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控制系統(tǒng)論文

時(shí)間:2022-12-07 18:49:01 論文 我要投稿

控制系統(tǒng)論文(15篇)

  在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域,大家都經(jīng)常看到論文的身影吧,論文是描述學(xué)術(shù)研究成果進(jìn)行學(xué)術(shù)交流的一種工具。相信寫論文是一個(gè)讓許多人都頭痛的問題,以下是小編整理的控制系統(tǒng)論文,僅供參考,歡迎大家閱讀。

控制系統(tǒng)論文(15篇)

控制系統(tǒng)論文1

  1電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展存在的問題

  1.1電氣工程自動(dòng)化工程體系優(yōu)缺點(diǎn)同時(shí)存在

  現(xiàn)在我國(guó)運(yùn)行的電氣工程自動(dòng)化工程采取的控制系統(tǒng)一般有集中監(jiān)控、DCS(分布式控制)兩種。首先集中控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于,它將全部功能都安置在一個(gè)處理器中,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、維護(hù)以及運(yùn)行等方面都比較簡(jiǎn)單。其劣勢(shì)在于處理器承擔(dān)的任務(wù)量較大;在此控制體系中,隔離器件閉鎖和斷路器聯(lián)鎖是運(yùn)用硬接線進(jìn)行連接,在設(shè)備擴(kuò)容等方面比較困難,其操作難度也比較大。其次DCS系統(tǒng)是在集中控制系統(tǒng)的前提下設(shè)計(jì)并發(fā)展起來的,在現(xiàn)代電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)中獲得較為廣泛的應(yīng)用。其劣勢(shì)在于使用和傳統(tǒng)儀表相似的模擬儀表,減少系統(tǒng)安全可靠性,在維修環(huán)節(jié)也比較困難,各個(gè)設(shè)計(jì)廠家沒有規(guī)范而統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),加重維修的成本,并且其價(jià)格比較高。

  1.2電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)還不具備標(biāo)準(zhǔn)化端口

  電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)接口到目前為止還沒有統(tǒng)一、完善的標(biāo)準(zhǔn),這種情況提升工程造價(jià),阻礙數(shù)據(jù)資源共享的實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)化體系設(shè)計(jì)方案很重要,然而很多企業(yè)沒有規(guī)范的方案,各個(gè)廠家和企業(yè)間硬件和軟件交換數(shù)據(jù)有差異,導(dǎo)致企業(yè)間難以深入的交流和信息交換。同時(shí)電氣工程自動(dòng)化工程控制沒有實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化,難以根據(jù)客戶要求設(shè)計(jì)、建立規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的電氣工程自動(dòng)化工程控制體系。

  1.3電氣工程自動(dòng)化工程控制沒有實(shí)現(xiàn)專業(yè)化

  在電氣工程自動(dòng)化工程控制設(shè)計(jì)、安裝以及操作等環(huán)節(jié),相關(guān)工作人員的專業(yè)技術(shù)比較薄弱,需要進(jìn)一步提高。此外我國(guó)電氣工程自動(dòng)化工程控制習(xí)題創(chuàng)新能力不足,一般產(chǎn)品屬于中低檔,需要提高其創(chuàng)新能力。

  2構(gòu)建電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)策

  2.1建立一體化的電氣工程自動(dòng)化工程控制體系

  要從各個(gè)環(huán)節(jié)建立起具有一體化的電氣工程自動(dòng)化工程控制體系。首先國(guó)家要按照電氣工程自動(dòng)化工程控制體系具有技術(shù)水平和技術(shù)特點(diǎn),制定統(tǒng)一的產(chǎn)品規(guī)范。其次廠家和企業(yè)要加強(qiáng)交流,從設(shè)備精簡(jiǎn)、調(diào)試與維修以及技術(shù)合理性等多方面向規(guī)范化的方向進(jìn)行制造和生產(chǎn),讓控制體系更科學(xué)。最后要研發(fā)出新型、操控更方便的一體化控制系統(tǒng),可以運(yùn)用社會(huì)性質(zhì)和分工外包間的協(xié)作,讓零部件的生產(chǎn)走商業(yè)化生產(chǎn)的路線,促進(jìn)電子工程自動(dòng)化工程控制體系的一體化。

  2.2運(yùn)用國(guó)際化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)

  IEC61850是現(xiàn)在控制系統(tǒng)廠家所認(rèn)可的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),可以參照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)控制體系進(jìn)行研究和開發(fā)。另外可以運(yùn)用微軟公司所制定的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù),由于企業(yè)策劃電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)時(shí),PC系統(tǒng)是連接管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的中間系統(tǒng),其接口具有標(biāo)注化,能夠保證廠家和企業(yè)間實(shí)施軟件和硬件的數(shù)據(jù)交換,妥善的解決由于通訊而產(chǎn)生的問題。

  2.3引進(jìn)和培養(yǎng)電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的專業(yè)人才

  隨著電氣工程自動(dòng)化工程控制逐漸集成化和高智能化,對(duì)其制造人員、維修人員和安裝人員都具有很高的要求,所以要引進(jìn)和培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)較強(qiáng)的人員。首先企業(yè)要培養(yǎng)具有實(shí)際操作能力的人才,他們要了解和掌握軟件和硬件系統(tǒng)的操作。其次對(duì)安裝人員記性專業(yè)技術(shù)進(jìn)行培訓(xùn),使之懂得安裝的流程和技術(shù)。最后要更新技術(shù)人員的知識(shí)結(jié)構(gòu),可以引進(jìn)人才,通過引進(jìn)人才的“傳幫帶”,培養(yǎng)新人,促進(jìn)他們?cè)诰S修和系統(tǒng)保養(yǎng)等方面的學(xué)習(xí),提高工程系統(tǒng)安全可靠性。

  3結(jié)語

  隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中凸顯出重要作用?v觀工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展歷程,電氣工程自動(dòng)化工程的作用是明顯的,自動(dòng)化功能控制體系能夠降低企業(yè)經(jīng)濟(jì)成本,增強(qiáng)檢測(cè)精度等。另外運(yùn)用自動(dòng)化控制體系也能夠降低事故發(fā)生頻率,提高工程具有的安全性,保證電氣工程快速、平穩(wěn)運(yùn)行。本文分析了電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀、問題以及解決策略,旨在幫助技術(shù)人員解決實(shí)際問題以及推動(dòng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的健康、長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

控制系統(tǒng)論文2

  摘要:

  隨著高新技術(shù)的不斷開發(fā),數(shù)字通信及控制技術(shù)也在飛速發(fā)展,計(jì)算機(jī)通信及控制技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用,針對(duì)各種情況探討了保證計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)可靠運(yùn)行的措施。

  關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)通信;控制系統(tǒng)

  1、在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)時(shí)要注意以下事項(xiàng)。

 。1)在對(duì)計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和配置時(shí),要注意到系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要緊湊,布局要合理,信號(hào)傳輸要簡(jiǎn)單直接。

  在計(jì)算機(jī)通訊與控制系統(tǒng)的器件安裝布局上,要充分注意到分散參數(shù)的影響和采用必要的屏蔽措施:對(duì)大功率器件散熱的處理方法;消除由跳線、跨接線、獨(dú)立器件平行安裝產(chǎn)生的離散電容、離散電感的影響,合理利用輔助電源和去耦電路。

 。2)計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)本身要有很高的穩(wěn)定性。

  計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性,一方面取決于系統(tǒng)本身各級(jí)電路工作點(diǎn)的選擇和各級(jí)間的耦合效果。特別是在小信號(hào)電路和功率推動(dòng)級(jí)電路的級(jí)間耦合方面,更要重視匹配關(guān)系。另一方面取決于系統(tǒng)防止外界影響的能力,除系統(tǒng)本身要具有一定的防止外界電磁影響的能力外,還應(yīng)采取防止外界電磁影響的措施。

  (3)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)防止外界電磁影響的措施,應(yīng)在方案論證與設(shè)計(jì)時(shí)就給予充分考慮。

  例如數(shù)字信號(hào)的采集傳輸,是采用脈沖調(diào)制器還是采用交流調(diào)制器,信號(hào)在放大時(shí)采用幾級(jí)放大器,推動(dòng)司服系統(tǒng)工作時(shí)采取何種功放,反饋信號(hào)的技術(shù)處理及接入環(huán)節(jié),電路級(jí)間隔離的方法,器件安裝時(shí)連接和接地要牢固可靠,避免接觸不良造成影響,機(jī)房環(huán)境選擇和布局避免強(qiáng)電磁場(chǎng)的影響等。

  2、排除電源電壓波動(dòng)給計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)帶來的影響。

  計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)的核心就是計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)往往與強(qiáng)電系統(tǒng)共用一個(gè)電源。在強(qiáng)電系統(tǒng)中,大型設(shè)備的起、停等都將引起電源負(fù)載的急劇變化,也都將會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)產(chǎn)生很大的影響;電源線或其它電子器件引線過長(zhǎng),在輸變電過程中將會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。防止電源對(duì)計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)的影響應(yīng)采取如下措施:

  (1)提高對(duì)計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)供電電源的質(zhì)量。

  供電電源的功率因數(shù)低,對(duì)計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)將產(chǎn)生很大的影響,為保證計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作,供電系統(tǒng)的功率因數(shù)不能低于0.9。

  (2)采用獨(dú)立的電源給計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)供電。

  應(yīng)對(duì)計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)的主要設(shè)備配備獨(dú)立的供電電源。要求獨(dú)立供電電源電壓要穩(wěn)定,無大的波動(dòng);系統(tǒng)負(fù)載不能過大,感性負(fù)載和容性負(fù)載要盡可能的少。

  (3)對(duì)用電環(huán)境惡劣場(chǎng)所采取穩(wěn)壓方法。

  對(duì)計(jì)算機(jī)等重要設(shè)備采用UPS電源。在穩(wěn)壓過程中要采用在線式調(diào)壓器,不要使用變壓器方式用繼電器接頭來控制的穩(wěn)壓器。

  3、防止由于外界因素對(duì)供電電源產(chǎn)生的傳導(dǎo)影響。

  由于外界因素對(duì)電源產(chǎn)生的傳導(dǎo)影響要采取以下措施。

  (1)采用磁環(huán)方法。

  ①用磁環(huán)防止傳導(dǎo)電流的原理。

  磁環(huán)是抑制電磁感應(yīng)電流的元件,其抑制電磁感應(yīng)電流的原理是:當(dāng)電源線穿過磁環(huán)時(shí),磁環(huán)可等效為一個(gè)串接在電回路中的可變電阻,其阻抗是角頻率的函數(shù)。即:Z=f/(ω)

  從上式可以看出:隨著角頻率的增加其阻抗值再增大。假設(shè)Zs是電源阻抗,ZL是負(fù)載阻抗,ZC是磁環(huán)的阻抗,其抑制效果為:DB=20Lg[(Zs+ZL+ZC/(ZS+ZL)]

  從上述公式中可以看出,磁環(huán)抑制高頻感生電流作用取決于兩個(gè)因素:一是磁環(huán)的阻抗;另一個(gè)是電源阻抗和負(fù)載的大小。

 、谟么怒h(huán)抑制傳導(dǎo)電流的原則。

  磁環(huán)的選用必須遵循兩個(gè)原則:一是選用阻抗值較大的磁環(huán):另一個(gè)是設(shè)法降低電源阻抗和負(fù)載阻抗的阻值。

 。2)采用金屬外殼電源濾波器消除高頻感生電流,特別是在高頻段具有良好的濾波作用。

  電源濾波器的選取原則:對(duì)于民用產(chǎn)品,應(yīng)在100KHZ一30MHZ這一頻率范圍內(nèi)考慮濾波器的濾波性能。軍用電源濾波器的選取依據(jù)GJBl51/152CE03,在GJBl51/152CE03中規(guī)定了傳導(dǎo)高頻電流的頻率范圍為15KHZ-50MHZ。

  4、抑制直流電源電磁輻射的方法。

 。1)利用跟隨電壓抑制器件抑制脈沖電壓。

  跟隨電壓抑制器中的介質(zhì)能夠吸收高達(dá)數(shù)千伏安的脈沖功率,它的主要作用是,在反向應(yīng)用條件下,當(dāng)承受一個(gè)高能量的大脈沖時(shí),其阻抗立即降至很低,允許大電流通過,同時(shí)把電壓箝位在預(yù)定的電壓值上。利用跟隨電壓抑制器的這一特性,脈沖電壓被吸收,使計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)也減少了脈沖電壓帶來的負(fù)面影響。

 。2)使用無感電容器抑制高頻感生電流。

  俗稱“隔直通交”是電容器的基本特性,通常在每一個(gè)集成電路芯片的電源和地之間連接一個(gè)無感電容,將感生電流短路到地,用來消除感生電流帶來的影響,使各集成電路芯片之間互不影響。

 。3)利用陶瓷濾波器抑制由電磁輻射帶來的影響。

  陶瓷濾波器是由陶瓷電容器和磁珠組成的T型濾波器,在一些比較重要集成電路的電源和地之間連接一個(gè)陶瓷濾波器,會(huì)很好起到抑制電磁輻射的作用。

  5、防止信號(hào)在傳輸線上受到電磁幅射的方法。

  (1)在計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)中使用磁珠抑制電磁射。

  磁珠主要適用于電源阻抗和負(fù)載阻抗都比較小的系統(tǒng),主要用于抑制1MHZ以上的感生電流所產(chǎn)生的電磁幅射。選擇磁珠也應(yīng)注意信號(hào)的頻率,也就是所選的磁珠不能影響信號(hào)的傳輸,磁珠的大小應(yīng)與電流相適宜,以避免磁珠飽和。

  (2)在計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)中使用雙芯互絞屏蔽電纜做為信號(hào)傳輸線,屏蔽外界的電磁輻射。

  (3)在計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)中采用光電隔離技術(shù),減少前后級(jí)之間的互相影響。

  (4) 在計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)中要使信號(hào)線遠(yuǎn)離動(dòng)力線;電源線與信號(hào)線分開走線。輸入信號(hào)與輸出信號(hào)線分開走線;模擬信號(hào)線與數(shù)字信號(hào)線分開走線。

  6、防止司服系統(tǒng)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作回饋的方法。

  (1)RC組成熄燼電路的方法。

  用電容器和電阻器串聯(lián)起來接入繼電器的接點(diǎn)上,電容器C把觸點(diǎn)斷開的電弧電壓到達(dá)最大值的時(shí)間推遲到觸點(diǎn)完全斷開,用來抑制觸點(diǎn)間放電。電阻R用來抑制觸點(diǎn)閉合時(shí)的短路電流。

  對(duì)于直流繼電器,可選。篟=Vdc/IL,C=IL*K。

  式中,Vdc:直流繼電器工作電壓。I:感性負(fù)載工作電流。K二0.5-lF/A

  對(duì)于交流繼電器,可選。篟>0.5*UrmS,C二0.002-0.005(Pc/10) F。

  式中,Urms:為交流繼電器額定電壓有效值。Pc:為交流繼電器線圈負(fù)載功率。

 。2)利用二極管的單向?qū)щ娞匦浴?/p>

  二極管加電阻與負(fù)載并接起來,當(dāng)切斷電源的瞬間,由于反電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的電流,流過與負(fù)載并聯(lián)的二極管,并在負(fù)載電阻上消耗掉感應(yīng)負(fù)載所產(chǎn)生的能量,這種結(jié)構(gòu)的電路一般要求二極管的反向電壓為電源電壓的10倍以上。

控制系統(tǒng)論文3

  摘要:目前我國(guó)電正逐步朝著智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化方向發(fā)展,智能電網(wǎng)在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制過程中,需要做好系統(tǒng)的設(shè)計(jì),確保智能電網(wǎng)調(diào)度的合理運(yùn)行,促進(jìn)我國(guó)電調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)展。

  關(guān)鍵詞:智能電網(wǎng);自動(dòng)化控制;設(shè)計(jì)與應(yīng)用

  隨著電子信息技術(shù)的高速發(fā)展,智能電網(wǎng)得到了進(jìn)一步普及,并且取得了成功。智能電網(wǎng)的普及提高了電力企業(yè)的勞動(dòng)效率,并且實(shí)現(xiàn)了科學(xué)管理,對(duì)提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益和安全水平,因此電網(wǎng)設(shè)計(jì)自動(dòng)變化對(duì)電力企業(yè)來說越來越重要。

  1選擇系統(tǒng)硬件方案

  自動(dòng)化控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中需要做好硬件的選擇,硬件是系統(tǒng)涉及到基礎(chǔ),硬件選擇涉及到的具體內(nèi)容如下:

  1.1配置兩臺(tái)服務(wù)器(SCADA)

  通過服務(wù)器完成對(duì)數(shù)據(jù)的監(jiān)視、處理、控制。為了確保數(shù)據(jù)的及時(shí)傳輸,每臺(tái)服務(wù)器都應(yīng)當(dāng)通過千兆以太網(wǎng)與主網(wǎng)連接。每一臺(tái)服務(wù)器的技術(shù)要求如下:64位字長(zhǎng),操作系統(tǒng)可選用Unix系統(tǒng),CPU的內(nèi)存大小應(yīng)當(dāng)大與2GB(可過充),確保日后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行修改的便捷性。

  1.2數(shù)據(jù)服務(wù)器

  數(shù)據(jù)服務(wù)器應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)備兩臺(tái),相互作為備用服務(wù)器,其主要功能用戶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)模型、理實(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ),以及資料報(bào)表的生成,避免數(shù)據(jù)丟失,對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行造成不良影響。

  1.3磁盤列陣

  在數(shù)據(jù)服務(wù)器中配備磁盤列陣實(shí)現(xiàn)對(duì)全部歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ),存儲(chǔ)量的大小應(yīng)當(dāng)依據(jù)電網(wǎng)的存盤周期、電網(wǎng)要測(cè)量點(diǎn)數(shù)、保存周期進(jìn)行。

  1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

  針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)的交互,應(yīng)當(dāng)配備4臺(tái)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī),內(nèi)網(wǎng)連接ACADA中的各個(gè)分布點(diǎn),外網(wǎng)與本地的連接則通過路由器完成。對(duì)內(nèi)網(wǎng)在配置上采用冗余配置,并且使用的是雙以太網(wǎng),雙網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)載分流,每個(gè)網(wǎng)的工作都可以獨(dú)立進(jìn)行,并且可以相互作為對(duì)方的備用網(wǎng)絡(luò),確保了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。外部網(wǎng)路交換過程中,要配置防火墻,對(duì)以硬件設(shè)備進(jìn)行安全隔離,同時(shí)要制定相應(yīng)的安全防護(hù)策略,確保在對(duì)系統(tǒng)監(jiān)控時(shí),不會(huì)受到外部環(huán)境的干擾。在系統(tǒng)中使用的網(wǎng)絡(luò)IP地址,必須要省里電力調(diào)度專用的網(wǎng)絡(luò)IP地址規(guī)劃。

  2軟件配置

  軟件配置應(yīng)當(dāng)從以下幾個(gè)方面入手:

  2.1操作系統(tǒng)

  各個(gè)工作中和服務(wù)器操作系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、安全性都能滿足要求,在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中,操作系統(tǒng)和應(yīng)用環(huán)境都必須是通用的。

  2.2商用數(shù)據(jù)庫(kù)

  目前,商業(yè)上常用的數(shù)據(jù)庫(kù)有Oracle、Sybase等,該類型的數(shù)據(jù)性能穩(wěn)定,安全性高。

  2.3應(yīng)用軟件

  SCADA應(yīng)用軟件在功能上可以滿足主站調(diào)度在運(yùn)行上的需求,在實(shí)際操作過程中,所使用的全部軟件都必須能同一平臺(tái)上使用,并且使用的在實(shí)際操作過程中應(yīng)當(dāng)具有統(tǒng)一的人機(jī)界面和數(shù)據(jù)庫(kù),并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)和公共電力系統(tǒng)模型的共享。

  3系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  調(diào)度自動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須要先相關(guān)的規(guī)定與要求,遵守IEC、ISO、DL等標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中需要強(qiáng)調(diào)實(shí)用性、可靠性、開放性等原則,并且要以建設(shè)時(shí)間作為參考,系統(tǒng)的擴(kuò)從能力應(yīng)當(dāng)能夠滿足當(dāng)年之后8-10年的需求。

  3.1設(shè)計(jì)原則

  系統(tǒng)設(shè)計(jì)上需要滿足實(shí)用性、開放性、可擴(kuò)展性、安全性,在設(shè)計(jì)上要做確保經(jīng)濟(jì)較合理、確保技術(shù)的先進(jìn)性。

  3.2系統(tǒng)規(guī)模與容量

  在設(shè)計(jì)上應(yīng)當(dāng)以設(shè)計(jì)當(dāng)年的參數(shù)作為主要數(shù)據(jù)參考,要對(duì)未來8-10年的技術(shù)發(fā)展進(jìn)行合理預(yù)測(cè),系統(tǒng)規(guī)模設(shè)計(jì)要依據(jù)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行,確保系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的能力能夠滿足電網(wǎng)的發(fā)展需求。

  3.3SCADA設(shè)計(jì)

  SCADA調(diào)度自動(dòng)化基本應(yīng)用主要包括:數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)處理、控制與調(diào)節(jié)、歷史數(shù)據(jù)管理、趨勢(shì)記錄、電子值班、安全管理等多方面功能,實(shí)時(shí)信息發(fā)布和網(wǎng)路通信功能。

  3.4設(shè)計(jì)硬件配置

  硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要滿足水平年調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)功能需求。硬件設(shè)備需要以標(biāo)準(zhǔn)化通用設(shè)備,要具有開放性,需要符合SCADA系統(tǒng)原理,確保系統(tǒng)的安全性、可靠性和實(shí)時(shí)性。在系統(tǒng)中使用的關(guān)鍵設(shè)備冗余配置,要重視系統(tǒng)的重要性,結(jié)構(gòu)上應(yīng)當(dāng)選用雙網(wǎng)架構(gòu),服務(wù)器應(yīng)當(dāng)應(yīng)用工作機(jī)組,基于UNIX服務(wù)器和RISC64bit技術(shù)。

  4結(jié)束語

  電網(wǎng)運(yùn)行的核心是電網(wǎng)調(diào)度,開發(fā)和研究智能調(diào)度系統(tǒng)已經(jīng)成為了必然,做好自動(dòng)化控制系統(tǒng),確保智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化控制系統(tǒng)的合理運(yùn)行,使其能夠更好的為人們服務(wù)。

  參考文獻(xiàn)

  [1]解深海.智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)現(xiàn)狀與技術(shù)展望[J].山東工業(yè)技術(shù),20xx,17:130.

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  [3]閃鑫,戴則梅,張哲等.智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)綜合智能告警研究及應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,20xx,01:65-72.

控制系統(tǒng)論文4

  【摘 要】在社會(huì)發(fā)展進(jìn)步的過程中,自動(dòng)化技術(shù)也進(jìn)入了穩(wěn)步發(fā)展的過程。電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展歷史比較長(zhǎng),并且支撐了我國(guó)當(dāng)前工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展,對(duì)于國(guó)家的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)以及工業(yè)化的推進(jìn)有著重大意義。廣泛應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠顯著提升工業(yè)生產(chǎn)的效率,并且避免大量人力資源的浪費(fèi),確保企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和效率的提升,能夠提升相應(yīng)的生產(chǎn)效益。從目前所掌握的情況來看,電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)是一類非常高科技的系統(tǒng),在操作上非常簡(jiǎn)單,同時(shí)能夠?qū)芏嗟膯栴}進(jìn)行積極的預(yù)防,所以具有較大的應(yīng)用意義。文章就此展開討論,并提出合理化建議。

  關(guān)鍵詞電氣 自動(dòng)化 工程 控制系統(tǒng)

  在當(dāng)今社會(huì)之中,電氣自動(dòng)化已經(jīng)成為了不可避免的趨勢(shì),純?nèi)斯さ牟僮鞣椒ǜ静贿m合長(zhǎng)久的工作。特別是在進(jìn)入到21世紀(jì)以后,各個(gè)地方的電力工作開展,都是依托強(qiáng)大的設(shè)備來完成的,如果缺乏了系統(tǒng)的有效支持,很容易在工作上出現(xiàn)惡性循環(huán)的狀況,并且針對(duì)電力工作的拓展、修復(fù)、優(yōu)化等,也將產(chǎn)生極大的不良影響。所以,電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,需要得到正確的總結(jié),同時(shí)更加對(duì)今后的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行深度的明確,運(yùn)用科學(xué)的手段及方法,創(chuàng)造出更高的效益。

  1 電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀

  簡(jiǎn)單來講,電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)是一類比較智能化的系統(tǒng),其固有的操作方法和運(yùn)行方案是比較多的,各地方在引進(jìn)該系統(tǒng)以后,則可以充分的結(jié)合地方需求和電力工作的標(biāo)準(zhǔn),將工作方案做出良好的轉(zhuǎn)變,進(jìn)而為日常工作提供較多的支持。除此之外,電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中,針對(duì)安全性、可靠性等方面,均實(shí)施了有效的提升,減少了各種矛盾操作和沖突的問題,確保電氣工作能夠順利的開展,任務(wù)完成率得到了較高的提升。

 。1)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的信息集成化逐步明顯。就系統(tǒng)本身而言,電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)在目前的操作中,能夠滿足工作上的需求。集成化的處理,主要在于縱向、衡量的良好干預(yù),增添系統(tǒng)內(nèi)容的同時(shí),不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)現(xiàn)象[1]。除此之外,在研究電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的過程中,發(fā)現(xiàn)很多的精密設(shè)備,都在朝著微小化的方向發(fā)展,各種芯片、零部件的合理加工、配合,造就了高效率的系統(tǒng),操作內(nèi)容上也不斷的增加,基本上都通過各類軟件來完成的,對(duì)未來工作而言,可以產(chǎn)生較大的積極幫助。

 。2)分布式控制系統(tǒng)。與過往情況不同的是,當(dāng)代的社會(huì)發(fā)展是非?焖俚,很多工作內(nèi)容都要得到較快的革新處理,一方面是為了滿足工作上的需求,另一方面則是為了其他的工作進(jìn)行有效的準(zhǔn)備。在現(xiàn)階段的工作當(dāng)中,電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)具有多元化的特點(diǎn),總控系統(tǒng)的子系統(tǒng)類型多樣,分布式控制系統(tǒng)就是其中之一,并且?guī)砹撕艽蟮姆e極作用。例如,分布式控制系統(tǒng)在操作上非常的簡(jiǎn)單,可直接按照主觀上的需求來完成,各個(gè)工作任務(wù)之間表現(xiàn)出相互獨(dú)立的特點(diǎn),運(yùn)作過程中不會(huì)產(chǎn)生干擾的情況。每一項(xiàng)工作任務(wù)完成后,都會(huì)集中到總體的系統(tǒng)內(nèi)部,進(jìn)行快速的總結(jié)處理,為電氣運(yùn)營(yíng)的良性循環(huán),做出了較強(qiáng)的保障。

  2 電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

  2.1 創(chuàng)新技術(shù)的深入研究

  與一般的系統(tǒng)有所不同,電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)是通過眾多技術(shù)支撐起來的,當(dāng)下所獲得的各項(xiàng)積極成果,都與相關(guān)的技術(shù)存在密切的聯(lián)系。因此,未來的發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)中,仍然要將各類創(chuàng)新技術(shù)深入的研究,在獲得階段性成果以后,積極的投入使用,不斷對(duì)系統(tǒng)做出優(yōu)化處理,創(chuàng)造出更高的價(jià)值。

 。1)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的未來發(fā)展中,智能化創(chuàng)新技術(shù)將會(huì)占有主導(dǎo)性的地位,F(xiàn)下的幾乎所有電氣產(chǎn)品,都在不斷的靠攏智能化,希望由此來帶給消費(fèi)者更好的體驗(yàn)[2]。電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)也是一樣的,其在自身的智能化技術(shù)中不斷的豐富以后,系統(tǒng)本身就可以對(duì)各類工作情況做出準(zhǔn)確的判定,在處理問題過程中,直接按照最優(yōu)的方式來處理,減少過往的不足和缺失。同時(shí),在發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)難以應(yīng)對(duì)的問題時(shí),將直接發(fā)出相應(yīng)的報(bào)告,及時(shí)告知技術(shù)人員處理,將工作效率不斷提升。

 。2)智能化技術(shù)在研究到一定程度后,將直接促使電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)整體,轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨戎悄艿南到y(tǒng)。從客觀的角度來分析,智能系統(tǒng)意味著可以在某種程度上,脫離人工的操作,每天自動(dòng)的運(yùn)行、總結(jié)、分析、發(fā)出報(bào)告等等[3]。工作人員根據(jù)系統(tǒng)的提示來工作,并且按照良性循環(huán)的方法來操作,大大降低了工作出錯(cuò)的情況,很多方面的工作任務(wù)都可以在較短的時(shí)間內(nèi)完成,基本上不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的問題?墒牵悄芟到y(tǒng)還有很多的挑戰(zhàn)需要完成,包括設(shè)備、系統(tǒng)、軟件、硬件的有效結(jié)合等,這些都需要在日后專項(xiàng)研究。

  2.2 統(tǒng)一化的電氣自動(dòng)化工程系統(tǒng)

  電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)在今后的發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)中,還會(huì)將“統(tǒng)一性”貫徹落實(shí),由此來加強(qiáng)各方面的穩(wěn)步控制,推動(dòng)系統(tǒng)本身的價(jià)值提升。本文認(rèn)為,統(tǒng)一電氣自動(dòng)化工程系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電氣自動(dòng)化產(chǎn)品的周期性設(shè)計(jì)、測(cè)試與實(shí)行、開機(jī)與調(diào)試、維護(hù)與運(yùn)行等,這樣能夠最大限度的所見設(shè)計(jì)到完工之間的資金和時(shí)間。將電氣自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)行統(tǒng)一化管理,關(guān)鍵能夠達(dá)到客戶的需求,也就是把開發(fā)系統(tǒng)徹底從運(yùn)行系統(tǒng)中獨(dú)立出來。對(duì)于電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)來說,是成功的將電氣自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行通用化。電氣自動(dòng)化工程的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成應(yīng)該保障控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)施、計(jì)算機(jī)的監(jiān)管體系、企業(yè)工程的管理體系中的通訊數(shù)據(jù)保持通暢。實(shí)行網(wǎng)絡(luò)的體系計(jì)劃時(shí),不管是使用現(xiàn)場(chǎng)總線還是通訊系統(tǒng)的以太網(wǎng),需要保障控制元件級(jí)到辦公室的環(huán)境之間自動(dòng)化的整體通訊。

  3 結(jié)語

  本文對(duì)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)展開討論。在社會(huì)進(jìn)步發(fā)展的過程里,先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的作用不可忽視。電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)就是在生產(chǎn)需求提升和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的背景下發(fā)展起來的,只有持續(xù)的發(fā)展和創(chuàng)新電子自動(dòng)化技術(shù),才能夠滿足當(dāng)前的生產(chǎn)要求,并且積累寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。通過四年的學(xué)習(xí),我的專業(yè)知識(shí)得到鞏固和提高,在工作中遇到的技術(shù)難題的以解決,也讓我深刻體會(huì)到電氣自動(dòng)化對(duì)人類工業(yè)發(fā)展的重要性。

  參考文獻(xiàn):

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控制系統(tǒng)論文5

  在通訊技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)下,家庭生活環(huán)境更趨于現(xiàn)代化,各種新興技術(shù)直接影響著人們的生活,改變了人們的生活習(xí)慣,提高了人們的生活質(zhì)量,智能家居系統(tǒng)成為技術(shù)手段更新?lián)Q代的體現(xiàn)。智能家居系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、布線技術(shù)與生活家居的子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián),給予家居系統(tǒng)更多的智能選擇,提高了家居環(huán)境的服務(wù)水平。

  一、智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程

  單片機(jī)系統(tǒng)是微機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品化的最佳機(jī)種之一,其系統(tǒng)本身具備很多優(yōu)點(diǎn)。例如,較其他系統(tǒng),單片系統(tǒng)的體積更小,成本更低,功能性更加強(qiáng)大,單片機(jī)所帶來的系統(tǒng)已經(jīng)在智能化產(chǎn)品工業(yè)制作中被廣泛應(yīng)用。并且隨著技術(shù)水平的不斷進(jìn)步,逐漸完善的單片機(jī)系統(tǒng)能夠滿足設(shè)計(jì)過程中的各種要求。

  在總體設(shè)計(jì)的流程中,外界信息經(jīng)過感應(yīng)器傳導(dǎo),其信號(hào)內(nèi)容進(jìn)行放大與整形,進(jìn)一步傳導(dǎo)單片機(jī)信號(hào)分析處理,再由單片機(jī)系統(tǒng)與外部信息結(jié)構(gòu)進(jìn)行指導(dǎo)交換,引導(dǎo)紅外與光電裝置,將信息內(nèi)容傳遞于執(zhí)行器件。在控制系統(tǒng)中,系統(tǒng)控制器會(huì)接收到遠(yuǎn)端傳遞過來的信號(hào),并且對(duì)其解碼,再傳遞給中央處理系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,我們要充分考慮用戶使用的便捷性,在控制系統(tǒng)中添加語音提示操作系統(tǒng),使用戶能夠在無人值守系統(tǒng)的情況下,更好地進(jìn)行系統(tǒng)操作。

  二、智能家居系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)

  (一)傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)

  傳感器的應(yīng)用設(shè)計(jì),是家庭智能設(shè)計(jì)過程中的信號(hào)來源。在傳感器設(shè)計(jì)上,應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品本身的特點(diǎn)添加各種感應(yīng)裝置。在智能家居系統(tǒng)中,火災(zāi)警報(bào)傳感器是設(shè)計(jì)的第一項(xiàng),火災(zāi)煙霧傳感器的體積小、可靠性高,能夠及時(shí)將煙霧信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),在智能家居的設(shè)計(jì)中,煙霧傳感器可以固定在每個(gè)房間的天花板或者墻壁上,將家居系統(tǒng)與小區(qū)或消防警報(bào)系統(tǒng)相鏈接,充分利用智能家居系統(tǒng)的安全性。

  其次,我們要設(shè)立可燃?xì)怏w傳感器,將感應(yīng)器放置于廚房等氣體容易泄露的地方,監(jiān)視氣體疏通管道的安全性,如果發(fā)生天然氣泄露等情況,感應(yīng)器會(huì)自動(dòng)關(guān)閉天然氣輸送管道閥門,并且向外界發(fā)出信號(hào),及時(shí)通知家庭以及小區(qū)物業(yè),降低財(cái)產(chǎn)損失。在可燃?xì)怏w感應(yīng)器設(shè)置上,利用氣體濃度來對(duì)天然氣等裝置進(jìn)行監(jiān)控。在智能家居生活中,防盜報(bào)警系統(tǒng)可以分為兩部分,一部分是對(duì)家庭周圍環(huán)境的防護(hù),例如周圍環(huán)境的監(jiān)視控制,門窗系統(tǒng)中的開關(guān)以及玻璃周圍的感應(yīng)系統(tǒng)等;另一部分是針對(duì)

  家庭無人的情況,對(duì)于室內(nèi)的感應(yīng)防盜系統(tǒng),利用紅外感應(yīng)裝置,在他人進(jìn)入房間且未關(guān)閉監(jiān)控系統(tǒng)的情況下發(fā)出警報(bào)。在房間有人活動(dòng)的時(shí)候,關(guān)閉室內(nèi)防盜系統(tǒng),開啟室外防盜系統(tǒng),在無人活動(dòng)的情況下,室外系統(tǒng)與室內(nèi)系統(tǒng)均開啟,并且防盜系統(tǒng)的靈敏程度可以根據(jù)房屋周圍環(huán)境而設(shè)定。

  (二)通訊接口應(yīng)用設(shè)計(jì)

  智能家居的生活控制系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)通信電路需要完成信息的接受與發(fā)送、與計(jì)算機(jī)的溝通、與軟件的控制等幾個(gè)方面。分析模塊組成部分可以發(fā)現(xiàn),GSM基帶處理器相較于供電模塊、閃存、天線接口等幾個(gè)部分而言是TC35的核心,GSM主要負(fù)責(zé)處理終點(diǎn)內(nèi)的語音與數(shù)據(jù)信號(hào),并且在不需要額外增加電路支持的情況下,可以完成FR和EFR的編碼工作。

  在連接方式上,TC35與單片機(jī)需要采用串行異步通信接口,使用紅外和通信電纜兩種傳輸方式進(jìn)行傳輸。在整體的傳輸設(shè)計(jì)過程中,紅外接口的特點(diǎn)在于信號(hào)穩(wěn)定,接口之間相互獨(dú)立,使用方面抗干擾性強(qiáng),不會(huì)對(duì)手機(jī)的通訊產(chǎn)生影響,缺點(diǎn)是傳輸?shù)木嚯x有限,傳播的方向受到接口的限制。而電纜連接的通訊裝置傳輸距離遠(yuǎn),可靠性高,不過缺點(diǎn)在于傳輸接口的電氣參數(shù)不兼容,設(shè)計(jì)過程中容易對(duì)手機(jī)的通訊產(chǎn)生影響。在接口的設(shè)計(jì)中,要分析家庭周圍的環(huán)境,考慮接口信號(hào)對(duì)于家庭通訊設(shè)備的影響,選擇合適的接口,應(yīng)力求將紅外接口與電纜接口進(jìn)行結(jié)合,提高智能家居系統(tǒng)工作的效率。

  (三)紅外線應(yīng)用設(shè)計(jì)

  在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的控制方面,可以加入更多的紅外設(shè)計(jì)理念,在智能家居設(shè)計(jì)中,紅外遙控器是被廣泛應(yīng)用的,但是在實(shí)際操作過程中,一個(gè)紅外遙控器所針對(duì)的只是特定的品牌產(chǎn)品,遙控器之間的兼容性很差,在新型智能家居設(shè)計(jì)中,可以利用紅外插座、紅外開關(guān)等產(chǎn)品,將電器的操作信號(hào)與電信號(hào)進(jìn)行混合,利用紅外系統(tǒng)中的學(xué)習(xí)與記憶功能,使紅外插座成為信號(hào)傳遞的樞紐,同時(shí)利用單片機(jī)對(duì)遙控器發(fā)射出信號(hào)的波形進(jìn)行測(cè)量,然后對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋,從而提高遙控器的效率,實(shí)現(xiàn)家庭智能控制系統(tǒng)的優(yōu)化。

  總之,在智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,首先要明確選擇系統(tǒng)的性質(zhì),其次建立合理的設(shè)計(jì)流程。設(shè)計(jì)過程要符合信息技術(shù)的要求,并且最大化地提高用戶的使用效率。在應(yīng)用設(shè)計(jì)方面,分析傳感器的種類并選擇合適的連接端口,提高控制系統(tǒng)的靈敏度,并結(jié)合紅外線感應(yīng)技術(shù),增強(qiáng)智能家居控制系統(tǒng)的完整性,使其能更好地提高人們生活質(zhì)量。

控制系統(tǒng)論文6

  一、職校電氣控制中自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件和硬件的教學(xué)特點(diǎn)分析

  計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由工業(yè)生產(chǎn)對(duì)象和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)兩個(gè)大部分構(gòu)成,通過計(jì)算機(jī)將被控端的相關(guān)數(shù)據(jù)和參數(shù)進(jìn)行采樣分析,通過輸入通道將模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行數(shù)字化的控制,并通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控,通過計(jì)算機(jī)完成控制、運(yùn)算、判斷、比較等各項(xiàng)功能,計(jì)算機(jī)通過實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集進(jìn)行實(shí)時(shí)決策和控制,適時(shí)的向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令。通過上述過程的不斷重復(fù)執(zhí)行,使整個(gè)系統(tǒng)按照靜態(tài)和動(dòng)態(tài)指令進(jìn)行控制和執(zhí)行。通過計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)包括被控對(duì)象和計(jì)算機(jī)兩大部分構(gòu)成,其中硬件包括控制主計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備和接口電路等構(gòu)成,通過各傳感器將信號(hào)采集,經(jīng)過計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行反饋控制,軟件系統(tǒng)包括通用軟件和開發(fā)軟件,開發(fā)軟件具有各種數(shù)字語言處理程序、編輯程序、仿真程序等。自動(dòng)控制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)控制對(duì)象的不同,所采用的控制系統(tǒng)也不同。應(yīng)用最多的是操作指導(dǎo)控制,它的特點(diǎn)是可以將生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和加工處理,操作者根據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行必要的操作和控制,這個(gè)系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠,常用于數(shù)據(jù)檢測(cè)和數(shù)字模型的處理和新程序的調(diào)試等。另一類分級(jí)控制系統(tǒng)的應(yīng)用也是比較多的,它是由幾臺(tái)大中小型的計(jì)算機(jī)組成,分別執(zhí)行各種功能,分為指揮計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和控制級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng),可以根據(jù)管理的范圍和企業(yè)規(guī)模的大小分為公司級(jí)、工廠級(jí)和車間級(jí)等。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,單片機(jī)的應(yīng)用也是非常廣泛的,單片機(jī)具有可靠性高、功能強(qiáng)、體積小的優(yōu)勢(shì),具有擴(kuò)展性強(qiáng)的功能,可以實(shí)現(xiàn)多級(jí)和分布式控制。

  二、職校教學(xué)中單片機(jī)控制的開發(fā)及應(yīng)用分析

  在職校教學(xué)中,單片機(jī)應(yīng)用的開發(fā)過程有別于一般的電子產(chǎn)品的開發(fā),除了硬件設(shè)計(jì)的合理和接線準(zhǔn)確外,還要進(jìn)行軟件的編輯,要考慮軟件和硬件的兼容性。對(duì)于單片機(jī)控制系統(tǒng)的開發(fā)一般是要根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的功能確定總體的設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行硬件和軟件開發(fā)、在設(shè)備上開展仿真測(cè)試和實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行設(shè)備的安裝和調(diào)試、最后是產(chǎn)品化的生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。硬件的開發(fā)要在系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的框架下完成,軟件的開發(fā)具有實(shí)時(shí)性、可靠性和靈活性的特點(diǎn),采用模塊化開發(fā)的方法,進(jìn)行主程序開發(fā)、子程序開發(fā)、中斷服務(wù)程序的開發(fā)等,在各個(gè)模塊內(nèi)還可以細(xì)化順序結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)等。在安裝調(diào)試時(shí)要確認(rèn)軟件和硬件的設(shè)計(jì)合理和準(zhǔn)確,符合要求后再進(jìn)行正式的安裝和調(diào)試,根據(jù)控制的效果和要求對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證,滿足設(shè)計(jì)方案的目標(biāo)和要求。

  三、結(jié)語

  總而言之,電氣自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用大大提高了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的效率,降低了人工成本,但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)還是會(huì)出現(xiàn)一些自動(dòng)化設(shè)備無法完全代替人工的情況,相信在自動(dòng)化技術(shù)不斷完善的今天,這些情況會(huì)得到改善和進(jìn)步,人工智能的應(yīng)用會(huì)越來越穩(wěn)定和成熟。

控制系統(tǒng)論文7

  摘要:高溫泵試驗(yàn)用水溫度控制系統(tǒng)以S7-300PLC為核心控制模塊,調(diào)用FB41功能塊進(jìn)行PID運(yùn)算,然后由PLC調(diào)用脈沖寬度調(diào)制器FB43將連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)化為開關(guān)量進(jìn)而控制加熱裝置。采用分段PID控制,將實(shí)際溫度值和設(shè)定值的偏差分為幾個(gè)階段,不同階段采用不同的PID參數(shù),解決了加熱過程中溫度超調(diào)、波動(dòng)幅度大以及加熱時(shí)間長(zhǎng)等問題。該方案已應(yīng)用到實(shí)際企業(yè)橫向課題中,經(jīng)驗(yàn)證控制精度高、穩(wěn)定性好。

  關(guān)鍵詞:高溫泵;溫度控制;分段PID控制

  隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的快速發(fā)展,高揚(yáng)程高速泵用于輸送高溫介質(zhì)已很普遍。如核電用泵一般都在高溫高壓條件下工作,其性能及運(yùn)行可靠性將直接對(duì)核電能力及安全產(chǎn)生影響[1-3]。所以出廠前必須對(duì)該類泵進(jìn)行試驗(yàn)。傳統(tǒng)的水泵控制系統(tǒng)主要是由繼電器控制線路組成,存在諸多不足,本文采用PLC控制提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。相對(duì)傳統(tǒng)水泵微機(jī)測(cè)試系統(tǒng)而言,其處理速度快、精度高、抗干擾能力強(qiáng)以及實(shí)時(shí)控制性更好[4-5]。本文以某企業(yè)具體橫向課題為研究背景,采用S7-300PLC核心控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)高溫離心泵閉式管路試驗(yàn),主要分析了溫度控制系統(tǒng),控制過程中采用分段PID控制方法、調(diào)用FB43功能塊將連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)化為周期性輸出的脈沖串,通過固態(tài)繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱裝置的開關(guān)控制。

  1溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  1.1溫度控制回路組成

  被試泵為高溫泵,做閉式管路試驗(yàn)時(shí)需將儲(chǔ)水罐內(nèi)水溫加熱到指定數(shù)值。本試驗(yàn)加熱裝置是在罐體底部?jī)?nèi)置的加熱棒?刂葡到y(tǒng)采用S7-300PLC為控制模塊,上位機(jī)采用易控組態(tài)軟件為監(jiān)控平臺(tái),主要進(jìn)行人機(jī)界面設(shè)置以及泵的性能分析。利用PT100溫度傳感器進(jìn)行溫度采集,溫度信號(hào)經(jīng)過壓力變送器后傳輸給PLC的模擬量輸入模塊SM331,經(jīng)過PLC濾波處理后得到實(shí)際溫度值,作為過程變量PV進(jìn)行下一步計(jì)算。利用設(shè)定溫度值SP與過程變量PV的偏差進(jìn)行PID運(yùn)算,將PID運(yùn)算結(jié)果以周期性脈沖串輸出到固態(tài)繼電器,由固態(tài)繼電器控制加熱裝置,整個(gè)控制過程構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。PLC通過模擬量采集模塊SM331反饋回來的實(shí)時(shí)溫度PV,獲取偏差值ER,偏差經(jīng)過PID調(diào)節(jié)器運(yùn)算輸出,控制加熱裝置加熱時(shí)間,以克服偏差,促使偏差趨近于零,溫度控制框圖見圖1。PID輸出為模擬量,加熱裝置的開關(guān)為開關(guān)量,試驗(yàn)中PLC調(diào)用FB41功能塊進(jìn)行PID運(yùn)算,然后再調(diào)用脈沖寬度調(diào)制器FB43,FB43的脈沖發(fā)生器(PULSEGEN)一般與FB41的連續(xù)調(diào)節(jié)控制器(CONT_C)一起使用,即將FB41的輸出作為FB43的輸入。FB43的脈沖發(fā)生器可以通過調(diào)制脈沖寬度,將其輸入變量“INV”(=PID控制器的輸出)轉(zhuǎn)換為一恒定周期的脈沖串,即將連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)化為周期性脈沖串,通過固態(tài)繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱裝置的開關(guān)控制。

 。保矞囟葌鞲衅鲾(shù)據(jù)采集處理

  罐體上只有一個(gè)溫度傳感器,受外界溫度變化及硬件自身精度等因素影響,采集一個(gè)溫度信號(hào)作為過程變量值并不準(zhǔn)確。本試驗(yàn)采用均值濾波的方式來保證其準(zhǔn)確性。程序中設(shè)定每50ms取一個(gè)溫度值并依次排列,順序。保皞(gè)數(shù)值,然后去掉最大最小值,剩余取平均值作為實(shí)際溫度值。均值濾波部分程序如下(該段程序采用結(jié)構(gòu)化控制語言(SCL)編寫):VAR_OUTPUTPIW_OUT:REAL;END_VARVAR_TEMPEND_VARVARPIW_IN_REAL:REAL;DATA_STORE:ARRAY[0..9]OFreal;F_COUNT:INT;TOTAL_DATA:REAL;END_VARTOTAL_DATA:=0.0;PIW_IN_REAL:=PIW_IN;FORF_COUNT:=0TO8BY1DODATA_STORE[F_COUNT]:=DATA_STORE[F_COUNT+1];END_FOR;DATA_STORE[9]:=PIW_IN_REAL;FORF_COUNT:=0TO9BY1DOTOTAL_DATA:=TOTAL_DATA+DATA_STORE[F_COUNT];END_FOR。

  2分段PID控制及提前加熱補(bǔ)償

 。玻狈侄危校桑目刂品椒☉(yīng)用

 。校桑目刂埔(guī)律是通過比例(P)、積分(I)以及微分(D)計(jì)算獲得輸出結(jié)果,將PID中的微分部分設(shè)置為0,則PID控制變?yōu)椋校煽刂啤1疚牡臏囟瓤刂葡到y(tǒng)采用PI控制。溫度控制過程中,在設(shè)置比例系數(shù)和積分時(shí)間常數(shù)時(shí),要么超調(diào)量過大,要么調(diào)節(jié)時(shí)間過長(zhǎng),難以找到一個(gè)合適的比例系數(shù)和積分時(shí)間。如果引入分段PID控制,將比例系數(shù)與積分時(shí)間作為變量,而不是整個(gè)控制過程用一固定值。當(dāng)設(shè)定值(SP)與過程變量(PV)偏差較大時(shí),適當(dāng)加強(qiáng)比例與積分作用,使PID輸出在短時(shí)間內(nèi)迅速增長(zhǎng);當(dāng)偏差較小時(shí),將比例與積分作用適當(dāng)減弱,讓PID輸出減速;當(dāng)偏差很小時(shí),再進(jìn)一步減小比例與積分作用,讓PID的輸出加速度進(jìn)一步放慢。該控制過程在偏差較大時(shí)加快了升溫速度,偏差較小時(shí)又避免了超調(diào)情況出現(xiàn),使得整個(gè)系統(tǒng)的控制性能大大提高[6]。按照上述控制思路將PID分為三段。程序編寫時(shí)需根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況而定,分段點(diǎn)以偏差率為基準(zhǔn),偏差率等于偏差值ER除以設(shè)定值SP。當(dāng)偏差率大于50%時(shí),比例系數(shù)與積分時(shí)間分別為gain1和TI1;當(dāng)偏差率在50%~20%時(shí)比例系數(shù)與積分時(shí)間分別為gain2和TI2;當(dāng)偏差率小于20%時(shí)比例系數(shù)與積分時(shí)間分別為gain3和TI3。比例系數(shù)和積分時(shí)間具體數(shù)值通過多次試驗(yàn)歸納總結(jié)得出。

  2.2提前加熱補(bǔ)償應(yīng)用

  本閉式管路系統(tǒng)需對(duì)4種不同規(guī)格型號(hào)的泵進(jìn)行試驗(yàn),4種泵對(duì)應(yīng)管徑分別為DN15、DN25、DN50、DN100。試驗(yàn)過程如下:當(dāng)罐體內(nèi)水溫達(dá)到設(shè)定值時(shí),先開啟對(duì)應(yīng)管路閥門,然后開被試泵電機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。由于加熱罐為密封罐,管路中水溫相對(duì)加熱罐中水溫度低很多,當(dāng)被試泵初運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),隨著管路中水循環(huán)進(jìn)入加熱罐,罐體內(nèi)水溫會(huì)急劇下降,管徑不同,下降幅度不同,管徑越大,下降幅度越大。管徑DN100的被試泵初運(yùn)行時(shí),檢測(cè)到罐體內(nèi)溫度大約降15℃左右,管徑DN50的大約降10℃左右,管徑DN25的大約降7℃左右,DN15管路水溫下降不大,采用正常PID調(diào)節(jié)即可。針對(duì)上述問題,為了加快升溫速度,在程序中引入提前加熱補(bǔ)償?shù)姆椒,具體如下:在被試泵開啟之前,開閥門時(shí)就進(jìn)行加熱補(bǔ)償,如DN100管路,將補(bǔ)償輸出設(shè)為20%,此時(shí)正常PID的輸出若為20%,則兩者相加之和為40%,將40%作為FB43功能塊的輸入。即在溫度驟降之前就進(jìn)行加熱補(bǔ)償,充分了利用這個(gè)時(shí)間差。當(dāng)檢測(cè)到罐體內(nèi)水溫和設(shè)定溫度值之差在2℃以內(nèi),則停止加熱補(bǔ)償,進(jìn)行正常的PID調(diào)節(jié)。由PID調(diào)節(jié)器的輸出工作模式可知PID輸出是0%~100%中的一個(gè)值,加上補(bǔ)償后可能大于100%,為此將兩者之和限幅為100%。提前加熱補(bǔ)償與正常不進(jìn)行補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)相比,加熱速度明顯提升。

  3結(jié)論

  本文通過調(diào)用FB43功能塊,將PID模擬量輸出轉(zhuǎn)化為周期性脈沖串輸出,控制加熱裝置開關(guān)。分段PID控制方法的應(yīng)用使得系統(tǒng)的控制性能得到改善;提前加熱補(bǔ)償提高了加熱速度,具體補(bǔ)償量目前是根據(jù)試驗(yàn)多次嘗試獲得的,后續(xù)研究可進(jìn)一步進(jìn)行理論驗(yàn)證并尋找出更合適的方法。

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控制系統(tǒng)論文8

  摘 要 電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)是現(xiàn)代化工業(yè)的一個(gè)重要方向標(biāo),它是推動(dòng)社會(huì)全面發(fā)展和進(jìn)步的重要力量。從這些方面來看,加強(qiáng)對(duì)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的理論研究就有著實(shí)際性意義。本文則主要就是電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)分析,并結(jié)合實(shí)際探索其發(fā)展的趨勢(shì),希望能夠通過此次的理論研究對(duì)實(shí)際發(fā)展有所裨益。

  關(guān)鍵詞電氣自動(dòng)化 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

  隨著我國(guó)的科學(xué)技術(shù)有了蓬勃的發(fā)展,其中對(duì)電氣自動(dòng)化也有著重要的推動(dòng)作用,而電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)是將來電網(wǎng)管理的核心系統(tǒng)。針對(duì)電氣自動(dòng)化工程企業(yè)而言,電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠有效的將人力勞動(dòng)的強(qiáng)度最大化的降低,同時(shí)也能夠提高工作的效率以及檢測(cè)的精確度,在安全事故方面也能夠得到有效降低。

  1 電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)理論分析

  1.1 分布式控制系統(tǒng)理論分析

  電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)主要是建立在先進(jìn)科技基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,它對(duì)企業(yè)的發(fā)展所起到的作用愈來愈重要。我國(guó)經(jīng)過多年的發(fā)展,已經(jīng)在電氣自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域有了很迅速的進(jìn)步,在這一技術(shù)方面的競(jìng)爭(zhēng)也日益的激烈,從現(xiàn)階段電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀來看分布式控制系統(tǒng)還占據(jù)著關(guān)鍵地位。這一系統(tǒng)主要是對(duì)于集中式控制系統(tǒng)而言的新型控制系統(tǒng),是從集中式控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上演變而來,有著可靠性以及實(shí)時(shí)性的特征。這一系統(tǒng)自身也存在著一些缺陷,主要就是受到混合體系制約在可靠性方面還有待加強(qiáng),并在維修方面也顯得相對(duì)有難度,在這一系統(tǒng)生產(chǎn)的廠家來說沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),這些方面都需要進(jìn)行改革創(chuàng)新。

  1.2 系統(tǒng)的信息集成化理論分析

  電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)在發(fā)展的過程中逐漸向著更高的方向邁進(jìn),主要就是在控制技術(shù)上得到了延伸擴(kuò)展,并在管理水平方面得到了擴(kuò)大。前者主要涵蓋著電氣工程自動(dòng)化將控制設(shè)備和對(duì)其研究開發(fā)進(jìn)行相關(guān)改善。而后再則是對(duì)企業(yè)各種資金以及人力進(jìn)行的合理分配。這樣在技術(shù)的延伸作用下,一些新興的微電子處理技術(shù)也逐漸的進(jìn)入到自動(dòng)化工程控制技術(shù)并和其相關(guān)的軟件組合的發(fā)展隊(duì)伍中來。

  1.3 集中監(jiān)控方式控制系統(tǒng)理論分析

  電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)中的集中監(jiān)控方式主要是設(shè)計(jì)師將控制功能集中到同一處理器上,這樣就導(dǎo)致了實(shí)際處理的速度發(fā)生偏慢,倘若是對(duì)所有能夠控制的設(shè)備進(jìn)行控制,監(jiān)控?cái)?shù)量就會(huì)過多,這樣就導(dǎo)致了主機(jī)空間被大量占據(jù)。與此同時(shí),在通信線路信息傳送能力上也會(huì)有著更高的要求,這樣就增加了生產(chǎn)成本以及維護(hù)的費(fèi)用,在維修難度上也會(huì)增加。

  2 電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)發(fā)展前景分析

  2.1 安全性趨勢(shì)分析

  我國(guó)的科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步過程中,電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展將會(huì)朝著更加安全的過程進(jìn)行發(fā)展,安全防范技術(shù)的集成化是重要的發(fā)展方向,重點(diǎn)來說就是怎樣能夠保證人和環(huán)境以及機(jī)器這幾個(gè)方面的安全實(shí)現(xiàn)。倘若是在不安全的情況下應(yīng)當(dāng)怎樣選擇用最低的資金實(shí)現(xiàn)安全方案制定問題,從實(shí)際情況老看,我國(guó)將主要會(huì)從安全級(jí)別較高領(lǐng)域開始,從硬件向著軟件領(lǐng)域逐步得到強(qiáng)化,對(duì)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的安全問題進(jìn)行全面性的研究研討。

  2.2 創(chuàng)新技術(shù)趨勢(shì)分析

  隨著我國(guó)自動(dòng)化水平的發(fā)展不斷提升,針對(duì)電氣自動(dòng)化工程系統(tǒng)控制在現(xiàn)階段的水平將得不到實(shí)際需求,那么在創(chuàng)新技術(shù)上的強(qiáng)化將會(huì)是將來的重要發(fā)展趨勢(shì)。尤其是在目前市場(chǎng)化環(huán)境不穩(wěn)定情況下,競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈也會(huì)促使創(chuàng)新技術(shù)的不斷涌現(xiàn),從而使得電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)在這一技術(shù)的支持下不斷的進(jìn)步發(fā)展。電氣自動(dòng)化企業(yè)對(duì)自身的創(chuàng)新能力要得到不斷提升,為這一領(lǐng)域的發(fā)展研究打開更開闊的發(fā)展空間,政府在其中也有著主導(dǎo)性作用,所以在政策上扶持以及在相關(guān)機(jī)制體系上哦完善建立也會(huì)逐漸實(shí)現(xiàn)。這些都為電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的創(chuàng)新提供了發(fā)展條件。

  2.3 標(biāo)準(zhǔn)化接口發(fā)展趨勢(shì)分析

  控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化是提高自動(dòng)化水平的保障,從微軟的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來看,其之所以有著快速進(jìn)行和發(fā)展正是因?yàn)榧夹g(shù)上的同時(shí)使然,這才對(duì)公司內(nèi)部的通信問題得到有效的避免,這從另一方面來說在工程的時(shí)間方面也得到了最大化的節(jié)省。所以這對(duì)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展有著很好的經(jīng)驗(yàn)作用,在這一方面完全可以吸收有效的經(jīng)驗(yàn),促進(jìn)自身的發(fā)展。在電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享的作用下,管理人員可通過PC系統(tǒng)對(duì)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控并對(duì)所出現(xiàn)的情況采取快速管理,這樣就對(duì)企業(yè)間的通訊困難問題得到了有效解決。

  2.4 市場(chǎng)化趨勢(shì)分析

  當(dāng)前的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)愈來愈激烈,所以加強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)化程度是獲取競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的重要手段。產(chǎn)品想要得到長(zhǎng)久的發(fā)展,那么就需要對(duì)制造部門的體制改革進(jìn)一步的深化,同時(shí)也要能夠?qū)κ袌?chǎng)化的變化和影響進(jìn)行充分關(guān)注。這樣才能夠保證產(chǎn)品能夠?qū)κ袌?chǎng)的發(fā)展需求得到滿足,而電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展正是如此,不僅僅是依靠技術(shù)上的大力投入,還要在零配件的生產(chǎn)市場(chǎng)化以及專業(yè)化等方面得到加強(qiáng)。這樣就對(duì)資源的配置率能夠起到顯著的促進(jìn)作用,對(duì)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的整體發(fā)展也有著推動(dòng)效果,這也將是未來發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。

  3 結(jié)語

  總而言之,當(dāng)前的市場(chǎng)化經(jīng)濟(jì)逐步形成,所以對(duì)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展也會(huì)帶來相應(yīng)的影響,在這一嚴(yán)峻的發(fā)展背景下,電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)要想取得革命性的發(fā)展,就必須要將創(chuàng)新精神在實(shí)際當(dāng)中得到融入。同時(shí)還要對(duì)市場(chǎng)變化進(jìn)行深入了解,對(duì)發(fā)展中出現(xiàn)的問題也要能夠及時(shí)的發(fā)展并有效解決,從多方面進(jìn)行考慮問題,只有如此才能夠最大限度的推動(dòng)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的長(zhǎng)久發(fā)展。

  參考文獻(xiàn)

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控制系統(tǒng)論文9

  工業(yè)控制系統(tǒng)(ICS)是綜合運(yùn)用信息技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)控制,實(shí)現(xiàn)工業(yè)技術(shù)生產(chǎn)過程自動(dòng)化的應(yīng)用系統(tǒng)。ICS在冶金、電力、石化、水處理、鐵路、食品加工等行業(yè),以及軍工的航空、航天、船舶、艦艇、潛艇等領(lǐng)域的自動(dòng)化生產(chǎn)管理系統(tǒng)中都得到了廣泛地應(yīng)用。

  1 工業(yè)控制系統(tǒng)安全現(xiàn)狀

  與傳統(tǒng)信息系統(tǒng)安全需求不同,ICS設(shè)計(jì)需要兼顧應(yīng)用場(chǎng)景與控制管理等多方面因素,并且優(yōu)先考慮系統(tǒng)的高可用性和業(yè)務(wù)連續(xù)性。鑒于ICS的特定設(shè)計(jì)理念,缺乏有效的工業(yè)安全防御和數(shù)據(jù)通信保密措施是很多ICS所面臨的共同問題。

  傳統(tǒng)的ICS多為車間/廠區(qū)局域網(wǎng)ICS,系統(tǒng)特點(diǎn)包括專有網(wǎng)絡(luò)、專有操作系統(tǒng)、無以太網(wǎng)絡(luò)、沒有因特網(wǎng)的鏈接。從網(wǎng)絡(luò)安全角度,系統(tǒng)是安全的。

  現(xiàn)今的ICS開始與互聯(lián)網(wǎng)或辦公網(wǎng)直接/間接互聯(lián),形成從控制網(wǎng)到信息網(wǎng)的大系統(tǒng)ICS,系統(tǒng)特點(diǎn)包括以太網(wǎng)無處不在、無線設(shè)備、遠(yuǎn)程配置和監(jiān)控、Windows和Linux等流行操作系統(tǒng)。從網(wǎng)絡(luò)安全角度,系統(tǒng)存在巨大安全隱患,很容易被駭客攻擊。

  2 工業(yè)控制系統(tǒng)安全漏洞及風(fēng)險(xiǎn)分析

  隨著工業(yè)信息化進(jìn)程的快速推進(jìn),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開始在工控領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)間的協(xié)同和信息分享,極大地提高了企業(yè)的綜合效益。與此同時(shí),暴露在互聯(lián)網(wǎng)等公共網(wǎng)絡(luò)中的工業(yè)控制系統(tǒng)也必將面臨病毒、木馬、駭客入侵、拒絕服務(wù)等傳統(tǒng)的信息安全威脅,而且由于工業(yè)控制系統(tǒng)多被應(yīng)用在電力、交通、石油化工、核工業(yè)等國(guó)家重要行業(yè)中,其安全事故造成的社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失會(huì)更為嚴(yán)重。

  2.1工業(yè)控制系統(tǒng)安全漏洞

  工業(yè)控制系統(tǒng)安全漏洞包括:策略與規(guī)則漏洞、平臺(tái)漏洞、網(wǎng)絡(luò)漏洞。

  2.1.1 策略與規(guī)則漏洞

  缺乏工業(yè)控制系統(tǒng)的安全策略、缺乏工業(yè)控制系統(tǒng)的安全培訓(xùn)與意識(shí)培養(yǎng)、缺乏工業(yè)控制系統(tǒng)設(shè)備安全部署的實(shí)施方法、缺乏工業(yè)控制系統(tǒng)的安全審計(jì)、缺乏針對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)的配置變更管理。

  2.1.2 平臺(tái)漏洞

  平臺(tái)漏洞包括:平臺(tái)配置漏洞、平臺(tái)硬件漏洞、平臺(tái)軟件漏洞、惡意軟件攻擊。

  (1)平臺(tái)配置漏洞

  包括關(guān)鍵配置信息未備份、關(guān)鍵信息未加密存儲(chǔ)、沒有采用口令或口令不滿足長(zhǎng)度和復(fù)雜度要求、口令泄露等。

  (2)平臺(tái)硬件漏洞

  包括關(guān)鍵系統(tǒng)缺乏物理防護(hù)、未授權(quán)的用戶能夠物理訪問設(shè)備、對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)不安全的遠(yuǎn)程訪問。

  (3)平臺(tái)軟件漏洞

  包括拒絕服務(wù)攻擊(DOS攻擊)、采用不安全的工控協(xié)議、采用明文傳輸、未安裝入侵檢測(cè)系統(tǒng)與防護(hù)軟件等。

  (4)惡意軟件攻擊

  包括未安裝防病毒軟件等。

  2.1.3 網(wǎng)絡(luò)漏洞

  (1)網(wǎng)絡(luò)配置漏洞

  包括有缺陷的網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)、口令在傳輸過程中未加密、未采取細(xì)粒度的訪問控制策略、安全設(shè)備配置不當(dāng)。

  (2)網(wǎng)絡(luò)硬件漏洞

  包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的物理防護(hù)不充分、未采取有效的措施保護(hù)物理端口、關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)設(shè)備未備份。

  (3)網(wǎng)絡(luò)邊界漏洞

  包括未定義網(wǎng)絡(luò)安全邊界、未部署防火墻或配置不當(dāng)、未采取信息流向控制措施。

  2.2 工業(yè)控制系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)分析

  電力故障、自然災(zāi)害、軟硬件故障、駭客攻擊、惡意代碼都會(huì)對(duì)ICS系統(tǒng)產(chǎn)生影響。其中,電力故障、自然災(zāi)害和軟/硬件故障,屬于信息安全范疇之外,而非法操作、惡意代碼和駭客攻擊作為信息安全威脅的主要形式,往往很難被發(fā)現(xiàn)或控制,對(duì)ICS網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行的威脅和影響也最大。

  (1)利用USB協(xié)議漏洞在U盤中植入惡意代碼

  U盤內(nèi)部結(jié)構(gòu):U盤由芯片控制器和閃存兩部分組成,芯片控制器負(fù)責(zé)與PC的通訊和識(shí)別,閃存用來做數(shù)據(jù)存儲(chǔ);閃存中有一部分區(qū)域用來存放U盤的固件,控制軟硬件交互,固件無法通過普通手段進(jìn)行讀取。

  USB協(xié)議漏洞:USB設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)并不是USB設(shè)備具備唯一的物理特性進(jìn)行身份驗(yàn)證,而是允許一個(gè)USB設(shè)備具有多個(gè)輸入輸出設(shè)備的特征。

  這樣就可以通過U盤固件逆向重新編程,將U盤進(jìn)行偽裝,偽裝成一個(gè)USB鍵盤,并通過虛擬鍵盤輸入集成到U盤固件中的惡意代碼而進(jìn)行攻擊。

  (2)利用組態(tài)軟件數(shù)據(jù)庫(kù)漏洞進(jìn)行攻擊

  ICS系統(tǒng)采用的組態(tài)軟件,缺乏安全防護(hù)措施,往往公開訪問其實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的途徑,以方便用戶進(jìn)行二次開發(fā),從而可利用此漏洞,遠(yuǎn)程/本地訪問數(shù)據(jù)庫(kù),獲取全部數(shù)據(jù)庫(kù)變量,選取關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問并篡改,從而達(dá)到攻擊目的。

  2.3 工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全風(fēng)險(xiǎn)總結(jié)

  病毒:可引起工控設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)故障,破壞生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)或影響網(wǎng)絡(luò)正常服務(wù),如蠕蟲病毒等。

  緩沖區(qū)溢出攻擊:利用設(shè)計(jì)漏洞進(jìn)行的攻擊。

  拒絕服務(wù)攻擊:惡意造成拒絕服務(wù),造成目標(biāo)系統(tǒng)無法正常工作或癱瘓,或造成網(wǎng)絡(luò)阻塞。

  網(wǎng)絡(luò)嗅探:可捕獲主機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)的所有數(shù)據(jù)包,一旦被惡意利用,獲取了目標(biāo)主機(jī)的關(guān)鍵信息則可對(duì)目標(biāo)主機(jī)實(shí)施進(jìn)一步攻擊。

  IP欺騙:可通過技術(shù)手段利用TCP/IP協(xié)議缺陷,偽裝成被信任主機(jī),使用被信任主機(jī)的源地址與目標(biāo)主機(jī)進(jìn)行會(huì)話,在目標(biāo)主機(jī)不知的情況下實(shí)施欺騙行為。

  口令破解:攻擊者若通過一定手段取得用戶口令,提升權(quán)限進(jìn)入目標(biāo)系統(tǒng),對(duì)目標(biāo)主機(jī)進(jìn)行完全控制。

  3 工業(yè)控制系統(tǒng)安全檢查

  3.1 檢查對(duì)象

  包括工藝、工程分析、控制系統(tǒng)信息安全后果分析、安全防護(hù)能力分析等。

  3.2 檢測(cè)方式

  包括訪談、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、離線測(cè)試、測(cè)試床或另外搭建測(cè)試環(huán)境測(cè)試。

  3.3 檢測(cè)內(nèi)容

  應(yīng)包括信息流轉(zhuǎn)過程中遇到的一切鏈路、設(shè)備(硬件程序、模塊組件)、人員等。

  管理檢查需要準(zhǔn)備的資料:信息安全相關(guān)管理制度和安全策略;設(shè)備保密管理制度;系統(tǒng)運(yùn)行管理制度、產(chǎn)品供應(yīng)商(或者代理商)、系統(tǒng)集成商等提供的資質(zhì)證明、授權(quán)證明、合格證書等。

  技術(shù)檢查需要準(zhǔn)備的資料:招標(biāo)合同技術(shù)規(guī)格書;詳細(xì)設(shè)備清單;設(shè)備配置及使用說明;網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D;輸入輸出端口信息;DNC服務(wù)器配置及使用說明;設(shè)備的連接說明、功能說明、操作手冊(cè)。

  運(yùn)維檢查需要準(zhǔn)備的資料:運(yùn)行維護(hù)管理制度、訪問控制端口設(shè)置情況記錄、運(yùn)行維護(hù)報(bào)告、應(yīng)急預(yù)案方案、應(yīng)急演練記錄。

  3.4 檢測(cè)重點(diǎn)

  重點(diǎn)檢查輸入輸出端口使用、設(shè)備安全配置、運(yùn)維安全措施的落實(shí)情況,同時(shí)檢查資產(chǎn)管理情況,訪問控制策略、備份及應(yīng)急管理等方面。

  4 結(jié)束語

  通過上面的分析與研究,工業(yè)控制系統(tǒng)還存在許多的漏洞和安全風(fēng)險(xiǎn),只有充分認(rèn)識(shí)到這些漏洞,才能利用信息安全手段不斷的處置這些漏洞,使風(fēng)險(xiǎn)降到最低。同時(shí)我們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全技術(shù)是一門不斷深入發(fā)展的技術(shù),隨著工業(yè)控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用和不斷發(fā)展,其信息安全必將面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),隨之信息安全技術(shù)的研究也必將快速推進(jìn)。

控制系統(tǒng)論文10

  分散控制系統(tǒng),即以多個(gè)微處理器為核心的過程控制采集站。分散控制系統(tǒng)之所以能夠廣泛應(yīng)用在我國(guó)的火電廠自動(dòng)化控制中,主要得益于分散控制系統(tǒng)較為成熟的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)行業(yè)績(jī)。人們對(duì)分散控制系統(tǒng)的特性有了越來越多的認(rèn)識(shí),并且逐漸接受和認(rèn)可;痣姀S對(duì)分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用,有利于火電廠的單元機(jī)組熱工自動(dòng)化水平的提高,能夠適應(yīng)如今電力需求連年增大的發(fā)展需要。

  1分散控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展

  1)分散控制系統(tǒng)的起源。DSC應(yīng)用試點(diǎn)最早出現(xiàn)在美國(guó),1985年的時(shí)候,那時(shí)選用的是網(wǎng)廳電廠300MW機(jī)組,這就是分散系統(tǒng)控制的開端。經(jīng)過20多年的不斷發(fā)展,分散控制系統(tǒng)在不斷地改進(jìn)實(shí)踐中積累了許多成熟經(jīng)驗(yàn),更是推陳出新,打破了DSC的應(yīng)用只局限在鍋爐和汽輪機(jī)的熱工監(jiān)視的局面,相關(guān)供應(yīng)商掌握了愈加成熟和系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。經(jīng)過充分的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明,分散控制系統(tǒng)是可行并且科學(xué)的。我國(guó)通過對(duì)DCS的不斷改進(jìn),最終也達(dá)到了國(guó)際的DCS水平,在火電廠得到廣泛應(yīng)用。2)分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用。分散控制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)用價(jià)值比較高,功能相對(duì)分散、數(shù)據(jù)可共享、可靠性較高等優(yōu)點(diǎn)讓其在與其他控制技術(shù)相比之下有明顯優(yōu)勢(shì),被電廠和變電廠所廣泛接受。我國(guó)火電廠使用過的DCS數(shù)以百計(jì),至今,使用過的DCS可大概分成3類:多功能控制器型、可編程序控制器基礎(chǔ)型、PC機(jī)總線基礎(chǔ)型。我們也不排除今后可能產(chǎn)生其他分散控制系統(tǒng),比如以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng),或者以電廠信息監(jiān)控管理為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng),這也將進(jìn)一步擴(kuò)大DCS應(yīng)用的功能。3)分散控制系統(tǒng)的發(fā)展。分散控制系統(tǒng)目前有兩個(gè)功能性的擴(kuò)展,現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的出現(xiàn),就是其在縱向擴(kuò)展上面的體現(xiàn)。開放性、數(shù)字化、多借點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)總線的幾個(gè)顯著特點(diǎn)。為避免只靠電纜單一傳輸?shù)谋锥,現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)還可以幫助現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備實(shí)現(xiàn)在運(yùn)行中的數(shù)字量信息交換,達(dá)到雙方的共享和控制,F(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)儀表模擬技術(shù)弊端日益凸顯,主要是速度慢、精準(zhǔn)度低、成本高,不僅不能準(zhǔn)確監(jiān)控,而且浪費(fèi)大量的物資,得不償失,在此時(shí),現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的出現(xiàn)就自然而然了。并且現(xiàn)場(chǎng)儀表的模擬技術(shù)與計(jì)算機(jī)控制的數(shù)字技術(shù)不符,還可能會(huì)出現(xiàn)使用問題,而現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)則能有效改善這方面的問題,但現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)發(fā)展還不夠穩(wěn)定成熟,還需進(jìn)一步的改進(jìn)和推廣。

  2分散控制系統(tǒng)特點(diǎn)

  1)高可靠性。分散控制系統(tǒng)是建立在分散結(jié)構(gòu)的理念上的,這能夠?qū)ο到y(tǒng)的可靠性形成一個(gè)保障。分散結(jié)構(gòu)不僅包含系統(tǒng)功能的分散,還包含地理位置的分散。采用分散結(jié)構(gòu)的分散控制系統(tǒng)可以分散系統(tǒng)的危險(xiǎn)性。如果一個(gè)設(shè)備的某一個(gè)部分發(fā)生了故障,并不會(huì)對(duì)該設(shè)備的其他部分的正常運(yùn)行造成影響。并且運(yùn)用分散控制系統(tǒng)還可以對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行冗余配置,這也在一定程度上保障了系統(tǒng)的運(yùn)行的可靠性。在DCS系統(tǒng)中,也不乏一些舊有的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的軟件,也幫助系統(tǒng)的可靠性形成一道屏障。2)監(jiān)視性能好。分散控制系統(tǒng)能夠運(yùn)用高智能操作站來監(jiān)視和操作過程現(xiàn)場(chǎng),并且分散控制系統(tǒng)的人際交互界面比較友好,操作員完全可以進(jìn)行直觀觀測(cè),監(jiān)控性能較好。3)擴(kuò)展性能好。分散控制系統(tǒng)在一般情況下都是采用遞階數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò),可以實(shí)現(xiàn)通信的分層化。分散控制系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成靈活,硬件高度集成化,設(shè)備接口模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化,這都給分散控制系統(tǒng)提供了較好的擴(kuò)展性能。4)編程容易。分散控制系統(tǒng)采用控制圖形界面和功能碼控制組態(tài)來編程的,這樣可以自動(dòng)生成執(zhí)行文件。這種編程方法對(duì)用戶的編程能力要求不高,用戶只需要掌握填表、作圖等進(jìn)行組態(tài)的方法就能編程,并且這種編程應(yīng)用程序的質(zhì)量還是比較可靠地。5)系統(tǒng)維護(hù)方便。分散控制系統(tǒng)的微處理器具有自診斷功能,應(yīng)用程序在執(zhí)行的時(shí)候還可以同時(shí)運(yùn)行自偵段程序,掃描硬件的運(yùn)行狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)異,F(xiàn)象時(shí)可以及時(shí)發(fā)出警報(bào),對(duì)出現(xiàn)異常的部位和異常性質(zhì)作出提示,并且系統(tǒng)維護(hù)的時(shí)間比較短,模件是可帶電插拔、接插結(jié)構(gòu),磨劍種類少,維護(hù)較簡(jiǎn)便。

  3分散控制系統(tǒng)在火電廠電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用分析

  1)火電廠電氣自動(dòng)化的功能及特點(diǎn);痣姀S電氣自動(dòng)化是一種能夠保持主控室機(jī)、爐、電的協(xié)調(diào)一致,并且便于集中的管理控制和信息數(shù)據(jù)共享的多方位系統(tǒng),火電廠電氣自動(dòng)化能夠有效提高火電廠的工作效率,當(dāng)前面臨的問題是,電氣自動(dòng)化的運(yùn)行管理水平跟不上火電廠電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展速度和電力市場(chǎng)的不斷推進(jìn)的速度。如何運(yùn)用分散控制系統(tǒng)提高電氣自動(dòng)化的運(yùn)行管理水平,是各方專家討論研究的重點(diǎn)。監(jiān)控和控制設(shè)備是火電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能,并且這個(gè)系統(tǒng)還能反饋信號(hào)在數(shù)據(jù)交換中的變化和提供部分特殊數(shù)據(jù)。這種系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量較多,布置也較為復(fù)雜。2)火電廠電氣自動(dòng)化的現(xiàn)狀及趨勢(shì);痣姀S電氣自動(dòng)化的發(fā)展也在跟隨著科學(xué)技術(shù)的步伐不斷向前。在數(shù)據(jù)的采集方面有了新的突破,火電廠的電氣監(jiān)控自動(dòng)化開始納入信息化管理。因?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,ESC系統(tǒng)開始取代傳統(tǒng)操作系統(tǒng),間隔層的保護(hù)和測(cè)量以及控制裝置,電氣自動(dòng)化都能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立化操作,整個(gè)系統(tǒng)的控制單元正在朝著一體化的方向發(fā)展。在未來,我們可以預(yù)見的是:電氣自動(dòng)化將不再只滿足于這些基本功能,相互操作性和強(qiáng)大的擴(kuò)展性、高度的可靠性是其新的發(fā)展方向和目標(biāo)。這種突破,極有可能在商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域都得到極大規(guī)模的應(yīng)用。3)分散控制系統(tǒng)在火電廠電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用;痣姀S的電氣運(yùn)營(yíng)管理必須要走電氣自動(dòng)化的必由之路,電氣自動(dòng)化系統(tǒng)不僅提高了火電廠的自動(dòng)化水平,促進(jìn)火電廠的發(fā)展,并且在相關(guān)領(lǐng)域也有運(yùn)用空間。而分散控制系統(tǒng)可以提供綜合化自動(dòng)技術(shù),是自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)典型代表;痣姀S實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化擴(kuò)展了分散系統(tǒng)的縱向延伸空間,將電廠所有過程和環(huán)節(jié)納入管控之下。電力企業(yè)只有不斷地補(bǔ)充DCS的內(nèi)容才能幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理,推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)管理與發(fā)展。

  4結(jié)論

  通過本文的研究探析,我們深入了解了分散控制系統(tǒng),分散控制系統(tǒng)是一項(xiàng)發(fā)展日趨成熟的技術(shù),將其與電廠的電氣自動(dòng)化的功能與特點(diǎn)有機(jī)結(jié)合,以實(shí)現(xiàn)二者的整合運(yùn)用,能夠推動(dòng)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)一步改進(jìn)升級(jí),優(yōu)化電廠的系統(tǒng)管理和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

  作者:段雅璠 白寅凱 單位:呼和浩特市供電局 風(fēng)力發(fā)電有限責(zé)任公司

控制系統(tǒng)論文11

  SS8型電力機(jī)車是采用微機(jī)控制的準(zhǔn)高速客運(yùn)電力機(jī)車,整個(gè)微機(jī)控制系統(tǒng)由微機(jī)控制柜和彩色液晶顯示屏兩部分組成,除傳統(tǒng)的牽引制動(dòng)控制和防空轉(zhuǎn)滑行控制外,還具有故障診斷和故障數(shù)據(jù)記錄功能。微機(jī)控制柜中的信息顯示插件是微機(jī)控制柜與彩屏的接口。機(jī)車正常運(yùn)行時(shí),彩屏顯示機(jī)車工況及運(yùn)行參數(shù),發(fā)生故障時(shí)顯示故障種類、故障參數(shù)等并提示司機(jī)應(yīng)采取何種措施。

  一、硬件特點(diǎn)

  微機(jī)控制柜以插件箱為基本控制單元,每個(gè)插件箱獨(dú)立控制1個(gè)轉(zhuǎn)向架,即第一層插件箱(RACK1)控制I端轉(zhuǎn)向架,第二層插件箱(RACK2)控制II端轉(zhuǎn)向架,第一層與第二層插件箱布線稍有不同。第一、二層插件箱中對(duì)應(yīng)位置的插件相同,插件可以互換,但同一插件箱中的數(shù)字入/出A、B插件由于內(nèi)部跨接矩陣不同而不能互換。

  1.模擬輸入信號(hào):司機(jī)控制器的指令信號(hào)、電壓/電流傳感器的反饋信號(hào)、速度傳感器反饋信號(hào)、制動(dòng)缸壓力傳感器反饋信號(hào)等,分別經(jīng)相應(yīng)信號(hào)調(diào)整處理電路,送A/D采樣。

  2.模擬輸出信號(hào):計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字控制量,經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換輸出8路模擬信號(hào)。

  3.外部數(shù)字信號(hào):經(jīng)帶過壓吸收的光電隔離的數(shù)字信號(hào)輸入電路后,送CPU的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線。

  4.內(nèi)部數(shù)字信號(hào):通過無隔離的通用數(shù)字輸入/輸出通道(GP線)用于插件箱內(nèi)部各插件間的連接。這種GP線既可以用作輸入,又叫以用作輸出,根據(jù)不同的應(yīng)用通過跨接矩陣靈活設(shè)置,大大增強(qiáng)了數(shù)字入/出的通用性。

  5.數(shù)字輸出信號(hào):經(jīng)繼電器隔離輸出數(shù)字控制信號(hào),如過載跳主斷等。

  6.脈沖輸出信號(hào):脈沖控制及根據(jù)SBC送來的移相控制信號(hào)(UE1、UE4)控制晶閘管的觸發(fā)時(shí)刻和觸發(fā)位置,實(shí)現(xiàn)牽引/制動(dòng)的調(diào)速控制。

  二、微機(jī)控制系統(tǒng)功能概述

  1.牽引控制功能

  2.制動(dòng)控制功能

  3.防空轉(zhuǎn)/滑行保護(hù)功能

  防空轉(zhuǎn)、防滑行控制使機(jī)車運(yùn)行在盡可能大的粘者附近,可以保證機(jī)車在任何軌面條件下啟動(dòng)、加速、制動(dòng)不擦傷輪軌,不發(fā)生牽引電機(jī)超速。

  4.故障轉(zhuǎn)換功能

  SS8機(jī)車微機(jī)控制裝置不設(shè)A、B組,采用轉(zhuǎn)向架獨(dú)立控制,即每個(gè)插件控制一個(gè)轉(zhuǎn)向架。故障轉(zhuǎn)換開關(guān)在微機(jī)柜左上部,三個(gè)位(Ⅰ位、Ⅱ位、正常位)的含義與模擬車不同:Ⅰ、Ⅱ位作故障位,平時(shí)應(yīng)放在正常位。

  5.交叉保護(hù)功能

  6.自檢功能

  7.列車供電控制功能

  列車供電系統(tǒng)的功能是將供電繞組的交流電壓整流濾波成為直流600V向列車供電,以滿足客車車廂空調(diào)、采暖、照明等用電需要。

  8.自動(dòng)過分相

  所謂自動(dòng)過分相就是免去手動(dòng)操作,由機(jī)車上自動(dòng)分合主斷路器來通過電網(wǎng)分相區(qū),目前僅廣深線SS8機(jī)車運(yùn)用自動(dòng)過分相功能。在分相區(qū)前后若干距離處各埋設(shè)地面無源信號(hào)設(shè)備,平時(shí)不工作。在機(jī)車的前后左右四個(gè)方位距軌面正上方10厘米左右裝有地感器。在機(jī)車運(yùn)行時(shí),地感器不斷發(fā)射高頻信號(hào),地面信號(hào)裝置受高頻信號(hào)感應(yīng)而得能量,并發(fā)射一定頻率的信號(hào),機(jī)車上的地感器檢測(cè)到這一信號(hào),給微機(jī)柜送一110V數(shù)字過分相信號(hào)(PHASE)。在此應(yīng)注意,無論在過分相前分主斷還是在過分相后合主斷,微機(jī)柜所接到的信息是一樣的過分相信號(hào)。

  三、常見故障分析及處理方法

  1.無流

  無流分正常無流及故障無流兩種情況。正常無流主要是由于手柄位置不當(dāng)或安全系統(tǒng)(如列車運(yùn)行監(jiān)控裝置)要求產(chǎn)生的卸載無流。故障無流的原因如下:

  (1)線路接觸器未閉合,主電路未構(gòu)成。

  (2)預(yù)備、零位、牽引、制動(dòng)等狀態(tài)信號(hào)不對(duì)。最常見的是預(yù)備不好,引起微機(jī)柜封鎖脈沖。

  (3)微機(jī)柜未收到司機(jī)給定指令,如司機(jī)控制器電位器無電源、無輸出或傳輸線不良。

  (4)微機(jī)柜未收到牽引響應(yīng)或制動(dòng)響應(yīng)信號(hào)。這可能是牽引主電路或制動(dòng)主電路未構(gòu)成,也可能是線路接觸器和勵(lì)磁接觸器的聯(lián)鎖接點(diǎn)接觸不良。

  (5)運(yùn)行中正常位時(shí)突然某架無電流,有可能是電源自身保護(hù)造成的。這可用分合電子控制自動(dòng)開關(guān)的方法,使電源重新起動(dòng)來解決。

  (6)微機(jī)柜封鎖脈沖。一般應(yīng)首先考慮沒有同步電壓或插件未插到位,此外外部復(fù)位的復(fù)位繼電器不釋放,帶插座的芯片接觸不良等也可能造成無流。

  2.電流不平衡

  (1)由傳感器引起的電流不平衡。重點(diǎn)檢查電流傳感器、電壓傳感器是否有正偏或負(fù)偏的現(xiàn)象,速度傳感器松脫或故障,傳感器正負(fù)偏較大或其它故障時(shí)必須更換。

  (2)由硅元件損壞引起的電流不平衡。此故障表現(xiàn)為:在主橋沒有全開放以前,電流不平衡不明顯,因?yàn)橄到y(tǒng)為閉環(huán)控制,當(dāng)主橋滿開放或已達(dá)到電機(jī)限壓時(shí),電機(jī)電流不平衡現(xiàn)象加劇;貛(kù)后應(yīng)對(duì)硅元件和快熔進(jìn)行檢套,發(fā)現(xiàn)損壞進(jìn)行更換。

  (3)由于輪徑設(shè)定不當(dāng)引起的電流不平衡。

  (4)由于微機(jī)本身故障、接插元器件松動(dòng)引起的電流不平衡。

  (5)由于二次削磁引起的電流不平衡。

  3.過載

  當(dāng)電流傳感器故障無電流反饋時(shí)、電壓傳感器故障失去限壓功能時(shí)及變流器觸發(fā)極故障時(shí),都可能引起過載,主斷路器跳閘。應(yīng)更換相關(guān)故障元器件。

  4.竄車

  所謂竄車指手柄一離開零位就有較大的電樞電流,使機(jī)車存在沖動(dòng)的現(xiàn)象。造成此現(xiàn)象的原因有:

  (1)司控器線接錯(cuò),或電位器不良,使司控器輸出的電壓異常,微機(jī)接收到錯(cuò)誤的手柄位后產(chǎn)生錯(cuò)誤的控制輸出。

  (2)脈沖控制板或脈沖放大板故障,造成可控硅開放角錯(cuò)誤。

  (3)同步變壓器接線錯(cuò)誤,使其極性產(chǎn)生變化,從而導(dǎo)致脈沖控制板產(chǎn)生錯(cuò)誤的控制脈沖。

  5.彩色顯示屏全黑

  彩色顯示屏全黑的原因有:

  (1)多功能接口板保險(xiǎn)燒壞。經(jīng)常是因?yàn)閄103上110V電源接反。

  (2)多功能接口板電源模塊燒壞?捎萌f用表測(cè)板上X2的奇偶腳之間是否有+5V電壓。

  (3)背光電源逆變器壞。可用萬用表量X7、X8的1、2腳,正常時(shí)應(yīng)有交流電壓200~1000V。注意1腳要接表的正端。

  (4)多功能接口板X7、X8是否與顯示屏連接好。

  (5)顯示屏損壞(燈管壞)。

  6.顯示屏全白無字符顯示

  通常情況為顯示線松動(dòng),顯示屏與顯示卡未正常連接。

  7.微機(jī)屏顯示一、二架故障

  造成微機(jī)屏故障燈亮的原因,一是微機(jī)電源故障,二是微機(jī)與顯示屏通信故障,三是兩個(gè)司機(jī)室電鑰匙全合上后,造成通信沖突。先易后難,首先檢查兩個(gè)司機(jī)室電鑰匙狀態(tài),如全合上,應(yīng)將另一端司機(jī)室的電鑰匙斷開。

  8.微機(jī)顯示正常,提手柄發(fā)現(xiàn)二架無壓無流。

  處理:首先更換二架的脈沖放大和脈沖控制插件,故障現(xiàn)象仍然存在。再更換單板機(jī),故障還是未能消除。后更換同步變壓器,正常。

  分析:對(duì)于機(jī)車無壓無流的現(xiàn)象,原因一是工況電路異常,如預(yù)備、零位、牽引、制動(dòng)等狀態(tài)信號(hào)不對(duì),引起微機(jī)脈沖封鎖;原因二是微機(jī)接收不到手柄位給定指令,如司機(jī)控制器無電源,電位器無輸出或傳輸線不良;原因三是微機(jī)柜插件不良;原因四是無同步同壓。

  9.先一架故障,后二架也故障,復(fù)位不成功。

  處理:檢查發(fā)現(xiàn)為兩架微機(jī)電源均保護(hù),可以確定為微機(jī)板存在短路或微機(jī)外部電路存在短路現(xiàn)象,甩開N101插頭后正常,可以斷定為外部傳感器短路,更換一軸傳感器后正常。

  分析:SS8型微機(jī)電源板有短路保護(hù)功能,一旦存在過流現(xiàn)象時(shí),電源板就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。電源板除給微機(jī)柜的各個(gè)插件供電后,還為司控器、電壓電流傳感器、速度傳感器供電以及產(chǎn)生觸發(fā)脈沖,以上各個(gè)環(huán)節(jié)存在短路現(xiàn)象時(shí),均會(huì)使微機(jī)電源保護(hù)。因?yàn)橥獠慷搪返脑,廣鐵集團(tuán)所屬機(jī)務(wù)段已經(jīng)發(fā)生幾起機(jī)破事件。目前,株洲電力機(jī)車研究所正在研究解決方案。發(fā)生此類故障時(shí),可以通過以下辦法進(jìn)行應(yīng)急處理:司機(jī)停車后關(guān)閉微機(jī)電源,打開微機(jī)柜蓋板,取下先故障的那一架微機(jī)的轉(zhuǎn)換控制板,一二架轉(zhuǎn)換開關(guān)置正常位,利用良好的一架的電機(jī)運(yùn)行回段處理。

控制系統(tǒng)論文12

  【摘要】當(dāng)前,我國(guó)交通擁堵現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,20xx年中國(guó)人均擁堵成本超過180h。所以減輕道路擁堵刻不容緩。目前解決擁堵問題的方法有區(qū)域收費(fèi)法和限號(hào)限行法。這些方法雖然能夠解決一部分交通擁堵,但是不夠人性和合理,實(shí)施也有難度。交通擁堵成為城市生活中無法避免的一個(gè)問題。本設(shè)計(jì)基于數(shù)字圖像處理技術(shù),利用街道十字路口的監(jiān)控?cái)z像頭,通過對(duì)路面圖像進(jìn)行圖像去噪、圖像灰度化、差分與二值化、邊緣檢測(cè)與分割、腐蝕膨脹等方法,識(shí)別并統(tǒng)計(jì)路口各方向上的車流量,再根據(jù)路口停車數(shù)量的多少對(duì)交通紅綠燈的時(shí)間進(jìn)行智能調(diào)控。本設(shè)計(jì)的特色在于利用數(shù)字圖像處理技術(shù)統(tǒng)計(jì)車流量,而且可以根據(jù)道路通行信息改變交通信號(hào)燈的控制時(shí)間,使交通信號(hào)燈的控制更加合理科學(xué)。

  【關(guān)鍵詞】數(shù)字圖像處理;智能交通管理控制;交通燈

  1引言

  1.1背景與現(xiàn)狀

  隨著科技的進(jìn)步,汽車走進(jìn)了千家萬戶。擁堵逐漸成了全世界都面臨的難題。堵車極大的影響了人們的出行,浪費(fèi)了行人大量時(shí)間,造成公路運(yùn)營(yíng)效率降低。另外堵車時(shí)汽車尾氣中污染物較多。破壞了環(huán)境,產(chǎn)生能源浪費(fèi)。在中國(guó),擁堵現(xiàn)象尤為嚴(yán)重,數(shù)據(jù)顯示20xx年中國(guó)人均年擁堵成本超過180h。全國(guó)大部分城市在通行高峰處于擁堵之中。每逢節(jié)假日還會(huì)出現(xiàn)大面積堵塞現(xiàn)象。因此改善道路通行情況,減輕擁堵顯得十分重要。解決好堵車問題,便利人們出行,是我們從事這方面研究的原因和動(dòng)力。

  1.2國(guó)內(nèi)外處理?yè)矶路椒ǖ睦?/p>

  1975年,新加坡實(shí)施區(qū)域通行證系統(tǒng)來緩解交通壓力,在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)對(duì)通過車輛進(jìn)行額外收費(fèi)。收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)按照區(qū)域內(nèi)交通擁堵程度浮動(dòng)。該方案實(shí)施后,效果明顯,高峰時(shí)間交通量減少,平均車速和公交出行比例都有很大提高。英國(guó)倫敦于20xx年開始對(duì)擁擠現(xiàn)象收費(fèi),在收費(fèi)區(qū)域使用車輛自動(dòng)識(shí)別技術(shù),判斷車輛有無進(jìn)入收費(fèi)區(qū)域,再收取一定金額的通行費(fèi)。方案實(shí)施后,區(qū)內(nèi)交通量明顯減少,車速較大幅度提高。由國(guó)外成功的案例看出,對(duì)道路擁擠的路段額外收費(fèi)是一種有效的交通管理手段。不過,這種辦法在我國(guó)的運(yùn)用仍然需要進(jìn)行大量的探究和實(shí)驗(yàn)。在我國(guó),應(yīng)對(duì)擁堵主要的處理方法是限號(hào)和限行。通過在特定的日期對(duì)特定號(hào)碼的車輛進(jìn)行限制,禁止這些車輛在限行日行駛。但是這些措施雖然起到了減緩擁堵的效果,但是也帶來了出行不便,不夠人性化等問題。

  1.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路與優(yōu)點(diǎn)

  本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)靈感源自生活中因交通燈不合理時(shí)長(zhǎng)而造成的擁堵現(xiàn)象。在生活中,十字路口會(huì)出現(xiàn)橫縱兩個(gè)方向中一個(gè)方向車流量大于另一方向的車流量的現(xiàn)象。而交通燈的`時(shí)長(zhǎng)卻不會(huì)隨著車流量變化而變化,所以會(huì)出現(xiàn)某個(gè)方向上路燈持續(xù)時(shí)間不夠,車輛難以通過,而另一個(gè)方向上卻少有車輛的現(xiàn)象。本設(shè)計(jì)的思路是根據(jù)十字路口兩個(gè)方向上的車流量相應(yīng)控制交通燈的時(shí)間,使得交通燈的時(shí)間更合理,減輕擁堵。本設(shè)計(jì)還從智慧城市的概念中獲得了靈感,將圖像處理技術(shù)與交通系統(tǒng)結(jié)合起來。本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于使用了圖像處理技術(shù)來檢測(cè)車流量。與其他檢測(cè)車流量方法相比,本設(shè)計(jì)具有成本低廉,操作方便,精確度高等優(yōu)勢(shì)。

  2圖像處理與車輛計(jì)數(shù)

  本章介紹了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的處理流程,首先通過圖像預(yù)處理、圖像邊緣檢測(cè)與圖像分割、腐蝕膨脹等圖像處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)車輛的識(shí)別與計(jì)數(shù),最后使用通過計(jì)數(shù)計(jì)算時(shí)間。

  2.1圖像噪聲去除

  利用攝像頭,我們可以獲取道路圖像。但受外界條件與設(shè)備影響,我們獲取的圖像往往有噪聲。因此在處理圖像之前,我們使用濾波器將圖像去噪。常用的濾波方法有均值濾波和中值濾波。均值濾波和中值濾波都能夠去除噪聲。均值濾波是線性濾波的一種,它能夠平均選定范圍內(nèi)的所有像素的灰度值。但均值濾波本身存在著不可避免的弊端,它不能有效地保護(hù)圖像細(xì)節(jié),在圖像去噪的同時(shí)也破壞了一部分圖像細(xì)節(jié),使圖像變得模糊。中值濾波是一種非線性濾波,它可有效地去除噪聲,還能保護(hù)圖像尖銳部分和邊緣,所以處理效果比均值濾波好。中指濾波的處理辦法是:將圖像中選定區(qū)域的像素,按灰度值大小進(jìn)行排序,選取某個(gè)像素的領(lǐng)域中含有的所有像素的灰度值中值作為該像素的灰度值。由于中值濾波能夠有效去除噪聲,并且它能完整地保存邊緣、銳角等細(xì)節(jié)信息。我們優(yōu)先使用中值濾波對(duì)獲得的圖像進(jìn)行去噪處理。

  2.2圖像灰度化

  通過中值濾波,我們得到了降噪后的圖像,下一步需要對(duì)圖像灰度進(jìn)行處理;叶葓D是一種具有只含亮度信息,不含有色度信息、亮度變化連續(xù)等特點(diǎn)的圖像。和普通的彩色圖像相比,灰度圖中沒有色度信息,因此將圖像進(jìn)行灰度化處理可以大大減少圖像所含信息。在圖像處理過程中,計(jì)算量也大幅減少,方便之后的操作處理和計(jì)算。因此要對(duì)圖像進(jìn)行灰度化處理,將彩色圖轉(zhuǎn)換為灰度圖。為了實(shí)現(xiàn)圖像灰度化,我們使用YUV顏色空間編碼方法,YUV是一種像素格式,它將亮度參量和色度參量分開表示。Y為亮度信號(hào),U和V為色度信號(hào),而這樣分開的好處就是不但可以避免相互干擾。因?yàn)榱炼葏⒘亢蜕葏⒘糠珠_,使得我們可以不受色度參量的干擾,獲得圖像中亮度信息,從而獲得了我們需要的灰度圖像。在彩色圖像中,我們可以提取每個(gè)像素的顏色信息,即R、G、B值,然后將每個(gè)像素的R、G、B值通過公式轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的亮度信息:Y=0.299×R+0.587×G+0.114×B,從而得到灰度圖像。

  2.3圖像差分與二值化

  為了方便檢測(cè)運(yùn)動(dòng)圖像,我們還需要將圖像進(jìn)行圖像差分和二值化。常用的差分方法為背景差分法和幀間差分法。幀間差分法是通過把視頻中相鄰兩幀圖像做差分運(yùn)算從而獲得運(yùn)動(dòng)目標(biāo)輪廓的方法。不同幀對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)灰度值相減,再判斷灰度差的絕對(duì)值,當(dāng)絕對(duì)值超過設(shè)定的某一特定值時(shí),即可判斷為運(yùn)動(dòng)目標(biāo),從而檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。但是幀間差分法對(duì)場(chǎng)景中光線漸變不是很敏感。當(dāng)車輛靜止時(shí),無法通過此方法來檢測(cè)車流量。背景差分法先根據(jù)路面信息、光照信息等信息在路面無車輛時(shí),獲得一張純凈的道路圖像,并將其設(shè)置為背景。再將之后的每一幀圖像與這個(gè)背景模型相減,在差分后的圖像中提取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。圖像的二值化可以將圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的灰度相應(yīng)地調(diào)整為0或255。人為地設(shè)置一個(gè)閾值T,在對(duì)圖像進(jìn)行差分后,將差分結(jié)果與閾值T比較。當(dāng)灰度值之差大于閾值T時(shí)用255替換像素的灰度值,當(dāng)灰度值之差小于等于閾值T時(shí)用0替換像素的灰度值。背景差分法得到的結(jié)果直接反映了運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置、大小和形狀。而且背景差分法可以用來檢測(cè)運(yùn)動(dòng)不明顯或靜止的物體,因此我們使用背景差分法。

  2.4邊緣檢測(cè)和圖像分割

  我們得到了黑白圖像,便利我們進(jìn)行邊緣檢測(cè)。在圖像處理過程中,將圖像中灰度值變化比較大的地方,定義為邊緣。利用導(dǎo)數(shù)可以檢測(cè)出像素灰度值的變化,檢測(cè)到邊緣。利用各種不同的算子,我們將圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)?捎玫乃阕佑蠸o-bel算子、拉普拉斯算子、Canny算子等,經(jīng)過對(duì)比我們發(fā)現(xiàn)Canny算子在邊緣檢測(cè)的過程中不會(huì)丟失邊緣,也不會(huì)產(chǎn)生虛假的邊緣,精確度更高。所以我們用Canny算子進(jìn)行邊緣檢測(cè),并利用Canny算子進(jìn)行圖像分割。

  2.5腐蝕膨脹

  在邊緣檢測(cè)后,我們得到的圖像存在邊緣不連續(xù)、內(nèi)部空洞等現(xiàn)象。因此,我們需對(duì)圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理。根據(jù)車輛形態(tài)特點(diǎn),我們使用圖像的腐蝕、膨脹、閉運(yùn)算三種方法。腐蝕是對(duì)圖像高亮度部分的腐蝕和去除,可使渲染比原始渲染有更小的突出區(qū)域。腐蝕可去除圖像中小且無意義的點(diǎn)。膨脹是腐蝕的補(bǔ)運(yùn)算,它是膨脹的高亮度部分的圖像,得到的圖像有一個(gè)更大的突出面積比原始圖像。膨脹可以填補(bǔ)圖像中的內(nèi)部空洞。先膨脹再腐蝕稱為閉運(yùn)算,它可以用來填充物體內(nèi)部的小洞,連接相鄰物體,平滑邊界,且不明顯改變物體的面積。處理后,車輛成了一個(gè)連通的白色圖像,方便接下來的計(jì)數(shù)。

  2.6目標(biāo)計(jì)數(shù)與交通燈時(shí)間控制

  使用matlab工具中提供的bwlable()函數(shù)進(jìn)行處理,通過bwlable()函數(shù)可以計(jì)算出圖片中連通的白色區(qū)域的個(gè)數(shù)。而一幀圖片中連通的白色區(qū)域個(gè)數(shù)即一幀圖片中的車輛數(shù)。在交通燈的使用過程中,我們先設(shè)置一個(gè)時(shí)間K。紅光持續(xù)時(shí)間為R,綠光持續(xù)時(shí)間為G,黃光處理時(shí)間為Y。其中Y+G+R=K。在統(tǒng)計(jì)車流量時(shí),我們將一個(gè)方向上的車流量最大值記為a,另一方向上的車流量最大值記為b。那么根據(jù)公式我們可以將紅燈和綠燈持續(xù)時(shí)間分別調(diào)為:Gx=Ry=k(a/a+b)Gy=Rx=k(b/a+b)由此便實(shí)現(xiàn)了對(duì)交通燈時(shí)間的控制。

  3本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)及創(chuàng)新

  (1)本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新在于根據(jù)監(jiān)控錄像中的信息統(tǒng)計(jì)道路上的車流量,再根據(jù)兩個(gè)方向車流量的不同,按照比例關(guān)系相應(yīng)調(diào)整交通燈的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)。令交通燈的時(shí)間控制變得更為合理高效,起到減緩局部路段擁堵的作用。同時(shí)交通燈的總時(shí)間K也可根據(jù)實(shí)際情況人為地調(diào)整,更加方便高效。

 。2)本設(shè)計(jì)可成為智慧城市的一部分。本設(shè)計(jì)令視頻監(jiān)控系統(tǒng)和交通燈系統(tǒng)協(xié)作,使城市交通規(guī)劃更加合理,居民出行更加舒心,城市生活更加便捷。道路通行信息還可通過網(wǎng)絡(luò)、廣播等形式通知給城市居民,智能地為居民規(guī)劃出行路線。

 。3)本設(shè)計(jì)還可將通行情況上傳至數(shù)據(jù)庫(kù),眾多通行數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中整合、分析?梢钥茖W(xué)地對(duì)交通進(jìn)行宏觀調(diào)控,也可分析出居民的出行方向和人口密集區(qū)域,更好的為居民提供服務(wù)。大數(shù)據(jù)處理使得智能交通管理控制有了更多的方法和可能性。

  4總結(jié)與展望

  本設(shè)計(jì)將圖像信息處理技術(shù)和交通燈的控制結(jié)合起來,為交通燈有計(jì)劃的實(shí)時(shí)控制提供了解決辦法。在科技發(fā)達(dá)的今天,城市生活變得更加智能化。但城市擁堵仍然是城市中存在的難題,我們希望我們的設(shè)計(jì)能夠有效的減輕城市擁堵現(xiàn)象,同時(shí)希望將來會(huì)有更多新技術(shù)用來解決交通擁堵問題。相信不久后,城市擁堵問題會(huì)被徹底解決,出行將變得舒心舒暢。

  參考文獻(xiàn)

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  [5]許成闖.基于視頻的車流量檢測(cè)技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D].南京理工大學(xué),20xx.

控制系統(tǒng)論文13

  摘要:現(xiàn)階段自動(dòng)化技術(shù)開始被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械各個(gè)領(lǐng)域中,它對(duì)提高現(xiàn)代工程機(jī)械集成系統(tǒng)的整體功能性有著重要作用,這也為自動(dòng)化技術(shù)在汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ),確保系統(tǒng)通過自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用為廣大用戶營(yíng)造一個(gè)舒適、安全的駕駛環(huán)境。本文就汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中有關(guān)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)闡述。

  關(guān)鍵詞:自動(dòng)化技術(shù);汽車機(jī)械;控制系統(tǒng);應(yīng)用

  自動(dòng)化技術(shù)作為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中一門全新的學(xué)科,其與人們的生產(chǎn)、生活有著十分緊密的聯(lián)系,這是因?yàn)樽詣?dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以提高傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的智能化水平,所以對(duì)于汽車機(jī)械控制系統(tǒng)來說,自動(dòng)化技術(shù)的合理應(yīng)用具有重要意義。在汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)可以有效提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性,對(duì)于汽車企業(yè)用戶來說,自動(dòng)化技術(shù)可以幫助其進(jìn)一步提高整個(gè)汽車系統(tǒng)的能源利用效率,幫助企業(yè)在新時(shí)期有效實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化及可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。

  一、基于自動(dòng)化技術(shù)的系統(tǒng)功能模塊

  1.傳感器系統(tǒng)

  汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中有關(guān)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,并且基于這一技術(shù)理論使整個(gè)汽車機(jī)械控制系統(tǒng)出現(xiàn)了兩種傳輸通道形式,一種是根據(jù)時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸?shù)耐ǖ佬问,另一種為頻分制的傳輸通道形式。第二種傳輸通道形式在具體應(yīng)用中所傳輸?shù)男盘?hào)具有特定的頻率,所以在具體應(yīng)用中并不會(huì)出現(xiàn)信號(hào)混淆的情況,并且該技術(shù)在具體應(yīng)用中具有電路構(gòu)成簡(jiǎn)單、故障率低等特點(diǎn)。現(xiàn)階段基于自動(dòng)化技術(shù)而成的汽車傳感器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)油溫、車速、干濕度以及距離等數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集,并將其與預(yù)設(shè)的參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)對(duì)比來判斷整個(gè)汽車的實(shí)時(shí)工況,以便于整個(gè)系統(tǒng)可以做出最優(yōu)化的調(diào)整。

  2.中央控制系統(tǒng)

  汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中的中央控制系統(tǒng)是基于微型計(jì)算機(jī)技術(shù)而形成的一種集成系統(tǒng),由于微型計(jì)算機(jī)的接口數(shù)量、功能以及穩(wěn)定性可以滿足多個(gè)不同任務(wù)控制要求,所以汽車中央控制系統(tǒng)在具體應(yīng)用中具有功能多、控制精度高以及速度快等特點(diǎn),所以對(duì)于整個(gè)汽車機(jī)械系統(tǒng)來說該技術(shù)的應(yīng)用可以進(jìn)一步提高其運(yùn)行效率。汽車中央控制系統(tǒng)在運(yùn)行中的主要作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器采集信息數(shù)據(jù)的處理,并且整個(gè)系統(tǒng)還具備自動(dòng)報(bào)警等功能,監(jiān)控設(shè)備在運(yùn)行中一旦判斷整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)異常則會(huì)自動(dòng)報(bào)警,這對(duì)進(jìn)一步提高整個(gè)汽車系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率及安全性有著重要作用。

  3.PLC通信模塊

  現(xiàn)階段PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)開始被廣泛應(yīng)用于汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中,這是因?yàn)樵撓到y(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中采用了STEP7軟件進(jìn)行編制,具備梯形邏輯圖、功能塊圖以及語句編輯等多項(xiàng)功能,并且PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)于不同工作環(huán)境來說具有不同的I/O模塊,所以該系統(tǒng)中通過安裝人機(jī)對(duì)話接口可以進(jìn)一步提高整個(gè)系統(tǒng)的操作性能,以便于用戶可以利用最簡(jiǎn)單的操作方式來完成對(duì)汽車的控制。

  二、自動(dòng)化技術(shù)在汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

  1.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)

  基于自動(dòng)化技術(shù)而成的汽車機(jī)械控制系統(tǒng)為了滿足操作人員對(duì)于工作狀況信息了解的需求,其開發(fā)了數(shù)據(jù)報(bào)表的功能來達(dá)成這一目的,在數(shù)據(jù)傳輸過程中系統(tǒng)可以根據(jù)用戶需求來將數(shù)據(jù)打印成特定報(bào)表,并且提供了多種報(bào)表方式來滿足不同用戶對(duì)該功能的需求,所以其對(duì)進(jìn)一步提高整個(gè)汽車控制系統(tǒng)的便捷性有著重要作用。

  2.故障診斷與排除功能的實(shí)現(xiàn)

  現(xiàn)階段汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中所使用的自動(dòng)化技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而成的,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)人類生產(chǎn)方式全過程的模擬。因此,自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于汽車機(jī)械控制系統(tǒng)來說是一項(xiàng)高度集成的綜合性技術(shù),在工程機(jī)械領(lǐng)域中的具體應(yīng)用不僅可以有效提高其整體生產(chǎn)效率與質(zhì)量,同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)一些突發(fā)狀況的自動(dòng)檢測(cè)與排除,如果汽車機(jī)械控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障,它可以自動(dòng)判斷,并按照相關(guān)預(yù)設(shè)的處理措施進(jìn)行自動(dòng)化處理,避免故障發(fā)生后整個(gè)汽車機(jī)械控制系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行而產(chǎn)生過大的損失,所以對(duì)于企業(yè)來說基于自動(dòng)化技術(shù)而成的汽車機(jī)械控制系統(tǒng)具有更高的經(jīng)濟(jì)性。

  3.安全機(jī)制的設(shè)置

  基于自動(dòng)化技術(shù)而成的汽車機(jī)械控制系統(tǒng)會(huì)預(yù)設(shè)不同等級(jí)的安全機(jī)制,而不同等級(jí)的操作人員也具備不同的權(quán)限,因此,對(duì)于汽車機(jī)械控制系統(tǒng)來說自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的安全性。汽車機(jī)械控制系統(tǒng)為了滿足不同操作人員的工作需求分別設(shè)置了多種不同的密碼等級(jí),只有操作人員的密碼等級(jí)達(dá)到相關(guān)權(quán)限時(shí),他才能查詢所對(duì)應(yīng)的區(qū)域數(shù)據(jù)信息,對(duì)于沒有達(dá)到權(quán)限的操作人員系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)拒絕其訪問請(qǐng)求。

  三、結(jié)語

  對(duì)于汽車機(jī)械控制系統(tǒng)來說,自動(dòng)化技術(shù)具有良好的應(yīng)用前景與綜合效益,這是因?yàn)樽詣?dòng)化技術(shù)對(duì)于提高整個(gè)系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性有著重要作用,并且可以幫助汽車制造企業(yè)通過自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用來獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益。

  參考文獻(xiàn):

  [1]周洋.淺談我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào),20xx(11).

  [2]張桂香,周之光.基于帶切換增益模糊調(diào)節(jié)的滑?刂扑惴ǖ能囕v電液制動(dòng)系統(tǒng)[J].汽車工程,20xx(03).

控制系統(tǒng)論文14

  摘要 :在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中,水資源占據(jù)著重要的地位,他的資源量將很大程度上影響著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度。而隨著近代工業(yè)的崛起,以水資源為代表的各類資源均受到很大程度上的污染,所以對(duì)污水的處理已經(jīng)成為當(dāng)前最突出的問題。本文就自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水

  關(guān)鍵詞:污水處理論文

  引言

  近年來,隨著我國(guó)環(huán)保力度的逐步加大,對(duì)污水的處理上逐漸由點(diǎn)到面,實(shí)行全方位的覆蓋。由于我國(guó)幅員遼闊,各類工廠分布較為分散的狀況給我國(guó)的污水處理增加了難度。而污染的水資源如果處理不當(dāng)而直接排放進(jìn)江海湖泊,不僅給我國(guó)的生活用水帶來影響,也會(huì)阻礙工業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,所以對(duì)污水的處理已經(jīng)成為一件急需解決的問題。電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用,將提高污水處理的效率,為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定一個(gè)良好的發(fā)展平臺(tái)。

  1自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成以及特點(diǎn)

  1.1自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成

  自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成較為復(fù)雜,一般由自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集以及信號(hào)處理等方面的內(nèi)容組成。在進(jìn)行污水處理時(shí),只有這幾個(gè)部分協(xié)調(diào)配合,各盡其能,才能使污水的處理的效果達(dá)到最好。自動(dòng)控制部分主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的運(yùn)行,使得系統(tǒng)在無人控制的情況下,也能夠按照原有設(shè)定的系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行,將人從繁重、危險(xiǎn)的工作中解救出來;數(shù)據(jù)采集部分主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的監(jiān)控,當(dāng)系統(tǒng)屬于運(yùn)行狀態(tài)時(shí),數(shù)據(jù)采集部分能夠?qū)ξ鬯幚淼臓顩r進(jìn)行檢測(cè),保證系統(tǒng)的正常化運(yùn)行;信號(hào)處理部分是對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)異常狀況時(shí),就會(huì)及時(shí)的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù),確保污水處理的效率與質(zhì)量。自動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)整體化的設(shè)施,只有各部分之間相輔相成,才能實(shí)現(xiàn)污水處理的高效化。

  1.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

  從另一種角度而言,自動(dòng)控制系統(tǒng)可以分為軟件和硬件兩部分。這兩部分雖然完全不同,但是卻是缺一不可。為了實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的方便化操作,自動(dòng)控制系統(tǒng)中往往嵌入了目前發(fā)展較為成熟的軟件工程技術(shù)。操作員進(jìn)行操作時(shí),可以結(jié)合軟件的優(yōu)點(diǎn)通過功能圖塊進(jìn)行編程,提高系統(tǒng)操作的便捷性。除此之外,對(duì)于一些較為復(fù)雜的工程項(xiàng)目,可以利用高級(jí)語言完成相關(guān)的數(shù)學(xué)算法,在簡(jiǎn)化項(xiàng)目復(fù)雜程度的同時(shí),可以實(shí)現(xiàn)功能塊的嵌套,優(yōu)化系統(tǒng)的性能。硬件與軟件不同,但是在一定程度上被軟件限制選擇的范圍。通常情況下,一款軟件的集成程度越高、功能越強(qiáng),那么對(duì)硬件的配置要求就越苛刻,污水處理工廠的成本就會(huì)增加。所以在軟件的制作過程中,我們要兼顧硬件的選擇,只有這樣才能在不影響污水處理效率的情況下,節(jié)省開支,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

  2自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀

  隨著科技的發(fā)展,越來越多的設(shè)備處在日新月異的變革之中,設(shè)備的更新周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于歷史上的任何一個(gè)時(shí)期。電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)就屬于其中發(fā)展較快的一類,且從整個(gè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)角度來看,電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)于人類來說具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。然而事實(shí)表明,實(shí)際應(yīng)用的情況并沒有達(dá)到理想的效果,其中存在著較多的缺陷和不足。下面我們就簡(jiǎn)述一下電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中具體應(yīng)用的現(xiàn)狀。

  2.1電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)所采用的檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)精度不理想

  我國(guó)科技發(fā)展不平衡,某些技術(shù)發(fā)展還處于基礎(chǔ)階段,與總體科技水平不相吻合,所以在設(shè)備的配套使用時(shí),往往某方面的落后拖垮了設(shè)備整體的性能。目前我國(guó)的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中,檢測(cè)設(shè)備相當(dāng)不完善,滯后了整體設(shè)備的性能。在電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行污水處理時(shí),很多的檢測(cè)表、儀表由于精度不足,使得系統(tǒng)無法對(duì)突然出現(xiàn)的問題及時(shí)處理,造成了不必要的損失,降低了污水處理的效率,壓縮了經(jīng)濟(jì)效益的空間,從而很大程度上制約了企業(yè)的發(fā)展。而且,如果處理的污水沒有達(dá)到設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)就進(jìn)行排放,那么其中的污染物就會(huì)對(duì)環(huán)境以及相關(guān)生物造成極大的危害,給國(guó)家和人民造成不可估量地財(cái)產(chǎn)損失。

  2.2污水的排放標(biāo)準(zhǔn)太低

  一些廠家進(jìn)行污水處理時(shí)為了擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)效益空間,往往簡(jiǎn)化或者省略水質(zhì)的檢查。近年來,由于我國(guó)環(huán)保部門的監(jiān)控力加強(qiáng),一些企業(yè)、工廠用ORP、DO、PH等進(jìn)行對(duì)水質(zhì)的控制,但是在電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行操作時(shí),如果檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到水質(zhì)尚處于不合格狀態(tài)時(shí),系統(tǒng)接到反饋僅僅只是加長(zhǎng)污水處理的時(shí)間,而并非再一次進(jìn)行污水水質(zhì)的檢測(cè),這樣往往造成處理的污水達(dá)不到預(yù)期的效果就直接排放到環(huán)境中去。

  2.3設(shè)備維護(hù)不到位

  我國(guó)的污水處理工廠為了提高污水處理的效率,減少污水處理的成本,一些污水處理設(shè)備都是從國(guó)外直接購(gòu)買。而這些設(shè)備往往都有維護(hù)要求,只有滿足維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)之后,設(shè)備才能夠更好的工作,使污水的處理效果實(shí)現(xiàn)最大化,但是目前國(guó)內(nèi)工作人員對(duì)這些設(shè)備的了解較少,很難滿足設(shè)備的維護(hù)需求,使得設(shè)備的維護(hù)工作名存實(shí)亡。而且這些設(shè)備的造價(jià)往往十分昂貴,維護(hù)的費(fèi)用也是一筆巨大的開支,嚴(yán)重?cái)D占了工廠的利潤(rùn)空間,使得部分污水處理廠做的不夠到位。

  2.4缺少相關(guān)的專業(yè)性人才

  從相關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看,我國(guó)污水處理行業(yè)員工的能力普遍偏低,往往都是通過簡(jiǎn)單的培訓(xùn)就直接上崗。在這種情況下,如果處理系統(tǒng)一旦出現(xiàn)問題,或者處理設(shè)備需要維護(hù)的時(shí)候,由于缺乏專業(yè)人才,就會(huì)導(dǎo)致污水的處理效果與理想的標(biāo)準(zhǔn)相差較大。

  3自動(dòng)控制系統(tǒng)在今后的改進(jìn)措施與發(fā)展方向

  3.1自動(dòng)控制系統(tǒng)的改進(jìn)措施

  由于污水自動(dòng)控制處理系統(tǒng)與我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀不能夠很好的契合,嚴(yán)重阻礙了污水處理的效率與質(zhì)量,通過對(duì)目前我國(guó)污水處理現(xiàn)狀的分析,對(duì)相關(guān)地方采取一些必要的措施,以提高污水處理的質(zhì)量與效率。3.1.1體改電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)精度在進(jìn)行污水時(shí),我們要保證經(jīng)過處理的污水排放到環(huán)境中時(shí)不會(huì)產(chǎn)生大的危害。然而由于檢測(cè)設(shè)備的精確度有著嚴(yán)重的缺陷,使得污水處理的結(jié)果產(chǎn)生一系列的問題。檢測(cè)設(shè)備搜集數(shù)據(jù)時(shí),因精度問題,往往使得未經(jīng)達(dá)標(biāo)的污水因檢測(cè)不出而被誤排到環(huán)境中,造成了無法挽回的損失。所以,當(dāng)污水處理工廠引進(jìn)新的處理設(shè)備時(shí),一定要注重檢測(cè)設(shè)備的精度問題,只有這樣,才不會(huì)影響處理系統(tǒng)整體的性能。3.1.2提高污水排放標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)際的生產(chǎn)生活中,污水處理標(biāo)準(zhǔn)的過于低化使得污水的處理現(xiàn)狀與理想相差甚大。通過對(duì)污水處理標(biāo)準(zhǔn)的提高,減少污水不達(dá)標(biāo)而被排放的概率,從整體上提高污水處理的效果。3.1.3對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)由于目前我國(guó)大多數(shù)的污水處理工廠都是從國(guó)外直接引進(jìn)設(shè)備,在維護(hù)的問題上存在著多方面的問題。但是只有良好的機(jī)器設(shè)備,才能保證污水處理的效果。所以工廠應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)設(shè)備維護(hù)的重視程度,克服多方面的困難,將設(shè)備維護(hù)的工作落實(shí)到位,為污水的處理結(jié)果提高保障。3.1.4引進(jìn)和培養(yǎng)專業(yè)人才目前我國(guó)的污水處理工作人員基本都是僅僅接受簡(jiǎn)單的培訓(xùn)就直接上崗,缺乏相關(guān)方面的知識(shí),在實(shí)際操作中往往容易產(chǎn)生大的漏洞。尤其是在電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題以及設(shè)備需要維護(hù)時(shí),很難找到相關(guān)方面的專家進(jìn)行指導(dǎo)。所以引進(jìn)和培養(yǎng)專業(yè)人才就顯得十分的重要,他不僅能夠提高我國(guó)污水處理的水平,又能為污水的處理結(jié)果提供保證。

  3.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向

  目前,控制理論向著兩個(gè)方向進(jìn)行發(fā)展,一是在科技飛速發(fā)展的大環(huán)境下,注重某一種方法的研究,將先進(jìn)、成熟的科技技術(shù)應(yīng)用到方法的實(shí)踐中,提高污水處理的效率與質(zhì)量;二是將多種方法結(jié)合使用,相互之間取長(zhǎng)補(bǔ)短,發(fā)揮他們所具有的優(yōu)勢(shì),共同提高污水的處理效果。就目前而言,第二種的發(fā)展趨勢(shì)明顯高于第一種,且已經(jīng)取得了良好的效果。

  4結(jié)語

  自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中占據(jù)著重要的地位,不僅大大的降低了污水處理的成本,而且使得污水處理的效果得到了明顯的改善,創(chuàng)造了良好的社會(huì)效益。筆者通過對(duì)目前我國(guó)污水的現(xiàn)狀進(jìn)行具體分析,提出一系列相關(guān)改進(jìn)的措施,希望在改善污水處理、提高污水處理質(zhì)量方面能所幫助。

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控制系統(tǒng)論文15

  摘要:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先應(yīng)該對(duì)其總體方案進(jìn)行規(guī)劃,搭建好硬件平臺(tái),選擇C/S的通信模式,再設(shè)計(jì)出系統(tǒng)工作的流程,并根據(jù)流程對(duì)系統(tǒng)功能模塊劃分為基于服務(wù)器平臺(tái)的系統(tǒng)管理模塊、分析診斷模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊,以及基于客戶端平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)通信模塊、檢測(cè)資源模塊和檢測(cè)執(zhí)行模塊。最后再對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件程度的數(shù)據(jù)庫(kù)、組件之間的通信、服務(wù)器和客戶端程序分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。

  關(guān)鍵詞:自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng);軟件開發(fā);C/S模型

  中圖分類號(hào):TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(20xx)26-0034-02

  計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與虛擬儀器技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì),因此有必要對(duì)其開發(fā)設(shè)計(jì),特別是系統(tǒng)軟件的開發(fā)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究。

  1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)的總體方案

  1.1 總體結(jié)構(gòu)

  計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)軟件開發(fā),首先需要對(duì)其總體方案的進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。在此,其總體結(jié)構(gòu)采用圖一的組網(wǎng)方式,通過就不同地區(qū)的檢測(cè)設(shè)備用戶端采集其所在的單元對(duì)象的相關(guān)數(shù)據(jù),相關(guān)數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳遞給服務(wù)器,再由服務(wù)器對(duì)用戶數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理后傳遞給相關(guān)用戶。

  系統(tǒng)在自動(dòng)檢測(cè)的過程中,需要整個(gè)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)協(xié)同工作,設(shè)備用戶端負(fù)責(zé)用戶接口處理,同時(shí)控制對(duì)應(yīng)檢測(cè)單元;系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)功能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是檢測(cè)單元,它通過相關(guān)接口與被檢測(cè)單元先連,以此來采集輸入信號(hào),并輸出激勵(lì)信號(hào);檢測(cè)控制系統(tǒng)的核心是服務(wù)器端,它需要對(duì)用戶端收集到的客戶信息進(jìn)行分析處理,并將結(jié)果返回給客戶端;連接客戶端與服務(wù)器端的是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信,這就需要二者支持同一網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,確保在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中能進(jìn)行通信;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)中還有一個(gè)重要的組成部分就是數(shù)據(jù)庫(kù),它用戶儲(chǔ)存用戶信息、設(shè)備信息及檢測(cè)記錄等,由服務(wù)器來進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的讀寫工作。

  1.2 硬件平臺(tái)

  設(shè)計(jì)好整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之后,就要搭建相應(yīng)的硬件平臺(tái)。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)及性能要求,硬件平臺(tái)包括五個(gè)部分:開關(guān)系統(tǒng)、檢測(cè)控制器、檢測(cè)總線、檢測(cè)儀器資源和信號(hào)接口裝置。當(dāng)前,基于PXI和VXI的總線檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)范圍和檢測(cè)能力都得到了很大的拓展。因此,在硬件選擇上通常采用基于PXI總線的NI模塊集成的機(jī)箱檢測(cè)設(shè)備作為主體平臺(tái),再基于該主體平臺(tái)設(shè)計(jì)出對(duì)應(yīng)的公共接口裝置、接口適配器、測(cè)試探筆和探針、UUT即可。

  1.3 通信模式

  在通信模式的選擇上,選擇當(dāng)前最為常見的C/S模式。在C/S通信模式當(dāng)中,不同的計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行不同的功能,實(shí)現(xiàn)不同的用戶與服務(wù)器角色,從而通過服務(wù)器為客戶端的虛擬儀器應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù)。

  2 系統(tǒng)軟工作流程及其功能模塊分析

  2.1 系統(tǒng)軟件工作流程的分析

  計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)對(duì)軟件設(shè)計(jì)的基本要求是安全、可靠、有效、開放、實(shí)時(shí)和可維護(hù)。其軟件的具體工作流程為:第一步,客戶端用戶登錄測(cè)試體系統(tǒng);第二步用戶驗(yàn)證后啟動(dòng)并請(qǐng)求連接遠(yuǎn)程服務(wù)器;第三步,遠(yuǎn)程服務(wù)器連接成功后,用戶即登錄成功;第四步,用戶完成被測(cè)試對(duì)象與測(cè)試設(shè)備的對(duì)應(yīng)接口連接;第五步,用戶配置檢測(cè)激勵(lì)信號(hào)控制系統(tǒng)執(zhí)行相關(guān)的檢測(cè)操作;第六步,系統(tǒng)自動(dòng)將檢測(cè)數(shù)據(jù)通過已經(jīng)連接的網(wǎng)絡(luò)通道傳送給遠(yuǎn)程服務(wù)器;第七步,遠(yuǎn)程服務(wù)器調(diào)用檢測(cè)診斷程序?qū)z測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理;第八步,遠(yuǎn)程服務(wù)器向客戶端返回已經(jīng)做好的數(shù)據(jù)處理結(jié)果;最后,客戶端顯示出檢測(cè)的診斷結(jié)果。該工作流程涉及的主要部分為遠(yuǎn)程服務(wù)器、檢測(cè)用戶端和檢測(cè)設(shè)備,其所需的功能模塊包括服務(wù)器的運(yùn)算模塊、客戶端的檢測(cè)模塊和實(shí)現(xiàn)客戶端與服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)通信模塊。

  2.2 系統(tǒng)軟件功能模塊分析

  根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)的功能需求情況,可以將軟件功能模塊劃分為基于服務(wù)器平臺(tái)的系統(tǒng)管理模塊、分析診斷模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊,以及基于客戶端平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)通信模塊、檢測(cè)資源模塊和檢測(cè)執(zhí)行模塊幾個(gè)部分。

  1) 系統(tǒng)管理模塊

  系統(tǒng)管理模塊包括設(shè)備管理、操作管理、操作人員管理、檢測(cè)任務(wù)管理和檢測(cè)診斷程序管理五個(gè)部分。設(shè)備管理的功能為對(duì)設(shè)備用戶端的配置狀況進(jìn)行記錄,當(dāng)變更和刪除廢除客戶端信息;操作管理的具體功能為接收、分析和診斷用戶的遠(yuǎn)程登錄請(qǐng)求命令,并調(diào)用相關(guān)的程序執(zhí)行對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求命令;操作人員管理的功能是管理系統(tǒng)操作人員的相關(guān)信息;檢測(cè)任務(wù)管理的功能是對(duì)每項(xiàng)分析診斷結(jié)果和檢測(cè)記錄進(jìn)行管理,同時(shí)完成相關(guān)信息在數(shù)據(jù)庫(kù)中的保存;檢測(cè)診斷程序管理的功能為對(duì)檢測(cè)分析診斷程序進(jìn)行管理。

  2) 分析診斷模塊

  分析診斷模塊的主要功能是對(duì)客戶端存在的故障提供在線支持診斷服務(wù),幫助實(shí)現(xiàn)檢測(cè)控制系統(tǒng)的故障定位與隔離,還可以提供對(duì)應(yīng)的專家系統(tǒng)支持功能。

  3) 網(wǎng)絡(luò)通信模塊

  網(wǎng)絡(luò)通信模塊包括網(wǎng)絡(luò)通信的連接和數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收三個(gè)部分。通信連接服務(wù)器與客戶端之間數(shù)據(jù)傳送提供通信通道。數(shù)據(jù)分析與接收除了要具備數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖饔,還要建立緩沖區(qū),數(shù)據(jù)接收時(shí)將用戶端傳送的數(shù)據(jù)放入對(duì)應(yīng)的緩沖區(qū)以等待分析處理;數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí),則將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)發(fā)送到用戶端中。

  4) 檢測(cè)資源模塊

  檢測(cè)資源模塊通過適配器的模塊文件來儲(chǔ)存適配器的描述和信息。用戶能夠?qū)ε渲媚P臀募⑦m配器文件和器件配置文件進(jìn)行修改,同時(shí)處理適配器模型文件,綜合適配器模型中的文件信息,連接數(shù)據(jù)庫(kù),從而完成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)的校驗(yàn)與檢測(cè)工作。

  5) 檢測(cè)執(zhí)行模塊

  檢測(cè)執(zhí)行模塊包括檢測(cè)控制和激勵(lì)信號(hào)配置兩個(gè)部分。檢測(cè)控制負(fù)責(zé)各檢測(cè)系統(tǒng)及其資源的控制,借助于輸入的激勵(lì)信號(hào)采集的輸出響應(yīng)信號(hào)來完成相關(guān)檢測(cè)任務(wù)。激勵(lì)信號(hào)配置的功能則是在軟件平臺(tái)當(dāng)中根據(jù)檢測(cè)任務(wù)對(duì)配置檢測(cè)設(shè)備的激勵(lì)信號(hào)。endprint

  3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

  3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

  計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)中一個(gè)重要組成部分就是數(shù)據(jù)庫(kù),因此對(duì)檢測(cè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是非常重要的。對(duì)此可以采用數(shù)據(jù)庫(kù)VItest管理檢測(cè)控制信息。當(dāng)中包括的信息表格包括設(shè)備信息表、用戶信息表和服務(wù)程序列表。如用戶信息表應(yīng)該包含用戶標(biāo)識(shí)ID、用戶名、密碼、注冊(cè)時(shí)間、真實(shí)姓名和用戶類型六個(gè)字段。系統(tǒng)需要維護(hù)用戶登錄退出和增減用戶等信息。

  3.2 組件之間的通信實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)

  系統(tǒng)組件之間的通信可以采用DSTP協(xié)議來完成,它支持多種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,因此可以根據(jù)不同的URL來按段不同的協(xié)議。數(shù)據(jù)收發(fā)通信是相互獨(dú)立,因此可以只分析某一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的設(shè)計(jì)。

  3.3 服務(wù)器設(shè)計(jì)

  服務(wù)器程序的設(shè)計(jì)包括多線程的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)中可能面臨同時(shí)處理多個(gè)用戶的請(qǐng)求,因此需要采用并發(fā)處理的方式來解決多任務(wù)的工作方式,并發(fā)處理比循環(huán)處理的執(zhí)行效率更高,響應(yīng)速度更快。VI服務(wù)器利用并發(fā)處理方式可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理和用戶管理等功能,其主要的線程包括處理用戶請(qǐng)求線程、服務(wù)程序管理線程、設(shè)備管理線程、連接用戶客戶端、初始化VI服務(wù)器。線程之間通過內(nèi)存交換參數(shù)來完成通訊,多線程間的同步工作則由事件觸發(fā)來控制實(shí)現(xiàn)。

  多線程的實(shí)現(xiàn)需要完成四個(gè)功能:初始化系統(tǒng);建立通信連接,等待登錄;驗(yàn)證用戶身份;根據(jù)請(qǐng)求分配對(duì)應(yīng)的處理線程。

  3.4 客戶端設(shè)計(jì)

  根據(jù)檢測(cè)控制系統(tǒng)的功能特點(diǎn)及需求情況,客戶的程序采用多線程技術(shù)的方式來進(jìn)行設(shè)計(jì)。它能夠確保不同的激勵(lì)信號(hào)的同時(shí)輸入、采集及完成數(shù)據(jù)通信?蛻舳顺绦虻墓ぷ髁鞒虨椋河脩舻卿洝矸蒡(yàn)證→系統(tǒng)控制界面→選擇對(duì)應(yīng)的程序(包括用戶管理、遠(yuǎn)程連接、信號(hào)采集、模擬輸入、模擬輸出、信號(hào)配置和結(jié)果發(fā)布)。在面板設(shè)計(jì)上,可以利用多面板的人機(jī)界面,這樣可以確保操作界面的簡(jiǎn)潔方便。同時(shí)各功能VI的動(dòng)態(tài)載入則采用LabVIEW的SubPanel方法節(jié)點(diǎn),這樣可以降低系統(tǒng)的內(nèi)存占用,從而提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

  客戶端程序主要包括激勵(lì)信號(hào)配置VI模塊、響應(yīng)信號(hào)采集VI模塊、用戶登錄VI模塊和用戶管理VI模塊四個(gè)模塊設(shè)計(jì)。激勵(lì)信號(hào)配置VI模塊采用條件結(jié)構(gòu)和事件結(jié)構(gòu)的程度設(shè)計(jì),用戶能夠通過系統(tǒng)的信號(hào)配置面板來修改激勵(lì)信號(hào)的相關(guān)參數(shù);響應(yīng)信號(hào)采集VI模塊通過電流電壓測(cè)量程序、模擬信號(hào)測(cè)量程序、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集程序和信號(hào)采集程度五個(gè)模塊分別對(duì)靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,這五個(gè)模塊程序之間相互獨(dú)立;用戶登錄VI模塊是獨(dú)立功能的一個(gè)模塊,它將信息儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中,只要訪問用戶信息數(shù)據(jù)庫(kù)就能完成對(duì)用戶身份的驗(yàn)證,如果驗(yàn)證值為真,則可以登錄啟動(dòng)系統(tǒng);用戶管理VI模塊采用的條件結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計(jì),主要用于增加用戶、刪除用戶、密碼修改等用戶信息的管理。

  4 結(jié)束語

  計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先應(yīng)該對(duì)其總體方案進(jìn)行規(guī)劃,搭建好硬件平臺(tái),選擇C/S的通信模式,再設(shè)計(jì)出系統(tǒng)工作的流程,并根據(jù)流程對(duì)系統(tǒng)功能模塊劃分為基于服務(wù)器平臺(tái)的系統(tǒng)管理模塊、分析診斷模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊,以及基于客戶端平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)通信模塊、檢測(cè)資源模塊和檢測(cè)執(zhí)行模塊。最后再對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件程度的數(shù)據(jù)庫(kù)、組件之間的通信、服務(wù)器和客戶端程序分別進(jìn)行設(shè)計(jì),檢測(cè)控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)完成后還需要對(duì)其進(jìn)行測(cè)量,通?梢圆捎貌ㄐ挝募臏y(cè)量方式來進(jìn)行。

  參考文獻(xiàn):

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