發布時間：2023-03-06 16:00:56
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的自動化控制論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
1.1軟件規劃。軟件規劃是指程序開發的前期準備工作，即對系統動作和功能的整體把握，確定好這一切后就可以交由程序開發去實現。在規劃階段，首先需要根據硬件的實際配線情況，去規劃PLC（可編程邏輯控制器）程序元件的連接方案。其次，根據系統動作順序去對PLC程序進行相應規劃。此外，還需要注意對使用界面進行人性化的設計，其界面好壞會直接決定實際操作時的效率高低。進行軟件規劃時，不要忽略了使用者界面的規劃設計。自動化系統的設計要兼顧全自動功能和手動功能，手動功能需要考慮到使用者的具體需求。因此，以上提到的諸多方面都要納入規劃中，以操作簡單、功能實用為基本原則，對軟件進行人性化方向的開發。
1.2PLC程序配置。PLC程序進行設計時可以采用WinProLadder階梯圖語言進行程序編寫。其程序設計涉及兩個部分：1.系統動作順序；2.系統功能；進行系統開發時，要兼顧機器的動作順序和使用者的自定義操作。若用實際情況形容就是，比如報警器的響應時間，實驗人員如果想將之延長幾秒，需要對時間參數進行設定。相應的階梯圖程序則需要對記憶置進行重新配置以存儲以上參數，再通過系統將參數輸出到外端的機器上。由此得出結論，暫存器的配置與編號都需要進行正確的配置，以便與使用者界面完美配合，操作時不發生偏差。
1.3使用者界面（HMI）設計。隨著智能化觸摸屏幕的應用，使用者界面的操作更加方便可靠。使用者通過對顯示屏上的圖形進行觸碰式操作，進行程序代碼參數的修改和操作。為了方便理解和操作，使用者的界面以圖形的大量使用，取代了傳統的按鈕式操作。使用者界面涉及如下三方面的發開：（1）系統規劃。（2）操作界面的布局和設計。（3）系統通訊功能
2自動控制技術在工業領域的具體應用
2.1化工領域。電子自動控制技術在化工領域的應用體現在與工藝設備的充分結合，具體可參見應用范圍最廣的可編程控制系統?；瘜W反應爐的溫度控制一直是行業里的一個難題。傳統的手工操作難度非常大，爐溫的頻繁波動不利于工作人員的實時掌握與及時有效的操作，惡劣的化學環境也使工作人員的健康無法保證?？删幊滔到y的出現為其打通了一個突破口，機器本身的特性不像人一樣受到惡劣環境的影響，精細測量儀器的應用使得爐溫能得到及時有效的控制，使得整個工藝流程能夠正常進行。擠出吹塑成型機與可編程系統的結合是自控技術在化學行業的另一應用。二者的結合使得熔料的化學作業過程加快，提高了儀器的工作效率。
2.2電力系統。電力系統的自動化控制技術普及是我國電力行業發展的一大趨勢。自動控制技術的應用在電力行業方面有兩個分支：電力調度和電力營銷。電力調度的目標是降低成本并保證系統運行的同時提供給用戶以合適的電能。傳統方式要進行數據的大規模采集和分析，時效性難以保證，萬一發生事故，其危害往往難以挽回。因此，我國電力行業把自動控制技術與電力調度系統相結合，通過計算機進行大量數據的自動化收集，實時掌握，實時處理，特殊情況篩選后進行自動上報，利于全局指揮。電力營銷與自動控制技術的結合，可以改善電力系統的運行條件，便于管理，既緩解了電力人員的工作壓力，也預防了事故的突發。
3結束語
PROFIUS-DP現場總線具有多種組態方式，即可以構成單主站系統又可以組成多主站系統。每個基于PROFIBUS-DP現場總線的控制系統可包括以下三種不同類型設備。
PROFIBUS-DP組態非常的靈活，在一條總線中，既可以有一個主站，也可以有多個主站，根據在總線中的功能不同，總線中的設備可以分為三類。一類總線主站（DPM1），DPM1是整個總線通信的控制器，在本案例中，PLC-300作為一類總線主站；除了一類主站，還有二類主站（DPM2），二類主站一般運行組態軟件，屬于操作設備，在PROFIBUS-DP中，一般采用工控機作為DPM2，通過工控機提供的人機界面，用戶可以設置、監測整個系統的運行；在PROFIBUS-DP現場總線中，數量眾多的是DP從站，這些設備一方面可以將自身采集的數據發送到主站，另一方面也可以從主站接收信息以完成相應的控制，在本案例的無縫鋼管生產線種類和數量都很多，主要有直流驅動器、S7-200PLC以及遠程I/O設備等。
二、某公司無縫熱軋鋼管自動控制系統的構成
2.1無縫鋼管自動化生產控制系統組成整個無縫鋼管自動化生產線上的設備由一條PROFIBUS-DP現場總線相連，所有連接該總線的設備都需要有PROFIBUS-DP總線電氣相兼容的通信接口，具有這樣通信接口的設備分散在整個生產車間，在無縫鋼管自動化生產線上的傳感器、控制儀表以及電動機控制設備所需接收和發送的信息量較少，但為了達到對整個現場設備的精準控制，在生產時，對通信的實時性要求較高。
從無縫鋼管自動化生產控制系統圖可以看出，整條總線的控制由一臺S7-300PLC完成，S7-300PLC作為整條PROFIBUS-DP現場總線控制中心，是總線中的DPM1，在運行中，S7-300PLC以一定格式的報文形式與總線中的眾多從設備交換信息。工控機是PROFIBUS-DP現場總線中的二類主站（DPM1），通過配備專門的PROFIBUS-DP總線適配卡與總線相連，工控機上運行WINCC過程監視軟件，該軟件具有良好的開放性和靈活性，完全能夠勝任整個無縫鋼管生產線上各設備的監控和參數設置。無縫鋼管生產線上的設備種類很多，根據不同種類設備的特點，采取了不同的方式接入到總線，其中一些簡單的I/O設備，通過接入西門子ET200與總線相連，這類設備數量眾多，主要分布在矯直機組區、軋輥機區、穿孔機組區以及加熱爐區；各種主傳動電機通過西門子的全數字直流調速裝置6RA70與總線相連；軋輥的位置控制則由S7-200PLC完成，S7-200PLC通過擴展模塊EM277與PROFIBUS-DP總線相連。
2.2上位機軟件功能借助工控機上的WINCC過程監視軟件實現整個系統的組態以及對整個系統的監控，上位機軟件主要實現如下功能：
（1）對生產線的監控：在組態成功后，工控機能夠實時獲取到整個系統的運行參數，借助這些從系統中獲取的數據就可以很容易完成各種可視化的實時模擬界面，通過這些可視化的模擬界面，管理人員就可以很容易知道整個系統的運行情況。由于需要監控的設備眾多，為了能夠更清晰了解各區生產的細節，制作了多個實時界面，例如為了監控穿孔輥的位置以及設置相關的參數，制作一個專門操作界面，借助該界面，用戶可以看到無縫鋼管生產線穿孔的生產過程，在出現問題時，用戶也可以借助界面上的按鈕操作完成急停等操作。
（2）異常報警記錄：整條無縫鋼管生產線大部分時間都能正常平穩運行，對于偶爾出現的故障，上位機軟件具有報警顯示、記錄功能。操作工作人員可以及時發現問題，并做出相應的處理，所有的報警都會有記錄，用戶可以借助查詢，很容易發現某個設備在某段時間出現的故障信息。
1.1系統結構
多級水泵房自動化排水控制系統結構如圖I所不。該系統采用三層網絡結構，即信息層、控制層、設備層川。信息層由監控計算機、Web服務器、防火墻、客戶端等組成?？刂茖佑擅總€水泵房的PLC控制系統、觸摸屏、環網交換機等設備組成，通過光纖工業環網進行通信。設備層由水泵開關柜、電動閘閥、電動球閥、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系統主要功能
多級水泵房自動化排水控制系統用于對8個水泵房的水泵及27臺多級離心泵進行自動化控制，系統主要包括以下功能。
(1)采集數據。系統口1一采集水倉水位，出日壓力，電動機電壓、電流、功率，水泵溫度，電動機運行狀態，故障狀態，閘閥位置信號，管道液位等數據。
(2)提高水泵效能。系統自動記錄并累計水泵運行時間等參數，按一定規律自動啟停水泵，使各水泵及其管路的使用率均勻分布。當水泵在啟動或運行過程中出現故障時，系統自動停止故障水泵并投人備用水泵排水，實現水泵自動輪值工作，防止備用水泵長期不用造成損耗。系統還口1根據管路效率、水泵效率、電動機效率、排水系統效率等參數，實現排水系統在效率最高狀態下排水。
(3)避峰填谷。系統根據水倉水位以及谷段、峰段供電電價時間段等因索，建立數學模型，根據水位和用電負荷，在用電低峰和電價在谷段時開啟水泵，用電高峰和電價在峰段時停止水泵運行，以達到避峰填谷及節能的目的。水倉水位在超高水位時，自動開啟水泵，防止水倉溢水。
(4)保護及故障報警。當系統發生故障或傳感器監測點報警時，系統自動作出相應的停機處理。監控計算機上發出相應的文字及語音報警信號，并在啟停水泵的水位段發出預警信號，在低段、高段水位分段報警。系統還口1一自動顯不、記錄或打印故障性質、故障地點及故障發生時間。
(5)曲線報表及動態圖形顯不。系統口1一自動生成電量統計、故障記錄、操作記錄、運行記錄報表及水位曲線、溫度曲線、壓力曲線，并口1一通過圖形動態顯不水泵運行狀態，顯不水倉水位、水泵溫度及電動機電流、電壓、功率等參數。
(6)系統有無人值守、遠程自動、手動檢修、井下自動(一鍵啟停))2種工作模式。
(7)每臺水泵口1設置運行、備用、檢修3種工作方式Al一直接通過監控計算機進行設定。
(8)系統為八級泵房接力式排水，相鄰上下級水泵房之間存在聯動關系。系統在無人值守模式下口1根據上下級水泵房水倉水位及開泵臺數自動決定本水泵房開停水泵臺數。
(9)系統通過Web服務器將監控imp面到局域網，用戶在客戶端登錄后口1一對系統進行遠程監控。
2系統關鍵問題及解決方案
2.1水泵引水方式
煤礦水泵房大多采用多級離心泵進行排水，大多數情況下水倉水位低于離心泵軸，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，但多級水泵房進行接力式排水，上下級水泵房之間的落差較小，無法提供快速的噴射水流，如果從地面引高壓水進行射流，則實施難度大，投資成本高;也可通過真空泵抽真空，該方式首先需要運行真空泵，將泵體內的空氣排出，待負壓滿足要求后再開啟水泵，另外需要安裝檢測設備，投資較大，控制節點多，加大了系統維護量，同時易導致系統不穩定。本系統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水。當水泵啟動時，泵殼內的水被甩出，引水罐內的水及時補充到泵殼內，使引水罐內出現負壓狀態。水倉內的水在大氣壓力作用下，通過吸水管流進引水罐及泵殼內，在離心力作用下完成排水。引水罐在某些情況下會出現水位降低情況，無法滿足開泵引水的要求。鑒此，設計了引水罐自動補水功能，在電動閘閥和引水罐罐體之間安裝補水電動球閥，在引水罐側面安裝管道液位計，實時檢測罐體內的液位高度。開泵前，系統首先檢測罐體內水位是否達到開泵水位要求，如果末達到則自動開啟補水電動球閥，罐體內的水充滿后，自動關閉補水電動球閥，進人自動開泵流程。實踐證明，采用引水罐的水泵引水方式較傳統的注水和抽真空方式具有更高的穩定性和口1靠性。
2.2多級聯動功能
上下級水泵房之間每臺水泵的開停具有復雜的聯動關系。在無人值守模式下，系統需要根據每個水倉的水位變化及開泵數量實現水泵聯動開停。在西門子S"I}FP7編程軟件硬件組態NetPr沙幾’中配置本地PLC與上下級PLC的通信協議及地址，在()1335中調用FC5,FC6模塊實現相鄰2個水泵房PLC之間數據(包括水泵運行狀態、水位高低標志、水倉水位等)的發送及接收。多級聯動程序流程如圖3所不，無人值守模式程序流程如圖生所不。
3結語
關鍵詞：機械制造數控技術
引言
在機械制造業中，數控加工技術已經越來越受到重視。隨著計算機技術為主流的現代科技技術發展和市場產品競爭的加劇，傳統的機械制造技術很難滿足現代產品多樣化的發展和日新月異的換代速度。面對多品種小批量生產比重的加大，產品交貨質量和成本要求的提高，要求現代的制造技術具有很高的柔性。如何能增強機械制造業對外界因素的適應能力以及產品適應市場的變化能力，就需要我們能利用現代數控技術的靈活性，最大限度的應用于機械制造行業。將機械設備的功能、效率、可靠性和產品質量提高到一個新的水平，從而滿足現代市場的競爭需求。
一、技術特點
數控技術是用數字信息對機械加工和運動過程進行控制的技術。它是集傳統的機械制造技術、計算機技術、傳感檢測技術、網絡通信技術、光機電技術于一體的現代制造業基礎技術，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點。
目前是采用計算機控制，預先編程然后利用控制程序實現對設備的控制功能。由于計算機軟件的輔助功能替代了早期使用純硬件電路組成的數控裝置，使得輸入數據的存儲、處理、判斷、運算等功能均由現場可編輯的軟件來完成，這樣極大的增強了機械制造的靈活性，提高設備的工作效率。
二、機械制造中數控技術的應用
2.1工業生產工業機器人和傳統的數控系統一樣是由控制單元、驅動單元和執行機構組成的。主要運用機器設備的生產線上，或者運用于復雜惡劣的勞動環境下下，完成人類難以完成的工作，很大程度上改善了勞動條件，保證了生產質量和人身安全。
在實際操作中，控制單元是由計算機系統組成，指揮機器人按照寫入內核的程序向驅動單元發出指令，完成預想的操作，同時同步檢測執行動作，一旦出現錯誤或發生故障，由傳感系統和檢測系統反饋到控制單元，發出報警信號和相應的保護動作。而執行機構是由伺服系統和機械構件組成。有動力部分向執行機構提供動力，使執行機構在驅動元件的作用下完成規定操作。
2.2煤礦機械現代采煤機開發速度快、品種多，都是小批量的生產，各種機殼的毛坯制造越來越多地采用焊件，傳統機械加工難以實現單件的下料問題，而使用數控氣割，代替了過去流行的仿型法，使用龍骨板程序對采煤機葉片、滾筒等下料，從而優化套料的選用方案。使其發揮了切割速度快、質量可靠的優勢，一些零件的焊接坡口可直接割出，這樣大大提高了生產效率。同時，數控氣割機裝有自動可調的切縫補償裝置。它允許對構件的實際輪廓進行程序控制，好比數控機床上對銑刀的半徑補償一樣。這樣可以通過調節切縫的補償值來精確的控制毛坯件的加工余量。
2.3汽車工業汽車工業近20年來發展尤為迅猛，在快速發展的過程中，汽車零部件的加工技術也在快速發展，數控技術的出現，更加快了復雜零部件快速制造的實現過程。
將高速加工中心和其它高速數控機床組成的高速柔性生產線集“高柔性”與“高效率”于一體，既可滿足產品不斷更新換代的要求，做到一次投資，長期受益，又有接近于組合機床剛性自動線的生產效率，從而打破汽車生產中有關“經濟規模”的傳統觀念，實現了多品種、中小批量的高效生產。數控加工技術中的快速成形制造技術在復雜的零部件加工制造中可以很輕易方便的實現，不僅如此，數控技術中的虛擬制造技術、柔性制造技術、集成制造技術等等，在汽車制造工業中都得到了廣泛深入的應用。21世紀的汽車加工制造業已經離不開數控加工技術的應用了。
2.4機床設備機械設備是機械制造中的重中之重，面對現代機械制造業的需求，具備了控制能力的機床設備是現代機電一體化產品的重要組成部分。計算機數控技術為機械制造業提供了良好的機床控制能力，即把計算機控制裝置運用到機床上，也就是用數控技術對機床的加工實施控制，這樣的機床就是數控機床。它是以代碼實現機床控制的機電一體化產品，它把刀具和工件之間的相對位置、主軸變速、刀具的選擇、冷卻泵的起停等各種操作和順序動作數字碼記錄在控制介質上，從而發出控制指令來控制機床的伺服系統或其他執行元件，使機床自動加工出所需零件。
三、數控技術的發展
從第一臺數控機床開發成功到現在已有50多年的歷史，由傳統的封閉式數控系統發展到現今的開放式PC數控系統。傳統的計算機數控系統，由于采用封閉的體系結構，它的通用性、軟件移植性、功能擴展和維修都比較困難；開放式體系結構的計算機數控系統的發展，使傳統的計算機數控系統的市場正在受到挑戰。開放式計算機數控系統，采用軟件模塊化的體系結構，顯示了優良的性能，能適應各種計算機的軟件平臺，具有統一風格的用戶交互環境，操作、維護、更新換代和軟件開發都比較方便，具有較高的性能價格比，已成為數控系統發展的方向。
四、結束語
機械制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志，也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期，制造技術是我們的薄弱環節。PC機進入數控領域，極大的促進了數控技術的發展，也為我國在數控生產領域趕超發達國家提供了機遇。跟上發展先進數控制造技術的世界潮流，將其放在戰略優先地位，并以足夠的力度予以實施，盡快縮小與發達國家的差距，在激烈的市場競爭中立于不敗之地。同時，數控加工技術的發展孕育產生大量的數控專業技術人才，進而推動我國現代機械制造業進一步走向繁榮。
參考文獻：
馬巖.中國木材工業數控化的普及[J].木材工業.2006(02).
陳光明.基于數控加工的工藝設計原則及方法研究[J].制造業自動化.2005(09).
關鍵詞：人工智能;電氣;自動化
人工智能是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法 技術及應用系統的一門新的技術科學。人工智能是計算機科學的一個分支 它企圖了解智能的實質，并生產出一種新的能以人類智能相似的方式作出反應的智能機器．該領域的研究包括機器人．語言識別、圖像識別 自然語言處理和專家系統等。電氣自動化是研究與電氣工程有關的系統運行、自動控制，電力電子技術、信息處理、試驗分析 研制開發以及電子與計算機應用等領域的一門學科。實現機械的自動化，讓機械部份脫離人類的直接控制和操作自動實現某些過程是電氣自動化和人工智能研究的交匯點。積極運用人工智能的新成果無疑有利于電氣自動化學科特別是自動控制領域的發展．也有利于提高電氣設各運行的智能化水平．對改造電氣設備系統，增強控制系統穩定性．加快生產效率都有重大意義。
1、人工智能應用理論分析
人工智能(Artificial Intelligence)，英文縮寫為AI。它是研究、開發用于模擬，延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。人工智能是計算機科學的一個分支，它企圖了解智能的實質．并生產出一種新的能以人類智能相似的方式作出反應的智能機器 該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別 自然語言處理和專家系統等。自從1956年“人工智能 一詞在Dartmouth學會上提出以后，人工智能研究飛速發展，成為以計算機為主．涉及信息論．控制論， 自動化、仿生學、生物學、心理學、數理邏輯、語言學、醫學和哲學的一門學科。人工智能研究的一個主要目標是使機器能夠勝任一些通常需要人類智能才能完成的復雜的工作。
當今社會，計算機技術已經滲透到生產生活的方方面面．計算機編程技術的日新月異催生自動化生產，運輸 傳播的快速發展。人腦是最精密的機器，編程也不過是簡單的模仿人腦的收集、分析、交換、處理、回饋．所以模仿模擬人腦的機能將是實現自動化的主要途徑。電氣自動化控制是增強生產．流通、交換、分配等關鍵一環．實現自動化，就等于減少了人力資本投入，并提高了運作的效率。
2、人工智能控制器的優勢
不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去討論。但Al控制器例如：神經、模糊、模糊神經以及遺傳算法都可看成一類非線性函數近似器。這樣的分類就能得到較好的總體理解．也有利于控制策略的統一開發。這些Al函數近似器比常規的函數估計器具有更多的優勢．這些優勢如下：
(1)它們的設計不需要控制對象的模型(在許多場合，很難得到實際控制對象的精確動態方程，實際控制對象的模型在控制器設計時往往有很多不確實性因素，例如：參數變化，非線性時，往往不知道)。
(2)通過適當調整(根據響應時間 下降時間、魯棒性能等)它們能提高性能。例如模糊邏輯控制器的上升時間比最優PID控制器快1.5倍 ，下降時間快3.5倍， 過沖更小。
(3)它們比古典控制器的調節容易。
(4)在沒有必須專家知識時．通過響應數據也能設計它們。
(5)運用語言和響應信息可能設計它們。
總而言之，當采用自適應模糊神經控制器、規則庫和隸屬函數在模糊化和反模糊化過程中能夠自動地實時確定。有很多方法來實現這個過程，但主要的目標是使用系統技術實現穩定的解，并且找到最簡單的拓樸結構配置．自學習迅速，收斂快速。
3、人工智能的應用現狀
隨著人工智能技術的發展，許多高等院校及科研機構就人工智能在電氣設備的應用方面展開了研究工作，如將人工智能用于電氣產品優化設計，故障預測及診斷、控制與保護等領域。
3.1 優化設計
電氣設備的設計是一項復雜的工作 它不僅要應用電路、電磁場、電機電器等學科的知識，還要大量運用設計中的經驗性知識。傳統的產品設計是采用簡單的實驗手段和根據經驗用手工的方式進行的．因此很難獲得最優方案。隨著計算機技術的發展，電氣產品的設計從手工逐漸轉向計算機輔助設計(CAD)，大大縮短了產品開發周期。人工智能的引進．使傳統的CAD技術如虎添翼．產品設計的效率及質量得到全面提高。用于優化設計的人工智能技術主要有遺傳算法和專家系統。遺傳算法是一種比較先進的優化算法，非常適合于產品優化設計。因此電氣產品人工智能優化設計大部分采用此種方法或其改進方法。
3.2 故障診斷
電氣設備的故障與其征兆之間的關系錯綜復雜，具有不確定性及非線性．用人工智能方法恰好能發揮其優勢。已用于電氣設備故障診斷的人工智能技術有：模糊邏輯、專家系統、神經網絡。
變壓器由于在電力系統中的特殊地位而備受關注，有關方面的研究論文較多。目前對變壓器進行故障診斷最常用的方法是對變壓器油中分解的氣體進行分析．從而判斷變壓器的故障程度。人工智能故障診斷技術在發電機及電動機方面的研究工作也較為活躍。
3.3 智能控制
人工智能控制技術在自動控制領域的研究與應用已廣泛展開．但在電氣設備控制領域所見報道不多?？捎糜诳刂频娜斯ぶ悄芊椒ㄖ饕?種：模糊控制、神經網絡控制、專家系統控制。由于模糊控制是其中最為簡單、最具實際意義的方法．因而它的應用實例最多。
