第一篇：史志材料 自动化控制
第五节 自动化控制
一、自动化建设概况
2002年3月安装投用KJ70N型煤矿安全生产监测系统，2006年10月增加双机热备转换功能，以生产监测系统为基础，于2008年12月进行了调度大屏与监测监控改造，利用光缆传输、AV矩阵、VGA矩阵互切等手段实现对地面和井下部分生产系统、通风监测系统的集中网络监控。
2008年5月对矿井主运系统进行了改造，在地面钢缆机房安装主运集控系统，集中控制两级钢缆机及煤楼运煤系统。2009年2月对11509采区皮带进行集中控制改造，使各部皮带之间实现了语言通信、顺煤流控制、故障停车报警等功能。
为深刻接受华源淹井事故教训，自2008年6月开始公司对井下水平泵房进行排水自动化改造，至2009年3月改造工作顺利完成。排水自动化系统共有三个部分组成：地面监控系统、井下监控分站和开关监控保护装置。地面工控机可控制操作各类信息和图像，显示排水流量、水泵出口压力、吸水管真空度、电机电流、电压、水仓水位、电机轴承温度、闸阀开关参数，可自动汉字显示故障名称和系统有关信息，并能显示泵房及中央变电所的视频画面、可实现遥测、遥信、遥控功能。
2009年3月完成了1#副井、2#副井、-650管子井、-650矸石井绞车转子变频改造，实现了plc控制绞车自动调速，主控屏能显示电流、速度、深度、开钩数及运行图像，并具有故障报警功能。
2009年7月完成了地面降压站供电自动化系统改造，2010年2月完成了北风井降压站供电自动化系统改造。35kv、6kv设备可在监控室内实行远控操作，具备高压供电运行管理的数据实时采集、各种报警处理、顺序事件记录、故障记录、制表等功能，实现了地面供电自动化监测监控。
随着煤矿安全生产系统技术的不断更新换代,我们发现不能只考虑单个系统自动化改造，而应将整个矿井作为一个系统进行软硬件集成、构成统一的数字化信息处理和现场控制平台。经过半年的调
研和可行性方案研究，在各级领导的支持帮助下于2010年7月1日建成综合自动化集成系统。该系统是以千兆环网为基础，以自动化控制中心为核心，应用计算机技术、网络技术、现代信息技术、控制技术、智能技术和矿山生产工艺技术，实现企业的经营、生产决策、安全生产管理和设备控制等信息的有机集成。系统集成排水系统、供电系统、主运系统、副提系统、人员定位系统、采区原煤运输系统、水文及雨量监测系统、通防监测系统、主通风系统、视频监控系统、远程诊断系统、语音广播系统等十二个子系统的综合自动化。
◆图为自动化控制中心
二、综合自动化系统的特点
构建统一的数字化信息处理和控制平台，形成一个从地面到井下的环形网络，利用现代网络技术、计算机信息技术、自动化控制技术实现矿井各种监控、监测信息的共享、集成、融合和信息综合利用。自动化控制中心能实时、准确的采集到子系统的工况及环境参数，实现信息高度集成（自动化信息、管理信息、视频集成信息），通过综合历史数据库，实时写入数据，为统计分析提供依据。自动化控制中心大屏幕显示系统为自动化控制提供了现代化的显示手段，通过网络实现了对矿区环境、井下生产、员工行为、设备设施的全方位监测与控制操作，为调度、操作提供了真实、可靠的现场信息。通过Web 服务器与办公网连接，对综合自动化各系统信息进行数据的发布，实现全矿井的数据共享与统一管理的目的。
㈠该系统有四大特点：
一是人防变机防的科技管理模式，从而使公司员工也像白领一样拥有了节假日：重要、偏远岗位实现无人值守，泵房排水系统、井下供电系统、采区排水系统、采区运输系统，采区通风系统全部实现远距离控制，节假日期间井下可以不留人，真正实现无人值守。
二是提高了矿井的防灾、抗灾、救灾能力：井下的排水、供电、运输，甚至是采区的局部风机、配电点的设备运行参数、设施状态，都能在地面进行集中监测控制；雨量、涌水量、瓦斯等有害气体的监测数据情况更是在此一目了然，数像俱现，实现了矿井灾害预防的数字化、影像化，切实提高了矿井防灾、抗灾、救灾能力。
1、每名下井人员都配备了“人员定位卡”，能够全程记录每名井下人员的具体位置和路线，随时掌握井下人员的详实分布情况。系统同时具备考勤功能、呼叫功能、呼救功能，遇有紧急情况在3分钟内就可以对井下所有人员进行呼叫；井下员工遇到问题时也可向控制中心呼救。
2、语音广播系统: 是一套基于以太网为基础的网路广播系统，在遭遇紧急突发事件时，在第一时间内通过广播对相应的地区进行信息发布、指挥和协调，可以精准的对不同区域不同地段进行广播指挥，组织疏导紧急调度，最大限度的减少事故及损失。
3、无线通讯系统：建立了井下无线通讯系统，在井下网络覆盖的任何一个地点，职工通过小灵通，可以随时与地面固定电话、移动电话实时通话。
4、远程诊断系统：在全国煤矿首家运用无线视频技术，由井下工作人员随身携带，实时地将现场的视频信息以无线方式传到基站，通过以太网将全部信号传到地面自动化控制中心，解决了目前采掘工作面的可视化的需要，满足井下各种场合对移动通信的要求。能够实时反应现场实际情况，保证迅速、有序、有效地开展应急救援行动。上级领导和专家可以在井上随时了解采场情况，为各级领导在生产指挥调度、安全监测管理及紧急事件处理等多方面的指挥、决策工作提供重要依据，该系统目前达到国内先进水平。
三是经济效益高
1、投资效益：节省传输通道（光纤、通讯设备等）的重复投资费用和维护费用，按每套系统使用6千米通讯线缆计算，12个系统可节约84万元；节省数据库、组态软件、软件开发等重复投资费用，按每套系统20万元计算，12个系统可节约240万元；搭建传输平台、数据平台和监控平台，一次投资，长期受益。
2、安全效益：在地面集中监测监控，井下减员，减少井下人员占有量，实现井下无人本安；改善工作环境，提高安全系数，保障职工人身安全；数据共享，报警联动，减少由于矿井灾难所造成的损失。
3、生产效益：减少人工操作失误，延长设备使用寿命；提高对设备的故障分析和判断能力，减少事故；加强对运输的调度和管理，提高运输能力；由人防变机防。
4、管理效益：为矿井自动化系统提供一个高速、安全、可靠的管理平台；提高整体集成水平，在地面通过办公自动化网络，建立起了覆盖全矿的无纸化办公管理系统，实现了井上、井下信息互通、资源共享，工作效率大大提高，通过数字化、信息化建设，整个矿井实现了生产过程自动化、安全监控数字化、企业管理信息化、信息管理集约化，达到了全省同类型矿井的先进水平。
四是可靠性强
1、建立自动化控制中心可靠的供电电源，保证了设备的正常安全运行。电源采用双回路供电，一路来自降压站变电所，一路来自综合变电所，使用稳压电源稳压、UPS不间断电源保证控制 系统供电安全可靠。配电柜中安装了防雷装置，保证了遇到雷击等特殊状况时设备不被损坏。为每台交换机配置UPS不间断电源，支持2小时延迟。形成一个从地面到井下的不间断环形网络。
2、所有用户终端工控机全部集中安置于机房内，有效控制操作人员插入移动存储设备的几率；在每台工控机和服务器都安装了诺顿防毒软件；综合自动化工业以太网与办公网连接通过防火墙，大大降低了感染病毒的可能性。
3、整个工业以太网是独立的单环网，结构简单、易于维护，并安装网络维护软件，实时监测整个环网的运行情况，无论网络中哪台设备及线路出现故障都能在第一时间内检测到，并及时处理。
第二篇：机械手自动化控制（模版）
毕业设计（论文）
1、机械手发展经历及主要构成
机械手是能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人。
1.1发展历史
机械手首先是从美国开始研制的。1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手铆接机器人。作为机器人产品最早的实用机型（示教再现）是1962年美国AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。这些工业机器人主要由类似人的手和臂组成它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工、原子能和制药等行业。
1.2构成部分
机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，• 1 •
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来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成，通过对其编程实现所要功能。
1.3机械手分类
机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。
1.4多关节机械手的优势
多关节机械手的优点是：动作灵活、运动惯性小、通用性强、能抓取靠近机座的工件，并能绕过机体和工作机械之间的障碍物进行工作。随着生产的需要，对多关节手臂的灵活性，定位精度及作业空间等提出越来越高的要求。多关节手臂也突破了传统的概念，其关节数量可以从三个到十几个甚至更多，其外形也不局限于像人的手臂，而根据不同的场合有所变化，多关节手臂的优良性能是单关节机械手所不能比拟的。
1.5机械手发展大事记
1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。（电磁铁工件抓放机构）
1962年，美国联合控制公司试制成一台数控示教再现型机械手。
1978年美国Unimate公司和斯坦福大学，麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vicarm型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差小于±1毫米。
联邦德国KnKa公司还生产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制。
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2、基于S7-200的机械手PLC控制程序
S7-200 PLC(Program Logic Controler)是德国西门子公司生产的小型可编程控制器，具有良好的可扩展性、价格低廉、指令功能强大, 十分适合在机械手控制系统中应用。但一般在工业机器人执行机械手机构多为形状简单的夹钳式、托持式、吸附式等结构,其结构和抓握目标物的原理决定了其有限的抓握功能。随着机器人应用范围的日益扩大和向智能化、拟人化方向的发展, 其手部也有多指多关节的拟人化要求；另外在工伤、事故中断手的残疾人也需要功能价格比高的多关节机械手。为此我们研制出一套新的基于S7-200 PLC的多关节机械手控制系统，该系统动作简便、线路设计合理、具有较强的抗干扰能力，保证了系统运行的可靠性，降低了维修率，提高了工作效率。由于PLC控制受环境的限制，在使用过程中会受到各种干扰，影响系统的可靠性。因此必须采取各种抗干扰措施，以提高控制系统的可靠性。
3、西门子公司及S7-200主要参数功能介绍
西门子股份公司（SIEMENS AG FWB：SIE, NYSE：SI）是世界最大的机电类公司之一，1847年由维尔纳·冯·西门子建立。如今，它的国际总部位于德国慕尼黑。西门子股份公司是在法兰克福证券交易所和纽约证券交易所上市的公司。2005年，西门子全集团在190个国家和地区雇用员工460,800人，全球收入为754.45亿欧元（2004年为702.37亿欧元），税后利润较2004年的36.6亿欧元降至24.2亿欧元。
西门子是一家大型国际公司，其业务遍及全球190多个国家，在全世界拥有大约600家工厂、研发中心和销售办事处。公司的业务主要集中于6大领域：信息和通讯、自动化和控制、电力、交通、医疗系统和照明。西门子的全球业务运营分别由13个业务集团负责，其中包括西门子财务服务有限公司和西门子房地资产管理集团。此外，西门子还拥有两家合资企业——博士－西门子家用电器集团和富士通计算机（控股）公司。
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S7-200 是一种小型的可编程控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
3.1适用范围
S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。
S7-200系列PLC可提供4个不同的基本型号的8种CPU可供选择使用。
3.2模拟电位器
CPU 221/222 1个 CPU 224/224XP/226 2个
3.3脉冲输出
2路高频率脉冲输出（最大20KHz），用于控制步进电机或伺服电机实现定位任务。
3.4电池模块
用于长时间数据后备。用户数据（如标志位状态，数据块，定时器，计数器）可通过内部的超级电容存贮大约5天。选用电池模块能延长存贮时间到200天（10年寿命）。电池模块插在存储器模块的卡槽中。
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3.5各型号的优点
CPU221
本机集成6输入/4输出共10个数字量I/O点。无I/O扩展能力。6K字节程序和数据存储空间。4个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。非常适合于小点数控制的微型控制器。
CPU222
本机集成8输入/6输出共14个数字量I/O点。可连接2个扩展模块。6K字节程序和数据存储空间。4个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。非常适合于小点数控制的微型控制器。
CPU224
本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。
CPU224XP 本机集成24输入/16输出共40个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。
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4、机械手设计要求及功能
图3.1
机械手模拟控制窗口如图所示。图中机械手可抓紧、放送工件，可上下、左右移动，模拟界面的右侧为按控制要求设计的操作台。
4.1控制要求
机械手设有调整、连续、单周及步进四种工作方式，工作时要首先选择工作方式，然后操作对应按钮。
4.2机械手运行方式
4.2.1调整工作方式
可按相应按钮实现左移、右移、上移、下移、加紧、放松各个动作的单独调整。
4.2.2连续工作方式
按下起动按钮，机械手按下降→加紧→上升→右移→下降→放松→上升→左
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移的顺序周而复始的连续工作；按下停止按钮，机械手将自动结束本周期的工作，回到原位后停止。按下急停按钮，系统立即停车。
4.2.3单周工作方式
按下起动按钮后，机械手按下降→加紧→上升→右移→下降→放松→上升→左移的顺序自动工作一个周期停止。若要再工作一个周期，可再次按下起动按钮。按下停止按钮，机械手将自动结束本周期的工作，回到原位后停止。按下急停按钮，系统立即停车。
4.2.4步进工作方式
每按一次起动按钮，机械手完成一步动作后自动停止。按下急停按钮，系统立即停车。
4.3程序设计要点
由机械手的工作过程可知，这是一个典型的顺序控制系统。为此，可从机械手的连续工作方式入手编写程序。首先应绘出连续工作时的功能表图，然后直接列写逻辑表达式，用触点线圈指令编程，也可使用置位复位指令或顺序控制继电器指令来完成。为了将每一步的工作状态显示出来，动画模拟软件使用了内部存储器位M51、M52、M53、M54、M55、M56、M57、M40、M41来分别表示①～⑧的运行状态。编程过程中，需要注意特别处理的问题是①、⑤和③、⑦步的动作问题，虽然①、⑤步都是下降操作，但却具有不同的意义，①步下降是空钩下降，而⑤步下降则是夹着工件下降。③、⑦步的上升操作也是这样。
单周期操作的程序实现可在连续工作程序的基础上通过经验修改实现。其要点是是设法阻止机械手在一个周期工作结束后自动进入下一周期，一般在下降的启动回路想办法。
单步操作的实现与单周期工作的实现是相似的。即设法在每一步工作结束后，不是直接启动下一步的工作，而是等待启动按钮的命令后再工作。
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4.4程序结构框图
图3.4.1
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5、结论
该设计方式初步满足了设计要求，实验证明能够按照设定的工作方式稳定运行。以上是在同一个顺序控制程序中完成的连续工作、单周期工作和单步工作的程序编制思路，实际上也可以采用分段跳转的办法来完成这三种操作。这种方法编制的程序结构清晰，但程序数量长于前一种方法。
机械手在我国的经济建设中担当着重要的角色，随着我国现代化经济建设的高速发展，我国制造行业所面临的国际社会的巨大竞争压力和挑战日益加剧。从节约能源，保护环境出发，高效率、高智能的机械手是目前国际发展的趋势。这样看来，推广中国的高效率、高智能机械手是非常有必要的。但是在日常使用过程中如何去维护好，其影响可见一斑。本文着重从机械手的技术发展及现状、工作原理、运行系统等进行了初略的探讨和分析，希望能给正在或即将从事机械手工作的人士一些帮助。
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参考资料
[1] 林伟.典型机电一体化系统及应用[M] 高等教育出版社
[2] 陈远玲、黎亚元、富国强 机床电气自动控制[M] 重庆大学出版社 [3] 王承义 机械手及其应用[M] 机械工业出版社 [4] 王建明 自动线与工业机械手技术[M] 天津大学出版社
[5] 杨后川、高建设 西门子S7-200PLC应用100例[M] 电子工业出版社 [6] 肖峰、贺哲荣 PLC编程100例[M] 中国电力出版社
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致谢
多年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。多年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在论文即将付梓之际，思绪万千，心情久久不能平静。伟人、名人为我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和赞美献给一位平凡的人，我的指导老师。我不是您最出色的学生，而您却是我最尊敬的老师。您治学严谨，学识渊博，思想深邃，视野雄阔，为我营造了一种良好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔，置身其间，耳濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考方式，常常让我有“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”。
感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚谢意！
这些年中还得到众多老师的关心支持和帮助。在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意
同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。
最后再一次感谢所有在毕业设计中曾经帮助过我的良师益友和同学，以及在设计中被我引用或参考的论著的作者。
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第三篇：关于自动化控制的论文
古典文学常见论文一词，谓交谈辞章或交流思想。当代，论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章，简称之为论文。下面是关于自动化控制的论文，请参考！
关于自动化控制的论文
电气工程自动化控制中智能技术的应用
摘要：智能化电气控制系统能够实现无人控制，不需要控制模块，对不同数据进行处理时有较高的一致性。本文对智能化技术在电气工程自动化控制中的应用进行分析。
关键词：智能化技术；电气工程；自动化控制
随着《中国制造2025计划》的提出，电气中将会融入更多的计算机信息技术，电气产品的智能化和信息化水平将会快速提升。随着经济社会的发展，电气工程的重要性越来越凸显，电气工程中所使用的自动化控制技术成为电气工程的关键，改变了传统自动化控制效率低下的弊端，运用计算机很大程度上提高了自动化的控制效率。
1智能化技术
智能化技术主要由计算机、精密传感技术、GPS定位技术等形成，随着市场竞争日益激烈，使用智能化技术的生产设备可以大大改善劳动者的工作环境，减少劳动量；提高工作效率；加强设备的安全性；减少设备的运行成本；实现对设备的早期诊断等。电气工程领域智能化技术的应用非常多，很大程度上提升了电气产品的性能。智能化技术的发展方向呈现出高速高精确度、柔性化、工艺复合型和多轴化、实时智能化的特点。
1.1高速高精度高效化
通过采用高速芯片组成的控制系统，配合高分辨率检测元件，能够提高设备的精确度和速度。精确度和速度是电气设备的重要指标，精确度和速度的提升是提升设备性能的基础。
1.2柔性化
设备的柔性化可以减少设备运行的故障，满足不同客户的需求，对发挥系统的性能非常重要。现代电气系统涉及设备对象多，控制要求高，柔性化满足了发挥系统最小性能的要求。
1.3实时智能化
随着传感器和系统处理能力的提升，系统能够在瞬时处理大量信息。在人工智能的帮助下，可以模拟人的行为，对系统中的各种情况进行分析，人工智能的发展水平正朝着实用性发展，越来越接近实际生产生活。实时系统与人工智能进行融合，能够使系统更加智能化，对复杂问题进行快速反映。实时智能系统可以应用于各种设备中，提升设备的智能化水平。
2电气工程自动化控制中智能化技术的特点
电子信息技术的发展，使得电气自动化技术发展速度异常迅猛，我国的电气自动化技术已经进入了智能化阶段。控制器与传统的控制器有了较大改变，控制器的各种智能化技术有了很大的提升。
2.1智能化控制器可实现无人化超控
智能化控制能够在各种情况下大大减少人力，动作响应时间快，系统具有较强的鲁棒性。对电力系统使用智能化技术，能够实现系统自动调节，减少了对人员的依赖。并且电气系统中使用智能化技术可以实现远程控制，在无人的条件下对设备进行控制，这对电气技术的一大进步。现代出现了大量无人工厂，通过远程控制设备进行智能控制，监控人员通过屏幕对生产的各个环节进行监控，这些电气设备是实现无人化控制的关键。
2.2智能化控制器无需控制模型
智能化控制器有着比传统控制器更显著的优势，智能化技术可以提高自动控制器的紧密系数，传统的控制器对控制对象模型设计有较强的依赖，出现复杂动态方程时，控制器就无法对控制对象进行控制。在智能控制中，可以对被控制对象模型设计部分进行删除，减少了模型的不可预测性。
2.3智能化控制器处理不同数据时具备较高的一致性
智能化控制器能够在任何输入情况下对数据进行处理，并对数据进行估计，一些不可应用的数据控制器也可以进行评估。对象有着较强的变更性，在控制器呈现不同的控制效果，可能出现各式各样的控制对象，智能化技术也不能完全进行全面控制。在全面控制中不能做到对任何控制对象不采取任何行动，这是智能化技术日后应研究的不足。在进行智能化技术发展时，应注意对不同控制对象结合实际情况进行分析论证，保证系统的控制效果。
3智能化技术在电气自动化控制中的具体应用
随着人工智能的发展，人工智能的许多成果被成功应用于实际生活，在各行各业都得到了很好地应用，人工智能能够很大程度上提高电气自动化控制水平，在进行远程控制、非故障诊断等方面发挥着重要作用。神经网络系统和模糊逻辑控制的应用，使自动化控制的性能更加出色。如图1所示，在供水系统中，通过人工智能控制，当出现一台水泵故障时，可以自动切换至另一台水泵，并实现变频控制.3.1神经网络系统
形成定子电流的辨别控制进行电气动态参数识别和转子速度辨别的电气动态参数两个子系统神经网络。神经网络具有较强的前馈性，使用反向学习算法等算法对电气的驱动系统和交流电机进行监测。智能化的网络系统具有较好的抗噪性，在没有控制模型的情况下，进行信号识别和处理。神经网络提高了诊断系统的可靠性，多个传感器能够同时作用。神经网络出现映射时，激励函数、隐藏层、最优隐藏层存在于网络中，通过神经学习反向误差技术进行处理。
3.2模糊逻辑控制
模糊控制器很好地代替了PID控制器，模糊控制经常被用于数字动态系统。M型控制器能够在调速控制中应用，M型和S型都有规则库。当出现模糊控制时，推理机可以进行推理，并作出决定。数据库和语言控制库是知识库的重要组成部分。在神经网络推理机和模糊控制器推理机建模后进行操作，并加入专家经历和知识。
3.3PLC系统
PLC技术是电力生产的辅助系统，满足了对电力控制要求越来越高的要求，逐步将会取代继电器。集控室中既可以手动控制也可以自动进行控制，通过现场传感器和远程I/O站进行显示屏监控，这很大程度上提升了企业的运行效率。PLC技术的使用不仅可以让供电系统进行自动控制，还可以提提高供电系统的安全度。
3.4故障诊断及优化操作
信息技术的进步加快了电气工程技术的发展，电气设备革新速度不断加快，满足了人们对生产效率的追求，一些陈旧的生产技术和工艺逐渐被淘汰，CAD设计逐步取代传统手工设计。根据电磁、电路、电机的相关知识规则，进行CAD设计，能够很大程度上提高设计的效率，在很短的时间内开发出大量产品。许多高校在电气设计上投入了大量精力，专家系统将会逐步被应用于电气工程中。智能化技术能够在电气设备出现故障的情况下进行快速监控，根据专家系统、神经网络、模糊技术处理，对故障及时进行诊断，进一步优化操作。智能诊断技术在电动机、发电机、变压器等设备上有重要应用，很大程度上提升了工作效率。通过变压器是否漏油对变压器渗漏油的气体进行检测，能够很好地发现变压器存在的可能故障，从而能够很快缩小检查范围，方便了检修。智能化诊断技术不仅能够加快设备的诊断速度，还能提前对设备可能出现的故障进行预警，减少了故障可能带来的损失，提高了电气设备的经济性能。
4结语
智能化技术的应用是现代社会发展的要求，能够很大程度上提升工作效率，减少企业的运行成本，通过远程进行系统控制和故障诊断。冗杂的体力劳动将会逐步被先进的智能化设备取代，这对发挥企业的核心竞争力，提升企业运营水平，节约开支，增加企业效益起了非常重要的作用。
参考文献：
[1]谭胡心，郑扬.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用研究[J].山东工业技术，2015,01:183.[2]张雪，马青强，高健.智能化技术在电气工程自动化控制中的具体应用探析[J].科技展望，2015,05:94.[3]张桂昌.探究当前智能化技术在电气工程自动化控制中的运用[J].通讯世界，2015,19:247~248.[4]张永，崔明洋，李昕.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用分析[J].科技传播，2016,02:56~57.
第四篇：自动化控制工作职责
1.负责工程项目实施管理。
2.完成工程施工设计，编制施工组织方案和竣工资料。
3.负责现场安装调试及项目的维护保修。
第五篇：空调自动化控制原理
空调自动化控制原理说明
自动化系统是智能建筑的一个重要组成部分。楼宇自动化系统的功能就是对大厦内的各种机电设施，包括中央空调、给排水、变配电、照明、电梯、消防、安全防范等进行全面的计算机监控管理。其中,中央空调的能耗占整个建筑能耗的50%以上，是楼宇自动化系统节能的重点[1]。由于中央空调系统十分庞大，反应速度较慢、滞后现象较为严重，现阶段中央空调监控系统几乎都采用传统的控制技术，对于工况及环境变化的适应性差，控制惯性较大，节能效果不理想。传统控制技术存在的问题主要是难以解决各种不确定性因素对空调系统温湿度影响及控制品质不够理想。而智能控制特别适用于对那些具有复杂性、不完全性、模糊性、不确定性、不存在已知算法和变动性大的系统的控制。“绿色建筑”主要强调的是:环保、节能、资源和材料的有效利用，特别是对空气的温度、湿度、通风以及洁净度的要求，因此，空调系统的应用越来越广泛。空调控制系统涉及面广，而要实现的任务比较复杂，需要有冷、热源的支持。空调机组内有大功率的风机，但它的能耗很大。在满足用户对空气环境要求的前提下，只有采用先进的控制策略对空调系统进行控制，才能达到节约能源和降低运行费用的目的。以下将从控制策略角度对与监控系统相关的问题作简要讨论。空调系统的基本结构及工作原理
空调系统结构组成一般包括以下几部分[2] [3]:
(1)新风部分
空调系统在运行过程中必须采集部分室外的新鲜空气(即新风)，这部分新风必须满足室内工作人员所需要的最小新鲜空气量，因此空调系统的新风取入量决定于空调系统的服务用途和卫生要求。新风的导入口一般设在周围不受污染影响的地方。这些新风的导入口和空调系统的新风管道以及新风的滤尘装置(新风空气过滤器)、新风预热器(又称为空调系统的一次加热器)共同组成了空调系统的新风系统。
(2)空气的净化部分
空调系统根据其用途不同，对空气的净化处理方式也不同。因此，在空调净化系统中有设置一级初效空气过滤器的简单净化系统，也有设置一级初效空气过滤器和一级中效空气过滤器的一般净化系统，另外还有设置一级初效空气过滤器，一级中效空气过滤器和一级高效空气过滤器的三级过滤装置的高净化系统。
(3)空气的热、湿处理部分
对空气进行加热、加湿和降温、去湿，将有关的处理过程组合在一起，称为空调系统的热、湿处理部分。在对空气进行热、湿处理过程中，采用表面式空气换热器(在表面式换热器内通过热水或水蒸气的称为表面式空气加热器，简称为空气的汽水加热器)。设置在系统的新风入口，一次回风之前的空气加热器称为空气的一次加热器;设置在降温去湿之后的空气加热器，称为空气的二次加热器;设置
在空调房间送风口之前的空气加热器，称为空气的三次加热器。三次空气加热器主要起调节空调房间内温度的作用，常用的热媒为热水或电加热。在表面式换热器内通过低温冷水或制冷剂的称为水冷式表面冷却器或直接蒸发式表面冷却器，也有采用喷淋冷水或热水的喷水室，此外也有采用直接喷水蒸汽的处理方法来实现空气的热、湿处理过程。
(4)空气的输送和分配、控制部分
空调系统中的风机和送、回风管道称为空气的输送部分。风管中的调节风阀、蝶阀、防火阀、启动阀及风口等称为空气的分配、控制部分。根据空调系统中空气阻力的不同，设置风机的数量也不同，如果空调系统中设置一台风机，该风机既起送风作用，又起回风作用的称为单风机系统;如果空调系统中设置两台风机，一台为送风机，另一台为回风机，则称为双风机系统。
(5)空调系统的冷、热源
空调系统中所使用的冷源一般分为天然冷源和人工冷源。天然冷源一般指地下深井水，人工冷源一般是指利用人工制冷方式来获得的，它包括蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷以及蒸汽喷射式制冷等多种形式。现代化的大型建筑中通常都采用集中式空调系统, 这种形式的结构示意图如图1所示。
图1 空调系统结构示意图
其工作原理是当环境温度过高时，空调系统通过循环方式把室内的热量带走，以使室内温度维持于一定值。当循环空气通过风机盘管时，高温空气经过冷却盘管的铝金属先进行热交换，盘管的铝片吸收了空气中的热量，使空气温度降低，然后再将冷冻后的循环空气送入室内。冷却盘管的冷冻水由冷却机提供，冷却机由压缩机、冷凝器和蒸发器组成。压缩机把制冷剂压缩，经压缩的制冷剂进入冷凝器，被冷却水冷却后，变成液体，析出的热量由冷却水带走，并在冷却塔里排入大气。液体制冷剂由冷凝器进入蒸发器进行蒸发吸热，使冷冻水降温，然后冷冻水进入水冷风机盘管吸收空气中的热量，如此周而复始，循环不断，把室内热量带走。当环境温度过低时，需要以热水进入风机盘管，和上述原理一样，空气加热后送入室内。空气经过冷却后，有水分析出，空气相对湿度减少，变的干燥，所以需增加湿度，这就要加装加湿器，进行喷水或喷蒸汽，对空气进行加湿处理，用这样的湿空气去补充室内水汽量的不足。中央空调自动控制系统
3.1 中央空调自动控制的内容与被控参数
中央空调系统由空气加热、冷却、加湿、去湿、空气净化、风量调节设备以及空调用冷、热源等设备组成。这些设备的容量是设计容量，但在日常运行中的实际负荷在大部分时间里是部分负荷，不会达到设计容量。所以，为了舒适和节能，必须对上述设备进行实时控制，使其实际输出量与实际负荷相适应。目前，对其容量控制已实现不同程度的自动化，其内容也日渐丰富。被控参数主要有空气的温度、湿度、压力(压差)以及空气清新度、气流方向等，在冷、热源方面主要是冷、热水温度，蒸汽压力。有时还需要测量、控制供回水干管的压力差，测量供回水温度以及回水流量等。在对这些参数进行控制的同时，还要对主要参数进行指示、记录、打印，并监测各机电设备的运行状态及事故状态、报警。
中央空调设备主要具有以下自控系统:风机盘管控制系统、新风机组控制系统、空调机组控制系统、冷冻站控制系统、热交换站控制系统以及有关给排水控制系统等。
3.2 中央空调自动控制的功能(1)创造舒适宜人的生活与工作环境
·对室内空气的温度、相对湿度、清新度等加以自动控制，保持空气的最佳品质;
·具有防噪音措施(采用低噪音机器设备);·可以在建筑物自动化系统中开放背景轻音乐等。
通过中央空调自动控制系统，能够使人们生活、工作在这种环境中，心情舒畅，从而能大大提高工作效率。而对工艺性空调而言，可提供生产工艺所需的空气的温度、湿度、洁净度的条件，从而保证产品的质量。
(2)节约能源
在建筑物的电器设备中，中央空调的能耗是最大的，因此需要对这类电器设备进行节能控制。中央空调采用自动控制系统后，能够大大节约能源。
(3)创造了安全可靠的生产条件
自动监测与安全系统，使中央空调系统能够正常工作，在发现故障时能及时报警并进行事故处理。
3.3 中央空调自动控制系统的基本组成
图2[4]为一室温的自动控制系统。它是由恒温室、热水加热器、传感器、调节器、执行器机构和(调节阀)调节机构组成。其中恒温室和热水加热器组成调节对象(简称对象)，所谓调节对象是指被调参数按照给定的规律变化的房间、设备、器械、容器等。图2所示的室温自动调节系统也可以用图3所示的方块图来表示。室温就是室内要求的温度参数，在自动调节系统中称为被调参数(或被调量)，用θa
表示。在室温调节系统中，被调参数就是对象的输出信号。被调参数规定的数值称为给定值(或设定值)，用θg表示。室外温度的变化，室内热源的变化，加热器送风温度的变化，以及热水温度的变化等，都会使室内温度发生变化，从而室内温度的实际值与给定值之间产生偏差。这些引起室内温度偏差的外界因素，在调节系统中称为干扰(或称为扰动)，用f表示。在该系统中，导致室温变化的另一个因素是加热器内热水流量的变化，这一变化往往是热水温度或热水流量的变化引起的，热水流量的变化是由于控制系统的执行机构—调节阀的开度变化所引起的，是自动调节系统用于补偿干扰的作用使被调量保持在给定值上的调节参数，或称调节量q。调节量q和干扰f对对象的作用方向是相反的。
图2 室温自动调节系统示意图
图3 室温自动调节系统的方块图 4 中央空调系统控制中存在的问题 4.1 被控对象的特点
空调系统中的控制对象多属热工对象，从控制角度分析，具有以下特点[3]:(1)多干扰性
例如，通过窗户进来的太阳辐射热是时间的函数，受气象条件的影响;室外空气温度通过围护结构对室温产生影响;通过门、窗、建筑缝隙侵入的室外空气对室温产生影响;为了换气(或保持室内一定正压)所采用的新风，其温度变化对室温有直接影响。此外，电加热器(空气加热器)电源电压的波动以及热水加热器热水压力、温度、蒸汽压力的波动等，都将影响室温。
如此多的干扰，使空调负荷在较大范围内变化，而它们进入系统的位置、形式、幅值大小和频繁程度等，均随建筑的构造(建筑热工性能)、用途的不同而异，更与空调技术本身有关。在设计空调系统时应考虑到尽量减少干扰或采取抗干扰措施。因此，可以说空调工程是建立在建筑热工、空调技术和自控技术基础上的一种综合工程技术。
(2)多工况性
空调技术中对空气的处理过程具有很强的季节性。一年中，至少要分为冬季、过渡季和夏季。近年来，由于集散型系统在空调系统中的应用，为多工况的空调应用创造了良好的条件。由于空调运行制度的多样化，使运行管理和自动控制设备趋于复杂。因此，要求操作人员必须严格按照包括节能技术措施在内的设计要求进行操作和维护，不得随意改变运行程序和拆改系统中的设备。
(3)温、湿度相关性
描述空气状态的两个主要参数为温度和湿度，它们并不是完全独立的两个变量。当相对湿度发生变化时会引起加湿(或减湿)动作，其结果将引起室温波动;而室温变化时，使室内空气中水蒸气的饱和压力变化，在绝对含湿量不变的情况下，就直接改变了相对湿度(温度增高相对湿度减少，温度降低相对湿度增加)。这种相对关联着的参数称为相关参数。显然，在对温、湿度都有要求的空调系统中，组成自控系统时应充分注意这一特性。
4.2 控制中存在的主要问题
目前中央空调系统主要采用的控制方式是PID控制，即采用测温元件(温感器)＋PID温度调节器＋电动二通调节阀的PID调节方式。夏季调节表冷器冷水管上的电动调节阀，冬季调节加热器热水管上的电动调节阀，由调节阀的开度大小实现冷(热)水量的调节，达到温度控制的目的。为方便管理，简化控制过程，把温度传感器设于空调机组的总回风管道中，由于回风温度与室温有所差别，其回风控制的温度设定值，在夏季应比要求的室温高(0.5～1.0)℃，在冬季应比要求的室温低(0.5～1.0)℃。
PID调节的实质就是根据输入的偏差值，按比例、积分、微分的函数关系进行运算，将其运算结果用于控制输出。现场监控站监测空调机组的工作状态对象有:过滤器阻塞(压力差)，过滤器阻塞时报警，以了解过滤器是否需要更换;调节冷热水阀门的开度，以达到调节室内温度的目的;送风机与回风机启/停;调节新风、回风与排风阀的开度，改变新风、回风比例，在保证卫生度要求下降低能耗，以节约运行费用;检测回风机和送风机两侧的压差，以便得知风机的工作状态;检测新风、回风与送风的温度、湿度，由于回风能近似反映被调对象的平均状态，故以回风温湿度为控制参数。根据设定的空调机组工作参数与上述监测的状态数据，现场控制站控制送、回风机的启/停，新风与回风的比例调节，盘管冷、热水的流量，以保证空调区域内空气的温度与湿度既能在设定范围内满足舒适性要求，同时也能使空调机组以较低的能量消耗方式运行。PID调节能满足对环境要求不高的一般场所，但是PID调节同样存在一些不足，如控制容易产生超调，对于工况及环境变化的适应性差，控制惯性较大，节能效果也不理想，所以对于环境要求较高或者对环境有特殊要求的场所，PID调节就无法满足要求了。
对于像中央空调系统这样的大型复杂过程(或对象)的控制实现，一般是按某种准则在低层把其分解为若干子系统实施控制，在上
层协调各子系统之间的性能指标，使得集成后的整个系统处于某种意义下的优化状态。在控制中存在问题主要表现在:(1)不确定性
传统控制是基于数学模型的控制，即认为控制、对象和干扰的模型是已知的或者通过辩识可以得到的。但复杂系统中的很多控制问题具有不确定性，甚至会发生突变。对于“未知”、不确定、或者知之甚少的控制问题，用传统方法难以建模，因而难以实现有效的控制。
(2)高度非线性
传统控制理论中，对于具有高度非线性的控制对象，虽然也有一些非线性方法可以利用，但总体上看，非线性理论远不如线性理论成熟，因方法过分复杂在工程上难以广泛应用，而在复杂的系统中有大量的非线性问题存在。
(3)半结构化与非结构化
传统控制理论主要采用微分方程、状态方程以及各种数学变换作为研究工具，其本质是一种数值计算方法，属定量控制范畴，要求控制问题结构化程度高，易于用定量数学方法进行描述或建模。而复杂系统中最关注的和需要支持的，有时恰恰是半结构化与非结构化问题。
(4)系统复杂性
按系统工程观点，广义的对象应包括通常意义下的操作对象和所处的环境。而复杂系统中各子系统之间关系错综复杂，各要素间高度耦合，互相制约，外部环境又极其复杂，有时甚至变化莫测。传统控制缺乏有效的解决方法。
(5)可靠性
常规的基于数学模型的控制方法倾向于是一个相互依赖的整体，尽管基于这种方法的系统经常存在鲁棒性与灵敏度之间的矛盾，但简单系统的控制可靠性问题并不突出。而对复杂系统，如果采用上述方法，则可能由于条件的改变使得整个控制系统崩溃。
归纳上述问题，复杂对象(过程)表现出如下的特性: ·系统参数的未知性、时变性、随机性和分散性;·系统时滞的未知性和时变性;·系统严重的非线性;·系统各变量间的关联性;·环境干扰的未知性、多样性和随机性。
面对上述空调系统的特性，因其属于不确定性复杂对象(或过程)的控制范畴，传统的控制方法难以对这类对象进行有效的控制，必须探索更有效的控制策略。控制策略的选取
对于复杂的不确定性系统而言，由于被控对象(过程)的特性难于用精确的数学模型描述。用传统的基于经典控制理论的PID控制和基于状态空间描述的近代控制理论方法来实现对被控对象的高动静态品质的控制是非常困难的，一般都采用黑箱法，即输入输出描述法对控制系统进行分析设计，大量引入人的能量与智慧、经验与技巧。控制器是用基于数学模型和知识系统相结合的广义模型进行设计的，也就是说对不确定性复杂系统的控制一般采用智能控制策略[5]。这类控制系统具有以下基本特点:(1)具有足够的关于人的控制策略、被控对象及环境的有关知识以及运用这些知识的“智慧”;(2)是能以知识表示的非数学广义模型和以数学描述表示的混合过程，采用开闭环控制和定性及定量控制相结合的多模态控制方式;(3)具有变结构特点，能总体自寻优，具有自适应、自组织、自学习和自协调能力;(4)具有补偿和自修复能力、判断决策能力和高度的可靠性。智能控制策略的突出优点是充分利用人的控制性能，信息获取、传递、处理性能的研究结果和心理、生理测试数据，建立控制者—“人”环节的模型，以便与被控制对象—机器的模型相互配合，设计人机系统，为系统分析设计提供灵活性。例如，当建立被控制对象模型很困难时，可以建立控制者模型，如建立控制专家模型、设计专家控制器等;当建立控制者模型很困难时，可以建立被控制对象模型;
而设计被控对象模型有困难时，又可建立“控制者—被控制对象”的联合模型，即控制论系统模型，如“人—人”控制论系统的对策论模型。由于现代传感变换检测技术和计算机硬件相关技术的发展基本上已经妥善地解决了控制系统中的硬件问题，难点在于信息的处理和信息流的控制，因此其控制目标的实现和控制功能的完成往往采用全软件方式。不同的控制策略所构造出的算法其复杂程度、鲁棒性、解耦性能等差别是很大的，在技术实现上软硬件资源成本也不同，人们期待的是成本最低的控制策略，在这方面仿人智能控制[6]策略具有其独特的优势。仿人智能控制是总结、模仿人的控制经验和行为，以产生式规则描述人在控制方面的启发与直觉推理行为，其基本特点是模仿控制专家的控制行为，控制算法是多模态的和多模态控制间的交替使用，并具有较好的解耦性能和很强的鲁棒性。从复杂系统控制工程实践的经验看，选取仿人智能控制策略还是明智之举。除了仿人智能控制策略，还有模糊控制策略、专家系统控制策略等。工程实现与监控信息平台的选择
大型复杂系统控制的工程实现中除了低层的DDC控制外，由于各子系统需要结集协调，有大量的信息需要实时处理和存储。从控制论层次考虑，无论管理信息还是控制信息，控制的本质都是对信息流的控制和信息的处理，因此信息平台的选取是至关重要的，应从系统工程角度妥善处理工程实现问题，既要使建设系统的软硬件成本最低，又要考虑系统运行维护升级换代及扩展与发展的长期效益，对系统进行优化配置，保证系统的长期可靠稳定运行。硬件固然是控制系
统实现的基础，但在大型复杂系统控制中强调的应不再是硬件，如传感装置、仪器仪表、传动装置、执行机构等，应改变某些由于技术背景等原因造成的轻视软件重硬件的倾向，避免因信息平台选取不当而形成大量的自动化“孤岛”，给企业的信息化留下隐患，使大量的宝贵信息资源沉淀、流失。目前市场上可供使用的国内外工业控制组态软件不少，但用于大型复杂系统未必都那么合适。事实上，各软件厂商在设计系统时各有侧重，实现技术与设计方案也各有自己的鲜明特点，都是为了解决自动化控制问题提供手段与方案，但解决问题的深度和广度是有较大差别的，这正是设计中有待解决的问题。结束语
由于中央空调系统在楼宇自动化系统节能中占据的特殊地位，显示出了对中央空调系统控制模式进行研究的重要意义。本文针对该系统温、湿控制问题进行了较为详细地分析，并介绍了智能控制策略的突出优点，为同类系统的设计提供了有益的帮助。
当热泵型空调器运行于制冷工况时，四通阀换向使图中实线接通。这时，室内换热器成为蒸发器，而室外换热器成为冷凝器。从室内换热器来的低温低压过热气经四通阀和消声器进入气液分离器．分离出液体后，干过热气被压缩机吸入压缩成为高温高压的气体徘出，气体经四通阀进入室外换热器放热冷凝，成为过冷液。过冷液经毛细管阻力降压后成为低温低压两相流体，进入室内换热器蒸发吸热(此时室内空气被降温)，再一次经四通阀和气液分离器进入下一循环：图中过滤器主要用于制冷剂与压缩机油的分离，以保证换热器的换热效率。
当热泵型空调机运行于制热工况时，四通阀换向使图中虚线接通。这时、室内换热器成为冷凝器，室外换热器成为蒸发器。从室外换热器来的低温低压过热气经四通阀和消声器进入气液分离器，分离出液体后，干过热气被压缩机吸入压缩成为高温高压的气体徘出，气体经四通阀进入室内换热器放热冷凝(此时，室内空气被加热)．成为过冷液，过冷液经毛细管阻力降压后成为低温低压两相流体．进入室外换热器蒸发吸热，随后过热气经四通阀和气液分离器进入下一循环。
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