引論：我們?yōu)槟砹?篇自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討:啤酒生產(chǎn)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
摘要：
啤酒生產(chǎn)是我國的一個(gè)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們生活水平的提高，啤酒企業(yè)得到了空前的發(fā)展。在啤酒的生產(chǎn)過程中，其自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)劣，對(duì)于啤酒生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益會(huì)產(chǎn)生直接影響。具體表現(xiàn)為啤酒的生產(chǎn)成本、啤酒生產(chǎn)的控制精度以及企業(yè)的生產(chǎn)效率等因素。為了保障啤酒生產(chǎn)企業(yè)能夠降低生產(chǎn)成本、提高啤酒的質(zhì)量、擴(kuò)大市場份額，就需要對(duì)啤酒生產(chǎn)過程中的自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：
工業(yè)自動(dòng)化；自動(dòng)化系統(tǒng)；工業(yè)電氣
引言
隨著我國科技水平的不斷提高，在我國的啤酒行業(yè)中，電氣自動(dòng)化技術(shù)得到了空前地發(fā)展。當(dāng)前，我國的啤酒行業(yè)在應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)的前提下，正朝著規(guī)模化、集團(tuán)化的方面發(fā)展。盡管如此，我國的啤酒生產(chǎn)企業(yè)仍存在需要改進(jìn)的地方。其一，啤酒的檔次低，品種少。其二，部分企業(yè)自動(dòng)控制水平較差，主要以人工控制為主。其三，啤酒生產(chǎn)過程中對(duì)于能源以及原材料的消耗比較大。因此，如何提高啤酒的質(zhì)量與市場占有率，優(yōu)化啤酒生產(chǎn)過程中的自動(dòng)控制系統(tǒng)，成為啤酒生產(chǎn)企業(yè)亟待解決的問題。
1自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及功能
自動(dòng)控制系統(tǒng)主要是對(duì)啤酒生產(chǎn)過程進(jìn)行控制、檢測以及管理。該系統(tǒng)主要包括兩個(gè)組成部分。其一，連續(xù)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)；其二，邏輯連鎖控制系統(tǒng)。根據(jù)啤酒生產(chǎn)的特點(diǎn)及要求，可以采用分散就地控制、集中調(diào)度管理的方式，形成一套完整的自動(dòng)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括以下幾方面的功能。
1.1糖化過程控制在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，對(duì)于糖化過程進(jìn)行控制具體表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。其一，對(duì)浸漬水、調(diào)漿水、洗槽水、麥汁冷卻溫度的控制。其二，對(duì)糊化鍋、糖化鍋、煮沸鍋等溫度的控制。其三，對(duì)過濾槽、澄清槽、防溢鍋的自動(dòng)控制。對(duì)于糖化過程進(jìn)行控制是比較復(fù)雜的，主要包括糊化、糖化、過濾、煮沸以及澄清等工序。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，各工序是間歇進(jìn)行的，并且各個(gè)工序在時(shí)間上需要進(jìn)行交叉作業(yè)。糖化過程的自動(dòng)控制涉及的設(shè)備較多，因此對(duì)于自動(dòng)控制系統(tǒng)提出了更為嚴(yán)格的要求。
1.2發(fā)酵過程控制在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，對(duì)于發(fā)酵過程進(jìn)行控制主要包括：溫度、壓力、液位、酵母擴(kuò)培、清酒過濾等工序。通過對(duì)個(gè)工序的參數(shù)進(jìn)行多方位的檢測，不僅能夠?qū)ζ【频陌l(fā)酵過程進(jìn)行控制，還能保障啤酒的質(zhì)量能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，最終提高企業(yè)的產(chǎn)品競爭力，獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益。
1.3灌裝生產(chǎn)線在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，對(duì)灌裝生產(chǎn)線進(jìn)行控制主要包括以下幾道工序。如：卸箱、洗瓶、灌裝壓蓋、殺菌、貼標(biāo)、裝箱等。運(yùn)用自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)灌裝生產(chǎn)線的控制管理，可以減少對(duì)原材料的浪費(fèi)，在大規(guī)模生產(chǎn)中節(jié)約成本。適應(yīng)現(xiàn)代灌裝設(shè)備的高速、高產(chǎn)、高性能等特點(diǎn)。
2啤酒生產(chǎn)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)存在的問題
2.1自動(dòng)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)缺陷通常情況下，啤酒生產(chǎn)企業(yè)為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可操作性，主要是以生產(chǎn)過程為單位設(shè)計(jì)主控系統(tǒng)。其中，比較常見的全自動(dòng)控制系統(tǒng)，主要包括以下兩個(gè)部分。其一，糖化過程的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。其二，發(fā)酵過程的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。這兩個(gè)主控系統(tǒng)在控制行為中，尤其是測控要求和控制策略這兩個(gè)方面具有較為明顯的差異。啤酒生產(chǎn)過程中自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率會(huì)受到一定的限制。首先，PLC在可連接的操作站數(shù)量上的限制。其次，MPI通信速率的限制。
2.2自動(dòng)控制系統(tǒng)手動(dòng)與自動(dòng)切換存在的問題啤酒生產(chǎn)過程中的自動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)于開關(guān)的手動(dòng)操作切換的靈敏度具有很高的要求。自動(dòng)控制系統(tǒng)在正常的運(yùn)行過程中，為了滿足有可能出現(xiàn)的特殊情況，要求每個(gè)泵、閥能隨時(shí)切換到手動(dòng)狀態(tài)。但是，泵、閥能在切換的過程中，會(huì)存在一定的安全隱患。為了保障工作人員的安全，需要協(xié)調(diào)處理手動(dòng)與自動(dòng)切換中安全性與靈活性。
2.3自動(dòng)控制系統(tǒng)的溫度控制不完善啤酒生產(chǎn)過程中的自動(dòng)控制系統(tǒng)，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，對(duì)糊化鍋、煮沸鍋、糖化鍋以及發(fā)酵罐的溫度控制，存在著一定的缺陷。溫度控制是自動(dòng)控制系統(tǒng)中比較薄弱的環(huán)節(jié)。啤酒的各生產(chǎn)工序具有多變性，如果自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)于溫度控制的效果不佳，那么就需要大量的人工進(jìn)行干預(yù)。這樣不僅增加企業(yè)的人工成本，還會(huì)影響啤酒生產(chǎn)的連續(xù)性，降低企業(yè)的生產(chǎn)效率。
3啤酒生產(chǎn)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)
3.1自動(dòng)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化措施為了滿足啤酒生產(chǎn)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的通信要求，企業(yè)應(yīng)該在車間級(jí)和控制級(jí)中分別添加PLC全映射服務(wù)器，這樣可以在各操作站與PLC之間、不同的操作站之間，創(chuàng)建了高效率的通信橋梁，實(shí)現(xiàn)信息的快速傳遞。與此同時(shí)，為了保障數(shù)據(jù)的性，PLC的硬件設(shè)備應(yīng)當(dāng)采用工業(yè)服務(wù)器。在對(duì)工業(yè)服務(wù)器進(jìn)行功能設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮兩個(gè)方面的問題。其一，服務(wù)器要具備的遠(yuǎn)程傳輸方式。其二，服務(wù)器要具備高效的數(shù)據(jù)采樣方式。
3.2改進(jìn)自動(dòng)控制系統(tǒng)中手動(dòng)與自動(dòng)切換的措施為了滿足啤酒生產(chǎn)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)在手動(dòng)與自動(dòng)切換時(shí)可以既安全又靈活，需要采取以下幾個(gè)方面的措施。其一，在工作人員進(jìn)行手動(dòng)操作時(shí)，上位機(jī)軟件應(yīng)當(dāng)立即自動(dòng)檢查，判斷工作人員在手動(dòng)操作時(shí)是否具有安全性。其二，當(dāng)工作人員進(jìn)行手動(dòng)操作時(shí)，下機(jī)位軟件應(yīng)當(dāng)隨時(shí)檢查自動(dòng)控制系統(tǒng)飛返回狀態(tài)。舉例來講，在檢查泵、閥等動(dòng)力線的暢通狀態(tài)時(shí)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在隱患，正處于不安全的狀態(tài)時(shí)，應(yīng)當(dāng)立即發(fā)出警告信號(hào)或采取強(qiáng)制手段進(jìn)行處理，保障工作人員的安全。其三，啤酒生產(chǎn)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)在正常的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在非法操作時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)發(fā)出警告信號(hào)，以便于工作人員能夠強(qiáng)制開關(guān)，避免發(fā)生安全事故。具體的非法操作主要包括以下幾種情況，如有料情況下的管道排放、管道的堵塞、管道的交叉等。
3.3自動(dòng)控制系統(tǒng)中建立溫度控制虛擬儀器在啤酒的生產(chǎn)過程中，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，與啤酒的質(zhì)量、企業(yè)的生產(chǎn)效率呈正相關(guān)性。因此，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中建立智能化的溫度控制虛擬儀器，有助于加強(qiáng)對(duì)溫度的控制，提高我國啤酒生產(chǎn)企業(yè)的自動(dòng)化水平。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，建立溫度控制虛擬儀器需要注意以下幾點(diǎn)。其一，根據(jù)生產(chǎn)需要，選用合適的傳感器，借助冷端補(bǔ)償方式提升其測量精度。與此同時(shí)，結(jié)合實(shí)際的系統(tǒng)控制器結(jié)構(gòu)，組建溫度控制硬件設(shè)備。其二，利用恰當(dāng)?shù)淖兯推鲗囟刃盘?hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后，將溫度信號(hào)送入以LabVIEW為平臺(tái)的虛擬儀器中。其三，采用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，對(duì)冷媒介質(zhì)的流量進(jìn)行有效控制，從而實(shí)現(xiàn)控制溫度的高低。以虛擬儀器為控制平臺(tái)的溫度控制系統(tǒng)，這樣不僅具有良好的智能性和靈活性，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制，提高啤酒的質(zhì)量，還能夠減少大量的工作人員進(jìn)行相應(yīng)的體力勞動(dòng)，降低啤酒的生產(chǎn)成本。
4結(jié)束語
綜上所述，我國的啤酒行業(yè)中，電氣自動(dòng)化技術(shù)在我國的啤酒行業(yè)中得到不斷地發(fā)展。但是，我國的啤酒生產(chǎn)企業(yè)仍存在需要改進(jìn)的地方，需要優(yōu)化啤酒生產(chǎn)過程中的自動(dòng)控制系統(tǒng)。文章首先介紹了在啤酒的生產(chǎn)過程中，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成及功能。具體包括：糖化過程控制、發(fā)酵過程控制、灌裝生產(chǎn)線控制。其次，分析了啤酒生產(chǎn)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)存在的主要問題。具體包括：自動(dòng)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)缺陷、自動(dòng)控制系統(tǒng)手動(dòng)與自動(dòng)切換存在的問題、自動(dòng)控制系統(tǒng)的溫度控制不完善等。，提出啤酒生產(chǎn)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體措施。包括：自動(dòng)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化措施、改進(jìn)自動(dòng)控制系統(tǒng)中手動(dòng)與自動(dòng)切換的措施、在自動(dòng)控制系統(tǒng)中建立溫度控制虛擬儀器等。
作者：陳清 單位：百威英博哈爾濱啤酒有限公司
自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討:分析微波高溫的自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
摘 要:本文從微波加熱的基礎(chǔ)理論出發(fā),使用TLC2543溫度采集芯片,設(shè)計(jì)了微波高溫自動(dòng)控制完整系統(tǒng)。該系統(tǒng)完成了所有軟硬件設(shè)計(jì),并實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)與PC機(jī)的通信軟硬件調(diào)試。實(shí)驗(yàn)表明,該系統(tǒng)簡單可行,并實(shí)現(xiàn)了溫度曲線的實(shí)時(shí)顯示與控制。
關(guān)鍵詞:微波高溫溫度采集自動(dòng)控制
微波高溫加熱技術(shù)是通過使用微波能量將加熱物體加熱到400℃以上并對(duì)加熱物體進(jìn)行燒結(jié)或者熱處理的一類技術(shù),與傳統(tǒng)加熱技術(shù)相比較,其不同之處在于,微波直接對(duì)加熱物體或物體本身整體進(jìn)行加熱,有傳統(tǒng)加熱所不具備的優(yōu)點(diǎn),因此有著很好的應(yīng)用前景。
1、微波高溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本文介紹的微波高溫系統(tǒng)由以AT89C52單片機(jī)為核心的主控與運(yùn)算模塊、溫度采集模塊、功率控制模塊、串行通信模塊以及人機(jī)接口模塊組成的。其組成框圖如圖1所示。
其中,AT89C52作為控制的核心部件,是整個(gè)系統(tǒng)指令的執(zhí)行部件。主要負(fù)責(zé)采集溫度傳感器傳送過來的溫度數(shù)據(jù),根據(jù)操作用戶的信息來控制輸出功率.同時(shí)通過串行通訊方式,把系統(tǒng)參數(shù)傳遞給上位機(jī)。微波功率源是由微波電子管、環(huán)行器和功率監(jiān)視器組成;溫度采集模塊作用是通過溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測被加熱材料的溫度;人機(jī)接口模塊包括按鍵輸入和LCD顯示,其中按鍵輸入是操作人員輸入控制參數(shù)的接口,LCD用來顯示被加熱材料的溫度和系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài);功率控制模塊是用來控制磁控管的輸出功率的大小;通信模塊利用了AT89C52內(nèi)部提供的全雙工異步串行口。
2、硬件電路設(shè)計(jì)
2.1 溫度采集模塊
該系統(tǒng)的溫度采集模塊是以AT89C52為核心,由紅外測溫儀采集的溫度數(shù)據(jù)經(jīng)過低通濾波器濾除噪聲后進(jìn)入TLC2543的AIN0通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換后的溫度數(shù)值同時(shí)在液晶上顯示,圖2。
其中TLC2543是TI公司的12位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器,使用開關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成A/D轉(zhuǎn)換過程,是具有11個(gè)模擬輸入通道的串行A/D轉(zhuǎn)換器,具有簡化比率轉(zhuǎn)換刻度和邏輯電路、模擬電路,以及隔離電源噪聲等特點(diǎn),能滿足大多數(shù)高精度多通道數(shù)據(jù)采集的要求。
2.2 功率控制模塊
功率控制模塊在系統(tǒng)中主要實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱材料溫度變化的快速控制,避免熱失控。因?yàn)樵谖⒉訜岬倪^程中,材料的介電損耗是變化的,當(dāng)溫度到達(dá)某一值時(shí),材料的介電損耗會(huì)急劇升高。本系統(tǒng)中微波功率控制主要采用調(diào)節(jié)相位角的方式,即通過改變交流電壓正負(fù)半周的導(dǎo)通角來控制功率大小。
2.3 串行通信模塊
本系統(tǒng)中的通訊模塊主要是利用單片機(jī)的串口通訊功能把溫度傳感器檢測到的加熱材料的溫度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的傳給上位機(jī),其中單片機(jī)與上位機(jī)可以通過串行通訊端口RS-232進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換,圖3。
2.4 人機(jī)接口模塊
人機(jī)接口模塊包括按鍵輸入和液晶顯示兩個(gè)部分。其中鍵盤主要實(shí)現(xiàn)輸入加熱材料的參數(shù)、系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止、系統(tǒng)時(shí)間的設(shè)定等功能。由于系統(tǒng)端口資源緊張,所以通過P2口擴(kuò)展了74LSl38,以總線驅(qū)動(dòng)器HC244和地址鎖存器HC373組合的方式設(shè)計(jì)鍵盤,可以控制多達(dá)64個(gè)按鍵。液晶顯示部分采用日本SEIKOEPSON公司出品的液晶顯示控制器SEDl330作為控制芯片,可以在微波高溫加熱過程中顯示輸入的加熱材料的參數(shù)以及系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
3、軟件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)采集程序用匯編語言編寫,單片機(jī)是測溫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集端,它主要完成對(duì)測溫傳感器溫度數(shù)據(jù)的讀取、存儲(chǔ)以及同上位機(jī)的中斷通訊,由上位機(jī)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。其中主程序、串行通訊中斷模塊分別如圖4、圖5所示。
4、結(jié)語
本文運(yùn)用微波加熱理論、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)、數(shù)據(jù)采集和處理等理論完成了微波高溫自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在經(jīng)過硬件接口和軟件程序的調(diào)試后,證明該系統(tǒng)具有較好的實(shí)用性和應(yīng)用前景。
自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討:一種簡單實(shí)用的水位自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
摘要：本文介紹一種簡單實(shí)用的水箱水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成及工作原理，通過對(duì)該系統(tǒng)組裝測試，達(dá)到預(yù)期效果，正式應(yīng)用于鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水系統(tǒng)中。實(shí)踐證明，該水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案合理，運(yùn)行效果好，具有低成本、高使用價(jià)值的優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：水位 自動(dòng)控制系統(tǒng)
0 引言
近年來對(duì)城市供水提出了更高的要求，水塔水位控制自動(dòng)化系統(tǒng)被不斷地改造，以適應(yīng)社會(huì)的 發(fā)展 和人民生活水平的提高，滿足及時(shí)、、安全和保障充足供水。目前水位自動(dòng)控制系統(tǒng)有很多成熟的產(chǎn)品，控制手段主要有單片機(jī)監(jiān)控、比較電路監(jiān)控、利用plc和傳感器構(gòu)成水塔水位恒定的控制系統(tǒng)等，運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和無人值守。在許多偏遠(yuǎn)地區(qū)，特別是居住相對(duì)分散的 農(nóng)村 地區(qū)，供水問題也待解決。如果仍然沿用人工方式，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，安全性難以保障。本文針對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和偏遠(yuǎn)農(nóng)村家庭供水的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一款簡單實(shí)用、符合要求的水位自動(dòng)控制系統(tǒng)。
1 水箱水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成
針對(duì)偏遠(yuǎn)農(nóng)村分散居住，取水不方便（包括從水井取水）的特點(diǎn)，考慮到農(nóng)民生活消費(fèi)水平不高，設(shè)計(jì)的供水系統(tǒng)必須是既方便農(nóng)民的生活，又 經(jīng)濟(jì) 實(shí)惠等特點(diǎn)的水箱水位自動(dòng)控制系統(tǒng)。水箱水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成。
由圖中可知，水位自動(dòng)控制系統(tǒng)電路主要由主電路和控制電路兩大部分組成。主電路是一臺(tái)抽水水泵，由220v交流電源電壓供電。控制電路由包括整流、濾波、穩(wěn)壓電路、感應(yīng)電路及限流限壓電路組成。
2 水箱水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)備
水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)備只需選用價(jià)格低廉、安全的設(shè)備。
由設(shè)備表可知，所有的設(shè)備都是簡單而常用的小型設(shè)備，價(jià)格低廉，控制和維護(hù)簡單易于掌握，對(duì)遠(yuǎn)離城市的偏遠(yuǎn)地區(qū)非常適用。傳統(tǒng)的水位控制系統(tǒng)通常使用傳感器進(jìn)行上、下限控制，以保障水位在上、下限之間。此設(shè)計(jì)中只用三根導(dǎo)線來代替?zhèn)鞲衅鞣胖迷谏稀⑾孪匏恢g，利用水的導(dǎo)電特性完成上、下限水位的自動(dòng)控制，節(jié)省了購買傳感器的費(fèi)用，也不必考慮傳感器的故障，進(jìn)一步降低成本，提高系統(tǒng)的性。
常見的生活用水供應(yīng)系統(tǒng)工作形式是由外來補(bǔ)充水源（一次水源）向一個(gè)高位水塔和一個(gè)低位水池補(bǔ)水，再由高位水塔和低位水池（二次水源）向各用戶供水。此設(shè)計(jì)主要考慮針對(duì)家庭供水系統(tǒng)（或者某些單獨(dú)取用水之處），因此只需用（儲(chǔ)）水箱而非水塔供水。系統(tǒng)供水是由水箱直接供應(yīng)，不用考慮由位置高度所形成的壓力來進(jìn)行供水，不用氣壓供水，不必在屋頂上設(shè)置水箱，也不用單獨(dú)建筑水塔，僅在廚房或需用水的地方放置一足夠大的（儲(chǔ)）水箱即可滿足供水要求。
3 水箱水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制原理
該水箱水位自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，控制原理如下：系統(tǒng)上電后，交流電源經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓后，由電位器調(diào)節(jié)獲得12v直流工作電壓。當(dāng)水箱水位低于下，接觸器線圈失電，其常閉觸頭使水泵接通工作，抽水到水箱中；當(dāng)水位上升到上，接觸器線圈得電，常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合，水泵停止抽水。
v1、v2用來保護(hù)lm317輸出端電壓為安全電壓，使其免受短路電流的影響；v3用來保護(hù)三極管，同時(shí)避免觸電事故的發(fā)生。水位的上、下限可通過調(diào)整三根導(dǎo)線的位置設(shè)定。
4 測試應(yīng)用
該設(shè)計(jì)經(jīng)安裝調(diào)試，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室給排水系統(tǒng)進(jìn)行測試，效果良好。正式應(yīng)用于某鄉(xiāng)鎮(zhèn)幾個(gè)家庭的日常用水裝置中已將近兩年，至今未發(fā)生故障。該系統(tǒng)在運(yùn)行期間穩(wěn)定性高，符合預(yù)先規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，只需將控制電路穩(wěn)壓輸出調(diào)整在10v-12v之間，可投入使用。可用交流變壓器供電，也可以用直流供電。
5 結(jié)束語
設(shè)計(jì)的水箱水位控制系統(tǒng)因價(jià)格便宜，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，不易發(fā)生故障，可用于要求不高的給排水系統(tǒng)中，特別適用于城鎮(zhèn)及偏遠(yuǎn)山區(qū)取水裝置。
自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討:礦井猴車自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析
摘要：
在礦井工程的施工中，根據(jù)煤礦作業(yè)方式的特點(diǎn)，可以使用猴車自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井的自動(dòng)化操作。在該系統(tǒng)中，井下主站控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案主要采用了西門子S7-300系列PLC能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)猴車運(yùn)行的自由控制。同時(shí)在地面監(jiān)控系統(tǒng)中，可以采用組態(tài)軟件對(duì)猴車在工程中的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控和記錄。本文主要針對(duì)猴車自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述和分析，保障礦井的穩(wěn)定、高效運(yùn)行，提升煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：
猴車；自動(dòng)化控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)分析
0引言
在煤礦工程的施工中，猴車的運(yùn)行主要是用來輸送曠工人員，它具有安全實(shí)用、維護(hù)簡單和運(yùn)行方便的特點(diǎn)，能夠大量的縮短曠工人員的上下礦井時(shí)間，被普遍用于煤礦行業(yè)。在礦井的自動(dòng)化管理中，猴車的自動(dòng)化控制系統(tǒng)是其中重要的組成部分，對(duì)提升礦井的工作效率具有很大幫助。因此，在礦業(yè)施工中，煤礦企業(yè)必須要對(duì)猴車的自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究，完善該系統(tǒng)的運(yùn)行安全和提高礦井作業(yè)效率，促進(jìn)煤礦企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展。
1猴車自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
在猴車的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，其設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，主要有井下主站控制系統(tǒng)和地面監(jiān)控系統(tǒng)。在井下主站的控制系統(tǒng)中，其設(shè)計(jì)理念用于對(duì)猴車的控制，在發(fā)生安全事故時(shí)能夠及時(shí)的響應(yīng)，保障猴車能夠安全運(yùn)行。地面監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)猴車運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控，確保能夠穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)對(duì)運(yùn)行時(shí)得到的資料進(jìn)行記錄，有利用做進(jìn)一步的完善和加強(qiáng)。
2系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)理念
猴車控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)理念是由地面監(jiān)控系統(tǒng)、井下主站系統(tǒng)和四個(gè)遠(yuǎn)程的I/O分站組成。井下主站控制是對(duì)猴車在井下運(yùn)行時(shí)的狀況進(jìn)行有效的控制，對(duì)運(yùn)行時(shí)的保護(hù)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)問題，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并采取措施[1]。在地面的監(jiān)控系統(tǒng)中，主要對(duì)猴車的運(yùn)行進(jìn)行詳細(xì)的記錄。同時(shí)，在井下PLC主站控制中能夠通過太網(wǎng)通訊模塊CP343-1和地面的監(jiān)控系統(tǒng)相互通訊，并和其他的分站中相互結(jié)合，形成一個(gè)整體式的監(jiān)控系統(tǒng)。在每一個(gè)環(huán)節(jié)都能夠?qū)绻さ陌踩M(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行。
2.1井下主站控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
（1）控制箱硬件設(shè)備。在井下主站控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，控制箱是主要的核心內(nèi)容。它是由繼電器裝置和PLC等設(shè)備組成。在其運(yùn)行模式下，PLC負(fù)責(zé)對(duì)運(yùn)行過程中的信號(hào)采集，在系統(tǒng)的處理中能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)報(bào)警器、液壓站和電機(jī)的有效控制，使其能夠正常的運(yùn)行。在該系統(tǒng)中，共設(shè)置有40路的數(shù)字量I/O點(diǎn)以及1路電流模擬量信號(hào)，在運(yùn)行中，數(shù)字信號(hào)包含了控制器的按鈕信號(hào)、保護(hù)傳感器信號(hào)和運(yùn)行故障的檢測。提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率和安全防范工作，能夠及時(shí)的對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收，在曠工輸送時(shí)，通過確定各種運(yùn)行設(shè)備的檢測和信號(hào)的有效接收，從而能夠保障人員運(yùn)行的安全。在運(yùn)行過程中，當(dāng)PLC接收到猴車運(yùn)行的信號(hào)時(shí)，通常該信號(hào)都是由傳感器檢測到有曠工在猴車中而由機(jī)頭發(fā)出開車按鈕的信號(hào)。根據(jù)預(yù)警裝置系統(tǒng)能夠自動(dòng)打開電機(jī)的控制器、液壓站驅(qū)動(dòng)閘控制器和制動(dòng)閘控制器，猴車進(jìn)入運(yùn)行[2]。在猴車運(yùn)行期間，系統(tǒng)能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行設(shè)備的監(jiān)控，當(dāng)有人上車時(shí)，該系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)刷新。同時(shí)，在運(yùn)行中一旦發(fā)生意外狀況，控制系統(tǒng)就會(huì)及時(shí)時(shí)間檢測到信號(hào)故障，并且對(duì)故障的類型進(jìn)行判斷，及時(shí)停車并開始報(bào)警。
（2）控制箱軟件設(shè)備。在井下主站控制系統(tǒng)中，其控制箱的軟件設(shè)備采用的是結(jié)構(gòu)化編程方法，應(yīng)用梯形圖語言進(jìn)行編寫。在設(shè)備運(yùn)行過程中，能夠?qū)?yīng)用的程序劃分成1個(gè)主站程序以及3個(gè)子程序，通過主程序的應(yīng)用合理的對(duì)子程序的運(yùn)行進(jìn)行管理組織和調(diào)用。
（3）操作臺(tái)設(shè)備。操作臺(tái)是控制系統(tǒng)運(yùn)行的主站，通過對(duì)按鈕的控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)猴車運(yùn)行的自由控制。在這之中包括正常控制方式和強(qiáng)制性控制方式，正常控制方式是在猴車運(yùn)行時(shí)，保護(hù)信號(hào)正常的傳輸給井下主站的控制系統(tǒng)，在經(jīng)過系統(tǒng)處理后對(duì)運(yùn)行的設(shè)備、信號(hào)進(jìn)行有效的處理。強(qiáng)制性的控制方式包括遠(yuǎn)程控制、近程控制和自動(dòng)化控制，遠(yuǎn)控是通過地面的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行控制，近控是由井下主站控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，自動(dòng)化控制柜是在運(yùn)行的設(shè)備無工作人員看守時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)的對(duì)猴車進(jìn)行有效的控制[3]。同時(shí)，在猴車運(yùn)行中信號(hào)出現(xiàn)問題時(shí)，控制體統(tǒng)都能夠及時(shí)的停車并檢測故障原因。能夠有效的保障曠工人員的上下礦井安全，節(jié)省時(shí)間提高工作的效率，提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
2.2地面監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
在地面的監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員采用的是組態(tài)軟件，它能夠有效的為用戶提供猴車運(yùn)行狀態(tài)的可視化過程。通過對(duì)數(shù)據(jù)信息的獲取和監(jiān)控運(yùn)行過程能夠清楚的了解在運(yùn)行中的情況。一旦出現(xiàn)問題，系統(tǒng)將會(huì)立即接受到信息，并啟動(dòng)報(bào)警裝置。在系統(tǒng)的監(jiān)控中能夠?qū)\(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，便于工作人員在以后查看，對(duì)猴車運(yùn)行的狀態(tài)做進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。同時(shí)，該監(jiān)控系統(tǒng)在操作中，面對(duì)不同的操作人員有著相應(yīng)的使用權(quán)限，對(duì)保護(hù)系統(tǒng)的安全性有著重要的作用。在進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，系統(tǒng)都設(shè)置了超限的報(bào)警程序，例如對(duì)電機(jī)的運(yùn)行速度、猴車的載人數(shù)和用電的狀態(tài)等，在運(yùn)行中超過一項(xiàng)設(shè)置，都能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)語音警報(bào)和動(dòng)態(tài)畫面的顯示，對(duì)曠工人員做好安全防護(hù)的提醒，保障運(yùn)行的安全。當(dāng)運(yùn)行中出現(xiàn)故障也能夠進(jìn)行詳細(xì)的記錄，以便下次能夠有效的修復(fù)[4]。在工作人員進(jìn)行查看時(shí)，能夠通過系統(tǒng)顯示數(shù)據(jù)信息，了解在運(yùn)行過程中每個(gè)時(shí)刻的運(yùn)行狀態(tài)，保障礦工人員的安全和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
3結(jié)束語
在猴車自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，通過井下主站控制系統(tǒng)和地面監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行能夠有效的保障運(yùn)行時(shí)的安全，提高礦工人員的工作效率。通過對(duì)該系統(tǒng)的實(shí)踐，在煤礦工業(yè)的發(fā)展中具有良好的應(yīng)用前景，隨著科學(xué)技術(shù)的提高，針對(duì)猴車自動(dòng)控制系統(tǒng)煤礦企業(yè)應(yīng)該提高系統(tǒng)的性能，對(duì)運(yùn)行的效率進(jìn)行改善，不斷的加強(qiáng)猴車自動(dòng)控制系統(tǒng)，提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展。
作者：陸中華 單位：貴州盤江煤電多種經(jīng)營開發(fā)有限公司
自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討:污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討
摘要：污水處理是治理環(huán)境的重要手段之一，能有效緩解我國當(dāng)前的環(huán)境污染問題。在實(shí)際的污水處理過程中，其處理系統(tǒng)具有隨機(jī)性與非線性特征，因此，在污水處理廠處理污水時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)配電系統(tǒng)，從而保障自動(dòng)控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。基于此，作者對(duì)污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的研究分析，以供人員參考。
關(guān)鍵詞：污水處理廠；自動(dòng)控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)
隨著時(shí)代快速發(fā)展，人們用水量逐漸增大，產(chǎn)生的污水不僅嚴(yán)重影響自然環(huán)境，更影響人們的正常生活。當(dāng)前，由于污水量逐漸增多，原有的污水處理系統(tǒng)逐漸滿足不了當(dāng)前的污水處理需求，因此，利用現(xiàn)有的自動(dòng)化控制技術(shù)，提升污水處理效率，是當(dāng)前污水處理廠的首要研究目標(biāo)，以此來提升污水處理效率。
1污水處理工藝流程
污水處理廠的工作任務(wù)是將污水中部分有毒污染物質(zhì)與水進(jìn)行分離，同時(shí)將有毒的污染物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，得到無毒的物質(zhì)，從而將水凈化，充分利用資源。在實(shí)際的污水處理過程中，主要分為預(yù)處理、一級(jí)處理、二級(jí)處理、深度處理以及污泥處理五個(gè)階段。在我國，常用的處理手段主要是過濾與混凝沉淀，并在實(shí)際的處理過程中，結(jié)合實(shí)際情況，進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)節(jié)，當(dāng)前，污水處理工藝流程為：格柵、沉砂、曝氣、二次沉淀、生物過濾以及消毒排放。
2污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求與原則
在對(duì)污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵循以下幾點(diǎn)要求：首先，相關(guān)控制系統(tǒng)所涉及的電氣設(shè)備應(yīng)具備手動(dòng)操作與自動(dòng)操作兩種形式，并且相關(guān)的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)與故障情況可以在終端監(jiān)控系統(tǒng)顯示；其次，在控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，系統(tǒng)設(shè)定的具體數(shù)值與參數(shù)可以人為進(jìn)行更改，方便相關(guān)工作人員結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，并設(shè)置保密措施，保障只有管理人員才能對(duì)數(shù)值進(jìn)行更改；，在污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，其系統(tǒng)本身應(yīng)具備一定的監(jiān)控能力，并對(duì)自身的系統(tǒng)進(jìn)行多方位監(jiān)控，以保障系統(tǒng)高效穩(wěn)定地運(yùn)行。與此同時(shí)，在污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，還應(yīng)遵循經(jīng)濟(jì)性、性、先進(jìn)性、開放性以及實(shí)用性原則，以此來滿足污水處理廠的污水處理工藝、生產(chǎn)管理以及設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)自動(dòng)化控制的需求[1]。
3污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件與軟件設(shè)計(jì)
3.1自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
硬件設(shè)計(jì)是污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要組成部分，貫穿污水控制系統(tǒng)全過程。在污水處理控制系統(tǒng)中，存在大量的啟停裝置，以便于及時(shí)掌握系統(tǒng)的運(yùn)行與故障。在自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，其系統(tǒng)主要包括三條通訊鏈路、三個(gè)ET200M從站以及兩套CPU412控制器，通過相關(guān)的監(jiān)控軟件，利用自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理廠所有設(shè)備監(jiān)控，并提供生產(chǎn)報(bào)表和水質(zhì)數(shù)據(jù)記錄等功能，從而實(shí)現(xiàn)污水處理。在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中，自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心是自動(dòng)控制柜，其功能是按照PLC編寫的程序運(yùn)行。PLC控制系統(tǒng)硬件是指，可編程邏輯控制器，在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用范圍廣泛，但在實(shí)際的設(shè)計(jì)應(yīng)用過程中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的PLC的種類。PLC控制系統(tǒng)自身的信號(hào)輸出是利用模擬量與數(shù)字量的形式進(jìn)行輸出，改變了傳統(tǒng)的繼電器控制模式，其系統(tǒng)主要由CPU模塊、電源模塊、輸出模塊、數(shù)字模塊、通訊模塊以及模擬量輸入等組成，其工作過程中主要分為三個(gè)階段，即輸入采樣、程序執(zhí)行以及輸出刷新，從而保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
3.2自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，主要是保障控制系統(tǒng)具有良好的協(xié)調(diào)性，以此來使控制系統(tǒng)的操作指令可以在不同設(shè)備之間順利執(zhí)行，污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要分為以下兩點(diǎn)：及時(shí)點(diǎn)，上位機(jī)的監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)，在實(shí)際的軟件開發(fā)設(shè)計(jì)過程中，其各個(gè)步驟都需要在組態(tài)軟件上完成，所以，相關(guān)的監(jiān)控軟件需要選擇組態(tài)靈活、趨于人性化的界面以及功能較強(qiáng)的應(yīng)用軟件，以此來保障污水處理過程中的數(shù)據(jù)采集、工藝過程等得到有效的監(jiān)控。監(jiān)控系統(tǒng)在監(jiān)控過程中，需要將污水處理過程中的所有工藝流程進(jìn)行監(jiān)控，基于此，在監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)將各部分的信息進(jìn)行緊密的結(jié)合，以此來保障自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)前，上位機(jī)監(jiān)控軟件主要分為三部分模塊：及時(shí)部分，監(jiān)控模塊；第二部分，預(yù)測模塊；第三部分，登錄管理模塊。第二點(diǎn)，PLC控制程序在實(shí)際的軟件開發(fā)過程中，應(yīng)以污水處理廠的污水自動(dòng)控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，根據(jù)相關(guān)工作原理，研究循環(huán)掃描和建立映像區(qū)，由程序確定映像區(qū)的大小，保障系統(tǒng)的所有輸入點(diǎn)與輸出點(diǎn)在映像區(qū)內(nèi)存在相關(guān)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，為控制系統(tǒng)提供外部信息。同時(shí)，將程序開發(fā)作為主要的研究內(nèi)容，并圍繞污水處理工藝的流程進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)[2]。
4結(jié)束語
綜上所述，在污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，設(shè)計(jì)符合當(dāng)前國家相關(guān)部門基本要求的自動(dòng)控制系統(tǒng)，并且注意控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本與后期維護(hù)支出等因素，提升污水處理效率。但在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，還存在一些問題，需要相關(guān)人員不斷改善，以此來緩解環(huán)境污染現(xiàn)狀。
作者：劉洋 李爽 單位：國電東北環(huán)保產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司沈水灣污水處理廠