導(dǎo)語：如何才能寫好一篇自動控制應(yīng)用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，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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主題詞：流量自動控制裝置 應(yīng)用

1某油田集油系統(tǒng)概況

某油田井口地面工藝采用雙管摻水和環(huán)狀摻水流程。隨著開采時間的延長，油田含水升高，噸油耗氣、耗電較高。而抽油機井回油溫度偏高是影響能耗指標(biāo)的重要因素之一。尤其是環(huán)狀摻水流程井，在集油閥組間采用常規(guī)機械閥門控制，為保證環(huán)狀流程油井安全平穩(wěn)生產(chǎn)，一般回油溫度要求冬季不超45℃，夏季不超43℃。

長期以來，回油溫度的控制均憑工人經(jīng)驗，致使在集油過程中無功能耗較大。而從2009年對環(huán)井溫度界限的摸索情況看，環(huán)井回油溫度可以控制在39～41℃之間，個別環(huán)井回油溫度可降低到38℃，溫度可降低3～5℃，存在較大的降溫空間。

2 流量自動控制裝置和單井溫度界限智能分析儀的原理

2.1單井溫度界限智能分析儀的原理

溫度界限分析儀的主機安裝在計量間值班室，回油溫度信號取自計量間單井，信號有線傳輸至主機，回壓信號取自井口，信號采用無線傳輸方式至主機接收方式為傳輸。試驗過程中采用逐步控制摻水量的方法，給定一個摻水量，對應(yīng)一個井口回壓和回油溫度，綜合分析回油溫度與井口回壓的關(guān)系曲線，隨回油溫度的降低，井口回壓升高，當(dāng)回油溫度降低到某一值時，井口回壓不再升高，再之后隨回油溫度降低壓力又緩慢升高，到后急劇升高，我們把當(dāng)井口回壓出現(xiàn)平緩段時的壓力所對應(yīng)的回油溫度，確定為油井工作狀態(tài)下的臨界溫度。

2.2 流量自動控制裝置的原理

流量控制閥通過將流量計、控制閥門、調(diào)節(jié)器整合為一體，外接220V電源，實現(xiàn)閉環(huán)控制。當(dāng)介質(zhì)流過設(shè)備時，沖擊葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪的轉(zhuǎn)速與流量成正比，葉輪的轉(zhuǎn)動使葉片接近處于殼體上的傳感器，使通過線圈的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生與流量成正比的脈沖信號，此信號經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后分別顯示出累計流量和瞬時流量值。在使用過程中，用戶通過按鍵設(shè)定流量值，控制器把瞬時流量值和設(shè)定值進行比較。若該差值大于瞬時流量穩(wěn)定度，控制器就會發(fā)出指令，驅(qū)動電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)閥門，使瞬時流量接近或等于設(shè)定值。

3流量自動控制裝置的現(xiàn)場應(yīng)用

2009年6月，在某集油閥組間5＃集油環(huán)安裝了摻水流量自動控制裝置，摻水量由人工控制改為自動定量控制。此集油環(huán)所轄油井8口，日產(chǎn)液量16.7m3,安裝前回油溫度44℃，閥組間摻水壓力1.6Mpa，摻水溫度60℃。經(jīng)過7天調(diào)整，在摻水量和集油環(huán)回壓平穩(wěn)的情況下，確定了此環(huán)回油溫度界限值為41.6℃，此時的瞬時摻水量為1.91m3/h，于是我們把流量自動控制閥流量定為1.91m3/h。摻水量由2.14m3/h降到1.91m3/h，回油溫度由安裝前的44℃調(diào)整為41.6℃。

2009年9月在此環(huán)上安裝了溫度界限智能分析儀，經(jīng)過5天的摸索，確定回油溫度界限值為38.6℃，對應(yīng)的摻水量為1.65 m3/h。經(jīng)過自控閥和溫度界限分析儀的摸索和調(diào)整，回油溫度由安裝前的44℃調(diào)整為38.6℃，降低了5.4℃，摻水量由2.14m3/h降到1.65m3/h，減少了0.49m3/h。

為了觀察流量自動控制閥運行狀況，抽樣拆開5個流量自動控制閥葉輪部分，葉輪完好。之后調(diào)節(jié)計量間摻水壓力，由1.6 Mpa調(diào)整到1.7 Mpa，再由1.7 Mpa調(diào)整到1.4 Mpa，觀察集油環(huán)摻水流量變化情況，發(fā)現(xiàn)集油環(huán)摻水量沒有因為摻水壓力變化而改變，仍保持在設(shè)定流量。說明該裝置靈敏度較高，運行穩(wěn)定、可靠。

我們又在25個環(huán)上安裝了流量自動控制裝置，通過3個月對25個環(huán)（141口井）的溫度摸索，前后相比，平均單井回油溫度降低3.7℃。單井摻水量由2.15m3/h下降到1.85m3/h，摻水量減少了0.3m3/h。

4經(jīng)濟效益

通過3個月對25個環(huán)（141口井）的溫度摸索，前后相比，平均單井回油溫度降低3.7℃。單井摻水量減少了0.3m3/h。

按1t水升高1℃（熱轉(zhuǎn)換效率按80%計算）,需要天然氣為0.131m3, 單井摻水量1.85m3/h計算, 1口井降低3.7℃, 摻水量減少了0.3m3/h。 則

年節(jié)氣為1.85×24×3.7×0.131×180=3873.72(m3)；

年節(jié)水0.3×24×180＝1296(m3)；

年節(jié)電14×350=4900（kw.h）。

如每方天然氣按0.99元計算，電費按0.55元/度計算，水費按1.0元/ m3 (經(jīng)過處理)計算，則

單井年節(jié)約0.99×3873.72+0.55×4900+1×1296

=3834.98+2695+1296=7825.98=0.78(萬元)。

25個環(huán)（141口井），年節(jié)約25×0.78=19.5（萬元）。

使用流量自動控制閥25臺，費用為30萬元，投資回收期為1.54年。

5結(jié)論及認(rèn)識

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【關(guān)鍵詞】自動控制技術(shù)；農(nóng)業(yè)自動化

由于歷史、觀念和技術(shù)等方面的原因， 我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械與發(fā)達(dá)國家相比有很大差距，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)農(nóng)業(yè)的科技進步。近些年來， 自動化的研究逐漸被人們所認(rèn)識， 自動控制在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用越來越受到重視。例如，把計算機技術(shù)、微處理技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)結(jié)合起來， 應(yīng)用于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械， 極大地促進了產(chǎn)品性能的提高。我國農(nóng)業(yè)部門總結(jié)了一些地區(qū)的農(nóng)業(yè)自動化先進經(jīng)驗（如臺灣地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動化、漁業(yè)生產(chǎn)自動化、畜牧業(yè)生產(chǎn)自動化及農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易自動化）的開發(fā)與應(yīng)用情況， 同時也汲取了國外一些國家的先進經(jīng)驗、技術(shù)，如日本的四行半喂人聯(lián)合收割機是計算機控制的自動化裝置在半喂人聯(lián)合收割機中的應(yīng)用，英國通過對施肥機散播肥料的動力測量來控制肥料的精確使用量。這些技術(shù)和方法是我國農(nóng)業(yè)機械的自動化裝置得到了補充和新的發(fā)展，從而形成了一系列適合我國農(nóng)業(yè)特點的自動化控制技術(shù)。

1.已有的農(nóng)業(yè)機械及裝置的部分自動化控制

自動化技術(shù)提高了已有農(nóng)業(yè)機械及裝置的作業(yè)性能和操作性能。浙江省把自動化技術(shù)應(yīng)用于茶葉機械上，成功研制出6CRK-55型可編程控制加壓茶葉揉捻機，它利用計算機控制電功加壓機構(gòu)，能根據(jù)茶葉的具體情況編制最佳揉捻程序?qū)崿F(xiàn)揉捻過程的自動控制，是機電一體化技術(shù)在茶葉機械上的首次成功應(yīng)用。

1.1應(yīng)用于拖拉機

在農(nóng)用拖拉機上已廣泛使用了機械油壓式三點聯(lián)結(jié)的位調(diào)節(jié)和力調(diào)節(jié)系統(tǒng)裝置， 現(xiàn)又在開發(fā)和采用性能更完善的電子油壓式三點聯(lián)結(jié)裝置。

1.2應(yīng)用于施肥播種機

根據(jù)行駛速度和檢測種子粒數(shù)來確定播種量是否符合要求的裝置， 以及將馬鈴薯種子割成瓣后播種的裝置等。

1.3應(yīng)用于谷物干燥機

不受外界條件干擾， 能自動維持熱風(fēng)溫度的裝置停電或干燥機過熱引起火災(zāi)時，自動掐斷燃料供給的裝置。

2.微灌自動控制技術(shù)

我國從20世紀(jì)年50代就開始進行節(jié)水灌溉的研究與推廣據(jù)統(tǒng)計。到1992年，全國共有節(jié)水灌溉工程面積0.133億m2，其中噴灌面積80萬m2， 農(nóng)業(yè)節(jié)水工程取得了巨大的進展。灌溉管理自動化是發(fā)展高效農(nóng)業(yè)的重要手段，高效農(nóng)業(yè)和精細(xì)農(nóng)業(yè)要求必須實現(xiàn)水資源的高效利用。采用遙感遙測等新技術(shù)監(jiān)測土壤墑性和作物生長情況，對灌溉用水進行動態(tài)監(jiān)測預(yù)報，實現(xiàn)灌溉用水管理的自動化和動態(tài)管理。在微灌技術(shù)領(lǐng)域，我國先后研制和改進了等流量滴灌設(shè)備、微噴灌設(shè)備、微灌帶、孔口滴頭、壓力補償式滴頭、折射式和旋轉(zhuǎn)式微噴頭、過濾器和進排氣閥等設(shè)備，總結(jié)出了一套基本適合我國國情的微灌設(shè)計參數(shù)和計算方法，建立了一批新的試驗示范基地。在一些地區(qū)實現(xiàn)了自動化灌溉系統(tǒng)，可以長時間地自動啟閉水泵和自動按一定的輪灌順序進行灌溉。這種系統(tǒng)中應(yīng)用了灌水器、土壤水分傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、水位傳感器和雨量傳感器、電線等。

3.自動控制技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

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【關(guān)鍵詞】PLC技術(shù)；電氣自動控制；應(yīng)用

隨著社會的不斷發(fā)展，人們對電氣的要求更加嚴(yán)格，傳統(tǒng)的電氣自動控制系統(tǒng)已經(jīng)無法適應(yīng)社會的發(fā)展趨勢，為了達(dá)到當(dāng)今社會對電氣自動控制系統(tǒng)的要求，相關(guān)部門引進了PLC技術(shù)。PLC技術(shù)的有效應(yīng)用，提高了系統(tǒng)的工作效率，并降低了系統(tǒng)安裝、調(diào)試、保養(yǎng)以及維護等工作的資金投入，從而幫助企業(yè)獲取了更多的經(jīng)濟效益?？梢赃@樣說，PLC技術(shù)應(yīng)用于電氣自動控制系統(tǒng)中具有重大的意義，值得大力推廣。

一.對PLC技術(shù)的現(xiàn)狀以及未來發(fā)展趨勢進行分析

近些年來，我國電氣自動控制技術(shù)有了明顯的提高，此技術(shù)的提高推動了PLC技術(shù)的進一步發(fā)展，逐漸完善的PLC技術(shù)在電氣自動控制中有效應(yīng)用，并取得了顯著的成果，因此兩者之間具有不可分割的聯(lián)系。PLC技術(shù)在發(fā)展的過程中，融入了計算機技術(shù)，兩種技術(shù)的結(jié)合，提高了系統(tǒng)的反應(yīng)速度，擴大了存儲空間并且智能化功能愈發(fā)成熟。PLC技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為電氣設(shè)備生產(chǎn)出更多新產(chǎn)品提供了機會，與此同時，設(shè)計出的產(chǎn)品規(guī)格也越來越符合當(dāng)前社會的實際需求，從而制造出了更加優(yōu)質(zhì)的通訊設(shè)備。PLC技術(shù)未來發(fā)展趨勢是制造并使用大型的PLC電氣設(shè)備控制系統(tǒng)[1]。

二.PLC技術(shù)所具備的特點

（一）具有較高的可靠性

在傳統(tǒng)的電氣自動控制系統(tǒng)中，一般使用的是繼電器，因此電氣自動控制系統(tǒng)常常會出現(xiàn)故障，比較常見的問題是接線接觸不良。在電氣自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用PLC技術(shù)，可以有效的解決傳統(tǒng)電氣自動控制系統(tǒng)中存在的問題。PLC技術(shù)是依靠軟件來進行模塊連接的，這樣就可以解決接線接觸不良的問題，而且還可以提高系統(tǒng)所具備的抗干擾能力，具有較高的可靠性。

（二）靈活性較強

PLC技術(shù)的主要組成部分是模塊，這種模塊極其符合標(biāo)準(zhǔn)，將不同的模塊組合在一起并與系統(tǒng)進行配置，進而組成不同規(guī)模而且功能有所差異的系統(tǒng)，這種模塊可以很快的適應(yīng)電氣自動控制系統(tǒng)，其靈活性比較強[2]。

（三）使用非常的方便

PLC系統(tǒng)的使用是非常方便的，可以通過使用計算機來開展模擬實驗，這樣就在很大程度上減少了工作量，而且設(shè)計、安裝以及調(diào)試等工作都不需要大量的人工，從而節(jié)約了人力資源。另外，PLC系統(tǒng)還具備自診斷功能，可以隨時進行檢測，通過檢測工作發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障的模塊，然后及時對其進行維修，從而確保電氣自動控制系統(tǒng)的運行安全。

三.PLC技術(shù)在電氣自動控制中的應(yīng)用分析

（一）交通領(lǐng)域

電氣自動控制在交通領(lǐng)域中的應(yīng)用非常廣泛，主要是通過控制交通信號燈來體現(xiàn)其作用的。針對交通領(lǐng)域內(nèi)的電氣自動控制系統(tǒng)來說，應(yīng)用PLC技術(shù)具有積極的作用。融入了PLC技術(shù)的電氣自動控制系統(tǒng)，可以對交通信號燈的線路進行更加精準(zhǔn)的控制，在PLC技術(shù)的支持下，電氣控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)對交通總線進行控制的目標(biāo)[3]。PLC技術(shù)可以對交通信號燈進行控制主要依據(jù)的是編程和邏輯控制方式。比如說：當(dāng)交通出現(xiàn)堵塞情況的時候，電氣自動控制系統(tǒng)就會通過路面監(jiān)控設(shè)備自動收集相關(guān)的路面信息，然后將這些信息匯總整理之后反饋給相關(guān)部門，讓相關(guān)部門根據(jù)這些信息解決交通堵塞問題。在信息收集和傳輸?shù)倪^程中，PLC技術(shù)發(fā)揮了重要的作用。PLC技術(shù)具有連接監(jiān)控系統(tǒng)并且傳輸整理好數(shù)據(jù)的功能，而且以上操作并不需要工作人員直接開展，工作人員只需發(fā)出指令即可，余下的工作PLC技術(shù)可以自動完成[4]。因此，PLC技術(shù)在電氣自動控制系統(tǒng)中的有效應(yīng)用，不僅可以降低交通事故發(fā)生的幾率，還可以對路面進行全面的監(jiān)控，從而確保道路通暢。

（二）數(shù)控領(lǐng)域

當(dāng)前電氣自動控制系統(tǒng)在我國數(shù)控領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，對數(shù)控領(lǐng)域更好地發(fā)展有著重要的影響。融合了PLC技術(shù)的電氣自動控制系統(tǒng)，可以通過利用PLC技術(shù)所具有的編程優(yōu)勢來提高數(shù)控的精準(zhǔn)度。比如說：PLC的編程方式可以應(yīng)用到數(shù)控領(lǐng)域的電氣自動控制系統(tǒng)中，這樣系統(tǒng)就可以嚴(yán)格的控制數(shù)控工藝參數(shù)，進而保障數(shù)控機床可以按照規(guī)范的流程完成各項工作。因此，在數(shù)控電氣自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用PLC技術(shù)是非常有必要的，可以有效的降低系統(tǒng)的運行誤差，避免因誤差影響產(chǎn)品質(zhì)量的情況出現(xiàn)，與此同時，還可以進一步提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，從而使其更好地開展工作。當(dāng)前PLC自動控制技術(shù)已經(jīng)在數(shù)控領(lǐng)域中發(fā)揮一定的作用，通過發(fā)揮其優(yōu)勢，不僅為整體的數(shù)控領(lǐng)域提供了系統(tǒng)控制程序，還提供了有效的編輯方式，進而推動了數(shù)控領(lǐng)域電氣自動控制系統(tǒng)的發(fā)展[5]。因此，當(dāng)前很多企業(yè)已經(jīng)開始應(yīng)用具有PLC技術(shù)的電氣自動控制系統(tǒng)，通過此系統(tǒng)的有效應(yīng)用，為數(shù)控領(lǐng)域提高生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量起到了積極的作用。

（三）空調(diào)領(lǐng)域

電氣自動控制系統(tǒng)想要在空調(diào)領(lǐng)域發(fā)揮控制作用具有一定的難度。而PLC技術(shù)在電氣自動控制系統(tǒng)的有效應(yīng)用，降低了這一工作難度，充分地發(fā)揮了控制作用，進而提高了控制效率。有很多的辦法可以對空調(diào)系統(tǒng)進行有效控制，但應(yīng)用PLC自動控制系統(tǒng)開展工作可以取得更好的效果。PLC技術(shù)可以在一定程度上杜絕外界因素對系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響，可以在合理的程序下開展控制工作，從而確?？照{(diào)電氣自動控制系統(tǒng)的正常運行。比如說：在中央空調(diào)的調(diào)控系統(tǒng)中應(yīng)用PLC技術(shù)可以實現(xiàn)對整體空調(diào)的控制，并且還可以提高空調(diào)整體的運行效率[6]。中央空調(diào)系統(tǒng)在開展控制工作時，是按照用戶具體需求來進行操作的。應(yīng)用PLC技術(shù)的空調(diào)自動調(diào)控系統(tǒng)可以延長其維護周期，進而提高系統(tǒng)整體的運行效率，滿足用戶的基本需求。

結(jié)束語：

綜上所述，PLC技術(shù)在電氣自動控制系統(tǒng)中的有效應(yīng)用，不僅可以提高系統(tǒng)的運行效率，還可以促使其更好地發(fā)展，因此，PLC技術(shù)的應(yīng)用具有積極的意義。PLC技術(shù)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，為保養(yǎng)和維護工作提供便利，還可以減輕工作人員的負(fù)擔(dān)。與此同時，可以提高系統(tǒng)的安全性以及可靠性，從而滿足社會對電氣自動控制系統(tǒng)的需求。因此，在電氣自動系統(tǒng)不斷發(fā)展的過程中，應(yīng)該廣泛的應(yīng)用PLC技術(shù)，及時對系統(tǒng)進行優(yōu)化，并在應(yīng)用PLC電氣自動系統(tǒng)的過程中，對其進行完善，從而進一步提高其穩(wěn)定性，使其可以更加靈活、簡便，最終為電氣自動控制系統(tǒng)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞 MATLAB；自動控制；時域分析；頻域分析

中圖分類號 TP13 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-（2012）092-0116-02

MATLAB是美國Math Works公司的軟件產(chǎn)品，最初的MATLAB主要用于數(shù)學(xué)分析——數(shù)字分析、處理與計算。隨著研究的日益成熟，它將數(shù)值分析、矩陣計算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計以及必須進行有效數(shù)值計算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計語言的編輯模式，代表了當(dāng)今國際科學(xué)計算軟件的先進水平。

本文主要講述MATLAB在自動控制領(lǐng)域的運用。MATLAB使工程技術(shù)人員在系統(tǒng)分析和設(shè)計時感到更加直觀、清晰、系統(tǒng)，減少了復(fù)雜的計算過程，且能在缺乏實驗設(shè)備的情況下，能仿真出與如實際一致的系統(tǒng)，獲得更加準(zhǔn)確的結(jié)果。下面分別從MATLAB在自動控制系統(tǒng)的時域分析、頻域分析和系統(tǒng)校正方面進行闡述。

1 MATLAB在時域分析中的應(yīng)用

分析控制系統(tǒng)的第一步是建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，然后即可采用各種方法對系統(tǒng)進行分析或設(shè)計。在控制系統(tǒng)的分析設(shè)計中，人們關(guān)心的是系統(tǒng)變量及輸出對時間的響應(yīng)。這樣，對系統(tǒng)施加 一給定輸入信號，通過研究系統(tǒng)的時間響應(yīng)來評價系統(tǒng)的性能，這就是控制系統(tǒng)的時域分析。

時域分析是指控制系統(tǒng)在一定的輸入下，根據(jù)輸出量的時域表達(dá)式，分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、暫態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。

以下分析是以不同的輸入信號利用MATLAB軟件分析系統(tǒng)的性能。

1）系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)。

利用MATLAB軟件能夠很快繪制相關(guān)圖形，減少繁雜的計算并能夠清晰顯示圖形。使分析者準(zhǔn)確判斷系統(tǒng)性能。

2 MATLAB在頻域分析中的應(yīng)用

頻域分析提供了在頻域進行控制系統(tǒng)分析與設(shè)計的方便性以及可充分利用的分析工具。頻域分析能夠簡明地表示出系統(tǒng)各參數(shù)對動態(tài)特性的影響，很方便地分析系統(tǒng)對噪聲和參數(shù)變化的敏感程度，加入某些環(huán)節(jié)對系統(tǒng)的動態(tài)特性又有怎樣的改進，以及便捷地判斷動態(tài)過程的品質(zhì)和穩(wěn)態(tài)誤差。對于線性系統(tǒng)，其時域和頻域性能指標(biāo)是有關(guān)聯(lián)的，可以通過線性系統(tǒng)的頻域特性來預(yù)測時域特性。

應(yīng)用頻域特性研究線性系統(tǒng)的經(jīng)典方法稱為頻域分析法。頻域特性是研究控制系統(tǒng)的一種常用工程方法，根據(jù)系統(tǒng)的頻域特性能間接地揭示系統(tǒng)的瞬態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)特性，可以簡單而迅速了解某些環(huán)節(jié)或者參數(shù)對系統(tǒng)的瞬態(tài)特性的影響，并可指明改進系統(tǒng)的方向。

以下實例是利用MATLAB軟件繪制系統(tǒng)的奈氏圖和伯德圖，并能夠直接計算出系統(tǒng)的福值裕度和相角裕度。

例：已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：

試?yán)L制系統(tǒng)的奈氏圖和伯德圖，計算系統(tǒng)的福值裕度和相角裕度。

自動控制系統(tǒng)中，判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性最簡便的方法是求出系統(tǒng)的所有極點，如果含有實部大于零的極點，說明系統(tǒng)不穩(wěn)定，反之系統(tǒng)穩(wěn)定。

4 結(jié)束語

MATLAB涉及自動控制的各領(lǐng)域，利用MATLAB能夠輕松分析系統(tǒng)的時域、頻域等特性。能夠讓自動控制設(shè)計者、學(xué)習(xí)者更加直觀的認(rèn)識系統(tǒng)的功能和特性，減少自動控制研究的難度。

參考文獻(xiàn)

[1]李玉惠，晉帆.自動控制原理[M].清華大學(xué)出版社，2008，2.

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[4]黃忠霖，自動控制原理的MATLAB實現(xiàn)[M].國防工業(yè)出版社，2007，2.

篇5

關(guān)鍵詞：單機片；自動控制模式；O計程序；微控制器

1 單片機應(yīng)用原理及發(fā)展

（1）單片機屬于微型計算機的一個部分，它是一種有效的微控制器，具備良好的硬件性能，單片機設(shè)備實現(xiàn)了不同功能部件的統(tǒng)一性結(jié)合，在自動控制領(lǐng)域中單片機扮演著重要的角色地位，隨著我國經(jīng)濟體系的不斷健全，單片機自動控制體系不斷健全，實現(xiàn)了我國經(jīng)濟領(lǐng)域、生活領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域等各個環(huán)節(jié)的普及，無論是社會民生、軍用航天等都可以看到單片機自動控制系統(tǒng)的縮影，通過對單片機系統(tǒng)的使用，可以有效增強產(chǎn)品的性能，實現(xiàn)產(chǎn)品的性能更新。

（2）單片機系統(tǒng)誕生于上世紀(jì)70年代，在其發(fā)展過程中，經(jīng)歷了三個重要階段，最早期的單片機具備較低的工作性能，這種單片機普遍是4位或者8位的，最高的單片機是8051型號的，在此基礎(chǔ)上，發(fā)展出了MCU型號，該型號的單片機自動控制系統(tǒng)在今天依舊比較常見。隨著經(jīng)濟體系的不斷進步，16位的單片機系統(tǒng)出現(xiàn)，這種單片機并不具備良好的工作性能，因此并未得到大規(guī)模的使用。21世紀(jì)是信息化的時代，各種信息化電子產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，這極大健全了單片機技術(shù)系統(tǒng)，隨著ARM系統(tǒng)的不斷普及，32位單片機不斷得到應(yīng)用，迅速占據(jù)了主流市場。

（3）單片機嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，標(biāo)志著單片機系統(tǒng)實現(xiàn)了芯片方面的改革，實現(xiàn)其向MCU階段的發(fā)展，嵌入式單片機系統(tǒng)的不斷發(fā)展，標(biāo)志著現(xiàn)代化單片機自動控制技術(shù)的優(yōu)化，隨著信息電子技術(shù)方案的不斷更新，EDA工具的不斷發(fā)展，單片機SOC控制系統(tǒng)不斷健全，單片微型計算機結(jié)構(gòu)不斷得到優(yōu)化，單片自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)了不同領(lǐng)域的普及，滿足了社會發(fā)展及人民生活的要求。

2 控制系統(tǒng)的設(shè)計要求

（1）下文將以感應(yīng)式自動平開門為分析范例，進行單片機自動控制體系的深入性分析，通過對單片機自動控制系統(tǒng)的優(yōu)化，可以有效解決感應(yīng)式自動平開門工作的諸多要求。為了達(dá)到這個目的，需要優(yōu)化自動平開門芯片機控制系統(tǒng)，做好平開門輸出信號、輸入信號的分析工作，這個環(huán)節(jié)需要進行平開門紅外探測器的應(yīng)用，進行人員進出的感應(yīng)，將所得到的信息進行控制系統(tǒng)的傳輸，再由控制系統(tǒng)做好門的開關(guān)控制，從而滿足實際工作的要求。

為了解決工程的實際要求，需要做好設(shè)計階段門安全性控制工作，在人通過時，系統(tǒng)需要做好及時的探測，從而避免相關(guān)人員出現(xiàn)夾傷狀況。要保證門具備良好的運動速度，要方面人們的通行，要確保室內(nèi)空調(diào)作用的維持。

（2）在自動平開門感應(yīng)過程中，紅外線探測器需要保證實時性控制工作，做好人們的進出情況檢測工作，這需要自動平開門單片機自動控制系統(tǒng)具備良好的實時性、及時性。感應(yīng)式自動平開門需要具備良好的經(jīng)濟性、美觀性、感應(yīng)式自動平開門一般是玻璃制品，要盡量減緩平開門的閉合及打開環(huán)節(jié)，避免門體受到劇烈性的沖擊。

3 單片機自動控制應(yīng)用方案

（1）為了提升平開門的工作效益，需要深入分析I/0設(shè)備系統(tǒng)，在單片機應(yīng)用模塊中，平開門設(shè)備與單片機緊密相連，在I/0設(shè)備運作過程中，需要保證其接受、輸入信號時與單片機輸入輸出信號的一致性，這就需要進行I/0設(shè)備的優(yōu)化選擇，在該系統(tǒng)設(shè)計過程中，紅外線探測器是其主要輸入設(shè)備，在平開門工作模塊中，需要確保輸出信號線連接方案的優(yōu)化，滿足迅速開關(guān)門的要求，避免門體受到猛烈撞擊狀況。在該系統(tǒng)應(yīng)用過程中，需要做好步進電機轉(zhuǎn)速工作的控制，提升步進電機的控制效益，滿足現(xiàn)階段工作的要求。

在步進電機的應(yīng)用過程中，需要做好控制信號的輸入控制工作，確保其與四位口線的有效性連接，在這個過程中，步進電機保持逆時針運動，從而滿足平開門機械轉(zhuǎn)動工作的要求，實現(xiàn)對門開關(guān)的有效性控制。

（2）感應(yīng)式平開門的良好運轉(zhuǎn)離不開其內(nèi)部硬件資源的有效性分配，這需要做好平開門整體方案設(shè)計工作，通過對單片機自動控制方案的應(yīng)用，可以有效進行平開門硬件設(shè)備的有效性控制，在該系統(tǒng)設(shè)計過程中，需要實現(xiàn)其軟件環(huán)節(jié)及硬件環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)，在系統(tǒng)軟件設(shè)計環(huán)節(jié)，需要進行開門程序、關(guān)門程序、延時保持程序等的協(xié)調(diào)，有效解決平開門設(shè)計問題及工作問題。

（3）單片機自動控制系統(tǒng)是平開門體系的核心組成部分，這種單片機系統(tǒng)的硬件資源一般存在單片機系統(tǒng)核心處，必要時可以進行硬件資源的外部擴展，在感應(yīng)式平開門工作系統(tǒng)控制模塊中，其內(nèi)部程序比較簡單，不需要進行硬件的擴展，只需要進行單片機內(nèi)硬件資源的利用。

在平開門設(shè)計過程中，需要進行信號輸入通道的有效性擴展，做好不同類型信號的接收工作，通過對單片機自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用，可以滿足多樣化的信息數(shù)據(jù)采集要求，為了增強工作效益，需要進行輸入電路的添加，為了有效適應(yīng)復(fù)雜性工作環(huán)境，必須提升信號的接收效益，為了避免信號受到干擾，需要進行信號光電隔離模式的開展。為了滿足實際工作要求，在模擬信號采集過程中，需要做好信號的放大及濾波處理，然后再進行信號的輸出。

（4）信號輸出通道是單片機系統(tǒng)的重要輸出電路，通過對單片機相關(guān)設(shè)備的應(yīng)用，做好信號的放大、濾波、變換等工作，有效處理信號復(fù)雜問題。為了提升開門狀態(tài)程序的設(shè)計效益，需要做好開門狀態(tài)的及時性、實時性計時，做好探測器信號的跟蹤檢查工作。當(dāng)人進入時要保持開門狀態(tài)，當(dāng)人離開時，要轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)門狀態(tài)。在開門狀態(tài)程序模塊中，通過對專業(yè)軟件計時系統(tǒng)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)開門狀態(tài)的及時性計時。

在關(guān)門程序模塊中，需要遵循系統(tǒng)設(shè)計的具體標(biāo)準(zhǔn)，進行已經(jīng)關(guān)門步數(shù)的及時性記錄，實現(xiàn)關(guān)門程序及開門程序的及時性轉(zhuǎn)換，在關(guān)門程序中，需要進行探測器信號的及時性接收，為了提升系統(tǒng)的整體運行穩(wěn)定性，需要進行探測器信號循環(huán)查詢方法的應(yīng)用，通過對專業(yè)軟件的應(yīng)用，滿足開門、閉門程序步數(shù)參數(shù)的計時工作，從而滿足關(guān)門程序設(shè)計工作的要求，在該環(huán)節(jié)中，并非進行單片機定時器及中斷系統(tǒng)的使用，這樣可以降低單片機的工作量，優(yōu)化單片機系統(tǒng)的工作程序，滿足實際工作的要求。

平開門程序的延時時間受到諸多因素的影響，通過對機械傳動裝置的傳動比分析，進行步進電機轉(zhuǎn)動的延時確定狀況，開門等待延時時間的設(shè)計需要滿足人們的實際生活需求，實現(xiàn)步進電機最大工作效益的提升。

上文主要就單片機控制系統(tǒng)展開分析，旨在解決單片機系統(tǒng)運作開發(fā)過程中的問題，在實際工作模塊，單片機具備廣泛的使用領(lǐng)域，單片機系統(tǒng)具備不同的種類，不同種類的單片機其開發(fā)設(shè)計程序也是不同的。該文單片機自動控制的軟件、硬件配置，實現(xiàn)了實驗儀的有效性調(diào)試，并且取得了不過的調(diào)試效益，在調(diào)試模塊中，通過對邏輯電平開關(guān)的應(yīng)用，實現(xiàn)對探測器信號的有效性模擬，通過對步進電機實驗盒的應(yīng)用，有效提升步進電機的轉(zhuǎn)動過程。

4 結(jié)束語

該文實現(xiàn)了對單片機自動控制應(yīng)用方案的有效性分析，以感應(yīng)式自動平開門為案例，進行了該系統(tǒng)設(shè)計及工作模塊的深入闡述，通過對單片機自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用，可以有效提升平開門系統(tǒng)的工作效益，這需要不斷進行單片機功能的優(yōu)化，發(fā)揮該系統(tǒng)的內(nèi)在潛力，實現(xiàn)平開門工作步驟的簡化，實現(xiàn)軟件環(huán)節(jié)及硬件環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)，滿足實際工作的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]?？兹?關(guān)于計算機應(yīng)用系統(tǒng)性能測試技術(shù)分析及應(yīng)用探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（3）.

篇6

關(guān)鍵詞：下游常水位自動控制工作原理運行管理

中圖分類號：TV663 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

1、概述

閘門是水工建筑物的重要組成部分之一,用來控制水位,調(diào)節(jié)流量,是蓄水及引水建筑物中必不可少的組成部分。自動控制閘門是現(xiàn)代化水利建設(shè)的重要內(nèi)容，也是是水利工程實現(xiàn)自動化運行的一項重要設(shè)備。下游常水位自動控制閘門是一種借助水浮力和重力作用，自動啟閉的自動化閘門，具有運行可靠、結(jié)構(gòu)簡單等特點，越來越被廣泛地應(yīng)用于供水、灌溉、防洪、發(fā)電、水運等工程中。

下游常水位自動控制閘門的特點是，在閘后設(shè)定某一水位條件下，當(dāng)下游需水量改變時，閘門能利用水力作用自動地進行啟閉調(diào)節(jié)，以滿足閘后需水量要求，無論閘上游水位如何變化，閘門的開度大小只根據(jù)下游水位而變。這種閘門是專門為輸水和灌溉渠道設(shè)計的，用作渠道進水閘、節(jié)制閘及分水閘等，可實現(xiàn)渠道自動調(diào)節(jié)輸水。

我公司在北蘇丹凱納納和賴哈德灌溉項目中，甲方要求下游灌溉渠道水位穩(wěn)定，并且實現(xiàn)水閘自動控制，所以該項目采用下游常水位自動控制閘門。該閘門是我公司委托多家閘門生產(chǎn)廠家經(jīng)過多次室內(nèi)水工模型試驗和中間試驗，獲得了有關(guān)布置、結(jié)構(gòu)主要參數(shù)等一系列技術(shù)數(shù)據(jù)后，進行了施工詳圖設(shè)計和制造的。經(jīng)安裝運行后證實：下游常水位自動控制閘門啟閉靈敏、運行可靠、節(jié)約人力，達(dá)到了預(yù)想的效果。

本文結(jié)合工作實踐談?wù)剬υ擃愋烷l門的設(shè)計體會和認(rèn)識，同大家交流，以有益于推廣和應(yīng)用。

2、閘門在渠道中的布置

下游常水位自動控制閘門布置主要由上游進水段、閘室段、下游出水段組成。其中包括攔污柵、上游疊梁檢修閘門、工作橋、下游疊梁檢修閘門(見圖1)。

圖1 下游常水位水力自動控制閘門布置圖

3、 閘門的結(jié)構(gòu)

下游常水位自動控制閘門主要由面板、止水邊框、臂桿、配重箱、軸承以及浮箱、浮箱套等部位組成(見圖2)。

圖2 下游常水位水力自動控制閘門結(jié)構(gòu)圖

面板和浮箱的前后側(cè)板均做成圓弧形，其圓心都和轉(zhuǎn)動軸軸心重合。浮箱底部的切線方向也通過軸心，門軸高程設(shè)置在下游設(shè)計水位上，如圖3所示。

圖3 面板、浮箱工作原理示意圖

從圖3可以看出，要使閘門處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)，作用在閘門上的開門力矩應(yīng)等于關(guān)門力矩，由此可見，閘門的平衡與角度無關(guān)，即當(dāng)閘后水位為設(shè)計水位時，只要在進行閘門設(shè)計和安裝調(diào)整時，適當(dāng)調(diào)整配重，使閘門重量和重心位置滿足要求，則在該下游水位條件下，閘門開啟到任何位置，也均能保持平衡。當(dāng)下游水位降落時，閘門浮箱浮力減小失去平衡，開度加大，下泄流量增加，下游水位回復(fù)到與轉(zhuǎn)軸中心相同時，閘門才停止轉(zhuǎn)動；當(dāng)下游水位超過轉(zhuǎn)軸中心時，閘門浮箱浮力加大轉(zhuǎn)動開度減小，至水位回落到轉(zhuǎn)軸中心相同時，閘門停止轉(zhuǎn)動。這樣，能一直保持下游為常水位。

4、 閘門的結(jié)構(gòu)特點

（1）閘門是一個有兩個上支臂的弧形門，其左右支鉸軸由一個空心圓筒聯(lián)接起來，兩個上支臂支撐固定在空心圓筒上，支鉸軸與弧形面板同心，浮箱則固定在空心圓筒的下游，浮箱外緣和內(nèi)緣均為圓弧形且同心，并且圓心為支鉸軸心。

（2）為防止過水時水流沖擊浮箱下部，在浮箱的下部裝設(shè)一個護套，讓水只從箱套下游下部的孔隙中緩緩進入，以保持較平穩(wěn)的運行。

（3）下游常水位自動控制閘門可以是露頂式也可以為潛沒式，當(dāng)上游取水的河道水位升降變化幅度大，而又能滿足取水要求時，可選擇為潛沒式孔口，即上游設(shè)混凝土胸墻。由于弧形面板的圓心與閘門轉(zhuǎn)動的支鉸軸為同心，所以上游作用于弧形面板上的水壓力合力作用線通過支鉸軸心，不產(chǎn)生啟、閉門力，所以閘門的動作只受下游水作用于浮箱底側(cè)力的控制。

（4）為保證啟閉靈活，門葉的兩側(cè)及頂部不與閘室兩側(cè)的閘墩以及胸墻接觸，其間留一些小的縫隙，同時門葉面板為上部大底部小的梯形弧面，以確保在啟閉過程中不與兩側(cè)閘墩觸碰摩擦。在支鉸軸上裝有滾動軸承，使閘門開啟轉(zhuǎn)動時軸的摩阻力減小到最低限度。

（5）由于渠道內(nèi)是經(jīng)常有水的，所以閘門一般也均為開啟狀態(tài)，只是開啟程度不同。當(dāng)下游渠道需要檢修而要求無水時，將閘門上游的疊梁檢修閘門關(guān)閉，即可完全斷流。

（6）閘門（包括浮箱）的整體重心應(yīng)使其位于支鉸軸心的偏下游側(cè)，以使閘門自重為一個開度力矩，而下游浮箱（后浮箱）的浮力為一個關(guān)門力矩。調(diào)整閘門重心位置，可采用在浮箱內(nèi)的適當(dāng)位置加設(shè)鑄鐵配重塊來實現(xiàn)。配重塊是可以移動的，用來調(diào)整制造中產(chǎn)生的誤差。

5、閘門的選型

下游常水位自動控制閘門的不同門型是按照浮箱半徑R和孔口面積A來劃分的。例如：56／25門型，即表示該門浮箱半徑為56 cm孔口面積為25 dm2 。另外，按照作用水頭的大小，閘門又分為高水頭（AVIS）和低水頭(AVIO)兩種型號，兩者不同之處在于兩種門型具有相同的浮箱半徑和孔口高度，而低水頭型門的孔口寬度為高水頭門的兩倍。因此，當(dāng)過閘水頭損失相同時，低水頭型門的過流能力為高水頭型門的兩倍，或者對于同一過閘流量，低水頭型門的過閘水頭損失比高水頭型門的減少四倍，而最大允許水頭則減少一半。

由于下游常水位自動控制閘門的動力來源于水的浮力，所以只能應(yīng)用于常年沒有冰凍氣候的地區(qū)。

6、閘門的運行維護

閘門常年于水中作業(yè)，防腐是保障下游常水位自動控制閘門正常運行的必要措施。本項目采用的防腐方式為噴鋅加封閉覆蓋涂料的方法。

日常檢查：定期對金屬件（軸承、浮箱、門面、邊框）逐個檢查；如遇漂浮物卡阻，閘門不能自動調(diào)節(jié)，應(yīng)用手動葫蘆拉啟，人工清除雜物后再解除手動葫蘆；及時檢測下游水位，水位的控制靠調(diào)節(jié)閘門自身配重塊來完成。

7、 結(jié)語

下游常水位自動控制閘門適用于下游水量一定的輸水渠道上，具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計方便、運行可靠和管理費用少等優(yōu)點，若與遠(yuǎn)程自動監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)合其效果會更加顯著。我公司建議將該類型閘門應(yīng)用于中國南方各大灌區(qū)配套工程中的供水渠系，依靠自動控制原理，做到節(jié)約人力物力，為實現(xiàn)渠道管理自動化做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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2、李漣;弧形閘門液壓啟閉機電氣同步控制[J];人民長江;1995年05期

篇7

【關(guān)鍵詞】污水處理；自動控制；現(xiàn)場控制；集中監(jiān)控；污水處理應(yīng)用

近年來，各個地區(qū)都相繼的引進了先進的設(shè)備、工藝，改變了人工、簡單的電器控制的污水處理局面，城市的污水處理采用了先進的計算機技術(shù)、先進的控制技術(shù)。采用污水處理的自動控制技術(shù)，能夠使設(shè)備的狀態(tài)不斷的優(yōu)化，隨時調(diào)整工藝、設(shè)備的參數(shù)，節(jié)約能耗；可以節(jié)約人力、物力、財力，減少事故的發(fā)生，改善勞動的條件；進而提高處理廠的技術(shù)管理水平。

1.污水生物處理的基本理論

目前來說，在污水生物處理方法主要有：生物膜法、厭氧生物處理法、生物塘法、活性污泥法等。在眾多處理方法中，使用頻率最高的就是活性污泥法。活性污泥法被廣泛用于城市污水處理中。

近年來，用于污水處理的處理方法中，活性污泥處理法，已經(jīng)由最普通的活性污泥法，向CAST法、AB法、SBR法、漸減曝氣法、延時曝氣法、階段曝氣法、完全活性污泥法、吸附再生活性污泥法延伸。這些方法各具獨特的特點，能夠穩(wěn)定的運行，保證出水的水質(zhì)，還能夠有效的抵制污泥的膨脹。這些方法在城市的污水處理中受到歡迎，在處理過程中，又因自身的缺點，受到限制。在眾多方法的應(yīng)用中，同時也需要實現(xiàn)自動化控制管理。

2.自動控制在污水處理行業(yè)的應(yīng)用

2.1自動控制理論的發(fā)展

自20世紀(jì)末以來，隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，自動控制系統(tǒng)，在各個領(lǐng)域中，對其響應(yīng)的速度、控制的精度、系統(tǒng)的穩(wěn)定性、適應(yīng)能力等都有嚴(yán)格的要求，其范圍也廣泛了。計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，推動了自動控制的發(fā)展。控制理論可分為：現(xiàn)代控制理論、經(jīng)典控制理論、智能控制理論三個階段。

2.2自動控制在污水處理中應(yīng)用的必然性

在目前來說，污水處理的運行、設(shè)計，只是用經(jīng)驗來做實驗，這樣處理的效果有著一定的誤差。如果污水處理系統(tǒng)，不采用自動控制，這樣就無法展現(xiàn)出污水處理系統(tǒng)的優(yōu)點。所以，在污水處理中，實現(xiàn)自動控制是必然的。

2.3自動控制系統(tǒng)基本構(gòu)成及工作原理

在成熟的自動控制系統(tǒng)中，可分為服務(wù)器及管理平臺、現(xiàn)場控制站、操作員站、工程師站四個單元構(gòu)成。在控制系統(tǒng)中，主要采用標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議、開放的系統(tǒng)，不僅使監(jiān)測、管理相互集中在一起，也使危險、功能相分散，加強了自動控制系統(tǒng)的通用性。

（1）服務(wù)器及管理平臺，主要為整個系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用軟件、全局共享、后備數(shù)據(jù)等服務(wù)。

（2）控制系統(tǒng)的核心——現(xiàn)場控制站。它主要是為了保障信號的控制、采集策略的實現(xiàn)。

（3）完成系統(tǒng)和操作員之間的人機界面功能——操作員站。這一單元主要包括現(xiàn)場狀態(tài)的報警功能、顯示功能、報表及操作命令的執(zhí)行功能。

（4）工程師站，主要是控制回路組態(tài)、完成系統(tǒng)的配置、下裝目標(biāo)運行的系統(tǒng)。

2.4自動化儀表在污水處理中的應(yīng)用

自控系統(tǒng)中，最關(guān)鍵的部分就是自動化檢測系統(tǒng)。在工業(yè)生產(chǎn)中，自動化檢測系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。它在污水處理中被稱為眼睛。流量計、PH計、液位計、懸浮物濃度計、溶解氧測試儀、壓力計、溫度計等，在污水處理廠中被看作最主要的測量的儀表。

在城市的污水處理中，曝氣池作為污水處理工藝的核心，其測量儀表直接關(guān)系到污水處理的質(zhì)量，作用非常重要。在城市的污水處理中，所有的測量儀表上的測量值，都能夠及時的傳送到顯示器上。

2.4.1流量控制系統(tǒng)

水量在污水處理廠的運行管理中，是一個重要的控制參數(shù)。如何及時、準(zhǔn)確的掌握進水量，對提高污水處理廠抵抗水力負(fù)荷的沖擊，有著重要的作用。流量計的安裝，能夠?qū)崟r的顯示積累處理量、實時的瞬時流量，還能夠為污水處理系統(tǒng)的運行，提供準(zhǔn)確的瞬時流量參數(shù)。

2.4.2格柵控制系統(tǒng)

格柵控制系統(tǒng)可以是手動模式，也可以采用自動模式。格柵有粗細(xì)之分，可在格柵的前后分別安裝上液位差計。通過液位差來顯示堵塞程度，將信息傳輸?shù)絇LC控制器上，將其分析計算。若超過預(yù)設(shè)數(shù)量，即提示清除垃圾，在格柵的自動模式下，自動控制系統(tǒng)可自動將污物排除。從而保障水的正常流動，減少設(shè)備的損耗。

2.4.3水泵控制系統(tǒng)

水泵的控制系統(tǒng)中，根據(jù)水泵的運行時間，來設(shè)定成自動將水泵換為備用泵、啟動泵。在此系統(tǒng)中，可預(yù)設(shè)水泵的開泵順序，如果一臺不夠，另一臺會及時啟動。這樣能夠根據(jù)污水處理廠外的水量，及時、準(zhǔn)確的對水泵的運行狀態(tài)進行調(diào)整，從而差輕設(shè)備的運轉(zhuǎn)，同時也能減少工作者的勞動量。

2.4.4沉砂池控制系統(tǒng)

沉砂池控制系統(tǒng)，包括閘門、吸砂泵、漿葉分離機、砂水分離器等設(shè)備。在各個設(shè)備之間，存在著一定的連鎖關(guān)系，當(dāng)接到啟動的命令后，漿葉分離機先進行運轉(zhuǎn)，在其運轉(zhuǎn)的過程中，吸砂泵將按設(shè)定的程序，自動定時啟停，在此同時砂泵、砂水分離器同時啟動，進而延遲停機的時間。

2.4.5鼓風(fēng)機控制系統(tǒng)

在曝氣池中，安裝懸浮物濃度計、溶解氧測試儀。鼓風(fēng)機控制系統(tǒng)的安裝，能夠節(jié)約損耗，保證細(xì)菌的分解能力，使設(shè)備得到保護。其主要的任務(wù)是為反應(yīng)池曝氣，提供穩(wěn)定的、充足的氣量。在鼓風(fēng)機控制系統(tǒng)中，懸浮物濃度計，能夠準(zhǔn)確的測量出污泥的濃度，可根據(jù)其濃度對曝氣池的工藝進行調(diào)整。

2.4.6污泥控制系統(tǒng)

可以在回流的污泥管道、剩余污泥管道中，安裝上流量計（能夠測量到回流污泥、剩余污泥）。這樣在工作者值班時，就可以輕易的判斷出回流、剩余污泥泵是否正常的運轉(zhuǎn)，從而解決監(jiān)控潛水泵難的問題。

3.自動控制在污水處理中的發(fā)展方向

所謂的自動控制，其發(fā)展的方向就是智能控制。智能控制是把人的思維過程，進行模型化，使用的是除了數(shù)學(xué)式以外的方法，其利用的是智能的計算機模仿人的科學(xué)。智能控制解決的問題，都是難以用傳統(tǒng)方法去解決的，復(fù)雜的系統(tǒng)控制問題。其主要分為模糊、精神、專家控制幾個分支。

污水廠自動化控制的很多難題，都被智能控制有效地解決了。在汗水處理的過程中，智能控制中的模糊控制，能夠起到很好的控制目的；智能控制能夠減少或避免，因不確定因素或是外界干擾而引起的故障，避免不必要的經(jīng)濟損失。

總之，自動化控制，在污水處理的過程中，可以避免或減少人為因素帶來的隱患或事故，能夠安全、可靠的完成復(fù)雜的工藝、流程，能夠保證污水處理的效果；自動化控制，可以減輕工作者的勞動強度，從而提高勞動的效益、勞動的效率；能夠有效的節(jié)約資源。但在自動化控制的應(yīng)用中，還存在一些問題，還需對其進一步的研究?！科]

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篇8

關(guān)鍵詞：變電站；綜合自動控制系統(tǒng)；無人值守

引言

隨著當(dāng)下社會科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，促使我國社會現(xiàn)代化生產(chǎn)腳步也越來越快，人們不管是在對電力能源數(shù)量需求上，還是在對其質(zhì)量需求上，所提要求也愈來愈高。而越來越普及的計算機和通信技術(shù)，也促使變電站中也開始廣泛的運用起綜合自動化系統(tǒng)。當(dāng)下我國電力系統(tǒng)相關(guān)部門已逐漸將變電站綜合自動控制技術(shù)當(dāng)成一項全新技術(shù)應(yīng)用到電力電網(wǎng)中，諸多專業(yè)廠家也開始將重點研究項目定位到開發(fā)變電站自動控制系統(tǒng)上，并對其進行不斷地完善，并將一系列不同特色的變電站綜合自動控制系統(tǒng)給一一推行出來，從而使得我國電力系統(tǒng)發(fā)展要求得到有效滿足。

1 變電站綜合自動控制技術(shù)的價值

諧波、三相不平衡、閃變、電壓偏差、頻率以及波動這六項指標(biāo)是我國電能質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)。而這六項指標(biāo)在很大程度上嚴(yán)格要求了電力系統(tǒng)中變電站的運行水平。電力系統(tǒng)在運行過程中所具有的可靠性和經(jīng)濟性都會直接受到變電站運行狀況的影響。而想要對變電站運行過程中的可靠性和經(jīng)濟性進行提升，最為基本且簡單的方法就是對變電站運行管理的自動化水平進行有效提升，讓變電站綜合自動化目標(biāo)得以實現(xiàn)[1]。

2 目前我國變電站綜合自動控制應(yīng)用所存在的問題和現(xiàn)狀

2.1 我國變電站綜合自動控制應(yīng)用的現(xiàn)狀

在我國，由于工業(yè)以太網(wǎng)的組網(wǎng)成本非常的低廉，網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議也比較的通用，致使其受到了非常廣泛地運用，逐漸被運用到電網(wǎng)自動控制領(lǐng)略中自動化控制網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建上。而隨著不斷發(fā)展和進步的科學(xué)技術(shù)，在工業(yè)自動化系統(tǒng)中工業(yè)以太網(wǎng)以及無縫連接技術(shù)都得到了很好地使用。在綜合變電站發(fā)展上我國企業(yè)也是非常的迅速，在我國占據(jù)主流的都是從原來電力系統(tǒng)綜合自動化而逐漸轉(zhuǎn)化過來的企業(yè)綜合自動化系統(tǒng)，這些企業(yè)在市場份額上已經(jīng)多達(dá)百分之八十[2]。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是這些企業(yè)變電站綜合自動化系統(tǒng)采用最為廣泛的，傳統(tǒng)四合一微機測控保護單元運用于間隔層，在通訊管理器或者管理機上進行間隔層設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，在對這些數(shù)據(jù)進行處理，然后在對多串口通信方式進行運用，通過各自通訊接口將原先已經(jīng)被處理過的數(shù)據(jù)分別傳輸?shù)竭h(yuǎn)端生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)和后臺管理機上，而在通訊違約上，所采用的依舊是電力系統(tǒng)的部頒CDT違約。此外，傳統(tǒng)現(xiàn)場總線，如CanBus、ProfiBus、ModBus以及Lon-Works現(xiàn)場總線，也仍然是這種結(jié)構(gòu)模式間隔層設(shè)備所采用的。

2.2 我國變電站綜合自動控制應(yīng)用的問題

人們在對這種由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所組成的企業(yè)變電站綜合自動化系統(tǒng)進行實際應(yīng)用的過程中發(fā)現(xiàn)，雖然它所采用的現(xiàn)場總線技術(shù)較為的先進，具有非?？斓膫鬏斔俣取?shù)據(jù)也具有非常高的安全性以及非常穩(wěn)定和可靠的網(wǎng)絡(luò)等一系列特點，但是對于具有一定特殊性的企業(yè)變電站來說，對企業(yè)變電站綜合自動化的需求還無法做到很好的滿足[3]。特別是在工業(yè)自動化系統(tǒng)中對工業(yè)以太網(wǎng)地廣泛運用，以及無縫連接這種和其相適應(yīng)的技術(shù)，促使我國企業(yè)變電站綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)在發(fā)展和創(chuàng)新上還需要進行不斷的完善和改進。

當(dāng)下我國很多轉(zhuǎn)化成為企業(yè)變電站綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，除了對企業(yè)實際需求很難做到滿足，一些缺陷和問題也依然存在于實際應(yīng)用中。出現(xiàn)故障的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或者出現(xiàn)問題的間隔層設(shè)備，都是讓系統(tǒng)和系統(tǒng)之間所存在的通信故障誘導(dǎo)出來的，從而使整個系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定，嚴(yán)重時，甚至還會讓整個系統(tǒng)遭受癱瘓，這個致命缺陷在所有的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中都存在著。而很多廠家為了將這個問題解決掉，都開始采用一系列的措施來防范，如雙機切換、雙機冗余等，但是所取得的效果卻并不是很理想。很多處理方式都只能做到將前置機和通訊管理器故障出現(xiàn)頻率進行降低，而不能讓這類問題在根本上被解決掉。

3 變電站綜合自動控制系統(tǒng)的設(shè)計和研究

3.1 變電站綜合自動控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系設(shè)計

通過站內(nèi)、占中以及電站所構(gòu)成的一種異構(gòu)系統(tǒng)，并通過對前置機進行傳輸各種不同規(guī)約數(shù)據(jù)，在有前置機解析和打包這些傳輸過來的數(shù)據(jù)，在以太網(wǎng)中運用XML格式進行傳輸?shù)恼麄€過程就是變電站綜合自動化系統(tǒng)。

在對綜合自動化控制系統(tǒng)組網(wǎng)進行實際設(shè)計的過程中，工業(yè)以太網(wǎng)這種在當(dāng)下被廣泛運用的技術(shù)是最為普遍的選擇，在一些大型樞紐變電站中更是如此，在節(jié)點數(shù)目上由于220kV以上電壓等級的變電站具有很多，成千上萬個CPU分布在站內(nèi)，擁有很大的數(shù)據(jù)信息流，且在速率上也具有非常高的要求，在實時性、時間以及寬帶等指標(biāo)同步上LonWorks網(wǎng)絡(luò)已逐漸顯得力不從心，而能夠滿足上述要求的只有工業(yè)以太網(wǎng)。因此，在大型樞紐變電站內(nèi)部中工業(yè)以太網(wǎng)作為數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)，是最好的選擇。

在設(shè)計的具體過程中，可以依據(jù)電氣設(shè)備中變電站進行監(jiān)測控制的接口類型來設(shè)計：首先，將嵌入式以太網(wǎng)接口配送到每個需要檢測控制的電氣設(shè)備上，將以太網(wǎng)節(jié)點直接設(shè)置在該設(shè)備上，從而使其可以直接的連接到工業(yè)以太網(wǎng)上[4]。其次，通過RS232/485或現(xiàn)場總線等方式將不具備以太網(wǎng)接口的幾個測控裝置連接在一起，然后利用通信控制器上的嵌入式以太網(wǎng)接口，將以太網(wǎng)節(jié)點直接設(shè)置在這些測控裝置上，從而使其可以有效地連接到以太網(wǎng)。這兩種應(yīng)用模式都需要對嵌入式以太網(wǎng)接口進行設(shè)計，兩者本質(zhì)上幾乎相同，但是如果考慮到變電站自動化系統(tǒng)的電壓等級、成本以及配置，這兩種模式的適用范圍就存在很大差異；而如果考慮到可靠性，作為數(shù)據(jù)流在站內(nèi)的核心，變電站內(nèi)通信系統(tǒng)使用雙以太網(wǎng)冗余配置是最好的選擇。

3.2 實現(xiàn)綜合自動控制系統(tǒng)

在進行實際的實施過程中，在變電站綜合自動控制系統(tǒng)上，應(yīng)該對面向?qū)ο蠓椒ㄔO(shè)計進行采用，對配置進行分層分布，將全站綜合自動控制設(shè)備分成兩種，一種為站控層設(shè)備，一種為間隔層設(shè)備。首先，監(jiān)視、控制、測量以及管理全站設(shè)備的中心所在設(shè)置成站控層，并對各間隔層設(shè)備所接收到的數(shù)字量、電度量以及模擬量等信息進行收集，同時對現(xiàn)場的控制命令進行，在遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)上運用遠(yuǎn)動工作站中專用的遠(yuǎn)動通道和調(diào)度端來進行通信。其次，間隔層主要是對實時信息進行收集，并對間隔層中一切設(shè)備的運行進行監(jiān)測和控制，在于站控層的操作要求上進行自主協(xié)調(diào)的就地進行操作，從而使設(shè)備地安全運行得到保障[5]。而且在設(shè)備開關(guān)上具有就地和遠(yuǎn)方切換的功能，在站控層出現(xiàn)問題沒有效果的時候，間隔層的監(jiān)控和保護功能依舊可以獨立完成。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著我國科學(xué)水平的迅速發(fā)展，變電站綜合自動控制技術(shù)的應(yīng)用也愈加顯得重要起來，只有對其進行不斷的完善，才能使我國電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性能得到加強，從而使我國電網(wǎng)經(jīng)濟運行水平的提升得到有效促進。

參考文獻(xiàn)

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篇9

[關(guān)鍵詞] 自動化控制技術(shù)； 煤礦控制系統(tǒng)； 安全應(yīng)用； 煤礦開采

煤礦行業(yè)對安全生產(chǎn)越來越重視。煤礦開采中的自動化控制系統(tǒng)是杜絕煤礦生產(chǎn)安全事故的重要舉措，能夠?qū)碌臓顩r進行及時的監(jiān)控和控制，降低了事故發(fā)生率，提高煤礦生產(chǎn)的安全系數(shù)。但是在目前我國的煤礦開采過程中，大多數(shù)都是人工操作，無法實現(xiàn)動態(tài)的監(jiān)控和控制，所以引入自動控制技術(shù)，能夠有效的提升煤礦生產(chǎn)的安全性，很大程度上改善了系統(tǒng)的管理水平。

一 自動控制技術(shù)對煤礦安全生產(chǎn)的影響

1 煤礦安全生產(chǎn)現(xiàn)狀

煤礦事業(yè)是我國主要的能源產(chǎn)業(yè)，所以在促進煤礦事業(yè)的發(fā)展的前提下一定要提高安全防護措施，采用強化管理、改善科技等手段進行煤礦安全管理的治理整頓。但是在目前的礦井開發(fā)中仍然有很大的事故發(fā)生，這就暴露出一些問題。我國大多數(shù)的煤礦地質(zhì)條件都比較復(fù)雜，施工難度大，很容易帶來安全隱患，管理手段也不是很先進，對于沖擊地壓、瓦斯防治等都不能及時的處理，加上現(xiàn)在的監(jiān)控設(shè)備很落后，導(dǎo)致安全管理科技停滯不前，不能夠提供正確的管理以及安全保障。在礦井事業(yè)中的專業(yè)人才稀缺，從業(yè)人員技能水平不足，隨著信息化的到來，對技術(shù)人員的要求越來越高，然而大多數(shù)企業(yè)缺少采礦的專業(yè)人才，這是企業(yè)面臨的很大難題。對于內(nèi)部的管理也存在明顯的缺陷，在安全、技術(shù)、資源等管理上有嚴(yán)重的缺乏，這對于礦井的安全管理帶來很大的隱患。

2 自動控制技術(shù)在煤礦開采中使用存在的問題

目前我國機械自動化技術(shù)還處在初始階段，性能過于單一，局部形式的發(fā)展?fàn)顩r。而在發(fā)達(dá)國家的自動化水平明顯比我國略高一籌，在技術(shù)方面普遍實現(xiàn)了智能化、自動化的集成方式。這與企業(yè)自身的管理模式和工藝水平息息相關(guān)，在我國的管理模式比較傳統(tǒng)，局限于舊時的傳統(tǒng)理念，但是在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)全部實現(xiàn)了計算機管理，而且對人員的管理與生產(chǎn)模式不斷的進行創(chuàng)新。在機械設(shè)計方面，我國依舊處于被動狀態(tài)，不能及時的進行創(chuàng)新研究，設(shè)計水平進步緩慢，這也是源于對人才管理的疏忽，缺少綜合性復(fù)合人才是自動化技術(shù)水平發(fā)展緩慢的主要因素之一，而且在培養(yǎng)機制也沒有創(chuàng)新的發(fā)展，總體來說我國機械自動化技術(shù)水平的發(fā)展空間很大，只有采取創(chuàng)新的管理模式和育人機制，才能最大程度上提升我國自動化技術(shù)水平。

二 煤礦開采中自動控制技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理

1 自動化控制系統(tǒng)工作原理

自動化控制系統(tǒng)采用分散檢測、整體控制的方式，在煤礦的生產(chǎn)過程中設(shè)置若干監(jiān)控分站，能夠動態(tài)的檢測煤礦的風(fēng)量、溫度以及有毒氣體的含量，然后將檢測的數(shù)據(jù)通過通信電纜傳輸?shù)矫旱V通風(fēng)主站上，各監(jiān)測分站的信息也匯集到主站進行集中管理，最后通過計算，得出煤礦安全生產(chǎn)中各項指標(biāo)的狀況，并根據(jù)煤礦生產(chǎn)的要求制定出相應(yīng)的控制方案，待系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為控制指令時傳達(dá)給各分站監(jiān)控中心，在變頻裝置的作用下，實現(xiàn)自動化控制的目的。其原理圖如下：

2 系統(tǒng)組成

自動化控制系統(tǒng)主要包括傳感器系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)兩大部分組成。

1） 傳感器系統(tǒng)

自動化系統(tǒng)中要接收不同的監(jiān)控數(shù)據(jù)和指令，傳輸多路信號有兩種方式，一種是時分制，是根據(jù)時序的不同傳送不同的信號；另一種是頻分制，信號的發(fā)送根據(jù)自身的頻率而定，不會出現(xiàn)混淆的情況，由于這種電路的構(gòu)成比較簡單，出現(xiàn)的故障次數(shù)少，所以在實際應(yīng)用中要大力推廣。在頻分制系統(tǒng)中，采用了載頻器對信號進行接收和傳送，信號的傳輸介質(zhì)為 500V 以下的動力傳輸線，能夠動態(tài)的監(jiān)控巷道中各性能指標(biāo)。

2） 中央控制系統(tǒng)

對于利用輪斗挖掘機進行開采一般有三種開采工藝作為選擇，特大型、普通型以及緊湊型輪斗挖掘機。但因為緊湊型輪斗挖掘機的斗輪比較短，容易進行變幅工作的操作，以及其機器結(jié)構(gòu)緊湊、機器自重輕、造價便宜；再加上操作簡便、易于維修等優(yōu)點，我國煤礦開采工作一般選擇緊湊型輪斗挖掘機進行。此外，最為重要的是緊湊型的輪斗挖掘機其半徑以及卸載的半徑長度較短，調(diào)幅方式也采用液壓缸式。對于其移動方面也采用最為簡便的雙履帶的走行式，此外，該設(shè)備的平衡架位位于機體底部并采用法蘭盤相連接，這大大的降低了帶機體的作業(yè)高度，方便煤炭開采作業(yè)的進行。

中央控制系統(tǒng)主要通過微型計算機來實現(xiàn)系統(tǒng)的功能，由于微型計算機的接口多，而且擴散能力強，能夠完成系統(tǒng)所分配的任務(wù)。在對自動控制技術(shù)的作用下，達(dá)到了精度高、速度快等特點。中央控制系統(tǒng)的主要任務(wù)就是將監(jiān)控站所采集的數(shù)據(jù)信息進行處理，并制定出相應(yīng)的控制方案，根據(jù)實際需求對通風(fēng)量進行調(diào)控，同時，中央控制系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)報警的功能，具體包括以下幾個方面：① 發(fā)出指令傳遞給監(jiān)控站，實現(xiàn)對個分站系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)控。② 對各監(jiān)控站的反饋信息進行處理并修改。③ 根據(jù)系統(tǒng)的需求制定相應(yīng)的控制方案，并轉(zhuǎn)換為控制指令使執(zhí)行機構(gòu)動作。④ 監(jiān)控設(shè)備在運行中出現(xiàn)異常，能夠及時的報警并啟動相應(yīng)的處理程序。

三 自動控制技術(shù)在煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)中的功能和應(yīng)用

1 實時的監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)表的查詢與打印

系統(tǒng)將傳感器采集到的數(shù)據(jù)，主要包括煤礦開采設(shè)備的運行狀況、風(fēng)壓以及有毒氣體排放等參數(shù)進行動態(tài)的監(jiān)測，然后根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的參數(shù)值相比較，為操作人員提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考依據(jù)。為了方便操作人員的更加直觀的看到煤礦開采的工作狀況，自動控制的系統(tǒng)設(shè)置了數(shù)據(jù)報表的功能，在數(shù)據(jù)的傳輸中，能夠?qū)崟r的數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)按照規(guī)定的報表的模式打印出來。數(shù)據(jù)報表中有多種報表的方式可供選擇，根據(jù)工作人員的需求選擇報表的方式，提供了很大的便捷。

頂板管理主要需要考慮有履帶行走式液壓支架掩護以及無履帶行走式液壓支架掩護兩種情況。其中，在有履帶行走式液壓支架掩護的情況下，對于位于采空區(qū)的連續(xù)采煤機切割死角位置的煤柱無法回收，除此之外，對于煤房中的絕大所述的煤柱都是可以回收的，單純依賴遺留下來的煤柱不足以起到頂板支撐的作用，所以，在實踐中頂板直接頂是隨著開采的進展而隨時冒出的，老頂則將會在滯后一定時間后安全垮落。頂板管理所采取的是全部垮落法；對于無履帶行走式液壓支架的情況，單翼煤柱回收法與雙翼煤柱回收法在采空區(qū)的支撐方面并不存在差異，均是依賴于設(shè)置規(guī)整的煤柱發(fā)揮支撐作用。

2 繪制趨勢曲線

根據(jù)傳感器采集到的數(shù)據(jù)，可以通過圖形的方式表示出來，通過圖形可以看到各模擬量的變化情況，在圖形上可以描繪出實時曲線和歷史曲線。實時曲線就是指傳感器在一段時間內(nèi)采集到的數(shù)據(jù)，整合出來的圖形曲線；歷史曲線就是指對一段時間內(nèi)的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、匯總。通過曲線能夠直接展現(xiàn)出煤礦開采的生產(chǎn)狀況和其他器件的工作狀況，保證了系統(tǒng)的正常運行。

3 安全機制的設(shè)置

在系統(tǒng)中設(shè)置了不同等級的安全級別，同時對操作人員也設(shè)置了不同的權(quán)限，比如在安全分析人員只能夠在權(quán)限的范圍之內(nèi)查看警報信息和報表的情況，其他的數(shù)據(jù)不能查詢。在不同級別的操作人員上設(shè)定了不同的密碼等級，當(dāng)操作人員的等級達(dá)到相應(yīng)的權(quán)限時，才能夠控制相應(yīng)的區(qū)域，對于沒有權(quán)

限的操作系統(tǒng)直接拒絕，在很大程度上提升了系統(tǒng)的安全可靠性。

總而言之，自動控制系統(tǒng)在煤礦開采中的應(yīng)用，通過在監(jiān)控單元和控制單元的作用下，實現(xiàn)了對煤礦設(shè)備運行狀況以及各項安全指標(biāo)的動態(tài)監(jiān)控，保證了煤礦的安全、可靠的生產(chǎn)。對突況及時的處理，實現(xiàn)了無人值班，很大程度上提升了煤礦系統(tǒng)的安全性，降低了煤礦開采過程中的資金投入，給企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟效益。

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篇10

鋁材厚度控制精度是熱軋鋁板產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)之一，研究厚度自動控制系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用具有重要意義。基于此，文章綜合分析了厚度誤差產(chǎn)生的因素，同時闡述了厚度自動控制的具體應(yīng)用以及故障診斷。

關(guān)鍵詞：

熱粗軋機；厚度自動控制系統(tǒng)；彈跳；輥縫

厚度控制系統(tǒng)是軋制自動化系統(tǒng)中不可缺少的一部分，它關(guān)系到板帶的厚控精度與性能及其成品率。熱粗軋軋制的產(chǎn)品質(zhì)量，不單單影響在粗軋機工序，影響到整個熱軋線的生產(chǎn)效率，更能影響到熱精軋的軋制產(chǎn)品質(zhì)量問題。因此厚度控制成為生產(chǎn)中的重中之重，通過自動厚度控制達(dá)到消除厚差以及產(chǎn)品質(zhì)量問題。

1厚度誤差產(chǎn)生原因分析

一般而言，厚度誤差的產(chǎn)生原因包括三個方面，即軋件材料因素、軋機控制系統(tǒng)干擾因素和機械設(shè)備因素。（1）軋件來料干擾因素。其中，軋件來料的寬度、硬度、厚度、平直度和斷面等因素都會影響到產(chǎn)品的厚度。（2）軋機控制系統(tǒng)的干擾因素?？刂葡到y(tǒng)中影響鋁板厚度精度的主要因素包括軋機的速度、軋制力、彎輥、張力、厚度傳感器。（3）機械及液壓裝置的干擾因素。軋機機械裝置本身的缺點及某個參數(shù)的變化會影響出口帶鋼的厚度，表現(xiàn)為軋輥彈跳、軋機剛度、軋輥直徑及寬度的變化、軋輥熱脹冷縮、軋輥軸承油膜厚度等。

2厚控控制系統(tǒng)組成

（1）檢測裝置包含位置測量和壓力測量，其中壓下測量采用增量式編碼器，用于檢測壓下電機的速度，進而計算出壓下量。壓上測量采用磁尺位移傳感器，測量壓上缸行走位置，用于位置環(huán)控制。壓力傳感器，用于測量壓上油缸壓力，用于壓力環(huán)控制。磁尺位移傳感器具有高精度、高可靠性、高頻響性，響應(yīng)頻率快，維護方便等優(yōu)點。壓力傳感器采用進口元件，保證高可靠性和穩(wěn)定性。高可靠性的檢測裝置，保證板帶的軋制精度。（2）執(zhí)行機構(gòu)包含壓上液壓油缸，壓下電機和螺桿，彎輥缸，伺服閥，伺服閥放大版，西門子S7-400PLC控制器。通過調(diào)節(jié)壓上缸伺服閥的進油和出油來控制油缸的升縮，進而達(dá)到精確控制輥縫的目的。通過調(diào)節(jié)伺服閥的進油和出油來控制彎輥缸的伸出、縮回，從而控制彎輥力的大小。（3）控制部分包含三個部分，分別為油缸模式，AGC控制模式和人機界面（控制軟件）。油缸模式包含位置閉環(huán)，壓力閉環(huán)，彎輥控制。AGC控制模式包含GM-AGC，彈跳補償，傾斜補償。人機界面包含HMI主界面和軋制表。HMI主界面由軋機剛度測量，系統(tǒng)靠零，控制參數(shù)修正，系統(tǒng)診斷，帶材設(shè)定和輸入數(shù)據(jù)，軋制表和軋制序列，報警狀態(tài)等組成。

3熱粗軋機自動厚度控制具體應(yīng)用

3.1軋機靠零由于在板帶軋制過程當(dāng)中，軋輥對板帶的壓力使軋件產(chǎn)生塑性變形，板帶從入口厚度H壓縮到出口厚度h。與此同時，板帶也給軋輥以大小相同、方向相反的反作用力，這個反作用力傳到軋機本體各部位的零件，使各零件產(chǎn)生一定的彈性變形。這些彈性變形累積后都反映在軋輥的輥縫上，使輥縫增大，這就被稱為彈跳。實踐表明，在軋制力P的作用下，工作機座會產(chǎn)生彈性形變量ΔS其形變量ΔS與軋制力P之間的關(guān)系曲線，稱為彈跳曲線。由于機座各零件之間的非線性接觸變形并不是穩(wěn)定的，并且每次換輥都會有變化，所以在實際生產(chǎn)中軋輥的實際零位是不難確定的，這樣擺輥縫時的基準(zhǔn)點就不能夠確定，因此不能將彈跳方程直接用于控制板帶的軋出厚度。在實際生產(chǎn)中，為了消除上述不確定的影響，就需要軋機靠零。靠零過程按照一下步驟執(zhí)行：（1）電動壓下抬起開輥縫50mm；（2）液壓壓上上升40mm；（3）壓下電機動作下壓；（4）軋制力大于30噸時，液壓壓上；（5）軋制力大于90噸，工作輥以靠零轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動；（6）軋制力大于900噸，支撐輥旋轉(zhuǎn)1-2圈后，存儲參考零點，然后開輥縫至指定位置，結(jié)束。實踐表明軋機靠零可以消除各不確定因素，為軋制精度提供保障。

3.2自動位置控制系統(tǒng)（APC）/自動壓力控制系統(tǒng)（AFC）在軋制過程中先將輥縫自動地控制到預(yù)先給定的目標(biāo)值，并且使控制后的實際位置與目標(biāo)位置誤差值保持在允許的偏差范圍之內(nèi)，這種控制系統(tǒng)稱為自動位置控制系統(tǒng)，簡稱為APC系統(tǒng)。為了按要求軋出所給定厚度的軋件，首先必須在軋件進入輥縫之前，應(yīng)預(yù)先設(shè)定輥縫；其次，在軋制過程中，為了使軋后的軋件厚度保持均勻一致，還必須跟隨軋制條件的變化及時地調(diào)整輥縫的大小，而這些都是通過APC的設(shè)定和輥縫調(diào)節(jié)及時完成的。

3.2.1自動位置控制系統(tǒng)（APC）由于粗軋機來料厚度大，并且每個道次壓下量較大，在自動擺輥縫的過程中，液壓缸的行程有限，故采用電液APC系統(tǒng)。這樣電動APC起粗調(diào)作用，液壓APC配合電動APC起精調(diào)作用。電動APC系統(tǒng)，電動壓下位置采用雙閉環(huán)控制模式，外環(huán)為目標(biāo)位置控制方式，內(nèi)環(huán)為速度環(huán)控制方式。通過增量型旋轉(zhuǎn)編碼器來檢測壓下電機的位置和速度，通過計算得到停車的提前量，在到達(dá)停車點前向壓下電機發(fā)送停車命令。由于停車后會有位置偏差，但是此位置偏差可以通過壓上油缸的位置調(diào)整加以補償，這種控制方式可以避免因位置超調(diào)而引起電機反轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的壓下螺絲與螺母之間的間隙。液壓APC系統(tǒng)由伺服閥放大器、伺服閥、壓上油缸以及索尼磁尺等環(huán)節(jié)組成，其工作過程為，當(dāng)軋輥的實際或輥縫與設(shè)定值之間產(chǎn)生偏差，此偏差信號經(jīng)FM458計算并經(jīng)伺服閥放大器，驅(qū)動伺服閥動作，進而驅(qū)動油缸，從而使軋輥的位置向目標(biāo)設(shè)定值移動，直到軋輥的實際位置與設(shè)定值相等，使偏差為零，油缸停止移動，輥縫保持不變。

3.2.2自動壓力控制系統(tǒng)（AFC）壓力控制是AGC控制的第二個基本內(nèi)環(huán)，它需與其它AGC模式一同使用。安裝在壓上油缸上的壓力傳感器檢測負(fù)載操作側(cè)與傳動側(cè)油缸的壓力，經(jīng)轉(zhuǎn)換得到軋機軋制力反饋信號，反饋的軋制力信號和壓力給定信號相比較，用兩者的差值來驅(qū)動伺服閥，調(diào)整壓上油缸使差值趨于零來實現(xiàn)實際軋制負(fù)載與操作者給定軋制負(fù)載相一致。壓力控制主要用于軋機預(yù)壓靠調(diào)零、軋機調(diào)試、軋機剛度測量、壓力-張力速度AGC控制及故障診斷等。

4故障診斷

在實際生產(chǎn)過程中，難免出現(xiàn)故障。故障可以發(fā)生在液壓油缸漏油，磁尺位移傳感器損壞，壓力傳感器損壞，壓上伺服閥堵塞等，導(dǎo)致厚控受到影響。這些故障可以通過HMI診斷畫面，報警表以及l(fā)abview數(shù)據(jù)記錄曲線綜合判斷出故障范圍和位置。數(shù)據(jù)的記錄和各傳感器的在線觀察，為故障排除提供了便捷。

5結(jié)束語

熱粗軋機厚度自動控制系統(tǒng)對于保證鋁材厚度的加工精度具有重要意義。文章綜合分析了熱粗軋機厚度誤差的產(chǎn)生原因，分析了自動控制系統(tǒng)在瑞閩熱軋機的具體應(yīng)用。自動厚度控制系統(tǒng)在實際生產(chǎn)中取得了良好的效果，為產(chǎn)品質(zhì)量提供基礎(chǔ)。

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