控制系統(tǒng)精選(九篇)

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第1篇：控制系統(tǒng)范文

【關(guān)鍵詞】控制系統(tǒng)；PLC；DCS；優(yōu)勢(shì)比較；應(yīng)用

1.DCS系統(tǒng)

1.1 DCS簡(jiǎn)介

DCS在國(guó)內(nèi)自控行業(yè)稱之為集散控制系統(tǒng)。它綜合了計(jì)算機(jī)、通訊、顯示和控制等4C技術(shù)，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)由過(guò)程控制級(jí)和過(guò)程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活、組態(tài)方便。

1.2 DCS的結(jié)構(gòu)

在結(jié)構(gòu)上，DCS包括過(guò)程級(jí)、操作級(jí)和管理級(jí)三個(gè)部分。過(guò)程級(jí)是系統(tǒng)控制功能的主要實(shí)施部分，是由過(guò)程控制站、I/O單元和現(xiàn)場(chǎng)儀表組成。操作員站和工程師站組成了操作級(jí)，它的作用是完成系統(tǒng)的操作和組態(tài)。

1.3 DCS特點(diǎn)

高可靠性、開(kāi)放性、靈活性、易于維護(hù)、協(xié)調(diào)性、控制功能齊全。DCS即為集散控制系統(tǒng)（Distributed Control System）。DCS是多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶，由過(guò)程控制級(jí)和過(guò)程監(jiān)控級(jí)組成。DCS綜合了計(jì)算機(jī)、通訊、顯示和控制4項(xiàng)技術(shù)，也稱為4C技術(shù)，DCS的主要思想是分散控制、分級(jí)管理、集中操作、靈活配置、組態(tài)便捷。DCS是拓?fù)浯笙到y(tǒng)，呈樹(shù)狀，從上到下，通信是該系統(tǒng)的關(guān)鍵；PID在中斷站里，現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表和控制裝置與計(jì)算機(jī)的連接依靠中斷站；DCS是樹(shù)狀的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，且結(jié)構(gòu)是并行連續(xù)的鏈路狀，也存在許多電纜由中繼站并行到工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的儀器儀表；DCS系統(tǒng)的模擬信號(hào)由智能儀表的部件和幾臺(tái)計(jì)算機(jī)構(gòu)成，漸漸的用數(shù)字信號(hào)來(lái)替代模擬信號(hào)，信號(hào)形式是A/D-D/A；由一臺(tái)儀表與一對(duì)線連接到I/O，從控制站連接到局域網(wǎng)LAN；DCS控制系統(tǒng)是控制、操作和現(xiàn)場(chǎng)儀表的3級(jí)結(jié)構(gòu)；每家企業(yè)的大的DCS控制系統(tǒng)不相同；主要使用于大型的連續(xù)過(guò)程控制。

2.PLC系統(tǒng)

2.1 PLC簡(jiǎn)介

PLC即可編程邏輯控制器，它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。

2.2 PLC特點(diǎn)

可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、功能強(qiáng)適用面廣、編程簡(jiǎn)單容易掌握、使用和維護(hù)方便。

2.3 PLC的特點(diǎn)

PLC即為可編程邏輯控制器（Program-mable Logic Controller），是使用一種可以編程的存儲(chǔ)器，通過(guò)所存儲(chǔ)的程序，來(lái)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，或通過(guò)用戶的指令來(lái)進(jìn)行順序控制、計(jì)數(shù)、定時(shí)和算術(shù)操作，并且通過(guò)模擬式或數(shù)字的輸入或輸出來(lái)控制各種類型的機(jī)械生產(chǎn)，或控制生產(chǎn)的過(guò)程。PLC已經(jīng)從控制開(kāi)關(guān)量的階段發(fā)展到進(jìn)行順序控制或運(yùn)算處理，是從低級(jí)向高級(jí)運(yùn)送處理，從下往上的運(yùn)算處理；PLC具有連續(xù)不間斷的HD控制等多項(xiàng)功能，PID在中斷站里；PLC可以使用一臺(tái)PC機(jī)作為主站，同種型號(hào)多臺(tái)PLC作為從站，PLC也可以使用一臺(tái)PLC作為主站，同種型號(hào)PLC作為從站，組成PLC網(wǎng)絡(luò)，后者比前者的方便之處是當(dāng)用戶進(jìn)行編程時(shí)，不需要了解通信協(xié)議，按照說(shuō)明書(shū)的格式編寫(xiě)就行；PLC網(wǎng)格不但可當(dāng)做獨(dú)立的DCS/TDCS，同時(shí)也可以當(dāng)做DCS/TDCS的子系統(tǒng)；PLC大系統(tǒng)與DCS/TDCS一致。

3.DCS與PLC的區(qū)別

DCS是集散式控制系統(tǒng)的一種，PLC是控制裝置，所以說(shuō)DCS與PLC是系統(tǒng)和裝置的區(qū)別。不管何種裝置的功能和裝置之間的協(xié)調(diào)，都可由系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)；而PLC裝置所實(shí)現(xiàn)的只能是這個(gè)單元所具有的功能。

3.1 安全可靠性不同

DCS的設(shè)計(jì)使用的是雙冗余過(guò)程處理器、雙電源和雙冗余網(wǎng)絡(luò)。如果重要控制元件有了故障，其他與之相關(guān)的冗余元件就會(huì)實(shí)時(shí)沒(méi)有干擾的變成工作元件，使系統(tǒng)能夠安全運(yùn)行。但起初的PLC控制系統(tǒng)完全沒(méi)有把冗余的設(shè)計(jì)思想引入進(jìn)去，系統(tǒng)沒(méi)有足夠的安全可靠性，經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，實(shí)現(xiàn)了雙冗余控制。同時(shí)，DCS系統(tǒng)的硬件插拔可以帶電熱插拔，即當(dāng)某一模塊遭到破壞或發(fā)生了其它故障時(shí)，系統(tǒng)不需要停止運(yùn)行，維修技術(shù)人員就能及時(shí)替換被損壞的硬件。而很多PLC沒(méi)有上述的功能。

3.2 兼容性和可擴(kuò)展性不同

當(dāng)前，DCS系統(tǒng)的兼容性和可擴(kuò)展性非常強(qiáng)大，尤其適用于大型的系統(tǒng)工程。大多數(shù)操作級(jí)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)都選擇了以太網(wǎng)絡(luò)的形式，采用的是當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)的或變形的TCP/IP協(xié)議，進(jìn)而為系統(tǒng)的擴(kuò)展提供了很大的方便。而PLC系統(tǒng)最原始的開(kāi)發(fā)目的是針對(duì)設(shè)備控制，大多數(shù)沒(méi)有或只有很少部分有兼容性和擴(kuò)展性的需求，所以，如果出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的系統(tǒng)的資源需要共享時(shí)，PLC是相當(dāng)?shù)睦щy。

3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)不同

DCS系統(tǒng)具有比較統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)，也就是說(shuō)在任何情況下都可以引用DCS系統(tǒng)中的某一已經(jīng)存在于數(shù)據(jù)庫(kù)原始數(shù)據(jù)。但PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)就不是這樣了，相比較而言它沒(méi)有DCS統(tǒng)一，例如監(jiān)控軟件和組態(tài)軟件抑或是歸檔軟件都有各自的數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.4 時(shí)間調(diào)度和任務(wù)的處理方式不同

由于DCS系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了集散控制，因此它可以先靈活地設(shè)定任務(wù)周期，進(jìn)而輕松的處理多個(gè)任務(wù)。但PLC的程序與之不同，大都不能按原來(lái)設(shè)定的周期進(jìn)行循環(huán)運(yùn)行。

3.5 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不同

DCS網(wǎng)絡(luò)是DCS系統(tǒng)的中樞神經(jīng)，通常包括兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而采用單網(wǎng)結(jié)構(gòu)的PLc網(wǎng)絡(luò)形式基本上是為個(gè)體而工作。TCP/IP協(xié)議是標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)協(xié)議，是雙冗余設(shè)計(jì)，具有很好的開(kāi)放性與拓展性。而且PLC系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全也相對(duì)較差。

3.6 系統(tǒng)軟件功能不同

DCS應(yīng)用于化工、電力等大工業(yè)的過(guò)程控制更有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)镈CS的軟件包功能強(qiáng)大，有配方的功能，不同的行業(yè)有不同的專家軟件，簡(jiǎn)化了用戶的組態(tài)編程工作。DCS的基本功能是對(duì)各種工藝進(jìn)行控制，如果某一方案有了變化，技術(shù)人員只需在操作臺(tái)就能更改方案，不影響原來(lái)的控制方案正常運(yùn)行，它通過(guò)編譯就可執(zhí)行命令，然后由系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行。PLC系統(tǒng)不利于維護(hù)，它的工作進(jìn)程是先確定哪個(gè)PLC需要編譯，然后再進(jìn)行程序的編譯，最后再一對(duì)一傳送程序。

4.PLC與DCS比較及優(yōu)勢(shì)分析

目前工業(yè)控制領(lǐng)域效果最令人滿意和最廣泛使用的兩種控制技術(shù)就包括可編程序控制器（PLC）及集散控制系統(tǒng)（DCS），同時(shí)它們各自的優(yōu)勢(shì)及劣勢(shì)也是很明顯的，如在高速的順序控制中PLC占主導(dǎo)地位，而且PLC體積小，使用靈活，價(jià)格相對(duì)較低，而在復(fù)雜的過(guò)程控制中DCS占優(yōu)勢(shì)，但體積大，價(jià)格相對(duì)較高。但在通訊功能及管理能力方面PLC不及DCS，DCS通訊及管理能力較強(qiáng)。如果按從弱至強(qiáng)將PLC與DCS的性能劃分為1至10個(gè)等級(jí)，則可將它們的對(duì)比列于表1。

數(shù)字量的順序控制是早期的PLC主要的發(fā)展方向。但隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC擴(kuò)增了模擬量控制功能、通訊聯(lián)網(wǎng)功能、PID調(diào)節(jié)功能及分級(jí)控制功能等，當(dāng)前，即使是在過(guò)去DCS占統(tǒng)治地位的化工、冶金等行業(yè)PLC控制系統(tǒng)也能發(fā)揮巨大的作用。但PLC有一個(gè)弊端即難以組成大型、復(fù)雜、綜合的系統(tǒng)，由于技術(shù)原因，如果過(guò)多的plc通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與過(guò)多的PLC通訊，則可能導(dǎo)致瓶頸現(xiàn)象及計(jì)時(shí)上的困難。

DCS的諸多優(yōu)勢(shì)使它在控制系統(tǒng)的高端市場(chǎng)仍占主流地位。DCS控制系統(tǒng)最初是由模擬儀表發(fā)展而來(lái)的，因此它初期的功能以回路調(diào)節(jié)為主，之后又?jǐn)U展了順序控制的功能。集中地操作管理，分散控制以提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性及管理能力是DCS的設(shè)計(jì)思想。但DCS比PLC價(jià)位稍高，因此國(guó)內(nèi)一些資金有限的中小型企業(yè)有時(shí)難以承受DCS控制系統(tǒng)。

5.PLC與DCS系統(tǒng)的綜合應(yīng)用：混合式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

隨著當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，通過(guò)研究人員多年的研究與開(kāi)發(fā)，DCS與PLC兩大系統(tǒng)除了保留有各自自身的特點(diǎn)之外，二者還能互相補(bǔ)充，形成新的控制系統(tǒng)。二者在很多領(lǐng)域可以并存，可以通過(guò)彌補(bǔ)對(duì)方的不足，形成新的控制系統(tǒng)。當(dāng)前，越來(lái)越多的以PC+PLC組成DCS系統(tǒng)的工程應(yīng)用逐漸廣泛。

圖1所示為混合式控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要以DCS的設(shè)計(jì)思想為基礎(chǔ)，綜合PLC與DCS的各自優(yōu)勢(shì)。它主要由系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、操作員工作站、中央服務(wù)器、控制器及輸入/輸出（I/O）模塊等部分組成。

5.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

整個(gè)DCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心就是系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性和可擴(kuò)充性都與系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)息息相關(guān)。它的重要性對(duì)于混合式控制系統(tǒng)同樣重要。

如圖1所示，HCS是包括操作管理和過(guò)程控制在內(nèi)的兩級(jí)式控制系統(tǒng)。N1網(wǎng)連接的操作員工作站及中央服務(wù)器構(gòu)成了操作管理級(jí)。N1網(wǎng)是一局域網(wǎng)（LAN），可以選用以太網(wǎng)，傳輸介質(zhì)可使用雙絞線、同軸電纜或光纖，它要能較快地傳輸大量的數(shù)據(jù)。星形、總線形、混合形等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都可供N1網(wǎng)來(lái)選擇。當(dāng)前，工業(yè)控制網(wǎng)常用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是總線結(jié)構(gòu)。因?yàn)樗谐墒斓木W(wǎng)絡(luò)技術(shù)，簡(jiǎn)單的施工過(guò)程，而且節(jié)點(diǎn)的加入退出時(shí)不需要中止網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。

N2網(wǎng)要具有實(shí)時(shí)性，這對(duì)實(shí)時(shí)性很強(qiáng)的過(guò)程控制十分重要。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，一旦N2網(wǎng)上某節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，則該網(wǎng)絡(luò)上所連接的各節(jié)點(diǎn)要能夠同時(shí)接收到該數(shù)據(jù)。N2網(wǎng)的作用是將過(guò)程控制級(jí)的控制器與中央服務(wù)器相連，并且使控制器與遠(yuǎn)程I/O、遠(yuǎn)程I/O與遠(yuǎn)程I/O連接起來(lái)并中央服務(wù)器連接起來(lái)。

5.2 操作員工作站

操作員工作站能夠完成HCS與用戶間信息交換，它的功能主要有3個(gè)：（1）對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制；（2）為運(yùn)行操作人員提供人機(jī)界面；（3）便于操作人員及時(shí)全面地了解系統(tǒng)運(yùn)行情況?，F(xiàn)在操作員工作站主要由PC機(jī)承擔(dān)，因?yàn)槲⑿陀?jì)算機(jī)性能在不斷提高。

5.3 中央服務(wù)器

中央服務(wù)器用Windows NT為操作系統(tǒng)，配以系統(tǒng)應(yīng)用軟件，在部分行業(yè)還可與企業(yè)管理系統(tǒng)相連。它主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)信息集中管理，如所有的系統(tǒng)信息、報(bào)告及總數(shù)據(jù)庫(kù)。

5.4 控制器

自動(dòng)控制系統(tǒng)中的控制中樞就是控制器。由HCS可組成較大型的分散的控制系統(tǒng)，這是因?yàn)槊總€(gè)HCS可支持多個(gè)控制器，而每個(gè)控制器又可支持多達(dá)上百個(gè)控制回路。HCS控制器體積比DCS小得多，與PLC一樣采用了主要包括處理器、內(nèi)存、I/O接口，外加通訊接口在內(nèi)典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，它的框架沿襲了傳統(tǒng)PLC的框架尺寸結(jié)構(gòu)。從尺寸與外形上看，HCS控制器與PLC有許多相似之處，但它絕不是簡(jiǎn)單翻版PLC的，它有許多自己獨(dú)特的特征和風(fēng)格。HCS控制器在過(guò)程控制中能勝任DCS所承擔(dān)的過(guò)程控制任務(wù)，它主要執(zhí)行閉環(huán)及順序控制。

5.5 輸入/輸出（I/O）模塊

HCS提供了能與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)I/O信號(hào)直接相連的各種規(guī)格的I/O模塊，如模擬量/數(shù)字量、直流/交流、電壓/電流及不同電壓等級(jí)的I/O模塊等。這些I/O模塊可與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的按鈕、變送器、傳感器、電磁閥門及馬達(dá)控制器等設(shè)備元件直接相連，使用靈活方便。

6.新型混合式控制系統(tǒng)特點(diǎn)

6.1 控制分級(jí)分散，管理集中

HCS的某些優(yōu)勢(shì)和DCS是一致的，比如它也具有信息集中，控制分散的優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)具有包括操作管理級(jí)及過(guò)程控制級(jí)在內(nèi)的垂直的2級(jí)功能，并且在各級(jí)之間既有分工，又有聯(lián)系，在系統(tǒng)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下平穩(wěn)運(yùn)行。在實(shí)際方面采用該分散控制結(jié)構(gòu)，也就是將多個(gè)控制器及I/O框架分散后進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：（1）避免因個(gè)別設(shè)備出現(xiàn)故障殃及整個(gè)系統(tǒng)而造成的危險(xiǎn)，提高可靠性。（2）可將生產(chǎn)過(guò)程的全部信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送至中央服務(wù)器以實(shí)現(xiàn)信息集中。

6.2 高靈活性、強(qiáng)可擴(kuò)展性

HCS采用的結(jié)構(gòu)形式是模塊化及積木化，這樣的話用戶可選擇不同數(shù)量、不同規(guī)格的單元設(shè)備以組成不同要求、不同規(guī)模的硬件系統(tǒng)，進(jìn)而滿足自身實(shí)際需要。組裝上，靈活的組裝方式使系統(tǒng)擴(kuò)展變得容易，整個(gè)系統(tǒng)采用分級(jí)分散的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式，使增加或去除某些單元不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的性能，這有利于工廠按當(dāng)前規(guī)模配置系統(tǒng)，使設(shè)備的利用效率全面提高。

6.3 可靠性高

（1）冗余技術(shù)

為了避免由于某個(gè)部件失效而影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行，HCS允許用戶在任何需要的關(guān)鍵部分?jǐn)U充冗余部件。如將冗余的處理器、傳輸介質(zhì)、中央服務(wù)器等加在控制器中，提升整個(gè)系統(tǒng)性能。

（2）自我診斷功效

HCS系統(tǒng)軟件可整個(gè)系統(tǒng)的軟硬件狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)視，如果有異常情況發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)可立即自行采取有效措施，自行運(yùn)行，使故障得到有效解決。

（3）斷電保護(hù)功能

在HCS控制器的處理器模塊內(nèi)裝有新型鋰電池，因此在外部突然斷電的情況下數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失。

7.結(jié)束語(yǔ)

在未來(lái)，工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)向智能化、開(kāi)放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化發(fā)展。同時(shí)，DCS及PLC系統(tǒng)將會(huì)更加完善，更多的應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。

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第2篇：控制系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控控制原理；電氣控制系統(tǒng)；軟驅(qū)配置與梯形圖

1數(shù)控控制原理

數(shù)控CNC系統(tǒng)就是利用計(jì)算機(jī)控制機(jī)床加工的功能，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制系統(tǒng)，數(shù)控CNC控制系統(tǒng)的基本組成如圖1。數(shù)控控制原理是通過(guò)以下這幾個(gè)部分實(shí)現(xiàn)的：（1）數(shù)控裝置，圖中微型計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)接口構(gòu)成了數(shù)控裝置，這是數(shù)控加工中心控制系統(tǒng)的核心，他是根據(jù)輸入的程序和數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算、編碼，翻譯成為機(jī)器語(yǔ)言。（2）伺服系統(tǒng)、位置檢測(cè)、輔助控制裝置，這些是數(shù)控裝置與機(jī)床連接的紐帶，伺服系統(tǒng)是控制數(shù)控加工中心的動(dòng)力部分，位置檢測(cè)裝置是對(duì)機(jī)床的進(jìn)給速度、方向、位移以及每個(gè)執(zhí)行部件的監(jiān)控。（3）機(jī)床，機(jī)床本體就是數(shù)控加工中心的機(jī)械部分，包括主軸箱、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件、工作臺(tái)等。

2電氣控制系統(tǒng)

數(shù)控加工中心的電氣控制系統(tǒng)可以分為三個(gè)部分，分別為電氣原理圖、電氣元件布置圖（圖2）、電氣安裝接線圖（圖3）。（1）電氣原理圖，電氣原理圖是數(shù)控加工中心的電氣元件、接線之間的相互關(guān)系，是整個(gè)機(jī)床的控制核心，包括主電路、輔助電路、照明電路等，反映了全部電機(jī)，電氣元件，其他帶點(diǎn)部件的控制線路圖。（2）電氣元件布置圖主要是反映電氣原理圖中的電氣控制元件在電氣控制柜中的實(shí)際安裝位置。（3）電氣安裝接線圖是用規(guī)定的圖形符號(hào)、電氣元件繪制出數(shù)控加工中心實(shí)際的接線情況，圖紙內(nèi)包含了電氣連接的關(guān)系以及選用電纜的型號(hào)等。

3軟驅(qū)配置與梯形圖

在數(shù)控加工中心的電氣控制系統(tǒng)中還有一個(gè)裝置，這個(gè)裝置可以選擇性安裝，就是軟驅(qū)，軟驅(qū)的結(jié)構(gòu)如圖4。軟驅(qū)的使用要注意，在數(shù)控加工中心關(guān)閉電源之前，一定要保證軟盤沒(méi)有在軟驅(qū)內(nèi)，同時(shí)不使用狀態(tài)下禁止軟驅(qū)蓋打開(kāi)。對(duì)于數(shù)控加工中心電氣控制設(shè)計(jì)完成后，需要將控制系統(tǒng)的語(yǔ)言輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)，通過(guò)將電路圖轉(zhuǎn)化成梯形圖，輸入機(jī)床控制系統(tǒng)內(nèi)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的控制。

4結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)數(shù)控加工中心電氣控制系統(tǒng)、數(shù)控原理的分析，對(duì)數(shù)控機(jī)床的基本控制有了更深的理解，而數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中，還有很多方面，例如伺服系統(tǒng)的控制，開(kāi)環(huán)、閉環(huán)控制系統(tǒng)，這些都是電氣控制系統(tǒng)的主要研究對(duì)象，怎樣通過(guò)對(duì)閉環(huán)控制系統(tǒng)優(yōu)化，達(dá)到數(shù)控控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這都是需要研究的課題，只有通過(guò)設(shè)計(jì)者不斷的去開(kāi)發(fā)去創(chuàng)新，才能設(shè)計(jì)出更好的數(shù)控機(jī)床。

參考文獻(xiàn)

[1]劉金琪.機(jī)床電氣自動(dòng)控制[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1989.

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[3]郭培全，王紅巖.數(shù)控機(jī)床編程與應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

第3篇：控制系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：集散型控制系統(tǒng)；DCS系統(tǒng)功能

Abstract: this article will briefly introduce the concept and characteristics of distributed control system, composition, function and function of DCS system

Key words: distributed control system; DCS system function

中圖分類號(hào)：TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104(2013)

一．集散型控制系統(tǒng)的概述

1．集散控制系統(tǒng)（Total Distributed Contorol System)是以微處理器為基礎(chǔ)的集中分散型控制系統(tǒng)。集散控制系統(tǒng)是進(jìn)行集中管理的，而系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)是分布式的，總體上是一種分布結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)。

自20世紀(jì)70年代中期第一套集散控制系統(tǒng)問(wèn)世以來(lái)，集散控制系統(tǒng)已經(jīng)在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。目前，它作為新一代的工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程設(shè)備，在世界范圍呢已被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。隨著現(xiàn)代化工業(yè)的飛躍發(fā)展、生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、生產(chǎn)技術(shù)大意機(jī)工藝過(guò)程越來(lái)越復(fù)雜，越來(lái)越多的儀表和控制工程師已經(jīng)認(rèn)識(shí)到集散控制系統(tǒng)必將成為流程工業(yè)的主流自動(dòng)控制系統(tǒng)之一。在計(jì)算機(jī)繼承制造系統(tǒng)（Computer Integrated Manufacturing System,CIMS)或計(jì)算機(jī)集成過(guò)程系統(tǒng)(Computer Integrated Process System,CIPS)中，集散控制系統(tǒng)將發(fā)揮其各方面的優(yōu)勢(shì)。

2．集散控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是一個(gè)由過(guò)程控制級(jí)和過(guò)程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計(jì)算機(jī)(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Control)等4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活、組態(tài)方便。DCS具有以下特點(diǎn)：

(1)高可靠性

由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺(tái)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯(cuò)設(shè)計(jì)，因此某一臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)的故障不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)其它功能的喪失。此外，由于系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)比較單一，可以針對(duì)需要實(shí)現(xiàn)的功能采用具有特定結(jié)構(gòu)和軟件的專用計(jì)算機(jī)，從而使系統(tǒng)中每臺(tái)計(jì)算機(jī)的可靠性也得到提高。

(2)開(kāi)放性

DCS采用開(kāi)放式、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)采用局域網(wǎng)方式通信，實(shí)現(xiàn)信息傳輸，當(dāng)需要改變或擴(kuò)充系統(tǒng)功能時(shí)，可將新增計(jì)算機(jī)方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)或從網(wǎng)絡(luò)中卸下，幾乎不影響系統(tǒng)其他計(jì)算機(jī)的工作。

(3)靈活性

通過(guò)組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行軟硬件組態(tài)，即確定測(cè)量與控制信號(hào)及相互間連接關(guān)系、從控制算法庫(kù)選擇適用的控制規(guī)律以及從圖形庫(kù)調(diào)用基本圖形組成所需的各種監(jiān)控和報(bào)警畫(huà)面，從而方便地構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)。

(4)易于維護(hù)

功能單一的小型或微型專用計(jì)算機(jī)，具有維護(hù)簡(jiǎn)單、方便的特點(diǎn)，當(dāng)某一局部或某個(gè)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，可以在不影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的情況下在線更換，迅速排除故障。

(5)協(xié)調(diào)性

各工作站之間通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳送各種數(shù)據(jù)，整個(gè)系統(tǒng)信息共享，協(xié)調(diào)工作，以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。

(6)控制功能齊全

控制算法豐富，集連續(xù)控制、順序控制和批處理控制于一體，可實(shí)現(xiàn)串級(jí)、前饋、解耦、自適應(yīng)和預(yù)測(cè)控制等先進(jìn)控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。 DCS的構(gòu)成方式十分靈活，可由專用的管理計(jì)算機(jī)站、操作員站、工程師站、記錄站、現(xiàn)場(chǎng)控制站和數(shù)據(jù)采集站等組成，也可由通用的服務(wù)器、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和可編程控制器構(gòu)成。 處于底層的過(guò)程控制級(jí)一般由分散的現(xiàn)場(chǎng)控制站、數(shù)據(jù)采集站等就地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制，并通過(guò)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳送到生產(chǎn)監(jiān)控級(jí)計(jì)算機(jī)。

3 .集散控制系統(tǒng)的問(wèn)世標(biāo)志著儀表計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)入了一個(gè)新的歷史時(shí)期。由于它具有通用性強(qiáng)、系統(tǒng)組態(tài)靈活、控制功能完善、集中式的操作和顯示、友好的人—機(jī)界面、運(yùn)行安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，在短短的30年中，系統(tǒng)功能不斷完善，需要從簡(jiǎn)單孤立的自動(dòng)化小島不段地開(kāi)放，與外部聯(lián)系個(gè)別法方便，系統(tǒng)的可靠性、互操作性和其他性能都得到了不同程度的改進(jìn)和提高。集散控制系統(tǒng)目前已被廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、紡織等工業(yè)生產(chǎn)部門，具有十分廣闊的意義

集散控制系統(tǒng)的發(fā)展與電子信息技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。隨著半導(dǎo)體集成技術(shù)、顯示技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和壓縮技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，集散控制系統(tǒng)也進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期。通信技術(shù)的告訴發(fā)展使整個(gè)工廠的信息能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地交換；各種信息管理技術(shù)為集散控制系統(tǒng)管理功能提供了技術(shù)支持；現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用使集散控制系統(tǒng)以全數(shù)字化的嶄新面貌出現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程之中；處理器技術(shù)與現(xiàn)代電路制造工藝的發(fā)展促進(jìn)了集散控制系統(tǒng)控制單元的小型化；工廠信息網(wǎng)和因特網(wǎng)的應(yīng)用促進(jìn)了集散控制系統(tǒng)的集中管理功能，成本和能耗下降，從而使經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。

集散控制系統(tǒng)將向兩個(gè)方向發(fā)展，一個(gè)是向計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（Computer IntegratedManufacturing System，CIMS）、計(jì)算機(jī)集成過(guò)程系統(tǒng)（Computer Integrated Process System，CIPS）發(fā)展；另一個(gè)是向現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)發(fā)展。

二．集散控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

1．雖然各生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)各有不同，但其基本組成還是大同小異。集散控制系統(tǒng)的基本組成一般包括以下幾部分；現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)站、現(xiàn)場(chǎng)控制站、操作員站、工程師站、上位機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò)。

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)站有時(shí)又稱數(shù)據(jù)采集站，直接與生產(chǎn)過(guò)程相連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的非控制變量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。它完成數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理，并對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，為操作站提供數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程變量和狀態(tài)的監(jiān)視、打印以及報(bào)警等，實(shí)現(xiàn)開(kāi)環(huán)監(jiān)視，或?yàn)榭刂苹芈愤\(yùn)算提供輔助數(shù)據(jù)和信息。

現(xiàn)場(chǎng)控制站同樣直接與生產(chǎn)過(guò)程相連接，對(duì)控制變量進(jìn)行檢測(cè)、處理，并產(chǎn)生控制信號(hào)來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的閉環(huán)控制。它可控制多個(gè)回路，具有極強(qiáng)的運(yùn)算和控制能力，能夠自主地完成回路控制任務(wù)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制、順序控制和批量控制等。

操作員站是操作人員進(jìn)行過(guò)程監(jiān)視、過(guò)程控制系統(tǒng)的主要設(shè)備。操作員站提供良好的人機(jī)交互界面，用以實(shí)現(xiàn)集中顯示、集中操作和集中管理等功能。操作員站可以進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)的部分或全部工作，兼具工程師站的功能。

工程師站主要用于對(duì)集散控制系統(tǒng)進(jìn)行離線組態(tài)和在線監(jiān)督、控制與維護(hù)。工程師能夠借助于組態(tài)軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行離線組態(tài)，并在集散控制系統(tǒng)在線運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)視集散控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上各站的運(yùn)行情況。上位計(jì)算機(jī)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)收集系統(tǒng)中各單元的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型和優(yōu)化控制指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，完成優(yōu)化控制的功能。

通信網(wǎng)絡(luò)是集散控制系統(tǒng)的中樞，是連接集散控制系統(tǒng)中各部分的高速公路。各部分之間的信息傳遞都是通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的，它完成數(shù)據(jù)、指令和其他信息的傳遞，從而使實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致地工作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息共享。

總之，操作員站、工程師站和上位計(jì)算機(jī)構(gòu)成集散控制系統(tǒng)的集中管理部分；現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)控制站構(gòu)成了分散控制部分；通信網(wǎng)絡(luò)是連接集散控制系統(tǒng)各部分的紐帶，是實(shí)現(xiàn)集中管理、分散控制的關(guān)鍵。

2 .集散控制系統(tǒng)功能分層體系。目前，層次化已成為DCS的體系特點(diǎn)，使其體現(xiàn)集中操作管理、分散控制的思想。可以將DCS的層次分成以下四級(jí)

現(xiàn)場(chǎng)裝置管理層次的直接控制級(jí)（過(guò)程控制級(jí)）在這一級(jí)上，過(guò)程控制計(jì)算機(jī)直接與現(xiàn)場(chǎng)各類裝置（如變送器、執(zhí)行器、記錄儀表等）相連，對(duì)所連接的裝置的特性數(shù)據(jù)和采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

過(guò)程管理級(jí) 在這一級(jí)上的過(guò)程管理計(jì)算機(jī)主要有監(jiān)控計(jì)算機(jī)、操作站、工程師站。它綜合監(jiān)視過(guò)程各站的所有信息，集中顯示操作，控制回路組態(tài)和參數(shù)修改，優(yōu)化過(guò)程處理等。

生產(chǎn)管理級(jí)（產(chǎn)品管理級(jí)） 在這一級(jí)上的管理計(jì)算機(jī)根據(jù)產(chǎn)品各部件的特點(diǎn)，協(xié)調(diào)各單元級(jí)的參數(shù)設(shè)定，是產(chǎn)品的總體協(xié)調(diào)員和控制器。

工廠總體管理級(jí)（經(jīng)營(yíng)管理級(jí)） 這一級(jí)居于中央計(jì)算機(jī)上，并與辦公自動(dòng)化連接起來(lái)，擔(dān)負(fù)起全廠的總體協(xié)調(diào)管理，包括各類經(jīng)營(yíng)活動(dòng)、人事管理等。

3 .DCS系統(tǒng)功能特點(diǎn)

（1）工程師／操作員站

工程師／操作員站（OPS,Station operators）以CRT為基礎(chǔ)，可把多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站送到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使操作人員能通過(guò)鍵盤或鼠標(biāo)靈活、方便、準(zhǔn)確地監(jiān)視過(guò)程量，以及根據(jù)變化調(diào)整過(guò)程參數(shù)等，在本系統(tǒng)中，它還替代工程師站（以節(jié)省投資）?？蓪?shí)時(shí)采集它所對(duì)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)控制站的各種數(shù)據(jù)，可以對(duì)不同性質(zhì)的參數(shù)以不同顏色區(qū)別，可以對(duì)不同環(huán)節(jié)分頁(yè)，如：汽水系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)、爐膛和煙道系統(tǒng)。并以人們熟悉的圖形和表格方式進(jìn)行顯示?？娠@示實(shí)時(shí)參數(shù)、報(bào)警參數(shù)、各種曲線、趨勢(shì)信息等，并有時(shí)鐘提示當(dāng)前時(shí)間。同時(shí)可對(duì)控制參數(shù)、設(shè)定值等進(jìn)行在線修改。其具體功能有：

1）監(jiān)視工藝參數(shù)及流程

2）顯示趨勢(shì)信息

3）越界參數(shù)顯示

4）控制參數(shù)修改

5）事件記錄

6）生產(chǎn)數(shù)據(jù)計(jì)量統(tǒng)計(jì)

7）運(yùn)行報(bào)表生成

8）替代工程師站完成系統(tǒng)組態(tài)

工程師／操作員站采用開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，選用高可靠工業(yè)控制機(jī)，配以其他設(shè)備，組成一個(gè)完整的工程師／操作員站系統(tǒng)。

（2）現(xiàn)場(chǎng)控制站：

現(xiàn)場(chǎng)控制站是DCS系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)打交道的設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)控制站對(duì)鍋爐及汽機(jī)的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行采集，上傳給現(xiàn)場(chǎng)操作站和監(jiān)控站，并接受現(xiàn)場(chǎng)操作站和監(jiān)控站下傳的控制參數(shù)作實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，其功能如下：

1）與現(xiàn)場(chǎng)變送器、執(zhí)行器一起構(gòu)成具有調(diào)節(jié)功能的控制站。

2）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)送來(lái)的各種信號(hào)，進(jìn)行信號(hào)調(diào)理。

3）配置一定的輸入/輸出模塊，可完成相應(yīng)的處理。

4）可以執(zhí)行預(yù)先設(shè)定好的控制算法。

5）具備與工程師／操作員站（OPS）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的通訊接口。

6）可以下設(shè)遠(yuǎn)程I/O單元。

（3）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：（DAS，Data Acquisition System）

每個(gè)CRT都具有圖形和字符顯示功能，通過(guò)各種畫(huà)面或圖表對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行操作、控制和監(jiān)視。

所有過(guò)程點(diǎn)：包括模擬量輸入、輸出；數(shù)字量輸入、輸出等都可以用相應(yīng)的工藝流程圖、棒形圖、曲線圖及參數(shù)表等多種形式進(jìn)行顯示。根據(jù)實(shí)際參數(shù)的正常、越限等不同狀態(tài)而用不同的顏色來(lái)表示。所有屏幕的信息均可打印輸出，而報(bào)表的輸出，可根據(jù)用戶的在線任意選擇，組合打印輸出。多種曲線可顯示在同一幅屏幕內(nèi)，參數(shù)名和各參數(shù)顯示的顏色可任意選擇。畫(huà)面顯示的內(nèi)容可隨實(shí)際狀態(tài)或數(shù)據(jù)的變化而實(shí)時(shí)變化。

顯示的轉(zhuǎn)化采用軟“按鈕”和“菜單”的形式實(shí)現(xiàn)，全中文引導(dǎo)信息，符合工程實(shí)際的結(jié)構(gòu)編排，使操作人員可方便地翻頁(yè)或調(diào)閱任一畫(huà)面。

具有對(duì)歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和檢索功能。系統(tǒng)每五分鐘（可由用戶決定）自動(dòng)存儲(chǔ)一組實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。所有歷史數(shù)據(jù)都可用圖、表、曲線或用戶需求的方式顯示或歸類排列出來(lái)，以便進(jìn)行分析。

（4）模擬量控制系統(tǒng)：（MCS,Analog Control System）

模擬量控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)鍋爐經(jīng)濟(jì)燃燒、維持各系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)正常，保證各系統(tǒng)安全、正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。

本系統(tǒng)可適應(yīng)負(fù)荷在較大范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)的正?？刂疲⒂懈鞣N自動(dòng)保護(hù)措施，輸出4~20mA（1~5VDC可選），并可在線實(shí)時(shí)設(shè)定上下限位。在變送器信號(hào)消失或越位，均有報(bào)警功能，同時(shí)受影響部分自動(dòng)切換至手動(dòng)狀態(tài)。每一控制回路均有完善的后備手操功能。任何控制參數(shù)的修改、設(shè)定都具有不同權(quán)限的密碼口令授權(quán)，以防止誤操作和無(wú)關(guān)人員隨意操作。

三．結(jié)束語(yǔ)

集散控制系統(tǒng)的顯著特性是實(shí)現(xiàn)集中管理和分散控制。其實(shí)質(zhì)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的一種新型控制技術(shù)。它是有計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、測(cè)量控制技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人機(jī)接口技術(shù)相互發(fā)展而綜合產(chǎn)生的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)使集散控制系統(tǒng)不僅主要用于分散控制，而且向著集成管理的方向發(fā)展，系統(tǒng)的開(kāi)放性不僅使不同制造廠商的集散控制系統(tǒng)產(chǎn)品可以互相連接，而且使得它們可以方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，系統(tǒng)的開(kāi)放也使第三放的軟件可以方便地在現(xiàn)有的集散控制系統(tǒng)上應(yīng)用。我國(guó)引進(jìn)了大量的不同型號(hào)集散控制系統(tǒng)，應(yīng)用的工業(yè)控制領(lǐng)域已遍及石油化工、冶金、煉油、建材、紡織、制藥等各行各業(yè)。為了使集散控制系統(tǒng)獲得更好的應(yīng)用，對(duì)其進(jìn)行細(xì)致的學(xué)習(xí)、分析和研究，了解集散控制系統(tǒng)的選擇、設(shè)計(jì)和應(yīng)用方法，具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

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[3]賀慶之著.《過(guò)程控制儀表及裝置》.中國(guó)輕工業(yè)出版社.1994年

第4篇：控制系統(tǒng)范文

本文說(shuō)明了樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)集成的組成部分，重點(diǎn)分析了集散控制系統(tǒng)，給出了其結(jié)構(gòu)模式,并對(duì)OPC技術(shù)在多現(xiàn)場(chǎng)總線樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)集成中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵字：樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)；系統(tǒng)集成模式；集散控制系統(tǒng)

Abstract:

This article illustrates the building automation system integration of the part, and analyses the distributed control system, it also presents the structure model, and the more OPC technology in the fieldbus building automation system integration paper discusses the application.

Key word: building automation system; System integration mode; Distributed control system

中圖分類號(hào)： TU855 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

樓宇自控系統(tǒng)是一種將建筑物內(nèi)有關(guān)電力、照明、空調(diào)通風(fēng)、給排水、防災(zāi)等電氣設(shè)備進(jìn)行控制和管理的綜合系統(tǒng),簡(jiǎn)稱BAS,(BuidingAutomationSystem）。其職責(zé)是為人們提供一個(gè)既安全可靠，又節(jié)約能源，而且舒適宜人的工作或居住環(huán)境。

一、樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)集成

1、 系統(tǒng)集成的組成部分

（1）通訊網(wǎng)絡(luò)

操作站及網(wǎng)絡(luò)控制單元之間最常用的連接方式是N1通訊網(wǎng)絡(luò)。這構(gòu)造采用以太網(wǎng)(ETHERNET)技術(shù),通過(guò)一張ETHERNET卡(網(wǎng)絡(luò)介面卡),在N1線上通訊。METASYS N1總線執(zhí)行各種通訊,包括分享監(jiān)控點(diǎn)訊息、數(shù)據(jù)庫(kù)的上傳和下載、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之指令、摘要、狀態(tài)改變訊息。N1支持METASYS系統(tǒng)之分布特性,每一個(gè)樞紐都有特定功能,其互相聯(lián)系以分享訊息。如一個(gè)在地連負(fù)責(zé)冷凍機(jī)的樞紐。N1 ETHERNET采用由傳送控制協(xié)議/協(xié)議(TCP/IP)符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的用戶數(shù)據(jù)協(xié)議(UDP)。

(2) 操作站

對(duì)操作站的介面,特性,功能進(jìn)行改進(jìn),增加許多更直觀的視覺(jué)顯示效果,并且通過(guò)OPC(OLE for Process Control)軟件技術(shù)使所有的設(shè)備管理系統(tǒng)均可在簡(jiǎn)單明了的圖形顯示下集中完成。

(3)網(wǎng)絡(luò)控制器(NCU)

網(wǎng)絡(luò)控制器(NCU)是一種模塊式.智能化的控制盤,為METASYS網(wǎng)絡(luò)的心臟。在單一網(wǎng)絡(luò)控制器中即可將辦公大樓管理情況的每一個(gè)側(cè)面進(jìn)行全面綜合的管理。通過(guò)相互共享整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的所有信息,每個(gè)NCU能用高級(jí)控制算法提供全建筑物范圍的最優(yōu)控制。網(wǎng)絡(luò)控制器可配置手提終端檢測(cè)器,該檢測(cè)器完全可以代替操作站的功能,存取整個(gè)系統(tǒng)中所有信息和發(fā)出控制指令。

(4) 直接數(shù)字控制器(DX-9100)

METASYS 數(shù)字式控制器對(duì)于冷凍機(jī)組、空調(diào)系統(tǒng)HVAC處理過(guò)程、工作分布照明及有關(guān)電氣設(shè)備的控制來(lái)說(shuō),都是一種理想的控制器。DX-9100控制器可以在擴(kuò)展總線上連接I/O擴(kuò)展模塊,來(lái)增加它的輸入點(diǎn)、輸出點(diǎn)的容量。DX可通過(guò)內(nèi)置的LED來(lái)監(jiān)控這些點(diǎn)。當(dāng)這條網(wǎng)連入完整的METASYS網(wǎng)絡(luò)時(shí),DX控制器可將所有監(jiān)控點(diǎn)情況和各種控制信息準(zhǔn)確地提供給整個(gè)METASYS網(wǎng)絡(luò)或控制站。

控制器具有獨(dú)立運(yùn)作的功能,當(dāng)中央操作站及網(wǎng)絡(luò)控制器發(fā)生問(wèn)題時(shí),控制器不受影響,繼續(xù)進(jìn)行運(yùn)作,完成原有的全部監(jiān)控功能。

(5) 樓宇自控系統(tǒng)DDC配置

如何合理的配置DDC就成為方案設(shè)計(jì)中最重要的問(wèn)題。JOHNSON CONTROLS根據(jù)實(shí)際特點(diǎn),結(jié)合多年的工程經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)中不僅保證系統(tǒng)功能全面實(shí)現(xiàn),又減少施工中的不必要浪費(fèi),并且DDC的配置為以后的擴(kuò)展留有足夠的余量?？紤]到辦公大樓機(jī)電設(shè)備的分布每一層都布置了相應(yīng)的直接數(shù)字控制器,一般情況下,空調(diào)主機(jī)設(shè)備增加的可能性不大,因此對(duì)于其他設(shè)備監(jiān)控點(diǎn)數(shù)的增加只需采用增加擴(kuò)展模塊的方式即可解決。

2 、系統(tǒng)集成的應(yīng)用

(1)視頻應(yīng)用,采用SYV-75-5同軸電纜,支持衛(wèi)星電視、有線電視、天線、閉路電視和電纜調(diào)解器。

(2)通訊應(yīng)用,采用五類水平電纜至每一個(gè)需要話音或數(shù)據(jù)服務(wù)的用戶插座。通過(guò)ISDN、VDSL或ADSL連上互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)電視。在無(wú)邊的信息海洋中漫游。

(3)利用安保系統(tǒng)確保室內(nèi)防火、防盜的要求。在緊急情況時(shí)自動(dòng)向管理處發(fā)送報(bào)警信號(hào)。通過(guò)連接到局域網(wǎng)的閉路電視系統(tǒng)觀察室外環(huán)境,及時(shí)了解住宅附近的情況。甚至還可以連接傳真的辦公設(shè)備,配合正在逐漸興起的家庭辦公的需求。

3 、多總線樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)集成

在當(dāng)今樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)中,由于資金和建設(shè)周期等諸多因素,不同廠商開(kāi)發(fā)的各種控制系統(tǒng)、子系統(tǒng)往往不可避免地混雜在整個(gè)大樓的系統(tǒng)中,而這些子系統(tǒng)和設(shè)備又有著不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),遵循著不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。在實(shí)現(xiàn)智能建筑的集成時(shí),如何實(shí)現(xiàn)各種協(xié)議或總線技術(shù)的子系統(tǒng)的集成已經(jīng)成為無(wú)法回避的問(wèn)題。OPC/DA規(guī)范實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序?qū)Σ煌F(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議設(shè)備之間的數(shù)據(jù)訪問(wèn),為不同總線協(xié)議之間的互連和互操作提供了一個(gè)重要的手段。基于OPC技術(shù)的多總線系統(tǒng)集成是通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的,這種方法靈活通用,同時(shí)還提供了與管理層軟件通信的接口。

二、集散控制系統(tǒng)

集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是一個(gè)分布式系統(tǒng)。從整體邏輯結(jié)構(gòu)上講，是一個(gè)分支樹(shù)結(jié)構(gòu)，這與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的行政管理結(jié)構(gòu)相一致。按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行垂直分解，它分為過(guò)程控制級(jí)、控制管理級(jí)和生產(chǎn)管理級(jí)。各級(jí)既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系，每一級(jí)有可按水平分解成若干子集。從功能分散看，縱向分散意味著不同級(jí)的設(shè)備有不同的功能，如實(shí)時(shí)控制、實(shí)時(shí)監(jiān)視、生產(chǎn)過(guò)程管理等。橫向分散則意味在相同級(jí)上的設(shè)備有類似功能。按照這種思想設(shè)計(jì)集散控制系統(tǒng)的硬件和軟件，就是要貫徹既集中又分散的原則。

1、集散控制系統(tǒng)的組成部分

（1）分散過(guò)程控制裝置

分散過(guò)程控制裝置是集散控制系統(tǒng)與生產(chǎn)過(guò)程間的界面，生產(chǎn)過(guò)程中的各種過(guò)程變量通過(guò)分散過(guò)程控制裝置轉(zhuǎn)化為操作監(jiān)視的數(shù)據(jù)，而操作的各種信息也通過(guò)分散過(guò)程控制裝置傳送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在分散過(guò)程控制裝置內(nèi)，進(jìn)行模擬量和數(shù)字量的相互轉(zhuǎn)換，完成控制算法的各種運(yùn)算，對(duì)輸入與輸出量進(jìn)行有關(guān)的軟件濾波及其他運(yùn)算。

（2）操作管理裝置

操作管理裝置是操作人員與集散控制系統(tǒng)間的界面，操作人員通過(guò)操作管理裝置了解生產(chǎn)過(guò)程的運(yùn)行狀況，并通過(guò)它發(fā)出操作指令給生產(chǎn)過(guò)程。

（3）通信系統(tǒng)

分散過(guò)程控制裝置與操作管理裝置之間需要一個(gè)橋梁來(lái)完成數(shù)據(jù)之間的傳遞和交換，這就是通信系統(tǒng)。

2、集散控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征

集散控制系統(tǒng)是由一些微處理器、計(jì)算機(jī)組成的子系統(tǒng)合成的大系統(tǒng)。它的結(jié)構(gòu)具有遞階控制結(jié)構(gòu)、分散控制結(jié)構(gòu)和冗余化結(jié)構(gòu)的特征。

第5篇：控制系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：汽提塔；冷卻器；調(diào)節(jié)閥；自動(dòng)控制系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TQ053 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）13-0025-03

1 汽提塔的工藝流程及生產(chǎn)作用

首先將Ⅰ精制汽提塔部分的工藝流程圖和汽提塔在生產(chǎn)過(guò)程中的作用介紹如下：

1.1 工藝過(guò)程

1.2 汽提塔的主要作用

2 汽提塔原來(lái)的儀表顯示和調(diào)節(jié)閥存在的問(wèn)題

Ⅰ精制汽提塔的系統(tǒng)壓力表安裝在塔頂尾氣出口DN80的管線上，儀表引壓線經(jīng)常被氨結(jié)晶堵死，壓力變送器不能正常顯示。汽提塔塔底液位實(shí)際高有6米，塔底液位測(cè)量采用差壓變送器，并且測(cè)量范圍只有最高處的1.5米，這使得塔底液位在低于4.5米時(shí)不能準(zhǔn)確知道塔底液位的高度，給操作帶來(lái)很大的不便。原料水的進(jìn)塔和凈化水出塔流量都采用的是靶式流量計(jì)，靶式流量計(jì)的準(zhǔn)確度不高，進(jìn)料和出料能相差4立方米左右。汽提塔側(cè)線抽出調(diào)節(jié)閥內(nèi)采用的是橡皮軟密封，經(jīng)過(guò)3個(gè)月左右的使用后，就出現(xiàn)關(guān)不死的現(xiàn)象，檢修時(shí)打開(kāi)一看，就發(fā)現(xiàn)橡皮軟密封已經(jīng)變形卡死，調(diào)節(jié)閥只能從100%全開(kāi)到50%的開(kāi)度狀態(tài)。

3 自動(dòng)控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題

Ⅰ精制車間汽提塔（T3401），進(jìn)塔的物質(zhì)有原料水和蒸汽；出塔的有凈化水、蒸汽冷凝水、尾氣。這當(dāng)中，進(jìn)塔蒸汽和進(jìn)塔的原料水有自動(dòng)控制回路（如圖1所示）。

進(jìn)塔的蒸汽靠自身流量控制蒸汽進(jìn)塔流量：如果流量大，調(diào)節(jié)閥關(guān)?。涣髁啃。{(diào)節(jié)閥開(kāi)大。但是，當(dāng)塔內(nèi)壓力低時(shí)，需要增大進(jìn)汽提塔的蒸汽流量；而蒸汽流量大，調(diào)節(jié)閥要關(guān)小，此時(shí)不能實(shí)現(xiàn)蒸汽進(jìn)裝置的自動(dòng)控制。

出塔的凈化水也是靠自身流量控制：如果流量大，調(diào)節(jié)閥關(guān)??；流量小，調(diào)節(jié)閥開(kāi)大。但是，汽提塔液位高時(shí)，需要增大凈化水出塔流量；而流量大，調(diào)節(jié)閥就要關(guān)小，此時(shí)不能實(shí)現(xiàn)汽提塔液位的自動(dòng)控制。

4 針對(duì)儀表顯示和調(diào)節(jié)閥存在的問(wèn)題處理方案

4.1 汽提塔壓力顯示

汽提塔壓力顯示選擇DN50深入式壓力變送器，優(yōu)點(diǎn)：一次解決問(wèn)題，不需要伴熱，節(jié)約能源、蒸汽。

4.2 汽提塔塔底液位

汽提塔塔底液位改為雙法蘭液位差壓變送器，從新動(dòng)焊開(kāi)孔，放大測(cè)量范圍。優(yōu)點(diǎn)：不需要灌液位變送器的負(fù)引壓線，測(cè)量準(zhǔn)確；不需要伴熱，節(jié)約能源，儀表維護(hù)難度少。

4.3 進(jìn)塔原料水和出塔凈化水的流量

進(jìn)塔原料水和出塔凈化水的流量采用電磁流量計(jì)，優(yōu)點(diǎn)：只需要設(shè)定流量量程就能使用，不需要伴熱，儀表維護(hù)難度較小。

4.4 側(cè)線抽出調(diào)節(jié)閥

將原來(lái)碟閥閥體部分的橡皮軟密封改為硬密封。優(yōu)點(diǎn)：不需要對(duì)工藝管線動(dòng)焊，能利用原來(lái)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，費(fèi)用少。

5 針對(duì)汽提塔的塔底液位控制和壓力控制進(jìn)行方案設(shè)計(jì)及實(shí)施

5.1 液位控制

原料水進(jìn)塔和凈化水出塔是汽提塔液位的決定因素，為了實(shí)現(xiàn)汽提塔液位的自動(dòng)控制，我們?cè)O(shè)計(jì)了3套方案。

方案一：在原料水的進(jìn)塔管線上設(shè)一調(diào)節(jié)閥，用汽提塔的液位（LICA5303）進(jìn)行控制。

缺點(diǎn)：不管調(diào)節(jié)閥加在冷進(jìn)料管線還是熱進(jìn)料管線，都存在如下問(wèn)題：因?yàn)樵纤M(jìn)塔是分兩路進(jìn)料，一路調(diào)節(jié)閥關(guān)小，流量減少，另一路搶料，流量增大。工程量大：需要將裝置停下，拆除原來(lái)的調(diào)節(jié)閥，重新焊接管線；重新安裝一套調(diào)節(jié)閥；然后進(jìn)行試壓重新開(kāi)車。

方案二：在汽提塔凈化水出塔管線緊挨汽提塔的位置上設(shè)一調(diào)節(jié)閥，用汽提塔的液位（LICA5303）進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)汽提塔的液位自動(dòng)控制。

缺點(diǎn)：后面11個(gè)換熱器流量沒(méi)有保證。優(yōu)點(diǎn)：不存在調(diào)節(jié)置后等問(wèn)題，調(diào)試簡(jiǎn)單。

方案三：在汽提塔的凈化水出塔管線上，E3409后面設(shè)一調(diào)節(jié)閥，用汽提塔的液位（LICA5303）進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)汽提塔的液位自動(dòng)控制。

5.2 壓力控制

蒸汽進(jìn)塔、蒸汽出塔和尾氣出塔對(duì)汽提塔的壓力和溫度起決定的因素，為了實(shí)現(xiàn)汽提塔壓力和溫度的自動(dòng)控制，我們?cè)O(shè)計(jì)了3套方案。

方案一：蒸汽進(jìn)塔用汽提塔的系統(tǒng)壓力（PRC5302）來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。蒸汽管網(wǎng)的蒸汽壓力在0.8～1.0MPa之間，溫度在240℃左右，對(duì)改變汽提塔的壓力、溫度能起決定因素。

方案二：尾氣（包括：塔頂尾氣和側(cè)線粗氨氣）出塔用汽提塔的系統(tǒng)壓力（PRC5302）來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

缺點(diǎn)：首先，汽提的主要目的除去水中的H2S和氨。塔頂尾氣和側(cè)線粗氨氣的排出就是這個(gè)目的，一旦減少排出，就是減弱汽提效果。其次，無(wú)論塔頂尾氣還是側(cè)線粗氨氣都有氨，減少排出流量，溫度降低就容易結(jié)晶，阻塞管線。

方案三：蒸汽出塔用汽提塔的系統(tǒng)壓力（PRC5302）來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

缺點(diǎn)：蒸汽出塔后，再經(jīng)過(guò)塔底沖沸器進(jìn)行循環(huán)，再進(jìn)入汽提塔，這只是工藝流程上的輔助調(diào)節(jié)，不能很好地對(duì)汽提塔的系統(tǒng)壓力和溫度進(jìn)行自動(dòng)控制。

經(jīng)過(guò)論證，我們決定采用方案一。汽提塔的系統(tǒng)壓力表安裝在塔頂尾氣出口DN80的管線上，儀表引壓線經(jīng)常被氨結(jié)晶堵死，壓力變送器不能正常顯示。我們?cè)谄崴兹龑右合啵ㄒ合酂o(wú)硫化物結(jié)晶氣體）位置重新增設(shè)一套壓力測(cè)量顯示（PRC5308），徹底解決了塔頂壓力變送器引壓線易堵的問(wèn)題，再在該壓力與蒸汽流量設(shè)一控制回路。并且在塔底蒸汽流量控制回路（FRC5302）和新增塔底壓力控制回路的跨路之間加裝一個(gè)回路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)了可用塔底壓力控制塔底進(jìn)蒸汽量，又可用塔底進(jìn)蒸汽流量測(cè)量系統(tǒng)控制塔底蒸汽量。這樣當(dāng)通常情況下，用汽提塔的系統(tǒng)壓力（PRC5308）控制進(jìn)塔蒸汽量。當(dāng)特殊情況下（主要是當(dāng)蒸汽管網(wǎng)壓力低于0.8MPa），用塔底蒸汽流量控制系統(tǒng)來(lái)控制進(jìn)塔蒸汽量。

5.3 參數(shù)設(shè)定

6 技改后的效果

實(shí)施后，實(shí)現(xiàn)了汽提塔主液位、壓力和溫度的自動(dòng)控制，取得了良好的效果。工藝規(guī)定參數(shù)操作范圍：溫度（主要以17層為主）150℃～160℃，壓力0.48～0.52MPa，塔底液位40%～60%；從操作記錄來(lái)看各參數(shù)的操作范圍遠(yuǎn)超過(guò)了規(guī)定的范圍，溫度（主要以17層為主）150℃～160℃，壓力0.49～0.5MPa，塔底液位50%～60%。汽提塔參數(shù)波動(dòng)小就使原料水的處理合格，處理后硫化氫含量≤0.05‰（合格為≤0.05‰）；處理后氨含量≤0.1‰（合格為≤0.1‰）。

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第6篇：控制系統(tǒng)范文

一、前言

可編程控制器（PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)，面向控制過(guò)程、面向用戶，適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，操作方便的數(shù)字式電子裝置。它使用可以編程的記憶單元來(lái)存儲(chǔ)指令，執(zhí)行數(shù)字和邏輯運(yùn)算，并通過(guò)數(shù)字量的輸入、輸出實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的控制。就PLC本身來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中廠家已采取了多層次的抗干擾措施，具有一定的穩(wěn)定性和可靠性，但由于PLC的應(yīng)用場(chǎng)合越來(lái)越廣，應(yīng)用環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，所受的干擾也就越來(lái)越多。如來(lái)自電源波形的畸變；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾；接地電阻的耦合；輸入元件的抖動(dòng)等各種形式的干擾，都可能使系統(tǒng)不能正常工作。因此，研究PLC控制系統(tǒng)抗干擾信號(hào)的來(lái)源、成因及其抑制措施，對(duì)于提高PLC控制系統(tǒng)的抗干擾能力及可靠性具有重要意義。

二、PLC控制系統(tǒng)的安裝和使用環(huán)境

PLC是專為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的，一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。但是，在PLC控制系統(tǒng)中，如果環(huán)境過(guò)于惡劣，或安裝使用不當(dāng)，將會(huì)降低系統(tǒng)的可靠性。PLC使用環(huán)境溫度通常在0℃～55℃范圍內(nèi)，應(yīng)避免太陽(yáng)光直接照射，安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱量大的器件，同時(shí)應(yīng)保證有足夠大的散熱空間和通風(fēng)條件。環(huán)境濕度一般應(yīng)小于85%，以保證PLC有良好的絕緣。在含有腐蝕性氣體、濃霧或粉塵的場(chǎng)合，需將PLC封閉安裝。此外，如果PLC安裝位置有強(qiáng)烈的振動(dòng)源，系統(tǒng)的可靠性也會(huì)降低，所以應(yīng)采取相應(yīng)的減振措施。

三、影響PLC控制系統(tǒng)穩(wěn)定的干擾類型

1、輻射干擾。能產(chǎn)生空間輻射電磁場(chǎng)的設(shè)備均能影響到PLC的正常運(yùn)行。如，大的電力網(wǎng)絡(luò)、電器設(shè)備的暫態(tài)過(guò)程、運(yùn)行中的高頻感應(yīng)加熱設(shè)備以及雷電等。若此時(shí)PLC置于其輻射場(chǎng)內(nèi)，其信號(hào)、數(shù)據(jù)線和電源線即可充當(dāng)天線接受輻射干擾。此種干擾與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)的大小、頻率有關(guān)。

2、傳導(dǎo)干擾

（1）來(lái)自電源的干擾。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，開(kāi)關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備的起停、交直流傳動(dòng)裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等均能在電網(wǎng)中形成脈沖干擾。PLC的正常供電電源均由電網(wǎng)供電，因而會(huì)直接影響到PLC的正常工作。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，它將受到所有空間的電磁干擾而產(chǎn)生持續(xù)的高頻諧波干擾。特別在斷開(kāi)電網(wǎng)中的感性負(fù)載時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)電壓峰值是額定值的幾十倍，其脈沖功率足以損壞PLC半導(dǎo)體器件，并且含有大量的諧波可以通過(guò)半導(dǎo)體線路中的分布電容、絕緣電阻等侵入邏輯電路，引起誤動(dòng)作。

（2）來(lái)自信號(hào)傳輸線上的干擾。除了傳輸有效的信息外，PLC系統(tǒng)連接的各類信號(hào)傳輸線總會(huì)有外部干擾信號(hào)的侵入。此干擾主要有兩種途徑：①通過(guò)變送器供電電源或共用信號(hào)儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾；②信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾，其中靜電放電、脈沖電場(chǎng)及切換電壓為主要干擾來(lái)源。由信號(hào)線引入的干擾會(huì)引起I/O信號(hào)工作異常和測(cè)量精度大大降低，嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷。若系統(tǒng)隔離性能較差，還將導(dǎo)致信號(hào)間互相干擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動(dòng)作甚至死機(jī)。

3、地電位的分布干擾。PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護(hù)地等。地電位的分布干擾主要是各個(gè)接地點(diǎn)的電位分布不均，不同接地點(diǎn)間存在地電位差，從而引起地環(huán)路電流，該電流可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布，影響PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。由于PLC工作的邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC的邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存貯，造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機(jī)。模擬地電位的分布將導(dǎo)致測(cè)量精度下降，引起對(duì)信號(hào)測(cè)控的嚴(yán)重失真和誤動(dòng)作。

4、PLC系統(tǒng)本身產(chǎn)生的干擾。產(chǎn)生這種干擾的主要原因是系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射。如，邏輯電路相互輻射及其對(duì)模擬電路的影響；模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。

四、抗干擾設(shè)計(jì)

1、選擇抗干擾性能好的設(shè)備。在選擇設(shè)備時(shí)，首先要選擇有較高抗干擾能力的產(chǎn)品，其包括了電磁兼容性，尤其是抗外部干擾能力，如采用浮地技術(shù)、隔離性能好的PLC系統(tǒng)；其次還應(yīng)了解生產(chǎn)廠家給出的抗干擾指標(biāo)，如共模抑制比、差模抑制比、耐壓能力、允許在多大電場(chǎng)強(qiáng)度和多高頻率的磁場(chǎng)強(qiáng)度環(huán)境中工作等；再次是靠考查其在類似工作中的應(yīng)用實(shí)績(jī)。在選擇國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品時(shí)要注意，我國(guó)是采用220V高內(nèi)阻電網(wǎng)制式，而歐美地區(qū)是110V低內(nèi)阻電網(wǎng)。由于我國(guó)電網(wǎng)內(nèi)阻大、零點(diǎn)電位漂移大、地電位變化大，工業(yè)企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾至少要比歐美地區(qū)高4倍以上，對(duì)系統(tǒng)抗干擾性能要求更高。在國(guó)外能正常工作的PLC產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)工業(yè)中就不一定能可靠運(yùn)行，這就要在采用國(guó)外產(chǎn)品時(shí)，按我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)（GB/T13926）合理選擇。

2、綜合抗干擾設(shè)計(jì)。主要考慮來(lái)自系統(tǒng)外部的幾種抑制措施，內(nèi)容包括：對(duì)PLC系統(tǒng)及外引線進(jìn)行屏蔽以防空間輻射電磁干擾；對(duì)外引線進(jìn)行隔離、濾波，特別是動(dòng)力電纜應(yīng)分層布置，以防通過(guò)外引線引入傳導(dǎo)電磁干擾；正確設(shè)計(jì)接地點(diǎn)和接地裝置，完善接地系統(tǒng)。另外，還必須利用軟件手段，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的安全可靠性。

五、主要抗干擾措施

1、對(duì)電源干擾的抑制。PLC系統(tǒng)電源必須要與整個(gè)供電系統(tǒng)的動(dòng)力電源分開(kāi)，一般在進(jìn)入PLC系統(tǒng)之前加隔離變壓器，并合理布置電源線，強(qiáng)電與弱電電纜要嚴(yán)格分開(kāi)。電網(wǎng)干擾串入PLC控制系統(tǒng)主要通過(guò)PLC系統(tǒng)的供電電源（如CPU電源、I/O電源等）、變送器供電電源和與PLC系統(tǒng)具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進(jìn)入的?，F(xiàn)在對(duì)于PLC系統(tǒng)供電的電源，一般都采用隔離性能較好的電源，而對(duì)于變送器供電電源以及和PLC系統(tǒng)有直接電氣連接的儀表供電電源，并沒(méi)受到足夠的重視。雖然采取了一定的隔離措施，但普遍還不夠，主要是使用的隔離變壓器分布參數(shù)大，抑制干擾能力差，經(jīng)電源耦合而串入共模干擾、差模干擾。所以，對(duì)于變送器和共用信號(hào)儀表供電應(yīng)選擇分布電容小、抑制帶大（如采用多次隔離和屏蔽及漏感技術(shù)）的配電器，以減少PLC系統(tǒng)的干擾。

2、對(duì)線間干擾的抑制。PLC控制系統(tǒng)線路中有電源線、輸入/輸出線、動(dòng)力線和接地線，布線不恰當(dāng)則會(huì)造成電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)等干擾，因此必須按照特定要求布線，如盡可能的等間距，以及避免線路繞圈等。不同類型的信號(hào)分別由不同電纜傳輸，信號(hào)電纜應(yīng)按傳輸信號(hào)種類分層敷設(shè)，嚴(yán)禁用同一電纜的不同導(dǎo)線同時(shí)傳送動(dòng)力電源和信號(hào)，避免信號(hào)線與動(dòng)力電纜靠行敷設(shè)，以減少電磁干擾。

3、硬件及軟件抗干擾措施。信號(hào)在接入計(jì)算機(jī)前，在信號(hào)線與地間并接電容，以減少共模干擾；信號(hào)兩極間加裝濾波器可減少差模干擾。硬件抗干擾措施的目的是盡可能地切斷干擾進(jìn)入控制系統(tǒng)，但由于干擾存在的隨機(jī)性，尤其是在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，硬件抗干擾措施并不能將各種干擾完全拒之門外，這時(shí)可以發(fā)揮軟件的靈活性與硬件措施相結(jié)合來(lái)提高系統(tǒng)的抗干擾能力。如，利用“看門狗”方法對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控；數(shù)字濾波和工頻整形采樣，可有效消除周期性干擾；定時(shí)校正參考點(diǎn)電位，并采用動(dòng)態(tài)零點(diǎn)，可防止電位漂移；采用信息冗余技術(shù)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件標(biāo)志位；采用間接跳轉(zhuǎn)，設(shè)置軟件保護(hù)等。

第7篇：控制系統(tǒng)范文

【關(guān)鍵詞】DCS控制系統(tǒng)；改造

前言

DCS控制系統(tǒng)是一種多級(jí)的有計(jì)算機(jī)控制的可視化、集中化的控制系統(tǒng)，它由全過(guò)程的監(jiān)控系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，其中的信息傳遞主要依靠通信網(wǎng)絡(luò)。這種新型的控制系統(tǒng)綜合了計(jì)算機(jī)的通訊、顯示以及控制的諸C多技術(shù)，這種控制系統(tǒng)的核心思想是分散性的控制、集中化的操作、分級(jí)別的管理、系統(tǒng)的配置靈活簡(jiǎn)單、組態(tài)方便。

1 DCS控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 DCS構(gòu)成

DCS控制系統(tǒng)的主要組成元素包括了在現(xiàn)場(chǎng)控制的控制站、以網(wǎng)絡(luò)通訊為紐帶的數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)、分級(jí)明確的人機(jī)接口單元、一些主要的機(jī)柜、系統(tǒng)能源等。在數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)中，配備了開(kāi)放式的體系結(jié)構(gòu)，可以提供一層或者多層的開(kāi)放數(shù)據(jù)接口。DCS控制系統(tǒng)除了軟件以外，系統(tǒng)整體所用到的硬件也是非常先進(jìn)的，這些硬件在環(huán)境惡劣的工作現(xiàn)場(chǎng)也能保持高度的靈敏性、可靠性。底層的處理軟件具有強(qiáng)大的處理功能，這些軟件都是漢化處理過(guò)的，適用于國(guó)內(nèi)人員的使用，而且，DCS控制系統(tǒng)的漢化軟件提供了組織復(fù)雜控制系統(tǒng)地能力，可以將所有自身的系統(tǒng)和開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)的軟件進(jìn)行有機(jī)組合，提高整體系統(tǒng)的能力；DCS控制系統(tǒng)還提供了多種接口，支持在任何環(huán)境下的總線標(biāo)準(zhǔn)，這是為了適應(yīng)將來(lái)的系統(tǒng)擴(kuò)充需要。這種新型的控制系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)中設(shè)計(jì)有獨(dú)立控制系統(tǒng)，系統(tǒng)中的任何組件或者系統(tǒng)發(fā)生故障，將不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)地正常工作。

1.2 DCS各部分功能

這種新型的DCS控制系統(tǒng)包括了主要的兩個(gè)部分，即：DAS和MCS。其中DAS實(shí)現(xiàn)了全程的系統(tǒng)檢測(cè)功能，MCS則是實(shí)現(xiàn)了全程的對(duì)系統(tǒng)的控制。DCS系統(tǒng)的組成部分從功能上來(lái)區(qū)分的話，可以分成操作員站、工程師站和現(xiàn)場(chǎng)控制站三種類型。這些核心部分通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)連接在一起，所有核心部分之問(wèn)的數(shù)據(jù)和信息傳遞都依靠通訊網(wǎng)絡(luò)完成。操作員站由可靠性以及靈敏性兼?zhèn)涞南到y(tǒng)硬件組成，站上運(yùn)行的軟件是DCS控制系統(tǒng)專用的實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件。這種專用的實(shí)時(shí)監(jiān)控能夠?qū)崿F(xiàn)的功能包括了圖形的顯示與會(huì)話、報(bào)警顯示與管理、報(bào)表打印、系統(tǒng)庫(kù)管理、歷史庫(kù)管理、追憶庫(kù)管理等。工程師站和操作員站所使用的是除操作員站以外的獨(dú)立的硬件設(shè)施，這兩個(gè)站點(diǎn)配備了DCS控制系統(tǒng)專用的組態(tài)包以及軟件，供用戶快速有效的實(shí)現(xiàn)新系統(tǒng)和原有系統(tǒng)的組合，現(xiàn)場(chǎng)控制站是DCS控制系統(tǒng)完成現(xiàn)場(chǎng)測(cè)拉的重要站點(diǎn)DCS控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)控制站部分的主要構(gòu)成元素包括了主控模塊、智能I/O輸入輸出設(shè)備、電源和專用機(jī)柜四部分組成。DCS控制系統(tǒng)地現(xiàn)場(chǎng)控制站主要能夠完成的功能包括了：對(duì)系統(tǒng)接受和發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和處理以及對(duì)這些處理后的數(shù)據(jù)作出控制運(yùn)算。

2 舉例說(shuō)明對(duì)DCS控制系統(tǒng)改造

DCS控制系統(tǒng)的快速引用以及這個(gè)系統(tǒng)的迅速成長(zhǎng)，越來(lái)越多的科研人員對(duì)DCS控制系統(tǒng)地改造也越來(lái)越頻繁，這致使DCS控制系統(tǒng)變的越來(lái)越廉價(jià)，接下來(lái)，本文列舉一例來(lái)說(shuō)明企業(yè)對(duì)DCS控制系統(tǒng)的改造。

2.1 鍋爐系統(tǒng)的控制方案

2.1.1 DCS控制系統(tǒng)改造原則

根據(jù)實(shí)際情況，首先對(duì)兩臺(tái)中溫中壓鏈條鍋爐進(jìn)行DCS控制系統(tǒng)地改造，在采用了DCS控制系統(tǒng)后還需要保留鍋爐原有的的緊急停止和重要發(fā)動(dòng)輔機(jī)的手動(dòng)操作系統(tǒng)，與鍋爐配備的汽輪機(jī)暫時(shí)保留PLC系統(tǒng)的控制，輔助車間還是由常規(guī)儀表控制。

2.1.2 鍋爐改造后實(shí)現(xiàn)的控制任務(wù)

自動(dòng)檢測(cè)：引用DCS控制系統(tǒng)之后需要能夠?qū)崿F(xiàn)用檢測(cè)元件和顯示儀表，對(duì)鍋爐的壓力、溫度、流量等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的連續(xù)的測(cè)量和顯示功能，并為自動(dòng)調(diào)節(jié)和安全保護(hù)提供檢測(cè)信號(hào)。

自動(dòng)調(diào)節(jié)：對(duì)鍋爐的進(jìn)行壓力、溫度、流量等參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，以適應(yīng)外界負(fù)荷，并使鍋爐保持在節(jié)約能源和資金的情況下運(yùn)行。

程序控制：使鍋爐的啟動(dòng)、運(yùn)行以及停止等一系列操作能夠?qū)崿F(xiàn)DCS控制之后的自動(dòng)化。比如說(shuō)整個(gè)鍋爐系統(tǒng)的啟動(dòng)能夠按照先啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)、再啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)、再啟動(dòng)爐排的順序進(jìn)行工作。

保護(hù)連鎖：改造之后的DCS控制系統(tǒng)必須要具有對(duì)超壓、水位過(guò)高、水位過(guò)低聲光的危險(xiǎn)報(bào)警以及超壓之后停止鍋爐運(yùn)行和水位過(guò)低停爐等有效的保護(hù)功能。

2.1.3 控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)

根據(jù)鍋爐實(shí)際使用需要以及對(duì)鍋爐自動(dòng)化的要求，確定了10個(gè)需要被DCS控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，這些標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)分別是：除氧水位、除氧壓力、主汽減壓、分汽缸出口穩(wěn)壓、爐膛負(fù)壓主汽溫度、汽包水位、爐排轉(zhuǎn)速、鼓風(fēng)轉(zhuǎn)速、給煤機(jī)轉(zhuǎn)速等。其中汽包水位、主汽溫度能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制是鍋爐DCS系統(tǒng)控制改造時(shí)候的重點(diǎn)，燃燒自動(dòng)功能的自動(dòng)控制則是鍋爐DCS系統(tǒng)控制改造時(shí)候的難點(diǎn)。

2.1.4 對(duì)鍋爐燃燒系統(tǒng)地控制

鍋爐重要性能參數(shù)中，主汽壓力的數(shù)值是衡量蒸汽量與外界負(fù)荷是否適應(yīng)的指標(biāo)。能夠造成主汽壓力數(shù)值波動(dòng)的主要因素包括兩個(gè)，分別是：燃料量的影響，是主汽壓力變動(dòng)的基本干擾因素，還有就是用汽量的變動(dòng)影響了主汽壓力的數(shù)值，稱為外界負(fù)荷的干擾?；靖蓴_因素是可以通過(guò)自身的調(diào)節(jié)閉環(huán)來(lái)克服的，外界負(fù)荷干擾的排除則是很難做到額。外界負(fù)荷變化時(shí)母管壓力出現(xiàn)瞬時(shí)改變，而調(diào)節(jié)通道的遲延較大，對(duì)象擾動(dòng)通道與調(diào)節(jié)通道的動(dòng)態(tài)比較懸殊，這對(duì)于整體系統(tǒng)的調(diào)節(jié)來(lái)說(shuō)很是不利。根據(jù)爐工經(jīng)驗(yàn)，煤從進(jìn)入爐膛到完全燃燒需要20min以上。若使用常規(guī)的P、I、D系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的話，由于這種系統(tǒng)的滯后性比較大，所以無(wú)法完成這樣一個(gè)大滯后系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。若是通過(guò)DCS控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了燃燒周期的自動(dòng)調(diào)整的話，就加快了外界負(fù)荷大幅變化時(shí)燃燒控制的響應(yīng)速度。

下圖是整個(gè)DCS控制系統(tǒng)的系統(tǒng)圖：

3 總結(jié)

通過(guò)對(duì)DCS控制系統(tǒng)地改造，進(jìn)一步的擴(kuò)展了DCS控制系統(tǒng)的功能范圍，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)控制的一體化。采用先進(jìn)DCS控制軟件，能夠進(jìn)一步發(fā)揮DCS控制系統(tǒng)的效能。為提高采用了DCS控制系統(tǒng)的企業(yè)或者公司管理的自動(dòng)化水平，進(jìn)一步擴(kuò)大DCS的應(yīng)用范圍是必要的手段。

參考文獻(xiàn)：

第8篇：控制系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞： 列車控制系統(tǒng)；車載系統(tǒng)；地面子系統(tǒng)；CTCS-2；CTCS-3；

中圖分類號(hào)：TK323文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

前言

列車運(yùn)行控制系統(tǒng)是將先進(jìn)的控制技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與鐵路信號(hào)技術(shù)融為一體的行車指揮、控制、管理自動(dòng)化系統(tǒng)，是保證行車安全、提高運(yùn)輸效率的核心。

20世紀(jì)末，為解決跨國(guó)列車運(yùn)行及高速鐵路中列控系統(tǒng)的互聯(lián)互通和兼容性問(wèn)題，歐洲各種信號(hào)廠商聯(lián)合制定了ERTMS/ETCS技術(shù)規(guī)范，包含了歐洲列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（ETCS）、歐洲鐵路綜合調(diào)度移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM-R）兩個(gè)方面。隨著我國(guó)鐵路的不斷發(fā)展，列車速度的不斷提高，促進(jìn)高速時(shí)代的到來(lái)，靠地面信號(hào)行車已不能保證行車安全,必須依靠車載信號(hào)設(shè)備對(duì)列車實(shí)施先進(jìn)的運(yùn)行控制才能得到安全保障。

依靠高速鐵路通信信號(hào)列車速度控制技術(shù)、地面一車上信息傳輸技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、移動(dòng)無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)、微電子設(shè)備安全技術(shù)、電磁兼容技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的不斷研究和發(fā)展，尤其是列車運(yùn)行速度控制技術(shù)和與之相應(yīng)的地面一車上信息傳輸技術(shù)的不斷提高，我國(guó)在歐洲各國(guó)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)國(guó)情、路情，制定了統(tǒng)一的中國(guó)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)為Chinese Train Control System的縮寫(xiě)――CTCS，它是參照歐洲列車運(yùn)行控制系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱ETCS)編制的。以下的介紹將以CTCS為主并以圖表示：

一、CTCS列控系統(tǒng)構(gòu)成

CTCS列控系統(tǒng)是為了保證列車安全運(yùn)行,并以分級(jí)形式滿足不同線路運(yùn)輸需求的先進(jìn)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，它有兩個(gè)子系統(tǒng)，即車載系統(tǒng)和地面子系統(tǒng)。

按功能系統(tǒng)看，車載子系統(tǒng)又由CTCS車載設(shè)備和無(wú)線系統(tǒng)車載模塊兩部分組成。正是靠無(wú)線系統(tǒng)車載模塊把整個(gè)車載子系統(tǒng)與地面列車控制中心進(jìn)行雙向信息交換。

基于安全計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)，一方面是通過(guò)CTCS車載設(shè)備，與地面子系統(tǒng)交換信息來(lái)控制列車運(yùn)行。另一方面是地面列車控制中心根據(jù)地面子系統(tǒng)或來(lái)自外部地面系統(tǒng)的信息，如軌道占用信息、聯(lián)鎖狀態(tài)等產(chǎn)生列車行車許可命令，并通過(guò)車地信息傳輸系統(tǒng)傳輸給車載子系統(tǒng)，保證列車控制中心管轄內(nèi)列車的運(yùn)行安全。

地面子系統(tǒng)可由以下部分組成：應(yīng)答器、軌道電路、無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)（GSM-R）、列車控制中心（TCT）/無(wú)線閉塞中心（RBC）。其中GSM-R是傳輸媒界，不屬于CTCS設(shè)備，但是重要組成部分。

應(yīng)答器是一種能向車載子系統(tǒng)發(fā)送報(bào)文信息的傳輸設(shè)備，既可以傳送固定信息，也可連接軌旁單元傳送可變信息。

軌道電路具有軌道占用檢查、沿軌道連續(xù)傳送地車信息功能，應(yīng)采用UM系列軌道電路或數(shù)字軌道電路。

無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)（GSM-R）是用于車載子系統(tǒng)與地面列車控制中心進(jìn)行雙向信息傳輸?shù)能嚨赝ㄐ畔到y(tǒng)。

列車控制中心是基于安全計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)，它根據(jù)地面子系統(tǒng)或來(lái)自外部地面系統(tǒng)的信息，如軌道占用信息、聯(lián)鎖狀態(tài)等產(chǎn)生列車行車許可命令，并通過(guò)車地信息傳輸系統(tǒng)傳輸給車載子系統(tǒng)，保證列車控制中心管轄內(nèi)列車的運(yùn)行安全[1]。

二、CTCS列控系統(tǒng)根據(jù)功能要求和設(shè)備配置劃分應(yīng)用等級(jí)，分為0-4級(jí)。

（一）、為了規(guī)范的一致性，將目前干線鐵路應(yīng)用的地面信號(hào)設(shè)備和車載設(shè)備定義為CTCS0級(jí)。0級(jí)由通用機(jī)車信號(hào)+列車運(yùn)行監(jiān)控裝置組成，對(duì)這一定義，業(yè)內(nèi)尚有不同的看法。0級(jí)到底是在等級(jí)內(nèi)還是在等級(jí)外不夠明確，目前的通用機(jī)車信號(hào)尚未能成為主體機(jī)車信號(hào)，列車運(yùn)行監(jiān)控裝置尚未能被公認(rèn)為安全系統(tǒng)，所以，嚴(yán)格地講：稱列車運(yùn)行控制系統(tǒng)還是不夠格的，但目前確實(shí)在運(yùn)用，并起著保證安全的作用。

0級(jí)的控制模式也是目標(biāo)距離式，它在既有地面信號(hào)設(shè)備的基礎(chǔ)上，采取大貯存的方式把線路數(shù)據(jù)全部貯存在車載設(shè)備中，靠邏輯推斷地址調(diào)取所需的線路數(shù)據(jù)，結(jié)合列車性能計(jì)算給出目標(biāo)距離式制動(dòng)曲線。

正因?yàn)?級(jí)尚未成為安全系統(tǒng)，適用于列車最高運(yùn)行速度為160km/h及以下，一般自動(dòng)閉塞設(shè)計(jì)仍按固定閉塞方式進(jìn)行，采用四顯示自動(dòng)閉塞，信號(hào)顯示具有分級(jí)速度控制的概念，其目標(biāo)距離式制動(dòng)曲線可作為參考。應(yīng)該說(shuō)這是一個(gè)過(guò)渡階段。

（二）、CTCS1級(jí)由主體機(jī)車信號(hào)+加強(qiáng)型運(yùn)行監(jiān)控裝置組成，面向 160km/h及以下的區(qū)段，在既有設(shè)備基礎(chǔ)上強(qiáng)化改造，達(dá)到機(jī)車信號(hào)主體化要求，增加點(diǎn)式設(shè)備，實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行安全監(jiān)控功能。利用軌道電路完成列車占用檢測(cè)及完整性檢查，連續(xù)向列車傳送控制信息。

1級(jí)與0級(jí)的差別在于全面提高了系統(tǒng)的安全性，是對(duì)0級(jí)的全面加強(qiáng)，可稱為線路數(shù)據(jù)全部貯存在車載設(shè)備上的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。

（三）、CTCS2級(jí)是基于軌道電路和點(diǎn)式信息設(shè)備傳輸信息的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，面向提速干線和高速新線，適用于各種限速區(qū)段，地面可不設(shè)通過(guò)信號(hào)機(jī)。是一種點(diǎn)-連式列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，功能比較齊全和適合國(guó)情。

軌道電路完成列車占用檢測(cè)及完整性檢查，連續(xù)向列車傳送控制信息；點(diǎn)式信息設(shè)備傳輸定位信息、進(jìn)路參數(shù)、線路參數(shù)、限速成和停車信息。

CTCS2級(jí)采取目標(biāo)距離控制模式（又稱連續(xù)式一次速度控制）。目標(biāo)距離控制模式根據(jù)目標(biāo)距離、目標(biāo)速度及列車本身的性能確定列車制動(dòng)曲線，不設(shè)定每個(gè)閉塞分區(qū)速度等級(jí)，采用一次制動(dòng)方式。

CTCS2級(jí)采取閉塞方式稱為準(zhǔn)移動(dòng)閉塞方式，準(zhǔn)移動(dòng)閉塞的追蹤目標(biāo)點(diǎn)是前行列車所占用閉塞分區(qū)的始端，留有一定的安全距離，而后行列車從最高速開(kāi)始一次制動(dòng)曲線的計(jì)算點(diǎn)是根據(jù)目標(biāo)距離、目標(biāo)速度及列車本身的性能計(jì)算決定的。目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)固定，在同一閉塞分區(qū)內(nèi)不依前行列車的走行而變化，而制動(dòng)的起始點(diǎn)是隨線路參數(shù)和列車本身性能不同而變化的?？臻g間隔的長(zhǎng)度是不固定的，由于要與移動(dòng)閉塞相區(qū)別，所以稱為準(zhǔn)移動(dòng)閉塞。顯然其追蹤運(yùn)行間隔要比固定閉塞小一些。

（四）CTCS3級(jí)是基于無(wú)線通信（如GSM-R）的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，它可以疊加在既有干線信號(hào)系統(tǒng)上。

軌道電路完成列車占用檢測(cè)及完整性檢查，點(diǎn)式信息設(shè)備提供列車用于測(cè)距修正的定位基準(zhǔn)信息。無(wú)線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)地-車間連續(xù)、雙向的信息傳輸，行車許可由地面列控中心產(chǎn)生，通過(guò)無(wú)線通信系統(tǒng)傳送到車上。

CTCS3級(jí)與2級(jí)一樣，采取目標(biāo)距離控制模式（又稱連續(xù)式一次速度控制）和準(zhǔn)移動(dòng)閉塞方式。由于其實(shí)現(xiàn)了地-車間連續(xù)、雙向的信息傳輸，所以功能更豐富些，實(shí)時(shí)性更強(qiáng)些[2]。

（五）CTCS4級(jí)是完全基于無(wú)線通信（如GSM-R）的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。由地面無(wú)線閉塞中心（RBC）和車載設(shè)備完成列車占用檢測(cè)及完整性檢查，點(diǎn)式信息設(shè)備提供列車用于測(cè)距修正的定位基準(zhǔn)信息。

CTCS4級(jí)采取目標(biāo)距離控制模式，列車按移動(dòng)閉塞或虛擬閉塞方式運(yùn)行。

虛擬閉塞是準(zhǔn)移動(dòng)閉塞的一種特殊方式，它不設(shè)軌道占用檢查設(shè)備，采取無(wú)線定位方式來(lái)實(shí)現(xiàn)列車定位和占用軌道的檢查功能，閉塞分區(qū)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)虛擬設(shè)定的。

移動(dòng)閉塞的追蹤目標(biāo)點(diǎn)是前行列車的尾部，留有一定的安全距離，后行列車從最高速開(kāi)始制動(dòng)的計(jì)算點(diǎn)是根據(jù)目標(biāo)距離、目標(biāo)速度及列車本身的性能計(jì)算決定的。目標(biāo)點(diǎn)是前行列車的尾部，與前行列車的走行和速度有關(guān)，是隨時(shí)變化的，而制動(dòng)的起始點(diǎn)是隨線路參數(shù)和列車本身性能不同而變化的?？臻g間隔的長(zhǎng)度是不固定的，所以稱為移動(dòng)閉塞。其追蹤運(yùn)行間隔要比準(zhǔn)移動(dòng)閉塞更小一些。

通過(guò)分析CTCS的應(yīng)用等級(jí)劃分，發(fā)現(xiàn)有以下兩個(gè)特點(diǎn)：

1、各應(yīng)用等級(jí)均采用目標(biāo)距離控制模式，采取連續(xù)一次制動(dòng)方式。

這是由于我國(guó)的列控系統(tǒng)的應(yīng)用起步雖晚，但起點(diǎn)高，第一步就瞄準(zhǔn)了比較先進(jìn)的控制模式。所以說(shuō)除移動(dòng)閉塞外，各等級(jí)CTCS控制模式均為目標(biāo)距離控制模式。

2、各應(yīng)用等級(jí)是根據(jù)設(shè)備配置來(lái)劃分的，其主要差別在于地對(duì)車信息傳輸?shù)姆绞胶途€路數(shù)據(jù)的來(lái)源。

根據(jù)國(guó)情多信息軌道電路（UM系列18信息）比較成熟，已達(dá)到國(guó)產(chǎn)化程度，所以把它為基礎(chǔ)設(shè)備之一；歐標(biāo)應(yīng)答器通用性強(qiáng)，供貨廠商多，也作為基礎(chǔ)設(shè)備之一；軌道電纜和計(jì)軸器不準(zhǔn)備推廣；數(shù)字軌道電路國(guó)際上唯有日本用它實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)距離控制模式，國(guó)內(nèi)研制尚未成熟，暫不于確定，數(shù)字軌道電路的生命力將取決于其國(guó)產(chǎn)化程度和進(jìn)度；無(wú)線通信（如GSM-R）歐洲推廣，能實(shí)現(xiàn)地-車間連續(xù)、雙向的大信息量傳輸，有發(fā)展趨勢(shì)，用于高等級(jí)列控系統(tǒng)。

線路數(shù)據(jù)大貯存于車載數(shù)據(jù)庫(kù)靠邏輯推算來(lái)提取相應(yīng)數(shù)據(jù)的方式，用于較低等級(jí)列控系統(tǒng)；點(diǎn)式信息設(shè)備傳輸線路數(shù)據(jù)的方式，增加了線路數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，用于中等級(jí)列控系統(tǒng)，至于采用貯存電子地圖和點(diǎn)式信息設(shè)備提供閉塞區(qū)段地址碼的方式將在技術(shù)發(fā)展中比選；無(wú)線通信連續(xù)、雙向信息傳輸，有大信息量和實(shí)時(shí)性的優(yōu)勢(shì)，用于高等級(jí)列控系統(tǒng)。

結(jié)束語(yǔ)：通過(guò)簡(jiǎn)要論述，可以看出我國(guó)的CTCS列車運(yùn)行控制系統(tǒng)具有良好的技術(shù)基礎(chǔ)，開(kāi)闊的發(fā)展前景和廣泛的應(yīng)用空間，相信在不久的將來(lái)，CTCS列車運(yùn)行控制系統(tǒng)一定會(huì)朝著更高技術(shù)、更加安全、更能提升鐵路運(yùn)輸效率這個(gè)目標(biāo)發(fā)展！

【參考文獻(xiàn)】：

第9篇：控制系統(tǒng)范文

索引詞：智能照明控制調(diào)光照明節(jié)能

一、智能照明控制系統(tǒng)綜述

照明控制系統(tǒng)是組成建筑的元素之一。隨著近年人們對(duì)建筑智能化的關(guān)注和重視，智能建筑快速發(fā)展起來(lái)，而照明控制系統(tǒng)也成為照明發(fā)展的一個(gè)全新而重要的方向。今天，照明系統(tǒng)應(yīng)用在各種情景場(chǎng)合中，控制要求也在不斷提高，以前單純的開(kāi)關(guān)控制已經(jīng)不能完成所有的控制要求。于是，智能照明控制技術(shù)也在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、電子、自控技術(shù)的高速發(fā)展條件下應(yīng)運(yùn)而生。所謂智能照明控制系統(tǒng)，就是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、微電子技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)可根據(jù)環(huán)境變化、客觀要求、用戶需求等條件而自動(dòng)采集分析系統(tǒng)中的各種信息，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示、傳送、反饋控制等處理，以達(dá)到更好照明控制效果。

智能照明控制系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景。首先可以提高建筑照明光環(huán)境質(zhì)量，充分考慮到視覺(jué)作業(yè)、合適照度、亮度分布、視覺(jué)舒適性、眩光控制、顯色性、使用者主觀感覺(jué)等。其次可以體現(xiàn)以人為本的思想，創(chuàng)造舒適、個(gè)性化的燈光工作環(huán)境，從而提高工作效率。第三，其具有通信功能，可作為智能建筑系統(tǒng)的子系統(tǒng)，并與電視、網(wǎng)絡(luò)、家居入侵報(bào)警等共同構(gòu)成智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。第四，提高系統(tǒng)的控制管理水平，節(jié)省能源，減少系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本。

二、照明控制系統(tǒng)發(fā)展及構(gòu)成

照明控制有一個(gè)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的發(fā)展過(guò)程。最初的控制為開(kāi)與關(guān)的控制。控制的主要方式有翹班開(kāi)關(guān)、低壓斷路器、延時(shí)開(kāi)關(guān)和聲控開(kāi)關(guān)、紅外移動(dòng)探測(cè)開(kāi)關(guān)等。

隨后，照明控制發(fā)展到了對(duì)亮度的控制即調(diào)光控制。下面列舉幾種常用燈具的調(diào)光：

（1）白熾燈調(diào)光現(xiàn)在大多采用晶閘管或晶體管進(jìn)行前沿相控或后沿相控調(diào)光。

可控硅前沿相調(diào)光輸出電壓幅值為Uo=Ui[sin2φ1/2π+（π-φ）/π](0≤φ1≤π)。式中：φ1―可控硅關(guān)斷角度。晶體管后沿相調(diào)光輸出電壓幅值為Uo=Ui(φ/π-sin2φ2/

2π)1/2(0≤φ2≤π)。式中：φ2―可控硅導(dǎo)通角度。無(wú)論是前沿相還是后沿相調(diào)光，都會(huì)帶來(lái)高次諧波，有一定危害性。目前可控硅調(diào)光器大多采用大的鐵心電感線圈來(lái)遏制高頻干擾。

（2）傳統(tǒng)白熾燈調(diào)光方法不適合于熒光燈?；诳刂萍呻娐罚↖C）的電子鎮(zhèn)流器，為熒光燈調(diào)光提供了可能性。熒光燈調(diào)光方案主要有以下兩種：

電壓控制頻率調(diào)制：可調(diào)光熒光燈電子鎮(zhèn)流器的控制IC一般都內(nèi)置一個(gè)電壓控制振蕩器（VCO）,改變VCO的電壓，則可以改變振蕩器頻率，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)光目的。

相位調(diào)制：是通過(guò)調(diào)制鎮(zhèn)流器的工作頻率和驅(qū)動(dòng)電路，以控制熒光燈電壓與電流間的相位移。電壓與電流同相位時(shí)，鎮(zhèn)流器交付給燈的功率最大；電壓與電流不同相位時(shí)，僅有部分功率遞交給燈。

（3）LED調(diào)光。現(xiàn)在市場(chǎng)上存在PWM、模擬及雙向可控硅三種方案。模擬調(diào)光通過(guò)改變流過(guò)LED的電流大小實(shí)現(xiàn)光亮度變化。

在調(diào)光器基礎(chǔ)上，智能照明控制系統(tǒng)出現(xiàn)了，它經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字化的轉(zhuǎn)變。先期的模擬技術(shù)典型控制方式是1~10v電壓調(diào)光接口，而后來(lái)數(shù)字控制方案的代表是數(shù)字可尋址照明接口技術(shù)，它是全數(shù)字、模塊化、分布式的控制系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由管理模塊、調(diào)光模塊、探測(cè)模塊、操作模塊等各種功能模塊組成。每個(gè)模塊中含有微處理器和存儲(chǔ)器，也可僅含存儲(chǔ)器，系統(tǒng)的每個(gè)功能都儲(chǔ)存于某個(gè)模塊中。而系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接只需通過(guò)網(wǎng)線相連，它可以是一般的五類雙絞線，或是通過(guò)載波方式調(diào)制在電力線上，或是通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行通信。

三、智能照明控制系統(tǒng)控制器選擇

智能照明控制設(shè)備分為三大類：開(kāi)關(guān)控制器、調(diào)光控制器和LED調(diào)光控制器。輸入電壓既可為單相交流220v或三相交流380v。下面以邦奇公司產(chǎn)品為例，介紹控制器的選擇。

邦奇開(kāi)關(guān)控制器（如DRC,DDRC系列）的通道輸出有三種結(jié)構(gòu)形式：無(wú)電源的多進(jìn)多出通道輸出，單相或三相電源輸入多通道輸出，三相電源輸入交流接觸器輸出。如原來(lái)系統(tǒng)為6路6KW開(kāi)關(guān)控制燈回路，根據(jù)邦奇樣本選用DDRC810，出線配220V交流接觸器。邦奇Dynalite調(diào)光器分為前沿相控(如DTK,DLE系列)和后沿相控調(diào)光器（如DTE310，DTE1210）。后沿相控調(diào)光器適用于具有電容性阻抗的電子變壓器低壓燈，而不太適用于具有電感性阻抗的燈。前沿相控調(diào)光器適用于具有電感性阻抗的燈，而不太適用于具有電容性阻抗的燈。不同性能的燈具選擇不同調(diào)光器：（1）白熾燈為電阻性阻抗，Dynalite的所有調(diào)光器都可控制用220V電壓點(diǎn)亮白熾燈。（2）熒光燈。一般有4只引腳的熒光燈附加電子可調(diào)光鎮(zhèn)流器后是可調(diào)光的。因?yàn)槠湔{(diào)光是通過(guò)低壓信號(hào)控制鎮(zhèn)流器完成的，所以控制熒光燈調(diào)光有兩對(duì)線，一對(duì)是低壓控制信號(hào)線，另一對(duì)是220V電源線。（3）冷陰極燈（發(fā)光、充氣、霓虹）。當(dāng)這種燈采用鐵芯電感型變壓器工作時(shí)，可采用前沿相控調(diào)光器，一般可低調(diào)到20%。 (4)充氣燈。這種燈可以用正弦波電壓變換器SVC210調(diào)光，可下調(diào)到40%~50%，一般金鹵燈采用開(kāi)關(guān)方式工作。（5）LED燈。采用LED專用的調(diào)光控制器調(diào)光。如果照明系統(tǒng)為4路2KW和12路0.5KW出線調(diào)光燈回路，可根據(jù)邦奇公司產(chǎn)品樣本選用一臺(tái)單相4通道10A（型號(hào)DLE410）和一臺(tái)單相12通道5A(型號(hào)DLE1205)調(diào)光控制器，再配上控制面板后，組成智能照明控制系統(tǒng)。

控制器模塊可直接安裝在配電間的墻上，也可安裝在機(jī)柜內(nèi)。控制面板內(nèi)部是低壓小信號(hào)微電子器件，因而嚴(yán)禁與強(qiáng)電設(shè)備混裝在一起。

四、智能照明控制系統(tǒng)節(jié)能效果

采用智能照明控制系統(tǒng)的目的，是在大幅度提高照明質(zhì)量的前提下，使得建筑照明的時(shí)間與數(shù)量更加準(zhǔn)確、節(jié)能效果更佳。原來(lái)進(jìn)行照明計(jì)算時(shí)，照明設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷是照明設(shè)備安裝容量乘以需要系數(shù)得到的，即Pjs=kc*Pe。采用智能照明控制系統(tǒng)后，照明設(shè)備計(jì)算負(fù)荷就等于安裝容量，即：Pjs=Pe。

五、應(yīng)用舉例