導(dǎo)語：如何才能寫好一篇自動化控制論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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人工智能技術(shù)是人類科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進步的必然結(jié)果，也是工業(yè)發(fā)展過程中，促進工業(yè)自動化科學(xué)化發(fā)展的重要推動力量。在人工智能技術(shù)的發(fā)展中，科技的發(fā)展和工業(yè)技術(shù)的進步會促進人工智能技術(shù)的發(fā)展；反之，人工智能技術(shù)的進步，可以完成那些人類自身無法辦到、技術(shù)條件效果不好的生產(chǎn)技術(shù)操作。當前的人工智能主要是計算機技術(shù)的發(fā)展結(jié)果，隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，通過對計算機信息特點和操作性能的了解和設(shè)計，使計算機操作系統(tǒng)具有更多更先進的人工化反應(yīng)，并在實際的信息技術(shù)處理過程中，通過其系統(tǒng)內(nèi)部的人工化、智能化識別和處理系統(tǒng)，對電氣自動化控制和其他工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域在運行中的問題進行自主解決。如今，人工智能技術(shù)已經(jīng)取得了較大的進步，其研究發(fā)展項目也越來越多，越來越先進，實用性越來越強。人工智能技術(shù)已經(jīng)廣泛運用與工業(yè)自動化、過程控制和電子信息處理等先進的技術(shù)領(lǐng)域。人工智能技術(shù)通過模糊理論算法、遺傳算法和模糊神經(jīng)算法等方式，可以在電氣自動化控制中，采取更靈活多變的控制方式，對電氣自動化設(shè)備運行中的不穩(wěn)定因素和動態(tài)變化進行自主的調(diào)整，從而保障其運行的準確和高效，減少出錯率。人工智能技術(shù)的運用，可以大大減少在電氣自動化控制等領(lǐng)域的人力成本，并且能夠解決一些工作人員無法有效監(jiān)控和解決的問題，做到及時有效。

2人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用

2.1人工智能控制實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集及處理功能

在電氣設(shè)備的運行過程中，數(shù)據(jù)的采集和處理是了解電氣設(shè)備自動化控制情況，發(fā)現(xiàn)運行過程中的問題和提出解決辦法的重要依據(jù)。在傳統(tǒng)的自動化控制中，由于技術(shù)水平和實際運行中的動態(tài)變化，數(shù)據(jù)的采集和傳輸無法做到準確和穩(wěn)定，保存數(shù)據(jù)容易出現(xiàn)丟失的情況。人工智能技術(shù)的使用，可以保障電氣自動化運行過程中對動態(tài)信息的及時收集和穩(wěn)定傳輸，對相關(guān)數(shù)據(jù)的保存工作也更安全，這就提高了電氣自動化的控制水平，充分保障了電氣運行中的安全性和穩(wěn)定性。

2.2人工智能控制實現(xiàn)了系統(tǒng)運行監(jiān)視機報警功能

電氣自動化控制是用電氣的可編程控制器，控制繼電器，帶動執(zhí)行機構(gòu)，完成預(yù)期設(shè)計動作的過程。在此過程中，系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的運行都要嚴格按照設(shè)計模型和函數(shù)計算的基礎(chǔ)上進行，如果系統(tǒng)中的一點出現(xiàn)問題，就會造成整個自動控制系統(tǒng)的故障。在以往的自動化控制系統(tǒng)運行中，對系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的運行數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，對運行中的特殊情況進行及時的報警處理，幫助自動化系統(tǒng)及時處理可能出現(xiàn)的故障，提醒電氣管理人員加強對電氣系統(tǒng)的管理。

2.3人工智能控制實現(xiàn)了操作控制功能

電氣自動化控制的主要特征之一就是通過計算機的一鍵操作，就可以實現(xiàn)對電氣系統(tǒng)的整體控制，保障電氣自動化運行符合現(xiàn)實的需要。傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)的操作，需要靠人工對系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)進行人工操作，從而促進自動化系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)調(diào)和配合，這種方式既降低了自動化運行的效率，也增加了自動化系統(tǒng)的故障發(fā)生頻率。人工智能技術(shù)對電氣自動化系統(tǒng)的控制，是通過各種先進的算法，按照電氣自動化的需求，對自動化系統(tǒng)進行自動化和智能化設(shè)計，從而實現(xiàn)對電氣自動化控制系統(tǒng)的同時操作，大大提高了自動化控制的效率，減少了單獨指令操作中容易出現(xiàn)的不協(xié)調(diào)情況的發(fā)生。

3人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的控制方式

3.1模糊控制

模糊控制以模糊推理和模糊語言變量等為理論基礎(chǔ)，并以專家經(jīng)驗作為模糊控制的規(guī)則。模糊控制就是在被控制的對象的模糊模型的基礎(chǔ)之上，運用模糊控制器，實現(xiàn)對電氣控制系統(tǒng)的控制。在實際控制設(shè)計過程中，通過對計算機控制系統(tǒng)的使用，使電氣自動化系統(tǒng)形成具有反饋通道的閉環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)字控制系統(tǒng)，從而達到對電氣自動化系統(tǒng)的科學(xué)控制。

3.2專家控制

專家控制是指在進行電氣自動化控制過程中，利用相關(guān)的系統(tǒng)控制理論和控制技術(shù)的結(jié)合，通過對以往控制經(jīng)驗的模擬和學(xué)習(xí)，實現(xiàn)電氣自動化控制中智能控制技術(shù)的實施。這種控制方式具有很強的靈活性，在實際運行中，面對控制要求和系統(tǒng)運行情況，專家控制可以自覺選取控制率，并通過自我調(diào)整，強化對工作環(huán)境的適應(yīng)。

3.3網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制

網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制的原理就是基于對人腦神經(jīng)元的活動模擬，以逼近原理為依據(jù)的網(wǎng)絡(luò)建模。神經(jīng)控制是有學(xué)習(xí)能力的，屬于學(xué)習(xí)控制，對電氣自動化控制中出現(xiàn)的新問題可以及時提出有效的解決辦法，并通過對相關(guān)技術(shù)問題的分析解決，提高自身的人工智能水平。

4結(jié)語

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變配電系統(tǒng)，顧名思義，就是保證建筑物供電與用電安全的系統(tǒng)，實現(xiàn)建筑物正常用電運行是變配電系統(tǒng)的主要監(jiān)控目標。首先，變配電系統(tǒng)通過對建筑物各類型的電力開關(guān)設(shè)備進行監(jiān)測，對配電柜高壓與低壓的運行狀態(tài)進行控制來實現(xiàn)對建筑物內(nèi)部電力供應(yīng)與使用的監(jiān)督與管理。其次，變配電系統(tǒng)還會對建筑物電路回路的電流與電壓、功率因數(shù)這些電力關(guān)鍵參考值進行監(jiān)測。變壓器與電纜的溫度、發(fā)電機的運行狀態(tài)的好壞都是變配電系統(tǒng)的重要監(jiān)督。電力系統(tǒng)本身具有一定的特殊性，其可以在瞬間發(fā)生很多的變化，所以在利用計算機系統(tǒng)對電力系統(tǒng)進行控制之時，其監(jiān)測的頻率是很高的，在監(jiān)測的同時，要對這些監(jiān)測中設(shè)備開關(guān)的狀態(tài)與參數(shù)的變化進行準確且連續(xù)的記錄，只有這樣，變配電系統(tǒng)才能夠準確地預(yù)測事故發(fā)生的機率，在自動狀態(tài)下對變電系統(tǒng)事故地點進行分析。樓宇自動化系統(tǒng)中的變配電系統(tǒng)可以利用計算機對供電設(shè)備的開關(guān)進行遠程控制，在停電發(fā)生后，可以對開關(guān)進行自動的順序控制。另外，變配電系統(tǒng)還可以對應(yīng)急的發(fā)電設(shè)備進行運行狀態(tài)的監(jiān)測，使其在有應(yīng)急需要之時可以正常運行，自動切斷不主要的電路回路，保證應(yīng)急發(fā)電機的負荷在合理的范圍之內(nèi)。變配電系統(tǒng)除了對建筑物進行供電之外，還會對用電量進行計算，對每家每戶的電費進行分析與計算，還可以對我國的供電政策進行有效的落實與執(zhí)行，在供電高峰期超負荷的情況下對不主要的回路進行切斷。

2給排水系統(tǒng)

使建筑物內(nèi)部的中水系統(tǒng)得到正常的運行是智能建筑中給排水系統(tǒng)的運行目標與任務(wù)，給排水系統(tǒng)的主要功能是將建筑物內(nèi)水泵與排水泵、污水泵等運行狀態(tài)進行監(jiān)測與管理，使建筑內(nèi)各水箱的水位保持在安全可靠的限制值當中。另外，給排水系統(tǒng)還會對給水系統(tǒng)的壓力進行測量，使水位與壓力保持在安全范圍內(nèi)，根據(jù)水位與壓力的變化及時進行水泵的關(guān)閉與開啟。

3照明系統(tǒng)

智能建筑中的照明系統(tǒng)是建筑物內(nèi)主要的節(jié)能系統(tǒng)，節(jié)能減排主要體現(xiàn)在照明系統(tǒng)的運行之中。照明系統(tǒng)的協(xié)調(diào)程度與運行力度是建筑物自動化與智能化的重要體現(xiàn)。在智能建筑中，電能是不可缺少的，照明系統(tǒng)是除了空調(diào)系統(tǒng)之外最大的電能消耗系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的建筑管理方法相比，智能建筑中的自動化系統(tǒng)可以實現(xiàn)40%左右電能的節(jié)省。照明系統(tǒng)的節(jié)能，主要利用于自動化系統(tǒng)對于停車場、走廊與對門廳等照明進行開啟與關(guān)閉控制，對建筑物內(nèi)的照明回路進行分組控制，使用電量過大、電路負荷過多時進行自動切斷，對辦公室與廳堂這些地方的照明系統(tǒng)進行無人熄燈的自動控制。這些控制的實現(xiàn)可以利用計算機中設(shè)定的開關(guān)開啟與關(guān)閉時間進行遠程控制，門鎖與紅外線也是比較好的照明系統(tǒng)控制手段。

4電梯系統(tǒng)

電梯系統(tǒng)屬于智能建筑中的交通系統(tǒng)，對電梯系統(tǒng)的自動化管理也是樓宇交通管理的重要內(nèi)容。對于電梯而言，其本身具有全套的自動控制裝置，但是，要使其成為智能建筑中樓宇自動化系統(tǒng)的一部分，要將電梯本身的控制裝置與樓宇的自動化系統(tǒng)相聯(lián)系，使其實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，使建筑物的管理者可以對電梯的運行狀況進行及時的掌握與分析，在有意外事故發(fā)生的時候，可以利用自動化系統(tǒng)對電梯進行有效的控制。

5保安監(jiān)控系統(tǒng)

保安監(jiān)控系統(tǒng)主要由三部分組成。第一，閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)。閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)主要是利用攝像機完成的，管理人員將攝像機安放在需要進行監(jiān)控的各個區(qū)域之間，利用電纜這一中介將圖像傳達到建筑控制中心，使建筑物的管理人員可以對大樓內(nèi)部的實時情況進行觀察與管理。還可以利用現(xiàn)代化的計算機技術(shù)對這些上傳的圖像進行分析，使影視中的物體與煙霧等不安全因素得到確認，為事故的處理提供證據(jù)。第二，出入口控制系統(tǒng)。對建筑物的出入口進行控制，就是利用電子鎖或者是門磁開關(guān)這些設(shè)備對建筑物的人群進行控制。將讀卡機等設(shè)備安裝在建筑物當中，使建筑物的進入具有一定的權(quán)限性，對進入到建筑物的對象與建筑物的開放時間進行控制，隨時掌握人員的出入情況。第三，防盜報警系統(tǒng)。防盜功能的實現(xiàn)，是利用各種敏感軟件的安裝實現(xiàn)對建筑物內(nèi)部空間的控制，比如說紅外線與震動傳感器等等，將其安裝在重要的防盜部位，如果監(jiān)測區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)異常，報警系統(tǒng)可以做出相應(yīng)的反應(yīng)，通過建筑物管理人員對異常情況進行及時的處理。

6結(jié)束語

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1.1電氣工程自動化模型得到了簡化。

通常而言，在電氣工程自動化控制達到智能化目的之前往往需要建立相應(yīng)的模型，除此之外，在模型建立的時候還需要綜合考慮到很多會直接或者間接影響模型的參數(shù)。鑒于此，通過模型來實現(xiàn)自動化控制歸納的說就是通過相關(guān)的動態(tài)方程來控制和反饋數(shù)據(jù)的，但是通過這種方式是無法保證在數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠陂g不出現(xiàn)意外狀況來影響數(shù)據(jù)的傳輸以及反饋，這樣一來數(shù)據(jù)的及時性和準確性就無法得到保證了，使得理論結(jié)果與現(xiàn)實實踐之間出現(xiàn)偏差也就不足為奇了，這會導(dǎo)致電氣工程自動化控制的工作效率大大的降低。然而我們通過實踐得出，引入智能化技術(shù)能夠非常有效的跳過設(shè)計與建立模型這一環(huán)節(jié)，可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)的自動化，從根本上降低了出現(xiàn)上述情況的可能性和風(fēng)險，在很大程度上避免了那些不可控制的客觀因素發(fā)生，提高了控制器的精確度和自動化的控制效率。

1.2確保電氣工程自動化控制的統(tǒng)一。

傳統(tǒng)的自動化控制器一般地說都是就某個模型對象來加以控制的，事實證明，這種方式對于單個的模型控制效果良好，但是無法統(tǒng)一而全面的控制電氣工程自動化控制系統(tǒng)，這樣一來就極易造成不同的模型之間各不相同。然而智能化電氣工程的自動化控制就可以有效避免模型設(shè)計的這一環(huán)節(jié)，因此無法控制模型的復(fù)雜性這一問題就不復(fù)存在了，這不管是對于指定的對象或者非指定對象都能夠保證控制上的一致性，從根本上確保了電氣工程自動化控制的統(tǒng)一，這樣一來不僅大大提高了自動化控制器的工作效率，工作質(zhì)量也得到了質(zhì)的提高。

1.3有效控制了電氣工程自動化系統(tǒng)。

前面已經(jīng)講到，智能化技術(shù)能夠控制和反饋對電氣工程中所有設(shè)備的數(shù)據(jù)，與此同時還能夠有效根據(jù)響應(yīng)時間、下降時間和魯棒性變化等參數(shù)來對電氣工程自動化的控制程度實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，這樣一來就可以節(jié)省了重新建立模型的時間，另外還可以在第一時間來處理因客觀因素以及預(yù)警自動化控制過程中所造成的錯誤。這樣及時的處理和高效的警惕大大降低了風(fēng)險，節(jié)省了很多的人力物力財力的消耗，從而更好的實現(xiàn)了對電氣工程自動化系統(tǒng)的有效控制。

2、智能化技術(shù)的有效應(yīng)用

就目前而言，智能化技術(shù)在電氣工程中主要應(yīng)用表現(xiàn)為以下幾個方面。

2.1模糊邏輯與控制。

一般地說，電氣工程的自動化控制系統(tǒng)中都會含有一定數(shù)量的模糊控制器，它能很好的代替PID控制器。就目前而言，模糊邏輯的控制主要有M型與S型兩種應(yīng)用類型，但是有一點需要強調(diào)的是，這兩種控制器都有各自的規(guī)則庫，又可以叫做ifthem的模糊規(guī)則集。其中S型控制器的規(guī)則為if。X是G，y是H，則W=f(X,Y)，這里所說的G與H指的都是模糊集，下面分別對這兩種應(yīng)用類型進行介紹。M型控制器主要由模糊化、知識庫、推理機與反模糊化這四大部分所共同構(gòu)成，主要用于實現(xiàn)變量的測量、量化、模糊化的目的，其隸屬函數(shù)的形式也是多種多樣的；知識庫主要是由語言控制的數(shù)據(jù)庫與規(guī)則庫兩個部分，其開發(fā)方式是將專家知識與經(jīng)歷置于控制及應(yīng)用目標上。值得注意的是，在建模的過程中，一定要使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的推理機與模糊控制器對其加以操作；推理機同樣也是模糊控制器中不可或缺的重要組成部分，它能夠很好地模仿人類決策與推理模糊控制行為；反模糊化主要用來量化與反模糊化，它包括的技術(shù)種類也比較多，其中應(yīng)用得最為廣泛的當屬中間平均技術(shù)與最大化的反模糊化這兩種了。

2.2優(yōu)化設(shè)計與診斷故障。

在過去的很長一段時間里，設(shè)計產(chǎn)品通常都是依靠實驗或者傳統(tǒng)手工檢驗來完成，通過這種方式所得方案往往不是最優(yōu)方案。隨著計算機技術(shù)的蓬勃發(fā)展以及在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，越來越多的電氣工程產(chǎn)品開始更多的選擇使用CAD來進行設(shè)計。這樣大大減短了產(chǎn)品的開發(fā)周期，如果在這個過程中很好地滲透智能化技術(shù)，可謂是如虎添翼，使其設(shè)計質(zhì)量與效率得到大大的提升，專家系統(tǒng)的設(shè)計就是一個典型案例。不僅如此，智能化技術(shù)在優(yōu)化設(shè)計還體現(xiàn)在遺傳算法方面。眾所周知，遺傳算法是當前全世界范圍內(nèi)比較先進的計算法，其最大的優(yōu)勢之處在于計算精度高，因此在電氣工程中得到了親睞，而且在其中也起到了極其重要的作用。除此之外，故障和它的預(yù)兆在電氣工程中的關(guān)系是錯綜復(fù)雜的，具有不確定與非線性的特點，這給我們的判斷帶來很大的困擾。

3、總結(jié)語

篇4

關(guān)鍵詞：供熱；自動化控制；節(jié)能

0前言

天津市河北區(qū)金泰供熱中心建于2001年，是一所當年立項，當年設(shè)計，當年施工，當年竣工并投入運行的大型集中供熱中心，該供熱中心設(shè)計供熱面積490萬平方米，承載天津市供熱總體規(guī)劃中的最大一片集中供熱區(qū)域。該項目的建設(shè)取代了小鍋爐房12個，為規(guī)劃新建的200萬平方米的居住區(qū)和現(xiàn)有的300萬平方米住宅區(qū)供暖，采用了較為先進鍋爐集散控制系統(tǒng)和變頻調(diào)速，擁有先進的技術(shù)設(shè)備和巨大的擴展功能。

1完善供熱中心DCS控制系統(tǒng)

1.1中心控制系統(tǒng)介紹

金泰供熱中心根據(jù)目前鍋爐配置情況，中心DCS控制采用2個操作員站、1個工程師站，鍋爐房公共部分及每臺鍋爐均設(shè)置了少量重要檢測點的后備儀表（公共部分的循環(huán)泵入口壓力、出口壓力、室外溫度、總管出水溫度、總管回水溫度、總管出口流量、各臺爐出口溫度、出口水壓、出口流量、爐膛溫度、爐膛負壓、聲光報警）和手操器（包括鼓、引風(fēng)手操、爐排手操、分層手操、循環(huán)泵手操），以保證投運行試車和設(shè)備檢修期間，仍能夠保證鍋爐的基本運行。

計算機集散控制系統(tǒng)采取了多可靠性措施，操作員站采用性能穩(wěn)定的工業(yè)PC機，且為冗余設(shè)計，在運行中任何一個操作員站或任何一條網(wǎng)絡(luò)線出現(xiàn)故障，都不會影響鍋爐的正常運行和操作。而DCS系統(tǒng)用于完成現(xiàn)場信號采集、回路調(diào)節(jié)、邏輯聯(lián)鎖、順序控制等基本操作功能的現(xiàn)場控制。

1.2中心DCS控制示意圖

圖1、圖2具體描繪了集散控制的基本組成結(jié)構(gòu)及金泰供熱中心的現(xiàn)況:

圖1集散控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

1.3采用DCS控制的優(yōu)點

（1）人機界面好，便于操作管理

(2)系統(tǒng)高度的安全可靠；

(3)能達到最優(yōu)化管理；

(4)遠距離控制與管理；

(5)利用充分的數(shù)據(jù)信息，科學(xué)節(jié)能運行；

(6)系統(tǒng)構(gòu)成方便靈活，不僅易于擴展，而且維修簡單；

(7)能與計算機和常規(guī)模擬儀表兼容，繼承它們的優(yōu)點。

1.4發(fā)展?jié)摿巴晟拼胧┆?/p>

1.4.1全面完善中心DCS軟硬件系統(tǒng)以發(fā)揮出最大效力

DCS系統(tǒng)以直觀的人機界面著稱，通過CRT圖形動畫顯示，可以直觀的了解鍋爐及各設(shè)備的運行情況，便于正常啟動、合理操作和故障的排除，具體做法如下：

(1)完善、接入鍋爐的基本數(shù)據(jù)采集元件，如：爐膛壓力（壓力傳感器）、溫度（熱電偶）、出入水溫度（溫度傳感器或熱電阻），煙氧含量、出水流量（超聲波流量計）等，并且利用SUPCONJX-300X集散控制系統(tǒng)的組態(tài)軟件開發(fā)出相應(yīng)的監(jiān)視畫面，以達到實時監(jiān)控功能。

圖2金泰供熱集散控制示意

(2)增加遠紅外設(shè)備成像系統(tǒng)和室外溫度記錄裝置，使新增設(shè)備與DCS共用平臺對接，這樣可以充分在設(shè)備運行期間24小時對所有電氣設(shè)備進行監(jiān)控記錄，并且，通過室外溫度記錄裝置，在DCS中記錄全年室外溫度T0，以便正確調(diào)節(jié)及總結(jié)規(guī)律。確保正常運行和人員合理配置。

(3)全面優(yōu)化SUPCONJX-300X集散控制系統(tǒng)軟件平臺，利用其系統(tǒng)組態(tài)（SCKey組態(tài)軟件）、圖形化組態(tài)（SCControl工具）、報表制作（SCForm軟件）、實時監(jiān)控（AdvanTrol軟件）等多功能綜合開發(fā)人機界面，增大DCS控制的直觀性，以便于使操作更合理。并且實現(xiàn)運行記錄報表化打印，避免人工虛假填寫。

(4)在DCS控制系統(tǒng)中，完善目前運行的投自動功能。根據(jù)室外溫度的變化和每天時段的不同，計算機自動改變鍋爐出口水溫的給定值，自動調(diào)整爐排轉(zhuǎn)速、調(diào)煤比，調(diào)整引風(fēng)機保持爐膛負壓始終維持在給定值附近，使鍋爐維持在最佳或次最佳的燃燒狀態(tài)。然而此狀況目前不太穩(wěn)定，原因在于鍋爐燃燒水溫反饋之間根據(jù)室外溫度的不同有一段不定的滯后時間，故造成風(fēng)煤比處于動態(tài)調(diào)節(jié)，導(dǎo)致費煤，熱效率不高，為解決此問題，必須采用模糊控制及人工智能，排除中間干擾環(huán)節(jié)，以達到平穩(wěn)、有效的燃燒控制。

(5)完善控制與連鎖功能。目前引風(fēng)機、鼓風(fēng)機及爐排、熱水循環(huán)泵為集中控制室與機旁兩地控制。鍋爐除渣機、灰渣水泵、軟水加壓泵及換熱循環(huán)泵為機旁就地控制。上煤系統(tǒng)為集中控制室與機旁兩地控制。另外，在聯(lián)鎖方面采取先引風(fēng)后鼓風(fēng)，再爐排的順序開機聯(lián)鎖，停機則反之。循環(huán)泵至少一臺啟動后，鍋爐才能投入運行；當所有循環(huán)泵停機時，鍋爐停爐。當運行鍋爐出口壓力極低或鍋爐水溫極高時，自動停爐聯(lián)鎖。循環(huán)泵及爐排事故停機時，聲光報警。引風(fēng)機、鼓風(fēng)機、爐排采用變頻調(diào)速，由計算機自動調(diào)節(jié)。此類控制并無疑義，只是在集中顯示方面尚未體現(xiàn)，維修人員巡視量大，所以采用中央調(diào)度集中監(jiān)控設(shè)備起停及正常運轉(zhuǎn)是必要的，這就需要在控制室DCS系統(tǒng)中完善上位機系統(tǒng)，從而節(jié)約人力。

1.4.2完善人工智能控制

鍋爐供熱控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，影響因素比較多，各因素之間相互影響、相互制約。而且鍋爐系統(tǒng)熱容性大、惰性強、安全性能要求高。因而就目前而言鍋爐控制完全依賴于自動化控制難度非常大，也是不現(xiàn)實的。為此要求我們采取在自控的基礎(chǔ)上增加人工智能部分。在自動控制狀態(tài)下，利用人的智能解決自控系統(tǒng)不能很好判斷的和處理的問題。用人工的知識經(jīng)驗與自控系統(tǒng)相互配合共同搞好鍋爐控制。例如：煤在鍋爐中的燃燒在本自控系統(tǒng)中占有非常重要的地位。但不同的煤種、不同發(fā)熱量的煤、不同揮發(fā)分含量的煤、不同顆粒大小的煤可直接導(dǎo)致不同的鍋爐燃燒狀況。但煤樣經(jīng)過人工分析后，操作人員就可以在自動控制燃燒的狀況下，通過微機人工適當?shù)卣{(diào)整爐排和鼓引風(fēng)轉(zhuǎn)數(shù)，而且還可以隨著鍋爐內(nèi)的負壓值和含氧量的不斷變化，必要時修正鼓引風(fēng)機轉(zhuǎn)數(shù)。

1.4.3完善DCS控制系統(tǒng)上位數(shù)據(jù)處理，發(fā)揮控制室的中央控制功能

中央控制室是一個集中控制的地方，在此處，可以實現(xiàn)控制系統(tǒng)的集中管理，為此在目前現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上必須完善上位控制管理系統(tǒng)，以便實現(xiàn)控制的更加直觀有效。從而擴大控制承載功能，為實現(xiàn)從鍋爐本體燃燒控制到無人職守?zé)崃φ緭Q熱的整體控制作擴展。整體控制上位系統(tǒng)方案如圖3所示：

1.4.4完善DCS控制系統(tǒng)對各換熱站的分布式控制

各熱力站分散控制、中控室集中監(jiān)控、總體協(xié)調(diào)。即各熱力站根據(jù)本小區(qū)供熱的負荷變化和室外溫度變化，獨立的進行本站一次網(wǎng)供水電動調(diào)節(jié)閥門（近端）或增壓泵（遠端）的調(diào)節(jié)控制，在本站進行監(jiān)控的同時，將本站的一次網(wǎng)供給水、壓力、溫度、熱量，二次網(wǎng)供回水溫度、壓力以及室外溫度等參數(shù)送往中央控制室；中央控制室根據(jù)各熱力站送來的工況信息和環(huán)境信息，對全網(wǎng)的水力平衡和熱力平衡狀況進行分析，根據(jù)負荷要求以具體的方式向熱源發(fā)出熱源質(zhì)、量調(diào)節(jié)的申請，同時對各熱力站發(fā)出協(xié)調(diào)命令，以維持大網(wǎng)的水力平衡。

對熱力站控制對象進行分析，目前各換熱站的控制主要是一次網(wǎng)側(cè)供水流量的調(diào)節(jié)控制，其次是二次網(wǎng)側(cè)的循環(huán)泵轉(zhuǎn)速控制和起停控制。

目前金泰供熱中心下屬26個熱力站，將來根據(jù)設(shè)計承載能力，還有更多的熱力站并入該中心。

完善目前中心對下屬站的分布式控制結(jié)構(gòu)；

金泰熱中心目前采用的是西門子監(jiān)控系統(tǒng)軟件，但只做了部分試點工程，根據(jù)試點分站，我們對中心控制系統(tǒng)進行了設(shè)想完善，其結(jié)構(gòu)圖4：

圖4系統(tǒng)總圖

整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用兩臺冗余的服務(wù)器，兩個操作員站，一個管理工作站，一個工程師站及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、UPS、大屏幕投影儀等。系統(tǒng)運行后，兩臺服務(wù)器一主一備同時運行，實時連接所有的RTU站，并時時存儲所有數(shù)據(jù)，操作員站上可以看到所有RTU站的數(shù)據(jù)，并能夠進行遠程操控，通過工程師站可以對RTU程序進行遠程下載、調(diào)試、修改。自帶的OPC通訊協(xié)議與第三方監(jiān)控系統(tǒng)提供了方便的數(shù)據(jù)交換功能，先進的遠程通訊，可以通過調(diào)制解調(diào)器和通訊網(wǎng)絡(luò)方便的進行系統(tǒng)遠端訪問。詳細介紹見軟件說明。

DesigoInsight的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是以模塊化計算機網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，并使用工業(yè)級標準的操作系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。

該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)全面支持系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交集、控制及圖形用戶面等系統(tǒng)功能。應(yīng)用標準的軟件和硬件，該網(wǎng)絡(luò)能夠支持多種廣域網(wǎng)，可以將所有的節(jié)點連接成為一個整體的系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為TCP/IP，通過系統(tǒng)應(yīng)用程序可直接生成界面。同時該系統(tǒng)支持用全功能的圖形操作界面通過標準的撥號方式進行遠程組態(tài)和操作。

增設(shè)仿真模擬系統(tǒng)；

為了進一步搞好大網(wǎng)的全網(wǎng)質(zhì)量雙調(diào)，我們在本項目中引入了RISE仿真系統(tǒng)，在物理上熱網(wǎng)仿真系統(tǒng)處于中央控制室計算機網(wǎng)絡(luò)的上位機工作站中，處于我們系統(tǒng)控制方案的最上層，它可以不僅提供熱網(wǎng)控制的仿真指導(dǎo)、故障診斷，也可以通過中控SCADA的控制系統(tǒng)，直接參與熱網(wǎng)的質(zhì)量雙調(diào)、全網(wǎng)控制。

仿真系統(tǒng)的功能作用如下：

根據(jù)熱網(wǎng)的設(shè)計參數(shù)而建立的原始熱網(wǎng)模型，在安裝、調(diào)試時，計算負荷及相應(yīng)的二次網(wǎng)側(cè)流量、一次網(wǎng)流量、閥門開度，以減少調(diào)試的時間。

提供熱網(wǎng)的水壓趨勢圖，向操作員提供在室外溫度變化、負荷變化時，進行各種質(zhì)、量調(diào)節(jié)后熱網(wǎng)的水壓趨勢，以使操作員提前了解調(diào)節(jié)方案的結(jié)果。避免熱網(wǎng)水力、熱力失衡、系統(tǒng)振蕩。

在熱網(wǎng)負荷變化時，向操作員提供操作控制指導(dǎo)，以供操作員選擇。

通過中控監(jiān)控系統(tǒng)的控制程序直接參與控制，提供優(yōu)化的控制方案。

根據(jù)熱網(wǎng)的物理模型，對現(xiàn)有工況進行分析，以診斷非正常的工況、故障等，如堵、漏、熱力站水力失衡等。

離線對操作員進行熱網(wǎng)運行操作培訓(xùn)，在不干擾熱網(wǎng)運行的前提下，高效率對操作員進行仿真培訓(xùn)。

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2完善中心及各分站的變頻控制

2.1采用變頻控制節(jié)能分析

風(fēng)機，是傳送氣體裝置。水泵，是傳送水或其它液體的裝置。就結(jié)構(gòu)和工作原理而言，兩者基本相同?，F(xiàn)先以風(fēng)機為例加以說明。

2.1.1對風(fēng)機進行控制，屬于減少空氣動力的節(jié)電方法

它和一般常用的調(diào)節(jié)風(fēng)門控制風(fēng)量的方法比較，具有明顯的節(jié)電效果。由圖5可以說明其節(jié)電原理：

圖中，曲線（1）為風(fēng)機在恒定轉(zhuǎn)速n1下的風(fēng)壓一風(fēng)量（H―Q）特性，曲線（2）為管網(wǎng)風(fēng)阻特性（風(fēng)門全開）。假設(shè)風(fēng)機工作在A點效率最高，此時風(fēng)壓為H2，風(fēng)量為Q1，軸功率N1與Q1、H2的乘積成正比，在圖中可用面積AH2OQ1表示。如果生產(chǎn)工藝要求，風(fēng)量需要從Q1減至Q2，這時用調(diào)節(jié)風(fēng)門的方法相當于增加管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到曲線（3），系統(tǒng)由原來的工況點A變到新的工況點B運行。從圖中看出，風(fēng)壓反而增加，軸功率與與面積BH1OQ2成正比。顯然，軸功率下降不大。如果采用變頻器調(diào)速控制方式，風(fēng)機轉(zhuǎn)速由n1降到n2，根據(jù)風(fēng)機參數(shù)的比例定律，畫出在轉(zhuǎn)速n2風(fēng)量（Q-H）特性，如曲線（4）所示?？梢娫跐M足同樣風(fēng)量Q2的情況下，風(fēng)壓H3大幅度降低，功率N3隨著顯著減少，用面積CH3OQ2表示。節(jié)省的功率N=（H1-H3）×Q2，用面積BH1H3C表示。顯然，節(jié)能的經(jīng)濟效果是十分明顯的。

由流體力學(xué)可知，風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，風(fēng)壓H與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率N與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。采用變頻器進行調(diào)速，當風(fēng)量下降到80%時，轉(zhuǎn)速也下降到80%，而軸功率N將下降到額定功率的51.2%,如果風(fēng)量下降到60%,軸功率N可下降到額定功率的21.6%,當然還需要考慮由于轉(zhuǎn)速降低會引起的效率降低及附加控制裝置的效率影響等.即使這樣,這個節(jié)能數(shù)字也是很可觀的,因此在裝有風(fēng)機水泵的機械中,采用轉(zhuǎn)速控制方式來調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量,在節(jié)能上是個有效的方法。

2.1.2水泵的節(jié)能原理

許多補水泵都維持恒壓的情況下改變給水量（流量Q）從圖6可知：當流量Q1降至Q2若不改變水泵轉(zhuǎn)速,揚程將升至B工作點，其功率可用H2*Q2來計算，對應(yīng)面積BH20Q2。原A工作點功率Q1*HT圖上面積AHTOQ1，兩者所耗功率變化不大，如果我們降低轉(zhuǎn)速至（2）即可節(jié)能Q2*H2－Q2*HT=Q2（H2－HT），圖DBH2HT的面積即是節(jié)能值。再如流量變至Q3若仍以額定轉(zhuǎn)速運行，所需功率Q3*H1，浪費能量為FCH1HT。

圖6

與風(fēng)機節(jié)能原理相同水泵電機輸出功率正比于轉(zhuǎn)速三次方關(guān)系，用變頻器進行調(diào)速，流量下降，可保持恒壓HT。若轉(zhuǎn)速下降至額定轉(zhuǎn)速的80%，軸功率下降至額定功率的51.2%,流量下降至Q3,若使揚程恒定,可使轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速的70%,此時，軸功率是額定值的34.3%,節(jié)能達65.7%,經(jīng)濟效益十分明顯。

2.2變頻器節(jié)能數(shù)據(jù)示例

下面舉例說變頻器應(yīng)用在鍋爐采暖系統(tǒng)上的節(jié)能效果。80T熱水鍋爐所用電機容量如下：

引風(fēng)機：380KW鼓風(fēng)機：90KW循環(huán)泵：315KW

爐排：1.5KW給水泵：15KW(一用一備)

本變頻控制柜可保證在供熱鍋爐正常工作的基礎(chǔ)上,同時達到節(jié)電、節(jié)煤以及環(huán)保的目的。

電機總?cè)萘?380+90+315+1.5+15=801.5KW

本鍋爐視為供熱水的條件下每天工作24小時、每月30天，本變頻控制柜在起爐高額區(qū)和恒溫運行區(qū)的綜合節(jié)電率約在35%左右，由此：

（1）每月節(jié)電總量=801.5KW×35%×24×30=201974.4度，按每度電以0.6元計算，則：80T爐的節(jié)電資金：0.6×201974.4度?=121184.64元/每月。

（2）每月用煤量約為2400噸，按5%節(jié)能率計算：每月節(jié)煤量：2400T×5%=120噸，現(xiàn)按每噸煤400元計算，每月節(jié)煤資金：400元×120噸=48000元，每月節(jié)電節(jié)煤總額：121184.64?+48000=169184.64元。

2.3采用變頻控制優(yōu)點

（1）采用變頻調(diào)速，消除了大電動機啟動時對電網(wǎng)電壓的波動影響。

（2）采用變頻調(diào)速，消除了大電動機大電流啟動時的沖擊力矩對電機損壞。

（3）采用變頻調(diào)速，延長了電機、管網(wǎng)和閥門的使用壽命，減輕了維修人員的工作量，降低了維修費用。

（4）提高了系統(tǒng)自動裝置的穩(wěn)定性，為系統(tǒng)的經(jīng)濟優(yōu)化運行提供了可靠保證；系統(tǒng)的運行參數(shù)得到改善，提高系統(tǒng)效率。

綜上所述，供熱中心及各分站采用和恢復(fù)變頻控制是必要的，同時要求操作人員熟練掌握工作原理，以便正確操作合理維護設(shè)備。

3增加供熱系統(tǒng)管理信息化網(wǎng)絡(luò)平臺

3.1按需構(gòu)建VPN網(wǎng)絡(luò)

VPN有三種解決方案，分別是：遠程訪問虛擬網(wǎng)（AccessVPN）、企業(yè)內(nèi)部虛擬網(wǎng)（IntranetVPN）和企業(yè)擴展虛擬網(wǎng)（ExtranetVPN）。針對金泰中心要進行企業(yè)內(nèi)部各分支機構(gòu)的互聯(lián)，認為使用IntranetVPN是很好的方式。

VPN(VirtualPrivateNetwork)通稱為虛擬專用網(wǎng)。虛擬專用網(wǎng)指的是依靠ISP（Internet服務(wù)提供商）和其它NSP（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商），在公用網(wǎng)絡(luò)中建立專用的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。VPN兼?zhèn)淞斯娋W(wǎng)和專用網(wǎng)的許多特點，將公眾網(wǎng)可靠的性能、豐富的功能與專用網(wǎng)的靈活、高效結(jié)合在一起，是介于公眾網(wǎng)與專用網(wǎng)之間的一種網(wǎng)。

3.2VPN網(wǎng)絡(luò)的整體方案

3.2.1網(wǎng)絡(luò)設(shè)計結(jié)構(gòu)

供熱總公司與各中心及其下屬分片區(qū)采用星型結(jié)構(gòu)通過光纖介質(zhì)接入網(wǎng)通公司的IP城域網(wǎng),組成VPN專用網(wǎng)實現(xiàn)互訪。出于對數(shù)據(jù)傳輸安全性的考慮，利用專用的路由器且要求網(wǎng)通公司利用IP城域網(wǎng)的交換設(shè)備劃分虛擬局域網(wǎng)（VLAN），使公司各點組成一個獨立的VLAN，成為真正意義上的VPN。各中心通過交換機組成以太網(wǎng)，通過路由器和總公司連接構(gòu)成VPN網(wǎng)絡(luò)平臺。

3.2.2網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)

根據(jù)應(yīng)用軟件的使用要求，整個系統(tǒng)設(shè)立三臺服務(wù)器。一臺Web服務(wù)器，一臺物流管理系統(tǒng)專用服務(wù)器，一臺收費管理系統(tǒng)專用服務(wù)器?？偣緝?nèi)部工作站通過四臺萬兆WS－4024交換機連接，為避免局域網(wǎng)內(nèi)部業(yè)務(wù)科室的工作站通過互聯(lián)網(wǎng)感染病毒，把需要連接互聯(lián)網(wǎng)的工作站劃分一個VLAN都統(tǒng)一接到TP－LinkSF3124P交換機上，考慮到在局域網(wǎng)內(nèi)部不同VLAN之間的通信量比較大，如果每一個數(shù)據(jù)包的傳輸都通過路由器，則隨著網(wǎng)絡(luò)上信息量的不斷增大路由器將不堪重負，并會成為整個網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。所以把TP－LinkSF3124P交換機接到具有三層交換技術(shù)的Cisco3550交換機再和Cisco3700路由器相連，從而減輕路由器的工作壓力?？偣韭酚善魍ㄟ^CiscoPIX515E防火墻和主干光纖連接，以防止病毒的侵入。各分公司的局域網(wǎng)由Cisco2600路由器和主干光纖連接，這樣構(gòu)成了熱力公司的VPN網(wǎng)絡(luò)平臺。

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篇5

1 電氣自動化控制技術(shù)分析 

電氣自動化控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)控制系統(tǒng)的自動化，提升工藝的運行水平。電氣自動化控制是一類新型的技術(shù)，核心是電子技術(shù)，可以大面積地應(yīng)用到設(shè)備行業(yè)中。電氣自動化控制的技術(shù)能力高，通過不同技術(shù)的相互配合，實現(xiàn)電氣自動化的運行控制，而且自動化控制是電氣運行中的核心，保障生產(chǎn)的精確性和運行速率。電氣自動化控制能夠以少量程序控制多個變量，各個控制對象處于相互配合的狀態(tài)，提升了系統(tǒng)操作的水平，監(jiān)督被控對象的運行過程，期間修正被控對象的運行狀態(tài)，使其具備準確、合理的運行方式。 

2 電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展 

2.1 智能化 

電氣自動化控制技術(shù)下的產(chǎn)品、系統(tǒng)等，能夠根據(jù)指令智能化的完成操作，簡化操作服務(wù)的流程。智能化是電氣自動化控制技術(shù)的首要發(fā)展方向，正是由于智能化的要求，促使電氣自動化控制技術(shù)與信息技術(shù)、通訊技術(shù)相互融合，注重技術(shù)中的性能開發(fā)，體現(xiàn)技術(shù)控制的速率。 

2.2 節(jié)約化 

節(jié)約化發(fā)展，是指電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用中實現(xiàn)了節(jié)能與環(huán)保。例如：電氣自動化控制技術(shù)在照明系統(tǒng)中的應(yīng)用，其可輔助使用新能源，同時控制照明燈具的使用，延長燈具的使用壽命，既可以保障能源利用的效率，又可以提高照明設(shè)備的質(zhì)量。 

2.3 信息化 

電氣自動化控制技術(shù)的信息化發(fā)展，改進了技術(shù)運行的方式，使電氣自動化中，以信息控制為基礎(chǔ)，引進互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等理論，支持電氣自動化的控制運行。 

2.4 統(tǒng)一化 

電氣自動化控制技術(shù)拉近了各個行業(yè)之間的距離，融入各項技術(shù)的同時，朝向統(tǒng)一化的方向發(fā)展。在電氣自動化控制技術(shù)的作用下，行業(yè)間遵循相同的設(shè)計標準，使用方法、維護策略等，都逐步統(tǒng)一，在降低行業(yè)建設(shè)難度的同時，體現(xiàn)統(tǒng)一化發(fā)展的優(yōu)勢[1]。電氣自動化控制技術(shù)的統(tǒng)一化發(fā)展，消除了行業(yè)之間潛在的發(fā)展矛盾，提升行業(yè)資源的利用效率，加快了信息傳輸、使用的速率。 

3 電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用 

3.1 工業(yè) 

工業(yè)是應(yīng)用最廣泛的行業(yè)，因為工業(yè)規(guī)模較大，對電氣自動化控制的需求大，所以我國積極推進電氣自動化控制技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用，致力于改善傳統(tǒng)工業(yè)的運營方式[2]。PLC是電氣自動化控制技術(shù)的主要元件，其為一項可編程邏輯控制器，以工業(yè)企業(yè)為例，分析PLC的應(yīng)用。該工業(yè)為機械制造企業(yè)，基于PLC的電氣自動化控制技術(shù)，為機械制造系統(tǒng)提供了相關(guān)的控制，PLC根據(jù)機械制造的需求，編寫了操作指令和邏輯運算程序，簡化了機械制造生產(chǎn)系統(tǒng)的操作，而且PLC的準確度高，規(guī)避了該企業(yè)生產(chǎn)的誤差，實現(xiàn)了機械制造的自動化、信息化生產(chǎn)，PLC寫入編程后，控制了機械制造的過程，同時控制機械制造的參數(shù)，包括尺寸、溫度信息等，按照該企業(yè)機械制造的指令，構(gòu)成閉環(huán)生產(chǎn)方式，優(yōu)化機械制造的工藝流程，而且該企業(yè)在PLC中設(shè)計了PID模塊，通過PID子程序，準確控制PLC的內(nèi)部編程，預(yù)防機械制造中出現(xiàn)問題。 

3.2 交通業(yè) 

電氣自動化控制技術(shù)在交通業(yè)中的應(yīng)用，不僅體現(xiàn)在車輛運輸上，還表現(xiàn)在紅綠燈、監(jiān)控系統(tǒng)等方面。車輛上的元件、器件等，基本都是電氣自動化控制技術(shù)的體現(xiàn)，提供專業(yè)的自動化控制，保障車輛通行的安全[3]。例如：電氣自動化控制技術(shù)在電子眼中的應(yīng)用，代替警察執(zhí)法，實現(xiàn)自動化的違章取證，電子眼監(jiān)督交通系統(tǒng)中的車輛運行，抓拍違法行為，提交到交通局的操作系統(tǒng)內(nèi)，減輕了交通執(zhí)法的工作負擔(dān)，電氣自動化控制技術(shù)彌補了電子眼的缺陷，促使其可更準確、更快速、更清晰地實現(xiàn)抓拍取證，提升電子眼對交通運輸?shù)谋O(jiān)控能力，有效控制電子眼的運行，以免交通執(zhí)法中出現(xiàn)漏洞。我國各地政府在交通業(yè)建設(shè)中，積極引進電氣自動化控制技術(shù)，完善交通監(jiān)控體系，目前，測速器、屏顯等多個交通項目中，均涉及到電氣自動化控制技術(shù)的使用。 

3.3 農(nóng)業(yè) 

農(nóng)業(yè)是我國經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)支持，為了推進農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)，引入電氣自動化控制技術(shù)，全面建設(shè)智能農(nóng)業(yè)，加快農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展速度。以某地區(qū)農(nóng)業(yè)中的大棚種植為例，分析電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用。該地區(qū)傳統(tǒng)的大棚種植，是根據(jù)農(nóng)民種植經(jīng)驗分配工作，一旦控制不好溫度、濕度，即會影響大棚種植的經(jīng)濟效益。研究人員將電氣自動化控制技術(shù)引入到大棚種植內(nèi)，以育秧大棚為對象，構(gòu)建智能控制系統(tǒng)，大棚內(nèi)安裝不同屬性的無線傳感器，專門收集大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，如：光照、含水量等，進行自動化的信息采集，傳感器采集的信號傳輸?shù)娇刂浦行?，比對標準的參?shù)指標，種植人員掌握大棚育秧的實際情況，同時根據(jù)對比結(jié)果調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的環(huán)境，遠程控制特定的設(shè)備。該大棚內(nèi)部安裝了高清視頻，同樣接入到控制中心，種植人員可以隨時查看育秧的狀態(tài)，電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，輔助構(gòu)建管理平臺，劃分為四個功能模塊，分布是傳感采集、視頻監(jiān)控、智能分析和遠程控制，整體控制育秧大棚的生長環(huán)境，為幼苗的培育提供優(yōu)質(zhì)的環(huán)境。 

3.4 服務(wù)業(yè) 

人們對服務(wù)業(yè)的需求非常大，目的是方便人們的日常生活，特別是在電子產(chǎn)品上，更是體現(xiàn)出服務(wù)業(yè)對電氣自動化控制技術(shù)的需求。生活中的電子產(chǎn)品，大多應(yīng)用了電氣自動化控制技術(shù)，如：智能手機、ipad、跑步機等，表明電氣自動化對服務(wù)業(yè)市場的推進作用[4]。近幾年，電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，由服務(wù)業(yè)的電子產(chǎn)品，逐步轉(zhuǎn)型到企業(yè)內(nèi)，例如：餐飲服務(wù)中的“機器換人”概念，餐廳內(nèi)，機器人取代人工服務(wù)，提供點菜、傳菜等服務(wù)，機器人是餐飲業(yè)的發(fā)展趨勢，表明電氣自動化控制技術(shù)的重要性，此項技術(shù)在“機器換人”中，起到自動化的控制作用，是機器人開發(fā)中不可缺少的技術(shù)。 

4 結(jié)束語 

電氣自動化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，表明了該項技術(shù)在行業(yè)運營中的重要性，滿足我國社會行業(yè)建設(shè)的基本需求。根據(jù)電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，落實發(fā)展策略，充分發(fā)揮電氣自動化控制技術(shù)的潛力，保障其在未來的應(yīng)價值。電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，必須符合現(xiàn)代企業(yè)的需求，由此才能規(guī)范控制技術(shù)的實踐應(yīng)用。

 

     

參考文獻 

[1]賢陽.應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展是工業(yè)電氣自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵—2007年紐倫堡電氣自動化（系統(tǒng)和部件）展覽會紀實[J].自動化博覽，2008，Z1：28-30. 

[2]吳琦.煤礦電氣自動化控制技術(shù)中單片機的應(yīng)用[J].硅谷，2015，3：118+120. 

 

篇6

關(guān)鍵詞：控制理論；系統(tǒng)化；比較教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）21-0042-02

控制理論是自動化及其相關(guān)專業(yè)的一門重要核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，在武漢理工大學(xué)華夏學(xué)院（以下簡稱“我院”）自動化專業(yè)，控制理論所授主要內(nèi)容為以經(jīng)典控制論為核心的“自動控制原理”和以卡爾曼的狀態(tài)空間分析法為核心的“現(xiàn)代控制理論”。

其中，“自動控制原理”是研究控制系統(tǒng)的一般規(guī)律，并為系統(tǒng)的分析和綜合提供基本理論和方法的專業(yè)基礎(chǔ)核心課程。該課程又是“現(xiàn)代控制理論”“過程控制系統(tǒng)”“運動控制系統(tǒng)”“計算機控制技術(shù)”“智能控制”等許多后續(xù)課程的基礎(chǔ)。而作為其后續(xù)課程的“現(xiàn)代控制理論”仍作為碩士研究生“線性系統(tǒng)理論”與“最優(yōu)控制”等學(xué)位課程的基礎(chǔ)。這兩門課程理論性強，概念多且雜，對學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求較高。而我院作為一個三本院校，自動化專業(yè)的學(xué)生相比較一本和二本的學(xué)生而言，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較為薄弱，故學(xué)好這兩門課對學(xué)生來說至關(guān)重要且具有一定的難度。

而教好上述兩門課程也是教師必須思考和解決的重要問題。筆者經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐，摸索出一套比較適合三本院校學(xué)生的系統(tǒng)化教學(xué)方法，致力于培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)觀，進行了一些嘗試，且取得了一定的效果。

一、工程背景系統(tǒng)性

任何一種理論的產(chǎn)生都有其歷史背景，都是在實踐中產(chǎn)生的。自動控制技術(shù)萌芽在18世紀，在第一次世界工業(yè)革命期間，自動控制技術(shù)逐漸應(yīng)用到現(xiàn)代工業(yè)中。其中最卓越的代表是瓦特（J.Watt）發(fā)明的蒸汽機離心調(diào)速器，一種憑借直覺的實證性發(fā)明。飛球調(diào)節(jié)器有時使蒸汽機速度出現(xiàn)大幅度振蕩，其他自動控制系統(tǒng)也有類似現(xiàn)象。

由于當時還沒有自控理論，所以不能從理論上解釋這一現(xiàn)象。為了解決這個問題，盲目探索了大約一個世紀之久。1868年英國麥克斯韋爾的“論調(diào)速器”論文指出：不應(yīng)單獨研究飛球調(diào)節(jié)器，必須從整個系統(tǒng)分析控制的不穩(wěn)定。麥克斯韋爾的這篇著名論文被公認為自動控制理論的開端，接著就進入了經(jīng)典控制理論發(fā)展的孕育期。1875年，英國勞斯提出代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)。1895年，德國赫爾維茲提出代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)。1892年，俄國李雅普諾夫提出穩(wěn)定性定義和兩個穩(wěn)定判據(jù)。1932年，美國奈奎斯特提出奈氏穩(wěn)定判據(jù)。戰(zhàn)中自動火炮、雷達、飛機以及通訊系統(tǒng)的控制研究直接推動了經(jīng)典控制的發(fā)展。1948年，維納出版《控制論》，形成完整的經(jīng)典控制理論，標志控制學(xué)科的誕生。維納成為控制論的創(chuàng)始人。

經(jīng)典控制理論的主要內(nèi)容包括：系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立、時域分析法、頻率特性法、根軌跡法、系統(tǒng)綜合與校正、非線性系統(tǒng)和采樣控制系統(tǒng)分析法等。

從四十年代到五十年代末，經(jīng)典控制理論的發(fā)展與應(yīng)用使整個世界的科學(xué)水平出現(xiàn)了巨大的飛躍，幾乎在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸及國防建設(shè)的各個領(lǐng)域都廣泛采用了自動化控制技術(shù)（可以說工業(yè)革命和戰(zhàn)爭促使了經(jīng)典控制理論的發(fā)展）?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展不僅需要迅速地發(fā)展控制理論，而且也給現(xiàn)代控制理論的發(fā)展準備了兩個重要的條件――現(xiàn)代數(shù)學(xué)和數(shù)字計算機?，F(xiàn)代數(shù)學(xué)，例如泛函分析、現(xiàn)代代數(shù)等，為現(xiàn)代控制理論提供了多種多樣的分析工具；而數(shù)字計算機為現(xiàn)代控制理論發(fā)展提供了應(yīng)用的平臺。[1]

在二十世紀五十年代末，計算機技術(shù)的飛速發(fā)展推動了核能技術(shù)、空間技術(shù)的發(fā)展，并且為多輸入多輸出系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)和時變系統(tǒng)的分析和設(shè)計提供了新的手段。

五十年代后期，貝爾曼（Bellman）等人提出了狀態(tài)分析法，在1957年提出了動態(tài)規(guī)劃。1959年卡爾曼（Kalman）和布西創(chuàng)建了卡爾曼濾波理論；1960年在控制系統(tǒng)的研究中成功地應(yīng)用了狀態(tài)空間法，并提出了可控性和可觀測性的新概念。

由上面的歷史背景介紹可以看出，現(xiàn)代控制理論是在自動控制理論的基礎(chǔ)上發(fā)展得到的，盡管兩種理論在方法和思路上有顯著的不同，但是在教授的時候不能將兩者視為單獨的個體。筆者每次在緒論部分都會系統(tǒng)化地講解理論的產(chǎn)生，以讓學(xué)生對兩門課程形成一個初步的比較清晰的認識。

二、理論教學(xué)的系統(tǒng)性

在這兩門課程的理論教學(xué)過程中，雖然涉及到的知識點有差異，但是經(jīng)筆者研究，在具體教學(xué)中，兩門課程的教學(xué)有些許共性，比如說兩門課程的教學(xué)流程就基本一致。如圖1所示：相對于現(xiàn)代控制原理而言，自動控制原理理論推導(dǎo)較少，同時其工科背景較強，實例較多。在學(xué)習(xí)之初，可先幫助學(xué)生搭建起分析問題和解決問題的基本框架，形成一個較為初步的系統(tǒng)觀。

自動控制原理分析問題的核心是數(shù)學(xué)建模，穩(wěn)定性判斷和性能指標的計算，[2]主要分析方法是時域分析法、頻域分析法和根軌跡分析法。時域分析法直觀易懂，頻域分析法是自動控制原理的核心，根軌跡分析法在目前的工程實踐中已用的很少，在學(xué)時有限的情況下可略講。在實際講解的過程中，要合理安排學(xué)時，適當加快時域分析法的講授，略講根軌跡分析法，重點講解頻域分析法及系統(tǒng)校正。

現(xiàn)代控制理論包含了大量的理論概念機數(shù)學(xué)公式，在實際講授中，應(yīng)弱化理論推導(dǎo)，在教學(xué)過程中可結(jié)合倒立擺工程實例，從建模、穩(wěn)定性分析、能控能觀性分析、極點配置到狀態(tài)反饋，形成一個較為完整的分析過程。[3]

總而言之，在講解的過程中，注重引言，初步建立系統(tǒng)觀，結(jié)合實例，比較異同，突出重難點，最后再通過總結(jié)強化各知識點之間的聯(lián)系。[4]

三、實踐教學(xué)的系統(tǒng)性

1.重視實驗，理論教學(xué)和實驗教學(xué)的系統(tǒng)化[5]

以往，控制理論的實驗課和理論課教學(xué)是獨立的，理論課教師和實驗課教師各行其道，相互交流匱乏。目前，學(xué)院已明確提出，理論課教學(xué)和實驗課教學(xué)的一致性，理論課教師必須參與進實驗教學(xué)，教學(xué)手段要豐富、系統(tǒng)。

2.實驗箱教學(xué)和仿真教學(xué)的系統(tǒng)化

首先在實驗箱上搭建模擬電路，利用信號發(fā)生器、示波器等測量波形和數(shù)據(jù)。同時引入MATLAB仿真，先引出數(shù)學(xué)模型，利用MATLAB強大的系統(tǒng)工具箱分析并繪制各種相應(yīng)曲線，利用Simulink工具箱進行校正和狀態(tài)反饋設(shè)計。[6]最后，對比電路測試波形和仿真結(jié)果，可讓學(xué)生深入了解理論和實際參數(shù)之間的差異，進而尋找原因，加深理解。

四、今后教學(xué)方向

在今后的教學(xué)過程中，可進一步加強比較，加強學(xué)生的系統(tǒng)觀，并且嘗試遷移到其他相關(guān)學(xué)科，加強學(xué)生對整個學(xué)科的理解。

參考文獻：

[1]萬雄波，楊方.基于“自動控制原理”與“現(xiàn)代控制理論”課程異同點分析的教學(xué)探索[J].科教文匯，2013，（7）：56-57.

[2]孫韻鈺.“相似論”在“自動控制理論”課程教學(xué)中的運用[J].消費電子，2013，（7）.

[3]王斌，李斌.“現(xiàn)代控制理論”教學(xué)改革與實踐[J].中國電力教育，2013，（10）：61-62.

[4]李長云.“自動控制理論”的系統(tǒng)化教學(xué)實踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2013，（8）：75-77.