控制系統(tǒng)論文(15篇)
在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，大家都經(jīng)常看到論文的身影吧，論文是描述學(xué)術(shù)研究成果進(jìn)行學(xué)術(shù)交流的一種工具。相信寫論文是一個(gè)讓許多人都頭痛的問題，以下是小編整理的控制系統(tǒng)論文，僅供參考，歡迎大家閱讀。
控制系統(tǒng)論文1
1電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展存在的問題
1.1電氣工程自動(dòng)化工程體系優(yōu)缺點(diǎn)同時(shí)存在
現(xiàn)在我國運(yùn)行的電氣工程自動(dòng)化工程采取的控制系統(tǒng)一般有集中監(jiān)控、DCS（分布式控制）兩種。首先集中控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于，它將全部功能都安置在一個(gè)處理器中，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、維護(hù)以及運(yùn)行等方面都比較簡單。其劣勢(shì)在于處理器承擔(dān)的任務(wù)量較大；在此控制體系中，隔離器件閉鎖和斷路器聯(lián)鎖是運(yùn)用硬接線進(jìn)行連接，在設(shè)備擴(kuò)容等方面比較困難，其操作難度也比較大。其次DCS系統(tǒng)是在集中控制系統(tǒng)的前提下設(shè)計(jì)并發(fā)展起來的，在現(xiàn)代電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)中獲得較為廣泛的應(yīng)用。其劣勢(shì)在于使用和傳統(tǒng)儀表相似的模擬儀表，減少系統(tǒng)安全可靠性，在維修環(huán)節(jié)也比較困難，各個(gè)設(shè)計(jì)廠家沒有規(guī)范而統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，加重維修的成本，并且其價(jià)格比較高。
1.2電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)還不具備標(biāo)準(zhǔn)化端口
電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)接口到目前為止還沒有統(tǒng)一、完善的標(biāo)準(zhǔn)，這種情況提升工程造價(jià)，阻礙數(shù)據(jù)資源共享的實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)化體系設(shè)計(jì)方案很重要，然而很多企業(yè)沒有規(guī)范的方案，各個(gè)廠家和企業(yè)間硬件和軟件交換數(shù)據(jù)有差異，導(dǎo)致企業(yè)間難以深入的交流和信息交換。同時(shí)電氣工程自動(dòng)化工程控制沒有實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化，難以根據(jù)客戶要求設(shè)計(jì)、建立規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的電氣工程自動(dòng)化工程控制體系。
1.3電氣工程自動(dòng)化工程控制沒有實(shí)現(xiàn)專業(yè)化
在電氣工程自動(dòng)化工程控制設(shè)計(jì)、安裝以及操作等環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員的專業(yè)技術(shù)比較薄弱，需要進(jìn)一步提高。此外我國電氣工程自動(dòng)化工程控制習(xí)題創(chuàng)新能力不足，一般產(chǎn)品屬于中低檔，需要提高其創(chuàng)新能力。
2構(gòu)建電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)策
2.1建立一體化的電氣工程自動(dòng)化工程控制體系
要從各個(gè)環(huán)節(jié)建立起具有一體化的電氣工程自動(dòng)化工程控制體系。首先國家要按照電氣工程自動(dòng)化工程控制體系具有技術(shù)水平和技術(shù)特點(diǎn)，制定統(tǒng)一的產(chǎn)品規(guī)范。其次廠家和企業(yè)要加強(qiáng)交流，從設(shè)備精簡、調(diào)試與維修以及技術(shù)合理性等多方面向規(guī)范化的方向進(jìn)行制造和生產(chǎn)，讓控制體系更科學(xué)。最后要研發(fā)出新型、操控更方便的一體化控制系統(tǒng)，可以運(yùn)用社會(huì)性質(zhì)和分工外包間的協(xié)作，讓零部件的生產(chǎn)走商業(yè)化生產(chǎn)的路線，促進(jìn)電子工程自動(dòng)化工程控制體系的一體化。
2.2運(yùn)用國際化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)
IEC61850是現(xiàn)在控制系統(tǒng)廠家所認(rèn)可的國際標(biāo)準(zhǔn)，可以參照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)控制體系進(jìn)行研究和開發(fā)。另外可以運(yùn)用微軟公司所制定的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，由于企業(yè)策劃電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)時(shí)，PC系統(tǒng)是連接管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的中間系統(tǒng)，其接口具有標(biāo)注化，能夠保證廠家和企業(yè)間實(shí)施軟件和硬件的數(shù)據(jù)交換，妥善的解決由于通訊而產(chǎn)生的問題。
2.3引進(jìn)和培養(yǎng)電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的專業(yè)人才
隨著電氣工程自動(dòng)化工程控制逐漸集成化和高智能化，對(duì)其制造人員、維修人員和安裝人員都具有很高的要求，所以要引進(jìn)和培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)較強(qiáng)的人員。首先企業(yè)要培養(yǎng)具有實(shí)際操作能力的人才，他們要了解和掌握軟件和硬件系統(tǒng)的操作。其次對(duì)安裝人員記性專業(yè)技術(shù)進(jìn)行培訓(xùn)，使之懂得安裝的流程和技術(shù)。最后要更新技術(shù)人員的知識(shí)結(jié)構(gòu)，可以引進(jìn)人才，通過引進(jìn)人才的“傳幫帶”，培養(yǎng)新人，促進(jìn)他們?cè)诰S修和系統(tǒng)保養(yǎng)等方面的學(xué)習(xí)，提高工程系統(tǒng)安全可靠性。
3結(jié)語
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中凸顯出重要作用。縱觀工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展歷程，電氣工程自動(dòng)化工程的作用是明顯的，自動(dòng)化功能控制體系能夠降低企業(yè)經(jīng)濟(jì)成本，增強(qiáng)檢測精度等。另外運(yùn)用自動(dòng)化控制體系也能夠降低事故發(fā)生頻率，提高工程具有的安全性，保證電氣工程快速、平穩(wěn)運(yùn)行。本文分析了電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀、問題以及解決策略，旨在幫助技術(shù)人員解決實(shí)際問題以及推動(dòng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的健康、長遠(yuǎn)發(fā)展。
控制系統(tǒng)論文2
摘要：
隨著高新技術(shù)的不斷開發(fā)，數(shù)字通信及控制技術(shù)也在飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)通信及控制技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，針對(duì)各種情況探討了保證計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)可靠運(yùn)行的措施。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)通信；控制系統(tǒng)
1、在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)時(shí)要注意以下事項(xiàng)。
（1）在對(duì)計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和配置時(shí)，要注意到系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要緊湊，布局要合理，信號(hào)傳輸要簡單直接。
在計(jì)算機(jī)通訊與控制系統(tǒng)的器件安裝布局上，要充分注意到分散參數(shù)的影響和采用必要的屏蔽措施：對(duì)大功率器件散熱的處理方法；消除由跳線、跨接線、獨(dú)立器件平行安裝產(chǎn)生的離散電容、離散電感的影響，合理利用輔助電源和去耦電路。
（2）計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)本身要有很高的穩(wěn)定性。
計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一方面取決于系統(tǒng)本身各級(jí)電路工作點(diǎn)的選擇和各級(jí)間的耦合效果。特別是在小信號(hào)電路和功率推動(dòng)級(jí)電路的級(jí)間耦合方面，更要重視匹配關(guān)系。另一方面取決于系統(tǒng)防止外界影響的能力，除系統(tǒng)本身要具有一定的防止外界電磁影響的能力外，還應(yīng)采取防止外界電磁影響的措施。
（3）算機(jī)通信與控制系統(tǒng)防止外界電磁影響的措施，應(yīng)在方案論證與設(shè)計(jì)時(shí)就給予充分考慮。
例如數(shù)字信號(hào)的采集傳輸，是采用脈沖調(diào)制器還是采用交流調(diào)制器，信號(hào)在放大時(shí)采用幾級(jí)放大器，推動(dòng)司服系統(tǒng)工作時(shí)采取何種功放，反饋信號(hào)的技術(shù)處理及接入環(huán)節(jié)，電路級(jí)間隔離的方法，器件安裝時(shí)連接和接地要牢固可靠，避免接觸不良造成影響，機(jī)房環(huán)境選擇和布局避免強(qiáng)電磁場的影響等。
2、排除電源電壓波動(dòng)給計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)帶來的影響。
計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)的核心就是計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)往往與強(qiáng)電系統(tǒng)共用一個(gè)電源。在強(qiáng)電系統(tǒng)中，大型設(shè)備的起、停等都將引起電源負(fù)載的急劇變化，也都將會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)產(chǎn)生很大的影響；電源線或其它電子器件引線過長，在輸變電過程中將會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。防止電源對(duì)計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)的影響應(yīng)采取如下措施：
（1）提高對(duì)計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)供電電源的質(zhì)量。
供電電源的功率因數(shù)低，對(duì)計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)將產(chǎn)生很大的影響，為保證計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作，供電系統(tǒng)的功率因數(shù)不能低于0.9。
（2）采用獨(dú)立的電源給計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)供電。
應(yīng)對(duì)計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)的主要設(shè)備配備獨(dú)立的供電電源。要求獨(dú)立供電電源電壓要穩(wěn)定，無大的波動(dòng)；系統(tǒng)負(fù)載不能過大，感性負(fù)載和容性負(fù)載要盡可能的少。
（3）對(duì)用電環(huán)境惡劣場所采取穩(wěn)壓方法。
對(duì)計(jì)算機(jī)等重要設(shè)備采用UPS電源。在穩(wěn)壓過程中要采用在線式調(diào)壓器，不要使用變壓器方式用繼電器接頭來控制的穩(wěn)壓器。
3、防止由于外界因素對(duì)供電電源產(chǎn)生的傳導(dǎo)影響。
由于外界因素對(duì)電源產(chǎn)生的傳導(dǎo)影響要采取以下措施。
（1）采用磁環(huán)方法。
①用磁環(huán)防止傳導(dǎo)電流的原理。
磁環(huán)是抑制電磁感應(yīng)電流的元件，其抑制電磁感應(yīng)電流的原理是：當(dāng)電源線穿過磁環(huán)時(shí)，磁環(huán)可等效為一個(gè)串接在電回路中的可變電阻，其阻抗是角頻率的函數(shù)。即：Z=f/(ω)
從上式可以看出：隨著角頻率的增加其阻抗值再增大。假設(shè)Zs是電源阻抗，ZL是負(fù)載阻抗，ZC是磁環(huán)的阻抗，其抑制效果為：DB=20Lg[(Zs+ZL+ZC/(ZS+ZL)]
從上述公式中可以看出，磁環(huán)抑制高頻感生電流作用取決于兩個(gè)因素：一是磁環(huán)的阻抗；另一個(gè)是電源阻抗和負(fù)載的大小。
②用磁環(huán)抑制傳導(dǎo)電流的原則。
磁環(huán)的選用必須遵循兩個(gè)原則：一是選用阻抗值較大的磁環(huán)：另一個(gè)是設(shè)法降低電源阻抗和負(fù)載阻抗的阻值。
（2）采用金屬外殼電源濾波器消除高頻感生電流，特別是在高頻段具有良好的濾波作用。
電源濾波器的選取原則：對(duì)于民用產(chǎn)品，應(yīng)在100KHZ一30MHZ這一頻率范圍內(nèi)考慮濾波器的濾波性能。軍用電源濾波器的選取依據(jù)GJBl51/152CE03，在GJBl51/152CE03中規(guī)定了傳導(dǎo)高頻電流的頻率范圍為15KHZ-50MHZ。
4、抑制直流電源電磁輻射的方法。
（1）利用跟隨電壓抑制器件抑制脈沖電壓。
跟隨電壓抑制器中的介質(zhì)能夠吸收高達(dá)數(shù)千伏安的脈沖功率，它的主要作用是，在反向應(yīng)用條件下，當(dāng)承受一個(gè)高能量的大脈沖時(shí)，其阻抗立即降至很低，允許大電流通過，同時(shí)把電壓箝位在預(yù)定的電壓值上。利用跟隨電壓抑制器的這一特性，脈沖電壓被吸收，使計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)也減少了脈沖電壓帶來的負(fù)面影響。
（2）使用無感電容器抑制高頻感生電流。
俗稱“隔直通交”是電容器的基本特性，通常在每一個(gè)集成電路芯片的電源和地之間連接一個(gè)無感電容，將感生電流短路到地，用來消除感生電流帶來的影響，使各集成電路芯片之間互不影響。
（3）利用陶瓷濾波器抑制由電磁輻射帶來的影響。
陶瓷濾波器是由陶瓷電容器和磁珠組成的T型濾波器，在一些比較重要集成電路的電源和地之間連接一個(gè)陶瓷濾波器，會(huì)很好起到抑制電磁輻射的作用。
5、防止信號(hào)在傳輸線上受到電磁幅射的方法。
(1)在計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)中使用磁珠抑制電磁射。
磁珠主要適用于電源阻抗和負(fù)載阻抗都比較小的系統(tǒng)，主要用于抑制1MHZ以上的感生電流所產(chǎn)生的電磁幅射。選擇磁珠也應(yīng)注意信號(hào)的頻率，也就是所選的磁珠不能影響信號(hào)的傳輸，磁珠的大小應(yīng)與電流相適宜，以避免磁珠飽和。
(2)在計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)中使用雙芯互絞屏蔽電纜做為信號(hào)傳輸線，屏蔽外界的電磁輻射。
(3)在計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)中采用光電隔離技術(shù)，減少前后級(jí)之間的互相影響。
(4) 在計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)中要使信號(hào)線遠(yuǎn)離動(dòng)力線；電源線與信號(hào)線分開走線。輸入信號(hào)與輸出信號(hào)線分開走線；模擬信號(hào)線與數(shù)字信號(hào)線分開走線。
6、防止司服系統(tǒng)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作回饋的方法。
（1）RC組成熄燼電路的方法。
用電容器和電阻器串聯(lián)起來接入繼電器的接點(diǎn)上，電容器C把觸點(diǎn)斷開的電弧電壓到達(dá)最大值的時(shí)間推遲到觸點(diǎn)完全斷開，用來抑制觸點(diǎn)間放電。電阻R用來抑制觸點(diǎn)閉合時(shí)的短路電流。
對(duì)于直流繼電器，可選取：R=Vdc/IL，C=IL*K。
式中，Vdc：直流繼電器工作電壓。I：感性負(fù)載工作電流。K二0.5-lF/A
對(duì)于交流繼電器，可選取：R>0．5*UrmS，C二0.002-0.005(Pc/10) F。
式中，Urms：為交流繼電器額定電壓有效值。Pc：為交流繼電器線圈負(fù)載功率。
（2）利用二極管的單向?qū)щ娞匦浴?/p>
二極管加電阻與負(fù)載并接起來，當(dāng)切斷電源的瞬間，由于反電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的電流，流過與負(fù)載并聯(lián)的二極管，并在負(fù)載電阻上消耗掉感應(yīng)負(fù)載所產(chǎn)生的能量，這種結(jié)構(gòu)的電路一般要求二極管的反向電壓為電源電壓的10倍以上。
控制系統(tǒng)論文3
摘要：目前我國電正逐步朝著智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化方向發(fā)展，智能電網(wǎng)在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制過程中，需要做好系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，確保智能電網(wǎng)調(diào)度的合理運(yùn)行，促進(jìn)我國電調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；自動(dòng)化控制；設(shè)計(jì)與應(yīng)用
隨著電子信息技術(shù)的高速發(fā)展，智能電網(wǎng)得到了進(jìn)一步普及，并且取得了成功。智能電網(wǎng)的普及提高了電力企業(yè)的勞動(dòng)效率，并且實(shí)現(xiàn)了科學(xué)管理，對(duì)提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益和安全水平，因此電網(wǎng)設(shè)計(jì)自動(dòng)變化對(duì)電力企業(yè)來說越來越重要。
1選擇系統(tǒng)硬件方案
自動(dòng)化控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中需要做好硬件的選擇，硬件是系統(tǒng)涉及到基礎(chǔ)，硬件選擇涉及到的具體內(nèi)容如下：
1.1配置兩臺(tái)服務(wù)器（SCADA）
通過服務(wù)器完成對(duì)數(shù)據(jù)的監(jiān)視、處理、控制。為了確保數(shù)據(jù)的及時(shí)傳輸，每臺(tái)服務(wù)器都應(yīng)當(dāng)通過千兆以太網(wǎng)與主網(wǎng)連接。每一臺(tái)服務(wù)器的技術(shù)要求如下：64位字長，操作系統(tǒng)可選用Unix系統(tǒng)，CPU的內(nèi)存大小應(yīng)當(dāng)大與2GB（可過充），確保日后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行修改的便捷性。
1.2數(shù)據(jù)服務(wù)器
數(shù)據(jù)服務(wù)器應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)備兩臺(tái)，相互作為備用服務(wù)器，其主要功能用戶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫模型、理實(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，以及資料報(bào)表的生成，避免數(shù)據(jù)丟失，對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行造成不良影響。
1.3磁盤列陣
在數(shù)據(jù)服務(wù)器中配備磁盤列陣實(shí)現(xiàn)對(duì)全部歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，存儲(chǔ)量的大小應(yīng)當(dāng)依據(jù)電網(wǎng)的存盤周期、電網(wǎng)要測量點(diǎn)數(shù)、保存周期進(jìn)行。
1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)的交互，應(yīng)當(dāng)配備4臺(tái)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，內(nèi)網(wǎng)連接ACADA中的各個(gè)分布點(diǎn)，外網(wǎng)與本地的連接則通過路由器完成。對(duì)內(nèi)網(wǎng)在配置上采用冗余配置，并且使用的是雙以太網(wǎng)，雙網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)載分流，每個(gè)網(wǎng)的工作都可以獨(dú)立進(jìn)行，并且可以相互作為對(duì)方的備用網(wǎng)絡(luò)，確保了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。外部網(wǎng)路交換過程中，要配置防火墻，對(duì)以硬件設(shè)備進(jìn)行安全隔離，同時(shí)要制定相應(yīng)的安全防護(hù)策略，確保在對(duì)系統(tǒng)監(jiān)控時(shí)，不會(huì)受到外部環(huán)境的干擾。在系統(tǒng)中使用的網(wǎng)絡(luò)IP地址，必須要省里電力調(diào)度專用的網(wǎng)絡(luò)IP地址規(guī)劃。
2軟件配置
軟件配置應(yīng)當(dāng)從以下幾個(gè)方面入手：
2.1操作系統(tǒng)
各個(gè)工作中和服務(wù)器操作系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、安全性都能滿足要求，在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中，操作系統(tǒng)和應(yīng)用環(huán)境都必須是通用的。
2.2商用數(shù)據(jù)庫
目前，商業(yè)上常用的數(shù)據(jù)庫有Oracle、Sybase等，該類型的數(shù)據(jù)性能穩(wěn)定，安全性高。
2.3應(yīng)用軟件
SCADA應(yīng)用軟件在功能上可以滿足主站調(diào)度在運(yùn)行上的需求，在實(shí)際操作過程中，所使用的全部軟件都必須能同一平臺(tái)上使用，并且使用的在實(shí)際操作過程中應(yīng)當(dāng)具有統(tǒng)一的人機(jī)界面和數(shù)據(jù)庫，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫和公共電力系統(tǒng)模型的共享。
3系統(tǒng)設(shè)計(jì)
調(diào)度自動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須要先相關(guān)的規(guī)定與要求，遵守IEC、ISO、DL等標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中需要強(qiáng)調(diào)實(shí)用性、可靠性、開放性等原則，并且要以建設(shè)時(shí)間作為參考，系統(tǒng)的擴(kuò)從能力應(yīng)當(dāng)能夠滿足當(dāng)年之后8-10年的需求。
3.1設(shè)計(jì)原則
系統(tǒng)設(shè)計(jì)上需要滿足實(shí)用性、開放性、可擴(kuò)展性、安全性，在設(shè)計(jì)上要做確保經(jīng)濟(jì)較合理、確保技術(shù)的先進(jìn)性。
3.2系統(tǒng)規(guī)模與容量
在設(shè)計(jì)上應(yīng)當(dāng)以設(shè)計(jì)當(dāng)年的參數(shù)作為主要數(shù)據(jù)參考，要對(duì)未來8-10年的技術(shù)發(fā)展進(jìn)行合理預(yù)測，系統(tǒng)規(guī)模設(shè)計(jì)要依據(jù)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行，確保系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的能力能夠滿足電網(wǎng)的發(fā)展需求。
3.3SCADA設(shè)計(jì)
SCADA調(diào)度自動(dòng)化基本應(yīng)用主要包括：數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)處理、控制與調(diào)節(jié)、歷史數(shù)據(jù)管理、趨勢(shì)記錄、電子值班、安全管理等多方面功能，實(shí)時(shí)信息發(fā)布和網(wǎng)路通信功能。
3.4設(shè)計(jì)硬件配置
硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要滿足水平年調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)功能需求。硬件設(shè)備需要以標(biāo)準(zhǔn)化通用設(shè)備，要具有開放性，需要符合SCADA系統(tǒng)原理，確保系統(tǒng)的安全性、可靠性和實(shí)時(shí)性。在系統(tǒng)中使用的關(guān)鍵設(shè)備冗余配置，要重視系統(tǒng)的重要性，結(jié)構(gòu)上應(yīng)當(dāng)選用雙網(wǎng)架構(gòu)，服務(wù)器應(yīng)當(dāng)應(yīng)用工作機(jī)組，基于UNIX服務(wù)器和RISC64bit技術(shù)。
4結(jié)束語
電網(wǎng)運(yùn)行的核心是電網(wǎng)調(diào)度，開發(fā)和研究智能調(diào)度系統(tǒng)已經(jīng)成為了必然，做好自動(dòng)化控制系統(tǒng)，確保智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化控制系統(tǒng)的合理運(yùn)行，使其能夠更好的為人們服務(wù)。
參考文獻(xiàn)
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控制系統(tǒng)論文4
【摘 要】在社會(huì)發(fā)展進(jìn)步的過程中，自動(dòng)化技術(shù)也進(jìn)入了穩(wěn)步發(fā)展的過程。電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展歷史比較長，并且支撐了我國當(dāng)前工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)于國家的經(jīng)濟(jì)增長以及工業(yè)化的推進(jìn)有著重大意義。廣泛應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠顯著提升工業(yè)生產(chǎn)的效率，并且避免大量人力資源的浪費(fèi)，確保企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和效率的提升，能夠提升相應(yīng)的生產(chǎn)效益。從目前所掌握的情況來看，電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)是一類非常高科技的系統(tǒng)，在操作上非常簡單，同時(shí)能夠?qū)芏嗟膯栴}進(jìn)行積極的預(yù)防，所以具有較大的應(yīng)用意義。文章就此展開討論，并提出合理化建議。
關(guān)鍵詞電氣 自動(dòng)化 工程 控制系統(tǒng)
在當(dāng)今社會(huì)之中，電氣自動(dòng)化已經(jīng)成為了不可避免的趨勢(shì)，純?nèi)斯さ牟僮鞣椒ǜ静贿m合長久的工作。特別是在進(jìn)入到21世紀(jì)以后，各個(gè)地方的電力工作開展，都是依托強(qiáng)大的設(shè)備來完成的，如果缺乏了系統(tǒng)的有效支持，很容易在工作上出現(xiàn)惡性循環(huán)的狀況，并且針對(duì)電力工作的拓展、修復(fù)、優(yōu)化等，也將產(chǎn)生極大的不良影響。所以，電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，需要得到正確的總結(jié)，同時(shí)更加對(duì)今后的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行深度的明確，運(yùn)用科學(xué)的手段及方法，創(chuàng)造出更高的效益。
1 電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀
簡單來講，電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)是一類比較智能化的系統(tǒng)，其固有的操作方法和運(yùn)行方案是比較多的，各地方在引進(jìn)該系統(tǒng)以后，則可以充分的結(jié)合地方需求和電力工作的標(biāo)準(zhǔn)，將工作方案做出良好的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而為日常工作提供較多的支持。除此之外，電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中，針對(duì)安全性、可靠性等方面，均實(shí)施了有效的提升，減少了各種矛盾操作和沖突的問題，確保電氣工作能夠順利的開展，任務(wù)完成率得到了較高的提升。
（1）電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的信息集成化逐步明顯。就系統(tǒng)本身而言，電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)在目前的操作中，能夠滿足工作上的需求。集成化的處理，主要在于縱向、衡量的良好干預(yù)，增添系統(tǒng)內(nèi)容的同時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)現(xiàn)象[1]。除此之外，在研究電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的過程中，發(fā)現(xiàn)很多的精密設(shè)備，都在朝著微小化的方向發(fā)展，各種芯片、零部件的合理加工、配合，造就了高效率的系統(tǒng)，操作內(nèi)容上也不斷的增加，基本上都通過各類軟件來完成的，對(duì)未來工作而言，可以產(chǎn)生較大的積極幫助。
（2）分布式控制系統(tǒng)。與過往情況不同的是，當(dāng)代的社會(huì)發(fā)展是非常快速的，很多工作內(nèi)容都要得到較快的革新處理，一方面是為了滿足工作上的需求，另一方面則是為了其他的工作進(jìn)行有效的準(zhǔn)備。在現(xiàn)階段的工作當(dāng)中，電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)具有多元化的特點(diǎn)，總控系統(tǒng)的子系統(tǒng)類型多樣，分布式控制系統(tǒng)就是其中之一，并且?guī)砹撕艽蟮姆e極作用。例如，分布式控制系統(tǒng)在操作上非常的簡單，可直接按照主觀上的需求來完成，各個(gè)工作任務(wù)之間表現(xiàn)出相互獨(dú)立的特點(diǎn)，運(yùn)作過程中不會(huì)產(chǎn)生干擾的情況。每一項(xiàng)工作任務(wù)完成后，都會(huì)集中到總體的系統(tǒng)內(nèi)部，進(jìn)行快速的總結(jié)處理，為電氣運(yùn)營的良性循環(huán)，做出了較強(qiáng)的保障。
2 電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
2.1 創(chuàng)新技術(shù)的深入研究
與一般的系統(tǒng)有所不同，電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)是通過眾多技術(shù)支撐起來的，當(dāng)下所獲得的各項(xiàng)積極成果，都與相關(guān)的技術(shù)存在密切的聯(lián)系。因此，未來的發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)中，仍然要將各類創(chuàng)新技術(shù)深入的研究，在獲得階段性成果以后，積極的投入使用，不斷對(duì)系統(tǒng)做出優(yōu)化處理，創(chuàng)造出更高的價(jià)值。
（1）電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的未來發(fā)展中，智能化創(chuàng)新技術(shù)將會(huì)占有主導(dǎo)性的地位。現(xiàn)下的幾乎所有電氣產(chǎn)品，都在不斷的靠攏智能化，希望由此來帶給消費(fèi)者更好的體驗(yàn)[2]。電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)也是一樣的，其在自身的智能化技術(shù)中不斷的豐富以后，系統(tǒng)本身就可以對(duì)各類工作情況做出準(zhǔn)確的判定，在處理問題過程中，直接按照最優(yōu)的方式來處理，減少過往的不足和缺失。同時(shí)，在發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)難以應(yīng)對(duì)的問題時(shí)，將直接發(fā)出相應(yīng)的報(bào)告，及時(shí)告知技術(shù)人員處理，將工作效率不斷提升。
（2）智能化技術(shù)在研究到一定程度后，將直接促使電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)整體，轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨戎悄艿南到y(tǒng)。從客觀的角度來分析，智能系統(tǒng)意味著可以在某種程度上，脫離人工的操作，每天自動(dòng)的運(yùn)行、總結(jié)、分析、發(fā)出報(bào)告等等[3]。工作人員根據(jù)系統(tǒng)的提示來工作，并且按照良性循環(huán)的方法來操作，大大降低了工作出錯(cuò)的情況，很多方面的工作任務(wù)都可以在較短的時(shí)間內(nèi)完成，基本上不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的問題。可是，智能系統(tǒng)還有很多的挑戰(zhàn)需要完成，包括設(shè)備、系統(tǒng)、軟件、硬件的有效結(jié)合等，這些都需要在日后專項(xiàng)研究。
2.2 統(tǒng)一化的電氣自動(dòng)化工程系統(tǒng)
電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)在今后的發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)中，還會(huì)將“統(tǒng)一性”貫徹落實(shí)，由此來加強(qiáng)各方面的穩(wěn)步控制，推動(dòng)系統(tǒng)本身的價(jià)值提升。本文認(rèn)為，統(tǒng)一電氣自動(dòng)化工程系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電氣自動(dòng)化產(chǎn)品的周期性設(shè)計(jì)、測試與實(shí)行、開機(jī)與調(diào)試、維護(hù)與運(yùn)行等，這樣能夠最大限度的所見設(shè)計(jì)到完工之間的資金和時(shí)間。將電氣自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)行統(tǒng)一化管理，關(guān)鍵能夠達(dá)到客戶的需求，也就是把開發(fā)系統(tǒng)徹底從運(yùn)行系統(tǒng)中獨(dú)立出來。對(duì)于電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)來說，是成功的將電氣自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行通用化。電氣自動(dòng)化工程的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成應(yīng)該保障控制現(xiàn)場的設(shè)施、計(jì)算機(jī)的監(jiān)管體系、企業(yè)工程的管理體系中的通訊數(shù)據(jù)保持通暢。實(shí)行網(wǎng)絡(luò)的體系計(jì)劃時(shí)，不管是使用現(xiàn)場總線還是通訊系統(tǒng)的以太網(wǎng)，需要保障控制元件級(jí)到辦公室的環(huán)境之間自動(dòng)化的整體通訊。
3 結(jié)語
本文對(duì)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)展開討論。在社會(huì)進(jìn)步發(fā)展的過程里，先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的作用不可忽視。電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)就是在生產(chǎn)需求提升和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的背景下發(fā)展起來的，只有持續(xù)的發(fā)展和創(chuàng)新電子自動(dòng)化技術(shù)，才能夠滿足當(dāng)前的生產(chǎn)要求，并且積累寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。通過四年的學(xué)習(xí)，我的專業(yè)知識(shí)得到鞏固和提高，在工作中遇到的技術(shù)難題的以解決，也讓我深刻體會(huì)到電氣自動(dòng)化對(duì)人類工業(yè)發(fā)展的重要性。
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控制系統(tǒng)論文5
在通訊技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)下，家庭生活環(huán)境更趨于現(xiàn)代化，各種新興技術(shù)直接影響著人們的生活，改變了人們的生活習(xí)慣，提高了人們的生活質(zhì)量，智能家居系統(tǒng)成為技術(shù)手段更新?lián)Q代的體現(xiàn)。智能家居系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、布線技術(shù)與生活家居的子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，給予家居系統(tǒng)更多的智能選擇，提高了家居環(huán)境的服務(wù)水平。
一、智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程
單片機(jī)系統(tǒng)是微機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品化的最佳機(jī)種之一，其系統(tǒng)本身具備很多優(yōu)點(diǎn)。例如，較其他系統(tǒng)，單片系統(tǒng)的體積更小，成本更低，功能性更加強(qiáng)大，單片機(jī)所帶來的系統(tǒng)已經(jīng)在智能化產(chǎn)品工業(yè)制作中被廣泛應(yīng)用。并且隨著技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，逐漸完善的單片機(jī)系統(tǒng)能夠滿足設(shè)計(jì)過程中的各種要求。
在總體設(shè)計(jì)的流程中，外界信息經(jīng)過感應(yīng)器傳導(dǎo)，其信號(hào)內(nèi)容進(jìn)行放大與整形，進(jìn)一步傳導(dǎo)單片機(jī)信號(hào)分析處理，再由單片機(jī)系統(tǒng)與外部信息結(jié)構(gòu)進(jìn)行指導(dǎo)交換，引導(dǎo)紅外與光電裝置，將信息內(nèi)容傳遞于執(zhí)行器件。在控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)控制器會(huì)接收到遠(yuǎn)端傳遞過來的信號(hào)，并且對(duì)其解碼，再傳遞給中央處理系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，我們要充分考慮用戶使用的便捷性，在控制系統(tǒng)中添加語音提示操作系統(tǒng)，使用戶能夠在無人值守系統(tǒng)的情況下，更好地進(jìn)行系統(tǒng)操作。
二、智能家居系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)
(一)傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)
傳感器的應(yīng)用設(shè)計(jì)，是家庭智能設(shè)計(jì)過程中的信號(hào)來源。在傳感器設(shè)計(jì)上，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品本身的特點(diǎn)添加各種感應(yīng)裝置。在智能家居系統(tǒng)中，火災(zāi)警報(bào)傳感器是設(shè)計(jì)的第一項(xiàng)，火災(zāi)煙霧傳感器的體積小、可靠性高，能夠及時(shí)將煙霧信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，在智能家居的設(shè)計(jì)中，煙霧傳感器可以固定在每個(gè)房間的天花板或者墻壁上，將家居系統(tǒng)與小區(qū)或消防警報(bào)系統(tǒng)相鏈接，充分利用智能家居系統(tǒng)的安全性。
其次，我們要設(shè)立可燃?xì)怏w傳感器，將感應(yīng)器放置于廚房等氣體容易泄露的地方，監(jiān)視氣體疏通管道的安全性，如果發(fā)生天然氣泄露等情況，感應(yīng)器會(huì)自動(dòng)關(guān)閉天然氣輸送管道閥門，并且向外界發(fā)出信號(hào)，及時(shí)通知家庭以及小區(qū)物業(yè)，降低財(cái)產(chǎn)損失。在可燃?xì)怏w感應(yīng)器設(shè)置上，利用氣體濃度來對(duì)天然氣等裝置進(jìn)行監(jiān)控。在智能家居生活中，防盜報(bào)警系統(tǒng)可以分為兩部分，一部分是對(duì)家庭周圍環(huán)境的防護(hù)，例如周圍環(huán)境的監(jiān)視控制，門窗系統(tǒng)中的開關(guān)以及玻璃周圍的感應(yīng)系統(tǒng)等;另一部分是針對(duì)
家庭無人的情況，對(duì)于室內(nèi)的感應(yīng)防盜系統(tǒng)，利用紅外感應(yīng)裝置，在他人進(jìn)入房間且未關(guān)閉監(jiān)控系統(tǒng)的情況下發(fā)出警報(bào)。在房間有人活動(dòng)的時(shí)候，關(guān)閉室內(nèi)防盜系統(tǒng)，開啟室外防盜系統(tǒng)，在無人活動(dòng)的情況下，室外系統(tǒng)與室內(nèi)系統(tǒng)均開啟，并且防盜系統(tǒng)的靈敏程度可以根據(jù)房屋周圍環(huán)境而設(shè)定。
(二)通訊接口應(yīng)用設(shè)計(jì)
智能家居的生活控制系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通信電路需要完成信息的接受與發(fā)送、與計(jì)算機(jī)的溝通、與軟件的控制等幾個(gè)方面。分析模塊組成部分可以發(fā)現(xiàn)，GSM基帶處理器相較于供電模塊、閃存、天線接口等幾個(gè)部分而言是TC35的核心，GSM主要負(fù)責(zé)處理終點(diǎn)內(nèi)的語音與數(shù)據(jù)信號(hào)，并且在不需要額外增加電路支持的情況下，可以完成FR和EFR的編碼工作。
在連接方式上，TC35與單片機(jī)需要采用串行異步通信接口，使用紅外和通信電纜兩種傳輸方式進(jìn)行傳輸。在整體的傳輸設(shè)計(jì)過程中，紅外接口的特點(diǎn)在于信號(hào)穩(wěn)定，接口之間相互獨(dú)立，使用方面抗干擾性強(qiáng)，不會(huì)對(duì)手機(jī)的通訊產(chǎn)生影響，缺點(diǎn)是傳輸?shù)木嚯x有限，傳播的方向受到接口的限制。而電纜連接的通訊裝置傳輸距離遠(yuǎn)，可靠性高，不過缺點(diǎn)在于傳輸接口的電氣參數(shù)不兼容，設(shè)計(jì)過程中容易對(duì)手機(jī)的通訊產(chǎn)生影響。在接口的設(shè)計(jì)中，要分析家庭周圍的環(huán)境，考慮接口信號(hào)對(duì)于家庭通訊設(shè)備的影響，選擇合適的接口，應(yīng)力求將紅外接口與電纜接口進(jìn)行結(jié)合，提高智能家居系統(tǒng)工作的效率。
(三)紅外線應(yīng)用設(shè)計(jì)
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的控制方面，可以加入更多的紅外設(shè)計(jì)理念，在智能家居設(shè)計(jì)中，紅外遙控器是被廣泛應(yīng)用的，但是在實(shí)際操作過程中，一個(gè)紅外遙控器所針對(duì)的只是特定的品牌產(chǎn)品，遙控器之間的兼容性很差，在新型智能家居設(shè)計(jì)中，可以利用紅外插座、紅外開關(guān)等產(chǎn)品，將電器的操作信號(hào)與電信號(hào)進(jìn)行混合，利用紅外系統(tǒng)中的學(xué)習(xí)與記憶功能，使紅外插座成為信號(hào)傳遞的樞紐，同時(shí)利用單片機(jī)對(duì)遙控器發(fā)射出信號(hào)的波形進(jìn)行測量，然后對(duì)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋，從而提高遙控器的效率，實(shí)現(xiàn)家庭智能控制系統(tǒng)的優(yōu)化。
總之，在智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，首先要明確選擇系統(tǒng)的性質(zhì)，其次建立合理的設(shè)計(jì)流程。設(shè)計(jì)過程要符合信息技術(shù)的要求，并且最大化地提高用戶的使用效率。在應(yīng)用設(shè)計(jì)方面，分析傳感器的種類并選擇合適的連接端口，提高控制系統(tǒng)的靈敏度，并結(jié)合紅外線感應(yīng)技術(shù)，增強(qiáng)智能家居控制系統(tǒng)的完整性，使其能更好地提高人們生活質(zhì)量。
控制系統(tǒng)論文6
一、職校電氣控制中自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件和硬件的教學(xué)特點(diǎn)分析
計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由工業(yè)生產(chǎn)對(duì)象和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)兩個(gè)大部分構(gòu)成，通過計(jì)算機(jī)將被控端的相關(guān)數(shù)據(jù)和參數(shù)進(jìn)行采樣分析，通過輸入通道將模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行數(shù)字化的控制，并通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，通過計(jì)算機(jī)完成控制、運(yùn)算、判斷、比較等各項(xiàng)功能，計(jì)算機(jī)通過實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集進(jìn)行實(shí)時(shí)決策和控制，適時(shí)的向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令。通過上述過程的不斷重復(fù)執(zhí)行，使整個(gè)系統(tǒng)按照靜態(tài)和動(dòng)態(tài)指令進(jìn)行控制和執(zhí)行。通過計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)包括被控對(duì)象和計(jì)算機(jī)兩大部分構(gòu)成，其中硬件包括控制主計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備和接口電路等構(gòu)成，通過各傳感器將信號(hào)采集，經(jīng)過計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行反饋控制，軟件系統(tǒng)包括通用軟件和開發(fā)軟件，開發(fā)軟件具有各種數(shù)字語言處理程序、編輯程序、仿真程序等。自動(dòng)控制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)控制對(duì)象的不同，所采用的控制系統(tǒng)也不同。應(yīng)用最多的是操作指導(dǎo)控制，它的特點(diǎn)是可以將生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和加工處理，操作者根據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行必要的操作和控制，這個(gè)系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單、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(jí)控制系統(tǒng)的應(yīng)用也是比較多的，它是由幾臺(tái)大中小型的計(jì)算機(jī)組成，分別執(zhí)行各種功能，分為指揮計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和控制級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以根據(jù)管理的范圍和企業(yè)規(guī)模的大小分為公司級(jí)、工廠級(jí)和車間級(jí)等。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，單片機(jī)的應(yīng)用也是非常廣泛的，單片機(jī)具有可靠性高、功能強(qiáng)、體積小的優(yōu)勢(shì)，具有擴(kuò)展性強(qiáng)的功能，可以實(shí)現(xiàn)多級(jí)和分布式控制。
二、職校教學(xué)中單片機(jī)控制的開發(fā)及應(yīng)用分析
在職校教學(xué)中，單片機(jī)應(yīng)用的開發(fā)過程有別于一般的電子產(chǎn)品的開發(fā)，除了硬件設(shè)計(jì)的合理和接線準(zhǔn)確外，還要進(jìn)行軟件的編輯，要考慮軟件和硬件的兼容性。對(duì)于單片機(jī)控制系統(tǒng)的開發(fā)一般是要根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的功能確定總體的設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行硬件和軟件開發(fā)、在設(shè)備上開展仿真測試和實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行設(shè)備的安裝和調(diào)試、最后是產(chǎn)品化的生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。硬件的開發(fā)要在系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的框架下完成，軟件的開發(fā)具有實(shí)時(shí)性、可靠性和靈活性的特點(diǎn)，采用模塊化開發(fā)的方法，進(jìn)行主程序開發(fā)、子程序開發(fā)、中斷服務(wù)程序的開發(fā)等，在各個(gè)模塊內(nèi)還可以細(xì)化順序結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)等。在安裝調(diào)試時(shí)要確認(rèn)軟件和硬件的設(shè)計(jì)合理和準(zhǔn)確，符合要求后再進(jìn)行正式的安裝和調(diào)試，根據(jù)控制的效果和要求對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行測試和驗(yàn)證，滿足設(shè)計(jì)方案的目標(biāo)和要求。
三、結(jié)語
總而言之，電氣自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用大大提高了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的效率，降低了人工成本，但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)還是會(huì)出現(xiàn)一些自動(dòng)化設(shè)備無法完全代替人工的情況，相信在自動(dòng)化技術(shù)不斷完善的今天，這些情況會(huì)得到改善和進(jìn)步，人工智能的應(yīng)用會(huì)越來越穩(wěn)定和成熟。
控制系統(tǒng)論文7
摘要：高溫泵試驗(yàn)用水溫度控制系統(tǒng)以Ｓ７－３００ＰＬＣ為核心控制模塊，調(diào)用ＦＢ４１功能塊進(jìn)行ＰＩＤ運(yùn)算，然后由ＰＬＣ調(diào)用脈沖寬度調(diào)制器ＦＢ４３將連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)化為開關(guān)量進(jìn)而控制加熱裝置。采用分段ＰＩＤ控制，將實(shí)際溫度值和設(shè)定值的偏差分為幾個(gè)階段，不同階段采用不同的ＰＩＤ參數(shù)，解決了加熱過程中溫度超調(diào)、波動(dòng)幅度大以及加熱時(shí)間長等問題。該方案已應(yīng)用到實(shí)際企業(yè)橫向課題中，經(jīng)驗(yàn)證控制精度高、穩(wěn)定性好。
關(guān)鍵詞：高溫泵；溫度控制；分段ＰＩＤ控制
隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的快速發(fā)展，高揚(yáng)程高速泵用于輸送高溫介質(zhì)已很普遍。如核電用泵一般都在高溫高壓條件下工作，其性能及運(yùn)行可靠性將直接對(duì)核電能力及安全產(chǎn)生影響［１－３］。所以出廠前必須對(duì)該類泵進(jìn)行試驗(yàn)。傳統(tǒng)的水泵控制系統(tǒng)主要是由繼電器控制線路組成，存在諸多不足，本文采用ＰＬＣ控制提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。相對(duì)傳統(tǒng)水泵微機(jī)測試系統(tǒng)而言，其處理速度快、精度高、抗干擾能力強(qiáng)以及實(shí)時(shí)控制性更好［４－５］。本文以某企業(yè)具體橫向課題為研究背景，采用Ｓ７－３００ＰＬＣ核心控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)高溫離心泵閉式管路試驗(yàn)，主要分析了溫度控制系統(tǒng)，控制過程中采用分段ＰＩＤ控制方法、調(diào)用ＦＢ４３功能塊將連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)化為周期性輸出的脈沖串，通過固態(tài)繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱裝置的開關(guān)控制。
１溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
１．１溫度控制回路組成
被試泵為高溫泵，做閉式管路試驗(yàn)時(shí)需將儲(chǔ)水罐內(nèi)水溫加熱到指定數(shù)值。本試驗(yàn)加熱裝置是在罐體底部內(nèi)置的加熱棒。控制系統(tǒng)采用Ｓ７－３００ＰＬＣ為控制模塊，上位機(jī)采用易控組態(tài)軟件為監(jiān)控平臺(tái)，主要進(jìn)行人機(jī)界面設(shè)置以及泵的性能分析。利用ＰＴ１００溫度傳感器進(jìn)行溫度采集，溫度信號(hào)經(jīng)過壓力變送器后傳輸給ＰＬＣ的模擬量輸入模塊ＳＭ３３１，經(jīng)過ＰＬＣ濾波處理后得到實(shí)際溫度值，作為過程變量ＰＶ進(jìn)行下一步計(jì)算。利用設(shè)定溫度值ＳＰ與過程變量ＰＶ的偏差進(jìn)行ＰＩＤ運(yùn)算，將ＰＩＤ運(yùn)算結(jié)果以周期性脈沖串輸出到固態(tài)繼電器，由固態(tài)繼電器控制加熱裝置，整個(gè)控制過程構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。ＰＬＣ通過模擬量采集模塊ＳＭ３３１反饋回來的實(shí)時(shí)溫度ＰＶ，獲取偏差值ＥＲ，偏差經(jīng)過ＰＩＤ調(diào)節(jié)器運(yùn)算輸出，控制加熱裝置加熱時(shí)間，以克服偏差，促使偏差趨近于零，溫度控制框圖見圖１。ＰＩＤ輸出為模擬量，加熱裝置的開關(guān)為開關(guān)量，試驗(yàn)中ＰＬＣ調(diào)用ＦＢ４１功能塊進(jìn)行ＰＩＤ運(yùn)算，然后再調(diào)用脈沖寬度調(diào)制器ＦＢ４３，ＦＢ４３的脈沖發(fā)生器（ＰＵＬＳＥＧＥＮ）一般與ＦＢ４１的連續(xù)調(diào)節(jié)控制器（ＣＯＮＴ＿Ｃ）一起使用，即將ＦＢ４１的輸出作為ＦＢ４３的輸入。ＦＢ４３的脈沖發(fā)生器可以通過調(diào)制脈沖寬度，將其輸入變量“ＩＮＶ”（＝ＰＩＤ控制器的輸出）轉(zhuǎn)換為一恒定周期的脈沖串，即將連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)化為周期性脈沖串，通過固態(tài)繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱裝置的開關(guān)控制。
１．２溫度傳感器數(shù)據(jù)采集處理
罐體上只有一個(gè)溫度傳感器，受外界溫度變化及硬件自身精度等因素影響，采集一個(gè)溫度信號(hào)作為過程變量值并不準(zhǔn)確。本試驗(yàn)采用均值濾波的方式來保證其準(zhǔn)確性。程序中設(shè)定每５０ｍｓ取一個(gè)溫度值并依次排列，順序取１０個(gè)數(shù)值，然后去掉最大最小值，剩余取平均值作為實(shí)際溫度值。均值濾波部分程序如下（該段程序采用結(jié)構(gòu)化控制語言（ＳＣＬ）編寫）：ＶＡＲ＿ＯＵＴＰＵＴＰＩＷ＿ＯＵＴ：ＲＥＡＬ；ＥＮＤ＿ＶＡＲＶＡＲ＿ＴＥＭＰＥＮＤ＿ＶＡＲＶＡＲＰＩＷ＿ＩＮ＿ＲＥＡＬ：ＲＥＡＬ；ＤＡＴＡ＿ＳＴＯＲＥ：ＡＲＲＡＹ［０．．９］ＯＦｒｅａｌ；Ｆ＿ＣＯＵＮＴ：ＩＮＴ；ＴＯＴＡＬ＿ＤＡＴＡ：ＲＥＡＬ；ＥＮＤ＿ＶＡＲＴＯＴＡＬ＿ＤＡＴＡ：＝０．０；ＰＩＷ＿ＩＮ＿ＲＥＡＬ：＝ＰＩＷ＿ＩＮ；ＦＯＲＦ＿ＣＯＵＮＴ：＝０ＴＯ８ＢＹ１ＤＯＤＡＴＡ＿ＳＴＯＲＥ［Ｆ＿ＣＯＵＮＴ］：＝ＤＡＴＡ＿ＳＴＯＲＥ［Ｆ＿ＣＯＵＮＴ＋１］；ＥＮＤ＿ＦＯＲ；ＤＡＴＡ＿ＳＴＯＲＥ［９］：＝ＰＩＷ＿ＩＮ＿ＲＥＡＬ；ＦＯＲＦ＿ＣＯＵＮＴ：＝０ＴＯ９ＢＹ１ＤＯＴＯＴＡＬ＿ＤＡＴＡ：＝ＴＯＴＡＬ＿ＤＡＴＡ＋ＤＡＴＡ＿ＳＴＯＲＥ［Ｆ＿ＣＯＵＮＴ］；ＥＮＤ＿ＦＯＲ。
２分段ＰＩＤ控制及提前加熱補(bǔ)償
２．１分段ＰＩＤ控制方法應(yīng)用
ＰＩＤ控制規(guī)律是通過比例（Ｐ）、積分（Ｉ）以及微分（Ｄ）計(jì)算獲得輸出結(jié)果，將ＰＩＤ中的微分部分設(shè)置為０，則ＰＩＤ控制變?yōu)椋校煽刂啤１疚牡臏囟瓤刂葡到y(tǒng)采用ＰＩ控制。溫度控制過程中，在設(shè)置比例系數(shù)和積分時(shí)間常數(shù)時(shí)，要么超調(diào)量過大，要么調(diào)節(jié)時(shí)間過長，難以找到一個(gè)合適的比例系數(shù)和積分時(shí)間。如果引入分段ＰＩＤ控制，將比例系數(shù)與積分時(shí)間作為變量，而不是整個(gè)控制過程用一固定值。當(dāng)設(shè)定值（ＳＰ）與過程變量（ＰＶ）偏差較大時(shí)，適當(dāng)加強(qiáng)比例與積分作用，使ＰＩＤ輸出在短時(shí)間內(nèi)迅速增長；當(dāng)偏差較小時(shí)，將比例與積分作用適當(dāng)減弱，讓ＰＩＤ輸出減速；當(dāng)偏差很小時(shí)，再進(jìn)一步減小比例與積分作用，讓ＰＩＤ的輸出加速度進(jìn)一步放慢。該控制過程在偏差較大時(shí)加快了升溫速度，偏差較小時(shí)又避免了超調(diào)情況出現(xiàn)，使得整個(gè)系統(tǒng)的控制性能大大提高［６］。按照上述控制思路將ＰＩＤ分為三段。程序編寫時(shí)需根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況而定，分段點(diǎn)以偏差率為基準(zhǔn)，偏差率等于偏差值ＥＲ除以設(shè)定值ＳＰ。當(dāng)偏差率大于５０％時(shí)，比例系數(shù)與積分時(shí)間分別為ｇａｉｎ１和ＴＩ１；當(dāng)偏差率在５０％～２０％時(shí)比例系數(shù)與積分時(shí)間分別為ｇａｉｎ２和ＴＩ２；當(dāng)偏差率小于２０％時(shí)比例系數(shù)與積分時(shí)間分別為ｇａｉｎ３和ＴＩ３。比例系數(shù)和積分時(shí)間具體數(shù)值通過多次試驗(yàn)歸納總結(jié)得出。
２．２提前加熱補(bǔ)償應(yīng)用
本閉式管路系統(tǒng)需對(duì)４種不同規(guī)格型號(hào)的泵進(jìn)行試驗(yàn)，４種泵對(duì)應(yīng)管徑分別為ＤＮ１５、ＤＮ２５、ＤＮ５０、ＤＮ１００。試驗(yàn)過程如下：當(dāng)罐體內(nèi)水溫達(dá)到設(shè)定值時(shí)，先開啟對(duì)應(yīng)管路閥門，然后開被試泵電機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。由于加熱罐為密封罐，管路中水溫相對(duì)加熱罐中水溫度低很多，當(dāng)被試泵初運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，隨著管路中水循環(huán)進(jìn)入加熱罐，罐體內(nèi)水溫會(huì)急劇下降，管徑不同，下降幅度不同，管徑越大，下降幅度越大。管徑ＤＮ１００的被試泵初運(yùn)行時(shí)，檢測到罐體內(nèi)溫度大約降１５℃左右，管徑ＤＮ５０的大約降１０℃左右，管徑ＤＮ２５的大約降７℃左右，ＤＮ１５管路水溫下降不大，采用正常ＰＩＤ調(diào)節(jié)即可。針對(duì)上述問題，為了加快升溫速度，在程序中引入提前加熱補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ唧w如下：在被試泵開啟之前，開閥門時(shí)就進(jìn)行加熱補(bǔ)償，如ＤＮ１００管路，將補(bǔ)償輸出設(shè)為２０％，此時(shí)正常ＰＩＤ的輸出若為２０％，則兩者相加之和為４０％，將４０％作為ＦＢ４３功能塊的輸入。即在溫度驟降之前就進(jìn)行加熱補(bǔ)償，充分了利用這個(gè)時(shí)間差。當(dāng)檢測到罐體內(nèi)水溫和設(shè)定溫度值之差在２℃以內(nèi)，則停止加熱補(bǔ)償，進(jìn)行正常的ＰＩＤ調(diào)節(jié)。由ＰＩＤ調(diào)節(jié)器的輸出工作模式可知ＰＩＤ輸出是０％～１００％中的一個(gè)值，加上補(bǔ)償后可能大于１００％，為此將兩者之和限幅為１００％。提前加熱補(bǔ)償與正常不進(jìn)行補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)相比，加熱速度明顯提升。
３結(jié)論
本文通過調(diào)用ＦＢ４３功能塊，將ＰＩＤ模擬量輸出轉(zhuǎn)化為周期性脈沖串輸出，控制加熱裝置開關(guān)。分段ＰＩＤ控制方法的應(yīng)用使得系統(tǒng)的控制性能得到改善；提前加熱補(bǔ)償提高了加熱速度，具體補(bǔ)償量目前是根據(jù)試驗(yàn)多次嘗試獲得的，后續(xù)研究可進(jìn)一步進(jìn)行理論驗(yàn)證并尋找出更合適的方法。
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控制系統(tǒng)論文8
摘 要 電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)是現(xiàn)代化工業(yè)的一個(gè)重要方向標(biāo)，它是推動(dòng)社會(huì)全面發(fā)展和進(jìn)步的重要力量。從這些方面來看，加強(qiáng)對(duì)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的理論研究就有著實(shí)際性意義。本文則主要就是電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)分析，并結(jié)合實(shí)際探索其發(fā)展的趨勢(shì)，希望能夠通過此次的理論研究對(duì)實(shí)際發(fā)展有所裨益。
關(guān)鍵詞電氣自動(dòng)化 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)
隨著我國的科學(xué)技術(shù)有了蓬勃的發(fā)展，其中對(duì)電氣自動(dòng)化也有著重要的推動(dòng)作用，而電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)是將來電網(wǎng)管理的核心系統(tǒng)。針對(duì)電氣自動(dòng)化工程企業(yè)而言，電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠有效的將人力勞動(dòng)的強(qiáng)度最大化的降低，同時(shí)也能夠提高工作的效率以及檢測的精確度，在安全事故方面也能夠得到有效降低。
1 電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)理論分析
1.1 分布式控制系統(tǒng)理論分析
電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)主要是建立在先進(jìn)科技基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，它對(duì)企業(yè)的發(fā)展所起到的作用愈來愈重要。我國經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)在電氣自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域有了很迅速的進(jìn)步，在這一技術(shù)方面的競爭也日益的激烈，從現(xiàn)階段電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀來看分布式控制系統(tǒng)還占據(jù)著關(guān)鍵地位。這一系統(tǒng)主要是對(duì)于集中式控制系統(tǒng)而言的新型控制系統(tǒng)，是從集中式控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上演變而來，有著可靠性以及實(shí)時(shí)性的特征。這一系統(tǒng)自身也存在著一些缺陷，主要就是受到混合體系制約在可靠性方面還有待加強(qiáng)，并在維修方面也顯得相對(duì)有難度，在這一系統(tǒng)生產(chǎn)的廠家來說沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，這些方面都需要進(jìn)行改革創(chuàng)新。
1.2 系統(tǒng)的信息集成化理論分析
電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)在發(fā)展的過程中逐漸向著更高的方向邁進(jìn)，主要就是在控制技術(shù)上得到了延伸擴(kuò)展，并在管理水平方面得到了擴(kuò)大。前者主要涵蓋著電氣工程自動(dòng)化將控制設(shè)備和對(duì)其研究開發(fā)進(jìn)行相關(guān)改善。而后再則是對(duì)企業(yè)各種資金以及人力進(jìn)行的合理分配。這樣在技術(shù)的延伸作用下，一些新興的微電子處理技術(shù)也逐漸的進(jìn)入到自動(dòng)化工程控制技術(shù)并和其相關(guān)的軟件組合的發(fā)展隊(duì)伍中來。
1.3 集中監(jiān)控方式控制系統(tǒng)理論分析
電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)中的集中監(jiān)控方式主要是設(shè)計(jì)師將控制功能集中到同一處理器上，這樣就導(dǎo)致了實(shí)際處理的速度發(fā)生偏慢，倘若是對(duì)所有能夠控制的設(shè)備進(jìn)行控制，監(jiān)控?cái)?shù)量就會(huì)過多，這樣就導(dǎo)致了主機(jī)空間被大量占據(jù)。與此同時(shí)，在通信線路信息傳送能力上也會(huì)有著更高的要求，這樣就增加了生產(chǎn)成本以及維護(hù)的費(fèi)用，在維修難度上也會(huì)增加。
2 電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)發(fā)展前景分析
2.1 安全性趨勢(shì)分析
我國的科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步過程中，電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展將會(huì)朝著更加安全的過程進(jìn)行發(fā)展，安全防范技術(shù)的集成化是重要的發(fā)展方向，重點(diǎn)來說就是怎樣能夠保證人和環(huán)境以及機(jī)器這幾個(gè)方面的安全實(shí)現(xiàn)。倘若是在不安全的情況下應(yīng)當(dāng)怎樣選擇用最低的資金實(shí)現(xiàn)安全方案制定問題，從實(shí)際情況老看，我國將主要會(huì)從安全級(jí)別較高領(lǐng)域開始，從硬件向著軟件領(lǐng)域逐步得到強(qiáng)化，對(duì)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的安全問題進(jìn)行全面性的研究研討。
2.2 創(chuàng)新技術(shù)趨勢(shì)分析
隨著我國自動(dòng)化水平的發(fā)展不斷提升，針對(duì)電氣自動(dòng)化工程系統(tǒng)控制在現(xiàn)階段的水平將得不到實(shí)際需求，那么在創(chuàng)新技術(shù)上的強(qiáng)化將會(huì)是將來的重要發(fā)展趨勢(shì)。尤其是在目前市場化環(huán)境不穩(wěn)定情況下，競爭的日益激烈也會(huì)促使創(chuàng)新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，從而使得電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)在這一技術(shù)的支持下不斷的進(jìn)步發(fā)展。電氣自動(dòng)化企業(yè)對(duì)自身的創(chuàng)新能力要得到不斷提升，為這一領(lǐng)域的發(fā)展研究打開更開闊的發(fā)展空間，政府在其中也有著主導(dǎo)性作用，所以在政策上扶持以及在相關(guān)機(jī)制體系上哦完善建立也會(huì)逐漸實(shí)現(xiàn)。這些都為電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的創(chuàng)新提供了發(fā)展條件。
2.3 標(biāo)準(zhǔn)化接口發(fā)展趨勢(shì)分析
控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化是提高自動(dòng)化水平的保障，從微軟的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來看，其之所以有著快速進(jìn)行和發(fā)展正是因?yàn)榧夹g(shù)上的同時(shí)使然，這才對(duì)公司內(nèi)部的通信問題得到有效的避免，這從另一方面來說在工程的時(shí)間方面也得到了最大化的節(jié)省。所以這對(duì)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展有著很好的經(jīng)驗(yàn)作用，在這一方面完全可以吸收有效的經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)自身的發(fā)展。在電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享的作用下，管理人員可通過PC系統(tǒng)對(duì)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控并對(duì)所出現(xiàn)的情況采取快速管理，這樣就對(duì)企業(yè)間的通訊困難問題得到了有效解決。
2.4 市場化趨勢(shì)分析
當(dāng)前的市場競爭已經(jīng)愈來愈激烈，所以加強(qiáng)產(chǎn)品的市場化程度是獲取競爭優(yōu)勢(shì)的重要手段。產(chǎn)品想要得到長久的發(fā)展，那么就需要對(duì)制造部門的體制改革進(jìn)一步的深化，同時(shí)也要能夠?qū)κ袌龌淖兓陀绊戇M(jìn)行充分關(guān)注。這樣才能夠保證產(chǎn)品能夠?qū)κ袌龅陌l(fā)展需求得到滿足，而電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展正是如此，不僅僅是依靠技術(shù)上的大力投入，還要在零配件的生產(chǎn)市場化以及專業(yè)化等方面得到加強(qiáng)。這樣就對(duì)資源的配置率能夠起到顯著的促進(jìn)作用，對(duì)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的整體發(fā)展也有著推動(dòng)效果，這也將是未來發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。
3 結(jié)語
總而言之，當(dāng)前的市場化經(jīng)濟(jì)逐步形成，所以對(duì)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展也會(huì)帶來相應(yīng)的影響，在這一嚴(yán)峻的發(fā)展背景下，電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)要想取得革命性的發(fā)展，就必須要將創(chuàng)新精神在實(shí)際當(dāng)中得到融入。同時(shí)還要對(duì)市場變化進(jìn)行深入了解，對(duì)發(fā)展中出現(xiàn)的問題也要能夠及時(shí)的發(fā)展并有效解決，從多方面進(jìn)行考慮問題，只有如此才能夠最大限度的推動(dòng)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的長久發(fā)展。
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控制系統(tǒng)論文9
工業(yè)控制系統(tǒng)(ICS)是綜合運(yùn)用信息技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等，對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行檢測控制，實(shí)現(xiàn)工業(yè)技術(shù)生產(chǎn)過程自動(dòng)化的應(yīng)用系統(tǒng)。ICS在冶金、電力、石化、水處理、鐵路、食品加工等行業(yè)，以及軍工的航空、航天、船舶、艦艇、潛艇等領(lǐng)域的自動(dòng)化生產(chǎn)管理系統(tǒng)中都得到了廣泛地應(yīng)用。
1 工業(yè)控制系統(tǒng)安全現(xiàn)狀
與傳統(tǒng)信息系統(tǒng)安全需求不同，ICS設(shè)計(jì)需要兼顧應(yīng)用場景與控制管理等多方面因素，并且優(yōu)先考慮系統(tǒng)的高可用性和業(yè)務(wù)連續(xù)性。鑒于ICS的特定設(shè)計(jì)理念，缺乏有效的工業(yè)安全防御和數(shù)據(jù)通信保密措施是很多ICS所面臨的共同問題。
傳統(tǒng)的ICS多為車間/廠區(qū)局域網(wǎng)ICS，系統(tǒng)特點(diǎn)包括專有網(wǎng)絡(luò)、專有操作系統(tǒng)、無以太網(wǎng)絡(luò)、沒有因特網(wǎng)的鏈接。從網(wǎng)絡(luò)安全角度，系統(tǒng)是安全的。
現(xiàn)今的ICS開始與互聯(lián)網(wǎng)或辦公網(wǎng)直接/間接互聯(lián)，形成從控制網(wǎng)到信息網(wǎng)的大系統(tǒng)ICS，系統(tǒng)特點(diǎn)包括以太網(wǎng)無處不在、無線設(shè)備、遠(yuǎn)程配置和監(jiān)控、Windows和Linux等流行操作系統(tǒng)。從網(wǎng)絡(luò)安全角度，系統(tǒng)存在巨大安全隱患，很容易被駭客攻擊。
2 工業(yè)控制系統(tǒng)安全漏洞及風(fēng)險(xiǎn)分析
隨著工業(yè)信息化進(jìn)程的快速推進(jìn)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開始在工控領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)間的協(xié)同和信息分享，極大地提高了企業(yè)的綜合效益。與此同時(shí)，暴露在互聯(lián)網(wǎng)等公共網(wǎng)絡(luò)中的工業(yè)控制系統(tǒng)也必將面臨病毒、木馬、駭客入侵、拒絕服務(wù)等傳統(tǒng)的信息安全威脅，而且由于工業(yè)控制系統(tǒng)多被應(yīng)用在電力、交通、石油化工、核工業(yè)等國家重要行業(yè)中，其安全事故造成的社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失會(huì)更為嚴(yán)重。
2.1工業(yè)控制系統(tǒng)安全漏洞
工業(yè)控制系統(tǒng)安全漏洞包括：策略與規(guī)則漏洞、平臺(tái)漏洞、網(wǎng)絡(luò)漏洞。
2.1.1 策略與規(guī)則漏洞
缺乏工業(yè)控制系統(tǒng)的安全策略、缺乏工業(yè)控制系統(tǒng)的安全培訓(xùn)與意識(shí)培養(yǎng)、缺乏工業(yè)控制系統(tǒng)設(shè)備安全部署的實(shí)施方法、缺乏工業(yè)控制系統(tǒng)的安全審計(jì)、缺乏針對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)的配置變更管理。
2.1.2 平臺(tái)漏洞
平臺(tái)漏洞包括：平臺(tái)配置漏洞、平臺(tái)硬件漏洞、平臺(tái)軟件漏洞、惡意軟件攻擊。
(1)平臺(tái)配置漏洞
包括關(guān)鍵配置信息未備份、關(guān)鍵信息未加密存儲(chǔ)、沒有采用口令或口令不滿足長度和復(fù)雜度要求、口令泄露等。
(2)平臺(tái)硬件漏洞
包括關(guān)鍵系統(tǒng)缺乏物理防護(hù)、未授權(quán)的用戶能夠物理訪問設(shè)備、對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)不安全的遠(yuǎn)程訪問。
(3)平臺(tái)軟件漏洞
包括拒絕服務(wù)攻擊(DOS攻擊)、采用不安全的工控協(xié)議、采用明文傳輸、未安裝入侵檢測系統(tǒng)與防護(hù)軟件等。
(4)惡意軟件攻擊
包括未安裝防病毒軟件等。
2.1.3 網(wǎng)絡(luò)漏洞
(1)網(wǎng)絡(luò)配置漏洞
包括有缺陷的網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)、口令在傳輸過程中未加密、未采取細(xì)粒度的訪問控制策略、安全設(shè)備配置不當(dāng)。
(2)網(wǎng)絡(luò)硬件漏洞
包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的物理防護(hù)不充分、未采取有效的措施保護(hù)物理端口、關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)設(shè)備未備份。
(3)網(wǎng)絡(luò)邊界漏洞
包括未定義網(wǎng)絡(luò)安全邊界、未部署防火墻或配置不當(dāng)、未采取信息流向控制措施。
2.2 工業(yè)控制系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)分析
電力故障、自然災(zāi)害、軟硬件故障、駭客攻擊、惡意代碼都會(huì)對(duì)ICS系統(tǒng)產(chǎn)生影響。其中，電力故障、自然災(zāi)害和軟/硬件故障，屬于信息安全范疇之外，而非法操作、惡意代碼和駭客攻擊作為信息安全威脅的主要形式，往往很難被發(fā)現(xiàn)或控制，對(duì)ICS網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行的威脅和影響也最大。
(1)利用USB協(xié)議漏洞在U盤中植入惡意代碼
U盤內(nèi)部結(jié)構(gòu)：U盤由芯片控制器和閃存兩部分組成，芯片控制器負(fù)責(zé)與PC的通訊和識(shí)別，閃存用來做數(shù)據(jù)存儲(chǔ);閃存中有一部分區(qū)域用來存放U盤的固件，控制軟硬件交互，固件無法通過普通手段進(jìn)行讀取。
USB協(xié)議漏洞：USB設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)并不是USB設(shè)備具備唯一的物理特性進(jìn)行身份驗(yàn)證，而是允許一個(gè)USB設(shè)備具有多個(gè)輸入輸出設(shè)備的特征。
這樣就可以通過U盤固件逆向重新編程，將U盤進(jìn)行偽裝，偽裝成一個(gè)USB鍵盤，并通過虛擬鍵盤輸入集成到U盤固件中的惡意代碼而進(jìn)行攻擊。
(2)利用組態(tài)軟件數(shù)據(jù)庫漏洞進(jìn)行攻擊
ICS系統(tǒng)采用的組態(tài)軟件，缺乏安全防護(hù)措施，往往公開訪問其實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的途徑，以方便用戶進(jìn)行二次開發(fā)，從而可利用此漏洞，遠(yuǎn)程/本地訪問數(shù)據(jù)庫，獲取全部數(shù)據(jù)庫變量，選取關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問并篡改，從而達(dá)到攻擊目的。
2.3 工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全風(fēng)險(xiǎn)總結(jié)
病毒：可引起工控設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)故障，破壞生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)或影響網(wǎng)絡(luò)正常服務(wù)，如蠕蟲病毒等。
緩沖區(qū)溢出攻擊：利用設(shè)計(jì)漏洞進(jìn)行的攻擊。
拒絕服務(wù)攻擊：惡意造成拒絕服務(wù)，造成目標(biāo)系統(tǒng)無法正常工作或癱瘓，或造成網(wǎng)絡(luò)阻塞。
網(wǎng)絡(luò)嗅探：可捕獲主機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)的所有數(shù)據(jù)包，一旦被惡意利用，獲取了目標(biāo)主機(jī)的關(guān)鍵信息則可對(duì)目標(biāo)主機(jī)實(shí)施進(jìn)一步攻擊。
IP欺騙：可通過技術(shù)手段利用TCP/IP協(xié)議缺陷，偽裝成被信任主機(jī)，使用被信任主機(jī)的源地址與目標(biāo)主機(jī)進(jìn)行會(huì)話，在目標(biāo)主機(jī)不知的情況下實(shí)施欺騙行為。
口令破解：攻擊者若通過一定手段取得用戶口令，提升權(quán)限進(jìn)入目標(biāo)系統(tǒng)，對(duì)目標(biāo)主機(jī)進(jìn)行完全控制。
3 工業(yè)控制系統(tǒng)安全檢查
3.1 檢查對(duì)象
包括工藝、工程分析、控制系統(tǒng)信息安全后果分析、安全防護(hù)能力分析等。
3.2 檢測方式
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(yīng)包括信息流轉(zhuǎn)過程中遇到的一切鏈路、設(shè)備(硬件程序、模塊組件)、人員等。
管理檢查需要準(zhǔn)備的資料：信息安全相關(guān)管理制度和安全策略;設(shè)備保密管理制度;系統(tǒng)運(yùn)行管理制度、產(chǎn)品供應(yīng)商(或者代理商)、系統(tǒng)集成商等提供的資質(zhì)證明、授權(quán)證明、合格證書等。
技術(shù)檢查需要準(zhǔn)備的資料：招標(biāo)合同技術(shù)規(guī)格書;詳細(xì)設(shè)備清單;設(shè)備配置及使用說明;網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D;輸入輸出端口信息;DNC服務(wù)器配置及使用說明;設(shè)備的連接說明、功能說明、操作手冊(cè)。
運(yùn)維檢查需要準(zhǔn)備的資料：運(yùn)行維護(hù)管理制度、訪問控制端口設(shè)置情況記錄、運(yùn)行維護(hù)報(bào)告、應(yīng)急預(yù)案方案、應(yīng)急演練記錄。
3.4 檢測重點(diǎn)
重點(diǎn)檢查輸入輸出端口使用、設(shè)備安全配置、運(yùn)維安全措施的落實(shí)情況，同時(shí)檢查資產(chǎn)管理情況，訪問控制策略、備份及應(yīng)急管理等方面。
4 結(jié)束語
通過上面的分析與研究，工業(yè)控制系統(tǒng)還存在許多的漏洞和安全風(fēng)險(xiǎn)，只有充分認(rèn)識(shí)到這些漏洞，才能利用信息安全手段不斷的處置這些漏洞，使風(fēng)險(xiǎn)降到最低。同時(shí)我們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全技術(shù)是一門不斷深入發(fā)展的技術(shù)，隨著工業(yè)控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用和不斷發(fā)展，其信息安全必將面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，隨之信息安全技術(shù)的研究也必將快速推進(jìn)。
控制系統(tǒng)論文10
分散控制系統(tǒng)，即以多個(gè)微處理器為核心的過程控制采集站。分散控制系統(tǒng)之所以能夠廣泛應(yīng)用在我國的火電廠自動(dòng)化控制中，主要得益于分散控制系統(tǒng)較為成熟的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)行業(yè)績。人們對(duì)分散控制系統(tǒng)的特性有了越來越多的認(rèn)識(shí)，并且逐漸接受和認(rèn)可。火電廠對(duì)分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用，有利于火電廠的單元機(jī)組熱工自動(dòng)化水平的提高，能夠適應(yīng)如今電力需求連年增大的發(fā)展需要。
1分散控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展
1）分散控制系統(tǒng)的起源。DSC應(yīng)用試點(diǎn)最早出現(xiàn)在美國，1985年的時(shí)候，那時(shí)選用的是網(wǎng)廳電廠300MW機(jī)組，這就是分散系統(tǒng)控制的開端。經(jīng)過20多年的不斷發(fā)展，分散控制系統(tǒng)在不斷地改進(jìn)實(shí)踐中積累了許多成熟經(jīng)驗(yàn)，更是推陳出新，打破了DSC的應(yīng)用只局限在鍋爐和汽輪機(jī)的熱工監(jiān)視的局面，相關(guān)供應(yīng)商掌握了愈加成熟和系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。經(jīng)過充分的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，分散控制系統(tǒng)是可行并且科學(xué)的。我國通過對(duì)DCS的不斷改進(jìn)，最終也達(dá)到了國際的DCS水平，在火電廠得到廣泛應(yīng)用。2）分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用。分散控制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)用價(jià)值比較高，功能相對(duì)分散、數(shù)據(jù)可共享、可靠性較高等優(yōu)點(diǎn)讓其在與其他控制技術(shù)相比之下有明顯優(yōu)勢(shì)，被電廠和變電廠所廣泛接受。我國火電廠使用過的DCS數(shù)以百計(jì)，至今，使用過的DCS可大概分成3類：多功能控制器型、可編程序控制器基礎(chǔ)型、PC機(jī)總線基礎(chǔ)型。我們也不排除今后可能產(chǎn)生其他分散控制系統(tǒng)，比如以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)，或者以電廠信息監(jiān)控管理為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)，這也將進(jìn)一步擴(kuò)大DCS應(yīng)用的功能。3）分散控制系統(tǒng)的發(fā)展。分散控制系統(tǒng)目前有兩個(gè)功能性的擴(kuò)展，現(xiàn)場總線技術(shù)的出現(xiàn)，就是其在縱向擴(kuò)展上面的體現(xiàn)。開放性、數(shù)字化、多借點(diǎn)是現(xiàn)場總線的幾個(gè)顯著特點(diǎn)。為避免只靠電纜單一傳輸?shù)谋锥耍F(xiàn)場總線技術(shù)還可以幫助現(xiàn)場的設(shè)備實(shí)現(xiàn)在運(yùn)行中的數(shù)字量信息交換，達(dá)到雙方的共享和控制。現(xiàn)有的現(xiàn)場儀表模擬技術(shù)弊端日益凸顯，主要是速度慢、精準(zhǔn)度低、成本高，不僅不能準(zhǔn)確監(jiān)控，而且浪費(fèi)大量的物資，得不償失，在此時(shí)，現(xiàn)場總線技術(shù)的出現(xiàn)就自然而然了。并且現(xiàn)場儀表的模擬技術(shù)與計(jì)算機(jī)控制的數(shù)字技術(shù)不符，還可能會(huì)出現(xiàn)使用問題，而現(xiàn)場總線技術(shù)則能有效改善這方面的問題，但現(xiàn)場總線技術(shù)發(fā)展還不夠穩(wěn)定成熟，還需進(jìn)一步的改進(jìn)和推廣。
2分散控制系統(tǒng)特點(diǎn)
1）高可靠性。分散控制系統(tǒng)是建立在分散結(jié)構(gòu)的理念上的，這能夠?qū)ο到y(tǒng)的可靠性形成一個(gè)保障。分散結(jié)構(gòu)不僅包含系統(tǒng)功能的分散，還包含地理位置的分散。采用分散結(jié)構(gòu)的分散控制系統(tǒng)可以分散系統(tǒng)的危險(xiǎn)性。如果一個(gè)設(shè)備的某一個(gè)部分發(fā)生了故障，并不會(huì)對(duì)該設(shè)備的其他部分的正常運(yùn)行造成影響。并且運(yùn)用分散控制系統(tǒng)還可以對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行冗余配置，這也在一定程度上保障了系統(tǒng)的運(yùn)行的可靠性。在DCS系統(tǒng)中，也不乏一些舊有的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的軟件，也幫助系統(tǒng)的可靠性形成一道屏障。2）監(jiān)視性能好。分散控制系統(tǒng)能夠運(yùn)用高智能操作站來監(jiān)視和操作過程現(xiàn)場，并且分散控制系統(tǒng)的人際交互界面比較友好，操作員完全可以進(jìn)行直觀觀測，監(jiān)控性能較好。3）擴(kuò)展性能好。分散控制系統(tǒng)在一般情況下都是采用遞階數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)通信的分層化。分散控制系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成靈活，硬件高度集成化，設(shè)備接口模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，這都給分散控制系統(tǒng)提供了較好的擴(kuò)展性能。4）編程容易。分散控制系統(tǒng)采用控制圖形界面和功能碼控制組態(tài)來編程的，這樣可以自動(dòng)生成執(zhí)行文件。這種編程方法對(duì)用戶的編程能力要求不高，用戶只需要掌握填表、作圖等進(jìn)行組態(tài)的方法就能編程，并且這種編程應(yīng)用程序的質(zhì)量還是比較可靠地。5）系統(tǒng)維護(hù)方便。分散控制系統(tǒng)的微處理器具有自診斷功能，應(yīng)用程序在執(zhí)行的時(shí)候還可以同時(shí)運(yùn)行自偵段程序，掃描硬件的運(yùn)行狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象時(shí)可以及時(shí)發(fā)出警報(bào)，對(duì)出現(xiàn)異常的部位和異常性質(zhì)作出提示，并且系統(tǒng)維護(hù)的時(shí)間比較短，模件是可帶電插拔、接插結(jié)構(gòu)，磨劍種類少，維護(hù)較簡便。
3分散控制系統(tǒng)在火電廠電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用分析
1）火電廠電氣自動(dòng)化的功能及特點(diǎn)。火電廠電氣自動(dòng)化是一種能夠保持主控室機(jī)、爐、電的協(xié)調(diào)一致，并且便于集中的管理控制和信息數(shù)據(jù)共享的多方位系統(tǒng)，火電廠電氣自動(dòng)化能夠有效提高火電廠的工作效率，當(dāng)前面臨的問題是，電氣自動(dòng)化的運(yùn)行管理水平跟不上火電廠電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展速度和電力市場的不斷推進(jìn)的速度。如何運(yùn)用分散控制系統(tǒng)提高電氣自動(dòng)化的運(yùn)行管理水平，是各方專家討論研究的重點(diǎn)。監(jiān)控和控制設(shè)備是火電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能，并且這個(gè)系統(tǒng)還能反饋信號(hào)在數(shù)據(jù)交換中的變化和提供部分特殊數(shù)據(jù)。這種系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量較多，布置也較為復(fù)雜。2）火電廠電氣自動(dòng)化的現(xiàn)狀及趨勢(shì)。火電廠電氣自動(dòng)化的發(fā)展也在跟隨著科學(xué)技術(shù)的步伐不斷向前。在數(shù)據(jù)的采集方面有了新的突破，火電廠的電氣監(jiān)控自動(dòng)化開始納入信息化管理。因?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，ESC系統(tǒng)開始取代傳統(tǒng)操作系統(tǒng)，間隔層的保護(hù)和測量以及控制裝置，電氣自動(dòng)化都能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立化操作，整個(gè)系統(tǒng)的控制單元正在朝著一體化的方向發(fā)展。在未來，我們可以預(yù)見的是：電氣自動(dòng)化將不再只滿足于這些基本功能，相互操作性和強(qiáng)大的擴(kuò)展性、高度的可靠性是其新的發(fā)展方向和目標(biāo)。這種突破，極有可能在商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域都得到極大規(guī)模的應(yīng)用。3）分散控制系統(tǒng)在火電廠電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用。火電廠的電氣運(yùn)營管理必須要走電氣自動(dòng)化的必由之路，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)不僅提高了火電廠的自動(dòng)化水平，促進(jìn)火電廠的發(fā)展，并且在相關(guān)領(lǐng)域也有運(yùn)用空間。而分散控制系統(tǒng)可以提供綜合化自動(dòng)技術(shù)，是自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)典型代表。火電廠實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化擴(kuò)展了分散系統(tǒng)的縱向延伸空間，將電廠所有過程和環(huán)節(jié)納入管控之下。電力企業(yè)只有不斷地補(bǔ)充DCS的內(nèi)容才能幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)管理與發(fā)展。
4結(jié)論
通過本文的研究探析，我們深入了解了分散控制系統(tǒng)，分散控制系統(tǒng)是一項(xiàng)發(fā)展日趨成熟的技術(shù)，將其與電廠的電氣自動(dòng)化的功能與特點(diǎn)有機(jī)結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)二者的整合運(yùn)用，能夠推動(dòng)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)一步改進(jìn)升級(jí)，優(yōu)化電廠的系統(tǒng)管理和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
作者：段雅璠 白寅凱 單位：呼和浩特市供電局 風(fēng)力發(fā)電有限責(zé)任公司
控制系統(tǒng)論文11
SS8型電力機(jī)車是采用微機(jī)控制的準(zhǔn)高速客運(yùn)電力機(jī)車，整個(gè)微機(jī)控制系統(tǒng)由微機(jī)控制柜和彩色液晶顯示屏兩部分組成，除傳統(tǒng)的牽引制動(dòng)控制和防空轉(zhuǎn)滑行控制外，還具有故障診斷和故障數(shù)據(jù)記錄功能。微機(jī)控制柜中的信息顯示插件是微機(jī)控制柜與彩屏的接口。機(jī)車正常運(yùn)行時(shí)，彩屏顯示機(jī)車工況及運(yùn)行參數(shù)，發(fā)生故障時(shí)顯示故障種類、故障參數(shù)等并提示司機(jī)應(yīng)采取何種措施。
一、硬件特點(diǎn)
微機(jī)控制柜以插件箱為基本控制單元，每個(gè)插件箱獨(dú)立控制1個(gè)轉(zhuǎn)向架，即第一層插件箱(RACK1)控制I端轉(zhuǎn)向架，第二層插件箱(RACK2)控制II端轉(zhuǎn)向架，第一層與第二層插件箱布線稍有不同。第一、二層插件箱中對(duì)應(yīng)位置的插件相同，插件可以互換，但同一插件箱中的數(shù)字入/出A、B插件由于內(nèi)部跨接矩陣不同而不能互換。
1.模擬輸入信號(hào):司機(jī)控制器的指令信號(hào)、電壓/電流傳感器的反饋信號(hào)、速度傳感器反饋信號(hào)、制動(dòng)缸壓力傳感器反饋信號(hào)等，分別經(jīng)相應(yīng)信號(hào)調(diào)整處理電路，送A/D采樣。
2.模擬輸出信號(hào):計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字控制量，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換輸出8路模擬信號(hào)。
3.外部數(shù)字信號(hào):經(jīng)帶過壓吸收的光電隔離的數(shù)字信號(hào)輸入電路后，送CPU的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線。
4.內(nèi)部數(shù)字信號(hào):通過無隔離的通用數(shù)字輸入/輸出通道(GP線)用于插件箱內(nèi)部各插件間的連接。這種GP線既可以用作輸入，又叫以用作輸出，根據(jù)不同的應(yīng)用通過跨接矩陣靈活設(shè)置，大大增強(qiáng)了數(shù)字入/出的通用性。
5.數(shù)字輸出信號(hào):經(jīng)繼電器隔離輸出數(shù)字控制信號(hào)，如過載跳主斷等。
6.脈沖輸出信號(hào):脈沖控制及根據(jù)SBC送來的移相控制信號(hào)(UE1、UE4)控制晶閘管的觸發(fā)時(shí)刻和觸發(fā)位置，實(shí)現(xiàn)牽引/制動(dòng)的調(diào)速控制。
二、微機(jī)控制系統(tǒng)功能概述
1.牽引控制功能
2.制動(dòng)控制功能
3.防空轉(zhuǎn)/滑行保護(hù)功能
防空轉(zhuǎn)、防滑行控制使機(jī)車運(yùn)行在盡可能大的粘者附近，可以保證機(jī)車在任何軌面條件下啟動(dòng)、加速、制動(dòng)不擦傷輪軌，不發(fā)生牽引電機(jī)超速。
4.故障轉(zhuǎn)換功能
SS8機(jī)車微機(jī)控制裝置不設(shè)A、B組，采用轉(zhuǎn)向架獨(dú)立控制，即每個(gè)插件控制一個(gè)轉(zhuǎn)向架。故障轉(zhuǎn)換開關(guān)在微機(jī)柜左上部，三個(gè)位(Ⅰ位、Ⅱ位、正常位)的含義與模擬車不同:Ⅰ、Ⅱ位作故障位，平時(shí)應(yīng)放在正常位。
5.交叉保護(hù)功能
6.自檢功能
7.列車供電控制功能
列車供電系統(tǒng)的功能是將供電繞組的交流電壓整流濾波成為直流600V向列車供電，以滿足客車車廂空調(diào)、采暖、照明等用電需要。
8.自動(dòng)過分相
所謂自動(dòng)過分相就是免去手動(dòng)操作，由機(jī)車上自動(dòng)分合主斷路器來通過電網(wǎng)分相區(qū)，目前僅廣深線SS8機(jī)車運(yùn)用自動(dòng)過分相功能。在分相區(qū)前后若干距離處各埋設(shè)地面無源信號(hào)設(shè)備，平時(shí)不工作。在機(jī)車的前后左右四個(gè)方位距軌面正上方10厘米左右裝有地感器。在機(jī)車運(yùn)行時(shí)，地感器不斷發(fā)射高頻信號(hào)，地面信號(hào)裝置受高頻信號(hào)感應(yīng)而得能量，并發(fā)射一定頻率的信號(hào)，機(jī)車上的地感器檢測到這一信號(hào)，給微機(jī)柜送一110V數(shù)字過分相信號(hào)(PHASE)。在此應(yīng)注意，無論在過分相前分主斷還是在過分相后合主斷，微機(jī)柜所接到的信息是一樣的過分相信號(hào)。
三、常見故障分析及處理方法
1.無流
無流分正常無流及故障無流兩種情況。正常無流主要是由于手柄位置不當(dāng)或安全系統(tǒng)(如列車運(yùn)行監(jiān)控裝置)要求產(chǎn)生的卸載無流。故障無流的原因如下:
(1)線路接觸器未閉合，主電路未構(gòu)成。
(2)預(yù)備、零位、牽引、制動(dòng)等狀態(tài)信號(hào)不對(duì)。最常見的是預(yù)備不好，引起微機(jī)柜封鎖脈沖。
(3)微機(jī)柜未收到司機(jī)給定指令，如司機(jī)控制器電位器無電源、無輸出或傳輸線不良。
(4)微機(jī)柜未收到牽引響應(yīng)或制動(dòng)響應(yīng)信號(hào)。這可能是牽引主電路或制動(dòng)主電路未構(gòu)成，也可能是線路接觸器和勵(lì)磁接觸器的聯(lián)鎖接點(diǎn)接觸不良。
(5)運(yùn)行中正常位時(shí)突然某架無電流，有可能是電源自身保護(hù)造成的。這可用分合電子控制自動(dòng)開關(guān)的方法，使電源重新起動(dòng)來解決。
(6)微機(jī)柜封鎖脈沖。一般應(yīng)首先考慮沒有同步電壓或插件未插到位，此外外部復(fù)位的復(fù)位繼電器不釋放，帶插座的芯片接觸不良等也可能造成無流。
2.電流不平衡
(1)由傳感器引起的電流不平衡。重點(diǎn)檢查電流傳感器、電壓傳感器是否有正偏或負(fù)偏的現(xiàn)象，速度傳感器松脫或故障，傳感器正負(fù)偏較大或其它故障時(shí)必須更換。
(2)由硅元件損壞引起的電流不平衡。此故障表現(xiàn)為:在主橋沒有全開放以前，電流不平衡不明顯，因?yàn)橄到y(tǒng)為閉環(huán)控制，當(dāng)主橋滿開放或已達(dá)到電機(jī)限壓時(shí)，電機(jī)電流不平衡現(xiàn)象加劇。回庫后應(yīng)對(duì)硅元件和快熔進(jìn)行檢套，發(fā)現(xiàn)損壞進(jìn)行更換。
(3)由于輪徑設(shè)定不當(dāng)引起的電流不平衡。
(4)由于微機(jī)本身故障、接插元器件松動(dòng)引起的電流不平衡。
(5)由于二次削磁引起的電流不平衡。
3.過載
當(dāng)電流傳感器故障無電流反饋時(shí)、電壓傳感器故障失去限壓功能時(shí)及變流器觸發(fā)極故障時(shí)，都可能引起過載，主斷路器跳閘。應(yīng)更換相關(guān)故障元器件。
4.竄車
所謂竄車指手柄一離開零位就有較大的電樞電流，使機(jī)車存在沖動(dòng)的現(xiàn)象。造成此現(xiàn)象的原因有:
(1)司控器線接錯(cuò)，或電位器不良，使司控器輸出的電壓異常，微機(jī)接收到錯(cuò)誤的手柄位后產(chǎn)生錯(cuò)誤的控制輸出。
(2)脈沖控制板或脈沖放大板故障，造成可控硅開放角錯(cuò)誤。
(3)同步變壓器接線錯(cuò)誤，使其極性產(chǎn)生變化，從而導(dǎo)致脈沖控制板產(chǎn)生錯(cuò)誤的控制脈沖。
5.彩色顯示屏全黑
彩色顯示屏全黑的原因有:
(1)多功能接口板保險(xiǎn)燒壞。經(jīng)常是因?yàn)閄103上110V電源接反。
(2)多功能接口板電源模塊燒壞。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(shí)應(yīng)有交流電壓200～1000V。注意1腳要接表的正端。
(4)多功能接口板X7、X8是否與顯示屏連接好。
(5)顯示屏損壞(燈管壞)。
6.顯示屏全白無字符顯示
通常情況為顯示線松動(dòng)，顯示屏與顯示卡未正常連接。
7.微機(jī)屏顯示一、二架故障
造成微機(jī)屏故障燈亮的原因，一是微機(jī)電源故障，二是微機(jī)與顯示屏通信故障，三是兩個(gè)司機(jī)室電鑰匙全合上后，造成通信沖突。先易后難，首先檢查兩個(gè)司機(jī)室電鑰匙狀態(tài)，如全合上，應(yīng)將另一端司機(jī)室的電鑰匙斷開。
8.微機(jī)顯示正常，提手柄發(fā)現(xiàn)二架無壓無流。
處理:首先更換二架的脈沖放大和脈沖控制插件，故障現(xiàn)象仍然存在。再更換單板機(jī)，故障還是未能消除。后更換同步變壓器，正常。
分析:對(duì)于機(jī)車無壓無流的現(xiàn)象，原因一是工況電路異常，如預(yù)備、零位、牽引、制動(dòng)等狀態(tài)信號(hào)不對(duì)，引起微機(jī)脈沖封鎖;原因二是微機(jī)接收不到手柄位給定指令，如司機(jī)控制器無電源，電位器無輸出或傳輸線不良;原因三是微機(jī)柜插件不良;原因四是無同步同壓。
9.先一架故障，后二架也故障，復(fù)位不成功。
處理:檢查發(fā)現(xiàn)為兩架微機(jī)電源均保護(hù)，可以確定為微機(jī)板存在短路或微機(jī)外部電路存在短路現(xiàn)象，甩開N101插頭后正常，可以斷定為外部傳感器短路，更換一軸傳感器后正常。
分析:SS8型微機(jī)電源板有短路保護(hù)功能，一旦存在過流現(xiàn)象時(shí)，電源板就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。電源板除給微機(jī)柜的各個(gè)插件供電后，還為司控器、電壓電流傳感器、速度傳感器供電以及產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，以上各個(gè)環(huán)節(jié)存在短路現(xiàn)象時(shí)，均會(huì)使微機(jī)電源保護(hù)。因?yàn)橥獠慷搪返脑颍瑥V鐵集團(tuán)所屬機(jī)務(wù)段已經(jīng)發(fā)生幾起機(jī)破事件。目前，株洲電力機(jī)車研究所正在研究解決方案。發(fā)生此類故障時(shí)，可以通過以下辦法進(jìn)行應(yīng)急處理:司機(jī)停車后關(guān)閉微機(jī)電源，打開微機(jī)柜蓋板，取下先故障的那一架微機(jī)的轉(zhuǎn)換控制板，一二架轉(zhuǎn)換開關(guān)置正常位，利用良好的一架的電機(jī)運(yùn)行回段處理。
控制系統(tǒng)論文12
【摘要】當(dāng)前，我國交通擁堵現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，20xx年中國人均擁堵成本超過180h。所以減輕道路擁堵刻不容緩。目前解決擁堵問題的方法有區(qū)域收費(fèi)法和限號(hào)限行法。這些方法雖然能夠解決一部分交通擁堵，但是不夠人性和合理，實(shí)施也有難度。交通擁堵成為城市生活中無法避免的一個(gè)問題。本設(shè)計(jì)基于數(shù)字圖像處理技術(shù)，利用街道十字路口的監(jiān)控?cái)z像頭，通過對(duì)路面圖像進(jìn)行圖像去噪、圖像灰度化、差分與二值化、邊緣檢測與分割、腐蝕膨脹等方法，識(shí)別并統(tǒng)計(jì)路口各方向上的車流量，再根據(jù)路口停車數(shù)量的多少對(duì)交通紅綠燈的時(shí)間進(jìn)行智能調(diào)控。本設(shè)計(jì)的特色在于利用數(shù)字圖像處理技術(shù)統(tǒng)計(jì)車流量，而且可以根據(jù)道路通行信息改變交通信號(hào)燈的控制時(shí)間，使交通信號(hào)燈的控制更加合理科學(xué)。
【關(guān)鍵詞】數(shù)字圖像處理；智能交通管理控制；交通燈
1引言
1.1背景與現(xiàn)狀
隨著科技的進(jìn)步，汽車走進(jìn)了千家萬戶。擁堵逐漸成了全世界都面臨的難題。堵車極大的影響了人們的出行，浪費(fèi)了行人大量時(shí)間，造成公路運(yùn)營效率降低。另外堵車時(shí)汽車尾氣中污染物較多。破壞了環(huán)境，產(chǎn)生能源浪費(fèi)。在中國，擁堵現(xiàn)象尤為嚴(yán)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(huì)出現(xiàn)大面積堵塞現(xiàn)象。因此改善道路通行情況，減輕擁堵顯得十分重要。解決好堵車問題，便利人們出行，是我們從事這方面研究的原因和動(dòng)力。
1.2國內(nèi)外處理擁堵方法的利弊
1975年，新加坡實(shí)施區(qū)域通行證系統(tǒng)來緩解交通壓力，在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)對(duì)通過車輛進(jìn)行額外收費(fèi)。收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)按照區(qū)域內(nèi)交通擁堵程度浮動(dòng)。該方案實(shí)施后，效果明顯，高峰時(shí)間交通量減少，平均車速和公交出行比例都有很大提高。英國倫敦于20xx年開始對(duì)擁擠現(xiàn)象收費(fèi)，在收費(fèi)區(qū)域使用車輛自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，判斷車輛有無進(jìn)入收費(fèi)區(qū)域，再收取一定金額的通行費(fèi)。方案實(shí)施后，區(qū)內(nèi)交通量明顯減少，車速較大幅度提高。由國外成功的案例看出，對(duì)道路擁擠的路段額外收費(fèi)是一種有效的交通管理手段。不過，這種辦法在我國的運(yùn)用仍然需要進(jìn)行大量的探究和實(shí)驗(yàn)。在我國，應(yīng)對(duì)擁堵主要的處理方法是限號(hào)和限行。通過在特定的日期對(duì)特定號(hào)碼的車輛進(jìn)行限制，禁止這些車輛在限行日行駛。但是這些措施雖然起到了減緩擁堵的效果，但是也帶來了出行不便，不夠人性化等問題。
1.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路與優(yōu)點(diǎn)
本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)靈感源自生活中因交通燈不合理時(shí)長而造成的擁堵現(xiàn)象。在生活中，十字路口會(huì)出現(xiàn)橫縱兩個(gè)方向中一個(gè)方向車流量大于另一方向的車流量的現(xiàn)象。而交通燈的`時(shí)長卻不會(huì)隨著車流量變化而變化，所以會(huì)出現(xiàn)某個(gè)方向上路燈持續(xù)時(shí)間不夠，車輛難以通過，而另一個(gè)方向上卻少有車輛的現(xiàn)象。本設(shè)計(jì)的思路是根據(jù)十字路口兩個(gè)方向上的車流量相應(yīng)控制交通燈的時(shí)間，使得交通燈的時(shí)間更合理，減輕擁堵。本設(shè)計(jì)還從智慧城市的概念中獲得了靈感，將圖像處理技術(shù)與交通系統(tǒng)結(jié)合起來。本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于使用了圖像處理技術(shù)來檢測車流量。與其他檢測車流量方法相比，本設(shè)計(jì)具有成本低廉，操作方便，精確度高等優(yōu)勢(shì)。
2圖像處理與車輛計(jì)數(shù)
本章介紹了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的處理流程，首先通過圖像預(yù)處理、圖像邊緣檢測與圖像分割、腐蝕膨脹等圖像處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車輛的識(shí)別與計(jì)數(shù)，最后使用通過計(jì)數(shù)計(jì)算時(shí)間。
2.1圖像噪聲去除
利用攝像頭，我們可以獲取道路圖像。但受外界條件與設(shè)備影響，我們獲取的圖像往往有噪聲。因此在處理圖像之前，我們使用濾波器將圖像去噪。常用的濾波方法有均值濾波和中值濾波。均值濾波和中值濾波都能夠去除噪聲。均值濾波是線性濾波的一種，它能夠平均選定范圍內(nèi)的所有像素的灰度值。但均值濾波本身存在著不可避免的弊端，它不能有效地保護(hù)圖像細(xì)節(jié)，在圖像去噪的同時(shí)也破壞了一部分圖像細(xì)節(jié)，使圖像變得模糊。中值濾波是一種非線性濾波，它可有效地去除噪聲，還能保護(hù)圖像尖銳部分和邊緣，所以處理效果比均值濾波好。中指濾波的處理辦法是：將圖像中選定區(qū)域的像素，按灰度值大小進(jìn)行排序，選取某個(gè)像素的領(lǐng)域中含有的所有像素的灰度值中值作為該像素的灰度值。由于中值濾波能夠有效去除噪聲，并且它能完整地保存邊緣、銳角等細(xì)節(jié)信息。我們優(yōu)先使用中值濾波對(duì)獲得的圖像進(jìn)行去噪處理。
2.2圖像灰度化
通過中值濾波，我們得到了降噪后的圖像，下一步需要對(duì)圖像灰度進(jìn)行處理。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(diǎn)的圖像。和普通的彩色圖像相比，灰度圖中沒有色度信息，因此將圖像進(jìn)行灰度化處理可以大大減少圖像所含信息。在圖像處理過程中，計(jì)算量也大幅減少，方便之后的操作處理和計(jì)算。因此要對(duì)圖像進(jìn)行灰度化處理，將彩色圖轉(zhuǎn)換為灰度圖。為了實(shí)現(xiàn)圖像灰度化，我們使用YUV顏色空間編碼方法，YUV是一種像素格式，它將亮度參量和色度參量分開表示。Y為亮度信號(hào)，U和V為色度信號(hào)，而這樣分開的好處就是不但可以避免相互干擾。因?yàn)榱炼葏⒘亢蜕葏⒘糠珠_，使得我們可以不受色度參量的干擾，獲得圖像中亮度信息，從而獲得了我們需要的灰度圖像。在彩色圖像中，我們可以提取每個(gè)像素的顏色信息，即R、G、B值，然后將每個(gè)像素的R、G、B值通過公式轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的亮度信息：Y=0.299×R+0.587×G+0.114×B，從而得到灰度圖像。
2.3圖像差分與二值化
為了方便檢測運(yùn)動(dòng)圖像，我們還需要將圖像進(jìn)行圖像差分和二值化。常用的差分方法為背景差分法和幀間差分法。幀間差分法是通過把視頻中相鄰兩幀圖像做差分運(yùn)算從而獲得運(yùn)動(dòng)目標(biāo)輪廓的方法。不同幀對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)灰度值相減，再判斷灰度差的絕對(duì)值，當(dāng)絕對(duì)值超過設(shè)定的某一特定值時(shí)，即可判斷為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，從而檢測到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。但是幀間差分法對(duì)場景中光線漸變不是很敏感。當(dāng)車輛靜止時(shí)，無法通過此方法來檢測車流量。背景差分法先根據(jù)路面信息、光照信息等信息在路面無車輛時(shí)，獲得一張純凈的道路圖像，并將其設(shè)置為背景。再將之后的每一幀圖像與這個(gè)背景模型相減，在差分后的圖像中提取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。圖像的二值化可以將圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的灰度相應(yīng)地調(diào)整為0或255。人為地設(shè)置一個(gè)閾值T，在對(duì)圖像進(jìn)行差分后，將差分結(jié)果與閾值T比較。當(dāng)灰度值之差大于閾值T時(shí)用255替換像素的灰度值，當(dāng)灰度值之差小于等于閾值T時(shí)用0替換像素的灰度值。背景差分法得到的結(jié)果直接反映了運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置、大小和形狀。而且背景差分法可以用來檢測運(yùn)動(dòng)不明顯或靜止的物體，因此我們使用背景差分法。
2.4邊緣檢測和圖像分割
我們得到了黑白圖像，便利我們進(jìn)行邊緣檢測。在圖像處理過程中，將圖像中灰度值變化比較大的地方，定義為邊緣。利用導(dǎo)數(shù)可以檢測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(jìn)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(duì)比我們發(fā)現(xiàn)Canny算子在邊緣檢測的過程中不會(huì)丟失邊緣，也不會(huì)產(chǎn)生虛假的邊緣，精確度更高。所以我們用Canny算子進(jìn)行邊緣檢測，并利用Canny算子進(jìn)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(duì)圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理。根據(jù)車輛形態(tài)特點(diǎn)，我們使用圖像的腐蝕、膨脹、閉運(yùn)算三種方法。腐蝕是對(duì)圖像高亮度部分的腐蝕和去除，可使渲染比原始渲染有更小的突出區(qū)域。腐蝕可去除圖像中小且無意義的點(diǎn)。膨脹是腐蝕的補(bǔ)運(yùn)算，它是膨脹的高亮度部分的圖像，得到的圖像有一個(gè)更大的突出面積比原始圖像。膨脹可以填補(bǔ)圖像中的內(nèi)部空洞。先膨脹再腐蝕稱為閉運(yùn)算，它可以用來填充物體內(nèi)部的小洞，連接相鄰物體，平滑邊界，且不明顯改變物體的面積。處理后，車輛成了一個(gè)連通的白色圖像，方便接下來的計(jì)數(shù)。
2.6目標(biāo)計(jì)數(shù)與交通燈時(shí)間控制
使用matlab工具中提供的bwlable（）函數(shù)進(jìn)行處理，通過bwlable（）函數(shù)可以計(jì)算出圖片中連通的白色區(qū)域的個(gè)數(shù)。而一幀圖片中連通的白色區(qū)域個(gè)數(shù)即一幀圖片中的車輛數(shù)。在交通燈的使用過程中，我們先設(shè)置一個(gè)時(shí)間K。紅光持續(xù)時(shí)間為R，綠光持續(xù)時(shí)間為G，黃光處理時(shí)間為Y。其中Y+G+R=K。在統(tǒng)計(jì)車流量時(shí)，我們將一個(gè)方向上的車流量最大值記為a，另一方向上的車流量最大值記為b。那么根據(jù)公式我們可以將紅燈和綠燈持續(xù)時(shí)間分別調(diào)為：Gx=Ry=k（a/a+b）Gy=Rx=k（b/a+b）由此便實(shí)現(xiàn)了對(duì)交通燈時(shí)間的控制。
3本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)及創(chuàng)新
（1）本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新在于根據(jù)監(jiān)控錄像中的信息統(tǒng)計(jì)道路上的車流量，再根據(jù)兩個(gè)方向車流量的不同，按照比例關(guān)系相應(yīng)調(diào)整交通燈的持續(xù)時(shí)長。令交通燈的時(shí)間控制變得更為合理高效，起到減緩局部路段擁堵的作用。同時(shí)交通燈的總時(shí)間K也可根據(jù)實(shí)際情況人為地調(diào)整，更加方便高效。
（2）本設(shè)計(jì)可成為智慧城市的一部分。本設(shè)計(jì)令視頻監(jiān)控系統(tǒng)和交通燈系統(tǒng)協(xié)作，使城市交通規(guī)劃更加合理，居民出行更加舒心，城市生活更加便捷。道路通行信息還可通過網(wǎng)絡(luò)、廣播等形式通知給城市居民，智能地為居民規(guī)劃出行路線。
（3）本設(shè)計(jì)還可將通行情況上傳至數(shù)據(jù)庫，眾多通行數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中整合、分析。可以科學(xué)地對(duì)交通進(jìn)行宏觀調(diào)控，也可分析出居民的出行方向和人口密集區(qū)域，更好的為居民提供服務(wù)。大數(shù)據(jù)處理使得智能交通管理控制有了更多的方法和可能性。
4總結(jié)與展望
本設(shè)計(jì)將圖像信息處理技術(shù)和交通燈的控制結(jié)合起來，為交通燈有計(jì)劃的實(shí)時(shí)控制提供了解決辦法。在科技發(fā)達(dá)的今天，城市生活變得更加智能化。但城市擁堵仍然是城市中存在的難題，我們希望我們的設(shè)計(jì)能夠有效的減輕城市擁堵現(xiàn)象，同時(shí)希望將來會(huì)有更多新技術(shù)用來解決交通擁堵問題。相信不久后，城市擁堵問題會(huì)被徹底解決，出行將變得舒心舒暢。
參考文獻(xiàn)
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控制系統(tǒng)論文13
摘要：現(xiàn)階段自動(dòng)化技術(shù)開始被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械各個(gè)領(lǐng)域中，它對(duì)提高現(xiàn)代工程機(jī)械集成系統(tǒng)的整體功能性有著重要作用，這也為自動(dòng)化技術(shù)在汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，確保系統(tǒng)通過自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用為廣大用戶營造一個(gè)舒適、安全的駕駛環(huán)境。本文就汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中有關(guān)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)闡述。
關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù)；汽車機(jī)械；控制系統(tǒng)；應(yīng)用
自動(dòng)化技術(shù)作為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中一門全新的學(xué)科，其與人們的生產(chǎn)、生活有著十分緊密的聯(lián)系，這是因?yàn)樽詣?dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以提高傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的智能化水平，所以對(duì)于汽車機(jī)械控制系統(tǒng)來說，自動(dòng)化技術(shù)的合理應(yīng)用具有重要意義。在汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)可以有效提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，對(duì)于汽車企業(yè)用戶來說，自動(dòng)化技術(shù)可以幫助其進(jìn)一步提高整個(gè)汽車系統(tǒng)的能源利用效率，幫助企業(yè)在新時(shí)期有效實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化及可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。
一、基于自動(dòng)化技術(shù)的系統(tǒng)功能模塊
1.傳感器系統(tǒng)
汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中有關(guān)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且基于這一技術(shù)理論使整個(gè)汽車機(jī)械控制系統(tǒng)出現(xiàn)了兩種傳輸通道形式，一種是根據(jù)時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸?shù)耐ǖ佬问剑硪环N為頻分制的傳輸通道形式。第二種傳輸通道形式在具體應(yīng)用中所傳輸?shù)男盘?hào)具有特定的頻率，所以在具體應(yīng)用中并不會(huì)出現(xiàn)信號(hào)混淆的情況，并且該技術(shù)在具體應(yīng)用中具有電路構(gòu)成簡單、故障率低等特點(diǎn)。現(xiàn)階段基于自動(dòng)化技術(shù)而成的汽車傳感器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)油溫、車速、干濕度以及距離等數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，并將其與預(yù)設(shè)的參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)對(duì)比來判斷整個(gè)汽車的實(shí)時(shí)工況，以便于整個(gè)系統(tǒng)可以做出最優(yōu)化的調(diào)整。
2.中央控制系統(tǒng)
汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中的中央控制系統(tǒng)是基于微型計(jì)算機(jī)技術(shù)而形成的一種集成系統(tǒng)，由于微型計(jì)算機(jī)的接口數(shù)量、功能以及穩(wěn)定性可以滿足多個(gè)不同任務(wù)控制要求，所以汽車中央控制系統(tǒng)在具體應(yīng)用中具有功能多、控制精度高以及速度快等特點(diǎn)，所以對(duì)于整個(gè)汽車機(jī)械系統(tǒng)來說該技術(shù)的應(yīng)用可以進(jìn)一步提高其運(yùn)行效率。汽車中央控制系統(tǒng)在運(yùn)行中的主要作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器采集信息數(shù)據(jù)的處理，并且整個(gè)系統(tǒng)還具備自動(dòng)報(bào)警等功能，監(jiān)控設(shè)備在運(yùn)行中一旦判斷整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)異常則會(huì)自動(dòng)報(bào)警，這對(duì)進(jìn)一步提高整個(gè)汽車系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率及安全性有著重要作用。
3.PLC通信模塊
現(xiàn)階段PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)開始被廣泛應(yīng)用于汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中，這是因?yàn)樵撓到y(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中采用了STEP7軟件進(jìn)行編制，具備梯形邏輯圖、功能塊圖以及語句編輯等多項(xiàng)功能，并且PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)于不同工作環(huán)境來說具有不同的I/O模塊，所以該系統(tǒng)中通過安裝人機(jī)對(duì)話接口可以進(jìn)一步提高整個(gè)系統(tǒng)的操作性能，以便于用戶可以利用最簡單的操作方式來完成對(duì)汽車的控制。
二、自動(dòng)化技術(shù)在汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中的具體應(yīng)用
1.實(shí)時(shí)監(jiān)測功能的實(shí)現(xiàn)
基于自動(dòng)化技術(shù)而成的汽車機(jī)械控制系統(tǒng)為了滿足操作人員對(duì)于工作狀況信息了解的需求，其開發(fā)了數(shù)據(jù)報(bào)表的功能來達(dá)成這一目的，在數(shù)據(jù)傳輸過程中系統(tǒng)可以根據(jù)用戶需求來將數(shù)據(jù)打印成特定報(bào)表，并且提供了多種報(bào)表方式來滿足不同用戶對(duì)該功能的需求，所以其對(duì)進(jìn)一步提高整個(gè)汽車控制系統(tǒng)的便捷性有著重要作用。
2.故障診斷與排除功能的實(shí)現(xiàn)
現(xiàn)階段汽車機(jī)械控制系統(tǒng)中所使用的自動(dòng)化技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而成的，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)人類生產(chǎn)方式全過程的模擬。因此，自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于汽車機(jī)械控制系統(tǒng)來說是一項(xiàng)高度集成的綜合性技術(shù)，在工程機(jī)械領(lǐng)域中的具體應(yīng)用不僅可以有效提高其整體生產(chǎn)效率與質(zhì)量，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)一些突發(fā)狀況的自動(dòng)檢測與排除，如果汽車機(jī)械控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障，它可以自動(dòng)判斷，并按照相關(guān)預(yù)設(shè)的處理措施進(jìn)行自動(dòng)化處理，避免故障發(fā)生后整個(gè)汽車機(jī)械控制系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行而產(chǎn)生過大的損失，所以對(duì)于企業(yè)來說基于自動(dòng)化技術(shù)而成的汽車機(jī)械控制系統(tǒng)具有更高的經(jīng)濟(jì)性。
3.安全機(jī)制的設(shè)置
基于自動(dòng)化技術(shù)而成的汽車機(jī)械控制系統(tǒng)會(huì)預(yù)設(shè)不同等級(jí)的安全機(jī)制，而不同等級(jí)的操作人員也具備不同的權(quán)限，因此，對(duì)于汽車機(jī)械控制系統(tǒng)來說自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的安全性。汽車機(jī)械控制系統(tǒng)為了滿足不同操作人員的工作需求分別設(shè)置了多種不同的密碼等級(jí)，只有操作人員的密碼等級(jí)達(dá)到相關(guān)權(quán)限時(shí)，他才能查詢所對(duì)應(yīng)的區(qū)域數(shù)據(jù)信息，對(duì)于沒有達(dá)到權(quán)限的操作人員系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)拒絕其訪問請(qǐng)求。
三、結(jié)語
對(duì)于汽車機(jī)械控制系統(tǒng)來說，自動(dòng)化技術(shù)具有良好的應(yīng)用前景與綜合效益，這是因?yàn)樽詣?dòng)化技術(shù)對(duì)于提高整個(gè)系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性有著重要作用，并且可以幫助汽車制造企業(yè)通過自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用來獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)：
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控制系統(tǒng)論文14
摘要 :在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，水資源占據(jù)著重要的地位，他的資源量將很大程度上影響著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度。而隨著近代工業(yè)的崛起，以水資源為代表的各類資源均受到很大程度上的污染，所以對(duì)污水的處理已經(jīng)成為當(dāng)前最突出的問題。本文就自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水
關(guān)鍵詞：污水處理論文
引言
近年來，隨著我國環(huán)保力度的逐步加大，對(duì)污水的處理上逐漸由點(diǎn)到面，實(shí)行全方位的覆蓋。由于我國幅員遼闊，各類工廠分布較為分散的狀況給我國的污水處理增加了難度。而污染的水資源如果處理不當(dāng)而直接排放進(jìn)江海湖泊，不僅給我國的生活用水帶來影響，也會(huì)阻礙工業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，所以對(duì)污水的處理已經(jīng)成為一件急需解決的問題。電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用，將提高污水處理的效率，為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定一個(gè)良好的發(fā)展平臺(tái)。
1自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成以及特點(diǎn)
1.1自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成
自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成較為復(fù)雜，一般由自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集以及信號(hào)處理等方面的內(nèi)容組成。在進(jìn)行污水處理時(shí)，只有這幾個(gè)部分協(xié)調(diào)配合，各盡其能，才能使污水的處理的效果達(dá)到最好。自動(dòng)控制部分主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的運(yùn)行，使得系統(tǒng)在無人控制的情況下，也能夠按照原有設(shè)定的系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行，將人從繁重、危險(xiǎn)的工作中解救出來；數(shù)據(jù)采集部分主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的監(jiān)控，當(dāng)系統(tǒng)屬于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，數(shù)據(jù)采集部分能夠?qū)ξ鬯幚淼臓顩r進(jìn)行檢測，保證系統(tǒng)的正常化運(yùn)行；信號(hào)處理部分是對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)異常狀況時(shí)，就會(huì)及時(shí)的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)，確保污水處理的效率與質(zhì)量。自動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)整體化的設(shè)施，只有各部分之間相輔相成，才能實(shí)現(xiàn)污水處理的高效化。
1.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
從另一種角度而言，自動(dòng)控制系統(tǒng)可以分為軟件和硬件兩部分。這兩部分雖然完全不同，但是卻是缺一不可。為了實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的方便化操作，自動(dòng)控制系統(tǒng)中往往嵌入了目前發(fā)展較為成熟的軟件工程技術(shù)。操作員進(jìn)行操作時(shí)，可以結(jié)合軟件的優(yōu)點(diǎn)通過功能圖塊進(jìn)行編程，提高系統(tǒng)操作的便捷性。除此之外，對(duì)于一些較為復(fù)雜的工程項(xiàng)目，可以利用高級(jí)語言完成相關(guān)的數(shù)學(xué)算法，在簡化項(xiàng)目復(fù)雜程度的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)功能塊的嵌套，優(yōu)化系統(tǒng)的性能。硬件與軟件不同，但是在一定程度上被軟件限制選擇的范圍。通常情況下，一款軟件的集成程度越高、功能越強(qiáng)，那么對(duì)硬件的配置要求就越苛刻，污水處理工廠的成本就會(huì)增加。所以在軟件的制作過程中，我們要兼顧硬件的選擇，只有這樣才能在不影響污水處理效率的情況下，節(jié)省開支，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。
2自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀
隨著科技的發(fā)展，越來越多的設(shè)備處在日新月異的變革之中，設(shè)備的更新周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于歷史上的任何一個(gè)時(shí)期。電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)就屬于其中發(fā)展較快的一類，且從整個(gè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)角度來看，電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)于人類來說具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。然而事實(shí)表明，實(shí)際應(yīng)用的情況并沒有達(dá)到理想的效果，其中存在著較多的缺陷和不足。下面我們就簡述一下電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中具體應(yīng)用的現(xiàn)狀。
2.1電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)所采用的檢測設(shè)備檢測精度不理想
我國科技發(fā)展不平衡，某些技術(shù)發(fā)展還處于基礎(chǔ)階段，與總體科技水平不相吻合，所以在設(shè)備的配套使用時(shí)，往往某方面的落后拖垮了設(shè)備整體的性能。目前我國的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中，檢測設(shè)備相當(dāng)不完善，滯后了整體設(shè)備的性能。在電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行污水處理時(shí)，很多的檢測表、儀表由于精度不足，使得系統(tǒng)無法對(duì)突然出現(xiàn)的問題及時(shí)處理，造成了不必要的損失，降低了污水處理的效率，壓縮了經(jīng)濟(jì)效益的空間，從而很大程度上制約了企業(yè)的發(fā)展。而且，如果處理的污水沒有達(dá)到設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)就進(jìn)行排放，那么其中的污染物就會(huì)對(duì)環(huán)境以及相關(guān)生物造成極大的危害，給國家和人民造成不可估量地財(cái)產(chǎn)損失。
2.2污水的排放標(biāo)準(zhǔn)太低
一些廠家進(jìn)行污水處理時(shí)為了擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)效益空間，往往簡化或者省略水質(zhì)的檢查。近年來，由于我國環(huán)保部門的監(jiān)控力加強(qiáng)，一些企業(yè)、工廠用ORP、DO、PH等進(jìn)行對(duì)水質(zhì)的控制，但是在電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行操作時(shí)，如果檢測系統(tǒng)檢測到水質(zhì)尚處于不合格狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)接到反饋僅僅只是加長污水處理的時(shí)間，而并非再一次進(jìn)行污水水質(zhì)的檢測，這樣往往造成處理的污水達(dá)不到預(yù)期的效果就直接排放到環(huán)境中去。
2.3設(shè)備維護(hù)不到位
我國的污水處理工廠為了提高污水處理的效率，減少污水處理的成本，一些污水處理設(shè)備都是從國外直接購買。而這些設(shè)備往往都有維護(hù)要求，只有滿足維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)之后，設(shè)備才能夠更好的工作，使污水的處理效果實(shí)現(xiàn)最大化，但是目前國內(nèi)工作人員對(duì)這些設(shè)備的了解較少，很難滿足設(shè)備的維護(hù)需求，使得設(shè)備的維護(hù)工作名存實(shí)亡。而且這些設(shè)備的造價(jià)往往十分昂貴，維護(hù)的費(fèi)用也是一筆巨大的開支，嚴(yán)重?cái)D占了工廠的利潤空間，使得部分污水處理廠做的不夠到位。
2.4缺少相關(guān)的專業(yè)性人才
從相關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，我國污水處理行業(yè)員工的能力普遍偏低，往往都是通過簡單的培訓(xùn)就直接上崗。在這種情況下，如果處理系統(tǒng)一旦出現(xiàn)問題，或者處理設(shè)備需要維護(hù)的時(shí)候，由于缺乏專業(yè)人才，就會(huì)導(dǎo)致污水的處理效果與理想的標(biāo)準(zhǔn)相差較大。
3自動(dòng)控制系統(tǒng)在今后的改進(jìn)措施與發(fā)展方向
3.1自動(dòng)控制系統(tǒng)的改進(jìn)措施
由于污水自動(dòng)控制處理系統(tǒng)與我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀不能夠很好的契合，嚴(yán)重阻礙了污水處理的效率與質(zhì)量，通過對(duì)目前我國污水處理現(xiàn)狀的分析，對(duì)相關(guān)地方采取一些必要的措施，以提高污水處理的質(zhì)量與效率。3.1.1體改電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)檢測設(shè)備的檢測精度在進(jìn)行污水時(shí)，我們要保證經(jīng)過處理的污水排放到環(huán)境中時(shí)不會(huì)產(chǎn)生大的危害。然而由于檢測設(shè)備的精確度有著嚴(yán)重的缺陷，使得污水處理的結(jié)果產(chǎn)生一系列的問題。檢測設(shè)備搜集數(shù)據(jù)時(shí)，因精度問題，往往使得未經(jīng)達(dá)標(biāo)的污水因檢測不出而被誤排到環(huán)境中，造成了無法挽回的損失。所以，當(dāng)污水處理工廠引進(jìn)新的處理設(shè)備時(shí)，一定要注重檢測設(shè)備的精度問題，只有這樣，才不會(huì)影響處理系統(tǒng)整體的性能。3.1.2提高污水排放標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)際的生產(chǎn)生活中，污水處理標(biāo)準(zhǔn)的過于低化使得污水的處理現(xiàn)狀與理想相差甚大。通過對(duì)污水處理標(biāo)準(zhǔn)的提高，減少污水不達(dá)標(biāo)而被排放的概率，從整體上提高污水處理的效果。3.1.3對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)由于目前我國大多數(shù)的污水處理工廠都是從國外直接引進(jìn)設(shè)備，在維護(hù)的問題上存在著多方面的問題。但是只有良好的機(jī)器設(shè)備，才能保證污水處理的效果。所以工廠應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)設(shè)備維護(hù)的重視程度，克服多方面的困難，將設(shè)備維護(hù)的工作落實(shí)到位，為污水的處理結(jié)果提高保障。3.1.4引進(jìn)和培養(yǎng)專業(yè)人才目前我國的污水處理工作人員基本都是僅僅接受簡單的培訓(xùn)就直接上崗，缺乏相關(guān)方面的知識(shí)，在實(shí)際操作中往往容易產(chǎn)生大的漏洞。尤其是在電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題以及設(shè)備需要維護(hù)時(shí)，很難找到相關(guān)方面的專家進(jìn)行指導(dǎo)。所以引進(jìn)和培養(yǎng)專業(yè)人才就顯得十分的重要，他不僅能夠提高我國污水處理的水平，又能為污水的處理結(jié)果提供保證。
3.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向
目前，控制理論向著兩個(gè)方向進(jìn)行發(fā)展，一是在科技飛速發(fā)展的大環(huán)境下，注重某一種方法的研究，將先進(jìn)、成熟的科技技術(shù)應(yīng)用到方法的實(shí)踐中，提高污水處理的效率與質(zhì)量；二是將多種方法結(jié)合使用，相互之間取長補(bǔ)短，發(fā)揮他們所具有的優(yōu)勢(shì)，共同提高污水的處理效果。就目前而言，第二種的發(fā)展趨勢(shì)明顯高于第一種，且已經(jīng)取得了良好的效果。
4結(jié)語
自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中占據(jù)著重要的地位，不僅大大的降低了污水處理的成本，而且使得污水處理的效果得到了明顯的改善，創(chuàng)造了良好的社會(huì)效益。筆者通過對(duì)目前我國污水的現(xiàn)狀進(jìn)行具體分析，提出一系列相關(guān)改進(jìn)的措施，希望在改善污水處理、提高污水處理質(zhì)量方面能所幫助。
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控制系統(tǒng)論文15
摘要：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先應(yīng)該對(duì)其總體方案進(jìn)行規(guī)劃，搭建好硬件平臺(tái)，選擇C/S的通信模式，再設(shè)計(jì)出系統(tǒng)工作的流程，并根據(jù)流程對(duì)系統(tǒng)功能模塊劃分為基于服務(wù)器平臺(tái)的系統(tǒng)管理模塊、分析診斷模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊，以及基于客戶端平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)通信模塊、檢測資源模塊和檢測執(zhí)行模塊。最后再對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件程度的數(shù)據(jù)庫、組件之間的通信、服務(wù)器和客戶端程序分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：自動(dòng)檢測控制系統(tǒng)；軟件開發(fā)；C/S模型
中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（20xx）26-0034-02
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測控制系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與虛擬儀器技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，因此有必要對(duì)其開發(fā)設(shè)計(jì)，特別是系統(tǒng)軟件的開發(fā)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究。
1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測控制系統(tǒng)的總體方案
1.1 總體結(jié)構(gòu)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測控制系統(tǒng)軟件開發(fā)，首先需要對(duì)其總體方案的進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。在此，其總體結(jié)構(gòu)采用圖一的組網(wǎng)方式，通過就不同地區(qū)的檢測設(shè)備用戶端采集其所在的單元對(duì)象的相關(guān)數(shù)據(jù)，相關(guān)數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳遞給服務(wù)器，再由服務(wù)器對(duì)用戶數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理后傳遞給相關(guān)用戶。
系統(tǒng)在自動(dòng)檢測的過程中，需要整個(gè)自動(dòng)檢測控制系統(tǒng)協(xié)同工作，設(shè)備用戶端負(fù)責(zé)用戶接口處理，同時(shí)控制對(duì)應(yīng)檢測單元；系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)檢測功能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是檢測單元，它通過相關(guān)接口與被檢測單元先連，以此來采集輸入信號(hào)，并輸出激勵(lì)信號(hào)；檢測控制系統(tǒng)的核心是服務(wù)器端，它需要對(duì)用戶端收集到的客戶信息進(jìn)行分析處理，并將結(jié)果返回給客戶端；連接客戶端與服務(wù)器端的是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信，這就需要二者支持同一網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，確保在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中能進(jìn)行通信；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測控制系統(tǒng)中還有一個(gè)重要的組成部分就是數(shù)據(jù)庫，它用戶儲(chǔ)存用戶信息、設(shè)備信息及檢測記錄等，由服務(wù)器來進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的讀寫工作。
1.2 硬件平臺(tái)
設(shè)計(jì)好整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之后，就要搭建相應(yīng)的硬件平臺(tái)。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)及性能要求，硬件平臺(tái)包括五個(gè)部分：開關(guān)系統(tǒng)、檢測控制器、檢測總線、檢測儀器資源和信號(hào)接口裝置。當(dāng)前，基于PXI和VXI的總線檢測系統(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(jī)箱檢測設(shè)備作為主體平臺(tái)，再基于該主體平臺(tái)設(shè)計(jì)出對(duì)應(yīng)的公共接口裝置、接口適配器、測試探筆和探針、UUT即可。
1.3 通信模式
在通信模式的選擇上，選擇當(dāng)前最為常見的C/S模式。在C/S通信模式當(dāng)中，不同的計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行不同的功能，實(shí)現(xiàn)不同的用戶與服務(wù)器角色，從而通過服務(wù)器為客戶端的虛擬儀器應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù)。
2 系統(tǒng)軟工作流程及其功能模塊分析
2.1 系統(tǒng)軟件工作流程的分析
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測控制系統(tǒng)對(duì)軟件設(shè)計(jì)的基本要求是安全、可靠、有效、開放、實(shí)時(shí)和可維護(hù)。其軟件的具體工作流程為：第一步，客戶端用戶登錄測試體系統(tǒng)；第二步用戶驗(yàn)證后啟動(dòng)并請(qǐng)求連接遠(yuǎn)程服務(wù)器；第三步，遠(yuǎn)程服務(wù)器連接成功后，用戶即登錄成功；第四步，用戶完成被測試對(duì)象與測試設(shè)備的對(duì)應(yīng)接口連接；第五步，用戶配置檢測激勵(lì)信號(hào)控制系統(tǒng)執(zhí)行相關(guān)的檢測操作；第六步，系統(tǒng)自動(dòng)將檢測數(shù)據(jù)通過已經(jīng)連接的網(wǎng)絡(luò)通道傳送給遠(yuǎn)程服務(wù)器；第七步，遠(yuǎn)程服務(wù)器調(diào)用檢測診斷程序?qū)z測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理；第八步，遠(yuǎn)程服務(wù)器向客戶端返回已經(jīng)做好的數(shù)據(jù)處理結(jié)果；最后，客戶端顯示出檢測的診斷結(jié)果。該工作流程涉及的主要部分為遠(yuǎn)程服務(wù)器、檢測用戶端和檢測設(shè)備，其所需的功能模塊包括服務(wù)器的運(yùn)算模塊、客戶端的檢測模塊和實(shí)現(xiàn)客戶端與服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)通信模塊。
2.2 系統(tǒng)軟件功能模塊分析
根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測控制系統(tǒng)的功能需求情況，可以將軟件功能模塊劃分為基于服務(wù)器平臺(tái)的系統(tǒng)管理模塊、分析診斷模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊，以及基于客戶端平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)通信模塊、檢測資源模塊和檢測執(zhí)行模塊幾個(gè)部分。
1） 系統(tǒng)管理模塊
系統(tǒng)管理模塊包括設(shè)備管理、操作管理、操作人員管理、檢測任務(wù)管理和檢測診斷程序管理五個(gè)部分。設(shè)備管理的功能為對(duì)設(shè)備用戶端的配置狀況進(jìn)行記錄，當(dāng)變更和刪除廢除客戶端信息；操作管理的具體功能為接收、分析和診斷用戶的遠(yuǎn)程登錄請(qǐng)求命令，并調(diào)用相關(guān)的程序執(zhí)行對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求命令；操作人員管理的功能是管理系統(tǒng)操作人員的相關(guān)信息；檢測任務(wù)管理的功能是對(duì)每項(xiàng)分析診斷結(jié)果和檢測記錄進(jìn)行管理，同時(shí)完成相關(guān)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(duì)檢測分析診斷程序進(jìn)行管理。
2） 分析診斷模塊
分析診斷模塊的主要功能是對(duì)客戶端存在的故障提供在線支持診斷服務(wù)，幫助實(shí)現(xiàn)檢測控制系統(tǒng)的故障定位與隔離，還可以提供對(duì)應(yīng)的專家系統(tǒng)支持功能。
3） 網(wǎng)絡(luò)通信模塊
網(wǎng)絡(luò)通信模塊包括網(wǎng)絡(luò)通信的連接和數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收三個(gè)部分。通信連接服務(wù)器與客戶端之間數(shù)據(jù)傳送提供通信通道。數(shù)據(jù)分析與接收除了要具備數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖饔茫�要建立緩沖區(qū)，數(shù)據(jù)接收時(shí)將用戶端傳送的數(shù)據(jù)放入對(duì)應(yīng)的緩沖區(qū)以等待分析處理；數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，則將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)發(fā)送到用戶端中。
4） 檢測資源模塊
檢測資源模塊通過適配器的模塊文件來儲(chǔ)存適配器的描述和信息。用戶能夠?qū)ε渲媚Ｐ臀募⑦m配器文件和器件配置文件進(jìn)行修改，同時(shí)處理適配器模型文件，綜合適配器模型中的文件信息，連接數(shù)據(jù)庫，從而完成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測控制系統(tǒng)的校驗(yàn)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(lì)信號(hào)配置兩個(gè)部分。檢測控制負(fù)責(zé)各檢測系統(tǒng)及其資源的控制，借助于輸入的激勵(lì)信號(hào)采集的輸出響應(yīng)信號(hào)來完成相關(guān)檢測任務(wù)。激勵(lì)信號(hào)配置的功能則是在軟件平臺(tái)當(dāng)中根據(jù)檢測任務(wù)對(duì)配置檢測設(shè)備的激勵(lì)信號(hào)。endprint
3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
3.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測控制系統(tǒng)中一個(gè)重要組成部分就是數(shù)據(jù)庫，因此對(duì)檢測控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是非常重要的。對(duì)此可以采用數(shù)據(jù)庫VItest管理檢測控制信息。當(dāng)中包括的信息表格包括設(shè)備信息表、用戶信息表和服務(wù)程序列表。如用戶信息表應(yīng)該包含用戶標(biāo)識(shí)ID、用戶名、密碼、注冊(cè)時(shí)間、真實(shí)姓名和用戶類型六個(gè)字段。系統(tǒng)需要維護(hù)用戶登錄退出和增減用戶等信息。
3.2 組件之間的通信實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)組件之間的通信可以采用DSTP協(xié)議來完成，它支持多種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，因此可以根據(jù)不同的URL來按段不同的協(xié)議。數(shù)據(jù)收發(fā)通信是相互獨(dú)立，因此可以只分析某一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的設(shè)計(jì)。
3.3 服務(wù)器設(shè)計(jì)
服務(wù)器程序的設(shè)計(jì)包括多線程的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測控制系統(tǒng)中可能面臨同時(shí)處理多個(gè)用戶的請(qǐng)求，因此需要采用并發(fā)處理的方式來解決多任務(wù)的工作方式，并發(fā)處理比循環(huán)處理的執(zhí)行效率更高，響應(yīng)速度更快。VI服務(wù)器利用并發(fā)處理方式可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理和用戶管理等功能，其主要的線程包括處理用戶請(qǐng)求線程、服務(wù)程序管理線程、設(shè)備管理線程、連接用戶客戶端、初始化VI服務(wù)器。線程之間通過內(nèi)存交換參數(shù)來完成通訊，多線程間的同步工作則由事件觸發(fā)來控制實(shí)現(xiàn)。
多線程的實(shí)現(xiàn)需要完成四個(gè)功能：初始化系統(tǒng)；建立通信連接，等待登錄；驗(yàn)證用戶身份；根據(jù)請(qǐng)求分配對(duì)應(yīng)的處理線程。
3.4 客戶端設(shè)計(jì)
根據(jù)檢測控制系統(tǒng)的功能特點(diǎn)及需求情況，客戶的程序采用多線程技術(shù)的方式來進(jìn)行設(shè)計(jì)。它能夠確保不同的激勵(lì)信號(hào)的同時(shí)輸入、采集及完成數(shù)據(jù)通信。客戶端程序的工作流程為：用戶登錄→身份驗(yàn)證→系統(tǒng)控制界面→選擇對(duì)應(yīng)的程序（包括用戶管理、遠(yuǎn)程連接、信號(hào)采集、模擬輸入、模擬輸出、信號(hào)配置和結(jié)果發(fā)布）。在面板設(shè)計(jì)上，可以利用多面板的人機(jī)界面，這樣可以確保操作界面的簡潔方便。同時(shí)各功能VI的動(dòng)態(tài)載入則采用LabVIEW的SubPanel方法節(jié)點(diǎn)，這樣可以降低系統(tǒng)的內(nèi)存占用，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
客戶端程序主要包括激勵(lì)信號(hào)配置VI模塊、響應(yīng)信號(hào)采集VI模塊、用戶登錄VI模塊和用戶管理VI模塊四個(gè)模塊設(shè)計(jì)。激勵(lì)信號(hào)配置VI模塊采用條件結(jié)構(gòu)和事件結(jié)構(gòu)的程度設(shè)計(jì)，用戶能夠通過系統(tǒng)的信號(hào)配置面板來修改激勵(lì)信號(hào)的相關(guān)參數(shù)；響應(yīng)信號(hào)采集VI模塊通過電流電壓測量程序、模擬信號(hào)測量程序、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集程序和信號(hào)采集程度五個(gè)模塊分別對(duì)靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，這五個(gè)模塊程序之間相互獨(dú)立；用戶登錄VI模塊是獨(dú)立功能的一個(gè)模塊，它將信息儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，只要訪問用戶信息數(shù)據(jù)庫就能完成對(duì)用戶身份的驗(yàn)證，如果驗(yàn)證值為真，則可以登錄啟動(dòng)系統(tǒng)；用戶管理VI模塊采用的條件結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計(jì)，主要用于增加用戶、刪除用戶、密碼修改等用戶信息的管理。
4 結(jié)束語
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先應(yīng)該對(duì)其總體方案進(jìn)行規(guī)劃，搭建好硬件平臺(tái)，選擇C/S的通信模式，再設(shè)計(jì)出系統(tǒng)工作的流程，并根據(jù)流程對(duì)系統(tǒng)功能模塊劃分為基于服務(wù)器平臺(tái)的系統(tǒng)管理模塊、分析診斷模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊，以及基于客戶端平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)通信模塊、檢測資源模塊和檢測執(zhí)行模塊。最后再對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件程度的數(shù)據(jù)庫、組件之間的通信、服務(wù)器和客戶端程序分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，檢測控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)完成后還需要對(duì)其進(jìn)行測量，通常可以采用波形文件的測量方式來進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)：
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