開(kāi)篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇自動(dòng)控制論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。

自動(dòng)控制論文:基于Profibus的SBR工藝污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)

摘要：在污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)中采用現(xiàn)場(chǎng)總線和冗余技術(shù)提高了信號(hào)傳輸?shù)木群蜏?zhǔn)確性，解決了傳統(tǒng)控制方案中敷線過(guò)多的問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的可靠性和擴(kuò)展性。該系統(tǒng)采用了三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：管理級(jí)、控制級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)；具有設(shè)計(jì)先進(jìn)、易于擴(kuò)展和運(yùn)行安全可靠等特點(diǎn)。實(shí)際運(yùn)行效果非常明顯。

關(guān)鍵詞：Profibus SBR 冗余技術(shù) 分布式I/O模塊

0　引言

進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)的環(huán)保事業(yè)迅速發(fā)展，工業(yè)廢水、生活污水的凈化處理成為當(dāng)務(wù)之急。投 資少、運(yùn)行靈活的SBR處理工藝得到廣泛的應(yīng)用。SBR工藝早在1904年就被開(kāi)發(fā)，由于當(dāng)時(shí)的 自動(dòng)化水平比較低，所以沒(méi)有得到推廣應(yīng)用，而近年來(lái)隨著自動(dòng)化技術(shù)、設(shè)備及在線監(jiān)測(cè)儀 表的發(fā)展，使得對(duì)污水處理的自動(dòng)化成為可能。同時(shí)對(duì)污水處理工藝進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí) 控制是提高污水處理效率、降低處理能耗的關(guān)鍵。SBR反應(yīng)主要是在反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行的，該工 藝 主要由進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水和閑置等五個(gè)階段組成。SBR工藝的處理效果主要取決于其 運(yùn)行參數(shù)，其中主要參數(shù)包括各反應(yīng)段時(shí)間以及曝氣強(qiáng)度。一般采用以PLC為優(yōu)秀的工藝過(guò) 程自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)控制鼓風(fēng)機(jī)、水泵、電動(dòng)閥等設(shè)備?及各?反應(yīng)段時(shí)間，使水質(zhì)達(dá)到 國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)?準(zhǔn)。

由此可見(jiàn)，污水處理是一個(gè)多參量(如液位、水質(zhì)成分、流量、壓力等)、多任務(wù)(如污水輸 送、風(fēng)量控制、水泵的啟停等)、多設(shè)備(如格柵機(jī)、水泵、鼓風(fēng)機(jī)、閥門等) 且具有隨機(jī)性 、時(shí)變性和耦合性的復(fù)雜系統(tǒng)。因此，污水處理應(yīng)由一個(gè)智能監(jiān)控與綜合管理系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行現(xiàn) 代化的管理，使之安全可靠地運(yùn)行。

1　現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

在污水處理廠中，現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備分布范圍比較廣，如果采用傳統(tǒng)的控制方案，勢(shì)必要敷設(shè)大 量的控制和信號(hào)電纜，浪費(fèi)大量的人力和物力，十分不經(jīng)濟(jì)，同時(shí)使系統(tǒng)復(fù)雜，可靠性降低 。采用目前比較流行的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，可以降低成本，同時(shí)提高系統(tǒng)的可靠性，使系統(tǒng)易于 擴(kuò)展和維護(hù)。Profibus是Process Fieldbus的縮寫，是一種國(guó)際性的開(kāi)放式的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn) 。目前世界上多數(shù)自動(dòng)化技術(shù)生產(chǎn)廠家都為它們的自動(dòng)化設(shè)備提供Profibus通信接口。Profibus已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于加工制造、過(guò)程控制和樓宇自動(dòng)化，是一項(xiàng)成熟的技術(shù)。Profibus根據(jù) 應(yīng)用特點(diǎn)可分為Profibus DP, Porfibus FMS, Profibus PA等三個(gè)兼容版本。Profibus DP是 經(jīng)過(guò)高速優(yōu)化的、廉價(jià)的通信鏈路，專為自控系統(tǒng)和設(shè)備級(jí)分散式I/O之間設(shè) 計(jì)的接口；使 用Profibus總線模塊用于分布式控制系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)傳輸可以取代昂貴的24 V或0～20 mA并行信號(hào)線。 Profibus?FMS解決車間級(jí)普通的通信任務(wù)，提供大量數(shù)據(jù)通信服務(wù)，提供中等任務(wù)的傳輸 速度。

2　系統(tǒng)組成及功能設(shè)計(jì)

現(xiàn)代化的污水處理系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)管理與控制一體化，實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化。控制系統(tǒng)不僅與 下層控制設(shè)備有良好的接口，而且具有與上層管理系統(tǒng)集成的接口，同時(shí)具有可擴(kuò)展性。所 以現(xiàn)代化污水處理系統(tǒng)要求在底層采用現(xiàn)場(chǎng)總線或者工業(yè)以太網(wǎng)等技術(shù)，上層則選用優(yōu)秀的 監(jiān)控組態(tài)軟件。為了加強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，使整個(gè)系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間無(wú)故障地運(yùn)行，需要采用容 錯(cuò)技術(shù)。 根據(jù)全集成自動(dòng)化（Totally Integrated Automation）的思想，將污水廠 控制系統(tǒng)分為管理級(jí)、控制級(jí)、現(xiàn)場(chǎng)級(jí)。

（1）管理級(jí)。管理級(jí)是系統(tǒng)的優(yōu)秀部分，完成對(duì)污水處理過(guò)程各部分的管理和控制 ，并實(shí)現(xiàn)廠級(jí)的辦公自動(dòng)化。管理級(jí)提供人機(jī)接口，是整個(gè)控制系統(tǒng)與外部信息交換的界面 。管理級(jí)的各臺(tái)計(jì)算機(jī)具有相互通訊的功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換或共享。考慮到管理層功能結(jié)構(gòu) 的層次性和可分割性，采用客戶/服務(wù)器（Client／Server）的體系結(jié)構(gòu)。服務(wù)器選用 大型的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，滿足開(kāi)放、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理方式的要求。服務(wù)器具有遠(yuǎn)程控制操 作功能、狀態(tài)顯示功能、數(shù)據(jù)處理功能、報(bào)警功能、報(bào)表功能、通訊功能和冗余功能等。廠 中心控制室中設(shè)備包括：兩臺(tái)安裝Siemens公司W(wǎng)inCC監(jiān)控組態(tài)軟件的冗余服務(wù)器作為上位機(jī) ，兩臺(tái)服務(wù)器安裝WinCC組態(tài)軟件的完全版以及冗余軟件包，兩臺(tái)服務(wù)器互為備用，實(shí)現(xiàn)冗 余，提高系統(tǒng)的可靠性。裝有WinCC運(yùn)行版的PC機(jī)作為監(jiān)控工程師操作站。這種配置的最主 要的優(yōu)點(diǎn)是保證數(shù)據(jù)的完整性和監(jiān)控操作的連續(xù)性。如果一個(gè)WinCC服務(wù)器出現(xiàn)故障，該服 務(wù)器的客戶機(jī)自動(dòng)從發(fā)生故障的服務(wù)器切換到備用的服務(wù)器上，使所有的客 戶機(jī) 始終可以監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程，修復(fù)后的服務(wù)器回到系統(tǒng)后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)歸檔數(shù)據(jù)的匹配。

管理級(jí)現(xiàn)場(chǎng)總線選擇Profibus?FMS總線，冗余服務(wù)器作為Profibus?FMS現(xiàn)場(chǎng)總線的主站 ，通過(guò)CP通信模塊與Profibus?FMS現(xiàn)場(chǎng)總線連接。

（2）控制級(jí)。控制級(jí)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的關(guān)鍵，也是管理級(jí)與現(xiàn)場(chǎng)級(jí)之間的樞紐層。 其主要功能是接受管理層設(shè)置的參數(shù)或命令，對(duì)污水處理生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制，同時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)狀 態(tài)輸送到管理層。控制級(jí)要求具有高可靠性，所以在系統(tǒng)的關(guān)鍵部分中要采用冗余技術(shù)。控 制器是整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)秀，所以在控制級(jí)中，采用兩個(gè)Siemens公司CPU315?2DP型PLC組成冗 余 控制器，一個(gè)為主站，一個(gè)為備用站。兩個(gè)PLC之間通過(guò)并行總線通訊，進(jìn)行信息交換，相 互監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備冗余。每個(gè)PLC上安裝一塊Profibus?FMS通信模塊CP與Profibus?FM S現(xiàn)場(chǎng)總線連接，PLC作為Profibus?FMS現(xiàn)場(chǎng)總線的從站，作為控制系統(tǒng)的下位機(jī)，通過(guò)總 線 與上位機(jī)通信。Siemens公司S7 315?2DP型號(hào)PLC具有Profibus?DP網(wǎng)絡(luò)通訊接口，可作為Profibus?DP現(xiàn)場(chǎng)總線的主站。兩個(gè)S7 315?2DP主站建立冗余配置的Profibus－DP現(xiàn)場(chǎng)總線系 統(tǒng)，與控制現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程分布式智能I／O模塊連接，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和傳感器通信。

（3）現(xiàn)場(chǎng)級(jí)。現(xiàn)場(chǎng)級(jí)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)。現(xiàn)場(chǎng)級(jí)主要由一次儀表（如液位計(jì)、DO 傳感器等）、控制設(shè)備等組成。其功能主要是對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的狀態(tài)、傳感器參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并 把監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)上傳；接受控制級(jí)的指令對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。由于控制設(shè)備比較分散，在 傳統(tǒng)的工廠內(nèi)，輸入／輸出設(shè)備連接到一個(gè)集中的機(jī)架，在設(shè)備改變和系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，導(dǎo)致接 線工作量大，成本高，柔性度低。通過(guò)開(kāi)放的、標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)來(lái)連接部件，應(yīng)用Siemens公司ET200分布式I/O是解決這些問(wèn)題的最佳方案。分布式配置意味著可編程序控制 器、I/O模塊和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通過(guò)稱為現(xiàn)場(chǎng)總線的信號(hào)電纜連接。將輸入/輸出模塊轉(zhuǎn)換成就地監(jiān) 測(cè)器和執(zhí)行器，可就地轉(zhuǎn)換和處理過(guò)程信號(hào)。可像集中配置那樣進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。在控制點(diǎn)比 較集中的控制現(xiàn)場(chǎng)配置一個(gè)遠(yuǎn)程分布式智能I／O模塊ET200M，現(xiàn)場(chǎng)I／O信號(hào)直接輸入I／O模 塊，每個(gè)ET200M 模塊上安裝有兩塊IM153－2型號(hào)帶有Profibus?DP接口的模塊，與冗余Profibus?DP現(xiàn)場(chǎng) 總線分別 連接。ET200M模塊采用活動(dòng)總線式底板（Active Bus Module），所有模塊可以帶電熱插拔 ，便于維修。

在以上的配置中，系統(tǒng)重要的部分采用冗余技術(shù)，使整個(gè)控制系統(tǒng)具有極高的可靠性， 可以實(shí)現(xiàn)每天24小時(shí)不間斷工作。根據(jù)此設(shè)計(jì)思想和關(guān)鍵技術(shù)方案分析得出系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 見(jiàn)圖1。

3　智能傳感器

污水處理過(guò)程中，需要實(shí)時(shí)地在線監(jiān)測(cè)各種水質(zhì)參數(shù)以保證準(zhǔn)確的工藝運(yùn)行參數(shù)和及時(shí) 顯示處理結(jié)果。在本系統(tǒng)中涉及到的傳感器數(shù)量大、種類多，包括溫度、pH、SS（固體懸浮 物)、DO（溶解氧）、COD、液位傳感器以及ORP（氧化還原電位）儀、流量計(jì)、壓力計(jì)等。 傳感 器全部采用德國(guó)Endress+Hauser公司的產(chǎn)品，這些傳感器都帶有Profibus?DP接口，利用智 能接口，這些儀表能與自動(dòng)化過(guò)程控制系統(tǒng)集成，這樣獲得的所有過(guò)程參數(shù)可以集中顯示， 同時(shí)作為工藝的控制參數(shù)。

由于污水成分比較復(fù)雜，具有腐蝕性，因此選用超聲波液位計(jì)測(cè)量液位，避免直接與污 水接觸，并且反應(yīng)速度快，帶有總線接口具有遠(yuǎn)傳功能，直接輸送到PLC，同時(shí)具有就地顯 示的功能，參數(shù)設(shè)置簡(jiǎn)單、操作方便。 在污水廠的進(jìn)水總管和出水總管分別安裝SS、溫度 、pH和COD傳感器，測(cè)得進(jìn)水水質(zhì)參數(shù)用于反應(yīng)控制，出水參數(shù)用于監(jiān)測(cè)工藝的運(yùn)行效果， 以防止處理后不合格的水排出。

在反應(yīng)池的厭氧區(qū)內(nèi)裝有ORP計(jì)，測(cè)量厭氧區(qū)的氧化還原電位，反映生物硝化脫氮的情 況，同時(shí)決定是否需要從好氧區(qū)回流污泥。好氧池內(nèi)裝有DO傳感器用于控制曝氣量 ，根據(jù)污水中的溶解氧含量決定空氣管電動(dòng)閥的開(kāi)度，從而控制曝氣量。SS傳感器用于監(jiān)測(cè) 污水中固體懸浮物的濃度。在空氣總管上安裝有壓力計(jì)，根據(jù)空氣總管空氣的壓力來(lái)控制 鼓風(fēng)機(jī)的啟停以及實(shí)現(xiàn)變 頻調(diào)速。在滿足工藝要求的同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

4　上位機(jī)組態(tài)軟件

上位機(jī)系統(tǒng)要求：具有與多臺(tái)下位機(jī)系統(tǒng)通訊的能力，實(shí)時(shí)監(jiān)控多臺(tái)下位機(jī)的工作狀態(tài) ，顯示生產(chǎn)過(guò)程中的工作曲線；具有遠(yuǎn)程控制能力；向下位機(jī)采集數(shù)據(jù)，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存 儲(chǔ)、查詢、顯示、打印等。因此，在一個(gè)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中，投入運(yùn)行的監(jiān)控組態(tài)軟件是系統(tǒng) 的數(shù)據(jù)收集處理中心、遠(yuǎn)程監(jiān)視中心和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中心，處于運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控組態(tài)軟件與各種 控制、檢測(cè)設(shè)備（如PLC、智能儀表等）共同構(gòu)成能快速響應(yīng)的控制中心。優(yōu)秀的組態(tài)軟件 是實(shí)現(xiàn)上位機(jī)功能的基礎(chǔ)。

選用Siemens公司W(wǎng)inCC(Windows Control Center)5.0組態(tài)軟件。WinCC具有控制自 動(dòng)化過(guò)程的強(qiáng)大功能，是基于個(gè)人計(jì)算機(jī)，同時(shí)具有極高性價(jià)比的SCADA級(jí)操作監(jiān)視系統(tǒng) 。在兩臺(tái)服務(wù)器上安裝服務(wù)器版和冗余軟件包，客戶機(jī)安裝運(yùn)行版。

該監(jiān)控軟件的結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)圖2。監(jiān)控組態(tài)軟件的功能及特點(diǎn)：

（1）友好的人機(jī)界面，控制操作方便。在中心控制室能對(duì)全系統(tǒng)被控設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制， 如啟停設(shè)備，在線設(shè)置PLC中程序的某些工藝參數(shù)等。

（2）實(shí)時(shí)畫面顯示功能。用圖形實(shí)時(shí)地顯示各現(xiàn)場(chǎng)被控設(shè)備的運(yùn)行工況，以及現(xiàn)場(chǎng)的狀 態(tài)參數(shù)。用模擬儀表、趨勢(shì)圖、曲線、柱狀圖動(dòng)態(tài)顯示參數(shù)的實(shí)時(shí)變化情況，使生產(chǎn)管理人 員能夠快速、清晰地了解整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)行情況。

（3）數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)，供統(tǒng)計(jì)分析使用。工作人員可以定期把歷史數(shù)據(jù)庫(kù)備份到其它存儲(chǔ)介質(zhì)，以便于歷史數(shù)據(jù)的查詢。利用數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和分析 ，得出一些有用的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，有利于優(yōu)化SBR工藝的閉環(huán)控制。

（4）報(bào)警功能。當(dāng)參數(shù)超過(guò)設(shè)定范圍或設(shè)備（如電機(jī)啟停、閥門開(kāi)關(guān)）發(fā)生故障時(shí)，可根據(jù)組態(tài)發(fā)出不同等級(jí)的聲光報(bào)警，如屏幕顯示報(bào)警信息、打印機(jī)輸出報(bào)警信息等。可根據(jù) 報(bào)警信息自動(dòng)切換到相應(yīng)的監(jiān)控畫面。所有的報(bào)警信息均被記錄在報(bào)警數(shù)據(jù)庫(kù)中，便于以后 的事故分析使用。

（5）報(bào)表打印功能。可以實(shí)現(xiàn)報(bào)表和圖形打印以及各種事件和報(bào)警實(shí)時(shí)打印。打印方 式分為定時(shí)打印和事件觸發(fā)打印。

（6）通訊功能。WinCC是基于標(biāo)準(zhǔn)的Windows平臺(tái)開(kāi)發(fā)的SCADA系統(tǒng)軟件，充分考慮了與其它 系統(tǒng)交換信息的必要性，支持如DDE，OLE，ODBC，OPC和SQL等標(biāo)準(zhǔn)。可以提供多種方式與上 層系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換。

（7）冗余功能。兩臺(tái)裝有WinCC組態(tài)軟件的服務(wù)器互為冗余，確保數(shù)據(jù)完整。

5　控制軟件編程

一套理想的軟件不只限于滿足工藝要求，而且要考慮到現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的各種特殊情況，因 此必須可靠、實(shí)用、易修改。

5.1　控制規(guī)律

軟件編程的主要依據(jù)為生產(chǎn)工藝提供的控制規(guī)律。同一種處理工藝可能會(huì)有不同的控制 策略，根據(jù)目前的研究狀況，SBR工藝的控制可以分為三種：一種是生物濃度法。是指根據(jù) 在線測(cè) 得的水質(zhì)參數(shù)與設(shè)定參數(shù)形成閉環(huán)控制；第二種是反應(yīng)時(shí)間控制。對(duì)于時(shí)間控制規(guī)律而言， 它是根據(jù)對(duì)SBR反應(yīng)的五個(gè)階段所需要的時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)控制的。第三種是流量程序控制。是 根據(jù)污水流量的變化來(lái)調(diào)整各個(gè)階段所需時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)控制。后兩種控制方法都不是根據(jù)廢 水的水質(zhì)變化來(lái)改變某些運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)控制的。

生物濃度控制的基本思想是動(dòng)態(tài)的控制SBR的反應(yīng)時(shí)間使其中的有機(jī)物濃 度（用COD或BO D表示）達(dá)到允許的排放標(biāo)準(zhǔn)，就停止曝氣。在線測(cè)定有機(jī)物濃度的BOD或COD傳感器比較貴 ，一般都在幾十萬(wàn)元，目前還沒(méi)有應(yīng)用報(bào)道，而且實(shí)時(shí)性比較差，反應(yīng)時(shí)間慢。試驗(yàn)表明： 在SBR法的反應(yīng)階段在一定混合物濃度和溫度的條件下，對(duì)一定的廢水而言，反 應(yīng)池中的BOD和COD濃度與耗氧速率（OUR）及氧化還原電位（ORP）有密切的關(guān)系。一般說(shuō)來(lái) ，有機(jī)物濃度越低，則OUR越低而ORP越高，因此可以通過(guò)OUR與ORP來(lái) 監(jiān)測(cè)有機(jī)物濃度的變化，進(jìn)而通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)自動(dòng)控制反應(yīng)過(guò)程。[KG)]

時(shí)間控制程序是根據(jù)對(duì)SBR反應(yīng)池的五個(gè)運(yùn)行階段所需要的時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)控制。該方法 不是根據(jù)污水的水質(zhì)變化來(lái)改變某些運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)控制。對(duì)于進(jìn)水時(shí)間、曝氣時(shí)間、 沉淀時(shí)間、排水時(shí)間及閑置時(shí)間均可由上位機(jī)設(shè)定。SBR反應(yīng)池的各段工藝過(guò)程及其執(zhí)行時(shí) 間均嚴(yán)格按時(shí)序進(jìn)行，每個(gè)反應(yīng)池的任何設(shè)備均可通過(guò)電氣柜上的手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)改變 其狀態(tài)，但均不能改變PLC所設(shè)定的工作時(shí)序，并且一旦切入自動(dòng)狀態(tài)后便進(jìn)入PLC所設(shè)定的 時(shí)序。在自動(dòng)狀態(tài)下，操作人員在中心控制室可以通過(guò)人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控操作。現(xiàn)場(chǎng)設(shè) 備的工作狀態(tài)均送上位機(jī)顯示。

5.2　控制程序

根據(jù)以上情況，對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)了兩種控制程序，可根據(jù)實(shí)際情況由上位機(jī)選擇運(yùn)行。

（1）生物濃度法控制程序。生物濃度法采用反饋控制，利用在線測(cè)得的進(jìn)水水質(zhì)參 數(shù)作為輸入，按照預(yù)先確定好的控制模型進(jìn)行運(yùn)算，然后用計(jì)算的結(jié)果作為輸出控制現(xiàn)場(chǎng)的 設(shè)備，動(dòng)態(tài)控制反應(yīng)時(shí)間，以達(dá)到控制反應(yīng)的目的。

（2）時(shí)間控制程序。①本控制系統(tǒng)嚴(yán)格按照時(shí)序、按順序工作。②允許在工作過(guò)程 中任意進(jìn)行遙控、自控切換且不影響工作時(shí)序。

6　結(jié)語(yǔ)

在污水處理控制系統(tǒng)中采用現(xiàn)場(chǎng)總線改變了傳統(tǒng)的全模擬量傳輸?shù)姆绞剑诂F(xiàn)場(chǎng)總線級(jí) 實(shí)現(xiàn)了數(shù)字量傳輸，達(dá)到了提高信號(hào)傳送精度，增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)控制靈活性，降低現(xiàn)場(chǎng)儀表初裝費(fèi) 和設(shè)計(jì)施工費(fèi)用，減少電纜敷設(shè)，易于維護(hù)和擴(kuò)展的目的。該自動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)在浙江海寧 污水處理廠投入運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了污水處理SBR工藝的自動(dòng)控制，提高了污水處理的效率和效果， 同時(shí)降低了能耗，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

自動(dòng)控制論文:流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)抗干擾能力的研究

摘要：本文闡述在國(guó)內(nèi)一些自來(lái)水公司水廠應(yīng)用流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程中所遇干擾問(wèn)題，并通過(guò)具體實(shí)驗(yàn)找到解決干擾問(wèn)題的方法，為流動(dòng)電流自控系統(tǒng)在有干擾存在的情況下的應(yīng)用提供了重要經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：流動(dòng)電流 混凝 投藥 自動(dòng)控制 抗干擾

1. 流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)的檢測(cè)控制原理

混凝投藥是水處理工藝中的重要環(huán)節(jié)之一，位于水處理工藝的前端。投藥量的多少直接影響后續(xù)工藝的處理效果，因此，研究該環(huán)節(jié)的自動(dòng)控制非常有意義，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者都對(duì)其進(jìn)行了廣泛深入的研究。這些研究中，應(yīng)用的最為成功的當(dāng)屬流動(dòng)電流混凝投藥自控技術(shù)。該技術(shù)在80年代開(kāi)始應(yīng)用，到了90年代已經(jīng)被大量的國(guó)內(nèi)外水廠所采用。[1]

流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制技術(shù)的原理為：水中膠體粒子加藥后，其ζ電位會(huì)發(fā)生變化，從而引起流動(dòng)電流的變化，膠體電荷遠(yuǎn)程傳感器通過(guò)檢測(cè)流動(dòng)電流的變化可以準(zhǔn)確地反映水中加藥量的多少，并傳遞信號(hào)給檢測(cè)控制儀，控制儀根據(jù)傳感器傳遞來(lái)的信號(hào)，經(jīng)過(guò)程序的處理，輸出控制信號(hào)給變頻柜，通過(guò)改變供電頻率來(lái)調(diào)整投藥泵的投藥量，使之達(dá)到最佳值。

干擾問(wèn)題是流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)在生產(chǎn)應(yīng)用中常遇到的重要問(wèn)題，常由于不能及時(shí)排除干擾而致應(yīng)用失敗。相反地，干擾問(wèn)題卻很少得到報(bào)道。本文提供幾則排除干擾的實(shí)例，可供工程界參考。 2. 流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)的干擾原因

流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)在實(shí)際工程中遇到的干擾主要有以下的兩方面原因：

水質(zhì)及混凝藥劑方面；由于流動(dòng)電流控制系統(tǒng)的檢測(cè)裝置傳感器是直接與水樣接觸的，因此，如水中含有大量藻類、大量有機(jī)污染物、混凝藥劑為有機(jī)高分子藥劑或粘附性強(qiáng)的藥劑會(huì)沾污傳感器探頭，造成檢測(cè)信號(hào)失真，從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)不能正常的進(jìn)行控制工作。

電控方面；流動(dòng)電流控制系統(tǒng)的傳感信號(hào)和控制信號(hào)均為弱電信號(hào)，因此一旦有強(qiáng)電信號(hào)在流動(dòng)電流控制系統(tǒng)的傳感或控制信號(hào)線附近存在時(shí)就會(huì)產(chǎn)生干擾，會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)的正常工作產(chǎn)生影響；當(dāng)傳感器接地不符合要求時(shí)，也會(huì)對(duì)流動(dòng)電流的檢測(cè)造成干擾；電源的污染（如動(dòng)力電源存在大幅度的電壓或電流變化）、控制系統(tǒng)周圍有強(qiáng)電信號(hào)源（如大的電控柜、控制器等）、控制系統(tǒng)所放置的房間屏蔽不好內(nèi)的都會(huì)造成流動(dòng)電流控制系統(tǒng)的干擾，影響流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)的正常工作。

流動(dòng)電流投藥控制系統(tǒng)遇到干擾，可能出現(xiàn)檢測(cè)值無(wú)規(guī)律的上下波動(dòng)、檢測(cè)值定時(shí)定向的有規(guī)律變化、計(jì)量泵的投藥量不能及時(shí)隨檢測(cè)值變化而變化等現(xiàn)象。此時(shí)流動(dòng)電流控制系統(tǒng)已不能準(zhǔn)確及時(shí)的隨水質(zhì)水量的變化進(jìn)行投藥量的控制，必須找到干擾源并加以排除才能使其恢復(fù)正常工作。

3. 流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)干擾問(wèn)題及解決方法實(shí)例

3.1 流動(dòng)電流混凝投藥控制系統(tǒng)由混凝藥劑所引起的干擾

3.1.1 應(yīng)用水廠情況簡(jiǎn)介

該水廠位于四川某城市，水廠原水為黃河水，平時(shí)濁度為100~1000NTU，最高濁度10000NTU以上，pH為中性，其余的水質(zhì)指標(biāo)無(wú)特異的變化。該水廠的工藝流程見(jiàn)下圖1。

3.1.2 初始應(yīng)用情況

流動(dòng)電流控制系統(tǒng)安裝完成后，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。開(kāi)始兩天系統(tǒng)采用手動(dòng)控制的方式運(yùn)行，檢測(cè)值比較穩(wěn)定可以隨著原水濁度變化及時(shí)調(diào)整混凝劑的投加量，兩天后改為自動(dòng)控制，開(kāi)始時(shí)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，但隨著時(shí)間的推移檢測(cè)值變得很不穩(wěn)定，檢測(cè)值在一天之內(nèi)在水質(zhì)水量都無(wú)很大變化的情況下發(fā)生數(shù)次無(wú)規(guī)律的變化，混凝劑投量無(wú)法達(dá)到自動(dòng)控制，導(dǎo)致澄清池的出水時(shí)清時(shí)渾不能達(dá)到出水水質(zhì)要求。具體情況見(jiàn)下面圖2。

3.1.3 解決方法的研究

根據(jù)以上分析，進(jìn)行了逐項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)研究。首先，排除儀器設(shè)備存在質(zhì)量問(wèn)題，逐一更換了流動(dòng)電流檢測(cè)系統(tǒng)中的各部裝置，從傳感器到控制儀都用嶄新的并經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢驗(yàn)的儀器進(jìn)行替代實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)檢測(cè)值仍然呈不定時(shí)無(wú)規(guī)律變化，從而確定不是儀器質(zhì)量問(wèn)題。其次，排除了電源污染的因素，認(rèn)真檢查了電源并對(duì)其周圍的用電單位進(jìn)行了細(xì)致的調(diào)查，確認(rèn)該廠內(nèi)部及周圍不存在能對(duì)其動(dòng)力電源造成污染的污染源。并且由以上紀(jì)錄情況可知，流動(dòng)電流檢測(cè)值的變化是無(wú)規(guī)律的而且是不定時(shí)的，這樣就可以排除是由于象定時(shí)電源污染引起的定時(shí)干擾的存在。由于流動(dòng)電流的檢測(cè)值的變化是逐漸出現(xiàn)而不是一開(kāi)始運(yùn)行就有的，因此可以排除由電控方面的干擾所引起的。再次，對(duì)流動(dòng)電流控制系統(tǒng)傳感器的接地情況進(jìn)行了重新檢查，經(jīng)過(guò)仔細(xì)的分析和測(cè)試，確定其傳感器的地線不合要求。因此，重新進(jìn)行了傳感器的地線安裝，以三根銅管焊接而成的柱體為接地線的基礎(chǔ)，并深埋入地面1.5米以下，測(cè)得的電阻R〈1Ω，完全符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。改造完成后進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)在無(wú)計(jì)量泵的啟停時(shí)流動(dòng)電流系統(tǒng)可以正常工作，檢測(cè)值變化穩(wěn)定及時(shí)。接下來(lái)將變頻控制柜的安裝位置移至電控間，而自動(dòng)控制儀仍留在值班室。方案實(shí)施后，流動(dòng)電流控制系統(tǒng)仍然未能正常的工作，經(jīng)一周的監(jiān)測(cè)，檢測(cè)值仍然不穩(wěn)定，投藥量也不能得到很好的控制。最后，取混凝劑進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在高濁度水的情況下使用了含有有機(jī)高分子成分的助凝劑。因此，改變了高分子助凝劑的投加點(diǎn)，使其在流動(dòng)電流取樣完成后再投加，而助凝劑的控制采用按一定的比例投加的方式。方案實(shí)施后，經(jīng)半月的監(jiān)測(cè)流動(dòng)電流混凝投藥控制系統(tǒng)檢測(cè)值穩(wěn)定，投藥量得到很好的控制，出水水質(zhì)達(dá)到所要求的標(biāo)準(zhǔn)。圖3是一天運(yùn)行情況的紀(jì)錄。

3.2 流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)由于電源污染所造成的干擾

3.2.1 應(yīng)用水廠情況簡(jiǎn)介

此水廠位于山東沿海某城市。該水廠原水為地表水，常年濁度為20~30NTU，最高濁度100NTU，pH為中性，其余的水質(zhì)指標(biāo)無(wú)特異的變化。該水廠的工藝流程見(jiàn)下圖4。

投藥點(diǎn)在進(jìn)水管管式混合器之前，傳感器的取樣點(diǎn)設(shè)在管式混合器出口處。傳感器設(shè)在靠近取樣點(diǎn)的反應(yīng)池壁上。

3.2.2 流動(dòng)電流的初始應(yīng)用情況

流動(dòng)電流控制系統(tǒng)安裝完成后，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。開(kāi)始兩天系統(tǒng)采用手動(dòng)控制的方式運(yùn)行，檢測(cè)值比較穩(wěn)定。兩天后開(kāi)始自動(dòng)控制，第一天運(yùn)行基本穩(wěn)定，但發(fā)現(xiàn)在上午7-8時(shí)及下午4-5時(shí)，檢測(cè)值發(fā)生有規(guī)律變化。在上午7-8時(shí)之間，檢測(cè)值在加藥量及水質(zhì)不變的情況下會(huì)向上波動(dòng)，導(dǎo)致加藥量直線下降，出水水質(zhì)變渾；在下午3-4時(shí)之間，在同樣情況下檢測(cè)值向下波動(dòng)，導(dǎo)致加藥量直線上升，出水水質(zhì)變的過(guò)清。過(guò)了這兩個(gè)時(shí)段，檢測(cè)值會(huì)自動(dòng)調(diào)整回正常狀態(tài)，加藥量及水質(zhì)也會(huì)恢復(fù)正常。但這兩個(gè)時(shí)段正好是一泵站調(diào)整流量的時(shí)候，所以認(rèn)為是由于水量的變化引起的。但隨著時(shí)間的推移，這種檢測(cè)值的變化有時(shí)出現(xiàn)一天變化數(shù)次，并且有時(shí)又沒(méi)有規(guī)律，以至混凝劑的投量無(wú)法達(dá)到自動(dòng)控制。具體情況如圖5所示。

根據(jù)以上紀(jì)錄可知，流動(dòng)電流控制系統(tǒng)檢測(cè)值的變化多數(shù)是定時(shí)而且有規(guī)律的，并且在除此之外的時(shí)段內(nèi)系統(tǒng)可正常工作，這就排除了流動(dòng)電流控制系統(tǒng)自身以及傳感器地線的問(wèn)題。從控制理論分析，可能存在強(qiáng)電信號(hào)的干擾和電源有定時(shí)污染兩方面干擾。3.2.3 解決方法的研究

根據(jù)以上的分析進(jìn)行了解決方法的研究，首先對(duì)傳感信號(hào)線的屏蔽情況進(jìn)行檢查，從新作了屏蔽工作，在信號(hào)線外加上金屬套管并將其與強(qiáng)電電纜線分離。采取此種措施后，檢測(cè)值的定時(shí)變化仍然存在，證明不是由于強(qiáng)電信號(hào)干擾。接著檢測(cè)動(dòng)力電源是否有污染的存在，終于發(fā)現(xiàn)在此水廠的附近有一大型工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)工廠，每當(dāng)它啟動(dòng)和停止工作時(shí)，水廠的動(dòng)力電源即便非常不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致了控制儀工作的波動(dòng)，我們即采取了相應(yīng)的措施，在控制儀的電源上加上了穩(wěn)壓保護(hù)裝置，干擾現(xiàn)象隨即得到消除，控制儀開(kāi)始穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)過(guò)一周的連續(xù)監(jiān)測(cè)和觀察，干擾現(xiàn)象已全部消除，控制系統(tǒng)工作穩(wěn)定，投藥量得到非常好的控制，沉淀池出水穩(wěn)定地保持在6~9NTU范圍內(nèi)，整套流動(dòng)電流控制系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期的自控投藥的目的。圖6紀(jì)錄的一天運(yùn)行數(shù)據(jù)。

3.3 流動(dòng)電流自動(dòng)控制投藥系統(tǒng)由于信號(hào)線屏蔽問(wèn)題所引起的干擾

3.3.1 應(yīng)用水廠情況簡(jiǎn)介

該水廠位于安徽某市，該水廠原水為湖泊水，常年濁度為10NTU左右，最高濁度30NTU，pH為弱堿性，夏季水中藻類較多，以蘭藻和褐藻為主。該水廠的工藝流程同圖4。

投藥點(diǎn)在進(jìn)水管管式混合器之前，傳感器的取樣點(diǎn)設(shè)在反應(yīng)池入口處，傳感器的安裝箱設(shè)在反應(yīng)池的墻壁上。由于傳感器安裝位置與控制儀所在位置距離較遠(yuǎn)，因此為方便傳感信號(hào)線的鋪設(shè)，直接將其鋪設(shè)在已有的動(dòng)力電纜溝內(nèi)與動(dòng)力電電纜一起進(jìn)入加藥間室內(nèi)。

3.3.2 流動(dòng)電流的初始應(yīng)用情況

流動(dòng)電流控制系統(tǒng)安裝完畢后，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。開(kāi)始兩天系統(tǒng)采用手動(dòng)控制的方式運(yùn)行，檢測(cè)值有不規(guī)律和不定時(shí)的變化，有時(shí)檢測(cè)值在一段時(shí)間內(nèi)非常穩(wěn)定，有時(shí)卻波動(dòng)的非常厲害，在水質(zhì)水量沒(méi)有任何變化的情況下，投藥量相差懸殊，導(dǎo)致沉淀池出水水質(zhì)在一天內(nèi)甚至幾個(gè)小時(shí)內(nèi)變化非常大。兩天后改為自動(dòng)控制，運(yùn)行時(shí)上述情況依然存在，混凝劑投量無(wú)法得到控制，具體情況見(jiàn)下圖7。

從上面的曲線圖可以看出，流動(dòng)電流的檢測(cè)值變化很不穩(wěn)定，而且并不是隨水質(zhì)水量而變化的。因?yàn)槠錇椴欢〞r(shí)及無(wú)規(guī)律變化，所以可能是由于流動(dòng)電流控制系統(tǒng)本身電器元件有問(wèn)題、或傳感器與控制儀及控制儀與變頻柜之間連接信號(hào)被強(qiáng)電信號(hào)干擾、或變頻柜在工作時(shí)對(duì)控制儀有干擾、或不定時(shí)電源受污染等情況造成的。

3.2.3 解決方法的研究

根據(jù)以上分析，進(jìn)行了一步一步的排除實(shí)驗(yàn)，最后對(duì)傳感器與控制儀之間的雙芯屏蔽信號(hào)線重新進(jìn)行了鋪設(shè)，將其從動(dòng)力電纜溝中撤出，另設(shè)一專門的管溝鋪設(shè)信號(hào)線，并在信號(hào)線的外面加套一金屬套管，以確保流動(dòng)電流信號(hào)不受強(qiáng)電信號(hào)的干擾。方案實(shí)施后，流動(dòng)電流控制系統(tǒng)可以穩(wěn)定正常地工作了。經(jīng)一周的監(jiān)測(cè)，檢測(cè)值穩(wěn)定準(zhǔn)確，投藥量得到了很好的控制，出水水質(zhì)符合水廠的要求。圖8為所紀(jì)錄的一天運(yùn)行數(shù)據(jù)。

4 總結(jié)

流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，遇到的干擾因素非常復(fù)雜，因此必須在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行細(xì)致的分析和實(shí)驗(yàn)研究才能確定其解決方法。混凝劑的問(wèn)題一般可以通過(guò)改變投加點(diǎn)或更換混凝劑種類加以解決。對(duì)于電控方面，由于其檢測(cè)和傳遞的信號(hào)為弱電信號(hào)，非常容易受到外界電源污染以及強(qiáng)電及其它強(qiáng)信號(hào)的干擾，因此系統(tǒng)儀器儀表的安裝環(huán)境，信號(hào)線的鋪設(shè)以及有關(guān)地線的制作等都要嚴(yán)格遵守相應(yīng)電控要求，這樣才能有效的防止可能出現(xiàn)的干擾現(xiàn)象。總之，干擾問(wèn)題是流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中所遇的一個(gè)重要問(wèn)題，必須認(rèn)真加以解決才能保證該系統(tǒng)的成功應(yīng)用。

自動(dòng)控制論文:某空調(diào)工程自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要： 本空調(diào)工程全部采用吊頂暗裝風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)。室內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管承擔(dān)全部的室內(nèi)冷負(fù)荷和濕負(fù)荷，新風(fēng)機(jī)組把引入的室外新風(fēng)處理到室內(nèi)焓值，再按需求分配到各個(gè)房間。按舒適性空調(diào)設(shè)計(jì)，采用露點(diǎn)送風(fēng)。系統(tǒng)冷熱源選用風(fēng)冷式空氣源熱泵，安置于天臺(tái)上。空調(diào)水系統(tǒng)采用一次泵定水量系統(tǒng)，雙管制，閉式循環(huán)。系統(tǒng)主機(jī)采用遠(yuǎn)程控制，各房間的風(fēng)機(jī)盤管可單獨(dú)控制調(diào)節(jié)。

關(guān)鍵詞： 自動(dòng)控制 風(fēng)機(jī)盤管 變風(fēng)量系統(tǒng) 制冷裝置 新風(fēng)機(jī)組 恒溫控制器 電動(dòng)閥

一、工程概況：

本空調(diào)工程全部采用吊頂暗裝風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)。室內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管承擔(dān)全部的室內(nèi)冷負(fù)荷和濕負(fù)荷，新風(fēng)機(jī)組把引入的室外新風(fēng)處理到室內(nèi)焓值，再按需求分配到各個(gè)房間。按舒適性空調(diào)設(shè)計(jì)，采用露點(diǎn)送風(fēng)。系統(tǒng)冷熱源選用風(fēng)冷式空氣源熱泵，安置于天臺(tái)上。空調(diào)水系統(tǒng)采用一次泵定水量系統(tǒng)，雙管制，閉式循環(huán)。系統(tǒng)主機(jī)采用遠(yuǎn)程控制，各房間的風(fēng)機(jī)盤管可單獨(dú)控制調(diào)節(jié)。

二、空氣房間溫度自動(dòng)控制是通過(guò)接通或斷開(kāi)電加熱器，以增加或減少精加熱器的熱量，而改變送風(fēng)溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

空調(diào)溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)常用的改變送風(fēng)溫度方法有：控制加熱空氣的電加熱器，空氣加熱器（介質(zhì)為熱水或蒸汽）的加熱量或改變一、二次回風(fēng)比等。室溫控制規(guī)律有位式、比例、比例積分、比例積分微分以及帶補(bǔ)償與否等幾種。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)室溫允許波動(dòng)范圍大小的要求，被控制的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及設(shè)備形式，選配測(cè)溫傳感器、溫度調(diào)節(jié)器及執(zhí)行器，組成溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)。

（1）控制電加熱器的功率

控制電加熱器的功率來(lái)控制室溫的系統(tǒng)，其原理圖及方框圖見(jiàn)下

① 是室溫位式控制方案，由測(cè)溫傳感器TN，位式溫度調(diào)節(jié)器TNC，及電接觸器JS組成。當(dāng)室溫偏離設(shè)定值時(shí)，調(diào)節(jié)器TNC輸出通斷指令的電信號(hào)，使電接觸器閉合或斷開(kāi)，以控制電加熱器開(kāi)或停，改變送風(fēng)溫度，達(dá)到控制室溫的目的

② 是室溫PID控制方案，由測(cè)溫傳感器TN，PID溫度調(diào)節(jié)器TNC及可控硅電壓調(diào)整器ZK組成，可實(shí)現(xiàn)室溫PID控制。

（2）控制空氣加熱器的熱交換能力

控制進(jìn)入空氣加熱器熱媒流量的室溫控制系統(tǒng)及其原理如下：

該方案是由測(cè)溫傳感器TN，溫度調(diào)節(jié)器TNC，通斷儀ZJ及直通或三通調(diào)節(jié)閥組成。當(dāng)室溫偏離設(shè)定值時(shí)，調(diào)節(jié)器輸出偏差指令信號(hào)，控制調(diào)節(jié)閥開(kāi)大或關(guān)小，改變進(jìn)入空氣熱交換器的蒸汽量或熱水量，從而改變送風(fēng)溫度，達(dá)到控制室溫的目的。

（3）制進(jìn)入空氣加熱器的熱水溫度

該溫控方案組成與上面相同，不同的是控制三通閥來(lái)改變進(jìn)入空氣加熱器的水溫，改變熱交換能力，達(dá)到控制室溫的目的。

三、房間空氣相對(duì)濕度自動(dòng)控制的方法

空調(diào)房間溫濕度控制：

空調(diào)房間溫濕度的干擾因素的多樣性，氣候變化的多工況性以及房間存在的較大的熱慣性等因素使得利用單回路直接控制房間溫濕度的方法難以達(dá)到滿意的調(diào)節(jié)效果。因此，應(yīng)該另選有效的方法。針對(duì)空調(diào)房間的熱特性，采用串級(jí)調(diào)節(jié)較適宜。其調(diào)節(jié)框圖如圖所示

室溫調(diào)節(jié)器用于克服維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱，室內(nèi)熱源散熱引起的室溫干擾。室溫調(diào)節(jié)器根據(jù)房間內(nèi)實(shí)際溫度與設(shè)定溫度的偏差調(diào)整送風(fēng)溫度的設(shè)定值。送風(fēng)溫度調(diào)節(jié)器則用來(lái)控制送風(fēng)溫度。這一環(huán)節(jié)主要克服在不同的季節(jié)，新風(fēng)、回風(fēng)混合比的變化引起的對(duì)換熱器的出口狀態(tài)干擾。使其在進(jìn)入房間前受到一定的抑制，減少對(duì)室內(nèi)狀態(tài)的影響。采用串級(jí)調(diào)節(jié)后，還能改變對(duì)象的時(shí)間特性，提高系統(tǒng)的控制質(zhì)量。

四、風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)控制

（一） 溫控器

（1）風(fēng)機(jī)盤管宜采用溫控器控制電動(dòng)水閥，手動(dòng)控制風(fēng)機(jī)三速的控制方式。風(fēng)機(jī)啟停與電動(dòng)水閥連鎖。

（2）冬夏季均運(yùn)行的風(fēng)機(jī)盤管，其溫控器應(yīng)有冬夏轉(zhuǎn)換措施。一般以各溫控器獨(dú)自設(shè)置冬夏轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)為好。

（二） 節(jié)能鑰匙

（1）房間設(shè)有節(jié)能鑰匙系統(tǒng)時(shí)，風(fēng)機(jī)盤管宜與其連鎖以節(jié)能。

（2）當(dāng)要求不高時(shí)，可采用插、拔鑰匙使風(fēng)機(jī)盤管啟動(dòng)或斷電停轉(zhuǎn)的方式。使用要求較高時(shí)，可增設(shè)一個(gè)溫度開(kāi)關(guān)。

（三） 定流量水系統(tǒng)

風(fēng)機(jī)盤管定流量水系統(tǒng)自控方式較簡(jiǎn)單易行，但節(jié)能效果沒(méi)有變流量自控方式好。

五、風(fēng)機(jī)盤管的定流量水系統(tǒng)自動(dòng)控制

該工程使用定流量二管制，其風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的控制通常采用兩種方式。

（1）三速開(kāi)關(guān)手控的二管制定流量系統(tǒng)

采用二管制水系統(tǒng)時(shí)，表面冷卻器中的水是常通的。水量依靠閥門的一次性調(diào)整，而室溫的高低是由手動(dòng)選擇風(fēng)機(jī)的三檔轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

（2）溫控器加三速開(kāi)關(guān)的二管制定流量水系統(tǒng)

采用這種控制的水系統(tǒng)時(shí)，表面冷卻器中的水是常通的，水量依靠閥門一次性調(diào)整。室內(nèi)溫度控制器控制風(fēng)機(jī)啟停，而手動(dòng)三檔開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

溫控器選擇AFT06*系列即可滿足要求。該系列是帶浸入式套管的。

六、變風(fēng)量系統(tǒng)的監(jiān)控

變風(fēng)量系統(tǒng)的基本思想是當(dāng)室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷改變以及室內(nèi)空氣參數(shù)設(shè)定值變化時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)送入房間的送風(fēng)量，使通過(guò)空氣送入房間的負(fù)荷與房間的實(shí)際負(fù)荷相匹配，以滿足室內(nèi)人員的舒適要求或工藝生產(chǎn)要求。同時(shí)送風(fēng)量的調(diào)節(jié)可以最大限度的減少風(fēng)機(jī)的動(dòng)力，節(jié)約運(yùn)行能耗。

除了節(jié)能的優(yōu)勢(shì)外，VAV系統(tǒng)還有以下特點(diǎn)：（1）能實(shí)現(xiàn)局部區(qū)域的靈活控制，可根據(jù)負(fù)荷變化或個(gè)人舒適度要求調(diào)節(jié)。（2）由于能自動(dòng)調(diào)節(jié)送入各房間的冷量，系統(tǒng)內(nèi)各用戶可以按實(shí)際需要配置冷量，考慮各房間的同時(shí)使用系數(shù)和負(fù)荷分布，系統(tǒng)冷源配置可以減少20%~30%左右，設(shè)備投資相應(yīng)較大減少。（3）室內(nèi)無(wú)過(guò)冷過(guò)熱現(xiàn)象。

該系統(tǒng)采用單風(fēng)管再加熱VAV空調(diào)系統(tǒng)，其原理和控制系統(tǒng)圖如下：

七、空調(diào)用制冷裝置的自動(dòng)控制 1、蒸發(fā)器的自動(dòng)控制

空調(diào)用制冷裝置系統(tǒng)的蒸發(fā)器和冷凝器溫度的自動(dòng)控制如圖所示

空調(diào)負(fù)荷是經(jīng)常變化的，因此，要求制冷裝置的制冷量也要相應(yīng)地變化。而制冷量的變化，就是循環(huán)的制冷劑流量的變化，所以需要對(duì)蒸發(fā)器的供液量進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)載冷劑即被冷卻物質(zhì)的溫度控制。空調(diào)用制冷裝置的中常用的供液量自動(dòng)控制的設(shè)備是熱力膨脹閥。

熱力膨脹閥的一種直接作用式調(diào)節(jié)閥，安裝在蒸發(fā)器入口管上，感溫包安裝在蒸發(fā)器的出口管上。DV1和DV2是電磁閥，壓縮機(jī)停時(shí)，電磁閥立即關(guān)閉，切斷冷凝器至蒸發(fā)器的供液。

2、冷凝器的自動(dòng)控制

在制冷裝置上通常用冷卻水量調(diào)節(jié)閥來(lái)調(diào)節(jié)冷凝溫度。冷卻水量調(diào)節(jié)閥是一種直接作用式調(diào)節(jié)閥，安裝在冷凝器的冷卻水進(jìn)水管上，它的壓力測(cè)量溫包安裝在壓縮機(jī)的排氣端，或冷凝器的制冷劑入口端，以感受Pl的變化。

3、制冷裝置的自動(dòng)保護(hù)

為了保證制冷裝置的安全運(yùn)行，在制冷系統(tǒng)中常有一些自動(dòng)保護(hù)器件。制冷系統(tǒng)常用的自動(dòng)保護(hù)包括排氣壓力保護(hù)、吸氣壓力保護(hù)、減壓保護(hù)、斷水保護(hù)、冷凍水防凍保護(hù)等。其系統(tǒng)圖如下：

（一）排氣與吸氣壓力自動(dòng)保護(hù)

在制冷設(shè)備中設(shè)置了安全閥，還使用壓力控制器來(lái)控制排氣壓力。當(dāng)排氣壓力超過(guò)設(shè)定值時(shí)，壓力控制器立即切斷壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)電源，起高壓保護(hù)作用；控制吸氣壓力的采用壓力控制器PxS。它對(duì)吸氣壓力有保護(hù)作用。

（二）潤(rùn)滑油壓的自動(dòng)保護(hù)

在制冷壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，它的運(yùn)動(dòng)部件會(huì)摩擦生熱。為了防止部件因發(fā)熱而變形而發(fā)生事故，必須不斷供給一定壓力的潤(rùn)滑油。油壓控制器是一個(gè)壓差控制器，用它可以實(shí)現(xiàn)制冷裝置潤(rùn)滑油壓的自動(dòng)保護(hù)。

（三）斷水自動(dòng)保護(hù)

為了保證壓縮機(jī)的安全，在壓縮機(jī)水套出水口和冷凝器出水口，裝設(shè)了斷水保護(hù)裝置。該裝置是由測(cè)量冷凝器出水口水的電阻的兩個(gè)電極，配以晶體管控制電路的水流控制器SLS及繼電器所組成。

（四）凍水防凍自動(dòng)保護(hù)

在制冷裝置運(yùn)行中，蒸發(fā)器中冷凍水溫度過(guò)低，容易發(fā)生凍結(jié)影響壓縮機(jī)的正常運(yùn)行，因此設(shè)置了冷凍水防凍自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)是在蒸發(fā)器出口端安裝了溫度控制器TfS，當(dāng)冷凍水出口處溫度降至較低時(shí)，溫度控制器使中間繼電器斷開(kāi)，壓縮機(jī)也就停止運(yùn)轉(zhuǎn)；在壓縮機(jī)停轉(zhuǎn)后，若蒸發(fā)器冷凍水溫度回升到某一溫度時(shí)，溫度控制器使中間繼電器接通，冷凍水泵和冷卻水泵就重新啟動(dòng)，而壓縮機(jī)也恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

4、水量調(diào)節(jié)閥的選擇：

根據(jù)系統(tǒng)水管管徑尺寸為：DN25 DN32 DN50 三種，選擇相應(yīng)閥門口徑的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。結(jié)果如下：（品牌：丹佛斯）

自動(dòng)控制論文:流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制技術(shù)在低濁度水中應(yīng)用范圍的研究

摘要：本文首次針對(duì)了流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制技術(shù)在低濁度水中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，提出流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制技術(shù)在低濁度應(yīng)用水的適用范圍。對(duì)于流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制技術(shù)在低濁度水情況下的應(yīng)用有著非常重要的意義。

關(guān)鍵詞：流動(dòng)電流 混凝 投藥 自動(dòng)控制技術(shù) 低濁度

以流動(dòng)電流為因子進(jìn)行混凝投藥控制，是投藥技術(shù)的上的一項(xiàng)重要進(jìn)展[1]。流動(dòng)電流混凝投藥自控技術(shù)作為目前國(guó)內(nèi)先進(jìn)的自動(dòng)投藥控制技術(shù)，已在全國(guó)各地的自來(lái)水廠得到了廣泛的應(yīng)用并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。隨著應(yīng)用范圍的擴(kuò)展，水質(zhì)條件也日趨復(fù)雜，應(yīng)用中所遇到的問(wèn)題也越來(lái)越多，尤其是低濁度水方面表現(xiàn)特別明顯。

低濁度水情況下的混凝沉淀過(guò)程是整個(gè)低濁度水處理工藝的關(guān)鍵，能否準(zhǔn)確控制混凝劑的投加量關(guān)系尤為重要。因?yàn)樵诘蜐岫人那闆r下，所需的混凝劑較少，形成的礬花顆粒細(xì)、少、輕，難于沉淀，易于穿透濾池[2]。因此，在低濁度水中準(zhǔn)確地控制投藥量既是十分困難的又是非常必要的。

流動(dòng)電流控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)包括黑龍江、安徽、廣西、江蘇等省的低濁度水質(zhì)的水廠已有了一些應(yīng)用，但尚未有過(guò)細(xì)致的研究和探討，只是從實(shí)際應(yīng)用中總結(jié)出較粗略的低濁度原水應(yīng)用范圍。

1. 流動(dòng)電流自動(dòng)投藥控制技術(shù)在低濁度水中應(yīng)用范圍的實(shí)驗(yàn)研究

1.1 試驗(yàn)裝置

本試驗(yàn)采用儀器有哈爾濱建筑大學(xué)制造的流動(dòng)電流遠(yuǎn)程膠體電荷傳感器，北京精密單因子公司生產(chǎn)的SC-4000型流動(dòng)電流投藥自動(dòng)控制儀，美國(guó)Milton Roy公司生產(chǎn)的LMI型電子脈沖計(jì)量泵，美國(guó)HATCH公司制造的臺(tái)式濁度儀，并應(yīng)用了由哈爾濱建筑大學(xué)水工業(yè)新技術(shù)研究室設(shè)計(jì)的水廠處理工藝流程模型。混凝藥劑采用河南生產(chǎn)的聚合氯化鋁。

1.2 試驗(yàn)方案

1.2.1 靜態(tài)試驗(yàn)

本試驗(yàn)是利用高嶺土來(lái)配制所需原水濁度，將配好的濁度為10、9、8、7、6、5、4、3、2、1.5NTU的原水水樣分別裝入十個(gè)1000ml燒杯內(nèi)。同時(shí)取1000mL自來(lái)水（濁度為1.5NTU），作為基準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比。試驗(yàn)裝置示意圖如下。

先將膠體電荷遠(yuǎn)程傳感器與流動(dòng)電流控制儀之間的信號(hào)線連接好，然后將傳感器放入盛有自來(lái)水的燒杯內(nèi)，啟動(dòng)傳感器與控制儀的電源，讓傳感器穩(wěn)定運(yùn)行30分鐘，紀(jì)錄控制儀顯示的流動(dòng)電流檢測(cè)值。待檢測(cè)值穩(wěn)定后，即向水中加入2mg/L的聚合氯化鋁藥劑，在100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下快速攪拌20秒鐘，測(cè)定流動(dòng)電流的檢測(cè)值并記錄下來(lái)。從燒杯中取出傳感器，讓加藥后的原水靜沉25分鐘，測(cè)定其沉后濁度并記錄下來(lái)。

將傳感器放入10NTU的原水中直至檢測(cè)值穩(wěn)定，記錄下控制儀所顯示的流動(dòng)電流檢測(cè)值。向原水中同樣加入2mg/L的聚合氯化鋁藥劑，在100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下快速攪拌20秒鐘，測(cè)定流動(dòng)電流的檢測(cè)值并記錄下來(lái)。同樣靜沉25分鐘后紀(jì)錄下沉后水濁度。

從表1可以看出流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)在濁度5NTU以上，對(duì)藥劑（2mg/L）有明顯的反應(yīng)，流動(dòng)電流檢測(cè)值可以隨著原水濁度的變化有顯著的變化，當(dāng)濁度每變化1NTU，流動(dòng)電流檢測(cè)值可變化1個(gè)單位以上，控制精度較好；但在4~1NTU的濁度范圍內(nèi)，當(dāng)濁度每變化1度時(shí)，流動(dòng)電流檢測(cè)值只變化0.3個(gè)單位左右，控制精度稍差。

在1.5~10NTU的濁度范圍，改變混凝劑的投加量進(jìn)行試驗(yàn)。以下為投藥量分別為0.5mg/L，1mg/L，1.5mg/L，2mg/L，3mg/L，4mg/L，5mg/L情況下的流動(dòng)電流檢測(cè)值變化情況，見(jiàn)表2、表3、表4、表5。取其中1.5、4、5、10NTU四種濁度水的紀(jì)錄加以說(shuō)明。

由上述的靜態(tài)試驗(yàn)紀(jì)錄可知，投藥量變化時(shí)，流動(dòng)電流檢測(cè)值變化情況：即原水濁度大于5NTU，流動(dòng)電流檢測(cè)值變化較大，控制精度較高，滿足控制要求；原水濁度小于5NTU時(shí)，流動(dòng)電流檢測(cè)值變化較小，控制精度較差。

1.2.2 動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)研究

在實(shí)驗(yàn)室的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)流程如圖1。本流程模擬了水處理的常規(guī)工藝過(guò)程，即從原水進(jìn)廠經(jīng)過(guò)的加藥、混合、反應(yīng)、沉淀、過(guò)濾的全過(guò)程（不包括加氯），這樣可以較全面地反映流動(dòng)電流投藥控制系統(tǒng)對(duì)低濁度水的處理過(guò)程的影響。

當(dāng)原水濁度在2~10NTU范圍變化時(shí)，流動(dòng)電流控制系統(tǒng)在保證沉后水濁度約為2NTU條件下，投藥量、流動(dòng)電流檢測(cè)值、沉后水濁度及濾后水濁度紀(jì)錄如表6。

從上述的流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)運(yùn)行情況可知，流動(dòng)電流投藥自控系統(tǒng)對(duì)于濁度為5NTU以上的原水反應(yīng)靈敏，當(dāng)原水濁度變化1NTU時(shí)流動(dòng)電流檢測(cè)值可以變化1個(gè)單位以上，控制精度很好。而對(duì)于濁度小于5NTU的原水，當(dāng)原水濁度變化1NTU時(shí)流動(dòng)電流的檢測(cè)值只能變化0.3個(gè)單位左右，反應(yīng)不夠靈敏，控制精度較差。

1.3 流動(dòng)電流混凝投藥控制系統(tǒng)在低濁度原水情況下實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用

1.3.1 水廠情況簡(jiǎn)介

該水廠位于黑龍江省哈爾濱市。水廠的原水濁度在冬季枯水期時(shí)為10NTU以下，pH值為中性，有微量污染物存在，水質(zhì)無(wú)其它特異情況。水廠的處理量為5萬(wàn)噸/日，水廠的水處理工藝流程為常規(guī)工藝。

流動(dòng)電流混凝投藥控制系統(tǒng)的取樣點(diǎn)設(shè)在網(wǎng)格反應(yīng)池內(nèi)的第四個(gè)格中，水樣為加藥后混合20秒左右的水，膠體電荷遠(yuǎn)程傳感器安裝在反應(yīng)池的池壁上，傳感器前設(shè)有不銹鋼水樣預(yù)處理器，可以有效的防止較大的雜質(zhì)堵塞傳感器。流動(dòng)電流投藥自動(dòng)控制儀安裝在加藥間的值班室，變頻控制柜安裝在加藥間電控室內(nèi)。

在春、夏、秋季該水廠原水濁度多為數(shù)十至數(shù)百NTU，流動(dòng)電流自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行情況良好，可以準(zhǔn)確控制混凝劑的投加量，使沉淀池出水濁度保持在4~5NTU左右，符合水廠的要求。

1.3.2 流動(dòng)電流在低濁度下的運(yùn)行情況

在冬季枯水期，該水廠的原水濁度多為5~10NTU，觀察表明，當(dāng)原水濁度大于5NTU時(shí)，流動(dòng)電流自控系統(tǒng)工作穩(wěn)定而靈敏，可以隨著原水濁度的變化準(zhǔn)確地改變混凝劑的投加量，達(dá)到控制投藥量和保證水質(zhì)的目的；當(dāng)原水濁度小于5NTU時(shí)，流動(dòng)電流自控系統(tǒng)工作有些不穩(wěn)定，投藥量隨水質(zhì)變化的調(diào)節(jié)速度較慢，這與試驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果相似。

作者也了解到在江蘇和安徽兩省應(yīng)用流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)于低濁度原水的水廠的情況，結(jié)果與上述實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和生產(chǎn)性試驗(yàn)情況相似。

2. 結(jié)論

通過(guò)一系列的靜態(tài)試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)和生產(chǎn)性試驗(yàn)，可以認(rèn)為流動(dòng)電流投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用的原水濁度分界點(diǎn)為5NTU，對(duì)5NTU以上濁度的原水，流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制精度較高，可取得比較滿意的控制效果；對(duì)于5NTU以下濁度的原水，流動(dòng)電流投藥控制系統(tǒng)精度較差。

自動(dòng)控制論文:樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的若干問(wèn)題

摘要：本文對(duì)近年來(lái)樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的若干問(wèn)題進(jìn)行了探討，提出了在設(shè)計(jì)中存在的：工藝了解不準(zhǔn)確，概念模糊等問(wèn)題。

圍的設(shè)備故障。

③、自動(dòng)記錄設(shè)備的累計(jì)運(yùn)行小時(shí)數(shù)。當(dāng)累計(jì)值達(dá)到規(guī)定的維修時(shí)間時(shí)，自動(dòng)報(bào)告中央控制室，及時(shí)提醒進(jìn)行設(shè)備檢修。

④、當(dāng)一組設(shè)備中的某臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障不能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，自動(dòng)切換到備用設(shè)備；同時(shí)，對(duì)于臨時(shí)停電的情況，當(dāng)恢復(fù)供電后，系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行順序啟動(dòng)程序，可保證設(shè)備投運(yùn)順利，避免對(duì)設(shè)備的損害。

通過(guò)上述檢測(cè)、報(bào)警和處理方式，使現(xiàn)代智能大廈對(duì)機(jī)電設(shè)備突發(fā)故障具備有效的預(yù)防手段，以確保設(shè)備和財(cái)產(chǎn)安全。

(4)維護(hù)模塊——提高設(shè)備運(yùn)行效率、減少管理人員數(shù)量。

通過(guò)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)測(cè)、診斷和記錄．早期發(fā)現(xiàn)和排除故障，及時(shí)通知維護(hù)和保養(yǎng)，保證設(shè)備始終處于良好的工作狀態(tài)。

樓宇自控系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的有效監(jiān)控，可使設(shè)備的故障率大大降低，同時(shí)也使維修工人可以更有效的工作，減少維修人員的數(shù)量；一體化管理方式，使操作、值班和管理人員盡可能地減少。

(5)擴(kuò)展模塊——系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性，保證今后擴(kuò)展的需要。

系統(tǒng)選用時(shí)應(yīng)始終遵循標(biāo)準(zhǔn)化、開(kāi)放性的原則，系統(tǒng)容量可以有適當(dāng)?shù)娜哂啵赃m應(yīng)日后的擴(kuò)展。且應(yīng)保證與其它系統(tǒng)的兼容性，可方便實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的信息共享。

(6)、仿真模塊——系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)功能，可進(jìn)行人員培訓(xùn)、資料管理等。

2．4各系統(tǒng)設(shè)計(jì)界面不夠周到、清晰。

樓宇自控系統(tǒng)作為大樓內(nèi)的一個(gè)重要組成系統(tǒng)，其實(shí)現(xiàn)自身的功能設(shè)計(jì)已經(jīng)比較成熟和完善，但在系統(tǒng)實(shí)施過(guò)程中，經(jīng)常由于系統(tǒng)界面的問(wèn)題而導(dǎo)致系統(tǒng)的最終功能不夠完善，丟項(xiàng)、甩項(xiàng)等事情經(jīng)常發(fā)生。

由于設(shè)計(jì)界面的問(wèn)題牽扯的面比較多，涉及到工程實(shí)施中的暖通空調(diào)、給排水、變配電等多個(gè)專業(yè)。因此，在工程的前期將設(shè)計(jì)界面的問(wèn)題進(jìn)行明確，非常必要。

從另一個(gè)角度講，將設(shè)計(jì)界面的問(wèn)題進(jìn)行明確，可以使業(yè)主在工程的前期或在設(shè)備定貨之前，就明確提出界面接口要求，從而可以實(shí)現(xiàn)樓宇自控系統(tǒng)的完整性。

明確各方的責(zé)任及工作內(nèi)容，避免出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，互相扯皮。

確保實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全部功能，避免資金的浪費(fèi)。

(1)、與調(diào)節(jié)／控制的風(fēng)閥及水閥的設(shè)計(jì)界面

一般系統(tǒng)中風(fēng)閥與水閥的規(guī)格及控制模式，由設(shè)備工程師根據(jù)工況條件計(jì)算確定。因此，風(fēng)閥與水閥調(diào)節(jié)／控制設(shè)計(jì)應(yīng)與設(shè)備工程師配合，了解風(fēng)閥與水閥的電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，配置相適應(yīng)控制器。實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，設(shè)備招標(biāo)前風(fēng)閥與水閥的電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)往往難以準(zhǔn)確確定，DDC輸出類型。

還存在另一種情況，調(diào)節(jié)閥由控制工程師選配，這時(shí)需設(shè)備工程師提出控制工況要求，控制工程師應(yīng)根據(jù)管徑計(jì)算選擇調(diào)節(jié)閥規(guī)格及控制模式。

風(fēng)閥的控制應(yīng)根據(jù)工況要求選擇電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)或配電子定位裝置。

(2)、與配電控制箱的設(shè)計(jì)界面

配電控制箱內(nèi)設(shè)本地與遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和控制用隔離中間繼電器(無(wú)源或有源AC220V，見(jiàn)下圖)，本地手動(dòng)控制，遠(yuǎn)程靠BAS的DDC向配電控制裝置發(fā)出遙控啟／停信號(hào)，并接收風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、過(guò)負(fù)荷及本地／遠(yuǎn)程控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)。

本地DDC的電源(AC 220V)由配電控制箱提供，上圖DDC有源控制和無(wú)源控制兩種方式，筆者認(rèn)為優(yōu)選有源控制，因有時(shí)配電控制回路并未設(shè)控制隔離變壓器，這樣無(wú)源控制觸點(diǎn)有可能直接接人AC 220V回路，造成與其他控制線路不能共管敷設(shè)；另一方面，自控系統(tǒng)的控制電源宜由自己提供，避免造成扯皮現(xiàn)象。

以上這些需要在采購(gòu)配電控制箱之前提出來(lái)，便于廠家加工。

(3)、與制冷機(jī)組、電梯等自帶控制裝置的設(shè)計(jì)界面

一種是將監(jiān)控信號(hào)采用干接點(diǎn)的方式接人BAS的DDC；一種是采用通信接口點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或總線的方式接入BAS。干接點(diǎn)的方式實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單，也比較可靠，不足之處是采集的信息量比較少；采用通信接口的方式可以克服干接點(diǎn)的不足，但實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較難，受通信協(xié)議是否標(biāo)準(zhǔn)、廠家是否開(kāi)放編碼表等因素的制約。

(4)、與變配電、照明等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)界面系統(tǒng)中的遙控單元、智能化儀表或開(kāi)關(guān)、照明控制單元、電參數(shù)變送器等自動(dòng)化器件，應(yīng)配合強(qiáng)電設(shè)計(jì)選配，預(yù)置在配電柜或照明箱中。

2．5缺乏合理的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)規(guī)劃設(shè)計(jì)。

在樓宇自控系統(tǒng)未招標(biāo)選定設(shè)備前，設(shè)計(jì)院往往對(duì)樓宇控制網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)規(guī)劃設(shè)計(jì)不是很明確，DDC的布置比較隨意，只注重控制原理及點(diǎn)表，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)形式、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備配置標(biāo)準(zhǔn)選用等方面的設(shè)計(jì)相對(duì)來(lái)講比較薄弱。

現(xiàn)在提起“Bus(總線)”、“Network(網(wǎng)絡(luò))”可謂名目繁多，令人眼花燎亂。但“Field Bus(現(xiàn)場(chǎng)總線)”因其對(duì)工控機(jī)(包括DCS、PLC、工業(yè)PC、數(shù)控等)、自動(dòng)化儀表和過(guò)程控制自動(dòng)化產(chǎn)生的巨大影響，已成為世人囑目“熱點(diǎn)”。早已有人把現(xiàn)場(chǎng)總線描述成“21世紀(jì)的過(guò)程控制總線”，“自動(dòng)控制領(lǐng)域開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)新的時(shí)代一一現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS，F(xiàn)ieldbus Control System)”。目前，在樓宇各自動(dòng)化控制系統(tǒng)中底層流行采用現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)，隨著工控計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展在建筑業(yè)廣泛普遍的應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)必將成為“智能建筑”領(lǐng)域主要的發(fā)展方向之一。

伴隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，BAS已不可缺少的成為Internet／Intranet網(wǎng)的一部分。樓宇自控系統(tǒng)雙層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)內(nèi)部也將隨之發(fā)生變化，DDC以上的物理鏈路可通過(guò)建筑物內(nèi)綜合布線系統(tǒng)完成，采用VLAN技術(shù)可基于TCP／IP與其它系統(tǒng)共用LAN，通過(guò)OPC標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議進(jìn)行系統(tǒng)界面互聯(lián)。

3　結(jié)論

為充分發(fā)揮樓宇自控系統(tǒng)的功能，需要設(shè)計(jì)單位周密詳細(xì)的設(shè)計(jì)論證、統(tǒng)一規(guī)劃，需要工程施工單位精心施工，更需要系統(tǒng)集成商以高度負(fù)責(zé)的態(tài)度，從用戶角度出發(fā)，為每一個(gè)項(xiàng)目選擇一個(gè)適合它本身的功能配置，甲方也盡早配備相應(yīng)工程技術(shù)人員，加入到項(xiàng)目實(shí)施中，這樣才有助于項(xiàng)目的接受和系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)，從而真正發(fā)揮樓宇自控系統(tǒng)的功效，創(chuàng)造良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

此外，盡管要電氣工程師或控制工程師全面掌握相關(guān)專業(yè)知識(shí)很困難，但為便于與設(shè)備等相關(guān)專業(yè)工程師溝通，使設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)符合工況要求，正常合理運(yùn)行，必需了解一些概念性的知識(shí)，及早消除目前設(shè)計(jì)行業(yè)中專業(yè)相關(guān)環(huán)節(jié)之間的“灰色地帶”是關(guān)系系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵所在。

自動(dòng)控制論文:VAV空調(diào)系統(tǒng)中的自動(dòng)控制

摘要： 通過(guò)工程實(shí)例介紹了VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)中水泵和風(fēng)機(jī)的變頻控制原理，以及現(xiàn)場(chǎng)直接數(shù)字控制DDC系統(tǒng)的控制過(guò)程，分析了VAV變風(fēng)量集中空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果。

關(guān)鍵詞： 變風(fēng)量 變頻控制 DDC控制器 節(jié)能

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民的生活品質(zhì)正在逐步提高，對(duì)室內(nèi)空氣環(huán)境的要求也越來(lái)越高。為了滿足人們的需要，建筑物空調(diào)系統(tǒng)正在快速的普及和發(fā)展。與此同時(shí)，建筑物的能耗也越來(lái)越大。據(jù)統(tǒng)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)的能耗占建筑物總能耗的50～70％。因此，在滿足人們需要的同時(shí)，必須利用現(xiàn)代先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)大力開(kāi)發(fā)節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)。

集中空調(diào)是將所有空氣處理設(shè)備都集中設(shè)置在一個(gè)空調(diào)房間里，空氣處理所需的冷、熱源由集中設(shè)置的冷凍站或鍋爐房集中供給。VAV變風(fēng)量集中空調(diào)系統(tǒng)，是相對(duì)于傳統(tǒng)的定風(fēng)量集中空調(diào)系統(tǒng)較先進(jìn)的一種空調(diào)方式。它的基本原理是通過(guò)改變送入被控房間的風(fēng)量（送風(fēng)溫度不變）來(lái)消除室內(nèi)的冷、熱負(fù)荷，保證房間的溫度達(dá)到設(shè)定值并保持恒定。例如，夏季當(dāng)室內(nèi)溫度高于設(shè)定值時(shí)就提高送風(fēng)量，反之減小送風(fēng)量；冬季當(dāng)室內(nèi)溫度高于設(shè)定值時(shí)就減小送風(fēng)量，反之提高送風(fēng)量。這種空調(diào)方式可以顯著的降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗和改善空調(diào)系統(tǒng)的性能，提高空調(diào)系統(tǒng)的舒適度。

工程概況： 北京某大廈，總建筑面積12萬(wàn)m2,地上31層地下3層，建筑物功能為寫字樓。空調(diào)冷源采用離心式冷水機(jī)組，熱源采用市政供熱系統(tǒng)。空調(diào)末端主要采用變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)。空調(diào)自控系統(tǒng)采用某公司的METASYS管理系統(tǒng)。

水系統(tǒng)的自動(dòng)控制 如圖1所示，空調(diào)冷凍水系統(tǒng)循環(huán)泵，由初級(jí)泵和次級(jí)泵組成。初級(jí)泵為定頻泵，其流量只需滿足冷水機(jī)組的額定流量。次級(jí)泵采用變頻泵根據(jù)供回水之間的壓差ΔP，控制水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)亩淖兯玫墓┧俊?

控制過(guò)程： 當(dāng)空調(diào)負(fù)荷逐漸減小，空調(diào)機(jī)組送風(fēng)溫度t達(dá)到設(shè)定值時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)DDC控制器自動(dòng)將空調(diào)機(jī)組的回水電動(dòng)閥開(kāi)度m減小，以減少機(jī)組水流量，此時(shí)系統(tǒng)供回水壓差ΔP隨之增大。通過(guò)DDC控制器自動(dòng)調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率使水泵轉(zhuǎn)速n下降，從而減小系統(tǒng)水流量。同理，當(dāng)空調(diào)負(fù)荷增大時(shí)，相應(yīng)的??大系統(tǒng)的水流量。當(dāng)次級(jí)泵b1滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，流量仍不能滿足空調(diào)系統(tǒng)需要時(shí)，DDC控制器自動(dòng)開(kāi)啟次級(jí)泵b2。此時(shí)次級(jí)泵的流量大于初級(jí)泵的流量，系統(tǒng)回水通過(guò)旁通管回到次級(jí)泵進(jìn)口，旁通的水量通過(guò)流量計(jì)q進(jìn)行檢測(cè)。如果旁通的水量大于某一設(shè)定值時(shí)，說(shuō)明一臺(tái)制冷機(jī)的制冷量不能滿足負(fù)荷的需要。同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)第二臺(tái)制冷機(jī)。反之，停止一臺(tái)制冷機(jī)。上述過(guò)程中電動(dòng)閥、系統(tǒng)壓差均采用PID的調(diào)節(jié)方式。控制系統(tǒng)中干擾量是空調(diào)負(fù)荷，檢測(cè)變送裝置是溫度傳感器、壓差傳感器，控制器是DDC執(zhí)行器是電動(dòng)閥、變頻水泵。由于空調(diào)負(fù)荷的滯后性、每個(gè)房間空調(diào)負(fù)荷的不均勻性，使得末端空調(diào)機(jī)組電動(dòng)閥不可能同時(shí)開(kāi)大或同時(shí)關(guān)小，從而造成水系統(tǒng)壓差的不穩(wěn)定性。采用PID的調(diào)節(jié)方式可以實(shí)現(xiàn)超前調(diào)節(jié)、積分調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)控制更加平穩(wěn)。

水泵變頻調(diào)速的節(jié)能原理 如圖2所示，當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)剛開(kāi)始運(yùn)行時(shí)由于負(fù)荷大，系統(tǒng)的水流量為Q1，空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后負(fù)荷減小并且趨于穩(wěn)定，水流量變?yōu)镼2。根據(jù)水泵流量Q、壓力P、轉(zhuǎn)速n和功率N間的如下關(guān)系：

可以看出改變水泵轉(zhuǎn)速，使流量適應(yīng)空調(diào)負(fù)荷的變化。水泵效率η1＝η2＝const ,水泵功率大幅度下降，具有顯著的節(jié)能效果。

空調(diào)末端變風(fēng)量系統(tǒng)的自動(dòng)控制 變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)中的空調(diào)機(jī)組采用變頻風(fēng)機(jī)，送入每個(gè)房間的風(fēng)量由變風(fēng)量末端裝置VAVbox控制，每個(gè)變風(fēng)量末端裝置可根據(jù)房間的布局設(shè)置幾個(gè)送風(fēng)口。如圖3所示，

室內(nèi)溫度通過(guò)末端裝置設(shè)在房間的溫控器進(jìn)行設(shè)定，溫控器本身自帶溫度檢測(cè)裝置，當(dāng)房間的空調(diào)負(fù)荷發(fā)生變化實(shí)際值偏離設(shè)定值時(shí)，VAVbox根據(jù)偏離程度通過(guò)系統(tǒng)計(jì)算，確定送入房間的風(fēng)量。送入房間的實(shí)際風(fēng)量可以通過(guò)VAVbox的檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)，如果實(shí)際送風(fēng)量與系統(tǒng)計(jì)算的送風(fēng)量有偏差，則VAVbox自動(dòng)調(diào)整進(jìn)風(fēng)口風(fēng)閥以調(diào)整送風(fēng)量。例如夏季，當(dāng)室內(nèi)溫度高于設(shè)定值時(shí)，VAVbox將開(kāi)大風(fēng)閥提高送風(fēng)量，此時(shí)主送風(fēng)道的靜壓P將下降，并通過(guò)靜壓傳感器把實(shí)測(cè)值輸入到現(xiàn)場(chǎng)DDC控制器，控制器將實(shí)測(cè)值與設(shè)定值進(jìn)行比較后，控制變頻風(fēng)機(jī)提高送風(fēng)量，以保持主送風(fēng)道的靜壓。如果室內(nèi)溫度低于設(shè)定值時(shí)VAVbox將減小送風(fēng)量。冬季和夏季的調(diào)節(jié)方式相同，但調(diào)節(jié)過(guò)程相反。具體控制過(guò)程如下圖所示

上述控制過(guò)程中，控制對(duì)象為室內(nèi)溫度、主送風(fēng)道靜壓P，檢測(cè)裝置為靜壓傳感器，調(diào)節(jié)裝置是現(xiàn)場(chǎng)DDC控制器，執(zhí)行器是變頻風(fēng)機(jī)，干擾量是VAVbox風(fēng)閥開(kāi)度、空調(diào)負(fù)荷。另外，送風(fēng)道的嚴(yán)密性也是不可避免的干擾量，但可以通過(guò)改善施工工藝使之減小到最小程度。由泵與風(fēng)機(jī)的相似律可知，變頻風(fēng)機(jī)和變頻水泵的節(jié)能原理是一樣的，這里就不在重復(fù)敘述。

由于變風(fēng)量系統(tǒng)在調(diào)節(jié)風(fēng)量的同時(shí)保持送風(fēng)溫度不變，因此在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中必須根據(jù)空調(diào)負(fù)荷合理的確定送風(fēng)溫度。例如夏季，當(dāng)送風(fēng)溫度定的過(guò)高，空調(diào)機(jī)組冷量不能平衡室內(nèi)負(fù)荷時(shí)，空調(diào)機(jī)組可能大風(fēng)量工頻運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)起不到節(jié)能效果。空調(diào)機(jī)組的送風(fēng)溫度可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)DDC控制器進(jìn)行設(shè)定，并且通過(guò)控制空調(diào)機(jī)組回水電動(dòng)閥，對(duì)送風(fēng)溫度進(jìn)行有效的控制，控制過(guò)程如前所述。

為了使變風(fēng)量系統(tǒng)更加穩(wěn)定的工作、充分發(fā)揮節(jié)能效果，保持良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)。現(xiàn)場(chǎng)DDC可以對(duì)空調(diào)機(jī)組進(jìn)行起停控制，通過(guò)設(shè)定時(shí)間表，使機(jī)組按時(shí)工作按時(shí)停止。對(duì)于有幾十臺(tái)甚至上百臺(tái)空調(diào)機(jī)組的大廈來(lái)說(shuō)，可以節(jié)省很多人工。DDC控制器通過(guò)監(jiān)測(cè)新風(fēng)與回風(fēng)的焓值，確定新風(fēng)與回風(fēng)的混合比。在保持最小新風(fēng)量的同時(shí)充分利用回風(fēng)，以減少制冷機(jī)組能耗。DDC控制器還可以對(duì)空調(diào)機(jī)組過(guò)濾網(wǎng)前后的壓差進(jìn)行監(jiān)測(cè)。當(dāng)過(guò)濾網(wǎng)出現(xiàn)堵塞時(shí)會(huì)及時(shí)報(bào)警，以免長(zhǎng)時(shí)間影響機(jī)組送風(fēng)量。各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的DDC控制器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制器NCU與中央控制室之間進(jìn)行信息交互，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的集中控制。

空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)負(fù)荷，是考慮在最不利環(huán)境下的最大負(fù)荷。在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，處于最大負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)的比例很小，所以采用變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)可以取得良好的節(jié)能效果。

自動(dòng)控制論文:現(xiàn)代化大廈的樓宇自動(dòng)控制

樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng) （BAS Building Automation System），簡(jiǎn)稱為樓控系統(tǒng)，又稱為建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)，是建筑智能的重要組成部分，將對(duì)整座建筑的空調(diào)系統(tǒng)、新風(fēng)機(jī)組、制冷機(jī)組、冷卻塔、風(fēng)機(jī)盤管、水箱水位、照明回路等系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)采集和控制，實(shí)現(xiàn)大廈設(shè)備管理自動(dòng)化，起到集中管理、分散控制、節(jié)約能耗的作用。

1、工程概況沈陽(yáng)房地產(chǎn)交易中心位于沈陽(yáng)市中心地帶，總建筑面積53000m2，總投資為6.2億元，樓宇自動(dòng)控制投資為312萬(wàn)元。大廈地上19層，地下2層。其中，地下兩層為停車場(chǎng)，地上1-9層為房地產(chǎn)交易市場(chǎng)，10-19層為高級(jí)寫字間。是一座對(duì)辦公環(huán)境要求較高的現(xiàn)代化建筑。

2、需要控制的機(jī)電設(shè)備統(tǒng)計(jì)

（1）空調(diào)機(jī)組，共23臺(tái)，分布于1-10層、17層、18層和地下1層。采用組合式空調(diào)機(jī)，室內(nèi)回風(fēng)與新風(fēng)混合，經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾，加熱（或冷卻）、加濕后送入室內(nèi)；

（2）新風(fēng)機(jī)組，共22臺(tái)，分布于9~19層，將新風(fēng)經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾，加熱（或冷卻）、加濕后送人室內(nèi)；

（3）送風(fēng)機(jī)組，共8臺(tái)，分布于地下1層和地下2層，夏天送自然風(fēng)，冬天送熱風(fēng)，將新風(fēng)經(jīng)過(guò)濾器，加熱（僅限于冬天）后送人室內(nèi)

（4）冷凍／冷卻水系統(tǒng)：冷凍站系統(tǒng)共有4臺(tái)冷水機(jī)組、4臺(tái)冷卻泵、4臺(tái)冷凍泵、1個(gè)分水器、1個(gè)集水器位于地下2層，還有4臺(tái)冷卻水塔（每臺(tái)有三個(gè)風(fēng)機(jī)）位于樓頂屋面；

（5）換熱站：在地下2層，有2臺(tái)平板式換熱器，兩臺(tái)空調(diào)熱水循環(huán)泵；

（6）給排水：有一個(gè)生活水池、6臺(tái)生活水泵位于地下2層，11個(gè)積水坑（每個(gè)積水坑有兩個(gè)污水泵，一用一備），分布于地下1層和地下2層；

（7）熱風(fēng)幕：共36臺(tái)熱風(fēng)幕，分布于地下1層、地上1層和3層；

（8）照明：照明分為樓內(nèi)照明和泛光照明，樓內(nèi)照明控制84個(gè)回路，泛光照明控制20回路；

（9）變配電：變電所在地下1層，共有4臺(tái)變壓器。需要監(jiān)測(cè)每臺(tái)參數(shù)；

（10）風(fēng)機(jī)盤管：共有362個(gè)風(fēng)機(jī)盤管，分布于9~19層；（11）排風(fēng)機(jī)：共有16臺(tái)排風(fēng)機(jī)，分布于地下1層和地下2層。

3、樓宇自控工程實(shí)施我們選擇西門子的頂峰產(chǎn)品來(lái)完成沈陽(yáng)房地產(chǎn)交易中心的樓宇控制工作，購(gòu)置了2臺(tái)MBC、28臺(tái)MEC、22臺(tái)DPU及若干模塊和前端設(shè)備。其中MBC和模塊分別用于冷站和變電所，每臺(tái)MEC用來(lái)控制兩臺(tái)自主機(jī)組。DPU用來(lái)控制排污泵、照明回路、排風(fēng)機(jī)等。前端設(shè)備分別用于空調(diào)機(jī)、新風(fēng)機(jī)、冷／熱站、積水坑等處，為了便于對(duì)各種設(shè)備的集中管理，我們?cè)跇怯羁刂浦行陌惭b了1臺(tái)康柏電腦、1臺(tái)LQl600KⅢ打印機(jī)。

按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定完成布線和設(shè)備安裝I作以后，就可以實(shí)施對(duì)各種設(shè)備的監(jiān)控了。下面分別說(shuō)明各種設(shè)備的監(jiān)控情況。

3.1 空調(diào)機(jī)組當(dāng)空調(diào)機(jī)組工作時(shí)，控制程序?qū)⒗蔑L(fēng)道溫度和 濕度傳感器cPM65采集的回風(fēng)溫度和濕度與設(shè)定的溫度和濕度進(jìn)行比較，利用先進(jìn)的比例積分微分（PID）算法閉環(huán)調(diào)節(jié)盤管供水閥門的開(kāi)度（按冬季模式和夏季模式分別調(diào)節(jié)）和加濕器。由于算法先進(jìn)，可使振蕩最小，并保持精密的控制，始終使室內(nèi)的溫度和濕度接近于設(shè)定值。因?yàn)槭彝庑嘛L(fēng)溫度在大多數(shù)情況下都與設(shè)定值相差較多，無(wú)論升溫還是降溫，都要消耗能量：為此，我們根據(jù)空氣質(zhì)量檢測(cè)的結(jié)果，由程序自行調(diào)節(jié)新風(fēng)閥的開(kāi)度，既可保證室內(nèi)空氣質(zhì)量，又可避免能量的浪費(fèi)。在春秋過(guò)渡季節(jié)，因無(wú)需溫度調(diào)節(jié)，可將新風(fēng)閥全開(kāi)，以獲得盡可能多的新鮮的空氣。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和軟件，可以實(shí)現(xiàn)在中央控制室對(duì)各空調(diào)機(jī)組進(jìn)行控制和管理。還可以將各空調(diào)機(jī)組的風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、風(fēng)機(jī)故障報(bào)警、過(guò)濾阻塞報(bào)警、盤管低溫報(bào)警等傳到中央控制室的控制主機(jī)上，一旦有報(bào)警發(fā)生，程序?qū)⑹宫F(xiàn)場(chǎng)控制器做出關(guān)機(jī)和開(kāi)水閥等保護(hù)動(dòng)作，以免設(shè)備受損。

3.2　新風(fēng)機(jī)組因?yàn)樾嘛L(fēng)機(jī)組和送風(fēng)機(jī)組無(wú)回風(fēng)，所以風(fēng)道溫度和濕度傳感器GFM65安裝在送風(fēng)管道上。對(duì)新風(fēng)機(jī)組和送風(fēng)機(jī)組來(lái)說(shuō)，只要機(jī)組工作，新風(fēng)閥就得全開(kāi)，不需要調(diào)節(jié)，所以選用開(kāi)關(guān)式風(fēng)閥驅(qū)動(dòng)器。因?yàn)檫M(jìn)來(lái)的都是新風(fēng)，所以不用監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量。其它情況與空調(diào)機(jī)組相同。

3.3 送風(fēng)機(jī)組送風(fēng)機(jī)組工作情況與新風(fēng)機(jī)組大體相同。區(qū)別只有兩點(diǎn)：其一，送風(fēng)機(jī)是為地下車庫(kù)送新風(fēng)的，不需要調(diào)節(jié)濕度；其二，送風(fēng)機(jī)組在發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)必須啟動(dòng)，當(dāng)消防系統(tǒng)啟動(dòng)送風(fēng)機(jī)時(shí)，新風(fēng)閥必須隨之全開(kāi)。為此，我們使用控制風(fēng)機(jī)啟／停的主接觸器的輔助觸點(diǎn)的開(kāi)／閉來(lái)控制新風(fēng)閥的開(kāi)／關(guān)。

3.4 冷凍與冷卻水系統(tǒng)冷凍／冷卻水系統(tǒng)由冷卻塔、冷卻水泵、冷凍水泵、分水器、集水器和冷凍機(jī)組等組成。要監(jiān)控的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)量多、類型復(fù)雜。我們利用一臺(tái)MEC-40、若干模塊、若干前端設(shè)備加上我們?cè)贗nsigh基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的軟件完成這些設(shè)備的監(jiān)控工作。具體控制情況如下：冷凍／冷卻水系統(tǒng)由軟件控制，嚴(yán)格按規(guī)定的順序和時(shí)間間隔啟／停各種設(shè)備，我們的控制順序如下：開(kāi)機(jī)：開(kāi)冷卻水閥門—開(kāi)冷卻塔風(fēng)機(jī)—開(kāi)冷卻水泵—開(kāi)冷凍水閥門—開(kāi)冷凍水循環(huán)泵—開(kāi)冷凍機(jī)組。

關(guān)機(jī)：關(guān)冷凍機(jī)組—關(guān)冷凍水循環(huán)泵—關(guān)冷凍水閥門—關(guān)冷卻塔風(fēng)機(jī)—關(guān)冷卻水泵—關(guān)冷卻水閥門。

冷凍機(jī)組運(yùn)行時(shí)，隨時(shí)檢測(cè)冷凍／冷卻水的水流狀態(tài)，一旦有冷凍或冷卻水停止流動(dòng)，立即停止冷凍機(jī)組運(yùn)行，以免結(jié)冰，造成冷凍機(jī)組損壞的嚴(yán)重后果。我們的程序不但可以控制每臺(tái)冷凍機(jī)組的啟／停，而且還可以使整個(gè)冷站達(dá)到最低能耗，達(dá)到最低的主機(jī)折舊率。在管道的適當(dāng)位置設(shè)置溫度傳感器，以測(cè)量空調(diào)水供／回水溫度，根據(jù)程序或管理的日程安排自動(dòng)開(kāi)關(guān)冷凍機(jī)組；根據(jù)管理的要求自動(dòng)切換4臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行次序，累計(jì)每臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)間，自動(dòng)選擇運(yùn)行時(shí)間最短的機(jī)組運(yùn)行，使每臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)間基本相等，以延長(zhǎng)機(jī)組使用壽命。自動(dòng)監(jiān)測(cè)各關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，故障報(bào)警，并按照實(shí)際情況自動(dòng)啟動(dòng)備用設(shè)備；根據(jù)總管水流量及供／回溫度，計(jì)算系統(tǒng)總負(fù)荷來(lái)控制空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)。當(dāng)負(fù)荷大于一臺(tái)機(jī)組的15%，則第二臺(tái)機(jī)組運(yùn)行。

我們?cè)诜炙骱图髦g安裝了旁通調(diào)節(jié)閥，并在供／回水管路上分別安裝了壓力傳感器，根據(jù)冷凍機(jī)組供／回水壓力差來(lái)調(diào)節(jié)冷凍水旁通閥開(kāi)度。確保冷凍水系統(tǒng)供水壓力穩(wěn)定。

我們?cè)诶鋮s水的供／回水總管之間安裝了旁通調(diào)節(jié)閥，通過(guò)調(diào)整冷卻塔風(fēng)機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)和冷卻水供／回水旁通閥開(kāi)度，使冷卻水供／回水溫度保持在設(shè)定的范圍內(nèi)。

補(bǔ)水泵的啟停也是由程序控制的。監(jiān)測(cè)膨脹水箱水位，當(dāng)水位降到低限時(shí)啟動(dòng)補(bǔ)水泵，當(dāng)水位上升到標(biāo)準(zhǔn)水位時(shí)停補(bǔ)水泵。在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的同時(shí)，在中央控制計(jì)算機(jī)上顯示膨脹水箱的水位和補(bǔ)水泵的運(yùn)行狀態(tài)，并可做到超低水位報(bào)警。

3.5　熱換站熱換站與冷凍系統(tǒng)共用一個(gè)MBC-40.我們?cè)诠苈返倪m當(dāng)位置安裝了溫度傳感器和熱水調(diào)節(jié)閥。監(jiān)測(cè)熱換器二次側(cè)的供水溫度，程序?qū)⒋藴囟群驮O(shè)定值進(jìn)行比較，采用比例積分微分算法閉環(huán)調(diào)節(jié)換熱器一次側(cè)的供水流量。在保證供熱要求的情況下，盡可能地節(jié)約能量。

3.6 給排水用水位開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)生活水池的水位，根據(jù)設(shè)定的高低水位控制供水閥的開(kāi)／關(guān)。水位降到低水位時(shí)開(kāi)閥，升到高水位時(shí)關(guān)閥，并做到超低水位（水池將無(wú)水）和超高水位（水將溢出）報(bào)警。 根據(jù)供水管路的壓力，控制供水泵的啟停，監(jiān)測(cè)供水泵的運(yùn)行狀態(tài)，故障時(shí)報(bào)警。用水位開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)各積水坑的水位高／低，當(dāng)達(dá)到高水位時(shí)啟動(dòng)排污泵，當(dāng)水位下降到低位時(shí)停泵。每個(gè)積水坑中有兩個(gè)排污泵，程序每次都選擇累計(jì)運(yùn)行時(shí)間少的泵運(yùn)行，以確保設(shè)備使用均衡。為防止因排污泵等故障，造成污水溢出，我們監(jiān)測(cè)了超限報(bào)警水位，當(dāng)達(dá)到此水位時(shí)，系統(tǒng)將報(bào)警，以便工作人員及時(shí)處理。

3.7 熱風(fēng)幕沈陽(yáng)房地產(chǎn)交易中心大廈采用的是電熱幕，這種電熱幕要求電熱器關(guān)閉后，風(fēng)扇要繼續(xù)工作2-3min，以免余熱散發(fā)不出來(lái)，造成損壞。廠家提供的電熱幕有兩個(gè)按鍵，分別控制電熱器和風(fēng)扇，可在現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作。 樓控系統(tǒng)若想控制熱風(fēng)幕有兩種方法：其一是用控制器分別控制電熱器和風(fēng)扇。從技術(shù)上講很容易，但要增加一倍的控制點(diǎn)，而控制器的價(jià)格又很高，每增加一個(gè)控制點(diǎn)，將增加一千元左右的投資，建設(shè)方難以接受。另一種方法是將熱風(fēng)幕的供電回路分為主回路和輔助回路，主回路為電熱器供電，輔助回路為風(fēng)扇供電。重新設(shè)計(jì)一套控制回路，使主回路一接通，輔助回路隨之立即接通，而當(dāng)主回路繼開(kāi)時(shí)，輔助回路延遲一段時(shí)間才斷開(kāi)。這樣做既達(dá)到了控制要求，也節(jié)省了投資，所以我們選擇了這種方法。僅此一項(xiàng)，就為沈陽(yáng)房地產(chǎn)交易中心節(jié)省了近四萬(wàn)元。在樓控中心計(jì)算機(jī)上，程序首先采集環(huán)境溫度，當(dāng)環(huán)境溫度低于設(shè)定值（我們定為IOC）時(shí)，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間表控制每臺(tái)熱風(fēng)幕的啟停，并顯示熱風(fēng)幕的工作狀態(tài)。當(dāng)有特殊情況時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)和樓控計(jì)算機(jī)上都可對(duì)熱風(fēng)幕進(jìn)行手動(dòng)啟停。

3.8 照明我們利用MBC、DPU、計(jì)算機(jī)和軟件配合，對(duì)每一回路按預(yù)先設(shè)定的時(shí)間表進(jìn)行控制。必要的時(shí)候，在現(xiàn)場(chǎng)和樓控計(jì)算機(jī)上都可對(duì)每一路燈進(jìn)行手動(dòng)開(kāi)／關(guān)。對(duì)公共走廊和泛光照明也實(shí)現(xiàn)了光控制。即：當(dāng)該處較亮?xí)r不開(kāi)燈。每一路燈的狀態(tài)可在計(jì)算機(jī)上顯示，并可累計(jì)開(kāi)燈時(shí)間。為防止突然燈滅，我們用數(shù)字輸出點(diǎn)的常閉觸點(diǎn)控制燈回路。

3.9 變配電我們監(jiān)測(cè)了全部4臺(tái)變壓器的輸出功率、功率因數(shù)、用電量和次級(jí)回路每相電壓、電流，并可按時(shí)間累計(jì)這些數(shù)值。當(dāng)出現(xiàn)過(guò)壓、欠壓、過(guò)流等異常情況時(shí)報(bào)警。所監(jiān)測(cè)的各項(xiàng)參數(shù)均可在樓控計(jì)算機(jī)上顯示。

3.10 風(fēng)機(jī)盤管由于風(fēng)機(jī)盤管在空調(diào)系統(tǒng)中只起微調(diào)作用，各個(gè)房間對(duì)溫度的要求也不統(tǒng)一，很難集中控制。而且，可通訊的風(fēng)機(jī)盤管控制器的價(jià)格是普通型的數(shù)倍（362個(gè)風(fēng)機(jī)盤管控制器將增加相當(dāng)多的投資），從性能價(jià)格比來(lái)看，至少在現(xiàn)階段，采用連網(wǎng)集中管理分散控制風(fēng)機(jī)盤管的方式意義不大。所以我們?cè)陲L(fēng)機(jī)盤管所在房間安裝了手動(dòng)風(fēng)機(jī)盤管控制器，由各房間人員自行調(diào)節(jié)。但考慮到節(jié)能，我們將這些風(fēng)機(jī)盤管分為4組，每組由計(jì)算機(jī)來(lái)控制其電源和水閥，避免樓內(nèi)無(wú)人時(shí)還有許多風(fēng)機(jī)盤管開(kāi)著造成浪費(fèi)。

3.11 排風(fēng)機(jī)這些排風(fēng)機(jī)平時(shí)用作排風(fēng)，火災(zāi)時(shí)用作排煙。為了便于設(shè)備的集中管理，我們?cè)诓挥绊懴老到y(tǒng)的情況下，對(duì)每臺(tái)排風(fēng)機(jī)進(jìn)行啟停控制，使其按一定的時(shí)間間隔定時(shí)啟／停。必要的時(shí)候，在現(xiàn)場(chǎng)和樓控計(jì)算機(jī)上都可讓每臺(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)行手動(dòng)啟／停。計(jì)算機(jī)上可對(duì)每臺(tái)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和故障狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，累計(jì)運(yùn)行時(shí)間。

4、樓宇自控中央管理計(jì)算機(jī)樓控中央控制計(jì)算機(jī)上安裝了樓控管理軟件，我們?cè)诖塑浖A(chǔ)上進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā)，使其和各控制器實(shí)現(xiàn)通訊，完成對(duì)各控制器的管理。各種機(jī)電設(shè)備都是在現(xiàn)場(chǎng)控制器MBC、MEC的程序控制下工作的，但必要時(shí)，在樓控中央控制計(jì)算機(jī)上可以隨時(shí)改變?nèi)我庠O(shè)備的啟停狀態(tài)。在屏幕上可以實(shí)現(xiàn)三維圖像顯示每臺(tái)設(shè)備的系統(tǒng)圖，如：冷水機(jī)組、水泵、空調(diào)機(jī)組等。現(xiàn)場(chǎng)控制器隨時(shí)與樓控中央控制計(jì)算機(jī)交換數(shù)據(jù)，樓控中央控制計(jì)算機(jī)可顯示所有測(cè)量點(diǎn)如溫度、流量、壓力、壓差等動(dòng)態(tài)趨勢(shì)圖，可監(jiān)視各設(shè)備的工作狀態(tài)和故障報(bào)警。一旦有報(bào)警發(fā)生，現(xiàn)場(chǎng)控制器將做好保護(hù)動(dòng)作，計(jì)算機(jī)發(fā)出聲音，同時(shí)在屏幕上顯示出報(bào)警位置和性質(zhì)，以提醒工作人員及時(shí)處理。可打印輸出自動(dòng)記錄及空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷，并可根據(jù)管理部門要求以不同時(shí)段累計(jì)負(fù)荷情況并打印。

5、所取得的效果與同等規(guī)模，不采用樓宇自動(dòng)化控制的大廈相比

（1）可節(jié)約電能30%以上；

（2）可節(jié)約60%人力；

（3）延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；

（4）可以更充分地滿足用戶需求。

自動(dòng)控制論文:下游常水位后浮箱水力自動(dòng)控制閘門的設(shè)計(jì)

摘要：后浮箱水力自控閘門在突尼斯麥—崩水渠已運(yùn)行20多年，發(fā)揮了很好的調(diào)節(jié)控制作用。本文結(jié)合工作實(shí)踐,從閘門的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、閘門選型等方面，對(duì)該閘門進(jìn)行了簡(jiǎn)明的技術(shù)分析和造型介紹及設(shè)計(jì)體會(huì)、認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞：后浮箱 水力 自動(dòng)閘門 工作原理 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 閘門選型

1 概述

自動(dòng)化是科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容，自動(dòng)閘門則是水利工程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行的一項(xiàng)重要設(shè)備。浮箱水力自動(dòng)化閘門是一種借助水力和重力作用，可以自動(dòng)啟閉和調(diào)節(jié)的自動(dòng)化閘門，具有運(yùn)行可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，越來(lái)越被廣泛地應(yīng)用于供水、灌溉、防洪、發(fā)電、水運(yùn)等工程。

下游常水位水力自動(dòng)控制閘門的特點(diǎn)是，在閘后為某一設(shè)計(jì)水位條件下，當(dāng)下游需水量改變時(shí)，閘門能利用水力作用自動(dòng)地進(jìn)行啟閉，以滿足閘后需水量要求，無(wú)論閘上游水位如何變化，閘門的開(kāi)度大小，以下游需水量的大小而變。這種閘門是專門為輸水和灌溉渠道設(shè)計(jì)的，用作渠道進(jìn)水閘、節(jié)制閘及分水閘等，可實(shí)現(xiàn)渠道水力自動(dòng)調(diào)節(jié)和輸水。

我國(guó)援助突尼斯共和國(guó)建設(shè)的麥－崩水渠工程，設(shè)計(jì)要求水渠的水位實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。該工程采用的控制下游水位的后浮箱閘門，是我院在國(guó)內(nèi)尚無(wú)設(shè)計(jì)先例，又缺乏技術(shù)資料的情況下，自行研制設(shè)計(jì)的，經(jīng)過(guò)多次室內(nèi)水工模型試驗(yàn)和中間試驗(yàn)，獲得了有關(guān)布置、結(jié)構(gòu)主要參數(shù)等一系列技術(shù)數(shù)據(jù)后，進(jìn)行了施工詳圖設(shè)計(jì)和制造。經(jīng)安裝運(yùn)行后證實(shí)：下游常水位水力自動(dòng)控制閘門啟閉靈敏、運(yùn)行可靠、易于維修，達(dá)到了預(yù)想的效果。

筆者有幸參加了突尼斯麥—崩水渠自動(dòng)控制下游常水位的后浮箱閘門的設(shè)計(jì)工作，本文結(jié)合工作實(shí)踐談?wù)剬?duì)該類型閘門的設(shè)計(jì)體會(huì)和認(rèn)識(shí)，同大家交流，以有益于推廣和應(yīng)用。

2 閘門的工作原理

下游常水位閘門主要由面板、臂桿、配重箱、軸承以及浮箱、浮箱套等部位組成(見(jiàn)圖1)。

3 閘門的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）閘門是一個(gè)有兩個(gè)上支臂的弧形門，其左右支鉸軸由一個(gè)空心圓筒聯(lián)接起來(lái)，兩個(gè)上支臂支撐固定在空心圓筒上，支鉸軸與弧形面板同心，浮箱則固定在空心圓筒的下游（見(jiàn)圖1所示），浮箱外緣和內(nèi)緣均為圓弧形且同心，并且圓心為支鉸軸心。

（2）為防止過(guò)水時(shí)水流沖擊浮箱下部，在浮箱的下部裝設(shè)一個(gè)護(hù)套，讓水只從箱套下游下部的孔隙中緩緩進(jìn)入，以保持較平穩(wěn)的運(yùn)行。

（3）后浮箱水力自動(dòng)閘門可以是露頂式也可以為潛沒(méi)式，當(dāng)上游取水的河道水位升降變化幅度大，而又能滿足取水要求時(shí)，可選擇為潛沒(méi)式孔口，即上游設(shè)混凝土胸墻。由于弧形面板的圓心與閘門轉(zhuǎn)動(dòng)的支鉸軸為同心，所以上游作用于弧形面板上的水壓力合力作用線通過(guò)支鉸軸心，不產(chǎn)生啟、閉門力，所以閘門的動(dòng)作只受下游水作用于浮箱底側(cè)力的控制。

（4）為保證啟閉靈活，門葉的兩側(cè)及頂部不與閘室兩側(cè)的閘墩以及胸墻接觸，其間留一些小的縫隙，同時(shí)門葉面板為上部大底部小的梯形弧面，以確保在啟閉過(guò)程中不與兩側(cè)閘墩觸碰摩擦。在支鉸軸上裝有滾動(dòng)軸承，使閘門開(kāi)啟轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)軸的摩阻力減小到最低限度。

（5）由于渠道內(nèi)是經(jīng)常有水的，所以閘門一般也均為開(kāi)啟狀態(tài)，只是開(kāi)啟程度不同。當(dāng)下游渠道需要檢修而要求無(wú)水時(shí)，將后浮箱閘門上游的平板檢修閘門關(guān)閉，使其不漏水，即可完全斷流。

（6）閘門（包括浮箱）的整體重心應(yīng)使其位于支鉸軸心的上部并且偏下游側(cè)，以使閘門自重為一個(gè)開(kāi)度力矩，而下游浮箱（后浮箱）的浮力為一個(gè)關(guān)門力矩。調(diào)整閘門重心位置，可采用在浮箱內(nèi)的適當(dāng)位置加設(shè)鑄鐵配重塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。配重塊是可以移動(dòng)的，因此可以調(diào)整制造中產(chǎn)生的誤差。

4 閘門的選型

下游常水位后浮箱水利自動(dòng)控制閘門（簡(jiǎn)稱后浮箱式閘門）的不同門型是按照浮箱半徑R和孔口面積A來(lái)劃分的。例如：56／25門型，即表示該門浮箱半徑為56 cm孔口面積為25 dm2 。另外，按照作用水頭的大小，閘門又分為高水頭和低水頭兩種型號(hào)，兩者不同之處在于兩種門型具有相同的浮箱半徑和孔口高度，而低水頭型門的孔口寬度為高水頭門的兩倍。因此，當(dāng)過(guò)閘水頭損失相同時(shí)，低水頭型門的過(guò)流能力為高水頭型門的兩倍，或者對(duì)于同一過(guò)閘流量，低水頭型門的過(guò)閘水頭損失比高水頭型門的減少四倍，而最大允許水頭則減少一半。

5 結(jié)語(yǔ)

下游常水位后浮箱水力自動(dòng)控制閘門適用于采用等水位或等容量控制的輸水渠道上，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)方便、運(yùn)行可靠和土建費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)，如若與微機(jī)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)合其效果會(huì)更加顯著。我院自行研制的后浮箱自動(dòng)閘門，已在我國(guó)援助突尼斯共和國(guó)麥—崩水渠工程中應(yīng)用，取得了成功的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。為此，建議將該類型閘門應(yīng)用于南水北調(diào)配套工程中的供水渠系，依靠水力自動(dòng)工作原理，做到節(jié)省能源和自動(dòng)化運(yùn)行，為實(shí)現(xiàn)南水北調(diào)工程提出的“四個(gè)一流”目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。

自動(dòng)控制論文:下游常水位后浮箱水力自動(dòng)控制閘門的設(shè)計(jì)

摘要：后浮箱水力自控閘門在突尼斯麥—崩水渠已運(yùn)行20多年，發(fā)揮了很好的調(diào)節(jié)控制作用。本文結(jié)合工作實(shí)踐,從閘門的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、閘門選型等方面，對(duì)該閘門進(jìn)行了簡(jiǎn)明的技術(shù)分析和造型介紹及設(shè)計(jì)體會(huì)、認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞：后浮箱 水力 自動(dòng)閘門 工作原理 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 閘門選型

1 概述

自動(dòng)化是科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容，自動(dòng)閘門則是水利工程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行的一項(xiàng)重要設(shè)備。浮箱水力自動(dòng)化閘門是一種借助水力和重力作用，可以自動(dòng)啟閉和調(diào)節(jié)的自動(dòng)化閘門，具有運(yùn)行可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，越來(lái)越被廣泛地應(yīng)用于供水、灌溉、防洪、發(fā)電、水運(yùn)等工程。

下游常水位水力自動(dòng)控制閘門的特點(diǎn)是，在閘后為某一設(shè)計(jì)水位條件下，當(dāng)下游需水量改變時(shí)，閘門能利用水力作用自動(dòng)地進(jìn)行啟閉，以滿足閘后需水量要求，無(wú)論閘上游水位如何變化，閘門的開(kāi)度大小，以下游需水量的大小而變。這種閘門是專門為輸水和灌溉渠道設(shè)計(jì)的，用作渠道進(jìn)水閘、節(jié)制閘及分水閘等，可實(shí)現(xiàn)渠道水力自動(dòng)調(diào)節(jié)和輸水。

我國(guó)援助突尼斯共和國(guó)建設(shè)的麥－崩水渠工程，設(shè)計(jì)要求水渠的水位實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。該工程采用的控制下游水位的后浮箱閘門，是我院在國(guó)內(nèi)尚無(wú)設(shè)計(jì)先例，又缺乏技術(shù)資料的情況下，自行研制設(shè)計(jì)的，經(jīng)過(guò)多次室內(nèi)水工模型試驗(yàn)和中間試驗(yàn)，獲得了有關(guān)布置、結(jié)構(gòu)主要參數(shù)等一系列技術(shù)數(shù)據(jù)后，進(jìn)行了施工詳圖設(shè)計(jì)和制造。經(jīng)安裝運(yùn)行后證實(shí)：下游常水位水力自動(dòng)控制閘門啟閉靈敏、運(yùn)行可靠、易于維修，達(dá)到了預(yù)想的效果。

筆者有幸參加了突尼斯麥—崩水渠自動(dòng)控制下游常水位的后浮箱閘門的設(shè)計(jì)工作，本文結(jié)合工作實(shí)踐談?wù)剬?duì)該類型閘門的設(shè)計(jì)體會(huì)和認(rèn)識(shí)，同大家交流，以有益于推廣和應(yīng)用。

2 閘門的工作原理

下游常水位閘門主要由面板、臂桿、配重箱、軸承以及浮箱、浮箱套等部位組成(見(jiàn)圖1)。

面板和浮箱的前后側(cè)板均做成圓弧形，其圓心都和轉(zhuǎn)動(dòng)軸軸心重合。浮箱底部的切線方向也通過(guò)軸心，門軸高程設(shè)置在下游設(shè)計(jì)水位上，如圖2所示。

3 閘門的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）閘門是一個(gè)有兩個(gè)上支臂的弧形門，其左右支鉸軸由一個(gè)空心圓筒聯(lián)接起來(lái)，兩個(gè)上支臂支撐固定在空心圓筒上，支鉸軸與弧形面板同心，浮箱則固定在空心圓筒的下游（見(jiàn)圖1所示），浮箱外緣和內(nèi)緣均為圓弧形且同心，并且圓心為支鉸軸心。

（2）為防止過(guò)水時(shí)水流沖擊浮箱下部，在浮箱的下部裝設(shè)一個(gè)護(hù)套，讓水只從箱套下游下部的孔隙中緩緩進(jìn)入，以保持較平穩(wěn)的運(yùn)行。

（3）后浮箱水力自動(dòng)閘門可以是露頂式也可以為潛沒(méi)式，當(dāng)上游取水的河道水位升降變化幅度大，而又能滿足取水要求時(shí)，可選擇為潛沒(méi)式孔口，即上游設(shè)混凝土胸墻。由于弧形面板的圓心與閘門轉(zhuǎn)動(dòng)的支鉸軸為同心，所以上游作用于弧形面板上的水壓力合力作用線通過(guò)支鉸軸心，不產(chǎn)生啟、閉門力，所以閘門的動(dòng)作只受下游水作用于浮箱底側(cè)力的控制。

（4）為保證啟閉靈活，門葉的兩側(cè)及頂部不與閘室兩側(cè)的閘墩以及胸墻接觸，其間留一些小的縫隙，同時(shí)門葉面板為上部大底部小的梯形弧面，以確保在啟閉過(guò)程中不與兩側(cè)閘墩觸碰摩擦。在支鉸軸上裝有滾動(dòng)軸承，使閘門開(kāi)啟轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)軸的摩阻力減小到最低限度。

（5）由于渠道內(nèi)是經(jīng)常有水的，所以閘門一般也均為開(kāi)啟狀態(tài)，只是開(kāi)啟程度不同。當(dāng)下游渠道需要檢修而要求無(wú)水時(shí)，將后浮箱閘門上游的平板檢修閘門關(guān)閉，使其不漏水，即可完全斷流。

（6）閘門（包括浮箱）的整體重心應(yīng)使其位于支鉸軸心的上部并且偏下游側(cè)，以使閘門自重為一個(gè)開(kāi)度力矩，而下游浮箱（后浮箱）的浮力為一個(gè)關(guān)門力矩。調(diào)整閘門重心位置，可采用在浮箱內(nèi)的適當(dāng)位置加設(shè)鑄鐵配重塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。配重塊是可以移動(dòng)的，因此可以調(diào)整制造中產(chǎn)生的誤差。

4 閘門的選型

下游常水位后浮箱水利自動(dòng)控制閘門（簡(jiǎn)稱后浮箱式閘門）的不同門型是按照浮箱半徑R和孔口面積A來(lái)劃分的。例如：56／25門型，即表示該門浮箱半徑為56 cm孔口面積為25 dm2 。另外，按照作用水頭的大小，閘門又分為高水頭和低水頭兩種型號(hào)，兩者不同之處在于兩種門型具有相同的浮箱半徑和孔口高度，而低水頭型門的孔口寬度為高水頭門的兩倍。因此，當(dāng)過(guò)閘水頭損失相同時(shí)，低水頭型門的過(guò)流能力為高水頭型門的兩倍，或者對(duì)于同一過(guò)閘流量，低水頭型門的過(guò)閘水頭損失比高水頭型門的減少四倍，而最大允許水頭則減少一半。

5 結(jié)語(yǔ)

下游常水位后浮箱水力自動(dòng)控制閘門適用于采用等水位或等容量控制的輸水渠道上，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)方便、運(yùn)行可靠和土建費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)，如若與微機(jī)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)合其效果會(huì)更加顯著。我院自行研制的后浮箱自動(dòng)閘門，已在我國(guó)援助突尼斯共和國(guó)麥—崩水渠工程中應(yīng)用，取得了成功的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。為此，建議將該類型閘門應(yīng)用于南水北調(diào)配套工程中的供水渠系，依靠水力自動(dòng)工作原理，做到節(jié)省能源和自動(dòng)化運(yùn)行，為實(shí)現(xiàn)南水北調(diào)工程提出的“四個(gè)一流”目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。

自動(dòng)控制論文:流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)抗干擾能力的研究

摘要：本文闡述在國(guó)內(nèi)一些自來(lái)水公司水廠應(yīng)用流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程中所遇干擾問(wèn)題，并通過(guò)具體實(shí)驗(yàn)找到解決干擾問(wèn)題的方法，為流動(dòng)電流自控系統(tǒng)在有干擾存在的情況下的應(yīng)用提供了重要經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：流動(dòng)電流 混凝 投藥 自動(dòng)控制 抗干擾

1. 流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)的檢測(cè)控制原理

混凝投藥是水處理工藝中的重要環(huán)節(jié)之一，位于水處理工藝的前端。投藥量的多少直接影響后續(xù)工藝的處理效果，因此，研究該環(huán)節(jié)的自動(dòng)控制非常有意義，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者都對(duì)其進(jìn)行了廣泛深入的研究。這些研究中，應(yīng)用的最為成功的當(dāng)屬流動(dòng)電流混凝投藥自控技術(shù)。該技術(shù)在80年代開(kāi)始應(yīng)用，到了90年代已經(jīng)被大量的國(guó)內(nèi)外水廠所采用。[1]

流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制技術(shù)的原理為：水中膠體粒子加藥后，其ζ電位會(huì)發(fā)生變化，從而引起流動(dòng)電流的變化，膠體電荷遠(yuǎn)程傳感器通過(guò)檢測(cè)流動(dòng)電流的變化可以準(zhǔn)確地反映水中加藥量的多少，并傳遞信號(hào)給檢測(cè)控制儀，控制儀根據(jù)傳感器傳遞來(lái)的信號(hào)，經(jīng)過(guò)程序的處理，輸出控制信號(hào)給變頻柜，通過(guò)改變供電頻率來(lái)調(diào)整投藥泵的投藥量，使之達(dá)到最佳值。

干擾問(wèn)題是流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)在生產(chǎn)應(yīng)用中常遇到的重要問(wèn)題，常由于不能及時(shí)排除干擾而致應(yīng)用失敗。相反地，干擾問(wèn)題卻很少得到報(bào)道。本文提供幾則排除干擾的實(shí)例，可供工程界參考。 2. 流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)的干擾原因

流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)在實(shí)際工程中遇到的干擾主要有以下的兩方面原因：

水質(zhì)及混凝藥劑方面；由于流動(dòng)電流控制系統(tǒng)的檢測(cè)裝置傳感器是直接與水樣接觸的，因此，如水中含有大量藻類、大量有機(jī)污染物、混凝藥劑為有機(jī)高分子藥劑或粘附性強(qiáng)的藥劑會(huì)沾污傳感器探頭，造成檢測(cè)信號(hào)失真，從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)不能正常的進(jìn)行控制工作。

電控方面；流動(dòng)電流控制系統(tǒng)的傳感信號(hào)和控制信號(hào)均為弱電信號(hào)，因此一旦有強(qiáng)電信號(hào)在流動(dòng)電流控制系統(tǒng)的傳感或控制信號(hào)線附近存在時(shí)就會(huì)產(chǎn)生干擾，會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)的正常工作產(chǎn)生影響；當(dāng)傳感器接地不符合要求時(shí)，也會(huì)對(duì)流動(dòng)電流的檢測(cè)造成干擾；電源的污染（如動(dòng)力電源存在大幅度的電壓或電流變化）、控制系統(tǒng)周圍有強(qiáng)電信號(hào)源（如大的電控柜、控制器等）、控制系統(tǒng)所放置的房間屏蔽不好內(nèi)的都會(huì)造成流動(dòng)電流控制系統(tǒng)的干擾，影響流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)的正常工作。

流動(dòng)電流投藥控制系統(tǒng)遇到干擾，可能出現(xiàn)檢測(cè)值無(wú)規(guī)律的上下波動(dòng)、檢測(cè)值定時(shí)定向的有規(guī)律變化、計(jì)量泵的投藥量不能及時(shí)隨檢測(cè)值變化而變化等現(xiàn)象。此時(shí)流動(dòng)電流控制系統(tǒng)已不能準(zhǔn)確及時(shí)的隨水質(zhì)水量的變化進(jìn)行投藥量的控制，必須找到干擾源并加以排除才能使其恢復(fù)正常工作。

3. 流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)干擾問(wèn)題及解決方法實(shí)例

3.1 流動(dòng)電流混凝投藥控制系統(tǒng)由混凝藥劑所引起的干擾

3.1.1 應(yīng)用水廠情況簡(jiǎn)介

該水廠位于四川某城市，水廠原水為黃河水，平時(shí)濁度為100~1000NTU，最高濁度10000NTU以上，pH為中性，其余的水質(zhì)指標(biāo)無(wú)特異的變化。該水廠的工藝流程見(jiàn)下圖1。

3.1.2 初始應(yīng)用情況

流動(dòng)電流控制系統(tǒng)安裝完成后，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。開(kāi)始兩天系統(tǒng)采用手動(dòng)控制的方式運(yùn)行，檢測(cè)值比較穩(wěn)定可以隨著原水濁度變化及時(shí)調(diào)整混凝劑的投加量，兩天后改為自動(dòng)控制，開(kāi)始時(shí)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，但隨著時(shí)間的推移檢測(cè)值變得很不穩(wěn)定，檢測(cè)值在一天之內(nèi)在水質(zhì)水量都無(wú)很大變化的情況下發(fā)生數(shù)次無(wú)規(guī)律的變化，混凝劑投量無(wú)法達(dá)到自動(dòng)控制，導(dǎo)致澄清池的出水時(shí)清時(shí)渾不能達(dá)到出水水質(zhì)要求。具體情況見(jiàn)下面圖2。

3.1.3 解決方法的研究

根據(jù)以上分析，進(jìn)行了逐項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)研究。首先，排除儀器設(shè)備存在質(zhì)量問(wèn)題，逐一更換了流動(dòng)電流檢測(cè)系統(tǒng)中的各部裝置，從傳感器到控制儀都用嶄新的并經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢驗(yàn)的儀器進(jìn)行替代實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)檢測(cè)值仍然呈不定時(shí)無(wú)規(guī)律變化，從而確定不是儀器質(zhì)量問(wèn)題。其次，排除了電源污染的因素，認(rèn)真檢查了電源并對(duì)其周圍的用電單位進(jìn)行了細(xì)致的調(diào)查，確認(rèn)該廠內(nèi)部及周圍不存在能對(duì)其動(dòng)力電源造成污染的污染源。并且由以上紀(jì)錄情況可知，流動(dòng)電流檢測(cè)值的變化是無(wú)規(guī)律的而且是不定時(shí)的，這樣就可以排除是由于象定時(shí)電源污染引起的定時(shí)干擾的存在。由于流動(dòng)電流的檢測(cè)值的變化是逐漸出現(xiàn)而不是一開(kāi)始運(yùn)行就有的，因此可以排除由電控方面的干擾所引起的。再次，對(duì)流動(dòng)電流控制系統(tǒng)傳感器的接地情況進(jìn)行了重新檢查，經(jīng)過(guò)仔細(xì)的分析和測(cè)試，確定其傳感器的地線不合要求。因此，重新進(jìn)行了傳感器的地線安裝，以三根銅管焊接而成的柱體為接地線的基礎(chǔ)，并深埋入地面1.5米以下，測(cè)得的電阻R〈1Ω，完全符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。改造完成后進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)在無(wú)計(jì)量泵的啟停時(shí)流動(dòng)電流系統(tǒng)可以正常工作，檢測(cè)值變化穩(wěn)定及時(shí)。接下來(lái)將變頻控制柜的安裝位置移至電控間，而自動(dòng)控制儀仍留在值班室。方案實(shí)施后，流動(dòng)電流控制系統(tǒng)仍然未能正常的工作，經(jīng)一周的監(jiān)測(cè)，檢測(cè)值仍然不穩(wěn)定，投藥量也不能得到很好的控制。最后，取混凝劑進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在高濁度水的情況下使用了含有有機(jī)高分子成分的助凝劑。因此，改變了高分子助凝劑的投加點(diǎn)，使其在流動(dòng)電流取樣完成后再投加，而助凝劑的控制采用按一定的比例投加的方式。方案實(shí)施后，經(jīng)半月的監(jiān)測(cè)流動(dòng)電流混凝投藥控制系統(tǒng)檢測(cè)值穩(wěn)定，投藥量得到很好的控制，出水水質(zhì)達(dá)到所要求的標(biāo)準(zhǔn)。圖3是一天運(yùn)行情況的紀(jì)錄。

3.2 流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)由于電源污染所造成的干擾

3.2.1 應(yīng)用水廠情況簡(jiǎn)介

此水廠位于山東沿海某城市。該水廠原水為地表水，常年濁度為20~30NTU，最高濁度100NTU，pH為中性，其余的水質(zhì)指標(biāo)無(wú)特異的變化。該水廠的工藝流程見(jiàn)下圖4。

投藥點(diǎn)在進(jìn)水管管式混合器之前，傳感器的取樣點(diǎn)設(shè)在管式混合器出口處。傳感器設(shè)在靠近取樣點(diǎn)的反應(yīng)池壁上。

3.2.2 流動(dòng)電流的初始應(yīng)用情況

流動(dòng)電流控制系統(tǒng)安裝完成后，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。開(kāi)始兩天系統(tǒng)采用手動(dòng)控制的方式運(yùn)行，檢測(cè)值比較穩(wěn)定。兩天后開(kāi)始自動(dòng)控制，第一天運(yùn)行基本穩(wěn)定，但發(fā)現(xiàn)在上午7-8時(shí)及下午4-5時(shí)，檢測(cè)值發(fā)生有規(guī)律變化。在上午7-8時(shí)之間，檢測(cè)值在加藥量及水質(zhì)不變的情況下會(huì)向上波動(dòng)，導(dǎo)致加藥量直線下降，出水水質(zhì)變渾；在下午3-4時(shí)之間，在同樣情況下檢測(cè)值向下波動(dòng)，導(dǎo)致加藥量直線上升，出水水質(zhì)變的過(guò)清。過(guò)了這兩個(gè)時(shí)段，檢測(cè)值會(huì)自動(dòng)調(diào)整回正常狀態(tài)，加藥量及水質(zhì)也會(huì)恢復(fù)正常。但這兩個(gè)時(shí)段正好是一泵站調(diào)整流量的時(shí)候，所以認(rèn)為是由于水量的變化引起的。但隨著時(shí)間的推移，這種檢測(cè)值的變化有時(shí)出現(xiàn)一天變化數(shù)次，并且有時(shí)又沒(méi)有規(guī)律，以至混凝劑的投量無(wú)法達(dá)到自動(dòng)控制。具體情況如圖5所示。

根據(jù)以上紀(jì)錄可知，流動(dòng)電流控制系統(tǒng)檢測(cè)值的變化多數(shù)是定時(shí)而且有規(guī)律的，并且在除此之外的時(shí)段內(nèi)系統(tǒng)可正常工作，這就排除了流動(dòng)電流控制系統(tǒng)自身以及傳感器地線的問(wèn)題。從控制理論分析，可能存在強(qiáng)電信號(hào)的干擾和電源有定時(shí)污染兩方面干擾。3.2.3 解決方法的研究

根據(jù)以上的分析進(jìn)行了解決方法的研究，首先對(duì)傳感信號(hào)線的屏蔽情況進(jìn)行檢查，從新作了屏蔽工作，在信號(hào)線外加上金屬套管并將其與強(qiáng)電電纜線分離。采取此種措施后，檢測(cè)值的定時(shí)變化仍然存在，證明不是由于強(qiáng)電信號(hào)干擾。接著檢測(cè)動(dòng)力電源是否有污染的存在，終于發(fā)現(xiàn)在此水廠的附近有一大型工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)工廠，每當(dāng)它啟動(dòng)和停止工作時(shí)，水廠的動(dòng)力電源即便非常不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致了控制儀工作的波動(dòng)，我們即采取了相應(yīng)的措施，在控制儀的電源上加上了穩(wěn)壓保護(hù)裝置，干擾現(xiàn)象隨即得到消除，控制儀開(kāi)始穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)過(guò)一周的連續(xù)監(jiān)測(cè)和觀察，干擾現(xiàn)象已全部消除，控制系統(tǒng)工作穩(wěn)定，投藥量得到非常好的控制，沉淀池出水穩(wěn)定地保持在6~9NTU范圍內(nèi)，整套流動(dòng)電流控制系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期的自控投藥的目的。圖6紀(jì)錄的一天運(yùn)行數(shù)據(jù)。

3.3 流動(dòng)電流自動(dòng)控制投藥系統(tǒng)由于信號(hào)線屏蔽問(wèn)題所引起的干擾

3.3.1 應(yīng)用水廠情況簡(jiǎn)介

該水廠位于安徽某市，該水廠原水為湖泊水，常年濁度為10NTU左右，最高濁度30NTU，pH為弱堿性，夏季水中藻類較多，以蘭藻和褐藻為主。該水廠的工藝流程同圖4。

投藥點(diǎn)在進(jìn)水管管式混合器之前，傳感器的取樣點(diǎn)設(shè)在反應(yīng)池入口處，傳感器的安裝箱設(shè)在反應(yīng)池的墻壁上。由于傳感器安裝位置與控制儀所在位置距離較遠(yuǎn)，因此為方便傳感信號(hào)線的鋪設(shè)，直接將其鋪設(shè)在已有的動(dòng)力電纜溝內(nèi)與動(dòng)力電電纜一起進(jìn)入加藥間室內(nèi)。

3.3.2 流動(dòng)電流的初始應(yīng)用情況

流動(dòng)電流控制系統(tǒng)安裝完畢后，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。開(kāi)始兩天系統(tǒng)采用手動(dòng)控制的方式運(yùn)行，檢測(cè)值有不規(guī)律和不定時(shí)的變化，有時(shí)檢測(cè)值在一段時(shí)間內(nèi)非常穩(wěn)定，有時(shí)卻波動(dòng)的非常厲害，在水質(zhì)水量沒(méi)有任何變化的情況下，投藥量相差懸殊，導(dǎo)致沉淀池出水水質(zhì)在一天內(nèi)甚至幾個(gè)小時(shí)內(nèi)變化非常大。兩天后改為自動(dòng)控制，運(yùn)行時(shí)上述情況依然存在，混凝劑投量無(wú)法得到控制，具體情況見(jiàn)下圖7。

從上面的曲線圖可以看出，流動(dòng)電流的檢測(cè)值變化很不穩(wěn)定，而且并不是隨水質(zhì)水量而變化的。因?yàn)槠錇椴欢〞r(shí)及無(wú)規(guī)律變化，所以可能是由于流動(dòng)電流控制系統(tǒng)本身電器元件有問(wèn)題、或傳感器與控制儀及控制儀與變頻柜之間連接信號(hào)被強(qiáng)電信號(hào)干擾、或變頻柜在工作時(shí)對(duì)控制儀有干擾、或不定時(shí)電源受污染等情況造成的。

3.2.3 解決方法的研究

根據(jù)以上分析，進(jìn)行了一步一步的排除實(shí)驗(yàn)，最后對(duì)傳感器與控制儀之間的雙芯屏蔽信號(hào)線重新進(jìn)行了鋪設(shè)，將其從動(dòng)力電纜溝中撤出，另設(shè)一專門的管溝鋪設(shè)信號(hào)線，并在信號(hào)線的外面加套一金屬套管，以確保流動(dòng)電流信號(hào)不受強(qiáng)電信號(hào)的干擾。方案實(shí)施后，流動(dòng)電流控制系統(tǒng)可以穩(wěn)定正常地工作了。經(jīng)一周的監(jiān)測(cè)，檢測(cè)值穩(wěn)定準(zhǔn)確，投藥量得到了很好的控制，出水水質(zhì)符合水廠的要求。圖8為所紀(jì)錄的一天運(yùn)行數(shù)據(jù)。

4 總結(jié)

流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，遇到的干擾因素非常復(fù)雜，因此必須在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行細(xì)致的分析和實(shí)驗(yàn)研究才能確定其解決方法。混凝劑的問(wèn)題一般可以通過(guò)改變投加點(diǎn)或更換混凝劑種類加以解決。對(duì)于電控方面，由于其檢測(cè)和傳遞的信號(hào)為弱電信號(hào)，非常容易受到外界電源污染以及強(qiáng)電及其它強(qiáng)信號(hào)的干擾，因此系統(tǒng)儀器儀表的安裝環(huán)境，信號(hào)線的鋪設(shè)以及有關(guān)地線的制作等都要嚴(yán)格遵守相應(yīng)電控要求，這樣才能有效的防止可能出現(xiàn)的干擾現(xiàn)象。總之，干擾問(wèn)題是流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中所遇的一個(gè)重要問(wèn)題，必須認(rèn)真加以解決才能保證該系統(tǒng)的成功應(yīng)用。

自動(dòng)控制論文:淺議卷煙機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)

摘 要：在煙草加工過(guò)程中，機(jī)械技術(shù)的先進(jìn)程度對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)組織、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)方式和能源消耗以及原材料消耗都有很大影響，因此，提高煙草機(jī)械技術(shù)先進(jìn)水平能促進(jìn)煙草工作的產(chǎn)品水平得到提高，同時(shí)也能促進(jìn)質(zhì)量得到提高，在產(chǎn)品品種和效益方面也能進(jìn)行更新?lián)Q代，因此，要保證煙草工業(yè)得到更好的發(fā)展，一定要不斷提高機(jī)械的技術(shù)水平。煙草的機(jī)械技術(shù)水平已經(jīng)慢慢成為了衡量煙草工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一，因此，在煙草品種越來(lái)越多，加工工藝越來(lái)越復(fù)雜的情況下，要對(duì)生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行更新和改進(jìn)，這樣能夠更好的實(shí)現(xiàn)煙草生產(chǎn)的自動(dòng)化控制和機(jī)電一體化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：卷煙；機(jī)械自動(dòng)控制；發(fā)展方向

煙草對(duì)人們的身體健康有一定影響，但是其在發(fā)展過(guò)程中也是有一定市場(chǎng)，因此，卷煙企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中對(duì)技術(shù)進(jìn)步提出了更高要求，同時(shí)在發(fā)展過(guò)程中不斷引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備在生產(chǎn)中使用，而且在一些技術(shù)上，國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)工藝已經(jīng)和國(guó)際先進(jìn)水平在同一個(gè)高度，而且在卷煙生產(chǎn)自動(dòng)化水平上也達(dá)到了一個(gè)較高水平。現(xiàn)在，工業(yè)企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中正在向自動(dòng)化生產(chǎn)方向前進(jìn)，在這個(gè)過(guò)程中，自動(dòng)控制技術(shù)、物流技術(shù)和信息技術(shù)都得到了綜合應(yīng)用。工業(yè)企業(yè)在工業(yè)信息化發(fā)展過(guò)程中，要先實(shí)現(xiàn)企業(yè)自動(dòng)化發(fā)展。因此，卷煙企業(yè)要想更好的實(shí)現(xiàn)信息化發(fā)展，就一定要實(shí)現(xiàn)卷煙企業(yè)自動(dòng)化發(fā)展，這樣能夠更好的促進(jìn)企業(yè)發(fā)展。

1 我國(guó)卷煙機(jī)械的現(xiàn)狀

為了更好的實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化，機(jī)械研究制造企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中做出了很多努力，這樣也使得機(jī)械制造方面得到了很大發(fā)展。在機(jī)械制造過(guò)程中，生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)在自動(dòng)化方向不但改進(jìn)，同時(shí)對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、跟蹤測(cè)試、對(duì)比分析，這樣能夠在機(jī)械制造過(guò)程中對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行更好的解決，同時(shí)也能更好的實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化控制。現(xiàn)在，國(guó)產(chǎn)的卷煙生產(chǎn)設(shè)備在功能和產(chǎn)品質(zhì)量方面已經(jīng)達(dá)到了國(guó)外同類型設(shè)備的水平。在進(jìn)行卷煙設(shè)備制造時(shí)，要不斷積累經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)在設(shè)計(jì)的時(shí)候要不斷進(jìn)行創(chuàng)新，這樣才能更好的利用新技術(shù)，同時(shí)也能更好的對(duì)電控系統(tǒng)進(jìn)行全面的改造升級(jí)。在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的過(guò)程中，精度較高的設(shè)備和儀器在工業(yè)生產(chǎn)中得到了應(yīng)用，因此，在工業(yè)生產(chǎn)中熱處理設(shè)備也有了很大方面的技術(shù)改進(jìn)，在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)零件的熱處理質(zhì)量也有了很大的提高。科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展使得現(xiàn)在的基礎(chǔ)工業(yè)在產(chǎn)品質(zhì)量方面也有了很大改進(jìn)，因此，這樣也提高了卷煙生產(chǎn)中使用煙機(jī)零件質(zhì)量。在煙機(jī)產(chǎn)品中，關(guān)鍵部位零件都是進(jìn)口的標(biāo)準(zhǔn)件，在制造過(guò)程中和國(guó)產(chǎn)的構(gòu)件進(jìn)行了結(jié)合，這樣能夠保證采購(gòu)質(zhì)量要求，同時(shí)也能提高機(jī)組的使用穩(wěn)定性和可靠性。

科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，使得在卷煙生產(chǎn)過(guò)程中打葉復(fù)烤生產(chǎn)線和物流系統(tǒng)中都應(yīng)用了集中控制系統(tǒng)，這樣能為生產(chǎn)線管理提供現(xiàn)代管理手段，同時(shí)在進(jìn)行監(jiān)控的時(shí)候能夠使用多套的監(jiān)控系統(tǒng)，在操作現(xiàn)場(chǎng)能夠使用電控柜的指示燈來(lái)進(jìn)行控制，這樣能更好的對(duì)操作現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行查詢和維修。企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中為了更好的實(shí)現(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，因此在發(fā)展過(guò)程中形成了管控一體化的控制系統(tǒng)，在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)車間生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這樣能夠更好的為卷煙企業(yè)信息集成奠定基礎(chǔ)。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展對(duì)卷煙企業(yè)來(lái)說(shuō)非常重要，因此，要對(duì)其進(jìn)行重視。

2 卷煙機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展方向

企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中保持自身的競(jìng)爭(zhēng)能力是非常重要的，對(duì)于卷煙企業(yè)來(lái)說(shuō)也是如此，卷煙企業(yè)為了提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力，要保證生產(chǎn)水平和國(guó)家生產(chǎn)水平要保持一致。自動(dòng)控制技術(shù)不斷在發(fā)展，現(xiàn)在，卷煙產(chǎn)品在競(jìng)爭(zhēng)方面也出現(xiàn)了日益激烈的情況，因此，對(duì)卷煙企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程也提出了更高的要求。在工業(yè)控制技術(shù)中，新技術(shù)和新產(chǎn)品的不斷發(fā)展，能夠更好的保證企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。現(xiàn)在，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)以及人機(jī)接口技術(shù)在信息技術(shù)應(yīng)用中都得到了很好的發(fā)展，同時(shí)工業(yè)過(guò)程控制技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中也在逐漸實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。現(xiàn)在，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)正在向集散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)展，同時(shí)在硬件方面的在可靠性也非常高，在速度方面也非常快。在軟件方面也更好實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制組態(tài)軟件、數(shù)據(jù)管理軟件、通訊軟件、故障診斷軟件等方面都得到了很好的發(fā)展。

3 卷煙機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展要求

3.1 網(wǎng)絡(luò)化

在進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的時(shí)候，產(chǎn)品從原材料對(duì)成品都要

過(guò)很多的制造工序，對(duì)于一些較復(fù)雜的產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)存在著上百道工序，有時(shí)一個(gè)生產(chǎn)線需要上百臺(tái)設(shè)備才能更好的完成生產(chǎn)。某些制造工藝復(fù)雜的工業(yè)產(chǎn)品需要分成若干條生產(chǎn)線才能完成，控制的對(duì)象十分分散。對(duì)工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)而言，必須將工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線分解為若干個(gè)控制子系統(tǒng)，但這些獨(dú)立的控制子系統(tǒng)之間如不進(jìn)行有效協(xié)調(diào)、集中監(jiān)控管理，整個(gè)生產(chǎn)線就無(wú)法正常生產(chǎn)。網(wǎng)絡(luò)化就是將各個(gè)控制子系統(tǒng)通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)建立數(shù)據(jù)交換聯(lián)系，并實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控，相互協(xié)調(diào)生產(chǎn)、工藝、質(zhì)量參數(shù)，接受管理人員的工作指令。

3.2 智能化

在復(fù)雜的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線中，各控制子系統(tǒng)的控制任務(wù)重、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，不可能通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)集中控制，控制子系統(tǒng)必須獨(dú)立完成控制任務(wù)，并向中控傳送控制狀態(tài)、控制參數(shù)、報(bào)警信息等，接受中控指令。另外工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)具有預(yù)警提示、故障尋跡提示、輔助決策等智能功能。控制器、檢測(cè)設(shè)備的智能化才能使工業(yè)過(guò)程控制實(shí)現(xiàn)真正的集散控制。工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)的智能化減少了人工干預(yù)，但需要人工調(diào)度指令、維護(hù)保養(yǎng)、分析決策等，因此仍需要人機(jī)接口；同時(shí)系統(tǒng)的智能化使人工工作量大大減少，信息量大大增加，需要表達(dá)清晰，操作簡(jiǎn)便、友好的人機(jī)接口，提高人員的參與程度和工作興趣。開(kāi)發(fā)具有大屏幕顯示、動(dòng)態(tài)指示、實(shí)物動(dòng)畫、人機(jī)對(duì)話等功能的更加友好的人機(jī)接口也是智能化的方向。

3.3 數(shù)字化

在工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)中有許多控制變量需要處理，傳統(tǒng)的模擬量傳輸精度低、抗干擾能力差，影響控制回路的控制精度；同時(shí)數(shù)據(jù)采集量不準(zhǔn)確會(huì)影響數(shù)據(jù)處理及科學(xué)分析，檢測(cè)器、傳感器、執(zhí)行器、控制器的數(shù)字化是實(shí)現(xiàn)精確控制和科學(xué)分析的基礎(chǔ)。

網(wǎng)絡(luò)化、智能化、數(shù)字化使控制系統(tǒng)的配置簡(jiǎn)潔靈活，滿足生產(chǎn)過(guò)程的精確控制，便于生產(chǎn)工藝的調(diào)整，滿足多品種小批量生產(chǎn)的需要，適應(yīng)柔性化生產(chǎn)和敏捷制造的潮流。近10年來(lái)國(guó)產(chǎn)煙草成套設(shè)備由于采用了先進(jìn)的控制技術(shù)和控制器件，電控系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、可維護(hù)性和控制精度得到了很大的提高，并且隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，電控系統(tǒng)的操作性和數(shù)據(jù)采集處理能力也大大提高。只要卷煙企業(yè)和煙機(jī)企業(yè)共同把握自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合煙草行業(yè)的實(shí)際需要，就能與國(guó)際先進(jìn)水平保持同步。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平提高是相輔相成的關(guān)系，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)經(jīng)濟(jì)在不斷發(fā)展過(guò)程中也推動(dòng)著科學(xué)技術(shù)水平的提高。在卷煙機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)方面具有了很大的提高，這樣能夠更好的保證產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)也能在產(chǎn)品品種方面不斷豐富，這樣能夠更好的促進(jìn)卷煙企業(yè)發(fā)展。

自動(dòng)控制論文:基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的路燈自動(dòng)控制原理分析

[摘要]在現(xiàn)有路燈設(shè)備控制管理手段的基礎(chǔ)上，本文根據(jù)國(guó)內(nèi)外路燈自動(dòng)控制方面的一些最新學(xué)術(shù)和應(yīng)用成果，對(duì)當(dāng)前較為成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析與研究，在分析了其功能和實(shí)現(xiàn)上的優(yōu)劣性的基礎(chǔ)上提出了一種基于gprs網(wǎng)絡(luò)的路燈監(jiān)控方法。

[關(guān)鍵詞]自動(dòng)控制 監(jiān)控 gprs網(wǎng)絡(luò)

傳統(tǒng)的光控方式易受環(huán)境照度影響，容易有錯(cuò)誤動(dòng)作；鐘控方式自動(dòng)校時(shí)工藝落后，易出現(xiàn)走時(shí)不準(zhǔn)等問(wèn)題，而且路燈控制裝置沒(méi)有實(shí)現(xiàn)集中管理，各自為戰(zhàn)，準(zhǔn)確性及可靠性相對(duì)較差，路燈的早亮晚滅現(xiàn)象無(wú)法得到快速有效的處理。本文的目的是改善傳統(tǒng)路燈管理方式，高效準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)路燈電網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)控制，統(tǒng)一管理工作。在傳統(tǒng)模式下，路燈生產(chǎn)管理信息的載體是圖紙、報(bào)表、語(yǔ)言(如調(diào)度指令等)，傳遞方式是手工交接。在這種機(jī)制下，信息的更新滯后于生產(chǎn)數(shù)據(jù)的變化，在生產(chǎn)管理活動(dòng)的各個(gè)專業(yè)環(huán)節(jié)中，導(dǎo)致生產(chǎn)管理信息的“不全面、不一致、不及時(shí)、不準(zhǔn)確”現(xiàn)象。解決這一嚴(yán)重問(wèn)題的途徑，是在生產(chǎn)各部門之間及部門內(nèi)部各工作崗位之間，建立起信息及時(shí)傳遞和同步更新的共享機(jī)制和環(huán)境。由于路燈電網(wǎng)生產(chǎn)、規(guī)劃、管理和經(jīng)營(yíng)具有天然的空間網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮卣鳎⒒趃is技術(shù)的路燈應(yīng)用平臺(tái)，將是這種機(jī)制和環(huán)境的基礎(chǔ)。

一、路燈監(jiān)控系統(tǒng)gprs通信網(wǎng)絡(luò)組建

為了建立路燈監(jiān)控系統(tǒng)gprs通信網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)路燈的自動(dòng)控制，應(yīng)該從以下兩方面來(lái)考慮。

首先，建立移動(dòng)通信gprs業(yè)務(wù)中心和路燈監(jiān)控中心的路由通道，利用現(xiàn)有的adsl等寬帶技術(shù)或者odn、光纖等專線技術(shù)，通過(guò)有線方式建立通道，確保通道的暢通、數(shù)據(jù)通信的安全和數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確率。通過(guò)路由器確定通信服務(wù)器的固定ip，可以讓移動(dòng)綁定監(jiān)控終端靜態(tài)ip地址，保證所有監(jiān)控終端不同的ip地址傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都流向監(jiān)控中心通信服務(wù)器，也就構(gòu)成了監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)多對(duì)一的基本條件，同時(shí)由于監(jiān)控終端和監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)通道既有無(wú)線方式又存在有線方式。為了提高數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性，在數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議時(shí)進(jìn)行多種數(shù)據(jù)校驗(yàn)而達(dá)到排除數(shù)據(jù)誤碼和準(zhǔn)確傳輸目的。

其次，根據(jù)移動(dòng)gprs業(yè)務(wù)通信的特點(diǎn)，路燈監(jiān)控中心通過(guò)專線、移動(dòng)通信公司和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端運(yùn)行連接，根據(jù)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和成熟性考慮，系統(tǒng)中心和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端可以采用udp或tcp方式進(jìn)行連接，從而構(gòu)成n條虛擬的數(shù)據(jù)通道，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互訪，建立路燈監(jiān)控系統(tǒng)的通信體系。

二、路燈監(jiān)控系統(tǒng)gprs通信專線故障自動(dòng)判別和處理體系

隨著路燈監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的推移，不能排除因外界因素而干擾專線，造成專線的斷線、斷路等問(wèn)題的出現(xiàn)，而影響監(jiān)控系統(tǒng)的命脈通信問(wèn)題。經(jīng)過(guò)多方考證和實(shí)驗(yàn)證明，采用如下實(shí)際可行方案實(shí)現(xiàn)專線故障判別。

首先，充分利用現(xiàn)有資源，利用tcp或udp協(xié)議內(nèi)部功能，用軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)跟蹤，系統(tǒng)不斷跟蹤檢測(cè)監(jiān)控中心和移動(dòng)gprs業(yè)務(wù)中心服務(wù)器之間的專線所有節(jié)點(diǎn)的路由暢通情況。一旦檢測(cè)到那個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，則立即進(jìn)行報(bào)警處理。

其次，針對(duì)專線線路故障處理，必須進(jìn)行如下處理，根據(jù)線路跟蹤結(jié)果，分析故障出現(xiàn)的地點(diǎn)和故障類型。根據(jù)不同的故障類型和故障地點(diǎn)進(jìn)行分析，利用短消息報(bào)警技術(shù)手將線路故障原因和故障地點(diǎn)發(fā)送到監(jiān)控中心專線維護(hù)人員的手機(jī)中。專線維護(hù)人員可以根據(jù)報(bào)警情況進(jìn)行進(jìn)一步處理。如果是路燈監(jiān)控中心內(nèi)部問(wèn)題，則自行解決，如果是專線問(wèn)題，則讓專線提供商解決，如果是移動(dòng)問(wèn)題，則需要移動(dòng)解決。這樣僅僅通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)專線線路故障判別和報(bào)警處理，這樣既能達(dá)到目的而能節(jié)省很多不必要的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此，對(duì)gprs通信體系進(jìn)行了比較完善的分析和處理，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)比較完善的通信體系。

三、路燈控制方式及系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

采用無(wú)線專網(wǎng)需要自建一座發(fā)射塔，組成一個(gè)無(wú)線發(fā)射網(wǎng)絡(luò)，為了保證信號(hào)強(qiáng)度，可以利用高層建筑大樓樓頂建立通訊鐵塔，架設(shè)主控電臺(tái)天線，中央控制室可設(shè)在路燈局辦公樓內(nèi)，于中控室建立通訊主站。在遠(yuǎn)離中控室的市區(qū)開(kāi)闊地帶建筑物上建立中繼站，覆蓋周邊地區(qū)；在各外圍站配電箱位置安裝外圍站通訊天線。或者選擇其他接力通信的方式。

系統(tǒng)主要由三部分組成：中控室主站系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、外圍站分控系統(tǒng)。

中控室主站系統(tǒng)：主要由工控機(jī)、數(shù)據(jù)服務(wù)器、不間斷電源、值班員工作站、大屏幕顯示系統(tǒng)等組成(負(fù)責(zé)管理、監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，監(jiān)視、記錄系統(tǒng)的運(yùn)行狀況)。

通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：主要包括主基站數(shù)傳電臺(tái)及其天饋系統(tǒng)、中繼站數(shù)傳電臺(tái)及其大饋系統(tǒng)、各分站數(shù)傳電臺(tái)及其天饋系統(tǒng)，組成數(shù)個(gè)一對(duì)多的通訊組，完成數(shù)據(jù)上行、下行的通訊功能。專網(wǎng)主要采用gprs網(wǎng)絡(luò)組件。

外圍站分控系統(tǒng)：全市路燈、景觀燈每個(gè)箱式變電站、配電柜，安裝一套外圍站分控系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)接收主站數(shù)據(jù)命令、執(zhí)行開(kāi)關(guān)燈動(dòng)作、下載存儲(chǔ)時(shí)間控制表、采集運(yùn)行電壓、電流、電量數(shù)據(jù)，向主站上傳數(shù)據(jù)等。

四、各分系統(tǒng)概述

中控室主站系統(tǒng)概述：專用的工控機(jī)；數(shù)據(jù)服務(wù)器；專用的維護(hù)工作站；負(fù)責(zé)維護(hù)系統(tǒng)參數(shù)，管理操作人員權(quán)限等；多臺(tái)操作工作站，供值班人員使用；后備工控機(jī)，保證整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)運(yùn)行的實(shí)時(shí)性和可靠性；以及大屏幕顯示系統(tǒng)、聲音設(shè)備、手持機(jī)和相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)通一訊設(shè)備。

外圍站分控系統(tǒng)概述：外圍站點(diǎn)安裝在現(xiàn)場(chǎng)電氣控制箱內(nèi)。外圍站分控系統(tǒng)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況如線路的多少、路燈與景觀燈的不同情況進(jìn)行不同的配置組合。并要求具有很可靠的耐高低溫指標(biāo)，防水及防塵等級(jí)。

路燈地理信息的設(shè)計(jì)要從整體和系統(tǒng)的角度考慮其角色和作用，并有效地利用最新的信息技術(shù)，如gis技術(shù)、組件技術(shù)、web技術(shù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)、case技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)設(shè)施資源、工作流程、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行和維護(hù)等業(yè)務(wù)管理的信息化和智能化構(gòu)造一個(gè)既相互獨(dú)立、又相互協(xié)作、資源共享、可互操作的業(yè)務(wù)綜合網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)路燈事業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

五、結(jié)論

城市路燈電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨龐大，安全運(yùn)行管理任務(wù)十分繁重。路燈線路地域分布的廣泛性和涉及地理信息的復(fù)雜性，致使原有的管理手段己經(jīng)不能滿足實(shí)際管理的需要，必須采用gis和mis相結(jié)合的技術(shù)，尋找一種以數(shù)據(jù)庫(kù)管理為中心、空間數(shù)據(jù)集中式處理的工作平臺(tái)，以便進(jìn)行路燈電網(wǎng)管理數(shù)據(jù)的采集和更新以及多系統(tǒng)間的無(wú)縫集成。

提高亮燈的一致性，可實(shí)現(xiàn)全部路燈齊亮、齊滅的壯觀景象，又可以避免各處鐘控器和光控器的故障引起的失控而造成的電能浪費(fèi)。但是我們國(guó)家在很多方面與國(guó)內(nèi)先進(jìn)的技術(shù)還有差距，還需要在以下兩方面做進(jìn)一步的研究工作，一方面適應(yīng)范圍需要更廣，對(duì)于個(gè)別點(diǎn)存在誤報(bào)情況的，只能采取延時(shí)上報(bào)等方式；另一方面執(zhí)行效率還需要更高，對(duì)于程序的運(yùn)行速度等問(wèn)題還需要更好的優(yōu)化過(guò)程。

自動(dòng)控制論文:電力系統(tǒng)安全自動(dòng)控制與繼電保護(hù)

[摘要]有效保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，對(duì)電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展來(lái)說(shuō)有著積極的意義。當(dāng)前，電力系統(tǒng)逐漸朝著自動(dòng)化和智能化的方向發(fā)展，電力系統(tǒng)安全自動(dòng)控制系統(tǒng)和繼電保護(hù)裝置的作用也越來(lái)越重要，是預(yù)防電力系統(tǒng)故障的有力保證。隨著技術(shù)的不斷革新與升級(jí)，電力系統(tǒng)安全自動(dòng)控制系統(tǒng)和繼電保護(hù)裝置的功能和作用也越發(fā)的完善，對(duì)維護(hù)電力系統(tǒng)的安全、平穩(wěn)運(yùn)行有著重要的作用。

[關(guān)鍵詞]電力系統(tǒng)；安全自動(dòng)控制；繼電保護(hù)

電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，離不開(kāi)安全自動(dòng)控制與繼電保護(hù)裝置的支持。作為電力系統(tǒng)的重要組成裝置，安全自動(dòng)控制系統(tǒng)和繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用，能夠有效控制故障的發(fā)生，進(jìn)而維護(hù)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，有效解決其中存在的問(wèn)題。就目前電力系統(tǒng)安全自動(dòng)控制與繼電保護(hù)的發(fā)展形勢(shì)來(lái)看，仍然還有很大的進(jìn)步空間，其發(fā)展?jié)摿€有待于挖掘，以全面提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全。

1安全自動(dòng)控制與繼電保護(hù)的要求

1.1安全自動(dòng)控制與繼電保護(hù)的基本要求

安全自動(dòng)控制與繼電保護(hù)在安全性能方面需要滿足以下基本要求。其一，安全可靠。安全自動(dòng)控制系統(tǒng)與繼電保護(hù)裝置的作用就是維護(hù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，安全可靠是最基本的要求。在安全自動(dòng)控制系統(tǒng)和繼電保護(hù)裝置的控制和保護(hù)區(qū)域，對(duì)該范圍內(nèi)的電氣元件的異常情況以及系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行故障迅速的予以處理，并且繼電保護(hù)裝置的職能是保護(hù)和控制該區(qū)域內(nèi)的電氣裝置，非控制區(qū)域的故障，不需要啟動(dòng)保護(hù)裝置，不逾越“本職”。明確安全自動(dòng)控制系統(tǒng)和繼電保護(hù)裝的職責(zé)所在，以確保其可靠性[1]。其二，靈敏迅速。在安全自動(dòng)控制與繼電保護(hù)的控制范圍，對(duì)于異常情況和故障能夠及時(shí)的反應(yīng)，其中繼電保護(hù)測(cè)量元件起到了關(guān)鍵性的作用，確定規(guī)定的動(dòng)作值，根據(jù)運(yùn)行方式以及故障類型進(jìn)行綜合分析，作為制定點(diǎn)校驗(yàn)的參考，進(jìn)而得出相關(guān)參數(shù)，以確定靈敏系數(shù)。在此基礎(chǔ)之上，繼電保護(hù)裝置能夠以最快的速度處理電氣元件故障，進(jìn)而控制故障的發(fā)生和“蔓延”，避免電力系統(tǒng)線路和裝置受到嚴(yán)重的損壞。其三，選擇性。在安全自動(dòng)控制與繼電保護(hù)發(fā)揮作用時(shí)，能夠選擇性的將故障元件予以切除，縮小停電區(qū)域范圍，非故障區(qū)域能夠繼續(xù)運(yùn)行，并及時(shí)的消除故障，將故障的影響限制到最小的程度，避免給社會(huì)生產(chǎn)生活帶來(lái)不便。

1.2繼電保護(hù)的關(guān)鍵點(diǎn)

在應(yīng)用繼電保護(hù)裝置時(shí)，有幾處關(guān)鍵的環(huán)節(jié)需要注意。其一，在繼電保護(hù)裝置檢驗(yàn)方面。電流回路升流和電壓回路升壓試驗(yàn)要在繼電保護(hù)裝置檢驗(yàn)過(guò)程的最后階段進(jìn)行，必須在其他項(xiàng)目試驗(yàn)完成之后，試驗(yàn)完成之后，定值、定值區(qū)以及二次回路接線不能發(fā)生改變。定期檢驗(yàn)當(dāng)中的負(fù)荷向量測(cè)量以及打印負(fù)荷采樣值，不能在設(shè)備的熱備狀態(tài)下進(jìn)行。其二，定值區(qū)的正確性對(duì)于繼電保護(hù)裝置安全運(yùn)行十分關(guān)鍵。因此在修改定值時(shí)需要格外注意，打印定值單和定值區(qū)號(hào)，確保日期、變電站以及設(shè)備名稱的準(zhǔn)確性，做好工作記錄，定值編號(hào)一定要予以注明，確保定值區(qū)的準(zhǔn)確性。其三，繼電保護(hù)裝置的一般性檢查。連接件的緊固性、焊接點(diǎn)是否存在虛焊以及機(jī)械特性都是重點(diǎn)檢查的內(nèi)容，以避免存在安全隱患，需要對(duì)螺絲、焊接點(diǎn)進(jìn)行一一嚴(yán)格的檢查，對(duì)松動(dòng)和虛焊要及時(shí)的予以完善處理，進(jìn)而保證繼電保護(hù)裝置的安全運(yùn)行。另外，保護(hù)屏各裝置機(jī)箱屏障接地檢查，其中銅排接入地網(wǎng)的可靠性是十分關(guān)鍵的，必須嚴(yán)格予以檢查，確保其符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)繼電保護(hù)裝置的檢查工作，必須做好工作記錄，并作為下一次檢查的參考[2]。

2安全自動(dòng)控制和繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用

安全自動(dòng)控制和繼電保護(hù)是有效保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要途徑，對(duì)電力系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備和元件進(jìn)行保護(hù)，消除其中存在的故障，維護(hù)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)于電力系統(tǒng)運(yùn)行中的異常情況，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)處理，避免其形成危害，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。

2.1電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化

安全自動(dòng)控制和繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用，在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化控制當(dāng)中得以充分的體現(xiàn)。電力調(diào)度自動(dòng)化主要利用信息技術(shù)來(lái)收集和處理數(shù)據(jù)，能夠根據(jù)這些數(shù)據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行有效的分析。充分發(fā)揮安全自動(dòng)控制和繼電保護(hù)的重要作用，實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)控制的目的。由系統(tǒng)的調(diào)度中心統(tǒng)一進(jìn)行調(diào)度，對(duì)變電站和發(fā)電廠進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，有效監(jiān)測(cè)其運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度的自動(dòng)化控制。發(fā)電自動(dòng)控制、負(fù)荷預(yù)測(cè)、電力系統(tǒng)安全監(jiān)視和分析以及電路恢復(fù)和緊急控制等內(nèi)容都是電力調(diào)度自動(dòng)化的重要體現(xiàn)，充分將安全自動(dòng)控制和繼電保護(hù)裝置的作用發(fā)揮出來(lái)，使電力調(diào)度工作平穩(wěn)有序的進(jìn)行，進(jìn)而保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性[3]。

2.2電力系統(tǒng)的安全控制

在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的基礎(chǔ)之上，實(shí)現(xiàn)了電力生產(chǎn)、管理、傳輸?shù)淖詣?dòng)化控制，形成了完善的電力系統(tǒng)的安全控制系統(tǒng)。配電網(wǎng)，變電站以及發(fā)電廠都是安全控制的重點(diǎn)內(nèi)容，利用安全自動(dòng)控制系統(tǒng)和繼電保護(hù)裝置進(jìn)行予以有效的保護(hù)和控制。安全監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)調(diào)度以及網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)葍?nèi)容實(shí)現(xiàn)了安全自動(dòng)化控制。電力生產(chǎn)的效率得以有效提升，電力系統(tǒng)的更加安全可靠的運(yùn)行，供電電壓、電流的穩(wěn)定性得到保障。在配電網(wǎng)、變電站、發(fā)電廠安全自動(dòng)化控制，根據(jù)各自的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，安全控制方法與控制效果會(huì)存在顯著的差異。其中，發(fā)電站會(huì)由于發(fā)電方式的不同，其安全自動(dòng)化控制方式也會(huì)存在不同，例如水電站和火電廠的安全自動(dòng)化控制。配電網(wǎng)、變電站、發(fā)電廠的多級(jí)控制，促進(jìn)了電力系統(tǒng)的安全自動(dòng)化控制，更加安全平穩(wěn)的運(yùn)行下去。

2.3供電系統(tǒng)安全控制

在供電系統(tǒng)安全控制當(dāng)中，利用安全控制系統(tǒng)以及繼電保護(hù)裝置，加強(qiáng)負(fù)荷控制、變電站安全自動(dòng)化控制以及電力調(diào)度監(jiān)控。在供電系統(tǒng)的運(yùn)行當(dāng)中，通過(guò)聲頻或工頻控制的方式來(lái)控制負(fù)荷。變電站安全自動(dòng)化控制和電力調(diào)度監(jiān)控則實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)遠(yuǎn)程監(jiān)控，充分發(fā)揮安全控制系統(tǒng)以及繼電保護(hù)裝置的重要作用，利用信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，保證供電系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，為電力供應(yīng)提供有力的安全保障[4]。

3結(jié)論

安全自動(dòng)控制與繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用，維護(hù)了電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，促進(jìn)了電力系統(tǒng)自動(dòng)化和智能化的發(fā)展。在電力系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)中，電力系統(tǒng)安全自動(dòng)控制系統(tǒng)和繼電保護(hù)裝置發(fā)揮著重要的作用，能夠有效預(yù)防電力系統(tǒng)故障，消除安全隱患，成為保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要途徑，以維護(hù)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

作者：劉琦 單位：湖南省邵陽(yáng)學(xué)院

自動(dòng)控制論文:主排水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)論文

1系統(tǒng)組成

1.1系統(tǒng)采集的監(jiān)控信號(hào)。

（1）開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)

這一信號(hào)主要是對(duì)水泵的開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，如果出現(xiàn)任何故障狀態(tài)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。而且每一個(gè)閥門的開(kāi)關(guān)狀態(tài)都可以通過(guò)相關(guān)的指令來(lái)完成，相關(guān)的檢修指令是相對(duì)比較重要的構(gòu)成部分，還可以實(shí)現(xiàn)控制指令，檢修指令，對(duì)液位的報(bào)警情況進(jìn)行控制。

（2）開(kāi)關(guān)量出輸出信號(hào)

輸出信號(hào)主要是對(duì)水泵電機(jī)的啟動(dòng)和停止來(lái)進(jìn)行控制，不僅可以對(duì)電動(dòng)閘的開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，還可以對(duì)真空信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控。可見(jiàn)，輸出信號(hào)也是不可缺少的信號(hào)類型之一。

（3）模擬量輸入信號(hào)

從這一類型的信號(hào)可以看出，水倉(cāng)水位、水泵抽水真空度負(fù)壓等。另外，對(duì)于電機(jī)的軸承、溫度以及排水的流量等都可以進(jìn)行監(jiān)控。

1.3系統(tǒng)的基本特點(diǎn)。

從這一系統(tǒng)來(lái)看，其基本的特點(diǎn)主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：第一，要選擇性能較高的可編程邏輯控制器來(lái)進(jìn)行控制，然后借助以太網(wǎng)的通訊模塊來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效地處理。這種方式的實(shí)時(shí)性比較突出，而且數(shù)據(jù)處理工作也比較快。第二，可以檢測(cè)到水倉(cāng)中其他工況的設(shè)置情況，還可以促進(jìn)水泵管路的分布更加均勻。減少故障的出現(xiàn)頻率。第三，在整個(gè)系統(tǒng)中具有各種不同的可靠性措施，為了應(yīng)急預(yù)案，采取的維護(hù)量比較少，達(dá)到無(wú)人值守的目的。第四，可擴(kuò)展性比較強(qiáng)，可以隨著根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的需要在增加節(jié)點(diǎn)數(shù)量。

2系統(tǒng)功能

2.1自動(dòng)控制功能。

（1）通過(guò)對(duì)水位進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)性和準(zhǔn)確性，進(jìn)而達(dá)到自動(dòng)控制的標(biāo)準(zhǔn)

實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理地調(diào)度和輪換工作，最終達(dá)到報(bào)警的目的。自動(dòng)控制功能的實(shí)現(xiàn)效果比較明顯。

（2）在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，自動(dòng)控制功能還表現(xiàn)在對(duì)超聲波水位儀以及傳感器結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的配套工作

同時(shí)還可以應(yīng)用PLC來(lái)對(duì)程序進(jìn)行編制，減少水位傳感器故障現(xiàn)象的出現(xiàn)，通過(guò)實(shí)時(shí)報(bào)警來(lái)對(duì)水文進(jìn)行監(jiān)測(cè)，提升自動(dòng)控制的作用和價(jià)值。

（3）可以對(duì)水泵的運(yùn)行程度進(jìn)行自動(dòng)控制

水泵投入使用之前需要檢查相關(guān)的水位，同時(shí)還需要對(duì)供電參數(shù)進(jìn)行明確。另外，水泵循環(huán)使用的相關(guān)記錄還包括管網(wǎng)的壓力檢測(cè)以及負(fù)壓檢測(cè)等工作，只有這些參數(shù)全部符合標(biāo)準(zhǔn)才能夠進(jìn)行運(yùn)行。

（4）可以對(duì)水倉(cāng)中水位的變化情況進(jìn)行控制

在高水位開(kāi)啟的情況下，水位如果達(dá)到了上限，對(duì)多臺(tái)水泵可以進(jìn)行及時(shí)地排水，進(jìn)行低限時(shí)性停泵，可以實(shí)現(xiàn)水泵設(shè)備的自動(dòng)開(kāi)停。

（5）控制程序的運(yùn)行就是對(duì)水泵的開(kāi)啟和停止的次數(shù)以及相關(guān)的運(yùn)行時(shí)間來(lái)進(jìn)行記錄

并且根據(jù)運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停。這樣不僅可以提升水泵使用率，還可以直接找到故障泵，實(shí)現(xiàn)水泵的輪換，對(duì)故障進(jìn)行發(fā)現(xiàn)和處理。提升礦井工作環(huán)境的安全性。

（6）如果系統(tǒng)出現(xiàn)了故障問(wèn)題，可以通過(guò)查看監(jiān)控畫面的形式來(lái)提升系統(tǒng)的報(bào)警功能

以便施工人員能夠及時(shí)地采取措施來(lái)進(jìn)行解決。

2.2半自動(dòng)控制功能

根據(jù)礦井工作的需要可以對(duì)運(yùn)行方式進(jìn)行切換，達(dá)到半自動(dòng)控制的方式，在這種情況下，操作人員可以完全地操控水泵和其他設(shè)備的啟停。

2.3就地控制功能

就地控制功能也是不容小覷的，當(dāng)設(shè)備工作方式切換到就地位置時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)人工方式來(lái)對(duì)控制設(shè)備的啟停進(jìn)行控制，同時(shí)還可以隨時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修和維護(hù)。可見(jiàn)，就地控制功能是自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要功能之一。

2.4保護(hù)功能

從保護(hù)功能上看，主要包括超溫保護(hù)、電機(jī)保護(hù)以及電動(dòng)閥門保護(hù)等等。第一，超溫保護(hù)主要是就是當(dāng)水泵或者是電機(jī)軸承達(dá)到最高溫度時(shí)，超過(guò)了警戒線就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警。相關(guān)的工作人員就可以通過(guò)這一報(bào)警信號(hào)來(lái)采取解決對(duì)策。第二，電機(jī)保護(hù)就是對(duì)通過(guò)電機(jī)的電流和電壓等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，還包括對(duì)水倉(cāng)水位的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行控制，對(duì)電機(jī)的系統(tǒng)運(yùn)行功能進(jìn)行保護(hù)。第三，電動(dòng)閥門保護(hù)就是對(duì)閥門的故障信號(hào)以及水泵的連鎖控制系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)對(duì)電動(dòng)閥門的相關(guān)信息進(jìn)行檢測(cè)。

3經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益

針對(duì)本次所研究的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在安裝該系統(tǒng)后，每天每班可減少水泵房司機(jī)2人，每工按100元計(jì)算，每年可節(jié)約用工資金365×2×3×100=21.9萬(wàn)元。系統(tǒng)保護(hù)齊全，運(yùn)行安全可靠，減少了事故的發(fā)生，同時(shí)降低了水泵工的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了工作條件，使水泵工的工作由重體力勞動(dòng)向輕體力、腦力勞動(dòng)轉(zhuǎn)變。

4結(jié)語(yǔ)

如今，我國(guó)在煤礦井下排水的優(yōu)化、排水系統(tǒng)的控制、改造設(shè)備及管道的合理布局方面得到了較好的效果，還有一些研究人員在排水系統(tǒng)的控制方面使用了智能控制，將模糊控制及一些先進(jìn)算法應(yīng)用到排水方案中，優(yōu)化了煤礦排水系統(tǒng)的控制策略，使得礦井排水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障診斷、報(bào)警記錄、信息顯示和水泵輪換工作等。

作者：劉冰濤 單位：冀中能源股份有限公司東龐礦

自動(dòng)控制論文:鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)論文

1DCS系統(tǒng)的基本構(gòu)成

DCS系統(tǒng)在很長(zhǎng)時(shí)間就已經(jīng)得到了相關(guān)方面的普及工作，而且其在實(shí)際中的應(yīng)用效果也是非常好的，可以說(shuō)在各個(gè)領(lǐng)域的自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域都有其不可取代的地位。DCS系統(tǒng)就是集散的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的優(yōu)秀思想是通過(guò)分散控制，進(jìn)而進(jìn)行集中操作的指導(dǎo)方針。DCS系統(tǒng)主要是由上位系統(tǒng)還有下位系統(tǒng)構(gòu)成，上位系統(tǒng)應(yīng)用的是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)，還有報(bào)警處理，打印以及控制參數(shù)的設(shè)定等，都是運(yùn)用組態(tài)軟件來(lái)完成實(shí)時(shí)的顯示工作。在實(shí)際的作業(yè)工作中，通過(guò)借助于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，然后對(duì)上位系統(tǒng)進(jìn)行全方式的控制，這方面的內(nèi)容主要包括應(yīng)用WinCC組態(tài)軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行的實(shí)時(shí)的顯示，處理，還有對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行的設(shè)定，以及對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的工作，對(duì)一些可能出現(xiàn)問(wèn)題的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警，還有最終數(shù)據(jù)的輸出功能等。而下位系統(tǒng)是由PLC構(gòu)成的，同時(shí)還要連接現(xiàn)場(chǎng)的一些設(shè)備。在上下位系統(tǒng)之間，通過(guò)應(yīng)用Ethernet來(lái)實(shí)現(xiàn)通訊，其根本目的就是要滿足對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。就目前而言，基礎(chǔ)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)組件主要有S7－300系列的PLC硬件，而系統(tǒng)平臺(tái)的主要界面是Windows2010，其監(jiān)控軟件是WINCCV6.0，相應(yīng)的編程軟件是STEP7V5.3。

2針對(duì)于DCS系統(tǒng)的鍋爐系統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的整體方案

2.1控制任務(wù)的運(yùn)行方法。

（1）自動(dòng)調(diào)節(jié)

通過(guò)對(duì)鍋爐運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)整，這樣來(lái)適應(yīng)外界的負(fù)荷，還有工質(zhì)參數(shù)的要求，同時(shí)還能讓鍋爐保持在比較經(jīng)濟(jì)的工作狀況下運(yùn)行。

（2）程序控制

在程序控制方面而言，比如引風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)，還有爐排的啟動(dòng)順序等，它們控制開(kāi)關(guān)的啟、停以及運(yùn)行等動(dòng)作，通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)化的控制。

（3）保護(hù)聯(lián)鎖

如果是從保護(hù)聯(lián)鎖方面而言，比如鍋爐在運(yùn)行的過(guò)程中，這個(gè)系統(tǒng)配置對(duì)水位是否正常，以及壓力是否正常等情況能夠進(jìn)行報(bào)警的系統(tǒng)功能，同時(shí)還包括那么針對(duì)保護(hù)作用的，對(duì)壓力以及水位異常情況下的連鎖保護(hù)功能。建立電氣聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)，可以有效的預(yù)防和杜絕在設(shè)備關(guān)閉過(guò)程中的操作性失誤。

2.2控制系統(tǒng)本身的功能

（1）控制燃燒系統(tǒng)

燃燒系統(tǒng)的控制的目的就是確保蒸汽管內(nèi)的壓力穩(wěn)定，與此同時(shí)還要保證有足夠的燃燒效率。所以為了平衡這二者的關(guān)系，操作人員在調(diào)節(jié)鍋爐負(fù)荷以及燃料的時(shí)候，就需要及時(shí)的對(duì)送風(fēng)，還有引風(fēng)量進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)和改變。如果負(fù)荷增減的度量比較大，還可以選取調(diào)節(jié)措施為停開(kāi)數(shù)層或某一層。

（2）鍋爐送風(fēng)自動(dòng)控制系統(tǒng)

鍋爐送風(fēng)的主要目的是讓投入的燃料，在爐膛燃燒的時(shí)候，能夠自動(dòng)的投入合適的風(fēng)量，進(jìn)而保證鍋爐的原料的有效燃燒，從而來(lái)提高鍋爐的工作效率。這里需要涉及到控制參數(shù)，而對(duì)送風(fēng)的控制參數(shù)而言，主要是送風(fēng)參數(shù)，還有煤氣的壓力參數(shù)，這兩個(gè)參數(shù)可以讓鍋爐的熱效率得到保證，通過(guò)借助不斷的對(duì)送風(fēng)機(jī)擋板開(kāi)度的大小進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而來(lái)實(shí)現(xiàn)送風(fēng)壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)的目的。如果有兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)同時(shí)的在運(yùn)行，就應(yīng)該并列其中的一個(gè)，而對(duì)另一個(gè)的送風(fēng)機(jī)的擋板進(jìn)行調(diào)節(jié)。

（3）對(duì)爐膛內(nèi)負(fù)壓力的調(diào)節(jié)

平衡量和引風(fēng)量的目標(biāo)，是當(dāng)鍋爐的運(yùn)行處于穩(wěn)定的狀態(tài)時(shí)，要保持它的為微負(fù)壓，做到這一點(diǎn)，系統(tǒng)就可以有效的并且安全的運(yùn)行。爐膛中的負(fù)壓自動(dòng)控制機(jī)制，是通過(guò)調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)入口的風(fēng)門開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)過(guò)程中，一定要保持爐膛內(nèi)的負(fù)壓在－20到10Pa的微負(fù)壓狀態(tài)之間，進(jìn)而就可以保證鍋爐安全的燃燒。

（4）對(duì)蒸汽溫度的調(diào)節(jié)

在蒸汽溫度的調(diào)節(jié)方面，現(xiàn)在基本上都是選用自制的冷凝水噴減溫裝置。它的工作原理是按照蒸汽的出口處，對(duì)溫度測(cè)量的結(jié)果來(lái)判斷的，通過(guò)自動(dòng)打開(kāi)調(diào)節(jié)閥，然后對(duì)溫度進(jìn)行有效的調(diào)整，以此來(lái)保證溫度處于正常合理的范圍之內(nèi)，也就是在430到450℃之間。這些就是DCS系統(tǒng)的鍋爐系統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的整體方案，這個(gè)方案的有效落實(shí)，在實(shí)際的生產(chǎn)中，不僅能夠給相關(guān)的操作人員以很大的方便性，而且還能有效的保障各個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)加工工作，尤其是在對(duì)燃燒的鍋爐的保護(hù)方面，只要按部就班的執(zhí)行每一項(xiàng)的工作內(nèi)容，而不是偷工減料的落實(shí)工作，鍋爐在工作方面是不會(huì)出現(xiàn)比較嚴(yán)重的事故的，所以相關(guān)的領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員對(duì)一線的操作人員，一定要做好相關(guān)的培訓(xùn)工作，進(jìn)而保證DCS控制系統(tǒng)在實(shí)際的生產(chǎn)中發(fā)揮其最大的作用，給企業(yè)創(chuàng)造出更大的價(jià)值。

3針對(duì)于DCS控制系統(tǒng)的控制聯(lián)鎖保護(hù)技術(shù)

3.1鍋爐的保護(hù)設(shè)計(jì)和技術(shù)應(yīng)用

為了安全的監(jiān)控爐膛，更好的保證穩(wěn)定的鍋爐燃燒情況，所以就需要控制好DCS的軟硬件。在運(yùn)行的時(shí)候，被輸送到燃燒爐跟前的高爐煤氣，還有焦?fàn)t煤氣分別從鍋爐的燃燒器，送入到爐膛內(nèi)部而進(jìn)行燃燒過(guò)程，煤氣燃燒所需要的空氣是由鼓風(fēng)機(jī)提供給，而鼓風(fēng)機(jī)在工作的過(guò)程中，先要把冷空氣送到空氣的預(yù)熱器內(nèi)，然后通過(guò)加熱后，再讓熱風(fēng)道把熱空氣送進(jìn)爐膛內(nèi)。如果煤氣的壓力過(guò)低，或者鼓風(fēng)的引風(fēng)因?yàn)槠渌墓收隙Ｖ沽斯ぷ鳎仩t的內(nèi)部就會(huì)發(fā)生回火而造成爆炸的事故，對(duì)鍋爐中的所有氣動(dòng)閥來(lái)說(shuō)，在切斷層面上都必須要進(jìn)行連鎖控制，這樣才能保證在出現(xiàn)異常的時(shí)候，所有的安全氣閥都可以被自動(dòng)的連鎖系統(tǒng)給切斷，也就是說(shuō)，點(diǎn)火煤氣壓力控制點(diǎn)火小的氣動(dòng)閥，而噴氣自動(dòng)閥，還有高爐煤氣壓力控制高爐的大噴氣動(dòng)閥，在它們之間實(shí)現(xiàn)連鎖和切斷，這對(duì)于所有的氣動(dòng)閥來(lái)講，如果讓引風(fēng)機(jī)以及鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行全部的控制，那么一旦出現(xiàn)鼓風(fēng)，引風(fēng)機(jī)停止作業(yè)的情況，就會(huì)造成所有的氣動(dòng)閥都會(huì)被快速的連鎖切斷。

3.2水位連鎖保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

針對(duì)于DCS控制系統(tǒng)方面，其在處理水位變化方面能夠?qū)崿F(xiàn)非常好的自動(dòng)化控制。這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置了因壓力的大小而導(dǎo)致水位偏高或偏低的聲光報(bào)警裝置，還有因水位偏低而停爐熱工連鎖保護(hù)保護(hù)功能。尤其是氣泡水位的控制設(shè)計(jì)方案，其可以根據(jù)給水的流量，還有氣泡液位和蒸汽的流量對(duì)給水閥進(jìn)行合理化的調(diào)節(jié)，進(jìn)而保護(hù)了鍋爐水位的穩(wěn)定性。

4總結(jié)

這種DCS系統(tǒng)的鍋爐系統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，不僅能夠達(dá)到上面的效果，而且還能很好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能，環(huán)保以及降耗，并且最終能夠達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益目的，以上通過(guò)對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的分析，尤其是在DCS系統(tǒng)反面下的鍋爐系統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用的闡述，希望能給業(yè)界人士提供一些借鑒。

作者：王瑋琳 單位：西安磐石電力科技有限公司

自動(dòng)控制論文:自動(dòng)控制教學(xué)改革論文

一、改進(jìn)教學(xué)方法

由于“自動(dòng)控制基礎(chǔ)”課程比較抽象，不同于一般的專業(yè)課，在授課過(guò)程中，學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)比較吃力，不知道這些知識(shí)學(xué)了用在什么地方，某些學(xué)生有“自動(dòng)控制基礎(chǔ)課程難學(xué)又沒(méi)用”的想法，大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)目的不明確，上課的注意力很容易不集中，傳統(tǒng)教學(xué)方法嚴(yán)重影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。針對(duì)這種情況以及學(xué)生對(duì)應(yīng)的偏船舶專業(yè)背景，在課堂教學(xué)中引入船舶中大量的控制系統(tǒng)應(yīng)用的實(shí)例，如把船舶柴油機(jī)氣缸冷卻水溫度控制系統(tǒng)、船舶燃油黏度控制系統(tǒng)、船用輔鍋爐的水位自動(dòng)控制系統(tǒng)、主機(jī)遙控系統(tǒng)和船舶火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)控制等等，穿插到本門課程的教學(xué)中。這種教學(xué)方法通俗易懂，學(xué)生能很快接受，從“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，課下經(jīng)常有學(xué)生請(qǐng)教實(shí)例中深層次的問(wèn)題，學(xué)生普遍反映喜歡這種實(shí)例講解。同時(shí)在教學(xué)中注意采用多種教學(xué)手段與方法，上課并不是簡(jiǎn)單地“念”多媒體課件，對(duì)于重要的數(shù)學(xué)推理以及公式，還是在黑板上進(jìn)行推導(dǎo)，現(xiàn)代教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)方法有機(jī)結(jié)合，可以使得課程教學(xué)更加科學(xué)；課上多用啟發(fā)式提問(wèn)，增加學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的感性認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生積極思考和分析，然后積極組織學(xué)生參與課堂討論，最后教師加以總結(jié)。師生之間形成良好的互動(dòng)，課堂教學(xué)氛圍比較活躍，很大程度上調(diào)動(dòng)了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣。

二、注重Matlab軟件

在教學(xué)中的應(yīng)用Matlab軟件在歐美國(guó)家早在20世紀(jì)90年代就正式引入教學(xué)中，如今Matlab已經(jīng)成為線性代數(shù)、控制理論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和數(shù)字信號(hào)處理等課程的基本教學(xué)工具，成為歐美國(guó)家大學(xué)生必須掌握的基本技能。自動(dòng)控制基礎(chǔ)課程理論復(fù)雜，公式也比較多，Matlab控制系統(tǒng)工具箱可以很好地處理以傳遞函數(shù)為主要特征的經(jīng)典控制問(wèn)題。將Matlab引入課堂教學(xué)中，不但可以提高教學(xué)質(zhì)量，也能吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如時(shí)域分析中，系統(tǒng)對(duì)各種典型輸入信號(hào)的響應(yīng)傳統(tǒng)上都是利用拉普拉斯變換法求解出系統(tǒng)輸出的拉普拉斯變換，然后拉普拉斯逆變換得到輸出的時(shí)間函數(shù)。由于江蘇科技大學(xué)能源與動(dòng)力工程專業(yè)學(xué)生以前沒(méi)有學(xué)過(guò)復(fù)變函數(shù)與積分變換這類課程，加之過(guò)多的數(shù)學(xué)變換干擾了學(xué)生對(duì)時(shí)域分析的理解，特別是二階振蕩系統(tǒng)，得到的系統(tǒng)輸出方程比較復(fù)雜，學(xué)生難以理解。而且課堂教學(xué)中做出準(zhǔn)確的曲線也比較困難。在Matlab環(huán)境下，可以很方便地輸入相應(yīng)的參數(shù)，從而得到相應(yīng)的響應(yīng)曲線。再通過(guò)改變自然頻率和阻尼比的大小，可以很直觀地觀察到這兩個(gè)參數(shù)對(duì)時(shí)間響應(yīng)曲線的影響。整個(gè)過(guò)程清晰明了，教學(xué)形象生動(dòng)，復(fù)雜抽象理論的概念得以具體圖形化，學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)易于掌握，對(duì)課程的興趣也得到提升。另外利用此軟件在頻率特性的Nyquist圖、Bode圖的繪制與分析以及系統(tǒng)的校正等傳統(tǒng)教學(xué)難點(diǎn)的教學(xué)中也收到了很好的教學(xué)效果。課下也鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)Matlab軟件，建議課后部分作業(yè)用Matlab來(lái)完成。

三、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程的實(shí)踐

教學(xué)環(huán)節(jié)在江蘇科技大學(xué)是獨(dú)立授課實(shí)驗(yàn)，授課教師與實(shí)驗(yàn)教師的溝通尤為重要。一方面，目前實(shí)驗(yàn)安排上盡量壓縮講解時(shí)間，減少演示性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，相關(guān)的理論知識(shí)學(xué)完后緊跟實(shí)驗(yàn)，增多設(shè)計(jì)性、綜合性的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，確保學(xué)生不但能做出結(jié)果，還能知道為什么會(huì)有這樣的結(jié)果；另一方面在Matlab環(huán)境下開(kāi)展計(jì)算機(jī)輔助虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)，“虛實(shí)”兩種手段有機(jī)結(jié)合。對(duì)于動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生，利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的設(shè)備，引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，能力非常突出的，吸收到學(xué)校相關(guān)本科生創(chuàng)新計(jì)劃的研究小組。充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造性，為畢業(yè)后的工作或深造打下基礎(chǔ)。

四、改革考核方式

“自動(dòng)控制基礎(chǔ)”課程為必修考查課，考核方式比較靈活，教師可以自由選擇。以前都是采用開(kāi)卷考試或者是小論文的方式，實(shí)施下來(lái)發(fā)現(xiàn)效果非常差，學(xué)生對(duì)本課程的重視程度不高，上課不聽(tīng)講、睡覺(jué)，甚至干脆逃課的現(xiàn)象很多。而且自動(dòng)控制基礎(chǔ)的一些基本概念和理論必須掌握，所以考試是必要的。但單純采用閉卷考試后，學(xué)生往往都在考試前突擊復(fù)習(xí)，相當(dāng)一部分學(xué)生的成績(jī)都是勉強(qiáng)及格。后來(lái)改用平時(shí)成績(jī)加期末考試卷面成績(jī)綜合的形式，平時(shí)成績(jī)和期末考試卷面成績(jī)各占50%，平時(shí)成績(jī)由以下幾部分構(gòu)成：1.課堂考勤；2.課后作業(yè)，事先聲明嚴(yán)禁抄襲，必須是自己獨(dú)立完成，對(duì)于交上來(lái)的作業(yè)教師認(rèn)真批改并及時(shí)講解，作業(yè)有抄襲嫌疑的在課堂上向?qū)W生求證，幾次下來(lái)作業(yè)抄襲現(xiàn)象得到了很好的遏制；3.課題提問(wèn)環(huán)節(jié)，每次隨機(jī)提問(wèn)，而不是傳統(tǒng)的按照學(xué)號(hào)順序來(lái)，這樣每個(gè)學(xué)生都覺(jué)得自己會(huì)被問(wèn)到，上課就會(huì)集中注意力，認(rèn)真聽(tīng)講，同時(shí)也能檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，每位學(xué)生在整個(gè)課程的教學(xué)過(guò)程中至少要被提問(wèn)三次；4.額外加分項(xiàng)，課堂練習(xí)中有把握的學(xué)生可以上黑板來(lái)完成和講解，效果良好的學(xué)生可以獲得若干額外加分，份額為1—5分，為了公平起見(jiàn)，每個(gè)學(xué)生這樣的機(jī)會(huì)是兩次。期末考試不設(shè)填空題和選擇題，一般為四到五道計(jì)算題，命題突出能力考核。以上教改措施經(jīng)過(guò)近幾屆學(xué)生的實(shí)施，取得了一定的成效，效果顯著，提高了教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深了學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的掌握，這也為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。但教學(xué)方面還有很多問(wèn)題需要繼續(xù)探索與完善，教學(xué)方法必須不斷改進(jìn)、不斷總結(jié)、不斷創(chuàng)新，達(dá)到進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力的培養(yǎng)目標(biāo)。

作者：徐華平潘朝峰劉炳霞單位：江蘇科技大學(xué)