時(shí)間：2023-02-02 16:55:53
導(dǎo)語(yǔ)：在自動(dòng)控制論文的撰寫(xiě)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。
論文摘要：自動(dòng)控制原理課程不僅是控制類(lèi)專(zhuān)業(yè)而且是電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。主要介紹了自動(dòng)控制原理課程建設(shè)與改革的實(shí)踐和體會(huì)。總結(jié)了教學(xué)、教改工作中所取得的成果，提出了一些具體做法和措施，著重對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)體系的整合和優(yōu)化以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與實(shí)驗(yàn)組織方式進(jìn)行了討論，旨在突出教學(xué)重點(diǎn)，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，提高教學(xué)質(zhì)量。實(shí)踐證明，效果良好，并對(duì)該課程的進(jìn)一步改革提出了一些設(shè)想。
論文關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制原理教學(xué)改革教學(xué)質(zhì)量
引言
自動(dòng)控制理論發(fā)展的歷史并不長(zhǎng)，從二十世紀(jì)三十年代開(kāi)始，不過(guò)幾十年的發(fā)展，而真正進(jìn)入高等學(xué)校課程還是二十世紀(jì)五六十年代。它的出現(xiàn)給高等教育注入了新的活力，目前這門(mén)理論課程已是控制類(lèi)和電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的主要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課之一，是一門(mén)知識(shí)覆蓋面廣、課程內(nèi)容多、更新發(fā)展快且應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，該課程對(duì)學(xué)生建立系統(tǒng)和工程的概念具有十分重要的意義。
1改革教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量
隨著控制理論的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，新的控制方法和控制手段也越來(lái)越多，為了適應(yīng)時(shí)代要求，根據(jù)本科專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，我們對(duì)自動(dòng)控制課程的內(nèi)容進(jìn)行了重新整合，選用優(yōu)秀教材，制定了新的教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)大綱和考核大綱。適時(shí)地把一些新內(nèi)容、新的教學(xué)成果、應(yīng)用實(shí)例融合到教學(xué)內(nèi)容中，做到課程內(nèi)容的基礎(chǔ)性和先進(jìn)性相結(jié)合，把握經(jīng)典與現(xiàn)代、本課程與其他相關(guān)課程內(nèi)容的關(guān)系處理。大幅度減少了學(xué)時(shí)數(shù)，將經(jīng)典控制理論與現(xiàn)代控制理論結(jié)合起來(lái)講授，重點(diǎn)講解控制理論的基本知識(shí)及應(yīng)用，理清思路，了解方法，增強(qiáng)系統(tǒng)性。
自動(dòng)控制原理的教學(xué)內(nèi)容有一條主線(xiàn)：系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。圍繞這條主線(xiàn)，把教學(xué)內(nèi)容劃分為六大塊：自動(dòng)控制的一般概念、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與數(shù)學(xué)模型、系統(tǒng)的分析、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、采樣控制系統(tǒng)的分析和非線(xiàn)性系統(tǒng)的分析。對(duì)于系統(tǒng)分析是重點(diǎn)講解部分，介紹了各種分析方法：時(shí)域分析法、根軌跡法、頻域分析法，狀態(tài)空間法等，進(jìn)行有關(guān)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)分析，以及能控性和能觀性分析；在系統(tǒng)設(shè)計(jì)這一重點(diǎn)部分的講解中，介紹了根軌跡設(shè)計(jì)法、頻域設(shè)計(jì)法和狀態(tài)控制設(shè)計(jì)法，與系統(tǒng)分析相呼應(yīng)，使學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中，圍繞“系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)”這條主線(xiàn)進(jìn)行，做到舉一反三，從而對(duì)自動(dòng)控制理論有一個(gè)完整清晰的理解。
在分析設(shè)計(jì)這個(gè)主線(xiàn)下，以穩(wěn)定性指標(biāo)為輔線(xiàn)。在各個(gè)有關(guān)章節(jié)的小結(jié)中對(duì)穩(wěn)定性都予以重點(diǎn)討論，通過(guò)對(duì)各種穩(wěn)定性判斷方法的分析，把前后的知識(shí)點(diǎn)加以銜接聯(lián)系，并綜合應(yīng)用。
在講清系統(tǒng)物理概念的基礎(chǔ)上，結(jié)合課程內(nèi)容，引入先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段。將Matlab軟件在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用引人課堂教學(xué)，在諸多課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)了Matlab仿真演示，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)抽象理論的感性認(rèn)識(shí)，收到了良好的教學(xué)效果。
為體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性、科學(xué)性和前沿性，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的興趣，對(duì)目前控制理路研究的熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)作一些簡(jiǎn)要介紹，如模糊控制、智能控制等。
2改革教學(xué)方法，提升教學(xué)手段
自動(dòng)控制原理對(duì)學(xué)生的定性分析能力、定量估算能力、綜合運(yùn)用能力、數(shù)—形結(jié)合能力有一定的要求，并需具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，學(xué)生在學(xué)習(xí)中經(jīng)常會(huì)感到困難而產(chǎn)生畏難情緒，影響學(xué)習(xí)效果。因此，改革傳統(tǒng)教學(xué)方法和教學(xué)手段，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量，是課程改革的重中之重
2．1采用現(xiàn)代教育技術(shù)與手段提高教學(xué)效果
在以信息、知識(shí)爆炸為特征的今天，傳統(tǒng)的教學(xué)手段以不能適應(yīng)時(shí)代的需要，教學(xué)手段的改革勢(shì)在必行。在《自動(dòng)控制原理》課的多媒體教學(xué)實(shí)踐中，我們努力探索如何使多媒體這一先進(jìn)的教學(xué)手段更好地服務(wù)于課堂教學(xué)。開(kāi)發(fā)了《自動(dòng)控制原理多媒體課件》、(Mat—lab仿真軟件包》等CAI課件，．采樣了多媒體與板書(shū)相結(jié)合的教學(xué)方法，既充分利用了多媒體教學(xué)的生動(dòng)、逼真、容量大的優(yōu)點(diǎn)，又充分利用了板書(shū)教學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性、邏輯性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)踐證明，這一方法取得了良好的教學(xué)效果，受到了學(xué)生的認(rèn)可，對(duì)教學(xué)質(zhì)量的提高起了一定的積極作用。轉(zhuǎn)貼2．2加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力
注重實(shí)踐能力的培養(yǎng)，堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際的原則，加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。學(xué)生對(duì)新知識(shí)的理解，僅僅通過(guò)課堂講解還很不夠，必須通過(guò)實(shí)踐教學(xué)這一環(huán)節(jié)，使學(xué)生對(duì)知識(shí)有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。
實(shí)踐教學(xué)是提高學(xué)生創(chuàng)新精神和能力的重要途徑，在教改過(guò)程中，我們加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，徹底改造了原有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，開(kāi)發(fā)了綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)，目的在于通過(guò)實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用控制理論的方法解決實(shí)際問(wèn)題、將實(shí)際問(wèn)題抽象為理論問(wèn)題的能力。實(shí)驗(yàn)只提目標(biāo)和要求，沒(méi)有詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)電路圖。學(xué)生根據(jù)個(gè)人情況自主選擇難度等級(jí)不同的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)系統(tǒng)的性能要求，獨(dú)立完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)搭建和調(diào)試，記錄原始數(shù)據(jù)和圖形，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。所有這些都極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，鞏固了課程理論，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力，使其觀察、分析和解決問(wèn)題的能力都有很大的提高。
為了加強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，在教學(xué)過(guò)程中還增加了課程設(shè)計(jì)這一教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生了解到了Matlab軟件在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，加深學(xué)生對(duì)(lf動(dòng)控制原理》這門(mén)課程的基本概念，基本的分析方法及設(shè)計(jì)方法的理解。
3以教學(xué)推動(dòng)科研，以科研促進(jìn)教學(xué)
對(duì)于普通高等教育來(lái)說(shuō)，教學(xué)固然重要?？蒲幸膊豢梢院鲆?。教學(xué)和科研是相輔相成的兩個(gè)方面，兩者不可分割。從自動(dòng)控制理論來(lái)講，它近幾十年才建立起來(lái)，與工程實(shí)際聯(lián)系較廣，特別是在發(fā)展過(guò)程中，數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)起了很大的作用，成為控制理論的重要工具。因此可以說(shuō)，控制理論是工程與數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)相互作用的前沿。在教學(xué)中講授理論知識(shí)的同時(shí)，可以增加一些與科研結(jié)合的內(nèi)容，如在同學(xué)中選一些成績(jī)較好，對(duì)科研又有一定興趣的同學(xué)，參加有關(guān)教師的科研項(xiàng)目，也可為學(xué)生科技活動(dòng)中心提供一些課題，指導(dǎo)學(xué)生參與科研。這樣，一方面調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，另方面，也可為科研活動(dòng)的開(kāi)展打好基礎(chǔ)。學(xué)生通過(guò)參與科研，學(xué)習(xí)興趣更加濃厚了，求知的欲望更強(qiáng)了。
4下一步改革設(shè)想
該課程的教學(xué)改革已在我校實(shí)施。取得了良好的教學(xué)效果，學(xué)生的基本知識(shí)、專(zhuān)業(yè)能力、實(shí)踐技能乃至學(xué)習(xí)興趣等。都較以往有較大的提高。教學(xué)改革的路子還很長(zhǎng)。尚需繼續(xù)探索和實(shí)踐，使之不斷完善，下一步改革的設(shè)想有四點(diǎn)：
(1)從課程的實(shí)際及教學(xué)規(guī)律出發(fā)，以培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐技能為宗旨，真正探索出一種新的實(shí)踐教育模式。
人工智能技術(shù)是人類(lèi)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步的必然結(jié)果，也是工業(yè)發(fā)展過(guò)程中，促進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化科學(xué)化發(fā)展的重要推動(dòng)力量。在人工智能技術(shù)的發(fā)展中，科技的發(fā)展和工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步會(huì)促進(jìn)人工智能技術(shù)的發(fā)展；反之，人工智能技術(shù)的進(jìn)步，可以完成那些人類(lèi)自身無(wú)法辦到、技術(shù)條件效果不好的生產(chǎn)技術(shù)操作。當(dāng)前的人工智能主要是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展結(jié)果，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)信息特點(diǎn)和操作性能的了解和設(shè)計(jì)，使計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)具有更多更先進(jìn)的人工化反應(yīng)，并在實(shí)際的信息技術(shù)處理過(guò)程中，通過(guò)其系統(tǒng)內(nèi)部的人工化、智能化識(shí)別和處理系統(tǒng)，對(duì)電氣自動(dòng)化控制和其他工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域在運(yùn)行中的問(wèn)題進(jìn)行自主解決。如今，人工智能技術(shù)已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步，其研究發(fā)展項(xiàng)目也越來(lái)越多，越來(lái)越先進(jìn)，實(shí)用性越來(lái)越強(qiáng)。人工智能技術(shù)已經(jīng)廣泛運(yùn)用與工業(yè)自動(dòng)化、過(guò)程控制和電子信息處理等先進(jìn)的技術(shù)領(lǐng)域。人工智能技術(shù)通過(guò)模糊理論算法、遺傳算法和模糊神經(jīng)算法等方式，可以在電氣自動(dòng)化控制中，采取更靈活多變的控制方式，對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行中的不穩(wěn)定因素和動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行自主的調(diào)整，從而保障其運(yùn)行的準(zhǔn)確和高效，減少出錯(cuò)率。人工智能技術(shù)的運(yùn)用，可以大大減少在電氣自動(dòng)化控制等領(lǐng)域的人力成本，并且能夠解決一些工作人員無(wú)法有效監(jiān)控和解決的問(wèn)題，做到及時(shí)有效。
2人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用
2.1人工智能控制實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集及處理功能
在電氣設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，數(shù)據(jù)的采集和處理是了解電氣設(shè)備自動(dòng)化控制情況，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行過(guò)程中的問(wèn)題和提出解決辦法的重要依據(jù)。在傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制中，由于技術(shù)水平和實(shí)際運(yùn)行中的動(dòng)態(tài)變化，數(shù)據(jù)的采集和傳輸無(wú)法做到準(zhǔn)確和穩(wěn)定，保存數(shù)據(jù)容易出現(xiàn)丟失的情況。人工智能技術(shù)的使用，可以保障電氣自動(dòng)化運(yùn)行過(guò)程中對(duì)動(dòng)態(tài)信息的及時(shí)收集和穩(wěn)定傳輸，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的保存工作也更安全，這就提高了電氣自動(dòng)化的控制水平，充分保障了電氣運(yùn)行中的安全性和穩(wěn)定性。
2.2人工智能控制實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視機(jī)報(bào)警功能
電氣自動(dòng)化控制是用電氣的可編程控制器，控制繼電器，帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成預(yù)期設(shè)計(jì)動(dòng)作的過(guò)程。在此過(guò)程中，系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的運(yùn)行都要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)模型和函數(shù)計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行，如果系統(tǒng)中的一點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)造成整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的故障。在以往的自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行中，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的運(yùn)行數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)運(yùn)行中的特殊情況進(jìn)行及時(shí)的報(bào)警處理，幫助自動(dòng)化系統(tǒng)及時(shí)處理可能出現(xiàn)的故障，提醒電氣管理人員加強(qiáng)對(duì)電氣系統(tǒng)的管理。
2.3人工智能控制實(shí)現(xiàn)了操作控制功能
電氣自動(dòng)化控制的主要特征之一就是通過(guò)計(jì)算機(jī)的一鍵操作，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)的整體控制，保障電氣自動(dòng)化運(yùn)行符合現(xiàn)實(shí)的需要。傳統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)的操作，需要靠人工對(duì)系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行人工操作，從而促進(jìn)自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)調(diào)和配合，這種方式既降低了自動(dòng)化運(yùn)行的效率，也增加了自動(dòng)化系統(tǒng)的故障發(fā)生頻率。人工智能技術(shù)對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的控制，是通過(guò)各種先進(jìn)的算法，按照電氣自動(dòng)化的需求，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化和智能化設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的同時(shí)操作，大大提高了自動(dòng)化控制的效率，減少了單獨(dú)指令操作中容易出現(xiàn)的不協(xié)調(diào)情況的發(fā)生。
3人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的控制方式
3.1模糊控制
模糊控制以模糊推理和模糊語(yǔ)言變量等為理論基礎(chǔ)，并以專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)作為模糊控制的規(guī)則。模糊控制就是在被控制的對(duì)象的模糊模型的基礎(chǔ)之上，運(yùn)用模糊控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的控制。在實(shí)際控制設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的使用，使電氣自動(dòng)化系統(tǒng)形成具有反饋通道的閉環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)字控制系統(tǒng)，從而達(dá)到對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的科學(xué)控制。
3.2專(zhuān)家控制
專(zhuān)家控制是指在進(jìn)行電氣自動(dòng)化控制過(guò)程中，利用相關(guān)的系統(tǒng)控制理論和控制技術(shù)的結(jié)合，通過(guò)對(duì)以往控制經(jīng)驗(yàn)的模擬和學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制中智能控制技術(shù)的實(shí)施。這種控制方式具有很強(qiáng)的靈活性，在實(shí)際運(yùn)行中，面對(duì)控制要求和系統(tǒng)運(yùn)行情況，專(zhuān)家控制可以自覺(jué)選取控制率，并通過(guò)自我調(diào)整，強(qiáng)化對(duì)工作環(huán)境的適應(yīng)。
3.3網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制
網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制的原理就是基于對(duì)人腦神經(jīng)元的活動(dòng)模擬，以逼近原理為依據(jù)的網(wǎng)絡(luò)建模。神經(jīng)控制是有學(xué)習(xí)能力的，屬于學(xué)習(xí)控制，對(duì)電氣自動(dòng)化控制中出現(xiàn)的新問(wèn)題可以及時(shí)提出有效的解決辦法，并通過(guò)對(duì)相關(guān)技術(shù)問(wèn)題的分析解決，提高自身的人工智能水平。
4結(jié)語(yǔ)
1．1授課理論性較強(qiáng)授課理論性強(qiáng)不利于培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)觀點(diǎn)，不利于提升學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。為保證控制理論的完整性和透徹性，若教師在授課過(guò)程中把過(guò)多時(shí)間和精力集中于原理講解和公式推導(dǎo)上，就很難有充分的時(shí)間將理論知識(shí)與系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例相結(jié)合，造成很多學(xué)生誤認(rèn)為該課程是一門(mén)應(yīng)用數(shù)學(xué)課程，容易產(chǎn)生畏難心理。另外，定單班的學(xué)生面臨畢業(yè)即就業(yè)，沒(méi)有升學(xué)再深造的壓力，他們所關(guān)心的是所學(xué)知識(shí)是否會(huì)用到將來(lái)的工作崗位中。因此，課堂上講授過(guò)多或過(guò)深的理論知識(shí)不利于提升學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。
1．2缺少煤礦電氣背景的相關(guān)實(shí)例通過(guò)與工作后的畢業(yè)生交流，發(fā)現(xiàn)有一條信息非常突出:大部分畢業(yè)生很難將自動(dòng)控制原理中所學(xué)的分析與設(shè)計(jì)方法應(yīng)用到工程實(shí)踐中。這主要是因?yàn)樗鶎W(xué)課程大部分實(shí)例與學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)相關(guān)性不強(qiáng)，多數(shù)學(xué)生對(duì)案例中涉及的專(zhuān)業(yè)背景不熟悉，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)課程的必要性、重要性和實(shí)用性認(rèn)識(shí)模糊，學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)“自動(dòng)控制原理”死搬硬套，應(yīng)付考試的現(xiàn)象嚴(yán)重，缺少靈活運(yùn)用和開(kāi)拓創(chuàng)新的思路。上述這些問(wèn)題直接弱化了“自動(dòng)控制原理”作為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的作用。
2“自動(dòng)控制原理”授課內(nèi)容調(diào)整
為順應(yīng)煤炭電氣化發(fā)展需求和人才培養(yǎng)定位，突出煤礦電氣特色教學(xué)目標(biāo)，從課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)實(shí)例等方面進(jìn)行研究和探索，對(duì)課程的基礎(chǔ)理論與實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化。
2．1優(yōu)化授課的內(nèi)容體系、深度和廣度研究各章節(jié)基本內(nèi)容的聯(lián)系，調(diào)整課程授課體系，以系統(tǒng)建模、分析和綜合設(shè)計(jì)為主，突出煤炭行業(yè)背景，注重基礎(chǔ)知識(shí)的靈活運(yùn)用?！白詣?dòng)控制原理”在傳統(tǒng)教學(xué)上一直沿用自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的授課體系，造成“自動(dòng)化類(lèi)”和“非自動(dòng)化類(lèi)”的界限模糊。對(duì)于定單班該課程學(xué)時(shí)數(shù)少的情況，若按“自動(dòng)化類(lèi)”體系授課，只能加大課時(shí)信息量，造成學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容難以及時(shí)有效消化，影響教學(xué)效果。研究如何在有限學(xué)時(shí)內(nèi)讓學(xué)生熟練掌握控制原理的基本理論，并突出煤炭電氣工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，成為構(gòu)建定單班授課體系的關(guān)鍵。參照培養(yǎng)定位，結(jié)合后續(xù)的相關(guān)控制理論的專(zhuān)業(yè)課程，從課程體系出發(fā)，以系統(tǒng)建模、系統(tǒng)分析和綜合設(shè)計(jì)為主線(xiàn)，調(diào)整授課知識(shí)點(diǎn)深度和廣度。如在講述建立數(shù)學(xué)模型基本內(nèi)容時(shí)，應(yīng)選取有一定煤礦工程背景的系統(tǒng)，給模型賦予形象的物理意義，使學(xué)生正確理解實(shí)際模型與抽象模型的區(qū)別與聯(lián)系，并從不同的角度對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模，加深對(duì)實(shí)際系統(tǒng)建模的理解。系統(tǒng)分析方法是控制系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，這部分內(nèi)容主要包括時(shí)域分析法、根軌跡法、頻域響應(yīng)法，這些是控制理論教學(xué)的重點(diǎn)，應(yīng)保留原有知識(shí)點(diǎn)的深度。抓住采用時(shí)域分析法、根軌跡法和頻域響應(yīng)法分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性的特點(diǎn)，加深學(xué)生對(duì)不同方法的理解，這是系統(tǒng)分析的關(guān)鍵。對(duì)于離散系統(tǒng)、非線(xiàn)性系統(tǒng)和現(xiàn)代控制理論，由于培養(yǎng)計(jì)劃中后續(xù)課程相關(guān)性較小，可以降低這部分知識(shí)的深度和廣度。
2．2增加煤炭電氣控制系統(tǒng)實(shí)例系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的分析、綜合能力及創(chuàng)新能力十分重要，也是教學(xué)的難點(diǎn)。在授課過(guò)程中，要注意研究與選取煤礦電氣工程中的典型范例，如礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)、掘進(jìn)機(jī)控制系統(tǒng)、通風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)以及排水設(shè)備控制系統(tǒng)等，突出煤炭行業(yè)背景，從實(shí)例分析中去了解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征、工作原理和設(shè)計(jì)要求。生動(dòng)的工程實(shí)例可大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生感受控制理論的魅力，深刻理解“學(xué)以致用”的意義，使學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)達(dá)到知識(shí)和能力的雙重提升。
3實(shí)施案例
礦井提升機(jī)調(diào)速系統(tǒng)要求平滑調(diào)速且調(diào)速精度較高。提升機(jī)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的加、減速過(guò)程要平穩(wěn)(無(wú)超調(diào))?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)保證在額定速度時(shí)有±1%的精度。
3.1準(zhǔn)確性分析假設(shè)提升系統(tǒng)采用恒速控制，選單位階躍函數(shù)作為典型的外作用。由一階系統(tǒng)分析方法可知，一階系統(tǒng)完全可以跟隨階躍信號(hào)，且穩(wěn)態(tài)誤差為零，所以提升系統(tǒng)±1%的控制精度是可以保證的。
4結(jié)語(yǔ)
1．1設(shè)備對(duì)建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的影響
建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用必然需要各種電氣設(shè)備的參與，并且設(shè)備的質(zhì)量在整個(gè)的建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用中占據(jù)著重要的位置，一旦電氣設(shè)備存在一定的問(wèn)題的話(huà)就會(huì)直接影響到整個(gè)建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的實(shí)施質(zhì)量，進(jìn)而影響到后期建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，具體來(lái)看，設(shè)備對(duì)于建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:(1)設(shè)備自身的問(wèn)題，電氣設(shè)備對(duì)于建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的影響一個(gè)主要的問(wèn)題就是我們所應(yīng)用的設(shè)備自身存在質(zhì)量問(wèn)題，這種質(zhì)量問(wèn)題存在的原因有很多，比如設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中可能就存在著質(zhì)量問(wèn)題，一旦在建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用中采用這些質(zhì)量不達(dá)標(biāo)設(shè)備的話(huà)就會(huì)影響到建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的質(zhì)量，另外，設(shè)備規(guī)格不符合我們所需要的要求的話(huà)也會(huì)影響到建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的質(zhì)量，設(shè)備在運(yùn)輸或者安裝過(guò)程中受到一定的損害的話(huà)必然也會(huì)影響到后期的正常使用;(2)環(huán)境因素的影響，電氣設(shè)備對(duì)于周?chē)h(huán)境的依賴(lài)性也是比較強(qiáng)的，尤其是對(duì)于電氣設(shè)備周?chē)臻g內(nèi)的溫度和濕度的要求雖然不是特別的苛刻，但是一旦溫度或者濕度變化過(guò)大的話(huà)也會(huì)嚴(yán)重的影響設(shè)備的正常使用，最終影響建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的質(zhì)量。
1．2技術(shù)對(duì)建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的影響
建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)作為一種最為新型的技術(shù)手段自然也離不開(kāi)技術(shù)的支持，因此，反過(guò)來(lái)說(shuō)，技術(shù)必然也會(huì)對(duì)建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，技術(shù)水平的高低也就直接決定著建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)運(yùn)用水平的高低，但是就當(dāng)前我國(guó)的建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中的技術(shù)水平現(xiàn)狀來(lái)看，仍然存在著一些問(wèn)題，這些問(wèn)題主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:(1)技術(shù)升級(jí)不及時(shí)，雖然建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)就當(dāng)前來(lái)看算是一種較為新型的技術(shù)手段，但是就建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)本身來(lái)說(shuō)仍然需要不斷地進(jìn)行技術(shù)升級(jí)才能更好地適應(yīng)當(dāng)前人們對(duì)于建筑電氣不斷提高的要求，一旦建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)升級(jí)不及時(shí)導(dǎo)致電氣自動(dòng)化技術(shù)落后于人們?nèi)找嫣岣叩囊蟮脑?huà)就會(huì)嚴(yán)重的影響建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，也不利于建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展;(2)在技術(shù)管理方面存在一定的缺陷，技術(shù)管理對(duì)于整個(gè)建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的重要性不言而喻，一個(gè)完善的技術(shù)管理體系能夠使得建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)最大程度的發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，甚至能夠最為及時(shí)的針對(duì)自身的不足進(jìn)行更新?lián)Q代，而當(dāng)前我國(guó)建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)不存在完善的技術(shù)管理制度和體系，進(jìn)而就極有可能導(dǎo)致建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在具體運(yùn)用中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。
1．3人員對(duì)建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的影響
建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的施工和具體應(yīng)用都離不開(kāi)具體人員的操作，因此，人員也會(huì)對(duì)于建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。就建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)本身而言，其應(yīng)用的最根本的目的就是發(fā)揮自動(dòng)化功能來(lái)減少建筑電氣工程使用中對(duì)于人員的依賴(lài)，但是這并不代表著在實(shí)施中就可以減少人員的使用，或者是降低施工人員的素質(zhì)，就當(dāng)前我國(guó)建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的現(xiàn)狀來(lái)看，人員的影響主要表現(xiàn)在以下兩點(diǎn):(1)專(zhuān)業(yè)素質(zhì)不高，建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)作為一種新型的科學(xué)技術(shù)手段，其科技水平相對(duì)傳統(tǒng)電氣工程來(lái)說(shuō)更高，因此，就對(duì)具體的工作人員提出了更高的要求，尤其是在專(zhuān)業(yè)性上更是要求人員具備較高的素質(zhì)，一旦工作人員專(zhuān)業(yè)水平不夠的話(huà)就會(huì)在很大程度上影響實(shí)施的質(zhì)量，最終影響建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用效果;(2)缺乏對(duì)工作人員的監(jiān)督，工作質(zhì)量的高低和監(jiān)督存在著密切的聯(lián)系，如果我們對(duì)工作人員的施工質(zhì)量進(jìn)行密切監(jiān)督的話(huà)就會(huì)在一定程度上提高工作人員施工的質(zhì)量，進(jìn)而提高建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的水平，而如果監(jiān)督不到位的話(huà)，那么就會(huì)很容易使工作人員產(chǎn)生懈怠，甚至?xí)霈F(xiàn)工作失誤，最終影響建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的質(zhì)量。
2建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展方向
2．1在建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中融入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)作為當(dāng)前較為先進(jìn)的另一種科學(xué)技術(shù)也應(yīng)該使其在建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中發(fā)揮一定的作用，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的合理運(yùn)用能夠在很大程度上提高建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的更新速率，擴(kuò)展建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用范圍;并且除此之外，在建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中合理的運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠在很大程度上提高建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的管理水平，促進(jìn)建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的快速發(fā)展。
2．2加強(qiáng)系統(tǒng)的修復(fù)和維護(hù)
建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在實(shí)施和具體應(yīng)用過(guò)程中離不開(kāi)系統(tǒng)的修復(fù)和維護(hù)過(guò)程，并且建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的維護(hù)和修復(fù)極為關(guān)鍵，加強(qiáng)對(duì)于建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的維護(hù)和修復(fù)管理能夠提高建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的運(yùn)用水平，確保建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用穩(wěn)定性。
2．3提高系統(tǒng)更新頻率
當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度越來(lái)越快，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的更新也應(yīng)該緊隨科學(xué)技術(shù)發(fā)展的步伐提高自身系統(tǒng)更新的速率，以滿(mǎn)足當(dāng)前人們對(duì)于建筑電氣自動(dòng)化控制技術(shù)不斷提高的要求。
3結(jié)語(yǔ)
1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
多級(jí)水泵房自動(dòng)化排水控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖I所不。該系統(tǒng)采用三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即信息層、控制層、設(shè)備層川。信息層由監(jiān)控計(jì)算機(jī)、Web服務(wù)器、防火墻、客戶(hù)端等組成。控制層由每個(gè)水泵房的PLC控制系統(tǒng)、觸摸屏、環(huán)網(wǎng)交換機(jī)等設(shè)備組成，通過(guò)光纖工業(yè)環(huán)網(wǎng)進(jìn)行通信。設(shè)備層由水泵開(kāi)關(guān)柜、電動(dòng)閘閥、電動(dòng)球閥、壓力傳感器、水位傳感器、溫度傳感器、電量變送器等組成。
1.2系統(tǒng)主要功能
多級(jí)水泵房自動(dòng)化排水控制系統(tǒng)用于對(duì)8個(gè)水泵房的水泵及27臺(tái)多級(jí)離心泵進(jìn)行自動(dòng)化控制，系統(tǒng)主要包括以下功能。
(1)采集數(shù)據(jù)。系統(tǒng)口1一采集水倉(cāng)水位，出日壓力，電動(dòng)機(jī)電壓、電流、功率，水泵溫度，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，故障狀態(tài)，閘閥位置信號(hào)，管道液位等數(shù)據(jù)。
(2)提高水泵效能。系統(tǒng)自動(dòng)記錄并累計(jì)水泵運(yùn)行時(shí)間等參數(shù)，按一定規(guī)律自動(dòng)啟停水泵，使各水泵及其管路的使用率均勻分布。當(dāng)水泵在啟動(dòng)或運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)停止故障水泵并投人備用水泵排水，實(shí)現(xiàn)水泵自動(dòng)輪值工作，防止備用水泵長(zhǎng)期不用造成損耗。系統(tǒng)還口1根據(jù)管路效率、水泵效率、電動(dòng)機(jī)效率、排水系統(tǒng)效率等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)排水系統(tǒng)在效率最高狀態(tài)下排水。
(3)避峰填谷。系統(tǒng)根據(jù)水倉(cāng)水位以及谷段、峰段供電電價(jià)時(shí)間段等因索，建立數(shù)學(xué)模型，根據(jù)水位和用電負(fù)荷，在用電低峰和電價(jià)在谷段時(shí)開(kāi)啟水泵，用電高峰和電價(jià)在峰段時(shí)停止水泵運(yùn)行，以達(dá)到避峰填谷及節(jié)能的目的。水倉(cāng)水位在超高水位時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟水泵，防止水倉(cāng)溢水。
(4)保護(hù)及故障報(bào)警。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障或傳感器監(jiān)測(cè)點(diǎn)報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)作出相應(yīng)的停機(jī)處理。監(jiān)控計(jì)算機(jī)上發(fā)出相應(yīng)的文字及語(yǔ)音報(bào)警信號(hào)，并在啟停水泵的水位段發(fā)出預(yù)警信號(hào)，在低段、高段水位分段報(bào)警。系統(tǒng)還口1一自動(dòng)顯不、記錄或打印故障性質(zhì)、故障地點(diǎn)及故障發(fā)生時(shí)間。
(5)曲線(xiàn)報(bào)表及動(dòng)態(tài)圖形顯不。系統(tǒng)口1一自動(dòng)生成電量統(tǒng)計(jì)、故障記錄、操作記錄、運(yùn)行記錄報(bào)表及水位曲線(xiàn)、溫度曲線(xiàn)、壓力曲線(xiàn)，并口1一通過(guò)圖形動(dòng)態(tài)顯不水泵運(yùn)行狀態(tài)，顯不水倉(cāng)水位、水泵溫度及電動(dòng)機(jī)電流、電壓、功率等參數(shù)。
(6)系統(tǒng)有無(wú)人值守、遠(yuǎn)程自動(dòng)、手動(dòng)檢修、井下自動(dòng)(一鍵啟停))2種工作模式。
(7)每臺(tái)水泵口1設(shè)置運(yùn)行、備用、檢修3種工作方式Al一直接通過(guò)監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)定。
(8)系統(tǒng)為八級(jí)泵房接力式排水，相鄰上下級(jí)水泵房之間存在聯(lián)動(dòng)關(guān)系。系統(tǒng)在無(wú)人值守模式下口1根據(jù)上下級(jí)水泵房水倉(cāng)水位及開(kāi)泵臺(tái)數(shù)自動(dòng)決定本水泵房開(kāi)停水泵臺(tái)數(shù)。
(9)系統(tǒng)通過(guò)Web服務(wù)器將監(jiān)控imp面到局域網(wǎng)，用戶(hù)在客戶(hù)端登錄后口1一對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。
2系統(tǒng)關(guān)鍵問(wèn)題及解決方案
2.1水泵引水方式
煤礦水泵房大多采用多級(jí)離心泵進(jìn)行排水，大多數(shù)情況下水倉(cāng)水位低于離心泵軸，因此不能采用自灌方式引水。該情況下一般采用2種引水方式:①在吸人管末端加裝底閥，采用排水管路IA!水或地面引人水管直接向水泵注水，該方式需要克服底閥的阻力，水泵工作效率低。②采用抽真空方式。抽真空方式可通過(guò)射流泵將泵體的空氣排出，該方式要求非常高的水流噴射速度，但多級(jí)水泵房進(jìn)行接力式排水，上下級(jí)水泵房之間的落差較小，無(wú)法提供快速的噴射水流，如果從地面引高壓水進(jìn)行射流，則實(shí)施難度大，投資成本高;也可通過(guò)真空泵抽真空，該方式首先需要運(yùn)行真空泵，將泵體內(nèi)的空氣排出，待負(fù)壓滿(mǎn)足要求后再開(kāi)啟水泵，另外需要安裝檢測(cè)設(shè)備，投資較大，控制節(jié)點(diǎn)多，加大了系統(tǒng)維護(hù)量，同時(shí)易導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。本系統(tǒng)采用引水罐的水泵引水方式，如圖2所不。引水罐底部與水泵連通，引水罐頂部與吸水管相連，引水罐和水泵提前灌滿(mǎn)水。當(dāng)水泵啟動(dòng)時(shí)，泵殼內(nèi)的水被甩出，引水罐內(nèi)的水及時(shí)補(bǔ)充到泵殼內(nèi)，使引水罐內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓狀態(tài)。水倉(cāng)內(nèi)的水在大氣壓力作用下，通過(guò)吸水管流進(jìn)引水罐及泵殼內(nèi)，在離心力作用下完成排水。引水罐在某些情況下會(huì)出現(xiàn)水位降低情況，無(wú)法滿(mǎn)足開(kāi)泵引水的要求。鑒此，設(shè)計(jì)了引水罐自動(dòng)補(bǔ)水功能，在電動(dòng)閘閥和引水罐罐體之間安裝補(bǔ)水電動(dòng)球閥，在引水罐側(cè)面安裝管道液位計(jì)，實(shí)時(shí)檢測(cè)罐體內(nèi)的液位高度。開(kāi)泵前，系統(tǒng)首先檢測(cè)罐體內(nèi)水位是否達(dá)到開(kāi)泵水位要求，如果末達(dá)到則自動(dòng)開(kāi)啟補(bǔ)水電動(dòng)球閥，罐體內(nèi)的水充滿(mǎn)后，自動(dòng)關(guān)閉補(bǔ)水電動(dòng)球閥，進(jìn)人自動(dòng)開(kāi)泵流程。實(shí)踐證明，采用引水罐的水泵引水方式較傳統(tǒng)的注水和抽真空方式具有更高的穩(wěn)定性和口1靠性。
2.2多級(jí)聯(lián)動(dòng)功能
上下級(jí)水泵房之間每臺(tái)水泵的開(kāi)停具有復(fù)雜的聯(lián)動(dòng)關(guān)系。在無(wú)人值守模式下，系統(tǒng)需要根據(jù)每個(gè)水倉(cāng)的水位變化及開(kāi)泵數(shù)量實(shí)現(xiàn)水泵聯(lián)動(dòng)開(kāi)停。在西門(mén)子S"I}FP7編程軟件硬件組態(tài)NetPr沙幾’中配置本地PLC與上下級(jí)PLC的通信協(xié)議及地址，在()1335中調(diào)用FC5,FC6模塊實(shí)現(xiàn)相鄰2個(gè)水泵房PLC之間數(shù)據(jù)(包括水泵運(yùn)行狀態(tài)、水位高低標(biāo)志、水倉(cāng)水位等)的發(fā)送及接收。多級(jí)聯(lián)動(dòng)程序流程如圖3所不，無(wú)人值守模式程序流程如圖生所不。
3結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞：供熱；自動(dòng)化控制；節(jié)能
0前言
天津市河北區(qū)金泰供熱中心建于2001年，是一所當(dāng)年立項(xiàng)，當(dāng)年設(shè)計(jì)，當(dāng)年施工，當(dāng)年竣工并投入運(yùn)行的大型集中供熱中心，該供熱中心設(shè)計(jì)供熱面積490萬(wàn)平方米，承載天津市供熱總體規(guī)劃中的最大一片集中供熱區(qū)域。該項(xiàng)目的建設(shè)取代了小鍋爐房12個(gè)，為規(guī)劃新建的200萬(wàn)平方米的居住區(qū)和現(xiàn)有的300萬(wàn)平方米住宅區(qū)供暖，采用了較為先進(jìn)鍋爐集散控制系統(tǒng)和變頻調(diào)速，擁有先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備和巨大的擴(kuò)展功能。
1完善供熱中心DCS控制系統(tǒng)
1.1中心控制系統(tǒng)介紹
金泰供熱中心根據(jù)目前鍋爐配置情況，中心DCS控制采用2個(gè)操作員站、1個(gè)工程師站，鍋爐房公共部分及每臺(tái)鍋爐均設(shè)置了少量重要檢測(cè)點(diǎn)的后備儀表（公共部分的循環(huán)泵入口壓力、出口壓力、室外溫度、總管出水溫度、總管回水溫度、總管出口流量、各臺(tái)爐出口溫度、出口水壓、出口流量、爐膛溫度、爐膛負(fù)壓、聲光報(bào)警）和手操器（包括鼓、引風(fēng)手操、爐排手操、分層手操、循環(huán)泵手操），以保證投運(yùn)行試車(chē)和設(shè)備檢修期間，仍能夠保證鍋爐的基本運(yùn)行。
計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)采取了多可靠性措施，操作員站采用性能穩(wěn)定的工業(yè)PC機(jī)，且為冗余設(shè)計(jì)，在運(yùn)行中任何一個(gè)操作員站或任何一條網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)出現(xiàn)故障，都不會(huì)影響鍋爐的正常運(yùn)行和操作。而DCS系統(tǒng)用于完成現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集、回路調(diào)節(jié)、邏輯聯(lián)鎖、順序控制等基本操作功能的現(xiàn)場(chǎng)控制。
1.2中心DCS控制示意圖
圖1、圖2具體描繪了集散控制的基本組成結(jié)構(gòu)及金泰供熱中心的現(xiàn)況:
圖1集散控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)
1.3采用DCS控制的優(yōu)點(diǎn)
（1）人機(jī)界面好，便于操作管理
(2)系統(tǒng)高度的安全可靠；
(3)能達(dá)到最優(yōu)化管理；
(4)遠(yuǎn)距離控制與管理；
(5)利用充分的數(shù)據(jù)信息，科學(xué)節(jié)能運(yùn)行；
(6)系統(tǒng)構(gòu)成方便靈活，不僅易于擴(kuò)展，而且維修簡(jiǎn)單；
(7)能與計(jì)算機(jī)和常規(guī)模擬儀表兼容，繼承它們的優(yōu)點(diǎn)。
1.4發(fā)展?jié)摿巴晟拼胧┆?/p>
1.4.1全面完善中心DCS軟硬件系統(tǒng)以發(fā)揮出最大效力
DCS系統(tǒng)以直觀的人機(jī)界面著稱(chēng)，通過(guò)CRT圖形動(dòng)畫(huà)顯示，可以直觀的了解鍋爐及各設(shè)備的運(yùn)行情況，便于正常啟動(dòng)、合理操作和故障的排除，具體做法如下：
(1)完善、接入鍋爐的基本數(shù)據(jù)采集元件，如：爐膛壓力（壓力傳感器）、溫度（熱電偶）、出入水溫度（溫度傳感器或熱電阻），煙氧含量、出水流量（超聲波流量計(jì)）等，并且利用SUPCONJX-300X集散控制系統(tǒng)的組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的監(jiān)視畫(huà)面，以達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。
圖2金泰供熱集散控制示意
(2)增加遠(yuǎn)紅外設(shè)備成像系統(tǒng)和室外溫度記錄裝置，使新增設(shè)備與DCS共用平臺(tái)對(duì)接，這樣可以充分在設(shè)備運(yùn)行期間24小時(shí)對(duì)所有電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控記錄，并且，通過(guò)室外溫度記錄裝置，在DCS中記錄全年室外溫度T0，以便正確調(diào)節(jié)及總結(jié)規(guī)律。確保正常運(yùn)行和人員合理配置。
(3)全面優(yōu)化SUPCONJX-300X集散控制系統(tǒng)軟件平臺(tái)，利用其系統(tǒng)組態(tài)（SCKey組態(tài)軟件）、圖形化組態(tài)（SCControl工具）、報(bào)表制作（SCForm軟件）、實(shí)時(shí)監(jiān)控（AdvanTrol軟件）等多功能綜合開(kāi)發(fā)人機(jī)界面，增大DCS控制的直觀性，以便于使操作更合理。并且實(shí)現(xiàn)運(yùn)行記錄報(bào)表化打印，避免人工虛假填寫(xiě)。
(4)在DCS控制系統(tǒng)中，完善目前運(yùn)行的投自動(dòng)功能。根據(jù)室外溫度的變化和每天時(shí)段的不同，計(jì)算機(jī)自動(dòng)改變鍋爐出口水溫的給定值，自動(dòng)調(diào)整爐排轉(zhuǎn)速、調(diào)煤比，調(diào)整引風(fēng)機(jī)保持爐膛負(fù)壓始終維持在給定值附近，使鍋爐維持在最佳或次最佳的燃燒狀態(tài)。然而此狀況目前不太穩(wěn)定，原因在于鍋爐燃燒水溫反饋之間根據(jù)室外溫度的不同有一段不定的滯后時(shí)間，故造成風(fēng)煤比處于動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，導(dǎo)致費(fèi)煤，熱效率不高，為解決此問(wèn)題，必須采用模糊控制及人工智能，排除中間干擾環(huán)節(jié)，以達(dá)到平穩(wěn)、有效的燃燒控制。
(5)完善控制與連鎖功能。目前引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)及爐排、熱水循環(huán)泵為集中控制室與機(jī)旁?xún)傻乜刂?。鍋爐除渣機(jī)、灰渣水泵、軟水加壓泵及換熱循環(huán)泵為機(jī)旁就地控制。上煤系統(tǒng)為集中控制室與機(jī)旁?xún)傻乜刂?。另外，在?lián)鎖方面采取先引風(fēng)后鼓風(fēng)，再爐排的順序開(kāi)機(jī)聯(lián)鎖，停機(jī)則反之。循環(huán)泵至少一臺(tái)啟動(dòng)后，鍋爐才能投入運(yùn)行；當(dāng)所有循環(huán)泵停機(jī)時(shí)，鍋爐停爐。當(dāng)運(yùn)行鍋爐出口壓力極低或鍋爐水溫極高時(shí)，自動(dòng)停爐聯(lián)鎖。循環(huán)泵及爐排事故停機(jī)時(shí)，聲光報(bào)警。引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、爐排采用變頻調(diào)速，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)。此類(lèi)控制并無(wú)疑義，只是在集中顯示方面尚未體現(xiàn)，維修人員巡視量大，所以采用中央調(diào)度集中監(jiān)控設(shè)備起停及正常運(yùn)轉(zhuǎn)是必要的，這就需要在控制室DCS系統(tǒng)中完善上位機(jī)系統(tǒng)，從而節(jié)約人力。
1.4.2完善人工智能控制
鍋爐供熱控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，影響因素比較多，各因素之間相互影響、相互制約。而且鍋爐系統(tǒng)熱容性大、惰性強(qiáng)、安全性能要求高。因而就目前而言鍋爐控制完全依賴(lài)于自動(dòng)化控制難度非常大，也是不現(xiàn)實(shí)的。為此要求我們采取在自控的基礎(chǔ)上增加人工智能部分。在自動(dòng)控制狀態(tài)下，利用人的智能解決自控系統(tǒng)不能很好判斷的和處理的問(wèn)題。用人工的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)與自控系統(tǒng)相互配合共同搞好鍋爐控制。例如：煤在鍋爐中的燃燒在本自控系統(tǒng)中占有非常重要的地位。但不同的煤種、不同發(fā)熱量的煤、不同揮發(fā)分含量的煤、不同顆粒大小的煤可直接導(dǎo)致不同的鍋爐燃燒狀況。但煤樣經(jīng)過(guò)人工分析后，操作人員就可以在自動(dòng)控制燃燒的狀況下，通過(guò)微機(jī)人工適當(dāng)?shù)卣{(diào)整爐排和鼓引風(fēng)轉(zhuǎn)數(shù)，而且還可以隨著鍋爐內(nèi)的負(fù)壓值和含氧量的不斷變化，必要時(shí)修正鼓引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)。
1.4.3完善DCS控制系統(tǒng)上位數(shù)據(jù)處理，發(fā)揮控制室的中央控制功能
中央控制室是一個(gè)集中控制的地方，在此處，可以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的集中管理，為此在目前現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上必須完善上位控制管理系統(tǒng)，以便實(shí)現(xiàn)控制的更加直觀有效。從而擴(kuò)大控制承載功能，為實(shí)現(xiàn)從鍋爐本體燃燒控制到無(wú)人職守?zé)崃φ緭Q熱的整體控制作擴(kuò)展。整體控制上位系統(tǒng)方案如圖3所示：
1.4.4完善DCS控制系統(tǒng)對(duì)各換熱站的分布式控制
各熱力站分散控制、中控室集中監(jiān)控、總體協(xié)調(diào)。即各熱力站根據(jù)本小區(qū)供熱的負(fù)荷變化和室外溫度變化，獨(dú)立的進(jìn)行本站一次網(wǎng)供水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門(mén)（近端）或增壓泵（遠(yuǎn)端）的調(diào)節(jié)控制，在本站進(jìn)行監(jiān)控的同時(shí)，將本站的一次網(wǎng)供給水、壓力、溫度、熱量，二次網(wǎng)供回水溫度、壓力以及室外溫度等參數(shù)送往中央控制室；中央控制室根據(jù)各熱力站送來(lái)的工況信息和環(huán)境信息，對(duì)全網(wǎng)的水力平衡和熱力平衡狀況進(jìn)行分析，根據(jù)負(fù)荷要求以具體的方式向熱源發(fā)出熱源質(zhì)、量調(diào)節(jié)的申請(qǐng)，同時(shí)對(duì)各熱力站發(fā)出協(xié)調(diào)命令，以維持大網(wǎng)的水力平衡。
對(duì)熱力站控制對(duì)象進(jìn)行分析，目前各換熱站的控制主要是一次網(wǎng)側(cè)供水流量的調(diào)節(jié)控制，其次是二次網(wǎng)側(cè)的循環(huán)泵轉(zhuǎn)速控制和起?？刂?。
目前金泰供熱中心下屬26個(gè)熱力站，將來(lái)根據(jù)設(shè)計(jì)承載能力，還有更多的熱力站并入該中心。
完善目前中心對(duì)下屬站的分布式控制結(jié)構(gòu)；
金泰熱中心目前采用的是西門(mén)子監(jiān)控系統(tǒng)軟件，但只做了部分試點(diǎn)工程，根據(jù)試點(diǎn)分站，我們對(duì)中心控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)想完善，其結(jié)構(gòu)圖4：
圖4系統(tǒng)總圖
整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用兩臺(tái)冗余的服務(wù)器，兩個(gè)操作員站，一個(gè)管理工作站，一個(gè)工程師站及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、UPS、大屏幕投影儀等。系統(tǒng)運(yùn)行后，兩臺(tái)服務(wù)器一主一備同時(shí)運(yùn)行，實(shí)時(shí)連接所有的RTU站，并時(shí)時(shí)存儲(chǔ)所有數(shù)據(jù)，操作員站上可以看到所有RTU站的數(shù)據(jù)，并能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，通過(guò)工程師站可以對(duì)RTU程序進(jìn)行遠(yuǎn)程下載、調(diào)試、修改。自帶的OPC通訊協(xié)議與第三方監(jiān)控系統(tǒng)提供了方便的數(shù)據(jù)交換功能，先進(jìn)的遠(yuǎn)程通訊，可以通過(guò)調(diào)制解調(diào)器和通訊網(wǎng)絡(luò)方便的進(jìn)行系統(tǒng)遠(yuǎn)端訪(fǎng)問(wèn)。詳細(xì)介紹見(jiàn)軟件說(shuō)明。
DesigoInsight的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是以模塊化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，并使用工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。
該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)全面支持系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交集、控制及圖形用戶(hù)面等系統(tǒng)功能。應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的軟件和硬件，該網(wǎng)絡(luò)能夠支持多種廣域網(wǎng)，可以將所有的節(jié)點(diǎn)連接成為一個(gè)整體的系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為T(mén)CP/IP，通過(guò)系統(tǒng)應(yīng)用程序可直接生成界面。同時(shí)該系統(tǒng)支持用全功能的圖形操作界面通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的撥號(hào)方式進(jìn)行遠(yuǎn)程組態(tài)和操作。
增設(shè)仿真模擬系統(tǒng)；
為了進(jìn)一步搞好大網(wǎng)的全網(wǎng)質(zhì)量雙調(diào)，我們?cè)诒卷?xiàng)目中引入了RISE仿真系統(tǒng)，在物理上熱網(wǎng)仿真系統(tǒng)處于中央控制室計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的上位機(jī)工作站中，處于我們系統(tǒng)控制方案的最上層，它可以不僅提供熱網(wǎng)控制的仿真指導(dǎo)、故障診斷，也可以通過(guò)中控SCADA的控制系統(tǒng)，直接參與熱網(wǎng)的質(zhì)量雙調(diào)、全網(wǎng)控制。
仿真系統(tǒng)的功能作用如下：
根據(jù)熱網(wǎng)的設(shè)計(jì)參數(shù)而建立的原始熱網(wǎng)模型，在安裝、調(diào)試時(shí)，計(jì)算負(fù)荷及相應(yīng)的二次網(wǎng)側(cè)流量、一次網(wǎng)流量、閥門(mén)開(kāi)度，以減少調(diào)試的時(shí)間。
提供熱網(wǎng)的水壓趨勢(shì)圖，向操作員提供在室外溫度變化、負(fù)荷變化時(shí)，進(jìn)行各種質(zhì)、量調(diào)節(jié)后熱網(wǎng)的水壓趨勢(shì)，以使操作員提前了解調(diào)節(jié)方案的結(jié)果。避免熱網(wǎng)水力、熱力失衡、系統(tǒng)振蕩。
在熱網(wǎng)負(fù)荷變化時(shí)，向操作員提供操作控制指導(dǎo)，以供操作員選擇。
通過(guò)中控監(jiān)控系統(tǒng)的控制程序直接參與控制，提供優(yōu)化的控制方案。
根據(jù)熱網(wǎng)的物理模型，對(duì)現(xiàn)有工況進(jìn)行分析，以診斷非正常的工況、故障等，如堵、漏、熱力站水力失衡等。
離線(xiàn)對(duì)操作員進(jìn)行熱網(wǎng)運(yùn)行操作培訓(xùn)，在不干擾熱網(wǎng)運(yùn)行的前提下，高效率對(duì)操作員進(jìn)行仿真培訓(xùn)。
2完善中心及各分站的變頻控制
2.1采用變頻控制節(jié)能分析
風(fēng)機(jī)，是傳送氣體裝置。水泵，是傳送水或其它液體的裝置。就結(jié)構(gòu)和工作原理而言，兩者基本相同?，F(xiàn)先以風(fēng)機(jī)為例加以說(shuō)明。
2.1.1對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，屬于減少空氣動(dòng)力的節(jié)電方法
它和一般常用的調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)控制風(fēng)量的方法比較，具有明顯的節(jié)電效果。由圖5可以說(shuō)明其節(jié)電原理：
圖中，曲線(xiàn)（1）為風(fēng)機(jī)在恒定轉(zhuǎn)速n1下的風(fēng)壓一風(fēng)量（H―Q）特性，曲線(xiàn)（2）為管網(wǎng)風(fēng)阻特性（風(fēng)門(mén)全開(kāi)）。假設(shè)風(fēng)機(jī)工作在A點(diǎn)效率最高，此時(shí)風(fēng)壓為H2，風(fēng)量為Q1，軸功率N1與Q1、H2的乘積成正比，在圖中可用面積AH2OQ1表示。如果生產(chǎn)工藝要求，風(fēng)量需要從Q1減至Q2，這時(shí)用調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)的方法相當(dāng)于增加管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到曲線(xiàn)（3），系統(tǒng)由原來(lái)的工況點(diǎn)A變到新的工況點(diǎn)B運(yùn)行。從圖中看出，風(fēng)壓反而增加，軸功率與與面積BH1OQ2成正比。顯然，軸功率下降不大。如果采用變頻器調(diào)速控制方式，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由n1降到n2，根據(jù)風(fēng)機(jī)參數(shù)的比例定律，畫(huà)出在轉(zhuǎn)速n2風(fēng)量（Q-H）特性，如曲線(xiàn)（4）所示。可見(jiàn)在滿(mǎn)足同樣風(fēng)量Q2的情況下，風(fēng)壓H3大幅度降低，功率N3隨著顯著減少，用面積CH3OQ2表示。節(jié)省的功率N=（H1-H3）×Q2，用面積BH1H3C表示。顯然，節(jié)能的經(jīng)濟(jì)效果是十分明顯的。
由流體力學(xué)可知，風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，風(fēng)壓H與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率N與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。采用變頻器進(jìn)行調(diào)速，當(dāng)風(fēng)量下降到80%時(shí)，轉(zhuǎn)速也下降到80%，而軸功率N將下降到額定功率的51.2%,如果風(fēng)量下降到60%,軸功率N可下降到額定功率的21.6%,當(dāng)然還需要考慮由于轉(zhuǎn)速降低會(huì)引起的效率降低及附加控制裝置的效率影響等.即使這樣,這個(gè)節(jié)能數(shù)字也是很可觀的,因此在裝有風(fēng)機(jī)水泵的機(jī)械中,采用轉(zhuǎn)速控制方式來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量,在節(jié)能上是個(gè)有效的方法。
2.1.2水泵的節(jié)能原理
許多補(bǔ)水泵都維持恒壓的情況下改變給水量（流量Q）從圖6可知：當(dāng)流量Q1降至Q2若不改變水泵轉(zhuǎn)速,揚(yáng)程將升至B工作點(diǎn)，其功率可用H2*Q2來(lái)計(jì)算，對(duì)應(yīng)面積BH20Q2。原A工作點(diǎn)功率Q1*HT圖上面積AHTOQ1，兩者所耗功率變化不大，如果我們降低轉(zhuǎn)速至（2）即可節(jié)能Q2*H2－Q2*HT=Q2（H2－HT），圖DBH2HT的面積即是節(jié)能值。再如流量變至Q3若仍以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，所需功率Q3*H1，浪費(fèi)能量為FCH1HT。
圖6
與風(fēng)機(jī)節(jié)能原理相同水泵電機(jī)輸出功率正比于轉(zhuǎn)速三次方關(guān)系，用變頻器進(jìn)行調(diào)速，流量下降，可保持恒壓HT。若轉(zhuǎn)速下降至額定轉(zhuǎn)速的80%，軸功率下降至額定功率的51.2%,流量下降至Q3,若使揚(yáng)程恒定,可使轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速的70%,此時(shí)，軸功率是額定值的34.3%,節(jié)能達(dá)65.7%,經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。
2.2變頻器節(jié)能數(shù)據(jù)示例
下面舉例說(shuō)變頻器應(yīng)用在鍋爐采暖系統(tǒng)上的節(jié)能效果。80T熱水鍋爐所用電機(jī)容量如下：
引風(fēng)機(jī)：380KW鼓風(fēng)機(jī)：90KW循環(huán)泵：315KW
爐排：1.5KW給水泵：15KW(一用一備)
本變頻控制柜可保證在供熱鍋爐正常工作的基礎(chǔ)上,同時(shí)達(dá)到節(jié)電、節(jié)煤以及環(huán)保的目的。
電機(jī)總?cè)萘?380+90+315+1.5+15=801.5KW
本鍋爐視為供熱水的條件下每天工作24小時(shí)、每月30天，本變頻控制柜在起爐高額區(qū)和恒溫運(yùn)行區(qū)的綜合節(jié)電率約在35%左右，由此：
（1）每月節(jié)電總量=801.5KW×35%×24×30=201974.4度，按每度電以0.6元計(jì)算，則：80T爐的節(jié)電資金：0.6×201974.4度?=121184.64元/每月。
（2）每月用煤量約為2400噸，按5%節(jié)能率計(jì)算：每月節(jié)煤量：2400T×5%=120噸，現(xiàn)按每噸煤400元計(jì)算，每月節(jié)煤資金：400元×120噸=48000元，每月節(jié)電節(jié)煤總額：121184.64?+48000=169184.64元。
2.3采用變頻控制優(yōu)點(diǎn)
（1）采用變頻調(diào)速，消除了大電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)影響。
（2）采用變頻調(diào)速，消除了大電動(dòng)機(jī)大電流啟動(dòng)時(shí)的沖擊力矩對(duì)電機(jī)損壞。
（3）采用變頻調(diào)速，延長(zhǎng)了電機(jī)、管網(wǎng)和閥門(mén)的使用壽命，減輕了維修人員的工作量，降低了維修費(fèi)用。
（4）提高了系統(tǒng)自動(dòng)裝置的穩(wěn)定性，為系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行提供了可靠保證；系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)得到改善，提高系統(tǒng)效率。
綜上所述，供熱中心及各分站采用和恢復(fù)變頻控制是必要的，同時(shí)要求操作人員熟練掌握工作原理，以便正確操作合理維護(hù)設(shè)備。
3增加供熱系統(tǒng)管理信息化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)
3.1按需構(gòu)建VPN網(wǎng)絡(luò)
VPN有三種解決方案，分別是：遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)虛擬網(wǎng)（AccessVPN）、企業(yè)內(nèi)部虛擬網(wǎng)（IntranetVPN）和企業(yè)擴(kuò)展虛擬網(wǎng)（ExtranetVPN）。針對(duì)金泰中心要進(jìn)行企業(yè)內(nèi)部各分支機(jī)構(gòu)的互聯(lián)，認(rèn)為使用IntranetVPN是很好的方式。
VPN(VirtualPrivateNetwork)通稱(chēng)為虛擬專(zhuān)用網(wǎng)。虛擬專(zhuān)用網(wǎng)指的是依靠ISP（Internet服務(wù)提供商）和其它NSP（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商），在公用網(wǎng)絡(luò)中建立專(zhuān)用的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。VPN兼?zhèn)淞斯娋W(wǎng)和專(zhuān)用網(wǎng)的許多特點(diǎn)，將公眾網(wǎng)可靠的性能、豐富的功能與專(zhuān)用網(wǎng)的靈活、高效結(jié)合在一起，是介于公眾網(wǎng)與專(zhuān)用網(wǎng)之間的一種網(wǎng)。
3.2VPN網(wǎng)絡(luò)的整體方案
3.2.1網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)
供熱總公司與各中心及其下屬分片區(qū)采用星型結(jié)構(gòu)通過(guò)光纖介質(zhì)接入網(wǎng)通公司的IP城域網(wǎng),組成VPN專(zhuān)用網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互訪(fǎng)。出于對(duì)數(shù)據(jù)傳輸安全性的考慮，利用專(zhuān)用的路由器且要求網(wǎng)通公司利用IP城域網(wǎng)的交換設(shè)備劃分虛擬局域網(wǎng)（VLAN），使公司各點(diǎn)組成一個(gè)獨(dú)立的VLAN，成為真正意義上的VPN。各中心通過(guò)交換機(jī)組成以太網(wǎng)，通過(guò)路由器和總公司連接構(gòu)成VPN網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。
3.2.2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)
根據(jù)應(yīng)用軟件的使用要求，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)立三臺(tái)服務(wù)器。一臺(tái)Web服務(wù)器，一臺(tái)物流管理系統(tǒng)專(zhuān)用服務(wù)器，一臺(tái)收費(fèi)管理系統(tǒng)專(zhuān)用服務(wù)器?？偣緝?nèi)部工作站通過(guò)四臺(tái)萬(wàn)兆WS－4024交換機(jī)連接，為避免局域網(wǎng)內(nèi)部業(yè)務(wù)科室的工作站通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)感染病毒，把需要連接互聯(lián)網(wǎng)的工作站劃分一個(gè)VLAN都統(tǒng)一接到TP－LinkSF3124P交換機(jī)上，考慮到在局域網(wǎng)內(nèi)部不同VLAN之間的通信量比較大，如果每一個(gè)數(shù)據(jù)包的傳輸都通過(guò)路由器，則隨著網(wǎng)絡(luò)上信息量的不斷增大路由器將不堪重負(fù)，并會(huì)成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。所以把TP－LinkSF3124P交換機(jī)接到具有三層交換技術(shù)的Cisco3550交換機(jī)再和Cisco3700路由器相連，從而減輕路由器的工作壓力。總公司路由器通過(guò)CiscoPIX515E防火墻和主干光纖連接，以防止病毒的侵入。各分公司的局域網(wǎng)由Cisco2600路由器和主干光纖連接，這樣構(gòu)成了熱力公司的VPN網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。
給出了以臺(tái)達(dá)PLC和人機(jī)界面以及變頻器的控制系統(tǒng)電路
和具體程序流程；
一：控制系統(tǒng)工藝描述：
1.隨著白酒產(chǎn)量的不斷加大，原來(lái)的手動(dòng)包裝越來(lái)越不適應(yīng)高速和多品種的白酒包裝要求；客戶(hù)提出需要自動(dòng)調(diào)節(jié)生產(chǎn)線(xiàn)速度，在下游包裝速度加快，或上游灌酒速度加快時(shí)自動(dòng)變化生產(chǎn)線(xiàn)中關(guān)鍵工序壓蓋機(jī)的速度，從而使得系統(tǒng)平衡，不會(huì)出現(xiàn)在流水線(xiàn)中酒瓶堵瓶或空瓶的現(xiàn)象；
2.包裝生產(chǎn)線(xiàn)一般包括：自動(dòng)洗瓶，自動(dòng)灌酒，自動(dòng)壓蓋和封蓋，自動(dòng)貼標(biāo)，自動(dòng)分檢，自動(dòng)裝箱；在整個(gè)系統(tǒng)中，自動(dòng)壓蓋處于中間環(huán)節(jié)，其速度對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)流暢影響最大，我們選擇此環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，并且可以根據(jù)需要稍微改動(dòng)，即可獨(dú)立應(yīng)用于其他環(huán)節(jié)！
二：根據(jù)客戶(hù)要求的工藝，設(shè)計(jì)的控制程序如下：
包裝機(jī)動(dòng)作流程
1.啟動(dòng)系統(tǒng)：以30HZ（可以設(shè)定）啟動(dòng)傳送帶，延時(shí)3秒（可以設(shè)定）后，以30HZ（可以設(shè)定）啟動(dòng)壓蓋機(jī)；
2. 光電管動(dòng)作說(shuō)明：
（1）：壓蓋機(jī)前光電管
當(dāng)光電管的發(fā)光被擋，信號(hào)ON，此信號(hào)連續(xù)3~5秒（可以設(shè)定）保持ON，表示瓶子擠滿(mǎn)，壓蓋機(jī)從45HZ（可
以設(shè)定）開(kāi)始加速1HZ/S（加速度可以設(shè)定），加速5秒后（可以設(shè)定），判斷信號(hào)是否空瓶（光電管信號(hào)OFF，
此信號(hào)OFF連續(xù)保持5秒[可以設(shè)定]，表示空瓶），
如果空瓶為真，開(kāi)始減速1HZ/S（減速度可以設(shè)定），5秒后
（可以設(shè)定）判斷空瓶信號(hào)是否消失：
如果消失，進(jìn)入正常運(yùn)行；
如果存在，繼續(xù)減速直到停機(jī)；
下次啟動(dòng)必須等到瓶子信號(hào)ON到來(lái)時(shí)，以45HZ啟動(dòng)（可以設(shè)定）；
如果空瓶為假，繼續(xù)加速直到60HZ（可以設(shè)定）；
如果既沒(méi)有連續(xù)保持ON，也沒(méi)有連續(xù)保持OFF，表示系統(tǒng)正常；
（2）：壓蓋機(jī)后光電管
1.計(jì)算傳送帶速度（瓶/分）；
2.累計(jì)生產(chǎn)的瓶數(shù)（可以清除）；
3.信號(hào)ON，表示堵瓶，{此信號(hào)連續(xù)3~5秒（可以設(shè)定）保持ON}，壓蓋機(jī)無(wú)條件停機(jī)，下次啟動(dòng)需要堵瓶信號(hào)消失
；堵瓶信號(hào)消失，壓蓋機(jī)才能啟動(dòng)！
4.信號(hào)OFF，表示空瓶，{此信號(hào)連續(xù)3~5秒（可以設(shè)定）保持OFF}，不處理；
5.壓蓋機(jī)后堵瓶?jī)?yōu)先級(jí)高于前堵瓶；
3. 傳送帶調(diào)速：
（1）：傳送帶在運(yùn)行過(guò)程不能停機(jī)；最低速度保持30HZ，以上隨壓蓋機(jī)速度1：1跟蹤；
（2）：傳送帶停機(jī)需要人工停機(jī)；啟動(dòng)需要人工啟動(dòng)；
4.手動(dòng)啟動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)固定速度，不做速度調(diào)整；
5.自動(dòng)啟動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整壓蓋機(jī)速度；
6.復(fù)位按鈕用于變頻器故障復(fù)位和卡瓶時(shí)的復(fù)位；只有復(fù)位后，系統(tǒng)才能再次啟動(dòng)；
7.停止按鈕用于系統(tǒng)正常停機(jī)；
8. 緊急停止按鈕用于系統(tǒng)無(wú)條件停機(jī)，并清除一切計(jì)算中間變量；
三：系統(tǒng)元件選擇：
PLC 采用臺(tái)達(dá)DVP32ES00R；
人機(jī)界面采用PWS1711CTN； 傳感器采用OMRON光電漫反射傳感器，并且四只并聯(lián)，以防止圓形酒瓶相
臨處得不到正確信號(hào)！如下圖：
四：電路圖：
如下圖：
電路采用PLC以RS485通訊控制變頻器的工作頻率，而啟停指令采用端子控制，這樣可以提高通訊速度，保證控制的連續(xù)性；
變頻器參數(shù)：
變頻器參數(shù)設(shè)定列表
代碼 壓蓋機(jī) 傳送帶
PR00
sp; 2 2 PR03 60 60
PR04 50 50
PR05 220 220 PR11 2 2
PR24 1 1
PR38 0 0
PR54 2 2
PR55 1.5 1.5
PR57 0 0
PR58 0 0
PR59 60 60
PR60 1 1 PR62 1.5 1.5
PR77 2 2
五：系統(tǒng)安裝控制柜結(jié)構(gòu)：
如下圖：
為進(jìn)一步縮小體積，系統(tǒng)全部安裝于一個(gè)控制箱，并嵌入生產(chǎn)線(xiàn)內(nèi)部！
六：程序編寫(xiě)：
人機(jī)界面部分：
以上為主要界面；
PLC程序：
七：安裝調(diào)試和應(yīng)用效果：
調(diào)試應(yīng)注意抗干擾處理，盡可能采用屏蔽線(xiàn)連接現(xiàn)場(chǎng)的傳感器；
1 電氣自動(dòng)化控制技術(shù)分析
電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化，提升工藝的運(yùn)行水平。電氣自動(dòng)化控制是一類(lèi)新型的技術(shù)，核心是電子技術(shù)，可以大面積地應(yīng)用到設(shè)備行業(yè)中。電氣自動(dòng)化控制的技術(shù)能力高，通過(guò)不同技術(shù)的相互配合，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化的運(yùn)行控制，而且自動(dòng)化控制是電氣運(yùn)行中的核心，保障生產(chǎn)的精確性和運(yùn)行速率。電氣自動(dòng)化控制能夠以少量程序控制多個(gè)變量，各個(gè)控制對(duì)象處于相互配合的狀態(tài)，提升了系統(tǒng)操作的水平，監(jiān)督被控對(duì)象的運(yùn)行過(guò)程，期間修正被控對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)，使其具備準(zhǔn)確、合理的運(yùn)行方式。
2 電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展
2.1 智能化
電氣自動(dòng)化控制技術(shù)下的產(chǎn)品、系統(tǒng)等，能夠根據(jù)指令智能化的完成操作，簡(jiǎn)化操作服務(wù)的流程。智能化是電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的首要發(fā)展方向，正是由于智能化的要求，促使電氣自動(dòng)化控制技術(shù)與信息技術(shù)、通訊技術(shù)相互融合，注重技術(shù)中的性能開(kāi)發(fā)，體現(xiàn)技術(shù)控制的速率。
2.2 節(jié)約化
節(jié)約化發(fā)展，是指電氣自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了節(jié)能與環(huán)保。例如：電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在照明系統(tǒng)中的應(yīng)用，其可輔助使用新能源，同時(shí)控制照明燈具的使用，延長(zhǎng)燈具的使用壽命，既可以保障能源利用的效率，又可以提高照明設(shè)備的質(zhì)量。
2.3 信息化
電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的信息化發(fā)展，改進(jìn)了技術(shù)運(yùn)行的方式，使電氣自動(dòng)化中，以信息控制為基礎(chǔ)，引進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等理論，支持電氣自動(dòng)化的控制運(yùn)行。
2.4 統(tǒng)一化
電氣自動(dòng)化控制技術(shù)拉近了各個(gè)行業(yè)之間的距離，融入各項(xiàng)技術(shù)的同時(shí)，朝向統(tǒng)一化的方向發(fā)展。在電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的作用下，行業(yè)間遵循相同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使用方法、維護(hù)策略等，都逐步統(tǒng)一，在降低行業(yè)建設(shè)難度的同時(shí)，體現(xiàn)統(tǒng)一化發(fā)展的優(yōu)勢(shì)[1]。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的統(tǒng)一化發(fā)展，消除了行業(yè)之間潛在的發(fā)展矛盾，提升行業(yè)資源的利用效率，加快了信息傳輸、使用的速率。
3 電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用
3.1 工業(yè)
工業(yè)是應(yīng)用最廣泛的行業(yè)，因?yàn)楣I(yè)規(guī)模較大，對(duì)電氣自動(dòng)化控制的需求大，所以我國(guó)積極推進(jìn)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用，致力于改善傳統(tǒng)工業(yè)的運(yùn)營(yíng)方式[2]。PLC是電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的主要元件，其為一項(xiàng)可編程邏輯控制器，以工業(yè)企業(yè)為例，分析PLC的應(yīng)用。該工業(yè)為機(jī)械制造企業(yè)，基于PLC的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，為機(jī)械制造系統(tǒng)提供了相關(guān)的控制，PLC根據(jù)機(jī)械制造的需求，編寫(xiě)了操作指令和邏輯運(yùn)算程序，簡(jiǎn)化了機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)的操作，而且PLC的準(zhǔn)確度高，規(guī)避了該企業(yè)生產(chǎn)的誤差，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造的自動(dòng)化、信息化生產(chǎn)，PLC寫(xiě)入編程后，控制了機(jī)械制造的過(guò)程，同時(shí)控制機(jī)械制造的參數(shù)，包括尺寸、溫度信息等，按照該企業(yè)機(jī)械制造的指令，構(gòu)成閉環(huán)生產(chǎn)方式，優(yōu)化機(jī)械制造的工藝流程，而且該企業(yè)在PLC中設(shè)計(jì)了PID模塊，通過(guò)PID子程序，準(zhǔn)確控制PLC的內(nèi)部編程，預(yù)防機(jī)械制造中出現(xiàn)問(wèn)題。
3.2 交通業(yè)
電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在交通業(yè)中的應(yīng)用，不僅體現(xiàn)在車(chē)輛運(yùn)輸上，還表現(xiàn)在紅綠燈、監(jiān)控系統(tǒng)等方面。車(chē)輛上的元件、器件等，基本都是電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的體現(xiàn)，提供專(zhuān)業(yè)的自動(dòng)化控制，保障車(chē)輛通行的安全[3]。例如：電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在電子眼中的應(yīng)用，代替警察執(zhí)法，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的違章取證，電子眼監(jiān)督交通系統(tǒng)中的車(chē)輛運(yùn)行，抓拍違法行為，提交到交通局的操作系統(tǒng)內(nèi)，減輕了交通執(zhí)法的工作負(fù)擔(dān)，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)彌補(bǔ)了電子眼的缺陷，促使其可更準(zhǔn)確、更快速、更清晰地實(shí)現(xiàn)抓拍取證，提升電子眼對(duì)交通運(yùn)輸?shù)谋O(jiān)控能力，有效控制電子眼的運(yùn)行，以免交通執(zhí)法中出現(xiàn)漏洞。我國(guó)各地政府在交通業(yè)建設(shè)中，積極引進(jìn)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，完善交通監(jiān)控體系，目前，測(cè)速器、屏顯等多個(gè)交通項(xiàng)目中，均涉及到電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的使用。
3.3 農(nóng)業(yè)
農(nóng)業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)支持，為了推進(jìn)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)，引入電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，全面建設(shè)智能農(nóng)業(yè)，加快農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展速度。以某地區(qū)農(nóng)業(yè)中的大棚種植為例，分析電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用。該地區(qū)傳統(tǒng)的大棚種植，是根據(jù)農(nóng)民種植經(jīng)驗(yàn)分配工作，一旦控制不好溫度、濕度，即會(huì)影響大棚種植的經(jīng)濟(jì)效益。研究人員將電氣自動(dòng)化控制技術(shù)引入到大棚種植內(nèi)，以育秧大棚為對(duì)象，構(gòu)建智能控制系統(tǒng)，大棚內(nèi)安裝不同屬性的無(wú)線(xiàn)傳感器，專(zhuān)門(mén)收集大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，如：光照、含水量等，進(jìn)行自動(dòng)化的信息采集，傳感器采集的信號(hào)傳輸?shù)娇刂浦行模葘?duì)標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)指標(biāo)，種植人員掌握大棚育秧的實(shí)際情況，同時(shí)根據(jù)對(duì)比結(jié)果調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的環(huán)境，遠(yuǎn)程控制特定的設(shè)備。該大棚內(nèi)部安裝了高清視頻，同樣接入到控制中心，種植人員可以隨時(shí)查看育秧的狀態(tài)，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，輔助構(gòu)建管理平臺(tái)，劃分為四個(gè)功能模塊，分布是傳感采集、視頻監(jiān)控、智能分析和遠(yuǎn)程控制，整體控制育秧大棚的生長(zhǎng)環(huán)境，為幼苗的培育提供優(yōu)質(zhì)的環(huán)境。
3.4 服務(wù)業(yè)
人們對(duì)服務(wù)業(yè)的需求非常大，目的是方便人們的日常生活，特別是在電子產(chǎn)品上，更是體現(xiàn)出服務(wù)業(yè)對(duì)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的需求。生活中的電子產(chǎn)品，大多應(yīng)用了電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，如：智能手機(jī)、ipad、跑步機(jī)等，表明電氣自動(dòng)化對(duì)服務(wù)業(yè)市場(chǎng)的推進(jìn)作用[4]。近幾年，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，由服務(wù)業(yè)的電子產(chǎn)品，逐步轉(zhuǎn)型到企業(yè)內(nèi)，例如：餐飲服務(wù)中的“機(jī)器換人”概念，餐廳內(nèi)，機(jī)器人取代人工服務(wù)，提供點(diǎn)菜、傳菜等服務(wù)，機(jī)器人是餐飲業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，表明電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的重要性，此項(xiàng)技術(shù)在“機(jī)器換人”中，起到自動(dòng)化的控制作用，是機(jī)器人開(kāi)發(fā)中不可缺少的技術(shù)。
4 結(jié)束語(yǔ)
電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，表明了該項(xiàng)技術(shù)在行業(yè)運(yùn)營(yíng)中的重要性，滿(mǎn)足我國(guó)社會(huì)行業(yè)建設(shè)的基本需求。根據(jù)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，落實(shí)發(fā)展策略，充分發(fā)揮電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的潛力，保障其在未來(lái)的應(yīng)價(jià)值。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，必須符合現(xiàn)代企業(yè)的需求，由此才能規(guī)范控制技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1]賢陽(yáng).應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展是工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)鍵—2007年紐倫堡電氣自動(dòng)化（系統(tǒng)和部件）展覽會(huì)紀(jì)實(shí)[J].自動(dòng)化博覽，2008，Z1：28-30.
[2]吳琦.煤礦電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中單片機(jī)的應(yīng)用[J].硅谷，2015，3：118+120.
論文摘要：網(wǎng)絡(luò)與控制的學(xué)科交叉研究與產(chǎn)品的研發(fā)是我們面臨的一個(gè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)。在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的控制中都有不少問(wèn)題可研討。
二十年前,面對(duì)計(jì)算機(jī)與控制交叉發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn),中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)工控機(jī)專(zhuān)委會(huì)(其前身:中國(guó)電子學(xué)會(huì)電子計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)工業(yè)計(jì)算機(jī)學(xué)組)誕生。二十年后的今天,我們又面臨新的機(jī)遇與挑戰(zhàn),其特征之一就是,信息科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展所引發(fā)的計(jì)算網(wǎng)絡(luò)與控制科學(xué)技術(shù)的交叉發(fā)展,本文簡(jiǎn)稱(chēng)為“網(wǎng)絡(luò)控制”對(duì)此#已有不少論述。本文只是簡(jiǎn)要討論一些看法。
1網(wǎng)絡(luò)控制的機(jī)遇
近年來(lái)信息科學(xué)技術(shù)與信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展十分迅猛，新思想、新技術(shù)相繼問(wèn)世，網(wǎng)絡(luò)方面的新技術(shù)和產(chǎn)品迅速進(jìn)入市場(chǎng)。而在經(jīng)歷一個(gè)大發(fā)展后，自動(dòng)化及控制理論在其發(fā)展中也出現(xiàn)一此“困惑”，各國(guó)均十分關(guān)注自動(dòng)化科學(xué)與技術(shù)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。1986年IEEE與美國(guó)國(guó)家基金委專(zhuān)家高峰會(huì)發(fā)表“對(duì)控制的挑戰(zhàn)”一文;1990-1993年IFAC組織了“控制在工業(yè)中的應(yīng)用而臨計(jì)算機(jī)的挑戰(zhàn)”調(diào)研……我國(guó)也十分重視這個(gè)問(wèn)題:1999年宋健在IFAC大會(huì)報(bào)告:21世紀(jì)的控制;2002年中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委召開(kāi)“中國(guó)自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)展戰(zhàn)略高層學(xué)術(shù)討論會(huì)”在這此討論中，信息的控制、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)控制的沖擊等都是一個(gè)議題。維納《控制論》一書(shū)的副標(biāo)題是:“關(guān)于在動(dòng)物和機(jī)器中控制和通信的科學(xué)”;而在《控制論》第一版序言中他又指出“如果一門(mén)新的科學(xué)學(xué)科是真正有生命力的，它的引人興趣的中心就必須而且應(yīng)該隨著歲月而轉(zhuǎn)移……因此，控制論學(xué)家應(yīng)該繼續(xù)走向新的領(lǐng)域，應(yīng)該把大部分注意力轉(zhuǎn)移到近十年發(fā)展的新的思想上去……”。從歷史上看，控制與通信確實(shí)是相互依存交叉發(fā)展的，而當(dāng)今在“網(wǎng)絡(luò)的連通性無(wú)所不在”的形勢(shì)下，我們確有必要討論網(wǎng)絡(luò)對(duì)控制的挑戰(zhàn)是什么，信息的控制或網(wǎng)絡(luò)控制是否應(yīng)該列為一個(gè)“引人興趣的中心”。
“網(wǎng)絡(luò)控制”的提法早已有過(guò)，而對(duì)其內(nèi)涵與外延井不十分統(tǒng)一，我們覺(jué)得網(wǎng)絡(luò)控制泛指通信網(wǎng)絡(luò)與控制科學(xué)技術(shù)的交叉以及相應(yīng)的產(chǎn)品。主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容，網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的控制與管理，網(wǎng)絡(luò)主要是做為技術(shù)手段或環(huán)境#而控制對(duì)象是傳統(tǒng)的對(duì)象（如電機(jī)、化工過(guò)程、航天……）也包括交通服務(wù)等系統(tǒng)。本文簡(jiǎn)稱(chēng)為”網(wǎng)絡(luò)化控制”"網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)本身的控制與管理。信息與網(wǎng)絡(luò)成為控制的對(duì)象，而采用控制的手段來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)的要求。本文簡(jiǎn)稱(chēng)為“網(wǎng)絡(luò)的控制”。這也可以說(shuō)是從兩個(gè)視角來(lái)研究網(wǎng)絡(luò)控制。我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)控制的這兩個(gè)視角上都面臨機(jī)遇與挑戰(zhàn)，前者延伸了諸如數(shù)字控制。計(jì)算機(jī)控制等的概念，而后者則延伸了電機(jī)控制，機(jī)床控制等的概念。
2網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)化控制
網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)化控制有多種提法，如TelematicSys-terns，NetworkedSystems，NetworkedControlSystems(NCS)，IntegratedCommunicationandControlSystems(ICCS通信與控制系統(tǒng))等，其內(nèi)涵各有所側(cè)重，但有共同點(diǎn):是依靠網(wǎng)絡(luò)(主要是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò))組成的分布式系統(tǒng);具有資源共享、集成自動(dòng)化、協(xié)調(diào)下作等特點(diǎn)，從應(yīng)用角度可包括:網(wǎng)絡(luò)化控制、網(wǎng)絡(luò)化制造、電子政務(wù)、電子商務(wù)、數(shù)字家庭、大型電網(wǎng)、城市交通、軍事上的41SR指揮、控制、通信、計(jì)算機(jī)以及情報(bào)、監(jiān)視、偵察)等?？梢允窍聵I(yè)對(duì)象也可以是服務(wù)業(yè)或其他對(duì)象。
網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)一般是大范疇的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，從功能層次上可包括企業(yè)網(wǎng)的外聯(lián)網(wǎng)[xtranet，企業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)Intranet,控制網(wǎng)、傳感網(wǎng)等，從網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型上也可以說(shuō)包括因特網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信、以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與工業(yè)以太網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在控制領(lǐng)域的’泛且深入的應(yīng)用，必然引起網(wǎng)絡(luò)與控制交叉學(xué)科的發(fā)展，或者引起ThomasKahn在“TheStrutureofScientificRevolutions”中指出的在控制領(lǐng)域的范例轉(zhuǎn)移(ParadigmShift)或出現(xiàn)從連續(xù)時(shí)間控制理論到離散時(shí)間控制理論的發(fā)展。
網(wǎng)絡(luò)化控制與管理系統(tǒng)，可以不同程度地實(shí)現(xiàn)各層次自動(dòng)化系統(tǒng)的集成使企業(yè)在企業(yè)協(xié)作、資源共享、提高效率、增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力等方面得到好處;同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的引入必然帶來(lái)信息傳輸時(shí)延，延時(shí)的抖動(dòng)信息(數(shù)抓包)去失等問(wèn)題，也必將引發(fā)一此研究課題，包括:網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下復(fù)雜系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制;基于連續(xù)時(shí)間和基于事件控制理論(在網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中的)的應(yīng)用與發(fā)展;各種網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用系統(tǒng)的建模與分析;基于網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的分布控制;網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的信息女全，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，工業(yè)以太網(wǎng)，傳感器網(wǎng)絡(luò)等等，從某種意義說(shuō)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展必須定位于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，從網(wǎng)絡(luò)控制著手。
3網(wǎng)絡(luò)的控制與答理
網(wǎng)絡(luò)的控制，基于網(wǎng)絡(luò)的控制(Network一BasedControl)或網(wǎng)絡(luò)空間中的控制問(wèn)題是自接涉及到網(wǎng)絡(luò)木身的控制問(wèn)題，這里控制的對(duì)象是信息、數(shù)抓、網(wǎng)絡(luò)……。在自動(dòng)化科學(xué)發(fā)展的歷史中，自動(dòng)控制的對(duì)象是不斷發(fā)展變化的，這種發(fā)展體現(xiàn)了自動(dòng)化科學(xué)理論與實(shí)際相結(jié)合，學(xué)科交叉和與時(shí)俱進(jìn)的特性，從某種意義上說(shuō)控制論的著眼點(diǎn)是信息與控制或信息的控制而網(wǎng)絡(luò)的控制是信息的控制中的重要內(nèi)容。
網(wǎng)絡(luò)的控制或基于網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)在資源共享提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)集成自動(dòng)化和整體優(yōu)化以及和諧人機(jī)協(xié)調(diào)等方而都有優(yōu)勢(shì)或潛力;由于網(wǎng)上的傳輸時(shí)延，數(shù)抓包去失，以及用戶(hù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的不同需求等，引出了網(wǎng)絡(luò)的控制中一系列研究課題。涉及相關(guān)的協(xié)議，系統(tǒng)的控制策略，穩(wěn)定性、魯棒性、算法的收斂性以及控制系統(tǒng)產(chǎn)品化等問(wèn)題。
以復(fù)雜媒體網(wǎng)絡(luò)的控制為例，復(fù)雜媒體可視為一個(gè)廣義的系統(tǒng)，其所究?jī)?nèi)容包括信息結(jié)構(gòu)、復(fù)雜媒體的管理.、服務(wù)質(zhì)量(QOS)控制，流量控制等。例如，在流媒體系統(tǒng)中，可以利用自適應(yīng)等控制策略使用戶(hù)在不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境卜享受到盡可能好的QoS保證。
1999年，木尼迪克特(Bendidt)提出了“網(wǎng)絡(luò)空間”（Cyberspace)的概念，稱(chēng)這種“由計(jì)算機(jī)支持，由計(jì)算機(jī)進(jìn)入和由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的全球網(wǎng)絡(luò)化，是多維度的，人造或‘慮擬’的真實(shí)。它是真實(shí)的，每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都是一個(gè)窗口;它是慮擬的，所看到的或所聽(tīng)到的既不是物質(zhì)也不是物質(zhì)的表現(xiàn)，相反它們都是純粹的數(shù)抓或信息組成的”?？梢哉f(shuō)，它是介于慮擬和現(xiàn)實(shí)之間的特殊空間，即“網(wǎng)絡(luò)空間”，由此而可能發(fā)展網(wǎng)絡(luò)科學(xué)。網(wǎng)絡(luò)空間有許多控制和答理問(wèn)題，有人稱(chēng)之為“慮擬控制”或網(wǎng)絡(luò)的控制。近年來(lái)，關(guān)于下一代互聯(lián)網(wǎng)、智能網(wǎng)、網(wǎng)格等的討論也較多，網(wǎng)格（Grid)一般認(rèn)為是繼傳統(tǒng)因特網(wǎng)、Web之后的第三代因特網(wǎng)其主旨是實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上所有資源的全而連通，在氣象、能源、教育以及企業(yè)信息化中都有廣’泛應(yīng)用。美國(guó)《福布斯特》雜志預(yù)期網(wǎng)格技術(shù)到2020年將產(chǎn)生年產(chǎn)伯20萬(wàn)億美元的大下業(yè)。在網(wǎng)格中分布資源管理與控制、資源共享、網(wǎng)格監(jiān)控以及系統(tǒng)女全等方而的研究都是受人關(guān)汁的四。有人建議，在網(wǎng)格的體系上要體現(xiàn)服務(wù)第一，協(xié)議第一的觀念。另外，在下一代網(wǎng)關(guān)中，可能會(huì)將大部分控制功能(呼叫控制、接入控制、資源控制、服務(wù)質(zhì)量控制等)統(tǒng)一交由一個(gè)控制層來(lái)完成?？梢?jiàn)，網(wǎng)絡(luò)的控制及管理.是日益受到重視，控制的一此基本概念，控制策略和控制理論不能簡(jiǎn)的一地搬用到網(wǎng)絡(luò)的控制中，但應(yīng)可以在網(wǎng)絡(luò)的控制中得到發(fā)展。
以網(wǎng)絡(luò)為控制對(duì)象的網(wǎng)絡(luò)控制所要解決的主要是用戶(hù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)各種服務(wù)質(zhì)量:需求與網(wǎng)絡(luò)資源間的矛盾與協(xié)調(diào)。從信息傳送結(jié)構(gòu)上講，可以在核心網(wǎng)上增強(qiáng)控制功能;也可以在邊緣網(wǎng)上引入系統(tǒng)與控制的方法。在這此系統(tǒng)建模與分析中，多會(huì)遇到系統(tǒng)規(guī)模大、異構(gòu)件、時(shí)變性、人機(jī)協(xié)調(diào)、隨機(jī)性等問(wèn)題、在已見(jiàn)的一此研究成果中，排隊(duì)論、小波分析、自適應(yīng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、混雜系統(tǒng)等理論與方法都有應(yīng)用。在因特網(wǎng)或非實(shí)時(shí)局域網(wǎng)的控制系統(tǒng)中，離散控制時(shí)間的確定性或定常性已不存在，要發(fā)展網(wǎng)絡(luò)控制理論或改造經(jīng)典的方法或按離散事件動(dòng)力學(xué)考慮新途徑，學(xué)科交叉研究勢(shì)在必行。
4對(duì)下控機(jī)系統(tǒng)及專(zhuān)委會(huì)工作的一此思考
二十年前，在個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)技術(shù)成熱并大舉進(jìn)入市場(chǎng)之際，我們成立了工業(yè)控制計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)，在學(xué)術(shù)交流、產(chǎn)品研發(fā)等方面做了許多工作，得到了廣泛的認(rèn)可。當(dāng)前，信息網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展，而對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制等的機(jī)遇，工控機(jī)系統(tǒng)的研發(fā)人員應(yīng)多交流討論。各種工控機(jī)系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)、工業(yè)以太網(wǎng)，分布控制系統(tǒng)，傳感器仍是工業(yè)自動(dòng)化與下控機(jī)的主要課題，而網(wǎng)絡(luò)控制的機(jī)遇與挑戰(zhàn)也是專(zhuān)委會(huì)需認(rèn)真思考的:
1)當(dāng)前，我國(guó)在網(wǎng)絡(luò)化控制(網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)化制造……)方面的研究與產(chǎn)品研發(fā)已有一此成果，尚待深入與普及;而在網(wǎng)絡(luò)的控制方而的研究下作剛剛開(kāi)始。我們可能需要在理論探索、技術(shù)研究以及協(xié)議（標(biāo)準(zhǔn))制定、產(chǎn)品研發(fā)等層面上挑戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)控制的機(jī)遇。
2)需要面對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制的挑戰(zhàn)，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制等學(xué)術(shù)交叉性的研討，可與兄弟專(zhuān)委會(huì)聯(lián)合組織。計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制等不同專(zhuān)業(yè)背景的人員在從事網(wǎng)絡(luò)控制這類(lèi)學(xué)科交叉研究中，往往有不同的思路、視角、方法或切入點(diǎn)，其成果也各有特色。多交流互補(bǔ)是大有益處的。