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時(shí)間：2023-03-20 16:25:58
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2應(yīng)用分析
（1）對(duì)plc技術(shù)的應(yīng)用類型上進(jìn)行確定。為了在機(jī)械電氣控制裝置當(dāng)中對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，就要對(duì)PLC技術(shù)類型上進(jìn)行確定，在整個(gè)設(shè)計(jì)應(yīng)用環(huán)節(jié)當(dāng)中這項(xiàng)工作有著基礎(chǔ)性的作用，將PLC技術(shù)的使用類型確定出來(lái)是非常關(guān)鍵的，為確保選取的類型在機(jī)械電氣裝置中能夠得到有效的應(yīng)用，應(yīng)該與機(jī)械電氣控制裝置的整個(gè)情況上予以結(jié)合進(jìn)行合理的選取。（2）控制開(kāi)關(guān)量邏輯。在機(jī)械電氣控制領(lǐng)域當(dāng)中應(yīng)用PLC技術(shù)，PLC的基本工作內(nèi)容當(dāng)中就包含了開(kāi)關(guān)量邏輯控制，原始的繼電器可以有PLC裝置和它的內(nèi)部技術(shù)進(jìn)行取代，一起實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的順序控制和邏輯控制，在開(kāi)關(guān)量邏輯控制中應(yīng)用PLC技術(shù)，它的控制對(duì)象不單純的只是對(duì)一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行控制，還可以在生產(chǎn)線路中將PLC裝置擁有的開(kāi)關(guān)量邏輯控制接入進(jìn)去，使其能夠控制組合機(jī)床和生產(chǎn)線。（3）控制模擬量。在工業(yè)生產(chǎn)中模擬量是一種術(shù)語(yǔ)，指的是可能出現(xiàn)在生產(chǎn)中的變量，然而人們對(duì)這樣的變量卻沒(méi)有辦法進(jìn)行預(yù)測(cè)，例如速度的變量、溫度的變量等。生產(chǎn)的進(jìn)度和生產(chǎn)的質(zhì)量會(huì)受到模擬量的影響，一定要采取一定的方式來(lái)控制模擬量，但是并沒(méi)有可行的技術(shù)存在于傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，直到出現(xiàn)了PLC技術(shù)之后，才實(shí)現(xiàn)了對(duì)模擬量的控制，在電氣控制系統(tǒng)和電氣模擬裝置當(dāng)中應(yīng)用了PLC技術(shù)，而且在應(yīng)用的時(shí)候有效的控制模擬量，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和模擬量之間的有效轉(zhuǎn)化，令其被控制器能夠很好的進(jìn)行控制。（4）集中性對(duì)系統(tǒng)控制。主要是有多個(gè)設(shè)備和一臺(tái)功能大的中央PLC堅(jiān)實(shí)系統(tǒng)構(gòu)成了該控制系統(tǒng)，并且構(gòu)成了一個(gè)計(jì)算控制系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)擁有中央集成式的功能。在這個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，不相同的設(shè)備當(dāng)中可以利用運(yùn)行的順序和適宜的方式構(gòu)成一個(gè)通過(guò)中央PLC系統(tǒng)一起處理的程序，由此發(fā)現(xiàn)，和單一式的控制系統(tǒng)進(jìn)行比較這種集中式的控制系統(tǒng)有著運(yùn)行效率高、成本低的優(yōu)越性，但是也有一定的弊端存在于其中，一旦需要改變其中某一控制對(duì)象的程序時(shí)，需要停止整個(gè)控制PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)行，造成別的控制對(duì)象也需要被迫停止工作。（5）分散性系統(tǒng)控制。在這個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，每個(gè)控制對(duì)象在PLC控制系統(tǒng)當(dāng)中都是經(jīng)過(guò)分別處理而成的，并且各個(gè)PLC控制之間都可以利用合理的信號(hào)傳輸來(lái)將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的連鎖反應(yīng)上予以實(shí)現(xiàn)，來(lái)將控制任務(wù)上予以完成，或者對(duì)傳輸信號(hào)利用上位機(jī)經(jīng)過(guò)總線實(shí)施傳遞。在該系統(tǒng)當(dāng)中，對(duì)機(jī)械控制方式的應(yīng)用主要是眾多機(jī)械生產(chǎn)線的控制形式，使用相應(yīng)的數(shù)據(jù)在不同的生產(chǎn)線之間進(jìn)行連接，有不同的PLC對(duì)不同的控制對(duì)象進(jìn)行控制，如果需要停止運(yùn)轉(zhuǎn)其中的某一臺(tái)PLC，不會(huì)影響到其他的控制器。近些年，科學(xué)技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)全新發(fā)展的階段，能夠?qū)⑦^(guò)程控制和PLC技術(shù)有效的結(jié)合起來(lái)，對(duì)底層的控制任務(wù)因此就能更好的給予完成。（6）運(yùn)動(dòng)控制。利用PLC技術(shù)能夠?qū)χ本€運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)等進(jìn)行有效的控制，在控制系統(tǒng)里面，以前的控制模式直接的作用在執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器當(dāng)中，該系統(tǒng)可以利用運(yùn)動(dòng)控制模塊來(lái)完成工作，例如可以在驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)和多軸位控制模塊當(dāng)中進(jìn)行運(yùn)用等。
（1）電源模塊：將220V的交流輸入電壓轉(zhuǎn)換成24V的直流輸出電壓，以供其它模塊使用。
（2）CPU模塊：控制總線上模塊與模塊之間的數(shù)據(jù)傳遞，并執(zhí)行用戶輸入的程序。
（3）32路輸入模塊：該輸入模塊一共有3塊，它的作用是將PLC外部的信號(hào)轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部的可進(jìn)行處理的信號(hào)。
（4）16路輸出模塊：該輸出模塊一共有2塊，它的作用是將PLC內(nèi)部可處理的信號(hào)轉(zhuǎn)換成能夠控制提升機(jī)系統(tǒng)的外部信號(hào)，來(lái)控制提升機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行工作。
（5）轉(zhuǎn)換模塊：此模塊分為兩類模塊：一類是是A/D模數(shù)，它的作用是將連續(xù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，便于PLC系統(tǒng)進(jìn)行識(shí)別和處理；另一類是D/A模塊，它的作用與A/D模塊的作用恰恰相反，它是將PLC內(nèi)部可處理的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成連續(xù)信號(hào)。
（6）通信模塊：它的作用是：確保各模塊與各模塊之間的通道流暢，再就是確保模塊與上位機(jī)之間的通道流暢，保證信號(hào)從各模塊傳送給上位機(jī)時(shí)，可以使上位機(jī)做出相應(yīng)的響應(yīng)。
（7）計(jì)數(shù)模塊：該模塊主要有2塊，這兩塊計(jì)數(shù)模塊的作用都是計(jì)數(shù)，兩塊模塊分別是對(duì)主滾動(dòng)筒上的和導(dǎo)向輪上的編碼器進(jìn)行計(jì)數(shù)。
2PLC操作保護(hù)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
PLC是西門(mén)子公司的產(chǎn)品，它不需要用戶自主進(jìn)行編程，能夠好好地滿足用戶的需要，下面是它的軟件模塊，軟件模塊的主要作用就是存放程序，它的軟件模塊有下列幾種：
（1）組織模塊（OB）：它的作用是保證接口通道流暢，保證CPU操作系統(tǒng)和用戶程序之間的通道流暢。對(duì)用戶程序的循環(huán)處理工作主要是由OB1模塊來(lái)完成的，剩余的OB模塊用來(lái)對(duì)特定事件做出響應(yīng)和中斷。
（2）功能模塊（FB）：它是可多次調(diào)用的邏輯功能模塊，它在執(zhí)行時(shí)必須帶有即時(shí)數(shù)據(jù)模塊，并且每次用戶程序?qū)B進(jìn)行調(diào)用時(shí)可提供新的參數(shù)。
（3）功能模塊（FC）：它也是可多次調(diào)用的邏輯功能模塊，但是它在執(zhí)行時(shí)不需要帶有即時(shí)數(shù)據(jù)模塊，這也是它與FB模塊的最大區(qū)別，并且每次用戶程序?qū)C進(jìn)行調(diào)用時(shí)可提供新的參數(shù)。
（4）數(shù)據(jù)模塊（DB）：數(shù)據(jù)模塊用來(lái)存放各種不同類型的數(shù)據(jù)，它在PLC存儲(chǔ)器開(kāi)辟另一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)。
根據(jù)用戶的要求和本身系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要求，用戶程序可以自行選擇軟件模塊的構(gòu)成形式,其中軟件模塊有以下幾種，各個(gè)軟件模塊的功能和作用如下。FC0、FC1兩個(gè)軟件模塊的作用是用來(lái)進(jìn)行計(jì)數(shù)，主要是用來(lái)計(jì)算計(jì)數(shù)模塊中的脈沖個(gè)數(shù)；DB1和DB2兩個(gè)軟件模塊的作用是存放FC0、FC1兩個(gè)軟件模塊計(jì)算出的計(jì)數(shù)模塊的脈沖個(gè)數(shù)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)模塊將數(shù)據(jù)和信號(hào)流暢而準(zhǔn)確的傳送到CPU模塊之中；FC91軟件模塊的作用是用來(lái)處理輸入到PLC中的模擬量，模擬量有：電機(jī)電壓和電流、電機(jī)轉(zhuǎn)速、軸承壓力、提升速度和載荷等；FC93軟件模塊的作用是制動(dòng)，主要是對(duì)電氣施閘類故障進(jìn)行制動(dòng)處理；FC114軟件模塊的作用是用來(lái)處理PLC內(nèi)部信號(hào)，并產(chǎn)生控制信號(hào)，像回路的安全和保障、故障的報(bào)警和液壓器件的制動(dòng)等等；FC5軟件模塊的作用是進(jìn)行邏輯運(yùn)算和閉鎖，主要是對(duì)輸入到PLC內(nèi)部的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算并產(chǎn)生控制指令來(lái)控制提升系統(tǒng)的各個(gè)部分；FC92軟件模塊的作用是處理施閘類故障，這類故障主要是立即施閘類故障；FC94軟件模塊的作用也是對(duì)施閘類故障進(jìn)行處理，這類施閘類故障主要是提升終了施閘類故障；FC95軟件模塊的作用是處理報(bào)警類故障，當(dāng)報(bào)警系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，主要是由該模塊進(jìn)行處理；PLC的啟動(dòng)組織模塊是OB100軟件模塊，在系統(tǒng)啟動(dòng)后該組織模塊只可運(yùn)行一次，以后的循環(huán)程序就不會(huì)再運(yùn)行了，在該組織模塊中有關(guān)參數(shù)和程序可隨著用戶的需要進(jìn)行更改；OB1軟件模塊是用戶程序主要組成部分，用來(lái)存放用戶主程序，它也是組織模塊中唯一可以循環(huán)運(yùn)行的軟件模塊，在FC功能模塊中編制成的可以實(shí)現(xiàn)特定功能和作用的程序可以在OB1軟件模塊中進(jìn)行循環(huán)調(diào)用，采用這樣的程序設(shè)計(jì)可以使我們的程序設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單，調(diào)試更加方便；OB35軟件模塊是組織模塊中唯一可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)中斷的組織模塊，采用M/T法可以計(jì)算出提升機(jī)的提升速度。n=（60M1f）（/ZM2）式中：n為電機(jī)的轉(zhuǎn)速；Z是旋轉(zhuǎn)編碼器每轉(zhuǎn)一圈時(shí)所輸出的脈沖的個(gè)數(shù)；M1為計(jì)數(shù)器M1所記的脈沖個(gè)數(shù)；M2為計(jì)數(shù)器M2所記的脈沖個(gè)數(shù)；f為脈沖頻率（高頻時(shí)鐘脈沖）。
1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
該方案采用一層以太網(wǎng)和兩層FIPWAY雙絞線網(wǎng)絡(luò),以太網(wǎng)的速度為10Mb/s，F(xiàn)IPWAY網(wǎng)絡(luò)的速度為1Mb/s。兩臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)連接,實(shí)現(xiàn)監(jiān)控計(jì)算機(jī)備用的功能;兩臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)與PLC1、PLC2、PLC3、PLC4、PLC5、PLC6構(gòu)成第一層FIPWAY網(wǎng)絡(luò),其主要功能是將所有接入PLC的信號(hào)傳送至兩臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī);PLC3和12格濾池控制臺(tái)組成第二層FIPWAY網(wǎng)絡(luò),用以完成反沖洗的控制。
2各分站描述
2.1取水泵站PLC1
(1)主要檢測(cè)參數(shù)。
原水PH值、流量、溫度、濁度;原水進(jìn)水閥開(kāi)度、原水進(jìn)水閥超限位報(bào)警、原水進(jìn)水閥限位開(kāi)關(guān)、原水進(jìn)水閥故障報(bào)警。
(2)主要控制功能。
原水泵控制;接受并執(zhí)行來(lái)自監(jiān)控計(jì)算機(jī)的正確指令和參數(shù)設(shè)置;將原水泵及吸水井的運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)傳送至監(jiān)控計(jì)算機(jī)。
2.2加藥加氯PLC2
(1)主要檢測(cè)參數(shù)。
溶解池、溶液池液位連續(xù)檢測(cè)、高低位、超高位報(bào)警;計(jì)量泵開(kāi)停、計(jì)量泵手/自動(dòng)、計(jì)量泵故障、計(jì)量泵沖程檢測(cè)、計(jì)量泵變頻裝置頻率檢測(cè)、計(jì)量泵變頻裝置故障檢測(cè)、計(jì)量泵變頻裝置手/自動(dòng);攪拌器開(kāi)停、故障;稀釋水閥開(kāi)關(guān)狀態(tài);進(jìn)/出液閥開(kāi)關(guān)狀態(tài)。氯瓶稱重、氯氣投加量、漏氯報(bào)警、加氯機(jī)開(kāi)/停狀態(tài);氯路切換及電動(dòng)球閥工作狀態(tài);空瓶信號(hào)檢測(cè)。
(2)主要控制功能。
加藥泵的控制;溶藥池相關(guān)設(shè)備的監(jiān)控;加氯系統(tǒng)的監(jiān)控;將加藥泵、加氯設(shè)備、藥池等的運(yùn)行狀態(tài)及相關(guān)的參數(shù)傳送至監(jiān)控計(jì)算機(jī);接受并執(zhí)行來(lái)自監(jiān)控計(jì)算機(jī)的正確指令和參數(shù)。
(3)加氯控制原理。
水廠工藝中,加氯包括前加氯和后加氯。前加氯一般采用原水流量配比加氯方式,而后加氯采用復(fù)合環(huán)加氯方式即根據(jù)出廠水余氯反饋控制方式。原水流量配比加氯方式控制原理為:加氯控制器根據(jù)原水流量的變化以及設(shè)定的投加率自動(dòng)調(diào)節(jié)加氯量。復(fù)合環(huán)加氯方式控制原理為:加氯控制器根據(jù)原水流量以及投氯后取樣水中余氯值和設(shè)定的余氯值,采用PID控制規(guī)則,輸出一個(gè)控制量來(lái)控制加氯機(jī)的投加裝置,形成一個(gè)閉環(huán)控制,使余氯值向設(shè)定值逼近,確保出廠水余氯指標(biāo)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
(4)加藥(礬)自動(dòng)控制原理。
在水廠自動(dòng)化中,加藥自動(dòng)控制是提高社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益最顯著的一項(xiàng)措施。這是一個(gè)長(zhǎng)延時(shí)、非線性時(shí)變、干擾因素多的復(fù)雜過(guò)程,在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)有一定難度,目前國(guó)內(nèi)許多水廠還處于憑經(jīng)驗(yàn)?zāi)繙y(cè)水質(zhì)、手工投加階段。一些水廠經(jīng)改造采用了自動(dòng)投加系統(tǒng),實(shí)際效果也不理想。引入先進(jìn)的控制理論來(lái)解決自動(dòng)投加問(wèn)題是目前國(guó)內(nèi)外水處理行業(yè)普遍關(guān)注的問(wèn)題。一般加礬自動(dòng)控制也可分為兩種方式:一種是開(kāi)環(huán)控制方式,另一種是多參數(shù)的閉環(huán)控制方式。通過(guò)PLC對(duì)游動(dòng)電位、加礬量、加礬濃度、濾后水濁度原水溫度等參數(shù)綜合累計(jì)、統(tǒng)計(jì)及分析,自動(dòng)調(diào)節(jié)加礬量并記憶各種優(yōu)化控制參數(shù),取得較好的效果。
2.3公共沖洗PLC3
濾池PLC站考慮用1臺(tái)公共沖洗PLC主站,外加12臺(tái)濾池的PLC子站組成1個(gè)二級(jí)控制系統(tǒng),主站與子站之間用FIPWAY網(wǎng)絡(luò)連接,主站與子站之間采用集中管理、分散控制方式,主站與子站從系統(tǒng)上互為后備,濾池的運(yùn)行與反沖程序編寫(xiě)在子站內(nèi),使系統(tǒng)更安全,同時(shí)分散的I/O又使濾池的控制系統(tǒng)電纜連線更為減少,使維護(hù)更加方便。
(1)公共沖洗PLC主站。
主要檢測(cè)參數(shù)：
反沖洗水泵開(kāi)停、故障、手/自動(dòng);反沖洗水泵電流;出口閥開(kāi)關(guān)狀態(tài)、故障狀態(tài)、手/自動(dòng);反沖洗鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)停、故障、手/自動(dòng);出口閥開(kāi)關(guān)、故障、手/自動(dòng);出口旁路閥開(kāi)關(guān)、故障、手/自動(dòng);反沖洗水流量。主要控制功能：
旁路閥控制,沖洗控制,保護(hù)設(shè)備停車控制,反沖洗水泵備用切換,鼓風(fēng)機(jī)備用切換。
①鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)/停、相關(guān)閥開(kāi)/關(guān)當(dāng)濾池PLC子站接到發(fā)出的反沖洗請(qǐng)求,鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)始工作,相關(guān)的閥門(mén)打開(kāi),反沖洗完成后,鼓風(fēng)機(jī)停止工作,相關(guān)的閥門(mén)關(guān)閉。
②水泵的開(kāi)/停、相關(guān)閥的開(kāi)/關(guān)當(dāng)濾池PLC子站接到發(fā)出的反沖洗請(qǐng)求,水泵開(kāi)始工作,相關(guān)的閥門(mén)打開(kāi),反沖洗完成后,水泵停止工作,相關(guān)的閥門(mén)關(guān)閉。
(2)各濾池PLC子站。
主要檢測(cè)參數(shù):
每個(gè)濾池的水位連續(xù)檢測(cè)及顯示、水頭損失檢測(cè)、渾水閥、清水閥、反沖洗閥、排污閥、反沖氣閥、排氣閥等設(shè)備工作狀態(tài),故障狀態(tài)的檢測(cè),手/自動(dòng)狀態(tài);清水閥閥門(mén)開(kāi)度、開(kāi)關(guān)限位、超開(kāi)/超關(guān)狀態(tài)報(bào)警。
主要控制功能:
①濾池的恒水位過(guò)濾控制PLC根據(jù)每個(gè)濾池的液位計(jì)(可設(shè)定高低限報(bào)警)給出的信號(hào),控制濾池出水閥門(mén)的開(kāi)度,以保證濾池的水位恒定。濾池PLC裝有恒水位控制軟件,恒水位控制軟件是根據(jù)每格濾池中的液位信號(hào)控制出水調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度,保證濾池中水位的恒定,其控制精度≤210cm，而且調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作穩(wěn)定。
②濾池的反沖洗控制對(duì)于反沖洗的控制采用三種反沖洗控制方式:過(guò)濾周期:根據(jù)工藝要求,設(shè)定濾池的最大過(guò)濾時(shí)間,在濾池開(kāi)始過(guò)濾時(shí),濾池PLC子站開(kāi)始計(jì)時(shí),并與設(shè)定值比較,當(dāng)兩者相等時(shí),濾池PLC向PLC子站發(fā)出反沖洗請(qǐng)求。
壓差值:在濾池PLC上設(shè)定濾池的最大阻塞壓差值,當(dāng)過(guò)濾時(shí)阻塞壓差傳感器連續(xù)測(cè)定濾料的阻塞壓差值,PLC將此值與設(shè)定值進(jìn)行比較,當(dāng)兩者相等時(shí),濾池PLC向PLC子站發(fā)出反沖洗請(qǐng)求。
強(qiáng)制方式:由工作人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要,在濾池控制器上進(jìn)行功能操作,強(qiáng)制濾池PLC向PLC子站發(fā)出請(qǐng)求。每格濾池定時(shí)沖洗法的沖洗時(shí)間和壓差沖洗法的最大阻塞壓差的設(shè)定均可通過(guò)XBT靈活設(shè)置。XBT操作配有密碼鎖定。濾池PLC顯示明確,操作維護(hù)簡(jiǎn)單,可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的全自動(dòng)控制。
2.4送水泵站PLC4
(1)主要檢測(cè)參數(shù).
變電所總電流、有功功率、電壓、分路電流、有功功率、總電路開(kāi)關(guān)、分路開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)、時(shí)間記錄;PH值、液位、濁度、流量、余氯;出廠水閥開(kāi)度、超開(kāi)/超關(guān)限位、報(bào)警、出廠水閥開(kāi)關(guān)限位。
(2)主要控制功能.
送水泵的控制;接受并執(zhí)行來(lái)自監(jiān)控計(jì)算機(jī)的正確指令和參數(shù)。
2.51#～2#沉淀池現(xiàn)場(chǎng)PLC站PLC5和PLC6
(1)主要檢測(cè)參數(shù).
沉淀池水位、SCD、沉淀后濁度、沉淀池分管進(jìn)水閥開(kāi)關(guān)位置限位、沉淀池分管進(jìn)水閥開(kāi)關(guān)狀態(tài)、沉淀池分管進(jìn)水閥手/自動(dòng)狀態(tài)、沉淀池分管進(jìn)水閥故障狀態(tài);排泥機(jī)運(yùn)行/停止?fàn)顟B(tài)、排泥機(jī)前進(jìn)/后退、排泥機(jī)手/自動(dòng)、排泥機(jī)故障、排泥閥開(kāi)關(guān)狀態(tài)、真空泵開(kāi)/停、排泥機(jī)行程頭尾極限限位、排泥機(jī)行程分段限位。
(2)主要控制功能.
根據(jù)生產(chǎn)需要啟用/停用沉淀池;根據(jù)污泥濃度開(kāi)關(guān)或時(shí)間周期進(jìn)行排泥控制。
3監(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
3.1簡(jiǎn)述
監(jiān)控計(jì)算機(jī)將在WindowsNT下使用InTouch作為監(jiān)控軟件。兩臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)將安裝完全相同的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。由于兩臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)均同時(shí)與以太網(wǎng)和FIPWAY網(wǎng)相連,因此它們可同時(shí)從PLC得到相同的信號(hào),但是向PLC發(fā)送命令及打印機(jī)的控制是互鎖的。
3.2主要功能
一、電工技師論文的作用及分類
電工技師(高級(jí)技師)論文是其在總結(jié)研究本職業(yè)(工種)領(lǐng)域中的有關(guān)技術(shù)或業(yè)務(wù)問(wèn)題時(shí)，表達(dá)其工作或研究過(guò)程及其成果的綜合實(shí)用性文章，是維修電工技師從事本職業(yè)(工種)的學(xué)識(shí)、技術(shù)能力的基本反映，是科學(xué)研究成果和工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的文字體現(xiàn)，也是個(gè)人勞動(dòng)成果、經(jīng)驗(yàn)和智慧的升華。技師專業(yè)論文是社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)的產(chǎn)物，是撰寫(xiě)者在長(zhǎng)期的社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，努力學(xué)習(xí)理論知識(shí)，不斷追求和探索所取得的研究成果的文字存在形式，撰寫(xiě)技師專業(yè)論文是培養(yǎng)人才、選拔人才和保證人才質(zhì)量的重要途徑之一。
按電類技師本身的內(nèi)容和性質(zhì)不同，一般電類技師論文分為：專題型、論辯型、綜述型和綜合型。按電類技師論文具體涉及內(nèi)容的主要有：維修電氣經(jīng)驗(yàn)總結(jié)類、技術(shù)革新類、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)類和四新技術(shù)推廣類。
二、電工技師論文撰寫(xiě)的要求
撰寫(xiě)電工技師專業(yè)論文，既是一個(gè)艱苦的思考、探究和再學(xué)習(xí)的過(guò)程，又是一種復(fù)雜的創(chuàng)造性勞動(dòng)，需要對(duì)工作實(shí)踐、技術(shù)革新和技術(shù)改造等做出客觀的評(píng)價(jià)。
1.注意論文的科學(xué)性。科學(xué)性是指電工技師專業(yè)論文的基本觀點(diǎn)和內(nèi)容能夠反映事物內(nèi)在的基本規(guī)律。電工技師專業(yè)論文的科學(xué)性來(lái)自對(duì)客觀事物周密而詳實(shí)的調(diào)查研究，掌握大量豐富而切合實(shí)際的材料，使之成為研究論述的基礎(chǔ)。
2.注意論文的翔實(shí)性。電工技師專業(yè)論文要求作者所提出的觀點(diǎn)、見(jiàn)解確實(shí)是屬于自己的。那么，要使自己的觀點(diǎn)能夠得到普遍的承認(rèn)，就一定要拿出有說(shuō)服力的論據(jù)來(lái)證明自己的觀點(diǎn)是正確的。這樣，就應(yīng)該在已掌握的大量材料中選擇具有典型性、代表性的關(guān)鍵證據(jù)來(lái)證明。
3.內(nèi)容正確、語(yǔ)言簡(jiǎn)明。撰寫(xiě)技師專業(yè)論文應(yīng)當(dāng)力求言簡(jiǎn)意賅，無(wú)多余的字句。對(duì)論文的內(nèi)容不要進(jìn)行藝術(shù)性渲染和夸張；切忌不適當(dāng)?shù)乜浯髠€(gè)人在技術(shù)革新和技術(shù)改造中的貢獻(xiàn)；更不能將技術(shù)問(wèn)題的爭(zhēng)論引入政治觀點(diǎn)。同時(shí)，在撰寫(xiě)技師論文時(shí)，要注意按照撰寫(xiě)格式進(jìn)行撰寫(xiě)，并熟練應(yīng)用。
三、電工技師畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的選題
論文的選題必須立足于總結(jié)工作成果與實(shí)踐緊密聯(lián)系上。在對(duì)已獲得的大量素材進(jìn)行分析、歸納和研究的基礎(chǔ)上，提出問(wèn)題，確定寫(xiě)作的基本方向。
1.論文的選題原則：準(zhǔn)確恰當(dāng)、提高創(chuàng)新和可行實(shí)用。
(1)準(zhǔn)確恰當(dāng)。論文的選題要提得準(zhǔn)確恰當(dāng)，面向?qū)嶋H，著眼于社會(huì)的需要，確實(shí)是生產(chǎn)實(shí)踐中亟需解決的問(wèn)題。選題一定要與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，與自己的工作領(lǐng)域相結(jié)合。
(2)提高創(chuàng)新。創(chuàng)新性原則是指選題要有新穎性、先進(jìn)性，有所發(fā)明，有所發(fā)現(xiàn)，以推動(dòng)本職業(yè)(工種)的發(fā)展。遵循這一原則，選題時(shí)必須注意選擇位居本職業(yè)(工種)較前沿的并具有普遍意義的課題；選擇填補(bǔ)空白的課題；選擇補(bǔ)充前人學(xué)說(shuō)的課題；選擇突破禁區(qū)的課題；選擇借他山之石可以攻玉的課題，即借用其他學(xué)科的新理論、新技術(shù)、新工藝和新材料，從新的角度進(jìn)行研究、驗(yàn)證或論證來(lái)解決本職業(yè)(工種)中的老問(wèn)題或疑難問(wèn)題的課題。
(3)可行實(shí)用?？尚袑?shí)用性原則是指要選擇有利于發(fā)揮個(gè)人的聰明才智，有完成的把握，同時(shí)也符合自己的志趣、適合個(gè)人能力的論題。
2.論文的選題方法
(1)選擇能發(fā)揮本人特長(zhǎng)的論題。申報(bào)電工技師(高級(jí)技師)的人員，都具有相當(dāng)長(zhǎng)的本職業(yè)(工種)專業(yè)工作的經(jīng)歷，在理論與實(shí)踐的結(jié)合上有自己的獨(dú)到之處和技術(shù)特長(zhǎng)；而預(yù)備技師在學(xué)校學(xué)習(xí)4～5年，理論知識(shí)特別是新技術(shù)的知識(shí)非常充實(shí)，但實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)欠缺。
(2)選擇具有突破性的論題。申報(bào)電工技師(高級(jí)技師)的人員長(zhǎng)期工作在第一線，對(duì)于生產(chǎn)實(shí)踐中出現(xiàn)的問(wèn)題最有發(fā)言權(quán)。如果敏銳地抓住問(wèn)題的關(guān)鍵處，加以研究，就能形成應(yīng)用性極強(qiáng)的專業(yè)論文。
(3)選擇具有普遍性的論題。所謂具有普遍性的論題是指在生產(chǎn)實(shí)踐中有廣泛的用武之地的課題。例如，用現(xiàn)代電氣技術(shù)改造機(jī)床的電氣控制問(wèn)題、變頻技術(shù)在中央空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用問(wèn)題及電梯的技術(shù)改造和維修技術(shù)問(wèn)題等。有些問(wèn)題看似簡(jiǎn)單，但實(shí)際上有很多需要進(jìn)一步研究總結(jié)的內(nèi)容，這些都屬于具有普遍意義的論題。
3.論文的推薦選題
(1)典型PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試。機(jī)械手的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試；組合機(jī)床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試；立體車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試；材料分揀裝置的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試。(2)典型低壓電氣柜的設(shè)計(jì)。兩臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)力控制電氣柜的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試；變頻調(diào)速控制柜的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試；總計(jì)量配電箱設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試。(3)供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。某通用機(jī)械廠供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試；某學(xué)校生活區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試。(4)電子技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)。三相正弦波變頻電源的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試；晶閘管串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試。(5)典型單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)?；趩纹瑱C(jī)和LCD的電子鐘的設(shè)計(jì)；數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作等。(6)機(jī)床電氣控制系統(tǒng)改造。Z3050型搖臂鉆床PLC改造；M1432A型萬(wàn)能外圓磨床PLC改造；T68型臥式鏜床PLC改造；B2012A型龍門(mén)刨床PLC、變頻器改造等。(7)樓宇自動(dòng)化技術(shù)及維修。電梯控制線路的安裝與維修；無(wú)塔供水系統(tǒng)控制線路的安裝與維修等。
總之，加強(qiáng)對(duì)電工技師畢業(yè)論文的指導(dǎo)，可使他們通過(guò)論文的寫(xiě)作，在以后的工作崗位上更好地發(fā)揮技術(shù)帶頭人的作用，為高層次實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科研成果轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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1、選題意義和背景。
可編程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC)具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、功能豐富等強(qiáng)大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為目前自動(dòng)化領(lǐng)域的主流控制系統(tǒng)。然而，從目前的應(yīng)用情況來(lái)看，PLC還大都只是承擔(dān)最基本的控制功能，如順序控制、數(shù)據(jù)采集和PID反饋控制。各個(gè)PLC廠家也在其產(chǎn)品中設(shè)計(jì)了PID模塊。雖然PID算法控制有很高的穩(wěn)定性，但對(duì)于一些復(fù)雜控制系統(tǒng)，PID控制很難滿足控制要求，這也使PLC的發(fā)展面臨著一種挑戰(zhàn)。隨著越來(lái)越多的PLC產(chǎn)品與IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)兼容，PLC控制系統(tǒng)越來(lái)越開(kāi)放，將先進(jìn)控制算法嵌入PLC常規(guī)控制系統(tǒng)成為可能。本課題從工業(yè)控制實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，對(duì)PLC的控制功能進(jìn)行深入的研究和探討，以提高和擴(kuò)展PLC控制器的應(yīng)用水平和應(yīng)用范圍。本課題：PLC先進(jìn)控制策略的研究與應(yīng)用，其目的是通過(guò)研究使一些先進(jìn)控制算法在PLC及組態(tài)系統(tǒng)上得以實(shí)現(xiàn)，并開(kāi)發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用程序，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證后最終應(yīng)用到工業(yè)過(guò)程控制中去。
在PLC組態(tài)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制算法，包括預(yù)測(cè)控制算法和模糊邏輯控制算法，形成具有人工智能的控制模塊及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能大大提高系統(tǒng)的控制水平，改善控制質(zhì)量。從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看，目前PLC生產(chǎn)商的一些產(chǎn)品具備先進(jìn)控制模塊，如模糊模塊。但它們的價(jià)格十分昂貴，且封閉性較強(qiáng)，不適合我國(guó)中小型企業(yè)的工業(yè)改造。因此開(kāi)發(fā)較為通用的先進(jìn)算法實(shí)現(xiàn)技術(shù)，對(duì)于我國(guó)中小型企業(yè)的工業(yè)改造具有很大的意義，既可降低生產(chǎn)成本，又可提高經(jīng)濟(jì)效益。
模糊控制與預(yù)測(cè)控制是智能控制中技術(shù)較為成熟的分支，因此，研制和開(kāi)發(fā)出適合工業(yè)環(huán)境的實(shí)時(shí)先進(jìn)控制開(kāi)發(fā)工具，實(shí)現(xiàn)模糊控制、預(yù)測(cè)控制嵌入PLC,與常規(guī)控制集成運(yùn)行，讓先進(jìn)控制從教授、專家手中走出來(lái)，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制的工程化、實(shí)用化、轉(zhuǎn)化為社會(huì)生產(chǎn)力，對(duì)縮短控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期，加快先進(jìn)控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用，提高我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化水平有著重大的意義。
2、論文綜述/研究基礎(chǔ)。
在過(guò)程工業(yè)界，從40年代開(kāi)始，采用PID控制規(guī)律的單輸入單輸出簡(jiǎn)單反饋控制回路己成為過(guò)程控制的核心系統(tǒng)。目前，PID控制仍廣泛應(yīng)用，即便是在大量采用DCS控制的最現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，這類回路仍占總回路80%-90%.這是因?yàn)镻ID控制算法是對(duì)人的簡(jiǎn)單而有效操作的總結(jié)和模仿，足以維護(hù)一般過(guò)程的平穩(wěn)操作與運(yùn)行，而且這類算法簡(jiǎn)單且應(yīng)用歷史悠久，工業(yè)界比較熟悉且容易接受。
然而，單回路PID控制并不能適用于所有的過(guò)程和不同的要求[4}0 50年代開(kāi)始，逐漸發(fā)展了串級(jí)、比值、前饋、均勻和Smith預(yù)估控制等復(fù)雜控制系統(tǒng)，即當(dāng)時(shí)的先進(jìn)控制系統(tǒng)，在很大程度上滿足了單變量控制系統(tǒng)的一些特殊的控制要求。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，仍有10%-20%的控制問(wèn)題采用上述控制策略無(wú)法奏效，所涉及的被控過(guò)程往往具有強(qiáng)藕合性、不確定性、非線性、信息不完全性和大純滯后等特性，并存在著苛刻的約束條件，更重要的是它們大多數(shù)是生產(chǎn)過(guò)程的核心部分，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率和成本等有關(guān)指標(biāo)。隨著過(guò)程工業(yè)日益走向大型化、連續(xù)化，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制的品質(zhì)提出了更高的要求，控制與經(jīng)濟(jì)效益的矛盾日趨尖銳，迫切需要一類合適的先進(jìn)控制策略。自50年代末發(fā)展起來(lái)的以狀態(tài)空間方法為主體的現(xiàn)代控制理論，為過(guò)程控制帶來(lái)了狀態(tài)反饋、輸出反饋、解疆控制、自適應(yīng)控制等一系列多變量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法}s}.上述多變量控制策略有其自身的不足之處，工業(yè)過(guò)程的復(fù)雜性使得建立其正確的數(shù)學(xué)模型比較困難。同時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展使得計(jì)算機(jī)控制在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用，強(qiáng)大的計(jì)算能力可以用來(lái)求解過(guò)去認(rèn)為是無(wú)法求解的問(wèn)題，這一切都孕育著過(guò)程控制領(lǐng)域的新突破。
整個(gè)80年代，出現(xiàn)了許多約束模型預(yù)測(cè)控制的工程化軟件包。通過(guò)在模型識(shí)別、優(yōu)化算法、控制結(jié)構(gòu)分析、參數(shù)整定和有關(guān)穩(wěn)定性和魯棒性研究等一系列工作，基于模型控制的理論體系己基本形成，并成為目前過(guò)程控制應(yīng)用最成功，也最有前途的先進(jìn)控制策略。近年來(lái)，人工智能技術(shù)有了長(zhǎng)足的長(zhǎng)進(jìn)并在許多科學(xué)與工程領(lǐng)域中取得了較廣泛的應(yīng)用。就過(guò)程控制而言，專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊系統(tǒng)是最有潛力的三種工具。專家系統(tǒng)可望在過(guò)程故障診斷、監(jiān)督控制、檢測(cè)儀表和控制回路有效性檢驗(yàn)中獲得成功應(yīng)用。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則可以為復(fù)雜的非線性過(guò)程的建模提供有效的方法，進(jìn)而可用于過(guò)程軟測(cè)量和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上。模糊系統(tǒng)不僅是行之有效的模糊控制理論基礎(chǔ)，而且有望成為表達(dá)確定性和不確定性兩類混合并提煉這些經(jīng)驗(yàn)使之成為知識(shí)進(jìn)而改進(jìn)以后的控制，也將是先進(jìn)控制的重要內(nèi)容。
由于先進(jìn)控制受控制算法的復(fù)雜性和計(jì)算機(jī)硬件兩方面因素的影響，早期的先進(jìn)控制算法通常是在PC機(jī)和UNIX機(jī)上實(shí)施的。隨著DCS功能的不斷增強(qiáng)，更多的先進(jìn)控制策略可以與基本控制回路一起在DCS控制站上實(shí)現(xiàn)。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)缀跛衅髽I(yè)都采用了DCS系統(tǒng)或其它智能化設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)實(shí)施先進(jìn)控制與優(yōu)化較大的提升了系統(tǒng)的性能?？梢哉f(shuō)，高性能控制系統(tǒng)，尤其是DCS系統(tǒng)的普及為先進(jìn)控制的應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的硬件和軟件平臺(tái)。國(guó)外從70年代末就開(kāi)始了先進(jìn)控制技術(shù)商品化軟件的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用，并在DCS的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制和優(yōu)化。如愛(ài)默生公司的DeltaV和Honeywell公司的TDC3000,其先進(jìn)控制軟件RMPGT和RPID等在現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用都集中在自己的DCS系統(tǒng)上。傳統(tǒng)的PLC由于不支持浮點(diǎn)運(yùn)算以及先進(jìn)控制所必須的精確的時(shí)間，因此，除了模糊邏輯控制外，其他的先進(jìn)控制并沒(méi)有在PLG平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。然而，在過(guò)程工業(yè)中大多系統(tǒng)使用先進(jìn)靈活的PLC控制系統(tǒng)，因此1996年Barnes提出了一種基于PC-PLC通訊的混合方式，通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與PLG的通訊，從而實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制。
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4、論文提綱。
第一章前言
1. I論文研究的目的和意義
1. 2論文研究的主要內(nèi)容及工作簡(jiǎn)述
1. 3國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述
I. 3. 1先進(jìn)控制的發(fā)展及現(xiàn)狀
1 .3 . 2 PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用
1.3 . 3 PLC基本控制方法
1. 3. 4 PLC模糊控制器
I. 3. 5 PLC預(yù)測(cè)控制算法
第二章SIMATIC S7-300 PLC及STEP7系統(tǒng)
2.1 SIMATIC 57-300 PLC系統(tǒng)
2.1.1 S7-300 PLC
2.1.2 S7-300 PLC控制系統(tǒng)
2.2 STEP7系統(tǒng)
2.2.1 STEP7功能及結(jié)構(gòu)
2.2.2組態(tài)環(huán)境及編程語(yǔ)言
2.2.3基本控制算法的實(shí)現(xiàn)二
第三章PLC模糊控制器的研究與實(shí)現(xiàn)
3.1模糊控制算法與系統(tǒng)
3.1.1模糊控制理論
3.1.2模糊控制系統(tǒng)
3.1.2.1模糊控制器的組成
3.1.2.2模糊控制算法
3.1.2.3模糊控制器的結(jié)構(gòu)
3.2 PLC模糊控制器設(shè)計(jì)
3.2.1 PLC模糊控制器結(jié)構(gòu)
3.2.2模糊控制器離線部分設(shè)計(jì)
3.2.2.1模糊控制器離線部分算法設(shè)計(jì)內(nèi)容
3.2.2.2基于MATLAB模糊邏輯工具箱的設(shè)計(jì)
3.2.3 STEP7實(shí)現(xiàn)模糊控制器設(shè)計(jì)
3.2.3.1模糊算法流程圖
3.2.3.2模糊算法的功能塊
3.2.4 PLC模糊控制器的仿真驗(yàn)證
3.2.4.1仿真系統(tǒng)的建立
3.2.4.2仿真結(jié)果驗(yàn)證
第四章PLC預(yù)測(cè)控制器的研究與實(shí)現(xiàn)
4.1廣義預(yù)測(cè)控制算法
4.1.1單值廣義預(yù)測(cè)控制
4.1.2單值廣義預(yù)測(cè)控制律計(jì)算
4.2 PLC單值廣義預(yù)測(cè)控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.2.1單值廣義預(yù)測(cè)算法的實(shí)現(xiàn)步驟
4.2.2單值廣義預(yù)測(cè)控制器的設(shè)計(jì)
4.3單值廣義預(yù)測(cè)控制器的仿真驗(yàn)證
4.3.1仿真模型的建立
4.3.2仿真結(jié)果分析比較
第五章基于PLC的空調(diào)性能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
5.1工藝流程與控制方案
5.1.1工藝過(guò)程簡(jiǎn)述
5.1.2控制要求
5.1.3控制方案設(shè)計(jì)
5.2控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及配置
5.3監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)
5.4 57-300 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
5.4.1硬件系統(tǒng)組態(tài)
5.4.2 PLC控制程序設(shè)計(jì)
5、論文的理論依據(jù)、研究方法、研究?jī)?nèi)容。
目前，PLC的應(yīng)用十分廣泛，涉及到過(guò)程控制的方方面面。但在控制策略上，它依然沿用傳統(tǒng)的PID控制。許多PLC開(kāi)發(fā)商把PID算法做成模塊，固化在PLC中。
但從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看，對(duì)于一些復(fù)雜的控制系統(tǒng)，PID很難滿足控制要求，這就需要把先進(jìn)的控制算法嵌入到PLC的設(shè)計(jì)中。本課題以此為主要研究?jī)?nèi)容。
工業(yè)過(guò)程的復(fù)雜性以及對(duì)于控制日益提高的要求，各種先進(jìn)控制算法越來(lái)越多地深入到控制領(lǐng)域，但由于PLC的編程目前還限于低級(jí)語(yǔ)言(如梯形圖)，所以，給在PLC上實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制算法帶來(lái)了困難。SIEMENS在PLC的編程系統(tǒng)STEP7中提供了比較豐富的功能模塊，因此，本課題首先是通過(guò)對(duì)控制算法的研究與改進(jìn)和對(duì)STEP?功能的開(kāi)發(fā)，使先進(jìn)控制策略在S7-300 PLC上得以較好的實(shí)現(xiàn)。本論文重點(diǎn)研究基于PLC的模糊控制器的實(shí)現(xiàn)，這一領(lǐng)域目前研究的比較多，因此在總結(jié)前人研究方法的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一個(gè)基于PLC的通用的模糊控制器，并使其固化在STEP7軟件中。此外，對(duì)于PLC預(yù)測(cè)控制雖已有一些研究，但都僅限于理論方面，尚未給出PLC上實(shí)現(xiàn)的實(shí)例。本課題也想在此方面有所創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)出基于PLC的預(yù)測(cè)控制實(shí)現(xiàn)技術(shù)。
本論文第一章簡(jiǎn)要介紹了課題的來(lái)源背景、主要內(nèi)容、目的意義以及國(guó)外相關(guān)工作的研究狀況等。
第二章介紹了SIMATIC S7-300 PLC的主要特點(diǎn)，系統(tǒng)組成及控制系統(tǒng)的配置與實(shí)現(xiàn)，同時(shí)介紹了STEP?軟件的功能及結(jié)構(gòu)，組態(tài)環(huán)境，以及一些基本算法的實(shí)現(xiàn)方法。
第三章重點(diǎn)闡述了模糊控制的基本理論、模糊控制算法、模糊控制器的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)方法。提出了基于PLC的模糊控制器的實(shí)現(xiàn)方法，即采用MATLAB離線設(shè)計(jì)，PLC在線查詢的方式。給出了STEP?實(shí)現(xiàn)模糊算法的流程圖及部分程序。
最后建立一個(gè)過(guò)程仿真系統(tǒng)，對(duì)PLC模糊控制器進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
第四章介紹了預(yù)測(cè)控制的基本理論，重點(diǎn)闡述了廣義預(yù)測(cè)控制算法，并結(jié)合PLC的特點(diǎn)，提出了基于PLC的單值廣義預(yù)測(cè)控制器的設(shè)計(jì)方法，給出了STEP7實(shí)現(xiàn)單值廣義預(yù)測(cè)算法的步驟與流程圖。最后建立一個(gè)二階大滯后的對(duì)象模型，構(gòu)成仿真控制系統(tǒng)，與PID控制進(jìn)行比較分析，驗(yàn)證PLC預(yù)測(cè)控制器的有效性。
第五章是作者在研究生期間參加的某空調(diào)性能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室基于PLC實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，從系統(tǒng)控制方案的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)配置和硬件構(gòu)成、監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面分別進(jìn)行了詳細(xì)的論述。
第六章結(jié)論與體會(huì)，總結(jié)自己在課題研究和項(xiàng)目研究的過(guò)程中的一些體會(huì)和心得，分析了工作中的不足，提出了以后工作的注意事項(xiàng)，改進(jìn)方法。
6、研究條件和可能存在的問(wèn)題。
I.盡快建立樣板工程，把己經(jīng)取得的研究成果應(yīng)用到工程實(shí)際過(guò)程中，通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題以便不斷改進(jìn)和提高。
2. PLC預(yù)測(cè)控制器目前只應(yīng)用了簡(jiǎn)單的單值廣義預(yù)測(cè)算法，有其自身的局限性，如控制精度不高。目前，應(yīng)用較為成熟的是MPC算法，因此可以把PLC-MPC控制器作為今后研究的一個(gè)重點(diǎn)。
3.對(duì)于PLC模糊控制器的改進(jìn)，主要是在算法上，為了提高控制效果，單純的模糊算法是不足的，改進(jìn)型模糊算法如模糊PID可以改善控制器性能，因此可以開(kāi)發(fā)PLC模糊PID控制器。
4.進(jìn)一步挖掘STEP?軟件的功能，開(kāi)發(fā)過(guò)程對(duì)象仿真模塊，給出基于PLC建立仿真系統(tǒng)的方法和步驟，為工業(yè)實(shí)阮應(yīng)用縮短調(diào)試時(shí)間，保證系統(tǒng)的可靠性。
7、預(yù)期的結(jié)果。
1.通過(guò)對(duì)先進(jìn)控制各種算法的分析比較，對(duì)先進(jìn)控制理論有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，從中學(xué)到了不少解決問(wèn)題的方法，理解了傳統(tǒng)控制方法與先進(jìn)控制方法的區(qū)別。
2.基于PLC實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制與基于PC實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制相比較，最重要的一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于PLC實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制不需要通訊協(xié)議，而基于PC實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行之前必須正確的配置PC與PLC之間的通訊協(xié)議，因此可以降低系統(tǒng)得開(kāi)發(fā)時(shí)間。其次，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，在下位機(jī)上完成先進(jìn)控制算法比在上位機(jī)完成更具有實(shí)時(shí)性。在可靠性方面，由于基于PC實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制，現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)和信號(hào)要經(jīng)過(guò)通訊傳給上位機(jī)，這難免會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)的丟失和信號(hào)的誤差，從而使系統(tǒng)的控制精度下降，而基于PLC實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制避免了這類現(xiàn)象的發(fā)生。
3.西門(mén)子57-300 PLC功能強(qiáng)、處理速度快、模塊化結(jié)構(gòu)易于擴(kuò)展，被廣泛的應(yīng)用于自動(dòng)化控制系統(tǒng)中;其相應(yīng)開(kāi)發(fā)軟件STEP7采用模塊化編程方法，提供多種編程語(yǔ)言，豐富的功能模塊，能實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的功能和算法。因此二者結(jié)合 起來(lái)，為先進(jìn)控制的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)提供了很好的軟硬件平臺(tái)。
4. PLC模糊控制器采用MTALAB離線設(shè)計(jì)和PLC在線查表的方法，把復(fù)雜的模糊推理過(guò)程交給計(jì)算機(jī)離線完成，得到模糊控制量查詢表供PLC在線調(diào)用。此方法將復(fù)雜瑣碎的模糊控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工作變得簡(jiǎn)單明了，大大縮短了開(kāi)發(fā)周期，同時(shí)也提高的PLC控制的實(shí)時(shí)性，是目前被廣泛采用且效果良好的PLC模糊控制器的設(shè)計(jì)方法。
5. PLC單值廣義預(yù)測(cè)控制器采用簡(jiǎn)單實(shí)用的單值廣義預(yù)測(cè)控制算法，它需要調(diào)整參數(shù)少、在線計(jì)算時(shí)間短，可適用于PLC類控制采樣周期較短的快速動(dòng)態(tài)過(guò)程系統(tǒng)。仿真結(jié)果表明：PLC單值廣義預(yù)測(cè)控制器保持了預(yù)測(cè)控制的性能，控制效果較PID控制有很大改善，同時(shí)具有計(jì)算量小，響應(yīng)迅速的優(yōu)點(diǎn)。
8、論文寫(xiě)作進(jìn)度安排。
20XX.05-20XX.06 開(kāi)論文會(huì)議
20XX.06-20XX.07 確定論文題目
20XX.07-20XX.02 提交開(kāi)題報(bào)告初稿
1 前言
安鋼高線水處理系統(tǒng)采用了工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，利用組態(tài)王、PROFIBUS總線和PLC技術(shù)完成水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控控制。論文參考，現(xiàn)場(chǎng)總線以太網(wǎng)。在完善提高基礎(chǔ)自動(dòng)控制同時(shí)，將各系統(tǒng)的設(shè)備監(jiān)測(cè)信號(hào)及生產(chǎn)數(shù)據(jù)連接起來(lái)，對(duì)壓力波動(dòng)、溫度變化和液位等現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和分析處理，實(shí)現(xiàn)集過(guò)程控制與生產(chǎn)管理于一體的現(xiàn)代化高效管理。論文參考，現(xiàn)場(chǎng)總線以太網(wǎng)。
2 水處理工藝流程
高線水處理系統(tǒng)大體分為凈循環(huán)水系統(tǒng)、濁循環(huán)水系統(tǒng)、軟水系統(tǒng)、事故水系統(tǒng)以及給排水系統(tǒng)。水處理系統(tǒng)的工藝流程：冷卻水由凈循環(huán)供水泵組、濁循環(huán)供水泵組加壓后送至各用水點(diǎn)，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)冷卻設(shè)備后水溫升高到約50℃并含有大量污油、鐵鱗、污泥等，經(jīng)過(guò)沖氧化鐵皮供水泵組將水經(jīng)沖渣溝至旋流池，在旋流池內(nèi)沉淀、由平流池供水泵組加壓后送至平流沉淀池、經(jīng)過(guò)二次去油、去渣，由過(guò)濾器后送至冷卻塔、冷卻后溫度低于35℃。流回濁循環(huán)水池，再由凈循環(huán)、濁循環(huán)泵組加壓后送用水點(diǎn)循環(huán)使用。
3 水處理PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
根據(jù)水處理系統(tǒng)規(guī)模，系統(tǒng)主要有上位監(jiān)控機(jī)、SIMENSS7-300可編程控制器、DX220無(wú)紙記錄儀、prfibus-DP總線通訊設(shè)備、ethernet通訊設(shè)備等。論文參考，現(xiàn)場(chǎng)總線以太網(wǎng)。論文參考，現(xiàn)場(chǎng)總線以太網(wǎng)。
基礎(chǔ)自動(dòng)控制系統(tǒng)采用SIMENS S7-300 CPU 318-2（6SE7 318-2AJ00-0AB0）可編程序控制器，二個(gè)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(xiàn)場(chǎng)配有9臺(tái)ET200M，PLC和工控機(jī)之間通過(guò)PROFIBUS-DP總線進(jìn)行通訊。過(guò)程量采集使用兩臺(tái)DX220無(wú)紙記錄儀，與工控機(jī)之間通過(guò)ethernet通訊。上位機(jī)采用DELL GX－240（P4 1.7G/256M/80G）主機(jī)，構(gòu)成一套完整的控制與監(jiān)控配置方案。
水處理控制系統(tǒng)通過(guò)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(xiàn)場(chǎng)總線控制，同遠(yuǎn)程ET200站構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)，結(jié)合組態(tài)王操作畫(huà)面，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制；通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)與DX220無(wú)紙記錄儀的通訊，實(shí)現(xiàn)組態(tài)王過(guò)程參數(shù)畫(huà)面監(jiān)控，進(jìn)而達(dá)到了現(xiàn)場(chǎng)工藝生產(chǎn)要求。
控制系統(tǒng)采用就地手動(dòng)、上位機(jī)點(diǎn)操和集中自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)三種控制方法相組合，現(xiàn)場(chǎng)采用33塊6ES7321-1BL00-0AA0輸入模板，輸入點(diǎn)數(shù)998點(diǎn)，輸出采用22塊6ES7322-1BH00-0AA0輸出模板，輸出點(diǎn)數(shù)503點(diǎn)，有關(guān)硬件組態(tài)及模塊安裝位置見(jiàn)附圖1，主要用于操作方式的選擇、水泵運(yùn)行、壓力、水位、電動(dòng)蝶閥限位、水泵起停、電動(dòng)蝶閥開(kāi)閉，備用泵自投以及指示燈顯示和遠(yuǎn)程畫(huà)面等。兩臺(tái)DX220無(wú)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(shù)，用于畫(huà)面的報(bào)警與顯示。
圖1 系統(tǒng)構(gòu)成示意圖
4 水處理控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
水處理控制系統(tǒng)軟件按照工藝過(guò)程和控制設(shè)計(jì)，編程軟件采用西門(mén)子STEP7編程軟件，其最大的特點(diǎn)是采用了塊結(jié)構(gòu)的方式。對(duì)于許多工藝控制條件相同的設(shè)備，只編制一個(gè)功能塊(FBs)，在組織塊中通過(guò)調(diào)用賦予不同數(shù)據(jù)塊的功能塊，來(lái)控制相對(duì)應(yīng)的同類設(shè)備，在程序的調(diào)試和修改中，只需修改FB，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)同類所有設(shè)備控制的修改。
5 實(shí)時(shí)監(jiān)控
上位機(jī)軟件采用Windows2000操作系統(tǒng)，組態(tài)平臺(tái)為工控組態(tài)軟件KingView6.0。上位機(jī)實(shí)現(xiàn)的功能為：數(shù)字顯示水處理系統(tǒng)中的液位、管道壓力、進(jìn)出水流量實(shí)時(shí)值與累積值、水溫度。論文參考，現(xiàn)場(chǎng)總線以太網(wǎng)。按照水處理自動(dòng)化的要求，對(duì)一些實(shí)時(shí)參數(shù)以及歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總記錄，生成各類組態(tài)王報(bào)表，或者將數(shù)據(jù)輸出到SQL數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行記錄。各設(shè)備的運(yùn)行、故障等狀態(tài)顯示，各設(shè)備的啟動(dòng)、停止操作，并進(jìn)行操作記錄，以便查詢；出現(xiàn)每個(gè)設(shè)備故障時(shí)發(fā)出聲音報(bào)警并記錄故障情況（故障時(shí)刻、故障類型等），方便進(jìn)行事故分析。論文參考，現(xiàn)場(chǎng)總線以太網(wǎng)。重要參數(shù)、報(bào)警、故障都可以報(bào)表打印。
6 結(jié)語(yǔ)
該系統(tǒng)自投入運(yùn)行以來(lái)，穩(wěn)定可靠，在線修改和調(diào)試方便，給操作人員和維護(hù)人員帶來(lái)很大方便，在高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、降低能耗和安全環(huán)保等方面發(fā)揮了很大作用，進(jìn)一步推動(dòng)了水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
[1]廖常初主編，PLC編程及應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社，2002。
[2]鄭晟、鞏建平、張學(xué)主編，現(xiàn)代可編程控制器原理與應(yīng)用，科學(xué)出版社，1999。
一、中壓電力線路的結(jié)構(gòu)與特征
中壓電網(wǎng)構(gòu)成相對(duì)簡(jiǎn)單。與低壓線路相比，它能夠克服距離長(zhǎng)短的限制，噪音較低，然而，供電系統(tǒng)僅適合于幾十赫茲低頻信號(hào)傳輸，如果進(jìn)行高頻信號(hào)傳輸，附加寬帶PLC的使用，就會(huì)產(chǎn)生一系列影響信號(hào)傳輸質(zhì)量的不良因素，如：通信串?dāng)_、信號(hào)泄漏、信號(hào)的干擾等，解決這些問(wèn)題的唯一方法就是發(fā)明更加高端、更為先進(jìn)的PLC接入設(shè)備與調(diào)制方式。其中寬帶PLC中壓耦合接入設(shè)備成為重點(diǎn)探究的對(duì)象，經(jīng)研究其符合我國(guó)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與特征。我國(guó)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)圖如下所示：
從上圖可看出：我國(guó)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)包括：高、中、低三個(gè)層次級(jí)別，變壓器將各個(gè)等級(jí)層次連接起來(lái)，這無(wú)疑成為了高載頻數(shù)據(jù)通信的一大障礙，所以，要想解除變壓器的限制，就要通過(guò)分級(jí)接入的方式來(lái)處理PLC寬帶鏈接，也就是要根據(jù)各個(gè)電壓級(jí)別層次來(lái)對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)出適應(yīng)性的接入設(shè)備。如圖展示，只有在中低壓中間設(shè)置合適的接入設(shè)備，才能確保遠(yuǎn)距離通訊的實(shí)現(xiàn)。
二、中壓寬帶PLC系統(tǒng)接入方式
這一系統(tǒng)接入涵蓋PLC 以及同其他寬帶通信網(wǎng)絡(luò)（互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商）之間的接口， 傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)與這一接口鏈接起來(lái)得到相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，其中包括傳輸信號(hào)于中壓線路的設(shè)備接口，這些傳輸?shù)男盘?hào)需要途經(jīng)MV-PLC主調(diào)制設(shè)備以及MV耦合裝置這兩項(xiàng)設(shè)備。
MV-PLC主調(diào)制設(shè)備是對(duì)中壓與低壓連接處的接口進(jìn)行調(diào)節(jié)，主要作用為將中壓線中所附帶的寬帶PLC數(shù)據(jù)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換與調(diào)制，直接目標(biāo)為低壓線路，終極目的為網(wǎng)絡(luò)用戶。下面就第一個(gè)中壓PLC實(shí)驗(yàn)線路展開(kāi)測(cè)試，把這一測(cè)試當(dāng)作理論探究的依據(jù)。
三、中壓線路信道測(cè)試與分析
（一）測(cè)試的目的與結(jié)果分析
目的：研究出更先進(jìn)的設(shè)計(jì)依據(jù)以及技術(shù)儲(chǔ)備為寬帶PLC逐步發(fā)展到中壓線路打下基礎(chǔ)，為全程中壓線路長(zhǎng)距離接入做好技術(shù)與信息資源上的準(zhǔn)備。
（二）測(cè)試結(jié)果分析
1.阻抗特性分析
經(jīng)過(guò)實(shí)踐的操作運(yùn)行得出：中壓10kv配電線路的阻抗性能會(huì)受到測(cè)量方位、時(shí)間以及頻率等的影響，會(huì)隨著它們?nèi)プ兓?，變化幅度由?shù)十到上百的量，通過(guò)高頻信號(hào)發(fā)生器所出現(xiàn)的正弦電壓信號(hào)，設(shè)定1MHZ-30MHZ的頻率范圍，在500KHZ的頻率間查看阻抗變化。通過(guò)采集V1、V2來(lái)對(duì)應(yīng)計(jì)算出線路的阻抗值。下圖為測(cè)試整理后得出的中壓線路輸入阻抗變化圖：
2.噪聲特征分析
經(jīng)過(guò)實(shí)踐測(cè)試得出：中壓線路的有色背景噪聲大概在―60dBV/hz―80dBV/hz，同低壓線路的平均噪音對(duì)比起來(lái)，大約多出10 dBV/hz。而且其窄帶擾亂性噪音則更高。而且測(cè)試發(fā)現(xiàn)：中壓線路中各個(gè)測(cè)試點(diǎn)有色背景噪聲的PSD數(shù)值間沒(méi)有很大差別，其窄帶干擾也發(fā)生在小于25MHZ的范圍內(nèi)。由此可見(jiàn)，展開(kāi)對(duì)線路上噪聲頻域以及進(jìn)行時(shí)等方面的分析是十分必要的。
3.衰減性分析
與低壓線路相比，中壓線路更容易發(fā)生衰減現(xiàn)象，而且相對(duì)嚴(yán)重。大概每100米衰減8―11db，但是，在1.7千米線路范圍內(nèi)也能夠順利進(jìn)行通信。當(dāng)將調(diào)制解調(diào)器的功率放大時(shí)，在各個(gè)測(cè)試長(zhǎng)度中都能夠達(dá)到信息傳輸與通信通話等目的，實(shí)現(xiàn)了通訊水平的提高。各個(gè)測(cè)試點(diǎn)距離下的測(cè)試內(nèi)容與數(shù)據(jù)如下圖：
四、總結(jié)
為了提高通信質(zhì)量與水平就要促進(jìn)寬帶PLC系統(tǒng)向著中壓電力線路前進(jìn)，經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)驗(yàn)與測(cè)試來(lái)提供大量寶貴的信息數(shù)據(jù)資源，并且在阻抗性、衰減性等加以發(fā)展與更新。
參考文獻(xiàn)：
[1]丁道齊把握世界通信發(fā)展趨勢(shì)確立電力通信發(fā)展戰(zhàn)略[期刊論文]-電力系統(tǒng)自動(dòng)化 1999（07）
1 概述
數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，近年來(lái)，國(guó)家大力發(fā)展數(shù)控技術(shù)，數(shù)控技術(shù)在機(jī)床上得到廣泛應(yīng)用，鐵路輪對(duì)的日常維修加工目前廣泛采用數(shù)控不落輪鏇床來(lái)完成，在不拆卸機(jī)車車輛輪對(duì)的情況下進(jìn)行鏇輪踏面加工,加工誤差小，因此車輪的鏇修效率得到大大提高，節(jié)約了維修成本和鏇修時(shí)間。
2 不落輪鏇床數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.1 硬件結(jié)構(gòu)：
不落輪鏇床數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)由數(shù)控單元NCU561.4及SIMODRIVE611D驅(qū)動(dòng)模塊； OP010C(MMC103和PCU50服務(wù)器)和MCP操作控制單元；S7-300PLC 模塊；4個(gè)1FK7三相數(shù)字伺服電動(dòng)機(jī)，micromaster440變頻器，三相異步驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)等部件組成，系統(tǒng)的各個(gè)部件通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS聯(lián)接。連接結(jié)構(gòu)如圖1：
圖1：鏇床硬件結(jié)構(gòu)聯(lián)系圖
2.2 軟件結(jié)構(gòu)
SINUMERIK 840D軟件包括Windows xp 操作系統(tǒng)，NC 軟件和HMI軟件，PLC軟件。
2.2.1WindowsXP操作系統(tǒng):
系統(tǒng)安裝在PCU上，實(shí)際相當(dāng)于單獨(dú)的計(jì)算機(jī)，NC 軟件和HMI 軟件安裝在Windows NT操作系統(tǒng)上使用。
2.2.2 NC 軟件:
SINUMERIK 840D通過(guò)特殊處理， NC軟件與PCU計(jì)算機(jī)WindowsXP 操作系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)運(yùn)行。從而使得操作PCU即可實(shí)時(shí)控制NCU程序，實(shí)現(xiàn)同步控制的功能。論文格式。主要用于切削輪對(duì)程序控制，其主要功能有：
控制機(jī)床各部件靈活協(xié)調(diào)工作
監(jiān)測(cè)群組模式下各通道的狀態(tài)
x,z坐標(biāo)方向動(dòng)態(tài)控制
可編寫(xiě)快速響應(yīng)程序
可編寫(xiě)各部件同步動(dòng)作程序
選擇優(yōu)化地址和時(shí)間
各種曲線插補(bǔ)方法
電子齒能
刀具，螺紋間隙，象限補(bǔ)償功能
測(cè)量功能
高級(jí)編程語(yǔ)言的編譯功能
2.2.3 HMI advanced軟件
鏇床采用HMI advanced軟件進(jìn)行操作，他是運(yùn)行在Windows NT系統(tǒng)下的應(yīng)用程序，為用戶提供了友好的操作界面，用于編程控制。如圖示：
圖2：HMI advanced啟動(dòng)后界面
通過(guò)操作HMI advanced軟件，可以實(shí)現(xiàn)鏇床以下功能
編寫(xiě)輪對(duì)廓型加工程序
執(zhí)行部件程序
手動(dòng)控制操作鏇床
讀寫(xiě)程序數(shù)據(jù)
編輯程序數(shù)據(jù)
顯示處理故障
設(shè)定鏇床參數(shù)
建立與PLC,NC等控制系統(tǒng)通信
2.3.4 PLC軟件
PLC用戶程序通過(guò)安裝在PCU上的STEP 7軟件進(jìn)行監(jiān)控和操作，也可以使用專門(mén)的程序編程器來(lái)進(jìn)行編程，PLC程序主要用于控制鏇床驅(qū)動(dòng)輪，軸箱支撐，液壓系統(tǒng)等部件動(dòng)作的自動(dòng)控制。
3 不落輪鏇床數(shù)字控制程序
3.1 不落輪鏇床加工程序：
加工要求按照鐵路輪對(duì)踏面廓型進(jìn)行切削加工，車輛輪對(duì)通過(guò)軸箱定位，利用4個(gè)驅(qū)動(dòng)輪對(duì)驅(qū)動(dòng)輪對(duì)主軸旋轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸線方向刀具走向，加工出符合國(guó)家TB的標(biāo)準(zhǔn)廓型。鏇床主驅(qū)動(dòng)輪采用PLC控制變頻器，實(shí)現(xiàn)4個(gè)主驅(qū)動(dòng)輪的調(diào)節(jié)。控制過(guò)程如圖1：NCU是機(jī)床控制中心，包括PLC和NC兩部分，通過(guò)PROFIBUS 與PLC ET200擴(kuò)展模塊和變頻器進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，通過(guò)MPI與NCU聯(lián)接通訊，手操盤(pán)和測(cè)量探頭直接聯(lián)接在NC上。
鏇床加工過(guò)程中，NC按照編寫(xiě)的數(shù)控加工程序執(zhí)行指令，所有裝載，測(cè)量，切削，卸載均采用NC程序自動(dòng)執(zhí)行操作，加工流程如圖3示。
圖3 ：鏇輪加工流程
車輪加工工藝：
3.2 閉環(huán)控制原理
不落輪鏇床刀具進(jìn)給控制和驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)速度控制采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，使用用增量式光電編碼器檢測(cè)裝置，該裝置安裝在伺復(fù)電動(dòng)機(jī)上，用來(lái)檢測(cè)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)角，推算出工作臺(tái)的實(shí)際位移量，編碼器發(fā)出正弦/余弦模擬電平1Vpp (2048脈沖)的反饋信號(hào)，信號(hào)反饋到NCU裝置的比較器中，與程序指令值進(jìn)行比較，用差值進(jìn)行控制，如圖所示：此系統(tǒng)控制精度可以達(dá)到0.1mm.可以滿足鏇床切削加工的需要，此外該系統(tǒng)穩(wěn)定性能良好，測(cè)試維修比較容易。論文格式。
圖5：閉環(huán)控制原理
影響閉環(huán)控制加工系統(tǒng)精度的因素：
a 電機(jī)絲桿每轉(zhuǎn)編碼器采集到的信號(hào)數(shù)量，數(shù)量越多，精度越高。
b.安裝調(diào)試編碼器檢測(cè)裝置的工藝，
c.The multiplication of the encoder signals 編碼器信號(hào)
d.電流和速度控制器取樣時(shí)間，取樣時(shí)間越短，精度越高。論文格式。
4 結(jié)束語(yǔ)
機(jī)床數(shù)字控制技術(shù)是國(guó)際先進(jìn)機(jī)床生產(chǎn)技術(shù)，也是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基石。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床工業(yè)與世界數(shù)控機(jī)床工廠不斷深入合作，研制出各種高精度，高技術(shù)含量的數(shù)控機(jī)床設(shè)備，數(shù)控機(jī)床制造業(yè)得到蓬勃發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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2. Hegenscheidt. Operation Manual for the U2000Underfloor Wheel Lathe.
摘要隨著電子技術(shù)的發(fā)展，相敏軌道電路接收信號(hào)處理裝置已逐步實(shí)現(xiàn)電子化，以電子接收器代替以前的機(jī)械式二元二位繼電器，徹底解決了原繼電器接點(diǎn)卡阻、抗電氣化干擾能力不強(qiáng)、返還系數(shù)低等問(wèn)題。目前廣泛使用的微電子接收器都是使用單片機(jī)來(lái)處理信息，對(duì)輸入信號(hào)采用升壓方式進(jìn)行采樣處理，雖提高了信號(hào)強(qiáng)度，但是不利于防止輸入高壓損壞接收器；且每個(gè)接收器僅采用單一信號(hào)處理通道進(jìn)行信號(hào)分析處理，并由其輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)軌道繼電器動(dòng)作，接收器的安全性、可靠性和抗干擾能力有待提高；另外，現(xiàn)有接收器故障后相關(guān)電氣參數(shù)不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；前述不足以影響到軌道電路的整體可靠性和可用性。因此，本文提出了一種基于DSP的新型微電子接收器，以提高微電子接收器的可用性、可靠性及安全性。
關(guān)鍵詞電子技術(shù)；25Hz軌道電路；接收器
1系統(tǒng)原理
1.1接收器冗余結(jié)構(gòu)
圖1新型微電子接收器（0.5+0.5方案）的冗余結(jié)構(gòu)圖
接收器的冗余結(jié)構(gòu)圖，每臺(tái)接收器同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)軌道區(qū)段（區(qū)段A和區(qū)段B）的軌道電路信號(hào)和局部電源信號(hào)的處理，相鄰兩個(gè)軌道區(qū)段可共用兩臺(tái)接收器，這兩臺(tái)接收器中的任一正常工作，均可正常處理這兩個(gè)軌道區(qū)段信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)這兩個(gè)軌道區(qū)段的后級(jí)軌道繼電器動(dòng)作。如圖1所示，相對(duì)于目前的接收器冗余方案，新型微電子接收器的冗余方案可使每個(gè)軌道區(qū)段節(jié)省一個(gè)接收器，從而降低建設(shè)成本。在接收器冗余結(jié)構(gòu)圖中，當(dāng)接收器1和接收器2中的某一個(gè)發(fā)生故障時(shí)，若另一個(gè)接收器能夠正常工作即可確保軌道區(qū)段信號(hào)的正常處理；同時(shí)可以通過(guò)接收器的自檢功能發(fā)出報(bào)警，提醒維護(hù)人員及時(shí)更換故障接收器，從而提高軌道電路的整體可用性。
1.2接收器二取二原理
接收器系統(tǒng)內(nèi)部采用獨(dú)立的雙套硬件和雙套軟件，實(shí)現(xiàn)一路信號(hào)，兩路處理，最終通過(guò)安全與門(mén)判決，輸出判決結(jié)果。當(dāng)無(wú)論是接收器哪一套硬件或軟件出現(xiàn)問(wèn)題，兩路處理結(jié)果不一致時(shí)，系統(tǒng)輸出判決都是導(dǎo)向安全的結(jié)果。且僅當(dāng)兩路信號(hào)處理的結(jié)果完全一致時(shí)，安全與門(mén)輸出相同結(jié)果。
2系統(tǒng)構(gòu)成
如圖2所示，新型接收器核心處理部分采用雙DSP芯片構(gòu)成二取二安全結(jié)構(gòu)。主從DSP同時(shí)處理軌道電路信號(hào)和局部電源信號(hào)，分別輸出判決信號(hào)；將主從DSP的判決結(jié)果進(jìn)行與運(yùn)算，如果主從DSP的判決信號(hào)不一致，接收器輸出信號(hào)將保持軌道繼電器處在落下?tīng)顟B(tài)；只有當(dāng)主從DSP的判決信號(hào)一致且滿足軌道區(qū)段空閑條件時(shí)，接收器才會(huì)輸出驅(qū)動(dòng)軌道繼電器吸起的信號(hào)，顯示軌道區(qū)段處于空閑狀態(tài)；主從DSP任一故障，接收器均不能輸出驅(qū)動(dòng)軌道繼電器吸起的信號(hào)，從而提高接收器安全性。
新型接收器電路模塊包括：局部輸入隔離電路、軌道輸入防雷電路、輸入信號(hào)采集電路、數(shù)據(jù)處理電路（DSP芯片）、安全與門(mén)電路、輸出控制電路、電源電路、通信電路和顯示與告警電路。
輸入隔離：采用電流互感器將軌道信號(hào)和局部信號(hào)與后級(jí)信號(hào)處理模塊進(jìn)行電磁隔離，隔離變壓器采用降壓方式，當(dāng)輸入的信號(hào)出現(xiàn)大的沖擊或干擾時(shí)，通過(guò)變壓器進(jìn)行衰減，加載在后級(jí)信號(hào)處理電路上的信號(hào)將被衰減，對(duì)后級(jí)信號(hào)處理電路起到防護(hù)作用。
軌道輸入防雷電路：采取大功率雙向瞬態(tài)防雷管，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入雷電和浪涌的防護(hù)。
輸入采集電路：將輸入交流信號(hào)的負(fù)半周信號(hào)抬高到零電平以上，滿足后級(jí)單電源工作運(yùn)放的輸入要求，單電源工作可減小器件功耗。
數(shù)據(jù)處理電路：把輸入的25Hz軌道和局部模擬信號(hào)通過(guò)芯片自帶的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析處理，測(cè)出軌道輸入的25Hz信號(hào)幅值及軌道信號(hào)與局部信號(hào)的相位差，在主處理器采集從處理器的輸出信號(hào)和后級(jí)輸出控制電路的輸出信號(hào)并經(jīng)其判斷接收器正常后，再由主處理器控制顯示告警電路，并由主處理器將相關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)接收器的通訊電路送監(jiān)測(cè)分機(jī)。
安全與門(mén)電路：比較主從DSP輸出信號(hào)，經(jīng)安全與門(mén)判決二者一致方能向后級(jí)輸出控制電路送出有效信號(hào)。
輸出控制電路：采用開(kāi)關(guān)電源方式輸出驅(qū)動(dòng)軌道繼電器的直流電壓信號(hào)。
通信電路：采用總線方式，向集中監(jiān)測(cè)分機(jī)傳送25Hz相敏軌道電路接收器采集到的軌道交流電壓值、相位角和接收器的工作狀態(tài)等信息。
顯示與告警電路：顯示接收器自身工作狀態(tài)及接收器所處理軌道區(qū)段的占用與空閑狀態(tài)，顯示接收器DC24V工作電源及局部電源的正常或故障狀態(tài)。
3結(jié)束語(yǔ)
新型接收器將實(shí)現(xiàn)接收器工作狀態(tài)和軌道電路電氣參數(shù)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，提高運(yùn)營(yíng)維護(hù)效率，降低維護(hù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)，根據(jù)新型25Hz相敏軌道電路接收器的功能和特點(diǎn)，可減少現(xiàn)有接收器和軌道架的數(shù)量，大量地減少室內(nèi)配線，初步分析可節(jié)約建設(shè)成本約20%。
微電子畢業(yè)論文范文模板(二)：微電子控制機(jī)電設(shè)備在工業(yè)中的具體應(yīng)用論文
摘要：在科學(xué)技術(shù)快速進(jìn)步的背景下，工業(yè)自動(dòng)化水平取得了比較明顯的提升，在機(jī)械制造方面表現(xiàn)的更加明顯，基于各種因素的影響，微電子技術(shù)得到了相對(duì)廣泛的應(yīng)用?；诖?，本文詳細(xì)分析了微電子控制機(jī)電設(shè)備在工業(yè)中的應(yīng)用，希望能夠?yàn)閷?shí)際提供良好的借鑒意義，以供參考。
關(guān)鍵詞：微電子；機(jī)電設(shè)備；工業(yè)；應(yīng)用探討
信息技術(shù)的發(fā)展以及先進(jìn)電子設(shè)備的產(chǎn)生催生了機(jī)電一體化時(shí)代的到來(lái)，所謂的機(jī)電一體化技術(shù)是把電工電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)、微電子技術(shù)、接口技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)等一系列技術(shù)結(jié)合，再綜合應(yīng)用于實(shí)際的綜合技術(shù)，現(xiàn)代化自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備可以說(shuō)為機(jī)電一體化的設(shè)備。微型計(jì)算機(jī)在機(jī)電一體化系統(tǒng)的作用能夠總結(jié)成如下三點(diǎn)：第一，直接控制機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程；第二，機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)期間加強(qiáng)各物理參數(shù)的自動(dòng)測(cè)試，進(jìn)行測(cè)試結(jié)果的顯示記錄，在計(jì)算、存儲(chǔ)、分析判定并處理測(cè)量參數(shù)或指標(biāo)；第三，進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程的管理與監(jiān)督。機(jī)電一體化系統(tǒng)里微電子控制機(jī)電設(shè)備怎樣進(jìn)行適宜計(jì)算機(jī)選擇，怎樣設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)，怎樣組織軟件開(kāi)發(fā)，怎樣對(duì)現(xiàn)有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等進(jìn)行維護(hù)與使用是相當(dāng)關(guān)鍵的，也是值得探索的
課題。
1微電子控制機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的組成和原理
在某微電子控制機(jī)電系統(tǒng)當(dāng)中，主要是由PLC、管路壓力變送器、變頻器等多種設(shè)備組成的。在控制系統(tǒng)當(dāng)中，管路壓力變送器主要是檢測(cè)控制輔助沖量、管路水壓、蒸發(fā)量等三個(gè)變量，接著將數(shù)據(jù)信號(hào)向PLC當(dāng)中傳送，并且通過(guò)PLC進(jìn)行分析和計(jì)算，將信號(hào)發(fā)送信號(hào)控制器，通過(guò)信號(hào)控制器來(lái)控制水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的過(guò)程中需要與實(shí)際情況合理的進(jìn)行結(jié)合，并且對(duì)變頻器的輸出頻率進(jìn)行確認(rèn)，輸出頻率在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中具有非常重要的意義，和系統(tǒng)的控制息息相關(guān)，在確定系統(tǒng)輸出頻率是需要綜合性的分析和考慮用水量以及揚(yáng)程參數(shù)等。在整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中控制流程的用水量變化，主要是通過(guò)壓力變送器向PLC傳送的通過(guò)PLC進(jìn)行分析和計(jì)算，可以有效的調(diào)節(jié)循環(huán)泵的頻率，合理的分配能源，讓工作的效率提高，起到節(jié)約資源的作用。
2微電子控制機(jī)電設(shè)備在工業(yè)中的具體應(yīng)用
1）可編程序控制器（PLC）的應(yīng)用。從PLC的角度進(jìn)行分析，其主要優(yōu)勢(shì)在于具有很強(qiáng)的控制能力，而且穩(wěn)定性較高，機(jī)身體積相對(duì)較小，可以有效的和其他的配件進(jìn)行組合。在工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，因?yàn)闄C(jī)電設(shè)備往往會(huì)占據(jù)一定的面積，如果想讓其廠房中的占比較高，就一定要注意讓廠房的空余面積加大，盡量讓控制器的數(shù)量減少，讓機(jī)電設(shè)備的數(shù)量增多，與此同時(shí)還需要注意PLC的節(jié)能性較高相比，其他的控制系統(tǒng)可以節(jié)約資源，讓工業(yè)生產(chǎn)的成本支出降低，讓企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益增加，由于PLC設(shè)備可以有效的和其他設(shè)備之間進(jìn)行組合，可以靈活方便的在廠房當(dāng)中進(jìn)行布設(shè)，讓一機(jī)多用。可以實(shí)現(xiàn)讓廠房的設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)一步得到簡(jiǎn)化，對(duì)設(shè)備維護(hù)中耗費(fèi)的人力物力進(jìn)行控制，減少人力輸出，可以將人力有效的分配到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，讓生產(chǎn)資料的利用效率提高。PLC的另一大優(yōu)勢(shì)在于可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線和生產(chǎn)設(shè)備之間
進(jìn)行連接，有效的監(jiān)控工業(yè)生產(chǎn)，可以動(dòng)態(tài)化的監(jiān)控生產(chǎn)的全過(guò)程，確保在生產(chǎn)過(guò)程中，第一時(shí)間解決生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的故障，避免由于機(jī)械故障而導(dǎo)致生產(chǎn)進(jìn)度停滯，讓設(shè)備的維護(hù)開(kāi)支得到控制，PLC的計(jì)算速度很快，可以輕松的對(duì)生產(chǎn)時(shí)的任何變動(dòng)進(jìn)行管理和控制，有效的防止由于設(shè)備變化控制器無(wú)法及時(shí)應(yīng)對(duì)而產(chǎn)生的問(wèn)題，PLC還可以進(jìn)行相關(guān)的升級(jí)，伴隨當(dāng)前經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，就算生產(chǎn)線當(dāng)中的產(chǎn)品產(chǎn)生了變動(dòng)，只需要正確的調(diào)整，控制程序也可以符合新產(chǎn)品生產(chǎn)的具體需求。
相比于其他編程操作，PLC控制器在編程的過(guò)程中較為方便，員工通過(guò)短時(shí)間的訓(xùn)練就可以熟練的掌握編程的技巧，在實(shí)際操作的過(guò)程中工作步驟相對(duì)較為簡(jiǎn)單，可以很容易的掌握設(shè)備的維修安裝以及操作，由于PLC自帶程序編輯器只需要工作人員了解梯形語(yǔ)言，就可以對(duì)其進(jìn)行熟練的掌握。對(duì)控制器的工作語(yǔ)言進(jìn)行了解，當(dāng)出現(xiàn)故障的時(shí)候可以及時(shí)的調(diào)整和處理控制器。
2）變頻器調(diào)速器的作用。變頻器工作狀態(tài)分作自動(dòng)與手動(dòng)兩類，手動(dòng)工作狀態(tài)即在PLC結(jié)束工作后展開(kāi)的人工操作行為，經(jīng)電位器調(diào)節(jié)能對(duì)變頻器輸出頻率進(jìn)行給定。自動(dòng)工作狀態(tài)實(shí)質(zhì)是PLC輸出信號(hào)為變頻器輸出頻率展開(kāi)控制。和傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥控制方式相比，PLC控制可節(jié)電，更好進(jìn)行水泵磨損控制，在延長(zhǎng)設(shè)備壽命與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)化水平提升中發(fā)揮了重要作用。
第一，和傳統(tǒng)正弦波控制技術(shù)相比，因變頻器用到了電壓空間矢量控制技術(shù)，先進(jìn)性和獨(dú)特性在性能上得到充分凸顯，同時(shí)因其特有的低速轉(zhuǎn)矩大、運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng)、諧波成分小等特征，這對(duì)我國(guó)電網(wǎng)而言輸出電壓自動(dòng)調(diào)整功能能充分進(jìn)行優(yōu)勢(shì)發(fā)揮。第二，變頻器具備外部端子、鍵盤(pán)電位器與多功能段子等一系列操作方式，功能完善，可輸入多種模擬信號(hào)（如電流、電壓、頻率等效范圍檢測(cè)，轉(zhuǎn)速追蹤等）；并且變頻器可實(shí)現(xiàn)擺頻運(yùn)行與程序運(yùn)行等一系列模式。第三，因變頻器全系列元件應(yīng)用的是西門(mén)子產(chǎn)品，有極強(qiáng)的保護(hù)性能，可靠穩(wěn)定，能很好的避免過(guò)流、短路、過(guò)壓等問(wèn)題，確保本機(jī)能正常運(yùn)行。并且變頻器有良好的絕緣耐壓性，產(chǎn)品質(zhì)量好，設(shè)定簡(jiǎn)單等使得其有更強(qiáng)的適用性。
3）電路發(fā)揮的作用。在安裝PLC和變頻器的時(shí)候，保證電路的穩(wěn)定是保障工作的必要。電路在安裝過(guò)程中，應(yīng)該采取邊安裝邊測(cè)電的方式，這樣更能使電流穩(wěn)定，這同樣屬于工作期間需引起重視的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在電路安裝完畢之后，不要急著通電，應(yīng)該先再次檢查電路是否安裝正確，查看是否有少安裝或者多安裝的情況。另外，測(cè)量一下接觸元器件的連接點(diǎn)，這樣可以發(fā)現(xiàn)一些接觸不良的地方，若有漏電情況應(yīng)該及時(shí)對(duì)此進(jìn)行維修。電路在工業(yè)中也是起到了很大的作用，在安裝電路的時(shí)候，一定要小心謹(jǐn)慎，綜合考慮多方面因素，不要遺漏一些小問(wèn)題，有時(shí)一些小問(wèn)題也可能出大錯(cuò)，保證電路的穩(wěn)定才能更好地協(xié)調(diào)其他設(shè)備的安裝穩(wěn)定。應(yīng)認(rèn)真復(fù)查電路，查看電路有無(wú)正確安裝，或存在設(shè)備多安裝或少安裝的現(xiàn)象，同時(shí)應(yīng)認(rèn)真檢測(cè)每個(gè)接觸元器件連接點(diǎn)，明確有無(wú)接觸不良或短路現(xiàn)象，若發(fā)生漏電務(wù)必要及時(shí)維修與處理。電路調(diào)試的具體流程總結(jié)如下：
中圖分類號(hào)：G712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1006-5962（2013）02-0027-02
高職機(jī)電一體化專業(yè)課程設(shè)置的培養(yǎng)目標(biāo)是：面向工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，電氣控制系統(tǒng)制造公司、機(jī)電設(shè)備制造公司、機(jī)電設(shè)備、電氣設(shè)備、工控設(shè)備制造公司或公司、科技開(kāi)發(fā)公司，培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需要，全面發(fā)展，適應(yīng)本專業(yè)相對(duì)應(yīng)職業(yè)崗位的高等技術(shù)應(yīng)用性專門(mén)人才，主要崗位群定位是自動(dòng)化設(shè)備安裝員、自動(dòng)化設(shè)備調(diào)試員、中高級(jí)維修電工等，本專業(yè)有五個(gè)主干學(xué)科：電氣工程、電子工程、機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、控制科學(xué)與工程，都是為了崗位需要設(shè)置的專業(yè)知識(shí)。其中《自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》作為一門(mén)核心專業(yè)課在第四學(xué)期進(jìn)行了貫穿和綜合。
1自動(dòng)化生產(chǎn)線的課程設(shè)置
機(jī)電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)能力有：識(shí)圖繪圖能力、機(jī)電安裝調(diào)試維修能力、電控系統(tǒng)調(diào)試檢修能力、自動(dòng)線調(diào)試維護(hù)能力、機(jī)電設(shè)備管理能力及機(jī)電產(chǎn)品營(yíng)銷能力等。《自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》前序課程有PLC技術(shù)、傳感器技術(shù)、電機(jī)與控制，后序課程有機(jī)床維修等。在我們所要實(shí)現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)中知識(shí)目標(biāo)涉及到：機(jī)械手工作原理、握機(jī)械手控制原理、機(jī)械手氣動(dòng)原理、熟悉安全操作規(guī)程；能力目標(biāo)有：對(duì)已安裝的機(jī)械手機(jī)械部件進(jìn)行測(cè)量；對(duì)機(jī)械手的氣路進(jìn)行基本調(diào)試；根據(jù)故障現(xiàn)象判斷故障部位；檢查分析、找到故障點(diǎn)并分析解決故障；遵守安全操作規(guī)程；素質(zhì)目標(biāo)有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)穆殬I(yè)態(tài)度、規(guī)范的操作習(xí)慣、創(chuàng)新精神、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神、自主學(xué)習(xí)精神及溝通能力。
此核心課程以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)開(kāi)展課程教學(xué)，提升學(xué)生的職業(yè)能力，以具體自動(dòng)化生產(chǎn)線為載體，融合認(rèn)知、安裝、調(diào)試和檢測(cè)等內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做、評(píng)一體化教學(xué)，突出課程的職業(yè)性、實(shí)踐性和開(kāi)放性。以學(xué)生為主體，采取多樣化教學(xué)方法。以自動(dòng)化設(shè)備改造為工作過(guò)程，涉及電路圖分析、電氣圖設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、設(shè)備組裝、設(shè)備運(yùn)行調(diào)試、設(shè)備檢測(cè)、設(shè)備維護(hù)等行動(dòng)領(lǐng)域，設(shè)置六個(gè)學(xué)習(xí)情境：零配件拆裝、傳感器檢測(cè)、氣路檢測(cè)、異步電機(jī)檢測(cè)、步進(jìn)電機(jī)檢測(cè)、整體檢測(cè)調(diào)試，分成20個(gè)任務(wù)。
項(xiàng)目一：供料站的安裝，有機(jī)械拆裝、氣路拆裝、電器拆裝三個(gè)任務(wù)；項(xiàng)目二：加工站的安裝，設(shè)計(jì)任務(wù)有加工站組裝、光電傳感器檢測(cè)、限位傳感器檢測(cè)三個(gè)任務(wù)；項(xiàng)目三：裝配站的安裝，設(shè)計(jì)任務(wù)有裝配站組裝、電磁閥檢測(cè)、氣缸檢測(cè)三個(gè)任務(wù)；項(xiàng)目四 ：分揀站的安裝，設(shè)計(jì)任務(wù)有分揀站組裝、傳送帶的檢測(cè)、異步電機(jī)的檢測(cè)、變頻器的檢測(cè)四個(gè)任務(wù)；項(xiàng)目五：輸送站的安裝，設(shè)計(jì)任務(wù)有輸送站組裝、光纖傳感器檢測(cè)、機(jī)械手檢測(cè)、步進(jìn)電機(jī)的檢測(cè)、溜板檢測(cè)四個(gè)任務(wù)；項(xiàng)目六：整體運(yùn)行調(diào)試，有PLC控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、程序編寫(xiě)、綜合調(diào)試三個(gè)任務(wù)。
2自動(dòng)化生產(chǎn)線的教學(xué)方法與評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)
2.1教學(xué)方法。
（1）講授法：講解項(xiàng)目任務(wù)，傳授項(xiàng)目任務(wù)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，針對(duì)學(xué)生實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)的不足進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的說(shuō)明。
（2）現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法：在符合生產(chǎn)要求的工作環(huán)境中進(jìn)行操作技能和維修應(yīng)用能力實(shí)踐，提高職業(yè)氛圍，在工作過(guò)程中提升學(xué)生的職業(yè)道德、職業(yè)素養(yǎng)和崗位適應(yīng)能力。
（3）任務(wù)驅(qū)動(dòng)法：將教學(xué)過(guò)程融入項(xiàng)目任務(wù)中，讓學(xué)生自主討論分析實(shí)施，學(xué)生在工作過(guò)程中得到知識(shí)。
（4）小組討論法：學(xué)生每六～八人為一個(gè)小組，小組討論分析，討論解決，分工協(xié)作完成項(xiàng)目任務(wù)。
六步教學(xué)實(shí)施：明確任務(wù)、討論分析、制定方案、檢測(cè)故障、檢驗(yàn)效果、總結(jié)分析。老師交代目標(biāo)，注意觀察和記錄小組對(duì)現(xiàn)象分析情況，解答學(xué)生提出的問(wèn)題，對(duì)跟主題分析偏離太遠(yuǎn)的小組予以引導(dǎo)，讓學(xué)生自行摸索，在后期對(duì)學(xué)生可能會(huì)引起事故或損壞設(shè)備和工具的異常操作給予糾正，最后老師組織小組進(jìn)行故障排除工作匯報(bào)，互評(píng)，并對(duì)每組進(jìn)行考核評(píng)價(jià)，再引導(dǎo)學(xué)生自行總結(jié)。
2.2評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)。
課程采用過(guò)程考核與期終考核相結(jié)合、企業(yè)考核與校內(nèi)項(xiàng)目考核相結(jié)合、教師考核與學(xué)生考核相結(jié)合的多元化考核方式，利于理論聯(lián)系實(shí)際，有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)新和思考，更督促他們到實(shí)際中去發(fā)現(xiàn)和改進(jìn)，去尋找合適自己的項(xiàng)目和課題。
課程考核為：校內(nèi)項(xiàng)目，企業(yè)，綜合實(shí)訓(xùn)三大類。當(dāng)堂課的考核有：教師考核、小組互評(píng)、小組自評(píng)；教師考核內(nèi)容為五項(xiàng)：任務(wù)分析情況，實(shí)施方案制定，任務(wù)完成質(zhì)量、分工協(xié)作精神、故障檢測(cè)手段、安全操作規(guī)范、小組總結(jié)。
和很多專業(yè)課一樣，多種教學(xué)方法和全面的評(píng)價(jià)方案，有效保證了教學(xué)效果。
3相關(guān)課教學(xué)
3.1電機(jī)與電氣控制的教學(xué)。
本課程以發(fā)電機(jī)為主題，以工作任務(wù)為導(dǎo)向，以工廠實(shí)用型電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試與維護(hù)情景教學(xué)為主線貫穿全課程，用實(shí)物進(jìn)行直觀性教學(xué)，使學(xué)生感性認(rèn)識(shí)強(qiáng)，理性認(rèn)識(shí)夠。
典型的教學(xué)任務(wù)有三相異步電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)、三相異步電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)動(dòng)控制、三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、三相異步電動(dòng)機(jī)延時(shí)啟動(dòng)控制（或三相異步電動(dòng)機(jī)Y-降壓?jiǎn)?dòng)）、機(jī)械手控制等。
課程特色是學(xué)生充分利用所學(xué)知識(shí)、網(wǎng)絡(luò)資源、閑瑕時(shí)間作為期三個(gè)月的“繼電控制課程設(shè)計(jì)”。任務(wù)書(shū)要求能夠根據(jù)功能要求選擇個(gè)元器件的類型及其型號(hào)；了解個(gè)元器件的工作原理和使用方法；把各元器件連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)本課程設(shè)計(jì)的要求。設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求：兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)都存在重載啟動(dòng)的可能，任何一級(jí)傳送帶停止工作時(shí)，其他傳送帶都必須停止工作，控制線路有必要的保護(hù)環(huán)節(jié)，有故障報(bào)警裝置。課程設(shè)計(jì)書(shū)要有課題介紹、題目、摘要、總體方案設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)目的、控制要求、設(shè)計(jì)要求、 硬件選型、主電路原理圖的設(shè)計(jì)、 控制電路原理圖的設(shè)計(jì)、重載保護(hù)電路設(shè)計(jì)、欠壓保護(hù)電路設(shè)計(jì)、總結(jié)。
3.2PLC教學(xué)。
PLC是可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller）的簡(jiǎn)稱，早期是一種開(kāi)關(guān)邏輯控制裝置，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，其控制核心采用微處理器，功能有了極大擴(kuò)展，除了最廣泛的取代傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制的開(kāi)關(guān)量邏輯控制外，還有過(guò)程控制，數(shù)據(jù)處理，通信聯(lián)網(wǎng)與顯示打印，PLC接口采用光電隔離，實(shí)現(xiàn)了PLC的內(nèi)部電路與外部電路的電氣隔離，減小了電磁干擾。
PLC有5種編程語(yǔ)言：
（1）順序功能圖（SFC）。
順序功能圖常用來(lái)編制順序控制類程序，包含步、動(dòng)作、轉(zhuǎn)換三個(gè)要素。順序功能編程法是將一個(gè)復(fù)雜的控制過(guò)程分解為小的工作狀態(tài)，這些狀態(tài)按順序連接組合成整體的控制程序。
（2）梯形圖（LD）。
梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式，是在常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化了符號(hào)演變而來(lái)的，形象、直觀、實(shí)用，電氣技術(shù)人員容易接受，要求用帶CRT屏幕顯示的圖形編程器才能輸入圖形符號(hào)，是目前用得最多的一種PLC編程語(yǔ)言。
（3）功能塊圖（FBD）。
功能圖編程語(yǔ)言是用邏輯功能符號(hào)組成的功能塊來(lái)表達(dá)命令的圖形語(yǔ)言，與數(shù)字電路中的邏輯圖一樣，極易表現(xiàn)條件與結(jié)果之間的邏輯功能。
（4）指令表（IL）。
采用經(jīng)濟(jì)便攜的編程器將程序輸入到可編程控制器就用指令表，使用的指令語(yǔ)句類似微機(jī)中的匯編語(yǔ)言。指令表程序較難閱讀，其中的邏輯關(guān)系很難一眼看出，所以在設(shè)計(jì)時(shí)一般使用梯形圖語(yǔ)言。如果使用手持式編程器，必須將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表后再寫(xiě)入PLC，在用戶程序存儲(chǔ)器中，指令按步序號(hào)順序排列。
（5）結(jié)構(gòu)文本（ST）是文字語(yǔ)言。
編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)是PLC教學(xué)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，中間加以不同的應(yīng)用實(shí)例：順序控制電路、常閉觸點(diǎn)輸入信號(hào)的處理，使用多個(gè)定時(shí)器接力定時(shí)的時(shí)序控制電路、三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路、鉆床刀架運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，LED數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)，還經(jīng)常根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖。
增加的學(xué)習(xí)情境還常有如下任務(wù)：洗手間的沖水清洗控制、進(jìn)庫(kù)物品的統(tǒng)計(jì)、競(jìng)賽搶答器裝置設(shè)計(jì)、彩燈或噴泉PLC控制；尋找數(shù)組最大值并求和運(yùn)算、電熱水爐溫度控制等。
3.3單片機(jī)。
單片微型計(jì)算機(jī)就是將CPU、RAM、ROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。用于示波器、報(bào)警系統(tǒng)、移動(dòng)電話、彩電等日常方面，在智能儀器儀表、工業(yè)控制、家用電器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域、醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域、工商，金融，科研、教育，國(guó)防航空航天等領(lǐng)域也都有廣泛應(yīng)用。
數(shù)據(jù)大都在單片機(jī)內(nèi)部傳送，運(yùn)行速度快，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，微型單片化集成了如看門(mén)狗、AD/DA等更多的其它資源。教學(xué)內(nèi)容以80C51為核心講授單片機(jī)的的引腳、存儲(chǔ)器組織結(jié)構(gòu)、典型語(yǔ)句，以實(shí)例應(yīng)用為線索：?jiǎn)螣羰芸亻W爍、P1口外接8只LED發(fā)光二極管模擬彩燈、單片機(jī)做加、減、乘、除運(yùn)算等項(xiàng)目。各子任務(wù)都作硬件電路及工作原理分析、主程序流程圖設(shè)計(jì)、源程序的編輯、編譯、下載、單片機(jī)的I/O接口分配及連接。
教學(xué)采用ISP-4單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板，可以完成大量的單片機(jī)學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)習(xí)單片機(jī)有極大的幫助。該板采用在線可編程的AT89S51單片機(jī)，有程序下載功能，可將編輯、編譯、調(diào)試好的單片機(jī)代碼下載到AT89S51單片機(jī)中。
3.4變頻器技術(shù)及應(yīng)用。
變頻技術(shù)讓學(xué)生熟練掌握各種電力電子器件的工作原理、主要參數(shù)、驅(qū)動(dòng)電路與保護(hù)技術(shù)；掌握交-直-交變頻器、交-交變頻器、諧振型變頻的工作原理和應(yīng)用范圍；掌握脈寬調(diào)制控制、矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等先進(jìn)技術(shù)；了解變頻器與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)組成變頻調(diào)速系統(tǒng)、變頻器與雙饋電機(jī)組成調(diào)速系統(tǒng)、變頻器與同步電動(dòng)機(jī)組成變頻調(diào)速系統(tǒng)，掌握電力電子電機(jī)系統(tǒng)的組成、工作原理、控制方法、運(yùn)行特性等，是強(qiáng)電應(yīng)用和現(xiàn)代技術(shù)推廣的有力體現(xiàn)。
3.5傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)。
傳感器技術(shù)代替人的感觀，在各種環(huán)境下應(yīng)用，檢測(cè)技術(shù)是一套有效的反應(yīng)體系，包括信息的獲得、測(cè)量方法、信號(hào)的變換、處理和顯示、誤差的分析以及干擾的抑制、可靠性問(wèn)題等。因此掌握常用傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)、性能，并能正確選用，了解傳感器的基本概念和自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的組成，對(duì)常用檢測(cè)系統(tǒng)有相應(yīng)的分析與維護(hù)能力。對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中主要工藝參數(shù)的測(cè)量能提出合理的檢測(cè)方案，能正確選用傳感器及測(cè)量轉(zhuǎn)換電路組成實(shí)用檢測(cè)系統(tǒng)的初步能力。
教學(xué)過(guò)程進(jìn)行小論文制作，讓學(xué)生提高計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平，使學(xué)生從文字處理水平提高到辦公處理水平。對(duì)分節(jié)、目錄、文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)作嚴(yán)格要求。題目如數(shù)字顯示電子稱、基于霍爾傳感器的轉(zhuǎn)速表、單片機(jī)電子秤研究、光纖測(cè)溫儀、煙霧報(bào)警器、小車尋跡設(shè)計(jì)、電熨斗自動(dòng)恒溫系統(tǒng)、電渦流探傷、電感測(cè)厚儀等。
4畢業(yè)論文指導(dǎo)分析
畢業(yè)論文專業(yè)聯(lián)系實(shí)際，通常小型自動(dòng)化系統(tǒng)以單片機(jī)為主，大型自動(dòng)化生產(chǎn)線以PLC為主，系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)力離不開(kāi)電機(jī)，觀察離不開(kāi)傳感器，調(diào)速可用變頻器，綜合所學(xué)，學(xué)生的論文涉及廣泛，有效教學(xué)可對(duì)應(yīng)從如下方面?zhèn)戎刂笇?dǎo)。
4.1立意選題。
根據(jù)實(shí)際和研究方向做好側(cè)重和體現(xiàn)，如“觸摸屏控制的堿液配置系統(tǒng)”和“兩種液體混合裝置的PLC控制系統(tǒng)”的系統(tǒng)性和方向性，“車庫(kù)自動(dòng)門(mén)的PLC自動(dòng)控制”和“測(cè)速雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)”的檢測(cè)指標(biāo)要求等。
4.2材料整合。
在任務(wù)要求明確的基礎(chǔ)上，首先確定相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，對(duì)應(yīng)查找并列出論文結(jié)構(gòu)，一份畢業(yè)論文至少含有三到五門(mén)課的內(nèi)容，對(duì)應(yīng)于研究方向進(jìn)行相應(yīng)編排和取舍。
4.3技術(shù)處理。
所搜集圖片的背景往往有水印，要去掉，圖片按要求進(jìn)行不同方向的剪切。圖表里的文字應(yīng)是五號(hào)或小五，注意表格標(biāo)題要單獨(dú)標(biāo)出等等格式要求。流程圖、梯形圖的設(shè)計(jì)與表現(xiàn)。
多種教學(xué)方法和理論聯(lián)系實(shí)際教出具有學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的學(xué)生，系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用創(chuàng)造練就出具有競(jìng)爭(zhēng)力的學(xué)生，專業(yè)課的有效教學(xué)和畢業(yè)論文的順利設(shè)計(jì)將顯示本專業(yè)沉甸甸的含金量。
參考文獻(xiàn)
[1]呂景全.《自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》，中國(guó)鐵道出版社，2010年7月
[2]馬玉春.《電機(jī)與電氣控制》，北京交通大學(xué)出版社，2011年1月
1 前言
萊鋼三座120噸轉(zhuǎn)爐煙氣凈化及煤氣回收采用干法除塵技術(shù)，干法除塵系統(tǒng)的設(shè)備在布置上基本分兩部分：蒸發(fā)冷卻器在轉(zhuǎn)爐跨內(nèi)，靜電除塵器、風(fēng)機(jī)、液壓站、放散煙囪和煤氣冷卻器分布在廠房外。其中的每個(gè)設(shè)備都非常重要，哪個(gè)設(shè)備出現(xiàn)了問(wèn)題都將影響整個(gè)系統(tǒng)的進(jìn)行，而這些設(shè)備的維修需要一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，因此原有的控制系統(tǒng)已不能適應(yīng)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)的快速節(jié)奏和環(huán)保要求，為此我們通過(guò)研究，對(duì)其自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)于三座轉(zhuǎn)爐公用的斗式提升機(jī)和刮板輸送機(jī)，增加一套備用細(xì)灰運(yùn)輸系統(tǒng)，蒸發(fā)冷卻器部分增加一旁通管路，當(dāng)主管上的水調(diào)節(jié)閥和切斷閥出現(xiàn)故障時(shí)切換到主管，從而不影響煙氣的冷卻，新上一套4#靜電除塵器系統(tǒng)，哪個(gè)爐子的靜電除塵器出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)可以切換到4#靜電除塵器，新上一套備用風(fēng)機(jī)系統(tǒng)和4#風(fēng)機(jī)切換站系統(tǒng)，哪個(gè)爐子的風(fēng)機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)可以切換到備用風(fēng)機(jī)系統(tǒng)或4#風(fēng)機(jī)切換站系統(tǒng)，從而不會(huì)影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
2 工藝流程簡(jiǎn)述
轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中，氧氣與碳反應(yīng)生成具有高含量一氧化碳的尾氣。由于與工藝相關(guān)的原因，加熱期間的煙道氣流量、煙道氣成分和溫度是不同的。在高熱的轉(zhuǎn)爐煙道氣可被有效使用之前，必須對(duì)它進(jìn)行冷卻和除塵。離開(kāi)轉(zhuǎn)爐的主煙道氣在余熱鍋爐中得到降溫，出口可得到約為850℃的煙道氣平均出口溫度。水被直接噴入要被冷卻的煙道氣流中。應(yīng)將噴水速率選擇為能確保被轉(zhuǎn)爐熱煙道氣完全汽化，同時(shí)借助于雙介質(zhì)噴嘴實(shí)現(xiàn)水的霧化。除了冷卻轉(zhuǎn)爐煙道氣之外，由于煙道氣速度減速和用水滴濕潤(rùn)粉塵的緣故，出現(xiàn)集塵。被收集的粉塵量取決于轉(zhuǎn)爐工藝及在吹氧階段添加石灰的速率和時(shí)間。從蒸發(fā)冷卻器出來(lái)的200℃左右的煙道氣進(jìn)入靜電除塵器。靜電除塵器包括并排布置的集電電極和呈缺口的條狀電極狀的放電電極。在靜電場(chǎng)的作用下，氣體離子向地遷移，導(dǎo)致電流流動(dòng)。這些負(fù)氣體離子的一些依附在粉塵上，從而使它們依附在集電電極上。然后通過(guò)規(guī)定的間隔時(shí)間通過(guò)振打使粉塵沉積下來(lái)。為了防止粉塵沉積或濕度引起電飛弧，對(duì)靜電場(chǎng)的絕緣子要進(jìn)行加熱。利用可調(diào)速的軸流風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)煙道氣的吸入控制，并根據(jù)氣體分析儀檢測(cè)的CO濃度來(lái)控制切換站將煤氣送至煙囪或煤氣柜，實(shí)現(xiàn)放散或回收的快速切換。論文參考，改進(jìn)。圖1簡(jiǎn)單的表示了干法除塵的工藝流程圖
圖1 干法除塵工藝流程圖
3自動(dòng)控制系統(tǒng)功能
3.1系統(tǒng)的控制功能和特點(diǎn)
整個(gè)干法除塵自動(dòng)控制系統(tǒng)的一級(jí)自動(dòng)化（基礎(chǔ)自動(dòng)化）采用SIMATIC S7－400PLC系統(tǒng)作為系統(tǒng)的中心，系統(tǒng)軟件選擇SIMATIC WINCC6.2和STEP7 5.4作為監(jiān)控軟件和編程軟件，與轉(zhuǎn)爐本體、余熱鍋爐等自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)通訊，組成以太網(wǎng)光纖環(huán)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)PLC與上位機(jī)之間的信號(hào)的傳輸、報(bào)警和數(shù)據(jù)采集等。根據(jù)干法除塵設(shè)備分散的特點(diǎn)，PLC按設(shè)備分布區(qū)域劃分為主站和從站，從站為主PLC的遠(yuǎn)程擴(kuò)展單元，主站放置在干法除塵電磁站內(nèi)，控制蒸發(fā)冷卻器及相應(yīng)的排灰等的蒸發(fā)冷卻器從站放置在主控樓的PLC室內(nèi)，采用SIMATIC S7－300PLC系統(tǒng)，通過(guò)光纜與主站進(jìn)行通訊，其它分站通過(guò)IM460-0和IM461-0接口模塊與主站進(jìn)行通訊。論文參考，改進(jìn)。其中蒸發(fā)冷卻器的旁通在PLC室的從站上，備用細(xì)灰運(yùn)輸系統(tǒng)、備用風(fēng)機(jī)、4#靜電除塵器、4#風(fēng)機(jī)切換站系統(tǒng)在干法除塵公用PLC上，公用PLC亦分為主站和從站，均放置在干法除塵電磁站內(nèi)，其中煤氣冷卻器部分的從站采用SIMATIC S7－300PLC系統(tǒng)，通過(guò)PROFIBUS電纜與主站通訊，其余兩個(gè)從站通過(guò)IM460-0和IM461-0接口模塊與主站進(jìn)行通訊。另外三座轉(zhuǎn)爐公用的斗式提升機(jī)和刮板輸送機(jī)的控制在1#爐干法除塵PLC上，因此在進(jìn)行1#爐干法除塵PLC維護(hù)時(shí)注意，只有在確認(rèn)另外兩個(gè)爐子都沒(méi)有使用的情況下，才能對(duì)其PLC進(jìn)行斷電等操作。
3.2蒸發(fā)冷卻器的噴水控制
首先應(yīng)進(jìn)入吹煉的準(zhǔn)備階段（加鐵水或二次吹煉信號(hào)），在畫(huà)面上反映為第三階段（PHASE3）在第三階段的基礎(chǔ)上氧閥打開(kāi)，開(kāi)始吹煉，進(jìn)入第四階段（PHASE4）。氧閥打開(kāi)后，蒸汽閥立即打開(kāi)。論文參考，改進(jìn)。同時(shí)因?yàn)闋t內(nèi)的碳氧反應(yīng)，煙道氣溫度開(kāi)始上升，當(dāng)EC入口高于300度時(shí)，水閥打開(kāi)，開(kāi)始對(duì)煙道氣噴水進(jìn)行降溫，此時(shí)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度保持在默認(rèn)值（開(kāi)度50％，可調(diào)）。15秒后，水量調(diào)節(jié)控制器打開(kāi)，再過(guò)5秒后，溫度控制器（PID調(diào)節(jié)塊）被激活為自動(dòng)模式。吹氧結(jié)束后，一旦EC的入口溫度低于預(yù)設(shè)值（默認(rèn)為250度，可調(diào)），水閥關(guān)閉，溫度控制器回到手動(dòng)模式，水量調(diào)節(jié)控制器關(guān)閉。水閥關(guān)閉20秒并且停止吹氧120秒后，蒸汽閥關(guān)閉（為了保證系統(tǒng)中剩余的水被完全霧化）。進(jìn)入第四階段后（PHASE4），過(guò)90秒，自動(dòng)進(jìn)入第五階段（PHASE5）：吹氧。在氧氣閥關(guān)閉以后，系統(tǒng)認(rèn)為一個(gè)冶煉周期結(jié)束，自動(dòng)進(jìn)入第六階段（PHASE6）：吹氧結(jié)束。該階段自我保持100秒后回到第一階段（PHASE1）：停止冶煉。等待加鐵水信號(hào)或二次吹煉信號(hào)來(lái)到時(shí)，再次進(jìn)入第三階段，重新開(kāi)始一個(gè)循環(huán)。
3.3轉(zhuǎn)爐的煙氣流量控制
為了適應(yīng)煉鋼工藝，將煉鋼過(guò)程分為不吹氧、預(yù)熱、開(kāi)始吹氧、吹氧、吹氧結(jié)束、爐口清理等六個(gè)階段，分別設(shè)定各階段由軸流風(fēng)機(jī)的變頻器控制的煙氣流量，根據(jù)該設(shè)定值和爐口壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煙氣流量的控制。
將吹氧量與爐口壓力控制器的輸出信號(hào)相乘所得到的值，加到各階段煙氣流量設(shè)定的串級(jí)比例控制器上。論文參考，改進(jìn)。如果吹氧速度發(fā)生變化，這種比例控制能夠通過(guò)爐口壓力控制器的輸出信號(hào)，確保煙氣的流速在相同的比例上立即得到適應(yīng)。
爐況的變化以及爐氣溫度等所導(dǎo)致的余熱鍋爐中的壓力變化通過(guò)壓力控制器對(duì)吹氧速度和煙氣流量之間的比例關(guān)系加以修正來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。測(cè)量的煙氣流量根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的條件進(jìn)行壓力和溫度校正。此外，將噴入蒸發(fā)冷卻器的水蒸汽含量從校正后的煙氣流量中扣除，使得受控變量能夠代表標(biāo)準(zhǔn)條件下干態(tài)的煙氣流量。
煙氣流量控制器的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)變頻器控制軸流風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
3.4 切換站的壓差控制和鐘形閥的位置控制
在煉鋼過(guò)程中，煙氣放散或回收是由CO的濃度條件來(lái)觸發(fā)切換的，通過(guò)切換站的兩個(gè)分別通往煤氣柜和煙囪的鐘形閥的開(kāi)啟來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。論文參考，改進(jìn)。
在放散轉(zhuǎn)回收之前，首先通過(guò)煙囪鐘形閥對(duì)風(fēng)機(jī)下游的壓力進(jìn)行憋壓，直到高于煤氣柜一定的壓力才能進(jìn)行回收操作;當(dāng)回收切換至放散時(shí)，也必須保持一個(gè)小的正壓，以防止煤氣從煤氣柜倒流，因此針對(duì)這兩種不同的切換方式，在程序中也必須由具有兩個(gè)不同設(shè)定值的差壓控制回路來(lái)控制切換過(guò)程，該控制器的輸出信號(hào)控制煙囪鐘形閥的開(kāi)度調(diào)節(jié)，使煤氣柜鐘形閥前后的壓差達(dá)到相應(yīng)的設(shè)定值，從而保證煤氣在正常切換或緊急快速切換過(guò)程中均能實(shí)現(xiàn)無(wú)壓力擾動(dòng)切換。LT系統(tǒng)的煙氣切換所需時(shí)間僅為8秒，如在作業(yè)過(guò)程中發(fā)生事故，煙氣流可在3秒內(nèi)被迅速地從通往煤氣柜切換到通往火炬的通道里。論文參考，改進(jìn)。
3.5 原控制系統(tǒng)與備用系統(tǒng)的切換
蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)當(dāng)水切斷閥或切斷閥出現(xiàn)故障時(shí)，可以切換到旁通，通過(guò)點(diǎn)擊蒸發(fā)冷卻器畫(huà)面上的主管/旁通按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)，旁通管路上有水流量計(jì)，切換以后則旁通的水流量參與噴水流量調(diào)節(jié)。
當(dāng)三座轉(zhuǎn)爐公用的斗式提升機(jī)和刮板輸送機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，可以切換到備用細(xì)灰運(yùn)輸，通過(guò)切換到備用細(xì)灰運(yùn)輸畫(huà)面啟動(dòng)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。
靜電除塵器系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以切換到4#靜電除塵器，通過(guò)在每個(gè)爐子的4#靜電除塵器畫(huà)面上點(diǎn)擊選擇/放棄4#靜電除塵器按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)。只能有一個(gè)爐子選擇，某一個(gè)爐子選擇時(shí)，其它兩個(gè)爐子必須放棄選擇才能正常使用。
風(fēng)機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以切換到備用風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，通過(guò)在每個(gè)爐子的備用風(fēng)機(jī)畫(huà)面上點(diǎn)擊使用/不使用備用風(fēng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。也可以切換到4#風(fēng)機(jī)切換站系統(tǒng)，通過(guò)在每個(gè)爐子的4#風(fēng)機(jī)畫(huà)面上點(diǎn)擊選擇/放棄4#風(fēng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，同樣只能有一個(gè)爐子選擇，某一個(gè)爐子選擇時(shí)，其它兩個(gè)爐子必須放棄選擇才能正常使用。切換到4#風(fēng)機(jī)切換站系統(tǒng)后，則煤氣回收通過(guò)4#切換站來(lái)實(shí)現(xiàn)。
4 抗干擾功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
由于供電系統(tǒng)中有大量高次諧波存在，嚴(yán)重威脅控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行和通訊網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)、安全、穩(wěn)定、暢通.為此設(shè)計(jì)中根據(jù)各種干擾源的情況，采取了以下抗干擾功能.
4．1 接地措施
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)單獨(dú)接地，接地電阻小于1.0歐姆，與電氣接地分開(kāi)，以防形成接地環(huán)在接地線上產(chǎn)生接地電流引起PLC誤動(dòng)作。
4．2 模擬量輸入信號(hào)濾波
對(duì)系統(tǒng)模擬量輸入信號(hào)在進(jìn)入PLC模擬量通道以前，先經(jīng)過(guò)信號(hào)隔離器消除通道中的串模干擾，提高了通道的信躁比。
4．3 模擬量通道屏蔽
模擬量信號(hào)的輸入導(dǎo)線采用有內(nèi)外屏蔽線的多芯雙絞線電纜，在橋架中分開(kāi)敷設(shè)，單端接地,有效地衰減了高頻干擾,降低了輻射干擾和電磁偶合干擾，保證了有用信號(hào)正常傳輸.
4．4 通訊電纜設(shè)置
采用光纜通訊，防止對(duì)設(shè)備進(jìn)行干擾，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
4．5設(shè)備安裝部置
PLC柜與動(dòng)力柜分別安裝在不同的地點(diǎn),PLC柜安裝在操作室,動(dòng)力柜安裝在電氣室,這樣有效地減少了強(qiáng)電磁干擾.
5結(jié)束語(yǔ)
系統(tǒng)投運(yùn)至今運(yùn)行可靠，抗干擾技術(shù)的合理應(yīng)用，保證了PLC設(shè)備和通訊網(wǎng)絡(luò)在惡劣環(huán)境下的安全運(yùn)行，特別是控制系統(tǒng)改進(jìn)后，提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，為煉鋼贏得了寶貴的時(shí)間，同時(shí)也為設(shè)計(jì)和維護(hù)人員積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)：
（1）潘新民、王燕芳微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)人民郵電出版社1999年
