智能控制仪表范文

导语：如何才能写好一篇智能控制仪表，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：智能控制仪表系统；农业电气自动化；应用

引言

现阶段，我国科学技术发展飞速，带动了各行各业的经济增长，尤其是对于农业的发展，先进的科学技术起到较好的促进作用。这主要是因为我国在发展农业的过程中引用微电子技术和计算机技术，并不断结合我国农业发展的情况，对仪表结构进行改造。在改造仪表的过程中，我国农业部门将仪器检测技术和相关的科学技术融入到其中，制作出新的智能化仪表。智能化仪表的产生有效地弥补了传统仪表的缺陷，并且智能化仪表的功能也随之增加。先进的科学技术可以简化仪表的电路，让仪表更加稳定可靠，进而实现精度高、功能多的目标。新的智能化仪表具有自动检测、处理数据的作用，而且也具有一定的控制功能。本文主要对智能控制仪表系统在农业电气自动化中的应用进行分析。智能化控制仪表系统主要是由微型计算机和检测技术组成，微型计算机为核心组成部分。如今，我国农业较为常用的是TFW-VIII型智能化农业环境监测仪表。该检测仪器具有较强的安全性能，而且在测量数据的过程中可以保证数据的精准性，操作起来十分简单便捷。该监测仪表可以自动监测农业生态环境的变化，提供土壤、气候、水资源的实时信息。该监测仪表中安装了GPS全球卫星定位装置，在运行的过程中可以实现准确的定位，也能确定海拔的高度，为我国农业发展提供了较为可靠的保障。

1智能化控制仪表系统

1.1智能化控制仪表概述

智能化控制仪表系统主要是由传感器和单片机组合而成。传感器在智能化控制仪表系统中主要作用是采集测量的数据和信息，并运用分析软件将这些数据信息转换为电信号。单片机的作用是对电信号进行相关的处理，最终形成控制信号。实际上，分布式测控系统就是由智能化控制仪表组建而成的。分布式测控系统在运行的过程中通常是由PC机对其运行程序进行管理。在管理过程中，单片机会对收集的数据进行有效的测量，实现PC机和单片机的融合。如今，我国科学技术发展迅猛，智能化测量控制仪表逐渐被改造，性能越来越强。市场上也开始出现不同类型的智能化控制仪表。农业部门在选择智能化控制仪表的过程中需结合实际情况，有针对性地选择质量高、稳定性强的智能化控制仪表，从而推进我国农业的发展［1］。

1.2智能化控制仪表的特点

（1）具有较好的自测功能。智能化仪表系统运行时，会对其运行状态和数据自动进行调整，并校准相关的数值，以保证仪表系统正常运行。而且，智能化控制仪表系统会自动地进行全面检测，可以及时地发现故障的位置，从而形成信号快速通知工作人员对其进行维修。在运用智能化控制仪表系统过程中，相关的工作人员只需要对其进行监管即可，该系统降低了相关工作人员的工作压力［2］。（2）具有自动操作的性能。如今，智能化控制仪表系统逐渐从现代化转为自动化，其自动操作的性能进一步推进了我国农业领域的发展。研究发现，智能化控制仪表系统在操作测量环节时都会运用微控制器，有效增强了农业自动化的能力［3］。（3）具有数据处理性能。智能化控制仪表系统是由单片机和微控制器构成，当智能化控制仪表系统在运用时相关的构建出现了问题，系统中的软件逻辑技术就会对问题进行处理。如，数字万用表虽然具有测量电压和电流的功能，但是不能处理数据，智能化控制仪表系统则会根据具体测量的数据，对平均值和统计分等相关数据进行计算，不仅为工作人员节省了时间，而且所测量的数据具有较强的精准性［4］。（4）具有可操控能力。智能化控制仪表系统在运行的过程中会对通信接口进行规范，对仪表系统进行控制。该系统的可操控能力十分有助于农业的发展.（5）人机对话功能。人机对话功能是智能化控制仪表系统中最为显著的功能。农户可以直接通过语音输入搜索内容，也可以使用键盘输入关键词，与传统的操作方式相比较更加简单便利，而且信息查询效果较为准确可靠。此外，该系统还具有较强的灵活性。

2关于智能化控制仪表系统在农业中的应用的研究

2.1智能化控制仪表系统在农业中的应用

在运用智能化控制仪表系统的过程中，我国农业部门需要明确主要发展的目标和运用智能化控制仪表系统的目的，从而设计智能化仪表控制系统应用的方案。我国农业部门需要不断研究新的产品，并将其融入到仪表系统中，增强仪表系统的性能。如今，我国农业已经开始广泛运用TFW—VIII型智能环境监测仪表。该仪表的特点和内部的GPS定位设备，可以为我国农业部门提供大量丰富的数据信息，十分有利于对土壤的分析，检测土壤中的化学成分，测试土壤中的酸碱值。TFW—VIII型智能环境监测仪表还可以检测出土壤中的盐分、温度等，对农作物种植具有较为良好的促进作用。TFW—VIII型智能环境监测仪表还具有储存、打印、操作功能，与计算机网络技术相互连接，即可记录储存相关的数据信息，以便于农业部门日后的测试［5］。

2.2应用对策

（1）优化智能化控制仪表系统。我国农业部门在运用智能化控制仪表系统的过程中，应采用合理的方法对仪表系统进行优化，有效提升智能化控制仪表系统的判断性能。农业部门要慎重选择仪表设备，确保仪表设备的微处理器具有良好的数据加工处理作用，降低测量误差［6］。在优化智能化控制仪表系统的过程中，相关的工作人员要对其进行低功耗的设计，提升系统的效率。在设计低功耗的过程中，设计人员应遵循以下原则：深入分析智能化控制仪表系统同电压之间的联系，这样即使电压升高，工作人员也能有效地对其进行控制，从而延长系统的使用期限；设计人员应运用分区分时的方法对系统进行供电，可有效节省电力成本；设计人员应严格遵循相关的要求，选择电路功耗低、抗干扰性能良好的CMOS集成电路，可有效保证仪表系统的稳定性，保证仪表系统在运行过程中处于安全状态。（2）控制干扰智能化控制仪表系统的因素。对智能化控制仪表系统研究发现，该系统在运动的过程中会受到很多因素的干扰，这些因素不仅会阻碍智能化控制仪表系统的运行，还会导致仪表系统运动数据缺乏准确性。干扰智能化控制仪表系统运行的因素主要有外部共模干扰和差模干扰。工作人员要对智能仪表的设备进行合理的选择，确保仪器设备的质量达标，保证系统在运行过程中受到外界干扰后，仪器设备能够自动进行安全防护。而且在对仪表设备进行安装和结构设计时，必须要保证其具有较强的可靠、稳定性。若系统受到外界干扰，数据的精准性会降低，须深入检测仪表设备的故障位置，并对误差进行计算。为了有效地控制这些干扰，工作人员可以采取抗干扰的方法，提升外部噪声源、印制电路板的运行效率。

3结语

农业部门应根据智能化控制仪表系统的特点，有针对性地选择、运用智能化控制仪表系统，推动我国农业的发展。

参考文献

[1]叶和友.电气自动化技术在农业水利中的应用[J].农民致富之友，2013(18)：12-34.

[2]林鹤,朱俊龙.浅析我国电气自动化技术发展现状及趋势[J].黑龙江科技信息，2016(33)：55-77.

[3]文建强,罗美凤.水电厂电气自动化设备的可靠性探讨[J].建材与装饰，2016(46)：60-89.

[4]朱后泉,刘建东.浅析电气自动化技术对电厂的重要性[J].山东工业技术，2017(05)：24-67.

[5]肖勇.智能技术对我国发电站电气自动化控制的重要性[J].数字技术与应用，2017(01)：30-90.

篇2

关键词:测量;微处理器;智能监控

1、概述

自从1971年世界上第一种微处理器(美国Intel公司4004型4位微处理芯片)问世以来,微计算机技术得到了迅猛的发展.测量仪器在它的影响下有了新的活力,取得了新的进步.电子计算机从过去的庞然大物已缩小到可以置于测量仪器之中,作为仪器的控制器、存储器及运算器,并使其具有了智能的作用.概括起来说,智能仪表在测量过程自动化、测量结果的数据处理及一机多用(多功能化)等方面取得了巨大的进展.到了20世纪90年代,在高正确度、高性能度、多功能的测量仪器中已经很少有不采用微处理器的了。

2、测量系统现状

随着仪表功能的越来越强以及科学技术的进步,人们的生产行为、生活方式都发生了重大的变化,作为生活生产中非常重要的一项技术即监控技术的重要性正在逐渐被人们所认识和重视。监控系统的演变,是一个从集中监控向网络监控的发展历史。

3、设计目的

该项设计的目的是设计一种集多种测量功能为一身的并具有远程数据采集与控制功能的智能化监控仪表,力在消除多种仪表混用不兼容的现象。又由于引入了微处理器与总线技术,使得本次设计不仅可以测量多个量,而且具有联网实施远程控制方便检测的特点。本设计仪表具有以下特点:

①常规仪表与微处理器的结合组成智能化的监控检测仪表;

②可以测量交流电压、交流电压有效值、直流电压、直流电流;

③采用485总线芯片实现仪表远程操作;

④具有自动开关量输出与手动开关量输出;

⑤采用PC对各个仪表进行监控并对仪表测量数据进行采集。

4、系统总体设计思路

微处理器的发展使仪表具有智能化,智能化仪表有很多功能与特点。但是在现实生活中,常规仪表依然大量存在,比如,现在日常生活中大量存在的分立的电压表、电流表,这就使得同一采集点同时使用两个测量仪表甚至更多,在远程数据采集时,一个仪表就需要一个数据采集通道,使线路变的极其复杂,如果仪表的类型不一样则采集到的数据也各不相同,严重影响上位机的处理工作,更别说实现远程控制了。因此,一种可以将常规仪表融合到一起的仪表,并且具有总线功能与远程检测控制的仪表成为生活生产中迫切需要的一种设备。本文介绍的是为满足用户的这种需求而设计出来的一种智能化仪表―智能数字万用表的硬件设计过程。

智能数字万用表是将几种常规的仪表融合到一起的仪表。由于加入了微处理器使仪表具有了一定智能化功能,又由于加入485总线芯片便使得仪表具有了远程数据采集与控制的功能。

4.1智能数字万用表的系统框图

数字万用表是测量交流电压、直流电压、电流和电阻等参数的数字测量仪器。智能数字万用表是在数字万用表的基础上嵌入微处理器,且具有测量软件的多功能数字测量仪器,其结构为:

4.2系统结构分析与硬件框图

4.2.1系统结构分析

4.2.1.1测量电路:测量分4部分――直流电压、直流电流、交流电压、交流电压有效值,

①交流电压测量部分。

测量交流电压必须将其转化为直流,所以交流电压经过分压后需要整流电路将其转化为直流,这里整流电路使用由运放组成的有源滤波整流电路。这部分测量的是交流电压的平均值即我们所说的交流电压值。

②交流电压有效值测量。

在实际应用中,交流电压的有效值比电压平均值更为常用,而对于理想的正弦波的有效值等于平均值乘以波形因数1.11,然而有时测量的不是正弦波而是方波、三角波或者是不规则波形,它们的有效就不能用平均值乘以波形因数的方法求得,就必须用真有效值转换电路才能测量。本设计使用真有效值转换芯片AD637。

③直流电压的测量。

直流电压比较容易测量,分压后直接测量即可。

④直流电流的测量。

测量直流电流必须将其转化为直流电压,通常的方法是在电路中加入采样电阻,将电流转化为电压再运用测直流电压的方法直接测量。

4.2.1.2控制电路分为3部分――A/D转换部分、主控制部分、超量程保护部分。

①A/D转换部分。

A/D转换器选择ICL7135,ICL7135具有数码管动态显示输出,不用单片机就能显示测量结果,而且用串行数据采集的方法与单片机连接相当简单,这就有利于减轻单片机的负担。

②主控制部分。

微处理器是智能仪表的核心部分,它对仪表的性能影响很大。现在常用的有8位和16位单片机,这里我们使用ATMEL的AT89C51。

③超量程保护部分。

好的仪表都有一整套的保护体系,本设计有输入钳位保护与超量程保护。输入钳位保护使用二极管实现,超量程保护使用运放组成窗口比较器,对A/D转换前的电压信号进行监控保护。

4.2.1.3通信电路:

通信功能是智能仪表的基本功能,为了简单起见使用RS485通信,485总线通信是一种比较简单的通信总线技术,RS485采用差分信号负逻辑,+2V～+6V表示“0”,- 6V～- 2V表示“1”。RS485有两线制和四线制两种接线,四线制只能实现点对点的通信方式,现很少采用,现在多采用的是两线制接线方式,这种接线方式为总线式拓朴结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。485通信芯片使用MAX485。智能仪表还要能够与PC通信,由于PC使用RS232通信,要想与485总线上的仪表通信就必须加232/485转换电路。

4.2.2 系统硬件框图

图2-1为系统的硬件结构框图,交流电压、交流电压有效、直流电压三部分共用一个分压电路,分压电路靠单片机控制继电器实现自动换档。直流电流的测量使用单独的电流采样电路将电流信号变为电压信号再进行测量,四个量的测量靠继电器进行切换,继电器由单片机控制。前级输出的电压信号经过具有自动稳零的斩波稳零第四代运放ICL7650放大后送入A/D转换器ICL7135进行AD变换再送LED显示与送单片机进行数据处理。仪表具有通信功能,7135处理后的测量数据由单片机发送出去,经过485通信芯片传送到远端的监控PC上,PC经过处理将这些数据显示到显示器上,实现数据监控。

篇3

关键词：单片微控制系统；智能仪表；C51；汇编语言

中图分类号：TP368 文献标识码：B

文章编号：1004-373X(2008)06-045-02

Application of MCU Control System in Intellectualized Meter

SUN Xiangguang，CHENG Jibing，SHI Chengjiang

(Mechanical Engineering College，Liaoning Shihua University，Fushun，113001，China)

Abstract：This article introduces the chief component of MCU control system，with the design of one kind of force′ testing device this article also introduces the data acquisition，data processing and keyboard dispose parts particularly.Some parameter and operating principle of the chief slug is given by this article.The software of this system is designed by using C51 and assembler.Some program of the software is given.With the testing showing this system has a stable performance and a high sensitivity.

Keywords：single chip microcontroller system；intellectualized meter；C51

1 单片微控制系统的主要模块

单片微控制系统是一种集数据的采集与处理、键盘、显示以及控制信号的输出为一体的微型控制系统。具有体积小、性价比高、稳定可靠、通用性强等优点，广泛应用于工业生产的各个领域。一个典型的单片微控制系统由如图1所示部分组成。

2 便携式力测试仪的开发

便携式力测试仪体积小、携带方便，变送器受压或受拉后将信号传入该测试系统，要求该系统有自动校零及能够存储多组数据的功能。要实现该测试仪器的功能，需完成以下几个模块的设计，如图2所示。

2.1 键盘显示接口的设计

该测试仪的键盘显示接口采用专用芯片HD7279实现，使用该智能化芯片可以缩短产品的开发周期，减化电路和应用程序的设计。HD7279A采用串行接口方式接收和发送数据，采用动态扫描的方式显示数据，可直接驱动8位LED数码管及64键键盘，内部含有译码器。该芯片控制指令十分丰富，能够满足多种LED显示状态的需要，典型的键盘显示连接图如图3所示。串行数据从DATA引脚送入芯片，并由CLK端同步。当片选信号变为低电平后，DATA引脚上的数据在CLK引脚的上升沿被写入HD7279的缓冲寄存器。KEY引脚用来检测是否有键按下，当有键按下时，KEY引脚自动置低，如果此时接收到“读键盘”指令，HD7279将自动输出按下键的代码，代码以10进制表示，键号即为键盘代码。键盘显示模块因实时性要求不高，故采用C51语言编程，可移植性好，经修改后可方便用于其他系统的键盘显示处理模块。

2.2 A/D转换接口的设计

该测试仪为量具类仪器，所需测试精度较高，应选用高精度A/D转换芯片ICL7135来实现该部分的设计。

2.2.1 ICL7135主要技术指标

(1) 在6 MHz晶振下，ALE输出稳定的1 MHz频率(不使用MOVX命令)，经CD4040B芯片4分频后，对ICL7135输入250 kHz的稳定频率，此时ICL7135的转换速率为每秒6.25次；

(2) 分辨率为 4位半，相当于14位二进制数，百分数表示为1/(212-1)*100%=0.006%；

(3) 转换精度为±1字；

(4) 转换形式为双积分形式。

2.2.2 ICL7135接口电路

ICL7135接口电路如图4所示。

2.2.3 转换过程及程序设计

ICL7135的BUSY信号接至单片机的(INT0)引脚上，并且将定时器T0的选通控制信号GATE置1。此时定时器T0是否工作将受BUSY信号的控制。当ICL7135开始工作时，ICL7135的BUSY信号自动跳高，定时器T0开始工作；当转换完成后，BUSY信号自动置低，在此时间内定时器T0的TH0，TL0所记录的数据与ICL7135的测试脉冲存在一定的比例关系。ICL7135在积分过程中的时间是固定的10001个时种脉冲，反积分过程的时间由测试的脉冲信号绝定，因此将TH0，TL0所记录的数据减去10001个脉冲即为所需数值。对ICL7135转换部分的程序设计，为了提高显示的灵敏度，要求该部分的程序代码最少，运行最快，因此采用了C51语言与汇编语混合编程的方式，对于关键的转换子程序部分采用汇编语言编写，并将其改写成可被C51语言调用的子函数形式，具体改写方式如下：

(1) 汇编语言程序必须以C51的方法建立参数传递段和全局变量段，并向其他模块公布局部数据段和局部数据位段的别名和全局变量名；

(2) 在C51语言程序中，必须将被调用的汇编子程序声明为外部(extern)函数，将所引用的由汇编语言程序定义的全局变量声明为外部变量；

(3) 建立项目工程文件，将上述可调用的汇编语言子程序以及调用汇编语言程序的C51高级语言程序都引入其中。进行编译、汇编和链接，即可生成可执行文件“*.HEX”文件。汇编程序改写部分如下：

NAME ICL7135；定义模块名

?PR?_a_func?ICL7135 SEGMENT CODE；定义程序代码段

?DT?_a_func?ICL7135 SEGMENT CODE OVERLAYABLE

?DT?ICL7135；定义全局数据段段名

；定义公共符号

PUBLIC chai；全局变量chai

PUBLIC ?_a_func?BYTE；局部数据段段名

PUBLIC _a_func；函数名

RSEG ?DT?_a_func?ICL7135；可覆盖局部数据段

?_a_func?BYTE：

RSEG ?RP?_a_func?ICL7135；程序代码段

_a_func：；超始地址

3 结 语

应用单片微控制系统研究开发的力测试仪是一种便携式的测试仪器，具有体积小、重量轻、测试结果精确、抗干扰能力强等特点。由于采用混合语言编程的方式设计系统的软件因此产生的目标代码小、运行速度快。用该测试仪器在学校的压力机上进行实际测试实验，实验结果表明，测试数据稳定可靠、重复性好、显示敏捷、测试精度符合要求。

参考文献

[1]徐爱钧.智能化测量控制仪表原理与设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.

[2]张大明，彭旭昀，尚静基.单片微机控制应用技术[M].北京：机械工业出版社，2006.

[3]李华.MCS-51系列单片机实用接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，1993.

[4]朱祥贤，葛素娟.单片机应用系统的抗干扰技术\[J\].现代电子技术，2007，30(11)：151-153.

作者简介

孙祥广 男，1982年出生，辽宁瓦房店人，硕士。研究方向为化工机械。

篇4

关键词：费控智能电表；电价异常；原因；办法

当前社会，国家逐步对民企用电采取分类处理的措施，截止目前为止，已经完成了对供电企业用电信息采集系统的建设工作，费控智能电能表也已经应用在用户终端的计量装置中，这种装置充分表现其智能电能的一面，尤其以其分时电价功能、阶梯电价功能、全面预付费功能的设计让“全采集、全覆盖、全预付费”成为现实。但是在人们都在享受此功能的同时，出现了退费或者欠费的现象，用户无法理解这种现象的产生，为究其原因，作者在文章中将详细阐述出现退费及欠费的原因，而且还为用户找到解决方法及计算方式。

1 分析退补电费原因

1.1 不统一的规约，早期出产的智能电表无阶梯电价功能

阶梯电价和显示电价的功能在早期一部分工程建设智能表中是不存在的，因为在试点工程建设中的智能电能表是按照需要逐步完善其功能的，而不是按照当前的规约来制造的。

1.2 通信技术的不够完善，导致系统数据与现场真实数据不一致。在用电信息采集工程建设过程中出现现场数据和系统数据不同步的现象是常有的，只因通信设备和系统设施还有待完善，尤其是还无法实现远程控制下发现场参数。由此导致大量工作还是需要人工来完成，在这样的情况下出现疏漏是不可避免的，当SG186系统已经开始执行，但是电价仍未设置，由此引发隐性欠费的现象。

1.3 设置错误的电价或者未设置电价

1.3.1 人工设置电价存在“零”电价。工作人员在设置电价过程中未按规定操作，将用户费控智能电能表的电价设置为“零”电价。

1.3.2 如何形成“叠加”电价

（1）下面将分析出现在居民用户中的“叠加”电价是何原因。有关阶梯电价切换时间节点，某电力公司做出规定，规定2012年8月1日为时间节点，在这个时间节点之前很多新用户已经在营销系统SG186购电，此系统没有在用户使用的费控智能电表上输入电费，而是自动带入费率电价；然而，在切换了节点之后，原本现场表计已经被设置为阶梯电价，固然形成费率电价与阶梯电价的重叠。

（2）关于非居民用户形成“叠加”电价的原因，是居民用户的阶梯电价和非居民用户的分时电价相互叠加所产生的。

1.3.3 居民用户没有设置阶梯电价。通常情况下，如果没有设置阶梯电价，每年清算电量时电量多于2040度以上的用户就会出现欠费的情况。

1.4 系统操作流程不完善，虽然更换表计，仍有欠费问题

1.4.1 更换表计时，旧表计上剩余金额未在SG186系统内发行负电费或者给用户写卡金额大于实际表计余额，造成系统内用户欠费。

1.4.2 如果旧表计为机械表计，将旧表计止码发行电费，没有在坐收方式收取这部分电费，而是从新表计预收中自动冲抵该部分欠费，造成系统余额小于表计余额，造成欠费。

2 基于欠费情况下的计算处理办法

为确保全额追补用户所欠电费，首要是重视当前电价执行政策的宣传工作和解释工作，不能忽视舆论的影响力。尤其是当用户不接受电价执行政策，不配合工作人员的追补工作时，更要做好安抚工作，这样才不会给电力企业带来巨大经济压力。

2.1 计算处理宗旨，将现场处理时间作为依据

将系统与表计算费系统设定相同时间点，这是营销系统账户预收余额就会与表计剩余金额相同。由某电力公司规定得知，居民用户执行的是阶梯电价，使用费控智能电能表执行的阶梯电价按月结算，而SG186营销系统是以年为单位计算用户电费，由于结算周期的不同使得在退补用户电费时要将包括阶梯部分的电量电费考虑在内。故而得出一个正确的退补电费的计算方式，即采取现场抄录费控智能电能表数据，这些数据包括：峰电量、平电量、谷电量、当前总用电量、剩余金额、执行电价等等。

2.2 具体问题具体分析，不同的欠费原因有不同的计算方式。接下来作者将详细讲解由费控智能电能表执行异常电价形成欠费的退补电费方法。

2.2.1 欠费原因分析中1.2、1.3.2（1），1.4.1，执行分时电价的非居民用户，时间节点按2011年12月1日00点，现场更换表计或作清零处理，该类计算依据以SG186营销系统数据为主，退补电费计算方法：

X=（表计当前峰段电量-系统最后一次发行峰段电量）*峰段电价+（表计当前平段电量-系统最后一次发行平段电量）*平段电价+（表计当前谷段电量-系统最后一次发行谷段电量）*谷段电价

Y=SG186营销系统帐户预收余额

X：表示系统最后一次发行电量到现场更换表计或清零处理时产生的电费。

以下判断依据必须是用户正常购电且中间无异常处理记录。如果：X>Y，有两种可能，一是该用户在采集系统建设中更换表计时系统内已将剩余电度发行负电费。则该用户必须补缴因电价异常（表计电价执行旧版本分时电价或只执行一种电价）所产生的电费差额；则：补缴电费金额=X-Y。二是该用户在采集系统建设中更换表计时系统内未将剩余电度发行负电费，则只是补发负电费后再进行判断，如果继续大于系统预收余额，则：补缴电费金额=X-新的系统预收余额。如果：X=Y则：该用户电价正确，不需作任何处理。如果：X

2.2.2 欠费原因分析中1.3.1、1.3.2（1）、1.4.1，执行居民阶梯电价的用户，时间节点按2012年8月1日00点，现场更换表计或作清零处理，该类计算依据仍以SG186营销系统数据为主，以费控智能表计数据为付。

3 结束语

通过对费控智能电能表形成退补电费产生的原因进行分析，判断依据进行了解释说明，并提出退补电费的计算方法。以上分析原因及处理异常电价的办法，必须以用户在购电过程中无异常发生或无故障处理事件为先决条件，如有异常记录，处理过程中，需要根据实际情况具体问题具体解决。

参考文献

篇5

关键词：智能控制技术;车辆工程;应用

目前，汽车已经成为了人们出行必不可少的代步工具，对人们的生活带来了极大的影响。而随着人们生活水平的不断提高，人们对于汽车的要求也越来越高。智能控制技术在车辆工程中的应用，极大的提高了汽车运行的智能化，提高了汽车的舒适度和安全性。而到目前为止，这一技术在车辆工程中的应用还没有得到普及，要想实现汽车智能化控制，还需要我们不断的努力。

一、智能控制技术在车身上的应用

汽车车身的智能控制技术对于汽车的行驶安全有着重要的影响。车身的控制主要包括安全、通信、仪表、舒适度等四个方面。首先，安全控制主要包括安全气囊、安全带和防盗系统。当车辆遭受撞击或者其他不安全因素时，智能控制系统会控制安全气囊和安全带，使他们一起工作，安全带会迅速收紧，防止车上人员在惯性的作用下身体被抛出或者受到猛烈撞击;而智能防盗系统能够自动发出警报，如果有人强行进入汽车并发动汽车，智能控制系统便会发出指令，打开汽车指示灯并发出警报，同时切断点火，制止汽车启动。通信控制主要是车辆导航及车载网络系统控制。智能导航能够自动识别车辆位置，并在地图中显示。仪表控制是通过智能控制实现对车辆显示屏和仪表的控制，通过智能传感器感应车辆行驶的速度、里程、油耗等等，然后传给主系统通过仪表和显示屏显示出来。一般在安装系统时会规定车辆的最高时速，如果车辆在运行时速度超过了规定的时速，控制系统便会发出相关指令控制车辆的运行。舒适度控制是保证汽车的行驶速度控制在人们可接受的舒适的范围内，尽可能的让汽车的行驶速度保持在定值范围内，减少了因人为超速造成的不安全性，并通过智能操作降低了人为操作的劳动强度，大大的提高了车辆运行的安全性和舒适度。

二、智能控制技术在车辆发动机上的应用

发动机是汽车的心脏，传统的发动机一般使用汽油和柴油作为汽车的动力原料。而现在已经开始使用电能、混合动力、生物乙醇、氢能、燃料电池等新能源作为汽车发动机的燃料。智能控制技术在车辆发动机上的应用，主要是对汽车点火系统、燃油喷射系统的控制，以及对其他辅动力系统的控制。智能点火控制系统实现了点火的提前控制，系统会对汽车的运行过程进行监测，选取最合适的时间点火，这样能够极大的节约人们的时间，在最短的时间内发动汽车，同时避免燃料的浪费。同时，智能燃油喷射系统能够实现对燃油温度的整体控制，并自动检测燃料存量。辅动力系统能够保证汽车的动力系统在运行时能够平稳的安全的运行，尽可能避免汽车动力系统故障的发生，能够进行自诊断，一旦发现发动机故障，便会自动将信息传输到主控制系统中。而随着新能源的推广，智能控制技术在发动机中的应用具有更加重要的作用。它能够实现对点火系统、燃油喷射系统、提前角智能化控制，并且能够对新能源的燃烧情况进行监测，从而保证新能源的有效利用，减少能源燃烧中污染物的排放以及能源的消耗。

三、智能控制技术在车辆防撞系统中的应用

目前我国的交通事故频发，而一般发生交通事故时，车辆都会受到猛烈的撞击，甚至很多驾驶人员在受到撞击前来不及反应便失去知觉。要想减少车上人员由于受到撞击而死亡的几率，提高车辆运行的安全性，必须要开发车辆防撞系统。部分国家在很久以前便开始研发这一系统，但是成效甚微。而汽车智能控制技术的应用，使得这一系统的开发取得了重大的进展。将智能控制技术应用于车辆防撞系统中，能够自动识别附近可能与车辆发生碰撞的物体，并计算两者之间的距离，提醒驾驶人员做好准备，尽可能减少因驾驶人员疲劳驾驶或者疏忽大意没有防备而导致的安全事故的发生。一般是通过雷达、激光、声纳等自动测出车辆的运行速度，并且测出周围车辆或者行人以及其他物体的运行速度，然后根据两者之间的距离以及碰撞在一起所需要的时间调节报警时间，如果报警后司机没有采取任何措施，系统便会自动采取措施，如关闭车窗、自动刹车等，对车辆的运行进行控制。这一技术能够对车辆周围的物体进行探测，并且根据周围情况自动调整安全距离，当前方出现水洼、石块等影响车辆正常运行而司机又没有做出任何反应时，控制系统便会自动报警并减速。

四、智能控制技术在汽车轮胎及车灯中的应用

车辆行驶时间过长或者外界温度过高，都会影响到汽车的性能，严重者可能导致爆胎。而智能控制技术在轮胎中的应用，能够对汽车轮胎的温度进行监测，当轮胎的温度超过规定的范围时，系统便会自动报警，同时，当轮胎的气压过低时，系统也会发出警报，制止汽车继续运行，这样能够极大的减少汽车运行中安全事故的发生。这一技术在车灯中的应用，主要表现在系统能够自动控制汽车的车灯，当司机倒车时，系统会自动打开后车灯，提醒车后人员注意躲避;而当光线较暗时，系统也会自动打开车灯。这样便极大的减少了因司机疏忽大意导致的安全事故的发生。

五、智能控制技术在汽车可视倒车系统中的应用

目前汽车的后视镜往往难以反映汽车后面的情况，当司机在后视镜中观察车后情况时，往往只能看到两边的情况，而汽车的正后方处于视觉盲区。这样的技术障碍已经导致了很多安全事故的发生。司机在倒车时没能看到车后的情况，而车后的人又没有注意到前方的情况，便导致了悲剧的发生。将智能技术应用于系统中，在车后安装远红外广角摄像装置，司机在车内通过显示屏便可以看到车后的情况，这样便能够解决困扰司机们的一大难题。

总之，智能控制技术在车辆工程中的应用，对于汽车行业的发展具有重要的意义。它能够在很大程度上提高汽车的智能化，提高汽车运行的安全性，减少交通安全事故的发生。目前我们对于智能控制技术在汽车中的应用研究主要包括安全气囊、安全带、防盗系统、通信系统、仪表、舒适度、发动机、车辆防撞系统、汽车轮胎、汽车车灯以及可视倒车系统等方面的内容。虽然已经取得了一定的研究成果，但是到目前为止还没有得到实际的应用。在未来的研究中，我们要不断的掌握这些新技术，并且将其应用于实践之中，这样才能够逐步实现我国汽车的智能化控制，进而提高汽车运行的安全性。

参考文献：

[1]陈胜.汽车发动机冷却系统智能控制技术研究[J].科技与生活，2011，（2）

篇6

真空烧结炉是在抽真空后，在充惰性气体保护状态下，利用发热体加热的原理，使物料箱保持均匀温度，通过热辐射传导进行烧结，并通过温度智能控制系统实现温度的自动控制。烧结作为粉末冶金过程中的一道重要工序，其温度的控制决定着最终产品质量的好坏，传统的温度控制系统多是采用手动控制、温度仪表结合继电器型的位式控制或者是PID连续控制，随着科技的不断进步，智能化技术开始应用于烧结温度的控制，虽然温度智能控制系统有多种类型，但它们都有着一定的局限性，并不能实现对粉末冶金烧结复杂过程中温度的有效控制，对于温度智能控制系统的研究还有待深入。

1 真空烧结炉温度控制研究现状

PID控制是实现真空烧结温度自动控制的最早方法，在诸多领域均有应用，但在时变、大滞后、非线性系统中其性能较差，且稳定性较差，单纯的PID控制方法已经无法满足烧结温度控制的精确要求。

伴随着科学技术的进步，诸如预测控制、鲁棒控制、模糊控制、智能控制、专家控制等先进的控制方法应运而生，这些方法已被成功应用于实际的温度控制中，起到了较好的效果，而智能化技术的出现更推进了温度智能控制的发展，智能化技术包括人工智能、神经网络、专家系统、进化算法、预测技术等，可对一些非线性、快时变等复杂系统进行全局控制，较其他温度控制技术来说，有着明显的优势。

2 烧结温度控制过程及传统控制方法

粉末冶金烧结控温过程一般包括自由升温段、恒温升温段、保温段、恒温降温段以及自由降温段，温控要求示意图见于图1，从图中可看出除自由升降温阶段，其他阶段要求温度控制的精确性。

传统温控方法主要有以下几点：

2.1 仪表控制

传统的仪表控制是通过温控器、继电器、接触器的二位式调节实现对温度的控制，将温控器的TC调至“自动”，即可进行自动控制。但这种温控方法存在控制精度低、稳定性差、电能利用率低等缺点。

2.2 PID控制

PID控制是目前应用最广泛的一项烧结温控技术，PID控制系统由模拟PID控制器和被控对象组成，PID控制器是一种线性控制器，控制规律为u（t）=Kp[e（t）+1/T1∫t0e（t）dt+TD×de（t）/dt]，其中Kp为比例系数、T1为积分时间常数、TD为微分时间常数。在实际生产中，PID控制器多存在参数整定不良、性能较差、适应性差等缺陷。

2.3 纯滞后补偿控制器

纯滞后补偿控制器即Smith预估器是针对被控对象的纯滞后性提出的，虽然可对参数进行有效控制，但这种控制方法的实现必须建立于被控对象的数学模型上，不适用于一些数学模型难以构建的系统中。

2.4 工控机和PLC过程控制系统

这种控制方法是由PLC进行现场控制，并由微机进行控制运算，在图形化的过程控制界面上实现温度自动控制的操作，这种方法受环境条件影响，且成本较高。

3 温度智能控制系统分析

3.1 模糊控制系统

模糊控制技术是通过模糊条件语句，利用模糊逻辑推理对系统的实时输入状态数据进行处理，对被控对象实施相应的控制决策，从而来达到精确的控制效果。

模糊控制器一般由模糊生产器、模糊规则库、模糊推理机、模糊化消除器四部分组成，将实际温度与温度给定值之间的温差e及其变化率ec作为模糊控制器的输入语言变量，并将系统控制通过加热装置的电流的可控硅导通角的变化量Ki、Kp、Kd作为输出变量，包括模糊化、模糊推理、解模糊三个过程，其结构框图见于图2。

模糊控制器的工作流程为采样求得系统的输出值和输入变量，再将输入变量的精确值变为模糊量，并根据输入变量及模糊控制规则，通过迷糊推理合成规则来计算出控制量。

3.2 基于BP神经网络的温度智能控制系统

基于BP神经网络的PID控制器（图3）摆脱了对于被控对象数学模型知识的依赖，其控制功能的完成取决于神经网络的学习算法。借助BP神经网络可实现PID的Ki、Kp、Kd3个参数的在线调整。

3.3 基于OPC技术的温度智能控制系统

OPC是一项用于过程控制的对象链接嵌入的技术，这种技术提供了一种规范，通过这种规范，系统能够以客端/服务器标准方式从服务器获取数据并将其传递给任何客户应用程序，实现对被控对象的实时控制。基于OPC技术的温度智能控制系统的硬件系统主要由PLC主控制系统、热电偶传感器、主回路可控硅装置及电加热器EH组成。

系统软件方面主要包括主程序、PID控制算法程序、温度采样程序等，主程序在初始化程序中完成抽真空，充惰性气体后进行真空烧结，在烧结过程中再有PID控制温度，烧结完成后，进行气压冷却，当炉温低于800摄氏度时结束程序，完成烧结。

4 结语

粉末冶金真空烧结具有非线性、大滞后等特点，其复杂性加大了烧结过程中的温度控制难度，在实际的真空烧结炉温度控制系统中，由于其自身的局限性，无法实现温度的精确控制，这也直接影响到了最终产品的质量，智能化技术的应用使得温度智能控制系统得以建立，温度智能控制系统具有运行稳定、温度控制精度高、适应性强等优点，在粉末冶金真空烧结炉中具有很大的应用价值及发展空间。

参考文献

[1]汲亚娟.粉末冶金电加热烧结炉的温度控制系统[D].石家庄：河北科技大学，2014.

[2]周建华.基于模糊CAMC与PID复合控制的DMK-240真空烧结炉控制系统研发[D].长沙：中南大学，2012.

[3]葛伟伟.基于PLC的烧结炉温度控制系统设计[D].杭州：浙江工业大学，2015.

[4]周金峰.基于OPC技术的烧结炉模糊温度控制系统[D].株洲：湖南工业大学，2011.

作者单位【关键词】粉末冶金 真空烧结炉 温度智能控制系统

真空烧结炉是在抽真空后，在充惰性气体保护状态下，利用发热体加热的原理，使物料箱保持均匀温度，通过热辐射传导进行烧结，并通过温度智能控制系统实现温度的自动控制。烧结作为粉末冶金过程中的一道重要工序，其温度的控制决定着最终产品质量的好坏，传统的温度控制系统多是采用手动控制、温度仪表结合继电器型的位式控制或者是PID连续控制，随着科技的不断进步，智能化技术开始应用于烧结温度的控制，虽然温度智能控制系统有多种类型，但它们都有着一定的局限性，并不能实现对粉末冶金烧结复杂过程中温度的有效控制，对于温度智能控制系统的研究还有待深入。

1 真空烧结炉温度控制研究现状

PID控制是实现真空烧结温度自动控制的最早方法，在诸多领域均有应用，但在时变、大滞后、非线性系统中其性能较差，且稳定性较差，单纯的PID控制方法已经无法满足烧结温度控制的精确要求。

伴随着科学技术的进步，诸如预测控制、鲁棒控制、模糊控制、智能控制、专家控制等先进的控制方法应运而生，这些方法已被成功应用于实际的温度控制中，起到了较好的效果，而智能化技术的出现更推进了温度智能控制的发展，智能化技术包括人工智能、神经网络、专家系统、进化算法、预测技术等，可对一些非线性、快时变等复杂系统进行全局控制，较其他温度控制技术来说，有着明显的优势。

2 烧结温度控制过程及传统控制方法

粉末冶金烧结控温过程一般包括自由升温段、恒温升温段、保温段、恒温降温段以及自由降温段，温控要求示意图见于图1，从图中可看出除自由升降温阶段，其他阶段要求温度控制的精确性。

传统温控方法主要有以下几点：

2.1 仪表控制

传统的仪表控制是通过温控器、继电器、接触器的二位式调节实现对温度的控制，将温控器的TC调至“自动”，即可进行自动控制。但这种温控方法存在控制精度低、稳定性差、电能利用率低等缺点。

2.2 PID控制

PID控制是目前应用最广泛的一项烧结温控技术，PID控制系统由模拟PID控制器和被控对象组成，PID控制器是一种线性控制器，控制规律为u（t）=Kp[e（t）+1/T1∫t0e（t）dt+TD×de（t）/dt]，其中Kp为比例系数、T1为积分时间常数、TD为微分时间常数。在实际生产中，PID控制器多存在参数整定不良、性能较差、适应性差等缺陷。

2.3 纯滞后补偿控制器

纯滞后补偿控制器即Smith预估器是针对被控对象的纯滞后性提出的，虽然可对参数进行有效控制，但这种控制方法的实现必须建立于被控对象的数学模型上，不适用于一些数学模型难以构建的系统中。

2.4 工控机和PLC过程控制系统

这种控制方法是由PLC进行现场控制，并由微机进行控制运算，在图形化的过程控制界面上实现温度自动控制的操作，这种方法受环境条件影响，且成本较高。

3 温度智能控制系统分析

3.1 模糊控制系统

模糊控制技术是通过模糊条件语句，利用模糊逻辑推理对系统的实时输入状态数据进行处理，对被控对象实施相应的控制决策，从而来达到精确的控制效果。

模糊控制器一般由模糊生产器、模糊规则库、模糊推理机、模糊化消除器四部分组成，将实际温度与温度给定值之间的温差e及其变化率ec作为模糊控制器的输入语言变量，并将系统控制通过加热装置的电流的可控硅导通角的变化量Ki、Kp、Kd作为输出变量，包括模糊化、模糊推理、解模糊三个过程，其结构框图见于图2。

模糊控制器的工作流程为采样求得系统的输出值和输入变量，再将输入变量的精确值变为模糊量，并根据输入变量及模糊控制规则，通过迷糊推理合成规则来计算出控制量。

3.2 基于BP神经网络的温度智能控制系统

基于BP神经网络的PID控制器（图3）摆脱了对于被控对象数学模型知识的依赖，其控制功能的完成取决于神经网络的学习算法。借助BP神经网络可实现PID的Ki、Kp、Kd3个参数的在线调整。

3.3 基于OPC技术的温度智能控制系统

OPC是一项用于过程控制的对象链接嵌入的技术，这种技术提供了一种规范，通过这种规范，系统能够以客端/服务器标准方式从服务器获取数据并将其传递给任何客户应用程序，实现对被控对象的实时控制。基于OPC技术的温度智能控制系统的硬件系统主要由PLC主控制系统、热电偶传感器、主回路可控硅装置及电加热器EH组成。

系统软件方面主要包括主程序、PID控制算法程序、温度采样程序等，主程序在初始化程序中完成抽真空，充惰性气体后进行真空烧结，在烧结过程中再有PID控制温度，烧结完成后，进行气压冷却，当炉温低于800摄氏度时结束程序，完成烧结。

4 结语

粉末冶金真空烧结具有非线性、大滞后等特点，其复杂性加大了烧结过程中的温度控制难度，在实际的真空烧结炉温度控制系统中，由于其自身的局限性，无法实现温度的精确控制，这也直接影响到了最终产品的质量，智能化技术的应用使得温度智能控制系统得以建立，温度智能控制系统具有运行稳定、温度控制精度高、适应性强等优点，在粉末冶金真空烧结炉中具有很大的应用价值及发展空间。

参考文献

[1]汲亚娟.粉末冶金电加热烧结炉的温度控制系统[D].石家庄：河北科技大学，2014.

[2]周建华.基于模糊CAMC与PID复合控制的DMK-240真空烧结炉控制系统研发[D].长沙：中南大学，2012.

篇7

关键词：多智能仪表；DCS系统；分析；研究

DCS有两个作用，一个是控制，另一个是监控，同时利用联网，让工作稳步开动起来，它最基本的内涵是在生产工作中起到让控制过程更加科学，人员操作更便捷，组织架构更灵活，管理思路从而科学化。

1 多智能仪表内部的控制系统体系结构

1.1 常规的DCS 体系的结构

为什么DCS又叫做“4C”，这一称呼的起始时间在上世纪70年代，互联网时代到来，即“电脑”、“控制”、“通信”、“CRT显示”，由于这些技术在互联网时代有着较为突出的显现，这一时间集散型控制系统重点有三：第一，操控管理系统；第二，通信系统；第三，集散控制系统硬件。

三部分之间的数据和信息控制的关系如图1 所示。

从这份图中可以看到，每个部件的作用和联系都非常清晰，控制系统的集散控制一目了然，因果联系明确，如果更进一步研究，能够看到多智能控制系统中的逻辑关系，控制站――控制级――过程控制――生产管理。这需要特别注意。

1.2 多智能的仪表控制系统的体系结构

通常多智能仪表控制在中小企业中有更高的利用率，在每一份方案中都有不同的细节设置，但总的结构仍可作为借鉴，图2能够清晰反应基本的组织结构，如下：

在该系统中，主要部件有现场级的智能仪表、利用现场总线进行分隔的控制级以及其中的好几台控制PC 机还有处于管理层面的管理PC 机，这些需要沟通的装置以网络的互动为基础，彼此之间有一定联系，类似于人体的各个器官，器官之间的健康相互影响，所以，在挑选部件的时候需要注重质量选择，否则一个部件出问题可能牵连到整体功能，进而引起故障。MIS系统正是这样的系统，管理和控制都相互联系，在这一系统中PC机的位置更为关键，要在操作以及分散控制方面起到启动作用，所以对装置的硬软件选择要更加注意。

2 通信协议在多智能仪表系统中的重要性

通常，DCS能在智能仪表的通信过程中发挥显著作用。在之前系统协议的基础上，能够对多智能仪表系统进行改善，改善的主要内容就是软件和硬件。控制协议发生效用不是马上进行，而是提前有一个缓冲时间，时间通过预留时间片来控制，这些时间片和主机连接在一起，完成该系统的预约。在该设计里以OSI协议为基础，实现了现场总线仪表控制的通信扩散。OSI协议的网络层，应用层，物理层，数据层等，都是利用仪表系统网络整合起来，从而数据传递有了相应的物理介质，信息得以快速及时地到达所需地点――数据层，在数据层二次分解，并将误差缩小到最小范围。

再来分析数据层中的传输帧。地址帧以及数据帧都属于传输帧的范畴，地址帧与数据帧的主要差别，就在于两者的第9位数据不同，地址帧为“1”，而传输帧为“0”。

在进行误差校验时，检验方法可以用CRC。地址帧的控制是用PC机来控制的，从而数据位的稳定得以实现，此外，上述工作完成之后，PC机指令发出之后，数据帧工作开始，可将信息传达出去，从而一个较为全面的智能仪表系统通信。之后，PC机遇智能仪表完成信息复帧工作仍要有应用层的帮助。

下表即为应用层协议情况。

3 实例

这一智能仪表的设计是针对SEU-211型号温控仪进行优化，型号为USTS-100，因此在分析本次设计时必不可少对SEU进行分析，需要了解的是SEU-211智能控制仪表设计平台为DCS 应用系统，能够对电加热炉进行专项控制，控制原理为通过将热电偶充当温度传感设备，输入方式采用热电偶信号进行输入，信号通过晶闸管发送。其通信协议为RS-485，是一种主动呼叫和应答的传输结构模式。USTS-100 具有以下的改进：

（1）信号流通的基础是电压的稳定，通过稳定电压的输入，完成信号整合工作，通用性很强，从而工业过程控制效果更好，有效提升DCS系统实际应用价值。（2）这一仪表独具32kb 的内存掉电保护服务，能够配置任意程序的存储空间和数据内存。（3）通信部分的固件为MAX485，在电路设计上具有优势，具体优化主要在网络应用等软件方面，能够增强仪表对环境的适应性。除了上述优点，通信功能工作的分解也是其中一个优点，数据缓存服务于通信的测算，对触发以及启动机制有调节作用，完成该系统的设计制造是一个浩大和琐碎的过程，不过一旦完成，将给后来的工作带来不少便利。

4 结束语

本文研究结果能为平日工作提供理论依据，是DCS系统的内容结晶，在实践应用中有一定指导意义，可继续扩展智能仪表的工作思路。在中小企业的业务操作中有现实指导意义。对于智能仪表的研究者，更有研究效用。

篇8

关键词 机电一体化；系统结构；特点；应用

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）20-0020-01

随着微电子技术和自动控制技术的迅速发展，出现了在传统的机械控制基础之上，引入微电子技术和自动化技术，实现了机械部分和电子部分的有机结合，从而形成一个新的学科领域——机电一体化。机电一体化技术的产生，是对传统机械工业的一次革命，为机械产品注入了新的内涵，其技术上的先进性、创新性和可靠性满足了人们在生产生活中的需要。机电一体化技术的产品涉及的领域有日常生活、工业生产、军工业、航空航天等，非常广泛。随着与之相关的各学科的发展，机电一体化技术将具有更加广阔的发展空间。

在现在的工业当中，机电一体化系统的核心就是微处理器，并与工控装置、显示装置、通讯装置、电工电子装置等组装在一起，来实现对于精度、质量和可靠性的保障。而对于机电设备来说，使机电设备更加小型化、轻量化，使控制过程更具智能化、高速化、精准化和系统化，是机电设备发展的必然趋势。从而产品更具有灵活性和适应性。机电一体化技术在现在工业中的应用很广泛，其主要表现如下。

1 智能化控制系统

智能化控制系统，其控制系统的核心是自动化控制智能化，具有高速化、连续化的特点，使机电一体化产品具有“思维”，是控制理论发展的必然产物，主要用来解决比较复杂控制系统的问题。使机电设备有了一定的人的行为。例如：产品自动装配控制系统、智能机器人控制系统、生产自动化控制系统等。主要的智能技术包括数字模拟量控制、智能网络控制、数据自动处理、故障自我诊断控制等。当今世界上，比较先进的智能控制主要针对整个生产过程的自动化，包括整个操作工艺流程的控制、整个系统的故障诊断、处理并优化过程操作异常等，解决了传统控制技术的不够完备和不够精度带来的一系列问题。

2 分布式控制系统

分布式控制系统是由一台中央控制系统计算机指挥若干单元计算机或智能控制单元，来实现对生产过程的监控、操作、管理，优化生产制造过程的控制系统，其中包括数据获取控制系统、计算机监督控制系统、直接数字控制系统和计算机多级控制系统等。而且系统中存在保护功能，使系统的安全性、可靠性更强。分布式控制系统的特点是功能更强、具有更高的安全性，其优点远比集中控制系统，是现在的大型机电一体化系统的重要组成部分。

3 开放式控制系统

开放式控制系统，是基于市场对制造系统具有适应中小批量生产、良好的柔性、多功能的特点，并结合计算机技术的发展，所出现的一种新的结构体系。开放式控制系统具有标准的信息交换规程，具有互联的工业通信网络，具有软件的扩展等特点。通过开放式控制系统，可使不同的厂家的产品具有可互换性和兼容性，顾客可以在不同厂家的产品中进行选择。开放式控制系统同时提供了标准的通信协议。在工业中有利于实现分布式控制系统的构建。基于开放式控制系统的特点，使产品的选择性更广，销售透明化，并利于网络化管理。

4 计算机集成制造控制系统

计算机集成制造控制系统，是在通信信息技术发展到一定程度，对生产的全局进行统一控制的前提下形成的一种新的制造系统。在工业生产中，原有的单项自动化生产，缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，形成了“自动化孤岛”，在现在的工业当中不能满足生产的需求。单一的自动控制系统和制造企业管理信息系统，不能实现对于产品的生产、管理、销售的统一控制，而计算机集成制造控制系统，实现了产品从生产中的加工需求到市场销售信息处理的统一，形成了完善的全局产品数据模型及数据管理。

5 现场总线控制系统

由于传统的控制结构缺欠，所以迫切需要一种新型系统体系结构来满足综合自动化控制，在近年来随着工业自动化控制的迅速发展，出现了一种现场智能仪表与上位机和其他智能仪表之间进行串行的工业控制系统数据总线—现场总线。它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信，以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。智能仪表得到现场信息后，置入微处理器，经过变换和运算得到结果，再传递给执行调节器，形成各种适应实际需要的自动控制系统。现场总线的特点：数字化；分布式；开放性；双向串行输出；互操作性；节省布局空间；智能自我诊断。

由于现场总线一系列的优点，使其更加利于实现远程控制中的数据的传输和处理、现场仪表的检测等，因此受到更多厂家的青睐。

6 交流传动技术

交流传动技术，是一门综合技术，其本质是牵引电动机采用了交流异步电动机，因此出现了一系列的优点。由于交流传动技术的成熟和优越性，数字技术的发展，使复杂的矢量控制得以实现，从而使交流传动技术控制的电动机，从性能有了突飞猛进的提高。电气传动技术将逐步的由交流传动取代直流传动。交流传动与直流传动相比较其优点：构造简单，转速高，可靠性高，维修简便；功率大，牵引力大，可以发挥较高的输出功率；粘着性能好；简化了主电路；动力性能和制动性能较好；效率高，利用率高，使用灵活性强。

目前数控机床、大功率提升机和重型机械牵引系统中使用的高动态性能的矢量控制变频器，使交流传动技术已达到或超过了直流传动技术。由于交流传动技术的优越性，使交流传动技术在当今工业中占的比重越来越大。

总之，机电一体化技术从产生之初到现在，一方面从性能上和市场竞争力上有了极大地提高，提高了产品的可靠性；另一方面提高了产品的适应性，使人类的活动空间在不断扩大，从原来的生活生产向太空探索发展。尤其在现在的工业当中体现的更加透彻，使工业生产向着高速化、精准化、智能化、高性能化、系统化方向发展，提高了产品的质量和精度，并有益于实现无人控制的全自动控制。

参考文献

[1]唐怀斌.工业控制的进展与趋势[J].自动化与仪器仪表，1996（4）.

[2]王俊普.智能控制[M].合肥：中国科学技术大学出版社，1996.

篇9

关键词：测控技术；温度；智能测控系统

引言

物体的许多物理现象和化学性质都与温度有关，温度是工农业生产、科学实验研究以及日常生活中需要普遍进行测量和控制的一个非常重要的物理量，如：在冶金、石油化工、机械、电力等工业生产中的温度控制；在蔬果大棚、温室花房、粮仓等农业生产中的温度测控；高等院校实验室微机测控系统中将温度作为被测参数，供学生做综合实验、实训或课程设计等。温度控制对于小到人民的日常生活、大到钢铁等大型工业生产工程都具有广阔的应用前景。准确地测量和有效地控制温度是优质、高产、低耗和安全生产的重要条件，所以对温度进行控制是非常必要且有意义的。

1. 现代测控技术的特点

1.1 网络化

Internet 为代表的计算机信息网络的快速发展和技术的逐渐完善，突破了地域和事件上的限制，使现代测控技术得到很大的进步。现代测控技术具有网络化的特点，测控技术与网络技术的结合，使组建网络化、分布式的测控系统变得十分方便快捷。随着现代网络信息技术的迅猛发展及许多相关技术的不断完善，网络信息系统的规模得到越来越快的壮大。现代测控技术的广泛应用，使得国防、通信、气象和航空航天等领域也得到广泛、有效的运用。

1.2 智能化

现代测控系统中所应用的设备都是智能化的，具有方便灵活、快捷、功能多样等特点，使得现代测控技术得到很大的提高。随着人工智能技术的不断引进和发展以及微电子技术的发展，智能化的仪器设备越来越高科化，其计算方法和计算能力都得到很大的加强和提高。

1.3 数字化

数字化的测控特点在现代测控技术中起着非常重要的作用。数字化在测控领域中的主要应用体现在多个方面：传感器的数字化控制，控制器到远程终端设备的数字化控制，信号处理、通信等过程的数字化控制等。

1.4 分布式化

现代测控技术设备可以分布设在多个地方，可以有效地检测出最符合和最需要仪器设备的地方。分布式化测控技术是以网络技术和微型计算机术为基础的， 采用将系统内所使用设备分布式地连接起来，组合成为最符合要求的分布式测系统。在仪器设备生产过程的控制过程中，分布式的测控系统可以实现测量―控制―管理的全自动化，能够在很大程度上降低测控成本，提高测控效率。分布式测试系统有许多优点：安全可靠，某一部分出现故障不会影响其他部分系统的正常运作；可以不断开发增加新的功能模板或者是新的接口，加强系统功能；采用并行处理，运行速度相当快速；使用方式灵活，可以单模块系统，也可以多模块系统组网等。

2. 温度测控系统控制方案

温度测控系统常用的控制方案有以下三类经典控制方案、基于现代控制理论的设计方案和智能控制方案。

2.1经典控制方案

经典控制方案采用常规气动、液动和电动仪表，对生产过程中的温度、流量、压力和液位等进行控制，控制系统以单回路结构、PID 策略为主，同时针对不同的对象和要求，设计了一些专门的控制算法，如根轨迹法、模型跟踪法、达林算法和 Smith预估器算法等。经典控制方案能较好地解决生产过程中单输入单输出的问题，主要用于线性定常系统，是目前工业过程控制领域中占统治地位的一种控制方案。

2.2基于现代控制理论的设计方案

现代控制理论以线性代数和微分方程为主要的数学工具，以状态空间法为基础来分析和设计控制系统。此类设计方案主要有：最优控制、系统辨识、自校正控制等。这类设计方案适用范围广，适合于多输入多输出系统、某些非线性时变系统和一些具有随机扰动的系统。该方法优点是理论严谨，控制品质较好。缺点是需要知道被控对象确定的数学模型，对于许多结构复杂，随机干扰因素多而不易获取对象模型的系统，此方法的使用受到限制。

2.3智能控制方案

智能控制方案无需人的干预就能够针对控制对象的状态自动地调节控制规律以实现控制目标。智能控制避开了建立精确的数学模型和用常规控制理论进行定量计算与分析的困难性，是一种无模型控制方案，具有判断决策、信息处理、非线性、自寻优、变结构等特点及能力，适用于含有复杂性、不完全性、模糊性、不确定性和不存在已知算法的生产过程。

总结

现代测控技术是现代工业技术中的重要支柱，现代测控技术的迅猛发展可以为整个社会技术的进步和产业的升级起到改造和推动提升的巨大作用，越来越多的创新、高科技测控自动化的成果得到广泛应用。现代测控技术的未来发展将朝着智能化、标准化、系统化及系统功能的综合性等趋势发展，并更加标准化、开放化和全球化推动技术水平的提高。随着对生产效率的要求不断提高，对温度检测的要求也越来越高，融合现代检测技术和控制理论的智能检测是当今温度检测的一大趋势，研究和开发适用场合多样化、测温对象多样化、检测设备数字化以及检测元件新型化的测温仪表是国内外测温仪表研究的重点。

参考文献

[1] 刘志刚.现代测控技术的发展及其应用析[J].机电信息，2012（12）：120-121.

[2]李欣国.浅谈现代测控技术及其应用[J].中小企业管理与科技，2010（16）：247.

[3] 孙亮.现代测控技术的发展及应用[J].电子质量，2006（10）：3-5.

[4] 吕辉.现代测控技术[M].西安电子科技大学出版社，2006，5.

[5]姜忠良，陈秀云.温度的测量与控制[M].北京：清华出版社，2005.

[6]覃强.模糊 PID 温度控制方案的仿真优选及其实现[硕士论文].北京：中国科学院电工研究所，2002.

[7]吴为民，王仁丽.温度控制系统的发展概况[J].工业炉，2002，24（20）：18-20.

[8]冯勇.现代计算机控制系统[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1997.

作者简介：

篇10

【关键词】电厂；仪表自动化；检验；智能化管理

引 言

电厂要想实现仪表的自动化校验和智能管理，就要积极对自身技术水平、设备维护人员的技术水平、自动化控制人员的技术水平和员工的职业素养进行同时提升。通过对电厂仪表自动化校验能力的提升，实施电厂仪表的智能化管理，可以把以往陈旧和落后的仪表检验指标进行改变，既实现了电厂机组在监控和维护上的高效化处理，又对电厂的整体经济效益进行了提高，可谓一举两得。

一、电厂仪表自动化的校验

现阶段，自动化技术的持续提升使得电厂仪表的校验工作正步入自动化技术时代。当前，许多电厂都是通过仪表综合校验系统来完成并实现仪表自动化校验的，具体做法就是以计算机的检测系统为中心来校验仪表自动化中的基本温度、空气压力、真空、热电偶和电阻、电气的电压、电流、电阻以及频率等。在综合校验当中只需要让检测员进行简单的安装和接线工作，剩余的工作就可以由计算机控制来自动完成，同时计算机控制系统还可以在系统数据库中直接存入所监测到的数据，以此实现电厂仪表的网络化管理。在对电厂仪表自动化校验进行运用的同时要有针对性的管理电厂仪表校验，通过对仪表设备的使用、设备的校验以及设备的养护记录进行完善来对仪表的控制和管理以及仪表的检验时限管理等工作进行强化，以此减少在仪表的维护和养护当中对仪表的精确度所产生的影响，从而实现电厂机组安全运行的目的。从这点来看，电厂仪表自动化的校验不只是通过对安全仪器的校验进行保障来实现，而且还需要运用科学有效的管理方式对校验的质量进行有效保障，从而实现基础电厂机组在安全与稳定的状态下运行。这就要求广大电厂仪表工作人员要掌握科学的管理理念，对电厂自动化的校验管理体系进行构建，积极依照电厂每一个系统的仪表特征实施有效的管理，以此对校验的质量进行保障。

二、电厂仪表自动化的智能管理

1、转变思想，加强培养化工仪表专业技术人员

要想培养出较为专业的化工仪表专业的技术人才，打破传统不重视的观念是首先应该做到的。除此之外，还应该建立一套科学合理的人才培养机制，以便化工仪表自动化人才能够有更为广发的发展空间，提高其工作积极性。

2、形成重视化工仪表专业技术人才的氛围

主管生产工艺、设备的领导和部门的化工企业各级领导，应该把化工仪表自动化专业的技术人才管理上的工作等同企业建设的重要性上来，是管理工作主要得到组成部分之一，将发挥积极的作用。人力资源部门可以制定相关政策，对于有着丰富工作经验的专家，进行测评和认证，评选出首席技师等，增加他们的荣誉感和责任感，提高其收入水平的同时还可以起到激励其他员工的作用。

3、加强培训，提高专业人员素质

仪表自动化的管理受到体制机制的影响，管理仪表自动化的人员一般都是不懂行的，这就为仪表自动化的管理工作带来了难度。所以培训工作必须受到重视且强化。首先，应加强重点培训。重点培养那些有学历、有实践工作经验、有一定管理能力的人才。其次，加强专业培训。对于比较年轻的、工作在生产一线的、理论基础比较强的技术人员应该加强培训，打造复合型人才。再次，加强技能培训。从企业实际的工作出发，可以建立练兵台、练兵卡，提高在考核考评当中实际动手操作的试题比例，为了更好地加强仪表自动化工作人员实际动手能力。

三、电厂仪表自动化检验以及智能管理的影响

电厂仪表自动化技术在火电厂的管理中被广泛的运用，它不仅提高了电厂的经济效益，更重要的是，它减少了电厂安全事故的发生。与传统仪表进行比较，仪表的自动化摆脱了检测机构定期检查的不稳定性，并且消除了传统仪表额外所需要的送检费，为电厂节省了一笔巨大的开支，同时，它不需要机组停机，而能在机组正常工作之际进行检验，减少不必要的麻烦，大大提高了生产效率。

因此，电厂应注重对仪表自动化技术的引进和使用，及时的更新自动化的仪器设备，采用移动式检验设备进行电厂仪表的校验，以此来提高电厂的的经济效益和保障电厂机组的稳定运行。而经过人们的不断创新，一些自动化的智能仪器也相应问世。例如数字压力校测仪器、数字活塞式压力计、流量监测校验仪、热电偶热电阻联合校验仪、综合校验仪等等，这些仪器在自动控温、自动检定、自动数据处理、自动判定误差、自动存储打印报表、自动打印检定结果方面，化繁为简，不仅增加了数据的精确度，同时也相应的提高的电厂的工作绩效。因此，电厂为了追求更大的经济效益，就必须引进更加先进的技术设备，从而引导企业走向壮大。

当然，仪表的自动化技术除了对电力企业方面有着重大影响之外，对整个国家的经济和科技发展都起着重大的影响。现今，我们都离不开“电”，例如电话、电脑、电器、电图等等，无论是在生活领域、社交场所、亦或是科技领域，"电"都以其不可忽视的影响力渗透进来，使得人们对它的依赖越来越大。因此，保障电力能源的供给是一个国家必须重视且理应做到的，它是一个国家进行科技发展的一个重要基础，也是影响这个国家综合国力的一个间接因素。

四、仪表自动化应用发展趋势应对和建议

1、引进先进的新型传感器技术

在仪器数据的采集中，传感器是其中的关键环节，传感器性能的优劣，关系到自动化技术的实际进展。在仪器监控中，传感器将非线性数据计算与材料配置进行了有机融合，实现复杂多回路的自动控制系统。同时引进先进的传感器技术对于工具的集成也提供了物质基础。

2、加强综合智能仪表调节阀使用

随着科学技术的快速发展，微处理器技术也日益成熟，在监管机构中开始实现智能和数字监管。智能化发展能够促使管理模式更为完善，PID技术的自动化发展，多元化标准信号的传输和利用eepm技术，促使操作流程更为简便，操作更易掌控。仪表控制的全自动开发，应当以智能控制为主导，实现性能的不断升级。

3、使用可编程序逻辑控制器，改善硬件和软件的集成

传统编程控制器在仪表自动化发展中存在一定的弊端，有些软件已经过时了，这时可以选择可编程控制器来进行操作，通过传感器发出的指控命令，进一步实现大规模电路控制，这就在很大程度上提高了仪表测量功能的多样性和测试数据上的准确性。

结束语

电力企业的发展需要科技的不断创新，因此，电力仪表自动化技术得以在电力企业中发挥其巨大的影响力。但是，在仪表自动化技术的智能控制下，也应不忘对电厂设备维护工作人员和自动化控制操作人员进行技术的培养和要求自身素质的提高，从而保障电厂机组器械的正常运转，并及时的获得数据资料，从而保障机组的安全稳定运行。

参考文献

[1]孟哲.浅谈火力发电厂的仪表自动化安装与故障分析[J].中国建材科技，2013（01）.

[2]贾振华.浅议化工装置建设中的仪表自动化工程[J].中国化工贸易，2012（09）.