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自動控制類論文范文1

關鍵詞：PLC，現場總線以太網，組態軟件

 

1 前言

安鋼高線水處理系統采用了工業自動化技術與計算機網絡技術，利用組態王、PROFIBUS總線和PLC技術完成水處理遠程監控控制。論文參考，現場總線以太網。在完善提高基礎自動控制同時，將各系統的設備監測信號及生產數據連接起來，對壓力波動、溫度變化和液位等現場數據進行實時監視和分析處理，實現集過程控制與生產管理于一體的現代化高效管理。論文參考，現場總線以太網。

2 水處理工藝流程

高線水處理系統大體分為凈循環水系統、濁循環水系統、軟水系統、事故水系統以及給排水系統。水處理系統的工藝流程：冷卻水由凈循環供水泵組、濁循環供水泵組加壓后送至各用水點，經過現場冷卻設備后水溫升高到約50℃并含有大量污油、鐵鱗、污泥等，經過沖氧化鐵皮供水泵組將水經沖渣溝至旋流池，在旋流池內沉淀、由平流池供水泵組加壓后送至平流沉淀池、經過二次去油、去渣，由過濾器后送至冷卻塔、冷卻后溫度低于35℃。流回濁循環水池，再由凈循環、濁循環泵組加壓后送用水點循環使用。

3 水處理PLC控制系統硬件設計

根據水處理系統規模，系統主要有上位監控機、SIMENSS7-300可編程控制器、DX220無紙記錄儀、prfibus-DP總線通訊設備、ethernet通訊設備等。論文參考，現場總線以太網。論文參考，現場總線以太網。

基礎自動控制系統采用SIMENS S7-300 CPU 318-2（6SE7 318-2AJ00-0AB0）可編程序控制器，二個中央槽架之間由UR0的IM360（6SE7360-3AA01-0AA0）與UR1上的IM361（6SE7 361-3CA01-0AA0）模塊相連接，現場配有9臺ET200M，PLC和工控機之間通過PROFIBUS-DP總線進行通訊。過程量采集使用兩臺DX220無紙記錄儀，與工控機之間通過ethernet通訊。上位機采用DELL GX－240（P4 1.7G/256M/80G）主機，構成一套完整的控制與監控配置方案。

水處理控制系統通過帶有PROFIBUS-DP主/從接口的中央處理單元，采用分布式I/O、PROFIBUS-DP現場總線控制，同遠程ET200站構成分布式控制系統，結合組態王操作畫面，實現遠程控制；通過工業以太網與DX220無紙記錄儀的通訊，實現組態王過程參數畫面監控，進而達到了現場工藝生產要求。

控制系統采用就地手動、上位機點操和集中自動監控系統三種控制方法相組合，現場采用33塊6ES7321-1BL00-0AA0輸入模板，輸入點數998點，輸出采用22塊6ES7322-1BH00-0AA0輸出模板，輸出點數503點，有關硬件組態及模塊安裝位置見附圖1，主要用于操作方式的選擇、水泵運行、壓力、水位、電動蝶閥限位、水泵起停、電動蝶閥開閉，備用泵自投以及指示燈顯示和遠程畫面等。兩臺DX220無紙記錄儀均為16通道模擬量輸入回路，主要采集水溫、水流量、水壓等參數，用于畫面的報警與顯示。

圖1 系統構成示意圖

4 水處理控制系統軟件設計

水處理控制系統軟件按照工藝過程和控制設計，編程軟件采用西門子STEP7編程軟件，其最大的特點是采用了塊結構的方式。對于許多工藝控制條件相同的設備，只編制一個功能塊(FBs)，在組織塊中通過調用賦予不同數據塊的功能塊，來控制相對應的同類設備，在程序的調試和修改中，只需修改FB，即可實現對同類所有設備控制的修改。

5 實時監控

上位機軟件采用Windows2000操作系統，組態平臺為工控組態軟件KingView6.0。上位機實現的功能為：數字顯示水處理系統中的液位、管道壓力、進出水流量實時值與累積值、水溫度。論文參考，現場總線以太網。按照水處理自動化的要求，對一些實時參數以及歷史數據進行匯總記錄，生成各類組態王報表，或者將數據輸出到SQL數據庫中進行記錄。各設備的運行、故障等狀態顯示，各設備的啟動、停止操作，并進行操作記錄，以便查詢；出現每個設備故障時發出聲音報警并記錄故障情況（故障時刻、故障類型等），方便進行事故分析。論文參考，現場總線以太網。重要參數、報警、故障都可以報表打印。

6 結語

該系統自投入運行以來，穩定可靠，在線修改和調試方便，給操作人員和維護人員帶來很大方便，在高產穩產、降低能耗和安全環保等方面發揮了很大作用，進一步推動了水處理自動控制系統的廣泛應用。

參考文獻：

[1]廖常初主編，PLC編程及應用，機械工業出版社，2002。

[2]鄭晟、鞏建平、張學主編，現代可編程控制器原理與應用，科學出版社，1999。

[6]賈慶勇主編，高線機組水處理操作監控系統的開發，河南冶金，2003

自動控制類論文范文2

【關鍵字】西門子，STEP7，編程軟件，使用方法

中圖分類號： TP311.5 文獻標識碼： A 文章編號：

一．前言

西門子STEP7編程軟件是一種通用型的現代PLC軟件系統。西門子STEP7編程軟件在現代社會中的使用十分的普遍，我們隨處都可以看到人們熟練的使用該項編程軟件，在工作中，學習中，生活中都得到了巨大的應用和推廣。西門子STEP7編程軟件是一種新的編程軟件系統，它本質上是對編程語言的一種修改和創新，該項軟件較多的將現代型的自動化的項目和方式應用到該款編程軟件之中。根據目前的使用和推廣情況，它的應用還是比較的廣泛的，但是從大多數用戶的反映中，我們發現，較多的用戶還是對這款編程軟件比較大哦陌生，對它的使用方法還不夠熟練，用戶在使用中也表現出煩惱和憂慮。為了使廣大用戶和學者能夠輕松的掌握這款軟件的操作方法，本文采取實例的方法來幫助大家掌握如何使用這款軟件。

二．西門子STEP7編程軟件的示例項目

筆者下面就會通過一個具體的實例，來幫助初學者了解如何使用西門子STEP7編程軟件的使用方法，希望初學者能夠盡快掌握該種方法，這樣才打到了本文作者的目的。

1.西門子STEP7編程軟件的控制要求

西門子STEP7編程軟件安裝的是自動控制系統，改變了過去手動控制的模式。在自動控制模式下，電動機進行正反的轉點運動，同時該電動機還可以進行手動和自動的相互轉換。手動模式下的電動機可以自主進行，自自動控制下，用戶就可以點一下按鈕就可以實現機器的自動運轉，要想使其停止運轉，用戶可以按一下停止按鈕，機器就自動停止了，操作起來比較的方便。

2．在西門子STEP7編程軟件上創建一個項目項目

首先開始為該電動機的良好運轉在西門子STEP7編程軟件上創建一個項目，我們可以把這個項目叫做My-project。

緊接著就要在工具欄中選擇菜單，或者可以點擊工具條中的圖標，然后可以打開準備建立項目的對話框，然后就在已經打開的對話框中，輸入我們剛剛取的項目的名稱。當我們輸入完畢后，系統會自動彈出一個對話框，從而來幫助我們建立一個項目。然后我們就單擊執行菜單的命令，再單擊頁面選項卡，選擇保存我們項目的一個存儲路徑，這樣就基本完成了項目的建立工作，可以開始下一步的進行了。

3.啟動西門子STEP7編程軟件，在其上插入一個站

建立了項目以后，我們就在系統上插入一個站，單擊執行菜單命令，在系統上插入一個站，當將這個站插入后，系統就會自動為這個站取一個名字，我們可以隨時修改這個站名。

接下來就要執行菜單命令，啟動硬件組態編輯器，或者是直接點擊圖標啟動硬件組態編輯器。打開以后就會顯示出硬件組態并且將其存盤，存盤的過程中，應當注意電源以及插槽的注意要點，盡量按照系統彈出的對話框的步驟進行，這樣就可以進行下一步的程序。

5.后續程序的跟進方式和方法

緊接著，我們就要在新建項目中插入西門子STEP7編程軟件，插入該軟件，我們可以單擊菜單，執行菜單命令進行，也可以直接點擊圖標進行插入，插入后，我們可以對其名稱作出修改。接下來我們就要測試接線了，測試接線，我們可以使用工具Monitor，來檢測是否將數字量和輸出模塊連接起來，這一環節十分重要。

我們需要在系統上建立符號表，建立符號表的好處就是可以使系統程序更輕松的理解每個符號的意思，這樣就會使程序的運行比較快捷。建立符號表，可以直接單擊圖標，就會彈出一個對話框，然后就可以在上面建立符號表了。如圖一所示，編輯符號表后，就可以通過菜單命令，將符號表所列的進行排序，排序可以使升序，也可以使降序的。

圖一 1電動機的正反轉控制

接著我們就要打開變量表，通過變量表來測試系統接線，這樣就可以保證程序的繼續運行。可以單擊執行菜單命令在程序上打開變量表，如圖二所示，就可以通過變量表進行接線測試了。

圖二 利用變量表測試接線

三．編制自動控制程序

現在我們就要進行自動程序的編制了，首先我們要在程序中創建FC1和FC2，雙擊FC1或者是FC2，我們就可以進行自動程序的編制了。我們選擇在FC1上編寫自動控制程序，如圖三所示，上升時就會啟動系統，當閉合式就會關閉系統，這些動作通過開關9K34 就可以了，我們可以選擇手動模式，當然也可以選擇自動模式，我們在選擇操作模式的時候，我們就需要通過

按鈕9K36 來完成。如果我們要改變模式或者是要停止時，以前所選擇的模式將會自動取消。

圖三 FC1電動機的模式選擇程序

然后再來編寫自動控制程序， 自動控制需要在自動模式下進行操作，操作時，通過啟動電動機使其正轉右行，然后閉合，它就自動停止了，接著再按按鈕使其自動左行，然后閉合，使其停止，只有這樣反復的測試才能確認程序運轉正常。

接著要在OB1中調用FC1和FC2，同時還要下載程序，我們可以雙擊打開OB1的編程窗口，也可以在圖標中直接打開，根據彈出對話的指示，選擇邏輯指令、程序控制指令、定時器、計數器、數據處理和運算指令、功能和功能塊等，接著我們就可以來調試FC1了，將FC1調試好以后，我們可以用同樣的方法來調試FC2。

前面的步驟完成后，我們就要開始測試制作的程序了。程序中的一些邏輯錯誤或者是其他指令性錯誤只有通過對程序的不斷調試，才能夠試驗出來，這樣才能保證所制作的程序是可以使用的。西門子STEP7編程軟件提供了對程序進行跟蹤調查的功能。打開程序檢測窗口后，單擊按鈕，我們就進入了程序的檢測環節，這種檢測不同于其他的檢測，檢測窗口中會顯示出檢測的質量和信號，以及檢測的狀態都可以在檢測窗口中實時表現出來。檢測完成后，我們基本上就完成了程序的制作，也基本上對西門子STEP7編程軟件的使用方法有了全面的了解和掌握。

四．結束語

西門子STEP7編程軟件是目前最新的一款程序編制軟件，它的使用方法并不是那么深不可測，只要基本掌握其使用的每一個步驟，基本上就可以很熟練的使用西門子STEP7編程軟件了。

參考文獻：

[1]羅庚興 西門子STEP7編程軟件的使用方法 (被引用 2 次) [期刊論文] 《南方金屬》 -2006年5期

[2]李佳 通向機器安全之路——西門子安全系統的實現(下) [期刊論文] 《儀器儀表標準化與計量》 -2011年6期

[3]劉金保 王智琳 李政 基于PLC的一維正態云模型實現研究 [期刊論文] 《電子設計工程》 -2012年1期

[4]于洋來 燕菁 基于西門子840D的信號模擬裝置的設計與應用 [期刊論文] 《制造技術與機床》 ISTIC PKU -2011年3期

自動控制類論文范文3

【關鍵詞】電氣；自動控制；控制方式

中圖分類號：TM92文獻標識碼A文章編號1006-0278（2013）06-183-01

一、概述

一個理想的控制系統，在其控制過程中應始終使被控量等于給定值。但是，由于系統中儲能元件的存在以及能源功率的限制，使得運動部件的加速度受到限制，其速度和位置難以瞬時變化。所以，當給定值變化時，被控量不可能立即等于給定值，而需要經過一個過渡過程，即瞬態過程。所謂瞬態過程就是指系統受到外加信號作用后，被控量隨時間變化的全過程。瞬態過程可以反映系統內在性能的好壞，而常見的評價系統優劣的性能指標也是從瞬態過程定義出來的。對系統性能的基本要求有三個方面：穩定性、快速性、準確性。

自動控制理論研究的是如何接受控制對象和環境特征，通過能動地采集和運用信息，施加控制作用，使系統在變化或不確定的條件下正常運行并具有預定功能。它是研究自動控制共同規律的技術科學，其主要內容涉及受控對象、環境特征、控制目標和控制手段以及它們之間的相互作用。具有“自動”功能的裝置自古有之，瓦特發明的蒸汽機上離心調速器是比較自覺地運用反饋原理進行設計并取得成功的首例。麥克斯韋對它的穩定性進行分析，于1868年發表的論文當屬最早的理論工作。從20世紀20年代到40年代形成了以時域法、頻率法和根軌跡法為主要內容的“經典”控制理論。60年代以來，隨著計算機技術的發展和航天等高科技的推動，又產生了基于狀態空間模型的“現代”控制理論。隨著自動化技術的發展，人們力求使設計的控制系統達到最優的性能指標，為了使系統在一定的約束條件喜下，其某項性能指標達到最優而實行的控制稱為最優控制。當對象或環境特性變化時，為了使系統能自行調節，以跟蹤這種變化并保持良好的品質，又出現了自適應控制。

二、自動控制系統的基本構成及控制方式

（一）開環控制

控制裝置與受控對象之間只有順向作用而無反向聯系時，稱為開環控制。開環控制的特點是系統結構和控制過程很簡單，但抗擾能力差、控制精度不高，故一般只能用于對控制性能要求較低的場合。

（二）閉環控制

控制裝置與受控對象之間，不但有順向作用，而且還有反向聯系，既有被控量對控制過程的影響，這種控制稱為閉環控制，相應的控制系統稱為閉環控制系統。閉環控制系統又被稱為反饋控制或按偏差控制。閉環控制系統是通過給定值與反饋量的偏差來實現控制作用的，故這種控制常稱為按偏差控制，或稱反饋控制。此類系統包括了兩種傳輸信號的通道：由給定值至被控量的通道稱為前向通道；由被控量至系統輸入端的通道稱為反饋通道。閉環系統能減小或消除作用，但若設計調試不當，易產生震蕩設置不能正常工作。自動控制原理中所討論的系統主要是閉環控制系統。

（三）復合控制

反饋控制是在外部的作用下，系統的被控量發生變化后才做出相應調節和控制的，在受控對象具有較大時滯的情況下，其控制作用難以及時影響被控量，進而形成快速有效的反饋控制。前饋補償控制，則在測量出外部作用的基礎上，形成與外部作用相反的控制量，該控制量與相應的外部作用共同作用的結果，使被控量基本不受影響，即在偏差產生之前就進行了防止偏差產生的控制。在這種控制方式中，由于被控量對控制過程不產生影響，故它也屬于開環控制。前饋補償控制與反饋控制相結合，就構成了復合控制。復合控制有兩種基本形式：按輸入前饋補償的復合控制和按擾動前饋補償控制的復合控制。

三、自動控制系統的分類

自動控制系統的分類方法較多，常見的有以下幾種：線性系統和非線性系統。由線性微分方程或線性差分方程所描述的系統為線性系統；由非線性方程所描述的系統稱為非線性系統；定常系統和系統，從系統的數學模型來看，若微分方程的系數不是時間變量的函數則稱此類系統為定常系統。否則稱為是系統。若系統既是線性的又是定常的，則稱之為線性定常系統；連續系統、離散系統和采樣系統，從系統中的信號來看，若系統各部分的信號都是時間的連續函數即模擬量，則稱此系統為連續系統，若系統中有一處或多處信號為時間的離散函數，如脈沖或數碼信號，則稱之為離散系統。若系統中既有模擬量也有離散信號，則又稱為采樣系統；恒值系統、隨動系統和程序控制系統，若系統的給定值為一定值，而控制任務就是克服騷動，使被控量保持恒值，此類系統稱為恒值系統。若系統給定值按照事先不知道的時間函數變化，并要求被控量跟隨給定值的變化，則此類系統稱為隨動系統。若系統的給定值按照一定時間函數變化，并要求被控量隨之變化，則此類系統稱為程序控制系統。此外，根據組成系統的物理部件的類型，可分為機電控制系統、液壓控制系統、氣動系統以及生物系統等。根據系統的的被控量，又可分為位置控制系統、速度系統、溫度控制系統等。

自動控制類論文范文4

關鍵詞：MATLAB　仿真　應用

中圖分類號：TP2　文獻標識碼：A　文章編號：1007-3973(2011)004-102-02

在當今自動控制系統已經滲透到各個領域，但隨著生產工藝和生產要求的不斷提高，這樣對自動控制技術也有著相應的提高，傳統的方法已經不在滿足其現代生產的要求，這樣MATALAB仿真技術相應產生，而且越來越多的應用在自動控制系統中。下面從以下幾個方面去介紹其在控制系統的應用。

1　在經典控制的應用

我們知道雖然現代控制方法和控制技術不斷的發展，但是我國的很多廠家的生產中均采用的是經典PID的控制方法，經典PID有著控制簡單，快速等優點，但是要想采用PID算法必須要先確定控制對象的數學模型，而確定數學模型有兩種方法：一種是機理建模而另外一種是實驗建模，但是第一種方法雖然建立數學模型比較準確，但是在實際工況中機理建模實際很難用到的，因為實際工況中工藝很復雜，并且被控對象會隨著環境的改變而改變，通常會才用第二種實驗建模，實驗建模是要描繪出被控對象的輸出曲線，以前被控對象的輸出曲線很難描繪，隨著MATLAB仿真技術的應用這種問題迎刃而解了，比如在電阻爐溫度控制中，就得用MATLAB仿真技術建立電阻爐的數學模型。電阻爐是一純滯后一階對象，其傳遞函數為W0(s)=Y(s)／C(s)=Ketos／I+TS其飛升曲線如圖所示：

K=輸出穩態值，初始值／240=158-13／240=0.6

TO與τ按工程計算法求得取

tl=τ+T0／3

t2=τ+TO

其中t1、t2分別對應階躍響應的穩態值的28％和 63％的時間

t1=24　τ=5 t2=62　TO=57

這樣確定電阻爐的數學模型就迎刃而解了。

2　在經典控制理論計算的應用

在經典控制系統中，頻率分析和時域分析對系統都很重要。但對于二階的系統人手算的工作量還不大，但超過二階以上的系統用人工計算就非常繁復了，這樣必須通過MATA，LB仿真來完成例如：

某系統的開環傳函為G(S)=20／S3+8S3+36S+40求該系統的響應和波特圖。

綜上所述，隨著MATALB仿真技術的不斷發展，會大大促進控制系統的發展并上一個新的臺階的。

參考文獻：

自動控制類論文范文5

論文摘要：結合實船燃油輔鍋爐的實際情況和具體操作要求，通過建立維模型、人機交互、Web3D網頁瀏覽技術等米構建船舶輔鍋爐虛擬操控系統，達到以虛擬操作代替實際操作，節省開支、實現遠程培訓、以及人機交互的目的，克服了船舶輔鍋爐控制系統實際訓練中不可避免的資源消耗、維護費用高等難題。

輔鍋爐是船舶動力裝置中的重要組成部分其控制的可靠性和經濟性對保證船舶安全航行有著重要的意義。

船舶輔鍋爐是一個多輸入、多輸出且相互關聯的復雜的控制對象，其實際操作必須遵循嚴格的步驟，在實習和教學環節中，實現每個人都進行實際操作有難度。因燃油運行成本且可能出現操作失誤，會給實習和教學帶來一定的困難和不安全因素。隨著虛擬現實技術的產生，這些問題將逐步得到解決。

1控制系統的組成

輔鍋爐是船舶上最早實現自動控制的裝置之一，其控制項目包括：水位自動控制，燃燒自動控制，鍋爐點火及燃燒時序自動控制和自動安全保護。

1)水位自動控制。控制給水量的多少，使進人鍋爐的給水量大致大于鍋爐的蒸發量。

在蒸發量比較小、蒸汽壓力比較低的船舶輔鍋爐中，大部分采用雙水位自動控制系統。雙水位控制系統指輔鍋爐的水位可以在一定范圍內波動，輔鍋爐水位所允許的變化范圍是60～120mm。當水位下降到水位下限時，自動起動給水泵，給水泵開始向輔鍋爐供水，輔鍋爐水位就會逐漸升高；當給水量達到一定限度，也就是水位上限時，給水泵自動停止工作，不再向輔鍋爐供水。

2)燃燒自動控制。被控量是輔鍋爐內的蒸汽壓力，根據汽壓的高低自動改變進入爐膛的噴油量和送風量。

對貨船輔鍋爐，燃燒自動控制系統的要求簡單、可靠，對輔鍋爐運行的經濟性要求不是很嚴格，大多數這樣的輔鍋爐采用汽壓的雙位控制，少數采用比例控制，并保證輔鍋爐在不同負荷下，其送風量基本適應噴油量的要求。在油船輔鍋爐中，要求汽壓必須穩定，同時對輔鍋爐的運行經濟性要求比較高，這樣輔鍋爐才能在不同的負荷情況下，保證有一個最佳的風油比，所以通常采用比例積分控制或更好的控制算法。

3)點火及燃燒時序控制。給鍋爐一個起動信號后，按時序的先后進行預掃風、預點火、噴油點火，點火成功后對鍋爐進行預熱，接著轉入正常燃燒的負荷控制階段，同時對鍋爐進行一系列的安全保護。

按下輔鍋爐啟動按鈕后，自動啟動燃油泵和鼓風機，關閉燃油電磁閥使燃油在輔鍋爐外面循環，此時風門開的最大，以最大風量進行預掃風，防止爐內殘存的油氣在點火中產生冷爆。

預掃風的時間根據輔鍋爐的結構形式不同而異，一般是20～6OS。達到預掃風的時問后自動關小風門，同時點火電極打出火花進行預點火，時間約為3S。然后打開燃油電磁閥或開大回油閥，或讓一個油頭噴油工作，即以小風量和少噴油進行點火。點火成功后，先維持一段時間低火燃燒，對輔鍋爐進行預熱，再開大風門關小回油閥或增加一個油頭向爐膛噴油，使輔鍋爐轉入高火燃燒，即進入正常燃燒的負荷控制階段。在預定的時間內若點火不成功或風機失壓、中間熄火等，會自動停爐，待故障排除后按恢復按鈕使時序控制恢復到起動前的狀態，方能重新起動輔鍋爐。

2設計的實現

該系統采用TCP／IP結構，是一個開放的模塊化環境，系統的管理和三維模型的實時渲染都在web服務器上運行，客戶端只要連接到Internet上的任意一臺計算機，下載一個很小的網頁插件就可以遍覽該系統。而它的實現方式就是通過網絡傳輸反映三維場景的模型文件，用戶根據自己的需求將相應的模型文件下載到客戶端，通過網頁插件來提供對模型文件的動態實施和實時渲染。

3三維實體模型的建立

維實體模型是該系統實現漫游和交互的基礎，模型的好壞直接影響運行的效果和客戶端瀏覽的逼真度。粗糙的模型，不能給人視覺上的美感，失去原有實體模型的真實性；模型建得過細，就會降低場景圖形的繪制效率，同時給渲染和計算機的顯示帶來麻煩，因此建模過程中，平衡模型細節度和復雜度顯得尤為重要。

采用3dsmax進行建模。逐級對船舶輔鍋爐的組成部分，各組成部分中的零部件進行分割，根據部件的形狀和工作特征，選擇不同的建模方法，然后把個部件組合成完整的三維場景，最后導入到虛擬編輯器(VRP編輯器)，以供底層的程序進行控制，形成一個完整動態模型。圖2為鍋爐控制面版的三維圖形。超級秘書網

4交互功能的實現

在交互功能的實現過程中，首先使用VisuaC++中的MFC框架來設計服務器的用戶界面根據界面定義的功能，使用網絡類作為基類來設計一個專門處理自己窗口通信消息的網絡對象通過消息函數(CRemoteTestDlg：：()nButtonStartVrp())調入設計的三維場景，通過控件定義相應事件處理函數來驅動三維場景，從而實現對j維場景中模型的控制。

在=三維虛擬文件與H’I’MI網頁結合上采用超鏈接的方式：在HTMI網頁中，通過超鏈接的設置來實現同維虛擬文件的結合。瀏覽者可以通過激活超鏈接來實現網頁與虛擬現實場景的轉換，雙方的平面顯示空間不受約束，為場景中的一些重要細節呈現提供更廣闊的空間。例如，當用戶點擊視點切換文本框中的一個超鏈接，維虛擬場景中的視點就會自動切換到相對應的場景。以輔鍋爐水位控制算法程序為例說明交互的實現機制。

水位控制的算法分為水位控制的運動算法和模擬水的行為算法。水位控制的運動算法相對簡單，根據鍋爐的運行狀態，水位做相應的變化，可以勻速上升、勻速下降、加速上升、加速下降以及在某一水平線的波動。模擬水的行為算法是實現水位控制虛擬化的核心，采用四連通的五位區域采樣方法，將四連通周圍的五個點求平均值；通過引入阻尼系數來模擬水波上升或下降的震動效果，并反映到導航圖中；然后通過激活水波使整個水位控制更接近實際，真正達到虛擬仿真的效果以下是模擬水的行為算法的部分程序：

5結束語

從開發高度逼真的船舶輔鍋爐系統的實際需要開發，設計出一種純軟件控制系統，在獨立的PC機上運行，將船舶輔鍋爐控制系統虛擬到計算機上，操作人員調用內存中的船舶輔鍋爐操控系統的維圖形，(用鼠標控制瀏覽方向)對三維對象進行虛擬控制，利用虛擬現實技術構建虛擬動態設備，仿真出與實際設備相近的運行過程，彌補傳統操作流程上真實感的不足。

同時利用虛擬現實技術提供的高速運行環境，能夠實現多人遠程實時操作和三維模型的瀏覽和交互動態演示，讓操作者與電腦實現人機交互，如同身臨其境，達到替代實際現場操作的目的，克服了實際操作的單一性和危險性等缺點，降低了船舶輔鍋爐控制系統運行演示的成本以及船舶輔鍋爐誤操作的影響。

參考文獻

[1]費干．船舶輔機[M]．大連：大連海事大學出版社，1998．

[2]張力明，盧曉春，葉翠安．基于組態控制船用輔鍋爐監控系統的設計與實現[J]．船海工程，2008，37(4)：55—57．

自動控制類論文范文6

關鍵詞：焦爐，干熄焦爐，干熄焦鍋爐，發電機，一體化控制

 

1 前言

萊鋼從2005年底第一套干熄焦建成到2008年底3#干熄焦投產，現在運行的干熄焦系統共為三套，相應的二套發電設備也已經投產運行。為了及時掌握干熄焦設備和鍋爐運行特性，保證干熄焦發電穩定運行，達到對干熄焦最佳運行狀況的高水平操作，我們通過對干熄焦生產有重大影響的各種因素地不斷探索，提出了將焦爐、干熄爐、干熄焦鍋爐以及干熄焦發電機系統一體化綜合控制方案。

2 系統現狀及功能分析

萊鋼焦爐及干熄焦節能一體化控制采用具有自主創新的焦爐及干熄焦裝置控制技術，焦爐部分采用橫河DCS控制系統，干熄爐本體部分采用西門子PLC控制系統，干熄焦鍋爐部分采用橫河DCS控制系統，干熄焦發電采用ABB控制系統。目前計算機系統已投入運行，全部完成了控制系統應用軟件的調試和正常使用。

根據干熄焦的工藝生產過程，其自動控制功能主要集中在干熄爐、鍋爐以及干熄焦發電三個部分，但焦爐對干熄爐生產的影響也不容忽視。因此，本項目主要是通過無線信號交換系統、智能判斷、人工干預和分程調節等方式實現焦化廠焦爐、干熄爐、干熄焦鍋爐與干熄焦發電機的智能一體化控制。免費論文，干熄焦鍋爐。

3 具體技術實施方案

3.1 焦爐與干熄爐本體一體化控制

焦爐與干熄爐的一體化控制主要集中在紅焦運輸系統。免費論文，干熄焦鍋爐。

由于干熄焦電機車裝載焦罐在提升機與焦爐之間移動，若采用有線通訊，會產生大量隱患，且通訊電纜易被燒損。免費論文，干熄焦鍋爐。電機車與焦爐之間通過編碼電纜實現感應式無線通訊，但是考慮到熄焦車與干熄焦之間通訊數據量較小，使用編碼電纜成本太高。最終采用由多組有源接近開關構成的無線信號交換系統，來完成電機車控制系統與中央EI系統的數據交換。

3.2 干熄爐本體與干熄焦鍋爐一體化控制

鍋爐DCS與干熄焦本體PLC數據交換量較大，采用Profibus通訊方式進行數據訪問，安全、可靠、靈活、易擴展。

循環風機軸振超高，循環風機電機定子溫度超高，循環風機軸承溫度超高，循環風機稀油站油超壓低，儀表氣接點壓力低于下限，鍋爐汽包液位超高，鍋爐汽包液位超低，除氧水箱液位超低，主蒸汽溫度超高，主蒸汽溫度超低，鍋爐給水泵停止，鍋爐強制循環泵雙泵不運行，鍋爐給水泵雙泵不運行，以上條件任何一個滿足時，均需要通訊至PLC系統，連鎖停止循環風機，并緊急停爐。

緊急停爐時，PLC系統自動打開預存室放散閥，打開緊急放散裝置，關閉環行氣道空氣導入閥，關閉循環風機入口擋板，關閉裝入集塵電動閥，關閉旁通管流量調節法，并打開所有保護氮氣吹入閥，同時將“緊急停爐”信號發送至鍋爐DCS。DCS系統將自動控制主蒸汽放散閥打開，主蒸汽切斷閥關閉，同時將停爐信息發送至干熄焦發電。

3.3 干熄焦鍋爐與干熄焦發電機一體化控制

干熄焦鍋爐與干熄焦發電的一體化的控制關鍵在于發電與供熱之間的切換。當發電機組停機時，鍋爐需要切換蒸汽外送管道，切斷送至發電系統的高壓蒸汽切斷閥，打開減溫減壓切斷閥啟用減溫減壓系統，將蒸汽外送至其他用戶。這里需要通過減壓調節閥與減溫調節閥對外送蒸汽的壓力和溫度進行調節。為了使蒸汽壓力和溫度達到標準，我們使用力矩更大、執行動作更快的電液式執行機構來調節閥門開度。當發電機組再次開機時，鍋爐同樣需要切換蒸汽外送管道，切斷送至減溫減壓系統的減溫減壓切斷閥，打開高壓切斷閥將蒸汽送至干熄焦發電系統，并通過壓力調節閥精確控制蒸汽的溫度和壓力等參數，使過熱蒸汽快速達到發電的要求。

參與切換連鎖的信號使用冗余，重要信號可以做到三取二以增加傳輸數據的可靠性。整個切換過程采用智能判斷與人工干預相結合的控制方式，并且在切換過程中使用分程調節來保證系統的穩定與安全。

3.4 干熄焦本體及鍋爐關鍵控制功能優化和完善

3.4.1 熄焦爐壓力控制優化

熄焦爐壓力控制是為了保證在熄焦過程中熄焦爐內壓力的平穩和焦炭裝入時裝入口的壓力保持穩定進行的壓力控制。免費論文，干熄焦鍋爐。

由于在裝焦過程中熄焦爐頂部的裝入裝置被打開，熄焦爐內的壓力會產生劇烈的波動，采用常規的連續PID控制方式就會使系統難以進行控制。免費論文，干熄焦鍋爐。因此，在進行紅焦裝入時，經過裝入裝置未全閉到熄焦爐壓力手動操作器所經過的時間后，熄焦爐壓力手動操作器由外部信號切換為預置輸出的手動狀態，即在原自動狀態輸出的基礎上再加大裝入裝置開啟手動操作器的動作幅度值，并保持此值輸出不動；當裝入裝置經過從開始閉合到手動操作器開始動作的時間后，手動操作器的輸出經手動操作器下降裝入裝置閉合手動操作器的動作幅度所經過的時間減少值，此時依然為手動狀態；當系統中投入裝置全閉信號產生后，手操器變為自動狀態即恢復正常狀態。免費論文，干熄焦鍋爐。而熄焦爐壓力調節器在這一過程中的狀態是手操器為自動時壓力調節器也為自動，手操器為手動時壓力調節器為自動跟蹤狀態，使壓力調節器的輸出始終保持與手操器的輸出一致，確保在狀態切換時為無擾動切換。

3.4.2 鍋爐關鍵控制功能優化

干熄焦鍋爐是一種特殊的余熱鍋爐，它是利用吸收了紅焦顯熱的高溫循環氣體與除鹽除氧水進行熱交換，產生額定參數和品質的蒸汽，并輸送給熱用戶或者汽輪機發電的一種受壓、受熱的設備。

鍋爐是整套干熄焦系統的重要組成部分，它是連接熄焦爐本體和蒸汽機組發電的關鍵，鍋爐的控制不僅影響到干熄焦系統的熱力系統，還影響到整套系統的安全穩定運行和經濟效益。

主蒸汽溫度控制是通過在過熱器后的減溫器向過熱蒸汽內直接噴水達到減溫目的的。當增加噴水量時主蒸汽溫度就會下降，當減少噴水量主蒸汽溫度就會升高。其控制的好壞直接影響蒸汽的品質。本系統的主蒸汽溫度控制是由二次減溫器出口溫度構成主回路、減溫水流量構成付回路的串級控制系統。

4 結論

對于焦化生產來說，從焦爐到干熄爐本體，從干熄爐本體到干熄焦鍋爐，再從干熄焦鍋爐到干熄焦發電實現熱電聯產，具有環保、節能、節電的多重意義。項目實施過程中對1#、2#、3#干熄焦系統關鍵控制功能進行了優化，有效的降低了系統故障率，保障了三套干熄焦及干熄焦發電系統的穩定運行，提高了企業的經濟效益，并為環保和節能做出巨大貢獻，所做的工作對國內同類系統具有一定的現場指導意義。

參考文獻：

1、潘立慧魏松波等煉焦新技術[M] 北京：冶金工業出版社 2006年02月出版

2、潘立慧魏松波等干熄焦技術[M]北京：冶金工業出版社 2005年02月出版