引論：我們?yōu)槟砹?3篇自動化控制論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，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。
篇1
基于電氣自動化的復(fù)雜性，其操作過程應(yīng)精細且注重細節(jié)。一旦操作失誤，將導(dǎo)致系統(tǒng)故障甚至造成安全事故。因此，人工智能技術(shù)應(yīng)用的核心技術(shù)在于程序化問題，將復(fù)雜化的程序通過智能手段轉(zhuǎn)化為簡便化。通過系統(tǒng)日常資料的分析，對設(shè)備故障采取積極的應(yīng)對措施。在具體應(yīng)用過程中，人工智能技術(shù)主要表現(xiàn)為以下幾個方面。
(一)智能化設(shè)計分析
人工智能技術(shù)關(guān)系到電力工程以及電路的設(shè)計。在傳統(tǒng)的設(shè)計模式下，工作人員的工作量大，需要大量的試驗驗證，并且對不合理部分進行改進。因此常出現(xiàn)考慮不周全的問題，處理問題的效率較低，對于難度較大的問題，傳統(tǒng)的處理方案無法解決。這使得智能化設(shè)計成為必然。現(xiàn)階段，電力企業(yè)逐步實現(xiàn)了智能化設(shè)計，全面考察了問題的難度，提高了處理問題的能力和效率。但同時，智能設(shè)計對于操作人員提出了更高的要求，要求其掌握專業(yè)知識和智能系統(tǒng)操作技巧，并且操作人員還應(yīng)具有與時俱進的精神，對智能系統(tǒng)進行適當(dāng)?shù)母牧荚O(shè)計。利用人工智能設(shè)計，可有效提高數(shù)據(jù)分析的準確性，將復(fù)雜問題簡單化。
(二)PLC技術(shù)應(yīng)用
隨著電力企業(yè)規(guī)模的擴大，電力生產(chǎn)對于技術(shù)具有更高的要求，基于此的PLC技術(shù)成為企業(yè)生產(chǎn)和建設(shè)的重要目標。PLC技術(shù)是一種常見的人工智能技術(shù)，目前主要應(yīng)用于工業(yè)、電力企業(yè)，具有良好的效果。其是在繼電控制裝置基礎(chǔ)上發(fā)展起來的智能技術(shù)，該系統(tǒng)的主要作用在于優(yōu)化了系統(tǒng)工藝流程，從而根據(jù)企業(yè)需求對運營現(xiàn)狀進行調(diào)整，確保其運營的協(xié)調(diào)性。PLC技術(shù)以自動控制系統(tǒng)為主，手動控制技術(shù)為輔。對于提高電力系統(tǒng)生產(chǎn)實踐具有重要作用。在電力生產(chǎn)中，PLC人工智能化技術(shù)的使用還實現(xiàn)了自動化目標切換，繼電器逐漸代替了實物元件，不但提高而來管控效率，還確保了系統(tǒng)的運行安全。
(三)智能診斷和CAD技術(shù)應(yīng)用
智能診斷系統(tǒng)的出現(xiàn)是電氣運行復(fù)雜化的結(jié)果。該診斷系統(tǒng)要求操作人員具有較多的實踐經(jīng)驗，改善了傳統(tǒng)模式的手工設(shè)計方案，充分體現(xiàn)了信息時代的優(yōu)勢。科技的發(fā)展也使得CAD技術(shù)逐漸實現(xiàn)了智能化，縮短了產(chǎn)品設(shè)計實踐。智能化技術(shù)優(yōu)化了CAD技術(shù)，對產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的提高具有積極作用。目前，在電力系統(tǒng)中，遺傳算法是人工智能技術(shù)的重要表現(xiàn)之一，通過科學(xué)的計算方法，提高了數(shù)據(jù)統(tǒng)計和計算的精確度。基于遺傳算法的重要作用，應(yīng)得到企業(yè)的重視。在電力系統(tǒng)運行過程中，如何區(qū)分故障和征兆是一個難題，智能化技術(shù)通過專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可快速有效的分析出系統(tǒng)故障和安全隱患，并提供一定的解決辦法，確保了電力系統(tǒng)的運行問題。
(四)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是智能技術(shù)的重要體現(xiàn)之一，其作用在于分析和處理系統(tǒng)故障。可對系統(tǒng)故障進行準確定位，并且減少了定位時間。同時，還可完成對非初始速度及負載轉(zhuǎn)矩的有效管控。神經(jīng)系統(tǒng)設(shè)計具有多樣性，具有反向?qū)W習(xí)功能。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的兩個子系統(tǒng)，可實現(xiàn)對機電參數(shù)轉(zhuǎn)子速度和電子流的評判和管控。目前，智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要應(yīng)用于分析模式和信號處理上。由于其包含非線性函數(shù)估算裝置，因此對于電氣自動化控制具有積極作用。其主要優(yōu)勢在于無需對控制對象建立數(shù)學(xué)模型，因此工作效率高，噪音小。
篇2
計算機遠動控制技術(shù)的應(yīng)用主要是通過遙測、遙信、遙控以及遙調(diào)等功能實現(xiàn)的，計算機遠動控制技術(shù)是電力系統(tǒng)自動化技術(shù)中的核心技術(shù)，其在電力系統(tǒng)運行中發(fā)揮著重要的作用，尤其是在電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集、通信傳輸以及信道編譯碼等環(huán)節(jié)中占據(jù)著重要的地位。其中，計算機遠動控制技術(shù)的工作原理如圖1所示。2．1遠動控制技術(shù)中的數(shù)據(jù)采集技術(shù)遠動控制技術(shù)中的數(shù)據(jù)采集技術(shù)主要有A／D技術(shù)和變送器技術(shù)等，其處理的信號多數(shù)為0～5V的TTL電平信號，而在電力系統(tǒng)自動化技術(shù)中，多數(shù)采用大功率參數(shù)，為了實現(xiàn)采用遠動控制技術(shù)處理電力系統(tǒng)中的信號，只有通過變送器將大功率參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)門TL電平信號，從而達到遙信信息的編碼和遙測信息的采集任務(wù)。其中在電力系統(tǒng)中，其遙信信息需要經(jīng)過采集遙信對象的狀態(tài)，將采集到的描述遙信對象狀態(tài)的二進制位編進具體的遙信碼中這2個途徑進行傳送，然后再通過數(shù)字多路開關(guān)將電力系統(tǒng)各路的遙信狀態(tài)輸出到接口電路中，最后通過接口電路將遙信信息送入到CPU系統(tǒng)中進行處理，從而實現(xiàn)遙信信息編碼。2．2信道編譯碼技術(shù)分析在計算機遠動控制技術(shù)中的信道編譯碼技術(shù)主要有編碼、譯碼以及信息傳輸協(xié)議（規(guī)約）等。在電力系統(tǒng)自動化控制中，想要實現(xiàn)采用遠動控制技術(shù)進行信息采集，則必須通過通信信道傳輸?shù)秸{(diào)控中心才能使用。因此在電力系統(tǒng)自動化控制中，為了進一步保證傳送的信息具有非常好的抗干擾能力，必須要對信息進行信道編譯碼，其中數(shù)字傳輸系統(tǒng)模型如圖2所示。在上述電力系統(tǒng)自動化系統(tǒng)中，通過采用遠動控制進行數(shù)字傳輸中，其干擾是不可避免的，而通過信道編譯碼能夠有效克服通道中的干擾，其中，信道編譯碼的方法主要采用線性分組碼中的循環(huán)碼進行編譯碼。2．3循環(huán)式數(shù)據(jù)傳送規(guī)約遠動控制技術(shù)在變電站、電廠以及調(diào)度中心的數(shù)據(jù)通信應(yīng)用中，首先需要在信道編譯碼前，預(yù)先設(shè)定通信方式和數(shù)據(jù)格式，也就是通信信息傳輸協(xié)議（規(guī)約），以保證電力系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通信的可行性。另外，在電力系統(tǒng)遠動控制技術(shù)中，其數(shù)據(jù)傳輸主要是以幀結(jié)構(gòu)的形式進行傳輸?shù)模渲兄匾倪b測信息主要安排在A幀，次要遙測信息安排在B幀，一般遙測信息安排在C幀。通過采用幀格式進行包裝后，電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)就能夠有效按照規(guī)約進行傳送，從而實現(xiàn)信道全部編譯工作，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的全方位監(jiān)控。
3電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展及建議
對于電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展方向，應(yīng)從以下幾點出發(fā)：（1）兼顧提高經(jīng)濟效益和改善自動化服務(wù)水平，我們追求的自動化技術(shù)應(yīng)向著更優(yōu)化、更具實效性、更加智能化、區(qū)域覆蓋更廣的方向前進。（2）加強電力自動化系統(tǒng)的設(shè)備穩(wěn)定性，有效保障其安全運行，盡量減少大面積停電，建立一系列行之有效的處理機制，將停電損失降到最低。（3）開拓電力系統(tǒng)自動化的數(shù)字化之路，使數(shù)據(jù)更加全面，數(shù)字更加精準，力求節(jié)省更多時間和人力。（4）隨著科技的不斷進步，各種先進設(shè)備相繼出現(xiàn)，對電力企業(yè)的工作人員提出了更高的要求，加強電力企業(yè)人員的技能培訓(xùn)和技術(shù)隊伍建設(shè)，注重對新技術(shù)高素質(zhì)人才的引進和吸收，培養(yǎng)全面發(fā)展的技術(shù)人才，鼓勵員工以先進的理論知識和豐富的實踐武裝自身，投入更多精力到電力自動化的發(fā)展中去，推進電力自動化的發(fā)展進程。（5）在全球能源危機的嚴峻形勢下，正是挑戰(zhàn)電氣自動化進程的關(guān)鍵時期，要以可持續(xù)的發(fā)展觀，改善傳統(tǒng)的管理模式，從整體化逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榉植际健⒓s化的運營模式，實現(xiàn)能源利用的最大化、功耗的最小化、資金節(jié)約化。
篇3
（一）自動化控制在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用
自動控制實際上就是依據(jù)規(guī)定指令或者程序自動進行化工生產(chǎn)的一種新技術(shù)，依據(jù)運行過程中的自動化程度可以合理的分為全自動化控制和半自動化控制兩大類。這種新的控制技術(shù)可以合理的運用到機械制造、生產(chǎn)控制過程以及管理過程控制等多方面。我國運用這種自動控制技術(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)新和引進兩種開發(fā)方式。在發(fā)展的過程主要經(jīng)歷了三個階段，主要有手工操作、機械控制以及自動控制。自動控制技術(shù)從簡單的生產(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)場總線控制系統(tǒng)（FCS）應(yīng)用的相對比較廣泛。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行存儲的設(shè)備，一般來說是一類編程，可以適當(dāng)作為內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯、執(zhí)行定時、執(zhí)行順序控制以及執(zhí)行計算和算數(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有：一是具有很大性價比，功能比較強；二是維修過程比較方便和簡單；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)。主要特點就是可以適當(dāng)?shù)娜诤贤ㄓ崱⒂嬎銠C、自動控制，從而很好的實現(xiàn)自動監(jiān)控、自動生產(chǎn)、自動管理、自動操作以及分散控制，相比較于邏輯控制器來說，具有更加強大的功能，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)特點為多層分散、分散、自治合作以及危險分散，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]。以上的運行系統(tǒng)應(yīng)該保持與生產(chǎn)過程一致，從而全面實現(xiàn)自動控制，以便于可以科學(xué)、有效地進行設(shè)備的智能化、微型化、開放化、數(shù)字化的自動管理，這種現(xiàn)場總線控制系統(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區(qū)域的行為，或者在出現(xiàn)接觸危險區(qū)域的時候可以自動排除安全隱患。現(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行，從而保證不會發(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準的時候進行及時的報警，適當(dāng)啟動安全聯(lián)鎖作用。
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不同智能控制系統(tǒng)具有不同的優(yōu)缺點，復(fù)合智能系統(tǒng)就是將各種不同種類的控制系統(tǒng)進行綜合使用，這樣可以在克服各個控制系統(tǒng)缺點的同時，實現(xiàn)各個系統(tǒng)優(yōu)點的綜合。目前常用的復(fù)合系統(tǒng)主要是有模糊滑模控制、模糊專家控制以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制。模糊專家系統(tǒng)。該系統(tǒng)是種特殊的專家系統(tǒng)，即在知識獲取、表示、處理的整個環(huán)節(jié)中都加入了模糊技術(shù)。該系統(tǒng)的特點就是，即使初始信息獲取的不夠完整或者準確，但該系統(tǒng)還是可以較為有效的人類專家思維模擬，在既有的不完整的信息下提出最優(yōu)化的解決方案。模糊專家系統(tǒng)是模擬人類有關(guān)專家進行有關(guān)問題解決的思路，因此是一種較容易開發(fā)應(yīng)用的復(fù)合系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊系統(tǒng)。該系統(tǒng)起源于上世紀九十年代的日本，它有效的利用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊網(wǎng)絡(luò)各自的優(yōu)點，即可實現(xiàn)任意函數(shù)映射，具有良好的學(xué)習(xí)性，可處理殘缺、粗糙、模糊的信息。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊系統(tǒng)是兩種系統(tǒng)的有效結(jié)合，它在實現(xiàn)模糊邏輯利用少量信息進行知識表達的同時，也可通過聯(lián)想進行有關(guān)知識的應(yīng)用，這使得該控制方法實現(xiàn)了表達和學(xué)習(xí)能力的綜合提升。模糊滑模控制。滑模控制最大的優(yōu)點就是不受系統(tǒng)不確定性的影響，魯棒性較佳；其缺點主要體現(xiàn)在未建模動態(tài)及補償干擾的高控制增益，此外在高頻轉(zhuǎn)換時易產(chǎn)生一定的抖振。綜合模糊系統(tǒng)以后的模糊滑模控制就很好的克服了這些問題，它將二者不依賴性及魯棒性好的優(yōu)點進行了一定的結(jié)合，因而可以有效實現(xiàn)控制對象的轉(zhuǎn)換。該控制方法具有很好的應(yīng)用前途。
3智能控制在火電廠熱工自動化的應(yīng)用
3.1對單元機組負荷的控制
非線性、不確定、時變以及耦合等是單元機組負荷控制的難題所在，對此，可以設(shè)計出建立在機跟爐與爐跟機上的具有自適應(yīng)性的兩種神經(jīng)元模擬負荷控制系統(tǒng)。試驗發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)下各權(quán)系數(shù)學(xué)習(xí)收斂明顯提速，且效果自適應(yīng)性及控制性均較理想。此外，結(jié)合神經(jīng)元控制與模糊邏輯算法并將其應(yīng)用在單元機組負荷控制上，此時控制系統(tǒng)的自適應(yīng)性、抗干擾性、魯棒性都有顯著的增強，系統(tǒng)的響應(yīng)速度也明顯提升。
3.2對過熱汽溫的控制
過熱汽溫對于鍋爐的正常運行有著極為重要的意義。改變減溫水是實施鍋爐過熱汽溫控制的常用方法，大慣性、時滯性，以及動態(tài)特性的隨便是該系統(tǒng)主要面對的問題。隨著智能控制技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)引入到過熱汽溫系統(tǒng)中來，這使得系統(tǒng)的運行狀況、控制質(zhì)量及適應(yīng)性都有了明顯的提升。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制下的過熱汽系統(tǒng)魯棒性較優(yōu)，即使在調(diào)峰機組變工時也可以實行很好的運行和控制，因此有效的克服了原先過熱汽溫控制的時滯及不穩(wěn)定問題。
3.3對鍋爐燃燒過程的控制
鍋爐燃燒易受到煤種煤質(zhì)、變量耦合、時滯等多種因素的干擾，且其燃燒率很難實行頸椎的測區(qū)。將專家控制應(yīng)用到鍋爐燃燒過程的控制中以后，通過專家系統(tǒng)逐次的判斷、分析和推理，可實現(xiàn)前進式的系統(tǒng)，具體包括對緊急事故、工況判斷子集、送風(fēng)調(diào)節(jié)子集、執(zhí)行機構(gòu)診斷子集、煤厚調(diào)節(jié)子集等多內(nèi)容的判斷。此外，將模糊控制融入鍋爐燃燒系統(tǒng)以后能夠有效解決原系統(tǒng)不確定性問題，并同時提升系統(tǒng)的魯棒性與控制質(zhì)量。
3.4對中儲式制粉系統(tǒng)的控制
磨負荷信號較難測量、數(shù)學(xué)建型復(fù)雜以及被控參數(shù)耦合，是中儲式制粉系統(tǒng)主要的問題所在，此時就可以利用模糊語言規(guī)則克服其延遲與非線性的問題，具體內(nèi)容包括，將操作人員的經(jīng)驗以數(shù)據(jù)的形式存入計算機并進行計算，然后通過預(yù)測和分級進行兩種模糊控制。此外，將神經(jīng)元解耦及模糊控制融入到磨煤機控制系統(tǒng)中，這樣以來，球磨機制粉時滯以及耦合的問題就得到了很好的解決。
3.5對給水加藥的控制
給水加藥工作主要涉及的是氨與聯(lián)胺的加入，前者可以使給水與高凝結(jié)水處于較高的堿性，避免酸性水腐蝕高低壓給水設(shè)備；而后者是通過聯(lián)胺的化學(xué)作用控制水內(nèi)氧和二氧化碳的含量，從而避免相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)腐蝕、生垢等問題。實際生產(chǎn)中加藥量的大小易受到水處理工況、蒸發(fā)量等因素的影響，因此很難對其實現(xiàn)有效的控制。在給水加藥系統(tǒng)中使用模糊控制系統(tǒng)，這樣以來，專家有關(guān)經(jīng)驗的信息就會融入到控制系統(tǒng)中，從而使系統(tǒng)控制的質(zhì)量得到大大的提升。在變頻器輸出頻率的控制中使用模糊控制，能夠有效的進行加藥泵機的轉(zhuǎn)速調(diào)整，這種融入模糊控制的給水加藥系統(tǒng)能夠避免人工加藥引起的各種不良后果，從而提高了給水加藥的工作質(zhì)量。此外，模糊控制下的假藥系統(tǒng)具有較好的魯棒性，其動態(tài)響應(yīng)也比較快速，因此具有很好的使用經(jīng)濟性。
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（3）確保運行時各種數(shù)據(jù)處理和信息收集的準確性，同時提出相應(yīng)的應(yīng)急措施，確保電氣系統(tǒng)可以在最好的狀態(tài)下運行。設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，人可以馬上進行連鎖控制，非常人性化。
2電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計原則
（1）優(yōu)化供配電的設(shè)計，促進電能的合理利用。設(shè)計時首先考慮的是設(shè)計的適應(yīng)性，滿足工程的動力、供應(yīng)、控制和安全等要求制定，以滿足建筑運行的要求，同時可以使它的運行處于一種安全的環(huán)境中。
（2）提高設(shè)備運行效率，力求簡單、經(jīng)濟、使用以及維修方便。在整個的設(shè)計過程中，安全和滿足工程的運行時整個設(shè)計的基本前提，在該前提下，一方面要注意不斷的擴大工程的效益，另一方面也要注意不斷的降低工程的成本，這就要求工作人員不僅僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡單經(jīng)濟，而且還要使得系統(tǒng)的使用、維護方便、成本低，不宜盲目的追求自動化和高指標。
（3）合理調(diào)整負荷，提高設(shè)備利用率。在設(shè)計的過程中，要盡可能的提高系統(tǒng)的質(zhì)量，使它的的負荷量在一個合理的范圍內(nèi)，當(dāng)在一個特殊的用電環(huán)境中，可以合理的選取節(jié)能方法，提高店的利用率。
3電氣自動化控制系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)狀
我國的電氣自動化技術(shù)和國外發(fā)達國家相比差距仍然很大。到現(xiàn)在為止DCS系統(tǒng)的應(yīng)用在自動化控制系統(tǒng)中仍然有著重要的不可取代的地位。
（1）電氣自動化工程的分散控制系統(tǒng)，它是由過程控制和過程監(jiān)控來組成的計算機系統(tǒng)，該系統(tǒng)的基本思想是集中操作、分級管理、配置靈活和組態(tài)方便四大方面，在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用非常的廣泛。但是該系統(tǒng)缺點明顯，如可靠性能低，維修困難；生產(chǎn)廠家之間缺乏統(tǒng)一的標準，維修互換性低；價格昂貴等。
（2）WindowsNT和IE是電氣自動化控制系統(tǒng)的標準語言規(guī)范。第一點是，在電氣自動化領(lǐng)域，具有靈活性和易集成化等優(yōu)點的人機界面操作，已成為一種主流的發(fā)展方向。第二點是，對于電氣自動化控制系統(tǒng)的維護難度減小。
（3）監(jiān)控的集中化。其缺點是處理速度緩慢，成本費用大，可靠性能低、設(shè)備很難擴容操作、故障查找難度大等。
（4）信息的集成化。在存儲和讀取信息時，需要使用規(guī)定的瀏覽器才可以訪問到信息，并且信息技術(shù)會在電氣自動化設(shè)施、系統(tǒng)和機器中進行橫向擴展比較。
4電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，科技的不斷進步，伴隨而來的是電氣自動化控制系統(tǒng)技術(shù)方面的競爭，不但競爭愈演愈烈。同時，此系統(tǒng)對節(jié)約有效資源，降低成本費用，甚至改變我國工業(yè)的發(fā)展都有著積極意義。所以，我們必須根據(jù)自身的發(fā)展情況，來對自動化控制系統(tǒng)進行相應(yīng)的規(guī)劃，積極的發(fā)揮自己的有力的條件，實現(xiàn)我國的自主研發(fā)，只有這樣才有可能在有限的時間內(nèi)搶占先機。
（1）軟件地位大大提升。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及計算機發(fā)展與應(yīng)用的廣闊前景，尤其是OPC技術(shù)、IEC61131標準和Win-dows平臺的發(fā)展與廣泛應(yīng)用，計算機在電氣自動化控制系統(tǒng)融合方面的作用，已無可替代。
（2）電氣自動化控制系統(tǒng)統(tǒng)一化、信息化。為了獨立開發(fā)系統(tǒng)，更為了方便達到客戶要求，使得電氣設(shè)備、計算機監(jiān)管體系和企業(yè)工程管理體系之間數(shù)據(jù)信息能夠及時的傳遞和暢通的交流，那么需要對電氣自動化控制系統(tǒng)進行統(tǒng)一化的管理。此外，信息化是電氣自動化控制系統(tǒng)的另一發(fā)展趨勢，即實現(xiàn)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動化和管控一體化。也就是說信息技術(shù)不僅滲透在管理層面上，同時在應(yīng)用信息技術(shù)的基礎(chǔ)上迅猛發(fā)展。
（3）科技的不斷發(fā)展是電氣自動化行業(yè)的關(guān)鍵，由于電氣自動化是結(jié)合了多門學(xué)科的一項技術(shù)工程，在它的組成原件方面科技的含量比較高，由于在自動化的關(guān)鍵技術(shù)是大部分的企業(yè)都沒有屬于自己的知識產(chǎn)權(quán)，造成同行業(yè)的企業(yè)以較低的價格和各種的渠道來加大自己的競爭力，所以，技術(shù)的不斷發(fā)展的選擇是整個自動化行業(yè)的突破點，也是關(guān)于電氣行業(yè)長遠發(fā)展的關(guān)鍵所在。只有在不斷的科技發(fā)展中，電氣自動化制系統(tǒng)不斷突破，才能在全球化市場競爭中，立于不敗之地。
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盡管PLC系統(tǒng)能夠很好地與工業(yè)生產(chǎn)相融合，并在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮出強大的作用，有著很強的穩(wěn)定性。但是如果受到特定條件的限制和影響，極有可能產(chǎn)生極其強烈的電磁波干擾，影響到程序的運算，使系統(tǒng)產(chǎn)生錯誤的操作指令，最終致使PLC的運轉(zhuǎn)出現(xiàn)偏差。想要使得PLC控制系統(tǒng)變得更加可靠，應(yīng)該從多個角度、多個方面、多個環(huán)節(jié)強化控制，才能夠使其抗干擾能力得到系統(tǒng)性的提高。
2.1信號傳輸中斷
首先機械設(shè)備發(fā)生故障會影響到信號的傳輸，出現(xiàn)中斷現(xiàn)象，從而使得自動控制系統(tǒng)不能夠接收到正確的指令，整個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)出現(xiàn)停滯，自動控制系統(tǒng)發(fā)揮不出作用，無法對數(shù)據(jù)進行程序運算，難以執(zhí)行系統(tǒng)發(fā)出的指令；其次如果觸點沒能夠保證與接線嚴密的接觸，這就會使得數(shù)據(jù)的傳輸出現(xiàn)中斷，無法順利到達數(shù)據(jù)庫，這樣一來數(shù)據(jù)就失去價值，不能夠通過收集整理，來為決策提供科學(xué)的數(shù)據(jù)參考，同時也無法形成相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計；最后在信號傳輸出現(xiàn)中斷的情況下，會導(dǎo)致機械出現(xiàn)觸點抖動的現(xiàn)象，盡管相關(guān)的防御系統(tǒng)已經(jīng)十分的完善，但是還是會受到系統(tǒng)掃描周期的限制，使得指令在計數(shù)累加的情況下出現(xiàn)偏差。還有各個閥門不能夠正常的開閉，使系統(tǒng)運轉(zhuǎn)處于混亂狀態(tài)，最終導(dǎo)致系統(tǒng)呈現(xiàn)出極大的不穩(wěn)定性。
2.2PLC在干擾下無法正常執(zhí)行指令
當(dāng)PLC受到干擾，指令傳輸就會出現(xiàn)故障，最終使得指令不能夠得到標準執(zhí)行；當(dāng)控制變頻器在啟動的過程中出現(xiàn)故障，附帶的電機無法正常運行；PLC無法對數(shù)字信號進行專業(yè)的處理，控制負載不能夠得到妥善的解決。這些都是故障存在的原因，只有將這些問題有效的解決，系統(tǒng)才能夠變得更加安全可靠。當(dāng)PLC系統(tǒng)需要在高強度電磁干擾下正常運轉(zhuǎn)和工作時，只能通過多線路分開供電的方式將動力電源與控制電源分離，如果條件允許，還可以利用具備屏蔽和隔離功能的變壓器來完成供電，在線路構(gòu)思時，應(yīng)該在功率設(shè)置時就留有一定的余地，并運用穩(wěn)壓電源進行外接供電。
3從設(shè)計方案探究PLC控制系統(tǒng)可靠性
在信息技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)今社會中，人們?yōu)榱耸沟蒙罡虞p松，開始了對自動化的極力追逐，通過人們不懈努力，PLC系統(tǒng)已經(jīng)從功能上實現(xiàn)了階段性的優(yōu)化，不僅能夠?qū)?shù)字指令儲存起來，使得整個控制流程集成化、模式化，還通過增添模擬量處理等附加功能實現(xiàn)運動以及過程的多方面控制。
3.1完善PLC報警系統(tǒng)
在對報警系統(tǒng)進行設(shè)計時，通過加入設(shè)計性的故障，以此來測試報警系統(tǒng)，當(dāng)故障出現(xiàn)時，會通過文字的提示了解到發(fā)生的故障類型，故障的具置會顯示在工藝流程圖的指示燈上，為了避免指示燈故障影響到對機械運轉(zhuǎn)狀況正常的了解，還設(shè)置了專門的故障測試系統(tǒng)，當(dāng)這一系統(tǒng)運行時，全部故障指示燈都會被點亮。為了將過去隱藏著的問題干凈徹底的清除，應(yīng)該加大人力、物力的投入力度，將相關(guān)的關(guān)鍵線路和重點環(huán)節(jié)進行仔細的核查。將指示燈分布在控制柜上，根據(jù)指示燈判斷機械的運轉(zhuǎn)是否正常。在這種情況下，要進行明確的界限劃分，將指示燈在相對應(yīng)的位置分布，當(dāng)故障發(fā)生時能夠?qū)ο嚓P(guān)崗位上的主管人員起到及時的警示作用，方便責(zé)任人進行及時的應(yīng)對，保證機械正常運轉(zhuǎn)。
3.2強化PLC信號傳輸強度
確定相關(guān)的開關(guān)能夠正常的閉合，保證變壓器的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)短路影響到信號傳輸，除此之外還能夠避免接觸不良的出現(xiàn)。加強PLC系統(tǒng)中分析系統(tǒng)的建設(shè)，使得信號在傳輸之后能夠在數(shù)額方面得到體現(xiàn)，同時也能夠在時長中得到體現(xiàn)，將各項指標的平均水平展示在主界面，通過模塊建設(shè)使得分析功能更加多樣化，不僅能夠進行流向分析，還能夠?qū)崿F(xiàn)時段分析。
篇7
一、控制設(shè)備穩(wěn)定性的重要意義
隨著電氣自動化程度、智能化程度、復(fù)雜度的不斷提高，控制設(shè)備穩(wěn)定性技術(shù)逐漸成為了各大企業(yè)競爭中獲取市場份額的得力工具。但由于電氣自動化控制設(shè)備常需要長時間運行，及經(jīng)受各種不利自然條件考驗，電氣自動化控制設(shè)備必須具有高度的可靠性才能夠保證生產(chǎn)運作的穩(wěn)定性。
因此，我們需要不斷加強電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性，提高設(shè)備正常運行率，才能推動電氣自動化的全面進步和發(fā)展。減少在實際操作之中諸多故障的發(fā)生，更好地保證產(chǎn)品安全、人身安全以及經(jīng)濟效益。
二、影響控制設(shè)備的穩(wěn)定性因素
電氣自動化控制設(shè)備的快速發(fā)展對我國工業(yè)領(lǐng)域系統(tǒng)的正常運行有著不容小覷的影響，其穩(wěn)定性是一切器械正常運行的基礎(chǔ)。但散熱、氣候、電磁波、機械作用力、人為因素都容易導(dǎo)致控制設(shè)備出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。除此外，控制設(shè)備的元器件質(zhì)量不符合要求也是都是導(dǎo)致控制設(shè)備穩(wěn)定性指標偏低。只有對控制設(shè)備實行科學(xué)及時的保養(yǎng)及維護才能夠進一步有效地提高電氣自動化控制設(shè)備運行中的可靠性、可靠性使其運行更系統(tǒng)、更準確、更快捷。
三、提高控制設(shè)備的穩(wěn)定性措施
影響電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性因素是復(fù)雜多樣的，若想要提高控制設(shè)備的穩(wěn)定性，就必須根據(jù)控制設(shè)備的特點，采用適當(dāng)?shù)挠行Т胧瑢⒁磺杏锌赡軐?dǎo)致控制設(shè)備穩(wěn)定性指標偏低的原因扼殺于搖籃中。
3.1采用相應(yīng)方案措施加強穩(wěn)定性
（1）要提高設(shè)備使用壽命，在應(yīng)該在控制設(shè)備設(shè)計階段，謹慎分析產(chǎn)品的設(shè)計參數(shù)保證產(chǎn)品性能及使用條件，按照設(shè)計要求對設(shè)備正確安裝使用，并在運行之后對設(shè)備作出定期的檢查，確保設(shè)備的穩(wěn)定性；
（2）按實際情況，根據(jù)產(chǎn)量合理地來設(shè)定產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式以及產(chǎn)品類型。生產(chǎn)方式類型、批量的不同對生產(chǎn)經(jīng)濟性也有不同的影響和差異，故應(yīng)由產(chǎn)量的大小決定生產(chǎn)批量的規(guī)模；
（3）在保證產(chǎn)品穩(wěn)定性的前提下，運用價值工程理念，以最經(jīng)濟的方式進行設(shè)計零部件產(chǎn)品的生產(chǎn)和維護，控制生產(chǎn)成本同時降低產(chǎn)品的維護使用費用；
（4）在滿足產(chǎn)品技術(shù)要求的條件之下，采用最經(jīng)濟合理的原材料和元器件，以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，維護公司利益。
金輝公司在二三期建設(shè)中，在設(shè)計階段就根據(jù)公司實際情況統(tǒng)一變頻器和某些低壓元器件的使用牌子，這大大方便了以后的維護，并且降低了維護所需備件的費用。
3.2正確選擇與使用元器件
在選擇與使用電氣自動化控制設(shè)備中的零部件、元器件上，我們應(yīng)當(dāng)盡量使用由正規(guī)廠家生產(chǎn)的通用零部件或著產(chǎn)品。并避免修配和選配的情況發(fā)生，盡量地減少裝配工人的體力消耗，加強自動流水生產(chǎn)。
對同類元器件在品種、型號和制造廠商等參數(shù)進行比較并根據(jù)電路性能的要求和工作環(huán)境的條件優(yōu)先選用質(zhì)量穩(wěn)定、可靠性高的標準元器件，最大限度地壓縮元器件的品種規(guī)格和減少生產(chǎn)廠家。
3.3控制設(shè)備散熱防護的作用
影響電子設(shè)備穩(wěn)定性因素里，溫度是尤為關(guān)鍵。當(dāng)控制設(shè)備產(chǎn)生散熱不良的現(xiàn)象，輕則影響控制設(shè)備的穩(wěn)定性重則損壞控制設(shè)備，導(dǎo)致生產(chǎn)停機。影響控制設(shè)備散熱的一個原因是環(huán)境溫度過高，當(dāng)控制設(shè)備長期在此異常的環(huán)境溫度下工作時，就容易出現(xiàn)失效問題，我司的一臺在線測厚儀曾出現(xiàn)環(huán)境溫度過高影響而測量的一個問題，當(dāng)時的情況是，該測厚儀安裝在縱拉區(qū)域，縱拉區(qū)域在生產(chǎn)時由于加熱溫度特別高，約為50-60oC，測厚儀通信控制板卡的適宜工作溫度為20-40oC，運行時間一長導(dǎo)致工控機無法和測厚儀連接，無法讀取現(xiàn)場數(shù)據(jù)，后來在該測厚儀機柜內(nèi)加裝了冷卻空調(diào)，降低了控制設(shè)備的環(huán)境溫度，該測厚儀通信就一直能正常工作了；影響控制設(shè)備散熱的另一個原因是控制設(shè)備自身產(chǎn)生的熱量散熱不良而積聚，此類問題很好解決，在設(shè)計時需注意有足夠的空間供其散熱，必要時加裝散熱風(fēng)扇或散熱器，這都對控制設(shè)備散熱有良好作用，從而提高控制設(shè)備的穩(wěn)定性。
3.4電子設(shè)備的氣候防護
氣候條件對電子設(shè)備影響是很大的，特別是在低溫高濕條件下，空氣濕度達到飽和時，電子設(shè)備容易受到潮濕空氣的侵蝕，使機內(nèi)元器件、印制電路板上產(chǎn)色和凝露現(xiàn)象，極容易造成絕緣材料表面電導(dǎo)率增加，及零部件電氣短路、漏電等等情況的發(fā)生。甚至?xí)?dǎo)致覆蓋層起泡至脫落，失去其保護功能。
篇8
果茶場也是省城第一座以品茶、園藝、垂釣為主題的農(nóng)業(yè)觀光園。這里空氣清新，景色怡人。春有草莓、櫻桃、“明前”茶；夏有枇杷、蘋果、葡萄、桃、李、楊梅、無花果與瓜類；秋有板栗、柿、棗、梨、獼猴桃；冬有柑桔、橙類等。一年四季。百果飄香，是個名副其實的“百果園”。
該廠第二期工程將于2003年完成，面積將擴至1000多畝。年生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果茶苗木將達到1000萬株，優(yōu)質(zhì)果茶產(chǎn)品產(chǎn)量也將成倍增加，更多的農(nóng)業(yè)高新技術(shù)將落戶該場。果茶苗木和產(chǎn)品的生產(chǎn)、檢測、采后處理、加工和多種農(nóng)業(yè)觀光設(shè)施將全部完善和配置。屆時，一個全新的高科技生態(tài)農(nóng)業(yè)示范、觀光園將會展現(xiàn)在你的面前。
百果園是農(nóng)業(yè)高科技的結(jié)晶，而滴灌系統(tǒng)是其中的重中之重。百果園現(xiàn)建成的620畝果園，全部由從以色列引進的先進滴噴灌系統(tǒng)控制，該園地勢起伏較大，最高處海拔達86.60m，最低處64.72m，傳統(tǒng)灌水方式很難進行，而先進的滴灌系統(tǒng)由于對地形的適應(yīng)能力強，而且特別適應(yīng)山地丘陵地區(qū)，所以滴灌正好大施其能，由低處水庫中取水，經(jīng)過過濾加壓，然后由遍布全園的各種管道把帶有肥料、除蟲劑的水準確地送到每片需水地園中，保證果樹的正常需水。不過其系統(tǒng)自動化程度不高，全園僅能使用微機控制電磁閥的開啟，不能精確實現(xiàn)作物的輪灌、對灌水時間和灌水量還不能實現(xiàn)有效的控制，有望進一步提高。
2滴灌系統(tǒng)
滴灌就是滴水灌溉技術(shù)，它是利用低壓管道系統(tǒng)，使滴灌水成點滴地、緩慢地、均勻而又定量地浸潤作物根系最發(fā)達的區(qū)域，使作物主要根系活動區(qū)的土壤始終保持在最優(yōu)含水狀態(tài)。滴灌不同于傳統(tǒng)的地面灌溉濕潤全面積土壤，因此滴灌有節(jié)約灌溉用水量、促進作物生長和提高產(chǎn)量的作用，是一種很有發(fā)展前途的局部灌水技術(shù)。
百果園主要種植柑桔、葡萄、水蜜桃、茶等低矮果樹，如果采用其它灌水方法，不僅浪費水資源，而且很難保證滿足果樹的需水量，而滴灌具有省水節(jié)能、省工省地省肥、操作簡單，易于實現(xiàn)自動化、對土壤地形適應(yīng)性強、保護和保持生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點，所以滴灌成為了百果園地首選。
2.1百果園滴灌系統(tǒng)的組成
百果園滴灌系統(tǒng)主要由水源、首部樞紐、輸配水管網(wǎng)和尾部設(shè)備灌水器以及流量、壓力控制部件和測量儀表等組成，如圖所示。全園滴灌系統(tǒng)組成示意圖：
1.水源2．水泵3.供水管4.蓄水池5.逆止閥6.施肥開關(guān)7.灌水總開關(guān)8.壓力表
9.主過濾器10.水表11.支管12.微噴頭13.滴頭14.毛管(滴灌帶、滲灌管)
15.滴灌支管16.尾部開關(guān)(電磁閥)17.沖洗閥18.肥料罐19.肥量調(diào)節(jié)閥20.施肥器21.干管
2.1.1水源
江河、湖泊、水庫、井、渠、泉等水質(zhì)符合微灌要求的均可作為水源，百果園采用從園中的水庫中取水。
2.1.2首部樞紐
百果園的首部樞紐包括泵組、動力機、肥料罐、過濾設(shè)備、控制閥、進排氣閥、壓力表、流量計等。其作用是從水庫中取水增壓并將其處理成符合微灌要求的水流送到系統(tǒng)中去。百果園中采用五級加壓式離心泵，在水庫中取水，現(xiàn)取現(xiàn)用，計劃建一水塔蓄水。
2.1.3輸配水管網(wǎng)
輸配水管網(wǎng)的作用是將首部樞紐處理過的水按照要求輸送分配到每個灌水單元和灌水器。包括干、支管和毛管三級管道，毛管是微灌系統(tǒng)末級管道，其上安裝或連接灌水器。微灌系統(tǒng)中直徑小于或等于63毫米的管道常用聚乙烯(PE)管材，大于63毫米的常用聚氯乙烯（PVC）管材。百果園中干、支管采用PVC管和UPVC管，毛管采用PE管。
2.1.4尾部設(shè)備
尾部設(shè)備是微灌系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，包括微管和與之相聯(lián)的灌水器(小微管、滴頭、微噴頭、滴灌帶、滲灌頭、滲灌管等)插桿等。灌水器將微灌系統(tǒng)上游所來的壓力水消能后將水成滴狀、霧狀等施于所需灌溉的作物根部或葉面。
2.2百果園滴灌灌溉系統(tǒng)
灌溉系統(tǒng)的第一期工程是由以色列的普拉斯托公司負責(zé)承建，全園采用先進的滴、噴灌相結(jié)合的微灌節(jié)水技術(shù)，是我國南方發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的典范，其具體情況見下：
2.2.1設(shè)計原則
滴灌灌溉系統(tǒng)設(shè)計除了滿足節(jié)水、節(jié)能、省力等之外，通常應(yīng)遵循以下主要原則：
①必須滿足果園果樹生長對水分的要求；
②灌溉系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)結(jié)合耕作實際，便于操作；
③應(yīng)使所選擇的灌水方法既能滿足作物的灌溉要求，又不因灌溉而造成病害、蟲害的發(fā)生；
④在盡可能的情況下，灌溉系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)考慮施肥及噴藥裝置；
⑤在盡可能的情況下，應(yīng)使灌溉系統(tǒng)在滿足灌溉要求的同時，工程建設(shè)的綜合造價最小。
2.2.2設(shè)計步驟
2.2.2.1資料的收集在系統(tǒng)設(shè)計時，必須掌握以下資料：
①地形資料：根據(jù)實際情況測繪大比例尺地形圖，其中包括果園的平面布置、道路、水源位置、高差等。
②土壤資料：主要是土壤理化性質(zhì)、地下水埋藏深度和土層厚度等。土壤理化性質(zhì)主要包括土壤類別、干容重、含鹽情況、土壤田間持水率等。
③氣象資料：區(qū)域年均降雨量及季節(jié)分布、平均氣溫、極端氣溫（包括最高、最低氣溫）、最大凍土層深度、無霜期、蒸騰蒸發(fā)資料等。
④水源資料：水源屬性（個人或集體）、種類、水源位置、水質(zhì)、含沙情況、水位、供水能力、利用和配套情況等。若水源為機井時，還應(yīng)調(diào)查機井的靜水位和動水位，當(dāng)?shù)叵滤惠^淺時，一定要調(diào)查清楚地下水位及其周年變化規(guī)律。若水源為渠水時，應(yīng)調(diào)查清楚水源的含泥沙種類、含沙量、水位、供水時間、可能的配水時間等。同時，還應(yīng)特別注意水源的保證率問題，不論是只用于果園的水源還是與周圍大田混用的水源，都應(yīng)考慮這個問題。
⑤百果園作物種植資料：其中包括作物的種類、種植密度（其中最主要的是行距和株距）等。
⑥百果園的環(huán)境資料：包括百果園周圍的地形、交通和供電等。
2.2.2.2灌水方法的選擇灌水方法選擇適當(dāng)與否，除了影響工程投資外，還直接影響著灌溉系統(tǒng)的效益發(fā)揮和灌溉保證率。因此，應(yīng)根據(jù)作物種類、作物的種植制度、種植季節(jié)、水源情況、果園設(shè)施情況、工程區(qū)社會經(jīng)濟情況等，合理地選擇相對投資較省、灌溉保證率較高且有利于果園果樹生長的灌水方法。百果園灌溉系統(tǒng)的灌水方法采用以滴灌為主，滴噴灌相結(jié)合的方式。
2.2.2.3滴灌系統(tǒng)布置，百果園滴灌系統(tǒng)的管道分干管、支管和毛管等三級，布置時干、支、毛三級管道要求盡量相互垂直，以使管道長度和水頭損失最小。通常情況下，園內(nèi)一般出水毛管平行于種植方向，支管垂直于種植方向。
2.2.2.4滴灌灌溉制度的擬定
①灌水定額：是指作為滴灌系統(tǒng)設(shè)計的單位面積上的一次灌水量，如果用灌水深度表示，可用式（4-8）計算，即
H——計劃濕潤層深度（米），一般蔬菜0.20-0.30米深根蔬菜或果樹0.3-1.0米；
p——土壤濕潤比，70%-90%。
②設(shè)計灌水周期：滴灌設(shè)計灌水周期是指按一定的灌水定額灌水后，在作物適宜土壤含水率的條件下，保障作物正常生長的可能延續(xù)時間T，用式（4－9）計算，即
③一次灌水延續(xù)時間：一次灌水延續(xù)時間是指把設(shè)計灌水定額水量，在不產(chǎn)生徑流的條件下，均勻分布于果園田間所用的灌水時間，用式（4－10）計算，即
i.輪灌區(qū)數(shù)目的確定：（a）對于固定式滴灌系統(tǒng)，輪灌區(qū)數(shù)目可按式（4-11）計算：（b）對于移動式滴灌系統(tǒng)，則有：
ii.一條毛管的控制灌溉面積：（a）對于固定式滴灌系統(tǒng)，毛管固定在一個位置上灌水，控制面積為
f=SeL(4-13)
式中f——每條毛管控制的灌溉面積（平方米）
L——毛管長度（米），移動式滴灌系統(tǒng)中為出流毛管長度。
（b）對于移動式滴灌系統(tǒng)，一條毛管控制的灌溉面積為
2.2.2.5滴灌系統(tǒng)控制灌溉面積大小的計算在灌溉水源能夠得到充分保證的條件下，滴灌面積的大小取決于管道的輸水能力。對于水源流量不能滿足整個區(qū)域需要時，滴灌面積為
2.2.2.6管網(wǎng)水力計算滴灌系統(tǒng)各級管道布置好以后，即可從最末端或最不利毛管位置開始，逐級推算各級管道的水頭損失（包括沿程水頭損失和局部水頭損失）。在設(shè)計中，同一條支管上的第一條毛管最前端出水孔處水頭與最末一條毛管最末端出水孔處水頭之間的差值，不超過滴頭設(shè)計工作壓力的20％，流量差值不超過10％；對于采用壓力補償式滴水器時，僅要求區(qū)域內(nèi)滴頭流量差值不超過10％，并據(jù)此確定支、毛管的最大設(shè)計長度；在滴灌中，由于管網(wǎng)中水流壓力通常小于0．3兆帕，所以多選用PVC塑料管道。管道中水流在運動過程中的壓力損失通常包括沿程阻力損失和局部阻力損失。工程設(shè)計中塑料管道的沿程阻力損失常選用式（4－16）、（4－17）計算，局部阻力損失常用式（4－18）計算。①沿程阻力損失hf
當(dāng)管道有多個出水口時，管道的沿程阻力應(yīng)考慮多口出流對沿程阻力的折減問題，多口出流折減系數(shù)k，對應(yīng)計算公式
②局部阻力hj
工程設(shè)計中為了計算方便，局部阻力損失也常按沿程阻力損失hf的10％估算。
2.2.2.7管道系統(tǒng)設(shè)計包括各級管道的管材與管徑的選擇、各級固定管道的縱剖面設(shè)計、管道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
①管材的選擇：可用于灌溉的管道種類很多，應(yīng)該根據(jù)滴灌區(qū)的具體情況，如地質(zhì)、地形、氣候、運輸、供應(yīng)以及使用環(huán)境和工作壓力等條件，結(jié)合各種管材的特性及適用條件進行選擇。一般情況下，對于地理固定管道，可選用鋼筋混凝土管、鋼絲網(wǎng)水泥管、石棉水泥管、鑄鐵管和硬塑料管。鋼管易銹蝕和腐蝕，最好不要選用。隨著材料工業(yè)的發(fā)展，地埋管道多選用塑料管。選用塑料管時一定要注意，不同材質(zhì)的塑料管在幾何尺寸相同的情況下可承受的工作壓力相差甚遠，特別是在使用低密度聚乙烯管（PE管）時，一定要注意管壁的厚度是否達到了能承受系統(tǒng)所要求壓力的厚度，若沒有達到，千萬不能使用，否則將會埋下隱患，造成運行時管道發(fā)生爆破，甚至導(dǎo)致整個管道系統(tǒng)癱瘓。用于滴灌地埋管道的塑料管，最好選用硬聚氯乙烯管（UPVC管）。對于口徑150毫米以上的地埋管道，硬聚氯乙烯管在性能價格比上的優(yōu)勢下降，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟分析選擇合適的管材。塑料管經(jīng)常暴露在陽光下使用，易老化，縮短使用壽命。因此，地面移動管最好不采用塑料管。
②管徑的選擇：當(dāng)輪灌編組和輪灌順序確定之后，各級管道在每一輪灌組所通過的流量即可知道。通常選用同一級管道在各輪灌組中可能通過的最大流量，作為本級管道的設(shè)計流量，依據(jù)這個設(shè)計流量來確定管道的管徑。若某一級管道，其最大流量通過的時間占管道總過水時間的比例甚小，也可選取一個出現(xiàn)次數(shù)較多的次大流量，作為管道的設(shè)計流量來確定管徑。同一級管道的不同管段通過的最大流量不同時，可分段確定設(shè)計流量。（a）支管管徑的確定：支管是指直接安裝豎管和滴頭的那一級管道。支管管徑的選擇主要依據(jù)灌溉均勻的原則。管徑選得越大，支管運行時的水頭損失就越小，同一支管上各滴頭的實際工作壓力和灌水量就越接近，灌溉均勻度就越接近設(shè)計狀況。但這樣增大了支管的投資，對移動支管來說還增加了拆裝、搬移的勞動強度。管徑選得小，支管投資減少，移動作業(yè)的勞動強度降低，但由于運行時支管內(nèi)水頭損失增大，同一支管上各滴頭的實際工作壓力和灌水量差別增大，結(jié)果造成果園各處受水量不一致，影響滴灌質(zhì)量。為了保證同一支管上各滴頭實際出水量的相對偏差不大于20％，國家標準GBJ85-85規(guī)定：同一支管上任意兩個滴頭之間的工作壓力差應(yīng)在滴頭設(shè)計工作壓力的20％以內(nèi)。顯然，支管若在平坦的地面上鋪設(shè)，其首末兩端滴頭間的工作壓力差應(yīng)最大。若支管鋪設(shè)在地形起伏的地面上，則其最大的工作壓力差并不見得發(fā)生在首末滴頭之間。考慮地形高差Z的影響時上述規(guī)定可表示為
許的水頭損失即為從式（4－20）
可以看出：逆坡鋪設(shè)支管時，允許的hw的值小，即選用的支管管徑應(yīng)大些；順坡鋪設(shè)支管時，因Z的值本身為負值，其允許的hw的值可以比0.2hp大些，也就是說因支管順坡鋪設(shè)時，因地形坡降彌補了支管內(nèi)的部分水力坡降，選用的支管管徑可適當(dāng)?shù)男⌒．?dāng)一條支管選用同管徑的管子時，從支管首端到朱端，由于沿程出流，支管內(nèi)的流速水頭逐次減小，抵消了局部水頭損失，所以計算支管內(nèi)水頭損失時，可直接用沿程水頭損失來代替其總水頭損失，即h''''f=hw，式（4－20）可改寫為
滴頭選定后，滿頭的設(shè)計工作壓力可從滴頭性能表中查得。兩滴頭進水口高程差（實際上就是兩滴頭所在地的地面高差）可以從系統(tǒng)平面布置圖中查取。則h''''f即可求出。利用公式h''''f=FfLQm／db，在其他參數(shù)已知的情況下反求管徑d，d就是該支管可選用的最小管徑的計算值。因管材的管徑已標準化、系列化。因此，還需按管材的標準管徑將計算出的管徑規(guī)范取整。對滴灌系統(tǒng)的支管，考慮到運行與管理的方便，最大的管徑一般不超過100毫米，并且應(yīng)盡量使各支管取相同的管徑，至少也需在一個作業(yè)區(qū)中統(tǒng)一。對于固定管道式滴灌系統(tǒng)，地理支管的管徑可以不同，但規(guī)格不宜太多，同一條支管一般最多變徑兩次。（b）支管以上各級管道管徑的確定：一般情況下，這些管道的管徑是在滿足下一級管道流量和壓力的前提下按費用最小的原則選擇的。管道的費用常用年費用來表示。隨著管徑的增大，管道的投資造價（常用折舊費表示）將隨之增高，而管道的年運行費隨之降低。因此，客觀上必定有一種管徑，會使上述兩種費用之和為最低，這種管徑就是我們要選擇的管徑，稱之為經(jīng)濟管徑。經(jīng)濟管徑中對應(yīng)的流速稱為經(jīng)濟流速。圖4-7就是用最小年費用法計算經(jīng)濟管徑的原理示意圖。用這種方法確定管徑概念清楚，但計算相當(dāng)繁瑣，往往需要分別計算出多種管徑的年投資和年運行費，比較后再確定。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，許多優(yōu)化設(shè)計方法，如微分法、動態(tài)規(guī)劃法等已在管道灌溉管網(wǎng)的設(shè)計中得到應(yīng)用，具體方法可參閱有關(guān)書籍。對于規(guī)模不太大的滴灌工程，也可用式（4－22）、式（4－23）的經(jīng)驗公式估算管道的直徑：
應(yīng)該指出的是，由于管道系統(tǒng)年工作小時數(shù)少，而所占投資比例又大。因此，一般在灌溉系統(tǒng)壓力能得到滿足的情況下，選用盡可能小的管徑是經(jīng)濟的，但管中流速應(yīng)控制在2.5～3米／秒以下。
③管道縱剖面設(shè)計：管道縱剖面設(shè)計應(yīng)在系統(tǒng)平面市置圖繪制后進行，設(shè)計的主要內(nèi)容是確定各級固定管道在平面上的位置及各種管道附件的位置。管道的縱剖面應(yīng)力求平順，減少折點，有起伏時應(yīng)避免產(chǎn)生負壓。
ⅰ埋深及坡度：地埋管的埋深指管徑距地面的垂直距離，埋深應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、地面荷載和機耕要求確定。一般管道在公路下埋深應(yīng)為0.7～1.2米；在農(nóng)村機耕道下埋深為0．5～0．9米。地埋管的坡度主要視地形條件而定，同時也應(yīng)考慮地基好壞及管徑大小。一般在地形條件許可的情況下，管徑小、基礎(chǔ)穩(wěn)定性好的管道坡度可陡一點；反之應(yīng)緩些。總的來說，管道坡度不得超過1:1，通常控制在1:1.5～1:3以下。
ⅱ管道連接及附件：地埋管道的連接多采用承插或黏接的形式，轉(zhuǎn)向處用彎頭，分水處用三通或四通接頭，管徑改變處采用異徑接頭，管道末端用堵頭。為方便施工和安裝，同類管件應(yīng)考慮其規(guī)格盡量統(tǒng)一。
為了按計劃進行輸水、配水、管道系統(tǒng)上應(yīng)裝置必要的控制閥。白果園中為了實現(xiàn)灌水的有效控制,設(shè)置了30多個電子閥.而且各級管道的首端還設(shè)了進水閥或水分閥；當(dāng)管道過長或壓力變化過大時，設(shè)置節(jié)制閥。為保證管道的安全運行，還安裝一些附設(shè)裝置。自壓系統(tǒng)的進水口和各類水泵吸水管的底端應(yīng)分別設(shè)置攔污棚和濾網(wǎng)，管道起伏的高處應(yīng)設(shè)排氣裝置，自壓系統(tǒng)進水閥后的干管上設(shè)高度高出水源水面高程的通氣管，管道起伏的低處及管道末端設(shè)泄水裝置，管道可能發(fā)生最大水錘壓力處設(shè)置安全閥。
2.3評價
從整體上來看,XX白果園的滴灌系統(tǒng)是建設(shè)的比較完善的一套滴水灌溉系統(tǒng),設(shè)計施工都符合現(xiàn)代滴灌的要求,是一套先進的現(xiàn)代化滴水灌溉系統(tǒng)，而且產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟效果。不過當(dāng)時考慮到經(jīng)濟條件的限制，其毛管采用了單行直線布置，灌水均勻度不高，鑒于對多種毛管布置形式的比較分析，筆者認為百果園應(yīng)改進為雙行毛管平行布置；而且其控制系統(tǒng)自動化程度不高，全園僅能使用微機控制電磁閥的開啟，不能精確實現(xiàn)作物的輪灌、對灌水時間和灌水量都不能實現(xiàn)有效的控制，故需進一步對其控制系統(tǒng)加以設(shè)計改進。正在建設(shè)的二期工程應(yīng)該吸收一期工程中的好的經(jīng)驗，改進一期工程中的不足，特別是應(yīng)該實現(xiàn)灌水的全自動控制。
3灌溉自動化控制系統(tǒng)
灌溉中的滴灌系統(tǒng)，能很方便實現(xiàn)自動化控制，灌水的自動化控制能有效的實現(xiàn)節(jié)水灌溉，也是農(nóng)業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化的要求。對微灌的自動化控制，根據(jù)控制系統(tǒng)運行的方式不同，一般可分為手動控制、半自動控制和全自動控制三類：
①手動控制系統(tǒng)
系統(tǒng)的所有操作均由人工完成，如水泵、閥門的開啟、關(guān)閉，灌溉時間的長短，何時灌溉等等。這類系統(tǒng)的優(yōu)點是成本較低，控制部分技術(shù)含量不高，便于使用和維護，很適合在我國廣大農(nóng)村推廣。不足之處是使用的方便性較差，不適宜控制大面積的灌溉。
②全自動控制系統(tǒng)
系統(tǒng)不要人直接參與，通過預(yù)先編制好的控制程序和根據(jù)反映作物需水的某些參數(shù)可以長時間地自動啟閉水泵和自動按一定的輪灌順序進行灌溉。人的作用只是調(diào)整控制程序和檢修控制設(shè)備。這種系統(tǒng)中，除灌水器、管道、管件及水泵、電機外，還包括中央控制器、自動閥、傳感器（土壤水分傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、水位傳感器和雨量傳感器等）及電線等。
③半自動控制系統(tǒng)
系統(tǒng)中在灌溉區(qū)域沒有安裝傳感器，灌水時間、灌水量和灌溉周期等均是根據(jù)預(yù)先編制的程序，而不是根據(jù)作物和土壤水分及氣象資料的反饋信息來控制的。這類系統(tǒng)的自動化程度不等，有的一部分實行自動控制，有的是幾部分進行自動控制。
為了對先進的滴灌自動化控制系統(tǒng)有具體認識和了解，下面我們將對滴灌的自動化控制作詳細介紹：
3.1滴灌首部控制樞紐
滴灌自動化系統(tǒng)的基本控制方法有：時間控制、水量控制和反饋控制三種。時間控制系統(tǒng)是按預(yù)定好的時間放水或關(guān)水；水量控制系統(tǒng)是按照設(shè)計的配水量放水或關(guān)水；反饋控制系統(tǒng)是根據(jù)灌區(qū)內(nèi)濕度感受器的反應(yīng)，然后將信號傳送到首部控制樞紐部分來關(guān)水或放水。滴灌系統(tǒng)更便于完全實現(xiàn)自動化，這在地多人少、勞力緊張的邊遠地區(qū)，沙漠地帶的防護林區(qū)，鐵路路基沿線，經(jīng)濟力量雄厚的城郊蔬菜種植區(qū)顯得特別重要。目前，國外發(fā)達國家在滴灌區(qū)普遍使用了計算機管理系統(tǒng)，并通過專用的滴灌系統(tǒng)軟件來控制和檢測作物生長、土壤狀況和氣象趨勢，取得了良好的效果。大大提高了現(xiàn)代化的土壤水分、作物生長測定技術(shù)的可能性和實用性，具有農(nóng)藝上的綜合性，為人們充分利用現(xiàn)代化儀器設(shè)備在滴灌系統(tǒng)中應(yīng)用提供了巨大的潛力。滴灌系統(tǒng)軟件根據(jù)作物對水分的需求和土壤墑情制定出合理的灌溉計劃和作物管理計劃。
3.2作物生產(chǎn)管理計劃制定
控制軟件系統(tǒng)應(yīng)能提供一套科學(xué)的管理系統(tǒng)，它通過提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)以及減少用水量來提高水分利用效率，能給農(nóng)民及有關(guān)用戶提供一套針對灌溉方案制定作物生產(chǎn)管理的先進、完善的管理系統(tǒng)，用戶能夠使用它獲得他們的每一塊農(nóng)田的土壤水分狀況圖，方便的數(shù)據(jù)資料存取能夠得到每一塊農(nóng)田的準確土壤水分含量，還能夠確定準確的日水分利用量，能夠給每塊農(nóng)田制定出合理的灌溉管理決策，能夠根據(jù)每一塊農(nóng)田各自的灌水量需求對不同農(nóng)田進行灌溉優(yōu)先排序，以便制定優(yōu)化灌溉計劃使農(nóng)場或用戶獲得整體最高產(chǎn)量。
控制軟件系統(tǒng)應(yīng)能允許灌溉管理者根據(jù)作物水分需求和作物對灌溉的反應(yīng)制定合理的灌溉計劃，作為一個完整的灌溉計劃和作物生產(chǎn)管理軟件包，它能夠?qū)喔葲Q策的制定和作物管理進行數(shù)據(jù)資料存儲、運算處理、顯示輸出。土壤水分數(shù)據(jù)資料主要由中子探測儀、石膏電阻塊和張力計測定獲得。天氣數(shù)據(jù)資料由自動氣象站獲得，作物生長資料如籽粒大小（直徑）、株高和葉片硝酸鹽含量等可直接田間測定，根據(jù)相應(yīng)的作物響應(yīng)，作物生長資料結(jié)合土壤水分資料能夠制定出合理的灌溉計劃，通過實際調(diào)查能夠提高作物產(chǎn)量、品質(zhì)和水分利用效率的管理技術(shù)能夠詳細地驗證作物生長、土壤水分和氣候之間的關(guān)系，因此能很好地解決一些灌溉管理和作物生長問題，其中包括過量灌溉導(dǎo)致的灌溉水排滲問題、肥料向根部以下淋溶損失問題以及為了達到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)目標的籽粒重和穗粒數(shù)或結(jié)果率的控制管理問題。
3.3滴灌系統(tǒng)灌溉計劃制定
滴灌系統(tǒng)灌溉計劃一般是指確定何時進行灌溉及應(yīng)該的灌溉量，灌溉計劃的應(yīng)用可消除代價巨大的不可預(yù)測的農(nóng)業(yè)災(zāi)害，如在作物生長臨界期由于土壤類型和作物自身生長能力，不同的農(nóng)田具有不同的土壤水分虧缺量和日水分利用量，因此不同的農(nóng)田需要不同的灌溉計劃。農(nóng)民通過土壤水分測定技術(shù)利用軟件處理和顯示不同層次土壤水分特征，能加深對發(fā)生于土壤內(nèi)的各種過程的理解，以便進行更精細的灌溉計劃和灌溉管理決策的制定，以確保土壤水分總是保持作物生長所需的最佳含水量。
當(dāng)土壤水分和被作物利用的水分的準確數(shù)量被測定后，通過軟件可以計算下一次滴灌的日期和準確的灌水量，它將考慮當(dāng)前每天水分利用狀況、天氣變化和歷史資料來幫助管理者制定以后的灌水計劃。它把農(nóng)田從最干到最濕分為不同等級。了解需要灌溉補充的水量有助于協(xié)調(diào)不同用戶之間和同一用戶內(nèi)部的水分供給，充分了解雨后何時開始灌溉能使農(nóng)民最大限度地利用自然降水，而把灌水過多和灌水不及造成地危險減到最小。
3.4土壤水分時間圖和深度圖的應(yīng)用
3.4.1時間圖時間顯示某一指定土壤容積含水量、根區(qū)土壤含水量或作物響應(yīng)隨時間的變化。時間圖的基本顯示：直線表示根區(qū)土壤含水量的飽和點和需灌溉補充點；供給的和有效的灌溉和降雨情況；箭頭指示預(yù)測的灌溉日期；關(guān)于水分飽和點、需灌溉補充點、當(dāng)前和過去的土壤水分測定值及計劃安排的灌水日期和灌水量的總結(jié)表；作物生長及其對灌溉管理技術(shù)措施的響應(yīng)；該軟件所做的時間圖可進行大小調(diào)整，通過調(diào)整縱坐標軸上的最大值和最小值及橫坐標上的日期范圍能夠把圖形中用戶想要的區(qū)域或作物生長期內(nèi)的某特定階段的圖形放大。圖形能夠進行疊加來同時比較不同地點的田塊或不同年份的數(shù)據(jù)。當(dāng)季和前季的作物的生長，土壤水分和天氣資料的疊加圖形比較灌溉管理達到高度的協(xié)調(diào)一致。用戶可以選擇任何關(guān)鍵數(shù)據(jù)來建立相互作用關(guān)系圖。
3.4.2深度圖深度圖顯示土壤容積含水量沿土壤剖面隨深度的變化而變化的情況，通過該軟件和現(xiàn)代化儀器結(jié)合能夠迅速直接測定和分析土壤水的剖面分布情況。根區(qū)吸收水分模式可以在深度圖中看到，對深度圖分析能使農(nóng)民確定每一種農(nóng)作物包括塊根作物在土壤剖面中被研究的土壤體積范圍和土壤剖面的每一深度層的作物利用的水分數(shù)量、土壤緊實度、土壤質(zhì)地變化、高石灰?guī)r含量、地下水位和鹽分等問題能夠通過對根部活動的仔細分析而發(fā)現(xiàn)。深度圖也可以用來確定滲入和排出土壤剖面的水分的運動狀況及深度和數(shù)量，從中能夠給定灌溉飽和點和需灌溉補充點的準確設(shè)計值。灌溉或降水后從土壤的根區(qū)排出的水分數(shù)量能夠通過深度圖準確測定，根據(jù)可以調(diào)節(jié)灌溉所用時間以避免水分從土壤剖面排出而損失，控制土壤剖面排出水的數(shù)量將防止地下水水位地升高和土壤養(yǎng)分的淋溶損失，同時也將降低灌水及滴灌水及抽水的成本。深度圖是一個非常有用的工具，能夠解決在不同類型土壤中灌溉水的水平和垂直運動的關(guān)鍵問題，通過分別繪制灌溉前和灌溉后距滴管不同距離的各個點的土壤水分含量圖可比較灌溉水的運動狀況，用戶能夠利用研究所得的結(jié)果來減少水分和肥料排滲，同時確保作物根系能夠一直得到適量的水分。
3.5軟件的程序特點
3.5.1程序結(jié)構(gòu)滴管軟件的數(shù)據(jù)存儲于一個樹狀結(jié)構(gòu)，這使得制定灌溉方案是查詢數(shù)據(jù)資料非常方便。管理人員可能負責(zé)管理幾個農(nóng)場或幾塊農(nóng)田，每個農(nóng)場或農(nóng)田可能有許多檢測點，每一個檢測點都有一套不同時間收集的實際測定的讀數(shù)記錄。輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)過計算機軟件處理，能顯示有關(guān)每一單個田塊的詳細資料，還能夠向農(nóng)民分別顯示每一年的作物種植的詳細資料。能夠顯示農(nóng)場的每個監(jiān)測田塊或某一年份的每一監(jiān)測點的情況，指明灌溉飽和點和需灌溉補充點，當(dāng)前作物日水分使用情況，土壤水分平衡和預(yù)測出的三次灌溉的日期，土壤水分含量和作物日用水量的測定值，對未來作物在整個生長季節(jié)的長期的用水量作出估算。顯示某一具體的時期的每一深度層的土壤水分含量的讀數(shù)記錄和根區(qū)的總水分含量，同時顯示土壤水分需要量，中子儀測定并估算的日水分使用量。利用滴灌軟件可進行數(shù)據(jù)資料綜合分析，從中總結(jié)重要的信息形成報告，以幫助制定每日的管理決策方案。同時也可以編輯出前幾個生長季的作物生長、水分管理。土壤等數(shù)據(jù)資料，并進行綜合分析，為以后的灌溉方案制定提出更合理更完善的評價標準。該軟件程序的所以結(jié)構(gòu)層次能為所選擇的農(nóng)場、監(jiān)測點和某一日期建立報告。報告分為五種：深度圖、時間圖、記錄讀數(shù)報告。監(jiān)測點報告和灌溉計劃報告。用戶可以根據(jù)自己的需要已及自己微機系統(tǒng)對程序進行修改編譯，選擇公制和英制計量單位進行數(shù)據(jù)資料綜合分析，將田間測定得到的數(shù)據(jù)讀數(shù)記錄自動粘貼到?jīng)]一個具體的農(nóng)場欄、監(jiān)測點欄和日期欄。每一個監(jiān)測點的測定日期，時間及估計的水分日利用量能夠在粘貼之前輸入。
3.5.2數(shù)據(jù)輸入在讀數(shù)記錄屏幕中可以人工錄入和顯示田間實際收集的數(shù)據(jù)，如土壤水分張力計的讀數(shù)、作物籽粒大小。有關(guān)作物的數(shù)據(jù)可以測定得到，作物生長參數(shù)與土壤水分含量相關(guān)聯(lián)可以確定作物生長期的水分需求量。氣候數(shù)據(jù)資料可以人工輸入或由氣象站自動裝載。天氣數(shù)據(jù)參數(shù)的個數(shù)沒有限制，它可以與任一個作物生長測定值和任一水平的土壤水分含量相關(guān)聯(lián)制作相互作用關(guān)系圖。從氣象數(shù)據(jù)資料中可以得到蒸發(fā)損失的總水分量的數(shù)據(jù)并且把它與測定的日水分使用量相比較來調(diào)整該地區(qū)的作物灌溉計劃。
3.5.3軟件的數(shù)據(jù)處理利用滴管軟件可以計算使土壤剖面達到灌溉飽和點所需的準確時間數(shù)。同時計算自從播種或其他生長時期（如發(fā)芽、開花等）以來的天數(shù)，使土壤水分能夠與過去多年的作物生長資料數(shù)據(jù)參數(shù)同步分析，以確定作物水分利用效率。使用作物累積日水分方程。能夠很好地評估作物總產(chǎn)量，尤其是對于玉米、小麥和棉花。可以通過作物－水分方程和氣象資料估算理論產(chǎn)量。通過速率方程，計算作物生長速率。計算作物當(dāng)前日水分利用量占整個生長季日水分利用量地比例。同時也可計算不同水分含量地土壤水分變化速率，這些速率地變化表明土壤緊實問題和土壤干旱地程度。滴灌軟件可以分析某一作物在生長季內(nèi)日水分利用狀況地資料。結(jié)合現(xiàn)代先進地土壤水分測定儀器使用，該軟件能夠指導(dǎo)我們最有效地利用有限的水資源獲得最大農(nóng)業(yè)效益。例如能夠確定每次灌溉的準確時間和灌水量。同時減小過量灌溉和水分不足對產(chǎn)量的影響。建立各種不同作物之間水分利用及水分利用效率的差異；建立如不同品種、土壤緊實情況、不同的耕作史等不同條件下水分利用及水分利用效率的差異；建立現(xiàn)代耕作技術(shù)和傳統(tǒng)耕作技術(shù)條件下的水分利用效率的關(guān)系。確定灌溉和降水的利用效率，用以觀察分析根系吸收水分模式。有助于合理管理地下水和鹽化問題，能夠減少土壤養(yǎng)分的淋溶損失問題。建立土壤水分含量、作物長勢及天氣狀況的數(shù)據(jù)庫以使作物產(chǎn)量和質(zhì)量獲得持續(xù)穩(wěn)定的提高，使高效農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
3.6灌溉自動化控制系統(tǒng)
要實現(xiàn)灌水的自動化，必須有自動灌溉控制器，該裝置由土壤濕度傳感器、控制器和電磁閥組成，能夠按土壤墑情和作物需水特性實施自動灌溉（溝灌、噴灌、滴灌、滲灌），達到高產(chǎn)、高效、和節(jié)水的目的。適用于庭院花圃、苗圃、果園、菜地和農(nóng)地。隨著經(jīng)濟發(fā)展，庭院花圃、苗圃水分的自動灌溉倍受歡迎。它能省水省事，使花木生長更好。一畝庭院花圃、苗圃地投資1.0－1.5萬元，可以建立自動灌溉控制系統(tǒng)。自動灌溉控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)科學(xué)灌溉，節(jié)能、省水，使菜地和農(nóng)地產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高。智能化，精準化灌溉技術(shù)是伴隨著計算機應(yīng)用技術(shù)、傳感器制造技術(shù)、塑料工業(yè)技術(shù)的提高而逐步實現(xiàn)的
自動化計算機灌溉控制系統(tǒng)大約在80年代初由雨鳥公司、摩托羅拉等幾家公司開發(fā)、研制成功，并投入使用。由于技術(shù)復(fù)雜、應(yīng)用難度大，價格高昂，這種控制設(shè)備最早應(yīng)用于高爾夫球場灌溉系統(tǒng)的控制上。90年代，計算機工業(yè)的硬件、軟件飛速發(fā)展，使得灌溉系統(tǒng)中央計算機系統(tǒng)操作難度越來越小，功能越來越豐富，價格也逐漸降了下來。這種系統(tǒng)在園林綠化上用得也越來越多了起來，雨鳥公司針對不同用途，研制、開發(fā)出了中央計算機控制系統(tǒng)：Maxicom
智能化灌溉中央計算機控制系統(tǒng)具有如下功能：
①動采集各種氣象數(shù)據(jù)，計算并記錄蒸發(fā)蒸騰量ET；
②根據(jù)前一天的ET值自動編制當(dāng)天灌溉程序并實施灌溉；
③可由連接的土壤濕度傳感器、風(fēng)速傳感器、雨量傳感器等干涉程序，啟動、關(guān)閉、暫停灌溉系統(tǒng)；
④連接流量傳感器可自動監(jiān)測、記錄、警示由于輸水管斷裂引起的漏水及電磁閥故障；最大限度利用管網(wǎng)輸水能力；
⑤運行程序而不起動灌溉系統(tǒng)（干運行），測試程序合理性，不合理時預(yù)先修改；
⑥自動記錄、顯示、儲存各灌溉站的運行時間；自動記錄、顯示、儲存?zhèn)鞲衅鞣答仈?shù)據(jù)，以積累資料，修改程序，修改系統(tǒng)等。
⑦頻繁灌溉功能：可將設(shè)計好的灌水延續(xù)時間分成若干時段，以便提供足夠的土壤入滲時間，減少坡地或粘性土地地面徑流損失。
⑧一套中央計算機系統(tǒng)可控制無數(shù)臺田間控制系統(tǒng)（稱為衛(wèi)星站），一套中央計算機控制系統(tǒng)可控制小到一個公園，大到上百個公園，甚至全城的所有灌溉系統(tǒng)。
⑨儲存數(shù)百套灌溉程序；一臺田間控制器（衛(wèi)星站）可使4個輪灌區(qū)獨立灌溉或同時灌溉。
⑩手動干涉灌溉系統(tǒng)：可在閥門上手動啟、閉系統(tǒng)，可在田間衛(wèi)星站上手動控制系統(tǒng)，也可在計算機上手動啟、閉任何一站，任何一個電磁閥。可控制灌溉系統(tǒng)以外的其它設(shè)備，如：道路或公共場所燈光，大門、噴泉、水泵等
自動化中央計算機控制系統(tǒng)主要由中央計算機，集群控制器(CCU)，田間控制器（衛(wèi)星站），電磁閥構(gòu)成。中央計算機可裝置在任何一個地方。比如：一套中央計算機系統(tǒng)控制50個公園的灌溉系統(tǒng)。中央計算機可安裝在市園林局認為合適的位置。CCU安裝在各個公園內(nèi)。中央計算機與CCU之間的通訊，可采用有線連接（近距離），無線連接，電話線連接或移動通訊方法連接。一臺CCU最多可連接28個田間控制器。CCU與田間控制器之間同樣可選上述數(shù)種通訊方式。由中央計算機到終端電磁閥的工作過程為：中央計算機編程，并將程序下達到CCU。CCU將各輪灌區(qū)灌溉控制程序再發(fā)到相關(guān)田間控制器。田間控制器依中央計算機制作的程序啟閉各輪灌區(qū)電磁閥。如下圖所示：
中央計算機上的初始程序由控制人員編制，之后，計算機每日自動收集由氣象站采集的氣象數(shù)據(jù)，計算ET值，并不斷對原有程序自動修改。如遇傳感器傳來異常信息（如降雨，過分干燥，系統(tǒng)漏水...），自動中斷或暫停程序，待異常情況排除后，繼續(xù)恢復(fù)程序運行。
如果將智能泵站連接到中央計算機控制系統(tǒng)上，則效果會更好。這樣從水泵到電磁閥之間復(fù)雜的系統(tǒng)將由一個高度智能化的系統(tǒng)管理起來，可做到最大限度地節(jié)水、節(jié)能，最大限度地保護系統(tǒng)設(shè)備運行，避免灌溉系統(tǒng)常發(fā)生的下列幾種問題：
①過量灌溉或灌水不足，浪費水資源或不能滿足植物需水；
②管網(wǎng)破裂，漏失水；
③系統(tǒng)運行壓力不合理；
④水泵運行效率低下；
⑤地形起伏不平時或土壤入滲率低產(chǎn)生地面徑流，浪費寶貴的水資源；
⑥降雨時，灌溉系統(tǒng)照常灌溉；
⑦管理、維護成本高。
3.7百果園灌溉的自動化控制設(shè)計
百果園一期工程灌水基本實現(xiàn)了半自動化控制，可以使用電腦控制各電磁閥的開啟。我們可在其基礎(chǔ)上加以改進與提高，使其實現(xiàn)灌水的全自動化，具體見下：
3.7.1控制原理
自動化控制采用電子技術(shù)對田間土壤溫濕度、空氣溫濕度等技術(shù)參數(shù)進行采集，輸入計算機，按最優(yōu)方案，控制各個閥門的開啟及水泵的運行狀態(tài)，科學(xué)有效地控制灌水時間、灌水量、灌水均勻度，為項目區(qū)作物提供一個良好的地、水、肥、氣、熱條件，促使其高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。同時進行控制軟件及優(yōu)化灌溉制度的研究，最終形成灌溉專家決策系統(tǒng)。另外，通過變頻器控制改變電機轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)管道壓力，為管道、滴灌等其他灌溉工程的自動化提供依據(jù)。具體包括以下幾個方面：
①田間土壤含水量、鹽分、地溫、空氣溫度、濕度、降水、風(fēng)速、管道壓力等參數(shù)的自動化采集
②自動化控制設(shè)計安裝
③監(jiān)控軟件設(shè)計
④變頻系統(tǒng)設(shè)計，通過改變水壓力，為微噴、滴灌等工程的自動化提供依據(jù)
⑤系統(tǒng)運行管理模式評價，包括系統(tǒng)評價、灌水指標、灌溉制度等
3.7.2控制系統(tǒng)的組成
欲實現(xiàn)真正意義上的全自動控制，需要控制田間參數(shù)及對象很多，例如土壤濕度、鹽分、空氣溫度、相對濕度、降水量、風(fēng)速、管道壓力、閥門開啟、水泵電機旋轉(zhuǎn)等，都要送入控制器。考慮到要控制的對象較多，又要滿足良好的人機界面要求，可以采用工業(yè)控制計算機作為整個控制系統(tǒng)的核心，來協(xié)調(diào)各部分的工作。
系統(tǒng)的組成如下圖所示,整個系統(tǒng)的工作主要工控機和變頻器兩部分來控制，其中變頻器主要用于控制水泵電機的旋轉(zhuǎn)，工控機主要用來采集田間土壤及氣象指標，按照設(shè)定的程序，控制各地塊中電磁閥的開啟，并通過變頻器控制電機的運行狀態(tài)，協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的工作。
3.7.3監(jiān)控軟件監(jiān)控軟件是工控機能夠完成控制功能的重要基礎(chǔ)，監(jiān)控軟件設(shè)計的好壞直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性。根據(jù)項目要求及滴灌的特點，筆者建議百果園采用雨鳥公司的“Maxicom”中央控制系統(tǒng)，該軟件只需用戶輸入各地塊種植作物種類及種植日期，系統(tǒng)便會自動計算當(dāng)前作物所處生育期，確定出各自要求的土壤狀況及氣象信號，控制水泵電機的運行狀態(tài)及閥門的開啟，自動完成整個灌水過程，完全不需要人工干預(yù)，實現(xiàn)全自動控制。
該控制軟件在此所完成的主要功能及特點如下：
①自動采集田間數(shù)據(jù)：系統(tǒng)根據(jù)軟件中所預(yù)先設(shè)定的時間，自動地采集土壤濕度、溫度風(fēng)速、雨量等參數(shù)，進行相應(yīng)的處理后，實時顯示在屏幕上。
②作物生育期的判斷：當(dāng)管理人員輸入各地塊所種植的作物及種植日期后，系統(tǒng)便根據(jù)計算機時鐘自動計算出各種作物已種植的天數(shù)，判斷出作物所處的生育期，自動查找資料庫中所存的原始資料，確定出當(dāng)前作物最適宜的土壤含水量及灌水定額。
③滴灌的全自動控制：系統(tǒng)采集田間及氣象數(shù)據(jù)后，將當(dāng)前各地塊土壤含水量與作物適宜含水量相比較，若土壤實際含水量小于作物要求下限值，便自動開啟該地塊的第一個電磁閥。進行灌溉。達到所需灌水定額后，自動關(guān)閉第一個電磁閥，同時開啟下一個電磁閥，直到完成整個地塊的灌溉任務(wù)。灌溉過程中，若出現(xiàn)溫度過低、風(fēng)速過大以及降雨過程等天氣時，系統(tǒng)會自動暫停當(dāng)前的灌溉任務(wù)，并保存當(dāng)前狀態(tài)。當(dāng)氣象條件滿足時，繼續(xù)進行未完成的任務(wù)。
④形式多樣的控制方式：全自動控制外，系統(tǒng)還允許管理人員采用半自動、手動等控制方式。全自動方式只需運行人員輸入各地塊的作物信息，系統(tǒng)便會根據(jù)作物、土壤、氣象等條件自動完成灌溉的全過程，無需人工干預(yù)。所謂半自動方式，是指系統(tǒng)允許用戶根據(jù)實際情況控制開停機。用戶可人為啟動某個閥門，或某個地塊，甚至是所有地塊均輪灌一次。當(dāng)然這些操作全部都是通過鍵盤或鼠標來完成的，而且在工控機屏幕上均有明顯的提示。所謂手動方式是指人工去開啟各個電磁閥，筆者建議百果園選用美國雨鳥公司生產(chǎn)的電磁閥：手動、電動兩用閥門，既可手動，又可電動，使用非常方便。當(dāng)手動打開某個電磁閥時，噴頭出水，主干管道壓力開始下降，系統(tǒng)會自動通過變頻器升高水泵電機轉(zhuǎn)速，維持管道壓力的恒定，直到完成灌溉任務(wù)。
⑤豐富的辦公自動化功能：系統(tǒng)在運行過程中，可自動生成各種定時、日、月、年報表，并通過打印機打印出來。其內(nèi)容包括各種氣象及土壤參數(shù)，可從各報表中得到土壤濕度變化曲線、日最高風(fēng)速、月平均氣溫、全年總降水量等原始資料，為用戶研究當(dāng)?shù)氐臍庀蠹巴寥雷兓闆r提供翔實的依據(jù)。
⑥良好的可維持性：可維護性是衡量軟件質(zhì)量好壞的重要指標之一，在編寫本系統(tǒng)時我們也充分考慮了這一點，例如用戶在種植一類新作物時，可能系統(tǒng)的資料庫中并沒有該作物，便無法確定其適宜土壤含水量和灌水定額。此時，用戶可按自定義按鈕，通過鼠標各鍵盤輸出這些參數(shù)，系統(tǒng)便會根據(jù)用戶所定義的數(shù)值運行。另外，用戶還可很方便地修改灌水定額、管道壓力等參數(shù)，滿足實際情況的需要。
⑥友好的人機界面：系統(tǒng)中大部分界面均為示意圖形，實時顯示各傳感器送來的數(shù)值及系統(tǒng)當(dāng)前的運行狀態(tài)，一目了然。需要用戶操作的部分全部為中文界面，工作人員無需學(xué)習(xí)便可完成所有操作。另外，在任一界面下，用戶都可以通過按幫助按鈕得到相應(yīng)的提示，指導(dǎo)用戶完成相應(yīng)的功能。
3.7.4效果
百果園通過增加自動化控制系統(tǒng)后，灌水時間、灌水量和灌溉周期等完全根據(jù)果樹某些需水參數(shù)自動啟閉水泵和自動灌溉，人的作用僅僅是調(diào)整控制程序和檢修控制設(shè)備。既提高了水的有效利用率，又節(jié)省了人力，同時也提高了果樹的產(chǎn)量，可以產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效果。
3.8第二期工程的設(shè)想
正在建設(shè)第二期工程計劃今年完工，第二期工程的滴灌系統(tǒng)我建議基本上參照第一期工程建設(shè)，也采用滴噴灌相結(jié)合的方式，其水源計劃應(yīng)采用水塔蓄水，用以緩解枯水期水庫少水的矛盾，該可以區(qū)采用先進的電腦全自動控制方式，實行精確灌水，管道布置采用固定式（干管、支管）和移動式（毛管）的有機結(jié)合。二期工程應(yīng)該吸收一期工程中的好的經(jīng)驗，改進一期工程中毛管布置形式的不足，還特別是應(yīng)該增加灌水的全自動控制部分，實現(xiàn)灌水的全自動化，精確控制作物的有效灌水。
4存在的問題及建議
通過對滴灌系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與認識，筆者系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了滴灌這種先進的果園節(jié)水灌溉方法，在實踐的基礎(chǔ)上深化了理論，并對滴灌和滴灌系統(tǒng)有一些不成熟的認識與建議。
4.1滴灌的優(yōu)缺點
4.1.1百果園滴灌的優(yōu)點
4.1.1.1水的有效利用率高，在滴灌條件下，灌溉水濕潤部分土壤表面，可有效減少土壤水分的無效蒸發(fā)。同時，由于滴灌僅濕潤作物根部附近土壤，其他區(qū)域土壤水分含量較低，因此，可防止雜草的生長。滴灌系統(tǒng)不產(chǎn)生地面徑流，且易掌握精確的施水深度，節(jié)水效果達50%-90%。
4.1.1.2環(huán)境濕度低，滴灌灌水后，土壤根系通透條件良好，通過注入水中的肥料，可以提供足夠的水分和養(yǎng)分，使土壤水分處于能滿足作物要求的穩(wěn)定和較低吸力狀態(tài)，灌水區(qū)域地面蒸發(fā)量也小，這樣可以有效控制保護地內(nèi)的濕度，使果園中作物的病蟲害的發(fā)生頻率大大降低，也降低了農(nóng)藥的施用量。
4.1.1.3提高作物產(chǎn)品品質(zhì)，由于滴灌能夠及時適量供水、供肥，它可以在提高農(nóng)作物產(chǎn)量的同時，提高和改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，使果園的農(nóng)產(chǎn)品商品率大大提高，經(jīng)濟效益高。
4.1.1.4滴灌對地形和土壤的適應(yīng)能力較強，由于滴頭能夠在較大的工作壓力范圍內(nèi)工作，且滴頭的出流均勻，所以滴灌適宜于地形有起伏的地塊和不同種類的土壤。同時，滴灌還可減少中耕除草，也不會造成地面土壤板結(jié)。
4.1.2百果園滴灌的缺點
4.1.2.1滴灌的滴頭很容易堵塞和磨損，產(chǎn)生灌水的不均，嚴重影響節(jié)水效果。
4.1.2.2滴灌的各管道的壓力有所差異，會產(chǎn)生局部壓力過高而使管道容易損壞，滴頭的壓力不均甚至?xí)a(chǎn)生霧化，損壞滴頭，浪費水資源。
4.1.2.3滴灌一般僅潤濕作物根系區(qū)土體的一部分，所以作物根系的發(fā)展可能限制在圍繞每一滴頭的濕潤區(qū)，這樣容易產(chǎn)生作物根系的腐爛，進而引起作物倒伏。
4.1.2.4滴灌的管道布置要充分利用當(dāng)?shù)氐貏菖c地形，在原則的基礎(chǔ)上加以靈活運用，如干管的布置、毛管的布置，取水方式等。
4.2滴灌的建議
4.2.1百果園應(yīng)加強灌水的自動化控制，保證各種果樹的精準灌水，實現(xiàn)精確的節(jié)水灌溉
4.2.2滴灌的水量應(yīng)該有保證，應(yīng)該建一水塔蓄水，確保枯水期各種果樹的需水要求
4.2.3滴灌的毛管布置應(yīng)采用單行帶環(huán)形狀態(tài)管布置和雙行平行布置相結(jié)合，確保果樹灌水均勻度。
4.2.4滴灌技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)該和其他節(jié)水灌溉技術(shù)相結(jié)合，互相補給，更好的發(fā)揮優(yōu)勢。
篇9
2現(xiàn)場控制系統(tǒng)fcs的出現(xiàn)以及在樓宇自控中的應(yīng)用
上個世紀七八十年代，伴隨著計算機可靠性提高，價格大幅下降，出現(xiàn)了由多個計算機遞階構(gòu)成的集中、分散相結(jié)合的分布式控制系統(tǒng)(distributedcontrolsystem，簡稱dcs)。dcs是利用計算機技術(shù)對生產(chǎn)過程進行集中監(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)有了較大的進步。dcs在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，也開始應(yīng)用到樓宇自動化控制領(lǐng)域。但是dcs存在如下一些缺點：
(1)安裝費用高。采用一臺儀表、一對傳輸線的接線方式，導(dǎo)致接線龐雜、工程周期長、安裝費用高、維護困難；
(2)可靠性差。模擬信號傳輸精度低，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)。
上個世紀90年代以來，隨著控制技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了基于現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)(fcs)，fcs克服了dcs的缺點，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)場總線技術(shù)已經(jīng)成為自動化技術(shù)中的一個熱點，備受國內(nèi)外自動化設(shè)備制造商與用戶的關(guān)注。fcs極大地簡化了傳統(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、可維護性好、成本低、實時性好、實現(xiàn)了控制管理一體化的結(jié)構(gòu)體系等優(yōu)點。現(xiàn)場總線的出現(xiàn)，為工業(yè)自動化帶來了一場深層次的革命，從而開創(chuàng)了工業(yè)自動控制的新紀元，被譽為自動化領(lǐng)域的計算機局域網(wǎng)。鑒于fcs的許多優(yōu)點，控制專家們紛紛預(yù)言“fcs將取代dcs成為2l世紀控制系統(tǒng)的主流。”現(xiàn)在，fcs已經(jīng)被應(yīng)用到樓宇自動化控制領(lǐng)域。
2．1應(yīng)用于樓字自動化領(lǐng)域的幾種現(xiàn)場總線
由于誘人的市場商機和不同的應(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)場總線協(xié)議標準。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國際上有40種宣稱為開放型的現(xiàn)場總線標準。這些協(xié)議根據(jù)國際標準化組織(iso)的計算機網(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)場總線只是用其中的一、二和七層協(xié)議。于是現(xiàn)場總線呈現(xiàn)雜亂紛呈的局面。在這些現(xiàn)場總線中不乏優(yōu)異的現(xiàn)場總線，如can、modbus、profibus、lonworks、bacnet、devicenet等等。其中l(wèi)onworks、bacnet、can、eib等現(xiàn)場總線在樓宇自動化領(lǐng)域獲得了、較廣泛的應(yīng)用。盡管基于現(xiàn)場總線的fcs克服了dcs的許多缺點，但還是有一些不如人意的地方，最明顯的缺點：多種現(xiàn)場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)場總線系統(tǒng)中實現(xiàn)。后面將對fcs的缺點做進一步說明。
(1)lonworks
美國echelon公司1991年推出了lon(local0penationnetworks)技術(shù)，又稱lonworks技術(shù)。它得到了眾多計算機廠家、系統(tǒng)集成商、儀器儀表以及軟件公司的大力支持，已經(jīng)在樓宇自動化、工業(yè)自動化、電力系統(tǒng)供配、消防監(jiān)控、停車場管理等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。具體地說lonworks具有以下優(yōu)點：
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)拓撲形式，包括總線型、星型、樹型、自由拓撲型等，這樣可適應(yīng)復(fù)雜的現(xiàn)場環(huán)境，方便現(xiàn)場布線；
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)拓撲形式和傳輸介質(zhì)決定，一般可從500m到2700m。可接人的節(jié)點最多為32385個；
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語言的擴展；
④無主的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。lonworks網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點的地位相同，網(wǎng)絡(luò)管理可設(shè)在任一節(jié)點處，并可安裝多個網(wǎng)絡(luò)管理器；
⑤開發(fā)lonworks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的時間較短，也易于維護。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)點的時間，也方便維護。
同其它現(xiàn)場總線一樣，lonworks也有自身的缺點。首先，lonworks的實時性、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3500多種。目前世界上已安裝有500多萬個lonworks節(jié)點，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)試點工程中得到應(yīng)用。
(2)bacnet
bacnet是作為世界上第一個樓宇自動控制網(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。bacnet不是軟件或硬件，也不是固件，嚴格地說，bacnet并不是現(xiàn)場總線，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)之間進行信息交流提供平臺和支持。bacnet詳細闡述了系統(tǒng)組成單元相互分享數(shù)據(jù)實現(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)進行通信。可根據(jù)系統(tǒng)通信是和通信速度選擇不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。相對其它現(xiàn)場總線，bacnet標準最大的優(yōu)點是可以與etherent、lonworks等網(wǎng)絡(luò)進行無縫集成。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，并不太適用于智能傳感器、執(zhí)行器等末端設(shè)備。bacnet標準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標準。bacnet在不到10年的時間內(nèi)就從一個行業(yè)學(xué)會標準迅速成為樓宇自控領(lǐng)域中唯一的iso標準。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)計提出的，現(xiàn)在它已經(jīng)成為一種國際標準，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：
①采用8字節(jié)的短幀傳送，故傳輸時間短、抗干擾性強：
②具有多種錯誤校驗方式，形成強大的差錯控制能力。而且在嚴重錯誤的情況下，節(jié)點會自動離線，避免影響總線上其它節(jié)點；
③采用無損壞的仲裁技術(shù)；
4can芯片不但價格低而且供應(yīng)商多。
can缺點是：can總線上最多可掛接110個節(jié)點，這不完全能滿足整個智能建筑的需要。不過可以通過利用中繼器進行擴展，相對其它一些現(xiàn)場總線，can總線技術(shù)比較簡單，can相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)費用也遠遠低于其它現(xiàn)場總線技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)費用。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)場總線標準，在歐洲得到了進300家廠商的支持。1999年eib被引進中國的智能化建筑領(lǐng)域，并在上海同濟大學(xué)建立了eib認證技術(shù)培訓(xùn)中心。在短短的幾年里，國內(nèi)的會展中心、博物館、辦公大樓、別墅等場所的燈光、窗簾、空調(diào)等控制和安防系統(tǒng)方面獲得了廣泛應(yīng)用，如廈門國際會展中心、大連國貿(mào)中心、浙江人民大會堂等。國內(nèi)的eib項目基本上被abb公司和simens公司所壟斷。
3以太網(wǎng)開始進入樓宇自控領(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)，以其簡單、價廉、高帶寬、維護方便以及不斷發(fā)展等優(yōu)點一直在局域網(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，實現(xiàn)了站點獨占傳輸媒體并同時收發(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)的標準不斷更新和擴展，目前的以太網(wǎng)不僅在物理層(包括拓撲結(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)標準有了很大的進步，以太網(wǎng)標準系列已擴展成20余個。現(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，同時開始進入工業(yè)控制和樓宇自控領(lǐng)域。新的ieee802．3af標準開始對以太網(wǎng)供電作出了規(guī)定，它消除了以太網(wǎng)技術(shù)進入現(xiàn)場控制領(lǐng)域的一個嚴重障礙。目前，3com、華為、dlink等公司開始提供符合ieee802．3af標準的交換機產(chǎn)品。另外，一些現(xiàn)場總線的協(xié)會或組織也開始提出基于其現(xiàn)場總線的開放式以太網(wǎng)標準，即工業(yè)以太網(wǎng)標準，如odva(開放devicenet供貨商協(xié)會)和ci(contolnet國際組織)的ethernet／ip標準、ff(現(xiàn)場總線基金會)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)標準的交換機、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(支持ethernet／ip)、北京航天華輝自動化技術(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)直接進入了控制層，如北京樓宇自動化中心開發(fā)的基于以太網(wǎng)的enc-2001ip智能建筑測控系統(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)場總線的fcs的優(yōu)點是：
①可靠性、實時性好。現(xiàn)場總線為工業(yè)控制設(shè)計
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，同時其實時性也比采用csma／cd的以太網(wǎng)的時實性好；
②用戶的投資成本低。現(xiàn)在，開放的現(xiàn)場總線技術(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。其缺點是：實現(xiàn)現(xiàn)場總線無縫接人以太網(wǎng)復(fù)雜，當(dāng)多種現(xiàn)場總線共存在一個系統(tǒng)中時，集成起來更復(fù)雜，系統(tǒng)的擴展性差。
在樓宇自控網(wǎng)絡(luò)中采用以太網(wǎng)的優(yōu)點是：實現(xiàn)了從管理層(信息網(wǎng))到現(xiàn)場設(shè)備控制層(控制網(wǎng))的“一網(wǎng)到底”，即實現(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)通信自動化系統(tǒng)和辦公自動化系統(tǒng))集成起來更加容易。其缺點是：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)費用和成本相對還是較高，用戶可以選擇的廠商也很有限，壟斷利潤較高，研發(fā)成本還沒有被消化，這些都導(dǎo)致產(chǎn)品價格過高。其次，以太網(wǎng)的實時性、可靠性等方面還有待進一步完善。
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)場總線的fcs還是以太網(wǎng)，都有其優(yōu)點和缺點。隨著時間的推移和技術(shù)的進步，它們也必將會被進一步完善。據(jù)統(tǒng)計，我國目前有從事樓宇自動化業(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)長的時間內(nèi)，兩者在競爭的同時也將繼續(xù)并存。
參考文獻
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篇10
電氣控制和自動化專業(yè)具有較強的理論性，專業(yè)知識的抽象性很高。中職學(xué)生知識基礎(chǔ)較為薄弱，因此要系統(tǒng)地掌握專業(yè)知識較為困難。那么，就可以考慮調(diào)整教學(xué)方法。鑒于中職學(xué)校是適應(yīng)社會的需要培養(yǎng)專業(yè)適用性人才，中職學(xué)校可以與企業(yè)建立起合作關(guān)系，也為學(xué)生建立良好的實習(xí)環(huán)境，并為將來的就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。二年級的學(xué)生以專業(yè)技術(shù)的學(xué)習(xí)為主，可以進人到企業(yè)中一邊實際操作一邊學(xué)習(xí)，將理論知識恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用于實際工作中，在加深對理論知識的更深層次理解的同時，實際操作中還可以對于理論知識中的不足予以補充。學(xué)校與企業(yè)的合作促進了教師教學(xué)與學(xué)生之間的互動關(guān)系，使得學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力有所提高，同時企業(yè)也可以對于前來實習(xí)的學(xué)生的綜合能力給予評價，以優(yōu)先選擇更為適合企業(yè)發(fā)展的人才。
3尊重學(xué)生的個性特點，組織電氣控制和自動化專業(yè)技能競賽
每一名學(xué)生都有自己的個性，在專業(yè)技能上亦是如此。比如，在可編程控制器和微處理器技術(shù)的教學(xué)中，學(xué)生需要掌握的基本技能就是能夠熟練地操作計算機，掌握微電子控制技術(shù)。在課堂教學(xué)中，采用互動教學(xué)方法，就是要將學(xué)生的興趣愛好融人到技術(shù)知識教學(xué)中，在引導(dǎo)學(xué)生興趣的同時，使學(xué)生能夠主動地配合教師，以形成師生之間的有效互動。為了培養(yǎng)學(xué)生對知識的探索精神，并挖掘?qū)W生的潛在能力，可以組織專業(yè)知識競賽，并以設(shè)計發(fā)明活動的形式展開。學(xué)生以高漲的學(xué)習(xí)熱情，將自己所掌握的專業(yè)知識充分地運用于技術(shù)小發(fā)明中，不斷地思考，深人地探索，試圖以推陳出新的方式獲得勝利。而技能競賽活動的展開，是建立“在就業(yè)為導(dǎo)向”的基礎(chǔ)上的，也是為了社會培養(yǎng)高技能的人才。
4互動教學(xué)法實施
將互動教學(xué)法應(yīng)用于“PLC控制系統(tǒng)安裝及調(diào)試”的課程教學(xué)中。這個課程所涉及到內(nèi)容包括PLC控制系統(tǒng)的安裝、調(diào)試以及維護。考慮到電氣控制和自動化專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后要從事的工作性質(zhì)，在教學(xué)中要將教學(xué)模式建立在學(xué)生的職業(yè)生涯中。對于工作任務(wù)的調(diào)配，首先是接受控制任務(wù)，對于被控制的對象予以分析，經(jīng)過分配系統(tǒng)的輸人(輸出)處理之后，將系統(tǒng)的二次接線圖繪制出來，然后就進人到控制程序的編寫、系統(tǒng)的接線安裝和調(diào)試以及驗收環(huán)節(jié)。在實施互動教學(xué)中，每一個教學(xué)情境都是建立在具體的工作任務(wù)基礎(chǔ)上的。通過師生之間采取各種形式的互動，使得學(xué)生能夠自主地參與到課堂教學(xué)中，包括以教師為主導(dǎo)的教學(xué)準備工作以及演示工作，都是圍繞著學(xué)生的興趣愛好而展開的。學(xué)生在課堂情境的感染力下，就會去模仿，并以自己的方式練習(xí)。在整個的互動教學(xué)中，所強調(diào)的不僅是工作任務(wù)完成結(jié)果，更為強調(diào)完成任務(wù)的過程。特別是學(xué)生模仿教師演示，教師要負責(zé)指導(dǎo)工作，以使學(xué)生能夠按照計劃完成操作，并達到預(yù)期的效果。
篇11
我國自動控制系統(tǒng)的新突破還表現(xiàn)在分散型控制系統(tǒng)的優(yōu)勢上。分散型控制系統(tǒng)實際上是一個微處理器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它通過運用系統(tǒng)內(nèi)部的軟件、硬件以及控制語言，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)部各部分的控制。自動控制系統(tǒng)的實現(xiàn)并應(yīng)用是將人工智能與控制理論完美結(jié)合的結(jié)果。
2.對我國自動控制技術(shù)的簡要分析
自動化裝置的應(yīng)用越來越廣泛，這跟我國自動化控制技術(shù)的發(fā)展有直接的關(guān)系。相對于原有的工藝流程來說，可編程控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，使現(xiàn)代化的工藝流程越來越簡潔與安全。以擠出吹塑成型機為例，該中機械是目前國內(nèi)最大的一種生產(chǎn)容器和空中制品的吹塑成型設(shè)備，其可以生產(chǎn)出大小各異的各種容器制品。現(xiàn)代生產(chǎn)的擠出吹塑成型機都具備高精度熱電偶模塊和模擬量輸入輸出擴展模塊，既可以滿足內(nèi)部溫度，又可以控制其擠出壓力以及型坯厚度，并且成品具有精度重復(fù)性好的優(yōu)點，尤其是采用高速硬件解析技術(shù)和專用共享數(shù)據(jù)區(qū)的模擬量擴展模塊，還可以極大的提高熔料塑化速度、擠出速度以及開合模速度，既縮短了成品成型周期又保證了成品質(zhì)量。不但如此，化工行業(yè)內(nèi)普遍存在對化學(xué)反應(yīng)爐的溫度的控制現(xiàn)象，原有的控制過程都是通過手工操作來完成，車間溫度高，生產(chǎn)環(huán)境惡劣不說，且很難掌握溫度的平衡。自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用到化工產(chǎn)業(yè)中之后，這樣的現(xiàn)象得以改善，從整個工藝流程來看，爐內(nèi)溫度基本恒溫，控制在士0．5℃范圍內(nèi)絕非難事。
3.我國自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用過程中存在的問題
（1）首先表現(xiàn)在熱電偶溫度檢測布線環(huán)節(jié)上，在化工行業(yè)中，較常使用的溫度檢測元件是熱電偶和熱電阻，且檢測的過程中，使用的也無非是控制器機柜、安全柵機柜、端子柜和現(xiàn)場熱電偶原件。自動化控制系統(tǒng)的每一個環(huán)節(jié)均應(yīng)仔細把握，因為即使使用的重要元件沒有問題，只是小小的配線被忽視，也會影響的所測數(shù)值的精確度。以DCS系統(tǒng)為例，在熱電偶溫度測量中，DCS系統(tǒng)中的溫度問題值得關(guān)注。如果直接接受熱電偶元件傳送的毫伏信號，數(shù)據(jù)經(jīng)由數(shù)據(jù)采集器，經(jīng)過冷端補償之后，會進入端子柜，但在數(shù)據(jù)采集器與端子柜之間如果使用的是普通信號線的話，那么，兩者之間必須具有相同的溫度，不能具有溫差，否則就很難得到精確的數(shù)值。而實際情況是，控制柜內(nèi)的電子元件具有散熱功能，端子柜中的元件沒有這一功能，所以很難形成相同的溫度，也就存在著不同的電勢，所以數(shù)值不精確是必然的。只有在數(shù)據(jù)采集器和端子柜之間采用補償導(dǎo)線連接才能解決這一難題。
（2）其次是沖程泵出口流量測量表的選用上，也是我們需要關(guān)注的問題。眾多的化工裝置中，完成對某些原料的微量測量的是單頭沖程泵和雙頭沖程泵。在沖程泵的出口處設(shè)置流量測量儀來監(jiān)測配料的瞬時流量。沖程泵依靠柱塞通過往復(fù)運動來輸送配料，在使用單頭沖程泵的時候，要特別關(guān)注測量儀表類型的選擇，因為儀表類型選擇不對，對配料的流量的準確監(jiān)控就無法實現(xiàn)。另外的典型例子，在橡膠裝置中，在堿液沖程泵中，使用質(zhì)量流量計要遠勝于使用轉(zhuǎn)子流量計，因為在使用轉(zhuǎn)子流量計時，得到的數(shù)值只是在最大值與最小值之間晃動，很難得到真正意義上的精確值，而質(zhì)量流量計得采用解決了這一難題。
（3）再次需要探討的問題是關(guān)于壓差計量儀表使用過程中的溫壓補償問題。計量儀表的使用在化工行業(yè)來說是極為普遍的，壓差計量儀表是計量儀表中的一種，對其使用的過程中，要關(guān)注溫壓補償問題。在實際的工業(yè)流程中，很難實現(xiàn)被測介質(zhì)的溫度與壓力皆保持不變，這往往會在一定程度上影響了被測介質(zhì)的密度，從而影響到測量的精確度。
（4）最后所要論述的是檢測套管，筆者認為，攪拌設(shè)備在使用的過程中，要特別關(guān)注攪拌設(shè)備內(nèi)部溫度檢測套管的安裝問題。溫度參數(shù)至關(guān)重要，攪拌設(shè)備內(nèi)部溫度的測量時通過熱電偶和熱電阻來實現(xiàn)的。被攪拌的介質(zhì)在攪拌的過程中會形成一定的渦流，這種渦流存在一定的動力，作用于檢測套管壁，會使檢測套管形成微弱的晃動，時間長久，隨著疲勞應(yīng)力的加大，套管根部會形成斷裂，嚴重的還會造成生產(chǎn)事故。
4.結(jié)束語
總之，我國的化工產(chǎn)業(yè)正處于轉(zhuǎn)型期，新型科技的不斷引進，化工自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用前景更加廣泛。要關(guān)注化工自動控制系統(tǒng)在應(yīng)用中的諸多問題，并加強對于此領(lǐng)域的研究開發(fā)，只有真正做到合理應(yīng)用化工自動控制系統(tǒng)，確保設(shè)備控制系統(tǒng)穩(wěn)定，對儀器儀表操作得當(dāng)，控制設(shè)備選型合理等才能做到自動控制裝置實現(xiàn)長期穩(wěn)定的生產(chǎn)，才能提高設(shè)備的使用壽命。
參考文獻:
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前言：一般情況下，電氣自動化可以依照預(yù)先設(shè)定的程序或者計劃進行操作、控制、監(jiān)視等一系列的必要功能，而且其相關(guān)設(shè)備還能在無人或者少人的狀態(tài)下自動運行。由于在電氣自動化設(shè)備的工作環(huán)境中，操作和管理無需更多人員，甚至不需要任何人員即可工作，所以電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性已經(jīng)成為生產(chǎn)者與使用者之間的關(guān)鍵問題。在經(jīng)濟全球化沖擊下，各國經(jīng)濟之間的競爭日益激烈，只有提高電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性才能促進我國經(jīng)濟的發(fā)展，才能提升電氣自動化控制設(shè)備的市場競爭力，即探討電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性是當(dāng)前的主要任務(wù)。
1 電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性簡介
電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性，指的是在相應(yīng)環(huán)境條件下，或者是在規(guī)定時間的范圍之內(nèi)，可以完成，或者是可以完成某一特定任務(wù)的能力。然而，要想完成某種特定任務(wù)能力的大小及其完成質(zhì)量的高低，在很大程度上決定著電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性的高低。通常來講，電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性的高低最容易在相對惡劣的環(huán)境條件中表現(xiàn)出來。目前，在全球范圍內(nèi)，對電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性的使用范圍界定還比較寬松，不管是較大的系統(tǒng)，還是小的設(shè)備和單元，都需要采用穩(wěn)定性來加以衡量，在實際的衡量中最好采用概率來描述。
2 電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性現(xiàn)狀
關(guān)于電氣自動化的控制設(shè)備穩(wěn)定性的現(xiàn)狀分析，主要是要考慮工作環(huán)境多樣化的情況下，從而形成的操作維護不當(dāng)現(xiàn)象。眾所周知，不同行業(yè)具有不同的工作環(huán)境，甚至有的工作環(huán)境極其惡劣，實際運行中，電氣自動化控制設(shè)備必須面對各種各樣的工作環(huán)境，以便消除環(huán)境因素對電氣自動化控制設(shè)備造成的不良影響。經(jīng)實踐證明，引起這些不良影響的環(huán)境因素主要有氣候因索、機械作用力因素，電磁干擾因素等。
2.1 氣候因素
對氣候因素進行分析，主要體現(xiàn)在濕度、電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性措施探究文/王宏友電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性體現(xiàn)于特定時間和環(huán)境下能達到規(guī)定功能的能力，特別是在不利環(huán)境中，電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性對于控制和把握設(shè)備運行過程中的細節(jié)問題至關(guān)重要。摘要氣壓、溫度、大氣污染、厭惡等方面，此類不利的環(huán)境因素會對電氣自動化控制設(shè)備的性能帶來嚴重干擾，進而損壞電氣自動化的設(shè)備結(jié)構(gòu)、運動的靈活性，及其溫升過高等重要環(huán)節(jié)，更嚴重的情況下，也會導(dǎo)致電氣自動化設(shè)備完全毀壞而無法正常工作。
2.2 機械作用力因素
對機械作用力因素進行分析，具體表現(xiàn)為，在不同運載的工具中，電氣自動化控制設(shè)備可能會受到不同種類的機械作用力，比如：沖擊、震蕩、離心加速力等方面。在這些機械作用的嚴重影響下，電氣自動化控制設(shè)備的元器件容易受到損壞，參數(shù)易發(fā)生變化，甚至?xí)霈F(xiàn)元器件發(fā)生變形和斷裂情況，以及電氣自動化設(shè)備的金屬件也會因疲勞而受到嚴重損壞。
2.3 電磁干擾因素
對電磁干擾因素進行分析，這方面的因素盡管屬于一種看不見、摸不著的因素，但是它對電氣自動化控制設(shè)備所造成的不良影響不可忽視。通常來講，電氣自動化控制設(shè)備的工作運行中，同時充斥著各種各樣的電磁波，這些電磁波會不同程度地增大設(shè)備的輸出噪聲，由此導(dǎo)致電氣自動化控制設(shè)備的運行失去穩(wěn)定性，甚至?xí)纬砂踩鹿省?/p>
3 電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性的作用
3.1 穩(wěn)定性能夠衡量設(shè)備質(zhì)量
產(chǎn)品要實現(xiàn)其自身價值，產(chǎn)品質(zhì)量是硬道理，同時也是一個企業(yè)生存的生命線，而要確保產(chǎn)品質(zhì)量的要素，主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的特性上，涉及其性能、穩(wěn)定性、實用性、安全性等。可見，穩(wěn)定性在確保產(chǎn)品質(zhì)量的過程中起著不可估量的主導(dǎo)作用，即穩(wěn)定性越高，電氣自動化控制設(shè)備發(fā)生的故障次數(shù)就越少，維修費用也越低，同時也大大提高了安全性能。一句話，穩(wěn)定性是產(chǎn)品質(zhì)量的精髓所在，也是每一個企業(yè)家必須尋求的最高目標。
3.2 穩(wěn)定性能夠提高設(shè)備市場競爭力
當(dāng)今社會，國家經(jīng)濟的發(fā)展速度非常快，用房對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也在不斷提高，現(xiàn)代人不但要求性能比較優(yōu)的產(chǎn)品，同時更加重視產(chǎn)品的穩(wěn)定性能，特別是電氣類產(chǎn)品。在市場競爭非常激烈的今天，優(yōu)者則勝，劣者就會被淘汰，只有提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，才能贏得現(xiàn)代化市場經(jīng)濟發(fā)展的主動權(quán)，才能獲得公眾認可和青睞。因此，在電氣自動化控制設(shè)備自動化程度、復(fù)雜度的不斷提高下，穩(wěn)定性技術(shù)能夠提高設(shè)備的市場競爭力。
4 提高電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性的措施
4.1合理地制定設(shè)計方案
首先要認識和把握產(chǎn)品的自身特點、實際應(yīng)用環(huán)境、應(yīng)用條件，需要依據(jù)這三種影響因素的綜合情況，對設(shè)計方案進行確定。值得注意的是，在此過程中，由于各個廠家所生產(chǎn)的產(chǎn)品都不盡相同，他們之間會存在許多差異，所以在同一個項目當(dāng)中，最好統(tǒng)一使用同一種常見的產(chǎn)品，以便最大程度地保證各個設(shè)備之間的良好協(xié)調(diào)性。
4.2 選擇合適的零部件
在滿足設(shè)計合理的條件下，必須選擇合適的零部件，這就要考慮相關(guān)電路的實際性能，最好選擇專業(yè)常見的零部件，只有這樣，才能有所保證，不論是在產(chǎn)品質(zhì)量上，還是在后期維護上，都能有效地保障電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性。此外，選擇零部件的時候，還需要高度重視零部件的使用參數(shù)。
4.3 強化控制設(shè)備的散熱防護
在各種電氣設(shè)備的運行過程中，溫度是一個極其危險的因素，由于溫度變化容易大大降低電氣設(shè)備的精度和穩(wěn)定性，同時溫度變化過大也會發(fā)生嚴重事故。究其原因，這主要由于電氣自動化設(shè)備在運行當(dāng)中不斷向外散發(fā)熱量造成的，如果散發(fā)的熱量不能及時排出，就會積累在較小空間內(nèi)，從而使設(shè)備周邊環(huán)境溫度不斷升高，結(jié)果不堪設(shè)想。因此，在進行電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計時，要關(guān)注散熱問題，合理地確認散熱方式，從最大程度上避免設(shè)備本身
4.4電子設(shè)備的氣候防護
氣候條件對電子設(shè)備影響是很大的，特別是在低溫高濕條件下，空氣濕度達到飽和時，電子設(shè)備容易受到潮濕空氣的侵蝕，使機內(nèi)元器件、印制電路板上產(chǎn)色和凝露現(xiàn)象，極容易造成絕緣材料表面電導(dǎo)率增加，及零部件電氣短路、漏電等等情況的發(fā)生。甚至?xí)?dǎo)致覆蓋層起泡至脫落，失去其保護功能。針對于這種情況，一般采用密封、浸漬、灌封等等措施進行維護，而我司就在控制電房安裝了工業(yè)除濕機，使控制電房的濕度保持在安全值以內(nèi)，提高了控制設(shè)備的穩(wěn)定性。遭受破壞。
5 結(jié)束語
綜上所述，深入探討電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性，不但要有一定的理論基礎(chǔ)，也要具備充足的實踐經(jīng)驗，這樣才能全面把握電氣自動化控制設(shè)備的穩(wěn)定性。與此同時，研究電氣自動化控制設(shè)備的過程中，很有必要注意研究方法，堅決杜絕盲目操作的不良現(xiàn)象。因此，需要科學(xué)地結(jié)合國內(nèi)外電氣自動化控制設(shè)備的實際情況，不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)，根據(jù)最新的穩(wěn)定性試驗方法制定更加合理的控制措施。
參考文獻
篇13
電氣自動化控制技術(shù)是建立在電子信息和自動化技術(shù)之上的，以電氣控制系統(tǒng)為核心，以電動機為主要傳輸動力，具有自動檢測、信息控制等多項功能，利用自動化技術(shù)可使各項電氣設(shè)備自主控制完成電力生產(chǎn)任務(wù)。將其應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，可有效解決其復(fù)雜結(jié)構(gòu)帶來的一系列問題，降低工作難度，減少人工勞動量，進而維護系統(tǒng)穩(wěn)定運行，提高生產(chǎn)效率。然而在實際應(yīng)用時，還有一些不足之處應(yīng)引起重視，促進該技術(shù)在未來有更好的發(fā)展。
1 電氣自動化技術(shù)的功能及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
1.1 功能
首先是自動控制功能，即對電力設(shè)備的自動控制，是自動化技術(shù)的一個重要體現(xiàn)。多采用分散式控制方式，實現(xiàn)對整個操作系統(tǒng)的控制，運行中若有設(shè)備出現(xiàn)異常，自動控制系統(tǒng)會及時發(fā)現(xiàn)， 并將故障電路切除，以免有電流經(jīng)過，使得故障進一步擴大。而電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，線路復(fù)雜，要想準確切斷電路，還需依靠分散控制來完成，所以說自動控制功能是維護系統(tǒng)整體穩(wěn)定的一個重要保障。
其次是保護功能，受內(nèi)部運行或外部環(huán)境影響，電力設(shè)備難免會出現(xiàn)各種故障，進而影響到系統(tǒng)安全。而電氣自動化控制技術(shù)則能夠保護設(shè)備運行安全，如輸入電壓不穩(wěn)定時，自動控制系統(tǒng)會控制設(shè)備自動將高電壓轉(zhuǎn)換為低電壓，保護設(shè)備內(nèi)部的元件和導(dǎo)線不被損壞，將可能會出現(xiàn)的風(fēng)險降至最低，盡可能地保護設(shè)備安全。電力設(shè)備運行時的承受能力有限，一旦電流過大，必將受損，所以說自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，可提高設(shè)備的使用壽命。
此外是監(jiān)督功能，主要是監(jiān)督不穩(wěn)定電流，因為電流不穩(wěn)定時，對設(shè)備危害較大，自動化控制系統(tǒng)則能對其加以監(jiān)督。此時顯示器上的指針會有所偏移，且信號燈閃爍，提示工作人員對線路進行檢查。進而控制不穩(wěn)定電流，避免故障發(fā)生。
1.2 應(yīng)用
首先是電氣產(chǎn)品的設(shè)計，為生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，設(shè)計者必須具備極強的專業(yè)知識，并了解當(dāng)前需要解決的關(guān)鍵問題，以及產(chǎn)品的用途和工作環(huán)境。以往多以經(jīng)驗為主，缺少科學(xué)性，而且工作量較大，精確度低。而現(xiàn)代化產(chǎn)品則要利用高科技和現(xiàn)代化工具，如計算機等。另外，控制理論也越來越成熟，尤其是專家系統(tǒng)、遺傳算法等的應(yīng)用，為產(chǎn)品提供了質(zhì)量保障。
其次是設(shè)備故障的診斷，現(xiàn)代化電氣設(shè)備功能增多，智能化程度越來越高，故障也變得更加復(fù)雜，具有非線性的特點，檢測處理難度加大。傳統(tǒng)的方法顯然已不適用，而當(dāng)前則逐漸形成了一套設(shè)計理論，以此對故障進行檢測。這是一大創(chuàng)新，在智能化產(chǎn)品故障檢測中較為適用，效率很高。當(dāng)然還可以結(jié)合模糊邏輯系統(tǒng)等使用，進一步提升檢測效率。
2 新型電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用分析
2.1 案例
某電力企業(yè)為提高生產(chǎn)效率，降低故障發(fā)生頻率，于2003年引進了DCS系統(tǒng)。隨著用電需求的增長，電力系統(tǒng)變得更加復(fù)雜多變，DCS系統(tǒng)的應(yīng)用可控制輸入輸出設(shè)備，從而采集系統(tǒng)的有關(guān)信息，并進行分析處理，然后對功率計電壓等加以適當(dāng)調(diào)整。該系統(tǒng)以控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，具有分散控制、分級管理、集中操作等功能，在電力生產(chǎn)中一度發(fā)揮著重要作用。但隨著電網(wǎng)事業(yè)的改革，這種系統(tǒng)的弊端日益顯現(xiàn)，信息處理量有限，抗干擾能力較差，接線復(fù)雜，成本昂貴，且反應(yīng)太慢，往往不能很好地處理瞬態(tài)電信號。為此，企業(yè)于2007年開始引進并應(yīng)用電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)（Electric Control System），簡稱ESC系統(tǒng)，這是對計算機、信號處理、現(xiàn)場總線等技術(shù)的綜合應(yīng)用，可對電力系統(tǒng)的自動化裝置進行有效的測量控制，并保護其安全。
2.2 ESC系統(tǒng)
該系統(tǒng)包括以下3層：（1）間隔層：由多個智能元件構(gòu)成，如直流接地選線裝置、常用電壓保護裝置、自動準同期控制裝置等，可完成系統(tǒng)的專業(yè)化功能。多是通過嵌入式軟硬件技術(shù)開發(fā)的，由CPU、現(xiàn)場總線等設(shè)備；（2）通信管理層：主要由通信網(wǎng)絡(luò)和相應(yīng)的管理裝置組成，利用以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線將DSC系統(tǒng)、各項智能設(shè)備及其他子系統(tǒng)相連，實現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)通信工作；（3）站控層：包括各種專業(yè)軟件、通訊接口、服務(wù)器和監(jiān)控設(shè)備，且軟件都具有數(shù)據(jù)采集、故障診斷的功能。
2.3 特點和功能
ECS 系統(tǒng)采用通信管理層和站控層組態(tài)一體化的設(shè)計， 可保證組態(tài)調(diào)試的一次性完成， 進行調(diào)試時可以更加方便， 并且符合人的操作習(xí)慣。 并且從整體出發(fā)綜合考慮系統(tǒng)的通信功能，保證站控層、通信層、間隔層的通信速度，并開設(shè)與 DCS、 MIS、 SIS 的通訊接口。并且 ECS 與 DCS 互相通信是不受限制， 還可以節(jié)省大量的通信纜線和變送器。 ECS 采用先進可靠地自動化電氣裝置， 完全可以不受通訊功能限制并可以獨立運行， 保證了系統(tǒng)的安全性和可靠程度。
ECS 系統(tǒng)的間隔層采用保護測控裝置， 抗干擾能力強，適用于復(fù)雜環(huán)境。且系統(tǒng)還采用了冗余容錯技術(shù)， 包括雙現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)、 站控層設(shè)備冗余等多種措施，保證了系統(tǒng)穩(wěn)定。系統(tǒng)保護測控裝置局采用高性能的 DSP 并 IJ 微處理器，硬件系統(tǒng)采用多 CPU 智能化結(jié)構(gòu)，大大提高了數(shù)據(jù)的處理速度。
3 結(jié)束語
電氣自動化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中起著重要作用，可保護系統(tǒng)安全穩(wěn)定，提高工作效率。在今后，將進一步朝著智能化方向發(fā)展，有很多事項需注意，對于其中存在的問題，應(yīng)及時解決。
參考文獻：
[1]蔣志榮.電氣自動化控制技術(shù)的研究[J].黑龍江科技信息，2014（01）：109-110.
