时间：2023-01-22 09:44:24
【关键词】电气；自动控制；控制方式
中图分类号：TM92文献标识码A文章编号1006-0278（2013）06-183-01
一、概述
一个理想的控制系统，在其控制过程中应始终使被控量等于给定值。但是，由于系统中储能元件的存在以及能源功率的限制，使得运动部件的加速度受到限制，其速度和位置难以瞬时变化。所以，当给定值变化时，被控量不可能立即等于给定值，而需要经过一个过渡过程，即瞬态过程。所谓瞬态过程就是指系统受到外加信号作用后，被控量随时间变化的全过程。瞬态过程可以反映系统内在性能的好坏，而常见的评价系统优劣的性能指标也是从瞬态过程定义出来的。对系统性能的基本要求有三个方面：稳定性、快速性、准确性。
自动控制理论研究的是如何接受控制对象和环境特征，通过能动地采集和运用信息，施加控制作用，使系统在变化或不确定的条件下正常运行并具有预定功能。它是研究自动控制共同规律的技术科学，其主要内容涉及受控对象、环境特征、控制目标和控制手段以及它们之间的相互作用。具有“自动”功能的装置自古有之，瓦特发明的蒸汽机上离心调速器是比较自觉地运用反馈原理进行设计并取得成功的首例。麦克斯韦对它的稳定性进行分析，于1868年发表的论文当属最早的理论工作。从20世纪20年代到40年代形成了以时域法、频率法和根轨迹法为主要内容的“经典”控制理论。60年代以来，随着计算机技术的发展和航天等高科技的推动，又产生了基于状态空间模型的“现代”控制理论。随着自动化技术的发展，人们力求使设计的控制系统达到最优的性能指标，为了使系统在一定的约束条件喜下，其某项性能指标达到最优而实行的控制称为最优控制。当对象或环境特性变化时，为了使系统能自行调节，以跟踪这种变化并保持良好的品质，又出现了自适应控制。
二、自动控制系统的基本构成及控制方式
（一）开环控制
控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制。开环控制的特点是系统结构和控制过程很简单，但抗扰能力差、控制精度不高，故一般只能用于对控制性能要求较低的场合。
（二）闭环控制
控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，既有被控量对控制过程的影响，这种控制称为闭环控制，相应的控制系统称为闭环控制系统。闭环控制系统又被称为反馈控制或按偏差控制。闭环控制系统是通过给定值与反馈量的偏差来实现控制作用的，故这种控制常称为按偏差控制，或称反馈控制。此类系统包括了两种传输信号的通道：由给定值至被控量的通道称为前向通道；由被控量至系统输入端的通道称为反馈通道。闭环系统能减小或消除作用，但若设计调试不当，易产生震荡设置不能正常工作。自动控制原理中所讨论的系统主要是闭环控制系统。
（三）复合控制
反馈控制是在外部的作用下，系统的被控量发生变化后才做出相应调节和控制的，在受控对象具有较大时滞的情况下，其控制作用难以及时影响被控量，进而形成快速有效的反馈控制。前馈补偿控制，则在测量出外部作用的基础上，形成与外部作用相反的控制量，该控制量与相应的外部作用共同作用的结果，使被控量基本不受影响，即在偏差产生之前就进行了防止偏差产生的控制。在这种控制方式中，由于被控量对控制过程不产生影响，故它也属于开环控制。前馈补偿控制与反馈控制相结合，就构成了复合控制。复合控制有两种基本形式：按输入前馈补偿的复合控制和按扰动前馈补偿控制的复合控制。
三、自动控制系统的分类
自动控制系统的分类方法较多，常见的有以下几种：线性系统和非线性系统。由线性微分方程或线性差分方程所描述的系统为线性系统；由非线性方程所描述的系统称为非线性系统；定常系统和事变系统，从系统的数学模型来看，若微分方程的系数不是时间变量的函数则称此类系统为定常系统。否则称为是事变系统。若系统既是线性的又是定常的，则称之为线性定常系统；连续系统、离散系统和采样系统，从系统中的信号来看，若系统各部分的信号都是时间的连续函数即模拟量，则称此系统为连续系统，若系统中有一处或多处信号为时间的离散函数，如脉冲或数码信号，则称之为离散系统。若系统中既有模拟量也有离散信号，则又称为采样系统；恒值系统、随动系统和程序控制系统，若系统的给定值为一定值，而控制任务就是克服骚动，使被控量保持恒值，此类系统称为恒值系统。若系统给定值按照事先不知道的时间函数变化，并要求被控量跟随给定值的变化，则此类系统称为随动系统。若系统的给定值按照一定时间函数变化，并要求被控量随之变化，则此类系统称为程序控制系统。此外，根据组成系统的物理部件的类型，可分为机电控制系统、液压控制系统、气动系统以及生物系统等。根据系统的的被控量，又可分为位置控制系统、速度系统、温度控制系统等。
【关键词】自动控制；PLC；主机
1 引言
随着城市现代化建设的发展，环境保护、生活用水的要求更高了。以前老式水厂的人工、半自动水厂控制系统已经远远不能满足现代化生活和企业运作的需要，因此先进的计算机控制技术应运而生。通过先进的自动控制系统，可实现对水厂制水等工程运作的监视和控制。因此以计算机技术为基础，以可编程控制器（PLC）组成分布式集散系统对水厂实现了全过程自动控制。
2 系统阐述
通常水厂的处理工艺流程如下图：
按照三水厂的工艺实践，（取水由源水泵站控制，不在三水厂控制范围内，因此此处不作概述。）混凝、反应、沉淀和消毒放在加药分站控制，过滤在滤池分站控制，送水在送水分站控制。
2.1 系统构成
控制系统采用PLC+PC的监控方式，设置一个中心控制室主站与3个PLC控制分站（加药分站、滤池分站和送水分站），现场分站之间、现场分站与中心控制室主站之间以及中心控制室内的计算机均通过以太网通讯。现场设备的控制分为手动与自动两种控制方式：手动时PLC监测设备的运行状态；自动时，PLC监控设备的运行。在自动状态下，还具有键控与自控两种控制方式：当处于自控控制方式时，现场分站PLC可以监控设备的运行，而中心控制室只能监测设备的运行状态；当处于键控控制方式时，中心控制室可以监控设备的运行。
2.2 系统各站主要配置和功能
2.2.1 厂级控制层
（1）主控服务器计算机两套，以互为热备用方式工作，完成计算机监控系统的管理。
（2）操作员工作站设两套，两台工作站互为热备用方式，一台用于监控，一台用于监视。当监控工作站因故退出时，监视工作站可自动或手动升为监控站，采集到的数据送服务器。
2.2.2 现场控制层
厂内设有三套分站控制单元，采用罗克韦尔的SLC-505设备。各分站控制单元分别完成各自监控对象的数据采集及处理，并向网络传送数据，接受上位机的命令和管理。同时单个控制分站具有独立的控制、调节和监视功能。分站控制单元由工控机和PLC等设备组成。
（1）加药分站：主要控制对象是加矾系统、加氯系统。
加矾系统是计量泵控制投加，采用的是湖南华博公司的水厂投加料神经算法控制系统。利用历史数据、源水变化以及水质反馈，经数据处理后控制计量泵的冲程与频率，从而调节加矾量。
加氯系统包括前加氯与后加氯系统。前加氯是根据源水流量按比例投加；后加氯则根据滤后水流量进行投加，清水库余氯信号反馈调整。
加药分站所检测的仪表信号有：流量、各水质数据、矾液池液位、计量泵流量、加氯量等。
（2）滤池分站：主要控制对象是滤池进排水阀门、清水阀、反冲阀、反冲洗滤池、反冲洗泵。
滤池分站下挂10个控制子站。每个控制子站控制两组滤池的过滤与反冲洗。每组滤池装设一台超声波水位检测仪，用于控制该组滤池清水阀门的开度，使滤池在恒水位条件下工作。滤池的反冲洗可选择两种控制方式：自动反冲控制和键控反冲控制。自动反冲洗可以根据时间、水质等参数的设定完成所有滤池的反冲控制。键控反冲为操作人员在上位机上控制各滤池的反冲工作。
滤池分站所检测的仪表信号主要有：滤池水位、滤后水浊度、各阀门开度等运行信号。
（3）送水分站：主要控制对象是送水泵及厂内变配电系统。
送水泵的开停台数由公司调度室发信号给中心控制主站，由中心控制主站给出开停泵信号，由送水分站PLC完成水泵开停过程。送水分站同时完成厂内高低配电的监控功能。
送水分站所检测的仪表信号有送水泵出口压力、送水泵及电机温度，出厂水压力、流量、PH值、浊度和余氯值，以及所有变配电系统信号。
3 系统配置及特点
系统的PLC硬件都采用了罗克韦尔的产品，通讯软件采用RSLinx，梯形图编程软件采用RSLogix500，人机界面采用力控5.0组态软件来完成数据采集、记录、操作监控等任务，操作系统采用WindowsXP系统，设置了用户安全管理体系，只有通过正确的口令和用户名才可能成功登录，同时系统软件自身采用实时数据库系统来进行分析和管理，数据库系统选用微软的SQL Server2000产品。
软件的各个功能块如下：
3.1 监控画面功能
（1）监控系统运行状态画面：画面显示监控系统PLC和测量装置及主控工作站的工作状态和参数。
（2）所有需要监测的各种参数的实时和历史曲线图、棒型图画面。
（3）各种运行和管理报表及表格画面。
（4）水厂的平面图、动画等显示。
3.2 数据采集和处理功能
系统可自动实时采集和处理来自各现场控制层及调度系统的数据。主要包括：所有工作分站的模拟量、开关量的采集，对这些数据进行处理和分析，处理后的数据以一定的格式存入实时数据库，形成实时数据库和历史数据库，以备系统调用和随时查询，并对监视的模拟量、开关量进行统计分析计算作为历史数据存入历史数据库，并作为报表输出的主要数据来源。当出现异常事件记录和出现事故时，计算机监控系统根据目前的情况自动进行处理。
3.3 综合参数统计、计算与分析功能
计算机监控系统根据实时采集到的数据进行周期、定时或召唤计算与分析，形成计算数据库与历史数据库，帮助运行人员对水厂设备的运行进行全面监视与综合管理，可及时发现故障征兆，提高单元运行的安全性。对现成的计算数据列出作为实时数据处理，存入相应的实时数据库和历史数据库，进行越限报警、启动相关处理程序等操作。
3.4 安全运行监视及事件报警功能
（1）主要设备安全运行实时监视
计算机监控系统可以使运行人员通过主机兼操作员工作站显示器屏幕对全厂主要设备运行状态和运行参数进行实时监视，包括状态变化监视、过程监视、历史趋势分析和监控系统异常监视。
（2）事件报警
计算机监控系统周期性扫描故障信号，故障发生时，立即响应并处理，同时记录故障发生时间、动作设备器件名称、事故内容等信息，并显示、打印故障报警语句，发出声光报警信号，按故障发生的先后次序排列，形成故障记录并存入数据库。故障记录表格为故障汇总记录表，可供值班人员查寻，并定时打印。
4 系统的智能性分析
自控系统的实用性实际上要求系统有较高的智能度或容错能力。可以将平常的运行经验加入控制程序中，即加入若干个智能点。譬如可以通过出口压力信号或电机电流判断反冲洗水泵是否出水；又如当远控打开某滤池的排水阀时，其全开行程开关未动作，但此时滤池水位突然下降，由此判断排水阀已打开而不必终止程序执行。这些智能点的加入使系统的适应能力大大提高，PLC通过分析有限的信号量可以发现被控设备的故障。
5 结束语
本文基于罗克韦尔自动化的系列产品组建的水厂自动控制系统，实现了单元的无人监控、少人值班，提高了水厂自动化水平和水质处理的效率，减轻了运行人员的负担。实际运行证明，本系统可达到大中型水厂的无人监控、少人值班的高自动化水平，减轻了操作人员工作强度，提高了水厂运行的安全和可靠性。
参考文献：
[1]林乐洲，刘春田.PLC在水厂滤池自动控制中的应用[J].民营科技，2010， 02（11）：25-26.
【关键词】 副枪 自动控制 静动态模型 电气控制
1 引言
柳州钢铁集团公司150T转炉采用的副枪系统是由武汉华枫公司设计生产的，能在转炉不间断吹炼的情况下，在转炉的垂直位置进行熔池温度的测量及取样。在炼钢过程中，副枪设备自动连接探头、测量、发送数据，最后取出试样送化验室分析。所发出的信号经处理，将为操作工提供有价值的数据。目前副枪使用探头有：TSC探头（用于测温、取样、定碳）；TSO探头（用于测温、取样、定氧）两种。TSC探头用于吹炼中测量，TSO探头用于终点吹炼测量。现代的炼钢过程中依靠副枪测量来调节吹氧量和转炉熔剂添加量，动态控制模型和精确的副枪数据使“快速出钢”得以实现。
2 系统网络
整个系统以副枪为主体，控制系统主要由氧气倾动系统PLC、仪表系统PLC（含有顶吹和底吹）、加料系统PLC和副枪系统PLC组成，系统之间都采用以太网通讯。操作电脑主要由副枪HMI和主操HMI（包含氧枪倾动、加料、顶吹底吹的人机界面）
3 系统概述
3.1 副枪系统
副枪作为自动炼钢的主体设备，直接影响自动炼钢的发展。副枪电气控制系统采用西门子400PLC带有升降和旋转两台西门子6SE70系列变频器，事故变频器独立于PLC之外控制。
经过一年多的摸索，总结出副枪的主要故障以及相应的整改如下：
（1）接插件故障：接插件作为信号传输的关键设备，维护必须到位。首先，冷却氮气在测量时必须打开，接插件经常粘有焦油导致测量失准。为了节能降耗，在副枪没有使用时经常关掉氮气再使用时由于各种原因操作工忘记开氮气，所以增加了连接周期启动自动开氮气控制。其次，定期清洗和更换接插件，经过实践得出在氮气充足保证下一星期清洗一次接插件足以，由于连接摩擦接插件铜环会变薄，所以定期更换接插件是必须的，我们平均350～400炉换一次接插件，接插件都标有编号方便在线离线统计管理。
（2）线路故障：仪表信号采用弱电传输，所以对线路要求非常苛刻。线路问题无非就是螺旋导线、枪内电缆和枪外电缆的故障。对于螺旋导线我们提倡适度拉伸不能太松，否则会与副枪内壁摩擦而损坏而且晃动比较厉害对测量造成影响；对于枪内电缆要有套管，防止与枪体摩擦破皮导致接地；对于枪外电缆一方面要有套管，另一方面提高到氮气管和水管的内弧里防止与水管摩擦。
（3）编码器故障：原设计用于位置控制的升降和旋转编码器采用增量型编码器，但后来发现由于线路或者限位接地，高速计数模块就不工作位置控制失效，经常导致副枪不对中损坏接插件和枪体，所以建议使用绝对型编码器。旋转编码器已改为绝对型编码器，再加上变频制动方式该为直流制动，现在旋转定位非常精确。
3.2 氧枪倾动系统
氧枪倾动系统主框架采用西门子400PLC，外设模块采用用西门子300，带有倾动和氧枪的西门子6SE70变频器。自动炼钢一个重要环节就是控制氧枪枪位，枪位作为炼钢过程控制重要环节控制要精确，经过程序改进和主抓编码器和抱闸两个设备，现在我们所用的氧枪枪位控制精度小于2mm。氧枪位置编码器采用绝对型编码器，控制精度高而且比较稳定。
3.3 仪表系统
自动炼钢仪表方面主要涉及到顶吹和底吹。顶吹主要是控制氧量，氧步是整个副枪模型的基础，所以氧气控制要具有快速性、稳定性和精确性，一方面调节阀性能要比较好，另一方面PID参数整定要合理，为了氧气比较平稳变化，在PID调节增加了斜坡控制，但在副枪TSC测量时需要瞬时降氧，所以TSC测量时要取消斜坡作用；底吹同样采用了PID调节，经过阀门整改，底吹15～60m3的流量完全可控，而且流量控制性能比较好。
3.4 加料系统
自动炼钢关键环节在于自动加料，这方面控制是比较复杂的。自动加料主要程序采用SCL语言编写，因为顺序循环搜料比较方便，这也是高级语言的长处。经过改进，现在程序完全满足所有模型的自动加料控制，由于冷料调整性比较大，所以冷料控制改为单个氧步搜料，这样有利于人工动态干预。加料系统的关键设备是给料电机、料仓称重以及闸门控制，给料电机的速度关系的加料的实时性，料仓称重反馈与模型，闸门控制关系着物料跟踪和投料性能。
3.5 二级系统
在实施自动化炼钢过程中，SDM炼钢模型是其核心部分。SDM的使用是为了提高钢的终点温度和碳含量控制的效率和精度，而副枪的使用，能使转炉中的熔液的温度和成分直接传送到二级上。SDM模型则根据接收到的数据，计算补吹模型，实行动态炼钢。根据过程控制系统中的功能，可分为静态过程控制模型和动态过程控制模型。静态和动态控制模型都可进行原材料配比和吹氧的计算，并可计算逸出转炉的碳和氧。在静态计算中，静态控制模型生成了一个中途测量点的时刻。二次吹炼计算和动态控制模型分别以中途点测量值（熔池温度和碳含量）作为附加输入数据，进而对炼钢的操作进行控制，以达到吹炼循环结束时的目标碳含量及钢水温度。SDM计算模型可完成以下功能：工艺目标计算；脱硫计算；加料计算；吹炼计算；动态控制计算；二次吹炼计算；吹炼结束确认；冶炼结束计算；模型反馈计算等。
4 成果
柳钢150T转炉从开始操作工不相信和不愿用副枪炼钢，到现在离不开副枪，经历一个极其艰辛的过程。经过各区域的员工不停摸索，副枪使用率达到99.8%，测成率在98%以上，不倒炉出钢超过95%，补吹率下降到30%以下，命中也可以达到80%以上，冶炼周期缩短5分钟。
关键词：锯片 定尺切割 轧制 PLC控制
由于锯切轧件产品随着市场需求的增加、钢材断面质量要求的提高，同时老式的锯切设备锯切速度低，工作环境差，工人劳动强度大，由于设备及锯片等方面的原因，经常出现型材断口切斜、毛刺飞边超标等质量问题，锯片单次锯切寿命较低(平均300t以下)，造成停机换片频繁，严重地影响了轧制生产的连续性。另外，锯片在使用过程中还经常出现糊齿、裂纹等现象，既影响生产效率，也给生产现场的安全带来了一定隐患。本文介绍的锯切机是用以取代生产效率较低的老式控制系统锯切型材设备，使锯片锯切寿命和锯切质量都有了很大提高。
一、工艺流程
锯切是在轧钢过程中的一个收尾环节。首先钢坯由入炉辊道经过上料台送入步进式加热炉。加热炉采用煤气作为燃料。根据坯料的性能、种类要求的不同，调节炉内煤气的流量使坯料由进炉到出炉这一过程达到所要求的轧制温度。
红色的坯料经过出炉辊道到达轧机，轧机在这里属于第一道轧制工序。调换不同孔型的轧辊及调节轧辊之间的距离，使得坯料达到预先的形状、大小完成开坯的工作。
有的钢体原材料由于硬度高，在轧制过程中又损失一部分热量，易造成钢头的裂纹，影响到钢的轧制质量。为了消除这种影响，在轧机后安置了切头剪。
以上的开坯准备工作完成后，轧件达到了往复式WF轧机。这种轧机采用了水平安装平、立、平、立、平，五个轧辊。控制系统全由计算机程序操作，根据不同的轧制程序调节轧辊之间的距离及导卫系统，充分的了解模具钢的棱角问题，较好的达到了高精度的90度棱角。
根据厂家对钢料长短尺寸的需求，以及锯切的表面要保证光滑、平整，采用了带有定尺机的热摩擦锯。当坯料达到锯前由水平垂直夹紧装置夹紧坯料，然后自动锯切完成快速进锯负载进锯锯切终了快速返回，四个切割过程。而这些控制过程都是由直流控制器进行控制。而直流电机的转速控制是由PLC为直流控制器输出一个给定的速度模拟信号，由直流控制器对直流他励电机进行速度闭环调节控制，从而保证了切割线速度。而热锯的摆臂及垂直夹紧由PLC进行矢量位移式闭环控制，这样就较稳定地实现了系统的自动控制。
经过热锯的切割轧件成品达到冷床，等待下一部的深加工，完成了整个的生产过程。
二、控制系统硬件设计
系统主要有自动转换开关、限位开关等开关量输入量和输出量。根据统计该系统需要72个输入量和34个输出量。再考虑留有15%的输入、输出点余量，实际选用6块16点数字输量输入模块SM321，4块16点数字输出模块SM322，共计96个输入点和64个输出点。S7-300PLC是本控制系统的核心，它完成所有开关量输入、输出型号的处理。在控制系统中为了完成对型材锯切长度的控制和主锯切机前进或者后退的控制，选用CPU314。本控制系统中为了实现对锯切长度的控制和主锯切机前进或者后退的控制选用了一块计数模板，FM350―2，该模块带8个通道，用于和24V增量编码器配合使用。
三、锯切识别动作的执行
现场轧件的位置检测由热金属检测器进行检测并输入PLC，由PLC完成逻辑判断，而后PLC输出控制信号给各个控制器，控制器控制各个执行元件动作，达到控制要求。
1.轧件从锯切的前一工序区域横向移入锯切区域后，经RJ0测得后，锯前BP辊道高速转动。
2.轧件在到达RJ1后，要求锯前BP辊道低速转动， RJ1只是在轧件的头部或尾部达到时起作用。
3.轧件的头部到达RJ2时，锯前BP辊道停止。
4.轧件头部到达RJ3时，锯前BP辊道低速运行，且定尺挡板落下，定尺挡板上的常开点被轧件撞击闭合后，锯前BP辊道停止运行。
5.轧件的尾部到达RJ4时，锯前后辊道停止运行。
6.若RJ4有信号，而且RJ5已有信号，则可切尾，否则因不足4米作放弃不要处理。
7.确认锯切的类型后，设计了夹紧机构将轧件夹紧，以免锯切过程中轧件振动，损坏锯片。锯切动作执行完毕后，轧件夹紧机构要松开。
8.锯切完成后，轧件要高速离开锯切区域。切尾或放弃完成后，前一工序的轧件才可以进入锯切区域。
四、控制系统软件
编程软件使用的是西门子的STEP 7，是用于对西门子PLC进行组态和编程的专用集成软件包。
锯切控制程序从循环执行主程序――组织块开始依次调用各个子程序和功能块，各个子程序和功能块用于完成锯切控制系统某一部分的逻辑控制（如各参数计程序流程图、定尺程序流程图）或实现某一 特定的功能（通过总线读写控制字、状态字）。锯切过程程序流程图如图3所示。
结论
该锯切机已经在国内大型轧钢生产企业得到应用，实际的运行效果表明该控制系统运行稳定、可靠，大大地提高了锯切轧件的生产自动化水平和产品的质量。
程序流程框图
参考文献
[1]胡建,西门子S7-300 PLC应用教程.北京：机械工业出版社,2010
关键词：选煤厂；密度控制
Abstract: Coal production process, coal is a high-tech investment in a natural way, is to reduce human and efficiency, reduce processing costs, maximize economic benefits of effective measures. Heavy medium density automatic control system as one of the most important aspects, which links the level and stability of the production process for coal quality and yield of the product plays a decisive role. Coal in the conventional control method, the density control system is mainly the relationship between the devices is a latch control circuit implemented by hardware, the implementation of more complex, the reliability is poor, if the change in locking relationship is even more difficult the plus difficult.
Keywords: Coal; density control
中图分类号：TD94文献标识码：A
· 概述
重介密度控制系统基于PLC (可编程控制器) 的应用将重介质选煤过程工艺参数的检测、自动控制及生产管理等功能集于一体, 构成一个独立的子系统。使得密度控制系统中主要设备的闭锁关系通过软件编程得以实现, 完成对重介质密度进行准确的适时控制和调节, 从而达到提高产品质量, 减少吨煤介质损耗的目的。
· 原理
重介密度控制系统按密度的不同将煤和矸石进行分类，煤和矸石的密度均大于1，也就是说需要分类的两种物品密度均大于水，所以不能在水中将煤与矸石进行有效的分类，这就需要配置大于水的液体，重介悬浮液应运而生。重介悬浮液由固体和液体两部分组成，固体小颗粒均匀分散在液体中。一般情况下重介悬浮液由磁铁矿粉配制而成。在实际生产中，固相和液相包括磁铁矿粉、煤泥和水。当原煤放入液体中后根据阿基米德原理，大于液体密度的下沉，小于液体密度的则上升，由此可以将煤和矸石很好的分离。
重介质选煤是一种高效率的重力选煤方法.在重介质选煤过程中,重介质悬浮液工艺参数(密度、流量、粘度和煤泥含量)的变化对分选效果有显著的影响.如密度的波动直接影响产品的质量,煤泥含量的增加会导致粘度的增加,使分选效果变坏.因而,实现对重介质悬浮液参数变化进行快速准确地检测和稳定控制是十分重要的,对改善产品质量、提高分选效率和选煤厂的经济效益具有显著的作用。
在重介分析生产自控方面采用可编程控制器进行PID控制来提高控制精度。
密度控制系统分为密控柜手动控制、计算机自动控制和计算机手动控制三部分。密度控制系统可通过上位机控制，即能够在电脑上对系统密度进行自动控制,也能够在密控柜上手动控制系统密度。所有的参数既能在电脑上显示,也能够在密控柜上用仪表显示。
选厂自动化监控系统要求运用可编程序控制器、计算机网络、光纤通信等技术对选厂指定设备进行自动控制。该系统能够实现实时信息自动采集、传输、处理入库、动态监测监控、远程数据传输等功能，实行选矿系统的密度自动和手动控制。
系统上位机组态画面通过组态王完成，系统界面应该包括以下画面：
重介质密度控制流程图画面；实时数据报表画面；历史数据报表画面；实时趋势曲线画面；历史趋势曲线画面；重介密控参数设置及显示画面；重介密控棒图画面；重介密控PID参数设置画面；系统登陆画面；系统使用帮助画面，每个画面的功能要求全部实现，从而保证系统的结构性和稳定性。
· 重介工艺参数自动控制功能及技术指标
实现重介质悬浮液密度的在线检测及自动控制，在正常生产时，要求悬浮液密度控制精度小于±0.005g/cm3。
实现合格介质桶液位在线检测及控制，及上下限报警功能。
实现合格介质桶磁性物含量的在线检测及煤泥含量的控制。
实现重介旋流器入口压力远传显示。
生产管理系统：以工控机为核心的控制系统实现工艺流程以及各种工艺参数数据采集、显示；具有工艺参数实时与历史数据的记录与查询，具有工艺参数趋势曲线显示、打印报表等；并予留与上位机的通讯接口。
控制系统具有自动/手动转换功能。
· 控制系统的配置
该控制系统由差压密度计、液位计、磁性物含量计、工业控制计算机、智能控制器、电动加水控制装置、分流控制装置、控制柜、仪表柜等组成。
· PLC选择和控制系统工作原理
PLC 选择着重要看如下几个方面: PLC 性能(品牌)、容量和外设。好的品牌的PLC 具有系统运行可靠, 故障率低, 以及丰富的I/O 接口, 可对各种设备进行很好的控制; 通过以太网模块可在上位机上做出直观的设备开、停或流程显示; 先进的模块化结构, 便于用户自行设计、组合和较强的可维护性; 编程采用梯形图结构, 易学易操作。可编程控制器PLC 已经成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制设备, 采用以PLC 为核心并配以旋转光电编码器等传感器为检测元件, 既简化了硬件设计, 又提高了系统的可靠性和稳定性, 势必将得到用户的肯定。本系统采用西门子S7300系列PLC作为控制器，利用S7300/400编程软件STEP7进行梯形图编程开发。
按照密度控制系统的设计要求对PLC所需要的输入点和输出点进行完整的统计。例如：旋流器压力、磁性物含量、测量密度、合格介质桶液位等等。
密度控制系统工作原理是利用PLC 内部P ID 功能块, 分析采集密度计、液位计等现场检测设备的输入信号(4mA～ 20mA ) , 将检测到的过程变量与设定值进行比较, 通过模拟量输出模块, 输出4mA～ 20mA 信号来驱动加水调节阀、分流阀等电动执行机构, 达到对压力、密度、液位自动控制的目的。P ID 控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容, 根据被控过程的特性确定P ID 控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小, PID参数的确定主要依赖工程经验。PID控制是最早发展起来的控制策略之一，由于其算法、结构、调整都比较简单,且容易为工程技术人员所掌握,而被广泛应用于工业过程控制。
下面详细列出比较重要的三个控制方面：
a.重介质悬浮液密度控制
根据工艺流程的特点，重介质悬浮液密度在正常生产过程中，合格介桶中悬浮液密度一般为增加的趋势，液位则是降低的趋势。因此，在悬浮液密度控制回路中，通过自动调节加水量来稳定悬浮液密度。
b.煤泥含量自动控制
在重介质选煤过程中，悬浮液中煤泥含量对分选效果的影响可分为直接影响和间接影响，直接影响主要表现在给产品脱介带来很大困难，污染精煤产品。间接影响主要体现在影响悬浮液的流变性（悬浮液粘度）和稳定性，从而影响分选效果。为此，一般重介选煤工艺中，常采用调节精煤弧形筛下分流量中的稳定悬浮液中煤泥含量，本方案采用在线检测合格介质悬浮液中磁性物含量信号，以及密度信号通过数学模型公式，由计算机计算出煤泥含量并加以控制。
c.合格介质桶液位超限控制
为了保证正常生产的要求, 合格介质桶的液位既不能低也不能过高，以防止出现打空泵或溢流现象，同时确保生产过程中的水量平衡。因而，在设计监控系统时，设计了液位超限控制功能。控制回路采用开关量控制方法，当合格介质桶的液位出现高位报警时，循环悬浮液以最大分流量至煤泥桶，直至解除液位的较高报警；当合格介质桶的液位发生下限报警时，控制系统自动打开补加水阀门，同时自动关闭分流量，合格介质桶的液位增加到较高报警解除。
· 密度控制系统工作过程和控制算法
密度控制系统原理框图如下：
图1密度控制系统原理框图
密度控制系统工作过程: 通过人工添加介质, 在介质泵出口管道上加一台密度计, 桶上方管处加电动门, 人工加介质时可通过泵打循环来测定介质密度, 由密度计进行测定, 待介质密度达到要求时停止加介; 分选时,由高密度介质桶通过相应泵将介质打到分选机, 此时介质密度由另一密度计进行测定。如介质密度大于分选密度, 通过控制系统控制调节阀加水, 以降低密度,保证密度的稳定与符合要求; 如介质密度低于分选密度, 可通过调节分流以加大进入稀介桶的量, 通过磁选机选后进入高密度介质桶, 保证密度符合分选要求。系统运行过程中, 高密度介质加定量的循环水, 以补充水位及保持密度稳定。密度控制系统以密度设定作为系统输入, 以密度计反馈信号作为反馈输入, PLC 对系统输入及反馈输入计数、量化, 并由算法计算比例阀的开度信号, 通过模拟量输出模块, 输出4mA～ 20mA 模拟信号驱动各种电动执行器。
控制系统运行前，合格介质桶首先进行鼓风动作，从而使悬浮液混合均匀。悬浮液混合均匀后开泵动作，系统运行。运行时密度计在测量位置将测量密度信号转换为4mA～ 20mA 电流信号输出，该信号传输通过程序对模拟量的采集以及相应处理运算最终传送到PLC的PID调节器，调节器进行以下控制：
过程值(PV ) 小于设定值(SP) , 介质密度偏低,经重介旋流器分选后, 会有部分精煤进入中煤系统, 部分中煤进入矸石系统, 选煤效率降低。密度低, 调节器输出4mA 信号, 关闭加水调节阀, 如果密度仍然达不到生产所需密度值, 则向合格介质桶补加介质, 以达到所需密度值。
过程值(PV ) 大于设定值(SP) , 介质密度偏高, 经重介旋流器分选, 中煤进入精煤系统, 矸石进入中煤系统, 产品质量降低。密度高, 经调节器输出4mA 20mA信号, 传送到加水调节阀, 向合格介质管内加水, 密度逐步降低, 密度值等于设定值时, 调节器不输出, 加水阀关闭。
根据洗煤工艺和经验值式子，得到相应的密度控制公式：
A=7/9B+1/3C+1000
其中：A为循环介质密度；B为磁性物含量；C煤泥含量。
结合密度控制系统的寻六七的入口压力、介质桶液位和原煤灰分值给出密度控制算法，通常煤泥含量和原煤灰分值由上位机输入给定。
重介密度控制系统本身具有一套完整的自动检测、自动调节、远程控制的功能，可以完成重介选煤生产工艺工程中各项物理参数的显示、报警和调节功能，从而保证没多大质量、产量和生产过程的可靠性、稳定性以及延续性。
· 结束语
重介密度控制系统使用可编程控制器PLC将检测到的过程变量与设定值进行比较，采集到的过程变量如密度值、液位值为4mA～ 20mA 模拟信号，通过模拟量采集模块采集到PLC经程序的逻辑运算和数据处理来参与控制。通过模拟量输出模块输出4mA～ 20mA 模拟信号来驱动各执行器，从而达到控制重介选煤的关键参数--分选密度、压力、磁性物含量、给煤量等的目的，响应速度很快，按预先设定的程序实现自动、有序的控制，大幅度提高了运行的安全性和可靠性。
部分截图如下：
参考文献
[1]郁汉琪主编.电气控制与可编程序控制器应用技术（第二版） 南京东南大学出版社2009.09
[2]鲁远栋主编.PLC机电控制系统应用设计技术北京电子工业出版社2010.03
[3]李方圆主编.PLC行业应用实践北京中国电力出版社 2010.03
[4]谢克明 夏路易主编.可编程序控制器原理与程序设计北京电子工业出版社 2002.08
关键词：电气；自动控制系统；功能；监控；接口中图分类号：F407.6文献标识码：A
一、电气自动化控制系统的综合功能概述
以下为电气自动化控制系统简析图，从下图可以清晰的看出电气自动化控制系统中各部分的关联和影响。
图 电气自动化控制系统简析图
结合目前常用单元机组的运作模式和电气自动化的控制特点，可以将发电机上某一变压器组同电源等电气控制全部纳入ESC监控模式下。它的综合功效是：
形成发变组断路器220kV/500kV的出口，从而隔断开关控制和操作；
控制发电组、厂高变以及励磁变压器的保护程序；
形成包括启励和灭磁操作以及切换增减磁控制方式的操作组成的发电机的重要励磁系统；
同时变组断路器出口将自动形成开关自动化并允许手动操作的同期并网；
高压6kV厂用电源的监视及操作、厂用电压快切装置状态的操作、监视及低压自投控制装置；
380V的低压厂用电源的系列自投装置控制；
允许两台机共用的变压器操作控制程序；
保安电源及柴油机组的操作控制程序；
监视直流系统及LPS系统。
同时，因为电力自动控制系统在发变组的主保护及安全自动装置部分要求必须全部实现在DCS中，目前尚未得到发展，不过值得肯定到是，已经与DCS要扣实现连接，可以通过这一系统进行追忆事故的实现，这也属于通讯信息自动化装置。
二、电气自动控制技术的应用
电气自动控制系统对企业的设备运行会产生很大的影响，为保证电气设备操作的稳定运行，企业要积极引进先进的自动控制技术。从现有的自动控制系统结构看，需要引进的自动控制技术有自动化技术、一体化技术、智能化技术等等，电气设备操作人员要根据实际情况合理运用。
（一）自动化技术
实现生产自动化是企业引进的第一技术，与早期传统的人工作业模式相比，自动化技术的运用满足了机械生产的需要。对于高难度的生产作业模式，若坚持人工生产则会造成电气设备故障，电气自动化生产技术的运用提高了设备的使用性能。
（二）一体化技术
一体化生产技术包括两方面：一是“人机一体化”，生产人员与机械设备之间的运行实现一体化操作，促进了生产效率的提升；二是“生产一体化”，现代化生产流程不再局限于某一个操作环境，而是将操作、告警、故障、调控等多个环节融为一体。
（三）智能化技术
当前，计算机技术在电气设备控制中得到了广泛的运用，以计算机为控制中心的先进生产模式正积极推广。智能化生产操作模式成为了企业的新方向，其能够完全摆脱人工操作设备的开采方式，只需通过计算机操作即可达到预期的控制效果，智能化技术的安全性、稳定性、可靠性良好。
（四）监控功能的应用
监控方式集中化
综合电气自动控制系统的设计，实现集中监控是较简单的设计方法，对控制站防护的要求一般不高却可以实现极方便的维护。其特点是把全部的系统功能集中在单一处理器上再进行综合处理。自然，其缺点十分明显，全部的设备投入监控操作，必然出现因目标对象的增加而增加主机压力，使电缆、投资大幅度增加，而超出最佳距离的电缆也会在一定程度上干扰系统可靠性。并且，通过刀闸隔离实现闭锁和断路器连锁而采用的硬接线时常因节点连接不到位尤其是辅助接点部分，从而使结果并不理想甚至设备无法正常操作。要达到效果理想的目的必须通过二次接线实现，而查线复杂、维护量大，也可能带来一些不必要的错误操作，这样的方法实际上并不是理想的。
2、远程及现场监控的同时实现
远程监控系统要求现场总线的通讯速度不能太高，但这样的方式对电缆和安装费用的消耗很少，且可靠性、灵活性并存的特殊性，只适用在较小的部分。而与之相反的全场电器自动化控制系统的构建，则使用现场总线的监控方式，而且随着以太网和现场总线这样的网络科技的发展普及，电气自动控制系统的智能化也有了一定的基础并逐渐实现和发展。
现场监控的通讯总线是由串行连接的智能设备及自动化系统实现数据的双向传输，这根串行电缆可以有效的链接起中央控制室的PC、监控软件、PLC以及CPU，并且连接上远程的变频器、仪表及马达启动器和低压断路器等设备。如此，大量的信息被中央控制器采集上来，达到良好的效果。这相对于远程监控，现场总线的形式更有针对性目标，不同区域具备不同功能，并且具备远程监控的全部优点还补充了那部分不足。不仅降低耗费还使各功能装置相对独立、实现网络连接和其灵活组态，并同时提高了系统的可靠性使系统不会因单一装置出现故障或连接问题而影响整体系统的运作甚至瘫痪，
电气自动控制中监控系统存在问题及运行建议
（一）存在的问题
1、ECS接口问题
目前我国DCS硬件普遍采用的都是进口设备，然而进口的DCS通信开放性在很大程度上受到限制，导致ECS与DCS的接口存在一些问题，并体现在以下两个方面：一方面是一般情况下DCS系统较为侧重于机炉控制，对于电气自动化的控制开发受到一定限制，因此无法接受来自ECS的更多数据；另一方面是DCS系统的扫描周期较快为大约200MS，然而通讯周期、数据长度、信息量的多少对通信的实时性都存在一定的影响，因此ECS通信速率具有不稳定性。
2、系统接入问题
当前，我国大多发电厂电气系统与DCS相连接，采取“硬链接”方法，但是这种方法的经济性不佳，需要投资量较大，而DCS采取按“点”收费形式，每一个“点”的增加，都涉及到电缆与DCS连接的增多，增加了投资。
3、电气联锁问题
在发电厂运行过程中，涉及到各种联锁回路问题。虽然支撑联锁反应的原理较为简单，但是由于电气自身操作较为复杂，再加上通信不稳定状态，可能造成通信中断问题，引发联锁失效。因此，在选择联锁通信时，大多为“硬接线”形式。
（二）运行建议
1、接口问题
结合实际情况来看，一些功能不适合通过DCS而实现，这就需要充分考虑DCS与装置之间的接口问题。另外，有关电除尘程控系统、网控计算机监控系统等如何与DCS相连接，也是需要关注的问题。如果出现接口处理不当问题，将对DCS监控功能的顺利实现造成影响；有关接口的连接问题，可包括通信VI网络连接、硬接线连接等两种形式。当前，我国国内已经加快研究并应用硬接线方式。在网络速度与电气设计需求相符的情况下，也可考虑采用VI网络连接。
现场总线
对于现场总线的设计，可以结合具体的工程情况、控制对象、控制范围等，设置不同的段。例如，既可以在较为分散的开关柜中布置，也可以在相对集中的办公楼、专用房间等进行电气分场布置。
有关机组公用电气系统问题
在两台机组的公用电气系统中，如备用电源、高压起动等，通过DCS公用控制网实现控制作用。在DCS公用系统中，形成相对独立的公用控制网络，并与另外两台机组相连接，可以将数据纳入到DCS系统中。任何一台机组的操作人员，都可以在权限范围内进行公用系统操作处理，但是应该注意到，在DCS系统之间需要通过软件支持闭锁功能，确保在同一时间，仅有一项操作为有效状态，确保各项工作有序开展。
四、电气自动化控制系统的发展趋势
OPC(OIJEforProcess Control)技术的出现，IEC61131的颁布，以及Microsoft的Windows平台的广泛应用，使得未来的电气技术的结合，计算机日益发挥着不可替代的作用。IEC61131已成为了一个国际化的标准，正被各大控制系统厂商广泛采纳。Pc客户机／服务器体系结构、以太网和Internet技术引发了电气自动化的一次又一次革命。
正是市场的需求驱动着自动化和IT平台的融和，电子商务的普及将加速着这一过程。Internet／Intranet技术和多媒体技术在自动化领域有着广泛的应用前景。企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据，也可以对当前生产过程的动态画面进行监控，在第一时间了解最全面和准确的生产信息。虚拟现实技术和视频处理技术的应用，将对未来的自动化产品，如人机界面和设备维护系统的设计产生直接的影响。相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得重要了。软件的重要性在不断提高。这种趋势正从单一的设备转向集成的系统。
结语
综上，从长远角度考虑，企业在控制电气设备过程中要采用先进的控制系统，自动化控制系统的运行可提高设备操控的效率，降低操作人员从事生产的难度。为了让自动控制系统能够高效运行，企业必须制定针对性的技术方案保证设备的正常运行。
参考文献
[1]崔志强，杨忠彪．DCS系统在火电厂电气控制方面的应用[J]．沈阳工程学院学报（自然科学版），2007.1.
关键词：数控机床 自动控制 系统
机床的控制系统在整个机床中起到很重要的作用。现代机械制造系统内零件的平均公差，每十年大约少一个数量级。目前，精密和超精密机械零件的制造公差都可以被控制在粗糙度范围内。机床的系统运行稳定性由于精度提高，运行更稳定。系统的自动控制更使得发现问题能够及时发现。以提高机械的使用寿命。现在机械的都是采用的是集中系统，通过分流器来控制所需的油量。
1、系统对机床温度的自动控制
当机床开始运行时，齿轮泵由主机带动进行运转将油箱的油输入机床的各个需要的部位，循环一周后经回油孔进而进入油箱。此过程中假如实际油箱的温度值与设定值不符的时候自动控制系统就会启动油箱温度测控电路。通过加热或降温使油箱温度一直保持设定温度值。油过多过少都不行，会产生浪费和产生过多的热量，这样既不合理也不经济。因此，系统均采用定期、定量的工作方式。保证系统的油量能够均匀供给。
机床周围的现场环境比较复杂，对机床产生相应干扰是不可避免的。例如线路和电源上的输入、输出都会对机床进行干扰， AT89S52单片机控制系统能够通过安装抗干扰抑制器 (低通滤波)及在一些 I／o线路上采用光电隔离技术来解决。在软件上由于可重复可采取设置陷阱和设置软件 Watchdog的方法来避免程序的跳飞，使得程序能够正常运行。其原理图如图一所示，可直接在线编程，调试修改程序非常方便。使机床温度不受外界影响，更加稳定。
2、系统对机床油量的自动控制
假如循环和给油时间单一，就会造成浪费。数控机床在不同的工作状态下，所需的剂量是不一样的，如在机床暂停阶段就比加工阶段所需要的油量要少。只有在机械的表面有足够的油，才能形成完整的油膜，这时才能保证机床运动副的磨损减小，也就是维持摩擦表面之间恒量供油以形成油膜。
机床导轨需要的油量我们常用的计算公式是：（长度+移动行程）×宽度×K。油量与该导轨上的轴的移动距离是紧密联系的。在西方欧美国家生产的数控系统都是根据行程量作为依据，来控制泵工作，以及间隙供油，然后专业人员在系统中输入相应的参数，这样制造商就能通过PMC程序对泵进行按照功能需要进行电气控制了。但是在FANUC 0i系统中没有类似的控制方法，为了能在配置FANUC 0i的数控机床上，人们一般采用近似的供油方式控制泵工作，这样我们就可以根据工作状态的不同，来控制油的量，让控制系统去自动调整泵工作频率和每次的工作时间，该减少的时候减少，该增加的时候增加。
3、 系统对机床工作状态的自动控制
系统中经常会出现系统供油不足，油料消耗或者油箱油过少都会出现供油不足的现象，常见的故障还有供油管路堵塞、油泵失效、分流器工作不正常等现象。正是由于系统经常容易出现故障所以要加强对系统的检测。避免机床出现没有的情况，那样就会对机床的使用寿命，造成致命的创击。
1） 过载检测 使用过载保护元件将回电路保护起来，一旦出现触点的输入信号出现过载，那么自动监测系统PMC系统就会检测出过载并立即将机床停止运动，进行强行关机。以保护机床。
2） 油面检测 当机器工作的时候肯定要消耗油，随着时间的推移，油必将越来越少，如果操作人员在油面过低的时候仍未及时添加，一旦出现了最低油位，油面检测的系统就会将此信息传到PMC系统去处理，也会强行关机。集中系统可以设定泵每次的运行时间和什么时间停止供油，严格控制供油的时长。从而对泵间隙工作能够很好地控制，这样也简化了PMC程序。当油箱中油不足时，由低液位检测开关对液面高度进行检测，这时主轴和电动机都要停止，同时发光二极管一直常亮。同时启动补给油箱对当前油箱进行加油，当液面到达高液位检测开关时停止补给。
3） 压力检测 正常情况下，当主轴电机运行时间累积达到30分钟时，管路油压要下降到使压力检测开关复位（由闭合变为断开），这时电动机要立即运行20S，开始增压，此后周而复始的运行。如果系统正常工作了，剂的量就会按预定的模式到达每个点。但是假如泵本身不能正常运行的饿时候，系统的压力就会显示出异常，这个时候根据这个特点，我们就可以在泵出口处安装压力检测开关，一旦压力出现问题，信号就会被输入PMC系统，检测系统就会立即停止机床工作，并产生报警信号。报警的形式为发光二极管以0.6秒的间隔闪烁并驱动警铃报警，直到人工按复位按钮后报警才消失。
4、 系统故障实例分析
故障现象1：TH68125卧式加工中心，系统的压力始终不能建立。
分析及处理过程：TH68125卧式加工中心采用容积式系统，在组装后，进行试验时候，运行后发现电动机旋转的时候系统压力始终上不去。这个时候检查泵是正常的，站出油口也是正常的，拥有压力油：然后进一步检查X轴滚珠丝杠轴承，这个时候问题应该应该出现在此，因为此处露出了很多的油。此处的ASA-5Y为单线阻尼式系统，但是这个机床上我们采用的是容积式系统，这两种计量件属于不同的系统的计量件，所以更换上容积式系统的计量件ZSAM-20T之后，上述的漏油现象就得到解决了。
故障现象2：当TH5640立式加工中心，集中站的油损耗大得时候，每隔1天就必须对站进行加油，而且切削液中会明显出现很多油。
分析及处理过程：首先要认清不同的工作状况肯定所需的油量也是不一样的，例如开机初始阶段、加工运行阶段、暂停阶段以及检测工件而使机床暂停运行时，机床所需的油量都是不一样的。我们在平时的工作中经常会犯这样的错误，只看系统在机床加工运行状态下的供油方式，这时候，每当工作状态发生改变，这时候操作人员没有及时注意到，油就会过多或者过少的情况，但是故障中所遇到的油大量流失，应该不是人为操作的原因。TH5640立式加工中心一般采用容积式系统。当上述故障出现的时候，开始认为是时间间隔太短，过多了，从而使得集中站的油损耗大。这个时候解决的办法就是将电动机起动时间间隔从12min调到30min后，但是上述问题并没有得到解决，这个时候只好把目光转移到管路上，这个时候发现管路并没有出现问题，但是在检查管路的时候，发现Y轴丝杠螺母部位的油特别多，发现Y轴丝杠螺母部位的的密封圈出现问题了，换上新的密封圈之后问题就得到解决了。故障得以排除。
5、 结语
在数控机床电气自动控制的设计过程中，系统的处理是一定不能忽视的，因为一旦被忽视，那么对于机床在运行的时候，机床各部件就不能按预定的效果达到很好的作用，我们所应该做的就是不断改进和完善数控机床电气自动控制，减少机床出现故障的几率和次数，一旦出现问题也能自动检测和报警，必要的时候停止机器的工作，一起到对机床的保护作用，这样就起到了大大提高产品的可靠性的作用。
参考文献：
[1]王润孝 . 机床数控原理与系统 [M] . 西北工业大学，2000
[2]刘永久 . 数控机床故障诊断与维修技术 [M] . 机械工业出版社，2006
关键词：电力拖动 自动控制 运行
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）010-028-02
1 引言
随着科技日新月异的发展，机械自动化程度与生产水平达到了前所未有的高度，在当前的工业生产领域中，电力拖动自动控制系统得到了广泛的应用。电力拖动自动控制系统的优势在于：一方面可以保障自身系统安全稳定运行；另一方面可以满足企业机械生产要求。电力拖动系统可以很好的对电动机、各类继电器等原件进行保护，进而减少系统运行过程中故障发生概率。因此，研究电力拖动自动控制系统，提升其自动化程度，增强其安全性，完善其功能，对于企业而言是至关重要的。
2 电力拖动系统自动控制原理及其设计
2.1 电力拖动系统自动控制原理
操作人员在电力拖动控制系统运行过程中可以得到电动机各信息的反馈，例如电流反馈等。在电力拖动控制系统中，电气设备是实现机械自动控制的核心器件。计算机系统在此过程中的主要作用是显示信息显示、运行连锁、安全保护等信息，同时其也是电力拖动系统自动控制实现的唯一途径。
在计算机系统中，操作人员可以利用计算机根据实际生产需求实行不同的自动控制方案。电力拖动自动控制主要是利用计算机完成逻辑计算、功能模块化、编程等工作，然后为操作人员提供独立于机械设备的仪器驱动程序，方便使用者可以较快的将程序与自己的系统进行对接测试，方便编程。虽然电力拖动自动控制系统的各项参数及要求的设定“因人而异”。但从系统的本质来讲，系统构成的基本原理还是殊途同归的，即以计算机为系统的集中控制中心，信号输入给计算机下达指令，信号输出执行指令。电力拖动自动控制系统计算机接收信号与输出信号的系统反应如图1所示。
2.2 电力拖动自动控制系统方案的确定
在电力拖动自动控制设计方面，是否确定好方案与控制方式将会决定整个设计能否成功。如果宏观方案是正确切实可行的，那么生产设备各项指标达到要求的可能性才能得到保障。在设计时，即便出现某个控制环节设计的错误，也可以通过不断改进与测试达到要求，但如果宏观方案一开始就制定有问题，那么设计工作必须等到方案明确后重新开始。
学术领域认为，所谓电力拖动自动控制方案，其主要是依据不同的生产工艺要求，例如根据运动要求、加工效率、零部件加工精度等条件来决定电动机运行、类型、数量、传动方式等控制要求。最后将这些调研好的工艺要求与控制要求相结合，作为电气控制原理图设计电器原件选择的重要参考凭证。譬如说，在设计效率要求较高的加工机床时，拖动方式可以随机变化，如可以使用直流拖动，也可以使用集中拖动等。确定好拖动方案后，拖动电动机的数量以及各项参数也随之明了，控制方式的选择就是控制要求的选择。
2.3 电力拖动系统自动控制电动机的选择
在确定好电力拖动系统设计方案后，需要根据实际需求对电动机的数量、规格及各项参数如额定转速、功率等进行选择与确定。笔者通过总结，归纳出电动机在选择方面应当遵循以下几点：
（1）电动机功率的选择应当与生产机械标准要求直接挂钩，要选择与其相匹配，能够拥有一定负载的电动机，这样，才能保证生产机械的正常运行。此外，在明确电动机功率时，还需对以下三大要素进行综合考虑：1）允许过载能力；2）启动能力；3）电动机发热。确决定电动机功率选择的核心条件是电动机容量，通常，电动机容量容易受外界环境影响，所以电动机额定功率的确定要进行多次校验确认。
（2）电动机采用直流还是交流电需要结合企业经济、技术等方面综合考量，笔者认为，通常情况，企业只需要选择操作简单，稳定性强、维护遍历、价格低廉的交流异步电动机即可。但如果所在企业生产机械功率大、调速范围广，则可以采用调速性能优质的直流电动机。
（3）电动机额定转速需要结合以下方面来选择，主要是看所在企业机械匹配的技术经济程度，如企业所需电动机需拥有较高的使用寿命，并较少使用，那么就需要结合企业经济、技术等多方面因素来选择；如果企业使用电动机频繁，那么该电动机额定转速就需要以电动机的动能储存量来选择。
（4）必须在供电电网电压基础上选择电动机额定电压各参数，必须保证两者一致。电动机机构形式要根据企业的作业环境进行选择。
总而言之，电动机数量、规格以及各项参数的选择应当根据企业的经济、技术、作业环境、使用需求等多方面综合考虑来选择，要保证所选择的电动机既能满足企业生产机械的实际需求，又能够保证其运行的可靠性与实惠。
2.4 电力拖动设计中电器控制线路的设计
拖动方案与电动机的选择之后，其次是电器控制线路的设计。电器控制线路是整个电器选择与安装图设计的主要依据，通常，电器控制线路的设计方法是，根据所有部件不同的需求，根据控制线路的总体框架来细化局部线路，最后根据生产机械的实际需求与相互关联，将局部线路统筹规划到线路总体框架中，形成一个完整的控制线路。
设计前期调研：控制线路设计之初，设计者需要对企业生产工艺与机械实际需求进行调研。对于一般企业而言，控制线路仅需要满足下属三种功能即可：即制动、起动与反向。生产机械工艺较大的企业通常还需要平滑调速、安全预警功能等。另外，操作者能否对控制线路做出及时反应，能否进行操作等问题也都需要设计人员在设计前调研明白。
设计过程的掌控：控制线路能否稳定安全运行取决于控制线路工作是否安全与稳定，因此在选择设计元件时，应当采用性能良好、使用期限长、抗干扰能力强、安全可靠、稳定的继电器，同时在规划具体线路时，笔者认为，设计人员还需要注意以下几点内容：
（1）触头的设计，要保证所有电器触头必须全部正确对接。例如同一电器，如果将常闭与常开的辅助头放在一起，那么当将它们接在不同相的电源上时，很可能由于限位开关上的常开/闭触头产生电位差使得电路短路，如果线路没有良好的绝缘性，那么势必会造成电路短路事故。
（2）设计电器线圈联接时，要保证所有电器线圈正确联接。串联的两个电器线圈一般不能出现在交流控制电路中，即便串联的两个线圈的额定电压和等同于外加电压，也不允许非并联线圈连接。要实现接触器与接触器，接触器与线圈的同步，应当将所有线圈并联在电路中，使所有线圈承受相同的额定电压。
（3）设计后的控制机构，其后期维护与操作必须简单明了，在操作人员采用某种控制方式控制时，可以根据实际需求迅速、快捷的切换到其他控制方式，例如，在进行自动控制时，可以根据需求直接切换到手动控制，所有电控设备都需保证其后期运行的稳定性与维护的便利性，同时还需为其配置隔离电器，以便在仪器出现故障时进行抢修。
2.5 电力拖动自动控制系统设计应遵循的原则
笔者通过总结，归纳出当前电力拖动自动控制系统在设计时应当遵循的原则：
（1）经济简单化原则。企业在选择电力拖动自动控制系统时，都想要低廉的价格换来可靠的电力拖动控制系统。因此在设计过程中，设计人员应当尽最大努力将系统不必要的电器与触头数量进行减少，线路设计应当最优化。
（2）稳定、安全、可靠性原则。在经济简单化原则基础上选择稳定性、可靠性、安全性较强的元件。
3 电力拖动自动控制系统的安全防护
任何系统的出现都需要制定想匹配的安全防护措施，电力拖动自动控制系统亦是如此，一般情况下，电力拖动自动控制系统的安全防护分为两种：一种是计算机系统保护；另一种是电器保护。电器保护是最基本，也是必要的保护，其通常有过流保护、短路保护、欠压保护以及热保护。而计算机系统保护则是不可或缺的保护，它属于高级保护，主要是对确保系统运行、维稳等进行保护。笔者在下文将从以下几点对电力拖动自动控制系统的安全防护进行分析：
（1）短路保护：短路故障一般是因为电流短路而造成局部电气设备绝缘体过热损害，电流过大，容易造成强大的电磁脉冲进而产生电动应力，进而损害电力拖动自动控制系统或各种电器设备。
（2）过流保护：如果使用电动机不当，很容易使得电动机超负荷运作，这样会引起电动机局部过电流，一般的过电流能量是正常启动电动机电流的数倍，因此容易损害电动机及系统元器件。
（3）欠压保护：系统运行过程中，如果电源电压不能满足电动机正常运作的需求，容易造成系统因欠压而减缓电动机速率甚至同志运作，当负载矩不变时，可以适当的增加电源来提压。另外，欠压还会造成电气释放问题，进而影响系统所有器件的正常工作，情况严重时还会出现系统故障。所以，笔者认为，当电压达到电动机电压临界值时，可以采取切断电源措施来进行保护。
（4）热保护：任何元器件在经过长时间工作时都会出现过热现象，如果电动机绕组或长时间超载运行，那么势必会造成自身温度高于允许值，进而导致电动机出现故障，为避免过热损害，可以采用多个电动机相替换的方法进行热保护。
（5）安全链：安全链的保护主要涉及五个方面。1）欠压保护的控制；2）过流保护的控制；3）水压保护；4）油压保护；5）轴瓦温度保护。安全链是将上述五种保护串联在一起的保护，无论其中哪个环节出现问题，计算机都会直接将自动控制系统关闭。
（6）运行连锁和启动连锁的保护：当计算机接收到信号后，电力拖动自动控制的实现主要是通过计算机所配置的程序完成，该过程主要是预防系统运行时信号条件的消失或电动机缺乏条件启动的保护。
4 结论
本文通过对电力拖动自动控制系统各方面的研究，提出了加强、完善系统设计与安全防护的意见，以期为设计者与使用者提供帮助。
参考文献：
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关键词：火灾自动报警；联动控制；问题
中图分类号：X928 文献标识码： A
前言
近年来，随着城市化进程的不断提高。随之出现的是各种各样的高大上的建筑、大型的购物商场、工厂的不断扩大。用另外一句话说目前的建筑大多都是人员活动密集、建筑物高大、电路复杂、设备众多，这也对防止火灾的出现提出了更高的要求。很早之前人们就已经对于减少火灾、保护财产安全和自身安全、早期的火灾预警以及我们将要提到的火灾自动报警联动控制系统开始了早期的研究和进行了必要的措施进行保护。在上面这些措施当中，防火电气工程的设计、安装和采用是不是正确不仅与消防设备的是否有效使用息息相关并且建筑设施的消防安全更是密不可分。不言而喻，自动报警联动控制系统是防火设备中一个最重要的环节。
一、火灾自动报警联动控制系统的重要组成部分
火灾自动报警联动控制系统通常情况下都是由报警控制器、传输线路及探测头组成。其中火灾探头是整个自动报警联动控制系统的最敏感元件，它工作的可靠性、敏感性和稳定性直接关系到整个自动报警联动控制系统的正常运作。再者对于集中警报控制器集中报警控制的工作原理：首先将许多个报警控制器进行紧密的链接、组成一个基本系统，也就是将他们进行集中管理。其次我们需要经常性的去检查各个报警区域是否出现故障，看是否能够及时的指示故障区与火灾区，并能够及时的发出相应的信号。其他的部分功能与原理与单个警控制器的是一样的。
在火灾自动控制报警系统之中我们需要保护的是建筑物或者建筑物的一部分，那对于现在的建筑都是不同的，所以在设计火灾自动控制报警系统时候我们需要仔细去考虑这些问题，并需要相处相对应的措施。那对于目前火灾自动控制报警系统中最重要的就是报警系统：控制中心报警系统、集中报警系统和区域报警系统。其中与建筑等级与使用功能有关的报警系统设备有：自动门的个数、自动阀的大小、探测器的个数以及流程开关的总数量来表达。
二、将火灾自动控制报警系统的障碍消除[整个这一段感觉是产品设计方面内容，我是设计院人员，重点是产品应用。]
1.提前清除障碍
在探测器和控制器的完美结合中，我们必须要考虑到的是其性能的屏蔽特性，其中我们需要在探测器中间加上金属屏蔽层。其中控制器的设计是很复杂的，它一般通过链接的形式将他们几个部分连接成一个完整的整体，因此外部的外壳相连需要导线进行连接，并且对于他们互相连接的电阻也需要保持在一定的范围内，从而屏蔽作用就能够发挥到极致了。
2提前设置的滤波的优化措施
在我们现在电瞬时改变的环境条件之下，会产生许多某一频率的高压的干扰信号，对于这些干扰信号的处理，那最好的滤波电路就是这些干扰信号的克星。我们的干扰信号的频率在探测线上是6kHz±30%，在电源线上是4.5kHz±30%，所以我们在传出一些数据时候所需要用到的频率需要避开这些波段的范围。为了防止以上现象的出现，我们采用低通滤波来为数据的传输，使得我们的数据传出更加可靠、更加准确同样也为了保证数据不会丢失。随着我们对于滤波器的研究，为了达到更好的滤波效果，我们可以采用更高阶的滤波器。我们在研发智能型火灾自动报警联动控制系统中，不论是在参与任何的实验结果还是实际的操作当中，系统的安全系数还是很高的。
3.软硬件的消除措施
显然对于我们火灾自动控制报警系统的干扰因素是在自多方面的，并且干扰因素的来源同样是复杂多变的，根据我们现在的了解，干扰的形成必须的三个必要条件：a. 干扰信号到干扰信号的电路；b.敏感的接受电路；c.干扰源。那为了提高我们火灾自动控制报警系统的灵敏性，我们需要抑制干扰源，提高干扰电路的抗干扰能力，还有各种抗干扰的抗辐射干扰。
目前为保证系统的正常运行， 为了防止长线传输所受到的干扰因素的干扰，多采用光电隔离、光电隔离、双绞线传输等措施来直接解决。就目前模拟的火灾自动报警联动控制系统，我们可以直接采用电流转换传输的办法，这种变量的数据传输采用电流方式比采用电压方式抗干扰能力更加强力。就是因为干扰因素虽然有较大的电压变动幅值，但是较大电压能量的干扰都是较小的，所以，干扰因素形成的电流信号是很小的，从而干扰电压在传输线上将快速减弱，使之造成的影响最小，甚至可以说没有。与此同时在硬件设计中需要添加看门狗电路之类的电路，防止程序不能运行。
在设计电源的过程中一定要注意每一个元器件的合理布置，我们需要用金属的屏蔽罩将那些对噪声和干扰非常敏感的电路进行必要的屏蔽，此时特别重要的还有线的长度还有布置都特别的重要。
三、火灾自动控制报警系统在实际应用之中出现的问题
火灾自动报警联动控制系统在现实生活中真正开始应用时候，因为周围环境复杂多变、安装的具置和干扰源的影响会更加复杂而深入的干扰渠道信号很多，在很普遍的情况之下火灾自动报警联动控制系统在现实操作之中遇到的干扰主要有以下三种来源：时间和空间电磁辐射干扰、交流与直流电网干扰、干扰信号传输的干扰。我们以热电分厂的锅炉为例子，在开始投放到市场之前，经常出现有的锅炉里面超负荷，而有时候锅炉压强低，负荷低的锅炉必造成压强升高，工作时候就通过排空的办法使许多白汽浪费掉了，这使得浪费成了必然。目前来看，通过指标竞赛的方式使得各个部件之间能够协调运转，以此来减少不必要的浪费。
四、火灾自动控制报警系统在实际应用中的作用
对于我们现在最先进的火灾探测技术和独特的报警装置的超级分辨能力，他们不仅能准确的确定大楼内火灾所在的具体为位置，并且还能分析出是具体哪一个装置开始报警了并且能够及时的去处理消防系统的故障问题等，有利于更正消防工作，智能防火系统还可使大楼的音响、配光、广播和电梯等装置，在中央监控系统控制之下实现联动控制，并将整合整个大楼的通信和办公室与保安系统，将大楼变成一个智能化监控的大楼。
结语
火灾自动报警及联动控制在现在的大型建筑设施的防火工作当中发挥着一个不可替代的作用，单从字面意思上来看它使得我们的火灾报警系统变得自动化，也就是不需要人的监督的情况之下能够实现全面的监控，这也正是我们科技的发展方向。从专业层面火灾自动报警系统是一项综合性消防技术，是现代计算机和电子科技在消防中的实际应用，也是目前消防系统中最重要的组成部分，就目前我国现代建筑的现状，火灾自动报警及消防联动控制系统的作用是一个不可忽视的重点。
参考文献：
关键词 分散控制系统；电气自动化；运用
中图分类号 TM57 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2013）89-0146-02
0 引言
随着我国电气自动化进程的推进，电气自动化系统中分散控制系统也再很多方面得到了有效的实施。很多企业在自身的生产模式上发生着巨大改变，特别是企业在生产过程中对于电气自动化中分散控制系统的实施、运用，让企业在电气化进程这一方面取得了巨大发展。分散控制系统是在计算机系统的基础上进行自动化控制的一种系统。电气自动化系统中的分散控制系统在实际的生产控制过程中，灵活性高、可靠性大、方便操作与维护的特点。所以，分散控制系统在目前企业电气化的过程中有很好的适应性，还加速了在生产过程中电气自动化的实际工作效率。
1 电气自动化系统中分散控制系统的结构
从结构上来看，管理系统、操作系统、过级系统这三个系统是电气自动化系统中分散控制系统的三个部分。仪表设备控制与过程控制结构是过级系统中的两个组成部分，对于电气自动化系统中的整个分散控制系统有着重要的作用，是生产过程中分散控制系统实施控制的重要组成部分。操作系统在生产过程中主要是由设备数据记录人员、相关操作人员、相关操作工程师等操作人员操作。而且在生产的过程中，操作各种不用种类的工种时还需要相互之间的协调与合作才能够更好的完成在操作这一阶段的系统控制，想要更好的管理系统还得依靠在运用计算机技术对信息的控制平台开展有效的建设，这对分散控制系统在生产的过程中而言，对于信息平台的有效建设是控制系统能否在整个系统中正常控制的关键，在这一过程中所产生的控制数据，在反馈到管理工程师那里的时候，可以让管理工程师了解控制系统的营运状况，管理工程师可以根据这些反馈的控制数据，对控制系统中的信息数据进行有效的系统优化与处理，对于控制系统中的工作效率能够得到强有力的提升。
2 电气自动化系统中分散控制系统的功能
在实际的电气化过程中，电气自动化系统中的分散控制系统具备着很高的实用性。电气自动化系统中的分散控制系统在实际的生产控制过程中，灵活性高、可靠性大、方便操作与维护的特点。所以，分散控制系统在目前企业电气化的过程中有很好的适应性，还加速了在生产过程中电气自动化的实际工作效率。在企业的生产过程中，有效的提高了企业自身的经济效益，随着计算机技术的不断创新与成熟，让电气自动化系统中的分散控制系统的功能得到了更加显著的体现。
1）电气自动化系统中的分散控制系统，对于生产过程中的控制分化于三个子系统中，在实际生产中的控制采取的是分级控制的模式，当分散控制系统中的一个子系统发生问题的时候，并不会影响其他两个子系统正常的运行。这种控制模式，可以有效的避免“一传十，十传百”的系统问题，对于系统在运行过程中的可靠度在很大程度上进行了提升；
2）电气自动化系统中的分散控制系统，依附在计算机网络技术的身上，可以在生产的过程中实现非常有效的自动化控制，大大的提高了企业在生产过程中的生产效率；
3）电气自动化系统中的分散控制系统，自身拥有着管理与控制的功能，这两个功能有效的保障了企业的电气自动化生产；
4）电气自动化系统中的分散控制系统，在其管理系统、操作系统、过级系统这三个系统中，可以对控制中的信息数据进行有效的处理与协调，从而对分散控制系统自身进行有效的优化配置，让分散控制系统真正的控制功能得到充分的体现。
3 电气自动化系统中分散控制系统中的设备安装
电气自动化的控制系统中，主要安装的设备就是电气自动化线路的铺设、电气自动化的仪表设备、计算机信息平台的建设，在安装这些设备的过程中需要注意的问题：
1）分散控制系统线路的铺设应该将线路有效的隔开，避免设备在运行的过程中与线路的互相影响，对于各个系统设备的控制线路应当合理的与信息平台所有的信号线相隔开来；
2）分散控制系统在线路的铺设过程中，应当做好线路自身的绝缘处理。有效的防止各线路之间产生出相应的感应电流，以免让一部分的控制信号融入到地信号里，导致控制管理过程中的信息数据丢失；
3）在控制系统中，有很多的设备对于技术要求都必须得是接地，这就会导致接地信号会变成很多的回路信号，不利用控制系统的信号传输，容易导致信号在传输的过程中出现误差。所以，在对接地信号进行处理的时候，做到单一回路。
4 电气自动化系统中分散控制系统的运行
安装好系统中各个层面的控制系统安之后，就必须有效的控制好分散控制系统的运行，保障分散控制系统在工作中良好的状态。
1）在分散控制系统运行的过程中，良好的运行环境很重要。在运行分散控制系统的过程中，必须保持它是在一定的恒温状态下运行的，因为温度过低会导致测量仪器在测量信息数据的时候出现误差，而且还会产生静电，对信息数据的传输会造成一定的阻碍。与此同时，在分散控制系统运行的过程中，对于环境湿度也得加以合理化的控制，因为分散控制系统中大部分都是电子设备，湿度过大会导致电子设备受潮，影响信息数据在测量过程中的正确性，也会造成设备中的线路形成回路电流，阻碍信息数据的传输；
2）在分散控制系统运行的过程中，要防止电磁场对运行设备的扰乱。分散控制系统中设备的运行与控制都是依靠信息平台来实现的，电磁场对信息数据的传输有很大的负面影响。所以，设备在运行的过程中必须做到有效的屏蔽处理，保障设备在运行过程中产生感应电流。与此同时，在分散控制系统的运行期间，应当严格禁止工作人员使用手机等通讯工具。
参考文献
[1]尚晓新.分散控制系统在工厂自动控制上的应用问题与建议[J].科技报刊，2011（7）.
[2]李俊.分散控制系统在火电厂电气自动化上的应用[M].中国电力，2008（14）.
关键词：智能楼宇 消防系统 自动控制 系统设计
中图分类号：D035.36 文献标识码： A
正文：
智能楼宇消防自动控制系统既需要包括对火警的报警，更重要的是能够自动的实现火警的扑灭，并能够通过控制智能楼宇的相关设施和安防设备，有效地控制火势的蔓延，将智能楼宇中的火灾危害控制在最小，同时有效地对智能楼宇中的人员进行疏导，对智能楼宇中的财产进行科学合理的保护，充分体现智能楼宇中的自动化控制效能。
1 智能楼宇消防系统的组成
为了满足智能楼宇的消防应用需求，本文研究的智能楼宇消防系统组成结构比传统的消防组成结构要复杂，其除了包括对火警的检测和报警之外，还包含了其他消防管制火灾扑灭安全逃生等多种辅助的子系统。 智能楼宇的消防系统组成结构如图一所示。
图 1 智能楼宇消防系统组成结构
从图一可以看出，组成智能楼宇消防系统的上层的核心为控制计算机，由控制计算机连接了若干台监控终端，用户可以通过监控终端对整个智能楼宇中的消防系统进行巡视，这也是智能楼宇消防系统日常运行过程中，用户与智能楼宇的消防系统进行交互的环境。 并通过监控终端让用户及时的了解和掌握智能楼宇中的消防系统运行状况。 通过控制计算机连接的各应用子系统是智能楼宇消防系统的核心部分。
如图一所示，智能楼宇的各功能子系统主要包括传感器探头系统、自动喷水系统、门禁系统、水源供应系统、视频监控系统、语音监控系统、电力控制系统和生命探测系统。 其中传感器探测系统主要是探测智能楼宇中各种火情火警信息，是整个智能楼宇消防系统的最基础的部分，在本文设计的智能楼宇消防系统中，能够支持的火情探测类型主要包括烟雾探测、温度探测、火焰探测和可燃气体探测。
在具体实施的时候，这些探测器将采用分布式的方式部署在整个智能楼宇中的各个角落，实施地监控智能楼宇中的各种火情信息。自动喷水系统是对整个智能楼宇消防灭火的一个关键子系统。 也是一旦在智能楼宇中发生火灾之后，及时控制和扑灭火灾的重要系统。 整个自动喷水子系统通过大量的喷水终端部署在智能楼宇的各个消防位置，一旦智能楼宇中发生火灾之后，自动喷水系统将在控制计算机的控制下，自动喷射水源，扑灭火灾。 门禁系统是智能楼宇消防系统中的一个重要的辅助部分，一旦发生火灾之后，智能楼宇中的火势很容易在各个房间各个楼层之间迅速蔓延，为了提高智能楼宇的防火安全性，在楼宇建设过程中设置了一定数量的安全防火门，一旦出现火情，智能楼宇的消防系统将根据对火情的监控情况制定防火的隔离措施，并关闭相应的防火隔离门，使得火情能够被控制在有限的范围之内。 除此之外，门禁系统还控制着另外一个通道，即安全逃生通道，一旦发生火灾之后，控制计算机将根据发生火灾的位置及蔓延的区域，及时地打开相应的安全通道，使得智能楼宇中的人员能够进行逃生。
水源供应系统是对智能楼宇中的消防用水进行监测，在平时运转过程中，主要监测智能楼宇中的消防用水供应是否正常，一旦出现火灾，水源供应系统将在计算机的控制下对供应的水源进行合理地调配，使得发生火灾的区域的供水能够得到最大化的满足。
视频监控系统和语音监控系统则是用于人们在智能楼宇出现火情火警的时候能够更好地掌握智能楼宇中的实时状况，通过视频监测能够实时地看到楼宇内部的场景，同时也能够通过与语音系统向智能楼宇内部的人员进行通话、引导楼宇内部的人员选择正确的方式和路径进行逃生。 电力控制系统也是配合消防系统进行对智能楼宇中的用电安全情况进行监测，即负责管理智能楼宇内部的用电安全，同时当出现火灾之后，有选择性的切断相应的危险电源。 而对于消防系统必须依赖的电源系统，则给予足够的保障，维护其正常运行。
生命探测系统则是智能楼宇消防系统中的另一个重要补充，一旦在智能楼宇中发生火灾，现场往往十分混乱，这给消防救援带来很大的困难，通过智能楼宇内部的生命探测系统可以实时地掌握智能楼宇中哪些区域哪些位置还有没有及时逃生的人员，有助于引导消防人员对智能楼宇中的被困人员开展施救。
2 自动控制系统设计方案
通过分析智能楼宇中的消防系统的组成结构，可以知道在智能楼宇中消防系统事实上并不是一个单纯的独立系统，而是一个由多个子系统所组成的综合应用系统。 而且在该系统中，有些子系统具有相对明确的规则，可以通过预先制定决策规则进行管理，比如对水源的控制，对门禁系统的控制，其控制规则相对明确，然而有些问题则难以用比较明确的规则进行控制，比如在智能楼宇中一旦出现火灾，多种探测器都将探测到各种不同的火情信息，那么此时智能楼宇中的消防系统如何对这些信息进行处理，究竟应该将哪些区域判定为更严重的火情，则并没有十分明确地规则。 而且在形成消防灭火方案的时候，如何对智能楼宇中发生的多种火情进行科学的调度，如何控制智能楼宇消防系统中的电力控制系统、水源供应系统以及生命探测系统等多种辅助子系统的功能，使得智能楼宇在发生火灾的情况下能够采用最科学最合理的方式对火情进行处理。
为了解决这些问题，本文通过深入研究智能楼宇中的消防系统，根据该消防系统中的组成部分以及各子系统所具备的功能，研究设计了如图二所示的智能楼宇消防自动控制系统组成结构图。
图 2 智能楼宇消防自动控制系统
从该图中可以看出，在智能楼宇消防系统设计的时候，根据智能楼宇消防子系统所具备的功能，将智能楼宇消防控制系统分为两部分所组成，一部分是基于模糊 PID 的智能楼宇消防前端控制系统，另一部分是基于决策树的智能楼宇后端控制系统。
其中，基于模糊 PID 的前端消防子系统，主要通过对智能楼宇中各传感器采集的参数进行模糊处理，判别当前在智能楼宇中是否存在火情和火警，而后端的基于决策树的后端消防处理系统，则主要通过对智能楼宇中的楼层信息、房间分布、水管布线图、电力的布线图以及各种通道的分布图进行综合分析，在智能楼宇发生火灾的时候，制定出科学合理的消防救灾方案，及时地将火情控制在有限的范围之内，并及时地将其扑灭。由于在智能楼宇中，对火灾的处理更多的工作是集中在对火情的监测与预警，因此基于模糊 PID 的前端火情预警系统，是整个智能楼宇消防系统的核心部分，通过前端的预警系统能够准确的掌握智能楼宇中当前是否存在火警，然而，对智能楼宇各种火情预警传感器所得到的数据进行判别时，往往不能够采用简单地规则进行判断，比如智能楼宇中的温度传感器，一旦探测到高于可燃点的温度，则可能会发出火情的预警。
然而，如果仅仅以此作为预警的条件，则在火情预警的过程中，很容易出现误报，因为在智能楼宇中哪怕是正常的超出可燃点的温度时，都有可能会触发整个智能楼宇的预警动作。 而且如果在前端产生虚假的预警信息，则可能会导致消防系统的后端处理系统做出进一步的错误的动作，如自动打开喷水系统、自动启动消防系统的应急预案等。 因此针对本文设计的智能楼宇消防系统自动控制设计方案中，对基于模糊PID 的前端消防控制系统是关键。
3 总结
消防系统是智能楼宇中的非常重要的安防系统，提高智能楼宇中消防系统智能化程度，能够有效地提高智能楼宇的安全性。 目前智能楼宇中安防系统的研究和实现还更多地是集中在传统的监测及响应的阶段，即通过监测智能楼宇中存在的火情火险，然后再按照预先设定的规则，启动相应的消防措施。 这种简单地监测与响应的规则，智能化程度不高，在实际应用过程中，往往不能够最科学合理地制定火情控制方案，也不能够最有效地对智能楼宇中的人员和财产进行保护。 本文通过研究和实现基于模糊 PID 的智能楼宇的智能消防系统，具有控制效率高，响应速度快的优点，对提高智能楼宇的安全程度和自动化程度，都有着十分重要的意义。 这也是未来智能楼宇研究和建设的一个重要发展方向。
［参 考 文 献］
［1］高晓峰。系统在智能化楼宇中的应用［J］。 智能建筑与城市信息，2010( 4) : 20 －22。
【关键词】消防自动报警系统；智能化系统；联动控制
本文设计的消防自动报警系统处理器选用的是三星ARM9处理器，芯片为S3C2440，操作系统选用的是Linux。这一系统具有嵌入式Web接口，这样在Internet访问管理系统中移动终端也就能够是实现关于设备的远程监控。在室内实施了GPRS通信模块及Zigbee模块设计，以能够实现传感器和ARM9处理器之间的信号传递，强化室内环境的有效监控。本文把基于ARM的无线嵌入式消防自动报警系统的各方面设计实施分析研究。
1 消防自动报警系统与智能化系统联动控制系统的总体结构设计
消防自动报警系统由多种子部件组成，在这些子部件的支撑下，该系统才能实现内部和外部智能化系统的通信，并强化内部设备管理和控制。
2 消防自动报警系统与智能化系统联动控制系统的通信模块设计
关于系统通信模块的设计可以分成两部分，其中分别是其内部通信模块及外部通信模块。其中在内部通信模块设计中，最主要的就是设备控制器以及信号传输设备，但是在实际设计过程中为了对环保和美化需求满足，本次设计所选取的是Zigbee作为无线传输设备，这样可以消除布线的麻烦。外部通信模块主要包括互联网、GPRS模块以及终端设备，其中通过互联网可以实现终端设备对IP地址的访问，这样也就可以成功实现远程控制和管理设备[1]。
3 消防自动报警系统与智能化系统联动控制系统的软件设计
3.1 嵌入式系统运行环境的裁剪移植
Linux系统设计工作可以分成两个部分，首先需要实施控制系统初始化，同时将其内核各项参数实施调用，实施开发板U-boot移植，另外也要对系统中的内核启动各项参数实施优化设置；其次要对系统中的不必要部分进行移除。
3.2 Web服务器的设计
关于Web服务器理由的选择范围包括：Apache，mini-Httpd，Thttpd，Goahead等等。关于Web服务器核心处理器的应用，则不但要确保其能够实现Web服务程序运行，并且还要确保支持TCP/IP协议，这样用户在实施Web服务器访问的时候通过APP或浏览器即可，采用相关操作也就可以实现家庭设备的相应监控。
3.3 Main软件功能的设计
Main软件功能设计主要是要实现其与摄像头、红外传感器、温控以及烟感等的有关连接，如果在房间内的烟雾和温度已经达到之间设置的值时候，Main软件也就会作出报警，在终端设备上出现相应的显示；如果屋内出现明火，也就会把被红外传感器成功监控到，该软件会自行命令相关设备进行喷淋，或者根据用户通过终端设备下发的指令进行其他的处理[2]。
4 消防自动报警系统与智能化系统联动控制系统的硬件结构设计
4.1 系统的所有硬件结构
本文设计的消防自动报警系统的硬件结构主要有：LED显示设备、Zigbee调节器、电源模块、、GPRS模块、消防设备门禁传感器等设备、数据通信设备等
4.2 嵌入式处理器
三星公司的ARM9处理器是本文设计的消防自动报警系统的处理器，其核心芯片是S3C2440，除了ARM9处理器本身具备的外设模块外，其芯片也集成了JATG、通信、存储器等模块，使得系统变得更加稳定、可靠[3]。
4.3 Zigbee模块
这一模块在家庭网关中的重要作用是网络协管器，经常应用的型号是网峰牌CC2530，主要是针对烟雾、红外线传感器、温度、湿度以及门禁感应器，终端处理模块可以成功将数据无线传输和信号无线通信实现，不但能够作为是通信的起点，同时也能够作为是终点，并且可以针对内部设定的应用软件，采用相应的应急措施，有效的确保组网安全[4]。
4.4 GPRS通信模块
这一模块主要被用来进行数据采集，并且将采集来的图像成功转化为电信号之后，将其传输给嵌入式系统，成功连接智能消防设备和网络。在本次设计中所选用的GPRS通信模块信号为M35，为四频GSM/GPRS，这一模块在应用中具有抗干扰性能强、工作温度范围宽、尺寸小，同时功能消耗量比较小等，另外还可以同时支持多个IP地址以及Socket[5]。GPRS通信模块在将信息成功处理之后，可以将其发送给运动终端，让用户可以及时有效的对相关情况有所了解，提高设备监控和管理的实时性和有效性。
5 结语
本文设计的ARM的无线嵌入式消防自动报警系统，由于能与智能化系统进行联动联动控制，比传统的消防系统更加的节省材料，也更加简洁、环保，也更加的方便、快捷、智能，具有较高的应用价值。
【参考文献】
[1]梁国威.消防自动报警系统与智能化系统的联动[J].民营科技，2008，07：185.
[2]周萍.火灾自动报警系统设计中消防水泵及防烟排烟风机的联动控制接口及配线方案解析[J].硅谷，2014，08：74-76.
[3]黄佳丽.自动报警系统与联动控制系统的维护技术探析[J].电子技术与软件工程，2014，16：178-179.
