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控制系統(tǒng)論文范文1

繼電器控制，PLC控制，單片機控制，其中PLC檢測控制系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛。其具有以下特點：

1.1可靠性PLC不需要大量的活動元件和連線電子元件。它將控制邏輯由傳統(tǒng)的繼電器硬件運算變?yōu)檐浖\算，使得它的連線大大減少。PLC經(jīng)過多年的不斷發(fā)展，具有工業(yè)針對性，有很高的抗干擾能力。在各大PLC廠家的不斷更新發(fā)展下，PLC各模塊可靠性已經(jīng)有很大提高。與此同時，系統(tǒng)的維修簡單，維修時間短。PLC進(jìn)行了一系列可靠性設(shè)計，例如：冗余的設(shè)計（包括硬件冗余技術(shù)和軟件冗余技術(shù)），斷電保護(hù)功能（電容電源和UPS的應(yīng)用使得斷電時有充分的處理時間），故障診斷和信息保護(hù)及恢復(fù)。PLC具有編程簡單，操作方便，維修容易等特點，一般不容易發(fā)生操作的錯誤。PLC是為工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設(shè)計的控制裝置，它具有比PC控制更可靠的硬件和更簡單的編程語言。采用了精簡的編程語言加上強大的編譯診斷功能，編程出錯率大大降低。

1.2易操作性對PLC的操作包括程序輸入和程序更改的操作。通過專業(yè)的編程軟件進(jìn)行編程并進(jìn)行下載，更改程序的操作也可以直接根據(jù)所需要的接點號或地址編號進(jìn)行搜索或程序?qū)ふ遥缓筮M(jìn)行更改。PLC有多種程序設(shè)計語言可供使用。由于梯形圖與電氣原理圖較為接近，容易掌握和理解。PLC具有強大的自診斷功能降低了維修人員維修技能的要求。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，通過軟件和硬件的自診斷，維修人員可以很快找到故障部位進(jìn)行故障維修和故障排除。

1.3靈活性PLC采用的編程語言有梯形圖、功能表圖、功能模塊和語句描述等編程語言。編程方法的多樣性使編程簡單、可以使得不同專業(yè)的人員都有自己習(xí)慣的編程語言。操作靈活方便，監(jiān)視和控制變量變得十分容易。以上特點使用PLC控制系統(tǒng)具有可靠性高，程序設(shè)計方便靈活，運行穩(wěn)定，擴(kuò)展性能好，抗干擾能力強等諸多優(yōu)點今后PLC控制系統(tǒng)還會得到更廣泛的使用。

二、PLC控制系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)包含完整的PLC系統(tǒng)模塊。其中包含電源模塊，CPU-315，PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的，I/O包含開關(guān)量輸出（SM321DO），開關(guān)量輸入（SM321DI），模擬量輸入（SM331AI），模擬量輸出（SM331AO）等模塊。通訊模塊PS305。I/O組成：數(shù)字量輸入模塊（DI）：包含油箱液位高，油箱液位低，循環(huán)泵、主泵運行狀態(tài)，管路閥門狀態(tài)等。開關(guān)量輸出（DO）：包含循環(huán)泵、主泵啟停控制，加熱器啟停控制，冷卻器啟停控制。模擬量輸入（AI）：包含液位，流量，油溫，壓力等。

三、PLC邏輯控制

啟動邏輯：液位正常，油溫正常，管路閥門狀態(tài)正常等。停止邏輯：液位超低，壓力超低，流量超低，急停信號等。報警邏輯：液位低，壓力低，流量低，油溫低，油溫高等。

四、HMI設(shè)計

上位機與PLC通訊模塊通過Profibus總線連接，將各個參數(shù)傳給上位機通過人機界面Wincc顯示，并可以通過上位機人機界面控制液壓站的啟停。

五、液壓站群的控制

當(dāng)多個液壓站需要配合工作時，可以將每一個液壓站設(shè)置一個ET-200遠(yuǎn)程I/O站，將采集的參數(shù)通過通訊模塊傳入一個總的PLC站進(jìn)行集中控制。且可以通過一個HMI就可以監(jiān)視各個參數(shù)和人工參與控制。這樣就可以更加集中地控制多個液壓站組成的液壓站群，是的多個液壓站有序有計劃的協(xié)作運行。

六、液壓站穩(wěn)定性的提高

控制系統(tǒng)論文范文2

分散控制系統(tǒng)是新一代的儀表控制系統(tǒng)，其以微處理元件為基礎(chǔ)，以集中顯示操作、控制功能分散、分而治之和整體協(xié)調(diào)為基本原則，由過程監(jiān)控級和過程控制級共同構(gòu)成的以通信網(wǎng)路為紐帶的多級計算機系統(tǒng)。分散控制系統(tǒng)的技術(shù)為4C、計算機（computer）、顯示（CRT）、控制（Control）以及通訊（Communication）。具體來說，分散控制系統(tǒng)具備開放的結(jié)構(gòu)，能夠提供多個層次的數(shù)據(jù)接口。系統(tǒng)主要由現(xiàn)場控制站、操作員站、工程師站、機柜、數(shù)據(jù)系統(tǒng)和電源等部分組成。分散控制系統(tǒng)的硬件條件良好，能夠在諸多惡劣的工作環(huán)境中保持穩(wěn)定高效的工作性能。加之其漢化的平臺強大，能夠?qū)τ脩糇灾鏖_發(fā)和組態(tài)復(fù)雜控制等提供強有力的支持。分散控制系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)信息主要集中在顯示器上顯示和打印機打印，使控制系統(tǒng)在物理和功能上形成了明確區(qū)分。一般來說，分散控制系統(tǒng)的可利用率接近百分之百，無故障產(chǎn)生的平均時間保持在10萬小時以上，能夠?qū)﹄姀S的生產(chǎn)過程進(jìn)行全方位不間斷監(jiān)控，保證電廠相關(guān)工作沒有盲區(qū)，能夠一直處于監(jiān)控之下。

2電廠分散控制系統(tǒng)常見故障

2.1分散控制系統(tǒng)硬件故障

硬件故障是分散控制系統(tǒng)的最常見故障，對分散控制系統(tǒng)來說，其一般分為硬件和軟件兩個系統(tǒng)部分。對于DCS系統(tǒng)來說，其硬件系統(tǒng)一般包括通訊模塊、處理器模塊以及I/O模塊三個部分，人機接口和過程通道是硬件故障最常見的兩類問題，比如人機接口故障，就會控制系統(tǒng)運轉(zhuǎn)異常、球標(biāo)失靈、部分設(shè)備無法進(jìn)行操作等。球標(biāo)失靈的主要原因在于球標(biāo)老化、油污粉塵導(dǎo)致接觸失靈等。而I/O接口故障，一般是由于連接線接觸不良或是卡鍵老化導(dǎo)致出現(xiàn)問題。除此之外，控制設(shè)備故障和信息采集設(shè)備故障也是最為常見的硬件問題。控制設(shè)備故障和主控電路、設(shè)備配置有直接關(guān)聯(lián)，其中大多數(shù)問題是由于設(shè)備線路老化所致。

2.2分散控制系統(tǒng)電源故障

電源故障的問題雖然發(fā)生的幾率不大，但是并不是說不會發(fā)生，而且其后果十分嚴(yán)重。電源出現(xiàn)故障將會導(dǎo)致分散控制系統(tǒng)的控制功能失效，無法對各部元器件進(jìn)行控制管理，造成系統(tǒng)運行失效甚至崩潰，給電廠帶來不必要的損失，是DCS系統(tǒng)最為嚴(yán)重的故障之一。對于DCS系統(tǒng)來說，其出現(xiàn)電源故障的原因是多方面的，一般有四個方面的因素：第一是電源內(nèi)部發(fā)生故障或者保險配置不合理引起電源中斷，進(jìn)而造成分散控制系統(tǒng)整體運轉(zhuǎn)停止；第二是電源插接頭不穩(wěn)，致使系統(tǒng)電壓不穩(wěn)，給系統(tǒng)運行帶來負(fù)面影響；第三是供電方式交換，引起電源出現(xiàn)瞬間終端的現(xiàn)象，由于電壓沖擊給系統(tǒng)各部元器件帶來損傷，進(jìn)而造成系統(tǒng)控制功能失效；第四是其他方面的原因?qū)е履K受損，無法進(jìn)行正常工作，進(jìn)而引發(fā)電源故障。

2.3分散控制系統(tǒng)信號干擾故障

信號干擾故障是分散控制系統(tǒng)在實際運行中很常見的一個問題，所謂信號干擾故障，即指在分散控制系統(tǒng)正常運行時，其他與系統(tǒng)無關(guān)的信號闖入控制系統(tǒng)，對系統(tǒng)的工作信號形成了強烈干擾，使系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)或發(fā)出的指令與設(shè)定存在偏差，進(jìn)而在相應(yīng)的工作結(jié)果上體現(xiàn)出明顯的問題。信號干擾故障的成因是干擾信號，干擾信號一般有三個來源：第一是電源電路產(chǎn)生干擾信號。在電廠發(fā)電系統(tǒng)中，各種設(shè)備開閉都會產(chǎn)生電壓噪聲，其闖入分散控制系統(tǒng)就會給系統(tǒng)的控制工作帶來很大的負(fù)面沖擊；第二是接地產(chǎn)生干擾。當(dāng)系統(tǒng)接地點位分布不合理，就會造成系統(tǒng)接地點之間存在電位差，進(jìn)而引起接地電源電流變化，對控制系統(tǒng)產(chǎn)生影響；第三是外部無線信號干擾。外部無線信號也會對分散控制系統(tǒng)產(chǎn)生很大的干擾，諸如手機信號、收音機信號等。

2.4分散控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信故障

網(wǎng)絡(luò)通信故障是出現(xiàn)在系統(tǒng)操作中的一種常見故障，由于分散控制系統(tǒng)進(jìn)行不同控制層切換，會造成網(wǎng)絡(luò)通信阻塞或是通信出現(xiàn)混亂。網(wǎng)絡(luò)通信故障最直接的表現(xiàn)就是各系統(tǒng)信號無顯示，I/O接口紅燈閃爍。這種情況一般是控制系統(tǒng)同時處理過多信息導(dǎo)致CPU總線通信阻塞。通信故障對于分散控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理都會產(chǎn)生很大的影響，其不僅會阻礙系統(tǒng)的正常工作，甚至還會導(dǎo)致部分設(shè)備甚至整個系統(tǒng)發(fā)生更嚴(yán)重的故障。

3電廠分散控制系統(tǒng)的維護(hù)措施

3.1加強控制系統(tǒng)的日常維護(hù)

加強日常維護(hù)對于減少控制系統(tǒng)故障，維持系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行具有重大意義。日常維護(hù)故障一般應(yīng)該從系統(tǒng)的基本點出發(fā)，做好基礎(chǔ)維護(hù)。一般來說，日常維護(hù)第一需要貫徹相關(guān)系統(tǒng)管理制度，使制度深入人心，確保相關(guān)員工能夠在日常工作中按照規(guī)定進(jìn)行，減少誤操作對系統(tǒng)帶來的影響；第二要維護(hù)系統(tǒng)工作環(huán)境溫度，保持氣溫穩(wěn)定，保證溫度變化不超過5℃，避免系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)啟動困難；第三要維持溫度穩(wěn)定，也可以起到減慢設(shè)備線路老化的作用；第四要加強軟件使用，確保使用正版軟件，拒絕盜版軟件，避免因軟件問題給系統(tǒng)帶來問題；第五要加強對系統(tǒng)接地進(jìn)行維護(hù)，避免接地點出現(xiàn)電位差引發(fā)系統(tǒng)故障；第六要加強防靜電的工作，避免系統(tǒng)遭受磁場干擾。

3.2加強對控制系統(tǒng)的針對性維護(hù)

日常維護(hù)只是從基本需求出發(fā)，其只能在基本層面進(jìn)行故障排查，無法對一些深層次的問題進(jìn)行處理。針對性維護(hù)及針對系統(tǒng)常見故障進(jìn)行專項維護(hù)，比如對于常見電源故障，就可以加強對電源的維護(hù)工作；對信號干擾故障，就該加強排除外部信號源的工作。總的來說，針對性維護(hù)從三個方面入手：第一，對控制站及操作站的電源、計算機進(jìn)行定期停機檢修。控制站和操作站是分散控制系統(tǒng)的兩個重要環(huán)節(jié)，其電源和計算機均關(guān)系到兩個環(huán)節(jié)的正常控制工作，只有進(jìn)行定期檢修，排除潛在的問題，才能保證其維持正常工作；第二，對系統(tǒng)接地和供電系統(tǒng)進(jìn)行接地電阻測試。系統(tǒng)接地產(chǎn)生的電位差會給系統(tǒng)帶來較大的危害，定期進(jìn)行接地電阻測試，排除可能存在的接地問題，對于控制系統(tǒng)來說具有十分重要的作用；第三，對控制系統(tǒng)進(jìn)行冗余測試，使系統(tǒng)保持在正常的運行狀態(tài)。

3.3加強對系統(tǒng)回路和傳感器的維護(hù)

分散控制系統(tǒng)中回路和傳感器眾多，由于其具有分散控制功能，所以對于不同的控制對象，其控制回路和傳感器是不一樣的。加強對系統(tǒng)回路和傳感器的維護(hù)，需要從三個方面入手：第一是維護(hù)回路完整性。系統(tǒng)回路在經(jīng)過一段時間工作后，可能由于外部原因或是內(nèi)部原因出現(xiàn)斷路或是誤接，因此需要加強維護(hù)避免出現(xiàn)回路斷開或是接入其他回路，造成系統(tǒng)控制功能失效；第二是維護(hù)傳感器的完整性，避免傳感器在工作中逐漸老化或是遭受其他外界因素影響產(chǎn)生失效，確保其能夠在系統(tǒng)中進(jìn)行精準(zhǔn)快速的工作；第三是加強回路和傳感器的檢修更換。維護(hù)工作不具備針對性，其是以保證相關(guān)設(shè)備的正常運行為出發(fā)點。但是檢修不一樣，其是以發(fā)現(xiàn)問題解決問題為目的進(jìn)行的相關(guān)工作。對于系統(tǒng)回路和傳感器而言，只有加強檢修更換，才能保證其不出現(xiàn)意外故障，影響系統(tǒng)的整體運轉(zhuǎn)。

3.4加強對系統(tǒng)電源的維護(hù)

電源故障對系統(tǒng)造成的影響十分巨大，因此加強對系統(tǒng)電源的維護(hù)具有十分重要的作用。加強對電源的維護(hù)，主要應(yīng)該以定期進(jìn)行冗余實驗，即定期進(jìn)行電源系統(tǒng)冗余切換實驗，在此基礎(chǔ)上還需對UPS電源進(jìn)行切換檢查。一般來說，電源維護(hù)的主要內(nèi)容有對電源電池進(jìn)行充放電、對I/O模塊進(jìn)行定期檢查、及時更換老化線路和元件、檢查電源系統(tǒng)接地分布、檢查線路接頭是否穩(wěn)定良好、檢查系統(tǒng)的散熱設(shè)備是否正常等。可以說系統(tǒng)電源維護(hù)是分散控制系統(tǒng)的重點維護(hù)措施，也是避免不必要故障發(fā)生的有效手段，能夠大大提升系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

4結(jié)語

控制系統(tǒng)論文范文3

關(guān)鍵詞刷卡系統(tǒng);讀卡器;單片機

1引言

多媒體教學(xué)平臺是根據(jù)教育信息化的要求，利用新的媒體技術(shù)、計算機技術(shù)、音視頻技術(shù)和控制技術(shù)，選用先進(jìn)的教學(xué)媒體而設(shè)計的一種輔助教學(xué)系統(tǒng)。它摒棄了硬件設(shè)備簡單的獨立連接，改變了復(fù)雜多樣的遙控方式，系統(tǒng)、高效、協(xié)調(diào)地把每一臺設(shè)備進(jìn)行有機的組合，并與校園網(wǎng)連通，實現(xiàn)視頻點播，讓每一位教師都能得心應(yīng)手地掌握和運用現(xiàn)代技術(shù)，優(yōu)化教學(xué)環(huán)境、提高教學(xué)效率。多媒體教學(xué)平臺的硬件是以多媒體計算機、視頻展示臺、大屏幕及投影機、多種播放媒體為主要設(shè)備，同時輔以相關(guān)配套設(shè)備，用桌面面板控制和計算機軟件控制形成科學(xué)合理的系統(tǒng)。多媒體教室刷卡控制系統(tǒng)的實現(xiàn)，將為現(xiàn)代教學(xué)提供了更進(jìn)一步的方便，提高教學(xué)效率，使現(xiàn)代教學(xué)的運行環(huán)境更加趨于完善。

2需求分析

我校十分重視現(xiàn)代技術(shù)在教學(xué)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，配備了多媒體教學(xué)平臺的多媒體教室的投入使用，不僅為教學(xué)工作帶來了極大的方便，而且很好地激發(fā)了同學(xué)們學(xué)習(xí)的興趣。經(jīng)過一段時間的使用，在多媒體教室的日常管理中也發(fā)現(xiàn)了一些亟待解決的問題：

(1)先進(jìn)的教學(xué)技術(shù)與滯后的管理手段相悖。多媒體教室通常采用人為管理的方式，安排專人負(fù)責(zé)多媒體教室鑰匙的發(fā)放，教師必須在課前到值班室領(lǐng)取鑰匙，下課后需要及時歸還，步驟繁瑣，受人為因素影響明顯，例如：教師下課后忘記了歸還鑰匙，導(dǎo)致了后面的課程無法正常進(jìn)行……

(2)多媒體教室內(nèi)設(shè)備相對集中，操作復(fù)雜，但管理相對分散，一些細(xì)節(jié)問題容易被忽略，引起誤操作，造成設(shè)備損害，影響教學(xué)秩序。

(3)管理缺乏實時性。管理者與多媒體教室的實時性聯(lián)系不夠，管理者發(fā)放鑰匙后，無法獲得任何反饋信息，對當(dāng)前正在使用教室的工作狀況也很難知曉，一旦多媒體設(shè)備出現(xiàn)故障，需要較長時間才能排除。

針對以上人為管理中存在的種種弊端，本著“集中控制，統(tǒng)一管理”的思路，本文提出了多媒體教室刷卡管理系統(tǒng)的設(shè)計方案。該系統(tǒng)主要由管理服務(wù)器、電教臺控制單片機兩大部分構(gòu)成，通過單片機與管理服務(wù)器的遠(yuǎn)程通訊，利用單片機本身強大的功能實現(xiàn)對各個分散的多媒體教室的集中管理，非接觸式IC卡、讀卡器和電磁鎖的使用將解決多媒體教室人為管理中的諸多問題，實現(xiàn)無人化職守。

3功能設(shè)計

多媒體教室刷卡控制系統(tǒng)使用雙絞線作為通信線路，實現(xiàn)單片機控制端與管理服務(wù)器數(shù)據(jù)的雙向傳輸，在原有多媒體教室的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了多媒體教室的半自動化控制。該控制系統(tǒng)采用分布式、模塊化設(shè)計方法進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，各模塊具體功能如下：

(1)教師身份識別模塊。根據(jù)教師身份自動分配多媒體教室的使用權(quán)。各教師持有自己的非接觸式IC卡，每個多媒體教室的控制臺上安裝有一個能夠控制電磁鎖和電源的讀卡器。任課教師只需持卡，其身份信息將被讀入到讀卡器內(nèi)，系統(tǒng)將自動查詢數(shù)據(jù)庫決定是否允許其使用該教室，允許則自動打開控制臺的電磁鎖，并完成主設(shè)備上電、開啟計算機、投影機上電、降下電動投影屏幕等操作。

(2)設(shè)備故障警示模塊。教師如發(fā)現(xiàn)某個設(shè)備出現(xiàn)故障而不能正常使用，可通過安裝在控制臺上的系統(tǒng)鍵向管理服務(wù)器報告，管理服務(wù)器端系統(tǒng)通過響鈴或顯示器上的提示告知管理人員哪個教室的何種設(shè)備出現(xiàn)故障，以便第一時間做出反應(yīng)。

(3)設(shè)備保護(hù)模塊。對投影機光源的保護(hù)在設(shè)計時也做了特殊考慮。投影機燈泡價格昂貴，對使用條件要求嚴(yán)格，在投影機使用完畢后，系統(tǒng)首先切斷燈泡電源，但投影機散熱風(fēng)扇仍將繼續(xù)運轉(zhuǎn)3分鐘以使燈絲冷卻，此時控制操作臺不能斷電。3分鐘后，控制操作臺自動斷電。授課教師不必等待，下課后上鎖既可離開。此操作可大大延長燈絲使用壽命，降低多媒體教室的維護(hù)成本。

(4)意外情況處理模塊。可以方便的處理卡丟失及恢復(fù)的情況、多媒體教室臨時調(diào)課的情況。

(5)歷史記錄模塊。管理服務(wù)器是整個自動化管理系統(tǒng)的控制核心，它通過定時輪詢的方式監(jiān)視各個電化教室子系統(tǒng)的工作狀態(tài)。刷卡管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫具有良好的工作界面可形成設(shè)備故障記錄報表，并能夠打印送教學(xué)主管部門備案。

4架構(gòu)設(shè)計

本系統(tǒng)由一個主控制部分與多個子控制部分組成。子控制部分由單片機控制器、讀卡器和電磁鎖組成，與其它多媒體教學(xué)設(shè)備一起安裝在教室的控制臺內(nèi)；主控制部分安裝于管理服務(wù)器。服務(wù)器與單片機之間采用總線式結(jié)構(gòu)，異步串行通訊方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。授課教師在操作控制臺前需要刷卡，讀卡器將讀出卡中數(shù)據(jù)，管理服務(wù)器以多機通訊方式主動定時對各教室的子控制系統(tǒng)進(jìn)行輪詢，每查到一個子控制系統(tǒng)時，子控制系統(tǒng)的單片機就將讀出的卡數(shù)據(jù)回傳服務(wù)器，服務(wù)器將此數(shù)據(jù)與事先編制好的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)二者吻合，則向此控子制系統(tǒng)發(fā)送開鎖指令。

圖1多媒體教室刷卡控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

1)主控部分功能

主控制部分由一臺管理服務(wù)器與一個RS232-RS485變換器組成。管理服務(wù)器存儲有兩個數(shù)據(jù)庫，一個為教師身份數(shù)據(jù)庫，另一個為課程表數(shù)據(jù)庫。教師身份數(shù)據(jù)庫保存有每個教師工作證號與其所持有非接觸卡號之間的對應(yīng)關(guān)系；課程表數(shù)據(jù)庫則為教師占用多媒體教室的日期與時間。課程表數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的設(shè)計需要仔細(xì)研究，應(yīng)包含所有必要信息以方便檢索，并要保證高的響應(yīng)速度。應(yīng)用程序使用VC++編寫，采用DAO(DataAccessObjects)技術(shù)調(diào)用兩個數(shù)據(jù)庫。管理服務(wù)器配有RS232通訊口，RS232-RS485轉(zhuǎn)換器負(fù)責(zé)實現(xiàn)數(shù)據(jù)在RS232協(xié)議格式與RS485協(xié)議格式之間的轉(zhuǎn)換。

2)子控制部分功能

讀卡器負(fù)責(zé)將教師持有的非接觸式IC卡中的信息轉(zhuǎn)換成Wiegand26碼形式，單片機以中斷方式接收讀卡器輸出的信息編碼，并通過總線發(fā)送給管理服務(wù)器。當(dāng)單片機接收到管理服務(wù)器返回的指令時，立即執(zhí)行該指令，例如打開電磁鎖等。RS485-TTL變換器將單片機的串行輸出變換成RS485協(xié)議格式，并送上總線；將管理服務(wù)器發(fā)送到總線上的數(shù)據(jù)變換成TTL電平，并送到單片機的串行通訊口。另外，子控制系統(tǒng)單片機還執(zhí)行其它一些控制操作，例如開鎖后設(shè)備自動上電，關(guān)鎖后設(shè)備自動掉電，聲音報警等。

5結(jié)束語

多媒體電教臺刷卡控制系統(tǒng)是在高校現(xiàn)有財力基礎(chǔ)上提出并開發(fā)的，他采用半雙工通信電路和多機通信技術(shù)，進(jìn)行設(shè)計開發(fā)，并結(jié)合多媒體教室現(xiàn)有的功能和特點形成了一個自定義的通信協(xié)議的有限局域控制系統(tǒng)，能夠解決現(xiàn)有多媒體教室管理中存在的一些問題。

參考文獻(xiàn)

[1]李圣怡等.《Windows環(huán)境下軟硬件接口技術(shù)》.國防科技大學(xué)出版社

控制系統(tǒng)論文范文4

PLC是一種在繼電邏輯控制之后迅速發(fā)展起來的計算機工業(yè)自動控制裝置，其強大的抗干擾能力和可靠度被廣泛運用于多種工業(yè)自動化設(shè)備中。隨著對PLC研究的深入和技術(shù)的發(fā)展成熟，越來越多的復(fù)雜自動控制系統(tǒng)紛紛將PLC作為了首選技術(shù)。與多年前的PLC功能相比，如今的PLC廠商已開發(fā)出各種各樣的配套功能模塊，智能化的處理能力也在不斷增強，完全能夠適應(yīng)各類工藝生產(chǎn)流程，如輸入輸出模塊，便是現(xiàn)今應(yīng)用范圍最廣的PLC自動控制系統(tǒng)智能模塊，其實現(xiàn)了采集外部模擬量和控制內(nèi)部數(shù)字量的兩種功能，甚至有一些品牌的輸入輸出模塊已完全嵌入了A/D和D/A的功能，滿足了市場的需要。然而，隨著舊工藝舊設(shè)備的改造和工業(yè)控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度提高，原廠配套的智能模塊出現(xiàn)了功能性瓶頸，具有一定的滯后性，且因定制造價過高的原因，國內(nèi)外開始對自動控制系統(tǒng)智能模塊展開了更深層次的研究。

二、基于PLC自動控制系統(tǒng)的設(shè)計

1、PLC自動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成PLC自動控制系統(tǒng)是通過PLC對工業(yè)生產(chǎn)中的儲位、壓力、流量和溫度等生產(chǎn)要素進(jìn)行控制的一種智能化系統(tǒng)，在此過程中，需進(jìn)行PID的運算，通常在PLC廠家可以采購到配套的PID控制程序和過程控制模塊，對于生產(chǎn)要素的采集和輸出都有較為方便的控制方法，但基于價格和操作性的原因，不少PLC自動控制系統(tǒng)還是采取自己編程的方式，這對于復(fù)雜的PLC自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)更多需求和工藝調(diào)整的控制策略，具有成本更低和操控性更強的特點。PLC自動控制系統(tǒng)的工作流程主要是：通過測量感應(yīng)元件對信號進(jìn)行反饋輸入，進(jìn)入A/D模塊轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)能夠識別的數(shù)字信號，再與控制參數(shù)進(jìn)行比對，接著進(jìn)入PID運算單元，得到偏差結(jié)果的計算，最后由D/A模塊轉(zhuǎn)變信號輸出至執(zhí)行元件，開始動作的執(zhí)行。

2、PLC自動控制系統(tǒng)的智能化實現(xiàn)本文以儲料儲存和輸送控制為例子，采用三菱公司生產(chǎn)的FX2N-48MR-001PLC對PLC自動控制系統(tǒng)的智能化實現(xiàn)過程進(jìn)行具體介紹。

（1）儲位的采集：寄存器M21閉合檢測儲位并選擇輸入通道讀取儲位值信號，A/D模塊開始工作，再經(jīng)緩沖存儲器讀取進(jìn)入輔助繼電器中，最后將數(shù)字信號儲存入寄存器，等待PID的運算。

（2）PID的運算：首先，我們要初始化設(shè)定PID的固定指令參數(shù)表，即設(shè)定檢測時間、增益濾波、微積分增益等參數(shù)。其次，設(shè)置獨立的PID指令寄存器，當(dāng)PID出現(xiàn)運算錯誤時，及時調(diào)整寄存器的ON和OFF狀態(tài)，中斷指令，而實際采集儲位值信號時，也是通過中斷和跳轉(zhuǎn)指令和子程序調(diào)用指令來運算的。

（3）電動閥的輸出：電動閥主要作為進(jìn)出料控制的手段，是通過PID的控制和D/A模塊的轉(zhuǎn)換，將PID運算的模擬量結(jié)果進(jìn)行輸出工作，其輸出值會儲存在輔助繼電器和緩沖儲存器中，觸發(fā)輸出通道進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換的過程。

三、基于PLC自動控制系統(tǒng)的上位監(jiān)控設(shè)計

1、上位監(jiān)控介紹基于PLC自動控制系統(tǒng)的上位監(jiān)控是由組態(tài)軟件對上下位的通信進(jìn)行銜接，且實時監(jiān)控并記錄PLC自動控制系統(tǒng)運行情況的管理方法。其采用組態(tài)軟件對PLC、智能模塊以及設(shè)備儀表等進(jìn)行采集現(xiàn)場信號的工作，當(dāng)系統(tǒng)運行到報警參數(shù)設(shè)置范圍內(nèi)的狀態(tài)時，組態(tài)軟件會以監(jiān)控界面和移動終端設(shè)備等途徑提醒工作人員。同時，該上位監(jiān)控軟件對歷史數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行統(tǒng)計和儲存，便于對數(shù)據(jù)變量配置進(jìn)行優(yōu)化和完善。

2、上位監(jiān)控界面設(shè)計上位監(jiān)控界面設(shè)計分為兩個步驟，一是畫面的開發(fā)，通過組態(tài)軟件對工業(yè)流程圖的圖形圖表繪制，根據(jù)各設(shè)備的位置、規(guī)格和連接方式，通過縮小比例的顯示方式表示在計算機屏幕中；二是工程變量的設(shè)置，監(jiān)控界面中的工程變量往往用于集中進(jìn)行生產(chǎn)監(jiān)控和預(yù)警控制，因畫面的直觀效果，自動控制系統(tǒng)能夠在監(jiān)控界面中隨時發(fā)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的運行狀態(tài)，簡而言之，設(shè)置工程變量即是在畫面開發(fā)之后對各生產(chǎn)要素和連接方式的屬性定義。

3、遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)計隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，遠(yuǎn)程監(jiān)控與PLC自動控制系統(tǒng)結(jié)合起來，成為了PLC自動控制系統(tǒng)的一個很重要的智能模塊。組態(tài)軟件中內(nèi)嵌有B/S結(jié)構(gòu)，可以讓自動控制系統(tǒng)的監(jiān)控手段脫離現(xiàn)場的監(jiān)控，隨時隨地對工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)控和管理，亦可設(shè)置純?yōu)g覽權(quán)限，只能訪問監(jiān)控界面，進(jìn)行實時數(shù)據(jù)觀察，該方式已成為了上位監(jiān)控的重要發(fā)展方向。

四、基于PLC自動控制系統(tǒng)的智能模塊設(shè)計

為滿足PLC應(yīng)用于各種自動控制系統(tǒng)的要求，配套輸入口的模塊購買成本十分高昂，而且相對固定的性能和無法擴(kuò)展的弊端對于小型自動控制系統(tǒng)和老工藝改造項目具有較差的靈活性。針對于此，本節(jié)將闡述智能輸入輸出口模塊在PLC應(yīng)用中的二次設(shè)計過程。

1、智能輸入輸出口模塊的設(shè)計方案智能輸入輸出口的設(shè)計主要通過編程來自定義種類各異的邏輯功能，實現(xiàn)與PLC聯(lián)通信息，輸入輸出模擬量，并于上位監(jiān)控界面中顯示的功能。其中，智能輸入輸出口模塊核心控制器采用單片機作為主機來完成通信的傳輸和數(shù)據(jù)的控制，PLC作為輔機來對兩者進(jìn)行聯(lián)通。而單片機邏輯電路設(shè)計交由CPLD來完成，所有模塊和輸入輸出外設(shè)都經(jīng)過CPLD與單片機利用總線連接，實現(xiàn)抑制容易、兼容性強等特點。

2、硬件模塊設(shè)計

（1）單片機模塊單片機是智能輸入輸出口模塊的核心部分，本文對單片機的選擇為兼容8051指令代碼的單片機，該類型單片機的功耗、速度和抗擾性能都得到了市場的良好反響。其次，該類型的單片機采取外部晶振模式并內(nèi)置2個30pF電容對波特率的把握較為穩(wěn)定和快速。由于STC12LE5A60S2和CPLD的供電電源為3.3V，所以可以直接進(jìn)行總線連接。同時，本文將單片機的ALE引腳、中斷、P2和WR/RD接口與CPLD連接，易于控制矩陣式鍵盤的操作。

（2）CPLD模塊CPLD是自定義邏輯編程開發(fā)的專用集成電路，其利用配套的輸入軟件、開發(fā)軟件和仿真軟件對內(nèi)部邏輯燒寫實現(xiàn)電路設(shè)計、仿真和優(yōu)化的制作過程。在CPLD的選擇上，首選電源電壓為3.3V的CMOSEPLD，滿足管腳數(shù)量大于144個、I/O口大于116個的高性能和高密度要求。

（3）D/AC和A/DC模塊D/AC模塊的主要作用是輸出0~5V的模擬量，為滿足不同電路的設(shè)計要求，其輸入方式應(yīng)滿足市面常見的直接數(shù)字和單、雙緩沖并存的輸入方式，至于模擬信號是否在轉(zhuǎn)換后通過電流形式輸出還是電壓輸出，本文對此不作要求；A/DC模塊的主要作用是轉(zhuǎn)換數(shù)字量信號，并經(jīng)單片機發(fā)送至PLC進(jìn)行PID運算。按照常見的自動化控制系統(tǒng)的要求，A/DC模塊必須具備8路采集通道，且采集精度應(yīng)符合8位分辨率的要求。

3、軟件模塊設(shè)計

（1）CPLD程序的編寫CPLD程序的編寫主要是對總線地址譯碼、讀寫時序、數(shù)碼管掃描、鍵盤自動掃描的操作，通常采用AHDL語言來完成工作。其編程流程為：首先，進(jìn)行總線地址譯碼，獲取單片機對A/DC和D/AC模塊的讀寫時序，通過讀寫時序判斷A/DC和D/AC模塊的轉(zhuǎn)換狀態(tài)；其次，傳輸采集數(shù)據(jù)給單片機，通過對數(shù)碼管的1KHz信號掃描模式，將數(shù)據(jù)顯示與LED上；最后，根據(jù)鍵盤自動掃描200Hz信號的結(jié)果，判斷單片機中斷的按鍵動作，輸出至總線。

（2）單片機程序的編寫單片機程序的編寫主要是對主程序、功能菜單程序、顯示程序和模塊通信和控制進(jìn)行設(shè)計。此過程是對智能輸入輸出口模塊人機交互界面的設(shè)計，應(yīng)以簡單便捷的操控設(shè)計為原則，滿足通信和控制模塊的功能性需求。

控制系統(tǒng)論文范文5

通常情況下，數(shù)控機床的系統(tǒng)一般由三種系統(tǒng)構(gòu)成，分別為反饋檢測系統(tǒng)、NC控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動系統(tǒng)。數(shù)控機床的電氣控制系統(tǒng)對于數(shù)控機床的加工方面會產(chǎn)生不同程度和不同方面的影響。從數(shù)控機床的加工精度方面來看，其中位置伺服控制系統(tǒng)能夠?qū)τ跈C床加工的精度方面產(chǎn)生很大程度上的影響。所以，位置精度屬于比較重要的指標(biāo)之一。要想保持位置精度的準(zhǔn)確性，不僅需要在系統(tǒng)使用的時候選擇正確的開環(huán)放大的倍數(shù)，還需要對于位置檢測中的元件能夠有一定的精度上的要求。另外，由于數(shù)控機床屬于精度高且效率也很高的一種自動化的設(shè)備，它能夠為數(shù)控機床的生產(chǎn)提供更高的生產(chǎn)效率，但是如果這個系統(tǒng)出現(xiàn)問題和重大故障，那么其所帶來的損失也是不可估量的。因此，數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的可靠性和安全性也是值得關(guān)注的一方面。

2數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)出現(xiàn)的問題

數(shù)控機床在電器控制系統(tǒng)方面的故障一般都是強電故障和弱電故障兩種，具體如下所述。

2.1弱電故障弱電指的是數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中的電子的元器件以及集成電路為主要的控制的部分。弱電故障中又可以分為硬件發(fā)生的故障和軟件發(fā)生的故障。硬件故障主要是指各種集成電路內(nèi)部的芯片或者是接插件等出現(xiàn)的事故。軟件故障指的是在硬件都屬于正常的情況下，內(nèi)部發(fā)生的各種動作性的問題或者是數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟失等問題，一般比較常見的例子有加工程序出現(xiàn)錯誤或者是計算機的運行出現(xiàn)錯誤以及系統(tǒng)的程序或者是參數(shù)出現(xiàn)錯誤等。

2.2強電故障強電部分指的是控制系統(tǒng)之中出現(xiàn)的主回路或者是大功率的回路中的繼電器或者是電源變壓器等一系列的電氣的元件以及其中組成的控制電路。強電故障雖然在維修或者是診斷問題的部分較為簡單，但是因為其處于一種高壓以及大電流的工作狀態(tài)之下，所以一般強電發(fā)生故障的次數(shù)要多于弱點故障，因此需要相關(guān)的維護(hù)和維修人員能夠予以重視。

3解決方法

3.1調(diào)節(jié)法在解決數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的眾多辦法中，調(diào)節(jié)的方法是其中最為簡單的一種。調(diào)節(jié)法主要是通過對于電位計進(jìn)行調(diào)整，以此來達(dá)到修復(fù)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障的目的。最佳的調(diào)整辦法是對于伺服驅(qū)動系統(tǒng)和被拖動的機械系統(tǒng)來進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)整，并實現(xiàn)最佳的匹配的一種較為綜合性的調(diào)節(jié)的辦法。這種調(diào)節(jié)的辦法也較為簡單，可以使用一臺但是多線的記錄儀來或者是雙蹤示波器來對于觀察指令和速度反饋的一種相互響應(yīng)的關(guān)系。一般都是通過對于速度調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)以及積分的時間進(jìn)行調(diào)整，促使伺服系統(tǒng)能夠達(dá)到比較高的動態(tài)響應(yīng)的一種特征，但是又不會出現(xiàn)振蕩的一種最恰當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。另外，在現(xiàn)場如果沒有示波器的情況下，相關(guān)的工作人員可以根據(jù)自己以往的工作經(jīng)驗，調(diào)節(jié)來使得電機起振并向反方向慢慢進(jìn)行調(diào)節(jié)，一直調(diào)節(jié)到消除振蕩狀態(tài)為止。

3.2復(fù)位法如果數(shù)控機床的電氣控制系統(tǒng)由于突發(fā)性故障而引起系統(tǒng)報警的情況，那么可以是他呀復(fù)位法患者是開關(guān)系統(tǒng)電源來進(jìn)行依次地操作來消除故障。但是如果系統(tǒng)內(nèi)部的工作存儲的區(qū)域掉電并且插拔電路板以及電池欠壓，而造成系統(tǒng)出現(xiàn)混亂的現(xiàn)象，那么就需要對于系統(tǒng)進(jìn)行初始化操作來進(jìn)行清除，但是在清除之前需要提前做好數(shù)據(jù)和信息的拷貝，以免丟失數(shù)據(jù)。但是如果初始化操作之后故障依舊沒有排除，那么就需要進(jìn)行硬件方面的檢查和診斷。

3.3更正法所謂的更正法指的是對于系統(tǒng)中的參數(shù)進(jìn)行修改，程序更正的辦法。系統(tǒng)的參數(shù)主要是用來確定系統(tǒng)的功能的一種依據(jù)，如果系統(tǒng)的參數(shù)在設(shè)定的時候出現(xiàn)錯誤那么就很可能造成系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者是系統(tǒng)中的某一項的功能失去作用。有的時候可能會因為用戶的程序出現(xiàn)錯誤而導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障而停止運作。在這種情況下，系統(tǒng)修復(fù)可以使他系統(tǒng)的搜索功能進(jìn)行檢查，來對于用戶的程序中出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行搜索，在搜索完成之后依次改正，這樣才能在發(fā)現(xiàn)錯誤之后進(jìn)行改正，系統(tǒng)才能恢復(fù)運行。數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展在未來的發(fā)展道路中將不斷走向開放式的發(fā)展形式，由于其可靠性和低成本等一系列的優(yōu)點，將會促使更多的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)的商家逐步走向甲方是的發(fā)展形勢。其中，數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)在速度方面也將走向高速化的發(fā)展道路，精度方面也會得到一定的發(fā)展。另外，數(shù)控機床的電氣控制系統(tǒng)還會向智能化方面進(jìn)行轉(zhuǎn)變。人工智能機在我國的研究和發(fā)展已經(jīng)走向了一定的程度，其在計算機領(lǐng)域的發(fā)展也在不斷深入，數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度也將趕上時代的潮流，走向智能化的發(fā)展道路。

4結(jié)語

控制系統(tǒng)論文范文6

傳導(dǎo)干擾：由于物體本身各自束縛電荷的能力不同，其自身電位容易發(fā)生變化，這種電位變化容易引起電容性的耦合，在測量回路中形成干擾，特別是在電氣強電與儀表弱電同溝輻射、兩電纜槽或保護(hù)管相行輻射時，強電沿電纜延伸方向產(chǎn)生環(huán)狀磁場，儀表信號線在磁場中受到干擾作用，容易產(chǎn)生信號干擾，有時還能引起儀表信號線兩端產(chǎn)生電位差。附加電勢干擾：儀表信號回路在裝置現(xiàn)場經(jīng)過的區(qū)域溫度不同，或某一特定區(qū)域存在腐蝕嚴(yán)重、信號線表皮破損，在大功率電氣設(shè)備周圍存在的靜電場以及大型設(shè)備運行過程中的振動都會引起附加電勢強加在儀表測量回路中。變頻電磁干擾：由于某些電氣設(shè)備需要進(jìn)行調(diào)頻控制，變頻器使用過程中會產(chǎn)生中頻和低頻干擾信號，如若儀表信號電纜在變頻器周圍，容易產(chǎn)生變頻電磁干擾。

二、抗干擾防范措施

1.接地保護(hù)儀表信號電纜在DCS機柜間外部分為：儀表電纜槽盒段、儀表信號保護(hù)管段、現(xiàn)場接線箱、和現(xiàn)場一次儀表末端。儀表電纜槽盒段應(yīng)用黃綠接地線做好可靠的接地保護(hù)，儀表信號線保護(hù)槽盒內(nèi)應(yīng)明確設(shè)有不同類型儀表信號線分隔板，如本安儀表信號電纜、隔爆儀表信號電纜等。儀表信號保護(hù)管段應(yīng)做好保護(hù)管兩段接地，可以選擇與就近地連接到與接地網(wǎng)相連的鋼結(jié)構(gòu)、工藝管線，如若現(xiàn)場一次儀表使用鎧裝屏蔽電纜，其鎧裝保護(hù)金屬層應(yīng)至少在兩端接至保護(hù)接地；現(xiàn)場接線箱應(yīng)與就近的接地網(wǎng)做跨線連接。

2.工作接地DCS控制系統(tǒng)工作接地首先要確保工作接地在工作接地總接地點之前不應(yīng)與保護(hù)接地進(jìn)行混接；其次要保證在所有接地線匯總到總接地點前應(yīng)當(dāng)是外部絕緣，工作接地電纜之間不會相互存在接通狀態(tài)。工作接地最終與接地體或接地網(wǎng)的連接應(yīng)從總接地板單獨接線；DCS控制系統(tǒng)工作接地的原則應(yīng)遵循單點接地，避免在信號回路中產(chǎn)生接地回路，如若某一條線路上的信號源和接收儀表都不可避免接地，則應(yīng)采用隔離器將兩點接地隔離開。

3.本安系統(tǒng)接地目前現(xiàn)場一次儀表大多數(shù)都實現(xiàn)了本安防爆要求，本安測量回路必須使得安全柵能在直流供電電源故障時實現(xiàn)與危險場所隔離的，這就要求了安全柵需要與直流供電電源公共端進(jìn)行連接，要實現(xiàn)安全柵能在交流電源故障時實現(xiàn)與危險場所隔離，安全柵接地必須與交流供電電源的中線連接，因此可以說安全柵系統(tǒng)接地方式取決于安全柵端子排的供電電源屬性。采用隔離式安全柵的本質(zhì)安全儀表系統(tǒng)，無需專門接地，齊納安全柵的本質(zhì)安全儀表則應(yīng)設(shè)置接地連接系統(tǒng)，其接地與儀表信號回路接地不應(yīng)分開。

4.防靜電、防雷接地DCS控制系統(tǒng)的防雷接地可以采取接閃器、引下線和接地體三種方式實現(xiàn)，接閃器是指避雷針、避雷線、避雷帶可直接接受雷電的部分；引下線是一般用黃綠接地導(dǎo)線活銅棒直接將DCS機柜接地端子排連接到石油化工裝置防雷接地網(wǎng)中。而防靜電接地可以與保護(hù)接地共用一套接地系統(tǒng)。

5.采用濾波設(shè)施隨著儀器儀表專業(yè)技術(shù)不斷發(fā)展，采用濾波技術(shù)實現(xiàn)對干擾信號進(jìn)行抑制，顯示出了濾波器對信號干擾抑制的突出優(yōu)勢，在測量回路中加裝適合的濾波器，可以有效削弱測量回路中的電磁干擾作用。

6.屏蔽技術(shù)儀表信號電纜可以選用分層屏蔽和總屏蔽雙重屏蔽實現(xiàn)儀表傳輸信號保護(hù)，減少干擾因素影響。現(xiàn)場測量精度要求較高的一次儀表可以選擇采用加裝具有良好導(dǎo)電性能的封閉式外殼，起到隔離和衰減輻射干擾的作用。

三、維護(hù)保養(yǎng)注意事項

為維護(hù)DCS控制系統(tǒng)的正常運行，日常的保養(yǎng)工作非常重要，正確的保養(yǎng)可以減少或消除干擾信號的產(chǎn)生，可延長DCS控制系統(tǒng)的壽命。在DCS機柜間門口處安裝防靜電接地樁，使用防靜電接地地板，進(jìn)行控制系統(tǒng)操作前先通過接地樁消除靜電，溫度要求：在系統(tǒng)控制室或機柜間的溫度必須控制在15～30℃之內(nèi)；濕度：控制室的濕度必須控制在20～80％之間；空氣微粒：嚴(yán)格控制DCS機柜間的空氣微粒，減少灰塵的產(chǎn)生。其次還要建立控制室的日常規(guī)章制度，確保控制系統(tǒng)的正常運行。

四、結(jié)束語