CPAC控制系统设计论文[共五篇]

第一篇：CPAC控制系统设计论文

1系统架构

ＣＰＡＣ和其中一个客户端构成的银行自动化存取控制系统总体结构。控制系统由上位机和下位机两部分组成。上位机是计算机系统，包含控制中心计算机、客服端计算机及打印机、磁卡阅读器与密码键盘等配套设备；下位机是ＣＰＡＣ、端子板及存取机械手与取箱口所用的６个伺服电机及驱动器。由于ＣＰＡＣ只能控制８个伺服电机，控制存取机械手与取箱口１已经占用了６个接口，而一个取箱口远远不能满足客户的需求。当取箱口数量超过一个后，用ＰＬＣ控制其余出箱口，ＰＬＣ与ＣＰＡＣ之间通过ＲＳ４８５总线通讯，由ＣＰＡＣ作为主控制器协调ＰＬＣ实现存取保管箱操作。整个系统工作在由交换机组建的星形局域网中，各部分之间基于ＴＣＰ／ＩＰ协议进行通讯。

2控制系统设计

2.1控制过程安全机制

2.1.1限位

为避免因软件错误或硬件故障导致的执行机构上的运行失控，保护硬件设备与操作人员的安全，在存取机械手与取箱口的每个控制轴上除了在导轨的两端安装有硬件限位块外，还必须使用限位开关来限制各轴的运动范围。软限位与硬限位配合使用，可以有效地防止运动部件跑出导轨。

2.1.2报警

当检测到驱动器报警信号以后，ＣＰＡＣ将关闭该轴的伺服使能，急停该轴的伺服电机，同时该轴报警触发标志位置。程序中检测到报警触发标志位以后，将故障状态报告控制中心，同时点亮报警灯并开启蜂鸣器，等待人工处理。

2.2运行速度的规划

在本控制系统中，ＣＰＡＣ工作采用点位运动模式。在运动控制中，梯形速度曲线以耗能低、速度快、容易实现等优点成为常用的速度控制曲线。其速度与加速度的变化曲线如图３所示。然而由于梯形速度曲线采用线性加速方式，其对应的加速度曲线不连续，因此存在柔性冲击，导致执行机构在运动过程中的平稳性能差。为了既获得平滑的加速度，又不失去梯形速度曲线的优势，将梯形速度曲线加以改进得到Ｓ型速度曲线。Ｓ型速度曲线的运动过程由加加速段、匀加速段、减加速段、匀速段、加减速段、匀减速段、减减速段组成。本控制系统采用该速度曲线作为存取机械手各轴的速度控制曲线，避免了柔性冲击因素。Ｓ型速度曲线由ＣＰＡＣ通过设置各轴运动参数中的平滑时间来实现。

2.3控制系统作业方式

在银行保管箱自动存取系统中，存取机械手执行任务时可以选择单一作业方式或复合作业方式。单一作业方式是：存取机械手从原点位置出发运行到任务指定的保管箱位置，将保管箱取出并送到取箱口，客户操作完成后从取箱口处把保管箱送回箱架，然后返回原点位置。复合作业方式是：存取机械手接收到一批存／取保管箱任务后，从原点位置出发运行到第一个任务指定的保管箱位置，将保管箱取出并送到取箱口，客户操作完成后从取箱口处把保管箱送回箱架，之后存取机械手不返回原点，而是直接执行下一个任务，不断循环直到完成所有任务。

2.4ＣＰＡＣ运动控制

ＣＰＡＣ的运动控制部分是整个软件系统设计的核心部分。ＣＰＡＣ运动控制软件主要由系统初始化模块、用户界面模块、运动控制模块、数据读写模块和网络通信模块组成。运动控制程序首先调用系统初始化模块，然后检查有无故障，如果系统运行正常，则通过网络连接控制中心，查询ＣＰＡＣ的控制方式，如果为手动模式，则进入手动模式运动控制子程序，否则进入自动模式运动控制子程序。用户界面模块为客户提供登录界面、图形化的存／取保管箱命令，并显示系统执行结果。运动控制模块通过在ＯｔｏＳｔｕｄｉｏ软件中调用ＣＰＡＣ运动控制库ＧＵＣ－Ｘ００－ＴＰＸ．ｌｉｂ中的运动控制函数执行以下功能：设置伺服电机的速度、加速度、移动距离（脉冲数）；读取光电开关对应的数字输入口获取光电开关的触发状态；往数字输出口写“１”、“０”来打开、关闭电磁开关。通过控制存取机械手、取箱口的执行机构、拉板以及拉勾的动作，实现保管箱的自动存取操作。数据读写模块通过ＲＳ４８５总线控制激光条形码阅读器，读取条形码扫描结果。网络通信模块使ＣＰＡＣ通过以太连接控制中心，接收控制中心的命令与保管箱在箱架中的位置数据，并返回运行结果与报警信息。

3结束语

基于ＣＰＡＣ设计的银行全自动保管箱控制系统，实现了保管箱的自动存取与信息化管理，降低了银行的管理与维护成本，为客户提供了使用方便的保管箱业务，具有广阔的应用前景。

第二篇：润滑油站控制系统设计论文

PLC（ProgrammableLogicController）可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。它已广泛应用于工业控制，通过用户存储的应用程序来控制生产过程，具有强大的优点。也为工业自动化提供近乎完美的现代化自动控制装置。随着技术的快速发展，PLC技术的应用越来越广泛，如合理应用PLC技术，是现代工业控制正在努力发展的方向之一。作为4747m3高炉重要配套设施的240t/h锅炉，其给水泵是关系到锅炉系统安全稳定运行的关键。240t/h锅炉的给水泵系统由两台给水泵组成，由一台启动给水泵为主，另一台给水泵作为备用或辅助。这样的给水泵配置有利于给水泵主机系统出现故障或不能满足锅炉运行需求时，启动备用给水泵系统补充不足，避免由于给水泵故障造成的锅炉停炉。而稀油润滑站为锅炉给水泵的运行提供润滑用油，以保证给水泵的顺利运行，进一步保障了锅炉的安全运行。作为给水泵运行的重要条件，稀油润滑站的正常运转是整个锅炉系统安全稳定运行的根本。240t/h锅炉自202_年投运以来，因润滑油站故障先后造成4#给水泵轴瓦和电机、1#给水泵轴瓦烧毁，严重影响生产稳定，造成了巨大的经济损失。出于以上原因，为保证锅炉系统的正常运行，对稀油润滑站的控制方式进行改造十分必要。

1原设计方案程序及存在的问题

根据系统原设计方案，每台给水泵各配有一个独立的稀油润滑站，每个润滑油站各有两台润滑油泵。而远程控制时，一个启动命令控制两台泵的启停。两台油泵共用一个备妥信号，油泵启动后若备妥信号消失，则会造成停泵，且备用泵无法远程启动。润滑油压只有一个测压点，在联锁状态，当油压低于设定值时，由电气系统进行判断后，备用泵自动启动，油压高于设定值时，备用泵自动停止。若油泵启动后，油压依然低于设定值，水泵停止。两个润滑油泵的互备在电器柜上实现。控制箱在汽轮机0m平台，操作室在8m的平台。这种方案存在以下问题：①两台油泵只有一个启停，备妥以及压力低信号，反映出的信息较为笼统，不够直观，水泵出现故障时，不能够及时清楚的判断是哪台油泵的问题，不利于油泵的检修。②油压检测只反馈一个压力低信号，发生误报的可能性较大，结果可能会不准确。③操作室在16m平台，控制箱在0m平台，距离较远，出现紧急情况时，不方便操作人员进行应急操作。

2油泵控制改造原则

鉴于以上问题，对水泵稀油润滑站控制方式进行改造，应遵守以下原则：①在操作室能实时监控油泵的运行情况，并能在就地操作箱和操作室共同控制油泵的启停。②增强连锁条件的准确性。③在满足连锁条件时能快速准确的启动备用设备，从而不影响给水泵的正常运行。为满足上述油泵控制的改造原则，引入施耐德PLC自动控制体统，用PLC程序来控制油泵的启停和连锁，真正做到高度的精准控制。针对改造原则和PLC的引入，做到以下几点：①增加一个启停控制信号，使两台润滑油泵各具有一个启停控制信号。增加一个备妥信号，使两台润滑油泵各有一个备妥信号，备妥信号等同于集中信号参与控制。②两台油泵的电源准备好的信号由原来的在电器盘上变为上传到PLC，方便操作人员在上位机观察，及时发现问题。③在润滑油泵出口油压力只有一个测压点的基础上再增加为三个压力开关，并调整至给水泵正常工作所需的润滑油油压力值，在润滑油压力低时压力开关动作。④在运行中如果有至少两个压力开关动作，且油泵处于联锁状态时，自动启用备用泵，以保证水泵的润滑系统正常工作。⑤所有联锁控制全部由下位机程序判断，全部由上位机集中控制，现场操作箱只有启停功能和就地集中切换开关。

3油泵控制的改造过程

根据以上设想，进行以下工作：①在稀油润滑站出口总油管上加装3个压力开关，在润滑油压力低于给水泵正常工作所需要的压力值，在油压低于此值时，压力快关吸合，并接线将此信号传送至PLC控制系统。②从油泵的电源柜中取两台油泵的电源准备好信号，运行和停止信号，接线进入PLC控制系统。③在操作站上位机的画面上增加集中，电源准备好，开泵，停泵，连锁投入，压力低等按钮和指示灯。④对下位机程序进行修改，使其具有以下功能：两台泵都处于自动状态，主泵集中信号到，电源准备好，键盘开启动，则主泵启动，而后自锁，主泵运行。当主泵意外停止（非手动停止）时，另外一个泵自动启动。当检测润滑油压力的三个压力开关信号出现两个以上时，未启动的油泵自动启动。⑤完成以上工作后，我们又对新增设以及改动后的部分进行打点，经试验，所有改动前后画面比较。

4改造后的应用效果

经过这次对给水泵润滑油站的改造，提高了现场反馈信号的准确度以及清晰度，便于操作人员及检修人员发现和解决问题，由上位机集中控制，方便操作人员的及时采取应急措施。在很大的程度上降低了操作人员的劳动强度，改造前每半小时都需要到现场查看油泵运行情况，改造后只需在操作站上就能准确的观察油泵的运行情况，只需每小时定点检时观察即可。两台泵互备，一台泵意外停止，自动启另一台泵，降低了水泵发生故障的可能性，确保了水泵和锅炉系统的正常运行，有力地维护了生产的稳定，为创造更高的经济效益提供了根本保证。

5结语

在对240t锅炉给水泵稀油润滑站控制系统的改造后，实现了油泵的连锁自动启停，解决了在油压底时，备用油泵不启动，而使得给水泵不能正常工作，大大减少了生产隐患的发生，相比原有的系统而言，很大程度上降低了操作人员的劳动强度；设备的运行更加稳定，备件的消耗明显降低，实现了低成本的运行，并对类似的控制系统提供了技术支持。

第三篇：计算机控制系统论文

计算机控制技术的应用

xx（沈阳工业大学 研究生学院，辽宁省 沈阳市110000）

摘要：随着科学技术的发展，人们越来越多的用计算机来实现控制。近年来，计算机技术、自动控制技术、检测与传感器技术、CRT显示技术、通信与网络技术和微电子技术的高速发展，给计算机控制技术带来了巨大的发展，因此，设计一个性能良好的计算机控制系统是非常重要的。计算机控制系统包括硬件、软件和控制算法3个方面，一个完整的设计还需要考虑系统的抗干扰性能，使系统能长期有效地运行。本文的主要目的就是在浅析计算机控制技术原理的同时，对计算机控制系统的发展趋势进行描述。关键词：计算机控制技术；原理；应用

中图分类号：TP29

文献标识码：A

文章编号：

The application of computer control technology

xxxxx(Shenyang University of Technology Shenyang 110000)

Abstract: with the development of science and technology, more and more people use computer to realize control.In recent years, computer technology, automatic control technology, measurement and sensor technology, the CRT display technology, communication and network technology and the rapid development of modern microelectronics technology, computer control technology on the development, therefore, to design a good performance of the computer control system is very important.Computer control system includes three aspects: hardware, software and control algorithm, a complete design also need to consider the anti-jamming performance of the system, the system can run effectively for a long time.The main purpose of this article is on the principle of computer control technology of shallow at the same time, the development trend of computer control system is described.Key words: computer control technology;The principle;application

1.计算机控制系统组成

计算机控制系统的组成计算机控制系统由硬件和软件两大部分组成。而一个完整的计算机控制系统应由下列几部分组成：被控对象、主机、外部设备、外围设备、自动化仪表和软件系统。1.1硬件部分

计算机控制系统的硬件构成将自动控制系统中的控制器的功能用计算机来实现，就组成了典型的计算机控制系统。计算机控制系统由计算机(工业控制机)和生产过程两大部分组成。工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两部分。生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。1.2 软件部分

软件系统是控制机不可缺少的重要组成部分。只有在适当的软件系统支持下，控制视才能按设计的要求正常地工作。控制机的软件系统包括系统软件和应

用软件两大类。系统软件是用于计算机系统内部的各种资源管理、信息处理相对 外进行联系及提供服务的软件。例如操作系统、监控程序、语言加工系统和诊断 程序等。应用软件是用来使被控对象正常运行的控制程序、控制策略及其相应的 服务程序。例如过程监视程序、过程控制程序和公用服务程序等。应用软件是在 系统软件的支持下编制完成的，它随被控对象的特性和控制要求不同而异。通常 应用软件由用户根据需要自行开发。随着计算机过程控制技术的日趋成熟，应用 软件正向标准化、模块化的方向发展。标准的基本控制模块由制造厂家提供给用 户，用户只需根据控制的要求，经过简单的组态过程即可生成满足具体要求的专 用应用软件，大大方便了用户，缩短了应用软件的开发周期。提高了应用软件的 可靠性。

2.计算机控制系统的特点

（1）结构上：计算机控制系统中除测量装置、执行机构等常用的模拟部件之外，其执行控制功能的核心部件是数字计算机，所以计算机控制系统是模拟和数字部 件的混合系统。

（2）计算机控制系统中除仍有连续模拟信号之外，还有离散模拟、离散数字等 多种信号形式。

（3）由于计算机控制系统中除了包含连续信号外，还包含有数字信号，从而使 计算机控制系统与连续控制系统在本质上有许多不同，需采用专门的理论来分析 和设计。

（4）计算机控制系统中，修改一个控制规律，只需修改软件，便于实现复杂的 控制规律和对控制方案进行在线修改，使系统具有很大灵活性和适应性。

（5）计算机控制系统中，由于计算机具有高速的运算能力，一个控制器（控制 计算机）经常可以采用分时控制的方式而同时控制多个回路。

（6）采用计算机控制，如分级计算机控制、离散控制系统、微机网络等，便于 实现控制与管理一体化，使工业企业的自动化程度进一步提高。

3.计算机控制系统的控制过程

（1）实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。

（2）实时控制决策：对采集到的被控量进行数据分析和处理，并按已定的控制 规律决定进一步的的控制过程。

（3）实时控制：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任 务。

4.计算机控制系统的设计过程

计算机控制系统的设计过程计算机控制体系的软件和硬件的组织构造是根 据它联系的设备不一样，有所改变的，他们的组织结构大致是一样地，可以涉及 到系统设计，控制任务，软件设计等。4.1系统方案设计

我们依据体系设计任务书进行总体方案设计，对体系的软件，硬件它们的构 造再考察它的要求，推算出合适它的的系统，组成一个新的系统。再时间很紧张 的时候可以拿现场的配件组合，再设计费用不到位的时候工作人员可以组织自己 设计的模式，但是要注意化风好软件和硬件的价格及时间，控制体系结构它的概括微型的处理器、存储器、选择好接线口、传感器、硬件的设计与调试的基本内容。4.2控制任务

我们要对超控设备进行调研，研究，了解工作程序是再体系设计1前应该做好的事，只有理解了它的要求，理解了它要接收的任务，涵盖体系的终极目标，数据流量还有准确度，现场的要求，时间的控制，我们要严格按照计划说明操控，实现整个系统操作。4.3软件设计 计算机软件的设计要依据体系规划的总意见，确定体系下所要完成的各种功能及完成这些系统性能的推理和时差序关系，并用合理组成部件表格画出来。他们是根据体系组成表格不同的功能，分别规划出相应的控制体系所需要的软件。例如仿真的量输入和仿真量输出及数据处理还有互联和打字版处理格式等。每一种表格都可以单独进行实验调试，各种表格分别实验调试好以后，再按工作路线图推理和时间顺序关系将他们正确组合、互相连接、实验和调试。

4.4现场安装调试

首先要按设计计划合理组装装，对体系结构进行大体的演练和比较准确的演练，结合演练的结构数据重置体系的置和储存数据进行软硬件的调试，他们的构件组成都可以在演练数据下用对演练数据进行试研的办法同时进行，同时他们要进行统一的实验及推理，仿真物体是这个体系验证的最基本要求，而好的体系的数据调整实试要在现场进行。

5.计算机控制技术在自动化生产线上的应用

工业机器手臂的自动化的冲压生产线运行循环路线可以简单概括为：上下料机构板材冲压。钢板物料的传送、线头板料清洗涂油、钢板板物料料位置校正、第一台压床冲压、下料机器手臂提取物料、压床再次冲压、依设计流程传到下一个工序、机器人收取物料并裁剪、把它输送到下一台压床、下一台机器人接着提取物料、把物料放到输送装置上，工人开始按规定型号堆积板材。用工业机器人的自动化的生产线，会更加符合现再经济发展的需求及技术方面的创新。机器人手自动的化生产线适用于现在大规模的生产的各个行业，也适合已有生产线实现全自动的业再次更新，工程机器人自动的生产线通过改变不同的软件，它可应用于很多车型生产，它的可控制性能很好，工业机器人体系组成包括上下料结构、清洗涂油机体系对各种型号的冲床兼上下料体系、物料输送体系。各个分体系连接间的电气化操控是按照统一操做控制和删减控制的原则，他们再不同附件的操控系统中，他们是应用了机械与构建操控的很有代表性的一个组成，他们每个级别都应用不一样的互联网工程和软硬件控制，以达到不同的设计效果实现自动化。各部分操控体系采用具有现场总线形式的PtC操控方法，他有独立操控和智能操控的特点。为确保控制体系正常运转，我们在车间总的线路全部采用西门子Proflbus总线及di数字化的局域计算机网络的分布式包交换技术体系。每个监督控制结构的PiC之间及PiC与上～个机械间的联系全部采用了现代化的集成板的局域电脑互联网的分布式包交换技术，供监控体系相互联系时应用。冲床机的运动中枢应连接Ethetnet csrd与机器人的操控体系联网，操控体系与工业机器人的联系方式是通过Proflbus．DP的总路线连接的他们实现了信息的互换和连接。连接体系采用了HMI SIEMENS的触摸技术，在每一个可操控的部件上都放置一个显示屏，它应用了Proflbus的数据连接。各个部件都安装了信息指示灯和紧急开关，屏幕可看到系统信息及显示错误出现在那里，与这个设备有联系的的i＼O 信号在HMi上显示，他们以红灯和黄灯区分。系统如果发现哪里有情况，将会鸣笛警报，显示屏上将会出现问题出现在那里，以便维修人员查找。这个体系还有演练数字场景的能力，在磨拟演练中，它的压力和转动速度可能会影响到生产还有可能会发生操作控制与机械运转不同步的可能，体系是通机器人的离线程序控制的机器人的运行路线，来减少生产现场的实验休整周期。机器人冲压设备再生产中使用面很广，他改变了传统的劳动模式，改善了劳动条件及强度，确保了生产的安全，提高生产的进度及产品的合格率，它不但材料的生产流程还减少了浪费，节约了时间，缩小了生产成本，随着生产线的制作、调试设备的周期设计时间不断提前，机器人自动化生产线越来越为汽车主机厂所接受，成为冲压自动化生产线的主流。

6.竖炉球团计算机控制系统

结合球团生产的特点，将竖炉球团T艺分解为四组，即配料烘干组、润磨旁路组、造球组、竖炉组根据现场的实际情况。系统的控制设备主要分布在总控室和现场设备控制站，其中竖炉组控制箱全部放在总控室。按照竖炉自动系统的控制要求和各设备的功能，系统可分为四层，各层设备和功能如下。

第一层为处于系统底层—— 检测元器件与执行机构。该层主要有电动蝶阀、放散阀、各种仪器仪表、变频器以及快切阀等。主要完成生产设备的操作和工艺参数的监测，执行来自PLC的程序指令，并做出相应的操作或显示实时监测数据参数。

第二层为PLC控制层，包括CPU模块，PS模块，DI、DO、AI、AO模块，ET200M模块和各种网络通信接口适配器等 主要完成整个系统PLC站的控制网络集成，负责接收从设备层传送的信息、数据和上位机控制的命令，并将这些命令再反馈到设备层，完成中央信息层与设备层之间的信息、数据、命令传输及交换

第三层为中央信息层，即上位机控制层。监控上位机是j台研华IPC一610H工控机(配有Windowsxp操作系统，并安装STEP75．4西门子编程软件和组态软件)，一台为操作员站，一台为T程师站，另外一台作为操作员站和工程师站的热备；两台彩色喷墨打印机和相关网络通信设备等组成。通过上位机，操作人员可以远程控制现场各设备的运行，完成实时监测参数和现场设备运行状态的控制，历史数据的记录、查看，报警与故障的提示和处理等功能

第四层为网络和其他外部保护设备 工业以太网交换机、不间断电源(UPS)、信号避雷器和隔离器，用于发生断电、雷击或电磁干扰等情况，各种设备仍能安全稳定地运行且信号正确无误传送。

7.总结

计算机控制就是用计算机对一个动态对象或过程进行控制。在计算机控制系统中，用计算机代替自动控制系统中的常规控制设备，对动态系统进行调节和控制，这是对自动控制系统所使用的技术装备的一种革新。通过大量的阅读关于计算机控制的文章，了解到了计算机控制与我们密切相关，无处不在。也随着社会的发展，人们也越来使用计算机来控制，对与一些企业来说使用计算机控制，虽然技术或者一些仪器需要大量的资金，但是从长远方面来看，它节省了人力物力。从算机控制的技术应用的方面的考虑，我认为计算机控制的技术发展潜力还是很大的，值得我们去学习去研究。总之，随着计算机软件技术的逐渐发展，计算机的操作控制正逐步的进入到生产的各个领域。所以我们要不断创新改革，创作出一个更好的控制体系是非常有意义的。

参考文献

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第四篇：过程控制系统论文

过程控制系统的发展史

“过程控制”是现代工业自动化的一个重要领域.随着各类生产工艺技术的不断改进提高,生产过程的连续化、大型化不断强化，随着对过程内在规律的进一步了解，以及仪表、计算机技术的迅猛发展，生产过程控制技术获得了更大的进展。《过程控制系统》是过程控制自动化及相关专业的一门主要专业课程。过程控制系统可分为常规仪表过程控制系统与计算机过程控制系统两大类。前者在生产过程自动化中应用最早，已有六十余年的发展历史，后者是自20世纪70年代发展起来的以计算机为核心的控制系统。从系统结构来看，过程控制已经经历了四个阶段。

1.基地式控制阶段(初级阶段)

20世纪50年代,生产过程自动化主要是凭生产实践经验，局限于一般的控制元件及机电式控制仪器,采用比较笨重的基地式仪表(如自力式温度控制器,就地式液位控制器等),实现生产设备就地分散的局部自动控制。在设备与设备之间或同一设备中的不同控制 系统之间，没有或很少有联系，其功能往往局限于单回路控制。过程控制的目的主要是几种热工参数(如温度，压力，流量及液位)的定值控制，以保证产品的质量和产量的稳定。时至今日,这类控制系统仍没有被淘汰，而且还有了新的发展，但所占的比重大为减小。

2.单元组合仪表自动化阶段

20世纪60年代出现了单元组合仪表组成的控制系统,单元组合仪表有电动和气动两大类。所谓单元组合,就是把自动控制系统仪表按功能分成若干单元，依据实际控制系统结构的需要进行适当的组合，因此单元组合仪表使用方便，灵活。单元组合仪表之间用标准统一的信号联系，气动仪表(QDZ系列)为20~100kPa气压信号，电动仪表为0~10mA直流电流信号(DDZ—Ⅱ系列）和4～20mA直流电流信号（DDZ—Ⅲ系列）。由于电流信号便于远距离传送，因而实现了集中监控与集中操纵控制系统,对提高设备效率和强化生产过程有所促进，使用那个了工业生产设备日益大型化与连续化发展的需要。随着仪表工业的迅速发展,对过程控制对象特性的认识，对仪表及控制系统的设计计算方法等都有了较大的进步。但从设计构思来看，过程控制仍处于各控制系统互不关联或关联甚少的定值控制范畴,只是控制的品质有了较大的提高。单元组合仪表已延续了几十年,目前国内还广泛应用。由单元组合仪表组成的控制系统,其控制策略主要是PID控制和常用的复杂控制系统(如串级、均匀、比值、前馈、分程和选择性控制等）。

3.计算机控制的初级阶段

20世纪70年代出现了计算机控制系统，最初是直接数字控制(DDC)实现集中控制，代替常规的控制仪表。但由于集中控制的固有缺陷,未能普及与推广就被集散控制系统(DCS)所替代。DCS在硬件上将控制回路分散化，数据显示，实时监督等功能集中化，有利于安全平稳的生产。就控制策略而言，DCS仍以简单的PID控制为主,再加上一些复杂的控制算法,并没有充分发挥计算机的功能。

4.综合自动化阶段

20世纪 80年代以后出现了二级优化控制 ,在DCS的基础上实现先进控制和优化控制。在硬件上采用上位机和DCS(或电动单元组合仪表)相结合，构成二级计算机优化控制。随着计算机及网络技术的发展，DCS出现了开放式系统,实现多层次计算机网络构成的管控一体化系统(CIPS)。同时，以现场总线为标准，实现以微处理器为基础的现场仪表与控制系统之间进行全数字化,双向和多站通信的现场总线网络控制系统(FCS)。FCS将对控制系统结构带来革命性变革 ,开辟控制系统的新纪元。

当前自动控制系统发展的主要特点是:生产装置实施先进控制成为发展主流;过程优化受到普遍关注;传统的DCS正在走向国际统一标准的开放式系统;综合自动化系统(CIPS)是发展方向。

综合自动化系统，就是包括生产计划和调度,操作优化,先进控制和基层控制等内容的递阶控制系统，亦称管理控制一体化系统(简称管控一体化系统)。这类自动化系统是靠计算机和及其网络来实现的,因此也称为计算机集成过程系统(CIPS)。这里,“计算机集成”指出了它的组成特征，“过程系统”指明了它的工作对象,正好与计算机集成制造系统(CIMS)相对应,有人也称之为过程工业的CIMS。

可以认为，综合自动化是当代工业自动化的主要潮流。它以整体优化为目标,以计算机为主要技术工具，以生产过程的管理和控制的自动化为主要内容,将各个自动化 “孤岛”综合集成为一个整体的系统。近二十几年来，工业生产规模的迅猛发展，加剧了对人类生存环境的污染，因此,减小工业生产对环境的影响也已纳入了过程控制的目标范围,综上所述,过程控制的主要目标有保障生产过程的安全和平稳,达到预期的产量和质量，尽可能减少原材料和能源消耗,把生产对环境的危害降低到最小程度。由此可见，生产过程自动化是保持生产稳定、降低消耗、降低成本、改善劳动条件、促进文明生产、保证生产安全和提高劳动生产率的重要手段，是20世纪科学与技术进步的特征，是工业现代化的标志之一。

以上为过程控制系统的历史，现状以及未来的发展方向。

电专111班

孟阳

120114303113

第五篇：摊铺机自动找平控制系统设计研究论文

1.摊铺机自动找平控制系统设计

关键控制参数。摊铺机自动找平控制系统中有着较多的关键控制参数，其中对设备影响比较大的有灵敏度、恒速调节等。在应用摊铺机时，首先需要对地面进行清理，还要保证施工人员的技术能力，要对传感器进行优化，避免传感器掉落，还要避免超声波受到障碍物的干扰。在对自动找平控制器进行设计时，需要设置窗口值以及故障区，要避免操作人员出现失误问题。自动找平控制系统优化时，要划分不同的区域，对不同的区域要采用不同的设计方法，一定要具有针对性，只有控制好各个区域功能的正常发挥，保证设备恒速运动，才能保证路面摊铺的效果。在自动找平控制系统设计中，将控制摊铺层路面高度的误差分成死区、比例脉冲区、恒速调节区、故障区4个区域。这4个区域的设置决定了摊铺出来的路面平整度的好坏。操作人员可根据路面施工的要求设置相应的值，使得摊铺机白动找平系统在摊铺过程中确保路面平整度要求的前提下以最稳定的状态运行。在摊铺机工作时，空气温度、湿度的变化和风速的影响等多方面的干扰使传感器采集的高度信号必然会产生一定的误差。

（1）死区是指在理想摊铺高度附近，与理想的摊铺高度值相差很小的一小块区域。当熨平板的高度误差处在这块区域内时，系统不对熨平板进行任何调节。死区的大小决定了摊铺机在运行过程中熨平板振荡的剧烈程度。死区不能过大，其大小必须小于路面摊铺高度误差，否则摊铺机摊铺出来的路面必然达不到路面的平整度要求。但是在满足上述条件的前提下，死区也不能无限制地调小，死区太小则会引起系统的超调，使得熨平板发生振荡。所以，死区的调节必须在保证路面平整度的前提下尽可能地减少系统超调的发生。

（2）当系统检测到的高度误差大于死区设定的高度值，进入了比例脉冲区，此时控制系统对电磁阀采用比例式控制方式。这个区域的大小和路面对平整度的要求直接相关。如果路面对平整度要求较高，此时的比例脉冲区也相应要缩小，以确保熨平板对路面高度变化的快速反应。但是如果比例脉冲区太小，由于路面对平整度的要求较高，死区也相对较小，路况较差的情况下调整太快了容易产生超调，所以比例脉冲区的设置必须根据路表情况的好坏来合理设定。

（3）恒速调节区是指当路面高度误差超出系统设置的比例脉冲区时，电磁阀处于常开状态，工作油缸以最大速度移动，使得当路面的波动较大时熨平板能够在最短的时问内调整过来。

（4）故障区的设置是为了防止传感器触臂从基准钢丝绳上掉落或是超声波探头下面出现障碍物，通过设置一个窗口值避免系统产生误调。此区域的设置应能保证系统不会对路面高度误差信号产生错误的判断，必须根据实际的路况进行设置，当路面平整度较差时窗口值应设大一些。若系统检测到的高度误差进入故障区应立即切断控制信号的输出，保证系统不会发生误调。

2.结语

摊铺机的结构与性能比较特殊，这与其自动找平控制系统有着较大的关系，为了增强摊铺机的功能，必须对控制系统进行优化，要结合其工作的性质以及工作环境的特点，做好精度控制工作，要了解影响控制系统功能发挥的因素，还要做好不同区域的控制工作，避免传感器出现掉落等问题，要分析干扰信号的特点，还要设置出故障区，对系统关键技术进行优化。摊铺机还会受到外界环境因素的干扰，这会影响其控制功能的稳定发挥，只有制定系统设计目标，才能减低外界干扰，才能保证摊铺机功能的正常发挥。