自動(dòng)化控制論文范文

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篇1

人工智能技術(shù)是人類科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步的必然結(jié)果，也是工業(yè)發(fā)展過程中，促進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化科學(xué)化發(fā)展的重要推動(dòng)力量。在人工智能技術(shù)的發(fā)展中，科技的發(fā)展和工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步會(huì)促進(jìn)人工智能技術(shù)的發(fā)展；反之，人工智能技術(shù)的進(jìn)步，可以完成那些人類自身無法辦到、技術(shù)條件效果不好的生產(chǎn)技術(shù)操作。當(dāng)前的人工智能主要是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展結(jié)果，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，通過對(duì)計(jì)算機(jī)信息特點(diǎn)和操作性能的了解和設(shè)計(jì)，使計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)具有更多更先進(jìn)的人工化反應(yīng)，并在實(shí)際的信息技術(shù)處理過程中，通過其系統(tǒng)內(nèi)部的人工化、智能化識(shí)別和處理系統(tǒng)，對(duì)電氣自動(dòng)化控制和其他工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域在運(yùn)行中的問題進(jìn)行自主解決。如今，人工智能技術(shù)已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步，其研究發(fā)展項(xiàng)目也越來越多，越來越先進(jìn)，實(shí)用性越來越強(qiáng)。人工智能技術(shù)已經(jīng)廣泛運(yùn)用與工業(yè)自動(dòng)化、過程控制和電子信息處理等先進(jìn)的技術(shù)領(lǐng)域。人工智能技術(shù)通過模糊理論算法、遺傳算法和模糊神經(jīng)算法等方式，可以在電氣自動(dòng)化控制中，采取更靈活多變的控制方式，對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行中的不穩(wěn)定因素和動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行自主的調(diào)整，從而保障其運(yùn)行的準(zhǔn)確和高效，減少出錯(cuò)率。人工智能技術(shù)的運(yùn)用，可以大大減少在電氣自動(dòng)化控制等領(lǐng)域的人力成本，并且能夠解決一些工作人員無法有效監(jiān)控和解決的問題，做到及時(shí)有效。

2人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

2.1人工智能控制實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集及處理功能

在電氣設(shè)備的運(yùn)行過程中，數(shù)據(jù)的采集和處理是了解電氣設(shè)備自動(dòng)化控制情況，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行過程中的問題和提出解決辦法的重要依據(jù)。在傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制中，由于技術(shù)水平和實(shí)際運(yùn)行中的動(dòng)態(tài)變化，數(shù)據(jù)的采集和傳輸無法做到準(zhǔn)確和穩(wěn)定，保存數(shù)據(jù)容易出現(xiàn)丟失的情況。人工智能技術(shù)的使用，可以保障電氣自動(dòng)化運(yùn)行過程中對(duì)動(dòng)態(tài)信息的及時(shí)收集和穩(wěn)定傳輸，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的保存工作也更安全，這就提高了電氣自動(dòng)化的控制水平，充分保障了電氣運(yùn)行中的安全性和穩(wěn)定性。

2.2人工智能控制實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視機(jī)報(bào)警功能

電氣自動(dòng)化控制是用電氣的可編程控制器，控制繼電器，帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成預(yù)期設(shè)計(jì)動(dòng)作的過程。在此過程中，系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的運(yùn)行都要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)模型和函數(shù)計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行，如果系統(tǒng)中的一點(diǎn)出現(xiàn)問題，就會(huì)造成整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的故障。在以往的自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行中，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的運(yùn)行數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)運(yùn)行中的特殊情況進(jìn)行及時(shí)的報(bào)警處理，幫助自動(dòng)化系統(tǒng)及時(shí)處理可能出現(xiàn)的故障，提醒電氣管理人員加強(qiáng)對(duì)電氣系統(tǒng)的管理。

2.3人工智能控制實(shí)現(xiàn)了操作控制功能

電氣自動(dòng)化控制的主要特征之一就是通過計(jì)算機(jī)的一鍵操作，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)的整體控制，保障電氣自動(dòng)化運(yùn)行符合現(xiàn)實(shí)的需要。傳統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)的操作，需要靠人工對(duì)系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行人工操作，從而促進(jìn)自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)調(diào)和配合，這種方式既降低了自動(dòng)化運(yùn)行的效率，也增加了自動(dòng)化系統(tǒng)的故障發(fā)生頻率。人工智能技術(shù)對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的控制，是通過各種先進(jìn)的算法，按照電氣自動(dòng)化的需求，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化和智能化設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的同時(shí)操作，大大提高了自動(dòng)化控制的效率，減少了單獨(dú)指令操作中容易出現(xiàn)的不協(xié)調(diào)情況的發(fā)生。

3人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的控制方式

3.1模糊控制

模糊控制以模糊推理和模糊語言變量等為理論基礎(chǔ)，并以專家經(jīng)驗(yàn)作為模糊控制的規(guī)則。模糊控制就是在被控制的對(duì)象的模糊模型的基礎(chǔ)之上，運(yùn)用模糊控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的控制。在實(shí)際控制設(shè)計(jì)過程中，通過對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的使用，使電氣自動(dòng)化系統(tǒng)形成具有反饋通道的閉環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)字控制系統(tǒng)，從而達(dá)到對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的科學(xué)控制。

3.2專家控制

專家控制是指在進(jìn)行電氣自動(dòng)化控制過程中，利用相關(guān)的系統(tǒng)控制理論和控制技術(shù)的結(jié)合，通過對(duì)以往控制經(jīng)驗(yàn)的模擬和學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制中智能控制技術(shù)的實(shí)施。這種控制方式具有很強(qiáng)的靈活性，在實(shí)際運(yùn)行中，面對(duì)控制要求和系統(tǒng)運(yùn)行情況，專家控制可以自覺選取控制率，并通過自我調(diào)整，強(qiáng)化對(duì)工作環(huán)境的適應(yīng)。

3.3網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制

網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制的原理就是基于對(duì)人腦神經(jīng)元的活動(dòng)模擬，以逼近原理為依據(jù)的網(wǎng)絡(luò)建模。神經(jīng)控制是有學(xué)習(xí)能力的，屬于學(xué)習(xí)控制，對(duì)電氣自動(dòng)化控制中出現(xiàn)的新問題可以及時(shí)提出有效的解決辦法，并通過對(duì)相關(guān)技術(shù)問題的分析解決，提高自身的人工智能水平。

4結(jié)語

篇2

變配電系統(tǒng)，顧名思義，就是保證建筑物供電與用電安全的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)建筑物正常用電運(yùn)行是變配電系統(tǒng)的主要監(jiān)控目標(biāo)。首先，變配電系統(tǒng)通過對(duì)建筑物各類型的電力開關(guān)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)配電柜高壓與低壓的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物內(nèi)部電力供應(yīng)與使用的監(jiān)督與管理。其次，變配電系統(tǒng)還會(huì)對(duì)建筑物電路回路的電流與電壓、功率因數(shù)這些電力關(guān)鍵參考值進(jìn)行監(jiān)測(cè)。變壓器與電纜的溫度、發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)的好壞都是變配電系統(tǒng)的重要監(jiān)督。電力系統(tǒng)本身具有一定的特殊性，其可以在瞬間發(fā)生很多的變化，所以在利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行控制之時(shí)，其監(jiān)測(cè)的頻率是很高的，在監(jiān)測(cè)的同時(shí)，要對(duì)這些監(jiān)測(cè)中設(shè)備開關(guān)的狀態(tài)與參數(shù)的變化進(jìn)行準(zhǔn)確且連續(xù)的記錄，只有這樣，變配電系統(tǒng)才能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)事故發(fā)生的機(jī)率，在自動(dòng)狀態(tài)下對(duì)變電系統(tǒng)事故地點(diǎn)進(jìn)行分析。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中的變配電系統(tǒng)可以利用計(jì)算機(jī)對(duì)供電設(shè)備的開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，在停電發(fā)生后，可以對(duì)開關(guān)進(jìn)行自動(dòng)的順序控制。另外，變配電系統(tǒng)還可以對(duì)應(yīng)急的發(fā)電設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，使其在有應(yīng)急需要之時(shí)可以正常運(yùn)行，自動(dòng)切斷不主要的電路回路，保證應(yīng)急發(fā)電機(jī)的負(fù)荷在合理的范圍之內(nèi)。變配電系統(tǒng)除了對(duì)建筑物進(jìn)行供電之外，還會(huì)對(duì)用電量進(jìn)行計(jì)算，對(duì)每家每戶的電費(fèi)進(jìn)行分析與計(jì)算，還可以對(duì)我國的供電政策進(jìn)行有效的落實(shí)與執(zhí)行，在供電高峰期超負(fù)荷的情況下對(duì)不主要的回路進(jìn)行切斷。

2給排水系統(tǒng)

使建筑物內(nèi)部的中水系統(tǒng)得到正常的運(yùn)行是智能建筑中給排水系統(tǒng)的運(yùn)行目標(biāo)與任務(wù)，給排水系統(tǒng)的主要功能是將建筑物內(nèi)水泵與排水泵、污水泵等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與管理，使建筑內(nèi)各水箱的水位保持在安全可靠的限制值當(dāng)中。另外，給排水系統(tǒng)還會(huì)對(duì)給水系統(tǒng)的壓力進(jìn)行測(cè)量，使水位與壓力保持在安全范圍內(nèi)，根據(jù)水位與壓力的變化及時(shí)進(jìn)行水泵的關(guān)閉與開啟。

3照明系統(tǒng)

智能建筑中的照明系統(tǒng)是建筑物內(nèi)主要的節(jié)能系統(tǒng)，節(jié)能減排主要體現(xiàn)在照明系統(tǒng)的運(yùn)行之中。照明系統(tǒng)的協(xié)調(diào)程度與運(yùn)行力度是建筑物自動(dòng)化與智能化的重要體現(xiàn)。在智能建筑中，電能是不可缺少的，照明系統(tǒng)是除了空調(diào)系統(tǒng)之外最大的電能消耗系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的建筑管理方法相比，智能建筑中的自動(dòng)化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)40%左右電能的節(jié)省。照明系統(tǒng)的節(jié)能，主要利用于自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)于停車場(chǎng)、走廊與對(duì)門廳等照明進(jìn)行開啟與關(guān)閉控制，對(duì)建筑物內(nèi)的照明回路進(jìn)行分組控制，使用電量過大、電路負(fù)荷過多時(shí)進(jìn)行自動(dòng)切斷，對(duì)辦公室與廳堂這些地方的照明系統(tǒng)進(jìn)行無人熄燈的自動(dòng)控制。這些控制的實(shí)現(xiàn)可以利用計(jì)算機(jī)中設(shè)定的開關(guān)開啟與關(guān)閉時(shí)間進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，門鎖與紅外線也是比較好的照明系統(tǒng)控制手段。

4電梯系統(tǒng)

電梯系統(tǒng)屬于智能建筑中的交通系統(tǒng)，對(duì)電梯系統(tǒng)的自動(dòng)化管理也是樓宇交通管理的重要內(nèi)容。對(duì)于電梯而言，其本身具有全套的自動(dòng)控制裝置，但是，要使其成為智能建筑中樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的一部分，要將電梯本身的控制裝置與樓宇的自動(dòng)化系統(tǒng)相聯(lián)系，使其實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，使建筑物的管理者可以對(duì)電梯的運(yùn)行狀況進(jìn)行及時(shí)的掌握與分析，在有意外事故發(fā)生的時(shí)候，可以利用自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)電梯進(jìn)行有效的控制。

5保安監(jiān)控系統(tǒng)

保安監(jiān)控系統(tǒng)主要由三部分組成。第一，閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)。閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)主要是利用攝像機(jī)完成的，管理人員將攝像機(jī)安放在需要進(jìn)行監(jiān)控的各個(gè)區(qū)域之間，利用電纜這一中介將圖像傳達(dá)到建筑控制中心，使建筑物的管理人員可以對(duì)大樓內(nèi)部的實(shí)時(shí)情況進(jìn)行觀察與管理。還可以利用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)這些上傳的圖像進(jìn)行分析，使影視中的物體與煙霧等不安全因素得到確認(rèn)，為事故的處理提供證據(jù)。第二，出入口控制系統(tǒng)。對(duì)建筑物的出入口進(jìn)行控制，就是利用電子鎖或者是門磁開關(guān)這些設(shè)備對(duì)建筑物的人群進(jìn)行控制。將讀卡機(jī)等設(shè)備安裝在建筑物當(dāng)中，使建筑物的進(jìn)入具有一定的權(quán)限性，對(duì)進(jìn)入到建筑物的對(duì)象與建筑物的開放時(shí)間進(jìn)行控制，隨時(shí)掌握人員的出入情況。第三，防盜報(bào)警系統(tǒng)。防盜功能的實(shí)現(xiàn)，是利用各種敏感軟件的安裝實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物內(nèi)部空間的控制，比如說紅外線與震動(dòng)傳感器等等，將其安裝在重要的防盜部位，如果監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)異常，報(bào)警系統(tǒng)可以做出相應(yīng)的反應(yīng)，通過建筑物管理人員對(duì)異常情況進(jìn)行及時(shí)的處理。

6結(jié)束語

篇3

1.1電氣工程自動(dòng)化模型得到了簡化。

通常而言，在電氣工程自動(dòng)化控制達(dá)到智能化目的之前往往需要建立相應(yīng)的模型，除此之外，在模型建立的時(shí)候還需要綜合考慮到很多會(huì)直接或者間接影響模型的參數(shù)。鑒于此，通過模型來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制歸納的說就是通過相關(guān)的動(dòng)態(tài)方程來控制和反饋數(shù)據(jù)的，但是通過這種方式是無法保證在數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠陂g不出現(xiàn)意外狀況來影響數(shù)據(jù)的傳輸以及反饋，這樣一來數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性就無法得到保證了，使得理論結(jié)果與現(xiàn)實(shí)實(shí)踐之間出現(xiàn)偏差也就不足為奇了，這會(huì)導(dǎo)致電氣工程自動(dòng)化控制的工作效率大大的降低。然而我們通過實(shí)踐得出，引入智能化技術(shù)能夠非常有效的跳過設(shè)計(jì)與建立模型這一環(huán)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的自動(dòng)化，從根本上降低了出現(xiàn)上述情況的可能性和風(fēng)險(xiǎn)，在很大程度上避免了那些不可控制的客觀因素發(fā)生，提高了控制器的精確度和自動(dòng)化的控制效率。

1.2確保電氣工程自動(dòng)化控制的統(tǒng)一。

傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制器一般地說都是就某個(gè)模型對(duì)象來加以控制的，事實(shí)證明，這種方式對(duì)于單個(gè)的模型控制效果良好，但是無法統(tǒng)一而全面的控制電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)，這樣一來就極易造成不同的模型之間各不相同。然而智能化電氣工程的自動(dòng)化控制就可以有效避免模型設(shè)計(jì)的這一環(huán)節(jié)，因此無法控制模型的復(fù)雜性這一問題就不復(fù)存在了，這不管是對(duì)于指定的對(duì)象或者非指定對(duì)象都能夠保證控制上的一致性，從根本上確保了電氣工程自動(dòng)化控制的統(tǒng)一，這樣一來不僅大大提高了自動(dòng)化控制器的工作效率，工作質(zhì)量也得到了質(zhì)的提高。

1.3有效控制了電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)。

前面已經(jīng)講到，智能化技術(shù)能夠控制和反饋對(duì)電氣工程中所有設(shè)備的數(shù)據(jù)，與此同時(shí)還能夠有效根據(jù)響應(yīng)時(shí)間、下降時(shí)間和魯棒性變化等參數(shù)來對(duì)電氣工程自動(dòng)化的控制程度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，這樣一來就可以節(jié)省了重新建立模型的時(shí)間，另外還可以在第一時(shí)間來處理因客觀因素以及預(yù)警自動(dòng)化控制過程中所造成的錯(cuò)誤。這樣及時(shí)的處理和高效的警惕大大降低了風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)省了很多的人力物力財(cái)力的消耗，從而更好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的有效控制。

2、智能化技術(shù)的有效應(yīng)用

就目前而言，智能化技術(shù)在電氣工程中主要應(yīng)用表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。

2.1模糊邏輯與控制。

一般地說，電氣工程的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中都會(huì)含有一定數(shù)量的模糊控制器，它能很好的代替PID控制器。就目前而言，模糊邏輯的控制主要有M型與S型兩種應(yīng)用類型，但是有一點(diǎn)需要強(qiáng)調(diào)的是，這兩種控制器都有各自的規(guī)則庫，又可以叫做ifthem的模糊規(guī)則集。其中S型控制器的規(guī)則為if。X是G，y是H，則W=f(X,Y)，這里所說的G與H指的都是模糊集，下面分別對(duì)這兩種應(yīng)用類型進(jìn)行介紹。M型控制器主要由模糊化、知識(shí)庫、推理機(jī)與反模糊化這四大部分所共同構(gòu)成，主要用于實(shí)現(xiàn)變量的測(cè)量、量化、模糊化的目的，其隸屬函數(shù)的形式也是多種多樣的；知識(shí)庫主要是由語言控制的數(shù)據(jù)庫與規(guī)則庫兩個(gè)部分，其開發(fā)方式是將專家知識(shí)與經(jīng)歷置于控制及應(yīng)用目標(biāo)上。值得注意的是，在建模的過程中，一定要使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的推理機(jī)與模糊控制器對(duì)其加以操作；推理機(jī)同樣也是模糊控制器中不可或缺的重要組成部分，它能夠很好地模仿人類決策與推理模糊控制行為；反模糊化主要用來量化與反模糊化，它包括的技術(shù)種類也比較多，其中應(yīng)用得最為廣泛的當(dāng)屬中間平均技術(shù)與最大化的反模糊化這兩種了。

2.2優(yōu)化設(shè)計(jì)與診斷故障。

在過去的很長一段時(shí)間里，設(shè)計(jì)產(chǎn)品通常都是依靠實(shí)驗(yàn)或者傳統(tǒng)手工檢驗(yàn)來完成，通過這種方式所得方案往往不是最優(yōu)方案。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的蓬勃發(fā)展以及在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，越來越多的電氣工程產(chǎn)品開始更多的選擇使用CAD來進(jìn)行設(shè)計(jì)。這樣大大減短了產(chǎn)品的開發(fā)周期，如果在這個(gè)過程中很好地滲透智能化技術(shù)，可謂是如虎添翼，使其設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率得到大大的提升，專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就是一個(gè)典型案例。不僅如此，智能化技術(shù)在優(yōu)化設(shè)計(jì)還體現(xiàn)在遺傳算法方面。眾所周知，遺傳算法是當(dāng)前全世界范圍內(nèi)比較先進(jìn)的計(jì)算法，其最大的優(yōu)勢(shì)之處在于計(jì)算精度高，因此在電氣工程中得到了親睞，而且在其中也起到了極其重要的作用。除此之外，故障和它的預(yù)兆在電氣工程中的關(guān)系是錯(cuò)綜復(fù)雜的，具有不確定與非線性的特點(diǎn)，這給我們的判斷帶來很大的困擾。

3、總結(jié)語

篇4

關(guān)鍵詞：供熱；自動(dòng)化控制；節(jié)能

0前言

天津市河北區(qū)金泰供熱中心建于2001年，是一所當(dāng)年立項(xiàng)，當(dāng)年設(shè)計(jì)，當(dāng)年施工，當(dāng)年竣工并投入運(yùn)行的大型集中供熱中心，該供熱中心設(shè)計(jì)供熱面積490萬平方米，承載天津市供熱總體規(guī)劃中的最大一片集中供熱區(qū)域。該項(xiàng)目的建設(shè)取代了小鍋爐房12個(gè)，為規(guī)劃新建的200萬平方米的居住區(qū)和現(xiàn)有的300萬平方米住宅區(qū)供暖，采用了較為先進(jìn)鍋爐集散控制系統(tǒng)和變頻調(diào)速，擁有先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備和巨大的擴(kuò)展功能。

1完善供熱中心DCS控制系統(tǒng)

1.1中心控制系統(tǒng)介紹

金泰供熱中心根據(jù)目前鍋爐配置情況，中心DCS控制采用2個(gè)操作員站、1個(gè)工程師站，鍋爐房公共部分及每臺(tái)鍋爐均設(shè)置了少量重要檢測(cè)點(diǎn)的后備儀表（公共部分的循環(huán)泵入口壓力、出口壓力、室外溫度、總管出水溫度、總管回水溫度、總管出口流量、各臺(tái)爐出口溫度、出口水壓、出口流量、爐膛溫度、爐膛負(fù)壓、聲光報(bào)警）和手操器（包括鼓、引風(fēng)手操、爐排手操、分層手操、循環(huán)泵手操），以保證投運(yùn)行試車和設(shè)備檢修期間，仍能夠保證鍋爐的基本運(yùn)行。

計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)采取了多可靠性措施，操作員站采用性能穩(wěn)定的工業(yè)PC機(jī)，且為冗余設(shè)計(jì)，在運(yùn)行中任何一個(gè)操作員站或任何一條網(wǎng)絡(luò)線出現(xiàn)故障，都不會(huì)影響鍋爐的正常運(yùn)行和操作。而DCS系統(tǒng)用于完成現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集、回路調(diào)節(jié)、邏輯聯(lián)鎖、順序控制等基本操作功能的現(xiàn)場(chǎng)控制。

1.2中心DCS控制示意圖

圖1、圖2具體描繪了集散控制的基本組成結(jié)構(gòu)及金泰供熱中心的現(xiàn)況:

圖1集散控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

1.3采用DCS控制的優(yōu)點(diǎn)

（1）人機(jī)界面好，便于操作管理

(2)系統(tǒng)高度的安全可靠；

(3)能達(dá)到最優(yōu)化管理；

(4)遠(yuǎn)距離控制與管理；

(5)利用充分的數(shù)據(jù)信息，科學(xué)節(jié)能運(yùn)行；

(6)系統(tǒng)構(gòu)成方便靈活，不僅易于擴(kuò)展，而且維修簡單；

(7)能與計(jì)算機(jī)和常規(guī)模擬儀表兼容，繼承它們的優(yōu)點(diǎn)。

1.4發(fā)展?jié)摿巴晟拼胧┆?/p>

1.4.1全面完善中心DCS軟硬件系統(tǒng)以發(fā)揮出最大效力

DCS系統(tǒng)以直觀的人機(jī)界面著稱，通過CRT圖形動(dòng)畫顯示，可以直觀的了解鍋爐及各設(shè)備的運(yùn)行情況，便于正常啟動(dòng)、合理操作和故障的排除，具體做法如下：

(1)完善、接入鍋爐的基本數(shù)據(jù)采集元件，如：爐膛壓力（壓力傳感器）、溫度（熱電偶）、出入水溫度（溫度傳感器或熱電阻），煙氧含量、出水流量（超聲波流量計(jì)）等，并且利用SUPCONJX-300X集散控制系統(tǒng)的組態(tài)軟件開發(fā)出相應(yīng)的監(jiān)視畫面，以達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。

圖2金泰供熱集散控制示意

(2)增加遠(yuǎn)紅外設(shè)備成像系統(tǒng)和室外溫度記錄裝置，使新增設(shè)備與DCS共用平臺(tái)對(duì)接，這樣可以充分在設(shè)備運(yùn)行期間24小時(shí)對(duì)所有電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控記錄，并且，通過室外溫度記錄裝置，在DCS中記錄全年室外溫度T0，以便正確調(diào)節(jié)及總結(jié)規(guī)律。確保正常運(yùn)行和人員合理配置。

(3)全面優(yōu)化SUPCONJX-300X集散控制系統(tǒng)軟件平臺(tái)，利用其系統(tǒng)組態(tài)（SCKey組態(tài)軟件）、圖形化組態(tài)（SCControl工具）、報(bào)表制作（SCForm軟件）、實(shí)時(shí)監(jiān)控（AdvanTrol軟件）等多功能綜合開發(fā)人機(jī)界面，增大DCS控制的直觀性，以便于使操作更合理。并且實(shí)現(xiàn)運(yùn)行記錄報(bào)表化打印，避免人工虛假填寫。

(4)在DCS控制系統(tǒng)中，完善目前運(yùn)行的投自動(dòng)功能。根據(jù)室外溫度的變化和每天時(shí)段的不同，計(jì)算機(jī)自動(dòng)改變鍋爐出口水溫的給定值，自動(dòng)調(diào)整爐排轉(zhuǎn)速、調(diào)煤比，調(diào)整引風(fēng)機(jī)保持爐膛負(fù)壓始終維持在給定值附近，使鍋爐維持在最佳或次最佳的燃燒狀態(tài)。然而此狀況目前不太穩(wěn)定，原因在于鍋爐燃燒水溫反饋之間根據(jù)室外溫度的不同有一段不定的滯后時(shí)間，故造成風(fēng)煤比處于動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，導(dǎo)致費(fèi)煤，熱效率不高，為解決此問題，必須采用模糊控制及人工智能，排除中間干擾環(huán)節(jié)，以達(dá)到平穩(wěn)、有效的燃燒控制。

(5)完善控制與連鎖功能。目前引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)及爐排、熱水循環(huán)泵為集中控制室與機(jī)旁兩地控制。鍋爐除渣機(jī)、灰渣水泵、軟水加壓泵及換熱循環(huán)泵為機(jī)旁就地控制。上煤系統(tǒng)為集中控制室與機(jī)旁兩地控制。另外，在聯(lián)鎖方面采取先引風(fēng)后鼓風(fēng)，再爐排的順序開機(jī)聯(lián)鎖，停機(jī)則反之。循環(huán)泵至少一臺(tái)啟動(dòng)后，鍋爐才能投入運(yùn)行；當(dāng)所有循環(huán)泵停機(jī)時(shí)，鍋爐停爐。當(dāng)運(yùn)行鍋爐出口壓力極低或鍋爐水溫極高時(shí)，自動(dòng)停爐聯(lián)鎖。循環(huán)泵及爐排事故停機(jī)時(shí)，聲光報(bào)警。引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、爐排采用變頻調(diào)速，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)。此類控制并無疑義，只是在集中顯示方面尚未體現(xiàn)，維修人員巡視量大，所以采用中央調(diào)度集中監(jiān)控設(shè)備起停及正常運(yùn)轉(zhuǎn)是必要的，這就需要在控制室DCS系統(tǒng)中完善上位機(jī)系統(tǒng)，從而節(jié)約人力。

1.4.2完善人工智能控制

鍋爐供熱控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，影響因素比較多，各因素之間相互影響、相互制約。而且鍋爐系統(tǒng)熱容性大、惰性強(qiáng)、安全性能要求高。因而就目前而言鍋爐控制完全依賴于自動(dòng)化控制難度非常大，也是不現(xiàn)實(shí)的。為此要求我們采取在自控的基礎(chǔ)上增加人工智能部分。在自動(dòng)控制狀態(tài)下，利用人的智能解決自控系統(tǒng)不能很好判斷的和處理的問題。用人工的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)與自控系統(tǒng)相互配合共同搞好鍋爐控制。例如：煤在鍋爐中的燃燒在本自控系統(tǒng)中占有非常重要的地位。但不同的煤種、不同發(fā)熱量的煤、不同揮發(fā)分含量的煤、不同顆粒大小的煤可直接導(dǎo)致不同的鍋爐燃燒狀況。但煤樣經(jīng)過人工分析后，操作人員就可以在自動(dòng)控制燃燒的狀況下，通過微機(jī)人工適當(dāng)?shù)卣{(diào)整爐排和鼓引風(fēng)轉(zhuǎn)數(shù)，而且還可以隨著鍋爐內(nèi)的負(fù)壓值和含氧量的不斷變化，必要時(shí)修正鼓引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)。

1.4.3完善DCS控制系統(tǒng)上位數(shù)據(jù)處理，發(fā)揮控制室的中央控制功能

中央控制室是一個(gè)集中控制的地方，在此處，可以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的集中管理，為此在目前現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上必須完善上位控制管理系統(tǒng)，以便實(shí)現(xiàn)控制的更加直觀有效。從而擴(kuò)大控制承載功能，為實(shí)現(xiàn)從鍋爐本體燃燒控制到無人職守?zé)崃φ緭Q熱的整體控制作擴(kuò)展。整體控制上位系統(tǒng)方案如圖3所示：

1.4.4完善DCS控制系統(tǒng)對(duì)各換熱站的分布式控制

各熱力站分散控制、中控室集中監(jiān)控、總體協(xié)調(diào)。即各熱力站根據(jù)本小區(qū)供熱的負(fù)荷變化和室外溫度變化，獨(dú)立的進(jìn)行本站一次網(wǎng)供水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門（近端）或增壓泵（遠(yuǎn)端）的調(diào)節(jié)控制，在本站進(jìn)行監(jiān)控的同時(shí)，將本站的一次網(wǎng)供給水、壓力、溫度、熱量，二次網(wǎng)供回水溫度、壓力以及室外溫度等參數(shù)送往中央控制室；中央控制室根據(jù)各熱力站送來的工況信息和環(huán)境信息，對(duì)全網(wǎng)的水力平衡和熱力平衡狀況進(jìn)行分析，根據(jù)負(fù)荷要求以具體的方式向熱源發(fā)出熱源質(zhì)、量調(diào)節(jié)的申請(qǐng)，同時(shí)對(duì)各熱力站發(fā)出協(xié)調(diào)命令，以維持大網(wǎng)的水力平衡。

對(duì)熱力站控制對(duì)象進(jìn)行分析，目前各換熱站的控制主要是一次網(wǎng)側(cè)供水流量的調(diào)節(jié)控制，其次是二次網(wǎng)側(cè)的循環(huán)泵轉(zhuǎn)速控制和起停控制。

目前金泰供熱中心下屬26個(gè)熱力站，將來根據(jù)設(shè)計(jì)承載能力，還有更多的熱力站并入該中心。

完善目前中心對(duì)下屬站的分布式控制結(jié)構(gòu)；

金泰熱中心目前采用的是西門子監(jiān)控系統(tǒng)軟件，但只做了部分試點(diǎn)工程，根據(jù)試點(diǎn)分站，我們對(duì)中心控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)想完善，其結(jié)構(gòu)圖4：

圖4系統(tǒng)總圖

整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用兩臺(tái)冗余的服務(wù)器，兩個(gè)操作員站，一個(gè)管理工作站，一個(gè)工程師站及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、UPS、大屏幕投影儀等。系統(tǒng)運(yùn)行后，兩臺(tái)服務(wù)器一主一備同時(shí)運(yùn)行，實(shí)時(shí)連接所有的RTU站，并時(shí)時(shí)存儲(chǔ)所有數(shù)據(jù)，操作員站上可以看到所有RTU站的數(shù)據(jù)，并能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，通過工程師站可以對(duì)RTU程序進(jìn)行遠(yuǎn)程下載、調(diào)試、修改。自帶的OPC通訊協(xié)議與第三方監(jiān)控系統(tǒng)提供了方便的數(shù)據(jù)交換功能，先進(jìn)的遠(yuǎn)程通訊，可以通過調(diào)制解調(diào)器和通訊網(wǎng)絡(luò)方便的進(jìn)行系統(tǒng)遠(yuǎn)端訪問。詳細(xì)介紹見軟件說明。

DesigoInsight的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是以模塊化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，并使用工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。

該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)全面支持系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交集、控制及圖形用戶面等系統(tǒng)功能。應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的軟件和硬件，該網(wǎng)絡(luò)能夠支持多種廣域網(wǎng)，可以將所有的節(jié)點(diǎn)連接成為一個(gè)整體的系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為TCP/IP，通過系統(tǒng)應(yīng)用程序可直接生成界面。同時(shí)該系統(tǒng)支持用全功能的圖形操作界面通過標(biāo)準(zhǔn)的撥號(hào)方式進(jìn)行遠(yuǎn)程組態(tài)和操作。

增設(shè)仿真模擬系統(tǒng)；

為了進(jìn)一步搞好大網(wǎng)的全網(wǎng)質(zhì)量雙調(diào)，我們?cè)诒卷?xiàng)目中引入了RISE仿真系統(tǒng)，在物理上熱網(wǎng)仿真系統(tǒng)處于中央控制室計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的上位機(jī)工作站中，處于我們系統(tǒng)控制方案的最上層，它可以不僅提供熱網(wǎng)控制的仿真指導(dǎo)、故障診斷，也可以通過中控SCADA的控制系統(tǒng)，直接參與熱網(wǎng)的質(zhì)量雙調(diào)、全網(wǎng)控制。

仿真系統(tǒng)的功能作用如下：

根據(jù)熱網(wǎng)的設(shè)計(jì)參數(shù)而建立的原始熱網(wǎng)模型，在安裝、調(diào)試時(shí)，計(jì)算負(fù)荷及相應(yīng)的二次網(wǎng)側(cè)流量、一次網(wǎng)流量、閥門開度，以減少調(diào)試的時(shí)間。

提供熱網(wǎng)的水壓趨勢(shì)圖，向操作員提供在室外溫度變化、負(fù)荷變化時(shí)，進(jìn)行各種質(zhì)、量調(diào)節(jié)后熱網(wǎng)的水壓趨勢(shì)，以使操作員提前了解調(diào)節(jié)方案的結(jié)果。避免熱網(wǎng)水力、熱力失衡、系統(tǒng)振蕩。

在熱網(wǎng)負(fù)荷變化時(shí)，向操作員提供操作控制指導(dǎo)，以供操作員選擇。

通過中控監(jiān)控系統(tǒng)的控制程序直接參與控制，提供優(yōu)化的控制方案。

根據(jù)熱網(wǎng)的物理模型，對(duì)現(xiàn)有工況進(jìn)行分析，以診斷非正常的工況、故障等，如堵、漏、熱力站水力失衡等。

離線對(duì)操作員進(jìn)行熱網(wǎng)運(yùn)行操作培訓(xùn)，在不干擾熱網(wǎng)運(yùn)行的前提下，高效率對(duì)操作員進(jìn)行仿真培訓(xùn)。



2完善中心及各分站的變頻控制

2.1采用變頻控制節(jié)能分析

風(fēng)機(jī)，是傳送氣體裝置。水泵，是傳送水或其它液體的裝置。就結(jié)構(gòu)和工作原理而言，兩者基本相同。現(xiàn)先以風(fēng)機(jī)為例加以說明。

2.1.1對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，屬于減少空氣動(dòng)力的節(jié)電方法

它和一般常用的調(diào)節(jié)風(fēng)門控制風(fēng)量的方法比較，具有明顯的節(jié)電效果。由圖5可以說明其節(jié)電原理：

圖中，曲線（1）為風(fēng)機(jī)在恒定轉(zhuǎn)速n1下的風(fēng)壓一風(fēng)量（H―Q）特性，曲線（2）為管網(wǎng)風(fēng)阻特性（風(fēng)門全開）。假設(shè)風(fēng)機(jī)工作在A點(diǎn)效率最高，此時(shí)風(fēng)壓為H2，風(fēng)量為Q1，軸功率N1與Q1、H2的乘積成正比，在圖中可用面積AH2OQ1表示。如果生產(chǎn)工藝要求，風(fēng)量需要從Q1減至Q2，這時(shí)用調(diào)節(jié)風(fēng)門的方法相當(dāng)于增加管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到曲線（3），系統(tǒng)由原來的工況點(diǎn)A變到新的工況點(diǎn)B運(yùn)行。從圖中看出，風(fēng)壓反而增加，軸功率與與面積BH1OQ2成正比。顯然，軸功率下降不大。如果采用變頻器調(diào)速控制方式，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由n1降到n2，根據(jù)風(fēng)機(jī)參數(shù)的比例定律，畫出在轉(zhuǎn)速n2風(fēng)量（Q-H）特性，如曲線（4）所示。可見在滿足同樣風(fēng)量Q2的情況下，風(fēng)壓H3大幅度降低，功率N3隨著顯著減少，用面積CH3OQ2表示。節(jié)省的功率N=（H1-H3）×Q2，用面積BH1H3C表示。顯然，節(jié)能的經(jīng)濟(jì)效果是十分明顯的。

由流體力學(xué)可知，風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，風(fēng)壓H與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率N與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。采用變頻器進(jìn)行調(diào)速，當(dāng)風(fēng)量下降到80%時(shí)，轉(zhuǎn)速也下降到80%，而軸功率N將下降到額定功率的51.2%,如果風(fēng)量下降到60%,軸功率N可下降到額定功率的21.6%,當(dāng)然還需要考慮由于轉(zhuǎn)速降低會(huì)引起的效率降低及附加控制裝置的效率影響等.即使這樣,這個(gè)節(jié)能數(shù)字也是很可觀的,因此在裝有風(fēng)機(jī)水泵的機(jī)械中,采用轉(zhuǎn)速控制方式來調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量,在節(jié)能上是個(gè)有效的方法。

2.1.2水泵的節(jié)能原理

許多補(bǔ)水泵都維持恒壓的情況下改變給水量（流量Q）從圖6可知：當(dāng)流量Q1降至Q2若不改變水泵轉(zhuǎn)速,揚(yáng)程將升至B工作點(diǎn)，其功率可用H2*Q2來計(jì)算，對(duì)應(yīng)面積BH20Q2。原A工作點(diǎn)功率Q1*HT圖上面積AHTOQ1，兩者所耗功率變化不大，如果我們降低轉(zhuǎn)速至（2）即可節(jié)能Q2*H2－Q2*HT=Q2（H2－HT），圖DBH2HT的面積即是節(jié)能值。再如流量變至Q3若仍以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，所需功率Q3*H1，浪費(fèi)能量為FCH1HT。

圖6

與風(fēng)機(jī)節(jié)能原理相同水泵電機(jī)輸出功率正比于轉(zhuǎn)速三次方關(guān)系，用變頻器進(jìn)行調(diào)速，流量下降，可保持恒壓HT。若轉(zhuǎn)速下降至額定轉(zhuǎn)速的80%，軸功率下降至額定功率的51.2%,流量下降至Q3,若使揚(yáng)程恒定,可使轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速的70%,此時(shí)，軸功率是額定值的34.3%,節(jié)能達(dá)65.7%,經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。

2.2變頻器節(jié)能數(shù)據(jù)示例

下面舉例說變頻器應(yīng)用在鍋爐采暖系統(tǒng)上的節(jié)能效果。80T熱水鍋爐所用電機(jī)容量如下：

引風(fēng)機(jī)：380KW鼓風(fēng)機(jī)：90KW循環(huán)泵：315KW

爐排：1.5KW給水泵：15KW(一用一備)

本變頻控制柜可保證在供熱鍋爐正常工作的基礎(chǔ)上,同時(shí)達(dá)到節(jié)電、節(jié)煤以及環(huán)保的目的。

電機(jī)總?cè)萘?380+90+315+1.5+15=801.5KW

本鍋爐視為供熱水的條件下每天工作24小時(shí)、每月30天，本變頻控制柜在起爐高額區(qū)和恒溫運(yùn)行區(qū)的綜合節(jié)電率約在35%左右，由此：

（1）每月節(jié)電總量=801.5KW×35%×24×30=201974.4度，按每度電以0.6元計(jì)算，則：80T爐的節(jié)電資金：0.6×201974.4度?=121184.64元/每月。

（2）每月用煤量約為2400噸，按5%節(jié)能率計(jì)算：每月節(jié)煤量：2400T×5%=120噸，現(xiàn)按每噸煤400元計(jì)算，每月節(jié)煤資金：400元×120噸=48000元，每月節(jié)電節(jié)煤總額：121184.64?+48000=169184.64元。

2.3采用變頻控制優(yōu)點(diǎn)

（1）采用變頻調(diào)速，消除了大電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)影響。

（2）采用變頻調(diào)速，消除了大電動(dòng)機(jī)大電流啟動(dòng)時(shí)的沖擊力矩對(duì)電機(jī)損壞。

（3）采用變頻調(diào)速，延長了電機(jī)、管網(wǎng)和閥門的使用壽命，減輕了維修人員的工作量，降低了維修費(fèi)用。

（4）提高了系統(tǒng)自動(dòng)裝置的穩(wěn)定性，為系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行提供了可靠保證；系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)得到改善，提高系統(tǒng)效率。

綜上所述，供熱中心及各分站采用和恢復(fù)變頻控制是必要的，同時(shí)要求操作人員熟練掌握工作原理，以便正確操作合理維護(hù)設(shè)備。

3增加供熱系統(tǒng)管理信息化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)

3.1按需構(gòu)建VPN網(wǎng)絡(luò)

VPN有三種解決方案，分別是：遠(yuǎn)程訪問虛擬網(wǎng)（AccessVPN）、企業(yè)內(nèi)部虛擬網(wǎng)（IntranetVPN）和企業(yè)擴(kuò)展虛擬網(wǎng)（ExtranetVPN）。針對(duì)金泰中心要進(jìn)行企業(yè)內(nèi)部各分支機(jī)構(gòu)的互聯(lián)，認(rèn)為使用IntranetVPN是很好的方式。

VPN(VirtualPrivateNetwork)通稱為虛擬專用網(wǎng)。虛擬專用網(wǎng)指的是依靠ISP（Internet服務(wù)提供商）和其它NSP（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商），在公用網(wǎng)絡(luò)中建立專用的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。VPN兼?zhèn)淞斯娋W(wǎng)和專用網(wǎng)的許多特點(diǎn)，將公眾網(wǎng)可靠的性能、豐富的功能與專用網(wǎng)的靈活、高效結(jié)合在一起，是介于公眾網(wǎng)與專用網(wǎng)之間的一種網(wǎng)。

3.2VPN網(wǎng)絡(luò)的整體方案

3.2.1網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

供熱總公司與各中心及其下屬分片區(qū)采用星型結(jié)構(gòu)通過光纖介質(zhì)接入網(wǎng)通公司的IP城域網(wǎng),組成VPN專用網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互訪。出于對(duì)數(shù)據(jù)傳輸安全性的考慮，利用專用的路由器且要求網(wǎng)通公司利用IP城域網(wǎng)的交換設(shè)備劃分虛擬局域網(wǎng)（VLAN），使公司各點(diǎn)組成一個(gè)獨(dú)立的VLAN，成為真正意義上的VPN。各中心通過交換機(jī)組成以太網(wǎng)，通過路由器和總公司連接構(gòu)成VPN網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

3.2.2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)

根據(jù)應(yīng)用軟件的使用要求，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)立三臺(tái)服務(wù)器。一臺(tái)Web服務(wù)器，一臺(tái)物流管理系統(tǒng)專用服務(wù)器，一臺(tái)收費(fèi)管理系統(tǒng)專用服務(wù)器。總公司內(nèi)部工作站通過四臺(tái)萬兆WS－4024交換機(jī)連接，為避免局域網(wǎng)內(nèi)部業(yè)務(wù)科室的工作站通過互聯(lián)網(wǎng)感染病毒，把需要連接互聯(lián)網(wǎng)的工作站劃分一個(gè)VLAN都統(tǒng)一接到TP－LinkSF3124P交換機(jī)上，考慮到在局域網(wǎng)內(nèi)部不同VLAN之間的通信量比較大，如果每一個(gè)數(shù)據(jù)包的傳輸都通過路由器，則隨著網(wǎng)絡(luò)上信息量的不斷增大路由器將不堪重負(fù)，并會(huì)成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。所以把TP－LinkSF3124P交換機(jī)接到具有三層交換技術(shù)的Cisco3550交換機(jī)再和Cisco3700路由器相連，從而減輕路由器的工作壓力。總公司路由器通過CiscoPIX515E防火墻和主干光纖連接，以防止病毒的侵入。各分公司的局域網(wǎng)由Cisco2600路由器和主干光纖連接，這樣構(gòu)成了熱力公司的VPN網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

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篇5

1 電氣自動(dòng)化控制技術(shù)分析 

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化，提升工藝的運(yùn)行水平。電氣自動(dòng)化控制是一類新型的技術(shù)，核心是電子技術(shù)，可以大面積地應(yīng)用到設(shè)備行業(yè)中。電氣自動(dòng)化控制的技術(shù)能力高，通過不同技術(shù)的相互配合，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化的運(yùn)行控制，而且自動(dòng)化控制是電氣運(yùn)行中的核心，保障生產(chǎn)的精確性和運(yùn)行速率。電氣自動(dòng)化控制能夠以少量程序控制多個(gè)變量，各個(gè)控制對(duì)象處于相互配合的狀態(tài)，提升了系統(tǒng)操作的水平，監(jiān)督被控對(duì)象的運(yùn)行過程，期間修正被控對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)，使其具備準(zhǔn)確、合理的運(yùn)行方式。 

2 電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展 

2.1 智能化 

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)下的產(chǎn)品、系統(tǒng)等，能夠根據(jù)指令智能化的完成操作，簡化操作服務(wù)的流程。智能化是電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的首要發(fā)展方向，正是由于智能化的要求，促使電氣自動(dòng)化控制技術(shù)與信息技術(shù)、通訊技術(shù)相互融合，注重技術(shù)中的性能開發(fā)，體現(xiàn)技術(shù)控制的速率。 

2.2 節(jié)約化 

節(jié)約化發(fā)展，是指電氣自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了節(jié)能與環(huán)保。例如：電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在照明系統(tǒng)中的應(yīng)用，其可輔助使用新能源，同時(shí)控制照明燈具的使用，延長燈具的使用壽命，既可以保障能源利用的效率，又可以提高照明設(shè)備的質(zhì)量。 

2.3 信息化 

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的信息化發(fā)展，改進(jìn)了技術(shù)運(yùn)行的方式，使電氣自動(dòng)化中，以信息控制為基礎(chǔ)，引進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等理論，支持電氣自動(dòng)化的控制運(yùn)行。 

2.4 統(tǒng)一化 

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)拉近了各個(gè)行業(yè)之間的距離，融入各項(xiàng)技術(shù)的同時(shí)，朝向統(tǒng)一化的方向發(fā)展。在電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的作用下，行業(yè)間遵循相同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使用方法、維護(hù)策略等，都逐步統(tǒng)一，在降低行業(yè)建設(shè)難度的同時(shí)，體現(xiàn)統(tǒng)一化發(fā)展的優(yōu)勢(shì)[1]。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的統(tǒng)一化發(fā)展，消除了行業(yè)之間潛在的發(fā)展矛盾，提升行業(yè)資源的利用效率，加快了信息傳輸、使用的速率。 

3 電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用 

3.1 工業(yè) 

工業(yè)是應(yīng)用最廣泛的行業(yè)，因?yàn)楣I(yè)規(guī)模較大，對(duì)電氣自動(dòng)化控制的需求大，所以我國積極推進(jìn)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用，致力于改善傳統(tǒng)工業(yè)的運(yùn)營方式[2]。PLC是電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的主要元件，其為一項(xiàng)可編程邏輯控制器，以工業(yè)企業(yè)為例，分析PLC的應(yīng)用。該工業(yè)為機(jī)械制造企業(yè)，基于PLC的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，為機(jī)械制造系統(tǒng)提供了相關(guān)的控制，PLC根據(jù)機(jī)械制造的需求，編寫了操作指令和邏輯運(yùn)算程序，簡化了機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)的操作，而且PLC的準(zhǔn)確度高，規(guī)避了該企業(yè)生產(chǎn)的誤差，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造的自動(dòng)化、信息化生產(chǎn)，PLC寫入編程后，控制了機(jī)械制造的過程，同時(shí)控制機(jī)械制造的參數(shù)，包括尺寸、溫度信息等，按照該企業(yè)機(jī)械制造的指令，構(gòu)成閉環(huán)生產(chǎn)方式，優(yōu)化機(jī)械制造的工藝流程，而且該企業(yè)在PLC中設(shè)計(jì)了PID模塊，通過PID子程序，準(zhǔn)確控制PLC的內(nèi)部編程，預(yù)防機(jī)械制造中出現(xiàn)問題。 

3.2 交通業(yè) 

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在交通業(yè)中的應(yīng)用，不僅體現(xiàn)在車輛運(yùn)輸上，還表現(xiàn)在紅綠燈、監(jiān)控系統(tǒng)等方面。車輛上的元件、器件等，基本都是電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的體現(xiàn)，提供專業(yè)的自動(dòng)化控制，保障車輛通行的安全[3]。例如：電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在電子眼中的應(yīng)用，代替警察執(zhí)法，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的違章取證，電子眼監(jiān)督交通系統(tǒng)中的車輛運(yùn)行，抓拍違法行為，提交到交通局的操作系統(tǒng)內(nèi)，減輕了交通執(zhí)法的工作負(fù)擔(dān)，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)彌補(bǔ)了電子眼的缺陷，促使其可更準(zhǔn)確、更快速、更清晰地實(shí)現(xiàn)抓拍取證，提升電子眼對(duì)交通運(yùn)輸?shù)谋O(jiān)控能力，有效控制電子眼的運(yùn)行，以免交通執(zhí)法中出現(xiàn)漏洞。我國各地政府在交通業(yè)建設(shè)中，積極引進(jìn)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，完善交通監(jiān)控體系，目前，測(cè)速器、屏顯等多個(gè)交通項(xiàng)目中，均涉及到電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的使用。 

3.3 農(nóng)業(yè) 

農(nóng)業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)支持，為了推進(jìn)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)，引入電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，全面建設(shè)智能農(nóng)業(yè)，加快農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展速度。以某地區(qū)農(nóng)業(yè)中的大棚種植為例，分析電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用。該地區(qū)傳統(tǒng)的大棚種植，是根據(jù)農(nóng)民種植經(jīng)驗(yàn)分配工作，一旦控制不好溫度、濕度，即會(huì)影響大棚種植的經(jīng)濟(jì)效益。研究人員將電氣自動(dòng)化控制技術(shù)引入到大棚種植內(nèi)，以育秧大棚為對(duì)象，構(gòu)建智能控制系統(tǒng)，大棚內(nèi)安裝不同屬性的無線傳感器，專門收集大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，如：光照、含水量等，進(jìn)行自動(dòng)化的信息采集，傳感器采集的信號(hào)傳輸?shù)娇刂浦行模葘?duì)標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)指標(biāo)，種植人員掌握大棚育秧的實(shí)際情況，同時(shí)根據(jù)對(duì)比結(jié)果調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的環(huán)境，遠(yuǎn)程控制特定的設(shè)備。該大棚內(nèi)部安裝了高清視頻，同樣接入到控制中心，種植人員可以隨時(shí)查看育秧的狀態(tài)，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，輔助構(gòu)建管理平臺(tái)，劃分為四個(gè)功能模塊，分布是傳感采集、視頻監(jiān)控、智能分析和遠(yuǎn)程控制，整體控制育秧大棚的生長環(huán)境，為幼苗的培育提供優(yōu)質(zhì)的環(huán)境。 

3.4 服務(wù)業(yè) 

人們對(duì)服務(wù)業(yè)的需求非常大，目的是方便人們的日常生活，特別是在電子產(chǎn)品上，更是體現(xiàn)出服務(wù)業(yè)對(duì)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的需求。生活中的電子產(chǎn)品，大多應(yīng)用了電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，如：智能手機(jī)、ipad、跑步機(jī)等，表明電氣自動(dòng)化對(duì)服務(wù)業(yè)市場(chǎng)的推進(jìn)作用[4]。近幾年，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，由服務(wù)業(yè)的電子產(chǎn)品，逐步轉(zhuǎn)型到企業(yè)內(nèi)，例如：餐飲服務(wù)中的“機(jī)器換人”概念，餐廳內(nèi)，機(jī)器人取代人工服務(wù)，提供點(diǎn)菜、傳菜等服務(wù)，機(jī)器人是餐飲業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，表明電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的重要性，此項(xiàng)技術(shù)在“機(jī)器換人”中，起到自動(dòng)化的控制作用，是機(jī)器人開發(fā)中不可缺少的技術(shù)。 

4 結(jié)束語 

電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，表明了該項(xiàng)技術(shù)在行業(yè)運(yùn)營中的重要性，滿足我國社會(huì)行業(yè)建設(shè)的基本需求。根據(jù)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，落實(shí)發(fā)展策略，充分發(fā)揮電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的潛力，保障其在未來的應(yīng)價(jià)值。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，必須符合現(xiàn)代企業(yè)的需求，由此才能規(guī)范控制技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用。

 

     

參考文獻(xiàn) 

[1]賢陽.應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展是工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)鍵—2007年紐倫堡電氣自動(dòng)化（系統(tǒng)和部件）展覽會(huì)紀(jì)實(shí)[J].自動(dòng)化博覽，2008，Z1：28-30. 

[2]吳琦.煤礦電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中單片機(jī)的應(yīng)用[J].硅谷，2015，3：118+120. 

 

篇6

關(guān)鍵詞：控制理論；系統(tǒng)化；比較教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）21-0042-02

控制理論是自動(dòng)化及其相關(guān)專業(yè)的一門重要核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，在武漢理工大學(xué)華夏學(xué)院（以下簡稱“我院”）自動(dòng)化專業(yè)，控制理論所授主要內(nèi)容為以經(jīng)典控制論為核心的“自動(dòng)控制原理”和以卡爾曼的狀態(tài)空間分析法為核心的“現(xiàn)代控制理論”。

其中，“自動(dòng)控制原理”是研究控制系統(tǒng)的一般規(guī)律，并為系統(tǒng)的分析和綜合提供基本理論和方法的專業(yè)基礎(chǔ)核心課程。該課程又是“現(xiàn)代控制理論”“過程控制系統(tǒng)”“運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”“智能控制”等許多后續(xù)課程的基礎(chǔ)。而作為其后續(xù)課程的“現(xiàn)代控制理論”仍作為碩士研究生“線性系統(tǒng)理論”與“最優(yōu)控制”等學(xué)位課程的基礎(chǔ)。這兩門課程理論性強(qiáng)，概念多且雜，對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求較高。而我院作為一個(gè)三本院校，自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生相比較一本和二本的學(xué)生而言，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較為薄弱，故學(xué)好這兩門課對(duì)學(xué)生來說至關(guān)重要且具有一定的難度。

而教好上述兩門課程也是教師必須思考和解決的重要問題。筆者經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐，摸索出一套比較適合三本院校學(xué)生的系統(tǒng)化教學(xué)方法，致力于培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)觀，進(jìn)行了一些嘗試，且取得了一定的效果。

一、工程背景系統(tǒng)性

任何一種理論的產(chǎn)生都有其歷史背景，都是在實(shí)踐中產(chǎn)生的。自動(dòng)控制技術(shù)萌芽在18世紀(jì)，在第一次世界工業(yè)革命期間，自動(dòng)控制技術(shù)逐漸應(yīng)用到現(xiàn)代工業(yè)中。其中最卓越的代表是瓦特（J.Watt）發(fā)明的蒸汽機(jī)離心調(diào)速器，一種憑借直覺的實(shí)證性發(fā)明。飛球調(diào)節(jié)器有時(shí)使蒸汽機(jī)速度出現(xiàn)大幅度振蕩，其他自動(dòng)控制系統(tǒng)也有類似現(xiàn)象。

由于當(dāng)時(shí)還沒有自控理論，所以不能從理論上解釋這一現(xiàn)象。為了解決這個(gè)問題，盲目探索了大約一個(gè)世紀(jì)之久。1868年英國麥克斯韋爾的“論調(diào)速器”論文指出：不應(yīng)單獨(dú)研究飛球調(diào)節(jié)器，必須從整個(gè)系統(tǒng)分析控制的不穩(wěn)定。麥克斯韋爾的這篇著名論文被公認(rèn)為自動(dòng)控制理論的開端，接著就進(jìn)入了經(jīng)典控制理論發(fā)展的孕育期。1875年，英國勞斯提出代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)。1895年，德國赫爾維茲提出代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)。1892年，俄國李雅普諾夫提出穩(wěn)定性定義和兩個(gè)穩(wěn)定判據(jù)。1932年，美國奈奎斯特提出奈氏穩(wěn)定判據(jù)。戰(zhàn)中自動(dòng)火炮、雷達(dá)、飛機(jī)以及通訊系統(tǒng)的控制研究直接推動(dòng)了經(jīng)典控制的發(fā)展。1948年，維納出版《控制論》，形成完整的經(jīng)典控制理論，標(biāo)志控制學(xué)科的誕生。維納成為控制論的創(chuàng)始人。

經(jīng)典控制理論的主要內(nèi)容包括：系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立、時(shí)域分析法、頻率特性法、根軌跡法、系統(tǒng)綜合與校正、非線性系統(tǒng)和采樣控制系統(tǒng)分析法等。

從四十年代到五十年代末，經(jīng)典控制理論的發(fā)展與應(yīng)用使整個(gè)世界的科學(xué)水平出現(xiàn)了巨大的飛躍，幾乎在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸及國防建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域都廣泛采用了自動(dòng)化控制技術(shù)（可以說工業(yè)革命和戰(zhàn)爭(zhēng)促使了經(jīng)典控制理論的發(fā)展）。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不僅需要迅速地發(fā)展控制理論，而且也給現(xiàn)代控制理論的發(fā)展準(zhǔn)備了兩個(gè)重要的條件――現(xiàn)代數(shù)學(xué)和數(shù)字計(jì)算機(jī)。現(xiàn)代數(shù)學(xué)，例如泛函分析、現(xiàn)代代數(shù)等，為現(xiàn)代控制理論提供了多種多樣的分析工具；而數(shù)字計(jì)算機(jī)為現(xiàn)代控制理論發(fā)展提供了應(yīng)用的平臺(tái)。[1]

在二十世紀(jì)五十年代末，計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展推動(dòng)了核能技術(shù)、空間技術(shù)的發(fā)展，并且為多輸入多輸出系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)和時(shí)變系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)提供了新的手段。

五十年代后期，貝爾曼（Bellman）等人提出了狀態(tài)分析法，在1957年提出了動(dòng)態(tài)規(guī)劃。1959年卡爾曼（Kalman）和布西創(chuàng)建了卡爾曼濾波理論；1960年在控制系統(tǒng)的研究中成功地應(yīng)用了狀態(tài)空間法，并提出了可控性和可觀測(cè)性的新概念。

由上面的歷史背景介紹可以看出，現(xiàn)代控制理論是在自動(dòng)控制理論的基礎(chǔ)上發(fā)展得到的，盡管兩種理論在方法和思路上有顯著的不同，但是在教授的時(shí)候不能將兩者視為單獨(dú)的個(gè)體。筆者每次在緒論部分都會(huì)系統(tǒng)化地講解理論的產(chǎn)生，以讓學(xué)生對(duì)兩門課程形成一個(gè)初步的比較清晰的認(rèn)識(shí)。

二、理論教學(xué)的系統(tǒng)性

在這兩門課程的理論教學(xué)過程中，雖然涉及到的知識(shí)點(diǎn)有差異，但是經(jīng)筆者研究，在具體教學(xué)中，兩門課程的教學(xué)有些許共性，比如說兩門課程的教學(xué)流程就基本一致。如圖1所示：相對(duì)于現(xiàn)代控制原理而言，自動(dòng)控制原理理論推導(dǎo)較少，同時(shí)其工科背景較強(qiáng)，實(shí)例較多。在學(xué)習(xí)之初，可先幫助學(xué)生搭建起分析問題和解決問題的基本框架，形成一個(gè)較為初步的系統(tǒng)觀。

自動(dòng)控制原理分析問題的核心是數(shù)學(xué)建模，穩(wěn)定性判斷和性能指標(biāo)的計(jì)算，[2]主要分析方法是時(shí)域分析法、頻域分析法和根軌跡分析法。時(shí)域分析法直觀易懂，頻域分析法是自動(dòng)控制原理的核心，根軌跡分析法在目前的工程實(shí)踐中已用的很少，在學(xué)時(shí)有限的情況下可略講。在實(shí)際講解的過程中，要合理安排學(xué)時(shí)，適當(dāng)加快時(shí)域分析法的講授，略講根軌跡分析法，重點(diǎn)講解頻域分析法及系統(tǒng)校正。

現(xiàn)代控制理論包含了大量的理論概念機(jī)數(shù)學(xué)公式，在實(shí)際講授中，應(yīng)弱化理論推導(dǎo)，在教學(xué)過程中可結(jié)合倒立擺工程實(shí)例，從建模、穩(wěn)定性分析、能控能觀性分析、極點(diǎn)配置到狀態(tài)反饋，形成一個(gè)較為完整的分析過程。[3]

總而言之，在講解的過程中，注重引言，初步建立系統(tǒng)觀，結(jié)合實(shí)例，比較異同，突出重難點(diǎn)，最后再通過總結(jié)強(qiáng)化各知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系。[4]

三、實(shí)踐教學(xué)的系統(tǒng)性

1.重視實(shí)驗(yàn)，理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的系統(tǒng)化[5]

以往，控制理論的實(shí)驗(yàn)課和理論課教學(xué)是獨(dú)立的，理論課教師和實(shí)驗(yàn)課教師各行其道，相互交流匱乏。目前，學(xué)院已明確提出，理論課教學(xué)和實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的一致性，理論課教師必須參與進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教學(xué)手段要豐富、系統(tǒng)。

2.實(shí)驗(yàn)箱教學(xué)和仿真教學(xué)的系統(tǒng)化

首先在實(shí)驗(yàn)箱上搭建模擬電路，利用信號(hào)發(fā)生器、示波器等測(cè)量波形和數(shù)據(jù)。同時(shí)引入MATLAB仿真，先引出數(shù)學(xué)模型，利用MATLAB強(qiáng)大的系統(tǒng)工具箱分析并繪制各種相應(yīng)曲線，利用Simulink工具箱進(jìn)行校正和狀態(tài)反饋設(shè)計(jì)。[6]最后，對(duì)比電路測(cè)試波形和仿真結(jié)果，可讓學(xué)生深入了解理論和實(shí)際參數(shù)之間的差異，進(jìn)而尋找原因，加深理解。

四、今后教學(xué)方向

在今后的教學(xué)過程中，可進(jìn)一步加強(qiáng)比較，加強(qiáng)學(xué)生的系統(tǒng)觀，并且嘗試遷移到其他相關(guān)學(xué)科，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)整個(gè)學(xué)科的理解。

參考文獻(xiàn)：

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