第一篇：會(huì)議集中控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析的論文

為了實(shí)現(xiàn)不同會(huì)議室、不同會(huì)議終端之間的視音頻信號(hào)自由交互、不同品牌視頻終端和會(huì)議攝像機(jī)、多會(huì)議室設(shè)備集中控制、不同會(huì)議室的視頻畫(huà)面和音頻集中監(jiān)看、監(jiān)聽(tīng)等功能,通過(guò)會(huì)議集中控制系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理。本次會(huì)議集中控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括:視頻會(huì)議室5個(gè),視頻集中控制室1個(gè),視頻會(huì)議終端品牌2種。

1總體目標(biāo)

視頻系統(tǒng):各個(gè)會(huì)議室建設(shè)高分辨率(不低于1920*1280)的大屏顯示系統(tǒng)及攝像系統(tǒng),各會(huì)議室可同時(shí)參與遠(yuǎn)程視頻會(huì)議,顯示內(nèi)容平滑切換。集中控制系統(tǒng):每個(gè)會(huì)議室都集中到中央控制室集中控制,包括視頻信號(hào)的切換、音頻集中控制、攝像系統(tǒng)集中控制;將2個(gè)不同品牌的視頻終端軟件的通過(guò)PC機(jī)進(jìn)行銜接,實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備的視音頻信號(hào)相互傳遞;各視頻會(huì)議室達(dá)到高清視頻會(huì)議標(biāo)準(zhǔn);實(shí)現(xiàn)各視頻會(huì)議室之間的視音頻信號(hào)交互,信號(hào)同步通訊;實(shí)現(xiàn)由集控室統(tǒng)一控制各會(huì)議室會(huì)議操作工作,可自由切換各會(huì)議室的視頻傳輸信號(hào),音頻傳輸信號(hào);實(shí)現(xiàn)會(huì)議室房間的音頻在本會(huì)場(chǎng)擴(kuò)音效果的同步;視音頻信號(hào)、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的互聯(lián)互通以及集中控制;各視頻會(huì)議室都可以召開(kāi)主會(huì)場(chǎng)高清視頻會(huì)議,也可作為分會(huì)場(chǎng)參加召開(kāi)的視頻會(huì)議;集控室可以對(duì)各視頻會(huì)議室的視音頻信號(hào)進(jìn)行監(jiān)看、監(jiān)聽(tīng)。

2實(shí)現(xiàn)方案

2.1頻系統(tǒng)

在中央控制室配置一臺(tái)32X32的YPbPr的矩陣,各個(gè)會(huì)議室都配備一臺(tái)8X16的YPbPr的矩陣,以控制室為核心,采用樹(shù)型結(jié)構(gòu),接收各會(huì)議室視頻信號(hào),并且能把任意信號(hào)發(fā)送到指定會(huì)議室。各個(gè)會(huì)議室會(huì)場(chǎng)內(nèi)前后各有一個(gè)攝像機(jī),通過(guò)各會(huì)議室8X16的YPbPr的矩陣把視頻信號(hào)傳送到控制室32X32矩陣,考慮YPbPr信號(hào)傳輸距離過(guò)遠(yuǎn)會(huì)有所衰減的問(wèn)題,遠(yuǎn)距離的YPbPr信號(hào)均采用雙絞線傳輸?shù)姆绞?通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換來(lái)解決信號(hào)衰減問(wèn)題。

2.2音頻系統(tǒng)

音頻處理部分采用智能數(shù)字音頻處理器,每個(gè)會(huì)議室各放一臺(tái),中央控制室放一臺(tái),需通過(guò)一根超六類(lèi)屏蔽雙絞線來(lái)傳輸音頻信號(hào),減少信號(hào)衰減及資源浪費(fèi)。各個(gè)會(huì)議室和中央控制室的連接方式為環(huán)狀。只要設(shè)備加電運(yùn)行,中央控制室就能接收到各個(gè)會(huì)議室的信號(hào),并且能把音頻信號(hào)輸送到各個(gè)會(huì)議室。在音頻信號(hào)切換方面,中央控制室配備一臺(tái)24路模擬調(diào)音臺(tái),滿足把8臺(tái)視頻終端的音頻輸入到調(diào)音臺(tái),并且把音頻處理器傳輸過(guò)來(lái)的本地會(huì)場(chǎng)聲音通過(guò)控制室音頻處理器輸出到終端。另外還有本地的DVD,機(jī)頂盒,PC的音頻都輸入到調(diào)音臺(tái),完成所有音頻信號(hào)的匯聚以及發(fā)送。

2.3攝像機(jī)控制系統(tǒng)

視頻控制方面:根據(jù)各個(gè)會(huì)議室的攝像機(jī)品牌比較繁多的問(wèn)題,采用一臺(tái)多協(xié)議的攝像機(jī)控制器,能針對(duì)不同攝像機(jī)設(shè)定不同的控制協(xié)議,實(shí)現(xiàn)一個(gè)控制器能控制多個(gè)不同品牌攝像機(jī)的需求,例如對(duì)RS232和RS485的控制協(xié)議的攝像機(jī)進(jìn)行控制。視頻切換:各個(gè)會(huì)議室8X16的YPbPr視頻矩陣都具備RS232控制功能,在中央控制室配備一臺(tái)中央控制器,具備多個(gè)RS232,RS485,紅外及IO等端口。中央控制器直接與控制室一臺(tái)專(zhuān)用PC機(jī)同屬一個(gè)網(wǎng)段,通過(guò)在PC機(jī)上運(yùn)行專(zhuān)門(mén)定制的高度集成控制軟件,來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)會(huì)議室及控制室視頻信號(hào)的無(wú)縫切換。視頻顯示:各個(gè)會(huì)議室都配備視頻顯示設(shè)備,DLP大屏的顯示模式及信號(hào)的選擇都由控制軟件實(shí)現(xiàn)。DLP大屏及電視都是通過(guò)紅外控制開(kāi)關(guān),投影儀是通過(guò)RS232控制開(kāi)關(guān)。音頻控制:各個(gè)會(huì)議室的數(shù)字音頻處理器都可以遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn),可以實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)各個(gè)會(huì)場(chǎng)的聲音大小有無(wú)。

通過(guò)控制室的調(diào)音臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)會(huì)議室之間以及會(huì)議室與遠(yuǎn)端的音頻切換。其它設(shè)備控制:各個(gè)會(huì)議室都有設(shè)備間,配備標(biāo)準(zhǔn)19寸機(jī)柜,為解決設(shè)備開(kāi)關(guān)問(wèn)題,各個(gè)會(huì)議室機(jī)柜內(nèi)部都配備針對(duì)220V強(qiáng)電的遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)。中央控制室配備一臺(tái)可遠(yuǎn)程控制的電源時(shí)序器,通過(guò)控制軟件就可以控制各個(gè)會(huì)議室設(shè)備以及燈光的開(kāi)關(guān)。按照設(shè)定的不同模式,根據(jù)會(huì)場(chǎng)是否是主會(huì)場(chǎng)或者分會(huì)場(chǎng)來(lái)一鍵開(kāi)啟會(huì)場(chǎng),設(shè)定好燈光效果,所使用的攝像機(jī),是否開(kāi)啟顯示設(shè)備。通過(guò)該會(huì)議集中控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一鍵開(kāi)會(huì),一鍵閉會(huì),5個(gè)會(huì)議室任意一個(gè)為主會(huì)場(chǎng),其他會(huì)議室都可作為分會(huì)場(chǎng)參加會(huì)議。5個(gè)會(huì)議室也可以同時(shí)召開(kāi)主會(huì)場(chǎng)會(huì)議互不影響。其它會(huì)議集中控制系統(tǒng)可以參考該方案,根據(jù)實(shí)際情況靈活配置音頻和視頻矩陣等設(shè)備,實(shí)現(xiàn)會(huì)議的集中控制。

第二篇：過(guò)程控制系統(tǒng)論文

過(guò)程控制系統(tǒng)的發(fā)展史

“過(guò)程控制”是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的一個(gè)重要領(lǐng)域.隨著各類(lèi)生產(chǎn)工藝技術(shù)的不斷改進(jìn)提高,生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)化、大型化不斷強(qiáng)化，隨著對(duì)過(guò)程內(nèi)在規(guī)律的進(jìn)一步了解，以及儀表、計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，生產(chǎn)過(guò)程控制技術(shù)獲得了更大的進(jìn)展?！哆^(guò)程控制系統(tǒng)》是過(guò)程控制自動(dòng)化及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主要專(zhuān)業(yè)課程。過(guò)程控制系統(tǒng)可分為常規(guī)儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)過(guò)程控制系統(tǒng)兩大類(lèi)。前者在生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化中應(yīng)用最早，已有六十余年的發(fā)展歷史，后者是自20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的以計(jì)算機(jī)為核心的控制系統(tǒng)。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)看，過(guò)程控制已經(jīng)經(jīng)歷了四個(gè)階段。

1.基地式控制階段(初級(jí)階段)

20世紀(jì)50年代,生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化主要是憑生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，局限于一般的控制元件及機(jī)電式控制儀器,采用比較笨重的基地式儀表(如自力式溫度控制器,就地式液位控制器等),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備就地分散的局部自動(dòng)控制。在設(shè)備與設(shè)備之間或同一設(shè)備中的不同控制 系統(tǒng)之間，沒(méi)有或很少有聯(lián)系，其功能往往局限于單回路控制。過(guò)程控制的目的主要是幾種熱工參數(shù)(如溫度，壓力，流量及液位)的定值控制，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量的穩(wěn)定。時(shí)至今日,這類(lèi)控制系統(tǒng)仍沒(méi)有被淘汰，而且還有了新的發(fā)展，但所占的比重大為減小。

2.單元組合儀表自動(dòng)化階段

20世紀(jì)60年代出現(xiàn)了單元組合儀表組成的控制系統(tǒng),單元組合儀表有電動(dòng)和氣動(dòng)兩大類(lèi)。所謂單元組合,就是把自動(dòng)控制系統(tǒng)儀表按功能分成若干單元，依據(jù)實(shí)際控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，因此單元組合儀表使用方便，靈活。單元組合儀表之間用標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的信號(hào)聯(lián)系，氣動(dòng)儀表(QDZ系列)為20~100kPa氣壓信號(hào)，電動(dòng)儀表為0~10mA直流電流信號(hào)(DDZ—Ⅱ系列）和4～20mA直流電流信號(hào)（DDZ—Ⅲ系列）。由于電流信號(hào)便于遠(yuǎn)距離傳送，因而實(shí)現(xiàn)了集中監(jiān)控與集中操縱控制系統(tǒng),對(duì)提高設(shè)備效率和強(qiáng)化生產(chǎn)過(guò)程有所促進(jìn)，使用那個(gè)了工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備日益大型化與連續(xù)化發(fā)展的需要。隨著儀表工業(yè)的迅速發(fā)展,對(duì)過(guò)程控制對(duì)象特性的認(rèn)識(shí)，對(duì)儀表及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法等都有了較大的進(jìn)步。但從設(shè)計(jì)構(gòu)思來(lái)看，過(guò)程控制仍處于各控制系統(tǒng)互不關(guān)聯(lián)或關(guān)聯(lián)甚少的定值控制范疇,只是控制的品質(zhì)有了較大的提高。單元組合儀表已延續(xù)了幾十年,目前國(guó)內(nèi)還廣泛應(yīng)用。由單元組合儀表組成的控制系統(tǒng),其控制策略主要是PID控制和常用的復(fù)雜控制系統(tǒng)(如串級(jí)、均勻、比值、前饋、分程和選擇性控制等）。

3.計(jì)算機(jī)控制的初級(jí)階段

20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，最初是直接數(shù)字控制(DDC)實(shí)現(xiàn)集中控制，代替常規(guī)的控制儀表。但由于集中控制的固有缺陷,未能普及與推廣就被集散控制系統(tǒng)(DCS)所替代。DCS在硬件上將控制回路分散化，數(shù)據(jù)顯示，實(shí)時(shí)監(jiān)督等功能集中化，有利于安全平穩(wěn)的生產(chǎn)。就控制策略而言，DCS仍以簡(jiǎn)單的PID控制為主,再加上一些復(fù)雜的控制算法,并沒(méi)有充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的功能。

4.綜合自動(dòng)化階段

20世紀(jì) 80年代以后出現(xiàn)了二級(jí)優(yōu)化控制 ,在DCS的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制和優(yōu)化控制。在硬件上采用上位機(jī)和DCS(或電動(dòng)單元組合儀表)相結(jié)合，構(gòu)成二級(jí)計(jì)算機(jī)優(yōu)化控制。隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，DCS出現(xiàn)了開(kāi)放式系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)多層次計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的管控一體化系統(tǒng)(CIPS)。同時(shí)，以現(xiàn)場(chǎng)總線為標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)以微處理器為基礎(chǔ)的現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制系統(tǒng)之間進(jìn)行全數(shù)字化,雙向和多站通信的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(FCS)。FCS將對(duì)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)帶來(lái)革命性變革 ,開(kāi)辟控制系統(tǒng)的新紀(jì)元。

當(dāng)前自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展的主要特點(diǎn)是:生產(chǎn)裝置實(shí)施先進(jìn)控制成為發(fā)展主流;過(guò)程優(yōu)化受到普遍關(guān)注;傳統(tǒng)的DCS正在走向國(guó)際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放式系統(tǒng);綜合自動(dòng)化系統(tǒng)(CIPS)是發(fā)展方向。

綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，就是包括生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度,操作優(yōu)化,先進(jìn)控制和基層控制等內(nèi)容的遞階控制系統(tǒng)，亦稱(chēng)管理控制一體化系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)管控一體化系統(tǒng))。這類(lèi)自動(dòng)化系統(tǒng)是靠計(jì)算機(jī)和及其網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,因此也稱(chēng)為計(jì)算機(jī)集成過(guò)程系統(tǒng)(CIPS)。這里,“計(jì)算機(jī)集成”指出了它的組成特征，“過(guò)程系統(tǒng)”指明了它的工作對(duì)象,正好與計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)相對(duì)應(yīng),有人也稱(chēng)之為過(guò)程工業(yè)的CIMS。

可以認(rèn)為，綜合自動(dòng)化是當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要潮流。它以整體優(yōu)化為目標(biāo),以計(jì)算機(jī)為主要技術(shù)工具，以生產(chǎn)過(guò)程的管理和控制的自動(dòng)化為主要內(nèi)容,將各個(gè)自動(dòng)化 “孤島”綜合集成為一個(gè)整體的系統(tǒng)。近二十幾年來(lái)，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的迅猛發(fā)展，加劇了對(duì)人類(lèi)生存環(huán)境的污染，因此,減小工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的影響也已納入了過(guò)程控制的目標(biāo)范圍,綜上所述,過(guò)程控制的主要目標(biāo)有保障生產(chǎn)過(guò)程的安全和平穩(wěn),達(dá)到預(yù)期的產(chǎn)量和質(zhì)量，盡可能減少原材料和能源消耗,把生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的危害降低到最小程度。由此可見(jiàn)，生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化是保持生產(chǎn)穩(wěn)定、降低消耗、降低成本、改善勞動(dòng)條件、促進(jìn)文明生產(chǎn)、保證生產(chǎn)安全和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要手段，是20世紀(jì)科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步的特征，是工業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志之一。

以上為過(guò)程控制系統(tǒng)的歷史，現(xiàn)狀以及未來(lái)的發(fā)展方向。

電專(zhuān)111班

孟陽(yáng)

120114303113

第三篇：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)論文

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用

xx（沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 研究生學(xué)院，遼寧省 沈陽(yáng)市110000）

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越多的用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)與傳感器技術(shù)、CRT顯示技術(shù)、通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和微電子技術(shù)的高速發(fā)展，給計(jì)算機(jī)控制技術(shù)帶來(lái)了巨大的發(fā)展，因此，設(shè)計(jì)一個(gè)性能良好的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是非常重要的。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)包括硬件、軟件和控制算法3個(gè)方面，一個(gè)完整的設(shè)計(jì)還需要考慮系統(tǒng)的抗干擾性能，使系統(tǒng)能長(zhǎng)期有效地運(yùn)行。本文的主要目的就是在淺析計(jì)算機(jī)控制技術(shù)原理的同時(shí)，對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行描述。關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)；原理；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TP29

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：

The application of computer control technology

xxxxx(Shenyang University of Technology Shenyang 110000)

Abstract: with the development of science and technology, more and more people use computer to realize control.In recent years, computer technology, automatic control technology, measurement and sensor technology, the CRT display technology, communication and network technology and the rapid development of modern microelectronics technology, computer control technology on the development, therefore, to design a good performance of the computer control system is very important.Computer control system includes three aspects: hardware, software and control algorithm, a complete design also need to consider the anti-jamming performance of the system, the system can run effectively for a long time.The main purpose of this article is on the principle of computer control technology of shallow at the same time, the development trend of computer control system is described.Key words: computer control technology;The principle;application

1.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成。而一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)由下列幾部分組成：被控對(duì)象、主機(jī)、外部設(shè)備、外圍設(shè)備、自動(dòng)化儀表和軟件系統(tǒng)。1.1硬件部分

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成將自動(dòng)控制系統(tǒng)中的控制器的功能用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，就組成了典型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)(工業(yè)控制機(jī))和生產(chǎn)過(guò)程兩大部分組成。工業(yè)控制機(jī)是指按生產(chǎn)過(guò)程控制的特點(diǎn)和要求而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，它包括硬件和軟件兩部分。生產(chǎn)過(guò)程包括被控對(duì)象、測(cè)量變送、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電氣開(kāi)關(guān)等裝置。1.2 軟件部分

軟件系統(tǒng)是控制機(jī)不可缺少的重要組成部分。只有在適當(dāng)?shù)能浖到y(tǒng)支持下，控制視才能按設(shè)計(jì)的要求正常地工作?？刂茩C(jī)的軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)

用軟件兩大類(lèi)。系統(tǒng)軟件是用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的各種資源管理、信息處理相對(duì) 外進(jìn)行聯(lián)系及提供服務(wù)的軟件。例如操作系統(tǒng)、監(jiān)控程序、語(yǔ)言加工系統(tǒng)和診斷 程序等。應(yīng)用軟件是用來(lái)使被控對(duì)象正常運(yùn)行的控制程序、控制策略及其相應(yīng)的 服務(wù)程序。例如過(guò)程監(jiān)視程序、過(guò)程控制程序和公用服務(wù)程序等。應(yīng)用軟件是在 系統(tǒng)軟件的支持下編制完成的，它隨被控對(duì)象的特性和控制要求不同而異。通常 應(yīng)用軟件由用戶根據(jù)需要自行開(kāi)發(fā)。隨著計(jì)算機(jī)過(guò)程控制技術(shù)的日趨成熟，應(yīng)用 軟件正向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的方向發(fā)展。標(biāo)準(zhǔn)的基本控制模塊由制造廠家提供給用 戶，用戶只需根據(jù)控制的要求，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的組態(tài)過(guò)程即可生成滿足具體要求的專(zhuān) 用應(yīng)用軟件，大大方便了用戶，縮短了應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)周期。提高了應(yīng)用軟件的 可靠性。

2.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）結(jié)構(gòu)上：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中除測(cè)量裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等常用的模擬部件之外，其執(zhí)行控制功能的核心部件是數(shù)字計(jì)算機(jī)，所以計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是模擬和數(shù)字部 件的混合系統(tǒng)。

（2）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中除仍有連續(xù)模擬信號(hào)之外，還有離散模擬、離散數(shù)字等 多種信號(hào)形式。

（3）由于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中除了包含連續(xù)信號(hào)外，還包含有數(shù)字信號(hào)，從而使 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與連續(xù)控制系統(tǒng)在本質(zhì)上有許多不同，需采用專(zhuān)門(mén)的理論來(lái)分析 和設(shè)計(jì)。

（4）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，修改一個(gè)控制規(guī)律，只需修改軟件，便于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的 控制規(guī)律和對(duì)控制方案進(jìn)行在線修改，使系統(tǒng)具有很大靈活性和適應(yīng)性。

（5）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，由于計(jì)算機(jī)具有高速的運(yùn)算能力，一個(gè)控制器（控制 計(jì)算機(jī)）經(jīng)?？梢圆捎梅謺r(shí)控制的方式而同時(shí)控制多個(gè)回路。

（6）采用計(jì)算機(jī)控制，如分級(jí)計(jì)算機(jī)控制、離散控制系統(tǒng)、微機(jī)網(wǎng)絡(luò)等，便于 實(shí)現(xiàn)控制與管理一體化，使工業(yè)企業(yè)的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高。

3.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過(guò)程

（1）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集：對(duì)來(lái)自測(cè)量變送裝置的被控量的瞬時(shí)值進(jìn)行檢測(cè)和輸入。

（2）實(shí)時(shí)控制決策：對(duì)采集到的被控量進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，并按已定的控制 規(guī)律決定進(jìn)一步的的控制過(guò)程。

（3）實(shí)時(shí)控制：根據(jù)控制決策，適時(shí)地對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號(hào)，完成控制任 務(wù)。

4.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程計(jì)算機(jī)控制體系的軟件和硬件的組織構(gòu)造是根 據(jù)它聯(lián)系的設(shè)備不一樣，有所改變的，他們的組織結(jié)構(gòu)大致是一樣地，可以涉及 到系統(tǒng)設(shè)計(jì)，控制任務(wù)，軟件設(shè)計(jì)等。4.1系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

我們依據(jù)體系設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)，對(duì)體系的軟件，硬件它們的構(gòu) 造再考察它的要求，推算出合適它的的系統(tǒng)，組成一個(gè)新的系統(tǒng)。再時(shí)間很緊張 的時(shí)候可以拿現(xiàn)場(chǎng)的配件組合，再設(shè)計(jì)費(fèi)用不到位的時(shí)候工作人員可以組織自己 設(shè)計(jì)的模式，但是要注意化風(fēng)好軟件和硬件的價(jià)格及時(shí)間，控制體系結(jié)構(gòu)它的概括微型的處理器、存儲(chǔ)器、選擇好接線口、傳感器、硬件的設(shè)計(jì)與調(diào)試的基本內(nèi)容。4.2控制任務(wù)

我們要對(duì)超控設(shè)備進(jìn)行調(diào)研，研究，了解工作程序是再體系設(shè)計(jì)1前應(yīng)該做好的事，只有理解了它的要求，理解了它要接收的任務(wù)，涵蓋體系的終極目標(biāo)，數(shù)據(jù)流量還有準(zhǔn)確度，現(xiàn)場(chǎng)的要求，時(shí)間的控制，我們要嚴(yán)格按照計(jì)劃說(shuō)明操控，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)操作。4.3軟件設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)計(jì)要依據(jù)體系規(guī)劃的總意見(jiàn)，確定體系下所要完成的各種功能及完成這些系統(tǒng)性能的推理和時(shí)差序關(guān)系，并用合理組成部件表格畫(huà)出來(lái)。他們是根據(jù)體系組成表格不同的功能，分別規(guī)劃出相應(yīng)的控制體系所需要的軟件。例如仿真的量輸入和仿真量輸出及數(shù)據(jù)處理還有互聯(lián)和打字版處理格式等。每一種表格都可以單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)試，各種表格分別實(shí)驗(yàn)調(diào)試好以后，再按工作路線圖推理和時(shí)間順序關(guān)系將他們正確組合、互相連接、實(shí)驗(yàn)和調(diào)試。

4.4現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試

首先要按設(shè)計(jì)計(jì)劃合理組裝裝，對(duì)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行大體的演練和比較準(zhǔn)確的演練，結(jié)合演練的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)重置體系的置和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)進(jìn)行軟硬件的調(diào)試，他們的構(gòu)件組成都可以在演練數(shù)據(jù)下用對(duì)演練數(shù)據(jù)進(jìn)行試研的辦法同時(shí)進(jìn)行，同時(shí)他們要進(jìn)行統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)及推理，仿真物體是這個(gè)體系驗(yàn)證的最基本要求，而好的體系的數(shù)據(jù)調(diào)整實(shí)試要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。

5.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在自動(dòng)化生產(chǎn)線上的應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器手臂的自動(dòng)化的沖壓生產(chǎn)線運(yùn)行循環(huán)路線可以簡(jiǎn)單概括為：上下料機(jī)構(gòu)板材沖壓。鋼板物料的傳送、線頭板料清洗涂油、鋼板板物料料位置校正、第一臺(tái)壓床沖壓、下料機(jī)器手臂提取物料、壓床再次沖壓、依設(shè)計(jì)流程傳到下一個(gè)工序、機(jī)器人收取物料并裁剪、把它輸送到下一臺(tái)壓床、下一臺(tái)機(jī)器人接著提取物料、把物料放到輸送裝置上，工人開(kāi)始按規(guī)定型號(hào)堆積板材。用工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化的生產(chǎn)線，會(huì)更加符合現(xiàn)再經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求及技術(shù)方面的創(chuàng)新。機(jī)器人手自動(dòng)的化生產(chǎn)線適用于現(xiàn)在大規(guī)模的生產(chǎn)的各個(gè)行業(yè)，也適合已有生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的業(yè)再次更新，工程機(jī)器人自動(dòng)的生產(chǎn)線通過(guò)改變不同的軟件，它可應(yīng)用于很多車(chē)型生產(chǎn)，它的可控制性能很好，工業(yè)機(jī)器人體系組成包括上下料結(jié)構(gòu)、清洗涂油機(jī)體系對(duì)各種型號(hào)的沖床兼上下料體系、物料輸送體系。各個(gè)分體系連接間的電氣化操控是按照統(tǒng)一操做控制和刪減控制的原則，他們?cè)俨煌郊牟倏叵到y(tǒng)中，他們是應(yīng)用了機(jī)械與構(gòu)建操控的很有代表性的一個(gè)組成，他們每個(gè)級(jí)別都應(yīng)用不一樣的互聯(lián)網(wǎng)工程和軟硬件控制，以達(dá)到不同的設(shè)計(jì)效果實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。各部分操控體系采用具有現(xiàn)場(chǎng)總線形式的PtC操控方法，他有獨(dú)立操控和智能操控的特點(diǎn)。為確?？刂企w系正常運(yùn)轉(zhuǎn)，我們?cè)谲?chē)間總的線路全部采用西門(mén)子Proflbus總線及di數(shù)字化的局域計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分布式包交換技術(shù)體系。每個(gè)監(jiān)督控制結(jié)構(gòu)的PiC之間及PiC與上～個(gè)機(jī)械間的聯(lián)系全部采用了現(xiàn)代化的集成板的局域電腦互聯(lián)網(wǎng)的分布式包交換技術(shù)，供監(jiān)控體系相互聯(lián)系時(shí)應(yīng)用。沖床機(jī)的運(yùn)動(dòng)中樞應(yīng)連接Ethetnet csrd與機(jī)器人的操控體系聯(lián)網(wǎng)，操控體系與工業(yè)機(jī)器人的聯(lián)系方式是通過(guò)Proflbus．DP的總路線連接的他們實(shí)現(xiàn)了信息的互換和連接。連接體系采用了HMI SIEMENS的觸摸技術(shù)，在每一個(gè)可操控的部件上都放置一個(gè)顯示屏，它應(yīng)用了Proflbus的數(shù)據(jù)連接。各個(gè)部件都安裝了信息指示燈和緊急開(kāi)關(guān)，屏幕可看到系統(tǒng)信息及顯示錯(cuò)誤出現(xiàn)在那里，與這個(gè)設(shè)備有聯(lián)系的的i＼O 信號(hào)在HMi上顯示，他們以紅燈和黃燈區(qū)分。系統(tǒng)如果發(fā)現(xiàn)哪里有情況，將會(huì)鳴笛警報(bào)，顯示屏上將會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題出現(xiàn)在那里，以便維修人員查找。這個(gè)體系還有演練數(shù)字場(chǎng)景的能力，在磨擬演練中，它的壓力和轉(zhuǎn)動(dòng)速度可能會(huì)影響到生產(chǎn)還有可能會(huì)發(fā)生操作控制與機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)不同步的可能，體系是通機(jī)器人的離線程序控制的機(jī)器人的運(yùn)行路線，來(lái)減少生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)休整周期。機(jī)器人沖壓設(shè)備再生產(chǎn)中使用面很廣，他改變了傳統(tǒng)的勞動(dòng)模式，改善了勞動(dòng)條件及強(qiáng)度，確保了生產(chǎn)的安全，提高生產(chǎn)的進(jìn)度及產(chǎn)品的合格率，它不但材料的生產(chǎn)流程還減少了浪費(fèi)，節(jié)約了時(shí)間，縮小了生產(chǎn)成本，隨著生產(chǎn)線的制作、調(diào)試設(shè)備的周期設(shè)計(jì)時(shí)間不斷提前，機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線越來(lái)越為汽車(chē)主機(jī)廠所接受，成為沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線的主流。

6.豎爐球團(tuán)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

結(jié)合球團(tuán)生產(chǎn)的特點(diǎn)，將豎爐球團(tuán)T藝分解為四組，即配料烘干組、潤(rùn)磨旁路組、造球組、豎爐組根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。系統(tǒng)的控制設(shè)備主要分布在總控室和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制站，其中豎爐組控制箱全部放在總控室。按照豎爐自動(dòng)系統(tǒng)的控制要求和各設(shè)備的功能，系統(tǒng)可分為四層，各層設(shè)備和功能如下。

第一層為處于系統(tǒng)底層—— 檢測(cè)元器件與執(zhí)行機(jī)構(gòu)。該層主要有電動(dòng)蝶閥、放散閥、各種儀器儀表、變頻器以及快切閥等。主要完成生產(chǎn)設(shè)備的操作和工藝參數(shù)的監(jiān)測(cè)，執(zhí)行來(lái)自PLC的程序指令，并做出相應(yīng)的操作或顯示實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)。

第二層為PLC控制層，包括CPU模塊，PS模塊，DI、DO、AI、AO模塊，ET200M模塊和各種網(wǎng)絡(luò)通信接口適配器等 主要完成整個(gè)系統(tǒng)PLC站的控制網(wǎng)絡(luò)集成，負(fù)責(zé)接收從設(shè)備層傳送的信息、數(shù)據(jù)和上位機(jī)控制的命令，并將這些命令再反饋到設(shè)備層，完成中央信息層與設(shè)備層之間的信息、數(shù)據(jù)、命令傳輸及交換

第三層為中央信息層，即上位機(jī)控制層。監(jiān)控上位機(jī)是j臺(tái)研華IPC一610H工控機(jī)(配有Windowsxp操作系統(tǒng)，并安裝STEP75．4西門(mén)子編程軟件和組態(tài)軟件)，一臺(tái)為操作員站，一臺(tái)為T(mén)程師站，另外一臺(tái)作為操作員站和工程師站的熱備；兩臺(tái)彩色噴墨打印機(jī)和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等組成。通過(guò)上位機(jī)，操作人員可以遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備的運(yùn)行，完成實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的控制，歷史數(shù)據(jù)的記錄、查看，報(bào)警與故障的提示和處理等功能

第四層為網(wǎng)絡(luò)和其他外部保護(hù)設(shè)備 工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、不間斷電源(UPS)、信號(hào)避雷器和隔離器，用于發(fā)生斷電、雷擊或電磁干擾等情況，各種設(shè)備仍能安全穩(wěn)定地運(yùn)行且信號(hào)正確無(wú)誤傳送。

7.總結(jié)

計(jì)算機(jī)控制就是用計(jì)算機(jī)對(duì)一個(gè)動(dòng)態(tài)對(duì)象或過(guò)程進(jìn)行控制。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，用計(jì)算機(jī)代替自動(dòng)控制系統(tǒng)中的常規(guī)控制設(shè)備，對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，這是對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)所使用的技術(shù)裝備的一種革新。通過(guò)大量的閱讀關(guān)于計(jì)算機(jī)控制的文章，了解到了計(jì)算機(jī)控制與我們密切相關(guān)，無(wú)處不在。也隨著社會(huì)的發(fā)展，人們也越來(lái)使用計(jì)算機(jī)來(lái)控制，對(duì)與一些企業(yè)來(lái)說(shuō)使用計(jì)算機(jī)控制，雖然技術(shù)或者一些儀器需要大量的資金，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)方面來(lái)看，它節(jié)省了人力物力。從算機(jī)控制的技術(shù)應(yīng)用的方面的考慮，我認(rèn)為計(jì)算機(jī)控制的技術(shù)發(fā)展?jié)摿€是很大的，值得我們?nèi)W(xué)習(xí)去研究。總之，隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的逐漸發(fā)展，計(jì)算機(jī)的操作控制正逐步的進(jìn)入到生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。所以我們要不斷創(chuàng)新改革，創(chuàng)作出一個(gè)更好的控制體系是非常有意義的。

參考文獻(xiàn)

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第四篇：集中控制系統(tǒng)在選煤廠的應(yīng)用

集中控制系統(tǒng)在選煤廠的應(yīng)用

作者：王燕琴

摘要：介紹選煤廠集中控制系統(tǒng)的構(gòu)成、技術(shù)功能與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)技術(shù)功能的方法，結(jié)合石港選煤廠的應(yīng)用實(shí)踐，說(shuō)明一下選煤廠集中控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果。

隨著選煤廠生產(chǎn)自動(dòng)化水平的提高，PLC控制系統(tǒng)在選煤廠得到了廣泛的應(yīng)用。山西石港煤業(yè)有限責(zé)任公司選煤廠是一座設(shè)計(jì)能力90萬(wàn)t/a的礦井型動(dòng)力煤選煤廠。選煤廠采用了歐姆龍PLC和MCGS組態(tài)軟件對(duì)選煤廠生產(chǎn)進(jìn)行控制和監(jiān)視。

一、集中控制系統(tǒng)

1、集中控制系統(tǒng)組成

全廠集中控制采用OMRON系列的PLC，該系統(tǒng)的控制作為負(fù)擔(dān)全廠的生產(chǎn)管理任務(wù)，將篩分車(chē)間、動(dòng)篩車(chē)間等系統(tǒng)按照“逆煤溜啟車(chē)，順煤溜停車(chē)”的原則統(tǒng)一工作。

2、集中控制系統(tǒng)設(shè)備

集控系統(tǒng)選用2臺(tái)河南工控機(jī)，其上位機(jī)使用北京昆侖通態(tài)的全中文工控組態(tài)軟件MCGS，編程采用OMRON CX-ONE編程軟件工具，CPU采用OMORN CJ1G—CPU45H。

二、生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)

石港選煤廠集中控制系統(tǒng)范圍包括原煤篩分系統(tǒng)和動(dòng)篩洗選系統(tǒng)組成的主車(chē)間及相關(guān)的各條皮帶、刮板輸送機(jī)、給煤機(jī)等設(shè)備。

該控制系統(tǒng)所有設(shè)備均具有集中/ 就地兩種控制方式，集中控制用于生產(chǎn)，就地控制用于檢修。并通過(guò)上位機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)切換。在集中控制方式時(shí)，設(shè)備按逆煤流方向啟車(chē)，按順煤流方向停車(chē)原則運(yùn)行。在啟動(dòng)或運(yùn)行過(guò)程中，各相連設(shè)備間設(shè)有電器聯(lián)鎖，當(dāng)某臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障停止時(shí)，其上部設(shè)備相應(yīng)停止啟動(dòng)或運(yùn)行。在非常情況下，集控室、現(xiàn)場(chǎng)都能停車(chē)。在集中控制方式時(shí)參加集控的各設(shè)備不能就地開(kāi)車(chē)。集中控制時(shí)，起車(chē)前，有控制室向現(xiàn)場(chǎng)發(fā)送起車(chē)預(yù)告信號(hào)，系統(tǒng)中的各設(shè)備按閉鎖關(guān)系和順序的要求自動(dòng)啟車(chē)，在向現(xiàn)場(chǎng)發(fā)送預(yù)告信號(hào)和系統(tǒng)啟車(chē)過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)和集控室均能撤銷(xiāo)預(yù)告信號(hào)，終止啟車(chē)過(guò)程，并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。當(dāng)設(shè)備故障時(shí)，一般事故只做報(bào)警，對(duì)影響設(shè)備運(yùn)行和人身安全的事故同時(shí)作用于停車(chē)。所有參控設(shè)備在集控允許的情況下（就地狀態(tài)），均可在就地實(shí)現(xiàn)單臺(tái)啟、停；集中運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)啟車(chē)按鈕無(wú)效，停車(chē)按鈕有作用，現(xiàn)場(chǎng)死機(jī)可根據(jù)情況操縱停車(chē)按鈕停車(chē)，且生產(chǎn)時(shí)該臺(tái)設(shè)備的來(lái)煤方向各設(shè)備均聯(lián)鎖停車(chē)。以上這些控制功能都是通過(guò)PLC及其內(nèi)的程序邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

三、軟件設(shè)計(jì)

1、編程軟件

采用OMRON CX-ONE軟件對(duì)設(shè)備編程實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)的監(jiān)視和監(jiān)控。一般的設(shè)備設(shè)有7個(gè)點(diǎn)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行信號(hào)采集：急停、啟動(dòng)信號(hào)、停止信號(hào)、接觸器信號(hào)、電源信號(hào)、返回信號(hào)、電鈴。（跳汰機(jī)應(yīng)自帶PLC控制系統(tǒng)，只接有啟動(dòng)信號(hào)及返回信號(hào)）

2、組態(tài)的實(shí)現(xiàn)

通過(guò)MCGS組態(tài)軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)畫(huà)面，按照煤線的方面繪制組態(tài)畫(huà)面，這樣可以很直接地觀看出系統(tǒng)的工藝流程，此即系統(tǒng)的主畫(huà)面。通過(guò)組態(tài)MCGS畫(huà)面

還可以查看歷史報(bào)表及報(bào)警信息，方便更好的了解設(shè)備運(yùn)行情況和維修系統(tǒng)。

四、PLC在選煤廠的應(yīng)用效果

1、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)

高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性。

2、PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。

3、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造

PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)自動(dòng)化集中控制系統(tǒng)，不但可在集控室實(shí)現(xiàn)對(duì)子控制系統(tǒng)的監(jiān)視，還可使用軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控、調(diào)試和編程。降低了設(shè)備維護(hù)和維修量，減輕了員工的負(fù)擔(dān)。

通過(guò)對(duì)選煤系統(tǒng)的不斷改造使選煤工藝和系統(tǒng)控制進(jìn)一步優(yōu)化，提高了選煤質(zhì)量，加強(qiáng)了生產(chǎn)安全，為該廠的高效發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)：

①崔莉莉,陳相輝,李辛.《基于PLC 的集中控制系統(tǒng)在城郊選煤廠的應(yīng)用》 Application of PlC Centralized Control System in Control system in Outskirts.Washery.《煤》COAL ,2008.②王維峰,王新平.PLC 《在臨渙選煤廠選煤控制系統(tǒng)中的應(yīng)用》PLC in Coal Processing Control System in Linhuan Coal Preparation Plant.《煤炭技術(shù)》COAL TECHNOLOGY ,2009.③劉建文,王坤.《生產(chǎn)集中控制系統(tǒng)在東歡坨選煤廠的應(yīng)用》.Production Centralized Control System in Donghuantuo Coal Preparation Plant.《選煤技術(shù)》GOAL PREPARATION TECHNOLOGY, 2005.④秦艷軍，郭志林.《淺談王莊礦選煤廠模塊化技術(shù)改造自動(dòng)化系統(tǒng)》.WangZhuang discuss modular coal mine technical transformation automation system.《煤》2010年01期

第五篇：教室日光燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

傳感器應(yīng)用課題

題 目

教室日光燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

專(zhuān) 業(yè) 電氣控制與自動(dòng)化

班 級(jí) 電氣工程與自動(dòng)化2010級(jí)2班

姓名/學(xué)號(hào)

2012年 11月 24日

教室日光燈控制系統(tǒng)

教室日光燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘 要：常言道“眼睛是心靈的窗戶”,而燈則是指引心靈的方向標(biāo)。在生活中，我們無(wú)時(shí)無(wú)刻不在地使用著燈,當(dāng)我們?cè)谛@的時(shí)候我們需要來(lái)到教室里學(xué)習(xí),然而當(dāng)大家離開(kāi)教室時(shí)有許多教室的燈依然亮著,這樣就會(huì)造成大量資源浪費(fèi),因此我們?cè)O(shè)計(jì)一種既不浪費(fèi)國(guó)家電力又很方便實(shí)用的照明燈系統(tǒng)是很有實(shí)用價(jià)值意義的一件事。

關(guān)鍵詞：傳感器；PLC;延時(shí)電路

教室日光燈控制系統(tǒng)

1課題研究的目

（1）鍛煉學(xué)生自學(xué)能力和靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力,寫(xiě)作能力和口頭表達(dá)能力（2）鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神

2課題設(shè)計(jì)的原理

當(dāng)教室里有人時(shí)，日光燈就亮，當(dāng)無(wú)人的時(shí)候，經(jīng)過(guò)幾分鐘，燈熄滅。在白天光線很亮的情況下，即使教室中有人，日光燈也不亮。

3設(shè)計(jì)思路

(1).該設(shè)計(jì)需要兩種傳感器，熱感應(yīng)傳感器與光線傳感器。(2).“當(dāng)無(wú)人的時(shí)候，經(jīng)過(guò)幾分鐘，燈熄滅?！庇纱丝芍陔娐分袩岣袘?yīng)傳感器應(yīng)該串聯(lián)一個(gè)時(shí)間繼電器。

(3).“在白天光線很亮的情況下，即使教室中有人，日光燈也不亮。”由此可知光線傳感器應(yīng)該實(shí)現(xiàn)電路的關(guān)斷功能。

(4).要使該電路正常工作，那么光線傳感器不應(yīng)放置在教室內(nèi)部，因?yàn)樵撾娐房刂频娜展鉄舯旧肀銜?huì)影響光感應(yīng)傳感器，使電路失效。

(5).電路有多種控制方法，我們選擇PLC作為電路的控制部分，因?yàn)镻LC.編程簡(jiǎn)單而且可以用PLC內(nèi)部的定時(shí)器來(lái)代替時(shí)間繼電器，節(jié)省成本、簡(jiǎn)化電路。

4資料查找（1）熱釋電傳感器

熱釋電傳感器又稱(chēng)人體紅外傳感器，被廣泛應(yīng)用于防盜報(bào)警、來(lái)客告知及非接觸開(kāi)關(guān)等紅外領(lǐng)域。

壓電陶瓷類(lèi)電介質(zhì)在電極化后能保持極化狀態(tài)，稱(chēng)為自發(fā)極化。自發(fā)極化隨溫度升高而減小，在居里點(diǎn)溫度降為零。因此，當(dāng)這種材料受到紅外輻射而溫度升高時(shí)，表面電荷將減少，相當(dāng)于釋放了一部分電荷，故稱(chēng)為熱釋電。將釋放的電荷經(jīng)放大器可轉(zhuǎn)換為電壓輸出。這就是熱釋電傳感器的工作原理。

當(dāng)輻射繼續(xù)作用于熱釋電元件，使其表面電荷達(dá)到平衡時(shí)，便不再釋放電荷。因此，熱釋電傳感器不能探測(cè)恒定的紅外輻射。（2）光線傳感器

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2002年的 諾基亞7650(7650還帶有揚(yáng)聲器感應(yīng))開(kāi)始，便有了光線傳感器，它的好處就是可以根據(jù)手機(jī)所處環(huán)境的光線來(lái)調(diào)節(jié)手機(jī)屏幕的亮度和鍵盤(pán)燈。比

如在光線充足的地方，屏幕很亮，鍵盤(pán)燈就會(huì)關(guān)閉；相反，在暗處，鍵盤(pán)燈就會(huì)亮，屏幕較暗(與屏幕亮度的設(shè)置也有關(guān)系)，這樣既保護(hù)了眼睛又節(jié)省了能量，一舉兩得。而且光線傳感器在進(jìn)入睡眠模式的時(shí)候，會(huì)發(fā)出藍(lán)色周期性閃動(dòng)的光，甚是好看。

光線傳感器位于前攝像頭旁邊的一個(gè)小點(diǎn)，如果在光線充足的情況下（室外或者是燈光充足的室內(nèi)），大概在2-3秒之后，鍵盤(pán)燈會(huì)自動(dòng)熄滅，即使你再操作機(jī)子，鍵盤(pán)燈也不會(huì)亮, 除非到了光線比較暗的地方，又一個(gè)鍵盤(pán)燈才會(huì)自動(dòng)的亮起來(lái)； 如果在光線充足的情況下，你試著用手將光線感應(yīng)器遮上，2-3秒之后，鍵盤(pán)燈會(huì)自動(dòng)亮起來(lái)，這個(gè)就是光線感應(yīng)器的作用，是起到一個(gè)節(jié)電的功能，畢竟這個(gè)機(jī)子很費(fèi)電。

怎樣檢測(cè)光線感應(yīng)器是否有問(wèn)題, 下面來(lái)看看你的光線傳感器是不是正常工作的：

在待機(jī)狀態(tài)下，將手機(jī)的副攝像頭左邊的光線傳感器置于臺(tái)燈或強(qiáng)光下，按“掛斷”鍵，手機(jī)鍵盤(pán)燈應(yīng)熄滅，LCD背景燈應(yīng)常亮。

在待機(jī)狀態(tài)下，將手機(jī)的副攝像頭左邊的光線傳感器用手指遮住，按“掛斷”鍵，手機(jī)鍵盤(pán)燈應(yīng)開(kāi)啟，LCD背景燈應(yīng)稍暗。

如果你的鍵盤(pán)燈不能像上述一樣變化，而是在任何情況下都是常亮的話，那你的機(jī)器就是有問(wèn)題的了。

（3）時(shí)間繼電器原理

在交流電路中常采用空氣阻尼型時(shí)間繼電器,它是利用空氣通過(guò)小孔節(jié)流的原理來(lái)獲得延時(shí)動(dòng)作的。它由電磁系統(tǒng)、延時(shí)機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)三部分組成。

時(shí)間繼電器可分為通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型兩種類(lèi)型。

空氣阻尼型時(shí)間繼電器的延時(shí)范圍大(有0.4～60s和0.4～180s兩種)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但準(zhǔn)確度較低。

當(dāng)線圈通電（電壓規(guī)格有ac380v、ac220v或dc220v、dc24v等）時(shí)，銜鐵及托板被鐵心吸引而瞬時(shí)下移，使瞬時(shí)動(dòng)作觸點(diǎn)接通或斷開(kāi)。但是活塞桿和杠桿不能同時(shí)跟著銜鐵一起下落，因?yàn)榛钊麠U的上端連著氣室中的橡皮膜，當(dāng)活塞桿在釋放彈簧的作用下開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，橡皮膜隨之向下凹, 上面空氣室的空氣變得稀薄而使活塞桿受到阻尼作用而緩慢下降。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，活塞桿下降到一定位置，便通過(guò)杠桿推動(dòng)延時(shí)觸點(diǎn)動(dòng)作，使動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。從線圈

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通電到延時(shí)觸點(diǎn)完成動(dòng)作，這段時(shí)間就是繼電器的延時(shí)時(shí)間。延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短可以用螺釘調(diào)節(jié)空氣室進(jìn)氣孔的大小來(lái)改變。吸引線圈斷電后，繼電器依靠恢復(fù)彈簧的作用而復(fù)原?？諝饨?jīng)出氣孔被迅速排出。[2]（4）接觸器

接觸器（Contactor）狹義上是指能頻繁關(guān)合、承載和開(kāi)斷正常電流及規(guī)定的過(guò)載電流的開(kāi)斷和關(guān)合裝置。它應(yīng)用于電力、配電與用電。接觸器廣義上是指工業(yè)電中利用線圈流過(guò)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，使觸頭閉合，以達(dá)到控制負(fù)載的電器。接觸器由電磁系統(tǒng)（鐵心，靜鐵心，電磁線圈）觸頭系統(tǒng)（常開(kāi)觸頭和常閉觸頭）和滅弧裝置組成。（5）PLC 可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，），它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。

PLC的優(yōu)點(diǎn)

1.使用方便，編程簡(jiǎn)單

采用簡(jiǎn)明的梯形圖、邏輯圖或語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言，而無(wú)需計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期短，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動(dòng)硬件。

2.功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高

一臺(tái)小型PLC內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶使用的編程元件，有很強(qiáng)的功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。它與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價(jià)格比。PLC可以通過(guò)通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理。3.硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)

PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和小型交流接觸器。

硬件配置確定后，可以通過(guò)修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。

4.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)

傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器，由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障。PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件元件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10-1/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。

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PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬(wàn)小時(shí)以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，PLC已被廣大用戶公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。5.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少

PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。

PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法來(lái)設(shè)計(jì)。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)梯形圖的時(shí)間比設(shè)計(jì)相同功能的繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。

PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號(hào)用小開(kāi)關(guān)來(lái)模擬，通過(guò)PLC上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號(hào)的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)調(diào)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題一般通過(guò)修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間比繼電器系統(tǒng)少得多。6.維修工作量小，維修方便

PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故

5所需元件

熱釋電傳感器(SEBBA SB0072)光線傳感器(SENBA D57系列)時(shí)間繼電器（SXJ48-V）接觸器(ZAJ9)PLC(西門(mén)子S7-200 CPU224)6項(xiàng)目電路設(shè)計(jì)

整個(gè)電路分兩部分：控制電路與工作電路

（1）控制電路：以PLC為控制中心，熱釋電傳感器、光線傳感器作為PLC的兩個(gè)輸入端，PLC的輸出端接控制日光燈開(kāi)關(guān)的線圈。（2）工作電路：包括接觸器與日光燈（3）系統(tǒng)原理框圖

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（4）PLC程序設(shè)計(jì) PLC梯形圖如下：

如圖所示，熱釋電傳感器與光線傳感器分別接PLC的X0、X1兩輸入端，線圈Y0接接觸器。① 當(dāng)光線傳感器得到感應(yīng)時(shí)，即白天光線充足時(shí)，X1的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，線圈不得電，電路無(wú)法工作。當(dāng)光線傳感器X1無(wú)信號(hào)或弱信號(hào)輸出時(shí)，即夜晚光線不足時(shí)，電路才能正常工作。② 當(dāng)有人進(jìn)入教室，熱釋電傳感器得到感應(yīng)，此時(shí)X0的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，線圈Y0得電并自鎖，此時(shí)日光燈亮。當(dāng)所有人離開(kāi)教室，熱釋電傳感器停止感應(yīng)，電路啟動(dòng)斷電延時(shí)程序，經(jīng)180秒（3分③ 鐘）后，線圈斷電，日光燈滅。

傳感器位置圖示

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光線傳感器位置a：此位置位于上方墻角，受到日光燈光照的干擾較小，適用于抗干擾力強(qiáng)，精度高，價(jià)格較昂貴的光線傳感器。

光線傳感器位置b：此位置位于窗臺(tái)，基本上完全不受室內(nèi)日光燈光線的干擾，但是傳感器本身卻易受到雨水等因素的影響，適用于抗干擾能力弱，精度較低，價(jià)格便宜的光線傳感器。

7總結(jié)

本次課程設(shè)計(jì)選題是由我們小組3人討論決定的，完成設(shè)計(jì)我們小組用時(shí)2個(gè)星期。在課題可行性的方面上我們覺(jué)得這個(gè)課題很適合我們現(xiàn)階段的能力，在我們確定課題后，隨即我們就分工任務(wù)。各自負(fù)責(zé)自己的部分，然后在一起討論確定最佳的設(shè)計(jì)。

在編寫(xiě)課題設(shè)計(jì)時(shí)，我們一致認(rèn)為最先確定設(shè)計(jì)的主要模塊。開(kāi)始認(rèn)為在這個(gè)主要模塊設(shè)計(jì)時(shí)不會(huì)花費(fèi)很多的時(shí)間，之后才知道原來(lái)簡(jiǎn)單的事情自己動(dòng)手也是這么的復(fù)雜。在很多細(xì)節(jié)的地方我們沒(méi)有注意到。隨后我們參考了很多的文獻(xiàn)，也在網(wǎng)上收集了資料。不斷修改，不斷完善了我的課程設(shè)計(jì)。

在元器件的選擇上，雖然沒(méi)有要求做出實(shí)物，但是我們依然考慮到設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)適用，我們?cè)诰W(wǎng)上收集了設(shè)計(jì)需要的元件。

這次課題設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我們運(yùn)用知識(shí)，分析問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力。鍛煉我們團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,通過(guò)這次課題設(shè)計(jì)我們也得到了深刻的感受。

參考文獻(xiàn)：

教室日光燈控制系統(tǒng)

[1] 郁有文 常建 程繼紅.傳感器原理及工程應(yīng)用 第三版;西安電子科技大學(xué)出版社,2008 [2] 宋伯生.PLC編程理論 第二版;機(jī)械工業(yè)出版社 ,2009 [3] 李建興.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)；機(jī)械工業(yè)出版社，2004