自動控制系統(tǒng)精選(九篇)

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第1篇：自動控制系統(tǒng)范文

【關(guān)鍵詞】電氣；自動控制；控制方式

中圖分類號：TM92文獻標識碼A文章編號1006-0278（2013）06-183-01

一、概述

一個理想的控制系統(tǒng)，在其控制過程中應(yīng)始終使被控量等于給定值。但是，由于系統(tǒng)中儲能元件的存在以及能源功率的限制，使得運動部件的加速度受到限制，其速度和位置難以瞬時變化。所以，當(dāng)給定值變化時，被控量不可能立即等于給定值，而需要經(jīng)過一個過渡過程，即瞬態(tài)過程。所謂瞬態(tài)過程就是指系統(tǒng)受到外加信號作用后，被控量隨時間變化的全過程。瞬態(tài)過程可以反映系統(tǒng)內(nèi)在性能的好壞，而常見的評價系統(tǒng)優(yōu)劣的性能指標也是從瞬態(tài)過程定義出來的。對系統(tǒng)性能的基本要求有三個方面：穩(wěn)定性、快速性、準確性。

自動控制理論研究的是如何接受控制對象和環(huán)境特征，通過能動地采集和運用信息，施加控制作用，使系統(tǒng)在變化或不確定的條件下正常運行并具有預(yù)定功能。它是研究自動控制共同規(guī)律的技術(shù)科學(xué)，其主要內(nèi)容涉及受控對象、環(huán)境特征、控制目標和控制手段以及它們之間的相互作用。具有“自動”功能的裝置自古有之，瓦特發(fā)明的蒸汽機上離心調(diào)速器是比較自覺地運用反饋原理進行設(shè)計并取得成功的首例。麥克斯韋對它的穩(wěn)定性進行分析，于1868年發(fā)表的論文當(dāng)屬最早的理論工作。從20世紀20年代到40年代形成了以時域法、頻率法和根軌跡法為主要內(nèi)容的“經(jīng)典”控制理論。60年代以來，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和航天等高科技的推動，又產(chǎn)生了基于狀態(tài)空間模型的“現(xiàn)代”控制理論。隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，人們力求使設(shè)計的控制系統(tǒng)達到最優(yōu)的性能指標，為了使系統(tǒng)在一定的約束條件喜下，其某項性能指標達到最優(yōu)而實行的控制稱為最優(yōu)控制。當(dāng)對象或環(huán)境特性變化時，為了使系統(tǒng)能自行調(diào)節(jié)，以跟蹤這種變化并保持良好的品質(zhì)，又出現(xiàn)了自適應(yīng)控制。

二、自動控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及控制方式

（一）開環(huán)控制

控制裝置與受控對象之間只有順向作用而無反向聯(lián)系時，稱為開環(huán)控制。開環(huán)控制的特點是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制過程很簡單，但抗擾能力差、控制精度不高，故一般只能用于對控制性能要求較低的場合。

（二）閉環(huán)控制

控制裝置與受控對象之間，不但有順向作用，而且還有反向聯(lián)系，既有被控量對控制過程的影響，這種控制稱為閉環(huán)控制，相應(yīng)的控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)又被稱為反饋控制或按偏差控制。閉環(huán)控制系統(tǒng)是通過給定值與反饋量的偏差來實現(xiàn)控制作用的，故這種控制常稱為按偏差控制，或稱反饋控制。此類系統(tǒng)包括了兩種傳輸信號的通道：由給定值至被控量的通道稱為前向通道；由被控量至系統(tǒng)輸入端的通道稱為反饋通道。閉環(huán)系統(tǒng)能減小或消除作用，但若設(shè)計調(diào)試不當(dāng)，易產(chǎn)生震蕩設(shè)置不能正常工作。自動控制原理中所討論的系統(tǒng)主要是閉環(huán)控制系統(tǒng)。

（三）復(fù)合控制

反饋控制是在外部的作用下，系統(tǒng)的被控量發(fā)生變化后才做出相應(yīng)調(diào)節(jié)和控制的，在受控對象具有較大時滯的情況下，其控制作用難以及時影響被控量，進而形成快速有效的反饋控制。前饋補償控制，則在測量出外部作用的基礎(chǔ)上，形成與外部作用相反的控制量，該控制量與相應(yīng)的外部作用共同作用的結(jié)果，使被控量基本不受影響，即在偏差產(chǎn)生之前就進行了防止偏差產(chǎn)生的控制。在這種控制方式中，由于被控量對控制過程不產(chǎn)生影響，故它也屬于開環(huán)控制。前饋補償控制與反饋控制相結(jié)合，就構(gòu)成了復(fù)合控制。復(fù)合控制有兩種基本形式：按輸入前饋補償?shù)膹?fù)合控制和按擾動前饋補償控制的復(fù)合控制。

三、自動控制系統(tǒng)的分類

自動控制系統(tǒng)的分類方法較多，常見的有以下幾種：線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)。由線性微分方程或線性差分方程所描述的系統(tǒng)為線性系統(tǒng)；由非線性方程所描述的系統(tǒng)稱為非線性系統(tǒng)；定常系統(tǒng)和系統(tǒng)，從系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型來看，若微分方程的系數(shù)不是時間變量的函數(shù)則稱此類系統(tǒng)為定常系統(tǒng)。否則稱為是系統(tǒng)。若系統(tǒng)既是線性的又是定常的，則稱之為線性定常系統(tǒng)；連續(xù)系統(tǒng)、離散系統(tǒng)和采樣系統(tǒng)，從系統(tǒng)中的信號來看，若系統(tǒng)各部分的信號都是時間的連續(xù)函數(shù)即模擬量，則稱此系統(tǒng)為連續(xù)系統(tǒng)，若系統(tǒng)中有一處或多處信號為時間的離散函數(shù)，如脈沖或數(shù)碼信號，則稱之為離散系統(tǒng)。若系統(tǒng)中既有模擬量也有離散信號，則又稱為采樣系統(tǒng)；恒值系統(tǒng)、隨動系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)，若系統(tǒng)的給定值為一定值，而控制任務(wù)就是克服騷動，使被控量保持恒值，此類系統(tǒng)稱為恒值系統(tǒng)。若系統(tǒng)給定值按照事先不知道的時間函數(shù)變化，并要求被控量跟隨給定值的變化，則此類系統(tǒng)稱為隨動系統(tǒng)。若系統(tǒng)的給定值按照一定時間函數(shù)變化，并要求被控量隨之變化，則此類系統(tǒng)稱為程序控制系統(tǒng)。此外，根據(jù)組成系統(tǒng)的物理部件的類型，可分為機電控制系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)以及生物系統(tǒng)等。根據(jù)系統(tǒng)的的被控量，又可分為位置控制系統(tǒng)、速度系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)等。

第2篇：自動控制系統(tǒng)范文

【關(guān)鍵詞】樓宇自控系統(tǒng)（BA）　設(shè)計 系統(tǒng)干線圖 平面設(shè)備圖

樓宇自動控制系統(tǒng)，它是利用計算機，自動地對建筑物內(nèi)的電氣設(shè)備進行監(jiān)控，它具有節(jié)能、提高經(jīng)濟效率和改善設(shè)備周圍環(huán)境等功能，現(xiàn)在越來越被人們所接受，是現(xiàn)代建筑的重要組成部分之一。所以自動監(jiān)控系統(tǒng)成為了現(xiàn)代建筑學(xué)中的核心。

1992年的《建筑工程設(shè)計文件編制深度規(guī)定》中沒有詳細的規(guī)定，如何進行規(guī)范詳細的設(shè)計一直沒有明確的標準。尤其是在民用建筑中，建筑電氣設(shè)計分方案設(shè)計、初步設(shè)計和施工圖設(shè)計三個階段，對于各個階段的設(shè)計深度一直很混亂。國家建設(shè)部從01年開始籌備重新編寫設(shè)計深度的規(guī)定，經(jīng)過各方面專家一年多的討論、磋商，參照了國外的有關(guān)資料，于03年4月1日正式頒發(fā)了新的《建筑工程設(shè)計文件編制深度規(guī)定》，并要求03年6月1日實施，同時廢止原有《規(guī)定》。新版《規(guī)定》與92年版相比，變化比較大，取消了初設(shè)時的大量表格計算；施工圖設(shè)計中把BA系統(tǒng)大部分圖紙規(guī)定由承包商負責(zé)深化設(shè)計，相對地減少了設(shè)計院的負擔(dān)。雖然《規(guī)定》中還有不完善的地方，但在沒有更新、更權(quán)威的部門推出規(guī)定之前，應(yīng)必須執(zhí)行此《規(guī)定》。當(dāng)然《規(guī)定》是指導(dǎo)方面的，不可能非常細，在細節(jié)上每個設(shè)計人員都會有各自的理解。本文一則依據(jù)每次《規(guī)定》討論會上專家們的意見，請教了部分《規(guī)定》的編者；二則依據(jù)了設(shè)計院設(shè)計人員的意見和　BA　承包商技術(shù)人員的意見，對BA　各個階段的設(shè)計進行闡述和比較，供設(shè)計人員參考。從新《規(guī)定》上可以看出，把一部分圖紙內(nèi)容劃到深化設(shè)計中去，從繪圖的工作量上減少了，但是從對BA的了解深度上一點也沒有減少。因為一方面從《規(guī)定》要求的設(shè)計內(nèi)容上，對深化設(shè)計的內(nèi)容沒有深入的了解是無法很好的完成的；另一方面《規(guī)定》要求配合承包方了解設(shè)備及要求，審查深化設(shè)計圖紙，這就要求設(shè)計人員對BA系統(tǒng)要有深刻的了解。

1　總則

首先，BA是對設(shè)備進行自動的監(jiān)測和控制，要想把設(shè)計做好，必須詳細的把被監(jiān)測和控制設(shè)備的運行原理及控制的要求深入地了解。目前BA監(jiān)控的主要內(nèi)容有幾個大的方面，有照明系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)，以及對電梯、扶梯的監(jiān)視，其中最主要的是空調(diào)系統(tǒng)。當(dāng)利用BA　來完成系統(tǒng)集成的功能時，要清楚的知道其他的系統(tǒng)和BA之間的信息傳遞，從原則上來說，方案設(shè)計的文件應(yīng)該滿足編制初步的設(shè)計文件需要；初步設(shè)計文件應(yīng)滿足編制施工圖設(shè)計文件的需要；施工圖設(shè)計文件應(yīng)滿足設(shè)備材料采購、非標準設(shè)備制作和施工的需要。BA子系統(tǒng)的分類及名稱應(yīng)依據(jù)國家的標準：《智能建筑設(shè)計標準》GB/T　50314-2000；圖紙的排列順序按《規(guī)定》中的順序（如設(shè)計說明、系統(tǒng)圖、平面圖、材料表）。一般地來說，設(shè)計院對BA的設(shè)計是包括在弱電設(shè)計或是在總的電氣設(shè)計中，而工程承包方二次的深化設(shè)計往往都是單項的　BA　設(shè)計?！兑?guī)定》劃到深化設(shè)計中的圖紙主要有三部分內(nèi)容：一是子系統(tǒng)的系統(tǒng)圖，雖然目前在施工圖中不必要求出了，但是草圖還是必須要有的，這樣如果在圖紙歸檔的時候，作為設(shè)計資料來一起歸檔的話，沒有這部分草圖，DDC的選擇和監(jiān)控點的統(tǒng)計是根本無法進行的；二是傳感器、執(zhí)行器材料的選擇；三是DDC與機房內(nèi)設(shè)備之間連接的平面圖。

2　設(shè)計方案

此設(shè)計階段中，建筑電氣專業(yè)設(shè)計的文件主要為設(shè)計說明書，包括以下內(nèi)容：

（1）設(shè)計范圍是在電氣或弱電總說明中闡述建筑物智能化設(shè)計的標準等級，設(shè)計上的內(nèi)容包括建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。

（2）BA　設(shè)計的相關(guān)系統(tǒng)內(nèi)容。應(yīng)當(dāng)說明下自控設(shè)計包含的內(nèi)容，主要是對變配電設(shè)備.配電系統(tǒng).空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備運行.給排水系統(tǒng)設(shè)備的運行情況進行監(jiān)視.控制.測量和記錄，以及對電梯和自動扶梯的運行監(jiān)視

（3）當(dāng)由樓宇自控系統(tǒng)完成系統(tǒng)集成時，應(yīng)當(dāng)說明下集成的內(nèi)容.主要是對以下幾點進行監(jiān)測：對火災(zāi)自動報警系統(tǒng)進行必要的監(jiān)測；對公共安全以及公共設(shè)施存在隱患的設(shè)備進行必要的監(jiān)測；對停車場管理的系統(tǒng)進行監(jiān)測。

3　初步設(shè)計

設(shè)計的內(nèi)容主要包括　說明書、系統(tǒng)圖、平面圖、設(shè)備材料表這些方便

3.1　設(shè)計說明

3.1.1　設(shè)計依據(jù)

（1）建筑概況：說明下建筑的類別、它的性質(zhì)、面積、計劃中規(guī)定的層數(shù)、高度以及智能化設(shè)計標準是等級等等；

（2）相關(guān)專業(yè)所提供給本專業(yè)工程的一些設(shè)計資料；

（3）建設(shè)方提供的有關(guān)職能部門認定的工程設(shè)計資料，建設(shè)方設(shè)計要求；

（4）本工程采用的主要標準及法規(guī)。

3.1.2　設(shè)計范圍：在電氣或弱電設(shè)計說明中闡述的設(shè)計內(nèi)容包括樓宇自控系統(tǒng)。

3.1.3　樓宇自控系統(tǒng)控制室的位置、面積、獨立設(shè)置或與哪些系統(tǒng)合用，監(jiān)控總點數(shù)，主要包括以下幾點：數(shù)字輸入、數(shù)字輸出、模擬輸入、　模擬輸出各為多少，系統(tǒng)的組成

3.1.4　各子系統(tǒng)的要求。

（1）對于制冷系統(tǒng)應(yīng)要說明下制冷機的形式、臺數(shù)，自帶的控制功能、以及控制要求（如：機組啟動時，冷凍水、冷卻水及冷卻塔進水管處的電動蝶閥打開，同時冷凍水泵、冷卻水泵啟動，冷卻塔風(fēng)機啟動。經(jīng)水流開關(guān)后確認管路系統(tǒng)內(nèi)水流正常后啟動冷水機組。停機時，首先先停掉冷水機。延遲一定時間后，開始停水泵、風(fēng)機，并且即時的去關(guān)閉水閥；通過溫度傳感器及流量傳感器分別測出負荷的實際供水溫差及水流量，計算出實際耗冷量，并根據(jù)冷水機組的匹配情況，自動決定設(shè)備運行臺數(shù)，以滿足負荷的要求），BA　要實現(xiàn)的功能等。

（2）對熱力系統(tǒng)應(yīng)說明鍋爐的形式、臺數(shù)，熱交換器的臺數(shù)，鍋爐自帶的控制功能、控制要求（如：根據(jù)回水壓力測量調(diào)整熱水加壓泵的工作臺數(shù)，調(diào)節(jié)二次熱水閥的開度，便利熱水供水壓力保持在設(shè)定的范圍內(nèi)；通過檢驗二次側(cè)供水溫度，并與設(shè)定值比較，調(diào)節(jié)一次電動閥的開度，來滿足二次負荷），BA　要實現(xiàn)的控制功能等。

（3）對冷凍水、冷卻水系統(tǒng)應(yīng)說明冷凍、冷卻水泵的臺數(shù)、冷卻塔的臺數(shù)，控制要求及BA實現(xiàn)的功能等。對于空氣處理系統(tǒng)應(yīng)說明空氣處理機的臺數(shù)、控制要求及BA　實現(xiàn)的功能等。對于給排水系統(tǒng)應(yīng)說明給水泵臺數(shù)、排水泵臺數(shù)、控制要求及BA　實現(xiàn)的功能。

（4）對于供配電設(shè)備監(jiān)視系統(tǒng)應(yīng)說明高壓開關(guān)柜的臺數(shù)，包括進線柜、出線柜、聯(lián)絡(luò)柜各多少；變壓器多少臺、低壓柜多少臺，其中進線柜、出線柜、聯(lián)絡(luò)柜、電容補償柜各多少；柴油發(fā)電機臺數(shù)；直流電池屏臺數(shù)。當(dāng)然，只說明BA　監(jiān)測的設(shè)備。

（5）對于照明系統(tǒng)應(yīng)說明控制要求（時間、光線）及各種燈光控制的路數(shù)等。

3.1.5　當(dāng)完成智能化系統(tǒng)集成功能時需說明集成的子系統(tǒng)及其要求。

如：對火災(zāi)自動報警系統(tǒng)進行如下監(jiān)測：監(jiān)視各類探測器的狀態(tài)是否良好正常使用；監(jiān)視手動報警按鈕是否靈活、關(guān)鍵的是要檢查下消火栓的按鈕是否存在生銹打不開的情況、看下水流的指示器、壓力表報警開關(guān)等以及報警點的狀態(tài)；監(jiān)視放火卷簾及其他聯(lián)動設(shè)備的狀態(tài)。

3.1.6　主要產(chǎn)品的選型；主要是看設(shè)計中所使用的符號、標注的含義；接地的要求及導(dǎo)線選型及敷設(shè)方式

3.1.7主要問題需提請在初設(shè)審批的時候就要進行確定以及做好解決

3.2　系統(tǒng)干線圖

先畫出系統(tǒng)干線圖，對于各個系統(tǒng)在系統(tǒng)主干線圖中，要大致的標出，只標注出線路的連接路路勁，不做線路選型。

3.3　平面設(shè)備圖

對于一些圖紙可以只畫出設(shè)備的平部分布，不做線路的鏈接。

4　施工圖設(shè)計

（1）圖紙目錄：先列下一個新繪圖紙做為先例，后列重復(fù)使用圖。

（2）施工設(shè)計說明

一設(shè)計依據(jù)：可以按照初步的設(shè)計依據(jù)進行說明。二設(shè)計范圍。三當(dāng)完成智能化系統(tǒng)集成功能時，需要說明下集成的子系統(tǒng)及其要求，并前要與初步設(shè)計一致。四主要產(chǎn)品的選型。主要包括以下幾點：數(shù)字輸入、數(shù)字輸出、模擬輸入、　模擬輸出各為多少，系統(tǒng)的組成。六系統(tǒng)的施工要求和注意事項。

（3）系統(tǒng)干線圖

監(jiān)控系統(tǒng)干線圖，要求每個編號和監(jiān)控點表都要一一對應(yīng)，設(shè)備之間的相互連接畫的要很清晰，設(shè)備的材料要與平面設(shè)計材料表要一致，位置應(yīng)當(dāng)與實際的位置大體形成一致。各個監(jiān)控點.與系統(tǒng)干線系統(tǒng)圖應(yīng)該要嚴格的一致性

5　深化設(shè)計

深化設(shè)計與施工圖設(shè)計的區(qū)別在于增加詳細的分系統(tǒng)圖、詳細的設(shè)備機房內(nèi)DDC與監(jiān)控設(shè)備的連接平面圖和接線圖及詳細的設(shè)備材料清單。

第3篇：自動控制系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：電力拖動 自動控制 運行

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2012）010-028-02

1 引言

隨著科技日新月異的發(fā)展，機械自動化程度與生產(chǎn)水平達到了前所未有的高度，在當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，電力拖動自動控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。電力拖動自動控制系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：一方面可以保障自身系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行；另一方面可以滿足企業(yè)機械生產(chǎn)要求。電力拖動系統(tǒng)可以很好的對電動機、各類繼電器等原件進行保護，進而減少系統(tǒng)運行過程中故障發(fā)生概率。因此，研究電力拖動自動控制系統(tǒng)，提升其自動化程度，增強其安全性，完善其功能，對于企業(yè)而言是至關(guān)重要的。

2 電力拖動系統(tǒng)自動控制原理及其設(shè)計

2.1 電力拖動系統(tǒng)自動控制原理

操作人員在電力拖動控制系統(tǒng)運行過程中可以得到電動機各信息的反饋，例如電流反饋等。在電力拖動控制系統(tǒng)中，電氣設(shè)備是實現(xiàn)機械自動控制的核心器件。計算機系統(tǒng)在此過程中的主要作用是顯示信息顯示、運行連鎖、安全保護等信息，同時其也是電力拖動系統(tǒng)自動控制實現(xiàn)的唯一途徑。

在計算機系統(tǒng)中，操作人員可以利用計算機根據(jù)實際生產(chǎn)需求實行不同的自動控制方案。電力拖動自動控制主要是利用計算機完成邏輯計算、功能模塊化、編程等工作，然后為操作人員提供獨立于機械設(shè)備的儀器驅(qū)動程序，方便使用者可以較快的將程序與自己的系統(tǒng)進行對接測試，方便編程。雖然電力拖動自動控制系統(tǒng)的各項參數(shù)及要求的設(shè)定“因人而異”。但從系統(tǒng)的本質(zhì)來講，系統(tǒng)構(gòu)成的基本原理還是殊途同歸的，即以計算機為系統(tǒng)的集中控制中心，信號輸入給計算機下達指令，信號輸出執(zhí)行指令。電力拖動自動控制系統(tǒng)計算機接收信號與輸出信號的系統(tǒng)反應(yīng)如圖1所示。

2.2 電力拖動自動控制系統(tǒng)方案的確定

在電力拖動自動控制設(shè)計方面，是否確定好方案與控制方式將會決定整個設(shè)計能否成功。如果宏觀方案是正確切實可行的，那么生產(chǎn)設(shè)備各項指標達到要求的可能性才能得到保障。在設(shè)計時，即便出現(xiàn)某個控制環(huán)節(jié)設(shè)計的錯誤，也可以通過不斷改進與測試達到要求，但如果宏觀方案一開始就制定有問題，那么設(shè)計工作必須等到方案明確后重新開始。

學(xué)術(shù)領(lǐng)域認為，所謂電力拖動自動控制方案，其主要是依據(jù)不同的生產(chǎn)工藝要求，例如根據(jù)運動要求、加工效率、零部件加工精度等條件來決定電動機運行、類型、數(shù)量、傳動方式等控制要求。最后將這些調(diào)研好的工藝要求與控制要求相結(jié)合，作為電氣控制原理圖設(shè)計電器原件選擇的重要參考憑證。譬如說，在設(shè)計效率要求較高的加工機床時，拖動方式可以隨機變化，如可以使用直流拖動，也可以使用集中拖動等。確定好拖動方案后，拖動電動機的數(shù)量以及各項參數(shù)也隨之明了，控制方式的選擇就是控制要求的選擇。

2.3 電力拖動系統(tǒng)自動控制電動機的選擇

在確定好電力拖動系統(tǒng)設(shè)計方案后，需要根據(jù)實際需求對電動機的數(shù)量、規(guī)格及各項參數(shù)如額定轉(zhuǎn)速、功率等進行選擇與確定。筆者通過總結(jié)，歸納出電動機在選擇方面應(yīng)當(dāng)遵循以下幾點：

（1）電動機功率的選擇應(yīng)當(dāng)與生產(chǎn)機械標準要求直接掛鉤，要選擇與其相匹配，能夠擁有一定負載的電動機，這樣，才能保證生產(chǎn)機械的正常運行。此外，在明確電動機功率時，還需對以下三大要素進行綜合考慮：1）允許過載能力；2）啟動能力；3）電動機發(fā)熱。確決定電動機功率選擇的核心條件是電動機容量，通常，電動機容量容易受外界環(huán)境影響，所以電動機額定功率的確定要進行多次校驗確認。

（2）電動機采用直流還是交流電需要結(jié)合企業(yè)經(jīng)濟、技術(shù)等方面綜合考量，筆者認為，通常情況，企業(yè)只需要選擇操作簡單，穩(wěn)定性強、維護遍歷、價格低廉的交流異步電動機即可。但如果所在企業(yè)生產(chǎn)機械功率大、調(diào)速范圍廣，則可以采用調(diào)速性能優(yōu)質(zhì)的直流電動機。

（3）電動機額定轉(zhuǎn)速需要結(jié)合以下方面來選擇，主要是看所在企業(yè)機械匹配的技術(shù)經(jīng)濟程度，如企業(yè)所需電動機需擁有較高的使用壽命，并較少使用，那么就需要結(jié)合企業(yè)經(jīng)濟、技術(shù)等多方面因素來選擇；如果企業(yè)使用電動機頻繁，那么該電動機額定轉(zhuǎn)速就需要以電動機的動能儲存量來選擇。

（4）必須在供電電網(wǎng)電壓基礎(chǔ)上選擇電動機額定電壓各參數(shù)，必須保證兩者一致。電動機機構(gòu)形式要根據(jù)企業(yè)的作業(yè)環(huán)境進行選擇。

總而言之，電動機數(shù)量、規(guī)格以及各項參數(shù)的選擇應(yīng)當(dāng)根據(jù)企業(yè)的經(jīng)濟、技術(shù)、作業(yè)環(huán)境、使用需求等多方面綜合考慮來選擇，要保證所選擇的電動機既能滿足企業(yè)生產(chǎn)機械的實際需求，又能夠保證其運行的可靠性與實惠。

2.4 電力拖動設(shè)計中電器控制線路的設(shè)計

拖動方案與電動機的選擇之后，其次是電器控制線路的設(shè)計。電器控制線路是整個電器選擇與安裝圖設(shè)計的主要依據(jù)，通常，電器控制線路的設(shè)計方法是，根據(jù)所有部件不同的需求，根據(jù)控制線路的總體框架來細化局部線路，最后根據(jù)生產(chǎn)機械的實際需求與相互關(guān)聯(lián)，將局部線路統(tǒng)籌規(guī)劃到線路總體框架中，形成一個完整的控制線路。

設(shè)計前期調(diào)研：控制線路設(shè)計之初，設(shè)計者需要對企業(yè)生產(chǎn)工藝與機械實際需求進行調(diào)研。對于一般企業(yè)而言，控制線路僅需要滿足下屬三種功能即可：即制動、起動與反向。生產(chǎn)機械工藝較大的企業(yè)通常還需要平滑調(diào)速、安全預(yù)警功能等。另外，操作者能否對控制線路做出及時反應(yīng)，能否進行操作等問題也都需要設(shè)計人員在設(shè)計前調(diào)研明白。

設(shè)計過程的掌控：控制線路能否穩(wěn)定安全運行取決于控制線路工作是否安全與穩(wěn)定，因此在選擇設(shè)計元件時，應(yīng)當(dāng)采用性能良好、使用期限長、抗干擾能力強、安全可靠、穩(wěn)定的繼電器，同時在規(guī)劃具體線路時，筆者認為，設(shè)計人員還需要注意以下幾點內(nèi)容：

（1）觸頭的設(shè)計，要保證所有電器觸頭必須全部正確對接。例如同一電器，如果將常閉與常開的輔助頭放在一起，那么當(dāng)將它們接在不同相的電源上時，很可能由于限位開關(guān)上的常開/閉觸頭產(chǎn)生電位差使得電路短路，如果線路沒有良好的絕緣性，那么勢必會造成電路短路事故。

（2）設(shè)計電器線圈聯(lián)接時，要保證所有電器線圈正確聯(lián)接。串聯(lián)的兩個電器線圈一般不能出現(xiàn)在交流控制電路中，即便串聯(lián)的兩個線圈的額定電壓和等同于外加電壓，也不允許非并聯(lián)線圈連接。要實現(xiàn)接觸器與接觸器，接觸器與線圈的同步，應(yīng)當(dāng)將所有線圈并聯(lián)在電路中，使所有線圈承受相同的額定電壓。

（3）設(shè)計后的控制機構(gòu)，其后期維護與操作必須簡單明了，在操作人員采用某種控制方式控制時，可以根據(jù)實際需求迅速、快捷的切換到其他控制方式，例如，在進行自動控制時，可以根據(jù)需求直接切換到手動控制，所有電控設(shè)備都需保證其后期運行的穩(wěn)定性與維護的便利性，同時還需為其配置隔離電器，以便在儀器出現(xiàn)故障時進行搶修。

2.5 電力拖動自動控制系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)遵循的原則

筆者通過總結(jié)，歸納出當(dāng)前電力拖動自動控制系統(tǒng)在設(shè)計時應(yīng)當(dāng)遵循的原則：

（1）經(jīng)濟簡單化原則。企業(yè)在選擇電力拖動自動控制系統(tǒng)時，都想要低廉的價格換來可靠的電力拖動控制系統(tǒng)。因此在設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)盡最大努力將系統(tǒng)不必要的電器與觸頭數(shù)量進行減少，線路設(shè)計應(yīng)當(dāng)最優(yōu)化。

（2）穩(wěn)定、安全、可靠性原則。在經(jīng)濟簡單化原則基礎(chǔ)上選擇穩(wěn)定性、可靠性、安全性較強的元件。

3 電力拖動自動控制系統(tǒng)的安全防護

任何系統(tǒng)的出現(xiàn)都需要制定想匹配的安全防護措施，電力拖動自動控制系統(tǒng)亦是如此，一般情況下，電力拖動自動控制系統(tǒng)的安全防護分為兩種：一種是計算機系統(tǒng)保護；另一種是電器保護。電器保護是最基本，也是必要的保護，其通常有過流保護、短路保護、欠壓保護以及熱保護。而計算機系統(tǒng)保護則是不可或缺的保護，它屬于高級保護，主要是對確保系統(tǒng)運行、維穩(wěn)等進行保護。筆者在下文將從以下幾點對電力拖動自動控制系統(tǒng)的安全防護進行分析：

（1）短路保護：短路故障一般是因為電流短路而造成局部電氣設(shè)備絕緣體過熱損害，電流過大，容易造成強大的電磁脈沖進而產(chǎn)生電動應(yīng)力，進而損害電力拖動自動控制系統(tǒng)或各種電器設(shè)備。

（2）過流保護：如果使用電動機不當(dāng)，很容易使得電動機超負荷運作，這樣會引起電動機局部過電流，一般的過電流能量是正常啟動電動機電流的數(shù)倍，因此容易損害電動機及系統(tǒng)元器件。

（3）欠壓保護：系統(tǒng)運行過程中，如果電源電壓不能滿足電動機正常運作的需求，容易造成系統(tǒng)因欠壓而減緩電動機速率甚至同志運作，當(dāng)負載矩不變時，可以適當(dāng)?shù)脑黾与娫磥硖釅?。另外，欠壓還會造成電氣釋放問題，進而影響系統(tǒng)所有器件的正常工作，情況嚴重時還會出現(xiàn)系統(tǒng)故障。所以，筆者認為，當(dāng)電壓達到電動機電壓臨界值時，可以采取切斷電源措施來進行保護。

（4）熱保護：任何元器件在經(jīng)過長時間工作時都會出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，如果電動機繞組或長時間超載運行，那么勢必會造成自身溫度高于允許值，進而導(dǎo)致電動機出現(xiàn)故障，為避免過熱損害，可以采用多個電動機相替換的方法進行熱保護。

（5）安全鏈：安全鏈的保護主要涉及五個方面。1）欠壓保護的控制；2）過流保護的控制；3）水壓保護；4）油壓保護；5）軸瓦溫度保護。安全鏈是將上述五種保護串聯(lián)在一起的保護，無論其中哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，計算機都會直接將自動控制系統(tǒng)關(guān)閉。

（6）運行連鎖和啟動連鎖的保護：當(dāng)計算機接收到信號后，電力拖動自動控制的實現(xiàn)主要是通過計算機所配置的程序完成，該過程主要是預(yù)防系統(tǒng)運行時信號條件的消失或電動機缺乏條件啟動的保護。

4 結(jié)論

本文通過對電力拖動自動控制系統(tǒng)各方面的研究，提出了加強、完善系統(tǒng)設(shè)計與安全防護的意見，以期為設(shè)計者與使用者提供幫助。

參考文獻：

[1] 王春鳳，李旭春，楊耕.電力電子與運動控制實驗平臺安全性建設(shè)[J].實驗技術(shù)與管理，2011（07）.

[2] 陳伯時.電力拖動自動控制系統(tǒng)——運動控制系統(tǒng)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.

第4篇：自動控制系統(tǒng)范文

[關(guān)鍵詞]電力拖動 自動控制 運行

中圖分類號：TM921 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）18-0288-01

l 引言

隨著科技日新月異的發(fā)展，機械自動化程度與生產(chǎn)水平達到了前所未有的高度，在當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，電力拖動自動控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。電力拖動自動控制系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：一方面可以保障自身系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行；另一方面可以滿足企業(yè)機械生產(chǎn)要求。研究電力拖動自動控制系統(tǒng)，增強其安全性，對于企業(yè)而言是至關(guān)重要的。

2 電力拖動系統(tǒng)自動控制原理及其設(shè)計

2.1 電力拖動系統(tǒng)自動控制原理

操作人員在電力拖動控制系統(tǒng)運行過程中可以得到電動機各信息的反饋，例如電流反饋等。在電力拖動控制系統(tǒng)中，電氣設(shè)備是實現(xiàn)機械自動控制的核心器件。計算機系統(tǒng)在此過程中的主要作用是顯示信息顯示、運行連鎖、安全保護等信息 ，同時其也是電力拖動系統(tǒng) 自動控制實現(xiàn)的唯一途徑。電力拖動系統(tǒng)的本質(zhì)來講，系統(tǒng)構(gòu)成的基本原理還是殊途同歸的，即以計算機為系統(tǒng)的集中控制中心，信號輸入給計算機下達指令，信號輸出執(zhí)行指令。電力拖動自動控制系統(tǒng)計算機接收信號與輸出信號的系統(tǒng)反應(yīng)如圖 l所示。

2.2 電力拖動自動控制系統(tǒng)方案的確定

在電力拖動自動控制設(shè)計方面，是否確定好方案與控制 方式將會決定整個設(shè)計能否成功。如果宏觀方案是正確切實可行的，那么生產(chǎn)設(shè)各各項指標達到要求的可能性才能得到保障。在設(shè)計時，即便出現(xiàn)某個控制環(huán)節(jié)設(shè)計的錯誤，也可以 通過不斷改進與測試達到要求，但如果宏觀方案一開始就制定有問題，那么設(shè)計工作必須等到方案明確后重新開始。學(xué)術(shù)領(lǐng)域認為，所謂電力拖動自動控制方案，其主要是依據(jù)不同的生產(chǎn)工藝要求，例如根據(jù)運動要求、加工效率、零部件加工精度等條件來決定電動機運行、類型、數(shù)量、傳動方式等控制要求。最后將這些調(diào)研好的工藝要求與控制要求相結(jié)合，作為電氣控制原理圖設(shè)計電器原件選擇的重要參考憑證。

2.3 電力拖動系統(tǒng)自動控制電動機的選擇

在確定好電力拖動系統(tǒng)設(shè)計方案后，需要根據(jù)實際需求對電動機的數(shù)量、規(guī)格及各項參數(shù)如額定轉(zhuǎn)速、功率等進行選擇與確定。筆者通過總結(jié)，歸納出電動機在選擇方面應(yīng)當(dāng)遵 循 以下幾點：

（1） 電動機功率的選擇應(yīng)當(dāng)與生產(chǎn)機械標準要求直接掛鉤，要選擇與其相匹配，能夠擁有一定負載的電動機，這樣，才能保證生產(chǎn)機械的正常運行。此外，在明確電動機功率時，還需對以下三大要素進行綜合考慮：1）允許過載能力；2）啟動能力；3）電動機發(fā)熱。確決定電動機功率選擇的核心條件是電動機容量，通常，電動機容量容易受外界環(huán)境影響，所以電動機額定功率的確定要進行多次校驗確認。

（2） 電動機采用直流還是交流電需要結(jié)合企業(yè)經(jīng)濟、技術(shù)等方面綜合考量，筆者認為，通常情況，企業(yè)只需要選擇操作簡單，穩(wěn)定性強、維護遍歷、價格低廉的交流異步電動機即可。但如果所在企業(yè)生產(chǎn)機械功率大、調(diào)速范圍廣，則可以采用調(diào)速性能優(yōu)質(zhì)的直流電動機。

（3） 電動機額定轉(zhuǎn)速需要結(jié)合以下方面來選擇，主要是看所在企業(yè)機械匹配的技術(shù)經(jīng)濟程度，如企業(yè)所需電動機需擁有較高的使用壽命，并較少使用，那么就需要結(jié)合企業(yè)經(jīng)濟、技術(shù)等多方面因素來選擇；如果企業(yè)使用電動機頻繁，那么電動機額定轉(zhuǎn)速就需要以電動機的動能儲存量來選擇。

（4） 必須在供電電網(wǎng)電壓基礎(chǔ)上選擇電動機額定電壓各參數(shù) ，必須保證兩者一致 。電動機機構(gòu)形式要根據(jù)企業(yè)的作業(yè)環(huán)境進行選擇 ?？偠灾?，電動機數(shù)量、規(guī)格以及各項參數(shù)的選擇應(yīng)當(dāng)根據(jù)企業(yè)的經(jīng)濟、技術(shù)、作業(yè)環(huán)境、使用需求等多方面綜合考慮來選擇，要保證所選擇的電動機既能滿足企業(yè)生產(chǎn)機械的實際需求，又能夠保證其運行的可靠性與實惠。

2.4 電力拖動設(shè)計中電器控制線路的設(shè)計

拖動方案與電動機的選擇之后，其次是電器控制線路的設(shè)計。在選擇設(shè)計元件時，應(yīng)當(dāng)采用性能良好、使用期限長、抗干擾能力強、安全可靠、穩(wěn)定的繼電器 ，同時在 規(guī)劃具體線路時，筆者認為，設(shè)計人員還需要注意以下幾點內(nèi)容 ： （1）觸頭的設(shè)計，要保證所有電器觸 頭必須全部正確對接。 （2）設(shè)計電器線圈聯(lián)接時，要保證所有電器線圈正確聯(lián)接。 （3）設(shè)計后的控制機構(gòu)，其后期維護與操作必須簡單明了，在操作人員采用某種控制方式控制時，可以根據(jù)實際需求迅速、快捷的切換到其他控制方式。

2.5 電力拖動自動控制系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)遵循的原則

當(dāng)前電力拖動自動控制系統(tǒng)在設(shè)計時應(yīng)當(dāng)遵循的原則：

（1）經(jīng)濟簡單化原則 。企業(yè)在選擇電力拖動自動控制系統(tǒng)時，都想要低廉的價格換來可靠的電力拖動控制系統(tǒng)。因此在設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)盡最大努力將系統(tǒng)不必要的電器與觸頭數(shù)量進行減少，線路設(shè)計應(yīng)當(dāng)最優(yōu)化。（2）穩(wěn)定、安全、可靠性原則。在經(jīng)濟簡單化原則基礎(chǔ)上選擇穩(wěn)定性、可靠性、安全性較強的元件。

3 電力拖動自動控制系統(tǒng)的安全防護

任何系統(tǒng)的出現(xiàn)都需要制定想匹配的安全防護措施，電力拖動 自動控制系統(tǒng)亦是如此，一般情況下，電力拖動自動控制系統(tǒng)的安全防護分為兩種：一種是計算機系統(tǒng)保護；另一種是電器保護。下文將從以下幾點對電力拖動 自動控制系統(tǒng)的安全防護進行分析：

（1）短路保護：短路故障一般是因為電流短路而造成局部電氣設(shè)各絕緣體過熱損害，電流過大，容易造成強大的 磁脈沖進而產(chǎn)生電動應(yīng)力，進而損害電力拖動自動控制系統(tǒng)或各種電器設(shè)備。 （2）過流保護：如果使用電動機不當(dāng)，很容易使得電動機超負荷運作，這樣會引起 電動機局部過電流 ，一般的過電流能量是正常啟動電動機電流的數(shù)倍，因此容易損害電動機及系統(tǒng)元器件。 （3）欠壓保護：系統(tǒng)運行過程中，如果電源電壓不能滿足電動機正常運作的需求，容易造成系統(tǒng)因欠壓而減緩電動機速率甚至同志運作，當(dāng)負載矩不變時，可以適當(dāng)?shù)脑黾与娫磥硖釅?。另外，欠壓還會造成電氣釋放問題，進而影響系統(tǒng)所有器件的正常工作，情況嚴重時還會出現(xiàn)系統(tǒng)故障。所以，筆者認為，當(dāng)電壓達到電動機電壓臨界值時，可以采取切斷電源措施來進行保護 。 （4）熱保護：任何元器件在經(jīng)過長時間工作時都會出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，如果電動機繞組或長時間超載運行，那么勢必會造成自身溫度高于允許值，進而導(dǎo)致電動機出現(xiàn)故障，為避免過熱損害，可 以采用多個 電動機相替換 的方法進行熱保護。（5）安全鏈：安全鏈的保護主要涉及五個方面。1）欠壓保護的控制；2）過流保護的控制：3）水壓保護；4）油壓保護；5）軸瓦溫度保護。安全鏈是將上述五種保護串聯(lián)在一起的保護，無論其中哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，計算機都會直接將自動控制系統(tǒng)關(guān)閉。 （6）運行連鎖和啟動連鎖的保護：當(dāng)計算機接收到信號后，電力拖動 自動控制的實現(xiàn)主要是通過計算機所配置的程序完成，該過程主要是預(yù)防系統(tǒng)運行時信號條件的消失或電動機缺乏條件啟動的保護。

4 結(jié)論

本文通過對電力拖動自動控制系統(tǒng)各方面的研究，提出了加強、完善系統(tǒng)設(shè)計與安全防護的意見，以期為設(shè)計者與使用者提供幫助 。

參考文獻

[l] 王春鳳，李旭春，楊耕.電力電子與運動控制實驗平臺安全 性建設(shè)[J].實驗技術(shù)與管理，2011（o7）.

[2] 陳伯時.電力拖動 自動控制系統(tǒng)――運動控制系統(tǒng)[M].北 京：機械工業(yè)出版社，2003.

第5篇：自動控制系統(tǒng)范文

【關(guān)鍵詞】水電廠；自動控制；系統(tǒng)

中圖分類號：TB486+.3文獻標識碼： A 文章編號：

1.前言

伴隨電力體制的不斷深化改革，為促進電力工業(yè)的發(fā)展，水電廠自動控制系統(tǒng)順勢而生。根據(jù)水電廠生產(chǎn)設(shè)備分散布置的特點，該自動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)采用全分布開放式，配合部分獨立的自動化控制裝置組成，這些系統(tǒng)包括監(jiān)控、閘門控制、工業(yè)電視、輔機控制等。計算機是水電廠自動控制系統(tǒng)運行的必備工具，整個系統(tǒng)均由計算機集中監(jiān)控。

2.無人值班時水電廠對監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)要求

水電廠自動控制系統(tǒng)在一定程度上節(jié)約了不少人工成本，通常在“無人值班”或“少人值班”的情況下可運行，因而在技術(shù)上有較高的要求。

1.1 加裝24V電源絕緣的檢測裝置

電源在整個自動控制系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，它負責(zé)驅(qū)動PLC 的輸入和輸出, 如果電源發(fā)生故障，將會影響機組的正常運行，因此在電源的選擇上有嚴格的規(guī)范。監(jiān)控系統(tǒng)的工作電源通常選用24V，考慮到水電廠環(huán)境過于潮濕的因素，為確保24V電源接地檢測，需安裝電源絕緣的檢測裝置，如TOPWHIP-565直流在線智能檢測裝置。

1.2 實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)與勵磁、調(diào)速器、保護系統(tǒng)的連接

監(jiān)控系統(tǒng)要與勵磁、調(diào)速器、保護等自動裝置進行連接，通常采用開關(guān)量（I/O）接口和通信兩種方式。前一種接線方式較為直觀，對查找故障有較大幫助，且方便調(diào)試，它適用于重要的信號和調(diào)節(jié)控制令。后一種方式則適用于導(dǎo)水葉開度、機組頻率、轉(zhuǎn)子電流，這些系統(tǒng)通常反映裝置的工作狀態(tài)、意外故障等。

1.3 兼具實用的硬件設(shè)備和智能化的應(yīng)用軟件

監(jiān)控系統(tǒng)配備的硬件和軟件都必須可靠實用。在硬件設(shè)施上，計算機技術(shù)的發(fā)展為水電廠自動控制系統(tǒng)提供了十分有效的幫助，運用計算機在水電廠的機組、輔機、油水風(fēng)系統(tǒng)等多個裝置上輸入電氣量、開關(guān)量、流量等信號，就可逐步完成生產(chǎn)流程，例如控制開停機、分合開關(guān)，調(diào)節(jié)機組功率，以及實現(xiàn)AGC、AVC等的自動控制。此外，監(jiān)控系統(tǒng)日常的防誤措施和反事故處理能力也尤為重要，必須予以重視，將硬件設(shè)備和軟件功能巧妙結(jié)合。

為了更好地運用水電廠自動控制系統(tǒng)，在具體操作時應(yīng)注意PLC、上位機、網(wǎng)絡(luò)交換機等網(wǎng)絡(luò)配置應(yīng)采用完全雙網(wǎng)的形式；同時完善信號篩選和智能查找功能。

1.4兼具遠程控制功能和ON-CALL功能

為適應(yīng)整個電網(wǎng)的發(fā)展需要，水電廠的監(jiān)控系統(tǒng)不僅要求覆蓋現(xiàn)地，還要實現(xiàn)遠程控制。根據(jù)實踐經(jīng)驗，通過數(shù)據(jù)透傳時隙復(fù)用設(shè)備和省調(diào)可以完成遠方AGC功能和上送有關(guān)信息，但必須注意在此過程中做好水輪機的避震措施。

ON-CALL功能是為及時解決故障而特設(shè)的一項功能，在無人值班的情況下，如果水電廠的自動控制系統(tǒng)發(fā)生意外事故，便可通過手機等通訊工具傳送信息。ON-CALL功能從根本上保證了時效性，它方便維護人員及時、準確、詳細地了解意外事故，并且有更多的時間分析事故發(fā)生的原因和解決對策。

1.5具有完善的電度量監(jiān)測系統(tǒng)

智能電度量表具有靈活的通信接口，其功能突出，能夠保留完整的電度量數(shù)據(jù)，并且能夠根據(jù)需要隨時隨時獲取數(shù)據(jù)。使用智能型的電度量表是為了方便采集電能量，將其與能夠存儲歷史數(shù)據(jù)的計算機結(jié)合使用形成一個完整的電度量監(jiān)測系統(tǒng)。如采用ERTU裝置和智能電度表通訊，同時ERTU 裝置和監(jiān)控系統(tǒng)通訊，完成電能量的采集和電量報表生成，該系統(tǒng)的特點是實現(xiàn)資源共享，既可以與監(jiān)控系統(tǒng)通信，但相互之間是獨立的[1]。

1.6保證自動恢復(fù)用電

水電廠一旦停電則容易發(fā)生意外事故，因此水電廠的自動控制系統(tǒng)應(yīng)具備自動恢復(fù)用電的功能，俗稱“黑啟動”功能。水電廠內(nèi)至少要配備一臺特殊機組，即在用電消失的情況下仍可正常工作，要達到“黑啟動”的目的需注意以下兩點：在用電消失時，將監(jiān)控系統(tǒng)的電源保持逆變狀態(tài)，同時給機組電壓、電流等工作電源配備 UPS 電源；壓油裝置的油壓不能超出規(guī)定的范圍。

2.無人值班時水電廠對其他自動裝置的技術(shù)要求

2.1 調(diào)速器系統(tǒng)和勵磁系統(tǒng)

電氣輸出的形式較為多樣化，不僅包括步進電機、比例伺服閥，還包括數(shù)字閥等。快速性與可靠性是衡量水輪機微機調(diào)速器的兩個重要指標，國內(nèi)的大部分調(diào)速器的核心部件是可編程控制器，其可靠性和快速性一般能夠確保。電氣輸出環(huán)節(jié)建議采用冗余輸出結(jié)構(gòu)。水輪發(fā)電機組調(diào)速器是否安全還取決于測頻環(huán)節(jié)，對此可采用雙路測頻，包含齒盤測頻和殘壓測頻兩種形式。此外，導(dǎo)水葉漏水極易造成機組移動，在此還要注意一個細節(jié)，即停機后投入緊停電磁閥（開機即自動退出）[2]。

勵磁系統(tǒng)裝置的技術(shù)要求需重視兩點，一是在起勵回路中增加閉鎖，用以調(diào)節(jié)勵磁器故障；同時應(yīng)嚴格控制投勵磁的時間，一旦超過設(shè)定時間要及時切斷投勵磁回路；二是完善通訊功能，對此可采用SAVR-2000型雙微機數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以便用最快的速度上送信息，反映系統(tǒng)的實際運行狀況。

2.2 工業(yè)電視系統(tǒng)和狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

通過計算機監(jiān)控系統(tǒng)采集信息來實現(xiàn)監(jiān)控目的實際上存在著不足，它不能很好地觀察現(xiàn)場環(huán)境，對此需要工業(yè)電視系統(tǒng)作為補充，該系統(tǒng)實時性、可記錄性的特點突出，便于掌握人員、設(shè)備，線路等的實際情況，從而保障電廠的安全運行。工業(yè)電視系統(tǒng)需要合理配置攝像機，如果是分布在室外的要考慮天氣、過電壓等因素。一般采用光纖介質(zhì)來傳輸信號，且采取相應(yīng)的保護措施，如加裝防雷器；其次要在信息傳輸方面搭建網(wǎng)絡(luò)的平臺，實現(xiàn)資源共享。

狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是為了方便監(jiān)測設(shè)備是否在正常運行。當(dāng)機組的振動和擺度超標時，狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)就能發(fā)揮作用，及時發(fā)出警報。如果標識的是二級報警值，就要格外重視，一般以此來判斷機組的運行狀態(tài)。

2.3 火災(zāi)自動檢測報警系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)

由于勵磁柜功率柜、電纜道、發(fā)電機風(fēng)洞等都是容易發(fā)生火災(zāi)的部位，因此水電廠的火災(zāi)自動檢測報警系統(tǒng)十分必要。該系統(tǒng)要求具備遠方監(jiān)視和自動滅火的功能，消防的監(jiān)測點要科學(xué)合理，在所有的火災(zāi)敏感部位安裝遙感設(shè)備，時刻監(jiān)視火災(zāi)煙霧的狀況，并及時發(fā)出警報。

管理信息系統(tǒng)是水電廠不可或缺的組成部分，它通過計算機運用實現(xiàn)辦公環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)化，安全性能較高，涵蓋層面廣，包括管理信息化、生產(chǎn)控制自動化、綜合決策信息化等。企業(yè)的發(fā)展方向需按市場要求和企業(yè)現(xiàn)狀作出規(guī)劃，每一位企業(yè)成員都應(yīng)參與其中。對于管理層而言，完善的信息系統(tǒng)有利于更好地傳達企業(yè)內(nèi)部信息和傳播企業(yè)文化，同時也方便對下層開展監(jiān)督管理工作。對于普通職員而言，借助管理信息系統(tǒng)能夠快速了解企業(yè)內(nèi)部通知和工作進度，能夠及時了解生產(chǎn)規(guī)劃，在工作之余還可加強內(nèi)部的信息交流，相互學(xué)習(xí)。

2.4科學(xué)選用自動化元器件

自動化元器件在水電廠自動控制系統(tǒng)的運行中扮演著重要角色，應(yīng)選擇準確的自動化元器件并科學(xué)使用。其中作為開機條件、機組保護等的元器件，其選型要確保高起點、高可靠性，目的是為了實現(xiàn)監(jiān)視和控制回路處理。在使用上要注意區(qū)分不同的情況，自動化元器件作為開機條件的有示流器、測速裝置、同期裝置等，作為機組保護用的有剪斷銷信號器、緊停電磁閥等。

3.結(jié)束語

發(fā)電廠的運營與管理越來越趨向于商業(yè)化，得益于計算機技術(shù)、通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進步，水電廠自動控制系統(tǒng)有了廣闊的發(fā)展空間，探討水電廠自動控制系統(tǒng)的技術(shù)要求具有重要的指導(dǎo)意義，它有利于提高水電廠的管理水平，促進電力工業(yè)的發(fā)展[3]。

【參考文獻】

[1]梅青,岳華.水電廠自動控制系統(tǒng)探討[J].水電站機電技術(shù),2009.32(03）：73-75.

第6篇：自動控制系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞 自動控制；控制系統(tǒng)；應(yīng)用分類

中圖分類號：TP249 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）03-0117-01

計算機自動控制系統(tǒng)是將自動控制技術(shù)與計算機技術(shù)有機的結(jié)合后發(fā)展而成的。傳統(tǒng)的控制理論面對較為繁雜的控制系統(tǒng)和計算步驟而出現(xiàn)無法解決的情況，存在著一定的局限性，也無法達到控制系統(tǒng)所需的運行要求。隨著控制理論的不斷發(fā)展，在設(shè)計、分析以及綜合方面，自動控制的理論基礎(chǔ)都在不斷完善，而在計算機技術(shù)的輔助下發(fā)展更為快速，兩者的高效結(jié)合更是出現(xiàn)了一個高效的平臺，加速了該系統(tǒng)的發(fā)展速度。

1 計算機控制系統(tǒng)的控制過程分析

分析典型連續(xù)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn)，其構(gòu)成主要包含以下幾個方面：控制器、給定值、反饋值、檢測裝置、被控對象、執(zhí)行器以及被控參數(shù)等，該系統(tǒng)運行時通過比較器來對給定值與反饋值進行對比分析，在控制器的作用下對計算得到的偏差進行調(diào)整，執(zhí)行結(jié)構(gòu)在該控制信號的驅(qū)動下運行，從而實現(xiàn)了對被控參數(shù)數(shù)值的有效控制，保證其處于預(yù)期范圍內(nèi)。計算機自動控制系統(tǒng)就是對連續(xù)控制系統(tǒng)中的比較器和控制器以計算機替換，保證完成同樣功能和作用的基礎(chǔ)上使得系統(tǒng)更加智能。計算機自動控制系統(tǒng)的輸入輸出信號需要進行模擬信號和數(shù)字信號之間的相互轉(zhuǎn)換。

計算機控制系統(tǒng)的控制過程可以分為兩個部分，即檢測被控參數(shù)的數(shù)據(jù)采集處理過程和對控制器進行控制信號的發(fā)送的實時控制的過程，該控制信號是通過既定控制規(guī)律進行計算而得出的控制量。該過程會不斷重復(fù)發(fā)生。系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的要求對監(jiān)控過程中如果發(fā)生異常情況，可進行更正。

2 計算機控制系統(tǒng)的組成和特點

在該系統(tǒng)中，被控對象與計算機之間的數(shù)據(jù)傳輸與交換是通過過程輸入/輸出通道完成，輸入通道是將被控參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字代碼，輸出通道則相反，將計算機的相關(guān)數(shù)據(jù)和控制命令轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂菩盘枌Ρ豢貙ο筮M行控制。過程輸入/輸出通道包含有模擬量的輸入輸出和開關(guān)量的輸入輸出。外界信息與計算機之間的交流是通過外部設(shè)備實現(xiàn)，操作臺則是實現(xiàn)人機對話的設(shè)備。軟件主要是為實現(xiàn)計算機控制系統(tǒng)的各種功能。

相對于連續(xù)控制系統(tǒng)，計算機控制系統(tǒng)混合有數(shù)字信號和模擬信號，這樣的方式更方便實現(xiàn)復(fù)雜控制。在連續(xù)控制系統(tǒng)時，修改控制規(guī)律必須進行模擬電路的修改，對結(jié)構(gòu)改變較大，而計算機控制則只需要對相關(guān)程序進行修改。計算機控制系統(tǒng)不再是連續(xù)控制而是離散控制，一個數(shù)字控制器就能實現(xiàn)分時控制而進行多個控制。計算機控制系統(tǒng)能更為有效的實現(xiàn)一體化管理。

3 計算機控制系統(tǒng)的應(yīng)用類型分類

計算機控制系統(tǒng)主要分為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)、分級控制系統(tǒng)DES和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS。

在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，計算機負責(zé)采集和處理數(shù)據(jù)，而直接控制。其作用主要是在生產(chǎn)過程中檢測、記錄和處理各個工藝變量，超出情況報警提示，對于此類變量還可實現(xiàn)實時分析和累計分析，分析出趨勢來給予操作者參考。

在直接數(shù)字控制系統(tǒng)中，計算機將按照控制規(guī)律運算得到的結(jié)果輸送到被控對象，調(diào)整被控變量以符合相關(guān)指標要求。相對于模擬系統(tǒng)的直接傳送，該系統(tǒng)的控制信號需要經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后輸出才能作用于驅(qū)動裝置。鑒于計算機的強大計算能力，很方便實現(xiàn)控制算法的改變。計算機進行的控制需要較高的適應(yīng)性、實時性以及可靠性。

監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)中通過對比既定的數(shù)學(xué)模型與實際工況來進行優(yōu)化計算，獲得最佳優(yōu)化值通過數(shù)字控制系統(tǒng)來執(zhí)行。該系統(tǒng)主要任務(wù)是高級管理和控制，多采用較高檔的計算機以適應(yīng)大容量和強處理功能的要求。

DES在國內(nèi)多稱為集散控制系統(tǒng)，其為多級計算機系統(tǒng)，以通信網(wǎng)絡(luò)連接過程監(jiān)控級和過程控制級，特點是組態(tài)方便、配置靈活，可實現(xiàn)分散控制、分級管理和集中操作。FCS是改進DCS系統(tǒng)的標準不統(tǒng)一和過高的系統(tǒng)成本而出現(xiàn)的新型分布式控制系統(tǒng)。隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的不斷提升，執(zhí)行器、傳感器都逐步向數(shù)字化演變，4 mA～20 mA模擬信號逐步被數(shù)字信號代替，現(xiàn)場總線為串行通信網(wǎng)絡(luò)，為雙線、全數(shù)字化的多站點網(wǎng)絡(luò)，連接了控制設(shè)備與現(xiàn)場儀表。

4 計算機自動控制的原理分析

在自動控制誕生初，其調(diào)節(jié)主要是在反饋理論上實現(xiàn)的自動操作，多用于工業(yè)控制，隨著后期制造業(yè)的發(fā)展，自動控制理論也得到了進一步的完善，直到完整的自動控制理論體系建立，其控制理論是在傳遞函數(shù)的基礎(chǔ)上得到，主要對線性定常數(shù)系統(tǒng)、單輸入-單輸出等問題進行設(shè)計和分析。

1）自動控制系統(tǒng)。在自動控制系統(tǒng)中，要實現(xiàn)各類控制就必須先連接控制裝置和控制對象，以一定的方式來形成有機整體。該系統(tǒng)中，被控梁為被控對象的輸出量，必須為控制的物理量，可設(shè)定為固定值，如壓力和溫度等?？刂蒲b置是一個機構(gòu)總體，能在不同方式、原理上控制被控對象，最基本的是在反饋控制原理下的反饋控制系統(tǒng)。

2）反饋控制系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，被控裝置是在控制裝置的控制下獲取反饋信息，對控制量和被控制量之間的偏差進行修正，以到達控制的目的，這也是反饋控制的基本原理。以下為某典型的反饋模型：

該模型的公式為：

設(shè)定A值為5，開3次方

通過此方法就能實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，在中出現(xiàn)偏大取值，通過計算后的輸出值會自動調(diào)整變小，而中偏小的取值在計算后自動調(diào)整而變大。

在科技不斷發(fā)展的推動下，計算機在自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用變得更加高效實用，自動控制也發(fā)展到了各個行業(yè)領(lǐng)域。同時，還需要從業(yè)人員共同努力，將自動控制超低成本、高智能方向發(fā)展，保證工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量。

參考文獻

[1]孫歆鈺.Matlab仿真在自動控制原理課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].信息通信，2013（8）.

第7篇：自動控制系統(tǒng)范文

【關(guān)鍵詞】火力發(fā)電廠；自動控制；系統(tǒng)；研究

1、引言

近年來，隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展以及人們生活水平的不斷提高，電能的需求量和供電的穩(wěn)定性成為變電運行中的關(guān)鍵，進而火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)問題也逐步成為電力部門普遍關(guān)注的核心問題。但是在近些年來對火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)分析過程中，卻發(fā)現(xiàn)了大量的致命問題，有的甚至?xí){到電力系統(tǒng)的安全性穩(wěn)定運行，這不僅會影響到火力發(fā)電廠的效益，而且會對電力供應(yīng)安全性和可靠性造成一定的影響。怎樣才能優(yōu)化火力發(fā)電廠的自動控制，使配電網(wǎng)的可靠性得到保障，是火力發(fā)電廠必須要面對的重大挑戰(zhàn)。因此，對火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)進行研究和分析，對于保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有著積極的意義。

2、火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)普遍存在的問題及分析

1、火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)的問題分析

（1）火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)極易受到外界干擾 火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)是一個較為龐大的系統(tǒng)。但其中的過熱和再熱汽溫的控制系統(tǒng)、分散控制系統(tǒng)以及積水自動系統(tǒng)等是最容易受到外界干擾的部分，同時系統(tǒng)對象體積也比較大。這也是火力發(fā)電廠的自動控制較為常見的問題。

（2）調(diào)節(jié)器的反應(yīng)時間較慢，造成控制系統(tǒng)執(zhí)行命令的的響應(yīng)時間延長 在測量值與固定值的偏差值不為零的情況下，調(diào)節(jié)器的積分環(huán)節(jié)就會不斷的起作用，從而引起調(diào)節(jié)器的輸出值也在不斷的發(fā)生變化（只有當(dāng)調(diào)節(jié)器出現(xiàn)積分飽和時，其輸出值才會停止變化）。當(dāng)火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器處于飽和狀態(tài)時，如果當(dāng)偏差值產(chǎn)生變化時，就會造成調(diào)節(jié)器的反應(yīng)時間變的非常緩慢，這樣就會引起火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)執(zhí)行命令的的響應(yīng)時間延長很多。這不僅沒有使火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)發(fā)揮其應(yīng)有的功能，而且也造成了控制過程中存在著安全隱患，從而降影響了整個火力發(fā)電廠的工作效率。

2、火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)的性能分析方法

最小方差控制作為目前評價火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)性能指標的主要分析方法，通常具有一下幾大優(yōu)點。首先，不需要增加額外的附加實驗便可對閉環(huán)回路進行測定，直接進行性能評估。其次，它提供了相當(dāng)豐富的有效信息，例如利用其提供的信息，來比較輸出方差和實際的控制系統(tǒng)輸出最小方差之間的差距，掌握系統(tǒng)的實際運行情況，給出合理的改善目標。在控制器不能發(fā)揮其作用的情況下，可以通過分析其不穩(wěn)定的原因，重新設(shè)計控制器保障火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行。不可避免的，最小方差控制也存在著一些缺陷。

3、提高火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)性能的幾種方法

（1）及時更新自動控制系統(tǒng)內(nèi)部的各個組織結(jié)構(gòu)，保證其達到最佳的運行狀態(tài)

為了能夠讓火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)充分發(fā)揮其性能，應(yīng)及時改進、更新自動控制系統(tǒng)內(nèi)部的各組織結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的實時更新。火力發(fā)電廠應(yīng)該制定計劃，及時安排有工作經(jīng)驗的值班人員來更新自動控制系統(tǒng)，從而保證系能夠達到最佳的運行狀態(tài)。例如為了提高火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能，發(fā)電廠的工作人員就應(yīng)該及時更新數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)。自動控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要有在線檢測，屏幕顯示，數(shù)據(jù)采集及處理等功能。通過采集卡掃描從外界采集的數(shù)據(jù)點，然后自動控制系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行分析判斷，將新的數(shù)據(jù)點傳輸至數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，以便數(shù)據(jù)庫得到及時更新。

（2）采用誤差檢測技術(shù)方法檢測控制系統(tǒng)的故障問題，提高系統(tǒng)的性能

目前，在對火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)進行故障檢測時，大都采用誤差檢測技術(shù)方法。誤差檢測技術(shù)方法的核心問題就是檢測、分析期望值的偏離誤差。通過設(shè)置測量信號的上、下限來判斷測量值是否處在所設(shè)置測量信號的上下限范圍之內(nèi)，若不處于范圍之內(nèi)，則認為信號處于不正常狀態(tài)，否則信號處于正常狀態(tài)。此外，除了要檢測故障的信號期望值以外，通常還要附加檢測測量信號的變化速率，若測量信號的變化速率處于設(shè)置的上下限之內(nèi)，則認為系統(tǒng)處于正常狀態(tài)。

（3）在火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)中引進AGC管理模式，提高系統(tǒng)的性能

火力發(fā)電廠AGC系統(tǒng)的實現(xiàn)功能相當(dāng)豐富，AGC系統(tǒng)的功能實現(xiàn)過程不僅是一個火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)的過程，同時它還要涉及到電力調(diào)度指令等多方面的環(huán)節(jié)。因此為了能夠更好的實現(xiàn)AGC系統(tǒng)功能，實現(xiàn)火力發(fā)電廠的自動化控制發(fā)電技術(shù)，不僅僅要提高發(fā)電機組的工作能力，而且更要增加技術(shù)研究和資金投入，加強研發(fā)力度，努力完善各發(fā)電機組的自動化水平，保障AGC自動發(fā)電控制系統(tǒng)能夠在各個電網(wǎng)之中充分發(fā)揮其巨大的作用。

（4）在火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的性能

隨著我國電力改革的進一步深化，電力企業(yè)近年來逐步實現(xiàn)了競價上網(wǎng)、廠網(wǎng)分開的運行模式。這就迫使火力發(fā)電廠也要不斷的進行改革，采取有效的方法來減小發(fā)電的運行成本，從而不斷的提高發(fā)電的生產(chǎn)效率。因此，火力發(fā)電廠自動化控制系統(tǒng)的實施是火力發(fā)電廠的必然選擇。目前，在發(fā)電廠火力發(fā)電機組的設(shè)計過程中一般都遵循自動化控制水平較高的設(shè)計原則。例如在進行輔助車間部分設(shè)計時，大都采用輸煤、水處理、除灰等技術(shù)，集中縮小監(jiān)控點的范圍。建立控制檢測網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合成熟可靠的PLC可編程控制器及以太網(wǎng)，從而實現(xiàn)單元控制室對整個輔助車間進行控制、檢測。

（5）在火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用DCS控制系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的性能

火力發(fā)電廠通常都采用DCS自動控制系統(tǒng)。應(yīng)用DCS控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)控制系統(tǒng)的閉環(huán)辨識、在線檢測、故障報警以及檢測系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)是否處于正常工作狀態(tài)等功能。

4、結(jié)束語

隨著電能的需求量不斷增大，火力發(fā)電廠的規(guī)模不斷增加，為了保證發(fā)電的連續(xù)性和安全性，對火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)問題的研究與分析已成為電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。因此，基于火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)普遍存在的問題，通過實際有效的技術(shù)和管理方法，提高火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)的性能，對于保障電力系統(tǒng)的可靠性具有一定的現(xiàn)實意義。但火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)的成熟與進步，仍然需要實際運行中不斷的不斷完善。

參考文獻

[1]姜寶申.火力發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)發(fā)展初探.科技與企業(yè)，2012，16：308

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[3]王江權(quán).火力發(fā)電廠自動控制技術(shù)探討.電子技術(shù)與軟件工程，2013，01，50-52

[4]許明明，祝賀強.火力發(fā)電廠汽包鍋爐給水自動控制.科技致富向?qū)В?011，14，170-173

第8篇：自動控制系統(tǒng)范文

【關(guān)鍵詞】計算機；自動控制系統(tǒng)；概念；應(yīng)用；探討分析

1 計算機自動控制系統(tǒng)

在計算機技術(shù)與自動控制技術(shù)獲得良好發(fā)展的基礎(chǔ)上，將兩者有機結(jié)合起來就形成了計算機自動控制系統(tǒng)。以往控制理論雖然已經(jīng)獲得較為顯著的成果，而且能夠成功運用于多種領(lǐng)域，整體呈現(xiàn)較為成熟的發(fā)展狀態(tài)。但是傳統(tǒng)控制理論仍然存在無法克服的局限性,如果計算步驟及控制系統(tǒng)繁雜，那么在實際操作中并不能使用控制理論知識來克服遇到的困難， 無法滿足控制系統(tǒng)的潛在運行需求?，F(xiàn)行控制理論在逐漸發(fā)展的過程中，不斷為自動控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計、綜合等方面提供充足的理論基礎(chǔ)，同時計算機技術(shù)的快速發(fā)展為掌握新型控制規(guī)律提供了一個時效性非常高的平臺，兩者的有機結(jié)合促進自動控制技術(shù)走上更為迅速的發(fā)展道路。

典型連續(xù)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)因素包括給定值、控制器、執(zhí)行器、被控對象、被控參數(shù)、檢測裝置、反饋值等，這個控制系統(tǒng)里所有信號都屬于連續(xù)信號。在控制過程中使用比較器來對反饋值和給定值進行比較，然后經(jīng)由控制器來調(diào)節(jié)計算出現(xiàn)的偏差，形成控制信號驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，最終將被控參數(shù)數(shù)值控制在預(yù)期范圍內(nèi)。使用計算機來替換連續(xù)控制系統(tǒng)中的控制器與比較器，并且發(fā)揮同樣的作用及功能，這樣就形成一個典型的計算機自動控制系統(tǒng)。在計算機自動控制系統(tǒng)中, 計算機的輸入和輸出信號都是數(shù)字信號, 而被控對象的被控參數(shù)一般都是模擬量, 執(zhí)行器的輸入信號也大都是模擬信號, 因此, 需要有將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的 A/D 轉(zhuǎn)換器, 以及將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的 D/A 轉(zhuǎn)換器。

2 計算機控制系統(tǒng)的控制過程

計算機控制系統(tǒng)的控制過程可以劃分為數(shù)據(jù)采集處理及實時控制兩個部分。數(shù)據(jù)的采集處理是指及時檢測被控對象的被控參數(shù)并將其輸入到計算機中進行相關(guān)處理。實時控制是指按照已經(jīng)設(shè)計好的控制規(guī)律來計算得出控制量，并在有效時間內(nèi)將控制信號發(fā)送至控制器。

計算機自動控制過程必須要同時滿足實效性及實時性的潛在需求，信號輸入、計算、輸出時間都應(yīng)該控制在設(shè)計允許范圍之內(nèi)。這個過程會在計算機自動控制作用下不斷重復(fù)，系統(tǒng)能夠契合預(yù)先設(shè)計的品質(zhì)指標要求，而且在工作中還能實時監(jiān)測被控參數(shù)與設(shè)備可能出現(xiàn)的一系列異常狀態(tài)，并且在最短時間內(nèi)進行正確處理。

3 計算機控制系統(tǒng)的組成及特點

計算機系統(tǒng)由硬件和軟件組成，硬件包括: 計算機、過程輸X/輸出通道、外部設(shè)備、操作臺; 軟件由系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件組成。計算機通過接口可以向系統(tǒng)的各個部分發(fā)出各種命令, 同時對被控對象的被控參數(shù)進行實時檢測及處理。過程輸入/輸出通道是在計算機和被控對象之間設(shè)置的信息傳送和轉(zhuǎn)換的連接通道。過程輸入通道把被控對象的被控參數(shù)轉(zhuǎn)換成計算機可以處理的數(shù)字代碼。過程輸出通道把計算機輸出的控制命令和數(shù)據(jù), 轉(zhuǎn)換成可以對被控對象(或工作過程)進行控制的信號。過程輸入/輸出通道一般分為: 模擬量輸入通道、模擬量輸出通道、開關(guān)量輸入通道、開關(guān)量輸出通道; 外部設(shè)備是用來實現(xiàn)計算機和外界交換信息的設(shè)備。操作臺是操作人員與計算機控制系統(tǒng)進行“對話”的設(shè)備; 軟件是指能夠完成各種功能的計算機控制系統(tǒng)的程序系統(tǒng)。計算機控制系統(tǒng)與連續(xù)控制系統(tǒng)相比,具有明顯的特點:在連續(xù)控制系統(tǒng)中, 各處的信號是模擬信號, 而計算機控制系統(tǒng)是有模擬信號和數(shù)字信號的混合系統(tǒng); 在連續(xù)控制系統(tǒng)中,控制規(guī)律是由模擬電路實現(xiàn)的, 控制規(guī)律越復(fù)雜, 所需的模擬電路往往越多, 要修改控制規(guī)律, 一般要改變原有的電路結(jié)構(gòu),而在計算機控制系統(tǒng)中,只需修改相應(yīng)的程序, 就能達到改變控制規(guī)律的目的; 計算機控制系統(tǒng)具有豐富的指令系統(tǒng)和很強的邏輯判斷功能, 能夠?qū)崿F(xiàn)模擬電路不能實現(xiàn)的復(fù)雜控制規(guī)律; 計算機控制系統(tǒng)不是連續(xù)控制的, 而是離散控制的; 在連續(xù)控制系統(tǒng)中, 一般是一個控制器控制一個回路, 而在計算機控制系統(tǒng)中, 由于計算機具有高速的運算處理能力, 一個數(shù)字控制器經(jīng)常可以采用分時控制的方式, 同時控制多個回路; 采用計算機控制系統(tǒng), 如分級計算機控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等, 便于實現(xiàn)控制與管理一體化。

4 計算機控制系統(tǒng)類型及應(yīng)用要點把握

4.1 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)是指計算機的輸出不直接控制被控對象, 只是每隔一定時間, 計算機進行一次數(shù)據(jù)采集, 將系統(tǒng)的一些參數(shù)經(jīng)A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后送入計算機進行計算及處理, 然后進行報警、打印和顯示。操作人員根據(jù)這些結(jié)果去改變調(diào)節(jié)器的給定值或直接操作執(zhí)行機構(gòu)。操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)是一各開環(huán)控制結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單, 控制靈活和安全, 但是要人工操作, 速度受到限制, 故不適合于快速過程的控制和多個對象的控制。

4.2 直接數(shù)字控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)又叫 DDC 系統(tǒng), 它是計算機用于工業(yè)過程控制中最普遍的一種模式。計算機通過檢測元件對一個或多個系統(tǒng)參數(shù)進行巡回檢測, 并經(jīng)過輸入通道將檢測數(shù)據(jù)送人計算機, 計算機根據(jù)規(guī)定的控制規(guī)律進行運算, 然后, 發(fā)出控制信號直接控制執(zhí)行機構(gòu), 使系統(tǒng)的被控參數(shù)達到預(yù)定的要求。在 DDC 系統(tǒng)中的計算機參與閉環(huán)控制過程, 它不僅能取代模擬調(diào)節(jié)器,實現(xiàn)多回路的 PID(比例、積分、微分)調(diào)節(jié), 而且只通過改變程序就能有效地實現(xiàn)較復(fù)雜的控制, 如前饋控制、非線性控制、自適應(yīng)控制、最優(yōu)控制等。

4.3 監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)又叫 SCC 系統(tǒng)。在 SCC 系統(tǒng)中, 計算機按著描述工作過程的數(shù)學(xué)模型, 計算出最佳給定值送入模擬調(diào)節(jié)器或者DDC 計算機, 最后由模擬調(diào)節(jié)器或者 DDC 計算機控制工作過程, 從而使工作過程始終處于最佳工作狀態(tài)。

4.4 分級計算機控制系統(tǒng)

就是由若干個微處理器或管理計算機分別承擔(dān)部分任務(wù)而組成的計算機控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點是將控制任務(wù)分散, 用多臺計算機分別執(zhí)行不同的任務(wù), 既能進行控制又能實現(xiàn)管理。該系統(tǒng)是一個四級系統(tǒng), 各級計算機分別承擔(dān)不同的任務(wù)。裝置控制級(DDC 級)對工作過程或單機直接進行控制; 部門都督級(SCC 級)根據(jù)管理級下達的命令和通過裝置控制級獲得的工作過程的數(shù)據(jù), 進行最優(yōu)化控制; 管理集中控制級, 根據(jù)上級下達的任務(wù)和公司情況, 制定工作計劃、安排部門日常工作、進行人員調(diào)配及各部門的協(xié)調(diào), 并及時將 SCC 級和 DDC 級的情況向上級反映; 經(jīng)營管理級, 制定長期發(fā)展規(guī)劃、發(fā)展計劃、工作計劃, 發(fā)命令至各分部, 并接受各部發(fā)回來的數(shù)據(jù), 實行全局的總調(diào)度。

5 結(jié)束語

計算機控制技術(shù)已經(jīng)完全貫穿于人們的生活及學(xué)習(xí)中，社會經(jīng)濟每個層面都與計算機控制技術(shù)之間存在非常密切的聯(lián)系。計算機控制系統(tǒng)大小不同，有非常龐大且復(fù)雜的類型，也有體積較小的各種微型設(shè)備,計算機控制技術(shù)在這些系統(tǒng)中發(fā)揮著至為重要的作用。伴隨著計算機的迅速普及及計算機技術(shù)的快速發(fā)展，類型繁多、性能優(yōu)良、價格理想的控制器越來越多，為計算機應(yīng)用于自動控制系統(tǒng)中提供了一個良好平臺，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該熟練了解并掌握計算機自動控制系統(tǒng)知識，確保在實際使用過程中取得令人滿意的控制效果。

參考文獻：

[1]蔣榮義.工業(yè)控制計算機應(yīng)用現(xiàn)狀的分析[J].中國集體經(jīng)濟(下半月).2007(07).

[2]張曉元.現(xiàn)代計算機控制系統(tǒng)及其應(yīng)用探討[J].廣東科技.2007(15).

[3]李世靜.計算機在工業(yè)電器自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].民營科技.2008(11).

第9篇：自動控制系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：PLC自動控制系統(tǒng)；可靠性；對策

前言

隨著改革開放體制不斷深化，我國工業(yè)化進程不斷加快，在信息技術(shù)快速發(fā)展的影響下，PLC自動控制系統(tǒng)在工業(yè)企業(yè)中的應(yīng)用逐漸成為工業(yè)區(qū)未來發(fā)展趨勢。但在實際工作過程中，PLC自動控制系統(tǒng)受到其他因素的影響，其可靠性下降。因此，提高PLC自動控制系統(tǒng)可靠性是當(dāng)務(wù)之急。

一、PLC概念以及降低PLC自動控制系統(tǒng)可靠性的原因

PLC自動控制系統(tǒng)主要是指一種在工業(yè)領(lǐng)域中，針對生產(chǎn)和發(fā)展研發(fā)的數(shù)字運算操作系統(tǒng)。PLC一般將可編程的儲存器作為基礎(chǔ)，并在內(nèi)部完成順序控制等操作指令，進而指導(dǎo)機械進行加工和生產(chǎn)。由于其自身具有操作簡單、可靠、工作效率高的優(yōu)勢，受到工業(yè)企業(yè)的青睞，并逐步推廣和普及，日后必將成為未來工業(yè)企業(yè)發(fā)展的主要方向。

雖然，PLC自動控制系統(tǒng)本身具備可靠性特征，但是，一旦在操作過程中，沒有按照要求進行，會造成信號錯誤等現(xiàn)象，從而影響PLC可靠運行。一般PLC自動控制系統(tǒng)沒有按照操作要求工作主要是三大方面因素的影響：首先，變頻器作為PLC自動控制系統(tǒng)的核心，如果出現(xiàn)故障，勢必會造成所帶電機不能夠正常工作；其次，操作員工沒有及時開、關(guān)電動閥或者電磁閥，從而影響PLC自動系統(tǒng)正常運行，降低PLC自動系統(tǒng)的可靠性；最后，控制負載接觸器是連接指令與PLC自動控制系統(tǒng)的重要橋梁，如果控制符合沒有正常工作，即便發(fā)出有效指令，PLC自動控制系統(tǒng)也不會執(zhí)行操作指令。

除此之外，輸入對PLC自動控制系統(tǒng)的開關(guān)信號以及模擬信號出現(xiàn)的錯誤主要表現(xiàn)在：一，PLC誤認為現(xiàn)場觸點閉合多次，尤其是受到掃描周期短，導(dǎo)致其內(nèi)部計算出現(xiàn)錯誤，從而影響控制信號；二，PLC自動控制系統(tǒng)觸點接觸不良或者變送器故障，對PLC自動控制系統(tǒng)可靠性運行造成了消極影響，降低其可靠性；三，電線老化或者受到機械之間的拉扯，會造成傳輸信號線短路，導(dǎo)致系統(tǒng)無法順利接收到指令，造成系統(tǒng)控制出現(xiàn)錯誤。

二、提高PLC自動控制系統(tǒng)可靠性的有效對策

（一）構(gòu)建可靠的執(zhí)行機構(gòu)

執(zhí)行機構(gòu)是確保指令準確傳達的關(guān)鍵，是連接指令結(jié)果與現(xiàn)場調(diào)控的重點。因此，構(gòu)建可靠的執(zhí)行機構(gòu)，確保指令能夠可靠地傳達到系統(tǒng)是首先要做的。構(gòu)建可靠性執(zhí)行機構(gòu)：第一，針對電動閥和電磁閥的開關(guān)，應(yīng)結(jié)合各閥門開關(guān)時間的實際情況，適當(dāng)延長時間，并在延長時間內(nèi)觀察閥門接受到的信號是否準確，從而判斷電動閥門是否能夠正常運行，如果發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)及時解決，確保PLC自動系統(tǒng)可靠運行；第二，針對負載接觸器而言，一般通過觀察接觸器工作是否正常的方式，來確保接觸器啟動吸合，關(guān)閉分離的順利。通過上述方式，能夠在一定程度上體改PLC自動系統(tǒng)可靠性運行。

（二）健全報警系統(tǒng)

健全報警系統(tǒng)，要在系統(tǒng)設(shè)計之初，采取分層模式，實現(xiàn)三重保護。一級，主要負責(zé)生產(chǎn)現(xiàn)場的故障報警，通過控制面板指示燈，實施監(jiān)控現(xiàn)場情況，結(jié)合指示燈反饋的情況，一旦發(fā)生故障，及時解決[1]。指示燈長時間使用會出現(xiàn)故障，應(yīng)設(shè)置故障復(fù)位燈，工作人員在監(jiān)督過程中發(fā)現(xiàn)燈壞了，及時更換，確保指示燈能夠引導(dǎo)實際工作；二級，主要是中心控制監(jiān)視屏幕顯示器，PLC自動系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，監(jiān)視器發(fā)現(xiàn)故障問題，就會記錄故障發(fā)生的時間等相關(guān)信息；三級，故障發(fā)生會被反映到中心控制室信號箱內(nèi)，如果設(shè)備出現(xiàn)故障，中心控制箱就會發(fā)出信號，提醒工作人員發(fā)生故障。由于故障類型較多，工作人員可以將故障進行分類，有針對性的處理故障，從而提高PLC自動系統(tǒng)可靠性。

（三）提高工作人員專業(yè)技能

執(zhí)行操作工作人員作為操作PLC自動系統(tǒng)的一線人員，針對故障，需要專業(yè)人員處理，不僅了解PLC自動系統(tǒng)操作，還要掌握其運行原理，只有這樣，才能夠為PLC自動控制系統(tǒng)提供可靠服務(wù)。因此，提高工作人員專業(yè)技能是必要的，企業(yè)要加強對員工進行培訓(xùn)，強化專業(yè)知識，提升專業(yè)技能。

（四）確保信號輸入可靠

提高輸入信號的可靠性一般在程序設(shè)計時，增加濾波程序，提高信號準確性，通過層層采樣，最終取得中間值保存；另外，可以通過加強信號線來提高信號準確率，信號線在工作過程中，受到電流和電壓的影響，會導(dǎo)致信號線發(fā)送信號出現(xiàn)錯誤。因此，應(yīng)加強信號線，使用一些質(zhì)量較好的信號線等，并經(jīng)常維護檢查信號線，以此來確保信號線能夠良好工作，通過這種方式，傳送正確指令，從而提高PLC自動控制系統(tǒng)可靠性[2]。

結(jié)論：

根據(jù)上文所述，提高PLC自動系統(tǒng)可靠性，并不是一蹴而就的事，需要在實際工作中不斷完善，才能夠不斷提高其可靠性。企業(yè)不僅要提高工作人員的專業(yè)技能，還要在設(shè)計系統(tǒng)的時候，注重細節(jié)，從而有效的提高系統(tǒng)的安全、可靠運行，推動我國工業(yè)企業(yè)不斷發(fā)展?！?/p>

參考文獻