導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇自動(dòng)化控制論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

2人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

2.1人工智能控制實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集及處理功能

在電氣設(shè)備的運(yùn)行過程中，數(shù)據(jù)的采集和處理是了解電氣設(shè)備自動(dòng)化控制情況，發(fā)現(xiàn)運(yùn)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(dòng)化控制中，由于技術(shù)水平和實(shí)際運(yùn)行中的動(dòng)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(dòng)化運(yùn)行過程中對(duì)動(dòng)態(tài)信息的及時(shí)收集和穩(wěn)定傳輸，對(duì)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(dòng)化的控制水平，充分保障了電氣運(yùn)行中的安全性和穩(wěn)定性。

2.2人工智能控制實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視機(jī)報(bào)警功能

電氣自動(dòng)化控制是用電氣的可編程控制器，控制繼電器，帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成預(yù)期設(shè)計(jì)動(dòng)作的過程。在此過程中，系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的運(yùn)行都要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)模型和函數(shù)計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行，如果系統(tǒng)中的一點(diǎn)出現(xiàn)問題，就會(huì)造成整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的故障。在以往的自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行中，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的運(yùn)行數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)運(yùn)行中的特殊情況進(jìn)行及時(shí)的報(bào)警處理，幫助自動(dòng)化系統(tǒng)及時(shí)處理可能出現(xiàn)的故障，提醒電氣管理人員加強(qiáng)對(duì)電氣系統(tǒng)的管理。

2.3人工智能控制實(shí)現(xiàn)了操作控制功能

電氣自動(dòng)化控制的主要特征之一就是通過計(jì)算機(jī)的一鍵操作，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)的整體控制，保障電氣自動(dòng)化運(yùn)行符合現(xiàn)實(shí)的需要。傳統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)的操作，需要靠人工對(duì)系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行人工操作，從而促進(jìn)自動(dòng)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(dòng)化運(yùn)行的效率，也增加了自動(dòng)化系統(tǒng)的故障發(fā)生頻率。人工智能技術(shù)對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的控制，是通過各種先進(jìn)的算法，按照電氣自動(dòng)化的需求，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化和智能化設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的同時(shí)操作，大大提高了自動(dòng)化控制的效率，減少了單獨(dú)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(dòng)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(yàn)作為模糊控制的規(guī)則。模糊控制就是在被控制的對(duì)象的模糊模型的基礎(chǔ)之上，運(yùn)用模糊控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的控制。在實(shí)際控制設(shè)計(jì)過程中，通過對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的使用，使電氣自動(dòng)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(duì)電氣自動(dòng)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(dòng)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(duì)以往控制經(jīng)驗(yàn)的模擬和學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制中智能控制技術(shù)的實(shí)施。這種控制方式具有很強(qiáng)的靈活性，在實(shí)際運(yùn)行中，面對(duì)控制要求和系統(tǒng)運(yùn)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(duì)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(duì)人腦神經(jīng)元的活動(dòng)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(duì)電氣自動(dòng)化控制中出現(xiàn)的新問題可以及時(shí)提出有效的解決辦法，并通過對(duì)相關(guān)技術(shù)問題的分析解決，提高自身的人工智能水平。

篇2

2自動(dòng)化控制設(shè)備和系統(tǒng)

石油化工企業(yè)把化工過程的控制作為企業(yè)日常生產(chǎn)管理控制的目標(biāo)對(duì)象，自動(dòng)化控制技術(shù)、算法和方案幫助石油化工企業(yè)可以有機(jī)調(diào)和控制理論，把整個(gè)生產(chǎn)過程納入到自動(dòng)化控制體系，實(shí)現(xiàn)化工過程中各種模擬量的自動(dòng)化控制。為了使得自動(dòng)化控制的全過程得以有效實(shí)現(xiàn)，自動(dòng)化控制設(shè)備、控制系統(tǒng)是必不可少的，除此以外，還要制定出科學(xué)合理的實(shí)施方案，為自動(dòng)化控制打造控制平臺(tái)。高素質(zhì)的操作人員也十分重要，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)科學(xué)管理、操作自動(dòng)化控制系統(tǒng)。在將設(shè)備和體系、方案和人員進(jìn)行科學(xué)的結(jié)合的前提下，才能使得石油化工企業(yè)的自動(dòng)化控制過程得以順理成章地完成。從中我們可以發(fā)現(xiàn)，在化工行業(yè)中，其不僅對(duì)自動(dòng)化控制的技術(shù)水平有所要求，還對(duì)自動(dòng)化控制過程的匹配性有所要求。最優(yōu)化化工過程的自動(dòng)化控制，可以降低企業(yè)的投入成本、提高企業(yè)的生產(chǎn)效益，還可以降低企業(yè)所需能耗和生產(chǎn)成本，提高成品質(zhì)量，從而保障化工企業(yè)的安全科學(xué)生產(chǎn)。因而，對(duì)化工過程的自動(dòng)化控制進(jìn)行研究，然后使用先進(jìn)的系統(tǒng)設(shè)備和技術(shù)，為化工企業(yè)提供服務(wù)，是化工企業(yè)前進(jìn)和發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力。

3微電子技術(shù)和信息技術(shù)的應(yīng)用

自動(dòng)化控制系統(tǒng)和自動(dòng)化設(shè)備中應(yīng)用較為廣泛的有微電子技術(shù)和信息技術(shù)，化工自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和信息控制網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出一體化趨勢(shì)。在數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)化控制、技術(shù)調(diào)節(jié)等各個(gè)環(huán)節(jié)，都有化工過程的控制體現(xiàn)，通過化工過程控制一體信息平臺(tái)集中到自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。這要求自動(dòng)化控制硬件需要更加具有可供挑戰(zhàn)的性能。過程控制的各個(gè)環(huán)節(jié)所采用的技術(shù)設(shè)備擁有各異的硬件設(shè)備，分別由不同的生產(chǎn)經(jīng)營商家供給，而開發(fā)商對(duì)硬件設(shè)施進(jìn)行自主經(jīng)營。之所以，在多種資源進(jìn)行整合的過程之中，很多時(shí)候會(huì)出現(xiàn)不兼容，接口不統(tǒng)一也時(shí)常出現(xiàn)，因而，技術(shù)產(chǎn)品的更新升級(jí)也會(huì)受到影響。綜上所述，化工自動(dòng)化控制硬件需擁有多種優(yōu)點(diǎn)，如較好的兼容性、便于升級(jí)換代、速度快等?；み^程控制技術(shù)設(shè)備只有具備上述特點(diǎn)，才可以在控制領(lǐng)域中被廣泛使用，從而實(shí)現(xiàn)化工控制全過程和各個(gè)系統(tǒng)之間的完美聯(lián)合，保證任何的化工過程控制設(shè)備在升級(jí)換代的時(shí)候不會(huì)對(duì)化工企業(yè)的正常生產(chǎn)有所影響?？刂朴布挥芯邆潇`活性、精確度、抗干擾等各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)，才能夠在化工過程自動(dòng)化控制中發(fā)揮出顯著的作用?；ぷ詣?dòng)化控制的核心是信息集成，信息集成的重要組成部分是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。大多數(shù)化工企業(yè)使用流程管理模式，需要通過軟件平臺(tái)處理和管理化工過程中的大量數(shù)據(jù)。，使用哪一種軟件決定著化工控制過程自動(dòng)化控制的信息有效集成性和共享性。

4專業(yè)技術(shù)人才作用愈加重要

我國化工自動(dòng)化控制操作技術(shù)人員素質(zhì)普遍不高，原因在于我國自動(dòng)化控制理論研究較為落后，存有的化工自動(dòng)化控制研究成果不多。很多化工自動(dòng)化控制操作技術(shù)人員不夠了解化工過程自動(dòng)化控制原理，對(duì)化工行業(yè)有關(guān)的專業(yè)技術(shù)知識(shí)掌握甚少，化工自動(dòng)化控制復(fù)合型人才欠缺。在化工自動(dòng)化控制發(fā)展的過程中，人才起著決定性的作用。要想實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)化工過程的最優(yōu)化自動(dòng)化控制，需要從以下幾個(gè)方面著手。首先，需要引導(dǎo)廣大的職工及時(shí)更新觀念，化工企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層需要對(duì)化工自動(dòng)化控制給予充分的重視，以切實(shí)行動(dòng)引導(dǎo)更新全體職工的化工自動(dòng)化控制觀念，從而開放思維，培育出強(qiáng)烈的責(zé)任心來對(duì)待化工工作，制定出科學(xué)合理的化工自動(dòng)化發(fā)展規(guī)劃和信息化發(fā)展職工培育方法，把先進(jìn)的技術(shù)手段和激勵(lì)措施相結(jié)合，促進(jìn)化工信息化建設(shè)的發(fā)展。其次，還需要對(duì)化工自動(dòng)化設(shè)備的整體利用水平給予更多關(guān)注。其充分體現(xiàn)了化工企業(yè)技術(shù)人員的操作能力。在自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展過程中，因?yàn)殡娮蛹夹g(shù)發(fā)展速度較快，電子產(chǎn)品更新?lián)Q代頻繁，在化工企業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的采購、安裝及使用過程中，需要注意設(shè)備的這個(gè)特點(diǎn)，之后結(jié)合企業(yè)自動(dòng)化控制現(xiàn)狀，加大對(duì)相關(guān)技術(shù)人才的培養(yǎng)力度。在化工過程自動(dòng)化控制的過程中，需要并重經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，注重投入產(chǎn)出比的分析，在信息資源建設(shè)和化工自動(dòng)化控制應(yīng)用技術(shù)上投入更多的研究精力，從而不斷地提高化工自動(dòng)化控制設(shè)備的整體使用水平。

篇3

2自動(dòng)化控制及安全聯(lián)鎖在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

（一）自動(dòng)化控制在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

自動(dòng)控制實(shí)際上就是依據(jù)規(guī)定指令或者程序自動(dòng)進(jìn)行化工生產(chǎn)的一種新技術(shù)，依據(jù)運(yùn)行過程中的自動(dòng)化程度可以合理的分為全自動(dòng)化控制和半自動(dòng)化控制兩大類。這種新的控制技術(shù)可以合理的運(yùn)用到機(jī)械制造、生產(chǎn)控制過程以及管理過程控制等多方面。我國運(yùn)用這種自動(dòng)控制技術(shù)，在化工生產(chǎn)過程中已經(jīng)發(fā)展了幾十年，主要包括創(chuàng)新和引進(jìn)兩種開發(fā)方式。在發(fā)展的過程主要經(jīng)歷了三個(gè)階段，主要有手工操作、機(jī)械控制以及自動(dòng)控制。自動(dòng)控制技術(shù)從簡(jiǎn)單的生產(chǎn)系統(tǒng)逐漸發(fā)展成為復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng)[2]。目前，在國內(nèi)大部分化工企業(yè)中，分散控制系統(tǒng)（DCS）、邏輯控制器（PLC）以及現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）應(yīng)用的相對(duì)比較廣泛。其中邏輯控制器和分散控制系統(tǒng)是比較常見的。邏輯控制器是一種可以進(jìn)行存儲(chǔ)的設(shè)備，一般來說是一類編程，可以適當(dāng)作為內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯、執(zhí)行定時(shí)、執(zhí)行順序控制以及執(zhí)行計(jì)算和算數(shù)的過程是基本主要功能。主要控制形式為模擬輸入、輸出方式或者數(shù)字輸出、輸入方式。邏輯控制器的主要特點(diǎn)有：一是具有很大性價(jià)比，功能比較強(qiáng)；二是維修過程比較方便和簡(jiǎn)單；三是具有一定的抗干擾性和可靠性。主要適用于中小規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)控制過程中以及間歇性生產(chǎn)的控制過程。一般來說，具有比較大規(guī)模的化工生產(chǎn)控制過程主要使用的是分散控制系統(tǒng)。主要特點(diǎn)就是可以適當(dāng)?shù)娜诤贤ㄓ崱⒂?jì)算機(jī)、自動(dòng)控制，從而很好的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)生產(chǎn)、自動(dòng)管理、自動(dòng)操作以及分散控制，相比較于邏輯控制器來說，具有更加強(qiáng)大的功能，但是也具有很大的設(shè)備成本。分散控制系統(tǒng)的主要形式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為多層分散、分散、自治合作以及危險(xiǎn)分散，比較適合使用在化肥、石油以及大型空分制氧的生產(chǎn)過程中[3]。以上的運(yùn)行系統(tǒng)應(yīng)該保持與生產(chǎn)過程一致，從而全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，以便于可以科學(xué)、有效地進(jìn)行設(shè)備的智能化、微型化、開放化、數(shù)字化的自動(dòng)管理，這種現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)逐漸成為未來化工企業(yè)生產(chǎn)與管理的主要發(fā)展方向[4]。

（二）安全聯(lián)鎖在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

安全聯(lián)鎖實(shí)際上是屬于一種安全技術(shù)，可以阻止排除安全隱患之前接觸存在危險(xiǎn)區(qū)域的行為，或者在出現(xiàn)接觸危險(xiǎn)區(qū)域的時(shí)候可以自動(dòng)排除安全隱患?，F(xiàn)階段，在化工安全生產(chǎn)過程中比較常用的就是緊急停車系統(tǒng)，可以讓設(shè)備在瞬間就能夠停止運(yùn)行，從而保證不會(huì)發(fā)生一定的安全事故，為了有效地增加系統(tǒng)的安全性，一般把緊急停車系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合PLC系統(tǒng)、FCS系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)，可以在系統(tǒng)出現(xiàn)壓力、溫度或者液位超過規(guī)定范圍或者毒害氣體超過標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候進(jìn)行及時(shí)的報(bào)警，適當(dāng)啟動(dòng)安全聯(lián)鎖作用。

篇4

2給排水系統(tǒng)

使建筑物內(nèi)部的中水系統(tǒng)得到正常的運(yùn)行是智能建筑中給排水系統(tǒng)的運(yùn)行目標(biāo)與任務(wù)，給排水系統(tǒng)的主要功能是將建筑物內(nèi)水泵與排水泵、污水泵等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與管理，使建筑內(nèi)各水箱的水位保持在安全可靠的限制值當(dāng)中。另外，給排水系統(tǒng)還會(huì)對(duì)給水系統(tǒng)的壓力進(jìn)行測(cè)量，使水位與壓力保持在安全范圍內(nèi)，根據(jù)水位與壓力的變化及時(shí)進(jìn)行水泵的關(guān)閉與開啟。

3照明系統(tǒng)

智能建筑中的照明系統(tǒng)是建筑物內(nèi)主要的節(jié)能系統(tǒng)，節(jié)能減排主要體現(xiàn)在照明系統(tǒng)的運(yùn)行之中。照明系統(tǒng)的協(xié)調(diào)程度與運(yùn)行力度是建筑物自動(dòng)化與智能化的重要體現(xiàn)。在智能建筑中，電能是不可缺少的，照明系統(tǒng)是除了空調(diào)系統(tǒng)之外最大的電能消耗系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的建筑管理方法相比，智能建筑中的自動(dòng)化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)40%左右電能的節(jié)省。照明系統(tǒng)的節(jié)能，主要利用于自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)于停車場(chǎng)、走廊與對(duì)門廳等照明進(jìn)行開啟與關(guān)閉控制，對(duì)建筑物內(nèi)的照明回路進(jìn)行分組控制，使用電量過大、電路負(fù)荷過多時(shí)進(jìn)行自動(dòng)切斷，對(duì)辦公室與廳堂這些地方的照明系統(tǒng)進(jìn)行無人熄燈的自動(dòng)控制。這些控制的實(shí)現(xiàn)可以利用計(jì)算機(jī)中設(shè)定的開關(guān)開啟與關(guān)閉時(shí)間進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，門鎖與紅外線也是比較好的照明系統(tǒng)控制手段。

4電梯系統(tǒng)

電梯系統(tǒng)屬于智能建筑中的交通系統(tǒng)，對(duì)電梯系統(tǒng)的自動(dòng)化管理也是樓宇交通管理的重要內(nèi)容。對(duì)于電梯而言，其本身具有全套的自動(dòng)控制裝置，但是，要使其成為智能建筑中樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的一部分，要將電梯本身的控制裝置與樓宇的自動(dòng)化系統(tǒng)相聯(lián)系，使其實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，使建筑物的管理者可以對(duì)電梯的運(yùn)行狀況進(jìn)行及時(shí)的掌握與分析，在有意外事故發(fā)生的時(shí)候，可以利用自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)電梯進(jìn)行有效的控制。

5保安監(jiān)控系統(tǒng)

保安監(jiān)控系統(tǒng)主要由三部分組成。第一，閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)。閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)主要是利用攝像機(jī)完成的，管理人員將攝像機(jī)安放在需要進(jìn)行監(jiān)控的各個(gè)區(qū)域之間，利用電纜這一中介將圖像傳達(dá)到建筑控制中心，使建筑物的管理人員可以對(duì)大樓內(nèi)部的實(shí)時(shí)情況進(jìn)行觀察與管理。還可以利用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)這些上傳的圖像進(jìn)行分析，使影視中的物體與煙霧等不安全因素得到確認(rèn)，為事故的處理提供證據(jù)。第二，出入口控制系統(tǒng)。對(duì)建筑物的出入口進(jìn)行控制，就是利用電子鎖或者是門磁開關(guān)這些設(shè)備對(duì)建筑物的人群進(jìn)行控制。將讀卡機(jī)等設(shè)備安裝在建筑物當(dāng)中，使建筑物的進(jìn)入具有一定的權(quán)限性，對(duì)進(jìn)入到建筑物的對(duì)象與建筑物的開放時(shí)間進(jìn)行控制，隨時(shí)掌握人員的出入情況。第三，防盜報(bào)警系統(tǒng)。防盜功能的實(shí)現(xiàn)，是利用各種敏感軟件的安裝實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物內(nèi)部空間的控制，比如說紅外線與震動(dòng)傳感器等等，將其安裝在重要的防盜部位，如果監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)異常，報(bào)警系統(tǒng)可以做出相應(yīng)的反應(yīng)，通過建筑物管理人員對(duì)異常情況進(jìn)行及時(shí)的處理。

篇5

現(xiàn)在我國運(yùn)行的電氣工程自動(dòng)化工程采取的控制系統(tǒng)一般有集中監(jiān)控、DCS（分布式控制）兩種。首先集中控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于，它將全部功能都安置在一個(gè)處理器中，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、維護(hù)以及運(yùn)行等方面都比較簡(jiǎn)單。其劣勢(shì)在于處理器承擔(dān)的任務(wù)量較大；在此控制體系中，隔離器件閉鎖和斷路器聯(lián)鎖是運(yùn)用硬接線進(jìn)行連接，在設(shè)備擴(kuò)容等方面比較困難，其操作難度也比較大。其次DCS系統(tǒng)是在集中控制系統(tǒng)的前提下設(shè)計(jì)并發(fā)展起來的，在現(xiàn)代電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)中獲得較為廣泛的應(yīng)用。其劣勢(shì)在于使用和傳統(tǒng)儀表相似的模擬儀表，減少系統(tǒng)安全可靠性，在維修環(huán)節(jié)也比較困難，各個(gè)設(shè)計(jì)廠家沒有規(guī)范而統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，加重維修的成本，并且其價(jià)格比較高。

1.2電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)還不具備標(biāo)準(zhǔn)化端口

電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)接口到目前為止還沒有統(tǒng)一、完善的標(biāo)準(zhǔn)，這種情況提升工程造價(jià)，阻礙數(shù)據(jù)資源共享的實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)化體系設(shè)計(jì)方案很重要，然而很多企業(yè)沒有規(guī)范的方案，各個(gè)廠家和企業(yè)間硬件和軟件交換數(shù)據(jù)有差異，導(dǎo)致企業(yè)間難以深入的交流和信息交換。同時(shí)電氣工程自動(dòng)化工程控制沒有實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化，難以根據(jù)客戶要求設(shè)計(jì)、建立規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的電氣工程自動(dòng)化工程控制體系。

1.3電氣工程自動(dòng)化工程控制沒有實(shí)現(xiàn)專業(yè)化

在電氣工程自動(dòng)化工程控制設(shè)計(jì)、安裝以及操作等環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員的專業(yè)技術(shù)比較薄弱，需要進(jìn)一步提高。此外我國電氣工程自動(dòng)化工程控制習(xí)題創(chuàng)新能力不足，一般產(chǎn)品屬于中低檔，需要提高其創(chuàng)新能力。

2構(gòu)建電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)策

2.1建立一體化的電氣工程自動(dòng)化工程控制體系

要從各個(gè)環(huán)節(jié)建立起具有一體化的電氣工程自動(dòng)化工程控制體系。首先國家要按照電氣工程自動(dòng)化工程控制體系具有技術(shù)水平和技術(shù)特點(diǎn)，制定統(tǒng)一的產(chǎn)品規(guī)范。其次廠家和企業(yè)要加強(qiáng)交流，從設(shè)備精簡(jiǎn)、調(diào)試與維修以及技術(shù)合理性等多方面向規(guī)范化的方向進(jìn)行制造和生產(chǎn)，讓控制體系更科學(xué)。最后要研發(fā)出新型、操控更方便的一體化控制系統(tǒng)，可以運(yùn)用社會(huì)性質(zhì)和分工外包間的協(xié)作，讓零部件的生產(chǎn)走商業(yè)化生產(chǎn)的路線，促進(jìn)電子工程自動(dòng)化工程控制體系的一體化。

2.2運(yùn)用國際化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)

IEC61850是現(xiàn)在控制系統(tǒng)廠家所認(rèn)可的國際標(biāo)準(zhǔn)，可以參照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)控制體系進(jìn)行研究和開發(fā)。另外可以運(yùn)用微軟公司所制定的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，由于企業(yè)策劃電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)時(shí)，PC系統(tǒng)是連接管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的中間系統(tǒng)，其接口具有標(biāo)注化，能夠保證廠家和企業(yè)間實(shí)施軟件和硬件的數(shù)據(jù)交換，妥善的解決由于通訊而產(chǎn)生的問題。

2.3引進(jìn)和培養(yǎng)電氣工程自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的專業(yè)人才

隨著電氣工程自動(dòng)化工程控制逐漸集成化和高智能化，對(duì)其制造人員、維修人員和安裝人員都具有很高的要求，所以要引進(jìn)和培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)較強(qiáng)的人員。首先企業(yè)要培養(yǎng)具有實(shí)際操作能力的人才，他們要了解和掌握軟件和硬件系統(tǒng)的操作。其次對(duì)安裝人員記性專業(yè)技術(shù)進(jìn)行培訓(xùn)，使之懂得安裝的流程和技術(shù)。最后要更新技術(shù)人員的知識(shí)結(jié)構(gòu)，可以引進(jìn)人才，通過引進(jìn)人才的“傳幫帶”，培養(yǎng)新人，促進(jìn)他們?cè)诰S修和系統(tǒng)保養(yǎng)等方面的學(xué)習(xí)，提高工程系統(tǒng)安全可靠性。

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PROFIBUS-DP組態(tài)非常的靈活，在一條總線中，既可以有一個(gè)主站，也可以有多個(gè)主站，根據(jù)在總線中的功能不同，總線中的設(shè)備可以分為三類。一類總線主站（DPM1），DPM1是整個(gè)總線通信的控制器，在本案例中，PLC-300作為一類總線主站；除了一類主站，還有二類主站（DPM2），二類主站一般運(yùn)行組態(tài)軟件，屬于操作設(shè)備，在PROFIBUS-DP中，一般采用工控機(jī)作為DPM2，通過工控機(jī)提供的人機(jī)界面，用戶可以設(shè)置、監(jiān)測(cè)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行；在PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線中，數(shù)量眾多的是DP從站，這些設(shè)備一方面可以將自身采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到主站，另一方面也可以從主站接收信息以完成相應(yīng)的控制，在本案例的無縫鋼管生產(chǎn)線種類和數(shù)量都很多，主要有直流驅(qū)動(dòng)器、S7-200PLC以及遠(yuǎn)程I/O設(shè)備等。

二、某公司無縫熱軋鋼管自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成

2.1無縫鋼管自動(dòng)化生產(chǎn)控制系統(tǒng)組成整個(gè)無縫鋼管自動(dòng)化生產(chǎn)線上的設(shè)備由一條PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線相連，所有連接該總線的設(shè)備都需要有PROFIBUS-DP總線電氣相兼容的通信接口，具有這樣通信接口的設(shè)備分散在整個(gè)生產(chǎn)車間，在無縫鋼管自動(dòng)化生產(chǎn)線上的傳感器、控制儀表以及電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備所需接收和發(fā)送的信息量較少，但為了達(dá)到對(duì)整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的精準(zhǔn)控制，在生產(chǎn)時(shí)，對(duì)通信的實(shí)時(shí)性要求較高。

從無縫鋼管自動(dòng)化生產(chǎn)控制系統(tǒng)圖可以看出，整條總線的控制由一臺(tái)S7-300PLC完成，S7-300PLC作為整條PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線控制中心，是總線中的DPM1，在運(yùn)行中，S7-300PLC以一定格式的報(bào)文形式與總線中的眾多從設(shè)備交換信息。工控機(jī)是PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線中的二類主站（DPM1），通過配備專門的PROFIBUS-DP總線適配卡與總線相連，工控機(jī)上運(yùn)行WINCC過程監(jiān)視軟件，該軟件具有良好的開放性和靈活性，完全能夠勝任整個(gè)無縫鋼管生產(chǎn)線上各設(shè)備的監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置。無縫鋼管生產(chǎn)線上的設(shè)備種類很多，根據(jù)不同種類設(shè)備的特點(diǎn)，采取了不同的方式接入到總線，其中一些簡(jiǎn)單的I/O設(shè)備，通過接入西門子ET200與總線相連，這類設(shè)備數(shù)量眾多，主要分布在矯直機(jī)組區(qū)、軋輥機(jī)區(qū)、穿孔機(jī)組區(qū)以及加熱爐區(qū)；各種主傳動(dòng)電機(jī)通過西門子的全數(shù)字直流調(diào)速裝置6RA70與總線相連；軋輥的位置控制則由S7-200PLC完成，S7-200PLC通過擴(kuò)展模塊EM277與PROFIBUS-DP總線相連。

2.2上位機(jī)軟件功能借助工控機(jī)上的WINCC過程監(jiān)視軟件實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的組態(tài)以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控，上位機(jī)軟件主要實(shí)現(xiàn)如下功能：

（1）對(duì)生產(chǎn)線的監(jiān)控：在組態(tài)成功后，工控機(jī)能夠?qū)崟r(shí)獲取到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，借助這些從系統(tǒng)中獲取的數(shù)據(jù)就可以很容易完成各種可視化的實(shí)時(shí)模擬界面，通過這些可視化的模擬界面，管理人員就可以很容易知道整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況。由于需要監(jiān)控的設(shè)備眾多，為了能夠更清晰了解各區(qū)生產(chǎn)的細(xì)節(jié)，制作了多個(gè)實(shí)時(shí)界面，例如為了監(jiān)控穿孔輥的位置以及設(shè)置相關(guān)的參數(shù)，制作一個(gè)專門操作界面，借助該界面，用戶可以看到無縫鋼管生產(chǎn)線穿孔的生產(chǎn)過程，在出現(xiàn)問題時(shí)，用戶也可以借助界面上的按鈕操作完成急停等操作。

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通常而言，在電氣工程自動(dòng)化控制達(dá)到智能化目的之前往往需要建立相應(yīng)的模型，除此之外，在模型建立的時(shí)候還需要綜合考慮到很多會(huì)直接或者間接影響模型的參數(shù)。鑒于此，通過模型來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制歸納的說就是通過相關(guān)的動(dòng)態(tài)方程來控制和反饋數(shù)據(jù)的，但是通過這種方式是無法保證在數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠陂g不出現(xiàn)意外狀況來影響數(shù)據(jù)的傳輸以及反饋，這樣一來數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性就無法得到保證了，使得理論結(jié)果與現(xiàn)實(shí)實(shí)踐之間出現(xiàn)偏差也就不足為奇了，這會(huì)導(dǎo)致電氣工程自動(dòng)化控制的工作效率大大的降低。然而我們通過實(shí)踐得出，引入智能化技術(shù)能夠非常有效的跳過設(shè)計(jì)與建立模型這一環(huán)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的自動(dòng)化，從根本上降低了出現(xiàn)上述情況的可能性和風(fēng)險(xiǎn)，在很大程度上避免了那些不可控制的客觀因素發(fā)生，提高了控制器的精確度和自動(dòng)化的控制效率。

1.2確保電氣工程自動(dòng)化控制的統(tǒng)一。

傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制器一般地說都是就某個(gè)模型對(duì)象來加以控制的，事實(shí)證明，這種方式對(duì)于單個(gè)的模型控制效果良好，但是無法統(tǒng)一而全面的控制電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)，這樣一來就極易造成不同的模型之間各不相同。然而智能化電氣工程的自動(dòng)化控制就可以有效避免模型設(shè)計(jì)的這一環(huán)節(jié)，因此無法控制模型的復(fù)雜性這一問題就不復(fù)存在了，這不管是對(duì)于指定的對(duì)象或者非指定對(duì)象都能夠保證控制上的一致性，從根本上確保了電氣工程自動(dòng)化控制的統(tǒng)一，這樣一來不僅大大提高了自動(dòng)化控制器的工作效率，工作質(zhì)量也得到了質(zhì)的提高。

1.3有效控制了電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)。

前面已經(jīng)講到，智能化技術(shù)能夠控制和反饋對(duì)電氣工程中所有設(shè)備的數(shù)據(jù)，與此同時(shí)還能夠有效根據(jù)響應(yīng)時(shí)間、下降時(shí)間和魯棒性變化等參數(shù)來對(duì)電氣工程自動(dòng)化的控制程度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，這樣一來就可以節(jié)省了重新建立模型的時(shí)間，另外還可以在第一時(shí)間來處理因客觀因素以及預(yù)警自動(dòng)化控制過程中所造成的錯(cuò)誤。這樣及時(shí)的處理和高效的警惕大大降低了風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)省了很多的人力物力財(cái)力的消耗，從而更好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的有效控制。

2、智能化技術(shù)的有效應(yīng)用

就目前而言，智能化技術(shù)在電氣工程中主要應(yīng)用表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。

2.1模糊邏輯與控制。

一般地說，電氣工程的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中都會(huì)含有一定數(shù)量的模糊控制器，它能很好的代替PID控制器。就目前而言，模糊邏輯的控制主要有M型與S型兩種應(yīng)用類型，但是有一點(diǎn)需要強(qiáng)調(diào)的是，這兩種控制器都有各自的規(guī)則庫，又可以叫做ifthem的模糊規(guī)則集。其中S型控制器的規(guī)則為if。X是G，y是H，則W=f(X,Y)，這里所說的G與H指的都是模糊集，下面分別對(duì)這兩種應(yīng)用類型進(jìn)行介紹。M型控制器主要由模糊化、知識(shí)庫、推理機(jī)與反模糊化這四大部分所共同構(gòu)成，主要用于實(shí)現(xiàn)變量的測(cè)量、量化、模糊化的目的，其隸屬函數(shù)的形式也是多種多樣的；知識(shí)庫主要是由語言控制的數(shù)據(jù)庫與規(guī)則庫兩個(gè)部分，其開發(fā)方式是將專家知識(shí)與經(jīng)歷置于控制及應(yīng)用目標(biāo)上。值得注意的是，在建模的過程中，一定要使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的推理機(jī)與模糊控制器對(duì)其加以操作；推理機(jī)同樣也是模糊控制器中不可或缺的重要組成部分，它能夠很好地模仿人類決策與推理模糊控制行為；反模糊化主要用來量化與反模糊化，它包括的技術(shù)種類也比較多，其中應(yīng)用得最為廣泛的當(dāng)屬中間平均技術(shù)與最大化的反模糊化這兩種了。

2.2優(yōu)化設(shè)計(jì)與診斷故障。

在過去的很長(zhǎng)一段時(shí)間里，設(shè)計(jì)產(chǎn)品通常都是依靠實(shí)驗(yàn)或者傳統(tǒng)手工檢驗(yàn)來完成，通過這種方式所得方案往往不是最優(yōu)方案。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的蓬勃發(fā)展以及在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，越來越多的電氣工程產(chǎn)品開始更多的選擇使用CAD來進(jìn)行設(shè)計(jì)。這樣大大減短了產(chǎn)品的開發(fā)周期，如果在這個(gè)過程中很好地滲透智能化技術(shù)，可謂是如虎添翼，使其設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率得到大大的提升，專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就是一個(gè)典型案例。不僅如此，智能化技術(shù)在優(yōu)化設(shè)計(jì)還體現(xiàn)在遺傳算法方面。眾所周知，遺傳算法是當(dāng)前全世界范圍內(nèi)比較先進(jìn)的計(jì)算法，其最大的優(yōu)勢(shì)之處在于計(jì)算精度高，因此在電氣工程中得到了親睞，而且在其中也起到了極其重要的作用。除此之外，故障和它的預(yù)兆在電氣工程中的關(guān)系是錯(cuò)綜復(fù)雜的，具有不確定與非線性的特點(diǎn)，這給我們的判斷帶來很大的困擾。

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一、引言

信息時(shí)代的高新技術(shù)流向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，引起后者的深刻變革。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機(jī)械工業(yè)，在這場(chǎng)新技術(shù)革命沖擊下，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了質(zhì)的躍變，微電子技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展使信息、智能與機(jī)械裝置和動(dòng)力設(shè)備相結(jié)合，促使機(jī)械工業(yè)開始了一場(chǎng)大規(guī)模的機(jī)電一體化技術(shù)革命。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子電力技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，各先進(jìn)國家的機(jī)電一體化產(chǎn)品層出不窮。機(jī)床、汽車、儀表、家用電器、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、冶金機(jī)械、化工機(jī)械以及工業(yè)機(jī)器人、智能機(jī)器人等許多門類產(chǎn)品每年都有新的進(jìn)展。機(jī)電一體化技術(shù)已越來越受到各方面的關(guān)注，它在改善人民生活、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力等方面起著極大的作用。

在機(jī)電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的同時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)作為其關(guān)鍵組成部分，也得到前所未有的大發(fā)展，國內(nèi)外各個(gè)廠家相繼推出運(yùn)動(dòng)控制的新技術(shù)、新產(chǎn)品。本文主要介紹了全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)（FullClosedACServo）、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)（LinearMotorDriving）、可編程序計(jì)算機(jī)控制器（ProgrammableComputerController，PCC）和運(yùn)動(dòng)控制卡（MotionControllingBoard）等幾項(xiàng)具有代表性的新技術(shù)。

二、全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)

在一些定位精度或動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求比較高的機(jī)電一體化產(chǎn)品中，交流伺服系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，其中數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)更符合數(shù)字化控制模式的潮流，而且調(diào)試、使用十分簡(jiǎn)單，因而被受青睞。這種伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器采用了先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理器（DigitalSignalProcessor,DSP），可以對(duì)電機(jī)軸后端部的光電編碼器進(jìn)行位置采樣，在驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)之間構(gòu)成位置和速度的閉環(huán)控制系統(tǒng)，并充分發(fā)揮DSP的高速運(yùn)算能力，自動(dòng)完成整個(gè)伺服系統(tǒng)的增益調(diào)節(jié)，甚至可以跟蹤負(fù)載變化，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)增益；有的驅(qū)動(dòng)器還具有快速傅立葉變換（FFT）的功能，測(cè)算出設(shè)備的機(jī)械共振點(diǎn)，并通過陷波濾波方式消除機(jī)械共振。

一般情況下，這種數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)大多工作在半閉環(huán)的控制方式，即伺服電機(jī)上的編碼器反饋既作速度環(huán)，也作位置環(huán)。這種控制方式對(duì)于傳動(dòng)鏈上的間隙及誤差不能克服或補(bǔ)償。為了獲得更高的控制精度，應(yīng)在最終的運(yùn)動(dòng)部分安裝高精度的檢測(cè)元件（如：光柵尺、光電編碼器等），即實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制。比較傳統(tǒng)的全閉環(huán)控制方法是：伺服系統(tǒng)只接受速度指令，完成速度環(huán)的控制，位置環(huán)的控制由上位控制器來完成（大多數(shù)全閉環(huán)的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)就是這樣）。這樣大大增加了上位控制器的難度，也限制了伺服系統(tǒng)的推廣。目前，國外已出現(xiàn)了一種更完善、可以實(shí)現(xiàn)更高精度的全閉環(huán)數(shù)字式伺服系統(tǒng)，使得高精度自動(dòng)化設(shè)備的實(shí)現(xiàn)更為容易。

該系統(tǒng)克服了上述半閉環(huán)控制系統(tǒng)的缺陷，伺服驅(qū)動(dòng)器可以直接采樣裝在最后一級(jí)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的位置反饋元件(如光柵尺、磁柵尺、旋轉(zhuǎn)編碼器等)，作為位置環(huán)，而電機(jī)上的編碼器反饋此時(shí)僅作為速度環(huán)。這樣伺服系統(tǒng)就可以消除機(jī)械傳動(dòng)上存在的間隙（如齒輪間隙、絲杠間隙等），補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)件的制造誤差（如絲杠螺距誤差等），實(shí)現(xiàn)真正的全閉環(huán)位置控制功能，獲得較高的定位精度。而且這種全閉環(huán)控制均由伺服驅(qū)動(dòng)器來完成，無需增加上位控制器的負(fù)擔(dān)，因而越來越多的行業(yè)在其自動(dòng)化設(shè)備的改造和研制中，開始采用這種伺服系統(tǒng)。

三、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)

直線電機(jī)在機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用，近幾年來已在世界機(jī)床行業(yè)得到重視，并在西歐工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)掀起"直線電機(jī)熱"。

在機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，采用直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)與原旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳動(dòng)的最大區(qū)別是取消了從電機(jī)到工作臺(tái)（拖板）之間的機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，把機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零，因而這種傳動(dòng)方式又被稱為"零傳動(dòng)"。正是由于這種"零傳動(dòng)"方式，帶來了原旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式無法達(dá)到的性能指標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。

1.高速響應(yīng)由于系統(tǒng)中直接取消了一些響應(yīng)時(shí)間常數(shù)較大的機(jī)械傳動(dòng)件（如絲杠等），使整個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能大大提高，反應(yīng)異常靈敏快捷。

2.精度直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取消了由于絲杠等機(jī)械機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的傳動(dòng)間隙和誤差，減少了插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)時(shí)因傳動(dòng)系統(tǒng)滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測(cè)反饋控制，即可大大提高機(jī)床的定位精度。

3.動(dòng)剛度高由于"直接驅(qū)動(dòng)"，避免了啟動(dòng)、變速和換向時(shí)因中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運(yùn)動(dòng)滯后現(xiàn)象，同時(shí)也提高了其傳動(dòng)剛度。

4.速度快、加減速過程短由于直線電動(dòng)機(jī)最早主要用于磁懸浮列車（時(shí)速可達(dá)500Km/h），所以用在機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)中，要滿足其超高速切削的最大進(jìn)個(gè)速度（要求達(dá)60～100M/min或更高）當(dāng)然是沒有問題的。也由于上述"零傳動(dòng)"的高速響應(yīng)性，使其加減速過程大大縮短。以實(shí)現(xiàn)起動(dòng)時(shí)瞬間達(dá)到高速，高速運(yùn)行時(shí)又能瞬間準(zhǔn)停?？色@得較高的加速度，一般可達(dá)2～10g（g=9.8m/s2），而滾珠絲杠傳動(dòng)的最大加速度一般只有0.1～0.5g。

5.行程長(zhǎng)度不受限制在導(dǎo)軌上通過串聯(lián)直線電機(jī)，就可以無限延長(zhǎng)其行程長(zhǎng)度。

6.運(yùn)動(dòng)動(dòng)安靜、噪音低由于取消了傳動(dòng)絲杠等部件的機(jī)械摩擦，且導(dǎo)軌又可采用滾動(dòng)導(dǎo)軌或磁墊懸浮導(dǎo)軌（無機(jī)械接觸），其運(yùn)動(dòng)時(shí)噪音將大大降低。

7.效率高由于無中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，消除了機(jī)械摩擦?xí)r的能量損耗，傳動(dòng)效率大大提高。

直線傳動(dòng)電機(jī)的發(fā)展也越來越快，在運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)中倍受重視。在國外工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制相對(duì)發(fā)達(dá)的國家已開始推廣使用相應(yīng)的產(chǎn)品，其中美國科爾摩根公司（Kollmorgen）的PLATINNMDDL系列直線電機(jī)和SERVOSTARCD系列數(shù)字伺服放大器構(gòu)成一種典型的直線永磁伺服系統(tǒng)，它能提供很高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和加速度、極高的剛度、較高的定位精度和平滑的無差運(yùn)動(dòng)；德國西門子公司、日本三井精機(jī)公司、臺(tái)灣上銀科技公司等也開始在其產(chǎn)品中應(yīng)用直線電機(jī)。

四、可編程計(jì)算機(jī)控制器技術(shù)

自20世紀(jì)60年代末美國第一臺(tái)可編程序控制器（ProgrammingLogical Controller，PLC）問世以來，PLC控制技術(shù)已走過了30年的發(fā)展歷程，尤其是隨著近代計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，它已在軟硬件技術(shù)方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)走出了當(dāng)初的"順序控制"的雛形階段。可編程計(jì)算機(jī)控制器（PCC）就是代表這一發(fā)展趨勢(shì)的新一代可編程控制器。

與傳統(tǒng)的PLC相比較，PCC最大的特點(diǎn)在于它類似于大型計(jì)算機(jī)的分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)和多樣化的應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的PLC大多采用單任務(wù)的時(shí)鐘掃描或監(jiān)控程序來處理程序本身的邏輯運(yùn)算指令和外部的I/O通道的狀態(tài)采集與刷新。這樣處理方式直接導(dǎo)致了PLC的"控制速度"依賴于應(yīng)用程序的大小，這一結(jié)果無疑是同I/O通道中高實(shí)時(shí)性的控制要求相違背的。PCC的系統(tǒng)軟件完美地解決了這一問題，它采用分時(shí)多任務(wù)機(jī)制構(gòu)筑其應(yīng)用軟件的運(yùn)行平臺(tái)，這樣應(yīng)用程序的運(yùn)行周期則與程序長(zhǎng)短無關(guān)，而是由操作系統(tǒng)的循環(huán)周期決定。由此，它將應(yīng)用程序的掃描周期同外部的控制周期區(qū)別開來，滿足了實(shí)時(shí)控制的要求。當(dāng)然，這種控制周期可以在CPU運(yùn)算能力允許的前提下，按照用戶的實(shí)際要求，任意修改。

基于這樣的操作系統(tǒng)，PCC的應(yīng)用程序由多任務(wù)模塊構(gòu)成，給工程項(xiàng)目應(yīng)用軟件的開發(fā)帶來很大的便利。因?yàn)檫@樣可以方便地按照控制項(xiàng)目中各部分不同的功能要求，如運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集、報(bào)警、PID調(diào)節(jié)運(yùn)算、通信控制等，分別編制出控制程序模塊（任務(wù)），這些模塊既獨(dú)立運(yùn)行，數(shù)據(jù)間又保持一定的相互關(guān)聯(lián)，這些模塊經(jīng)過分步驟的獨(dú)立編制和調(diào)試之后，可一同下載至PCC的CPU中，在多任務(wù)操作系統(tǒng)的調(diào)度管理下并行運(yùn)行，共同實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的控制要求。

PCC在工業(yè)控制中強(qiáng)大的功能優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)了可編程控制器與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及DCS（分布式工業(yè)控制系統(tǒng)）技術(shù)互相融合的發(fā)展潮流，雖然這還是一項(xiàng)較為年輕的技術(shù)，但在其越來越多的應(yīng)用領(lǐng)域中，它正日益顯示出不可低估的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

五、運(yùn)動(dòng)控制卡

運(yùn)動(dòng)控制卡是一種基于工業(yè)PC機(jī)、用于各種運(yùn)動(dòng)控制場(chǎng)合（包括位移、速度、加速度等）的上位控制單元。它的出現(xiàn)主要是因?yàn)椋海?）為了滿足新型數(shù)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、柔性、開放性等要求；（2）在各種工業(yè)設(shè)備（如包裝機(jī)械、印刷機(jī)械等）、國防裝備（如跟蹤定位系統(tǒng)等）、智能醫(yī)療裝置等設(shè)備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)研制和改造中，急需一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制模塊的硬件平臺(tái)；（3）PC機(jī)在各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的廣泛應(yīng)用，也促使配備相應(yīng)的控制卡以充分發(fā)揮PC機(jī)的強(qiáng)大功能。

運(yùn)動(dòng)控制卡通常采用專業(yè)運(yùn)動(dòng)控制芯片或高速DSP作為運(yùn)動(dòng)控制核心，大多用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。一般地，運(yùn)動(dòng)控制卡與PC機(jī)構(gòu)成主從式控制結(jié)構(gòu)：PC機(jī)負(fù)責(zé)人機(jī)交互界面的管理和控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控等方面的工作（例如鍵盤和鼠標(biāo)的管理、系統(tǒng)狀態(tài)的顯示、運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃、控制指令的發(fā)送、外部信號(hào)的監(jiān)控等等）；控制卡完成運(yùn)動(dòng)控制的所有細(xì)節(jié)（包括脈沖和方向信號(hào)的輸出、自動(dòng)升降速的處理、原點(diǎn)和限位等信號(hào)的檢測(cè)等等）。運(yùn)動(dòng)控制卡都配有開放的函數(shù)庫供用戶在DOS或Windows系統(tǒng)平臺(tái)下自行開發(fā)、構(gòu)造所需的控制系統(tǒng)。因而這種結(jié)構(gòu)開放的運(yùn)動(dòng)控制卡能夠廣泛地應(yīng)用于制造業(yè)中設(shè)備自動(dòng)化的各個(gè)領(lǐng)域。

篇9

目前日益流行的智能建筑(inteuigentbuidings)是建筑技術(shù)與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是信息社會(huì)的需要，也是未來建筑發(fā)展的方向。智能建筑主要由樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(buidingautomationsystem，縮寫為bas)、通信自動(dòng)化系統(tǒng)(cas)和辦公自動(dòng)化系統(tǒng)(oas)三大系統(tǒng)組成。其中，樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)是智能建筑中最基本和最重要的組成部分。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)構(gòu)建的高度自動(dòng)化的綜合管理和控制系統(tǒng)，將大樓內(nèi)部各種設(shè)備連接到一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)上，通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行綜合的控制，這些設(shè)備包括空調(diào)、照明設(shè)備、電梯、消防設(shè)備、安防設(shè)備等等。它確保建筑物內(nèi)的舒適和安全的辦公環(huán)境，同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的要求。

2現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)fcs的出現(xiàn)以及在樓宇自控中的應(yīng)用

上個(gè)世紀(jì)七八十年代，伴隨著計(jì)算機(jī)可靠性提高，價(jià)格大幅下降，出現(xiàn)了由多個(gè)計(jì)算機(jī)遞階構(gòu)成的集中、分散相結(jié)合的分布式控制系統(tǒng)(distributedcontrolsystem，簡(jiǎn)稱dcs)。dcs是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的一種綜合控制系統(tǒng)。它的測(cè)量變送儀表一般是模擬儀表，因此它屬于一種模擬數(shù)字混合控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)較以前的各種控制系統(tǒng)有了較大的進(jìn)步。dcs在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，也開始應(yīng)用到樓宇自動(dòng)化控制領(lǐng)域。但是dcs存在如下一些缺點(diǎn)：

(1)安裝費(fèi)用高。采用一臺(tái)儀表、一對(duì)傳輸線的接線方式，導(dǎo)致接線龐雜、工程周期長(zhǎng)、安裝費(fèi)用高、維護(hù)困難；

(2)可靠性差。模擬信號(hào)傳輸精度低，而且抗干擾性差；

(3)系統(tǒng)封閉。各廠家的產(chǎn)品自成系統(tǒng)，系統(tǒng)封閉、不開放，難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的互換與互操作以及組成更大范圍的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

上個(gè)世紀(jì)90年代以來，隨著控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了基于現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)(fcs)，fcs克服了dcs的缺點(diǎn)，它是一種全數(shù)字化的、全分散的、全開放、可互操作和開放式互連的新一代控制系統(tǒng)。目前，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)已經(jīng)成為自動(dòng)化技術(shù)中的一個(gè)熱點(diǎn)，備受國內(nèi)外自動(dòng)化設(shè)備制造商與用戶的關(guān)注。fcs極大地簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)繁瑣且技術(shù)含量較低的布線工作量，使其系統(tǒng)檢測(cè)和控制單元的分布更趨合理。與傳統(tǒng)的dcs(分布式控制系統(tǒng))相比，fcs具有可靠性高、可維護(hù)性好、成本低、實(shí)時(shí)性好、實(shí)現(xiàn)了控制管理一體化的結(jié)構(gòu)體系等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)場(chǎng)總線的出現(xiàn)，為工業(yè)自動(dòng)化帶來了一場(chǎng)深層次的革命，從而開創(chuàng)了工業(yè)自動(dòng)控制的新紀(jì)元，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。鑒于fcs的許多優(yōu)點(diǎn)，控制專家們紛紛預(yù)言“fcs將取代dcs成為2l世紀(jì)控制系統(tǒng)的主流?！爆F(xiàn)在，fcs已經(jīng)被應(yīng)用到樓宇自動(dòng)化控制領(lǐng)域。

2．1應(yīng)用于樓字自動(dòng)化領(lǐng)域的幾種現(xiàn)場(chǎng)總線

由于誘人的市場(chǎng)商機(jī)和不同的應(yīng)用領(lǐng)域的存在，世界一些大公司或公司聯(lián)盟紛紛提出自己的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國際上有40種宣稱為開放型的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。這些協(xié)議根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(iso)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開放式互連系統(tǒng)的osi參考模型來制定的。大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線只是用其中的一、二和七層協(xié)議。于是現(xiàn)場(chǎng)總線呈現(xiàn)雜亂紛呈的局面。在這些現(xiàn)場(chǎng)總線中不乏優(yōu)異的現(xiàn)場(chǎng)總線，如can、modbus、profibus、lonworks、bacnet、devicenet等等。其中l(wèi)onworks、bacnet、can、eib等現(xiàn)場(chǎng)總線在樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域獲得了、較廣泛的應(yīng)用。盡管基于現(xiàn)場(chǎng)總線的fcs克服了dcs的許多缺點(diǎn)，但還是有一些不如人意的地方，最明顯的缺點(diǎn)：多種現(xiàn)場(chǎng)總線并存而互不兼容，導(dǎo)致fcs的可互操作性只能在同一種現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。后面將對(duì)fcs的缺點(diǎn)做進(jìn)一步說明。

(1)lonworks

美國echelon公司1991年推出了lon(local0penationnetworks)技術(shù)，又稱lonworks技術(shù)。它得到了眾多計(jì)算機(jī)廠家、系統(tǒng)集成商、儀器儀表以及軟件公司的大力支持，已經(jīng)在樓宇自動(dòng)化、工業(yè)自動(dòng)化、電力系統(tǒng)供配、消防監(jiān)控、停車場(chǎng)管理等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。具體地說lonworks具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活、組網(wǎng)方便。它支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问?，包括總線型、星型、樹型、自由拓?fù)湫偷?，這樣可適應(yīng)復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，方便現(xiàn)場(chǎng)布線；

②支持多種傳輸介質(zhì)。包括雙絞線、同軸電纜、電力線、光纖、無線射頻等；兩種傳輸速率：78bps和1．25mbps，最大傳輸距離由網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问胶蛡鬏斀橘|(zhì)決定，一般可從500m到2700m?？山尤说墓?jié)點(diǎn)最多為32385個(gè)；

③完善的玨發(fā)工具。提供完善的系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，采用開放的neuronc語言，它是ansic語言的擴(kuò)展；

④無主的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。lonworks網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的地位相同，網(wǎng)絡(luò)管理可設(shè)在任一節(jié)點(diǎn)處，并可安裝多個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理器；

⑤開發(fā)lonworks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間較短，也易于維護(hù)。lonworks采用的lontalk協(xié)議固化在echelon公司的neuron芯片中，這樣可以節(jié)省開發(fā)lonworks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間，也方便維護(hù)。

同其它現(xiàn)場(chǎng)總線一樣，lonworks也有自身的缺點(diǎn)。首先，lonworks的實(shí)時(shí)性、處理大量數(shù)據(jù)的能力有些欠缺；其次，由于lonworks依賴于echelon公司的neuron芯片，所以它的完全開放性也受到一些質(zhì)疑。盡管lonworks存在一些不足，但是lonworks的fcs還在樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。世界上有2萬多家oem廠商生產(chǎn)lonworks相關(guān)產(chǎn)品，其中種類已達(dá)3500多種。目前世界上已安裝有500多萬個(gè)lonworks節(jié)點(diǎn)，lont~k協(xié)議也被接納為歐洲centc247、centc205的一部分。自1996年以來，lonworks也開始在國內(nèi)獲得大量的應(yīng)用。在建設(shè)部的支持下，國內(nèi)一些研究所和企業(yè)開始陸續(xù)開發(fā)出基于lonworks的樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)，并在一些新建智能大廈和建設(shè)部智能化小區(qū)試點(diǎn)工程中得到應(yīng)用。

(2)bacnet

bacnet是作為世界上第一個(gè)樓宇自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。它代表了智能建筑發(fā)展的主流趨勢(shì)。bacnet不是軟件或硬件，也不是固件，嚴(yán)格地說，bacnet并不是現(xiàn)場(chǎng)總線，而是一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，即通信規(guī)則。為不同商家產(chǎn)品的系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交流提供平臺(tái)和支持。bacnet詳細(xì)闡述了系統(tǒng)組成單元相互分享數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)的途徑、使用的通信介質(zhì)、可以使用的功能以及信息如何翻譯的全部規(guī)則。bacnet采用了etherent、arcnet、ms／tp、ptp、lontalk五種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行通信?？筛鶕?jù)系統(tǒng)通信是和通信速度選擇不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。相對(duì)其它現(xiàn)場(chǎng)總線，bacnet標(biāo)準(zhǔn)最大的優(yōu)點(diǎn)是可以與etherent、lonworks等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無縫集成。不過bacnet主要為解決不同廠家的樓宇自控系統(tǒng)相互間的通訊問題設(shè)計(jì)，并不太適用于智能傳感器、執(zhí)行器等末端設(shè)備。bacnet標(biāo)準(zhǔn)已在全球得到了廣泛的應(yīng)用，全球生產(chǎn)和經(jīng)營樓宇設(shè)備和樓宇自控設(shè)備的主要廠商均支持bacnet標(biāo)準(zhǔn)。bacnet在不到10年的時(shí)間內(nèi)就從一個(gè)行業(yè)學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)迅速成為樓宇自控領(lǐng)域中唯一的iso標(biāo)準(zhǔn)。雖然我國是wto和iso成員國，但是bacnet在我國建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍還是相對(duì)較小，而且在工程中采用的bacnet產(chǎn)品和技術(shù)也基本上全部是從國外引進(jìn)的，還沒有真正意義上的國產(chǎn)化bacnet相關(guān)產(chǎn)品。

(3)can

can總線最初是德國bosch公司為汽車監(jiān)控控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出的，現(xiàn)在它已經(jīng)成為一種國際標(biāo)準(zhǔn)，在電力、石化、空調(diào)、建筑等行業(yè)均有應(yīng)用。can具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①采用8字節(jié)的短幀傳送，故傳輸時(shí)間短、抗干擾性強(qiáng)：

②具有多種錯(cuò)誤校驗(yàn)方式，形成強(qiáng)大的差錯(cuò)控制能力。而且在嚴(yán)重錯(cuò)誤的情況下，節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)離線，避免影響總線上其它節(jié)點(diǎn)；

③采用無損壞的仲裁技術(shù)；

4can芯片不但價(jià)格低而且供應(yīng)商多。

can缺點(diǎn)是：can總線上最多可掛接110個(gè)節(jié)點(diǎn)，這不完全能滿足整個(gè)智能建筑的需要。不過可以通過利用中繼器進(jìn)行擴(kuò)展，相對(duì)其它一些現(xiàn)場(chǎng)總線，can總線技術(shù)比較簡(jiǎn)單，can相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)費(fèi)用也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)費(fèi)用。因此，很早國內(nèi)就有一些企業(yè)推出了基于can總線的樓宇自控的相關(guān)產(chǎn)品。如獅島、索龍集團(tuán)開發(fā)出了$2000樓宇自控系統(tǒng)。

(4)eib

eib是歐洲安裝總線(europeaninstallationbus)的縮寫。它在1990年被提出，經(jīng)過十多年的發(fā)展，成為歐洲最有影響的建筑智能化現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，在歐洲得到了進(jìn)300家廠商的支持。1999年eib被引進(jìn)中國的智能化建筑領(lǐng)域，并在上海同濟(jì)大學(xué)建立了eib認(rèn)證技術(shù)培訓(xùn)中心。在短短的幾年里，國內(nèi)的會(huì)展中心、博物館、辦公大樓、別墅等場(chǎng)所的燈光、窗簾、空調(diào)等控制和安防系統(tǒng)方面獲得了廣泛應(yīng)用，如廈門國際會(huì)展中心、大連國貿(mào)中心、浙江人民大會(huì)堂等。國內(nèi)的eib項(xiàng)目基本上被abb公司和simens公司所壟斷。

3以太網(wǎng)開始進(jìn)入樓宇自控領(lǐng)域

以太網(wǎng)發(fā)展至今已有20年歷程，作為局域網(wǎng)組網(wǎng)的主要技術(shù)，以其簡(jiǎn)單、價(jià)廉、高帶寬、維護(hù)方便以及不斷發(fā)展等優(yōu)點(diǎn)一直在局域網(wǎng)領(lǐng)域中牢牢占據(jù)著統(tǒng)治地位。近年來，以太網(wǎng)技術(shù)獲得了快速地發(fā)展。交換型和全雙功以太網(wǎng)的出現(xiàn)，克服了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的共享公共傳輸媒體和半雙功傳輸?shù)娜觞c(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了站點(diǎn)獨(dú)占傳輸媒體并同時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)，也減少了網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)碰撞。以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)不斷更新和擴(kuò)展，目前的以太網(wǎng)不僅在物理層(包括拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸速率、傳輸媒體)，并且在數(shù)據(jù)鏈路層與原來的傳統(tǒng)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)有了很大的進(jìn)步，以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)系列已擴(kuò)展成20余個(gè)?，F(xiàn)在已太網(wǎng)不但由局域網(wǎng)向著接入網(wǎng)和城域網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)展，同時(shí)開始進(jìn)入工業(yè)控制和樓宇自控領(lǐng)域。新的ieee802．3af標(biāo)準(zhǔn)開始對(duì)以太網(wǎng)供電作出了規(guī)定，它消除了以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)控制領(lǐng)域的一個(gè)嚴(yán)重障礙。目前，3com、華為、dlink等公司開始提供符合ieee802．3af標(biāo)準(zhǔn)的交換機(jī)產(chǎn)品。另外，一些現(xiàn)場(chǎng)總線的協(xié)會(huì)或組織也開始提出基于其現(xiàn)場(chǎng)總線的開放式以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，即工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，如odva(開放devicenet供貨商協(xié)會(huì))和ci(contolnet國際組織)的ethernet／ip標(biāo)準(zhǔn)、ff(現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì))的hse(hig}lspeedethemet，高速以太網(wǎng))、profibus國際組織的profinet。支持這些工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的交換機(jī)、網(wǎng)卡等產(chǎn)品也開始出現(xiàn)，如moxa公司的eds-508系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)(支持ethernet／ip)、北京航天華輝自動(dòng)化技術(shù)有限公司的anybus-sio／100m(支持ethemet／ip和modbus／tcp)等。美國vdc(venturedevelopmentcorp．)調(diào)查報(bào)告指出，ethemet在工業(yè)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用將越來越廣泛，市場(chǎng)占有率將從2000年的ll％增加到2005年的23％。

伴隨著以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的成功應(yīng)用，以太網(wǎng)技術(shù)也必將越來越多地滲透到樓宇自控領(lǐng)域。目前，以太網(wǎng)多用于基于現(xiàn)場(chǎng)總線的樓宇自控網(wǎng)絡(luò)集成到智能建筑中的信息網(wǎng)(如圖l所示)，在一些新開發(fā)的樓宇自控系統(tǒng)中，以太網(wǎng)直接進(jìn)入了控制層，如北京樓宇自動(dòng)化中心開發(fā)的基于以太網(wǎng)的enc-2001ip智能建筑測(cè)控系統(tǒng)。enc-200lip控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示。一般的空調(diào)、照明等系統(tǒng)通過enc參量控制模塊集成到以太網(wǎng)上；帶有rs232或rs485接口的系統(tǒng)通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換模塊集成到以太網(wǎng)上；ip電話以及ip攝像機(jī)直接連接到以太網(wǎng)上。

在樓宇自控網(wǎng)絡(luò)中采用基于現(xiàn)場(chǎng)總線的fcs的優(yōu)點(diǎn)是：

①可靠性、實(shí)時(shí)性好?，F(xiàn)場(chǎng)總線為工業(yè)控制設(shè)計(jì)

圖1樓宇自控網(wǎng)絡(luò)集成到信息網(wǎng)的，有屏蔽、接地與防爆等措施，同時(shí)其實(shí)時(shí)性也比采用csma／cd的以太網(wǎng)的時(shí)實(shí)性好；

②用戶的投資成本低?，F(xiàn)在，開放的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)已經(jīng)比較成熟，有很多公司提供的相關(guān)產(chǎn)品可供選擇。其缺點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線無縫接人以太網(wǎng)復(fù)雜，當(dāng)多種現(xiàn)場(chǎng)總線共存在一個(gè)系統(tǒng)中時(shí)，集成起來更復(fù)雜，系統(tǒng)的擴(kuò)展性差。

在樓宇自控網(wǎng)絡(luò)中采用以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)了從管理層(信息網(wǎng))到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制層(控制網(wǎng))的“一網(wǎng)到底”，即實(shí)現(xiàn)人們期望的通信協(xié)議的兼容和統(tǒng)一；這樣系統(tǒng)擴(kuò)展起來也比較方便；與智能建筑中其它系統(tǒng)(信息網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)和辦公自動(dòng)化系統(tǒng))集成起來更加容易。其缺點(diǎn)是：首先，目前開發(fā)基于以太網(wǎng)的控制系統(tǒng)產(chǎn)品的難度較大，開發(fā)費(fèi)用和成本相對(duì)還是較高，用戶可以選擇的廠商也很有限，壟斷利潤(rùn)較高，研發(fā)成本還沒有被消化，這些都導(dǎo)致產(chǎn)品價(jià)格過高。其次，以太網(wǎng)的實(shí)時(shí)性、可靠性等方面還有待進(jìn)一步完善。

4結(jié)束語

就目前而言，不管是應(yīng)用在樓宇自控網(wǎng)絡(luò)中的基于現(xiàn)場(chǎng)總線的fcs還是以太網(wǎng)，都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。隨著時(shí)間的推移和技術(shù)的進(jìn)步，它們也必將會(huì)被進(jìn)一步完善。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國目前有從事樓宇自動(dòng)化業(yè)務(wù)的企業(yè)3000家以上，產(chǎn)品供應(yīng)商約3000家。另外，隨著我國紹濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，建筑和社區(qū)的數(shù)字化建設(shè)正在興起，fcs和以太網(wǎng)都必將在樓宇自控領(lǐng)域中獲得更廣泛的應(yīng)用，在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，兩者在競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí)也將繼續(xù)并存。

參考文獻(xiàn)

1郭維均．俞洪．《智能建筑基礎(chǔ)》中國計(jì)量出版社．2001：6

2陳秋良．自動(dòng)控制技術(shù)．《現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)綜述》2001；20

3李光輝．繆希仁．現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及在低壓電器領(lǐng)域中的應(yīng)用．電工技術(shù)雜志，2002

4郝曉弘．馬向華．現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)一新一代控制系統(tǒng)．《工業(yè)控制計(jì)算機(jī)》2001；14

5陽憲惠．《現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及其應(yīng)用》清華大學(xué)出版社,1999

6張振昭．許錦標(biāo)．萬頻．《樓宇智能化技術(shù)》北京機(jī)械工業(yè)出版社。1999

篇10

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(xiàng)，當(dāng)年設(shè)計(jì)，當(dāng)年施工，當(dāng)年竣工并投入運(yùn)行的大型集中供熱中心，該供熱中心設(shè)計(jì)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(xiàng)目的建設(shè)取代了小鍋爐房12個(gè)，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(gè)操作員站、1個(gè)工程師站，鍋爐房公共部分及每臺(tái)鍋爐均設(shè)置了少量重要檢測(cè)點(diǎn)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(tái)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(bào)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(yùn)行試車和設(shè)備檢修期間，仍能夠保證鍋爐的基本運(yùn)行。

計(jì)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(jì)，在運(yùn)行中任何一個(gè)操作員站或任何一條網(wǎng)絡(luò)線出現(xiàn)故障，都不會(huì)影響鍋爐的正常運(yùn)行和操作。而DCS系統(tǒng)用于完成現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)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(chǎng)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(diǎn)

（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(yùn)行；

(6)系統(tǒng)構(gòu)成方便靈活，不僅易于擴(kuò)展，而且維修簡(jiǎn)單；

(7)能與計(jì)算機(jī)和常規(guī)模擬儀表兼容，繼承它們的優(yōu)點(diǎn)。

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(dòng)畫顯示，可以直觀的了解鍋爐及各設(shè)備的運(yùn)行情況，便于正常啟動(dòng)、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(jì)）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(shí)時(shí)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(tái)對(duì)接，這樣可以充分在設(shè)備運(yùn)行期間24小時(shí)對(duì)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(yùn)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(tái)，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(bào)表制作（SCForm軟件）、實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)運(yùn)行記錄報(bào)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(yùn)行的投自動(dòng)功能。根據(jù)室外溫度的變化和每天時(shí)段的不同，計(jì)算機(jī)自動(dòng)改變鍋爐出口水溫的給定值，自動(dòng)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(shí)間，故造成風(fēng)煤比處于動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，導(dǎo)致費(fèi)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(tái)啟動(dòng)后，鍋爐才能投入運(yùn)行；當(dāng)所有循環(huán)泵停機(jī)時(shí)，鍋爐停爐。當(dāng)運(yùn)行鍋爐出口壓力極低或鍋爐水溫極高時(shí)，自動(dòng)停爐聯(lián)鎖。循環(huán)泵及爐排事故停機(jī)時(shí)，聲光報(bào)警。引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、爐排采用變頻調(diào)速，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)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(yùn)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(dòng)化控制難度非常大，也是不現(xiàn)實(shí)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(dòng)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(shí)經(jīng)驗(yàn)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(dòng)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(shí)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(gè)集中控制的地方，在此處，可以實(shí)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(shí)現(xiàn)控制的更加直觀有效。從而擴(kuò)大控制承載功能，為實(shí)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(duì)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(dú)立的進(jìn)行本站一次網(wǎng)供水電動(dòng)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(shí)，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(duì)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(qǐng)，同時(shí)對(duì)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(duì)熱力站控制對(duì)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?？刂啤＊?/p>

目前金泰供熱中心下屬26個(gè)熱力站，將來根據(jù)設(shè)計(jì)承載能力，還有更多的熱力站并入該中心。

完善目前中心對(duì)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(diǎn)工程，根據(jù)試點(diǎn)分站，我們對(duì)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(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用兩臺(tái)冗余的服務(wù)器，兩個(gè)操作員站，一個(gè)管理工作站，一個(gè)工程師站及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、UPS、大屏幕投影儀等。系統(tǒng)運(yùn)行后，兩臺(tái)服務(wù)器一主一備同時(shí)運(yùn)行，實(shí)時(shí)連接所有的RTU站，并時(shí)時(shí)存儲(chǔ)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(duì)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，并使用工業(yè)級(jí)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(diǎn)連接成為一個(gè)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(shí)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(hào)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?cè)诒卷?xiàng)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(jì)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(jì)參數(shù)而建立的原始熱網(wǎng)模型，在安裝、調(diào)試時(shí)，計(jì)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(shí)間。

提供熱網(wǎng)的水壓趨勢(shì)圖，向操作員提供在室外溫度變化、負(fù)荷變化時(shí)，進(jìn)行各種質(zhì)、量調(diào)節(jié)后熱網(wǎng)的水壓趨勢(shì)，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(shí)，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(duì)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(duì)操作員進(jìn)行熱網(wǎng)運(yùn)行操作培訓(xùn)，在不干擾熱網(wǎng)運(yùn)行的前提下，高效率對(duì)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(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，屬于減少空氣動(dòng)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(diǎn)效率最高，此時(shí)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(shí)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(diǎn)A變到新的工況點(diǎn)B運(yùn)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?？梢娫跐M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(shí)，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(huì)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(gè)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(gè)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(yáng)程將升至B工作點(diǎn)，其功率可用H2*Q2來計(jì)算，對(duì)應(yīng)面積BH20Q2。原A工作點(diǎn)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(yùn)行，所需功率Q3*H1，浪費(fèi)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(yáng)程恒定,可使轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速的70%,此時(shí)，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(shí)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(shí)、每月30天，本變頻控制柜在起爐高額區(qū)和恒溫運(yùn)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(jì)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(jì)算：每月節(jié)煤量：2400T×5%=120噸，現(xiàn)按每噸煤400元計(jì)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(diǎn)

（1）采用變頻調(diào)速，消除了大電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)影響。

（2）采用變頻調(diào)速，消除了大電動(dòng)機(jī)大電流啟動(dòng)時(shí)的沖擊力矩對(duì)電機(jī)損壞。

（3）采用變頻調(diào)速，延長(zhǎng)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(fèi)用。

（4）提高了系統(tǒng)自動(dòng)裝置的穩(wěn)定性，為系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行提供了可靠保證；系統(tǒng)的運(yùn)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(shí)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(tái)

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(duì)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(diǎn)，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(jì)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(shí)現(xiàn)互訪。出于對(duì)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(diǎn)組成一個(gè)獨(dú)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(tái)。

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(gè)系統(tǒng)設(shè)立三臺(tái)服務(wù)器。一臺(tái)Web服務(wù)器，一臺(tái)物流管理系統(tǒng)專用服務(wù)器，一臺(tái)收費(fèi)管理系統(tǒng)專用服務(wù)器。總公司內(nèi)部工作站通過四臺(tái)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(gè)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(gè)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(huì)成為整個(gè)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(tái)。