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自动控制系统范文1
【关键词】 通风制曲；温度控制；自动控制；程序设计
1 前言
制曲是酿造过程中重要工序之一。曲子的优劣将直接影响到成品的风味口感、理化指标以及原料的利用率。制曲过程中按生长阶段可分为孢子发芽期、菌丝生长期、菌丝繁殖期、及孢子着生和孢子成熟期。每一生长阶段所需要的温度是不同的，每一个生长阶段都有其最适宜的温度范围。控制好制曲过程中曲池每一阶段的温度，对酶系的生长状况以及杂菌的控制将起到至关重要的作用。
图1 制曲过程温度设定图
2 曲池及通风制曲介绍
考虑到成本等诸多因素，目前国内普遍采用通风制曲的方法。曲池一般长9米、宽2.1米、壁厚0.15米。可分为上下两部分，上部分是曲料箱盛放曲料。下部分是风道，风道与曲料箱之间铺设带通风孔的铁板。曲料均匀的平铺在曲池中，料层厚度一般在25~30cm之间。
图2 通风制曲示意图
3 制曲温度自动控制系统
3.1控制系统模型设计：根据上面的介绍我们可以看出，制曲温度控制的关键是调节风机的风量。通过对风机风量的控制，调节曲料温度的升高和降低。从‘图1’中我们可以看到，由于曲霉生长具有周期性，因此可以为制曲过程中不同的时间点选择适宜的温度目标值。通过在曲池中插入热电阻/热电偶，实时检测曲料温度。自此，我们便获得了自动控制系统中所需的全部要素。
被控对象：曲料温度（风机风量）
检测机构：热电阻/热电偶
执行机构：鼓风机。
图3 制曲温控自动控制系统示意图
3.2控制系统及程序设计：为了节约成本提高效益，鼓风机采用变频器控制。风机转速根据经验值设定两档调节，曲池温度过高时采用高档位，温度过低时采用低档位。采用模拟量模块采集热电阻检测的实时温度数据并反馈到控制系统中。控制系统根据预先设定的曲霉生长周期所需的温度目标值，控制变频器变换高档位或低档位。实现对制曲过程中温度的自动调节。
控制程序如下：
;*************************************************
; PROCESS IA_TP - TEMPERATURE CONTROL
;**************************************************
IA_TP_INI: TST TIMER
IFLT JUMP IA_TP_190 ;Timer incorrect
BCLR MPRI101 ;\TIMER NOT CORRECT
CMP TIMER,PARRANG1
IFLT JUMP IA_TP_20 ;First stage
CMP TIMER,PARRANG2
IFLT JUMP IA_TP_40 ;Second stage
CMP TIMER,PARRANG3
IFLT JUMP IA_TP_60 ;Third stage
CMP TIMER,PARRANG4
IFLT JUMP IA_TP_80 ;Fourth stage
JUMP IA_TP_170 ;Finish
IA_TP_020: MOVE TP_ST1，IA_TP_SET
JUMP IA_TP_100
IA_TP_040: MOVE TP_ST2，IA_TP_SET
JUMP IA_TP_100
IA_TP_060: MOVE TP_ST3，IA_TP_SET
JUMP IA_TP_100
IA_TP_080: MOVE TP_ST4，IA_TP_SET
JUMP IA_TP_100
IA_TP_100: CLR IA_TP_LOOP
CLR IA_TP_TOT
MOVE 10,TIME01
IA_TP_120: READP "IAGP1",IA_TP_POT;Get temperature value
TST IA_TP_POT ;Test sensor
IFEQ JUMP IA_TP_180 ;If temperature=0 alarm & Go emergency
BCLR MPRI100 ;\TEMPERATURE SENSOR NOT CORRECT
MOVE IA_TP_POT,TP_REG20
MUL 10000L,TP_REG20,TP_REG21
DIV 1024,TP_REG21,IA_TP_IST ;Analog digital conversion
ADD IA_TP_IST,IA_TP_TOT,IA_TP_TOT
INC IA_TP_LOOP
LOAD IA_TP,IA_TP_140
IA_TP_140: TST TIME01
IFNE JUMP IA_TP_120
DIV IA_TP_LOOP,IA_TP_TOT,IA_TP_MID ;Get temperature average value
CMP IA_TP_MID,IA_TP_SET
IFLT JUMP IA_TP_150
JUMP IA_TP_160
IA_TP_150: BSET MDHIGH ;\MOTER HIGH SPEED
BCLR MDLOW
JUMP IA_TP_200 ;Exit
IA_TP_160: BSET MDLOW ;\MOTER LOW SPEED
BCLR MDHIGH
JUMP IA_TP_200 ;Exit
IA_TP_170: BCLR MDHIGH ;\MOTER STOP
BCLR MDLOW
BSET MDSTOP
JUMP IA_TP_200 ;Exit
IA_TP_180: BSET ALARM
BSET MPRI100 ;\TEMPERATURE SENSOR NOT CORRECT
JUMP IA_TP_200 ;Exit
IA_TP_190: BSET ALARM
BSET MPRI101 ;\TIMER NOT CORRECT
JUMP IA_TP_200 ;Exit
; -------- EXIT --------
IA_TP_200: LOAD IA_TP,IA_TP_INI
PEND
在控制程序中，我们将采样周期设为10分钟，以10分钟内曲料的平均温度作为曲料当前温度值。这样做可以防止由于受外界干扰或温度瞬时变化造成的风机频繁变换高低档，而引起曲料温度上下剧烈波动。提高成曲质量、延长设备使用寿命。
4总结
在该控制系统中仅以一个曲池为例，介绍了曲池自动温度控制系统的设计。现实制曲车间中，往往有几十甚至几百个曲池。这种方法仅是在原有车间中进行简单改造，改造成本低廉。采用温度自动控制的方法用一台控制器可以同时控制多个温控系统。采用集中控制将大大降低单位成品的设备资金投入。自动控制系统可以有效减少用工数量、降低工人劳动强度、提高产品质量，全面提升企业效益和产品竞争力。经济效益及社会效益显著。
参考文献
[1] 《怎样选择制曲时间》，张恒福，《中国调味品》 1981年10期
[2]FIDIA CNC AUCOL LANGUAGE PROGRAMMING MANUAL V2R10 MD01329
自动控制系统范文2
Abstract： This paper presents the structure principle of some new Automatic Reagent Feeding System， analyzes its performance characteristics， and introduces the application condition of it in actual production process.
关键词： 浮选；加药自动控制装置；控制方法；应用
Key words： flotation；drugging automatic control device；control method；application
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）03-0055-02
0 引言
浮选是选矿生产最重要和最常用的选矿方法，据统计，有近90%的有色金属矿用浮选方法处理。浮选法还广泛用于稀有金属、贵金属、黑色金属、非金属等矿物原料的选别。浮选药剂的添加又是浮选生产工艺中必不可少的一个重要环节。[1]浮选药剂添加质量直接影响到浮选的效果，最终影响选矿技术经济指标。然而在浮选过程中浮选药剂的添加量，随着原矿的品位、粒度及处理量等诸多因素变化在不断的调整。目前大多数选矿厂都意识到了传统的人工加药方法有很多的不足，如加药量不准确、不及时、加药量波动很大等问题，尤其是在晚班，由于人为因素的影响甚至会经常出现断药的现象。而浮选加药自动化应用到浮选生产过程中，不但解决了人为因素带来的影响生产指标的问题，还大大地节约了药剂成本，提高了生产效益。
目前我国选矿厂对药剂用量的调整，通常都是凭借操作工的经验和频繁测量药剂流量，然后进行人工调整阀门开度来实现流量的调节，由于生产过程中存在很大的波动性，这样不但增加了操作工的工作强度，而且往往不能及时、准确地调整给药量，导致药剂使用量不能始终保持在最佳状态，从而造成药剂的浪费及影响生产指标。[2]由于浮选过程变量发生变化时，浮选泡沫的状态（体现在气泡大小、泡沫的颜色及粘度等方面）就要发生相应地变化，因此浮选泡沫中含有大量与浮选指标相关的信息。[4]通过对摄像机摄取的浮选泡沫图像的处理，提取相应的特征参数，并与建立的浮选泡沫图像辨识模型进行对比，就可以判断各种药剂的添加情况，然后通过调整加药机来控制加药量，使浮选过程的泡沫图像尽量达到最佳效果。[5]国外从上世纪60年代起开始研制自动加药机，使用的主要有计量泵式加药机和压差变送器式加药机，我国从上世纪50年代起开始使用杯式加药机，后来是虹吸式加药机，70年代开始研制自动加药机。目前国内最常使用的自动加药方式主要有电磁阀式加药和泵式加药，这两类加药系统大都应用PLC进行控制。
1 电磁阀式加药控制系统
由于电磁阀成本低廉，不易发生阻塞，维护方便，采用防腐蚀材料和特殊结构的电磁阀适用于各种恶劣环境，不同口径又能满足加药量的需要，所以大多数选厂的自动加药机主要使用电磁阀作为自动加药的执行器。
电磁阀流量理论：[6]
图1为电磁阀加药装置原理图，根据流体力学，液体在电磁阀处的流动属于圆柱形外管嘴恒定自由出流。选管嘴轴线的水平面为基准面，列出能量方程
Δh+■=■+ε■（1）
其中Δh为图1所示的液位差，a为动能校正系数，ε为机械能损失系数，v为液体流速，g为重力加速度。由于恒压箱内部液体动能相对于整个系统的机械能来说很小，可以忽略不计。由此可得：
v=■=φ■（2）
其中φ为流速系数。对于单位时间内通过电磁阀的体积流量为Q，Q为：
Q=■vdS（3）
其中S为电磁阀管口的等效面积，当电磁阀打开时，电磁阀管口的等效面积为SA，则：
Q=vSA=φSA■（4）
电磁阀打开时间t流出的药液体积为V为：
V=■Qdt（5）
在液位恒定的储药装置（即药液的液位差Δh恒定）的条件下，其中的动能校正系数和机械能损失系数基本不变，所以其流速系数φ也基本不变。由公式（4）可知，在电磁阀开度一定的情况下（电磁阀正常工作条件下，即电磁阀在无磨损、堵塞及阀芯损坏的情况下），电磁阀单位时间内出液量基本恒定。在电磁阀打开和关闭的过程中电磁阀的开度都有一个从小到大和从大到小的变化过程，在这个过程中电磁阀的流量时非线性的，但这个过程在电磁阀正常磨损度情况下，是十分短暂的。所以当电磁阀通电后，电磁阀打开，药液流出，根据孔口流的基本原理可知，在药箱内的液面高度保持恒定时，药液流量也是恒定的，这样药液的流出量与电磁阀打开时间近似成正比。所以通过PLC来控制电磁阀的导通时间就可以控制加药量。在加药量适中的情况下（电磁阀开启时间较长），电磁阀的流量调节可以视为线性调节，所以在工业加药系统中大多应用电磁阀作为执行机构由式1可知影响电磁阀加药的准确度最主要的因素就是药箱内的液面高度的恒定，目前大多应用浮球液位阀来维持液面恒定。研究发现：在单位周期内加药量过大时，浮球阀很难及时、准确地维持液面恒定，就会导致通过电磁阀的药流量发生波动，影响加药的准确性。而且浮选药剂中通常含有一些杂质，比如颗粒物或粘稠的杂质等，在药剂用量小，电磁阀选型也较小时，容易导致电磁阀堵塞，尤其是冬天，温度对电磁阀的影响较大。[7]所以电磁阀在加药量适中的条件下使用情况最好，可以达到加药量的精度要求。
目前国内对电磁阀式加药控制系统的研制与应用最多，昆明理工大学研制的KMUST-FDCS系列加药控制系统，北京矿冶研究总院开发的BRFS型和BBH型加药控制系统，西北矿冶研究院研制的DS型和WG-10型加药控制系统等；云南绿春矿业有限公司大马尖山选矿厂应用了KMUST-FDCS48型加药系统，用于黄药、2#油等药液流量的控制，安徽龙桥矿业公司的银山铅锌矿选厂应用了BRFS型加药控制系统等。[8]
2 新型自动加药装置
基于以上对电磁阀的应用分析，在改进的KMUST-FDCS系列加药控制系统中选用直动式电磁阀作为执行机构，为了有效的解决电磁阀在加药系统中存在的问题，设计一种新型加药装置。
左图为加药装置侧视图，右图为主视图。侧视图中左侧截止阀及其管道为加药管道，右侧截止阀及其管道为冲洗水管道，当加药量较少或药剂流经管道过长时，可以适当的用冲洗水来避免药剂在管道中残余，降低加药误差。由主视图可见，加药管道在主管道中间装有截止阀（其位置视实际情况而定），若同一个加药点需要添加多种药剂，而且加药点不多，可以考虑关闭中间的截止阀，2种药剂同时从两端的截止阀流入，即可实现在一个加药装置中同时控制2种不同药剂的添加，在一定程度上节约占地面积、便于统一管理。在漏斗前方装置摄像机作为监控装置，鉴于浮选作业加药一般都是规定一分钟的加药量，若监控装置传送的图像中若1-2分钟内都没有明显的药液流动，则启动报警装置，需要人工检查、维护加药装置。此加药装置和加药箱相互独立，若加药点处的空间足够，可以把加药装置放置或悬挂在加药点附近，不仅可以提高加药精度，而且便于操作工现场观察及调节。
3 结束语
随着自动加药装置的不断发展和改进，使得其在加药工序中得到广泛的应用，但是由于加药环境、设备选型、操作因素等条件的影响，使得自动加药装置在一部分的加药工序中使用效果不佳。文章介绍一种新型自动加药系统的结构、技术性能。这种自动加药装置性能可靠，维护方便，故障率低，药剂添加准确及时，节约了药剂的消耗，能有效的提高选矿厂的生产指标。
参考文献：
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[6]李家星，超振兴.水力学[M].南京：河海大学出版社，2011： 242-260.
自动控制系统范文3
关键词：CFB；脱硫；自动控制；环境保护
中图分类号：TK31 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）28-0035-03
目前，我国能源以煤炭为主，工业用蒸汽绝大多数由燃煤锅炉生产，而燃煤锅炉运行过程中生成的大量SO2等污染物是造成大气污染的主要因素。控制SO2排放采用的主要方法有煤的洗选、煤的气化液化、FGD尾部烟气脱硫、煤粉炉内喷钙脱硫、CFB循环流化床锅炉床内加石灰石脱硫等。本文针对华能运河电厂一期#3、#4CFB锅炉的脱硫自动控制方法进行系统的研究。
1 CFB锅炉SO2排放机理和影响因素
CFB锅炉的燃料以一定的循环倍率在炉膛内不停燃烧，所以CFB锅炉煤种适应广，可以燃用各种劣质煤，而且在燃烧过程中加入适量石灰石可以与燃烧中的SO2成分进行化学反应，生成CaSO4，起到脱硫作用。影响SO2排放量的因素有很多，除石灰石给料量和粒度控制之外，床温控制、煤硫份、负荷需求的变化导致的给煤量变化均为导致烟气SO2含量变化的要因，因此流化床锅炉烟气含硫量的控制，需保证上述各方面均可受有效控制。
（1）对石灰石给料量和粒度的控制。其实就是保证燃料中的Ca、S比。燃烧阶段，CaO与SO2接触时间很短，即会在石灰石颗粒表面生成一层致密的CaSO4（这是因为CaSO4分子量比CaO大得多），阻止了脱硫反应的进一步进行，所以CaO在脱硫过程中只能部分被利用，因此粒度不宜过大。但如果颗粒直径过小，一旦被烟气携带出燃烧室，不易在旋风分离器中被捕获并返回炉膛，因此容易造成脱硫成本上升，所以大部分石灰石粒径一般控制在0.5mm左右。在粒径合适的基础上，Ca、S比越高，脱硫效率越高。通常保证常压流化床锅炉Ca、S比为1.8～2.5时，脱硫效率可达到90%。但Ca、S比过高便意味着石灰石消耗量增加，这会增加运行成本，因此设计脱硫调节系统，必须在脱硫效率得到保证的前提下，尽量降低Ca、S比。
（2）锅炉的床温控制。为了满足锅炉燃烧效率，在保证炉体不结焦的前提下，床温应控制得尽可能高，而脱硫的最佳温度在850℃左右，一旦超过这一温度，容易导致逆反应速度大大加快，脱硫效率降低，另外也会造成其他排放物（NOx等）的超标。因此在保证主蒸汽压力稳定的前提下，床温可通过调节给煤、一次风量、回料量和一二次风、上下二次风配比来进行综合调节，从而使床温既满足燃烧效率，又能够尽量保证炉内脱硫的效率。
（3）煤硫份含量及给煤量扰动。我厂CFB锅炉主要燃用无烟煤，由于煤源较多，燃料内含硫量变化大且无法有效控制，而CFB锅炉系统自身表现的大惯性和大滞后性，使得采用传统调节手段时，烟气中含硫量一旦产生了波动便无法短时间得到有效控制。另外，负荷变化给煤量随即跟踪变化，这也是燃料硫含量产生变化的原因，因此要求设计的脱硫调节系统自身必须具有较强的抗硫含量扰动的能力，使石灰石给料必须能够迅速、有效跟踪硫份的变化。
2 CFB锅炉脱硫自动控制的设计
下面，对CFB脱硫自动控制的设计做一个详尽阐述：
（1）烟气含硫量在150～300mg/m3正常值波动时：采用比例-积分控制器进行调节。根据工业过程采集得到的实时数据进行分析，得到我厂CFB硫化床锅炉正常工况下脱硫过程传递函数近似为：
本调节系统采用变比例、变积分的控制器。其中，比例系数由当前投入自动的石灰石给料机数量决定。投入自动的给料机越多，系统调节能力越强，为平衡系统调节、防止超调，比例系数应设置得较低；反之，比例系数设置较高。由于进入炉膛的硫份、机组负荷均与给煤量正相关，在PI控制的基础上，以负荷需求为前馈做超前调节，可及时调整石灰石粉供量，提高控制系统稳定性。
（2）当前我市烟气排放标准规定烟气含硫量
（3）当烟气硫量降至150mg/m3以下或者低于设定值50mg/m3时，表明炉膛内Ca、S比已经过高，从脱硫经济性出发，应当快速降低石灰石给料量。仍旧可以采用增大积分调节增益（Ki=25）的方法实现，当硫含量过低时，依靠积分过调来加速指令下降。另外设置调节闭锁，保证最低石灰石粉给料量，有利于稳定排烟含硫量、防止炉内Ca、S比降幅过大导致脱硫反应停滞。
图1为CFB烟气脱硫自动主控制系统组态图。脱硫主控制系统由可变比例积分、带闭锁功能的脱硫PID和脱硫主控操作器组成。它的比例系数由当前投入自动的给料阀数量决定，即投入自动数量越少则比例系数越高，反之投入越多比例系数越低，目的是平衡系统自动投入后给料跟随自动的能力。积分作用由当前烟气含硫量与设定值的偏差量和偏差变化率决定。当满足一定条件（如偏差为正大且偏差变化率为正大时），则积分增益增大为25，加强积分作用，快速增加或减少主控制器指令的输出；否则积分增益为1，系统以正常方式进行调节。调节系统采用与负荷需求相关的函数曲线为前馈量，以提高系统超前响应能力，从而起到及时调节烟气含硫量的目的。脱硫主控制器的输出被分别送到每一台供石灰石旋转给料阀操作器的输入端，可以应需求选择一台或多台旋转给料机参与脱硫自动
控制。
3 CFB脱硫自动控制系统的应用
下面两图为CFB脱硫系统投入自动后，脱硫主控指令和烟气含硫量的历史曲线。由图2可知，烟气含硫量在150～300mg/m3之间正常波动时，脱硫自动控制器的输出跟随硫含量偏差和负荷曲线动作，如遇硫量信号快速飞升，并超过一定限度时，立刻迅速开启给料阀，实现快速降低烟气含硫量。由图3得知，一旦因燃料硫份变化造成烟气硫量超过300mg/m3，则脱硫主控输出立刻快速提升，加大石灰石投入量，以迅速遏制烟气硫排放量的上涨。当投入自动后，每一台旋转给料机均有指令高限为55%，以防止给料机输出过大造成堵管。当烟气硫量下降到150mg/m3左右、延时1min后，如果硫含量一直得到平稳保持，则主控指令快速下降，以节约石灰石料量，降低运行成本。下降亦存在一个低限，从而保证持续给料，防止供料中断、脱硫反映停滞。
4 结语
笔者从CFB脱硫的原理和规律出发，针对大惯性、长时滞的CFB炉内脱硫特性设计出一种基于变参数-带闭锁条件PID控制的CFB脱硫自控系统，很大程度上克服了传统控制系统的弊端，在实践中取得了良好的效果，提高了烟气排放品质，降低了脱硫成本，降低了运行人员劳动强度，达到了预期的目标，解决了国内同型锅炉难以解决的瓶颈问题，为其他同型锅炉脱硫自动的设计和投入提供了一个行之有效的思路。
参考文献
[1] 常冰，汪敏谦，张子辉.SO2和NOx排放在CFB锅炉上控制的探讨[J].石家庄铁道学院学报，2002，15（4）：91-94.
[2] 商顺强，何全茂，王绪科.煤质变化对CFB锅炉运行的影响[J].应用能源技术，2010，（9）：25-27.
自动控制系统范文4
【关键词】智能建筑；楼宇；自动控制系统
自动控制系统是智能建筑楼宇的核心部分，通过自动化技术、通信网络以及计算机技术，规划了自动化控制部分，应用到智能建筑楼宇内，满足楼宇智能化的基本需求。目前，我国建筑行业表现出了智能化、自动化的发展特征，直接提高了智能建筑楼宇的服务能力，由此对自动控制系统有一定的需求，目的是通过自动控制系统，优化智能建筑楼宇自动化的运行环境。
一、智能建筑楼宇自动控制系统的设计
1.系统设计自动控制系统主要参与智能建筑楼宇的运行控制，其在设计中，注重功能性的运行内容，管控好楼宇的运行和消耗，促使楼宇内的各项自动化项目，保持在最佳的状态[1]。自动控制系统的设计，可以规划成3个模块，分别是：(1)安保管理，自动化监测智能建筑楼宇，实行防火防电及防爆，同时还要执行安全中的数据管理，提高数据传输的水平，达到数据传送的规范标准；(2)物业管理，自动控制系统中，辅助计算出智能建筑楼宇的资金消耗，监督各项设备的运行状态，及时发现有异常的设备，制定设备更新计划，更换异常设备；(3)环境能源管理，自动控制系统管控智能建筑楼宇内的照明、空调以及运输项目，重点规范照明系统和空调系统的能源分配，有效控制能源消耗，实现节能降耗，自动控制系统在运输方面的环境能源管理，是指电梯、停车场等项目的控制，保障能源分配的合理性，才能完善自动控制系统的设计。2.系统分区自动控制系统在智能建筑楼宇中的系统分区，分为两个部分。分析如：(1)控制分区，自动控制系统分为集中控制与集散控制两个部分，集中控制是指计算机为自动控制的基础，所有监控点均连接到监控中心的计算机体系中，计算机处理好运行数据后，重新传送到设备的执行器内，缩短了运行控制的时间，集散控制的核心是分布式控制，监控中心采用通信总线结构，在智能建筑楼宇的监控区，实行分级分布式的控制方法，分散的状态下，完成自动化控制；(2)协调分区，是指对智能建筑楼宇中的子系统，实行协调化的自动控制，不同子系统，其核心功能不同，采用自动化控制系统，确保子系统能够在协调的状态下独立运行，子系统单独连接到自动控制系统内，做到协调运行。
二、智能建筑楼宇自动控制系统的应用
本文以某商务型的智能建筑楼宇为研究对象，该案例中，建筑楼宇占地120585.21㎡，建筑总高度是85.3m，该智能建筑楼宇，集酒店、办公、商业、车库等功能于一体，该建筑在建设初期，就提出了智能化要求，落实了自动化系统的应用，探讨几点自动化系统在该楼宇中的应用表现，如下：1.智能卡系统该商务型智能建筑楼宇，自动控制系统的应用，构建了智能卡系统，专门用于保护楼宇内部的安全性，确保出入人员的安全性。自动化控制中，包含了智能化系统，出入人员通过刷卡的方式，通过智能化系统，向自动控制系统提交认证信息，符合认证才能正常出入[2]。该案例的门禁、车库等位置，均采用了智能卡服务，实现了自动化的识别。自动化系统中有数据库，其可主动识别智能卡的用户，身份匹配成功后，才能安全放行。该楼宇的人流量大，因为楼宇存在多项功能，所以在酒店、办公等位置，专门配置了自动化的门禁系统，采取自动化的识别方法，门禁属于智能卡系统的一部分，执行刷卡识别，保障楼宇内部的安全。2.视频监控系统自动化控制在楼宇视频监控中，表现出了高效的应用。楼宇的运行根本是安全，结合自动控制系统，在楼宇中安装视频监控系统，专门用于监督楼宇的内外环境。该楼宇中的安全管理方面，不仅安装了视频监控系统，还配置了防盗报警、信息巡防等模块，其在该建筑楼宇的公共部位，安装了视频监控，以便实时掌握楼宇内外的环境状态，避免发生突发状态[3]。该楼宇内，不同功能的区域，管理人员之间相互协调，尽量扩大视频监控系统的监测方法，遵循“以人为本”的保护方式，落实视频监控系统的应用。例如：该案例的商业区，突发了安全事故，周围居民及时按下了防盗报警，信号迅速传达到了安全监控室，值班人员根据视频监控系统与防盗系统，迅速找到了事故位置，及时排除了安保人员，解决了事故问题，有效避免了人员伤亡。3.设备管理系统智能建筑楼宇中，安装的设备非常多，增加了设备管理的负担，而自动控制系统，可以应用到设备管理上，缓解了各项设备的运行压力。设备管理上的自动化，在智能建筑楼宇中，营造了舒适的环境[4]。该智能楼宇在设备管理时，以自动控制系统为基础，引入了多项先进的技术，专门控制好智能建筑楼宇中的设备运行。例如：该楼宇中的空调设备，建筑内，安装了30台空调机组，其中8台是空气净化变频机组，空调机组中，采用了PLC编程控制，促使空调能够根据楼宇内的环境，自动调节变风量和温度，实现了室温控制空调的方式，空调机组中安装传感器，夜间会降低或停止空调运行，降低了空调设备的能源消耗，体现了自动化控制在设备管理系统中的优势，不仅具有管控的作用，还起到节能降耗的作用。自动控制系统除了在空调设备上，还应有到了通风排水、电器运行、电机等设备中，完善了智能楼宇的设备运行。
三、智能建筑楼宇自动控制系统的发展
智能建筑楼宇自动控制系统是信息时代的产物，其具备良好的发展前景。随着通信技术和计算机技术的发展，自动控制系统在智能建筑楼宇中，可以更为及时、便捷的实行功能管理。未来发展中，自动控制系统可以参与智能建筑楼宇的各方面管理，不仅仅是现代几点功能控制上，而是提供综合的管理方法，充分体现自动化控制系统的功能。自动化控制系统在未来发展中，朝向高级化的方向发展，在智能建筑楼宇中，形成高级管家，提升自动化服务的水平，还要和通信自动化、办公自动化相互配合，完善智能建筑楼宇的运营环境，充分发挥自动控制系统的功能优势。
四、结束语
智能建筑楼宇的自动控制系统应用中，以规划设计为基础，满足智能建筑楼宇的功能需求，体现自动控制系统的高效性。自动控制系统在智能建筑楼宇中，得到了积极的发展，结合系统的设计和应用，推进自动控制系统在智能建筑楼宇项目中的发展，以便在楼宇中，开发更多的自动化控制功能。
参考文献
[1]邓琪.小议智能建筑楼宇自动控制技术[J].科技展望,2016,(20):26.
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自动控制系统范文5
关键词 防冻液喷洒；PLC集中控制；智能控制
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）051-024-02
火车冬季装煤面临的最大问题是产品煤由于含有一定量的水分，在低温下会冻结在火车厢里，并粘在车皮上，导致火车无法顺利卸煤。防冻液喷洒系统，可以把防冻液均匀的掺杂在煤里面，也可以把防冻液喷洒在火车厢内壁和底部，从而防止精煤之间冻结和煤与车厢冻结。经过调研并结合煤矿实际情况，设计了此新型防冻液喷洒系统，使用结果证明，系统设计合理，具有良好的可靠性和实用性。
1 防冻液喷洒自动控制系统的组成及原理
防冻液喷洒自动控制系统由喷洒流量自动控制系统，车位判断及滚筒旋转控制系统，电气控制系统以及软件系统等子系统组成。
该系统基于变频喷洒的原理，通过检测火车速度以及火车位置，实现喷洒泵变频器频率自动调节，以及喷洒滚筒的旋转控制，从而实现车速快，则喷洒流量大，车速慢则喷洒流量小，车停则喷洒停，车过喷洒空档位置，则喷洒停并且滚筒旋转的工作过程。
2 喷洒流量自动控制系统
喷洒流量自动控制是保证防冻液和煤最佳配比的前提条件，它直接决定了防冻液喷洒的效果以及喷洒成本的大小。该系统的控制对象是喷洒泵变频器，变频器数量一般是2台，一台为车厢喷洒，另一台是煤内喷洒。
传统的喷洒系统，是直接启动喷洒泵，喷洒流量不会根据车速或者煤流的大小进行自动调节，而是以最大的流量速度喷洒，从而导致防冻液的浪费，增加了喷洒成本。
为实现流量自动控制，喷洒泵电机采用变频调速方式，通过闭环反馈控制与PI控制结合的方式，保证参数调节的实时性与稳定性。车厢喷洒流量控制原理如图1所示，煤内喷洒流量控制原理如图2所示。
流量自动控制系统以喷洒泵流量作为被控量，列车速度（皮带给煤瞬时流量）与喷洒流量有固定的数学关系。根据测速仪检测到列车速度（皮带秤检测出给煤速度），系统就会算出喷洒泵的给定流量，从而对喷洒泵转速进行调节，根据PI调节器的运算，使流量稳定在当前车速下（给煤速度下）所要求的数值。
3 车位判断及滚筒旋转控制系统
列车车厢就位后，喷洒设备的滚筒自动摆出到工作位，高度自动调整到距离车厢上方二十厘米左右。车位判断开关采用漫反射开关，安装在喷洒位置正下方，方向正对车厢侧面。列车启动后，根据车位开关判断，车厢在滚筒正下方时（如图3所示），滚筒会自动旋转，使喷头对准滚筒上预留的喷孔，防冻液就会喷洒进车厢。当本节车厢尾部到达喷洒空挡位置时，滚筒会自动旋转180度，使喷头正对滚筒的密封区，防冻液喷洒泵此时会因为速度检测为零停止喷洒，并且喷头上遗留的防冻液也不会洒向车厢空挡区。
3.1 车位判断系统
车位判断系统是用激光漫反射检测开关来判断车厢与喷洒滚筒的相对位置，控制系统根据列车位置控制滚筒的旋转。漫反射的原理是发射和接收在同一个传感器中，发射光通过物体的表面反射回到接收器，它的优点是安装方便，检测距离远，抗噪能力强，相对传统的激光对射开关来说，具有容易安装，容易调整，维护方便等优点。
图5
3.2 滚筒旋转系统
滚筒旋转控制系统由步进电机，步进电机驱动器，步进电机控制器，PLC控制系统和齿轮减速系统组成。齿轮减速系统的减速是4：1，即电机轴旋转4圈滚筒旋转1圈。
所选用步进电机步距角为1.8度，即在驱动器设置为1细分的状态下，控制器每发一个脉冲到驱动器，电机转过1.8度，这样，步进电机转过360度，一共需要200个脉冲。
驱动器的细分技术，就是将步距角分的更细，比如2细分状态下，步距角变为1.8÷2=0.9度，控制器每发一个脉冲到驱动器，电机转过0.9度，这样，步进电机转过360度，一共需要（200×2）=400个脉冲。
A操作、B操作分别为A操作、B操作外部中断源（强制中断），一旦接收中断信号，控制器将停止当前运行的程序，跳转至A操作、B操作指定的程序运行（下降沿有效）。
系统工作时，滚筒一次旋转180度，折算到电机侧，电机轴旋转180*4=720度。系统启动后，步进电机控制器会不断检测A操作和B操作的信号，根据检测结果给步进电机驱动器发脉冲命令，滚筒会按程序自动旋转。
4 系统网络结构和控制
本系统采用罗克韦尔PLC系统，CPU 在装车站控制系统中，通过CONTROLNET通讯协议与防冻液控制分站进行数据交换。现场设备有两种操作方式，就地和远程，就地操作可通过就地操作箱控制单台设备，远程操作通过上位机画面，对每个设备的状态监控，对整个系统的启动和停止操作。
正常情况下，系统在集控控制状态下运行，操作人员只需在上位机画面启动系统，喷洒系统会自动运行，根据车位状态进行自动控制喷洒阀和喷洒滚筒，根据车速自动调节喷洒流量。
设备出现故障的情况下，设备可在就地方式下运行，通过人工的方式进行操作，不会耽误正常的生产。
5 结束语
系统应用了喷洒变频控制方案和列车过车皮空档滚筒旋转方案，实现了防冻液喷洒系统的最优控制。节约了防冻液喷洒成本，改善了工作人员的工作环境并减少了工作量。
参考文献
[1]陈伯时.电机拖动自动控制系统[J].机械工业出版社.
自动控制系统范文6
关键词：电梯自动控制系统 软件 硬件 电路
交流自动控制技术的快速发展和计算机的普及带来了交流电梯的发展，交流电梯的性能远优于直流电梯，所以，20世纪80年代后，交流电梯就取代了直流电梯。到今天，电梯自动控制技术的发展以及城市化进程的加快推动了电梯行业的发展，人们对电梯运行的安全性、速度等要求也越来越高。电梯自动控制系统是电梯系统的核心内容，因此成为电梯设计领域的核心技术，也成为最容易出问题的地方。
1 电梯运行原理
电梯的最高层和最底层各有一个信号传递按钮，中间楼层均有两个信号传递按钮。最高层的信号传递按钮传递向下信号，最底层的信号传递按钮传递向上的信号，中间楼层的两个信号传递按钮一个传递向上信号，一个传递向下信号。乘客通过信号传递按钮向电梯传递信号。乘客进入轿厢后，通过按钮选择自己要去的楼层，这是内选信号。轿厢的门需要在电梯启动之前关闭，关闭的指令既可以通过关门按钮实现，也可以是定时的。轿厢门关闭之后，电梯启动，在即将到达时，装在两个楼层间的减速装置控制程序启动。电梯在运行状态时，乘客在大厅对其进行呼叫，电梯采取的是顺向截梯、方向记忆的方式。最高层或最底层呼叫电梯且电梯到达后，其会自动改变运行方向，在运行的过程中遇到反向的呼叫信号时依然保持原有的运行方向。电梯运行过程中会将运行方向和楼层显示出来，当遇到紧急停车或故障时立即执行停车指令，转入固定处理方式。
2 电梯自动控制系统结构
可编程控制器（PLC）的数字语言非常清晰，运用起来非常灵活，在电梯自动控制系统的设计中有广泛应用。电梯的运行是依靠外部呼叫信号和自身内部运行控制规律来实现的，外部呼叫信号时随机的，所以不能运用逻辑控制或顺序控制进行电梯自动控制系统的设计，必须将随机与逻辑结合起来。
2.1 系统需求
此模拟电梯自动控制系统由电梯机械装置和PLC控制系统等组成，采用顺序逻辑控制模式进行电梯基本运行的控制，再根据随机信号的状态和电梯当前的运行状态进行电梯运行控制。这个运行控制过程中，每层楼都要设置一个接近开关，用来检测轿厢的位置，其次是显示出电梯的运行方向以及当前所在的楼层。这是电梯运行的基本需求。在显示上，采用LED显示屏和发光管将电梯的运行状态和所处楼层数显示出来，而楼层数和乘客的呼叫信号则显示在接近开关的显示灯上。设置正反两个方向运行的互锁功能和故障保护功能，保证电梯运行的安全。
2.2 硬件配置
第一，电梯呼叫信号电路。将电路中的全部行线P0.0-P0.n置最低电平，然后检测列线的状态，若列线中没有低电平，说明键盘中有按键被按下，而按下的按键就是低电平线与四根行线交叉的按键之一。确定键盘中按键情况之后，若是存在闭合键，那么就需要进一步确定该按键的具置。将某根行线调为低电平，其他三根保持高电平，然后检测列线的电平状态，若有低电平列线，则表示该列线与低电平行线交叉的按键就是闭合键。
第二，运用三菱FXIN系列的PLC进行自动控制系统的配置。该型号的PLC除了进行主机单元的配置，还可以进行I/O、A/D、D/A模块的配置。FX1N系列最多可控制128点，除了可以扩展输入输出，还具有模拟量控制和通讯，链接功能等的扩展性。所以，FX1N系列可以广泛应用于一般的顺序控制。FXIN系列PLC可以使用内部辅助继电保护器M、状态继电保护器S、定时器T、寄存器D、计数器C等，功能非常强大，满足电梯自动控制系统配置的需要。在编程方面，FXIN系列PLC有专用编程器，运用梯形语言或指令表进行编程。
第三，轿厢平层和停车。平层是指电梯停车时轿厢的底应与门厅地面相平齐，两个平面的误差≤5mm。平层停车过程需要在轿厢底与停车楼层相平之前开始，先减速再制动，保证电梯运行的稳定和安全。在轿厢的顶部安装一个上平层感应器和一个下平层感应器，两个感应器隔着磁板安装在井道壁上。电梯向上运行过程中，上平层感应器先插入到隔磁板中发出减速指令，然后电梯开始减速，直到下平层感应器也插入隔磁板中，这个时候就发出停车指令，电动机停止运转，发出开门信号。电梯下行过程的信号获得过程则正好与该过程相反。
2.3 软件设计特点
第一，同方向就近原则。在软件编程过程中，主要是根据电梯当前所处位置以及运行方向来进行，当电梯运行方向为向上时，当前电梯所处位置以上的楼层发出向上的呼叫信号时，呼叫信号对应的楼层继电保护器状态为“开”，电梯进入该楼层时继电保护器状态变为“关”，依次反复进行。呼叫信号与继电保护器的共同动作完成电梯的操作。
第二，随机逻辑控制。电梯运行过程中，接近某一楼层时，若检测到该楼层有同方向的呼叫信号，那么就在该楼层执行减速停车指令，若没有就继续运行，直到该动作完毕后停止，实现随机逻辑控制。
第三，根据随机逻辑控制的要求，PLC可以发出正向运行、反向运行和制动信号，运用一定控制规律和控制算法实现对电机的控制。当电梯系统出现故障时，PLC中止发出控制信号。
第四，输入、输出回路。电梯的输入、输出单元也就是PLC的I/O接口单元，由厅外呼叫、轿厢内选层、楼层及方向指示、开关门、井道内上下平层、门锁、安全保护、继电器、消防、称重等单元组成。厅外呼叫单元负责对厅外呼叫信号进行登记、记忆和消除，轿厢内选层单元负责预选层指令的登记、消除和指示。楼层及方向指示单元是输出单元，显示出电梯当前的运行方向以及所处位置。开关门单元也是输出单元，控制厅门和轿门的开启与关闭，在自动定向完成或是电梯停稳之后，PLC就会给出相应的开关门指令，完成开关门动作。
3 电梯自动控制系统的优化设计分析
在电梯运行中，需要反复调用ASK1即电梯所处位置状况以及ASK2对电梯的请求，在这个过程中，采用外部存储器进行变址寻址，可以有效避免程序应反复被调用而出现地址难以辨认，程序无法顺利执行指令的问题。判断电梯的关门条件时，用1减去当前的电梯状态数据后进行逻辑运算。当电梯在开门楼层收到开门请求时，执行开门程序。如图1所示为系统优化程序，电梯内部和外部的请求控制数据依次存放在外部RAM的6000H-6009H中，#00H表示选中，#01H表示未选中，6010H-6016H中只有一个#00H。内部RAM中的50H-53H存储与电梯运行相关的控制数据。
结束语
作为当前快速发展的一个行业――电梯行业，其自动化控制水平越来越高，计算机技术、信息技术、自动控制技术等的发展推动了电梯的健康发展。单片机作为一种集成电路芯片在电梯自动控制系统设计中得到了广泛应用。为促进电梯运行的稳定性、安全性、舒适性，进行电梯自动控制系统研究是非常必要的，其发展必将带动电梯控制技术的可持续发展，促进电梯行业的健康发展。本文简单介绍了电梯自动控制系统的系统需求、硬件配置和软件设计特点，供同行参考。
参考文献：
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[3]乐为.“项目化团队式”毕业设计的开题报告――四层电梯自动控制系统的设计[J].快乐阅读（上旬刊），2012（3）：13-14.
