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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篇自動控制分析，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】燒結配料系統;儀表;稱量;自動控制;調試;電氣聯鎖;應用;分析
1.燒結配料系統儀表控制稱量系統基本情況分析
在當前技術條件支持下，整個配料系統在有關稱量裝置的選取過程當中以皮帶秤為主，料倉共設置有14個，為確保整個燒結配料系統在實踐運行過程當中對于各種運行工況的可靠性滿足，各料倉所對應的儲存料會存在一定的差異性。以1#料倉為例，該料倉下部位置設定有寬帶給料機裝置（該給料機裝置的控制方式以變頻控制為主）。從實踐應用的角度上來說，燒結配料通過寬帶運行方式傳遞至皮帶秤裝置當中，進而傳遞至混合機皮帶裝置當中。在整個燒結配料系統儀表的正常運行過程當中，每個皮帶秤裝置均配備有兩個承重傳感器設備，在此基礎之上與連接盒裝置進行可靠性連接。與此同時，在稱重積算儀設備接收到由接線盒裝置所傳遞信號的基礎之上，稱重積算儀設備能夠在有效劃分脈沖信號以及模擬信號的基礎之上，將其傳遞至PLC控制系統當中。在現階段技術條件支持下，PLC系統在針對脈沖信號以及模擬信號進行綜合處理的基礎之上，將處理后期所產生的DO信號傳遞至計算機裝置當中，確保計算機相對于整個燒結配料系統運行狀態的可靠性監控。與此同時，PLC控制裝置能夠將計算機控制系統所下發信號指令傳遞至稱重積算儀設備當中并進行有效處理。整個燒結配料稱量系統的基本結構示意圖如下圖所示（見圖1）。
2.燒結配料系統儀表自動控制調試處理作業分析
在整個燒結配料系統的正常運行過程當中，儀表秤所需要涉及到的調節參數較多（包括校準常數、測試周期常數、零點調零常數、實物校準參數、自動間隔校準參數以及PID設置參數這個幾個方面）。在燒結配料系統儀表的自動控制作業過程當中，結合控制系統的菜單操作順序，需要針對以上各個方面參數的進行可靠性調整。在此過程當中，需要重點關注的問題基本包括如下幾個方面。
（1）燒結配料系統儀表自動控制的實踐應用過程當中需要將累計單位指標單位設定為t，將流量指標單位設定為t/h。皮帶秤流量max數值設定為150t/h單位，與之相對應的分度系數表現為0.1。在此基礎之上，從信號輸入方式參數的選取角度上來說，在未與速度傳感器裝置進行可靠性連接的情況下，信號輸入方式選取模擬信號，而在其與速度傳感器裝置可靠性連接的情況下，信號輸入方式選取外部輸入，與之相對應的輸入結構能夠自動轉入積算儀設備當中。
（2）燒結配料系統儀表自動控制的實踐應用過程當中對于校準常數指標的控制可以按照如下方式進行計算：即校準常數=杠桿系數×皮帶長度/皮帶秤總體長度。為確保整個燒結配料系統儀表自動控制應用功能的可靠性發揮，需要結合該公式，針對儀表自動控制相關參數設定進行合理調試。一般情況下，校準常數在計算過程中所對應的杠桿系數應當設定為1.5狀態，而基于燒結配料系統儀表安裝過程中傳感器裝置安裝位置的調整情況，因此將杠桿系數取值為1狀態。
（3）燒結配料系統儀表自動控制的實踐應用過程當中對于間隔校準參數的控制同樣可以按照一定的計算方式予以控制：即間隔校準參數=砝碼重量參數×皮帶轉動長度/比例系數（特別需要注意的是：比例系數的調整需要結合對皮帶長度的測定以及兩側所掛砝碼重量的測定所獲取，并結合PID進行調校處理）。
3.燒結配料系統儀表自動控制中的電氣連鎖分析
在整個燒結配料系統儀表自動控制的應用過程當中，皮帶秤裝置與電氣設備的聯鎖功能建立在計算機監控畫面的顯示基礎之上予以實現。在有關皮帶秤裝置下料量的控制過程當中，為確保下料控制性能的有效發揮，需要從下料頻率的設定方面以及下料流量的設定方面入手，對其進行嚴格控制。在整個自動控制系統的操作過程當中，可以通過對“切換”按鈕的操作方式完成對以上內容的可靠性控制。與此同時，燒結配料系統儀表自動控制過程當中所對應的下料頻率是計算機裝置支持下PLC裝置相對于變頻控制系統的通訊功能輸出，其目的在于針對寬帶給料機設備在整個燒結配料系統中的轉動速度進行合理調節與控制，借助于此種方式也就能夠結合實際工況下的所需料量完成對皮帶秤裝置的下料處理。在此基礎之上，燒結配料系統儀表控制系統中的下料流量設定是借助于計算設定所需數值輸出PLC的方式。配合積算儀設備以及PID處理來進行輸出，其目的在于結合實際所需的下料量，實現對寬帶給料機運行頻率的控制。
4.結束語
在應用稱重系統、調式處理以及電氣聯鎖功能的基礎之上，整個燒結配料系統儀表自動化控制功能能夠得到極為顯著的發揮，這對于提高整個系統運行質量以及運行穩定性而言無疑有著重要意義，本文針對以上問題做出了簡要分析與說明，旨在于引起各方工作人員的特別關注與重視。 [科]
【參考文獻】
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［2］卜華榮.淺論自動控制儀表發展現狀[J].中國石油和化工標準與質量,2011,31(10):276.
關鍵詞：自動控制；污水處理；應用探究
引言
隨著社會經濟的不斷發展，社會各領域也呈現出一片繁忙景象，各地的工廠拔地而起居民生活水平也穩步提升。同時，這樣給生態環境帶來了各種污染問題，尤其是工廠廢水的排放對生態環境造成了嚴重的破壞。要知道，我國的生態環境情況本來就不樂觀，再加上各種因素引起的生態污染，這更加加劇了生態環境的惡化。所以，生活生產專用產生的污水就必須采取有效的處理措施，減少水資源的污染，確保人們的用水健康。
1自動控制系統的基本內容
（1）自動控制系統的基本構成。自動控制系統是由多個部分組建而成，主要有自動控制、數據采集、信息處理等方面。各構成部分相互之間協調工作，從而實現對污水的有效處理[1]。自動控制在對污水處理的過程中，系統可以實現自動控制，不需要人工力量的控制，同時檢測污水處理的情況，如數據是否達標、處理是否合格等。如果在污水處理過程中自動控制系統出現了問題或者狀況，其實也不必擔心，自動控制系統將會自動發出警報以示提醒，從而實現更好的處理效果。（2）自動控制系統的基本特點。自動控制系統主要有硬件和軟件兩部分，這兩個部分都有著自身各自的特點。就硬件部分而言，就是所選擇的計算機以及網絡等，所選擇的計算機以及網絡必須能夠保證在污水處理過程中信息的快速處理，并且標準、開放[2]。軟件方面，其特點主要是能夠結合功能快圖功能為工作人員提供更加簡便的操作，還可以利用高級語言實現負復雜化的計算。
2污水處理中自動控制應用的現狀分析
（1）自動化設備檢測不精。雖然我國的自動控制系統應用在污水處理中取得了一定的成績，但是我國的自動控制系統在污水處理中的應用仍然處于起始階段，應用過程中存在的問題依然嚴重。在實際處理過程中，檢測所應用到的自動化設備往往由于各種缺陷的存在導致檢測出的結果不夠精確，達不到檢測前預想的效果，甚至某些時候存在的誤差過大，檢測的結果沒有實質性意義，如果利用這樣的設備進行污水處理的話，根本達不到污水處理排放標準。（2）水質控制標準不夠嚴格。目前，很多污水處理廠使用PH值、DO、ORP等進行水質的控制，雖然能夠達到一定的效果，但是存在的最呆問題是，如果控制器滿足不了ORP的標準要求時，系統就會按照時間來進行控制[3]。這樣一來，非但實現不了污水有效處理的目的，還會導致諸多不達標的物質排放到污水中，造成二次污染，影響了后續污水的處理效果。（3）人才缺口較嚴重。自動控制系統的應用離不開專業人才操作，但是在專業人才這一方面，當前的各大污水處理廠卻嚴重缺失。實際上，絕大部分的污水處理廠在開展污水處理工作的時候并沒有專業人員的參與。多數污水處理廠幾乎都是自動控制設備安裝以后，慢慢對機器設備進行摸索掌握，匆忙的培訓之后直接上崗，在這之前根本沒有實際操作經驗。如設備出現了故障，要進行維修的時候，將會出現很多麻煩。此外，因為專業才的缺乏，自動控制系統進行污水處理之后的數據分析也無法有效進行。
3自動控制系統如何在污水處理中更高效的應用
（1）購進先進的檢測設備，提高檢測的精確度。污水處理的最終目的就是要保證無處在經過一定的處理措施之后能夠達到污水排放的有關標準，并不再對生態環境產生任何污染[4]。所以，檢測設備在進行污水處理過程中必須做到高精度、高準度，從而確保污水處理之后的各項指標能夠達到污水排放的有關標準。鑒于我國目前在自動化控制設備發展的現實情況，污水處理廠可以嘗試從國外購進先進的自動化控制設備，以此提高檢測設備的精度，進而提高檢測結果的準度。同時，國家有關部門也應當加強這方面的研究，使得自動化控制檢測設備越來越完善。（2）注重人才的培養和引進。自動控制系統科技含量高，該系統應用在污水處理過程中應當算是相當進步的舉措。所以，污水處理廠在應用自動控制系統處理污水過程中一定要保證人才的充足。可以加強內部人員的培養，不斷提高內部員工的業務能力，使得內部員工能夠更好地操作自動化控制設備[5]。如果需要的話，也可以適當引進自動控制系統方面的專業人才，利用豐厚的待遇來吸引人才。同時，要定期對自動控制設備的操作人員進行培訓，介紹相關方面最新的技術和創新，使得工作人員能夠不斷更新自己的知識庫，實現對自動化控制設備的完美操作。（3）改善水質控制標準。因為傳統的水質控制存在很多不足之處，達不到控制系統標準的時候將會按照時間進行控制，間接會導致其他問題的出現。因此，在水質控制標準這方面，一定要加以改進，使其能夠更好地控制水質。（4）注重對設備的維護。自動控制系統處理污水過程中，只有保證設備的正常運行，才能夠使得處理之后的污水達標排放。自動控制設備在運行過程中，往往會因為各種問題的存在導致設備無法正常運轉。所以，對于設備的維修和保養方面，工作人員一定要加以重視。維護人員要定期對設備進行檢查，確保設備處于正常狀態，同時污水處理廠也應當投入適當的費用在設備的保養上，保證自動控制系統可以更好的工作。
4結語
總而言之，自動控制系統是當前污水處理中最先進的一個系統，能夠有效地對污水進行處理。但是在應用自動控制系統進行污水處理過程中也需要注意跟種問題的出現，并采取相應措施及時處理，從而保證污水的處理效果，降低因污水不達標排放對環境帶來的危害。
參考文獻：
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[4]王鐵民,楊少偉,王章霞曝氣生物濾池工藝在生活污水處理中的應用[J].工業用水與廢水，2014,12(04):86-88．
【關鍵詞】水電廠；自動控制；系統
中圖分類號：TB486+.3文獻標識碼： A 文章編號：
1.前言
伴隨電力體制的不斷深化改革，為促進電力工業的發展，水電廠自動控制系統順勢而生。根據水電廠生產設備分散布置的特點，該自動系統的結構采用全分布開放式，配合部分獨立的自動化控制裝置組成，這些系統包括監控、閘門控制、工業電視、輔機控制等。計算機是水電廠自動控制系統運行的必備工具，整個系統均由計算機集中監控。
2.無人值班時水電廠對監控系統的技術要求
水電廠自動控制系統在一定程度上節約了不少人工成本，通常在“無人值班”或“少人值班”的情況下可運行，因而在技術上有較高的要求。
1.1 加裝24V電源絕緣的檢測裝置
電源在整個自動控制系統中發揮著重要的作用，它負責驅動PLC 的輸入和輸出, 如果電源發生故障，將會影響機組的正常運行，因此在電源的選擇上有嚴格的規范。監控系統的工作電源通常選用24V，考慮到水電廠環境過于潮濕的因素，為確保24V電源接地檢測，需安裝電源絕緣的檢測裝置，如TOPWHIP-565直流在線智能檢測裝置。
1.2 實現監控系統與勵磁、調速器、保護系統的連接
監控系統要與勵磁、調速器、保護等自動裝置進行連接，通常采用開關量（I/O）接口和通信兩種方式。前一種接線方式較為直觀，對查找故障有較大幫助，且方便調試，它適用于重要的信號和調節控制令。后一種方式則適用于導水葉開度、機組頻率、轉子電流，這些系統通常反映裝置的工作狀態、意外故障等。
1.3 兼具實用的硬件設備和智能化的應用軟件
監控系統配備的硬件和軟件都必須可靠實用。在硬件設施上，計算機技術的發展為水電廠自動控制系統提供了十分有效的幫助，運用計算機在水電廠的機組、輔機、油水風系統等多個裝置上輸入電氣量、開關量、流量等信號，就可逐步完成生產流程，例如控制開停機、分合開關，調節機組功率，以及實現AGC、AVC等的自動控制。此外，監控系統日常的防誤措施和反事故處理能力也尤為重要，必須予以重視，將硬件設備和軟件功能巧妙結合。
為了更好地運用水電廠自動控制系統，在具體操作時應注意PLC、上位機、網絡交換機等網絡配置應采用完全雙網的形式；同時完善信號篩選和智能查找功能。
1.4兼具遠程控制功能和ON-CALL功能
為適應整個電網的發展需要，水電廠的監控系統不僅要求覆蓋現地，還要實現遠程控制。根據實踐經驗，通過數據透傳時隙復用設備和省調可以完成遠方AGC功能和上送有關信息，但必須注意在此過程中做好水輪機的避震措施。
ON-CALL功能是為及時解決故障而特設的一項功能，在無人值班的情況下，如果水電廠的自動控制系統發生意外事故，便可通過手機等通訊工具傳送信息。ON-CALL功能從根本上保證了時效性，它方便維護人員及時、準確、詳細地了解意外事故，并且有更多的時間分析事故發生的原因和解決對策。
1.5具有完善的電度量監測系統
智能電度量表具有靈活的通信接口，其功能突出，能夠保留完整的電度量數據，并且能夠根據需要隨時隨時獲取數據。使用智能型的電度量表是為了方便采集電能量，將其與能夠存儲歷史數據的計算機結合使用形成一個完整的電度量監測系統。如采用ERTU裝置和智能電度表通訊，同時ERTU 裝置和監控系統通訊，完成電能量的采集和電量報表生成，該系統的特點是實現資源共享，既可以與監控系統通信，但相互之間是獨立的[1]。
1.6保證自動恢復用電
水電廠一旦停電則容易發生意外事故，因此水電廠的自動控制系統應具備自動恢復用電的功能，俗稱“黑啟動”功能。水電廠內至少要配備一臺特殊機組，即在用電消失的情況下仍可正常工作，要達到“黑啟動”的目的需注意以下兩點：在用電消失時，將監控系統的電源保持逆變狀態，同時給機組電壓、電流等工作電源配備 UPS 電源；壓油裝置的油壓不能超出規定的范圍。
2.無人值班時水電廠對其他自動裝置的技術要求
2.1 調速器系統和勵磁系統
電氣輸出的形式較為多樣化，不僅包括步進電機、比例伺服閥，還包括數字閥等。快速性與可靠性是衡量水輪機微機調速器的兩個重要指標，國內的大部分調速器的核心部件是可編程控制器，其可靠性和快速性一般能夠確保。電氣輸出環節建議采用冗余輸出結構。水輪發電機組調速器是否安全還取決于測頻環節，對此可采用雙路測頻，包含齒盤測頻和殘壓測頻兩種形式。此外，導水葉漏水極易造成機組移動，在此還要注意一個細節，即停機后投入緊停電磁閥（開機即自動退出）[2]。
勵磁系統裝置的技術要求需重視兩點，一是在起勵回路中增加閉鎖，用以調節勵磁器故障；同時應嚴格控制投勵磁的時間，一旦超過設定時間要及時切斷投勵磁回路；二是完善通訊功能，對此可采用SAVR-2000型雙微機數字式勵磁調節系統，以便用最快的速度上送信息，反映系統的實際運行狀況。
2.2 工業電視系統和狀態監測系統
通過計算機監控系統采集信息來實現監控目的實際上存在著不足，它不能很好地觀察現場環境，對此需要工業電視系統作為補充，該系統實時性、可記錄性的特點突出，便于掌握人員、設備，線路等的實際情況，從而保障電廠的安全運行。工業電視系統需要合理配置攝像機，如果是分布在室外的要考慮天氣、過電壓等因素。一般采用光纖介質來傳輸信號，且采取相應的保護措施，如加裝防雷器；其次要在信息傳輸方面搭建網絡的平臺，實現資源共享。
狀態監測系統是為了方便監測設備是否在正常運行。當機組的振動和擺度超標時，狀態監測系統就能發揮作用，及時發出警報。如果標識的是二級報警值，就要格外重視，一般以此來判斷機組的運行狀態。
2.3 火災自動檢測報警系統和管理信息系統
由于勵磁柜功率柜、電纜道、發電機風洞等都是容易發生火災的部位，因此水電廠的火災自動檢測報警系統十分必要。該系統要求具備遠方監視和自動滅火的功能，消防的監測點要科學合理，在所有的火災敏感部位安裝遙感設備，時刻監視火災煙霧的狀況，并及時發出警報。
管理信息系統是水電廠不可或缺的組成部分，它通過計算機運用實現辦公環境的網絡化，安全性能較高，涵蓋層面廣，包括管理信息化、生產控制自動化、綜合決策信息化等。企業的發展方向需按市場要求和企業現狀作出規劃，每一位企業成員都應參與其中。對于管理層而言，完善的信息系統有利于更好地傳達企業內部信息和傳播企業文化，同時也方便對下層開展監督管理工作。對于普通職員而言，借助管理信息系統能夠快速了解企業內部通知和工作進度，能夠及時了解生產規劃，在工作之余還可加強內部的信息交流，相互學習。
2.4科學選用自動化元器件
自動化元器件在水電廠自動控制系統的運行中扮演著重要角色，應選擇準確的自動化元器件并科學使用。其中作為開機條件、機組保護等的元器件，其選型要確保高起點、高可靠性，目的是為了實現監視和控制回路處理。在使用上要注意區分不同的情況，自動化元器件作為開機條件的有示流器、測速裝置、同期裝置等，作為機組保護用的有剪斷銷信號器、緊停電磁閥等。
3.結束語
發電廠的運營與管理越來越趨向于商業化，得益于計算機技術、通訊技術和網絡技術的進步，水電廠自動控制系統有了廣闊的發展空間，探討水電廠自動控制系統的技術要求具有重要的指導意義，它有利于提高水電廠的管理水平，促進電力工業的發展[3]。
【參考文獻】
[1]梅青,岳華.水電廠自動控制系統探討[J].水電站機電技術,2009.32(03）：73-75.
【關鍵詞】集中供熱；電氣自動控制；安全問題；研究
電氣自動控制中集中供熱的目的是大幅度提高集中供熱系統的自動化程度，確保整個供熱系統的穩定運行，優化系統運行和管理模式，并且從根本上解決供熱效果不理想、不能及時調整系統運行等問題，最終使集中供熱系統達到工作可靠、節能環保的目的.
一、集中供熱系統的概述
集中供熱系統具有設備多、熱參數多、信息傳遞滯后和系統呈現非線性等特點，供熱企業要達到節能降耗的目標，集中控制供熱設備，就必須提高供熱系統電氣控制的自動化程度。所以，加強集中供熱系統的電氣自動控制，對提高集中供熱系統的可靠性和經濟性，有重大意義。集中供熱是指熱量通過多個管道將被集中所產生的熱采用傳輸模式傳送到一個城市或區域，滿足各個地區的熱量要求，是一項系統工程，應該由一個整體來統一規劃。作為一個整體的集中供暖系統，它是由一個熱的生產設備，熱傳輸渠道和熱的物體三個部分共同組成的。很明顯，集中供熱系統的能耗需要燃料熱源產生的熱量，但是由于各種原因，水滲漏比較嚴重，水分補給量很大，所以還要包括能源消耗，水耗。能源消費的比例高于熱電水能源消費總量的百分之九十左右，在這個熱量消耗里面熱能和電能的比例已達到98%以上。熱網是供熱采暖系統的熱傳輸信道，負責將熱能傳到各個用戶的家里，它們需要以最快的速度和最高的效率輸送到熱用戶家中，保障用戶的熱舒適性。網絡是一個由復雜的液壓系統構成的。如果任何管道的流量發生變化，將影響所有的管道流動的整體情況，即所有管道的流量按每一行的阻力系數需要進行了重新分布。在一個復雜的網絡系統，主要由管道熱介質和循環水泵的熱介質的組合物提供動力，為用戶提供熱量。這樣集中供熱，給居民提供了很大的方便，還能提供資源的利用效率，促進社會的可持續發展。
二、電氣自動化在集中供熱中的安全問題
2.1電氣絕緣
想要保證電氣設備能夠正常的運行以及生命財產的安全，就必須先保證配電的線路與電氣設備的絕緣性良好。評判電氣設備絕緣性的標準有很多，其中包括測量耐壓、泄露的電流和絕緣電阻等等。保證了設備絕緣性的標準就能夠讓設備持續保持穩定安全的狀態。
2.2安全的距離
在供熱系統的用電問題中，安全的距離也是關乎到人身安全的一大重要因素。安全距離是指物體或者人等在和帶電的物體之間接觸時不會有危險發生的距離。一般帶電體與帶電體、人體以及地面之間應該保持相應的距離，這樣可以避免一些危險情況的發生。
2.3安全的載流量
安全載流量就是指能夠允許持續穩定通過導體的電流量。如果通過導體的電流量超出了安全的標準，那么導體將會因為太熱而讓其絕緣性遭到破壞。嚴重時還很可能會導致漏電的情況，從而引發出火災。
三、集中供熱在電氣自動控制中的研究分析
本文研究的電氣自動控制集中供熱，其調節供熱系統的思路參照的是均勻性調節策略，就是使各個熱力站二次網循環水的平均溫度一致。對于具體操作設備來講，就是均勻調節各個熱力站的調節閥及加壓泵，使得各個熱力站間是均勻地進行供熱，避免冷熱不均。這樣一來，滿足偏冷用戶供熱要求時，不會使其他用戶過熱，減少熱量浪費。因此，均勻性調節方式既節能又可以保證供熱要求。
均勻性調節策略的控制流程是，首先對各個熱力站的二次網循環水溫進行采樣，再將各個熱力站面積除以供熱總面積，得到若干個商值，接著將這些商值分別與采集到的循環水溫相乘，得到若干個乘積，然后把這些乘積相加，其結果就是熱力站的加權平均溫度，最后，將熱力站的加權平均溫度與各個熱力站的循環水溫比較，如果某個熱力站的循環水溫大于加權平均溫度，開大調節閥的閥門或者降低變頻泵的頻率，如果熱力站的循環水溫小于加權平均溫度，則要關小調節閥的閥門或者提高變頻泵的頻率。
3.1主要控制設備
集中供熱系統在運行過程中，需要調節的熱力參數主要是溫度、一次網的流量、二次網的循環流量和管道內壓等，控制這些熱力參數的電氣自動控制設備主要有：（1）中央數據處理器（上位機）。中央數據處理器的操作系統可以實時處理信息，應具有Internet接口，也可進行無線通信，也應具有USB接口，數據信號可以通過多通道輸入及輸出。（2）電動調節閥。電動調節閥遵循標準信號動態調節系統，供熱系統壓力波動對它的影響很小，調節過程更穩定、更節能。（3）變頻器。變頻器用來改變泵類的轉矩，具有可以自由連接的輸入輸出端口，能切換電機數據和命令數據，變頻器具有過壓/欠壓保護、接地故障保護、短路保護及電動機保護等功能。（4）傳感器。這里傳感器主要有溫度傳感器、壓力變送器、差壓變送器、流量計等。（5）現場控制器。在有些情況下，為減輕中央數據處理器的工作量，每個換熱站應設有現場控制器，實時采集和分析運行參數，如電流、泵的工作狀態、回水/出水溫度、水位/水壓等。現場控制器接收和記錄換熱站傳來的運行參數，包括溫度、壓力等。現場控制器分析采集參數后，記錄參數并根據上位機下發的程序發出一些控制指令。需要強調的是，在一次網和二次網的管道上都要裝有溫度傳感器、壓力傳感器、流量計、電動閥等控制設備。
3.2智能控制系統的模式
在供熱系統的智能化控制過程中，可以采用智能化的綜合模式，通過自動化的控制標準，形成系統化結構形式的多樣化，尤其是在控制效果的影響分析中，實現自動化控制，更多的添設智能化的操作控制環境，并在NDS-1系統的運用結合中，采用智能化的故障系統處理，形成智能化作用的供熱系統。
3.3換熱控制的整體模式
換熱控制是一項綜合技術的運用，也是整個自動化控制的關鍵點，因此，在自動化控制之后的系統完善上，形成更多的換熱調控模式，在熱力站需要配合的形勢下，對整個供熱模式系統中的負荷大小、溫度高低等形成及時的調整狀況，加快網絡化水電閥門的調節與自動減壓泵的調控，并將這些自動化控制后的數據來源形成綜合化的分析處理，確保整個供給水、溫度、熱量等多方面的綜合功能。
3.4集中控制的系統模式
采用集中控制的有效方式，主要是在中央控制室的作用發揮中，形成控制結構相對集中的裝置模式，保證供熱系統自動化的控制基礎，并形成自動化控制需要的系統改進，在此基礎上，對上位控制管理系統實行有效的系統調整，更好的完成自動化控制的運用，從而全面提升系統的控制承載能力，確保整個自動化控制系統的整體運行良好。
四、結束語
集中供熱系統是一個復雜而有統一的整體系統，通過利用電氣自動控制系統對其進行調節、控制，能夠提高效率，節省成本。現階段的電氣自動控制在集中供熱方面的應用還有所欠缺，研究該問題能夠很好地對實踐起到指導作用。
參考文獻：
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Abstract: Automatic control circuit of windscreen wiper control mode is the development direction of windscreen wiper, this paper discusses the automatic control circuit, working principle and the main characteristics of the circuit in modern car windscreen control and gives the design method of the stability of the system.
關鍵詞:濕敏傳感器;自動控制;雨刮
Key words: wet sensors;automatic control;wiper
中圖分類號:TD42文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)17-0129-02
0引言
為了提高汽車在雨天和雪天行使時駕駛員的能見度,專門設置了風窗玻璃刮水器。但是一般普通汽車使用的都是手動擋的,使用起來很不方便,并且它一旦動起來,就不管雨量的大小,總是按一定頻率往返掃過車窗。這樣不僅雨量小時沒有必要,還會干擾司機的視線,亦會降低雨刮的使用壽命。這里我要介紹一種使用方便、信號穩定的新型自動控制雨刮器。降雨時利用濕敏傳感器將檢測到的降雨量轉化為電量自動控制電機的工作。
該雨刮自動控制電路設置有自動和手動兩檔,這樣使.用起來非常方便。
1電路的基本組成
汽車自動雨刮器由濕敏傳感器、電動機、一套傳動機構組成。自動控制電路原理如圖1示,它主要有濕度檢測電路、轉換開關電路、電子開關、多諧振蕩器、顯示電路、執行電路組成。
L1為新型大功率驅動開關集成電路TWH8778。L2為μA555時基集成電路,亦可用5G1555、NE555等。KT選用放大系數大于80的硅PNP型晶體管,如3CG14A、3CG21等。LED1和LED2為一般的紅色發光二極管,發光二極管LED1主要用來監視雨刮電機M的通、斷時間。發光二極管LED2作電源顯示。
D1―D4為1N4001整流二極管。R1=4.3KΩ,R2=4100KΩ,R3= R4= R8=10KΩ,R5=18KΩ,R6= R9= R10= R11=1KΩ,R7=5.1KΩ,C1=100μF/25V,C2=0.01μF,C3=220μF/25V,C1和C3要求漏電越小越好。W1=W2=4.7MΩ.工作電源使用12V的汽車蓄電池。
2工作過程及原理分析
本文的汽車自動雨刮器的設計原理是在普通手動雨刮的基礎上加設一個高分子電阻式濕敏傳感器,利用傳感器接收到擋風玻璃雨水濕度的變化轉化為電阻值的變化,使得電子開關導通同時雨刮電動機得電工作;當雨水停止電機失電停止轉動。當然,為了更加周全的考慮,同時也設置了自動擋和手動擋,轉換開關K置于“a”的位置是為自動控制。轉換開關K置于“b”的位置時為手動控制。
具體的工作過程如下:
濕度傳感器主要是用來檢測車窗上面的積水狀況,為該控制電路提供濕度檢測信號。L1是一種功率開關集成電路,其控制端腳5的點位高低,決定L1的通與斷。當L1的控制端腳5電位大于1.6V時,L1便處于導通狀態,反之處于截止。在實際應用時,應使L1的控制端腳5電位不能大于6V,以免被損壞。L2等元件組成一個占空間比可調的多諧振蕩器,其電位W1和W2的阻值大小直接關系到振蕩器的頻率。
當需要自動時,將轉換開關K置于“a”的位置。未降雨的時候,其濕度傳感器兩端c和d之間的電阻R阻值很大,使得晶體管KT截止,且使L1的控制端腳5為低電平而截止,則L1的端腳1與端腳2和端腳3之間電路布導通,故雨刮電機M斷電不工作。一旦降雨時濕度傳感器兩端c和d之間電阻R的阻值變得很小,使得晶體管KT導通。此時L1的控制端腳5獲得4V左右的高電平,致使L1導通,其端腳2和端腳3輸出約12V電源,使得雨刮電機M通電工作。從而,雨刮按一定頻率不斷地往返掃過車窗,知道雨停后雨刮電機M才斷電停止。
當需要手動時,將轉換開關K置于“2”的位置。L1的導通和截止直接受到L2的控制。假如L2的端腳3輸出高電平時,則L1導通,反之截止。在接通電源的瞬間,電容C3的正極端呈低電平,并且L2的端腳2和端腳6為低電平,其端腳3輸出高電平,則使L1導通,古雨刮電機M通電工作。與此同時,正電源經R11、D3、W2、R10向電容C3充電,當電容C3兩端充電電壓為8V時,導致L2復位,其端腳3輸出低電平,則L1截止,故雨刮電機M斷電不工作。同時L2內部的放電晶體管導通,使得端腳7為低電平,然后經D2、W1、R9向電容C3放電,當C3兩端的電壓降到4V時,則又使L2處于導通狀態,其端腳3輸出高電平,故雨刮電機M又通電工作。這樣不斷周而復始的重復以上充電、放電的過程,從而使雨刮電機M間隙通電工作。
3注意事項及補充說明
3.1 值得注意的是,本文的關鍵問題是濕度傳感器的檢測信號是否準確可靠,直接影響到本控制電路的使用效果,故濕度傳感器兩探頭c和d的安裝位置,必須是在雨刮所掃過車窗面的地方。并且當濕度傳感器受到雨水作用時,其探頭c和d之間的電阻R阻值應很小,反之則阻值很大。
濕度檢測電路調整,首先將電阻R2調到最小阻值,用噴霧器向車窗噴水,其噴水量透過車窗剛剛不能看清楚車輛前面的道路為止,然后由小到大改變電阻R2的阻值,使其雨刮電機M剛好通電工作。然后,車窗上的水被刮去后,其雨刮電機M應停止工作。濕度檢測電路調整好后,放可投入使用。
3.2 如果不開車時,應把電源開關K1斷開,一則可節約電源,二則可避免由于雨水或露水降落在車窗上致使本雨刮長時間地工作,而減小了雨刮的使用壽命。
3.3 電容C1的容值大小需要在調整時決定。將轉換開關K置于“a”的位置,仔細調整電容C1的容量,是其雨刮不工作時,每次都能準確停靠在車窗的兩邊,以免影響司機的視線。
多諧振蕩器的充、放電時間,可由電位器W1和W2進行調整。當電位器W2的中心端下移時,其雨刮電機M的通電時間將延長,反之則縮短。當電位器W1的中心上移時,雨刮電機M的斷電時間將縮短,反之亦然。到底選用多大的充電、放電時間,這需要根據實際雨量的大小而定。
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【關鍵詞】節水灌溉；控制系統；自動化
【中圖分類號】S275 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2012）11-0350-02
目前，怎樣節約用水是全球關注的熱點問題，各個國家都根據自己國家的實際情況，推出了不同高度節水技術。在國外，節水灌溉控制系統發展較早，其自動化程度相對較高，節水灌溉控制體系較為完備。隨著相關的研究不算的深入，將蒸騰量、土壤含水率、氣象等因素相結合，開展綜合灌溉控制。由于我國對這方面的研究起步相對較晚，自動化的程度還不高，設備落后，與國外有一定的差距。在我國，如何來發展適合中國國情的灌溉方法成為業內人士關注的重點。本文主要針對一套節水灌溉自動控制系統進行分析，該系統實現了土壤含水率的在線監測與控制，實現了精灌溉，對水資源利用率的提高有重要的意義。
1、系統理論的形成
受缺水、干旱等對植物正常生長功能產生影響的因素的脅迫。李文華在研究中表明：不同土壤水分處理對樹種的根重、莖重、生物量及樹種有顯著的影響，植物的單株耗水量及葉片的含水量都睡隨著土壤水分的降低和降低，只有在含水量高于某一值時，植物才能很好的生存。所以，對植物需要的水量變化進行掌握，對植物的生長有重要的作用，對于灌溉而言，不但可以達到節水的目的，還能保證植物的正常生長。所以，該自動灌溉系統基于對植物土壤含水率的閾值與最大生物量閾值進行研究。
2、系統設計
2.1 系統組成部分
如圖1所示為系統的結構，分別包括中央監控計算機、灌溉檢測控制器、閥門控制器及土壤水分傳感器等部分。土壤水分傳感器主要是檢測土壤的含水率，灌溉監測控制器主要完成中央監控計算機與底層RS 485網絡節點之間的通訊；閥門控制器主要目的是用于控制噴灌，閥門打開時間長短對應噴灌量的多少。中央監控計算機主要針對土壤含水率進行分析，然后做出灌溉的決策。
2.2 系統工作流程
首先，中央監控計算機定時通過無線通訊模塊向灌溉監測控制器發出數據采集信息，灌溉監測控制器對信息進行分析，并通過Rs_485網絡向土壤水分傳感器發出采集指令，土壤水分傳感器開始對土壤含水率進行采集，通過原路徑返回給灌溉監測控制器，灌溉監測控制器再回傳給中央監控計算機。經過中央監控計算機對采集到的數據進行分析處理，將處理結果通過Rs-485網絡發送給灌溉監測控制器，由該控制器向閥門發出控制命令。閥門根據命令決定閥門的開與關，并將信息原路徑返回給中央監控計算機。往復循環，形成一個閉環控制自動灌溉系統。
2.3 土壤水分傳感器設計
在該自動灌溉系統中，最為關鍵的是土壤水分傳感器，其關系到精準灌溉的目的，其設計的精準性成為首先要解決的問題。本系統主要采用自主研發的BD-1型土壤水分傳感器。由100MHz信號源、不銹鋼探頭及同軸傳輸線組成。信號源產生電磁波沿著傳輸線傳輸到探頭，探頭與傳輸線的阻抗是不同的，一部分信號反射會信號源，在傳輸線上，入射波和反射波疊加，形成駐波，傳輸線上各點電壓幅值存在變化。土壤介電特性對探頭的阻抗有一定的影響，土壤的含水率又影響土壤的介電特性。含水率不同時，土壤的節點性質是不同的。BD-1型傳感器的測量性能較好，其測量精度可以達到正負2%，可以滿足該系統的需求，其內置處理器對于Rs-485接口進行擴展，便于組建大范圍的監測網絡。
2.4 灌溉檢測控制器設計
在整個節水灌溉系統中，灌溉監測控制器處于監控基站的地位，其基本構架如圖2所示：
該控制器采用凌陽16位單片機SPCE061A組成最小系統。通過SRWF無線模塊，控制器與中央監控計算機進行通信，通過Rs-485網絡和土壤水分傳感器及閥門控制器進行通信。通過擴展，系統的兼容性更強，不但可以單獨有中央監控計算機進行控制，還能脫離計算機獨立進行運行。
2.5 中央監控計算機監控軟件設計
在整個系統運行中，中央監控計算機監控軟件起著核心的作用，中央監控計算機監控模塊的結構如圖3所示：
土壤含水率數據的采集方式有三種。最短的采集步長可以設置為兩分鐘，也而已設置為二十四小時內的某一點整點采集，手動采集用于測試系統的通訊是否正常。在數據的采集過程中，按照含水率的變化，對含水率低于10%，高于15%的土壤進行過濾。如果要查看歷史數據及閥門的動作記錄，可以通過管理功能模塊來實現。傳感器的矯正功能主要用于對傳感器的標定參數進行修改，這樣可以使傳感器使用各種土壤類型。
3、實驗驗證
該系統在某精準灌溉示范區進行試驗，已經無障礙運行長達200多天，實現了精準灌溉的要求。該示范區的面積約500平方米，種植有喬木、草坪、灌木及花卉等植物，主要植被以彩屏草為主，并認為的修建平原、土丘景觀。根據植物類型及地勢的差異，本研究將示范區分為五個灌溉區，每個區域至少布置一臺土壤水分傳感器，埋置的深度根據植物根系的深度設置。在地勢平坦的草坪區，距離地表8厘米、12厘米及20厘米深度各埋置一臺BD-1土壤水分傳感器。草坪草的根系都比較短，約10厘米左右，所以在深度為8厘米和12厘米處安置的土壤水分傳感器可以檢測到根系附近土壤水分的變化情況，而20厘米深的傳感器作用主要是對灌溉水下滲及地下水補給情況進行監測。
該系統控制的主要目的是，使中層土壤的含水率趨于穩定，下層土壤含水率在灌溉之前保持穩定，不至于灌溉水過分的下滲造成水資源的浪費，達到節水的目的。為了對系統的控制性能進行檢測，將土壤含水率灌溉閾值設置在8%-26%之間，本文選定在20.7%，對土壤的含水率進行實時的監測。
4、結果與分析
圖4為2010年9月1日至2010月9日4日草坪土壤含水率的變化情況，自上而下三條曲線分別表示土壤上層、中層、下層的含水率變化曲線。在1日和2日，土壤中層含水率兩次出現灌溉閾值，系統自動開啟電磁閥進行灌溉，在檢測到下層土壤含水率上升一個百分點之后，灌溉停止，防止出現過量灌溉。在灌溉前后，下層土壤的含水率最小值17.1%，最大值18.7，基本處于穩定狀態；中層土壤最小值20.5%，最大值22.5，也基本穩定。這就說明灌溉水沒有滲透到根系以下層的土壤中，沒有出現過量灌溉，達到了節水的目的。也就說說，該系統可以對土壤中的含水率通過灌溉進行控制，既保證植物需要的水分，又不至于出現過量灌溉現象，節約了灌溉用水。
【關鍵詞】機械專業;自動控制原理;教學改革
自動控制原理是機械類專業一門重要的專業方向基礎課程，是控制類課程的核心，該課程與機械工程實際密切相關，課程教學中必須與機械類專業其他課程聯系起來，要讓學生對該課程引起足夠重視，使該課程成為機械類專業后續課程的重要基礎。為了掌握塔里木大學機械類專業學生在學習自動控制原理課程中的各種問題，也為了獲得學生對該課程的意見和建議，幫助教師選取更實用的教學內容、采用合適的教學方法等，提高該課程的教學質量，幫助機械類專業學生學好這門重要的控制類基礎課程。為此，對塔里木大學機械設計制造及其自動化、機械電子工程、農業機械化及其自動化三個機械類本科專業學生進行了自動控制原理課程的問卷調查，通過問卷調查發現學生在該課程中的各種問題，教師以此為重要依據，來進行課程教學改革，努力提高課程教學效果。
一、問卷調查的實施
(一)問卷調查內容的擬定。
結合機械類專業自動控制原理課程實際，設定如下的調查題目:大家認為學習自動控制原理課程的重要性如何?大家在學習自動控制原理課程時，遇到的最大問題是什么?大家認為自動控制原理課程中最難理解的是哪些知識點?大家的自動控制原理作業是如何完成的?大家在學習自動控制原理課程時，最感興趣的是哪些內容?大家希望在自動控制原理教學中教師采用哪種教學方法?大家學完自動控制原理課程后最大的感受是什么?大家自己是采用哪些學習方法來學習自動控制原理課程的?請大家列出學習自動控制原理的收獲?請大家列出對自動控制原理課程的意見和建議?以上這些調查題目，針對不同內容，有的給出了選項供學生選擇，有的是讓學生自行根據實際填寫，通過問卷調查，充分挖掘學生在自動控制原理課程學習中的各種問題。
(二)問卷調查的發放和回收。
通過對機械設計制造及其自動化、機械電子工程、農業機械化及其自動化三個機械類專業已經學過自動控制原理課程的班級發放問卷調查，問卷采用不記名的形式，由學生自行根據自己實際情況如實填寫。三個機械類專業各發放30份調查問卷，一共90份調查問卷，教師督促學生全部交回調查問卷。
(三)問卷調查的分析。
1．課程重要性認識方面。
大部分學生都明白自動控制原理課程的重要性，都懂得該課程是機械類專業控制類課程的基礎，都能從心底里引起足夠重視，只有很少一部分學生感覺該課程理論性太強，感覺好像在學數學，對于數學基礎薄弱的這些學生來說，對該課程重視不夠，甚至對該課程有抵觸情緒，總的來說，大多數學生能重視這門課程，有學好該課程的強烈愿望。
2．課程學習中遇到的最大問題。
大部分學生表示，該課程學習中遇到的最大問題是課程對數學知識要求很高，學生在學習該課程時，必須先要翻閱數學課本，重新溫習微分方程、函數、向量、拉普拉斯變換、拉普拉斯反變換、傅里葉變換、復數、矩陣等數學知識，所以數學基礎薄弱的學生在學習該課程中，往往由于數學的問題，導致該課程上課時聽不懂，跟不上老師的節奏，久而久之，就放棄了該課程。還要相當一部分學生反映，在該課程學習中遇到的問題還有結合圖形分析，該課程的教學中，很多知識要通過圖形講解，分析問題也要涉及到畫圖，很多學生厭煩畫圖，所以學生感覺圖形分析也是本課程的難點之一。
3．課程最難的知識點。
大部分學生表示，自動控制原理課程中根軌跡分析是課程最難的地方，因為根軌跡分析法比較抽象，概念不好理解，首先要畫出根軌跡圖才能進行分析，畫根軌跡圖必須要熟悉大量的繪制根軌跡的規則，學生對這些繪制法則比較模糊，理解不透徹，導致很難畫出準確的根軌跡圖，會影響對系統的分析。還有一些學生認為該課程另外一個比較難的知識點是系統的設計與校正，設計的步驟學生好理解，關鍵是系統設計中用到校正，學生不易理解校正的具體應用。
4．課程最感興趣的內容。
學生普遍對該課程中自動控制的應用最感興趣，學生普遍關注的是自動控制系統如何運行的，如何發揮出自身優勢，如何能減輕人的勞動力。學生對自動控制的應用充滿無限遐想，心里想著，生活中哪些方面可以想辦法引入自動控制，以提高效率，減輕人的勞動。
5．期望采用的教學方法。
考慮到自動控制原理的圖形多、公式多、分析方法多等特點，學生們普遍表示，該課程的教學中不能教師在課堂上滿堂灌地講概念、推導公式、介紹各種系統分析方法等，必須要采取新穎的教學方法，才能提高學生的學習興趣，學生普遍表示，教學中要多舉實例，每章結束后要及時總結，希望教師把每章的知識點能進行梳理，可以采用微課的形式對每章知識點進行視頻表述，方便學生業余時間觀看學習，在該課程的實驗中，要改變單一的傳統實驗模式，可以在實驗中引入仿真，這些新穎的教學方法，可以為學生營造輕松的學習環境，提高學生的學習積極性。
6．課程學習方法。
大部分學生表示，學習該課程主要靠課堂上聽老師講解，大部分學生課后只是完成教師布置的作業，作業完成以后就不再看書，對該課程的學習投入不夠。將近一半的學生能進行課前的簡單預習，極個別學生課前根本不預習。課程作業基本都是按照教師講的解題方法或者參閱教材上的例題，按部就班完成任務，很少深入思考，極個別學生作業不會做，也不認真思考解決，為了完成任務而抄同學作業。
7．學完課程的收獲。
學生普遍表示，學完自動控制原理課程，懂得了自動控制的概念、組成、類型、應用、要求等，明白了自動控制的重要性，特別是對于機械類專業的學生，非常有必要學好自動控制原理課程，因為很多的機械設備在工作中離不開自動控制，所以必須了解自動控制的最基本內容。學完該課程，了解了自動控制系統的分析方法和設計步驟，也學會了基本的判斷自動控制系統能否穩定的方法等。學生在腦海里能把機械工程實際和自動控制聯系起來，樹立了機械工程背景。
8．對課程的意見和建議。
大部分學生建議該課程教學中，教師不能只講課本理論知識，要多介紹自動控制在機械工程中的具體應用，要把該課程與機械工程實際結合起來，要多講解自動控制案例，在課程教學中要利用好板書和多媒體，兩者要良好結合，在課程實驗中增加最新的仿真軟件，來學會用計算機輔助系統的分析和設計，在教學中，教師要多把自動控制系統的前言知識和科研成果與課程內容聯系起來，擴展視野。
二、自動控制原理課程教學改革的實踐
針對在問卷調查中分析總結的問題，結合教師從事自動控制原理課程的經驗，對機械類專業自動控制原理進行教學改革，以此提高該課程的教學質量，幫助學生學好該課程，為學生后續的專業課學習打下好的基礎。
(一)課堂教學采用案例講解和微課教學模式。
在該課程教學中，教師多查找機械工程實例，把課程知識與案例聯系起來，為學生的學習樹立機械工程背景，引起學生對課程的重視和學習熱情。針對學生對每章知識點把握不準，在課堂教學中引入微課輔助，把每章重要的知識點制作成微課，學生對微課很感興趣，除了在課堂上每章結束給學生通過微課總結，學生也可以利用課余時間觀看微課視頻，方便學生隨時學習。在課堂教學內容方面，要針對學生學習該課程中遇到的困難，對難的內容要反復講解，教學中要及時給學生補充復習數學知識，在學習方法上，要給學生正確引導，要讓學生每次必提前預習，特別是涉及到數學知識時，要求學生課前必須先預習回顧數學知識，做到課堂聽課時心中有數，能跟上教師的講解節奏。要重視課程的作業，及時布置典型作業題，及時批閱，及時講解作業題中發現的問題，使作業成為檢驗學生所學的重要依據。
(二)實驗教學中增加系統仿真。
要改變傳統的實驗臺接線驗證實驗原理的簡單實驗模式，在自動控制實驗中增加計算機仿真，給學生提供新穎的實驗模式，提高學生實驗興趣，讓學生學會用計算機仿真來進行系統仿真分析和設計。
三、結語
通過在機械類三個專業學生中進行自動控制原理課程問卷調查，能更好地發現學生在該課程學習中遇到的問題，及時聽取學生對課程的意見和建議，以此來進行課程的教學改革，一切為了學生，不斷提高教學質量，幫助學生學好該課程，為學生后續的機械專業課學習打下好的基礎。
【參考文獻】
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【關鍵詞】高強鋼筋熱處理生產線;自動控制系統;功能簡介
一、引言
一般情況下，通過添加合金元素的方法來有效對鋼筋的強度加以提高的方式，不僅一定程度上需要大量的Nb、V、Ti甚至是Cr、Mo合金等資源的投入，而且其成本投入相對較高，因此，該方式的選用并不是十分的普遍。相反，熱處理方式則只需要投入較少量的低合金鋼，通過對相變的控制力有效激發材料的潛能。此外，在高強鋼筋熱處理生產的過程之中，不僅沒有諸多廢棄物的存在，而且還可以間接的保護環境，高強鋼筋熱處理生產線無疑具有十分廣闊的發展前景，因此有效深入對其自動控制系統的研究對于有效、科學、合理的指導高強鋼筋熱處理生產線顯然具有十分重要的意義和作用。
二、高強鋼筋熱處理生產線自動控制系統工藝流程分析
高強鋼筋熱處理生產線自動控制系統的生產線一般包括放線機、矯直機、淬火感應加熱爐、牽引機等裝置，詳細見下圖1所示。熱軋盤條在放線之后進行矯直工作，然后通過感應加熱爐以及噴淋冷卻器等儀器進而進行連續調質熱處理，淬火介質一般采用水淬，當按照成品的具體尺寸進行剪切之后，最后放入到冷床中進行冷卻工作。在整個的高強鋼筋熱處理生產線中，均采用PLC控制，溫度閉環調節，牽引機和張緊機之間形成了微張力，有效保證了生產流程中的高速以及穩定化生產。
圖1 工藝流程
Fig.1 Proeess flow
三、高強鋼筋熱處理生產線自動控制系統的組成分析
（一）基礎自動化系統
在PLC的選用中，一般情況下選用Siemens S7-400系列產品，這類產品的性能較為穩定，可操作性強，此外還配有WinCC監控軟件，設立了ET200遠程I/O站，最大程度的有效降低了現場電纜的用量，并且其設備的投資費用得到了進一步的降低，日常工作，便于各項設備的維修和維護。
（二）通訊網絡
通訊網絡一般情況下主要分為兩層，第一層是工業以太網組成，進而保證人機接口與PLC之間進行信息的交互傳遞。通過以太網將熱處理的工藝參數的預定值以及對電氣設備的操作命令等從HMI傳輸到PLC，將各個設備的狀態、工藝以及一些相應的電氣參數均由PLC進行收集，等到收集好之后，最終送到HMI顯示。工業以太網的網絡傳輸速率大多在10Mbit/s左右，可以更好的適應大量數據以及長運輸距離的信息的傳送，其傳輸的介質可以選擇同軸電纜、雙絞線、光纖和無線通訊等多種方式，而且其成本相對較低、時效性相對較好，安全性以及擴展性都相對較好。工業以太網現已作為工業標準，被廣泛應用于控制網絡的最高層。
第二層網絡一般由PROFIBUS-DP構成，有效保證PLC與遠程站I/O站ET-200和各傳動裝置之間進行數據的交互傳遞工作。PLC將設定的參數以及操作的控制命令傳送到ET-200和各傳動裝置中，并將各傳動裝置的狀態以及相應的電氣參數加以收集和整理。PROFIBUS-DP是一種國際性的開放式的現場總線標準，也是當前世界中相對最為成功的現場主線之一，現主要用于過程控制和制造業的分布式控制中，其數據傳輸率和網絡規模可以按照施工的具體場合進行合理的調整，以下，筆者簡要將控制系統配置以及網絡構成圖加以簡單的介紹，詳細見圖2所示。
圖2 系統網絡
Fig.2 Systems network
（三）傳動控制系統
變頻調速控制方式在實際運用中一般情況下分為U/f控制、伺服控制以及矢量控制等方式，在實際的運用過程中，控制方式的選定需要立足于實際情況，根據傳動對象的負載特點以及工藝要求等因素進行最終的確定，對于牽引機和張緊機，其最基本的工藝要求是保證啟動、停止的迅速，運行過程中的平穩性，而且其調速精度與轉矩控制等都有著相對較為嚴格的要求和標準。綜合來看矢量控制是一種較為理想的選擇方式，其在使用過程中有諸多優點，第一，其調速范圍相對較大，可以實現零轉速到速度控制的轉換;第二，對于轉矩可以進行十分精準的控制;第三，其系統的反應速度較快，可以及時響應命令。因此一般情況下均采用矢量控制方式進行速度的調換，其速度的調換為閉環調節。
四、控制系統主要功能分析
（一）溫度閉環
在熱處理過程中，淬火溫度以及回火溫度是該過程中最為重要的兩個參數，溫度控制的精準性以及相對穩定性對于產品的質量問題有著直接的意義個關聯，起著決定性的作用。感應加熱技術的采用，有效保證了加熱能量的實時可控性以及能量控制的精確性，而這些特點也為溫度的有效控制提供了極為有利的條件和保障。紅外測溫儀所測得的溫度信號將被送入到自動的控制系統之中，PLC可以根據紅外測溫儀所反饋得到的實際溫度同工藝所既定的溫度進行綜合的比較和分析，并對偏差按照PID算法進行及時的修正和調整，合理的對感應加熱爐的輸出功率進行科學的調整工作，進而有效保證對鋼棒溫度的閉環控制。
（二）微張力
張緊機控制中最關鍵的環節就是對張力的控制，張力的控制效果與成品的質量有著直接的意義和關聯。張力控制的主要目的就是有效保證熱處理鋼筋張力穩定了在設定值的范圍之內，進而有效對產品的平直度與力學性能加以有效的保證。
五、結語
高強鋼筋熱處理生產線自動控制系統的優越性不言而喻，筆者衷心希望，以上關于對我國高強鋼筋熱處理生產線自動控制系統的探究能夠被相關負責人合理的吸收和采納。
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關鍵詞：水電站閘門；控制系統；功能實現；改造措施
中圖分類號：TV 文獻標識碼：A 文章編號：
隨著我國社會經濟建設步伐的加快，政府加大了對城鄉水利基礎設施的建設力度，水利基礎設施得到進一步的發展。抽水蓄能電站作為水利基礎設施的重要組成部分，擔負著調峰、填谷、調頻、調相以及事故備用等任務，是城鄉電力的重要來源。目前，國內一些水電站閘門自動控制系統自投運以來，由于受到當時設計思路、工藝技術差、環境溫度變化和設備使用年限較長等因素的影響，容易出現各種類型的故障，并且維修量較大，給水電站的自動化程度以及安全運行帶來了一定的壓力，并嚴重威脅到人員的安全。因此，電站建設單位有必要對閘門自動控制系統進行必要的改造，采取科學合理的措施，以提高設備運行的安全可靠性，從而確保水電站綜合效益的發揮。
1 工程概況
某電站的輸水系統采用一洞二機布置，分別配置一臺固定式高揚程卷揚機。啟閉機安裝在高程156.00m的啟閉機房內，持住力3200kN，啟門力1600kN，揚程50m，工作級別Q2－輕。卷揚機構滑輪組倍率為8，卷筒采用折線式繩槽，四層纏繞。電動機采用QABP型變頻電機，減速箱采用QJRS型中硬齒面減速箱，鋼絲繩為金屬繩芯鍍鋅鋼絲繩。啟閉機設置一套工作制動器和一套安全制動器，結構均采用盤式制動器，可由中控室遠程或現地操作開關閘門。
2 閘門自動控制系統存在問題分析
由于整套設備安裝投運至今已有多年，有些柜內元器件已顯陳舊老化，且功能結構單一，應用簡單，無法適應現代水電廠運行生產的需要。加之設備運行環境濕度大，現地控制柜表面、內部接線端子有銹蝕現象；控制柜中，總電源一級開關安裝了一只沒有外殼保護的三相閘刀開關，部位距離總電源斷路器較近，操作時容易發生觸電事故；部分電纜外部絕緣已經發生老化現象，控制柜中接線凌亂，電纜芯線標牌不清，部分多股線沒有采用線鼻子壓緊，時間久端子松動后，容易造成相近端子間發生短路隱患；控制柜中，采用了一些老式的繼電器，結構復雜，質量較差等等，給運行操作人員帶來了很大的安全隱患。
為了消除設備的安全隱患，確保運行檢修人員的人身安全，決定對下庫尾水閘門自動控制系統進行技術改造。
3 改造后閘門自動控制系統的配置
根據設備廠家的設計方案，除原閘門啟閉機設備、現地自動化元件保留外，針對尾水閘門自動控制系統作了以下技改:
3.1 更換了原來體積較大的老式變頻器柜，采用AB型高性能專用交流變頻器。與先前的變頻器相比，它內置了動態制動電阻器，不需要額外的盤柜空間，并且能提供很大的短時制動轉矩；面板上配置有通用的人機界面(便于熟悉和方便使用)，包含LCD人機界面模式和基于PC的組態軟件，配有“像計算器一樣”的數字鍵盤，用于快速簡易地輸入數據項。
3.2 一次回路進線開關帶有失壓跳閘線圈，在閘門二次操作回路電源開關未合閘的情況下，該開關無法進行合閘。
3.3 更換了原來的現地控制柜，PLC由原來的西門子S7－200更換為S7－300，不僅增加了CPU的運行速度，而且為以后能夠通過總線增加開入、開出量留夠了空間；配置有一個電源模塊(供電采用220V交流輸入，轉變為24V輸出)、CPU模塊、接口模塊、模擬量輸入模塊、32點數字量輸入模塊以及32點數字量輸出模塊；對DO出口均采用新型的中間繼電器；與監控上位機之間采用西門子S7－200通訊模塊進行通訊。
3.4 在現地控制柜中加裝了觸摸屏。通過觸摸屏可以實時監視閘門的狀態，進行閘門的控制操作，監視電流、電壓、功率、頻率，閘門位置、水位、系統報警狀況等等。
3.5 采用型號為MCS－06開度儀替代原來高度、起重量綜合顯示儀。
3.6 更換了現地控制柜到現地自動化元件的全部電纜。
4 尾水閘門自動控制系統的改造過程
4.1 盤柜設備的安裝
根據改造設計方案，拆除了原有的閘門控制柜和電阻箱，重新安裝一套閘門現地控制柜和一套變頻器柜外加一個制動電阻器柜，柜內配有由濕度控制的加熱器。設備的安裝符合GB50171－92《電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路結線施工及驗收規范》和設計圖紙要求。
4.2 尾水閘門控制系統的功能實現
4.2.1 閘門靜態調試
調試過程由廠家人員現場指導。閘門靜態試驗，包括硬布線回路檢查和DI輸入點、DO輸出點驗證，從而驗證原理及硬布線回路接線。首先，拉開閘門主回路的電源QF1，保持控制回路開關在合，只帶外部輔助設備進行，檢查控制邏輯的動作輸出、動作信號等等，從而驗證閘門邏輯關系圖的完整性。
4.2.1.1 開關門條件邏輯圖的驗證。在閘門控制邏輯中，開關門條件中包含了閘門控制系統的故障狀態，即變頻器故障、電機過載熱繼電器動作、超載保護、總PLC復歸信號、電流大于205A5秒、工作制動閘故障(見圖1)。在硬布線回路中，變頻器故障由變頻器本體常開接點輸出；電機過載信號采用熱過載繼電器KH1的常開接點；超載保護來源閘門超載限位；工作制動器故障信號這里采用了邏輯的中間變量，該信號反饋給DI模塊中的采集點，采用限位開關的常閉點。即工作制動閘油泵啟動后建壓，盤式制動器動作松閘，限位開關常閉點斷開。在圖1中，15s內沒有收到工作制動閘投入信號，將報其故障。
圖1 開關門條件邏輯圖
4.2.1.2 開關門中間量邏輯驗證。安全制動器打開的條件為開關門中間量要滿足，采用兩只限位開關同時動作作為信號反饋。在開門中間量邏輯中，閘門開門命令觸發后，DB5.DBX0.0為“1”。在閘門從全關到全開的過程中，首先要打開充水閥，在邏輯中設定的閘門充水高度為258mm，由開度儀輸出位置接點，送入DI模塊，把它的中間變量取反，用到開門中間量中，DB5.DBX1.6為“0”時，開關門中間量為“1”(見圖2)。當DI中收到送來的平壓信號后，開門中間量才能再次滿足。在關門中間量邏輯圖中，把導葉球閥全關作為滿足關門條件，此信號來至地下廠房導葉球閥全關信號的反饋。
圖2 開門中間量邏輯圖
4.2.1.3 閘門全開、全關位的調試。在閘門邏輯中，全開、全關位有兩個條件:一個是開度儀輸出；另一個是機械限位動作。根據設計理念，機械限位全開、全關動作晚于開度儀輸出，機械限位動作后會報“閘門超行程”信號，上、下極限動作信號，在閘門動作過程中，起后備保護作用。
4.2.1.4 機械限位的動作驗證。手動開關閘門的停止回路，主要靠閘門的機械限位動作來實現，其中有一副常閉接點，分別代表閘門全開、全關，串在開關門硬布線回路中。另有一副常閉接點，串在緊停回路中，閘門提升到一定高度后，會動作，直接切斷總電源。自動開關閘門的停止回路，主要靠閘門開度儀的開關量輸出，送到DI模塊中，寫在邏輯中完成開關門的自動停止。
4.2.1.5變頻器參數的設定。根據閘門電機的電壓、額定電流、頻率、額定轉速、額定功率等等，逐步設定變頻器的參數。
4.2.2 閘門通訊測試
電站1～4號尾閘之間的通訊電纜并聯起來，由其中的一個閘門引到下庫閘門遠程I/O。通信數據先從S7－300通過MPI同時傳送給S7－200和現地觸摸屏，然后通過modbusRTU將數據傳送到閘門現地遠程I/O現地控制柜中的CP4000，通過光纖傳送到下庫現地控制單元LCU6，最后通過系統環網送上位機。在現場，把閘門通訊上送的信號量，在現地或者PLC中模擬，與上位機進行對點，同時檢查觸摸屏和閘門PLC通信是否正常。
4.2.3 閘門動態調試
通過面板按鈕點動或者強制回路接觸器吸合，驗證工作制動閘和安全制動閘電機、啟閉機啟升電機的轉向。
4.2.3.1 現場手動開、關閘門操作試驗。根據設計，在現地純手動控制時，完全脫離PLC控制程序。但是在手動操作時，把“控制方式選擇”選擇開關切換至“手動”位置后，首先要手動開啟安全制動閘，開門或關門操作前，必須檢查安全制動閘松閘信號有沒有收到。松閘信號可以看面板上面的紅色的“松閘信號”燈是否點亮，或者看觸摸屏中的信號是否收到，這很重要。在安全制動閘松閘后才可以開門或關門操作，通過實際動作校驗整個硬布線回路接線的正確性。
4.2.3.2 自動控制試驗。自動控制時，可以通過現地觸摸屏操作或者遠方中控室操作進行開、關閘門。進行現地觸摸屏操作時，要把“控制方式選擇開關”SA1切換至“現控”位置。在整個觸摸屏系統中，可以對閘門進行上升、下降、停止和緊急停止操作，點擊開啟的按鈕按下后，會進行條件判斷，條件滿足后，會出現操作“確認”界面，方可進行開關閘門操作；在中控室遠方操作時，S7－200與監控系統的通訊必須正常，要把“控制方式選擇開關”SA1切換至“遠控”位置，上位機收到的判斷條件都滿足后，方可操作。
4.2.4 MCS－06開度儀的整定在對開度儀進行整定時，首先要設定好閘門的全開和全關位置，根據水工圖紙的高程位置和實際動作情況，閘門的全開高程整定為43.25m。尾水閘門落到全關后，為了讓閘門充水閥能夠充分關閉，可利用控制柜上面的手動按鈕，讓閘門再下降約250mm左右。
5 結語
綜上所述，國內許多閘門自動控制系統容易受到環境溫度變化、施工工藝等因素的影響，嚴重危害到設備的運行的安全性。因此，對閘門控制系統進行技術改造就顯得十分有必要了。本工程從多方面對原有的自動控制系統進行全方位的改造，有效克服了溫度、施工工藝等方面的影響，且進一步提高了設備運行的安全可靠性，確保了水電站的日常運作。
參考文獻
全性。
關鍵詞：AP1000；OVATION；穩壓器；壓力控制；壓水堆
中圖分類號：TM44 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）33-0046-03
1 概述
與其他壓水堆一樣，穩壓器壓力控制系統（PPCS）的功能主要是維持穩壓器壓力在其設定值范圍內，使機組在正常運行過程中以及部分瞬態條件下不致引起緊急停堆，也不會使穩壓器安全閥動作。功率運行模式下AP1000的穩壓器壓力控制采用自動控制方式，通過將冷段的冷卻劑噴淋注入穩壓器來降低系統壓力，用比例電加熱器的功率變化以及備用（通斷式）電加熱器的通斷來提升或降低穩壓器的壓力。其他電廠工況下，穩壓器壓力控制采用手動調節，本文只針對自動控制方式進行論述。
OVATION平臺已在中國的火電機組中廣泛使用，其網絡設計先進、操作方便，對數字量邏輯運算以及模擬量的調節功能已經完全得到實踐驗證，作為數字化儀控平臺，其具有冗余性特征，能夠滿足核電儀控系統需求。
本文首先對AP1000穩壓器壓力控制邏輯進行解析，之后給出用OVATION平臺將其實現的工程解決方案，第三部分結合與同領域其他核電廠穩壓器控制方式的比較，總結出實現AP1000穩壓器壓力控制的技術特點，并進行分析論證，說明基于OVATION平臺的AP1000穩壓器壓力控制方案的可行性和安全性。
2 AP1000穩壓器壓力控制邏輯
AP1000穩壓器控制系統采用四通道信號，用4個壓力信號的中值Pm表征穩壓器當前壓力，與壓力設定值Pref進行比較，求得偏差量E0作為控制信號，壓力設定值在AP1000設計中為預設值，不同工況下可由操縱員手動改變。
D、F分別代表噴淋閥0%開度和100%開度時對應的Ec臨界值。當壓力偏差Ec達到D，系統開始執行噴淋，噴淋閥開度隨Ec線性變化，當壓力偏差Ec等于F時，噴淋閥開度達到100%，此后盡管壓力偏差繼續增大，噴淋閥開度也只能保持在100%開度不變。
在負荷調節模式下，為了應對更劇烈的擾動，D、F的值會隨著電廠的功率變化而改變，D、F兩點平行移動，兩點間噴淋閥開度的響應曲線斜率保持不變。
A、B分別代表比例電加熱器0%功率和100%功率時對應的Ec臨界值。當壓力偏差下降到A時，電加熱器啟動，壓力偏差Ec達到負偏差范圍中的B值時，電加熱器功率達到100%，壓力偏差Ec繼續下降，比例電加熱器保持100%功率不變。
H、I分別表示備用（通斷式）電加熱器響應滯回特性的兩個臨界點。壓力偏差E0下降到H值時備用（通斷式）電加熱器開啟；當壓力偏差E0上升到I值時備用（通斷式）電加熱器關閉。
3 穩壓器壓力控制在OVATION平臺的實現方式
在AP1000設計中，使用OVATION平臺的PLS系統是非安全級儀控系統，穩壓器壓力信號由安全級系統PMS負責采集，通過隔離傳輸給OVATION系統的1#機柜（PLS系統中1-4#機柜用于同PMS接口），AI卡件負責接收4個信號通道的壓力值，再由Drop1的AO卡件輸出給Drop10，存入穩壓器壓力的點信息，參與穩壓器壓力控制。
點信息可以通過以太網絡廣播給全部Drop，包括工程師站、操縱員站和歷史站。用于實現穩壓器壓力控制的邏輯下裝在核島機柜間的Drop X中，組態邏輯以CB圖（SAMA圖）的形式存儲于Drop X的控制器中，并且在線運行。經過邏輯運算后分別產生數字量輸出信號和模擬量輸出信號。通過AI卡件向噴淋閥和比例加熱器傳輸控制指令，通過繼電器輸出卡件向備用（通斷式）加熱器傳輸控制
指令。
組態邏輯的實現由OVATION平臺提供的Control Builder實現，主要的實現方法如下：
3.1 四取中邏輯
3.2 P-I算法
OVATION3.3系統提供的PID算法模塊可以方便地實現穩壓器壓力控制PI調節器的功能，PID算法塊能夠軟件實現比例、積分、微分算法，同時可以對工程量和設定值進行增益、偏差調節。
需要用戶輸入的整定量為：Kp—比例系數，ti—積分時間常量，τd—微分時間常量，Kd—微分增益，作為P-I控制，微分時間常量td和微分增益Kd設為0。
除此之外，PID模塊還具有自動跟蹤和抗積分飽和等
功能。
跟蹤是確保控制回路在手、自動狀態切換時整個控制回路沒有擾動的重要手段，在熱控回路中跟蹤的應用主要可以分為設定值跟蹤過程值、控制器輸出跟蹤MA站輸出、兩路輸出在切換時的跟蹤等等。
OVATION系統的跟蹤功能不同于其他DCS系統，其模塊并沒有單獨的引腳以供跟蹤數值和跟蹤條件連接，所有的跟蹤條件和跟蹤數值全部通過模塊參數予以設置，使用起來非常方便，并且大大降低人為失誤率。
抗積分飽和功能能夠有效抑制P-I控制的超調，提高自動控制的效率，同時保證設備的正常使用壽命。熱控回路的積分飽和是指：如果執行機構已經到極限位置，仍然不能消除靜差時，由于積分作用，盡管PID差分方程式所得的運算結果繼續增大或減小，但執行機構已無相應的動作。當積分飽和發生后，若偏差量向相反方向變化，調節器的輸出不會馬上反應，而是需要足夠時間的反向調節輸出，才能達到執行機構接受指令的有效響應范圍，從而影響了自動調節品質和生產過程的安全。
4 AP1000穩壓器壓力控制特點分析
4.1 P-I控制
在其他壓水堆穩壓器壓力控制方式選擇上，PI和PID控制器都有所使用，AP1000機組穩壓器壓力控制使用PI控制器。PID控制器適用于有較大慣性組件的系統，在AP1000中，使用的OVATION系統為全數字控制系統，網絡數據傳輸采用以太網，控制器運算周期為10ms到30s可調，一般設定為100ms，因此，系統本身運算速率非常快，壓力信號采集來自4個通道的羅斯蒙特變送器（響應速度較快），在PMS系統中通過AF100網絡及ICP組件傳輸給PLS系統，中間也不存在大滯后環節，因此不需要PID控制。
選用PI控制在能夠有效消除凈差、保證控制性能的同時，減少了整定參數數量，降低了調整復雜度，同時避免了微分環節帶來的放大干擾、增加震蕩等副作用，符合AP1000核電廠安全、簡化的設計原則。
4.2 取消極化噴淋
很多核電廠的穩壓器控制都采用了極化噴淋的設計，而AP1000中取消了極化噴淋。極化噴淋是為了防止當一回路硼濃度發生較大變化時，用于調節穩壓器內部冷卻劑的硼濃度，使之接近一回路中的硼濃度。而在AP1000的設計中，反應性控制主要由功率控制系統調節控制棒作用來完成，一回路不采取調硼手段，因而不會產生穩壓器中冷卻劑的硼濃度和一回路中冷卻劑硼濃度差異較大的情況。取消極化噴淋增加了穩壓器的穩壓性能，同時減少了噴淋閥的磨損，有效延長了噴淋閥的使用壽命。
4.3 噴淋閥動作設定值可調
在以往的壓水堆設計中，穩壓器噴淋閥的動作設定值曲線是固定不變的，而AP1000設計中，在負荷調節模式下，噴淋閥控制曲線整體向右移動，擴大了壓力正偏差允許范圍。因為在AP1000設計中包含100%甩負荷（不觸發停堆和大氣釋放閥）、50%快速降功率等控制動作，因此在負荷調節狀態下，應適當放寬穩壓器壓力的限制范圍，可以避免噴淋閥的頻繁動作帶來的壓力震蕩和設備磨損，在超過設定值后憑借兩個噴淋閥顯著的降壓效果，也可以迅速地將壓力控制在允許范圍。因此，這種設計符合AP1000安全、簡化的設計理念。
4.4 備用（通斷式）加熱器直接對壓力偏差響應
在其他核電廠的設計中，穩壓器內的通斷式加熱器的控制指令也來自P-I控制器出口，而AP1000中，備用（通斷式）加熱器直接對壓力偏差量E0進行響應。其原因是，需要備用（通斷式）加熱器作用時，說明穩壓器壓力已經處在比較低的狀態，需要迅速加熱冷卻劑以達到增壓效果，而加熱器對壓力的影響作用相對噴淋閥來說比較慢，因此在這種條件下，不適合用與噴淋閥同樣的控制指令來開啟備用（通斷式）加熱器。壓力偏差不經調節直接觸發備用（通斷式）加熱器動作能更快速地觸發反饋動作，提高系統在低壓條件下的調節性能，減小穩壓器壓力過低觸發停堆及安全專設動作的風險。
5 結語
本文對AP1000穩壓器壓力控制邏輯及其在OVATION平臺的實現方式進行了介紹，同時總結并分析了AP1000穩壓器自動控制系統采用P-I控制、取消極化噴淋、噴淋閥動作設定值可調、備用（通斷式）加熱器直接響應壓力偏差等若干特點，通過分析，論證了AP1000穩壓器自動控制實現方式能夠有效提高控制效率，減少控制對象波動，減少設備損耗，保證系統的使用壽命，在控制邏輯方面朝減少頻繁動作、防止人為風險等方面做了改進，改進后的設計能夠更安全有效地實現穩壓器壓力控制。
參考文獻
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關鍵詞:微波高溫溫度采集自動控制
中圖分類號:TP273.5 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2011)03-0025-02
微波高溫加熱技術是通過使用微波能量將加熱物體加熱到400℃以上并對加熱物體進行燒結或者熱處理的一類技術,與傳統加熱技術相比較,其不同之處在于,微波直接對加熱物體或物體本身整體進行加熱,有傳統加熱所不具備的優點,因此有著很好的應用前景。
1、微波高溫系統設計
本文介紹的微波高溫系統由以AT89C52單片機為核心的主控與運算模塊、溫度采集模塊、功率控制模塊、串行通信模塊以及人機接口模塊組成的。其組成框圖如圖1所示。
其中,AT89C52作為控制的核心部件,是整個系統指令的執行部件。主要負責采集溫度傳感器傳送過來的溫度數據,根據操作用戶的信息來控制輸出功率.同時通過串行通訊方式,把系統參數傳遞給上位機。微波功率源是由微波電子管、環行器和功率監視器組成;溫度采集模塊作用是通過溫度傳感器實時檢測被加熱材料的溫度;人機接口模塊包括按鍵輸入和LCD顯示,其中按鍵輸入是操作人員輸入控制參數的接口,LCD用來顯示被加熱材料的溫度和系統當前狀態;功率控制模塊是用來控制磁控管的輸出功率的大小;通信模塊利用了AT89C52內部提供的全雙工異步串行口。
2、硬件電路設計
2.1 溫度采集模塊
該系統的溫度采集模塊是以AT89C52為核心,由紅外測溫儀采集的溫度數據經過低通濾波器濾除噪聲后進入TLC2543的AIN0通道進行A/D轉換,轉換后的溫度數值同時在液晶上顯示,圖2。
其中TLC2543是TI公司的12位串行模數轉換器,使用開關電容逐次逼近技術完成A/D轉換過程,是具有11個模擬輸入通道的串行A/D轉換器,具有簡化比率轉換刻度和邏輯電路、模擬電路,以及隔離電源噪聲等特點,能滿足大多數高精度多通道數據采集的要求。
2.2 功率控制模塊
功率控制模塊在系統中主要實現對加熱材料溫度變化的快速控制,避免熱失控。因為在微波加熱的過程中,材料的介電損耗是變化的,當溫度到達某一值時,材料的介電損耗會急劇升高。本系統中微波功率控制主要采用調節相位角的方式,即通過改變交流電壓正負半周的導通角來控制功率大小。
2.3 串行通信模塊
本系統中的通訊模塊主要是利用單片機的串口通訊功能把溫度傳感器檢測到的加熱材料的溫度數據實時的傳給上位機,其中單片機與上位機可以通過串行通訊端口RS-232進行信號轉換,圖3。
2.4 人機接口模塊
人機接口模塊包括按鍵輸入和液晶顯示兩個部分。其中鍵盤主要實現輸入加熱材料的參數、系統的啟動和停止、系統時間的設定等功能。由于系統端口資源緊張,所以通過P2口擴展了74LSl38,以總線驅動器HC244和地址鎖存器HC373組合的方式設計鍵盤,可以控制多達64個按鍵。液晶顯示部分采用日本SEIKOEPSON公司出品的液晶顯示控制器SEDl330作為控制芯片,可以在微波高溫加熱過程中顯示輸入的加熱材料的參數以及系統的工作狀態。
3、軟件設計
本系統中,數據采集程序用匯編語言編寫,單片機是測溫系統的數據采集端,它主要完成對測溫傳感器溫度數據的讀取、存儲以及同上位機的中斷通訊,最后由上位機對接收到的數據進行處理。其中主程序、串行通訊中斷模塊分別如圖4、圖5所示。
4、結語
本文運用微波加熱理論、計算機接口技術、數據采集和處理等理論完成了微波高溫自動控制系統的設計。在經過硬件接口和軟件程序的調試后,證明該系統具有較好的實用性和應用前景。
參考文獻
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1 差壓計量儀表
計量儀表是化工企業中的必備儀器，很多工作環節都離不開計量儀表。對于某些工藝介質的測量，有時會采用差壓計量儀表。使用差壓計量儀表來測量有一個難點問題，那就是很難保持監測過程的穩定不變，這就很難獲取精確的測量值，因為差壓計量儀表只有在平穩的工藝狀態之下才能獲得精確的測量值。如果使用差壓計量儀表的過程中，不能保持介質溫度、壓力相對穩定，那么時間長久，累計下來的差值必定不是個小的數目，這無疑會給企業造成重大的損失。要解決差壓計量儀表使用過程中的之一難題，筆者認為，要具備溫度和壓力的檢測點，測算不同介質溫度和壓力變化對被測物質密度的影響，運用化工自動控制系統，合理設置流量溫度和壓力補償運算，從而盡力做到差壓計量儀表所得數值的精確度。
2 布線環節
在化工生產中，對溫度的監控是必不可少的，而作為溫度的檢測元件，熱電偶和熱電阻也是不可或缺的。本部分，所要談到的是熱電偶溫度檢測布線環節。如在筆者所見過的一個工程設計，在熱電偶元件和端子柜之間采用的是正確的配線方式，即熱電偶補償導線；但在端子柜到控制器機柜之間，卻忽視了補償的問題，采用的是普通導線的配線方式。化工生產中的各個環節均無小事，化工自動控制系統亦是如此。以上那個設計之所以出現問題，是注重了溫度檢測系統構成這類的大問題，卻忽視了布線這樣的小環節。布線環節雖然細小，但為了溫度測量的精確度，仍要多加關注。
在熱電偶溫度測量中，值得關注的還有DCS中的溫度問題。在DCS中，如若數據采集器和端子柜之間所使用的是普通信號線的話，如果兩者之間是相同溫度，那么所測溫度就是正常的、精確的。但實際情況是，控制柜內的電子元件具有散熱功能，而端子柜中的元件卻沒有這一功能，所以很難保持數據采集器和端子柜之間的溫度相同，這也就意味著兩者之間存在著不同的電勢，得到的數值也不夠精確。要解決熱電偶溫度測量數值不準的這一難題，就要從所用的導線上入手，在數據采集器和端子柜之間采用補償導線連接是一個有效辦法。
3 溫度檢測套管
筆者所要論述的是攪拌設備內的溫度檢測套管，在攪拌設備內部，這種溫度檢測套管是必不可少的。但往往因為安裝的問題，會出現溫度檢測套管使用壽命不長，甚至是發生事故的現象，這是因為，作為溫度檢測的元件，溫度檢測套管一般都是熱電偶或熱電阻，且插入的深度較長，以便更準確測量到設備內的溫度。但在攪拌機運轉的過程中，被攪拌的介質形成渦流是必然的，這種渦流能產生動力，而這種動力長時間地作用到溫度檢測套管上，容易導致套管的斷裂，嚴重時還可能發生生產事故，所以要多加關注攪拌設備內部溫度檢測套管的安裝問題。有效的做法是在溫度檢測套管上加裝保護套筒。這樣在套筒頂部形成的反作用力就能夠作用于渦流形成的動力，從而相互抵消，這就從根本上解決了攪拌設備內的溫度檢測套管的安全隱患，從而能保證生產的順利進行。即便如此，定期檢查攪拌設備內的溫度檢測套管也是必做的工作。
4 流量測量表
筆者認為，沖程泵出口流量測量表的選用尤為重要，選用不當，會給企業帶來不小的損失。在化工生產裝置中，沖程泵用來實現微量配料。總的來說，沖程泵分為兩種，即單頭沖程泵和雙頭沖程泵。沖程泵的出口處都有流量測量儀表，這種流量測量儀表能夠檢測配料的瞬時流量。相對于雙頭沖程泵來說，單頭沖程泵在選擇測量儀表選型時必須多加注意。簡單的以網為沖程泵為例，其運動原理是往復運動，而正是這種往復運動，將原料 輸送到管線當中去，依靠沖程泵出口管線上的測量儀表測量配料的流量，但如若測量儀表的選型不對，那么就無法實現對配料流量的準確測量。
最為典型的例子，是橡膠裝置中使用轉子流量計的例子。在分散劑沖程泵的設計中，大慶石化公司使用的是量程為25L/H的轉子流量計，測量的結果是數據不準，且負責機械傳動的部件時常損壞，影響到企業生產的穩定。究其原因，問題出在測量儀表的選型不符上。在轉子流量計中，浮子的作用至關重要，被測介質數值的多少由浮子飄動產生的流量信號所決定，在沖程泵工作的過程中，得到的數值只可能是不斷地在最大值和最小值之間滑動，難以得出精準的數值，這無疑是無效的計量方式。
最好的解決方法是將原有的轉子流量計換掉，取而代之的是相同最程的質量流量計。質量流量計的優勢在于，相對于工藝管線的20mm左右的內徑來說，其出口線徑和入口線徑都是1mm，從而使泵體和表體之間的工藝管線的作用有所改變，不在是單一的管線，而是形成了一個介質緩沖器，無形之中解決了流量測量時的斷流現象，從而使沖程泵能夠連續工作，繼而能夠得出精度高的數值。
總而言之，要關注化工自動控制系統在應用中的諸多問題，并加強對于此領域的研究開發，只有真正做到合理應用化工自動控制系統，才能提高設備的使用壽命，才能保證生產的穩定順利進行。我國的化工產業正處于轉型期，新型科技的不斷引進，我國化工自動控制系統的應用前景更加廣泛。
參考文獻
[1]范曦予.化工廠污水處理站自動控制系統[J].中國石油和化工標準與質量，2011(4).
