系統設計論文范例

1風機變頻調速的作用

變頻調速技術有機的結合了其他技術和設備的優點，在調速系統中具有無可比擬的競爭優勢，同其他調速方式相比，變頻器不僅體積相對較小，具有較高的精度和較輕的質量，還采用了一系列的先進工藝，具有多樣的應用功能，另外，變頻器操作簡單易行，具有較高的可行性，在一定意義上為其廣泛應用奠定了堅實的基礎。所以，近年來，變頻器在工業領域中得到了廣泛的應用。除此以外，變頻器具有較低的成本，在調速系統中的應用也將產生更加積極的意義。變頻器調速系統應用一方面能夠通過降低能源消耗，有效的節約機械設備的運行成本，另一方面也能創造更好的節能效果。具體而言，風機變頻調速具有以下突出作用：首先，變頻調速能夠促進沖擊電流的減小，進而有效的防止電機啟停時由電流沖擊造成的一系列不良影響。其次，變頻調速輸入端子有正負之分，大大的減少了由交替切換造成的故障問題，減輕了相關工作人員的工作負擔。第三，風機以及電機等設備采用變頻調節時，可以根據負荷率的實際情況及時靈活的調整自身的轉速，大大的減少了相關設備的磨損，延長了維護周期和設備的使用年限，有利于保障生產的持續、正常運行，節約了維護、檢修的費用。

2基于PLC的變頻器調速系統總體設計

2．1系統技術要求

首先，基于PLC的變頻器節能自動通風系統中，通風機能夠開展軟啟動，靈活地切換運行方式，通風機的運行狀態可以在工頻以及變頻之間進行調整。其次，運行狀態為變頻的通風機能夠以管網阻力的具體實際情況為依據對自身的轉速進行自動化的調節，使風機的風量始終能夠滿足實際的需求，另外，還能夠以有害氣體的濃度為依據對通風機的轉速進行自動化的調整，減少或者杜絕了有害氣體濃度過高造成的影響。發生異常情況時，變頻器調速系統能夠及時的進行報警，并采取行之有效的處理措施，對風機的狀態進行適當的調整。最后，綜合應用上位機控制軟件以及PLC進行監控系統的設計，能夠以在線控制的方式對通風機的局部運行情況進行監視、控制以及管理，并以有關的參量為依據開展實時性的監控。

2．2系統整體設計方案

基于PLC的變頻器調速系統是以PLC為主控單元，以變頻通風機為被控元件，以有害氣體濃度為主控參數的，以模糊控制為具體的控制算法。PLC能夠運用傳感器及時的在內存中錄入有害氣體的濃度，通過模糊控制對變頻器的輸出進行調節，以此對風機的轉速進行全面的控制，實現清新空氣、環保節能的效果。一般情況下，通風系統包含了觸摸屏、氣體傳感器、PLC、變頻器以及通風機等基本的設施設備和技術，其工作方式具有自動、手動以及工頻三種，其中，手動調頻方式為開環控制系統，自動調頻方式為閉環控制系統。在發生故障等異常情況時，工作方式能夠進行自動化的調節，有利于維護生產運行的穩定性以及安全性。

1隔膜跑偏的原因分析

成卷的隔膜在拉開過程中，由于慣性、靜電等作用必然會在一定長度范圍內產生褶皺或移位現象，造成隔膜在輸送過程中的跑偏現象；再者輸送隔膜的張力輥在加工及安裝時會出現誤差，使各輸送輥之間產生平行度誤差，也會導致隔膜在卷繞過程中跑偏；另外生產車間的溫濕度變化，也會引起機械誤差或隔膜張力的變化，使隔膜跑偏。從跑偏的結果可以看出，隔膜的偏移沒有特別的規律，具有很強的隨機性，通過設備固定的機構來達到隔膜的不跑偏是不可能的。因此必須設計一套自動檢測及實時自動控制的糾偏裝置，把隔膜在輸送過程中的偏差控制在一定的范圍內，保證電池極組卷繞成型后的質量。

2自動糾偏裝置

①為放置隔膜卷氣漲軸，②為恒張力保證機構，③④為導向過渡軸，⑤為糾偏執型步進電機，⑥傳感器位置調節微分頭，⑦為光學檢測傳感器，⑧為除靜電棒。圖中隔膜卷在氣漲軸①夾緊固定后，通過過渡輥和恒張力保證機構②后由隔膜輸送機構傳送隔膜，隔膜首先由放卷電機從隔膜卷釋放出一定長度以保證后端輸送隔膜的順暢進行，張力輥自動調節高度以保證整個輸送過程中隔膜的張力恒定不變。膜的外側端面布置有光學傳感器⑦檢測隔膜的位置，在隔膜邊緣處于標準位置時，記錄下此時的傳感器光通量對應輸出電壓值U0作為判定門限，當隔膜發生跑偏時，傳感器的光通量就會發生變化，根據當前光通量對應的電壓輸出值Ui與門限值U0的比較，去實時驅動執行機構予以糾正。

3隔膜偏移的檢測

用于檢測隔膜的位置及偏移量。隔膜輸送過程中偏移量的快速、準確檢測是保證糾偏系統正常工作的前提。為保證糾偏系統的及時性和高效性，根據隔膜的特性，我們選擇了模擬量輸出的U型光學傳感器，并將其安裝固定在安裝基座上。光信號從傳感器的上側窗口發射，經下側接收窗口返回，根據返回的光信號寬度判斷被檢測物的大小及位置。當U型傳感器槽內無任何阻擋物時，上側窗口發出的光信號幾乎完全被下側接收窗口接收，我們可以近似地認為這時的光線接收強度為100%，對應的輸出電壓為+10V；相反，當U型槽下側接收窗口被完全阻擋無光信號時，我們認為這時的光線接收強度為0，對應的輸出電壓為0V。隔膜在傳感器U型槽中位置不同，光線的透過量亦不同，對應的輸出電壓Ui亦不同。為使設備調試維護方便并保證不同設備的一致性，在光學傳感器的安裝基座上裝配了調節微分頭，用以對傳感器位置的微調。當隔膜標準位置確定好以后，通過微調傳感器的位置以設置判斷基準U0（如將50%光通量對應電壓U0作為比較門限值），在隔膜傳送過程中，當傳感器實時電壓輸出值Ui＞U0時，說明隔膜偏向內側；當Ui＜U0時，說明隔膜偏向外側；當Ui≈U0時，這時隔膜處于正常位置。

4糾偏控制系統設計

1系統架構及相關技術介紹

1.1系統設計

根據某省電力公司的具體情況，本文所設計的電力行業統計分析系統的總體架構分為數據源、數據倉庫架構、數據訪問架構以及元數據管理等。

1.2ETL設計

用OWB（OracleWarehouseBuilder）工具對ETL進行實現，其任務為偵測ETL事件，以便啟動處理過程，同時跟蹤ETL處理日志。ETL的處理過程如下：通過Excel導入管理工具或者OWB將數據源的數據抽取、轉換、加載到ODS層的數據緩沖區的增量數據庫中；將ODS層的數據緩沖區的增量庫的數據抽取、轉換、加載到ODS層的數據緩沖區的歷史庫；將ODS層的數據緩沖區的歷史庫的數據抽取、轉換、加載到ODS層的統一視圖信息區的增量庫；將ODS層的統一視圖信息區的增量庫的數據抽取、轉換、加載到ODS層的統一視圖信息區的全量庫；將ODS層的統一視圖信息區的全量庫的數據抽取、轉換、加載到ODS層的對外數據服務接口區；將ODS層的統一視圖信息區的全量庫的數據抽取、轉換、加載到DW（數據倉庫）層。

1.3系統數據結構設計

1.3.1ODS設計

一．樓宇監控安放體系概述

1.基本概念

狹義的安防監控系統僅僅指視頻監控系統，是指應用光纖、同軸電纜或微波在其閉合的環路內傳輸視頻等信號，并從攝像到圖像顯示和記錄構成獨立完整的系統。它能實時、形象、真實地反映被監控對象，它可以在惡劣的環境下代替人工進行長時間監視，通過錄像機記錄下來。同時報警系統設備對非法入侵進行報警。這是一種監控當中的最重要也是最有效的手段之一，但是不是安防監控的唯一，也有自己的一些缺點。廣義的樓宇安防監控系統是指所以對小區安全進行監控報警的系統的全稱，其中不僅包括視頻監控，也包括對講系統、紅外線監控、報警系統等等，主要包括的要素有：攝像傳輸顯示監控系統、自動報警系統、對講系統等。筆者認為：當前樓宇智能化趨勢要求各種控制系統高度集成，順應時代的發展，科學意義上的安防監控系統應該是廣義上的，而且是高度集成的安防系統，不僅有視頻設備，還有有針對小區周邊地區進行監控的紅外線、自動報警系統、火災報警系統等構成的集成系統，所以僅研究視頻系統是片面的。

2.發展前景

從市場需求來看，隨著社會服務的發展，小區業主對安全的考慮越來越重視，而傳統的巡查制度管理困難，成本高昂，所以安全防控系統對于小區管理極其重要，是為了各大型建筑、居民建筑以及別墅式建筑的發展趨勢。其次，現代通訊技術、計算機網絡信息技術以及自動控制技術的發展，智能化建筑技術的提升與普及，樓房的安防監控系統發展也非常迅速。未來的發展市場前景廣闊，將成為建筑必備設施，而且技術手段更加先進，與數字技術的聯系更加緊密。從國家政策層面來講，政府構建和諧社區的目標將推動安防監控系統的發展與普及。，例如：北京市2010年社區主要道路視頻監控設施覆蓋面達到80%以上；社區平房、未封閉樓房安裝使用門磁報警器、樓宇對講器系統等設施達到80%以上。

二．國內樓宇安防監控發展現狀與趨勢

中國安防監控技術大致起源于上世紀60年代初故宮博物院的安防報警系統。之后的若干年，中國安防監控一直是以防盜報警系統為主。目前從市場來講，樓宇安防監控系統已經成為城市建筑的必選項目，也是小區建設的重點項目，這幾年技術發展也非常迅速，智能化建筑的發展推動了此項目的發展。但是，目前國內的安防監控體系制造商競爭激烈，一些規模較大的通信、IT、家電企業紛紛推出視頻監控產品，傳統視頻監控市場競爭格局逐漸發生變化。更多領域的廠商進入視頻監控領域，說明視頻監控市場本身蘊藏著巨大的機會。但相對于網絡市場的高度競爭，視頻監控市場的競爭還處在相對較低的層面，參與競爭的廠商實力，包括企業規模、研發能力、營銷能力等普遍不強，主要依靠價格競爭。隨著數字視頻壓縮編碼技術的不斷成熟，從上世紀90年代中后期開始，基于數字視頻壓縮編碼技術的硬盤錄像機開始出現在安防視頻監控領域，基于多媒體計算機的多媒體監控系統以及基于網絡傳輸的網絡視頻監控系統亦成為現代電視監控系統的主流。如今，國內很多從事電視監控設備生產或系統集成的廠家已經在上述綜合型電視監控系統的研發上投入了很大的精力，并已取得初步成果。未來，數字化、IP化、智能化是視頻監控發展的趨勢，視頻監控的IT化趨勢也將更加明顯。

1工作原理

自動調焦系統利用精密線繞電位器檢測準直鏡的位置，由電位器的中心抽頭取出的電壓、溫度采樣值和接收的主控計算機距離信息送DSP進行運算，得出誤差電壓值。如果誤差電壓不等于零，DSP送出驅動脈沖，經功率模塊放大驅動步進電機轉動，通過機械傳動帶動準直鏡移動，同時也帶動檢測電位器的轉軸向減小誤差電壓的方向旋轉，直至誤差趨近于零，系統處于平衡狀態，以達到最佳的成像效果。

2系統設計

2．1DSP模塊

采用DSP(TMS320F2812)作為自動調焦系統核心。TMS320F2812是TI公司針對數字控制領域而推出的，具有控制精度高、速度快、使用靈活以及集成度高等優點，已廣泛應用于工業自動化、光學網絡以及自動化控制等領域。TMS320F2812的CPU運行速率可以達到150MIPS，數據總線為32位，內部集成乘法累加器，指令采用流水線處理，使得數據處理的能力大大增強;同時在片內還集成了128KB×16位的Flash存儲器和18KB×16位的SARAM存儲器。針對數字控制領域，還集成了兩個事件管理器(可以發送12路PWM信號)，為電機及功率變換控制提供了良好的控制功能，還兼有死區控制功能。本系統并沒有使用TMS320F2812全部外設接口，而只是使用其中的一小部分，如GPIO接口和EVA/EVB接口。由于采用可編程邏輯器件(FPGA)，使得DSP的硬件電路設計非常簡單。將DSP的數據總線、地址總線、讀寫控制線以及中斷信號線都引入到FP-GA中，根據特定的要求，在FPGA內完成時序和邏輯設計，如為TL16C654、AD7864提供地址選通信號等。由于電機的信號線、限位開關線數量很多，需要本系統的I/O口的數量較多，還需要在FPGA內完成擴展I/O口的功能。

2．2FPGA模塊

選用Cyclone系列FPGA中的EP1C12Q240C8作為整個系統的時序和邏輯控制核心，EP1C12Q240C8提供12060個邏輯單元(LE)和173個I/O口，可以內嵌4K的RAM。采用模塊化的設計思想，對FPGA設計進行模塊分解，FPGA需要擴展I/O口的功能，產生PWM調寬波信號，還需要為TL16C654和AD7864提供片選和讀寫信號等。TL16C654地址譯碼模塊:在FPGA內部，針對DSP的讀寫以及地址信號進行譯碼，為TL16C654提供讀寫信號以及片選等信號。AD7864地址譯碼模塊:對DSP的地址信號進行譯碼，為AD7864提供讀寫、片選以及通道選擇等信號。在設計FPGA時，采用VHDL開發語言，在Quar-tusII環境下開發程序。根據FPGA的設計框圖，在設計程序時采用模塊化的設計思想。每個模塊都獨立設計(即每個模塊都是一個文件)，最后建立一個頂層文件，將各個模塊有機地聯結起來。

1高溫導致的不利現象

1.1導致油的粘度變差。

一旦粘度變差，就會使得設備面對如下三個方面的問題。零件和系統中的油液出現大量的滲漏，泵的容積率受到影響。油液流經節流小孔或隙縫式閥口的流量增大，此時之前的工作速率就會發生改變，干擾到穩定性，而且會導致精度明顯的變低。除此之外，一旦粘度變差還會導致零件表層的潤滑膜變得非常薄，此時機械就會更容易受到磨損。

1.2導致氧化速率變快。

如果溫度大于55℃時，每當溫度增加10℃，其使用年限將降低一半。而且，氧化還會生成很多的膠裝物體，使得零件的小孔擁堵，干擾系統的活動。

1.3零件因為受熱而發生形變。

一旦溫度變高，就會使得零件因為受熱而發生變形現象，此時之前零件之間的縫隙就會改變，導致阻力變大，有時候還會導致閥門卡死。另外，這種熱變形還會使得零件接觸區域的潤滑油膜發生變化，致使磨損變嚴重，進而導致液壓系統的泵、閥、馬達等的精密配合面因過度磨損而失效或報廢。

1需求分析

開發和建設科研管理信息系統是利用信息技術和網絡技術突破傳統科研管理模式存在的弊端，構建代替人工、信息共享、學科化服務、數據分析的快捷、準確、高效的科研管理新模式。其工作流程是科研人員通過系統對科研工作進行日常管理，科研管理人員的工作主要是對信息的審計和更高層次的利用。而科研管理信息系統具有遠程性、規范性、動態性、集約性等特點，能很好地收集、整合與傳遞科研信息，提高工作效率，保證科研數據的及時性和準確性，較好地解決傳統科研管理帶來的程序繁瑣且重復的弊端。系統管理工作的動態性和參與性為科研人員提供了日常科研工作的信息化管理平臺。

2系統設計

2．1基本原則與目標

研究所科研管理信息系統是基于網絡的科研信息數據管理平臺，在系統整體過程中要充分把握規范性、安全性、實用性、可靠性、可擴充性原則，采用面向對象的程序設計語言和模塊化的軟件開發方法。系統建設目標是建立一個能夠覆蓋研究所主要科研業務管理的計算機信息管理系統。以網絡為平臺，利用計算機網絡技術簡化人工管理流程，通過信息的一次錄入，實現信息多方共享、綜合分析加工和信息的批量導出導入，滿足不同管理層次對各類信息的需求。

2．2功能設計

系統除了能夠實現數據錄入、權限瀏覽、報表打印、留言板等功能外，還需要實現節點推送功能、關聯查詢功能、統計/匯總功能和批量導入導出功能。節點推送功能:系統將業務流程串接起來，將節點任務推送給相關人員，并及時反饋相關工作任務和要求。關聯查詢功能:系統支持全信息的查詢和關聯功能，當用戶需要了解一個項目時，系統能把項目相關信息一并展現給用戶。統計/匯總功能:系統通過數據庫層匯總分析原始數據，自動形成報表和數據，無需人工參與加工。批量導入導出功能:系統能夠實現標準格式文件的批量導入，如任務書、開題報告、中期檢查報告、結題報告等，也可根據需求將數據批量導出。

1技術分析

1.1.NET結構分析

.NET結構將最基礎中間代碼提供給應用程序來促進其運行，該結構主要分為公共語言類庫以及運行庫。從宏觀管理上講，.NET結構還能在運行中管理中間代碼，實現程序支持跨平臺應用。系統能夠支持多語言是.NET結構的優點之一，這有利于學生信息管理系統通過合適的語言編寫來進行開發和設計。

1.2ADO.NET結構分析

.NET平臺屬于一種框架類庫，包含如XML以及ADO對象模型，這些模型都被聚集成一個呈樹狀結構的集合，這個集合被稱之為ADO.NET。ADO.NET具有與數據訪問相關的類，能通過數據容器對象實現處理數據的功能。

1.3RBAC結構分析

角色訪問控制就是RBAC的原意，學生信息管理系統的主要貢獻就是實現了角色權限直接授予角色，而不是用戶。