控制系统论文

时间：2024-08-10 10:02:11 毕业论文范文我要投稿

控制系统论文15篇[荐]

　　在学习和工作中，大家都不可避免地会接触到论文吧，论文是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。那么你有了解过论文吗？以下是小编整理的控制系统论文，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

控制系统论文15篇[荐]

控制系统论文1

　　摘要：高温泵试验用水温度控制系统以Ｓ７－３００ＰＬＣ为核心控制模块，调用ＦＢ４１功能块进行ＰＩＤ运算，然后由ＰＬＣ调用脉冲宽度调制器ＦＢ４３将连续变化的模拟量转化为开关量进而控制加热装置。采用分段ＰＩＤ控制，将实际温度值和设定值的偏差分为几个阶段，不同阶段采用不同的ＰＩＤ参数，解决了加热过程中温度超调、波动幅度大以及加热时间长等问题。该方案已应用到实际企业横向课题中，经验证控制精度高、稳定性好。

　　关键词：高温泵；温度控制；分段ＰＩＤ控制

　　随着我国工业化进程的快速发展，高扬程高速泵用于输送高温介质已很普遍。如核电用泵一般都在高温高压条件下工作，其性能及运行可靠性将直接对核电能力及安全产生影响［１－３］。所以出厂前必须对该类泵进行试验。传统的水泵控制系统主要是由继电器控制线路组成，存在诸多不足，本文采用ＰＬＣ控制提高了系统的自动化水平。相对传统水泵微机测试系统而言，其处理速度快、精度高、抗干扰能力强以及实时控制性更好［４－５］。本文以某企业具体横向课题为研究背景，采用Ｓ７－３００ＰＬＣ核心控制系统来实现高温离心泵闭式管路试验，主要分析了温度控制系统，控制过程中采用分段ＰＩＤ控制方法、调用ＦＢ４３功能块将连续变化的模拟量转化为周期性输出的脉冲串，通过固态继电器实现对加热装置的开关控制。

　　１温度控制系统设计

　　１．１温度控制回路组成

　　被试泵为高温泵，做闭式管路试验时需将储水罐内水温加热到指定数值。本试验加热装置是在罐体底部内置的加热棒。控制系统采用Ｓ７－３００ＰＬＣ为控制模块，上位机采用易控组态软件为监控平台，主要进行人机界面设置以及泵的性能分析。利用ＰＴ１００温度传感器进行温度采集，温度信号经过压力变送器后传输给ＰＬＣ的模拟量输入模块ＳＭ３３１，经过ＰＬＣ滤波处理后得到实际温度值，作为过程变量ＰＶ进行下一步计算。利用设定温度值ＳＰ与过程变量ＰＶ的偏差进行ＰＩＤ运算，将ＰＩＤ运算结果以周期性脉冲串输出到固态继电器，由固态继电器控制加热装置，整个控制过程构成一个闭环控制系统。ＰＬＣ通过模拟量采集模块ＳＭ３３１反馈回来的实时温度ＰＶ，获取偏差值ＥＲ，偏差经过ＰＩＤ调节器运算输出，控制加热装置加热时间，以克服偏差，促使偏差趋近于零，温度控制框图见图１。ＰＩＤ输出为模拟量，加热装置的开关为开关量，试验中ＰＬＣ调用ＦＢ４１功能块进行ＰＩＤ运算，然后再调用脉冲宽度调制器ＦＢ４３，ＦＢ４３的脉冲发生器（ＰＵＬＳＥＧＥＮ）一般与ＦＢ４１的连续调节控制器（ＣＯＮＴ＿Ｃ）一起使用，即将ＦＢ４１的输出作为ＦＢ４３的输入。ＦＢ４３的脉冲发生器可以通过调制脉冲宽度，将其输入变量“ＩＮＶ”（＝ＰＩＤ控制器的输出）转换为一恒定周期的脉冲串，即将连续变化的模拟量转化为周期性脉冲串，通过固态继电器实现对加热装置的开关控制。

　　１．２温度传感器数据采集处理

　　罐体上只有一个温度传感器，受外界温度变化及硬件自身精度等因素影响，采集一个温度信号作为过程变量值并不准确。本试验采用均值滤波的方式来保证其准确性。程序中设定每５０ｍｓ取一个温度值并依次排列，顺序取１０个数值，然后去掉最大最小值，剩余取平均值作为实际温度值。均值滤波部分程序如下（该段程序采用结构化控制语言（ＳＣＬ）编写）：ＶＡＲ＿ＯＵＴＰＵＴＰＩＷ＿ＯＵＴ：ＲＥＡＬ；ＥＮＤ＿ＶＡＲＶＡＲ＿ＴＥＭＰＥＮＤ＿ＶＡＲＶＡＲＰＩＷ＿ＩＮ＿ＲＥＡＬ：ＲＥＡＬ；ＤＡＴＡ＿ＳＴＯＲＥ：ＡＲＲＡＹ［０．．９］ＯＦｒｅａｌ；Ｆ＿ＣＯＵＮＴ：ＩＮＴ；ＴＯＴＡＬ＿ＤＡＴＡ：ＲＥＡＬ；ＥＮＤ＿ＶＡＲＴＯＴＡＬ＿ＤＡＴＡ：＝０．０；ＰＩＷ＿ＩＮ＿ＲＥＡＬ：＝ＰＩＷ＿ＩＮ；ＦＯＲＦ＿ＣＯＵＮＴ：＝０ＴＯ８ＢＹ１ＤＯＤＡＴＡ＿ＳＴＯＲＥ［Ｆ＿ＣＯＵＮＴ］：＝ＤＡＴＡ＿ＳＴＯＲＥ［Ｆ＿ＣＯＵＮＴ＋１］；ＥＮＤ＿ＦＯＲ；ＤＡＴＡ＿ＳＴＯＲＥ［９］：＝ＰＩＷ＿ＩＮ＿ＲＥＡＬ；ＦＯＲＦ＿ＣＯＵＮＴ：＝０ＴＯ９ＢＹ１ＤＯＴＯＴＡＬ＿ＤＡＴＡ：＝ＴＯＴＡＬ＿ＤＡＴＡ＋ＤＡＴＡ＿ＳＴＯＲＥ［Ｆ＿ＣＯＵＮＴ］；ＥＮＤ＿ＦＯＲ。

　　２分段ＰＩＤ控制及提前加热补偿

　　２．１分段ＰＩＤ控制方法应用

　　ＰＩＤ控制规律是通过比例（Ｐ）、积分（Ｉ）以及微分（Ｄ）计算获得输出结果，将ＰＩＤ中的微分部分设置为０，则ＰＩＤ控制变为ＰＩ控制。本文的温度控制系统采用ＰＩ控制。温度控制过程中，在设置比例系数和积分时间常数时，要么超调量过大，要么调节时间过长，难以找到一个合适的比例系数和积分时间。如果引入分段ＰＩＤ控制，将比例系数与积分时间作为变量，而不是整个控制过程用一固定值。当设定值（ＳＰ）与过程变量（ＰＶ）偏差较大时，适当加强比例与积分作用，使ＰＩＤ输出在短时间内迅速增长；当偏差较小时，将比例与积分作用适当减弱，让ＰＩＤ输出减速；当偏差很小时，再进一步减小比例与积分作用，让ＰＩＤ的输出加速度进一步放慢。该控制过程在偏差较大时加快了升温速度，偏差较小时又避免了超调情况出现，使得整个系统的控制性能大大提高［６］。按照上述控制思路将ＰＩＤ分为三段。程序编写时需根据系统的实际情况而定，分段点以偏差率为基准，偏差率等于偏差值ＥＲ除以设定值ＳＰ。当偏差率大于５０％时，比例系数与积分时间分别为ｇａｉｎ１和ＴＩ１；当偏差率在５０％～２０％时比例系数与积分时间分别为ｇａｉｎ２和ＴＩ２；当偏差率小于２０％时比例系数与积分时间分别为ｇａｉｎ３和ＴＩ３。比例系数和积分时间具体数值通过多次试验归纳总结得出。

　　２．２提前加热补偿应用

　　本闭式管路系统需对４种不同规格型号的泵进行试验，４种泵对应管径分别为ＤＮ１５、ＤＮ２５、ＤＮ５０、ＤＮ１００。试验过程如下：当罐体内水温达到设定值时，先开启对应管路阀门，然后开被试泵电机进行试验。由于加热罐为密封罐，管路中水温相对加热罐中水温度低很多，当被试泵初运转时，随着管路中水循环进入加热罐，罐体内水温会急剧下降，管径不同，下降幅度不同，管径越大，下降幅度越大。管径ＤＮ１００的'被试泵初运行时，检测到罐体内温度大约降１５℃左右，管径ＤＮ５０的大约降１０℃左右，管径ＤＮ２５的大约降７℃左右，ＤＮ１５管路水温下降不大，采用正常ＰＩＤ调节即可。针对上述问题，为了加快升温速度，在程序中引入提前加热补偿的方法，具体如下：在被试泵开启之前，开阀门时就进行加热补偿，如ＤＮ１００管路，将补偿输出设为２０％，此时正常ＰＩＤ的输出若为２０％，则两者相加之和为４０％，将４０％作为ＦＢ４３功能块的输入。即在温度骤降之前就进行加热补偿，充分了利用这个时间差。当检测到罐体内水温和设定温度值之差在２℃以内，则停止加热补偿，进行正常的ＰＩＤ调节。由ＰＩＤ调节器的输出工作模式可知ＰＩＤ输出是０％～１００％中的一个值，加上补偿后可能大于１００％，为此将两者之和限幅为１００％。提前加热补偿与正常不进行补偿的调节相比，加热速度明显提升。

　　３结论

　　本文通过调用ＦＢ４３功能块，将ＰＩＤ模拟量输出转化为周期性脉冲串输出，控制加热装置开关。分段ＰＩＤ控制方法的应用使得系统的控制性能得到改善；提前加热补偿提高了加热速度，具体补偿量目前是根据试验多次尝试获得的，后续研究可进一步进行理论验证并寻找出更合适的方法。

　　参考文献：

　　［１］朱祖超．高温高速离心泵的研制［Ｊ］．动力工程，２０００，２（１）：５７６－５７９．

　　［２］沙玉俊，刘树红，吴玉林，等．平衡孔对高温高压离心泵性能的影响研究［Ｊ］．水利发电学报，２０１２，３１（６）：２５９－２６３．

　　［３］马宗毅，曾绍稳．基于ＰＬＣ的液体混合加热温度控制系统设计［Ｊ］．软件开发与应用，２０１７（１２）：１０７－１０９．

　　［４］钱磊，张萌．浅析Ｓ７－２００ＰＬＣ水泵测试控制系统的设计创新［Ｊ］．工程技术与产业经济，２０１０（４）：２６．

　　［５］吴登昊，王洋．基于ＰＬＣ的水泵测试控制系统设计［Ｊ］．农机化研究，２００８（４）：１９５－２０１．

　　［６］申辉阳，申栋梁．封闭式液位控制系统的ＰＬＣ分段ＰＩＤ控制方法［Ｊ］．测控技术，２０１２，４１（２）：３１－３３．

控制系统论文2

　　工业控制系统(ICS)是综合运用信息技术、电子技术、通信技术和计算机技术等，对现场设备进行检测控制，实现工业技术生产过程自动化的应用系统。ICS在冶金、电力、石化、水处理、铁路、食品加工等行业，以及军工的航空、航天、船舶、舰艇、潜艇等领域的自动化生产管理系统中都得到了广泛地应用。

　　1 工业控制系统安全现状

　　与传统信息系统安全需求不同，ICS设计需要兼顾应用场景与控制管理等多方面因素，并且优先考虑系统的高可用性和业务连续性。鉴于ICS的特定设计理念，缺乏有效的工业安全防御和数据通信保密措施是很多ICS所面临的共同问题。

　　传统的ICS多为车间/厂区局域网ICS，系统特点包括专有网络、专有操作系统、无以太网络、没有因特网的链接。从网络安全角度，系统是安全的。

　　现今的ICS开始与互联网或办公网直接/间接互联，形成从控制网到信息网的大系统ICS，系统特点包括以太网无处不在、无线设备、远程配置和监控、Windows和Linux等流行操作系统。从网络安全角度，系统存在巨大安全隐患，很容易被骇客攻击。

　　2 工业控制系统安全漏洞及风险分析

　　随着工业信息化进程的快速推进，物联网技术开始在工控领域广泛应用，实现了系统间的协同和信息分享，极大地提高了企业的'综合效益。与此同时，暴露在互联网等公共网络中的工业控制系统也必将面临病毒、木马、骇客入侵、拒绝服务等传统的信息安全威胁，而且由于工业控制系统多被应用在电力、交通、石油化工、核工业等国家重要行业中，其安全事故造成的社会影响和经济损失会更为严重。

　　2.1工业控制系统安全漏洞

　　工业控制系统安全漏洞包括：策略与规则漏洞、平台漏洞、网络漏洞。

　　2.1.1 策略与规则漏洞

　　缺乏工业控制系统的安全策略、缺乏工业控制系统的安全培训与意识培养、缺乏工业控制系统设备安全部署的实施方法、缺乏工业控制系统的安全审计、缺乏针对工业控制系统的配置变更管理。

　　2.1.2 平台漏洞

　　平台漏洞包括：平台配置漏洞、平台硬件漏洞、平台软件漏洞、恶意软件攻击。

　　(1)平台配置漏洞

　　包括关键配置信息未备份、关键信息未加密存储、没有采用口令或口令不满足长度和复杂度要求、口令泄露等。

　　(2)平台硬件漏洞

　　包括关键系统缺乏物理防护、未授权的用户能够物理访问设备、对工业控制系统不安全的远程访问。

　　(3)平台软件漏洞

　　包括拒绝服务攻击(DOS攻击)、采用不安全的工控协议、采用明文传输、未安装入侵检测系统与防护软件等。

　　(4)恶意软件攻击

　　包括未安装防病毒软件等。

　　2.1.3 网络漏洞

　　(1)网络配置漏洞

　　包括有缺陷的网络安全架构、口令在传输过程中未加密、未采取细粒度的访问控制策略、安全设备配置不当。

　　(2)网络硬件漏洞

　　包括网络设备的物理防护不充分、未采取有效的措施保护物理端口、关键网络设备未备份。

　　(3)网络边界漏洞

　　包括未定义网络安全边界、未部署防火墙或配置不当、未采取信息流向控制措施。

　　2.2 工业控制系统安全风险分析

　　电力故障、自然灾害、软硬件故障、骇客攻击、恶意代码都会对ICS系统产生影响。其中，电力故障、自然灾害和软/硬件故障，属于信息安全范畴之外，而非法操作、恶意代码和骇客攻击作为信息安全威胁的主要形式，往往很难被发现或控制，对ICS网络安全运行的威胁和影响也最大。

　　(1)利用USB协议漏洞在U盘中植入恶意代码

　　U盘内部结构：U盘由芯片控制器和闪存两部分组成，芯片控制器负责与PC的通讯和识别，闪存用来做数据存储;闪存中有一部分区域用来存放U盘的固件，控制软硬件交互，固件无法通过普通手段进行读取。

　　USB协议漏洞：USB设备设计标准并不是USB设备具备唯一的物理特性进行身份验证，而是允许一个USB设备具有多个输入输出设备的特征。

　　这样就可以通过U盘固件逆向重新编程，将U盘进行伪装，伪装成一个USB键盘，并通过虚拟键盘输入集成到U盘固件中的恶意代码而进行攻击。

　　(2)利用组态软件数据库漏洞进行攻击

　　ICS系统采用的组态软件，缺乏安全防护措施，往往公开访问其实时数据库的途径，以方便用户进行二次开发，从而可利用此漏洞，远程/本地访问数据库，获取全部数据库变量，选取关键数据进行访问并篡改，从而达到攻击目的。

　　2.3 工业控制系统信息安全风险总结

　　病毒：可引起工控设备或网络故障，破坏生产过程数据或影响网络正常服务，如蠕虫病毒等。

　　缓冲区溢出攻击：利用设计漏洞进行的攻击。

　　拒绝服务攻击：恶意造成拒绝服务，造成目标系统无法正常工作或瘫痪，或造成网络阻塞。

　　网络嗅探：可捕获主机所在网络的所有数据包，一旦被恶意利用，获取了目标主机的关键信息则可对目标主机实施进一步攻击。

　　IP欺骗：可通过技术手段利用TCP/IP协议缺陷，伪装成被信任主机，使用被信任主机的源地址与目标主机进行会话，在目标主机不知的情况下实施欺骗行为。

　　口令破解：攻击者若通过一定手段取得用户口令，提升权限进入目标系统，对目标主机进行完全控制。

　　3 工业控制系统安全检查

　　3.1 检查对象

　　包括工艺、工程分析、控制系统信息安全后果分析、安全防护能力分析等。

　　3.2 检测方式

　　包括访谈、现场测试、离线测试、测试床或另外搭建测试环境测试。

　　3.3 检测内容

　　应包括信息流转过程中遇到的一切链路、设备(硬件程序、模块组件)、人员等。

　　管理检查需要准备的资料：信息安全相关管理制度和安全策略;设备保密管理制度;系统运行管理制度、产品供应商(或者代理商)、系统集成商等提供的资质证明、授权证明、合格证书等。

　　技术检查需要准备的资料：招标合同技术规格书;详细设备清单;设备配置及使用说明;网络拓扑图;输入输出端口信息;DNC服务器配置及使用说明;设备的连接说明、功能说明、操作手册。

　　运维检查需要准备的资料：运行维护管理制度、访问控制端口设置情况记录、运行维护报告、应急预案方案、应急演练记录。

　　3.4 检测重点

　　重点检查输入输出端口使用、设备安全配置、运维安全措施的落实情况，同时检查资产管理情况，访问控制策略、备份及应急管理等方面。

　　4 结束语

　　通过上面的分析与研究，工业控制系统还存在许多的漏洞和安全风险，只有充分认识到这些漏洞，才能利用信息安全手段不断的处置这些漏洞，使风险降到最低。同时我们应该认识到，工业控制系统信息安全技术是一门不断深入发展的技术，随着工业控制系统广泛应用和不断发展，其信息安全必将面临更加严峻的挑战，随之信息安全技术的研究也必将快速推进。

控制系统论文3

　　在通讯技术与网络技术的高速发展状态下，家庭生活环境更趋于现代化，各种新兴技术直接影响着人们的生活，改变了人们的生活习惯，提高了人们的生活质量，智能家居系统成为技术手段更新换代的体现。智能家居系统利用计算机信息技术、布线技术与生活家居的子系统相关联，给予家居系统更多的智能选择，提高了家居环境的服务水平。

　　一、智能家居系统设计的流程

　　单片机系统是微机应用产品化的最佳机种之一，其系统本身具备很多优点。例如，较其他系统，单片系统的体积更小，成本更低，功能性更加强大，单片机所带来的系统已经在智能化产品工业制作中被广泛应用。并且随着技术水平的不断进步，逐渐完善的单片机系统能够满足设计过程中的各种要求。

　　在总体设计的流程中，外界信息经过感应器传导，其信号内容进行放大与整形，进一步传导单片机信号分析处理，再由单片机系统与外部信息结构进行指导交换，引导红外与光电装置，将信息内容传递于执行器件。在控制系统中，系统控制器会接收到远端传递过来的信号，并且对其解码，再传递给中央处理系统。在控制系统的设计中，我们要充分考虑用户使用的便捷性，在控制系统中添加语音提示操作系统，使用户能够在无人值守系统的情况下，更好地进行系统操作。

　　二、智能家居系统的应用设计

　　(一)传感器应用设计

　　传感器的应用设计，是家庭智能设计过程中的信号来源。在传感器设计上，应根据产品本身的特点添加各种感应装置。在智能家居系统中，火灾警报传感器是设计的第一项，火灾烟雾传感器的体积小、可靠性高，能够及时将烟雾信号转换为电信号，在智能家居的设计中，烟雾传感器可以固定在每个房间的天花板或者墙壁上，将家居系统与小区或消防警报系统相链接，充分利用智能家居系统的安全性。

　　其次，我们要设立可燃气体传感器，将感应器放置于厨房等气体容易泄露的地方，监视气体疏通管道的安全性，如果发生天然气泄露等情况，感应器会自动关闭天然气输送管道阀门，并且向外界发出信号，及时通知家庭以及小区物业，降低财产损失。在可燃气体感应器设置上，利用气体浓度来对天然气等装置进行监控。在智能家居生活中，防盗报警系统可以分为两部分，一部分是对家庭周围环境的防护，例如周围环境的监视控制，门窗系统中的开关以及玻璃周围的感应系统等;另一部分是针对

　　家庭无人的情况，对于室内的感应防盗系统，利用红外感应装置，在他人进入房间且未关闭监控系统的情况下发出警报。在房间有人活动的时候，关闭室内防盗系统，开启室外防盗系统，在无人活动的情况下，室外系统与室内系统均开启，并且防盗系统的灵敏程度可以根据房屋周围环境而设定。

　　(二)通讯接口应用设计

　　智能家居的生活控制系统中，数据通信电路需要完成信息的接受与发送、与计算机的沟通、与软件的控制等几个方面。分析模块组成部分可以发现，GSM基带处理器相较于供电模块、闪存、天线接口等几个部分而言是TC35的核心，GSM主要负责处理终点内的语音与数据信号，并且在不需要额外增加电路支持的`情况下，可以完成FR和EFR的编码工作。

　　在连接方式上，TC35与单片机需要采用串行异步通信接口，使用红外和通信电缆两种传输方式进行传输。在整体的传输设计过程中，红外接口的特点在于信号稳定，接口之间相互独立，使用方面抗干扰性强，不会对手机的通讯产生影响，缺点是传输的距离有限，传播的方向受到接口的限制。而电缆连接的通讯装置传输距离远，可靠性高，不过缺点在于传输接口的电气参数不兼容，设计过程中容易对手机的通讯产生影响。在接口的设计中，要分析家庭周围的环境，考虑接口信号对于家庭通讯设备的影响，选择合适的接口，应力求将红外接口与电缆接口进行结合，提高智能家居系统工作的效率。

　　(三)红外线应用设计

　　在系统设计的控制方面，可以加入更多的红外设计理念，在智能家居设计中，红外遥控器是被广泛应用的，但是在实际操作过程中，一个红外遥控器所针对的只是特定的品牌产品，遥控器之间的兼容性很差，在新型智能家居设计中，可以利用红外插座、红外开关等产品，将电器的操作信号与电信号进行混合，利用红外系统中的学习与记忆功能，使红外插座成为信号传递的枢纽，同时利用单片机对遥控器发射出信号的波形进行测量，然后对测量数据进行反馈，从而提高遥控器的效率，实现家庭智能控制系统的优化。

　　总之，在智能家居系统的设计中，首先要明确选择系统的性质，其次建立合理的设计流程。设计过程要符合信息技术的要求，并且最大化地提高用户的使用效率。在应用设计方面，分析传感器的种类并选择合适的连接端口，提高控制系统的灵敏度，并结合红外线感应技术，增强智能家居控制系统的完整性，使其能更好地提高人们生活质量。

控制系统论文4

　　摘要：随着时代的发展，计算机网络控制系统的应用越来越广泛，本文对计算机和网络控制系统的工作原理进行了详细介绍，并根据目前社会计算机控制技术的发展水平，分析了计算机控制技术的应用，着重对计算机控制系统发展趋势进行了论述。

　　关键词：计算机；网络控制系统；工作原理；发展趋势

　　计算机网络控制系统是计算机技术和自动控制技术二者的结合，是二者发展到一定阶段上的产物。人们为了方便工作，用计算机来控制自动控制系统中的功能，于是就形成了计算机控制系统。它以计算机作为控制主体，并通过一些辅助部件将被控对象与计算机相连接，从而达到具有一定控制目的的系统。这里的辅助部件主要包括：输入输出接口、检测装置和执行装置等。它与被控对象的连接和部件间的连接通常有两种方式：有线连接、无线连接。以达到使被控对象的状态、运动过程达到某种指定的要求，也可以是使目标达到最优化。

　　一、计算机网络控制系统的工作原理

　　我们常说的计算机控制系统主要由硬件组成和软件两部分组成。在计算机控制系统中，一般都有专门的数字--模拟转换设备和模拟--数字转换设备。由于一般都是对系统进行实时控制，所以有时候对计算机硬件配置的要求并不是很高，但对于计算机可靠性、反应速度有着一定的要求。计算机控制系统的工作原理大致可分为以下三个阶段：(1)实时数据采集：对被控制对象工作的瞬时数据进行检测分析，并由传感器传输给计算机。(2)实时决策：对采集到的实时数据进行分析并与被控制对象的系统状态进行分析，并按已有的控制规律，决定下一步的控制过程。(3)实时控制：根据第二步的决策，适时地对执行部位发出信号，进而完成控制任务。这三个过程在一个控制系统中不断重复，使整个系统按照规定的标准进行工作，并对被控对象和设备本身的进行随时监控，一旦产生异常系统会及时作出处理。

　　二、计算机网络控制系统的应用

　　当今世界，要想提过一个国家的综合国力，就必须首先提高这个国家的科学技术上，尤其应该把重点放在提高产品的创新和开发能力上。在高科技信息技术应用方面，要充分将各种新技术、新材料、新能源相结合，并根据市场的需求来综合应用，力求工业设计与工程设计统筹兼顾的原则，使两者在实际应用中逐步融合，最终实现以为人服务为核心、控制一体化的智能控制体系。从目前工业发展的状况来看，随着CAD、人工智能、多媒体、虚拟现实等技术的逐渐发展和应用，使得人们对设计过程有了新的认识，对设计的思维有了更广阔的发挥空间。从产品的设计与制造过程来看，并行设计、协同设计、智能设计、虚拟设计、敏捷设计、全生命周期设计等设计方法引领了现代产品设计模式的发展方向。随着科技技术的不断发展，在信息化的推动下，产品设计模式必然朝着数字化、集成化、网络化、智能化的趋势发展。

　　三、计算机网络控制系统的发展趋势

　　（一）网络控制系统更加先进化

　　为了方便工业环境应用，人们设计出一种可编程序控制器(PLC)的微机系统。它利用可编程序的存储器来存储用户下达的指令，并将指令转化为数字形式，通过对数字进行分析来完成预定的逻辑、顺序、定时、计数和运算等功能。近年来可编程序控制器大多都采用计算机作为主要控制器，且存储器采均采用集成电路的形式，因为集成电路具质量可靠可靠、功能稳定、价格便宜、体积比较小等优点，且人们对集成电路的应用技术较为成熟。近些年来由于智能的I/O模块的'出现，使PLC除了具备原来的逻辑运算、逻辑判断等功能外，还具备数据自动处理、故障自行诊断、PID运算及网络等新功能，从而大大地扩大了可编程序控制器的应用范围。

　　（二）网络控制系统更加集成化

　　计算机控制系统的核心是中央处理器，就像人的大脑一样，指挥真个系统的运行。人们把处理器、数据通信系统、显示操作装置、输入/输出接口、模拟仪表等众多原件有机地集成在一起，就形成了计算机控制系统，它的出现为生产的自动化提供了可能。在实际生产中采用集成化的控制系统，会使生产成本更低、生产过程更加便利、产品质量更加可靠。因此，在新时期计算机集成系统会朝着更加集成化的方向发展。

　　（三）网络控制系统更加智能化

　　智能控制一直是人们追求的目标，是指不需要人的参与就能够自主地驱动智能机器实现预期的目标，是用机器代替人工的前提条件。智能控制由众多系统综合形成，包括：识别控制系统、分级控制系统、综合分析系统、控制系统和神经网络控制系统等。以计算机级基础，将智能控制技术和自动控制技术有机结合，可以实现工业生产系统的自动化的要求，这对推动科学技术进步有着重大意义。计算机技术的进步直接影响了智能控制系统的发展。虽然目前智能控制只能较为浅显的模拟人类大脑的思维判断过程，但是随着计算机技术的不断发展，未来控制系统会更加的智能化。

　　（四）网络控制系统更加网络化

　　当今时代，计算机网络技术的全面应用，催动着控制系统的变革，也加速了新的控制理论的产生。控制系统更为网络化，已经成为当前控制技术发展与创新的主要方向。网络技术的应用不仅能够实现数据资源的共享，它还可以应用于控制现场，并将控制与管理综合化、一体化。因特网的应用已经不仅仅局限于传统的信息浏览、查询、发布，人们现在可以利用因特网技术跨越地理因素，直接对现场设备进行远程监测与控制。现代我们所用到的控制系统是由网络构成信息和控制综合网络系统两部分组成。现场控制网络是将工作中的设备通过网络连接，形成分布式控制系统。通过因特网实现远端计算机对现场控制设备的远程监测与控制。在科技迅速发展的今天，网络控制系统的发展不仅仅局限于此，在未来会朝着更加网络化的方向发展。计算机网络控制系统正朝着智能化、集成化和网络化的趋势发展。更为先进集成电路的引用，提高了网络控制系统的可靠性和工作效率，使计算机网络控制系统在生产生活中的应用也越来越普及，在计算机技术高速发展的今天，网络控制技术的发展将会有更为美好的前景。

　　参考文献：

　　[1]于海生.微型计算机控制技术[M].清华大学出版社,1999.

　　[2]何克忠主编.计算机控制系统[M]．清华大学出版社,1998.

　　[3]熊静琪.计算机控制技术[M].电子工业出版社.

　　[4]潘新民,玉燕芳,微型计算机控制技术实用教程[M].电子工业出版社20xx年5月.

控制系统论文5

　　关键词：运动控制系统教学模式工程师培养工程应用性 MATLAB仿真

　　摘要：本文从培养卓越工程师的需求出发，对运动控制系统课程的教学改革进行探索。课堂教学采用以学生为主，以问题为导向的探究式教学模式，同时课堂教学和实验、课程设计教学实践环节相呼应，为毕业设计打下基础。

　　教育部提出的“卓越工程师培养计划”是我国高等教育中长期发展规划中的一个重要计划，通过教育和行业、高校和企业的密切合作，以实际工程为背景，以工程技术为主线，使学生在走出校门后，具有分析问题、解决问题、将好的设想和概念转化为现实的能力[1]。而现行的教学方法，在培养高素质综合能力人才方面，还有着种种的不足，高校教育内容及方式方法的改革势在必行。

　　运动控制系统是自动化专业的一门核心专业课程。该课程集电机及拖动基础、检测技术、电力电子技术、自动控制原理和计算机控制技术等课程相关基础知识于一体，课程的理论性和实践性都非常强，因此课程的教学难度较大，学生理解和接受知识困难多，不能很好地掌握和进行实际系统的设计，所以有必要从教学理念、教学内容、教学方式等方面进行改革，达到学以致用解决实际问题的目的。

　　一、课堂上建立探究式的教学模式

　　课堂教学由单纯的教师讲授方式转化为以问题为导向的探究式、讨论式的教学模式。讲课中教师始终以学生为主体，激发学生学习的主动性。课程讲授方式贯彻由浅入深、循序渐进的原则，如讲矢量控制系统，首先给出静止三相坐标系下异步电动机的动态数学模型，让学生思考如何转化为直流电动机物理模型，提出解决方法，引出坐标变换的方法。引导学生推导同步旋转坐标系下异步电动机的动态数学模型，引出矢量控制系统原理。建立矢量控制系统结构，通过仿真实验分析系统性能。使学生不断的思考，思维紧紧跟着课程内容进行，参与到教师的讲课中。

　　二、理论教学内容和教学方法的组织

　　1.合理安排与更新教学内容

　　随着交流调速技术在实际中广泛的应用，交流调速有取代直流调速的发展趋势。因此，在教学安排上，交流调速内容应占主导地位，在学时上应占课程的.60％以上。课程教学内容改革不仅要淘汰陈旧落后的调速方法，还要适当补充新的内容。例如在交流调速中，转差功率消耗型系统只做简要介绍，重点介绍高性能的异步电动机矢量控制和直接转矩控制系统。

　　2.多媒体教学和板书教学相结合的教学手段

　　利用多媒体教学手段，一方面可加大课堂信息量，节省课堂现场画图时间。另一方面也可从网上下载实际案例的彩色实物图片和原理图进行讲解[2]，使“运动控制系统”的抽象概念和复杂过程形象化，采用动画技术可以生动地将概念和复杂过程讲清楚。但多媒体课件在需要回顾前面内容时不太方便，这时可用板书来弥补，将一些关键公式写在黑板上，与课件上内容相结合，有助于学生抓住重点、更好地衔接新内容。

　　3.充分发挥Matlab在教学中的作用

　　将Matlab/Simulink仿真软件引入教学活动中，可增强教学效果。仿真实验尤其是用于交流调速系统可起到事半功倍效果，如矢量变换仿真、转差频率控制的矢量控制系统仿真和直接转矩控制系统仿真等，使学生对交流调速系统变频控制内容感到不再抽象，容易理解。

　　三、实践教学环节的探索

　　运动控制系统课程的实验教学环节包括实验教学、课程设计和毕业设计。实验教学有助于增进学生对理论的理解。但是传统的实验多是验证性的，为提高学生的创新能力，应引进开放实验设备，适当增加综合设计性实验，培养学生动手能力和工程实践能力。课程设计环节弥补了理论教学和实验教学在系统设计方面的不足，使学生初步体验运动控制系统的设计过程。课程设计的题目可有两个方向：(1)分析设计：根据控制对象模型和性能指标要求进行方案确定、原理电路设计、元器件参数计算和选择、控制电路图等[3]，提高学生运用理论知识解决实际问题的能力；(2)仿真验证：如交流调速系统的矢量控制和直接转矩控制，建立仿真模型对控制算法进行仿真，加深对SVPWM控制技术和坐标变换的理解，提高学生计算机仿真能力。

　　毕业设计环节要求学生综合运用本专业各课程的理论知识，通过查阅有关文献，确定设计中计算机类型，选择转速、电流传感器，设计数字PI调节器，完成调速系统硬件电路设计及元器件选型。在实验室对调速系统关键部分进行调试，编制出调速系统程序并调试通过，最终独立设计出一个符合实际生产需要的调速系统。注重校企合作，教师和企业工程师联合指导毕业设计，与实际紧密结合，为工程应用性提供保障。

　　四、结语

　　运动控制系统课程涉及的专业基础课多、综合性强，实验教学手段落后等实际情况，导致教与学的难度较大，本文针对传统的教学模式存在的问题，在课程教学模式、课程内容、教学实践环节、教学方法等方面做了一些探索，提出了一些有益的方法。

控制系统论文6

　　【摘要】随着我国建筑业的不断发展与进步，智能化建筑也得到了相应的发展，其中自动化控制系统在其中扮演着极其重要的作用。本文主要就智能建筑，简要分析自动化控制系统在其中的应用。

　　【关键词】智能建筑；楼宇自动化控制系统；空调系统管理

　　1前言

　　建筑中的自动控制系统在其中占有着非常重要的组成部分。它有着以下几方面的优点，第一能够有效的节约能源，第二能够确保设备的运行处于安全的范围，第三能够创造安全的工作环境。以上的这些优点使得当代的建筑已经发展为智能的建筑，发展为会为人类思考的建筑。

　　2自动控制系统的发展历程

　　随着自动控制技术的不断发展与进步，建筑内的自动控制系统也随之发展而来。在我国建筑行业的发展过程中，楼宇的自控系统经历了以下几个阶段的发展。第一个阶段是集中式控制系统，第二个阶段是集散式控制系统，第三个阶段是现场总线控制系统，第四个阶段是网络集成系统［1］。

　　3自动控制系统的发展趋势

　　智能化的自动控制系统，尤其是有着集成能力的自控系统这一概念出现的时间较短。故此，在系统的选型讨论时往往存在着一些争论。自动控制系统主要是由以下两方面结合产生的，第一方面是计算机的控制技术，第二方面是通信技术。所以，建筑的自动控制系统必定是会采用计算机领域的最新研究技术。

　　4自动控制系统在建筑工程中的应用

　　4．1工程概况苏州的南溪江路商务中心地处苏州吴中区，总建筑面积在十二万平米左右，建筑高度高大85．3米。主要有以下几方面的功能，第一就是商业功能，第二就是作为办公写字楼的功能，第三就是作为五星级酒店功能，第四可以作为地下停车场。其中该建筑采取了自动控制系统以达到能够对建筑进行智能管理的目的，下文主要介绍空调能耗管理系统在建筑中的应用。4．2设计依据采用国家规范标准进行建筑设计，如建筑设计防火规范、防雷设计规、智能建筑设计标准规范、低压配电设计规范等。4．3设计目标4．3．1一次设备的运行能够达到设计的标准“一次设备”指的是能够体现其使用功能的设备，如锅炉、电梯、路灯等能够直接方便用户使用的设备，建筑的自动控制系统就是控制类似以上的设备来为用户进行服务的，故此我们也可以称自动控制系统的设备为“二次设备”。楼宇的自控系统最主要的目的是能够保证“一次设备”的运行达到设计的要求，确保南溪江路商务中心获得舒适的工作环境。4．3．2降低设备的使用能耗在当代建筑工程中，为了尽最大可能的去满足用户的需求，机电设备在建筑中占据着越来越重要的地位，而这些机电设备的能耗也是建筑运行所要支出的主要部分。据调查研究发现，仅仅中央空调的能耗就在建筑中占据其中的百分之四十以上，在楼宇内采取自动控制系统有助于节约能约能耗，节省运行资本。4．3．3方便物业的管理为了给南溪江路商务中心大楼提供一个较为舒适的工作环境，那么其中的机电设备必然数量较多，然而由于这些设备分布较为分散，那么就会使得这些设备的管理非常困难，采用自动控制系统有助于物业管理者能够采用远程控制的方法来减轻工作人员的劳动强度，实现物业管理的现代化。对于那些使用较为规律的设备，我们可以用电脑时间程序管理来进行控制。4．4设计原则4．4．1合理性合理的自动控制系统不但能够满足用户的需求，更是以系统的实用为主要目标来对南溪江路商务中心进行控制。4．4．2先进性采用最为先进的技术来进行设计，方便日后的使用过程中能够跟踪行业的发展。4．4．3开放性不但能够兼容其他的设备监控，并且用户能够自主的选择其他的系统来进行更新维护。4．4．4友好性有些系统较为复杂那么就需要专业的操作人员来进行操控管理，而该软件的友好性则是使用较为简单，方便工作人员操控管理。4．5系统原理此次设计运用的是新型的集散控制系统，将其中的控制功能进行分配，分配到每个控制回路，并体现在现场的.仪表之中，进而提升系统的可靠性，从而达到分布式的控制。本系统分为以下三个层面，第一层是设备层，第二层是控制层，第三层是管理层。主要的监控对象大体分为以下几类，第一是PAU空调系统，第二是水泵设备，第三是电梯设备等。南溪江路商务中心大楼的BA系统的监控设置在一楼的监控中心之内，大楼中共设有30多台空调机组，当中有5台采取了变频机组。一般而言，变风量空调的原理是送风传感器或者回风传感器来进行冷水、热水调节阀的控制，于此同时可以依据需要来进行风管电加热的分级调节，然后设置高温保护开关，当开关动作时，就需要对电加热器进行关闭操作，当风机停止运转时，要对电动二通阀进行关闭操作。对组装式空调器进行控制时，由室内温度来进行控制调节，调节冷水、热水的电动二通调节阀。然后设置高温保护开关，开关的设置在电热器后面。当开关动作时，就需要对电加热器的电源进行关闭处理，当风机处于停止的状态时，要将电动二通阀进行关闭处理。需要注意的是，风机开，电加热器才能进行开启处理。随着过滤器的阻力发生改变时，可以通过控制变频器来维持风量，以达到保证换气的稳定，进而延长过滤器的使用期限。4．6供电电源系统电源是由及控制室的配电箱引接进来，容量为三相5kw。DDC数字控制器安装在各空调机房内部，电源就通过最近的配电箱进行引出，容量为单向0．5kw。4．7电气接地在一栋建筑物中，其供电配电的设计至关重要，影响整个建筑物的有效使用。在其中，接地系统在其中占据着非常重要的组成部分，因其能够对供电系统的安全运转有着最直接的影响。尤其是近些年来，随着科技的不断进步与发展，建筑内的自动控制系统在给我们带了了巨大的方便的同时也产生了一些问题。在南溪江路商务中心大楼的工程中，采用的是TN－S系统。在进行系统的设置时，要注意以下几点问题，第一是它的工作零线，第二是其专用的保护线，第三是它们相连接的位置，以达到保证智能化建筑的安全。

　　5结语

　　建筑内的自动控制系统在智能化建筑中扮演着极其重要的角色，它能够实现整个建筑的智能化服务。智能化建筑的设计施工需要许多单位进行协调配合，如施工单位、业主、设计单位等。通过在建筑内设置自动控制系统，有助于实现整个建筑的节能效果。在今后的建筑业的发展过程中，建筑内的自动控制系统的发展也将会越来越成熟。

　　参考文献:

　　［1］李颖．浅谈智能建筑楼宇自动控制系统［J］．中国科技信息，20xx，04:142～143，145．

控制系统论文7

　　摘要：在当今各类控制系统的迅速发展过程中，电子信息的相关技术方法和手段已经被广泛应用于其中，大幅度提高了整个控制系统和体系的运行效率和执行能力，并且丰富了系统的功能内容。人们更加注重电子信息的技术应用模式和方法，希望能够与控制系统更好的进行融合并相互促进，同时也在积极的调整系统运行和应用策略，充分发挥出电子信息的技术优势和作用，提升技术应用的能力和水平。

　　关键词：控制系统；电子信息；应用

　　1引言

　　控制系统的应用需求呈现出多样化的发展态势，一方面给系统的合理应用和灵活调整提出了更高的要求，另一方面对于电子信息相关技术方法的应用，提供更多的发展空间和机遇。目前很多先进的电子信息科技应用于控制系统之中，为系统实现各类功能提供了科学的技术方法和实现手段，同时技术人员也在积极研究更多技术应用的合理方式，进一步提升和挖掘控制系统的功能作用和应用机制。

　　2控制系统中电子信息技术的应用现状

　　在当前我国控制系统和相应管理体系持续完善和发展的背景下，电子信息科学技术的应用给人们提供了更多创新的思路和模式，市场经济的发展也迎来了更大规模的创新和改革趋势。尽管电子信息科技的应用已经非常广泛，并且技术研发和应用的速度也在逐渐加快，可是在实际应用过程中，由于系统管控和维护方面还存在制度性的缺陷和诸多不足之处，因此造成技术应用水平得不到迅速提升，实际应用能力较弱，进而阻碍到电子信息科学技术的长远发展和进步。目前所使用的各类控制系统，对于功能性方面的需求越来越多，其涉及到的内容和管理事项也愈加多样化，这就使得在于电子信息科技融合应用的过程中变得更为复杂，存在很多难以确定的因素和问题。所以未来相当长的一段时间内，技术人员还要攻克很多应用中的难点和问题，充分挖掘电子信息科学技术的发展潜力和创新驱动能力，提高系统的控制能力和水平，还要认识到我们与国际先进国家之间的技术差距，以脚踏实地的工作态度，逐步强化我国电子信息相关技术的应用能力，促进和推动整个控制系统体系的发展完善，进而建立起健全的科学管控体系和技术管理机制，为各行业领域的发展奠定坚实的技术基础和保障。

　　3控制系统中电子信息技术的应用研究

　　3.1满足控制系统的多样化需求

　　控制系统具有一定的多样化特征，其操作设备多种多样，所以电子信息技术在控制系统中的应用必须满足多样化的需求，电子信息技术的多样化，主要从控制系统的特点出发进行研究。控制系统各个子系统的特征决定了电子信息技术的应用必须具有针对性，根据各个控制系统的特点实现多样化的控制，以便于让电子信息技术能够广泛的应用于控制系统中，满足控制系统的需要，提高控制系统的运行效率和水平。如压路机中，在进行电子信息技术应用时，应该对压路机的原理进行详细的研究，并针对其特点进行有效的分析，然后考察压路机设备的使用效果，确保电子信息技术在控制系统中的应用能够落到实处，让压路机中的控制系统能够充分发挥其优势和作用。

　　3.2满足控制系统的智能化需求

　　控制系统中，电子信息技术的应用主要是为了优化控制技术，提高生产效率，让控制系统的运行更加安全可靠，从而减少设备中的故障率，实现控制系统的最优化。为了实现这一目标，要求控制系统能够具备智能化的特点，因此电子信息技术的应用也要满足控制系统的智能化需求。（1）电子信息技术必须能够使控制系统的控制更加灵活，从而便于控制工业的生产工艺，提高生产效率和水平；（2）在应用电子信息技术时，要充分发挥电子信息技术的优势，实现控制系统的优化和升级，让控制系统的安全性能更高，运行更可靠；（3）能够利用电子信息技术进行智能化的故障检测，及时发现其中存在的问题，并进行有效的解决；（4）电子信息技术的应用需提高控制系统的稳定性，确保设备能够正常稳定运行，减少外界因素的影响，维持运行的安全性和稳定性。

　　3.3满足工业流水线生产的要求

　　工业生产的模式大多为流水线生产，流水线生产模式的内容复杂，工作量较大，在生产中需要用到的设备多，且为了满足日新月异的生产需要，必须不断的更新升级生产设备，因此会在一定程度上导致整个生产车间的环境变得复杂。车间操作的复杂性，使得车间的工作效率和水平受到影响，不利于企业的整体生产效益的提升。因此为了让整个流水线生产更加完善，提高工业生产的经济水平，有必要在流水线上设置自动控制系统，但是由于该自动控制系统并不完善，容易受到外界因素的影响，导致流水线的生产不够安全稳定，运行水平低。且流水线生产中环环相扣，每一个操作都会彼此影响，一旦控制系统出现问题就会影响整个生产，造成流水线的`生产效率和水平降低。因此需要应用电子信息技术，实现控制系统的优化，满足流水线生产的需要，根据各环节的工作特征进行不同的控制系统设计，使整个生产效率得以提升。

　　3.4加强对智能机器人控制系统的应用研究

　　对控制系统的优化，要求工作人员具备高超的技术，而机器人的应用恰好能够实现高水平、高技术的控制系统优化，由于机器人的先进性，能够模拟人类的动作和行为，因此也能够代替人类进行工作。而电子信息技术的应用则能够帮助机器人迅速地了解和掌握控制系统的操作，便于实现机器人控制技术的新发展，提高控制系统的科学性和安全性。在控制系统中加强对智能机器人的应用能够提高控制系统的智能化发展水平，实现机器人智能控制技术的发展，提高工作的效率和水平。

　　4结束语

　　在社会发展的重大转型中，各种新技术的应用和落后技术的淘汰不断交替，伴随着电子信息技术的不断发展和创新，工业生产中也积极的应用了大量的电子信息技术，尤其是控制系统中的应用，给工业的生产带来了巨大的促进作用。因此通过本文的研究，主要分析了控制系统中电子信息技术的主要应用，希望能够进一步推广电子信息技术的应用，实现工业的健康持续发展。

　　参考文献

　　[1]彭亮.浅谈电子信息技术之集散型控制系统[J].软件（教育现代化）（电子版），20xx（07）：545-545.

　　[2]方翊.电子信息技术在智能交通信号灯控制中的应用[J].机电信息，20xx（12）：52-54.

　　[3]周文奇，韩晓玉.电子信息技术在智能交通信号灯控制中的运用研究[J].电子测试，20xx（21）：91-92.

　　[4]梁爽.电子信息技术在控制系统中的应用[J].中国新技术新产品，20xx（11）：28-29.

控制系统论文8

　　1当前信息安全挑战

　　工业以太网技术由于开放、灵活、高效、透明、标准化等特点，越来越多的在工控控制系统中得到广泛应用。随着“两化融合”和物联网的普及，越来越多的信息技术应用到了工业领域。目前，超过80%涉及国计民生的关键基础设施依靠工业控制系统来实现自动化控制作业，如：电力、水力、石化、交通运输、航空航天等工业控制系统的安全也直接关系到国家的战略安全。20xx年10月发生在伊朗核电站的“震网”（Stuxnet）病毒，为工业控制系统的信息安全敲响了警钟。最近几年，针对工业控制系统的信息安全攻击事件成百倍的增长，引发了国家相关管理部门和企业用户的高度重视。今年国家发改委公布的《20xx年国家信息安全专项有关事项的通知》中，强调工业控制系统信息安全是国家重点支持的四大领域之一。20xx年工信部451号文件《关于加强工业控制系统信息安全管理的通知》中更明确指出，有关国家大型企业要慎重选择工业控制系统设备，确保产品安全可控。现在，国内大型企业都把工业控制系统安全防护建设提上了日程。如何应对工业控制系统的信息安全，是我们在新形势下面临的迫在眉睫需要解决的现实问题。

　　2企业信息安全现状

　　目前，虽然国家和行业主管部门、国内企业集团等都开始重视工业控制系统的信息安全问题，并开始研究相应的对策，但还面临很多现实问题：

　　（1）信息安全专责的缺失：国内信息安全专门型人才比较缺失，很多企业甚至没有专门负责信息安全的专员；

　　（2）制度形式化：规范的管理制度作为工业控制系统信息安全的第一道“防火墙”，可以有效的防范最基础的安全隐患，可是很多企业的管理制度并没有真正落到实处，导致威胁工控系统信息安全的隐患长驱直入、如入无人之境进入企业系统内；

　　（3）安全生产的矛盾现状：保证工业企业安全生产和正常运营是企业的首要目标，而信息安全的解决方案部署又会影响到企业的正常运营。因此，部分企业消极应对信息安全的部署。

　　3常见的信息安全解决方案

　　面对工业控制系统的信息安全现状，很多信息安全解决方案提供商提出了各自的安全策略，强调的是“自上而下”、注重“监管”和“隔离”的安全策略。由于企业内部产品、设备或资产繁多，产品供应商较多，“监管”系统无法“监视和管理”企业内部庞大的.设备或资产，导致部分系统依然存在信息安全隐患。同时，这些解决方案部署时又面临投资比较大，定制化程度比较高等缺点。有的企业通过在企业系统内部部署“横向分层、纵向分域、区域分等级”的安全策略，构建“三层架构，二层防护”的安全体系。这些解决方案又面临着“安全区域”较大，无法避免系统内部设备自身“带病上岗”的现象发生。如何在企业内部高效部署信息安全解决方案，同时又不影响系统的正常运行，不增加企业的负担，同时又不增加将来企业维护人员的工作量，降低对维护人员的能力等的过渡依赖，是企业部署信息安全解决方案时面临的现实问题。

　　4符合国情的信息安全解决方案

　　针对这种现状，施耐德电气将原来“从上到下”的防御策略逐步完善为符合中国客户实际应用的、倡导以设备级防护优先，兼顾系统级和管理级防护的“自下而上”的三级纵深防御策略。其中，设备级防护是整个安全防护策略的核心和基础。

　　4.1设备级防护

　　企业内部的系统从管理层、制造执行层到工业控制层都是由不同的资产或者设备组成的，如果每个单体资产或者设备符合信息安全要求，做到防范基本的信息安全隐患。这些资产或者设备集成到企业系统中就可以避免“带病上岗”的现象，作为信息安全防护体系的最后一道“防火墙”可以有效的防范针对这些设备或资产的各种安全威胁。施耐德电气作为一家具有高度社会责任感的企业，积极推进构建安全、可靠的工业控制系统信息安全，率先在工业控制设备集成信息安全防护体系：

　　（1）集成信息安全防护体系的昆腾PLC产品率先通过了国家权威信息安全测评机构的双重产品安全性检测，成为首家也是目前唯一通过并获得此类检测认可的PLC产品。在企业内已经运行的昆腾PLC可以通过升级固件的方式达到信息安全要求，大大的减少了企业在部署信息安全过程中的资金投入，还可以减少对技术人员技能的要求；

　　（2）SCADAPack控制器内嵌的增强型安全性套件：IEEE1711加密和IEC62351认证以及时标等安全功能，最大化系统的安全性，确保远程通信链路不被恶意或其他通信网络干扰破坏，有效的提升了信息安全功能；

　　（3）针对所有的控制系统还可以采用软件安全属性的辅助设置功能，如增加访问控制功能、增加审计和日志信息、增加用户认证和操作、采用增强型密码等措施，增强和加固工业控制系统的信息安全功能。

　　4.2系统级防护

　　主要是通过优化和重建系统架构，提升控制系统网络的可靠性和可用性，保证企业系统的“横向”、“纵向”、“区域”间数据交互的安全性。

　　（1）施耐德电气的ConneXium系列工业级以太网交换机的MAC的地址绑定、VLAN区域划分、数据包过滤、减少网络风暴等影响保证了工业控制系统网络的可靠性和安全性；

　　（2）ConneXium系列工业级防火墙产品可实现针对通用网络服务、OPC通讯服务的安全防护之外，还可实现所有工业以太网协议的协议包解析，有效的防范了威胁工业控制系统的安全隐患。同时，软件内置的针对施耐德电气所有PLC系列的安全策略组件以及模板模式大大增强了产品的可用性。

　　4.3管理级防护

　　主要是通过规范规章制度、完善用户授权、角色、职责和行为的界定，避免潜在威胁的影响，减缓系统影响产生的后果。完善入侵检测和防护系统，完善审计和日志信息，并加强管理。有效的提升控制系统的整体信息安全水平。今年，施耐德电气作为第一家与中国电力集团就工业控制系统信息安全合作的企业，成功的将三级纵深防御体系应用于其下属企业的信息安全整改具体实践中，取得良好效果并获得用户认可。作为工业控制系统信息安全解决方案提供商领先者，施耐德电气一直致力于为客户提供安全、可靠的信息安全解决方案，并在国家相关管理部门的指导下，积极倡导并提升自身产品的安全功能，并协助中国客户进一步提升工业控制领域的信息安全防护水平，确保国家关键基础设施和重点工业领域的信息安全。”

控制系统论文9

　　摘要：电气自动化工程控制系统在现代先进科学技术领域中是核心部分，也是现代化工业的重要目标。推动社会的全面发展和进步是未来电气自动化工程发展的目标，而先进的科学技术对电气自动化工程的发展有着非常重要的作用。本文对目前电气自动化工程控制系统的现状和它未来的发展动向进行了详细分析。

　　关键词：自动化工程控制系统；现状；发展趋势

　　目前我国经济的迅速发展，使社会经济的各个方面都有很大的提高。我国是一个工业为主导的社会，所以加强工业发展是促进我国经济迅速发展的重要前提。电气自动化工程在我国工业经济的发展之路中有着非常大的作用，比如帮助企业提高检测的精确度和减少经济成本等。电气自动化工程控制系统还可以有效的减少事故的产生，给电气自动化工程创造一个安全的环境。也为整个电气自动化工程的顺利运行作了保障。电气自动化工程控制系统的发展是我国工业发展的重要基础，它的发展也在现代化工业发展中有着不可代替的重要作用。它能有效的控制成本，也能增强工程的安全性和检测的精准性。它不仅对企业有很大的作用，对于社会也有不可估量的价值。

　　1 电气自动化工程控制系统的现状

　　虽然我国经济的迅速发展也使电气自动化技术有了很大的改善，但若是与国外的发达国家根本没有可比性。电气自动化技术在国际经济市场中的竞争越来越激烈，若想在市场中处于不败之地，我国的电气自动化技术制造和研发的机构必须根据自身的情况彻底发挥出自身的优势。

　　1.1 运用的控制系统

　　我国大部分电气自动化工程使用的系统都是分布式系统，也就是DCS。它是一种参考了旧系统集中式控制系统的所有设置而变化出来的新式计算机控制系统，不仅可靠性较强，扩充性也比较强。这些特点使得分布式控制系统广泛的运用在生活、生产的领域。随着分布式控制系统在电气自动化工程中的运用越来越多，它的缺陷也慢慢被人们所知，例如它采用模拟的传统型仪表，这让系统不太可靠，并增加了维修的难度。所有的分布式控制系统生产厂家之间没有同样的标准限制，不能在厂家之间进行维修互换；而分布式控制系统的价格也非常的昂贵[1]。

　　1.2 控制系统的信息集成化

　　在企业管理方面，若管理人员需要企业中的财务核算、人力资源等数据，需要用规定的浏览器操作，这样不仅能够第一时间掌握企业生产活动的信息数据，保护信息数据的安全，还能有效的控制监督生产过程中的动态画面。在电气自动化系统设施等方面，微电子技术已经渐渐渗入了人们的日常生活中，原本规定的那些设备已经很少投入使用，这种环境下，设备统一的通讯能力和一些结构软件也变得十分重要。综上所述就是电气自动化控制系统中主要的信息技术。

　　1.3 运用集中监控方式控制系统

　　集中控制方式是指利用一个处理器将所有功能控制起来，但由于数量过多，处理的速度也非常慢，从而导致整个机器的运行速度都十分缓慢。如果所有的电子自动化设备都要进行监控，主机的空间会越来越少，而需要监控的设备却非常多，这就导致电缆的数量大量增加，提高了投资的整体成本费用，电缆的数量过多会使传输的距离较长，对整个控制系统的可靠性产生巨大的.影响。由于隔离刀闸中的闭锁和集中进行监控的连锁都是用硬接线，设备是无法继续进行功能扩容操作工作的，也会增加错误的指令，使电气自动化工程的可靠性大大降低[2]。而且反复的接线是一个比较繁琐的工作，查线和维修工作也会因此增加难度，容易因为这个问题产生错误的操作，导致整个电气自动化工程控制系统不能正常积极的进行操作。

　　2 电气自动化工程控制系统的发展趋势

　　2.1 统一性发展

　　若电气自动化工程控制系统能够统一的发展，可以明显提高现在的技术水准，也可以实现相关产品的周期性设计与规划，节省对产品的精准测试、调试和运行、维护等工作的检查时间。电气自动化工程控制系统的统一性发展不仅能将电气工程的开发从实行系统的固定模式中得以解脱，还能够满足发展的实际需求。接口的问题对于电气自动化工程也是十分关键的。若能实现标准化接口，就可以直接在办公室内远程操作策划方案，实现标准化接口也是保证数据能够顺利转化的重要前提。

　　2.2 智能运行的开展

　　在电气自动化项目的创新技术研发中，首先就是智能化运行的开展。如今智能机型的发展已经十分火热，智能建筑系统的模式就是分布式集成和液体化集成。思维能力、感知能力和行为能力是人类智能拥有的特殊性能力，它的发展潜力非常大，人工智能是指由人类制造出来的“机器”所表现的智能。人工智能可以带动电气自动化控制领域的革新，也能在自动化控制的领域完全发挥自身的优势[3]。人工智能能有效的促进自动化控制的发展，也推进了智能理论在控制技术中的应用，解决了原先难以解决的问题。

　　2.3 更加安全的电气自动化工程生产

　　将安全防范技术完整的集成化是工程控制系统中的发展方向之一，如何实现人、机、环境三者的安全是安全防范技术的重要目标。用户该怎样利用最低的费用实现安全方案的制定，我们可以按照等级来落实，首先在安全等级最高的领域实施，再慢慢扩散到安全等级较低的领域。在公共设施层、网络层、硬件设备、软件设备等方面对电气自动化控制系统的安全与防范设计进行全面的研究。

　　3 结语

　　随着时代的发展，对于电气自动化发展的要求也越来越高，电气自动化的未来的发展前景十分可观，我国社会的持续进展也让人们意识到电气自动化工程控制系统在社会经济发展中有非常重要的地位，因时代的需求，对电气自动化发展的要求也越来越高。电气自动化的发展前景十分的可观，人们越来越能意识到电气自动化的重要作用，对它的应用也越来越多，只有不断的创新和研究，促进电气自动化的发展，才能研制出更好的产品满足时代的需求。我国的电气自动化产业可以参考结合国内外的生产技术，发挥自身的潜力，给国人带来更高水准的体验。

　　参考文献：

　　[1]武芳军.工业电气自动化的重要性和发展趋势[J].中小企业管理与技（上旬刊），20xx（04）.

　　[2]祖国建，刘桂兰.高职电气自动化技术专业“六个融合”人才培养方案的研究与实践[J].学理论，20xx（08）.

　　[3]徐畅，毕莉红.基于现场总线的电气自动化设备.管理系统研究[J].中国军转民，20xx（Z1）.

控制系统论文10

　　摘要：电气自动化工程控制系统在企业中的应用能大幅提高其信息传输水平和检测水平，同时大大降低工作人员的劳动强度。通过分析电气自动化工程控制系统的现状，探索了电气自动化工程控制系统的发展趋势。

　　关键词：电气自动化工程；控制系统；技术创新；信息技术

　　中图分类号：TM76 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.20xx.23.033

　　随着社会的发展和科技的进步，社会生产生活的各个领域都大量引进了先进的科学技术，而企业自动化和智能化的实现都以电气化的有效配合为基础。改革开放以来，我国的电气自动化技术得到了快速发展，但与西方发达国家相比，我国的电气自动化技术水平仍然较低。在经济全球化不断推进的过程中，国内电气自动化企业不得不面对更多来自外国大型企业的竞争压力，这就要求企业通过科技创新不断提升产品竞争优势，实现健康、稳定发展。

　　1 电气自动化工程控制系统的现状

　　1.1 信息集成化

　　信息技术在电气自动化工程控制系统中的应用主要包括以下几个方面：①管理层面上纵深方向的延伸。在企业中，管理部门对财务核算、人力资源等数据信息的存取需通过特定的浏览器实现，且对生产过程动态形式画面的监控也有赖于此。②电气自动化设置、系统、机器中信息技术的横向拓展。近年来，微电子处理器技术在实践中的应用越来越多，这逐渐模糊了原来明确规定的界面。

　　1.2 Windows NT和IE的标准语言规范

　　人机界面是电气自动化工程领域的主要发展方向。由于PC系统具有控制灵活和易于集成的优势，因此被越来越多的用户所认可。在应用标准系统语言的情况下，电气自动化工程控制系统的维护、处理更加简便。

　　1.3 电气自动化工程分布式控制系统

　　近几年，DCS系统的缺点逐渐在企业的实际应用中暴露出来。该系统具有模拟数字混合系统的特点，且仍然沿用传统型仪表，因此其可靠性无法满足要求，进一步增加了维修的难度。同时，生产商家之间还没有全面建立起统一标准，维修、使用的互换性难以实现。另外，由于当前电子自动化工程系统的不断创新，控制系统更新周期逐渐缩短，相应投入大幅增加。

　　1.4 利用集中监控方法的控制系统

　　通过一个处理器实现所有功能是集中控制方式系统控制的特点，这在很大程度上降低了运行速度。在监控中放入所有的电子自动化设备不仅减少了主机空间，使电缆数量大幅增加，还提高了相应的成本，降低了整个控制系统的可靠性。在集中监控的联锁与隔离刀闸的闭锁使用硬线的情况下，设备将无法继续操作。此外，在这种情况下反复接线会大幅增加维护工作的难度，并极易引起误操作，从而影响整个电气自动化工程控制系统的操作。

　　2 电气自动化工程控制系统的发展趋势

　　2.1 电气自动化工程控制系统的创新技术

　　当前，我国已经将电气自动化工程纳入了长期发展规划中，通过不断提升电气自动化工程控制系统的创新能力，促进我国电气自动化系统的跨越式发展。对此，相关企业应当加大产品的创新力度，着力于构建自身的电气自动化产品知识产权，进而形成电气自动化工程自主创新的有利局面。同时，相关部门还应当明确电气自动化企业在技术创新中的主导地位，利用优厚的政策和科学、完善的机制推动国家重大科技研究项目的实行。

　　2.2 构建统一的电气自动化工程系统

　　电气自动化产品的维护运行、开机调试、测试实行和周期性设计的实现需以统一、完善的电气自动化工程系统为基础，同时，从产品设计到完工之间的资金和时间也能在此条件下实现最大限度的压缩。实现电气自动化系统的统一化管理，不仅能满足客户的要求，还能将开发系统从运行系统中真正独立出来。这就要求电气自动化工程的网络构成能够实现控制现场设施、计算机监管体系、企业工程管理体系中的一般通讯数据传输。在具体的网络体系计划实施中，在使用通讯系统以太网和现场总线时，需要对控制元件级到办公室环境之间整体的自动化通讯进行有效控制。

　　2.3 工程控制系统的标准化接口

　　通过微软公司标准技术的实施，工程的时间和成本被大幅压缩，办公室系统和电气自动化系统资源数据的共享交换也得以实现。由于电气自动化系统策划方案非常重要，因此企业需要在window 8系统环境下连接相关系统，这就需要通过PC系统建立自动化控制与管理系统两者之间的重建接口。厂家之间的软硬件数据交换问题可通过程序标准化接口得到有效解决，为通讯的顺畅性提供了保证。

　　2.4 市场产业化中的工程控制系统

　　在经济全球化进程不断推进的过程中，企业应充分重视结构产业化的发展，通过实施体制改革，有效利用科学技术促进经济的发展，并充分关注市场产业化形成带来的问题，不断提升企业的适应能力。在企业过度关注集成系统和技术开发时，可将零部件的配套生产通过外包或社会分工的方式转移出去，从而将有限资源用于研究大型装备技术，实现提升自主装备制造比例的目的。

　　2.5 电气自动化工程和产品生产的安全性

　　安全防范技术的集成系统是当前电气自动化工程控制系统发展的主要方向，而安全和非安全系统控制的一体化集成则是实现该系统的`重要基础。在非安全系统控制的情况下，用户安全方案的制订通常使用成本最低的方式，这一点需要慎重考虑。电气自动化产品的系统安全是未来电气自动化系统发展的亮点，并从安全级别需求最高的领域向其他危险级别相对较低的领域逐步延伸。电气自动化工程控制系统的安全与防范设计应当遵循“由工厂设施层到网络层、从硬件设备到软件设备”的顺序。

　　2.6 系统发展的专业技术人才需求

　　对设备控制人员的职业培训是电气自动化工程系统安装和设计中的重要内容，但很多厂商和系统工程单位对设备操作人员和维修人员的岗位培训是在电气自动化系统开始运行后进行的。对此，系统工程单位应提前组织电气自动化设备的操作人员参与到系统安全工作中，使他们全面了解自动化系统；同时，将相应的专业知识培训穿插于系统安装过程中，让相关操作人员熟悉相关设备的安装原理和运行原理。另外，设备操控人员还应掌握相关设备产生故障的原因、维修措施和保养措施等。

　　3 结束语

　　电气自动化是现代工业发展中的重要技术，电气自动化工程控制系统的建设对国民经济的发展具有举足轻重的作用。相关部门和企业应提高科技研发和生产创新能力，进而实现电气自动化工程控制系统的跨越式发展。本文分析了当前电气自动化工程系统的发展现状，并据此探索了电气自动化工程控制系统的未来发展趋势。

　　参考文献

　　[1]崔铁星.探析电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势[J].中国管理信息化，20xx（2）：129-130.

　　[2]张礼崇，郜祥，王焱，等.电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势[J].技术与市场，20xx（1）：127-128.

控制系统论文11

　　摘要：艺术表演离不开剧场的支撑，然而，在剧场中也不可缺少舞台机械。它空间位置变化丰富、速度快慢不一，形式变化多端，所以，如何的控制舞台效果，就需要从舞台机械控制系统入手，多电机同步控制系统能够很好的满足以上多样的舞台需求，所以，必须要引起重视。

　　关键词：智能控制系统论文

　　在控制舞台的时候，不但要依靠电机驱动装置，在舞台控制中，电机同步控制技术也是其中的核心技术之一，旋转台、防火幕、升降台等舞台设施都要由多台电机一同完成控制。一旦没有协调控制多台电机，对演出效果必将带来很大的影响。所以，文章通过对舞台机械控制系统多电机同步控制相关内容进行了分析。

　　1多电机同步控制的相关阐述

　　这种控制指的是在确保系统快速性与高精度的基础上，令多个电机一同工作。电控制与机械控制是两种主要的控制方式。初期的控制系统，经常对机械同步控制方式进行应用，对机械的传动装置进行应用，将各个运动部分连接到一块，进而完成多轴同步的目的，能够非常简单的完成这种同步操作，难度在电气系统设计中较少，所以，在设备相对固定且对控制精度要求低的场合得到了有效的应用。机械同步控制方法在上个设计所搭建的舞台机械控制系统中得到了大量的应用。然而，在科技不断发展的推动下，极大的提升了人们的生活质量，也将越来越高的精度要求抛向了同步控制，此外，随着电机控制技术的不断发展，从而能够同步完成多台电机的驱动，从而将同步控制精度和质量提升，这就是我们所讲的电控方式。应用一台电机驱动电控方式的各个轴，利用主控制器，确保每个轴的电机能够协调工作，进而同步运行。同机械控制方式进行比较，电控方式控制精度会更高，较大的同搭建灵活性，能够非常容易的改动设备，能够低成本的完成设备的维护。

　　2具体的控制对策分析

　　2.1主从式控制

　　在跟随原理的串联运行方式的基础上发展起来了主从控制，简单而言，就是将下一台电机的速度输入用上一台电机的速度输出，就是主动电机的速度变化由从动单机进行跟踪，进而完成同步的目的。在此种控制方案中，从电机的转速参考值是由主电机的输出转速所提供出来的。通过分析能够发现，从动电机越是靠后，所用的调节时间就会越长，才可以稳定下来。当存在较多的电机数目时，从动电机越是靠后，响应也就慢。在从动电机上会完全的反应出主电机上的负载扰动或者速度变化情况，然而，不会向主电机中反馈从动电机上的扰动，造成在突加干扰与启动的时候，会有很大的同步误差出现在其中。因为非常简单的就可以实现这种同步控制结构，所以，同步电机数目较少的工程或者电机之间主从关系明确的工程中应用的较多。

　　2.2并行控制

　　在相同给定电压并联运行方式基础上完成这种控制，这种同步方法相对而言最简单。将同一给定电压应用到调速系统中，在控制目标大致相同的情况下比较适合应用此种方法，速度稳定性在驱动器非常合理，进而能够更好完成系统控制。同步控制系统中应用并联运行方式，有着搭建简易的优越性，并且，停止阶段和启动阶段系统的同步性能都非常的优越。然而，因为相当于开环控制整个系统，协调反馈情况根本不会发生于电机之间。在运行的时候，当扰动某一台电机时，这样将会有偏差出现在电机之间的同步中，最后造成电机难以同步，总的来讲，就是有着较差的同步性能，主要是在电机运行或者简单扰动的场合中比较适合应用这种方法。

　　2.3耦合交叉控制

　　由Koren于1980年研究出的这种控制策略，能够将两轴控制系统的精度有效的提升上来，这种控制对策的基本特征为：合理的对比分析位置反馈信号、电机的速度，附加的反馈信号即为所得到的转速差，而且，跟踪信号就是由合这个附加的反馈信号进行表示的，分别补偿两台电机转速。这样确保任何一台电机的负荷变化情况都能够通过系统反映出来，进而将更高的控制精度展现出来。然而，将两轴电机的控制精度提升上来是此策略的最初目的，虽然能够同步控制两台电机，然而却很难确定是否，而已对三台以上的电机进行同步控制。为了简化控制公式，同步控制更多的电机，相邻耦合控制、环形耦合控制、偏差耦合控制等控制不断的被研究出来。不但多电机控制能够利用耦合控制给予完成，同时，将系统的稳定性、鲁棒性和控制精度也能够非常有效的提升上来。

　　2.4偏差耦合策略

　　将其他电机的转速与某一台电机的转速相应的做差，相加所得到的转速以后，将相应的补偿信号为该电机的速度提供出来，这样每个电机转动惯量的差异就可以用它进行补偿，对于种种测试控制的不足都能有效的予以克服，将更高的同步控制性能彰显出来，然而，计算量过于庞大是这种控制策略的不足所在。进而就将更高的.要求抛向了整个系统的实现性与计算速度。

　　2.5相邻耦合策略

　　在最小相关轴数目的基础上发展起来的相邻耦合控制策略，其中同步误差控制与跟踪误差控制是其中两个重要方面，所以，有两个同步误差控制器及跟踪误差控制器存在于各台电机控制器当中。各个轴的控制转矩，都可以令此轴同邻近两轴及此轴的跟踪误差稳定的完成工作。对于相邻两个周的情况，各个轴的控制是一定要进行认真考虑的。对外部扰动能够非常迅速的进行收敛跟踪是相邻耦合控制的优点所在，动态性能在其中非常优越。然而，因为各个轴都应该监督控制相邻两个轴的具体运行情况，因此，在系统进行搭建的过程中，系统会更加的复杂，设备成本会更大。

　　2.6环形耦合策略

　　通过相邻耦合控制策略发展而来的环形耦合控制策略，在同一给定控制和耦合补偿原理基础上发展而来的，在对给定转速和各台电机转速之间误差进行充分考虑的基础上，同时，对于相邻一台电机和该电机转速之间的差异也需要认真的进行分析与考虑，只要干扰到了系统中任何一台电机，并且有变化出现当中，都会有反馈形成与相邻电机之间，最后就会影响到每一个电机，这样就会有相互耦合的问题出现在各个电机之间，进而出现耦合环。对这种方法进行应用，参数信号会被全部电机所跟随，确保了在启动或者停止系统时，同步性能都非常的优越。在耦合环的影响下，电机负载所带来的扰动能够快速收敛且同步误差不大，将系统的动态特性与抗干扰性能够明显的提升。

　　3结束语

　　综上所述，随着技术的不断成熟，一些先进的技术与设备不断的被应用到舞台当中，这样极大的提升了舞台的表演效果。但是，我们国家的舞台技术同西方一些发达国家对比还有很多地方需要学习与强化，其中舞台机械控制环境是确保打造高质量舞台效果的关键所在，是我们进行舞台效果强化的重点。所以，文章通过相关方面的进行了内容阐述，从而为有关技术人员在实际工作中提供一定的借鉴作用。

　　参考文献

　　[1]叶军.基于PROHBUS-DP的舞台台面设备控制系统的研究与开发[D].兰州理工大学，20xx.

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　　[5]曹玲芝，等.基于相邻交叉赖合的多感应电机滑模同步控制阴[J].电机与控制学报，20xx（5）：586-592.

控制系统论文12

　　随着社会经济的快速发展，现代化的煤矿生产一直追求着更高的效率与安全性，这就需要大量的数字化数据与相应的控制装置。例如：矿井水泵的开合控制、针对通风状态的测量以及针对瓦斯含量的检测等。由于以PLC为基础的嵌入式系统可良好地适应多种严酷的作业条件要求，当前该技术已经成为电气控制系统实现自动化运行的重要方法，具有显着的高效性与便捷性。为了减少煤矿电气自动化控制系统的建设成本，加强控制系统的稳定性及实现更多功能，在建设煤矿电气自动化控制系统时，如何科学地进行优化设计应当是一个十分重要的问题。

　　1 煤矿电气自动化控制系统中的设备选型的优化。

　　目前市场中的PLC产品的种类与数量都非常多，按厂商进行分类，有西门子、欧姆龙、LG及三菱、研华、富士、松下、研祥、通用电气、合力时等等。设备品牌、型号的差别对系统优化设计方案的制定具有直接影响。因此，在实际工作中进行设备选型时应从以下几方面进行考虑：

　　1.1 以系统规模为依据选择设备。控制系统自身的规模直接受煤矿生产实际情况的影响，进而决定了系统设计的规模及优化过程中所选择的PLC设备。以西门子设备为例，若仅仅需要针对瓦斯含量进行检测与控制，可选择西门子S7-100等小型PLC.当系统控制内容需要对矿井水位情况进行监测，并将其作为水泵机房运行依据，应选择中等规模且具有闭环控制、复杂逻辑控制的PLC系统，所以应当选择西门子S7-300等PLC.当控制系统需要实现对井下作业人员的工作及安全、瓦斯浓度等指标进行监控，就应当选择则具备数据通信、智能检测以及控制的大型PLC系统，此时可选择西门子S7-400型号。

　　1.2 I/O点设置数量及选择类型的确定。以控制系统运行过程中所要实现的具体功能及控制对象的实际情况为依据，对设备的输入、输出点的设置数量及类型进行选择。对系统软、硬件余量进行确定时应以系统控制的总体容量为依据，确保容量充分利用且坚持节约原则。此外，控制系统中电气设备类型的选择及其输出功率、频率的确定应以煤矿作业中供电实际需求为参考，输出端包括继电器、晶体管以及品闸管等。

　　1.3 合理、科学编程工具的确定。当前应用范围较广的控制系统中，通常以手持编程器、PLC软件包以及图形编程器作为主要的编程工具。其中手持编程器较多针对于微型、小规模的PLC编程，且运行效率有限；利用图形编程器进行编程时通常采取梯形图，主要用于中型PLC编程。计算机加PLC软件包编程一般用于大型PLC系统编程，其效率最高。然而这种方式的成本较高，且不利于现场调试。因此，为了加强煤矿电气自动化控制系统的运行效率，应以控制系统实际情况为导向合理、科学地选择编程工具。

　　2 煤矿电气自动化控制系统中整体构架的优化。

　　2.1 硬件方面。

　　2.1.1 输入电路的优化设计。在针对输入电路进行设计优化时，虽然PLC的供电电源通常具有宽幅适用性，处于AC85V~240V.然而，由于井下作业环境及条件较为艰苦且会对电气供电系统的可靠性、稳定性造成不利影响。通过将电源净化元件（电源滤波器、隔离变压器等）设置在输入电路中可以发挥抗干扰的作用，且对保障控制系统的整体稳定性、可靠性及安全性具有很大作用。利用具有双隔离技术的隔离变压器，可以实现利用初级电气中性点让电路变压器初级、次级线圈屏蔽层接地，进而实现降低电流脉冲干扰的目的。此外，以DC 24V作为PLC的输入电源并按照其容量调整负载，并进行全面的防短路操作。这样有助于加强煤矿整体的电气自动化控制系统的稳定性。

　　2.1.2 输出电路的优化设计。在针对输出电路进行设计优化时，应当按照煤矿生产的具体要求需求，针对各类调速装置等电路进行优化。由于晶体管具有高频高效的优势，能够有效加快响应速度，因此，应将其作为主要考虑对象。如，电气系统在对水泵机房进行控制时，要求PLC系统应达到>6次/分钟的输出效率，因此继电器更加适合，不仅可保证简化电路，同时也具备较强的.抗干扰及负载能力。当电路切断时，电路中浪涌电流可能会对PLC输出带电磁线圈等造成影响，从而导致其芯片被损坏。因此，应以续流二极管并接电路盘的方式实现吸收浪涌电流、保护芯片的作用。

　　2.2 软件方面。

　　2.2.1 优化结构。优化系统软件结构的过程中主要包括模块化、程序化两种优化方式。煤矿作业实际情况直接影响着软件程序的调整与设计，因此，模块化方式更加有助于后期进行功能拓展。首先需要把控制系统的控制目标划分为有着不同子任务的模块，再分别进行调试，最后组合形成完整的系统。模块化的结构设计，可更加便捷地进行后期修改。

　　2.2.2 优化程序。优化程序的重点在于优化I/O的分配。应坚持“按需分配”的基本原则并结合控制系统的要求，以集中化形式对输入、输出信号进行编制，达到优化系统及提高运行效率的目的。同时，应统一对系统中的定时器、计数器进行编号，以加强控制系统的稳定性。在系统程序中大量使用的中间标志位与内部继电器也需要统一编号后在分配地址，然后需要列出I/O分配表、中间标志位以及内部继电器分配表。

　　结语。

　　社会经济发展速度的不断加快以及现代高新技术的不断开发，电子技术、信息技术及通信技术等在诸多领域中发挥着重要作用。煤矿电气控制系统中也开始引用自动化技术及设备，通过从系统设备、构架等方面进行优化设计，从而实现提高生产安全性、效率、管理质量及经济效益的目的。然而，煤矿电气自动化控制系统的建设途径多种多样，各种方式的建设成本与工作效率却存在着一定的差异，为开展科学、有效的优化设计工作，应当进行反复的设计与实践。

　　参考文献。

　　[1] 刘丽 . 煤矿电气自动化控制系统的优化设计 [J]. 煤炭技术，20xx,32（08）：93-95.

　　[2] 马燕庆 . 煤矿电气自动化控制系统创新设计 [J]. 技术与市场，20xx,12（04）：37-38.

控制系统论文13

　　摘要：随着科技的逐渐发展，传统的机械设计制造和机械自动化有了很大的提升，在各个行业中机械自动化系统应用的范围也之间的广泛起来，显示出机械自动化的强大优点和效益，不断满足着人们的生活和生产需求。本文通过对机械自动化控制系统的应用以及优点进行分析，为机械设计制造以及自动化的发展提供正确的方向。

　　【关键词】机械制造设计论文

　　机械自动化技术的应用在产品的生产中能够实现自动化连续的生产，从而节省劳动力达到提高效率的效果。机械自动化在机械制造业的发展中起着十分重要的地位和作用，是整个机械制造业的发展趋势所在。

　　1、机械自动化的设计以及要求

　　机械自动化通常情况下是在设备在无人操作的前提下按照自动设定的程序进行工作。机械自动化主要是凭借着机械的方式实现制造过程的自动化生产和管理。因此机械的自动化突破了传统的机械制造方式以及生产过程，并且在生产中能够显著提高生产效率和经济效益，为提高产品的质量提供可靠的技术支撑，给企业带来极大的经济效益。机械自动化的设计技术不仅需要综合性的技术，还需要运用多门知识体系，涉及的范围较广，且具有较强的复杂性。机械自动化设计一般分为五个部分，首先是传感单元。传感单元是机械自动化技术发展的基础，主要的功能是在机械自动化系统中能够对机械工作的过程进行有效的监测，查看机械在工作过程中的运行状态和性能情况。其次是作用单元。该部分是系统前期重要的组成部分，主要的功能是对系统的能量进行施加，完成系统的既定目标。再次是程序单元。该部分作为系统最关键的一个部分和组成内容，对系统所做的工作等具有决定性的作用。再次是控制单元，该部分为系统的的自动化运行提供保障，能够对系统运行中的结构单元进行调节和控制，能够对传感单元的信息进行分析和调节，因此控制单元能够保障系统的顺利展开。最后是制定单元，该部分作为系统的核心部分，通过分析传感单元传递过来的信号和信息，并进行对比和分析，根据系统的规定发出指令。

　　2、机械自动化系统的特征和应用

　　2.1机械自动化控制系统的特征

　　机械自动化控制系统的安全性和可靠性主要依靠的是自身的自动化设备，存在着自动的报警和停止的功能，这就使得在机械自动化生产的过程中一旦发生任何的安全事故，系统的安全性能大大提升，从而生产提供安全保障。自动化控制系统中采用电子设备和电子器件，为系统的稳定性提供保障。机械自动化在实际的.运用中能够避免人工操作的失误，提高生产的精确度。通过机械自动化控制系统能够实时监测工作的状况，提高生产的效率。

　　2.2机械自动化控制系统的应用

　　2.2.1机械自动化控制系统的构建机械自动化系统的构建主要是建立在数字模型的基础上的对其理论进行分析和研究，因此通过数字表达式对机械自动化控制系统输入输出变量以及对变量间的关系进行详细的分析和描述，能够设计出合理科学的系统。机械自动化控制系统通过微积分的方程式进行构建。图1为质块以及阻尼器和物种弹簧所构成的铅垂方向机械平移系统示意图。该图中对质块原来不动的位置作为运动坐标原点，外力作用质块在X轴上移动，其中质块运动的位移坐标为x(t)。然后通过达朗贝尔原理做出平衡的示意图，得到微积分的方程式为：Mx(t)+Bx(t)+kx(t)=f(t)通过这一案例能够看出质块静平衡位置作为运动坐标时，阻尼器的阻尼大小与相对运动是相反的。2.2.2机械自动化系统的具体应用机械自动化控制系统在汽车制造业运用的最为广泛。汽车制造过程中的焊装以及冲压和总装工艺中广泛应用。机械自动化控制系统在冲压车间利用能够提高工作的效率，压机间采用机械自动化装置进行连接，传递加工工件，这样在首台压机下完成冲压成形，在通过机械手传递给下一台。在这一过程中有紧急停止的装置，能够对传递过程中的危险事故进行紧急停止。在安全门的防护装置上能够对人员在压机内的危险情况进行有效的防护。压机部分主要采用的是安全电磁开关锁，能够延时锁定和解锁的释放，具有较高的安全性能。在钢铁制造行业中利用机械自动化控制系统在冷轧生产线和整卷钢板开卷中应用能够对人员的安全进行有效的保护。

　　3、结语

　　机械自动化控制系统在各个行业中的应用有效地推动了产业的自动化程度，为各个行业的发展提供了有效的动力和长久的保障，在机械自动化的未来发展中将会更加注重高度的集约化和自动化的发展方向。

　　参考文献

　　[1]孙宝亮.刍议低碳环保下工程机械自动化控制系统的设计与应用[J].中国高新技术企业,20xx,(22):90-91.

　　[2]陈羽锋,胡国清,栾厚宝等.基于PLC的气动送料控制系统的设计与应用[J].机械制造与自动化,20xx,39(2):154-155,160.

控制系统论文14

　　1功能

　　电气自动化控制系统在今天的社会中被广泛应用于各个领域，是随处可见的社会单元，而这一现象的实现与它自身的功能是密不可分的。一个事物的社会普遍化的背后一定潜藏着更深层次的原因。电气自动化控制系统的核心也是主要功能在于它的自动控制、保护功能。以实时监测为基础实现设备各个部件之间的联动，实现整体功能的开关、制动等功能，这就是所谓的自动控制的实现，这也是电气自动化的最为重要的功能。我们可以举一个简单的例子:在特定的触发机制下，实现整个系统的自动化操作，简单来说就是自动开启与关闭。一定的电气设备被我们通过各种各样的模拟信号、磁场信息、电流等外在刺激形成关联，当这些外在刺激达到一定程度后，会触发相应电气设备机制，从而带动设备完成既定的机械运动，这就是电气设备功能。而机械装置在整个运行的.过程之中遇到问题，产生故障，进而导致整体的崩溃，这时装置能够自行检测出问题所在，进而发出警报信号然后完成对于装置整体的临时应对，是为保护。我们需要注意的是，上述的一切行为机制完成的前提是监视监测机制的健全无误。上述功能的实现是电气自动化控制系统得以正常运行的前提，正是凭借着这些功能，电气自动化控制系统才能够在借助动力控制系统和网络之后，实现与整个社会生产之间的链接，进而生成控制网，这种控制网是多种多样的。

　　2电气自动化控制系统的发展现状概述

　　我国近年来，随着改革开放程度的进一步推进，以及与国际接轨的日益加深，我国的经济发展水平不断攀升，经济是科学技术进步的源动力，在经济发展的刺激下，我国的电气自动化水平得到了长足的发展。但这只是纵向的比较，只是与我国过去的比较，同世界发达国家进行横向比较时，我们能够清晰的发现我国电气自动化水平的稚嫩。经济在发展，社会在进步，随之而来的是我国电气自动化技术的不断完善，但是我们同样能够清晰的感受到的是在这一领域竞争压力的扩大化。因此，我们在研究电气自动化控制系统是必须立足于实际生活，不可脱离实际，空谈理论，一切理论只有付之于实践才有意义。2.1分布式自动化控制系统首先我们要认识一个名词DCS，这是一种分布式的电气自动化控制系统。它具有良好的实时性，并且结构可靠。但是也具有致命的缺陷，那就是维护难度高，而且企业生产标准难以达到要求。2.2集中式自动化控制系统这一系统与分布式自动控制系统等其他控制系统相比，解决问题速度慢，这一缺陷归根是控制方式的问题，这一缺陷会影响整个控制系统的运行速度。

　　3电气自动化控制系统在日常生活中的应用

　　（1）交通领域的应用。电气自动化在交通领域应用很多，汽车自动化开关、安全气囊等都是这一技术的应用。（2）服务行业的应用。典型的应用就是POS机的推广应用，保障了资金安全、提高了交易效率。

　　4电气自动化的未来发展趋势

　　（1）标准的统一化。信息、制作规格等各个方面标准的统一化能够降低工程成本以及能够进一步促进电气自动化的发展。（2）智能化。全面提升电气自动化控制系统的智能化水平，使之能够更加便捷的接受外界的信号刺激，进而快速做出反应。

控制系统论文15

　　【摘要】单片机加上适当的外围器件和应用程序，构成的应用系统成为最小系统。文章对变频控制系统单片机外围电路的设计进行了探讨。

　　【关键词】变频控制；单片机；外围电路

　　本次设计采用选择PHILIPS半导体公司带手动复位功能的产品MAX708。MAX708还可以监视第二个电源信号，为处理器提供电压跌落的预警功能，利用此功能，系统可在电源跌落时到复位前执行某些安全操作，保存参数，发送警报信号或切换后备电池等。

　　另外，系统还扩展了可编程外围芯片PSD303。由于系统的 I/O口数量与实际所需数量还有很大的差距，故系统又扩展了两片8255A，一片用于接键盘和显示电路，一片用于接触发信号、紧急停车信号等。

　　一、键盘与显示电路

　　在本次设计中，设置了一个9按键的操作电路，以代替实际现场的操作按钮。6位的LED显示电路用于显示转速、电流、以及调试时的相关项的显示。

　　另外，为了便于现场工作之便，设置了5×4的矩阵式键盘，用于当系统软件等出现错误，而又不便直接对程序进行修改时的调试之用。

　　二、变频系统设计

　　现代变频技术中主要有两种变频技术：交-直-交变频技术和交-交变频技术。交-直-交变频技术为交-直-交变频调速系统提供变频电源。交-直-交变频的组成电路有整流电路和逆变电路两部分，整流电路将工频交流电整流成直流电，逆变电路再将直流电逆变为频率可调的交流电。根据变频电源的性质可分为电压型和电流型变频。

　　本次设计用交-交变频电路是不通过中间直流环节，而把电网固定频率的交流电直接变换成不同频率的交流电的变频电路。这种变频电路广泛应用于大功率交流电动机调速传动系统，实际使用的主要是三相输出交-交变频电路。这种电路的特点：（1）因为是直接变换，没有中间环节，所以比一般的变频器效率要高；（2）有与其交流输出电压是直接由交流输入电压波的某些部分包络所构成，因而其输出频率比输入交流电源的频率低，输出波形也好；（3）因受电网频率限制，通常输出电压的频率较低，为电网频率的三分之一左右；（4）功率因数较低，特别是在低速运行时更低，需要适当补偿。

　　三相变频电路就较单相复杂，其电路接线方式主要有公共交流母线进线方式和输出型联结方式。具体说来，其主电路型式有：3脉波零式电路、6脉波分离负载桥式电路、6脉波非分离负载桥式电路、12脉波桥式电路、3脉波带中点三角形负载电路、3脉波环形电路。

　　本次设计选用较为简单的一种—3脉波零式电路。

　　三、同步电路设计

　　同步电路的功能是，在对应的晶闸管承受正向阳极电压的初始点（即控制角α的起算点）发出一个CPU能识别是哪一相同步信号的中断脉冲Utpi和要求的α角进行延时控制，输出相应的触发脉冲。三相同步电压信号经同步变压器、滤波、稳压、放大和光电隔离后分别接至单片机的P2.5、P2.6和P2.7管脚。另外，由于此处直流电源和触发电路中所用的电源不能共用，且光电耦合器输入输出端的地端亦不能共用，为了以示区别，它们的符号均有不同。

　　Ua、Ub、Uc 与可控硅组件的三相交流电压同相位。Ua、Ub、Uc经R3，C3滤波电路波形变换光耦隔离整形电路后输出三相方波电压，记为 KA、KB、KC，三相方波分别送给 80C196单片机的P2口的 P2.5、P2.6、P2.7端。CPU根据KA、KB、KC的值判断三相交流电源的相位。

　　四、触发电路

　　在设计中，三相电路中每相均有正反两组晶闸管，每组均采用三相半波式接法，即每组用三个管子，所以一共有18个晶闸管，这样，触发脉冲也应有18路。三极管V为输出级功率放大晶体管；电容C为加速电容，与R构成微分电路，可提高脉冲前沿的陡度；为兼顾抗干扰能力和脉冲前沿陡度，一般取C为0.1μF。为保护脉冲变压器，在脉冲变压器两端并联电阻R和二极管D的串联电路，一般R阻值取为1K。电阻R为假性电阻负载。另外，为了隔离输入输出信号，加入了光电耦合器，考虑到应有足够的脉冲强度使晶闸管导通，输出极电压设为15V。在出发电路中，为了得到足够的`脉冲宽度，而且使脉冲前沿尽量陡，后沿下降快，故采用了脉冲变压器T～T。另外，为了达到电气隔离作用，亦加入了光电偶合器。再者，为便于单片机对触发电路的控制，在同步变压器1~18的输入端，分别引入了紧急封锁信号（由HSO.0 引入）和 555 定时器构成的多谐振荡器信号，而多谐振荡器的控制信号则由单片机的HSO.1 控制。这样，当电机输入紧急停车信号时，单片机通过其 HSO.0 输出高电平，这样就使得触发电路输入端口的或非门被封锁，也即封锁了变频装置的触发脉冲，使电机快速停车。

　　五、保护电路设计

　　为了提高控制系统的可靠性和安全性，在交流电力系统的设计和运行中，都必须考虑到有发生故障和不正常工作情况的可能性。在三相交流电力系统中，最常见和最危险的故障是各种形式的短路，其中包括三相短路、两相短路、一相接地短路以及电机和变压器一相绕组上的匝间短路，当然也有其它形式的保护措施。具体保护形式有：电流型保护，电压型保护等。为简单起见，这里仅采用电流型保护中的短路保护和过电流保护，并在每个电机的定子输入端均接入了正反向交流接触器。另外，为防止意外情况的发生，引入了紧急停车信号，当按下紧急停车按键时单片机通过中间继电器关断接触器 KM2-KM8。

　　六、反馈环节设计

　　本系统中引入了电流反馈。电流反馈采用三相交流互感器，经三相桥式整流电路及滤波电路，最后经限流、滤波及限幅电路反馈回单片机的 P0.1口。

　　【参考文献】

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