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运动控制器范文1
【关键词】旋切 运功控制 飞剪
本文主要针对纸袋机剪切控制系统开展研究和设计工作，在分析纸袋机剪切生产工艺和控制要求的基础上，按照“运动控制器+伺服系统+触摸屏”的型式，设计了纸袋机伺服跟踪切系统。该系统解决了不同袋长必须换轮问题，同时增加色标追踪功能实现了偏差的自动补偿。
1 运动控制器+伺服驱动+触摸屏方式+编码器测速+色标补偿
（1）运动控制器：用户可以根据自身需要用Trio Basic语言进行程序开发，整个系统可以脱离任何外界PC系统进行独立的运行。MC408本体可以驱动8个伺服或步进轴，自带16输入，8输出，还有1个Can扩展口通讯口。（2）切断伺服驱动器：伺服选7.5KW安川伺服1套，配减速比10/1的行星减速机。伺服电机额定转速1500转，额定扭矩50Nm，减速机额定输出最高扭矩500Nm，最高速度1000Nm（2倍过载）。（3）点胶伺服驱动：伺服选1.5KW安川伺服3套，各配减速比10/1的行星减速机驱动3根点胶轴。（4）测速编码：5000P/R 长线驱动。（5）色标传感器：选用基恩士颜色传感，最高响应时间0.2us。
2 控制实现
2.1 运动控制指令
（1）MOVELINK指令在基本轴产生直线运动，通过软件电子齿轮与连结轴的测量位置建立连接。连结轴可以向任意方向运动驱动输出运动。参数表明基本轴的距离会使连结轴移动相应的距离（link_distance）。连结轴的距离分成3个阶段应用于基本轴的运动。这些部分是加速部分，常速部分和加速部分。连结加速度和加速度由link_acceleration和link_deceleration参数设置。常速连结距离源于总的连接距离和这两个参数。三个阶段可以分为独立的MOVELINK指令或叠加在一起。
（2）ADDAX指令将叠加轴的目标位置加到运动轴的轨迹上。ADDAX允许执行两轴叠加运动。连接两轴以上，同样可以使用ADDAX。
（3）FLEXLINK 指令实现跟随主轴按定义的轨迹做运动。轨迹分2部分，基本部分（恒速段）和调整部分（变速段）。调整部分按正弦曲线叠加在恒速部分。
2.2 曲线定义
通过3段曲线实现旋切功能，即每一设定袋长，切刀旋转一圈，切一次。三段曲线如下：
（1）加速阶段曲线：distance1 = 0.5；link_acc1 = （0.5-VR（startsynpos）/10/360） * （VR（fsydistance）/10） *2；link_dec1 = 0；link_dist1 =（VR（startsynpos）/10/360）*（VR（fsydistance）/10） + link_acc1
MOVELINK （0.5，link_dist1，link_acc1，link_dec1，VR（move_axis））AXIS（VR（cut_axis））
（2）恒速阶段：base_dist= INT（（VR（cutlength）/VR（fsydistance））*1000+0.5）/1000；
excite_dist=1 - base_dist；link_dist2= VR（cutlength）/10；
base_out=100*（VR（startsynpos）/10/360）*（VR（fsydistance）/10） / （VR（cutlength）/10）；base_in=100*（VR（endsynpos）/10/360）*（VR（fsydistance）/10） / （VR（cutlength）/10）；stop_length =（（360-（VR（startsynpos）+VR（endsynpos））/10）*2+（VR（startsynpos）+VR（endsynpos））/10）*VR（fsydistance）/360/10；
IF VR（cutlength）/10
excite_acc=50
excite_dec=50
ELSE
excite_acc= 100*（ 1-（VR（cutlength）/10 - stop_length）*10 /VR（cutlength） ）/2
excite_dec= 100*（ 1-（VR（cutlength）/10 - stop_length）*10 /VR（cutlength） ）/2
ENDIFFLEXLINK（base_dist，excite_dist，link_dist2，base_in，base_out，excite_acc，excite_dec，VR（modify_axis））AXIS（VR（cut_axis））
（3）减速阶段distance3 =0.5；link_acc3 =0；link_dec3 =（0.5-VR（endsynpos）/10/360） * （VR（fsydistance）/10） *2；link_dist3 =VR（endsynpos）/10/360）*（VR（fsydistance）/10） + link_dec3；MOVELINK （distance3，link_dist3，0，link_dec3，VR（modify_axis））AXIS（VR（cut_axis））
注明：VR（startsynpos）：开始同步角；VR（fsydistance）：切刀周长；VR（endsynpos）：结束同步角；VR（cutlength）：袋长。
2.3 偏差补偿
切刀每次切断时当前长度清零，从头开始计长，当检测到色标时，当前值与理论值做比较生成偏差量，该偏差量通过Addax在补偿段叠加到切断轴上实现偏差补偿。
3 安装调试
装配必须严格按照使用说明书、原理图及技术规范执行。减少干扰和扰，电机线选用95%屏蔽线并将屏蔽层牢固接地，编码器线选用多芯屏蔽双绞线，驱动器妥善接地。
本次控制是采取模拟输出作为定伺服速度，驱动器分频反馈做闭环控制。因此在调试控制前，先将驱动器和电机整定，动态优化，把伺服系统的动态响应尽量调高，直到不产生振荡为止；然后调整运动控制的P增益，直到该轴跟随误差尽量小，而系统又不产生振荡为止。
4 \行效果
连续工作了一段时间，实切袋长与设定袋长最大误差1mm以内。不同袋长切换简单，只需要从屏上设定袋长即可。当需要色标补偿时，只需要选通色标追踪就能实现自动补偿，非常方便，完全达到预期效果。
5 结语
该控制系统具有较高的位置控制精度和良好的速度跟随特性，满足纸袋机高性能要求， 使用的灵活、高速、精确等主要特点，从而提高人们的工作效率与质量，对其它高性能剪切整套设备的研发具有借鉴意义。
参考文献：
[1]张建飞.基于Trio运动控制平台的三棱形内外圆磨削系统设计与实现[D].重庆大学，2007年.
运动控制器范文2
摘 要：随着科学技术的快速发展，机械生产自动化、智能化发展特征日益突出，将PLC运动控制器应用于风机控制当中，注重对控制系统功能进行实现。为了达到这一目标，需要对PLC运动控制系统设计情况进行较好的把握，使PLC功能得到较好的发挥，以满足风机控制实际需要。
关键词：嵌入式PLC；控制器；风机控制
前言：基于嵌入式PLC运动控制器的开发，注重对PLC系统的自动化和智能化特征进行把握，将其应用于风机控制当中，能够提升风机应用的智能化水平，从而更好地满足实际生产需要。PLC平台上实现运动控制器功能，需要对运动控制器的逻辑控制和运算功能进行把握，从而保证运动控制功能得以有效发挥。
一、嵌入式PLC结构分析
基于嵌入式PLC运动控制器开发和应用过程中，要对PLC结构进行把握，从而保证嵌入式PLC系统功能得以实现。一般来说，嵌入式PLC结构是一种开放式的结构，在PLC内核基础上，设置驱动接口，从而使用户对PLC硬件系统的应用，发挥自动化控制功能。关于嵌入式PLC结构的结构特征，具体内容如下：
第一，PLC的核心为实时内核，在进行任务调度过程中，能够使系统具有实时化的处理能力，从而保证控制系统功能和作用得到较好的发挥[1]。
第二，嵌入式PLC结构设计过程中，要对驱动程序进行把握。驱动程序的应用，主要由内核提供接口。
第三，嵌入式PLC结构在运行过程中，采取了一种梯形图程序，通过相应的运算，对系统指令进行处理。
二、嵌入式PLC\动控制器开发
在对嵌入式PLC运动控制器开发时，需要对开发流程和实现原理进行较好的把握，这样一来，才能够发挥嵌入式PLC运动控制器的功能。
（一）嵌入式PLC开发流程分析
在对嵌入式PLC开发过程中，主要从底层硬件开发、驱动开发和梯形图开发三个方面入手，其开发的关键点在于驱动程序的开发[2]。
1、PLC底层硬件设计
在对嵌入式PLC底层硬件设计过程中，要保证PLC硬件具有较为灵活的拓展性，能够根据系统运行需要，对PLC硬件进行相应调整，以保证系统性能得到较好的发挥，所以需对I/O接口进行合理的利用，对信息传输通道进行较好的分配。
2、用户驱动开发
用户驱动开发设计过程中，对于嵌入式PLC系统功能实现具有重要的影响。驱动开发采取了嵌入式PLC内核，并且借助于PLC内核，实现驱动接口连接。
驱动开发，还需要将驱动任务进行合理的分配，保证驱动运行过程中，PLC的控制功能得到较好的发挥[3]。
3、梯形图设计
在对梯形图设计时，需要针对于PLC系统工作情况，完成设计。嵌入式PLC系统开发过程中，梯形图设计关系到了PLC系统运行流程，在这一过程中，梯形图与PLC控制系统情况是否具有一致性，会对系统功能产生较大的影响。
（二）嵌入式PLC运动控制器功能实现
嵌入式PLC运动控制器硬件结构图如图1所示，为了保证其功能实现，需要选择有效的中央处理单元，这一过程中，可以对性能先进的单片机进行应用。例如C8051F120单片机或是8031、8096单片机等。
嵌入式PLC运动控制器功能软件实现，主要包括了三个模块，分别是位置模块、速度模块和相应的计数模块。位置模块定位过程中，主要以脉冲数量进行定位，并需要对脉冲的频率进行控制。位置模块是一种高速模块，这就需要保证高
速脉冲精确输出，通过利用C8051F120单片机和PCA阵列，可以实现其功能；速度模块功能的实现，需要对PCA阵列进行把握，该计数器以一种特定的频率进行循环技术，并且当计数值与模块数值一致的情况下，会使系统进行运动[4]；计数模块功能的实现，用户会对初始频率进行指定，通过利用PCA模块，可以对脉冲频率进行较好的计算。
三、基于嵌入式PLC运动控制器在风机控制中的应用分析
嵌入式PLC运动控制器在风机控制中应用时，需要对风机驱动任务进行把握，并能将风机驱动任务进行合理分配。
通过利用接口函数和PCA可实现风机位置模块驱动开发。可以应用于风机底层硬件初始化，PCA模块则针对于I/O初始化。在进行具体设计过程中，利用非实时性的接口，风机控制过程中的底层硬件配置可以在这一接口实现。
当底层硬件配置设计完成后，需要针对于风机控制的调速接口进行设计。用户对初始频率进行指定，并对这一段内的脉冲个数进行设置，从而对该段的速度进行调节。一般来说，每一次频率线性的变化，会在PCA内进行下一次的脉冲调节，这就需要对PCA中的数值进行重新更新，且会导致CPU的消耗增大。为了解决这一问题，就需要对PCA中的任务进行合理的分配。通过利用PLC运动控制器，可以设计合理的调速方案，并对每一周期的变化值进行确定，从而保证脉冲信号的科学性和合理性。除此之外，为了保证风机控制目标实现，位置模块在设计过程中，需要利用到PLC的D寄存器和S线圈，保证控制更加灵活、可靠，以满足风机控制需要。
结论：嵌入式PLC运动控制器在应用过程中，其具有较强的灵活性，能够更好地满足控制需要。在将PLC控制系统应用于风机控制当中，要注重对位置模块、速度模块和计数模块进行较好的设计，从而保证其控制功能得到有效发挥。
参考文献
[1] 付子鑫，李璇，周纯杰. 基于嵌入式PLC的运动控制器实现[J]. 可编程控制器与工厂自动化，2015，01：29-34.
[2]《煤矿机械》2011年总目次索引[J]. 煤矿机械，2011，12：263-280.
运动控制器范文3
关键词：移动机器人；运动控制；四轮全向机器人；模糊PID
中图分类号：TP273文献标识码：A
文章编号：1004-373X(2009)05-131-03
Research on Fuzzy PID Motion Control of Omni-directional Robot
TIAN Qi,ZHANG Guoliang,LIU Yan
(Second Artillery Engineering University,Xi′an,710025,China)
Abstract：Through analysing the kinematics model of soccer robot,considering time change,nonlinear and other characteristics of this system,a control method combining fuzzy control with traditional PID control is presented.To contrapose the problems of robot soccer motion system,the methods of dynamically regulate the three PID parameters based on fuzzy control is presented.The improvement of control effect is verified by experimental results.
Keywords：mobile robot;motion control;four wheeled omni-directional robot;fuzzy PID
0 引 言
移动机器人是一个集环境感知、动态决策、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统［1］，其运动控制是移动机器人领域的一个重要研究方向，也是移动机器人轨迹控制、定位和导航的基础。传统的运动控制常采用PID控制算法，其特点是算法简单，鲁棒性强，可靠性高，但需要精确的数学模型才对线性系统具有较好的控制效果，然而它对非线性系统的控制效果并不非常理想。模糊控制不要求控制对象的精确数学模型，因而灵活、适应性强。可是，任何一种纯模糊控制器本质上是一种非线性PD控制，不具备积分作用，所以很难在模糊控制系统中消除稳态误差。针对这个问题，采用模糊PID控制方法，将模糊控制器和传统的PID控制相结合，使其既具有模糊控制灵活、适应性强的优点，又具有PID控制精度高的特点。
1 全方位移动机器人运动学分析
研究的是由第二炮兵工程学院自主研制的全自主移动机器人平台东风-Ⅱ型足球机器人。东风-Ⅱ型机器人采用了四轮全向移动的运动方式，具有全向运动能力的系统使机器人可以向任意方向做直线运动，而之前不需要做旋转运动，并且这种轮系可满足一边做直线运动一边旋转的要求，以达到终状态所需要的任意姿态角。全向轮系的应用将使足球机器人具有运动快速灵活，控球稳定，进攻性强，以及易于控制等优点，使机器人在赛场上更具竞争力。
1.1 全向轮
该机器人采用在大轮周围均匀分布小轮子的全向轮，大轮由电机驱动；小轮可自由转动。这种全方位轮可有效避免普通轮子不能侧滑所带来的非完整性约束，使机器人具有平面运动的全部三个自由度，机动性增强。基于以上分析，选择使用这种全向轮。
1.2 运动学分析
在建立机器人的运动模型前，先做以下假设：
(1) 小车是在一个理想的平面上运动，地面的不规则可以忽略。
(2) 小车是一个刚体，形变可以忽略。
(3) 轮子和地面之间满足纯滚动的条件，没有相对滑动。
全方位移动机器人由4个全向轮作为驱动轮，它们之间间隔90°均匀分布(如图1所示)，其简化运动学模型如图6所示。其中，xw-yw为绝对坐标系；xm-ym为固连在机器人车体上的相对坐标系，其坐标原点与机器人中心重合。θ为xw与xm的夹角；δ为轮子与ym的夹角；L为机器人中心到轮子中心的距离；vi为第i个轮子的沿驱动方向的速度［2］。
图1 机器人的运动模型
可求出运动学方程如下：
v1=-sin(δ+θ)w+cos(δ+θ)w+L
v2=-sin(δ-θ)w-cos(δ-θ)w+L
v3=sin(δ+θ)w-cos(δ+θ)w+L
v4=sin(δ-θ)w+cos(δ-θ)w+L(1)
因为轮子为对称分布，常数δ为45°，故得到全向移动机器人的运动模型：
v=Ps(2)
其中：v= ［v1 v2 v3 v4］T为轮子的速度；s=［w w ］T为机器人整体期望速度。
P=-sin(45°+θ)cos(45°+θ)L
-sin(45°-θ)-cos(45°+θ)L
sin(45°+θ)-cos(45°+θ)L
sin(45°-θ)cos(45°-θ)L
P为转换矩阵。
这样，就可以将机器人整体期望速度解算到4个轮子分别的速度，把数据传送到控制器中，可以完成对机器人的控制。
2 基于模糊PID的运动控制器设计
目前，常规PID控制器已被广泛应用于自动化领域，但常规PID控制器不具备在线整定控制参数kP,kI,kD的功能，不能满足系统的不同偏差对e和偏差值变化率ec及对PID参数的自整定要求，因而不适用于非线性系统控制。
结合该运动控制系统的实际运行条件，设计采用模糊PID控制方法来实现快速移动机器人车轮转速大范围误差调节，将模糊控制和PID控制结合起来构成参数模糊自整定PID算法用于伺服电机的控制，使控制器既具有模糊控制灵活而适应性强的优点，又具有PID控制精度高的特点，使运动控制系统兼顾了实时性高，鲁棒性强及稳定性等设计要点，并可通过模糊控制规则库的扩充，为该运动控制系统方便添加其他功能［3］。
2.1 参数模糊自整定PID的结构
模糊PID控制系统结构框图如图2所示，系统的输入为控制器给定轮速，反馈值为电机光电码盘反馈数字量，ΔkP,ΔkI,ΔkD为修正参数［4］。PID控制器的参数kP,kI,kD由式(3)得到(kP′,kI′,kD′为PID参数初值)：
kP=kP′+ΔkP
kI=kI′+ΔkI
kD=kD′+ΔkD(3)
由此，根据增量式PID控制算法可得到参数自整定PID控制器的传递函数为：
u(k)=u(k-1)+(kP+ΔkP)+
(kI+ΔkI)e(k)+(kD+ΔkD)・
(4)
图2 自适应模糊控制器结构
2.2 速度控制输入/输出变量模糊化
该速度控制器的输入为实际转速与设定转速的偏差值e，以及偏差值的变化率ec；输出量为PID参数的修正量ΔkP,ΔkI,ΔkD。它们的语言变量、基本论域、模糊子集、模糊论域及量化因子如表1所示［5］。
表1 输入、输出量的模糊化
变量
eecΔkPΔkIΔkD
语言变量EECΔKPΔKIΔKD
基本论域{-60,60}{-60,60}{-3,3}{-1.5,1.5}{-0.8,0.8}
模糊子集NB,NM,NS,ZE,PS,PM,PB
模糊论域{-3,+3}{-3,+3}{-3,+3}{-3,+3}{-3,+3}
量化因子0.050.05123.75
在模糊变量E和EC以及输出量ΔKP,ΔKI,ΔKD的语言变量和论域确定后，首先必须确定模糊语言变量的隶属度［6］。常用的隶属函数有B样条基函数、高斯隶属函数、三角隶属函数等，考虑到设计简便及实时性的要求，采用了三角隶属函数。
2.3 参数自整定规则
模糊控制设计的核心是总结工程设计人员的技术知识和实际操作经验，建立合适的模糊规则表，得到针对kP，kI，kD三个参数分别整定的模糊控制表。根据kP，kI，kD三个参数各自的作用，可制定模糊控制规则。以kP为例，所列规则见表2，kI，kD可类似推出。
表2 kP的模糊规则表
eec
NBNMNSZOPSPMPB
NBPBPBPMPMPSZOZO
NMPBPBPMPSPSZONS
NSPMPMPMPSZONSNS
ZOPMPMPSZONSNMNM
PSPSPSZONSNSNMNM
PMPSZONSNMNMNMNB
PBZOZONMNMNMNBNB
2.4 输出量解模糊
依据速度模糊控制参数整定规则确定输出量后，得到的只是一个模糊集合，在实际应用中，必须用一个精确量控制被控对象，在模糊集合中，取一个最能代表这个模糊集合的单值过程称为解模糊裁决。常用的解模糊算法有最大隶属度法、加权平均法等，根据实际情况，采用加权平均法进行解模糊。此时，模糊控制器输出可表示为：
μ=∑μ(ui)・ui∑μ(ui)(5)
最后，根据式(3)可得到最终的PID控制器参数。模糊PID控制程序流程图如图3所示。
图3 模糊PID控制程序流程图
3 实验结果
为了验证参数模糊自整定PID控制器的有效性，对直流电机分别做了常规PID控制和模糊PID控制实验。实验中给定轮速为50 min，图4为采用常规PID控制方法控制的电机转速；图5为采用模糊PID控制方法控制的电机转速。从结果看，采用参数模糊自整定PID算法能够明显降低超调量，加快响应速度，改善控制系统对轮速的控制效果。
图4 采用常规PID控制
图5 采用参数自整定PID控制
4 结 语
机器人运动控制系统是整个Robocup机器人系统的执行机构,在场上的表现直接影响了整个足球机器人系统。以足球机器人为平台，考虑到系统的时滞性和非线性，采用了模糊控制与PID控制相结合的方式，并在自行研制的足球机器人上进行了速度控制的实验研究。结果表明，该方法弥补了常规PID控制应用在机器人运动速度控制时超调量大，响应时间长的缺点，可以取得理想的效果。目前该方法已应用于足球机器人的运动控制，并在第七届中国机器人大赛暨ROBCUP中国公开赛中取得了优异的成绩。
参考文献
［1］李磊,叶涛,谭民.移动机器人技术研究现状与未来［J］.机器人,2002,24(5):475-480.
［2］徐建安,邓云伟,张铭钧.移动机器人模糊PID运动控制技术研究［J］.哈尔滨工程大学学报,2007,27(6):115-119.
［3］刘祚时,邝先验,吴翠琴.基于模糊PID的足球机器人运动控制研究［J］.工程设计学报,2006,13(8):224-227.
［4］He S Z,Tan S,Wang P Z.Fuzzy Self-tuning of PID Controllers.Fuzzy Sets & Syst.,1993,56:37-46.
［5］汪海燕,李娟娟,张敬华.自适应模糊PID控制的无刷直流电机及仿真［J］.微电机,2003,36(4):9-12.
［6］李琳,曾孟雄.模糊PID控制在运动控制中的应用［J］.机械与电子,2006(2):65-67.
作者简介
运动控制器范文4
关键词：PLC自动化；电气控制；运用
中图分类号：TM921.5 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01
PLC是科技含量比较高的控制器，既可以实现数字编程，也可以体现存储控制，着实满足电气控制的需要。近几年，PLC呈现自动化的发展趋势，在电气控制中的应用效果更为明显，体现自动控制的优势，改善传统电气控制的系统缺陷。我国在PLC电控应用中，投入大量科研力量，有效拓宽PLC在电控领域中的应用范围，在PLC自动化的应用状态下，推进电气控制的发展。
一、电气控制中PLC的特点表现
PLC自动化具有明显的优势，将其应用于电气控制中，更是体现诸多良性特点，如下：
（一）提升电控系统的防干扰能力。传统电气系统在控制上，需要借助诸多线路结构，由于线路之间过电后，存在电磁感应，导致电气控制受到干扰影响，削弱控制能力。PLC在电气控制中的应用，将线路结构换为集成电路，同时运用防干扰技术，避免环境因素对电控系统的产生干扰[1]。在将PLC应用于电气控制时，技术人员还可以根据电气控制所处的实际环境，分析干扰源，通过编程写入PLC系统内，提高防干扰能力。
（二）降低电控系统的维护量。PLC在电气控制中能够改善系统环境，避免大量线路参与，PLC自动化中的逻辑功能，可以代替线路连接，降低电控系统设计的工作量，而且PLC的使用能力较强，避免电气系统在控制时高频率的维护。PLC以自身高科技的特性，降低电气控制的维护量，保障电控系统适应于各类应用环境，合理进行系统维护，提高电气控制的维护能力。
（三）提高电控系统的操作度。PLC取缔电气控制中的大量设备和系统，简化电控系统的组成。PLC在编程、存储时，使用较为简单的控制符号和命令，易于理解和识别，通过简单的PLC设置或操作，即可完成电气系统的控制执行。目前，PLC在电控系统中得到推行应用，主要是由于PLC便捷操作的特性，不需要耗费大量的人力、物力，所以，掌握PLC的基本编写方式，能够实现电气控制科学的操作。
二、PLC自动化在电气控制中的应用
以PLC为研究背景，探讨其在电气控制中的应用，体现PLC自动化的优势，汇总分析如下：
（一）集中控制系统。在电气集中控制系统内，PLC发挥较强的集控功能。通过PLC自动化，将电气设备的控制放置于同一空间内，实现集中监控[2]。电气控制内的设备，全部由统一的PLC系统监控，达到中央控制的状态，例如：以PLC为中央控制器，将电气设备接入PLC系统内，通过PLC即可集中监控电气系统内的所有设备，提高监督、控制的效率。
（二）分散控制系统。分散控制应用于特殊电气系统，主要是加强对电器设备的控制力度。将需要分散控制的电气设备，配置单独的PLC，体现对应控制的功能。分散控制对PLC的要求较高，既要体现灵活控制的特点，又要排除分散控制多方线路的影响，避免分散PLC造成相互干扰。
（三）开关量的控制。PLC在电气开关控制中较为常用，体现逻辑与顺序优势，不仅有效分开各项开关控制的功能表现，而且实现电气开关的独立控制。例如：电气系统内的运行设备，在PLC自动化参与下，可以设置独立开关，专门对运行设备实行单独控制，避免其他设备的控制干扰，还可以实现多项设备的单一控制，表现PLC对开关量的精确作用。
（四）电气运动控制。PLC自动化本身具备运动可控的优势，能够对正在进行运动的点进行快速控制，例如：PLC在电梯中的应用，即是运动控制的最好体现。基于PLC自动化的电气运动控制，主要是借助PLC的控制模块，直接接入电控系统，通过PLC控制模块，发送相关的控制指令，控制处于运动过程中的电气设备，体现PLC对运动控制的优势。
（五）数据处理控制。电控系统中，数据信息是主要支持部分，在大量数据准确传送与读取的过程中，完成电气控制，但是由于电控系统内的数据量较为复杂，导致其在处理上表现出低效性，不能保障数据处理的可靠控制。因此，将PLC自动化，引入到数据控制中，发挥PLC高效处理数据的能力，实现电控数据的收集与分析，同时合理下达部分数据命令。PLC自动化在数据控制中的应用非常广泛，体现PLC数据分析的能力和优势。
（六）模拟量控制。模拟量是电气控制中的主要数据参数，包含大量参数变化量，如：压强、湿度等，PLC可以为参数运行提供通畅环境，避免参数处理混淆[3]。以液位参数为例，利用PLC能够协助模拟量迅速实现模拟到数字、数字到模拟的信号转换，实现转化信号的有效记录，提高电气控制的监督能力，避免数据信号丢失。
三、PLC自动化在电气控制中的未来发展
PLC自动化在电气控制中，虽然具备防干扰的能力，但是仍旧存在提升空间，如果电控系统处于多方干扰的环境内，PLC的防干扰效果也会受到影响[4]。因此，我国将防干扰作为PLC的主要研究方向，促使PLC未来在电气控制中，不仅能够表现高强度的防干扰能力，还可以体现自动判断干扰源，快速采取防护措施的能力，保障PLC的系统抗干扰性质。PLC自动化在电气控制中，逐步吸收更先进的技术，推进电气控制的成熟发展，在保留原有优点的基础上，发挥更大的控制价值，提高应用能力。
四、结束语
在电气控制领域内，PLC自动化属于新型技术，既可以避免电气控制出现原有弊端，也可以提高电控控制的能力和能效，降低电控系统的工作量。我国在PLC应用方面，给予极大的关注态度，促使PLC的发展更加深入，体现自动技术特性，科学提出改进措施，保障PLC自动化在电控系统中的应用更加协调，创造更大的社会效益。
参考文献：
[1]冯马才.PLC自动控制系统的可靠性探究[J].科协论坛，2011（11）：18-20.
[2]王仁亮.试论PLC在电气控制中的应用[J].科技致富向导，2012（15）：34-36.
运动控制器范文5
关键词： 智能建筑；电气自动化；技术应用
人们生活水平的提高使得人们对建筑的质量与要求不断的提高，同时，智能建筑已经成为了人们的一种青睐。而如果在智能建筑中有效的运用电气自动化控制，那么将会更加符合时展的潮流，满足人们发展的需求。我国建筑领域虽然对电气自动化控制的应用有了一定的研究，但是就目前我国建筑领域发展的现状来讲，还不能满足智能建筑发展的需求。所以，在今后的智能建筑发展中，要加强对电气自动化控制应用的研究，从而提高电气自动化控制应用的相关技术，使得我国智能建筑的发展日新月异。
一. 智能建筑定义
智能建筑的发展依托于信息产业的发展。智能建筑的构建一般是利用科学技术，通过物理链路将各单独运行的工作站以及主机连接在一起，从而实现资源的共享，达成通信的目的。智能建筑便是将这种信息技术与建筑技术相结合的建筑体。它将网络技术、电子技术、通讯技术、传感技术和自动控制技术等先进技术的优势聚集在一起，实现了建筑术与现代社会信息化的有机结合。同时，智能建筑也是在计算机技术的配合下，实现自动控制的一种先进的建筑成果。
二. 电气自动化的优势
2.1 高效监控
自动化技术渗入智能建筑后，工作人员可以在管理的过程中通过“采集 ― 处理―反馈”模块对建筑进行数字化监控，将反馈得到的信息传到控制中心，从而实现电气自动化对智能建筑的高效实时控制，避免故障的发生。
2.2 高联动性
建筑工程是涵盖配电、照明、消防、空调等系统的整体工程，过去的建筑工程常常因联动性低，在建设过程中因某一环节的缺漏而影响整体工程。但是当电气自动化作为技术融入各工作环节后，建筑工程环节之间的联动性就能明显提高，实现建筑体系统的自动识别、判断。
2.3 安全性强
智能建筑应用自动化技术可以很好地提高系统的安全性，在系统对异常情况作出反应时，自动化也可以通过遥控模式远程遥控，从而最大限度地减轻故障对维修管理人员产生的伤害，将损失降到最低。
三. 电气自动化控制在智能建筑中的应用
由上述可知，电气自动化无论是在监控、联动性以及安全性等多个方面都有多重的优势。所以，如果能够将电气自动化的这些优势运用到智能建筑中，那么更会使得我国的建筑领域迈出跨越性的一步。笔者在此对电气自动化控制在智能建筑中的应用进行了一定的研究，希望能够为电气自动化应用水平的提高而提供一些有效的措施。
3.1 电气系统设计
（1）TN-S 系统
该系统属于低压配电系统，严格的将中性线和保护接地线分开，是标准的三相四线 PE 线的接地系统。其中中线和保护地线只在变压器中性点有共同接地。该系统正常运行过程中，保护地线不带电，只有中性线带电，具备可靠的基准电位，对地面没有电压。但接地线不允许短线，其接在金属外壳的设备上是安全、可靠的。 采用该系统的原因主要考虑的以下几点：通常智能建筑中单相用电设备多、负荷大、而其经常又是不平衡的，而且中性线带有随机电流； 由于中性线带电，如果其与保护地线连接在一起然后接到金属外壳的设备上，会有很大的危险性，并且会使电子设备相互干扰，导致无法工作。
（2） TN-C-S 系统
该系统由两部分组成，一部分是 TN-C 系统，第二部分是TN-S 系统，采用了两个接地系统，其分界点在中性线和保护地线的连接点上。在智能建筑中，当供电由区域外引电流的时候，常选用该系统。与一般的系统不同，该系统在进入使用前采用 TN-C 系统，进入处则需要重复接地，进入后变为采用TN-S 系统。该系统明显提高了线路对人员的安全性保证。
（3）安全保护接地
在智能建筑中，由于有很多强电设备、弱电设备和非带电导电设备及构件的存在，所以需要严格的安全保护接地措施。如果没有安全保护接地，当设备的绝缘损坏的时候，其外壳很容易带电，人不小心触碰到此类电气设备的时候，很有可能被电击伤甚至造成危害生命的事故。因此，智能建筑中必须采用安全保护接地设备。其主要是将电气设备不带电的技术部分与接地体之间进行金属连接，将保护地线与智能建筑中的用电设备进行连接，最好将其附近区域的金属构件也进行连接，但严禁与中线相连接。
（4）直流与交流的工作接地
直流电工作接地主要考虑到智能建筑内有很多计算机、多媒体等大型设备，其要求电流稳定性好、准确度高，以满足大量信息的传输、能量转化等要求。通常采用较大截面的绝缘铜线做引线，将电子设备直流电接地，并与基准点相连接。变流电工作接地主要是将变压器中性点或者中性线接地。
3.2 电气自动化在智能建筑中应用的实例
某家保险公司业务大楼的计算机机房正在进行装修，设计施工人员采用的是单点接地连接方式。施工人员从计算机机房引出一根 VV235mm 的单芯电缆，令其经过地下穿至室外 30m处，并将其做一组接地电阻为 4Q 的闭环式逻辑接地电极。这种连接方式不仅花费了大量的人力物力，而且计算机并不能正常工作。事实上，在对计算机接地时，经常采用交流工作接地、直流工作接地、防静电接地和安全保护接地，而在智能建筑这样的特殊环境中，应采用联合接地方式。首先因为在智能建筑中，采用联合接地，可以将智能建筑自身的基础钢筋和结构钢筋作为接地装置，效果良好，接地电阻值一般为 014Q 以下。其次，在同一智能建筑中，采用同一个联合接地系统后，可以避免不同系统间的电位差引起的相互干扰。当智能建筑物中采用等电位联结、局部等电位联结和星形等电位联结后，利用钢筋做接地装置，其接地电阻将小于 014Q，远远小于计算机直流接地的电阻，也符合行业标准要求。因此，在该建筑物机房内进行局部电位联结和联合接地后，计算机运行良好。
电气自动化控制在智能建筑中的应用是一个涉及方面比较多的研究，而以上仅仅只是对电气自动化控制应用的几个重点方面的研究，并且这些研究都还比较浅显，所以，对于提高电气自动化控制在智能建筑中的应用水平还是有一定欠缺的。所以，对于电气自动化控制应用的研究还需要该领域专业人士进行进一步的研究和探索。
结语：终上所述，电气自动化控制在智能建筑中的运用对于建筑领域的发展与进步有着不可忽视的重要作用。然而，电气自动化本身就是一项比较复杂的研究，再将其应用在智能建筑中，就更增加了研究的难度，再加之我国智能建筑领域对于电气自动化控制应用方面的研究还没有达到一定的深度，所以，不利于电气自动化的应用。所以，在今后的智能建筑领域的发展中，要加强对电气自动化控制应用的研究，并且要从电气自动化的多个方面，从智能建筑的多个角度进行研究，从而研究出更适用于当下智能建筑领域发展的电气自动化控制应用技术和方法。
参考文献：
运动控制器范文6
关键词：锅炉 W火焰 热偏差 偏烧 措施
W形火焰燃烧技术源自国外,是适用燃烧低挥发份煤种的一种锅炉燃烧技术,是经过实践证明比较成功的燃烧技术之一,在国外已经得到了广泛应用。本文根据锅炉的调试情况对该型锅炉在启动及运行过程中易出现的问题和控制方法进行了总结和优化。
1、启动系统的控制
1.1 建立炉水循环
冲洗合格后,启动炉水循环泵,通过381#调节阀控制炉水循环泵出口流量在580t/h,此时383#调节阀过冷水流量80t/h。给水旁路调节阀控制给水泵流量80t/h。投入381调节阀和给水旁路调节阀自动,设定省煤器入口流量为650t/h,大于水冷壁的最小流量。两个高水位控制阀(341-1#、341-2#气动调节阀)处于自动状态,控制贮水箱的水位。
1.2 锅炉点火
吹扫完成后,实施锅炉点火。
1.3 160t/h主蒸汽流量时的水位控制
当蒸汽出现以后,储水箱中的水位会随之下降,在这种情况下,341-1#高水位气动调节阀会逐渐关小,目的在于保持储水箱中水位在一定的水平上。一部分蒸汽用于升压,其余的经疏水、放气和临时系统用于暖管和再热器保护。当分离器的蒸汽量超过总给水流量时,储水箱的水位下降到高水位的下限以下,341-1#高水位气动调节阀关闭,但2个341B#高水位气动调节阀仍然开着,以应对341#高水位气动调节阀需要随时开启以便处理由一切扰动因素造成贮水箱水位升高的状况。当出现了储水箱中水位低于高水位下限的情况后,381#调节阀成为控制储水箱的水位的主导。
1.4 直流运行
由于产汽量的持续增加,再加上制粉系统的也开始运作,会导致储水箱中的水位不断下降,使得省煤器入口处的流量要稍微大一些(800t/h),这种设置目的在于可以有效降低扰动因素对储水箱的水位造成影响的可能性。当主给水运行满足了主路运行的各种条件时,则给水线路切换到主路运行方式。如果主给水流量水平达到了600t/h,则应当及时中止炉水循环泵的工作,利用汽动给水泵来有效控制省煤器入口处流量的上水流量水平,可以将此时省煤器入口处的流量水平合理地设定为600t/h,并且将锅炉转换为直流运行的状态。接下来,投入焓值控制器,利用中间点的温度来实现对运行的自动控制。
2、温度和热偏差控制
2.1 低负荷阶段
此阶段要投入制粉系统运行,操作要点如下:(1)投运第1套制粉系统时,建议一般控制在12～18t/h为宜。如投粉量过低将会影响制粉系统的运行和燃烧工况;过高,将会造成较大的热冲击和扰动。(2)投粉量达到30~40t/h后,降低第1套制粉系统出力,同时再起动第2套制粉系统,使燃料总量增加平稳。之后,每投运1套制粉系统,都将采取这种办法以降低对锅炉的热冲击。(3)调整配风,降低火焰中心的高度,使火焰的充满度良好,有利于炉膛热均匀性和煤粉的燃尽性。(4)A、B、C燃烧器布置在前墙的左侧与后墙的右侧,D、E、F燃烧器的布置则正好与之相反布置在前墙的右侧与后墙的左侧,因此ABC与DEF两组制粉系统交替投运较佳。(5)根据燃烧情况调整给水量,避免因储水箱水位扰动引起炉水外排量大幅度变化,从而减轻由此引起的汽温波动。(6)与汽轮机侧协调配合,为了避免压力大幅波动,要控制好升负荷速度。
2.2 高负荷阶段
锅炉转直流过程前期中燃烧负荷逐渐增大,分离器出口蒸汽由湿蒸汽逐渐变为微过热,而中间点温度变化不大,煤水比调节的参考作用消失,为防止出现超温现象,需要对燃料投入量的增加速度进行控制,及时调整减温水。转直流后中间点温度主要用煤水比来控制,然而作为微调的减温水不宜过大,否则将会使减温喷水前受热面内的工质减少,引起减温前的过热器超温。另外,高负荷时下炉膛温度偏高,容易结焦,在采取了减少炉膛卫燃带面积、调整燃料、加强炉膛吹灰及加大分级风和翼墙风以等应对措施后,结焦问题得到改善。
3、炉水循环泵的控制
在炉水循环泵的起动和运行中,应注意维持系统的稳定和保护泵的安全(图1):(1)为防止杂质颗粒进入电机腔,首次起动炉水循环泵时应在电机注水完成和锅炉冷态冲洗初步合格之后进行。(2)以防超电流,在起动泵前,关闭出口阀(381#阀),开启入口阀(380#阀),再循环阀(382阀)投入自动,泵起动后方可联开381阀。(3)382#阀始终投入自动,使泵流量始终大于最小流量(图2)。(4)为保证炉水循环泵的汽蚀余量,用过冷水阀(383#阀)控制储水罐水温。(5)转直流时,为了避免造成给水量大幅度波动,应逐渐减小泵流量,流量降到最低方可停泵。(6)锅炉直流运行后炉水循环泵停运备用,为了防止热态起泵时因泵壳与炉水温差大而造成热应力损伤,这时要投入暖体系统。
4、锅炉转直流运行(湿态转干态)操作
直流炉汽水分界面不是很明显,煤水比失调时干、湿态就会转换,一般都设计在20％～30％BMCR时进行转换,但是为了保证水冷壁的充分安全,在实际运行中建议直流炉在30%～40%BMCR时进行转换。(1)当机组负荷为180MW时,有2套制粉系统运行,第3套已暖磨煤机或已带初始负荷,给水流量在600～650t/h,总燃料量为80～90t/h(视煤质情况而定),炉水循环泵流量随储水罐水位情况而定。(2)在180～200MW之间,调整热负荷逐渐上升,储水罐水位逐步下降,此时尚不具备转直流的条件,应通过关小381#阀,在10%～40%范围内来维持储水罐水位在5m左右,储水罐溢流阀(341#阀)关闭,分离器出口过热度为2～10℃。(3)在200～240MW之间,继续增加第3套制粉系统出力,给水流量700t/h左右,燃料总量达到约110t/h,分离器出口过热度5～15℃,此时储水罐水位还在继续下降,控制在2～4m,炉水泵流量降到210t/h左右,开启382#阀。(4)负荷240MW左右,储水罐水位下降到1.5m时,检查炉水循环泵应联锁自停,关闭381#阀联锁;继续增加热负荷,保持分离器出口过热度,增加机组负荷,同时慢慢的增加给水流量,控制煤水比。转换完成后应增加燃料量,起动第4台制粉系统,升负荷至300MW以上。锅炉的干、湿态转换不要造成参数的大幅度变化,这是一个平稳的过渡过程,为了防止锅炉转干态后又返回湿态,造成炉水泵的频繁启动和停止,所以在转换时要迅速增加燃料。锅炉转直流后,必须确保锅炉的热负荷使机组负荷在250MW以上。否则,只要给水量和燃料量略有扰动就会使锅炉又转回湿态。
5、起动中W火焰偏烧的控制
在实际运行中W型火焰锅炉往往会出现偏烧现象,偏烧时,长火焰的着火距离增加,很容易引起局部脱火,严重时会破坏燃烧的稳定性。火检信号过低容易引发磨煤机跳闸。因此,需要采取以下措施:(1)低负荷下合理分配燃烧器运行方式。为使炉内火焰尽量对称,磨煤机最佳投运次序应为(A和F)(B和E)(C和D),已投运的磨煤机应在ABC组与DEF组中所占数量尽量均等。(2)运行中维持各台磨煤机一次风量一致,严格控制各二次风量均衡,保持炉内空气动力场的对称性;可以对称封堵部分二次风口和分级风口,提高二次风速,减小通流面积,使气流刚性增加,从而克服邻近气流干扰。(3)已投入运行的磨煤机应避免双进双出磨煤机的半边运行工况,尽量平均带出力。(4)减少一次风的风粉偏差。热态时要进行细调,有条件时进行粉量均匀性测试和调整;冷态动力场试验时将同磨煤机对应的一次风速偏差调整到5%之内。(5)监视前、后墙火检信号强度差别以及下水冷壁壁温差别,测量炉膛内不同区域温度,及时判别偏烧的发生以及偏烧程度和类别。当偏烧较严重时,采用改变二次风和分级风分配比率的方法来调整。
6、结语
综上所述,锅炉由于采用W型火焰燃烧及起动系统带有炉水循环泵等原因,使得锅炉起动的操作控制相对复杂。前述内容从几个方面简略介绍了W型火焰锅炉燃烧启动及运行过程中应注意的问题。采取相应技术措施后,锅炉起动和运行中没有出现超温、燃烧不稳定、灭火、满水、缺水以及炉水循环泵故障等异常现象,各项运行参数和指标达到优良水平。
通过这些措施可以基本保证锅炉的安全,满足安全稳定运行的需要,对同行业其他同类型锅炉产品也具有一定的借鉴作用。
参考文献
[1]岑可法.锅炉和换热器的积灰、结渣、磨损和腐蚀的防止原理与计算[M].北京:科学出版社,1994.
