控制系統(tǒng)論文精選(九篇)

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第1篇：控制系統(tǒng)論文范文

1．1樣機(jī)單體結(jié)構(gòu)

單體樣機(jī)主要由開溝器、種箱、排種器、步進(jìn)電機(jī)、覆土器、仿形機(jī)構(gòu)和地輪、模擬輪(用來模擬拖拉機(jī)前輪，測量機(jī)具前進(jìn)速度)，以及機(jī)架和手柄(用來代替拖拉機(jī)頭，提供前進(jìn)的動力)等組成。試驗(yàn)時(shí)，將磁鋼均勻地貼在模擬輪上，開關(guān)型霍爾傳感器安裝在正對磁鋼的位置，用以測量播種機(jī)的前進(jìn)速度。另外，為了獲得相對準(zhǔn)確的機(jī)組前進(jìn)速度，應(yīng)將盡可能多的磁鋼貼在拖拉機(jī)前輪上。

1．2控制原理及系統(tǒng)組成控制系統(tǒng)的作業(yè)原理

利用霍爾傳感器采集拖拉機(jī)的行進(jìn)速度，獲得的速度信號經(jīng)傳感器內(nèi)部電路處理后輸送給單片機(jī);單片機(jī)根據(jù)輸入的株距計(jì)算處理后得到應(yīng)輸送給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的脈沖數(shù)，從而使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速與拖拉機(jī)前進(jìn)速度保持一致，以達(dá)到均勻排種的目的。該控制系統(tǒng)主要由單片機(jī)模塊、無線傳輸模塊、人機(jī)交流模塊及驅(qū)動模塊等組成。由于單片機(jī)具有體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、功耗低、控制功能強(qiáng)及安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，故本方案采用了深圳宏晶推出的新一代超強(qiáng)抗干擾、高速、低功耗的STC89C52RC單片機(jī)，其片內(nèi)帶8kB的ROM和512Byte的RAM，與傳統(tǒng)的8051單片機(jī)完全兼容。考慮到拖拉機(jī)駕駛室和排種裝置之間存在一定距離，采用有線傳輸會使控制線路變得較為復(fù)雜。為簡化線路和增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性，本設(shè)計(jì)決定采用兩個單片機(jī)控制單元，一個裝在拖拉機(jī)駕駛室里邊，另一個安裝在排種器附近，兩個控制模塊之間采用NRF24L01+芯片進(jìn)行信息的傳輸。主機(jī)模塊主要完成機(jī)組前進(jìn)速度的采集及人機(jī)交流等功能，從機(jī)模塊主要實(shí)現(xiàn)對排種器轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。考慮到播種機(jī)作業(yè)過程可能需要因維修保養(yǎng)、故障排除等原因而臨時(shí)停車、地頭提升轉(zhuǎn)彎及運(yùn)輸狀態(tài)等實(shí)際情況(在這些條件下顯然排種器不能繼續(xù)轉(zhuǎn)動，否則會導(dǎo)致種子的無效排種，浪費(fèi)種子)，在單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)時(shí)，必須考慮鎮(zhèn)壓輪是否著地。為了解決此問題，該控制系統(tǒng)在鎮(zhèn)壓輪的底部安裝了一個行程開關(guān)接在控制系統(tǒng)電路中，只有當(dāng)排種裝置落下時(shí)，開關(guān)閉合，控制系統(tǒng)才開始工作。

2系統(tǒng)控制硬件設(shè)計(jì)

該控制系統(tǒng)主要由機(jī)組作業(yè)速度檢測模塊、人機(jī)對話模塊、電機(jī)驅(qū)動電路模塊及無線傳輸模塊等組成。

2．1機(jī)組作業(yè)速度檢測模塊

目前對機(jī)組作業(yè)速度的測量常用到的方法有3種:增量式光碼盤脈沖個數(shù)測速、電磁式轉(zhuǎn)速傳感器測速和開關(guān)型霍爾傳感器測速。

1)增量式光碼盤脈沖測速，雖測量精確度高，但成本也高;同時(shí)，由于播種機(jī)的工作路況復(fù)雜，對傳感器的磨損較大，導(dǎo)致使用壽命較低，性價(jià)比不高。

2)電磁式傳感器相比較增量式光碼盤傳感器，優(yōu)點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)簡單、成本較低;缺點(diǎn)是響應(yīng)頻率不高、抗電磁波干擾能力差、可靠性不高。

3)開關(guān)型霍爾轉(zhuǎn)速傳感器測速較以上兩種傳感器具有以下優(yōu)點(diǎn):一是抗電磁波干擾能力強(qiáng);二是轉(zhuǎn)速的快慢不會影響到輸出信號的電壓幅值，即使轉(zhuǎn)速過慢的情況下也能正常工作;三是可以適應(yīng)復(fù)雜多變的田間作業(yè)環(huán)境，且結(jié)構(gòu)簡單，方便安裝與維修。因此，經(jīng)過綜合比較和分析，選用開關(guān)型霍爾轉(zhuǎn)速傳感器實(shí)現(xiàn)測速功能。其由穩(wěn)壓電源及霍爾元件。放大器、施密特觸發(fā)器、輸出晶體管組成。信號經(jīng)芯片內(nèi)部處理電路后，得到一個單片機(jī)可以識別的穩(wěn)定數(shù)字電壓信號。

2．2人機(jī)對話模塊設(shè)計(jì)

為方便駕駛員與精量播種機(jī)控制系統(tǒng)之間的雙向信息交換，該控制軟件設(shè)計(jì)了人機(jī)交互對話系統(tǒng)。人機(jī)交互對話系統(tǒng)主要是指人與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)信息的交流。本文所設(shè)計(jì)的人機(jī)交互對話系統(tǒng)是通過DMT80600T080－09W型號的觸摸顯示屏實(shí)現(xiàn)的，機(jī)手不僅可以直接通過觸摸屏輸入要求的株距，而且也可查看播種狀況。其采用基于K600+內(nèi)核的DGUS軟件，具有功能強(qiáng)大和連接線路簡單等優(yōu)點(diǎn)，僅需連接4條數(shù)據(jù)線即可實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)的信息交流．3電機(jī)驅(qū)動排種電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)利用步進(jìn)電機(jī)作為播種驅(qū)動機(jī)構(gòu)，單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的電路連接如圖5所示。該控制系統(tǒng)選用的是具有步進(jìn)頻率高、無低頻共振現(xiàn)象、反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)的57BYGH250C混合式兩相步進(jìn)電機(jī)。其扭矩為1．7N•m，步矩角為1．8°。由于單片機(jī)不能直接驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)工作，需與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器配合使用才能控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動。因此，本文采用2M542細(xì)分型高性能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，其細(xì)分?jǐn)?shù)可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定。

2．4無線傳輸模塊設(shè)計(jì)

該控制系統(tǒng)采用型號為NRF24L01+的芯片來完成信息的無線傳輸，具有低功耗、傳輸速率快及抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。NRF24L01+是一款工作在2．4～2．5GHz的全球開放ISM頻段免許可證使用的單片無線收發(fā)器芯片，其輸出功率頻道選擇和協(xié)議的設(shè)置可以通過SPI接口完成。另外，由于NRF24L01+的工作電壓為3．3V，因此在與單片機(jī)連接時(shí)需在電路中串聯(lián)一個1kΩ的電阻。

3系統(tǒng)控制軟件設(shè)計(jì)

整個系統(tǒng)采用模塊化編程，主要由初始化模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊及顯示模塊等組成。

4試驗(yàn)與結(jié)論

4．1試驗(yàn)

為了驗(yàn)證該控制系統(tǒng)的可行性和可靠性，對單體樣機(jī)進(jìn)行了前期的室內(nèi)試驗(yàn)和數(shù)據(jù)采集，并把實(shí)際粒距與理想粒距做對比，根據(jù)JB/T10293－2001中國家對精密播種機(jī)技術(shù)條件的相關(guān)規(guī)定，玉米株距誤差在50%以內(nèi)都是符合要求的。本文設(shè)定的株距為20cm，則只要實(shí)測株距分布在［10cm，30cm］之間即可。看出種子的分布情況較為理想，由此可證明本控制系統(tǒng)是可行的。

4．2結(jié)論

1)該智能控制系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)播種機(jī)的排種控制方式，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)驅(qū)動下排種速度與拖拉機(jī)作業(yè)速度的自我匹配，避免了因?yàn)榈剌喕茙淼牟シN株距不穩(wěn)定問題，實(shí)現(xiàn)了排種器轉(zhuǎn)速的計(jì)算機(jī)自動控制。且由于該系統(tǒng)由電機(jī)直接驅(qū)動排種器，減少了中間環(huán)節(jié)，簡化了傳動系統(tǒng)，提高了傳動精度，有效地保證了播種株距的一致性。

第2篇：控制系統(tǒng)論文范文

制冷空調(diào)產(chǎn)品檢測裝置是檢測和衡量制冷空調(diào)產(chǎn)品的質(zhì)量的方便易行的手段以及為產(chǎn)品開發(fā)研究提供精準(zhǔn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的無可替代的工具。制冷空調(diào)檢測控制統(tǒng)是指基于焓差法的試驗(yàn)方法稱之為風(fēng)側(cè)式空調(diào)測試和在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中的水測量熱計(jì)法的標(biāo)準(zhǔn)之下的為水側(cè)測試，對所要檢測的空調(diào)設(shè)備進(jìn)行綜合性能檢測以及處理的半智能型控制系統(tǒng)。由于本系統(tǒng)具有優(yōu)先使用頻繁、耗電量相比其他系統(tǒng)要大以及對檢測裝置的節(jié)能設(shè)計(jì)和人性化要求愈來愈高。制冷空調(diào)產(chǎn)品檢測裝置控制系統(tǒng)水平的高低,檢測裝置的測量精確度和裝置的穩(wěn)定程度取決于系統(tǒng)的精確控制上，同時(shí)也是試驗(yàn)裝置技術(shù)所代表的先進(jìn)水平的非常重要的標(biāo)志之一。本文將就在制冷空調(diào)產(chǎn)品過程中可能以及必不可少出現(xiàn)的空氣處理裝置及空調(diào)，不方便進(jìn)行遠(yuǎn)程操作的冷水處理機(jī)組和在冬天以最優(yōu)工況運(yùn)行二十四小時(shí)制冷較為困難的問題作優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2制冷空調(diào)產(chǎn)品檢測裝置控制系統(tǒng)的基本工作原理

2.1系統(tǒng)組成

此檢測控制系統(tǒng)由包括空氣處理機(jī)、空氣取樣裝置以及風(fēng)量測量裝置等在內(nèi)的測試間一和由僅包括空氣處理機(jī)和空氣取樣裝置在內(nèi)的測試間二，加上兩個測試間相互連通的水路系統(tǒng)共同組成。在實(shí)際測試中根據(jù)被測類型選擇測試間。

2.2空調(diào)檢測系統(tǒng)的調(diào)控

制冷空調(diào)一二分別用于模擬室內(nèi)環(huán)境，為制冷空調(diào)工作的室內(nèi)環(huán)境的提供相應(yīng)的操作條件。制冷空調(diào)設(shè)備調(diào)整室內(nèi)和室外溫度，電加熱線圈提供熱源，并可自動調(diào)整室內(nèi)和室外的電氣環(huán)境加熱量和加濕量。兩試驗(yàn)間室內(nèi)和室外的溫度和濕度的控制，連接兩個測試水調(diào)節(jié)系統(tǒng)是通過冷水機(jī)組與電加熱裝置，恒溫箱提供同時(shí)提供冷水溫度和水箱，從而保證水箱的恒定熱源的提供，并通過調(diào)控恒溫水箱各種加熱強(qiáng)度及三通閥開度的大小來控制被檢測制冷空調(diào)進(jìn)出水的溫度。

2.3檢測系統(tǒng)測量和計(jì)算

根據(jù)GB/T7725-1996的要求，被檢測的制冷空調(diào)稱為單元式風(fēng)冷空調(diào)機(jī)，需實(shí)時(shí)記錄室內(nèi)溫度的基本數(shù)據(jù)，濕度和入口和出口之間的壓差試驗(yàn)室。根據(jù)國標(biāo)的規(guī)定，如果被檢測的制冷空調(diào)為風(fēng)冷式進(jìn)水流量和水側(cè)出口水溫必須由冷水機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組提供。根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測得出的被檢測制冷空調(diào)的電功率和能效比，冷量和熱量等檢測參數(shù)。

3制冷空調(diào)檢測系統(tǒng)的原理

為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器的溫度和入口和出口溫度調(diào)節(jié)靈活，控制方案如下所述：通過可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController，PLC）控制被測機(jī)器、空氣處理機(jī)、風(fēng)冷冷水機(jī)、水泵等設(shè)備的開啟和停止，然后實(shí)時(shí)壓力，溫度采集系統(tǒng)，系統(tǒng)的流量信號，通過計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)和計(jì)算與制冷空調(diào)試驗(yàn)，冷卻能力和設(shè)備，操作系統(tǒng)電源狀態(tài)，設(shè)備，能源效率比系統(tǒng)流量測試標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。

4控制系統(tǒng)優(yōu)化方案

現(xiàn)階段制冷空調(diào)產(chǎn)品性能實(shí)驗(yàn)裝置測控系統(tǒng)的特點(diǎn)有：控制精度高，自動化程度高，抗干擾能力強(qiáng)，工況穩(wěn)定性好，性能價(jià)格比高。此階段制冷空調(diào)產(chǎn)品性能試驗(yàn)裝置的測控系統(tǒng)的各個部分之間已不再是相互獨(dú)立的，而是通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊總線互相協(xié)助共同完成試驗(yàn)操作。

4.1系統(tǒng)的無干擾切換控制

控制系統(tǒng)優(yōu)化方案：對控制系統(tǒng)的出廠標(biāo)準(zhǔn)配置的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制功能增加，和雙向操作無擾動切換，為了實(shí)現(xiàn)這種設(shè)想，在空氣處理器的控制系統(tǒng)和冷水機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)配置可用于增加遠(yuǎn)程啟?？刂泣c(diǎn)。即將遠(yuǎn)程設(shè)備停止、開啟信號引入PLC系統(tǒng)進(jìn)行控制。

4.2為解決冬季制冷連續(xù)運(yùn)行24h的方案

控制系統(tǒng)優(yōu)化方案：在寒冷的冬季制冷運(yùn)行時(shí)，由于空氣處理機(jī)組，風(fēng)冷冷水機(jī)組冷凝溫度太低，造成機(jī)組停機(jī)保護(hù)，從而破壞試驗(yàn)條件下的操作。因此，自動監(jiān)測和冷凝液的溫度調(diào)節(jié)是通過增加操作裝置實(shí)現(xiàn)的，傳感器、壓力變送器等。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，冷凝風(fēng)機(jī)連接到逆變器，在壓縮冷凝機(jī)組吸氣壓力加壓力變送器的測量點(diǎn)，操作者雙手套百分比轉(zhuǎn)換一套冷凝壓力值，使用內(nèi)置的PID調(diào)節(jié)功能的逆變器，逆變器的輸出調(diào)整，為了保證冷凝壓力值設(shè)置范圍。

4.3結(jié)果與分析

系統(tǒng)無擾動切換控制的實(shí)現(xiàn)，節(jié)省人員成本，是由機(jī)器來完成安裝，只需要一個操作者管理可以安全方便的設(shè)備操作和維護(hù)工作。并且線路簡化，設(shè)備的運(yùn)行故障率比較低，線路維護(hù)以及檢修的工作量大大減少。有時(shí)與觸摸屏結(jié)合使用，不僅可省卻按鈕、指示燈，節(jié)約空間，還具有動態(tài)的顯示系統(tǒng)流程及主要參數(shù)，以及指導(dǎo)操作、記錄故障等功能。冷凝溫度的自動監(jiān)測和調(diào)控，不僅全面解決寒冷的冬季運(yùn)行24小時(shí)制冷問題，通過變頻器的使用，可以在非滿負(fù)荷運(yùn)行，節(jié)約用電，以達(dá)到節(jié)能的目的。

5結(jié)語

第3篇：控制系統(tǒng)論文范文

系統(tǒng)采用以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)控制電路，構(gòu)成控制系統(tǒng)。除單片機(jī)外，系統(tǒng)還包括紅外檢測模塊，光照檢測模塊，報(bào)警聲光模塊，以及照明設(shè)備控制模塊。將教室劃分4個區(qū)域，分別由4個熱釋紅外線傳感器模塊監(jiān)測，為單片機(jī)提供每個區(qū)域是否有人作業(yè)的信息。當(dāng)探測到某個區(qū)域有人作業(yè)時(shí)，啟動光照強(qiáng)度檢測，以判斷是否開啟照明設(shè)備，若需開起照明設(shè)備，在根據(jù)光照強(qiáng)弱來調(diào)節(jié)燈照亮度，提高教室的照明。

2硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)

硬件包括電源，單片機(jī)AT89C51，熱釋紅外線傳感器模塊，光照檢測電路，照明設(shè)備控制電路，警示電路六個部分。

2.1單片機(jī)選型與基本電路ATMEL公司的AT89C51芯片指令集和芯片引腳與Intel公司的8051兼容；具有4KB片內(nèi)在系統(tǒng)可編程Flash程序存儲器，128字節(jié)片內(nèi)隨機(jī)讀寫存儲器（RAM）；4個準(zhǔn)通用輸入輸出口；2個16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器；6個中斷源，2級優(yōu)先級；1個全雙工串行通信接口；時(shí)鐘頻率可達(dá)33MHz。上電自動復(fù)位電路中上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的。單片機(jī)的RST復(fù)位引腳是高電平有效的，高電平有效的持續(xù)時(shí)間應(yīng)為24個振蕩周期以上。

2.2紅外檢測模塊熱釋紅外線傳感器通過檢測人體輻射的紅外能量，而感應(yīng)人體，它具有靈敏度高，體積小，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，因此迅速得到了廣泛的應(yīng)用。它由敏感單元，阻抗變換和濾光窗三個部分組成。熱釋電紅外人體傳感器的結(jié)構(gòu)決定了它只對溫度變化敏感，當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，做在同一硅晶片上的兩個溫度敏感單元所產(chǎn)生的及形象感，能量相等的光電流在內(nèi)部回路中相互抵消，傳感器無信號輸出。HR-SR501是基于紅外線技術(shù)的自動頭設(shè)計(jì)，靈敏度高，可靠性強(qiáng)，超低電壓工作模式。當(dāng)人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸出高電平，人離開感應(yīng)范圍則自動延時(shí)關(guān)閉高電平，輸出低電平。

2.3光照檢測電路光敏電阻是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的，在光的作用下，其電阻值一般隨光照增強(qiáng)而減小。隨光照減弱而增大。利用光敏電阻的這一特性，可以制作各種光控開關(guān)等電子電路。RP和R2組成分壓器，當(dāng)RP隨著光照的變化而改變阻值時(shí)，其分壓器輸出的電壓也隨之改變，然后將這個變化的電壓送到ADC0832進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換送到單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，用以確定自然光照的強(qiáng)度來作為照明設(shè)備強(qiáng)弱調(diào)節(jié)的依據(jù)。

2.4照明設(shè)備控制電路該電路的功能是依據(jù)單片機(jī)發(fā)出的指令完成對照明設(shè)備的控制。由于該電路是利用單片機(jī)的弱電信號控制市電，需要將強(qiáng)弱電隔離，避免強(qiáng)電串入弱電而損壞單片機(jī)及電路。采用光耦和可控硅配合控制照明設(shè)備，能夠有效解決電壓隔離的問題。MOC3041內(nèi)部含有過零檢測電路，當(dāng)輸入引腳1輸入15mA的電流，輸出端6引腳、4引腳之間的電壓稍過零時(shí)，內(nèi)部雙向晶閘管導(dǎo)通，觸發(fā)外部晶閘管導(dǎo)通，當(dāng)MOC3041輸入引腳輸入電流為0時(shí)，內(nèi)部雙向晶閘管關(guān)斷，從而外部晶閘管也關(guān)斷，其調(diào)光控制電路如圖5所示：

2.5聲光報(bào)警電路聲光報(bào)警模塊的功能是發(fā)出響亮的報(bào)警聲和引人注意的燈光提示。一般簡單的蜂鳴器即可完成聲音報(bào)警功能，通過單片機(jī)控制蜂鳴器每次鳴叫時(shí)間，發(fā)出短促的報(bào)警聲，引起有關(guān)人員注意。燈光報(bào)警電路應(yīng)產(chǎn)生閃爍的有顏色的燈光，這樣的電路對環(huán)境產(chǎn)生明顯的影響才可以引起注意。

3軟件設(shè)計(jì)

第4篇：控制系統(tǒng)論文范文

PLC的運(yùn)轉(zhuǎn)十分穩(wěn)定，在保證高速率的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，還能夠保持安全可靠的性能，它還具備十分強(qiáng)大的兼容功能，結(jié)構(gòu)以模塊的形式存在，能夠根據(jù)需要進(jìn)行靈活的重組，程序十分簡單明了，功能更加豐富，可以很容易的實(shí)現(xiàn)各種形式的遠(yuǎn)程操作。PLC從本質(zhì)上來講屬于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的范疇，只是由于其能夠很好的連接到工業(yè)中，實(shí)現(xiàn)通過傳輸數(shù)據(jù)指令進(jìn)行生產(chǎn)控制，所以使得這一系統(tǒng)的能夠發(fā)揮出巨大的功效，隨著其應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，逐漸建立起了可靠地控制系統(tǒng)。PLC是以程序控制器為基礎(chǔ)，并通過對微機(jī)控制器的科學(xué)應(yīng)用衍生出來的一種計(jì)算機(jī)技術(shù)，隨著人們在自動化領(lǐng)域投入的不斷加大，研究腳步的不斷深入，這一系統(tǒng)得到了極大程度的簡化，變得更加微型化，不僅如此，還開始向著更加個人化的開放性網(wǎng)絡(luò)控制的方向發(fā)展，能夠?qū)崿F(xiàn)各種形式、各種領(lǐng)域的控制。盡管它的功能十分強(qiáng)大，但是依舊存在著很多薄弱環(huán)節(jié)，舉例來講，經(jīng)過長時(shí)間的使用之后，系統(tǒng)所產(chǎn)生的勞損將會直接導(dǎo)致繼電器產(chǎn)生觸點(diǎn)電弧，如果情況嚴(yán)重，將會使得系統(tǒng)對于指令的執(zhí)行出現(xiàn)偏差，這將對生產(chǎn)造成嚴(yán)重負(fù)面影響。

2探究PLC的可靠性

盡管PLC系統(tǒng)能夠很好地與工業(yè)生產(chǎn)相融合，并在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮出強(qiáng)大的作用，有著很強(qiáng)的穩(wěn)定性。但是如果受到特定條件的限制和影響，極有可能產(chǎn)生極其強(qiáng)烈的電磁波干擾，影響到程序的運(yùn)算，使系統(tǒng)產(chǎn)生錯誤的操作指令，最終致使PLC的運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)偏差。想要使得PLC控制系統(tǒng)變得更加可靠，應(yīng)該從多個角度、多個方面、多個環(huán)節(jié)強(qiáng)化控制，才能夠使其抗干擾能力得到系統(tǒng)性的提高。

2.1信號傳輸中斷

首先機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障會影響到信號的傳輸，出現(xiàn)中斷現(xiàn)象，從而使得自動控制系統(tǒng)不能夠接收到正確的指令，整個系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)停滯，自動控制系統(tǒng)發(fā)揮不出作用，無法對數(shù)據(jù)進(jìn)行程序運(yùn)算，難以執(zhí)行系統(tǒng)發(fā)出的指令；其次如果觸點(diǎn)沒能夠保證與接線嚴(yán)密的接觸，這就會使得數(shù)據(jù)的傳輸出現(xiàn)中斷，無法順利到達(dá)數(shù)據(jù)庫，這樣一來數(shù)據(jù)就失去價(jià)值，不能夠通過收集整理，來為決策提供科學(xué)的數(shù)據(jù)參考，同時(shí)也無法形成相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；最后在信號傳輸出現(xiàn)中斷的情況下，會導(dǎo)致機(jī)械出現(xiàn)觸點(diǎn)抖動的現(xiàn)象，盡管相關(guān)的防御系統(tǒng)已經(jīng)十分的完善，但是還是會受到系統(tǒng)掃描周期的限制，使得指令在計(jì)數(shù)累加的情況下出現(xiàn)偏差。還有各個閥門不能夠正常的開閉，使系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)處于混亂狀態(tài)，最終導(dǎo)致系統(tǒng)呈現(xiàn)出極大的不穩(wěn)定性。

2.2PLC在干擾下無法正常執(zhí)行指令

當(dāng)PLC受到干擾，指令傳輸就會出現(xiàn)故障，最終使得指令不能夠得到標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；當(dāng)控制變頻器在啟動的過程中出現(xiàn)故障，附帶的電機(jī)無法正常運(yùn)行；PLC無法對數(shù)字信號進(jìn)行專業(yè)的處理，控制負(fù)載不能夠得到妥善的解決。這些都是故障存在的原因，只有將這些問題有效的解決，系統(tǒng)才能夠變得更加安全可靠。當(dāng)PLC系統(tǒng)需要在高強(qiáng)度電磁干擾下正常運(yùn)轉(zhuǎn)和工作時(shí)，只能通過多線路分開供電的方式將動力電源與控制電源分離，如果條件允許，還可以利用具備屏蔽和隔離功能的變壓器來完成供電，在線路構(gòu)思時(shí)，應(yīng)該在功率設(shè)置時(shí)就留有一定的余地，并運(yùn)用穩(wěn)壓電源進(jìn)行外接供電。

3從設(shè)計(jì)方案探究PLC控制系統(tǒng)可靠性

在信息技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)今社會中，人們?yōu)榱耸沟蒙罡虞p松，開始了對自動化的極力追逐，通過人們不懈努力，PLC系統(tǒng)已經(jīng)從功能上實(shí)現(xiàn)了階段性的優(yōu)化，不僅能夠?qū)?shù)字指令儲存起來，使得整個控制流程集成化、模式化，還通過增添模擬量處理等附加功能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動以及過程的多方面控制。

3.1完善PLC報(bào)警系統(tǒng)

在對報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，通過加入設(shè)計(jì)性的故障，以此來測試報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)，會通過文字的提示了解到發(fā)生的故障類型，故障的具置會顯示在工藝流程圖的指示燈上，為了避免指示燈故障影響到對機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)狀況正常的了解，還設(shè)置了專門的故障測試系統(tǒng)，當(dāng)這一系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，全部故障指示燈都會被點(diǎn)亮。為了將過去隱藏著的問題干凈徹底的清除，應(yīng)該加大人力、物力的投入力度，將相關(guān)的關(guān)鍵線路和重點(diǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行仔細(xì)的核查。將指示燈分布在控制柜上，根據(jù)指示燈判斷機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。在這種情況下，要進(jìn)行明確的界限劃分，將指示燈在相對應(yīng)的位置分布，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)能夠?qū)ο嚓P(guān)崗位上的主管人員起到及時(shí)的警示作用，方便責(zé)任人進(jìn)行及時(shí)的應(yīng)對，保證機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2強(qiáng)化PLC信號傳輸強(qiáng)度

確定相關(guān)的開關(guān)能夠正常的閉合，保證變壓器的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)短路影響到信號傳輸，除此之外還能夠避免接觸不良的出現(xiàn)。加強(qiáng)PLC系統(tǒng)中分析系統(tǒng)的建設(shè)，使得信號在傳輸之后能夠在數(shù)額方面得到體現(xiàn)，同時(shí)也能夠在時(shí)長中得到體現(xiàn)，將各項(xiàng)指標(biāo)的平均水平展示在主界面，通過模塊建設(shè)使得分析功能更加多樣化，不僅能夠進(jìn)行流向分析，還能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)段分析。

4結(jié)語

第5篇：控制系統(tǒng)論文范文

發(fā)電廠電氣設(shè)備DCS控制系統(tǒng)是發(fā)電廠電氣設(shè)備與DCS控制系統(tǒng)相結(jié)合的一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有很多獨(dú)特的地方。通常而言發(fā)電廠電氣設(shè)備DCS控制系統(tǒng)是開放的，該系統(tǒng)中的相關(guān)模塊可以比較簡單地進(jìn)行連接和拆卸。發(fā)電廠電氣設(shè)備DCS控制系統(tǒng)同時(shí)也比較可靠，主要是由于該系統(tǒng)是數(shù)字化的，對于信號進(jìn)行了量化。就發(fā)電廠電氣設(shè)備DCS控制系統(tǒng)的功能而言，該系統(tǒng)能夠十分成功地解決各種控制任務(wù)，同時(shí)由于該系統(tǒng)采用分散收集信息、集中反饋和處理的方式，使其能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)多功能控制。此外，發(fā)電廠電氣設(shè)備DCS控制系統(tǒng)十分靈活，處理信號和任務(wù)的方式可以采用多種方式。

二、發(fā)電廠電氣設(shè)備引入DCS控制系統(tǒng)的目的

發(fā)電廠電氣設(shè)備DCS控制系統(tǒng)近年來已經(jīng)在諸多發(fā)電廠建立起來，現(xiàn)電廠在進(jìn)行電氣設(shè)備控制時(shí)引入DCS控制系統(tǒng)有很多目的，其中最主要的目的有三個方面。其一是為了對整個發(fā)電廠的電氣設(shè)備進(jìn)行集中控制，使得各個部分的控制與監(jiān)測實(shí)現(xiàn)自動化，讓工作人員的工作量減少。其二是為了提高控制系統(tǒng)在控制發(fā)電廠的電氣設(shè)備時(shí)的準(zhǔn)確性，DCS控制系統(tǒng)本身的數(shù)字化體系可以使得信號比較可靠。其三是為了加強(qiáng)發(fā)電場控制系統(tǒng)對于整個電廠運(yùn)行的監(jiān)測與控制，實(shí)現(xiàn)真正意義上的自動化運(yùn)行，大大提高了電廠的控制效率。除了以上三個方面外，發(fā)電廠引進(jìn)該系統(tǒng)大多數(shù)是出于安全性考慮自動化運(yùn)行減少了人員的使用，降低了安全事故發(fā)生的幾率，增強(qiáng)了工作人員的安全系數(shù)。

三、發(fā)電廠電氣設(shè)備DCS控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式

1.回路監(jiān)視、報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)回路監(jiān)視、報(bào)警功能是整個發(fā)電廠正常運(yùn)行的安全保障，在DCS控制系統(tǒng)中該功能的實(shí)現(xiàn)主要是依靠繼電器、開關(guān)、數(shù)字顯示屏，采用HWJ和TWJ繼電器來進(jìn)行監(jiān)控體系的信號轉(zhuǎn)換。使用開關(guān)按鈕連接在顯示屏上的控制按鈕來實(shí)現(xiàn)電路的切換與開斷。數(shù)字顯示屏是整個監(jiān)視與報(bào)警功能實(shí)現(xiàn)方式的重大改變，大大減少了光電顯示牌的使用，使得信號向數(shù)字化轉(zhuǎn)變，并將所有監(jiān)視信號和報(bào)警信號集中顯示在顯示屏上，使得工作人員在觀測發(fā)電廠運(yùn)行狀況時(shí)能夠做到足不出戶而知“天下事”。通過以上三個方向的調(diào)整與改造，形成了一個完整的監(jiān)視和報(bào)警數(shù)字化控制體系。設(shè)備實(shí)時(shí)控制功能的實(shí)現(xiàn)方式發(fā)電廠的電氣設(shè)備的實(shí)時(shí)控制功能的實(shí)現(xiàn)主要是依靠數(shù)字化的信號處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)將所有與控制有關(guān)的參數(shù)諸如：水壓、氣壓、溫度、流量、功率等進(jìn)行了直接的量化。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比該系統(tǒng)不再使用各類儀表來進(jìn)行參數(shù)轉(zhuǎn)化，直接的量化的數(shù)字參數(shù)能夠使得控制操作更加簡單易行。通過這些量化的數(shù)字可以在整個電廠的局域控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任一地點(diǎn)針對某一控制對象進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。同時(shí)在自動控制方面該系統(tǒng)進(jìn)行了邏輯優(yōu)化，設(shè)立一系列的邏輯條件來對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，只有相關(guān)參數(shù)到達(dá)閥值時(shí)，才會進(jìn)行自動控制。

2.發(fā)電機(jī)組的勵磁系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)等的實(shí)現(xiàn)方式發(fā)電廠電氣設(shè)備DCS控制系統(tǒng)在處理勵磁系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)這些與發(fā)電廠安全運(yùn)行相關(guān)的系統(tǒng)時(shí)，將這些系統(tǒng)與其他系統(tǒng)分離開來，使得這些系統(tǒng)在極端情況下仍然能夠正常地傳送信號到DCS系統(tǒng)終端上，使得工作人員能夠?qū)ν话l(fā)狀況進(jìn)行及時(shí)地了解與處理。在勵磁系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間需要一個同步系統(tǒng)來確保所有信號的一致性和統(tǒng)一性，而這個同步系統(tǒng)使得發(fā)電廠并網(wǎng)時(shí)熱電控制系統(tǒng)和勵磁系統(tǒng)能夠統(tǒng)一起來。其他相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)方式總體而言發(fā)電廠電氣設(shè)備DCS控制系統(tǒng)在處理其他諸如汽量監(jiān)測、發(fā)電機(jī)的啟停的功能時(shí)，大量減少了儀表的使用，基本上就保留了幾塊最基本的儀表，其余的的參數(shù)都采用數(shù)顯的方式來表示。同時(shí)一種新型的功能集成型控制系統(tǒng)已經(jīng)問世，該系統(tǒng)能夠使得汽量監(jiān)測所需要的線路大為簡化，使得該系統(tǒng)的安全性大幅度提升。在發(fā)電機(jī)的啟停過程中該系統(tǒng)避免了人員操作所引起的諸如電弧傷人之類的事故，該系統(tǒng)形成了一套完整的數(shù)字化控制啟停的程序，通過該程序可以處理各種突發(fā)狀況和實(shí)現(xiàn)人員操作無法進(jìn)行的功能。自動化的啟停使得發(fā)電機(jī)的啟停不再是一個危險(xiǎn)的操作過程。

四、結(jié)語

第6篇：控制系統(tǒng)論文范文

傳導(dǎo)干擾：由于物體本身各自束縛電荷的能力不同，其自身電位容易發(fā)生變化，這種電位變化容易引起電容性的耦合，在測量回路中形成干擾，特別是在電氣強(qiáng)電與儀表弱電同溝輻射、兩電纜槽或保護(hù)管相行輻射時(shí)，強(qiáng)電沿電纜延伸方向產(chǎn)生環(huán)狀磁場，儀表信號線在磁場中受到干擾作用，容易產(chǎn)生信號干擾，有時(shí)還能引起儀表信號線兩端產(chǎn)生電位差。附加電勢干擾：儀表信號回路在裝置現(xiàn)場經(jīng)過的區(qū)域溫度不同，或某一特定區(qū)域存在腐蝕嚴(yán)重、信號線表皮破損，在大功率電氣設(shè)備周圍存在的靜電場以及大型設(shè)備運(yùn)行過程中的振動都會引起附加電勢強(qiáng)加在儀表測量回路中。變頻電磁干擾：由于某些電氣設(shè)備需要進(jìn)行調(diào)頻控制，變頻器使用過程中會產(chǎn)生中頻和低頻干擾信號，如若儀表信號電纜在變頻器周圍，容易產(chǎn)生變頻電磁干擾。

二、抗干擾防范措施

1.接地保護(hù)儀表信號電纜在DCS機(jī)柜間外部分為：儀表電纜槽盒段、儀表信號保護(hù)管段、現(xiàn)場接線箱、和現(xiàn)場一次儀表末端。儀表電纜槽盒段應(yīng)用黃綠接地線做好可靠的接地保護(hù)，儀表信號線保護(hù)槽盒內(nèi)應(yīng)明確設(shè)有不同類型儀表信號線分隔板，如本安儀表信號電纜、隔爆儀表信號電纜等。儀表信號保護(hù)管段應(yīng)做好保護(hù)管兩段接地，可以選擇與就近地連接到與接地網(wǎng)相連的鋼結(jié)構(gòu)、工藝管線，如若現(xiàn)場一次儀表使用鎧裝屏蔽電纜，其鎧裝保護(hù)金屬層應(yīng)至少在兩端接至保護(hù)接地；現(xiàn)場接線箱應(yīng)與就近的接地網(wǎng)做跨線連接。

2.工作接地DCS控制系統(tǒng)工作接地首先要確保工作接地在工作接地總接地點(diǎn)之前不應(yīng)與保護(hù)接地進(jìn)行混接；其次要保證在所有接地線匯總到總接地點(diǎn)前應(yīng)當(dāng)是外部絕緣，工作接地電纜之間不會相互存在接通狀態(tài)。工作接地最終與接地體或接地網(wǎng)的連接應(yīng)從總接地板單獨(dú)接線；DCS控制系統(tǒng)工作接地的原則應(yīng)遵循單點(diǎn)接地，避免在信號回路中產(chǎn)生接地回路，如若某一條線路上的信號源和接收儀表都不可避免接地，則應(yīng)采用隔離器將兩點(diǎn)接地隔離開。

3.本安系統(tǒng)接地目前現(xiàn)場一次儀表大多數(shù)都實(shí)現(xiàn)了本安防爆要求，本安測量回路必須使得安全柵能在直流供電電源故障時(shí)實(shí)現(xiàn)與危險(xiǎn)場所隔離的，這就要求了安全柵需要與直流供電電源公共端進(jìn)行連接，要實(shí)現(xiàn)安全柵能在交流電源故障時(shí)實(shí)現(xiàn)與危險(xiǎn)場所隔離，安全柵接地必須與交流供電電源的中線連接，因此可以說安全柵系統(tǒng)接地方式取決于安全柵端子排的供電電源屬性。采用隔離式安全柵的本質(zhì)安全儀表系統(tǒng)，無需專門接地，齊納安全柵的本質(zhì)安全儀表則應(yīng)設(shè)置接地連接系統(tǒng)，其接地與儀表信號回路接地不應(yīng)分開。

4.防靜電、防雷接地DCS控制系統(tǒng)的防雷接地可以采取接閃器、引下線和接地體三種方式實(shí)現(xiàn)，接閃器是指避雷針、避雷線、避雷帶可直接接受雷電的部分；引下線是一般用黃綠接地導(dǎo)線活銅棒直接將DCS機(jī)柜接地端子排連接到石油化工裝置防雷接地網(wǎng)中。而防靜電接地可以與保護(hù)接地共用一套接地系統(tǒng)。

5.采用濾波設(shè)施隨著儀器儀表專業(yè)技術(shù)不斷發(fā)展，采用濾波技術(shù)實(shí)現(xiàn)對干擾信號進(jìn)行抑制，顯示出了濾波器對信號干擾抑制的突出優(yōu)勢，在測量回路中加裝適合的濾波器，可以有效削弱測量回路中的電磁干擾作用。

6.屏蔽技術(shù)儀表信號電纜可以選用分層屏蔽和總屏蔽雙重屏蔽實(shí)現(xiàn)儀表傳輸信號保護(hù)，減少干擾因素影響?，F(xiàn)場測量精度要求較高的一次儀表可以選擇采用加裝具有良好導(dǎo)電性能的封閉式外殼，起到隔離和衰減輻射干擾的作用。

三、維護(hù)保養(yǎng)注意事項(xiàng)

為維護(hù)DCS控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，日常的保養(yǎng)工作非常重要，正確的保養(yǎng)可以減少或消除干擾信號的產(chǎn)生，可延長DCS控制系統(tǒng)的壽命。在DCS機(jī)柜間門口處安裝防靜電接地樁，使用防靜電接地地板，進(jìn)行控制系統(tǒng)操作前先通過接地樁消除靜電，溫度要求：在系統(tǒng)控制室或機(jī)柜間的溫度必須控制在15～30℃之內(nèi)；濕度：控制室的濕度必須控制在20～80％之間；空氣微粒：嚴(yán)格控制DCS機(jī)柜間的空氣微粒，減少灰塵的產(chǎn)生。其次還要建立控制室的日常規(guī)章制度，確保控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

四、結(jié)束語

第7篇：控制系統(tǒng)論文范文

[關(guān)鍵詞]數(shù)控系統(tǒng)伺服電機(jī)直接驅(qū)動

中圖分類號：TP2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671－7597(2008)0820116－01

近年來，伺服電機(jī)控制技術(shù)正朝著交流化、數(shù)字化、智能化三個方向發(fā)展。作為數(shù)控機(jī)床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，伺服系統(tǒng)將電力電子器件、控制、驅(qū)動及保護(hù)等集為一體，并隨著數(shù)字脈寬調(diào)制技術(shù)、特種電機(jī)材料技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制技術(shù)的進(jìn)步，經(jīng)歷了從步進(jìn)到直流，進(jìn)而到交流的發(fā)展歷程。本文對其技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢作簡要探討。

一、數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)

（一）開環(huán)伺服系統(tǒng)。開環(huán)伺服系統(tǒng)不設(shè)檢測反饋裝置，不構(gòu)成運(yùn)動反饋控制回路，電動機(jī)按數(shù)控裝置發(fā)出的指令脈沖工作，對運(yùn)動誤差沒有檢測反饋和處理修正過程，采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動器件，機(jī)床的位置精度完全取決于步進(jìn)電動機(jī)的步距角精度和機(jī)械部分的傳動精度，難以達(dá)到比較高精度要求。步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速不可能很高，運(yùn)動部件的速度受到限制。但步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低，且其控制電路也簡單。所以開環(huán)控制系統(tǒng)多用于精度和速度要求不高的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。

（二）全閉環(huán)伺服系統(tǒng)。閉環(huán)伺服系統(tǒng)主要由比較環(huán)節(jié)、伺服驅(qū)動放大器，進(jìn)給伺服電動機(jī)、機(jī)械傳動裝置和直線位移測量裝置組成。對機(jī)床運(yùn)動部件的移動量具有檢測與反饋修正功能，采用直流伺服電動機(jī)或交流伺服電動機(jī)作為驅(qū)動部件?？梢圆捎弥苯影惭b在工作臺的光柵或感應(yīng)同步器作為位置檢測器件，來構(gòu)成高精度的全閉環(huán)位置控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的直線位移檢測器安裝在移動部件上，其精度主要取決于位移檢測裝置的精度和靈敏度，其產(chǎn)生的加工精度比較高。但機(jī)械傳動裝置的剛度、摩擦阻尼特性、反向間隙等各種非線性因素，對系統(tǒng)穩(wěn)定性有很大影響，使閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)安裝調(diào)試比較復(fù)雜。因此只是用在高精度和大型數(shù)控機(jī)床上。

（三）半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的工作原理與全閉環(huán)伺服系統(tǒng)相同，同樣采用伺服電動機(jī)作為驅(qū)動部件，可以采用內(nèi)裝于電機(jī)內(nèi)的脈沖編碼器，無刷旋轉(zhuǎn)變壓器或測速發(fā)電機(jī)作為位置/速度檢測器件來構(gòu)成半閉環(huán)位置控制系統(tǒng)，其系統(tǒng)的反饋信號取自電機(jī)軸或絲桿上，進(jìn)給系統(tǒng)中的機(jī)械傳動裝置處于反饋回路之外，其剛度等非線性因素對系統(tǒng)穩(wěn)定性沒有影響，安裝調(diào)試比較方便。機(jī)床的定位精度與機(jī)械傳動裝置的精度有關(guān)，而數(shù)控裝置都有螺距誤差補(bǔ)償和間隙補(bǔ)償?shù)软?xiàng)功能，在傳動裝置精度不太高的情況下，可以利用補(bǔ)償功能將加工精度提高到滿意的程度。故半閉環(huán)伺服系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用很廣。

二、伺服電機(jī)控制性能優(yōu)越

（一）低頻特性好。步進(jìn)電機(jī)易出現(xiàn)低速時(shí)低頻振動現(xiàn)象。交流伺服電機(jī)不會出現(xiàn)此現(xiàn)象，運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機(jī)械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能，可檢測出機(jī)械的共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)調(diào)整。

（二）控制精度高。交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。例如松下全數(shù)字式交流伺服電機(jī)，對于帶17位編碼器的電機(jī)而言，驅(qū)動器每接收217=131072個脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當(dāng)量為360°/131072=9.89秒。是步距角為1.8°的步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量的1/655。

（三）過載能力強(qiáng)。步進(jìn)電機(jī)不具有過載能力，為了克服慣性負(fù)載在啟動瞬間的慣性力矩，選型時(shí)需要選取額定轉(zhuǎn)矩比負(fù)載轉(zhuǎn)矩大很多的電機(jī)，造成了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象。而交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過載能力，例如松下交流伺服系統(tǒng)中的伺服電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩的三倍，可用于克服啟動瞬間的慣性力矩。

（四）速度響應(yīng)快。步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到額定轉(zhuǎn)速需要200～400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的速度響應(yīng)較快，例如松下MSMA400W交流伺服電機(jī)，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速僅需幾毫秒。

（五）矩頻特性佳。步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)矩會急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300～600RPM。交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為2000RPM或3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩。

三、伺服電機(jī)控制展望

（一）伺服電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展推動加工技術(shù)的高速高精化。80年代以來，數(shù)控系統(tǒng)逐漸應(yīng)用伺服電機(jī)作為驅(qū)動器件。交流伺服電機(jī)內(nèi)是無刷結(jié)構(gòu)，幾乎不需維修，體積相對較小，有利于轉(zhuǎn)速和功率的提高。目前交流伺服系統(tǒng)已在很大范圍內(nèi)取代了直流伺服系統(tǒng)。在當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)中，交流伺服取代直流伺服、軟件控制取代硬件控制成為了伺服技術(shù)的發(fā)展趨勢。由此產(chǎn)生了應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床的伺服進(jìn)給和主軸裝置上的交流數(shù)字驅(qū)動系統(tǒng)。隨著微處理器和全數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的計(jì)算速度大大提高，采樣時(shí)間大大減少。硬件伺服控制變?yōu)檐浖欧刂坪螅蟠蟮靥岣吡怂欧到y(tǒng)的性能。例如OSP-U10/U100網(wǎng)絡(luò)式數(shù)控系統(tǒng)的伺服控制環(huán)就是一種高性能的伺服控制網(wǎng)，它對進(jìn)行自律控制的各個伺服裝置和部件實(shí)現(xiàn)了分散配置，網(wǎng)絡(luò)連接，進(jìn)一步發(fā)揮了它對機(jī)床的控制能力和通信速度。這些技術(shù)的發(fā)展，使伺服系統(tǒng)性能改善、可靠性提高、調(diào)試方便、柔性增強(qiáng)，大大推動了高精高速加工技術(shù)的發(fā)展。

另外，先進(jìn)傳感器檢測技術(shù)的發(fā)展也極大地提高了交流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)性能和定位精度。交流伺服電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)一般選用無刷旋轉(zhuǎn)變壓器、混合型的光電編碼器和絕對值編碼器作為位置、速度傳感器，其傳感器具有小于1μs的響應(yīng)時(shí)間。伺服電動機(jī)本身也在向高速方向發(fā)展，與上述高速編碼器配合實(shí)現(xiàn)了60m/min甚至100m/min的快速進(jìn)給和1g的加速度。為保證高速時(shí)電動機(jī)旋轉(zhuǎn)更加平滑，改進(jìn)了電動機(jī)的磁路設(shè)計(jì)，并配合高速數(shù)字伺服軟件，可保證電動機(jī)即使在小于1μm轉(zhuǎn)動時(shí)也顯得平滑而無爬行。

（二）交流直線伺服電機(jī)直接驅(qū)動進(jìn)給技術(shù)已趨成熟。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動有“旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)＋精密高速滾珠絲杠”和“直線電機(jī)直接驅(qū)動”兩種類型。傳統(tǒng)的滾珠絲杠工藝成熟加工精度較高，實(shí)現(xiàn)高速化的成本相對較低，所以目前應(yīng)用廣泛。使用滾，珠絲杠驅(qū)動的高速加工機(jī)床最大移動速度90m/min，加速度1.5g。但滾珠絲杠是機(jī)械傳動，機(jī)械元件間存在彈性變形、摩擦和反向間隙，相應(yīng)會造成運(yùn)動滯后和非線性誤差，所以再進(jìn)一步提高滾珠絲杠副移動速度和加速度比較難了。90年代以來，高速高精的大型加工機(jī)床中，應(yīng)用直線電機(jī)直接驅(qū)動進(jìn)給驅(qū)動方式。它比滾珠絲杠驅(qū)動具有剛度更高、速度范圍更寬、加速特性更好、運(yùn)動慣量更小、動態(tài)響應(yīng)性能更佳，運(yùn)行更平穩(wěn)、位置精度更高等優(yōu)點(diǎn)。且直線電機(jī)直接驅(qū)動，不需中間機(jī)械傳動，減小了機(jī)械磨損與傳動誤差，減少了維護(hù)工作。直線電機(jī)直接驅(qū)動與滾珠絲杠傳動相比，其速度提高30倍，加速度提高10倍，最大達(dá)10g，剛度提高7倍，最高響應(yīng)頻率達(dá)100Hz，還有較大的發(fā)展余地。當(dāng)前，在高速高精加工機(jī)床領(lǐng)域中，兩種驅(qū)動方式還會并存相當(dāng)長一段時(shí)間，但從發(fā)展趨勢來看，直線電機(jī)驅(qū)動所占的比重會愈來愈大。種種跡象表明，直線電機(jī)驅(qū)動在高速高精加工機(jī)床上的應(yīng)用已進(jìn)入加速增長期。

參考文獻(xiàn)：

[1]《交流伺服電機(jī)控制技術(shù)的研究》，中國測試技術(shù)，鄭列勤，2006.5.

第8篇：控制系統(tǒng)論文范文

對變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的研究開始于上世紀(jì)七十年代。七十年代到九十年代主要研究VAV空調(diào)系統(tǒng)的能耗問題，通過與定風(fēng)量系統(tǒng)(CAV)與常規(guī)的風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)的能耗比較來改善VAV空調(diào)系統(tǒng)。相對CAV空調(diào)系統(tǒng)而言，VAV空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)量和送風(fēng)再熱量都有較大變化，較低的風(fēng)機(jī)能耗及制冷負(fù)荷更加符合節(jié)能要求，對風(fēng)機(jī)采用有效的調(diào)控措施，降低風(fēng)機(jī)能耗是提高VAV空調(diào)系統(tǒng)能效的重要方法。通過對送風(fēng)靜壓的監(jiān)測實(shí)現(xiàn)對送風(fēng)量的控制，送風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速與DDC控制相結(jié)合是這一時(shí)期VAV空調(diào)系統(tǒng)研究的主要方向，變頻調(diào)速與變靜壓控制的有機(jī)結(jié)合使VAV空調(diào)系統(tǒng)具有了更大的節(jié)能空間。

2 變風(fēng)量空調(diào)(VAV)系統(tǒng)控制發(fā)展

VAV空調(diào)系統(tǒng)的控制方式的發(fā)展大體上經(jīng)歷了三個階段：第一個階段，80年代開發(fā)并實(shí)際投入使用的定靜壓定溫度控制形式；第二個階段，90年代前中期開發(fā)并實(shí)際運(yùn)用的定靜壓變溫度控制形式；第三個階段，90年代后期開發(fā)并實(shí)際運(yùn)用的變靜壓變溫度控制形式，在此階段同時(shí)并存的還有總風(fēng)量控制形式，已運(yùn)用于實(shí)踐。

目前，VAV空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)成為歐美發(fā)達(dá)國家集中空調(diào)系統(tǒng)的主流模式。進(jìn)入九十年代后，能源危機(jī)的緊迫使得日本對國內(nèi)七十年代以前建設(shè)的中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行改建或重建，將原有的定風(fēng)量系統(tǒng)改造為變風(fēng)量系統(tǒng)，并加大了對VAV空調(diào)控制系統(tǒng)的研究力度，形成了自己的控制模式及標(biāo)準(zhǔn)。目前，在我國發(fā)達(dá)地區(qū)新建公建項(xiàng)目中采用VAV空調(diào)系統(tǒng)者已占到較大比例。

我國雖然在VAV空調(diào)系統(tǒng)的理論研究上取得了不小的成績，但具體到實(shí)踐上與國外同類研究還有不小的差距，由于VAV空調(diào)系統(tǒng)真正在國內(nèi)大范圍得以推廣使用的時(shí)間還很短，缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，加之該控制技術(shù)相對復(fù)雜，控制環(huán)節(jié)多，尤其是對VAV空調(diào)系統(tǒng)控制部件的復(fù)雜性還存在研究上的困難，關(guān)鍵部件還需國外產(chǎn)品支持，另外價(jià)格較高、實(shí)際工程效果不理想等客觀原因也阻礙了VAV空調(diào)系統(tǒng)的推廣使用。

3 變風(fēng)量空調(diào)(VAV)系統(tǒng)末端控制與裝置

VAV空調(diào)系統(tǒng)的控制機(jī)理并不是很復(fù)雜，末端送風(fēng)裝置是實(shí)現(xiàn)變風(fēng)量功能的關(guān)鍵，而選擇何種控制系統(tǒng)并與末端送風(fēng)裝置進(jìn)行有機(jī)結(jié)合是整個VAV空調(diào)系統(tǒng)最重要的環(huán)節(jié)之一。VAV空調(diào)系統(tǒng)并非是簡單地在定風(fēng)量系統(tǒng)上加裝可調(diào)變速風(fēng)機(jī)及末端裝置，它還包括由多個控制回路所組成的控制系統(tǒng)，要保證VAV空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行隨著空調(diào)負(fù)荷變化而進(jìn)行相應(yīng)改變就必須依靠自動控制系統(tǒng)。變風(fēng)量控制系統(tǒng)的主要作用是：自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)送風(fēng)量以適應(yīng)房間空調(diào)負(fù)荷變化；通過相對獨(dú)立的控制單元分別實(shí)現(xiàn)對不同房間、不同功能區(qū)域的不同溫度參數(shù)要求；能夠根據(jù)負(fù)荷變化自動調(diào)節(jié)送風(fēng)主機(jī)的運(yùn)行頻率以降低空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。

目前在過程控制領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的控制器是常規(guī)PID(比例，積分，微分)控制器，簡單、穩(wěn)定性好、可靠性高等特點(diǎn)使其對于線性定常的控制是非常有效的，一般都能夠得到比較滿意的控制效果，至今在全世界的過程控制中有84％的控制器仍是PID控制器，VAV系統(tǒng)末端裝置也大多采用PID)控制器。

PID控制以其巧妙的構(gòu)思和良好的控制效果一度成為應(yīng)用最廣泛，實(shí)現(xiàn)最簡單的控制策略。PID控制理論內(nèi)涵給人們留下了較大的研究空間，關(guān)于PID參數(shù)自整定的方法也相繼問世，但隨著控制理論及應(yīng)用范圍的不斷發(fā)展，控制對象也日趨復(fù)雜，有些系統(tǒng)的過程模型難以建立，并且具有高度的非線性、時(shí)變性；比如VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的時(shí)變控制，因此傳統(tǒng)的PID控制策略就顯露了它的不足。雖然研究人員試圖通過簡化控制算法或采取優(yōu)化集合控制等來解決這一不足，但效果并不很理想。

基于PID控制所存在的問題，相關(guān)研究人員根據(jù)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)結(jié)合控制技術(shù)在不斷改進(jìn)PID控制算法的基礎(chǔ)上積極尋找其它更為高級的控制方式，通過實(shí)踐，逐步將最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制、模糊控制及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等智能化控制手段應(yīng)用于VAV空調(diào)系統(tǒng)的控制實(shí)踐。

隨著控制技術(shù)、空調(diào)技術(shù)的發(fā)展以及將二者相結(jié)合運(yùn)用于建筑系統(tǒng)的發(fā)展趨勢來看，VAV空調(diào)系統(tǒng)控制技術(shù)從最初的定靜壓控制到變靜壓控制再到后來直接數(shù)字控制、總風(fēng)量控制再到智能化控制已經(jīng)取得了很大的發(fā)展，其中清華大學(xué)有關(guān)學(xué)者提出的總風(fēng)量控制法具有一定影響，該方法不采用靜壓送風(fēng)量，而是根據(jù)壓力無關(guān)型VAV空調(diào)系統(tǒng)末端裝置的設(shè)定風(fēng)量來確定系統(tǒng)送風(fēng)總量并據(jù)此計(jì)算出送風(fēng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而對送風(fēng)量進(jìn)行控制。他們通過對總風(fēng)量控制法與定靜壓控制法、變靜壓控制法的節(jié)能效果比較，認(rèn)為雖然總風(fēng)量控制法的節(jié)能效果雖不如變靜壓控制法，但因其沒有壓力控制環(huán)節(jié)，所以運(yùn)行穩(wěn)定性很好。另外，還有學(xué)者通過分析變VAV空調(diào)系統(tǒng)的局部控制，利用其送風(fēng)末端裝置風(fēng)閥的開度作為各空調(diào)區(qū)域相關(guān)負(fù)荷的指示信號，提出送風(fēng)靜壓優(yōu)化控制方法。

4 變風(fēng)量空調(diào)(VAV)控制系統(tǒng)模型

VAV空調(diào)系統(tǒng)主要應(yīng)用于大中型建筑物，它是全空氣空調(diào)系統(tǒng)與控制技術(shù)相結(jié)合并不斷發(fā)展的產(chǎn)物。與常規(guī)的全空氣空調(diào)系統(tǒng)相比，VAV空調(diào)系統(tǒng)最主要的特點(diǎn)就是在每個空調(diào)房間的送風(fēng)管處設(shè)置一個VAV空調(diào)系統(tǒng)末端裝置(VAV Box)，該末端裝置的主要功能部件是一個風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門或末端調(diào)速風(fēng)機(jī)。

在總風(fēng)量控制下的VAV系統(tǒng)中, 當(dāng)室內(nèi)溫空器實(shí)時(shí)監(jiān)測到實(shí)際溫度超出設(shè)定溫度時(shí)，通過A／D轉(zhuǎn)換將溫差信號由各分支饋線傳輸給末端裝置控制器，并同時(shí)將信號傳輸給VAV系統(tǒng)主控制器。通過對信號的比較處理，改變送風(fēng)主機(jī)運(yùn)行頻率，改變送風(fēng)量。而末端裝置通過調(diào)整閥門開度或風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來控制進(jìn)入房間的送風(fēng)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對各個房間的溫度控制。末端裝置的風(fēng)量調(diào)節(jié)是通過其自身的控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，最簡單的控制方式就是根據(jù)比較房間內(nèi)實(shí)際溫度值與設(shè)定溫度值之間的差值來調(diào)節(jié)末端裝置的風(fēng)閥開度。但這種控制也存在一些問題：當(dāng)某個房間達(dá)到設(shè)定溫度而相應(yīng)末端裝置風(fēng)閥開度保持穩(wěn)定時(shí)，由于其它房間末端裝置響應(yīng)相應(yīng)空調(diào)狀況而做出調(diào)整時(shí)就會影響整個VAV空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)壓力，進(jìn)而改變已調(diào)整穩(wěn)定的房間末端裝置，而空調(diào)負(fù)荷的熱惰性又致使末端裝置不會立刻進(jìn)行調(diào)整性動作，等房間空調(diào)負(fù)荷交得較大并出現(xiàn)溫度波動時(shí)，末端裝置才采取動作，而動作的結(jié)果又反過來影響其它房間末端裝置的控制效果。這樣一種以動態(tài)響應(yīng)為主連續(xù)參量、多環(huán)節(jié)的控制方式來保證環(huán)境溫度與設(shè)定溫度相一致是很困難的，其中任何一個環(huán)節(jié)年問題都會導(dǎo)致運(yùn)行出現(xiàn)故障或是令系統(tǒng)功能大打折扣。比如，在送風(fēng)管道上選擇檢測點(diǎn)的位置如何，能否準(zhǔn)確代表系統(tǒng)送風(fēng)狀況，是否失真，再比如送風(fēng)管道異常漏風(fēng)時(shí)，還有，假如信號抗電磁干擾能力差等都會導(dǎo)致系統(tǒng)送風(fēng)紊亂，送風(fēng)主機(jī)運(yùn)行頻率異常，原有送風(fēng)平衡被破壞，甚至無法進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)整等等問題。

第9篇：控制系統(tǒng)論文范文

1.1PLC的控制過程PLC實(shí)現(xiàn)控制的過程一般有以下幾個步驟：（1）輸入刷新。（2）運(yùn)行用戶程序。（3）輸出刷新。（4）再輸入刷新。（5）再運(yùn)行用戶程序。（6）再輸出刷新。系統(tǒng)不斷反復(fù)循環(huán)運(yùn)行，在運(yùn)行的同時(shí)系統(tǒng)會作公共處理，包括循環(huán)時(shí)間監(jiān)控、外設(shè)服務(wù)及通信處理等。

1.2PLC的控制方式不同的PLC的控制方式不盡相同，主要有開關(guān)量的邏輯控制、模擬量控制、運(yùn)動控制、過程控制等四種控制方式。

2PLC通信網(wǎng)絡(luò)

從通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域和功能來看,通信網(wǎng)絡(luò)可分為工控管理級網(wǎng)絡(luò)(如ETHERNET)、控制級網(wǎng)絡(luò)(如CON儀OLNET、MODBUSPLUS等)、現(xiàn)場設(shè)備級網(wǎng)絡(luò)(如現(xiàn)場總線)和遠(yuǎn)程I/O。

2.1工控管理級網(wǎng)絡(luò)為了滿足企業(yè)級的管理需求，該層網(wǎng)絡(luò)主要,提供實(shí)時(shí)、高速、大容量的數(shù)據(jù)交換,與企業(yè)各管理部門互連,為企業(yè)MIS提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),依據(jù)上層決策實(shí)施控制系統(tǒng)的優(yōu)化工作。以西門子的SINECL1為例，其主要功能為PLC及其與上位機(jī)間的互連。連接設(shè)備有PLC和PC，以同軸電纜，光纖為介質(zhì)，節(jié)點(diǎn)是1024，速率為10Mbps?？刂频木嚯x分為兩種，同軸電纜是1500m或者光纖是4600m。而且以總線型為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。工控管理網(wǎng)及其發(fā)展特點(diǎn)有：開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、光纖介質(zhì)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活、高速性、WEB技術(shù)支持。

2.2控制網(wǎng)絡(luò)與工控管理級網(wǎng)絡(luò)相比，控制網(wǎng)絡(luò)具有明顯的兩大特點(diǎn)：第一是控制網(wǎng)絡(luò)主要用于生產(chǎn)設(shè)備的控制，對生產(chǎn)過程的狀態(tài)檢測、監(jiān)視與控制；第二是控制網(wǎng)絡(luò)要求具備實(shí)時(shí)性、安全性和可靠性，數(shù)據(jù)傳輸量一般較小。以西門子的SINECL1為例，雖然以總線型為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但是其主要功能為PLC間互連。連接設(shè)備有PLC，以雙絞線為介質(zhì)，節(jié)點(diǎn)是僅僅為31，速率為9.6kbPs?？刂频木嚯x只有50km。控制級網(wǎng)絡(luò)及其發(fā)展具有的特點(diǎn)：通信速率更高、網(wǎng)絡(luò)范圍更廣、結(jié)構(gòu)靈活、介質(zhì)簡單、擴(kuò)展性更好。與工控管理網(wǎng)、現(xiàn)場設(shè)備級網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。

2.3現(xiàn)場設(shè)備級網(wǎng)絡(luò)在該層網(wǎng)絡(luò)中，是需要應(yīng)用現(xiàn)場總線的，現(xiàn)場總線是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、儀表技術(shù)以及控制技術(shù)高度集成起來的一種全數(shù)字化、串行、雙向、多站的通信網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場總線也是當(dāng)前控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。功能是PLC與現(xiàn)場設(shè)備的互連,在當(dāng)前PLC產(chǎn)品的現(xiàn)場總線中,西門子的PROFIBUS和A一B廠家的的DEVICENET是應(yīng)用較為廣泛的。

2.4遠(yuǎn)程I/O遠(yuǎn)程I/O作為很早推出的通信技術(shù),它向高速率、高可靠性的方向發(fā)展,同時(shí)也向分布式I/O方向發(fā)展。SIEMENS公司的S7系列就是具有分布式I/O的能力。

3結(jié)論