時間：2023-03-20 16:25:58
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2應用分析
（1）對plc技術(shù)的應用類型上進行確定。為了在機械電氣控制裝置當中對PLC技術(shù)進行應用，就要對PLC技術(shù)類型上進行確定，在整個設(shè)計應用環(huán)節(jié)當中這項工作有著基礎(chǔ)性的作用，將PLC技術(shù)的使用類型確定出來是非常關(guān)鍵的，為確保選取的類型在機械電氣裝置中能夠得到有效的應用，應該與機械電氣控制裝置的整個情況上予以結(jié)合進行合理的選取。（2）控制開關(guān)量邏輯。在機械電氣控制領(lǐng)域當中應用PLC技術(shù)，PLC的基本工作內(nèi)容當中就包含了開關(guān)量邏輯控制，原始的繼電器可以有PLC裝置和它的內(nèi)部技術(shù)進行取代，一起實現(xiàn)對電路的順序控制和邏輯控制，在開關(guān)量邏輯控制中應用PLC技術(shù)，它的控制對象不單純的只是對一臺設(shè)備進行控制，還可以在生產(chǎn)線路中將PLC裝置擁有的開關(guān)量邏輯控制接入進去，使其能夠控制組合機床和生產(chǎn)線。（3）控制模擬量。在工業(yè)生產(chǎn)中模擬量是一種術(shù)語，指的是可能出現(xiàn)在生產(chǎn)中的變量，然而人們對這樣的變量卻沒有辦法進行預測，例如速度的變量、溫度的變量等。生產(chǎn)的進度和生產(chǎn)的質(zhì)量會受到模擬量的影響，一定要采取一定的方式來控制模擬量，但是并沒有可行的技術(shù)存在于傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)當中，直到出現(xiàn)了PLC技術(shù)之后，才實現(xiàn)了對模擬量的控制，在電氣控制系統(tǒng)和電氣模擬裝置當中應用了PLC技術(shù)，而且在應用的時候有效的控制模擬量，實現(xiàn)數(shù)字化和模擬量之間的有效轉(zhuǎn)化，令其被控制器能夠很好的進行控制。（4）集中性對系統(tǒng)控制。主要是有多個設(shè)備和一臺功能大的中央PLC堅實系統(tǒng)構(gòu)成了該控制系統(tǒng)，并且構(gòu)成了一個計算控制系統(tǒng)，這個系統(tǒng)擁有中央集成式的功能。在這個系統(tǒng)當中，不相同的設(shè)備當中可以利用運行的順序和適宜的方式構(gòu)成一個通過中央PLC系統(tǒng)一起處理的程序，由此發(fā)現(xiàn)，和單一式的控制系統(tǒng)進行比較這種集中式的控制系統(tǒng)有著運行效率高、成本低的優(yōu)越性，但是也有一定的弊端存在于其中，一旦需要改變其中某一控制對象的程序時，需要停止整個控制PLC控制系統(tǒng)的運行，造成別的控制對象也需要被迫停止工作。（5）分散性系統(tǒng)控制。在這個系統(tǒng)當中，每個控制對象在PLC控制系統(tǒng)當中都是經(jīng)過分別處理而成的，并且各個PLC控制之間都可以利用合理的信號傳輸來將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的連鎖反應上予以實現(xiàn)，來將控制任務上予以完成，或者對傳輸信號利用上位機經(jīng)過總線實施傳遞。在該系統(tǒng)當中，對機械控制方式的應用主要是眾多機械生產(chǎn)線的控制形式，使用相應的數(shù)據(jù)在不同的生產(chǎn)線之間進行連接，有不同的PLC對不同的控制對象進行控制，如果需要停止運轉(zhuǎn)其中的某一臺PLC，不會影響到其他的控制器。近些年，科學技術(shù)進入了一個全新發(fā)展的階段，能夠?qū)⑦^程控制和PLC技術(shù)有效的結(jié)合起來，對底層的控制任務因此就能更好的給予完成。（6）運動控制。利用PLC技術(shù)能夠?qū)χ本€運動和圓周運動等進行有效的控制，在控制系統(tǒng)里面，以前的控制模式直接的作用在執(zhí)行機構(gòu)和傳感器當中，該系統(tǒng)可以利用運動控制模塊來完成工作，例如可以在驅(qū)動步進電機和多軸位控制模塊當中進行運用等。
（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外部的信號轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部的可進行處理的信號。
（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)部可處理的信號轉(zhuǎn)換成能夠控制提升機系統(tǒng)的外部信號，來控制提升機系統(tǒng)進行工作。
（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)信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，便于PLC系統(tǒng)進行識別和處理；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)字信號轉(zhuǎn)換成連續(xù)信號。
（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之間的通道流暢，保證信號從各模塊傳送給上位機時，可以使上位機做出相應的響應。
（7）計數(shù)模塊：該模塊主要有2塊，這兩塊計數(shù)模塊的作用都是計數(shù)，兩塊模塊分別是對主滾動筒上的和導向輪上的編碼器進行計數(shù)。
2PLC操作保護系統(tǒng)的軟件設(shè)計
PLC是西門子公司的產(chǎn)品，它不需要用戶自主進行編程，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模塊用來對特定事件做出響應和中斷。
（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)行時必須帶有即時數(shù)據(jù)模塊，并且每次用戶程序?qū)B進行調(diào)用時可提供新的參數(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)行時不需要帶有即時數(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進行調(diào)用時可提供新的參數(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存儲器開辟另一個存儲區(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，各個軟件模塊的功能和作用如下。FC0、FC1兩個軟件模塊的作用是用來進行計數(shù)，主要是用來計算計數(shù)模塊中的脈沖個數(shù)；DB1和DB2兩個軟件模塊的作用是存放FC0、FC1兩個軟件模塊計算出的計數(shù)模塊的脈沖個數(shù)，以此來實現(xiàn)計數(shù)模塊將數(shù)據(jù)和信號流暢而準確的傳送到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：電機電壓和電流、電機轉(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，主要是對電氣施閘類故障進行制動處理；FC114軟件模塊的作用是用來處理PLC內(nèi)部信號，并產(chǎn)生控制信號，像回路的安全和保障、故障的報警和液壓器件的制動等等；FC5軟件模塊的作用是進行邏輯運算和閉鎖，主要是對輸入到PLC內(nèi)部的信號進行運算并產(chǎn)生控制指令來控制提升系統(tǒng)的各個部分；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施閘類故障進行處理，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警類故障，當報警系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，主要是由該模塊進行處理；PLC的啟動組織模塊是OB100軟件模塊，在系統(tǒng)啟動后該組織模塊只可運行一次，以后的循環(huán)程序就不會再運行了，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)運行的軟件模塊，在FC功能模塊中編制成的可以實現(xiàn)特定功能和作用的程序可以在OB1軟件模塊中進行循環(huán)調(diào)用，采用這樣的程序設(shè)計可以使我們的程序設(shè)計更加簡單，調(diào)試更加方便；OB35軟件模塊是組織模塊中唯一可以實現(xiàn)定時中斷的組織模塊，采用M/T法可以計算出提升機的提升速度。n=（60M1f）（/ZM2）式中：n為電機的轉(zhuǎn)速；Z是旋轉(zhuǎn)編碼器每轉(zhuǎn)一圈時所輸出的脈沖的個數(shù)；M1為計數(shù)器M1所記的脈沖個數(shù)；M2為計數(shù)器M2所記的脈沖個數(shù)；f為脈沖頻率（高頻時鐘脈沖）。
1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
該方案采用一層以太網(wǎng)和兩層FIPWAY雙絞線網(wǎng)絡(luò),以太網(wǎng)的速度為10Mb/s，F(xiàn)IPWAY網(wǎng)絡(luò)的速度為1Mb/s。兩臺監(jiān)控計算機通過以太網(wǎng)連接,實現(xiàn)監(jiān)控計算機備用的功能;兩臺監(jiān)控計算機與PLC1、PLC2、PLC3、PLC4、PLC5、PLC6構(gòu)成第一層FIPWAY網(wǎng)絡(luò),其主要功能是將所有接入PLC的信號傳送至兩臺監(jiān)控計算機;PLC3和12格濾池控制臺組成第二層FIPWAY網(wǎng)絡(luò),用以完成反沖洗的控制。
2各分站描述
2.1取水泵站PLC1
(1)主要檢測參數(shù)。
原水PH值、流量、溫度、濁度;原水進水閥開度、原水進水閥超限位報警、原水進水閥限位開關(guān)、原水進水閥故障報警。
(2)主要控制功能。
原水泵控制;接受并執(zhí)行來自監(jiān)控計算機的正確指令和參數(shù)設(shè)置;將原水泵及吸水井的運行狀態(tài)及參數(shù)傳送至監(jiān)控計算機。
2.2加藥加氯PLC2
(1)主要檢測參數(shù)。
溶解池、溶液池液位連續(xù)檢測、高低位、超高位報警;計量泵開停、計量泵手/自動、計量泵故障、計量泵沖程檢測、計量泵變頻裝置頻率檢測、計量泵變頻裝置故障檢測、計量泵變頻裝置手/自動;攪拌器開停、故障;稀釋水閥開關(guān)狀態(tài);進/出液閥開關(guān)狀態(tài)。氯瓶稱重、氯氣投加量、漏氯報警、加氯機開/停狀態(tài);氯路切換及電動球閥工作狀態(tài);空瓶信號檢測。
(2)主要控制功能。
加藥泵的控制;溶藥池相關(guān)設(shè)備的監(jiān)控;加氯系統(tǒng)的監(jiān)控;將加藥泵、加氯設(shè)備、藥池等的運行狀態(tài)及相關(guān)的參數(shù)傳送至監(jiān)控計算機;接受并執(zhí)行來自監(jiān)控計算機的正確指令和參數(shù)。
(3)加氯控制原理。
水廠工藝中,加氯包括前加氯和后加氯。前加氯一般采用原水流量配比加氯方式,而后加氯采用復合環(huán)加氯方式即根據(jù)出廠水余氯反饋控制方式。原水流量配比加氯方式控制原理為:加氯控制器根據(jù)原水流量的變化以及設(shè)定的投加率自動調(diào)節(jié)加氯量。復合環(huán)加氯方式控制原理為:加氯控制器根據(jù)原水流量以及投氯后取樣水中余氯值和設(shè)定的余氯值,采用PID控制規(guī)則,輸出一個控制量來控制加氯機的投加裝置,形成一個閉環(huán)控制,使余氯值向設(shè)定值逼近,確保出廠水余氯指標的穩(wěn)定達標。
(4)加藥(礬)自動控制原理。
在水廠自動化中,加藥自動控制是提高社會效益和經(jīng)濟效益最顯著的一項措施。這是一個長延時、非線性時變、干擾因素多的復雜過程,在技術(shù)上實現(xiàn)有一定難度,目前國內(nèi)許多水廠還處于憑經(jīng)驗目測水質(zhì)、手工投加階段。一些水廠經(jīng)改造采用了自動投加系統(tǒng),實際效果也不理想。引入先進的控制理論來解決自動投加問題是目前國內(nèi)外水處理行業(yè)普遍關(guān)注的問題。一般加礬自動控制也可分為兩種方式:一種是開環(huán)控制方式,另一種是多參數(shù)的閉環(huán)控制方式。通過PLC對游動電位、加礬量、加礬濃度、濾后水濁度原水溫度等參數(shù)綜合累計、統(tǒng)計及分析,自動調(diào)節(jié)加礬量并記憶各種優(yōu)化控制參數(shù),取得較好的效果。
2.3公共沖洗PLC3
濾池PLC站考慮用1臺公共沖洗PLC主站,外加12臺濾池的PLC子站組成1個二級控制系統(tǒng),主站與子站之間用FIPWAY網(wǎng)絡(luò)連接,主站與子站之間采用集中管理、分散控制方式,主站與子站從系統(tǒng)上互為后備,濾池的運行與反沖程序編寫在子站內(nèi),使系統(tǒng)更安全,同時分散的I/O又使濾池的控制系統(tǒng)電纜連線更為減少,使維護更加方便。
(1)公共沖洗PLC主站。
主要檢測參數(shù)：
反沖洗水泵開停、故障、手/自動;反沖洗水泵電流;出口閥開關(guān)狀態(tài)、故障狀態(tài)、手/自動;反沖洗鼓風機開停、故障、手/自動;出口閥開關(guān)、故障、手/自動;出口旁路閥開關(guān)、故障、手/自動;反沖洗水流量。主要控制功能：
旁路閥控制,沖洗控制,保護設(shè)備停車控制,反沖洗水泵備用切換,鼓風機備用切換。
①鼓風機開/停、相關(guān)閥開/關(guān)當濾池PLC子站接到發(fā)出的反沖洗請求,鼓風機開始工作,相關(guān)的閥門打開,反沖洗完成后,鼓風機停止工作,相關(guān)的閥門關(guān)閉。
②水泵的開/停、相關(guān)閥的開/關(guān)當濾池PLC子站接到發(fā)出的反沖洗請求,水泵開始工作,相關(guān)的閥門打開,反沖洗完成后,水泵停止工作,相關(guān)的閥門關(guān)閉。
(2)各濾池PLC子站。
主要檢測參數(shù):
每個濾池的水位連續(xù)檢測及顯示、水頭損失檢測、渾水閥、清水閥、反沖洗閥、排污閥、反沖氣閥、排氣閥等設(shè)備工作狀態(tài),故障狀態(tài)的檢測,手/自動狀態(tài);清水閥閥門開度、開關(guān)限位、超開/超關(guān)狀態(tài)報警。
主要控制功能:
①濾池的恒水位過濾控制PLC根據(jù)每個濾池的液位計(可設(shè)定高低限報警)給出的信號,控制濾池出水閥門的開度,以保證濾池的水位恒定。濾池PLC裝有恒水位控制軟件,恒水位控制軟件是根據(jù)每格濾池中的液位信號控制出水調(diào)節(jié)閥的開度,保證濾池中水位的恒定,其控制精度≤210cm，而且調(diào)節(jié)閥的動作穩(wěn)定。
②濾池的反沖洗控制對于反沖洗的控制采用三種反沖洗控制方式:過濾周期:根據(jù)工藝要求,設(shè)定濾池的最大過濾時間,在濾池開始過濾時,濾池PLC子站開始計時,并與設(shè)定值比較,當兩者相等時,濾池PLC向PLC子站發(fā)出反沖洗請求。
壓差值:在濾池PLC上設(shè)定濾池的最大阻塞壓差值,當過濾時阻塞壓差傳感器連續(xù)測定濾料的阻塞壓差值,PLC將此值與設(shè)定值進行比較,當兩者相等時,濾池PLC向PLC子站發(fā)出反沖洗請求。
強制方式:由工作人員根據(jù)現(xiàn)場需要,在濾池控制器上進行功能操作,強制濾池PLC向PLC子站發(fā)出請求。每格濾池定時沖洗法的沖洗時間和壓差沖洗法的最大阻塞壓差的設(shè)定均可通過XBT靈活設(shè)置。XBT操作配有密碼鎖定。濾池PLC顯示明確,操作維護簡單,可實現(xiàn)無人值守的全自動控制。
2.4送水泵站PLC4
(1)主要檢測參數(shù).
變電所總電流、有功功率、電壓、分路電流、有功功率、總電路開關(guān)、分路開關(guān)運行狀態(tài)、時間記錄;PH值、液位、濁度、流量、余氯;出廠水閥開度、超開/超關(guān)限位、報警、出廠水閥開關(guān)限位。
(2)主要控制功能.
送水泵的控制;接受并執(zhí)行來自監(jiān)控計算機的正確指令和參數(shù)。
2.51#～2#沉淀池現(xiàn)場PLC站PLC5和PLC6
(1)主要檢測參數(shù).
沉淀池水位、SCD、沉淀后濁度、沉淀池分管進水閥開關(guān)位置限位、沉淀池分管進水閥開關(guān)狀態(tài)、沉淀池分管進水閥手/自動狀態(tài)、沉淀池分管進水閥故障狀態(tài);排泥機運行/停止狀態(tài)、排泥機前進/后退、排泥機手/自動、排泥機故障、排泥閥開關(guān)狀態(tài)、真空泵開/停、排泥機行程頭尾極限限位、排泥機行程分段限位。
(2)主要控制功能.
根據(jù)生產(chǎn)需要啟用/停用沉淀池;根據(jù)污泥濃度開關(guān)或時間周期進行排泥控制。
3監(jiān)控計算機系統(tǒng)簡介
3.1簡述
監(jiān)控計算機將在WindowsNT下使用InTouch作為監(jiān)控軟件。兩臺監(jiān)控計算機將安裝完全相同的系統(tǒng)軟件和應用軟件。由于兩臺監(jiān)控計算機均同時與以太網(wǎng)和FIPWAY網(wǎng)相連,因此它們可同時從PLC得到相同的信號,但是向PLC發(fā)送命令及打印機的控制是互鎖的。
3.2主要功能
一、電工技師論文的作用及分類
電工技師(高級技師)論文是其在總結(jié)研究本職業(yè)(工種)領(lǐng)域中的有關(guān)技術(shù)或業(yè)務問題時，表達其工作或研究過程及其成果的綜合實用性文章，是維修電工技師從事本職業(yè)(工種)的學識、技術(shù)能力的基本反映，是科學研究成果和工作經(jīng)驗總結(jié)的文字體現(xiàn)，也是個人勞動成果、經(jīng)驗和智慧的升華。技師專業(yè)論文是社會實踐活動的產(chǎn)物，是撰寫者在長期的社會生產(chǎn)實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗，努力學習理論知識，不斷追求和探索所取得的研究成果的文字存在形式，撰寫技師專業(yè)論文是培養(yǎng)人才、選拔人才和保證人才質(zhì)量的重要途徑之一。
按電類技師本身的內(nèi)容和性質(zhì)不同，一般電類技師論文分為：專題型、論辯型、綜述型和綜合型。按電類技師論文具體涉及內(nèi)容的主要有：維修電氣經(jīng)驗總結(jié)類、技術(shù)革新類、新產(chǎn)品開發(fā)類和四新技術(shù)推廣類。
二、電工技師論文撰寫的要求
撰寫電工技師專業(yè)論文，既是一個艱苦的思考、探究和再學習的過程，又是一種復雜的創(chuàng)造性勞動，需要對工作實踐、技術(shù)革新和技術(shù)改造等做出客觀的評價。
1.注意論文的科學性?？茖W性是指電工技師專業(yè)論文的基本觀點和內(nèi)容能夠反映事物內(nèi)在的基本規(guī)律。電工技師專業(yè)論文的科學性來自對客觀事物周密而詳實的調(diào)查研究，掌握大量豐富而切合實際的材料，使之成為研究論述的基礎(chǔ)。
2.注意論文的翔實性。電工技師專業(yè)論文要求作者所提出的觀點、見解確實是屬于自己的。那么，要使自己的觀點能夠得到普遍的承認，就一定要拿出有說服力的論據(jù)來證明自己的觀點是正確的。這樣，就應該在已掌握的大量材料中選擇具有典型性、代表性的關(guān)鍵證據(jù)來證明。
3.內(nèi)容正確、語言簡明。撰寫技師專業(yè)論文應當力求言簡意賅，無多余的字句。對論文的內(nèi)容不要進行藝術(shù)性渲染和夸張；切忌不適當?shù)乜浯髠€人在技術(shù)革新和技術(shù)改造中的貢獻；更不能將技術(shù)問題的爭論引入政治觀點。同時，在撰寫技師論文時，要注意按照撰寫格式進行撰寫，并熟練應用。
三、電工技師畢業(yè)設(shè)計論文的選題
論文的選題必須立足于總結(jié)工作成果與實踐緊密聯(lián)系上。在對已獲得的大量素材進行分析、歸納和研究的基礎(chǔ)上，提出問題，確定寫作的基本方向。
1.論文的選題原則：準確恰當、提高創(chuàng)新和可行實用。
(1)準確恰當。論文的選題要提得準確恰當，面向?qū)嶋H，著眼于社會的需要，確實是生產(chǎn)實踐中亟需解決的問題。選題一定要與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，與自己的工作領(lǐng)域相結(jié)合。
(2)提高創(chuàng)新。創(chuàng)新性原則是指選題要有新穎性、先進性，有所發(fā)明，有所發(fā)現(xiàn)，以推動本職業(yè)(工種)的發(fā)展。遵循這一原則，選題時必須注意選擇位居本職業(yè)(工種)較前沿的并具有普遍意義的課題；選擇填補空白的課題；選擇補充前人學說的課題；選擇突破禁區(qū)的課題；選擇借他山之石可以攻玉的課題，即借用其他學科的新理論、新技術(shù)、新工藝和新材料，從新的角度進行研究、驗證或論證來解決本職業(yè)(工種)中的老問題或疑難問題的課題。
(3)可行實用?？尚袑嵱眯栽瓌t是指要選擇有利于發(fā)揮個人的聰明才智，有完成的把握，同時也符合自己的志趣、適合個人能力的論題。
2.論文的選題方法
(1)選擇能發(fā)揮本人特長的論題。申報電工技師(高級技師)的人員，都具有相當長的本職業(yè)(工種)專業(yè)工作的經(jīng)歷，在理論與實踐的結(jié)合上有自己的獨到之處和技術(shù)特長；而預備技師在學校學習4～5年，理論知識特別是新技術(shù)的知識非常充實，但實踐經(jīng)驗欠缺。
(2)選擇具有突破性的論題。申報電工技師(高級技師)的人員長期工作在第一線，對于生產(chǎn)實踐中出現(xiàn)的問題最有發(fā)言權(quán)。如果敏銳地抓住問題的關(guān)鍵處，加以研究，就能形成應用性極強的專業(yè)論文。
(3)選擇具有普遍性的論題。所謂具有普遍性的論題是指在生產(chǎn)實踐中有廣泛的用武之地的課題。例如，用現(xiàn)代電氣技術(shù)改造機床的電氣控制問題、變頻技術(shù)在中央空調(diào)系統(tǒng)的應用問題及電梯的技術(shù)改造和維修技術(shù)問題等。有些問題看似簡單，但實際上有很多需要進一步研究總結(jié)的內(nèi)容，這些都屬于具有普遍意義的論題。
3.論文的推薦選題
(1)典型PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計、安裝與調(diào)試。機械手的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝與調(diào)試；組合機床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝與調(diào)試；立體車庫控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝與調(diào)試；材料分揀裝置的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝與調(diào)試。(2)典型低壓電氣柜的設(shè)計。兩臺三相異步電動機動力控制電氣柜的設(shè)計、安裝與調(diào)試；變頻調(diào)速控制柜的設(shè)計、安裝與調(diào)試；總計量配電箱設(shè)計、安裝與調(diào)試。(3)供配電系統(tǒng)的設(shè)計。某通用機械廠供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計、安裝與調(diào)試；某學校生活區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計、安裝與調(diào)試。(4)電子技術(shù)應用設(shè)計。三相正弦波變頻電源的設(shè)計、安裝與調(diào)試；晶閘管串級調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計、安裝與調(diào)試。(5)典型單片機控制系統(tǒng)的設(shè)計?；趩纹瑱C和LCD的電子鐘的設(shè)計；數(shù)字鐘的設(shè)計與制作等。(6)機床電氣控制系統(tǒng)改造。Z3050型搖臂鉆床PLC改造；M1432A型萬能外圓磨床PLC改造；T68型臥式鏜床PLC改造；B2012A型龍門刨床PLC、變頻器改造等。(7)樓宇自動化技術(shù)及維修。電梯控制線路的安裝與維修；無塔供水系統(tǒng)控制線路的安裝與維修等。
總之，加強對電工技師畢業(yè)論文的指導，可使他們通過論文的寫作，在以后的工作崗位上更好地發(fā)揮技術(shù)帶頭人的作用，為高層次實踐經(jīng)驗和科研成果轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實生產(chǎn)力打下堅實的基礎(chǔ)。
參考文獻:
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1、選題意義和背景。
可編程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC)具有可靠性高、抗干擾能力強、功能豐富等強大技術(shù)優(yōu)勢，已經(jīng)成為目前自動化領(lǐng)域的主流控制系統(tǒng)。然而，從目前的應用情況來看，PLC還大都只是承擔最基本的控制功能，如順序控制、數(shù)據(jù)采集和PID反饋控制。各個PLC廠家也在其產(chǎn)品中設(shè)計了PID模塊。雖然PID算法控制有很高的穩(wěn)定性，但對于一些復雜控制系統(tǒng)，PID控制很難滿足控制要求，這也使PLC的發(fā)展面臨著一種挑戰(zhàn)。隨著越來越多的PLC產(chǎn)品與IEC1131-3標準兼容，PLC控制系統(tǒng)越來越開放，將先進控制算法嵌入PLC常規(guī)控制系統(tǒng)成為可能。本課題從工業(yè)控制實際應用角度出發(fā)，對PLC的控制功能進行深入的研究和探討，以提高和擴展PLC控制器的應用水平和應用范圍。本課題：PLC先進控制策略的研究與應用，其目的是通過研究使一些先進控制算法在PLC及組態(tài)系統(tǒng)上得以實現(xiàn)，并開發(fā)相應的應用程序，經(jīng)過驗證后最終應用到工業(yè)過程控制中去。
在PLC組態(tài)系統(tǒng)中實現(xiàn)先進控制算法，包括預測控制算法和模糊邏輯控制算法，形成具有人工智能的控制模塊及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能大大提高系統(tǒng)的控制水平，改善控制質(zhì)量。從經(jīng)濟角度來看，目前PLC生產(chǎn)商的一些產(chǎn)品具備先進控制模塊，如模糊模塊。但它們的價格十分昂貴，且封閉性較強，不適合我國中小型企業(yè)的工業(yè)改造。因此開發(fā)較為通用的先進算法實現(xiàn)技術(shù)，對于我國中小型企業(yè)的工業(yè)改造具有很大的意義，既可降低生產(chǎn)成本，又可提高經(jīng)濟效益。
模糊控制與預測控制是智能控制中技術(shù)較為成熟的分支，因此，研制和開發(fā)出適合工業(yè)環(huán)境的實時先進控制開發(fā)工具，實現(xiàn)模糊控制、預測控制嵌入PLC,與常規(guī)控制集成運行，讓先進控制從教授、專家手中走出來，實現(xiàn)先進控制的工程化、實用化、轉(zhuǎn)化為社會生產(chǎn)力，對縮短控制系統(tǒng)開發(fā)周期，加快先進控制技術(shù)的廣泛應用，提高我國的工業(yè)自動化水平有著重大的意義。
2、論文綜述/研究基礎(chǔ)。
在過程工業(yè)界，從40年代開始，采用PID控制規(guī)律的單輸入單輸出簡單反饋控制回路己成為過程控制的核心系統(tǒng)。目前，PID控制仍廣泛應用，即便是在大量采用DCS控制的最現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)過程中，這類回路仍占總回路80%-90%.這是因為PID控制算法是對人的簡單而有效操作的總結(jié)和模仿，足以維護一般過程的平穩(wěn)操作與運行，而且這類算法簡單且應用歷史悠久，工業(yè)界比較熟悉且容易接受。
然而，單回路PID控制并不能適用于所有的過程和不同的要求[4}0 50年代開始，逐漸發(fā)展了串級、比值、前饋、均勻和Smith預估控制等復雜控制系統(tǒng)，即當時的先進控制系統(tǒng)，在很大程度上滿足了單變量控制系統(tǒng)的一些特殊的控制要求。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，仍有10%-20%的控制問題采用上述控制策略無法奏效，所涉及的被控過程往往具有強藕合性、不確定性、非線性、信息不完全性和大純滯后等特性，并存在著苛刻的約束條件，更重要的是它們大多數(shù)是生產(chǎn)過程的核心部分，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率和成本等有關(guān)指標。隨著過程工業(yè)日益走向大型化、連續(xù)化，對工業(yè)生產(chǎn)過程控制的品質(zhì)提出了更高的要求，控制與經(jīng)濟效益的矛盾日趨尖銳，迫切需要一類合適的先進控制策略。自50年代末發(fā)展起來的以狀態(tài)空間方法為主體的現(xiàn)代控制理論，為過程控制帶來了狀態(tài)反饋、輸出反饋、解疆控制、自適應控制等一系列多變量控制系統(tǒng)設(shè)計方法}s}.上述多變量控制策略有其自身的不足之處，工業(yè)過程的復雜性使得建立其正確的數(shù)學模型比較困難。同時，計算機技術(shù)的持續(xù)發(fā)展使得計算機控制在工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應用，強大的計算能力可以用來求解過去認為是無法求解的問題，這一切都孕育著過程控制領(lǐng)域的新突破。
整個80年代，出現(xiàn)了許多約束模型預測控制的工程化軟件包。通過在模型識別、優(yōu)化算法、控制結(jié)構(gòu)分析、參數(shù)整定和有關(guān)穩(wěn)定性和魯棒性研究等一系列工作，基于模型控制的理論體系己基本形成，并成為目前過程控制應用最成功，也最有前途的先進控制策略。近年來，人工智能技術(shù)有了長足的長進并在許多科學與工程領(lǐng)域中取得了較廣泛的應用。就過程控制而言，專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊系統(tǒng)是最有潛力的三種工具。專家系統(tǒng)可望在過程故障診斷、監(jiān)督控制、檢測儀表和控制回路有效性檢驗中獲得成功應用。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則可以為復雜的非線性過程的建模提供有效的方法，進而可用于過程軟測量和控制系統(tǒng)的設(shè)計上。模糊系統(tǒng)不僅是行之有效的模糊控制理論基礎(chǔ)，而且有望成為表達確定性和不確定性兩類混合并提煉這些經(jīng)驗使之成為知識進而改進以后的控制，也將是先進控制的重要內(nèi)容。
由于先進控制受控制算法的復雜性和計算機硬件兩方面因素的影響，早期的先進控制算法通常是在PC機和UNIX機上實施的。隨著DCS功能的不斷增強，更多的先進控制策略可以與基本控制回路一起在DCS控制站上實現(xiàn)。國外發(fā)達國家?guī)缀跛衅髽I(yè)都采用了DCS系統(tǒng)或其它智能化設(shè)備來實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制，并在此基礎(chǔ)上通過實施先進控制與優(yōu)化較大的提升了系統(tǒng)的性能?？梢哉f，高性能控制系統(tǒng)，尤其是DCS系統(tǒng)的普及為先進控制的應用提供了強有力的硬件和軟件平臺。國外從70年代末就開始了先進控制技術(shù)商品化軟件的開發(fā)及應用，并在DCS的基礎(chǔ)上實現(xiàn)先進控制和優(yōu)化。如愛默生公司的DeltaV和Honeywell公司的TDC3000,其先進控制軟件RMPGT和RPID等在現(xiàn)場的實際應用都集中在自己的DCS系統(tǒng)上。傳統(tǒng)的PLC由于不支持浮點運算以及先進控制所必須的精確的時間，因此，除了模糊邏輯控制外，其他的先進控制并沒有在PLG平臺上實現(xiàn)。然而，在過程工業(yè)中大多系統(tǒng)使用先進靈活的PLC控制系統(tǒng)，因此1996年Barnes提出了一種基于PC-PLC通訊的混合方式，通過控制網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)計算機與PLG的通訊，從而實現(xiàn)先進控制。
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4、論文提綱。
第一章前言
1. I論文研究的目的和意義
1. 2論文研究的主要內(nèi)容及工作簡述
1. 3國內(nèi)外文獻綜述
I. 3. 1先進控制的發(fā)展及現(xiàn)狀
1 .3 . 2 PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域的應用
1.3 . 3 PLC基本控制方法
1. 3. 4 PLC模糊控制器
I. 3. 5 PLC預測控制算法
第二章SIMATIC S7-300 PLC及STEP7系統(tǒng)
2.1 SIMATIC 57-300 PLC系統(tǒng)
2.1.1 S7-300 PLC
2.1.2 S7-300 PLC控制系統(tǒng)
2.2 STEP7系統(tǒng)
2.2.1 STEP7功能及結(jié)構(gòu)
2.2.2組態(tài)環(huán)境及編程語言
2.2.3基本控制算法的實現(xiàn)二
第三章PLC模糊控制器的研究與實現(xiàn)
3.1模糊控制算法與系統(tǒng)
3.1.1模糊控制理論
3.1.2模糊控制系統(tǒng)
3.1.2.1模糊控制器的組成
3.1.2.2模糊控制算法
3.1.2.3模糊控制器的結(jié)構(gòu)
3.2 PLC模糊控制器設(shè)計
3.2.1 PLC模糊控制器結(jié)構(gòu)
3.2.2模糊控制器離線部分設(shè)計
3.2.2.1模糊控制器離線部分算法設(shè)計內(nèi)容
3.2.2.2基于MATLAB模糊邏輯工具箱的設(shè)計
3.2.3 STEP7實現(xiàn)模糊控制器設(shè)計
3.2.3.1模糊算法流程圖
3.2.3.2模糊算法的功能塊
3.2.4 PLC模糊控制器的仿真驗證
3.2.4.1仿真系統(tǒng)的建立
3.2.4.2仿真結(jié)果驗證
第四章PLC預測控制器的研究與實現(xiàn)
4.1廣義預測控制算法
4.1.1單值廣義預測控制
4.1.2單值廣義預測控制律計算
4.2 PLC單值廣義預測控制器的設(shè)計與實現(xiàn)
4.2.1單值廣義預測算法的實現(xiàn)步驟
4.2.2單值廣義預測控制器的設(shè)計
4.3單值廣義預測控制器的仿真驗證
4.3.1仿真模型的建立
4.3.2仿真結(jié)果分析比較
第五章基于PLC的空調(diào)性能檢測實驗室計算機控制系統(tǒng)
5.1工藝流程與控制方案
5.1.1工藝過程簡述
5.1.2控制要求
5.1.3控制方案設(shè)計
5.2控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及配置
5.3監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計
5.4 57-300 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計
5.4.1硬件系統(tǒng)組態(tài)
5.4.2 PLC控制程序設(shè)計
5、論文的理論依據(jù)、研究方法、研究內(nèi)容。
目前，PLC的應用十分廣泛，涉及到過程控制的方方面面。但在控制策略上，它依然沿用傳統(tǒng)的PID控制。許多PLC開發(fā)商把PID算法做成模塊，固化在PLC中。
但從長遠角度看，對于一些復雜的控制系統(tǒng)，PID很難滿足控制要求，這就需要把先進的控制算法嵌入到PLC的設(shè)計中。本課題以此為主要研究內(nèi)容。
工業(yè)過程的復雜性以及對于控制日益提高的要求，各種先進控制算法越來越多地深入到控制領(lǐng)域，但由于PLC的編程目前還限于低級語言(如梯形圖)，所以，給在PLC上實現(xiàn)先進控制算法帶來了困難。SIEMENS在PLC的編程系統(tǒng)STEP7中提供了比較豐富的功能模塊，因此，本課題首先是通過對控制算法的研究與改進和對STEP?功能的開發(fā)，使先進控制策略在S7-300 PLC上得以較好的實現(xiàn)。本論文重點研究基于PLC的模糊控制器的實現(xiàn)，這一領(lǐng)域目前研究的比較多，因此在總結(jié)前人研究方法的基礎(chǔ)上，設(shè)計出一個基于PLC的通用的模糊控制器，并使其固化在STEP7軟件中。此外，對于PLC預測控制雖已有一些研究，但都僅限于理論方面，尚未給出PLC上實現(xiàn)的實例。本課題也想在此方面有所創(chuàng)新，開發(fā)出基于PLC的預測控制實現(xiàn)技術(shù)。
本論文第一章簡要介紹了課題的來源背景、主要內(nèi)容、目的意義以及國外相關(guān)工作的研究狀況等。
第二章介紹了SIMATIC S7-300 PLC的主要特點，系統(tǒng)組成及控制系統(tǒng)的配置與實現(xiàn)，同時介紹了STEP?軟件的功能及結(jié)構(gòu)，組態(tài)環(huán)境，以及一些基本算法的實現(xiàn)方法。
第三章重點闡述了模糊控制的基本理論、模糊控制算法、模糊控制器的結(jié)構(gòu)及設(shè)計方法。提出了基于PLC的模糊控制器的實現(xiàn)方法，即采用MATLAB離線設(shè)計，PLC在線查詢的方式。給出了STEP?實現(xiàn)模糊算法的流程圖及部分程序。
最后建立一個過程仿真系統(tǒng)，對PLC模糊控制器進行仿真驗證。
第四章介紹了預測控制的基本理論，重點闡述了廣義預測控制算法，并結(jié)合PLC的特點，提出了基于PLC的單值廣義預測控制器的設(shè)計方法，給出了STEP7實現(xiàn)單值廣義預測算法的步驟與流程圖。最后建立一個二階大滯后的對象模型，構(gòu)成仿真控制系統(tǒng)，與PID控制進行比較分析，驗證PLC預測控制器的有效性。
第五章是作者在研究生期間參加的某空調(diào)性能檢測實驗室基于PLC實現(xiàn)的計算機控制系統(tǒng)，從系統(tǒng)控制方案的設(shè)計、系統(tǒng)配置和硬件構(gòu)成、監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計等幾個方面分別進行了詳細的論述。
第六章結(jié)論與體會，總結(jié)自己在課題研究和項目研究的過程中的一些體會和心得，分析了工作中的不足，提出了以后工作的注意事項，改進方法。
6、研究條件和可能存在的問題。
I.盡快建立樣板工程，把己經(jīng)取得的研究成果應用到工程實際過程中，通過實踐檢驗，發(fā)現(xiàn)問題以便不斷改進和提高。
2. PLC預測控制器目前只應用了簡單的單值廣義預測算法，有其自身的局限性，如控制精度不高。目前，應用較為成熟的是MPC算法，因此可以把PLC-MPC控制器作為今后研究的一個重點。
3.對于PLC模糊控制器的改進，主要是在算法上，為了提高控制效果，單純的模糊算法是不足的，改進型模糊算法如模糊PID可以改善控制器性能，因此可以開發(fā)PLC模糊PID控制器。
4.進一步挖掘STEP?軟件的功能，開發(fā)過程對象仿真模塊，給出基于PLC建立仿真系統(tǒng)的方法和步驟，為工業(yè)實阮應用縮短調(diào)試時間，保證系統(tǒng)的可靠性。
7、預期的結(jié)果。
1.通過對先進控制各種算法的分析比較，對先進控制理論有了進一步認識，從中學到了不少解決問題的方法，理解了傳統(tǒng)控制方法與先進控制方法的區(qū)別。
2.基于PLC實現(xiàn)先進控制與基于PC實現(xiàn)先進控制相比較，最重要的一個優(yōu)勢在于PLC實現(xiàn)先進控制不需要通訊協(xié)議，而基于PC實現(xiàn)先進控制，在系統(tǒng)設(shè)計和運行之前必須正確的配置PC與PLC之間的通訊協(xié)議，因此可以降低系統(tǒng)得開發(fā)時間。其次，在系統(tǒng)運行時，在下位機上完成先進控制算法比在上位機完成更具有實時性。在可靠性方面，由于基于PC實現(xiàn)先進控制，現(xiàn)場的數(shù)據(jù)和信號要經(jīng)過通訊傳給上位機，這難免會出現(xiàn)數(shù)據(jù)的丟失和信號的誤差，從而使系統(tǒng)的控制精度下降，而基于PLC實現(xiàn)先進控制避免了這類現(xiàn)象的發(fā)生。
3.西門子57-300 PLC功能強、處理速度快、模塊化結(jié)構(gòu)易于擴展，被廣泛的應用于自動化控制系統(tǒng)中;其相應開發(fā)軟件STEP7采用模塊化編程方法，提供多種編程語言，豐富的功能模塊，能實現(xiàn)較為復雜的功能和算法。因此二者結(jié)合 起來，為先進控制的設(shè)計與開發(fā)提供了很好的軟硬件平臺。
4. PLC模糊控制器采用MTALAB離線設(shè)計和PLC在線查表的方法，把復雜的模糊推理過程交給計算機離線完成，得到模糊控制量查詢表供PLC在線調(diào)用。此方法將復雜瑣碎的模糊控制系統(tǒng)的開發(fā)工作變得簡單明了，大大縮短了開發(fā)周期，同時也提高的PLC控制的實時性，是目前被廣泛采用且效果良好的PLC模糊控制器的設(shè)計方法。
5. PLC單值廣義預測控制器采用簡單實用的單值廣義預測控制算法，它需要調(diào)整參數(shù)少、在線計算時間短，可適用于PLC類控制采樣周期較短的快速動態(tài)過程系統(tǒng)。仿真結(jié)果表明：PLC單值廣義預測控制器保持了預測控制的性能，控制效果較PID控制有很大改善，同時具有計算量小，響應迅速的優(yōu)點。
8、論文寫作進度安排。
20XX.05-20XX.06 開論文會議
20XX.06-20XX.07 確定論文題目
20XX.07-20XX.02 提交開題報告初稿
1 前言
安鋼高線水處理系統(tǒng)采用了工業(yè)自動化技術(shù)與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，利用組態(tài)王、PROFIBUS總線和PLC技術(shù)完成水處理遠程監(jiān)控控制。論文參考，現(xiàn)場總線以太網(wǎng)。在完善提高基礎(chǔ)自動控制同時，將各系統(tǒng)的設(shè)備監(jiān)測信號及生產(chǎn)數(shù)據(jù)連接起來，對壓力波動、溫度變化和液位等現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)視和分析處理，實現(xiàn)集過程控制與生產(chǎn)管理于一體的現(xiàn)代化高效管理。論文參考，現(xiàn)場總線以太網(wǎng)。
2 水處理工藝流程
高線水處理系統(tǒng)大體分為凈循環(huán)水系統(tǒng)、濁循環(huán)水系統(tǒng)、軟水系統(tǒng)、事故水系統(tǒng)以及給排水系統(tǒng)。水處理系統(tǒng)的工藝流程：冷卻水由凈循環(huán)供水泵組、濁循環(huán)供水泵組加壓后送至各用水點，經(jīng)過現(xiàn)場冷卻設(shè)備后水溫升高到約50℃并含有大量污油、鐵鱗、污泥等，經(jīng)過沖氧化鐵皮供水泵組將水經(jīng)沖渣溝至旋流池，在旋流池內(nèi)沉淀、由平流池供水泵組加壓后送至平流沉淀池、經(jīng)過二次去油、去渣，由過濾器后送至冷卻塔、冷卻后溫度低于35℃。流回濁循環(huán)水池，再由凈循環(huán)、濁循環(huán)泵組加壓后送用水點循環(huán)使用。
3 水處理PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
根據(jù)水處理系統(tǒng)規(guī)模，系統(tǒng)主要有上位監(jiān)控機、SIMENSS7-300可編程控制器、DX220無紙記錄儀、prfibus-DP總線通訊設(shè)備、ethernet通訊設(shè)備等。論文參考，現(xiàn)場總線以太網(wǎng)。論文參考，現(xiàn)場總線以太網(wǎng)。
基礎(chǔ)自動控制系統(tǒng)采用SIMENS S7-300 CPU 318-2（6SE7 318-2AJ00-0AB0）可編程序控制器，二個中央槽架之間由UR0的IM360（6SE7360-3AA01-0AA0）與UR1上的IM361（6SE7 361-3CA01-0AA0）模塊相連接，現(xiàn)場配有9臺ET200M，PLC和工控機之間通過PROFIBUS-DP總線進行通訊。過程量采集使用兩臺DX220無紙記錄儀，與工控機之間通過ethernet通訊。上位機采用DELL GX－240（P4 1.7G/256M/80G）主機，構(gòu)成一套完整的控制與監(jiān)控配置方案。
水處理控制系統(tǒng)通過帶有PROFIBUS-DP主/從接口的中央處理單元，采用分布式I/O、PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線控制，同遠程ET200站構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)，結(jié)合組態(tài)王操作畫面，實現(xiàn)遠程控制；通過工業(yè)以太網(wǎng)與DX220無紙記錄儀的通訊，實現(xiàn)組態(tài)王過程參數(shù)畫面監(jiān)控，進而達到了現(xiàn)場工藝生產(chǎn)要求。
控制系統(tǒng)采用就地手動、上位機點操和集中自動監(jiān)控系統(tǒng)三種控制方法相組合，現(xiàn)場采用33塊6ES7321-1BL00-0AA0輸入模板，輸入點數(shù)998點，輸出采用22塊6ES7322-1BH00-0AA0輸出模板，輸出點數(shù)503點，有關(guān)硬件組態(tài)及模塊安裝位置見附圖1，主要用于操作方式的選擇、水泵運行、壓力、水位、電動蝶閥限位、水泵起停、電動蝶閥開閉，備用泵自投以及指示燈顯示和遠程畫面等。兩臺DX220無紙記錄儀均為16通道模擬量輸入回路，主要采集水溫、水流量、水壓等參數(shù)，用于畫面的報警與顯示。
圖1 系統(tǒng)構(gòu)成示意圖
4 水處理控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
水處理控制系統(tǒng)軟件按照工藝過程和控制設(shè)計，編程軟件采用西門子STEP7編程軟件，其最大的特點是采用了塊結(jié)構(gòu)的方式。對于許多工藝控制條件相同的設(shè)備，只編制一個功能塊(FBs)，在組織塊中通過調(diào)用賦予不同數(shù)據(jù)塊的功能塊，來控制相對應的同類設(shè)備，在程序的調(diào)試和修改中，只需修改FB，即可實現(xiàn)對同類所有設(shè)備控制的修改。
5 實時監(jiān)控
上位機軟件采用Windows2000操作系統(tǒng)，組態(tài)平臺為工控組態(tài)軟件KingView6.0。上位機實現(xiàn)的功能為：數(shù)字顯示水處理系統(tǒng)中的液位、管道壓力、進出水流量實時值與累積值、水溫度。論文參考，現(xiàn)場總線以太網(wǎng)。按照水處理自動化的要求，對一些實時參數(shù)以及歷史數(shù)據(jù)進行匯總記錄，生成各類組態(tài)王報表，或者將數(shù)據(jù)輸出到SQL數(shù)據(jù)庫中進行記錄。各設(shè)備的運行、故障等狀態(tài)顯示，各設(shè)備的啟動、停止操作，并進行操作記錄，以便查詢；出現(xiàn)每個設(shè)備故障時發(fā)出聲音報警并記錄故障情況（故障時刻、故障類型等），方便進行事故分析。論文參考，現(xiàn)場總線以太網(wǎng)。重要參數(shù)、報警、故障都可以報表打印。
6 結(jié)語
該系統(tǒng)自投入運行以來，穩(wěn)定可靠，在線修改和調(diào)試方便，給操作人員和維護人員帶來很大方便，在高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、降低能耗和安全環(huán)保等方面發(fā)揮了很大作用，進一步推動了水處理自動控制系統(tǒng)的廣泛應用。
參考文獻：
[1]廖常初主編，PLC編程及應用，機械工業(yè)出版社，2002。
[2]鄭晟、鞏建平、張學主編，現(xiàn)代可編程控制器原理與應用，科學出版社，1999。
一、中壓電力線路的結(jié)構(gòu)與特征
中壓電網(wǎng)構(gòu)成相對簡單。與低壓線路相比，它能夠克服距離長短的限制，噪音較低，然而，供電系統(tǒng)僅適合于幾十赫茲低頻信號傳輸，如果進行高頻信號傳輸，附加寬帶PLC的使用，就會產(chǎn)生一系列影響信號傳輸質(zhì)量的不良因素，如：通信串擾、信號泄漏、信號的干擾等，解決這些問題的唯一方法就是發(fā)明更加高端、更為先進的PLC接入設(shè)備與調(diào)制方式。其中寬帶PLC中壓耦合接入設(shè)備成為重點探究的對象，經(jīng)研究其符合我國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與特征。我國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)圖如下所示：
從上圖可看出：我國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)包括：高、中、低三個層次級別，變壓器將各個等級層次連接起來，這無疑成為了高載頻數(shù)據(jù)通信的一大障礙，所以，要想解除變壓器的限制，就要通過分級接入的方式來處理PLC寬帶鏈接，也就是要根據(jù)各個電壓級別層次來對應設(shè)計出適應性的接入設(shè)備。如圖展示，只有在中低壓中間設(shè)置合適的接入設(shè)備，才能確保遠距離通訊的實現(xiàn)。
二、中壓寬帶PLC系統(tǒng)接入方式
這一系統(tǒng)接入涵蓋PLC 以及同其他寬帶通信網(wǎng)絡(luò)（互聯(lián)網(wǎng)服務供應商）之間的接口， 傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)與這一接口鏈接起來得到相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，其中包括傳輸信號于中壓線路的設(shè)備接口，這些傳輸?shù)男盘栃枰窘?jīng)MV-PLC主調(diào)制設(shè)備以及MV耦合裝置這兩項設(shè)備。
MV-PLC主調(diào)制設(shè)備是對中壓與低壓連接處的接口進行調(diào)節(jié)，主要作用為將中壓線中所附帶的寬帶PLC數(shù)據(jù)信息進行轉(zhuǎn)換與調(diào)制，直接目標為低壓線路，終極目的為網(wǎng)絡(luò)用戶。下面就第一個中壓PLC實驗線路展開測試，把這一測試當作理論探究的依據(jù)。
三、中壓線路信道測試與分析
（一）測試的目的與結(jié)果分析
目的：研究出更先進的設(shè)計依據(jù)以及技術(shù)儲備為寬帶PLC逐步發(fā)展到中壓線路打下基礎(chǔ)，為全程中壓線路長距離接入做好技術(shù)與信息資源上的準備。
（二）測試結(jié)果分析
1.阻抗特性分析
經(jīng)過實踐的操作運行得出：中壓10kv配電線路的阻抗性能會受到測量方位、時間以及頻率等的影響，會隨著它們?nèi)プ兓?，變化幅度由?shù)十到上百的量，通過高頻信號發(fā)生器所出現(xiàn)的正弦電壓信號，設(shè)定1MHZ-30MHZ的頻率范圍，在500KHZ的頻率間查看阻抗變化。通過采集V1、V2來對應計算出線路的阻抗值。下圖為測試整理后得出的中壓線路輸入阻抗變化圖：
2.噪聲特征分析
經(jīng)過實踐測試得出：中壓線路的有色背景噪聲大概在―60dBV/hz―80dBV/hz，同低壓線路的平均噪音對比起來，大約多出10 dBV/hz。而且其窄帶擾亂性噪音則更高。而且測試發(fā)現(xiàn)：中壓線路中各個測試點有色背景噪聲的PSD數(shù)值間沒有很大差別，其窄帶干擾也發(fā)生在小于25MHZ的范圍內(nèi)。由此可見，展開對線路上噪聲頻域以及進行時等方面的分析是十分必要的。
3.衰減性分析
與低壓線路相比，中壓線路更容易發(fā)生衰減現(xiàn)象，而且相對嚴重。大概每100米衰減8―11db，但是，在1.7千米線路范圍內(nèi)也能夠順利進行通信。當將調(diào)制解調(diào)器的功率放大時，在各個測試長度中都能夠達到信息傳輸與通信通話等目的，實現(xiàn)了通訊水平的提高。各個測試點距離下的測試內(nèi)容與數(shù)據(jù)如下圖：
四、總結(jié)
為了提高通信質(zhì)量與水平就要促進寬帶PLC系統(tǒng)向著中壓電力線路前進，經(jīng)過不斷的實驗與測試來提供大量寶貴的信息數(shù)據(jù)資源，并且在阻抗性、衰減性等加以發(fā)展與更新。
參考文獻：
[1]丁道齊把握世界通信發(fā)展趨勢確立電力通信發(fā)展戰(zhàn)略[期刊論文]-電力系統(tǒng)自動化 1999（07）
1 概述
數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機電一體化產(chǎn)品，近年來，國家大力發(fā)展數(shù)控技術(shù)，數(shù)控技術(shù)在機床上得到廣泛應用，鐵路輪對的日常維修加工目前廣泛采用數(shù)控不落輪鏇床來完成，在不拆卸機車車輛輪對的情況下進行鏇輪踏面加工,加工誤差小，因此車輪的鏇修效率得到大大提高，節(jié)約了維修成本和鏇修時間。
2 不落輪鏇床數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.1 硬件結(jié)構(gòu)：
不落輪鏇床數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)由數(shù)控單元NCU561.4及SIMODRIVE611D驅(qū)動模塊； OP010C(MMC103和PCU50服務器)和MCP操作控制單元；S7-300PLC 模塊；4個1FK7三相數(shù)字伺服電動機，micromaster440變頻器，三相異步驅(qū)動輪電機等部件組成，系統(tǒng)的各個部件通過現(xiàn)場總線PROFIBUS聯(lián)接。連接結(jié)構(gòu)如圖1：
圖1：鏇床硬件結(jié)構(gòu)聯(lián)系圖
2.2 軟件結(jié)構(gòu)
SINUMERIK 840D軟件包括Windows xp 操作系統(tǒng)，NC 軟件和HMI軟件，PLC軟件。
2.2.1WindowsXP操作系統(tǒng):
系統(tǒng)安裝在PCU上，實際相當于單獨的計算機，NC 軟件和HMI 軟件安裝在Windows NT操作系統(tǒng)上使用。
2.2.2 NC 軟件:
SINUMERIK 840D通過特殊處理， NC軟件與PCU計算機WindowsXP 操作系統(tǒng)可以實時運行。從而使得操作PCU即可實時控制NCU程序，實現(xiàn)同步控制的功能。論文格式。主要用于切削輪對程序控制，其主要功能有：
控制機床各部件靈活協(xié)調(diào)工作
監(jiān)測群組模式下各通道的狀態(tài)
x,z坐標方向動態(tài)控制
可編寫快速響應程序
可編寫各部件同步動作程序
選擇優(yōu)化地址和時間
各種曲線插補方法
電子齒能
刀具，螺紋間隙，象限補償功能
測量功能
高級編程語言的編譯功能
2.2.3 HMI advanced軟件
鏇床采用HMI advanced軟件進行操作，他是運行在Windows NT系統(tǒng)下的應用程序，為用戶提供了友好的操作界面，用于編程控制。如圖示：
圖2：HMI advanced啟動后界面
通過操作HMI advanced軟件，可以實現(xiàn)鏇床以下功能
編寫輪對廓型加工程序
執(zhí)行部件程序
手動控制操作鏇床
讀寫程序數(shù)據(jù)
編輯程序數(shù)據(jù)
顯示處理故障
設(shè)定鏇床參數(shù)
建立與PLC,NC等控制系統(tǒng)通信
2.3.4 PLC軟件
PLC用戶程序通過安裝在PCU上的STEP 7軟件進行監(jiān)控和操作，也可以使用專門的程序編程器來進行編程，PLC程序主要用于控制鏇床驅(qū)動輪，軸箱支撐，液壓系統(tǒng)等部件動作的自動控制。
3 不落輪鏇床數(shù)字控制程序
3.1 不落輪鏇床加工程序：
加工要求按照鐵路輪對踏面廓型進行切削加工，車輛輪對通過軸箱定位，利用4個驅(qū)動輪對驅(qū)動輪對主軸旋轉(zhuǎn)，伺服電機驅(qū)動軸線方向刀具走向，加工出符合國家TB的標準廓型。鏇床主驅(qū)動輪采用PLC控制變頻器，實現(xiàn)4個主驅(qū)動輪的調(diào)節(jié)?？刂七^程如圖1：NCU是機床控制中心，包括PLC和NC兩部分，通過PROFIBUS 與PLC ET200擴展模塊和變頻器進行實時通訊，通過MPI與NCU聯(lián)接通訊，手操盤和測量探頭直接聯(lián)接在NC上。
鏇床加工過程中，NC按照編寫的數(shù)控加工程序執(zhí)行指令，所有裝載，測量，切削，卸載均采用NC程序自動執(zhí)行操作，加工流程如圖3示。
圖3 ：鏇輪加工流程
車輪加工工藝：
3.2 閉環(huán)控制原理
不落輪鏇床刀具進給控制和驅(qū)動輪電機速度控制采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，使用用增量式光電編碼器檢測裝置，該裝置安裝在伺復電動機上，用來檢測伺服電機的轉(zhuǎn)角，推算出工作臺的實際位移量，編碼器發(fā)出正弦/余弦模擬電平1Vpp (2048脈沖)的反饋信號，信號反饋到NCU裝置的比較器中，與程序指令值進行比較，用差值進行控制，如圖所示：此系統(tǒng)控制精度可以達到0.1mm.可以滿足鏇床切削加工的需要，此外該系統(tǒng)穩(wěn)定性能良好，測試維修比較容易。論文格式。
圖5：閉環(huán)控制原理
影響閉環(huán)控制加工系統(tǒng)精度的因素：
a 電機絲桿每轉(zhuǎn)編碼器采集到的信號數(shù)量，數(shù)量越多，精度越高。
b.安裝調(diào)試編碼器檢測裝置的工藝，
c.The multiplication of the encoder signals 編碼器信號
d.電流和速度控制器取樣時間，取樣時間越短，精度越高。論文格式。
4 結(jié)束語
機床數(shù)字控制技術(shù)是國際先進機床生產(chǎn)技術(shù)，也是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基石。近年來，國內(nèi)數(shù)控機床工業(yè)與世界數(shù)控機床工廠不斷深入合作，研制出各種高精度，高技術(shù)含量的數(shù)控機床設(shè)備，數(shù)控機床制造業(yè)得到蓬勃發(fā)展。
參考文獻：
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2. Hegenscheidt. Operation Manual for the U2000Underfloor Wheel Lathe.
摘要隨著電子技術(shù)的發(fā)展，相敏軌道電路接收信號處理裝置已逐步實現(xiàn)電子化，以電子接收器代替以前的機械式二元二位繼電器，徹底解決了原繼電器接點卡阻、抗電氣化干擾能力不強、返還系數(shù)低等問題。目前廣泛使用的微電子接收器都是使用單片機來處理信息，對輸入信號采用升壓方式進行采樣處理，雖提高了信號強度，但是不利于防止輸入高壓損壞接收器；且每個接收器僅采用單一信號處理通道進行信號分析處理，并由其輸出信號驅(qū)動軌道繼電器動作，接收器的安全性、可靠性和抗干擾能力有待提高；另外，現(xiàn)有接收器故障后相關(guān)電氣參數(shù)不能實時監(jiān)測；前述不足以影響到軌道電路的整體可靠性和可用性。因此，本文提出了一種基于DSP的新型微電子接收器，以提高微電子接收器的可用性、可靠性及安全性。
關(guān)鍵詞電子技術(shù)；25Hz軌道電路；接收器
1系統(tǒng)原理
1.1接收器冗余結(jié)構(gòu)
圖1新型微電子接收器（0.5+0.5方案）的冗余結(jié)構(gòu)圖
接收器的冗余結(jié)構(gòu)圖，每臺接收器同時進行兩個軌道區(qū)段（區(qū)段A和區(qū)段B）的軌道電路信號和局部電源信號的處理，相鄰兩個軌道區(qū)段可共用兩臺接收器，這兩臺接收器中的任一正常工作，均可正常處理這兩個軌道區(qū)段信號，并驅(qū)動這兩個軌道區(qū)段的后級軌道繼電器動作。如圖1所示，相對于目前的接收器冗余方案，新型微電子接收器的冗余方案可使每個軌道區(qū)段節(jié)省一個接收器，從而降低建設(shè)成本。在接收器冗余結(jié)構(gòu)圖中，當接收器1和接收器2中的某一個發(fā)生故障時，若另一個接收器能夠正常工作即可確保軌道區(qū)段信號的正常處理；同時可以通過接收器的自檢功能發(fā)出報警，提醒維護人員及時更換故障接收器，從而提高軌道電路的整體可用性。
1.2接收器二取二原理
接收器系統(tǒng)內(nèi)部采用獨立的雙套硬件和雙套軟件，實現(xiàn)一路信號，兩路處理，最終通過安全與門判決，輸出判決結(jié)果。當無論是接收器哪一套硬件或軟件出現(xiàn)問題，兩路處理結(jié)果不一致時，系統(tǒng)輸出判決都是導向安全的結(jié)果。且僅當兩路信號處理的結(jié)果完全一致時，安全與門輸出相同結(jié)果。
2系統(tǒng)構(gòu)成
如圖2所示，新型接收器核心處理部分采用雙DSP芯片構(gòu)成二取二安全結(jié)構(gòu)。主從DSP同時處理軌道電路信號和局部電源信號，分別輸出判決信號；將主從DSP的判決結(jié)果進行與運算，如果主從DSP的判決信號不一致，接收器輸出信號將保持軌道繼電器處在落下狀態(tài)；只有當主從DSP的判決信號一致且滿足軌道區(qū)段空閑條件時，接收器才會輸出驅(qū)動軌道繼電器吸起的信號，顯示軌道區(qū)段處于空閑狀態(tài)；主從DSP任一故障，接收器均不能輸出驅(qū)動軌道繼電器吸起的信號，從而提高接收器安全性。
新型接收器電路模塊包括：局部輸入隔離電路、軌道輸入防雷電路、輸入信號采集電路、數(shù)據(jù)處理電路（DSP芯片）、安全與門電路、輸出控制電路、電源電路、通信電路和顯示與告警電路。
輸入隔離：采用電流互感器將軌道信號和局部信號與后級信號處理模塊進行電磁隔離，隔離變壓器采用降壓方式，當輸入的信號出現(xiàn)大的沖擊或干擾時，通過變壓器進行衰減，加載在后級信號處理電路上的信號將被衰減，對后級信號處理電路起到防護作用。
軌道輸入防雷電路：采取大功率雙向瞬態(tài)防雷管，實現(xiàn)對輸入雷電和浪涌的防護。
輸入采集電路：將輸入交流信號的負半周信號抬高到零電平以上，滿足后級單電源工作運放的輸入要求，單電源工作可減小器件功耗。
數(shù)據(jù)處理電路：把輸入的25Hz軌道和局部模擬信號通過芯片自帶的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，對轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進行分析處理，測出軌道輸入的25Hz信號幅值及軌道信號與局部信號的相位差，在主處理器采集從處理器的輸出信號和后級輸出控制電路的輸出信號并經(jīng)其判斷接收器正常后，再由主處理器控制顯示告警電路，并由主處理器將相關(guān)數(shù)據(jù)通過接收器的通訊電路送監(jiān)測分機。
安全與門電路：比較主從DSP輸出信號，經(jīng)安全與門判決二者一致方能向后級輸出控制電路送出有效信號。
輸出控制電路：采用開關(guān)電源方式輸出驅(qū)動軌道繼電器的直流電壓信號。
通信電路：采用總線方式，向集中監(jiān)測分機傳送25Hz相敏軌道電路接收器采集到的軌道交流電壓值、相位角和接收器的工作狀態(tài)等信息。
顯示與告警電路：顯示接收器自身工作狀態(tài)及接收器所處理軌道區(qū)段的占用與空閑狀態(tài)，顯示接收器DC24V工作電源及局部電源的正?；蚬收蠣顟B(tài)。
3結(jié)束語
新型接收器將實現(xiàn)接收器工作狀態(tài)和軌道電路電氣參數(shù)的實時在線監(jiān)測，提高運營維護效率，降低維護人員勞動強度，同時，根據(jù)新型25Hz相敏軌道電路接收器的功能和特點，可減少現(xiàn)有接收器和軌道架的數(shù)量，大量地減少室內(nèi)配線，初步分析可節(jié)約建設(shè)成本約20%。
微電子畢業(yè)論文范文模板(二)：微電子控制機電設(shè)備在工業(yè)中的具體應用論文
摘要：在科學技術(shù)快速進步的背景下，工業(yè)自動化水平取得了比較明顯的提升，在機械制造方面表現(xiàn)的更加明顯，基于各種因素的影響，微電子技術(shù)得到了相對廣泛的應用?；诖?，本文詳細分析了微電子控制機電設(shè)備在工業(yè)中的應用，希望能夠為實際提供良好的借鑒意義，以供參考。
關(guān)鍵詞：微電子；機電設(shè)備；工業(yè)；應用探討
信息技術(shù)的發(fā)展以及先進電子設(shè)備的產(chǎn)生催生了機電一體化時代的到來，所謂的機電一體化技術(shù)是把電工電子技術(shù)、機械技術(shù)、信息技術(shù)、微電子技術(shù)、接口技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號變換技術(shù)等一系列技術(shù)結(jié)合，再綜合應用于實際的綜合技術(shù)，現(xiàn)代化自動生產(chǎn)設(shè)備可以說為機電一體化的設(shè)備。微型計算機在機電一體化系統(tǒng)的作用能夠總結(jié)成如下三點：第一，直接控制機械工業(yè)生產(chǎn)過程；第二，機械工業(yè)生產(chǎn)期間加強各物理參數(shù)的自動測試，進行測試結(jié)果的顯示記錄，在計算、存儲、分析判定并處理測量參數(shù)或指標；第三，進行機械生產(chǎn)過程的管理與監(jiān)督。機電一體化系統(tǒng)里微電子控制機電設(shè)備怎樣進行適宜計算機選擇，怎樣設(shè)計硬件系統(tǒng)，怎樣組織軟件開發(fā)，怎樣對現(xiàn)有計算機系統(tǒng)等進行維護與使用是相當關(guān)鍵的，也是值得探索的
課題。
1微電子控制機電設(shè)備系統(tǒng)的組成和原理
在某微電子控制機電系統(tǒng)當中，主要是由PLC、管路壓力變送器、變頻器等多種設(shè)備組成的。在控制系統(tǒng)當中，管路壓力變送器主要是檢測控制輔助沖量、管路水壓、蒸發(fā)量等三個變量，接著將數(shù)據(jù)信號向PLC當中傳送，并且通過PLC進行分析和計算，將信號發(fā)送信號控制器，通過信號控制器來控制水泵運轉(zhuǎn)，在設(shè)計系統(tǒng)的過程中需要與實際情況合理的進行結(jié)合，并且對變頻器的輸出頻率進行確認，輸出頻率在整個系統(tǒng)設(shè)計過程中具有非常重要的意義，和系統(tǒng)的控制息息相關(guān)，在確定系統(tǒng)輸出頻率是需要綜合性的分析和考慮用水量以及揚程參數(shù)等。在整個系統(tǒng)當中控制流程的用水量變化，主要是通過壓力變送器向PLC傳送的通過PLC進行分析和計算，可以有效的調(diào)節(jié)循環(huán)泵的頻率，合理的分配能源，讓工作的效率提高，起到節(jié)約資源的作用。
2微電子控制機電設(shè)備在工業(yè)中的具體應用
1）可編程序控制器（PLC）的應用。從PLC的角度進行分析，其主要優(yōu)勢在于具有很強的控制能力，而且穩(wěn)定性較高，機身體積相對較小，可以有效的和其他的配件進行組合。在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，因為機電設(shè)備往往會占據(jù)一定的面積，如果想讓其廠房中的占比較高，就一定要注意讓廠房的空余面積加大，盡量讓控制器的數(shù)量減少，讓機電設(shè)備的數(shù)量增多，與此同時還需要注意PLC的節(jié)能性較高相比，其他的控制系統(tǒng)可以節(jié)約資源，讓工業(yè)生產(chǎn)的成本支出降低，讓企業(yè)的經(jīng)濟效益增加，由于PLC設(shè)備可以有效的和其他設(shè)備之間進行組合，可以靈活方便的在廠房當中進行布設(shè)，讓一機多用?？梢詫崿F(xiàn)讓廠房的設(shè)備結(jié)構(gòu)進一步得到簡化，對設(shè)備維護中耗費的人力物力進行控制，減少人力輸出，可以將人力有效的分配到工業(yè)生產(chǎn)當中，讓生產(chǎn)資料的利用效率提高。PLC的另一大優(yōu)勢在于可以通過現(xiàn)場總線和生產(chǎn)設(shè)備之間
進行連接，有效的監(jiān)控工業(yè)生產(chǎn)，可以動態(tài)化的監(jiān)控生產(chǎn)的全過程，確保在生產(chǎn)過程中，第一時間解決生產(chǎn)時產(chǎn)生的故障，避免由于機械故障而導致生產(chǎn)進度停滯，讓設(shè)備的維護開支得到控制，PLC的計算速度很快，可以輕松的對生產(chǎn)時的任何變動進行管理和控制，有效的防止由于設(shè)備變化控制器無法及時應對而產(chǎn)生的問題，PLC還可以進行相關(guān)的升級，伴隨當前經(jīng)濟快速發(fā)展，就算生產(chǎn)線當中的產(chǎn)品產(chǎn)生了變動，只需要正確的調(diào)整，控制程序也可以符合新產(chǎn)品生產(chǎn)的具體需求。
相比于其他編程操作，PLC控制器在編程的過程中較為方便，員工通過短時間的訓練就可以熟練的掌握編程的技巧，在實際操作的過程中工作步驟相對較為簡單，可以很容易的掌握設(shè)備的維修安裝以及操作，由于PLC自帶程序編輯器只需要工作人員了解梯形語言，就可以對其進行熟練的掌握。對控制器的工作語言進行了解，當出現(xiàn)故障的時候可以及時的調(diào)整和處理控制器。
2）變頻器調(diào)速器的作用。變頻器工作狀態(tài)分作自動與手動兩類，手動工作狀態(tài)即在PLC結(jié)束工作后展開的人工操作行為，經(jīng)電位器調(diào)節(jié)能對變頻器輸出頻率進行給定。自動工作狀態(tài)實質(zhì)是PLC輸出信號為變頻器輸出頻率展開控制。和傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥控制方式相比，PLC控制可節(jié)電，更好進行水泵磨損控制，在延長設(shè)備壽命與實現(xiàn)系統(tǒng)自動化水平提升中發(fā)揮了重要作用。
第一，和傳統(tǒng)正弦波控制技術(shù)相比，因變頻器用到了電壓空間矢量控制技術(shù)，先進性和獨特性在性能上得到充分凸顯，同時因其特有的低速轉(zhuǎn)矩大、運行穩(wěn)定性強、諧波成分小等特征，這對我國電網(wǎng)而言輸出電壓自動調(diào)整功能能充分進行優(yōu)勢發(fā)揮。第二，變頻器具備外部端子、鍵盤電位器與多功能段子等一系列操作方式，功能完善，可輸入多種模擬信號（如電流、電壓、頻率等效范圍檢測，轉(zhuǎn)速追蹤等）；并且變頻器可實現(xiàn)擺頻運行與程序運行等一系列模式。第三，因變頻器全系列元件應用的是西門子產(chǎn)品，有極強的保護性能，可靠穩(wěn)定，能很好的避免過流、短路、過壓等問題，確保本機能正常運行。并且變頻器有良好的絕緣耐壓性，產(chǎn)品質(zhì)量好，設(shè)定簡單等使得其有更強的適用性。
3）電路發(fā)揮的作用。在安裝PLC和變頻器的時候，保證電路的穩(wěn)定是保障工作的必要。電路在安裝過程中，應該采取邊安裝邊測電的方式，這樣更能使電流穩(wěn)定，這同樣屬于工作期間需引起重視的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在電路安裝完畢之后，不要急著通電，應該先再次檢查電路是否安裝正確，查看是否有少安裝或者多安裝的情況。另外，測量一下接觸元器件的連接點，這樣可以發(fā)現(xiàn)一些接觸不良的地方，若有漏電情況應該及時對此進行維修。電路在工業(yè)中也是起到了很大的作用，在安裝電路的時候，一定要小心謹慎，綜合考慮多方面因素，不要遺漏一些小問題，有時一些小問題也可能出大錯，保證電路的穩(wěn)定才能更好地協(xié)調(diào)其他設(shè)備的安裝穩(wěn)定。應認真復查電路，查看電路有無正確安裝，或存在設(shè)備多安裝或少安裝的現(xiàn)象，同時應認真檢測每個接觸元器件連接點，明確有無接觸不良或短路現(xiàn)象，若發(fā)生漏電務必要及時維修與處理。電路調(diào)試的具體流程總結(jié)如下：
中圖分類號：G712文獻標識碼：B文章編號：1006-5962（2013）02-0027-02
高職機電一體化專業(yè)課程設(shè)置的培養(yǎng)目標是：面向工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，電氣控制系統(tǒng)制造公司、機電設(shè)備制造公司、機電設(shè)備、電氣設(shè)備、工控設(shè)備制造公司或公司、科技開發(fā)公司，培養(yǎng)適應社會需要，全面發(fā)展，適應本專業(yè)相對應職業(yè)崗位的高等技術(shù)應用性專門人才，主要崗位群定位是自動化設(shè)備安裝員、自動化設(shè)備調(diào)試員、中高級維修電工等，本專業(yè)有五個主干學科：電氣工程、電子工程、機械工程、計算機科學與技術(shù)、控制科學與工程，都是為了崗位需要設(shè)置的專業(yè)知識。其中《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》作為一門核心專業(yè)課在第四學期進行了貫穿和綜合。
1自動化生產(chǎn)線的課程設(shè)置
機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)能力有：識圖繪圖能力、機電安裝調(diào)試維修能力、電控系統(tǒng)調(diào)試檢修能力、自動線調(diào)試維護能力、機電設(shè)備管理能力及機電產(chǎn)品營銷能力等?！蹲詣踊a(chǎn)線安裝與調(diào)試》前序課程有PLC技術(shù)、傳感器技術(shù)、電機與控制，后序課程有機床維修等。在我們所要實現(xiàn)的教學目標中知識目標涉及到：機械手工作原理、握機械手控制原理、機械手氣動原理、熟悉安全操作規(guī)程；能力目標有：對已安裝的機械手機械部件進行測量；對機械手的氣路進行基本調(diào)試；根據(jù)故障現(xiàn)象判斷故障部位；檢查分析、找到故障點并分析解決故障；遵守安全操作規(guī)程；素質(zhì)目標有嚴謹?shù)穆殬I(yè)態(tài)度、規(guī)范的操作習慣、創(chuàng)新精神、團結(jié)協(xié)作精神、自主學習精神及溝通能力。
此核心課程以項目驅(qū)動教學開展課程教學，提升學生的職業(yè)能力，以具體自動化生產(chǎn)線為載體，融合認知、安裝、調(diào)試和檢測等內(nèi)容，實現(xiàn)教、學、做、評一體化教學，突出課程的職業(yè)性、實踐性和開放性。以學生為主體，采取多樣化教學方法。以自動化設(shè)備改造為工作過程，涉及電路圖分析、電氣圖設(shè)計、程序設(shè)計、設(shè)備組裝、設(shè)備運行調(diào)試、設(shè)備檢測、設(shè)備維護等行動領(lǐng)域，設(shè)置六個學習情境：零配件拆裝、傳感器檢測、氣路檢測、異步電機檢測、步進電機檢測、整體檢測調(diào)試，分成20個任務。
項目一：供料站的安裝，有機械拆裝、氣路拆裝、電器拆裝三個任務；項目二：加工站的安裝，設(shè)計任務有加工站組裝、光電傳感器檢測、限位傳感器檢測三個任務；項目三：裝配站的安裝，設(shè)計任務有裝配站組裝、電磁閥檢測、氣缸檢測三個任務；項目四 ：分揀站的安裝，設(shè)計任務有分揀站組裝、傳送帶的檢測、異步電機的檢測、變頻器的檢測四個任務；項目五：輸送站的安裝，設(shè)計任務有輸送站組裝、光纖傳感器檢測、機械手檢測、步進電機的檢測、溜板檢測四個任務；項目六：整體運行調(diào)試，有PLC控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、程序編寫、綜合調(diào)試三個任務。
2自動化生產(chǎn)線的教學方法與評價設(shè)計
2.1教學方法。
（1）講授法：講解項目任務，傳授項目任務相關(guān)的知識點，針對學生實施過程中出現(xiàn)的不足進行知識點的說明。
（2）現(xiàn)場教學法：在符合生產(chǎn)要求的工作環(huán)境中進行操作技能和維修應用能力實踐，提高職業(yè)氛圍，在工作過程中提升學生的職業(yè)道德、職業(yè)素養(yǎng)和崗位適應能力。
（3）任務驅(qū)動法：將教學過程融入項目任務中，讓學生自主討論分析實施，學生在工作過程中得到知識。
（4）小組討論法：學生每六～八人為一個小組，小組討論分析，討論解決，分工協(xié)作完成項目任務。
六步教學實施：明確任務、討論分析、制定方案、檢測故障、檢驗效果、總結(jié)分析。老師交代目標，注意觀察和記錄小組對現(xiàn)象分析情況，解答學生提出的問題，對跟主題分析偏離太遠的小組予以引導，讓學生自行摸索，在后期對學生可能會引起事故或損壞設(shè)備和工具的異常操作給予糾正，最后老師組織小組進行故障排除工作匯報，互評，并對每組進行考核評價，再引導學生自行總結(jié)。
2.2評價設(shè)計。
課程采用過程考核與期終考核相結(jié)合、企業(yè)考核與校內(nèi)項目考核相結(jié)合、教師考核與學生考核相結(jié)合的多元化考核方式，利于理論聯(lián)系實際，有利于學生的學習創(chuàng)新和思考，更督促他們到實際中去發(fā)現(xiàn)和改進，去尋找合適自己的項目和課題。
課程考核為：校內(nèi)項目，企業(yè)，綜合實訓三大類。當堂課的考核有：教師考核、小組互評、小組自評；教師考核內(nèi)容為五項：任務分析情況，實施方案制定，任務完成質(zhì)量、分工協(xié)作精神、故障檢測手段、安全操作規(guī)范、小組總結(jié)。
和很多專業(yè)課一樣，多種教學方法和全面的評價方案，有效保證了教學效果。
3相關(guān)課教學
3.1電機與電氣控制的教學。
本課程以發(fā)電機為主題，以工作任務為導向，以工廠實用型電氣控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試與維護情景教學為主線貫穿全課程，用實物進行直觀性教學，使學生感性認識強，理性認識夠。
典型的教學任務有三相異步電動機全壓啟動、三相異步電動機長動控制、三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制、三相異步電動機延時啟動控制（或三相異步電動機Y-降壓啟動）、機械手控制等。
課程特色是學生充分利用所學知識、網(wǎng)絡(luò)資源、閑瑕時間作為期三個月的“繼電控制課程設(shè)計”。任務書要求能夠根據(jù)功能要求選擇個元器件的類型及其型號；了解個元器件的工作原理和使用方法；把各元器件連接起來實現(xiàn)本課程設(shè)計的要求。設(shè)計內(nèi)容和要求：兩臺電動機都存在重載啟動的可能，任何一級傳送帶停止工作時，其他傳送帶都必須停止工作，控制線路有必要的保護環(huán)節(jié)，有故障報警裝置。課程設(shè)計書要有課題介紹、題目、摘要、總體方案設(shè)計、設(shè)計目的、控制要求、設(shè)計要求、 硬件選型、主電路原理圖的設(shè)計、 控制電路原理圖的設(shè)計、重載保護電路設(shè)計、欠壓保護電路設(shè)計、總結(jié)。
3.2PLC教學。
PLC是可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller）的簡稱，早期是一種開關(guān)邏輯控制裝置，隨著計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，其控制核心采用微處理器，功能有了極大擴展，除了最廣泛的取代傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制的開關(guān)量邏輯控制外，還有過程控制，數(shù)據(jù)處理，通信聯(lián)網(wǎng)與顯示打印，PLC接口采用光電隔離，實現(xiàn)了PLC的內(nèi)部電路與外部電路的電氣隔離，減小了電磁干擾。
PLC有5種編程語言：
（1）順序功能圖（SFC）。
順序功能圖常用來編制順序控制類程序，包含步、動作、轉(zhuǎn)換三個要素。順序功能編程法是將一個復雜的控制過程分解為小的工作狀態(tài)，這些狀態(tài)按順序連接組合成整體的控制程序。
（2）梯形圖（LD）。
梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式，是在常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎(chǔ)上簡化了符號演變而來的，形象、直觀、實用，電氣技術(shù)人員容易接受，要求用帶CRT屏幕顯示的圖形編程器才能輸入圖形符號，是目前用得最多的一種PLC編程語言。
（3）功能塊圖（FBD）。
功能圖編程語言是用邏輯功能符號組成的功能塊來表達命令的圖形語言，與數(shù)字電路中的邏輯圖一樣，極易表現(xiàn)條件與結(jié)果之間的邏輯功能。
（4）指令表（IL）。
采用經(jīng)濟便攜的編程器將程序輸入到可編程控制器就用指令表，使用的指令語句類似微機中的匯編語言。指令表程序較難閱讀，其中的邏輯關(guān)系很難一眼看出，所以在設(shè)計時一般使用梯形圖語言。如果使用手持式編程器，必須將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表后再寫入PLC，在用戶程序存儲器中，指令按步序號順序排列。
（5）結(jié)構(gòu)文本（ST）是文字語言。
編程語言的學習是PLC教學的一項重要內(nèi)容，中間加以不同的應用實例：順序控制電路、常閉觸點輸入信號的處理，使用多個定時器接力定時的時序控制電路、三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路、鉆床刀架運動控制系統(tǒng)的設(shè)計，LED數(shù)碼管顯示設(shè)計，還經(jīng)常根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計梯形圖。
增加的學習情境還常有如下任務：洗手間的沖水清洗控制、進庫物品的統(tǒng)計、競賽搶答器裝置設(shè)計、彩燈或噴泉PLC控制；尋找數(shù)組最大值并求和運算、電熱水爐溫度控制等。
3.3單片機。
單片微型計算機就是將CPU、RAM、ROM、定時/計數(shù)器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計算機。用于示波器、報警系統(tǒng)、移動電話、彩電等日常方面，在智能儀器儀表、工業(yè)控制、家用電器、計算機網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域、醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域、工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領(lǐng)域也都有廣泛應用。
數(shù)據(jù)大都在單片機內(nèi)部傳送，運行速度快，抗干擾能力強，可靠性高，微型單片化集成了如看門狗、AD/DA等更多的其它資源。教學內(nèi)容以80C51為核心講授單片機的的引腳、存儲器組織結(jié)構(gòu)、典型語句，以實例應用為線索：單燈受控閃爍、P1口外接8只LED發(fā)光二極管模擬彩燈、單片機做加、減、乘、除運算等項目。各子任務都作硬件電路及工作原理分析、主程序流程圖設(shè)計、源程序的編輯、編譯、下載、單片機的I/O接口分配及連接。
教學采用ISP-4單片機實驗開發(fā)板，可以完成大量的單片機學習、開發(fā)實驗，對學習單片機有極大的幫助。該板采用在線可編程的AT89S51單片機，有程序下載功能，可將編輯、編譯、調(diào)試好的單片機代碼下載到AT89S51單片機中。
3.4變頻器技術(shù)及應用。
變頻技術(shù)讓學生熟練掌握各種電力電子器件的工作原理、主要參數(shù)、驅(qū)動電路與保護技術(shù)；掌握交-直-交變頻器、交-交變頻器、諧振型變頻的工作原理和應用范圍；掌握脈寬調(diào)制控制、矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等先進技術(shù)；了解變頻器與感應電動機組成變頻調(diào)速系統(tǒng)、變頻器與雙饋電機組成調(diào)速系統(tǒng)、變頻器與同步電動機組成變頻調(diào)速系統(tǒng)，掌握電力電子電機系統(tǒng)的組成、工作原理、控制方法、運行特性等，是強電應用和現(xiàn)代技術(shù)推廣的有力體現(xiàn)。
3.5傳感器與自動檢測技術(shù)。
傳感器技術(shù)代替人的感觀，在各種環(huán)境下應用，檢測技術(shù)是一套有效的反應體系，包括信息的獲得、測量方法、信號的變換、處理和顯示、誤差的分析以及干擾的抑制、可靠性問題等。因此掌握常用傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)、性能，并能正確選用，了解傳感器的基本概念和自動檢測系統(tǒng)的組成，對常用檢測系統(tǒng)有相應的分析與維護能力。對工業(yè)生產(chǎn)過程中主要工藝參數(shù)的測量能提出合理的檢測方案，能正確選用傳感器及測量轉(zhuǎn)換電路組成實用檢測系統(tǒng)的初步能力。
教學過程進行小論文制作，讓學生提高計算機應用水平，使學生從文字處理水平提高到辦公處理水平。對分節(jié)、目錄、文獻標識作嚴格要求。題目如數(shù)字顯示電子稱、基于霍爾傳感器的轉(zhuǎn)速表、單片機電子秤研究、光纖測溫儀、煙霧報警器、小車尋跡設(shè)計、電熨斗自動恒溫系統(tǒng)、電渦流探傷、電感測厚儀等。
4畢業(yè)論文指導分析
畢業(yè)論文專業(yè)聯(lián)系實際，通常小型自動化系統(tǒng)以單片機為主，大型自動化生產(chǎn)線以PLC為主，系統(tǒng)運行動力離不開電機，觀察離不開傳感器，調(diào)速可用變頻器，綜合所學，學生的論文涉及廣泛，有效教學可對應從如下方面?zhèn)戎刂笇А?/p>
4.1立意選題。
根據(jù)實際和研究方向做好側(cè)重和體現(xiàn)，如“觸摸屏控制的堿液配置系統(tǒng)”和“兩種液體混合裝置的PLC控制系統(tǒng)”的系統(tǒng)性和方向性，“車庫自動門的PLC自動控制”和“測速雷達信號處理系統(tǒng)”的檢測指標要求等。
4.2材料整合。
在任務要求明確的基礎(chǔ)上，首先確定相關(guān)技術(shù)指標，對應查找并列出論文結(jié)構(gòu)，一份畢業(yè)論文至少含有三到五門課的內(nèi)容，對應于研究方向進行相應編排和取舍。
4.3技術(shù)處理。
所搜集圖片的背景往往有水印，要去掉，圖片按要求進行不同方向的剪切。圖表里的文字應是五號或小五，注意表格標題要單獨標出等等格式要求。流程圖、梯形圖的設(shè)計與表現(xiàn)。
多種教學方法和理論聯(lián)系實際教出具有學習能力和創(chuàng)新能力的學生，系統(tǒng)的學習與應用創(chuàng)造練就出具有競爭力的學生，專業(yè)課的有效教學和畢業(yè)論文的順利設(shè)計將顯示本專業(yè)沉甸甸的含金量。
參考文獻
[1]呂景全.《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》，中國鐵道出版社，2010年7月
[2]馬玉春.《電機與電氣控制》，北京交通大學出版社，2011年1月
1 前言
萊鋼三座120噸轉(zhuǎn)爐煙氣凈化及煤氣回收采用干法除塵技術(shù)，干法除塵系統(tǒng)的設(shè)備在布置上基本分兩部分：蒸發(fā)冷卻器在轉(zhuǎn)爐跨內(nèi)，靜電除塵器、風機、液壓站、放散煙囪和煤氣冷卻器分布在廠房外。其中的每個設(shè)備都非常重要，哪個設(shè)備出現(xiàn)了問題都將影響整個系統(tǒng)的進行，而這些設(shè)備的維修需要一個漫長的過程，因此原有的控制系統(tǒng)已不能適應轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)的快速節(jié)奏和環(huán)保要求，為此我們通過研究，對其自動控制系統(tǒng)進行改進，對于三座轉(zhuǎn)爐公用的斗式提升機和刮板輸送機，增加一套備用細灰運輸系統(tǒng)，蒸發(fā)冷卻器部分增加一旁通管路，當主管上的水調(diào)節(jié)閥和切斷閥出現(xiàn)故障時切換到主管，從而不影響煙氣的冷卻，新上一套4#靜電除塵器系統(tǒng)，哪個爐子的靜電除塵器出現(xiàn)問題時可以切換到4#靜電除塵器，新上一套備用風機系統(tǒng)和4#風機切換站系統(tǒng)，哪個爐子的風機出現(xiàn)問題時可以切換到備用風機系統(tǒng)或4#風機切換站系統(tǒng)，從而不會影響生產(chǎn)的正常進行。
2 工藝流程簡述
轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，氧氣與碳反應生成具有高含量一氧化碳的尾氣。由于與工藝相關(guān)的原因，加熱期間的煙道氣流量、煙道氣成分和溫度是不同的。在高熱的轉(zhuǎn)爐煙道氣可被有效使用之前，必須對它進行冷卻和除塵。離開轉(zhuǎn)爐的主煙道氣在余熱鍋爐中得到降溫，出口可得到約為850℃的煙道氣平均出口溫度。水被直接噴入要被冷卻的煙道氣流中。應將噴水速率選擇為能確保被轉(zhuǎn)爐熱煙道氣完全汽化，同時借助于雙介質(zhì)噴嘴實現(xiàn)水的霧化。除了冷卻轉(zhuǎn)爐煙道氣之外，由于煙道氣速度減速和用水滴濕潤粉塵的緣故，出現(xiàn)集塵。被收集的粉塵量取決于轉(zhuǎn)爐工藝及在吹氧階段添加石灰的速率和時間。從蒸發(fā)冷卻器出來的200℃左右的煙道氣進入靜電除塵器。靜電除塵器包括并排布置的集電電極和呈缺口的條狀電極狀的放電電極。在靜電場的作用下，氣體離子向地遷移，導致電流流動。這些負氣體離子的一些依附在粉塵上，從而使它們依附在集電電極上。然后通過規(guī)定的間隔時間通過振打使粉塵沉積下來。為了防止粉塵沉積或濕度引起電飛弧，對靜電場的絕緣子要進行加熱。利用可調(diào)速的軸流風機實現(xiàn)煙道氣的吸入控制，并根據(jù)氣體分析儀檢測的CO濃度來控制切換站將煤氣送至煙囪或煤氣柜，實現(xiàn)放散或回收的快速切換。論文參考，改進。圖1簡單的表示了干法除塵的工藝流程圖
圖1 干法除塵工藝流程圖
3自動控制系統(tǒng)功能
3.1系統(tǒng)的控制功能和特點
整個干法除塵自動控制系統(tǒng)的一級自動化（基礎(chǔ)自動化）采用SIMATIC S7－400PLC系統(tǒng)作為系統(tǒng)的中心，系統(tǒng)軟件選擇SIMATIC WINCC6.2和STEP7 5.4作為監(jiān)控軟件和編程軟件，與轉(zhuǎn)爐本體、余熱鍋爐等自動化系統(tǒng)進行聯(lián)網(wǎng)通訊，組成以太網(wǎng)光纖環(huán)網(wǎng)，實現(xiàn)PLC與上位機之間的信號的傳輸、報警和數(shù)據(jù)采集等。根據(jù)干法除塵設(shè)備分散的特點，PLC按設(shè)備分布區(qū)域劃分為主站和從站，從站為主PLC的遠程擴展單元，主站放置在干法除塵電磁站內(nèi)，控制蒸發(fā)冷卻器及相應的排灰等的蒸發(fā)冷卻器從站放置在主控樓的PLC室內(nèi)，采用SIMATIC S7－300PLC系統(tǒng)，通過光纜與主站進行通訊，其它分站通過IM460-0和IM461-0接口模塊與主站進行通訊。論文參考，改進。其中蒸發(fā)冷卻器的旁通在PLC室的從站上，備用細灰運輸系統(tǒng)、備用風機、4#靜電除塵器、4#風機切換站系統(tǒng)在干法除塵公用PLC上，公用PLC亦分為主站和從站，均放置在干法除塵電磁站內(nèi)，其中煤氣冷卻器部分的從站采用SIMATIC S7－300PLC系統(tǒng)，通過PROFIBUS電纜與主站通訊，其余兩個從站通過IM460-0和IM461-0接口模塊與主站進行通訊。另外三座轉(zhuǎn)爐公用的斗式提升機和刮板輸送機的控制在1#爐干法除塵PLC上，因此在進行1#爐干法除塵PLC維護時注意，只有在確認另外兩個爐子都沒有使用的情況下，才能對其PLC進行斷電等操作。
3.2蒸發(fā)冷卻器的噴水控制
首先應進入吹煉的準備階段（加鐵水或二次吹煉信號），在畫面上反映為第三階段（PHASE3）在第三階段的基礎(chǔ)上氧閥打開，開始吹煉，進入第四階段（PHASE4）。氧閥打開后，蒸汽閥立即打開。論文參考，改進。同時因為爐內(nèi)的碳氧反應，煙道氣溫度開始上升，當EC入口高于300度時，水閥打開，開始對煙道氣噴水進行降溫，此時調(diào)節(jié)閥的開度保持在默認值（開度50％，可調(diào)）。15秒后，水量調(diào)節(jié)控制器打開，再過5秒后，溫度控制器（PID調(diào)節(jié)塊）被激活為自動模式。吹氧結(jié)束后，一旦EC的入口溫度低于預設(shè)值（默認為250度，可調(diào)），水閥關(guān)閉，溫度控制器回到手動模式，水量調(diào)節(jié)控制器關(guān)閉。水閥關(guān)閉20秒并且停止吹氧120秒后，蒸汽閥關(guān)閉（為了保證系統(tǒng)中剩余的水被完全霧化）。進入第四階段后（PHASE4），過90秒，自動進入第五階段（PHASE5）：吹氧。在氧氣閥關(guān)閉以后，系統(tǒng)認為一個冶煉周期結(jié)束，自動進入第六階段（PHASE6）：吹氧結(jié)束。該階段自我保持100秒后回到第一階段（PHASE1）：停止冶煉。等待加鐵水信號或二次吹煉信號來到時，再次進入第三階段，重新開始一個循環(huán)。
3.3轉(zhuǎn)爐的煙氣流量控制
為了適應煉鋼工藝，將煉鋼過程分為不吹氧、預熱、開始吹氧、吹氧、吹氧結(jié)束、爐口清理等六個階段，分別設(shè)定各階段由軸流風機的變頻器控制的煙氣流量，根據(jù)該設(shè)定值和爐口壓力來實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煙氣流量的控制。
將吹氧量與爐口壓力控制器的輸出信號相乘所得到的值，加到各階段煙氣流量設(shè)定的串級比例控制器上。論文參考，改進。如果吹氧速度發(fā)生變化，這種比例控制能夠通過爐口壓力控制器的輸出信號，確保煙氣的流速在相同的比例上立即得到適應。
爐況的變化以及爐氣溫度等所導致的余熱鍋爐中的壓力變化通過壓力控制器對吹氧速度和煙氣流量之間的比例關(guān)系加以修正來進行補償。測量的煙氣流量根據(jù)標準的條件進行壓力和溫度校正。此外，將噴入蒸發(fā)冷卻器的水蒸汽含量從校正后的煙氣流量中扣除，使得受控變量能夠代表標準條件下干態(tài)的煙氣流量。
煙氣流量控制器的輸出信號經(jīng)過變頻器控制軸流風機的轉(zhuǎn)速。
3.4 切換站的壓差控制和鐘形閥的位置控制
在煉鋼過程中，煙氣放散或回收是由CO的濃度條件來觸發(fā)切換的，通過切換站的兩個分別通往煤氣柜和煙囪的鐘形閥的開啟來實現(xiàn)控制。論文參考，改進。
在放散轉(zhuǎn)回收之前，首先通過煙囪鐘形閥對風機下游的壓力進行憋壓，直到高于煤氣柜一定的壓力才能進行回收操作;當回收切換至放散時，也必須保持一個小的正壓，以防止煤氣從煤氣柜倒流，因此針對這兩種不同的切換方式，在程序中也必須由具有兩個不同設(shè)定值的差壓控制回路來控制切換過程，該控制器的輸出信號控制煙囪鐘形閥的開度調(diào)節(jié)，使煤氣柜鐘形閥前后的壓差達到相應的設(shè)定值，從而保證煤氣在正常切換或緊急快速切換過程中均能實現(xiàn)無壓力擾動切換。LT系統(tǒng)的煙氣切換所需時間僅為8秒，如在作業(yè)過程中發(fā)生事故，煙氣流可在3秒內(nèi)被迅速地從通往煤氣柜切換到通往火炬的通道里。論文參考，改進。
3.5 原控制系統(tǒng)與備用系統(tǒng)的切換
蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)當水切斷閥或切斷閥出現(xiàn)故障時，可以切換到旁通，通過點擊蒸發(fā)冷卻器畫面上的主管/旁通按鈕來實現(xiàn)，旁通管路上有水流量計，切換以后則旁通的水流量參與噴水流量調(diào)節(jié)。
當三座轉(zhuǎn)爐公用的斗式提升機和刮板輸送機出現(xiàn)故障時，可以切換到備用細灰運輸，通過切換到備用細灰運輸畫面啟動設(shè)備來實現(xiàn)。
靜電除塵器系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可以切換到4#靜電除塵器，通過在每個爐子的4#靜電除塵器畫面上點擊選擇/放棄4#靜電除塵器按鈕來實現(xiàn)。只能有一個爐子選擇，某一個爐子選擇時，其它兩個爐子必須放棄選擇才能正常使用。
風機系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可以切換到備用風機系統(tǒng)，通過在每個爐子的備用風機畫面上點擊使用/不使用備用風機來實現(xiàn)。也可以切換到4#風機切換站系統(tǒng)，通過在每個爐子的4#風機畫面上點擊選擇/放棄4#風機來實現(xiàn)，同樣只能有一個爐子選擇，某一個爐子選擇時，其它兩個爐子必須放棄選擇才能正常使用。切換到4#風機切換站系統(tǒng)后，則煤氣回收通過4#切換站來實現(xiàn)。
4 抗干擾功能的設(shè)計與實現(xiàn)
由于供電系統(tǒng)中有大量高次諧波存在，嚴重威脅控制系統(tǒng)的正常運行和通訊網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)、安全、穩(wěn)定、暢通.為此設(shè)計中根據(jù)各種干擾源的情況，采取了以下抗干擾功能.
4．1 接地措施
計算機系統(tǒng)單獨接地，接地電阻小于1.0歐姆，與電氣接地分開，以防形成接地環(huán)在接地線上產(chǎn)生接地電流引起PLC誤動作。
4．2 模擬量輸入信號濾波
對系統(tǒng)模擬量輸入信號在進入PLC模擬量通道以前，先經(jīng)過信號隔離器消除通道中的串模干擾，提高了通道的信躁比。
4．3 模擬量通道屏蔽
模擬量信號的輸入導線采用有內(nèi)外屏蔽線的多芯雙絞線電纜，在橋架中分開敷設(shè)，單端接地,有效地衰減了高頻干擾,降低了輻射干擾和電磁偶合干擾，保證了有用信號正常傳輸.
4．4 通訊電纜設(shè)置
采用光纜通訊，防止對設(shè)備進行干擾，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
4．5設(shè)備安裝部置
PLC柜與動力柜分別安裝在不同的地點,PLC柜安裝在操作室,動力柜安裝在電氣室,這樣有效地減少了強電磁干擾.
5結(jié)束語
系統(tǒng)投運至今運行可靠，抗干擾技術(shù)的合理應用，保證了PLC設(shè)備和通訊網(wǎng)絡(luò)在惡劣環(huán)境下的安全運行，特別是控制系統(tǒng)改進后，提高了系統(tǒng)的自動化水平，為煉鋼贏得了寶貴的時間，同時也為設(shè)計和維護人員積累了寶貴的經(jīng)驗。
參考文獻：
（1）潘新民、王燕芳微型計算機控制技術(shù)人民郵電出版社1999年
