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導(dǎo)語：在遠(yuǎn)程控制技術(shù)論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：望遠(yuǎn)鏡；天文學(xué)；遠(yuǎn)程控制；管理系統(tǒng)
中圖分類號(hào)：TP273.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-9599(2012)03-0000-02
Telescope Remote Control and Management System
Qian Chen
(Jiangsu Province Taizhou No.2 School,Taizhou225300,China)
Abstract:With the continuous development of network technology,the remote control system of the telescope to become the research focus of the Observatory at home and abroad,the observer through the Internet you can control the telescope for astronomical observations.Remote control system of the telescope astronomical science activities have played a positive role in promoting,parents no longer worry about the child's travel at night,as long as remote viewing via the website booking home for astronomical observation,effectively improve the management efficiency, reduce management costs,astronomical research has practical significance,but also to popularize scientific knowledge of the basic conditions.
Keywords:Telescope;Astronomy;Remote control;Management system
天文學(xué)是人類最早開展研究的學(xué)科之一，古代天文學(xué)的研究方式一般基于都是肉眼所見，研究的內(nèi)容也僅僅是對(duì)天文現(xiàn)象的文字記載和簡(jiǎn)單推算。因此，在很長(zhǎng)的一段歷史時(shí)期內(nèi)，古代天文學(xué)研究的一直沒有任何突破性的發(fā)展，研究方法依然簡(jiǎn)單，缺少相應(yīng)的理論支持。大概在十七世紀(jì)初，望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明使天文現(xiàn)象的觀測(cè)水平大幅提高。在那之后，許多天文科學(xué)家都投入到天文望遠(yuǎn)鏡的研制之中，天文望遠(yuǎn)鏡研制技術(shù)的不斷發(fā)展，有效的推動(dòng)了天文學(xué)研究的發(fā)展，獲得了很多的新的科研成果。
隨著望遠(yuǎn)鏡技術(shù)、探測(cè)器技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，通過天文觀測(cè)獲得的數(shù)據(jù)量正在成倍增長(zhǎng)，另一方面，國(guó)際上各種的巡天計(jì)劃的數(shù)據(jù)在不斷的累積，如Hubble太空望遠(yuǎn)鏡每天的數(shù)據(jù)量大約為5GBytes。但是，這些并不意味著人們從中可以獲得的信息量也日益的豐富。人們需要改變這種 “數(shù)據(jù)越來越豐富，但沒有豐富的信息、知識(shí)”的情況。迅猛上升的大量數(shù)據(jù)保存在各種系統(tǒng)和介質(zhì)中，不便于人們對(duì)其進(jìn)行整理和管理。為解決上述問題只有開發(fā)建設(shè)虛擬天文臺(tái)這樣的一個(gè)答案。
現(xiàn)在，天文學(xué)家們已經(jīng)意識(shí)到建設(shè)虛擬天文臺(tái)對(duì)天文現(xiàn)象研究的重要性。在中國(guó)，北京天文觀測(cè)臺(tái)、清華大學(xué)FAST課題組、西安電子科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等單位對(duì)天文望遠(yuǎn)鏡的控制系統(tǒng)有了一定的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和理論成果。二零零零年一月，經(jīng)過中國(guó)、美國(guó)、奧地利三個(gè)國(guó)家的許多物理學(xué)家的不斷努力，建立了一個(gè)全球范圍內(nèi)的H-alpha全日面像聯(lián)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。該聯(lián)測(cè)網(wǎng)絡(luò)包括下面這樣幾個(gè)：Big Bear Solar Observatory(USA)，Kanzelhohe Solar Observatory(Austria)，云南天文臺(tái)，Catania Astrophysical Observatory，以及懷柔太陽天文臺(tái)。
從控制方法上看，目前存在三種主要的方法：集中控制、主從控制和分布式控制。從自動(dòng)化程度來看，望遠(yuǎn)鏡控制的流程自動(dòng)化運(yùn)行模式還處于初級(jí)階段。
國(guó)際上望遠(yuǎn)鏡的控制主要有以下方式：
1.通過控制手柄的按鈕手動(dòng)控制望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)尋星。此方法僅適用于從事天文觀測(cè)的專業(yè)人員。
2.觀測(cè)人員一步步地使用控制軟件的界面，調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測(cè)。這是最基本的非自動(dòng)化的運(yùn)行模式。
3.全自動(dòng)導(dǎo)星方式。在計(jì)算機(jī)中輸入要觀測(cè)的恒星或行星的名稱或坐標(biāo)，計(jì)算機(jī)通過軟件控制望遠(yuǎn)鏡實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化尋星。自動(dòng)化尋星的流程固定在程序中，不能更改，留出一些參數(shù)供觀測(cè)人員現(xiàn)場(chǎng)配置。
下面將簡(jiǎn)單的討論一下網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)和管理系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容。
首先，我們討論一下網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，我們將控制網(wǎng)絡(luò)分為兩個(gè)組成部分：第一是面向設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)；第二是面向控制系統(tǒng)的控制網(wǎng)絡(luò)；用現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)（如RS-232/422/485，CAN，Lonworks，工業(yè)以太網(wǎng)等）連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，并通過特定的接口（如標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口）聯(lián)接到控制網(wǎng)絡(luò)，控制網(wǎng)絡(luò)再連接到對(duì)應(yīng)的其他系統(tǒng)，另外，因?yàn)閺V域網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，從根本上來說這些控制網(wǎng)絡(luò)是能夠平滑的接入廣域網(wǎng)并且形成更強(qiáng)大的控制網(wǎng)絡(luò)。
其次，我們?cè)賮碛懻揦ML和Web服務(wù)技術(shù)。當(dāng)前，國(guó)際天文學(xué)研究的主要方向是努力于將XML引入天文數(shù)據(jù)處理/存儲(chǔ)/交換領(lǐng)域，而這項(xiàng)研究的主要內(nèi)容為：VOTable。VOTable這個(gè)項(xiàng)目的提出來源于這樣的一個(gè)問題：如何能夠輕便而又高效的保存大量的數(shù)據(jù)，并能讓這些數(shù)據(jù)應(yīng)用于到今后的大規(guī)模分布式計(jì)算環(huán)境？為了研究這些，國(guó)際天文學(xué)家們?cè)囍ㄟ^基于XML技術(shù)的VOTable這個(gè)項(xiàng)目來解決這個(gè)難題。
在因特網(wǎng)迅猛發(fā)展的時(shí)期，一旦我們擁有了數(shù)據(jù)/信息交換的標(biāo)準(zhǔn)(即XML以及基于XML的某種標(biāo)記語言)，那么怎么才能知道在什么地方可以處理這些數(shù)據(jù)/信息？怎么樣為某些數(shù)據(jù)/信息開發(fā)對(duì)應(yīng)的處理應(yīng)用，怎樣將這些到分布式的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之中呢?應(yīng)用之后，我們又該怎樣將其公開發(fā)行，讓客戶能夠輕易地搜索到呢?天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)比較好的解決方法就是Web服務(wù)技術(shù)(web services)。Web服務(wù)技術(shù)是為了解決因特網(wǎng)范圍內(nèi)，如何將web服務(wù)集成在一起，進(jìn)行相互操作的一個(gè)技術(shù)框架。Web服務(wù)技術(shù)的技術(shù)基礎(chǔ)是XML/SOAP/WSDL/UDDI，在這些技術(shù)里面，XML是Web服務(wù)的基石，簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議（SOAP）利用XML來封裝Web服務(wù)的請(qǐng)求，Web服務(wù)的功能又是由服務(wù)描述語言（WSDLWeb）來描述，Web服務(wù)的注冊(cè)由統(tǒng)一描述/發(fā)現(xiàn)/集成協(xié)議（UDDI）實(shí)現(xiàn)。
第三，B/S模式。B/S結(jié)構(gòu)分布性強(qiáng)、維護(hù)方便、開發(fā)簡(jiǎn)單、用戶操作便于掌握、共享性強(qiáng)并且成本低廉。另外，B/S模式便于集中的管理維護(hù)、用戶操作簡(jiǎn)單、跨平臺(tái)等特點(diǎn)。隨著網(wǎng)絡(luò)尤其是寬帶網(wǎng)絡(luò)的普遍使用，基于網(wǎng)絡(luò)的B/S應(yīng)用方式更具有光明的發(fā)展前景。
第四、DBMS(數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(database management system)是一種操縱和管理數(shù)據(jù)庫的大型軟件，用來建立、使用和維護(hù)數(shù)據(jù)庫，簡(jiǎn)稱dbms。它對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行嚴(yán)格統(tǒng)一的管理和控制，這樣就保證數(shù)據(jù)庫的安全性和完整性。用戶通過dbms訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫的管理員也通過dbms對(duì)數(shù)據(jù)庫維護(hù)。它可以讓多個(gè)應(yīng)用程序和用戶用不同的方法在同時(shí)或者不同時(shí)間去建立，修改和詢問數(shù)據(jù)庫。DBMS提供數(shù)據(jù)定義語言DDL（Data Definition Language）與數(shù)據(jù)操作語言DML（Data Manipulation Language），供用戶定義數(shù)據(jù)庫的模式結(jié)構(gòu)與權(quán)限約束，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的追加、刪除等操作。
第五、動(dòng)態(tài)服務(wù)器頁面ASP
ASP是Active Server Page的縮寫，意為“動(dòng)態(tài)服務(wù)器頁面”。ASP是微軟公司開發(fā)的代替CGI腳本程序的一種應(yīng)用，它可以與數(shù)據(jù)庫或者是其它程序進(jìn)行交互，是一種簡(jiǎn)單、方便的編程工具。ASP的網(wǎng)頁文件的格式是.asp，現(xiàn)在常用于各種動(dòng)態(tài)網(wǎng)站中。
望遠(yuǎn)鏡遠(yuǎn)程控制管理系統(tǒng)，使學(xué)生在室內(nèi)的電腦上，通過web遠(yuǎn)程登錄控制網(wǎng)站，就能操作天文望遠(yuǎn)鏡，獲取到相關(guān)的天空信息和圖像，既能讓學(xué)生達(dá)到觀看天空的目的，又解決了安全問題。
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關(guān)鍵字：陶瓷產(chǎn)品；立體倉庫；智能化；儲(chǔ)運(yùn)
1 前言
陶瓷生產(chǎn)中，坯體在成形、干燥、施釉、燒成、檢選和儲(chǔ)運(yùn)等幾個(gè)工序。通常所說傳統(tǒng)陶瓷或普通陶瓷一般指日用陶瓷、建筑陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、化工陶瓷、電瓷和陳列藝術(shù)陶瓷等。作為一個(gè)陶瓷生產(chǎn)制造大國(guó)，必須在在陶瓷的儲(chǔ)運(yùn)方面要有相當(dāng)?shù)膶?shí)力才能勝任。陶瓷種類和工序的繁多，如果僅僅靠人力來實(shí)現(xiàn)，那么所需要的勞動(dòng)力資源將會(huì)是非常大。在勞動(dòng)力成本的日益增加，企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)，提高生產(chǎn)力，提高產(chǎn)品的品質(zhì)，是企業(yè)們迫切需求的。
自動(dòng)化立體倉庫又稱自動(dòng)化倉庫、現(xiàn)代智能庫、高層貨架倉庫等。該系統(tǒng)是適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要而在近代才崛起的新型倉儲(chǔ)設(shè)施，無須人工直接進(jìn)行處理的自動(dòng)存儲(chǔ)和取出貨物系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，僅僅只是提高立體倉庫的自動(dòng)化管理水平已經(jīng)不能滿足各大企業(yè)的需求，因此，新型的立體倉庫系統(tǒng)必然要發(fā)展到成為整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)配的控制中心。
2 立體倉庫的優(yōu)勢(shì)
2.1 提高空間利用率
早期立體倉庫構(gòu)想的基本出發(fā)點(diǎn)是提高空間利用率，充分節(jié)約有限且昂貴的場(chǎng)地，在西方有些發(fā)達(dá)國(guó)家提高空間利用率的觀點(diǎn)已有更廣泛、深刻的含義，節(jié)約土地已與節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境等更多方面聯(lián)系起來。有些甚至把空間利用率作為考核倉庫系統(tǒng)合理性和先進(jìn)性的重要指標(biāo)。倉庫空間利用率與其規(guī)劃緊密相連，一般來說，立體倉庫的空間利用率為普通倉庫的2～5倍。
2.2 先進(jìn)的物流系統(tǒng)提高企業(yè)生產(chǎn)管理水平
傳統(tǒng)的倉庫只是貨物的儲(chǔ)存場(chǎng)所，保存貨物是其唯一的功能，屬于靜態(tài)儲(chǔ)存。立體倉庫采用先進(jìn)的自動(dòng)化物料搬運(yùn)設(shè)備，不僅能使貨物在倉庫內(nèi)按需要自動(dòng)存取，而且還可以與倉庫以外的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行有機(jī)地連接，并通過計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)和自動(dòng)化物料搬運(yùn)設(shè)備使倉庫成為企業(yè)物流中的重要環(huán)節(jié)。企業(yè)外購件和自制件進(jìn)入立體倉庫短時(shí)儲(chǔ)存是整個(gè)生產(chǎn)的一個(gè)環(huán)節(jié)，是為了在指定的時(shí)間自動(dòng)輸出到下一道工序進(jìn)行生產(chǎn)，從而形成自動(dòng)化的物流系統(tǒng)環(huán)節(jié)，屬于動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存，是當(dāng)今立體倉庫發(fā)展的明顯技術(shù)趨勢(shì)。
2.3 加快貨物存取，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率
建立以立體倉庫為中心的物流系統(tǒng)，其優(yōu)越性還表現(xiàn)在立體倉庫具有快速的入出庫能力，妥善地將貨物存入立體倉庫，及時(shí)自動(dòng)地將生產(chǎn)所需零部件和原材料送達(dá)生產(chǎn)線。同時(shí)，立體倉庫系統(tǒng)減輕了工人綜合勞動(dòng)強(qiáng)度。
3 陶瓷產(chǎn)業(yè)的智能立體倉庫的需求
由于個(gè)性化的陶瓷普遍存在包裝尺寸大小不同、數(shù)量不同，為了經(jīng)濟(jì)高效的實(shí)現(xiàn)陶瓷的快速儲(chǔ)運(yùn)，對(duì)現(xiàn)代倉庫中貨品的儲(chǔ)存與運(yùn)輸帶來了新的要求，具體包括：1.倉庫中的貨架空間能根據(jù)陶瓷件的大小來進(jìn)行調(diào)節(jié)；
2.貨架上的陶瓷物品要按運(yùn)輸計(jì)劃相對(duì)有序集中，能夠?qū)崿F(xiàn)快速找尋和快速出庫；
3.貨架應(yīng)支持的空與占顯示，對(duì)所存貨物具有一一映射標(biāo)定，并支持狀態(tài)自動(dòng)更新；
4.為了提高儲(chǔ)運(yùn)過程的安全性與準(zhǔn)確度，應(yīng)支持遠(yuǎn)程集中調(diào)度下的機(jī)器人自動(dòng)儲(chǔ)運(yùn)。
4 陶瓷產(chǎn)業(yè)的智能倉庫的設(shè)計(jì)
4.1 針對(duì)陶瓷產(chǎn)業(yè)的智能立體倉庫的需求，提出了以下設(shè)計(jì)
1.倉庫貨架空間的自動(dòng)編碼與優(yōu)化調(diào)度。設(shè)計(jì)信息數(shù)據(jù)庫，對(duì)立體倉庫中的所在貨架位，按空間大小與位置統(tǒng)一編碼；設(shè)計(jì)多機(jī)器人同步動(dòng)作路徑規(guī)劃算法，進(jìn)行倉庫中貨架擺放位置與軌道排放的優(yōu)化自動(dòng)設(shè)計(jì)，由系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行陶瓷件存放的空間位置與次序。
2.陶瓷件的自動(dòng)識(shí)別與貨架位信息更新。遠(yuǎn)程控制端對(duì)儲(chǔ)運(yùn)機(jī)器人下達(dá)動(dòng)作指定的同時(shí)，給定需要儲(chǔ)運(yùn)陶瓷件的目標(biāo)位置；機(jī)器人以最短路徑移動(dòng)至操作貨架位上完成儲(chǔ)運(yùn)操作，并對(duì)貨架位上的電子標(biāo)簽上進(jìn)行信息改寫；貨架位的電子標(biāo)簽與控制端數(shù)據(jù)庫相連，進(jìn)行狀態(tài)信息的記錄。
3.立體貨架空間的自動(dòng)優(yōu)化調(diào)整。根當(dāng)前的存儲(chǔ)要求，系統(tǒng)自動(dòng)生成調(diào)整方案并上報(bào)。待管理員審批后，貨架根據(jù)陶瓷件要求，進(jìn)行不同尺寸貨特空間的自動(dòng)調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)倉庫空間的自適應(yīng)；調(diào)整過程與操作均由系統(tǒng)自動(dòng)生成，并就調(diào)整后的各貨架信息進(jìn)行系統(tǒng)資源數(shù)據(jù)庫的更新。
4.2 遠(yuǎn)程控制端
遠(yuǎn)程控制端的控制系統(tǒng)是自動(dòng)化倉庫運(yùn)行成功的關(guān)鍵，沒有好的控制，系統(tǒng)運(yùn)行成本就會(huì)很高，而且效率很低。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，自動(dòng)化倉庫內(nèi)所用的各種存取設(shè)備和輸送設(shè)備本身必須配置各種控制裝置。這些控制裝置種類很多，從普通開關(guān)和繼電器，到微處理器，根據(jù)各自設(shè)計(jì)的功能，它們都能完成一定的控制任務(wù)。如根據(jù)陶瓷件的大小調(diào)整貨架的大小，控制機(jī)器人的動(dòng)作路徑以及動(dòng)作的位置、速度等。遠(yuǎn)程控制端是自動(dòng)化倉庫的信息樞紐，它在整個(gè)系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各部分的運(yùn)行。各設(shè)備的運(yùn)行任務(wù)、運(yùn)行途徑、運(yùn)行方向都需要監(jiān)控系統(tǒng)來統(tǒng)一調(diào)度，按照指揮系統(tǒng)的命令進(jìn)行陶瓷件的搬運(yùn)活動(dòng)，并可通過遠(yuǎn)程控制端可以直接觀察各系統(tǒng)的運(yùn)行情況。
4.3 執(zhí)行端――機(jī)器人
執(zhí)行端的機(jī)器人主要由PLC來控制，在倉庫中有相應(yīng)的HMI（人機(jī)界面）控制板來控制，同時(shí)在遠(yuǎn)程控制端的管理員也同樣可以控制機(jī)器人。PLC主要控制機(jī)器人的位置、機(jī)器人對(duì)陶瓷件的拾取、行走路徑和速度等等。這些都是根據(jù)相應(yīng)的傳感器和行程開關(guān)以及遠(yuǎn)程控制端給的相應(yīng)信號(hào)為基準(zhǔn)進(jìn)行控制的。
4.4 運(yùn)輸端
除了機(jī)器人的運(yùn)輸外，對(duì)于陶瓷件的入庫和出庫，都有叉車、堆垛機(jī)、打包機(jī)、傳輸設(shè)備相應(yīng)實(shí)現(xiàn)智能立體倉庫的智能化。傳輸設(shè)備可以根據(jù)陶瓷件的大小、重量、形狀，傳到相應(yīng)的機(jī)器人。
5 總結(jié)
中國(guó)的陶瓷產(chǎn)業(yè)要想繼續(xù)保持生產(chǎn)制造在世界上第一的地位，這就要求生產(chǎn)過程中各環(huán)節(jié)緊密相連，成為一個(gè)有機(jī)整體，要求生產(chǎn)管理科學(xué)實(shí)用，做到?jīng)Q策科學(xué)化。建立立體倉庫系統(tǒng)是其有力的措施之一。采用計(jì)算機(jī)管理和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)宏觀快速地掌握各種物資信息，且使工程技術(shù)人員、生產(chǎn)管理人員和生產(chǎn)技術(shù)人員及時(shí)了解庫存信息，以便合理安排生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率。國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)更為企業(yè)取得與外界在線連接，突破信息瓶頸，開闊視野及外引內(nèi)聯(lián)提供了廣闊的空間和堅(jiān)實(shí)強(qiáng)大的技術(shù)支持。
本文是就江西省高等學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目結(jié)題的論文報(bào)告，項(xiàng)目名稱：陶瓷立體倉庫智能化儲(chǔ)運(yùn)策略及其功能實(shí)現(xiàn)，在景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)劉蜀陽老師的指導(dǎo)下完成。
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作者簡(jiǎn)介
關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；環(huán)境監(jiān)測(cè)；小車；全息投影；無線通信
中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）11-0161-03
Abstract： Based on STM32 microcontroller real-time monitoring of the environment and the holographic projection system is divided into into two parts： host computer and slave computer， lower computer using various sensor to collect environmental information， and transfer the data to the host computer through the wireless module， and through the isd1810 to be rebuffed situation hints. Host computer using wireless module nRF24L01 receive lower position machine data through the LCD TFT color LCD screen to display， followed by the key event for encoding events will be transmitted to the lower computer and lower computer recognition of L298N control， in order to achieve the car's action. All kinds of environment monitoring sensor and MCU communication， wireless communication， motor driver and video transmission technology is studied in this paper， the ultimate realization of the control environment information collection， projection technology and crew.
Key words： real-time monitoring， environmental monitoring； the car； holographic projection；wireless communication
隨著社會(huì)的前進(jìn)步伐的加快、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，關(guān)于環(huán)境監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制技術(shù)的研究越來越成為人們的焦點(diǎn)。監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制為我們的生活帶來了很大的方便，尤其是遠(yuǎn)程控制在工業(yè)、科研和國(guó)防等領(lǐng)域的應(yīng)用也是越來越廣。這些技術(shù)或多或少地已經(jīng)融入到我們的生活中，給我們的生活帶來了諸多的便利，然而也有些技術(shù)也不是很成熟。所以對(duì)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制的研究，符合電子的發(fā)展趨勢(shì)。
近些年來，隨著多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，環(huán)境的監(jiān)測(cè)已經(jīng)從大屏幕顯示環(huán)境質(zhì)量情況轉(zhuǎn)變成通過微機(jī)處理器進(jìn)行聲音、圖像、文字等多媒體的方式進(jìn)行演示了。并且越來越多的信息采集和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)都采用了無線傳輸數(shù)據(jù)，與有線數(shù)據(jù)傳輸相比主要比其成本低、安裝簡(jiǎn)易并且方便攜帶。無線技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)被各行各業(yè)所接受，融入到各個(gè)領(lǐng)域，無線圖像傳輸也尤其被看好。
1 系統(tǒng)的整體方案
采用stm32芯片作為上下位機(jī)，由于核心片的引腳足夠多，解決了引腳不足的問題。并且它的一些功能引腳也能當(dāng)普通引腳使用。有IIC引腳采集HMC5843數(shù)據(jù)，也能通過硬件實(shí)現(xiàn)SPI時(shí)序驅(qū)動(dòng)無線模塊；同時(shí)也有AD采集功能驅(qū)動(dòng)MQ135，也擁有定時(shí)器能夠?qū)崿F(xiàn)PWM輸出驅(qū)動(dòng)電機(jī)和對(duì)超聲波測(cè)距的過程進(jìn)行計(jì)時(shí)。不僅引腳多，而且功能也豐富，對(duì)設(shè)計(jì)的進(jìn)行和擴(kuò)展提供了很大的方便，成本也比較客觀，并且stm32的處理速度非常快，可達(dá)72M。因此該系統(tǒng)設(shè)計(jì)總框圖如上所示。
2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
整個(gè)系統(tǒng)主要分成兩大部分―上位機(jī)與下位機(jī)。其中上位機(jī)的功能要求：接收無線模塊的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行譯碼顯示，在顯示屏上面顯示溫濕度、空氣中有毒氣體的含量、前方障礙物的距離、陀螺儀反饋回來的方位數(shù)據(jù)。并且通過按鍵，對(duì)按鍵進(jìn)行編碼，從而控制發(fā)送的數(shù)據(jù)。下位機(jī)的功能要求：實(shí)現(xiàn)檢測(cè)環(huán)境的參數(shù)，溫度、濕度、有毒氣體成分、方位等參數(shù)的檢測(cè)，并對(duì)通過超聲波對(duì)前方距離障礙物的距離進(jìn)行檢測(cè)，并通過語音播放的功能進(jìn)行提示，只要距離過短就進(jìn)行提示。最后通過無線模塊發(fā)送這些數(shù)據(jù)，并且通過接收無線模塊的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
根據(jù)功能要求，系統(tǒng)電路模塊主要分成四大部分：主控芯片、檢測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)電路以及數(shù)據(jù)傳輸電路。分析了各個(gè)主要單元電路所需要的模塊，并根據(jù)讀取它們數(shù)據(jù)的方式確定了與主控芯片相連接的引腳，從而確定了系統(tǒng)各硬件電路的原理圖。
2.1 系統(tǒng)控制的核心電路
為了縮短開發(fā)周期，上位機(jī)跟下位機(jī)的主控制器都采用stm32F103RBT6為核心控制器；上位機(jī)直接用原子開發(fā)板的mini板當(dāng)上位機(jī)，自帶TFT_LCD彩色液晶屏當(dāng)顯示屏。下位機(jī)無需接復(fù)雜的電路，則采用stm32最小系統(tǒng)板直接充當(dāng)控制器。其電路圖如圖3所示。
2.2 數(shù)據(jù)傳輸電路設(shè)計(jì)
本次設(shè)計(jì)中主要用到NRF24L01無線模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，是一種單片式收發(fā)芯片；內(nèi)置硬件鏈路層；具備自動(dòng)應(yīng)答和自動(dòng)重發(fā)功能，這在程序里面可以大大地方便我們編程，以及加快雙機(jī)的通訊速度。工作原理主要是通過上位機(jī)、下位機(jī)進(jìn)行有序的模式轉(zhuǎn)換，按照預(yù)定的規(guī)律進(jìn)行切換，達(dá)到避免干擾的目的，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸。其電路連接圖如下所示：
3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
整個(gè)軟件系統(tǒng)分成兩大部分：上位機(jī)部分以及下位機(jī)部分，其軟件設(shè)計(jì)流程圖如下所示。
上位機(jī)部分又分成三小部分，其分別為：1）是無線通信協(xié)議――通過SPI通信的協(xié)議對(duì)nrf24l01這個(gè)模塊進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而達(dá)到與下位機(jī)雙工通訊的目的；2）是數(shù)據(jù)更新所需要的液晶屏驅(qū)動(dòng)程序――讀取從下位機(jī)傳輸回來的數(shù)據(jù)，然后更新對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，然后重新顯示對(duì)應(yīng)的參數(shù)；3）是按鍵掃描模塊驅(qū)動(dòng)――判斷按鍵是否按下這一事件，然后利用程序?qū)Π存I鍵值進(jìn)行對(duì)應(yīng)的編碼與下位機(jī)達(dá)成一致，接著通過通信的方式，從而實(shí)現(xiàn)通過按鍵發(fā)射信號(hào)，從而控制小車的運(yùn)動(dòng)。
下位機(jī)部分也主要分為三小部分，氣分別為：1）雙機(jī)通信的無線協(xié)議――通過SPI協(xié)議進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和使用無線模塊，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)下位機(jī)的控制；2）檢測(cè)環(huán)境情況的傳感器控制――利用定時(shí)器進(jìn)行定時(shí)操作，從而實(shí)現(xiàn)超聲波測(cè)距；使用ADC數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體中某些有害物質(zhì)的濃度進(jìn)行檢測(cè)；通過固定的時(shí)序?qū)貪穸冗M(jìn)行采集、 通過IIC協(xié)議進(jìn)行讀取電子羅盤的數(shù)據(jù)；通過IO口模式的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)語音播報(bào)功能；3）電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化改變電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，從而實(shí)現(xiàn)小車的運(yùn)動(dòng)。
3.1 圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
環(huán)境圖像采集采用wifi這種無線通信方式利用手機(jī)連接小車上邊的wifi模塊，攝像頭的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集通過芯片對(duì)攝像頭的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和編碼，再通過wifi模塊發(fā)送到手機(jī)上。手機(jī)上采用的是自己編寫好的android程序，生成對(duì)應(yīng)的apk文件，只需要安裝到手機(jī)上，打開手機(jī)的wifi掃描熱電，并連接對(duì)應(yīng)的wifi，再打開對(duì)應(yīng)的軟件就能觀察到從下位機(jī)發(fā)送回來的圖像信號(hào)，由于圖像信號(hào)更新比較快就形成了對(duì)應(yīng)的視頻。
3.2運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
在硬件上，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)采用的是L298N。根據(jù)該芯片的資料里面的邏輯功能圖，我們只要通過定時(shí)器的功能復(fù)用，是定時(shí)器的功能引腳輸出一定占空比的PWM到使能引腳EN上，再通過普通IO口設(shè)置為推挽輸出，輸出對(duì)應(yīng)的電平變化，就能驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。然而小車的方向變化則需要控制轉(zhuǎn)速跟電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，這個(gè)也只需要改變PWM的占空比跟輸出對(duì)應(yīng)電平變化到L298N的輸入引腳上。
3.3數(shù)據(jù)傳輸軟件設(shè)計(jì)
上下位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸我們采用的nrf24l01模塊，它與主控芯片的通信方式為SPI，首先在程序里面，我們對(duì)所連接的引腳進(jìn)行初始化，將對(duì)應(yīng)的引腳的輸入輸出方式設(shè)置成與之功能對(duì)應(yīng)的模式。通過硬件SPI對(duì)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器和狀態(tài)寄存器寫入和讀出數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸。主要的功能是讀取接收狀態(tài)寄存器、讀取數(shù)據(jù)寄存器，寫發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器和寫數(shù)據(jù)寄存器。
無線模塊發(fā)送數(shù)據(jù)函數(shù)如下：
u8 NRF24L01_TxPacket（u8 *txbuf）；
NRF24L01_Write_Reg（NRF_WRITE_REG+STATUS，sta）；
該函數(shù)主要要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的一次發(fā)送，通過傳遞進(jìn)去的指針*txbuf找打?qū)?yīng)的數(shù)組的首地址，在將數(shù)組里面的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。當(dāng)然數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度由TX_PLOAD_WIDTH的宏定義進(jìn)行控制，再將數(shù)據(jù)寫進(jìn)數(shù)據(jù)寄存器后就拉高對(duì)應(yīng)的CE引腳進(jìn)行啟動(dòng)發(fā)送，接著進(jìn)行讀取狀態(tài)寄存器的狀態(tài)值，查詢是否發(fā)送成功。然后再讓函數(shù)返回對(duì)應(yīng)的成功或者失敗值。這樣讓程序一直處于發(fā)送狀態(tài)直到發(fā)送成功。
無線模塊接收數(shù)據(jù)函數(shù)如下：
u8 NRF24L01_RxPacket（u8 *rxbuf）
NRF24L01_Write_Reg（NRF_WRITE_REG+STATUS，s數(shù)據(jù)，接著執(zhí)行讀取數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到rxbuf數(shù)組中、清除狀態(tài)并且返回0。如果未接收到數(shù)據(jù)就直接返回1。我們直接通過判斷該函數(shù)的返回值從而判斷是否接收到數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的刷新。
4 系統(tǒng)的調(diào)試
在硬件調(diào)試方面，由于系統(tǒng)的電路比較復(fù)雜，在電路連接時(shí)也比較麻煩，在整個(gè)電路中可能出現(xiàn)一處錯(cuò)誤，就會(huì)給整個(gè)系統(tǒng)帶來很多錯(cuò)誤，并且對(duì)檢測(cè)也有很大的影響。其中容易出問題的就是通信問題，因此檢測(cè)通信模塊是整個(gè)硬件系統(tǒng)的重中之重。其檢測(cè)方法如下：首先檢查主控板引腳的好壞，其次通過設(shè)置對(duì)應(yīng)的IO口為輸出模式，輸出對(duì)應(yīng)的電平，然后使用電表進(jìn)行測(cè)試，檢測(cè)引腳是否有輸出；同時(shí)通過引腳設(shè)定更換無線通信模塊所接的引腳，檢查能否實(shí)現(xiàn)雙機(jī)正常通信。
在軟件系統(tǒng)調(diào)試方面，由于經(jīng)常用到全局變量，不僅要在主程序里面調(diào)用，我們也有可能在其他函數(shù)，甚至其他文件里面對(duì)變量進(jìn)行重新賦值的操作，因此經(jīng)常出現(xiàn)變量的沖突。同時(shí)通過在線調(diào)試系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的變化進(jìn)行觀察，有些數(shù)的值的變化不如我們所期望的，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的漏洞。為了放在主控芯片在運(yùn)行程序出現(xiàn)亂跑現(xiàn)象，在程序內(nèi)部加入了看門狗程序，保證軟件系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性。
通過硬件系統(tǒng)測(cè)試和軟件系統(tǒng)測(cè)試，再到最后的整機(jī)測(cè)試，基本上實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)，達(dá)到我們想要的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了無線數(shù)據(jù)傳輸、檢測(cè)環(huán)境參數(shù)、控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)等功能。
5 結(jié)束語
本文主要論述了環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車組與全息投影系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)與軟件設(shè)計(jì)的算法，在整個(gè)制作過程中，遇到各種各樣的問題，通過上網(wǎng)查閱、圖書館尋找和查閱相關(guān)材料。目前筆者已經(jīng)完成該產(chǎn)品的制作，并已經(jīng)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)測(cè)試階段。在測(cè)試的過程中，本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品不僅工作穩(wěn)定、響應(yīng)速率快，并且控制精準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)。相信不久將來就會(huì)投入生產(chǎn)，該產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)值大。
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關(guān)鍵詞：電氣工程；自動(dòng)化控制；智能化技術(shù)
0引言
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與通信技術(shù)都與信息技術(shù)相結(jié)合，特別是智能化技術(shù)的運(yùn)用，使電氣自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)了智能化運(yùn)行。特別是目前的企業(yè)中普遍使用了自動(dòng)化技術(shù)，使電氣工程的運(yùn)行效率有所提高，而且運(yùn)行質(zhì)量明顯改善。實(shí)施了智能化管理，電氣自動(dòng)化控制工作效率有所提高，不僅確保企業(yè)運(yùn)營(yíng)的穩(wěn)定，而且還可以發(fā)揮智能遠(yuǎn)程控制的作用，保證了生產(chǎn)安全。智能化技術(shù)使得電氣自動(dòng)化控制功能得以充分發(fā)揮，使得電氣設(shè)備處于良性的運(yùn)行狀態(tài)。
1目前電氣工程自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用情況
中國(guó)電氣工程自動(dòng)化控制所發(fā)揮的作用是有目共睹的，很多企業(yè)都采用這種控制方式，可以提高自動(dòng)化控制質(zhì)量，控制效率也得以提高[1]。設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行是目前的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，而且隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷升級(jí)，自動(dòng)化控制作用的充分發(fā)揮，使得產(chǎn)品的性能得以充分發(fā)揮。中國(guó)的電子工程發(fā)展中，自動(dòng)化技術(shù)起到了引領(lǐng)作用，多年的發(fā)展進(jìn)程中，電氣工程自動(dòng)化技術(shù)適應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域的需求不斷地升級(jí)，也使得該技術(shù)應(yīng)用越來越得廣泛。從目前的電氣自動(dòng)化工程的應(yīng)用情況來看，廣泛應(yīng)用的系統(tǒng)包括分布式控制系統(tǒng)（distributedcontrolsystem），簡(jiǎn)稱“DCS”、IE語言系統(tǒng)、WindowsNT系統(tǒng)，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)以及自動(dòng)控制系統(tǒng)[2]。這些系統(tǒng)處于自動(dòng)化運(yùn)行狀態(tài)，其中，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)為集中控制，自動(dòng)控制系統(tǒng)為信息集成化控制。分布式控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是具有良好的擴(kuò)充性，而且具有實(shí)時(shí)性。但是，運(yùn)行分布式控制系統(tǒng)，所使用的是傳統(tǒng)的儀表設(shè)備。要保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行，就需要重視后期的運(yùn)維工作，即便如此，也會(huì)由于技術(shù)維護(hù)不到位而導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行故障，特別是設(shè)備的維修難度比較高，就更增加了系統(tǒng)運(yùn)行故障的發(fā)生率。IE語言系統(tǒng)是可視化的語音控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的運(yùn)行中，如果語言有多個(gè)，就需要對(duì)語言按照順序排列。通過操作“上移”“下移”按鈕，就可以對(duì)語言有效排雷。在對(duì)語言編碼進(jìn)行選擇的過程中，要參考網(wǎng)頁內(nèi)容，讓瀏覽器自動(dòng)選取需要的語言以及字元集。在具體點(diǎn)操作中，首先是開啟InternetExplorer瀏覽網(wǎng)頁，之后在網(wǎng)頁上點(diǎn)擊鼠標(biāo)的右鍵，就可以彈出列表，點(diǎn)擊其中的“編碼”項(xiàng)，之后點(diǎn)擊“自動(dòng)選擇”[3]。如果通過“自動(dòng)選擇”不能夠自己所需要的語言編碼，就可以采用將手動(dòng)的方式進(jìn)行操作，就可以按照自己的要求調(diào)整語言編碼。具體的操作方式是，在網(wǎng)頁上按一下鼠標(biāo)右鍵，選擇“[編碼”，用手動(dòng)操作的方式選擇相應(yīng)的語言編碼。如果在選項(xiàng)中沒有自己所需要的編碼，就可以點(diǎn)擊“其他”，選擇語言編碼。WindowsNT是可視化的控制系統(tǒng)，可以使得電氣工程設(shè)備運(yùn)行中進(jìn)行可視化操作。WindowsNT（WindowsNewTechnology），是可以進(jìn)行PC操作的系統(tǒng)，主要是用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)操作、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等等。WindowsNT與通信服務(wù)集成。微軟公司給予原有的系統(tǒng)開發(fā)了“新技術(shù)”，此即為“NewTechnology”，即為“NT”。所謂的“NT”還有另一個(gè)解釋，就是指模擬器“N10”，即“N-Ten”。WindowsNT在電氣工程中的應(yīng)用，可以通過可視化操作起到了智能控制的作用。WindowsNT的操作是非常容易的，而且具有集成化的特點(diǎn)，可以實(shí)施一體化操作。當(dāng)進(jìn)入到后期的技術(shù)維護(hù)階段的時(shí)候，也是非常容易的。集中控制下的自動(dòng)控制系統(tǒng)在運(yùn)行中，不僅運(yùn)行的速度非常慢，而且所有的運(yùn)行都是在遠(yuǎn)程監(jiān)控下運(yùn)行的，這樣就會(huì)導(dǎo)致主機(jī)的運(yùn)行空間減小了，自動(dòng)控制系統(tǒng)所具備的性能也會(huì)受到影響。這就必然會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)在運(yùn)行中可靠性比較低，很容易產(chǎn)生故障[4]。信息集成化的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在運(yùn)行中，是通過操作可視化的瀏覽器進(jìn)行操作信息的，這樣就可以及時(shí)地了解系統(tǒng)運(yùn)行情況，對(duì)于故障發(fā)生點(diǎn)以及故障的原因都能夠及時(shí)掌握。對(duì)于信息處理的過程中，系統(tǒng)還可以在運(yùn)行的過程中對(duì)信息進(jìn)行整理，還可以對(duì)信息進(jìn)行智能化分析，提高信息的準(zhǔn)確率。
2電氣工程自動(dòng)化控制應(yīng)用智能化技術(shù)所具備的特點(diǎn)
2.1智能化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)無人化超控
智能化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，任何情況下都能夠得到認(rèn)可。在對(duì)電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)中，所調(diào)節(jié)的是魯棒性（Robustness）、下降的時(shí)間和系統(tǒng)響應(yīng)的時(shí)間。通過對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的調(diào)整，就可以將自動(dòng)化控制工作調(diào)整到自己所需要的狀態(tài)[5]。智能化技術(shù)環(huán)境下，電氣設(shè)備得到調(diào)節(jié)，就可以實(shí)行自我控制的作用，由此，實(shí)現(xiàn)無人化操作控制，人力成本得以降低。
2.2智能化技術(shù)并不需要控制模型
智能化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，使得自動(dòng)化控制器的安全系數(shù)有所提高，面對(duì)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)方程，不會(huì)產(chǎn)生難以控制的現(xiàn)象。與傳統(tǒng)的控制模型相比，自動(dòng)化控制器應(yīng)用智能化技術(shù)，工作效率都會(huì)有所提高，而且還能夠?qū)ξ磥淼倪\(yùn)行情況作出預(yù)測(cè)。
2.3使用智能化技術(shù)對(duì)于不同數(shù)據(jù)的處理存在著一致性
智能化技術(shù)對(duì)于不同數(shù)據(jù)的處理，所使用的是智能化控制器，無論是輸入任何的的數(shù)據(jù)，都可以做出準(zhǔn)確的評(píng)估。即便是一些數(shù)據(jù)不屬于是常用數(shù)據(jù)，通過運(yùn)行智能化控制器也會(huì)獲得準(zhǔn)確的結(jié)果，而且還可以自動(dòng)啟動(dòng)評(píng)估功能。智能化控制器的控制對(duì)象具有較強(qiáng)的變更性，對(duì)于控制對(duì)象就會(huì)產(chǎn)生不同的控制效果，要實(shí)現(xiàn)全面控制是難以實(shí)現(xiàn)的，所以，需要對(duì)該技術(shù)進(jìn)一步完善。
3電氣工程自動(dòng)化控制中智能化技術(shù)的應(yīng)用
3.1診斷電氣工程自動(dòng)化控制中所存在的問題解決
電氣工程系統(tǒng)運(yùn)行中，如果存在故障，就需要進(jìn)行診斷。如果采用傳統(tǒng)的診斷方式，就是通過人工操作來完成的。這種診斷方法不僅診斷的準(zhǔn)確率不高，而且很難得到正確的病因[6]。但是，這種技術(shù)對(duì)于專業(yè)技術(shù)人員的技術(shù)要求是非常高的。如果電氣工程自動(dòng)化設(shè)備存在問題，特別是在數(shù)據(jù)上存在誤差，就必然會(huì)對(duì)電氣工程自動(dòng)化控制的效果產(chǎn)生不良影響，但是這種失誤是難以避免的。人工診斷的效率必然會(huì)很低，導(dǎo)致故障不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，更是難以查找到故障原因，所以，對(duì)于故障難以及時(shí)處理，必然是后果非常嚴(yán)重。將智能化技術(shù)應(yīng)用于電氣工程自動(dòng)化控制中，可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行智能化管理，而且還可以遠(yuǎn)程控制和監(jiān)督，通過實(shí)時(shí)跟蹤進(jìn)行檢測(cè)診斷，由此可以避免系統(tǒng)運(yùn)行中存在潛在的問題。
3.2應(yīng)用智能化技術(shù)對(duì)電氣工程的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化
電氣工程的設(shè)計(jì)中，如果采用傳統(tǒng)的技術(shù)，就會(huì)導(dǎo)致不斷地重復(fù)勞動(dòng)，設(shè)計(jì)人員還要對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改良，還要通過實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)。很多時(shí)候，一些設(shè)計(jì)中所存在的問題，設(shè)計(jì)人員還沒有考慮到，如果涉及應(yīng)用中出現(xiàn)了問題，要將問題的原因查找出來也是非常難的，導(dǎo)致很多的問題都不能夠在有效的時(shí)間內(nèi)解決。通常從事設(shè)計(jì)工作的人員要具有非常高的專業(yè)水準(zhǔn)，不僅要精通專業(yè)知識(shí)，還要懂得相關(guān)的業(yè)務(wù)知識(shí)，對(duì)于理論知識(shí)的應(yīng)用能力是非常強(qiáng)的。將智能化技術(shù)應(yīng)用于電氣工程自動(dòng)化控制中，就會(huì)使得原有的工作狀態(tài)發(fā)生了改變。設(shè)計(jì)工作通過運(yùn)行設(shè)計(jì)軟件就可以完成，而且所有的設(shè)計(jì)信息都可以在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上傳遞，由此提高了設(shè)計(jì)效率，而且設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性也有所提高。由于設(shè)計(jì)軟件都有修改功能，可以在保存原圖的情況下進(jìn)行修改，就可以節(jié)省大量的設(shè)計(jì)時(shí)間，而且設(shè)計(jì)樣式也更為豐富了。
3.3整個(gè)的電氣工程對(duì)采用智能技術(shù)控制
電氣工程控制系統(tǒng)的運(yùn)行中，有很多的環(huán)節(jié)都處于控制之中。要實(shí)現(xiàn)控制的系統(tǒng)化和集成化，就要采用智能技術(shù)。智能化技術(shù)主要運(yùn)行的是專家系統(tǒng)控制對(duì)電氣工程進(jìn)行控制，使得自動(dòng)化運(yùn)行效率更高。另外還會(huì)采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和模糊控制，可以對(duì)電氣工程實(shí)施多層次控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制不僅層次結(jié)構(gòu)多，還可以運(yùn)行反向?qū)W習(xí)算法，特別是其子系統(tǒng)中，通過判斷系統(tǒng)參數(shù)，對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)控，就可以判斷轉(zhuǎn)子的速度。正是由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的優(yōu)勢(shì)性能，才能夠?qū)\(yùn)行識(shí)別模式，使得信息的處理更為及時(shí)準(zhǔn)確。
4結(jié)束語
綜上所述，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程中，信息技術(shù)起到了重要的推動(dòng)作用。電氣自動(dòng)化控制中，信息技術(shù)發(fā)揮著重要的作用，特別是智能化技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制的智能化運(yùn)行。目前的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備得以廣泛應(yīng)用，主要是智能技術(shù)發(fā)揮著遠(yuǎn)程監(jiān)督控制的作用，可以提高電氣工程自動(dòng)化控制效率設(shè)備的應(yīng)用價(jià)值，電氣工程自動(dòng)化控制所具備的價(jià)值都充分發(fā)揮出來。
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論文摘要：機(jī)電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。此簡(jiǎn)述機(jī)電一體化技術(shù)的基本情況和發(fā)展背景，綜述國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，分析機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入以“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。
1機(jī)電一體化概述
機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。
機(jī)電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)及電力電子技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)及其它新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)由純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替和放大的體系。但是，發(fā)展到機(jī)電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外，還被賦予許多新的功能，如自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制、自動(dòng)診斷與保護(hù)等。也就是說，機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，智能化特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。
2機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為三個(gè)階段：（1）20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級(jí)階段。在這一時(shí)期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起到了積極的作用。那時(shí)，研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。（2）20世紀(jì)70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)；機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；各國(guó)均開始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。（3）20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支。
我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開始進(jìn)行這方面的研究和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，并將該技術(shù)列入“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，取得了一定成果。但與日本等先進(jìn)國(guó)家相比，仍有相當(dāng)差距。
3機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個(gè)方面：
3．1智能化
智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化的研究中日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用之一。這里所說的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠(chéng)然，使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。轉(zhuǎn)3．2模塊化
模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口和環(huán)境接口等的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置等。有了這些標(biāo)準(zhǔn)單元就可迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。為了達(dá)到以上目的，還需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便于各部件、單元的匹配。
3．3網(wǎng)絡(luò)化
由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì)，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(homenet)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(computerintegratedappliancesystem，CIAS)，能使人們呆在家里就可分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
3．4微型化
微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小，耗能少，運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)。微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。
3．5環(huán)?；?/p>
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。
3．6系統(tǒng)化
未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義：一層是如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性等等，顯得越來越重要，特別是對(duì)家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化；另一層是模仿生物機(jī)理，研制出各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。事實(shí)上，許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受動(dòng)物的啟發(fā)而研制出來的。
綜上所述，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)物。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來越光明。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：智能配網(wǎng)；配電網(wǎng)絡(luò)：發(fā)展趨勢(shì)
中圖分類號(hào)：U224.3+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
引言：配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)和用戶的關(guān)系最為密切的部分，是保證整個(gè)電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量是一個(gè)關(guān)鍵的一部分。隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐的加快，城市人口迅速增加，城市規(guī)模將迅速擴(kuò)大，中心區(qū)域負(fù)荷密度分布網(wǎng)絡(luò)將會(huì)更大，更快更高的發(fā)展就顯得尤為重要。發(fā)展城市配電網(wǎng)絡(luò)是未來城市的發(fā)展是一個(gè)重要的目標(biāo)。中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司提出建立智能電網(wǎng)，并積極探索智能配電網(wǎng)的發(fā)展模式，完善的銷售網(wǎng)絡(luò)投資效益，是擺在我們面前的一個(gè)重要問題。不得不承認(rèn)，由于網(wǎng)絡(luò)的多樣性和復(fù)雜性的特點(diǎn)，而不是凈電流分布管理，還停留在比較簡(jiǎn)單，原始的水平。
一、智能配網(wǎng)供電的基本概念
智能電網(wǎng)是一個(gè)網(wǎng)格，智能電網(wǎng)也被稱為“電網(wǎng)2.0”，其核心內(nèi)容是實(shí)現(xiàn)信息化，數(shù)字化，自動(dòng)化和互動(dòng)。國(guó)家電網(wǎng)公司提出了“智能電網(wǎng)”的概念，它的定義是：以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)絡(luò)，電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展在各個(gè)層次的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的通信，信息與控制技術(shù)，建立信息化，自動(dòng)化，數(shù)字化，交互式特點(diǎn)為統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。作為一個(gè)重要的部分——智能電網(wǎng)的智能網(wǎng)絡(luò)，讓很多人認(rèn)為9c自動(dòng)化。配電自動(dòng)化的重要部分當(dāng)然是智能配電網(wǎng)絡(luò)，但它是實(shí)現(xiàn)提高供電可靠性，縮短停電時(shí)間等功能。智能配電網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)多元化的信息和功能模塊的集成。所謂的有機(jī)整合，即通過跨平臺(tái)的數(shù)據(jù)，信息管理，實(shí)現(xiàn)更多，更先進(jìn)的應(yīng)用。它強(qiáng)調(diào)，促進(jìn)整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行水平。
二、雙電源五重合器方案
對(duì)于大多數(shù)的雙電源手拉手供電，可以是一個(gè)簡(jiǎn)單的五（或三）對(duì)線路進(jìn)行合理的部分，可以實(shí)現(xiàn)故障隔離和恢復(fù)，以及無過錯(cuò)區(qū)供電。這種保護(hù)設(shè)置和配置相對(duì)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。
（1）組成
如圖1所示，R1、R2、R3、R 4、R5五重合器組成，其中R3是一個(gè)“握手”重合，B 1，B 2分別與變電站的斷路器。在R3， R 1，R 2，R 4，R5兩側(cè)安裝用于測(cè)試是否有電壓和開關(guān)工作電源電壓互感器。圖中只顯示單位，其余的畫。該方案保護(hù)采用電流型（快斷，過流），但考慮到反時(shí)限。
（2）設(shè)置。
1）對(duì)變電站保護(hù)
電流。用于變電站開關(guān)B 1，B 2可速斷保護(hù)的撤出，限時(shí)速斷。一個(gè)變電站的過電流保護(hù)的原因是：IR1 > IR1 > IR2，對(duì)于B電站IB2>IR5>IR4。并設(shè)置之前，根據(jù)系統(tǒng)的容量和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行了嚴(yán)格的計(jì)算和驗(yàn)證。時(shí)間、TBI、TB2過流時(shí)間應(yīng)大于1.5秒，以方便重合閘裝置設(shè)置。合閘時(shí)間。BI、B2均為2分鐘。
2）在合閘裝置設(shè)置
電流。當(dāng)R3處于打開狀態(tài)，系統(tǒng)的正常運(yùn)行是：IRl>Ⅱ、IRS>IR4、IR3IR2>IR3>IR4>IR5；當(dāng)電力供應(yīng)是由變電站，TRI(TR5)TR2(TR4)，若TRI=TR5=I．3 s，則1rI也=TR4=1．1 s。R3=0．9 s時(shí)三是關(guān)閉狀態(tài)全負(fù)荷，通過變電站供電，則應(yīng)有：TRl>TR2>TR3>TR4>TR5或整個(gè)負(fù)荷全部由B變電站供時(shí)，則應(yīng)有TRl
三、配網(wǎng)搶修為例說明智能配網(wǎng)部分的功能
（1）當(dāng)客戶報(bào)告故障，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)用戶的警告信息和客戶基礎(chǔ)數(shù)據(jù)查詢用戶是否存在遲滯：計(jì)劃停電和故障信息，然后過濾無效和重復(fù)的警告信息。通過停電監(jiān)測(cè)中心標(biāo)記停電用戶信息判斷是一種新的故障或已治療失敗，這會(huì)盡快反饋客戶準(zhǔn)確的信息，也降低了座位的工作量。
（2）維修人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，確定故障點(diǎn)，及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間，斷電影響的范圍，預(yù)計(jì)恢復(fù)時(shí)間。這些工作可以通過現(xiàn)場(chǎng)維修人員提供現(xiàn)場(chǎng)工作終端。為在線或離線模式的互動(dòng)與后臺(tái)系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)終端配備條碼掃描，圖片，音頻，視頻等相關(guān)硬件功能?？梢远喾N方式處理，記錄的死亡情況，照片，視頻，現(xiàn)場(chǎng)返回設(shè)備參數(shù)等信息，為指揮人員決策。所以有關(guān)人員能夠掌握第一手資料，既方便了客戶服務(wù)人員掌握故障信息給客戶，并指揮人員提供正確決策的信息保障。同時(shí)，不需要特別安排的經(jīng)營(yíng)者，也節(jié)省了人力。故障處理完畢后，自動(dòng)回到工作。
（3）派遣人員也可根據(jù)全球定位系統(tǒng)維修車輛定位，方便后臺(tái)指揮人員及時(shí)修復(fù)人員的位置，同時(shí)處理多個(gè)單一故障可以幫助指揮人員進(jìn)行有效合理調(diào)度車輛維修，既保證快速修復(fù)也避免了資源浪費(fèi)。
（4）實(shí)現(xiàn)搶修調(diào)度多屏幕指揮，調(diào)和的修復(fù)提供多屏幕指揮系統(tǒng)，使分布和修理指揮人員可以實(shí)時(shí)，全面了解當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)，應(yīng)急資源分布部署情況，其中增加了安全屏障，也方便了命令。
（5）修理加工環(huán)節(jié)的前提，是可視化。可視化主要包括以下幾個(gè)方面：①投訴電話自動(dòng)定位和地理地圖可視化。根據(jù)投訴電話和客戶關(guān)系的分析結(jié)果，自動(dòng)在地圖的地理位置的投訴表或表盒。②用戶電能表或表盒電源通過可視化。根據(jù)目前的電網(wǎng)運(yùn)行方式，動(dòng)態(tài)跟蹤電流供應(yīng)點(diǎn)。故障分析和可視化的結(jié)果。故障分析結(jié)果，失敗和計(jì)劃停電影響范圍的地理背景圖片展。應(yīng)急指揮可視化。在地理信息系統(tǒng)地理地圖可視化顯示實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位車輛修理，修理和維修。
結(jié)束語：
分布網(wǎng)絡(luò)智能創(chuàng)造開放的系統(tǒng)和建立共享信息模型的智能電網(wǎng)，以技術(shù)為基礎(chǔ)，通過電子終端用戶，與用戶之間的電網(wǎng)公司之間形成的網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)和直接連接，數(shù)據(jù)讀取實(shí)時(shí)，高速、雙向的整體效果，實(shí)現(xiàn)電力、電信、電視、遠(yuǎn)程控制和電池充電的多功能開發(fā)。它可以將系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，優(yōu)化電網(wǎng)管理，加強(qiáng)互動(dòng)電網(wǎng)的運(yùn)行的全新模式，形成網(wǎng)格的新的服務(wù)功能，提高整個(gè)電網(wǎng)的可靠性，有效性和效率，為人們的生產(chǎn)，生活帶來了歷史性的變化。
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摘要：本文就智能家居在房屋建筑中的應(yīng)用做了簡(jiǎn)單探討，同時(shí)討論了智能家居在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，以及當(dāng)前我國(guó)智能家居發(fā)展存在的問題。介紹了有關(guān)樓宇智能化與家居智能化的構(gòu)成與功能，同時(shí)討論了智能家居系統(tǒng)在“綠色建筑”中的應(yīng)用，對(duì)于節(jié)約能源、綠色環(huán)保有著很大的貢獻(xiàn)。
關(guān)鍵詞：智能家居；智慧家庭；綠色建筑；智能化
1 引言
S著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，越來越多的科技手段被應(yīng)用到建筑中，各種風(fēng)格的智能建筑慢慢興起。普通的建筑漸漸的無法讓當(dāng)今的人們滿意，智能家居與建筑的結(jié)合使得許多人眼前一亮。一些互聯(lián)網(wǎng)科技公司更是開發(fā)許多智能家居的硬件，使得近幾年“智能家居”受到越來越多的人的關(guān)注，讓“智能家居”更是成為近些年的熱點(diǎn)話題。
2 智能家居簡(jiǎn)介與發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 智能家居概述
智能家居是指智能系統(tǒng)管理總平臺(tái)連接控制家庭設(shè)施與日常安排事項(xiàng)的各個(gè)子系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)通信與自動(dòng)控制技術(shù)的載體上，實(shí)現(xiàn)在普通建筑中智能化的系統(tǒng)。智能家居可以通過這個(gè)系統(tǒng)能讓我們的生活更加科技感，更加智能。建筑中的智能家居的應(yīng)用一般包含樓宇智能化（家居外部）與家居智能化（家庭內(nèi)部）。樓宇智能化提升了我們外部環(huán)境的質(zhì)量，而家居智能化優(yōu)化了我們家居環(huán)境的狀況。
2.2 智能家居發(fā)展現(xiàn)狀與問題
智能家居的概念最早起源于1984年美國(guó)康涅迪格州出現(xiàn)的一座智能型建筑，它開創(chuàng)性的將智能控制技術(shù)與建筑設(shè)備相結(jié)合，通過計(jì)算機(jī)控制建筑設(shè)備進(jìn)行控制，同時(shí)全天候顯示與監(jiān)測(cè)各個(gè)設(shè)備的信息。從此以后，世界各地如美國(guó)，日本，新加坡等都開始將智能化與信息化應(yīng)用到建筑建設(shè)中，而智能家居系統(tǒng)成為了發(fā)展智能建筑中的重要方向。
我國(guó)在智能化發(fā)展的道路中存在了以下幾點(diǎn)問題：（1）關(guān)于智能家居的科學(xué)研究落后，實(shí)踐時(shí)沒有好的科學(xué)理論指導(dǎo)。（2）智能家居的市場(chǎng)并不十分開放，各廠家沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議，不能夠相互兼容。（3）沒有完全掌握用戶需求，還并沒有達(dá)到舒適安全且方便的要求。（4）承包商與施工、設(shè)計(jì)部門缺乏經(jīng)驗(yàn)，并不能按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試。
3 智能化系統(tǒng)的構(gòu)成與功能
3.1 樓宇智能化系統(tǒng)概述與功能
在樓宇中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和智能控制技術(shù)，優(yōu)化建筑中的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理，以此實(shí)現(xiàn)建筑的舒適性、綠色性和高效性。樓宇智能化系統(tǒng)對(duì)建筑物中的空調(diào)設(shè)備、熱源設(shè)備、給排水設(shè)備、照明設(shè)備、供配電設(shè)備實(shí)行24小時(shí)自動(dòng)監(jiān)控和控制，實(shí)現(xiàn)集中管理。實(shí)現(xiàn)對(duì)辦公、通信、安全防范和建筑的自動(dòng)化運(yùn)行與控制。采用這種系統(tǒng)能大大提高工作效率，減少能耗，節(jié)省人力物力，提升樓宇的安全性與環(huán)境的舒適性。
3.2 家居智能化系統(tǒng)概述與功能
3.2.1 家居智能化系統(tǒng)構(gòu)成
一套完整的智能家居系統(tǒng)應(yīng)包含通信系統(tǒng)，主控系統(tǒng)，物理執(zhí)行終端，外網(wǎng)與內(nèi)網(wǎng)互聯(lián)的網(wǎng)關(guān)。主控系統(tǒng)如需要遠(yuǎn)程控制在通信系統(tǒng)下下達(dá)指令，終端執(zhí)行運(yùn)行。如手機(jī)通過wifi下達(dá)開啟空調(diào)命令，智能空調(diào)執(zhí)行開啟命令運(yùn)行或者空調(diào)控制器讓空調(diào)開啟。各種傳感信息被各種各樣的傳感設(shè)施接收，然后就會(huì)自動(dòng)引發(fā)對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)來控制命令。固然也能夠手動(dòng)操控觸發(fā)控制命令，即使人在外地也能通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程操控家居設(shè)備。
3.2.2 家居智能化系統(tǒng)功能
智能家居系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)諸如空調(diào)、電視、燈具、甚至是電飯煲等家用電器的控制。即使主人不在屋內(nèi)，也可以遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器的啟停與控制，極大的方便了用戶，提高了我們的生活質(zhì)量。家居的安全防范是人們關(guān)注智能家居的最重要的功能。通過這項(xiàng)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)家庭現(xiàn)狀的監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警、家庭成員的SOS求助和遠(yuǎn)程醫(yī)療等功能。門磁探測(cè)、窗磁探測(cè)、煙霧報(bào)警器、可燃?xì)怏w報(bào)警器、戶內(nèi)報(bào)警裝置、安防監(jiān)控功能。此系統(tǒng)可以與手機(jī)或者電腦等智能終端相連接，當(dāng)出現(xiàn)異常狀況時(shí)常，自動(dòng)推送到終端提示消息，提醒家庭成員注意查看異常狀況。這樣就算人們?cè)谕饷?，即使相隔幾千里也能隨時(shí)看到家里的實(shí)時(shí)狀況，可以做到未雨綢繆。WIFI的發(fā)展促進(jìn)了科技的進(jìn)步，許多智能終端在WIFI的作用下都能實(shí)現(xiàn)它不可思議的功能。手機(jī)基于WIFI下能變身遙控器控制電視調(diào)節(jié)頻道，還可以當(dāng)做游戲手柄玩游戲。當(dāng)在外突然發(fā)現(xiàn)有一部想要看的電影，你可以通過智能路由器將這些影片一鍵離線下載至路智能路由器自帶的存儲(chǔ)空間，回到家里我們就能用智能終端欣賞到視頻，省下又要下載的等待時(shí)間。
4 智能家居在“綠色建筑”中的應(yīng)用
4.1 “綠色建筑”概述
“綠色建筑”指從建筑的選址、設(shè)計(jì)、施工、操作、維修、改造、拆除過程中，在保證的質(zhì)量的前提下，以最大程度節(jié)省資源，減少環(huán)境污染，是一類使用過程環(huán)保和資源節(jié)約型的建筑。它的內(nèi)部耗能是高效的，不浪費(fèi)能源的，它融入周圍環(huán)境，與大自然和諧共處。它的“綠色”不是指一般含義的綠化，它是對(duì)環(huán)境的保護(hù)，具有可持續(xù)發(fā)展，生態(tài)，環(huán)保等特點(diǎn)。而智能家居本身就具有低碳性，在燈光智能控制、智能用電、空氣檢測(cè)等等都具有很高的節(jié)能效果，因此智能家居是綠色建筑的有力幫手。
4.2 智能家居的“綠色”應(yīng)用
智能家居可以將家中的用電設(shè)備如空調(diào)、熱暖器、加濕器物聯(lián)起來，當(dāng)溫度、濕度到達(dá)我們?cè)O(shè)定的數(shù)值時(shí)，家用電器可以自動(dòng)的休眠或者關(guān)閉，物盡其用的使用電器，從而能大大的節(jié)約電量、降低能耗。在智能、方便的同時(shí)，還能過上低碳生活。將傳感技術(shù)引入智能家居，室內(nèi)空氣污染包括裝修材料污染和呼出氣體污染，可以通過空氣質(zhì)量監(jiān)控傳感器對(duì)室內(nèi)的空氣質(zhì)量狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，塑造舒適、清新、怡人的居家環(huán)境。當(dāng)某項(xiàng)空氣超標(biāo)對(duì)人體有害時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)打開通風(fēng)系統(tǒng)與窗戶，同時(shí)向家庭成員的手機(jī)推送環(huán)境污染危機(jī)信息?！熬G色建筑”建造時(shí)期應(yīng)該合理考慮使用天然能源，像太陽能、風(fēng)能、水能等等，結(jié)合智能家居系統(tǒng)的調(diào)配與控制，這樣可以使我們的建筑更加低碳環(huán)保且合理利用資源。
5 智能家居的前景展望
隨著人們生活水平的提高、電子及信息化技術(shù)的發(fā)展，越來越多的科技手段被應(yīng)用到建筑中，各種類型的智能建筑慢慢興起。由于智能家居系統(tǒng)有著高效、方便和智能等等的優(yōu)點(diǎn)，無疑讓智能家居的開發(fā)與建設(shè)成為以后房屋建筑必須具備的。物聯(lián)網(wǎng)的誕生對(duì)推動(dòng)智能家居的發(fā)展具有重要的作用。它使得現(xiàn)在當(dāng)今的任何事物都能夠交互，在家庭實(shí)現(xiàn)信息化的道路中是一個(gè)很好的切入點(diǎn)。我國(guó)一直在倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展，而智能家居在綠色環(huán)保方面優(yōu)勢(shì)非常明顯，它能夠降低能耗，因此發(fā)展智能家居的前景非常廣闊。國(guó)家智慧城市試點(diǎn)名單的披露在國(guó)內(nèi)迅速度興起一股“智慧城市”建設(shè)熱潮，多個(gè)城市開始把智慧城市當(dāng)作未來城市發(fā)展藍(lán)圖來打造。
6 結(jié)語
隨著經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展，智能家居的出現(xiàn)有它的合理性。它提高了人們的生活質(zhì)量，給人們的生活帶來了極大的便利，成為了人們的好幫手。但是我國(guó)的智能家居市場(chǎng)不規(guī)范且沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，還有很多不足之處，因此我國(guó)尚處于發(fā)展的初級(jí)階段。我們應(yīng)學(xué)習(xí)西方的先進(jìn)技術(shù)，努力研發(fā)屬于我們自己的技術(shù)，讓中國(guó)創(chuàng)造的產(chǎn)品變成中國(guó)質(zhì)造。讓國(guó)產(chǎn)品牌逐步站穩(wěn)市場(chǎng)，打敗國(guó)外品牌。相信以后的智能家居會(huì)走進(jìn)越來越多的家庭，更多的樓宇會(huì)采用智能家居系統(tǒng)，人們會(huì)越來越喜歡使用它。
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關(guān)鍵詞：DSP；CPLD；磁控電抗器
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.126
0 引言
磁控電抗器控制器作為磁控電抗器調(diào)試、運(yùn)行中的一個(gè)必要部件，在項(xiàng)目開發(fā)對(duì)前其安全可靠性做全面的考慮，結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際情況，分析得到應(yīng)輸入輸出的信號(hào)信息包括：（1）采集電網(wǎng)電壓、電流，計(jì)算電網(wǎng)有功功率、無功功率和功率因數(shù)及相關(guān)開關(guān)信息；（2）根據(jù)參數(shù)設(shè)定和實(shí)際檢測(cè)值自動(dòng)閉環(huán)調(diào)節(jié)磁控電抗器移相觸發(fā)脈沖信號(hào)；（3）手動(dòng)、開環(huán)調(diào)節(jié)磁控電抗器移相觸發(fā)脈沖信號(hào)；（4）控制液晶觸摸屏，實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面；（5）與變電站綜保設(shè)備通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
1 控制系統(tǒng)原理
基于磁控電抗器的無功電壓綜合補(bǔ)償控制器原理，采集電壓、電流信號(hào)，計(jì)算系統(tǒng)的有功功率及無功功率，快速跟蹤電壓及無功功率的變化，動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)投入的補(bǔ)償電抗器容量，平衡無功及電壓。也就是說，控制器能自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的電流、電壓，并能根據(jù)檢測(cè)量自動(dòng)調(diào)整晶閘管移相觸發(fā)角的大小，進(jìn)而改變磁控電抗器輸出的感性容量。這樣，磁控電抗器就可以根據(jù)電壓和所需的無功，自動(dòng)調(diào)節(jié)投入的補(bǔ)償電抗?？刂葡到y(tǒng)原理圖如圖1所示。
2 硬件電路設(shè)計(jì)
控制器硬件部分由8個(gè)獨(dú)立模塊組成，模塊間由母板連接。控制器前部為液晶觸摸屏，后部為各模塊的輸入輸出接口?？刂破饔布驁D如圖2所示：
（1）電量采集模塊1、2。電量采集模塊功能是將輸入的電壓、電流信號(hào)變換為-5～+5V正弦波信號(hào)、0～+12V方波信號(hào)。
（2）CPU模塊。A/D轉(zhuǎn)換部分是將-5～+5V正弦波信號(hào)變換為-2.5～+2.5V正弦波信號(hào)，送入AD轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，再送入DSP芯片；輸入輸出部分是將CPLD芯片發(fā)出的觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行隔離、功率放大，將輸入的開關(guān)信號(hào)進(jìn)行隔離再送入CPLD芯片；通信部分將DSP芯片收發(fā)的串行通信信號(hào)進(jìn)行隔離和電平變換，連接至輸出RS232端口與上位機(jī)通訊、與液晶屏通信端口通訊。
（3）光纖輸出模塊。光纖輸出模塊功能是將晶閘管移相觸發(fā)脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)輸出。
（4）開關(guān)量輸入輸出模塊。開關(guān)量輸入模塊是將輸入開關(guān)量通過繼電器隔離后，轉(zhuǎn)換為0～3.3V信號(hào)；開關(guān)量輸出模塊是將輸出開關(guān)量通過繼電器隔離后，轉(zhuǎn)換為機(jī)械觸點(diǎn)信號(hào)。
（5）工作電源模塊。工作電源模塊是將輸入的AC 220V電源（含地線）轉(zhuǎn)換為+5V、±12V、+24V工作電源。
（6）觸摸式液晶屏。觸摸式液晶屏可顯示和觸控，完成系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)顯示和控制參數(shù)修改任務(wù)。
3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本系統(tǒng) 的程序分為DSP軟件程 序和CPLD硬件程序兩部分，這兩部分程序結(jié)合起來共同完成了MCR控制 器的控制功能。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)的 思路是DSP完成采樣、計(jì)算、控制、人機(jī)交互的工作，CPLD實(shí)現(xiàn)邏輯和時(shí) 序電路。圖3為程 序系統(tǒng)設(shè) 計(jì)示意圖。其控制過程為：（1）交流采樣 的系統(tǒng) 參數(shù)接入DSP中，判斷系統(tǒng)支行狀態(tài)，由CPLD發(fā)出相應(yīng)的觸發(fā)信號(hào)；（2）通過 計(jì)算得出 每相MCR的控制角；
（3）DSP通過 總線發(fā)送控 制角到CPLD；（4）CPLD根據(jù)同步電壓信號(hào)，生成六路晶 閘管觸發(fā)信號(hào)；（5）DSP實(shí)現(xiàn)了通信、時(shí)鐘、鍵盤、顯示等功能；CPLD實(shí)現(xiàn)了鎖相 倍頻、鍵盤處理、開關(guān)量處理 等功能。
這里的數(shù)據(jù)采集、處理、控制算法等程序功能都在相應(yīng)的中斷處理程序得到實(shí)現(xiàn)。所以主程序主要是用來進(jìn)行系統(tǒng)初始化和非實(shí)時(shí)事務(wù)的處理，具體包括以下幾個(gè)功能：進(jìn)行系統(tǒng)初始化、完成通訊報(bào)文處理、完成人機(jī)交互數(shù)據(jù)處理。
3.1 控制原理及主要控制算法
本次設(shè)計(jì)的控制器采取了電壓無功綜合考慮的控制策略，即用戶可以只調(diào)無功或只調(diào)電壓，也可以電壓無功綜合調(diào)節(jié)。其交流采樣算法流程如圖4所示。
同步倍頻信號(hào)輸入到AD模塊的ADSOC控制口時(shí)，通過軟件設(shè)置，使同步倍頻信號(hào)每一次上升沿觸發(fā)一次AD轉(zhuǎn)換，AD轉(zhuǎn)換結(jié)束后自動(dòng)觸發(fā)AD中斷服務(wù)程序，中斷服務(wù)程序的流程圖如圖5所示。每采集一個(gè)周期的數(shù)據(jù)，執(zhí)行一次瞬時(shí)無功計(jì)算程序，計(jì)算出電網(wǎng)的電流、電壓、無功功率、有功功率、功率因數(shù)、視在功率，再取平均值，與設(shè)定值比較，其差值來控制觸發(fā)角，使檢測(cè)到的無功逼近設(shè)定值。程序里使用的一些子程序，如定點(diǎn)數(shù)正弦運(yùn)算、定點(diǎn)數(shù)開平方、定點(diǎn)數(shù)余弦運(yùn)算等，可以在DSP定點(diǎn)函數(shù)庫中得到。
3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
本次設(shè)計(jì)中主要的數(shù)據(jù)采集、處理、控制算法等程序功能都在相應(yīng)的中斷處理程序完成，主程序主要是用來進(jìn)行系統(tǒng)初始化和非實(shí)時(shí)事務(wù)的處理，即完成系統(tǒng)初始化、通訊、人機(jī)交互數(shù)據(jù)處理等功能。
控制器開機(jī)后，主程序首先進(jìn)行DSP的初始化，然后進(jìn)入程序主循環(huán)，在主循環(huán)里，主要完成液晶屏顯示、鍵盤操作、通信等任務(wù)。
DSP主程序流程如圖6所示。
4 結(jié)語
本文通過對(duì)磁控電抗器的硬件與軟件設(shè)計(jì)的闡述，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)磁控電抗器感性容量的平滑調(diào)節(jié)，達(dá)到無功補(bǔ)償?shù)哪康?。本系統(tǒng)采用DSP與CPLD相結(jié)合的控制方式，大大提高了運(yùn)行效率，保證了設(shè)備運(yùn)行速度，可以全自動(dòng)在系統(tǒng)中運(yùn)行，有效控制觸發(fā)導(dǎo)通角，進(jìn)而輸出系統(tǒng)所需的無功補(bǔ)償量。
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[關(guān)鍵詞]電氣控制原理；可編程邏輯控制器PLC；板式換熱變頻控制柜
中圖分類號(hào)：TM571.61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1009-914X（2014）42-0177-01
1 緒論
1.1 現(xiàn)狀
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)工廠里的設(shè)備要求其自動(dòng)化程度越來越高，在保障其安全運(yùn)行的情況下，機(jī)器等產(chǎn)品的操作自動(dòng)化控制程度，則是一個(gè)很重要的問題。不僅是對(duì)使用的廠家來說，還是對(duì)于生產(chǎn)者對(duì)設(shè)備的調(diào)試的操作來說都是很重要的。當(dāng)前來看，應(yīng)用PLC控制是最為常見的，也是最易使用的。而使用，指令的發(fā)送和接受，都是由PLC作為核心來操控的。
PLC控制系統(tǒng)可以極大限度的降低操作人員工作負(fù)荷量；在數(shù)字量輸出也特別簡(jiǎn)單，不需要任何的解釋都可以看懂操作的，減少了誤操作率。并且從提高設(shè)備的自動(dòng)化程度來看，這也是一個(gè)熱門的行業(yè)。工廠的設(shè)備操作等等都是離不開這項(xiàng)技術(shù)的。
變頻調(diào)速技術(shù)是一種新型的、成熟的交流電機(jī)無級(jí)調(diào)速驅(qū)動(dòng)技術(shù)，它以其獨(dú)特優(yōu)良的控制性被廣泛應(yīng)用在速度控制領(lǐng)域。特別是在供水行業(yè)中，由于生產(chǎn)安全和供水質(zhì)量的特殊需要，對(duì)恒壓供水壓力有著嚴(yán)格要求，變頻調(diào)速技術(shù)也得到了更加深入的應(yīng)用。
供水壓力須較恒定的控制在0.4 Mpa，采用變頻調(diào)速控制是保證壓力恒定較為有效的方法。工廠用水通常變化很大，且有一定的規(guī)律。如果不對(duì)供水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，管網(wǎng)壓力的波動(dòng)也會(huì)很大，容易出現(xiàn)管網(wǎng)失壓或爆管事故。采用變頻恒壓供水控制后，當(dāng)用水量較小時(shí)，這時(shí)相應(yīng)管道和泵出口壓力均較大，變頻恒壓控制方式將會(huì)降低泵的頻率，減小泵出水量，從而降低管網(wǎng)壓力；反之亦然。這樣，小時(shí)用水量變化較大也不會(huì)造成管網(wǎng)壓力有較大的波動(dòng)。
2 工藝流程及其原理
2.1 原理
板式換熱機(jī)組分為兩組。一組是冷凍水系統(tǒng)。冷凍水進(jìn)水以7度為例；另一組是冷卻水系統(tǒng)，以冷卻水回水溫度保持在25°±2°為例。通過板式換熱器用冷凍水為冷卻水回水降溫。在此過程中保證冷卻水出水溫度達(dá)到18℃±2℃，出水壓力為：4.0～4.5kg/cm2。
2.2 控制流程冷卻水出水壓力的控制：
2.3 啟動(dòng)步驟
（1）先啟動(dòng)循環(huán)泵，然后打開進(jìn)、出口閥門。
（2）循環(huán)泵分“手動(dòng)”和“自動(dòng)”兩種方式運(yùn)行。
①.“手動(dòng)”運(yùn)行方式，將轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至“手動(dòng)”位置，再選擇各水泵的旋鈕主令開關(guān)，進(jìn)行各循環(huán)水泵的啟動(dòng)或停止運(yùn)轉(zhuǎn)，相應(yīng)水泵的工頻指示燈亮或滅。
②.“自動(dòng)”運(yùn)行方式，第一臺(tái)水泵變頻啟動(dòng)，壓力傳感器反饋壓力信號(hào)出水壓力達(dá)到4.0～4.5kg/cm2，第一臺(tái)水泵穩(wěn)定變頻運(yùn)行。如果當(dāng)?shù)谝慌_(tái)水泵變頻啟動(dòng)到50HZ，壓力達(dá)不到4.0kg/cm2，第一臺(tái)水泵自動(dòng)轉(zhuǎn)換成工頻，并第二臺(tái)水泵變頻啟動(dòng)，同樣當(dāng)壓力傳感器反饋壓力信號(hào)出水壓力達(dá)到4.0～4.5kg/cm2，第一臺(tái)水泵工頻運(yùn)行的同時(shí)，第二臺(tái)水泵穩(wěn)定變頻運(yùn)行。相反，如果當(dāng)?shù)诙_(tái)水泵變頻啟動(dòng)到50HZ，壓力達(dá)不到4.0kg/cm2，第二臺(tái)水泵自動(dòng)轉(zhuǎn)換成工頻，并第三臺(tái)水泵變頻啟動(dòng)，最終滿足壓力要求。
3 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
3.1 主電路設(shè)計(jì)
三臺(tái)大容量的主水泵根據(jù)供水狀態(tài)的不同，具有變頻、工頻、停泵三種運(yùn)行方式，因此每臺(tái)主水泵均要求通過兩個(gè)接觸器分別與工頻電源和變頻電源輸出相聯(lián)。
變頻器的主電路輸出端子經(jīng)接觸器接至三相電動(dòng)機(jī)上，當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向與工頻時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)向不一致時(shí)，需要調(diào)換輸出端子的相序，否則無法工作。變頻器和電動(dòng)機(jī)之間的配線長(zhǎng)度應(yīng)控制在50m以內(nèi)。在變頻器起動(dòng)、運(yùn)行和停止操作中，必須用觸摸面板的運(yùn)行和停止鍵或者是外控端子FWD（REV）來操作，不得以主電路空氣開關(guān)的通斷來進(jìn)行。為了改善變頻器的功率因素，還應(yīng)在變頻器的（Pl、P+）端子之間接入需相應(yīng)的DC電抗器。變頻器接地端子必須可靠接地，以保證安全，減少噪聲。在電動(dòng)機(jī)三相電源輸入端前接入電流互感器和電流表，用來觀察電機(jī)工作電流大小，設(shè)計(jì)三相電源信號(hào)指示。
3.2 電氣控制電路設(shè)計(jì)
在控制電路的設(shè)計(jì)中，必須要考慮弱電和強(qiáng)電之間的隔離的問題。為了保護(hù)PLC設(shè)備，PLC輸出端口并不是直接和交流接觸器連接，而是在PLC輸出端口和交流接觸器之間引入中間繼電器，通過中間繼電器控制接觸器線圈的得電/失電，進(jìn)而控制電機(jī)或者閥門的動(dòng)作。通過隔離，可延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命，增強(qiáng)系統(tǒng)工作的可靠性。
控制電路之中還要考慮電路之間互鎖的關(guān)系，這對(duì)于變頻器安全運(yùn)行十分重要。變頻器的輸出端嚴(yán)禁和工頻電源相連，也就是說不允許一臺(tái)電機(jī)同時(shí)接到工頻電源和變頻電源的情況出現(xiàn)。因此，在控制電路中多處對(duì)各主泵電機(jī)的工頻/變頻運(yùn)行接觸器作了互鎖設(shè)計(jì)；另外，變頻器是按單臺(tái)電機(jī)容量配置，不允許同時(shí)帶多臺(tái)電機(jī)運(yùn)行，為此對(duì)各電機(jī)的變頻運(yùn)行也作了互鎖設(shè)計(jì)。為提高互鎖的可靠性，在PLC控制程序設(shè)計(jì)時(shí)，進(jìn)一步通過PLC內(nèi)部的軟繼電器來作互鎖。出于可靠性及檢修方面的考慮，設(shè)計(jì)了手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換控制電路。通過轉(zhuǎn)換開關(guān)及相應(yīng)的電路來實(shí)現(xiàn)。
4 總結(jié)與展望
本論文針板式換熱機(jī)組，設(shè)計(jì)了一套由PLC、變頻器、遠(yuǎn)傳壓力表、多臺(tái)水泵機(jī)組等主要設(shè)備構(gòu)成的變頻恒壓供水，該系統(tǒng)利用單臺(tái)變頻器實(shí)現(xiàn)多臺(tái)水泵電機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速，壓力傳感器采樣管網(wǎng)壓力信號(hào)傳送給變頻器，變頻器根據(jù)壓力大小調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，通過改變水泵性能曲線來實(shí)現(xiàn)水泵的流量調(diào)節(jié)，保證管網(wǎng)壓力恒定。總之，本文通過對(duì)基于PLC的變頻調(diào)速恒壓供水自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究，可以得出以下結(jié)論：
本系統(tǒng)具有以下的特點(diǎn)：
（1）采用了可靠性高、使用簡(jiǎn)單、操作靈活的變頻器作為主要控制設(shè)備，在全流量范圍內(nèi)利用變頻泵的連續(xù)調(diào)節(jié)和工頻泵的分級(jí)調(diào)節(jié)相結(jié)合，確保恒壓供水。
（2）系統(tǒng)具有完備的故障處理能力，可通過自動(dòng)工頻運(yùn)行和現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制等方式確保供水，具有故障實(shí)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警功能。
（3）系統(tǒng)采取變頻調(diào)速方式實(shí)現(xiàn)恒壓供水，節(jié)能效果明顯。
現(xiàn)有系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了供水系統(tǒng)的工況控制、調(diào)節(jié)功能，將來還可以通過對(duì)更多現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集與傳輸加入遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，如電壓、電流、功率、水壓、水位、水流量等，通過開發(fā)上位機(jī)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)具有綜合功能的供水自動(dòng)化控制與管理系統(tǒng)，提高管理能力。
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