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控制系統論文范文1
繼電器控制，PLC控制，單片機控制，其中PLC檢測控制系統應用最為廣泛。其具有以下特點：
1.1可靠性PLC不需要大量的活動元件和連線電子元件。它將控制邏輯由傳統的繼電器硬件運算變為軟件運算，使得它的連線大大減少。PLC經過多年的不斷發展，具有工業針對性，有很高的抗干擾能力。在各大PLC廠家的不斷更新發展下，PLC各模塊可靠性已經有很大提高。與此同時，系統的維修簡單，維修時間短。PLC進行了一系列可靠性設計，例如：冗余的設計（包括硬件冗余技術和軟件冗余技術），斷電保護功能（電容電源和UPS的應用使得斷電時有充分的處理時間），故障診斷和信息保護及恢復。PLC具有編程簡單，操作方便，維修容易等特點，一般不容易發生操作的錯誤。PLC是為工業生產過程控制而專門設計的控制裝置，它具有比PC控制更可靠的硬件和更簡單的編程語言。采用了精簡的編程語言加上強大的編譯診斷功能，編程出錯率大大降低。
1.2易操作性對PLC的操作包括程序輸入和程序更改的操作。通過專業的編程軟件進行編程并進行下載，更改程序的操作也可以直接根據所需要的接點號或地址編號進行搜索或程序尋找，然后進行更改。PLC有多種程序設計語言可供使用。由于梯形圖與電氣原理圖較為接近，容易掌握和理解。PLC具有強大的自診斷功能降低了維修人員維修技能的要求。當系統發生故障時，通過軟件和硬件的自診斷，維修人員可以很快找到故障部位進行故障維修和故障排除。
1.3靈活性PLC采用的編程語言有梯形圖、功能表圖、功能模塊和語句描述等編程語言。編程方法的多樣性使編程簡單、可以使得不同專業的人員都有自己習慣的編程語言。操作靈活方便，監視和控制變量變得十分容易。以上特點使用PLC控制系統具有可靠性高，程序設計方便靈活，運行穩定，擴展性能好，抗干擾能力強等諸多優點今后PLC控制系統還會得到更廣泛的使用。
二、PLC控制系統組成
該系統包含完整的PLC系統模塊。其中包含電源模塊，CPU-315，PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的，I/O包含開關量輸出（SM321DO），開關量輸入（SM321DI），模擬量輸入（SM331AI），模擬量輸出（SM331AO）等模塊。通訊模塊PS305。I/O組成：數字量輸入模塊（DI）：包含油箱液位高，油箱液位低，循環泵、主泵運行狀態，管路閥門狀態等。開關量輸出（DO）：包含循環泵、主泵啟停控制，加熱器啟停控制，冷卻器啟?？刂?。模擬量輸入（AI）：包含液位，流量，油溫，壓力等。
三、PLC邏輯控制
啟動邏輯：液位正常，油溫正常，管路閥門狀態正常等。停止邏輯：液位超低，壓力超低，流量超低，急停信號等。報警邏輯：液位低，壓力低，流量低，油溫低，油溫高等。
四、HMI設計
上位機與PLC通訊模塊通過Profibus總線連接，將各個參數傳給上位機通過人機界面Wincc顯示，并可以通過上位機人機界面控制液壓站的啟停。
五、液壓站群的控制
當多個液壓站需要配合工作時，可以將每一個液壓站設置一個ET-200遠程I/O站，將采集的參數通過通訊模塊傳入一個總的PLC站進行集中控制。且可以通過一個HMI就可以監視各個參數和人工參與控制。這樣就可以更加集中地控制多個液壓站組成的液壓站群，是的多個液壓站有序有計劃的協作運行。
六、液壓站穩定性的提高
控制系統論文范文2
分散控制系統是新一代的儀表控制系統，其以微處理元件為基礎，以集中顯示操作、控制功能分散、分而治之和整體協調為基本原則，由過程監控級和過程控制級共同構成的以通信網路為紐帶的多級計算機系統。分散控制系統的技術為4C、計算機（computer）、顯示（CRT）、控制（Control）以及通訊（Communication）。具體來說，分散控制系統具備開放的結構，能夠提供多個層次的數據接口。系統主要由現場控制站、操作員站、工程師站、機柜、數據系統和電源等部分組成。分散控制系統的硬件條件良好，能夠在諸多惡劣的工作環境中保持穩定高效的工作性能。加之其漢化的平臺強大，能夠對用戶自主開發和組態復雜控制等提供強有力的支持。分散控制系統的各種數據信息主要集中在顯示器上顯示和打印機打印，使控制系統在物理和功能上形成了明確區分。一般來說，分散控制系統的可利用率接近百分之百，無故障產生的平均時間保持在10萬小時以上，能夠對電廠的生產過程進行全方位不間斷監控，保證電廠相關工作沒有盲區，能夠一直處于監控之下。
2電廠分散控制系統常見故障
2.1分散控制系統硬件故障
硬件故障是分散控制系統的最常見故障，對分散控制系統來說，其一般分為硬件和軟件兩個系統部分。對于DCS系統來說，其硬件系統一般包括通訊模塊、處理器模塊以及I/O模塊三個部分，人機接口和過程通道是硬件故障最常見的兩類問題，比如人機接口故障，就會控制系統運轉異常、球標失靈、部分設備無法進行操作等。球標失靈的主要原因在于球標老化、油污粉塵導致接觸失靈等。而I/O接口故障，一般是由于連接線接觸不良或是卡鍵老化導致出現問題。除此之外，控制設備故障和信息采集設備故障也是最為常見的硬件問題。控制設備故障和主控電路、設備配置有直接關聯，其中大多數問題是由于設備線路老化所致。
2.2分散控制系統電源故障
電源故障的問題雖然發生的幾率不大，但是并不是說不會發生，而且其后果十分嚴重。電源出現故障將會導致分散控制系統的控制功能失效，無法對各部元器件進行控制管理，造成系統運行失效甚至崩潰，給電廠帶來不必要的損失，是DCS系統最為嚴重的故障之一。對于DCS系統來說，其出現電源故障的原因是多方面的，一般有四個方面的因素：第一是電源內部發生故障或者保險配置不合理引起電源中斷，進而造成分散控制系統整體運轉停止；第二是電源插接頭不穩，致使系統電壓不穩，給系統運行帶來負面影響；第三是供電方式交換，引起電源出現瞬間終端的現象，由于電壓沖擊給系統各部元器件帶來損傷，進而造成系統控制功能失效；第四是其他方面的原因導致模塊受損，無法進行正常工作，進而引發電源故障。
2.3分散控制系統信號干擾故障
信號干擾故障是分散控制系統在實際運行中很常見的一個問題，所謂信號干擾故障，即指在分散控制系統正常運行時，其他與系統無關的信號闖入控制系統，對系統的工作信號形成了強烈干擾，使系統采集的數據或發出的指令與設定存在偏差，進而在相應的工作結果上體現出明顯的問題。信號干擾故障的成因是干擾信號，干擾信號一般有三個來源：第一是電源電路產生干擾信號。在電廠發電系統中，各種設備開閉都會產生電壓噪聲，其闖入分散控制系統就會給系統的控制工作帶來很大的負面沖擊；第二是接地產生干擾。當系統接地點位分布不合理，就會造成系統接地點之間存在電位差，進而引起接地電源電流變化，對控制系統產生影響；第三是外部無線信號干擾。外部無線信號也會對分散控制系統產生很大的干擾，諸如手機信號、收音機信號等。
2.4分散控制系統網絡通信故障
網絡通信故障是出現在系統操作中的一種常見故障，由于分散控制系統進行不同控制層切換，會造成網絡通信阻塞或是通信出現混亂。網絡通信故障最直接的表現就是各系統信號無顯示，I/O接口紅燈閃爍。這種情況一般是控制系統同時處理過多信息導致CPU總線通信阻塞。通信故障對于分散控制系統的數據采集、傳輸和處理都會產生很大的影響，其不僅會阻礙系統的正常工作，甚至還會導致部分設備甚至整個系統發生更嚴重的故障。
3電廠分散控制系統的維護措施
3.1加強控制系統的日常維護
加強日常維護對于減少控制系統故障，維持系統正常穩定運行具有重大意義。日常維護故障一般應該從系統的基本點出發，做好基礎維護。一般來說，日常維護第一需要貫徹相關系統管理制度，使制度深入人心，確保相關員工能夠在日常工作中按照規定進行，減少誤操作對系統帶來的影響；第二要維護系統工作環境溫度，保持氣溫穩定，保證溫度變化不超過5℃，避免系統設備出現啟動困難；第三要維持溫度穩定，也可以起到減慢設備線路老化的作用；第四要加強軟件使用，確保使用正版軟件，拒絕盜版軟件，避免因軟件問題給系統帶來問題；第五要加強對系統接地進行維護，避免接地點出現電位差引發系統故障；第六要加強防靜電的工作，避免系統遭受磁場干擾。
3.2加強對控制系統的針對性維護
日常維護只是從基本需求出發，其只能在基本層面進行故障排查，無法對一些深層次的問題進行處理。針對性維護及針對系統常見故障進行專項維護，比如對于常見電源故障，就可以加強對電源的維護工作；對信號干擾故障，就該加強排除外部信號源的工作?？偟膩碚f，針對性維護從三個方面入手：第一，對控制站及操作站的電源、計算機進行定期停機檢修?？刂普竞筒僮髡臼欠稚⒖刂葡到y的兩個重要環節，其電源和計算機均關系到兩個環節的正?？刂乒ぷ?，只有進行定期檢修，排除潛在的問題，才能保證其維持正常工作；第二，對系統接地和供電系統進行接地電阻測試。系統接地產生的電位差會給系統帶來較大的危害，定期進行接地電阻測試，排除可能存在的接地問題，對于控制系統來說具有十分重要的作用；第三，對控制系統進行冗余測試，使系統保持在正常的運行狀態。
3.3加強對系統回路和傳感器的維護
分散控制系統中回路和傳感器眾多，由于其具有分散控制功能，所以對于不同的控制對象，其控制回路和傳感器是不一樣的。加強對系統回路和傳感器的維護，需要從三個方面入手：第一是維護回路完整性。系統回路在經過一段時間工作后，可能由于外部原因或是內部原因出現斷路或是誤接，因此需要加強維護避免出現回路斷開或是接入其他回路，造成系統控制功能失效；第二是維護傳感器的完整性，避免傳感器在工作中逐漸老化或是遭受其他外界因素影響產生失效，確保其能夠在系統中進行精準快速的工作；第三是加強回路和傳感器的檢修更換。維護工作不具備針對性，其是以保證相關設備的正常運行為出發點。但是檢修不一樣，其是以發現問題解決問題為目的進行的相關工作。對于系統回路和傳感器而言，只有加強檢修更換，才能保證其不出現意外故障，影響系統的整體運轉。
3.4加強對系統電源的維護
電源故障對系統造成的影響十分巨大，因此加強對系統電源的維護具有十分重要的作用。加強對電源的維護，主要應該以定期進行冗余實驗，即定期進行電源系統冗余切換實驗，在此基礎上還需對UPS電源進行切換檢查。一般來說，電源維護的主要內容有對電源電池進行充放電、對I/O模塊進行定期檢查、及時更換老化線路和元件、檢查電源系統接地分布、檢查線路接頭是否穩定良好、檢查系統的散熱設備是否正常等?？梢哉f系統電源維護是分散控制系統的重點維護措施，也是避免不必要故障發生的有效手段，能夠大大提升系統的安全性和穩定性。
4結語
控制系統論文范文3
關鍵詞刷卡系統;讀卡器;單片機
1引言
多媒體教學平臺是根據教育信息化的要求，利用新的媒體技術、計算機技術、音視頻技術和控制技術，選用先進的教學媒體而設計的一種輔助教學系統。它摒棄了硬件設備簡單的獨立連接，改變了復雜多樣的遙控方式，系統、高效、協調地把每一臺設備進行有機的組合，并與校園網連通，實現視頻點播，讓每一位教師都能得心應手地掌握和運用現代技術，優化教學環境、提高教學效率。多媒體教學平臺的硬件是以多媒體計算機、視頻展示臺、大屏幕及投影機、多種播放媒體為主要設備，同時輔以相關配套設備，用桌面面板控制和計算機軟件控制形成科學合理的系統。多媒體教室刷卡控制系統的實現，將為現代教學提供了更進一步的方便，提高教學效率，使現代教學的運行環境更加趨于完善。
2需求分析
我校十分重視現代技術在教學環節中的應用，配備了多媒體教學平臺的多媒體教室的投入使用，不僅為教學工作帶來了極大的方便，而且很好地激發了同學們學習的興趣。經過一段時間的使用，在多媒體教室的日常管理中也發現了一些亟待解決的問題：
(1)先進的教學技術與滯后的管理手段相悖。多媒體教室通常采用人為管理的方式，安排專人負責多媒體教室鑰匙的發放，教師必須在課前到值班室領取鑰匙，下課后需要及時歸還，步驟繁瑣，受人為因素影響明顯，例如：教師下課后忘記了歸還鑰匙，導致了后面的課程無法正常進行……
(2)多媒體教室內設備相對集中，操作復雜，但管理相對分散，一些細節問題容易被忽略，引起誤操作，造成設備損害，影響教學秩序。
(3)管理缺乏實時性。管理者與多媒體教室的實時性聯系不夠，管理者發放鑰匙后，無法獲得任何反饋信息，對當前正在使用教室的工作狀況也很難知曉，一旦多媒體設備出現故障，需要較長時間才能排除。
針對以上人為管理中存在的種種弊端，本著“集中控制，統一管理”的思路，本文提出了多媒體教室刷卡管理系統的設計方案。該系統主要由管理服務器、電教臺控制單片機兩大部分構成，通過單片機與管理服務器的遠程通訊，利用單片機本身強大的功能實現對各個分散的多媒體教室的集中管理，非接觸式IC卡、讀卡器和電磁鎖的使用將解決多媒體教室人為管理中的諸多問題，實現無人化職守。
3功能設計
多媒體教室刷卡控制系統使用雙絞線作為通信線路，實現單片機控制端與管理服務器數據的雙向傳輸，在原有多媒體教室的基礎上，實現了多媒體教室的半自動化控制。該控制系統采用分布式、模塊化設計方法進行系統設計，各模塊具體功能如下：
(1)教師身份識別模塊。根據教師身份自動分配多媒體教室的使用權。各教師持有自己的非接觸式IC卡，每個多媒體教室的控制臺上安裝有一個能夠控制電磁鎖和電源的讀卡器。任課教師只需持卡，其身份信息將被讀入到讀卡器內，系統將自動查詢數據庫決定是否允許其使用該教室，允許則自動打開控制臺的電磁鎖，并完成主設備上電、開啟計算機、投影機上電、降下電動投影屏幕等操作。
(2)設備故障警示模塊。教師如發現某個設備出現故障而不能正常使用，可通過安裝在控制臺上的系統鍵向管理服務器報告，管理服務器端系統通過響鈴或顯示器上的提示告知管理人員哪個教室的何種設備出現故障，以便第一時間做出反應。
(3)設備保護模塊。對投影機光源的保護在設計時也做了特殊考慮。投影機燈泡價格昂貴，對使用條件要求嚴格，在投影機使用完畢后，系統首先切斷燈泡電源，但投影機散熱風扇仍將繼續運轉3分鐘以使燈絲冷卻，此時控制操作臺不能斷電。3分鐘后，控制操作臺自動斷電。授課教師不必等待，下課后上鎖既可離開。此操作可大大延長燈絲使用壽命，降低多媒體教室的維護成本。
(4)意外情況處理模塊?？梢苑奖愕奶幚砜▉G失及恢復的情況、多媒體教室臨時調課的情況。
(5)歷史記錄模塊。管理服務器是整個自動化管理系統的控制核心，它通過定時輪詢的方式監視各個電化教室子系統的工作狀態。刷卡管理系統的數據庫具有良好的工作界面可形成設備故障記錄報表，并能夠打印送教學主管部門備案。
4架構設計
本系統由一個主控制部分與多個子控制部分組成。子控制部分由單片機控制器、讀卡器和電磁鎖組成，與其它多媒體教學設備一起安裝在教室的控制臺內；主控制部分安裝于管理服務器。服務器與單片機之間采用總線式結構，異步串行通訊方式進行數據傳輸。授課教師在操作控制臺前需要刷卡，讀卡器將讀出卡中數據，管理服務器以多機通訊方式主動定時對各教室的子控制系統進行輪詢，每查到一個子控制系統時，子控制系統的單片機就將讀出的卡數據回傳服務器，服務器將此數據與事先編制好的數據庫數據進行比較，當二者吻合，則向此控子制系統發送開鎖指令。
圖1多媒體教室刷卡控制系統的硬件結構
1)主控部分功能
主控制部分由一臺管理服務器與一個RS232-RS485變換器組成。管理服務器存儲有兩個數據庫，一個為教師身份數據庫，另一個為課程表數據庫。教師身份數據庫保存有每個教師工作證號與其所持有非接觸卡號之間的對應關系；課程表數據庫則為教師占用多媒體教室的日期與時間。課程表數據庫結構的設計需要仔細研究，應包含所有必要信息以方便檢索，并要保證高的響應速度。應用程序使用VC++編寫，采用DAO(DataAccessObjects)技術調用兩個數據庫。管理服務器配有RS232通訊口，RS232-RS485轉換器負責實現數據在RS232協議格式與RS485協議格式之間的轉換。
2)子控制部分功能
讀卡器負責將教師持有的非接觸式IC卡中的信息轉換成Wiegand26碼形式，單片機以中斷方式接收讀卡器輸出的信息編碼，并通過總線發送給管理服務器。當單片機接收到管理服務器返回的指令時，立即執行該指令，例如打開電磁鎖等。RS485-TTL變換器將單片機的串行輸出變換成RS485協議格式，并送上總線；將管理服務器發送到總線上的數據變換成TTL電平，并送到單片機的串行通訊口。另外，子控制系統單片機還執行其它一些控制操作，例如開鎖后設備自動上電，關鎖后設備自動掉電，聲音報警等。
5結束語
多媒體電教臺刷卡控制系統是在高?，F有財力基礎上提出并開發的，他采用半雙工通信電路和多機通信技術，進行設計開發，并結合多媒體教室現有的功能和特點形成了一個自定義的通信協議的有限局域控制系統，能夠解決現有多媒體教室管理中存在的一些問題。
參考文獻
[1]李圣怡等.《Windows環境下軟硬件接口技術》.國防科技大學出版社
控制系統論文范文4
PLC是一種在繼電邏輯控制之后迅速發展起來的計算機工業自動控制裝置，其強大的抗干擾能力和可靠度被廣泛運用于多種工業自動化設備中。隨著對PLC研究的深入和技術的發展成熟，越來越多的復雜自動控制系統紛紛將PLC作為了首選技術。與多年前的PLC功能相比，如今的PLC廠商已開發出各種各樣的配套功能模塊，智能化的處理能力也在不斷增強，完全能夠適應各類工藝生產流程，如輸入輸出模塊，便是現今應用范圍最廣的PLC自動控制系統智能模塊，其實現了采集外部模擬量和控制內部數字量的兩種功能，甚至有一些品牌的輸入輸出模塊已完全嵌入了A/D和D/A的功能，滿足了市場的需要。然而，隨著舊工藝舊設備的改造和工業控制系統的復雜程度提高，原廠配套的智能模塊出現了功能性瓶頸，具有一定的滯后性，且因定制造價過高的原因，國內外開始對自動控制系統智能模塊展開了更深層次的研究。
二、基于PLC自動控制系統的設計
1、PLC自動控制系統的結構構成PLC自動控制系統是通過PLC對工業生產中的儲位、壓力、流量和溫度等生產要素進行控制的一種智能化系統，在此過程中，需進行PID的運算，通常在PLC廠家可以采購到配套的PID控制程序和過程控制模塊，對于生產要素的采集和輸出都有較為方便的控制方法，但基于價格和操作性的原因，不少PLC自動控制系統還是采取自己編程的方式，這對于復雜的PLC自動控制系統實現更多需求和工藝調整的控制策略，具有成本更低和操控性更強的特點。PLC自動控制系統的工作流程主要是：通過測量感應元件對信號進行反饋輸入，進入A/D模塊轉變為系統能夠識別的數字信號，再與控制參數進行比對，接著進入PID運算單元，得到偏差結果的計算，最后由D/A模塊轉變信號輸出至執行元件，開始動作的執行。
2、PLC自動控制系統的智能化實現本文以儲料儲存和輸送控制為例子，采用三菱公司生產的FX2N-48MR-001PLC對PLC自動控制系統的智能化實現過程進行具體介紹。
（1）儲位的采集：寄存器M21閉合檢測儲位并選擇輸入通道讀取儲位值信號，A/D模塊開始工作，再經緩沖存儲器讀取進入輔助繼電器中，最后將數字信號儲存入寄存器，等待PID的運算。
（2）PID的運算：首先，我們要初始化設定PID的固定指令參數表，即設定檢測時間、增益濾波、微積分增益等參數。其次，設置獨立的PID指令寄存器，當PID出現運算錯誤時，及時調整寄存器的ON和OFF狀態，中斷指令，而實際采集儲位值信號時，也是通過中斷和跳轉指令和子程序調用指令來運算的。
（3）電動閥的輸出：電動閥主要作為進出料控制的手段，是通過PID的控制和D/A模塊的轉換，將PID運算的模擬量結果進行輸出工作，其輸出值會儲存在輔助繼電器和緩沖儲存器中，觸發輸出通道進行D/A轉換的過程。
三、基于PLC自動控制系統的上位監控設計
1、上位監控介紹基于PLC自動控制系統的上位監控是由組態軟件對上下位的通信進行銜接，且實時監控并記錄PLC自動控制系統運行情況的管理方法。其采用組態軟件對PLC、智能模塊以及設備儀表等進行采集現場信號的工作，當系統運行到報警參數設置范圍內的狀態時，組態軟件會以監控界面和移動終端設備等途徑提醒工作人員。同時，該上位監控軟件對歷史數據能夠進行統計和儲存，便于對數據變量配置進行優化和完善。
2、上位監控界面設計上位監控界面設計分為兩個步驟，一是畫面的開發，通過組態軟件對工業流程圖的圖形圖表繪制，根據各設備的位置、規格和連接方式，通過縮小比例的顯示方式表示在計算機屏幕中；二是工程變量的設置，監控界面中的工程變量往往用于集中進行生產監控和預警控制，因畫面的直觀效果，自動控制系統能夠在監控界面中隨時發現工業生產各個環節的運行狀態，簡而言之，設置工程變量即是在畫面開發之后對各生產要素和連接方式的屬性定義。
3、遠程監控設計隨著互聯網的高速發展，遠程監控與PLC自動控制系統結合起來，成為了PLC自動控制系統的一個很重要的智能模塊。組態軟件中內嵌有B/S結構，可以讓自動控制系統的監控手段脫離現場的監控，隨時隨地對工業生產進行監控和管理，亦可設置純瀏覽權限，只能訪問監控界面，進行實時數據觀察，該方式已成為了上位監控的重要發展方向。
四、基于PLC自動控制系統的智能模塊設計
為滿足PLC應用于各種自動控制系統的要求，配套輸入口的模塊購買成本十分高昂，而且相對固定的性能和無法擴展的弊端對于小型自動控制系統和老工藝改造項目具有較差的靈活性。針對于此，本節將闡述智能輸入輸出口模塊在PLC應用中的二次設計過程。
1、智能輸入輸出口模塊的設計方案智能輸入輸出口的設計主要通過編程來自定義種類各異的邏輯功能，實現與PLC聯通信息，輸入輸出模擬量，并于上位監控界面中顯示的功能。其中，智能輸入輸出口模塊核心控制器采用單片機作為主機來完成通信的傳輸和數據的控制，PLC作為輔機來對兩者進行聯通。而單片機邏輯電路設計交由CPLD來完成，所有模塊和輸入輸出外設都經過CPLD與單片機利用總線連接，實現抑制容易、兼容性強等特點。
2、硬件模塊設計
（1）單片機模塊單片機是智能輸入輸出口模塊的核心部分，本文對單片機的選擇為兼容8051指令代碼的單片機，該類型單片機的功耗、速度和抗擾性能都得到了市場的良好反響。其次，該類型的單片機采取外部晶振模式并內置2個30pF電容對波特率的把握較為穩定和快速。由于STC12LE5A60S2和CPLD的供電電源為3.3V，所以可以直接進行總線連接。同時，本文將單片機的ALE引腳、中斷、P2和WR/RD接口與CPLD連接，易于控制矩陣式鍵盤的操作。
（2）CPLD模塊CPLD是自定義邏輯編程開發的專用集成電路，其利用配套的輸入軟件、開發軟件和仿真軟件對內部邏輯燒寫實現電路設計、仿真和優化的制作過程。在CPLD的選擇上，首選電源電壓為3.3V的CMOSEPLD，滿足管腳數量大于144個、I/O口大于116個的高性能和高密度要求。
（3）D/AC和A/DC模塊D/AC模塊的主要作用是輸出0~5V的模擬量，為滿足不同電路的設計要求，其輸入方式應滿足市面常見的直接數字和單、雙緩沖并存的輸入方式，至于模擬信號是否在轉換后通過電流形式輸出還是電壓輸出，本文對此不作要求；A/DC模塊的主要作用是轉換數字量信號，并經單片機發送至PLC進行PID運算。按照常見的自動化控制系統的要求，A/DC模塊必須具備8路采集通道，且采集精度應符合8位分辨率的要求。
3、軟件模塊設計
（1）CPLD程序的編寫CPLD程序的編寫主要是對總線地址譯碼、讀寫時序、數碼管掃描、鍵盤自動掃描的操作，通常采用AHDL語言來完成工作。其編程流程為：首先，進行總線地址譯碼，獲取單片機對A/DC和D/AC模塊的讀寫時序，通過讀寫時序判斷A/DC和D/AC模塊的轉換狀態；其次，傳輸采集數據給單片機，通過對數碼管的1KHz信號掃描模式，將數據顯示與LED上；最后，根據鍵盤自動掃描200Hz信號的結果，判斷單片機中斷的按鍵動作，輸出至總線。
（2）單片機程序的編寫單片機程序的編寫主要是對主程序、功能菜單程序、顯示程序和模塊通信和控制進行設計。此過程是對智能輸入輸出口模塊人機交互界面的設計，應以簡單便捷的操控設計為原則，滿足通信和控制模塊的功能性需求。
控制系統論文范文5
通常情況下，數控機床的系統一般由三種系統構成，分別為反饋檢測系統、NC控制系統和伺服驅動系統。數控機床的電氣控制系統對于數控機床的加工方面會產生不同程度和不同方面的影響。從數控機床的加工精度方面來看，其中位置伺服控制系統能夠對于機床加工的精度方面產生很大程度上的影響。所以，位置精度屬于比較重要的指標之一。要想保持位置精度的準確性，不僅需要在系統使用的時候選擇正確的開環放大的倍數，還需要對于位置檢測中的元件能夠有一定的精度上的要求。另外，由于數控機床屬于精度高且效率也很高的一種自動化的設備，它能夠為數控機床的生產提供更高的生產效率，但是如果這個系統出現問題和重大故障，那么其所帶來的損失也是不可估量的。因此，數控機床電氣控制系統的可靠性和安全性也是值得關注的一方面。
2數控機床電氣控制系統出現的問題
數控機床在電器控制系統方面的故障一般都是強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控機床電氣控制系統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生的故障和軟件發生的故障。硬件故障主要是指各種集成電路內部的芯片或者是接插件等出現的事故。軟件故障指的是在硬件都屬于正常的情況下，內部發生的各種動作性的問題或者是數據出現丟失等問題，一般比較常見的例子有加工程序出現錯誤或者是計算機的運行出現錯誤以及系統的程序或者是參數出現錯誤等。
2.2強電故障強電部分指的是控制系統之中出現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，但是因為其處于一種高壓以及大電流的工作狀態之下，所以一般強電發生故障的次數要多于弱點故障，因此需要相關的維護和維修人員能夠予以重視。
3解決方法
3.1調節法在解決數控機床電氣控制系統的眾多辦法中，調節的方法是其中最為簡單的一種。調節法主要是通過對于電位計進行調整，以此來達到修復系統出現的故障的目的。最佳的調整辦法是對于伺服驅動系統和被拖動的機械系統來進行系統的調整，并實現最佳的匹配的一種較為綜合性的調節的辦法。這種調節的辦法也較為簡單，可以使用一臺但是多線的記錄儀來或者是雙蹤示波器來對于觀察指令和速度反饋的一種相互響應的關系。一般都是通過對于速度調節器的比例系數以及積分的時間進行調整，促使伺服系統能夠達到比較高的動態響應的一種特征，但是又不會出現振蕩的一種最恰當的狀態。另外，在現場如果沒有示波器的情況下，相關的工作人員可以根據自己以往的工作經驗，調節來使得電機起振并向反方向慢慢進行調節，一直調節到消除振蕩狀態為止。
3.2復位法如果數控機床的電氣控制系統由于突發性故障而引起系統報警的情況，那么可以是他呀復位法患者是開關系統電源來進行依次地操作來消除故障。但是如果系統內部的工作存儲的區域掉電并且插拔電路板以及電池欠壓，而造成系統出現混亂的現象，那么就需要對于系統進行初始化操作來進行清除，但是在清除之前需要提前做好數據和信息的拷貝，以免丟失數據。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于系統中的參數進行修改，程序更正的辦法。系統的參數主要是用來確定系統的功能的一種依據，如果系統的參數在設定的時候出現錯誤那么就很可能造成系統出現故障或者是系統中的某一項的功能失去作用。有的時候可能會因為用戶的程序出現錯誤而導致系統出現故障而停止運作。在這種情況下，系統修復可以使他系統的搜索功能進行檢查，來對于用戶的程序中出現的錯誤進行搜索，在搜索完成之后依次改正，這樣才能在發現錯誤之后進行改正，系統才能恢復運行。數控機床電氣控制系統的發展在未來的發展道路中將不斷走向開放式的發展形式，由于其可靠性和低成本等一系列的優點，將會促使更多的數控系統生產的商家逐步走向甲方是的發展形勢。其中，數控機床電氣控制系統在速度方面也將走向高速化的發展道路，精度方面也會得到一定的發展。另外，數控機床的電氣控制系統還會向智能化方面進行轉變。人工智能機在我國的研究和發展已經走向了一定的程度，其在計算機領域的發展也在不斷深入，數控系統的智能化程度也將趕上時代的潮流，走向智能化的發展道路。
4結語
控制系統論文范文6
傳導干擾：由于物體本身各自束縛電荷的能力不同，其自身電位容易發生變化，這種電位變化容易引起電容性的耦合，在測量回路中形成干擾，特別是在電氣強電與儀表弱電同溝輻射、兩電纜槽或保護管相行輻射時，強電沿電纜延伸方向產生環狀磁場，儀表信號線在磁場中受到干擾作用，容易產生信號干擾，有時還能引起儀表信號線兩端產生電位差。附加電勢干擾：儀表信號回路在裝置現場經過的區域溫度不同，或某一特定區域存在腐蝕嚴重、信號線表皮破損，在大功率電氣設備周圍存在的靜電場以及大型設備運行過程中的振動都會引起附加電勢強加在儀表測量回路中。變頻電磁干擾：由于某些電氣設備需要進行調頻控制，變頻器使用過程中會產生中頻和低頻干擾信號，如若儀表信號電纜在變頻器周圍，容易產生變頻電磁干擾。
二、抗干擾防范措施
1.接地保護儀表信號電纜在DCS機柜間外部分為：儀表電纜槽盒段、儀表信號保護管段、現場接線箱、和現場一次儀表末端。儀表電纜槽盒段應用黃綠接地線做好可靠的接地保護，儀表信號線保護槽盒內應明確設有不同類型儀表信號線分隔板，如本安儀表信號電纜、隔爆儀表信號電纜等。儀表信號保護管段應做好保護管兩段接地，可以選擇與就近地連接到與接地網相連的鋼結構、工藝管線，如若現場一次儀表使用鎧裝屏蔽電纜，其鎧裝保護金屬層應至少在兩端接至保護接地；現場接線箱應與就近的接地網做跨線連接。
2.工作接地DCS控制系統工作接地首先要確保工作接地在工作接地總接地點之前不應與保護接地進行混接；其次要保證在所有接地線匯總到總接地點前應當是外部絕緣，工作接地電纜之間不會相互存在接通狀態。工作接地最終與接地體或接地網的連接應從總接地板單獨接線；DCS控制系統工作接地的原則應遵循單點接地，避免在信號回路中產生接地回路，如若某一條線路上的信號源和接收儀表都不可避免接地，則應采用隔離器將兩點接地隔離開。
3.本安系統接地目前現場一次儀表大多數都實現了本安防爆要求，本安測量回路必須使得安全柵能在直流供電電源故障時實現與危險場所隔離的，這就要求了安全柵需要與直流供電電源公共端進行連接，要實現安全柵能在交流電源故障時實現與危險場所隔離，安全柵接地必須與交流供電電源的中線連接，因此可以說安全柵系統接地方式取決于安全柵端子排的供電電源屬性。采用隔離式安全柵的本質安全儀表系統，無需專門接地，齊納安全柵的本質安全儀表則應設置接地連接系統，其接地與儀表信號回路接地不應分開。
4.防靜電、防雷接地DCS控制系統的防雷接地可以采取接閃器、引下線和接地體三種方式實現，接閃器是指避雷針、避雷線、避雷帶可直接接受雷電的部分；引下線是一般用黃綠接地導線活銅棒直接將DCS機柜接地端子排連接到石油化工裝置防雷接地網中。而防靜電接地可以與保護接地共用一套接地系統。
5.采用濾波設施隨著儀器儀表專業技術不斷發展，采用濾波技術實現對干擾信號進行抑制，顯示出了濾波器對信號干擾抑制的突出優勢，在測量回路中加裝適合的濾波器，可以有效削弱測量回路中的電磁干擾作用。
6.屏蔽技術儀表信號電纜可以選用分層屏蔽和總屏蔽雙重屏蔽實現儀表傳輸信號保護，減少干擾因素影響?，F場測量精度要求較高的一次儀表可以選擇采用加裝具有良好導電性能的封閉式外殼，起到隔離和衰減輻射干擾的作用。
三、維護保養注意事項
為維護DCS控制系統的正常運行，日常的保養工作非常重要，正確的保養可以減少或消除干擾信號的產生，可延長DCS控制系統的壽命。在DCS機柜間門口處安裝防靜電接地樁，使用防靜電接地地板，進行控制系統操作前先通過接地樁消除靜電，溫度要求：在系統控制室或機柜間的溫度必須控制在15～30℃之內；濕度：控制室的濕度必須控制在20～80％之間；空氣微粒：嚴格控制DCS機柜間的空氣微粒，減少灰塵的產生。其次還要建立控制室的日常規章制度，確?？刂葡到y的正常運行。
四、結束語
