自動(dòng)控制分析精選(九篇)

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第1篇：自動(dòng)控制分析范文

[關(guān)鍵詞] ：空調(diào) 自動(dòng)控制系統(tǒng) 節(jié)能 溫度傳感器 濕度傳感器

空調(diào)的自動(dòng)控制系統(tǒng)即：某一特定空間內(nèi)的空氣環(huán)境狀態(tài)參數(shù)達(dá)到期望值的控制系統(tǒng)。主要被調(diào)參數(shù)是溫度和濕度，還有清潔度、壓力和成分等。空調(diào)設(shè)備耗能多，在滿足使用要求前提下，最大限度節(jié)能是多有空調(diào)控制系統(tǒng)的中心任務(wù)。主要節(jié)能優(yōu)化指標(biāo)是鑒別空調(diào)系統(tǒng)先進(jìn)性的主要標(biāo)志。

實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的自動(dòng)化，不僅可以提高調(diào)節(jié)質(zhì)量、降低冷、熱量的損耗、同時(shí)還可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、減少運(yùn)動(dòng)人員、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和技術(shù)管理水平。實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)化符合大多數(shù)人的要求，是利國(guó)利民的舉措。空調(diào)設(shè)備的特點(diǎn)是功率大，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，使用范圍廣。空調(diào)的能量消耗在發(fā)達(dá)國(guó)家的總能耗中占有相當(dāng)大比重，節(jié)能是設(shè)計(jì)空調(diào)控制系統(tǒng)時(shí)的一項(xiàng)主要指標(biāo)?？照{(diào)控制屬于過(guò)程控制。大多數(shù)空調(diào)控制系統(tǒng)為反饋控制系統(tǒng)。

1. 空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成

自動(dòng)控制是根據(jù)調(diào)節(jié)參數(shù)（也叫被調(diào)量，如室溫、 相對(duì)濕度等 ） 的實(shí)際值與給定值 （如設(shè)計(jì)要求的室內(nèi)基準(zhǔn)參數(shù) ） 的偏差 （偏差的產(chǎn)生是由于干擾所引起的 ） ， 用自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)控制各參數(shù)的偏差值， 使之處于允許的波動(dòng)范圍內(nèi)。

完善的空調(diào)控制系統(tǒng)由4個(gè)部分組成。

1.1空氣狀態(tài)參數(shù)的檢測(cè)

檢測(cè)系統(tǒng)由傳感器、變送器和顯示器組成。傳感器是檢測(cè)空氣狀態(tài)參數(shù)的主要環(huán)節(jié)。在空調(diào)控制系統(tǒng)中常用的傳感器有溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器等。傳感器的慣性和精度對(duì)空調(diào)控制系統(tǒng)的精度影響較大。空調(diào)系統(tǒng)屬于分布參數(shù)系統(tǒng)?？照{(diào)區(qū)內(nèi)各處的空氣狀態(tài)參數(shù)表現(xiàn)為一個(gè)分布場(chǎng)，它取決于氣流組織和負(fù)荷分布等因素。空調(diào)控制系統(tǒng)只能保證傳感器所處空間位置的空氣參數(shù)的控制精度。要使整個(gè)空調(diào)區(qū)內(nèi)取得良好的空調(diào)效果，還必須合理地選定傳感器的設(shè)置位置。

1.2空氣狀態(tài)參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)

自動(dòng)調(diào)節(jié)是空調(diào)控制的核心部分。多數(shù)空調(diào)系統(tǒng)的被調(diào)參數(shù)為溫度和濕度?？照{(diào)控制中溫度和濕度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的各個(gè)組成部件的功能與溫度控制系統(tǒng)中的同類部件相同。調(diào)節(jié)器多采用位式調(diào)節(jié)器或PID調(diào)節(jié)器，有些情況下也采用分程、反饋加前饋、串接等調(diào)節(jié)方式。在這種常規(guī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，兩個(gè)被調(diào)參數(shù)被分別控制，它們之間的耦合關(guān)系則被視為干擾，須在設(shè)計(jì)中加以考慮。

1.3空調(diào)工況的判斷及其自動(dòng)切換

空調(diào)的最優(yōu)工況（工作狀況）會(huì)隨建筑物外部的氣候條件和內(nèi)部的負(fù)荷狀況而漂移。通?？砂醇竟?jié)負(fù)荷事先繪制出建筑物空調(diào)的全年工況分區(qū)圖。在判斷工況時(shí)，由于量測(cè)精度的限制，工況分區(qū)內(nèi)會(huì)出現(xiàn)邊界重疊現(xiàn)象。當(dāng)工況自動(dòng)切換時(shí)，要保證系統(tǒng)穩(wěn)定，在邊界重疊區(qū)不出現(xiàn)“競(jìng)爭(zhēng)”和振蕩，轉(zhuǎn)換的時(shí)間間隔不能小于制冷機(jī)等設(shè)備所允許的最短啟、停時(shí)間。

1.4設(shè)備和建筑物的安全防護(hù)

為保證空調(diào)系統(tǒng)安全運(yùn)行，所有設(shè)備均設(shè)有專門的安全防護(hù)控制線路。例如只能在有風(fēng)時(shí)才接通電加熱器。當(dāng)建筑物出現(xiàn)火情時(shí)，防護(hù)裝置會(huì)自動(dòng)迅速切斷有關(guān)風(fēng)路或整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)，并啟動(dòng)相應(yīng)排煙風(fēng)機(jī)。

2. 空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)

在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，當(dāng)由于擾量破壞了調(diào)節(jié)對(duì)象的平衡時(shí)，經(jīng)調(diào)節(jié)作用使調(diào)節(jié)對(duì)象過(guò)渡到新的平衡狀態(tài)。從一個(gè)舊的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)入一個(gè)新的平衡狀態(tài)所經(jīng)歷的過(guò)程， 叫做過(guò)渡過(guò)程。對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求是能在較短的時(shí)間內(nèi)， 使調(diào)節(jié)參數(shù)達(dá)到新的平衡。此外， 還有以下調(diào)節(jié)質(zhì)量的指標(biāo)：

2.1 靜差： 自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)消除擾量后， 從原來(lái)的平衡狀態(tài)過(guò)渡到新的平衡狀態(tài)時(shí)，調(diào)節(jié)參數(shù)的新穩(wěn)定值對(duì)原來(lái)給定值之偏差。

2.2 動(dòng)態(tài)偏差： 在過(guò)渡過(guò)程中， 調(diào)節(jié)參數(shù)對(duì)新的穩(wěn)定值的最大偏差值。

2.3 調(diào)節(jié)時(shí)間： 自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)從原來(lái)的平衡狀態(tài)過(guò)渡到新的平衡狀態(tài)時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間。

3.空調(diào)自動(dòng)控制中常用的傳感器

3.1溫度傳感器

溫度傳感器（temperature transducer）是指能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器。溫度傳感器是溫度測(cè)量?jī)x表的核心部分，品種繁多。按測(cè)量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類，按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。主要有熱電阻溫度傳感器、熱電偶溫度傳感器、壓力式溫度傳感器、雙金屬片溫度傳感器以及電接點(diǎn)水銀溫度傳感器等。

熱電阻溫度傳感器 ： 是利用金屬或半導(dǎo)體材料的電阻隨其溫度變化的特性來(lái)測(cè)量溫度的， 又分為金屬熱電阻溫度傳感器和半導(dǎo)體熱敏電阻傳感器兩種。熱電偶溫度傳感器。 將兩種不同的導(dǎo)體（ 或半導(dǎo)體） 分別彎

成半環(huán)形， 并將其兩端連接起來(lái)， 當(dāng)其兩端接點(diǎn)存在溫差時(shí)， 在這個(gè)環(huán)路中便產(chǎn)生了熱電勢(shì)， 利用這個(gè)原理制成的測(cè)溫元件稱為熱電偶溫度傳感器。

壓力式溫度傳感器： 利用溫度變化時(shí)氣體、液體會(huì)產(chǎn)生膨脹、收縮的原理， 并將膨脹、收縮時(shí)發(fā)生的壓力變化傳送到受壓部件， 從而產(chǎn)生形變位移， 利用這個(gè)原理制成的測(cè)溫元件稱為壓力式溫度傳感器。雙金屬片溫度計(jì)。 兩片熱膨脹系數(shù)不同的金屬薄片貼合在一體而構(gòu)成雙金屬片。 由于溫度變化時(shí)兩種金屬的熱膨脹系數(shù)不同而使雙金屬片產(chǎn)生機(jī)械熱變形， 利用這個(gè)原理， 將溫度變化為位移來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量。

電接點(diǎn)水銀溫度傳感器： 它有可調(diào)和不可調(diào)兩種 ， 可調(diào)式比較常用。這種溫度傳感器的作用是通過(guò)其上部永久磁鐵調(diào)節(jié)帽，來(lái)調(diào)整參數(shù)的給定值。 當(dāng)房間溫度升高時(shí)， 水銀溫包受熱， 水銀柱上升與金屬絲接觸從而形成通路； 當(dāng)房間溫度降低時(shí)， 水銀柱下降與金屬絲斷開(kāi)， 通路隔斷。

3.2濕度傳感器

濕度傳感器主要有干濕球濕度傳感器、氯化鋰電阻濕度傳感、氯化鋰露點(diǎn)濕度傳感器及電容式濕度傳感器等。

干濕球濕度傳感器是利用干濕球溫差效應(yīng)原理制成的測(cè)濕傳感器。 相對(duì)濕度越大， 干濕球溫差越??； 反之， 相對(duì)濕度越小，干濕球溫差越大。

氯化鋰電阻濕度傳感器： 氯化鋰的含濕量與所在空氣的相對(duì)濕度有關(guān)， 而含濕量的大小又影響本身的電阻。

氯化鋰露點(diǎn)濕度傳感器：它并不直接測(cè)量相對(duì)濕度， 而是測(cè)量與空氣露點(diǎn)溫度有一定函數(shù)關(guān)系的平衡溫度， 通過(guò)平衡溫度來(lái)計(jì)算露點(diǎn)溫度， 然后， 根據(jù)空氣干濕球溫度和露點(diǎn)溫度求出空氣的相對(duì)濕度。

電容式濕度傳感器：基本結(jié)構(gòu)是一層非常薄的感濕聚合物電介質(zhì)薄膜， 夾在兩電極之間作為電介質(zhì)， 構(gòu)成一平板電容器 。聚合物薄膜吸濕和放濕程度隨著周圍空氣相對(duì)濕度的變化而變化， 因而其電容量是周圍空氣相對(duì)濕度的函數(shù)， 利用這種原理制成了電容式濕度傳感器。

4.結(jié)語(yǔ)

70年代以來(lái)，由于微型計(jì)算機(jī)的普及，電子計(jì)算機(jī)開(kāi)始用作空調(diào)控制的核心部件。直接數(shù)字控制技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。空調(diào)設(shè)備和控制系統(tǒng)一體化成為空調(diào)控制技術(shù)更新的重要方向。由多臺(tái)計(jì)算機(jī)組成的分級(jí)分布式空調(diào)控制系統(tǒng)開(kāi)始用于大型多功能建筑物或建筑群。80年代，隨著節(jié)能問(wèn)題的日益突出，在滿足使用要求前提下，以冷量、熱量和電量消耗最少為目標(biāo)的空調(diào)控制優(yōu)化軟件的開(kāi)發(fā)受到廣泛重視?？照{(diào)關(guān)乎人們?nèi)粘Ｗ罨镜纳?，空調(diào)自動(dòng)控制的迅速發(fā)展是人們所期盼的，加快空調(diào)的改進(jìn)是利國(guó)利民的措施。

參考文獻(xiàn)：

[1].M.萊瑟曼著，張瑞武譯：《供熱與空調(diào)自動(dòng)控制理論及應(yīng)用》，清華大學(xué)出版社，北京，1985。

[2]潘云鋼：我國(guó)暖通空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展 ，暖通空調(diào)，2012

[3].趙玉濤，集中式空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)的分析， 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品 2011

[4]鄭愛(ài)國(guó)，空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)控制，山西建筑 ，2002

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第2篇：自動(dòng)控制分析范文

【關(guān)鍵詞】 PCL 電氣自動(dòng)控制 應(yīng)用

一、前言

在過(guò)去，傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)在運(yùn)作的過(guò)程中漏洞非常多，難以適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)各行各業(yè)的應(yīng)用需求。在信息社會(huì)下，人們?cè)絹?lái)越重視時(shí)效性與成本，因此PLC自動(dòng)控制技術(shù)以其獨(dú)到優(yōu)勢(shì)在電氣工程領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用成為必然。PLC自動(dòng)控制技術(shù)能夠有效地融入現(xiàn)代電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中，從而提升我國(guó)的電氣工程技術(shù)水平。其在應(yīng)用過(guò)程中最大的優(yōu)勢(shì)在于其能夠提升整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作效率，這是傳統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)所無(wú)法比擬的。在提升效率的同時(shí)，其能夠降低企業(yè)在系統(tǒng)安裝、調(diào)試、維修與養(yǎng)護(hù)方面所投入的成本，這對(duì)于企業(yè)有著重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值?；赑LC自動(dòng)控制技術(shù)的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，我國(guó)電氣工程行業(yè)在未來(lái)才有可能得到更長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。

二、電氣自動(dòng)控制中的PLC自動(dòng)控制技術(shù)

在當(dāng)前，我國(guó)PLC自動(dòng)控制技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域的應(yīng)用日益純熟，技術(shù)水平不斷提升，具體表現(xiàn)在該技術(shù)在工業(yè)電子自動(dòng)控制領(lǐng)域的開(kāi)關(guān)量作業(yè)方面，比如說(shuō)，工業(yè)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)在運(yùn)作的過(guò)程中，其開(kāi)關(guān)量需依賴大量的量化信號(hào)，這些信號(hào)在穩(wěn)定的傳輸下才能夠?qū)崿F(xiàn)操作目標(biāo)，工業(yè)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)要想實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)需要可靠的控制力，要滿足信號(hào)的穩(wěn)定性。在PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用下，電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制力能夠提升，從而取保傳輸信號(hào)的穩(wěn)定性，完成指令操作，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)需求。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在PLC自動(dòng)控制技術(shù)的作用下，這個(gè)控制系統(tǒng)能夠提升信號(hào)的穩(wěn)定性，加強(qiáng)開(kāi)關(guān)控制的準(zhǔn)確性。再者，該技術(shù)的應(yīng)用，便對(duì)工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)隨時(shí)掌控整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程，并針對(duì)實(shí)際需要及時(shí)調(diào)整。在PLC自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用下，整個(gè)生產(chǎn)流程的自動(dòng)控制能力得以提升，工作人員亦可以根據(jù)生產(chǎn)要求，借助于PLC自動(dòng)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)某一流程的獨(dú)立控制。比如說(shuō)，工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)可以在其電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中融入PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，在這種情況下，企業(yè)能夠根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要隨時(shí)干預(yù)和調(diào)整各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。除此之外，PLC自動(dòng)控制技術(shù)能夠全面提升整個(gè)系統(tǒng)的性能，是其更具發(fā)展?jié)摿?。這是因?yàn)镻LC自動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)能夠?qū)⒆陨韮?yōu)勢(shì)融入到整個(gè)系統(tǒng)中，有效地推動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)向集成化、智能化與網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。同時(shí)，借助于現(xiàn)代信息技術(shù)，整個(gè)系統(tǒng)可以與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理，全面提升系統(tǒng)效率，為企業(yè)節(jié)約大量的人力與財(cái)力成本，這對(duì)于電氣工程行業(yè)的發(fā)展有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

三、PLC自動(dòng)控制技術(shù)在電氣自動(dòng)控制中的應(yīng)用

1、交通領(lǐng)域。在當(dāng)前的交通領(lǐng)域，電氣自動(dòng)控制技術(shù)被應(yīng)用的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈的管控，從而確保道路順暢，行人與車輛都能夠遵循交通規(guī)則。在該系統(tǒng)下，有效地融合PLC自動(dòng)控制技術(shù)能夠使得整個(gè)控制過(guò)程趨于精細(xì)化。在實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，PLC自動(dòng)控制技術(shù)借助邏輯控制和編程來(lái)控制信號(hào)燈，實(shí)現(xiàn)交通指揮。同時(shí)，借助于PLC自動(dòng)控制技術(shù)，整個(gè)電氣自動(dòng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)總線控制效果，這是以往交通領(lǐng)域的電氣自動(dòng)系統(tǒng)所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。比如說(shuō)，借助監(jiān)控設(shè)備，電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠便利收集各個(gè)路面的信息，包括道路堵塞等情況。這些信息借助于計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以快速傳遞給交通部門。在監(jiān)控設(shè)備與信息傳遞之間，PLC自動(dòng)控制技術(shù)將兩者有效地銜接在一起，不需要控制臺(tái)上人為操作，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)信息收集與傳遞。隨著PLC自動(dòng)控制技術(shù)融入到交通領(lǐng)域的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中，交通事故發(fā)生率顯著下降，整個(gè)道路狀況也得到有效改善，真正意義上實(shí)現(xiàn)交通路面的全面掌控。

2、數(shù)控領(lǐng)域。在當(dāng)前，數(shù)控領(lǐng)域是電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要應(yīng)用方面。在該領(lǐng)域下，引入融合PLC自動(dòng)控制技術(shù)可以有效地提升數(shù)控準(zhǔn)確度。比如說(shuō)，在該領(lǐng)域下，電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)可以依據(jù)PLC編程的方式來(lái)操控?cái)?shù)控機(jī)床運(yùn)作。其可以精確控制每一項(xiàng)數(shù)控工藝參數(shù)，確保整個(gè)機(jī)床始終在既定的要求下完成標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)作。由此可見(jiàn)，PLC技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用下可以提升整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的準(zhǔn)確性，降低原系統(tǒng)下的誤差率，提升產(chǎn)品的質(zhì)量水平，提高整個(gè)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)企業(yè)生存與發(fā)展有著重要意義。目前，在具體應(yīng)用中，PLC自動(dòng)控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)性能開(kāi)始逐步顯現(xiàn)，其在具體的生產(chǎn)過(guò)程中，不僅僅能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供控制程序，還能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供可編輯的機(jī)會(huì)。因此，數(shù)控領(lǐng)域下，企業(yè)應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要來(lái)選擇合適的融入PLC自動(dòng)控制技術(shù)的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，從而全面提升其產(chǎn)品的質(zhì)量水平。

四、結(jié)語(yǔ)

PLC自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)于電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)具有多方面的益處，其不僅僅能夠強(qiáng)化系統(tǒng)的整體功能，還能夠提升系統(tǒng)的控制能力與準(zhǔn)確度，從而使得電氣自動(dòng)化系統(tǒng)能夠被應(yīng)用到各行各業(yè)中，滿足不同的需求。

參 考 文 獻(xiàn)

第3篇：自動(dòng)控制分析范文

論文摘要： 對(duì)當(dāng)前自動(dòng)控制理論實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行分析，提出教學(xué)方法和教學(xué)儀器的改革措施。通過(guò)開(kāi)設(shè)新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和研制新的教學(xué)儀器，使學(xué)生更好地完成自動(dòng)控制理論實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)任務(wù)，提高學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力。

“自動(dòng)控制理論”課程是研究自動(dòng)控制系統(tǒng)的共同規(guī)律，為自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析和綜合提供基本理論和基本方法的一門專業(yè)基礎(chǔ)課[1]。該課程是一門重要的測(cè)控類專業(yè)的基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的理論性，與前續(xù)課程聯(lián)系緊密，知識(shí)面廣，學(xué)生不易理解掌握[2-3]。學(xué)好這門課程不僅可以為后續(xù)專業(yè)課的掌握打下良好的理論基礎(chǔ)，而且能在今后從事專業(yè)工作時(shí)，直接運(yùn)用它去分析和解決實(shí)際技術(shù)問(wèn)題。對(duì)于工程實(shí)踐具有重要的指導(dǎo)作用，受到人們的廣泛重視。在本課程的教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)理論知識(shí)的理解、掌握、鞏固具有重要的作用。

1 當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足

長(zhǎng)期以來(lái)，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)被一種固定的模式所束縛，教學(xué)內(nèi)容陳舊，教學(xué)方法呆板，在一定程度上限制了學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，難以激發(fā)他們獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的興趣和激情，沒(méi)有體驗(yàn)過(guò)從失敗中自己尋找成功之路的經(jīng)歷，抑制了學(xué)生個(gè)性的發(fā)展，這樣不利于對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[4]。

1.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容固定

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)主要是按章節(jié)進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)儀器功能固定，實(shí)驗(yàn)只能按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)設(shè)計(jì)好的步驟進(jìn)行， 學(xué)生被束縛在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中，對(duì)出現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題缺少系統(tǒng)、多角度的分析，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1.2 實(shí)驗(yàn)時(shí)間限制

一般的實(shí)驗(yàn)都要求在實(shí)驗(yàn)室2個(gè)學(xué)時(shí)內(nèi)完成，學(xué)生很難全面深入地把握實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容和方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)的目的、實(shí)驗(yàn)原理無(wú)法理性地理解，更別提實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)故障的排解分析，限制了學(xué)生的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新，不利于鍛煉學(xué)生的綜合能力。

1.3 實(shí)驗(yàn)儀器制約

實(shí)驗(yàn)儀器過(guò)于固化，儀器設(shè)置上未給學(xué)生留下設(shè)計(jì)性和探究問(wèn)題的空間。儀器組成以理論驗(yàn)證為主，缺少實(shí)際控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，特別是反饋部分的傳感部分，更不具備跟隨學(xué)科發(fā)展而開(kāi)拓新實(shí)驗(yàn)的延伸性。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法落后

實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平和內(nèi)容更多地滿足于基礎(chǔ)性實(shí)踐環(huán)節(jié)，缺乏系統(tǒng)的綜合性、設(shè)計(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，以及缺少在利用多種現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)手段、方法和工具對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的結(jié)果和現(xiàn)象進(jìn)行深入分析研究方面對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程主要完成連線操作、數(shù)據(jù)記錄等簡(jiǎn)單的工作。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)

針對(duì)目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，摒棄以往按部就班完成指定實(shí)驗(yàn)步驟操作驗(yàn)證形式，按照學(xué)生對(duì)科學(xué)的自然認(rèn)知進(jìn)度設(shè)置靈活變換的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)置按多層次，從簡(jiǎn)到難，逐步引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)，逐步走向從問(wèn)題出發(fā)的探究、創(chuàng)新。同時(shí)，研究新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器，開(kāi)發(fā)配套軟件，保證實(shí)驗(yàn)硬件滿足新環(huán)境下的要求。結(jié)合靈活的教學(xué)儀器改變教學(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生動(dòng)手的積極性，引導(dǎo)其創(chuàng)新。

2.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置

開(kāi)設(shè)不同層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，既要滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的驗(yàn)證、演示等基本功能，又要激發(fā)學(xué)生的興趣。

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：根據(jù)給定實(shí)驗(yàn)任務(wù)、方案和步驟，選擇并完成一定數(shù)量基本實(shí)驗(yàn)；同時(shí)，通過(guò)調(diào)整實(shí)驗(yàn)參數(shù)得到不同結(jié)果，增加思考空間。

綜合實(shí)驗(yàn)：將各個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合在一起，各課程之間關(guān)聯(lián)內(nèi)容綜合。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：以任務(wù)的形式，給定實(shí)驗(yàn)題目，允許學(xué)生按照自己思路選擇設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)和研究的方法。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)：自行命題實(shí)驗(yàn)，將學(xué)生的構(gòu)想通過(guò)儀器現(xiàn)有功能模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，在探究式學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

2.2 實(shí)驗(yàn)儀器的改進(jìn)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的要求，開(kāi)發(fā)適合本專業(yè)的教學(xué)儀器。儀器具有控制系統(tǒng)需要驗(yàn)證的各種典型環(huán)節(jié)模塊、信號(hào)發(fā)生器模塊等基本功能，還結(jié)合工程實(shí)際將傳感器引入反饋環(huán)節(jié)，增加執(zhí)行器件，構(gòu)成完整的閉環(huán)系統(tǒng)。避免教學(xué)儀器箱只能完成信號(hào)源作為激勵(lì)，控制環(huán)節(jié)構(gòu)成系統(tǒng)的不足。同時(shí)，儀器上的控制效果通過(guò)便于觀看的形式展示出來(lái)，讓控制過(guò)程可視化。儀器要預(yù)留出擴(kuò)展接口，便于在實(shí)驗(yàn)中添加新的模塊。儀器在結(jié)合計(jì)算機(jī)完成實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，又能獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)配套軟件要能對(duì)硬件平臺(tái)對(duì)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行仿真和虛擬實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可以根據(jù)測(cè)試參量的不同選擇相應(yīng)的傳感器，完成非電量到電量的轉(zhuǎn)換，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，結(jié)合控制理論完成創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法的轉(zhuǎn)變

1）以學(xué)生為主體，開(kāi)辟新知識(shí)領(lǐng)域，重視實(shí)踐能力的鍛煉；2）培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力；3）科學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)上，建立系統(tǒng)、科學(xué)且開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，注重課程之間縱向和橫向的聯(lián)系。

結(jié)合開(kāi)發(fā)的教學(xué)儀器，在實(shí)驗(yàn)方法上除了基本的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，其他實(shí)驗(yàn)按任務(wù)的形式給出，不對(duì)學(xué)生做過(guò)多的限制，留出學(xué)生思考、動(dòng)手、創(chuàng)新的空間。充分利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算、分析功能以及儀器配套軟件（采用數(shù)學(xué)工具M(jìn)ATLAB編寫(xiě)的程序）在實(shí)驗(yàn)前完成必要的仿真分析，讓實(shí)驗(yàn)有的放矢，理論指導(dǎo)實(shí)踐。實(shí)驗(yàn)既做到軟硬精密結(jié)合，又能相互獨(dú)立，兩者相輔相成。克服當(dāng)前實(shí)驗(yàn)中儀器平臺(tái)不能脫離計(jì)算機(jī)，配套軟件不能獨(dú)立工作，學(xué)生只能在實(shí)驗(yàn)課中有限的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)的不足，讓實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通過(guò)軟件可以在任意計(jì)算機(jī)上完成。

3 總結(jié)

對(duì)當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析和總結(jié)，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法3個(gè)方面提出改進(jìn)方法。自動(dòng)控制理論來(lái)源于實(shí)踐，反過(guò)來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐[5]。結(jié)合當(dāng)前人才培養(yǎng)的趨勢(shì)，理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生實(shí)踐能力，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題進(jìn)而培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)

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第4篇：自動(dòng)控制分析范文

關(guān)鍵詞：地鐵信號(hào)系統(tǒng)；自動(dòng)控制功能；安全措施

中圖分類號(hào)：C35文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

地鐵的安全運(yùn)行非常重要，事關(guān)乘客的安全。因此，需要采用相應(yīng)的安全性技術(shù)。而在地鐵信號(hào)系統(tǒng)中，安全性技術(shù)的良好應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)地鐵的安全運(yùn)行。

一、地鐵信號(hào)系統(tǒng)安全性的預(yù)防原則

地鐵作為當(dāng)今大多數(shù)發(fā)達(dá)城市的主要交通工具，其交通速度性、便捷性等都是城市公交所無(wú)法比擬的，地鐵系統(tǒng)的運(yùn)行主要通過(guò)信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行全面的控制。然而，在當(dāng)今地鐵信號(hào)系統(tǒng)中，對(duì)安全性卻存在很多的影響因素，對(duì)此，必須加強(qiáng)對(duì)地鐵信號(hào)系統(tǒng)安全性實(shí)施預(yù)防措施，要根據(jù)地鐵信號(hào)系統(tǒng)的運(yùn)行形式制定相應(yīng)的預(yù)防原則。首先，要清楚的認(rèn)識(shí)到地鐵信號(hào)系統(tǒng)的運(yùn)行核心在哪，安全性貴為地鐵信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)行的核心，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要做全面做好系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)，尤其是在研發(fā)的過(guò)程中，要充分考慮到實(shí)際環(huán)境對(duì)地鐵信號(hào)系統(tǒng)造成的影響，同時(shí)要對(duì)理論性依據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，保證地鐵信號(hào)系統(tǒng)的安全性。其次，要對(duì)地鐵信號(hào)系統(tǒng)的安全性進(jìn)行有效的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，要對(duì)信號(hào)系統(tǒng)中設(shè)備的安裝、調(diào)試、驗(yàn)收等環(huán)節(jié)進(jìn)行全面的評(píng)估，將風(fēng)險(xiǎn)因素排除，進(jìn)一步提高地鐵信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。地鐵信號(hào)系統(tǒng)的安全性不僅要在設(shè)計(jì)中做好相應(yīng)的保障工作，同時(shí)在施工、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)等都要做好相應(yīng)的監(jiān)督工作，一方面要提高地鐵環(huán)境下使用設(shè)備的壽命，另一方面要全面保證地鐵信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)解決，必要的時(shí)候要更換設(shè)備或改進(jìn)系統(tǒng)。

而、地鐵信號(hào)系統(tǒng)自動(dòng)控制基本功能

（一）列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)（ATS）的功能

ATS子系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)列車運(yùn)行的情況進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控，有以下基本功能：（1）列車識(shí)別功能。ATS人機(jī)界面的軌道顯示列車識(shí)別號(hào)信息，包括列車車次號(hào)及列車運(yùn)行方向，中央ATS可以自動(dòng)生成列車識(shí)別號(hào)，由專業(yè)人士進(jìn)行修改，或由列車向ATS 發(fā)送此類信息。（2）列車追蹤功能。ATS子系統(tǒng)根據(jù)列車位置、操作員請(qǐng)求及列車調(diào)整請(qǐng)求來(lái)完成列車的創(chuàng)建、刪除及移動(dòng)操作。（3）自動(dòng)排路功能。ATS列車調(diào)整子系統(tǒng)提供自動(dòng)列車進(jìn)路，利用列車時(shí)刻表中的列車目的地號(hào)來(lái)自動(dòng)排列列車進(jìn)路，列車根據(jù)目的地號(hào)自動(dòng)沿著線路運(yùn)行，根據(jù)目的地號(hào)信息自動(dòng)開(kāi)放進(jìn)路、停站以及在停靠站開(kāi)/關(guān)車門。（4）列車自動(dòng)調(diào)整功能。正常運(yùn)營(yíng)模式下，時(shí)刻表調(diào)整能夠自動(dòng)控制列車運(yùn)行，將列車與時(shí)刻表（由運(yùn)營(yíng)管理者編制）之間的偏差降至最低。（5）列車運(yùn)營(yíng)時(shí)刻表管理功能。行車管理人員通過(guò)時(shí)刻表編輯軟件離線編制多個(gè)列車運(yùn)營(yíng)時(shí)刻表，同時(shí)ATS 提供在時(shí)刻表中增加車次、延長(zhǎng)列車營(yíng)運(yùn)時(shí)間等在線調(diào)整功能。

（二）列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)（ATP）的功能

ATP 子系統(tǒng)控制列車在安全條件下行駛，主要包括以下基本功能：（1）列車定位功能。通過(guò)列車提供的速度、距離以及線路等方面信息，確定列車安全位置及非安全位置，ATP 系統(tǒng)利用安全位置對(duì)列車進(jìn)行安全防護(hù)。（2）列車追蹤功能。該功能提供數(shù)據(jù)以保持安全的列車間隔，ATP子系統(tǒng)根據(jù)列車位置報(bào)告、道岔位置構(gòu)建追蹤占用地圖，通過(guò)非安全位置和位置及其不確定性計(jì)算安全的列車兩端位置。（3）列車移動(dòng)授權(quán)功能。在車載控制器運(yùn)行良好的情況下，利用ATP限制固定數(shù)據(jù)和ATP 可變限制數(shù)據(jù)計(jì)算 ATP 運(yùn)行曲線，此時(shí)系統(tǒng)將移動(dòng)授權(quán)限定在前方列車尾部后面的安全間隔外方停車點(diǎn)。（4）速度監(jiān)督校正功能。車載控制器對(duì)速度傳感器和加速計(jì)輸入的速度數(shù)據(jù)一致性進(jìn)行監(jiān)控，記錄檢測(cè)到的速度或速度傳感器非常規(guī)變化信息。（5）停車位置保證功能。停車保證通過(guò)比較移動(dòng)授權(quán)和當(dāng)前列車位置和速度進(jìn)行判斷，系統(tǒng)接收到進(jìn)路取消請(qǐng)求后，將延遲一段時(shí)間用以保證列車制動(dòng)停車需要。（6）溜車防護(hù)功能。車在站臺(tái)區(qū)域停車時(shí)，車載控制器須確保列車處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果系統(tǒng)檢測(cè)到列車在沒(méi)有命令的情況下有了物理位置的移動(dòng)，車載控制器將實(shí)施緊急制動(dòng)。

（三）列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)（ATO）的功能

ATO子系統(tǒng)控制列車自動(dòng)運(yùn)行。它在 ATP 系統(tǒng)的保護(hù)下，根據(jù)ATS發(fā)送的指令實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行的自動(dòng)駕駛、自動(dòng)調(diào)整速度和控制車門，主要包括以下基本功能：（1）自動(dòng)運(yùn)行功能。ATO子系統(tǒng)控制列車按運(yùn)行圖規(guī)定的區(qū)間走行時(shí)分行車，自動(dòng)完成列車啟動(dòng)、加速、巡航、惰行、減速和停車的合理控制。（2）列車精確停車控制功能。在 ATP 防護(hù)下，通過(guò)車地通信設(shè)備和軌旁設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)列車精確停車控制。（3）在線列車監(jiān)控功能。ATO車載控制器將列車運(yùn)行的有關(guān)信息傳遞至ATS子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn) ATS子系統(tǒng)對(duì)在線列車實(shí)時(shí)監(jiān)控。（4）節(jié)能舒適調(diào)節(jié)功能。ATS 子系統(tǒng)根據(jù)高峰和非高峰運(yùn)營(yíng)時(shí)段的列車運(yùn)營(yíng)情況，通過(guò)ATO系統(tǒng)實(shí)施不同的節(jié)能運(yùn)行方案，在不降低服務(wù)質(zhì)量的前提下，采用適宜的速度曲線控制列車運(yùn)行和保證乘客的舒適度。

二、安全防護(hù)措施

針對(duì)信息傳輸過(guò)程中系統(tǒng)的安全要求以及干擾主要來(lái)源，結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行狀況提出了以下解決方案。

（一）防范PIS系統(tǒng)安全干擾

主要的防范措施有兩種，一種是通過(guò)頻點(diǎn)隔離予以解決，另一種則是通過(guò)補(bǔ)空的方式進(jìn)行解決。前者是通過(guò)對(duì)二者的輸出頻率進(jìn)行分離的方式，但是會(huì)在一定程度上由于帶寬的減少對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率造成影響。而后者是針對(duì)PIS系統(tǒng)的，從理論上該種方式可行性較高，但由于PIS實(shí)際上分屬的供貨商不同，因此實(shí)施起來(lái)較大。但是可以通過(guò)令信號(hào)系統(tǒng)采用 5.8Hz頻段，PIS系統(tǒng)采用2.4Hz頻段的方式徹底解決沖突以及干擾。

（二）無(wú)線攻擊及非法接入的防御

雖然由于無(wú)線局域網(wǎng)采用公共的電磁波作為載體，任何人都有條件竊聽(tīng)或干擾信息，但通過(guò)以下相應(yīng)手段，依然可以減弱或是消除非法的接入和攻擊。采用禁用服務(wù)集標(biāo)志（SSID）廣播功能，以此可減小惡意用戶侵入 AP的可能性；設(shè)置媒體接入子層（MAC）的允許接入用戶列表以防止非法用戶接入網(wǎng)絡(luò)；使用2層或更高層的交換機(jī)，把網(wǎng)絡(luò)分成小的區(qū)段來(lái)減少惡意用戶通過(guò)連接上集線器而侵入網(wǎng)絡(luò)并監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的可能性；采用動(dòng)態(tài)刷新密碼，減少密碼被破獲的可能性；在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)部分設(shè)置入侵檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)可疑情況和非法侵入等行為；設(shè)置防火墻以阻止非法用戶接入網(wǎng)絡(luò)。

（三）自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)采取的安全措施

為了避免地鐵通信系統(tǒng)的故障對(duì)列車的正常運(yùn)行造成影響，應(yīng)在地鐵車站列車的自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備以及控制設(shè)備中心之間的自動(dòng)監(jiān)控主機(jī)上設(shè)置雙通道構(gòu)成系統(tǒng)或環(huán)路構(gòu)成系統(tǒng)，這樣可以進(jìn)一步保障地鐵通信故障下列車運(yùn)行的安全性；在地鐵信號(hào)系統(tǒng)故障時(shí)，調(diào)度員應(yīng)做好對(duì)列車的調(diào)度工作，避免受到故障的影響；如果地鐵通信系統(tǒng)故障導(dǎo)致列車與實(shí)際運(yùn)行線路出現(xiàn)較小的偏差時(shí)，要通過(guò)應(yīng)急系統(tǒng)對(duì)其偏差及時(shí)矯正，如，運(yùn)行時(shí)間、停站時(shí)間等，如果偏差較大時(shí)，調(diào)度人員應(yīng)及時(shí)對(duì)其運(yùn)行列車的區(qū)間列車進(jìn)行調(diào)度，同樣要通過(guò)運(yùn)行時(shí)間、停站時(shí)間來(lái)進(jìn)行調(diào)整。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著通信技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，單一線路的 ATS 控制系統(tǒng)將向集成化程度更高的城市綜合軌道交通控制系統(tǒng)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)軌道交通網(wǎng)絡(luò)綜合監(jiān)控。

參考文獻(xiàn)：

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第5篇：自動(dòng)控制分析范文

關(guān)鍵詞：控壓鉆井 過(guò)程控制 自控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)構(gòu)架 控制算法 優(yōu)選方案

自動(dòng)控制技術(shù)是控壓鉆井的主要特色和核心技術(shù)之一，是控壓鉆井工程施工成功的關(guān)鍵。因此如何針對(duì)其工藝需求，構(gòu)建一個(gè)高效、合理、經(jīng)濟(jì)的控壓鉆井自控系統(tǒng)就成為其系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首要任務(wù)，而完成該任務(wù)就必須從自控系統(tǒng)的構(gòu)架（即硬件系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)）和核心算法（即軟件系統(tǒng)控制算法）兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)入手，為此就有必要對(duì)現(xiàn)有的工業(yè)過(guò)程控制產(chǎn)品和技術(shù)進(jìn)行如下簡(jiǎn)要的分析和評(píng)估。

一、工業(yè)過(guò)程控制常用構(gòu)架及算法簡(jiǎn)介

1.常用構(gòu)架及算法簡(jiǎn)介

過(guò)程控制技術(shù)隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展而不斷進(jìn)步，先后出現(xiàn)以下幾種相對(duì)獨(dú)立的構(gòu)架類型：主要包括：DCS、PLC及兼顧DCS和PLC優(yōu)勢(shì)的PAC控制系統(tǒng)（ProgrammableAutomationController）。

2.系統(tǒng)構(gòu)架與控制算法常見(jiàn)配置

系統(tǒng)構(gòu)架與控制算法是相輔相成存在的，只有合理的進(jìn)行搭配才能規(guī)范結(jié)構(gòu)、有效地控制成本、提高效率及穩(wěn)定運(yùn)行。常用匹配方式如下表所示：

二、國(guó)外成熟控壓鉆井自控系統(tǒng)分析

國(guó)外對(duì)控壓鉆井的研究比較早，并形成現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)能力的主要威得福公司的SecureDrilling系統(tǒng)、哈里伯頓公司的GeoBalance鉆井系統(tǒng)、斯倫貝謝公司的@Balance鉆井系統(tǒng)等[5，6]，其控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及組成各不相同，通過(guò)下表來(lái)對(duì)比分析一下：

從上表可以看出，哈里伯頓與斯倫貝謝的控壓鉆井功能基本相同，但是由于其系統(tǒng)構(gòu)架及核心算法的不同，導(dǎo)致其研發(fā)難度、設(shè)備成本及控制效果精度各有不同。威德福公司SecureDrilling系統(tǒng)在功能上具有明顯的優(yōu)勢(shì)，特別是由于應(yīng)用了先進(jìn)的系統(tǒng)構(gòu)架及智能控制算法使得其兼顧了設(shè)備成本和控制精度的要求，因此取得較好的應(yīng)用效果。

三、國(guó)內(nèi)控壓鉆井自控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)對(duì)控壓鉆井的研究起步較晚，在參考國(guó)外先進(jìn)設(shè)備的基礎(chǔ)上，通過(guò)不懈的努力在設(shè)備產(chǎn)業(yè)化方面[1，2]，根據(jù)報(bào)道主要見(jiàn)下表：

從上表可以看出目前國(guó)內(nèi)控壓鉆井系統(tǒng)其功能類似于哈里伯頓，雖都取得了較好效果，但與威德福的系統(tǒng)相比，在能力及使用范圍還有一定的差距，其主要原因之一就是其自控系統(tǒng)的構(gòu)架及核心算法上存在差距，因此應(yīng)首先分析一下控壓鉆井工藝對(duì)自控系統(tǒng)的需求。

四、控壓鉆井自控系統(tǒng)需求分析

1.控壓鉆井自控系統(tǒng)構(gòu)架需求

控壓鉆井是一種高危險(xiǎn)、高成本的惡劣環(huán)境的野外作業(yè)，其工作場(chǎng)地極其有限（特別是海上）因此對(duì)其自控設(shè)備的提出以下要求：

高度集成化且能滿足應(yīng)惡劣野外施工環(huán)境要求

高性能、高速度（必須滿足復(fù)雜過(guò)程智能控制算法計(jì)算及數(shù)據(jù)處理的要求）

通過(guò)以上對(duì)工業(yè)過(guò)程控制常用構(gòu)架的分析可見(jiàn)PAC構(gòu)架可較好滿足上述需求。

2.控壓鉆井自控系統(tǒng)核心算法需求

2.1被控對(duì)象分析

核心算法優(yōu)選是自控系統(tǒng)針對(duì)工藝控制需求而制定的，控壓鉆井工藝控制物理量主要有立壓、套壓、流量，下面從其形成原理、測(cè)量手段、與執(zhí)行器（節(jié)流閥）之間關(guān)系、被控特性、有無(wú)模型上來(lái)分析一下各自特點(diǎn)及對(duì)控制需求，見(jiàn)下表：

2.2現(xiàn)有算法局限性分析

2.2.1PID算法局限性

PID因其算法簡(jiǎn)單，其控制器的效果及精度很大程度依賴于準(zhǔn)確的參數(shù)整定，而在遇到非線性、滯后等較為復(fù)雜的情況時(shí)整定難度就很大了，而且無(wú)法支持在線修改。

2.2.2預(yù)測(cè)模型算法局限性

由于地質(zhì)不確定性、地層不均質(zhì)性及鉆井施工隨機(jī)性，所以很難建立較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)模型，因此預(yù)測(cè)模型無(wú)法較好滿足控壓鉆井的需求。

3.無(wú)模型自適應(yīng)算法優(yōu)勢(shì)

3.1無(wú)需建立模型的自適應(yīng)算法，可以滿足流量控制需求。

3.2在立壓、套壓、流量三個(gè)過(guò)程中均存在非線性，且非線性程度隨運(yùn)行工況也會(huì)發(fā)生變化，采用無(wú)模型自適應(yīng)算法可以具備解決動(dòng)態(tài)非線性的控制能力。

3.3可實(shí)現(xiàn)手自動(dòng)投運(yùn)、多目標(biāo)轉(zhuǎn)換、設(shè)定值跟蹤等動(dòng)作，保證對(duì)液動(dòng)節(jié)流閥的操作達(dá)到平滑無(wú)擾。

因此無(wú)模型自適應(yīng)算法更適合控壓鉆井的自控系統(tǒng)對(duì)核心算法的要求。

五、結(jié)論及認(rèn)識(shí)

1.根據(jù)對(duì)以上內(nèi)容的綜合分析發(fā)現(xiàn)目前較為適合控壓鉆井自控系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)為PAC架構(gòu)、控制算法基于無(wú)模型自適應(yīng)理論的控制算法。

2.基于無(wú)模型自適應(yīng)理論的控制算法，國(guó)內(nèi)外理論研究基本同步，但國(guó)內(nèi)尚無(wú)商業(yè)化的軟件及產(chǎn)品，建議在引進(jìn)國(guó)外成熟算法產(chǎn)品的基礎(chǔ)上針對(duì)控壓鉆井的需求研發(fā)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專用控制器，為我國(guó)自動(dòng)化鉆井提供強(qiáng)大的“中國(guó)芯”。

3.目前威德福已經(jīng)開(kāi)發(fā)出的SercueDrilling系統(tǒng)及裝備，在功能和結(jié)構(gòu)上都是國(guó)內(nèi)控壓鉆井系統(tǒng)研發(fā)的良好范例，建議加強(qiáng)深入研究，盡快縮小與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的差距，推動(dòng)我國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

第6篇：自動(dòng)控制分析范文

文章中首先對(duì)PLC的工作原理進(jìn)行了分析，然后從通用性、可靠性、以及便捷性三個(gè)方面分析了PLC技術(shù)的基本特點(diǎn)，最后從火電系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、以及交通系統(tǒng)四個(gè)方面詳細(xì)研究了PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的具體運(yùn)用。

【關(guān)鍵詞】電氣自動(dòng)控制 PCL技術(shù) 運(yùn)用

在電氣自動(dòng)化技術(shù)快速發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，各種電氣化設(shè)備對(duì)控制系統(tǒng)所提出的要求更加的復(fù)雜與具體。PLC技術(shù)作為一種全新的控制技術(shù)，在電氣自動(dòng)控制領(lǐng)域中有著非常大的應(yīng)用潛力。同時(shí)，隨著PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)控制中應(yīng)用范圍的日益擴(kuò)展，也對(duì)電氣自動(dòng)化的全面發(fā)展產(chǎn)生了驅(qū)動(dòng)作用。

1 PLC工作原理分析

PLC的主要構(gòu)成包括中央處理器、儲(chǔ)存器、輸入單元、輸出單元、電源、以及編程器這幾個(gè)部分。PLC的主要工作環(huán)節(jié)有三個(gè)階段：第一階段是輸入采樣，第二階段是用戶程序執(zhí)行，第三階段是輸出刷新。在使用PLC的過(guò)程當(dāng)中，首先需要將通過(guò)PLC掃描得到的數(shù)據(jù)信息儲(chǔ)存在相應(yīng)的單元內(nèi)，避免輸入狀態(tài)對(duì)數(shù)據(jù)輸入的過(guò)程中熬成影響。然后在程序執(zhí)行環(huán)節(jié)中，運(yùn)用PLC對(duì)程序進(jìn)行上下掃描，對(duì)控制路線邏輯預(yù)算進(jìn)行控制，刷新映象區(qū)中數(shù)據(jù)狀態(tài)，然后確定相應(yīng)的規(guī)定指令，最后將得到的數(shù)據(jù)信息再次刷新處理，將其儲(chǔ)存在與電路驅(qū)動(dòng)所對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備當(dāng)中。

2 PLC的基本特點(diǎn)分析

在PLC的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，能夠支持對(duì)工業(yè)環(huán)境的設(shè)計(jì)，再加之PLC中所使用的儲(chǔ)存器具有可編程特點(diǎn)，因此能夠?yàn)檫壿嬵A(yù)算、定時(shí)、以及計(jì)數(shù)功能的實(shí)現(xiàn)提供支持，從而使各類機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)受到PLC的靈活控制?？梢哉f(shuō)，PLC是為了滿足工業(yè)化條件下各種設(shè)備受控運(yùn)行需求而設(shè)計(jì)的。其在運(yùn)行過(guò)程中的主要特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：

2.1 PLC通用性強(qiáng)

在PLC的運(yùn)用過(guò)程中，相對(duì)應(yīng)的裝置配備比較齊全，能夠滿足不同控制對(duì)象所需要的配置要求。同時(shí)，PLC使用過(guò)程當(dāng)中，人機(jī)交互界面以及通訊功能良好，相關(guān)操作控制工作的可行性高，操作過(guò)程簡(jiǎn)單便捷。

2.2 PLC可靠性高

PLC中實(shí)現(xiàn)了對(duì)大規(guī)模集成電路技術(shù)的應(yīng)用，相較于傳統(tǒng)意義上基于繼電接觸器的控制系統(tǒng)而言，PLC中省去了大量的硬接點(diǎn)，這也就意味著PLC運(yùn)用期間的故障發(fā)生率降低，同時(shí)對(duì)提高PLC控制系統(tǒng)抗干擾能力也有重要價(jià)值。

2.3 PLC便捷性好

PLC系統(tǒng)支持直接通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真模擬實(shí)驗(yàn)，以支持對(duì)相關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)安裝與調(diào)試操作，對(duì)減少工作量有重要效果。同時(shí)，PLC具有自診斷的功能，能夠?qū)崟r(shí)且高效的對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)，為維修提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，以確保系統(tǒng)運(yùn)行安全。

3 PLC在電氣自動(dòng)控制領(lǐng)域中的體現(xiàn)

當(dāng)前各行業(yè)已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到的PLC技術(shù)的突出優(yōu)勢(shì)，隨著PLC技術(shù)的快速發(fā)展，其在電氣設(shè)備控制領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不斷深入與拓展，具體而言，以下幾個(gè)領(lǐng)域都通過(guò)引入PLC技術(shù)的方式，促進(jìn)了電氣自動(dòng)控制水平的提高。

3.1 PLC在火電系統(tǒng)中的應(yīng)用

火電系統(tǒng)在引入PLC之前一直采取的是電磁型繼電器控制方案，這種控制方案下涉及到大量的電磁元件，因此繼電器有非常多的接觸口，在實(shí)際使用中容易對(duì)繼電器的穩(wěn)定性造成影響。而對(duì)于PLC而言，由于PLC控制器的安裝使用非常簡(jiǎn)單，技術(shù)人員很容易上手操作，再加上PLC具有接口少的特點(diǎn)，即便火電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，也能夠在PLC的控制下實(shí)現(xiàn)電路的自動(dòng)分閘，確保電路運(yùn)行安全。同時(shí)應(yīng)用PLC技術(shù)還對(duì)減輕工作人員負(fù)擔(dān)，加強(qiáng)抗干擾能力有重要效果。

3.2 PLC在輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用

輸煤系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由主站層、遠(yuǎn)程I/O站層、以及現(xiàn)場(chǎng)傳感器三個(gè)部分構(gòu)成。其中，PLC設(shè)置在主站層內(nèi)，并與人機(jī)交互接口向配合，在光纖通訊總線支持下實(shí)現(xiàn)主站層與I/O站層的連接，通過(guò)顯示屏對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行全面控制。同時(shí)，PLC下還支持通過(guò)操作緊急事故開(kāi)關(guān)按鈕的方式對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行控制。

3.3 PLC在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用

空調(diào)冷凍系統(tǒng)中可通過(guò)應(yīng)用PLC的方式取得良好的控制效果。相較于以往抗干擾能力較差的DDC系統(tǒng)而言，應(yīng)用PLC技術(shù)可以充分發(fā)揮其操作簡(jiǎn)便，以及抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)控制系統(tǒng)存在的不足，更好的滿足人們對(duì)空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)化控制器的要求。

3.4 PLC在交通系統(tǒng)中的應(yīng)用

在交通系統(tǒng)中，應(yīng)用PLC能夠?qū)β吠ㄐ盘?hào)燈進(jìn)行有效控制，具體方法是：在PLC技術(shù)支持下將區(qū)域路段信號(hào)燈集合形成一個(gè)局域網(wǎng)，通過(guò)集中化控制的方式減少車輛的等待時(shí)間。同時(shí)，在收費(fèi)站中，可以通過(guò)應(yīng)用PLC技術(shù)的方式，將其作為上位機(jī)接口，對(duì)上位收費(fèi)站數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，同時(shí)也可通過(guò)PLC對(duì)霧燈、棚燈進(jìn)行控制。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜合以上分析認(rèn)為，在現(xiàn)代電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中，PLC技術(shù)所占據(jù)的地位日益關(guān)鍵，其所發(fā)揮的重要意義也是不容小覷的。相較于傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制技術(shù)而言，PLC以微處理器為基礎(chǔ)，建立在數(shù)字運(yùn)算之上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，整個(gè)裝置具有通用性強(qiáng)、可靠性高、以及便捷好等方面的特點(diǎn)，對(duì)電氣自動(dòng)化的發(fā)展也有非常好的推動(dòng)作用。本文中分析認(rèn)為PLC技術(shù)可以在電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域，如火電系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、以及交通系統(tǒng)等方面發(fā)揮重要作用，值得進(jìn)一步展開(kāi)研究。

參考文獻(xiàn)

[1]李善林.PLC技術(shù)在煤礦提升機(jī)電控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2013，32（5）：18-20.

[2]周峰，王新華，李劍峰等.軟PLC技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2004，40（24）：57-60.

[3]馬洪亮.簡(jiǎn)述PLC技術(shù)在礦山機(jī)電控制中的應(yīng)用[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2015（01）：89-91.

作者簡(jiǎn)介

石明（1965-），男，大學(xué)本科學(xué)歷?，F(xiàn)為山東電力建設(shè)第一工程公司高級(jí)工程師。研究方向?yàn)殡姎饧翱刂苾x表。

第7篇：自動(dòng)控制分析范文

【關(guān)鍵詞】PLC；焦?fàn)t氣甲醇廠；氣體壓縮機(jī)組；聯(lián)鎖系統(tǒng)

1.離心式壓縮機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)

離心式二合一壓縮機(jī)在焦?fàn)t氣制甲醇生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)于合成氣和循環(huán)氣的壓縮以及運(yùn)輸具有重要作用，是重要生產(chǎn)設(shè)備。二合一壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，轉(zhuǎn)速高，由汽輪機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)、透平系統(tǒng)、壓縮機(jī)系統(tǒng)以及過(guò)程工藝控制系統(tǒng)等組成。該設(shè)備的穩(wěn)定可靠運(yùn)行對(duì)于甲醇廠的正常生產(chǎn)有著至關(guān)重要的作用，在生產(chǎn)中要保證二合一壓縮機(jī)組的無(wú)故障、連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行。

由圖1可以看出，壓縮機(jī)組布置壓力（P）傳感器、溫度（T）傳感器、流量（Qv）傳感器、振動(dòng)（m/s2）傳感器、速度（V）傳感器以及液位（H）傳感器。傳感器通過(guò)I/O（輸入輸出）模塊，進(jìn)行接收采集壓縮機(jī)組的程邏輯控制器）系統(tǒng)。由PLC系統(tǒng)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析并加以判斷，產(chǎn)生機(jī)構(gòu)動(dòng)作指令，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將動(dòng)作指令傳遞給調(diào)速系統(tǒng)從而產(chǎn)生動(dòng)作，對(duì)壓縮機(jī)動(dòng)作機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。如果傳入PLC的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)計(jì)算和邏輯分析后，并不需要對(duì)聯(lián)鎖停車或者開(kāi)車動(dòng)作做出指令，則調(diào)速機(jī)構(gòu)不動(dòng)作。目前，在甲醇廠二合一壓縮機(jī)PLC聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的應(yīng)用中，多采用冗余系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。冗余系統(tǒng)分為雙重冗余系統(tǒng)以及多重冗余系統(tǒng)，采用冗余系統(tǒng)的主要目的是降低由于PLC系統(tǒng)CPU等部件發(fā)生問(wèn)題后導(dǎo)致系統(tǒng)停運(yùn)的可能性。當(dāng)系統(tǒng)主CPU出現(xiàn)問(wèn)題后，輔助CPU可以從熱備狀態(tài)直接切入正常使用狀態(tài)，而不產(chǎn)生擾動(dòng)。

2.聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的組成

壓縮機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)主要分為兩大部分：其一為氣路系統(tǒng)，其二為油路系統(tǒng)。

2.1氣路系統(tǒng)

壓縮機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的氣路控制系統(tǒng)主要由主參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)、機(jī)構(gòu)動(dòng)作保護(hù)系統(tǒng)以及氣路防喘振控制系統(tǒng)。

2.1.1主參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要測(cè)量進(jìn)入壓縮機(jī)的焦?fàn)t氣主要參數(shù)，包括氣體入口溫度、壓力、流量，氣體出口的溫度、壓力報(bào)警點(diǎn)測(cè)量值，利用取得的參數(shù)，對(duì)壓縮機(jī)組狀態(tài)進(jìn)行判定，使壓縮機(jī)組能夠更加良好的運(yùn)行。

2.1.2機(jī)構(gòu)動(dòng)作保護(hù)裝置

該裝置主要完成三方面任務(wù)，壓縮機(jī)開(kāi)車必備條件判定，壓縮機(jī)正常停車必備條件判定以及故障及臨時(shí)停車必備條件判定等，即完成PLC系統(tǒng)邏輯關(guān)系計(jì)算與判定。（1）開(kāi)車必備條件：主要對(duì)壓縮機(jī)油壓機(jī)冷卻水壓、油溫進(jìn)行判定，當(dāng)離心壓縮機(jī)油壓及冷卻水壓均高于0.2MPa，同時(shí)油溫高于27℃，且壓縮機(jī)上定子加熱器關(guān)停狀態(tài)，防喘振調(diào)節(jié)閥全部打開(kāi)，汽機(jī)速關(guān)閥全開(kāi)，一級(jí)密封氣處于全關(guān)狀態(tài)時(shí)，此時(shí)開(kāi)機(jī)運(yùn)行。防喘振調(diào)節(jié)閥在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中自動(dòng)調(diào)節(jié)，此時(shí)聯(lián)鎖報(bào)警自動(dòng)啟動(dòng)，凝結(jié)水備用泵開(kāi)始進(jìn)入投用狀態(tài)，油泵啟用。（2）正常停車條件：當(dāng)壓縮機(jī)組工作完畢或出現(xiàn)異常工況時(shí)，機(jī)組接收停機(jī)命令，開(kāi)始停機(jī)動(dòng)作。（3）故障性停車：該種停車即動(dòng)用聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，故稱聯(lián)鎖停車。當(dāng)機(jī)組故障時(shí)，向PLC系統(tǒng)發(fā)出故障信號(hào)，系統(tǒng)向調(diào)速機(jī)構(gòu)發(fā)出聯(lián)鎖停車動(dòng)作信號(hào)，當(dāng)停車信號(hào)未經(jīng)復(fù)位時(shí)，機(jī)組將始終處于停機(jī)狀態(tài)。

2.1.3防喘振控制系統(tǒng)

喘振是指當(dāng)壓縮機(jī)負(fù)荷過(guò)低時(shí)，氣體輸送量變化較大，時(shí)大時(shí)小，導(dǎo)致強(qiáng)烈的震蕩現(xiàn)象。為此，防喘振系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)控制機(jī)組進(jìn)氣量始終維持在喘振氣量之上，避免喘振現(xiàn)象發(fā)生，對(duì)機(jī)組產(chǎn)生破壞性影響。

2.2油路系統(tǒng)

2.2.1油系統(tǒng)

該系統(tǒng)向機(jī)組正常運(yùn)行提供油，防止干燒及振動(dòng)現(xiàn)象。該系統(tǒng)主要包括油箱、油泵、各種閥門以及油位、油溫測(cè)量?jī)x器等。當(dāng)機(jī)組啟動(dòng)、停車或者連鎖停車時(shí)，該系統(tǒng)向PLC系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)。

2.2.2高位油箱

該高位油箱在除氧層布置，為備用油源，主要解決機(jī)組停機(jī)后各油泵無(wú)法正常進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)的工作或者當(dāng)系統(tǒng)主油箱缺油或發(fā)生漏油時(shí)，由PLC發(fā)送來(lái)的動(dòng)作信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作，進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)油。

2.2.3閥門系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要應(yīng)用于離心壓縮機(jī)透平的油壓控制，對(duì)過(guò)大的油泵出口壓力進(jìn)行PID反饋調(diào)節(jié)，使之恢復(fù)正常水平，保證機(jī)組正常高效運(yùn)行。

2.2.4檢測(cè)系統(tǒng)

主要用于采集機(jī)組各種參數(shù)信息，并向PLC發(fā)送數(shù)字參量；同時(shí)還有顯示設(shè)備，用于觀察和警報(bào)。油泵壓力主要利用壓力表進(jìn)行檢測(cè)，油溫的檢測(cè)采用壓力傳感器，油箱液位的檢測(cè)采用液位計(jì)進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)各參量超出正常值的范圍時(shí)，將會(huì)向PLC發(fā)送故障信號(hào)，進(jìn)行報(bào)警。

3.壓縮機(jī)組PLC系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展

通過(guò)上述討論，壓縮機(jī)組中PLC系統(tǒng)主要由交換機(jī)等設(shè)備組成，主要的編程控制部分包括機(jī)組啟?？刂颇K、主油泵、輔助油泵啟?？刂颇K、空壓機(jī)負(fù)荷控制模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、參量采集模塊、故障停車模塊等。

4.結(jié)語(yǔ)

PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用于焦?fàn)t氣甲醇廠，對(duì)于提高焦化廠自動(dòng)化作業(yè)水平，降低人工投入具有重要作用。PLC系統(tǒng)在合成氣和循環(huán)氣二合一壓縮機(jī)組自動(dòng)控制、聯(lián)鎖停機(jī)及防喘振系統(tǒng)中的應(yīng)用，大大提高了機(jī)組運(yùn)行的可靠性和安全性，對(duì)于故障反應(yīng)快速，能夠有效避免機(jī)組故障帶來(lái)的更大的經(jīng)濟(jì)損失。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊俊峰，翟自寶，劉文.焦?fàn)t氣壓縮機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的改進(jìn)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2014，（4）.

第8篇：自動(dòng)控制分析范文

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制；梭式窯；測(cè)試分析；節(jié)能途徑

1 前言

梭式窯是間歇式熱工設(shè)備，它的燒成能耗雖比隧道窯、輥道窯高，但由于它具有操作靈活性大，適應(yīng)多種產(chǎn)品規(guī)格、試驗(yàn)性研究及小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)。因此，目前在楓溪瓷區(qū)主要用于日用瓷、美術(shù)陳設(shè)瓷、衛(wèi)生陶瓷的生產(chǎn)。

傳統(tǒng)梭式窯又稱自吸式文丘里燒嘴燃?xì)馑笫礁G。是20世紀(jì)80年代楓溪瓷區(qū)陶瓷企業(yè)從國(guó)外引進(jìn)的全國(guó)第一臺(tái)以液化石油氣為燃料的梭式窯。與以煤為燃料的間歇式倒焰窯相比具有操作簡(jiǎn)單、燒成時(shí)間短、能耗低、產(chǎn)品質(zhì)量高、明焰裸裝、窯外裝拆方便、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，改變了楓溪瓷區(qū)陶瓷燒成落后的狀況。因此，促進(jìn)了楓溪瓷區(qū)陶瓷事業(yè)的蓬勃發(fā)展。

隨著陶瓷燒成技術(shù)的進(jìn)步和設(shè)備的不斷更新，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)操控窯爐燒成的新一代自動(dòng)控制梭式窯已成為當(dāng)今陶瓷窯爐發(fā)展的主流，它實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制窯內(nèi)溫度、氣氛和壓力，使陶瓷制品在整個(gè)燒成過(guò)程中始終處于最佳的狀況，與傳統(tǒng)梭式窯相比更加優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能。

本文從目前楓溪瓷區(qū)日用瓷生產(chǎn)中使用的自動(dòng)控制梭式窯熱平衡測(cè)試結(jié)果與傳統(tǒng)梭式窯單位產(chǎn)品燒成能耗進(jìn)行比較、分析，進(jìn)一步探討節(jié)能途徑。

2 測(cè)試方法與設(shè)備

2.1 測(cè)試的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)《陶瓷工業(yè)窯爐熱平衡、熱效率測(cè)定與計(jì)算方法》（GB/T23459-2009）進(jìn)行測(cè)試。

2.2 計(jì)算單位

計(jì)算單位采用國(guó)家法定計(jì)量單位（SI），以環(huán)境溫度為溫度基準(zhǔn)，物料基準(zhǔn)為1kg（產(chǎn)品）。

2.3 測(cè)試使用的儀器設(shè)備

測(cè)試使用的儀器設(shè)備如表1所示。

3 測(cè)試結(jié)果

3.1 窯爐主要技術(shù)參數(shù)

窯爐的主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2。

3.2 熱平衡檢測(cè)結(jié)果

熱平衡檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。

4 燒成能耗對(duì)比

自動(dòng)控制梭式窯與傳統(tǒng)梭式窯燒成能耗對(duì)比見(jiàn)表4。

由表4可知，在燒成溫度相同、產(chǎn)品接近的情況下，自動(dòng)控制梭式窯比傳統(tǒng)梭式窯燒成時(shí)間縮短1.5h，單位產(chǎn)品燒成能耗降低0.67kgce/kg，節(jié)能率達(dá)到47.18%，具有良好的節(jié)能效果。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，主要有如下幾方面的原因。

4.1 采用自動(dòng)控制技術(shù)

自動(dòng)控制梭式窯，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)窯爐燒成進(jìn)行自動(dòng)控制，使窯內(nèi)的燒成溫度、氣氛和壓力的調(diào)節(jié)控制更加精確，使燒成始終處于最佳狀態(tài)，有效地縮短了燒成時(shí)間、減少熱損失、節(jié)約能源。

（1） 溫度控制

全窯共安裝有12支熱電偶，安裝在6條火道上，上、下共12個(gè)燒嘴進(jìn)行控制，每個(gè)燒嘴溫度根據(jù)制品的燒成要求設(shè)定升溫曲線，由熱電偶檢測(cè)后將信號(hào)值輸送AI人工智能儀進(jìn)行計(jì)算，將結(jié)果輸入到燃?xì)狻⒖諝怆妱?dòng)執(zhí)行器中。如果實(shí)測(cè)溫度值小于設(shè)定溫度值時(shí)，將同步增大燃?xì)?、助燃空氣流量，使溫度升高；如果?shí)測(cè)溫度值大于設(shè)定溫度值時(shí)，則用相反方法調(diào)節(jié)。實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的自動(dòng)控制，使窯內(nèi)溫度均勻，縮短燒成時(shí)間。

（2） 氣氛控制

全窯采用氧化氣氛燒成。由設(shè)定的燃料燃燒空燃比，通過(guò)燃?xì)鈮毫Ψ答佇盘?hào)，調(diào)節(jié)助燃風(fēng)變頻器大小，控制助燃風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，改變助燃風(fēng)流量，實(shí)現(xiàn)燒成氣氛的自動(dòng)控制。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，煙氣中沒(méi)有不完全燃燒產(chǎn)物（CO），減少燃料的浪費(fèi)。

（3） 壓力控制

全窯采用正壓燒成。由設(shè)定的窯壓，通過(guò)窯內(nèi)測(cè)壓點(diǎn)反饋信號(hào)，由變頻器控制排煙風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)排煙風(fēng)機(jī)的流量，實(shí)現(xiàn)對(duì)窯內(nèi)壓力的自動(dòng)控制。有效地阻止了窯外冷空氣從窯爐不嚴(yán)密處流入窯內(nèi)，減少熱損失、提高窯爐熱效率、節(jié)約能源。

據(jù)資料介紹，在排出煙氣中，每增加可燃成分1%，則燃料損失要增加3%。采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，則可節(jié)能5%～10%。

4.2 采用高速等溫?zé)?/p>

窯爐在加熱過(guò)程中，燃料燃燒產(chǎn)生的熱量，以對(duì)流傳熱和輻射傳熱的形式傳遞給制品，采用不同的燃燒裝置，可產(chǎn)生不同的傳熱效果。

根據(jù)對(duì)流傳熱公式：

Q =α ? t ? F （1）

式中：α —對(duì)流傳熱系數(shù)；

t—煙氣與制品間的溫差；

F—對(duì)流傳熱面積。

提高對(duì)流傳熱系數(shù)α ，有利于提高煙氣與制品間的對(duì)流傳熱Q，又從對(duì)流傳熱系數(shù)公式α=K可知，對(duì)流傳熱系數(shù)α 與煙氣流速W的0.8次方成正比，與氣體當(dāng)量通道d成反比，當(dāng)噴入窯內(nèi)煙氣的速度W增大時(shí)，對(duì)流傳熱系數(shù)α 增大，對(duì)流傳熱Q就加快。

傳統(tǒng)梭式窯，采用文丘里燒嘴，火焰由窯內(nèi)兩側(cè)窯墻底部向上噴出，噴出速度小，為5～20m/s，熱氣體靠煙囪的自然抽力，做倒燃式運(yùn)動(dòng)，對(duì)流傳熱效果差，上下溫差大。在低溫時(shí)，由于燃?xì)饬坎欢?，產(chǎn)生的熱量也少，窯內(nèi)煙氣流動(dòng)速度小，對(duì)流傳熱不強(qiáng)烈，難于均勻整個(gè)窯內(nèi)空間，導(dǎo)致溫差大。測(cè)試結(jié)果表明：800℃的前窯內(nèi)上下溫差高達(dá)200℃，限制了制品的升溫速度，在高溫時(shí)，主要靠輻射傳熱，對(duì)流傳熱的作用不大，使制品燒成時(shí)間延長(zhǎng)，增加燃料消耗。

自動(dòng)控制梭式窯采用高速等溫?zé)欤鹧鎻母G墻兩側(cè)高速噴入窯內(nèi)火道，噴出速度>100 m/s，大大提高了煙氣與制品之間的對(duì)流傳熱，帶動(dòng)了窯內(nèi)熱氣體，形成循環(huán)攪動(dòng)，進(jìn)一步均勻窯內(nèi)溫度。測(cè)試結(jié)果表明：800℃的前窯內(nèi)上下溫差< 40℃，在高溫時(shí)，對(duì)流傳熱同樣起到很大的作用，縮短了制品的加熱時(shí)間，減少了窯體、窯車、窯具等耐火材料的蓄熱、散熱以及煙氣帶走熱量的損失，節(jié)約能源。采用高速等溫?zé)毂任那鹄餆炜晒?jié)約燃料25%～30%。

第9篇：自動(dòng)控制分析范文

（1）設(shè)計(jì)科學(xué)合理的流程。明確電氣自動(dòng)控制的任務(wù)，并加以評(píng)估，將PLC控制范圍確定下來(lái)。最后技術(shù)人員根據(jù)PLC的功能和性價(jià)比來(lái)確定程序控制器的主機(jī)。在此基礎(chǔ)上確定各模塊及相應(yīng)的各單元，如顯示設(shè)定單元、模擬量單元及位置控制單元等。（2）確定輸入/輸出地址。PLC接線端上的I/O信號(hào)的地址是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。只有確定了輸入/輸出地址，才能進(jìn)行下一步的軟件編程工作；I/O地址的確定是控制柜及PLC接線繪制裝配圖、電氣接線圖、安裝人員裝配的基礎(chǔ)。以表格的形式列出I/O的名稱、代碼和地址是很有必要的。（3）設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)分為硬件部分和軟件部分。PLC控制程序的編寫(xiě)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中軟件部分的組成。除了程序編寫(xiě)之外的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本都是屬于硬件設(shè)計(jì)，如電氣線路的設(shè)計(jì)、PLC控制器的設(shè)計(jì)、抗干擾的設(shè)計(jì)及PLC控制器線路的設(shè)計(jì)等。1）設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件。硬件設(shè)計(jì)的主要包括確定電氣控制元件；設(shè)計(jì)抗干擾措施；設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)。2）設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件。主、子程序及中斷程序是軟件設(shè)計(jì)的三大主要部分。設(shè)計(jì)PLC控制程序時(shí)編程是主要的方法但更重要的依靠設(shè)計(jì)者自身累積并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。應(yīng)用較多的編程方法有流程圖法、狀態(tài)表法、邏輯代數(shù)法及功能圖法等。設(shè)計(jì)程序常見(jiàn)步驟為：①查找輸出對(duì)象，確定出其啟動(dòng)及關(guān)斷條件；②輸出對(duì)象的啟動(dòng)條件及關(guān)斷條件有制約條件的，要找出來(lái)；③大多情況下，輸出對(duì)象以FK=（X開(kāi)+K）•X關(guān)關(guān)公式加以編程，有制約條件的，以FK=（X開(kāi)•X關(guān)約+K）•（X關(guān)+X關(guān)約）公式加以編程；④代入相應(yīng)數(shù)據(jù)入公式中，結(jié)合PLC編程的要求，建立梯形圖；⑤全面檢查并修改程序。梯形圖編程設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序與語(yǔ)句表編程相比，更直觀，更加一目了然，但具有需要修改時(shí)比較麻煩工程量大的缺點(diǎn)。一般對(duì)于比較清晰的并發(fā)、單及選擇順序的控制任務(wù)，應(yīng)用功能圖進(jìn)行設(shè)計(jì)程序較有優(yōu)勢(shì)。（4）調(diào)試系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件的模擬調(diào)試工作必須在主電路斷開(kāi)的環(huán)境下實(shí)行，并且只能夠調(diào)試手動(dòng)控制部分的功能正確與否；只有模擬出各種開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入的情況才能夠?qū)ο到y(tǒng)軟件部分進(jìn)行調(diào)試，通過(guò)綜合應(yīng)用電位器、萬(wàn)用表及開(kāi)關(guān)模擬多種現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，觀察此時(shí)PLC輸出的邏輯關(guān)系是否與控制要求相符；與此同時(shí)，也可應(yīng)用電腦直接模擬加以調(diào)試。通過(guò)反復(fù)修改與調(diào)試來(lái)確定程序的完全正確。（5）系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試，下載已經(jīng)編制并且調(diào)試好的程序到現(xiàn)場(chǎng)PLC控制系統(tǒng)中實(shí)行運(yùn)用。首先斷開(kāi)主電氣然后才開(kāi)始調(diào)試，只能對(duì)控制電路實(shí)行聯(lián)調(diào)。聯(lián)調(diào)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要反復(fù)全面檢查系統(tǒng)接線與軟件設(shè)計(jì)里程序的編寫(xiě)與調(diào)試，只有系統(tǒng)控制功能正常，并滿足控制要求才能交付使用。整個(gè)體系完成后，系統(tǒng)完成后，必須整理相關(guān)技術(shù)資料以存檔，為以后系統(tǒng)的維護(hù)、檢修及改進(jìn)等提供依據(jù)。

2電氣設(shè)備自動(dòng)控制中PLC控制系統(tǒng)的操作過(guò)程

（1）選擇合適的電源。選擇電源時(shí)，最基本的要求時(shí)其額定輸出電流各模塊消耗的電流總和。（2）相匹配功能模塊的選擇。選擇的基礎(chǔ)是要選擇可靠性高的機(jī)型，并且在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程具有很好的穩(wěn)定性。（3）設(shè)計(jì)控制元器件。設(shè)計(jì)輔助程序、故障應(yīng)用措施，分配存儲(chǔ)空間、編制功能子程序是設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制元器件的主要內(nèi)容。（4）正確的輸入/輸出模塊的選擇。1、輸入/輸出模塊點(diǎn)數(shù)的確定；2、運(yùn)用離散系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)輸入與輸出的模擬；3、編入具有特殊功能的輸入與輸出。（5）控制系統(tǒng)連接與安裝的實(shí)現(xiàn)。PLC控制系統(tǒng)多個(gè)部件在配線板上的實(shí)現(xiàn)，按照相應(yīng)的系統(tǒng)接線圖對(duì)其進(jìn)行安裝工作。（6）調(diào)試實(shí)現(xiàn)PLC的運(yùn)行。1、調(diào)試PLC控制系統(tǒng)硬件與軟件，以保證試運(yùn)行的穩(wěn)定性；2、試運(yùn)行過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員必須注重PLC控制系統(tǒng)各個(gè)部分運(yùn)行情況詳細(xì)觀察運(yùn)行的細(xì)節(jié)，對(duì)出現(xiàn)的各種情況必須立即做出停機(jī)處理，找出出現(xiàn)問(wèn)題的原因與源頭，并及時(shí)的選擇正確、有效的方式處理掉出現(xiàn)的情況；3、確定PLC控制系統(tǒng)試運(yùn)行準(zhǔn)確無(wú)誤后，要整理好技術(shù)文件，并且交付使用。

3PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域

（1）PLC控制系統(tǒng)在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)具有多種控制方法，隨著PLC控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，在業(yè)內(nèi)引起了非常廣泛的關(guān)注。在數(shù)控系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用，大大促進(jìn)其控制定位變的精確與方便。（2）PLC控制在交通控制系統(tǒng)中的使用。交通控制系統(tǒng)中PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用關(guān)鍵體現(xiàn)在控制交通系統(tǒng)總線方面。采用PLC控制系統(tǒng)使得交通系統(tǒng)工作效率得到極大程度改善，在一定程度上進(jìn)一步完善和高效化了監(jiān)控。（3）中央空調(diào)系統(tǒng)中的PLC控制系統(tǒng)運(yùn)用。當(dāng)下，控制中內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的方法有如下三種模式：（1）繼電器的傳統(tǒng)控制模式。（2）數(shù)字化的直接控制模式。（3）控制器可編輯的控制模式。在此三種控制模式中，繼電器的傳統(tǒng)控制模式與直接數(shù)字控制模式由于其自身缺點(diǎn)原因，在實(shí)際中其應(yīng)用廣泛度逐漸減少。而PLC控制系統(tǒng)因抗干擾性能高、較穩(wěn)定、便于維護(hù)等優(yōu)勢(shì)，在中央空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用越發(fā)廣泛。

4結(jié)語(yǔ)