控制系統(tǒng)論文精選(九篇)
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第1篇：控制系統(tǒng)論文范文
1．1樣機單體結(jié)構(gòu)
單體樣機主要由開溝器、種箱、排種器、步進(jìn)電機、覆土器、仿形機構(gòu)和地輪、模擬輪(用來模擬拖拉機前輪，測量機具前進(jìn)速度)，以及機架和手柄(用來代替拖拉機頭，提供前進(jìn)的動力)等組成。試驗時，將磁鋼均勻地貼在模擬輪上，開關(guān)型霍爾傳感器安裝在正對磁鋼的位置，用以測量播種機的前進(jìn)速度。另外，為了獲得相對準(zhǔn)確的機組前進(jìn)速度，應(yīng)將盡可能多的磁鋼貼在拖拉機前輪上。
1．2控制原理及系統(tǒng)組成控制系統(tǒng)的作業(yè)原理
利用霍爾傳感器采集拖拉機的行進(jìn)速度，獲得的速度信號經(jīng)傳感器內(nèi)部電路處理后輸送給單片機;單片機根據(jù)輸入的株距計算處理后得到應(yīng)輸送給步進(jìn)電機驅(qū)動器的脈沖數(shù)，從而使步進(jìn)電機轉(zhuǎn)速與拖拉機前進(jìn)速度保持一致，以達(dá)到均勻排種的目的。該控制系統(tǒng)主要由單片機模塊、無線傳輸模塊、人機交流模塊及驅(qū)動模塊等組成。由于單片機具有體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、功耗低、控制功能強及安裝方便等優(yōu)點，故本方案采用了深圳宏晶推出的新一代超強抗干擾、高速、低功耗的STC89C52RC單片機，其片內(nèi)帶8kB的ROM和512Byte的RAM，與傳統(tǒng)的8051單片機完全兼容。考慮到拖拉機駕駛室和排種裝置之間存在一定距離，采用有線傳輸會使控制線路變得較為復(fù)雜。為簡化線路和增強系統(tǒng)的抗干擾性，本設(shè)計決定采用兩個單片機控制單元，一個裝在拖拉機駕駛室里邊，另一個安裝在排種器附近，兩個控制模塊之間采用NRF24L01+芯片進(jìn)行信息的傳輸。主機模塊主要完成機組前進(jìn)速度的采集及人機交流等功能，從機模塊主要實現(xiàn)對排種器轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)?？紤]到播種機作業(yè)過程可能需要因維修保養(yǎng)、故障排除等原因而臨時停車、地頭提升轉(zhuǎn)彎及運輸狀態(tài)等實際情況(在這些條件下顯然排種器不能繼續(xù)轉(zhuǎn)動，否則會導(dǎo)致種子的無效排種，浪費種子)，在單片機控制步進(jìn)電機時，必須考慮鎮(zhèn)壓輪是否著地。為了解決此問題，該控制系統(tǒng)在鎮(zhèn)壓輪的底部安裝了一個行程開關(guān)接在控制系統(tǒng)電路中，只有當(dāng)排種裝置落下時，開關(guān)閉合，控制系統(tǒng)才開始工作。
2系統(tǒng)控制硬件設(shè)計
該控制系統(tǒng)主要由機組作業(yè)速度檢測模塊、人機對話模塊、電機驅(qū)動電路模塊及無線傳輸模塊等組成。
2．1機組作業(yè)速度檢測模塊
目前對機組作業(yè)速度的測量常用到的方法有3種:增量式光碼盤脈沖個數(shù)測速、電磁式轉(zhuǎn)速傳感器測速和開關(guān)型霍爾傳感器測速。
1)增量式光碼盤脈沖測速，雖測量精確度高，但成本也高;同時，由于播種機的工作路況復(fù)雜，對傳感器的磨損較大，導(dǎo)致使用壽命較低，性價比不高。
2)電磁式傳感器相比較增量式光碼盤傳感器，優(yōu)點是其結(jié)構(gòu)簡單、成本較低;缺點是響應(yīng)頻率不高、抗電磁波干擾能力差、可靠性不高。
3)開關(guān)型霍爾轉(zhuǎn)速傳感器測速較以上兩種傳感器具有以下優(yōu)點:一是抗電磁波干擾能力強;二是轉(zhuǎn)速的快慢不會影響到輸出信號的電壓幅值，即使轉(zhuǎn)速過慢的情況下也能正常工作;三是可以適應(yīng)復(fù)雜多變的田間作業(yè)環(huán)境，且結(jié)構(gòu)簡單，方便安裝與維修。因此，經(jīng)過綜合比較和分析，選用開關(guān)型霍爾轉(zhuǎn)速傳感器實現(xiàn)測速功能。其由穩(wěn)壓電源及霍爾元件。放大器、施密特觸發(fā)器、輸出晶體管組成。信號經(jīng)芯片內(nèi)部處理電路后，得到一個單片機可以識別的穩(wěn)定數(shù)字電壓信號。
2．2人機對話模塊設(shè)計
為方便駕駛員與精量播種機控制系統(tǒng)之間的雙向信息交換，該控制軟件設(shè)計了人機交互對話系統(tǒng)。人機交互對話系統(tǒng)主要是指人與計算機系統(tǒng)之間實現(xiàn)信息的交流。本文所設(shè)計的人機交互對話系統(tǒng)是通過DMT80600T080－09W型號的觸摸顯示屏實現(xiàn)的，機手不僅可以直接通過觸摸屏輸入要求的株距，而且也可查看播種狀況。其采用基于K600+內(nèi)核的DGUS軟件，具有功能強大和連接線路簡單等優(yōu)點，僅需連接4條數(shù)據(jù)線即可實現(xiàn)與單片機的信息交流．3電機驅(qū)動排種電路設(shè)計系統(tǒng)利用步進(jìn)電機作為播種驅(qū)動機構(gòu)，單片機控制步進(jìn)電機的電路連接如圖5所示。該控制系統(tǒng)選用的是具有步進(jìn)頻率高、無低頻共振現(xiàn)象、反應(yīng)速度快等優(yōu)點的57BYGH250C混合式兩相步進(jìn)電機。其扭矩為1．7N•m，步矩角為1．8°。由于單片機不能直接驅(qū)動步進(jìn)電機工作，需與步進(jìn)電機驅(qū)動器配合使用才能控制步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)動。因此，本文采用2M542細(xì)分型高性能步進(jìn)電機驅(qū)動器，其細(xì)分?jǐn)?shù)可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定。
2．4無線傳輸模塊設(shè)計
該控制系統(tǒng)采用型號為NRF24L01+的芯片來完成信息的無線傳輸，具有低功耗、傳輸速率快及抗干擾能力強等優(yōu)點。NRF24L01+是一款工作在2．4～2．5GHz的全球開放ISM頻段免許可證使用的單片無線收發(fā)器芯片，其輸出功率頻道選擇和協(xié)議的設(shè)置可以通過SPI接口完成。另外，由于NRF24L01+的工作電壓為3．3V，因此在與單片機連接時需在電路中串聯(lián)一個1kΩ的電阻。
3系統(tǒng)控制軟件設(shè)計
整個系統(tǒng)采用模塊化編程，主要由初始化模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊及顯示模塊等組成。
4試驗與結(jié)論
4．1試驗
為了驗證該控制系統(tǒng)的可行性和可靠性，對單體樣機進(jìn)行了前期的室內(nèi)試驗和數(shù)據(jù)采集，并把實際粒距與理想粒距做對比，根據(jù)JB/T10293－2001中國家對精密播種機技術(shù)條件的相關(guān)規(guī)定，玉米株距誤差在50%以內(nèi)都是符合要求的。本文設(shè)定的株距為20cm，則只要實測株距分布在［10cm，30cm］之間即可。看出種子的分布情況較為理想，由此可證明本控制系統(tǒng)是可行的。
4．2結(jié)論
1)該智能控制系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)播種機的排種控制方式，實現(xiàn)了電機驅(qū)動下排種速度與拖拉機作業(yè)速度的自我匹配，避免了因為地輪滑移帶來的播種株距不穩(wěn)定問題，實現(xiàn)了排種器轉(zhuǎn)速的計算機自動控制。且由于該系統(tǒng)由電機直接驅(qū)動排種器，減少了中間環(huán)節(jié)，簡化了傳動系統(tǒng)，提高了傳動精度，有效地保證了播種株距的一致性。
第2篇：控制系統(tǒng)論文范文
制冷空調(diào)產(chǎn)品檢測裝置是檢測和衡量制冷空調(diào)產(chǎn)品的質(zhì)量的方便易行的手段以及為產(chǎn)品開發(fā)研究提供精準(zhǔn)的試驗數(shù)據(jù)的無可替代的工具。制冷空調(diào)檢測控制統(tǒng)是指基于焓差法的試驗方法稱之為風(fēng)側(cè)式空調(diào)測試和在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中的水測量熱計法的標(biāo)準(zhǔn)之下的為水側(cè)測試，對所要檢測的空調(diào)設(shè)備進(jìn)行綜合性能檢測以及處理的半智能型控制系統(tǒng)。由于本系統(tǒng)具有優(yōu)先使用頻繁、耗電量相比其他系統(tǒng)要大以及對檢測裝置的節(jié)能設(shè)計和人性化要求愈來愈高。制冷空調(diào)產(chǎn)品檢測裝置控制系統(tǒng)水平的高低,檢測裝置的測量精確度和裝置的穩(wěn)定程度取決于系統(tǒng)的精確控制上，同時也是試驗裝置技術(shù)所代表的先進(jìn)水平的非常重要的標(biāo)志之一。本文將就在制冷空調(diào)產(chǎn)品過程中可能以及必不可少出現(xiàn)的空氣處理裝置及空調(diào)，不方便進(jìn)行遠(yuǎn)程操作的冷水處理機組和在冬天以最優(yōu)工況運行二十四小時制冷較為困難的問題作優(yōu)化設(shè)計。
2制冷空調(diào)產(chǎn)品檢測裝置控制系統(tǒng)的基本工作原理
2.1系統(tǒng)組成
此檢測控制系統(tǒng)由包括空氣處理機、空氣取樣裝置以及風(fēng)量測量裝置等在內(nèi)的測試間一和由僅包括空氣處理機和空氣取樣裝置在內(nèi)的測試間二，加上兩個測試間相互連通的水路系統(tǒng)共同組成。在實際測試中根據(jù)被測類型選擇測試間。
2.2空調(diào)檢測系統(tǒng)的調(diào)控
制冷空調(diào)一二分別用于模擬室內(nèi)環(huán)境，為制冷空調(diào)工作的室內(nèi)環(huán)境的提供相應(yīng)的操作條件。制冷空調(diào)設(shè)備調(diào)整室內(nèi)和室外溫度，電加熱線圈提供熱源，并可自動調(diào)整室內(nèi)和室外的電氣環(huán)境加熱量和加濕量。兩試驗間室內(nèi)和室外的溫度和濕度的控制，連接兩個測試水調(diào)節(jié)系統(tǒng)是通過冷水機組與電加熱裝置，恒溫箱提供同時提供冷水溫度和水箱，從而保證水箱的恒定熱源的提供，并通過調(diào)控恒溫水箱各種加熱強度及三通閥開度的大小來控制被檢測制冷空調(diào)進(jìn)出水的溫度。
2.3檢測系統(tǒng)測量和計算
根據(jù)GB/T7725-1996的要求，被檢測的制冷空調(diào)稱為單元式風(fēng)冷空調(diào)機，需實時記錄室內(nèi)溫度的基本數(shù)據(jù)，濕度和入口和出口之間的壓差試驗室。根據(jù)國標(biāo)的規(guī)定，如果被檢測的制冷空調(diào)為風(fēng)冷式進(jìn)水流量和水側(cè)出口水溫必須由冷水機組、風(fēng)機盤管機組提供。根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，通過計算機實時監(jiān)測得出的被檢測制冷空調(diào)的電功率和能效比，冷量和熱量等檢測參數(shù)。
3制冷空調(diào)檢測系統(tǒng)的原理
為了實現(xiàn)機器的溫度和入口和出口溫度調(diào)節(jié)靈活，控制方案如下所述：通過可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController，PLC）控制被測機器、空氣處理機、風(fēng)冷冷水機、水泵等設(shè)備的開啟和停止，然后實時壓力，溫度采集系統(tǒng)，系統(tǒng)的流量信號，通過計算機實時監(jiān)測數(shù)據(jù)和計算與制冷空調(diào)試驗，冷卻能力和設(shè)備，操作系統(tǒng)電源狀態(tài)，設(shè)備，能源效率比系統(tǒng)流量測試標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。
4控制系統(tǒng)優(yōu)化方案
現(xiàn)階段制冷空調(diào)產(chǎn)品性能實驗裝置測控系統(tǒng)的特點有：控制精度高，自動化程度高，抗干擾能力強，工況穩(wěn)定性好，性能價格比高。此階段制冷空調(diào)產(chǎn)品性能試驗裝置的測控系統(tǒng)的各個部分之間已不再是相互獨立的，而是通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊總線互相協(xié)助共同完成試驗操作。
4.1系統(tǒng)的無干擾切換控制
控制系統(tǒng)優(yōu)化方案：對控制系統(tǒng)的出廠標(biāo)準(zhǔn)配置的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制功能增加，和雙向操作無擾動切換，為了實現(xiàn)這種設(shè)想，在空氣處理器的控制系統(tǒng)和冷水機組的標(biāo)準(zhǔn)配置可用于增加遠(yuǎn)程啟停控制點。即將遠(yuǎn)程設(shè)備停止、開啟信號引入PLC系統(tǒng)進(jìn)行控制。
4.2為解決冬季制冷連續(xù)運行24h的方案
控制系統(tǒng)優(yōu)化方案：在寒冷的冬季制冷運行時，由于空氣處理機組，風(fēng)冷冷水機組冷凝溫度太低，造成機組停機保護(hù)，從而破壞試驗條件下的操作。因此，自動監(jiān)測和冷凝液的溫度調(diào)節(jié)是通過增加操作裝置實現(xiàn)的，傳感器、壓力變送器等。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，冷凝風(fēng)機連接到逆變器，在壓縮冷凝機組吸氣壓力加壓力變送器的測量點，操作者雙手套百分比轉(zhuǎn)換一套冷凝壓力值，使用內(nèi)置的PID調(diào)節(jié)功能的逆變器，逆變器的輸出調(diào)整，為了保證冷凝壓力值設(shè)置范圍。
4.3結(jié)果與分析
系統(tǒng)無擾動切換控制的實現(xiàn)，節(jié)省人員成本，是由機器來完成安裝，只需要一個操作者管理可以安全方便的設(shè)備操作和維護(hù)工作。并且線路簡化，設(shè)備的運行故障率比較低，線路維護(hù)以及檢修的工作量大大減少。有時與觸摸屏結(jié)合使用，不僅可省卻按鈕、指示燈，節(jié)約空間，還具有動態(tài)的顯示系統(tǒng)流程及主要參數(shù)，以及指導(dǎo)操作、記錄故障等功能。冷凝溫度的自動監(jiān)測和調(diào)控，不僅全面解決寒冷的冬季運行24小時制冷問題，通過變頻器的使用，可以在非滿負(fù)荷運行，節(jié)約用電，以達(dá)到節(jié)能的目的。
5結(jié)語
第3篇：控制系統(tǒng)論文范文
系統(tǒng)采用以單片機為核心，設(shè)計控制電路，構(gòu)成控制系統(tǒng)。除單片機外，系統(tǒng)還包括紅外檢測模塊，光照檢測模塊，報警聲光模塊，以及照明設(shè)備控制模塊。將教室劃分4個區(qū)域，分別由4個熱釋紅外線傳感器模塊監(jiān)測，為單片機提供每個區(qū)域是否有人作業(yè)的信息。當(dāng)探測到某個區(qū)域有人作業(yè)時，啟動光照強度檢測，以判斷是否開啟照明設(shè)備，若需開起照明設(shè)備，在根據(jù)光照強弱來調(diào)節(jié)燈照亮度，提高教室的照明。
2硬件設(shè)計系統(tǒng)
硬件包括電源，單片機AT89C51，熱釋紅外線傳感器模塊，光照檢測電路，照明設(shè)備控制電路，警示電路六個部分。
2.1單片機選型與基本電路ATMEL公司的AT89C51芯片指令集和芯片引腳與Intel公司的8051兼容；具有4KB片內(nèi)在系統(tǒng)可編程Flash程序存儲器，128字節(jié)片內(nèi)隨機讀寫存儲器（RAM）；4個準(zhǔn)通用輸入輸出口；2個16位定時/計數(shù)器；6個中斷源，2級優(yōu)先級；1個全雙工串行通信接口；時鐘頻率可達(dá)33MHz。上電自動復(fù)位電路中上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實現(xiàn)的。單片機的RST復(fù)位引腳是高電平有效的，高電平有效的持續(xù)時間應(yīng)為24個振蕩周期以上。
2.2紅外檢測模塊熱釋紅外線傳感器通過檢測人體輻射的紅外能量，而感應(yīng)人體，它具有靈敏度高，體積小，抗干擾能力強等特點，因此迅速得到了廣泛的應(yīng)用。它由敏感單元，阻抗變換和濾光窗三個部分組成。熱釋電紅外人體傳感器的結(jié)構(gòu)決定了它只對溫度變化敏感，當(dāng)環(huán)境溫度變化時，做在同一硅晶片上的兩個溫度敏感單元所產(chǎn)生的及形象感，能量相等的光電流在內(nèi)部回路中相互抵消，傳感器無信號輸出。HR-SR501是基于紅外線技術(shù)的自動頭設(shè)計，靈敏度高，可靠性強，超低電壓工作模式。當(dāng)人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸出高電平，人離開感應(yīng)范圍則自動延時關(guān)閉高電平，輸出低電平。
2.3光照檢測電路光敏電阻是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的，在光的作用下，其電阻值一般隨光照增強而減小。隨光照減弱而增大。利用光敏電阻的這一特性，可以制作各種光控開關(guān)等電子電路。RP和R2組成分壓器，當(dāng)RP隨著光照的變化而改變阻值時，其分壓器輸出的電壓也隨之改變，然后將這個變化的電壓送到ADC0832進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換送到單片機進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，用以確定自然光照的強度來作為照明設(shè)備強弱調(diào)節(jié)的依據(jù)。
2.4照明設(shè)備控制電路該電路的功能是依據(jù)單片機發(fā)出的指令完成對照明設(shè)備的控制。由于該電路是利用單片機的弱電信號控制市電，需要將強弱電隔離，避免強電串入弱電而損壞單片機及電路。采用光耦和可控硅配合控制照明設(shè)備，能夠有效解決電壓隔離的問題。MOC3041內(nèi)部含有過零檢測電路，當(dāng)輸入引腳1輸入15mA的電流，輸出端6引腳、4引腳之間的電壓稍過零時，內(nèi)部雙向晶閘管導(dǎo)通，觸發(fā)外部晶閘管導(dǎo)通，當(dāng)MOC3041輸入引腳輸入電流為0時，內(nèi)部雙向晶閘管關(guān)斷，從而外部晶閘管也關(guān)斷，其調(diào)光控制電路如圖5所示：
2.5聲光報警電路聲光報警模塊的功能是發(fā)出響亮的報警聲和引人注意的燈光提示。一般簡單的蜂鳴器即可完成聲音報警功能，通過單片機控制蜂鳴器每次鳴叫時間，發(fā)出短促的報警聲，引起有關(guān)人員注意。燈光報警電路應(yīng)產(chǎn)生閃爍的有顏色的燈光，這樣的電路對環(huán)境產(chǎn)生明顯的影響才可以引起注意。
3軟件設(shè)計
第4篇：控制系統(tǒng)論文范文
PLC的運轉(zhuǎn)十分穩(wěn)定，在保證高速率的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，還能夠保持安全可靠的性能，它還具備十分強大的兼容功能，結(jié)構(gòu)以模塊的形式存在，能夠根據(jù)需要進(jìn)行靈活的重組，程序十分簡單明了，功能更加豐富，可以很容易的實現(xiàn)各種形式的遠(yuǎn)程操作。PLC從本質(zhì)上來講屬于計算機系統(tǒng)的范疇，只是由于其能夠很好的連接到工業(yè)中，實現(xiàn)通過傳輸數(shù)據(jù)指令進(jìn)行生產(chǎn)控制，所以使得這一系統(tǒng)的能夠發(fā)揮出巨大的功效，隨著其應(yīng)用范圍的不斷擴大，逐漸建立起了可靠地控制系統(tǒng)。PLC是以程序控制器為基礎(chǔ)，并通過對微機控制器的科學(xué)應(yīng)用衍生出來的一種計算機技術(shù)，隨著人們在自動化領(lǐng)域投入的不斷加大，研究腳步的不斷深入，這一系統(tǒng)得到了極大程度的簡化，變得更加微型化，不僅如此，還開始向著更加個人化的開放性網(wǎng)絡(luò)控制的方向發(fā)展，能夠?qū)崿F(xiàn)各種形式、各種領(lǐng)域的控制。盡管它的功能十分強大，但是依舊存在著很多薄弱環(huán)節(jié)，舉例來講，經(jīng)過長時間的使用之后，系統(tǒng)所產(chǎn)生的勞損將會直接導(dǎo)致繼電器產(chǎn)生觸點電弧，如果情況嚴(yán)重，將會使得系統(tǒng)對于指令的執(zhí)行出現(xiàn)偏差，這將對生產(chǎn)造成嚴(yán)重負(fù)面影響。
2探究PLC的可靠性
盡管PLC系統(tǒng)能夠很好地與工業(yè)生產(chǎn)相融合，并在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮出強大的作用，有著很強的穩(wěn)定性。但是如果受到特定條件的限制和影響，極有可能產(chǎn)生極其強烈的電磁波干擾，影響到程序的運算，使系統(tǒng)產(chǎn)生錯誤的操作指令，最終致使PLC的運轉(zhuǎn)出現(xiàn)偏差。想要使得PLC控制系統(tǒng)變得更加可靠，應(yīng)該從多個角度、多個方面、多個環(huán)節(jié)強化控制，才能夠使其抗干擾能力得到系統(tǒng)性的提高。
2.1信號傳輸中斷
首先機械設(shè)備發(fā)生故障會影響到信號的傳輸，出現(xiàn)中斷現(xiàn)象，從而使得自動控制系統(tǒng)不能夠接收到正確的指令，整個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)出現(xiàn)停滯，自動控制系統(tǒng)發(fā)揮不出作用，無法對數(shù)據(jù)進(jìn)行程序運算，難以執(zhí)行系統(tǒng)發(fā)出的指令；其次如果觸點沒能夠保證與接線嚴(yán)密的接觸，這就會使得數(shù)據(jù)的傳輸出現(xiàn)中斷，無法順利到達(dá)數(shù)據(jù)庫，這樣一來數(shù)據(jù)就失去價值，不能夠通過收集整理，來為決策提供科學(xué)的數(shù)據(jù)參考，同時也無法形成相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計；最后在信號傳輸出現(xiàn)中斷的情況下，會導(dǎo)致機械出現(xiàn)觸點抖動的現(xiàn)象，盡管相關(guān)的防御系統(tǒng)已經(jīng)十分的完善，但是還是會受到系統(tǒng)掃描周期的限制，使得指令在計數(shù)累加的情況下出現(xiàn)偏差。還有各個閥門不能夠正常的開閉，使系統(tǒng)運轉(zhuǎn)處于混亂狀態(tài)，最終導(dǎo)致系統(tǒng)呈現(xiàn)出極大的不穩(wěn)定性。
2.2PLC在干擾下無法正常執(zhí)行指令
當(dāng)PLC受到干擾，指令傳輸就會出現(xiàn)故障，最終使得指令不能夠得到標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；當(dāng)控制變頻器在啟動的過程中出現(xiàn)故障，附帶的電機無法正常運行；PLC無法對數(shù)字信號進(jìn)行專業(yè)的處理，控制負(fù)載不能夠得到妥善的解決。這些都是故障存在的原因，只有將這些問題有效的解決，系統(tǒng)才能夠變得更加安全可靠。當(dāng)PLC系統(tǒng)需要在高強度電磁干擾下正常運轉(zhuǎn)和工作時，只能通過多線路分開供電的方式將動力電源與控制電源分離，如果條件允許，還可以利用具備屏蔽和隔離功能的變壓器來完成供電，在線路構(gòu)思時，應(yīng)該在功率設(shè)置時就留有一定的余地，并運用穩(wěn)壓電源進(jìn)行外接供電。
3從設(shè)計方案探究PLC控制系統(tǒng)可靠性
在信息技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)今社會中，人們?yōu)榱耸沟蒙罡虞p松，開始了對自動化的極力追逐，通過人們不懈努力，PLC系統(tǒng)已經(jīng)從功能上實現(xiàn)了階段性的優(yōu)化，不僅能夠?qū)?shù)字指令儲存起來，使得整個控制流程集成化、模式化，還通過增添模擬量處理等附加功能實現(xiàn)運動以及過程的多方面控制。
3.1完善PLC報警系統(tǒng)
在對報警系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時，通過加入設(shè)計性的故障，以此來測試報警系統(tǒng)，當(dāng)故障出現(xiàn)時，會通過文字的提示了解到發(fā)生的故障類型，故障的具置會顯示在工藝流程圖的指示燈上，為了避免指示燈故障影響到對機械運轉(zhuǎn)狀況正常的了解，還設(shè)置了專門的故障測試系統(tǒng)，當(dāng)這一系統(tǒng)運行時，全部故障指示燈都會被點亮。為了將過去隱藏著的問題干凈徹底的清除，應(yīng)該加大人力、物力的投入力度，將相關(guān)的關(guān)鍵線路和重點環(huán)節(jié)進(jìn)行仔細(xì)的核查。將指示燈分布在控制柜上，根據(jù)指示燈判斷機械的運轉(zhuǎn)是否正常。在這種情況下，要進(jìn)行明確的界限劃分，將指示燈在相對應(yīng)的位置分布，當(dāng)故障發(fā)生時能夠?qū)ο嚓P(guān)崗位上的主管人員起到及時的警示作用，方便責(zé)任人進(jìn)行及時的應(yīng)對，保證機械正常運轉(zhuǎn)。
3.2強化PLC信號傳輸強度
確定相關(guān)的開關(guān)能夠正常的閉合，保證變壓器的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)短路影響到信號傳輸，除此之外還能夠避免接觸不良的出現(xiàn)。加強PLC系統(tǒng)中分析系統(tǒng)的建設(shè)，使得信號在傳輸之后能夠在數(shù)額方面得到體現(xiàn)，同時也能夠在時長中得到體現(xiàn)，將各項指標(biāo)的平均水平展示在主界面，通過模塊建設(shè)使得分析功能更加多樣化，不僅能夠進(jìn)行流向分析，還能夠?qū)崿F(xiàn)時段分析。
4結(jié)語
第5篇：控制系統(tǒng)論文范文
發(fā)電廠電氣設(shè)備DCS控制系統(tǒng)是發(fā)電廠電氣設(shè)備與DCS控制系統(tǒng)相結(jié)合的一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有很多獨特的地方。通常而言發(fā)電廠電氣設(shè)備DCS控制系統(tǒng)是開放的，該系統(tǒng)中的相關(guān)模塊可以比較簡單地進(jìn)行連接和拆卸。發(fā)電廠電氣設(shè)備DCS控制系統(tǒng)同時也比較可靠，主要是由于該系統(tǒng)是數(shù)字化的，對于信號進(jìn)行了量化。就發(fā)電廠電氣設(shè)備DCS控制系統(tǒng)的功能而言，該系統(tǒng)能夠十分成功地解決各種控制任務(wù)，同時由于該系統(tǒng)采用分散收集信息、集中反饋和處理的方式，使其能夠同時實現(xiàn)多功能控制。此外，發(fā)電廠電氣設(shè)備DCS控制系統(tǒng)十分靈活，處理信號和任務(wù)的方式可以采用多種方式。
二、發(fā)電廠電氣設(shè)備引入DCS控制系統(tǒng)的目的
發(fā)電廠電氣設(shè)備DCS控制系統(tǒng)近年來已經(jīng)在諸多發(fā)電廠建立起來，現(xiàn)電廠在進(jìn)行電氣設(shè)備控制時引入DCS控制系統(tǒng)有很多目的，其中最主要的目的有三個方面。其一是為了對整個發(fā)電廠的電氣設(shè)備進(jìn)行集中控制，使得各個部分的控制與監(jiān)測實現(xiàn)自動化，讓工作人員的工作量減少。其二是為了提高控制系統(tǒng)在控制發(fā)電廠的電氣設(shè)備時的準(zhǔn)確性，DCS控制系統(tǒng)本身的數(shù)字化體系可以使得信號比較可靠。其三是為了加強發(fā)電場控制系統(tǒng)對于整個電廠運行的監(jiān)測與控制，實現(xiàn)真正意義上的自動化運行，大大提高了電廠的控制效率。除了以上三個方面外，發(fā)電廠引進(jìn)該系統(tǒng)大多數(shù)是出于安全性考慮自動化運行減少了人員的使用，降低了安全事故發(fā)生的幾率，增強了工作人員的安全系數(shù)。
三、發(fā)電廠電氣設(shè)備DCS控制系統(tǒng)實現(xiàn)方式
1.回路監(jiān)視、報警功能的實現(xiàn)回路監(jiān)視、報警功能是整個發(fā)電廠正常運行的安全保障，在DCS控制系統(tǒng)中該功能的實現(xiàn)主要是依靠繼電器、開關(guān)、數(shù)字顯示屏，采用HWJ和TWJ繼電器來進(jìn)行監(jiān)控體系的信號轉(zhuǎn)換。使用開關(guān)按鈕連接在顯示屏上的控制按鈕來實現(xiàn)電路的切換與開斷。數(shù)字顯示屏是整個監(jiān)視與報警功能實現(xiàn)方式的重大改變，大大減少了光電顯示牌的使用，使得信號向數(shù)字化轉(zhuǎn)變，并將所有監(jiān)視信號和報警信號集中顯示在顯示屏上，使得工作人員在觀測發(fā)電廠運行狀況時能夠做到足不出戶而知“天下事”。通過以上三個方向的調(diào)整與改造，形成了一個完整的監(jiān)視和報警數(shù)字化控制體系。設(shè)備實時控制功能的實現(xiàn)方式發(fā)電廠的電氣設(shè)備的實時控制功能的實現(xiàn)主要是依靠數(shù)字化的信號處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)將所有與控制有關(guān)的參數(shù)諸如：水壓、氣壓、溫度、流量、功率等進(jìn)行了直接的量化。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比該系統(tǒng)不再使用各類儀表來進(jìn)行參數(shù)轉(zhuǎn)化，直接的量化的數(shù)字參數(shù)能夠使得控制操作更加簡單易行。通過這些量化的數(shù)字可以在整個電廠的局域控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任一地點針對某一控制對象進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。同時在自動控制方面該系統(tǒng)進(jìn)行了邏輯優(yōu)化，設(shè)立一系列的邏輯條件來對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，只有相關(guān)參數(shù)到達(dá)閥值時，才會進(jìn)行自動控制。
2.發(fā)電機組的勵磁系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)等的實現(xiàn)方式發(fā)電廠電氣設(shè)備DCS控制系統(tǒng)在處理勵磁系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)這些與發(fā)電廠安全運行相關(guān)的系統(tǒng)時，將這些系統(tǒng)與其他系統(tǒng)分離開來，使得這些系統(tǒng)在極端情況下仍然能夠正常地傳送信號到DCS系統(tǒng)終端上，使得工作人員能夠?qū)ν话l(fā)狀況進(jìn)行及時地了解與處理。在勵磁系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間需要一個同步系統(tǒng)來確保所有信號的一致性和統(tǒng)一性，而這個同步系統(tǒng)使得發(fā)電廠并網(wǎng)時熱電控制系統(tǒng)和勵磁系統(tǒng)能夠統(tǒng)一起來。其他相關(guān)功能的實現(xiàn)方式總體而言發(fā)電廠電氣設(shè)備DCS控制系統(tǒng)在處理其他諸如汽量監(jiān)測、發(fā)電機的啟停的功能時，大量減少了儀表的使用，基本上就保留了幾塊最基本的儀表，其余的的參數(shù)都采用數(shù)顯的方式來表示。同時一種新型的功能集成型控制系統(tǒng)已經(jīng)問世，該系統(tǒng)能夠使得汽量監(jiān)測所需要的線路大為簡化，使得該系統(tǒng)的安全性大幅度提升。在發(fā)電機的啟停過程中該系統(tǒng)避免了人員操作所引起的諸如電弧傷人之類的事故，該系統(tǒng)形成了一套完整的數(shù)字化控制啟停的程序，通過該程序可以處理各種突發(fā)狀況和實現(xiàn)人員操作無法進(jìn)行的功能。自動化的啟停使得發(fā)電機的啟停不再是一個危險的操作過程。
四、結(jié)語
第6篇：控制系統(tǒng)論文范文
對電力客戶的用電負(fù)荷進(jìn)行實時監(jiān)控，為電力營銷的客戶服務(wù)提供準(zhǔn)確的信息數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)的主要組成部分是監(jiān)控中心計算機、負(fù)荷控制終端和控制管理軟件。負(fù)荷控制終端對客戶的負(fù)荷的電表抄收數(shù)據(jù)和負(fù)荷參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)控中心利用計算機網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控電力客戶的用電負(fù)荷，控制管理軟件將數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫，并對處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算整理，提供給營銷中心和客戶服務(wù)中心。
2負(fù)荷控制管理系統(tǒng)在電力計量中的功能
2.1管理功能
利用負(fù)荷控制管理系統(tǒng)能夠編制供電公司實施負(fù)荷控制的具體方案，該系統(tǒng)中的電子制表功能可自動打印各個時期的報表。
2.2負(fù)荷控制功能
主要作用是以手動或自動方式對控制中心的跳閘、合閘進(jìn)行定時操作，并控制輸送電能的功率，定時控制電能的投入和解除。此外，還能夠?qū)ο到y(tǒng)中單獨的負(fù)荷控制終端的功率數(shù)值、控制時段、電能的定值進(jìn)行設(shè)置和調(diào)整。
2.3數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計功能
能夠?qū)Σ煌╇姷貐^(qū)的累計使用電力進(jìn)行統(tǒng)計，對客戶關(guān)聯(lián)表計的三相不平衡率進(jìn)行分析，統(tǒng)計異常停電的時間、次數(shù)，對電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和供電質(zhì)量進(jìn)行分析，并分析出現(xiàn)異常狀況的原因、供電運行中的潛在風(fēng)險和電力計量裝置中出現(xiàn)的故障。
2.4通訊功能
將每個負(fù)荷控制終端的信息數(shù)據(jù)與負(fù)荷控制中心的信息數(shù)據(jù)交換，交換上下級負(fù)荷控制中心的數(shù)據(jù)信息。
2.5用電異常監(jiān)測和警示功能
一旦電力客戶出現(xiàn)用電異常的情況，系統(tǒng)控制終端就會對異常信息進(jìn)行分析診斷，并及時向系統(tǒng)主站提供警報。常見的用電異常情況包括電表或計量柜被異常開啟、電表固定參數(shù)設(shè)置異常改變、電流回路或電壓接錯線等。
2.6其他功能
系統(tǒng)在調(diào)試時能夠與終端進(jìn)行互動通話，監(jiān)督配電網(wǎng)中各類電氣設(shè)備的分閘、合閘操作情況和設(shè)備運行情況。
3負(fù)荷控制管理系統(tǒng)在電力計量中的具體應(yīng)用
3.1數(shù)據(jù)采集功能的具體應(yīng)用
負(fù)荷控制管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集功能在電力計量中的應(yīng)用范圍十分廣，該功能的實現(xiàn)依靠將公共無線通信數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)和短信通信相結(jié)合。應(yīng)用數(shù)據(jù)采集功能應(yīng)遵循如下要點：第一，保證在采集數(shù)據(jù)時，在多線程同時發(fā)送的通信調(diào)度管理基礎(chǔ)之上，完整實現(xiàn)對多樣采集服務(wù)器的均衡負(fù)載機制；第二，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時，除了配置必要通道，還應(yīng)配置兩個以上的備用通道，并保證備用通道實現(xiàn)負(fù)載均衡的自動化，提高數(shù)據(jù)采集的精準(zhǔn)和效率；第三，系統(tǒng)定時對遠(yuǎn)距離的抄錄數(shù)據(jù)進(jìn)行采集時，要確保合理劃分采集的時間間隔，對數(shù)據(jù)的抄錄要按照實際情況制定科學(xué)的抄表方案，確保采集數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)；第四，負(fù)荷控制管理系統(tǒng)的負(fù)荷控制中心主站計算機與負(fù)荷控制終端進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時，要采用數(shù)據(jù)壓縮的算法，為數(shù)據(jù)通信的安全穩(wěn)定提供保障。將負(fù)荷控制管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊實際應(yīng)用到電力計量中，一般包括兩個項目。第一，每日負(fù)荷曲線項目，對電力計量裝置在每天特定時間內(nèi)用電現(xiàn)場的各種負(fù)荷變量進(jìn)行記錄，這些變量數(shù)據(jù)包括平均功率、有功功率和無功功率。負(fù)荷控制中心分析這些采集到的數(shù)據(jù)信息，然后對電能的使用加以控制。第二，故障數(shù)據(jù)記錄項目，記錄電流超過負(fù)荷、電流過壓或失壓、斷相、掉線等故障情況的數(shù)據(jù)，并且要對故障發(fā)生的起止時間和問題的詳細(xì)描述進(jìn)行記錄。
3.2負(fù)荷控制功能的具體應(yīng)用
負(fù)荷控制管理系統(tǒng)的負(fù)荷控制功能主要通過按電能控制、按功率控制和自動控制三種方式來實現(xiàn)。按電能控制：負(fù)荷控制管理系統(tǒng)中的負(fù)荷控制中心能夠?qū)崟r監(jiān)控用電現(xiàn)場的電能使用狀況，一旦用電使用量達(dá)到設(shè)置定值的80%，控制中心就會馬上對負(fù)荷控制終端發(fā)送警報信號，終端接收到該信號之后就會自動實施負(fù)荷控制。按功率控制：負(fù)荷控制中心實時監(jiān)控用電現(xiàn)場的用電功率，當(dāng)用電功率超過設(shè)置值時，負(fù)荷控制中心自動向控制終端發(fā)出警報，終端就會對超負(fù)荷電量使用進(jìn)行控制。如果功率降到了設(shè)定值以下或負(fù)荷控制解除，負(fù)荷控制中心也會相應(yīng)撤銷對負(fù)荷終端的控制。自動控制：在負(fù)荷控制中心設(shè)定的時期內(nèi)，如果負(fù)荷未能被控制在設(shè)置值范圍之內(nèi)，負(fù)荷控制終端就會自動發(fā)送跳閘指令，執(zhí)行跳閘操作。跳閘結(jié)束之后，電量的定值會被重新設(shè)置，此時負(fù)荷控制終端會自動執(zhí)行合閘操作，完成自動控制負(fù)荷的任務(wù)。
4結(jié)語
第7篇：控制系統(tǒng)論文范文
[關(guān)鍵詞]數(shù)控系統(tǒng)伺服電機直接驅(qū)動
中圖分類號：TP2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671－7597(2008)0820116－01
近年來，伺服電機控制技術(shù)正朝著交流化、數(shù)字化、智能化三個方向發(fā)展。作為數(shù)控機床的執(zhí)行機構(gòu)，伺服系統(tǒng)將電力電子器件、控制、驅(qū)動及保護(hù)等集為一體，并隨著數(shù)字脈寬調(diào)制技術(shù)、特種電機材料技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制技術(shù)的進(jìn)步，經(jīng)歷了從步進(jìn)到直流，進(jìn)而到交流的發(fā)展歷程。本文對其技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢作簡要探討。
一、數(shù)控機床伺服系統(tǒng)
（一）開環(huán)伺服系統(tǒng)。開環(huán)伺服系統(tǒng)不設(shè)檢測反饋裝置，不構(gòu)成運動反饋控制回路，電動機按數(shù)控裝置發(fā)出的指令脈沖工作，對運動誤差沒有檢測反饋和處理修正過程，采用步進(jìn)電機作為驅(qū)動器件，機床的位置精度完全取決于步進(jìn)電動機的步距角精度和機械部分的傳動精度，難以達(dá)到比較高精度要求。步進(jìn)電動機的轉(zhuǎn)速不可能很高，運動部件的速度受到限制。但步進(jìn)電機結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低，且其控制電路也簡單。所以開環(huán)控制系統(tǒng)多用于精度和速度要求不高的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機床。
（二）全閉環(huán)伺服系統(tǒng)。閉環(huán)伺服系統(tǒng)主要由比較環(huán)節(jié)、伺服驅(qū)動放大器，進(jìn)給伺服電動機、機械傳動裝置和直線位移測量裝置組成。對機床運動部件的移動量具有檢測與反饋修正功能，采用直流伺服電動機或交流伺服電動機作為驅(qū)動部件?？梢圆捎弥苯影惭b在工作臺的光柵或感應(yīng)同步器作為位置檢測器件，來構(gòu)成高精度的全閉環(huán)位置控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的直線位移檢測器安裝在移動部件上，其精度主要取決于位移檢測裝置的精度和靈敏度，其產(chǎn)生的加工精度比較高。但機械傳動裝置的剛度、摩擦阻尼特性、反向間隙等各種非線性因素，對系統(tǒng)穩(wěn)定性有很大影響，使閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)安裝調(diào)試比較復(fù)雜。因此只是用在高精度和大型數(shù)控機床上。
（三）半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的工作原理與全閉環(huán)伺服系統(tǒng)相同，同樣采用伺服電動機作為驅(qū)動部件，可以采用內(nèi)裝于電機內(nèi)的脈沖編碼器，無刷旋轉(zhuǎn)變壓器或測速發(fā)電機作為位置/速度檢測器件來構(gòu)成半閉環(huán)位置控制系統(tǒng)，其系統(tǒng)的反饋信號取自電機軸或絲桿上，進(jìn)給系統(tǒng)中的機械傳動裝置處于反饋回路之外，其剛度等非線性因素對系統(tǒng)穩(wěn)定性沒有影響，安裝調(diào)試比較方便。機床的定位精度與機械傳動裝置的精度有關(guān)，而數(shù)控裝置都有螺距誤差補償和間隙補償?shù)软椆δ?，在傳動裝置精度不太高的情況下，可以利用補償功能將加工精度提高到滿意的程度。故半閉環(huán)伺服系統(tǒng)在數(shù)控機床中應(yīng)用很廣。
二、伺服電機控制性能優(yōu)越
（一）低頻特性好。步進(jìn)電機易出現(xiàn)低速時低頻振動現(xiàn)象。交流伺服電機不會出現(xiàn)此現(xiàn)象，運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能，可檢測出機械的共振點，便于系統(tǒng)調(diào)整。
（二）控制精度高。交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。例如松下全數(shù)字式交流伺服電機，對于帶17位編碼器的電機而言，驅(qū)動器每接收217=131072個脈沖電機轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當(dāng)量為360°/131072=9.89秒。是步距角為1.8°的步進(jìn)電機的脈沖當(dāng)量的1/655。
（三）過載能力強。步進(jìn)電機不具有過載能力，為了克服慣性負(fù)載在啟動瞬間的慣性力矩，選型時需要選取額定轉(zhuǎn)矩比負(fù)載轉(zhuǎn)矩大很多的電機，造成了力矩浪費的現(xiàn)象。而交流伺服電機具有較強的過載能力，例如松下交流伺服系統(tǒng)中的伺服電機的最大轉(zhuǎn)矩達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩的三倍，可用于克服啟動瞬間的慣性力矩。
（四）速度響應(yīng)快。步進(jìn)電機從靜止加速到額定轉(zhuǎn)速需要200～400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的速度響應(yīng)較快，例如松下MSMA400W交流伺服電機，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速僅需幾毫秒。
（五）矩頻特性佳。步進(jìn)電機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)矩會急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300～600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為2000RPM或3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩。
三、伺服電機控制展望
（一）伺服電機控制技術(shù)的發(fā)展推動加工技術(shù)的高速高精化。80年代以來，數(shù)控系統(tǒng)逐漸應(yīng)用伺服電機作為驅(qū)動器件。交流伺服電機內(nèi)是無刷結(jié)構(gòu)，幾乎不需維修，體積相對較小，有利于轉(zhuǎn)速和功率的提高。目前交流伺服系統(tǒng)已在很大范圍內(nèi)取代了直流伺服系統(tǒng)。在當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)中，交流伺服取代直流伺服、軟件控制取代硬件控制成為了伺服技術(shù)的發(fā)展趨勢。由此產(chǎn)生了應(yīng)用在數(shù)控機床的伺服進(jìn)給和主軸裝置上的交流數(shù)字驅(qū)動系統(tǒng)。隨著微處理器和全數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的計算速度大大提高，采樣時間大大減少。硬件伺服控制變?yōu)檐浖欧刂坪?，大大地提高了伺服系統(tǒng)的性能。例如OSP-U10/U100網(wǎng)絡(luò)式數(shù)控系統(tǒng)的伺服控制環(huán)就是一種高性能的伺服控制網(wǎng)，它對進(jìn)行自律控制的各個伺服裝置和部件實現(xiàn)了分散配置，網(wǎng)絡(luò)連接，進(jìn)一步發(fā)揮了它對機床的控制能力和通信速度。這些技術(shù)的發(fā)展，使伺服系統(tǒng)性能改善、可靠性提高、調(diào)試方便、柔性增強，大大推動了高精高速加工技術(shù)的發(fā)展。
另外，先進(jìn)傳感器檢測技術(shù)的發(fā)展也極大地提高了交流電動機調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)性能和定位精度。交流伺服電機調(diào)速系統(tǒng)一般選用無刷旋轉(zhuǎn)變壓器、混合型的光電編碼器和絕對值編碼器作為位置、速度傳感器，其傳感器具有小于1μs的響應(yīng)時間。伺服電動機本身也在向高速方向發(fā)展，與上述高速編碼器配合實現(xiàn)了60m/min甚至100m/min的快速進(jìn)給和1g的加速度。為保證高速時電動機旋轉(zhuǎn)更加平滑，改進(jìn)了電動機的磁路設(shè)計，并配合高速數(shù)字伺服軟件，可保證電動機即使在小于1μm轉(zhuǎn)動時也顯得平滑而無爬行。
（二）交流直線伺服電機直接驅(qū)動進(jìn)給技術(shù)已趨成熟。數(shù)控機床的進(jìn)給驅(qū)動有“旋轉(zhuǎn)伺服電機＋精密高速滾珠絲杠”和“直線電機直接驅(qū)動”兩種類型。傳統(tǒng)的滾珠絲杠工藝成熟加工精度較高，實現(xiàn)高速化的成本相對較低，所以目前應(yīng)用廣泛。使用滾，珠絲杠驅(qū)動的高速加工機床最大移動速度90m/min，加速度1.5g。但滾珠絲杠是機械傳動，機械元件間存在彈性變形、摩擦和反向間隙，相應(yīng)會造成運動滯后和非線性誤差，所以再進(jìn)一步提高滾珠絲杠副移動速度和加速度比較難了。90年代以來，高速高精的大型加工機床中，應(yīng)用直線電機直接驅(qū)動進(jìn)給驅(qū)動方式。它比滾珠絲杠驅(qū)動具有剛度更高、速度范圍更寬、加速特性更好、運動慣量更小、動態(tài)響應(yīng)性能更佳，運行更平穩(wěn)、位置精度更高等優(yōu)點。且直線電機直接驅(qū)動，不需中間機械傳動，減小了機械磨損與傳動誤差，減少了維護(hù)工作。直線電機直接驅(qū)動與滾珠絲杠傳動相比，其速度提高30倍，加速度提高10倍，最大達(dá)10g，剛度提高7倍，最高響應(yīng)頻率達(dá)100Hz，還有較大的發(fā)展余地。當(dāng)前，在高速高精加工機床領(lǐng)域中，兩種驅(qū)動方式還會并存相當(dāng)長一段時間，但從發(fā)展趨勢來看，直線電機驅(qū)動所占的比重會愈來愈大。種種跡象表明，直線電機驅(qū)動在高速高精加工機床上的應(yīng)用已進(jìn)入加速增長期。
參考文獻(xiàn)：
[1]《交流伺服電機控制技術(shù)的研究》，中國測試技術(shù)，鄭列勤，2006.5.
第8篇：控制系統(tǒng)論文范文
對變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的研究開始于上世紀(jì)七十年代。七十年代到九十年代主要研究VAV空調(diào)系統(tǒng)的能耗問題，通過與定風(fēng)量系統(tǒng)(CAV)與常規(guī)的風(fēng)機盤管系統(tǒng)的能耗比較來改善VAV空調(diào)系統(tǒng)。相對CAV空調(diào)系統(tǒng)而言，VAV空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)量和送風(fēng)再熱量都有較大變化，較低的風(fēng)機能耗及制冷負(fù)荷更加符合節(jié)能要求，對風(fēng)機采用有效的調(diào)控措施，降低風(fēng)機能耗是提高VAV空調(diào)系統(tǒng)能效的重要方法。通過對送風(fēng)靜壓的監(jiān)測實現(xiàn)對送風(fēng)量的控制，送風(fēng)機的變頻調(diào)速與DDC控制相結(jié)合是這一時期VAV空調(diào)系統(tǒng)研究的主要方向，變頻調(diào)速與變靜壓控制的有機結(jié)合使VAV空調(diào)系統(tǒng)具有了更大的節(jié)能空間。
2 變風(fēng)量空調(diào)(VAV)系統(tǒng)控制發(fā)展
VAV空調(diào)系統(tǒng)的控制方式的發(fā)展大體上經(jīng)歷了三個階段：第一個階段，80年代開發(fā)并實際投入使用的定靜壓定溫度控制形式；第二個階段，90年代前中期開發(fā)并實際運用的定靜壓變溫度控制形式；第三個階段，90年代后期開發(fā)并實際運用的變靜壓變溫度控制形式，在此階段同時并存的還有總風(fēng)量控制形式，已運用于實踐。
目前，VAV空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)成為歐美發(fā)達(dá)國家集中空調(diào)系統(tǒng)的主流模式。進(jìn)入九十年代后，能源危機的緊迫使得日本對國內(nèi)七十年代以前建設(shè)的中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行改建或重建，將原有的定風(fēng)量系統(tǒng)改造為變風(fēng)量系統(tǒng)，并加大了對VAV空調(diào)控制系統(tǒng)的研究力度，形成了自己的控制模式及標(biāo)準(zhǔn)。目前，在我國發(fā)達(dá)地區(qū)新建公建項目中采用VAV空調(diào)系統(tǒng)者已占到較大比例。
我國雖然在VAV空調(diào)系統(tǒng)的理論研究上取得了不小的成績，但具體到實踐上與國外同類研究還有不小的差距，由于VAV空調(diào)系統(tǒng)真正在國內(nèi)大范圍得以推廣使用的時間還很短，缺少實踐經(jīng)驗，加之該控制技術(shù)相對復(fù)雜，控制環(huán)節(jié)多，尤其是對VAV空調(diào)系統(tǒng)控制部件的復(fù)雜性還存在研究上的困難，關(guān)鍵部件還需國外產(chǎn)品支持，另外價格較高、實際工程效果不理想等客觀原因也阻礙了VAV空調(diào)系統(tǒng)的推廣使用。
3 變風(fēng)量空調(diào)(VAV)系統(tǒng)末端控制與裝置
VAV空調(diào)系統(tǒng)的控制機理并不是很復(fù)雜，末端送風(fēng)裝置是實現(xiàn)變風(fēng)量功能的關(guān)鍵，而選擇何種控制系統(tǒng)并與末端送風(fēng)裝置進(jìn)行有機結(jié)合是整個VAV空調(diào)系統(tǒng)最重要的環(huán)節(jié)之一。VAV空調(diào)系統(tǒng)并非是簡單地在定風(fēng)量系統(tǒng)上加裝可調(diào)變速風(fēng)機及末端裝置，它還包括由多個控制回路所組成的控制系統(tǒng)，要保證VAV空調(diào)系統(tǒng)運行隨著空調(diào)負(fù)荷變化而進(jìn)行相應(yīng)改變就必須依靠自動控制系統(tǒng)。變風(fēng)量控制系統(tǒng)的主要作用是：自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)送風(fēng)量以適應(yīng)房間空調(diào)負(fù)荷變化；通過相對獨立的控制單元分別實現(xiàn)對不同房間、不同功能區(qū)域的不同溫度參數(shù)要求；能夠根據(jù)負(fù)荷變化自動調(diào)節(jié)送風(fēng)主機的運行頻率以降低空調(diào)系統(tǒng)運行能耗，實現(xiàn)節(jié)能目的。
目前在過程控制領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的控制器是常規(guī)PID(比例，積分，微分)控制器，簡單、穩(wěn)定性好、可靠性高等特點使其對于線性定常的控制是非常有效的，一般都能夠得到比較滿意的控制效果，至今在全世界的過程控制中有84％的控制器仍是PID控制器，VAV系統(tǒng)末端裝置也大多采用PID)控制器。
PID控制以其巧妙的構(gòu)思和良好的控制效果一度成為應(yīng)用最廣泛，實現(xiàn)最簡單的控制策略。PID控制理論內(nèi)涵給人們留下了較大的研究空間，關(guān)于PID參數(shù)自整定的方法也相繼問世，但隨著控制理論及應(yīng)用范圍的不斷發(fā)展，控制對象也日趨復(fù)雜，有些系統(tǒng)的過程模型難以建立，并且具有高度的非線性、時變性；比如VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的時變控制，因此傳統(tǒng)的PID控制策略就顯露了它的不足。雖然研究人員試圖通過簡化控制算法或采取優(yōu)化集合控制等來解決這一不足，但效果并不很理想。
基于PID控制所存在的問題，相關(guān)研究人員根據(jù)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的特點結(jié)合控制技術(shù)在不斷改進(jìn)PID控制算法的基礎(chǔ)上積極尋找其它更為高級的控制方式，通過實踐，逐步將最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制、模糊控制及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等智能化控制手段應(yīng)用于VAV空調(diào)系統(tǒng)的控制實踐。
隨著控制技術(shù)、空調(diào)技術(shù)的發(fā)展以及將二者相結(jié)合運用于建筑系統(tǒng)的發(fā)展趨勢來看，VAV空調(diào)系統(tǒng)控制技術(shù)從最初的定靜壓控制到變靜壓控制再到后來直接數(shù)字控制、總風(fēng)量控制再到智能化控制已經(jīng)取得了很大的發(fā)展，其中清華大學(xué)有關(guān)學(xué)者提出的總風(fēng)量控制法具有一定影響，該方法不采用靜壓送風(fēng)量，而是根據(jù)壓力無關(guān)型VAV空調(diào)系統(tǒng)末端裝置的設(shè)定風(fēng)量來確定系統(tǒng)送風(fēng)總量并據(jù)此計算出送風(fēng)風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，從而對送風(fēng)量進(jìn)行控制。他們通過對總風(fēng)量控制法與定靜壓控制法、變靜壓控制法的節(jié)能效果比較，認(rèn)為雖然總風(fēng)量控制法的節(jié)能效果雖不如變靜壓控制法，但因其沒有壓力控制環(huán)節(jié)，所以運行穩(wěn)定性很好。另外，還有學(xué)者通過分析變VAV空調(diào)系統(tǒng)的局部控制，利用其送風(fēng)末端裝置風(fēng)閥的開度作為各空調(diào)區(qū)域相關(guān)負(fù)荷的指示信號，提出送風(fēng)靜壓優(yōu)化控制方法。
4 變風(fēng)量空調(diào)(VAV)控制系統(tǒng)模型
VAV空調(diào)系統(tǒng)主要應(yīng)用于大中型建筑物，它是全空氣空調(diào)系統(tǒng)與控制技術(shù)相結(jié)合并不斷發(fā)展的產(chǎn)物。與常規(guī)的全空氣空調(diào)系統(tǒng)相比，VAV空調(diào)系統(tǒng)最主要的特點就是在每個空調(diào)房間的送風(fēng)管處設(shè)置一個VAV空調(diào)系統(tǒng)末端裝置(VAV Box)，該末端裝置的主要功能部件是一個風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門或末端調(diào)速風(fēng)機。
在總風(fēng)量控制下的VAV系統(tǒng)中, 當(dāng)室內(nèi)溫空器實時監(jiān)測到實際溫度超出設(shè)定溫度時，通過A／D轉(zhuǎn)換將溫差信號由各分支饋線傳輸給末端裝置控制器，并同時將信號傳輸給VAV系統(tǒng)主控制器。通過對信號的比較處理，改變送風(fēng)主機運行頻率，改變送風(fēng)量。而末端裝置通過調(diào)整閥門開度或風(fēng)機轉(zhuǎn)速來控制進(jìn)入房間的送風(fēng)量，進(jìn)而實現(xiàn)對各個房間的溫度控制。末端裝置的風(fēng)量調(diào)節(jié)是通過其自身的控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的，最簡單的控制方式就是根據(jù)比較房間內(nèi)實際溫度值與設(shè)定溫度值之間的差值來調(diào)節(jié)末端裝置的風(fēng)閥開度。但這種控制也存在一些問題：當(dāng)某個房間達(dá)到設(shè)定溫度而相應(yīng)末端裝置風(fēng)閥開度保持穩(wěn)定時，由于其它房間末端裝置響應(yīng)相應(yīng)空調(diào)狀況而做出調(diào)整時就會影響整個VAV空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)壓力，進(jìn)而改變已調(diào)整穩(wěn)定的房間末端裝置，而空調(diào)負(fù)荷的熱惰性又致使末端裝置不會立刻進(jìn)行調(diào)整性動作，等房間空調(diào)負(fù)荷交得較大并出現(xiàn)溫度波動時，末端裝置才采取動作，而動作的結(jié)果又反過來影響其它房間末端裝置的控制效果。這樣一種以動態(tài)響應(yīng)為主連續(xù)參量、多環(huán)節(jié)的控制方式來保證環(huán)境溫度與設(shè)定溫度相一致是很困難的，其中任何一個環(huán)節(jié)年問題都會導(dǎo)致運行出現(xiàn)故障或是令系統(tǒng)功能大打折扣。比如，在送風(fēng)管道上選擇檢測點的位置如何，能否準(zhǔn)確代表系統(tǒng)送風(fēng)狀況，是否失真，再比如送風(fēng)管道異常漏風(fēng)時，還有，假如信號抗電磁干擾能力差等都會導(dǎo)致系統(tǒng)送風(fēng)紊亂，送風(fēng)主機運行頻率異常，原有送風(fēng)平衡被破壞，甚至無法進(jìn)行系統(tǒng)運行調(diào)整等等問題。
第9篇：控制系統(tǒng)論文范文
1.1PLC的控制過程PLC實現(xiàn)控制的過程一般有以下幾個步驟：（1）輸入刷新。（2）運行用戶程序。（3）輸出刷新。（4）再輸入刷新。（5）再運行用戶程序。（6）再輸出刷新。系統(tǒng)不斷反復(fù)循環(huán)運行，在運行的同時系統(tǒng)會作公共處理，包括循環(huán)時間監(jiān)控、外設(shè)服務(wù)及通信處理等。
1.2PLC的控制方式不同的PLC的控制方式不盡相同，主要有開關(guān)量的邏輯控制、模擬量控制、運動控制、過程控制等四種控制方式。
2PLC通信網(wǎng)絡(luò)
從通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域和功能來看,通信網(wǎng)絡(luò)可分為工控管理級網(wǎng)絡(luò)(如ETHERNET)、控制級網(wǎng)絡(luò)(如CON儀OLNET、MODBUSPLUS等)、現(xiàn)場設(shè)備級網(wǎng)絡(luò)(如現(xiàn)場總線)和遠(yuǎn)程I/O。
2.1工控管理級網(wǎng)絡(luò)為了滿足企業(yè)級的管理需求，該層網(wǎng)絡(luò)主要,提供實時、高速、大容量的數(shù)據(jù)交換,與企業(yè)各管理部門互連,為企業(yè)MIS提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),依據(jù)上層決策實施控制系統(tǒng)的優(yōu)化工作。以西門子的SINECL1為例，其主要功能為PLC及其與上位機間的互連。連接設(shè)備有PLC和PC，以同軸電纜，光纖為介質(zhì)，節(jié)點是1024，速率為10Mbps?？刂频木嚯x分為兩種，同軸電纜是1500m或者光纖是4600m。而且以總線型為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。工控管理網(wǎng)及其發(fā)展特點有：開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、光纖介質(zhì)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活、高速性、WEB技術(shù)支持。
2.2控制網(wǎng)絡(luò)與工控管理級網(wǎng)絡(luò)相比，控制網(wǎng)絡(luò)具有明顯的兩大特點：第一是控制網(wǎng)絡(luò)主要用于生產(chǎn)設(shè)備的控制，對生產(chǎn)過程的狀態(tài)檢測、監(jiān)視與控制；第二是控制網(wǎng)絡(luò)要求具備實時性、安全性和可靠性，數(shù)據(jù)傳輸量一般較小。以西門子的SINECL1為例，雖然以總線型為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但是其主要功能為PLC間互連。連接設(shè)備有PLC，以雙絞線為介質(zhì)，節(jié)點是僅僅為31，速率為9.6kbPs?？刂频木嚯x只有50km?？刂萍壘W(wǎng)絡(luò)及其發(fā)展具有的特點：通信速率更高、網(wǎng)絡(luò)范圍更廣、結(jié)構(gòu)靈活、介質(zhì)簡單、擴展性更好。與工控管理網(wǎng)、現(xiàn)場設(shè)備級網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。
2.3現(xiàn)場設(shè)備級網(wǎng)絡(luò)在該層網(wǎng)絡(luò)中，是需要應(yīng)用現(xiàn)場總線的，現(xiàn)場總線是計算機技術(shù)、通信技術(shù)、儀表技術(shù)以及控制技術(shù)高度集成起來的一種全數(shù)字化、串行、雙向、多站的通信網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)場總線也是當(dāng)前控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。功能是PLC與現(xiàn)場設(shè)備的互連,在當(dāng)前PLC產(chǎn)品的現(xiàn)場總線中,西門子的PROFIBUS和A一B廠家的的DEVICENET是應(yīng)用較為廣泛的。
2.4遠(yuǎn)程I/O遠(yuǎn)程I/O作為很早推出的通信技術(shù),它向高速率、高可靠性的方向發(fā)展,同時也向分布式I/O方向發(fā)展。SIEMENS公司的S7系列就是具有分布式I/O的能力。
3結(jié)論
