控制系統論文

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控制系統論文范文第1篇

每條生產線由立式上料機、高速除磷機、多道被動軋機、主動軋機、輥縫調整、在線質量檢測、中頻退火、廢鋼剪切裝置、夾送裝置、吐絲機、輸送輥道、集卷站組成。三條生產線配合地輥運輸機、上料機液壓站、軋機稀油站、集卷站液壓站、卸卷站液壓站以及打包機組成系統。熱軋光圓盤條通過立式上料機進入高速除磷機去除表面氧化皮，然后進入被動軋機，由主動軋機帶動將鋼筋壓扁，主動軋機將鋼筋軋出花紋，通過輥縫調整調節壓軋量。軋出花紋的鋼筋進中頻退火裝置對鋼筋加熱退火，通過廢鋼剪切裝置將不合格的廢鋼碎斷處理，成品鋼筋經夾送裝置送入吐絲機。吐出的盤圓鋼筋經輸送輥道冷卻后送入集卷站收集，成卷后的鋼筋經地輥運輸機送至打包機打包，最后經卸卷站送出系統運至倉庫。

二控制系統

1系統組網考慮到生產系統的穩定性

以及中頻退火干擾等因素，我們選擇了市場上技術比較成熟應用較廣的西門子系統。生產線CPU采用S7-317-2PN，地輥運輸機和各個液壓站采用S7-315-2PN，稀油站采用S7-312C+以太網模塊，這樣所有的設備均能通過以太網連接至中控室交換機，通過中控室工程師站調試設備更改程序，通過操作員站遠程操作設備，查詢各個設備的工作狀態、故障內容等信息。在線測徑儀采用天津兆瑞公司的最新產品，通過以太網通信，能夠實時顯示鋼筋的基圓尺寸、縱肋高度等信息，為在線質量檢測提供了可靠保證，也為在線質量自動調整提供了前提。所有設備通過工業以太網連接至主操作室交換機，實現實時監控與數據交換。

2生產線主站與遠程

IO組態生產線CPU采用S7-317-2PN，按照距離遠近將設備分成7個從站，采用ET200S和ET200M的遠程IO，所有站通過工業以太網與主站CPU連接，7個從站分別是上料機站、軋機站、飛剪吐絲輥道站、集卷站、中頻1站、中頻2站和中頻3站。在需要操作和監控的地方設置了觸摸屏，采用西門子的MP277觸摸屏，通過以太網與主站PLC通信。

3主站PLC與變頻器

DP通信現場變頻器均采用偉肯NXP系列，通過調取偉肯提供的GSD文件，對各個變頻器組態。根據工藝及機械要求，包括上料機的送料小車、旋轉小車和升降臺共3臺變頻器；軋機部分1臺變頻器；廢鋼剪切裝置1臺變頻器；夾送裝置1臺變頻器；吐絲機1臺變頻器；輸送輥道8臺變頻器；集卷站的升降臺、托盤、小車3臺變頻器。共計18臺變頻器，通過DP總線實時傳遞啟停信號和速度指令。

4控制要點

4.1生產線自動化控制

生產線的自動化主要體現在全自動上料機、全自動集卷站、全自動地輥運輸線上。全自動上料機從上料到送料再到換料，基本實現一鍵式操作，每次只需在原料接頭后按按鈕確認即可，整機包括二十余個接近開關和五個光電開關，為自動化提供條件。全自動集卷站與全自動地輥運輸線互相配合，實現自動落料，自動剪切，自動換料架，整機也有十余個接近開關和數個光電開關。全自動地輥運輸線由百余節軌道組成，料架在運輸線上自動運行，完成卸料。

4.2生產線速度匹配

由于整條生產線從上料到集卷為一整條長絲，因此對生產線的速度匹配提出了較高要求，特別是軋機與夾送電機之間，夾送電機太快容易將鋼筋拉細，太慢又容易堆鋼，在電機的控制模式上選擇了速度控制與轉矩控制相結合的方式，滿足了控制要求。吐絲機的速度決定了產品的圈形大小，而且速度的快慢與圈形的大小并不是線性的關系。最終，通過生產實踐，吐絲機的速度采用自動調整加手動微調的方式進行控制，滿足了產品質量要求。

4.3軋機閉環控制與中頻退火

無論是生產線速度匹配還是中頻退火都要求軋機速度穩定，對軋機變頻器采取帶編碼器的閉環矢量控制方式，基本滿足要求。中頻退火作為整條生產線的工藝核心，基本滿足了輸出穩定、響應迅速、高效節能的要求，為生產高性能產品提供了依據。而軋機與中頻的工藝配方也為全線的自動化與高速生產提供了保證。該工藝配方是合力公司幾年來生產實踐的結晶，具有很高的實用性和適應性，能夠保證產品質量。

4.4飛剪碎斷生產線啟動時

中頻退火的啟動過程中產生質量不能達標的廢鋼，為滿足生產質量要求，需要將之從成品中去除，于是便有了飛剪碎斷裝置。該裝置是在原來的定尺剪切的基礎上改裝得來，用變頻器替換了伺服控制器，這就對變頻器的啟動加速和制動減速性能提出了很高要求。如果加速時間過長，在切到半圈內不能達到生產線速度，就會產生堆鋼。如果中頻退火達到規定溫度，在停切時不能及時停車，就會造成飛車，影響生產線連續運行。最終采用凸輪控制模式，滿足了生產工藝要求，既不會使變頻器加速報警，又保證了及時制動。

三結語

控制系統論文范文第2篇

DCS系統在很長時間就已經得到了相關方面的普及工作，而且其在實際中的應用效果也是非常好的，可以說在各個領域的自動化控制技術領域都有其不可取代的地位。DCS系統就是集散的控制系統，系統的核心思想是通過分散控制，進而進行集中操作的指導方針。DCS系統主要是由上位系統還有下位系統構成，上位系統應用的是工業控制計算機，現場的數據，存儲，還有報警處理，打印以及控制參數的設定等，都是運用組態軟件來完成實時的顯示工作。在實際的作業工作中，通過借助于工業控制計算機，然后對上位系統進行全方式的控制，這方面的內容主要包括應用WinCC組態軟件，實現對現場數據進行的實時的顯示，處理，還有對各種參數進行的設定，以及對所有數據進行存儲的工作，對一些可能出現問題的數據，實現自動報警，還有最終數據的輸出功能等。而下位系統是由PLC構成的，同時還要連接現場的一些設備。在上下位系統之間，通過應用Ethernet來實現通訊，其根本目的就是要滿足對數據的實時監控。就目前而言，基礎的自動化控制系統組件主要有S7－300系列的PLC硬件，而系統平臺的主要界面是Windows2010，其監控軟件是WINCCV6.0，相應的編程軟件是STEP7V5.3。

2針對于DCS系統的鍋爐系統自動化控制系統的整體方案

2.1控制任務的運行方法。

（1）自動調節

通過對鍋爐運行參數進行自動的調整，這樣來適應外界的負荷，還有工質參數的要求，同時還能讓鍋爐保持在比較經濟的工作狀況下運行。

（2）程序控制

在程序控制方面而言，比如引風機，鼓風機，還有爐排的啟動順序等，它們控制開關的啟、停以及運行等動作，通過先進的技術進行自動化的控制。

（3）保護聯鎖

如果是從保護聯鎖方面而言，比如鍋爐在運行的過程中，這個系統配置對水位是否正常，以及壓力是否正常等情況能夠進行報警的系統功能，同時還包括那么針對保護作用的，對壓力以及水位異常情況下的連鎖保護功能。建立電氣聯鎖保護系統，可以有效的預防和杜絕在設備關閉過程中的操作性失誤。

2.2控制系統本身的功能

（1）控制燃燒系統

燃燒系統的控制的目的就是確保蒸汽管內的壓力穩定，與此同時還要保證有足夠的燃燒效率。所以為了平衡這二者的關系，操作人員在調節鍋爐負荷以及燃料的時候，就需要及時的對送風，還有引風量進行有效的調節和改變。如果負荷增減的度量比較大，還可以選取調節措施為停開數層或某一層。

（2）鍋爐送風自動控制系統

鍋爐送風的主要目的是讓投入的燃料，在爐膛燃燒的時候，能夠自動的投入合適的風量，進而保證鍋爐的原料的有效燃燒，從而來提高鍋爐的工作效率。這里需要涉及到控制參數，而對送風的控制參數而言，主要是送風參數，還有煤氣的壓力參數，這兩個參數可以讓鍋爐的熱效率得到保證，通過借助不斷的對送風機擋板開度的大小進行調整，進而來實現送風壓力的自動調節的目的。如果有兩臺送風機同時的在運行，就應該并列其中的一個，而對另一個的送風機的擋板進行調節。

（3）對爐膛內負壓力的調節

平衡量和引風量的目標，是當鍋爐的運行處于穩定的狀態時，要保持它的為微負壓，做到這一點，系統就可以有效的并且安全的運行。爐膛中的負壓自動控制機制，是通過調節引風機入口的風門開度來實現的，這個過程中，一定要保持爐膛內的負壓在－20到10Pa的微負壓狀態之間，進而就可以保證鍋爐安全的燃燒。

（4）對蒸汽溫度的調節

在蒸汽溫度的調節方面，現在基本上都是選用自制的冷凝水噴減溫裝置。它的工作原理是按照蒸汽的出口處，對溫度測量的結果來判斷的，通過自動打開調節閥，然后對溫度進行有效的調整，以此來保證溫度處于正常合理的范圍之內，也就是在430到450℃之間。這些就是DCS系統的鍋爐系統自動化控制系統的整體方案，這個方案的有效落實，在實際的生產中，不僅能夠給相關的操作人員以很大的方便性，而且還能有效的保障各個行業的生產加工工作，尤其是在對燃燒的鍋爐的保護方面，只要按部就班的執行每一項的工作內容，而不是偷工減料的落實工作，鍋爐在工作方面是不會出現比較嚴重的事故的，所以相關的領導和技術人員對一線的操作人員，一定要做好相關的培訓工作，進而保證DCS控制系統在實際的生產中發揮其最大的作用，給企業創造出更大的價值。

3針對于DCS控制系統的控制聯鎖保護技術

3.1鍋爐的保護設計和技術應用

為了安全的監控爐膛，更好的保證穩定的鍋爐燃燒情況，所以就需要控制好DCS的軟硬件。在運行的時候，被輸送到燃燒爐跟前的高爐煤氣，還有焦爐煤氣分別從鍋爐的燃燒器，送入到爐膛內部而進行燃燒過程，煤氣燃燒所需要的空氣是由鼓風機提供給，而鼓風機在工作的過程中，先要把冷空氣送到空氣的預熱器內，然后通過加熱后，再讓熱風道把熱空氣送進爐膛內。如果煤氣的壓力過低，或者鼓風的引風因為其他的故障而停止了工作，鍋爐的內部就會發生回火而造成爆炸的事故，對鍋爐中的所有氣動閥來說，在切斷層面上都必須要進行連鎖控制，這樣才能保證在出現異常的時候，所有的安全氣閥都可以被自動的連鎖系統給切斷，也就是說，點火煤氣壓力控制點火小的氣動閥，而噴氣自動閥，還有高爐煤氣壓力控制高爐的大噴氣動閥，在它們之間實現連鎖和切斷，這對于所有的氣動閥來講，如果讓引風機以及鼓風機進行全部的控制，那么一旦出現鼓風，引風機停止作業的情況，就會造成所有的氣動閥都會被快速的連鎖切斷。

3.2水位連鎖保護技術的應用

針對于DCS控制系統方面，其在處理水位變化方面能夠實現非常好的自動化控制。這個系統內設置了因壓力的大小而導致水位偏高或偏低的聲光報警裝置，還有因水位偏低而停爐熱工連鎖保護保護功能。尤其是氣泡水位的控制設計方案，其可以根據給水的流量，還有氣泡液位和蒸汽的流量對給水閥進行合理化的調節，進而保護了鍋爐水位的穩定性。

4總結

控制系統論文范文第3篇

所謂的單片機（MCU）是一個微型計算機。它是在一個設備中的CPU，RAM，ROM，I/O接口的一組或多個組件和中斷系統，以及作為當前主流的STM32ARM公司生產的的A6和A7都屬于微控制器。只要給一個外部單片機加上電源，并設置振蕩電路和外部中斷電路，就可以方便的實現單片機控制。由于其體積小，功能強大，成本優勢，主要作用是改善勞動條件，節約能源，生產設備，并且可以防止事故的發生，以獲得良好的技術指標和經濟效益。因此，基于單片機的溫度控制系統在國內外受到越來越多的關注，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控制系統。這個系統的優點是速度快，但可靠性相對較差，控制精度是比較低的，彈性小，電路復雜，調試，安裝都不容易實現，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，顯示和A/D轉換等功能，實現人機由IP核的相互作用和信號測量和分析功能。這種解決方案的優點是系統結構緊湊，可以實現復雜的測量和控制，操作簡便;但其缺點是在調試過程的復雜性，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芯片上。這是完全與微控制器接口進行系統控制和信號分析，由溫度傳感器信號采集和轉換的前端進行。此方法克服了前兩種方法的缺點，所以基于單片機和溫度傳感器控制的溫度在理論上非常的可行。

3在一個溫控系統中如何選擇合適的單片機和傳感器

3.1選擇AT89C51作為系統的單片機單片機在整個控制系統中占有主導地位。在主要考慮選擇時應該考慮單片機的處理速度，數據存儲容量，價格和通信方式。在考慮適當后選擇了控制系統的AT89C51作為主芯片。AT89C51具有以下特點：具有4KB的閃存芯片和128KB的程序存儲器。AT89C51的最高頻率可以達到32MHz的，具有8位數據的處理能力，擁有32個IO端口和兩個定時器。

3.2選擇DS18B20作為系統的傳感器該系統采用DALLAS半導體公司生產線數字溫度傳感器DS18B20來采集溫度數據，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，以及大型設備的工業，民用，軍事等眾多領域有著非常廣泛的應用。它的優點是特別明顯，具有結構緊湊，簡單界面，傳輸距離遠等特點。

3.3確定適合單片機溫度控制的系統框架系統包括數據采集模塊，單片機控制模塊，顯示5部分模塊，溫度設定模塊和所述驅動電路。實時數據采集模塊負責采集溫度數據，收集溫度數據給單片機，由數據顯示部分上顯示所處理的微控制器。設置模塊可以設置在預定的溫度，當檢測到的溫度低于設定溫度的情況下，單片機控制所述驅動電路以開始加熱，并發出報警聲；當檢測到的溫度高于設定溫度時，停止加熱。

4單片機溫度控制原理概述

傳感器是測量溫度信息的主要載體，通過將電壓信號轉化成的毫伏級后的傳感器的溫度信息提供給電路，然后通過電路放大，弱電壓信號慢慢地放大，微控制器的范圍內調節的可自由支配的，然后通過輸入端A/D轉換器的電壓信號轉換成數字信號進行轉換。然后，相應軟件的數字信號被輸入到主機中去。使用中的信號采集到微控制器中，為了提高測量的精確度，必須在采樣時將信號進行數字濾波。同時，信號的數字濾波處理后，它就會逐漸被轉換成適當的標度，所得到的溫度指標顯示在IED屏幕上。同時還可以將溫度值與提前設定的溫度值進行比較，然后按照積分分離PID控制偏差之間的兩個算法分析的大小，從而得出最終輸出的控制值，然后確定出導通時間與輸出功率以及控制量的熱值，從而有效地調節環境的溫度來達到目的。整個溫度控制系統，它的主要目的是使實時單芯片溫度可以有效地檢測和精確的控制，從而解決了工業生產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，利用十進制數字顯示器的實際溫度值，這有利于實現人們進行簡單和方便的溫度監測。

5單片機溫度控制系統的設計硬件和軟件系統

5.1溫度控制系統的硬件電路系統的原理及組成溫度控制系統的硬件電路包括溫度傳感器電路，D/A轉換電路，A/D轉換電路，單片機最小系統電路，帶通濾波電路，放大電路，以及一個數字的復用器電路的電磁閥控制電路和開關電路等。當然，為了實現不同的設計要求，仍然可以建立在一個單一的芯片上而在系統的設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，可用于實現溫度報警蜂鳴器和使用一些液晶顯示模塊，在溫度異常時將在液晶顯示屏上顯示出來。通過這些不同的外設模塊，可以更好地提高單片機溫度控制系統。

5.2溫度控制系統軟件開發理論溫度控制系統的軟件主要是用C語言編寫，實現了單片機的控制權。通過C語言可以實現單片機對溫度的采集的頻率的控制、實現溫度的顯示和控制等不同的功能。控制系統程序包括主程序和子程序。主程序主要用于實現單片機的初始化，將溫度傳感器的初始化設置（讀取溫度，加工溫度，存儲溫度）被初始化，并且進行鍵盤與液晶顯示器的初始化。使用該方法的主程序循環查詢來實現對溫度的采集和對溫度顯示的控制。主程序的主要作用是實時采集溫度的，并且所述傳感器的二進制代碼讀入到單片機內，并隨后經單片機的處理轉化成十進制顯示在液晶顯示器的上方。

6結束語

控制系統論文范文第4篇

單片機是集成電路芯片的一種，它微處理器中的技術能夠有效地快速處理數據，如邏輯運算、中斷處理、數據傳輸等等。它的組成模塊主要有中央處理器，只讀程序存儲器以及隨機存取數據的存儲器，定時計數器等等，各個模塊相互關聯，共同構成一個微型的計算機處理系統。在事先設定好的程序下，能夠準確、迅速、高效地完成程序設計者事先規定的任務，給與用戶以完美的體驗。單片機與微型計算機有著很多的共同之處，但是也有著本質的區別。單片機是用特定的芯片來設計應用程序的，通過芯片的指令系統以及集成電路來傳導程序，從而使得芯片具備特定的功能。單片機的硬件特征與軟件特征是與其自身的規格與特息相關的，不同類型的單片機有著不同的技術特征。比如在電梯中應用的單片機都有著完善的指令系統以及感應系統，對于電梯的安全性提供了很好的保障。在生產不同使用性質的電梯時，就需要合理的選用相關類型的單片機，前提就是要掌握單片機的結構以及技術特征。

2單片機的電梯控制系統分析

系統控制部分和顯示部分是電梯控制系統的主要構成部分，其中系統控制的部分又由單片機控制模塊、傳感器信號處理模塊以及報警模塊構成，檢測模塊、電路模塊則構成顯示模塊。

2.1傳感器系統模塊對電梯的運行狀態進行實時的監控是在電梯機械化控制系統中應用的一大好處之一，因此，應該在實際應用中大力的進行推廣工作。這里的傳感器系統既可以根據時間節點進行傳輸，也可以利用不同的頻分制來進行信號的發送工作。當信息最終錄入系統之后，就可以在單片機的自動化系統的控制下對電梯的安全性及穩定性進行控制，如有差錯及時的進行調整。單片機的電梯控制系統中的傳感器是信號處理電路，集合電路以輸入高低電平信號來控制LED燈的運行，與此同時能夠把輸出的信號傳送給單片機進行處理。另外，電梯門處安裝了開關式傳感器，能夠通過一個小的直流電機來控制電梯門的開關。2.2中央控制系統的模塊中央控制技術在電梯機械控制系統中的應用主要是通過中央控制系統來對各個層面的工作進行調配，利用眾多的網絡接口及時的傳達信息，從而提升系統的運行效率。另外中央控制系統還可以具備報警和制定解決問題的方案等功能，可以及時的對緊急情況進行快速的處理。

2.3電梯的控制面板設計技術電梯里的按鈕主要有向上、向下以及開關，這些按鈕的運作都是由控制面板進行控制的。在電梯的外面有6個呼叫請求指示燈以及相應的按鈕，當乘客按下按鈕時，點亮和其相對應的指示燈，在響應呼叫請求之后，電梯內指示燈則熄滅。2個電梯運行的指示燈，分別表示電梯的上升和下降兩種不同狀態。電梯內部則有相應的控制按鈕及相關的4個指示燈，電梯樓層的指示燈也是由LED的數碼管來顯示的。單片機都電梯運行的控制主要是通過這些指示燈和按鈕來進行的，因此，在電梯的控制面板設計時一定要合理的規劃，選好相應的參數。

2.4電梯輸電線路的路徑選擇路徑的選擇對輸電線路的設計非常重要，路徑選擇合理可以降低電梯施工的難度和建設成本，同時也對輸電線路后期的穩定和維護起著重要作用。在實際設計中，要對線路進行精確的計算與測量，使輸電線路的長度盡量降低，這要求進行測量的工作人員有較高的專業技能和耐心。質地特點好和施工難度低的線路是最優選擇，同時也要盡可能地降低電梯建設成本。

2.5電梯運行的維修情況單片機的參數值具有不穩定性，能找到一定的規律性，但也有隨機性的成分，設備在未來某一時刻的參數值常與過去的參數值、當前的運行狀況、預測期的氣象因素等密切相關。在日常維修電梯時，既要按照相關的制度、標準來進行，也要結合自身經驗，注意一些易被忽視的問題，如認真考量每一個小零件的作用，保障電梯的正常運行。

3結語

控制系統論文范文第5篇

S7-200是測試臺的核心，主要有四個控制任務：測試臺主軸電機的測速和調速；各個泵的噴油量的計算；測試臺噴油次數的統計；觸摸屏和PLC的通訊。啟停控制都是通過觸摸屏來實現的，通過串行通訊送給PLC。按下觸摸屏上的啟動按鈕，試驗臺的主軸啟動并且穩定在設定轉速，此時，按下集油按鈕，PLC控制電磁鐵動作，檔板縮回，開始計時噴油次數，當噴油的次數達到設定值后，檔板伸出，噴油結束。觸摸屏上顯示各泵的噴油量。在整個計數過程中，試驗臺的主軸電機轉速穩定。

2噴油測試臺硬件設計

2.1主軸轉速控制完成調速和測速兩部分功能，PLC通過光電編碼器的脈沖計算出電機實際速度，并與設定值比較；如果有偏差，通過調整PLC的模擬量輸出電壓改變變頻器的頻率，從而改變電機轉速，直接到設定轉速。

2.2噴油量計量在測試臺的每個計量噴油量的量筒立放置了測量高度的電容傳感器，噴油結束后，把電容傳感器的油面高度信號送入PLC的模擬量輸入端子AIW0、AIW2、AIW4、AIW6、AIW8、AIW10。

2.3噴油計數噴油開始，檔油板縮回。噴油泵每轉一圈，光電傳感器發出一脈沖信號，PLC計數，當計數與設定值相等，檔油板伸出。

2.4硬件單元設計硬件設計如圖2所示，按下屏上的集油按鈕，PLC的Q0.0輸出信號，通過電磁鐵驅動檔油板，油開始進入量筒，當主軸轉動一圈，噴一次油，光電傳感器輸出一個脈沖有I0.3進入PLC，當脈沖次數與設定值相等時，Q0.0無輸出，電磁鐵斷電，檔油板伸出，油不能進入量筒。觸摸屏上顯示實際噴油次數。光電編碼器是增量編碼器，輸出三相信號從PLC的I0.0、I0.1、I0.2輸入，利用PLC的高速計數器HSC0對脈沖計數，運算出電機轉速，并顯示到屏上，實際轉速和設定值經過PID算法調節，通過PLC的模擬量輸出模塊輸出標準的電壓信號驅動變頻器，調節輸出交流電頻率，從而調節轉速。噴油筒內油的高度有電容傳感器測出，經過換算得出個噴油泵的噴油量，也就是說，僅僅測量噴油高度就可以，6個電容液面傳感器測量值送入PLC的模擬量輸入擴展模塊EM231。

3噴油測試臺軟件設計

3.1軟件總體設計軟件系統包括PLC控制部分和觸摸屏部分，PLC是系統的核心，屏幕控制是指揮中心，完成主軸轉速，噴油計數的設置和顯示，測試臺的啟停控制，記錄數據。PLC控制部分主要完成工作過程的控制，包括噴油次數計數、主軸測定、信號的輸入輸出、數據的處理。