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運動控制器精選(九篇)

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運動控制器

第1篇:運動控制器范文

關(guān)鍵詞:STM32;運動控制器;算法

1 概述

隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,運動控制技術(shù)在工業(yè)機器人、自動化設(shè)備等領(lǐng)域中發(fā)揮作用越發(fā)明顯。目前市面上的運動控制器大多采用ARM/DSP+FPGA架構(gòu),該類型控制器開發(fā)起來比較復(fù)雜而且成本昂貴。而事實上大多數(shù)時候?qū)τ谶\動控制系統(tǒng)的運動精度并沒有非常嚴格的要求。因此在這種情況下,文章提出了一種基于STM32的運動控制器,由于成本比較低廉,該控制器廣泛應(yīng)用于簡易的實驗運動平臺。

2 控制器的設(shè)計

控制器采用STM32F103x單片機為核心??刂破鞑捎萌S設(shè)計,最多控制三個電機運動。可以實現(xiàn)點位、連續(xù)、聯(lián)動等功能。同時該控制器采用RS232和485兩種通訊方式與上位機進行通訊,以此得到控制信號以及發(fā)送控制器運行狀態(tài)。控制器有12路輸入和15路輸出,輸入輸出均采用光耦芯片進行隔離??刂破鞯碾姍C接口單元采用差分輸出方式進行輸出??傮w方案如圖1所示。

2.1 硬件設(shè)計

(1)主控單元電路設(shè)計。該運動控制器主控單元采用基于

Cortex-M3處理核的微控制器STM32F103x。該處理器為32位處理器,內(nèi)核頻率高達72MHz,1.25DMips/MHz處理能力,具備16個可編程優(yōu)先等級中斷,256K字節(jié)存儲以及64K的SRAM,具有兩個高級的定時器和6個基本的定時器。該控制器采用定時器的輸出比較,輸入捕獲來實現(xiàn)脈沖PWM的輸出以及編碼器的計數(shù)。其I/O端口均與兩條外設(shè)總線相連,同時該微控制器具有豐富的外設(shè),如USART接口等。這里主要使用了USART外設(shè)與上位機進行通訊。在仿真接口的設(shè)計上,主控電路采用SWM方式,只需要4根線就能實現(xiàn)程序的下載及在線調(diào)試,與傳統(tǒng)的JTAG調(diào)試相比,在確??煽啃缘耐瑫r可以縮小控制器的大小。主控單元電路如圖2所示。

(2)其它模塊的設(shè)計??刂破鞑捎肈C24V輸入,由于主控芯片供電電壓為3.3V。因此使用DC24V轉(zhuǎn)DC5V電源隔離模塊,該電源模塊為18V-36V寬電壓輸入,同時可是實現(xiàn)主板電源與外部電源的隔離。從電源模塊輸出5V電壓再采用AMS117電源芯片進行降壓,得到STM32所使用的3.3V電壓。

控制器的輸入接口主要接收運動裝置回原點信號以及一些位置信號。目前大部分輸入的信號為24V。由于控制器芯片所采用的位3.3V電壓,因此在設(shè)計中采用EL357光耦隔離芯片實現(xiàn)輸入信號與內(nèi)部信號隔離。輸出信號主要控制一些氣動等線圈裝置。為了提高輸出能力我們采用的光耦隔離芯片與晶體管進行輸出,光耦實現(xiàn)與輸出的隔離,晶體管提高輸出的驅(qū)動能力。

控制器的通訊接口方式采用了232通訊和485通訊兩種方式。電路設(shè)計中采用SP32332芯片實現(xiàn)232通訊,采用sp485芯片實現(xiàn)485通訊。232通訊主要應(yīng)用于單個控制器的控制。而采用485通訊主要是為了擴展的方便,在一些大型的機器裝置中,由于電機的個數(shù)比較多,這樣就需要多個控制器同時工作才能滿足控制要求。在通訊接口上設(shè)計了高速通訊隔離光耦和TVS保護芯片,這樣保證了通訊的安全可靠。

控制與電機的驅(qū)動器接口單元采用了差分輸出方式,采用常用的四線差動驅(qū)動芯片AM26LS31輸出差分信號,可將單端輸出信號轉(zhuǎn)換為差分信號進行輸出,以此提高接口的驅(qū)動能力和抗干擾的能力。同時采用AM26LS32將編碼器的輸入信號轉(zhuǎn)換為單端信號。

2.2 控制算法研究

運動控制器設(shè)計中難點在與插補運算,目前插補算法有很多種,如DDA算法等。本控制器采用的是數(shù)據(jù)采樣插補法。該方法是按照采樣時間將運動軌跡分割成若干微小的線段,線段的長度為采樣時間的速度與采樣周期的乘積。下面以S曲線進行表述。

S加減速方式根據(jù)加速度變化可分為:加加速、勻加速、加減速、勻速、減加速、勻減速和減減速階段。各階段對應(yīng)的時間為t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7。

一般一段軌跡的起始和終止的速度為零,加加速j為定值。為保障起始點與減加速段末端的加加速度為零,則有T1=T2,為簡化計算令T3=T1=T2,T5=T6=T7。同時為了保證加減速的對稱性,則有Tm=T1=T2=T3=T5=T6=T7(Tm可以根據(jù)給定速度以及加加速度來確定)。由上位機通過串口給控制器發(fā)送數(shù)據(jù),在通過CPU轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的位移和速度,之后計算出每段時間段的大小。

用STM32生成S型加減速軌跡,選擇STM32的基本定時器作為分割后采樣周期發(fā)生器,在采樣周期內(nèi)定時器產(chǎn)生中斷,在中斷過程中計算出相應(yīng)階段的加速度ai,之后用速度迭代公式進行計算,得出相對應(yīng)采樣周期的速度Vi。迭代公式如下:

將所得的Vi轉(zhuǎn)化為對應(yīng)頻率脈沖值,寫入STM32的高級定時器的寄存器內(nèi),由定時器比較后輸出PWM脈沖。寫入定時器的寄存器裝載值為脈沖值的一半,用Ni表示,則有Ni=fclk/2Vi,其中fclk表示基本定時器的基準時鐘。

3 結(jié)束語

文章研究的STM32的運動控制器,實現(xiàn)了電機的點動、連續(xù)、聯(lián)動等基本功能。脈沖輸出頻率可以達到100KHz。采用數(shù)據(jù)采樣插補法解決了傳統(tǒng)單片機脈沖輸出效率偏低的問題。通過在提花織機上的使用,能夠控制提花織機運轉(zhuǎn)。基本上滿足設(shè)計要求,同時該控制器也需要進行一定的改進,需要設(shè)計模擬量輸入接口和模擬量輸出接口。

參考文獻

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第2篇:運動控制器范文

關(guān)鍵詞:目標仿真;實時控制;伺服電機;DMC5400;多軸運動控制器

引言

眾所周知,激光制導(dǎo)武器是以敏感到的特定激光信號為制導(dǎo)信息。在激光制導(dǎo)武器的半實物仿真系統(tǒng)中,目標仿真和制導(dǎo)仿真具有同等重要的地位。這是因為激光目標模擬的準確性影響到系統(tǒng)的整體仿真精度和可靠性,甚至可以說目標仿真系統(tǒng)的研制水平?jīng)Q定仿真大系統(tǒng)水平。因此。目標仿真是提高半實物仿真系統(tǒng)整體精度的關(guān)鍵,“如何逼真地模擬激光目標”就成為仿真中重要的問題。

目標仿真系統(tǒng)研究的是能夠?qū)崟r精確的模擬戰(zhàn)場環(huán)境中導(dǎo)引頭入瞳處接收到的各種目標反射編碼激光的光學(xué)特性。具體來說就是在計算機和電機控制器的控制下實時控制激光能量和光斑大小的變化,并以此來模擬激光航彈導(dǎo)引頭入瞳處的激光目標特性、能量變化特性和光斑大小變化特性。這種精確的模擬要求對目標的位置信息和速度信息等進行實時采集處理。之前基于步進電機伺服驅(qū)動系統(tǒng)的程控一體化激光器不能很好的滿足系統(tǒng)的實時性要求,因此,筆者設(shè)計了基于伺服電機及運動控制卡的運動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)在控制激光光斑大小和能量的實時變化方面較前一系統(tǒng)有了較大改進。

運動控制的實時性設(shè)計

對激光光斑的大小和能量的實時性控制,具體體現(xiàn)就是對程控一體化激光器中的可變衰減系統(tǒng)和可控擴束系統(tǒng)進行實時性設(shè)計,這是目標仿真系統(tǒng)設(shè)計的一個關(guān)鍵。在設(shè)計時,我們以某型激光制導(dǎo)武器為背景進行了數(shù)字仿真,得到一組典型的數(shù)字仿真能量衰減(對應(yīng)的為電機控制步數(shù)數(shù)據(jù))曲線如圖1~2所示。

由上述數(shù)據(jù)和圖形可見,在初始投彈和飛行的大部分時間里,能量和光斑變化較緩慢,而在接近目標時發(fā)生了劇烈的變化。這說明當(dāng)炸彈接近目標時激光能量和導(dǎo)引頭所見光斑大小隨時間的變化并不是一個線性關(guān)系。鑒于此,本系統(tǒng)在設(shè)計時既充分考慮光斑大小和能量的實時跟蹤范圍,又考慮了工程上實現(xiàn)的可能性,選用了TSA50標準型高速電控平移臺。旋轉(zhuǎn)臺則選用中空力矩電機帶動旋轉(zhuǎn)棱鏡來直接實現(xiàn)。特別的,本系統(tǒng)將步進電機驅(qū)動的平移臺和旋轉(zhuǎn)臺均改為由伺服電機進行驅(qū)動,主要考慮的是伺服電機啟動時間短,速度高,在極短的時間內(nèi)能夠帶動激光器內(nèi)安裝的平移棱鏡和旋轉(zhuǎn)棱鏡做高速運動,來模擬導(dǎo)引頭近距離敏感到的光斑的大小和能量,從而能夠滿足對光斑實時變化的要求。由高速平移臺和旋轉(zhuǎn)電機分別驅(qū)動擴束系統(tǒng)的目鏡和格蘭一付克棱鏡的檢偏鏡,使得能量和光斑變化在彈目距離>300m時能完全滿足宴時性控制要求。而在剩余時間內(nèi),由電機做全速運動來近似逼近末段的陡峭變化。

基于以上的目標和對于運動控制功能的設(shè)計,采用專用運動控制芯片是一種較好的選擇。專用控制芯片通過PCI總線與PC機的CPU通訊,接收PC機的控制指令,由內(nèi)部的邏輯電路進行運算和脈沖發(fā)送,同時檢測一些開關(guān)量信號(如限位信號)的狀態(tài)并向PC機報告,以實現(xiàn)運動控制的功能。在這種方案中,所有的運動控制細節(jié)都由運動控制卡上的專用芯片完成,無需占用PC機的資源,PC機可以專注于用戶界面的處理和對運動控制卡狀態(tài)的監(jiān)控。運動控制專用芯片自身具有強大的運動控制功能,不需要擴展復(fù)雜的電路。PC機只需要對運動控制芯片發(fā)送命令和參數(shù),控制簡單。經(jīng)過反復(fù)的調(diào)研和論證,初步確定總體運動控制方案為“PCI接口芯片+專用運動控制芯片+激光控制模塊”。

運動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

整個控制系統(tǒng)硬件由Pc機、DMC5400多軸控制器、增量式編碼器以及松下公司的全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)(包括電機和驅(qū)動器)、中空力矩電機等組成(見圖3)。

該控制系統(tǒng)以Pc機平臺為基礎(chǔ),DMC5400多軸運動控制器為運動控制核心。PC機的CPU與DMC5400的CPU構(gòu)成上下位機的結(jié)構(gòu),兩個CPu各自完成相應(yīng)的任務(wù)。

PC機作為DMC5400的上位機,提供windows平臺及人機操作界面,完成系統(tǒng)初始化、軌跡參數(shù)的設(shè)定、運動信息的實時顯示等,僅需用極少部分時間向控制卡發(fā)送運動指令。下位DMC5400多軸運動控制器主要完成平移電機和旋轉(zhuǎn)電機的運動控制、包括伺服驅(qū)動、程序解釋以及高速數(shù)據(jù)采集等實時性任務(wù)。DMC5400直接插在PC機的PCI插槽中,并由動態(tài)鏈接庫驅(qū)動。

運動控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

該控制系統(tǒng)實質(zhì)上是一種以DMC5400為核心組成的開放式數(shù)控系統(tǒng)。上位PC機和下位DMC5400多軸控制器各有自己的CPU、存儲器和外設(shè),分別構(gòu)成一套獨立的計算機系統(tǒng)a因此,在選擇控制軟件的開發(fā)平臺時充分考慮了這種結(jié)構(gòu)的特點。由于DMC5400多軸控制器采用了實時操作系統(tǒng),數(shù)控程序代碼解釋工作和連續(xù)運動時復(fù)雜的插補運算都由其內(nèi)部的DSP來完成,可以保證對運算過程和各種緊急情況的及時處理。相對而言,上位PC機只是提供與用戶交互部分和一些狀態(tài)變量的讀取工作,CPU的工作量不是很大。

上位機軟件

上位機軟件的組成如圖4所示。

?初始化模塊:實現(xiàn)零位標定等功能。

?軌跡和參數(shù)設(shè)定模塊:根據(jù)不同的運動功能和軌跡,提供了相應(yīng)的參數(shù)設(shè)定界面,其中包括參數(shù)合理性判別、缺省值提供等輔助功能。

?運動信息實時顯示模塊:通過與DMCS400實時通訊,動態(tài)采集負載位置和速度等運動信息。然后,借助CB開發(fā)的帶有二維坐標系的顯示界面,實現(xiàn)實時動態(tài)顯示負載運動軌跡,同時動態(tài)顯示左右兩個軟硬限位狀態(tài)。另外,在界面的右下角還實時動態(tài)顯示負載的位置和速度數(shù)據(jù)。

?故障診斷模塊:內(nèi)嵌于各功能模塊中,如設(shè)定值合理性判別、鍵盤操作功能保護、界面功能按鈕的連鎖、電機限逮屎護、位置超速保護等。

?通訊模塊:利用DMC5400提供的動態(tài)鏈接庫編制,實現(xiàn)上位PC機和下位DMC5400之間的通訊。它內(nèi)嵌于各功能模塊中,囊括了同DMC5400通訊的所有方式,而且將其主要的函數(shù)進行分類、封裝。所編制的通訊程序?qū)崿F(xiàn)了運動軌跡程序及設(shè)定參數(shù)的下載、上位PC機對DMC5400的指令傳輸及DMC5400對Pc機的狀態(tài)反饋等通訊功能。

下位機軟件

控制下位機是運動控制系統(tǒng)的直接控制級,構(gòu)成可控擴束和可控衰減兩個獨立的伺服控制回路。其功能包括:實現(xiàn)目標運動的實時控制:采用相應(yīng)的控制算法,對系統(tǒng)的運行位置、速度進行控制:將檢測到的系統(tǒng)狀態(tài)信號通過PCI總線傳給上位機。DMC5400的運動控制功能十分豐富,可以滿足絕大多數(shù)多軸運動控制系統(tǒng)的要求。

DMC5400運動控制卡提供基于Windows 95/98/Me/NT/2000/XP下32位DLL驅(qū)動編程。其具體的編程語言可為VB、VC、c++Builder中的任何一種。在運動函數(shù)庫中所使用到的函數(shù)主要有如下幾種:控制卡及軸設(shè)置函數(shù),獨立運動和插補運動函數(shù),制動函數(shù),位置和狀態(tài)的設(shè)置及查詢函數(shù),I/o口操作函數(shù),錯誤代碼函數(shù)。其函數(shù)返回值為0(函數(shù)執(zhí)行正確)或,1(函數(shù)執(zhí)行錯誤)。其控制系統(tǒng)的流程圖如圖5所示。

仿真結(jié)果分析

第3篇:運動控制器范文

關(guān)鍵詞:六自由度;工業(yè)機器人;運動控制系統(tǒng)

自動化工業(yè)系統(tǒng)中工業(yè)機器人是一種不可或缺的設(shè)備,為人類社會進步和歷史發(fā)展奠定基礎(chǔ)。隨著社會生產(chǎn)力的全面提升,越來越多的勞動力被需要,這就使得逐漸凸顯出重復(fù)勞動力的問題,為了有效解決上述問題,機器人是一種良好措施。雖然工業(yè)機器人研究方面具備一定成績,但是相比國外發(fā)達國家來說,還是具備一定差距,為此需要進一步研究六自由度工業(yè)機器人,集中闡述運動控制系統(tǒng)。

1設(shè)計運動控制系統(tǒng)基本方案

基于六自由度工業(yè)機器人基本系統(tǒng)的基礎(chǔ)上來構(gòu)建控制系統(tǒng),六自由度工業(yè)機器人運動控制系統(tǒng)主要包括兩個部分:軟件和硬件。軟件主要就是用來完成機器人軌跡規(guī)劃、譯碼和解析程序、插補運算,機器人運動學(xué)正逆解,驅(qū)動機器人末端以及所有關(guān)節(jié)的動作,屬于系統(tǒng)的核心部位。硬件主要就是為構(gòu)建運動控制系統(tǒng)提供物質(zhì)保障[1]。

2設(shè)計硬件控制系統(tǒng)

在六自由度工業(yè)機器人的前提下,利用ARM工控機來設(shè)計系統(tǒng)方案。下位機模塊是DMC-2163控制卡。通過以太網(wǎng)工控機能夠為DMC-2163提供相應(yīng)的命令,依據(jù)命令DMC-2163執(zhí)行程序,并且能夠發(fā)出控制信號。利用伺服放大器對系統(tǒng)進行放大以后,驅(qū)動設(shè)備的所有電機進行運轉(zhuǎn),保障所有環(huán)節(jié)都能夠進行動作。工業(yè)機器人通過DMC-2163輸送電機編碼器的位置信號,然后利用以太網(wǎng)來進行反饋,確保能夠?qū)崟r監(jiān)控和顯示機器人的實際情況。第一,DMC-2163控制卡,設(shè)計系統(tǒng)硬件的時候,使用Galil生產(chǎn)的DMC控制器,保障能夠切實滿足設(shè)計的性能和精度需求,選擇DMC-2163控制器來設(shè)計六自由度工業(yè)機器人,依據(jù)系統(tǒng)API來二次開發(fā)工控機。第二,嵌入式ARM工控機。實際操作中為了滿足系統(tǒng)高性能、可靠、穩(wěn)定的需求,使用嵌入式FreescaleIMx6工控機,存在1.2GHz主頻率。Cortex-A9作為CPU,擁有豐富的硬件資源,能夠全面滿足設(shè)計六自由度機器人的需求[2]。

3設(shè)計和實現(xiàn)控制系統(tǒng)軟件

3.1實現(xiàn)NURBS插補依據(jù)系統(tǒng)給定的控制頂點、節(jié)點矢量、權(quán)因子來對NURBS曲線進行確定,插補NURBS曲線的關(guān)鍵實際上就是利用插補周期范圍內(nèi)存在的步長折線段來對NURBS曲線進行逼近,因此,想要實現(xiàn)NURBS插補就需要切實解決密化參數(shù)和軌跡計算兩方面內(nèi)容。第一,密化參數(shù)。實際上就是依據(jù)空間軌跡中給定的補償來對參數(shù)空間進行映射,利用給定步長來計算新點坐標和參數(shù)增量。第二,軌跡計算。實際上就是在具體體現(xiàn)空間回軌跡的時候合理應(yīng)用參數(shù)空間坐標進行反向映射,以便于能夠得到對應(yīng)的映射點,也就是插補軌跡新點坐標。為了有效提升插補實時性以及速度,需要進行預(yù)處理,確保可以降低計算量。通過阿當(dāng)姆斯算法,有機結(jié)合前、后向差分來進行計算,保障能夠防止計算隱式、復(fù)雜的方程。為了確??梢杂行У剡M行插補計算,設(shè)計過程中通過Matlab平臺進行仿真處理[3]。3.2實現(xiàn)ARM工控機基于ARM工控機來展現(xiàn)六自由度工業(yè)機器人運動控制系統(tǒng)的軟件,實際操作中開發(fā)軟件環(huán)境是首要問題,把Linux系統(tǒng)安裝在FreescaleIMx6中,構(gòu)成ubuntu版本的控制系統(tǒng),并且系統(tǒng)中移入嵌入式Qt,并且在ubuntu中移入DMC控制器中的Linux庫[4]。利用圖形用戶界面來設(shè)計軟件,構(gòu)件主體框架的時候合理應(yīng)用QMainWindows,為了能夠全面實現(xiàn)系統(tǒng)所有模塊的基本功能,需要合理應(yīng)用QDialog、QWidget類,通過Qt信號、配置文件、事件管理、全局變量等來展現(xiàn)模塊的信息交流功能。控制軟件系統(tǒng)包括以下幾方面內(nèi)容:第一,文檔管理模塊。文檔管理模塊能夠保存文件、重新構(gòu)建文件,是一種可以被DMC-2163解析的文檔二字符指令集,以便于能夠簡單控制代碼測試機器人的軸[5]。第二,與下位機通訊模塊,這部分實際上就是通過DMCComandOM()函數(shù)來對編碼器數(shù)值進行關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)的獲取,計算運動軌跡的時候應(yīng)用正逆運動學(xué),同時利用DMCdownloadFile()函數(shù),在控制器中下載運動指令。第三,人機界面模塊。這種模塊主要就是用來更新和顯示機器人運動狀態(tài)的,此外也能夠設(shè)置用戶輸入的數(shù)據(jù),保障能夠?qū)崟r監(jiān)控和控制機器人的基本情況。第四,運動學(xué)分析模塊,在已經(jīng)獲取末端連桿姿態(tài)和位置的基礎(chǔ)上,來對機器人轉(zhuǎn)角進行計算的方式就是逆解。在已經(jīng)計算出關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動角度的基礎(chǔ)上,來對空間中機器人姿態(tài)和位置進行求解的方式就是運動學(xué)正解。機器人想要正確運行的前提就是運動學(xué)分析模塊,并且對機器人目標點是否符合實際情況進行分析,保障能夠及時更改錯誤。第五,軌跡規(guī)劃模塊。這種模塊可以為完成基本運動作業(yè)提供依據(jù),不僅可以完成圓弧運動和直線運動,也能夠進行NURBS插補,保障能夠自由地進行曲線運動。第六,機器人在完成十分復(fù)雜的再現(xiàn)和示教操作的時候,利用再現(xiàn)模式界面來對示教動作進行自動操作。第七,設(shè)置系統(tǒng)。設(shè)計的過程中應(yīng)該對系統(tǒng)進行合理設(shè)置,如限制運動權(quán)限、進入系統(tǒng)的密碼、機器人系統(tǒng)參數(shù)等。在設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)的時候,能夠在六自由度工業(yè)機器人中來實現(xiàn)控制系統(tǒng)軟件的基本作用,以此來保障控制軟件系統(tǒng)設(shè)計的通用性。第八,狀態(tài)顯示模塊。這種模塊可以具體顯示完成作業(yè)的進度、機器人安裝的姿態(tài)和位置、控制器I/O。第九,設(shè)置機器人參數(shù),一般來說主要包括伺服驅(qū)動倍頻比/分頻比、運動學(xué)DH參數(shù),六自由度工業(yè)機器人設(shè)計結(jié)構(gòu)取決于DH參數(shù);機器人DMC控制卡輸送單個脈沖過程中的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動角度取決于倍頻比/分頻比[6]。3.3運行系統(tǒng)軟件軟件控制系統(tǒng)設(shè)計中成功測試各模塊以后,在程序主框架中進行合理應(yīng)用,以便于設(shè)計實現(xiàn)機器人系統(tǒng)。成功測試系統(tǒng)軟件以后具備運動控制系統(tǒng)的基本功能。

4結(jié)語

綜上,在基于目前已經(jīng)存在的六自由度機器人系統(tǒng)上來設(shè)計運動控制系統(tǒng),嵌入式ARM工控機和DMC-2163控制卡是硬件系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵。在Ubuntu的基礎(chǔ)上構(gòu)建Qt平臺,此時合理科學(xué)地設(shè)計軟件系統(tǒng)。此外把NUBRS插補計算方式融入到控制系統(tǒng)中,保障在軌跡空間中機器人末端能夠形成自由曲線軌跡。運動控制系統(tǒng)為機器人提供圖形界面,能夠為系統(tǒng)運行提供比較好的擴展性、高通用性,并且操作也十分方便,因此這種運動控制系統(tǒng)應(yīng)用具備廣闊的前景。

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第4篇:運動控制器范文

關(guān)鍵詞:涂裝工藝;可編程控制器;光纖環(huán)網(wǎng); 以太網(wǎng);CoontrolLogix L65

0 引言

在工業(yè)高速發(fā)展的今天,為提高生產(chǎn)制造的節(jié)拍,保證生產(chǎn)線各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)與合理利用,同時也減少人力成本,打造現(xiàn)代化生產(chǎn)線已成為當(dāng)務(wù)之急。本文以北奔重卡涂裝車間機運為例,講述如何以PAC為核心,實現(xiàn)機運自動化以及需要注意的要點。

PAC是控制引擎的集中,涵蓋PLC用戶的多種需要,以及制造業(yè)廠商對信息的需求。PAC包括PLC的主要功能和擴大的控制能力,以及PC-based控制中基于對象的、開放數(shù)據(jù)格式和網(wǎng)絡(luò)連接等功能。從PAC的定義可以看出PAC具各的特性,可以完成復(fù)雜的功能,并且系統(tǒng)的硬件和軟件無縫集成,提高了控制系統(tǒng)的性能。而要完成這些功能,PLC需要額外的擴展卡才能完成。

1 傳統(tǒng)涂裝工藝和系統(tǒng)

1.1 傳統(tǒng)涂裝工藝

涂裝機運始于焊裝出口,途徑電泳、烘干,烘干之后更換吊具,打密封膠,再換回滑撬運輸進入面漆、打蠟等工藝,其中各個工藝環(huán)節(jié)設(shè)立外觀檢查與返修循環(huán),最后換撬進入總裝結(jié)束,其涂裝工藝如圖1所示:

1.2 油漆車間中控室中央控制系統(tǒng)

油漆車間中控室中央控制系統(tǒng)的控制對象,主要由兩大部分組成:油漆工藝控制系統(tǒng)和輸送控制系統(tǒng)。

1.2.1 油漆工藝控制系統(tǒng)

油漆工藝控制系統(tǒng)主要是圍繞汽車涂裝生產(chǎn)中各部分工藝過程,對其設(shè)備按照相應(yīng)工藝要求進行控制和檢測。油漆工藝車間汽車涂裝工藝過程主要有預(yù)處理、電泳、密封、底漆和面漆等。油漆工藝控制系統(tǒng)要根據(jù)每一項工藝過程的具體工藝要求,通過控制裝置PLC控制相應(yīng)工藝設(shè)備和環(huán)境設(shè)備,例如:預(yù)處理和電泳工藝過程中的各種浸槽和噴淋設(shè)備,密封、底漆和面漆工藝過程中的噴膠或噴漆房設(shè)備和烘房設(shè)備,及各個工藝過程中控制溫度、濕度、壓力和風(fēng)速的環(huán)境設(shè)備。油漆工藝控制系統(tǒng)主要目的是使各個工藝設(shè)備和環(huán)境設(shè)備按照工藝要求正常運行,以保證汽車涂裝質(zhì)量。

1.2.2 輸送控制系統(tǒng)

輸送控制系統(tǒng)主要控制油漆車間的輸送鏈和升降運輸系統(tǒng)。它貫穿著油漆車間的汽車涂裝生產(chǎn)的全過程,即在輸送鏈和升降機的輸送作用下,使轎車白車身以一定的節(jié)拍,按照涂裝工藝順序,依次通過汽車涂裝各個工藝設(shè)備和環(huán)境設(shè)備,完成相應(yīng)涂裝加工工藝。輸送控制系統(tǒng)要通過控制裝置PLC,控制分布在整個油漆車間的各段輸送鏈和升降機運行。輸送控制系統(tǒng)一方面要完成轎車白車輸送、轉(zhuǎn)掛和儲存任務(wù),另一方面還要按汽車涂裝各部分工藝要求,對輸送的車身還必須要在程序的控制下,實現(xiàn)升降、變節(jié)距、變速、擺動和傾斜等動作,從而保證油漆車間連續(xù)自動化生產(chǎn)。

2 現(xiàn)在油漆車間中控室中央控制系統(tǒng)的主要缺陷

要保證整個系統(tǒng)的安全性,首先在各個工藝鏈的出入口設(shè)置急停按鈕盒,面漆工藝段因為易燃、易爆而采用防爆隔離柵代替普通傳感器;其次,除了在硬件上安裝極限開關(guān)之外,還在底層通過編寫聯(lián)鎖程序,防止操作人員在設(shè)備處于非安全狀態(tài)時誤操作。

機運系統(tǒng)與工藝機器人的車型信息交互、存儲區(qū)車型的排序、返修區(qū)域的自動路徑選擇,將是實現(xiàn)自動化的難點。

3 解決方法

為了合理分配各個控制系統(tǒng)的負荷,同時也使整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰、維護方便,本方案系統(tǒng)電力與網(wǎng)絡(luò)采用樹狀結(jié)構(gòu)設(shè)計。

為了合理分配各個控制系統(tǒng)的負荷,同時也使整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰、維護方便,本方案系統(tǒng)電力與網(wǎng)絡(luò)采用樹狀結(jié)構(gòu)設(shè)計:

該方案將整個系統(tǒng)劃分為若干個區(qū)域,每個區(qū)域有一個MCP(主控制柜),各配備一臺可編程控制器,MCP(主控制柜)再通過光纖網(wǎng)絡(luò)連接到本區(qū)域的各個RCP(分控制柜),保證了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性,也就是整條生產(chǎn)線的穩(wěn)定性,最終通過光纖交換機轉(zhuǎn)為以太網(wǎng)連接到變頻器、遠程IO等設(shè)備,同時各種電氣設(shè)備包括馬達過載保護開關(guān)、繼電器、接觸器等也安裝在每個MCP或者RCP內(nèi)。

選用CoontrolLogix L65 PAC 可編程運動控制器來進行控制,因其集成了集成架構(gòu)的優(yōu)點,即將不同的控制要求(順序控制,過程控制,運動控制,傳動控制)集成于一個統(tǒng)一的控制平臺。三種網(wǎng)絡(luò)無縫連接(以太網(wǎng),控制網(wǎng),器件網(wǎng)),它采用RSLogix5000軟件進行配置,編程和監(jiān)控。運動控制功能已經(jīng)嵌入到RSLogix5000編程軟件和控制器中。通過安裝在生產(chǎn)線的傳感器來確定臺車的位置,記錄臺車的車型信息,并根據(jù)輸送情況實時推送車型信息的記錄,同時為了防止推送出現(xiàn)誤差,還在關(guān)鍵工位設(shè)立RFID讀寫站,將車型信息通過讀寫頭寫入裝置在臺車上的RFID載碼體內(nèi)。在機面漆工藝段,再從RFID讀取準確的車型信息遞交給機器人。

4 結(jié)論

本系統(tǒng)可根據(jù)需要合理的設(shè)置維修間個數(shù),每個維修間設(shè)立一個按鈕盒反饋該維修間是否作業(yè)完畢,同時檢查站設(shè)置按鈕盒,操作人員通過選擇按鈕來記錄車架的良莠。利用RSLogix編程的靈活性,實現(xiàn)了自動根據(jù)車型,檢查站打分情況,存儲區(qū)在路徑上的車輛狀況,自動有序地選擇路徑,到達相應(yīng)的返修間。從而大大的提高了控制的精度和穩(wěn)定性,為涂裝車間的高效精密生產(chǎn)作出了應(yīng)有的貢獻。

參考文獻:

[1]宋華,王錫春.電泳涂料[J].涂料工業(yè),1993,25(03):53-56.

[2]劉廣容,郭稚弧.環(huán)氧聚氨酯型彩色陰極電泳涂料[J].涂料工業(yè),1996,33(02):5-9.

第5篇:運動控制器范文

關(guān)鍵詞:電氣;自動化控制;智能建筑

進入21世紀后,特別是在改革開放的推動下,我國各種基礎(chǔ)配套設(shè)施趨于完善,人們的生活條件得到了顯著提升。隨著而來的是,人們對生活環(huán)境的要求,特別是居住環(huán)境的要求日益高漲。在此情況下,建筑智能化以及電氣自動化應(yīng)運而生。而當(dāng)前,電氣自動化已成功應(yīng)用到智能建筑中,實現(xiàn)了建筑智能化與電氣自動化的完美融合。

1智能建筑與電氣自動化

1.1智能建筑

智能建筑屬于新型建筑形式,它是在建筑技術(shù)的基礎(chǔ)上,融合信息化技術(shù)而產(chǎn)生。其最終目的是實現(xiàn)辦公自動化,同時保障建筑內(nèi)擁有智能化建筑設(shè)備以及系統(tǒng)化通信網(wǎng)絡(luò)。智能建筑優(yōu)勢集中體現(xiàn)在系統(tǒng)、管理以及服務(wù)等多個環(huán)節(jié),通過對以上環(huán)節(jié)的優(yōu)化,營造安全、便捷、舒適而且高效的生活環(huán)境。智能建筑的基礎(chǔ)是科學(xué)布線,計算機技術(shù)只是其實現(xiàn)科學(xué)布線的手段。在計算機技術(shù)的應(yīng)用下,完成多個系統(tǒng)的綜合性配置,繼而對建筑內(nèi)各個設(shè)備形成全方位管理。按照《2013-2017年中國智能建筑行業(yè)發(fā)展前景與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》顯示,我國智能建筑行業(yè)市場經(jīng)濟收益以形成逐年增長的趨勢,照此情形,達到世界先進水平指日可待。

1.2電氣自動化

電氣自動化應(yīng)用于智能建筑中,可起到現(xiàn)場調(diào)控的作用。具體體現(xiàn)在如下幾個方面:(1)配變電系統(tǒng);(2)照明系統(tǒng);(3)中央空調(diào)系統(tǒng);(4)給排水系統(tǒng);(5)通風(fēng)系統(tǒng);(6)電梯系統(tǒng)。在以上六大系統(tǒng)中,涉及的技術(shù)點較多,涉及方面較廣,比如信息工程、電子工程、自動化工程等。因此,電器自動化在智能建筑中完美體現(xiàn)出了其功能性優(yōu)勢:(1)增強系統(tǒng)聯(lián)動性。通過電器自動化技術(shù),可將原本在建筑分屬不同領(lǐng)域的系統(tǒng),比如,中央空調(diào)系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、消防系統(tǒng)以及其他相關(guān)系統(tǒng)進行組合,并統(tǒng)一管理,使諸多分散系統(tǒng)組成一個龐大的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),從而使得各子系統(tǒng)之間的聯(lián)動性大大增強。(2)增強監(jiān)控性。集功能全面、組件多樣化等優(yōu)勢于一身的電氣系統(tǒng),通過自動化控制技術(shù),可在信息采集、處理以及信息反饋等方面,實現(xiàn)全方位數(shù)字化監(jiān)控。電氣自動化控制中心對各個子系統(tǒng)發(fā)出指令時,子系統(tǒng)可迅速接收,這也正是電氣自動化可增強監(jiān)控性的集中體現(xiàn)。(3)增強安全性。在電氣自動化的控制下,一旦出現(xiàn)任何異常情況,均可迅速加以解決。電氣自動化的快速反應(yīng),在此方面得到了集中體現(xiàn)。電氣自動化通過遙控模式,從而實現(xiàn)故障排除,避免了因人工排障可能造成的安全事故。另外,電氣自動化系統(tǒng)一方面可對數(shù)據(jù)進行妥善保存,從而確保了電氣系統(tǒng)的安全性;另一方面可對數(shù)據(jù)進行精確計算,效率高,人工成本小,在智能建筑中體現(xiàn)得尤為明顯。

2電氣自動化控制在智能建筑中的運用

2.1電氣自動化系統(tǒng)中的TN-S系統(tǒng)和TN-C系統(tǒng)

TN-S系統(tǒng)和TN-C系統(tǒng)是電氣自動化系統(tǒng)中兩個最為關(guān)鍵的系統(tǒng)。在TN-S系統(tǒng)中,采用三相五線制,即中性線隔開保護線。而在TN-C系統(tǒng)中,采用三相四線制,即中性線合并保護線。三相五線制由三根火線、一根工作零線以及一根保護零線組成,此方式正好體現(xiàn)了中性線隔開保護線的安裝原則;而三相四線制由三根火線、一根工作零線組成,此方式中保護零線與火線合并。TN-S系統(tǒng)和TN-C系統(tǒng)的建立,體現(xiàn)了智能建筑的功能性優(yōu)勢。避免了因多種單相設(shè)備產(chǎn)生的設(shè)備超負荷運轉(zhuǎn)??傊姎庾詣踊到y(tǒng)中TN-S系統(tǒng)和TN-C系統(tǒng)是該系統(tǒng)的關(guān)鍵所在,是其得以成功應(yīng)用于智能建筑中的根本原因。

2.2交流與直流接地工作

在智能建筑中,為保障各系統(tǒng)的安全性,通常會選擇交流與直流接地工作。交流與直流接地工作可避免電磁干擾,關(guān)于這一點,應(yīng)格外引起重視。智能建筑的配電操作,是基于科學(xué)合理原則而實施,而交流與直流接地工作正是在此基礎(chǔ)上進行的。而且,在智能建筑中,電氣自動化控制系統(tǒng)通常選擇中性點接地方式確保接地保護長期處于操作狀態(tài)。在智能建筑中,涉及到多項技術(shù)的融合,包括通信技術(shù)、控制技術(shù)、計算機技術(shù)以及建筑工程相關(guān)技術(shù)。在以上一系列技術(shù)的配合下,信息輸入后,通過傳輸系統(tǒng),然后進入分析系統(tǒng)進行信息分析整合。在此過程中,需確保微電流或微電位的高速運轉(zhuǎn)。因此,電流不僅要保持穩(wěn)定,而且電位也要確保穩(wěn)定性和安全性。此外,當(dāng)下的電子信息技術(shù)是朝向高集成、高精度以及高頻率的方向發(fā)展的,勢必會受到極為嚴重的電磁干擾。針對此類問題,智能建筑接地技術(shù)的優(yōu)勢便得到了很好的體現(xiàn)。智能建筑接地技術(shù)對操作人員的生命樹立起了一道堅固的安全屏障,確保人身安全不受到威脅,而且智能建筑系統(tǒng)的所有操作均可正常進行。

2.3智能建筑的照明系統(tǒng)

對建筑的照明系統(tǒng)起到智能化控制是智能建筑電氣照明系統(tǒng)的優(yōu)勢所在。通過智能建筑電氣照明系統(tǒng),一方面可顯著提升工作質(zhì)量,另一方面還對工作環(huán)境起到優(yōu)化效果。此外,智能建筑電氣照明系統(tǒng)還可減少電能源損耗,減少用電費用。智能建筑電氣照明系統(tǒng)是通過電磁調(diào)壓聯(lián)合電子感應(yīng)技術(shù)而建立的,一天24h監(jiān)控供電系統(tǒng),并對供電系統(tǒng)的信息進行實時跟蹤,實現(xiàn)供電優(yōu)化。在智能建筑電氣照明系統(tǒng)中,高效監(jiān)控由中央監(jiān)控裝置完成,可滿足任何照明要求,照明效果亦可進行實時調(diào)節(jié)。在中央監(jiān)控裝置工作過程中,通信技術(shù)、計算機技術(shù)、消防技術(shù)、空調(diào)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)扮演了極其重要的角色。

2.4智能建筑能源管理系統(tǒng)

在數(shù)據(jù)處理技術(shù)和通信技術(shù)的共同作用下,實現(xiàn)智能建筑能源管理系統(tǒng)的建立。智能建筑能源管理系統(tǒng)對該建筑中包括計算機系統(tǒng)、通訊設(shè)備系統(tǒng)在內(nèi)的所有子系統(tǒng)完成合理集成和統(tǒng)一管理,最終產(chǎn)生一個具有高品質(zhì)的信息數(shù)據(jù)庫。根據(jù)該信息數(shù)據(jù)庫,一個可評估能源消耗的客觀的體系才得以建立。智能建筑能源管理系統(tǒng)以能源消耗信息作為參照,對方案進行實時調(diào)節(jié),從而擬定出有效的管理方法和考核機制,最終實現(xiàn)能源控制,確保能源管理智能化獲得最大的利用價值。

2.5現(xiàn)場總線技術(shù)和BACnet在智能建筑中的應(yīng)用

所謂現(xiàn)場總線技術(shù),是指連接智能現(xiàn)場設(shè)備、數(shù)字控制系統(tǒng)以及自動化監(jiān)測儀表的一項先進技術(shù)。通過現(xiàn)場總線技術(shù),智能現(xiàn)場設(shè)備、控制系統(tǒng)以及檢測儀表殼實現(xiàn)全數(shù)字化,且具有多種分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)體系。在該體系中,測量具有智能化和數(shù)字化的優(yōu)點,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通過控制設(shè)備來完成,在總線連接作用下,達到信息互換的目的,最終實現(xiàn)自動控制。嚴格意義上而言,過程控制包含智能建筑自動控制系統(tǒng),因此,可在智能建筑中使用過程控制的一切通信協(xié)議。就目前發(fā)展情形來看,現(xiàn)場總線技術(shù)成功應(yīng)用至智能建筑自動化控制系統(tǒng)中的不在少數(shù),比如工業(yè)以太網(wǎng)。在智能建筑中,BACnet應(yīng)用也較為廣泛。BACnet屬于數(shù)據(jù)通信協(xié)議,可對整個智能建筑實行全方位監(jiān)控,該協(xié)議無論是在國內(nèi),還是在國外,早已被列為標準通信協(xié)議。BACnet對以太網(wǎng)在內(nèi)的諸多網(wǎng)絡(luò)均可提供支持,并且適用性良好。BACnet的優(yōu)勢如下:(1)開放性系統(tǒng)。無需芯片安裝,技術(shù)領(lǐng)先,多個制造商均可提供支持,另外,還可大大降低投資成本;(2)規(guī)范化。尤其在通信過程中,規(guī)范化體現(xiàn)得最為明顯,比如采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)表示方法以及信息交換方法;(3)等級嚴格。在智能建筑中廣泛應(yīng)用的BACnet產(chǎn)品,其等級具有一致性;(4)操作性能良好。BACnet產(chǎn)品不但操作性能良好,而且對系統(tǒng)的集成與拓展極為有利。比如在集成方面,BACnet產(chǎn)品可完成多個子系統(tǒng)的統(tǒng)一集成,另外,即使處在相同的人機界面下,也可對機電設(shè)備實施監(jiān)管,提升工作效率,降低能耗,延緩設(shè)備老化,也可大大減少總投資成本??偠灾珺ACnet產(chǎn)品是目前,所有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,最被智能建筑自動化控制系統(tǒng)所接受的系統(tǒng)。

3結(jié)束語

按照現(xiàn)代建筑的發(fā)展趨勢來看,建筑智能化的發(fā)展前景十分廣闊。在建筑智能化中,電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用完美地向住戶傳遞了智能建筑的優(yōu)越性和實用價值。本文就主要針對此進行了簡單分析,對于實際的智能建筑中的電氣自動化控制具有一定的參考價值。

參考文獻

[1]晁陽.智能建筑電氣自動化系統(tǒng)的分析和設(shè)計探究[J].山西建筑.2015(26)

第6篇:運動控制器范文

關(guān)鍵詞:化工企業(yè);自動化控制;運用

中圖分類號:TQ042文獻標識碼:A

一、引言

隨著社會主義市場經(jīng)濟的不斷完善和發(fā)展,人們的生活水平不斷提高,對化工產(chǎn)品的需求在不斷提高。在這個背景下,我國的化工企業(yè)得到了飛速的發(fā)展,化工企業(yè)的發(fā)展規(guī)模越來越大,技術(shù)水平在不斷提高,新的技術(shù)、工藝也在不斷地應(yīng)用到化工企業(yè)當(dāng)中。在化工企業(yè)的發(fā)展中,自動化技術(shù)的日趨成熟以及化工企業(yè)提高了對自動化控制技術(shù)的重視程度,使得自動化控制在化工企業(yè)當(dāng)中的運用越來越普遍。

二、化工企業(yè)自動化控制概述

與人工控制相對應(yīng)的是自動化控制,是指在沒有人參與的情況下,利用設(shè)備、儀器或裝置把被控制的對象或者過程按照預(yù)先設(shè)定的程序運行。自動化控制經(jīng)過了五次發(fā)展變革:第一代自動化控制系統(tǒng)是PCS,這是一個可以簡單就地操作的氣動控制系統(tǒng),僅具備初步控制的能力;第二代自動化控制系統(tǒng)是ACS,是一種電流模擬信號,這個系統(tǒng)的運用,使得自動化控制能力進一步增強;第三代CCS,數(shù)字計算機應(yīng)用促進了它的產(chǎn)生,是自動化控制領(lǐng)域的第一次革命;第四代是DCS,其產(chǎn)生得益于微處理器的廣泛運用和半導(dǎo)體制造技術(shù)的成熟;第五代是FCS,它從DCS發(fā)展而來,被稱作現(xiàn)場總線控制系統(tǒng),是一種能夠?qū)⒖刂圃O(shè)備與智能測量連接起來的具有雙向傳輸功能,全數(shù)字式、多節(jié)點分支結(jié)構(gòu)的通信鏈路數(shù)字運用系統(tǒng)。我國化工企業(yè)自動化控制的發(fā)展,是隨著自動化控制五次變革一起成長的。二十世紀七十年代我國化工企業(yè)自動化控制進入到了發(fā)展期,到了八十年代,我國DCS系統(tǒng)也有了運用的案例,九十年代以來,化工企業(yè)DCS、FCS逐漸推廣,并得到了普遍的運用。

三、化工企業(yè)自動化控制的運用

1.當(dāng)前化工企業(yè)自動化控制運用研究的現(xiàn)狀

從化工企業(yè)自動化控制運用研究的現(xiàn)狀來看,我們需要保持足夠的冷靜,當(dāng)前化工企業(yè)的自動化控制研究,仍然不能夠滿足處于快速發(fā)展過程中的化工企業(yè)對于自動化控制技術(shù)的要求。在化工企業(yè)提出需要更好地自動化控制技術(shù)時,研究界無法提供更好的解決方案。化工企業(yè)的自動化控制研究是一步一步走過來的,對自動化控制理論的研究,應(yīng)當(dāng)以化工企業(yè)的實際需求為準則,以市場為導(dǎo)向,合理分配科研力量,從而有效地開展專門的研究工作。當(dāng)前自動化控制研究的方向,已經(jīng)從過去單純的機械式的控制轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N適應(yīng)當(dāng)前化工企業(yè)發(fā)展的實際運營情況的,結(jié)合了控制和管理為一體的具有綜合性質(zhì)的自動化運用系統(tǒng)。現(xiàn)代自動化控制研究建立在數(shù)學(xué)模型應(yīng)用的基礎(chǔ)之上,并且逐漸向微型計算機的推廣運用方向發(fā)展。但是在企業(yè)自動化控制研究上也存在很大的問題,比如研究理論脫離現(xiàn)實,在某些技術(shù)層面的理論研究也十分的不規(guī)范,自動化控制理論研究的成果無法在實踐中對企業(yè)自動化控制的運用進行切實的指導(dǎo)。

2.我國化工企業(yè)自動化控制運用存在的問題

(1)化工企業(yè)自動化控制運用流程不規(guī)范

在我國化工企業(yè)自動化控制運用當(dāng)中大多屬于獨立開發(fā)出來的模型。這是因為自動化控制模型和獨立開發(fā)出來的模型之間存在數(shù)據(jù)交換的情況,而且在上述兩種模型與工業(yè)數(shù)據(jù)的之間也存在數(shù)據(jù)交換的情況,導(dǎo)致了自動化控制的運用流程存在諸多不規(guī)范的現(xiàn)象。上述兩種模型在自動化控制的技術(shù)上雖然比較先進,但當(dāng)它們之間存在數(shù)據(jù)交換的時候,反而在總體上不具備市場競爭力,多數(shù)自動化控制系統(tǒng)缺乏多種裝置的流程模擬以及過程優(yōu)化應(yīng)當(dāng)具備的工藝條件。

(2)化工企業(yè)自動化控制運用的規(guī)模較小

人們對于化工產(chǎn)品的需求越來越大,對化工產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高,對化工產(chǎn)品品種的種類的要求越來越多,這就使得我國化工企業(yè)化工工藝流程也越來越多,越來越復(fù)雜。有一些化工研究單位,雖然具備比較強大科研能力,但是并不具備將化工產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化所需要的資金,這就導(dǎo)致了這些化工科研單位所開發(fā)出來的自動化控制模型不具備通用性,使得化工產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模較小。所以,如果將已有的自動化控制模型及優(yōu)化技術(shù)產(chǎn)品化需要投入巨額的資金和大量的人力成本。

(3)化工企業(yè)自動化控制中質(zhì)量控制的標準有待統(tǒng)一

在試驗生產(chǎn)時,自動化控制中的質(zhì)量控制首先就應(yīng)當(dāng)明確指標與屬性。當(dāng)前,我國沒有統(tǒng)一的自動化控制質(zhì)量控制的標準,這樣既使得自動化控制的運用受到了很大的限制,而且也非常不利于化工企業(yè)自動化控制對化工工藝水平以及產(chǎn)品質(zhì)量的提高。

(4)化工企業(yè)自動化控制系統(tǒng)程度不高

當(dāng)前,我國大多數(shù)化工企業(yè)的自動化控制系統(tǒng)仍然采用常規(guī)的操作系統(tǒng),這就導(dǎo)致了90%以上的自動化裝置的作用無法發(fā)揮,既不能提高化工企業(yè)的生產(chǎn)效率,也極大地浪費了資源。因此,應(yīng)當(dāng)加強自動化控制系統(tǒng)的研究,開發(fā)出自動化控制集成化管理程度高的系統(tǒng),從而提高化工企業(yè)的生產(chǎn)效率,節(jié)約資源。

3.發(fā)展化工企業(yè)自動化控制運用的建議

為了促進化工企業(yè)自動化控制的發(fā)展,滿足化工企業(yè)生產(chǎn)的實際需要,就化工企業(yè)自動化控制的運用提出如下建議:

(1)加強化工企業(yè)自動化綜合控制

一般情況下,化工企業(yè)具有比較大的規(guī)模,化工產(chǎn)品的經(jīng)營范圍也比較寬,這就大大增加了化工企業(yè)自動化綜合控制的難度,導(dǎo)致了即使化工企業(yè)運用了自動化控制模型仍然很難對整個企業(yè)進行全面、有效地管理。所以,化工企業(yè)在不斷提高自動化控制水平的同時,還應(yīng)當(dāng)綜合運用信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子信息技術(shù)等,從這些方面加快企業(yè)自動化綜合控制的建設(shè)進度,從而提高化工企業(yè)的信息集成化、管控一體化程度。只有加強化工企業(yè)自動化綜合控制,才能提高化工企業(yè)的生產(chǎn)效率,才能使化工企業(yè)的控制管理水平達到最優(yōu)。

(2)自動化控制研究應(yīng)當(dāng)符合市場要求

市場對自動化的控制研究具有導(dǎo)向作用,化工企業(yè)應(yīng)當(dāng)立足于市場,運用自動化控制技術(shù)充分了解并掌握企業(yè)市場的發(fā)展變動情況,對于市場的變化,及時、有效地作出應(yīng)對。自動化控制研究只有符合市場的要求,才能使得自動化管理符合企業(yè)的發(fā)展,從而實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。

(3)提高化工企業(yè)預(yù)警系統(tǒng)的自動化水平

化工企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營當(dāng)中存在一定的危險。化工企業(yè)要想提前發(fā)現(xiàn)危險,將危險消除在萌芽狀態(tài),就應(yīng)當(dāng)提高預(yù)警系統(tǒng)的自動化水平。加強化工產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備運行的安全性檢測、自動報警等技術(shù)的開發(fā),以確保化工企業(yè)在生產(chǎn)過程當(dāng)中的安全運行。

四、結(jié)論

綜上所述,經(jīng)過這么多年來的發(fā)展,我國化工企業(yè)自動化控制的運用取得了一些經(jīng)驗,但是仍然存在許多的問題,需要我們這一代人進一步加強研究。自動化控制對于提高化工企業(yè)的工藝水平,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),提升化工產(chǎn)品質(zhì)量,改善勞動效率等方面,發(fā)揮了越來越重要的作用。自動化控制技術(shù)對于化工企業(yè)的發(fā)展提到了巨大的推動作用。化工企業(yè)要想在競爭越來越激烈的市場中求得生存和發(fā)展,應(yīng)當(dāng)不斷地提高自動化控制運用的的水平,以提高自身的市場競爭力和經(jīng)濟效益。

參考文獻:

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第7篇:運動控制器范文

(1)設(shè)計科學(xué)合理的流程。明確電氣自動控制的任務(wù),并加以評估,將PLC控制范圍確定下來。最后技術(shù)人員根據(jù)PLC的功能和性價比來確定程序控制器的主機。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信號的地址是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)。只有確定了輸入/輸出地址,才能進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)計控制系統(tǒng)??刂葡到y(tǒng)分為硬件部分和軟件部分。PLC控制程序的編寫是系統(tǒng)設(shè)計中軟件部分的組成。除了程序編寫之外的控制系統(tǒng)設(shè)計基本都是屬于硬件設(shè)計,如電氣線路的設(shè)計、PLC控制器的設(shè)計、抗干擾的設(shè)計及PLC控制器線路的設(shè)計等。1)設(shè)計系統(tǒng)的硬件。硬件設(shè)計的主要包括確定電氣控制元件;設(shè)計抗干擾措施;設(shè)計電氣控制系統(tǒng)。2)設(shè)計系統(tǒng)的軟件。主、子程序及中斷程序是軟件設(shè)計的三大主要部分。設(shè)計PLC控制程序時編程是主要的方法但更重要的依靠設(shè)計者自身累積并總結(jié)經(jīng)驗。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)計程序常見步驟為:①查找輸出對象,確定出其啟動及關(guān)斷條件;②輸出對象的啟動條件及關(guān)斷條件有制約條件的,要找出來;③大多情況下,輸出對象以FK=(X開+K)•X關(guān)關(guān)公式加以編程,有制約條件的,以FK=(X開•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)計系統(tǒng)程序與語句表編程相比,更直觀,更加一目了然,但具有需要修改時比較麻煩工程量大的缺點。一般對于比較清晰的并發(fā)、單及選擇順序的控制任務(wù),應(yīng)用功能圖進行設(shè)計程序較有優(yōu)勢。(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的環(huán)境下實行,并且只能夠調(diào)試手動控制部分的功能正確與否;只有模擬出各種開關(guān)信號輸入的情況才能夠?qū)ο到y(tǒng)軟件部分進行調(diào)試,通過綜合應(yīng)用電位器、萬用表及開關(guān)模擬多種現(xiàn)場信號,觀察此時PLC輸出的邏輯關(guān)系是否與控制要求相符;與此同時,也可應(yīng)用電腦直接模擬加以調(diào)試。通過反復(fù)修改與調(diào)試來確定程序的完全正確。(5)系統(tǒng)聯(lián)機調(diào)試,下載已經(jīng)編制并且調(diào)試好的程序到現(xiàn)場PLC控制系統(tǒng)中實行運用。首先斷開主電氣然后才開始調(diào)試,只能對控制電路實行聯(lián)調(diào)。聯(lián)調(diào)過程中,發(fā)現(xiàn)問題,要反復(fù)全面檢查系統(tǒng)接線與軟件設(shè)計里程序的編寫與調(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、檢修及改進等提供依據(jù)。

2電氣設(shè)備自動控制中PLC控制系統(tǒng)的操作過程

(1)選擇合適的電源。選擇電源時,最基本的要求時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型,并且在系統(tǒng)運行的過程具有很好的穩(wěn)定性。(3)設(shè)計控制元器件。設(shè)計輔助程序、故障應(yīng)用措施,分配存儲空間、編制功能子程序是設(shè)計系統(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/輸出模塊點數(shù)的確定;2、運用離散系統(tǒng)來實現(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)連接與安裝的實現(xiàn)。PLC控制系統(tǒng)多個部件在配線板上的實現(xiàn),按照相應(yīng)的系統(tǒng)接線圖對其進行安裝工作。(6)調(diào)試實現(xiàn)PLC的運行。1、調(diào)試PLC控制系統(tǒng)硬件與軟件,以保證試運行的穩(wěn)定性;2、試運行過程中,設(shè)計人員必須注重PLC控制系統(tǒng)各個部分運行情況詳細觀察運行的細節(jié),對出現(xiàn)的各種情況必須立即做出停機處理,找出出現(xiàn)問題的原因與源頭,并及時的選擇正確、有效的方式處理掉出現(xiàn)的情況;3、確定PLC控制系統(tǒng)試運行準確無誤后,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)中實現(xiàn)了PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用,大大促進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原因,在實際中其應(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、便于維護等優(yōu)勢,在中央空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用越發(fā)廣泛。

4結(jié)語

第8篇:運動控制器范文

關(guān)鍵詞:智能化技術(shù);電氣控制;煙機設(shè)備;應(yīng)用

1.智能化技術(shù)概述

智能化技術(shù)是一門現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù),涵蓋的領(lǐng)域非常廣泛,包括語言學(xué)、控制學(xué)、數(shù)字化、自動化等學(xué)科內(nèi)容。智能化技術(shù)的應(yīng)用目的是利用先進的智能化技術(shù)代替人工完成一些復(fù)雜的人工難以完成的工作,實現(xiàn)人工智能化。經(jīng)過長時間的發(fā)展,智能化技術(shù)在多個行業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。

智能化技術(shù)應(yīng)用了很多計算機科學(xué)理論知識,并且多以計算機網(wǎng)絡(luò)作為系統(tǒng)平臺,完成智能管理和控制。智能化技術(shù)能夠有效提高電氣自動化控制系統(tǒng)的運行效率,減少電氣自動化控制系統(tǒng)的誤操作和各種故障。優(yōu)化人力、物力和財力等資源配置,優(yōu)化系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

2.智能化技術(shù)和電氣工程自動化控制系統(tǒng)的結(jié)合

在電氣自動化控制系統(tǒng)中結(jié)合智能化技術(shù),控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的響應(yīng)時間、下降時間等參數(shù),提高系統(tǒng)的運行效率,利用智能化技術(shù)實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的遠程監(jiān)測和無人控制,實現(xiàn)智能化的調(diào)節(jié)和控制。同時,利用智能化技術(shù),通過全面掌控系統(tǒng)的運行狀態(tài),使電氣控制系統(tǒng)及時做出反應(yīng),滿足系統(tǒng)中動態(tài)的、復(fù)雜的控制對象的變化需求。另外,在電氣自動化控制系統(tǒng)中,由于控制對象并不固定,不同的控制對象有不同的特點,智能化技術(shù)可以利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和模糊算法,快速找到不同控制對象的共性和差異性,準確地獲得數(shù)據(jù)處理信息在處理不同數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出較高的一致性,具有較高的準確性。

3.智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用

3.1智能化技術(shù)在煙機設(shè)備系統(tǒng)控制和故障診斷中的應(yīng)用

隨著煙草設(shè)備的發(fā)展,智能化技術(shù)在設(shè)備電氣自動化控制系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。首先,煙草設(shè)備采用各種智能控制器,包括西門子、倍福等等,這些控制器的使用極大的簡化了原有控制線路,提高了設(shè)備可靠性。提高了生產(chǎn)效率。其次,智能化技術(shù)可以準確監(jiān)測出煙草設(shè)備控制系統(tǒng)故障,并且及時診斷系統(tǒng)故障原因。在電氣控制系統(tǒng)中設(shè)置相應(yīng)的故障監(jiān)測體統(tǒng),利用遺傳算法和專家系統(tǒng)快速診斷出系統(tǒng)的送電狀態(tài)、停電狀態(tài)、過流狀態(tài)、接地故障以及短路故障等。并且監(jiān)測控制系統(tǒng)線路的溫度、故障電流以及負荷電流等。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)軟件故障時,專家系統(tǒng)會自動發(fā)出故障排除指令,即使調(diào)試軟件程序運行,保護其他軟件系統(tǒng)的運行狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)硬件故障時,專家系統(tǒng)會在人機接口自動顯示故障信息,然后利用智能化技術(shù),排除系統(tǒng)的故障和安全隱患,延長硬件設(shè)備使用壽命。總之煙草設(shè)備大量使用智能化技術(shù),使得各種煙機設(shè)備的運行和維護效率得到了大大的提高。

3.2智能化技術(shù)煙草設(shè)備優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用

煙草設(shè)備電氣控制系統(tǒng)是一個復(fù)雜綜合的系統(tǒng),在對設(shè)備的維護改進和優(yōu)化過程中,需要綜合電氣工程、電力技術(shù)、電磁波等方面知識,而CAD技術(shù)作為一種重要的智能化技術(shù),被廣泛應(yīng)用在電氣自動化系統(tǒng)的設(shè)計過程中。CAD技術(shù)涵蓋了電磁場、電路以及電機等學(xué)科知識,在CAD軟件平臺上,應(yīng)用智能化技術(shù)的遺傳算法,利用標準的樣本數(shù)據(jù),結(jié)合電氣控制系統(tǒng)的中心參數(shù)和寬度參數(shù),可以快速設(shè)計出多種負載的電路,不僅可以確保電氣工程自動化控制系統(tǒng)設(shè)計的可行性,而且極大的提高電路設(shè)計的效率和質(zhì)量,縮短系統(tǒng)設(shè)計時間。

3.3智能化技術(shù)在煙草電力供應(yīng)中的應(yīng)用

卷煙制造工廠,需要一個龐大而可靠的電力供應(yīng)系統(tǒng)。PLC系統(tǒng)作為一種重要的智能化技術(shù),廣泛應(yīng)用在電力生產(chǎn)供應(yīng)過程中,PLC技術(shù)取代電力系統(tǒng)的繼電器,滿足電力控制需求。PLC系統(tǒng)可以很好的輔助電力生產(chǎn),實時監(jiān)控電力系統(tǒng)運行。電力系統(tǒng)的主站層主要由PLC系統(tǒng)和人機接口共同組成,主站層監(jiān)控室利用自動化控制系統(tǒng),減少人工操作。同時結(jié)合遠程I/O和現(xiàn)場傳感器實現(xiàn)監(jiān)測控制,可以有效提高電力系統(tǒng)的生產(chǎn)運行效率。另外,PLC冗余系統(tǒng)可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動切換,極大提高的電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。為卷煙制造品質(zhì)提升提供可靠保障。

第9篇:運動控制器范文

關(guān)鍵詞:發(fā)電企業(yè);電力系統(tǒng);運行控制;自動化

1. 電力系統(tǒng)的自動化控制以及它的控制目標

電力系統(tǒng)控制的目的在于能夠保持整個電力系統(tǒng)的正常運行而不發(fā)生故障,從而可以安全高效地向廣大用戶提供合符合使用要求的電能;如果電力系統(tǒng)發(fā)生突發(fā)事故的時候,電力系統(tǒng)能夠迅速切除故障,從而阻止事故的進一步擴大造成經(jīng)濟損失和人身傷害,并且能夠快速回復(fù)恢復(fù)電力系統(tǒng)的正常運行,盡量減少對用戶造成的不便。另外,還要使電力生產(chǎn)綠色環(huán)保,符合相關(guān)規(guī)定。簡單地說,電力系統(tǒng)運行控制的目標就是要:經(jīng)濟、安全、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保[1]。

1.1 保證電力系統(tǒng)運行的安全

安全是一切生產(chǎn)的前提。每一個電力企業(yè)在電力生產(chǎn)中最常提的口號是“安全第一”。安全,就是要杜絕事故的發(fā)生,這是電力企業(yè)的頭等大事。大家都知道,電力系統(tǒng)一旦發(fā)生事故,那將會造成極其嚴重的后果,輕者造成電氣設(shè)備不同程度的損壞,嚴重影響居民的正常用電,同時也會給生產(chǎn)廠家造成成一定的損失;重者更是波及到電力系統(tǒng)覆蓋的廣大區(qū)域,使生產(chǎn)設(shè)備受到大規(guī)模嚴重破壞,更會造成人員的傷亡,嚴重影響到國民經(jīng)濟的健康發(fā)展。因此,努力保證電力系統(tǒng)的安全運行是電力企業(yè)最重要的任務(wù)[2]。

1.2 保證電能符合質(zhì)量標準

與所有的商品一樣,電能也是有一定的質(zhì)量標準的,通常是指波形、電壓和頻率三項指標。通常,發(fā)電機產(chǎn)生電壓的為正弦波,因為整個系統(tǒng)中許許多多的設(shè)備在一開始設(shè)計的時候都將波形問題進行了充分的考慮,通常情況下,底層用戶所獲得的電壓波形一般也是正弦波。一旦波形不是正弦的,那么電壓波形就會有許許多種高次波,這樣的電波對于電子設(shè)備會產(chǎn)生不利影響,通訊的線路也會有一定的干擾,電動機的效率也會降低,影響正常的操作運行。更為嚴重的是,這還可能使電力系統(tǒng)發(fā)生危險的高次諧波諧振,使電氣設(shè)備遭到嚴重破壞[3]。

頻率是電能質(zhì)量標準中要求最嚴格的一項,頻率允許的波動范圍在我國是50+0.2Hz(有的國家是±0.1Hz)。使頻率穩(wěn)定的關(guān)鍵是保證電力系統(tǒng)有功功率的供求數(shù)量時時刻刻都要平衡。前已說過,負荷是隨時變動的,因此,只有讓發(fā)電廠的有功出力時時刻刻跟蹤負荷舶有功功率,隨其變動而變動。以往那種調(diào)度員看到頻率表指示的頻率下降之后再打電話命令發(fā)電廠增加發(fā)電機出力的時代早已進去了。現(xiàn)在調(diào)頻過程是由自動裝置自動進行的。但是負荷如果突然發(fā)生了大幅度的變化,超出了自動調(diào)頻的可調(diào)范圍,頻率還會有較大變化。

1.3 保證電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性

運行控制在電力系統(tǒng)中,一方面要在意電能質(zhì)量問題和劇增安全問題,另一方面要將發(fā)電成本控制到最低,降低傳輸損失,從而將整個電力系統(tǒng)的運行成本進行優(yōu)化。在已經(jīng)正常運行的電力系統(tǒng)中,調(diào)度方案對于其運行經(jīng)濟性有著至關(guān)重要的作用。一定要在保證系統(tǒng)的安全的基礎(chǔ)上,對于安排備用容量的分布和組合進行整體優(yōu)化,考慮發(fā)電機組的效率和性能,水電廠水頭以及燃料種類情況,加上負荷中心距離發(fā)電廠的遠近等因素,選擇一個經(jīng)濟性能最優(yōu)的電力調(diào)度方案。

2. 展望

電力系統(tǒng)自動化調(diào)度的起步階段,調(diào)度員調(diào)度員對于監(jiān)視和了解線路或電廠的運行幾乎沒有辦法,更更不用說對輸電網(wǎng)絡(luò)和電廠進行行而有效的操控可。對于電線線路的流向、機組的出力及其出力分配、節(jié)點電壓是否達到預(yù)期,相關(guān)的調(diào)度員基本上不能夠進行掌控制。各廠站與電力調(diào)度員的唯一聯(lián)系基本上就是電話,網(wǎng)絡(luò)很不普及。在初期,每個廠站的值班員必須要定時定期地匯報本廠站的各種運行數(shù)據(jù)給系統(tǒng)調(diào)度員,調(diào)度員需要根據(jù)各廠站的實際情況對所有數(shù)據(jù)進行匯總、分析,長時間的勞動也不過僅僅掌握了系統(tǒng)運行狀態(tài)的一點點信息。一旦某個電路系統(tǒng)出現(xiàn)事故,調(diào)度員也只能電話告知需要停哪些線路,跳哪些斷路器,對于事故損失的情況以及事故現(xiàn)場情況,需要根據(jù)經(jīng)驗對事故進行處理。這就需要較長的時間才能恢復(fù)正常運行[4]??上攵@種極為不先進的狀態(tài)與電力系統(tǒng)與日俱增的地位是及其不相稱的,因而,現(xiàn)代化的先進設(shè)備裝備調(diào)度中心必須應(yīng)用在以后的電力系統(tǒng)自動化中,以適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展的需要。

參考文獻

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