時間：2023-02-18 13:20:51
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，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12篇自動控制類論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：PLC，現場總線以太網，組態軟件
1 前言
安鋼高線水處理系統采用了工業自動化技術與計算機網絡技術，利用組態王、PROFIBUS總線和PLC技術完成水處理遠程監控控制。論文參考，現場總線以太網。在完善提高基礎自動控制同時，將各系統的設備監測信號及生產數據連接起來，對壓力波動、溫度變化和液位等現場數據進行實時監視和分析處理，實現集過程控制與生產管理于一體的現代化高效管理。論文參考，現場總線以太網。
2 水處理工藝流程
高線水處理系統大體分為凈循環水系統、濁循環水系統、軟水系統、事故水系統以及給排水系統。水處理系統的工藝流程：冷卻水由凈循環供水泵組、濁循環供水泵組加壓后送至各用水點，經過現場冷卻設備后水溫升高到約50℃并含有大量污油、鐵鱗、污泥等，經過沖氧化鐵皮供水泵組將水經沖渣溝至旋流池，在旋流池內沉淀、由平流池供水泵組加壓后送至平流沉淀池、經過二次去油、去渣，由過濾器后送至冷卻塔、冷卻后溫度低于35℃。流回濁循環水池，再由凈循環、濁循環泵組加壓后送用水點循環使用。
3 水處理PLC控制系統硬件設計
根據水處理系統規模，系統主要有上位監控機、SIMENSS7-300可編程控制器、DX220無紙記錄儀、prfibus-DP總線通訊設備、ethernet通訊設備等。論文參考，現場總線以太網。論文參考，現場總線以太網。
基礎自動控制系統采用SIMENS S7-300 CPU 318-2（6SE7 318-2AJ00-0AB0）可編程序控制器，二個中央槽架之間由UR0的IM360（6SE7360-3AA01-0AA0）與UR1上的IM361（6SE7 361-3CA01-0AA0）模塊相連接，現場配有9臺ET200M，PLC和工控機之間通過PROFIBUS-DP總線進行通訊。過程量采集使用兩臺DX220無紙記錄儀，與工控機之間通過ethernet通訊。上位機采用DELL GX－240（P4 1.7G/256M/80G）主機，構成一套完整的控制與監控配置方案。
水處理控制系統通過帶有PROFIBUS-DP主/從接口的中央處理單元，采用分布式I/O、PROFIBUS-DP現場總線控制，同遠程ET200站構成分布式控制系統，結合組態王操作畫面，實現遠程控制；通過工業以太網與DX220無紙記錄儀的通訊，實現組態王過程參數畫面監控，進而達到了現場工藝生產要求。
控制系統采用就地手動、上位機點操和集中自動監控系統三種控制方法相組合，現場采用33塊6ES7321-1BL00-0AA0輸入模板，輸入點數998點，輸出采用22塊6ES7322-1BH00-0AA0輸出模板，輸出點數503點，有關硬件組態及模塊安裝位置見附圖1，主要用于操作方式的選擇、水泵運行、壓力、水位、電動蝶閥限位、水泵起停、電動蝶閥開閉，備用泵自投以及指示燈顯示和遠程畫面等。兩臺DX220無紙記錄儀均為16通道模擬量輸入回路，主要采集水溫、水流量、水壓等參數，用于畫面的報警與顯示。
圖1 系統構成示意圖
4 水處理控制系統軟件設計
水處理控制系統軟件按照工藝過程和控制設計，編程軟件采用西門子STEP7編程軟件，其最大的特點是采用了塊結構的方式。對于許多工藝控制條件相同的設備，只編制一個功能塊(FBs)，在組織塊中通過調用賦予不同數據塊的功能塊，來控制相對應的同類設備，在程序的調試和修改中，只需修改FB，即可實現對同類所有設備控制的修改。
5 實時監控
上位機軟件采用Windows2000操作系統，組態平臺為工控組態軟件KingView6.0。上位機實現的功能為：數字顯示水處理系統中的液位、管道壓力、進出水流量實時值與累積值、水溫度。論文參考，現場總線以太網。按照水處理自動化的要求，對一些實時參數以及歷史數據進行匯總記錄，生成各類組態王報表，或者將數據輸出到SQL數據庫中進行記錄。各設備的運行、故障等狀態顯示，各設備的啟動、停止操作，并進行操作記錄，以便查詢；出現每個設備故障時發出聲音報警并記錄故障情況（故障時刻、故障類型等），方便進行事故分析。論文參考，現場總線以太網。重要參數、報警、故障都可以報表打印。
6 結語
該系統自投入運行以來，穩定可靠，在線修改和調試方便，給操作人員和維護人員帶來很大方便，在高產穩產、降低能耗和安全環保等方面發揮了很大作用，進一步推動了水處理自動控制系統的廣泛應用。
參考文獻：
[1]廖常初主編，PLC編程及應用，機械工業出版社，2002。
[2]鄭晟、鞏建平、張學主編，現代可編程控制器原理與應用，科學出版社，1999。
[6]賈慶勇主編，高線機組水處理操作監控系統的開發，河南冶金，2003
【關鍵字】西門子，STEP7，編程軟件，使用方法
中圖分類號： TP311.5 文獻標識碼： A 文章編號：
一．前言
西門子STEP7編程軟件是一種通用型的現代PLC軟件系統。西門子STEP7編程軟件在現代社會中的使用十分的普遍，我們隨處都可以看到人們熟練的使用該項編程軟件，在工作中，學習中，生活中都得到了巨大的應用和推廣。西門子STEP7編程軟件是一種新的編程軟件系統，它本質上是對編程語言的一種修改和創新，該項軟件較多的將現代型的自動化的項目和方式應用到該款編程軟件之中。根據目前的使用和推廣情況，它的應用還是比較的廣泛的，但是從大多數用戶的反映中，我們發現，較多的用戶還是對這款編程軟件比較大哦陌生，對它的使用方法還不夠熟練，用戶在使用中也表現出煩惱和憂慮。為了使廣大用戶和學者能夠輕松的掌握這款軟件的操作方法，本文采取實例的方法來幫助大家掌握如何使用這款軟件。
二．西門子STEP7編程軟件的示例項目
筆者下面就會通過一個具體的實例，來幫助初學者了解如何使用西門子STEP7編程軟件的使用方法，希望初學者能夠盡快掌握該種方法，這樣才打到了本文作者的目的。
1.西門子STEP7編程軟件的控制要求
西門子STEP7編程軟件安裝的是自動控制系統，改變了過去手動控制的模式。在自動控制模式下，電動機進行正反的轉點運動，同時該電動機還可以進行手動和自動的相互轉換。手動模式下的電動機可以自主進行，自自動控制下，用戶就可以點一下按鈕就可以實現機器的自動運轉，要想使其停止運轉，用戶可以按一下停止按鈕，機器就自動停止了，操作起來比較的方便。
2．在西門子STEP7編程軟件上創建一個項目項目
首先開始為該電動機的良好運轉在西門子STEP7編程軟件上創建一個項目，我們可以把這個項目叫做My-project。
緊接著就要在工具欄中選擇菜單，或者可以點擊工具條中的圖標，然后可以打開準備建立項目的對話框，然后就在已經打開的對話框中，輸入我們剛剛取的項目的名稱。當我們輸入完畢后，系統會自動彈出一個對話框，從而來幫助我們建立一個項目。然后我們就單擊執行菜單的命令，再單擊頁面選項卡，選擇保存我們項目的一個存儲路徑，這樣就基本完成了項目的建立工作，可以開始下一步的進行了。
3.啟動西門子STEP7編程軟件，在其上插入一個站
建立了項目以后，我們就在系統上插入一個站，單擊執行菜單命令，在系統上插入一個站，當將這個站插入后，系統就會自動為這個站取一個名字，我們可以隨時修改這個站名。
接下來就要執行菜單命令，啟動硬件組態編輯器，或者是直接點擊圖標啟動硬件組態編輯器。打開以后就會顯示出硬件組態并且將其存盤，存盤的過程中，應當注意電源以及插槽的注意要點，盡量按照系統彈出的對話框的步驟進行，這樣就可以進行下一步的程序。
5.后續程序的跟進方式和方法
緊接著，我們就要在新建項目中插入西門子STEP7編程軟件，插入該軟件，我們可以單擊菜單，執行菜單命令進行，也可以直接點擊圖標進行插入，插入后，我們可以對其名稱作出修改。接下來我們就要測試接線了，測試接線，我們可以使用工具Monitor，來檢測是否將數字量和輸出模塊連接起來，這一環節十分重要。
我們需要在系統上建立符號表，建立符號表的好處就是可以使系統程序更輕松的理解每個符號的意思，這樣就會使程序的運行比較快捷。建立符號表，可以直接單擊圖標，就會彈出一個對話框，然后就可以在上面建立符號表了。如圖一所示，編輯符號表后，就可以通過菜單命令，將符號表所列的進行排序，排序可以使升序，也可以使降序的。
圖一 1電動機的正反轉控制
接著我們就要打開變量表，通過變量表來測試系統接線，這樣就可以保證程序的繼續運行?？梢詥螕魣绦胁藛蚊钤诔绦蛏洗蜷_變量表，如圖二所示，就可以通過變量表進行接線測試了。
圖二 利用變量表測試接線
三．編制自動控制程序
現在我們就要進行自動程序的編制了，首先我們要在程序中創建FC1和FC2，雙擊FC1或者是FC2，我們就可以進行自動程序的編制了。我們選擇在FC1上編寫自動控制程序，如圖三所示，上升時就會啟動系統，當閉合式就會關閉系統，這些動作通過開關9K34 就可以了，我們可以選擇手動模式，當然也可以選擇自動模式，我們在選擇操作模式的時候，我們就需要通過
按鈕9K36 來完成。如果我們要改變模式或者是要停止時，以前所選擇的模式將會自動取消。
圖三 FC1電動機的模式選擇程序
然后再來編寫自動控制程序， 自動控制需要在自動模式下進行操作，操作時，通過啟動電動機使其正轉右行，然后閉合，它就自動停止了，接著再按按鈕使其自動左行，然后閉合，使其停止，只有這樣反復的測試才能確認程序運轉正常。
接著要在OB1中調用FC1和FC2，同時還要下載程序，我們可以雙擊打開OB1的編程窗口，也可以在圖標中直接打開，根據彈出對話的指示，選擇邏輯指令、程序控制指令、定時器、計數器、數據處理和運算指令、功能和功能塊等，接著我們就可以來調試FC1了，將FC1調試好以后，我們可以用同樣的方法來調試FC2。
前面的步驟完成后，我們就要開始測試制作的程序了。程序中的一些邏輯錯誤或者是其他指令性錯誤只有通過對程序的不斷調試，才能夠試驗出來，這樣才能保證所制作的程序是可以使用的。西門子STEP7編程軟件提供了對程序進行跟蹤調查的功能。打開程序檢測窗口后，單擊按鈕，我們就進入了程序的檢測環節，這種檢測不同于其他的檢測，檢測窗口中會顯示出檢測的質量和信號，以及檢測的狀態都可以在檢測窗口中實時表現出來。檢測完成后，我們基本上就完成了程序的制作，也基本上對西門子STEP7編程軟件的使用方法有了全面的了解和掌握。
四．結束語
西門子STEP7編程軟件是目前最新的一款程序編制軟件，它的使用方法并不是那么深不可測，只要基本掌握其使用的每一個步驟，基本上就可以很熟練的使用西門子STEP7編程軟件了。
參考文獻：
[1]羅庚興 西門子STEP7編程軟件的使用方法 (被引用 2 次) [期刊論文] 《南方金屬》 -2006年5期
[2]李佳 通向機器安全之路——西門子安全系統的實現(下) [期刊論文] 《儀器儀表標準化與計量》 -2011年6期
[3]劉金保 王智琳 李政 基于PLC的一維正態云模型實現研究 [期刊論文] 《電子設計工程》 -2012年1期
[4]于洋來 燕菁 基于西門子840D的信號模擬裝置的設計與應用 [期刊論文] 《制造技術與機床》 ISTIC PKU -2011年3期
【關鍵詞】電氣；自動控制；控制方式
中圖分類號：TM92文獻標識碼A文章編號1006-0278（2013）06-183-01
一、概述
一個理想的控制系統，在其控制過程中應始終使被控量等于給定值。但是，由于系統中儲能元件的存在以及能源功率的限制，使得運動部件的加速度受到限制，其速度和位置難以瞬時變化。所以，當給定值變化時，被控量不可能立即等于給定值，而需要經過一個過渡過程，即瞬態過程。所謂瞬態過程就是指系統受到外加信號作用后，被控量隨時間變化的全過程。瞬態過程可以反映系統內在性能的好壞，而常見的評價系統優劣的性能指標也是從瞬態過程定義出來的。對系統性能的基本要求有三個方面：穩定性、快速性、準確性。
自動控制理論研究的是如何接受控制對象和環境特征，通過能動地采集和運用信息，施加控制作用，使系統在變化或不確定的條件下正常運行并具有預定功能。它是研究自動控制共同規律的技術科學，其主要內容涉及受控對象、環境特征、控制目標和控制手段以及它們之間的相互作用。具有“自動”功能的裝置自古有之，瓦特發明的蒸汽機上離心調速器是比較自覺地運用反饋原理進行設計并取得成功的首例。麥克斯韋對它的穩定性進行分析，于1868年發表的論文當屬最早的理論工作。從20世紀20年代到40年代形成了以時域法、頻率法和根軌跡法為主要內容的“經典”控制理論。60年代以來，隨著計算機技術的發展和航天等高科技的推動，又產生了基于狀態空間模型的“現代”控制理論。隨著自動化技術的發展，人們力求使設計的控制系統達到最優的性能指標，為了使系統在一定的約束條件喜下，其某項性能指標達到最優而實行的控制稱為最優控制。當對象或環境特性變化時，為了使系統能自行調節，以跟蹤這種變化并保持良好的品質，又出現了自適應控制。
二、自動控制系統的基本構成及控制方式
（一）開環控制
控制裝置與受控對象之間只有順向作用而無反向聯系時，稱為開環控制。開環控制的特點是系統結構和控制過程很簡單，但抗擾能力差、控制精度不高，故一般只能用于對控制性能要求較低的場合。
（二）閉環控制
控制裝置與受控對象之間，不但有順向作用，而且還有反向聯系，既有被控量對控制過程的影響，這種控制稱為閉環控制，相應的控制系統稱為閉環控制系統。閉環控制系統又被稱為反饋控制或按偏差控制。閉環控制系統是通過給定值與反饋量的偏差來實現控制作用的，故這種控制常稱為按偏差控制，或稱反饋控制。此類系統包括了兩種傳輸信號的通道：由給定值至被控量的通道稱為前向通道；由被控量至系統輸入端的通道稱為反饋通道。閉環系統能減小或消除作用，但若設計調試不當，易產生震蕩設置不能正常工作。自動控制原理中所討論的系統主要是閉環控制系統。
（三）復合控制
反饋控制是在外部的作用下，系統的被控量發生變化后才做出相應調節和控制的，在受控對象具有較大時滯的情況下，其控制作用難以及時影響被控量，進而形成快速有效的反饋控制。前饋補償控制，則在測量出外部作用的基礎上，形成與外部作用相反的控制量，該控制量與相應的外部作用共同作用的結果，使被控量基本不受影響，即在偏差產生之前就進行了防止偏差產生的控制。在這種控制方式中，由于被控量對控制過程不產生影響，故它也屬于開環控制。前饋補償控制與反饋控制相結合，就構成了復合控制。復合控制有兩種基本形式：按輸入前饋補償的復合控制和按擾動前饋補償控制的復合控制。
三、自動控制系統的分類
自動控制系統的分類方法較多，常見的有以下幾種：線性系統和非線性系統。由線性微分方程或線性差分方程所描述的系統為線性系統；由非線性方程所描述的系統稱為非線性系統；定常系統和系統，從系統的數學模型來看，若微分方程的系數不是時間變量的函數則稱此類系統為定常系統。否則稱為是系統。若系統既是線性的又是定常的，則稱之為線性定常系統；連續系統、離散系統和采樣系統，從系統中的信號來看，若系統各部分的信號都是時間的連續函數即模擬量，則稱此系統為連續系統，若系統中有一處或多處信號為時間的離散函數，如脈沖或數碼信號，則稱之為離散系統。若系統中既有模擬量也有離散信號，則又稱為采樣系統；恒值系統、隨動系統和程序控制系統，若系統的給定值為一定值，而控制任務就是克服騷動，使被控量保持恒值，此類系統稱為恒值系統。若系統給定值按照事先不知道的時間函數變化，并要求被控量跟隨給定值的變化，則此類系統稱為隨動系統。若系統的給定值按照一定時間函數變化，并要求被控量隨之變化，則此類系統稱為程序控制系統。此外，根據組成系統的物理部件的類型，可分為機電控制系統、液壓控制系統、氣動系統以及生物系統等。根據系統的的被控量，又可分為位置控制系統、速度系統、溫度控制系統等。
關鍵詞：MATLAB 仿真 應用
中圖分類號：TP2 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973(2011)004-102-02
在當今自動控制系統已經滲透到各個領域，但隨著生產工藝和生產要求的不斷提高，這樣對自動控制技術也有著相應的提高，傳統的方法已經不在滿足其現代生產的要求，這樣MATALAB仿真技術相應產生，而且越來越多的應用在自動控制系統中。下面從以下幾個方面去介紹其在控制系統的應用。
1 在經典控制的應用
我們知道雖然現代控制方法和控制技術不斷的發展，但是我國的很多廠家的生產中均采用的是經典PID的控制方法，經典PID有著控制簡單，快速等優點，但是要想采用PID算法必須要先確定控制對象的數學模型，而確定數學模型有兩種方法：一種是機理建模而另外一種是實驗建模，但是第一種方法雖然建立數學模型比較準確，但是在實際工況中機理建模實際很難用到的，因為實際工況中工藝很復雜，并且被控對象會隨著環境的改變而改變，通常會才用第二種實驗建模，實驗建模是要描繪出被控對象的輸出曲線，以前被控對象的輸出曲線很難描繪，隨著MATLAB仿真技術的應用這種問題迎刃而解了，比如在電阻爐溫度控制中，就得用MATLAB仿真技術建立電阻爐的數學模型。電阻爐是一純滯后一階對象，其傳遞函數為W0(s)=Y(s)／C(s)=Ketos／I+TS其飛升曲線如圖所示：
K=輸出穩態值，初始值／240=158-13／240=0.6
TO與τ按工程計算法求得取
tl=τ+T0／3
t2=τ+TO
其中t1、t2分別對應階躍響應的穩態值的28％和 63％的時間
t1=24 τ=5 t2=62 TO=57
這樣確定電阻爐的數學模型就迎刃而解了。
2 在經典控制理論計算的應用
在經典控制系統中，頻率分析和時域分析對系統都很重要。但對于二階的系統人手算的工作量還不大，但超過二階以上的系統用人工計算就非常繁復了，這樣必須通過MATA，LB仿真來完成例如：
某系統的開環傳函為G(S)=20／S3+8S3+36S+40求該系統的響應和波特圖。
綜上所述，隨著MATALB仿真技術的不斷發展，會大大促進控制系統的發展并上一個新的臺階的。
參考文獻：
論文摘要：結合實船燃油輔鍋爐的實際情況和具體操作要求，通過建立維模型、人機交互、Web3D網頁瀏覽技術等米構建船舶輔鍋爐虛擬操控系統，達到以虛擬操作代替實際操作，節省開支、實現遠程培訓、以及人機交互的目的，克服了船舶輔鍋爐控制系統實際訓練中不可避免的資源消耗、維護費用高等難題。
輔鍋爐是船舶動力裝置中的重要組成部分其控制的可靠性和經濟性對保證船舶安全航行有著重要的意義。
船舶輔鍋爐是一個多輸入、多輸出且相互關聯的復雜的控制對象，其實際操作必須遵循嚴格的步驟，在實習和教學環節中，實現每個人都進行實際操作有難度。因燃油運行成本且可能出現操作失誤，會給實習和教學帶來一定的困難和不安全因素。隨著虛擬現實技術的產生，這些問題將逐步得到解決。
1控制系統的組成
輔鍋爐是船舶上最早實現自動控制的裝置之一，其控制項目包括：水位自動控制，燃燒自動控制，鍋爐點火及燃燒時序自動控制和自動安全保護。
1)水位自動控制?？刂平o水量的多少，使進人鍋爐的給水量大致大于鍋爐的蒸發量。
在蒸發量比較小、蒸汽壓力比較低的船舶輔鍋爐中，大部分采用雙水位自動控制系統。雙水位控制系統指輔鍋爐的水位可以在一定范圍內波動，輔鍋爐水位所允許的變化范圍是60～120mm。當水位下降到水位下限時，自動起動給水泵，給水泵開始向輔鍋爐供水，輔鍋爐水位就會逐漸升高；當給水量達到一定限度，也就是水位上限時，給水泵自動停止工作，不再向輔鍋爐供水。
2)燃燒自動控制。被控量是輔鍋爐內的蒸汽壓力，根據汽壓的高低自動改變進入爐膛的噴油量和送風量。
對貨船輔鍋爐，燃燒自動控制系統的要求簡單、可靠，對輔鍋爐運行的經濟性要求不是很嚴格，大多數這樣的輔鍋爐采用汽壓的雙位控制，少數采用比例控制，并保證輔鍋爐在不同負荷下，其送風量基本適應噴油量的要求。在油船輔鍋爐中，要求汽壓必須穩定，同時對輔鍋爐的運行經濟性要求比較高，這樣輔鍋爐才能在不同的負荷情況下，保證有一個最佳的風油比，所以通常采用比例積分控制或更好的控制算法。
3)點火及燃燒時序控制。給鍋爐一個起動信號后，按時序的先后進行預掃風、預點火、噴油點火，點火成功后對鍋爐進行預熱，接著轉入正常燃燒的負荷控制階段，同時對鍋爐進行一系列的安全保護。
按下輔鍋爐啟動按鈕后，自動啟動燃油泵和鼓風機，關閉燃油電磁閥使燃油在輔鍋爐外面循環，此時風門開的最大，以最大風量進行預掃風，防止爐內殘存的油氣在點火中產生冷爆。
預掃風的時間根據輔鍋爐的結構形式不同而異，一般是20～6OS。達到預掃風的時問后自動關小風門，同時點火電極打出火花進行預點火，時間約為3S。然后打開燃油電磁閥或開大回油閥，或讓一個油頭噴油工作，即以小風量和少噴油進行點火。點火成功后，先維持一段時間低火燃燒，對輔鍋爐進行預熱，再開大風門關小回油閥或增加一個油頭向爐膛噴油，使輔鍋爐轉入高火燃燒，即進入正常燃燒的負荷控制階段。在預定的時間內若點火不成功或風機失壓、中間熄火等，會自動停爐，待故障排除后按恢復按鈕使時序控制恢復到起動前的狀態，方能重新起動輔鍋爐。
2設計的實現
該系統采用TCP／IP結構，是一個開放的模塊化環境，系統的管理和三維模型的實時渲染都在web服務器上運行，客戶端只要連接到Internet上的任意一臺計算機，下載一個很小的網頁插件就可以遍覽該系統。而它的實現方式就是通過網絡傳輸反映三維場景的模型文件，用戶根據自己的需求將相應的模型文件下載到客戶端，通過網頁插件來提供對模型文件的動態實施和實時渲染。
3三維實體模型的建立
維實體模型是該系統實現漫游和交互的基礎，模型的好壞直接影響運行的效果和客戶端瀏覽的逼真度。粗糙的模型，不能給人視覺上的美感，失去原有實體模型的真實性；模型建得過細，就會降低場景圖形的繪制效率，同時給渲染和計算機的顯示帶來麻煩，因此建模過程中，平衡模型細節度和復雜度顯得尤為重要。
采用3dsmax進行建模。逐級對船舶輔鍋爐的組成部分，各組成部分中的零部件進行分割，根據部件的形狀和工作特征，選擇不同的建模方法，然后把個部件組合成完整的三維場景，最后導入到虛擬編輯器(VRP編輯器)，以供底層的程序進行控制，形成一個完整動態模型。圖2為鍋爐控制面版的三維圖形。超級秘書網
4交互功能的實現
在交互功能的實現過程中，首先使用VisuaC++中的MFC框架來設計服務器的用戶界面根據界面定義的功能，使用網絡類作為基類來設計一個專門處理自己窗口通信消息的網絡對象通過消息函數(CRemoteTestDlg：：()nButtonStartVrp())調入設計的三維場景，通過控件定義相應事件處理函數來驅動三維場景，從而實現對j維場景中模型的控制。
在=三維虛擬文件與H’I’MI網頁結合上采用超鏈接的方式：在HTMI網頁中，通過超鏈接的設置來實現同維虛擬文件的結合。瀏覽者可以通過激活超鏈接來實現網頁與虛擬現實場景的轉換，雙方的平面顯示空間不受約束，為場景中的一些重要細節呈現提供更廣闊的空間。例如，當用戶點擊視點切換文本框中的一個超鏈接，維虛擬場景中的視點就會自動切換到相對應的場景。以輔鍋爐水位控制算法程序為例說明交互的實現機制。
水位控制的算法分為水位控制的運動算法和模擬水的行為算法。水位控制的運動算法相對簡單，根據鍋爐的運行狀態，水位做相應的變化，可以勻速上升、勻速下降、加速上升、加速下降以及在某一水平線的波動。模擬水的行為算法是實現水位控制虛擬化的核心，采用四連通的五位區域采樣方法，將四連通周圍的五個點求平均值；通過引入阻尼系數來模擬水波上升或下降的震動效果，并反映到導航圖中；然后通過激活水波使整個水位控制更接近實際，真正達到虛擬仿真的效果以下是模擬水的行為算法的部分程序：
5結束語
從開發高度逼真的船舶輔鍋爐系統的實際需要開發，設計出一種純軟件控制系統，在獨立的PC機上運行，將船舶輔鍋爐控制系統虛擬到計算機上，操作人員調用內存中的船舶輔鍋爐操控系統的維圖形，(用鼠標控制瀏覽方向)對三維對象進行虛擬控制，利用虛擬現實技術構建虛擬動態設備，仿真出與實際設備相近的運行過程，彌補傳統操作流程上真實感的不足。
同時利用虛擬現實技術提供的高速運行環境，能夠實現多人遠程實時操作和三維模型的瀏覽和交互動態演示，讓操作者與電腦實現人機交互，如同身臨其境，達到替代實際現場操作的目的，克服了實際操作的單一性和危險性等缺點，降低了船舶輔鍋爐控制系統運行演示的成本以及船舶輔鍋爐誤操作的影響。
參考文獻
[1]費干．船舶輔機[M]．大連：大連海事大學出版社，1998．
[2]張力明，盧曉春，葉翠安．基于組態控制船用輔鍋爐監控系統的設計與實現[J]．船海工程，2008，37(4)：55—57．
關鍵詞：焦爐，干熄焦爐，干熄焦鍋爐，發電機，一體化控制
1 前言
萊鋼從2005年底第一套干熄焦建成到2008年底3#干熄焦投產，現在運行的干熄焦系統共為三套，相應的二套發電設備也已經投產運行。為了及時掌握干熄焦設備和鍋爐運行特性，保證干熄焦發電穩定運行，達到對干熄焦最佳運行狀況的高水平操作，我們通過對干熄焦生產有重大影響的各種因素地不斷探索，提出了將焦爐、干熄爐、干熄焦鍋爐以及干熄焦發電機系統一體化綜合控制方案。
2 系統現狀及功能分析
萊鋼焦爐及干熄焦節能一體化控制采用具有自主創新的焦爐及干熄焦裝置控制技術，焦爐部分采用橫河DCS控制系統，干熄爐本體部分采用西門子PLC控制系統，干熄焦鍋爐部分采用橫河DCS控制系統，干熄焦發電采用ABB控制系統。目前計算機系統已投入運行，全部完成了控制系統應用軟件的調試和正常使用。
根據干熄焦的工藝生產過程，其自動控制功能主要集中在干熄爐、鍋爐以及干熄焦發電三個部分，但焦爐對干熄爐生產的影響也不容忽視。因此，本項目主要是通過無線信號交換系統、智能判斷、人工干預和分程調節等方式實現焦化廠焦爐、干熄爐、干熄焦鍋爐與干熄焦發電機的智能一體化控制。免費論文，干熄焦鍋爐。
3 具體技術實施方案
3.1 焦爐與干熄爐本體一體化控制
焦爐與干熄爐的一體化控制主要集中在紅焦運輸系統。免費論文，干熄焦鍋爐。
由于干熄焦電機車裝載焦罐在提升機與焦爐之間移動，若采用有線通訊，會產生大量隱患，且通訊電纜易被燒損。免費論文，干熄焦鍋爐。電機車與焦爐之間通過編碼電纜實現感應式無線通訊，但是考慮到熄焦車與干熄焦之間通訊數據量較小，使用編碼電纜成本太高。最終采用由多組有源接近開關構成的無線信號交換系統，來完成電機車控制系統與中央EI系統的數據交換。
3.2 干熄爐本體與干熄焦鍋爐一體化控制
鍋爐DCS與干熄焦本體PLC數據交換量較大，采用Profibus通訊方式進行數據訪問，安全、可靠、靈活、易擴展。
循環風機軸振超高，循環風機電機定子溫度超高，循環風機軸承溫度超高，循環風機稀油站油超壓低，儀表氣接點壓力低于下限，鍋爐汽包液位超高，鍋爐汽包液位超低，除氧水箱液位超低，主蒸汽溫度超高，主蒸汽溫度超低，鍋爐給水泵停止，鍋爐強制循環泵雙泵不運行，鍋爐給水泵雙泵不運行，以上條件任何一個滿足時，均需要通訊至PLC系統，連鎖停止循環風機，并緊急停爐。
緊急停爐時，PLC系統自動打開預存室放散閥，打開緊急放散裝置，關閉環行氣道空氣導入閥，關閉循環風機入口擋板，關閉裝入集塵電動閥，關閉旁通管流量調節法，并打開所有保護氮氣吹入閥，同時將“緊急停爐”信號發送至鍋爐DCS。DCS系統將自動控制主蒸汽放散閥打開，主蒸汽切斷閥關閉，同時將停爐信息發送至干熄焦發電。
3.3 干熄焦鍋爐與干熄焦發電機一體化控制
干熄焦鍋爐與干熄焦發電的一體化的控制關鍵在于發電與供熱之間的切換。當發電機組停機時，鍋爐需要切換蒸汽外送管道，切斷送至發電系統的高壓蒸汽切斷閥，打開減溫減壓切斷閥啟用減溫減壓系統，將蒸汽外送至其他用戶。這里需要通過減壓調節閥與減溫調節閥對外送蒸汽的壓力和溫度進行調節。為了使蒸汽壓力和溫度達到標準，我們使用力矩更大、執行動作更快的電液式執行機構來調節閥門開度。當發電機組再次開機時，鍋爐同樣需要切換蒸汽外送管道，切斷送至減溫減壓系統的減溫減壓切斷閥，打開高壓切斷閥將蒸汽送至干熄焦發電系統，并通過壓力調節閥精確控制蒸汽的溫度和壓力等參數，使過熱蒸汽快速達到發電的要求。
參與切換連鎖的信號使用冗余，重要信號可以做到三取二以增加傳輸數據的可靠性。整個切換過程采用智能判斷與人工干預相結合的控制方式，并且在切換過程中使用分程調節來保證系統的穩定與安全。
3.4 干熄焦本體及鍋爐關鍵控制功能優化和完善
3.4.1 熄焦爐壓力控制優化
熄焦爐壓力控制是為了保證在熄焦過程中熄焦爐內壓力的平穩和焦炭裝入時裝入口的壓力保持穩定進行的壓力控制。免費論文，干熄焦鍋爐。
由于在裝焦過程中熄焦爐頂部的裝入裝置被打開，熄焦爐內的壓力會產生劇烈的波動，采用常規的連續PID控制方式就會使系統難以進行控制。免費論文，干熄焦鍋爐。因此，在進行紅焦裝入時，經過裝入裝置未全閉到熄焦爐壓力手動操作器所經過的時間后，熄焦爐壓力手動操作器由外部信號切換為預置輸出的手動狀態，即在原自動狀態輸出的基礎上再加大裝入裝置開啟手動操作器的動作幅度值，并保持此值輸出不動；當裝入裝置經過從開始閉合到手動操作器開始動作的時間后，手動操作器的輸出經手動操作器下降裝入裝置閉合手動操作器的動作幅度所經過的時間減少值，此時依然為手動狀態；當系統中投入裝置全閉信號產生后，手操器變為自動狀態即恢復正常狀態。免費論文，干熄焦鍋爐。而熄焦爐壓力調節器在這一過程中的狀態是手操器為自動時壓力調節器也為自動，手操器為手動時壓力調節器為自動跟蹤狀態，使壓力調節器的輸出始終保持與手操器的輸出一致，確保在狀態切換時為無擾動切換。
3.4.2 鍋爐關鍵控制功能優化
干熄焦鍋爐是一種特殊的余熱鍋爐，它是利用吸收了紅焦顯熱的高溫循環氣體與除鹽除氧水進行熱交換，產生額定參數和品質的蒸汽，并輸送給熱用戶或者汽輪機發電的一種受壓、受熱的設備。
鍋爐是整套干熄焦系統的重要組成部分，它是連接熄焦爐本體和蒸汽機組發電的關鍵，鍋爐的控制不僅影響到干熄焦系統的熱力系統，還影響到整套系統的安全穩定運行和經濟效益。
主蒸汽溫度控制是通過在過熱器后的減溫器向過熱蒸汽內直接噴水達到減溫目的的。當增加噴水量時主蒸汽溫度就會下降，當減少噴水量主蒸汽溫度就會升高。其控制的好壞直接影響蒸汽的品質。本系統的主蒸汽溫度控制是由二次減溫器出口溫度構成主回路、減溫水流量構成付回路的串級控制系統。
4 結論
對于焦化生產來說，從焦爐到干熄爐本體，從干熄爐本體到干熄焦鍋爐，再從干熄焦鍋爐到干熄焦發電實現熱電聯產，具有環保、節能、節電的多重意義。項目實施過程中對1#、2#、3#干熄焦系統關鍵控制功能進行了優化，有效的降低了系統故障率，保障了三套干熄焦及干熄焦發電系統的穩定運行，提高了企業的經濟效益，并為環保和節能做出巨大貢獻，所做的工作對國內同類系統具有一定的現場指導意義。
參考文獻：
1、潘立慧魏松波等煉焦新技術[M] 北京：冶金工業出版社 2006年02月出版
2、潘立慧魏松波等干熄焦技術[M]北京：冶金工業出版社 2005年02月出版
關鍵詞：計算機；自動控制系統；參數
中圖分類號：TQ114
在實際計算機自動化控制中，有時候我們不能完全了解被控對象的結構參數，并且其數學模型也沒有精確的數據資料，此時傳統的控制方法無法實現或者操作復雜，因而PID控制技術就成為最佳的選擇，在操作過程中，系統控制器的結構參數在實際的操作過程中，通過操作經驗和現場調試進行確定。也就是說當我們要控制一個完全不了解的被控對象，并且常規化手段已經無法獲取被控對象的結構參數時，PID控制技術成為了應用最廣、最為便捷的方法。PID控制器因其簡單的結構、平穩的工作性能、高度的可靠性、簡便的調整程序，使得它發明至今七十余年仍然散發出耀眼的光芒。
1 自動控制系統的分類
1.1 開環控制系統（open-loop control system）。開環控制系統是一個開放的系統，其輸入和輸出都是單向的，輸出的被控制量沒有對輸入和系統過程造成任何影響。在整個系統沒有任何過程需要依賴被控制量的反饋而進行。
1.2 閉環控制系統（closed-loop control system）。閉環控制系統與開環控制系統是相對的，閉環控制系統是一個閉合的系統，其被控對象的輸出會返過影響輸入或系統過程，形成一個或多個閉合回路。閉環控制系統由其反饋方式可以分為正反饋與負反饋。正反饋即反饋信號與原信號極性相同的反饋方式；負反饋為與原信號極性相反的反饋方式，在這指出的原信號指的是系統原給定的信號。在一般的閉環控制系統中，我們大都采用負反饋形式。在日常生活中，閉環控制系統的應用實例無處不在，例如空調的自動調溫系統，當環境溫度高于設定溫度時，空調就會自動開啟制冷系統，當環境溫度達到室溫設定值時，制冷系統又會自動關閉。與此相對，電風扇的轉速是由各檔位控制的，它不能根據環境溫度自動調節，這便是開環控制系統。由此可見，閉環控制系統在實際生活中的應用跟為方便。
1.3 階躍響應系統（step function system）。階躍響應是指系統根據階躍輸入而產生的反應輸出。穩態誤差是指當系統從一個穩態過度到新的穩態，或系統受擾動作用又重新平衡后，系統所出現的偏差值。計算機自動控制系統的工作性能特點表現為穩、準、快。其中“穩”是指控制系統在工作時具有良好的穩定性，要保證一個系統能進行正常工作，并且達到一定的技術要求，則該系統首先必須是穩定的，從階躍響應上分析這一點應該是收斂性，即波動達到平穩；“準”是指自動控制系統在加工時表現出的精準控制和準確性，穩定誤差常用來表述這一只表，表示系統最終輸出的穩態值與期望值的差值；“快”是指自動控制系統的響應快速性，通過上升時間來表達出控制系統的靈敏度。
2 PID控制原理
2.1 比例（P）控制。比例控制在所有的控制方式中是最為簡單的一種，因其控制器的輸出與輸入誤差信號成固定比例而命名。當系統中僅有比例控制時，系統的輸出會出現一定的穩定誤差。
2.2積分（I）控制。在積分控制中，其控制的輸出與輸入誤差信號的積分表現為正比關系。在計算機自動控制系統中，當進入穩態后仍然呈現出穩態誤差，則這個控制系統是有穩態誤差的或者將其稱之為有差系統。對此，我們在控制器中增加了“積分項”來消除穩態后存在穩態誤差。“積分項”會隨著時間的增大而增大，即使誤差很小，它也會使控制器的輸出增大已達到穩態誤差的減小，直到完全消除。因此，P與I即比例與積分控制器可以實現系統達到穩態后不存在穩態誤差。
2.3 微分（D）控制。在微分控制中，其控制的輸出與輸入誤差信號的微分表現為正比關系。計算機自動控制系統在調節誤差時有一定可能性會引起波動乃至失穩現象。因為在控制中存在了較大比例的慣性環或者滯后環節，能夠抑制誤差，導致了系統的變化會落后于誤差，所以需要將抑制誤差這一作用進行提前。換言之，比例調節在計算機自動控制系統是遠遠不夠的，比例調節只能放大誤差值，并且需要加入微分調節，微分調節能夠準確的預測誤差的走向。因此，控制器才能避免被控對象的嚴重超調。故PID控制器能完善的在系統調控過程中表現出良好的動態特性。
3 PID參數的調整原則
P、I、D的參數設定是固定好的，自主控制運行過程，為了更好地實現加工效果，應該在運行前對控制系統參數進行適當調整，其具體調整原則是：若出現被控對象的物理量在目標值附近呈現出波動現象時，增大合適的積分時間，待變化穩定后繼續觀察，如果波動仍存在，則可減小一定的比例增益，再進行精確的細調。若出現被控對象的物理量難以恢復初始值時，增大比例增益，等待穩定進行觀察，如果恢復速度相對緩慢，可適當減小積分時間，或者增大微分時間。
4 計算機自控參數設定方法
計算機自動控制系統的核心內容就是PID控制器的參數設定，其設定方法至關重要。根據被控對象的控制過程，我們可以確定PID控制器在控制過程中的比例系數、積分時間和微分時間的大小。在眾多的參數設定方法中，我們可以分為兩類整定法，一是理論計算整定法。這是一種依據所選用系統的數學模型，經過精確的理論精算而形成的一種方法。這種方法所得到的數據不能夠直接使用，還需要工程中所涉及的實際情況進行微調。二是工程整定法，這是一種通過總結工作經驗，在試驗中進行得出數據的方法，這種方法簡單又方便掌握，被廣泛的采納與使用。而在工程整定法中，又可以分出三種主要方法，臨界比例法、反應曲線法和衰減法。兩大類方法各有特點，但都是由實驗和經驗公式得到實驗數據再對PID控制器參數進行整定。但無論采用何種方法，都需要針對工程實際情況進行微調與完善。在工程中采用最多的是臨界比例法，其整定步驟如下：（1）采用最短的工作周期使得系統進行采樣工作；（2）加入比例控制，進行觀察，直到系統對輸入的階躍響應出現臨界振蕩，記錄比例放大系數及臨界振蕩周期；（3）通過工程經驗公式計算出PID控制器的理論參數。
5 計算機自控參數設定步驟
在這里，以PID調節器為例來探究自控參數設定方法，并且依據說明經驗法進行具體說明：（1）首先將調節器的積分系數S0調節至0，實際微分系數k調節至0，開啟閉環控制系統，一邊觀察控制輸出情況，一邊將比例系數逐漸調大使得擾動信號呈階躍變化，直至控制輸出達到預期效果；（2）將當前值乘上0.83作為比例系數S1，同時，通過增大積分系數，讓擾動信號再一次呈現出階躍變化，對控制輸出情況進仔細觀察，直到達到預期的輸出效果；（3）保持積分系數不變，調整比例系數，對控制輸出情況進仔細觀察來判斷是否繼續調整；（4）觀察控制輸出情況，適當增大比例系數S1和積分系數S2，在調整的同時，引入實際微分系數k和實際微分時間TD，然后像前面步驟一樣進行，同時，微分時間也需要進行反復調整，直到達到滿意的控制輸出效果。
參考文獻：
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關鍵詞：自動控制原理；計算機輔助教學；考核方式多元化
作者簡介：陳兆嶺（1967-），男，江蘇泰州人，江蘇大學電氣信息工程學院，講師；劉國海（1964-），男，江蘇揚州人，江蘇大學電氣信息工程學院，教授。（江蘇 鎮江 212013）
基金項目：本文系江蘇省“十二五”高等學校重點專業建設（批準號：蘇教高[2012]23號）、2011年江蘇大學校級教學改革與研究項目（重點）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）05-0086-02
“自動控制原理”是一門理論性和工程實踐性都較強的專業基礎課，是后續專業課程不可缺少的先行基礎課，[1]江蘇大學電氣信息工程學院所有專業的學生都要學習這門課。為了提高教學質量，課程教學組根據課程特點采用多種教學手段，對課程教學進行了全方位的改革實踐。
一、課程特點和教學改革的必要性
“自動控制原理”課程的特點是：內容成熟豐富、涉及知識面廣、理論性強、比較抽象但又和工程實踐聯系緊密、可供使用的教學手段更新發展快，同時習題多、難度大，是具有一定深度和學習難度的課程，往往讓學生感到難學，教師感到難教。[2]教師在講授過程中也容易過分強調理論知識的數學推導而忽視工程應用，使這門課類似數學課。[3]若教師對這門課程采用以“教師為中心”的單一教學模式，沿用傳統的“課堂板書講授+驗證實驗”的教學方法，則不利于學生系統地掌握課程知識點，會導致學生缺乏學習興趣和主動性，從而無法達到良好的教學效果。[4，5]因此教師必須更新觀念，大力倡導積極主動的學習方式，充分應用先進的現代教學手段，建立一套包括理論講授、計算機輔助教學、實踐教學、作業講解、網絡資源共享、評價體系和學術討論相結合的全方位的課程教學改革新體系，充分調動教師和學生的積極性，努力提高教學質量。
二、全方位教學改革實踐
江蘇大學“自動控制原理”課程教學組經過認真研究，本著“以學生為中心”、“厚基礎、重實踐、重能力”的指導思想，在省重點專業建設和校級教學改革與研究項目的資助下，對課程體系進行整體優化，將多種教學手段并舉，實現了師生之間學習過程的雙向互動，取得了良好的教學效果。
1.精選教學內容
為了解決“自動控制原理”課程內容多、學時少的矛盾，教師必須根據教學大綱的培養目標突出重點優化整合教學內容。根據江蘇大學電氣信息工程學院各專業的學習需要，本課程組分別精選了90、75、60和45學時的課堂教學內容。自動控制系統分析與設計的主要內容和重點是研究系統的特性，即穩定性、動態性能、靜態性能?！胺€、快、準”貫穿了時域分析、根軌跡分析和頻域分析的過程，教師在講課過程中又以工程上應用廣泛的頻域分析為重點和難點，將基本概念、基本原理和基本方法講透，讓學生了解和學習“控制論”的思想方法。課程開始時就向學生推薦幾本國內有影響的參考書，對于教學大綱中規定的了解內容則略講，或讓學生課余自學，這樣不但培養了學生的自學能力和獨立思考解決問題的能力，也節省了課時。
教師也要注重介紹控制學科前沿的最新發展，使課程具有先進性和時代感。增加MATLAB軟件的應用，減少講授系統根軌跡繪制、頻率特性繪制的內容，而將重點放在應用根軌跡法和頻域分析法進行工程分析與設計上，使學生掌握專業的知識與技能。
根據以上原則，課程組成員編寫的教材《自動控制原理》將于2013年由機械工業出版社正式出版發行。
2.課堂教學手段多樣化
課堂教學是教師講授和學生學習的重要環節。為了增強授課效果，教師應采用講授式、探究式、案例式、討論式和對比式等教學方法相結合，采用以多媒體課件為主、減少板書時間、增加Matlab軟件應用內容介紹、增加師生互動交流時間等教學手段。
課程組教師根據授課內容的不同，將多種教學方法相結合，如緒論部分采用了講授式、案例式、對比式等方法介紹自動控制的定義、特點、實例、基本內容和基本要求；采用探究式、討論式和對比式等方法分析時域法、根軌跡法和頻域法的區別與聯系、應用范圍、優缺點等。
由于課程理論性強、公式推導多，采用傳統的板書方式耗時費力，而采用多媒體課件教學，不但節省課時，而且圖文并茂，增加了信息量，提高了課堂教學效率。為了適應學生的思維速度，在公式推導時，教師利用多媒體動畫一步步地給出演算過程，產生了和板書相同的效果。
教師引入基于Matlab的計算機輔助教學，避免了高次方程解根、高階系統性能指標計算等煩瑣計算，可以把時域、根軌跡、頻域分析和校正系統的繪圖很快地在計算機上繪制出來，還可以方便地分析系統傳遞系數、開環零極點變化等對系統性能的影響。這不僅提高了課堂的教學效率，也使學生鞏固了所學知識，拓寬了思路， 提高了學生的學習的興趣和熱情，同時為后續的課程設計、畢業設計的分析和計算工作打下良好基礎。
采用的多媒體課件和引入的Matlab輔助教學節省了課時，增加了師生課堂互動交流的時間。教師在授課過程中可適當地留一些懸念，啟發學生思考后再進行講解，效果更好。如在講授奈氏穩定判據時，拋出問題：當有p個開環極點在s平面的右半部時，奈氏曲線會如何變化，奈氏穩定判據應用時應作哪些修改。通過學生獨立思考、師生互動解決問題后，學生對奈氏穩定判據的本質理解更深刻，印象更清晰。
教師每講完一章應歸納出本章知識點作為學生復習的重點，引導學生及時復習。
3.改革作業完成方法和實驗方式
課后及時做作業，有利于學生深入理解學習內容、鞏固所學知識。教師課后布置一些概念性強的習題，要求學生閱讀參考書，利用Matlab指令或Simulink模塊進行仿真，這樣既拓展了學生的思維模式又能讓經典的專業知識與時展相結合，使學生在掌握成熟的專業理論的同時理解本專業的性質和實際應用特點。
實驗方面采用驗證實驗和設計實驗相結合、仿真實驗和物理實驗相結合、課堂實驗和開放實驗相結合的方法。需要在課堂完成的驗證實驗有四個，同時學生也可自主設計實驗，學生根據所學的知識利用實驗室的設備自由設計實驗，以驗證所學的理論知識，充分發揮學生個體的能動性、創新性來自主設計一些自動控制系統。通過實驗，學生掌握了諸如實際溫控系統的組成、PID控制器的設計和調節，更好地將理論知識應用到實際系統中。
課程組教師結合自身的科研課題，吸收部分學生實際參與；組織學生開展各種豐富多彩的課內外科技活動，進行大學生電子設計制作培訓；組織學生參加全國大學生電子設計競賽、校“星光杯”科技作品大賽、大學生科研立項等活動，學生每年都取得不俗成績。
4.網絡資源的建設和利用
江蘇大學開發了“自動控制原理”課程的網絡課堂，教師充分利用校園網絡資源進行網上輔助教學。網絡課堂系統主要分為三大模塊：資源中心模塊、教師管理模塊和學生自主學習模塊。課程教學大綱、教案概略、參考文獻目錄、網上提交作業、在線測試、實驗預約、師生互動、網絡課件、部分授課錄像等都已上網使用，并逐步充實和完善。學生可在網上下載所需學習資料用于課前預習和課后復習。網絡資源中心不斷更新充實國內精品課程、學術期刊和相關技術資料等內容，為學生的自主學習提供了一個良好平臺。除此之外，該系統還包括隨機出題的習題庫子系統，學生可以隨時通過習題庫進行自我測驗，同時也有網上輔導體系，學生可以隨時與教師互動答疑。
5.考核評價方式多元化
江蘇大學“自動控制原理”課程改變期末一張考卷定成績的傳統做法，總評成績由平時成績和考試成績組成，平時成績占25%，考試成績占75%。平時成績主要考核上課出勤、課堂參與情況、作業成績、實驗成績。試卷命題要知識覆蓋面廣，分為基本要求部分和提高部分，前者約占試卷總分值的75%，主要考核學生掌握基本知識的程度，后者約占試卷總分值的25%，主要考核學生靈活運用所學知識的能力，難度與考研題接近。這樣做既考核了學生掌握基本知識的情況，又促進學生深入學習研究，保證了考核結果的區分度。
6.教改研討活動制度化
“自動控制原理”是學院的重點教學課程，學院成立了專門的課程教學小組，并持續吸收自動化系新教師加入。多年來，課程組堅持開展經常性的、有計劃的教學研究活動，針對課堂教學中的重點、難點以及新問題開展專題討論，深化課程的教學改革，不斷地更新和完善教學內容，改進教學方法。學校每年開展一次講課競賽，提高教師講課技能，積極申報省市和學校的教學改革項目，所涉及的內容有：課程教學體系整體優化、教學內容與方法改革、課程群建設、雙語教學、教材建設、實驗室建設、多媒體教學研究與建設、網絡教學平臺建設等。學院鼓勵對外交流，鼓勵教師發表教學改革論文，派出課程組教師參加每兩年舉辦一屆的“全國自動化教育學術年會”，直接和兄弟院校交流教學經驗，學習先進的教學方法和手段，將“自動控制原理”課程的教學改革推向新的臺階。
三、教學效果
“自動控制原理”課程的全方位教學改革，取得了良好的教學效果。學生普遍反映學習興趣濃厚、課程內容充實、學習效率提高，考核總評成績提高，不及格率下降至7%以下。相當數量的學生在教師的研究課題中發揮較大的作用，每年參加的全國大學生電子設計競賽，都能取得幾項一等獎，對江蘇大學的電氣工程及其自動化專業（國家級特色專業）和自動化專業（江蘇省品牌特色專業）的建設起到了促進作用。
參考文獻：
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關鍵詞： α值法；灌溉系統；自動控制
中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）01-0081-02
1 研究背景與意義
1.1 我國農業灌溉用水現狀 我國是一個嚴重缺水的國家，人均水資源占有量僅為世界平均水平的1/4，水資源人均占有量將繼續下降，加之水資源污染嚴重、水質惡化的同時，而農業是用水大戶，近年來農業用水約占全國用水總量的62%，部分地區高達90%以上，但是農業用水浪費相當嚴重，灌溉水和自然降水利用率低，農業用水效率不高，區域缺水問題已經顯現出來。
目前，傳統的灌溉模式已不再適合我國國情的發展，農業節水灌溉普及較好，我國有效灌溉面積為9.25億畝，節水灌溉工程面積4.38億畝，其中高效節水灌溉工程面積1.87億畝，雖然節水灌溉發展成效明顯，但總體滯后于現代農業發展和推進農業現代化的需要，缺乏自動化灌溉，仍然存在灌溉水利用率低、田間滲漏量大，灌溉不及時等問題。發展適時灌溉，自動化節水灌溉農業已是國家可持續戰略的重大舉措之一。
1.2 研究的國內外發展趨勢 隨著全球性水資源供需矛盾的日益加劇，特別是發達國家都把發展節水高效農業作為農業可持續發展的重要措施，國外灌溉自動控制系統已逐步趨于成熟、系列化。在國內，近30年間，農業還是依靠傳統灌溉技術，自動化灌溉未能應用到灌溉工程中。國內在開發灌溉自動控制系統方面處于研制、試用階段。能實際投入應用，且應用較廣的系統還不多見，我國研制自動灌溉系統技術還處在初級階段，任然停留在理論的探討以及小規模的試驗；另外市場上的自動灌溉系統造價高，農戶操作不方便，投資較大，這限制了一定灌區的普及。
1.3 研究的意義與目的 現代自動化灌溉系統與傳統人工灌溉控制系統相比，具有節水、節省人工量等優點，而且可以避免灌溉中的人為因素，所造成的不利影響，能夠準確性操作，利于灌區的科學管理。此外，通過自動灌溉系統可以適時、適量進行灌水，提高農作物產量，同時，也是現代農業發展的需要。本論文研究的目的在于：
①α值法自動灌溉系統的研究是按照作物土壤適宜含水率為上、下限變化參考值，確定灌溉時間，適時灌溉，提高灌水的及時性。②通過時間控制器，控制灌溉水量，定量灌溉，減少深層滲濾量，提高灌水的利用率，節約水資源，并有效的防止灌溉造成的土壤結構的破壞。③通過利用太陽能對灌溉水加熱，提高土壤溫度，促進作物生長發育。
2 研究內容
該自動灌溉系統是利用在充分灌溉條件下按照某時段內作物需水量ET和與ET同時段的水面蒸發量E0之間的關系式，即：ET=αE0，按照該時段作物土壤適宜含水率為上、下限，通過蒸發皿的水位變化監控土壤含水率變化，調控電動蝶閥適時開關給灌溉區供水，適時灌溉，提高灌水的及時性。如：某地區棉花幼苗期需水模系數α=0.65，棉花幼苗期土壤計劃濕潤層為35cm，土壤適宜含水率為55%～70%（以田間持水率的百分率計），土壤田間持水率為30%（以占土壤體積百分率計），則田間適宜最大含水量為7.35mm，適宜最小含水量為5.8mm，在無降雨的情況下采用適時灌溉，則棉花幼苗期的灌水定額為1.55mm，當蒸發皿（80cm口徑）水位差為2.38mm，則蒸騰量：ET=αE0=0.65×2.38=1.55mm，此時該地達到適宜最小含水率，水源水箱開始給灌區灌水，灌水量為1.55mm，蒸發皿補給水箱為蒸發皿供水至上立柱點，到下一次再開始灌溉。
3 研究基礎
3.1 理論科學性 傳統的地面灌溉方式是按照土壤田間持水率為上限，作物允許土壤的最小含水率為下限，制定灌溉制度，確定灌水時間，灌溉制度制定后，遇到降雨和氣象條件與設計典型年有變化時，灌水的及時性無法保證。本論文的研究的基礎條件是充分灌溉制度下的灌溉，因為現行的灌溉制度大多是充分灌溉條件下的灌溉制度，這方面的研究資料比較完備。α值法的自控適時灌溉系統是按照作物土壤適宜含水率為上、下限，通過蒸發皿的水位變化監控土壤含水率變化，調控電動蝶閥適時開關給灌溉區供水，適時灌溉，提高灌水的及時性。這為論文的研究運用奠定了理論科學基礎。
3.2 技術可行性 本論文的理論基礎是用α值法計算作物需水量，該方法的理論研究、試驗和生產運用都比較成熟，各地區灌溉試驗站有大量的試驗數據，為論文提供了充分的技術保障。在充分灌溉條件下，實現自控適時灌溉，該技術在模型設計中得到體現，并后期應用于試驗田，通過試驗統計說明，此技術能夠使作物在最適宜的土壤水分狀況下，達到豐產、高產的目的，而且該系統具有田間工程簡單，需要的設備少，投資省，技術簡單，操作方便，群眾容易掌握，能耗少，節約水資源，節約灌溉時間，提高灌水利用率，能夠推廣使用是可行的。
3.3 設計思路 大量灌溉試驗資料表明，氣象因素（溫度、日照、濕度、風速等）是影響作物需水量的主要因素，而當地的水面蒸發量又是各種氣象因素綜合影響的結果。
α值法是作物需水量的直接計算方法，是利用水面蒸發這一參數估算作物需水量，其計算公式為：ET=αE0；
其中：ET——某時段的作物需水量，以水層深度計，mm；E0——與ET同時段的水面蒸發量，以水層深度計，mm；E0一般采用80cm口徑蒸發皿的蒸發值；α——農作物需水模系數，即同時期需水量與水面蒸發量之比值，一般由實驗確定。測定土壤含水率，確定作物某生育期最優含水率的上限值和下限值，計算出在該含水率范圍之間的土壤含水量，即確定了作物的需水量，利用α值法的計算公式，推算出蒸發皿的蒸發量。
利用蒸發皿的水位變化，適時監控土壤水分變化，在充分灌溉條件下，通過電磁閥等自動裝置，控制灌水時間和灌水量，實現以水面蒸發為參數的自控適時灌溉，使作物在最適宜的生長土壤環境下，達到豐產、高產的目的。
4 系統實施
①系統參數確定。利用灌溉試驗資料，確定作物不同生育期的需水模系數、土壤計劃濕潤層、土壤適宜含水率、土壤田間持水率，計算出作物不同生育期的一次灌溉用水量和蒸發皿的水位變化量。以甘肅省蘭州市城關區某校農水實訓基地試驗田的棉花種植為例。
②灌溉系統制作。通過浮標、自動控制閘閥、時間控制器等設備把灌溉水源、蒸發皿、蒸發皿補充水箱、田間灌溉系統有機的結合起來，組裝成一個完整的灌溉系統。
③田間試驗階段。在完成灌溉水量和灌水系統制作后，在部分實驗田里使用，完成灌溉系統性能測試。
④產品開發利用。通過田間試驗后，完善系統缺陷，逐步進行田間推廣。如果該系統能夠進行大面積的推廣，該系統使用方便、維護簡單、價格低廉、精度較高，具有良好的商品化開發及廣闊的市場應用前景。
5 結語
α值法自動灌溉系統，農戶可以利用此系統控制大面積的作物灌溉用水，而且在水量充足地區，同樣適用于充分灌溉條件下的畦灌、溝灌和噴灌，在提高水的有效利用率的同時，還能節省人力、物力，操作簡單，造價低，實際應用普及程度高。
參考文獻：
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[3]樊引琴.作物蒸發蒸騰量的測定與作物需水量計算方法的研究[D].西北農林科技大學，2001年.
關鍵詞：智能化建筑，系統集成，措施
1.智能建筑的含義
智能化建筑，是指通過對智能建筑的四個基本要素，即結構、系統、服務、管理以及它們內在聯系，以最優化的設計，采用最先進的計算機技術、控制技術和通信技術，建立一個計算機系統管理的一體化集成系統，提供一個投資合理，擁有高效率的優雅舒適、便利快捷、高度安全的環境空間(包括人類的生產、生活等空間)。其中，結構和系統方面的優化是指將4C技術(即Computer計算機技術、Control自動控制技術、Communication通信技術、CRT圖形顯示技術)和集成技術(Integration)綜合應用于建筑物之中，在建筑物內建立一個計算機綜合網絡，使建筑物智能化。
2.我國智能建筑發展現狀
我國的智能化建筑開始起步于20世紀9O年代，并在沿海等經濟發達地區、城市得到了迅速的發展，目前的發展速度居世界前列。1990年建成的北京發展大廈(18層)可認為是我國智能建筑的雛形，而1993年建成的位于廣州市的廣東國際大廈可稱為我國大陸首座智能化商務大廈。據不完全統計，目前國內已建與在建的樓宇中，帶有“智能建筑”色彩的約有數千幢，上海約有800余幢。這些工程投資在智能化設備上的費用一般占總投資的5％～8％。國內已建成的180m以上的建筑，都具有比較完善的智能化功能。目前，智能建筑所分布的行業主要集中在金融業、行政機構、商業、公共建筑(醫院、圖書館、博物館、體育場館等)、住宅小區、交通樞紐等。
3.建筑智能化集成存在的問題
智能建筑多包含HVAC系統、電梯控制、消防、出入控制系統等多種系統和設備，這些系統和設備通常來自各個不同的供應商，他們僅僅關注自己的設備的應用，并不顧及他們的設備和系統與其它子系統的互聯。為了實現多種不同系統間的通信和互動使得設施管理人員不得不操作多個系統界面，設備的管理不能發揮最大的效應。另外，這些子系統的封閉特性也大大限制了在系統擴建和改造時對產品的選擇性。這種限制主要體現在以下幾個方面：
(1)設備選型受到很大限制，不能根據性能和價格隨意選擇產品和供應商，系統部署后，維修配件供應得不到保障，后期設備維護費用高，對產品和供應商存在很大的依賴型。免費論文。(2)用戶必須面對不同的用戶界面來管理不同的子系統，大大降低了生產率，同時大幅度提高了管理人員的學習負擔。(3)各個子系統間不支持互動，增加了操作復雜性。免費論文。一個典型的例子是火災自動報警系統和HVAC系統之間的互動。當火災自動報警系統探測到火警時，需要改變風門的位置、關掉風扇或加快風扇的速度來消除煙霧，這就需要系統互動的支持。免費論文。
4.改進：系統集成的主要技術手段
隨著智能建筑的功能需求不斷增長，使建筑內各種各樣的機電設備的監控系統的種類和范圍不斷擴大，它們可能采用不同的網絡平臺、不同的通信協議。在實現BMS系統集成時，為了解決互聯和互操作的問題，所采用的技術手段大致為以下幾種：
(1)采用統一的通信協議實現系統集成的方式
建筑自動化系統應屬過程控制范疇，長期以來沒有建立國際性的標準通信協議，這種局面嚴重障礙了智能建筑技術的發展。1995年美國暖通空調工程師協會推出了樓宇自動控制領域的第1個開放式標準通信協議一BACnet。該協議密切結合建筑工程特點，定義了23種對象、
39種服務、六種數據鏈路結構、三層網絡架構，正在向BACne/IP方向發展。同年通過ANSI認證，成為美國國家標準。很多空調、制冷、鍋爐、變配電等設備制造廠商均采納該標準協議，為智能建筑的系統集成開創了十分有利的局面。BACnet采納了五種協議EIA232一PTP，EIA485一MS/TP，LonTalk，ArCnet，Ethernet。但是在先前的BAC—net協議中，不同廠家生產的設備互聯仍需通過協議轉換器，尚未達成開放系統實現互操作的要求。
(2)采用協議轉換實現系統集成的方式
協議轉換器分為專用的協議轉換器和標準的協議轉換器。專用協議轉換器指兩種協議之間專用的轉換器。采用這種協議轉換器，如果要連接多個不同類型的網絡，就需要多種類型的協議轉換器。有時協議轉換器難于匹配不同的網絡的安置機制和服務。另外，當協議轉換器故障時，這種結構沒有提供可靠的端到端的機制，所以這種專用的協議轉換器不可取。采用標準的協議轉換器，在局域網內部通信采用了簡單的通信結構，包括物理層、鏈路層以及對應用層提供連接服務的會話，傳送協議。這種方案中，接在局部網絡上的所有站只使用簡單的會話／傳送協議，而所有協議轉換器之間通信只使用同樣的傳送層協議IP，由此解決了互聯網的匹配問題。隨著技術的發展，協議轉換器方式的應用將越來越少。特別是OPC(OLEfor Process Contro1)技術與ODBC(OpenDatabaseC0nneCtivity，開放數據庫互連)技術的成功應用，為不同協議的網絡互連，開辟了新的途徑，協議轉換方式的應用將會更少。
(3)采用OPC技術實現系統集成的方式
0PC(OLEfor Process Contro1)是一種基于OLE的通信標準，用于過程控制的OLE0OPC重點解決應用軟件與過程控制設備之間的數據的讀取和寫人的標準化及數據傳輸等功能。OPC提供信息管理域應用軟件與實時控制域進行數據傳輸的方法，提供應用軟件訪問過程控制設備數據的方法，解決應用軟件與過程控制設備之間通信的標準問題。當設備通過OPC互聯時，圖形化應用軟件、趨勢分析應用軟件、報警應用軟件等應用軟件均基于OPC標準，現場設備的驅動程序也均基于OPC標準。在統一的OPC環境下，各應用程序可以直接讀取現場設備的數據，不需要一個一個地編制專用的接口程序，各現場設備也可直接與不同應用之間互連。OPC的重要作用是使設備的軟件標準化，從而實現不同網絡平臺，不同通信協議、不同廠家的產品方便地實現互聯和互操作。OPC技術的完善和推廣，為智能建筑系統集成時，實時控制域與信息管理域的全面集成創造了良好的軟件環境。所以說，OPC開創了系統集成的新途徑，OPC將成為系統集成的主要方式。如果我們將OPC技術與ODBC技術作以比較，可以發現OPC技術現在比ODBC技術更為成熟、產品更多，而且我國已有比較成熟的OPC技術和產品。所以目前采用OPC技術實現系統集成，可能會比采用ODBC技術實現系統集成更為廣泛一些。兩種技術的融合與補充，將會使系統集成技術加快發展。
參考文獻：
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關鍵詞：人工智能;電氣;自動化
人工智能是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法 技術及應用系統的一門新的技術科學。人工智能是計算機科學的一個分支 它企圖了解智能的實質，并生產出一種新的能以人類智能相似的方式作出反應的智能機器．該領域的研究包括機器人．語言識別、圖像識別 自然語言處理和專家系統等。電氣自動化是研究與電氣工程有關的系統運行、自動控制，電力電子技術、信息處理、試驗分析 研制開發以及電子與計算機應用等領域的一門學科。實現機械的自動化，讓機械部份脫離人類的直接控制和操作自動實現某些過程是電氣自動化和人工智能研究的交匯點。積極運用人工智能的新成果無疑有利于電氣自動化學科特別是自動控制領域的發展．也有利于提高電氣設各運行的智能化水平．對改造電氣設備系統，增強控制系統穩定性．加快生產效率都有重大意義。
1、人工智能應用理論分析
人工智能(Artificial Intelligence)，英文縮寫為AI。它是研究、開發用于模擬，延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。人工智能是計算機科學的一個分支，它企圖了解智能的實質．并生產出一種新的能以人類智能相似的方式作出反應的智能機器 該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別 自然語言處理和專家系統等。自從1956年“人工智能 一詞在Dartmouth學會上提出以后，人工智能研究飛速發展，成為以計算機為主．涉及信息論．控制論， 自動化、仿生學、生物學、心理學、數理邏輯、語言學、醫學和哲學的一門學科。人工智能研究的一個主要目標是使機器能夠勝任一些通常需要人類智能才能完成的復雜的工作。
當今社會，計算機技術已經滲透到生產生活的方方面面．計算機編程技術的日新月異催生自動化生產，運輸 傳播的快速發展。人腦是最精密的機器，編程也不過是簡單的模仿人腦的收集、分析、交換、處理、回饋．所以模仿模擬人腦的機能將是實現自動化的主要途徑。電氣自動化控制是增強生產．流通、交換、分配等關鍵一環．實現自動化，就等于減少了人力資本投入，并提高了運作的效率。
2、人工智能控制器的優勢
不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去討論。但Al控制器例如：神經、模糊、模糊神經以及遺傳算法都可看成一類非線性函數近似器。這樣的分類就能得到較好的總體理解．也有利于控制策略的統一開發。這些Al函數近似器比常規的函數估計器具有更多的優勢．這些優勢如下：
(1)它們的設計不需要控制對象的模型(在許多場合，很難得到實際控制對象的精確動態方程，實際控制對象的模型在控制器設計時往往有很多不確實性因素，例如：參數變化，非線性時，往往不知道)。
(2)通過適當調整(根據響應時間 下降時間、魯棒性能等)它們能提高性能。例如模糊邏輯控制器的上升時間比最優PID控制器快1.5倍 ，下降時間快3.5倍， 過沖更小。
(3)它們比古典控制器的調節容易。
(4)在沒有必須專家知識時．通過響應數據也能設計它們。
(5)運用語言和響應信息可能設計它們。
總而言之，當采用自適應模糊神經控制器、規則庫和隸屬函數在模糊化和反模糊化過程中能夠自動地實時確定。有很多方法來實現這個過程，但主要的目標是使用系統技術實現穩定的解，并且找到最簡單的拓樸結構配置．自學習迅速，收斂快速。
3、人工智能的應用現狀
隨著人工智能技術的發展，許多高等院校及科研機構就人工智能在電氣設備的應用方面展開了研究工作，如將人工智能用于電氣產品優化設計，故障預測及診斷、控制與保護等領域。
3.1 優化設計
電氣設備的設計是一項復雜的工作 它不僅要應用電路、電磁場、電機電器等學科的知識，還要大量運用設計中的經驗性知識。傳統的產品設計是采用簡單的實驗手段和根據經驗用手工的方式進行的．因此很難獲得最優方案。隨著計算機技術的發展，電氣產品的設計從手工逐漸轉向計算機輔助設計(CAD)，大大縮短了產品開發周期。人工智能的引進．使傳統的CAD技術如虎添翼．產品設計的效率及質量得到全面提高。用于優化設計的人工智能技術主要有遺傳算法和專家系統。遺傳算法是一種比較先進的優化算法，非常適合于產品優化設計。因此電氣產品人工智能優化設計大部分采用此種方法或其改進方法。
3.2 故障診斷
電氣設備的故障與其征兆之間的關系錯綜復雜，具有不確定性及非線性．用人工智能方法恰好能發揮其優勢。已用于電氣設備故障診斷的人工智能技術有：模糊邏輯、專家系統、神經網絡。
變壓器由于在電力系統中的特殊地位而備受關注，有關方面的研究論文較多。目前對變壓器進行故障診斷最常用的方法是對變壓器油中分解的氣體進行分析．從而判斷變壓器的故障程度。人工智能故障診斷技術在發電機及電動機方面的研究工作也較為活躍。
3.3 智能控制
人工智能控制技術在自動控制領域的研究與應用已廣泛展開．但在電氣設備控制領域所見報道不多?？捎糜诳刂频娜斯ぶ悄芊椒ㄖ饕?種：模糊控制、神經網絡控制、專家系統控制。由于模糊控制是其中最為簡單、最具實際意義的方法．因而它的應用實例最多。
【關鍵詞】機電一體化；技術；應用
1.引言
目前，我國工程機械正處于機電一體化的特殊發展時期，工程機械領域隨著機電一體化技術的引入，電子技術，自動控制，液壓技術等與機械技術結合起來，因為與高新技術的融合，這樣子提高了生產效率和機械性能。例如，機電一體化提高了機械的操作舒適性、燃油經濟性、作業效率、作業精度以及使用壽命等[1]。機電一體化是科技發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。它是機械工業發生變革的動力，使傳統的機械設計方法和概念發生了革命性的變化。
特別是電子技術和自動控制技術，在工程機械中得到了廣泛的采用。由于經濟水平的提高和科技的進步，對于工程機械的性能要求也越來越高，這促使以微處理器為核心的電子、控制裝置在工程機械中得到了越來越普遍的應用，電子控制裝置的結構也越來越復雜。
2.機電一體化技術的研究
2.1 機電一體化的概念
機電一體化就是指在結構的主要功能、信息處理功能、控制功能和動力功能上引入電子科學技術，將機械裝置與電子化設計、軟件相結合的系統的總稱。它是工程領域中不同種類的技術的綜合，是建立在微電子技術、信息處理技術、自動控制技術等一系列技術基礎上發展起來的一種高新技術。它能代替和放大體力，并且機電一體化中的微電子裝置不僅僅可以取代某些機械部件，還能擁有很多自己的功能。
2.2 機電一體化的關鍵技術
機電一體化包含軟件技術和硬件技術。硬件部分包含機械本體、信息處理單元、驅動單元以及傳感器，因此，加快機電一體化發展進度，可以從下面各方面著手：
（1）機械本體：為了減少機械產品的重量，不僅僅可以再結構上加以改進，還可以考慮使用非金屬復合材料來代替鋼鐵材料，這樣子減輕了機械本體的重量，增加了實現驅動系統的小型化的可能性，進而可以改善快速響應等特性，做到提高效率，降低功耗。
（2）信息處理技術：提高信息處理設備的可靠性可以進一步發展機電一體化。提高信息處理的可靠性包括提高A/D轉換設備的可靠性和分時處理中輸入/輸出的可靠性，提高處理速度。
（3）驅動：很多設備使用電機作為驅動裝置，但是它在快速響應和效率方面還有很多弱點，因此，需要開發新的電機，如開發內部裝有編碼器的電機或是開發控制專用組件-電機和傳感器三位一體的伺服驅動單元。
（4）傳感器：傳感器是獲取自然界中非電量元素的工具，它的可靠性、靈敏度和精確度都時刻影響著機械工程的效率，目前正在開發非接觸型檢測技術。
（5）軟件技術：硬件的發展促使需要配套的軟件一起發展，軟件的標準化可以減少軟件的研發成本，提高維修效率。軟件的標準化包括程序標準、軟件程序的固話以及程序的模塊化等。
2.3 機電一體化的優勢和發展趨勢
機電一體化產品于傳統產品相比，有很多優勢：（1）使用可靠性和安全性得到了提高。因為自動控制技術的引入，使得機電一體化產品在生產過程中具有自動監視、自動診斷和報警功能。在生產過程中，遇到過壓、過載等電力故障時，會自動啟用保護措施，減少生產安全事故的發生，設備的使用安全性得到了顯著的提高。（2）生產效率和質量得到了顯著提高。由于自動信息處理和自動控制技術的參與，機電一體化產品的靈敏度和精度都有了大幅度的提高，自動控制使得機械操作的執行完全按照預計步驟進行，而不受工作人員主觀因素的影響，保證了產品的質量，同時提高了產品的合格率和生產效率。（3）機電一體化產品實現了復合功能，可以在更多場合得到應用。由于生產技術的提高，機電一體化產品的功能水平大大提高，它們具備自動控制、自動補償以及智能化等多種功能，因此可以被應用于各種不同的場合，甚至是不同的領域，滿足需求應變力更強。（4）更易于維修。機電一體化產品可以通過軟件來實現工作方式的變換，以滿足不同用戶的需求，這些控制軟件的程序在不改變產品硬件的條件下，可以由多種方式植入機電一體化產品的控制系統。
為實現更高的生產效率，開發新一代的機電一體化產品，研究新一代的機電一體化系統，研究和設計各種穩定高效，性能優良的機器人和機電一體化設備是發展趨勢。隨著人們對制造模式的認識的轉變，由質量第一向響應市場需求的轉變，使得機電一體化在制造模式領域又開辟了一塊新天地。
3.機電一體化在工程器械上的應用
3.1 機電一體化和機械工程的關系
在機械工程中引進機電一體化技術，大大提高了機械的性能，而反過來，由于機械工程性能的改善，使得機電一體化產品的應用領域更加廣泛，兩者相輔相成，相互促進，共同發展，形成了一個良性發展的循環系統。
3.2 機電一體化對機械工程的積極作用
由于技術水平的發展，現代施工中對機械工程的性能要求也逐漸提高，為達到施工質量要求，在施工過程中使用的器械要求功效高但是同時要求能耗小，要求具有很好的自動化程度以及精度，這些器械使用方法要求簡單，操作安全，并且具有很長的使用壽命。在使用過程中，要求能自動監視，自動診斷，這樣有利于降低維修成本，減少施工事故的發生，保障生命和財產的安全。這時，機電一體化技術的引入就成了一件迫在眉睫的事情。它對工程機械發揮了積極的作用。
（1）降低了勞動強度。機電一體化產品和技術在工程機械領域的使用，大大降低了工作人員的勞動強度，而且還減少了由于操作人員缺乏經驗而造成對工程精度的影響。日本小松公司所生產的挖掘機配備運行軌跡控制系統能夠根據工作人員操作的鏟斗的運行軌跡，而自動感應角度信號，然后控制斗桿的運動軌跡，自動進行坡面的精確挖掘等動作，大大提高了生產效率。
（2）提高設備使用壽命。由于機電一體化產品集合了自動報警，監視以及故障自我診斷能力，可以針對工程機械的相應系統如傳動系統、制動系統以及發動機的當前工作狀態，進行監視，若發現異常情況，馬上進行自動警報并實現故障定位，降低工作人員的維修難度，縮短維修時間，達到延長設備使用壽命的目的。同時降低了生產事故的發生頻率，降低了生產成本。
（3）環保化。機電一體化工程機械的使用，大大提高了能源的利用率，符合國家的節能減排倡議。因此對傳統機械設備進行節能改造具有很重要的意義。日本日立公司的挖掘機由于安裝了自動控制系統，實現了對發動機的控制，因此使得對能源的利用率達到了八分之九十八，大大降低了能耗，傳統的挖掘機的能源利用率大約為30%。
4.結束語
我國要想全面實現機電一體化技術還任重而道遠，用微電子技術改造傳統技術的工作量很大，很有難度，而用機電一體化技術來加速產品更新換代速度的呼聲很高，但是它的實現仍很有壓力。雖然我國的工業結構等已經經過幾番調整，但那時由于諸多阻擾因素，效果并不明顯。但是由于機電一體化技術的有優勢很明顯，它的出現并不是巧合，它是科技進步的產物，它促使機械工業發生戰略性改革，使傳統的機械設計方法和理念受到了挑戰，并影響著傳統機械發生革命性的變化，它是推動產業革新的必經之路。因此，加快培養機電一體化人才有非常重要的意義。企業只有注重優秀人才的培養，才能在競爭中占據優勢。
參考文獻：
[1]孫永利. 機電一體化在工程機械中的應用[J].農機使用與維修，2009（1）.
