先进控制技术与应用实现
The advanced control technology and implementations 辽阳石化分公司仪表厂雷军刘春晖大连石化分公司新区装置马昕
摘要：近年来国内外石油化工行业以增加产品收率、降低原料和动力消耗，保证生产装置的优化和安全平稳运行，提高经济效益为目标，已经对装置的先进控制技术和控制软件进行了广泛研究和工业化应用，给生产装置带来显著的经济效益。本文通过对先进控制技术理论研究和数学模型建立的过程探讨，并以美国阿斯本（Aspen tech）公司开发设计的预测控制与软测量技术应用实施过程为实例，介绍先进控制技术在石油化工生产装置的应用与实现。
关键词：先进控制技术、数学模型、模拟软件、计算机平台、工业化应用。Abstract: in recent years, domestic and overseas petroleum chemical industry aim to increase the yield of product , reduce raw material and power consumption, ensure the production equipment and optimization of safety running smoothly, improve the economic benefit. Has the research and industrialization to the advanced control technology of devices and control software widely applied ,which has bring significant economic benefits for the production equipment. This article is discussed based on the advanced control technology theory research and the establish process of mathematic model . As an exemple of the application process which development and designed the predictive control and soft measurement technology by the company of American Aspentech, introduce the application and realization of the advanced control technology in petrochemical production equipment .
Keywords:The advanced control technology,the mathematical model, simulation software,computer platform,industrial applications
一、概述
先进控制（APC-Advanced Process Control）技术是对那些不同于常规单回路PID控制，并具有比常规PID控制更好控制效果的控制策略的统称。与传统的PID 控制不同，先进控制是一种基于模型的控制策略，如模型预测控制和推断控制等。先进控制通常用于处理复杂的多量过程控制问题，如大时滞、多变量耦合、被控变量与控制变量存在着各种约束等。先进控制是建立在常规单回路控制之上的动态协调约束控制，可使控制系统适应实际工业生产过程动态特性和操作要求。
先进控制技术的实现，需要建立工业过程模型和有足够的计算能力及程序运行能力的设备作为支持平台。由于先进控制受控制算法的复杂性和计算机硬件两方面因素的影响，早期的先进控制算法通常是在上位机上实施的。随着DCS功能的不断增强．更多的先进控制策略可以与基本控制回路一起在DCS上实现。二、先进控制系统的核心内容
先进控制系统的核心内容是数据采集处理、数学模型建立、先进控制策略和工程实施平台。
（1）数据的采集、处理和软测量技术
利用大量的实测信息是先进控制的优势所在。由于来自工业生产现场的过程信息通常带有噪声，数据采集时应作滤波处理，采集到的数据还应进行过失误差的检测与识别和过程数据的有效性检验及数据调理工作。这是先进控制应用的重要保障。基于可测信息和模型，实时计算不可测量的变量，也即软测量技术，是先进控制中不可缺少的内容，例如，汽油饱和蒸汽压、粗汽油干点、轻柴油倾点、催化裂化中的反应热、再生器的烧焦状况、反应产品分布和催化剂循环量以及某些精馏塔的两端质量指标估计等，这些关系到产品质量的关键变量，由于质量测量仪表的缺乏或不可靠，无法获得实时的可靠的在线信息，因此，可采用工艺稳态模型、神经网络模型和动态数学模型来推断估计。
（2）多变量动态过程模型辨识技术
获取对象的动态数学模型是实施先进控制的基础。对于复杂工业过程，需要强有力的辨识软件，以便在剔除一些过失虚假数据的基础上，把分段有效数据有机地组合起来，最终将实际工业生产环境下获得的现场装置试验数据，变为多输入多输出(MIMO)动态数学模型。实际工业过程模型化是一项专门的技术，它涉及到过程动态学、系统辨识、统计学以及人工智能等多种知识。尽管目前类似模型预测控制这样的先进控制策略均采用工业试验的方法来获取控制模型，但是那些准确并可靠的机理模型(first principle model)和智能模型建立也有望成为有效的控制模型。
（3）先进控制策略
先进控制采用了合理的控制目标和控制结构，可更好地适应工业生产过程的需要。先进控制主要解决：
①个别重要过程变量控制性能的改善，主要采用单变量模型预测控制与原控制回路构成所谓的“透明控制"的方式；
②解决约束多变量过程的协调控制问题，主要采用带协调层的多变量预测控制策略；
③推断质量控制，利用软测量的结果实现闭环的质量卡边控制。涉及到的主要控制策略有模型预测控制、推断控制、协调控制、质量卡边控制、统计过程控制，正在兴起与开发中的有模糊控制、神经控制、非线性控制和鲁棒控制。
（4）先进控制的实施
先进控制在实施时需要解决许多具体的工程问题，其中包括：
①合理地选择被控的区域，这不仅意味着系统的平稳性，更重要的是它直接决定着先进控制所能获得的经济效益；
②正确整定基本PID控制回路和先进控制系统，整定基本回路是为实施先进控制奠定基础，而整定先进控制则是为在动态响应与鲁棒性之间做出权衡；
③合理限制控制变量的变化量和变化率，保证控制系统的平稳性和对不确定因素的鲁棒性；
④建立先进控制的实施平台
利用DCS系统的实时数据进行数学模型的建立，在DCS系统网络中的先进控制器进行数学模型和先进控制程序的编程及运行。在控制站对工艺过程实现控制。在操作站或工程师站建立良好的先进控制人机界面，确保在最常用的流程图画面上看得到先进控制的信息，便于投用、维护和操作。
三、过程模型的建立
先进控制或优化控制实现的基础是建立过程模型，没有被控过程的模型，就无法进行先进控制和优化控制。用于描述方程的模型由各种形式，通常都用数学
方程的方法来表示，称为数学模型。生产过程模型是用来描述一个过程的输入向量（包括控制向量和扰动向量）、状态向量和输出向量（通常是被控向量）之间的数学关系式。
1、过程建模原理
在工业生产过程建模中，必须十分强调建模的一般原理，即质量与能量的守恒定理，因为任何工业生产过程都遵守这一自然规律。
对于一个工业生产过程的动态模型，一般都由一个或多个微分方程与一个或多个代数方程组合在一起来表示。其中微分方程一般是常微分方程[ordinary differential equations (o．d．e)]，有时也用偏微分方程[partial differential equations(p．d．e)]来表示，在工程中应用的大多数为常微分方程。
工业过程的动态模型通常应用在非稳定状态下，用物料与能量的平衡关系来建立，工业过程模型中的代数关系式通常来自热力学与传递的关系，例如流体的粘度是温度的函数，传热系数是流体流速的函数等等。
2、过程模型建立步骤
用数学模型来模拟一个真实的工业生产过程时，首先要保证所描述的模型方程个数必须与模型的输入和输出关系相一致，这才能确保模型方程具有唯一的解，也就是说模型中的变量个数要等于独立方程个数。构建一个工业过程的模型，首先要确定模型中哪些量是可由设备尺寸、物料的物性常数等来确定的已知常数或参数；第二步是确定独立方程的输出变量，这些变量将通过求解模型微分方程和代数方程来得到；第三步确定时间函数的模型输入变量。所有这些工作是对该工业过程及环境作深入了解与分析的过程。例如过程物料的输入速率可能就是上游过程单元的输出。工业过程动态模型建立步骤如图1—1 所示。
图1—1 工业过程动态模型建立步骤
四、先进控制技术工业化应用
现代化工业生产过程日益向着大型化和连续化发展，在整个系统中，一个设备、一个装置乃至整个工厂存在着许多变量，它们之间存在着相互关联，如何在这诸多变量中求取某个合适的组合，使生产过程具有最大的收益，这就是先进控制技术工业应用的最终目的。概括起来，生产过程最优化的基本思想是争取达到优质、高产、低消耗及安全生产。因此，先进控制技术在石油化工等行业的工业化应用越来越广泛。
近年来国内外很多自动化工程公司和科研院所及大学，以提高产品质量，降低原料和能耗，增加装置的经济效益为目标，对工业生产过程的先进控制技术和控制软件进行了广泛研究，许多先进控制技术已经商品化，给企业带来显著的经济效益。比如，美国Simcon公司开发的乙烯装置计算机先进控制技术软件包（OPSO）、美国Setpoint公司开发研制的多变量控制技术软件包（IDCOM），美国AspenTech 公司的先进过程工程系统软件系列等。
国内华东理工大学采用软测量技术开发设计的4-CBA杂质含量在线监测、酮含量在线测量等先进控制技术应用项目，实现了流程工业生产过程中介质含量的
在线实时监测。北京化工大学开发的装置优化与参数整定项目是基于现代控制理
论预测和内模控制的方法与PID相结合的控制器优化软件。在控制系统中采用预测-PID、内模-PID技术去优选PID参数的控制形式，使控制对象稳定、响应速度快、控制精度高，实现了装置优化运行。
美国AspenTech 公司在先进控制开发研制方面形成了一整套的先进过程工程系统软件，如ASPEN PLUS 静态过程模拟软件、ASPEN DYNAMICS 动态过程模拟软件、ASPEN CUSTOM MODELER 动态模型开发软件、ASPEN PINCH 系统节能软件、BATCH PLUS间歇过程模拟软件、BATCHFRAC间歇精馏模拟软件、POL YMERS PLUS 聚合物过程模拟软件、SPLIT 精馏系统优化软件、RATEFRAC 速率型精馏塔模拟软件、B-JAC 换热器设计软件、ASPEN ZYQAD 工艺设计平台、ASPEN ONLINE 在线实施模拟的应用工具等。AspenTech 先进控制软件在石油化工行业应用十分广泛，特别是在乙烯生产装置中利用过程建模和控制器的参数整定及软测量技术的综合应用，实现了乙烯装置平稳运行，在一定的约束条件下使产量最大化、产品质量大幅度提高。
Aspen tech在乙烯装置先进控制的应用，主要采用Aspen tech目前先进的Apollo控制器设计概念，进行控制系统结构的设计。控制方案包括两个Apollo控制器和IQ软仪表协同工作。
控制器采用采用双层结构。上层为质量控制器，任务是利用氢气乙烯比和共聚单体进料比完成对于熔融指数和密度的控制。下层为产率控制器，任务是利用氢气进料，乙烯进料，母液和己烷进料等调节手段实现产率，氢气乙烯比，压力、搅拌电流、浆液浓度等变量的控制。
产率控制器的目标是稳定生产，提高抗干扰能力，减少波动，在一定的约束条件下，实现产量的最大化。产率提高涉及到各方面因素有很多，同时从安全方面考虑，主要有以下因素：
温度控制，压力控制，催化剂进料控制，循环气量控制，乙烯进料控制，共聚单体和氢气进料控制，浆液浓度控制，冷却换热系统，离心机电流和闪蒸罐液位控制，母液、己烷进料，母液返回比例控制，Al/Ti比控制等等。
Apollo控制器闭环控制优化的原理如图1—2 所示：
Apollo 模型预测控制系统主要核心包括预测、优化和动态控制三个阶段。 ① 预测
利用过去时刻操作变量的变化量预测被控变量将来变化的轨迹即为预测模块要解决的问题。在控制器执行的每一周期，预测功能都要运行。运行分为三步：
● 利用当前操作变量的测量值，更新对被控变量的预测值；
● 将预测的被控变量的数值与当前被控变量的测量值进行对比，并进行校
正（即反馈校正过程）；
● 根据时间，平移预测数据。
② 稳态优化
Apollo 稳态优化是约束条件下的多变量函数寻优问题，稳态优化分为两个阶段：
● 根据经济性优化阶段
在此阶段优化问题的目标函数可归纳：
U F P --=φ
式中 φ — 目标函数；
P — 产品销售收入；
F — 原料成本；
U —公用工程消耗。
● 可行性判断阶段
根据各项经济指标，在此阶段利用线性规划或二次规划寻优原理进行目标函数的优化处理。
③ 动态控制
基于过去时刻操作变量的变化量，Apollo 控制器推测出被控变量在将来时刻的动态变化轨迹偏离了设定值。为了避免被控变量偏离设定值，Apollo 将调整操纵变量，利用动态轨迹的镜像调节技术，实现被控变量实际变化轨迹与预测轨迹
图1—2 Apollo 控制器运行原理图
之间的残差的最小化。
质量和产率两层控制器是串级关系，其中质量控制器将氢气乙烯比或共聚单体进料比的目标值写到产率控制器上，而产率控制器则调节相应的氢气进料或共聚单体进料的设定值或阀门输出来达到所要求的目标值。
IQ的任务是连续的计算当前釜内的熔融指数和密度。IQ采用的是ASPEN IQ 推理传感器建模和实施软件包，ASPEN IQ具有功能强大的离线及在线模块，它的模块化体系结构提供给用户各种灵活的方式以用于在各种集散控制系统和计算机平台上高效地开发软仪表。ASPEN IQ对生产过程中的关键性质的变量是通过预测推理实现测量。
IQ根据从现场读到的参数（如氢气乙烯比等）计算出当前的熔融指数，这个计算结果被送到质量控制器。质量控制器内含有氢气乙烯比对熔融指数的模型，它会根据当前的熔融指数计算出氢气乙烯比调整的方向，并把氢气乙烯比的设定值传给下层即产率控制器。由产率控制器根据当前乙烯、催化剂的进料来调整氢气达到要求的设定值。IQ可以独立工作，其计算结果可以供操作员参考，也可以同控制器一起工作，实现产品质量的闭环控制。
五、先进控制技术实施平台
目前，先进控制技术实施平台大多数是在DCS控制系统实现的，如Honeywell TPS系统的APP应用处理平台、横河CS3000系统的APCS高级过程控制站等。他们的特点是都具有高级运算功能和先进优化控制功能，具有与控制系统内部和外部设备通信功能，为用户和第三方开发自己的应用提供安全、标准的控制系统数据访问工具和先进控制技术应用平台。
1．APP应用处理平台
APP(Application Process Platform)是Honeywell 全厂一体化系统TPS中一个功能强大的，开放的应用软件平台。APP应用处理平台是基于AM的TPS节点。它又是TPS系统中基于Windows NT的开放式应用上位机。使用开放系统的标准技术，例如分布式组成对象模型DCOM(Distributed Component Object Model)、对象链接和嵌入OLE（Object Linking and Embedding)、面向过程控制的对象链接和嵌入OPC(OLE for Process ControI)等，APP将AM的全部功能提升到开放式的操作环境。APP控制系统网络结构如1—3 图所示。
图1—3 APP控制系统网络结构图
（1）APP应用处理平台硬件和软件配置
APP同GUS（Global User Station ）全局用户操作站、PHD（Process History Database）过程历史数据库等TPS系统中的节点一样，也常用双处理器结构设计，其硬件平台的配置也与GUS相同。它具有两个功能强大的处理器，即Intel Xeon 和 LCNP4 。它的操作系统为微软的WINDOWS 2003服务器版。APP节点通过LCNP4直接与TPS网络进行通讯。
APP软件包括：基本软件(in APP)和可选软件。
①基本软件特性：
·支持现有的AM的全部功能；
·现有的AM checkpoint可以转换成APP中AM端的可执行程序；
·独立于Windows 操作系统；
·可以直接与Honeywell Uniformance PHD数据库直接相连。
② APP开放应用软件包选项
①提供开放式网络中的开放式应用平台；
②与基本软件提供的AM功能并行处理，为网络中的基于OPC，HCI的应用提供实时TPN数据。
包括的软件为：
TPN Server - OPC/HCI real-time data server
System Infrastructure - Provides security and “systemness”
File Transfer - Allows transfer of files between PC and TPN （2）APP应用处理平台主要功能
APP的基本功能是基于AM的CL程序，除了与管理网通讯的功能外，APP可以担负高级先进控制和优化的功能，APP是一专多能。
①AM通信功能
AM是LCN网上的节点，它能与TDC一3000系统的两种网络LCN、UCN 上的所有节点进行通信。AM能够读、写TDC3000上的所有装置。
AM读、写HPM的必要条件如下：
a．UCN控制状态为FULLI c．AM点的输入连接状态必须是ACTIVE；
b．HPM控制状态为FULLI d．AM点的状态为ACTIVE。
②AM控制功能
当高性能过程管理控制站(HPM)无法完成工艺要求的控制功能时，使用AM 的控制功能可以灵活地满足复杂控制要求。AM进行先进控制，不是直接和工艺过程相连，而是读取和过程连接的HPM的值进行先进控制运算，再将运算结果写入过程连接控制器中完成高级控制。AM无特定的I／0，AM所有的数据点和所有的控制输入都是从别的数据点中读取的。AM数据点的输出都是写入另一个数据点。
③AM运算功能
AM控制语言提供了功能强大的教学运算能力．使用户可以针对过程编写复杂的运算程序或优化程序。AM为用户提供了灵活的处理周期。AM点可选择快速处理器，处理周期为1、2、5、10、30s、1、2 min和命令触发；慢速处理器，处理周期为：1、2、5、10、15、30min和1、8、l2、24h。用户可以选择前景处理或后台处理来执行程序。
④与用户画面的交互作用
Honeywell TPS系统提供了操作灵活的用户画面，操作员可以通过用户画
面完成过程控制操作。如果不用AM，用户画面的切换将会非常频繁，而且用户画面提供给操作员的信息对于复杂操作的系统是不够的。AM的自定义用户参数太大扩展丁信息量，操作更加灵活。
（3）APP的典型应用
①优化控制
②信息管理
③通讯
④过程监控
六、结束语
随着计算机和网络技术的迅速发展，DCS、PLC系统的普遍应用，使各生产企业自动化程度越来越高，建设规模和生产规模也越来越大。如何开发和利用DCS、PLC等系统强大的运算和控制功能，开发与应用先进控制技术，以达到提高生产装置自控率、产品合格率和收率，节能降耗、优化运行的目的，是自动化仪表发展方向。本文中介绍的国内外先进控制技术开发应用项目在我国中石化、中石油的炼油与化工装置已得到很好的实现，取得了一定的积极效益和社会效益。
参考文献：
1. 孙优贤，邵惠鹤. 工业过程控制技术. 北京：化学工业出版社，2008
2.王树青. 先进控制技术及应用. 北京：化学工业出版社，2005
浅谈计算机控制技术及应用 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。然而，设计一个性能好的计算机控制系统是非常重要的。计算机控制系统主要由硬件和软件两大部分组成，一个完整的控制系统还需要考虑系统的抗干扰性能，系统的抗干扰性能力是关系到整个系统可靠运行的关键。 关键词：计算机控制技术、系统、应用 Chat computer control technology and its application Abstract：With the development of science and technology, more and more people use computers to achieve control. In recent years, computer technology, automation technology, detection and sensor technology, CRT display technology, communications and network technology and the rapid development of microelectronic technology, a computer control technology has brought great development. However, the design of a computer control system for good performance is very important. Computer control system is mainly composed of two major components of hardware and software, a complete control system also need to consider the anti-interference performance of the system, the system is related to the anti-jamming capabilities and reliable operation of the system key. Key words：computer control technology、system、apply 正文： 一、计算机控制技术的概述 1、计算机控制的概念 （1）开环控制系统 若系统的输出量对系统的控制作用没有影响，则称该系统为开环控制系统。在开环 控制系统中，既不需要对系统的输出量进行测量，也不需要将它反馈到输入端与输入量 进行比较。 （2）闭环控制系统 凡是系统的输出信号对控制作用能有直接影响的系统都叫作闭环控制系统，即闭环 系统是一个反馈系统。闭环控制系统中系统的稳定性是一个重要问题。
word文档整理分享 电气控制技术在工业生产中的应用 班级:机制091 姓名:柳有伟 学号:3090101132 指导老师:周力
word文档整理分享 前言 通过三十个学时的学习,我们初步了解了电气控制技术的一点基本知识和组成,从中也知道了电气控制技术在机械行业的重要性,三十个学时的学习远远不是我们需要完成的任务,为 了更好的掌握机电一体化,我们应该更深入的学习电气控制技术的知识,以满足综合型人才的 培养要求,在本学期的学习主要包括两大部分: (1),继电器控制系统 (2),可编程控制器及应用 在学习中我们了解到,可编程系统的可靠性等方面都优于继电器的传统控制技术,我们应该在继电器的基础上加强可编程控制技术的学习.可编程控制器是在继电器控制和计算机控制的基础上发展而来的新型工业自动控制装置。早期的可编程控制器在功能上只能实现逻辑控制，因而被称为可编程逻辑控制器 （ProgrammableLogicController），简称PLC。随着微电子技术和微型计算机的发展，微 处理器用于PLC，使其不仅可以实现逻辑控制，还可以进行数字 运算和处理、模拟量调节和联网通信等，因此美国电气制造协会于1980年将它正式命名为可编程控制器（ProgrammableController），简称PC。但近年来 PC又成为个人计算机（PersonalComputer）的简称，为避免发生混淆，我们仍把可编程控 制器简称为PLC。
word文档整理分享 PLC简介及在常用电气控制线路中的应用 [摘要]电气控制技术是一门多学科交叉的技术，是实现工业生产自动化的重要技术手段。随着科学技术的不断发展，PLC技术越来越多的应用于机床电气，本文简述了PLC的发展和几种常用电气控制线路的PLC控制。关键词:：继电器控制系统；基本电气控制线路；PLC控制 1引言 近年来，PLC正越来越多地用于电动机的运行控制，为了便于采用PLC对继电器控制系统进行改造和设计新的控制系统，本文以OMRON公司的SYSMAC—C系列P型机为例，介绍其在电动机基本控制线路中的应用。这些程序通常是整个控制系统的一个模块。 2PLC简介 2.1PLC由来 PLC即可编程控制器（ProgrammablelogicController ，是指以计算机技 术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International ElectricalCommittee ）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：PLC 英文全称ProgrammableLogicController, 中文全称为可编程逻辑控 制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。 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.PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧 密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC “PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。 它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计参考资料
（一）常用低压电器 一、填空题 1、选择接触器时应从其工作条件出发，控制交流负载应选用（交流接触器）；控制直流负载 则选用（直流KM）。 2、接触器选用时，其主触点的额定工作电压应（大于）或（等于）负载电路的电压，主 触点的额定工作电流应（ > ）或（ = ）负载电路的电流，吸引线圈的额定电压应与控制回路（电压相一致）。 3、中间继电器的作用是将一个输入信号变成（多个）输出信号或将信号（转化成其它信号）。 4、试举出两种不频繁地手动接通和分断电路的开关电器（ KT ）、（ FR ）。 5、试举出两种主令电器（按钮SB ）、（行程开关SQ ）。 6、试举出组成继电器接触器控制电路的两种电器元件（ KM ）、（ FR ）。 7、当电路正常工作时，熔断器熔体允许长期通过1.2倍的额定电流而不熔断。当电路发生（短 路）或（过载）时，熔体熔断切断电路。 8、熔断器熔体允许长期通过1.2倍的额定电流，当通过的（电流）越大，熔体熔断的（时间） 越短。 9、凡是继电器感测元件得到动作信号后，其触头要（延迟）一段时间才动作的电器称为（时 间）继电器。 10、当接触器线圈得电时，使接触器（敞开触点）闭合、（常闭触点）断开。 11、热继电器是利用电流的（发热）原理来工作的保护电器。它在电路中主要用作三相异步 电动机的（过载及断相保护）。 12、控制设备按其操作方式分为（点动）控制和（连动）控制。 13、自动空气开关又称（低压断路器），当电路发生（过载或短路）以及（欠电压） 等故障时，能自动切断故障电路。 14、主令电器种类繁多，常用的主令电器有（按钮）和（行程开关）等。 15、熔断器主要由（熔体）和安装熔体的（外壳）组成。 16、交流接触器上的短路环的作用是减少吸合时产生的（强烈震动和噪声）。 17、低压控制电器常用的灭弧装置有（灭弧罩）、（灭弧栅）两种。 二、判断题 1、一台额定电压为 220V 的交流接触器在交流 220V 和直流 220 V的电源上均可使用。（×） 2、交流接触器通电后如果铁心吸合受阻，将导致圈烧毁。（×） 3、交流接触器铁心端面嵌有短路铜环的目的是保证动、静铁心吸合严密，不发生震动与噪声。（√） 4、直流接触器比交流接触器更适用于频繁操作的场合。（√） 5、低压断路器又称为自动空气开关。（√） 6、只要外加电压不变化，交流电磁铁的吸力在吸合前、后是不变的。（×） 7、直流电磁铁励磁电流的大小与行程成正比。（×） 8、闸刀开关可以用于分断堵转的电动机。（×） 9、熔断器的保护特性是反时限的。（√） 10、低压断路器具有失压保护的功能。（√） 11、一定规格的热继电器，其所装的热元件规格可能是不同的。（√） 12、无断相保护装置的热继电器就不能对电动机的断相提供保护。（×） 13、热继电器的额定电流就是其触点的额定电流。（×） 14、热继电器的保护特性是反时限的。（√） 15、行程开关、限位开关、终端开关是同一种开关。（√） 16、万能转换开关本身带有各种保护。（√）
工厂电气控制技术复习资料 、单选题 1. 某调速系统调速范围为150 —1500转/分，要求静差率为 0.02，此时该系统的静态转 速降是（A ）。 = 1500 n max、 150 10n（仁） n 二n max、二1500 0.02 _ 3 n ~ D（1 —、）一10（1-0.02）一3 A. 3 B . 5 C . 10 D . 30 2. 某直流调速系统最高理想转速为 1450转/分，最低理想空载转速 250转/分，额定负载 静态速降为50转/分，该系统调速范围为（ C ）。 A . 3 B . 6 C . 7 D . 8 6-n N - n02 50 150 二 0.2 D n max6 n N (1450-50) 0.2 二7 n n N(1-、) 50(1-0.2) 3.某直流调速系统额定最高转速为1450转/分, 该系统调速范围为10,静差率为0.1 , 额疋负载时转速降洛为（C ）。 A . 5.11 B .10.11 C .16.11 D .20.11 n 二n max、_ D(1-、) 1450 0.1 - 10(1-0.1) 16.1 1 4 ?双闭环调速系统在启动过程中调节作用主要靠（ D ）的作用。 A. P调节器 B . I调节器 C .速度调节器 D .电流调节器 5 .采用晶闸管通断控制法的交流电路（ B ）。 A .存在高次谐波 B .不存在高次谐波 C .存在少量的高次谐 D .有时存在高次谐波有时不存在高次谐波 6 .晶闸管调速系统中，PI调节器中的电容元件发生短路就会出现（ A ）。 A .调速性能下降 B .超速运行 C .无法调速 D .低速运行 7 .异步电机串级调速采用的电路是（ B ）电路。 A .无源逆变 B .有源逆变 C .普通逆变 D .整流 8 .为了保持小容量调速系统晶闸管不受冲击电流的损坏，在系统中应采用（ D ）。 A .电压反馈 B .电流正反馈 C .转速负反馈 D .电流截止负反馈 9.转速负反馈调速系统在稳定运行过程中，转速反馈线突然断开，电动机的转速会（A ）。D
锦州市机电工程学校 《电机与电气控制技术应用》 课程标准
《电机与电气控制技术应用》课程标准 一、课程简介 课程名称：《电机与电气控制技术应用》； 学时：96 授课对象：机电技术应用专业一年级学生； 课程性质：《电机与电气控制技术应用》是中等职业学校机电技术应用专业的一门核心专业课程，特点是理论与实践联系非常紧密，它是中职学生在实践中检验并加深理解所学理论知识，进而牢固掌握专业知识、提高实践动手能力的重要手段和途径。它不仅为《可编程序控制器技术及应用》等后续课程、集中实训和顶岗实习打下基础，而且为相关专业学生考取初、中级维修电工职业资格证书做准备。本课程的教学目的是让学生熟悉三相异步电动机及其电气控制系统的基本控制电路，具有电气控制系统的安装、调试和故障排除的基本能力。本课程的突出特征是理论教学与实际训练并重，要求理论必须与操作密切结合，强调技术应用。内容大致分为三相异步电动机正转、正反转、降压启动和制动等部分。教学应在电气控制实训室中进行，通过对典型工作任务完整工作过程的完成，培养学生的理论能力、实践能力、方法能力与社会能力，并养成良好自觉的职业习惯与素养。 前期课程：计算机应用基础、机械基础、电工技术； 同步课程：电子技术、机械制图； 后续课程：可编程序控制器技术及应用。
二、课程设计思路 （一）课程基本理念： 1.突出学生为主体，注重学生的能力培养 本课程在教学过程中，注重学生从事本专业工作所需的基本理论、基本方法和基本技能的学习，教学中注意激发学生的学习兴趣，在启发、提示下引导学生自主学习，提高学生的思维能力和实践技能，增强他们理论联系实际的能力，培养学生的自学能力，使他们在走上工作岗位后实现可持续发展。培养学生作为准职业人的良好职业习惯与素养。 2.改变传统教学方式，培养学生实践动手能力 本课程在教学过程中要打破传统的知识体系架构，重新建立以工作任务为引领的、任务驱动为导向的能力体系架构。通过对典型工作任务完整工作过程的完成，培养学生自主资讯、归纳总结、实践操作的能力，使学生学会如何在一个团队的工作中通过沟通与交流，形成工作方案并具体实施，以团队合作的方式完成项目工作的能力与经验。 3.尊重个体差异，看到学生进步，注重过程评价 本课程在教学过程中，倡导学生自主分析、积极思考，鼓励多元思维方式并将其表达出来，尊重个体差异。在教学评价过程中，多看到学生个体的进步，而不要对学生的要求搞“一刀切”，只要学生有进步，哪怕还较其他同学差些，但相对自己有了进步，教师就应及时鼓励，给予表扬，并在过程评价中予以体现，注重培养和激发学生的学习积极性和自信心。评价要遵循有利于促进学生的知识与技能掌握为原则，并能促进学生健康人格的发展。 （二）课程设计思路
摘要 干扰问题是机电一体化系统设计和使用过程中必须考虑的重要问题。在机电一体化系统的工作环境中，存在大量的电磁信号，如电网的波动、强电设备的启停、高压设备和开关的电磁辐射等，当它们在系统中产生电磁感应和干扰冲击时，往往就会扰乱系统的正常运行，轻者造成系统的不稳定，降低了系统的精度；重者会引起控制系统死机或误动作，造成设备损坏或人身伤亡。 抗干扰技术就是研究干扰的产生根源、干扰的传播方式和避免被干扰的措施（对抗）等问题。机电一体化系统的设计中，既要避免被外界干扰，也要考虑系统自身的内部相互干扰，同时还要防止对环境的干扰污染。国家标准中规定了电子产品的电磁辐射参数指标。 由于工业现场的工作环境往往十分恶劣，计算机控制系统不可避免地受到各种各样的干扰。这些干扰可能会影响到测控系统的精度，使系统的性能指标下降，降低系统的可靠性，甚至导致系统运行混乱或故障，进而造成生产事故。干扰可能来自外部，也可能来自内部；它可通过不同的途径作用于控制系统，且其作用程度及引起的后果与干扰的性质及干扰的强度等因素有关。干扰是客观存在的，研究抗干扰技术就是要分清干扰的来源，探索抑制或消除干扰的措施，以提高计算机控制系统的可靠性和稳定性。本章首先介绍干扰的种类及传播途径，然后根据硬件和软件抗干扰措施的不同，分别加以论述。 关键词：干扰的因素干扰源屏蔽滤波
目录 摘要................................................ I 1产生干扰的因素.. (1) 1.1干扰的定义 (1) 1.2形成干扰的三个要素 (1) 1.3干扰来源 (2) 2干扰存在的形式 (3) 2.1串模信号 (3) 2.2共模信号 (3) 3抗干扰的措施 (4) 3.1抗干扰方法 (4) 3.2屏蔽 (4) 3.3隔离 (5) 3.3.1光电隔离 (5) 3.3.2变压器隔离 (5) 3.3.3继电器隔离 (6) 4 系统接地 (7) 4.1一点接地 (7) 4.2多点接地 (8) 5软件抗干扰设计 (9) 5.1滤波简介 (9) 5.2低通滤波器 (9) 6提高系统抗干扰的措施 (11) 6.1逻辑设计力求简单可靠 (11) 6.2硬件自检测和软件自恢复的设计 (11) 6.3从安装和工艺等方面采取措施以消除干扰 (11) 6.3.1合理选择接地 (11) 6.3.2合理选择电源 (12) 6.3.3合理布局 (12) 结论 (14) 致谢 (15) 参考文献 (16)
电气控制技术论文 电气控制技术及其发展 【摘要】近些年来，我国的社会发展水平不断提高，对科学技术的要求也上了一个新 的层次。其中电气控制技术是科学技术的一个重要组成部分，它现在已经人们的日常生产 和生活融为一体，它的水平高低直接决定着我们国家综合国力的强弱。本文旨在通过讨论 电气控制技术，对它以后的发展历程和发展趋势进行分析，以提高我国电气控制技术的质 量和水平，为国家和人民谋福祉。 【关键词】电气控制;控制技术;发展方向 进入21世纪以后，我国的科技水平实现了重大的飞跃，涌现出了一批新工艺，尤其 是互联网技术的不断创新为电气控制技术的革新和发展提供了很好的经验和动力支持，使 得电气控制技术成为与人们的日常生活密不可分的部分，使得电气控制技术与计算机技术 和电子技术不断交错融合。为了实现电气控制技术在各行各业更广泛的应用，有必要对电 气控制技术的概念、发展方向等内容进行进一步分析。一开始电气技术是靠强电、弱电两 个方向传播，后来改变了弱电和强电的并行状态，实现了弱点控制强电的突破。电气控制 技术经历了从手动化到自动化、从简单化到智能化、从逻辑化到网络化这三个发展阶段， 逐步实现了自动化仪表检测和电气传动控制这两类生产过程的融合。 1.电气控制技术的含义 电气控制技术是运用于电气工程中的一种科学技术，它是计算机技术的一部分，涵盖 了与电气相关的所有领域，如电子电力、电子通讯、电子电气、数字电子、模拟电子、船 舶电站等，与各行各业都有错综复杂的联系，信息含量巨大。电气控制技术在电气控制系 统中得到体现和应用，有利于实现电气技术的自动化目标。 2.电气控制技术的现状 进入21世纪以来我国的科学技术实现了长足发展，为电气控制技术的改进和创新提 供了很大的技术支持，使电气技术实现了自动控制和智能控制，不断与计算机技术相融合。不可否认，与许多国外国家的先进电气控制技术相比，我国目前还存在着巨大的差距，但 我国电气控制技术已经取得的长足进步不容忽视，我国不仅实现了从简单化到自动化的变革，而且开始追求更高层次的智能化技术发展，如何让电气控制技术更加智能是摆在技术 专家面前的一个重大研究课题。之所以智能化成为研究焦点，是因为智能化应用于电气控 制技术中所带来的巨大改变：人为失误大大降低，机器能够实现智能纠错，这可以大大提 高工作效率，减少资源浪费，使我国电气工程的工作理念和工作经验得到不断的积累和创新，不断优化自动化程序，创新和改革我国电气自动化技术的发展。 电气控制技术已广泛应用于高炉鼓风机、环保行业和电力行业之中。随着我国经济的 不断发展和社会水平的提高，企业对这些行业的要求也在不断提高，因此如何使电气控制
工厂电气控制技术测试题 1电磁机构的吸力特性与反力特性的配合关系是()。 A、反力特性曲线应在吸力特性曲线的下方且被此靠近; B、反力特性曲线应在吸力特性曲线的上方且彼此靠近; C、反力特性曲线应在远离吸力特性曲线的下方； D、反力特性曲线应在远离吸力特性曲线的上方。正确答案：A 2关于接触电阻，下列说法中不正确的是()。 A、由于接触电阻的存在，会导致电压损失 B、由于接触电阻的存在，触点的温度降低 C、由于接触电阻的存在，触点容易产生熔焊现象 D、由接触电阻的存在，触点工作不可靠 正确答案：B 3为了减小接触电阻，下列做法中不正确的是()。 A、在静铁芯的表面上嵌有短路环； B、加一个触点弹簧； C、接触面xx; D、在触点上镶一块纯银块 正确答案：A 4由于电弧的存在，将导致()。 A、电路的分断时间加长; B、电路的分断时间缩短; C、电路的分断时间不变;
D、电路的分断能力提高 正确答案：A 5在接触器的铭牌上常见到AC3 AC4等字样，它们代表()。 A、生产厂家代号 B、使用类别代号； C、国标代号； D、名称代号。 正确答案：B 6电压继电器的线圈与电流继电器的线圈相比，具有的特点是( A、电压继电器的线圈匝数多、导线细、电阻小； B、电压继电器的线圈匝数多、导线细、电阻大； C、电压继电器的线圈匝数少、导线粗、电阻小； D、电压继电器的线圈匝数少，导线粗，电阻大。 正确答案：B 7增大电压继电器的返回系数，应采的办法是()。 A、减小非磁性垫片的厚度； B、增大非磁性垫片的厚度； C、减小衔铁吸合后的气隙； D、增大衔铁释放后的气隙。)。正确答案：B 8在延时精度要求不高，电源电压波动较大的场合，应选用()
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/661983834.html, 电气控制技术的应用发展 作者：崔红敏 来源：《装饰装修天地》2016年第04期 摘要：电气工程的电子自动化和人们的生活息息相关，在行业内得到广泛的应用，随着我国国际标准接口的不断开放，控制系统应当具备更强的灵活性和适用性，才能实现控制系统的自动化数据存取，满足网络控制的要求。本文针对电气控制技术的的应用现状进行阐述，并对未来的发展趋势进行了展望，为相关研究人员提供参考。 关键词：电气控制技术；应用现状；发 前言 电气控制技术的发展象征人类文明的进步，电气控制技术涉及的电气原理、电气线路、电气系统也逐渐复杂，当前，随着我国科学技术的不断快速发展，电气控制技术也获得了飞速发展，为人类提供了极大的便利，同时还要求电气控制技术要向着智能化和数控化的技术方向发展，以便更好的满足时代的发展需求。 一、电气控制技术的应用现状 科技的进步带动了电气控制技术的快速发展，电气设备的自动化水平与智能化水平越来越高，同时还将计算机抚摩、网络技术应用其中，在一定程度上提高了对电气设备的有效控制。 1.在环保工程中的重要作用 环保工程是为了加快生态环境的治理与改善，涉及到很多学科的应用，其中脱硫技术的应用是比较关键的一环。通过脱硫技术，有效降低二氧化硫的排放，避免因过多的二氧化硫造成的酸雨，对环境起到净化的作用。在工业生产中我们要尽量减少对生态环境的破坏，在进行烟气排放之前利用电气控制技术实现对风机、水泵等设备的自动化控制，将烟气中的二氧化硫进行分解，有效减少其排放到大气中，并且提高工作效率，提高了工作人员的安全操作。据研究分析，通过电气控制技术的应用，通过提高设备的自动化控制，最大程度上降低工作人员的工作量，对脱硫工程设备实现了自动化控制，为加快我国环保工程的发展起到了一定的推动作用。 2.在炼钢行业中的重要作用 在炼钢行业中应用电气控制技术的设备主要以高炉鼓风机为主，该设备以其可靠性与稳定性受到众多青睐。炼钢过程中所需要的氧气基本都是由高炉负责供应，并且针对高炉料柱阻力还需要提供气体动力。利用高炉鼓风机能够增加钢水的提取量，从而提高钢铁企业的生产效益。高炉所要求的就是其安全稳定运行，不过在高炉运行过程中往往存在着一些不足，如果现
浅谈计算机控制技术 引言： 计算机控制系统是自动控制技术和计算机技术相结合的产物，利用计算机（通常称为工业控制计算机，简称工控机）来实现生产过程自动控制的系统，它由控制计算机本体（包括硬件、软件和网络结构）和受控对象两大部分组成。随着计算机技术和现代控制理论的快速发展，计算机控制技术诞生并迅速蓬勃发展起来，其应用遍及国防、航空航天、工业、农业、医学等多种领域。本文将主要针对计算机控制技术的发展历史、当今现状以及计算机控制技术的发展趋势做一介绍，并结合它的具体实例介绍计算机控制技术的一些主要应用领域。 正文： 一、计算机控制技术的概述 1、计算机控制的定义： 计算机控制是自动理论和计算机技术相结合而产生的一门新兴学科，计算机控制技术是随着计算机技术的发展而发展起来的。 2、计算机控制的发展历史： 计算机控制技术的思想始于上世纪五十年代中期，美国TRW航空公司与美国德克萨斯州的一个炼油厂合作，进行计算机控制的研究，他们设计出了一个利用计算机控制实现反应器供料最佳分配，根据催化剂活性测量结果来控制热水的流量以及确定最优循环的系统。这项具有跨时代意义的工作为计算机控制技术的发展奠定了基础，从此，计算机控制技术迅速发展，并被各行各业广泛应用。 伴随着计算机技术的飞速发展，计算机控制技术也紧随其后，迅猛的发展起来。现如今，微型计算机的出现和发展使计算机控制技术又进入了一个崭新的阶段。 二、计算机控制技术的应用领域 1、计算机控制技术在农业领域的应用实例 在农业日趋机械化及自动化的今天，自动控制技术在农业中的应用也越来越广泛，利用计算机控制技术管理控制农业生产已成为目前研究的一个重点。农业大棚、智能化养殖场等等都是计算机控制技术在农业生产领域应用的鲜明例子。 智能温室大棚中利用计算机进行远程监控和操作，还可设计自动控制无人管理温室大棚。根据远程传感器搜集来的温度、湿度、光照等模拟信息，经输入通道进行AD转换，传入计算机，计算机既可以利用这些数据进行监控，同时又可以利用这些数据对大棚进行控制，进行加湿、加温、增加光照等控制，从而实现温室大棚的自动化智能控制。 2、计算机控制技术在工业领域的应用实例
电气控制技术在工业生产中的应用 班级:机制091 姓名:柳有伟 学号:3090101132 指导老师:周力
前言 通过三十个学时的学习,我们初步了解了电气控制技术的一点基本知识和组成,从中也知道了电气控制技术在机械行业的重要性,三十个学时的学习远远不是我们需要完成的任务,为了更好的掌握机电一体化,我们应该更深入的学习电气控制技术的知识,以满足综合型人才的培养要求,在本学期的学习主要包括两大部分: (1),继电器控制系统 (2),可编程控制器及应用 在学习中我们了解到,可编程系统的可靠性等方面都优于继电器的传统控制技术,我们应该在继电器的基础上加强可编程控制技术的学习. 可编程控制器是在继电器控制和计算机控制的基础上发展而来的新型工业自动控制装置。早期的可编程控制器在功能上只能实现逻辑控制，因而被称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC。随着微电子技术和微型计算机的发展，微处理器用于PLC，使其不仅可以实现逻辑控制，还可以进行数字运算和处理、模拟量调节和联网通信等，因此美国电气制造协会于1980年将它正式命名为可编程控制器（Programmable Controller），简称PC。但近年来PC又成为个人计算机（Personal Computer）的简称，为避免发生混淆，我们仍把可编程控制器简称为PLC。
PLC简介及在常用电气控制线路中的应用 [摘要]电气控制技术是一门多学科交叉的技术，是实现工业生产自动化的重要技术手段。随着科学技术的不断发展， PLC技术越来越多的应用于机床电气，本文简述了PLC的发展和几种常用电气控制线路的PLC控制。 关键词: ：继电器控制系统；基本电气控制线路；PLC控制 1 引言 近年来，PLC正越来越多地用于电动机的运行控制，为了便于采用PLC对继电器控制系统进行改造和设计新的控制系统，本文以OMRON公司的SYSMAC— C系列P 型机为例，介绍其在电动机基本控制线路中的应用。这些程序通常是整个控制系统的一个模块。 2 PLC简介 2.1 PLC由来 PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义： PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。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.PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC “PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计
作业2 一、填空 1.控制设备是用来控制供给电动机电能的形式与时间，使其适应生产机械需要的设备。 2.电源是电动机和控制设备的能源，分为交流电源和直流电源。 3.电气传动系统按照驱动电动机的不同，分为直流驱动系统和交流驱动系统两大类。 4. 电气传动系统按照有无反馈装置，分为闭环电气传动系统与开环电气传动系统。 5.直流电动机具有良好的启动和控制性能，尤其是它的调速性能良好，可以方便地在很宽的范围内平滑调速。 二、判断 １.车床、钻床、铣床、镗床都采用电气传动系统。（√） ２.减速箱不属于传动机构。（╳） ３.控制设备由各种控制电动机、电器、自动化元件及工业控制计算机等组成（√）４.为使控制系统具有良好的静态与动态特性，常采用反馈控制系统。（√） ５.晶闸管不能作为连续控制系统的元器件。（╳） ６.最初自动控制是用数量不多的继电器、接触器等组成。（√） 三、简答 １.什么叫电气传动？电气传动有哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 答：电气传动是指电动机驱动生产机械的工作机构使之运转的一种方法。 电气传动系统主要由电动机、传动机构、控制设备和电源四个基本环节组成。电动机是生产机械的原动机，其作用是将电能转成机械能；传动机构是在电动机与生产机械的工作机构之间传递动力的装置；控制设备用来控制给给电动机电能的形式与时间，使其适应生产机械需要的设备；电源是电动机和控制设备的能源。 ２.电气传动的优点有哪些？ 答：１.方便经济。２.效率高。３.调节性能好４.易于实现生产过程的自动化。 ３.按电气传动方式来分，电气传动的发展经历了哪几个阶段？ 答：手动断续控制-继电接触器控制-可编程控制器-数控机床 4.接触器的主要结构有哪些？交流接接触器和直流接触器如何区分？ 答：接触器的结构主要由电磁系统，触头系统，灭弧装置和其他部件等组成。直流接触器与交流接触器相比，直流接触器的铁心比较小 ,线圈也比较小 ,交 流电磁铁的铁心是用硅钢片叠柳而成的。线圈做成有支架式 ,形式较扁。因为直流电磁铁不存在电涡流的现象，区分方式如下： (1) 铭牌：AC是交流， DC是直流； (2) 灭弧罩：交流接触器设有灭弧装置，以便迅速切断电弧，免于烧坏主触头，大的有灭弧栅片。直流接触器由于直流电弧比交流电弧难以熄灭，直流接触器常采用磁吹式灭弧装置灭弧； (3) 极数：交流的主极为三、直流的主极为二； (4) 线圈的铁芯和衔铁：交流的为分片硅钢片、直流为整体式）。 5.交流接触器在衔铁吸合时，线圈中会产生冲击电流，为什么？直流接触器会产生这种现象吗？为什么？ 答：交流接触器的线圈是一个电感，是用交流电工作的。吸合前线圈内部没有铁心，电感很小，阻抗也就很小，所以电流大；吸合后铁心进入线圈内部，电感量增大，阻抗增大，所以电流就降下来了。直流接触器工作电流主要取决于其内部电阻，所以不会产生冲击电流。
烟台汽车工程职业学院 <<工厂电气控制>> 课程标准 专业带头人：杜俊贤 系主任：林治熙 教学中心：信息自动化教研室 批准日期：二〇一一年八月 二〇一一年八月
目录 一、课程概述 (1) （一）课程性质.............................................................. 错误！未定义书签。（二）课程基本理念...................................................... 错误！未定义书签。（三）课程设计思路...................................................... 错误！未定义书签。 二、课程目标..................................................................... 错误！未定义书签。（一）总体目标.............................................................. 错误！未定义书签。（二）具体目标.............................................................. 错误！未定义书签。 三、内容标准 (4) （一）学习目标 (4) （二）活动安排 (4) （三）知识要点 (9) （四）技能要点 (9) 四、实施建议 (10) （一）教学建议 (10) （二）考核评价建议 (10) （三）教材编写建议 (11) （四）实验实训设备配置建议 (12) （五）课程资源开发与利用建议 (18) 五、其它说明 (19)
电气自动化控制技术及其应用 1.电气自动化控制技术简介 电气自动化控制技术是与电子和信息技术紧密结合在一起的一门电气工程应用技术学科，随着电子技术、信息网络、智能控制的飞速发展，使得电气自动化经历了从无到有、从发展到成熟的过程。它主要体现在传感器技术、自动控制技术、电机控制技术以及通信网络等控制技术上，并且通过发展研究，已经成为了现代工业自动化的一个重要的技术手段。过去的电气控制主要是以低电压器件为主，不断形成新的继电为主的新型电气控制系统。近些年来，随着电子行业的不断发展，我国电气控制系统从根本上发生了很大的变化，从最先的继电器的控制系统发展到微处理的自动化控制系统，同时我们也开始利用网络技术把它们结合起来，在一个控制网络系统上体现出来，最终形成一个开放性的网络化的控制系统。 2.电气自动化控制技术的具体应用 2.1在当代建筑行业中的应用 随着我国国民经济的飞速发展，建筑系统势必要引入电气自动化的成分以及智能化建筑，特别是数字电子化科技发展智能化已经成为了当今建筑界的主流方向。为了资源的人力的节省并能达到设备的合理利用于是就有了建筑设备的自动化控制系统。智能化建筑内有大量的通信自动化系统楼宇自动化系统、办公自动化系统、电子设备与布线系统、闭路电视系统、火灾报警及消防联动控制系统以及保安监控系统等及其相应的布线系统。 楼宇自动化控制一般采用的是计算机集散控制。直接数字控制器往往被大部分用作分散控制器，然后运用上位计算机来管理和监控主机屏幕；曲线、动画、数据库、各种专用的控件以及文本和脚本等等都可以作为手段来进行使用；楼宇自动化是一个非常复杂的系统，包括很多的方面，比如通风与空调监控系统、照明监控系统、电力供应
摘要 为使机器人完成各种任务和动作所执行的各种控制手段。作为计算机系统中的关键技术，计算机控制技术包括范围十分广泛，从机器人智能、任务描述到运动控制和伺服控制等技术。既包括实现控制所需的各种硬件系统，又包括各种软件系统。最早的机器人采用顺序控制方式，随着计算机的发展，机器人采用计算机系统来综合实现机电装置的功能，并采用示教再现的控制方式。随着信息技术和控制技术的发展，以及机器人应用范围的扩大，机器人控制技术正朝着智能化的方向发展，出现了离线编程、任务级语言、多传感器信息融合、智能行为控制等新技术。多种技术的发展将促进智能机器人的实现。 当今的自动控制技术都是基于反馈的概念。反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执行。测量关心的变量，与期望值相比较，用这个误差纠正调节控制系统的响应。这个理论和应用自动控制的关键是，做出正确的测量和比较后，如何才能更好地纠正系统。 PID（比例-积分-微分）控制器作为最早实用化的控制器已有50多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。 它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数（Kp，Ti 和Td）即可。在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。 关键词：机器人，机器人控制，PID，自动控制
目录 摘要.......................................................... I 第1章绪论................................................ - 1 - 1.1机器人控制系统 (1) 1.2机器人控制的关键技术 (1) 第2章机器人PID控制...................................... - 2 - 2.1PID控制器的组成 (2) 2.2PID控制器的研究现状 (2) 2.3PID控制器的不足 (3) 第3章 PID控制的原理和特点 ................................ - 4 - 3.1PID控制的原理 (4) 3.2PID控制的特点 (5) 第4章 PID控制器的参数整定 ................................ - 5 -后记...................................................... - 6 -
设计题目单片机电子时钟 学院河南农业职业学院 专业电气自动化专业 班级电器10__3 姓名赵天星 摘要 单片机即单片微型计算机。（Single-Chip Microcomputer ）,是集CPU ,RAM ,ROM ,定时，计数和多种接口于一体的微控制器。他体积小，成本低，功能强，广泛应用于工业自动化上和智能产品。时钟，自从它被发明的那天起，就成为了人类的好朋友，但随着时间的推移，科学技术的不断发展，时钟的应用越来越广范，人们对时间计量的精度要求也越来越高。怎样让时钟更好的为人民服务，怎样让我们的老朋友再次焕发青春呢？这就要求我们不断设计出新型的时钟，来不断满足人们的日常生活需要。然而市场上的时钟便宜的比较笨重，简单实用的又比较昂贵。那么，有没有一款既简单实用价格又便宜的时钟呢? 我们课程设计小组设想：可不可以利用单片机功能集成化高，价格又便宜的特点设计一款结构既简单，价格又便宜的单片机电子时钟呢？ 基于这种情况,我们课程设计小组成员多方查阅资料，反复论证设计出了这款既简单实用，又价格便宜的——单片机电子时钟。 关键词：单片机；时钟；计时 前言 电气自动化是高等院校开设的一门工科专业。 培养德、智、体全面发展，具有良好的科学素养和创新精神，培养能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发以及电子与计算机应用等领域工作的宽口径复合型高级工程技术人才。 本专业主要学习电子技术、电工技术、信息控制、电气测量、计算机技术等方面较宽广的工程技术基础和专业知识。本专业主要特点是强电弱电结合、电工技术与电子技术相结合、软件与硬件结合、元件与系统结合，学生受到电工电子、信息控制及计算机技术方面的基本训练，具有解决电气工程与自动化领域技术问题的基本能力。 该专业是强电和弱电、计算机技术与电气控制技术交叉渗透的综合型专业学科。电气工程及其自动化专业培养出的毕业生，以理论基础扎实、专业知识面宽广、实践动手能力强、适应性强在国内有较好的声誉 主干课程电路原理、电子技术基础、计算机技术（语言、软件基础、硬件基础、单片机）、信号与系统、电磁场理论与应用、自动控制原理、电机学、电力电子技术、电气测量、电力拖动与控制等。 就业方向适合到国民经济各部门从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发等方面的工作，也能在科研院所、高等学校从事电气信息与自动化技术相关的研究开发、技术引进与改造及教学工作。 目录 目录 (1) 绪论 (2) 一 MCS-51单片机的结构 （一）控制器 (3) （二）存储器的结构 (4) 1程序存储器 (4) 2内部数据存器 (4) 3特殊功能寄存器 (5)
第一章 1-1电器为什么需要灭弧装置 答：电路中的电压超过10~12V和电流超过80~100mA，则在动、静触头分离时在它们的气隙中间就会产生强烈的火花或电弧。电弧时一种高温高热的气体放电现象，其结果会使触头烧坏，缩短使用寿命，因此通常要设灭弧装置。 1-2单相交流电磁机构中的短路环的作用是什么三相交流电磁机构中是否也需短路环当接触器内部发出振动噪声时，产生的原因可能有哪几种 答：单相交流电磁机构中的短路环的作用在于它产生的磁通滞后于主磁通一定相位差，它们产生的电磁力与F1之间也就有一相位差。三相交流电磁机构中不需短路环。交流电流要周期过零值，其产生的电磁吸力也要周期过零，这样在释放弹簧反力和电磁力的共同作用下衔铁就要产生振动。 1-3“将三只20A的接触器的触头并联起来，就可正常控制60A的负载；若控制30A的负载，它们的寿命就约延长一倍。”对吗为什么答：不对，前半句是对的，将三只20A的接触器的触头并联起来，就可正常控制60A的负载，但若控制30A的负载，它们的寿命就约延长一倍，是错误的。 1-4额定电流30A的电动机带稳定负载，测得电流值为26A，应如何整定热继电器的额定电流值对于三角形接法的电动机应如何选择热继电器
答：整定热继电器的额定电流值： 三角形接法的电动机在有可能不满载工作时，必须选用带断相保护功能的热继电器。 1-5对保护一般照明线路的熔体额定电流如何选择对保护一台电动机和多台电动机的熔体额定电流如何选定 答：对保护一般照明线路的熔体额定电流等于或稍大于线路的工作电流；对保护一台电动机或多台电动机的熔体额定电流等于或稍大于可能出现的最大电流除以，其中多台电动机，可能出现的最大电流等于容量最大一台电动机起动电流，加上其他各台电动机的额定电流。1-6固态继电器有哪些优缺点在什么场合应优先选用固态继电器 答：优点：工作可靠、寿命长、对外界干扰小、能与逻辑电路兼容、抗干扰能力强、开关速度快、无火花、无动作噪声和使用方便； 缺点：过载能力低，易受温度和辐射影响，通断阻抗比小。 1-7断路器可以拥有哪些脱扣器用于保护电动机需要哪些脱扣器用于保护灯光球场的照明线路需要哪些脱扣器断路器与熔断器相比较，各有什么特点 答：断路器可以拥有分励脱扣器、漏电脱扣器、热脱扣器与过电流脱扣器等；用于保护电动机需要电流脱扣器；用于保护灯光球场的照明线路需要复式脱扣器；断路器是能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路条件下接通、承载一定时间并分断电流的开关电器；熔断器是当通过它的电流超过规定值达一定时间