時間：2023-02-02 16:55:53
導(dǎo)語：在自動控制論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
論文摘要：自動控制原理課程不僅是控制類專業(yè)而且是電子信息類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。主要介紹了自動控制原理課程建設(shè)與改革的實踐和體會?？偨Y(jié)了教學(xué)、教改工作中所取得的成果，提出了一些具體做法和措施，著重對課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)體系的整合和優(yōu)化以及實驗內(nèi)容、實驗教學(xué)方法與實驗組織方式進(jìn)行了討論，旨在突出教學(xué)重點，增強(qiáng)學(xué)生的動手能力，提高教學(xué)質(zhì)量。實踐證明，效果良好，并對該課程的進(jìn)一步改革提出了一些設(shè)想。
論文關(guān)鍵詞：自動控制原理教學(xué)改革教學(xué)質(zhì)量
引言
自動控制理論發(fā)展的歷史并不長，從二十世紀(jì)三十年代開始，不過幾十年的發(fā)展，而真正進(jìn)入高等學(xué)校課程還是二十世紀(jì)五六十年代。它的出現(xiàn)給高等教育注入了新的活力，目前這門理論課程已是控制類和電子信息類專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課之一，是一門知識覆蓋面廣、課程內(nèi)容多、更新發(fā)展快且應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，該課程對學(xué)生建立系統(tǒng)和工程的概念具有十分重要的意義。
1改革教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量
隨著控制理論的發(fā)展和計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，新的控制方法和控制手段也越來越多，為了適應(yīng)時代要求，根據(jù)本科專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)特點，我們對自動控制課程的內(nèi)容進(jìn)行了重新整合，選用優(yōu)秀教材，制定了新的教學(xué)大綱、實驗大綱和考核大綱。適時地把一些新內(nèi)容、新的教學(xué)成果、應(yīng)用實例融合到教學(xué)內(nèi)容中，做到課程內(nèi)容的基礎(chǔ)性和先進(jìn)性相結(jié)合，把握經(jīng)典與現(xiàn)代、本課程與其他相關(guān)課程內(nèi)容的關(guān)系處理。大幅度減少了學(xué)時數(shù)，將經(jīng)典控制理論與現(xiàn)代控制理論結(jié)合起來講授，重點講解控制理論的基本知識及應(yīng)用，理清思路，了解方法，增強(qiáng)系統(tǒng)性。
自動控制原理的教學(xué)內(nèi)容有一條主線：系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計。圍繞這條主線，把教學(xué)內(nèi)容劃分為六大塊：自動控制的一般概念、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與數(shù)學(xué)模型、系統(tǒng)的分析、系統(tǒng)的設(shè)計、采樣控制系統(tǒng)的分析和非線性系統(tǒng)的分析。對于系統(tǒng)分析是重點講解部分，介紹了各種分析方法：時域分析法、根軌跡法、頻域分析法，狀態(tài)空間法等，進(jìn)行有關(guān)系統(tǒng)的動態(tài)、靜態(tài)分析，以及能控性和能觀性分析；在系統(tǒng)設(shè)計這一重點部分的講解中，介紹了根軌跡設(shè)計法、頻域設(shè)計法和狀態(tài)控制設(shè)計法，與系統(tǒng)分析相呼應(yīng)，使學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中，圍繞“系統(tǒng)分析和設(shè)計”這條主線進(jìn)行，做到舉一反三，從而對自動控制理論有一個完整清晰的理解。
在分析設(shè)計這個主線下，以穩(wěn)定性指標(biāo)為輔線。在各個有關(guān)章節(jié)的小結(jié)中對穩(wěn)定性都予以重點討論，通過對各種穩(wěn)定性判斷方法的分析，把前后的知識點加以銜接聯(lián)系，并綜合應(yīng)用。
在講清系統(tǒng)物理概念的基礎(chǔ)上，結(jié)合課程內(nèi)容，引入先進(jìn)的計算機(jī)輔助教學(xué)手段。將Matlab軟件在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用引人課堂教學(xué)，在諸多課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中實現(xiàn)了Matlab仿真演示，增強(qiáng)了學(xué)生對抽象理論的感性認(rèn)識，收到了良好的教學(xué)效果。
為體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性、科學(xué)性和前沿性，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的興趣，對目前控制理路研究的熱點和發(fā)展趨勢作一些簡要介紹，如模糊控制、智能控制等。
2改革教學(xué)方法，提升教學(xué)手段
自動控制原理對學(xué)生的定性分析能力、定量估算能力、綜合運用能力、數(shù)—形結(jié)合能力有一定的要求，并需具有扎實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，學(xué)生在學(xué)習(xí)中經(jīng)常會感到困難而產(chǎn)生畏難情緒，影響學(xué)習(xí)效果。因此，改革傳統(tǒng)教學(xué)方法和教學(xué)手段，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量，是課程改革的重中之重
2．1采用現(xiàn)代教育技術(shù)與手段提高教學(xué)效果
在以信息、知識爆炸為特征的今天，傳統(tǒng)的教學(xué)手段以不能適應(yīng)時代的需要，教學(xué)手段的改革勢在必行。在《自動控制原理》課的多媒體教學(xué)實踐中，我們努力探索如何使多媒體這一先進(jìn)的教學(xué)手段更好地服務(wù)于課堂教學(xué)。開發(fā)了《自動控制原理多媒體課件》、(Mat—lab仿真軟件包》等CAI課件，．采樣了多媒體與板書相結(jié)合的教學(xué)方法，既充分利用了多媒體教學(xué)的生動、逼真、容量大的優(yōu)點，又充分利用了板書教學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性、邏輯性強(qiáng)的優(yōu)點。實踐證明，這一方法取得了良好的教學(xué)效果，受到了學(xué)生的認(rèn)可，對教學(xué)質(zhì)量的提高起了一定的積極作用。轉(zhuǎn)貼2．2加強(qiáng)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，增強(qiáng)學(xué)生的動手能力
注重實踐能力的培養(yǎng)，堅持理論聯(lián)系實際的原則，加強(qiáng)學(xué)生動手訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。學(xué)生對新知識的理解，僅僅通過課堂講解還很不夠，必須通過實踐教學(xué)這一環(huán)節(jié)，使學(xué)生對知識有一個感性認(rèn)識。
實踐教學(xué)是提高學(xué)生創(chuàng)新精神和能力的重要途徑，在教改過程中，我們加強(qiáng)實驗室建設(shè)，徹底改造了原有的實驗內(nèi)容，開發(fā)了綜合設(shè)計實驗及課程設(shè)計，目的在于通過實踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用控制理論的方法解決實際問題、將實際問題抽象為理論問題的能力。實驗只提目標(biāo)和要求，沒有詳細(xì)的實驗步驟和實驗電路圖。學(xué)生根據(jù)個人情況自主選擇難度等級不同的實驗，根據(jù)系統(tǒng)的性能要求，獨立完成系統(tǒng)設(shè)計，系統(tǒng)搭建和調(diào)試，記錄原始數(shù)據(jù)和圖形，寫出實驗報告。所有這些都極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，鞏固了課程理論，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力和獨立思考的能力，使其觀察、分析和解決問題的能力都有很大的提高。
為了加強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，在教學(xué)過程中還增加了課程設(shè)計這一教學(xué)環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計，使學(xué)生了解到了Matlab軟件在自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，拓寬學(xué)生的知識面，加深學(xué)生對(lf動控制原理》這門課程的基本概念，基本的分析方法及設(shè)計方法的理解。
3以教學(xué)推動科研，以科研促進(jìn)教學(xué)
對于普通高等教育來說，教學(xué)固然重要?？蒲幸膊豢梢院鲆暋＝虒W(xué)和科研是相輔相成的兩個方面，兩者不可分割。從自動控制理論來講，它近幾十年才建立起來，與工程實際聯(lián)系較廣，特別是在發(fā)展過程中，數(shù)學(xué)和計算機(jī)起了很大的作用，成為控制理論的重要工具。因此可以說，控制理論是工程與數(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)相互作用的前沿。在教學(xué)中講授理論知識的同時，可以增加一些與科研結(jié)合的內(nèi)容，如在同學(xué)中選一些成績較好，對科研又有一定興趣的同學(xué)，參加有關(guān)教師的科研項目，也可為學(xué)生科技活動中心提供一些課題，指導(dǎo)學(xué)生參與科研。這樣，一方面調(diào)動了學(xué)生的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力，另方面，也可為科研活動的開展打好基礎(chǔ)。學(xué)生通過參與科研，學(xué)習(xí)興趣更加濃厚了，求知的欲望更強(qiáng)了。
4下一步改革設(shè)想
該課程的教學(xué)改革已在我校實施。取得了良好的教學(xué)效果，學(xué)生的基本知識、專業(yè)能力、實踐技能乃至學(xué)習(xí)興趣等。都較以往有較大的提高。教學(xué)改革的路子還很長。尚需繼續(xù)探索和實踐，使之不斷完善，下一步改革的設(shè)想有四點：
(1)從課程的實際及教學(xué)規(guī)律出發(fā)，以培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐技能為宗旨，真正探索出一種新的實踐教育模式。
人工智能技術(shù)是人類科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步的必然結(jié)果，也是工業(yè)發(fā)展過程中，促進(jìn)工業(yè)自動化科學(xué)化發(fā)展的重要推動力量。在人工智能技術(shù)的發(fā)展中，科技的發(fā)展和工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步會促進(jìn)人工智能技術(shù)的發(fā)展；反之，人工智能技術(shù)的進(jìn)步，可以完成那些人類自身無法辦到、技術(shù)條件效果不好的生產(chǎn)技術(shù)操作。當(dāng)前的人工智能主要是計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展結(jié)果，隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，通過對計算機(jī)信息特點和操作性能的了解和設(shè)計，使計算機(jī)操作系統(tǒng)具有更多更先進(jìn)的人工化反應(yīng)，并在實際的信息技術(shù)處理過程中，通過其系統(tǒng)內(nèi)部的人工化、智能化識別和處理系統(tǒng)，對電氣自動化控制和其他工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域在運行中的問題進(jìn)行自主解決。如今，人工智能技術(shù)已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步，其研究發(fā)展項目也越來越多，越來越先進(jìn)，實用性越來越強(qiáng)。人工智能技術(shù)已經(jīng)廣泛運用與工業(yè)自動化、過程控制和電子信息處理等先進(jìn)的技術(shù)領(lǐng)域。人工智能技術(shù)通過模糊理論算法、遺傳算法和模糊神經(jīng)算法等方式，可以在電氣自動化控制中，采取更靈活多變的控制方式，對電氣自動化設(shè)備運行中的不穩(wěn)定因素和動態(tài)變化進(jìn)行自主的調(diào)整，從而保障其運行的準(zhǔn)確和高效，減少出錯率。人工智能技術(shù)的運用，可以大大減少在電氣自動化控制等領(lǐng)域的人力成本，并且能夠解決一些工作人員無法有效監(jiān)控和解決的問題，做到及時有效。
2人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用
2.1人工智能控制實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集及處理功能
在電氣設(shè)備的運行過程中，數(shù)據(jù)的采集和處理是了解電氣設(shè)備自動化控制情況，發(fā)現(xiàn)運行過程中的問題和提出解決辦法的重要依據(jù)。在傳統(tǒng)的自動化控制中，由于技術(shù)水平和實際運行中的動態(tài)變化，數(shù)據(jù)的采集和傳輸無法做到準(zhǔn)確和穩(wěn)定，保存數(shù)據(jù)容易出現(xiàn)丟失的情況。人工智能技術(shù)的使用，可以保障電氣自動化運行過程中對動態(tài)信息的及時收集和穩(wěn)定傳輸，對相關(guān)數(shù)據(jù)的保存工作也更安全，這就提高了電氣自動化的控制水平，充分保障了電氣運行中的安全性和穩(wěn)定性。
2.2人工智能控制實現(xiàn)了系統(tǒng)運行監(jiān)視機(jī)報警功能
電氣自動化控制是用電氣的可編程控制器，控制繼電器，帶動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成預(yù)期設(shè)計動作的過程。在此過程中，系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的運行都要嚴(yán)格按照設(shè)計模型和函數(shù)計算的基礎(chǔ)上進(jìn)行，如果系統(tǒng)中的一點出現(xiàn)問題，就會造成整個自動控制系統(tǒng)的故障。在以往的自動化控制系統(tǒng)運行中，對系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的運行數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測，對運行中的特殊情況進(jìn)行及時的報警處理，幫助自動化系統(tǒng)及時處理可能出現(xiàn)的故障，提醒電氣管理人員加強(qiáng)對電氣系統(tǒng)的管理。
2.3人工智能控制實現(xiàn)了操作控制功能
電氣自動化控制的主要特征之一就是通過計算機(jī)的一鍵操作，就可以實現(xiàn)對電氣系統(tǒng)的整體控制，保障電氣自動化運行符合現(xiàn)實的需要。傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)的操作，需要靠人工對系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)進(jìn)行人工操作，從而促進(jìn)自動化系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)調(diào)和配合，這種方式既降低了自動化運行的效率，也增加了自動化系統(tǒng)的故障發(fā)生頻率。人工智能技術(shù)對電氣自動化系統(tǒng)的控制，是通過各種先進(jìn)的算法，按照電氣自動化的需求，對自動化系統(tǒng)進(jìn)行自動化和智能化設(shè)計，從而實現(xiàn)對電氣自動化控制系統(tǒng)的同時操作，大大提高了自動化控制的效率，減少了單獨指令操作中容易出現(xiàn)的不協(xié)調(diào)情況的發(fā)生。
3人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的控制方式
3.1模糊控制
模糊控制以模糊推理和模糊語言變量等為理論基礎(chǔ)，并以專家經(jīng)驗作為模糊控制的規(guī)則。模糊控制就是在被控制的對象的模糊模型的基礎(chǔ)之上，運用模糊控制器，實現(xiàn)對電氣控制系統(tǒng)的控制。在實際控制設(shè)計過程中，通過對計算機(jī)控制系統(tǒng)的使用，使電氣自動化系統(tǒng)形成具有反饋通道的閉環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)字控制系統(tǒng)，從而達(dá)到對電氣自動化系統(tǒng)的科學(xué)控制。
3.2專家控制
專家控制是指在進(jìn)行電氣自動化控制過程中，利用相關(guān)的系統(tǒng)控制理論和控制技術(shù)的結(jié)合，通過對以往控制經(jīng)驗的模擬和學(xué)習(xí)，實現(xiàn)電氣自動化控制中智能控制技術(shù)的實施。這種控制方式具有很強(qiáng)的靈活性，在實際運行中，面對控制要求和系統(tǒng)運行情況，專家控制可以自覺選取控制率，并通過自我調(diào)整，強(qiáng)化對工作環(huán)境的適應(yīng)。
3.3網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制
網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制的原理就是基于對人腦神經(jīng)元的活動模擬，以逼近原理為依據(jù)的網(wǎng)絡(luò)建模。神經(jīng)控制是有學(xué)習(xí)能力的，屬于學(xué)習(xí)控制，對電氣自動化控制中出現(xiàn)的新問題可以及時提出有效的解決辦法，并通過對相關(guān)技術(shù)問題的分析解決，提高自身的人工智能水平。
4結(jié)語
1．1授課理論性較強(qiáng)授課理論性強(qiáng)不利于培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的科學(xué)觀點，不利于提升學(xué)生對專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。為保證控制理論的完整性和透徹性，若教師在授課過程中把過多時間和精力集中于原理講解和公式推導(dǎo)上，就很難有充分的時間將理論知識與系統(tǒng)應(yīng)用實例相結(jié)合，造成很多學(xué)生誤認(rèn)為該課程是一門應(yīng)用數(shù)學(xué)課程，容易產(chǎn)生畏難心理。另外，定單班的學(xué)生面臨畢業(yè)即就業(yè)，沒有升學(xué)再深造的壓力，他們所關(guān)心的是所學(xué)知識是否會用到將來的工作崗位中。因此，課堂上講授過多或過深的理論知識不利于提升學(xué)生對專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。
1．2缺少煤礦電氣背景的相關(guān)實例通過與工作后的畢業(yè)生交流，發(fā)現(xiàn)有一條信息非常突出:大部分畢業(yè)生很難將自動控制原理中所學(xué)的分析與設(shè)計方法應(yīng)用到工程實踐中。這主要是因為所學(xué)課程大部分實例與學(xué)生所學(xué)專業(yè)相關(guān)性不強(qiáng)，多數(shù)學(xué)生對案例中涉及的專業(yè)背景不熟悉，導(dǎo)致學(xué)生對學(xué)習(xí)課程的必要性、重要性和實用性認(rèn)識模糊，學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)“自動控制原理”死搬硬套，應(yīng)付考試的現(xiàn)象嚴(yán)重，缺少靈活運用和開拓創(chuàng)新的思路。上述這些問題直接弱化了“自動控制原理”作為專業(yè)基礎(chǔ)課程的作用。
2“自動控制原理”授課內(nèi)容調(diào)整
為順應(yīng)煤炭電氣化發(fā)展需求和人才培養(yǎng)定位，突出煤礦電氣特色教學(xué)目標(biāo)，從課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)實例等方面進(jìn)行研究和探索，對課程的基礎(chǔ)理論與實踐教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化。
2．1優(yōu)化授課的內(nèi)容體系、深度和廣度研究各章節(jié)基本內(nèi)容的聯(lián)系，調(diào)整課程授課體系，以系統(tǒng)建模、分析和綜合設(shè)計為主，突出煤炭行業(yè)背景，注重基礎(chǔ)知識的靈活運用?！白詣涌刂圃怼痹趥鹘y(tǒng)教學(xué)上一直沿用自動化專業(yè)的授課體系，造成“自動化類”和“非自動化類”的界限模糊。對于定單班該課程學(xué)時數(shù)少的情況，若按“自動化類”體系授課，只能加大課時信息量，造成學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容難以及時有效消化，影響教學(xué)效果。研究如何在有限學(xué)時內(nèi)讓學(xué)生熟練掌握控制原理的基本理論，并突出煤炭電氣工程實踐能力培養(yǎng)，成為構(gòu)建定單班授課體系的關(guān)鍵。參照培養(yǎng)定位，結(jié)合后續(xù)的相關(guān)控制理論的專業(yè)課程，從課程體系出發(fā)，以系統(tǒng)建模、系統(tǒng)分析和綜合設(shè)計為主線，調(diào)整授課知識點深度和廣度。如在講述建立數(shù)學(xué)模型基本內(nèi)容時，應(yīng)選取有一定煤礦工程背景的系統(tǒng)，給模型賦予形象的物理意義，使學(xué)生正確理解實際模型與抽象模型的區(qū)別與聯(lián)系，并從不同的角度對系統(tǒng)進(jìn)行建模，加深對實際系統(tǒng)建模的理解。系統(tǒng)分析方法是控制系統(tǒng)綜合設(shè)計的基礎(chǔ)，這部分內(nèi)容主要包括時域分析法、根軌跡法、頻域響應(yīng)法，這些是控制理論教學(xué)的重點，應(yīng)保留原有知識點的深度。抓住采用時域分析法、根軌跡法和頻域響應(yīng)法分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性的特點，加深學(xué)生對不同方法的理解，這是系統(tǒng)分析的關(guān)鍵。對于離散系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)和現(xiàn)代控制理論，由于培養(yǎng)計劃中后續(xù)課程相關(guān)性較小，可以降低這部分知識的深度和廣度。
2．2增加煤炭電氣控制系統(tǒng)實例系統(tǒng)設(shè)計對培養(yǎng)學(xué)生的分析、綜合能力及創(chuàng)新能力十分重要，也是教學(xué)的難點。在授課過程中，要注意研究與選取煤礦電氣工程中的典型范例，如礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)、掘進(jìn)機(jī)控制系統(tǒng)、通風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)以及排水設(shè)備控制系統(tǒng)等，突出煤炭行業(yè)背景，從實例分析中去了解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征、工作原理和設(shè)計要求。生動的工程實例可大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生感受控制理論的魅力，深刻理解“學(xué)以致用”的意義，使學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)達(dá)到知識和能力的雙重提升。
3實施案例
礦井提升機(jī)調(diào)速系統(tǒng)要求平滑調(diào)速且調(diào)速精度較高。提升機(jī)電氣傳動系統(tǒng)的加、減速過程要平穩(wěn)(無超調(diào))。控制系統(tǒng)應(yīng)保證在額定速度時有±1%的精度。
3.1準(zhǔn)確性分析假設(shè)提升系統(tǒng)采用恒速控制，選單位階躍函數(shù)作為典型的外作用。由一階系統(tǒng)分析方法可知，一階系統(tǒng)完全可以跟隨階躍信號，且穩(wěn)態(tài)誤差為零，所以提升系統(tǒng)±1%的控制精度是可以保證的。
4結(jié)語
1．1設(shè)備對建筑電氣自動化控制技術(shù)的影響
建筑電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用必然需要各種電氣設(shè)備的參與，并且設(shè)備的質(zhì)量在整個的建筑電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用中占據(jù)著重要的位置，一旦電氣設(shè)備存在一定的問題的話就會直接影響到整個建筑電氣自動化控制技術(shù)的實施質(zhì)量，進(jìn)而影響到后期建筑電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，具體來看，設(shè)備對于建筑電氣自動化控制技術(shù)的影響主要體現(xiàn)在兩個方面:(1)設(shè)備自身的問題，電氣設(shè)備對于建筑電氣自動化控制技術(shù)的影響一個主要的問題就是我們所應(yīng)用的設(shè)備自身存在質(zhì)量問題，這種質(zhì)量問題存在的原因有很多，比如設(shè)備在生產(chǎn)過程中可能就存在著質(zhì)量問題，一旦在建筑電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用中采用這些質(zhì)量不達(dá)標(biāo)設(shè)備的話就會影響到建筑電氣自動化控制技術(shù)的質(zhì)量，另外，設(shè)備規(guī)格不符合我們所需要的要求的話也會影響到建筑電氣自動化控制技術(shù)的質(zhì)量，設(shè)備在運輸或者安裝過程中受到一定的損害的話必然也會影響到后期的正常使用;(2)環(huán)境因素的影響，電氣設(shè)備對于周圍環(huán)境的依賴性也是比較強(qiáng)的，尤其是對于電氣設(shè)備周圍空間內(nèi)的溫度和濕度的要求雖然不是特別的苛刻，但是一旦溫度或者濕度變化過大的話也會嚴(yán)重的影響設(shè)備的正常使用，最終影響建筑電氣自動化控制技術(shù)的質(zhì)量。
1．2技術(shù)對建筑電氣自動化控制技術(shù)的影響
建筑電氣自動化控制技術(shù)作為一種最為新型的技術(shù)手段自然也離不開技術(shù)的支持，因此，反過來說，技術(shù)必然也會對建筑電氣自動化控制技術(shù)的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，技術(shù)水平的高低也就直接決定著建筑電氣自動化控制技術(shù)運用水平的高低，但是就當(dāng)前我國的建筑電氣自動化控制技術(shù)中的技術(shù)水平現(xiàn)狀來看，仍然存在著一些問題，這些問題主要表現(xiàn)在兩個方面:(1)技術(shù)升級不及時，雖然建筑電氣自動化控制技術(shù)就當(dāng)前來看算是一種較為新型的技術(shù)手段，但是就建筑電氣自動化控制技術(shù)本身來說仍然需要不斷地進(jìn)行技術(shù)升級才能更好地適應(yīng)當(dāng)前人們對于建筑電氣不斷提高的要求，一旦建筑電氣自動化控制技術(shù)升級不及時導(dǎo)致電氣自動化技術(shù)落后于人們?nèi)找嫣岣叩囊蟮脑捑蜁?yán)重的影響建筑電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用價值，也不利于建筑電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展;(2)在技術(shù)管理方面存在一定的缺陷，技術(shù)管理對于整個建筑電氣自動化控制技術(shù)的重要性不言而喻，一個完善的技術(shù)管理體系能夠使得建筑電氣自動化控制技術(shù)最大程度的發(fā)揮自身的優(yōu)勢，甚至能夠最為及時的針對自身的不足進(jìn)行更新?lián)Q代，而當(dāng)前我國建筑電氣自動化控制技術(shù)不存在完善的技術(shù)管理制度和體系，進(jìn)而就極有可能導(dǎo)致建筑電氣自動化控制技術(shù)在具體運用中出現(xiàn)質(zhì)量問題。
1．3人員對建筑電氣自動化控制技術(shù)的影響
建筑電氣自動化控制技術(shù)的施工和具體應(yīng)用都離不開具體人員的操作，因此，人員也會對于建筑電氣自動化控制技術(shù)的質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。就建筑電氣自動化控制技術(shù)本身而言，其應(yīng)用的最根本的目的就是發(fā)揮自動化功能來減少建筑電氣工程使用中對于人員的依賴，但是這并不代表著在實施中就可以減少人員的使用，或者是降低施工人員的素質(zhì)，就當(dāng)前我國建筑電氣自動化控制技術(shù)的現(xiàn)狀來看，人員的影響主要表現(xiàn)在以下兩點:(1)專業(yè)素質(zhì)不高，建筑電氣自動化控制技術(shù)作為一種新型的科學(xué)技術(shù)手段，其科技水平相對傳統(tǒng)電氣工程來說更高，因此，就對具體的工作人員提出了更高的要求，尤其是在專業(yè)性上更是要求人員具備較高的素質(zhì)，一旦工作人員專業(yè)水平不夠的話就會在很大程度上影響實施的質(zhì)量，最終影響建筑電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用效果;(2)缺乏對工作人員的監(jiān)督，工作質(zhì)量的高低和監(jiān)督存在著密切的聯(lián)系，如果我們對工作人員的施工質(zhì)量進(jìn)行密切監(jiān)督的話就會在一定程度上提高工作人員施工的質(zhì)量，進(jìn)而提高建筑電氣自動化控制技術(shù)的水平，而如果監(jiān)督不到位的話，那么就會很容易使工作人員產(chǎn)生懈怠，甚至?xí)霈F(xiàn)工作失誤，最終影響建筑電氣自動化控制技術(shù)的質(zhì)量。
2建筑電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展方向
2．1在建筑電氣自動化控制技術(shù)中融入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)作為當(dāng)前較為先進(jìn)的另一種科學(xué)技術(shù)也應(yīng)該使其在建筑電氣自動化控制技術(shù)中發(fā)揮一定的作用，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的合理運用能夠在很大程度上提高建筑電氣自動化控制技術(shù)的更新速率，擴(kuò)展建筑電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用范圍;并且除此之外，在建筑電氣自動化控制技術(shù)中合理的運用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠在很大程度上提高建筑電氣自動化控制技術(shù)的管理水平，促進(jìn)建筑電氣自動化控制技術(shù)的快速發(fā)展。
2．2加強(qiáng)系統(tǒng)的修復(fù)和維護(hù)
建筑電氣自動化控制技術(shù)在實施和具體應(yīng)用過程中離不開系統(tǒng)的修復(fù)和維護(hù)過程，并且建筑電氣自動化控制技術(shù)的維護(hù)和修復(fù)極為關(guān)鍵，加強(qiáng)對于建筑電氣自動化控制技術(shù)的維護(hù)和修復(fù)管理能夠提高建筑電氣自動化控制技術(shù)的運用水平，確保建筑電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用穩(wěn)定性。
2．3提高系統(tǒng)更新頻率
當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度越來越快，電氣自動化控制技術(shù)的更新也應(yīng)該緊隨科學(xué)技術(shù)發(fā)展的步伐提高自身系統(tǒng)更新的速率，以滿足當(dāng)前人們對于建筑電氣自動化控制技術(shù)不斷提高的要求。
3結(jié)語
1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
多級水泵房自動化排水控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖I所不。該系統(tǒng)采用三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即信息層、控制層、設(shè)備層川。信息層由監(jiān)控計算機(jī)、Web服務(wù)器、防火墻、客戶端等組成?？刂茖佑擅總€水泵房的PLC控制系統(tǒng)、觸摸屏、環(huán)網(wǎng)交換機(jī)等設(shè)備組成，通過光纖工業(yè)環(huán)網(wǎng)進(jìn)行通信。設(shè)備層由水泵開關(guān)柜、電動閘閥、電動球閥、壓力傳感器、水位傳感器、溫度傳感器、電量變送器等組成。
1.2系統(tǒng)主要功能
多級水泵房自動化排水控制系統(tǒng)用于對8個水泵房的水泵及27臺多級離心泵進(jìn)行自動化控制，系統(tǒng)主要包括以下功能。
(1)采集數(shù)據(jù)。系統(tǒng)口1一采集水倉水位，出日壓力，電動機(jī)電壓、電流、功率，水泵溫度，電動機(jī)運行狀態(tài)，故障狀態(tài)，閘閥位置信號，管道液位等數(shù)據(jù)。
(2)提高水泵效能。系統(tǒng)自動記錄并累計水泵運行時間等參數(shù)，按一定規(guī)律自動啟停水泵，使各水泵及其管路的使用率均勻分布。當(dāng)水泵在啟動或運行過程中出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)自動停止故障水泵并投人備用水泵排水，實現(xiàn)水泵自動輪值工作，防止備用水泵長期不用造成損耗。系統(tǒng)還口1根據(jù)管路效率、水泵效率、電動機(jī)效率、排水系統(tǒng)效率等參數(shù)，實現(xiàn)排水系統(tǒng)在效率最高狀態(tài)下排水。
(3)避峰填谷。系統(tǒng)根據(jù)水倉水位以及谷段、峰段供電電價時間段等因索，建立數(shù)學(xué)模型，根據(jù)水位和用電負(fù)荷，在用電低峰和電價在谷段時開啟水泵，用電高峰和電價在峰段時停止水泵運行，以達(dá)到避峰填谷及節(jié)能的目的。水倉水位在超高水位時，自動開啟水泵，防止水倉溢水。
(4)保護(hù)及故障報警。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障或傳感器監(jiān)測點報警時，系統(tǒng)自動作出相應(yīng)的停機(jī)處理。監(jiān)控計算機(jī)上發(fā)出相應(yīng)的文字及語音報警信號，并在啟停水泵的水位段發(fā)出預(yù)警信號，在低段、高段水位分段報警。系統(tǒng)還口1一自動顯不、記錄或打印故障性質(zhì)、故障地點及故障發(fā)生時間。
(5)曲線報表及動態(tài)圖形顯不。系統(tǒng)口1一自動生成電量統(tǒng)計、故障記錄、操作記錄、運行記錄報表及水位曲線、溫度曲線、壓力曲線，并口1一通過圖形動態(tài)顯不水泵運行狀態(tài)，顯不水倉水位、水泵溫度及電動機(jī)電流、電壓、功率等參數(shù)。
(6)系統(tǒng)有無人值守、遠(yuǎn)程自動、手動檢修、井下自動(一鍵啟停))2種工作模式。
(7)每臺水泵口1設(shè)置運行、備用、檢修3種工作方式Al一直接通過監(jiān)控計算機(jī)進(jìn)行設(shè)定。
(8)系統(tǒng)為八級泵房接力式排水，相鄰上下級水泵房之間存在聯(lián)動關(guān)系。系統(tǒng)在無人值守模式下口1根據(jù)上下級水泵房水倉水位及開泵臺數(shù)自動決定本水泵房開停水泵臺數(shù)。
(9)系統(tǒng)通過Web服務(wù)器將監(jiān)控imp面到局域網(wǎng)，用戶在客戶端登錄后口1一對系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。
2系統(tǒng)關(guān)鍵問題及解決方案
2.1水泵引水方式
煤礦水泵房大多采用多級離心泵進(jìn)行排水，大多數(shù)情況下水倉水位低于離心泵軸，因此不能采用自灌方式引水。該情況下一般采用2種引水方式:①在吸人管末端加裝底閥，采用排水管路IA!水或地面引人水管直接向水泵注水，該方式需要克服底閥的阻力，水泵工作效率低。②采用抽真空方式。抽真空方式可通過射流泵將泵體的空氣排出，該方式要求非常高的水流噴射速度，但多級水泵房進(jìn)行接力式排水，上下級水泵房之間的落差較小，無法提供快速的噴射水流，如果從地面引高壓水進(jìn)行射流，則實施難度大，投資成本高;也可通過真空泵抽真空，該方式首先需要運行真空泵，將泵體內(nèi)的空氣排出，待負(fù)壓滿足要求后再開啟水泵，另外需要安裝檢測設(shè)備，投資較大，控制節(jié)點多，加大了系統(tǒng)維護(hù)量，同時易導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。本系統(tǒng)采用引水罐的水泵引水方式，如圖2所不。引水罐底部與水泵連通，引水罐頂部與吸水管相連，引水罐和水泵提前灌滿水。當(dāng)水泵啟動時，泵殼內(nèi)的水被甩出，引水罐內(nèi)的水及時補(bǔ)充到泵殼內(nèi)，使引水罐內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓狀態(tài)。水倉內(nèi)的水在大氣壓力作用下，通過吸水管流進(jìn)引水罐及泵殼內(nèi)，在離心力作用下完成排水。引水罐在某些情況下會出現(xiàn)水位降低情況，無法滿足開泵引水的要求。鑒此，設(shè)計了引水罐自動補(bǔ)水功能，在電動閘閥和引水罐罐體之間安裝補(bǔ)水電動球閥，在引水罐側(cè)面安裝管道液位計，實時檢測罐體內(nèi)的液位高度。開泵前，系統(tǒng)首先檢測罐體內(nèi)水位是否達(dá)到開泵水位要求，如果末達(dá)到則自動開啟補(bǔ)水電動球閥，罐體內(nèi)的水充滿后，自動關(guān)閉補(bǔ)水電動球閥，進(jìn)人自動開泵流程。實踐證明，采用引水罐的水泵引水方式較傳統(tǒng)的注水和抽真空方式具有更高的穩(wěn)定性和口1靠性。
2.2多級聯(lián)動功能
上下級水泵房之間每臺水泵的開停具有復(fù)雜的聯(lián)動關(guān)系。在無人值守模式下，系統(tǒng)需要根據(jù)每個水倉的水位變化及開泵數(shù)量實現(xiàn)水泵聯(lián)動開停。在西門子S"I}FP7編程軟件硬件組態(tài)NetPr沙幾’中配置本地PLC與上下級PLC的通信協(xié)議及地址，在()1335中調(diào)用FC5,FC6模塊實現(xiàn)相鄰2個水泵房PLC之間數(shù)據(jù)(包括水泵運行狀態(tài)、水位高低標(biāo)志、水倉水位等)的發(fā)送及接收。多級聯(lián)動程序流程如圖3所不，無人值守模式程序流程如圖生所不。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞：供熱；自動化控制；節(jié)能
0前言
天津市河北區(qū)金泰供熱中心建于2001年，是一所當(dāng)年立項，當(dāng)年設(shè)計，當(dāng)年施工，當(dāng)年竣工并投入運行的大型集中供熱中心，該供熱中心設(shè)計供熱面積490萬平方米，承載天津市供熱總體規(guī)劃中的最大一片集中供熱區(qū)域。該項目的建設(shè)取代了小鍋爐房12個，為規(guī)劃新建的200萬平方米的居住區(qū)和現(xiàn)有的300萬平方米住宅區(qū)供暖，采用了較為先進(jìn)鍋爐集散控制系統(tǒng)和變頻調(diào)速，擁有先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備和巨大的擴(kuò)展功能。
1完善供熱中心DCS控制系統(tǒng)
1.1中心控制系統(tǒng)介紹
金泰供熱中心根據(jù)目前鍋爐配置情況，中心DCS控制采用2個操作員站、1個工程師站，鍋爐房公共部分及每臺鍋爐均設(shè)置了少量重要檢測點的后備儀表（公共部分的循環(huán)泵入口壓力、出口壓力、室外溫度、總管出水溫度、總管回水溫度、總管出口流量、各臺爐出口溫度、出口水壓、出口流量、爐膛溫度、爐膛負(fù)壓、聲光報警）和手操器（包括鼓、引風(fēng)手操、爐排手操、分層手操、循環(huán)泵手操），以保證投運行試車和設(shè)備檢修期間，仍能夠保證鍋爐的基本運行。
計算機(jī)集散控制系統(tǒng)采取了多可靠性措施，操作員站采用性能穩(wěn)定的工業(yè)PC機(jī)，且為冗余設(shè)計，在運行中任何一個操作員站或任何一條網(wǎng)絡(luò)線出現(xiàn)故障，都不會影響鍋爐的正常運行和操作。而DCS系統(tǒng)用于完成現(xiàn)場信號采集、回路調(diào)節(jié)、邏輯聯(lián)鎖、順序控制等基本操作功能的現(xiàn)場控制。
1.2中心DCS控制示意圖
圖1、圖2具體描繪了集散控制的基本組成結(jié)構(gòu)及金泰供熱中心的現(xiàn)況:
圖1集散控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)
1.3采用DCS控制的優(yōu)點
（1）人機(jī)界面好，便于操作管理
(2)系統(tǒng)高度的安全可靠；
(3)能達(dá)到最優(yōu)化管理；
(4)遠(yuǎn)距離控制與管理；
(5)利用充分的數(shù)據(jù)信息，科學(xué)節(jié)能運行；
(6)系統(tǒng)構(gòu)成方便靈活，不僅易于擴(kuò)展，而且維修簡單；
(7)能與計算機(jī)和常規(guī)模擬儀表兼容，繼承它們的優(yōu)點。
1.4發(fā)展?jié)摿巴晟拼胧┆?/p>
1.4.1全面完善中心DCS軟硬件系統(tǒng)以發(fā)揮出最大效力
DCS系統(tǒng)以直觀的人機(jī)界面著稱，通過CRT圖形動畫顯示，可以直觀的了解鍋爐及各設(shè)備的運行情況，便于正常啟動、合理操作和故障的排除，具體做法如下：
(1)完善、接入鍋爐的基本數(shù)據(jù)采集元件，如：爐膛壓力（壓力傳感器）、溫度（熱電偶）、出入水溫度（溫度傳感器或熱電阻），煙氧含量、出水流量（超聲波流量計）等，并且利用SUPCONJX-300X集散控制系統(tǒng)的組態(tài)軟件開發(fā)出相應(yīng)的監(jiān)視畫面，以達(dá)到實時監(jiān)控功能。
圖2金泰供熱集散控制示意
(2)增加遠(yuǎn)紅外設(shè)備成像系統(tǒng)和室外溫度記錄裝置，使新增設(shè)備與DCS共用平臺對接，這樣可以充分在設(shè)備運行期間24小時對所有電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控記錄，并且，通過室外溫度記錄裝置，在DCS中記錄全年室外溫度T0，以便正確調(diào)節(jié)及總結(jié)規(guī)律。確保正常運行和人員合理配置。
(3)全面優(yōu)化SUPCONJX-300X集散控制系統(tǒng)軟件平臺，利用其系統(tǒng)組態(tài)（SCKey組態(tài)軟件）、圖形化組態(tài)（SCControl工具）、報表制作（SCForm軟件）、實時監(jiān)控（AdvanTrol軟件）等多功能綜合開發(fā)人機(jī)界面，增大DCS控制的直觀性，以便于使操作更合理。并且實現(xiàn)運行記錄報表化打印，避免人工虛假填寫。
(4)在DCS控制系統(tǒng)中，完善目前運行的投自動功能。根據(jù)室外溫度的變化和每天時段的不同，計算機(jī)自動改變鍋爐出口水溫的給定值，自動調(diào)整爐排轉(zhuǎn)速、調(diào)煤比，調(diào)整引風(fēng)機(jī)保持爐膛負(fù)壓始終維持在給定值附近，使鍋爐維持在最佳或次最佳的燃燒狀態(tài)。然而此狀況目前不太穩(wěn)定，原因在于鍋爐燃燒水溫反饋之間根據(jù)室外溫度的不同有一段不定的滯后時間，故造成風(fēng)煤比處于動態(tài)調(diào)節(jié)，導(dǎo)致費煤，熱效率不高，為解決此問題，必須采用模糊控制及人工智能，排除中間干擾環(huán)節(jié)，以達(dá)到平穩(wěn)、有效的燃燒控制。
(5)完善控制與連鎖功能。目前引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)及爐排、熱水循環(huán)泵為集中控制室與機(jī)旁兩地控制。鍋爐除渣機(jī)、灰渣水泵、軟水加壓泵及換熱循環(huán)泵為機(jī)旁就地控制。上煤系統(tǒng)為集中控制室與機(jī)旁兩地控制。另外，在聯(lián)鎖方面采取先引風(fēng)后鼓風(fēng)，再爐排的順序開機(jī)聯(lián)鎖，停機(jī)則反之。循環(huán)泵至少一臺啟動后，鍋爐才能投入運行；當(dāng)所有循環(huán)泵停機(jī)時，鍋爐停爐。當(dāng)運行鍋爐出口壓力極低或鍋爐水溫極高時，自動停爐聯(lián)鎖。循環(huán)泵及爐排事故停機(jī)時，聲光報警。引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、爐排采用變頻調(diào)速，由計算機(jī)自動調(diào)節(jié)。此類控制并無疑義，只是在集中顯示方面尚未體現(xiàn)，維修人員巡視量大，所以采用中央調(diào)度集中監(jiān)控設(shè)備起停及正常運轉(zhuǎn)是必要的，這就需要在控制室DCS系統(tǒng)中完善上位機(jī)系統(tǒng)，從而節(jié)約人力。
1.4.2完善人工智能控制
鍋爐供熱控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，影響因素比較多，各因素之間相互影響、相互制約。而且鍋爐系統(tǒng)熱容性大、惰性強(qiáng)、安全性能要求高。因而就目前而言鍋爐控制完全依賴于自動化控制難度非常大，也是不現(xiàn)實的。為此要求我們采取在自控的基礎(chǔ)上增加人工智能部分。在自動控制狀態(tài)下，利用人的智能解決自控系統(tǒng)不能很好判斷的和處理的問題。用人工的知識經(jīng)驗與自控系統(tǒng)相互配合共同搞好鍋爐控制。例如：煤在鍋爐中的燃燒在本自控系統(tǒng)中占有非常重要的地位。但不同的煤種、不同發(fā)熱量的煤、不同揮發(fā)分含量的煤、不同顆粒大小的煤可直接導(dǎo)致不同的鍋爐燃燒狀況。但煤樣經(jīng)過人工分析后，操作人員就可以在自動控制燃燒的狀況下，通過微機(jī)人工適當(dāng)?shù)卣{(diào)整爐排和鼓引風(fēng)轉(zhuǎn)數(shù)，而且還可以隨著鍋爐內(nèi)的負(fù)壓值和含氧量的不斷變化，必要時修正鼓引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)。
1.4.3完善DCS控制系統(tǒng)上位數(shù)據(jù)處理，發(fā)揮控制室的中央控制功能
中央控制室是一個集中控制的地方，在此處，可以實現(xiàn)控制系統(tǒng)的集中管理，為此在目前現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上必須完善上位控制管理系統(tǒng)，以便實現(xiàn)控制的更加直觀有效。從而擴(kuò)大控制承載功能，為實現(xiàn)從鍋爐本體燃燒控制到無人職守?zé)崃φ緭Q熱的整體控制作擴(kuò)展。整體控制上位系統(tǒng)方案如圖3所示：
1.4.4完善DCS控制系統(tǒng)對各換熱站的分布式控制
各熱力站分散控制、中控室集中監(jiān)控、總體協(xié)調(diào)。即各熱力站根據(jù)本小區(qū)供熱的負(fù)荷變化和室外溫度變化，獨立的進(jìn)行本站一次網(wǎng)供水電動調(diào)節(jié)閥門（近端）或增壓泵（遠(yuǎn)端）的調(diào)節(jié)控制，在本站進(jìn)行監(jiān)控的同時，將本站的一次網(wǎng)供給水、壓力、溫度、熱量，二次網(wǎng)供回水溫度、壓力以及室外溫度等參數(shù)送往中央控制室；中央控制室根據(jù)各熱力站送來的工況信息和環(huán)境信息，對全網(wǎng)的水力平衡和熱力平衡狀況進(jìn)行分析，根據(jù)負(fù)荷要求以具體的方式向熱源發(fā)出熱源質(zhì)、量調(diào)節(jié)的申請，同時對各熱力站發(fā)出協(xié)調(diào)命令，以維持大網(wǎng)的水力平衡。
對熱力站控制對象進(jìn)行分析，目前各換熱站的控制主要是一次網(wǎng)側(cè)供水流量的調(diào)節(jié)控制，其次是二次網(wǎng)側(cè)的循環(huán)泵轉(zhuǎn)速控制和起停控制。
目前金泰供熱中心下屬26個熱力站，將來根據(jù)設(shè)計承載能力，還有更多的熱力站并入該中心。
完善目前中心對下屬站的分布式控制結(jié)構(gòu)；
金泰熱中心目前采用的是西門子監(jiān)控系統(tǒng)軟件，但只做了部分試點工程，根據(jù)試點分站，我們對中心控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)想完善，其結(jié)構(gòu)圖4：
圖4系統(tǒng)總圖
整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用兩臺冗余的服務(wù)器，兩個操作員站，一個管理工作站，一個工程師站及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、UPS、大屏幕投影儀等。系統(tǒng)運行后，兩臺服務(wù)器一主一備同時運行，實時連接所有的RTU站，并時時存儲所有數(shù)據(jù)，操作員站上可以看到所有RTU站的數(shù)據(jù)，并能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，通過工程師站可以對RTU程序進(jìn)行遠(yuǎn)程下載、調(diào)試、修改。自帶的OPC通訊協(xié)議與第三方監(jiān)控系統(tǒng)提供了方便的數(shù)據(jù)交換功能，先進(jìn)的遠(yuǎn)程通訊，可以通過調(diào)制解調(diào)器和通訊網(wǎng)絡(luò)方便的進(jìn)行系統(tǒng)遠(yuǎn)端訪問。詳細(xì)介紹見軟件說明。
DesigoInsight的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是以模塊化計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，并使用工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。
該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)全面支持系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交集、控制及圖形用戶面等系統(tǒng)功能。應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的軟件和硬件，該網(wǎng)絡(luò)能夠支持多種廣域網(wǎng)，可以將所有的節(jié)點連接成為一個整體的系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為TCP/IP，通過系統(tǒng)應(yīng)用程序可直接生成界面。同時該系統(tǒng)支持用全功能的圖形操作界面通過標(biāo)準(zhǔn)的撥號方式進(jìn)行遠(yuǎn)程組態(tài)和操作。
增設(shè)仿真模擬系統(tǒng)；
為了進(jìn)一步搞好大網(wǎng)的全網(wǎng)質(zhì)量雙調(diào)，我們在本項目中引入了RISE仿真系統(tǒng)，在物理上熱網(wǎng)仿真系統(tǒng)處于中央控制室計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的上位機(jī)工作站中，處于我們系統(tǒng)控制方案的最上層，它可以不僅提供熱網(wǎng)控制的仿真指導(dǎo)、故障診斷，也可以通過中控SCADA的控制系統(tǒng)，直接參與熱網(wǎng)的質(zhì)量雙調(diào)、全網(wǎng)控制。
仿真系統(tǒng)的功能作用如下：
根據(jù)熱網(wǎng)的設(shè)計參數(shù)而建立的原始熱網(wǎng)模型，在安裝、調(diào)試時，計算負(fù)荷及相應(yīng)的二次網(wǎng)側(cè)流量、一次網(wǎng)流量、閥門開度，以減少調(diào)試的時間。
提供熱網(wǎng)的水壓趨勢圖，向操作員提供在室外溫度變化、負(fù)荷變化時，進(jìn)行各種質(zhì)、量調(diào)節(jié)后熱網(wǎng)的水壓趨勢，以使操作員提前了解調(diào)節(jié)方案的結(jié)果。避免熱網(wǎng)水力、熱力失衡、系統(tǒng)振蕩。
在熱網(wǎng)負(fù)荷變化時，向操作員提供操作控制指導(dǎo)，以供操作員選擇。
通過中控監(jiān)控系統(tǒng)的控制程序直接參與控制，提供優(yōu)化的控制方案。
根據(jù)熱網(wǎng)的物理模型，對現(xiàn)有工況進(jìn)行分析，以診斷非正常的工況、故障等，如堵、漏、熱力站水力失衡等。
離線對操作員進(jìn)行熱網(wǎng)運行操作培訓(xùn)，在不干擾熱網(wǎng)運行的前提下，高效率對操作員進(jìn)行仿真培訓(xùn)。
2完善中心及各分站的變頻控制
2.1采用變頻控制節(jié)能分析
風(fēng)機(jī)，是傳送氣體裝置。水泵，是傳送水或其它液體的裝置。就結(jié)構(gòu)和工作原理而言，兩者基本相同?，F(xiàn)先以風(fēng)機(jī)為例加以說明。
2.1.1對風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，屬于減少空氣動力的節(jié)電方法
它和一般常用的調(diào)節(jié)風(fēng)門控制風(fēng)量的方法比較，具有明顯的節(jié)電效果。由圖5可以說明其節(jié)電原理：
圖中，曲線（1）為風(fēng)機(jī)在恒定轉(zhuǎn)速n1下的風(fēng)壓一風(fēng)量（H―Q）特性，曲線（2）為管網(wǎng)風(fēng)阻特性（風(fēng)門全開）。假設(shè)風(fēng)機(jī)工作在A點效率最高，此時風(fēng)壓為H2，風(fēng)量為Q1，軸功率N1與Q1、H2的乘積成正比，在圖中可用面積AH2OQ1表示。如果生產(chǎn)工藝要求，風(fēng)量需要從Q1減至Q2，這時用調(diào)節(jié)風(fēng)門的方法相當(dāng)于增加管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到曲線（3），系統(tǒng)由原來的工況點A變到新的工況點B運行。從圖中看出，風(fēng)壓反而增加，軸功率與與面積BH1OQ2成正比。顯然，軸功率下降不大。如果采用變頻器調(diào)速控制方式，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由n1降到n2，根據(jù)風(fēng)機(jī)參數(shù)的比例定律，畫出在轉(zhuǎn)速n2風(fēng)量（Q-H）特性，如曲線（4）所示。可見在滿足同樣風(fēng)量Q2的情況下，風(fēng)壓H3大幅度降低，功率N3隨著顯著減少，用面積CH3OQ2表示。節(jié)省的功率N=（H1-H3）×Q2，用面積BH1H3C表示。顯然，節(jié)能的經(jīng)濟(jì)效果是十分明顯的。
由流體力學(xué)可知，風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，風(fēng)壓H與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率N與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。采用變頻器進(jìn)行調(diào)速，當(dāng)風(fēng)量下降到80%時，轉(zhuǎn)速也下降到80%，而軸功率N將下降到額定功率的51.2%,如果風(fēng)量下降到60%,軸功率N可下降到額定功率的21.6%,當(dāng)然還需要考慮由于轉(zhuǎn)速降低會引起的效率降低及附加控制裝置的效率影響等.即使這樣,這個節(jié)能數(shù)字也是很可觀的,因此在裝有風(fēng)機(jī)水泵的機(jī)械中,采用轉(zhuǎn)速控制方式來調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量,在節(jié)能上是個有效的方法。
2.1.2水泵的節(jié)能原理
許多補(bǔ)水泵都維持恒壓的情況下改變給水量（流量Q）從圖6可知：當(dāng)流量Q1降至Q2若不改變水泵轉(zhuǎn)速,揚程將升至B工作點，其功率可用H2*Q2來計算，對應(yīng)面積BH20Q2。原A工作點功率Q1*HT圖上面積AHTOQ1，兩者所耗功率變化不大，如果我們降低轉(zhuǎn)速至（2）即可節(jié)能Q2*H2－Q2*HT=Q2（H2－HT），圖DBH2HT的面積即是節(jié)能值。再如流量變至Q3若仍以額定轉(zhuǎn)速運行，所需功率Q3*H1，浪費能量為FCH1HT。
圖6
與風(fēng)機(jī)節(jié)能原理相同水泵電機(jī)輸出功率正比于轉(zhuǎn)速三次方關(guān)系，用變頻器進(jìn)行調(diào)速，流量下降，可保持恒壓HT。若轉(zhuǎn)速下降至額定轉(zhuǎn)速的80%，軸功率下降至額定功率的51.2%,流量下降至Q3,若使揚程恒定,可使轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速的70%,此時，軸功率是額定值的34.3%,節(jié)能達(dá)65.7%,經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。
2.2變頻器節(jié)能數(shù)據(jù)示例
下面舉例說變頻器應(yīng)用在鍋爐采暖系統(tǒng)上的節(jié)能效果。80T熱水鍋爐所用電機(jī)容量如下：
引風(fēng)機(jī)：380KW鼓風(fēng)機(jī)：90KW循環(huán)泵：315KW
爐排：1.5KW給水泵：15KW(一用一備)
本變頻控制柜可保證在供熱鍋爐正常工作的基礎(chǔ)上,同時達(dá)到節(jié)電、節(jié)煤以及環(huán)保的目的。
電機(jī)總?cè)萘?380+90+315+1.5+15=801.5KW
本鍋爐視為供熱水的條件下每天工作24小時、每月30天，本變頻控制柜在起爐高額區(qū)和恒溫運行區(qū)的綜合節(jié)電率約在35%左右，由此：
（1）每月節(jié)電總量=801.5KW×35%×24×30=201974.4度，按每度電以0.6元計算，則：80T爐的節(jié)電資金：0.6×201974.4度?=121184.64元/每月。
（2）每月用煤量約為2400噸，按5%節(jié)能率計算：每月節(jié)煤量：2400T×5%=120噸，現(xiàn)按每噸煤400元計算，每月節(jié)煤資金：400元×120噸=48000元，每月節(jié)電節(jié)煤總額：121184.64?+48000=169184.64元。
2.3采用變頻控制優(yōu)點
（1）采用變頻調(diào)速，消除了大電動機(jī)啟動時對電網(wǎng)電壓的波動影響。
（2）采用變頻調(diào)速，消除了大電動機(jī)大電流啟動時的沖擊力矩對電機(jī)損壞。
（3）采用變頻調(diào)速，延長了電機(jī)、管網(wǎng)和閥門的使用壽命，減輕了維修人員的工作量，降低了維修費用。
（4）提高了系統(tǒng)自動裝置的穩(wěn)定性，為系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運行提供了可靠保證；系統(tǒng)的運行參數(shù)得到改善，提高系統(tǒng)效率。
綜上所述，供熱中心及各分站采用和恢復(fù)變頻控制是必要的，同時要求操作人員熟練掌握工作原理，以便正確操作合理維護(hù)設(shè)備。
3增加供熱系統(tǒng)管理信息化網(wǎng)絡(luò)平臺
3.1按需構(gòu)建VPN網(wǎng)絡(luò)
VPN有三種解決方案，分別是：遠(yuǎn)程訪問虛擬網(wǎng)（AccessVPN）、企業(yè)內(nèi)部虛擬網(wǎng)（IntranetVPN）和企業(yè)擴(kuò)展虛擬網(wǎng)（ExtranetVPN）。針對金泰中心要進(jìn)行企業(yè)內(nèi)部各分支機(jī)構(gòu)的互聯(lián)，認(rèn)為使用IntranetVPN是很好的方式。
VPN(VirtualPrivateNetwork)通稱為虛擬專用網(wǎng)。虛擬專用網(wǎng)指的是依靠ISP（Internet服務(wù)提供商）和其它NSP（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商），在公用網(wǎng)絡(luò)中建立專用的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。VPN兼?zhèn)淞斯娋W(wǎng)和專用網(wǎng)的許多特點，將公眾網(wǎng)可靠的性能、豐富的功能與專用網(wǎng)的靈活、高效結(jié)合在一起，是介于公眾網(wǎng)與專用網(wǎng)之間的一種網(wǎng)。
3.2VPN網(wǎng)絡(luò)的整體方案
3.2.1網(wǎng)絡(luò)設(shè)計結(jié)構(gòu)
供熱總公司與各中心及其下屬分片區(qū)采用星型結(jié)構(gòu)通過光纖介質(zhì)接入網(wǎng)通公司的IP城域網(wǎng),組成VPN專用網(wǎng)實現(xiàn)互訪。出于對數(shù)據(jù)傳輸安全性的考慮，利用專用的路由器且要求網(wǎng)通公司利用IP城域網(wǎng)的交換設(shè)備劃分虛擬局域網(wǎng)（VLAN），使公司各點組成一個獨立的VLAN，成為真正意義上的VPN。各中心通過交換機(jī)組成以太網(wǎng)，通過路由器和總公司連接構(gòu)成VPN網(wǎng)絡(luò)平臺。
3.2.2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)
根據(jù)應(yīng)用軟件的使用要求，整個系統(tǒng)設(shè)立三臺服務(wù)器。一臺Web服務(wù)器，一臺物流管理系統(tǒng)專用服務(wù)器，一臺收費管理系統(tǒng)專用服務(wù)器?？偣緝?nèi)部工作站通過四臺萬兆WS－4024交換機(jī)連接，為避免局域網(wǎng)內(nèi)部業(yè)務(wù)科室的工作站通過互聯(lián)網(wǎng)感染病毒，把需要連接互聯(lián)網(wǎng)的工作站劃分一個VLAN都統(tǒng)一接到TP－LinkSF3124P交換機(jī)上，考慮到在局域網(wǎng)內(nèi)部不同VLAN之間的通信量比較大，如果每一個數(shù)據(jù)包的傳輸都通過路由器，則隨著網(wǎng)絡(luò)上信息量的不斷增大路由器將不堪重負(fù)，并會成為整個網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。所以把TP－LinkSF3124P交換機(jī)接到具有三層交換技術(shù)的Cisco3550交換機(jī)再和Cisco3700路由器相連，從而減輕路由器的工作壓力?？偣韭酚善魍ㄟ^CiscoPIX515E防火墻和主干光纖連接，以防止病毒的侵入。各分公司的局域網(wǎng)由Cisco2600路由器和主干光纖連接，這樣構(gòu)成了熱力公司的VPN網(wǎng)絡(luò)平臺。
給出了以臺達(dá)PLC和人機(jī)界面以及變頻器的控制系統(tǒng)電路
和具體程序流程；
一：控制系統(tǒng)工藝描述：
1.隨著白酒產(chǎn)量的不斷加大，原來的手動包裝越來越不適應(yīng)高速和多品種的白酒包裝要求；客戶提出需要自動調(diào)節(jié)生產(chǎn)線速度，在下游包裝速度加快，或上游灌酒速度加快時自動變化生產(chǎn)線中關(guān)鍵工序壓蓋機(jī)的速度，從而使得系統(tǒng)平衡，不會出現(xiàn)在流水線中酒瓶堵瓶或空瓶的現(xiàn)象；
2.包裝生產(chǎn)線一般包括：自動洗瓶，自動灌酒，自動壓蓋和封蓋，自動貼標(biāo)，自動分檢，自動裝箱；在整個系統(tǒng)中，自動壓蓋處于中間環(huán)節(jié)，其速度對于整個系統(tǒng)流暢影響最大，我們選擇此環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，并且可以根據(jù)需要稍微改動，即可獨立應(yīng)用于其他環(huán)節(jié)！
二：根據(jù)客戶要求的工藝，設(shè)計的控制程序如下：
包裝機(jī)動作流程
1.啟動系統(tǒng)：以30HZ（可以設(shè)定）啟動傳送帶，延時3秒（可以設(shè)定）后，以30HZ（可以設(shè)定）啟動壓蓋機(jī)；
2. 光電管動作說明：
（1）：壓蓋機(jī)前光電管
當(dāng)光電管的發(fā)光被擋，信號ON，此信號連續(xù)3~5秒（可以設(shè)定）保持ON，表示瓶子擠滿，壓蓋機(jī)從45HZ（可
以設(shè)定）開始加速1HZ/S（加速度可以設(shè)定），加速5秒后（可以設(shè)定），判斷信號是否空瓶（光電管信號OFF，
此信號OFF連續(xù)保持5秒[可以設(shè)定]，表示空瓶），
如果空瓶為真，開始減速1HZ/S（減速度可以設(shè)定），5秒后
（可以設(shè)定）判斷空瓶信號是否消失：
如果消失，進(jìn)入正常運行；
如果存在，繼續(xù)減速直到停機(jī)；
下次啟動必須等到瓶子信號ON到來時，以45HZ啟動（可以設(shè)定）；
如果空瓶為假，繼續(xù)加速直到60HZ（可以設(shè)定）；
如果既沒有連續(xù)保持ON，也沒有連續(xù)保持OFF，表示系統(tǒng)正常；
（2）：壓蓋機(jī)后光電管
1.計算傳送帶速度（瓶/分）；
2.累計生產(chǎn)的瓶數(shù)（可以清除）；
3.信號ON，表示堵瓶，{此信號連續(xù)3~5秒（可以設(shè)定）保持ON}，壓蓋機(jī)無條件停機(jī)，下次啟動需要堵瓶信號消失
；堵瓶信號消失，壓蓋機(jī)才能啟動！
4.信號OFF，表示空瓶，{此信號連續(xù)3~5秒（可以設(shè)定）保持OFF}，不處理；
5.壓蓋機(jī)后堵瓶優(yōu)先級高于前堵瓶；
3. 傳送帶調(diào)速：
（1）：傳送帶在運行過程不能停機(jī)；最低速度保持30HZ，以上隨壓蓋機(jī)速度1：1跟蹤；
（2）：傳送帶停機(jī)需要人工停機(jī)；啟動需要人工啟動；
4.手動啟動時，系統(tǒng)固定速度，不做速度調(diào)整；
5.自動啟動時，系統(tǒng)自動調(diào)整壓蓋機(jī)速度；
6.復(fù)位按鈕用于變頻器故障復(fù)位和卡瓶時的復(fù)位；只有復(fù)位后，系統(tǒng)才能再次啟動；
7.停止按鈕用于系統(tǒng)正常停機(jī)；
8. 緊急停止按鈕用于系統(tǒng)無條件停機(jī)，并清除一切計算中間變量；
三：系統(tǒng)元件選擇：
PLC 采用臺達(dá)DVP32ES00R；
人機(jī)界面采用PWS1711CTN； 傳感器采用OMRON光電漫反射傳感器，并且四只并聯(lián)，以防止圓形酒瓶相
臨處得不到正確信號！如下圖：
四：電路圖：
如下圖：
電路采用PLC以RS485通訊控制變頻器的工作頻率，而啟停指令采用端子控制，這樣可以提高通訊速度，保證控制的連續(xù)性；
變頻器參數(shù)：
變頻器參數(shù)設(shè)定列表
代碼 壓蓋機(jī) 傳送帶
PR00
sp; 2 2 PR03 60 60
PR04 50 50
PR05 220 220 PR11 2 2
PR24 1 1
PR38 0 0
PR54 2 2
PR55 1.5 1.5
PR57 0 0
PR58 0 0
PR59 60 60
PR60 1 1 PR62 1.5 1.5
PR77 2 2
五：系統(tǒng)安裝控制柜結(jié)構(gòu)：
如下圖：
為進(jìn)一步縮小體積，系統(tǒng)全部安裝于一個控制箱，并嵌入生產(chǎn)線內(nèi)部！
六：程序編寫：
人機(jī)界面部分：
以上為主要界面；
PLC程序：
七：安裝調(diào)試和應(yīng)用效果：
調(diào)試應(yīng)注意抗干擾處理，盡可能采用屏蔽線連接現(xiàn)場的傳感器；
1 電氣自動化控制技術(shù)分析
電氣自動化控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)控制系統(tǒng)的自動化，提升工藝的運行水平。電氣自動化控制是一類新型的技術(shù)，核心是電子技術(shù)，可以大面積地應(yīng)用到設(shè)備行業(yè)中。電氣自動化控制的技術(shù)能力高，通過不同技術(shù)的相互配合，實現(xiàn)電氣自動化的運行控制，而且自動化控制是電氣運行中的核心，保障生產(chǎn)的精確性和運行速率。電氣自動化控制能夠以少量程序控制多個變量，各個控制對象處于相互配合的狀態(tài)，提升了系統(tǒng)操作的水平，監(jiān)督被控對象的運行過程，期間修正被控對象的運行狀態(tài)，使其具備準(zhǔn)確、合理的運行方式。
2 電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展
2.1 智能化
電氣自動化控制技術(shù)下的產(chǎn)品、系統(tǒng)等，能夠根據(jù)指令智能化的完成操作，簡化操作服務(wù)的流程。智能化是電氣自動化控制技術(shù)的首要發(fā)展方向，正是由于智能化的要求，促使電氣自動化控制技術(shù)與信息技術(shù)、通訊技術(shù)相互融合，注重技術(shù)中的性能開發(fā)，體現(xiàn)技術(shù)控制的速率。
2.2 節(jié)約化
節(jié)約化發(fā)展，是指電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用中實現(xiàn)了節(jié)能與環(huán)保。例如：電氣自動化控制技術(shù)在照明系統(tǒng)中的應(yīng)用，其可輔助使用新能源，同時控制照明燈具的使用，延長燈具的使用壽命，既可以保障能源利用的效率，又可以提高照明設(shè)備的質(zhì)量。
2.3 信息化
電氣自動化控制技術(shù)的信息化發(fā)展，改進(jìn)了技術(shù)運行的方式，使電氣自動化中，以信息控制為基礎(chǔ)，引進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等理論，支持電氣自動化的控制運行。
2.4 統(tǒng)一化
電氣自動化控制技術(shù)拉近了各個行業(yè)之間的距離，融入各項技術(shù)的同時，朝向統(tǒng)一化的方向發(fā)展。在電氣自動化控制技術(shù)的作用下，行業(yè)間遵循相同的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，使用方法、維護(hù)策略等，都逐步統(tǒng)一，在降低行業(yè)建設(shè)難度的同時，體現(xiàn)統(tǒng)一化發(fā)展的優(yōu)勢[1]。電氣自動化控制技術(shù)的統(tǒng)一化發(fā)展，消除了行業(yè)之間潛在的發(fā)展矛盾，提升行業(yè)資源的利用效率，加快了信息傳輸、使用的速率。
3 電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用
3.1 工業(yè)
工業(yè)是應(yīng)用最廣泛的行業(yè)，因為工業(yè)規(guī)模較大，對電氣自動化控制的需求大，所以我國積極推進(jìn)電氣自動化控制技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用，致力于改善傳統(tǒng)工業(yè)的運營方式[2]。PLC是電氣自動化控制技術(shù)的主要元件，其為一項可編程邏輯控制器，以工業(yè)企業(yè)為例，分析PLC的應(yīng)用。該工業(yè)為機(jī)械制造企業(yè)，基于PLC的電氣自動化控制技術(shù)，為機(jī)械制造系統(tǒng)提供了相關(guān)的控制，PLC根據(jù)機(jī)械制造的需求，編寫了操作指令和邏輯運算程序，簡化了機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)的操作，而且PLC的準(zhǔn)確度高，規(guī)避了該企業(yè)生產(chǎn)的誤差，實現(xiàn)了機(jī)械制造的自動化、信息化生產(chǎn)，PLC寫入編程后，控制了機(jī)械制造的過程，同時控制機(jī)械制造的參數(shù)，包括尺寸、溫度信息等，按照該企業(yè)機(jī)械制造的指令，構(gòu)成閉環(huán)生產(chǎn)方式，優(yōu)化機(jī)械制造的工藝流程，而且該企業(yè)在PLC中設(shè)計了PID模塊，通過PID子程序，準(zhǔn)確控制PLC的內(nèi)部編程，預(yù)防機(jī)械制造中出現(xiàn)問題。
3.2 交通業(yè)
電氣自動化控制技術(shù)在交通業(yè)中的應(yīng)用，不僅體現(xiàn)在車輛運輸上，還表現(xiàn)在紅綠燈、監(jiān)控系統(tǒng)等方面。車輛上的元件、器件等，基本都是電氣自動化控制技術(shù)的體現(xiàn)，提供專業(yè)的自動化控制，保障車輛通行的安全[3]。例如：電氣自動化控制技術(shù)在電子眼中的應(yīng)用，代替警察執(zhí)法，實現(xiàn)自動化的違章取證，電子眼監(jiān)督交通系統(tǒng)中的車輛運行，抓拍違法行為，提交到交通局的操作系統(tǒng)內(nèi)，減輕了交通執(zhí)法的工作負(fù)擔(dān)，電氣自動化控制技術(shù)彌補(bǔ)了電子眼的缺陷，促使其可更準(zhǔn)確、更快速、更清晰地實現(xiàn)抓拍取證，提升電子眼對交通運輸?shù)谋O(jiān)控能力，有效控制電子眼的運行，以免交通執(zhí)法中出現(xiàn)漏洞。我國各地政府在交通業(yè)建設(shè)中，積極引進(jìn)電氣自動化控制技術(shù)，完善交通監(jiān)控體系，目前，測速器、屏顯等多個交通項目中，均涉及到電氣自動化控制技術(shù)的使用。
3.3 農(nóng)業(yè)
農(nóng)業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)支持，為了推進(jìn)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)，引入電氣自動化控制技術(shù)，全面建設(shè)智能農(nóng)業(yè)，加快農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展速度。以某地區(qū)農(nóng)業(yè)中的大棚種植為例，分析電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用。該地區(qū)傳統(tǒng)的大棚種植，是根據(jù)農(nóng)民種植經(jīng)驗分配工作，一旦控制不好溫度、濕度，即會影響大棚種植的經(jīng)濟(jì)效益。研究人員將電氣自動化控制技術(shù)引入到大棚種植內(nèi)，以育秧大棚為對象，構(gòu)建智能控制系統(tǒng)，大棚內(nèi)安裝不同屬性的無線傳感器，專門收集大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，如：光照、含水量等，進(jìn)行自動化的信息采集，傳感器采集的信號傳輸?shù)娇刂浦行?，比對?biāo)準(zhǔn)的參數(shù)指標(biāo)，種植人員掌握大棚育秧的實際情況，同時根據(jù)對比結(jié)果調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的環(huán)境，遠(yuǎn)程控制特定的設(shè)備。該大棚內(nèi)部安裝了高清視頻，同樣接入到控制中心，種植人員可以隨時查看育秧的狀態(tài)，電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，輔助構(gòu)建管理平臺，劃分為四個功能模塊，分布是傳感采集、視頻監(jiān)控、智能分析和遠(yuǎn)程控制，整體控制育秧大棚的生長環(huán)境，為幼苗的培育提供優(yōu)質(zhì)的環(huán)境。
3.4 服務(wù)業(yè)
人們對服務(wù)業(yè)的需求非常大，目的是方便人們的日常生活，特別是在電子產(chǎn)品上，更是體現(xiàn)出服務(wù)業(yè)對電氣自動化控制技術(shù)的需求。生活中的電子產(chǎn)品，大多應(yīng)用了電氣自動化控制技術(shù)，如：智能手機(jī)、ipad、跑步機(jī)等，表明電氣自動化對服務(wù)業(yè)市場的推進(jìn)作用[4]。近幾年，電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，由服務(wù)業(yè)的電子產(chǎn)品，逐步轉(zhuǎn)型到企業(yè)內(nèi)，例如：餐飲服務(wù)中的“機(jī)器換人”概念，餐廳內(nèi)，機(jī)器人取代人工服務(wù)，提供點菜、傳菜等服務(wù)，機(jī)器人是餐飲業(yè)的發(fā)展趨勢，表明電氣自動化控制技術(shù)的重要性，此項技術(shù)在“機(jī)器換人”中，起到自動化的控制作用，是機(jī)器人開發(fā)中不可缺少的技術(shù)。
4 結(jié)束語
電氣自動化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，表明了該項技術(shù)在行業(yè)運營中的重要性，滿足我國社會行業(yè)建設(shè)的基本需求。根據(jù)電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，落實發(fā)展策略，充分發(fā)揮電氣自動化控制技術(shù)的潛力，保障其在未來的應(yīng)價值。電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，必須符合現(xiàn)代企業(yè)的需求，由此才能規(guī)范控制技術(shù)的實踐應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1]賢陽.應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展是工業(yè)電氣自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵—2007年紐倫堡電氣自動化（系統(tǒng)和部件）展覽會紀(jì)實[J].自動化博覽，2008，Z1：28-30.
[2]吳琦.煤礦電氣自動化控制技術(shù)中單片機(jī)的應(yīng)用[J].硅谷，2015，3：118+120.
論文摘要：網(wǎng)絡(luò)與控制的學(xué)科交叉研究與產(chǎn)品的研發(fā)是我們面臨的一個機(jī)遇與挑戰(zhàn)。在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的控制中都有不少問題可研討。
二十年前,面對計算機(jī)與控制交叉發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn),中國計算機(jī)學(xué)會工控機(jī)專委會(其前身:中國電子學(xué)會電子計算機(jī)專業(yè)委員會工業(yè)計算機(jī)學(xué)組)誕生。二十年后的今天,我們又面臨新的機(jī)遇與挑戰(zhàn),其特征之一就是,信息科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展所引發(fā)的計算網(wǎng)絡(luò)與控制科學(xué)技術(shù)的交叉發(fā)展,本文簡稱為“網(wǎng)絡(luò)控制”對此#已有不少論述。本文只是簡要討論一些看法。
1網(wǎng)絡(luò)控制的機(jī)遇
近年來信息科學(xué)技術(shù)與信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展十分迅猛，新思想、新技術(shù)相繼問世，網(wǎng)絡(luò)方面的新技術(shù)和產(chǎn)品迅速進(jìn)入市場。而在經(jīng)歷一個大發(fā)展后，自動化及控制理論在其發(fā)展中也出現(xiàn)一此“困惑”，各國均十分關(guān)注自動化科學(xué)與技術(shù)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。1986年IEEE與美國國家基金委專家高峰會發(fā)表“對控制的挑戰(zhàn)”一文;1990-1993年IFAC組織了“控制在工業(yè)中的應(yīng)用而臨計算機(jī)的挑戰(zhàn)”調(diào)研……我國也十分重視這個問題:1999年宋健在IFAC大會報告:21世紀(jì)的控制;2002年中國國家自然科學(xué)基金委召開“中國自動化領(lǐng)域發(fā)展戰(zhàn)略高層學(xué)術(shù)討論會”在這此討論中，信息的控制、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對控制的沖擊等都是一個議題。維納《控制論》一書的副標(biāo)題是:“關(guān)于在動物和機(jī)器中控制和通信的科學(xué)”;而在《控制論》第一版序言中他又指出“如果一門新的科學(xué)學(xué)科是真正有生命力的，它的引人興趣的中心就必須而且應(yīng)該隨著歲月而轉(zhuǎn)移……因此，控制論學(xué)家應(yīng)該繼續(xù)走向新的領(lǐng)域，應(yīng)該把大部分注意力轉(zhuǎn)移到近十年發(fā)展的新的思想上去……”。從歷史上看，控制與通信確實是相互依存交叉發(fā)展的，而當(dāng)今在“網(wǎng)絡(luò)的連通性無所不在”的形勢下，我們確有必要討論網(wǎng)絡(luò)對控制的挑戰(zhàn)是什么，信息的控制或網(wǎng)絡(luò)控制是否應(yīng)該列為一個“引人興趣的中心”。
“網(wǎng)絡(luò)控制”的提法早已有過，而對其內(nèi)涵與外延井不十分統(tǒng)一，我們覺得網(wǎng)絡(luò)控制泛指通信網(wǎng)絡(luò)與控制科學(xué)技術(shù)的交叉以及相應(yīng)的產(chǎn)品。主要包括兩個方面的內(nèi)容，網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的控制與管理，網(wǎng)絡(luò)主要是做為技術(shù)手段或環(huán)境#而控制對象是傳統(tǒng)的對象（如電機(jī)、化工過程、航天……）也包括交通服務(wù)等系統(tǒng)。本文簡稱為”網(wǎng)絡(luò)化控制”"網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)本身的控制與管理。信息與網(wǎng)絡(luò)成為控制的對象，而采用控制的手段來滿足用戶的要求。本文簡稱為“網(wǎng)絡(luò)的控制”。這也可以說是從兩個視角來研究網(wǎng)絡(luò)控制。我們在網(wǎng)絡(luò)控制的這兩個視角上都面臨機(jī)遇與挑戰(zhàn)，前者延伸了諸如數(shù)字控制。計算機(jī)控制等的概念，而后者則延伸了電機(jī)控制，機(jī)床控制等的概念。
2網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)化控制
網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)化控制有多種提法，如TelematicSys-terns，NetworkedSystems，NetworkedControlSystems(NCS)，IntegratedCommunicationandControlSystems(ICCS通信與控制系統(tǒng))等，其內(nèi)涵各有所側(cè)重，但有共同點:是依靠網(wǎng)絡(luò)(主要是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò))組成的分布式系統(tǒng);具有資源共享、集成自動化、協(xié)調(diào)下作等特點，從應(yīng)用角度可包括:網(wǎng)絡(luò)化控制、網(wǎng)絡(luò)化制造、電子政務(wù)、電子商務(wù)、數(shù)字家庭、大型電網(wǎng)、城市交通、軍事上的41SR指揮、控制、通信、計算機(jī)以及情報、監(jiān)視、偵察)等。可以是下業(yè)對象也可以是服務(wù)業(yè)或其他對象。
網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)一般是大范疇的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，從功能層次上可包括企業(yè)網(wǎng)的外聯(lián)網(wǎng)[xtranet，企業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)Intranet,控制網(wǎng)、傳感網(wǎng)等，從網(wǎng)絡(luò)類型上也可以說包括因特網(wǎng)、無線移動通信、以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在控制領(lǐng)域的’泛且深入的應(yīng)用，必然引起網(wǎng)絡(luò)與控制交叉學(xué)科的發(fā)展，或者引起ThomasKahn在“TheStrutureofScientificRevolutions”中指出的在控制領(lǐng)域的范例轉(zhuǎn)移(ParadigmShift)或出現(xiàn)從連續(xù)時間控制理論到離散時間控制理論的發(fā)展。
網(wǎng)絡(luò)化控制與管理系統(tǒng)，可以不同程度地實現(xiàn)各層次自動化系統(tǒng)的集成使企業(yè)在企業(yè)協(xié)作、資源共享、提高效率、增強(qiáng)市場競爭能力等方面得到好處;同時，網(wǎng)絡(luò)的引入必然帶來信息傳輸時延，延時的抖動信息(數(shù)抓包)去失等問題，也必將引發(fā)一此研究課題，包括:網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下復(fù)雜系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制;基于連續(xù)時間和基于事件控制理論(在網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中的)的應(yīng)用與發(fā)展;各種網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用系統(tǒng)的建模與分析;基于網(wǎng)絡(luò)計算和網(wǎng)絡(luò)存儲的分布控制;網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的信息女全，現(xiàn)場總線，工業(yè)以太網(wǎng)，傳感器網(wǎng)絡(luò)等等，從某種意義說工業(yè)控制計算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展必須定位于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，從網(wǎng)絡(luò)控制著手。
3網(wǎng)絡(luò)的控制與答理
網(wǎng)絡(luò)的控制，基于網(wǎng)絡(luò)的控制(Network一BasedControl)或網(wǎng)絡(luò)空間中的控制問題是自接涉及到網(wǎng)絡(luò)木身的控制問題，這里控制的對象是信息、數(shù)抓、網(wǎng)絡(luò)……。在自動化科學(xué)發(fā)展的歷史中，自動控制的對象是不斷發(fā)展變化的，這種發(fā)展體現(xiàn)了自動化科學(xué)理論與實際相結(jié)合，學(xué)科交叉和與時俱進(jìn)的特性，從某種意義上說控制論的著眼點是信息與控制或信息的控制而網(wǎng)絡(luò)的控制是信息的控制中的重要內(nèi)容。
網(wǎng)絡(luò)的控制或基于網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)在資源共享提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，實現(xiàn)集成自動化和整體優(yōu)化以及和諧人機(jī)協(xié)調(diào)等方而都有優(yōu)勢或潛力;由于網(wǎng)上的傳輸時延，數(shù)抓包去失，以及用戶對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的不同需求等，引出了網(wǎng)絡(luò)的控制中一系列研究課題。涉及相關(guān)的協(xié)議，系統(tǒng)的控制策略，穩(wěn)定性、魯棒性、算法的收斂性以及控制系統(tǒng)產(chǎn)品化等問題。
以復(fù)雜媒體網(wǎng)絡(luò)的控制為例，復(fù)雜媒體可視為一個廣義的系統(tǒng)，其所究內(nèi)容包括信息結(jié)構(gòu)、復(fù)雜媒體的管理.、服務(wù)質(zhì)量(QOS)控制，流量控制等。例如，在流媒體系統(tǒng)中，可以利用自適應(yīng)等控制策略使用戶在不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境卜享受到盡可能好的QoS保證。
1999年，木尼迪克特(Bendidt)提出了“網(wǎng)絡(luò)空間”（Cyberspace)的概念，稱這種“由計算機(jī)支持，由計算機(jī)進(jìn)入和由計算機(jī)產(chǎn)生的全球網(wǎng)絡(luò)化，是多維度的，人造或‘慮擬’的真實。它是真實的，每一臺計算機(jī)都是一個窗口;它是慮擬的，所看到的或所聽到的既不是物質(zhì)也不是物質(zhì)的表現(xiàn)，相反它們都是純粹的數(shù)抓或信息組成的”?？梢哉f，它是介于慮擬和現(xiàn)實之間的特殊空間，即“網(wǎng)絡(luò)空間”，由此而可能發(fā)展網(wǎng)絡(luò)科學(xué)。網(wǎng)絡(luò)空間有許多控制和答理問題，有人稱之為“慮擬控制”或網(wǎng)絡(luò)的控制。近年來，關(guān)于下一代互聯(lián)網(wǎng)、智能網(wǎng)、網(wǎng)格等的討論也較多，網(wǎng)格（Grid)一般認(rèn)為是繼傳統(tǒng)因特網(wǎng)、Web之后的第三代因特網(wǎng)其主旨是實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上所有資源的全而連通，在氣象、能源、教育以及企業(yè)信息化中都有廣’泛應(yīng)用。美國《福布斯特》雜志預(yù)期網(wǎng)格技術(shù)到2020年將產(chǎn)生年產(chǎn)伯20萬億美元的大下業(yè)。在網(wǎng)格中分布資源管理與控制、資源共享、網(wǎng)格監(jiān)控以及系統(tǒng)女全等方而的研究都是受人關(guān)汁的四。有人建議，在網(wǎng)格的體系上要體現(xiàn)服務(wù)第一，協(xié)議第一的觀念。另外，在下一代網(wǎng)關(guān)中，可能會將大部分控制功能(呼叫控制、接入控制、資源控制、服務(wù)質(zhì)量控制等)統(tǒng)一交由一個控制層來完成?？梢姡W(wǎng)絡(luò)的控制及管理.是日益受到重視，控制的一此基本概念，控制策略和控制理論不能簡的一地搬用到網(wǎng)絡(luò)的控制中，但應(yīng)可以在網(wǎng)絡(luò)的控制中得到發(fā)展。
以網(wǎng)絡(luò)為控制對象的網(wǎng)絡(luò)控制所要解決的主要是用戶對網(wǎng)絡(luò)各種服務(wù)質(zhì)量:需求與網(wǎng)絡(luò)資源間的矛盾與協(xié)調(diào)。從信息傳送結(jié)構(gòu)上講，可以在核心網(wǎng)上增強(qiáng)控制功能;也可以在邊緣網(wǎng)上引入系統(tǒng)與控制的方法。在這此系統(tǒng)建模與分析中，多會遇到系統(tǒng)規(guī)模大、異構(gòu)件、時變性、人機(jī)協(xié)調(diào)、隨機(jī)性等問題、在已見的一此研究成果中，排隊論、小波分析、自適應(yīng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、混雜系統(tǒng)等理論與方法都有應(yīng)用。在因特網(wǎng)或非實時局域網(wǎng)的控制系統(tǒng)中，離散控制時間的確定性或定常性已不存在，要發(fā)展網(wǎng)絡(luò)控制理論或改造經(jīng)典的方法或按離散事件動力學(xué)考慮新途徑，學(xué)科交叉研究勢在必行。
4對下控機(jī)系統(tǒng)及專委會工作的一此思考
二十年前，在個人計算機(jī)(PC)技術(shù)成熱并大舉進(jìn)入市場之際，我們成立了工業(yè)控制計算機(jī)專業(yè)委員會，在學(xué)術(shù)交流、產(chǎn)品研發(fā)等方面做了許多工作，得到了廣泛的認(rèn)可。當(dāng)前，信息網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展，而對網(wǎng)絡(luò)控制等的機(jī)遇，工控機(jī)系統(tǒng)的研發(fā)人員應(yīng)多交流討論。各種工控機(jī)系統(tǒng)，現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)，分布控制系統(tǒng)，傳感器仍是工業(yè)自動化與下控機(jī)的主要課題，而網(wǎng)絡(luò)控制的機(jī)遇與挑戰(zhàn)也是專委會需認(rèn)真思考的:
1)當(dāng)前，我國在網(wǎng)絡(luò)化控制(網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)化制造……)方面的研究與產(chǎn)品研發(fā)已有一此成果，尚待深入與普及;而在網(wǎng)絡(luò)的控制方而的研究下作剛剛開始。我們可能需要在理論探索、技術(shù)研究以及協(xié)議（標(biāo)準(zhǔn))制定、產(chǎn)品研發(fā)等層面上挑戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)控制的機(jī)遇。
2)需要面對網(wǎng)絡(luò)控制的挑戰(zhàn)，加強(qiáng)計算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)、自動控制等學(xué)術(shù)交叉性的研討，可與兄弟專委會聯(lián)合組織。計算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)、自動控制等不同專業(yè)背景的人員在從事網(wǎng)絡(luò)控制這類學(xué)科交叉研究中，往往有不同的思路、視角、方法或切入點，其成果也各有特色。多交流互補(bǔ)是大有益處的。