控制系統(tǒng)論文15篇(熱)
在日復一日的學習、工作生活中，大家都寫過論文吧，論文是進行各個學術領域研究和描述學術研究成果的一種說理文章。為了讓您在寫論文時更加簡單方便，下面是小編為大家收集的控制系統(tǒng)論文，供大家參考借鑒，希望可以幫助到有需要的朋友。
控制系統(tǒng)論文1
摘要：高溫泵試驗用水溫度控制系統(tǒng)以Ｓ７－３００ＰＬＣ為核心控制模塊，調(diào)用ＦＢ４１功能塊進行ＰＩＤ運算，然后由ＰＬＣ調(diào)用脈沖寬度調(diào)制器ＦＢ４３將連續(xù)變化的模擬量轉化為開關量進而控制加熱裝置。采用分段ＰＩＤ控制，將實際溫度值和設定值的偏差分為幾個階段，不同階段采用不同的ＰＩＤ參數(shù)，解決了加熱過程中溫度超調(diào)、波動幅度大以及加熱時間長等問題。該方案已應用到實際企業(yè)橫向課題中，經(jīng)驗證控制精度高、穩(wěn)定性好。
關鍵詞：高溫泵；溫度控制；分段ＰＩＤ控制
隨著我國工業(yè)化進程的快速發(fā)展，高揚程高速泵用于輸送高溫介質已很普遍。如核電用泵一般都在高溫高壓條件下工作，其性能及運行可靠性將直接對核電能力及安全產(chǎn)生影響［１－３］。所以出廠前必須對該類泵進行試驗。傳統(tǒng)的水泵控制系統(tǒng)主要是由繼電器控制線路組成，存在諸多不足，本文采用ＰＬＣ控制提高了系統(tǒng)的自動化水平。相對傳統(tǒng)水泵微機測試系統(tǒng)而言，其處理速度快、精度高、抗干擾能力強以及實時控制性更好［４－５］。本文以某企業(yè)具體橫向課題為研究背景，采用Ｓ７－３００ＰＬＣ核心控制系統(tǒng)來實現(xiàn)高溫離心泵閉式管路試驗，主要分析了溫度控制系統(tǒng)，控制過程中采用分段ＰＩＤ控制方法、調(diào)用ＦＢ４３功能塊將連續(xù)變化的模擬量轉化為周期性輸出的脈沖串，通過固態(tài)繼電器實現(xiàn)對加熱裝置的開關控制。
１溫度控制系統(tǒng)設計
１．１溫度控制回路組成
被試泵為高溫泵，做閉式管路試驗時需將儲水罐內(nèi)水溫加熱到指定數(shù)值。本試驗加熱裝置是在罐體底部內(nèi)置的加熱棒。控制系統(tǒng)采用Ｓ７－３００ＰＬＣ為控制模塊，上位機采用易控組態(tài)軟件為監(jiān)控平臺，主要進行人機界面設置以及泵的性能分析。利用ＰＴ１００溫度傳感器進行溫度采集，溫度信號經(jīng)過壓力變送器后傳輸給ＰＬＣ的模擬量輸入模塊ＳＭ３３１，經(jīng)過ＰＬＣ濾波處理后得到實際溫度值，作為過程變量ＰＶ進行下一步計算。利用設定溫度值ＳＰ與過程變量ＰＶ的偏差進行ＰＩＤ運算，將ＰＩＤ運算結果以周期性脈沖串輸出到固態(tài)繼電器，由固態(tài)繼電器控制加熱裝置，整個控制過程構成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。ＰＬＣ通過模擬量采集模塊ＳＭ３３１反饋回來的實時溫度ＰＶ，獲取偏差值ＥＲ，偏差經(jīng)過ＰＩＤ調(diào)節(jié)器運算輸出，控制加熱裝置加熱時間，以克服偏差，促使偏差趨近于零，溫度控制框圖見圖１。ＰＩＤ輸出為模擬量，加熱裝置的開關為開關量，試驗中ＰＬＣ調(diào)用ＦＢ４１功能塊進行ＰＩＤ運算，然后再調(diào)用脈沖寬度調(diào)制器ＦＢ４３，ＦＢ４３的脈沖發(fā)生器（ＰＵＬＳＥＧＥＮ）一般與ＦＢ４１的連續(xù)調(diào)節(jié)控制器（ＣＯＮＴ＿Ｃ）一起使用，即將ＦＢ４１的輸出作為ＦＢ４３的輸入。ＦＢ４３的脈沖發(fā)生器可以通過調(diào)制脈沖寬度，將其輸入變量“ＩＮＶ”（＝ＰＩＤ控制器的輸出）轉換為一恒定周期的脈沖串，即將連續(xù)變化的模擬量轉化為周期性脈沖串，通過固態(tài)繼電器實現(xiàn)對加熱裝置的開關控制。
１．２溫度傳感器數(shù)據(jù)采集處理
罐體上只有一個溫度傳感器，受外界溫度變化及硬件自身精度等因素影響，采集一個溫度信號作為過程變量值并不準確。本試驗采用均值濾波的方式來保證其準確性。程序中設定每５０ｍｓ取一個溫度值并依次排列，順序取１０個數(shù)值，然后去掉最大最小值，剩余取平均值作為實際溫度值。均值濾波部分程序如下（該段程序采用結構化控制語言（ＳＣＬ）編寫）：ＶＡＲ＿ＯＵＴＰＵＴＰＩＷ＿ＯＵＴ：ＲＥＡＬ；ＥＮＤ＿ＶＡＲＶＡＲ＿ＴＥＭＰＥＮＤ＿ＶＡＲＶＡＲＰＩＷ＿ＩＮ＿ＲＥＡＬ：ＲＥＡＬ；ＤＡＴＡ＿ＳＴＯＲＥ：ＡＲＲＡＹ［０．．９］ＯＦｒｅａｌ；Ｆ＿ＣＯＵＮＴ：ＩＮＴ；ＴＯＴＡＬ＿ＤＡＴＡ：ＲＥＡＬ；ＥＮＤ＿ＶＡＲＴＯＴＡＬ＿ＤＡＴＡ：＝０．０；ＰＩＷ＿ＩＮ＿ＲＥＡＬ：＝ＰＩＷ＿ＩＮ；ＦＯＲＦ＿ＣＯＵＮＴ：＝０ＴＯ８ＢＹ１ＤＯＤＡＴＡ＿ＳＴＯＲＥ［Ｆ＿ＣＯＵＮＴ］：＝ＤＡＴＡ＿ＳＴＯＲＥ［Ｆ＿ＣＯＵＮＴ＋１］；ＥＮＤ＿ＦＯＲ；ＤＡＴＡ＿ＳＴＯＲＥ［９］：＝ＰＩＷ＿ＩＮ＿ＲＥＡＬ；ＦＯＲＦ＿ＣＯＵＮＴ：＝０ＴＯ９ＢＹ１ＤＯＴＯＴＡＬ＿ＤＡＴＡ：＝ＴＯＴＡＬ＿ＤＡＴＡ＋ＤＡＴＡ＿ＳＴＯＲＥ［Ｆ＿ＣＯＵＮＴ］；ＥＮＤ＿ＦＯＲ。
２分段ＰＩＤ控制及提前加熱補償
２．１分段ＰＩＤ控制方法應用
ＰＩＤ控制規(guī)律是通過比例（Ｐ）、積分（Ｉ）以及微分（Ｄ）計算獲得輸出結果，將ＰＩＤ中的微分部分設置為０，則ＰＩＤ控制變?yōu)椋校煽刂啤１疚牡臏囟瓤刂葡到y(tǒng)采用ＰＩ控制。溫度控制過程中，在設置比例系數(shù)和積分時間常數(shù)時，要么超調(diào)量過大，要么調(diào)節(jié)時間過長，難以找到一個合適的比例系數(shù)和積分時間。如果引入分段ＰＩＤ控制，將比例系數(shù)與積分時間作為變量，而不是整個控制過程用一固定值。當設定值（ＳＰ）與過程變量（ＰＶ）偏差較大時，適當加強比例與積分作用，使ＰＩＤ輸出在短時間內(nèi)迅速增長；當偏差較小時，將比例與積分作用適當減弱，讓ＰＩＤ輸出減速；當偏差很小時，再進一步減小比例與積分作用，讓ＰＩＤ的輸出加速度進一步放慢。該控制過程在偏差較大時加快了升溫速度，偏差較小時又避免了超調(diào)情況出現(xiàn)，使得整個系統(tǒng)的控制性能大大提高［６］。按照上述控制思路將ＰＩＤ分為三段。程序編寫時需根據(jù)系統(tǒng)的實際情況而定，分段點以偏差率為基準，偏差率等于偏差值ＥＲ除以設定值ＳＰ。當偏差率大于５０％時，比例系數(shù)與積分時間分別為ｇａｉｎ１和ＴＩ１；當偏差率在５０％～２０％時比例系數(shù)與積分時間分別為ｇａｉｎ２和ＴＩ２；當偏差率小于２０％時比例系數(shù)與積分時間分別為ｇａｉｎ３和ＴＩ３。比例系數(shù)和積分時間具體數(shù)值通過多次試驗歸納總結得出。
２．２提前加熱補償應用
本閉式管路系統(tǒng)需對４種不同規(guī)格型號的泵進行試驗，４種泵對應管徑分別為ＤＮ１５、ＤＮ２５、ＤＮ５０、ＤＮ１００。試驗過程如下：當罐體內(nèi)水溫達到設定值時，先開啟對應管路閥門，然后開被試泵電機進行試驗。由于加熱罐為密封罐，管路中水溫相對加熱罐中水溫度低很多，當被試泵初運轉時，隨著管路中水循環(huán)進入加熱罐，罐體內(nèi)水溫會急劇下降，管徑不同，下降幅度不同，管徑越大，下降幅度越大。管徑ＤＮ１００的.被試泵初運行時，檢測到罐體內(nèi)溫度大約降１５℃左右，管徑ＤＮ５０的大約降１０℃左右，管徑ＤＮ２５的大約降７℃左右，ＤＮ１５管路水溫下降不大，采用正常ＰＩＤ調(diào)節(jié)即可。針對上述問題，為了加快升溫速度，在程序中引入提前加熱補償?shù)姆椒ǎ唧w如下：在被試泵開啟之前，開閥門時就進行加熱補償，如ＤＮ１００管路，將補償輸出設為２０％，此時正常ＰＩＤ的輸出若為２０％，則兩者相加之和為４０％，將４０％作為ＦＢ４３功能塊的輸入。即在溫度驟降之前就進行加熱補償，充分了利用這個時間差。當檢測到罐體內(nèi)水溫和設定溫度值之差在２℃以內(nèi)，則停止加熱補償，進行正常的ＰＩＤ調(diào)節(jié)。由ＰＩＤ調(diào)節(jié)器的輸出工作模式可知ＰＩＤ輸出是０％～１００％中的一個值，加上補償后可能大于１００％，為此將兩者之和限幅為１００％。提前加熱補償與正常不進行補償?shù)恼{(diào)節(jié)相比，加熱速度明顯提升。
３結論
本文通過調(diào)用ＦＢ４３功能塊，將ＰＩＤ模擬量輸出轉化為周期性脈沖串輸出，控制加熱裝置開關。分段ＰＩＤ控制方法的應用使得系統(tǒng)的控制性能得到改善；提前加熱補償提高了加熱速度，具體補償量目前是根據(jù)試驗多次嘗試獲得的，后續(xù)研究可進一步進行理論驗證并尋找出更合適的方法。
參考文獻：
［１］朱祖超．高溫高速離心泵的研制［Ｊ］．動力工程，２０００，２（１）：５７６－５７９．
［２］沙玉俊，劉樹紅，吳玉林，等．平衡孔對高溫高壓離心泵性能的影響研究［Ｊ］．水利發(fā)電學報，２０１２，３１（６）：２５９－２６３．
［３］馬宗毅，曾紹穩(wěn)．基于ＰＬＣ的液體混合加熱溫度控制系統(tǒng)設計［Ｊ］．軟件開發(fā)與應用，２０１７（１２）：１０７－１０９．
［４］錢磊，張萌．淺析Ｓ７－２００ＰＬＣ水泵測試控制系統(tǒng)的設計創(chuàng)新［Ｊ］．工程技術與產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟，２０１０（４）：２６．
［５］吳登昊，王洋．基于ＰＬＣ的水泵測試控制系統(tǒng)設計［Ｊ］．農(nóng)機化研究，２００８（４）：１９５－２０１．
［６］申輝陽，申棟梁．封閉式液位控制系統(tǒng)的ＰＬＣ分段ＰＩＤ控制方法［Ｊ］．測控技術，２０１２，４１（２）：３１－３３．
控制系統(tǒng)論文2
工業(yè)控制系統(tǒng)(ICS)是綜合運用信息技術、電子技術、通信技術和計算機技術等，對現(xiàn)場設備進行檢測控制，實現(xiàn)工業(yè)技術生產(chǎn)過程自動化的應用系統(tǒng)。ICS在冶金、電力、石化、水處理、鐵路、食品加工等行業(yè)，以及軍工的航空、航天、船舶、艦艇、潛艇等領域的自動化生產(chǎn)管理系統(tǒng)中都得到了廣泛地應用。
1 工業(yè)控制系統(tǒng)安全現(xiàn)狀
與傳統(tǒng)信息系統(tǒng)安全需求不同，ICS設計需要兼顧應用場景與控制管理等多方面因素，并且優(yōu)先考慮系統(tǒng)的高可用性和業(yè)務連續(xù)性。鑒于ICS的特定設計理念，缺乏有效的工業(yè)安全防御和數(shù)據(jù)通信保密措施是很多ICS所面臨的共同問題。
傳統(tǒng)的ICS多為車間/廠區(qū)局域網(wǎng)ICS，系統(tǒng)特點包括專有網(wǎng)絡、專有操作系統(tǒng)、無以太網(wǎng)絡、沒有因特網(wǎng)的鏈接。從網(wǎng)絡安全角度，系統(tǒng)是安全的。
現(xiàn)今的ICS開始與互聯(lián)網(wǎng)或辦公網(wǎng)直接/間接互聯(lián)，形成從控制網(wǎng)到信息網(wǎng)的大系統(tǒng)ICS，系統(tǒng)特點包括以太網(wǎng)無處不在、無線設備、遠程配置和監(jiān)控、Windows和Linux等流行操作系統(tǒng)。從網(wǎng)絡安全角度，系統(tǒng)存在巨大安全隱患，很容易被駭客攻擊。
2 工業(yè)控制系統(tǒng)安全漏洞及風險分析
隨著工業(yè)信息化進程的快速推進，物聯(lián)網(wǎng)技術開始在工控領域廣泛應用，實現(xiàn)了系統(tǒng)間的協(xié)同和信息分享，極大地提高了企業(yè)的綜合效益。與此同時，暴露在互聯(lián)網(wǎng)等公共網(wǎng)絡中的工業(yè)控制系統(tǒng)也必將面臨病毒、木馬、駭客入侵、拒絕服務等傳統(tǒng)的信息安全威脅，而且由于工業(yè)控制系統(tǒng)多被應用在電力、交通、石油化工、核工業(yè)等國家重要行業(yè)中，其安全事故造成的社會影響和經(jīng)濟損失會更為嚴重。
2.1工業(yè)控制系統(tǒng)安全漏洞
工業(yè)控制系統(tǒng)安全漏洞包括：策略與規(guī)則漏洞、平臺漏洞、網(wǎng)絡漏洞。
2.1.1 策略與規(guī)則漏洞
缺乏工業(yè)控制系統(tǒng)的安全策略、缺乏工業(yè)控制系統(tǒng)的安全培訓與意識培養(yǎng)、缺乏工業(yè)控制系統(tǒng)設備安全部署的實施方法、缺乏工業(yè)控制系統(tǒng)的安全審計、缺乏針對工業(yè)控制系統(tǒng)的.配置變更管理。
2.1.2 平臺漏洞
平臺漏洞包括：平臺配置漏洞、平臺硬件漏洞、平臺軟件漏洞、惡意軟件攻擊。
(1)平臺配置漏洞
包括關鍵配置信息未備份、關鍵信息未加密存儲、沒有采用口令或口令不滿足長度和復雜度要求、口令泄露等。
(2)平臺硬件漏洞
包括關鍵系統(tǒng)缺乏物理防護、未授權的用戶能夠物理訪問設備、對工業(yè)控制系統(tǒng)不安全的遠程訪問。
(3)平臺軟件漏洞
包括拒絕服務攻擊(DOS攻擊)、采用不安全的工控協(xié)議、采用明文傳輸、未安裝入侵檢測系統(tǒng)與防護軟件等。
(4)惡意軟件攻擊
包括未安裝防病毒軟件等。
2.1.3 網(wǎng)絡漏洞
(1)網(wǎng)絡配置漏洞
包括有缺陷的網(wǎng)絡安全架構、口令在傳輸過程中未加密、未采取細粒度的訪問控制策略、安全設備配置不當。
(2)網(wǎng)絡硬件漏洞
包括網(wǎng)絡設備的物理防護不充分、未采取有效的措施保護物理端口、關鍵網(wǎng)絡設備未備份。
(3)網(wǎng)絡邊界漏洞
包括未定義網(wǎng)絡安全邊界、未部署防火墻或配置不當、未采取信息流向控制措施。
2.2 工業(yè)控制系統(tǒng)安全風險分析
電力故障、自然災害、軟硬件故障、駭客攻擊、惡意代碼都會對ICS系統(tǒng)產(chǎn)生影響。其中，電力故障、自然災害和軟/硬件故障，屬于信息安全范疇之外，而非法操作、惡意代碼和駭客攻擊作為信息安全威脅的主要形式，往往很難被發(fā)現(xiàn)或控制，對ICS網(wǎng)絡安全運行的威脅和影響也最大。
(1)利用USB協(xié)議漏洞在U盤中植入惡意代碼
U盤內(nèi)部結構：U盤由芯片控制器和閃存兩部分組成，芯片控制器負責與PC的通訊和識別，閃存用來做數(shù)據(jù)存儲;閃存中有一部分區(qū)域用來存放U盤的固件，控制軟硬件交互，固件無法通過普通手段進行讀取。
USB協(xié)議漏洞：USB設備設計標準并不是USB設備具備唯一的物理特性進行身份驗證，而是允許一個USB設備具有多個輸入輸出設備的特征。
這樣就可以通過U盤固件逆向重新編程，將U盤進行偽裝，偽裝成一個USB鍵盤，并通過虛擬鍵盤輸入集成到U盤固件中的惡意代碼而進行攻擊。
(2)利用組態(tài)軟件數(shù)據(jù)庫漏洞進行攻擊
ICS系統(tǒng)采用的組態(tài)軟件，缺乏安全防護措施，往往公開訪問其實時數(shù)據(jù)庫的途徑，以方便用戶進行二次開發(fā)，從而可利用此漏洞，遠程/本地訪問數(shù)據(jù)庫，獲取全部數(shù)據(jù)庫變量，選取關鍵數(shù)據(jù)進行訪問并篡改，從而達到攻擊目的。
2.3 工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全風險總結
病毒：可引起工控設備或網(wǎng)絡故障，破壞生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)或影響網(wǎng)絡正常服務，如蠕蟲病毒等。
緩沖區(qū)溢出攻擊：利用設計漏洞進行的攻擊。
拒絕服務攻擊：惡意造成拒絕服務，造成目標系統(tǒng)無法正常工作或癱瘓，或造成網(wǎng)絡阻塞。
網(wǎng)絡嗅探：可捕獲主機所在網(wǎng)絡的所有數(shù)據(jù)包，一旦被惡意利用，獲取了目標主機的關鍵信息則可對目標主機實施進一步攻擊。
IP欺騙：可通過技術手段利用TCP/IP協(xié)議缺陷，偽裝成被信任主機，使用被信任主機的源地址與目標主機進行會話，在目標主機不知的情況下實施欺騙行為。
口令破解：攻擊者若通過一定手段取得用戶口令，提升權限進入目標系統(tǒng)，對目標主機進行完全控制。
3 工業(yè)控制系統(tǒng)安全檢查
3.1 檢查對象
包括工藝、工程分析、控制系統(tǒng)信息安全后果分析、安全防護能力分析等。
3.2 檢測方式
包括訪談、現(xiàn)場測試、離線測試、測試床或另外搭建測試環(huán)境測試。
3.3 檢測內(nèi)容
應包括信息流轉過程中遇到的一切鏈路、設備(硬件程序、模塊組件)、人員等。
管理檢查需要準備的資料：信息安全相關管理制度和安全策略;設備保密管理制度;系統(tǒng)運行管理制度、產(chǎn)品供應商(或者代理商)、系統(tǒng)集成商等提供的資質證明、授權證明、合格證書等。
技術檢查需要準備的資料：招標合同技術規(guī)格書;詳細設備清單;設備配置及使用說明;網(wǎng)絡拓撲圖;輸入輸出端口信息;DNC服務器配置及使用說明;設備的連接說明、功能說明、操作手冊。
運維檢查需要準備的資料：運行維護管理制度、訪問控制端口設置情況記錄、運行維護報告、應急預案方案、應急演練記錄。
3.4 檢測重點
重點檢查輸入輸出端口使用、設備安全配置、運維安全措施的落實情況，同時檢查資產(chǎn)管理情況，訪問控制策略、備份及應急管理等方面。
4 結束語
通過上面的分析與研究，工業(yè)控制系統(tǒng)還存在許多的漏洞和安全風險，只有充分認識到這些漏洞，才能利用信息安全手段不斷的處置這些漏洞，使風險降到最低。同時我們應該認識到，工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全技術是一門不斷深入發(fā)展的技術，隨著工業(yè)控制系統(tǒng)廣泛應用和不斷發(fā)展，其信息安全必將面臨更加嚴峻的挑戰(zhàn)，隨之信息安全技術的研究也必將快速推進。
控制系統(tǒng)論文3
一、工業(yè)以太網(wǎng)技術的特點
以太網(wǎng)技術具有價格低廉、穩(wěn)定可靠、通信速率高、軟硬件產(chǎn)品豐富、應用廣泛以及支持技術成熟等優(yōu)點，已成為最受歡迎的通信網(wǎng)絡之一。近些年來,隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展,以太網(wǎng)進入了控制領域,形成了新型的以太網(wǎng)控制網(wǎng)絡技術。這主要是由于工業(yè)自動化系統(tǒng)向分布化、智能化控制方面發(fā)展,開放的、透明的通訊協(xié)議是必然的要求。以太網(wǎng)技術引入工業(yè)控制領域，其技術優(yōu)勢非常明顯：
（一）Ethernet是全開放、全數(shù)字化的網(wǎng)絡，遵照網(wǎng)絡協(xié)議不同廠商的設備可以很容易實現(xiàn)互聯(lián)。
（二）以太網(wǎng)能實現(xiàn)工業(yè)控制網(wǎng)絡與企業(yè)信息網(wǎng)絡的無縫連接，形成企業(yè)級管控一體化的全開放網(wǎng)絡。
（三）軟硬件成本低廉，由于以太網(wǎng)技術已經(jīng)非常成熟，支持以太網(wǎng)的軟硬件受到廠商的高度重視和廣泛支持，有多種軟件開發(fā)環(huán)境和硬件設備供用戶選擇。
（四）通信速率高，隨著企業(yè)信息系統(tǒng)規(guī)模的擴大和復雜程度的提高，對信息量的需求也越來越大，有時甚至需要音頻、視頻數(shù)據(jù)的傳輸，目前以太網(wǎng)的通信速率為10M、100M的快速以太網(wǎng)開始廣泛應用，千兆以太網(wǎng)技術也逐漸成熟，10G以太網(wǎng)也正在研究，其速率比目前的現(xiàn)場總線快很多。
（五）可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ螅谶@信息瞬息萬變的時代，企業(yè)的生存與發(fā)展將很大程度上依賴于一個快速而有效的通信管理網(wǎng)絡，信息技術與通信技術的發(fā)展將更加迅速，也更加成熟，由此保證了以太網(wǎng)技術不斷地持續(xù)向前發(fā)展。
二、工業(yè)以太網(wǎng)在控制領域應用現(xiàn)狀
工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線相比，它能提供一個開放的標準，是企業(yè)從現(xiàn)場控制到管理層實現(xiàn)全面的無縫的信息集成，解決了由于協(xié)議上的不同導致的“自動化孤島”問題，但從目前的發(fā)展看，工業(yè)以太網(wǎng)在控制領域的應用主要體現(xiàn)在以下幾種形式。
（一）混合Ethernet/Fieldbus的網(wǎng)絡結構
這種結構實際上就是信息網(wǎng)絡和控制網(wǎng)絡的一種典型的集成形式。以太網(wǎng)正在逐步向現(xiàn)場設備級深入發(fā)展，并盡可能的和其他網(wǎng)絡形式走向融合，但以太網(wǎng)和TCP/IP原本不是面向控制領域的，在體系結構、協(xié)議規(guī)則、物理介質、數(shù)據(jù)、軟件、實驗環(huán)境等諸多方面并不成熟，而現(xiàn)場總線能完全滿足現(xiàn)代企業(yè)對底層控制網(wǎng)絡的`基本要求，實現(xiàn)真正的全分布式系統(tǒng)。因此，在企業(yè)信息層采用以太網(wǎng)，而在底層設備級采用現(xiàn)場總線，通過通信控制器實現(xiàn)兩者的信息交換。
（二）專用工業(yè)以太控制網(wǎng)絡
如何利用工業(yè)以太網(wǎng)單獨作為控制網(wǎng)絡是工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展方向之一，也是工業(yè)控制領域的研究熱點之一。如德國JetterAG公司的新一代控制系統(tǒng)JetWeb，是融現(xiàn)場總線技術、100Mb/s以太網(wǎng)技術、CNC技術、PLC技術、可視化人機接口技術和全球化生產(chǎn)管理技術為一體的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)，同時具有廣泛的兼容性，可兼容第三方自動化控制產(chǎn)品，提出“網(wǎng)絡就是控制器”的觀點，是取代所有底層現(xiàn)場總線的工業(yè)網(wǎng)絡結構。這種工業(yè)控制網(wǎng)絡是將以太網(wǎng)貫穿于整個網(wǎng)絡各層次，使它成為透明的覆蓋整個企業(yè)范圍的應用實體。它實現(xiàn)了辦公自動化與工業(yè)自動化的無縫結合，實質上是一個單層的扁平結構，其良好的可擴展性和互連性，使之成為真正意義上的全開放網(wǎng)絡體系結構的大統(tǒng)一。
（三）基于Web的網(wǎng)絡監(jiān)控平臺
嵌入式以太網(wǎng)是最近網(wǎng)絡應用熱點，就是通過Internet使所有連接網(wǎng)絡的設備彼此互通，從計算機、PDA、通信設備到儀器儀表、家用電器等。在企業(yè)內(nèi)部，可以利用企業(yè)信息網(wǎng)絡，進行工廠實時運行數(shù)據(jù)的發(fā)布和顯示，管理者通過Web瀏覽器對現(xiàn)場工況進行實時遠程監(jiān)控、遠程設備調(diào)試和遠程設備故障診斷和處理。實現(xiàn)的最簡單辦法就是采用獨立的以太網(wǎng)控制器，連接具有TCP/IP界面的控制主機以及具有RS-232或RS-485接口的現(xiàn)場設備。以太網(wǎng)控制器在這里扮演了通用計算機網(wǎng)絡和現(xiàn)場各類設備之間的一個橋梁。
三、以太網(wǎng)交換技術的發(fā)展趨勢
以太網(wǎng)和通信技術的突飛猛進，促使工業(yè)以太網(wǎng)技術進一步發(fā)展。目前它已經(jīng)在工業(yè)企業(yè)綜合自動化系統(tǒng)中的資源管理層、執(zhí)行制造層得到了廣泛應用，并呈現(xiàn)向下延伸直接應用于工業(yè)控制現(xiàn)場的趨勢。從目前國際、國內(nèi)工業(yè)以太網(wǎng)技術的發(fā)展來看，目前工業(yè)以太網(wǎng)在制造執(zhí)行層已得到廣泛應用，并成為事實上的標準。未來工業(yè)以太網(wǎng)將在工業(yè)企業(yè)綜合自動化系統(tǒng)中的現(xiàn)場設備之間的互連和信息集成中發(fā)揮越來越重要的作用。總的來說，工業(yè)以太網(wǎng)技術的發(fā)展趨勢將體現(xiàn)在以下幾個方面：
（一）工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線相結合
工業(yè)以太網(wǎng)技術的研究還只是近幾年才引起國內(nèi)外工控專家的關注。而現(xiàn)場總線經(jīng)過十幾年的發(fā)展，在技術上日漸成熟，在市場上也開始了全面推廣，并且形成了一定的市場。就目前而言，全面代替現(xiàn)場總線還存在一些問題，需要進一步深入研究基于工業(yè)以太網(wǎng)的全新控制系統(tǒng)體系結構，開發(fā)出基于工業(yè)以太網(wǎng)的系列產(chǎn)品。
（二）工業(yè)以太網(wǎng)技術直接應用于工業(yè)現(xiàn)場設備間的通信已成大勢所趨
隨著以太網(wǎng)通信速率的提高、全雙工通信、交換技術的發(fā)展，為以太網(wǎng)的通信確定性的解決提供了技術基礎，從而消除了以太網(wǎng)直接應用于工業(yè)現(xiàn)場設備間通信的主要障礙，為以太網(wǎng)直接應用于工業(yè)現(xiàn)場設備間通信提供了技術可能。為此，國際電工委員會IEC正著手起草實時以太網(wǎng)(Real-timeEthernet,RTE)標準，旨在推動以太網(wǎng)技術在工業(yè)控制領域的全面應用。
論文關鍵詞:工業(yè)以太網(wǎng)；特點；趨勢；全開放網(wǎng)絡
論文摘要:工業(yè)以太網(wǎng)控制系統(tǒng)是集散控制系統(tǒng)(DCS)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)之后產(chǎn)生的一種新型的工業(yè)控制系統(tǒng)。本文簡要介紹了工業(yè)以太網(wǎng)的特點，并詳細論述了工業(yè)以太網(wǎng)在控制領域的應用現(xiàn)狀以及以太網(wǎng)交換技術的發(fā)展趨勢，并提出了以太網(wǎng)能實現(xiàn)工業(yè)控制網(wǎng)絡與企業(yè)信息網(wǎng)絡的無縫連接，形成企業(yè)級管控一體化的全開放網(wǎng)絡的觀點。
控制系統(tǒng)論文4
摘要：藝術表演離不開劇場的支撐，然而，在劇場中也不可缺少舞臺機械。它空間位置變化豐富、速度快慢不一，形式變化多端，所以，如何的控制舞臺效果，就需要從舞臺機械控制系統(tǒng)入手，多電機同步控制系統(tǒng)能夠很好的滿足以上多樣的舞臺需求，所以，必須要引起重視。
關鍵詞：智能控制系統(tǒng)論文
在控制舞臺的時候，不但要依靠電機驅動裝置，在舞臺控制中，電機同步控制技術也是其中的核心技術之一，旋轉臺、防火幕、升降臺等舞臺設施都要由多臺電機一同完成控制。一旦沒有協(xié)調(diào)控制多臺電機，對演出效果必將帶來很大的影響。所以，文章通過對舞臺機械控制系統(tǒng)多電機同步控制相關內(nèi)容進行了分析。
1多電機同步控制的相關闡述
這種控制指的是在確保系統(tǒng)快速性與高精度的基礎上，令多個電機一同工作。電控制與機械控制是兩種主要的控制方式。初期的控制系統(tǒng)，經(jīng)常對機械同步控制方式進行應用，對機械的傳動裝置進行應用，將各個運動部分連接到一塊，進而完成多軸同步的目的，能夠非常簡單的完成這種同步操作，難度在電氣系統(tǒng)設計中較少，所以，在設備相對固定且對控制精度要求低的場合得到了有效的應用。機械同步控制方法在上個設計所搭建的舞臺機械控制系統(tǒng)中得到了大量的應用。然而，在科技不斷發(fā)展的推動下，極大的提升了人們的生活質量，也將越來越高的精度要求拋向了同步控制，此外，隨著電機控制技術的不斷發(fā)展，從而能夠同步完成多臺電機的驅動，從而將同步控制精度和質量提升，這就是我們所講的電控方式。應用一臺電機驅動電控方式的各個軸，利用主控制器，確保每個軸的電機能夠協(xié)調(diào)工作，進而同步運行。同機械控制方式進行比較，電控方式控制精度會更高，較大的同搭建靈活性，能夠非常容易的改動設備，能夠低成本的完成設備的維護。
2具體的控制對策分析
2.1主從式控制
在跟隨原理的串聯(lián)運行方式的基礎上發(fā)展起來了主從控制，簡單而言，就是將下一臺電機的速度輸入用上一臺電機的速度輸出，就是主動電機的速度變化由從動單機進行跟蹤，進而完成同步的目的。在此種控制方案中，從電機的轉速參考值是由主電機的輸出轉速所提供出來的。通過分析能夠發(fā)現(xiàn)，從動電機越是靠后，所用的調(diào)節(jié)時間就會越長，才可以穩(wěn)定下來。當存在較多的電機數(shù)目時，從動電機越是靠后，響應也就慢。在從動電機上會完全的反應出主電機上的負載擾動或者速度變化情況，然而，不會向主電機中反饋從動電機上的擾動，造成在突加干擾與啟動的時候，會有很大的同步誤差出現(xiàn)在其中。因為非常簡單的就可以實現(xiàn)這種同步控制結構，所以，同步電機數(shù)目較少的工程或者電機之間主從關系明確的工程中應用的較多。
2.2并行控制
在相同給定電壓并聯(lián)運行方式基礎上完成這種控制，這種同步方法相對而言最簡單。將同一給定電壓應用到調(diào)速系統(tǒng)中，在控制目標大致相同的情況下比較適合應用此種方法，速度穩(wěn)定性在驅動器非常合理，進而能夠更好完成系統(tǒng)控制。同步控制系統(tǒng)中應用并聯(lián)運行方式，有著搭建簡易的優(yōu)越性，并且，停止階段和啟動階段系統(tǒng)的同步性能都非常的優(yōu)越。然而，因為相當于開環(huán)控制整個系統(tǒng)，協(xié)調(diào)反饋情況根本不會發(fā)生于電機之間。在運行的時候，當擾動某一臺電機時，這樣將會有偏差出現(xiàn)在電機之間的同步中，最后造成電機難以同步，總的來講，就是有著較差的同步性能，主要是在電機運行或者簡單擾動的場合中比較適合應用這種方法。
2.3耦合交叉控制
由Koren于1980年研究出的這種控制策略，能夠將兩軸控制系統(tǒng)的精度有效的提升上來，這種控制對策的基本特征為：合理的對比分析位置反饋信號、電機的速度，附加的反饋信號即為所得到的轉速差，而且，跟蹤信號就是由合這個附加的反饋信號進行表示的，分別補償兩臺電機轉速。這樣確保任何一臺電機的負荷變化情況都能夠通過系統(tǒng)反映出來，進而將更高的控制精度展現(xiàn)出來。然而，將兩軸電機的控制精度提升上來是此策略的最初目的，雖然能夠同步控制兩臺電機，然而卻很難確定是否，而已對三臺以上的電機進行同步控制。為了簡化控制公式，同步控制更多的電機，相鄰耦合控制、環(huán)形耦合控制、偏差耦合控制等控制不斷的被研究出來。不但多電機控制能夠利用耦合控制給予完成，同時，將系統(tǒng)的穩(wěn)定性、魯棒性和控制精度也能夠非常有效的提升上來。
2.4偏差耦合策略
將其他電機的轉速與某一臺電機的轉速相應的做差，相加所得到的轉速以后，將相應的補償信號為該電機的速度提供出來，這樣每個電機轉動慣量的差異就可以用它進行補償，對于種種測試控制的不足都能有效的予以克服，將更高的同步控制性能彰顯出來，然而，計算量過于龐大是這種控制策略的不足所在。進而就將更高的要求拋向了整個系統(tǒng)的實現(xiàn)性與計算速度。
2.5相鄰耦合策略
在最小相關軸數(shù)目的基礎上發(fā)展起來的相鄰耦合控制策略，其中同步誤差控制與跟蹤誤差控制是其中兩個重要方面，所以，有兩個同步誤差控制器及跟蹤誤差控制器存在于各臺電機控制器當中。各個軸的`控制轉矩，都可以令此軸同鄰近兩軸及此軸的跟蹤誤差穩(wěn)定的完成工作。對于相鄰兩個周的情況，各個軸的控制是一定要進行認真考慮的。對外部擾動能夠非常迅速的進行收斂跟蹤是相鄰耦合控制的優(yōu)點所在，動態(tài)性能在其中非常優(yōu)越。然而，因為各個軸都應該監(jiān)督控制相鄰兩個軸的具體運行情況，因此，在系統(tǒng)進行搭建的過程中，系統(tǒng)會更加的復雜，設備成本會更大。
2.6環(huán)形耦合策略
通過相鄰耦合控制策略發(fā)展而來的環(huán)形耦合控制策略，在同一給定控制和耦合補償原理基礎上發(fā)展而來的，在對給定轉速和各臺電機轉速之間誤差進行充分考慮的基礎上，同時，對于相鄰一臺電機和該電機轉速之間的差異也需要認真的進行分析與考慮，只要干擾到了系統(tǒng)中任何一臺電機，并且有變化出現(xiàn)當中，都會有反饋形成與相鄰電機之間，最后就會影響到每一個電機，這樣就會有相互耦合的問題出現(xiàn)在各個電機之間，進而出現(xiàn)耦合環(huán)。對這種方法進行應用，參數(shù)信號會被全部電機所跟隨，確保了在啟動或者停止系統(tǒng)時，同步性能都非常的優(yōu)越。在耦合環(huán)的影響下，電機負載所帶來的擾動能夠快速收斂且同步誤差不大，將系統(tǒng)的動態(tài)特性與抗干擾性能夠明顯的提升。
3結束語
綜上所述，隨著技術的不斷成熟，一些先進的技術與設備不斷的被應用到舞臺當中，這樣極大的提升了舞臺的表演效果。但是，我們國家的舞臺技術同西方一些發(fā)達國家對比還有很多地方需要學習與強化，其中舞臺機械控制環(huán)境是確保打造高質量舞臺效果的關鍵所在，是我們進行舞臺效果強化的重點。所以，文章通過相關方面的進行了內(nèi)容闡述，從而為有關技術人員在實際工作中提供一定的借鑒作用。
參考文獻
[1]葉軍.基于PROHBUS-DP的舞臺臺面設備控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].蘭州理工大學，20xx.
[2]李旭寧.大型舞臺運動控制系統(tǒng)關鍵技術研究及軟件設計[D].國防科學技術大學，20xx.
[3]陳立君.PRCMBUS總線現(xiàn)場抗干擾問題剖析化[J].冶金動力，20xx（6）：83-85.
[4]茹祭，賈立新，薛鉤義.ProfiBus協(xié)議的實時性能參數(shù)分析化[J].小型微型計算機系統(tǒng)，20xx（5）：933-936.
[5]曹玲芝，等.基于相鄰交叉賴合的多感應電機滑模同步控制陰[J].電機與控制學報，20xx（5）：586-592.
控制系統(tǒng)論文5
一、職校電氣控制中自動控制系統(tǒng)的軟件和硬件的教學特點分析
計算機控制的自動控制系統(tǒng)主要由工業(yè)生產(chǎn)對象和計算機控制系統(tǒng)兩個大部分構成，通過計算機將被控端的相關數(shù)據(jù)和參數(shù)進行采樣分析，通過輸入通道將模擬量轉化成數(shù)字數(shù)據(jù)，對被控對象進行數(shù)字化的控制，并通過計算機進行監(jiān)控，通過計算機完成控制、運算、判斷、比較等各項功能，計算機通過實時的數(shù)據(jù)采集進行實時決策和控制，適時的向執(zhí)行機構發(fā)出控制指令。通過上述過程的不斷重復執(zhí)行，使整個系統(tǒng)按照靜態(tài)和動態(tài)指令進行控制和執(zhí)行。通過計算機控制的自動控制系統(tǒng)包括被控對象和計算機兩大部分構成，其中硬件包括控制主計算機、外圍設備和接口電路等構成，通過各傳感器將信號采集，經(jīng)過計算機將數(shù)據(jù)進行處理和分析，對被控對象進行反饋控制，軟件系統(tǒng)包括通用軟件和開發(fā)軟件，開發(fā)軟件具有各種數(shù)字語言處理程序、編輯程序、仿真程序等。自動控制的計算機系統(tǒng)根據(jù)控制對象的不同，所采用的控制系統(tǒng)也不同。應用最多的是操作指導控制，它的特點是可以將生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)進行收集和加工處理，操作者根據(jù)這些參數(shù)進行必要的操作和控制，這個系統(tǒng)最大的優(yōu)點是操作簡單、穩(wěn)定可靠，常用于數(shù)據(jù)檢測和數(shù)字模型的處理和新程序的.調(diào)試等。另一類分級控制系統(tǒng)的應用也是比較多的，它是由幾臺大中小型的計算機組成，分別執(zhí)行各種功能，分為指揮計算機控制系統(tǒng)和控制級計算機系統(tǒng)，可以根據(jù)管理的范圍和企業(yè)規(guī)模的大小分為公司級、工廠級和車間級等。在自動控制系統(tǒng)中，單片機的應用也是非常廣泛的，單片機具有可靠性高、功能強、體積小的優(yōu)勢，具有擴展性強的功能，可以實現(xiàn)多級和分布式控制。
二、職校教學中單片機控制的開發(fā)及應用分析
在職校教學中，單片機應用的開發(fā)過程有別于一般的電子產(chǎn)品的開發(fā)，除了硬件設計的合理和接線準確外，還要進行軟件的編輯，要考慮軟件和硬件的兼容性。對于單片機控制系統(tǒng)的開發(fā)一般是要根據(jù)應用系統(tǒng)的功能確定總體的設計方案、進行硬件和軟件開發(fā)、在設備上開展仿真測試和實驗、進行設備的安裝和調(diào)試、最后是產(chǎn)品化的生產(chǎn)和推廣應用。硬件的開發(fā)要在系統(tǒng)總體設計的框架下完成，軟件的開發(fā)具有實時性、可靠性和靈活性的特點，采用模塊化開發(fā)的方法，進行主程序開發(fā)、子程序開發(fā)、中斷服務程序的開發(fā)等，在各個模塊內(nèi)還可以細化順序結構、循環(huán)結構、分支結構等。在安裝調(diào)試時要確認軟件和硬件的設計合理和準確，符合要求后再進行正式的安裝和調(diào)試，根據(jù)控制的效果和要求對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行測試和驗證，滿足設計方案的目標和要求。
三、結語
總而言之，電氣自動控制技術的應用大大提高了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的效率，降低了人工成本，但在實際應用時還是會出現(xiàn)一些自動化設備無法完全代替人工的情況，相信在自動化技術不斷完善的今天，這些情況會得到改善和進步，人工智能的應用會越來越穩(wěn)定和成熟。
控制系統(tǒng)論文6
SS8型電力機車是采用微機控制的準高速客運電力機車，整個微機控制系統(tǒng)由微機控制柜和彩色液晶顯示屏兩部分組成，除傳統(tǒng)的牽引制動控制和防空轉滑行控制外，還具有故障診斷和故障數(shù)據(jù)記錄功能。微機控制柜中的信息顯示插件是微機控制柜與彩屏的接口。機車正常運行時，彩屏顯示機車工況及運行參數(shù)，發(fā)生故障時顯示故障種類、故障參數(shù)等并提示司機應采取何種措施。
一、硬件特點
微機控制柜以插件箱為基本控制單元，每個插件箱獨立控制1個轉向架，即第一層插件箱(RACK1)控制I端轉向架，第二層插件箱(RACK2)控制II端轉向架，第一層與第二層插件箱布線稍有不同。第一、二層插件箱中對應位置的插件相同，插件可以互換，但同一插件箱中的數(shù)字入/出A、B插件由于內(nèi)部跨接矩陣不同而不能互換。
1.模擬輸入信號:司機控制器的指令信號、電壓/電流傳感器的反饋信號、速度傳感器反饋信號、制動缸壓力傳感器反饋信號等，分別經(jīng)相應信號調(diào)整處理電路，送A/D采樣。
2.模擬輸出信號:計算機輸出的數(shù)字控制量，經(jīng)D/A轉換輸出8路模擬信號。
3.外部數(shù)字信號:經(jīng)帶過壓吸收的光電隔離的數(shù)字信號輸入電路后，送CPU的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線。
4.內(nèi)部數(shù)字信號:通過無隔離的通用數(shù)字輸入/輸出通道(GP線)用于插件箱內(nèi)部各插件間的連接。這種GP線既可以用作輸入，又叫以用作輸出，根據(jù)不同的應用通過跨接矩陣靈活設置，大大增強了數(shù)字入/出的通用性。
5.數(shù)字輸出信號:經(jīng)繼電器隔離輸出數(shù)字控制信號，如過載跳主斷等。
6.脈沖輸出信號:脈沖控制及根據(jù)SBC送來的移相控制信號(UE1、UE4)控制晶閘管的觸發(fā)時刻和觸發(fā)位置，實現(xiàn)牽引/制動的調(diào)速控制。
二、微機控制系統(tǒng)功能概述
1.牽引控制功能
2.制動控制功能
3.防空轉/滑行保護功能
防空轉、防滑行控制使機車運行在盡可能大的粘者附近，可以保證機車在任何軌面條件下啟動、加速、制動不擦傷輪軌，不發(fā)生牽引電機超速。
4.故障轉換功能
SS8機車微機控制裝置不設A、B組，采用轉向架獨立控制，即每個插件控制一個轉向架。故障轉換開關在微機柜左上部，三個位(Ⅰ位、Ⅱ位、正常位)的含義與模擬車不同:Ⅰ、Ⅱ位作故障位，平時應放在正常位。
5.交叉保護功能
6.自檢功能
7.列車供電控制功能
列車供電系統(tǒng)的功能是將供電繞組的交流電壓整流濾波成為直流600V向列車供電，以滿足客車車廂空調(diào)、采暖、照明等用電需要。
8.自動過分相
所謂自動過分相就是免去手動操作，由機車上自動分合主斷路器來通過電網(wǎng)分相區(qū)，目前僅廣深線SS8機車運用自動過分相功能。在分相區(qū)前后若干距離處各埋設地面無源信號設備，平時不工作。在機車的前后左右四個方位距軌面正上方10厘米左右裝有地感器。在機車運行時，地感器不斷發(fā)射高頻信號，地面信號裝置受高頻信號感應而得能量，并發(fā)射一定頻率的信號，機車上的地感器檢測到這一信號，給微機柜送一110V數(shù)字過分相信號(PHASE)。在此應注意，無論在過分相前分主斷還是在過分相后合主斷，微機柜所接到的信息是一樣的過分相信號。
三、常見故障分析及處理方法
1.無流
無流分正常無流及故障無流兩種情況。正常無流主要是由于手柄位置不當或安全系統(tǒng)(如列車運行監(jiān)控裝置)要求產(chǎn)生的卸載無流。故障無流的原因如下:
(1)線路接觸器未閉合，主電路未構成。
(2)預備、零位、牽引、制動等狀態(tài)信號不對。最常見的是預備不好，引起微機柜封鎖脈沖。
(3)微機柜未收到司機給定指令，如司機控制器電位器無電源、無輸出或傳輸線不良。
(4)微機柜未收到牽引響應或制動響應信號。這可能是牽引主電路或制動主電路未構成，也可能是線路接觸器和勵磁接觸器的聯(lián)鎖接點接觸不良。
(5)運行中正常位時突然某架無電流，有可能是電源自身保護造成的。這可用分合電子控制自動開關的方法，使電源重新起動來解決。
(6)微機柜封鎖脈沖。一般應首先考慮沒有同步電壓或插件未插到位，此外外部復位的復位繼電器不釋放，帶插座的芯片接觸不良等也可能造成無流。
2.電流不平衡
(1)由傳感器引起的電流不平衡。重點檢查電流傳感器、電壓傳感器是否有正偏或負偏的現(xiàn)象，速度傳感器松脫或故障，傳感器正負偏較大或其它故障時必須更換。
(2)由硅元件損壞引起的電流不平衡。此故障表現(xiàn)為:在主橋沒有全開放以前，電流不平衡不明顯，因為系統(tǒng)為閉環(huán)控制，當主橋滿開放或已達到電機限壓時，電機電流不平衡現(xiàn)象加劇。回庫后應對硅元件和快熔進行檢套，發(fā)現(xiàn)損壞進行更換。
(3)由于輪徑設定不當引起的電流不平衡。
(4)由于微機本身故障、接插元器件松動引起的電流不平衡。
(5)由于二次削磁引起的'電流不平衡。
3.過載
當電流傳感器故障無電流反饋時、電壓傳感器故障失去限壓功能時及變流器觸發(fā)極故障時，都可能引起過載，主斷路器跳閘。應更換相關故障元器件。
4.竄車
所謂竄車指手柄一離開零位就有較大的電樞電流，使機車存在沖動的現(xiàn)象。造成此現(xiàn)象的原因有:
(1)司控器線接錯，或電位器不良，使司控器輸出的電壓異常，微機接收到錯誤的手柄位后產(chǎn)生錯誤的控制輸出。
(2)脈沖控制板或脈沖放大板故障，造成可控硅開放角錯誤。
(3)同步變壓器接線錯誤，使其極性產(chǎn)生變化，從而導致脈沖控制板產(chǎn)生錯誤的控制脈沖。
5.彩色顯示屏全黑
彩色顯示屏全黑的原因有:
(1)多功能接口板保險燒壞。經(jīng)常是因為X103上110V電源接反。
(2)多功能接口板電源模塊燒壞。可用萬用表測板上X2的奇偶腳之間是否有+5V電壓。
(3)背光電源逆變器壞。可用萬用表量X7、X8的1、2腳，正常時應有交流電壓200～1000V。注意1腳要接表的正端。
(4)多功能接口板X7、X8是否與顯示屏連接好。
(5)顯示屏損壞(燈管壞)。
6.顯示屏全白無字符顯示
通常情況為顯示線松動，顯示屏與顯示卡未正常連接。
7.微機屏顯示一、二架故障
造成微機屏故障燈亮的原因，一是微機電源故障，二是微機與顯示屏通信故障，三是兩個司機室電鑰匙全合上后，造成通信沖突。先易后難，首先檢查兩個司機室電鑰匙狀態(tài)，如全合上，應將另一端司機室的電鑰匙斷開。
8.微機顯示正常，提手柄發(fā)現(xiàn)二架無壓無流。
處理:首先更換二架的脈沖放大和脈沖控制插件，故障現(xiàn)象仍然存在。再更換單板機，故障還是未能消除。后更換同步變壓器，正常。
分析:對于機車無壓無流的現(xiàn)象，原因一是工況電路異常，如預備、零位、牽引、制動等狀態(tài)信號不對，引起微機脈沖封鎖;原因二是微機接收不到手柄位給定指令，如司機控制器無電源，電位器無輸出或傳輸線不良;原因三是微機柜插件不良;原因四是無同步同壓。
9.先一架故障，后二架也故障，復位不成功。
處理:檢查發(fā)現(xiàn)為兩架微機電源均保護，可以確定為微機板存在短路或微機外部電路存在短路現(xiàn)象，甩開N101插頭后正常，可以斷定為外部傳感器短路，更換一軸傳感器后正常。
分析:SS8型微機電源板有短路保護功能，一旦存在過流現(xiàn)象時，電源板就會自動關閉。電源板除給微機柜的各個插件供電后，還為司控器、電壓電流傳感器、速度傳感器供電以及產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，以上各個環(huán)節(jié)存在短路現(xiàn)象時，均會使微機電源保護。因為外部短路的原因，廣鐵集團所屬機務段已經(jīng)發(fā)生幾起機破事件。目前，株洲電力機車研究所正在研究解決方案。發(fā)生此類故障時，可以通過以下辦法進行應急處理:司機停車后關閉微機電源，打開微機柜蓋板，取下先故障的那一架微機的轉換控制板，一二架轉換開關置正常位，利用良好的一架的電機運行回段處理。
控制系統(tǒng)論文7
摘 要：經(jīng)過幾十年科研工作者的努力，我國的紡織機械行業(yè)已經(jīng)取得了喜人的成就，基本能夠滿足紡織企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整需求。但紡織機械的機電一體化、紡紗質量的自動化檢測、紡織工藝的合理性、紡織機械的適應性仍與國際先進水平存在很大的差距，缺乏自主開發(fā)的創(chuàng)新產(chǎn)品作為支撐。
關鍵詞：紡織機械；自動化；控制系統(tǒng)
目前，我國紡織品的出口主要為低端產(chǎn)品。雖然我國紡織產(chǎn)品的生產(chǎn)總量已位居世界之首，但國內(nèi)的紡織設備普遍比較落后，紡織業(yè)仍為勞動密集型行業(yè)。如何使我國紡織業(yè)真正成為世界紡織行業(yè)的領頭羊，離不開具有自主知識產(chǎn)權的高效自動化紡織機械設備的支撐。隨著最近貿(mào)易保護主義和國外技術的封鎖，我國紡織業(yè)的弱點暴露無疑。提高紡織設備的自動化水平，必須走向自主開發(fā)高端紡織機械的道路上來。
1. 紡織機械控制系統(tǒng)計算機語言的Web開發(fā)
利用Web技術開發(fā)紡織機械機電一體化控制系統(tǒng)是當前紡織機械的主流技術。Web技術的開放性使其在自動化控制系統(tǒng)中的應用越來越廣泛，Web技術正逐步取代傳統(tǒng)的開發(fā)模式。Web技術開發(fā)方法目前較為流行的是B/S體系結構模式。
(1) 構建樹形文本數(shù)據(jù)庫
采用W3C定制的XML數(shù)據(jù)交換標準作為應用系統(tǒng)開發(fā)的數(shù)據(jù)描述方法，通過建立樹形模型描述數(shù)據(jù)文件，針對每一個應用模塊建立相應的樹，包括根(應用本身)、節(jié)點（程序、數(shù)據(jù)）、節(jié)點下的子節(jié)點(程序、數(shù)據(jù)所對應的單位)等等。
(2) 數(shù)據(jù)驅動的開發(fā)
W3C提供的DOM規(guī)范，是一種能夠訪問和操縱XML文件的方法。它可以使XML成為與應用無關的跨平臺編程語言。在自動化控制系統(tǒng)中采用DOM接口，利用XML和HTML文檔， 提供可靠、可擴展的數(shù)據(jù)開發(fā)引擎。采用microsoft的DOM引擎實現(xiàn)DOM功能，是目前公認相當準確的一個。
(3) 控制系統(tǒng)的查詢語言
數(shù)據(jù)文件內(nèi)容的查詢語言，一般采用XQL語言。XQL與SQL相似，但也有區(qū)別。由于XML存儲數(shù)據(jù)方式的不同，XML擁有SQL不能提供的同屬元素索引和綁定數(shù)目字段的操作。XQL可以實現(xiàn)一對一或一對多個XML文件的查詢，隨著DOM查詢引擎的不斷完善，DOM將是搜索XML文件的有效方法。
2. 紡織機械自動化控制系統(tǒng)的設計方案
(1) 紡織機械自動化控制系統(tǒng)的軟件設計方案
紡織機械自動化控制系統(tǒng)軟件由PLC主程序和伺服控制器程序兩部分組成，包括通訊發(fā)送程序、通訊接受程序、通訊中斷程序、定時中斷程序等。利用軟件實現(xiàn)電機的高頻率倒順運轉，并通過控制電機的位置關系保證紡織產(chǎn)品的質量，同時還需考慮各種生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的停車和啟動的特殊條件。變頻器主要是通過構件的內(nèi)部功能模塊完成測取主電機的信號、控制自身變速運轉功能。
(2) 紡織機械自動化控制系統(tǒng)的硬件設計方案
整個控制系統(tǒng)的硬件采用電機數(shù)控技術，利用伺服控制器、伺服電機、編碼器組成計算機控制系統(tǒng)，通過PLC協(xié)調(diào)各驅動部件間的同步運轉，從而將傳動系統(tǒng)簡化到了最低限度，間接消除了因機械原因引起的停車故障，提高了整機運轉的可靠性和工作效率，也使生產(chǎn)效率得到相應的提高。
多電機傳動系統(tǒng)的`紡織機械控制系統(tǒng)通過各個邏輯器件之間的串行通訊端口，以及伺服控制器的數(shù)字頻率信號的輸入、輸出接口，使各伺服控制器之間利用數(shù)頻線逐級相連，從而保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)木_度和可靠性。多電機傳動控制系統(tǒng)由人機交換界面、PLC模塊、變頻器、伺服控制器和其他輔助器件組成：
控制對象：多電機控制系統(tǒng)中的電機組，通常為為三相異步電動機和交流伺服電機。
a. 主電機采用變頻電機傳動，工作軸上安裝編碼器；
b. 伺服電機控制工作軸完成逆順轉動作；同時，伺服電機所帶編碼器應保證與主電機的同步；
(3) 紡織機械自動化控制系統(tǒng)原理
主電機帶動工作軸，工作軸的主編碼器產(chǎn)生信號，并作為伺服電機的控制信號，伺服控制器接收到信號后，傳輸給伺服電機，伺服電機經(jīng)編碼器得到反饋信號，形成閉環(huán)控制，從而實現(xiàn)紡織機械的自動化運轉。整個紡織機械的工作部件都以鏈接主編碼器的工作軸作為參考，主編碼器的工作信號作為控制其他工作軸的參考信號。伺服控制器、主電機變頻器通過內(nèi)部總線連接，利用總線傳輸主編碼器的工作信號。整機系統(tǒng)產(chǎn)品的檢測部分由PLC模塊完成，包括安裝的行程開關，光電開關等等。而系統(tǒng)的運行狀況就可以通過人機交換界面的進行顯示，對存在故障的參數(shù)進行相應的調(diào)整。
圖1. 紡織機械自動化控制系統(tǒng)簡圖
3. 開發(fā)紡織機械機電一體化技術的難點
(1) 紡織機械的快速反應技術
設計紡織機械運動構件時，如何做到運動構件的快速反應，是實現(xiàn)紡織業(yè)自動化生產(chǎn)的核心技術。如某精梳工藝的錫林最高速度達到500多鉗次/分鐘，即要求分離羅拉和鉗板擺軸的伺服電機能夠滿足每秒超過8.5次的逆順轉次數(shù)，錫林軸的回轉保持同步和連續(xù)生產(chǎn)的情況下不發(fā)熱的技術指標。
(2) 紡織機械的同步運轉技術
保證運動部件快速反應的同時，還需保證運動部件與伺服電機的同步。如精梳機分離羅拉與鉗板擺軸運動規(guī)律，要求伺服電機依據(jù)編碼器和PLC控制程序按照分離羅拉與鉗板擺軸的運動規(guī)律保證主電機同步。精梳機的分離羅拉技術要求是保證每鉗次輸出長度為26.482mm。伺服電機必須滿足與錫林變頻電機同步的要求。
結語
使我國紡織業(yè)真正成為世界紡織行業(yè)的領頭羊，還有很多的路要走。由于國內(nèi)企業(yè)使用的控制系統(tǒng)主要為西門子產(chǎn)品，且由西門子產(chǎn)品進行二次開發(fā)的紡織機電一體化產(chǎn)品也取得了一定成果。
參考文獻：
[1] 呂渭賢. 我國紡織機械行業(yè)自動化技術應用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 江蘇紡織, 20xx(3).
[2] 溫照方. SIMATCI57-200可編程序控制器教程[M]. 北京理工大學出版社.
控制系統(tǒng)論文8
Status Vi舞臺機械控制系統(tǒng)是澳大利亞State Automation公司（即曾經(jīng)的Bytecraft公司）在舞臺機械控制方面的核心產(chǎn)品之一，是專門針對中型劇場而配置的一套成熟的軸控制方案，該系統(tǒng)通過CE認證，運行安全可靠，而該公司針對大型劇場的另一系列產(chǎn)品State V舞臺機械控制系統(tǒng)則已被成功應用在多個國家級的劇場當中，包括我國的國家大劇院和悉尼歌劇院等。和State V系統(tǒng)一樣，Status Vi系統(tǒng)提供非常友好的圖形化用戶界面，擁有豐富的控制方式，操作及編程簡單智能，能夠在各類型演出中完成各種復雜而精準的布景變換工作。
1控制方式
Status Vi舞臺機械控制系統(tǒng)采用軸控制器對設備進行運行和定位的控制，軸控制器（Axis Controller）是由高運算速度的硬件和符合安全標準的軟件一體化組成，以舞臺機械設備的軸為控制對象，監(jiān)視傳感器、驅動器的信號，并發(fā)出控制指令，同時進行控制層與操作層的數(shù)據(jù)傳輸。其特點是單軸的控制獨立性好，互換性強，控制與操作層網(wǎng)絡結構簡單，操作設備多樣化、智能化、簡單化。
1.1單個設備控制
對應于調(diào)速設備，使用Linear型（線性）軸控制器進行控制，運行速度和加速度均可調(diào)，運行誤差小于1mm；對應定速設備使用Binary型（非線性）軸控制器進行控制，一個Binary型軸控制器可控制四個定速設備，運行誤差小于3mm。每個設備默認設置十個停車位置，包括兩個軟急停位、兩個軟超程位和六個隨意停車位。根據(jù)不同的設備可以實現(xiàn)直線、弧線及角度的運行。
1.2編組控制
系統(tǒng)允許多個設備編組運行，編組可以是臨時編組，也可以是以固定編號儲存在系統(tǒng)中的固定編組，而固定編組又根據(jù)同步要求的不同分為鎖定型編組、聯(lián)動型編組和異步型編組。在實際應用中，當運行固定編組時，若其中某個設備不需要運行，則可以使用Pick（剔除）命令將該設備從編組中臨時分離出來。
1.3編程控制
編程控制是Status Vi系統(tǒng)的核心功能，它以Show（節(jié)目）的形式出現(xiàn)，每個用戶都可以根據(jù)需要建立不同的Show，Show可以是空白的，也可以是模板的形式，當然用戶也可以將一個常用的Show儲存為模板。一個新建立的Show，系統(tǒng)自動為每個設備分配默認參數(shù)，包括每個設備的限位、停車位置、默認的運行速度和加速度、布景高度以及它在這個節(jié)目中要顯示的名字，而用戶可以根據(jù)演出需要對這些參數(shù)進行修改，還可以對設備進行編組儲存起來，每個Show的參數(shù)是獨立的，但必須在系統(tǒng)默認值范圍內(nèi)。
要讓一個Show運作起來，首先需要建立Actions（動作），顧名思義，就是讓設備（可以是單個設備，也可以是編組設備）根據(jù)特定的程序執(zhí)行一個指令，Actions包括以下幾個類型：
（1）Movement（移動型）：這是一個最基礎的動作指令，用以控制一個設備或一個編組移動一段距離或者移動到一個定點，如果是一個調(diào)速的設備，還可以設置它移動的速度和加速度，或者是設置它在規(guī)定的時間內(nèi)移動到設定的`位置，系統(tǒng)自動調(diào)整運行的速度。（2）Conditional（條件型）：檢測一個設備的位置或速度參數(shù)，用它來跟一個固定值或者另一個設備的參數(shù)作比較，當條件滿足時則觸法下一步動作。對比的條件分別有：等于、小于、大于、大于或等于、小于或等于、不等于。（3）Delay（延時型）：顧名思義就是延時一段時間，分為以秒為單位以及具體到小時、分鐘和秒兩種格式。創(chuàng)建了各種Actions之后，接下來是把它們編進Cue（場景）里面，也就是專業(yè)術語里面的編Cue工作。編Cue的意思就是把各種Actions以一定關系連接起來，用以完成一個完整的布景變換動作。技術人員根據(jù)劇目的布景變換流程將Cue按順序編輯完之后，一個完整的Show也就建立起來了。
2實際應用
由于Status Vi系統(tǒng)擁有如此豐富的控制方式，只需要簡單的組合或編程，便能實現(xiàn)各種布景變換的運行要求。演出前把Cue場編輯好并試運行，確定程序沒問題之后，演出時只需要操作一到個按鍵就可以完成整場演出的換景工作，而不需要頻繁的輸入指令，出現(xiàn)事故的幾率幾乎為零。以下是幾種常用的編程：
（1）調(diào)速設備與定速設備的聯(lián)動：調(diào)速設備啟動過程中有一個變速過程，如果跟定速設備同時啟動的話，很明顯感覺到調(diào)速設備滯后了。在歌劇《圖蘭朵》中，導演要求布景的變換要有整體性，也就說在視覺上要消除這種滯后，所以在編程上可以這樣實現(xiàn)：1）Cue1：啟動調(diào)速設備，設置目標位置，速度值設置為定速設備的速度值，加速度從原來的10%提高為50%；2）Cue2：延時動作，與Cue1一起啟動，延時數(shù)值為1s（1秒）；3）Cue3：在Cue2結束后啟動定速設備，設置目標位置。
（2）需要達到一定的運行條件：在吊裝反聲板上片時，由前后兩條吊桿組合完成，先是后一條吊桿提升到一定的高度，反聲板形成一個角度后，再啟動前面一條吊桿。在有車臺參與的換景中，需要車臺先到達定點后再讓吊桿吊裝的布景到達下位。這兩種情況都需要在兩個動作之間插入一個條件動作，使得后一個設備在滿足前一設備運行到某個位置條件時啟動。1）Cue1：走在前面的設備先啟動，比如吊裝反聲板的后面一條吊桿，或者是需要先到達定位的車臺；2）Cue2：條件動作，隨Cue1啟動，判斷Cue1中的設備行程到達某個數(shù)值；3）Cue3：下一組設備隨Cue2判斷結束后啟動。
（3）設備來回運動：在新編排的芭蕾舞劇《小美人魚》中，需要多組設備多組定點之間的來回運動，形成多組不規(guī)則的波浪效果，運行約十分鐘，如果簡單的按順序編Cue的話工作量會很大，要是編成循環(huán)Cue的話只需要兩條指令就可以實現(xiàn)了：
1）Cue1：設置設備運行到第一個定點；
2）Cue2：設置設備在Cue1結束后運行，并指定另外一個定點；
3）設置完Cue2后，在Cue1中增加跟隨Cue2運行的指令（Follow Cue）。
如此編程后，按下運行Cue1按鍵不放，該設備就能在兩個定點之間不斷地來回運行，如若需要調(diào)整來回的頻率，調(diào)速設備的話可以修改運行速度和加減速度百分比，定速設備可以在運行至定點之后插入一個延時動作，延時時長根據(jù)需要調(diào)整。
3結束語
筆者所在的劇場是一個功能完善的現(xiàn)代化劇場，主要由一個1300多座位的大劇場和一個600多座位的多功能小劇場組成，舞臺機械控制系統(tǒng)均采用Status Vi系統(tǒng)，自20xx年底正式投入使用以來，出色的完成了各類大型演出任務，包括中央歌劇院經(jīng)典歌劇《圖蘭朵》、大型音樂劇《金莎》、楊麗萍領銜主演的原生態(tài)歌舞《藏謎》和《云南的響聲》、第九屆中國藝術節(jié)大型風情歌舞《贛風》等等，充分體現(xiàn)了該系統(tǒng)的先進性和可靠性。
參考文獻：
[1] 劉玉群，饒紫卿，等。國家大劇院歌劇院舞臺機械概述[J]。藝術科技，20xx（1）：3—11.
控制系統(tǒng)論文9
近些年來，隨著科學技術的不斷進步，電氣工程與自動化控制系統(tǒng)技術水平也日益提高，在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著重要地位，具有提高自動化水平、提高生產(chǎn)效率、延長設備使用年限等特點。因此，做好電氣工程與自動化控制系統(tǒng)的實踐是企業(yè)應當重視的工作。
1電氣工程與自動化控制系統(tǒng)的概述
（1）電氣工程與自動化控制系統(tǒng)的設計。在電氣工程與自動化控制系統(tǒng)設計中，主要有閉環(huán)控制、開環(huán)控制以及復合控制三種，其中，閉環(huán)控制控制過程是根據(jù)給定值和反饋量偏差來完成的，能夠預防震蕩，確保控制裝置正常工作。開環(huán)控制的控制裝置與受控對象之間是順向作用，優(yōu)點在于控制過程、系統(tǒng)結構簡單，不足之處是控制精度差、抗干擾能力低，主要適用于對控制性能要求相對偏低的場合。復合控制是一種反饋控制方式，只有在被控量變化后，控制系統(tǒng)才會進行調(diào)節(jié)與控制，控制過程、被控量不會受復合控制的影響。
（2）電氣工程與自動化控制系統(tǒng)的方式。電氣工程與自動化控制系統(tǒng)主要可以分為集中式、分布式以及信息集成化三種，具體是指：首先，集中式控制系統(tǒng)。此種控制系統(tǒng)只有一個處理器，承擔著系統(tǒng)的所有功能的處理任務，其優(yōu)點是系統(tǒng)結構簡單、設計與操作簡便、維護成本較低，其缺點有在監(jiān)控對象增加時，處理器工作效率會降低，處理工作過程會受任務多少影響，主機使用空間減少，在功能增加時，只能通過增加電線方式解決，會增加成本，影響系統(tǒng)可靠性[1]。其次，分布式控制系統(tǒng)。此種控制系統(tǒng)有多個控制回路，每個控制回路分別承擔一部分系統(tǒng)功能，可以有效解決集中式控制系統(tǒng)的不足，同時實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的集中獲取、管理與控制。但是，分布式控制系統(tǒng)也存在一定不足，主要是受儀表類型復雜、標準不一影響，會增大維修工作難度。第三，信息集成化控制系統(tǒng)。信息化集成控制系統(tǒng)是在計算機技術、信息技術等基礎上發(fā)展出來的一種控制系統(tǒng)，是指在電氣自動化控制設施與機械設備之間以信息技術作為連接，比如微電子處理技術等，提高信息獲取效率，提升控制系統(tǒng)自動化水平。
（3）電氣工程與自動化控制系統(tǒng)的重要性。在工業(yè)生產(chǎn)中，電氣工程與自動化系統(tǒng)起著十分重要的作用，具體體現(xiàn)在以下三方面：首先，能夠提高設備的可靠性，通過自動化系統(tǒng)，可以對電氣工程相關設備狀態(tài)進行自動檢測，檢驗元件參數(shù)指標以及可靠性，確保在各種環(huán)境條件下，設備都可以良好運行，并對其進行相應改進與完善，確保電氣工程的可靠性。其次，可以增強系統(tǒng)的適用性，在生產(chǎn)過程中，電氣工程與自動化系統(tǒng)能夠自動記錄所有的運行數(shù)據(jù)，并通過對數(shù)據(jù)的自動分析、對比，根據(jù)實際需求來對工作進行自動控制與調(diào)節(jié)，從而有效增強系統(tǒng)的適用性。第三，可以提高生產(chǎn)的先進性，在工業(yè)生產(chǎn)中，自動化控制水平是一項十分重要的衡量指標，通過應用電氣工程與自動化控制系統(tǒng)，可以自動完成對生產(chǎn)過程與產(chǎn)品的測試工作，在保證產(chǎn)品品質的同時，提高生產(chǎn)效率，從而實現(xiàn)生產(chǎn)先進性的提升[2]。
2電氣工程與自動化控制系統(tǒng)的實踐
（1）在智能化方面的實踐。在電力系統(tǒng)當中，其運行的可靠性、安全性等與智能化水平有著密切聯(lián)系。因此，將電氣工程與自動化控制系統(tǒng)應用于系統(tǒng)的智能化當中，可以提高系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)能力，解決電氣工程早期自動化控制存在的不足，促進電氣工程的進步，有效提升電氣工程自動化控制的整體水平。對于智能化控制器而言，其優(yōu)點主要是可以同時完成諸多不同數(shù)據(jù)的處理，也可以承擔一些其他控制器難以完成的工作，比如難度較高、危險性較大的工作。電氣工程與自動化控制系統(tǒng)在智能化方面實踐，不僅體現(xiàn)在提高智能化技術的先進性、實用性方面，還體現(xiàn)在增加電氣工程的穩(wěn)定性上。在未來工業(yè)發(fā)展趨勢中，智能化方面電氣工程與自動化控制系統(tǒng)應用將會越來越加廣泛，分布在智能化的各個領域，對智能化的發(fā)展與進步起著重要促進作用。因此，應當加強對電氣工程與自動化系統(tǒng)在智能化方面實踐的研究，針對不同問題采取相應的措施，可以提高智能化中電氣工程與自動化系統(tǒng)可靠性與安全性，避免事故發(fā)生[3]。
（2）在變電站配電的實踐。在變電站配電中應用電氣工程與自動化控制系統(tǒng)，會對變電站運行設備故障與事故進行自動記錄，利用監(jiān)控、操作的圖像化與智能化特點，不僅可以提高變電站運行效率，也能夠有效提高變電站配電自動化系統(tǒng)的管理水平，對變電站配電進步有著重要意義，有助于促進電氣工程自動化控制的`發(fā)展。
（3）在電廠分散測控系統(tǒng)的實踐。在電廠運行中，分散測控系統(tǒng)是一項十分重要的內(nèi)容，可以對電廠鍋爐、發(fā)電機等運行狀態(tài)進行動態(tài)、實時測控，及時發(fā)現(xiàn)潛在隱患與問題并加以解決，確保電廠運行的安全可靠。在電廠分散測控系統(tǒng)中，采取的通常是分層分布結構，將電氣工程與自動化系統(tǒng)運用與電廠分散系統(tǒng)中，可以提高分散測控系統(tǒng)的監(jiān)測工作的效率與準確性，實現(xiàn)自動化控制，起到保護分散監(jiān)控系統(tǒng)的作用，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。
3結語
綜上所述，電氣工程與自動化控制系統(tǒng)是國家社會經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎，加強對電氣工程與自動化控制系統(tǒng)的了解，掌握其設計方式、控制系統(tǒng)模式等內(nèi)容，將其合理應用于工業(yè)生產(chǎn)的實踐當中，對于工業(yè)生產(chǎn)效率提升、產(chǎn)品質量等起著重要保障作用。因此，對電氣工程與自動化控制系統(tǒng)的實踐展開研究，借鑒先進技術，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，對電氣工程與自動化控制系統(tǒng)發(fā)展有著重要意義。
控制系統(tǒng)論文10
摘要：電氣工程是國家經(jīng)濟發(fā)展的一個重要基礎，同時也是確保人們正常生活的基礎條件之一。本文介紹了PLC和變頻器，分析了PLC和變頻器在控制系統(tǒng)中的應用價值，總結PLC和變頻器在控制系統(tǒng)中的應用。
關鍵詞：變頻器論文
引言
PLC是一種可編程邏輯控制器，它和變頻器都是在信息化技術與網(wǎng)絡技術發(fā)展下生成的產(chǎn)物。PLC技術能夠實現(xiàn)順序控制、開關質量控制、閉環(huán)控制等，其應用作用是提升電氣自動化控制工作效率，促使電氣工程逐步實現(xiàn)自動化。在信息化時代的發(fā)展下，工業(yè)生產(chǎn)技術在不斷地更新與改革。在此背景下，電氣工程也在深化改革過程中，改革的主要方向是信息自動化，而PLC和變頻器是能推動這種改革進程的技術，所以有必要對它們開展研究。
1PLC與變頻器概述
1.1PLC與變頻器概念
PLC即可編程邏輯控制器，能依照用戶的制定需求開展工作，其中涵蓋了邏輯運算、順序控制、數(shù)學運算等。PLC所應用的是可編程的存儲器，在存儲器內(nèi)部運行邏輯運算等一系列指令，再由數(shù)字信號以及模擬信號的轉變進行輸入與輸出，以此控制整個生產(chǎn)過程[1]。變頻器是指使用變頻技術以及微電子技術，通過調(diào)整電機工作電源的頻率達到控制交流電動機目的的一種電力控制設備。變頻器主要經(jīng)由整流、濾波、逆變等構成，依照電機的切實需求提供適合的電源電壓，從而實現(xiàn)節(jié)能、調(diào)速的效果，同時變頻器也具備著多種保護功能，如過流、過壓保護等。
1.2PLC特點
第一，由于PLC所應用的是已被定義好的各種輔助繼電氣的節(jié)點來實現(xiàn)變位操作，因此整個工作中的運行狀態(tài)具有一定的簡單性特點[2]。第二，PLC的一個顯著特點是程序運行簡單，操作比較便捷，在工作過程中能減少工作人員的工作量，提升整體工作效率，減少人力資源浪費。第三，PLC的功能性較為完善，同時也具有較高的實用性，適合應用在各種環(huán)境中，充分顯示出PLC硬件的完整性。第四，PLC在運行期間具有抵抗外界環(huán)境與其他相關因素干擾的功能，在任何復雜的工業(yè)生產(chǎn)過程中都能夠發(fā)揮良好的作用，這就展示出PLC的可靠性。
2PLC和變頻器在控制系統(tǒng)中的應用價值
2.1有助于加大電氣設備產(chǎn)品存儲量
PLC系統(tǒng)屬于一種計算機應用技術，其特點在于具有一個獨立的存儲器結構，系統(tǒng)程序存儲器中所存放的內(nèi)容便是系統(tǒng)軟件。用戶程序中存儲器所應該存放的內(nèi)容同樣是應用軟件，而此種結構的存儲器能夠提供較大的存儲空間[3]。另外，此系統(tǒng)設計過程中能夠依據(jù)實際需求完整保存相關設備中的歷史數(shù)據(jù)，保存下來的資料能為后期檢查故障等工作提供可靠依據(jù)。
2.2有助于強化電氣設備產(chǎn)品的智能化
電氣自動化控制系統(tǒng)應用PLC技術與變頻器的主要作用是提升電氣設備的反應速度以及整體運行效率，同時也有助于提升電氣設備的智能化水平。具體體現(xiàn)在PLC技術由系統(tǒng)軟件完成對整個系統(tǒng)的控制，以確保整個工作流程能嚴格遵循一定的程序進行。PLC技術中CPU對系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進行分析與處理，同時對整個系統(tǒng)的運行情況做出評估，實時、可靠地傳輸數(shù)據(jù)。變頻器起到的作用是在整個系統(tǒng)運行過程中，提供實際需求的電源電壓，調(diào)節(jié)與控制各環(huán)節(jié)的電壓，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
3PLC在控制系統(tǒng)中的具體應用
3.1在順序控制系統(tǒng)中的應用
PLC技術被作為一種順序控制器應用，這是當前社會大多數(shù)企業(yè)在應用PLC時的一個統(tǒng)一觀點。PLC技術在此種模式下的電氣工程自動化控制中應用，呈現(xiàn)出三個方面的具體應用。第一，遠程控制和監(jiān)督電氣工程自動化系統(tǒng)，以此來確保電氣工程工作人員的安全，同時也減少了人力資源的應用;第二，在電氣工程自動化系統(tǒng)中進行現(xiàn)場傳感，以確保電氣工程自動化的控制水平;第三，對電氣工程自動化系統(tǒng)的主站層給予局部控制。
3.2在開關量控制中的應用
PLC應用初級階段，僅能合理地應用在開關量的邏輯控制中，后期在相關技術的進一步完善下，PLC技術得到了更為廣泛的應用，在開關量控制的水平以及應用價值上也有顯著提升。PLC應用實際上是將定義的虛擬機電器轉變?yōu)闄C械繼電氣器，即忽略了虛擬繼電氣的反應時間，體現(xiàn)了PLC在開關量方面的應用價值。例如，PLC在斷路器控制中的.應用，傳統(tǒng)電路器利用繼電器實現(xiàn)控制，其問題是反應速度較慢，而PLC技術的應用有效提升了反應速度與靈敏度。
3.3在閉環(huán)控制中的應用
應用在閉環(huán)控制中的主要作用是測量轉速，同時合理控制調(diào)節(jié)器，具體是應用轉速測量、電子調(diào)節(jié)、電液執(zhí)行實現(xiàn)閉環(huán)控制。具體的控制方法是在打開動力泵后，PLC細致地分析動力泵運行時間，同時選擇一個最為適宜的主用泵與備用泵，在后期實際操作過程中僅需要將開關擋轉變?yōu)槭謩訐跫纯桑隳苡行岣哌\行效率，同時也進一步體現(xiàn)了系統(tǒng)的可持續(xù)性。PLC與傳統(tǒng)的控制技術相互融合方式能互補兩者的不足之處，從而極大地提升了電力系統(tǒng)控制效率以及質量。
3.4在數(shù)控系統(tǒng)中的應用
數(shù)控系統(tǒng)較為復雜，不只存在直線型，同時還包括連續(xù)型與點位型。在生產(chǎn)過程中，點位型數(shù)控系統(tǒng)多應用在孔洞機床中，原因是全方位與靈活性。系統(tǒng)控制功能主要有單板機模式與全功能型兩種數(shù)控裝置，在系統(tǒng)控制功能中使用PLC能夠確保系統(tǒng)功能的完善性。在數(shù)控系統(tǒng)中全功能型數(shù)控裝置的功能性更為完善，但需要承擔的成本也相對較高，與單板機模式相比，全功能型裝置的應用存在一定的局限性。
4結語
全文分析了PLC和變頻器在電氣工程自動化控制系統(tǒng)中的具體應用，其應用推動了系統(tǒng)的自動化發(fā)展進程。PLC技術在電氣工程自動化系統(tǒng)中的應用主要包括數(shù)控系統(tǒng)、閉環(huán)控制、開關量等方面，而變頻器設備主要應用在電源電壓的調(diào)控方面，以確保系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。
參考文獻
[1]章仰瑩.電氣自動化設備中PLC控制系統(tǒng)的應用[J].電子技術與軟件工程，20xx，2(13)：135.
[2]賴添華.論PLC在電氣自動化控制中的應用[J].企業(yè)技術開發(fā)，20xx，35(7)：94-96.
[3]么坤.PLC技術在電氣設備自動化控制中的應用[J].山東工業(yè)技術，20xx，6(6)：20.
[4]徐凱.PLC在電氣自動化控制中的應用價值[J].山東工業(yè)技術，20xx，(6)：189.
控制系統(tǒng)論文11
摘要：計算機網(wǎng)絡自動檢測控制系統(tǒng)的設計首先應該對其總體方案進行規(guī)劃，搭建好硬件平臺，選擇C/S的通信模式，再設計出系統(tǒng)工作的流程，并根據(jù)流程對系統(tǒng)功能模塊劃分為基于服務器平臺的系統(tǒng)管理模塊、分析診斷模塊和網(wǎng)絡通信模塊，以及基于客戶端平臺的網(wǎng)絡通信模塊、檢測資源模塊和檢測執(zhí)行模塊。最后再對計算機網(wǎng)絡自動控制系統(tǒng)軟件程度的數(shù)據(jù)庫、組件之間的通信、服務器和客戶端程序分別進行設計。
關鍵詞：自動檢測控制系統(tǒng)；軟件開發(fā)；C/S模型
中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（20xx）26-0034-02
計算機網(wǎng)絡自動檢測控制系統(tǒng)是計算機網(wǎng)絡通信技術與虛擬儀器技術發(fā)展的必然趨勢，因此有必要對其開發(fā)設計，特別是系統(tǒng)軟件的開發(fā)設計進行深入研究。
1 計算機網(wǎng)絡自動檢測控制系統(tǒng)的總體方案
1.1 總體結構
計算機網(wǎng)絡自動檢測控制系統(tǒng)軟件開發(fā)，首先需要對其總體方案的進行規(guī)劃設計。在此，其總體結構采用圖一的組網(wǎng)方式，通過就不同地區(qū)的檢測設備用戶端采集其所在的單元對象的相關數(shù)據(jù)，相關數(shù)據(jù)通過計算機網(wǎng)絡傳遞給服務器，再由服務器對用戶數(shù)據(jù)信息進行分析處理后傳遞給相關用戶。
系統(tǒng)在自動檢測的過程中，需要整個自動檢測控制系統(tǒng)協(xié)同工作，設備用戶端負責用戶接口處理，同時控制對應檢測單元；系統(tǒng)實現(xiàn)檢測功能的關鍵環(huán)節(jié)就是檢測單元，它通過相關接口與被檢測單元先連，以此來采集輸入信號，并輸出激勵信號；檢測控制系統(tǒng)的核心是服務器端，它需要對用戶端收集到的客戶信息進行分析處理，并將結果返回給客戶端；連接客戶端與服務器端的是計算機網(wǎng)絡通信，這就需要二者支持同一網(wǎng)絡協(xié)議，確保在整個網(wǎng)絡中能進行通信；計算機網(wǎng)絡自動檢測控制系統(tǒng)中還有一個重要的組成部分就是數(shù)據(jù)庫，它用戶儲存用戶信息、設備信息及檢測記錄等，由服務器來進行相關數(shù)據(jù)的讀寫工作。
1.2 硬件平臺
設計好整個系統(tǒng)結構之后，就要搭建相應的硬件平臺。根據(jù)上述的結構及性能要求，硬件平臺包括五個部分：開關系統(tǒng)、檢測控制器、檢測總線、檢測儀器資源和信號接口裝置。當前，基于PXI和VXI的總線檢測系統(tǒng)的檢測范圍和檢測能力都得到了很大的拓展。因此，在硬件選擇上通常采用基于PXI總線的NI模塊集成的機箱檢測設備作為主體平臺，再基于該主體平臺設計出對應的公共接口裝置、接口適配器、測試探筆和探針、UUT即可。
1.3 通信模式
在通信模式的選擇上，選擇當前最為常見的C/S模式。在C/S通信模式當中，不同的計算機可以執(zhí)行不同的功能，實現(xiàn)不同的用戶與服務器角色，從而通過服務器為客戶端的虛擬儀器應用進程提供服務。
2 系統(tǒng)軟工作流程及其功能模塊分析
2.1 系統(tǒng)軟件工作流程的分析
計算機網(wǎng)絡自動檢測控制系統(tǒng)對軟件設計的基本要求是安全、可靠、有效、開放、實時和可維護。其軟件的具體工作流程為：第一步，客戶端用戶登錄測試體系統(tǒng)；第二步用戶驗證后啟動并請求連接遠程服務器；第三步，遠程服務器連接成功后，用戶即登錄成功；第四步，用戶完成被測試對象與測試設備的對應接口連接；第五步，用戶配置檢測激勵信號控制系統(tǒng)執(zhí)行相關的`檢測操作；第六步，系統(tǒng)自動將檢測數(shù)據(jù)通過已經(jīng)連接的網(wǎng)絡通道傳送給遠程服務器；第七步，遠程服務器調(diào)用檢測診斷程序對檢測數(shù)據(jù)進行分析處理；第八步，遠程服務器向客戶端返回已經(jīng)做好的數(shù)據(jù)處理結果；最后，客戶端顯示出檢測的診斷結果。該工作流程涉及的主要部分為遠程服務器、檢測用戶端和檢測設備，其所需的功能模塊包括服務器的運算模塊、客戶端的檢測模塊和實現(xiàn)客戶端與服務器之間的網(wǎng)絡通信模塊。
2.2 系統(tǒng)軟件功能模塊分析
根據(jù)計算機網(wǎng)絡自動檢測控制系統(tǒng)的功能需求情況，可以將軟件功能模塊劃分為基于服務器平臺的系統(tǒng)管理模塊、分析診斷模塊和網(wǎng)絡通信模塊，以及基于客戶端平臺的網(wǎng)絡通信模塊、檢測資源模塊和檢測執(zhí)行模塊幾個部分。
1） 系統(tǒng)管理模塊
系統(tǒng)管理模塊包括設備管理、操作管理、操作人員管理、檢測任務管理和檢測診斷程序管理五個部分。設備管理的功能為對設備用戶端的配置狀況進行記錄，當變更和刪除廢除客戶端信息；操作管理的具體功能為接收、分析和診斷用戶的遠程登錄請求命令，并調(diào)用相關的程序執(zhí)行對應的請求命令；操作人員管理的功能是管理系統(tǒng)操作人員的相關信息；檢測任務管理的功能是對每項分析診斷結果和檢測記錄進行管理，同時完成相關信息在數(shù)據(jù)庫中的保存；檢測診斷程序管理的功能為對檢測分析診斷程序進行管理。
2） 分析診斷模塊
分析診斷模塊的主要功能是對客戶端存在的故障提供在線支持診斷服務，幫助實現(xiàn)檢測控制系統(tǒng)的故障定位與隔離，還可以提供對應的專家系統(tǒng)支持功能。
3） 網(wǎng)絡通信模塊
網(wǎng)絡通信模塊包括網(wǎng)絡通信的連接和數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收三個部分。通信連接服務器與客戶端之間數(shù)據(jù)傳送提供通信通道。數(shù)據(jù)分析與接收除了要具備數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖饔茫�要建立緩沖區(qū)，數(shù)據(jù)接收時將用戶端傳送的數(shù)據(jù)放入對應的緩沖區(qū)以等待分析處理；數(shù)據(jù)發(fā)送時，則將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)發(fā)送到用戶端中。
4） 檢測資源模塊
檢測資源模塊通過適配器的模塊文件來儲存適配器的描述和信息。用戶能夠對配置模型文件、適配器文件和器件配置文件進行修改，同時處理適配器模型文件，綜合適配器模型中的文件信息，連接數(shù)據(jù)庫，從而完成計算機網(wǎng)絡自動檢測控制系統(tǒng)的校驗與檢測工作。
5） 檢測執(zhí)行模塊
檢測執(zhí)行模塊包括檢測控制和激勵信號配置兩個部分。檢測控制負責各檢測系統(tǒng)及其資源的控制，借助于輸入的激勵信號采集的輸出響應信號來完成相關檢測任務。激勵信號配置的功能則是在軟件平臺當中根據(jù)檢測任務對配置檢測設備的激勵信號。endprint
3 計算機網(wǎng)絡自動檢測控制系統(tǒng)的軟件設計
3.1 數(shù)據(jù)庫設計
計算機網(wǎng)絡自動檢測控制系統(tǒng)中一個重要組成部分就是數(shù)據(jù)庫，因此對檢測控制系統(tǒng)設計中數(shù)據(jù)庫設計是非常重要的。對此可以采用數(shù)據(jù)庫VItest管理檢測控制信息。當中包括的信息表格包括設備信息表、用戶信息表和服務程序列表。如用戶信息表應該包含用戶標識ID、用戶名、密碼、注冊時間、真實姓名和用戶類型六個字段。系統(tǒng)需要維護用戶登錄退出和增減用戶等信息。
3.2 組件之間的通信實現(xiàn)設計
系統(tǒng)組件之間的通信可以采用DSTP協(xié)議來完成，它支持多種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，因此可以根據(jù)不同的URL來按段不同的協(xié)議。數(shù)據(jù)收發(fā)通信是相互獨立，因此可以只分析某一個數(shù)據(jù)項的設計。
3.3 服務器設計
服務器程序的設計包括多線程的設計與實現(xiàn)。在計算機網(wǎng)絡自動檢測控制系統(tǒng)中可能面臨同時處理多個用戶的請求，因此需要采用并發(fā)處理的方式來解決多任務的工作方式，并發(fā)處理比循環(huán)處理的執(zhí)行效率更高，響應速度更快。VI服務器利用并發(fā)處理方式可以同時實現(xiàn)設備管理和用戶管理等功能，其主要的線程包括處理用戶請求線程、服務程序管理線程、設備管理線程、連接用戶客戶端、初始化VI服務器。線程之間通過內(nèi)存交換參數(shù)來完成通訊，多線程間的同步工作則由事件觸發(fā)來控制實現(xiàn)。
多線程的實現(xiàn)需要完成四個功能：初始化系統(tǒng)；建立通信連接，等待登錄；驗證用戶身份；根據(jù)請求分配對應的處理線程。
3.4 客戶端設計
根據(jù)檢測控制系統(tǒng)的功能特點及需求情況，客戶的程序采用多線程技術的方式來進行設計。它能夠確保不同的激勵信號的同時輸入、采集及完成數(shù)據(jù)通信。客戶端程序的工作流程為：用戶登錄→身份驗證→系統(tǒng)控制界面→選擇對應的程序（包括用戶管理、遠程連接、信號采集、模擬輸入、模擬輸出、信號配置和結果發(fā)布）。在面板設計上，可以利用多面板的人機界面，這樣可以確保操作界面的簡潔方便。同時各功能VI的動態(tài)載入則采用LabVIEW的SubPanel方法節(jié)點，這樣可以降低系統(tǒng)的內(nèi)存占用，從而提高整個系統(tǒng)的運行效率。
客戶端程序主要包括激勵信號配置VI模塊、響應信號采集VI模塊、用戶登錄VI模塊和用戶管理VI模塊四個模塊設計。激勵信號配置VI模塊采用條件結構和事件結構的程度設計，用戶能夠通過系統(tǒng)的信號配置面板來修改激勵信號的相關參數(shù)；響應信號采集VI模塊通過電流電壓測量程序、模擬信號測量程序、動態(tài)數(shù)據(jù)采集程序和信號采集程度五個模塊分別對靜態(tài)數(shù)據(jù)進行采集，這五個模塊程序之間相互獨立；用戶登錄VI模塊是獨立功能的一個模塊，它將信息儲存在數(shù)據(jù)庫當中，只要訪問用戶信息數(shù)據(jù)庫就能完成對用戶身份的驗證，如果驗證值為真，則可以登錄啟動系統(tǒng)；用戶管理VI模塊采用的條件結構的程序設計，主要用于增加用戶、刪除用戶、密碼修改等用戶信息的管理。
4 結束語
計算機網(wǎng)絡自動檢測控制系統(tǒng)的設計首先應該對其總體方案進行規(guī)劃，搭建好硬件平臺，選擇C/S的通信模式，再設計出系統(tǒng)工作的流程，并根據(jù)流程對系統(tǒng)功能模塊劃分為基于服務器平臺的系統(tǒng)管理模塊、分析診斷模塊和網(wǎng)絡通信模塊，以及基于客戶端平臺的網(wǎng)絡通信模塊、檢測資源模塊和檢測執(zhí)行模塊。最后再對計算機網(wǎng)絡自動控制系統(tǒng)軟件程度的數(shù)據(jù)庫、組件之間的通信、服務器和客戶端程序分別進行設計，檢測控制系統(tǒng)在設計完成后還需要對其進行測量，通常可以采用波形文件的測量方式來進行。
參考文獻：
[1] 沙曉光， 陳國順， 王格芳. 基于C/S與B/S混合結構的測試診斷網(wǎng)絡研究[J].計算機測量與控制， 20xx， 13（5）：401-402.
[2] 李勇， 呂永衛(wèi). 基于網(wǎng)絡遠程測試診斷系統(tǒng)的研究[J].計算機測量與控制， 20xx， 13（10）：1040-1043.
控制系統(tǒng)論文12
摘要：隨著時代的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的應用越來越廣泛，本文對計算機和網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的工作原理進行了詳細介紹，并根據(jù)目前社會計算機控制技術的發(fā)展水平，分析了計算機控制技術的應用，著重對計算機控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢進行了論述。
關鍵詞：計算機；網(wǎng)絡控制系統(tǒng)；工作原理；發(fā)展趨勢
計算機網(wǎng)絡控制系統(tǒng)是計算機技術和自動控制技術二者的結合，是二者發(fā)展到一定階段上的產(chǎn)物。人們?yōu)榱朔奖愎ぷ鳎糜嬎銠C來控制自動控制系統(tǒng)中的功能，于是就形成了計算機控制系統(tǒng)。它以計算機作為控制主體，并通過一些輔助部件將被控對象與計算機相連接，從而達到具有一定控制目的的系統(tǒng)。這里的輔助部件主要包括：輸入輸出接口、檢測裝置和執(zhí)行裝置等。它與被控對象的連接和部件間的連接通常有兩種方式：有線連接、無線連接。以達到使被控對象的狀態(tài)、運動過程達到某種指定的要求，也可以是使目標達到最優(yōu)化。
一、計算機網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的工作原理
我們常說的計算機控制系統(tǒng)主要由硬件組成和軟件兩部分組成。在計算機控制系統(tǒng)中，一般都有專門的數(shù)字--模擬轉換設備和模擬--數(shù)字轉換設備。由于一般都是對系統(tǒng)進行實時控制，所以有時候對計算機硬件配置的要求并不是很高，但對于計算機可靠性、反應速度有著一定的要求。計算機控制系統(tǒng)的工作原理大致可分為以下三個階段：(1)實時數(shù)據(jù)采集：對被控制對象工作的瞬時數(shù)據(jù)進行檢測分析，并由傳感器傳輸給計算機。(2)實時決策：對采集到的實時數(shù)據(jù)進行分析并與被控制對象的系統(tǒng)狀態(tài)進行分析，并按已有的控制規(guī)律，決定下一步的控制過程。(3)實時控制：根據(jù)第二步的決策，適時地對執(zhí)行部位發(fā)出信號，進而完成控制任務。這三個過程在一個控制系統(tǒng)中不斷重復，使整個系統(tǒng)按照規(guī)定的標準進行工作，并對被控對象和設備本身的進行隨時監(jiān)控，一旦產(chǎn)生異常系統(tǒng)會及時作出處理。
二、計算機網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的應用
當今世界，要想提過一個國家的綜合國力，就必須首先提高這個國家的科學技術上，尤其應該把重點放在提高產(chǎn)品的創(chuàng)新和開發(fā)能力上。在高科技信息技術應用方面，要充分將各種新技術、新材料、新能源相結合，并根據(jù)市場的需求來綜合應用，力求工業(yè)設計與工程設計統(tǒng)籌兼顧的原則，使兩者在實際應用中逐步融合，最終實現(xiàn)以為人服務為核心、控制一體化的智能控制體系。從目前工業(yè)發(fā)展的狀況來看，隨著CAD、人工智能、多媒體、虛擬現(xiàn)實等技術的逐漸發(fā)展和應用，使得人們對設計過程有了新的認識，對設計的思維有了更廣闊的發(fā)揮空間。從產(chǎn)品的設計與制造過程來看，并行設計、協(xié)同設計、智能設計、虛擬設計、敏捷設計、全生命周期設計等設計方法引領了現(xiàn)代產(chǎn)品設計模式的'發(fā)展方向。隨著科技技術的不斷發(fā)展，在信息化的推動下，產(chǎn)品設計模式必然朝著數(shù)字化、集成化、網(wǎng)絡化、智能化的趨勢發(fā)展。
三、計算機網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
（一）網(wǎng)絡控制系統(tǒng)更加先進化
為了方便工業(yè)環(huán)境應用，人們設計出一種可編程序控制器(PLC)的微機系統(tǒng)。它利用可編程序的存儲器來存儲用戶下達的指令，并將指令轉化為數(shù)字形式，通過對數(shù)字進行分析來完成預定的邏輯、順序、定時、計數(shù)和運算等功能。近年來可編程序控制器大多都采用計算機作為主要控制器，且存儲器采均采用集成電路的形式，因為集成電路具質量可靠可靠、功能穩(wěn)定、價格便宜、體積比較小等優(yōu)點，且人們對集成電路的應用技術較為成熟。近些年來由于智能的I/O模塊的出現(xiàn)，使PLC除了具備原來的邏輯運算、邏輯判斷等功能外，還具備數(shù)據(jù)自動處理、故障自行診斷、PID運算及網(wǎng)絡等新功能，從而大大地擴大了可編程序控制器的應用范圍。
（二）網(wǎng)絡控制系統(tǒng)更加集成化
計算機控制系統(tǒng)的核心是中央處理器，就像人的大腦一樣，指揮真?zhèn)�系統(tǒng)的運行。人們把處理器、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、顯示操作裝置、輸入/輸出接口、模擬儀表等眾多原件有機地集成在一起，就形成了計算機控制系統(tǒng)，它的出現(xiàn)為生產(chǎn)的自動化提供了可能。在實際生產(chǎn)中采用集成化的控制系統(tǒng)，會使生產(chǎn)成本更低、生產(chǎn)過程更加便利、產(chǎn)品質量更加可靠。因此，在新時期計算機集成系統(tǒng)會朝著更加集成化的方向發(fā)展。
（三）網(wǎng)絡控制系統(tǒng)更加智能化
智能控制一直是人們追求的目標，是指不需要人的參與就能夠自主地驅動智能機器實現(xiàn)預期的目標，是用機器代替人工的前提條件。智能控制由眾多系統(tǒng)綜合形成，包括：識別控制系統(tǒng)、分級控制系統(tǒng)、綜合分析系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)等。以計算機級基礎，將智能控制技術和自動控制技術有機結合，可以實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的自動化的要求，這對推動科學技術進步有著重大意義。計算機技術的進步直接影響了智能控制系統(tǒng)的發(fā)展。雖然目前智能控制只能較為淺顯的模擬人類大腦的思維判斷過程，但是隨著計算機技術的不斷發(fā)展，未來控制系統(tǒng)會更加的智能化。
（四）網(wǎng)絡控制系統(tǒng)更加網(wǎng)絡化
當今時代，計算機網(wǎng)絡技術的全面應用，催動著控制系統(tǒng)的變革，也加速了新的控制理論的產(chǎn)生。控制系統(tǒng)更為網(wǎng)絡化，已經(jīng)成為當前控制技術發(fā)展與創(chuàng)新的主要方向。網(wǎng)絡技術的應用不僅能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的共享，它還可以應用于控制現(xiàn)場，并將控制與管理綜合化、一體化。因特網(wǎng)的應用已經(jīng)不僅僅局限于傳統(tǒng)的信息瀏覽、查詢、發(fā)布，人們現(xiàn)在可以利用因特網(wǎng)技術跨越地理因素，直接對現(xiàn)場設備進行遠程監(jiān)測與控制。現(xiàn)代我們所用到的控制系統(tǒng)是由網(wǎng)絡構成信息和控制綜合網(wǎng)絡系統(tǒng)兩部分組成。現(xiàn)場控制網(wǎng)絡是將工作中的設備通過網(wǎng)絡連接，形成分布式控制系統(tǒng)。通過因特網(wǎng)實現(xiàn)遠端計算機對現(xiàn)場控制設備的遠程監(jiān)測與控制。在科技迅速發(fā)展的今天，網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的發(fā)展不僅僅局限于此，在未來會朝著更加網(wǎng)絡化的方向發(fā)展。計算機網(wǎng)絡控制系統(tǒng)正朝著智能化、集成化和網(wǎng)絡化的趨勢發(fā)展。更為先進集成電路的引用，提高了網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的可靠性和工作效率，使計算機網(wǎng)絡控制系統(tǒng)在生產(chǎn)生活中的應用也越來越普及，在計算機技術高速發(fā)展的今天，網(wǎng)絡控制技術的發(fā)展將會有更為美好的前景。
參考文獻：
[1]于海生.微型計算機控制技術[M].清華大學出版社,1999.
[2]何克忠主編.計算機控制系統(tǒng)[M]．清華大學出版社,1998.
[3]熊靜琪.計算機控制技術[M].電子工業(yè)出版社.
[4]潘新民,玉燕芳,微型計算機控制技術實用教程[M].電子工業(yè)出版社20xx年5月.
控制系統(tǒng)論文13
摘 要 電氣自動化工程控制系統(tǒng)是現(xiàn)代化工業(yè)的一個重要方向標，它是推動社會全面發(fā)展和進步的重要力量。從這些方面來看，加強對電氣自動化工程控制系統(tǒng)的理論研究就有著實際性意義。本文則主要就是電氣自動化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀進行詳細分析，并結合實際探索其發(fā)展的趨勢，希望能夠通過此次的理論研究對實際發(fā)展有所裨益。
關鍵詞電氣自動化 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢
隨著我國的科學技術有了蓬勃的發(fā)展，其中對電氣自動化也有著重要的推動作用，而電氣自動化工程控制系統(tǒng)是將來電網(wǎng)管理的核心系統(tǒng)。針對電氣自動化工程企業(yè)而言，電氣自動化技術能夠有效的將人力勞動的強度最大化的降低，同時也能夠提高工作的效率以及檢測的精確度，在安全事故方面也能夠得到有效降低。
1 電氣自動化工程控制系統(tǒng)理論分析
1.1 分布式控制系統(tǒng)理論分析
電氣自動化工程控制系統(tǒng)主要是建立在先進科技基礎上發(fā)展而來的，它對企業(yè)的發(fā)展所起到的作用愈來愈重要。我國經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)在電氣自動化技術領域有了很迅速的進步，在這一技術方面的競爭也日益的激烈，從現(xiàn)階段電氣自動化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀來看分布式控制系統(tǒng)還占據(jù)著關鍵地位。這一系統(tǒng)主要是對于集中式控制系統(tǒng)而言的新型控制系統(tǒng)，是從集中式控制系統(tǒng)基礎上演變而來，有著可靠性以及實時性的特征。這一系統(tǒng)自身也存在著一些缺陷，主要就是受到混合體系制約在可靠性方面還有待加強，并在維修方面也顯得相對有難度，在這一系統(tǒng)生產(chǎn)的廠家來說沒有統(tǒng)一標準，這些方面都需要進行改革創(chuàng)新。
1.2 系統(tǒng)的信息集成化理論分析
電氣自動化工程控制系統(tǒng)在發(fā)展的過程中逐漸向著更高的方向邁進，主要就是在控制技術上得到了延伸擴展，并在管理水平方面得到了擴大。前者主要涵蓋著電氣工程自動化將控制設備和對其研究開發(fā)進行相關改善。而后再則是對企業(yè)各種資金以及人力進行的'合理分配。這樣在技術的延伸作用下，一些新興的微電子處理技術也逐漸的進入到自動化工程控制技術并和其相關的軟件組合的發(fā)展隊伍中來。
1.3 集中監(jiān)控方式控制系統(tǒng)理論分析
電氣自動化工程控制系統(tǒng)中的集中監(jiān)控方式主要是設計師將控制功能集中到同一處理器上，這樣就導致了實際處理的速度發(fā)生偏慢，倘若是對所有能夠控制的設備進行控制，監(jiān)控數(shù)量就會過多，這樣就導致了主機空間被大量占據(jù)。與此同時，在通信線路信息傳送能力上也會有著更高的要求，這樣就增加了生產(chǎn)成本以及維護的費用，在維修難度上也會增加。
2 電氣自動化工程控制系統(tǒng)發(fā)展前景分析
2.1 安全性趨勢分析
我國的科學技術不斷發(fā)展進步過程中，電氣自動化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展將會朝著更加安全的過程進行發(fā)展，安全防范技術的集成化是重要的發(fā)展方向，重點來說就是怎樣能夠保證人和環(huán)境以及機器這幾個方面的安全實現(xiàn)。倘若是在不安全的情況下應當怎樣選擇用最低的資金實現(xiàn)安全方案制定問題，從實際情況老看，我國將主要會從安全級別較高領域開始，從硬件向著軟件領域逐步得到強化，對電氣自動化工程控制系統(tǒng)的安全問題進行全面性的研究研討。
2.2 創(chuàng)新技術趨勢分析
隨著我國自動化水平的發(fā)展不斷提升，針對電氣自動化工程系統(tǒng)控制在現(xiàn)階段的水平將得不到實際需求，那么在創(chuàng)新技術上的強化將會是將來的重要發(fā)展趨勢。尤其是在目前市場化環(huán)境不穩(wěn)定情況下，競爭的日益激烈也會促使創(chuàng)新技術的不斷涌現(xiàn)，從而使得電氣自動化工程控制系統(tǒng)在這一技術的支持下不斷的進步發(fā)展。電氣自動化企業(yè)對自身的創(chuàng)新能力要得到不斷提升，為這一領域的發(fā)展研究打開更開闊的發(fā)展空間，政府在其中也有著主導性作用，所以在政策上扶持以及在相關機制體系上哦完善建立也會逐漸實現(xiàn)。這些都為電氣自動化工程控制系統(tǒng)的創(chuàng)新提供了發(fā)展條件。
2.3 標準化接口發(fā)展趨勢分析
控制系統(tǒng)的標準化是提高自動化水平的保障，從微軟的發(fā)展經(jīng)驗來看，其之所以有著快速進行和發(fā)展正是因為技術上的同時使然，這才對公司內(nèi)部的通信問題得到有效的避免，這從另一方面來說在工程的時間方面也得到了最大化的節(jié)省。所以這對電氣自動化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展有著很好的經(jīng)驗作用，在這一方面完全可以吸收有效的經(jīng)驗，促進自身的發(fā)展。在電氣自動化工程控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享的作用下，管理人員可通過PC系統(tǒng)對電氣自動化工程控制系統(tǒng)實施實時監(jiān)控并對所出現(xiàn)的情況采取快速管理，這樣就對企業(yè)間的通訊困難問題得到了有效解決。
2.4 市場化趨勢分析
當前的市場競爭已經(jīng)愈來愈激烈，所以加強產(chǎn)品的市場化程度是獲取競爭優(yōu)勢的重要手段。產(chǎn)品想要得到長久的發(fā)展，那么就需要對制造部門的體制改革進一步的深化，同時也要能夠對市場化的變化和影響進行充分關注。這樣才能夠保證產(chǎn)品能夠對市場的發(fā)展需求得到滿足，而電氣自動化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展正是如此，不僅僅是依靠技術上的大力投入，還要在零配件的生產(chǎn)市場化以及專業(yè)化等方面得到加強。這樣就對資源的配置率能夠起到顯著的促進作用，對電氣自動化工程控制系統(tǒng)的整體發(fā)展也有著推動效果，這也將是未來發(fā)展的一個重要趨勢。
3 結語
總而言之，當前的市場化經(jīng)濟逐步形成，所以對電氣自動化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展也會帶來相應的影響，在這一嚴峻的發(fā)展背景下，電氣自動化工程控制系統(tǒng)要想取得革命性的發(fā)展，就必須要將創(chuàng)新精神在實際當中得到融入。同時還要對市場變化進行深入了解，對發(fā)展中出現(xiàn)的問題也要能夠及時的發(fā)展并有效解決，從多方面進行考慮問題，只有如此才能夠最大限度的推動電氣自動化工程控制系統(tǒng)的長久發(fā)展。
參考文獻
[1]姚明.電氣工程及其自動化技術的應用[J].黑龍江科學，20xx（10）.
[2]米哈拉依·卡哈爾江.電氣自動化工程控制系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析[J].科技經(jīng)濟市場，20xx（10）.
[3]蔣謙.電氣工程自動化及其節(jié)能設計的應用探究[J].科技創(chuàng)新導報，20xx（27）.
[4]考麗.電氣自動化工程控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J].電子技術與軟件工程，20xx（18）.
控制系統(tǒng)論文14
摘要：隨著時代的進步，人們對于工業(yè)生產(chǎn)中的生產(chǎn)設備的要求也越來越高，因此PLC自動化控制系統(tǒng)在工業(yè)發(fā)展的各個領域中越來越受到歡迎。PLC自動化控制系統(tǒng)具有編程簡單，組合靈活，安全性高等有利特點。所以，在工業(yè)生產(chǎn)中，對于工業(yè)生產(chǎn)設備中安裝PLC自動化控制系統(tǒng)也變得越來越普遍。在此基礎上，這篇文章主要對PLC自動化控制系統(tǒng)進行了合理論述并針對自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設計進行了有效探究。
【關鍵詞】PLC自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化設計合理探究
時代的進步促進了工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，以此同時，對于工業(yè)發(fā)展過程中的生產(chǎn)設備也進行了技術化設計，人們可以通過對生產(chǎn)設備進行有效控制來進行工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)。然而，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)中生產(chǎn)設備的自動化控制是工業(yè)發(fā)展水平提高的重要表現(xiàn)之一。工業(yè)發(fā)展過程中，很多生產(chǎn)車間中的生產(chǎn)設備都安裝有用數(shù)字編程進行控制的自動化系統(tǒng)，舉例來說，在有關大型企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展中，由于生產(chǎn)的產(chǎn)品的要求技術水平比較高，往往需要大型的生產(chǎn)設備，這時在大型生產(chǎn)設備中安裝PLC的自動化控制系統(tǒng)就變得尤為重要。
1PLC自動化控制系統(tǒng)的概念
PLC自動化控制系統(tǒng)是一種可以實現(xiàn)生產(chǎn)設備自動化控制的系統(tǒng)，它能有效的促進工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，從而也為企業(yè)的生產(chǎn)中節(jié)省了大量的人力資源。它的編輯系統(tǒng)采用的是一種內(nèi)部存儲器，它可以在存儲器的內(nèi)部進行編輯與計算，對工業(yè)發(fā)展的產(chǎn)品進行計量等等，它也可以進行自動化控制，這是一種高水平的計算編制系統(tǒng)。所以通過以上對PLC自動化控制系統(tǒng)的描述，我們可以了解到PLC的自動化控制系統(tǒng)的安裝對于工業(yè)發(fā)展是非常有利的。
2PLC自動化控制系統(tǒng)的相關設備選擇
PLC針對的是工業(yè)生產(chǎn)中對生產(chǎn)設備的外部系統(tǒng)進行有效控制，它可以通過對生產(chǎn)設備的自動化控制來進行工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)，從而它生產(chǎn)的產(chǎn)品也實現(xiàn)了精準化的要求，生產(chǎn)的產(chǎn)品也變得越來越受到歡迎。然而生產(chǎn)設備的種類也是不盡相同的，所以我們要根據(jù)生產(chǎn)設備的實際情況以及我們對于生產(chǎn)設備所要求的數(shù)量進行合理選擇，我們也可以依據(jù)生產(chǎn)設備廠家平時積累起來的信譽以及他們的售后質量來進行綜合考量，最后，我們要選擇物美價廉的PLC自動化控制系統(tǒng)。根據(jù)我們平時的情況可以了解到，關于PLC自動化控制系統(tǒng)，國際上比較有名的品牌包括德國的西門子、日本的松下等等品牌。而我們國內(nèi)比較有名的自主創(chuàng)造的品牌包括研華、合力時等等。關于PLC自動化控制系統(tǒng)的選擇，我們可以根據(jù)以下幾個方面進行綜合考慮：
2.1根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的實際情況，進行自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設計
在考慮安裝PLC自動化控制系統(tǒng)之前，我們可以依據(jù)工業(yè)發(fā)展生產(chǎn)中的需要控制的生產(chǎn)設備的生產(chǎn)工藝步驟以及生產(chǎn)設備需要控制的合理程度來進行優(yōu)化設計。一般來說，PLC自動化控制系統(tǒng)按照規(guī)模來劃分的話，包括規(guī)模大的PLC自動化控制系統(tǒng)、小的規(guī)模的PLC自動化控制系統(tǒng)以及中等型號的PLC自動化控制系統(tǒng)。早期的PLC自動化控制系統(tǒng)只能在規(guī)模小的工業(yè)生產(chǎn)中使用，并且要通過使用開關來進行控制。工業(yè)發(fā)展生產(chǎn)中生產(chǎn)過程過于復雜多樣以及需要進行閉環(huán)控制的PLC自動化控制系統(tǒng)要選擇中等規(guī)模的自動化控制系統(tǒng)。而大規(guī)模的自動化控制系統(tǒng)則主要應用于工業(yè)發(fā)展生產(chǎn)中規(guī)模比較大，并且需要使用相關網(wǎng)絡技術進行自動化控制的生產(chǎn)設備之中。例如：在電氣等相關產(chǎn)業(yè)設備的生產(chǎn)過程中，由于電氣工程所應用的生產(chǎn)設備規(guī)模比較大，所以要使用PLC自動化控制系統(tǒng)規(guī)模比較大的來進行自動化控制，來適應生產(chǎn)設備的要求。
2.2根據(jù)相關設備的設計要求，來規(guī)定點數(shù)的不同類型
需要進行自動化控制的生產(chǎn)設備的復雜程度以及所應用的生產(chǎn)工藝都直接決定著PLC自動化控制系統(tǒng)的點數(shù)。所以我們在進行PLC自動化控制系統(tǒng)的安裝時，我們可以根據(jù)工業(yè)發(fā)展生產(chǎn)中所需要的達到的程度來進行合理化的選擇，因為生產(chǎn)設備所要求的控制不同，所以我們可以進行不同材料的設計選擇。
2.3進行適度的自動化控制系統(tǒng)選擇
由于PLC自動化控制系統(tǒng)所達到的要求以及控制程度的不同，所以對于PLC自動化控制系統(tǒng)的系統(tǒng)編程也是各不相同的，越加復雜的系統(tǒng)編程所達到的控制系統(tǒng)要求就越高。
3關于PLC自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設計
PLC自動化控制系統(tǒng)的安裝需要進行硬件設計以及軟件設計。關于硬件設計，PLC自動化控制系統(tǒng)主要關系到電流的輸出以及輸入。在輸入電流的設計中，對于PLC輸入的'電壓要求也是一定的，一般控制在二百四十以內(nèi)，它的使用范圍也是非常廣泛的，但是它并不能阻擋外界的干擾，所以需要安裝電源的凈化裝備。與此同時，對于受到外界干擾這個問題。可以根據(jù)自動化控制系統(tǒng)設計時進行隔離變壓器的設計。PLC自動化控制系統(tǒng)的安裝過程中可能會出現(xiàn)電流或電壓過高的問題，對于所需要的電流與電壓的使用也應進行有效控制，而且對于PLC自動化控制系統(tǒng)的安裝也應進行仔細認真的檢查，這樣可以有效的發(fā)揮自動化控制系統(tǒng)的作用。模塊化的程序設計采用的是總分總的設計結構，通過一個總得開關來進行總得控制，其他的則形成分支結構來進行模塊化的設計，最后進行匯編總結。在關于PLC自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設計時，大部分生產(chǎn)設備采用的都是模塊化的設計，它可以通過不同的模塊來進行不同的設計，并且不同的模塊之間又是相互聯(lián)系的，在進行設計以及修改時都是非常方便的。PLC自動化控制系統(tǒng)需要進行調(diào)試時，我們可以根據(jù)控制系統(tǒng)的要求對控制系統(tǒng)的電源以及電路的輸出以及出去來進行合理的調(diào)試，這樣可以做到自動化控制系統(tǒng)對生產(chǎn)設備的有效控制。對于PLC自動化控制系統(tǒng)內(nèi)部的不同程序，也應進行有效的調(diào)節(jié)與控制。一般情況下來說，關于PLC自動化控制系統(tǒng)，應做好相關的防護措施。并且在安裝PLC自動化控制系統(tǒng)時，應該進行仔細認真的安裝，同時也應該給相關人員足夠的時間來對設備進行合理的檢查與調(diào)試。關于PLC自動化控制系統(tǒng)的調(diào)試要求，就是相關人員首先要做到的就是將PLC自動化控制系統(tǒng)的所有相關設備來進行全面的檢查，在檢查好沒有任何不適情況時，才可進行外部電源的有效安裝。
4結束語
在PLC自動化控制系統(tǒng)的安裝方面，我們根據(jù)以上我們所說到的有關PLC自動化控制系統(tǒng)的有關設計要求，對PLC自動化控制系統(tǒng)進行更優(yōu)質的設計。根據(jù)以上所說的硬件設計所發(fā)揮的作用，我們可以知道對硬件設計進行合理有效的設計也是非常重要的。同時相關人員必須要做到對控制系統(tǒng)的優(yōu)化設計以及多次實踐來進行檢驗，只有做到這些，相關人員才可以對生產(chǎn)設備控制在可以操控的范圍之內(nèi)，并且在實際的工業(yè)發(fā)展生產(chǎn)中也能發(fā)揮很大的作用。
參考文獻
[1]楊保香.基于PLC技術的電氣控制系統(tǒng)優(yōu)化設計探討[J].自動化與儀器儀表,20xx(09):3-6.
[2]溫宇.PLC技術模式下的自動化控制系統(tǒng)集成設計與實現(xiàn)[J].中小企業(yè)管理與科技(中旬刊),20xx(03):100-101.
[3]張志權.探析PLC自動化控制系統(tǒng)的設計改良[J].現(xiàn)代經(jīng)濟信息,20xx(15):374.
[4]袁傳信.PLC自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化設計探究[J].赤峰學院學報(自然科學版),20xx,31(01):58-59.
[5]張明德.電氣自動化控制中的智能技術探究[J].電子制作,20xx(19):38.
控制系統(tǒng)論文15
【摘要】當前，我國交通擁堵現(xiàn)象尤為嚴重。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，20xx年中國人均擁堵成本超過180h。所以減輕道路擁堵刻不容緩。目前解決擁堵問題的方法有區(qū)域收費法和限號限行法。這些方法雖然能夠解決一部分交通擁堵，但是不夠人性和合理，實施也有難度。交通擁堵成為城市生活中無法避免的一個問題。本設計基于數(shù)字圖像處理技術，利用街道十字路口的監(jiān)控攝像頭，通過對路面圖像進行圖像去噪、圖像灰度化、差分與二值化、邊緣檢測與分割、腐蝕膨脹等方法，識別并統(tǒng)計路口各方向上的車流量，再根據(jù)路口停車數(shù)量的多少對交通紅綠燈的時間進行智能調(diào)控。本設計的特色在于利用數(shù)字圖像處理技術統(tǒng)計車流量，而且可以根據(jù)道路通行信息改變交通信號燈的控制時間，使交通信號燈的控制更加合理科學。
【關鍵詞】數(shù)字圖像處理；智能交通管理控制；交通燈
1引言
1.1背景與現(xiàn)狀
隨著科技的進步，汽車走進了千家萬戶。擁堵逐漸成了全世界都面臨的難題。堵車極大的影響了人們的出行，浪費了行人大量時間，造成公路運營效率降低。另外堵車時汽車尾氣中污染物較多。破壞了環(huán)境，產(chǎn)生能源浪費。在中國，擁堵現(xiàn)象尤為嚴重，數(shù)據(jù)顯示20xx年中國人均年擁堵成本超過180h。全國大部分城市在通行高峰處于擁堵之中。每逢節(jié)假日還會出現(xiàn)大面積堵塞現(xiàn)象。因此改善道路通行情況，減輕擁堵顯得十分重要。解決好堵車問題，便利人們出行，是我們從事這方面研究的原因和動力。
1.2國內(nèi)外處理擁堵方法的利弊
1975年，新加坡實施區(qū)域通行證系統(tǒng)來緩解交通壓力，在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)對通過車輛進行額外收費。收費標準按照區(qū)域內(nèi)交通擁堵程度浮動。該方案實施后，效果明顯，高峰時間交通量減少，平均車速和公交出行比例都有很大提高。英國倫敦于20xx年開始對擁擠現(xiàn)象收費，在收費區(qū)域使用車輛自動識別技術，判斷車輛有無進入收費區(qū)域，再收取一定金額的通行費。方案實施后，區(qū)內(nèi)交通量明顯減少，車速較大幅度提高。由國外成功的案例看出，對道路擁擠的路段額外收費是一種有效的交通管理手段。不過，這種辦法在我國的運用仍然需要進行大量的探究和實驗。在我國，應對擁堵主要的處理方法是限號和限行。通過在特定的日期對特定號碼的車輛進行限制，禁止這些車輛在限行日行駛。但是這些措施雖然起到了減緩擁堵的效果，但是也帶來了出行不便，不夠人性化等問題。
1.3系統(tǒng)設計思路與優(yōu)點
本設計的設計靈感源自生活中因交通燈不合理時長而造成的擁堵現(xiàn)象。在生活中，十字路口會出現(xiàn)橫縱兩個方向中一個方向車流量大于另一方向的車流量的現(xiàn)象。而交通燈的時長卻不會隨著車流量變化而變化，所以會出現(xiàn)某個方向上路燈持續(xù)時間不夠，車輛難以通過，而另一個方向上卻少有車輛的現(xiàn)象。本設計的`思路是根據(jù)十字路口兩個方向上的車流量相應控制交通燈的時間，使得交通燈的時間更合理，減輕擁堵。本設計還從智慧城市的概念中獲得了靈感，將圖像處理技術與交通系統(tǒng)結合起來。本設計的優(yōu)點在于使用了圖像處理技術來檢測車流量。與其他檢測車流量方法相比，本設計具有成本低廉，操作方便，精確度高等優(yōu)勢。
2圖像處理與車輛計數(shù)
本章介紹了系統(tǒng)實現(xiàn)的處理流程，首先通過圖像預處理、圖像邊緣檢測與圖像分割、腐蝕膨脹等圖像處理技術，實現(xiàn)車輛的識別與計數(shù)，最后使用通過計數(shù)計算時間。
2.1圖像噪聲去除
利用攝像頭，我們可以獲取道路圖像。但受外界條件與設備影響，我們獲取的圖像往往有噪聲。因此在處理圖像之前，我們使用濾波器將圖像去噪。常用的濾波方法有均值濾波和中值濾波。均值濾波和中值濾波都能夠去除噪聲。均值濾波是線性濾波的一種，它能夠平均選定范圍內(nèi)的所有像素的灰度值。但均值濾波本身存在著不可避免的弊端，它不能有效地保護圖像細節(jié)，在圖像去噪的同時也破壞了一部分圖像細節(jié)，使圖像變得模糊。中值濾波是一種非線性濾波，它可有效地去除噪聲，還能保護圖像尖銳部分和邊緣，所以處理效果比均值濾波好。中指濾波的處理辦法是：將圖像中選定區(qū)域的像素，按灰度值大小進行排序，選取某個像素的領域中含有的所有像素的灰度值中值作為該像素的灰度值。由于中值濾波能夠有效去除噪聲，并且它能完整地保存邊緣、銳角等細節(jié)信息。我們優(yōu)先使用中值濾波對獲得的圖像進行去噪處理。
2.2圖像灰度化
通過中值濾波，我們得到了降噪后的圖像，下一步需要對圖像灰度進行處理。灰度圖是一種具有只含亮度信息，不含有色度信息、亮度變化連續(xù)等特點的圖像。和普通的彩色圖像相比，灰度圖中沒有色度信息，因此將圖像進行灰度化處理可以大大減少圖像所含信息。在圖像處理過程中，計算量也大幅減少，方便之后的操作處理和計算。因此要對圖像進行灰度化處理，將彩色圖轉換為灰度圖。為了實現(xiàn)圖像灰度化，我們使用YUV顏色空間編碼方法，YUV是一種像素格式，它將亮度參量和色度參量分開表示。Y為亮度信號，U和V為色度信號，而這樣分開的好處就是不但可以避免相互干擾。因為亮度參量和色度參量分開，使得我們可以不受色度參量的干擾，獲得圖像中亮度信息，從而獲得了我們需要的灰度圖像。在彩色圖像中，我們可以提取每個像素的顏色信息，即R、G、B值，然后將每個像素的R、G、B值通過公式轉換為相應的亮度信息：Y=0.299×R+0.587×G+0.114×B，從而得到灰度圖像。
2.3圖像差分與二值化
為了方便檢測運動圖像，我們還需要將圖像進行圖像差分和二值化。常用的差分方法為背景差分法和幀間差分法。幀間差分法是通過把視頻中相鄰兩幀圖像做差分運算從而獲得運動目標輪廓的方法。不同幀對應的像素點灰度值相減，再判斷灰度差的絕對值，當絕對值超過設定的某一特定值時，即可判斷為運動目標，從而檢測到運動目標。但是幀間差分法對場景中光線漸變不是很敏感。當車輛靜止時，無法通過此方法來檢測車流量。背景差分法先根據(jù)路面信息、光照信息等信息在路面無車輛時，獲得一張純凈的道路圖像，并將其設置為背景。再將之后的每一幀圖像與這個背景模型相減，在差分后的圖像中提取運動目標。圖像的二值化可以將圖像中每個像素點的灰度相應地調(diào)整為0或255。人為地設置一個閾值T，在對圖像進行差分后，將差分結果與閾值T比較。當灰度值之差大于閾值T時用255替換像素的灰度值，當灰度值之差小于等于閾值T時用0替換像素的灰度值。背景差分法得到的結果直接反映了運動目標的位置、大小和形狀。而且背景差分法可以用來檢測運動不明顯或靜止的物體，因此我們使用背景差分法。
2.4邊緣檢測和圖像分割
我們得到了黑白圖像，便利我們進行邊緣檢測。在圖像處理過程中，將圖像中灰度值變化比較大的地方，定義為邊緣。利用導數(shù)可以檢測出像素灰度值的變化，檢測到邊緣。利用各種不同的算子，我們將圖像進行邊緣檢測。可用的算子有So-bel算子、拉普拉斯算子、Canny算子等，經(jīng)過對比我們發(fā)現(xiàn)Canny算子在邊緣檢測的過程中不會丟失邊緣，也不會產(chǎn)生虛假的邊緣，精確度更高。所以我們用Canny算子進行邊緣檢測，并利用Canny算子進行圖像分割。
2.5腐蝕膨脹
在邊緣檢測后，我們得到的圖像存在邊緣不連續(xù)、內(nèi)部空洞等現(xiàn)象。因此，我們需對圖像進行形態(tài)學處理。根據(jù)車輛形態(tài)特點，我們使用圖像的腐蝕、膨脹、閉運算三種方法。腐蝕是對圖像高亮度部分的腐蝕和去除，可使渲染比原始渲染有更小的突出區(qū)域。腐蝕可去除圖像中小且無意義的點。膨脹是腐蝕的補運算，它是膨脹的高亮度部分的圖像，得到的圖像有一個更大的突出面積比原始圖像。膨脹可以填補圖像中的內(nèi)部空洞。先膨脹再腐蝕稱為閉運算，它可以用來填充物體內(nèi)部的小洞，連接相鄰物體，平滑邊界，且不明顯改變物體的面積。處理后，車輛成了一個連通的白色圖像，方便接下來的計數(shù)。
2.6目標計數(shù)與交通燈時間控制
使用matlab工具中提供的bwlable（）函數(shù)進行處理，通過bwlable（）函數(shù)可以計算出圖片中連通的白色區(qū)域的個數(shù)。而一幀圖片中連通的白色區(qū)域個數(shù)即一幀圖片中的車輛數(shù)。在交通燈的使用過程中，我們先設置一個時間K。紅光持續(xù)時間為R，綠光持續(xù)時間為G，黃光處理時間為Y。其中Y+G+R=K。在統(tǒng)計車流量時，我們將一個方向上的車流量最大值記為a，另一方向上的車流量最大值記為b。那么根據(jù)公式我們可以將紅燈和綠燈持續(xù)時間分別調(diào)為：Gx=Ry=k（a/a+b）Gy=Rx=k（b/a+b）由此便實現(xiàn)了對交通燈時間的控制。
3本設計的優(yōu)點及創(chuàng)新
（1）本設計的創(chuàng)新在于根據(jù)監(jiān)控錄像中的信息統(tǒng)計道路上的車流量，再根據(jù)兩個方向車流量的不同，按照比例關系相應調(diào)整交通燈的持續(xù)時長。令交通燈的時間控制變得更為合理高效，起到減緩局部路段擁堵的作用。同時交通燈的總時間K也可根據(jù)實際情況人為地調(diào)整，更加方便高效。
（2）本設計可成為智慧城市的一部分。本設計令視頻監(jiān)控系統(tǒng)和交通燈系統(tǒng)協(xié)作，使城市交通規(guī)劃更加合理，居民出行更加舒心，城市生活更加便捷。道路通行信息還可通過網(wǎng)絡、廣播等形式通知給城市居民，智能地為居民規(guī)劃出行路線。
（3）本設計還可將通行情況上傳至數(shù)據(jù)庫，眾多通行數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中整合、分析。可以科學地對交通進行宏觀調(diào)控，也可分析出居民的出行方向和人口密集區(qū)域，更好的為居民提供服務。大數(shù)據(jù)處理使得智能交通管理控制有了更多的方法和可能性。
4總結與展望
本設計將圖像信息處理技術和交通燈的控制結合起來，為交通燈有計劃的實時控制提供了解決辦法。在科技發(fā)達的今天，城市生活變得更加智能化。但城市擁堵仍然是城市中存在的難題，我們希望我們的設計能夠有效的減輕城市擁堵現(xiàn)象，同時希望將來會有更多新技術用來解決交通擁堵問題。相信不久后，城市擁堵問題會被徹底解決，出行將變得舒心舒暢。
參考文獻
[1]田蘇慧敏.基于視頻圖像處理的車輛檢測與車流量統(tǒng)計平臺的設計實現(xiàn)[D].寧夏大學，20xx.
[2]張德豐，雷小平，周燕.詳解MATLAB圖形繪制技術[M].北京：電子工業(yè)出版社，20xx：194~206.
[3]羅平輝，馮平，哈力旦A.MATLAB數(shù)字圖像處理[M].北京：機械工業(yè)出版社，20xx.
[4]馬懷志.基于視頻圖像處理技術的車流量檢測系統(tǒng)的設計與研究[J].長春工程學院學報（自然科學版），20xx，16（4）：104~107.
[5]許成闖.基于視頻的車流量檢測技術研究與實現(xiàn)[D].南京理工大學，20xx.
【控制系統(tǒng)論文】相關文章：
控制系統(tǒng)論文12-07
控制系統(tǒng)論文08-10
控制系統(tǒng)論文15篇06-18
控制系統(tǒng)論文(15篇)12-07
控制系統(tǒng)論文(集合15篇)12-07
談智能電網(wǎng)的保護控制系統(tǒng)論文09-04
智能照明控制系統(tǒng)節(jié)能設計探討論文02-03
電氣自動控制系統(tǒng)的應用及其發(fā)展論文07-09