運(yùn)動(dòng)控制器精選(九篇)

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第1篇：運(yùn)動(dòng)控制器范文

關(guān)鍵詞：STM32；運(yùn)動(dòng)控制器；算法

1 概述

隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)化設(shè)備等領(lǐng)域中發(fā)揮作用越發(fā)明顯。目前市面上的運(yùn)動(dòng)控制器大多采用ARM/DSP+FPGA架構(gòu)，該類型控制器開(kāi)發(fā)起來(lái)比較復(fù)雜而且成本昂貴。而事實(shí)上大多數(shù)時(shí)候?qū)τ谶\(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度并沒(méi)有非常嚴(yán)格的要求。因此在這種情況下，文章提出了一種基于STM32的運(yùn)動(dòng)控制器，由于成本比較低廉，該控制器廣泛應(yīng)用于簡(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。

2 控制器的設(shè)計(jì)

控制器采用STM32F103x單片機(jī)為核心?？刂破鞑捎萌S設(shè)計(jì)，最多控制三個(gè)電機(jī)運(yùn)動(dòng)?？梢詫?shí)現(xiàn)點(diǎn)位、連續(xù)、聯(lián)動(dòng)等功能。同時(shí)該控制器采用RS232和485兩種通訊方式與上位機(jī)進(jìn)行通訊，以此得到控制信號(hào)以及發(fā)送控制器運(yùn)行狀態(tài)?？刂破饔?2路輸入和15路輸出，輸入輸出均采用光耦芯片進(jìn)行隔離。控制器的電機(jī)接口單元采用差分輸出方式進(jìn)行輸出?？傮w方案如圖1所示。

2.1 硬件設(shè)計(jì)

（1）主控單元電路設(shè)計(jì)。該運(yùn)動(dòng)控制器主控單元采用基于

Cortex-M3處理核的微控制器STM32F103x。該處理器為32位處理器，內(nèi)核頻率高達(dá)72MHz，1.25DMips/MHz處理能力，具備16個(gè)可編程優(yōu)先等級(jí)中斷，256K字節(jié)存儲(chǔ)以及64K的SRAM，具有兩個(gè)高級(jí)的定時(shí)器和6個(gè)基本的定時(shí)器。該控制器采用定時(shí)器的輸出比較，輸入捕獲來(lái)實(shí)現(xiàn)脈沖PWM的輸出以及編碼器的計(jì)數(shù)。其I/O端口均與兩條外設(shè)總線相連，同時(shí)該微控制器具有豐富的外設(shè)，如USART接口等。這里主要使用了USART外設(shè)與上位機(jī)進(jìn)行通訊。在仿真接口的設(shè)計(jì)上，主控電路采用SWM方式，只需要4根線就能實(shí)現(xiàn)程序的下載及在線調(diào)試，與傳統(tǒng)的JTAG調(diào)試相比，在確?？煽啃缘耐瑫r(shí)可以縮小控制器的大小。主控單元電路如圖2所示。

（2）其它模塊的設(shè)計(jì)。控制器采用DC24V輸入，由于主控芯片供電電壓為3.3V。因此使用DC24V轉(zhuǎn)DC5V電源隔離模塊，該電源模塊為18V-36V寬電壓輸入，同時(shí)可是實(shí)現(xiàn)主板電源與外部電源的隔離。從電源模塊輸出5V電壓再采用AMS117電源芯片進(jìn)行降壓，得到STM32所使用的3.3V電壓。

控制器的輸入接口主要接收運(yùn)動(dòng)裝置回原點(diǎn)信號(hào)以及一些位置信號(hào)。目前大部分輸入的信號(hào)為24V。由于控制器芯片所采用的位3.3V電壓，因此在設(shè)計(jì)中采用EL357光耦隔離芯片實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)與內(nèi)部信號(hào)隔離。輸出信號(hào)主要控制一些氣動(dòng)等線圈裝置。為了提高輸出能力我們采用的光耦隔離芯片與晶體管進(jìn)行輸出，光耦實(shí)現(xiàn)與輸出的隔離，晶體管提高輸出的驅(qū)動(dòng)能力。

控制器的通訊接口方式采用了232通訊和485通訊兩種方式。電路設(shè)計(jì)中采用SP32332芯片實(shí)現(xiàn)232通訊，采用sp485芯片實(shí)現(xiàn)485通訊。232通訊主要應(yīng)用于單個(gè)控制器的控制。而采用485通訊主要是為了擴(kuò)展的方便，在一些大型的機(jī)器裝置中，由于電機(jī)的個(gè)數(shù)比較多，這樣就需要多個(gè)控制器同時(shí)工作才能滿足控制要求。在通訊接口上設(shè)計(jì)了高速通訊隔離光耦和TVS保護(hù)芯片，這樣保證了通訊的安全可靠。

控制與電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器接口單元采用了差分輸出方式，采用常用的四線差動(dòng)驅(qū)動(dòng)芯片AM26LS31輸出差分信號(hào)，可將單端輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)進(jìn)行輸出，以此提高接口的驅(qū)動(dòng)能力和抗干擾的能力。同時(shí)采用AM26LS32將編碼器的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)。

2.2 控制算法研究

運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)中難點(diǎn)在與插補(bǔ)運(yùn)算，目前插補(bǔ)算法有很多種，如DDA算法等。本控制器采用的是數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)法。該方法是按照采樣時(shí)間將運(yùn)動(dòng)軌跡分割成若干微小的線段，線段的長(zhǎng)度為采樣時(shí)間的速度與采樣周期的乘積。下面以S曲線進(jìn)行表述。

S加減速方式根據(jù)加速度變化可分為：加加速、勻加速、加減速、勻速、減加速、勻減速和減減速階段。各階段對(duì)應(yīng)的時(shí)間為t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7。

一般一段軌跡的起始和終止的速度為零，加加速j為定值。為保障起始點(diǎn)與減加速段末端的加加速度為零，則有T1=T2，為簡(jiǎn)化計(jì)算令T3=T1=T2，T5=T6=T7。同時(shí)為了保證加減速的對(duì)稱性，則有Tm=T1=T2=T3=T5=T6=T7（Tm可以根據(jù)給定速度以及加加速度來(lái)確定）。由上位機(jī)通過(guò)串口給控制器發(fā)送數(shù)據(jù)，在通過(guò)CPU轉(zhuǎn)換為相對(duì)應(yīng)的位移和速度，之后計(jì)算出每段時(shí)間段的大小。

用STM32生成S型加減速軌跡，選擇STM32的基本定時(shí)器作為分割后采樣周期發(fā)生器，在采樣周期內(nèi)定時(shí)器產(chǎn)生中斷，在中斷過(guò)程中計(jì)算出相應(yīng)階段的加速度ai，之后用速度迭代公式進(jìn)行計(jì)算，得出相對(duì)應(yīng)采樣周期的速度Vi。迭代公式如下：

將所得的Vi轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)頻率脈沖值，寫(xiě)入STM32的高級(jí)定時(shí)器的寄存器內(nèi)，由定時(shí)器比較后輸出PWM脈沖。寫(xiě)入定時(shí)器的寄存器裝載值為脈沖值的一半，用Ni表示，則有Ni=fclk/2Vi，其中fclk表示基本定時(shí)器的基準(zhǔn)時(shí)鐘。

3 結(jié)束語(yǔ)

文章研究的STM32的運(yùn)動(dòng)控制器，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的點(diǎn)動(dòng)、連續(xù)、聯(lián)動(dòng)等基本功能。脈沖輸出頻率可以達(dá)到100KHz。采用數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)法解決了傳統(tǒng)單片機(jī)脈沖輸出效率偏低的問(wèn)題。通過(guò)在提花織機(jī)上的使用，能夠控制提花織機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)?；旧蠞M足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)該控制器也需要進(jìn)行一定的改進(jìn)，需要設(shè)計(jì)模擬量輸入接口和模擬量輸出接口。

參考文獻(xiàn)

[1]李向如，俞建定，汪沁.基于STM32的機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制器的實(shí)現(xiàn)[J].微型機(jī)與應(yīng)用，2015，34（21）：7-8.

[2]趙從富，陳安，胡躍明.基于STM32的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2012，20（4）：994-995，1007.

第2篇：運(yùn)動(dòng)控制器范文

關(guān)鍵詞：目標(biāo)仿真；實(shí)時(shí)控制；伺服電機(jī)；DMC5400；多軸運(yùn)動(dòng)控制器

引言

眾所周知，激光制導(dǎo)武器是以敏感到的特定激光信號(hào)為制導(dǎo)信息。在激光制導(dǎo)武器的半實(shí)物仿真系統(tǒng)中，目標(biāo)仿真和制導(dǎo)仿真具有同等重要的地位。這是因?yàn)榧す饽繕?biāo)模擬的準(zhǔn)確性影響到系統(tǒng)的整體仿真精度和可靠性，甚至可以說(shuō)目標(biāo)仿真系統(tǒng)的研制水平?jīng)Q定仿真大系統(tǒng)水平。因此。目標(biāo)仿真是提高半實(shí)物仿真系統(tǒng)整體精度的關(guān)鍵，“如何逼真地模擬激光目標(biāo)”就成為仿真中重要的問(wèn)題。

目標(biāo)仿真系統(tǒng)研究的是能夠?qū)崟r(shí)精確的模擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中導(dǎo)引頭入瞳處接收到的各種目標(biāo)反射編碼激光的光學(xué)特性。具體來(lái)說(shuō)就是在計(jì)算機(jī)和電機(jī)控制器的控制下實(shí)時(shí)控制激光能量和光斑大小的變化，并以此來(lái)模擬激光航彈導(dǎo)引頭入瞳處的激光目標(biāo)特性、能量變化特性和光斑大小變化特性。這種精確的模擬要求對(duì)目標(biāo)的位置信息和速度信息等進(jìn)行實(shí)時(shí)采集處理。之前基于步進(jìn)電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的程控一體化激光器不能很好的滿足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求，因此，筆者設(shè)計(jì)了基于伺服電機(jī)及運(yùn)動(dòng)控制卡的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)在控制激光光斑大小和能量的實(shí)時(shí)變化方面較前一系統(tǒng)有了較大改進(jìn)。

運(yùn)動(dòng)控制的實(shí)時(shí)性設(shè)計(jì)

對(duì)激光光斑的大小和能量的實(shí)時(shí)性控制，具體體現(xiàn)就是對(duì)程控一體化激光器中的可變衰減系統(tǒng)和可控?cái)U(kuò)束系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)性設(shè)計(jì)，這是目標(biāo)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵。在設(shè)計(jì)時(shí)，我們以某型激光制導(dǎo)武器為背景進(jìn)行了數(shù)字仿真，得到一組典型的數(shù)字仿真能量衰減(對(duì)應(yīng)的為電機(jī)控制步數(shù)數(shù)據(jù))曲線如圖1～2所示。

由上述數(shù)據(jù)和圖形可見(jiàn)，在初始投彈和飛行的大部分時(shí)間里，能量和光斑變化較緩慢，而在接近目標(biāo)時(shí)發(fā)生了劇烈的變化。這說(shuō)明當(dāng)炸彈接近目標(biāo)時(shí)激光能量和導(dǎo)引頭所見(jiàn)光斑大小隨時(shí)間的變化并不是一個(gè)線性關(guān)系。鑒于此，本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)既充分考慮光斑大小和能量的實(shí)時(shí)跟蹤范圍，又考慮了工程上實(shí)現(xiàn)的可能性，選用了TSA50標(biāo)準(zhǔn)型高速電控平移臺(tái)。旋轉(zhuǎn)臺(tái)則選用中空力矩電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)棱鏡來(lái)直接實(shí)現(xiàn)。特別的，本系統(tǒng)將步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的平移臺(tái)和旋轉(zhuǎn)臺(tái)均改為由伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，主要考慮的是伺服電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間短，速度高，在極短的時(shí)間內(nèi)能夠帶動(dòng)激光器內(nèi)安裝的平移棱鏡和旋轉(zhuǎn)棱鏡做高速運(yùn)動(dòng)，來(lái)模擬導(dǎo)引頭近距離敏感到的光斑的大小和能量，從而能夠滿足對(duì)光斑實(shí)時(shí)變化的要求。由高速平移臺(tái)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)擴(kuò)束系統(tǒng)的目鏡和格蘭一付克棱鏡的檢偏鏡，使得能量和光斑變化在彈目距離>300m時(shí)能完全滿足宴時(shí)性控制要求。而在剩余時(shí)間內(nèi)，由電機(jī)做全速運(yùn)動(dòng)來(lái)近似逼近末段的陡峭變化。

基于以上的目標(biāo)和對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制功能的設(shè)計(jì)，采用專用運(yùn)動(dòng)控制芯片是一種較好的選擇。專用控制芯片通過(guò)PCI總線與PC機(jī)的CPU通訊，接收PC機(jī)的控制指令，由內(nèi)部的邏輯電路進(jìn)行運(yùn)算和脈沖發(fā)送，同時(shí)檢測(cè)一些開(kāi)關(guān)量信號(hào)(如限位信號(hào))的狀態(tài)并向PC機(jī)報(bào)告，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制的功能。在這種方案中，所有的運(yùn)動(dòng)控制細(xì)節(jié)都由運(yùn)動(dòng)控制卡上的專用芯片完成，無(wú)需占用PC機(jī)的資源，PC機(jī)可以專注于用戶界面的處理和對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡狀態(tài)的監(jiān)控。運(yùn)動(dòng)控制專用芯片自身具有強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)控制功能，不需要擴(kuò)展復(fù)雜的電路。PC機(jī)只需要對(duì)運(yùn)動(dòng)控制芯片發(fā)送命令和參數(shù)，控制簡(jiǎn)單。經(jīng)過(guò)反復(fù)的調(diào)研和論證，初步確定總體運(yùn)動(dòng)控制方案為“PCI接口芯片+專用運(yùn)動(dòng)控制芯片+激光控制模塊”。

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

整個(gè)控制系統(tǒng)硬件由Pc機(jī)、DMC5400多軸控制器、增量式編碼器以及松下公司的全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)(包括電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器)、中空力矩電機(jī)等組成(見(jiàn)圖3)。

該控制系統(tǒng)以Pc機(jī)平臺(tái)為基礎(chǔ)，DMC5400多軸運(yùn)動(dòng)控制器為運(yùn)動(dòng)控制核心。PC機(jī)的CPU與DMC5400的CPU構(gòu)成上下位機(jī)的結(jié)構(gòu)，兩個(gè)CPu各自完成相應(yīng)的任務(wù)。

PC機(jī)作為DMC5400的上位機(jī)，提供windows平臺(tái)及人機(jī)操作界面，完成系統(tǒng)初始化、軌跡參數(shù)的設(shè)定、運(yùn)動(dòng)信息的實(shí)時(shí)顯示等，僅需用極少部分時(shí)間向控制卡發(fā)送運(yùn)動(dòng)指令。下位DMC5400多軸運(yùn)動(dòng)控制器主要完成平移電機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制、包括伺服驅(qū)動(dòng)、程序解釋以及高速數(shù)據(jù)采集等實(shí)時(shí)性任務(wù)。DMC5400直接插在PC機(jī)的PCI插槽中，并由動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)驅(qū)動(dòng)。

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

該控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一種以DMC5400為核心組成的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)。上位PC機(jī)和下位DMC5400多軸控制器各有自己的CPU、存儲(chǔ)器和外設(shè)，分別構(gòu)成一套獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)a因此，在選擇控制軟件的開(kāi)發(fā)平臺(tái)時(shí)充分考慮了這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。由于DMC5400多軸控制器采用了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，數(shù)控程序代碼解釋工作和連續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)復(fù)雜的插補(bǔ)運(yùn)算都由其內(nèi)部的DSP來(lái)完成，可以保證對(duì)運(yùn)算過(guò)程和各種緊急情況的及時(shí)處理。相對(duì)而言，上位PC機(jī)只是提供與用戶交互部分和一些狀態(tài)變量的讀取工作，CPU的工作量不是很大。

上位機(jī)軟件

上位機(jī)軟件的組成如圖4所示。

?初始化模塊：實(shí)現(xiàn)零位標(biāo)定等功能。

?軌跡和參數(shù)設(shè)定模塊：根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)功能和軌跡，提供了相應(yīng)的參數(shù)設(shè)定界面，其中包括參數(shù)合理性判別、缺省值提供等輔助功能。

?運(yùn)動(dòng)信息實(shí)時(shí)顯示模塊：通過(guò)與DMCS400實(shí)時(shí)通訊，動(dòng)態(tài)采集負(fù)載位置和速度等運(yùn)動(dòng)信息。然后，借助CB開(kāi)發(fā)的帶有二維坐標(biāo)系的顯示界面，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示負(fù)載運(yùn)動(dòng)軌跡，同時(shí)動(dòng)態(tài)顯示左右兩個(gè)軟硬限位狀態(tài)。另外，在界面的右下角還實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示負(fù)載的位置和速度數(shù)據(jù)。

?故障診斷模塊：內(nèi)嵌于各功能模塊中，如設(shè)定值合理性判別、鍵盤(pán)操作功能保護(hù)、界面功能按鈕的連鎖、電機(jī)限逮屎護(hù)、位置超速保護(hù)等。

?通訊模塊：利用DMC5400提供的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)編制，實(shí)現(xiàn)上位PC機(jī)和下位DMC5400之間的通訊。它內(nèi)嵌于各功能模塊中，囊括了同DMC5400通訊的所有方式，而且將其主要的函數(shù)進(jìn)行分類、封裝。所編制的通訊程序?qū)崿F(xiàn)了運(yùn)動(dòng)軌跡程序及設(shè)定參數(shù)的下載、上位PC機(jī)對(duì)DMC5400的指令傳輸及DMC5400對(duì)Pc機(jī)的狀態(tài)反饋等通訊功能。

下位機(jī)軟件

控制下位機(jī)是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的直接控制級(jí)，構(gòu)成可控?cái)U(kuò)束和可控衰減兩個(gè)獨(dú)立的伺服控制回路。其功能包括：實(shí)現(xiàn)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的實(shí)時(shí)控制：采用相應(yīng)的控制算法，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行位置、速度進(jìn)行控制：將檢測(cè)到的系統(tǒng)狀態(tài)信號(hào)通過(guò)PCI總線傳給上位機(jī)。DMC5400的運(yùn)動(dòng)控制功能十分豐富，可以滿足絕大多數(shù)多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的要求。

DMC5400運(yùn)動(dòng)控制卡提供基于Windows 95／98／Me／NT／2000／XP下32位DLL驅(qū)動(dòng)編程。其具體的編程語(yǔ)言可為VB、VC、c++Builder中的任何一種。在運(yùn)動(dòng)函數(shù)庫(kù)中所使用到的函數(shù)主要有如下幾種：控制卡及軸設(shè)置函數(shù)，獨(dú)立運(yùn)動(dòng)和插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)函數(shù)，制動(dòng)函數(shù)，位置和狀態(tài)的設(shè)置及查詢函數(shù)，I／o口操作函數(shù)，錯(cuò)誤代碼函數(shù)。其函數(shù)返回值為0(函數(shù)執(zhí)行正確)或，1(函數(shù)執(zhí)行錯(cuò)誤)。其控制系統(tǒng)的流程圖如圖5所示。

仿真結(jié)果分析

第3篇：運(yùn)動(dòng)控制器范文

關(guān)鍵詞:六自由度；工業(yè)機(jī)器人；運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

自動(dòng)化工業(yè)系統(tǒng)中工業(yè)機(jī)器人是一種不可或缺的設(shè)備,為人類社會(huì)進(jìn)步和歷史發(fā)展奠定基礎(chǔ)。隨著社會(huì)生產(chǎn)力的全面提升,越來(lái)越多的勞動(dòng)力被需要,這就使得逐漸凸顯出重復(fù)勞動(dòng)力的問(wèn)題,為了有效解決上述問(wèn)題,機(jī)器人是一種良好措施。雖然工業(yè)機(jī)器人研究方面具備一定成績(jī),但是相比國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō),還是具備一定差距,為此需要進(jìn)一步研究六自由度工業(yè)機(jī)器人,集中闡述運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。

1設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)基本方案

基于六自由度工業(yè)機(jī)器人基本系統(tǒng)的基礎(chǔ)上來(lái)構(gòu)建控制系統(tǒng),六自由度工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主要包括兩個(gè)部分：軟件和硬件。軟件主要就是用來(lái)完成機(jī)器人軌跡規(guī)劃、譯碼和解析程序、插補(bǔ)運(yùn)算,機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解,驅(qū)動(dòng)機(jī)器人末端以及所有關(guān)節(jié)的動(dòng)作,屬于系統(tǒng)的核心部位。硬件主要就是為構(gòu)建運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)提供物質(zhì)保障[1]。

2設(shè)計(jì)硬件控制系統(tǒng)

在六自由度工業(yè)機(jī)器人的前提下,利用ARM工控機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案。下位機(jī)模塊是DMC-2163控制卡。通過(guò)以太網(wǎng)工控機(jī)能夠?yàn)镈MC-2163提供相應(yīng)的命令,依據(jù)命令DMC-2163執(zhí)行程序,并且能夠發(fā)出控制信號(hào)。利用伺服放大器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行放大以后,驅(qū)動(dòng)設(shè)備的所有電機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn),保障所有環(huán)節(jié)都能夠進(jìn)行動(dòng)作。工業(yè)機(jī)器人通過(guò)DMC-2163輸送電機(jī)編碼器的位置信號(hào),然后利用以太網(wǎng)來(lái)進(jìn)行反饋,確保能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控和顯示機(jī)器人的實(shí)際情況。第一,DMC-2163控制卡,設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件的時(shí)候,使用Galil生產(chǎn)的DMC控制器,保障能夠切實(shí)滿足設(shè)計(jì)的性能和精度需求,選擇DMC-2163控制器來(lái)設(shè)計(jì)六自由度工業(yè)機(jī)器人,依據(jù)系統(tǒng)API來(lái)二次開(kāi)發(fā)工控機(jī)。第二,嵌入式ARM工控機(jī)。實(shí)際操作中為了滿足系統(tǒng)高性能、可靠、穩(wěn)定的需求,使用嵌入式FreescaleIMx6工控機(jī),存在1.2GHz主頻率。Cortex-A9作為CPU，擁有豐富的硬件資源,能夠全面滿足設(shè)計(jì)六自由度機(jī)器人的需求[2]。

3設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)軟件

3.1實(shí)現(xiàn)NURBS插補(bǔ)依據(jù)系統(tǒng)給定的控制頂點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)矢量、權(quán)因子來(lái)對(duì)NURBS曲線進(jìn)行確定,插補(bǔ)NURBS曲線的關(guān)鍵實(shí)際上就是利用插補(bǔ)周期范圍內(nèi)存在的步長(zhǎng)折線段來(lái)對(duì)NURBS曲線進(jìn)行逼近,因此,想要實(shí)現(xiàn)NURBS插補(bǔ)就需要切實(shí)解決密化參數(shù)和軌跡計(jì)算兩方面內(nèi)容。第一,密化參數(shù)。實(shí)際上就是依據(jù)空間軌跡中給定的補(bǔ)償來(lái)對(duì)參數(shù)空間進(jìn)行映射,利用給定步長(zhǎng)來(lái)計(jì)算新點(diǎn)坐標(biāo)和參數(shù)增量。第二,軌跡計(jì)算。實(shí)際上就是在具體體現(xiàn)空間回軌跡的時(shí)候合理應(yīng)用參數(shù)空間坐標(biāo)進(jìn)行反向映射,以便于能夠得到對(duì)應(yīng)的映射點(diǎn),也就是插補(bǔ)軌跡新點(diǎn)坐標(biāo)。為了有效提升插補(bǔ)實(shí)時(shí)性以及速度,需要進(jìn)行預(yù)處理,確保可以降低計(jì)算量。通過(guò)阿當(dāng)姆斯算法,有機(jī)結(jié)合前、后向差分來(lái)進(jìn)行計(jì)算,保障能夠防止計(jì)算隱式、復(fù)雜的方程。為了確保可以有效地進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算,設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)Matlab平臺(tái)進(jìn)行仿真處理[3]。3.2實(shí)現(xiàn)ARM工控機(jī)基于ARM工控機(jī)來(lái)展現(xiàn)六自由度工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件,實(shí)際操作中開(kāi)發(fā)軟件環(huán)境是首要問(wèn)題,把Linux系統(tǒng)安裝在FreescaleIMx6中,構(gòu)成ubuntu版本的控制系統(tǒng),并且系統(tǒng)中移入嵌入式Qt,并且在ubuntu中移入DMC控制器中的Linux庫(kù)[4]。利用圖形用戶界面來(lái)設(shè)計(jì)軟件,構(gòu)件主體框架的時(shí)候合理應(yīng)用QMainWindows,為了能夠全面實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所有模塊的基本功能,需要合理應(yīng)用QDialog、QWidget類,通過(guò)Qt信號(hào)、配置文件、事件管理、全局變量等來(lái)展現(xiàn)模塊的信息交流功能?？刂栖浖到y(tǒng)包括以下幾方面內(nèi)容：第一,文檔管理模塊。文檔管理模塊能夠保存文件、重新構(gòu)建文件,是一種可以被DMC-2163解析的文檔二字符指令集,以便于能夠簡(jiǎn)單控制代碼測(cè)試機(jī)器人的軸[5]。第二,與下位機(jī)通訊模塊,這部分實(shí)際上就是通過(guò)DMCComandOM()函數(shù)來(lái)對(duì)編碼器數(shù)值進(jìn)行關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)的獲取,計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡的時(shí)候應(yīng)用正逆運(yùn)動(dòng)學(xué),同時(shí)利用DMCdownloadFile()函數(shù),在控制器中下載運(yùn)動(dòng)指令。第三,人機(jī)界面模塊。這種模塊主要就是用來(lái)更新和顯示機(jī)器人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的,此外也能夠設(shè)置用戶輸入的數(shù)據(jù),保障能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控和控制機(jī)器人的基本情況。第四,運(yùn)動(dòng)學(xué)分析模塊,在已經(jīng)獲取末端連桿姿態(tài)和位置的基礎(chǔ)上,來(lái)對(duì)機(jī)器人轉(zhuǎn)角進(jìn)行計(jì)算的方式就是逆解。在已經(jīng)計(jì)算出關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的基礎(chǔ)上,來(lái)對(duì)空間中機(jī)器人姿態(tài)和位置進(jìn)行求解的方式就是運(yùn)動(dòng)學(xué)正解。機(jī)器人想要正確運(yùn)行的前提就是運(yùn)動(dòng)學(xué)分析模塊,并且對(duì)機(jī)器人目標(biāo)點(diǎn)是否符合實(shí)際情況進(jìn)行分析,保障能夠及時(shí)更改錯(cuò)誤。第五,軌跡規(guī)劃模塊。這種模塊可以為完成基本運(yùn)動(dòng)作業(yè)提供依據(jù),不僅可以完成圓弧運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng),也能夠進(jìn)行NURBS插補(bǔ),保障能夠自由地進(jìn)行曲線運(yùn)動(dòng)。第六,機(jī)器人在完成十分復(fù)雜的再現(xiàn)和示教操作的時(shí)候,利用再現(xiàn)模式界面來(lái)對(duì)示教動(dòng)作進(jìn)行自動(dòng)操作。第七,設(shè)置系統(tǒng)。設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)置,如限制運(yùn)動(dòng)權(quán)限、進(jìn)入系統(tǒng)的密碼、機(jī)器人系統(tǒng)參數(shù)等。在設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)的時(shí)候,能夠在六自由度工業(yè)機(jī)器人中來(lái)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)軟件的基本作用,以此來(lái)保障控制軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的通用性。第八,狀態(tài)顯示模塊。這種模塊可以具體顯示完成作業(yè)的進(jìn)度、機(jī)器人安裝的姿態(tài)和位置、控制器I/O。第九,設(shè)置機(jī)器人參數(shù),一般來(lái)說(shuō)主要包括伺服驅(qū)動(dòng)倍頻比/分頻比、運(yùn)動(dòng)學(xué)DH參數(shù),六自由度工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)取決于DH參數(shù);機(jī)器人DMC控制卡輸送單個(gè)脈沖過(guò)程中的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度取決于倍頻比/分頻比[6]。3.3運(yùn)行系統(tǒng)軟件軟件控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中成功測(cè)試各模塊以后,在程序主框架中進(jìn)行合理應(yīng)用,以便于設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人系統(tǒng)。成功測(cè)試系統(tǒng)軟件以后具備運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的基本功能。

4結(jié)語(yǔ)

綜上,在基于目前已經(jīng)存在的六自由度機(jī)器人系統(tǒng)上來(lái)設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),嵌入式ARM工控機(jī)和DMC-2163控制卡是硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。在Ubuntu的基礎(chǔ)上構(gòu)建Qt平臺(tái),此時(shí)合理科學(xué)地設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)。此外把NUBRS插補(bǔ)計(jì)算方式融入到控制系統(tǒng)中,保障在軌跡空間中機(jī)器人末端能夠形成自由曲線軌跡。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)為機(jī)器人提供圖形界面,能夠?yàn)橄到y(tǒng)運(yùn)行提供比較好的擴(kuò)展性、高通用性,并且操作也十分方便,因此這種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用具備廣闊的前景。

參考文獻(xiàn)

[1]張鵬程,張鐵.基于矢量積法的六自由度工業(yè)機(jī)器人雅可比矩陣求解及奇異位形的分析[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2011(8):152-154.

[2]張鵬程,張鐵.基于包絡(luò)法六自由度工業(yè)機(jī)器人工作空間的分析[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2010(10):164-166.

[3]倪受東,丁德健,張敏，等.視覺(jué)功能六自由度工業(yè)機(jī)器人的研制[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2012,34(24):1-4,9.

[4]吳應(yīng)東.六自由度工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2014(2):74-76.

[5]田東升,胡明,鄒平，等.基于ANSYS的六自由度工業(yè)機(jī)器人模態(tài)分析[J].機(jī)械與電子,2012(2):59-62.

第4篇：運(yùn)動(dòng)控制器范文

關(guān)鍵詞：涂裝工藝；可編程控制器；光纖環(huán)網(wǎng)； 以太網(wǎng)；CoontrolLogix L65

0 引言

在工業(yè)高速發(fā)展的今天，為提高生產(chǎn)制造的節(jié)拍，保證生產(chǎn)線各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)與合理利用，同時(shí)也減少人力成本，打造現(xiàn)代化生產(chǎn)線已成為當(dāng)務(wù)之急。本文以北奔重卡涂裝車間機(jī)運(yùn)為例，講述如何以PAC為核心，實(shí)現(xiàn)機(jī)運(yùn)自動(dòng)化以及需要注意的要點(diǎn)。

PAC是控制引擎的集中，涵蓋PLC用戶的多種需要，以及制造業(yè)廠商對(duì)信息的需求。PAC包括PLC的主要功能和擴(kuò)大的控制能力，以及PC-based控制中基于對(duì)象的、開(kāi)放數(shù)據(jù)格式和網(wǎng)絡(luò)連接等功能。從PAC的定義可以看出PAC具各的特性，可以完成復(fù)雜的功能，并且系統(tǒng)的硬件和軟件無(wú)縫集成，提高了控制系統(tǒng)的性能。而要完成這些功能，PLC需要額外的擴(kuò)展卡才能完成。

1 傳統(tǒng)涂裝工藝和系統(tǒng)

1.1 傳統(tǒng)涂裝工藝

涂裝機(jī)運(yùn)始于焊裝出口，途徑電泳、烘干，烘干之后更換吊具，打密封膠，再換回滑撬運(yùn)輸進(jìn)入面漆、打蠟等工藝，其中各個(gè)工藝環(huán)節(jié)設(shè)立外觀檢查與返修循環(huán)，最后換撬進(jìn)入總裝結(jié)束，其涂裝工藝如圖1所示：

1.2 油漆車間中控室中央控制系統(tǒng)

油漆車間中控室中央控制系統(tǒng)的控制對(duì)象，主要由兩大部分組成：油漆工藝控制系統(tǒng)和輸送控制系統(tǒng)。

1.2.1 油漆工藝控制系統(tǒng)

油漆工藝控制系統(tǒng)主要是圍繞汽車涂裝生產(chǎn)中各部分工藝過(guò)程，對(duì)其設(shè)備按照相應(yīng)工藝要求進(jìn)行控制和檢測(cè)。油漆工藝車間汽車涂裝工藝過(guò)程主要有預(yù)處理、電泳、密封、底漆和面漆等。油漆工藝控制系統(tǒng)要根據(jù)每一項(xiàng)工藝過(guò)程的具體工藝要求，通過(guò)控制裝置PLC控制相應(yīng)工藝設(shè)備和環(huán)境設(shè)備，例如：預(yù)處理和電泳工藝過(guò)程中的各種浸槽和噴淋設(shè)備，密封、底漆和面漆工藝過(guò)程中的噴膠或噴漆房設(shè)備和烘房設(shè)備，及各個(gè)工藝過(guò)程中控制溫度、濕度、壓力和風(fēng)速的環(huán)境設(shè)備。油漆工藝控制系統(tǒng)主要目的是使各個(gè)工藝設(shè)備和環(huán)境設(shè)備按照工藝要求正常運(yùn)行，以保證汽車涂裝質(zhì)量。

1.2.2 輸送控制系統(tǒng)

輸送控制系統(tǒng)主要控制油漆車間的輸送鏈和升降運(yùn)輸系統(tǒng)。它貫穿著油漆車間的汽車涂裝生產(chǎn)的全過(guò)程，即在輸送鏈和升降機(jī)的輸送作用下，使轎車白車身以一定的節(jié)拍，按照涂裝工藝順序，依次通過(guò)汽車涂裝各個(gè)工藝設(shè)備和環(huán)境設(shè)備，完成相應(yīng)涂裝加工工藝。輸送控制系統(tǒng)要通過(guò)控制裝置PLC，控制分布在整個(gè)油漆車間的各段輸送鏈和升降機(jī)運(yùn)行。輸送控制系統(tǒng)一方面要完成轎車白車輸送、轉(zhuǎn)掛和儲(chǔ)存任務(wù)，另一方面還要按汽車涂裝各部分工藝要求，對(duì)輸送的車身還必須要在程序的控制下，實(shí)現(xiàn)升降、變節(jié)距、變速、擺動(dòng)和傾斜等動(dòng)作，從而保證油漆車間連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)。

2 現(xiàn)在油漆車間中控室中央控制系統(tǒng)的主要缺陷

要保證整個(gè)系統(tǒng)的安全性，首先在各個(gè)工藝鏈的出入口設(shè)置急停按鈕盒，面漆工藝段因?yàn)橐兹?、易爆而采用防爆隔離柵代替普通傳感器；其次，除了在硬件上安裝極限開(kāi)關(guān)之外，還在底層通過(guò)編寫(xiě)聯(lián)鎖程序，防止操作人員在設(shè)備處于非安全狀態(tài)時(shí)誤操作。

機(jī)運(yùn)系統(tǒng)與工藝機(jī)器人的車型信息交互、存儲(chǔ)區(qū)車型的排序、返修區(qū)域的自動(dòng)路徑選擇，將是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的難點(diǎn)。

3 解決方法

為了合理分配各個(gè)控制系統(tǒng)的負(fù)荷，同時(shí)也使整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰、維護(hù)方便，本方案系統(tǒng)電力與網(wǎng)絡(luò)采用樹(shù)狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

為了合理分配各個(gè)控制系統(tǒng)的負(fù)荷，同時(shí)也使整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰、維護(hù)方便，本方案系統(tǒng)電力與網(wǎng)絡(luò)采用樹(shù)狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：

該方案將整個(gè)系統(tǒng)劃分為若干個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域有一個(gè)MCP（主控制柜），各配備一臺(tái)可編程控制器，MCP（主控制柜）再通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)連接到本區(qū)域的各個(gè)RCP（分控制柜），保證了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，也就是整條生產(chǎn)線的穩(wěn)定性，最終通過(guò)光纖交換機(jī)轉(zhuǎn)為以太網(wǎng)連接到變頻器、遠(yuǎn)程IO等設(shè)備，同時(shí)各種電氣設(shè)備包括馬達(dá)過(guò)載保護(hù)開(kāi)關(guān)、繼電器、接觸器等也安裝在每個(gè)MCP或者RCP內(nèi)。

選用CoontrolLogix L65 PAC 可編程運(yùn)動(dòng)控制器來(lái)進(jìn)行控制，因其集成了集成架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，即將不同的控制要求（順序控制，過(guò)程控制，運(yùn)動(dòng)控制，傳動(dòng)控制）集成于一個(gè)統(tǒng)一的控制平臺(tái)。三種網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫連接（以太網(wǎng)，控制網(wǎng)，器件網(wǎng)），它采用RSLogix5000軟件進(jìn)行配置，編程和監(jiān)控。運(yùn)動(dòng)控制功能已經(jīng)嵌入到RSLogix5000編程軟件和控制器中。通過(guò)安裝在生產(chǎn)線的傳感器來(lái)確定臺(tái)車的位置，記錄臺(tái)車的車型信息，并根據(jù)輸送情況實(shí)時(shí)推送車型信息的記錄，同時(shí)為了防止推送出現(xiàn)誤差，還在關(guān)鍵工位設(shè)立RFID讀寫(xiě)站，將車型信息通過(guò)讀寫(xiě)頭寫(xiě)入裝置在臺(tái)車上的RFID載碼體內(nèi)。在機(jī)面漆工藝段，再?gòu)腞FID讀取準(zhǔn)確的車型信息遞交給機(jī)器人。

4 結(jié)論

本系統(tǒng)可根據(jù)需要合理的設(shè)置維修間個(gè)數(shù)，每個(gè)維修間設(shè)立一個(gè)按鈕盒反饋該維修間是否作業(yè)完畢，同時(shí)檢查站設(shè)置按鈕盒，操作人員通過(guò)選擇按鈕來(lái)記錄車架的良莠。利用RSLogix編程的靈活性，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)根據(jù)車型，檢查站打分情況，存儲(chǔ)區(qū)在路徑上的車輛狀況，自動(dòng)有序地選擇路徑，到達(dá)相應(yīng)的返修間。從而大大的提高了控制的精度和穩(wěn)定性，為涂裝車間的高效精密生產(chǎn)作出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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第5篇：運(yùn)動(dòng)控制器范文

關(guān)鍵詞：電氣；自動(dòng)化控制；智能建筑

進(jìn)入21世紀(jì)后，特別是在改革開(kāi)放的推動(dòng)下，我國(guó)各種基礎(chǔ)配套設(shè)施趨于完善，人們的生活條件得到了顯著提升。隨著而來(lái)的是，人們對(duì)生活環(huán)境的要求，特別是居住環(huán)境的要求日益高漲。在此情況下，建筑智能化以及電氣自動(dòng)化應(yīng)運(yùn)而生。而當(dāng)前，電氣自動(dòng)化已成功應(yīng)用到智能建筑中，實(shí)現(xiàn)了建筑智能化與電氣自動(dòng)化的完美融合。

1智能建筑與電氣自動(dòng)化

1.1智能建筑

智能建筑屬于新型建筑形式，它是在建筑技術(shù)的基礎(chǔ)上，融合信息化技術(shù)而產(chǎn)生。其最終目的是實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化，同時(shí)保障建筑內(nèi)擁有智能化建筑設(shè)備以及系統(tǒng)化通信網(wǎng)絡(luò)。智能建筑優(yōu)勢(shì)集中體現(xiàn)在系統(tǒng)、管理以及服務(wù)等多個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)對(duì)以上環(huán)節(jié)的優(yōu)化，營(yíng)造安全、便捷、舒適而且高效的生活環(huán)境。智能建筑的基礎(chǔ)是科學(xué)布線，計(jì)算機(jī)技術(shù)只是其實(shí)現(xiàn)科學(xué)布線的手段。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用下，完成多個(gè)系統(tǒng)的綜合性配置，繼而對(duì)建筑內(nèi)各個(gè)設(shè)備形成全方位管理。按照《2013-2017年中國(guó)智能建筑行業(yè)發(fā)展前景與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》顯示，我國(guó)智能建筑行業(yè)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)收益以形成逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)，照此情形，達(dá)到世界先進(jìn)水平指日可待。

1.2電氣自動(dòng)化

電氣自動(dòng)化應(yīng)用于智能建筑中，可起到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)控的作用。具體體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：（1）配變電系統(tǒng)；（2）照明系統(tǒng)；（3）中央空調(diào)系統(tǒng)；（4）給排水系統(tǒng)；（5）通風(fēng)系統(tǒng)；（6）電梯系統(tǒng)。在以上六大系統(tǒng)中，涉及的技術(shù)點(diǎn)較多，涉及方面較廣，比如信息工程、電子工程、自動(dòng)化工程等。因此，電器自動(dòng)化在智能建筑中完美體現(xiàn)出了其功能性優(yōu)勢(shì)：（1）增強(qiáng)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)性。通過(guò)電器自動(dòng)化技術(shù)，可將原本在建筑分屬不同領(lǐng)域的系統(tǒng)，比如，中央空調(diào)系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、消防系統(tǒng)以及其他相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行組合，并統(tǒng)一管理，使諸多分散系統(tǒng)組成一個(gè)龐大的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，從而使得各子系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)性大大增強(qiáng)。（2）增強(qiáng)監(jiān)控性。集功能全面、組件多樣化等優(yōu)勢(shì)于一身的電氣系統(tǒng)，通過(guò)自動(dòng)化控制技術(shù)，可在信息采集、處理以及信息反饋等方面，實(shí)現(xiàn)全方位數(shù)字化監(jiān)控。電氣自動(dòng)化控制中心對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)發(fā)出指令時(shí)，子系統(tǒng)可迅速接收，這也正是電氣自動(dòng)化可增強(qiáng)監(jiān)控性的集中體現(xiàn)。（3）增強(qiáng)安全性。在電氣自動(dòng)化的控制下，一旦出現(xiàn)任何異常情況，均可迅速加以解決。電氣自動(dòng)化的快速反應(yīng)，在此方面得到了集中體現(xiàn)。電氣自動(dòng)化通過(guò)遙控模式，從而實(shí)現(xiàn)故障排除，避免了因人工排障可能造成的安全事故。另外，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)一方面可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行妥善保存，從而確保了電氣系統(tǒng)的安全性；另一方面可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行精確計(jì)算，效率高，人工成本小，在智能建筑中體現(xiàn)得尤為明顯。

2電氣自動(dòng)化控制在智能建筑中的運(yùn)用

2.1電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的TN－S系統(tǒng)和TN－C系統(tǒng)

TN－S系統(tǒng)和TN－C系統(tǒng)是電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中兩個(gè)最為關(guān)鍵的系統(tǒng)。在TN－S系統(tǒng)中，采用三相五線制，即中性線隔開(kāi)保護(hù)線。而在TN－C系統(tǒng)中，采用三相四線制，即中性線合并保護(hù)線。三相五線制由三根火線、一根工作零線以及一根保護(hù)零線組成，此方式正好體現(xiàn)了中性線隔開(kāi)保護(hù)線的安裝原則；而三相四線制由三根火線、一根工作零線組成，此方式中保護(hù)零線與火線合并。TN－S系統(tǒng)和TN－C系統(tǒng)的建立，體現(xiàn)了智能建筑的功能性優(yōu)勢(shì)。避免了因多種單相設(shè)備產(chǎn)生的設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)?？傊姎庾詣?dòng)化系統(tǒng)中TN－S系統(tǒng)和TN－C系統(tǒng)是該系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，是其得以成功應(yīng)用于智能建筑中的根本原因。

2.2交流與直流接地工作

在智能建筑中，為保障各系統(tǒng)的安全性，通常會(huì)選擇交流與直流接地工作。交流與直流接地工作可避免電磁干擾，關(guān)于這一點(diǎn)，應(yīng)格外引起重視。智能建筑的配電操作，是基于科學(xué)合理原則而實(shí)施，而交流與直流接地工作正是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的。而且，在智能建筑中，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)通常選擇中性點(diǎn)接地方式確保接地保護(hù)長(zhǎng)期處于操作狀態(tài)。在智能建筑中，涉及到多項(xiàng)技術(shù)的融合，包括通信技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及建筑工程相關(guān)技術(shù)。在以上一系列技術(shù)的配合下，信息輸入后，通過(guò)傳輸系統(tǒng)，然后進(jìn)入分析系統(tǒng)進(jìn)行信息分析整合。在此過(guò)程中，需確保微電流或微電位的高速運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，電流不僅要保持穩(wěn)定，而且電位也要確保穩(wěn)定性和安全性。此外，當(dāng)下的電子信息技術(shù)是朝向高集成、高精度以及高頻率的方向發(fā)展的，勢(shì)必會(huì)受到極為嚴(yán)重的電磁干擾。針對(duì)此類問(wèn)題，智能建筑接地技術(shù)的優(yōu)勢(shì)便得到了很好的體現(xiàn)。智能建筑接地技術(shù)對(duì)操作人員的生命樹(shù)立起了一道堅(jiān)固的安全屏障，確保人身安全不受到威脅，而且智能建筑系統(tǒng)的所有操作均可正常進(jìn)行。

2.3智能建筑的照明系統(tǒng)

對(duì)建筑的照明系統(tǒng)起到智能化控制是智能建筑電氣照明系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)所在。通過(guò)智能建筑電氣照明系統(tǒng)，一方面可顯著提升工作質(zhì)量，另一方面還對(duì)工作環(huán)境起到優(yōu)化效果。此外，智能建筑電氣照明系統(tǒng)還可減少電能源損耗，減少用電費(fèi)用。智能建筑電氣照明系統(tǒng)是通過(guò)電磁調(diào)壓聯(lián)合電子感應(yīng)技術(shù)而建立的，一天24h監(jiān)控供電系統(tǒng)，并對(duì)供電系統(tǒng)的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，實(shí)現(xiàn)供電優(yōu)化。在智能建筑電氣照明系統(tǒng)中，高效監(jiān)控由中央監(jiān)控裝置完成，可滿足任何照明要求，照明效果亦可進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。在中央監(jiān)控裝置工作過(guò)程中，通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、消防技術(shù)、空調(diào)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)扮演了極其重要的角色。

2.4智能建筑能源管理系統(tǒng)

在數(shù)據(jù)處理技術(shù)和通信技術(shù)的共同作用下，實(shí)現(xiàn)智能建筑能源管理系統(tǒng)的建立。智能建筑能源管理系統(tǒng)對(duì)該建筑中包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊設(shè)備系統(tǒng)在內(nèi)的所有子系統(tǒng)完成合理集成和統(tǒng)一管理，最終產(chǎn)生一個(gè)具有高品質(zhì)的信息數(shù)據(jù)庫(kù)。根據(jù)該信息數(shù)據(jù)庫(kù)，一個(gè)可評(píng)估能源消耗的客觀的體系才得以建立。智能建筑能源管理系統(tǒng)以能源消耗信息作為參照，對(duì)方案進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，從而擬定出有效的管理方法和考核機(jī)制，最終實(shí)現(xiàn)能源控制，確保能源管理智能化獲得最大的利用價(jià)值。

2.5現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和BACnet在智能建筑中的應(yīng)用

所謂現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，是指連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、數(shù)字控制系統(tǒng)以及自動(dòng)化監(jiān)測(cè)儀表的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、控制系統(tǒng)以及檢測(cè)儀表殼實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化，且具有多種分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)體系。在該體系中，測(cè)量具有智能化和數(shù)字化的優(yōu)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過(guò)控制設(shè)備來(lái)完成，在總線連接作用下，達(dá)到信息互換的目的，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。嚴(yán)格意義上而言，過(guò)程控制包含智能建筑自動(dòng)控制系統(tǒng)，因此，可在智能建筑中使用過(guò)程控制的一切通信協(xié)議。就目前發(fā)展情形來(lái)看，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)成功應(yīng)用至智能建筑自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的不在少數(shù)，比如工業(yè)以太網(wǎng)。在智能建筑中，BACnet應(yīng)用也較為廣泛。BACnet屬于數(shù)據(jù)通信協(xié)議，可對(duì)整個(gè)智能建筑實(shí)行全方位監(jiān)控，該協(xié)議無(wú)論是在國(guó)內(nèi)，還是在國(guó)外，早已被列為標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。BACnet對(duì)以太網(wǎng)在內(nèi)的諸多網(wǎng)絡(luò)均可提供支持，并且適用性良好。BACnet的優(yōu)勢(shì)如下：（1）開(kāi)放性系統(tǒng)。無(wú)需芯片安裝，技術(shù)領(lǐng)先，多個(gè)制造商均可提供支持，另外，還可大大降低投資成本；（2）規(guī)范化。尤其在通信過(guò)程中，規(guī)范化體現(xiàn)得最為明顯，比如采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)表示方法以及信息交換方法；（3）等級(jí)嚴(yán)格。在智能建筑中廣泛應(yīng)用的BACnet產(chǎn)品，其等級(jí)具有一致性；（4）操作性能良好。BACnet產(chǎn)品不但操作性能良好，而且對(duì)系統(tǒng)的集成與拓展極為有利。比如在集成方面，BACnet產(chǎn)品可完成多個(gè)子系統(tǒng)的統(tǒng)一集成，另外，即使處在相同的人機(jī)界面下，也可對(duì)機(jī)電設(shè)備實(shí)施監(jiān)管，提升工作效率，降低能耗，延緩設(shè)備老化，也可大大減少總投資成本?？偠灾?，BACnet產(chǎn)品是目前，所有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，最被智能建筑自動(dòng)化控制系統(tǒng)所接受的系統(tǒng)。

3結(jié)束語(yǔ)

按照現(xiàn)代建筑的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，建筑智能化的發(fā)展前景十分廣闊。在建筑智能化中，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用完美地向住戶傳遞了智能建筑的優(yōu)越性和實(shí)用價(jià)值。本文就主要針對(duì)此進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，對(duì)于實(shí)際的智能建筑中的電氣自動(dòng)化控制具有一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]晁陽(yáng).智能建筑電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)探究[J].山西建筑.2015(26)

第6篇：運(yùn)動(dòng)控制器范文

關(guān)鍵詞：化工企業(yè);自動(dòng)化控制;運(yùn)用

中圖分類號(hào):TQ042文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、引言

隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷完善和發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對(duì)化工產(chǎn)品的需求在不斷提高。在這個(gè)背景下，我國(guó)的化工企業(yè)得到了飛速的發(fā)展，化工企業(yè)的發(fā)展規(guī)模越來(lái)越大，技術(shù)水平在不斷提高，新的技術(shù)、工藝也在不斷地應(yīng)用到化工企業(yè)當(dāng)中。在化工企業(yè)的發(fā)展中，自動(dòng)化技術(shù)的日趨成熟以及化工企業(yè)提高了對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)的重視程度，使得自動(dòng)化控制在化工企業(yè)當(dāng)中的運(yùn)用越來(lái)越普遍。

二、化工企業(yè)自動(dòng)化控制概述

與人工控制相對(duì)應(yīng)的是自動(dòng)化控制，是指在沒(méi)有人參與的情況下，利用設(shè)備、儀器或裝置把被控制的對(duì)象或者過(guò)程按照預(yù)先設(shè)定的程序運(yùn)行。自動(dòng)化控制經(jīng)過(guò)了五次發(fā)展變革：第一代自動(dòng)化控制系統(tǒng)是PCS，這是一個(gè)可以簡(jiǎn)單就地操作的氣動(dòng)控制系統(tǒng)，僅具備初步控制的能力；第二代自動(dòng)化控制系統(tǒng)是ACS，是一種電流模擬信號(hào)，這個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)用，使得自動(dòng)化控制能力進(jìn)一步增強(qiáng)；第三代CCS，數(shù)字計(jì)算機(jī)應(yīng)用促進(jìn)了它的產(chǎn)生，是自動(dòng)化控制領(lǐng)域的第一次革命；第四代是DCS，其產(chǎn)生得益于微處理器的廣泛運(yùn)用和半導(dǎo)體制造技術(shù)的成熟；第五代是FCS，它從DCS發(fā)展而來(lái)，被稱作現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，是一種能夠?qū)⒖刂圃O(shè)備與智能測(cè)量連接起來(lái)的具有雙向傳輸功能，全數(shù)字式、多節(jié)點(diǎn)分支結(jié)構(gòu)的通信鏈路數(shù)字運(yùn)用系統(tǒng)。我國(guó)化工企業(yè)自動(dòng)化控制的發(fā)展，是隨著自動(dòng)化控制五次變革一起成長(zhǎng)的。二十世紀(jì)七十年代我國(guó)化工企業(yè)自動(dòng)化控制進(jìn)入到了發(fā)展期，到了八十年代，我國(guó)DCS系統(tǒng)也有了運(yùn)用的案例，九十年代以來(lái)，化工企業(yè)DCS、FCS逐漸推廣，并得到了普遍的運(yùn)用。

三、化工企業(yè)自動(dòng)化控制的運(yùn)用

1.當(dāng)前化工企業(yè)自動(dòng)化控制運(yùn)用研究的現(xiàn)狀

從化工企業(yè)自動(dòng)化控制運(yùn)用研究的現(xiàn)狀來(lái)看，我們需要保持足夠的冷靜，當(dāng)前化工企業(yè)的自動(dòng)化控制研究，仍然不能夠滿足處于快速發(fā)展過(guò)程中的化工企業(yè)對(duì)于自動(dòng)化控制技術(shù)的要求。在化工企業(yè)提出需要更好地自動(dòng)化控制技術(shù)時(shí)，研究界無(wú)法提供更好的解決方案?；て髽I(yè)的自動(dòng)化控制研究是一步一步走過(guò)來(lái)的，對(duì)自動(dòng)化控制理論的研究，應(yīng)當(dāng)以化工企業(yè)的實(shí)際需求為準(zhǔn)則，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，合理分配科研力量，從而有效地開(kāi)展專門(mén)的研究工作。當(dāng)前自動(dòng)化控制研究的方向，已經(jīng)從過(guò)去單純的機(jī)械式的控制轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N適應(yīng)當(dāng)前化工企業(yè)發(fā)展的實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況的，結(jié)合了控制和管理為一體的具有綜合性質(zhì)的自動(dòng)化運(yùn)用系統(tǒng)?，F(xiàn)代自動(dòng)化控制研究建立在數(shù)學(xué)模型應(yīng)用的基礎(chǔ)之上，并且逐漸向微型計(jì)算機(jī)的推廣運(yùn)用方向發(fā)展。但是在企業(yè)自動(dòng)化控制研究上也存在很大的問(wèn)題，比如研究理論脫離現(xiàn)實(shí)，在某些技術(shù)層面的理論研究也十分的不規(guī)范，自動(dòng)化控制理論研究的成果無(wú)法在實(shí)踐中對(duì)企業(yè)自動(dòng)化控制的運(yùn)用進(jìn)行切實(shí)的指導(dǎo)。

2.我國(guó)化工企業(yè)自動(dòng)化控制運(yùn)用存在的問(wèn)題

（1）化工企業(yè)自動(dòng)化控制運(yùn)用流程不規(guī)范

在我國(guó)化工企業(yè)自動(dòng)化控制運(yùn)用當(dāng)中大多屬于獨(dú)立開(kāi)發(fā)出來(lái)的模型。這是因?yàn)樽詣?dòng)化控制模型和獨(dú)立開(kāi)發(fā)出來(lái)的模型之間存在數(shù)據(jù)交換的情況，而且在上述兩種模型與工業(yè)數(shù)據(jù)的之間也存在數(shù)據(jù)交換的情況，導(dǎo)致了自動(dòng)化控制的運(yùn)用流程存在諸多不規(guī)范的現(xiàn)象。上述兩種模型在自動(dòng)化控制的技術(shù)上雖然比較先進(jìn)，但當(dāng)它們之間存在數(shù)據(jù)交換的時(shí)候，反而在總體上不具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，多數(shù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)缺乏多種裝置的流程模擬以及過(guò)程優(yōu)化應(yīng)當(dāng)具備的工藝條件。

（2）化工企業(yè)自動(dòng)化控制運(yùn)用的規(guī)模較小

人們對(duì)于化工產(chǎn)品的需求越來(lái)越大，對(duì)化工產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來(lái)越高，對(duì)化工產(chǎn)品品種的種類的要求越來(lái)越多，這就使得我國(guó)化工企業(yè)化工工藝流程也越來(lái)越多，越來(lái)越復(fù)雜。有一些化工研究單位，雖然具備比較強(qiáng)大科研能力，但是并不具備將化工產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化所需要的資金，這就導(dǎo)致了這些化工科研單位所開(kāi)發(fā)出來(lái)的自動(dòng)化控制模型不具備通用性，使得化工產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模較小。所以，如果將已有的自動(dòng)化控制模型及優(yōu)化技術(shù)產(chǎn)品化需要投入巨額的資金和大量的人力成本。

（3）化工企業(yè)自動(dòng)化控制中質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)有待統(tǒng)一

在試驗(yàn)生產(chǎn)時(shí)，自動(dòng)化控制中的質(zhì)量控制首先就應(yīng)當(dāng)明確指標(biāo)與屬性。當(dāng)前，我國(guó)沒(méi)有統(tǒng)一的自動(dòng)化控制質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)，這樣既使得自動(dòng)化控制的運(yùn)用受到了很大的限制，而且也非常不利于化工企業(yè)自動(dòng)化控制對(duì)化工工藝水平以及產(chǎn)品質(zhì)量的提高。

（4）化工企業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)程度不高

當(dāng)前，我國(guó)大多數(shù)化工企業(yè)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)仍然采用常規(guī)的操作系統(tǒng)，這就導(dǎo)致了90%以上的自動(dòng)化裝置的作用無(wú)法發(fā)揮，既不能提高化工企業(yè)的生產(chǎn)效率，也極大地浪費(fèi)了資源。因此，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的研究，開(kāi)發(fā)出自動(dòng)化控制集成化管理程度高的系統(tǒng)，從而提高化工企業(yè)的生產(chǎn)效率，節(jié)約資源。

3.發(fā)展化工企業(yè)自動(dòng)化控制運(yùn)用的建議

為了促進(jìn)化工企業(yè)自動(dòng)化控制的發(fā)展，滿足化工企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需要，就化工企業(yè)自動(dòng)化控制的運(yùn)用提出如下建議：

（1）加強(qiáng)化工企業(yè)自動(dòng)化綜合控制

一般情況下，化工企業(yè)具有比較大的規(guī)模，化工產(chǎn)品的經(jīng)營(yíng)范圍也比較寬，這就大大增加了化工企業(yè)自動(dòng)化綜合控制的難度，導(dǎo)致了即使化工企業(yè)運(yùn)用了自動(dòng)化控制模型仍然很難對(duì)整個(gè)企業(yè)進(jìn)行全面、有效地管理。所以，化工企業(yè)在不斷提高自動(dòng)化控制水平的同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)綜合運(yùn)用信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子信息技術(shù)等，從這些方面加快企業(yè)自動(dòng)化綜合控制的建設(shè)進(jìn)度，從而提高化工企業(yè)的信息集成化、管控一體化程度。只有加強(qiáng)化工企業(yè)自動(dòng)化綜合控制，才能提高化工企業(yè)的生產(chǎn)效率，才能使化工企業(yè)的控制管理水平達(dá)到最優(yōu)。

（2）自動(dòng)化控制研究應(yīng)當(dāng)符合市場(chǎng)要求

市場(chǎng)對(duì)自動(dòng)化的控制研究具有導(dǎo)向作用，化工企業(yè)應(yīng)當(dāng)立足于市場(chǎng)，運(yùn)用自動(dòng)化控制技術(shù)充分了解并掌握企業(yè)市場(chǎng)的發(fā)展變動(dòng)情況，對(duì)于市場(chǎng)的變化，及時(shí)、有效地作出應(yīng)對(duì)。自動(dòng)化控制研究只有符合市場(chǎng)的要求，才能使得自動(dòng)化管理符合企業(yè)的發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。

（3）提高化工企業(yè)預(yù)警系統(tǒng)的自動(dòng)化水平

化工企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)當(dāng)中存在一定的危險(xiǎn)?；て髽I(yè)要想提前發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)，將危險(xiǎn)消除在萌芽狀態(tài)，就應(yīng)當(dāng)提高預(yù)警系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。加強(qiáng)化工產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行的安全性檢測(cè)、自動(dòng)報(bào)警等技術(shù)的開(kāi)發(fā)，以確?；て髽I(yè)在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中的安全運(yùn)行。

四、結(jié)論

綜上所述，經(jīng)過(guò)這么多年來(lái)的發(fā)展，我國(guó)化工企業(yè)自動(dòng)化控制的運(yùn)用取得了一些經(jīng)驗(yàn)，但是仍然存在許多的問(wèn)題，需要我們這一代人進(jìn)一步加強(qiáng)研究。自動(dòng)化控制對(duì)于提高化工企業(yè)的工藝水平，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提升化工產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動(dòng)效率等方面，發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。自動(dòng)化控制技術(shù)對(duì)于化工企業(yè)的發(fā)展提到了巨大的推動(dòng)作用。化工企業(yè)要想在競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈的市場(chǎng)中求得生存和發(fā)展，應(yīng)當(dāng)不斷地提高自動(dòng)化控制運(yùn)用的的水平，以提高自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 方鵬迪,孫小方,陳武等.安全控制系統(tǒng)發(fā)展概述及其可靠性提高的研究現(xiàn)狀[J].工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置，2011(1). 

[2] 胡恩燕.打造“品牌活動(dòng)”創(chuàng)建一流協(xié)會(huì)——中國(guó)石油和化工自動(dòng)化第九屆年會(huì)側(cè)記[J].中國(guó).科技獎(jiǎng)勵(lì)，2010(8). 

第7篇：運(yùn)動(dòng)控制器范文

（1）設(shè)計(jì)科學(xué)合理的流程。明確電氣自動(dòng)控制的任務(wù)，并加以評(píng)估，將PLC控制范圍確定下來(lái)。最后技術(shù)人員根據(jù)PLC的功能和性價(jià)比來(lái)確定程序控制器的主機(jī)。在此基礎(chǔ)上確定各模塊及相應(yīng)的各單元，如顯示設(shè)定單元、模擬量單元及位置控制單元等。（2）確定輸入/輸出地址。PLC接線端上的I/O信號(hào)的地址是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。只有確定了輸入/輸出地址，才能進(jìn)行下一步的軟件編程工作；I/O地址的確定是控制柜及PLC接線繪制裝配圖、電氣接線圖、安裝人員裝配的基礎(chǔ)。以表格的形式列出I/O的名稱、代碼和地址是很有必要的。（3）設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)分為硬件部分和軟件部分。PLC控制程序的編寫(xiě)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中軟件部分的組成。除了程序編寫(xiě)之外的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本都是屬于硬件設(shè)計(jì)，如電氣線路的設(shè)計(jì)、PLC控制器的設(shè)計(jì)、抗干擾的設(shè)計(jì)及PLC控制器線路的設(shè)計(jì)等。1）設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件。硬件設(shè)計(jì)的主要包括確定電氣控制元件；設(shè)計(jì)抗干擾措施；設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)。2）設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件。主、子程序及中斷程序是軟件設(shè)計(jì)的三大主要部分。設(shè)計(jì)PLC控制程序時(shí)編程是主要的方法但更重要的依靠設(shè)計(jì)者自身累積并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。應(yīng)用較多的編程方法有流程圖法、狀態(tài)表法、邏輯代數(shù)法及功能圖法等。設(shè)計(jì)程序常見(jiàn)步驟為：①查找輸出對(duì)象，確定出其啟動(dòng)及關(guān)斷條件；②輸出對(duì)象的啟動(dòng)條件及關(guān)斷條件有制約條件的，要找出來(lái)；③大多情況下，輸出對(duì)象以FK=（X開(kāi)+K）•X關(guān)關(guān)公式加以編程，有制約條件的，以FK=（X開(kāi)•X關(guān)約+K）•（X關(guān)+X關(guān)約）公式加以編程；④代入相應(yīng)數(shù)據(jù)入公式中，結(jié)合PLC編程的要求，建立梯形圖；⑤全面檢查并修改程序。梯形圖編程設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序與語(yǔ)句表編程相比，更直觀，更加一目了然，但具有需要修改時(shí)比較麻煩工程量大的缺點(diǎn)。一般對(duì)于比較清晰的并發(fā)、單及選擇順序的控制任務(wù)，應(yīng)用功能圖進(jìn)行設(shè)計(jì)程序較有優(yōu)勢(shì)。（4）調(diào)試系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件的模擬調(diào)試工作必須在主電路斷開(kāi)的環(huán)境下實(shí)行，并且只能夠調(diào)試手動(dòng)控制部分的功能正確與否；只有模擬出各種開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入的情況才能夠?qū)ο到y(tǒng)軟件部分進(jìn)行調(diào)試，通過(guò)綜合應(yīng)用電位器、萬(wàn)用表及開(kāi)關(guān)模擬多種現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，觀察此時(shí)PLC輸出的邏輯關(guān)系是否與控制要求相符；與此同時(shí)，也可應(yīng)用電腦直接模擬加以調(diào)試。通過(guò)反復(fù)修改與調(diào)試來(lái)確定程序的完全正確。（5）系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試，下載已經(jīng)編制并且調(diào)試好的程序到現(xiàn)場(chǎng)PLC控制系統(tǒng)中實(shí)行運(yùn)用。首先斷開(kāi)主電氣然后才開(kāi)始調(diào)試，只能對(duì)控制電路實(shí)行聯(lián)調(diào)。聯(lián)調(diào)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要反復(fù)全面檢查系統(tǒng)接線與軟件設(shè)計(jì)里程序的編寫(xiě)與調(diào)試，只有系統(tǒng)控制功能正常，并滿足控制要求才能交付使用。整個(gè)體系完成后，系統(tǒng)完成后，必須整理相關(guān)技術(shù)資料以存檔，為以后系統(tǒng)的維護(hù)、檢修及改進(jìn)等提供依據(jù)。

2電氣設(shè)備自動(dòng)控制中PLC控制系統(tǒng)的操作過(guò)程

（1）選擇合適的電源。選擇電源時(shí)，最基本的要求時(shí)其額定輸出電流各模塊消耗的電流總和。（2）相匹配功能模塊的選擇。選擇的基礎(chǔ)是要選擇可靠性高的機(jī)型，并且在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程具有很好的穩(wěn)定性。（3）設(shè)計(jì)控制元器件。設(shè)計(jì)輔助程序、故障應(yīng)用措施，分配存儲(chǔ)空間、編制功能子程序是設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制元器件的主要內(nèi)容。（4）正確的輸入/輸出模塊的選擇。1、輸入/輸出模塊點(diǎn)數(shù)的確定；2、運(yùn)用離散系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)輸入與輸出的模擬；3、編入具有特殊功能的輸入與輸出。（5）控制系統(tǒng)連接與安裝的實(shí)現(xiàn)。PLC控制系統(tǒng)多個(gè)部件在配線板上的實(shí)現(xiàn)，按照相應(yīng)的系統(tǒng)接線圖對(duì)其進(jìn)行安裝工作。（6）調(diào)試實(shí)現(xiàn)PLC的運(yùn)行。1、調(diào)試PLC控制系統(tǒng)硬件與軟件，以保證試運(yùn)行的穩(wěn)定性；2、試運(yùn)行過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員必須注重PLC控制系統(tǒng)各個(gè)部分運(yùn)行情況詳細(xì)觀察運(yùn)行的細(xì)節(jié)，對(duì)出現(xiàn)的各種情況必須立即做出停機(jī)處理，找出出現(xiàn)問(wèn)題的原因與源頭，并及時(shí)的選擇正確、有效的方式處理掉出現(xiàn)的情況；3、確定PLC控制系統(tǒng)試運(yùn)行準(zhǔn)確無(wú)誤后，要整理好技術(shù)文件，并且交付使用。

3PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域

（1）PLC控制系統(tǒng)在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)具有多種控制方法，隨著PLC控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，在業(yè)內(nèi)引起了非常廣泛的關(guān)注。在數(shù)控系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用，大大促進(jìn)其控制定位變的精確與方便。（2）PLC控制在交通控制系統(tǒng)中的使用。交通控制系統(tǒng)中PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用關(guān)鍵體現(xiàn)在控制交通系統(tǒng)總線方面。采用PLC控制系統(tǒng)使得交通系統(tǒng)工作效率得到極大程度改善，在一定程度上進(jìn)一步完善和高效化了監(jiān)控。（3）中央空調(diào)系統(tǒng)中的PLC控制系統(tǒng)運(yùn)用。當(dāng)下，控制中內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的方法有如下三種模式：（1）繼電器的傳統(tǒng)控制模式。（2）數(shù)字化的直接控制模式。（3）控制器可編輯的控制模式。在此三種控制模式中，繼電器的傳統(tǒng)控制模式與直接數(shù)字控制模式由于其自身缺點(diǎn)原因，在實(shí)際中其應(yīng)用廣泛度逐漸減少。而PLC控制系統(tǒng)因抗干擾性能高、較穩(wěn)定、便于維護(hù)等優(yōu)勢(shì)，在中央空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用越發(fā)廣泛。

4結(jié)語(yǔ)

第8篇：運(yùn)動(dòng)控制器范文

關(guān)鍵詞：智能化技術(shù)；電氣控制；煙機(jī)設(shè)備；應(yīng)用

1.智能化技術(shù)概述

智能化技術(shù)是一門(mén)現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)，涵蓋的領(lǐng)域非常廣泛，包括語(yǔ)言學(xué)、控制學(xué)、數(shù)字化、自動(dòng)化等學(xué)科內(nèi)容。智能化技術(shù)的應(yīng)用目的是利用先進(jìn)的智能化技術(shù)代替人工完成一些復(fù)雜的人工難以完成的工作，實(shí)現(xiàn)人工智能化。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，智能化技術(shù)在多個(gè)行業(yè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

智能化技術(shù)應(yīng)用了很多計(jì)算機(jī)科學(xué)理論知識(shí)，并且多以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為系統(tǒng)平臺(tái)，完成智能管理和控制。智能化技術(shù)能夠有效提高電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率，減少電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的誤操作和各種故障。優(yōu)化人力、物力和財(cái)力等資源配置，優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

2.智能化技術(shù)和電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的結(jié)合

在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中結(jié)合智能化技術(shù)，控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間、下降時(shí)間等參數(shù)，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，利用智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和無(wú)人控制，實(shí)現(xiàn)智能化的調(diào)節(jié)和控制。同時(shí)，利用智能化技術(shù)，通過(guò)全面掌控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，使電氣控制系統(tǒng)及時(shí)做出反應(yīng)，滿足系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)的、復(fù)雜的控制對(duì)象的變化需求。另外，在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，由于控制對(duì)象并不固定，不同的控制對(duì)象有不同的特點(diǎn)，智能化技術(shù)可以利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和模糊算法，快速找到不同控制對(duì)象的共性和差異性，準(zhǔn)確地獲得數(shù)據(jù)處理信息在處理不同數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出較高的一致性，具有較高的準(zhǔn)確性。

3.智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

3.1智能化技術(shù)在煙機(jī)設(shè)備系統(tǒng)控制和故障診斷中的應(yīng)用

隨著煙草設(shè)備的發(fā)展，智能化技術(shù)在設(shè)備電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。首先，煙草設(shè)備采用各種智能控制器，包括西門(mén)子、倍福等等，這些控制器的使用極大的簡(jiǎn)化了原有控制線路，提高了設(shè)備可靠性。提高了生產(chǎn)效率。其次，智能化技術(shù)可以準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)出煙草設(shè)備控制系統(tǒng)故障，并且及時(shí)診斷系統(tǒng)故障原因。在電氣控制系統(tǒng)中設(shè)置相應(yīng)的故障監(jiān)測(cè)體統(tǒng)，利用遺傳算法和專家系統(tǒng)快速診斷出系統(tǒng)的送電狀態(tài)、停電狀態(tài)、過(guò)流狀態(tài)、接地故障以及短路故障等。并且監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)線路的溫度、故障電流以及負(fù)荷電流等。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)軟件故障時(shí)，專家系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出故障排除指令，即使調(diào)試軟件程序運(yùn)行，保護(hù)其他軟件系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)硬件故障時(shí)，專家系統(tǒng)會(huì)在人機(jī)接口自動(dòng)顯示故障信息，然后利用智能化技術(shù)，排除系統(tǒng)的故障和安全隱患，延長(zhǎng)硬件設(shè)備使用壽命。總之煙草設(shè)備大量使用智能化技術(shù)，使得各種煙機(jī)設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)效率得到了大大的提高。

3.2智能化技術(shù)煙草設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

煙草設(shè)備電氣控制系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜綜合的系統(tǒng)，在對(duì)設(shè)備的維護(hù)改進(jìn)和優(yōu)化過(guò)程中，需要綜合電氣工程、電力技術(shù)、電磁波等方面知識(shí)，而CAD技術(shù)作為一種重要的智能化技術(shù)，被廣泛應(yīng)用在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中。CAD技術(shù)涵蓋了電磁場(chǎng)、電路以及電機(jī)等學(xué)科知識(shí)，在CAD軟件平臺(tái)上，應(yīng)用智能化技術(shù)的遺傳算法，利用標(biāo)準(zhǔn)的樣本數(shù)據(jù)，結(jié)合電氣控制系統(tǒng)的中心參數(shù)和寬度參數(shù)，可以快速設(shè)計(jì)出多種負(fù)載的電路，不僅可以確保電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性，而且極大的提高電路設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，縮短系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)間。

3.3智能化技術(shù)在煙草電力供應(yīng)中的應(yīng)用

卷煙制造工廠，需要一個(gè)龐大而可靠的電力供應(yīng)系統(tǒng)。PLC系統(tǒng)作為一種重要的智能化技術(shù)，廣泛應(yīng)用在電力生產(chǎn)供應(yīng)過(guò)程中，PLC技術(shù)取代電力系統(tǒng)的繼電器，滿足電力控制需求。PLC系統(tǒng)可以很好的輔助電力生產(chǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)控電力系統(tǒng)運(yùn)行。電力系統(tǒng)的主站層主要由PLC系統(tǒng)和人機(jī)接口共同組成，主站層監(jiān)控室利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，減少人工操作。同時(shí)結(jié)合遠(yuǎn)程I/O和現(xiàn)場(chǎng)傳感器實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)控制，可以有效提高電力系統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)行效率。另外，PLC冗余系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)切換，極大提高的電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。為卷煙制造品質(zhì)提升提供可靠保障。

第9篇：運(yùn)動(dòng)控制器范文

關(guān)鍵詞：發(fā)電企業(yè)；電力系統(tǒng)；運(yùn)行控制；自動(dòng)化

1. 電力系統(tǒng)的自動(dòng)化控制以及它的控制目標(biāo)

電力系統(tǒng)控制的目的在于能夠保持整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行而不發(fā)生故障，從而可以安全高效地向廣大用戶提供合符合使用要求的電能；如果電力系統(tǒng)發(fā)生突發(fā)事故的時(shí)候，電力系統(tǒng)能夠迅速切除故障，從而阻止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大造成經(jīng)濟(jì)損失和人身傷害，并且能夠快速回復(fù)恢復(fù)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，盡量減少對(duì)用戶造成的不便。另外，還要使電力生產(chǎn)綠色環(huán)保，符合相關(guān)規(guī)定。簡(jiǎn)單地說(shuō)，電力系統(tǒng)運(yùn)行控制的目標(biāo)就是要：經(jīng)濟(jì)、安全、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保[1]。

1.1 保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全

安全是一切生產(chǎn)的前提。每一個(gè)電力企業(yè)在電力生產(chǎn)中最常提的口號(hào)是“安全第一”。安全，就是要杜絕事故的發(fā)生，這是電力企業(yè)的頭等大事。大家都知道，電力系統(tǒng)一旦發(fā)生事故，那將會(huì)造成極其嚴(yán)重的后果，輕者造成電氣設(shè)備不同程度的損壞，嚴(yán)重影響居民的正常用電，同時(shí)也會(huì)給生產(chǎn)廠家造成成一定的損失；重者更是波及到電力系統(tǒng)覆蓋的廣大區(qū)域，使生產(chǎn)設(shè)備受到大規(guī)模嚴(yán)重破壞，更會(huì)造成人員的傷亡，嚴(yán)重影響到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。因此，努力保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行是電力企業(yè)最重要的任務(wù)[2]。

1.2 保證電能符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

與所有的商品一樣，電能也是有一定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的，通常是指波形、電壓和頻率三項(xiàng)指標(biāo)。通常，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電壓的為正弦波，因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)中許許多多的設(shè)備在一開(kāi)始設(shè)計(jì)的時(shí)候都將波形問(wèn)題進(jìn)行了充分的考慮，通常情況下，底層用戶所獲得的電壓波形一般也是正弦波。一旦波形不是正弦的，那么電壓波形就會(huì)有許許多種高次波，這樣的電波對(duì)于電子設(shè)備會(huì)產(chǎn)生不利影響，通訊的線路也會(huì)有一定的干擾，電動(dòng)機(jī)的效率也會(huì)降低，影響正常的操作運(yùn)行。更為嚴(yán)重的是，這還可能使電力系統(tǒng)發(fā)生危險(xiǎn)的高次諧波諧振，使電氣設(shè)備遭到嚴(yán)重破壞[3]。

頻率是電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中要求最嚴(yán)格的一項(xiàng)，頻率允許的波動(dòng)范圍在我國(guó)是50+0.2Hz（有的國(guó)家是±0.1Hz）。使頻率穩(wěn)定的關(guān)鍵是保證電力系統(tǒng)有功功率的供求數(shù)量時(shí)時(shí)刻刻都要平衡。前已說(shuō)過(guò)，負(fù)荷是隨時(shí)變動(dòng)的，因此，只有讓發(fā)電廠的有功出力時(shí)時(shí)刻刻跟蹤負(fù)荷舶有功功率，隨其變動(dòng)而變動(dòng)。以往那種調(diào)度員看到頻率表指示的頻率下降之后再打電話命令發(fā)電廠增加發(fā)電機(jī)出力的時(shí)代早已進(jìn)去了?，F(xiàn)在調(diào)頻過(guò)程是由自動(dòng)裝置自動(dòng)進(jìn)行的。但是負(fù)荷如果突然發(fā)生了大幅度的變化，超出了自動(dòng)調(diào)頻的可調(diào)范圍，頻率還會(huì)有較大變化。

1.3 保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性

運(yùn)行控制在電力系統(tǒng)中，一方面要在意電能質(zhì)量問(wèn)題和劇增安全問(wèn)題，另一方面要將發(fā)電成本控制到最低，降低傳輸損失，從而將整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行成本進(jìn)行優(yōu)化。在已經(jīng)正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)中，調(diào)度方案對(duì)于其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性有著至關(guān)重要的作用。一定要在保證系統(tǒng)的安全的基礎(chǔ)上，對(duì)于安排備用容量的分布和組合進(jìn)行整體優(yōu)化，考慮發(fā)電機(jī)組的效率和性能，水電廠水頭以及燃料種類情況，加上負(fù)荷中心距離發(fā)電廠的遠(yuǎn)近等因素，選擇一個(gè)經(jīng)濟(jì)性能最優(yōu)的電力調(diào)度方案。

2. 展望

電力系統(tǒng)自動(dòng)化調(diào)度的起步階段，調(diào)度員調(diào)度員對(duì)于監(jiān)視和了解線路或電廠的運(yùn)行幾乎沒(méi)有辦法，更更不用說(shuō)對(duì)輸電網(wǎng)絡(luò)和電廠進(jìn)行行而有效的操控可。對(duì)于電線線路的流向、機(jī)組的出力及其出力分配、節(jié)點(diǎn)電壓是否達(dá)到預(yù)期，相關(guān)的調(diào)度員基本上不能夠進(jìn)行掌控制。各廠站與電力調(diào)度員的唯一聯(lián)系基本上就是電話，網(wǎng)絡(luò)很不普及。在初期，每個(gè)廠站的值班員必須要定時(shí)定期地匯報(bào)本廠站的各種運(yùn)行數(shù)據(jù)給系統(tǒng)調(diào)度員，調(diào)度員需要根據(jù)各廠站的實(shí)際情況對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、分析，長(zhǎng)時(shí)間的勞動(dòng)也不過(guò)僅僅掌握了系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的一點(diǎn)點(diǎn)信息。一旦某個(gè)電路系統(tǒng)出現(xiàn)事故，調(diào)度員也只能電話告知需要停哪些線路，跳哪些斷路器，對(duì)于事故損失的情況以及事故現(xiàn)場(chǎng)情況，需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)事故進(jìn)行處理。這就需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能恢復(fù)正常運(yùn)行[4]?？上攵?，這種極為不先進(jìn)的狀態(tài)與電力系統(tǒng)與日俱增的地位是及其不相稱的，因而，現(xiàn)代化的先進(jìn)設(shè)備裝備調(diào)度中心必須應(yīng)用在以后的電力系統(tǒng)自動(dòng)化中，以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。

參考文獻(xiàn)

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