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客房控制系统范文1
【关键词】智能客房；STC89C52；红外感应；数码管显示
0 引言
随着科技的发展与人类生活的改善，出现了有别于传统的智能型客房，使得住户的生活品质有了很大的改变，使得客房的安全与便利性有了极大的提高。智能客房与传统客房相比，它的优势不再只是具备居住的功能，在舒适性、安全性、生活品质等都有着极大的优势，“被动静止”是传统客房的特性，但是智能客房确实一个“拥有智慧”的工具，智能客房是全方位进行信息交换的，能保证住户与部沟通的顺畅，使住户的生活品质有了极大的提升，帮助住户节省时间，节约能量资源，避免浪费，做到管理的智能化。
研发智能客房控制系统非常有必要，有效研究表明，预计到达2025年，安装智能客房控制系统的住户将占全球住户的70%，智能客房控制系统的可以有效节约能源资源，避免全球住户每年产生高达600亿美元的能源浪费。
因此智能型客房开始逐渐取代传统型客房，回到越来越多的客户的青睐。在智能客房的智能控制系统是将强电电磁阀、灯光控制、空调、电话等进行集中控制的系统，目的在于实现客房的控制实时状态。在提高住户的生活品质与舒适程度，节约资源与能源，减低酒店运营成本发挥了极大的用处，在智能管理酒店中起到了重要作用。
本系统是基于STC89C52单片机最小系统建立的系统，包含红外发射模块、空调温度控制及显示模块、闹钟设置及提醒模块、时间显示等模块。同时该系统运行速度快，性能的安全与可靠性较高、操作及其简单、实用性较强。
1 智能客房设计特点
智能客房设计有以下特点：
1.1 控制灯光功能
本系统使用红外二极管来实现插卡取电功能，且在插入卡片的时候，红外二极管因被阻断接收不到信号，客厅灯自动开启照明，拔出卡片的时候，红外二极管恢复接受信号，客厅灯则自动熄灭。
1.2 空调调温功能
本系统采用独立按键模拟空调“温度+”，“温度-”，红外二极管发射红外信号，控制空调改变温度，温度可控范围为：10℃-45℃，客人可根据自身需要随时调节理想温度。为用户提供一个良好的室内温度环境。
1.3 客人服务功能
当客人需要清静时，可以通过独立按键开启“请勿打扰”模式，四位数码管显示“￣￣￣￣”表示免打扰。当客人需要清理房间时可通过独立按键开启“请即清理”模式，四位数码管显示“____”表示需要清理客房。
1.4 闹钟提醒功能
采用LED 4位数码管以24小时制显示时间，通过独立按键进行调校时间，可以分别调校时位和分位。客人需要闹钟提醒，可以通过独立按键设定闹铃，时间一到，闹铃自动响起。
2 硬件设计
系统硬件方面主要由主控单元单片机最小系统，数码管显示模块和按键模块，以及红外感应装置模块构成，目的在于实现多源控制各种家居，达到增强家居生活的安全性，并实现有效的节能管理。硬件设计框图如图1所示。
各模块介绍如下：
2.1 主控单元：采用STC89S52单片机为主控制器，单片机的处理工作主要是CPU在处理，所以按照CPU处理强度，可以给单片机分类，主流单片机有4位、8位、16位、32位，位数越高其处理能力越强，系统指令更加强大，本设计中8位机就可以满足要求， STC89C52生产于STC公司，不仅低功耗，而且高性能，具有8K在系统可编程Flash存储器。其内核为MCS-51内核，但经过改良升级后，增加了传统芯片不具备的功能。
2.2 按键模块：每一个按键都占用单独的一个I/O口；考虑系统设计需要的按键不多，且I/O口的数量充足，本系统采用的是相对于简单独立的按键，每条水平线和垂直线在交叉处直接连通即可，每个按键对应相对应的功能。
2.3 复位电路：复位电路可以确保单片机机系统中电路更加稳定，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V左右，不能太低也不能过高，因此在电源上电时，当VCC在要求的范围内，并且晶体振荡器稳定工作时，复位信号解除，微机电路才能开始正常工作。
2.4 显示模块：本系统使用四位数码管作为显示模块。其内部的构造分别是分别是a，b，c，d，e，f，g，dp，8个发光管，连接起来非常单，因为里面有四个数码管，所以它有四个公共端，加上a～dp，共有12个引脚。
2.5 红外收发模块：由于无线信号容易受外界环境影响，因此从系统的可靠性考虑，采用红外遥控方式。红外遥控是由发射电路和接收电路组成，它们把红外发射器发射的红外光转换为相应的电信号，再送后置放大器。
2.6 音频模块：本系统选用压电式蜂鸣器作为闹铃提醒。压电式蜂鸣器以压电陶瓷的方式，使动金属片产生振动而发出声响，主要由多谐振荡器、阻抗匹配器及共鸣箱压电蜂鸣片等组成。多谐振荡器是由晶体管或者集成电路组成。当接通电源后（1.5～15V直流工作电压），多谐振荡器振动，输出1.5～2.5kHz的信号源，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发响。
3 软件设计
使用C语言作为编程语言，下面就程序设计中的几个主要方面进行简要说明。
3.1 系统整体工作流程
本系统插卡取电装置采用光电传感器原理，首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步的将光的变化转换成电信号。按键输入模块采用独立是按键，每个按键对应每个功能，实现多源控制家电电器。
3.2 灯光控制程序设计
利用插卡的方式实现插卡取电功能，使用一张不透明卡片卡槽装置，则LED灯点亮，把卡取出，则LED灯熄灭。
3.3 时间设置及调整程序设计
此设计采用传统52单片机加以编程，在4位数码管上实现一个24小时循环，时钟显示格式为：（00：00格式），并由按键实现时间调节功能，时位设置范围为“0点到23点”，当设置到达23点时，再次调节将回到0点，分位调节到59时，再次调节归0。
3.4 空调温度显示及调节程序设计
此设计可以通过对应的独立按键进行空调温度的调节，设有“上调键”和“下调键”，客人可以根据自身需求随时调节温度环境，按下“上调键”或“下调键”，数码管都将显示当前空调预设温度，用红外二极管实现发射红外信号功能。
3.5 客人需求服务程序设计
此设计可以通过对应的独立按键分别开启“免打扰”模式以及“请清理”模式，客人可以根据自身需要开启任意模式，同时数码管将对应显示。
3.6 闹钟提醒程序设计
此设计使用数码管及蜂鸣器分别连接52单片机的对应端口，从而实现闹钟时间调节及闹钟提醒功能，设有两个独立按键，分别对闹钟的时位和分位进行调节，设置闹铃时间。闹铃时间一到，蜂鸣器即刻发声。
4 总结
本系统实现了当前时间、温度的实时显示，且具有插卡取电、红外发射等实时功能。控制上，利用独立按键分别对智能客房的各个功能进行控制。本文介绍的客房智能控制系统在酒店已得到了实际应用，实践表明该控制器智能化程度高，应用灵活，稳定可靠，具有很好的实用性，大大提高了酒店的服务和管理水平。
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客房控制系统范文2
关键词: 《控制系统仿真》 课程内容体系与教学方式改革 实践教学环节改革
1.引言
仿真技术已经是当下工程师们必须掌握的基本技能之一。《控制系统仿真》是一门讲授仿真的基本原理、算法和计算机实现的课程,是工业电气自动化、自动控制、过程控制和机电工程等专业课程体系中一门重要的专业课,是沟通现实与理论必不可少的桥梁。该课程作为一门联系自动控制理论/系统/设计、课程设计和毕业设计等教学环节的仿真基础类课程,以《计算机基础》、《Matlab语言及应用》、《自动控制原理》等课程为前期先修课程,也作为同期或后续课程如《电力拖动与自控系统》、《运动控制系统》、《计算机控制技术》、《现代控制理论》的工具课程,其目的是指导学生掌握解决控制系统分析与设计的一种有效的计算机辅助设计手段,提高学生的实践能力和综合解决问题的能力[1]、[2]。为了在有限的学时内使学生尽快掌握该知识,并且在理论分析与实践仿真两个方面的能力都有所提高。我们对其课程内容体系与教学方式进行了一些探索研究与实践。
2.课程内容体系与教学方式改革
该课程的具体内容包括仿真的基本方法与原理,建模,数值计算,优化问题求解方法,Matlab与Simulink基础。在该课程的授课过程中对原理性的内容逐步进行分析讲解,并且利用仿真工具演示加深学生对知识的理解。
2.1课程重点内容归纳
授课时的重点内容归结如下:该课程开设的必要性、意义,以及其基本概念控制系统建模的基本方式方法数值计算方法及仿真计算Matlab基本使用技术及程序设计和Simulink基础控制系统设计仿真及其优化工程举例等。该课程实际安排课时为32课时,其中理论知识的讲授课时安排为24学时,上机实践课时安排为8学时。围绕该重点内容通过对相关知识的讲解与实践,使学生初步具备建模、设计、仿真这一过程。
2.2理论知识授课部分的改革
理论知识讲授的部分主要讲解该课程的背景、应用及其发展趋势,控制系统的实验方法,控制系统建模的基本方法及其实例,常微分方程和差分方程基本的数值积分求解方法,Matlab与Simulink基础及其作为工具在控制系统仿真过程中的使用和控制系统仿真的具体实现。
该部分知识主要使学生对控制系统仿真这门课程有一定的感性认识,配合实践课时使其能够对控制系统的建模、设计、仿真这一系列过程有一定的理性认识。该部分知识主要以仿真方法及其如何使用仿真工具来实现为重点难点进行详细讲解。
其中,仿真工具部分的课时安排占了一定的比重,为实践教学环节作了必要的铺垫[3]。主要是讲述Matlab的基本运行环境,及其Simulink模块的基本操作,使学生具备实现控制系统仿真的能力。该部分教学内容安排如下:Matlab的基本操作与使用、矩阵运算与操作、二维三维图形绘制、控制工具箱等;基于Matlab的各种模型的实现、转换、串并联及反馈的构建;利用Matlab编程方式实现多项式的处理,便于控制系统模型的建立和描述,实现基于数值积分方法的微分方程求解仿真,实现数据分析等功能;还有实现基于离散相似法的仿真,以及实现基于Simulink的控制系统的模型的构造,数值仿真和系统分析,等等。
通过对该课程内容的归纳,围绕重点难点知识合理安排各部分的授课课时,理论联系实际,列举实际案例帮助学生更好地理解理论知识和掌握仿真工具的使用。
2.3教学方式改革
该课程的内容既涉及仿真算法等一些理论知识,又涉及仿真工具,知识面较广。
为了能够得到较好的教学效果,在教学方式方面该课程授课采用了多媒体的方式,加强互动环节,一面讲授理论知识,一面使用仿真工具演示,并且说明理论知识的使用方法和适用场合,将理论和实际相结合,将实际案例融入到课堂教学当中。并且详细介绍仿真的工具的使用,一步步演示,使每个学生都能够在课堂上对仿真工具的使用有一个初步的认识。
作业的形式都以实验报告的形式给出,让每个学生都能通过实践教学过程巩固自己所学的知识,验证自己的算法。
考试的形式以上机操作结合理论知识考试得出,既加深了学生对理论知识的理解和掌握,又加强了学生的动手能力。
3.实践教学环节改革
该课程的实践教学环节安排的课时数为8学时,根据教学过程中发现的问题,可以灵活地进行调整。认识类的实践课时为2个或者4个,如:Simulink工具箱的使用及操作、PID工具箱的应用;验证及工程仿真类的实践课时为4个或者6个。如:基于二容水箱系统的算法验证、平面倒立摆的建模与仿真,直流电机双闭环调速系统的参数仿真优化,等等。
4.结语
我们对教学内容及其方式的改革,使学生在课堂上与老师有很好的交流,增强了互动,通过案例演示激发了学生的兴趣,加深了学生对授课内容的理解。大多数学生都能够独立自主的完成实验和大作业。实验和作业的范围涉及运动控制和过程控制等自动化专业相关的课程,收到了良好的教学效果。
参考文献:
[1]张晓华.控制系统数字仿真与CAD[M].北京:机械工业出版社,2005.
客房控制系统范文3
关键词 列车自动控制系统，信号系统，区间闭塞，可编程序控制器，CHECK 方式
长期以来，我国城市轨道交通信号技术基本以引进国外先进的列车自动控制系统为主，尚未形成完整的国产系统。利用国外城市轨道交通信号技术的成功经验，结合我国城市轨道交通的特点和需要自行研究开发信号系统设备，是我国城市轨道交通信号技术发展的方向，也是降低造价、发展城市轨道交通的有效方式。
由此，我们提出了一种基于CHECK 方式的列车运行控制系统[ 1 ] 。CHECK 方式的列车运行控制系统包括:以无线通信技术替代传统的轨道电路来检测列车;基于可编程控制器(PLC) 的闭塞系统完成区间的闭塞;应用高性能的工业计算机，结合网络技术实现全线的调度监督。本文主要研究基于PLC 的CHECK 方式闭塞系统， 并采用OM2 RON 公司CPM2A 系列的PLC 来实现。
1 CHEC K 方式列车控制系统的结构和原理
CHECK 方式列车控制系统利用射频通信器读取列车头部和尾部安装的非接触式智能标签中的数据信息，以此来判断列车到达和出清;利用射频通信器输出的列车进、出站信息以及前后站占用情况实现区间闭塞;利用CAN 总线以及高性能工业计算机实现全线调度监督。图1 为系统原理图[1 ] 。
图1 基于Check 方式的列车运行控制系统原理框图
当甲站通信器收到列车1 的尾标签(Out) 信息时，表明列车已驶离甲站，Out 信息结合本站的In 信息，符合逻辑条件时向下一站发送列车出清信息，甲站信号机(SF) 自动关闭，区间闭塞。乙站的通信器B 检测到列车1 的头标签后，将收到的列车信息进行相应的处理，以判断是否已符合逻辑条件(即本站收到的In 信息与上一站传送来的In 信息相比较，相同则条件满足)，满足条件表明列车完整到达。当列车出发收到Out 信息后向下一站发送本站的In 信息，如果列车1 的尾部驶离了乙站，当乙站通信器收到列车1 尾标签的Out 信息再结合In 信息，区间可以复原。各站检知的列车In 、Out 信息都实时地通过通信器之间的通道传送到下一站的通信器;前方通信器利用后方传送来的信息(或从中心巡检时转发来的信息) 进行相应的比较运算，控制相应的In 、Out 电路动作。中央主机通过CAN 总线轮检各站通信器，当通信器发现主机轮检到自己时，就传送Chec K In 、Check Out 信息， 以及与前方通信器通信出现故障时的报告，并请求控制主机转发信息给前方通信器。中央主机根据各通信器采集到的数据实时监督列车的运行，同时将车次号发给各站控制车次号显示的模块，并下发到各站自动广播系统，使其广播相应的内容。这种控制列车运行的系统称为基于CHECK 方式的列车运行控制系统。
2 基于PLC 闭塞系统的分析与设计
2. 1 闭塞系统原理
为确保列车安全运行，一个区间只允许一列车运行，这种按空间间隔控制的行车技术称为闭塞。列车一旦被允许进入区间(区间开通)，在该列车未出清区间之前，这一区间就处于关闭的状态(区间闭塞)，不再允许其它列车进入。列车占有区间，必须给予一定的行车凭证。区间行车安全就是借这种行车凭证的取得、传递与收回来保证的。
以图1 为例，发车站(甲站) 车站值班员按压发车按钮，现场的列车出发检知部件(对应站射频通信器) 检测到列车的尾标签(Out) 后发出列车出发信息(Out 信息)，使区间闭塞，此时系统向接车站发出通知出发信息;接车站(乙站) 收到通知出发信息，在列车到达接车站(此时现场的列车接车检知部件收到In 信息) 后向发车站发送列车到达信息。当接车站检测到列车的尾标签(Out) 信息后(即列车从原来的接车站出发)，接车站的车站值班员可以按压复原按钮向发车站发送复原信息表明区间可以复原。如此就完成了一次区间的闭塞-还原。
2. 2 系统接口分析
从闭塞系统原理可知，系统各部件之间的逻辑关系是相当复杂的。一个部件的动作条件，既有赖于本站其它部件的状态，还有赖于上一站和下一站传送来的信息以及现场信息。在构建基于PLC 的闭塞系统时，需从接收和发送两种接口加以分析。
在发车站，接收端口有:接收发车按钮信息的端口;列车尾标签信息的接收端口;接收列车到达下一站的通知信息的接口;接收区间复原信息的端口;接收取消复原时现场信息的端口;接收办理取消复原时闭塞按钮信息的端口。发送端口有:控制发车表示灯红、黄、绿灯的三个端口;控制出站信号的端口;发送列车出发脉冲的端口。因此，发车站对外的接口共有11 个，在PLC 的编程中分别对其进行定义，以“A”打头，表明该端口属于发车站。
在接车站，接收端口有:接收列车从上一站出发时发送的出发正脉冲的端口;接收In 信息的端口;接收正常复原时复原按钮信息的端口;接收事故按钮信息的端口。发送端口有:控制电铃的端口;控制接车表示灯红、黄灯的两个端口;列车到达时发送脉冲的端口;复原时发送脉冲的端口。在PLC 中分别加以定义，以“B”打头，表明该端口属于接车站。
一个站内的闭塞系统同时具有发车和接车的功能，因此将PLC 分成发车模块和接车模块。由上分析，对外接口的输入点数为11 ， 输出点数为10 。因此，选用输入点数为18 ， 输出点数为12 ， 型号为CPM2A -30CDT 系列的PLC 就可以完成所需的功能。
2. 3 系统设计与实现
本系统采用新设备、新技术，主要完成区间闭塞功能，并具有良好的可扩展性。其总体框架如图2 ， 实现框架如图3 。
图2 CHECK 方式中基于PLC 的闭塞
图3 基于PLC 闭塞系统的实现框架
根据闭塞系统原理和系统接口分析，可抽象出闭塞系统的逻辑关系。在PLC 中针对部件逻辑关系的需要设置内部标志。对于具有缓放功能的继电器，通过设立特殊内部标志并使用时钟来控制其状态的延缓转换。这样做，可以精确地确定延缓状态转换的时间，又可以灵活方便地改变延缓转换的时间，以满足不同线路中状态延缓改变的要求。其流程图如图4(以A DELA YKT 为假时的状态延缓转换为例) 。其中:A DELA YKT 具有在满足使该标志由真转为假的情况下延迟状态转换功能的特殊内部标志;A BSFLA G 用于表示区间的闭塞情况，当区间闭塞时该标志位为假，区间开放时为真。
当车站值班员按压发车按钮(A SETHANDL E 为真) ，A DELA YKT 转换为真，这时先判断区间是否处于闭塞状态。如果区间开放则启动定时器，否则进一步判断发车按钮是否松开(A SETHANDL E 为假) 。若已松开，则再进一步判断车站值班员是否按压取消复原按钮(其标志位为A CANCELBSB TN) ; 若没有按压(A CAN2 CELBSB TN 为假)，则也需要启动定时器。
根据抽象出的逻辑关系及制定的一系列规则， 利用PLC 的编程工具便可编制出目标程序，并在测试中不断加以调整，以求达到最佳状态。
图4 A DELA YKT 为假时状态延缓转换流程图
3 系统可靠性、安全性分析
在CHECK 方式列车运行控制系统中，由基于PLC 的闭塞系统和联锁系统、调度监督系统共同确保列车的安全运行。任何一个系统的不安全因素都有可能危及到列车的行车安全。基于PLC 的闭塞系统充分考虑了系统安全性、可靠性的要求。
首先，可编程序控制器是专门用于工程现场的自动控制设备，在设计和制造过程中采取了抗干扰措施，稳定性和可靠性较高。如PLC 具有很强的自诊断功能，保证在“硬核”(如CPU 、RAM 、I/ O 总线等) 都正常的情况下才执行用户的控制程序。一旦CPU 、RAM 或I/ O 总线出现故障则立即给出信号，并停止用户程序的执行，等待修复。
其次，PLC 的输入、输出都采用了光电隔离， 在工艺上也加强了抗干扰措施，抗干扰性能好。
再次，在成本允许的情况下，可以采用具有双机冗余的高档PLC(高档PLC 加入了更多的安全控制技术)，来进一步加强PLC 工作的可靠性。从实践来看，用可编程序控制器实现的自动控制工程稳定可靠。
最后，在基于PLC 闭塞系统的设计中，吸取了原有系统在安全性方面的成功经验，在执行部件上采用安全性继电器辅助PLC 控制的方式。如此当PLC 在软件或硬件上出现故障时(此时PLC 输出全部为OFF) ，都能实现故障导向安全，进一步加强了基于PLC 闭塞系统的安全性可靠性。
4 结语
上述介绍的一种构建于CHECK 方式基础上基于PLC 的闭塞子系统，结合已投入实际运行中的CHEC K 方 式联锁系统和调度监督系统，共同构成了完整的CHECK 方式列车控制运行系统。在该系统中加入速度信息环线就可以构成完整的CHECK 方式列车自动控制系统，从而为列车自动控制系统的国产化开辟一种新的思路。
参 考 文 献
1 钟建娟，徐金祥. CHECK 方式列车运行控制系统. 城市轨道交通研究，2001 ，(1) :26
2 郑宇轩，陈永生. CHECK 方式调度监督子系统的设计与实现. 城市轨道交通研究，2001 ，(1) :59
3 郎宗炎等. 现代铁路信号技术. 成都:西南交通大学出版社，1998. 406～441
客房控制系统范文4
关键词：车载ATC系统；可控；效率；散热
1 概述
1.1 车载ATC系统
城市轨道交通信号系统是其自动化系统中的关键部分，是保证列车和乘客安全，实现列车运行高效、指挥管理有序的自动控制系统。信号系统的核心是列车自动控制系统（ATC系统），它包括车载部分和地面部分。车载的ATC系统一般包括安装在同一机柜的车载ATP子系统、车载ATO子系统、车载车地信息交换系统（CBTC时采用无线通信方式，点式时一般采用交叉感应环线方式）、BTM、相应接口层设备，及在机柜外的其他列车运用信息传感器等。图1为车载ATC系统的机构示意图。
1.2 车载ATC系统中散热装置的作用
车载ATC系统将其主要组成中的ATP子系统、ATO子系统等重要子系统集中安装在同一机柜中。这样机柜中的散热问题就十分重要。一般情况下从机柜的前侧将冷空气吸入机柜，通过机柜后部的风扇再将机柜中的热量带出机柜，形成一个前进后出的有效散热通道，达到降低机柜局部温度的作用。
2 车载ATC系统中散热装置的工作原理及目前存在的问题
2.1 散热装置的工作原理
对于车载机柜发出的传热量可根据热通过的公式进行计算得到。机柜发出的热通过传热量Q为：Q=K×（Th-Tc）×S，其中K（W/m2℃）：机柜的平均热通过率、Th（℃）：机柜内期望温度、Tc（℃）：机柜外温度、S（m2）：机柜的表面积。因此，机柜内的必要冷却能力为：P2=P1-Q，其中P2（W）：所需冷却能力、P1（W）：机柜的总发热量。根据以上原理，机柜内通常设置相应能力的换气用风扇就可达到散热的效果。
2.2目前存在的问题
目前，车载ATC系统的散热装置为不可监控换气用风扇，只要风扇通电就开始进行换气工作，车载ATC系统不参与控制风扇如何工作，同时对风扇的工作情况也无法进行监测，并且风扇的工作情况无法对外进行显示，造成维护人员不能有的放矢。
3 用于车载ATC系统的可监控散热装置的设计
针对2.2节提出的目前存在问题，设计出可监控的换气用风扇。该风扇可以和车载ATC进行通信，已达到车载ATC系统对该风扇的控制使其高效运用，同时可以通过显示装置对机柜内的温度和风扇的工作情况对外显示，以使维护人员可以有的放矢。
采用基于MCU（LPC1778）的嵌入式平台做控制部分，三洋的长寿命风扇做主工作风扇。控制部分将采集到的机柜温度通过CAN总线传递给车载的ATP子系统，车载ATP子系统结合其他子系统给其传递过来的工作温度和自身的工作温度，以及嵌入式平台传递来的温度，通过计算后给嵌入式控制平台发送控制指令，使嵌入式平台合理、高效的控制风扇的运转。风扇又将其工作状况通过并口（安全输出）通信给ATP子系统进行监测，达到闭环控制，同时嵌入式平台通过LCD显示屏将机柜温度、风扇工作情况等相应信息显示出来，以方便维护者进行观察、维护。图2为用于车载ATC系统的可监控散热装置的原理框图。
4 结束语
基于LPC1778微控制器的车载ATC可监控散热装置，采用了控制技术、通信技术和闭环结构，此种方案使散热装置可以高效的运用，同时便于维护。该车载ATC系统的可监控散热装置在多条城轨线路上已经成功运用。
参考文献
[1]晏鑫.城市轨道交通车载ATC系统与车辆接口研究[J].铁路运营技术，2015（4）.
[2]华成英，童诗白.模拟电子技术基础 （第四版）[M].北京：中国高等教育出版社，2006
客房控制系统范文5
关键词 智慧能源 控制系统仿真 CDIO 教学改革
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2017.03.037
Abstract Smarter energy is a new reform and opportunity to the energy industry. Automation discipline must adapt itself to the change of energy pattern， and carries out curriculum educational reform and practice based on ability cultivation. Reform of control system simulation course for Automation discipline has been implemented in Changsha University of Science and Technology based on national-level experimental teaching demonstration center. A course syllabus with CDIO model is designed and teaching contents are optimized according to the talent requirement of smart energy. The practice of course reform has achieved good results by developing teaching methods and course assessment.
Keywords smarter energy； control system simulation； CDIO； teaching reform
0 前言
我国经济发展进入新常态，经济增长驱动力和能源生产利用模式都在发生深刻的变革。能源领域的“互联网+”智慧能源是能源行业的一次新机遇。[1， 2]以新能源为基础的智慧能源将突破传统能源生产、消费和控制形式，成为推动人类社会生活方式的一次根本性革命。我国“十三五”规划纲要中指出：积极构建智慧能源系统，加快推进能源全领域、全环节智慧化发展，提高可持续自适应能力。新兴的智慧能源产业将是以能源、信息、自动化为核心，融合多领域技术和人才的集成创新发展。因此，自动化专业必须自主适应智慧能源对人才的核心需求，积极开展以能力培养为导向的课程建设和教学实践。
长沙理工大学的自动化专业是湖南省特色专业，主要面向能源、电力等行业，培养德、智、体、美全面发展，具有扎实的自动控制系统基础理论和能源电力专业知识，具备从事系统分析、设计、运行和科技开发等工作的宽口径应用型高级工程计划人才。其中，控制系统仿真是课程体系中的专业基础课。通过运用MATLAB等平台，进行现电过程的系统建模和控制仿真，培养学生运用所学知识分析和解决问题的能力。在瞄准时代能源格局变化主流前提下，如何全面提升学生的实践、创新和创业能力，一直是本专业人才培养和课程教学中长期思考和探索和课题。
本专业在人才培养过程中引入CDIO模式，积极开展体系课程的教改和实践。[3]CDIO是国际工程教育改革的成果，CDIO即构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）。[4， 5]基于CDIO模式的工程教育理念，以能力培养为目标，强调知识的综合运用和思维能力的创新。智慧能源丰富和拓展了“控制系统仿真”课程的内容，而如何培养符合智慧能源人才能力需求的学生，是课程教学改革的重点。
1 控制系统仿真课程的CDIO改革要点
1.1 结合CDIO模式的必要性
智慧能源理念的实现和新兴行业的发展，需要高素质自动化创新人才作支撑。智慧能源自动化的本质是通过对能源生产、转换过程的全息信息综合集成，实现以能源高效清洁利用为核心的智慧能源优化、管理和服务。智慧能源新型自动化专业人才必须具备：全新的能源理念，综合全面的智慧能源自动化体系专业知识，很强的能源智慧利用实践动手能力，良好的智慧能源自动化技术应用创新能力。
CDIO工程教育模式是培养工程人才的有效途径。面向智慧能源人才需求，开展控制系统仿真课程CDIO教学实践非常必要。首先，这是能源变革和社会发展的时代需求。新常态经济下，社会发展对专业人才的能力，尤其是创新能力，提出了更高的要求。其次，这是高等教育自身发展的内在需求。党的十八提出“全面实施素质教育，深化教育领域综合改革，着力提高教育质量，培B学生创新精神”。再次，这是能源行业和产业发展对人才知识技能和结构的基本要求。国家经济进入转型发展的高阶段，社会用人单位更加关注学生的实践能力和创新能力。自动化专业需要进行“产、学、研、训”多维度一体式人才培养的新实践。
1.2 课程改革的要点
控制系统仿真课程的改革主要内容包括：教学大纲制定、教学内容准备、教学方法实施、课程考核评价。根据本专业工程教育要达到的预期效果，设计CDIO教学大纲，即明确要培养什么样的学生，学生应掌握怎样的知识、能力和态度，及其水平应达到的程度。[6]本课程旧大纲不足在于过多强调学生对MATLAB工具的学习，缺乏对系统的综合分析和运行能力的培养。CDIO模式将工程人才能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面。因此，必须结合智慧能源在能源生产、优化利用和综合管理的实际需求，强化学生的基础知识、个人能力、团队能力和工程系统能力的培养。围绕教学大纲要实现的主要目标，调整教学内容并积极开展教学方法的实践，努力探索课程考核方式，科学评价课程教学效果。
2 控制系统仿真课程CDIO教学实践
2.1 教学内容的设计
原教学内容如下：（1）控制系统仿真概论；（2）连续系统仿真方法；（3）采样控制系统采样仿真方法；（4）数字仿真程序的设计；（5）MATLAB概述及MATLAB程序设计基础；（6）MATLAB仿真程序设计；（7）Simulink软件包使用及其在控制系统仿真中的应用。这种配置突出了学生MATLAB软件基本功的训练，强化了MATLAB程序设计、分析、调试程序的能力。不足之处在于：学生综合运用自动控制专业知识，对复杂能源和电力系统进行分析、仿真与综合的能力得不到系统性的训练。例如，教学效果评价环节中，通过对毕业班学生的专业座谈信息的收集整理发现，学生都认为该课程非常重要，但对课程学习的体会却仅停留在“MATLAB的学习”的层面。
实际上，我校自动化专业具有非常明确的人才培养目标，即面向能源和电力行业培养特色的自动化专业人才。学生在控制系统的学习过程中有明确的工程背景和研究对象，如水力发电、火力发电、核能发电、新能源发电。本课程教学的预期目标之一是让学生结合能源和电力实际工程控制对象，实现复杂过程系统的“MATLAB的学习、系统建模、过程控制、系统综合分析”四个层次知识和能力的培养。可见，必须对教学内容进行调整，以强化能力培养。
智慧能源要求自动化专业学生，绕能源的生产、优化利用和综合管理，全面提升系统建模、优化控制和协调管理的等重要技能。因此，要求学生将MATLAB作为一种系统分析和优化的实用工具，把控制理论与工程实践结合起来，实现对复杂系统的分析综合。教学内容的设计必须让学生在学习进阶过程，深刻体会到“MATLAB的学习，基于模型的系统仿真，基于模型的系统控制，复杂系统的分析和综合管理”四个层次的不同，透彻理解四个层次“由易到难，由知识点的分散到运行的综合”的递进。结合CDIO模式的教学内容设计如下：（1）控制系统仿真概论；（2）MATLAB程序设计基础；（3）自动控制原理与MATLAB实现；（4）数学建模与数值求解；（5）控制系统SimScape建模；（6）控制系统参数整定；（7）模型系统参数智能优化；（8）模型系统的协调与优化。调整后的教学内容，突出了学生在基础知识、个人能力、团队能力和工程系统等方面能力培养的新需求。
2.2 教学方法的探索
以老师讲授为主的课堂教学缺乏学生参与度和体验度，教学效果评价中学生反馈信息滞后性大。而“以生为本、自主学习”的教学重点突出了学生知识综合应用和动手实践能力培养，保证知识、能力、素质相互协调发展。常用方法如：案例教学法、情景教学法、讨论法等。教学有法，教无定法。任何课程的实践教学，必须结合学生主体的知识能力水平、培养方案知识结构构建时序和学校教育平台资源，开展有效的教学探索。[7]
我校拥有国家级实验教学示范中心――“能源系统与动力工程实验教学中心”，这为面向智慧能源的自动化专业人才培养提供了平台优势：（1）强化专业特色，推进面向科技前沿和工程实际的能力教学。增强“课堂教学、实验教学和网络教学”三位一体协同建设，注重学生专业知识框架的建立以及创新意识的培养。（2）以生为本，注重因材施教，促进学生“厚基础、宽口径”的知识综合应用能力和团队能力的协调发展。强化学生动手实践能力的训练，培养和提高学生工程实践能力。
开展本课程的CDIO教学，可充分激活“课堂讲授+实验教学+网络教学”，本课程的教学并非单一模式，而是以学生能力培养为导向的综合模式。根据不同阶段要到达的目标，具体到要求学生“如何建模、如何利用模型进行系统分析、如何利用模型进行系统控制、如何基于模型提出自己的新观点和新思想”。例如：对第一层次“MATLAB的学习”，可采用“教师讲授+实例分析+个人练习”；第二层次“基于模型的系统仿真”，可采用“教师讲授+建模实验+专题研讨”；第三层次“基于模型的系统控制”，可采用“教师讲授+建模实验+分小组讨论”；第四层次“复杂系统的分析和综合管理”，采用“情景分析+建模实验+网络教学+分小组研讨”。通过组合教学方法等手段，逐级提升学生的基础知识、个人能力、团队能力和工程系统分析综合能力。
2.3 教学考核的实践
科学的教学评价对课程的建设和完善非常重要，运用不同考核和评价方式获得反馈信息侧重点是不同的。[8]常用的“平时成绩+闭卷或开卷考试”课程考核方式，比较适合对基础知识和结构体系掌握的考核评价。学生通过对知识点以及重难点内容的理解和强化记忆，就能较好地达到教学目标要求。但是对于以能力培养为主的课程考核，这种考评方式有很多不足之处。为了实现对学生多维度的考察，有必要调整课程考核方式。本课程对学生的考核，采用丰富平时考核的内容，加大平时成绩的权重的方式进行。主要措施是：细化平时考核形式和考核主体，结合教学内容和四个层次的进阶学习，分阶段实施对学生基础知识、个人能力、团队能力和工程系统分析综合能力进行考核评价。例如：将考核形式以题型的模式具体化，可分4类型：给定目标和要求进行程序设计、给定特定系统进行过程建模、给定系统模型进行参数整定、给定子系统模型进行分析和综合。考核主体分为：个人和研究小组。通过组合考核形式和考核主体，开展学生学习进阶各段的考核。
控制系统仿真课程是自动化专业集知识掌握和能力运行的重要课程。从人才培养课程体系的全局来看，它是上承自动控制理论基础，中辅各类课程设计，下启毕业设计的重要位置。实施对本课程教学效果的考核评价，不能遗漏两方面非常重要的信息反馈：一方面是学生在大四毕业设计（论文）和答辩环节的反馈信息，另一方面是毕业参加工作后校友的反馈信息。我校自动化主要是面向能源、电力行业，在智慧能源背景下，业内用人单位对本校毕业生在业务能力上的综合评价即是学生能力培养效果的重要体现。
3 结语
长沙理工大学能源与动力工程学院的自动化专业，面向能源、电力行业培养特色鲜明的工程技术人才。在智慧能源背景下，本专业依托“能源系统与动力工程实验教学中心”这个国家级实验教学示范中心，积极开展控制系统仿真课程的CDIO教学改革。根据能源新时代对人才的需求，调整教学大纲、优化教学内容，在学生实践创新能力培养上取得阶段性成果，强化了专业特色和人才培养的行业优势。
参考文献
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[2] 安建伟.什么是智慧能源产业创新与能源互联网？[J].互联网周刊，2015（7）：64-65.
[3] 谢七月，刘代飞，申忠利. 热工过程自动化人才培养模式改革的CDIO探索[J].科学咨询（科技・管理），2016.3：179-180.
[4] 康全礼，丁飞己.中国CDIO工程教育模式研究的回顾与反思[J].高等工程教育研究，2016.4：40-46.
[5] 刘荣佩，史庆南，陈扬建，王奇.CDIO工程教育模式[J].中国冶金教育，2011.5：9-11+13.
[6] 陶勇芳，商存慧. CDIO大纲对高等工科教育创新的启示[J].中国高教研究，2006.11：81-83.
客房控制系统范文6
论文关键词：JZ-8-D型制动控制系统,技术方案介绍,可行性分析,与现有方案的对比
现有HXN3B型交流传动调车内燃机车采用的是CCBⅡ型制动控制系统。本技术方案选用JZ-8-D型制动控制系统保证了机车的制动性能，同时可与CCBII制动控制系统整体互换。下文明确了HXN3B机车空气制动系统的整体方案，同时指出了两种制动控制系统的不同之处，分析了装车技术方案的可行性。
1 空气制动系统组成
HXN3B型机车空气控制系统主要由风源系统、制动控制系统、空气辅助系统组成。系统整体布置见图1。
1.1 风源系统
压缩空气由2台螺杆式压缩机组提供，每台压缩机配置有1个干燥器、1个微油过滤器，保证进入总风缸压缩空气符合ISO8573-12010 固体颗粒2 级，油2级，水2级的标准。压缩空气储存在2个容积为625 L的总风缸和一个720L的柴油机启动风缸。
1.1.1 空气压缩机
采用螺杆式压缩机，具有温度、压力控制装置，可实现无负荷启动。压缩机的开停状态由压力传感器控制，当第一总风缸压力低于750kPa时，两个空气压缩机同时启动供风，总风缸压力达到900kPa时，两个空气压缩机停止工作。也可以通过司机室操作台手动按钮强制打风控制。
1.1.2 干燥器
采用双塔吸附式干燥器，位于压缩机和总风缸之间，具有低温加热功能，防止排污阀冻结。干燥器排水阀后设有故障塞门，当干燥器排污阀被污物卡住不能关闭，造成干燥器排风不止，此时可以关闭故障塞门，维持机车运行。
1.2 制动控制系统
制动控制系统采用JZ-8-D型微机控制空气制动系统，配置断钩保护功能，机车制动系统性能与装用CCBII的既有机车保持一致，可进行整体互换。JZ-8-D型制动控制系统包括：制动控制器、显示屏（机车显示屏）、制动系统微机、气动控制单元、快速排风阀。
1.2.1 JZ-8-D制动系统各部件功能描述及与CCBII相关部件的对比
1）制动控制器包括自动制动手柄（大闸）和单独制动手柄（小闸）。采用位置闸控制模式。两个手柄均以远离司机（推）的方向移动作为增加制动作用，以靠近司机（拉）的方向移动为减小制动（缓解）作用。除紧急制动之外，制动控制器是完全的电控制动阀。在紧急制动的情况下，制动控制器安装有一个气动阀（列车管排风阀），在电气元件触发紧急制动的同时，此阀可以直接排放列车管压力空气触发紧急制动。
与CCBII的制动控制器基本一致，区别在于紧急制动时，CCBII制动系统的制动控制器排放的是21号管的压力空气从而引发列车管的压力降低而并非直接排放列车管的压力空气。
2）制动显示屏用于空气制动模式设定，列车管投入/切除，均衡风缸压力设定值，列车管补风/不补风，空气制动诊断，空气制动自检测和校准，系统状态和警报显示的选择。机车微机显示屏与制动系统微机通过MVB进行通讯完成制动显示屏的功能。幼儿园教育论文范文
无论CCBII制动系统方案还是JZ-8-D制动系统方案均使用机车微机显示屏作为制动系统显示屏，两个方案在此项点上没有差别。
3）制动系统微机可以接受制动控制器及机车微机的指令经过处理发给气动控制单元从而实现机车制动或者缓解功能，同时可以把制动系统的信息与状态反馈给机车微机。
与CCBII制动系统的微机实现的功能基本相同，二者的外形尺寸有一定差别，但是相对于机车的安装位置是相同的，均配置在HXN3B机车短端的辅助室内。
4）气动控制单元由集成气路板、电控模块组成，其主要功能为执行制动系统微机的动作指令，输出相应的控制压力。
JZ-8-D型制动控制系统的气路控制单元包括列车管控制模块、分配阀控制模块及制动缸压力控制模块。其中列车管控制模块的功能与CCBII系统的ER模块和BP模块基本相同；分配阀控制模块功能与CCBII系统的16模块和DBTV基本相同；制动缸压力控制模块与CCBII系统的BCCP模块、20模块和13模块基本相同。
1.2.2 空气制动与电阻制动控制逻辑
1）自动制动阀空气制动和电阻制动的联锁功能
当机车施加自动制动阀实施的常用空气制动和牵引手柄实施的电阻制动时，机车最终实施电阻制动，常用空气制动被完全切除。
2）单独制动阀空气制动与电阻制动的联锁功能
当机车同时施加单独制动阀实施的空气制动和牵引手柄实施的电阻制动时，当单独制动产生的制动缸压力低于90kPa时，空气制动和电阻制动可以叠加。当单独制动产生的制动缸压力大于90kPa时，机车最终实施空气制动，电阻制动被完全切除。
3）紧急制动与电阻制动的联锁功能
任何紧急制动作用，机车均执行空气紧急制动，但同时保证机车电阻制动处于可随时投入状态。当司机投入电阻制动，在电阻制动力达到40kN左右时开始缓解机车空气制动。当电阻制动失效时，电阻制动将被切除，空气紧急制动应能立即恢复。
在电阻制动工况时实施空气紧急制动，机车应解除电阻制动，实施空气紧急制动作用，但电阻制动仍可随时投入。
1.2.3 装用JZ-8-D型制动控制系统的可行性分析
JZ-8-D型空气制动系统的制动控制器和气路控制单元的机车安装接口与CCBII制动系统完全相同，制动系统微机的外形尺寸虽然与CCBII系统的微机不同但是安装位置完全相同，只需要更改一块安装板，可轻松实现。针对JZ-8-D的制动控制器直接排放列车管压力空气而CCBII制动控制器排放21号管压力的问题，在设计上更改了管路接口，取消了21号管，并把列车管引到了制动控制器下方，方案简单可行。
由此可以看出，JZ-8-D型制动控制系统可以与既有机车安装的CCBII制动控制系统整体互换，方案具有切实的可行性。
1.3 空气辅助系统
空气辅助系统包括柴油机空气启动系统、停放制动控制系统、撒砂控制管路、喇叭与刮雨器供风管路、柴油机辅助供风管路、燃油箱油位检测供风管路。
2 结束语
