控制系統(tǒng)論文15篇(熱)
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控制系統(tǒng)論文1
摘要:高溫泵試驗(yàn)用水溫度控制系統(tǒng)以S7-300PLC為核心控制模塊,調(diào)用FB41功能塊進(jìn)行PID運(yùn)算,然后由PLC調(diào)用脈沖寬度調(diào)制器FB43將連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)化為開(kāi)關(guān)量進(jìn)而控制加熱裝置。采用分段PID控制,將實(shí)際溫度值和設(shè)定值的偏差分為幾個(gè)階段,不同階段采用不同的PID參數(shù),解決了加熱過(guò)程中溫度超調(diào)、波動(dòng)幅度大以及加熱時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題。該方案已應(yīng)用到實(shí)際企業(yè)橫向課題中,經(jīng)驗(yàn)證控制精度高、穩(wěn)定性好。
關(guān)鍵詞:高溫泵;溫度控制;分段PID控制
隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的快速發(fā)展,高揚(yáng)程高速泵用于輸送高溫介質(zhì)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(yùn)行可靠性將直接對(duì)核電能力及安全產(chǎn)生影響[1-3]。所以出廠前必須對(duì)該類(lèi)泵進(jìn)行試驗(yàn)。傳統(tǒng)的水泵控制系統(tǒng)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(tǒng)的自動(dòng)化水平。相對(duì)傳統(tǒng)水泵微機(jī)測(cè)試系統(tǒng)而言,其處理速度快、精度高、抗干擾能力強(qiáng)以及實(shí)時(shí)控制性更好[4-5]。本文以某企業(yè)具體橫向課題為研究背景,采用S7-300PLC核心控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)高溫離心泵閉式管路試驗(yàn),主要分析了溫度控制系統(tǒng),控制過(guò)程中采用分段PID控制方法、調(diào)用FB43功能塊將連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)化為周期性輸出的脈沖串,通過(guò)固態(tài)繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱裝置的開(kāi)關(guān)控制。
1溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
。保睖囟瓤刂苹芈方M成
被試泵為高溫泵,做閉式管路試驗(yàn)時(shí)需將儲(chǔ)水罐內(nèi)水溫加熱到指定數(shù)值。本試驗(yàn)加熱裝置是在罐體底部?jī)?nèi)置的加熱棒?刂葡到y(tǒng)采用S7-300PLC為控制模塊,上位機(jī)采用易控組態(tài)軟件為監(jiān)控平臺(tái),主要進(jìn)行人機(jī)界面設(shè)置以及泵的性能分析。利用PT100溫度傳感器進(jìn)行溫度采集,溫度信號(hào)經(jīng)過(guò)壓力變送器后傳輸給PLC的模擬量輸入模塊SM331,經(jīng)過(guò)PLC濾波處理后得到實(shí)際溫度值,作為過(guò)程變量PV進(jìn)行下一步計(jì)算。利用設(shè)定溫度值SP與過(guò)程變量PV的偏差進(jìn)行PID運(yùn)算,將PID運(yùn)算結(jié)果以周期性脈沖串輸出到固態(tài)繼電器,由固態(tài)繼電器控制加熱裝置,整個(gè)控制過(guò)程構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。PLC通過(guò)模擬量采集模塊SM331反饋回來(lái)的實(shí)時(shí)溫度PV,獲取偏差值ER,偏差經(jīng)過(guò)PID調(diào)節(jié)器運(yùn)算輸出,控制加熱裝置加熱時(shí)間,以克服偏差,促使偏差趨近于零,溫度控制框圖見(jiàn)圖1。PID輸出為模擬量,加熱裝置的開(kāi)關(guān)為開(kāi)關(guān)量,試驗(yàn)中PLC調(diào)用FB41功能塊進(jìn)行PID運(yùn)算,然后再調(diào)用脈沖寬度調(diào)制器FB43,FB43的脈沖發(fā)生器(PULSEGEN)一般與FB41的連續(xù)調(diào)節(jié)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(fā)生器可以通過(guò)調(diào)制脈沖寬度,將其輸入變量“INV”(=PID控制器的輸出)轉(zhuǎn)換為一恒定周期的脈沖串,即將連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)化為周期性脈沖串,通過(guò)固態(tài)繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱裝置的開(kāi)關(guān)控制。
。保矞囟葌鞲衅鲾(shù)據(jù)采集處理
罐體上只有一個(gè)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(gè)溫度信號(hào)作為過(guò)程變量值并不準(zhǔn)確。本試驗(yàn)采用均值濾波的方式來(lái)保證其準(zhǔn)確性。程序中設(shè)定每50ms取一個(gè)溫度值并依次排列,順序。保皞(gè)數(shù)值,然后去掉最大最小值,剩余取平均值作為實(shí)際溫度值。均值濾波部分程序如下(該段程序采用結(jié)構(gòu)化控制語(yǔ)言(SCL)編寫(xiě)):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(bǔ)償
2.1分段PID控制方法應(yīng)用
。校桑目刂埔(guī)律是通過(guò)比例(P)、積分(I)以及微分(D)計(jì)算獲得輸出結(jié)果,將PID中的微分部分設(shè)置為0,則PID控制變?yōu)椋校煽刂。本文的溫度控制系統(tǒng)采用PI控制。溫度控制過(guò)程中,在設(shè)置比例系數(shù)和積分時(shí)間常數(shù)時(shí),要么超調(diào)量過(guò)大,要么調(diào)節(jié)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),難以找到一個(gè)合適的比例系數(shù)和積分時(shí)間。如果引入分段PID控制,將比例系數(shù)與積分時(shí)間作為變量,而不是整個(gè)控制過(guò)程用一固定值。當(dāng)設(shè)定值(SP)與過(guò)程變量(PV)偏差較大時(shí),適當(dāng)加強(qiáng)比例與積分作用,使PID輸出在短時(shí)間內(nèi)迅速增長(zhǎng);當(dāng)偏差較小時(shí),將比例與積分作用適當(dāng)減弱,讓?zhuān)校桑妮敵鰷p速;當(dāng)偏差很小時(shí),再進(jìn)一步減小比例與積分作用,讓?zhuān)校桑牡妮敵黾铀俣冗M(jìn)一步放慢。該控制過(guò)程在偏差較大時(shí)加快了升溫速度,偏差較小時(shí)又避免了超調(diào)情況出現(xiàn),使得整個(gè)系統(tǒng)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(xiě)時(shí)需根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況而定,分段點(diǎn)以偏差率為基準(zhǔn),偏差率等于偏差值ER除以設(shè)定值SP。當(dāng)偏差率大于50%時(shí),比例系數(shù)與積分時(shí)間分別為gain1和TI1;當(dāng)偏差率在50%~20%時(shí)比例系數(shù)與積分時(shí)間分別為gain2和TI2;當(dāng)偏差率小于20%時(shí)比例系數(shù)與積分時(shí)間分別為gain3和TI3。比例系數(shù)和積分時(shí)間具體數(shù)值通過(guò)多次試驗(yàn)歸納總結(jié)得出。
2.2提前加熱補(bǔ)償應(yīng)用
本閉式管路系統(tǒng)需對(duì)4種不同規(guī)格型號(hào)的泵進(jìn)行試驗(yàn),4種泵對(duì)應(yīng)管徑分別為DN15、DN25、DN50、DN100。試驗(yàn)過(guò)程如下:當(dāng)罐體內(nèi)水溫達(dá)到設(shè)定值時(shí),先開(kāi)啟對(duì)應(yīng)管路閥門(mén),然后開(kāi)被試泵電機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。由于加熱罐為密封罐,管路中水溫相對(duì)加熱罐中水溫度低很多,當(dāng)被試泵初運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),隨著管路中水循環(huán)進(jìn)入加熱罐,罐體內(nèi)水溫會(huì)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(yùn)行時(shí),檢測(cè)到罐體內(nèi)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(diào)節(jié)即可。針對(duì)上述問(wèn)題,為了加快升溫速度,在程序中引入提前加熱補(bǔ)償?shù)姆椒,具體如下:在被試泵開(kāi)啟之前,開(kāi)閥門(mén)時(shí)就進(jìn)行加熱補(bǔ)償,如DN100管路,將補(bǔ)償輸出設(shè)為20%,此時(shí)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(jìn)行加熱補(bǔ)償,充分了利用這個(gè)時(shí)間差。當(dāng)檢測(cè)到罐體內(nèi)水溫和設(shè)定溫度值之差在2℃以?xún)?nèi),則停止加熱補(bǔ)償,進(jìn)行正常的PID調(diào)節(jié)。由PID調(diào)節(jié)器的輸出工作模式可知PID輸出是0%~100%中的一個(gè)值,加上補(bǔ)償后可能大于100%,為此將兩者之和限幅為100%。提前加熱補(bǔ)償與正常不進(jìn)行補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)相比,加熱速度明顯提升。
3結(jié)論
本文通過(guò)調(diào)用FB43功能塊,將PID模擬量輸出轉(zhuǎn)化為周期性脈沖串輸出,控制加熱裝置開(kāi)關(guān)。分段PID控制方法的應(yīng)用使得系統(tǒng)的控制性能得到改善;提前加熱補(bǔ)償提高了加熱速度,具體補(bǔ)償量目前是根據(jù)試驗(yàn)多次嘗試獲得的,后續(xù)研究可進(jìn)一步進(jìn)行理論驗(yàn)證并尋找出更合適的方法。
參考文獻(xiàn):
。郏保葜熳娉邷馗咚匐x心泵的研制[J].動(dòng)力工程,2000,2(1):576-579.
。郏玻萆秤窨。瑒(shù)紅,吳玉林,等.平衡孔對(duì)高溫高壓離心泵性能的影響研究[J].水利發(fā)電學(xué)報(bào),2012,31(6):259-263.
[3]馬宗毅,曾紹穩(wěn).基于PLC的液體混合加熱溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].軟件開(kāi)發(fā)與應(yīng)用,2017(12):107-109.
。郏矗蒎X(qián)磊,張萌.淺析S7-200PLC水泵測(cè)試控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)創(chuàng)新[J].工程技術(shù)與產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì),2010(4):26.
。郏担輩堑顷,王洋.基于PLC的水泵測(cè)試控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)化研究,2008(4):195-201.
[6]申輝陽(yáng),申棟梁.封閉式液位控制系統(tǒng)的PLC分段PID控制方法[J].測(cè)控技術(shù),2012,41(2):31-33.
控制系統(tǒng)論文2
工業(yè)控制系統(tǒng)(ICS)是綜合運(yùn)用信息技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)控制,實(shí)現(xiàn)工業(yè)技術(shù)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的應(yīng)用系統(tǒng)。ICS在冶金、電力、石化、水處理、鐵路、食品加工等行業(yè),以及軍工的航空、航天、船舶、艦艇、潛艇等領(lǐng)域的自動(dòng)化生產(chǎn)管理系統(tǒng)中都得到了廣泛地應(yīng)用。
1 工業(yè)控制系統(tǒng)安全現(xiàn)狀
與傳統(tǒng)信息系統(tǒng)安全需求不同,ICS設(shè)計(jì)需要兼顧應(yīng)用場(chǎng)景與控制管理等多方面因素,并且優(yōu)先考慮系統(tǒng)的高可用性和業(yè)務(wù)連續(xù)性。鑒于ICS的特定設(shè)計(jì)理念,缺乏有效的工業(yè)安全防御和數(shù)據(jù)通信保密措施是很多ICS所面臨的共同問(wèn)題。
傳統(tǒng)的ICS多為車(chē)間/廠區(qū)局域網(wǎng)ICS,系統(tǒng)特點(diǎn)包括專(zhuān)有網(wǎng)絡(luò)、專(zhuān)有操作系統(tǒng)、無(wú)以太網(wǎng)絡(luò)、沒(méi)有因特網(wǎng)的鏈接。從網(wǎng)絡(luò)安全角度,系統(tǒng)是安全的。
現(xiàn)今的ICS開(kāi)始與互聯(lián)網(wǎng)或辦公網(wǎng)直接/間接互聯(lián),形成從控制網(wǎng)到信息網(wǎng)的大系統(tǒng)ICS,系統(tǒng)特點(diǎn)包括以太網(wǎng)無(wú)處不在、無(wú)線設(shè)備、遠(yuǎn)程配置和監(jiān)控、Windows和Linux等流行操作系統(tǒng)。從網(wǎng)絡(luò)安全角度,系統(tǒng)存在巨大安全隱患,很容易被駭客攻擊。
2 工業(yè)控制系統(tǒng)安全漏洞及風(fēng)險(xiǎn)分析
隨著工業(yè)信息化進(jìn)程的快速推進(jìn),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開(kāi)始在工控領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)間的協(xié)同和信息分享,極大地提高了企業(yè)的綜合效益。與此同時(shí),暴露在互聯(lián)網(wǎng)等公共網(wǎng)絡(luò)中的工業(yè)控制系統(tǒng)也必將面臨病毒、木馬、駭客入侵、拒絕服務(wù)等傳統(tǒng)的信息安全威脅,而且由于工業(yè)控制系統(tǒng)多被應(yīng)用在電力、交通、石油化工、核工業(yè)等國(guó)家重要行業(yè)中,其安全事故造成的社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失會(huì)更為嚴(yán)重。
2.1工業(yè)控制系統(tǒng)安全漏洞
工業(yè)控制系統(tǒng)安全漏洞包括:策略與規(guī)則漏洞、平臺(tái)漏洞、網(wǎng)絡(luò)漏洞。
2.1.1 策略與規(guī)則漏洞
缺乏工業(yè)控制系統(tǒng)的安全策略、缺乏工業(yè)控制系統(tǒng)的安全培訓(xùn)與意識(shí)培養(yǎng)、缺乏工業(yè)控制系統(tǒng)設(shè)備安全部署的實(shí)施方法、缺乏工業(yè)控制系統(tǒng)的安全審計(jì)、缺乏針對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)的.配置變更管理。
2.1.2 平臺(tái)漏洞
平臺(tái)漏洞包括:平臺(tái)配置漏洞、平臺(tái)硬件漏洞、平臺(tái)軟件漏洞、惡意軟件攻擊。
(1)平臺(tái)配置漏洞
包括關(guān)鍵配置信息未備份、關(guān)鍵信息未加密存儲(chǔ)、沒(méi)有采用口令或口令不滿(mǎn)足長(zhǎng)度和復(fù)雜度要求、口令泄露等。
(2)平臺(tái)硬件漏洞
包括關(guān)鍵系統(tǒng)缺乏物理防護(hù)、未授權(quán)的用戶(hù)能夠物理訪問(wèn)設(shè)備、對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)不安全的遠(yuǎn)程訪問(wèn)。
(3)平臺(tái)軟件漏洞
包括拒絕服務(wù)攻擊(DOS攻擊)、采用不安全的工控協(xié)議、采用明文傳輸、未安裝入侵檢測(cè)系統(tǒng)與防護(hù)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(wǎng)絡(luò)漏洞
(1)網(wǎng)絡(luò)配置漏洞
包括有缺陷的網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)、口令在傳輸過(guò)程中未加密、未采取細(xì)粒度的訪問(wèn)控制策略、安全設(shè)備配置不當(dāng)。
(2)網(wǎng)絡(luò)硬件漏洞
包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的物理防護(hù)不充分、未采取有效的措施保護(hù)物理端口、關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)設(shè)備未備份。
(3)網(wǎng)絡(luò)邊界漏洞
包括未定義網(wǎng)絡(luò)安全邊界、未部署防火墻或配置不當(dāng)、未采取信息流向控制措施。
2.2 工業(yè)控制系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)分析
電力故障、自然災(zāi)害、軟硬件故障、駭客攻擊、惡意代碼都會(huì)對(duì)ICS系統(tǒng)產(chǎn)生影響。其中,電力故障、自然災(zāi)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(fā)現(xiàn)或控制,對(duì)ICS網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行的威脅和影響也最大。
(1)利用USB協(xié)議漏洞在U盤(pán)中植入惡意代碼
U盤(pán)內(nèi)部結(jié)構(gòu):U盤(pán)由芯片控制器和閃存兩部分組成,芯片控制器負(fù)責(zé)與PC的通訊和識(shí)別,閃存用來(lái)做數(shù)據(jù)存儲(chǔ);閃存中有一部分區(qū)域用來(lái)存放U盤(pán)的固件,控制軟硬件交互,固件無(wú)法通過(guò)普通手段進(jìn)行讀取。
USB協(xié)議漏洞:USB設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)并不是USB設(shè)備具備唯一的物理特性進(jìn)行身份驗(yàn)證,而是允許一個(gè)USB設(shè)備具有多個(gè)輸入輸出設(shè)備的特征。
這樣就可以通過(guò)U盤(pán)固件逆向重新編程,將U盤(pán)進(jìn)行偽裝,偽裝成一個(gè)USB鍵盤(pán),并通過(guò)虛擬鍵盤(pán)輸入集成到U盤(pán)固件中的惡意代碼而進(jìn)行攻擊。
(2)利用組態(tài)軟件數(shù)據(jù)庫(kù)漏洞進(jìn)行攻擊
ICS系統(tǒng)采用的組態(tài)軟件,缺乏安全防護(hù)措施,往往公開(kāi)訪問(wèn)其實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的途徑,以方便用戶(hù)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),從而可利用此漏洞,遠(yuǎn)程/本地訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù),獲取全部數(shù)據(jù)庫(kù)變量,選取關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)并篡改,從而達(dá)到攻擊目的。
2.3 工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全風(fēng)險(xiǎn)總結(jié)
病毒:可引起工控設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)故障,破壞生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)或影響網(wǎng)絡(luò)正常服務(wù),如蠕蟲(chóng)病毒等。
緩沖區(qū)溢出攻擊:利用設(shè)計(jì)漏洞進(jìn)行的攻擊。
拒絕服務(wù)攻擊:惡意造成拒絕服務(wù),造成目標(biāo)系統(tǒng)無(wú)法正常工作或癱瘓,或造成網(wǎng)絡(luò)阻塞。
網(wǎng)絡(luò)嗅探:可捕獲主機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)的所有數(shù)據(jù)包,一旦被惡意利用,獲取了目標(biāo)主機(jī)的關(guān)鍵信息則可對(duì)目標(biāo)主機(jī)實(shí)施進(jìn)一步攻擊。
IP欺騙:可通過(guò)技術(shù)手段利用TCP/IP協(xié)議缺陷,偽裝成被信任主機(jī),使用被信任主機(jī)的源地址與目標(biāo)主機(jī)進(jìn)行會(huì)話(huà),在目標(biāo)主機(jī)不知的情況下實(shí)施欺騙行為。
口令破解:攻擊者若通過(guò)一定手段取得用戶(hù)口令,提升權(quán)限進(jìn)入目標(biāo)系統(tǒng),對(duì)目標(biāo)主機(jī)進(jìn)行完全控制。
3 工業(yè)控制系統(tǒng)安全檢查
3.1 檢查對(duì)象
包括工藝、工程分析、控制系統(tǒng)信息安全后果分析、安全防護(hù)能力分析等。
3.2 檢測(cè)方式
包括訪談、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、離線測(cè)試、測(cè)試床或另外搭建測(cè)試環(huán)境測(cè)試。
3.3 檢測(cè)內(nèi)容
應(yīng)包括信息流轉(zhuǎn)過(guò)程中遇到的一切鏈路、設(shè)備(硬件程序、模塊組件)、人員等。
管理檢查需要準(zhǔn)備的資料:信息安全相關(guān)管理制度和安全策略;設(shè)備保密管理制度;系統(tǒng)運(yùn)行管理制度、產(chǎn)品供應(yīng)商(或者代理商)、系統(tǒng)集成商等提供的資質(zhì)證明、授權(quán)證明、合格證書(shū)等。
技術(shù)檢查需要準(zhǔn)備的資料:招標(biāo)合同技術(shù)規(guī)格書(shū);詳細(xì)設(shè)備清單;設(shè)備配置及使用說(shuō)明;網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D;輸入輸出端口信息;DNC服務(wù)器配置及使用說(shuō)明;設(shè)備的連接說(shuō)明、功能說(shuō)明、操作手冊(cè)。
運(yùn)維檢查需要準(zhǔn)備的資料:運(yùn)行維護(hù)管理制度、訪問(wèn)控制端口設(shè)置情況記錄、運(yùn)行維護(hù)報(bào)告、應(yīng)急預(yù)案方案、應(yīng)急演練記錄。
3.4 檢測(cè)重點(diǎn)
重點(diǎn)檢查輸入輸出端口使用、設(shè)備安全配置、運(yùn)維安全措施的落實(shí)情況,同時(shí)檢查資產(chǎn)管理情況,訪問(wèn)控制策略、備份及應(yīng)急管理等方面。
4 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)上面的分析與研究,工業(yè)控制系統(tǒng)還存在許多的漏洞和安全風(fēng)險(xiǎn),只有充分認(rèn)識(shí)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(fēng)險(xiǎn)降到最低。同時(shí)我們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全技術(shù)是一門(mén)不斷深入發(fā)展的技術(shù),隨著工業(yè)控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用和不斷發(fā)展,其信息安全必將面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),隨之信息安全技術(shù)的研究也必將快速推進(jìn)。
控制系統(tǒng)論文3
一、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)
以太網(wǎng)技術(shù)具有價(jià)格低廉、穩(wěn)定可靠、通信速率高、軟硬件產(chǎn)品豐富、應(yīng)用廣泛以及支持技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn),已成為最受歡迎的通信網(wǎng)絡(luò)之一。近些年來(lái),隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,以太網(wǎng)進(jìn)入了控制領(lǐng)域,形成了新型的以太網(wǎng)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這主要是由于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)向分布化、智能化控制方面發(fā)展,開(kāi)放的、透明的通訊協(xié)議是必然的要求。以太網(wǎng)技術(shù)引入工業(yè)控制領(lǐng)域,其技術(shù)優(yōu)勢(shì)非常明顯:
(一)Ethernet是全開(kāi)放、全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò),遵照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不同廠商的設(shè)備可以很容易實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。
。ǘ┮蕴W(wǎng)能實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接,形成企業(yè)級(jí)管控一體化的全開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)。
(三)軟硬件成本低廉,由于以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)非常成熟,支持以太網(wǎng)的軟硬件受到廠商的高度重視和廣泛支持,有多種軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境和硬件設(shè)備供用戶(hù)選擇。
。ㄋ模┩ㄐ潘俾矢,隨著企業(yè)信息系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大和復(fù)雜程度的提高,對(duì)信息量的需求也越來(lái)越大,有時(shí)甚至需要音頻、視頻數(shù)據(jù)的傳輸,目前以太網(wǎng)的通信速率為10M、100M的快速以太網(wǎng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用,千兆以太網(wǎng)技術(shù)也逐漸成熟,10G以太網(wǎng)也正在研究,其速率比目前的現(xiàn)場(chǎng)總線快很多。
。ㄎ澹┛沙掷m(xù)發(fā)展?jié)摿Υ螅谶@信息瞬息萬(wàn)變的時(shí)代,企業(yè)的生存與發(fā)展將很大程度上依賴(lài)于一個(gè)快速而有效的通信管理網(wǎng)絡(luò),信息技術(shù)與通信技術(shù)的發(fā)展將更加迅速,也更加成熟,由此保證了以太網(wǎng)技術(shù)不斷地持續(xù)向前發(fā)展。
二、工業(yè)以太網(wǎng)在控制領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀
工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線相比,它能提供一個(gè)開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn),是企業(yè)從現(xiàn)場(chǎng)控制到管理層實(shí)現(xiàn)全面的無(wú)縫的信息集成,解決了由于協(xié)議上的不同導(dǎo)致的“自動(dòng)化孤島”問(wèn)題,但從目前的發(fā)展看,工業(yè)以太網(wǎng)在控制領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾種形式。
(一)混合Ethernet/Fieldbus的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
這種結(jié)構(gòu)實(shí)際上就是信息網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)的一種典型的集成形式。以太網(wǎng)正在逐步向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)深入發(fā)展,并盡可能的和其他網(wǎng)絡(luò)形式走向融合,但以太網(wǎng)和TCP/IP原本不是面向控制領(lǐng)域的,在體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議規(guī)則、物理介質(zhì)、數(shù)據(jù)、軟件、實(shí)驗(yàn)環(huán)境等諸多方面并不成熟,而現(xiàn)場(chǎng)總線能完全滿(mǎn)足現(xiàn)代企業(yè)對(duì)底層控制網(wǎng)絡(luò)的`基本要求,實(shí)現(xiàn)真正的全分布式系統(tǒng)。因此,在企業(yè)信息層采用以太網(wǎng),而在底層設(shè)備級(jí)采用現(xiàn)場(chǎng)總線,通過(guò)通信控制器實(shí)現(xiàn)兩者的信息交換。
(二)專(zhuān)用工業(yè)以太控制網(wǎng)絡(luò)
如何利用工業(yè)以太網(wǎng)單獨(dú)作為控制網(wǎng)絡(luò)是工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展方向之一,也是工業(yè)控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。如德國(guó)JetterAG公司的新一代控制系統(tǒng)JetWeb,是融現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、100Mb/s以太網(wǎng)技術(shù)、CNC技術(shù)、PLC技術(shù)、可視化人機(jī)接口技術(shù)和全球化生產(chǎn)管理技術(shù)為一體的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng),同時(shí)具有廣泛的兼容性,可兼容第三方自動(dòng)化控制產(chǎn)品,提出“網(wǎng)絡(luò)就是控制器”的觀點(diǎn),是取代所有底層現(xiàn)場(chǎng)總線的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)是將以太網(wǎng)貫穿于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)各層次,使它成為透明的覆蓋整個(gè)企業(yè)范圍的應(yīng)用實(shí)體。它實(shí)現(xiàn)了辦公自動(dòng)化與工業(yè)自動(dòng)化的無(wú)縫結(jié)合,實(shí)質(zhì)上是一個(gè)單層的扁平結(jié)構(gòu),其良好的可擴(kuò)展性和互連性,使之成為真正意義上的全開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的大統(tǒng)一。
(三)基于Web的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)
嵌入式以太網(wǎng)是最近網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用熱點(diǎn),就是通過(guò)Internet使所有連接網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備彼此互通,從計(jì)算機(jī)、PDA、通信設(shè)備到儀器儀表、家用電器等。在企業(yè)內(nèi)部,可以利用企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行工廠實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的發(fā)布和顯示,管理者通過(guò)Web瀏覽器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工況進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程設(shè)備調(diào)試和遠(yuǎn)程設(shè)備故障診斷和處理。實(shí)現(xiàn)的最簡(jiǎn)單辦法就是采用獨(dú)立的以太網(wǎng)控制器,連接具有TCP/IP界面的控制主機(jī)以及具有RS-232或RS-485接口的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。以太網(wǎng)控制器在這里扮演了通用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)設(shè)備之間的一個(gè)橋梁。
三、以太網(wǎng)交換技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
以太網(wǎng)和通信技術(shù)的突飛猛進(jìn),促使工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。目前它已經(jīng)在工業(yè)企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的資源管理層、執(zhí)行制造層得到了廣泛應(yīng)用,并呈現(xiàn)向下延伸直接應(yīng)用于工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的趨勢(shì)。從目前國(guó)際、國(guó)內(nèi)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展來(lái)看,目前工業(yè)以太網(wǎng)在制造執(zhí)行層已得到廣泛應(yīng)用,并成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。未來(lái)工業(yè)以太網(wǎng)將在工業(yè)企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的互連和信息集成中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用?偟膩(lái)說(shuō),工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)將體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(一)工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合
工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的研究還只是近幾年才引起國(guó)內(nèi)外工控專(zhuān)家的關(guān)注。而現(xiàn)場(chǎng)總線經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展,在技術(shù)上日漸成熟,在市場(chǎng)上也開(kāi)始了全面推廣,并且形成了一定的市場(chǎng)。就目前而言,全面代替現(xiàn)場(chǎng)總線還存在一些問(wèn)題,需要進(jìn)一步深入研究基于工業(yè)以太網(wǎng)的全新控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),開(kāi)發(fā)出基于工業(yè)以太網(wǎng)的系列產(chǎn)品。
。ǘ┕I(yè)以太網(wǎng)技術(shù)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的通信已成大勢(shì)所趨
隨著以太網(wǎng)通信速率的提高、全雙工通信、交換技術(shù)的發(fā)展,為以太網(wǎng)的通信確定性的解決提供了技術(shù)基礎(chǔ),從而消除了以太網(wǎng)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信的主要障礙,為以太網(wǎng)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信提供了技術(shù)可能。為此,國(guó)際電工委員會(huì)IEC正著手起草實(shí)時(shí)以太網(wǎng)(Real-timeEthernet,RTE)標(biāo)準(zhǔn),旨在推動(dòng)以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的全面應(yīng)用。
論文關(guān)鍵詞:工業(yè)以太網(wǎng);特點(diǎn);趨勢(shì);全開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)
論文摘要:工業(yè)以太網(wǎng)控制系統(tǒng)是集散控制系統(tǒng)(DCS)和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS)之后產(chǎn)生的一種新型的工業(yè)控制系統(tǒng)。本文簡(jiǎn)要介紹了工業(yè)以太網(wǎng)的特點(diǎn),并詳細(xì)論述了工業(yè)以太網(wǎng)在控制領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀以及以太網(wǎng)交換技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),并提出了以太網(wǎng)能實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接,形成企業(yè)級(jí)管控一體化的全開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)的觀點(diǎn)。
控制系統(tǒng)論文4
摘要:藝術(shù)表演離不開(kāi)劇場(chǎng)的支撐,然而,在劇場(chǎng)中也不可缺少舞臺(tái)機(jī)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(tái)效果,就需要從舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)入手,多電機(jī)同步控制系統(tǒng)能夠很好的滿(mǎn)足以上多樣的舞臺(tái)需求,所以,必須要引起重視。
關(guān)鍵詞:智能控制系統(tǒng)論文
在控制舞臺(tái)的時(shí)候,不但要依靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置,在舞臺(tái)控制中,電機(jī)同步控制技術(shù)也是其中的核心技術(shù)之一,旋轉(zhuǎn)臺(tái)、防火幕、升降臺(tái)等舞臺(tái)設(shè)施都要由多臺(tái)電機(jī)一同完成控制。一旦沒(méi)有協(xié)調(diào)控制多臺(tái)電機(jī),對(duì)演出效果必將帶來(lái)很大的影響。所以,文章通過(guò)對(duì)舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)多電機(jī)同步控制相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了分析。
1多電機(jī)同步控制的相關(guān)闡述
這種控制指的是在確保系統(tǒng)快速性與高精度的基礎(chǔ)上,令多個(gè)電機(jī)一同工作。電控制與機(jī)械控制是兩種主要的控制方式。初期的控制系統(tǒng),經(jīng)常對(duì)機(jī)械同步控制方式進(jìn)行應(yīng)用,對(duì)機(jī)械的傳動(dòng)裝置進(jìn)行應(yīng)用,將各個(gè)運(yùn)動(dòng)部分連接到一塊,進(jìn)而完成多軸同步的目的,能夠非常簡(jiǎn)單的完成這種同步操作,難度在電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)中較少,所以,在設(shè)備相對(duì)固定且對(duì)控制精度要求低的場(chǎng)合得到了有效的應(yīng)用。機(jī)械同步控制方法在上個(gè)設(shè)計(jì)所搭建的舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)中得到了大量的應(yīng)用。然而,在科技不斷發(fā)展的推動(dòng)下,極大的提升了人們的生活質(zhì)量,也將越來(lái)越高的精度要求拋向了同步控制,此外,隨著電機(jī)控制技術(shù)的不斷發(fā)展,從而能夠同步完成多臺(tái)電機(jī)的驅(qū)動(dòng),從而將同步控制精度和質(zhì)量提升,這就是我們所講的電控方式。應(yīng)用一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電控方式的各個(gè)軸,利用主控制器,確保每個(gè)軸的電機(jī)能夠協(xié)調(diào)工作,進(jìn)而同步運(yùn)行。同機(jī)械控制方式進(jìn)行比較,電控方式控制精度會(huì)更高,較大的同搭建靈活性,能夠非常容易的改動(dòng)設(shè)備,能夠低成本的完成設(shè)備的維護(hù)。
2具體的控制對(duì)策分析
2.1主從式控制
在跟隨原理的串聯(lián)運(yùn)行方式的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)了主從控制,簡(jiǎn)單而言,就是將下一臺(tái)電機(jī)的速度輸入用上一臺(tái)電機(jī)的速度輸出,就是主動(dòng)電機(jī)的速度變化由從動(dòng)單機(jī)進(jìn)行跟蹤,進(jìn)而完成同步的目的。在此種控制方案中,從電機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值是由主電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速所提供出來(lái)的。通過(guò)分析能夠發(fā)現(xiàn),從動(dòng)電機(jī)越是靠后,所用的調(diào)節(jié)時(shí)間就會(huì)越長(zhǎng),才可以穩(wěn)定下來(lái)。當(dāng)存在較多的電機(jī)數(shù)目時(shí),從動(dòng)電機(jī)越是靠后,響應(yīng)也就慢。在從動(dòng)電機(jī)上會(huì)完全的反應(yīng)出主電機(jī)上的負(fù)載擾動(dòng)或者速度變化情況,然而,不會(huì)向主電機(jī)中反饋從動(dòng)電機(jī)上的擾動(dòng),造成在突加干擾與啟動(dòng)的時(shí)候,會(huì)有很大的同步誤差出現(xiàn)在其中。因?yàn)榉浅:?jiǎn)單的就可以實(shí)現(xiàn)這種同步控制結(jié)構(gòu),所以,同步電機(jī)數(shù)目較少的工程或者電機(jī)之間主從關(guān)系明確的工程中應(yīng)用的較多。
2.2并行控制
在相同給定電壓并聯(lián)運(yùn)行方式基礎(chǔ)上完成這種控制,這種同步方法相對(duì)而言最簡(jiǎn)單。將同一給定電壓應(yīng)用到調(diào)速系統(tǒng)中,在控制目標(biāo)大致相同的情況下比較適合應(yīng)用此種方法,速度穩(wěn)定性在驅(qū)動(dòng)器非常合理,進(jìn)而能夠更好完成系統(tǒng)控制。同步控制系統(tǒng)中應(yīng)用并聯(lián)運(yùn)行方式,有著搭建簡(jiǎn)易的優(yōu)越性,并且,停止階段和啟動(dòng)階段系統(tǒng)的同步性能都非常的優(yōu)越。然而,因?yàn)橄喈?dāng)于開(kāi)環(huán)控制整個(gè)系統(tǒng),協(xié)調(diào)反饋情況根本不會(huì)發(fā)生于電機(jī)之間。在運(yùn)行的時(shí)候,當(dāng)擾動(dòng)某一臺(tái)電機(jī)時(shí),這樣將會(huì)有偏差出現(xiàn)在電機(jī)之間的同步中,最后造成電機(jī)難以同步,總的來(lái)講,就是有著較差的同步性能,主要是在電機(jī)運(yùn)行或者簡(jiǎn)單擾動(dòng)的場(chǎng)合中比較適合應(yīng)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?qū)奢S控制系統(tǒng)的精度有效的提升上來(lái),這種控制對(duì)策的基本特征為:合理的對(duì)比分析位置反饋信號(hào)、電機(jī)的速度,附加的反饋信號(hào)即為所得到的轉(zhuǎn)速差,而且,跟蹤信號(hào)就是由合這個(gè)附加的反饋信號(hào)進(jìn)行表示的,分別補(bǔ)償兩臺(tái)電機(jī)轉(zhuǎn)速。這樣確保任何一臺(tái)電機(jī)的負(fù)荷變化情況都能夠通過(guò)系統(tǒng)反映出來(lái),進(jìn)而將更高的控制精度展現(xiàn)出來(lái)。然而,將兩軸電機(jī)的控制精度提升上來(lái)是此策略的最初目的,雖然能夠同步控制兩臺(tái)電機(jī),然而卻很難確定是否,而已對(duì)三臺(tái)以上的電機(jī)進(jìn)行同步控制。為了簡(jiǎn)化控制公式,同步控制更多的電機(jī),相鄰耦合控制、環(huán)形耦合控制、偏差耦合控制等控制不斷的被研究出來(lái)。不但多電機(jī)控制能夠利用耦合控制給予完成,同時(shí),將系統(tǒng)的穩(wěn)定性、魯棒性和控制精度也能夠非常有效的提升上來(lái)。
2.4偏差耦合策略
將其他電機(jī)的轉(zhuǎn)速與某一臺(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)速相應(yīng)的做差,相加所得到的轉(zhuǎn)速以后,將相應(yīng)的補(bǔ)償信號(hào)為該電機(jī)的速度提供出來(lái),這樣每個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的差異就可以用它進(jìn)行補(bǔ)償,對(duì)于種種測(cè)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(lái),然而,計(jì)算量過(guò)于龐大是這種控制策略的不足所在。進(jìn)而就將更高的要求拋向了整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)性與計(jì)算速度。
2.5相鄰耦合策略
在最小相關(guān)軸數(shù)目的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)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(gè)重要方面,所以,有兩個(gè)同步誤差控制器及跟蹤誤差控制器存在于各臺(tái)電機(jī)控制器當(dāng)中。各個(gè)軸的`控制轉(zhuǎn)矩,都可以令此軸同鄰近兩軸及此軸的跟蹤誤差穩(wěn)定的完成工作。對(duì)于相鄰兩個(gè)周的情況,各個(gè)軸的控制是一定要進(jìn)行認(rèn)真考慮的。對(duì)外部擾動(dòng)能夠非常迅速的進(jìn)行收斂跟蹤是相鄰耦合控制的優(yōu)點(diǎn)所在,動(dòng)態(tài)性能在其中非常優(yōu)越。然而,因?yàn)楦鱾(gè)軸都應(yīng)該監(jiān)督控制相鄰兩個(gè)軸的具體運(yùn)行情況,因此,在系統(tǒng)進(jìn)行搭建的過(guò)程中,系統(tǒng)會(huì)更加的復(fù)雜,設(shè)備成本會(huì)更大。
2.6環(huán)形耦合策略
通過(guò)相鄰耦合控制策略發(fā)展而來(lái)的環(huán)形耦合控制策略,在同一給定控制和耦合補(bǔ)償原理基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的,在對(duì)給定轉(zhuǎn)速和各臺(tái)電機(jī)轉(zhuǎn)速之間誤差進(jìn)行充分考慮的基礎(chǔ)上,同時(shí),對(duì)于相鄰一臺(tái)電機(jī)和該電機(jī)轉(zhuǎn)速之間的差異也需要認(rèn)真的進(jìn)行分析與考慮,只要干擾到了系統(tǒng)中任何一臺(tái)電機(jī),并且有變化出現(xiàn)當(dāng)中,都會(huì)有反饋形成與相鄰電機(jī)之間,最后就會(huì)影響到每一個(gè)電機(jī),這樣就會(huì)有相互耦合的問(wèn)題出現(xiàn)在各個(gè)電機(jī)之間,進(jìn)而出現(xiàn)耦合環(huán)。對(duì)這種方法進(jìn)行應(yīng)用,參數(shù)信號(hào)會(huì)被全部電機(jī)所跟隨,確保了在啟動(dòng)或者停止系統(tǒng)時(shí),同步性能都非常的優(yōu)越。在耦合環(huán)的影響下,電機(jī)負(fù)載所帶來(lái)的擾動(dòng)能夠快速收斂且同步誤差不大,將系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性與抗干擾性能夠明顯的提升。
3結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,隨著技術(shù)的不斷成熟,一些先進(jìn)的技術(shù)與設(shè)備不斷的被應(yīng)用到舞臺(tái)當(dāng)中,這樣極大的提升了舞臺(tái)的表演效果。但是,我們國(guó)家的舞臺(tái)技術(shù)同西方一些發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)比還有很多地方需要學(xué)習(xí)與強(qiáng)化,其中舞臺(tái)機(jī)械控制環(huán)境是確保打造高質(zhì)量舞臺(tái)效果的關(guān)鍵所在,是我們進(jìn)行舞臺(tái)效果強(qiáng)化的重點(diǎn)。所以,文章通過(guò)相關(guān)方面的進(jìn)行了內(nèi)容闡述,從而為有關(guān)技術(shù)人員在實(shí)際工作中提供一定的借鑒作用。
參考文獻(xiàn)
[1]葉軍.基于PROHBUS-DP的舞臺(tái)臺(tái)面設(shè)備控制系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)[D].蘭州理工大學(xué),20xx.
[2]李旭寧.大型舞臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究及軟件設(shè)計(jì)[D].國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué),20xx.
[3]陳立君.PRCMBUS總線現(xiàn)場(chǎng)抗干擾問(wèn)題剖析化[J].冶金動(dòng)力,20xx(6):83-85.
[4]茹祭,賈立新,薛鉤義.ProfiBus協(xié)議的實(shí)時(shí)性能參數(shù)分析化[J].小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),20xx(5):933-936.
[5]曹玲芝,等.基于相鄰交叉賴(lài)合的多感應(yīng)電機(jī)滑模同步控制陰[J].電機(jī)與控制學(xué)報(bào),20xx(5):586-592.
控制系統(tǒng)論文5
一、職校電氣控制中自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件和硬件的教學(xué)特點(diǎn)分析
計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由工業(yè)生產(chǎn)對(duì)象和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)兩個(gè)大部分構(gòu)成,通過(guò)計(jì)算機(jī)將被控端的相關(guān)數(shù)據(jù)和參數(shù)進(jìn)行采樣分析,通過(guò)輸入通道將模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行數(shù)字化的控制,并通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控,通過(guò)計(jì)算機(jī)完成控制、運(yùn)算、判斷、比較等各項(xiàng)功能,計(jì)算機(jī)通過(guò)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集進(jìn)行實(shí)時(shí)決策和控制,適時(shí)的向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令。通過(guò)上述過(guò)程的不斷重復(fù)執(zhí)行,使整個(gè)系統(tǒng)按照靜態(tài)和動(dòng)態(tài)指令進(jìn)行控制和執(zhí)行。通過(guò)計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)包括被控對(duì)象和計(jì)算機(jī)兩大部分構(gòu)成,其中硬件包括控制主計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備和接口電路等構(gòu)成,通過(guò)各傳感器將信號(hào)采集,經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行反饋控制,軟件系統(tǒng)包括通用軟件和開(kāi)發(fā)軟件,開(kāi)發(fā)軟件具有各種數(shù)字語(yǔ)言處理程序、編輯程序、仿真程序等。自動(dòng)控制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)控制對(duì)象的不同,所采用的控制系統(tǒng)也不同。應(yīng)用最多的是操作指導(dǎo)控制,它的特點(diǎn)是可以將生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和加工處理,操作者根據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行必要的操作和控制,這個(gè)系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠,常用于數(shù)據(jù)檢測(cè)和數(shù)字模型的處理和新程序的.調(diào)試等。另一類(lèi)分級(jí)控制系統(tǒng)的應(yīng)用也是比較多的,它是由幾臺(tái)大中小型的計(jì)算機(jī)組成,分別執(zhí)行各種功能,分為指揮計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和控制級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng),可以根據(jù)管理的范圍和企業(yè)規(guī)模的大小分為公司級(jí)、工廠級(jí)和車(chē)間級(jí)等。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,單片機(jī)的應(yīng)用也是非常廣泛的,單片機(jī)具有可靠性高、功能強(qiáng)、體積小的優(yōu)勢(shì),具有擴(kuò)展性強(qiáng)的功能,可以實(shí)現(xiàn)多級(jí)和分布式控制。
二、職校教學(xué)中單片機(jī)控制的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用分析
在職校教學(xué)中,單片機(jī)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)過(guò)程有別于一般的電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā),除了硬件設(shè)計(jì)的合理和接線準(zhǔn)確外,還要進(jìn)行軟件的編輯,要考慮軟件和硬件的兼容性。對(duì)于單片機(jī)控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)一般是要根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的功能確定總體的設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行硬件和軟件開(kāi)發(fā)、在設(shè)備上開(kāi)展仿真測(cè)試和實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行設(shè)備的安裝和調(diào)試、最后是產(chǎn)品化的生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。硬件的開(kāi)發(fā)要在系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的框架下完成,軟件的開(kāi)發(fā)具有實(shí)時(shí)性、可靠性和靈活性的特點(diǎn),采用模塊化開(kāi)發(fā)的方法,進(jìn)行主程序開(kāi)發(fā)、子程序開(kāi)發(fā)、中斷服務(wù)程序的開(kāi)發(fā)等,在各個(gè)模塊內(nèi)還可以細(xì)化順序結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)等。在安裝調(diào)試時(shí)要確認(rèn)軟件和硬件的設(shè)計(jì)合理和準(zhǔn)確,符合要求后再進(jìn)行正式的安裝和調(diào)試,根據(jù)控制的效果和要求對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)方案的目標(biāo)和要求。
三、結(jié)語(yǔ)
總而言之,電氣自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用大大提高了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的效率,降低了人工成本,但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)還是會(huì)出現(xiàn)一些自動(dòng)化設(shè)備無(wú)法完全代替人工的情況,相信在自動(dòng)化技術(shù)不斷完善的今天,這些情況會(huì)得到改善和進(jìn)步,人工智能的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越穩(wěn)定和成熟。
控制系統(tǒng)論文6
SS8型電力機(jī)車(chē)是采用微機(jī)控制的準(zhǔn)高速客運(yùn)電力機(jī)車(chē),整個(gè)微機(jī)控制系統(tǒng)由微機(jī)控制柜和彩色液晶顯示屏兩部分組成,除傳統(tǒng)的牽引制動(dòng)控制和防空轉(zhuǎn)滑行控制外,還具有故障診斷和故障數(shù)據(jù)記錄功能。微機(jī)控制柜中的信息顯示插件是微機(jī)控制柜與彩屏的接口。機(jī)車(chē)正常運(yùn)行時(shí),彩屏顯示機(jī)車(chē)工況及運(yùn)行參數(shù),發(fā)生故障時(shí)顯示故障種類(lèi)、故障參數(shù)等并提示司機(jī)應(yīng)采取何種措施。
一、硬件特點(diǎn)
微機(jī)控制柜以插件箱為基本控制單元,每個(gè)插件箱獨(dú)立控制1個(gè)轉(zhuǎn)向架,即第一層插件箱(RACK1)控制I端轉(zhuǎn)向架,第二層插件箱(RACK2)控制II端轉(zhuǎn)向架,第一層與第二層插件箱布線稍有不同。第一、二層插件箱中對(duì)應(yīng)位置的插件相同,插件可以互換,但同一插件箱中的數(shù)字入/出A、B插件由于內(nèi)部跨接矩陣不同而不能互換。
1.模擬輸入信號(hào):司機(jī)控制器的指令信號(hào)、電壓/電流傳感器的反饋信號(hào)、速度傳感器反饋信號(hào)、制動(dòng)缸壓力傳感器反饋信號(hào)等,分別經(jīng)相應(yīng)信號(hào)調(diào)整處理電路,送A/D采樣。
2.模擬輸出信號(hào):計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字控制量,經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換輸出8路模擬信號(hào)。
3.外部數(shù)字信號(hào):經(jīng)帶過(guò)壓吸收的光電隔離的數(shù)字信號(hào)輸入電路后,送CPU的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線。
4.內(nèi)部數(shù)字信號(hào):通過(guò)無(wú)隔離的通用數(shù)字輸入/輸出通道(GP線)用于插件箱內(nèi)部各插件間的連接。這種GP線既可以用作輸入,又叫以用作輸出,根據(jù)不同的應(yīng)用通過(guò)跨接矩陣靈活設(shè)置,大大增強(qiáng)了數(shù)字入/出的通用性。
5.數(shù)字輸出信號(hào):經(jīng)繼電器隔離輸出數(shù)字控制信號(hào),如過(guò)載跳主斷等。
6.脈沖輸出信號(hào):脈沖控制及根據(jù)SBC送來(lái)的移相控制信號(hào)(UE1、UE4)控制晶閘管的觸發(fā)時(shí)刻和觸發(fā)位置,實(shí)現(xiàn)牽引/制動(dòng)的調(diào)速控制。
二、微機(jī)控制系統(tǒng)功能概述
1.牽引控制功能
2.制動(dòng)控制功能
3.防空轉(zhuǎn)/滑行保護(hù)功能
防空轉(zhuǎn)、防滑行控制使機(jī)車(chē)運(yùn)行在盡可能大的粘者附近,可以保證機(jī)車(chē)在任何軌面條件下啟動(dòng)、加速、制動(dòng)不擦傷輪軌,不發(fā)生牽引電機(jī)超速。
4.故障轉(zhuǎn)換功能
SS8機(jī)車(chē)微機(jī)控制裝置不設(shè)A、B組,采用轉(zhuǎn)向架獨(dú)立控制,即每個(gè)插件控制一個(gè)轉(zhuǎn)向架。故障轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)在微機(jī)柜左上部,三個(gè)位(Ⅰ位、Ⅱ位、正常位)的含義與模擬車(chē)不同:Ⅰ、Ⅱ位作故障位,平時(shí)應(yīng)放在正常位。
5.交叉保護(hù)功能
6.自檢功能
7.列車(chē)供電控制功能
列車(chē)供電系統(tǒng)的功能是將供電繞組的交流電壓整流濾波成為直流600V向列車(chē)供電,以滿(mǎn)足客車(chē)車(chē)廂空調(diào)、采暖、照明等用電需要。
8.自動(dòng)過(guò)分相
所謂自動(dòng)過(guò)分相就是免去手動(dòng)操作,由機(jī)車(chē)上自動(dòng)分合主斷路器來(lái)通過(guò)電網(wǎng)分相區(qū),目前僅廣深線SS8機(jī)車(chē)運(yùn)用自動(dòng)過(guò)分相功能。在分相區(qū)前后若干距離處各埋設(shè)地面無(wú)源信號(hào)設(shè)備,平時(shí)不工作。在機(jī)車(chē)的前后左右四個(gè)方位距軌面正上方10厘米左右裝有地感器。在機(jī)車(chē)運(yùn)行時(shí),地感器不斷發(fā)射高頻信號(hào),地面信號(hào)裝置受高頻信號(hào)感應(yīng)而得能量,并發(fā)射一定頻率的信號(hào),機(jī)車(chē)上的地感器檢測(cè)到這一信號(hào),給微機(jī)柜送一110V數(shù)字過(guò)分相信號(hào)(PHASE)。在此應(yīng)注意,無(wú)論在過(guò)分相前分主斷還是在過(guò)分相后合主斷,微機(jī)柜所接到的信息是一樣的過(guò)分相信號(hào)。
三、常見(jiàn)故障分析及處理方法
1.無(wú)流
無(wú)流分正常無(wú)流及故障無(wú)流兩種情況。正常無(wú)流主要是由于手柄位置不當(dāng)或安全系統(tǒng)(如列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控裝置)要求產(chǎn)生的卸載無(wú)流。故障無(wú)流的原因如下:
(1)線路接觸器未閉合,主電路未構(gòu)成。
(2)預(yù)備、零位、牽引、制動(dòng)等狀態(tài)信號(hào)不對(duì)。最常見(jiàn)的是預(yù)備不好,引起微機(jī)柜封鎖脈沖。
(3)微機(jī)柜未收到司機(jī)給定指令,如司機(jī)控制器電位器無(wú)電源、無(wú)輸出或傳輸線不良。
(4)微機(jī)柜未收到牽引響應(yīng)或制動(dòng)響應(yīng)信號(hào)。這可能是牽引主電路或制動(dòng)主電路未構(gòu)成,也可能是線路接觸器和勵(lì)磁接觸器的聯(lián)鎖接點(diǎn)接觸不良。
(5)運(yùn)行中正常位時(shí)突然某架無(wú)電流,有可能是電源自身保護(hù)造成的。這可用分合電子控制自動(dòng)開(kāi)關(guān)的方法,使電源重新起動(dòng)來(lái)解決。
(6)微機(jī)柜封鎖脈沖。一般應(yīng)首先考慮沒(méi)有同步電壓或插件未插到位,此外外部復(fù)位的復(fù)位繼電器不釋放,帶插座的芯片接觸不良等也可能造成無(wú)流。
2.電流不平衡
(1)由傳感器引起的電流不平衡。重點(diǎn)檢查電流傳感器、電壓傳感器是否有正偏或負(fù)偏的現(xiàn)象,速度傳感器松脫或故障,傳感器正負(fù)偏較大或其它故障時(shí)必須更換。
(2)由硅元件損壞引起的電流不平衡。此故障表現(xiàn)為:在主橋沒(méi)有全開(kāi)放以前,電流不平衡不明顯,因?yàn)橄到y(tǒng)為閉環(huán)控制,當(dāng)主橋滿(mǎn)開(kāi)放或已達(dá)到電機(jī)限壓時(shí),電機(jī)電流不平衡現(xiàn)象加劇;貛(kù)后應(yīng)對(duì)硅元件和快熔進(jìn)行檢套,發(fā)現(xiàn)損壞進(jìn)行更換。
(3)由于輪徑設(shè)定不當(dāng)引起的電流不平衡。
(4)由于微機(jī)本身故障、接插元器件松動(dòng)引起的電流不平衡。
(5)由于二次削磁引起的'電流不平衡。
3.過(guò)載
當(dāng)電流傳感器故障無(wú)電流反饋時(shí)、電壓傳感器故障失去限壓功能時(shí)及變流器觸發(fā)極故障時(shí),都可能引起過(guò)載,主斷路器跳閘。應(yīng)更換相關(guān)故障元器件。
4.竄車(chē)
所謂竄車(chē)指手柄一離開(kāi)零位就有較大的電樞電流,使機(jī)車(chē)存在沖動(dòng)的現(xiàn)象。造成此現(xiàn)象的原因有:
(1)司控器線接錯(cuò),或電位器不良,使司控器輸出的電壓異常,微機(jī)接收到錯(cuò)誤的手柄位后產(chǎn)生錯(cuò)誤的控制輸出。
(2)脈沖控制板或脈沖放大板故障,造成可控硅開(kāi)放角錯(cuò)誤。
(3)同步變壓器接線錯(cuò)誤,使其極性產(chǎn)生變化,從而導(dǎo)致脈沖控制板產(chǎn)生錯(cuò)誤的控制脈沖。
5.彩色顯示屏全黑
彩色顯示屏全黑的原因有:
(1)多功能接口板保險(xiǎn)燒壞。經(jīng)常是因?yàn)閄103上110V電源接反。
(2)多功能接口板電源模塊燒壞?捎萌f(wàn)用表測(cè)板上X2的奇偶腳之間是否有+5V電壓。
(3)背光電源逆變器壞?捎萌f(wàn)用表量X7、X8的1、2腳,正常時(shí)應(yīng)有交流電壓200~1000V。注意1腳要接表的正端。
(4)多功能接口板X(qián)7、X8是否與顯示屏連接好。
(5)顯示屏損壞(燈管壞)。
6.顯示屏全白無(wú)字符顯示
通常情況為顯示線松動(dòng),顯示屏與顯示卡未正常連接。
7.微機(jī)屏顯示一、二架故障
造成微機(jī)屏故障燈亮的原因,一是微機(jī)電源故障,二是微機(jī)與顯示屏通信故障,三是兩個(gè)司機(jī)室電鑰匙全合上后,造成通信沖突。先易后難,首先檢查兩個(gè)司機(jī)室電鑰匙狀態(tài),如全合上,應(yīng)將另一端司機(jī)室的電鑰匙斷開(kāi)。
8.微機(jī)顯示正常,提手柄發(fā)現(xiàn)二架無(wú)壓無(wú)流。
處理:首先更換二架的脈沖放大和脈沖控制插件,故障現(xiàn)象仍然存在。再更換單板機(jī),故障還是未能消除。后更換同步變壓器,正常。
分析:對(duì)于機(jī)車(chē)無(wú)壓無(wú)流的現(xiàn)象,原因一是工況電路異常,如預(yù)備、零位、牽引、制動(dòng)等狀態(tài)信號(hào)不對(duì),引起微機(jī)脈沖封鎖;原因二是微機(jī)接收不到手柄位給定指令,如司機(jī)控制器無(wú)電源,電位器無(wú)輸出或傳輸線不良;原因三是微機(jī)柜插件不良;原因四是無(wú)同步同壓。
9.先一架故障,后二架也故障,復(fù)位不成功。
處理:檢查發(fā)現(xiàn)為兩架微機(jī)電源均保護(hù),可以確定為微機(jī)板存在短路或微機(jī)外部電路存在短路現(xiàn)象,甩開(kāi)N101插頭后正常,可以斷定為外部傳感器短路,更換一軸傳感器后正常。
分析:SS8型微機(jī)電源板有短路保護(hù)功能,一旦存在過(guò)流現(xiàn)象時(shí),電源板就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。電源板除給微機(jī)柜的各個(gè)插件供電后,還為司控器、電壓電流傳感器、速度傳感器供電以及產(chǎn)生觸發(fā)脈沖,以上各個(gè)環(huán)節(jié)存在短路現(xiàn)象時(shí),均會(huì)使微機(jī)電源保護(hù)。因?yàn)橥獠慷搪返脑,廣鐵集團(tuán)所屬機(jī)務(wù)段已經(jīng)發(fā)生幾起機(jī)破事件。目前,株洲電力機(jī)車(chē)研究所正在研究解決方案。發(fā)生此類(lèi)故障時(shí),可以通過(guò)以下辦法進(jìn)行應(yīng)急處理:司機(jī)停車(chē)后關(guān)閉微機(jī)電源,打開(kāi)微機(jī)柜蓋板,取下先故障的那一架微機(jī)的轉(zhuǎn)換控制板,一二架轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置正常位,利用良好的一架的電機(jī)運(yùn)行回段處理。
控制系統(tǒng)論文7
摘 要:經(jīng)過(guò)幾十年科研工作者的努力,我國(guó)的紡織機(jī)械行業(yè)已經(jīng)取得了喜人的成就,基本能夠滿(mǎn)足紡織企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整需求。但紡織機(jī)械的機(jī)電一體化、紡紗質(zhì)量的自動(dòng)化檢測(cè)、紡織工藝的合理性、紡織機(jī)械的適應(yīng)性仍與國(guó)際先進(jìn)水平存在很大的差距,缺乏自主開(kāi)發(fā)的創(chuàng)新產(chǎn)品作為支撐。
關(guān)鍵詞:紡織機(jī)械;自動(dòng)化;控制系統(tǒng)
目前,我國(guó)紡織品的出口主要為低端產(chǎn)品。雖然我國(guó)紡織產(chǎn)品的生產(chǎn)總量已位居世界之首,但國(guó)內(nèi)的紡織設(shè)備普遍比較落后,紡織業(yè)仍為勞動(dòng)密集型行業(yè)。如何使我國(guó)紡織業(yè)真正成為世界紡織行業(yè)的領(lǐng)頭羊,離不開(kāi)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高效自動(dòng)化紡織機(jī)械設(shè)備的支撐。隨著最近貿(mào)易保護(hù)主義和國(guó)外技術(shù)的封鎖,我國(guó)紡織業(yè)的弱點(diǎn)暴露無(wú)疑。提高紡織設(shè)備的自動(dòng)化水平,必須走向自主開(kāi)發(fā)高端紡織機(jī)械的道路上來(lái)。
1. 紡織機(jī)械控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的Web開(kāi)發(fā)
利用Web技術(shù)開(kāi)發(fā)紡織機(jī)械機(jī)電一體化控制系統(tǒng)是當(dāng)前紡織機(jī)械的主流技術(shù)。Web技術(shù)的開(kāi)放性使其在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,Web技術(shù)正逐步取代傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模式。Web技術(shù)開(kāi)發(fā)方法目前較為流行的是B/S體系結(jié)構(gòu)模式。
(1) 構(gòu)建樹(shù)形文本數(shù)據(jù)庫(kù)
采用W3C定制的XML數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)作為應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)描述方法,通過(guò)建立樹(shù)形模型描述數(shù)據(jù)文件,針對(duì)每一個(gè)應(yīng)用模塊建立相應(yīng)的樹(shù),包括根(應(yīng)用本身)、節(jié)點(diǎn)(程序、數(shù)據(jù))、節(jié)點(diǎn)下的子節(jié)點(diǎn)(程序、數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的單位)等等。
(2) 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)
W3C提供的DOM規(guī)范,是一種能夠訪問(wèn)和操縱XML文件的方法。它可以使XML成為與應(yīng)用無(wú)關(guān)的跨平臺(tái)編程語(yǔ)言。在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中采用DOM接口,利用XML和HTML文檔, 提供可靠、可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)引擎。采用microsoft的DOM引擎實(shí)現(xiàn)DOM功能,是目前公認(rèn)相當(dāng)準(zhǔn)確的一個(gè)。
(3) 控制系統(tǒng)的查詢(xún)語(yǔ)言
數(shù)據(jù)文件內(nèi)容的查詢(xún)語(yǔ)言,一般采用XQL語(yǔ)言。XQL與SQL相似,但也有區(qū)別。由于XML存儲(chǔ)數(shù)據(jù)方式的不同,XML擁有SQL不能提供的同屬元素索引和綁定數(shù)目字段的操作。XQL可以實(shí)現(xiàn)一對(duì)一或一對(duì)多個(gè)XML文件的查詢(xún),隨著DOM查詢(xún)引擎的不斷完善,DOM將是搜索XML文件的有效方法。
2. 紡織機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案
(1) 紡織機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方案
紡織機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)軟件由PLC主程序和伺服控制器程序兩部分組成,包括通訊發(fā)送程序、通訊接受程序、通訊中斷程序、定時(shí)中斷程序等。利用軟件實(shí)現(xiàn)電機(jī)的高頻率倒順運(yùn)轉(zhuǎn),并通過(guò)控制電機(jī)的位置關(guān)系保證紡織產(chǎn)品的質(zhì)量,同時(shí)還需考慮各種生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的停車(chē)和啟動(dòng)的特殊條件。變頻器主要是通過(guò)構(gòu)件的內(nèi)部功能模塊完成測(cè)取主電機(jī)的信號(hào)、控制自身變速運(yùn)轉(zhuǎn)功能。
(2) 紡織機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案
整個(gè)控制系統(tǒng)的硬件采用電機(jī)數(shù)控技術(shù),利用伺服控制器、伺服電機(jī)、編碼器組成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),通過(guò)PLC協(xié)調(diào)各驅(qū)動(dòng)部件間的同步運(yùn)轉(zhuǎn),從而將傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化到了最低限度,間接消除了因機(jī)械原因引起的停車(chē)故障,提高了整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性和工作效率,也使生產(chǎn)效率得到相應(yīng)的提高。
多電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的`紡織機(jī)械控制系統(tǒng)通過(guò)各個(gè)邏輯器件之間的串行通訊端口,以及伺服控制器的數(shù)字頻率信號(hào)的輸入、輸出接口,使各伺服控制器之間利用數(shù)頻線逐級(jí)相連,從而保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)木_度和可靠性。多電機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)由人機(jī)交換界面、PLC模塊、變頻器、伺服控制器和其他輔助器件組成:
控制對(duì)象:多電機(jī)控制系統(tǒng)中的電機(jī)組,通常為為三相異步電動(dòng)機(jī)和交流伺服電機(jī)。
a. 主電機(jī)采用變頻電機(jī)傳動(dòng),工作軸上安裝編碼器;
b. 伺服電機(jī)控制工作軸完成逆順轉(zhuǎn)動(dòng)作;同時(shí),伺服電機(jī)所帶編碼器應(yīng)保證與主電機(jī)的同步;
(3) 紡織機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)原理
主電機(jī)帶動(dòng)工作軸,工作軸的主編碼器產(chǎn)生信號(hào),并作為伺服電機(jī)的控制信號(hào),伺服控制器接收到信號(hào)后,傳輸給伺服電機(jī),伺服電機(jī)經(jīng)編碼器得到反饋信號(hào),形成閉環(huán)控制,從而實(shí)現(xiàn)紡織機(jī)械的自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)。整個(gè)紡織機(jī)械的工作部件都以鏈接主編碼器的工作軸作為參考,主編碼器的工作信號(hào)作為控制其他工作軸的參考信號(hào)。伺服控制器、主電機(jī)變頻器通過(guò)內(nèi)部總線連接,利用總線傳輸主編碼器的工作信號(hào)。整機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品的檢測(cè)部分由PLC模塊完成,包括安裝的行程開(kāi)關(guān),光電開(kāi)關(guān)等等。而系統(tǒng)的運(yùn)行狀況就可以通過(guò)人機(jī)交換界面的進(jìn)行顯示,對(duì)存在故障的參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。
圖1. 紡織機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)簡(jiǎn)圖
3. 開(kāi)發(fā)紡織機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)的難點(diǎn)
(1) 紡織機(jī)械的快速反應(yīng)技術(shù)
設(shè)計(jì)紡織機(jī)械運(yùn)動(dòng)構(gòu)件時(shí),如何做到運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的快速反應(yīng),是實(shí)現(xiàn)紡織業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的核心技術(shù)。如某精梳工藝的錫林最高速度達(dá)到500多鉗次/分鐘,即要求分離羅拉和鉗板擺軸的伺服電機(jī)能夠滿(mǎn)足每秒超過(guò)8.5次的逆順轉(zhuǎn)次數(shù),錫林軸的回轉(zhuǎn)保持同步和連續(xù)生產(chǎn)的情況下不發(fā)熱的技術(shù)指標(biāo)。
(2) 紡織機(jī)械的同步運(yùn)轉(zhuǎn)技術(shù)
保證運(yùn)動(dòng)部件快速反應(yīng)的同時(shí),還需保證運(yùn)動(dòng)部件與伺服電機(jī)的同步。如精梳機(jī)分離羅拉與鉗板擺軸運(yùn)動(dòng)規(guī)律,要求伺服電機(jī)依據(jù)編碼器和PLC控制程序按照分離羅拉與鉗板擺軸的運(yùn)動(dòng)規(guī)律保證主電機(jī)同步。精梳機(jī)的分離羅拉技術(shù)要求是保證每鉗次輸出長(zhǎng)度為26.482mm。伺服電機(jī)必須滿(mǎn)足與錫林變頻電機(jī)同步的要求。
結(jié)語(yǔ)
使我國(guó)紡織業(yè)真正成為世界紡織行業(yè)的領(lǐng)頭羊,還有很多的路要走。由于國(guó)內(nèi)企業(yè)使用的控制系統(tǒng)主要為西門(mén)子產(chǎn)品,且由西門(mén)子產(chǎn)品進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的紡織機(jī)電一體化產(chǎn)品也取得了一定成果。
參考文獻(xiàn):
[1] 呂渭賢. 我國(guó)紡織機(jī)械行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 江蘇紡織, 20xx(3).
[2] 溫照方. SIMATCI57-200可編程序控制器教程[M]. 北京理工大學(xué)出版社.
控制系統(tǒng)論文8
Status Vi舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)是澳大利亞State Automation公司(即曾經(jīng)的Bytecraft公司)在舞臺(tái)機(jī)械控制方面的核心產(chǎn)品之一,是專(zhuān)門(mén)針對(duì)中型劇場(chǎng)而配置的一套成熟的軸控制方案,該系統(tǒng)通過(guò)CE認(rèn)證,運(yùn)行安全可靠,而該公司針對(duì)大型劇場(chǎng)的另一系列產(chǎn)品State V舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)則已被成功應(yīng)用在多個(gè)國(guó)家級(jí)的劇場(chǎng)當(dāng)中,包括我國(guó)的國(guó)家大劇院和悉尼歌劇院等。和State V系統(tǒng)一樣,Status Vi系統(tǒng)提供非常友好的圖形化用戶(hù)界面,擁有豐富的控制方式,操作及編程簡(jiǎn)單智能,能夠在各類(lèi)型演出中完成各種復(fù)雜而精準(zhǔn)的布景變換工作。
1控制方式
Status Vi舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)采用軸控制器對(duì)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行和定位的控制,軸控制器(Axis Controller)是由高運(yùn)算速度的硬件和符合安全標(biāo)準(zhǔn)的軟件一體化組成,以舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備的軸為控制對(duì)象,監(jiān)視傳感器、驅(qū)動(dòng)器的信號(hào),并發(fā)出控制指令,同時(shí)進(jìn)行控制層與操作層的數(shù)據(jù)傳輸。其特點(diǎn)是單軸的控制獨(dú)立性好,互換性強(qiáng),控制與操作層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作設(shè)備多樣化、智能化、簡(jiǎn)單化。
1.1單個(gè)設(shè)備控制
對(duì)應(yīng)于調(diào)速設(shè)備,使用Linear型(線性)軸控制器進(jìn)行控制,運(yùn)行速度和加速度均可調(diào),運(yùn)行誤差小于1mm;對(duì)應(yīng)定速設(shè)備使用Binary型(非線性)軸控制器進(jìn)行控制,一個(gè)Binary型軸控制器可控制四個(gè)定速設(shè)備,運(yùn)行誤差小于3mm。每個(gè)設(shè)備默認(rèn)設(shè)置十個(gè)停車(chē)位置,包括兩個(gè)軟急停位、兩個(gè)軟超程位和六個(gè)隨意停車(chē)位。根據(jù)不同的設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)直線、弧線及角度的運(yùn)行。
1.2編組控制
系統(tǒng)允許多個(gè)設(shè)備編組運(yùn)行,編組可以是臨時(shí)編組,也可以是以固定編號(hào)儲(chǔ)存在系統(tǒng)中的固定編組,而固定編組又根據(jù)同步要求的不同分為鎖定型編組、聯(lián)動(dòng)型編組和異步型編組。在實(shí)際應(yīng)用中,當(dāng)運(yùn)行固定編組時(shí),若其中某個(gè)設(shè)備不需要運(yùn)行,則可以使用Pick(剔除)命令將該設(shè)備從編組中臨時(shí)分離出來(lái)。
1.3編程控制
編程控制是Status Vi系統(tǒng)的核心功能,它以Show(節(jié)目)的形式出現(xiàn),每個(gè)用戶(hù)都可以根據(jù)需要建立不同的Show,Show可以是空白的,也可以是模板的形式,當(dāng)然用戶(hù)也可以將一個(gè)常用的Show儲(chǔ)存為模板。一個(gè)新建立的Show,系統(tǒng)自動(dòng)為每個(gè)設(shè)備分配默認(rèn)參數(shù),包括每個(gè)設(shè)備的限位、停車(chē)位置、默認(rèn)的運(yùn)行速度和加速度、布景高度以及它在這個(gè)節(jié)目中要顯示的名字,而用戶(hù)可以根據(jù)演出需要對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行修改,還可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行編組儲(chǔ)存起來(lái),每個(gè)Show的參數(shù)是獨(dú)立的,但必須在系統(tǒng)默認(rèn)值范圍內(nèi)。
要讓一個(gè)Show運(yùn)作起來(lái),首先需要建立Actions(動(dòng)作),顧名思義,就是讓設(shè)備(可以是單個(gè)設(shè)備,也可以是編組設(shè)備)根據(jù)特定的程序執(zhí)行一個(gè)指令,Actions包括以下幾個(gè)類(lèi)型:
。1)Movement(移動(dòng)型):這是一個(gè)最基礎(chǔ)的動(dòng)作指令,用以控制一個(gè)設(shè)備或一個(gè)編組移動(dòng)一段距離或者移動(dòng)到一個(gè)定點(diǎn),如果是一個(gè)調(diào)速的設(shè)備,還可以設(shè)置它移動(dòng)的速度和加速度,或者是設(shè)置它在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)移動(dòng)到設(shè)定的`位置,系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行的速度。(2)Conditional(條件型):檢測(cè)一個(gè)設(shè)備的位置或速度參數(shù),用它來(lái)跟一個(gè)固定值或者另一個(gè)設(shè)備的參數(shù)作比較,當(dāng)條件滿(mǎn)足時(shí)則觸法下一步動(dòng)作。對(duì)比的條件分別有:等于、小于、大于、大于或等于、小于或等于、不等于。(3)Delay(延時(shí)型):顧名思義就是延時(shí)一段時(shí)間,分為以秒為單位以及具體到小時(shí)、分鐘和秒兩種格式。創(chuàng)建了各種Actions之后,接下來(lái)是把它們編進(jìn)Cue(場(chǎng)景)里面,也就是專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)里面的編Cue工作。編Cue的意思就是把各種Actions以一定關(guān)系連接起來(lái),用以完成一個(gè)完整的布景變換動(dòng)作。技術(shù)人員根據(jù)劇目的布景變換流程將Cue按順序編輯完之后,一個(gè)完整的Show也就建立起來(lái)了。
2實(shí)際應(yīng)用
由于Status Vi系統(tǒng)擁有如此豐富的控制方式,只需要簡(jiǎn)單的組合或編程,便能實(shí)現(xiàn)各種布景變換的運(yùn)行要求。演出前把Cue場(chǎng)編輯好并試運(yùn)行,確定程序沒(méi)問(wèn)題之后,演出時(shí)只需要操作一到個(gè)按鍵就可以完成整場(chǎng)演出的換景工作,而不需要頻繁的輸入指令,出現(xiàn)事故的幾率幾乎為零。以下是幾種常用的編程:
(1)調(diào)速設(shè)備與定速設(shè)備的聯(lián)動(dòng):調(diào)速設(shè)備啟動(dòng)過(guò)程中有一個(gè)變速過(guò)程,如果跟定速設(shè)備同時(shí)啟動(dòng)的話(huà),很明顯感覺(jué)到調(diào)速設(shè)備滯后了。在歌劇《圖蘭朵》中,導(dǎo)演要求布景的變換要有整體性,也就說(shuō)在視覺(jué)上要消除這種滯后,所以在編程上可以這樣實(shí)現(xiàn):1)Cue1:?jiǎn)?dòng)調(diào)速設(shè)備,設(shè)置目標(biāo)位置,速度值設(shè)置為定速設(shè)備的速度值,加速度從原來(lái)的10%提高為50%;2)Cue2:延時(shí)動(dòng)作,與Cue1一起啟動(dòng),延時(shí)數(shù)值為1s(1秒);3)Cue3:在Cue2結(jié)束后啟動(dòng)定速設(shè)備,設(shè)置目標(biāo)位置。
。2)需要達(dá)到一定的運(yùn)行條件:在吊裝反聲板上片時(shí),由前后兩條吊桿組合完成,先是后一條吊桿提升到一定的高度,反聲板形成一個(gè)角度后,再啟動(dòng)前面一條吊桿。在有車(chē)臺(tái)參與的換景中,需要車(chē)臺(tái)先到達(dá)定點(diǎn)后再讓吊桿吊裝的布景到達(dá)下位。這兩種情況都需要在兩個(gè)動(dòng)作之間插入一個(gè)條件動(dòng)作,使得后一個(gè)設(shè)備在滿(mǎn)足前一設(shè)備運(yùn)行到某個(gè)位置條件時(shí)啟動(dòng)。1)Cue1:走在前面的設(shè)備先啟動(dòng),比如吊裝反聲板的后面一條吊桿,或者是需要先到達(dá)定位的車(chē)臺(tái);2)Cue2:條件動(dòng)作,隨Cue1啟動(dòng),判斷Cue1中的設(shè)備行程到達(dá)某個(gè)數(shù)值;3)Cue3:下一組設(shè)備隨Cue2判斷結(jié)束后啟動(dòng)。
(3)設(shè)備來(lái)回運(yùn)動(dòng):在新編排的芭蕾舞劇《小美人魚(yú)》中,需要多組設(shè)備多組定點(diǎn)之間的來(lái)回運(yùn)動(dòng),形成多組不規(guī)則的波浪效果,運(yùn)行約十分鐘,如果簡(jiǎn)單的按順序編Cue的話(huà)工作量會(huì)很大,要是編成循環(huán)Cue的話(huà)只需要兩條指令就可以實(shí)現(xiàn)了:
1)Cue1:設(shè)置設(shè)備運(yùn)行到第一個(gè)定點(diǎn);
2)Cue2:設(shè)置設(shè)備在Cue1結(jié)束后運(yùn)行,并指定另外一個(gè)定點(diǎn);
3)設(shè)置完Cue2后,在Cue1中增加跟隨Cue2運(yùn)行的指令(Follow Cue)。
如此編程后,按下運(yùn)行Cue1按鍵不放,該設(shè)備就能在兩個(gè)定點(diǎn)之間不斷地來(lái)回運(yùn)行,如若需要調(diào)整來(lái)回的頻率,調(diào)速設(shè)備的話(huà)可以修改運(yùn)行速度和加減速度百分比,定速設(shè)備可以在運(yùn)行至定點(diǎn)之后插入一個(gè)延時(shí)動(dòng)作,延時(shí)時(shí)長(zhǎng)根據(jù)需要調(diào)整。
3結(jié)束語(yǔ)
筆者所在的劇場(chǎng)是一個(gè)功能完善的現(xiàn)代化劇場(chǎng),主要由一個(gè)1300多座位的大劇場(chǎng)和一個(gè)600多座位的多功能小劇場(chǎng)組成,舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)均采用Status Vi系統(tǒng),自20xx年底正式投入使用以來(lái),出色的完成了各類(lèi)大型演出任務(wù),包括中央歌劇院經(jīng)典歌劇《圖蘭朵》、大型音樂(lè)劇《金莎》、楊麗萍領(lǐng)銜主演的原生態(tài)歌舞《藏謎》和《云南的響聲》、第九屆中國(guó)藝術(shù)節(jié)大型風(fēng)情歌舞《贛風(fēng)》等等,充分體現(xiàn)了該系統(tǒng)的先進(jìn)性和可靠性。
參考文獻(xiàn):
[1] 劉玉群,饒紫卿,等。國(guó)家大劇院歌劇院舞臺(tái)機(jī)械概述[J]。藝術(shù)科技,20xx(1):3—11.
控制系統(tǒng)論文9
近些年來(lái),隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,電氣工程與自動(dòng)化控制系統(tǒng)技術(shù)水平也日益提高,在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著重要地位,具有提高自動(dòng)化水平、提高生產(chǎn)效率、延長(zhǎng)設(shè)備使用年限等特點(diǎn)。因此,做好電氣工程與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)踐是企業(yè)應(yīng)當(dāng)重視的工作。
1電氣工程與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的概述
。1)電氣工程與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在電氣工程與自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,主要有閉環(huán)控制、開(kāi)環(huán)控制以及復(fù)合控制三種,其中,閉環(huán)控制控制過(guò)程是根據(jù)給定值和反饋量偏差來(lái)完成的,能夠預(yù)防震蕩,確?刂蒲b置正常工作。開(kāi)環(huán)控制的控制裝置與受控對(duì)象之間是順向作用,優(yōu)點(diǎn)在于控制過(guò)程、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,不足之處是控制精度差、抗干擾能力低,主要適用于對(duì)控制性能要求相對(duì)偏低的場(chǎng)合。復(fù)合控制是一種反饋控制方式,只有在被控量變化后,控制系統(tǒng)才會(huì)進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制,控制過(guò)程、被控量不會(huì)受復(fù)合控制的影響。
(2)電氣工程與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的方式。電氣工程與自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要可以分為集中式、分布式以及信息集成化三種,具體是指:首先,集中式控制系統(tǒng)。此種控制系統(tǒng)只有一個(gè)處理器,承擔(dān)著系統(tǒng)的所有功能的處理任務(wù),其優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)與操作簡(jiǎn)便、維護(hù)成本較低,其缺點(diǎn)有在監(jiān)控對(duì)象增加時(shí),處理器工作效率會(huì)降低,處理工作過(guò)程會(huì)受任務(wù)多少影響,主機(jī)使用空間減少,在功能增加時(shí),只能通過(guò)增加電線方式解決,會(huì)增加成本,影響系統(tǒng)可靠性[1]。其次,分布式控制系統(tǒng)。此種控制系統(tǒng)有多個(gè)控制回路,每個(gè)控制回路分別承擔(dān)一部分系統(tǒng)功能,可以有效解決集中式控制系統(tǒng)的不足,同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的集中獲取、管理與控制。但是,分布式控制系統(tǒng)也存在一定不足,主要是受儀表類(lèi)型復(fù)雜、標(biāo)準(zhǔn)不一影響,會(huì)增大維修工作難度。第三,信息集成化控制系統(tǒng)。信息化集成控制系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的一種控制系統(tǒng),是指在電氣自動(dòng)化控制設(shè)施與機(jī)械設(shè)備之間以信息技術(shù)作為連接,比如微電子處理技術(shù)等,提高信息獲取效率,提升控制系統(tǒng)自動(dòng)化水平。
(3)電氣工程與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要性。在工業(yè)生產(chǎn)中,電氣工程與自動(dòng)化系統(tǒng)起著十分重要的作用,具體體現(xiàn)在以下三方面:首先,能夠提高設(shè)備的可靠性,通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng),可以對(duì)電氣工程相關(guān)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè),檢驗(yàn)元件參數(shù)指標(biāo)以及可靠性,確保在各種環(huán)境條件下,設(shè)備都可以良好運(yùn)行,并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)與完善,確保電氣工程的可靠性。其次,可以增強(qiáng)系統(tǒng)的適用性,在生產(chǎn)過(guò)程中,電氣工程與自動(dòng)化系統(tǒng)能夠自動(dòng)記錄所有的運(yùn)行數(shù)據(jù),并通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析、對(duì)比,根據(jù)實(shí)際需求來(lái)對(duì)工作進(jìn)行自動(dòng)控制與調(diào)節(jié),從而有效增強(qiáng)系統(tǒng)的適用性。第三,可以提高生產(chǎn)的先進(jìn)性,在工業(yè)生產(chǎn)中,自動(dòng)化控制水平是一項(xiàng)十分重要的衡量指標(biāo),通過(guò)應(yīng)用電氣工程與自動(dòng)化控制系統(tǒng),可以自動(dòng)完成對(duì)生產(chǎn)過(guò)程與產(chǎn)品的測(cè)試工作,在保證產(chǎn)品品質(zhì)的同時(shí),提高生產(chǎn)效率,從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)先進(jìn)性的提升[2]。
2電氣工程與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)踐
。1)在智能化方面的實(shí)踐。在電力系統(tǒng)當(dāng)中,其運(yùn)行的可靠性、安全性等與智能化水平有著密切聯(lián)系。因此,將電氣工程與自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用于系統(tǒng)的智能化當(dāng)中,可以提高系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力,解決電氣工程早期自動(dòng)化控制存在的不足,促進(jìn)電氣工程的進(jìn)步,有效提升電氣工程自動(dòng)化控制的整體水平。對(duì)于智能化控制器而言,其優(yōu)點(diǎn)主要是可以同時(shí)完成諸多不同數(shù)據(jù)的處理,也可以承擔(dān)一些其他控制器難以完成的工作,比如難度較高、危險(xiǎn)性較大的工作。電氣工程與自動(dòng)化控制系統(tǒng)在智能化方面實(shí)踐,不僅體現(xiàn)在提高智能化技術(shù)的先進(jìn)性、實(shí)用性方面,還體現(xiàn)在增加電氣工程的穩(wěn)定性上。在未來(lái)工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)中,智能化方面電氣工程與自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越加廣泛,分布在智能化的各個(gè)領(lǐng)域,對(duì)智能化的發(fā)展與進(jìn)步起著重要促進(jìn)作用。因此,應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)電氣工程與自動(dòng)化系統(tǒng)在智能化方面實(shí)踐的研究,針對(duì)不同問(wèn)題采取相應(yīng)的措施,可以提高智能化中電氣工程與自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性與安全性,避免事故發(fā)生[3]。
。2)在變電站配電的實(shí)踐。在變電站配電中應(yīng)用電氣工程與自動(dòng)化控制系統(tǒng),會(huì)對(duì)變電站運(yùn)行設(shè)備故障與事故進(jìn)行自動(dòng)記錄,利用監(jiān)控、操作的圖像化與智能化特點(diǎn),不僅可以提高變電站運(yùn)行效率,也能夠有效提高變電站配電自動(dòng)化系統(tǒng)的管理水平,對(duì)變電站配電進(jìn)步有著重要意義,有助于促進(jìn)電氣工程自動(dòng)化控制的`發(fā)展。
。3)在電廠分散測(cè)控系統(tǒng)的實(shí)踐。在電廠運(yùn)行中,分散測(cè)控系統(tǒng)是一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容,可以對(duì)電廠鍋爐、發(fā)電機(jī)等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)測(cè)控,及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在隱患與問(wèn)題并加以解決,確保電廠運(yùn)行的安全可靠。在電廠分散測(cè)控系統(tǒng)中,采取的通常是分層分布結(jié)構(gòu),將電氣工程與自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)用與電廠分散系統(tǒng)中,可以提高分散測(cè)控系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)工作的效率與準(zhǔn)確性,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,起到保護(hù)分散監(jiān)控系統(tǒng)的作用,提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。
3結(jié)語(yǔ)
綜上所述,電氣工程與自動(dòng)化控制系統(tǒng)是國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ),加強(qiáng)對(duì)電氣工程與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的了解,掌握其設(shè)計(jì)方式、控制系統(tǒng)模式等內(nèi)容,將其合理應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)踐當(dāng)中,對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)效率提升、產(chǎn)品質(zhì)量等起著重要保障作用。因此,對(duì)電氣工程與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)踐展開(kāi)研究,借鑒先進(jìn)技術(shù),提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性,對(duì)電氣工程與自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)展有著重要意義。
控制系統(tǒng)論文10
摘要:電氣工程是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要基礎(chǔ),同時(shí)也是確保人們正常生活的基礎(chǔ)條件之一。本文介紹了PLC和變頻器,分析了PLC和變頻器在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值,總結(jié)PLC和變頻器在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:變頻器論文
引言
PLC是一種可編程邏輯控制器,它和變頻器都是在信息化技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展下生成的產(chǎn)物。PLC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)順序控制、開(kāi)關(guān)質(zhì)量控制、閉環(huán)控制等,其應(yīng)用作用是提升電氣自動(dòng)化控制工作效率,促使電氣工程逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。在信息化時(shí)代的發(fā)展下,工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)在不斷地更新與改革。在此背景下,電氣工程也在深化改革過(guò)程中,改革的主要方向是信息自動(dòng)化,而PLC和變頻器是能推動(dòng)這種改革進(jìn)程的技術(shù),所以有必要對(duì)它們開(kāi)展研究。
1PLC與變頻器概述
1.1PLC與變頻器概念
PLC即可編程邏輯控制器,能依照用戶(hù)的制定需求開(kāi)展工作,其中涵蓋了邏輯運(yùn)算、順序控制、數(shù)學(xué)運(yùn)算等。PLC所應(yīng)用的是可編程的存儲(chǔ)器,在存儲(chǔ)器內(nèi)部運(yùn)行邏輯運(yùn)算等一系列指令,再由數(shù)字信號(hào)以及模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)變進(jìn)行輸入與輸出,以此控制整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程[1]。變頻器是指使用變頻技術(shù)以及微電子技術(shù),通過(guò)調(diào)整電機(jī)工作電源的頻率達(dá)到控制交流電動(dòng)機(jī)目的的一種電力控制設(shè)備。變頻器主要經(jīng)由整流、濾波、逆變等構(gòu)成,依照電機(jī)的切實(shí)需求提供適合的電源電壓,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能、調(diào)速的效果,同時(shí)變頻器也具備著多種保護(hù)功能,如過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)等。
1.2PLC特點(diǎn)
第一,由于PLC所應(yīng)用的是已被定義好的各種輔助繼電氣的節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)變位操作,因此整個(gè)工作中的運(yùn)行狀態(tài)具有一定的簡(jiǎn)單性特點(diǎn)[2]。第二,PLC的一個(gè)顯著特點(diǎn)是程序運(yùn)行簡(jiǎn)單,操作比較便捷,在工作過(guò)程中能減少工作人員的工作量,提升整體工作效率,減少人力資源浪費(fèi)。第三,PLC的功能性較為完善,同時(shí)也具有較高的實(shí)用性,適合應(yīng)用在各種環(huán)境中,充分顯示出PLC硬件的完整性。第四,PLC在運(yùn)行期間具有抵抗外界環(huán)境與其他相關(guān)因素干擾的功能,在任何復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中都能夠發(fā)揮良好的作用,這就展示出PLC的可靠性。
2PLC和變頻器在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值
2.1有助于加大電氣設(shè)備產(chǎn)品存儲(chǔ)量
PLC系統(tǒng)屬于一種計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù),其特點(diǎn)在于具有一個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器中所存放的內(nèi)容便是系統(tǒng)軟件。用戶(hù)程序中存儲(chǔ)器所應(yīng)該存放的內(nèi)容同樣是應(yīng)用軟件,而此種結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器能夠提供較大的存儲(chǔ)空間[3]。另外,此系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠依據(jù)實(shí)際需求完整保存相關(guān)設(shè)備中的歷史數(shù)據(jù),保存下來(lái)的資料能為后期檢查故障等工作提供可靠依據(jù)。
2.2有助于強(qiáng)化電氣設(shè)備產(chǎn)品的智能化
電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用PLC技術(shù)與變頻器的主要作用是提升電氣設(shè)備的反應(yīng)速度以及整體運(yùn)行效率,同時(shí)也有助于提升電氣設(shè)備的智能化水平。具體體現(xiàn)在PLC技術(shù)由系統(tǒng)軟件完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制,以確保整個(gè)工作流程能?chē)?yán)格遵循一定的程序進(jìn)行。PLC技術(shù)中CPU對(duì)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理,同時(shí)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況做出評(píng)估,實(shí)時(shí)、可靠地傳輸數(shù)據(jù)。變頻器起到的作用是在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,提供實(shí)際需求的電源電壓,調(diào)節(jié)與控制各環(huán)節(jié)的電壓,以確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
3PLC在控制系統(tǒng)中的具體應(yīng)用
3.1在順序控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
PLC技術(shù)被作為一種順序控制器應(yīng)用,這是當(dāng)前社會(huì)大多數(shù)企業(yè)在應(yīng)用PLC時(shí)的一個(gè)統(tǒng)一觀點(diǎn)。PLC技術(shù)在此種模式下的電氣工程自動(dòng)化控制中應(yīng)用,呈現(xiàn)出三個(gè)方面的具體應(yīng)用。第一,遠(yuǎn)程控制和監(jiān)督電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng),以此來(lái)確保電氣工程工作人員的安全,同時(shí)也減少了人力資源的應(yīng)用;第二,在電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)傳感,以確保電氣工程自動(dòng)化的控制水平;第三,對(duì)電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的主站層給予局部控制。
3.2在開(kāi)關(guān)量控制中的應(yīng)用
PLC應(yīng)用初級(jí)階段,僅能合理地應(yīng)用在開(kāi)關(guān)量的邏輯控制中,后期在相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步完善下,PLC技術(shù)得到了更為廣泛的應(yīng)用,在開(kāi)關(guān)量控制的水平以及應(yīng)用價(jià)值上也有顯著提升。PLC應(yīng)用實(shí)際上是將定義的虛擬機(jī)電器轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械繼電氣器,即忽略了虛擬繼電氣的反應(yīng)時(shí)間,體現(xiàn)了PLC在開(kāi)關(guān)量方面的應(yīng)用價(jià)值。例如,PLC在斷路器控制中的.應(yīng)用,傳統(tǒng)電路器利用繼電器實(shí)現(xiàn)控制,其問(wèn)題是反應(yīng)速度較慢,而PLC技術(shù)的應(yīng)用有效提升了反應(yīng)速度與靈敏度。
3.3在閉環(huán)控制中的應(yīng)用
應(yīng)用在閉環(huán)控制中的主要作用是測(cè)量轉(zhuǎn)速,同時(shí)合理控制調(diào)節(jié)器,具體是應(yīng)用轉(zhuǎn)速測(cè)量、電子調(diào)節(jié)、電液執(zhí)行實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。具體的控制方法是在打開(kāi)動(dòng)力泵后,PLC細(xì)致地分析動(dòng)力泵運(yùn)行時(shí)間,同時(shí)選擇一個(gè)最為適宜的主用泵與備用泵,在后期實(shí)際操作過(guò)程中僅需要將開(kāi)關(guān)擋轉(zhuǎn)變?yōu)槭謩?dòng)擋即可,便能有效提高運(yùn)行效率,同時(shí)也進(jìn)一步體現(xiàn)了系統(tǒng)的可持續(xù)性。PLC與傳統(tǒng)的控制技術(shù)相互融合方式能互補(bǔ)兩者的不足之處,從而極大地提升了電力系統(tǒng)控制效率以及質(zhì)量。
3.4在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
數(shù)控系統(tǒng)較為復(fù)雜,不只存在直線型,同時(shí)還包括連續(xù)型與點(diǎn)位型。在生產(chǎn)過(guò)程中,點(diǎn)位型數(shù)控系統(tǒng)多應(yīng)用在孔洞機(jī)床中,原因是全方位與靈活性。系統(tǒng)控制功能主要有單板機(jī)模式與全功能型兩種數(shù)控裝置,在系統(tǒng)控制功能中使用PLC能夠確保系統(tǒng)功能的完善性。在數(shù)控系統(tǒng)中全功能型數(shù)控裝置的功能性更為完善,但需要承擔(dān)的成本也相對(duì)較高,與單板機(jī)模式相比,全功能型裝置的應(yīng)用存在一定的局限性。
4結(jié)語(yǔ)
全文分析了PLC和變頻器在電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的具體應(yīng)用,其應(yīng)用推動(dòng)了系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程。PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用主要包括數(shù)控系統(tǒng)、閉環(huán)控制、開(kāi)關(guān)量等方面,而變頻器設(shè)備主要應(yīng)用在電源電壓的調(diào)控方面,以確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。
參考文獻(xiàn)
[1]章仰瑩.電氣自動(dòng)化設(shè)備中PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程,20xx,2(13):135.
[2]賴(lài)添華.論P(yáng)LC在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā),20xx,35(7):94-96.
[3]么坤.PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù),20xx,6(6):20.
[4]徐凱.PLC在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用價(jià)值[J].山東工業(yè)技術(shù),20xx,(6):189.
控制系統(tǒng)論文11
摘要:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先應(yīng)該對(duì)其總體方案進(jìn)行規(guī)劃,搭建好硬件平臺(tái),選擇C/S的通信模式,再設(shè)計(jì)出系統(tǒng)工作的流程,并根據(jù)流程對(duì)系統(tǒng)功能模塊劃分為基于服務(wù)器平臺(tái)的系統(tǒng)管理模塊、分析診斷模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊,以及基于客戶(hù)端平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)通信模塊、檢測(cè)資源模塊和檢測(cè)執(zhí)行模塊。最后再對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件程度的數(shù)據(jù)庫(kù)、組件之間的通信、服務(wù)器和客戶(hù)端程序分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞:自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng);軟件開(kāi)發(fā);C/S模型
中圖分類(lèi)號(hào):TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(20xx)26-0034-02
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與虛擬儀器技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì),因此有必要對(duì)其開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì),特別是系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究。
1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)的總體方案
1.1 總體結(jié)構(gòu)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā),首先需要對(duì)其總體方案的進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。在此,其總體結(jié)構(gòu)采用圖一的組網(wǎng)方式,通過(guò)就不同地區(qū)的檢測(cè)設(shè)備用戶(hù)端采集其所在的單元對(duì)象的相關(guān)數(shù)據(jù),相關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳遞給服務(wù)器,再由服務(wù)器對(duì)用戶(hù)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理后傳遞給相關(guān)用戶(hù)。
系統(tǒng)在自動(dòng)檢測(cè)的過(guò)程中,需要整個(gè)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)協(xié)同工作,設(shè)備用戶(hù)端負(fù)責(zé)用戶(hù)接口處理,同時(shí)控制對(duì)應(yīng)檢測(cè)單元;系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)功能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是檢測(cè)單元,它通過(guò)相關(guān)接口與被檢測(cè)單元先連,以此來(lái)采集輸入信號(hào),并輸出激勵(lì)信號(hào);檢測(cè)控制系統(tǒng)的核心是服務(wù)器端,它需要對(duì)用戶(hù)端收集到的客戶(hù)信息進(jìn)行分析處理,并將結(jié)果返回給客戶(hù)端;連接客戶(hù)端與服務(wù)器端的是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信,這就需要二者支持同一網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,確保在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中能進(jìn)行通信;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)中還有一個(gè)重要的組成部分就是數(shù)據(jù)庫(kù),它用戶(hù)儲(chǔ)存用戶(hù)信息、設(shè)備信息及檢測(cè)記錄等,由服務(wù)器來(lái)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)工作。
1.2 硬件平臺(tái)
設(shè)計(jì)好整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之后,就要搭建相應(yīng)的硬件平臺(tái)。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)及性能要求,硬件平臺(tái)包括五個(gè)部分:開(kāi)關(guān)系統(tǒng)、檢測(cè)控制器、檢測(cè)總線、檢測(cè)儀器資源和信號(hào)接口裝置。當(dāng)前,基于PXI和VXI的總線檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)范圍和檢測(cè)能力都得到了很大的拓展。因此,在硬件選擇上通常采用基于PXI總線的NI模塊集成的機(jī)箱檢測(cè)設(shè)備作為主體平臺(tái),再基于該主體平臺(tái)設(shè)計(jì)出對(duì)應(yīng)的公共接口裝置、接口適配器、測(cè)試探筆和探針、UUT即可。
1.3 通信模式
在通信模式的選擇上,選擇當(dāng)前最為常見(jiàn)的C/S模式。在C/S通信模式當(dāng)中,不同的計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行不同的功能,實(shí)現(xiàn)不同的用戶(hù)與服務(wù)器角色,從而通過(guò)服務(wù)器為客戶(hù)端的虛擬儀器應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù)。
2 系統(tǒng)軟工作流程及其功能模塊分析
2.1 系統(tǒng)軟件工作流程的分析
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)對(duì)軟件設(shè)計(jì)的基本要求是安全、可靠、有效、開(kāi)放、實(shí)時(shí)和可維護(hù)。其軟件的具體工作流程為:第一步,客戶(hù)端用戶(hù)登錄測(cè)試體系統(tǒng);第二步用戶(hù)驗(yàn)證后啟動(dòng)并請(qǐng)求連接遠(yuǎn)程服務(wù)器;第三步,遠(yuǎn)程服務(wù)器連接成功后,用戶(hù)即登錄成功;第四步,用戶(hù)完成被測(cè)試對(duì)象與測(cè)試設(shè)備的對(duì)應(yīng)接口連接;第五步,用戶(hù)配置檢測(cè)激勵(lì)信號(hào)控制系統(tǒng)執(zhí)行相關(guān)的`檢測(cè)操作;第六步,系統(tǒng)自動(dòng)將檢測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)已經(jīng)連接的網(wǎng)絡(luò)通道傳送給遠(yuǎn)程服務(wù)器;第七步,遠(yuǎn)程服務(wù)器調(diào)用檢測(cè)診斷程序?qū)z測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理;第八步,遠(yuǎn)程服務(wù)器向客戶(hù)端返回已經(jīng)做好的數(shù)據(jù)處理結(jié)果;最后,客戶(hù)端顯示出檢測(cè)的診斷結(jié)果。該工作流程涉及的主要部分為遠(yuǎn)程服務(wù)器、檢測(cè)用戶(hù)端和檢測(cè)設(shè)備,其所需的功能模塊包括服務(wù)器的運(yùn)算模塊、客戶(hù)端的檢測(cè)模塊和實(shí)現(xiàn)客戶(hù)端與服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)通信模塊。
2.2 系統(tǒng)軟件功能模塊分析
根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)的功能需求情況,可以將軟件功能模塊劃分為基于服務(wù)器平臺(tái)的系統(tǒng)管理模塊、分析診斷模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊,以及基于客戶(hù)端平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)通信模塊、檢測(cè)資源模塊和檢測(cè)執(zhí)行模塊幾個(gè)部分。
1) 系統(tǒng)管理模塊
系統(tǒng)管理模塊包括設(shè)備管理、操作管理、操作人員管理、檢測(cè)任務(wù)管理和檢測(cè)診斷程序管理五個(gè)部分。設(shè)備管理的功能為對(duì)設(shè)備用戶(hù)端的配置狀況進(jìn)行記錄,當(dāng)變更和刪除廢除客戶(hù)端信息;操作管理的具體功能為接收、分析和診斷用戶(hù)的遠(yuǎn)程登錄請(qǐng)求命令,并調(diào)用相關(guān)的程序執(zhí)行對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求命令;操作人員管理的功能是管理系統(tǒng)操作人員的相關(guān)信息;檢測(cè)任務(wù)管理的功能是對(duì)每項(xiàng)分析診斷結(jié)果和檢測(cè)記錄進(jìn)行管理,同時(shí)完成相關(guān)信息在數(shù)據(jù)庫(kù)中的保存;檢測(cè)診斷程序管理的功能為對(duì)檢測(cè)分析診斷程序進(jìn)行管理。
2) 分析診斷模塊
分析診斷模塊的主要功能是對(duì)客戶(hù)端存在的故障提供在線支持診斷服務(wù),幫助實(shí)現(xiàn)檢測(cè)控制系統(tǒng)的故障定位與隔離,還可以提供對(duì)應(yīng)的專(zhuān)家系統(tǒng)支持功能。
3) 網(wǎng)絡(luò)通信模塊
網(wǎng)絡(luò)通信模塊包括網(wǎng)絡(luò)通信的連接和數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收三個(gè)部分。通信連接服務(wù)器與客戶(hù)端之間數(shù)據(jù)傳送提供通信通道。數(shù)據(jù)分析與接收除了要具備數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖饔,還要建立緩沖區(qū),數(shù)據(jù)接收時(shí)將用戶(hù)端傳送的數(shù)據(jù)放入對(duì)應(yīng)的緩沖區(qū)以等待分析處理;數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí),則將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)發(fā)送到用戶(hù)端中。
4) 檢測(cè)資源模塊
檢測(cè)資源模塊通過(guò)適配器的模塊文件來(lái)儲(chǔ)存適配器的描述和信息。用戶(hù)能夠?qū)ε渲媚P臀募⑦m配器文件和器件配置文件進(jìn)行修改,同時(shí)處理適配器模型文件,綜合適配器模型中的文件信息,連接數(shù)據(jù)庫(kù),從而完成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)的校驗(yàn)與檢測(cè)工作。
5) 檢測(cè)執(zhí)行模塊
檢測(cè)執(zhí)行模塊包括檢測(cè)控制和激勵(lì)信號(hào)配置兩個(gè)部分。檢測(cè)控制負(fù)責(zé)各檢測(cè)系統(tǒng)及其資源的控制,借助于輸入的激勵(lì)信號(hào)采集的輸出響應(yīng)信號(hào)來(lái)完成相關(guān)檢測(cè)任務(wù)。激勵(lì)信號(hào)配置的功能則是在軟件平臺(tái)當(dāng)中根據(jù)檢測(cè)任務(wù)對(duì)配置檢測(cè)設(shè)備的激勵(lì)信號(hào)。endprint
3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)中一個(gè)重要組成部分就是數(shù)據(jù)庫(kù),因此對(duì)檢測(cè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是非常重要的。對(duì)此可以采用數(shù)據(jù)庫(kù)VItest管理檢測(cè)控制信息。當(dāng)中包括的信息表格包括設(shè)備信息表、用戶(hù)信息表和服務(wù)程序列表。如用戶(hù)信息表應(yīng)該包含用戶(hù)標(biāo)識(shí)ID、用戶(hù)名、密碼、注冊(cè)時(shí)間、真實(shí)姓名和用戶(hù)類(lèi)型六個(gè)字段。系統(tǒng)需要維護(hù)用戶(hù)登錄退出和增減用戶(hù)等信息。
3.2 組件之間的通信實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)組件之間的通信可以采用DSTP協(xié)議來(lái)完成,它支持多種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,因此可以根據(jù)不同的URL來(lái)按段不同的協(xié)議。數(shù)據(jù)收發(fā)通信是相互獨(dú)立,因此可以只分析某一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的設(shè)計(jì)。
3.3 服務(wù)器設(shè)計(jì)
服務(wù)器程序的設(shè)計(jì)包括多線程的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)中可能面臨同時(shí)處理多個(gè)用戶(hù)的請(qǐng)求,因此需要采用并發(fā)處理的方式來(lái)解決多任務(wù)的工作方式,并發(fā)處理比循環(huán)處理的執(zhí)行效率更高,響應(yīng)速度更快。VI服務(wù)器利用并發(fā)處理方式可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理和用戶(hù)管理等功能,其主要的線程包括處理用戶(hù)請(qǐng)求線程、服務(wù)程序管理線程、設(shè)備管理線程、連接用戶(hù)客戶(hù)端、初始化VI服務(wù)器。線程之間通過(guò)內(nèi)存交換參數(shù)來(lái)完成通訊,多線程間的同步工作則由事件觸發(fā)來(lái)控制實(shí)現(xiàn)。
多線程的實(shí)現(xiàn)需要完成四個(gè)功能:初始化系統(tǒng);建立通信連接,等待登錄;驗(yàn)證用戶(hù)身份;根據(jù)請(qǐng)求分配對(duì)應(yīng)的處理線程。
3.4 客戶(hù)端設(shè)計(jì)
根據(jù)檢測(cè)控制系統(tǒng)的功能特點(diǎn)及需求情況,客戶(hù)的程序采用多線程技術(shù)的方式來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。它能夠確保不同的激勵(lì)信號(hào)的同時(shí)輸入、采集及完成數(shù)據(jù)通信。客戶(hù)端程序的工作流程為:用戶(hù)登錄→身份驗(yàn)證→系統(tǒng)控制界面→選擇對(duì)應(yīng)的程序(包括用戶(hù)管理、遠(yuǎn)程連接、信號(hào)采集、模擬輸入、模擬輸出、信號(hào)配置和結(jié)果發(fā)布)。在面板設(shè)計(jì)上,可以利用多面板的人機(jī)界面,這樣可以確保操作界面的簡(jiǎn)潔方便。同時(shí)各功能VI的動(dòng)態(tài)載入則采用LabVIEW的SubPanel方法節(jié)點(diǎn),這樣可以降低系統(tǒng)的內(nèi)存占用,從而提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
客戶(hù)端程序主要包括激勵(lì)信號(hào)配置VI模塊、響應(yīng)信號(hào)采集VI模塊、用戶(hù)登錄VI模塊和用戶(hù)管理VI模塊四個(gè)模塊設(shè)計(jì)。激勵(lì)信號(hào)配置VI模塊采用條件結(jié)構(gòu)和事件結(jié)構(gòu)的程度設(shè)計(jì),用戶(hù)能夠通過(guò)系統(tǒng)的信號(hào)配置面板來(lái)修改激勵(lì)信號(hào)的相關(guān)參數(shù);響應(yīng)信號(hào)采集VI模塊通過(guò)電流電壓測(cè)量程序、模擬信號(hào)測(cè)量程序、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集程序和信號(hào)采集程度五個(gè)模塊分別對(duì)靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,這五個(gè)模塊程序之間相互獨(dú)立;用戶(hù)登錄VI模塊是獨(dú)立功能的一個(gè)模塊,它將信息儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中,只要訪問(wèn)用戶(hù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)就能完成對(duì)用戶(hù)身份的驗(yàn)證,如果驗(yàn)證值為真,則可以登錄啟動(dòng)系統(tǒng);用戶(hù)管理VI模塊采用的條件結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計(jì),主要用于增加用戶(hù)、刪除用戶(hù)、密碼修改等用戶(hù)信息的管理。
4 結(jié)束語(yǔ)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先應(yīng)該對(duì)其總體方案進(jìn)行規(guī)劃,搭建好硬件平臺(tái),選擇C/S的通信模式,再設(shè)計(jì)出系統(tǒng)工作的流程,并根據(jù)流程對(duì)系統(tǒng)功能模塊劃分為基于服務(wù)器平臺(tái)的系統(tǒng)管理模塊、分析診斷模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊,以及基于客戶(hù)端平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)通信模塊、檢測(cè)資源模塊和檢測(cè)執(zhí)行模塊。最后再對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件程度的數(shù)據(jù)庫(kù)、組件之間的通信、服務(wù)器和客戶(hù)端程序分別進(jìn)行設(shè)計(jì),檢測(cè)控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)完成后還需要對(duì)其進(jìn)行測(cè)量,通常可以采用波形文件的測(cè)量方式來(lái)進(jìn)行。
參考文獻(xiàn):
[1] 沙曉光, 陳國(guó)順, 王格芳. 基于C/S與B/S混合結(jié)構(gòu)的測(cè)試診斷網(wǎng)絡(luò)研究[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制, 20xx, 13(5):401-402.
[2] 李勇, 呂永衛(wèi). 基于網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程測(cè)試診斷系統(tǒng)的研究[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制, 20xx, 13(10):1040-1043.
控制系統(tǒng)論文12
摘要:隨著時(shí)代的發(fā)展,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,本文對(duì)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)介紹,并根據(jù)目前社會(huì)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展水平,分析了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用,著重對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了論述。
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī);網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng);工作原理;發(fā)展趨勢(shì)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)二者的結(jié)合,是二者發(fā)展到一定階段上的產(chǎn)物。人們?yōu)榱朔奖愎ぷ,用?jì)算機(jī)來(lái)控制自動(dòng)控制系統(tǒng)中的功能,于是就形成了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。它以計(jì)算機(jī)作為控制主體,并通過(guò)一些輔助部件將被控對(duì)象與計(jì)算機(jī)相連接,從而達(dá)到具有一定控制目的的系統(tǒng)。這里的輔助部件主要包括:輸入輸出接口、檢測(cè)裝置和執(zhí)行裝置等。它與被控對(duì)象的連接和部件間的連接通常有兩種方式:有線連接、無(wú)線連接。以達(dá)到使被控對(duì)象的狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)過(guò)程達(dá)到某種指定的要求,也可以是使目標(biāo)達(dá)到最優(yōu)化。
一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的工作原理
我們常說(shuō)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要由硬件組成和軟件兩部分組成。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中,一般都有專(zhuān)門(mén)的數(shù)字--模擬轉(zhuǎn)換設(shè)備和模擬--數(shù)字轉(zhuǎn)換設(shè)備。由于一般都是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,所以有時(shí)候?qū)τ?jì)算機(jī)硬件配置的要求并不是很高,但對(duì)于計(jì)算機(jī)可靠性、反應(yīng)速度有著一定的要求。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理大致可分為以下三個(gè)階段:(1)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集:對(duì)被控制對(duì)象工作的瞬時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)分析,并由傳感器傳輸給計(jì)算機(jī)。(2)實(shí)時(shí)決策:對(duì)采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并與被控制對(duì)象的系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行分析,并按已有的控制規(guī)律,決定下一步的控制過(guò)程。(3)實(shí)時(shí)控制:根據(jù)第二步的決策,適時(shí)地對(duì)執(zhí)行部位發(fā)出信號(hào),進(jìn)而完成控制任務(wù)。這三個(gè)過(guò)程在一個(gè)控制系統(tǒng)中不斷重復(fù),使整個(gè)系統(tǒng)按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工作,并對(duì)被控對(duì)象和設(shè)備本身的進(jìn)行隨時(shí)監(jiān)控,一旦產(chǎn)生異常系統(tǒng)會(huì)及時(shí)作出處理。
二、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的應(yīng)用
當(dāng)今世界,要想提過(guò)一個(gè)國(guó)家的綜合國(guó)力,就必須首先提高這個(gè)國(guó)家的科學(xué)技術(shù)上,尤其應(yīng)該把重點(diǎn)放在提高產(chǎn)品的創(chuàng)新和開(kāi)發(fā)能力上。在高科技信息技術(shù)應(yīng)用方面,要充分將各種新技術(shù)、新材料、新能源相結(jié)合,并根據(jù)市場(chǎng)的需求來(lái)綜合應(yīng)用,力求工業(yè)設(shè)計(jì)與工程設(shè)計(jì)統(tǒng)籌兼顧的原則,使兩者在實(shí)際應(yīng)用中逐步融合,最終實(shí)現(xiàn)以為人服務(wù)為核心、控制一體化的智能控制體系。從目前工業(yè)發(fā)展的狀況來(lái)看,隨著CAD、人工智能、多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的逐漸發(fā)展和應(yīng)用,使得人們對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程有了新的認(rèn)識(shí),對(duì)設(shè)計(jì)的思維有了更廣闊的發(fā)揮空間。從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造過(guò)程來(lái)看,并行設(shè)計(jì)、協(xié)同設(shè)計(jì)、智能設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)、敏捷設(shè)計(jì)、全生命周期設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)方法引領(lǐng)了現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)模式的'發(fā)展方向。隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展,在信息化的推動(dòng)下,產(chǎn)品設(shè)計(jì)模式必然朝著數(shù)字化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的趨勢(shì)發(fā)展。
三、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
(一)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)更加先進(jìn)化
為了方便工業(yè)環(huán)境應(yīng)用,人們?cè)O(shè)計(jì)出一種可編程序控制器(PLC)的微機(jī)系統(tǒng)。它利用可編程序的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)用戶(hù)下達(dá)的指令,并將指令轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式,通過(guò)對(duì)數(shù)字進(jìn)行分析來(lái)完成預(yù)定的邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等功能。近年來(lái)可編程序控制器大多都采用計(jì)算機(jī)作為主要控制器,且存儲(chǔ)器采均采用集成電路的形式,因?yàn)榧呻娐肪哔|(zhì)量可靠可靠、功能穩(wěn)定、價(jià)格便宜、體積比較小等優(yōu)點(diǎn),且人們對(duì)集成電路的應(yīng)用技術(shù)較為成熟。近些年來(lái)由于智能的I/O模塊的出現(xiàn),使PLC除了具備原來(lái)的邏輯運(yùn)算、邏輯判斷等功能外,還具備數(shù)據(jù)自動(dòng)處理、故障自行診斷、PID運(yùn)算及網(wǎng)絡(luò)等新功能,從而大大地?cái)U(kuò)大了可編程序控制器的應(yīng)用范圍。
。ǘ┚W(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)更加集成化
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的核心是中央處理器,就像人的大腦一樣,指揮真?zhèn)系統(tǒng)的運(yùn)行。人們把處理器、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、顯示操作裝置、輸入/輸出接口、模擬儀表等眾多原件有機(jī)地集成在一起,就形成了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),它的出現(xiàn)為生產(chǎn)的自動(dòng)化提供了可能。在實(shí)際生產(chǎn)中采用集成化的控制系統(tǒng),會(huì)使生產(chǎn)成本更低、生產(chǎn)過(guò)程更加便利、產(chǎn)品質(zhì)量更加可靠。因此,在新時(shí)期計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)會(huì)朝著更加集成化的方向發(fā)展。
(三)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)更加智能化
智能控制一直是人們追求的目標(biāo),是指不需要人的參與就能夠自主地驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo),是用機(jī)器代替人工的前提條件。智能控制由眾多系統(tǒng)綜合形成,包括:識(shí)別控制系統(tǒng)、分級(jí)控制系統(tǒng)、綜合分析系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等。以計(jì)算機(jī)級(jí)基礎(chǔ),將智能控制技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的自動(dòng)化的要求,這對(duì)推動(dòng)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步有著重大意義。計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步直接影響了智能控制系統(tǒng)的發(fā)展。雖然目前智能控制只能較為淺顯的模擬人類(lèi)大腦的思維判斷過(guò)程,但是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,未來(lái)控制系統(tǒng)會(huì)更加的智能化。
。ㄋ模┚W(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)更加網(wǎng)絡(luò)化
當(dāng)今時(shí)代,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的全面應(yīng)用,催動(dòng)著控制系統(tǒng)的變革,也加速了新的控制理論的產(chǎn)生?刂葡到y(tǒng)更為網(wǎng)絡(luò)化,已經(jīng)成為當(dāng)前控制技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新的主要方向。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)資源的共享,它還可以應(yīng)用于控制現(xiàn)場(chǎng),并將控制與管理綜合化、一體化。因特網(wǎng)的應(yīng)用已經(jīng)不僅僅局限于傳統(tǒng)的信息瀏覽、查詢(xún)、發(fā)布,人們現(xiàn)在可以利用因特網(wǎng)技術(shù)跨越地理因素,直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制,F(xiàn)代我們所用到的控制系統(tǒng)是由網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成信息和控制綜合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兩部分組成。現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)是將工作中的設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接,形成分布式控制系統(tǒng)。通過(guò)因特網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制。在科技迅速發(fā)展的今天,網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的發(fā)展不僅僅局限于此,在未來(lái)會(huì)朝著更加網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)正朝著智能化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)發(fā)展。更為先進(jìn)集成電路的引用,提高了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的可靠性和工作效率,使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用也越來(lái)越普及,在計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的今天,網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的發(fā)展將會(huì)有更為美好的前景。
參考文獻(xiàn):
[1]于海生.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M].清華大學(xué)出版社,1999.
[2]何克忠主編.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[M].清華大學(xué)出版社,1998.
[3]熊靜琪.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社.
[4]潘新民,玉燕芳,微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)用教程[M].電子工業(yè)出版社20xx年5月.
控制系統(tǒng)論文13
摘 要 電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)是現(xiàn)代化工業(yè)的一個(gè)重要方向標(biāo),它是推動(dòng)社會(huì)全面發(fā)展和進(jìn)步的重要力量。從這些方面來(lái)看,加強(qiáng)對(duì)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的理論研究就有著實(shí)際性意義。本文則主要就是電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)分析,并結(jié)合實(shí)際探索其發(fā)展的趨勢(shì),希望能夠通過(guò)此次的理論研究對(duì)實(shí)際發(fā)展有所裨益。
關(guān)鍵詞電氣自動(dòng)化 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)
隨著我國(guó)的科學(xué)技術(shù)有了蓬勃的發(fā)展,其中對(duì)電氣自動(dòng)化也有著重要的推動(dòng)作用,而電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)是將來(lái)電網(wǎng)管理的核心系統(tǒng)。針對(duì)電氣自動(dòng)化工程企業(yè)而言,電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠有效的將人力勞動(dòng)的強(qiáng)度最大化的降低,同時(shí)也能夠提高工作的效率以及檢測(cè)的精確度,在安全事故方面也能夠得到有效降低。
1 電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)理論分析
1.1 分布式控制系統(tǒng)理論分析
電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)主要是建立在先進(jìn)科技基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的,它對(duì)企業(yè)的發(fā)展所起到的作用愈來(lái)愈重要。我國(guó)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,已經(jīng)在電氣自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域有了很迅速的進(jìn)步,在這一技術(shù)方面的競(jìng)爭(zhēng)也日益的激烈,從現(xiàn)階段電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看分布式控制系統(tǒng)還占據(jù)著關(guān)鍵地位。這一系統(tǒng)主要是對(duì)于集中式控制系統(tǒng)而言的新型控制系統(tǒng),是從集中式控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上演變而來(lái),有著可靠性以及實(shí)時(shí)性的特征。這一系統(tǒng)自身也存在著一些缺陷,主要就是受到混合體系制約在可靠性方面還有待加強(qiáng),并在維修方面也顯得相對(duì)有難度,在這一系統(tǒng)生產(chǎn)的廠家來(lái)說(shuō)沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),這些方面都需要進(jìn)行改革創(chuàng)新。
1.2 系統(tǒng)的信息集成化理論分析
電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)在發(fā)展的過(guò)程中逐漸向著更高的方向邁進(jìn),主要就是在控制技術(shù)上得到了延伸擴(kuò)展,并在管理水平方面得到了擴(kuò)大。前者主要涵蓋著電氣工程自動(dòng)化將控制設(shè)備和對(duì)其研究開(kāi)發(fā)進(jìn)行相關(guān)改善。而后再則是對(duì)企業(yè)各種資金以及人力進(jìn)行的'合理分配。這樣在技術(shù)的延伸作用下,一些新興的微電子處理技術(shù)也逐漸的進(jìn)入到自動(dòng)化工程控制技術(shù)并和其相關(guān)的軟件組合的發(fā)展隊(duì)伍中來(lái)。
1.3 集中監(jiān)控方式控制系統(tǒng)理論分析
電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)中的集中監(jiān)控方式主要是設(shè)計(jì)師將控制功能集中到同一處理器上,這樣就導(dǎo)致了實(shí)際處理的速度發(fā)生偏慢,倘若是對(duì)所有能夠控制的設(shè)備進(jìn)行控制,監(jiān)控?cái)?shù)量就會(huì)過(guò)多,這樣就導(dǎo)致了主機(jī)空間被大量占據(jù)。與此同時(shí),在通信線路信息傳送能力上也會(huì)有著更高的要求,這樣就增加了生產(chǎn)成本以及維護(hù)的費(fèi)用,在維修難度上也會(huì)增加。
2 電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)發(fā)展前景分析
2.1 安全性趨勢(shì)分析
我國(guó)的科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步過(guò)程中,電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展將會(huì)朝著更加安全的過(guò)程進(jìn)行發(fā)展,安全防范技術(shù)的集成化是重要的發(fā)展方向,重點(diǎn)來(lái)說(shuō)就是怎樣能夠保證人和環(huán)境以及機(jī)器這幾個(gè)方面的安全實(shí)現(xiàn)。倘若是在不安全的情況下應(yīng)當(dāng)怎樣選擇用最低的資金實(shí)現(xiàn)安全方案制定問(wèn)題,從實(shí)際情況老看,我國(guó)將主要會(huì)從安全級(jí)別較高領(lǐng)域開(kāi)始,從硬件向著軟件領(lǐng)域逐步得到強(qiáng)化,對(duì)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的安全問(wèn)題進(jìn)行全面性的研究研討。
2.2 創(chuàng)新技術(shù)趨勢(shì)分析
隨著我國(guó)自動(dòng)化水平的發(fā)展不斷提升,針對(duì)電氣自動(dòng)化工程系統(tǒng)控制在現(xiàn)階段的水平將得不到實(shí)際需求,那么在創(chuàng)新技術(shù)上的強(qiáng)化將會(huì)是將來(lái)的重要發(fā)展趨勢(shì)。尤其是在目前市場(chǎng)化環(huán)境不穩(wěn)定情況下,競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈也會(huì)促使創(chuàng)新技術(shù)的不斷涌現(xiàn),從而使得電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)在這一技術(shù)的支持下不斷的進(jìn)步發(fā)展。電氣自動(dòng)化企業(yè)對(duì)自身的創(chuàng)新能力要得到不斷提升,為這一領(lǐng)域的發(fā)展研究打開(kāi)更開(kāi)闊的發(fā)展空間,政府在其中也有著主導(dǎo)性作用,所以在政策上扶持以及在相關(guān)機(jī)制體系上哦完善建立也會(huì)逐漸實(shí)現(xiàn)。這些都為電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的創(chuàng)新提供了發(fā)展條件。
2.3 標(biāo)準(zhǔn)化接口發(fā)展趨勢(shì)分析
控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化是提高自動(dòng)化水平的保障,從微軟的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,其之所以有著快速進(jìn)行和發(fā)展正是因?yàn)榧夹g(shù)上的同時(shí)使然,這才對(duì)公司內(nèi)部的通信問(wèn)題得到有效的避免,這從另一方面來(lái)說(shuō)在工程的時(shí)間方面也得到了最大化的節(jié)省。所以這對(duì)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展有著很好的經(jīng)驗(yàn)作用,在這一方面完全可以吸收有效的經(jīng)驗(yàn),促進(jìn)自身的發(fā)展。在電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享的作用下,管理人員可通過(guò)PC系統(tǒng)對(duì)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控并對(duì)所出現(xiàn)的情況采取快速管理,這樣就對(duì)企業(yè)間的通訊困難問(wèn)題得到了有效解決。
2.4 市場(chǎng)化趨勢(shì)分析
當(dāng)前的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)愈來(lái)愈激烈,所以加強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)化程度是獲取競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的重要手段。產(chǎn)品想要得到長(zhǎng)久的發(fā)展,那么就需要對(duì)制造部門(mén)的體制改革進(jìn)一步的深化,同時(shí)也要能夠?qū)κ袌?chǎng)化的變化和影響進(jìn)行充分關(guān)注。這樣才能夠保證產(chǎn)品能夠?qū)κ袌?chǎng)的發(fā)展需求得到滿(mǎn)足,而電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展正是如此,不僅僅是依靠技術(shù)上的大力投入,還要在零配件的生產(chǎn)市場(chǎng)化以及專(zhuān)業(yè)化等方面得到加強(qiáng)。這樣就對(duì)資源的配置率能夠起到顯著的促進(jìn)作用,對(duì)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的整體發(fā)展也有著推動(dòng)效果,這也將是未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。
3 結(jié)語(yǔ)
總而言之,當(dāng)前的市場(chǎng)化經(jīng)濟(jì)逐步形成,所以對(duì)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展也會(huì)帶來(lái)相應(yīng)的影響,在這一嚴(yán)峻的發(fā)展背景下,電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)要想取得革命性的發(fā)展,就必須要將創(chuàng)新精神在實(shí)際當(dāng)中得到融入。同時(shí)還要對(duì)市場(chǎng)變化進(jìn)行深入了解,對(duì)發(fā)展中出現(xiàn)的問(wèn)題也要能夠及時(shí)的發(fā)展并有效解決,從多方面進(jìn)行考慮問(wèn)題,只有如此才能夠最大限度的推動(dòng)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的長(zhǎng)久發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]姚明.電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用[J].黑龍江科學(xué),20xx(10).
[2]米哈拉依·卡哈爾江.電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng),20xx(10).
[3]蔣謙.電氣工程自動(dòng)化及其節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用探究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),20xx(27).
[4]考麗.電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)[J].電子技術(shù)與軟件工程,20xx(18).
控制系統(tǒng)論文14
摘要:隨著時(shí)代的進(jìn)步,人們對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)中的生產(chǎn)設(shè)備的要求也越來(lái)越高,因此PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)在工業(yè)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域中越來(lái)越受到歡迎。PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有編程簡(jiǎn)單,組合靈活,安全性高等有利特點(diǎn)。所以,在工業(yè)生產(chǎn)中,對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中安裝PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)也變得越來(lái)越普遍。在此基礎(chǔ)上,這篇文章主要對(duì)PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行了合理論述并針對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了有效探究。
【關(guān)鍵詞】PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)合理探究
時(shí)代的進(jìn)步促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,以此同時(shí),對(duì)于工業(yè)發(fā)展過(guò)程中的生產(chǎn)設(shè)備也進(jìn)行了技術(shù)化設(shè)計(jì),人們可以通過(guò)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行有效控制來(lái)進(jìn)行工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)。然而,實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)中生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化控制是工業(yè)發(fā)展水平提高的重要表現(xiàn)之一。工業(yè)發(fā)展過(guò)程中,很多生產(chǎn)車(chē)間中的生產(chǎn)設(shè)備都安裝有用數(shù)字編程進(jìn)行控制的自動(dòng)化系統(tǒng),舉例來(lái)說(shuō),在有關(guān)大型企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展中,由于生產(chǎn)的產(chǎn)品的要求技術(shù)水平比較高,往往需要大型的生產(chǎn)設(shè)備,這時(shí)在大型生產(chǎn)設(shè)備中安裝PLC的自動(dòng)化控制系統(tǒng)就變得尤為重要。
1PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的概念
PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)是一種可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化控制的系統(tǒng),它能有效的促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,從而也為企業(yè)的生產(chǎn)中節(jié)省了大量的人力資源。它的編輯系統(tǒng)采用的是一種內(nèi)部存儲(chǔ)器,它可以在存儲(chǔ)器的內(nèi)部進(jìn)行編輯與計(jì)算,對(duì)工業(yè)發(fā)展的產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)量等等,它也可以進(jìn)行自動(dòng)化控制,這是一種高水平的計(jì)算編制系統(tǒng)。所以通過(guò)以上對(duì)PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的描述,我們可以了解到PLC的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安裝對(duì)于工業(yè)發(fā)展是非常有利的。
2PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備選擇
PLC針對(duì)的是工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的外部系統(tǒng)進(jìn)行有效控制,它可以通過(guò)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化控制來(lái)進(jìn)行工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn),從而它生產(chǎn)的產(chǎn)品也實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)化的要求,生產(chǎn)的產(chǎn)品也變得越來(lái)越受到歡迎。然而生產(chǎn)設(shè)備的種類(lèi)也是不盡相同的,所以我們要根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際情況以及我們對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備所要求的數(shù)量進(jìn)行合理選擇,我們也可以依據(jù)生產(chǎn)設(shè)備廠家平時(shí)積累起來(lái)的信譽(yù)以及他們的售后質(zhì)量來(lái)進(jìn)行綜合考量,最后,我們要選擇物美價(jià)廉的PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)。根據(jù)我們平時(shí)的情況可以了解到,關(guān)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng),國(guó)際上比較有名的品牌包括德國(guó)的西門(mén)子、日本的松下等等品牌。而我們國(guó)內(nèi)比較有名的自主創(chuàng)造的品牌包括研華、合力時(shí)等等。關(guān)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的選擇,我們可以根據(jù)以下幾個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮:
2.1根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況,進(jìn)行自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
在考慮安裝PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)之前,我們可以依據(jù)工業(yè)發(fā)展生產(chǎn)中的需要控制的生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)工藝步驟以及生產(chǎn)設(shè)備需要控制的合理程度來(lái)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。一般來(lái)說(shuō),PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)按照規(guī)模來(lái)劃分的話(huà),包括規(guī)模大的PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)、小的規(guī)模的PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)以及中等型號(hào)的PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)。早期的PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)只能在規(guī)模小的工業(yè)生產(chǎn)中使用,并且要通過(guò)使用開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行控制。工業(yè)發(fā)展生產(chǎn)中生產(chǎn)過(guò)程過(guò)于復(fù)雜多樣以及需要進(jìn)行閉環(huán)控制的PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)要選擇中等規(guī)模的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。而大規(guī)模的自動(dòng)化控制系統(tǒng)則主要應(yīng)用于工業(yè)發(fā)展生產(chǎn)中規(guī)模比較大,并且需要使用相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)化控制的生產(chǎn)設(shè)備之中。例如:在電氣等相關(guān)產(chǎn)業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)過(guò)程中,由于電氣工程所應(yīng)用的生產(chǎn)設(shè)備規(guī)模比較大,所以要使用PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)規(guī)模比較大的來(lái)進(jìn)行自動(dòng)化控制,來(lái)適應(yīng)生產(chǎn)設(shè)備的要求。
2.2根據(jù)相關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)要求,來(lái)規(guī)定點(diǎn)數(shù)的不同類(lèi)型
需要進(jìn)行自動(dòng)化控制的生產(chǎn)設(shè)備的復(fù)雜程度以及所應(yīng)用的生產(chǎn)工藝都直接決定著PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的點(diǎn)數(shù)。所以我們?cè)谶M(jìn)行PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安裝時(shí),我們可以根據(jù)工業(yè)發(fā)展生產(chǎn)中所需要的達(dá)到的程度來(lái)進(jìn)行合理化的選擇,因?yàn)樯a(chǎn)設(shè)備所要求的控制不同,所以我們可以進(jìn)行不同材料的設(shè)計(jì)選擇。
2.3進(jìn)行適度的自動(dòng)化控制系統(tǒng)選擇
由于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)所達(dá)到的要求以及控制程度的不同,所以對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的系統(tǒng)編程也是各不相同的,越加復(fù)雜的系統(tǒng)編程所達(dá)到的控制系統(tǒng)要求就越高。
3關(guān)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安裝需要進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)以及軟件設(shè)計(jì)。關(guān)于硬件設(shè)計(jì),PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要關(guān)系到電流的輸出以及輸入。在輸入電流的設(shè)計(jì)中,對(duì)于PLC輸入的'電壓要求也是一定的,一般控制在二百四十以?xún)?nèi),它的使用范圍也是非常廣泛的,但是它并不能阻擋外界的干擾,所以需要安裝電源的凈化裝備。與此同時(shí),對(duì)于受到外界干擾這個(gè)問(wèn)題?梢愿鶕(jù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行隔離變壓器的設(shè)計(jì)。PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安裝過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)電流或電壓過(guò)高的問(wèn)題,對(duì)于所需要的電流與電壓的使用也應(yīng)進(jìn)行有效控制,而且對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安裝也應(yīng)進(jìn)行仔細(xì)認(rèn)真的檢查,這樣可以有效的發(fā)揮自動(dòng)化控制系統(tǒng)的作用。模塊化的程序設(shè)計(jì)采用的是總分總的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),通過(guò)一個(gè)總得開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行總得控制,其他的則形成分支結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行模塊化的設(shè)計(jì),最后進(jìn)行匯編總結(jié)。在關(guān)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí),大部分生產(chǎn)設(shè)備采用的都是模塊化的設(shè)計(jì),它可以通過(guò)不同的模塊來(lái)進(jìn)行不同的設(shè)計(jì),并且不同的模塊之間又是相互聯(lián)系的,在進(jìn)行設(shè)計(jì)以及修改時(shí)都是非常方便的。PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)需要進(jìn)行調(diào)試時(shí),我們可以根據(jù)控制系統(tǒng)的要求對(duì)控制系統(tǒng)的電源以及電路的輸出以及出去來(lái)進(jìn)行合理的調(diào)試,這樣可以做到自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的有效控制。對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)內(nèi)部的不同程序,也應(yīng)進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)與控制。一般情況下來(lái)說(shuō),關(guān)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng),應(yīng)做好相關(guān)的防護(hù)措施。并且在安裝PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)時(shí),應(yīng)該進(jìn)行仔細(xì)認(rèn)真的安裝,同時(shí)也應(yīng)該給相關(guān)人員足夠的時(shí)間來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行合理的檢查與調(diào)試。關(guān)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的調(diào)試要求,就是相關(guān)人員首先要做到的就是將PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的所有相關(guān)設(shè)備來(lái)進(jìn)行全面的檢查,在檢查好沒(méi)有任何不適情況時(shí),才可進(jìn)行外部電源的有效安裝。
4結(jié)束語(yǔ)
在PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安裝方面,我們根據(jù)以上我們所說(shuō)到的有關(guān)PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的有關(guān)設(shè)計(jì)要求,對(duì)PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行更優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)。根據(jù)以上所說(shuō)的硬件設(shè)計(jì)所發(fā)揮的作用,我們可以知道對(duì)硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行合理有效的設(shè)計(jì)也是非常重要的。同時(shí)相關(guān)人員必須要做到對(duì)控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及多次實(shí)踐來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn),只有做到這些,相關(guān)人員才可以對(duì)生產(chǎn)設(shè)備控制在可以操控的范圍之內(nèi),并且在實(shí)際的工業(yè)發(fā)展生產(chǎn)中也能發(fā)揮很大的作用。
參考文獻(xiàn)
[1]楊保香.基于PLC技術(shù)的電氣控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)探討[J].自動(dòng)化與儀器儀表,20xx(09):3-6.
[2]溫宇.PLC技術(shù)模式下的自動(dòng)化控制系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中小企業(yè)管理與科技(中旬刊),20xx(03):100-101.
[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,20xx(15):374.
[4]袁傳信.PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)探究[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),20xx,31(01):58-59.
[5]張明德.電氣自動(dòng)化控制中的智能技術(shù)探究[J].電子制作,20xx(19):38.
控制系統(tǒng)論文15
【摘要】當(dāng)前,我國(guó)交通擁堵現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,20xx年中國(guó)人均擁堵成本超過(guò)180h。所以減輕道路擁堵刻不容緩。目前解決擁堵問(wèn)題的方法有區(qū)域收費(fèi)法和限號(hào)限行法。這些方法雖然能夠解決一部分交通擁堵,但是不夠人性和合理,實(shí)施也有難度。交通擁堵成為城市生活中無(wú)法避免的一個(gè)問(wèn)題。本設(shè)計(jì)基于數(shù)字圖像處理技術(shù),利用街道十字路口的監(jiān)控?cái)z像頭,通過(guò)對(duì)路面圖像進(jìn)行圖像去噪、圖像灰度化、差分與二值化、邊緣檢測(cè)與分割、腐蝕膨脹等方法,識(shí)別并統(tǒng)計(jì)路口各方向上的車(chē)流量,再根據(jù)路口停車(chē)數(shù)量的多少對(duì)交通紅綠燈的時(shí)間進(jìn)行智能調(diào)控。本設(shè)計(jì)的特色在于利用數(shù)字圖像處理技術(shù)統(tǒng)計(jì)車(chē)流量,而且可以根據(jù)道路通行信息改變交通信號(hào)燈的控制時(shí)間,使交通信號(hào)燈的控制更加合理科學(xué)。
【關(guān)鍵詞】數(shù)字圖像處理;智能交通管理控制;交通燈
1引言
1.1背景與現(xiàn)狀
隨著科技的進(jìn)步,汽車(chē)走進(jìn)了千家萬(wàn)戶(hù)。擁堵逐漸成了全世界都面臨的難題。堵車(chē)極大的影響了人們的出行,浪費(fèi)了行人大量時(shí)間,造成公路運(yùn)營(yíng)效率降低。另外堵車(chē)時(shí)汽車(chē)尾氣中污染物較多。破壞了環(huán)境,產(chǎn)生能源浪費(fèi)。在中國(guó),擁堵現(xiàn)象尤為嚴(yán)重,數(shù)據(jù)顯示20xx年中國(guó)人均年擁堵成本超過(guò)180h。全國(guó)大部分城市在通行高峰處于擁堵之中。每逢節(jié)假日還會(huì)出現(xiàn)大面積堵塞現(xiàn)象。因此改善道路通行情況,減輕擁堵顯得十分重要。解決好堵車(chē)問(wèn)題,便利人們出行,是我們從事這方面研究的原因和動(dòng)力。
1.2國(guó)內(nèi)外處理?yè)矶路椒ǖ睦?/p>
1975年,新加坡實(shí)施區(qū)域通行證系統(tǒng)來(lái)緩解交通壓力,在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)對(duì)通過(guò)車(chē)輛進(jìn)行額外收費(fèi)。收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)按照區(qū)域內(nèi)交通擁堵程度浮動(dòng)。該方案實(shí)施后,效果明顯,高峰時(shí)間交通量減少,平均車(chē)速和公交出行比例都有很大提高。英國(guó)倫敦于20xx年開(kāi)始對(duì)擁擠現(xiàn)象收費(fèi),在收費(fèi)區(qū)域使用車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別技術(shù),判斷車(chē)輛有無(wú)進(jìn)入收費(fèi)區(qū)域,再收取一定金額的通行費(fèi)。方案實(shí)施后,區(qū)內(nèi)交通量明顯減少,車(chē)速較大幅度提高。由國(guó)外成功的案例看出,對(duì)道路擁擠的路段額外收費(fèi)是一種有效的交通管理手段。不過(guò),這種辦法在我國(guó)的運(yùn)用仍然需要進(jìn)行大量的探究和實(shí)驗(yàn)。在我國(guó),應(yīng)對(duì)擁堵主要的處理方法是限號(hào)和限行。通過(guò)在特定的日期對(duì)特定號(hào)碼的車(chē)輛進(jìn)行限制,禁止這些車(chē)輛在限行日行駛。但是這些措施雖然起到了減緩擁堵的效果,但是也帶來(lái)了出行不便,不夠人性化等問(wèn)題。
1.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路與優(yōu)點(diǎn)
本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)靈感源自生活中因交通燈不合理時(shí)長(zhǎng)而造成的擁堵現(xiàn)象。在生活中,十字路口會(huì)出現(xiàn)橫縱兩個(gè)方向中一個(gè)方向車(chē)流量大于另一方向的車(chē)流量的現(xiàn)象。而交通燈的時(shí)長(zhǎng)卻不會(huì)隨著車(chē)流量變化而變化,所以會(huì)出現(xiàn)某個(gè)方向上路燈持續(xù)時(shí)間不夠,車(chē)輛難以通過(guò),而另一個(gè)方向上卻少有車(chē)輛的現(xiàn)象。本設(shè)計(jì)的`思路是根據(jù)十字路口兩個(gè)方向上的車(chē)流量相應(yīng)控制交通燈的時(shí)間,使得交通燈的時(shí)間更合理,減輕擁堵。本設(shè)計(jì)還從智慧城市的概念中獲得了靈感,將圖像處理技術(shù)與交通系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)。本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于使用了圖像處理技術(shù)來(lái)檢測(cè)車(chē)流量。與其他檢測(cè)車(chē)流量方法相比,本設(shè)計(jì)具有成本低廉,操作方便,精確度高等優(yōu)勢(shì)。
2圖像處理與車(chē)輛計(jì)數(shù)
本章介紹了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的處理流程,首先通過(guò)圖像預(yù)處理、圖像邊緣檢測(cè)與圖像分割、腐蝕膨脹等圖像處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的識(shí)別與計(jì)數(shù),最后使用通過(guò)計(jì)數(shù)計(jì)算時(shí)間。
2.1圖像噪聲去除
利用攝像頭,我們可以獲取道路圖像。但受外界條件與設(shè)備影響,我們獲取的圖像往往有噪聲。因此在處理圖像之前,我們使用濾波器將圖像去噪。常用的濾波方法有均值濾波和中值濾波。均值濾波和中值濾波都能夠去除噪聲。均值濾波是線性濾波的一種,它能夠平均選定范圍內(nèi)的所有像素的灰度值。但均值濾波本身存在著不可避免的弊端,它不能有效地保護(hù)圖像細(xì)節(jié),在圖像去噪的同時(shí)也破壞了一部分圖像細(xì)節(jié),使圖像變得模糊。中值濾波是一種非線性濾波,它可有效地去除噪聲,還能保護(hù)圖像尖銳部分和邊緣,所以處理效果比均值濾波好。中指濾波的處理辦法是:將圖像中選定區(qū)域的像素,按灰度值大小進(jìn)行排序,選取某個(gè)像素的領(lǐng)域中含有的所有像素的灰度值中值作為該像素的灰度值。由于中值濾波能夠有效去除噪聲,并且它能完整地保存邊緣、銳角等細(xì)節(jié)信息。我們優(yōu)先使用中值濾波對(duì)獲得的圖像進(jìn)行去噪處理。
2.2圖像灰度化
通過(guò)中值濾波,我們得到了降噪后的圖像,下一步需要對(duì)圖像灰度進(jìn)行處理;叶葓D是一種具有只含亮度信息,不含有色度信息、亮度變化連續(xù)等特點(diǎn)的圖像。和普通的彩色圖像相比,灰度圖中沒(méi)有色度信息,因此將圖像進(jìn)行灰度化處理可以大大減少圖像所含信息。在圖像處理過(guò)程中,計(jì)算量也大幅減少,方便之后的操作處理和計(jì)算。因此要對(duì)圖像進(jìn)行灰度化處理,將彩色圖轉(zhuǎn)換為灰度圖。為了實(shí)現(xiàn)圖像灰度化,我們使用YUV顏色空間編碼方法,YUV是一種像素格式,它將亮度參量和色度參量分開(kāi)表示。Y為亮度信號(hào),U和V為色度信號(hào),而這樣分開(kāi)的好處就是不但可以避免相互干擾。因?yàn)榱炼葏⒘亢蜕葏⒘糠珠_(kāi),使得我們可以不受色度參量的干擾,獲得圖像中亮度信息,從而獲得了我們需要的灰度圖像。在彩色圖像中,我們可以提取每個(gè)像素的顏色信息,即R、G、B值,然后將每個(gè)像素的R、G、B值通過(guò)公式轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的亮度信息:Y=0.299×R+0.587×G+0.114×B,從而得到灰度圖像。
2.3圖像差分與二值化
為了方便檢測(cè)運(yùn)動(dòng)圖像,我們還需要將圖像進(jìn)行圖像差分和二值化。常用的差分方法為背景差分法和幀間差分法。幀間差分法是通過(guò)把視頻中相鄰兩幀圖像做差分運(yùn)算從而獲得運(yùn)動(dòng)目標(biāo)輪廓的方法。不同幀對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)灰度值相減,再判斷灰度差的絕對(duì)值,當(dāng)絕對(duì)值超過(guò)設(shè)定的某一特定值時(shí),即可判斷為運(yùn)動(dòng)目標(biāo),從而檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。但是幀間差分法對(duì)場(chǎng)景中光線漸變不是很敏感。當(dāng)車(chē)輛靜止時(shí),無(wú)法通過(guò)此方法來(lái)檢測(cè)車(chē)流量。背景差分法先根據(jù)路面信息、光照信息等信息在路面無(wú)車(chē)輛時(shí),獲得一張純凈的道路圖像,并將其設(shè)置為背景。再將之后的每一幀圖像與這個(gè)背景模型相減,在差分后的圖像中提取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。圖像的二值化可以將圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的灰度相應(yīng)地調(diào)整為0或255。人為地設(shè)置一個(gè)閾值T,在對(duì)圖像進(jìn)行差分后,將差分結(jié)果與閾值T比較。當(dāng)灰度值之差大于閾值T時(shí)用255替換像素的灰度值,當(dāng)灰度值之差小于等于閾值T時(shí)用0替換像素的灰度值。背景差分法得到的結(jié)果直接反映了運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置、大小和形狀。而且背景差分法可以用來(lái)檢測(cè)運(yùn)動(dòng)不明顯或靜止的物體,因此我們使用背景差分法。
2.4邊緣檢測(cè)和圖像分割
我們得到了黑白圖像,便利我們進(jìn)行邊緣檢測(cè)。在圖像處理過(guò)程中,將圖像中灰度值變化比較大的地方,定義為邊緣。利用導(dǎo)數(shù)可以檢測(cè)出像素灰度值的變化,檢測(cè)到邊緣。利用各種不同的算子,我們將圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)?捎玫乃阕佑蠸o-bel算子、拉普拉斯算子、Canny算子等,經(jīng)過(guò)對(duì)比我們發(fā)現(xiàn)Canny算子在邊緣檢測(cè)的過(guò)程中不會(huì)丟失邊緣,也不會(huì)產(chǎn)生虛假的邊緣,精確度更高。所以我們用Canny算子進(jìn)行邊緣檢測(cè),并利用Canny算子進(jìn)行圖像分割。
2.5腐蝕膨脹
在邊緣檢測(cè)后,我們得到的圖像存在邊緣不連續(xù)、內(nèi)部空洞等現(xiàn)象。因此,我們需對(duì)圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理。根據(jù)車(chē)輛形態(tài)特點(diǎn),我們使用圖像的腐蝕、膨脹、閉運(yùn)算三種方法。腐蝕是對(duì)圖像高亮度部分的腐蝕和去除,可使渲染比原始渲染有更小的突出區(qū)域。腐蝕可去除圖像中小且無(wú)意義的點(diǎn)。膨脹是腐蝕的補(bǔ)運(yùn)算,它是膨脹的高亮度部分的圖像,得到的圖像有一個(gè)更大的突出面積比原始圖像。膨脹可以填補(bǔ)圖像中的內(nèi)部空洞。先膨脹再腐蝕稱(chēng)為閉運(yùn)算,它可以用來(lái)填充物體內(nèi)部的小洞,連接相鄰物體,平滑邊界,且不明顯改變物體的面積。處理后,車(chē)輛成了一個(gè)連通的白色圖像,方便接下來(lái)的計(jì)數(shù)。
2.6目標(biāo)計(jì)數(shù)與交通燈時(shí)間控制
使用matlab工具中提供的bwlable()函數(shù)進(jìn)行處理,通過(guò)bwlable()函數(shù)可以計(jì)算出圖片中連通的白色區(qū)域的個(gè)數(shù)。而一幀圖片中連通的白色區(qū)域個(gè)數(shù)即一幀圖片中的車(chē)輛數(shù)。在交通燈的使用過(guò)程中,我們先設(shè)置一個(gè)時(shí)間K。紅光持續(xù)時(shí)間為R,綠光持續(xù)時(shí)間為G,黃光處理時(shí)間為Y。其中Y+G+R=K。在統(tǒng)計(jì)車(chē)流量時(shí),我們將一個(gè)方向上的車(chē)流量最大值記為a,另一方向上的車(chē)流量最大值記為b。那么根據(jù)公式我們可以將紅燈和綠燈持續(xù)時(shí)間分別調(diào)為:Gx=Ry=k(a/a+b)Gy=Rx=k(b/a+b)由此便實(shí)現(xiàn)了對(duì)交通燈時(shí)間的控制。
3本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)及創(chuàng)新
。1)本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新在于根據(jù)監(jiān)控錄像中的信息統(tǒng)計(jì)道路上的車(chē)流量,再根據(jù)兩個(gè)方向車(chē)流量的不同,按照比例關(guān)系相應(yīng)調(diào)整交通燈的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)。令交通燈的時(shí)間控制變得更為合理高效,起到減緩局部路段擁堵的作用。同時(shí)交通燈的總時(shí)間K也可根據(jù)實(shí)際情況人為地調(diào)整,更加方便高效。
。2)本設(shè)計(jì)可成為智慧城市的一部分。本設(shè)計(jì)令視頻監(jiān)控系統(tǒng)和交通燈系統(tǒng)協(xié)作,使城市交通規(guī)劃更加合理,居民出行更加舒心,城市生活更加便捷。道路通行信息還可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、廣播等形式通知給城市居民,智能地為居民規(guī)劃出行路線。
。3)本設(shè)計(jì)還可將通行情況上傳至數(shù)據(jù)庫(kù),眾多通行數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中整合、分析。可以科學(xué)地對(duì)交通進(jìn)行宏觀調(diào)控,也可分析出居民的出行方向和人口密集區(qū)域,更好的為居民提供服務(wù)。大數(shù)據(jù)處理使得智能交通管理控制有了更多的方法和可能性。
4總結(jié)與展望
本設(shè)計(jì)將圖像信息處理技術(shù)和交通燈的控制結(jié)合起來(lái),為交通燈有計(jì)劃的實(shí)時(shí)控制提供了解決辦法。在科技發(fā)達(dá)的今天,城市生活變得更加智能化。但城市擁堵仍然是城市中存在的難題,我們希望我們的設(shè)計(jì)能夠有效的減輕城市擁堵現(xiàn)象,同時(shí)希望將來(lái)會(huì)有更多新技術(shù)用來(lái)解決交通擁堵問(wèn)題。相信不久后,城市擁堵問(wèn)題會(huì)被徹底解決,出行將變得舒心舒暢。
參考文獻(xiàn)
[1]田蘇慧敏.基于視頻圖像處理的車(chē)輛檢測(cè)與車(chē)流量統(tǒng)計(jì)平臺(tái)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[D].寧夏大學(xué),20xx.
[2]張德豐,雷小平,周燕.詳解MATLAB圖形繪制技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,20xx:194~206.
[3]羅平輝,馮平,哈力旦A.MATLAB數(shù)字圖像處理[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20xx.
[4]馬懷志.基于視頻圖像處理技術(shù)的車(chē)流量檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[J].長(zhǎng)春工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),20xx,16(4):104~107.
[5]許成闖.基于視頻的車(chē)流量檢測(cè)技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D].南京理工大學(xué),20xx.
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