，科研人員曾設(shè)計(jì)出一些大型電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制中任務(wù)合理調(diào)度模型，但這些模型均存在一定的問題，無法給予大型電氣設(shè)備精準(zhǔn)、高效的自動(dòng)化控制[4⁃6]。任務(wù)合理調(diào)度問題一直是各國(guó)科研人員研究的難點(diǎn)課題之一，本文設(shè)計(jì)一種調(diào)度穩(wěn)定性好、通信性能強(qiáng)的大型電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制中任務(wù)合理調(diào)度模型。

1大型電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的任務(wù)調(diào)度性質(zhì)分析

大型電氣設(shè)備由一個(gè)母設(shè)備與多個(gè)子設(shè)備組成，其實(shí)質(zhì)是一種異構(gòu)的星型網(wǎng)絡(luò)。在大型電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制中，使用P={P0,P1,⋯,Pi,⋯,PN}表示含有N個(gè)子設(shè)備的大型電氣設(shè)備總集合（i是一個(gè)自然數(shù)，表示隨機(jī)提取的子設(shè)備序列號(hào)，1iN），其中，P0表示大型電氣設(shè)備中的母設(shè)備，余下的均為子設(shè)備。用l表示大型電氣設(shè)備中母設(shè)備對(duì)子設(shè)備的自動(dòng)化控制通道長(zhǎng)度，那么，大型電氣設(shè)備自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖1所示。由圖1可知，大型電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制任務(wù)全部存儲(chǔ)于母設(shè)備P0中，由于每條子設(shè)備控制通道的長(zhǎng)度l均不相同，因此母設(shè)備P0的自動(dòng)化控制效率處于不斷變化當(dāng)中，這使得任務(wù)合理調(diào)度形成了一種“大面積、分散式”的工作性質(zhì)，這種工作性質(zhì)要求所設(shè)計(jì)的任務(wù)合理調(diào)度模型需要通過“并行分布”原則給予大型電氣設(shè)備精準(zhǔn)、高效的自動(dòng)化控制。同時(shí)，由于自動(dòng)化控制效率的不同將導(dǎo)致大型電氣設(shè)備中的N個(gè)子設(shè)備，無法同時(shí)接收到母設(shè)備分配出的自動(dòng)化控制任務(wù)。因此，大型電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中任務(wù)調(diào)度的工作量是隨時(shí)間而不斷增長(zhǎng)，這一性質(zhì)要求所設(shè)計(jì)的任務(wù)合理調(diào)度模型也應(yīng)該擁有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性，以維持大型電氣設(shè)備的應(yīng)用性能。

2自動(dòng)化控制中任務(wù)合理調(diào)度模型設(shè)計(jì)

根據(jù)第1節(jié)給出的“并行分布”和“高度可擴(kuò)展性”的設(shè)計(jì)原則，對(duì)大型電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制中任務(wù)合理調(diào)度模型進(jìn)行設(shè)計(jì)。假設(shè)大型電氣設(shè)備中的母設(shè)備獲取到的自動(dòng)化控制任務(wù)調(diào)度順序?yàn)棣?,α2,⋯,αn，（n為自動(dòng)化控制任務(wù)的數(shù)量），將按照上述調(diào)度順序進(jìn)行調(diào)度工作的子設(shè)備設(shè)為Pα1,Pα2,⋯,Pαn，用rα1,rα2,⋯,rαn表示這些子設(shè)備的開啟時(shí)間。為了增強(qiáng)所設(shè)計(jì)大型電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制中任務(wù)合理調(diào)度模型的通信性能，并同時(shí)獲取優(yōu)異的調(diào)度穩(wěn)定性，規(guī)定子設(shè)備的開啟時(shí)間rα1,rα2,⋯,rαn必須早于母設(shè)備調(diào)度工作開始時(shí)間wα1,wα2,⋯,wαn，由此設(shè)計(jì)出的任務(wù)合理調(diào)度模型和模型工作流程如圖2、圖3所示。

3實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

3.1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備仿真實(shí)驗(yàn)使用3臺(tái)相同規(guī)格、型號(hào)的虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備，分別寫入本文模型、星型網(wǎng)絡(luò)任務(wù)合理調(diào)度模型和總線型網(wǎng)絡(luò)任務(wù)合理調(diào)度模型，并對(duì)同一大型電器設(shè)備依次進(jìn)行任務(wù)調(diào)度。每臺(tái)虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備都擁有兩個(gè)通信接口，實(shí)驗(yàn)前，將兩個(gè)通信接口的帶寬范圍分別設(shè)為[0Mb/s，1.5Mb/s]和[1.5Mb/s，3.0Mb/s]?，F(xiàn)進(jìn)行三個(gè)任務(wù)合理調(diào)度模型調(diào)度穩(wěn)定性和通信性能的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)共計(jì)進(jìn)行6h。3.2模型調(diào)度穩(wěn)定性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，每隔1h對(duì)三個(gè)系統(tǒng)在兩個(gè)通信接口中的任務(wù)吞吐量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并制成曲線圖，如圖4、圖5所示。由圖4、圖5可得，在帶寬范圍為[0Mb/s，1.5Mb/s]的通信接口1中，三個(gè)模型的任務(wù)吞吐量曲線波動(dòng)均不明顯，本文模型的任務(wù)吞吐量曲線幾乎為直線狀態(tài)。而在帶寬范圍為[1.5Mb/s，3.0Mb/s]的通信接口2中，星型網(wǎng)絡(luò)任務(wù)合理調(diào)度模型和總線型網(wǎng)絡(luò)任務(wù)合理調(diào)度模型的任務(wù)吞吐量曲線波動(dòng)情況明顯變大，并且下降情況嚴(yán)重。而本文模型的任務(wù)吞吐量曲線僅僅存在細(xì)微波動(dòng)，并無明顯下降，表明本文模型的調(diào)度穩(wěn)定性較好。3.3模型通信性能驗(yàn)證在大型電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制中，通信性能較強(qiáng)的任務(wù)合理調(diào)度模型不容易受到網(wǎng)絡(luò)入侵的影響，并且傳輸速率更快，是增強(qiáng)大型電氣設(shè)備應(yīng)用性能的基礎(chǔ)保障。因此，模型通信性能的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)每隔1h變換一次網(wǎng)絡(luò)入侵類型，每隔10min記錄下三個(gè)模型在兩個(gè)通信接口中的傳輸速率。將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成曲線圖，如圖6、圖7所示。由圖6、圖7可得，在兩個(gè)通信接口中，本文模型在網(wǎng)絡(luò)入侵下的傳輸速率均高于星型網(wǎng)絡(luò)任務(wù)合理調(diào)度模型和總線型網(wǎng)絡(luò)任務(wù)合理調(diào)度模型，即網(wǎng)絡(luò)入侵對(duì)本文模型的傳輸速率幾乎無影響，表明本文模型具有通信性能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

4結(jié)論

第6篇：自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；自動(dòng)化控制；問題和方法

0引言

在機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化控制中，經(jīng)常會(huì)遇到各種各樣的問題，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步讓機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化控制變得更加智能和復(fù)雜，這對(duì)生產(chǎn)具有很好的促進(jìn)作用，但與此同時(shí)，在機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化控制中的管理和運(yùn)用就顯得更為重要。生產(chǎn)效率的提高依賴于機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化控制的穩(wěn)定運(yùn)行，機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)備的關(guān)鍵，自動(dòng)化控制則保證了設(shè)備的穩(wěn)定性，兩者缺一不可。

1機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化控制的問題

1.1機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域問題分析

機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)首先需要滿足生產(chǎn)要求，所以機(jī)械設(shè)備從研發(fā)開始，就要清楚機(jī)械設(shè)計(jì)是為哪方面服務(wù)的，在具體開發(fā)過程中，使機(jī)械設(shè)備符合現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)要求。但是從目前來看，很多時(shí)候機(jī)械設(shè)備研發(fā)設(shè)計(jì)依然存在問題，設(shè)計(jì)人員目的不明確，導(dǎo)致工作重復(fù)性嚴(yán)重，對(duì)細(xì)節(jié)把握不到位。機(jī)械設(shè)備對(duì)精確度相對(duì)較高，差之毫厘都有可能達(dá)不到生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)，使得產(chǎn)品效果不理想。

機(jī)械設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)之初應(yīng)該充分考慮產(chǎn)品的使用情況，部件結(jié)構(gòu)老化和失靈問題，也是機(jī)械設(shè)計(jì)過程中的重點(diǎn)，在機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，機(jī)械結(jié)構(gòu)要嚴(yán)格按照一定的原則，將誤差控制在一定范圍內(nèi)，盡量減小零部件的磨損。其次，機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)售后和安裝問題也需要提高注意，專業(yè)的安裝人員能確保機(jī)械設(shè)備運(yùn)行更精確，減少機(jī)械的損害和故障率，對(duì)自動(dòng)化控制的應(yīng)用也具有保障性，以免造成自動(dòng)化系統(tǒng)不穩(wěn)定。

1.2自動(dòng)化控制領(lǐng)域問題分析

自動(dòng)化控制是機(jī)械設(shè)備的輔助系統(tǒng)，但是在實(shí)際操作上自動(dòng)化控制卻具有更加重要的作用，在自動(dòng)化控制中，問題往往來源于機(jī)械設(shè)備自身的質(zhì)量，以及機(jī)械設(shè)備的損耗率和淘汰率。

機(jī)械設(shè)備自身質(zhì)量問題首先是機(jī)械設(shè)備在工作運(yùn)行時(shí)，機(jī)械零部件產(chǎn)生的熱量，機(jī)械設(shè)備一旦開啟經(jīng)常是連續(xù)不斷的工作，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致設(shè)備發(fā)熱，這就要求自動(dòng)化控制具備檢測(cè)功能，如果在發(fā)熱開始，自動(dòng)化控制系統(tǒng)不能提示操作人員，就有可能導(dǎo)數(shù)持續(xù)發(fā)熱，影響到機(jī)械設(shè)備的其他零部件，最后導(dǎo)致整個(gè)機(jī)械設(shè)備大面積癱瘓。另一方面，由于自動(dòng)化控制系統(tǒng)過于靈敏，只要機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)問題倪端，就終止整個(gè)機(jī)械設(shè)備的工作，即空開跳閘，空開跳閘雖然一定程度上確保了機(jī)械設(shè)備故障率的發(fā)生，但是系統(tǒng)長(zhǎng)期空開跳閘會(huì)縮短機(jī)械設(shè)備的使用壽命，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)帶來影響。

2機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化控制中問題解決方案

機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化控制在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，兩者相輔相成，不可分割，有著密切的聯(lián)系，機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)了人類運(yùn)用機(jī)械設(shè)備加工、生產(chǎn)等工作，在機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化控制中，單純的機(jī)械生產(chǎn)仍然需要大量的勞動(dòng)力來完成，在機(jī)械設(shè)備中引入自動(dòng)化控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行，工作效率更加高效，也更加穩(wěn)定。

2.1加強(qiáng)人員素質(zhì)的提高和管理

在機(jī)械設(shè)備的操作過程中，首先要解決技術(shù)人員的操作理念和方法，在操作機(jī)械設(shè)備之前，首先要對(duì)操作人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)，了解機(jī)械設(shè)計(jì)的原理和性能，才能在機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化控制中合理施行，避免操作失誤給機(jī)械設(shè)備帶來不必要的事故。操作人員在工作之余，應(yīng)該多學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)備相關(guān)的理論知識(shí)，并在工作中，積極有效地將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際操作上來，不斷提升自身的能力。

機(jī)械設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)設(shè)備的具體用處做好調(diào)查工作，最有效的方法就是到操作一線上去，對(duì)機(jī)械設(shè)備在使用中容易產(chǎn)生的某些問題做好記錄，然后逐一解決。其次，機(jī)械設(shè)計(jì)人員在選擇機(jī)械設(shè)備零部件的時(shí)候，需要結(jié)合設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行規(guī)律，進(jìn)行鉆研和分析，匹配設(shè)計(jì)合適的零部件。

安裝人員要詳細(xì)了解現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行合理安裝，安裝人員要善于利用場(chǎng)地環(huán)境，因地制宜，在一些大型機(jī)械設(shè)備的安裝過程中，要注重每個(gè)細(xì)節(jié)的合理性和設(shè)備之間的連貫性，對(duì)自動(dòng)化控制做到精準(zhǔn)把控，讓設(shè)備運(yùn)行符合生產(chǎn)流程。

維修人員在專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)相對(duì)較高，但是要加強(qiáng)相應(yīng)的責(zé)任心，培養(yǎng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題的能力，在機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化控制中，維修人員要清楚兩者之間的關(guān)系，在機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，能做到對(duì)問題盡快排查，了解是線路問題還是機(jī)械設(shè)備本身原因，是由于操作不當(dāng)還是設(shè)備超負(fù)荷導(dǎo)致的，這對(duì)以后機(jī)械設(shè)計(jì)具有很好的借鑒作用。

2.2引入更加智能的自動(dòng)化技術(shù)

如今，機(jī)械設(shè)備朝著更智能的方向發(fā)展，機(jī)械設(shè)備與自動(dòng)化控制的應(yīng)用，減少了企業(yè)生產(chǎn)中大量人力資源的使用，為了實(shí)現(xiàn)更高效、更人性化的生產(chǎn)，在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域需要加大對(duì)科技的投入，在機(jī)械設(shè)備智能化進(jìn)程發(fā)展到一定階段后，引入遠(yuǎn)程操控模式，能進(jìn)一步減少企業(yè)對(duì)人力的依賴和使用。

另外，遠(yuǎn)程操控的引進(jìn)，對(duì)提高機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化控制能起到良好的促進(jìn)作用，在遠(yuǎn)程操控的實(shí)際運(yùn)用中，機(jī)械設(shè)計(jì)需要通過不斷優(yōu)化和改良，才能滿足遠(yuǎn)程操控技術(shù)的要求，在自動(dòng)化控制領(lǐng)域同樣需要提升自動(dòng)化系統(tǒng)的感應(yīng)、分析和統(tǒng)計(jì)方面的性能，全面確保生產(chǎn)過程中的安全性和穩(wěn)定性。

3結(jié)語

綜上所述，機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)備的基礎(chǔ)，對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)和整體性能起著關(guān)鍵的作用，機(jī)械設(shè)計(jì)是一個(gè)從實(shí)驗(yàn)到實(shí)踐，從檢測(cè)到使用的過程，結(jié)合自動(dòng)化控制的優(yōu)勢(shì)，將機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量放在機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化控制的首位，為國(guó)家整個(gè)工業(yè)提供保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏海生.淺談機(jī)械工程及自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展[J].化工管理,2016(33).

[2]朱文強(qiáng).機(jī)械工程中自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用[J].化工管理,2016(32).

第7篇：自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：煤礦 電氣自動(dòng)化 控制系統(tǒng) 創(chuàng)新設(shè)計(jì)

在現(xiàn)代化煤礦生產(chǎn)過程中，安全、高效的生產(chǎn)離不開數(shù)字化、自動(dòng)化的控制裝置。在計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步下，基于PLC技術(shù)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)能適應(yīng)各種惡劣的工作環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)煤礦高效率、高安全性生產(chǎn)的關(guān)鍵手段。在煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，如何對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新與優(yōu)化，以最低構(gòu)建成本，提升系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性，增強(qiáng)系統(tǒng)使用性能是目前煤礦企業(yè)和社會(huì)共同關(guān)注的問題。本文就煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新與優(yōu)化進(jìn)行了研究分析，促使煤礦生產(chǎn)、運(yùn)輸、存放等過程向智能化、自動(dòng)化、現(xiàn)代化方向發(fā)展。

1 單片機(jī)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷增長(zhǎng)，人們?cè)谏a(chǎn)生活中消耗的能源也越來越多，對(duì)煤炭資源的依賴程度就越來越高，使得煤礦開采力度逐漸增大，加上工作環(huán)境較為惡劣，給煤礦安全生產(chǎn)帶來了一定的難度。在煤礦生產(chǎn)中引入電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，不僅能確保煤礦開采工作順利進(jìn)行，還可以節(jié)省經(jīng)濟(jì)支出，實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)最大化經(jīng)濟(jì)效益。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心是單片機(jī)，不同生產(chǎn)環(huán)境下，單片機(jī)的選擇原則和方式都應(yīng)該有所不同。相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)煤礦開采和生產(chǎn)的實(shí)際環(huán)境，對(duì)其進(jìn)行全面、深入的勘察與分析，這是確保單片機(jī)在煤礦生產(chǎn)設(shè)備中正常工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其次應(yīng)該做好單片機(jī)使用過程中防水、防漏電工作。目前在我國(guó)大多數(shù)煤礦生產(chǎn)中，往往采用PLC單片機(jī)，不僅做到很好的防水保護(hù)，還可以在出現(xiàn)漏電現(xiàn)象時(shí)，自動(dòng)采取很好的應(yīng)對(duì)措施，確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。同時(shí)PLC單片機(jī)還具有工作效率高、耗能少、抗干擾強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，所以在煤礦生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)在煤礦生產(chǎn)中主要是對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)保護(hù)，通過檢測(cè)電信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并經(jīng)過內(nèi)部系統(tǒng)對(duì)所檢測(cè)出的信號(hào)進(jìn)行一定程度的放大，以此轉(zhuǎn)換為可供使用的電壓信號(hào)，然后傳送至CPU，通過計(jì)算機(jī)將信息顯示出來。

2 煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新與優(yōu)化

2.1 創(chuàng)新設(shè)備選型

目前市場(chǎng)上有較多品牌的PLC產(chǎn)品，其品牌不同所使用到的方案也存在明顯的差別，對(duì)應(yīng)煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作性能也不盡相同。詳細(xì)分析如下：

2.1.1 分析系統(tǒng)規(guī)模。在PLC設(shè)備選型前，需要對(duì)自身系統(tǒng)的規(guī)模進(jìn)行深入分析，盡可能縮小設(shè)備選擇的范圍。若僅僅要求PLC設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯?jié)舛鹊臋z測(cè)，可以選擇一般微型設(shè)備。如果要求水泵機(jī)房可以根據(jù)變化的水位進(jìn)行工作方式和狀態(tài)的更改，這就給PLC設(shè)備在邏輯和閉環(huán)上控制提出了更高的要求，因此必須選擇中等的PLC設(shè)備。若想對(duì)礦井中生產(chǎn)人員進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。首先要對(duì)井下通信和控制進(jìn)行監(jiān)測(cè)，中等和微型設(shè)備是不能滿足其監(jiān)控要求的，只能選擇大型的PLC設(shè)備。

2.1.2 I/O點(diǎn)類型的確定。在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該根據(jù)預(yù)期監(jiān)控對(duì)象的系統(tǒng)規(guī)模確定I/O點(diǎn)的數(shù)量，并將其進(jìn)行類別上的劃分，制定出相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)清單，以確保軟硬件資源余量的充足，最大程度避免資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。對(duì)礦井自身供電情況進(jìn)行分析，以確定輸出端輸出方式和頻率，往往其輸出方式是采用晶體管和繼電器進(jìn)行輸出的。

2.1.3 選擇編程工具。在選擇編程工具時(shí)，應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模確定適合自身的編程工具，確保系統(tǒng)編程能快速高效的完成。針對(duì)小規(guī)模PLC設(shè)備編程，往往選擇梯形編程方式，該方式較為簡(jiǎn)潔，在中型PLC編程中非常實(shí)用。對(duì)大型PLC設(shè)備編程而言，一般使用計(jì)算機(jī)和PLC軟件包進(jìn)行編程，但是該方式不僅會(huì)消耗大量的資金，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試也十分不便，一般只針對(duì)大型煤礦自動(dòng)化控制系統(tǒng)編程。

2.2 創(chuàng)新硬件設(shè)計(jì)

2.2.1 輸入電路的創(chuàng)新。由于煤礦生產(chǎn)環(huán)境比較惡劣，加上我國(guó)供電存在一定的不穩(wěn)定性，為確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，需要在輸入電路部分加裝電源凈化元件，采用1：1隔離變壓器可以較好的通過雙隔離技術(shù)，將變壓器初級(jí)線圈和次級(jí)線圈屏蔽層通過初級(jí)電氣中性點(diǎn)接大地，減小脈沖干擾作用。對(duì)PLC輸入電源控制在24V直流電源，根據(jù)容量對(duì)負(fù)載進(jìn)行調(diào)節(jié)，完善周邊電路的防短路操作。如果由于短路或者負(fù)載，都會(huì)造成PLC芯片受損，造成系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。因此必須對(duì)輸入電路進(jìn)行創(chuàng)新，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。

2.2.2 輸出電路的創(chuàng)新。系統(tǒng)輸出電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新，需要根據(jù)煤礦生產(chǎn)的實(shí)際需求，對(duì)各種指示標(biāo)志、調(diào)速裝置等采用晶體管進(jìn)行輸出，促進(jìn)其響應(yīng)速度的提升。在煤礦水泵機(jī)房的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，PLC輸出頻率為6次/min，可以采用繼電器輸出，其抗干擾能力與帶負(fù)載能力相對(duì)較強(qiáng)。如果PLC輸出帶電磁線圈或者其他感性負(fù)載，為避免產(chǎn)生浪涌電流對(duì)PLC芯片造成損壞，可以在電路盤上接續(xù)二極管，使其充分吸收浪涌電流，保證PLC芯片。

2.2.3 抗干擾設(shè)計(jì)創(chuàng)新。煤礦工作環(huán)境比較惡劣，給電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)也提出了更高的要求，電磁脈沖對(duì)系統(tǒng)芯片的干擾十分容易導(dǎo)致系統(tǒng)失靈，因此必須做好系統(tǒng)抗干擾創(chuàng)新。一是可以采用隔離變壓器抗干擾，將中性點(diǎn)經(jīng)電容接地。二是采用金屬殼屏蔽系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁，將PLC控制系統(tǒng)置于金屬質(zhì)地的工作柜，將外殼接地，以避免靜電、電磁脈沖和空間輻射對(duì)系統(tǒng)的干擾。第三將強(qiáng)電動(dòng)力線路、弱電信號(hào)分開走線，并保證一定的間隔，通過雙絞線傳輸模擬信號(hào)，能起到較好的抗干擾作用。

2.3 創(chuàng)新軟件設(shè)計(jì)

2.3.1 軟件結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)主要包括基本程序設(shè)計(jì)和模塊化設(shè)計(jì)。在煤礦生產(chǎn)中，應(yīng)該根據(jù)煤礦開采的不同程序，對(duì)程序進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，采用模塊化設(shè)計(jì)對(duì)后續(xù)功能拓展有較好的作用。將煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的目標(biāo)分為多個(gè)子任務(wù)模塊，分別對(duì)其進(jìn)行編寫和調(diào)試，最終將其組合成為一個(gè)完整的程序。模塊化程序創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提高了電氣自動(dòng)化控制水平，使其更符合實(shí)際的生產(chǎn)狀況。

2.3.2 程序設(shè)計(jì)過程的創(chuàng)新。若想實(shí)現(xiàn)程序優(yōu)化設(shè)計(jì)，應(yīng)該根據(jù)煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)際需求，按需分配I/O，將整個(gè)系統(tǒng)的I/O信號(hào)進(jìn)行集中編制，以提升系統(tǒng)的維護(hù)效率。程序中定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、繼電器需要統(tǒng)一編號(hào)，切不可重復(fù)同一個(gè)編號(hào)，進(jìn)而促進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的提升。在地址分配完成后，應(yīng)該詳細(xì)列出I/O分配情況和內(nèi)部繼電器標(biāo)志位分配表。

3 總結(jié)

在國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展下，我國(guó)現(xiàn)代煤礦技術(shù)加快了發(fā)展腳步，在生產(chǎn)過程中使用電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，大大提升了煤礦生產(chǎn)效率，確保了生產(chǎn)安全。本文主要基于PLC電氣自動(dòng)化控制，對(duì)目前電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)存在的問題進(jìn)行分析，并對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，這對(duì)提升系統(tǒng)的工作效率、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)、促進(jìn)煤礦企業(yè)健康發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。在創(chuàng)新過程中，應(yīng)該根據(jù)煤礦生產(chǎn)的實(shí)際需求，結(jié)合整個(gè)電路自身特點(diǎn)和工作環(huán)境，確保系統(tǒng)各方面指標(biāo)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與要求，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化的煤礦電氣自動(dòng)化控制。

參考文獻(xiàn)：

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[2]劉久平.如何創(chuàng)新電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)[J].硅谷，2012，03：194+143.

[3]蔡俊毅.淺析電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展[J].科技致富向?qū)В?014，12：128.

第8篇：自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)思想；系統(tǒng)功能

1 電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能

根據(jù)單元機(jī)組的運(yùn)行和電氣控制的特點(diǎn)，應(yīng)將發(fā)電機(jī)一變壓器組和廠用電源等電氣系統(tǒng)的控制都納入ECS監(jiān)控。其基本功能為：

1.1 發(fā)變組出口220kV/500kV斷路器、隔離開關(guān)的控制及操作。

1.2 發(fā)變組保護(hù)、廠高變保護(hù)、勵(lì)磁變壓器保護(hù)控制。

1.3 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)。包括啟勵(lì)、滅磁操作，控制方式切換，增磁、減磁操作，PSS(電力系統(tǒng)穩(wěn)定器)的投退。

1.4 220kV/500kV開關(guān)自動(dòng)同期并網(wǎng)及手動(dòng)同期并網(wǎng)。

1.5 6kV高壓廠用電源監(jiān)視、操作、廠用電壓快切裝置的狀態(tài)監(jiān)視、投退、手動(dòng)啟動(dòng)等。

1.6 380V低壓廠用電源監(jiān)視、操作、低壓備自投裝置控制。

1.7 高壓?jiǎn)?備變壓器控制和操作(2臺(tái)機(jī)共用)。

1.8 柴油發(fā)電機(jī)組和保安電源控制和操作。

1.9 直流系統(tǒng)和LPS系統(tǒng)的監(jiān)視。

對(duì)于發(fā)變組保護(hù)等主保護(hù)和安全自動(dòng)裝置，因其設(shè)備已經(jīng)很成熟而且要求全部在DCS中實(shí)現(xiàn)其功能尚有一定難度，可能增加相當(dāng)大的費(fèi)用，故可以保留。但是它們與DCS間要口求接，控制采用硬接線，利用通訊方式傳輸自動(dòng)裝置信息，并可以通過DCS進(jìn)行事故追憶。

2 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想

2.1 集中監(jiān)控方式。這種監(jiān)控方式優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行維護(hù)方便，控制站的防護(hù)要求不高，系統(tǒng)設(shè)計(jì)容易。但由于集中式的主要特點(diǎn)是將系統(tǒng)的各個(gè)功能集中到一個(gè)處理器進(jìn)行處理，處理器的任務(wù)相當(dāng)繁重，處理速度受到影響。由于電氣設(shè)備全部進(jìn)入監(jiān)控，伴隨著監(jiān)控對(duì)象的大量增加隨之而來的是主機(jī)冗余的下降、電纜數(shù)量增加，投資加大，長(zhǎng)距離電纜引入的干擾也可能影響系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖采用硬接線，由于隔離刀閘的輔助接點(diǎn)經(jīng)常不到位，造成設(shè)備無法操作。這種接線的二次接線復(fù)雜，查線不方便，大大增加了維護(hù)量，還存在由于查線或傳動(dòng)過程中由于接線復(fù)雜而造成誤操作的可能性。

2.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控方式。遠(yuǎn)程監(jiān)控方式具有節(jié)約大量電纜、節(jié)省安裝費(fèi)用、，節(jié)約材料、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)。由于各種現(xiàn)場(chǎng)總線(如Lonworks總線，CAN總線等)的通訊速度不是很高，而電廠電氣部分通訊量相對(duì)又比較大，所有這種方式適合于小系統(tǒng)監(jiān)控，而不適應(yīng)于全廠的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建。

3 探討電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

OPC(OIJEforProcess Control)技術(shù)的出現(xiàn)，IEC61131的頒布，以及Microsoft的Windows平臺(tái)的廣泛應(yīng)用，使得未來的電氣技術(shù)的結(jié)合，計(jì)算機(jī)日益發(fā)揮著不可替代的作用。IEC61131已成為了一個(gè)國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn)，正被各大控制系統(tǒng)廠商廣泛采納。

Pc 客戶機(jī)／服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)、以太網(wǎng)和Internet技術(shù)引發(fā)了電氣自動(dòng)化的一次又一次革命。正是市場(chǎng)的需求驅(qū)動(dòng)著自動(dòng)化和IT平臺(tái)的融和，電子商務(wù)的普及將加速著這一過程。Internet／Intranet技術(shù)和多媒體技術(shù)在自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。企業(yè)的管理層利用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器可以存取企業(yè)的財(cái)務(wù)、人事等管理數(shù)據(jù)，也可以對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)過程的動(dòng)態(tài)畫面進(jìn)行監(jiān)控，在第一時(shí)間了解最全面和準(zhǔn)確的生產(chǎn)信息。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和視頻處理技術(shù)的應(yīng)用，將對(duì)未來的自動(dòng)化產(chǎn)品，如人機(jī)界面和設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生直接的影響。相對(duì)應(yīng)的軟件結(jié)構(gòu)、通訊能力及易于使用和統(tǒng)一的組態(tài)環(huán)境變得重要了。軟件的重要性在不斷提高。這種趨勢(shì)正從單一的設(shè)備轉(zhuǎn)向集成的系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

［1］ 賀家李、沈從炬，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理，北京:中國(guó)電力出版社，1994.

［2］ 范輝、陸學(xué)謙，電氣監(jiān)控系統(tǒng)納入DCS的幾點(diǎn)體會(huì)，電力自動(dòng)化設(shè)備，2001,21(3): 52-54.

［3］ 薛葵，發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng),電力系統(tǒng)裝備，2002 (1):72-73.

［4］ 蒙寧海，火電廠廠用電系統(tǒng)監(jiān)控方案的探討，廣西電力，2003,26(2):44-47.

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［6］ 曲兆衛(wèi)、劉耀志，等. ECS系統(tǒng)在蒙華海電的應(yīng)用,內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2003,21(5):51，62.

［7］ 陳良根、田蘭、張進(jìn)，ECS在巴蜀江油電廠的應(yīng)用,四川電力技術(shù)，2003,26(3):9~10.

第9篇：自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)思路

0引言

隨著我國(guó)信息技術(shù)發(fā)展水平的不斷提高，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)、顯示技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等各種通信技術(shù)突飛猛進(jìn)，這都推動(dòng)了電氣技術(shù)的快步前進(jìn)。目前為止，由于國(guó)際電氣技術(shù)交流范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大以及交流程度的加深，國(guó)際上領(lǐng)先的電氣新產(chǎn)品和電氣新技術(shù)大量涌入我國(guó)電氣市場(chǎng)，使得我國(guó)電氣行業(yè)踏上了新的征程。最令世人矚目的是全國(guó)智能化系統(tǒng)示范工程的建成，這大大提升了我國(guó)電器行業(yè)的國(guó)際影響力。

1電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能

根據(jù)單元機(jī)組運(yùn)行和電氣控制的特點(diǎn)，應(yīng)將發(fā)電機(jī)一變壓器組和廠用電源等電氣系統(tǒng)的控制都納入ECS監(jiān)控。其基本功能為：

1．發(fā)變組出口220kV/500kV斷路器、隔離開關(guān)的控制及操作。

2．發(fā)變組保護(hù)、廠高變保護(hù)、勵(lì)磁變壓器保護(hù)控制。

3．發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)。包括啟勵(lì)、滅磁操作，控制方式切換，增磁、減磁操作，PSS(電力系統(tǒng)穩(wěn)定器)的投退。

4．220kV/500kV開關(guān)自動(dòng)同期并網(wǎng)及手動(dòng)同期并網(wǎng)。

5．6kV高壓廠用電源監(jiān)視、操作、廠用電壓快切裝置的狀態(tài)監(jiān)視、投退、手動(dòng)啟動(dòng)等。

6．380V低壓廠用電源監(jiān)視、操作、低壓備自投裝置控制。

7．高壓?jiǎn)?備變壓器控制和操作(2臺(tái)機(jī)共用)。

8．柴油發(fā)電機(jī)組和保安電源控制和操作。

9．直流系統(tǒng)和LPS系統(tǒng)的監(jiān)視。

對(duì)于發(fā)變組保護(hù)等主保護(hù)和安全自動(dòng)裝置，因其設(shè)備已經(jīng)很成熟而且要求全部在DCS中實(shí)現(xiàn)其功能尚有一定難度，可能增加相當(dāng)大的費(fèi)用，故可以保留。但是它們與DCS間要口求接，控制采用硬接線，利用通訊方式傳輸自動(dòng)裝置信息，并可以通過DCS進(jìn)行事故追憶。

2電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

2.1集中監(jiān)控方式

這種監(jiān)控方式優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行維護(hù)方便，控制站的防護(hù)要求不高以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。然而，由于集中式的主要特點(diǎn)是將系統(tǒng)的各個(gè)功能集中到一個(gè)處理器進(jìn)行處理，處理器的任務(wù)相當(dāng)繁重，處理速度受到影響。由于電氣設(shè)備全部進(jìn)入監(jiān)控，伴隨著監(jiān)控對(duì)象的大量增加隨之而來的是主機(jī)冗余的下降、電纜數(shù)量增加，投資加大，長(zhǎng)距離電纜引入的干擾也可能影響系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖采用硬接線，由于隔離刀閘的輔助接點(diǎn)經(jīng)常不到位，造成設(shè)備無法操作。這種接線的二次接線復(fù)雜，查線不方便，大大增加了維護(hù)量，還存在由于查線或傳動(dòng)過程中由于接線復(fù)雜而造成誤操作的可能性。

2.2遠(yuǎn)程監(jiān)控方式

遠(yuǎn)程監(jiān)控方式具有節(jié)約大量電纜、節(jié)省安裝費(fèi)用、節(jié)約材料、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)。由于各種現(xiàn)場(chǎng)總線(如Lonworks總線，CAN總線等)的通訊速度不是很高，而電廠電氣部分通訊量相對(duì)又比較大，所有這種方式適合于小系統(tǒng)監(jiān)控，而不適應(yīng)于全廠的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建。

2.3現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式

目前，對(duì)于以太網(wǎng)(Ethernet)、現(xiàn)場(chǎng)總線等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，且已經(jīng)積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，智能化電氣設(shè)備也有了較快的發(fā)展，這些都為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)奠定了良好的基礎(chǔ)。現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加有針對(duì)性，對(duì)于不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據(jù)間隔的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用這種監(jiān)控方式除了具有遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的全部?jī)?yōu)點(diǎn)外，還可以減少大量的隔離設(shè)備、端子柜、I/0卡件、模擬量變送器等，而且智能設(shè)備就地安裝，與監(jiān)控系統(tǒng)通過通信線連接，可以節(jié)省大量控制電纜，節(jié)約很多投資和安裝維護(hù)工作量，從而降低成本。另外，各裝置的功能相對(duì)獨(dú)立，裝置之間僅通過網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)組態(tài)靈活，使整個(gè)系統(tǒng)的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應(yīng)的元件，不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。因此現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式是今后發(fā)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。

3智能化電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展

當(dāng)前，經(jīng)過嚴(yán)格的評(píng)估，建設(shè)部科技發(fā)展促進(jìn)中心通過了一批在工程中已實(shí)際采用、具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平的電氣智能化技術(shù)的科技成果，他們主要采用了電氣系統(tǒng)集成技術(shù)。一般來說，智能電氣系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)子系統(tǒng)，均由各自的網(wǎng)絡(luò)連接起來，在各自的操作站下完成預(yù)期的工作，但尚未達(dá)到信息資源共享。為了達(dá)到管理的方便快捷以及各子系統(tǒng)之間的信息資源共享，應(yīng)對(duì)智能電氣系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)集成。

在系統(tǒng)集成過程中，集成所選擇的系統(tǒng)平臺(tái)不同，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不同，所集成的子系統(tǒng)范圍不同，有不同的集成模式。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)、顯示技術(shù)的發(fā)展，使電氣設(shè)備控制系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與其它子系統(tǒng)相連，由此產(chǎn)生以電氣設(shè)備控制系統(tǒng)為主的系統(tǒng)集成方式。它們利用開放的協(xié)議以達(dá)到各相關(guān)子系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)控制和信息共享，提高了管理效率，也提高了處理突發(fā)事件的能力，并達(dá)到了節(jié)能和節(jié)省人力的目的，這就是電氣設(shè)備管理系統(tǒng)(BMS)。系統(tǒng)集成不是目的，而是提升電氣使用功能和提高管理效率的技術(shù)手段，集成的內(nèi)容不是多多益善，而應(yīng)根據(jù)使用和管理的需要，在技術(shù)成熟、系統(tǒng)可靠、投資合理、管理高效等前提下，按需集成。

4 結(jié)束語