導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇自動(dòng)控制技術(shù)論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

2計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用分析

計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用主要是通過(guò)遙測(cè)、遙信、遙控以及遙調(diào)等功能實(shí)現(xiàn)的，計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)是電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)中的核心技術(shù)，其在電力系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)揮著重要的作用，尤其是在電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集、通信傳輸以及信道編譯碼等環(huán)節(jié)中占據(jù)著重要的地位。其中，計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的工作原理如圖1所示。2．1遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)中的數(shù)據(jù)采集技術(shù)遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)中的數(shù)據(jù)采集技術(shù)主要有A／D技術(shù)和變送器技術(shù)等，其處理的信號(hào)多數(shù)為0～5V的TTL電平信號(hào)，而在電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)中，多數(shù)采用大功率參數(shù)，為了實(shí)現(xiàn)采用遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)處理電力系統(tǒng)中的信號(hào)，只有通過(guò)變送器將大功率參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)門TL電平信號(hào)，從而達(dá)到遙信信息的編碼和遙測(cè)信息的采集任務(wù)。其中在電力系統(tǒng)中，其遙信信息需要經(jīng)過(guò)采集遙信對(duì)象的狀態(tài)，將采集到的描述遙信對(duì)象狀態(tài)的二進(jìn)制位編進(jìn)具體的遙信碼中這2個(gè)途徑進(jìn)行傳送，然后再通過(guò)數(shù)字多路開關(guān)將電力系統(tǒng)各路的遙信狀態(tài)輸出到接口電路中，最后通過(guò)接口電路將遙信信息送入到CPU系統(tǒng)中進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)遙信信息編碼。2．2信道編譯碼技術(shù)分析在計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)中的信道編譯碼技術(shù)主要有編碼、譯碼以及信息傳輸協(xié)議（規(guī)約）等。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中，想要實(shí)現(xiàn)采用遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行信息采集，則必須通過(guò)通信信道傳輸?shù)秸{(diào)控中心才能使用。因此在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中，為了進(jìn)一步保證傳送的信息具有非常好的抗干擾能力，必須要對(duì)信息進(jìn)行信道編譯碼，其中數(shù)字傳輸系統(tǒng)模型如圖2所示。在上述電力系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，通過(guò)采用遠(yuǎn)動(dòng)控制進(jìn)行數(shù)字傳輸中，其干擾是不可避免的，而通過(guò)信道編譯碼能夠有效克服通道中的干擾，其中，信道編譯碼的方法主要采用線性分組碼中的循環(huán)碼進(jìn)行編譯碼。2．3循環(huán)式數(shù)據(jù)傳送規(guī)約遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)在變電站、電廠以及調(diào)度中心的數(shù)據(jù)通信應(yīng)用中，首先需要在信道編譯碼前，預(yù)先設(shè)定通信方式和數(shù)據(jù)格式，也就是通信信息傳輸協(xié)議（規(guī)約），以保證電力系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通信的可行性。另外，在電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)中，其數(shù)據(jù)傳輸主要是以幀結(jié)構(gòu)的形式進(jìn)行傳輸?shù)?，其中重要的遙測(cè)信息主要安排在A幀，次要遙測(cè)信息安排在B幀，一般遙測(cè)信息安排在C幀。通過(guò)采用幀格式進(jìn)行包裝后，電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)就能夠有效按照規(guī)約進(jìn)行傳送，從而實(shí)現(xiàn)信道全部編譯工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的全方位監(jiān)控。

3電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展及建議

對(duì)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展方向，應(yīng)從以下幾點(diǎn)出發(fā)：（1）兼顧提高經(jīng)濟(jì)效益和改善自動(dòng)化服務(wù)水平，我們追求的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)向著更優(yōu)化、更具實(shí)效性、更加智能化、區(qū)域覆蓋更廣的方向前進(jìn)。（2）加強(qiáng)電力自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備穩(wěn)定性，有效保障其安全運(yùn)行，盡量減少大面積停電，建立一系列行之有效的處理機(jī)制，將停電損失降到最低。（3）開拓電力系統(tǒng)自動(dòng)化的數(shù)字化之路，使數(shù)據(jù)更加全面，數(shù)字更加精準(zhǔn)，力求節(jié)省更多時(shí)間和人力。（4）隨著科技的不斷進(jìn)步，各種先進(jìn)設(shè)備相繼出現(xiàn)，對(duì)電力企業(yè)的工作人員提出了更高的要求，加強(qiáng)電力企業(yè)人員的技能培訓(xùn)和技術(shù)隊(duì)伍建設(shè)，注重對(duì)新技術(shù)高素質(zhì)人才的引進(jìn)和吸收，培養(yǎng)全面發(fā)展的技術(shù)人才，鼓勵(lì)員工以先進(jìn)的理論知識(shí)和豐富的實(shí)踐武裝自身，投入更多精力到電力自動(dòng)化的發(fā)展中去，推進(jìn)電力自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)程。（5）在全球能源危機(jī)的嚴(yán)峻形勢(shì)下，正是挑戰(zhàn)電氣自動(dòng)化進(jìn)程的關(guān)鍵時(shí)期，要以可持續(xù)的發(fā)展觀，改善傳統(tǒng)的管理模式，從整體化逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榉植际?、集約化的運(yùn)營(yíng)模式，實(shí)現(xiàn)能源利用的最大化、功耗的最小化、資金節(jié)約化。

篇2

一、引言

信息時(shí)代的高新技術(shù)流向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，引起后者的深刻變革。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機(jī)械工業(yè)，在這場(chǎng)新技術(shù)革命沖擊下，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了質(zhì)的躍變，微電子技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展使信息、智能與機(jī)械裝置和動(dòng)力設(shè)備相結(jié)合，促使機(jī)械工業(yè)開始了一場(chǎng)大規(guī)模的機(jī)電一體化技術(shù)革命。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子電力技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，各先進(jìn)國(guó)家的機(jī)電一體化產(chǎn)品層出不窮。機(jī)床、汽車、儀表、家用電器、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、冶金機(jī)械、化工機(jī)械以及工業(yè)機(jī)器人、智能機(jī)器人等許多門類產(chǎn)品每年都有新的進(jìn)展。機(jī)電一體化技術(shù)已越來(lái)越受到各方面的關(guān)注，它在改善人民生活、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力等方面起著極大的作用。

在機(jī)電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的同時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)作為其關(guān)鍵組成部分，也得到前所未有的大發(fā)展，國(guó)內(nèi)外各個(gè)廠家相繼推出運(yùn)動(dòng)控制的新技術(shù)、新產(chǎn)品。本文主要介紹了全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)（FullClosedACServo）、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)（LinearMotorDriving）、可編程序計(jì)算機(jī)控制器（ProgrammableComputerController，PCC）和運(yùn)動(dòng)控制卡（MotionControllingBoard）等幾項(xiàng)具有代表性的新技術(shù)。

二、全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)

在一些定位精度或動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求比較高的機(jī)電一體化產(chǎn)品中，交流伺服系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其中數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)更符合數(shù)字化控制模式的潮流，而且調(diào)試、使用十分簡(jiǎn)單，因而被受青睞。這種伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器采用了先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理器（DigitalSignalProcessor,DSP），可以對(duì)電機(jī)軸后端部的光電編碼器進(jìn)行位置采樣，在驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)之間構(gòu)成位置和速度的閉環(huán)控制系統(tǒng)，并充分發(fā)揮DSP的高速運(yùn)算能力，自動(dòng)完成整個(gè)伺服系統(tǒng)的增益調(diào)節(jié)，甚至可以跟蹤負(fù)載變化，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)增益；有的驅(qū)動(dòng)器還具有快速傅立葉變換（FFT）的功能，測(cè)算出設(shè)備的機(jī)械共振點(diǎn)，并通過(guò)陷波濾波方式消除機(jī)械共振。

一般情況下，這種數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)大多工作在半閉環(huán)的控制方式，即伺服電機(jī)上的編碼器反饋既作速度環(huán)，也作位置環(huán)。這種控制方式對(duì)于傳動(dòng)鏈上的間隙及誤差不能克服或補(bǔ)償。為了獲得更高的控制精度，應(yīng)在最終的運(yùn)動(dòng)部分安裝高精度的檢測(cè)元件（如：光柵尺、光電編碼器等），即實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制。比較傳統(tǒng)的全閉環(huán)控制方法是：伺服系統(tǒng)只接受速度指令，完成速度環(huán)的控制，位置環(huán)的控制由上位控制器來(lái)完成（大多數(shù)全閉環(huán)的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)就是這樣）。這樣大大增加了上位控制器的難度，也限制了伺服系統(tǒng)的推廣。目前，國(guó)外已出現(xiàn)了一種更完善、可以實(shí)現(xiàn)更高精度的全閉環(huán)數(shù)字式伺服系統(tǒng)，使得高精度自動(dòng)化設(shè)備的實(shí)現(xiàn)更為容易。

該系統(tǒng)克服了上述半閉環(huán)控制系統(tǒng)的缺陷，伺服驅(qū)動(dòng)器可以直接采樣裝在最后一級(jí)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的位置反饋元件(如光柵尺、磁柵尺、旋轉(zhuǎn)編碼器等)，作為位置環(huán)，而電機(jī)上的編碼器反饋此時(shí)僅作為速度環(huán)。這樣伺服系統(tǒng)就可以消除機(jī)械傳動(dòng)上存在的間隙（如齒輪間隙、絲杠間隙等），補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)件的制造誤差（如絲杠螺距誤差等），實(shí)現(xiàn)真正的全閉環(huán)位置控制功能，獲得較高的定位精度。而且這種全閉環(huán)控制均由伺服驅(qū)動(dòng)器來(lái)完成，無(wú)需增加上位控制器的負(fù)擔(dān)，因而越來(lái)越多的行業(yè)在其自動(dòng)化設(shè)備的改造和研制中，開始采用這種伺服系統(tǒng)。

三、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)

直線電機(jī)在機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用，近幾年來(lái)已在世界機(jī)床行業(yè)得到重視，并在西歐工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)掀起"直線電機(jī)熱"。

在機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，采用直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)與原旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳動(dòng)的最大區(qū)別是取消了從電機(jī)到工作臺(tái)（拖板）之間的機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，把機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零，因而這種傳動(dòng)方式又被稱為"零傳動(dòng)"。正是由于這種"零傳動(dòng)"方式，帶來(lái)了原旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式無(wú)法達(dá)到的性能指標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。

1.高速響應(yīng)由于系統(tǒng)中直接取消了一些響應(yīng)時(shí)間常數(shù)較大的機(jī)械傳動(dòng)件（如絲杠等），使整個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能大大提高，反應(yīng)異常靈敏快捷。

2.精度直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取消了由于絲杠等機(jī)械機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的傳動(dòng)間隙和誤差，減少了插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)時(shí)因傳動(dòng)系統(tǒng)滯后帶來(lái)的跟蹤誤差。通過(guò)直線位置檢測(cè)反饋控制，即可大大提高機(jī)床的定位精度。

3.動(dòng)剛度高由于"直接驅(qū)動(dòng)"，避免了啟動(dòng)、變速和換向時(shí)因中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運(yùn)動(dòng)滯后現(xiàn)象，同時(shí)也提高了其傳動(dòng)剛度。

4.速度快、加減速過(guò)程短由于直線電動(dòng)機(jī)最早主要用于磁懸浮列車（時(shí)速可達(dá)500Km/h），所以用在機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)中，要滿足其超高速切削的最大進(jìn)個(gè)速度（要求達(dá)60～100M/min或更高）當(dāng)然是沒有問(wèn)題的。也由于上述"零傳動(dòng)"的高速響應(yīng)性，使其加減速過(guò)程大大縮短。以實(shí)現(xiàn)起動(dòng)時(shí)瞬間達(dá)到高速，高速運(yùn)行時(shí)又能瞬間準(zhǔn)停?？色@得較高的加速度，一般可達(dá)2～10g（g=9.8m/s2），而滾珠絲杠傳動(dòng)的最大加速度一般只有0.1～0.5g。

5.行程長(zhǎng)度不受限制在導(dǎo)軌上通過(guò)串聯(lián)直線電機(jī)，就可以無(wú)限延長(zhǎng)其行程長(zhǎng)度。

6.運(yùn)動(dòng)動(dòng)安靜、噪音低由于取消了傳動(dòng)絲杠等部件的機(jī)械摩擦，且導(dǎo)軌又可采用滾動(dòng)導(dǎo)軌或磁墊懸浮導(dǎo)軌（無(wú)機(jī)械接觸），其運(yùn)動(dòng)時(shí)噪音將大大降低。

7.效率高由于無(wú)中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，消除了機(jī)械摩擦?xí)r的能量損耗，傳動(dòng)效率大大提高。

直線傳動(dòng)電機(jī)的發(fā)展也越來(lái)越快，在運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)中倍受重視。在國(guó)外工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制相對(duì)發(fā)達(dá)的國(guó)家已開始推廣使用相應(yīng)的產(chǎn)品，其中美國(guó)科爾摩根公司（Kollmorgen）的PLATINNMDDL系列直線電機(jī)和SERVOSTARCD系列數(shù)字伺服放大器構(gòu)成一種典型的直線永磁伺服系統(tǒng)，它能提供很高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和加速度、極高的剛度、較高的定位精度和平滑的無(wú)差運(yùn)動(dòng)；德國(guó)西門子公司、日本三井精機(jī)公司、臺(tái)灣上銀科技公司等也開始在其產(chǎn)品中應(yīng)用直線電機(jī)。

四、可編程計(jì)算機(jī)控制器技術(shù)

自20世紀(jì)60年代末美國(guó)第一臺(tái)可編程序控制器（ProgrammingLogical Controller，PLC）問(wèn)世以來(lái)，PLC控制技術(shù)已走過(guò)了30年的發(fā)展歷程，尤其是隨著近代計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，它已在軟硬件技術(shù)方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)走出了當(dāng)初的"順序控制"的雛形階段?？删幊逃?jì)算機(jī)控制器（PCC）就是代表這一發(fā)展趨勢(shì)的新一代可編程控制器。

與傳統(tǒng)的PLC相比較，PCC最大的特點(diǎn)在于它類似于大型計(jì)算機(jī)的分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)和多樣化的應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的PLC大多采用單任務(wù)的時(shí)鐘掃描或監(jiān)控程序來(lái)處理程序本身的邏輯運(yùn)算指令和外部的I/O通道的狀態(tài)采集與刷新。這樣處理方式直接導(dǎo)致了PLC的"控制速度"依賴于應(yīng)用程序的大小，這一結(jié)果無(wú)疑是同I/O通道中高實(shí)時(shí)性的控制要求相違背的。PCC的系統(tǒng)軟件完美地解決了這一問(wèn)題，它采用分時(shí)多任務(wù)機(jī)制構(gòu)筑其應(yīng)用軟件的運(yùn)行平臺(tái)，這樣應(yīng)用程序的運(yùn)行周期則與程序長(zhǎng)短無(wú)關(guān)，而是由操作系統(tǒng)的循環(huán)周期決定。由此，它將應(yīng)用程序的掃描周期同外部的控制周期區(qū)別開來(lái)，滿足了實(shí)時(shí)控制的要求。當(dāng)然，這種控制周期可以在CPU運(yùn)算能力允許的前提下，按照用戶的實(shí)際要求，任意修改。

基于這樣的操作系統(tǒng)，PCC的應(yīng)用程序由多任務(wù)模塊構(gòu)成，給工程項(xiàng)目應(yīng)用軟件的開發(fā)帶來(lái)很大的便利。因?yàn)檫@樣可以方便地按照控制項(xiàng)目中各部分不同的功能要求，如運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集、報(bào)警、PID調(diào)節(jié)運(yùn)算、通信控制等，分別編制出控制程序模塊（任務(wù)），這些模塊既獨(dú)立運(yùn)行，數(shù)據(jù)間又保持一定的相互關(guān)聯(lián)，這些模塊經(jīng)過(guò)分步驟的獨(dú)立編制和調(diào)試之后，可一同下載至PCC的CPU中，在多任務(wù)操作系統(tǒng)的調(diào)度管理下并行運(yùn)行，共同實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的控制要求。

PCC在工業(yè)控制中強(qiáng)大的功能優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)了可編程控制器與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及DCS（分布式工業(yè)控制系統(tǒng)）技術(shù)互相融合的發(fā)展潮流，雖然這還是一項(xiàng)較為年輕的技術(shù)，但在其越來(lái)越多的應(yīng)用領(lǐng)域中，它正日益顯示出不可低估的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

五、運(yùn)動(dòng)控制卡

運(yùn)動(dòng)控制卡是一種基于工業(yè)PC機(jī)、用于各種運(yùn)動(dòng)控制場(chǎng)合（包括位移、速度、加速度等）的上位控制單元。它的出現(xiàn)主要是因?yàn)椋海?）為了滿足新型數(shù)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、柔性、開放性等要求；（2）在各種工業(yè)設(shè)備（如包裝機(jī)械、印刷機(jī)械等）、國(guó)防裝備（如跟蹤定位系統(tǒng)等）、智能醫(yī)療裝置等設(shè)備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)研制和改造中，急需一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制模塊的硬件平臺(tái)；（3）PC機(jī)在各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的廣泛應(yīng)用，也促使配備相應(yīng)的控制卡以充分發(fā)揮PC機(jī)的強(qiáng)大功能。

運(yùn)動(dòng)控制卡通常采用專業(yè)運(yùn)動(dòng)控制芯片或高速DSP作為運(yùn)動(dòng)控制核心，大多用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。一般地，運(yùn)動(dòng)控制卡與PC機(jī)構(gòu)成主從式控制結(jié)構(gòu)：PC機(jī)負(fù)責(zé)人機(jī)交互界面的管理和控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控等方面的工作（例如鍵盤和鼠標(biāo)的管理、系統(tǒng)狀態(tài)的顯示、運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃、控制指令的發(fā)送、外部信號(hào)的監(jiān)控等等）；控制卡完成運(yùn)動(dòng)控制的所有細(xì)節(jié)（包括脈沖和方向信號(hào)的輸出、自動(dòng)升降速的處理、原點(diǎn)和限位等信號(hào)的檢測(cè)等等）。運(yùn)動(dòng)控制卡都配有開放的函數(shù)庫(kù)供用戶在DOS或Windows系統(tǒng)平臺(tái)下自行開發(fā)、構(gòu)造所需的控制系統(tǒng)。因而這種結(jié)構(gòu)開放的運(yùn)動(dòng)控制卡能夠廣泛地應(yīng)用于制造業(yè)中設(shè)備自動(dòng)化的各個(gè)領(lǐng)域。

篇3

2水泵自動(dòng)控制的應(yīng)用

水泵自動(dòng)化可以采用電路系統(tǒng)內(nèi)的軟件和硬件系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和調(diào)整，通過(guò)編程操控，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)水泵的自動(dòng)開啟、停止、功能疊加或轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，應(yīng)急處理。采用浮球水位控制原理，調(diào)節(jié)自動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際的電機(jī)傳動(dòng)水泵自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的頻率確定功能效果，對(duì)水泵的基本效率進(jìn)行節(jié)約處理。減少未使用調(diào)頻水泵的調(diào)頻次數(shù)，提高水泵能源的調(diào)頻使用效果，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)水廠工業(yè)頻率調(diào)整，結(jié)節(jié)約不必要的電能費(fèi)用。變頻技術(shù)調(diào)節(jié)分為交流變直流、直流變交流兩種。在工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，交流變直流的應(yīng)用較為常見，廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中。前者的組成電路由整流器、電路逆流器、過(guò)濾器綜合組合，形成變頻裝置設(shè)備。將交流電轉(zhuǎn)換為直流電是依靠整流器完成。整流器是供電設(shè)備的逆變裝置。在電路交直流轉(zhuǎn)換過(guò)程中，電路會(huì)剩余一部分交流電，將直流電中的交流部分過(guò)濾的設(shè)備是過(guò)濾器裝置。電流過(guò)濾器是將電流重新分化，去電電流中不穩(wěn)定的元素，完成交流電或直流電的平穩(wěn)過(guò)渡，最終實(shí)現(xiàn)電流的逆變過(guò)程，輸出需要的直流電流或交流電流。電流逆變和電流整流是相互對(duì)立的，也是通過(guò)調(diào)頻控制電路，完成電路橋接。電機(jī)應(yīng)用電路中的電流進(jìn)行交換處理，實(shí)現(xiàn)有效輸出。調(diào)節(jié)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，從而提高電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，確保水泵的有效功率。電機(jī)在使用過(guò)程中，通過(guò)調(diào)頻控制技術(shù)完善電源的有效功率設(shè)定，逐步改善電源的有效頻率，確保頻率的使用效果。逐步增加電機(jī)轉(zhuǎn)速。通過(guò)控制電流的使用頻率，提高水泵的使用壽命，改善水泵基礎(chǔ)運(yùn)行環(huán)境，逐步減少水泵的基礎(chǔ)維修費(fèi)用，降低人力消耗，降低物力消耗，減少噪聲污染水平，確保工作人員的基本工作環(huán)境。

篇4

引言

在機(jī)械制造業(yè)中，數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越受到重視。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)為主流的現(xiàn)代科技技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的加劇，傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)很難滿足現(xiàn)代產(chǎn)品多樣化的發(fā)展和日新月異的換代速度。面對(duì)多品種小批量生產(chǎn)比重的加大，產(chǎn)品交貨質(zhì)量和成本要求的提高，要求現(xiàn)代的制造技術(shù)具有很高的柔性。如何能增強(qiáng)機(jī)械制造業(yè)對(duì)外界因素的適應(yīng)能力以及產(chǎn)品適應(yīng)市場(chǎng)的變化能力，就需要我們能利用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的靈活性，最大限度的應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)。將機(jī)械設(shè)備的功能、效率、可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量提高到一個(gè)新的水平，從而滿足現(xiàn)代市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)需求。

一、技術(shù)特點(diǎn)

數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械加工和運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù)。它是集傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、光機(jī)電技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)。

目前是采用計(jì)算機(jī)控制，預(yù)先編程然后利用控制程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制功能。由于計(jì)算機(jī)軟件的輔助功能替代了早期使用純硬件電路組成的數(shù)控裝置，使得輸入數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理、判斷、運(yùn)算等功能均由現(xiàn)場(chǎng)可編輯的軟件來(lái)完成，這樣極大的增強(qiáng)了機(jī)械制造的靈活性，提高設(shè)備的工作效率。

二、機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

2.1工業(yè)生產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人和傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)一樣是由控制單元、驅(qū)動(dòng)單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的。主要運(yùn)用機(jī)器設(shè)備的生產(chǎn)線上，或者運(yùn)用于復(fù)雜惡劣的勞動(dòng)環(huán)境下下，完成人類難以完成的工作，很大程度上改善了勞動(dòng)條件，保證了生產(chǎn)質(zhì)量和人身安全。

在實(shí)際操作中，控制單元是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，指揮機(jī)器人按照寫入內(nèi)核的程序向驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出指令，完成預(yù)想的操作，同時(shí)同步檢測(cè)執(zhí)行動(dòng)作，一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤或發(fā)生故障，由傳感系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)反饋到控制單元，發(fā)出報(bào)警信號(hào)和相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。而執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由伺服系統(tǒng)和機(jī)械構(gòu)件組成。有動(dòng)力部分向執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)在驅(qū)動(dòng)元件的作用下完成規(guī)定操作。

2.2煤礦機(jī)械現(xiàn)代采煤機(jī)開發(fā)速度快、品種多，都是小批量的生產(chǎn)，各種機(jī)殼的毛坯制造越來(lái)越多地采用焊件，傳統(tǒng)機(jī)械加工難以實(shí)現(xiàn)單件的下料問(wèn)題，而使用數(shù)控氣割，代替了過(guò)去流行的仿型法，使用龍骨板程序?qū)Σ擅簷C(jī)葉片、滾筒等下料，從而優(yōu)化套料的選用方案。使其發(fā)揮了切割速度快、質(zhì)量可靠的優(yōu)勢(shì)，一些零件的焊接坡口可直接割出，這樣大大提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)，數(shù)控氣割機(jī)裝有自動(dòng)可調(diào)的切縫補(bǔ)償裝置。它允許對(duì)構(gòu)件的實(shí)際輪廓進(jìn)行程序控制，好比數(shù)控機(jī)床上對(duì)銑刀的半徑補(bǔ)償一樣。這樣可以通過(guò)調(diào)節(jié)切縫的補(bǔ)償值來(lái)精確的控制毛坯件的加工余量。

2.3汽車工業(yè)汽車工業(yè)近20年來(lái)發(fā)展尤為迅猛，在快速發(fā)展的過(guò)程中，汽車零部件的加工技術(shù)也在快速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)，更加快了復(fù)雜零部件快速制造的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

將高速加工中心和其它高速數(shù)控機(jī)床組成的高速柔性生產(chǎn)線集“高柔性”與“高效率”于一體，既可滿足產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代的要求，做到一次投資，長(zhǎng)期受益，又有接近于組合機(jī)床剛性自動(dòng)線的生產(chǎn)效率，從而打破汽車生產(chǎn)中有關(guān)“經(jīng)濟(jì)規(guī)模”的傳統(tǒng)觀念，實(shí)現(xiàn)了多品種、中小批量的高效生產(chǎn)。數(shù)控加工技術(shù)中的快速成形制造技術(shù)在復(fù)雜的零部件加工制造中可以很輕易方便的實(shí)現(xiàn)，不僅如此，數(shù)控技術(shù)中的虛擬制造技術(shù)、柔性制造技術(shù)、集成制造技術(shù)等等，在汽車制造工業(yè)中都得到了廣泛深入的應(yīng)用。21世紀(jì)的汽車加工制造業(yè)已經(jīng)離不開數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用了。

2.4機(jī)床設(shè)備機(jī)械設(shè)備是機(jī)械制造中的重中之重，面對(duì)現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的需求，具備了控制能力的機(jī)床設(shè)備是現(xiàn)代機(jī)電一體化產(chǎn)品的重要組成部分。計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)為機(jī)械制造業(yè)提供了良好的機(jī)床控制能力，即把計(jì)算機(jī)控制裝置運(yùn)用到機(jī)床上，也就是用數(shù)控技術(shù)對(duì)機(jī)床的加工實(shí)施控制，這樣的機(jī)床就是數(shù)控機(jī)床。它是以代碼實(shí)現(xiàn)機(jī)床控制的機(jī)電一體化產(chǎn)品，它把刀具和工件之間的相對(duì)位置、主軸變速、刀具的選擇、冷卻泵的起停等各種操作和順序動(dòng)作數(shù)字碼記錄在控制介質(zhì)上，從而發(fā)出控制指令來(lái)控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，使機(jī)床自動(dòng)加工出所需零件。

三、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展

從第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床開發(fā)成功到現(xiàn)在已有50多年的歷史，由傳統(tǒng)的封閉式數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)今的開放式PC數(shù)控系統(tǒng)。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，由于采用封閉的體系結(jié)構(gòu)，它的通用性、軟件移植性、功能擴(kuò)展和維修都比較困難；開放式體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，使傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的市場(chǎng)正在受到挑戰(zhàn)。開放式計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，采用軟件模塊化的體系結(jié)構(gòu)，顯示了優(yōu)良的性能，能適應(yīng)各種計(jì)算機(jī)的軟件平臺(tái)，具有統(tǒng)一風(fēng)格的用戶交互環(huán)境，操作、維護(hù)、更新?lián)Q代和軟件開發(fā)都比較方便，具有較高的性能價(jià)格比，已成為數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的方向。

四、結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械制造技術(shù)不僅是衡量一個(gè)國(guó)家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志，也是國(guó)際間科技競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)。我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，制造技術(shù)是我們的薄弱環(huán)節(jié)。PC機(jī)進(jìn)入數(shù)控領(lǐng)域，極大的促進(jìn)了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，也為我國(guó)在數(shù)控生產(chǎn)領(lǐng)域趕超發(fā)達(dá)國(guó)家提供了機(jī)遇。跟上發(fā)展先進(jìn)數(shù)控制造技術(shù)的世界潮流，將其放在戰(zhàn)略優(yōu)先地位，并以足夠的力度予以實(shí)施，盡快縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。同時(shí)，數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展孕育產(chǎn)生大量的數(shù)控專業(yè)技術(shù)人才，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)進(jìn)一步走向繁榮。

參考文獻(xiàn)：

馬巖.中國(guó)木材工業(yè)數(shù)控化的普及[J].木材工業(yè).2006(02).

篇5

中圖分類號(hào)：TL372 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

自動(dòng)控制學(xué)科是近幾十年來(lái)了發(fā)展起來(lái)的一門很重要的學(xué)科。它的發(fā)展很迅速，特別是計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展，更加快了它的發(fā)展，尤其是工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)近年來(lái)的發(fā)展。自動(dòng)化學(xué)科研究的范圍也是很廣泛的，對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化、對(duì)迅速提升我國(guó)綜合國(guó)力具有重要和積極作用。

自動(dòng)控制（automatic control）是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置，使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。

自動(dòng)控制是相對(duì)人工控制概念而言的。指的是在沒人參與的情況下，利用控制裝置使被控對(duì)象或過(guò)程自動(dòng)地按預(yù)定規(guī)律運(yùn)行。自動(dòng)控制技術(shù)的研究有利于將人類從復(fù)雜、危險(xiǎn)、繁瑣的勞動(dòng)環(huán)境中解放出來(lái)并大大提高控制效率。 自動(dòng)控制是工程科學(xué)的一個(gè)分支。它涉及利用反饋原理的對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)影響，以使得輸出值接近我們想要的值。從方法的角度看，它以數(shù)學(xué)的系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)。我們今天稱作自動(dòng)控制的是二十世紀(jì)中葉產(chǎn)生的控制論的一個(gè)分支。 基礎(chǔ)的結(jié)論是由諾伯特?維納，魯?shù)婪?卡爾曼提出的.

自動(dòng)控制技術(shù)是能夠在沒有人直接參與的情況下，利用附加裝置使生產(chǎn)過(guò)程或生產(chǎn)機(jī)械（被控對(duì)象）自動(dòng)地按照某種規(guī)律（控制目標(biāo)）運(yùn)行，使被控對(duì)象的一個(gè)或幾個(gè)物理量（如溫度、壓力、流量、位移和轉(zhuǎn)速等）或加工工藝按照預(yù)定要求變化的技術(shù)。它包含了自動(dòng)控制系統(tǒng)中所有元器件的構(gòu)造原理和性能，以及控制對(duì)象或被控過(guò)程的特性等方面的知識(shí)；自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析與綜合；控制用計(jì)算機(jī)（能作數(shù)字運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的控制機(jī)）的構(gòu)造原理和實(shí)現(xiàn)方法。自動(dòng)控制技術(shù)是當(dāng)展迅速，應(yīng)用廣泛，最引人矚目的高技術(shù)之一；是推動(dòng)新的技術(shù)革命和新的產(chǎn)業(yè)革命的核心技術(shù)；是自動(dòng)化領(lǐng)域的重要組成部分。

自動(dòng)控制技術(shù)有很強(qiáng)的應(yīng)用背景，無(wú)論是在煉鋼、軋鋼、化工、石油、電力等工業(yè)上，或是造紙、紡織、皮革和食品等工業(yè)上；無(wú)論是在航空、航海、汽車和鐵路運(yùn)輸工業(yè)和國(guó)防工業(yè)上，或是圖書資料的管理、實(shí)驗(yàn)室技術(shù)設(shè)備上都得到廣泛應(yīng)用。自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)導(dǎo)彈和人造地球衛(wèi)星是非常重要的，對(duì)于研究原子能的應(yīng)用，研究飛機(jī)和導(dǎo)彈的空氣動(dòng)力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也是有用的。沒有應(yīng)用背景的“控制理論”就缺乏生命力。如何巧妙地運(yùn)用控制的基礎(chǔ)理論來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題是和研究控制理論本身不同的另一種創(chuàng)造性工作。

一、自動(dòng)化控制原理

自動(dòng)化控制有半自動(dòng)與全自動(dòng)化

例如：機(jī)器、設(shè)備可以按照生產(chǎn)的要求和目的，進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)；全自動(dòng)人只需要作為操作員，確定控制的要求和程序，不用直接參與生產(chǎn)過(guò)程的控制技術(shù)；半自動(dòng)化控制要人通過(guò)設(shè)施、設(shè)備、機(jī)械、儀器或手工等勞動(dòng)力的參與。

自動(dòng)化控制技術(shù)廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究、交通運(yùn)輸、商業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)和家庭等方面。采用自動(dòng)化控制不僅可以把人從繁重的體力勞動(dòng)、部分腦力勞動(dòng)以及惡劣、危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來(lái)，而且能擴(kuò)展人的器官功能，極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，增強(qiáng)人類認(rèn)識(shí)世界和改造世界的能力。因此，自動(dòng)化控制是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的重要條件和顯著標(biāo)志。

自動(dòng)化控制理論是自動(dòng)化專業(yè)的重要學(xué)習(xí)課程。

二、自動(dòng)化控制的應(yīng)用

2.1過(guò)程自動(dòng)化

石油煉制和化工等工業(yè)中流體或粉體的化學(xué)處理的自動(dòng)化控制。一般采用由檢測(cè)儀表、調(diào)節(jié)器和計(jì)算機(jī)等組成的過(guò)程控制系統(tǒng)，對(duì)加熱爐、精餾塔等設(shè)備或整個(gè)工廠進(jìn)行最優(yōu)控制。采用的主要控制方式有反饋控制、前饋控制和最優(yōu)控制等。

2.2機(jī)械制造自動(dòng)化

這是機(jī)械化、電氣化與自動(dòng)控制相結(jié)合的結(jié)果，處理的對(duì)象是離散工件。早期的機(jī)械制造自動(dòng)化是采用機(jī)械或電氣部件的單機(jī)自動(dòng)化或是簡(jiǎn)單的自動(dòng)生產(chǎn)線。20世紀(jì)60年代以后，由于電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，出現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床、加工中心、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等。研制出適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)型式的柔性制造系統(tǒng)（FMS）。以柔性制造系統(tǒng)為基礎(chǔ)的自動(dòng)化車間，加上信息管理、生產(chǎn)管理自動(dòng)化，出現(xiàn)了采用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）的工廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

2.3管理自動(dòng)化

工廠或事業(yè)單位的人、財(cái)、物、生產(chǎn)、辦公等業(yè)務(wù)管理的自動(dòng)化控制，是以信息處理為核心的綜合性技術(shù)，涉及電子計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)與控制等學(xué)科。一般采用由多臺(tái)具有高速處理大量信息能力的計(jì)算機(jī)和各種終端組成的局部網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)代已在管理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研制出決策支持系統(tǒng)（DSS），為高層管理人員決策提供備選的方案。

三、自動(dòng)化控制系統(tǒng)

自動(dòng)化控制系統(tǒng)是指能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制任務(wù)的系統(tǒng)，由控制器與控制對(duì)象所組成。

自動(dòng)化控制系統(tǒng)的概念

自動(dòng)化控制是一種現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、制造業(yè)等生產(chǎn)領(lǐng)域中機(jī)械電氣一體自動(dòng)化集成控制技術(shù)和理論。

自動(dòng)控制（automatic control）是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置，使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。

四、自動(dòng)控制系統(tǒng)特點(diǎn)

自動(dòng)控制能自動(dòng)調(diào)節(jié)、檢測(cè)、加工的機(jī)器設(shè)備、儀表，按規(guī)定的程序或指令自動(dòng)進(jìn)行作業(yè)的技術(shù)措施。其目的在于增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低成本和勞動(dòng)強(qiáng)度、保障生產(chǎn)安全等。

自動(dòng)控制系統(tǒng)理論

自動(dòng)控制是相對(duì)人工控制概念而言的，指的是在沒人參與的情況下，利用控制裝置使被控對(duì)象或過(guò)程自動(dòng)地按預(yù)定規(guī)律運(yùn)行。自動(dòng)控制技術(shù)的研究有利于將人類從復(fù)雜、危險(xiǎn)、繁瑣的勞動(dòng)環(huán)境中解放出來(lái)并大大提高控制效率。

自動(dòng)控制是工程科學(xué)的一個(gè)分支，它涉及利用反饋原理的對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)影響，以使得輸出值接近我們想要的值。從方法的角度看，它以數(shù)學(xué)的系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)。我們今天稱作自動(dòng)控制的是二十世紀(jì)中葉產(chǎn)生的控制論的一個(gè)分支。

結(jié)束語(yǔ)：

隨著科技的發(fā)展，自動(dòng)化控制已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)。直流調(diào)速器在數(shù)控機(jī)床、造紙印刷、紡織印染、光纜線纜設(shè)備、包裝機(jī)械、電工機(jī)械、食品加工機(jī)械、橡膠機(jī)械、生物設(shè)備、印制電路板設(shè)備、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、焊接切割、輕工機(jī)械、物流輸送設(shè)備、機(jī)車車輛、醫(yī)設(shè)備、通訊設(shè)備、雷達(dá)設(shè)備、衛(wèi)星地面接受系統(tǒng)等行業(yè)都有應(yīng)用。相信不久的將來(lái)會(huì)帶給人們更多的便利。

篇6

中圖分類號(hào)：[TU992.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1、前言

污水處理是一門涉及化學(xué)、物理、生物等多門科學(xué)的綜合性技術(shù)，其工藝機(jī)理復(fù)雜，操作要求十分嚴(yán)格，實(shí)現(xiàn)起來(lái)難度較高。如果只憑現(xiàn)場(chǎng)人員手動(dòng)操作，往往操作繁瑣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，處理效果差。加之我國(guó)水污染控制水平較低，尤其是工業(yè)廢水的污染控制，投入不足，給環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅。因此為了改變我國(guó)污水處理控制技術(shù)的這種落后現(xiàn)狀，進(jìn)行污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究，具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。當(dāng)前，污水處理控制領(lǐng)域?qū)⒂?jì)算機(jī)技術(shù)、智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等運(yùn)用到過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制，已成為研究熱點(diǎn)。

2、自動(dòng)控制理論的發(fā)展

在工業(yè)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展的同時(shí)，控制理論的發(fā)展至今已有100多年的歷史。各個(gè)領(lǐng)域中的自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)控制精度、響應(yīng)速度、系統(tǒng)穩(wěn)定性與適應(yīng)能力的要求越來(lái)越高，應(yīng)用范圍也更加廣泛。特別是自20世紀(jì)80年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，推動(dòng)了控制理論研究的深入發(fā)展。

3.各單元的自動(dòng)控制系統(tǒng)

3.1 格柵自動(dòng)控制系統(tǒng)

根據(jù)水位差測(cè)量?jī)x檢測(cè)的格柵前后水位差閾值自動(dòng)控制機(jī)械格柵的運(yùn)行。當(dāng)機(jī)械格柵停止運(yùn)行的時(shí)間超過(guò)設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)由時(shí)間控制，自動(dòng)啟動(dòng)機(jī)械格柵。PLC系統(tǒng)還將按軟件程序自動(dòng)控制柵渣輸送機(jī)、機(jī)械格柵的順序啟動(dòng)、運(yùn)行、停車以及安全聯(lián)鎖保護(hù)。水位差設(shè)定值，格柵的運(yùn)行時(shí)間及格柵運(yùn)行周期可調(diào)。3.2 水泵自動(dòng)控制

在泵池設(shè)超聲波液位儀表，根據(jù)水位測(cè)量?jī)x測(cè)得的泵房水位值自動(dòng)控制多臺(tái)水泵的啟停運(yùn)行。當(dāng)泵房水位高至某一設(shè)定的水位值時(shí)，PLC系統(tǒng)將按軟件程序自動(dòng)增加水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)；相反，當(dāng)泵房水位降至某一設(shè)定的水位值時(shí)，PLC系統(tǒng)將按軟件程序自動(dòng)減少水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)。同時(shí)，系統(tǒng)累積各個(gè)水泵的運(yùn)行時(shí)間，自動(dòng)輪換水泵，保證各水泵累積運(yùn)行時(shí)間基本相等，使其保持最佳運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)水位降至干運(yùn)轉(zhuǎn)水位時(shí)，自動(dòng)控制全部水泵停止運(yùn)行。在監(jiān)控管理系統(tǒng)和就地控制系統(tǒng)的操作面板上可以設(shè)定水位值。

3.3 沉砂池自動(dòng)控制

沉砂池的設(shè)備自成系統(tǒng)，隨設(shè)備所帶的就地控制箱將帶有啟動(dòng)時(shí)序和停止時(shí)序，以及安全保護(hù)程序，自動(dòng)控制整套沉砂池設(shè)備的運(yùn)行。PLC系統(tǒng)將采集沉砂池全部設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，上位監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)也可遠(yuǎn)控整套沉砂池設(shè)備的啟動(dòng)/停止。

3.4 分段進(jìn)水多級(jí)AO生物池控制

現(xiàn)有AO或AAO生物池改造采用分段進(jìn)水多級(jí)AO工藝。主要測(cè)控內(nèi)容有：

――各段進(jìn)水流量檢測(cè)、配水閥門/堰門監(jiān)控，自動(dòng)控制各段流量，保證多級(jí)AO工藝進(jìn)水流量分配比，實(shí)現(xiàn)合理利用各段硝化容量,充分利用原水中碳源進(jìn)行反硝化, 達(dá)到有效降低出水TN, 并降低運(yùn)行費(fèi)用。

――厭氧池氧化還原電位監(jiān)測(cè)，各級(jí)缺氧池入口溶解氧監(jiān)測(cè)，各級(jí)缺氧池混合液濃度監(jiān)測(cè)，攪拌器運(yùn)行控制。

――各級(jí)好氧池溶解氧監(jiān)測(cè)、空氣流量檢測(cè)、曝氣量自動(dòng)控制。由于污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行中, 進(jìn)水負(fù)荷實(shí)時(shí)變化，DO串級(jí)控制策略可根據(jù)進(jìn)水負(fù)荷實(shí)時(shí)調(diào)整DO的設(shè)定值, 有效地消除進(jìn)水?dāng)_動(dòng)。

――生物池出水硝氮在線檢測(cè)，作為甲醇投加的過(guò)程控制參數(shù)，及時(shí)調(diào)整外碳源的投加量，保證出水水質(zhì)并節(jié)省碳源。

――生物池出水氨氮在線檢測(cè)，根據(jù)出水氨氮值及時(shí)調(diào)整曝氣量滿足和保證出水水質(zhì)的要求。

――分段進(jìn)水多級(jí)AO工藝對(duì)C/N比的敏感性，具體水質(zhì)、水量的實(shí)時(shí)變化，使得分段進(jìn)水工藝的運(yùn)行和優(yōu)化有很大的空間。利用在線監(jiān)測(cè)及智能控制技術(shù)，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制, 提高污染物的去除效率, 降低運(yùn)行成本，并可提高分段進(jìn)水生物脫氮工藝的可操作性。

3.5 鼓風(fēng)機(jī)房出口壓力控制

通過(guò)壓力變送器檢測(cè)空氣總管的壓力，根據(jù)設(shè)定的壓力值控制鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)、調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的導(dǎo)葉片角度，從而保證生物池對(duì)空氣的需求量。在保證空氣需求量的前提下，盡可能地節(jié)省能耗，壓力控制系統(tǒng)和曝氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，相互影響，最終使生物池的生物處理過(guò)程處在最佳狀態(tài)。通過(guò)監(jiān)控管理系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的操作屏，可以設(shè)定鼓風(fēng)機(jī)出口的壓力控制值。

3.6 污泥回流量自動(dòng)調(diào)節(jié)

回流污泥量的控制采用比例控制以保證污泥混合液濃度在一定的范圍內(nèi)。根據(jù)生物池的進(jìn)水量、回流污泥濃度控制回流污泥泵（工頻泵）的運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)或變頻泵的轉(zhuǎn)速，保證生物池微生物的需要量。通過(guò)監(jiān)控管理系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的操作屏，可以設(shè)定回流污泥比例。

3.7 沉淀池排泥控制

沉淀池的排泥可以根據(jù)裝在沉淀池內(nèi)的泥位計(jì)來(lái)控制刮泥車的運(yùn)行，指導(dǎo)排泥。排泥有二種控制方式：按泥位計(jì)設(shè)定值進(jìn)行自動(dòng)排泥，按定時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排泥。

3.8 污泥濃縮自動(dòng)控制

污泥濃縮機(jī)系統(tǒng)控制采用時(shí)間控制和手動(dòng)控制。該系統(tǒng)中設(shè)備的啟動(dòng)順序依次為輸送機(jī)、濃縮機(jī)、加藥泵、進(jìn)泥泵、污泥切割機(jī)，停止順序與之相反。當(dāng)藥液制備段的溶液罐的液位低，進(jìn)泥泵的進(jìn)泥流量低、系統(tǒng)中任何一臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)停止運(yùn)行。采用污泥流量比例投加絮凝劑，通過(guò)監(jiān)控管理系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的操作屏，可以設(shè)定每天允許的運(yùn)行次數(shù)及每次運(yùn)行的時(shí)間。

3.9 污泥脫水自動(dòng)控制

污泥脫水過(guò)程按污泥脫水系統(tǒng)自身PLC預(yù)先編制的程序控制運(yùn)行。污泥脫水的程序控制采用時(shí)間控制和手動(dòng)控制。系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶有啟動(dòng)時(shí)序和停止時(shí)序，以及安全保護(hù)程序。在藥液已制備完成的前提下，設(shè)備的啟動(dòng)次序依次為傾斜式輸送機(jī)、水平式輸送機(jī)、濃縮脫水一體機(jī)、加藥泵、進(jìn)泥泵，停止順序與之相反。上位監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)可遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)污泥脫水系統(tǒng)全部設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和故障報(bào)警，但不可遠(yuǎn)程控制污泥脫水系統(tǒng)的開停。

3.10 加氯的自動(dòng)控制

根據(jù)進(jìn)水流量和濁度控制加氯機(jī)按比例自動(dòng)加氯，并根據(jù)出水余氯值進(jìn)一步修正加氯量，使加氯量始終處于最佳值。

3.11 電動(dòng)閘門的控制

重要的電動(dòng)閘門，旁邊設(shè)置的現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作箱面板上設(shè)手動(dòng)/遠(yuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)。手動(dòng)狀態(tài)下，由操作箱面板上的按鈕控制閘門的開閉；遠(yuǎn)動(dòng)狀態(tài)下，由中控室遙控閘門的開閉。閘門的狀態(tài)和工況在中控室的模擬屏上顯示。

4.結(jié)束語(yǔ)

污水處理運(yùn)行過(guò)程任務(wù)要求重，特性復(fù)雜，運(yùn)行管理難度大，目前水處理行業(yè)尚缺乏可靠的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀器，用傳統(tǒng)的控制方式往往達(dá)不到精確的控制要求。先進(jìn)控制理論實(shí)現(xiàn)了過(guò)程工藝參數(shù)的優(yōu)化，可以改變污水處理廠人工調(diào)節(jié)操作處理不及時(shí)、效率低的現(xiàn)狀。污水處理的社會(huì)意義巨大應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)污水處理工藝的半自動(dòng)全自動(dòng)控制提高污水處理的技術(shù)管理水平合理使用和配置處理設(shè)施設(shè)備具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。

參考文獻(xiàn)：

篇7

中圖分類號(hào)：TN77文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1引言

提升機(jī)在礦井生產(chǎn)中素有咽喉設(shè)備之稱，提升機(jī)對(duì)于礦井的安全生產(chǎn)有著至關(guān)重要的作用。提升機(jī)電力傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜，控制系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的控制功能較多，因此對(duì)于提升機(jī)的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要能夠滿足提升機(jī)頻繁制動(dòng)和不同工作狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換的功能需求。針對(duì)提升機(jī)如此復(fù)雜的控制要求，傳統(tǒng)的電氣控制難以實(shí)現(xiàn)，因此，必須借助于PLC自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)。

本論文主要結(jié)合西門子S7-300在副井提升機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用，對(duì)提升機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析設(shè)計(jì)研究，以期從中能夠找到合理可靠的提升機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用方法，并以此和廣大同行分享。

2礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

(1) 我國(guó)提升機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)礦井提升機(jī)一直承擔(dān)著井下與地面之間輸送人員或者貨物的重任，因此一直素有礦井咽喉設(shè)備之稱。我國(guó)礦井提升機(jī)控制技術(shù)相較于國(guó)外處于落后階段，國(guó)外已經(jīng)發(fā)展到智能實(shí)時(shí)監(jiān)控提升機(jī)并實(shí)現(xiàn)故障智能診斷技術(shù)，而目前我國(guó)提升機(jī)控制系統(tǒng)的技術(shù)，還普遍停留在原始的電氣控制階段，對(duì)于數(shù)字化控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)目前還處于研究探索階段?？v觀我國(guó)的提升機(jī)電控系統(tǒng)控制技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)展緩慢，多數(shù)是借鑒或者仿制國(guó)外的電控系統(tǒng)，并且電控系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中也存在一定的問(wèn)題。

(2) 我國(guó)提升機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用中存在的問(wèn)題

① 我國(guó)提升機(jī)電控系統(tǒng)沒有專業(yè)的生產(chǎn)廠家。這是我國(guó)目前提升機(jī)控制系統(tǒng)和控制技術(shù)發(fā)展的最大瓶頸。我國(guó)的提升機(jī)電控系統(tǒng)，要么直接從國(guó)外公司進(jìn)口，這樣成本十分高昂，且后期設(shè)備維護(hù)維修十分不便；國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的提升機(jī)電控系統(tǒng)均是高校科研院所自發(fā)研制的電控系統(tǒng)，多數(shù)并不具備通用性。

② 我國(guó)提升機(jī)電控技術(shù)落后。目前僅僅在一些大型煤礦上的先進(jìn)提升機(jī)才采用了計(jì)算機(jī)、PLC或者數(shù)字控制技術(shù)，傳統(tǒng)的提升機(jī)電控系統(tǒng)都是采用電氣化控制系統(tǒng)，繼電器、接觸器控制廣泛使用，導(dǎo)致能耗過(guò)高，控制不可靠，嚴(yán)重制約了我國(guó)提升機(jī)電控系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)用。

③ 我國(guó)提升機(jī)控制系統(tǒng)安全性和可靠性較差。目前我國(guó)礦井提升機(jī)僅僅在上下井口端采用切除電阻的方法實(shí)現(xiàn)提升機(jī)運(yùn)行速度的制動(dòng)，制動(dòng)能耗過(guò)高，造成提升機(jī)電控系統(tǒng)負(fù)荷太大，由此導(dǎo)致我國(guó)提升機(jī)控制系統(tǒng)安全性和可靠性較差。對(duì)于提升機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的關(guān)鍵工作參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)及運(yùn)行參數(shù)根本沒有實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，經(jīng)常發(fā)生過(guò)卷或者超速等安全事故。

鑒于以上問(wèn)題，我國(guó)必須要大力發(fā)展提升機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的電控系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化控制，逐步形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的提升機(jī)電控系統(tǒng)。

3西門子S7-300在副井提升機(jī)上的應(yīng)用分析

3.1 基于PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

利用西門子S7-300構(gòu)建提升機(jī)電控系統(tǒng)，根據(jù)提升機(jī)的工作模塊，將PLC電控以網(wǎng)絡(luò)化模式進(jìn)行布控，分為主控PLC、監(jiān)控PLC和信號(hào)PLC三個(gè)主從式控制PLC，其具體結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。

如圖1所示，信號(hào)PLC作為整個(gè)電控系統(tǒng)的信號(hào)管理站，負(fù)責(zé)對(duì)提升機(jī)工作過(guò)程中的狀態(tài)參數(shù)、環(huán)境參數(shù)及其必要參數(shù)做信號(hào)管理，統(tǒng)一發(fā)送至控制主站；監(jiān)控PLC主要對(duì)提升機(jī)的關(guān)鍵控制參數(shù)，如井深、進(jìn)口提升速度等指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并受主控PLC統(tǒng)一調(diào)度管理；主控PLC一方面實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控PLC和信號(hào)PLC的控制管理，并對(duì)由監(jiān)控PLC和信號(hào)PLC發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行整合管理，并發(fā)送至上位機(jī)進(jìn)行集中管理、顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能，以提高提升機(jī)工作過(guò)程的管理效率；另一方面主控PLC通過(guò)交流變頻調(diào)速裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)同步電機(jī)的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提升機(jī)速度的電氣化控制，同時(shí)將提升機(jī)的工作參數(shù)再反饋回信號(hào)PLC和監(jiān)控PLC，從而實(shí)現(xiàn)了PLC網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)對(duì)提升機(jī)的閉環(huán)控制。

3.2 基于PLC實(shí)現(xiàn)的提升機(jī)速度控制應(yīng)用

提升機(jī)控制系統(tǒng)最為關(guān)鍵、也是最難實(shí)現(xiàn)的技術(shù)要點(diǎn)，就是對(duì)提升機(jī)運(yùn)行速度的控制。借助于西門子S7-300的PLC，能夠很方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)速度的控制。

基于PLC實(shí)現(xiàn)的提升機(jī)運(yùn)行速度的具體控制方案設(shè)計(jì)如下：

(1)（1）在井口與井底分別放置接近傳感器，一旦提升機(jī)到達(dá)接近傳感器，即可認(rèn)定提升機(jī)即將到達(dá)井口或者井底，從而進(jìn)入預(yù)定的制動(dòng)階段。

(2)（2）利用光電傳感器和深度指示器配合使用，實(shí)時(shí)監(jiān)控提升機(jī)當(dāng)前所處巷道中的位置，并將位置轉(zhuǎn)化為數(shù)字量傳送至監(jiān)控PLC，利用監(jiān)控PLC與主控PLC的通信實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)位置的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

(3)（3）一旦提升機(jī)觸發(fā)接近傳感器，由主控PLC發(fā)出調(diào)速指令給交流變頻調(diào)速裝置，由交流變頻調(diào)速裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)運(yùn)行速度的調(diào)節(jié)與控制。

(4)（4）主控PLC利用監(jiān)控PLC監(jiān)測(cè)到的提升機(jī)當(dāng)前運(yùn)行速度與深度指示器的位置信號(hào)進(jìn)行交叉運(yùn)算，得出調(diào)速幅度，并將調(diào)速幅度指令傳輸給交流變頻調(diào)速裝置，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速；另一方面，監(jiān)控PLC通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提升機(jī)的運(yùn)行速度并反饋回主控PLC，主控PLC根據(jù)反饋回來(lái)的運(yùn)行速度和程序中的預(yù)設(shè)值進(jìn)行對(duì)比，結(jié)合PID調(diào)節(jié)算法實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)運(yùn)行速度的閉環(huán)調(diào)節(jié)與控制。

結(jié)語(yǔ)

提升機(jī)作為礦井安全生產(chǎn)的樞紐設(shè)備，其安全性對(duì)于整個(gè)礦山生產(chǎn)的安全起著舉足輕重的作用。我國(guó)目前提升機(jī)電控系統(tǒng)理論研究較為深入，但是實(shí)際技術(shù)應(yīng)用還有待進(jìn)一步提高和挖掘。本論文結(jié)合西門子PLC對(duì)提升機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析，對(duì)于提升機(jī)電控系統(tǒng)及其控制技術(shù)的應(yīng)用研究，不論是在理論研究方面，還是在實(shí)際技術(shù)應(yīng)用方面，都具有一定的指導(dǎo)意義。當(dāng)然，關(guān)于提升機(jī)電控系統(tǒng)方面的更多技術(shù)，還有賴于廣大礦井科技工作人員的共同努力，才能夠最終實(shí)現(xiàn)我國(guó)提升機(jī)電控系統(tǒng)及其控制技術(shù)的提高應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]姚書波.淺議我國(guó)礦井提升機(jī)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展[J].科技信息,2007,(19):227.

篇8

1 引言

隨著可編程邏輯控制器（PLC）技術(shù)的逐漸發(fā)展，很多工業(yè)生產(chǎn)要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的功能，都采用PLC來(lái)構(gòu)建自動(dòng)化控制系統(tǒng)，尤其是對(duì)于一些電氣控制較為復(fù)雜的電氣設(shè)備和大型機(jī)電裝備，PLC在電氣化和自動(dòng)化控制方面具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，如順序控制，可靠性高，穩(wěn)定性好，易于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化和遠(yuǎn)程化控制，以及實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守等眾多優(yōu)點(diǎn)。基于此，PLC技術(shù)逐漸成為工業(yè)電氣自動(dòng)化控制的主要應(yīng)用技術(shù)。

本論文主要結(jié)合數(shù)控機(jī)床的電氣化功能的改造，詳細(xì)探討數(shù)控機(jī)床電氣化改造過(guò)程中基于PLC技術(shù)的應(yīng)用，以及PLC技術(shù)在實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化控制功能上的應(yīng)用，以此和廣大同行分享。

2 數(shù)控機(jī)床的電氣化改造概述

2.1 數(shù)控機(jī)床的主要功能

數(shù)控機(jī)床是實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工、制造和生產(chǎn)中應(yīng)用的最為廣泛的一類機(jī)電設(shè)備。數(shù)控機(jī)床依托數(shù)控化程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件的自動(dòng)切削和加工。但是目前我國(guó)仍然有超過(guò)近1000萬(wàn)臺(tái)的數(shù)控機(jī)床，主要依靠手動(dòng)控制完成切削加工，無(wú)法實(shí)現(xiàn)基本的電氣化和自動(dòng)化控制。為此，本論文的主要的目的是基于PLC控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的電氣化改造，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1） 數(shù)控機(jī)床的所有電機(jī)、接觸器等實(shí)現(xiàn)基于PLC的自動(dòng)化控制；

（2）數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由PLC控制自動(dòng)完成，無(wú)需人工手動(dòng)干預(yù)；

（3） 自動(dòng)檢測(cè)零部件切削過(guò)程中的相關(guān)參數(shù)，如加工參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)等等；

（4） 結(jié)合上位機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程控制，以達(dá)到無(wú)人值守的目的。

2.2 電氣化改造的總體方案

結(jié)合上文對(duì)于數(shù)控車床的電氣化、自動(dòng)化改造的功能要求，確定了采用上位機(jī)與下位機(jī)結(jié)合的自動(dòng)化改造方案。該方案總體結(jié)構(gòu)分析如下：

（1） 上位機(jī)借助于工控機(jī)，利用工控機(jī)強(qiáng)大的圖像處理能力，重點(diǎn)完成數(shù)控車床的生產(chǎn)組態(tài)畫面顯示，以及必要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的傳輸、保存、輸出，同時(shí)還要能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)控制指令的下達(dá)，確保數(shù)控車床能夠自動(dòng)完成所有切削加工生產(chǎn)任務(wù)。

（ 2）下位機(jī)采用基于PLC技術(shù)的電氣控制模式，由傳感器、數(shù)據(jù)采集板卡負(fù)責(zé)采集數(shù)控車床的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)等所有參數(shù)，由PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算，并傳輸給上位機(jī)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的圖形化顯示和保存；另一方面，PLC控制系統(tǒng)還接收來(lái)自于上位機(jī)的控制指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床的遠(yuǎn)程控制。

（3） 對(duì)于數(shù)控車床最為關(guān)鍵的控制――進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制，利用PLC+運(yùn)動(dòng)控制板卡的模式實(shí)現(xiàn)電氣化和自動(dòng)化的控制。具體實(shí)現(xiàn)方式為：選用合適的運(yùn)動(dòng)控制板卡，配合PLC的順序控制，對(duì)進(jìn)給軸電機(jī)實(shí)現(xiàn)伺服運(yùn)動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)化控制。

3 數(shù)控車床電氣化自動(dòng)控制改造的實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)改造結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

數(shù)控車床的電氣化自動(dòng)控制改造，其整體結(jié)構(gòu)如下圖1所示，其整體結(jié)構(gòu)主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：

3.1.1 底層設(shè)備

底層設(shè)備主要包括兩個(gè)方面，首先是實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床自動(dòng)切削加工運(yùn)轉(zhuǎn)等基本功能的必要電氣、機(jī)電設(shè)備，如電源模塊、電機(jī)模塊等，這些機(jī)電設(shè)備能夠保證數(shù)控車床的基本功能的穩(wěn)定可靠的實(shí)現(xiàn)；其次，底層設(shè)備還包括各類傳感器，比如監(jiān)測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度的速度傳感器和溫度傳感器，監(jiān)測(cè)進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)進(jìn)給量的光柵尺等，這些傳感類和數(shù)據(jù)采集類設(shè)備為實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床自動(dòng)化控制提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。

3.1.2 本地PLC站

本地PLC站主要負(fù)責(zé)接收底層傳感設(shè)備傳送過(guò)來(lái)的傳感參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)及其他檢測(cè)參數(shù)，通過(guò)內(nèi)部程序的運(yùn)算，判斷整個(gè)數(shù)控車床的工作狀態(tài)，并將其中的重點(diǎn)參數(shù)上傳到遠(yuǎn)程控制終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的圖形化顯示、存儲(chǔ)、輸出打印等操作；另一方面，本地PLC站同時(shí)還接收來(lái)自于遠(yuǎn)程控制終端所下達(dá)的控制指令，比如停機(jī)、啟動(dòng)等控制指令，PLC站通過(guò)對(duì)相應(yīng)執(zhí)行器（比如電機(jī)）的控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的功能。

3.1.3 遠(yuǎn)程控制終端

遠(yuǎn)程控制終端主要是依賴于工控機(jī)實(shí)現(xiàn)的上位機(jī)數(shù)據(jù)管理和狀態(tài)監(jiān)控，需要專門開發(fā)一套面向數(shù)控車床加工、生產(chǎn)和自動(dòng)控制的軟件程序，以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床的遠(yuǎn)程化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化控制，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的功能。

基于PLC的數(shù)控車床電氣自動(dòng)化改造框圖

3.2 PLC電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

本研究論文以CK6140普通數(shù)量機(jī)床為具體研究對(duì)象，詳細(xì)探討其電氣化、自動(dòng)化控制的改造。通過(guò)上文對(duì)機(jī)床改造方案和結(jié)構(gòu)功能的分析，可以確定整個(gè)機(jī)床電氣化、自動(dòng)化改造，一共需要實(shí)現(xiàn)14個(gè)系統(tǒng)輸入，9個(gè)系統(tǒng)輸出。結(jié)合控制要求，這里選用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC，輸入回路采用24V直流電源供電方式。根據(jù)對(duì)數(shù)控機(jī)床的各模塊控制功能的分析，選用合適的接觸器、繼電器、開關(guān)、輔助觸點(diǎn)等電氣控制元件，與PLC共同實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的控制，比如PLC通過(guò)接觸器控制電機(jī)模塊，PLC通過(guò)繼電器控制電磁閥等部件，從而完成基于PLC控制的數(shù)控車床電氣化改造。

4 結(jié)語(yǔ)

篇9

【關(guān)鍵詞】 控制網(wǎng)絡(luò)；現(xiàn)場(chǎng)總線；ControlNet；以太網(wǎng)；交換式；共享式；

【論文類型】 應(yīng)用基礎(chǔ)

：49000多字的碩士論文

篇10

中圖分類號(hào)：S210文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

近年來(lái)，伴隨著人們追求更高的物質(zhì)文化生活水平，要求創(chuàng)造舒適而健康的室內(nèi)空氣環(huán)境，中央空調(diào)勢(shì)必成為21世紀(jì)健康環(huán)境不可或缺的重要組成部分之一。但中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行耗能很大，在某些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，供暖和空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗約占國(guó)家總能源消耗的1/3。因此，提高空調(diào)系統(tǒng)的能源利用效率已成為空調(diào)工程技術(shù)的一項(xiàng)重要課題。為了降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗，在世界能源日益緊張、環(huán)境保護(hù)日益重要的今天，探討空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保問(wèn)題意義重大。

一、中央空調(diào)的特點(diǎn)

1、對(duì)象特性

不同的被控對(duì)象,在相同的干擾作用下,被控量隨時(shí)間的變化過(guò)程也不同?？照{(diào)自控系統(tǒng)的任務(wù)就是克服這些干擾因素,維持空調(diào)房間一定的溫、濕度和空氣品質(zhì)。但溫、濕度的控制效果不僅取決于自控系統(tǒng),更是取決于空調(diào)系統(tǒng)的合理性及空調(diào)的對(duì)象特性。

2、溫濕度相關(guān)性

多數(shù)情況下，空調(diào)控制主要是對(duì)空調(diào)房間內(nèi)溫度和濕度的控制,這兩個(gè)參數(shù)常常是在一個(gè)調(diào)節(jié)對(duì)象里同時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)的兩個(gè)被調(diào)量，且這兩個(gè)參數(shù)在調(diào)節(jié)過(guò)程中又相互影響。

3、干擾性

空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中,由于氣溫、太陽(yáng)輻射、風(fēng)、晴、雨、雪等外部條件和空調(diào)房間中設(shè)備、投入運(yùn)行的多少,以及人員的增減等內(nèi)部條件的變化,都會(huì)干擾空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行。

4、整體控制性

空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)一般是以空調(diào)房間內(nèi)的空氣溫度和相對(duì)濕度控制為中心,通過(guò)工況轉(zhuǎn)換與空氣處理過(guò)程每個(gè)環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系在一起的整體控制系統(tǒng)?？照{(diào)系統(tǒng)中空氣處理設(shè)備的啟停都要根據(jù)系統(tǒng)的工作程序,按照有關(guān)的操作規(guī)程進(jìn)行,處理過(guò)程的各個(gè)參數(shù)調(diào)節(jié)及聯(lián)鎖控制都是與室內(nèi)溫、濕度密切相關(guān)的。

5、多工況運(yùn)行及轉(zhuǎn)換控制

由于空調(diào)系統(tǒng)是在全年的室內(nèi)外條件變化下,按照一定的運(yùn)行方式(即工況)進(jìn)行調(diào)節(jié)的。同時(shí)在內(nèi)外條件發(fā)生顯著變化時(shí)要改變運(yùn)行調(diào)節(jié)方式,即進(jìn)行運(yùn)行工況的轉(zhuǎn)換。

二、中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的意義

1、建筑節(jié)能法規(guī)要求空調(diào)系統(tǒng)降低能耗

長(zhǎng)期以來(lái)，當(dāng)季節(jié)變化、晝夜溫差變化、溫室效應(yīng)和空調(diào)實(shí)際使用工況發(fā)生變化時(shí)，中央空調(diào)系統(tǒng)在傳統(tǒng)的運(yùn)行模式下，能源浪費(fèi)很大。就我國(guó)情況而言，現(xiàn)代建筑中采用中央空調(diào)的民用、公用及商用建筑，中央空調(diào)能耗約占整個(gè)建筑總能耗的50％左右，商場(chǎng)和綜合大樓等的能耗甚至可能高達(dá)60％以上。我國(guó)屬能源消耗大國(guó)，能源有限，利用率不高且依賴性強(qiáng)。近年來(lái)能源短缺的現(xiàn)實(shí)迫使國(guó)家把公共建筑節(jié)能提升到戰(zhàn)略高度，相應(yīng)制定了節(jié)約能源法，對(duì)公共建筑能耗國(guó)家實(shí)施國(guó)家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。

2、產(chǎn)業(yè)辦公樓宇的發(fā)展對(duì)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能提出了更高的要求

現(xiàn)階段，產(chǎn)業(yè)辦公樓從發(fā)展初期的以“產(chǎn)權(quán)式商鋪”為主要銷售模式逐漸被經(jīng)營(yíng)持有型物業(yè)所取代，從投資者的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)說(shuō)，過(guò)去一段時(shí)間由于利潤(rùn)的實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)辦公樓多以出售為主，受短期利益的驅(qū)動(dòng)，往往只追求建設(shè)階段的低成本和銷售時(shí)的高收益，對(duì)后期實(shí)際使用階段的效果和運(yùn)營(yíng)成本很少考慮，后期往往中央空調(diào)系統(tǒng)效率低、能耗大。而目前越來(lái)越多的項(xiàng)目——主要為商業(yè)辦公地產(chǎn)，以持有物業(yè)持續(xù)經(jīng)營(yíng)為主要贏利模式，這勢(shì)必使投資者及發(fā)展商從一開始就關(guān)注能耗問(wèn)題。現(xiàn)階段我國(guó)中央空調(diào)能耗現(xiàn)狀概述我國(guó)現(xiàn)階段中央空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用中，更多的關(guān)注的是空調(diào)系統(tǒng)溫濕度控制效果及空氣品質(zhì)控制效果，往往忽略了空調(diào)系統(tǒng)的能耗情況。

三、中央空調(diào)節(jié)能環(huán)保技術(shù)

1、太陽(yáng)能空調(diào)

太陽(yáng)能是一種可持續(xù)利用的清潔能源。利用太陽(yáng)能供熱與制冷是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外新能源研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題。利用太陽(yáng)能真空集熱管與溴化鋰雙效吸收式制冷技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，形成夏季制冷、冬季供熱和全年生活熱水供應(yīng)的空調(diào)熱水機(jī)組，做到一機(jī)多用，從而可以顯著提高太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的利用率和經(jīng)濟(jì)性。

太陽(yáng)能空調(diào)熱水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：季節(jié)適應(yīng)性好。太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的制冷能力是隨著太陽(yáng)輻射能量的增加而增大的，這正好與夏季人們對(duì)空調(diào)的迫切要求相匹配；太陽(yáng)能吸收式空調(diào)熱水系統(tǒng)以不含氟氯烴化合物的溴化鋰為工作介質(zhì)，無(wú)臭、無(wú)毒，減少了溫室氣體的排放量，有利于環(huán)境保護(hù)。

2、變頻空調(diào)系統(tǒng)

變頻空調(diào)是指采用變頻原理得到可變化交流電源來(lái)控制壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而根據(jù)需要控制空調(diào)器的輸出能力。在中央空調(diào)系統(tǒng)中目前運(yùn)行使用的大部分空調(diào)輸送系統(tǒng)，大都按傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)運(yùn)行，即根據(jù)空調(diào)的最大負(fù)荷設(shè)計(jì)水系統(tǒng)和風(fēng)系統(tǒng)，而空調(diào)系統(tǒng)大部分時(shí)間處于部分負(fù)荷狀態(tài)，一般水系統(tǒng)通過(guò)閥門節(jié)流，風(fēng)系統(tǒng)通過(guò)再加熱等措施以適應(yīng)部分負(fù)荷運(yùn)行的需要，而采用此種調(diào)節(jié)方式能量浪費(fèi)嚴(yán)重。有資料統(tǒng)計(jì)表明，此類調(diào)節(jié)方式中，定速泵和風(fēng)機(jī)所耗電能有60％一70％消耗于調(diào)節(jié)閥、節(jié)流控制壓降等處，因此改變空調(diào)輸送系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)方式，節(jié)能潛力巨大，而變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展成熟，可將其應(yīng)用于空調(diào)輸送系統(tǒng)中，當(dāng)空調(diào)負(fù)荷下降時(shí)，通過(guò)變頻裝置調(diào)節(jié)水泵(風(fēng)機(jī))的轉(zhuǎn)速，從而減少水(風(fēng))量，節(jié)省電機(jī)的耗電量，達(dá)到節(jié)能目的。

3、智能控制技術(shù)

智能控制技術(shù)是自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展到高級(jí)階段的產(chǎn)物，融合了控制技術(shù)、信息技術(shù)和人工智能等多種技術(shù)，包括模糊控制技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等。對(duì)于現(xiàn)代空調(diào)日益復(fù)雜的系統(tǒng)，傳統(tǒng)控制技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)精確、可靠且有效的控制，智能控制技術(shù)因此應(yīng)運(yùn)而生。

（1）模糊控制技術(shù)

模糊控制是模糊數(shù)學(xué)、人工智能和計(jì)算機(jī)科學(xué)等多種學(xué)科相互滲透而產(chǎn)生的一種具有很強(qiáng)理論性的控制技術(shù)。模糊控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)是模糊集合論、模糊邏輯推理規(guī)則和模糊語(yǔ)言變量，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是其系統(tǒng)的主要實(shí)現(xiàn)形式，其核心為智能模糊語(yǔ)言控制器。這種控制系統(tǒng)具有智能性和自學(xué)習(xí)性，并且并不需要建立精確的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，適用于復(fù)雜的系統(tǒng)和過(guò)程。目前模糊控制已經(jīng)在中央空調(diào)的定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)和變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)中得到了應(yīng)用。

利用模糊控制技術(shù)對(duì)空調(diào)回風(fēng)溫度和濕度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，可以受到不錯(cuò)的節(jié)能效果。利用溫度傳感器將測(cè)得的回風(fēng)溫度信號(hào)輸入到模糊語(yǔ)言控制器中，并與給定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果自動(dòng)調(diào)節(jié)回水調(diào)節(jié)閥的開度，以實(shí)現(xiàn)控制冷凍水流量的目的，從而使室內(nèi)溫度穩(wěn)定在設(shè)定值。對(duì)于這個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，新風(fēng)溫度的變化是系統(tǒng)的一個(gè)干擾量，為了提高系統(tǒng)的控制精確性，可以將新風(fēng)溫度傳感器的信號(hào)作為一個(gè)反饋信號(hào)加入到系統(tǒng)中。采用模糊控制的回風(fēng)濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)與回風(fēng)溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)工作原理相類似。

（2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制融合了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論和系統(tǒng)控制理論，屬于智能控制的另一個(gè)分支。其原理是模擬人腦神經(jīng)系統(tǒng)的工作方式，以大量簡(jiǎn)單的處理單于相互連接，構(gòu)成一種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)可分為輸入層、隱含層、和輸出層。在中央空調(diào)的控制系統(tǒng)中，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)代替原來(lái)的控制器或辨識(shí)器，就構(gòu)成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。這種控制方式對(duì)于復(fù)雜的、不確定的系統(tǒng)具有良好的控制效果，整個(gè)控制系統(tǒng)可以獲得較高的穩(wěn)定性和動(dòng)靜態(tài)性能。并且對(duì)于變化的環(huán)境有著良好的適應(yīng)性?；谶@些優(yōu)秀的性能，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在中央空調(diào)的控制系統(tǒng)中也得到較多的應(yīng)用。

結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)的建筑施工中的中央空調(diào)的施工建設(shè)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足地發(fā)展，節(jié)能環(huán)保技術(shù)成為施工技術(shù)中控制的重點(diǎn)，同樣的現(xiàn)今我國(guó)的很多的施工建設(shè)都是和節(jié)能相關(guān)聯(lián)，我國(guó)的科學(xué)家也在不斷地研究和探索節(jié)能的新理念，相信我國(guó)的中央空調(diào)的建設(shè)施工會(huì)更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保這兩個(gè)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)