發(fā)布時(shí)間：2022-04-11 03:19:55
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇控制系統(tǒng)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)
PLC的運(yùn)轉(zhuǎn)十分穩(wěn)定，在保證高速率的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，還能夠保持安全可靠的性能，它還具備十分強(qiáng)大的兼容功能，結(jié)構(gòu)以模塊的形式存在，能夠根據(jù)需要進(jìn)行靈活的重組，程序十分簡單明了，功能更加豐富，可以很容易的實(shí)現(xiàn)各種形式的遠(yuǎn)程操作。PLC從本質(zhì)上來講屬于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的范疇，只是由于其能夠很好的連接到工業(yè)中，實(shí)現(xiàn)通過傳輸數(shù)據(jù)指令進(jìn)行生產(chǎn)控制，所以使得這一系統(tǒng)的能夠發(fā)揮出巨大的功效，隨著其應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，逐漸建立起了可靠地控制系統(tǒng)。PLC是以程序控制器為基礎(chǔ)，并通過對(duì)微機(jī)控制器的科學(xué)應(yīng)用衍生出來的一種計(jì)算機(jī)技術(shù)，隨著人們?cè)谧詣?dòng)化領(lǐng)域投入的不斷加大，研究腳步的不斷深入，這一系統(tǒng)得到了極大程度的簡化，變得更加微型化，不僅如此，還開始向著更加個(gè)人化的開放性網(wǎng)絡(luò)控制的方向發(fā)展，能夠?qū)崿F(xiàn)各種形式、各種領(lǐng)域的控制。盡管它的功能十分強(qiáng)大，但是依舊存在著很多薄弱環(huán)節(jié)，舉例來講，經(jīng)過長時(shí)間的使用之后，系統(tǒng)所產(chǎn)生的勞損將會(huì)直接導(dǎo)致繼電器產(chǎn)生觸點(diǎn)電弧，如果情況嚴(yán)重，將會(huì)使得系統(tǒng)對(duì)于指令的執(zhí)行出現(xiàn)偏差，這將對(duì)生產(chǎn)造成嚴(yán)重負(fù)面影響。
2探究PLC的可靠性
盡管PLC系統(tǒng)能夠很好地與工業(yè)生產(chǎn)相融合，并在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮出強(qiáng)大的作用，有著很強(qiáng)的穩(wěn)定性。但是如果受到特定條件的限制和影響，極有可能產(chǎn)生極其強(qiáng)烈的電磁波干擾，影響到程序的運(yùn)算，使系統(tǒng)產(chǎn)生錯(cuò)誤的操作指令，最終致使PLC的運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)偏差。想要使得PLC控制系統(tǒng)變得更加可靠，應(yīng)該從多個(gè)角度、多個(gè)方面、多個(gè)環(huán)節(jié)強(qiáng)化控制，才能夠使其抗干擾能力得到系統(tǒng)性的提高。
2.1信號(hào)傳輸中斷
首先機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障會(huì)影響到信號(hào)的傳輸，出現(xiàn)中斷現(xiàn)象，從而使得自動(dòng)控制系統(tǒng)不能夠接收到正確的指令，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)停滯，自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)揮不出作用，無法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行程序運(yùn)算，難以執(zhí)行系統(tǒng)發(fā)出的指令；其次如果觸點(diǎn)沒能夠保證與接線嚴(yán)密的接觸，這就會(huì)使得數(shù)據(jù)的傳輸出現(xiàn)中斷，無法順利到達(dá)數(shù)據(jù)庫，這樣一來數(shù)據(jù)就失去價(jià)值，不能夠通過收集整理，來為決策提供科學(xué)的數(shù)據(jù)參考，同時(shí)也無法形成相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；最后在信號(hào)傳輸出現(xiàn)中斷的情況下，會(huì)導(dǎo)致機(jī)械出現(xiàn)觸點(diǎn)抖動(dòng)的現(xiàn)象，盡管相關(guān)的防御系統(tǒng)已經(jīng)十分的完善，但是還是會(huì)受到系統(tǒng)掃描周期的限制，使得指令在計(jì)數(shù)累加的情況下出現(xiàn)偏差。還有各個(gè)閥門不能夠正常的開閉，使系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)處于混亂狀態(tài)，最終導(dǎo)致系統(tǒng)呈現(xiàn)出極大的不穩(wěn)定性。
2.2PLC在干擾下無法正常執(zhí)行指令
當(dāng)PLC受到干擾，指令傳輸就會(huì)出現(xiàn)故障，最終使得指令不能夠得到標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；當(dāng)控制變頻器在啟動(dòng)的過程中出現(xiàn)故障，附帶的電機(jī)無法正常運(yùn)行；PLC無法對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行專業(yè)的處理，控制負(fù)載不能夠得到妥善的解決。這些都是故障存在的原因，只有將這些問題有效的解決，系統(tǒng)才能夠變得更加安全可靠。當(dāng)PLC系統(tǒng)需要在高強(qiáng)度電磁干擾下正常運(yùn)轉(zhuǎn)和工作時(shí)，只能通過多線路分開供電的方式將動(dòng)力電源與控制電源分離，如果條件允許，還可以利用具備屏蔽和隔離功能的變壓器來完成供電，在線路構(gòu)思時(shí)，應(yīng)該在功率設(shè)置時(shí)就留有一定的余地，并運(yùn)用穩(wěn)壓電源進(jìn)行外接供電。
3從設(shè)計(jì)方案探究PLC控制系統(tǒng)可靠性
在信息技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)中，人們?yōu)榱耸沟蒙罡虞p松，開始了對(duì)自動(dòng)化的極力追逐，通過人們不懈努力，PLC系統(tǒng)已經(jīng)從功能上實(shí)現(xiàn)了階段性的優(yōu)化，不僅能夠?qū)?shù)字指令儲(chǔ)存起來，使得整個(gè)控制流程集成化、模式化，還通過增添模擬量處理等附加功能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)以及過程的多方面控制。
3.1完善PLC報(bào)警系統(tǒng)
在對(duì)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，通過加入設(shè)計(jì)性的故障，以此來測試報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)，會(huì)通過文字的提示了解到發(fā)生的故障類型，故障的具體位置會(huì)顯示在工藝流程圖的指示燈上，為了避免指示燈故障影響到對(duì)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)狀況正常的了解，還設(shè)置了專門的故障測試系統(tǒng)，當(dāng)這一系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，全部故障指示燈都會(huì)被點(diǎn)亮。為了將過去隱藏著的問題干凈徹底的清除，應(yīng)該加大人力、物力的投入力度，將相關(guān)的關(guān)鍵線路和重點(diǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行仔細(xì)的核查。將指示燈分布在控制柜上，根據(jù)指示燈判斷機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。在這種情況下，要進(jìn)行明確的界限劃分，將指示燈在相對(duì)應(yīng)的位置分布，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)能夠?qū)ο嚓P(guān)崗位上的主管人員起到及時(shí)的警示作用，方便責(zé)任人進(jìn)行及時(shí)的應(yīng)對(duì)，保證機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
3.2強(qiáng)化PLC信號(hào)傳輸強(qiáng)度
確定相關(guān)的開關(guān)能夠正常的閉合，保證變壓器的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)短路影響到信號(hào)傳輸，除此之外還能夠避免接觸不良的出現(xiàn)。加強(qiáng)PLC系統(tǒng)中分析系統(tǒng)的建設(shè)，使得信號(hào)在傳輸之后能夠在數(shù)額方面得到體現(xiàn)，同時(shí)也能夠在時(shí)長中得到體現(xiàn)，將各項(xiàng)指標(biāo)的平均水平展示在主界面，通過模塊建設(shè)使得分析功能更加多樣化，不僅能夠進(jìn)行流向分析，還能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)段分析。
4結(jié)語
自動(dòng)化不斷普及的過程中，PLC所覆蓋的范圍在逐步擴(kuò)大，通過深入的研究提升控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，在社會(huì)需求日益迫切的今天有著很大的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。在這樣的背景下，自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究問題已經(jīng)成為了社會(huì)各界關(guān)注的重點(diǎn)，將PLC系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性全面提升，能夠極大程度的提高工業(yè)生產(chǎn)能力以及市場競爭力。PLC的應(yīng)用成本的不斷降低以及人們需求的日益強(qiáng)烈，已經(jīng)使得PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)占據(jù)了市場的主流位置。
作者：高瑞單位：邵陽學(xué)院電氣系測控技術(shù)與儀器專業(yè)
1DCS集散控制系統(tǒng)概述
對(duì)于DCS集散控制系統(tǒng)來說，其主要包括工程師站、操作員站以及現(xiàn)場控制站等幾部分組成，不同的站點(diǎn)之間所負(fù)責(zé)的內(nèi)容不同，其中工程師站與操作員站主要來完成生產(chǎn)過程的集中管理，而現(xiàn)場控制站則來完成分散控制，站間利用通信網(wǎng)路框架實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。從結(jié)構(gòu)特征上來看，集散控制系統(tǒng)為分級(jí)遞階結(jié)構(gòu)，其中現(xiàn)場控制站主要面向工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場過程量控制接口裝置，同時(shí)實(shí)現(xiàn)部分控制功能，例如PID回路控制、參算計(jì)算機(jī)等。而對(duì)于工程師站與操作員站來說，以相對(duì)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)管理功能，主要通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來完成生產(chǎn)過程中各項(xiàng)信息資料的收集、整理，以及生產(chǎn)行為的實(shí)時(shí)監(jiān)督與管理，工程師站主要來完成系統(tǒng)組態(tài)功能。站間利用通信網(wǎng)絡(luò)框架來完成所有信息數(shù)據(jù)的傳遞，使得不同站點(diǎn)之間形成一個(gè)相互影響相互促進(jìn)的系統(tǒng)。DCS集散控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及通訊技術(shù)的相互融合，并且在設(shè)計(jì)上采用的冗余以及分散機(jī)構(gòu)等技術(shù)，提高了系統(tǒng)的可靠性。現(xiàn)在集散控制系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，通過良好的人際交流界面，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)過程監(jiān)控與集中控制管理。
2DCS集散控制系統(tǒng)組態(tài)軟件構(gòu)成
2.1實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫作為若干標(biāo)記名變量的集合，可以說是整個(gè)系統(tǒng)組態(tài)軟件的優(yōu)秀部分，其中每一個(gè)標(biāo)記名變量都是數(shù)據(jù)庫的一個(gè)記錄，主要由多個(gè)數(shù)據(jù)字段組成，從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)成特點(diǎn)來看，其所具有的緊湊性與實(shí)時(shí)性對(duì)提高系統(tǒng)控制管理效果具有重要意義。另外，其一般都設(shè)置有SQL接口，能夠順利與其他支持SQL的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問。
2.2驅(qū)動(dòng)組態(tài)
輸入輸出驅(qū)動(dòng)是DCS集散控制系統(tǒng)的重要組態(tài)，作為關(guān)鍵性任務(wù)其需要為系統(tǒng)提供多種PLC以及DCS驅(qū)動(dòng)，并保證其所具有的通用性特點(diǎn)可以滿足系統(tǒng)運(yùn)行的需求。從實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行分析，如果想要保證組態(tài)設(shè)計(jì)效果，要求其必須具備市場上所具有的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。一方面，將集散控制系統(tǒng)與單機(jī)進(jìn)行連接，應(yīng)確保控制站數(shù)據(jù)可以通過串行口完成與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫信息的交換；另一方面，將系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接時(shí)，要求實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中所含信息可以下裝到控制站中，相應(yīng)的控制站也可以通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將存在的數(shù)據(jù)上傳給監(jiān)控站，實(shí)現(xiàn)不同站間信息的交流。
2.3報(bào)警組態(tài)
報(bào)警組態(tài)即時(shí)間記錄報(bào)警，主要就是通過打印或者記錄的方式，將被控對(duì)象的報(bào)警狀態(tài)記錄在磁盤文件中。同時(shí)系統(tǒng)用戶可以對(duì)該報(bào)警事件進(jìn)行級(jí)別的確定，最后通過報(bào)警來完成系統(tǒng)中此事件的啟動(dòng)。
2.4功能組態(tài)
系統(tǒng)功能組態(tài)軟件模塊比較多，如連續(xù)控制模塊、邏輯控制模塊以及預(yù)算模塊等，不同模塊來負(fù)責(zé)相應(yīng)的功能，以此來完成系統(tǒng)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)全過程的控制管理。其中，基于滿足不同系統(tǒng)用戶的實(shí)際需求，功能組態(tài)軟件設(shè)計(jì)，還可以實(shí)現(xiàn)特殊控制算法，用戶只需要按照自身需求通過編程即可來實(shí)現(xiàn)功能模塊的設(shè)計(jì)，在進(jìn)行編程時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際情況來確定操作行為，因?yàn)橐恍?fù)雜的控制，用戶自行編程存在很大的困難。
3DCS集散控制系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)研究
3.1組態(tài)數(shù)據(jù)庫
組態(tài)數(shù)據(jù)配置文件主要是對(duì)用戶組態(tài)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行保存，配置文件主要包括了數(shù)據(jù)點(diǎn)參數(shù)配置以及數(shù)據(jù)源連接等。在組態(tài)數(shù)據(jù)庫configdb中，根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四個(gè)數(shù)據(jù)表，分別為命名為conanalog、conao、memdata以及connumeic，用來存放I/O模擬量輸入點(diǎn)、I/O模擬量輸出點(diǎn)、中間變量以及I/O數(shù)字量點(diǎn)，其中組態(tài)配置文件主要使用文本文件格式來實(shí)現(xiàn)功能設(shè)計(jì)。用戶在保護(hù)數(shù)據(jù)庫組態(tài)信息時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將四個(gè)表中所配置的信息分別存儲(chǔ)在到tsg00.txt、tsg01.txt、tsg02.txt以及globaldata.txt文件中，生成組態(tài)數(shù)據(jù)配置文件。
3.2實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線控件設(shè)計(jì)
趨勢(shì)曲線形狀與坐標(biāo)類似，其中X軸代表時(shí)間、Y軸代表變量值，通過曲線的變化形式來確定各變量的變化趨勢(shì)。對(duì)于實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線組件的設(shè)計(jì)，可以滿足用戶同時(shí)定義四個(gè)不同變量的要求，即一個(gè)曲線圖只能完成四條曲線的顯示。其中，系統(tǒng)用戶可以就趨勢(shì)圖曲線中時(shí)間間距以及數(shù)據(jù)數(shù)值等信息進(jìn)行自定義，另外還可以自行確定曲線顏色、繪制曲線方式等。在集散控制系統(tǒng)使用過程中，是對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控與控制，因此實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖曲線可以自主完成更新，即及時(shí)將各數(shù)據(jù)信息的變化顯示出來，使用戶可以更直觀的了解到整個(gè)控制過程中不同數(shù)據(jù)的變化。并在組態(tài)畫面上完成相應(yīng)曲線空間的畫圖，選中該控件后淡季右鍵顯示控件各項(xiàng)屬性，在菜單欄里將完成曲線定義與標(biāo)識(shí)定義。
3.3報(bào)警組態(tài)設(shè)計(jì)
通過對(duì)報(bào)警組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)，使得用戶可以實(shí)時(shí)掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)存在的故障及時(shí)進(jìn)行處理，避免受外界因素的影響。報(bào)警組態(tài)的設(shè)計(jì)可以選擇用報(bào)警組件來實(shí)現(xiàn)，主要包括報(bào)警變量值、報(bào)警組名以及報(bào)警變量值等。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，應(yīng)先對(duì)所有報(bào)警變量值進(jìn)行計(jì)算，并將其與報(bào)警變量定義過程中配置的屬性值進(jìn)行比較，如果存在報(bào)警事件既可以在報(bào)警組件中顯示。
4結(jié)語
集散控制系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)全程管理與控制中，對(duì)提高生產(chǎn)效率具有重要意義。在對(duì)組態(tài)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求，以提高系統(tǒng)運(yùn)行效率為目的，從不同構(gòu)成環(huán)節(jié)進(jìn)行分析研究，爭取通過合理的設(shè)計(jì)來提高系統(tǒng)管理效果。
作者：趙小春陳超單位：陜西比迪歐化工有限公司
一控制系統(tǒng)的組成和功能
該光纖帶松套管生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)主要是由絞體控制、油膏填充控制、擠塑機(jī)控制、水溫控制、牽引控制、張力控制和收線控制等部分組成。光纖帶放線形式為主動(dòng)放線，在線調(diào)節(jié)、同步精度高；油膏除氣泡裝置可給多條生產(chǎn)線供膠；系統(tǒng)具有操作界面簡單易用等特點(diǎn)。該光纖帶松套管生產(chǎn)線的主控制系統(tǒng)主要由上位機(jī)（IPC）、下位機(jī)（PLC）、現(xiàn)場總線系統(tǒng)以及各種執(zhí)行部件（如伺服控制器、變頻器等）組成。整個(gè)控制系統(tǒng)以PLC（可編程邏輯控制器）為優(yōu)秀，通過MPI接口及PROFIBUS－DP控制總線在PLC與計(jì)算機(jī)之間以及PLC與PLC之間交換信息，從而控制系統(tǒng)的運(yùn)行。PLC同時(shí)采集和發(fā)出系統(tǒng)所需的各種信號(hào)，然后再通過與計(jì)算機(jī)的相互協(xié)作，完成總體控制。監(jiān)控軟件安裝于上位機(jī)，為用戶提供了一個(gè)友好的界面，用于圖形顯示、消息、歸檔以及報(bào)警的處理等。系統(tǒng)畫面更新更快速、數(shù)據(jù)的使用更可靠，具有高度的實(shí)用性；可以通過開放數(shù)據(jù)庫互連（ODBC）和結(jié)構(gòu)化查詢語言（SQL）方式對(duì)該系統(tǒng)中的歸檔數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問。IPC的作用主要是用于提供友好的、可操作性的人機(jī)界面（HMI），不直接參與運(yùn)算與控制。該系統(tǒng)采用了研華工控機(jī)作為上位機(jī)，其采用IntelCPU、1GB隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）、120GB硬盤、可刻錄光驅(qū)、USB接口，還配有19吋液晶顯示器、威達(dá)工控鍵盤、打印機(jī)、網(wǎng)卡等；如在其擴(kuò)展插槽內(nèi)安裝西門子CP5611通訊卡，可實(shí)現(xiàn)IPC和PLC的數(shù)據(jù)通訊。IPC的控制軟件是Winccflexbile2008，它是基于Windows的應(yīng)用軟件，集控制技術(shù)、圖形技術(shù)、人機(jī)界面技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一身，具有動(dòng)態(tài)顯示、報(bào)警、控制網(wǎng)絡(luò)通信等組件，可提供友好的用戶界面，使設(shè)備操作更直觀、更簡便。根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，經(jīng)過同類產(chǎn)品的比較，該系統(tǒng)選用性能非常可靠的西門子S7－300PLC。PLC系統(tǒng)的作用在于實(shí)現(xiàn)開關(guān)量的輸入和輸出，模擬量的輸入和輸出以及大部分?jǐn)?shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算；PLC直接參與控制和檢測，在生產(chǎn)線過程控制的同時(shí)，將狀態(tài)信息通過通訊送到上位機(jī)，由上位機(jī)來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的實(shí)時(shí)參數(shù)和狀態(tài)信息顯示。
二關(guān)鍵控制點(diǎn)的設(shè)計(jì)
在該光纖帶松套管生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)中光纖帶的放帶張力和兩級(jí)牽引之間的三輪組張力是控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵和難點(diǎn)。光纖帶的放帶張力不僅會(huì)影響到光纖帶在松套管中的余長和余長一致性，同時(shí)還可能影響光纖的損耗，而三輪組張力直接影響光纖帶的余長。
1光纖帶恒張力放帶
1．1設(shè)備組成該光纖帶松套管生產(chǎn)線中共有18個(gè)頭放線裝置，分別裝在兩個(gè)絞體上，絞體為整體框式結(jié)構(gòu)，可裝18個(gè)直徑為410mm的光纖帶放線盤。光纖帶放線設(shè)備的結(jié)構(gòu)，其為主動(dòng)放帶。該放線控制器采用LENZEEVF9300系列交流變頻驅(qū)動(dòng)，電機(jī)采用LENZE交流變頻電機(jī)。變頻器控制光纖帶放出后，經(jīng)導(dǎo)輪組引導(dǎo)到分線裝置，其中有一個(gè)導(dǎo)輪安裝了張力傳感器，實(shí)時(shí)檢測光纖帶張力，光纖帶再經(jīng)油膏預(yù)填充后被引入并帶模具，進(jìn)而使光纖帶有序、緊密、不松散地疊合成一體后被引導(dǎo)入擠塑模頭。
1．2硬件組態(tài)控制系統(tǒng)中以西門子S7－315－2DP作為PROFIBUS現(xiàn)場總線主站，提供與LENZE控制器的EM2133DP通訊卡直接循環(huán)通信。每路放帶驅(qū)動(dòng)控制部分采用LENZE的EVF9321交流變頻控制器，并在變頻器上安裝了EM2133的DP通訊卡，放線電機(jī)采用180W的LENZE三相異步電機(jī)，張力傳感器輸出信號(hào)為0～10V。主控制臺(tái)采用了西門子公司的S7系列PLC控制系統(tǒng)以及PROFIBUS現(xiàn)場總線。光纖帶盤的速度和光纖帶張力是通過一個(gè)高速的柔性測力傳感器系統(tǒng)來控制。每個(gè)光纖帶主動(dòng)放線架的運(yùn)行控制和實(shí)時(shí)張力可通過PROFIBUS總線與主站PLC進(jìn)行信息的交換，從而實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)屏幕上實(shí)時(shí)顯示每路張力，并具有張力在線可調(diào)的功能，保障光纖帶張力在釋放過程中穩(wěn)定。本系統(tǒng)的硬件組態(tài)是在PLC編程軟件STEP7中導(dǎo)入LENZE控制器設(shè)備數(shù)據(jù)庫文件（LENZ213GSD）來完成的，設(shè)置與從站的總線通訊率，并選擇參數(shù)過程數(shù)據(jù)對(duì)象（PPO）類型。S7－300PLC與LENZE9300系列PROFIBUS－DP通訊PPO1協(xié)議（4PKW＋2PZD）參數(shù)通道PKW訪問實(shí)現(xiàn)，通過PKW參數(shù)通道可以訪問和設(shè)置所有變頻器的參數(shù)，PZD過程字控制直接用MOVE（L或T）指令把控制字、過程參數(shù)，讀或?qū)憣?duì)應(yīng)PIW＊＊＊、PQW＊＊＊地址即可。為LENZE控制器分配網(wǎng)絡(luò)地址，通過EM2133DP通訊卡上的8位撥碼開關(guān)設(shè)定該控制器的DP地址，通過參數(shù)設(shè)置與主站的PROFIBUS－DP總線通訊率，從而完成數(shù)據(jù)的讀寫和控制數(shù)據(jù)的傳輸，如狀態(tài)字、控制字、給定值和實(shí)際值、傳輸傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置和診斷信號(hào)。
1．3張力控制的軟件設(shè)計(jì)張力控制是光纖放帶的難點(diǎn)，必須要保持張力恒定，而恒張力常常和線速度有關(guān)，這就要求電機(jī)的轉(zhuǎn)速與卷徑成反比。我們利用張力傳感器對(duì)張力實(shí)現(xiàn)閉環(huán)調(diào)節(jié)，在控制算法中加入卷徑計(jì)算，用卷徑計(jì)算的擾動(dòng)來補(bǔ)償調(diào)節(jié)，間接實(shí)現(xiàn)張力控制，確保張力的恒定。卷徑（卷軸直徑）D在卷繞系統(tǒng)中是一個(gè)重要的參數(shù)，其計(jì)算公式為：D＝iV／（nπ）（1）式中i為機(jī)械傳動(dòng)比，n為電機(jī)轉(zhuǎn)速，V為線速度。
2三輪組張力控制
該光纖帶松套管生產(chǎn)線中采用主牽引為輪式牽引，輔助牽引為履帶牽引的設(shè)計(jì)方式。除水溫以外，主牽引和輔助牽引的張力也是余長調(diào)節(jié)和控制的重要因素。牽引壓力傳感器為0～24V輸入，輸出對(duì)應(yīng)0～250N，用于控制輪式牽引和履帶牽引之間的張力值。三輪組張力控制的難點(diǎn)在于要求精度高、響應(yīng)快，由于三輪組沒有儲(chǔ)線長度，如果響應(yīng)不及變頻器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)恒張力放線功能的流程或超調(diào)過大會(huì)引起設(shè)備或產(chǎn)品的損壞。故控制系統(tǒng)中采用輪式牽引速度與張力調(diào)節(jié)PID分量疊加的方式來控制履帶牽引的速度，即履帶牽引速度輸出值N2＝輪式牽引速度輸出值N1＋牽引張力輸出值F，且履帶牽引速度應(yīng)控制在輪式牽引速度±5m／min的范圍內(nèi)變化。通過PID調(diào)節(jié)N2，直到牽引的張力與設(shè)定張力基本相等，并穩(wěn)定在±1N范圍內(nèi)。為了便于操作，牽引壓力值的設(shè)定和顯示以及履帶牽引的PID參數(shù)同樣顯示在操作界面上。
三結(jié)論
目前我們研制的光纖帶松套管生產(chǎn)線已經(jīng)在俊知光電、長飛中利、富通集團(tuán)等眾多國內(nèi)光纜生產(chǎn)廠家中使用。實(shí)踐證明我們研制的光纖帶松套管生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)具有生產(chǎn)工藝顯示直觀，實(shí)時(shí)性好、安全可靠和易于擴(kuò)展，極大地提高了國內(nèi)光纜廠的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量，尤其是良好的人機(jī)界面和高精度的張力控制得到了廠家的普遍好評(píng)。
作者：周順桃單位：中國電子科技集團(tuán)公司第八研究所
1前言
早在上個(gè)世紀(jì)80年代，傳統(tǒng)的DCS控制系統(tǒng)就在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用。而到了90年代中期，PLC型的DCS控制系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，在工業(yè)現(xiàn)場控制領(lǐng)域內(nèi)處于主導(dǎo)地位。本文以水泥生產(chǎn)自動(dòng)化生產(chǎn)線作為研究對(duì)象，其中，該生產(chǎn)線以西門子S7-400系列控制單元作為主控系統(tǒng)的優(yōu)秀，現(xiàn)場通訊總線為PROFIBUSDP，并選取ET200M型號(hào)的分布式IO接口模塊和S7-300型號(hào)的信號(hào)模塊來組成控制系統(tǒng)的收集部分。在此基礎(chǔ)上，本文重點(diǎn)論述了面向自動(dòng)化生產(chǎn)線的電子控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，并分析了程序邏輯控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程，以期為相關(guān)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)提供一定的建議。
2面向自動(dòng)化生產(chǎn)線的電子控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案
本次設(shè)計(jì)以水泥工藝生產(chǎn)中的自動(dòng)化控制系統(tǒng)作為研究對(duì)象，該現(xiàn)場單元使用了相對(duì)領(lǐng)先的DCS控制系統(tǒng)，以對(duì)現(xiàn)場設(shè)備和數(shù)據(jù)實(shí)行監(jiān)視管理作為主要功能。具體而言：在該控制系統(tǒng)的中控室部分，由工程師站、操作員站硬件以及相關(guān)軟件組成。電子控制控制柜內(nèi)部包括模擬量隔離器、各種卡件、起始量的輸出、輸入繼電器、各種信號(hào)處理設(shè)備等。集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（DCS）是由通訊總線、控制單元、隔離設(shè)備以及通訊模塊等組成。該廠設(shè)備中存在一個(gè)中央控制室（CCS），收集石灰石破碎、熟料燒結(jié)、水泥包裝、生料調(diào)配及運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)，對(duì)參數(shù)的設(shè)定進(jìn)行控制，并對(duì)物理設(shè)備的運(yùn)行和系統(tǒng)回路進(jìn)行自動(dòng)控制。在中央控制室內(nèi)，相關(guān)人員都能夠車間工藝參數(shù)實(shí)施操作和管理。中央控制室內(nèi)部還包括工程師站、操作員站、報(bào)警打印機(jī)以及報(bào)告打印機(jī)等部分。其中，工程師站主要任務(wù)是對(duì)邏輯程序進(jìn)行修改，完成系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)視控制以及維護(hù)的需要。通訊網(wǎng)絡(luò)是為了保證系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)安全，尤其是信號(hào)傳輸?shù)目煽浚ㄓ嵔橘|(zhì)一般以光纖為主。在現(xiàn)場控制站（FCS）方面：依據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐的情況，該控制區(qū)域可以劃分為六個(gè)現(xiàn)場控制站，分別是原料粉磨站、石灰石破碎遠(yuǎn)程站、燒成窯頭控制站，窯尾控制站，水泥粉磨站、水泥包裝控制站等。在現(xiàn)場控制站中，一般在低壓配電室內(nèi)安裝各個(gè)自動(dòng)控制模塊，這樣有助于DCS控制系統(tǒng)的統(tǒng)一性和完整性。
3程序邏輯控制的實(shí)現(xiàn)
3.1功能說明（1）在對(duì)機(jī)組電機(jī)的開啟順序設(shè)定上主要根據(jù)機(jī)組的步狀態(tài)字，保證電機(jī)在啟動(dòng)功能上符合設(shè)定的時(shí)間間隔。依據(jù)機(jī)組狀態(tài)字上的命名規(guī)定，能夠比較容易的借助機(jī)組號(hào)來匹配到對(duì)應(yīng)的步狀態(tài)字，還能夠運(yùn)用步狀態(tài)字來對(duì)應(yīng)的機(jī)組號(hào)進(jìn)行查詢。（2）在電機(jī)控制功能模塊對(duì)內(nèi)部邏輯完成相應(yīng)的執(zhí)行后，可以在DR管腳上輸出相應(yīng)的運(yùn)算結(jié)果，而且能夠直接停止控制電機(jī)。（3）依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，電機(jī)開啟時(shí)間通常不會(huì)超過1秒，這個(gè)啟動(dòng)時(shí)間比較符合于大部分電機(jī)。對(duì)于部分對(duì)啟動(dòng)時(shí)間延遲具有較長要求的電機(jī)，在啟動(dòng)時(shí)可以借助于延遲程序。（4）在電機(jī)聯(lián)鎖上，該電子控制系統(tǒng)存在三種聯(lián)鎖信號(hào)：分別是設(shè)備聯(lián)鎖、啟動(dòng)聯(lián)鎖以及運(yùn)行聯(lián)鎖。用“1”來表示連鎖滿足的含義，也就設(shè)計(jì)可以啟動(dòng)；“0”則意味著不滿足，也即不可以啟動(dòng)。對(duì)于啟動(dòng)聯(lián)鎖，通常大型設(shè)備都只會(huì)輸出一個(gè)允許啟動(dòng)的指令，把信號(hào)接入到功能模塊。在運(yùn)行連鎖上，依據(jù)工藝程序，該設(shè)備前的全部主要設(shè)備都可以常規(guī)啟動(dòng)，那么該設(shè)備才可以獲得啟動(dòng)指令。（5）電機(jī)控制字。可以把每一個(gè)控制位共同組合為一個(gè)字節(jié)，直接傳輸給功能模塊，從而更加高效、快捷。電機(jī)狀態(tài)字在編號(hào)上依據(jù)同一個(gè)規(guī)則進(jìn)行統(tǒng)一編排。（6）電機(jī)的下位調(diào)試。通常該電子控制系統(tǒng)內(nèi)，下位調(diào)試就是對(duì)STEP7編程進(jìn)行直接調(diào)試。
3.2計(jì)算機(jī)監(jiān)控組件實(shí)現(xiàn)在整個(gè)電子控制系統(tǒng)內(nèi)，邏輯程序控制系統(tǒng)獨(dú)立于計(jì)算機(jī)監(jiān)控組件，二者作為各自自主運(yùn)行的控制單元。不過，由于二者都應(yīng)用SIMATIC的通訊協(xié)議與總線網(wǎng)絡(luò)后，這兩個(gè)控制單元了一定的整體性。工業(yè)以太網(wǎng)為主的通訊中介不僅可以服務(wù)于控制站與控制站間的通信，還可以作為操作站與控制站之間的穩(wěn)定介質(zhì)，有助于以上不但站點(diǎn)之間數(shù)據(jù)的及時(shí)傳輸。在控制站點(diǎn)和現(xiàn)場模塊間，該系統(tǒng)主要借助于分布式IO來完成通訊需要，借助于穩(wěn)定安全的通訊總線能夠把現(xiàn)場信號(hào)及時(shí)發(fā)送給相應(yīng)的控制單元。對(duì)于該DCS的控制核大腦，主要包括了計(jì)算機(jī)監(jiān)控組件、網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)以及邏輯程序控制系統(tǒng)等三個(gè)構(gòu)成部分。這意味著現(xiàn)場必須配備有必有的計(jì)算機(jī)監(jiān)控設(shè)備，在此基礎(chǔ)上DCS控制系統(tǒng)可以高效、及時(shí)、精確地完成自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制任務(wù)。
4結(jié)語
本文重點(diǎn)論述了面向自動(dòng)化生產(chǎn)線的電子控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，并分析了程序邏輯控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程，結(jié)果表明，模塊分散設(shè)計(jì)并進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的設(shè)計(jì)思路有助于電子控制系統(tǒng)在自動(dòng)化生產(chǎn)線中的實(shí)現(xiàn)。
作者：周瑩單位：重慶電子工程職業(yè)學(xué)院
1單片機(jī)基本情況概述
單片機(jī)是集成電路芯片的一種，它微處理器中的技術(shù)能夠有效地快速處理數(shù)據(jù)，如邏輯運(yùn)算、中斷處理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊取Ｋ慕M成模塊主要有中央處理器，只讀程序存儲(chǔ)器以及隨機(jī)存取數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，定時(shí)計(jì)數(shù)器等等，各個(gè)模塊相互關(guān)聯(lián)，共同構(gòu)成一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)。在事先設(shè)定好的程序下，能夠準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù)，給與用戶以完美的體驗(yàn)。單片機(jī)與微型計(jì)算機(jī)有著很多的共同之處，但是也有著本質(zhì)的區(qū)別。單片機(jī)是用特定的芯片來設(shè)計(jì)應(yīng)用程序的，通過芯片的指令系統(tǒng)以及集成電路來傳導(dǎo)程序，從而使得芯片具備特定的功能。單片機(jī)的硬件特征與軟件特征是與其自身的規(guī)格與特性息息相關(guān)的，不同類型的單片機(jī)有著不同的技術(shù)特征。比如在電梯中應(yīng)用的單片機(jī)都有著完善的指令系統(tǒng)以及感應(yīng)系統(tǒng)，對(duì)于電梯的安全性提供了很好的保障。在生產(chǎn)不同使用性質(zhì)的電梯時(shí)，就需要合理的選用相關(guān)類型的單片機(jī)，前提就是要掌握單片機(jī)的結(jié)構(gòu)以及技術(shù)特征。
2單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)分析
系統(tǒng)控制部分和顯示部分是電梯控制系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分，其中系統(tǒng)控制的部分又由單片機(jī)控制模塊、傳感器信號(hào)處理模塊以及報(bào)警模塊構(gòu)成，檢測模塊、電路模塊則構(gòu)成顯示模塊。
2.1傳感器系統(tǒng)模塊對(duì)電梯的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控是在電梯機(jī)械化控制系統(tǒng)中應(yīng)用的一大好處之一，因此，應(yīng)該在實(shí)際應(yīng)用中大力的進(jìn)行推廣工作。這里的傳感器系統(tǒng)既可以根據(jù)時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸，也可以利用不同的頻分制來進(jìn)行信號(hào)的發(fā)送工作。當(dāng)信息最終錄入系統(tǒng)之后，就可以在單片機(jī)的自動(dòng)化系統(tǒng)的控制下對(duì)電梯的安全性及穩(wěn)定性進(jìn)行控制，如有差錯(cuò)及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整。單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)中的傳感器是信號(hào)處理電路，集合電路以輸入高低電平信號(hào)來控制LED燈的運(yùn)行，與此同時(shí)能夠把輸出的信號(hào)傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。另外，電梯門處安裝了開關(guān)式傳感器，能夠通過一個(gè)小的直流電機(jī)來控制電梯門的開關(guān)。2.2中央控制系統(tǒng)的模塊中央控制技術(shù)在電梯機(jī)械控制系統(tǒng)中的應(yīng)用主要是通過中央控制系統(tǒng)來對(duì)各個(gè)層面的工作進(jìn)行調(diào)配，利用眾多的網(wǎng)絡(luò)接口及時(shí)的傳達(dá)信息，從而提升系統(tǒng)的運(yùn)行效率。另外中央控制系統(tǒng)還可以具備報(bào)警和制定解決問題的方案等功能，可以及時(shí)的對(duì)緊急情況進(jìn)行快速的處理。
2.3電梯的控制面板設(shè)計(jì)技術(shù)電梯里的按鈕主要有向上、向下以及開關(guān)，這些按鈕的運(yùn)作都是由控制面板進(jìn)行控制的。在電梯的外面有6個(gè)呼叫請(qǐng)求指示燈以及相應(yīng)的按鈕，當(dāng)乘客按下按鈕時(shí)，點(diǎn)亮和其相對(duì)應(yīng)的指示燈，在響應(yīng)呼叫請(qǐng)求之后，電梯內(nèi)指示燈則熄滅。2個(gè)電梯運(yùn)行的指示燈，分別表示電梯的上升和下降兩種不同狀態(tài)。電梯內(nèi)部則有相應(yīng)的控制按鈕及相關(guān)的4個(gè)指示燈，電梯樓層的指示燈也是由LED的數(shù)碼管來顯示的。單片機(jī)都電梯運(yùn)行的控制主要是通過這些指示燈和按鈕來進(jìn)行的，因此，在電梯的控制面板設(shè)計(jì)時(shí)一定要合理的規(guī)劃，選好相應(yīng)的參數(shù)。
2.4電梯輸電線路的路徑選擇路徑的選擇對(duì)輸電線路的設(shè)計(jì)非常重要，路徑選擇合理可以降低電梯施工的難度和建設(shè)成本，同時(shí)也對(duì)輸電線路后期的穩(wěn)定和維護(hù)起著重要作用。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，要對(duì)線路進(jìn)行精確的計(jì)算與測量，使輸電線路的長度盡量降低，這要求進(jìn)行測量的工作人員有較高的專業(yè)技能和耐心。質(zhì)地特點(diǎn)好和施工難度低的線路是最優(yōu)選擇，同時(shí)也要盡可能地降低電梯建設(shè)成本。
2.5電梯運(yùn)行的維修情況單片機(jī)的參數(shù)值具有不穩(wěn)定性，能找到一定的規(guī)律性，但也有隨機(jī)性的成分，設(shè)備在未來某一時(shí)刻的參數(shù)值常與過去的參數(shù)值、當(dāng)前的運(yùn)行狀況、預(yù)測期的氣象因素等密切相關(guān)。在日常維修電梯時(shí)，既要按照相關(guān)的制度、標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，也要結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)，注意一些易被忽視的問題，如認(rèn)真考量每一個(gè)小零件的作用，保障電梯的正常運(yùn)行。
3結(jié)語
在科技高速發(fā)展的基礎(chǔ)上，電梯的生產(chǎn)控制水平也在不斷的提升，單片機(jī)在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用中，不僅僅能夠提升生產(chǎn)效率，更保障了電梯運(yùn)行的安全性。而且，在電梯控制系統(tǒng)中全面引入單片機(jī)，是控制技術(shù)的一次革命，是一座重要的里程碑，有助于提高用戶體驗(yàn)度，為企業(yè)節(jié)約成本。在未來經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展過程中，電梯的控制系統(tǒng)也將有著更加廣泛的應(yīng)用空間和發(fā)展空間。可以這樣說，先進(jìn)的電梯的控制系統(tǒng)正是推動(dòng)電梯業(yè)節(jié)能減排的有效武器，未來全球發(fā)展的趨勢(shì)是誰率先掌握節(jié)能的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)權(quán)，誰將主導(dǎo)未來的全球經(jīng)濟(jì)。
作者：張金德單位：東營職業(yè)學(xué)院
1工作面現(xiàn)狀及問題的提出
司馬煤業(yè)公司1206工作面東、西部為未采區(qū)，南部為鮑村矸石磚廠保護(hù)煤柱，北部為二采區(qū)三條采區(qū)大巷，四鄰情況對(duì)工作面的回采影響較小。1206工作面走向長度199．5m，傾斜長度1118．5m。工作面主要布置一條運(yùn)巷、一條風(fēng)巷、一條輔助進(jìn)風(fēng)巷、一條輔助回風(fēng)巷。四條巷道均為全錨網(wǎng)支護(hù)，實(shí)體煤掘進(jìn)。該工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為20m3/min。隨著采掘工作面不斷延伸瓦斯也隨之增大，礦井由原來的低瓦斯礦井轉(zhuǎn)變?yōu)楦咄咚沟V井，瓦斯管理成為公司及隊(duì)組日常工作中的頭等大事，1206工作面處于井下二采區(qū)里段，在回采過程中瓦斯?jié)舛炔粩嘣黾樱m然工作面采用雙U型通風(fēng)加風(fēng)巷瓦斯抽采系統(tǒng)，但是由于瓦斯的賦存條件特性，在采煤機(jī)割煤、落煤、運(yùn)輸中還會(huì)產(chǎn)生大量的瓦斯，在管理上稍微疏忽就有可能造成瓦斯超限報(bào)警，直接影響工作面安全生產(chǎn)。如何能保證工作面高產(chǎn)高效生產(chǎn)，瓦斯不超限是擺在隊(duì)組管理面前的一大難題，KTC101集中保護(hù)控制系統(tǒng)已在井下工作面控制中得到廣泛應(yīng)用，如何能將工作面回風(fēng)隅角瓦斯?jié)舛壬蟼髦罧TC101主機(jī)，由KTC101主機(jī)控制采煤機(jī)采煤速度并根據(jù)設(shè)定值進(jìn)行語音報(bào)警，從而減少工作面由于落煤過程中所釋放的瓦斯，進(jìn)而保證瓦斯?jié)舛炔怀蓿潜疚难芯康膬?nèi)容。
2針對(duì)上述問題的解決方案
2．1方案1利用現(xiàn)有的瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，從瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)終端取出瓦斯實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，采用監(jiān)控專用電纜反饋到KTC101主機(jī)，由KTC101主機(jī)控制采煤機(jī)采煤速度并根據(jù)設(shè)定值進(jìn)行語音報(bào)警，從而達(dá)到用瓦斯數(shù)據(jù)控制采煤機(jī)的目的，本方案的特點(diǎn)是:控制采煤機(jī)的瓦斯數(shù)據(jù)與工作面風(fēng)巷所采集的數(shù)據(jù)能實(shí)現(xiàn)同步，并且可以實(shí)現(xiàn)多路監(jiān)控，控制采煤機(jī)瓦斯數(shù)據(jù)比較精確。弊端是:需要專用電纜數(shù)量較大，不經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，另外由于電纜鋪設(shè)過長又要與采煤機(jī)、前后刮板輸送機(jī)等大型設(shè)備進(jìn)行交叉鋪設(shè)，大型設(shè)備在啟動(dòng)時(shí)電流較大，設(shè)備所產(chǎn)生的諧波可能會(huì)影響整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
2．2方案2在工作面機(jī)尾增設(shè)一個(gè)瓦斯傳感器，由于綜采工作面瓦斯最高區(qū)域在工作面回風(fēng)隅角，所以增設(shè)的瓦斯傳感器和工作面回風(fēng)隅角的瓦斯傳感器基本懸掛在同一位置，增設(shè)的瓦斯傳感器采集的數(shù)據(jù)基本和回風(fēng)隅角原有的傳感器數(shù)據(jù)相同，將采集到的瓦斯數(shù)據(jù)輸入到KTC101的下位機(jī)，利用工作面的KTC101專用數(shù)據(jù)電纜傳輸至KTC101主機(jī)，由KTC101主機(jī)控制采煤機(jī)采煤速度并根據(jù)設(shè)定值進(jìn)行語音報(bào)警。此方案特點(diǎn):工作面多增加一個(gè)瓦斯傳感器，弊端是:傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可能與上傳的數(shù)據(jù)有所出入，但相差不大。增加了瓦斯調(diào)校時(shí)傳感器的數(shù)量。鑒于經(jīng)濟(jì)性考慮選擇第二套方案。
3方案的實(shí)施
瓦斯傳感器選用和我公司所使用的傳感器型號(hào)一致，上海永普自動(dòng)化儀表有限公司GJC40(A)甲烷傳感器，供電電源DC18V，輸出信號(hào)為頻率信號(hào)200～1000Hz，測量范圍0～40%。KTC101下位機(jī)選用天津華寧配套下位機(jī)，型號(hào)為KJS101－4本安輸入輸出。將調(diào)校好的瓦斯傳感器和KJS101－4本安輸入輸出相連接，瓦斯傳感器電源來自下位機(jī)輸出的+18V，瓦斯傳感器輸出的頻率信號(hào)經(jīng)天津華寧專用的T/T轉(zhuǎn)換器(KTC1101－Z－11T/T)連接到下位機(jī)的第一個(gè)輸入端，連接完成后對(duì)KTC101主機(jī)進(jìn)行調(diào)整。先選擇瓦斯傳感器的測量范圍，再選擇瓦斯的報(bào)警值和斷電值，選擇報(bào)警值和斷電值的輸出點(diǎn)，把輸出的報(bào)警點(diǎn)(長開)和采煤機(jī)的牽停按鈕利用采煤機(jī)電纜的控制芯線進(jìn)行并聯(lián)，斷電輸出點(diǎn)(長閉)與采煤機(jī)的啟停線串聯(lián)，完成后進(jìn)行試驗(yàn)，啟動(dòng)采煤機(jī)并牽引調(diào)試瓦斯傳感器值(設(shè)定值為:報(bào)警值0．6%，斷電值0．7%)，當(dāng)傳感器調(diào)整為大于0．6%時(shí)KTC101輸出語音信號(hào)進(jìn)行報(bào)警，報(bào)警輸出點(diǎn)閉合，采煤機(jī)停止?fàn)恳?dāng)瓦斯?jié)舛葹?．7%以上時(shí)采煤機(jī)斷電。調(diào)試結(jié)束后，將傳感器懸掛于回風(fēng)隅角，整個(gè)系統(tǒng)投入運(yùn)行。
4使用中出現(xiàn)的問題
在使用中發(fā)現(xiàn)KTC101輸出的+18V由于傳輸距離遠(yuǎn)輸出的電壓偏低從而導(dǎo)致瓦斯傳感器工作不正常，于是將瓦斯傳感器的供電改接在工作面壓力分站的不間斷電源上解決了上述問題。
作者：夏委平單位：潞安集團(tuán)司馬煤業(yè)公司
1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)是以AT89S52單片機(jī)為優(yōu)秀，包括數(shù)字式溫濕度傳感器的一套控制系統(tǒng)。系統(tǒng)包括單片機(jī)、復(fù)位電路、空氣溫度檢測、空氣濕度檢測、土壤溫度檢測、土壤水分檢測、鍵盤及顯示及控制電路等，對(duì)空氣中的溫濕度、土壤溫度以及土壤水分等的采集是通過數(shù)字式傳感器實(shí)現(xiàn)的。數(shù)字傳感器監(jiān)測到的數(shù)值通過JM12864F顯示。同時(shí)，設(shè)置了4個(gè)按鍵控制卷簾電機(jī)，當(dāng)監(jiān)測到的數(shù)值超出了系統(tǒng)所設(shè)定數(shù)值的上下限范圍時(shí)，單片機(jī)開始對(duì)電路進(jìn)行控制。該系統(tǒng)支持節(jié)電模式設(shè)置。節(jié)電模式包括空閑模式和斷電保護(hù)模式:空閑模式啟動(dòng)時(shí)，單片機(jī)停止工作，而RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷工作繼續(xù);掉電保護(hù)模式啟動(dòng)時(shí)，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位方可恢復(fù)正常。在掉電模式下，單片機(jī)的片內(nèi)程序存儲(chǔ)器允許重復(fù)在線編程，允許通過SPI串行口改寫數(shù)據(jù)，并將8位CPU與可在線下載的Flash集成在一個(gè)芯片上。此時(shí)，單片機(jī)AT89S52便成為一個(gè)高效的微型計(jì)算機(jī)，優(yōu)點(diǎn)是成本低、應(yīng)用范圍廣，并可以解決復(fù)雜的控制問題。
2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
1個(gè)大棚內(nèi)布置了3個(gè)采集節(jié)點(diǎn)，采集節(jié)點(diǎn)對(duì)大棚內(nèi)的空氣溫濕度、土壤溫度、土壤濕度、光照強(qiáng)度以及CO2濃度進(jìn)行采集。大棚的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)是通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的。每一個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一組采集模塊，共有3組采集模塊，每組采集模塊由若干個(gè)傳感器組成。數(shù)據(jù)采集模塊的作用和功能是利用單片機(jī)對(duì)各個(gè)傳感器進(jìn)行不間斷的巡回監(jiān)測，并將模擬信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)采集;單片機(jī)會(huì)將大棚內(nèi)每個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)全都傳輸?shù)綗o線網(wǎng)絡(luò)的子節(jié)點(diǎn)上;子節(jié)點(diǎn)再將接收到的信息傳給主節(jié)點(diǎn)。主節(jié)點(diǎn)再根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)建立基于ZigBee的星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。可見，在這個(gè)傳輸?shù)倪^程中子節(jié)點(diǎn)起到了對(duì)大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行采集以及轉(zhuǎn)換的作用，主節(jié)點(diǎn)起到了一個(gè)調(diào)節(jié)器的作用。主節(jié)點(diǎn)把子節(jié)點(diǎn)傳輸給它的數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)傳輸?shù)皆撓到y(tǒng)的控制優(yōu)秀部分單片機(jī)上，單片機(jī)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析進(jìn)而來控制卷簾電機(jī)、噴灌系統(tǒng)的開啟與閉合，合理地調(diào)控大棚內(nèi)作物生長的最適環(huán)境。系統(tǒng)流程圖。
2．1信息采集模塊信息采集模塊由單片機(jī)、數(shù)字溫濕度傳感器、土壤溫度傳感器、SM2802M土壤水分傳感器和A/D轉(zhuǎn)換5個(gè)模塊組成，可實(shí)現(xiàn)對(duì)大棚內(nèi)的空氣溫濕度、土壤溫度、土壤水份、光照度及CO2濃度等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測和控制。
1)單片機(jī):AT89S52單片機(jī)的特點(diǎn)是功耗低，具有高性能的8位微控制器，采用其作為系統(tǒng)的優(yōu)秀部分。由于該單片機(jī)的芯片上具有8位的CPU和可編程Flash的性能，為系統(tǒng)提供了靈活有效的解決方案。此外，AT89S52單片機(jī)可降到0Hz靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種可選擇的節(jié)電模式軟件，即空閑模式和掉電保護(hù)模式。單片機(jī)還具有重復(fù)寫程序和記憶的功能，是一個(gè)高效的微型計(jì)算機(jī)，可解決一些復(fù)雜的控制問題。與其他單片機(jī)相比，需要的成本很低。
2)數(shù)字溫濕度傳感器:該傳感器采用的是DB420型智能傳感元件設(shè)計(jì)開發(fā)的，具有其他類似的傳感器不具備的特點(diǎn)，如測量準(zhǔn)確、工作穩(wěn)定、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。傳感器的探頭采用銅燒結(jié)開孔護(hù)管，這種結(jié)構(gòu)透氣功能和防塵功能比較好。傳感器內(nèi)置的數(shù)字溫濕度傳感器可以將數(shù)字信號(hào)通過變送器內(nèi)部的中央處理器和數(shù)模轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)換成4～20mA電流信號(hào)輸出出來3)土壤溫度傳感器:數(shù)字傳感器采用的是DS18B20型數(shù)字傳感器，是由美國的DALLAS半導(dǎo)體公司推出的。這種傳感器與熱敏電阻相比具有直接讀出被測溫度和可以根據(jù)實(shí)際要求實(shí)現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式的簡單編程方法的優(yōu)點(diǎn)，9位和12位的數(shù)字量分別是在93．75ms和750ms內(nèi)實(shí)現(xiàn)的，且通過DS18B20讀出和寫入的信息只需一根單線接口完成。數(shù)據(jù)總線為溫度的變換提供一個(gè)功率，無需外接電源，總線也可以為DS18B20供電。因此，使用DS18B20型數(shù)字傳感器在簡潔系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，提高了系統(tǒng)的可靠性。4)SM2802M土壤水分傳感器:SM2802M土壤水分傳感器采用世界上最新的FDR原理制作，如圖4所示。與TDR型和FD型土壤水分傳感器相比，SM2802M土壤水分傳感器不僅在性能和精度上具有可比性，可靠性與測量速度要比TDR型和FD型更具優(yōu)勢(shì)。光照度傳感器的探頭采用的型號(hào)是GZD－015)A/D轉(zhuǎn)換模塊:A/D轉(zhuǎn)換模塊采用的是8路的ADC0809，具有逐次漸近的特性。其供電方式是采用單一的+5V電壓，同時(shí)片內(nèi)具有8選1的鎖存功能模擬開關(guān)。單片機(jī)采用中斷方式的接口電路來控制ADC。信號(hào)的傳輸是通過光照傳感器和CO2傳感器把非電的物理量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后把轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)送到模擬轉(zhuǎn)換模塊ADC0809中，再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，最后將轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號(hào)送到單片機(jī)中進(jìn)行相應(yīng)的處理。單片機(jī)通過I/O口由經(jīng)MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片把TTL電平轉(zhuǎn)換成RS232電平，將轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)，并通過液晶顯示器將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的顯示出來，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互的功能。為了提高單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，在單片機(jī)系統(tǒng)中加入了微處理器監(jiān)控器芯片，集成了看門狗電路和掉電保護(hù)電路。
2．2ZigBee無線傳輸模塊設(shè)計(jì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)具有以下9個(gè)優(yōu)點(diǎn):低功耗、低成本低速率、支持大量節(jié)點(diǎn)、支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒌蛷?fù)雜度、快速、可靠和安全。ZigBee是一種低速短距離傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。該網(wǎng)絡(luò)協(xié)議自上而下分為很多個(gè)層，具有代表性的是:物理層、媒體訪問控制層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。ZigBee網(wǎng)絡(luò)3種角色的設(shè)備分別為:協(xié)調(diào)器、匯聚節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)。Zig-Bee網(wǎng)絡(luò)與單片機(jī)是通過星型網(wǎng)絡(luò)連接的，向指定節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間是由單片機(jī)控制的;同時(shí)，單片機(jī)根據(jù)設(shè)置的溫度上下限值來給控制器發(fā)送消息，當(dāng)控制器接收到的消息之后立即傳給星型網(wǎng)絡(luò)，星型網(wǎng)絡(luò)再傳給單片機(jī)，然后由單片機(jī)做出相應(yīng)的處理。
3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
首先，將各種傳感器以及外部設(shè)備進(jìn)行設(shè)置，對(duì)溫濕度的傳感器和光照傳感器進(jìn)行上下限數(shù)值的設(shè)置，將其他外部的設(shè)備初始化。初始化之后溫濕度傳感器和光照傳感器開始進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，由于采集到的數(shù)據(jù)是數(shù)字信號(hào)，可直接用單片機(jī)來監(jiān)測環(huán)境值的變化;單片機(jī)將監(jiān)測到的數(shù)值進(jìn)行分析，將分析的溫度和濕度以及光照強(qiáng)度的最終值傳給液晶顯示器進(jìn)行顯示;顯示的分屏可以通過按鍵進(jìn)行改變，也可以通過按鍵對(duì)溫度和濕度以及光照的上下限值進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)溫濕度以及關(guān)照強(qiáng)度值超過了上下限值的時(shí)候，單片機(jī)會(huì)送出一個(gè)控制繼電器動(dòng)作的標(biāo)志信號(hào)，進(jìn)而達(dá)到控制效果。軟件主程序流程圖。
4結(jié)語
基于單片機(jī)的溫濕度控制器系統(tǒng)由單片機(jī)、液晶屏顯示器、空氣溫濕度傳感器，土壤溫度傳感器，土壤水分傳感器，以及其他電路共同組成。該系統(tǒng)不但可以對(duì)空氣溫濕度、土壤溫度以及土壤水分含量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，而且還可以對(duì)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理。同時(shí)，能夠根據(jù)育苗溫度設(shè)置程序的上下限數(shù)值，通過遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室通風(fēng)和換氣等操作。通過ZigBee星型網(wǎng)絡(luò)可查詢現(xiàn)場某采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，該點(diǎn)的信息可以通過無線傳輸模塊傳給終端。同時(shí)，各個(gè)采集點(diǎn)也可以向終端定時(shí)發(fā)送信息，實(shí)現(xiàn)溫室大棚現(xiàn)場與遠(yuǎn)程控制端的實(shí)時(shí)通信，使溫室大棚的管理更加趨于現(xiàn)代化。
作者：董淏鳴衣淑娟趙斌劉英楠秦雯魏曉暉單位：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院
1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及總體方案
拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸連接藥液泵，開始噴霧前打開與藥箱連接的吸水閥門，關(guān)閉快速管接頭閥門;控制系統(tǒng)經(jīng)過上電初始化設(shè)定好電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的初始開度，通過觸摸屏設(shè)定工作模式和畝噴量，并打開與噴頭連接的電動(dòng)閥;拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸運(yùn)轉(zhuǎn)后，藥液從藥箱通過吸水閥門、過濾器進(jìn)入藥液泵，控制系統(tǒng)通過速度傳感器實(shí)時(shí)采集作業(yè)速度，結(jié)合設(shè)定的畝噴量和采集的噴藥壓力，計(jì)算出理論的流量值，與采集到的實(shí)際流量值進(jìn)行比較;經(jīng)過PID算法調(diào)節(jié)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度，使得實(shí)際流量值盡可能與理論流量值一致，從而實(shí)現(xiàn)變量噴霧。藥箱上安裝的超聲波液位傳感器檢測藥箱液位高度，通過觸摸屏顯示實(shí)際液位，當(dāng)液位低于設(shè)定的安全值時(shí)，觸摸屏顯示“液位過低”，進(jìn)行報(bào)警。當(dāng)行駛到地頭轉(zhuǎn)彎作業(yè)時(shí)，控制器根據(jù)轉(zhuǎn)向控制傳感器的信號(hào)，關(guān)閉轉(zhuǎn)彎半徑內(nèi)側(cè)的閥門，防止重復(fù)噴藥。作業(yè)過程中，可以點(diǎn)擊觸摸屏的攝像頭按鈕切換到攝像頭界面來觀察噴霧效果。
2硬件電路設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，包括DSP優(yōu)秀算法單元、電源電路、RS485、RS232、A/D轉(zhuǎn)換電路、開關(guān)量輸入電路、繼電器輸出電路，以及傳感器、電動(dòng)閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥外圍電路、觸摸屏顯示電路。
2．1優(yōu)秀芯片系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用TI公司的TMS320F28335DSP作為優(yōu)秀控制芯片。該芯片內(nèi)置了浮點(diǎn)運(yùn)算內(nèi)核，能夠執(zhí)行復(fù)雜的浮點(diǎn)運(yùn)算，可以節(jié)省代碼執(zhí)行時(shí)間和存儲(chǔ)空間，具有精度高、成本低、功耗小、外設(shè)集成度高和數(shù)據(jù)及程序存儲(chǔ)量大等優(yōu)點(diǎn)。
2．2電源電路TMS320F28335工作時(shí)所要求的電壓分為兩部分:3．3V的Flash電壓和1．8V的內(nèi)核電壓。TMS320F28335對(duì)電源很敏感，所以選擇TI公司的雙路低壓差電源調(diào)整器TPS767D301。TPS767D301帶有可單獨(dú)供電的雙路輸出:一路固定為3．3V，另一路輸出可調(diào)。設(shè)計(jì)中選取R49為20k，R50為12k，而且TPS767D301芯片自身能夠產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，不需要為DSP設(shè)置專門的復(fù)位芯片。要保證系統(tǒng)可靠的工作還需要有電源管理芯片，選用TI公司的TPS3305－33D來監(jiān)控系統(tǒng)的3．3V和5V電壓。當(dāng)系統(tǒng)電壓降到允許范圍以下時(shí)，產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)使系統(tǒng)復(fù)位，保護(hù)系統(tǒng)免受低電壓影響。TPS3305－33D同時(shí)還具有看門狗功能，看門狗輸入信號(hào)WDI接DSP的XCLKOUT引腳。
2．3A/D轉(zhuǎn)換電路控制系統(tǒng)需要采集作業(yè)過程中的藥液溫度、壓力、流量、液位高度等模擬量，其中的流量、壓力轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后要進(jìn)行PID運(yùn)算。為了保證采集到的模擬量的準(zhǔn)確性，選用AD公司的AD7606－4芯片完成A/D轉(zhuǎn)換。它是16位、4通道同步采樣模數(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，內(nèi)置模擬輸入箝位保護(hù)，采用單電源工作方式，具有片內(nèi)濾波和高輸入阻抗，無需驅(qū)動(dòng)運(yùn)算放大器和外部雙極性電源，電路設(shè)計(jì)比較簡單、方便。
2．4開關(guān)量輸入電路開關(guān)量輸入電路。速度傳感器輸出的脈沖信號(hào)經(jīng)過一階RC濾波后，進(jìn)入光電耦合器，經(jīng)過74HC14取反后輸出幅值為5V的脈沖信號(hào)。由于TMS320F28335的I/O電壓為3．3V，所以輸出的脈沖信號(hào)經(jīng)過74LVC4245進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為3．3V脈沖信號(hào)送入DSP的CAP引腳。轉(zhuǎn)向控制傳感器輸出高低電平信號(hào)，經(jīng)過開關(guān)量輸入電路轉(zhuǎn)換為3．3V信號(hào)后送入DSP的普通I/O口，通過判斷I/O口的高低狀態(tài)來判斷轉(zhuǎn)向。
2．5繼電器輸出電路本文選用8路NPN達(dá)林頓管ULN2803來驅(qū)動(dòng)繼電器。ULN2803內(nèi)部具有集電極開路輸出和用于瞬變抑制的續(xù)流箝位二極管，輸入電壓值為TTL或5V的CMOS值，每路輸出電流可達(dá)500mA，輸出擊穿電壓高達(dá)50V，繼電器輸出電路。DSP輸出的控制信號(hào)經(jīng)過74LVC4245轉(zhuǎn)換后進(jìn)入U(xiǎn)LN2803，驅(qū)動(dòng)3路繼電器來控制3路電動(dòng)閥。繼電器選用OM-RON公司的G6B－1114P，控制電壓為5V，輸出電流為5A。
2．6RS485電路電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是實(shí)現(xiàn)變量噴霧的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，本系統(tǒng)選用IEV2B智能電動(dòng)閥門。該閥門采用伺服控制、絕對(duì)值定位、增量式調(diào)節(jié)等技術(shù)，能有效消除電動(dòng)及機(jī)械部分由于慣性、機(jī)械間隙、材料應(yīng)力彈性等原因造成的誤差;采用RS485總線控制，設(shè)計(jì)中選用美國MAXIM公司生產(chǎn)的MAX1480B作為RS485數(shù)據(jù)通訊接口芯片。該芯片將光電耦合器、變壓器、DC－DC轉(zhuǎn)換器和二極管等器件組裝于單一28引腳封裝內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)完整的RS485收發(fā)器，可通過擺率限制來降低電磁干擾和反射，允許數(shù)據(jù)傳輸速率最大可達(dá)250kbps
2．7RS232電路本系統(tǒng)選用MAX3232CSE作為RS232數(shù)據(jù)通訊接口芯片。該芯片配備專有的低漏失電壓發(fā)射器輸出狀態(tài)，通過雙電荷泵，在3．0～5．5V供壓下，表現(xiàn)出真正的RS232協(xié)議器件性能。
3觸摸屏設(shè)計(jì)
本文設(shè)計(jì)的變量噴霧控制系統(tǒng)所有的工作參數(shù)都通過觸摸屏進(jìn)行設(shè)置和顯示。觸摸屏(主界面如圖8所示)顯示作業(yè)過程中的流量、行駛速度、藥液液位、噴藥壓力、藥液溫度、作業(yè)面積等參數(shù)。點(diǎn)擊齒輪狀的設(shè)置按鈕進(jìn)入設(shè)置頁面來選定工作模式和設(shè)置作業(yè)參數(shù)，點(diǎn)擊閥右側(cè)對(duì)應(yīng)的開關(guān)可打開各個(gè)電動(dòng)閥，點(diǎn)擊1號(hào)和2號(hào)攝像頭可以切換到攝像頭界面來觀察實(shí)際的噴霧效果。觸摸屏與控制器之間通過RS232串口進(jìn)行通訊。控制器經(jīng)過串口初始化后，首先判斷接收是否超時(shí)，未超時(shí)則讀取接收緩沖區(qū)中第1個(gè)數(shù)據(jù)，并判斷該數(shù)據(jù)的低8位是否是通訊協(xié)議首字節(jié)0x5A，是則繼續(xù)讀取剩下的有效數(shù)據(jù);當(dāng)所有數(shù)據(jù)讀取完后，計(jì)算有效數(shù)據(jù)的CRC校驗(yàn)和，判斷校驗(yàn)和是否相符，相符則說明接收到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤;然后解析出數(shù)據(jù)幀中的心跳位并進(jìn)行處理，通過心跳位來判斷系統(tǒng)是否存在通訊故障，心跳位處理完后，數(shù)據(jù)寫入各自對(duì)應(yīng)的寄存器。
4控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，采集的流量作為反饋，與根據(jù)畝噴量和作業(yè)速度計(jì)算出的理論流量進(jìn)行比較，經(jīng)過PID運(yùn)算后調(diào)整電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度，保證實(shí)際流量與理論流量盡可能一致。
5試驗(yàn)結(jié)果
本文設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)在山東衛(wèi)士植保機(jī)械有限公司研制的3WP－650噴桿噴霧機(jī)上進(jìn)行了應(yīng)用，并在山東省德州市齊河縣延剛家庭農(nóng)場做了大量田間試驗(yàn)，控制系統(tǒng)全程工作正常。3WP－650噴桿噴霧機(jī)的作業(yè)幅寬為12m，以實(shí)際流量與理論流量的誤差率為例，噴霧機(jī)行駛在不同作業(yè)速度下，取作業(yè)幅寬L=12m，噴量設(shè)定N=20L/畝，記錄觸摸屏顯示的作業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，所測數(shù)值和理論值之間的對(duì)照及計(jì)算出來的相對(duì)誤差本文設(shè)計(jì)的變量噴霧控制系統(tǒng)實(shí)際流量與理論流量的誤差在3%以內(nèi)，并且在不同的作業(yè)速度下流量值能隨著速度的變化而變化，實(shí)現(xiàn)了變量噴霧的目的。
6結(jié)語
本文設(shè)計(jì)的基于TMS320F28335的變量噴霧系統(tǒng)具有測量精度高、操作簡單、工作穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，可根據(jù)噴藥作物需要的藥量設(shè)定畝噴量，實(shí)現(xiàn)在不同作業(yè)速度下變量噴霧施藥的目的。該系統(tǒng)避免了噴藥過程中藥物的浪費(fèi)，提高了農(nóng)藥利用率。田間試驗(yàn)結(jié)果表明:該系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，誤差率低，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和提高經(jīng)濟(jì)效益具有重大的意義。
作者：孫永佳孫宜田竇青青沈景新李青龍陳剛單位：山東省農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)研究院
1目前各種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)存在的問題
目前在包括冶金礦山等的工業(yè)企業(yè)里，控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)一般有以下幾種形式：單層總線式對(duì)等網(wǎng)絡(luò)、單層環(huán)網(wǎng)、雙層總線式對(duì)等網(wǎng)絡(luò)、總線＋單環(huán)網(wǎng)式雙層網(wǎng)絡(luò)、雙層單環(huán)網(wǎng)絡(luò)、單環(huán)＋雙環(huán)式雙層網(wǎng)絡(luò)、雙環(huán)＋雙環(huán)式雙層網(wǎng)絡(luò)等。這幾種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)又可分為單層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和雙層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)兩大類。對(duì)于單層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其弊端是：控制站通訊接口負(fù)荷大，易造成數(shù)據(jù)擁堵；總線上一點(diǎn)中斷可能導(dǎo)致一部分甚至全部設(shè)備通訊中斷，安全性差。對(duì)于雙層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，基本上都采用雙機(jī)熱備冗余服務(wù)器，雙機(jī)熱備冗余服務(wù)器采用的是軟件冗余技術(shù)，由2臺(tái)完全相同的獨(dú)立服務(wù)器組成，每臺(tái)服務(wù)器分別安裝相同的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，在2臺(tái)服務(wù)器之間配置串口通訊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步。盡管雙機(jī)熱備冗余服務(wù)器具有使用廣泛、技術(shù)成熟的優(yōu)勢(shì)，但它同時(shí)存在以下弊端：一旦串口通訊出現(xiàn)問題，或者某一臺(tái)服務(wù)器的操作系統(tǒng)或應(yīng)用軟件出現(xiàn)問題，則服務(wù)器就會(huì)出現(xiàn)冗余故障，這時(shí)操作站從服務(wù)器讀取的數(shù)據(jù)和畫面就會(huì)出現(xiàn)凌亂，從而威脅安全生產(chǎn)。總之，目前的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)要么存在控制站通訊接口負(fù)荷大、易造成數(shù)據(jù)擁堵的問題，要么存在雙機(jī)熱備冗余服務(wù)器有出現(xiàn)冗余故障的隱患等問題。
2基于單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計(jì)
2．1單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，最容易出現(xiàn)問題的是軟件。由于單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器采用的是硬件冗余技術(shù)，并非由2臺(tái)完全相同的獨(dú)立服務(wù)器組成，而是1臺(tái)具有2套硬件組件和功能全面冗余的特殊計(jì)算機(jī)。而雙機(jī)熱備冗余服務(wù)器采用的是軟件冗余技術(shù)，所以單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器出故障的幾率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于雙機(jī)熱備冗余服務(wù)器出故障的幾率。此外，單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器采用了鎖步運(yùn)行技術(shù)、主動(dòng)服務(wù)體系結(jié)構(gòu)等一系列新技術(shù)，從而使得單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器技術(shù)相對(duì)于雙機(jī)熱備冗余服務(wù)器技術(shù)具有諸多優(yōu)勢(shì)：（1）單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器的可用性是99．999％，而雙機(jī)熱備冗余服務(wù)器的可用性是99．9％。（2）設(shè)計(jì)上單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器的目標(biāo)是避免停機(jī)，而雙機(jī)熱備冗余服務(wù)器是減少停機(jī)。（3）單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器能有效地保護(hù)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)不丟失，而雙機(jī)熱備只能保證寫入硬盤的數(shù)據(jù)。正常工作狀態(tài)下，單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器內(nèi)的數(shù)據(jù)相互備份，其中一組硬件發(fā)生故障，單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器仍能繼續(xù)正常運(yùn)行，可保證服務(wù)器不會(huì)發(fā)生中斷或數(shù)據(jù)丟失。（4）單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器能支持熱插拔任意的硬件，包括主板、CPU等關(guān)鍵性硬件。（5）單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器布置非常簡單，只需要裝一套操作系統(tǒng)，應(yīng)用軟件也只需要一套，免去雙機(jī)熱備軟件和研發(fā)代碼的麻煩，從而大大減少了工程師的工作量和軟件成本。（6）單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器速度比同配置的雙機(jī)熱備要快20％以上。（7）單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器后期維護(hù)成本幾乎為零，而雙機(jī)熱備需要工程師的支持，對(duì)于系統(tǒng)補(bǔ)丁的升級(jí)需要額外地研發(fā)雙機(jī)熱備代碼來保證系統(tǒng)的切換成功。（8）單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器是沒有切換時(shí)間的，而雙機(jī)熱備由于硬件宕機(jī)會(huì)發(fā)生停頓的情況，還有就是雙機(jī)熱備切換工作是有可能不成功的。鑒于單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器技術(shù)相對(duì)于雙機(jī)熱備冗余服務(wù)器技術(shù)具有上述優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)基于單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器技術(shù)的組合式控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以確保自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
2．2基于單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)基于單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器技術(shù)的組合式控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要技術(shù)包括單機(jī)容錯(cuò)技術(shù)、服務(wù)器技術(shù)、組合式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。該網(wǎng)絡(luò)由設(shè)備控制級(jí)和監(jiān)控級(jí)雙層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，設(shè)備控制級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)以太雙環(huán)網(wǎng)，監(jiān)控級(jí)為以太單環(huán)網(wǎng)，雙層網(wǎng)絡(luò)通過單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換。基于單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器技術(shù)的組合式控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器作為工程師站和操作員站服務(wù)器，是整個(gè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)秀，同時(shí)是整個(gè)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心。PLC主控制站通過Ethernet通訊模塊和交換機(jī)與單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，操作員站數(shù)據(jù)和人機(jī)界面全部從單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器上讀取，這樣，減輕了控制站通訊接口負(fù)荷，避免了數(shù)據(jù)擁堵。在組合式控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，監(jiān)控級(jí)采用以太單環(huán)網(wǎng)，在具備網(wǎng)絡(luò)冗余功能的同時(shí)，兼顧了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的簡潔。設(shè)備控制級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)以太雙環(huán)網(wǎng)，使控制級(jí)設(shè)備的通訊實(shí)現(xiàn)了雙冗余功能，更加安全可靠。
3基于單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的效果
基于單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器技術(shù)的組合式控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，解決了目前控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)存在的控制站通訊接口負(fù)荷大而易造成數(shù)據(jù)擁堵、雙機(jī)熱備冗余服務(wù)器有出現(xiàn)冗余故障的隱患、總線網(wǎng)絡(luò)無冗余功能等一系列問題。基于單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器技術(shù)的組合式控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具備良好的使用效果，功能完整且分擔(dān)合理，層次結(jié)構(gòu)清晰，運(yùn)行穩(wěn)定安全可靠，為發(fā)揮工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)控制功能奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
4結(jié)論
基于單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器技術(shù)的組合式控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在國內(nèi)某大型冶金礦山已成功運(yùn)行2年，表明基于單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器技術(shù)的組合式控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)完全可以替代基于雙機(jī)熱備冗余服務(wù)器的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，尤其在安全穩(wěn)定性能要求高的大型控制系統(tǒng)，基于單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器技術(shù)的組合式控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具有一定的優(yōu)越性，很值得推廣。
作者：李志宏郎進(jìn)平杜迎喜陳若珩劉雯麗單位：山西太鋼不銹鋼股份有限公司太原鋼鐵（集團(tuán)）嵐縣礦業(yè)有限公司
一、預(yù)算控制的模式
預(yù)算控制模式是對(duì)預(yù)算控制系統(tǒng)的總體安排與基本要求，是預(yù)算控制的優(yōu)秀內(nèi)容之一。只有采用適合企業(yè)外部環(huán)境和內(nèi)部機(jī)構(gòu)的預(yù)算控制模式，預(yù)算控制系統(tǒng)才能順利運(yùn)行、發(fā)揮作用。因此，在討論如何建立企業(yè)預(yù)算控制系統(tǒng)之前，分析研究預(yù)算控制模式很有必要。按照不同的標(biāo)準(zhǔn)和角度，可以對(duì)預(yù)算控制模式進(jìn)行分類。不同的模式有不同的意義及功能，適用于不同的企業(yè)條件與環(huán)境。這里主要討論按照時(shí)序和目的兩種標(biāo)準(zhǔn)來劃分的預(yù)算控制模式：按照時(shí)序劃分，有利于我們對(duì)預(yù)算控制整個(gè)流程的了解；按照目的劃分，有利于我們根據(jù)企業(yè)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行選擇，突出控制重點(diǎn)，提高控制工作效率。
(一)按照時(shí)序劃分，有事前控制、事中控制與事后控制
1、事前控制事前控制是指事先深入調(diào)查掌握準(zhǔn)確信息，設(shè)定可行的預(yù)算目標(biāo)，對(duì)預(yù)算執(zhí)行情況作出的預(yù)測，并根據(jù)預(yù)測結(jié)果提前設(shè)計(jì)保護(hù)性措施，又稱前饋控制、預(yù)先控制。事前控制是一種預(yù)先防范性機(jī)制，即將可能發(fā)生的問題消滅在萌芽狀態(tài)，而非問題發(fā)生之后的糾正與補(bǔ)救。預(yù)算編制、預(yù)算調(diào)整就是事前控制。
2、事中控制事中控制是指在預(yù)算執(zhí)行過程中，審批相關(guān)人員按照企業(yè)內(nèi)部控制流程進(jìn)行逐級(jí)審批控制的過程，又稱同期控制、過程控制。事中控制可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)預(yù)算執(zhí)行情況與預(yù)算目標(biāo)的偏差，將出現(xiàn)的問題消滅在萌芽狀態(tài)，從而提高預(yù)算控制系統(tǒng)的控制效果，有利于預(yù)算目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。企業(yè)在成本費(fèi)用控制、資金和現(xiàn)金流量控制、資本投資控制等方面，都經(jīng)常采用事中控制方法。
3．事后控制事后控制是指把預(yù)算執(zhí)行結(jié)果及時(shí)與預(yù)算目標(biāo)進(jìn)行比較，分析差異并據(jù)以采取措施，糾正偏差，又稱反饋控制。事后控制能為今后的事前控制提供有價(jià)值的信息，有利于積累經(jīng)驗(yàn)。在實(shí)際工作中，預(yù)算的事前、事中和事后控制都是相對(duì)的。較高層次或上一環(huán)節(jié)某些事項(xiàng)的事后控制，往往是下一層次、下一環(huán)節(jié)某些事項(xiàng)的事前或事中控制，所以，三者在企業(yè)經(jīng)營管理中一般都是同時(shí)并存的，需要我們同等地關(guān)注與重視。
(二)按照目的和功能不同劃分，有診斷型控制、信仰控制、禁區(qū)控制和交互式控制根據(jù)西蒙的控制理論，組織的內(nèi)部控制應(yīng)包括四種相互配合和支持的形式，即診斷型控制、信仰控制、禁區(qū)控制、和交互式控制。這種分類同樣適用于預(yù)算控制。
1、診斷型控制系統(tǒng)診斷型控制系統(tǒng)的主要目的是減輕管理層隨時(shí)監(jiān)督工作的負(fù)擔(dān)，確保企業(yè)重要經(jīng)營目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。在診斷型控制系統(tǒng)中，可以監(jiān)控重要經(jīng)營指標(biāo)進(jìn)展，將經(jīng)營指標(biāo)完成情況與事先確定的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，通過分析差異產(chǎn)生的原因并研究制定應(yīng)對(duì)措施，對(duì)工作進(jìn)程進(jìn)行調(diào)整與修改，使工作進(jìn)度能不斷接近目標(biāo)。在實(shí)踐中，診斷型控制系統(tǒng)大量采用了管理會(huì)計(jì)工作方法手段，如全面預(yù)算管理、標(biāo)準(zhǔn)成本管理等。
2、信仰控制系統(tǒng)信仰控制系統(tǒng)的目的是鼓勵(lì)員工信奉企業(yè)優(yōu)秀價(jià)值，使員工明確價(jià)值觀和目標(biāo)，激勵(lì)他們?nèi)?chuàng)造新的機(jī)遇。一般而言，信仰控制系統(tǒng)是簡明的、啟示性的，充滿了價(jià)值道德觀念。在這個(gè)系統(tǒng)下,員工的注意力被企業(yè)的價(jià)值創(chuàng)造、企業(yè)的工作質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及個(gè)人如何處理內(nèi)外部關(guān)系所吸引。員工可以理解企業(yè)的目標(biāo)和使命，也知道如何為實(shí)現(xiàn)企業(yè)目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。信仰控制系統(tǒng)能夠作為診斷控制系統(tǒng)的補(bǔ)充，為管理者擴(kuò)大預(yù)算控制的范圍與數(shù)量。
3、禁區(qū)控制系統(tǒng)禁區(qū)控制系統(tǒng)的目的是建立游戲的規(guī)則，明確員工必須避免的行為和危險(xiǎn)。禁區(qū)控制系統(tǒng)明確規(guī)定了哪些事不能做，除此之外員工可根據(jù)組織戰(zhàn)略目標(biāo)做任何正確的事。禁區(qū)控制系統(tǒng)與信仰控制系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)。前者劃定了企業(yè)員工的活動(dòng)范圍；后者則激發(fā)和指導(dǎo)員工去探索和發(fā)現(xiàn),去追求企業(yè)的優(yōu)秀價(jià)值。兩者配合得當(dāng)，能引導(dǎo)預(yù)算控制正確的工作方向，確保企業(yè)在合理控制的前提下，還能具備一定的創(chuàng)造力與活力，以適應(yīng)激烈的市場競爭。
4、交互式控制系統(tǒng)交互式控制系統(tǒng)使得管理者能夠關(guān)注于戰(zhàn)略決策的未知領(lǐng)域，在競爭條件變化時(shí)了解相應(yīng)的威脅和機(jī)遇，并預(yù)先做出反應(yīng)。在交互控制系統(tǒng)中，高層管理者定期親自參與下屬?zèng)Q策過程，在參與過程中直接產(chǎn)生的系統(tǒng)數(shù)據(jù)或信息，作為下一步?jīng)Q策或調(diào)整的依據(jù)。在環(huán)境迅速變化時(shí),交互式控制系統(tǒng)不僅是執(zhí)行預(yù)算的控制,也是調(diào)整預(yù)算的控制。因?yàn)楣芾碚卟粌H在討論分析中解決預(yù)算執(zhí)行的問題，還能在反饋信息中發(fā)現(xiàn)機(jī)會(huì),為調(diào)整制定新的預(yù)算提供依據(jù)。上述四種控制系統(tǒng)形成了企業(yè)內(nèi)部管理控制的有機(jī)整體，在發(fā)揮全體員工的創(chuàng)造力和更新企業(yè)戰(zhàn)略方面各自發(fā)揮著不可替代的作用。比如，以往人們都認(rèn)為預(yù)算控制是一種診斷型控制，預(yù)算的主要作用是分配責(zé)任、按照預(yù)算執(zhí)行結(jié)果評(píng)價(jià)業(yè)績；但是近年來，為了適應(yīng)越來越靈活多變的市場環(huán)境，預(yù)算控制逐漸演變?yōu)榻换ナ娇刂疲A(yù)算管理相關(guān)的各部門、各層級(jí)管理者不僅參與預(yù)算編制，而且還對(duì)預(yù)算執(zhí)行、預(yù)算考核中的重大情況進(jìn)行交流討論，針對(duì)預(yù)算管理中的不足與問題共同進(jìn)行決策、研究制定措施。
二、預(yù)算控制系統(tǒng)的建立與完善
1、預(yù)算制度體系建設(shè)無規(guī)矩不成方圓，科學(xué)的制度體系是保證預(yù)算控制成功的前提。結(jié)合企業(yè)實(shí)踐來看，企業(yè)必須制訂完整的預(yù)算規(guī)章與制度，作為開展預(yù)算工作的綱領(lǐng)與指南，來確保預(yù)算控制系統(tǒng)規(guī)范運(yùn)行，其內(nèi)容要覆蓋預(yù)算工作全過程，包括預(yù)算編制、執(zhí)行、調(diào)整、預(yù)算控制以及預(yù)算考評(píng)等等。同時(shí)，為保障預(yù)算控制的順利實(shí)施，還要建立健全相關(guān)配套制度，包括授權(quán)制度、合同管理制度、采購管理制度、存貨管理制度、受托報(bào)告制度等等。
2、設(shè)計(jì)預(yù)算組織體系完善的組織機(jī)構(gòu)是預(yù)算控制有效實(shí)施的組織保證。建立一個(gè)完整的預(yù)算控制組織機(jī)構(gòu)體系，不僅要成立預(yù)算管理委員會(huì)作為預(yù)算的決策機(jī)構(gòu),成立預(yù)算管理辦公室負(fù)責(zé)履行預(yù)算管理委員會(huì)的日常管理職責(zé)，還需要企業(yè)多個(gè)部門相互協(xié)調(diào)配合，包括財(cái)會(huì)部門一般擔(dān)負(fù)預(yù)算管理工作，內(nèi)部審計(jì)部門負(fù)責(zé)預(yù)算執(zhí)行效果的檢查，人力資源部門負(fù)責(zé)對(duì)預(yù)算責(zé)任主體實(shí)施考核與評(píng)價(jià)等等。企業(yè)內(nèi)部員工與員工之問、部門與部門之間的利益沖突難以避免，有時(shí)，各個(gè)預(yù)算主體為了自身的利益難免會(huì)對(duì)整體利益產(chǎn)生損害。因此，需要清晰界定組織中各層次、各部門的權(quán)利和義務(wù)，通過控制手段實(shí)現(xiàn)組織全面目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。
3、選擇預(yù)算控制方法正確選擇預(yù)算控制方法是建立預(yù)算控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。企業(yè)預(yù)算控制方法是一個(gè)包括預(yù)算控制模式、程序及預(yù)算編制方法等三個(gè)方面在內(nèi)的方法體系。預(yù)算控制模式選擇要根據(jù)企業(yè)戰(zhàn)略進(jìn)行。企業(yè)戰(zhàn)略是一個(gè)企業(yè)的總體性、指導(dǎo)性謀劃，它對(duì)預(yù)算權(quán)責(zé)劃分和預(yù)算的組織管理模式同樣具有決定作用。因此，預(yù)算控制模式必須圍繞企業(yè)戰(zhàn)略來建立與實(shí)施。不同的企業(yè)，制訂的企業(yè)戰(zhàn)略不同，相對(duì)應(yīng)的也要采取不同的預(yù)算控制模式，才能保證企業(yè)實(shí)現(xiàn)其戰(zhàn)略目標(biāo)。預(yù)算編制方法多種多樣，包括定期預(yù)算法、滾動(dòng)預(yù)算法、零基預(yù)算法、彈性預(yù)算法、項(xiàng)目預(yù)算法等，這些方法都各有其特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件。因此，預(yù)算編制方法的選擇，必須結(jié)合企業(yè)的行業(yè)特點(diǎn)、競爭戰(zhàn)略、管理基礎(chǔ)和要求，在眾多的選項(xiàng)中確定最科學(xué)合理的編制方法。如企業(yè)內(nèi)外環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定的企業(yè)適合選擇定期預(yù)算法；而運(yùn)營環(huán)境變化比較大，具有一定管理基礎(chǔ)的企業(yè)，則選擇滾動(dòng)預(yù)算法編制預(yù)算比較合適。
4、建立預(yù)算控制的信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)包括建立各種量化的控制標(biāo)準(zhǔn)，它是實(shí)施預(yù)算控制的依據(jù)。只有通過科學(xué)高效的信息系統(tǒng)，才能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地了解預(yù)算執(zhí)行情況，發(fā)現(xiàn)預(yù)算執(zhí)行中產(chǎn)生的偏差，并及時(shí)調(diào)整改進(jìn)，保證預(yù)算目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。信息系統(tǒng)還應(yīng)包括信息反饋系統(tǒng)，以保證各種信息能及時(shí)傳遞和反饋，保證控制措施的及時(shí)落實(shí)。
5、建立預(yù)算控制考核機(jī)制預(yù)算考評(píng)機(jī)制是預(yù)算控制系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，具有承上啟下的關(guān)鍵作用。它包括預(yù)算完成情況考核、預(yù)算系統(tǒng)運(yùn)行情況考核兩方面內(nèi)容。對(duì)預(yù)算完成情況的考核，旨在提高經(jīng)營效益，如銷售收入、利潤、市場占有率、顧客忠誠度等指標(biāo)；對(duì)預(yù)算系統(tǒng)運(yùn)行情況的考核，則旨在提高預(yù)算控制系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量與效益，包括編制預(yù)算的及時(shí)與準(zhǔn)確、出具預(yù)算報(bào)告質(zhì)量高低等等。預(yù)算控制考核機(jī)制的有效實(shí)施，離不開與之相對(duì)應(yīng)的激勵(lì)措施。要堅(jiān)持公開、公平、公正原則，在全面考核的基礎(chǔ)上，對(duì)相關(guān)部門和個(gè)人進(jìn)行獎(jiǎng)罰，做到有獎(jiǎng)有罰、獎(jiǎng)罰分明，從而激發(fā)廣大員工工作積極性，提高預(yù)算控制系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，促進(jìn)企業(yè)預(yù)算目標(biāo)圓滿完成。
作者：秦敏單位：湖南鹽業(yè)股份有限公司岳陽市分公司
1單片機(jī)的簡單介紹及其工作原理
所謂的單片機(jī)（MCU）是一個(gè)微型計(jì)算機(jī)。它是在一個(gè)設(shè)備中的CPU，RAM，ROM，I/O接口的一組或多個(gè)組件和中斷系統(tǒng)，以及作為當(dāng)前主流的STM32ARM公司生產(chǎn)的的A6和A7都屬于微控制器。只要給一個(gè)外部單片機(jī)加上電源，并設(shè)置振蕩電路和外部中斷電路，就可以方便的實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制。由于其體積小，功能強(qiáng)大，成本優(yōu)勢(shì)，主要作用是改善勞動(dòng)條件，節(jié)約能源，生產(chǎn)設(shè)備，并且可以防止事故的發(fā)生，以獲得良好的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益。因此，基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)在國內(nèi)外受到越來越多的關(guān)注，并已被廣泛使用。
2分析并選擇出最適合的溫度控制方式
（1）第一種方法是使用純硬件的閉環(huán)控制系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是速度快，但可靠性相對(duì)較差，控制精度是比較低的，彈性小，電路復(fù)雜，調(diào)試，安裝都不容易實(shí)現(xiàn)，高精度的溫度控制的要求變得更加困難。
（2）第二種方法是將FPGA/CPLG或與使用FPGAIP核/CPLG方式。它是用FPGA/CPLG完成采集，存儲(chǔ)，顯示和A/D轉(zhuǎn)換等功能，實(shí)現(xiàn)人機(jī)由IP核的相互作用和信號(hào)測量和分析功能。這種解決方案的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的測量和控制，操作簡便;但其缺點(diǎn)是在調(diào)試過程的復(fù)雜性，成本較高。（3）第三種方法是將高精度溫度傳感器組合在一個(gè)芯片上。這是完全與微控制器接口進(jìn)行系統(tǒng)控制和信號(hào)分析，由溫度傳感器信號(hào)采集和轉(zhuǎn)換的前端進(jìn)行。此方法克服了前兩種方法的缺點(diǎn)，所以基于單片機(jī)和溫度傳感器控制的溫度在理論上非常的可行。
3在一個(gè)溫控系統(tǒng)中如何選擇合適的單片機(jī)和傳感器
3.1選擇AT89C51作為系統(tǒng)的單片機(jī)單片機(jī)在整個(gè)控制系統(tǒng)中占有主導(dǎo)地位。在主要考慮選擇時(shí)應(yīng)該考慮單片機(jī)的處理速度，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量，價(jià)格和通信方式。在考慮適當(dāng)后選擇了控制系統(tǒng)的AT89C51作為主芯片。AT89C51具有以下特點(diǎn)：具有4KB的閃存芯片和128KB的程序存儲(chǔ)器。AT89C51的最高頻率可以達(dá)到32MHz的，具有8位數(shù)據(jù)的處理能力，擁有32個(gè)IO端口和兩個(gè)定時(shí)器。
3.2選擇DS18B20作為系統(tǒng)的傳感器該系統(tǒng)采用DALLAS半導(dǎo)體公司生產(chǎn)線數(shù)字溫度傳感器DS18B20來采集溫度數(shù)據(jù)，DS18B20屬于全新一代的微處理器專為智能溫度傳感器的配置。在溫度測量和控制儀表，測量和控制系統(tǒng)，以及大型設(shè)備的工業(yè)，民用，軍事等眾多領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。它的優(yōu)點(diǎn)是特別明顯，具有結(jié)構(gòu)緊湊，簡單界面，傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。
3.3確定適合單片機(jī)溫度控制的系統(tǒng)框架系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊，單片機(jī)控制模塊，顯示5部分模塊，溫度設(shè)定模塊和所述驅(qū)動(dòng)電路。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)采集溫度數(shù)據(jù)，收集溫度數(shù)據(jù)給單片機(jī)，由數(shù)據(jù)顯示部分上顯示所處理的微控制器。設(shè)置模塊可以設(shè)置在預(yù)定的溫度，當(dāng)檢測到的溫度低于設(shè)定溫度的情況下，單片機(jī)控制所述驅(qū)動(dòng)電路以開始加熱，并發(fā)出報(bào)警聲；當(dāng)檢測到的溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，停止加熱。
4單片機(jī)溫度控制原理概述
傳感器是測量溫度信息的主要載體，通過將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化成的毫伏級(jí)后的傳感器的溫度信息提供給電路，然后通過電路放大，弱電壓信號(hào)慢慢地放大，微控制器的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的可自由支配的，然后通過輸入端A/D轉(zhuǎn)換器的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。然后，相應(yīng)軟件的數(shù)字信號(hào)被輸入到主機(jī)中去。使用中的信號(hào)采集到微控制器中，為了提高測量的精確度，必須在采樣時(shí)將信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波。同時(shí)，信號(hào)的數(shù)字濾波處理后，它就會(huì)逐漸被轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)臉?biāo)度，所得到的溫度指標(biāo)顯示在IED屏幕上。同時(shí)還可以將溫度值與提前設(shè)定的溫度值進(jìn)行比較，然后按照積分分離PID控制偏差之間的兩個(gè)算法分析的大小，從而得出最終輸出的控制值，然后確定出導(dǎo)通時(shí)間與輸出功率以及控制量的熱值，從而有效地調(diào)節(jié)環(huán)境的溫度來達(dá)到目的。整個(gè)溫度控制系統(tǒng)，它的主要目的是使實(shí)時(shí)單芯片溫度可以有效地檢測和精確的控制，從而解決了工業(yè)生產(chǎn)和日常生活的溫度控制方面很難解決的問題。在難以控制的情況下，利用十進(jìn)制數(shù)字顯示器的實(shí)際溫度值，這有利于實(shí)現(xiàn)人們進(jìn)行簡單和方便的溫度監(jiān)測。
5單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)硬件和軟件系統(tǒng)
5.1溫度控制系統(tǒng)的硬件電路系統(tǒng)的原理及組成溫度控制系統(tǒng)的硬件電路包括溫度傳感器電路，D/A轉(zhuǎn)換電路，A/D轉(zhuǎn)換電路，單片機(jī)最小系統(tǒng)電路，帶通濾波電路，放大電路，以及一個(gè)數(shù)字的復(fù)用器電路的電磁閥控制電路和開關(guān)電路等。當(dāng)然，為了實(shí)現(xiàn)不同的設(shè)計(jì)要求，仍然可以建立在一個(gè)單一的芯片上而在系統(tǒng)的外圍設(shè)備不同的電路和在不同的配置。例如可以使用鍵盤來控制矩陣電路，可用于實(shí)現(xiàn)溫度報(bào)警蜂鳴器和使用一些液晶顯示模塊，在溫度異常時(shí)將在液晶顯示屏上顯示出來。通過這些不同的外設(shè)模塊，可以更好地提高單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)。
5.2溫度控制系統(tǒng)軟件開發(fā)理論溫度控制系統(tǒng)的軟件主要是用C語言編寫，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)的控制權(quán)。通過C語言可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)溫度的采集的頻率的控制、實(shí)現(xiàn)溫度的顯示和控制等不同的功能。控制系統(tǒng)程序包括主程序和子程序。主程序主要用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的初始化，將溫度傳感器的初始化設(shè)置（讀取溫度，加工溫度，存儲(chǔ)溫度）被初始化，并且進(jìn)行鍵盤與液晶顯示器的初始化。使用該方法的主程序循環(huán)查詢來實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的采集和對(duì)溫度顯示的控制。主程序的主要作用是實(shí)時(shí)采集溫度的，并且所述傳感器的二進(jìn)制代碼讀入到單片機(jī)內(nèi)，并隨后經(jīng)單片機(jī)的處理轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制顯示在液晶顯示器的上方。
6結(jié)束語
在目前的工業(yè)生產(chǎn)中基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)是非常有用的，它不僅能有效的對(duì)壞境溫度進(jìn)行精確的測量，而且能夠通過提前設(shè)定的溫度數(shù)值來調(diào)節(jié)溫度的變化。并且系統(tǒng)開發(fā)成本低，精度高，可靠性強(qiáng)，操作靈活的特點(diǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率。因此，我們應(yīng)大力推廣使用單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)。
作者：王雪麗單位：長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院
1噴油測試臺(tái)控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)
S7-200是測試臺(tái)的優(yōu)秀，主要有四個(gè)控制任務(wù)：測試臺(tái)主軸電機(jī)的測速和調(diào)速；各個(gè)泵的噴油量的計(jì)算；測試臺(tái)噴油次數(shù)的統(tǒng)計(jì)；觸摸屏和PLC的通訊。啟停控制都是通過觸摸屏來實(shí)現(xiàn)的，通過串行通訊送給PLC。按下觸摸屏上的啟動(dòng)按鈕，試驗(yàn)臺(tái)的主軸啟動(dòng)并且穩(wěn)定在設(shè)定轉(zhuǎn)速，此時(shí)，按下集油按鈕，PLC控制電磁鐵動(dòng)作，檔板縮回，開始計(jì)時(shí)噴油次數(shù)，當(dāng)噴油的次數(shù)達(dá)到設(shè)定值后，檔板伸出，噴油結(jié)束。觸摸屏上顯示各泵的噴油量。在整個(gè)計(jì)數(shù)過程中，試驗(yàn)臺(tái)的主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。
2噴油測試臺(tái)硬件設(shè)計(jì)
2.1主軸轉(zhuǎn)速控制完成調(diào)速和測速兩部分功能，PLC通過光電編碼器的脈沖計(jì)算出電機(jī)實(shí)際速度，并與設(shè)定值比較；如果有偏差，通過調(diào)整PLC的模擬量輸出電壓改變變頻器的頻率，從而改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，直接到設(shè)定轉(zhuǎn)速。
2.2噴油量計(jì)量在測試臺(tái)的每個(gè)計(jì)量噴油量的量筒立放置了測量高度的電容傳感器，噴油結(jié)束后，把電容傳感器的油面高度信號(hào)送入PLC的模擬量輸入端子AIW0、AIW2、AIW4、AIW6、AIW8、AIW10。
2.3噴油計(jì)數(shù)噴油開始，檔油板縮回。噴油泵每轉(zhuǎn)一圈，光電傳感器發(fā)出一脈沖信號(hào)，PLC計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)與設(shè)定值相等，檔油板伸出。
2.4硬件單元設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)如圖2所示，按下屏上的集油按鈕，PLC的Q0.0輸出信號(hào)，通過電磁鐵驅(qū)動(dòng)檔油板，油開始進(jìn)入量筒，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，噴一次油，光電傳感器輸出一個(gè)脈沖有I0.3進(jìn)入PLC，當(dāng)脈沖次數(shù)與設(shè)定值相等時(shí)，Q0.0無輸出，電磁鐵斷電，檔油板伸出，油不能進(jìn)入量筒。觸摸屏上顯示實(shí)際噴油次數(shù)。光電編碼器是增量編碼器，輸出三相信號(hào)從PLC的I0.0、I0.1、I0.2輸入，利用PLC的高速計(jì)數(shù)器HSC0對(duì)脈沖計(jì)數(shù)，運(yùn)算出電機(jī)轉(zhuǎn)速，并顯示到屏上，實(shí)際轉(zhuǎn)速和設(shè)定值經(jīng)過PID算法調(diào)節(jié)，通過PLC的模擬量輸出模塊輸出標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)變頻器，調(diào)節(jié)輸出交流電頻率，從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。噴油筒內(nèi)油的高度有電容傳感器測出，經(jīng)過換算得出個(gè)噴油泵的噴油量，也就是說，僅僅測量噴油高度就可以，6個(gè)電容液面?zhèn)鞲衅鳒y量值送入PLC的模擬量輸入擴(kuò)展模塊EM231。
3噴油測試臺(tái)軟件設(shè)計(jì)
3.1軟件總體設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)包括PLC控制部分和觸摸屏部分，PLC是系統(tǒng)的優(yōu)秀，屏幕控制是指揮中心，完成主軸轉(zhuǎn)速，噴油計(jì)數(shù)的設(shè)置和顯示，測試臺(tái)的啟停控制，記錄數(shù)據(jù)。PLC控制部分主要完成工作過程的控制，包括噴油次數(shù)計(jì)數(shù)、主軸測定、信號(hào)的輸入輸出、數(shù)據(jù)的處理。
3.2PLC軟件設(shè)計(jì)PLC包括主程序、噴油計(jì)數(shù)程序、測速程序、調(diào)速程序和噴油計(jì)量程序。主要完成系統(tǒng)初始化、接受設(shè)定值、調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速程序、噴油量計(jì)量和噴油計(jì)數(shù)程序。
作者：房亞民王愛玲
1數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)概論
通常情況下，數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)一般由三種系統(tǒng)構(gòu)成，分別為反饋檢測系統(tǒng)、NC控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)對(duì)于數(shù)控機(jī)床的加工方面會(huì)產(chǎn)生不同程度和不同方面的影響。從數(shù)控機(jī)床的加工精度方面來看，其中位置伺服控制系統(tǒng)能夠?qū)τ跈C(jī)床加工的精度方面產(chǎn)生很大程度上的影響。所以，位置精度屬于比較重要的指標(biāo)之一。要想保持位置精度的準(zhǔn)確性，不僅需要在系統(tǒng)使用的時(shí)候選擇正確的開環(huán)放大的倍數(shù)，還需要對(duì)于位置檢測中的元件能夠有一定的精度上的要求。另外，由于數(shù)控機(jī)床屬于精度高且效率也很高的一種自動(dòng)化的設(shè)備，它能夠?yàn)閿?shù)控機(jī)床的生產(chǎn)提供更高的生產(chǎn)效率，但是如果這個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)問題和重大故障，那么其所帶來的損失也是不可估量的。因此，數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的可靠性和安全性也是值得關(guān)注的一方面。
2數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)出現(xiàn)的問題
數(shù)控機(jī)床在電器控制系統(tǒng)方面的故障一般都是強(qiáng)電故障和弱電故障兩種，具體如下所述。
2.1弱電故障弱電指的是數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的電子的元器件以及集成電路為主要的控制的部分。弱電故障中又可以分為硬件發(fā)生的故障和軟件發(fā)生的故障。硬件故障主要是指各種集成電路內(nèi)部的芯片或者是接插件等出現(xiàn)的事故。軟件故障指的是在硬件都屬于正常的情況下，內(nèi)部發(fā)生的各種動(dòng)作性的問題或者是數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟失等問題，一般比較常見的例子有加工程序出現(xiàn)錯(cuò)誤或者是計(jì)算機(jī)的運(yùn)行出現(xiàn)錯(cuò)誤以及系統(tǒng)的程序或者是參數(shù)出現(xiàn)錯(cuò)誤等。
2.2強(qiáng)電故障強(qiáng)電部分指的是控制系統(tǒng)之中出現(xiàn)的主回路或者是大功率的回路中的繼電器或者是電源變壓器等一系列的電氣的元件以及其中組成的控制電路。強(qiáng)電故障雖然在維修或者是診斷問題的部分較為簡單，但是因?yàn)槠涮幱谝环N高壓以及大電流的工作狀態(tài)之下，所以一般強(qiáng)電發(fā)生故障的次數(shù)要多于弱點(diǎn)故障，因此需要相關(guān)的維護(hù)和維修人員能夠予以重視。
3解決方法
3.1調(diào)節(jié)法在解決數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的眾多辦法中，調(diào)節(jié)的方法是其中最為簡單的一種。調(diào)節(jié)法主要是通過對(duì)于電位計(jì)進(jìn)行調(diào)整，以此來達(dá)到修復(fù)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障的目的。最佳的調(diào)整辦法是對(duì)于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和被拖動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)來進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)整，并實(shí)現(xiàn)最佳的匹配的一種較為綜合性的調(diào)節(jié)的辦法。這種調(diào)節(jié)的辦法也較為簡單，可以使用一臺(tái)但是多線的記錄儀來或者是雙蹤示波器來對(duì)于觀察指令和速度反饋的一種相互響應(yīng)的關(guān)系。一般都是通過對(duì)于速度調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)以及積分的時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，促使伺服系統(tǒng)能夠達(dá)到比較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)的一種特征，但是又不會(huì)出現(xiàn)振蕩的一種最恰當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。另外，在現(xiàn)場如果沒有示波器的情況下，相關(guān)的工作人員可以根據(jù)自己以往的工作經(jīng)驗(yàn)，調(diào)節(jié)來使得電機(jī)起振并向反方向慢慢進(jìn)行調(diào)節(jié)，一直調(diào)節(jié)到消除振蕩狀態(tài)為止。
3.2復(fù)位法如果數(shù)控機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)由于突發(fā)性故障而引起系統(tǒng)報(bào)警的情況，那么可以是他呀復(fù)位法患者是開關(guān)系統(tǒng)電源來進(jìn)行依次地操作來消除故障。但是如果系統(tǒng)內(nèi)部的工作存儲(chǔ)的區(qū)域掉電并且插拔電路板以及電池欠壓，而造成系統(tǒng)出現(xiàn)混亂的現(xiàn)象，那么就需要對(duì)于系統(tǒng)進(jìn)行初始化操作來進(jìn)行清除，但是在清除之前需要提前做好數(shù)據(jù)和信息的拷貝，以免丟失數(shù)據(jù)。但是如果初始化操作之后故障依舊沒有排除，那么就需要進(jìn)行硬件方面的檢查和診斷。
3.3更正法所謂的更正法指的是對(duì)于系統(tǒng)中的參數(shù)進(jìn)行修改，程序更正的辦法。系統(tǒng)的參數(shù)主要是用來確定系統(tǒng)的功能的一種依據(jù)，如果系統(tǒng)的參數(shù)在設(shè)定的時(shí)候出現(xiàn)錯(cuò)誤那么就很可能造成系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者是系統(tǒng)中的某一項(xiàng)的功能失去作用。有的時(shí)候可能會(huì)因?yàn)橛脩舻某绦虺霈F(xiàn)錯(cuò)誤而導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障而停止運(yùn)作。在這種情況下，系統(tǒng)修復(fù)可以使他系統(tǒng)的搜索功能進(jìn)行檢查，來對(duì)于用戶的程序中出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行搜索，在搜索完成之后依次改正，這樣才能在發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤之后進(jìn)行改正，系統(tǒng)才能恢復(fù)運(yùn)行。數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展在未來的發(fā)展道路中將不斷走向開放式的發(fā)展形式，由于其可靠性和低成本等一系列的優(yōu)點(diǎn)，將會(huì)促使更多的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)的商家逐步走向甲方是的發(fā)展形勢(shì)。其中，數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)在速度方面也將走向高速化的發(fā)展道路，精度方面也會(huì)得到一定的發(fā)展。另外，數(shù)控機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)還會(huì)向智能化方面進(jìn)行轉(zhuǎn)變。人工智能機(jī)在我國的研究和發(fā)展已經(jīng)走向了一定的程度，其在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展也在不斷深入，數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度也將趕上時(shí)代的潮流，走向智能化的發(fā)展道路。
4結(jié)語
電氣行業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中十分重要，電氣行業(yè)涉及到的眾多科技水平也是關(guān)系到電氣行業(yè)發(fā)展的重要方面。我國在數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)和管理方面都已經(jīng)達(dá)到了一定的水平，隨著國家經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)走向了數(shù)字化和自動(dòng)化的領(lǐng)域。數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)對(duì)于整個(gè)數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)是至關(guān)重要的。筆者在文中主要討論了數(shù)控機(jī)床電器控制系統(tǒng)的概論并提出了解決數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的方法，希望為促進(jìn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展提供建議。
作者：張昊單位：紐威數(shù)控裝備有限公司
1PLC操作保護(hù)系統(tǒng)的硬件配置
PLC是西門子公司的產(chǎn)品，現(xiàn)在在提升機(jī)操作保護(hù)系統(tǒng)中，應(yīng)用得到最廣泛的就是西門子公司的產(chǎn)品PLC，由于它的很多方面的性能都明顯的優(yōu)于傳統(tǒng)的操作保護(hù)系統(tǒng)。下面是各個(gè)硬件模塊的功能介紹：
（1）電源模塊：將220V的交流輸入電壓轉(zhuǎn)換成24V的直流輸出電壓，以供其它模塊使用。
（2）CPU模塊：控制總線上模塊與模塊之間的數(shù)據(jù)傳遞，并執(zhí)行用戶輸入的程序。
（3）32路輸入模塊：該輸入模塊一共有3塊，它的作用是將PLC外部的信號(hào)轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部的可進(jìn)行處理的信號(hào)。
（4）16路輸出模塊：該輸出模塊一共有2塊，它的作用是將PLC內(nèi)部可處理的信號(hào)轉(zhuǎn)換成能夠控制提升機(jī)系統(tǒng)的外部信號(hào)，來控制提升機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行工作。
（5）轉(zhuǎn)換模塊：此模塊分為兩類模塊：一類是是A/D模數(shù)，它的作用是將連續(xù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，便于PLC系統(tǒng)進(jìn)行識(shí)別和處理；另一類是D/A模塊，它的作用與A/D模塊的作用恰恰相反，它是將PLC內(nèi)部可處理的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成連續(xù)信號(hào)。
（6）通信模塊：它的作用是：確保各模塊與各模塊之間的通道流暢，再就是確保模塊與上位機(jī)之間的通道流暢，保證信號(hào)從各模塊傳送給上位機(jī)時(shí)，可以使上位機(jī)做出相應(yīng)的響應(yīng)。
（7）計(jì)數(shù)模塊：該模塊主要有2塊，這兩塊計(jì)數(shù)模塊的作用都是計(jì)數(shù)，兩塊模塊分別是對(duì)主滾動(dòng)筒上的和導(dǎo)向輪上的編碼器進(jìn)行計(jì)數(shù)。
2PLC操作保護(hù)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
PLC是西門子公司的產(chǎn)品，它不需要用戶自主進(jìn)行編程，能夠好好地滿足用戶的需要，下面是它的軟件模塊，軟件模塊的主要作用就是存放程序，它的軟件模塊有下列幾種：
（1）組織模塊（OB）：它的作用是保證接口通道流暢，保證CPU操作系統(tǒng)和用戶程序之間的通道流暢。對(duì)用戶程序的循環(huán)處理工作主要是由OB1模塊來完成的，剩余的OB模塊用來對(duì)特定事件做出響應(yīng)和中斷。
（2）功能模塊（FB）：它是可多次調(diào)用的邏輯功能模塊，它在執(zhí)行時(shí)必須帶有即時(shí)數(shù)據(jù)模塊，并且每次用戶程序?qū)B進(jìn)行調(diào)用時(shí)可提供新的參數(shù)。
（3）功能模塊（FC）：它也是可多次調(diào)用的邏輯功能模塊，但是它在執(zhí)行時(shí)不需要帶有即時(shí)數(shù)據(jù)模塊，這也是它與FB模塊的最大區(qū)別，并且每次用戶程序?qū)C進(jìn)行調(diào)用時(shí)可提供新的參數(shù)。
（4）數(shù)據(jù)模塊（DB）：數(shù)據(jù)模塊用來存放各種不同類型的數(shù)據(jù)，它在PLC存儲(chǔ)器開辟另一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)。
根據(jù)用戶的要求和本身系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要求，用戶程序可以自行選擇軟件模塊的構(gòu)成形式,其中軟件模塊有以下幾種，各個(gè)軟件模塊的功能和作用如下。FC0、FC1兩個(gè)軟件模塊的作用是用來進(jìn)行計(jì)數(shù)，主要是用來計(jì)算計(jì)數(shù)模塊中的脈沖個(gè)數(shù)；DB1和DB2兩個(gè)軟件模塊的作用是存放FC0、FC1兩個(gè)軟件模塊計(jì)算出的計(jì)數(shù)模塊的脈沖個(gè)數(shù)，以此來實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)模塊將數(shù)據(jù)和信號(hào)流暢而準(zhǔn)確的傳送到CPU模塊之中；FC91軟件模塊的作用是用來處理輸入到PLC中的模擬量，模擬量有：電機(jī)電壓和電流、電機(jī)轉(zhuǎn)速、軸承壓力、提升速度和載荷等；FC93軟件模塊的作用是制動(dòng)，主要是對(duì)電氣施閘類故障進(jìn)行制動(dòng)處理；FC114軟件模塊的作用是用來處理PLC內(nèi)部信號(hào)，并產(chǎn)生控制信號(hào)，像回路的安全和保障、故障的報(bào)警和液壓器件的制動(dòng)等等；FC5軟件模塊的作用是進(jìn)行邏輯運(yùn)算和閉鎖，主要是對(duì)輸入到PLC內(nèi)部的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算并產(chǎn)生控制指令來控制提升系統(tǒng)的各個(gè)部分；FC92軟件模塊的作用是處理施閘類故障，這類故障主要是立即施閘類故障；FC94軟件模塊的作用也是對(duì)施閘類故障進(jìn)行處理，這類施閘類故障主要是提升終了施閘類故障；FC95軟件模塊的作用是處理報(bào)警類故障，當(dāng)報(bào)警系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，主要是由該模塊進(jìn)行處理；PLC的啟動(dòng)組織模塊是OB100軟件模塊，在系統(tǒng)啟動(dòng)后該組織模塊只可運(yùn)行一次，以后的循環(huán)程序就不會(huì)再運(yùn)行了，在該組織模塊中有關(guān)參數(shù)和程序可隨著用戶的需要進(jìn)行更改；OB1軟件模塊是用戶程序主要組成部分，用來存放用戶主程序，它也是組織模塊中唯一可以循環(huán)運(yùn)行的軟件模塊，在FC功能模塊中編制成的可以實(shí)現(xiàn)特定功能和作用的程序可以在OB1軟件模塊中進(jìn)行循環(huán)調(diào)用，采用這樣的程序設(shè)計(jì)可以使我們的程序設(shè)計(jì)更加簡單，調(diào)試更加方便；OB35軟件模塊是組織模塊中唯一可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)中斷的組織模塊，采用M/T法可以計(jì)算出提升機(jī)的提升速度。n=（60M1f）（/ZM2）式中：n為電機(jī)的轉(zhuǎn)速；Z是旋轉(zhuǎn)編碼器每轉(zhuǎn)一圈時(shí)所輸出的脈沖的個(gè)數(shù)；M1為計(jì)數(shù)器M1所記的脈沖個(gè)數(shù)；M2為計(jì)數(shù)器M2所記的脈沖個(gè)數(shù)；f為脈沖頻率（高頻時(shí)鐘脈沖）。
3結(jié)束語
煤礦提升機(jī)作為礦山設(shè)備中的重要一員,近些年來煤礦提升機(jī)操作保護(hù)系統(tǒng)主要是由PLC組成,而且具有以下優(yōu)點(diǎn)。用同一臺(tái)PLC就可以控制不同的機(jī)器進(jìn)行工作，用戶只需改變軟件模塊中的程序就能滿足用同一臺(tái)PLC進(jìn)行控制不同機(jī)器的要求，大大節(jié)省了人力和物力，所以，它具有較好的通用性和經(jīng)濟(jì)性。PLC具有較強(qiáng)的邏輯運(yùn)算能力和數(shù)字運(yùn)算能力；所以它的功能還是比較強(qiáng)大的，此外，PLC能夠?qū)崿F(xiàn)自我診斷功能，當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，它會(huì)自行檢出錯(cuò)誤和故障，并作出相應(yīng)的行為。由于PLC的開關(guān)動(dòng)作主要是通過半導(dǎo)體電路來完成的，它的技術(shù)中還采用了微電子技術(shù)；因此，它的可靠性很高。PLC中采取了屏蔽、濾波、隔離等抗干擾措施，能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境；所以，它的抗干擾能力比較強(qiáng)。
作者：楊勇單位：吉林電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
1半導(dǎo)體培養(yǎng)箱的控制系統(tǒng)基本原理
培養(yǎng)箱溫度、濕度的調(diào)節(jié)是通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。培養(yǎng)箱溫度調(diào)節(jié)是由箱體內(nèi)置的溫度傳感器，采集數(shù)據(jù)，傳至溫度控制器調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)通過半導(dǎo)體制冷器電流量或者接通空氣加熱單元即半導(dǎo)體制冷器的熱端面來實(shí)現(xiàn)增加箱體內(nèi)溫度或降低溫度，來達(dá)到所需要的控制溫度；濕度的調(diào)節(jié)是由箱體內(nèi)置的濕度傳感器，采集數(shù)據(jù)，傳至濕度控制器調(diào)節(jié)，從而通過調(diào)節(jié)半導(dǎo)體制冷器的電流量，使其與空氣接觸面的溫度降低，即半導(dǎo)體制冷表面（冷端面）的溫度低于空氣露點(diǎn)溫度的來實(shí)現(xiàn)對(duì)箱體內(nèi)空氣的去濕作用，或者接通超聲波加濕器來實(shí)現(xiàn)加濕作用，以達(dá)到控制所需要的濕度。
2培養(yǎng)箱的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析
要保證培養(yǎng)箱功能的實(shí)現(xiàn)，及設(shè)備的節(jié)能運(yùn)行，必須精確協(xié)調(diào)熱濕處理系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行工作，需要設(shè)計(jì)完善的自動(dòng)控制系統(tǒng)和準(zhǔn)確的控制策略。
2.1控制方案
2.1.1熱濕處理設(shè)備控制要求制冷系統(tǒng)：采用半導(dǎo)體制冷裝置，可以制冷降溫，且改變箱內(nèi)的的相對(duì)濕度。如果冷端表面溫度過低，低于露點(diǎn)溫度時(shí)會(huì)除濕，不需要除濕時(shí)可通過調(diào)整循環(huán)風(fēng)量和啟停周期等措施避免。加熱系統(tǒng)：采用半導(dǎo)體制熱裝置，可以加熱升溫，可以使箱內(nèi)的相對(duì)濕度降低，但不改變空氣的絕對(duì)濕度d。除濕系統(tǒng)：采用半導(dǎo)體制冷裝置，與制冷系統(tǒng)聯(lián)合工作使冷端表面溫度低于露點(diǎn)溫度進(jìn)行除濕。加濕系統(tǒng)：采用超聲波加濕器，增加絕對(duì)濕度d，使箱內(nèi)的含濕量d和相對(duì)濕度φ都增加。
2.1.2控制策略溫濕度控制即將空氣的狀態(tài)控制在一定的范圍之t±t、φ±φ或d±d，控制精度即范圍的大小，根據(jù)測得的干球溫度和濕球溫度，確定初始狀態(tài)。換算出空氣的含濕量d，含濕量d能反映空氣濕空氣的絕對(duì)濕度。將啟動(dòng)時(shí)箱內(nèi)的溫度、絕對(duì)濕度與要求的設(shè)定狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算比較，確定進(jìn)行制冷，加熱、加濕、除濕等設(shè)備的運(yùn)行，將空氣的狀態(tài)參數(shù)調(diào)控到所需的范圍之內(nèi)。
（1）溫度控制根據(jù)加熱、制冷系統(tǒng)工作特性，并充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)處理數(shù)字量的優(yōu)勢(shì)，采用占空比的信號(hào)輸出，根據(jù)當(dāng)前實(shí)測值tc與設(shè)定值ts之差tc-ts進(jìn)行如下方案調(diào)節(jié)：a.當(dāng)tc-ts＞2、全負(fù)荷制冷運(yùn)行-2≤tc-ts≤2時(shí)：PI調(diào)節(jié)運(yùn)行，并根據(jù)進(jìn)入該區(qū)間前的運(yùn)行方式進(jìn)行制冷運(yùn)行或加熱運(yùn)行：如是在tc-ts＞1區(qū)間進(jìn)入的，則保持制冷運(yùn)行，采取PI調(diào)節(jié)制冷負(fù)荷大小。如是在-1≤tc-ts區(qū)間進(jìn)入的，則保持加熱運(yùn)行，采取PI調(diào)節(jié)制加熱荷大小。b.當(dāng)tc-ts<-2時(shí)、全負(fù)荷加熱運(yùn)行由于恒溫恒濕箱的外擾較小，且被控參數(shù)不會(huì)突變，為保證參數(shù)的穩(wěn)定性采用PI調(diào)節(jié)算法，控制器采用時(shí)間比例的占空比信號(hào)輸出，控制固態(tài)繼電器的通斷，精確控制加熱制冷系統(tǒng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)溫度的準(zhǔn)確控制。
（2）濕度控制度量空氣中含水蒸汽量的參數(shù)有含濕量d、相對(duì)濕度準(zhǔn)、濕球溫度ts、露點(diǎn)溫度tL，幾個(gè)參數(shù)中只有含濕量d表示水蒸汽含量的絕對(duì)值，其余都是相對(duì)量。因此將含濕量d作為濕度的控制參數(shù)，更為合理。在濕空氣的諸多參數(shù)中，壓力和溫度是易測的，而含濕量不易直接測量，只能通過相對(duì)濕度或濕球溫度的測量間接得到含濕量。由于測量相對(duì)濕度的傳感器不確定性較大，穩(wěn)定性差，不適合用于對(duì)溫、濕度要求很高的恒溫恒濕箱，且價(jià)格高。而干、濕球溫度測量相對(duì)濕度，是傳統(tǒng)的的方法，簡單可靠。因此，我們采用濕球溫度作為測量參數(shù)，即濕度的控制參數(shù)。
3整機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
將制冷、加熱、除濕、加濕系統(tǒng)都接到自動(dòng)控制系統(tǒng)中，自動(dòng)控制制冷、加熱、加濕、除濕系統(tǒng)的運(yùn)行，進(jìn)行溫度和濕度參數(shù)的控制實(shí)驗(yàn)。
4結(jié)束語
結(jié)果表明，本培養(yǎng)箱具有較寬的溫濕度調(diào)控適應(yīng)性，溫濕度參數(shù)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。驗(yàn)證了整機(jī)的工作性能及控制系統(tǒng)控制效果可行。本實(shí)驗(yàn)提出的用絕對(duì)濕度代替相對(duì)濕度，將溫度、絕對(duì)濕度與要求的設(shè)定狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算比較，確定熱濕處理設(shè)備的運(yùn)行，將空氣的狀態(tài)參數(shù)調(diào)控到所需的范圍之內(nèi)是可行的。
作者：田茹單位：包頭輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院
