自动控制论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇自动控制论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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集成自动控制系统是我国机械自动化工程当中是十分重要的一项。而集成化自动控制系统就是保留原有的信息技术，然后加以修改，取其精华，去其糟粕，使机械自动化系统变得更加完善。集成化自动控制系统能将原有的信息技术和与生产相关的信息糅合起来，不仅使得机械工程中的集中工程得到了加强，还将为械工程的生产与发展拓展到了更广阔的领域。计算机技术是机械自动控制系统的基础，而计算机技术在不断的发展，集成自动美国控制系统得到了多方面工程制造的认可，深入到了各个领域。同时，集成自动控制系统也在计算机技术的更新下得到了完善与提高。

1.2柔性自动控制系统

机械自动控制系统不能够保持原有的自动化成分，需要不断的更新研发与创造。而柔性自动控制系统就是新发展的一项自动技术，它不仅包含了其他自动化控制系统的特性，能够自动化生产，还能够在生产中智能化。在机械工程不断发展的同时，柔性自动控制系统已经成为了其中重要的组成部分。在机械工程的发展与应用中，柔性自动控制系统将信息技术、现代化机械生产技术与先进的计算机信息化设备进行结合，利用数控技术进行生产，这样的科学生产方式使得机械制造不断进步。

1.3智能自动控制系统的应用

所谓智能自动控制系统，就是在人工技术与计算机网络技术的共同作用下，对机械工程中的任意一个过程进行模拟和控制，让机器变得人性化，让机械自动控制系统工作时能够与人的大脑相类似，能够收集数据和采集信息。智能自动控制系统有效的结合了人工智能技术和机械工作的过程，这样，不仅使得生产效率大大提高，生产过程更易控制，还节省了人力，创造了更大的经济效益。

2自动控制系统的发展前景

未来的科技技术会比现在更加发达，而每一个国家和地区的经济水平都在不断发生着变化，我们国家的发展和经济水平也都在不断的提高。这些都离不开机械工程，而自动控制系统是机械工程的重要组成部分，只有自动控制工程不断的更新发展，机械工程才能够不断的创新，变得越来越科技化，才能呢个拓展到更多的领域。在自动控制系统在网络信息技术不断发展的背景下，在机械工程的应用中将实现先进的网络化发展，并通过网络的传播，迅速渗入到各个行业中。当今社会经济的发展更注重的可持续性，无论多啊么先进的自动控制系统，在生产生活中都应该更注重环保和节约。在生产自动化控制装置时，应该以环保为首要考虑，节约能源，这样才能够可持续发展。

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2计算机远动控制技术的应用分析

计算机远动控制技术的应用主要是通过遥测、遥信、遥控以及遥调等功能实现的，计算机远动控制技术是电力系统自动化技术中的核心技术，其在电力系统运行中发挥着重要的作用，尤其是在电力系统中的数据采集、通信传输以及信道编译码等环节中占据着重要的地位。其中，计算机远动控制技术的工作原理如图1所示。2．1远动控制技术中的数据采集技术远动控制技术中的数据采集技术主要有A／D技术和变送器技术等，其处理的信号多数为0～5V的TTL电平信号，而在电力系统自动化技术中，多数采用大功率参数，为了实现采用远动控制技术处理电力系统中的信号，只有通过变送器将大功率参数转变为TTL电平信号，从而达到遥信信息的编码和遥测信息的采集任务。其中在电力系统中，其遥信信息需要经过采集遥信对象的状态，将采集到的描述遥信对象状态的二进制位编进具体的遥信码中这2个途径进行传送，然后再通过数字多路开关将电力系统各路的遥信状态输出到接口电路中，最后通过接口电路将遥信信息送入到CPU系统中进行处理，从而实现遥信信息编码。2．2信道编译码技术分析在计算机远动控制技术中的信道编译码技术主要有编码、译码以及信息传输协议（规约）等。在电力系统自动化控制中，想要实现采用远动控制技术进行信息采集，则必须通过通信信道传输到调控中心才能使用。因此在电力系统自动化控制中，为了进一步保证传送的信息具有非常好的抗干扰能力，必须要对信息进行信道编译码，其中数字传输系统模型如图2所示。在上述电力系统自动化系统中，通过采用远动控制进行数字传输中，其干扰是不可避免的，而通过信道编译码能够有效克服通道中的干扰，其中，信道编译码的方法主要采用线性分组码中的循环码进行编译码。2．3循环式数据传送规约远动控制技术在变电站、电厂以及调度中心的数据通信应用中，首先需要在信道编译码前，预先设定通信方式和数据格式，也就是通信信息传输协议（规约），以保证电力系统中数据通信的可行性。另外，在电力系统远动控制技术中，其数据传输主要是以帧结构的形式进行传输的，其中重要的遥测信息主要安排在A帧，次要遥测信息安排在B帧，一般遥测信息安排在C帧。通过采用帧格式进行包装后，电力系统中的数据就能够有效按照规约进行传送，从而实现信道全部编译工作，实现对电力系统的全方位监控。

3电力系统自动化技术的发展及建议

对于电力系统自动化的发展方向，应从以下几点出发：（1）兼顾提高经济效益和改善自动化服务水平，我们追求的自动化技术应向着更优化、更具实效性、更加智能化、区域覆盖更广的方向前进。（2）加强电力自动化系统的设备稳定性，有效保障其安全运行，尽量减少大面积停电，建立一系列行之有效的处理机制，将停电损失降到最低。（3）开拓电力系统自动化的数字化之路，使数据更加全面，数字更加精准，力求节省更多时间和人力。（4）随着科技的不断进步，各种先进设备相继出现，对电力企业的工作人员提出了更高的要求，加强电力企业人员的技能培训和技术队伍建设，注重对新技术高素质人才的引进和吸收，培养全面发展的技术人才，鼓励员工以先进的理论知识和丰富的实践武装自身，投入更多精力到电力自动化的发展中去，推进电力自动化的发展进程。（5）在全球能源危机的严峻形势下，正是挑战电气自动化进程的关键时期，要以可持续的发展观，改善传统的管理模式，从整体化逐步转变为分布式、集约化的运营模式，实现能源利用的最大化、功耗的最小化、资金节约化。

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1.2PLC程序配置。PLC程序进行设计时可以采用WinProLadder阶梯图语言进行程序编写。其程序设计涉及两个部分：1.系统动作顺序；2.系统功能；进行系统开发时，要兼顾机器的动作顺序和使用者的自定义操作。若用实际情况形容就是，比如报警器的响应时间，实验人员如果想将之延长几秒，需要对时间参数进行设定。相应的阶梯图程序则需要对记忆置进行重新配置以存储以上参数，再通过系统将参数输出到外端的机器上。由此得出结论，暂存器的配置与编号都需要进行正确的配置，以便与使用者界面完美配合，操作时不发生偏差。

1.3使用者界面（HMI）设计。随着智能化触摸屏幕的应用，使用者界面的操作更加方便可靠。使用者通过对显示屏上的图形进行触碰式操作，进行程序代码参数的修改和操作。为了方便理解和操作，使用者的界面以图形的大量使用，取代了传统的按钮式操作。使用者界面涉及如下三方面的发开：（1）系统规划。（2）操作界面的布局和设计。（3）系统通讯功能

2自动控制技术在工业领域的具体应用

2.1化工领域。电子自动控制技术在化工领域的应用体现在与工艺设备的充分结合，具体可参见应用范围最广的可编程控制系统。化学反应炉的温度控制一直是行业里的一个难题。传统的手工操作难度非常大，炉温的频繁波动不利于工作人员的实时掌握与及时有效的操作，恶劣的化学环境也使工作人员的健康无法保证。可编程系统的出现为其打通了一个突破口，机器本身的特性不像人一样受到恶劣环境的影响，精细测量仪器的应用使得炉温能得到及时有效的控制，使得整个工艺流程能够正常进行。挤出吹塑成型机与可编程系统的结合是自控技术在化学行业的另一应用。二者的结合使得熔料的化学作业过程加快，提高了仪器的工作效率。

2.2电力系统。电力系统的自动化控制技术普及是我国电力行业发展的一大趋势。自动控制技术的应用在电力行业方面有两个分支：电力调度和电力营销。电力调度的目标是降低成本并保证系统运行的同时提供给用户以合适的电能。传统方式要进行数据的大规模采集和分析，时效性难以保证，万一发生事故，其危害往往难以挽回。因此，我国电力行业把自动控制技术与电力调度系统相结合，通过计算机进行大量数据的自动化收集，实时掌握，实时处理，特殊情况筛选后进行自动上报，利于全局指挥。电力营销与自动控制技术的结合，可以改善电力系统的运行条件，便于管理，既缓解了电力人员的工作压力，也预防了事故的突发。

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1.2本站质量控制规则库的设置

质量控制规则库是自动站报表质量控制的前提，质量控制规则库设置是否恰当，直接影响到报表质量控制的质量，质量控制规则库中各气象要素的取值范围应选择本站各气象要素历年出现的上、下限左右的值，如果取值范围设置过大，会漏掉部分错误或疑误信息，若取值范围设置过小，则容易滤出过多疑误信息，不但加大工作量，更重要的是对质量控制起不到应有的作用。

2A、J文件质量控制

每月结束后，在月末最后一天逐日数据维护中，注意录入跨月降水量及日期，下月1日20-08时降水量，使用OSSMO软件“数据维护”中“B文件A（J）文件功能生成A文件。

2.1A文件质量控制

在A文件维护中正确输入封面、封底信息、传输日期等。使用“数据维护”中的“格检质量控制A文件”功能，对A文件进行全面质量控制，一般质量控制出的是错误和疑误两种情况，并注意各要素小时值和日极值是否出现野值，这些值的出现时间是否正确，尤其对出现在20：00分的记录进行判断，判断该记录是当天的还是前一天的，对微量降水进行人工干预等，并审查无降水时录入“0000”，微量录入“，，，，”。对提出的疑误信息仔细的检查判断，和相关的项目要素进行对比分析，对错误信息在逐日数据维护中进行更改，然后重新转换A文件，再进行A文件格式检查，格检完之后，检查各要素的质量控制码是否为099。

2.2J文件质量控制

一是发现数据有跳跃突变时，首先检查是否由于天气因素影响而造成气压、气温、湿度、降水、风等分钟数据的异常，如果这个影响排除，那么有可能是仪器异常造成数据突变，如判断确实出现野值和仪器故障时分钟数据只能按缺测处理，不能按内插处理，J文件的分钟数据必须是自动站原始采集数据，因此，60分的记录用A文件记录代替时，不能用A文件中内插或人工站代替的正点记录代替。二是：J文件中的分钟数据与A文件的正点值不一致，对于这种情况要分析是正点数据有误还是分钟数据有误，并将有误记录改正。

3人工观测项目的质量控制

3.1云

3.1.1　质量控制逐日各定时观测总云量记录是否合理，与云状、云码是否相符；如10ˉ/5CIDENSSCTRA这种情况格检质量控制A文件时没有疑误信息提示，正确的为SCTRACIDENS。

3.1.2　质量控制云状演变规律是否合理，与天气现象记录是否相符；如某日14时记录：云量9/9，云状SCTRA，天气现象：雷暴12：50～13：31，阵雨12：58～13：36，可以看出14时云状记录有误，云观测时间在13时45分，对流云不可能在很短的时间内演变成大气层结较稳定的层积云。

3.2能见度

3.2.1　质量控制视程障碍现象与能见度是否配合。

3.2.2　当有沙尘暴、浮尘、雾、霾、烟、雪暴、吹雪现象，能见度<1.0KM时，都应观测和记录最小能见度，且最小能见度的记录是否符合规定。

3.3天气现象

3.3.1　审查各种天气现象的记载，产生于消失是否合理。

3.3.2　逐日天气现象的记载方法是否符合规定、天气现象的记载是否合理，如先有露，后有霜，由露冻结而成的水珠记为霜，但霜融化的露不记露。3.3.3　根据自记降水迹线的起止时间变化和强度变化，查看夜间雨、阵雨的记录是否正确。

4自动站月报表的质量控制

自动数据要逐页检查，看是否有漏项，自动质量控制漏项是审不出来的，自动站器测数据包括气压、气温、相对湿度、风向风速、降水量和地温，其中气压、气温、相对湿度、风向风速、降水量这五种气象要素可与人工站相应的自记记录及每日20时定时数据与日极值数据进行平行质量控制，可发现异常记录。地温记录质量控制时，经常把最高值同当日12：00～15：00时的地面温度进行比较，一般情况下高出1～5℃，有时也常出现10℃或以上，一般应根据当日的云天状况、日照记录进行判断，若晴阴交替、正点时阴或有降水、全天为阴天，最高温度值出现在前一日20时附近，或者是积雪覆盖，如若不是，则分析判断传感器是否有故障。

4.1降水量

4.1.1　审查人工观测降水量与自动站降水量记录是否矛盾，如发现10mm以上降水误差超过±4%应查明原因。

4.1.2　打开J文件降水分钟数据。查看降水量起止时间是否与观测记录的降水时间对应，或查看雨量自记纸降水的起止时间是否与观测记录的降水时间对应。

4.2大风

首先检查大风记录，核对大风数据文件，防止漏记大风现象或大风现象开始的时间不一致，一般大风数据文件（FJ.txt）一般分两条记录，第一条为大风开始时间，第二条为大风结束时并持续15min的时间，同时要查询质量控制软件中的“大风现象查询”功能获取信息。

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2给排水系统

使建筑物内部的中水系统得到正常的运行是智能建筑中给排水系统的运行目标与任务，给排水系统的主要功能是将建筑物内水泵与排水泵、污水泵等运行状态进行监测与管理，使建筑内各水箱的水位保持在安全可靠的限制值当中。另外，给排水系统还会对给水系统的压力进行测量，使水位与压力保持在安全范围内，根据水位与压力的变化及时进行水泵的关闭与开启。

3照明系统

智能建筑中的照明系统是建筑物内主要的节能系统，节能减排主要体现在照明系统的运行之中。照明系统的协调程度与运行力度是建筑物自动化与智能化的重要体现。在智能建筑中，电能是不可缺少的，照明系统是除了空调系统之外最大的电能消耗系统。与传统的建筑管理方法相比，智能建筑中的自动化系统可以实现40%左右电能的节省。照明系统的节能，主要利用于自动化系统对于停车场、走廊与对门厅等照明进行开启与关闭控制，对建筑物内的照明回路进行分组控制，使用电量过大、电路负荷过多时进行自动切断，对办公室与厅堂这些地方的照明系统进行无人熄灯的自动控制。这些控制的实现可以利用计算机中设定的开关开启与关闭时间进行远程控制，门锁与红外线也是比较好的照明系统控制手段。

4电梯系统

电梯系统属于智能建筑中的交通系统，对电梯系统的自动化管理也是楼宇交通管理的重要内容。对于电梯而言，其本身具有全套的自动控制装置，但是，要使其成为智能建筑中楼宇自动化系统的一部分，要将电梯本身的控制装置与楼宇的自动化系统相联系，使其实现数据的共享，使建筑物的管理者可以对电梯的运行状况进行及时的掌握与分析，在有意外事故发生的时候，可以利用自动化系统对电梯进行有效的控制。

5保安监控系统

保安监控系统主要由三部分组成。第一，闭路电视监视系统。闭路电视监视系统主要是利用摄像机完成的，管理人员将摄像机安放在需要进行监控的各个区域之间，利用电缆这一中介将图像传达到建筑控制中心，使建筑物的管理人员可以对大楼内部的实时情况进行观察与管理。还可以利用现代化的计算机技术对这些上传的图像进行分析，使影视中的物体与烟雾等不安全因素得到确认，为事故的处理提供证据。第二，出入口控制系统。对建筑物的出入口进行控制，就是利用电子锁或者是门磁开关这些设备对建筑物的人群进行控制。将读卡机等设备安装在建筑物当中，使建筑物的进入具有一定的权限性，对进入到建筑物的对象与建筑物的开放时间进行控制，随时掌握人员的出入情况。第三，防盗报警系统。防盗功能的实现，是利用各种敏感软件的安装实现对建筑物内部空间的控制，比如说红外线与震动传感器等等，将其安装在重要的防盗部位，如果监测区域内出现异常，报警系统可以做出相应的反应，通过建筑物管理人员对异常情况进行及时的处理。

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2设计依据

1）《20kV及以下变电所设计规范》（GB50053－2013）。2）《低压配电设计规范》（GB50054－2011）。3）《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045－1995(2005版)）。4）《建筑物防雷设计规范》（GB50057－2010）。5）《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116－2013）。6）《智能建筑设计标准》（GB/T50314－2006）。7）《综合布线系统工程设计规范》（GB50311－2007）。

3系统原理

本设计采用新型集散控制系统——现场总线系统（FCS系统），能把控制功能分配至现场每个控制回路，并完全分散在现场仪表中，从而提高了系统的可靠性，实现真正的分布式控制。本系统可分为：设备层、控制层和管理层，主要监控对象为AHU、PAU等空调系统及水泵、电梯等设备的运行及故障信号。建筑设备监控主机控制室设在监控中心内，通过光HUB及BNA把TCP/IP协议转换成C-BUS，从而连接多台DDC直接数字控制器（可带远程输入输出模块），把各楼宇设备连通起来；还可通过ODBC、API等接口方式完成与其他系统的通信，实现建筑内的资源共享和综合管理。本建筑BA系统的监控及自诊断功能设于一层监控中心内。建筑物共设33台空调机组，其中5台采用空气净化变频机组。8台排风机组由专用PLC可编程控制器控制。一般变风量空调及一般组合式空调控制原理：由送（回）风传感器控制调节冷、热水电动二通调节阀，同时根据需要对风管电加热器进行分级调节，在电加热器后设置高温保护开关，当保护开关动作时，关闭电加热器；当风机停止时，连锁关闭电动二通阀。对组装式空调器风机进行变频控制，由室内温度控制调节冷、热水电动二通调节阀，同时根据需要对风管电加热器进行分级调节。在电热器后设置高温保护开关，当保护开关动作时，关闭电加热器的电源；当风机停止时，连锁关闭电动二通阀和电加热器。要注意风机开，电加热器才能开。随着高、中、低过滤器阻力的改变，通过控制变频器改变风机转速以维持风量，保证换气次数不变，延长过滤器的使用寿命。在送风总管上设风管压差传感器，同时在夜间值班模式下改变风机运行转速以降低能源消耗。

4供电电源

本系统设备电源由控制室配电箱引来，容量为三相5kW(配UPS不间断电源)。DDC直接数字控制器就近安装于各个空调设备机房内，电源由就近配电箱引出，容量为单相0.5kW。

5电气接地

在建筑工程设计中，供配电设计非常重要，而接地系统是其中的重要组成部分，占据重要地位，因为它能直接影响供电系统的安全与稳定。特别是近年来，社会科技越来越发达，智能化楼宇的出现在给我们带来方便的同时也产生了新的问题。本工程采用TN-S系统。在设置该系统过程中，根据其工作零线与专用保护线以及它们连接的位置，设置智能化楼宇系统的安全保护、交流工作、电子设备直流接地系统、防雷保护系统，以保障智能化楼宇的安全。

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（2）显示控制屏按钮齐全，显示直观，指示灯寿命长，光效好，可靠性强。控制计算机不仅具有动态协调能力，还可以存储记录，分析相关报告。其启动控制方式大小不一，如小功率采用直接启动的控制方式，大功率采用星形或三角形启动控制的方式，还有的采用变频调速控制的方式。这些不同的控制方式很好的确保了生产设备的运行稳定。

（3）确保运行时各种数据处理和信息收集的准确性，同时提出相应的应急措施，确保电气系统可以在最好的状态下运行。设备一旦出现故障，人可以马上进行连锁控制，非常人性化。

2电气自动化控制系统的设计原则

（1）优化供配电的设计，促进电能的合理利用。设计时首先考虑的是设计的适应性，满足工程的动力、供应、控制和安全等要求制定，以满足建筑运行的要求，同时可以使它的运行处于一种安全的环境中。

（2）提高设备运行效率，力求简单、经济、使用以及维修方便。在整个的设计过程中，安全和满足工程的运行时整个设计的基本前提，在该前提下，一方面要注意不断的扩大工程的效益，另一方面也要注意不断的降低工程的成本，这就要求工作人员不仅仅应该使控制系统简单经济，而且还要使得系统的使用、维护方便、成本低，不宜盲目的追求自动化和高指标。

（3）合理调整负荷，提高设备利用率。在设计的过程中，要尽可能的提高系统的质量，使它的的负荷量在一个合理的范围内，当在一个特殊的用电环境中，可以合理的选取节能方法，提高店的利用率。

3电气自动化控制系统发展的现状

我国的电气自动化技术和国外发达国家相比差距仍然很大。到现在为止DCS系统的应用在自动化控制系统中仍然有着重要的不可取代的地位。

（1）电气自动化工程的分散控制系统，它是由过程控制和过程监控来组成的计算机系统，该系统的基本思想是集中操作、分级管理、配置灵活和组态方便四大方面，在生产、生活中的应用非常的广泛。但是该系统缺点明显，如可靠性能低，维修困难；生产厂家之间缺乏统一的标准，维修互换性低；价格昂贵等。

（2）WindowsNT和IE是电气自动化控制系统的标准语言规范。第一点是，在电气自动化领域，具有灵活性和易集成化等优点的人机界面操作，已成为一种主流的发展方向。第二点是，对于电气自动化控制系统的维护难度减小。

（3）监控的集中化。其缺点是处理速度缓慢，成本费用大，可靠性能低、设备很难扩容操作、故障查找难度大等。

（4）信息的集成化。在存储和读取信息时，需要使用规定的浏览器才可以访问到信息，并且信息技术会在电气自动化设施、系统和机器中进行横向扩展比较。

4电气自动化控制系统的发展趋势

随着我国经济的不断发展，科技的不断进步，伴随而来的是电气自动化控制系统技术方面的竞争，不但竞争愈演愈烈。同时，此系统对节约有效资源，降低成本费用，甚至改变我国工业的发展都有着积极意义。所以，我们必须根据自身的发展情况，来对自动化控制系统进行相应的规划，积极的发挥自己的有力的条件，实现我国的自主研发，只有这样才有可能在有限的时间内抢占先机。

（1）软件地位大大提升。随着信息技术的发展，网络技术以及计算机发展与应用的广阔前景，尤其是OPC技术、IEC61131标准和Win-dows平台的发展与广泛应用，计算机在电气自动化控制系统融合方面的作用，已无可替代。

（2）电气自动化控制系统统一化、信息化。为了独立开发系统，更为了方便达到客户要求，使得电气设备、计算机监管体系和企业工程管理体系之间数据信息能够及时的传递和畅通的交流，那么需要对电气自动化控制系统进行统一化的管理。此外，信息化是电气自动化控制系统的另一发展趋势，即实现设备与网络技术结合，实现网络自动化和管控一体化。也就是说信息技术不仅渗透在管理层面上，同时在应用信息技术的基础上迅猛发展。

（3）科技的不断发展是电气自动化行业的关键，由于电气自动化是结合了多门学科的一项技术工程，在它的组成原件方面科技的含量比较高，由于在自动化的关键技术是大部分的企业都没有属于自己的知识产权，造成同行业的企业以较低的价格和各种的渠道来加大自己的竞争力，所以，技术的不断发展的选择是整个自动化行业的突破点，也是关于电气行业长远发展的关键所在。只有在不断的科技发展中，电气自动化制系统不断突破，才能在全球化市场竞争中，立于不败之地。

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1引言

随着数字信息家用电器应用的普及，洗碗机已经广泛进入人民大众的家庭之中，从而使得人们能够从繁杂的家务劳动中逐步解放出来。作为一种家庭自动化设备，洗碗机一般需要实现诸如自动控制进水、自动加洗涤剂、冷洗、自动加温洗、清洗、排水、杀菌消毒，以及定时和故障报警等功能。从被控制量角度出发，一个洗碗机通常需要满足图1所示的一些具体要求，其中涉及的开关量信号有两种，一种是传感器的高、低电平信号检测，如机门开关、水位高低、温度调节保护器和行程开关等；另一种开关信号经由固态继电器控制强弱电压信号的断开和加载，如进水电磁阀门的开合、恒温加热器的开合、瞬间加热器的开合、清洁剂控制盒和消毒剂控制盒的工作等。图1中所涉及的模拟量信号主要用于实现以下几方面的功能：

（1）用温度传感器实现水温／消毒水温度检测；

（2）通过人机接口的显示输出、键盘输入和声音输出等实现水温显示、洗涤过程显示以及故障类型显示等；

（3）根据用户需要通过设置键选择洗涤模式，并通过功能键启动相关功能；

（4）机器使用情况统计、清洁剂和消毒剂剂量的使用情况计数等；

（5）故障报警以及、洗涤完成报告等。

2洗碗机控制系统的硬件设计

针对上述功能及可靠性、成本和方便使用维护等因素，笔者设计了图2所示的洗碗机控制系统。

单片机最小系统采用与MCS－51兼容的AT-MEL公司低功耗高性能CMOS芯片AT89LS8252设计，其中片内8k字节在线可编程闪存用以存放系统程序，可通过SPI接口来下载程序；而2k字节的EEPROM则用以存放关键参数，如开机维护密码、产品的序列号、开机次数、洗涤设置参数等；256字节的RAM用来存放临时变量。

鉴于本洗碗机有较多的开关量信号，故此，设计中使用并行芯片8255来扩展I／O接口，以配合P1和P3口部分管脚的使用，其输出和输入的比例为21／14，其中蜂鸣器由P1．3控制。从可靠性角度出发，输入和输出部分都采用光电隔离措施。考虑到部分驱动信号所要求的驱动电流较大，因此，本设计选用功率驱动器件ULN2803来驱动。

温度采集有两种方案：一是使用热敏电阻配合芯片MAX150进行AD转换，然后通过存放在程序存储器里的表格来求得当前温度；二是使用三端温度传感器DS18B20进行采集，直接得到温度数据。相比之下，后一种方案较为经济简捷。

键盘和LED显示选用HD7279A3来进行控制，其电路图如图3所示。HD7279A无需元件即可直接驱动8位共阴式LED数码管；引脚DIG0～3对应0～3位数字输出驱动；引脚SA～SG和DP则对应于段a～g及小数点的驱动输出；各位可独立控制译码／不译码及消隐和闪烁等属性。

该芯片共有三种类型的指令：第一种是6条不带数据的8位纯指令，如复位、测试、左／右（循环）移位等；第二种是7条16位带数据指令，包括下载数据按方式0／1译码、下载不译码、闪烁、消隐、段点亮、关闭等；第三种是读取键盘数据指令。它们均采用串行方式与AT89LS8252进行通讯，串行数据从DATA引脚送入芯片并由CLK端同步。当片选信号CS变为低电平后，DATA引脚上的数据将在CLK引脚的上升沿时被写入HD7279A的缓冲寄存器。

此外，HD7279内含有去抖动电路，可控制64键键盘矩阵。图3中，元件JKEY为4×4键盘接口，当有键按下时，KEY引脚输出低电平，发光二极管LED1发亮，该状态一直保持到按键松开。此时如果接收到“读键盘”指令15H，在指令前半段，DATA引脚将处于高阻状态以接受来自微处理器的指令。而在指令后半段，DATA引脚则从输入状态转为输出状态，用以输出所按下的键代码值。

3洗碗机控制系统的软件设计

本系统功能模块按洗碗过程可分为六个阶段：进水过程、加温过程、注入清洁剂过程、控制电机旋转清洗过程、注入消毒水消毒过程和排水过程。同时为确保洗碗机正常工作，对容易出故障的过程，系统还设置了故障报警或停机功能。系统软件可按照洗碗机的工作流程进行编写。主要的软件模块有开机自检、状态初始化、显示当前默认状态，进入键盘扫描状态并等待操作键按下，以及根据操作键转入相应流程等，其主程序流程见图4所示。

图3

用户使用前，应首先检查洗碗机状态是否正常，若状态正常，按下弱电源开关，根据洗涤要求设置洗涤模式（或使用默认方式），将碗放入清洗室，然后关上机门，按下开始键。之后，控制器检测水位高低和水温，以决定是否进水与恒温加热，至此准备工作完成，启动电机进行清洗。接下来再把清洁剂注入清洗室，同时检测水位高低，若水位较低，则立即进水，以保证清洗效果。清洗完成后，等碗上的水空一段时间后，洗碗机再注入高温消毒水进行消毒。洗涤完成后，蜂鸣器鸣叫，表明洗涤完成，同时控制器回到用户初始设置模式。洗涤中每一过程和按键均对应有一发光二极管的亮灭，用以显示过程和按键的正常与否。洗涤完成后，用户打开机门，取出碗盘，然后断电即可结束整个洗碗过程。

在该系统软件子程序中，需要对键盘／显示管理模块进行说明，包括初始化子程序、发送子程序、接收子程序、中断子程序、显示子程序等。其中用户通过键盘设置模块可以设定洗涤模式、每一过程的时间长短以及洗涤剂量大小，也可随时按相应的功能键暂停或中止洗涤过程。技术维护人员可以通过键盘／显示管理模块输入正确密码来查询机器的使用状况，如机器序列号、机器的使用次数等，也可对关键参数根据实际情况进行设置。

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1.1智能建筑设备监控系统组成与结构框图（图1）

1.2智能建筑设备监控系统组成与结构

简要介绍上图为智能建筑设备监控系统组成与结构框图，在智能建筑监控系统中，监控系统主要实现对六个子系统（照明、供配电、冷热源、空调、给排水、电梯）的监控，并可控制其运行。由中央控制器统一全分布式控制运行，但由于每个子系统都由路由器分开，所以也可独立运行，控制系统涉及智能建筑各个系统设备自动化控制，可实现高检测功能。

1.3各设备监控子系统应该实现的功能

1.3.1供配电系统

主要功能为智能建筑提供电力。楼层配电设备分布在各楼层，电设备一般放置在建筑底层。监控系统主要实现对配电设备运行参数、配电电源、每个电源蓄电池的工作状态和数据变化进行监控，同时对各楼层电设备电源运行状态进行监控，若发生故障会产生警报并记录故障数据。

1.3.2照明系统

主要功能是为智能建筑照明。其设备建设于建筑物的各个平面上，方便实现各角度全方位照明。照明监控分为室内和室外两部分，室外照明分为公共照明部分，通过监控可根据室外照度值设定开关时间，也可通过更改程序实现不同照明灯具的启动时间。室内照明监控可通过监控数据，采用总线控制方式，设定程序对不同场景开启不同的照度。

1.3.3冷热源系统

为智能建筑供给冷源和热源，其噪音较大，设备一般置于建筑底层地下室内。通过对冷热源系统运行数据和冷热源供给量的监控和分析，可通过程序控制实现不同季节冷热源供给量和供给时间。

1.3.4空调系统

保障智能建筑的环境温度处于适宜状态，空调设备一般置于各楼层高处位置，地下室也可以配置。控制子系统主要对空调机组、风机盘管的工作参数和运行状态进行监测，并通过监测数据进行分析，控制和设定主机房的温度、湿度和运行时间。同时监测子系统还具备空调漏水监视功能，可有效实现对空调系统的漏水监测和控制。

1.3.5给排水系统

既能为智能建筑提供水源，又能排除建筑产生的污水，排水设备一般置于建筑物的地下室或建筑顶层，也可设置在楼宇夹层位置。监控系统可监控水泵的工作状态，并对水池的液位随时检测，当设备出现故障或者水池液位异常时，子监控系统就会向中央控制器发出报警信号，并将故障数据记录反馈，自动显示故障发生区域和故障详细情况。1.3.6电梯系统是为高层建筑提供上下交通的便利系统，设备一般置于建筑的垂直竖井内。电梯监控子系统主要实现对电梯设备运行状态，监视电梯启动、停止、方向等，动态显示出电梯实时状况，一旦发生故障，监控系统会对电梯设备电动机、电磁制动器等进行检测，自动报警并显示故障地点、状态、时间等信息，并将故障记录记忆并反馈给中央控制器。

2建筑设备自动化控制系统设计要素

2.1各监控子系统控制功能参数明细

将上文中所述设备监控子系统功能要求进行统计和汇总，确认各子系统监控点的分布位置和分布数量，将子系统的监控点设置类型、数量、相关设备、安装需求、使用地点等详细列出，并备份保留。依据各子监控系统技术和系统设备实际特点，以系统高效性、可靠性、实用性为前提，以满足子系统功能需求为标准，以建筑设备自动控制系统设计的节能环保为核心，以建筑设备维护保养便捷性和低成本性为主要指标，详细将设备子系统的各种功能参数、控制参数、技术参数列出并进行归档，为日后整体系统搭建安装提供依据。

2.2监控系统控制器、传感器和执行器的确定

按照监控系统被控设备的控制标准和监控点数量，结合安装现场实际情况，对现场控制点进行设置和筛选，设计出被控设备安装现场控制器控制区域内部的监控点分布图，并根据实际要求确定选择现场控制器。除了现场控制器，还要确定现场传感器和执行器使用标准，传感器和执行器是对被监控设备现场数据进行现场数据采集的基本组成部分，传感器可监测设备状态和数据变化，执行器对此进行分析和反馈，可以说两者在自动监控系统中属于核心构件。根据系统设备特性，对关键设备要采用高精度和高可靠性的智能型传感器和执行器，以提高整个自动化系统的控制质量。非关键设备上可以采用传统传感器和执行器，如此可减少成本，降低整个系统造价。

2.3建筑设备监控系统

网络构建智能建筑设备自动化监控系统整体网络构建如上图2所示，建筑设备LON现场总线设备自动化控制系统是现实意义上实现了分布式监控。此系统不同类型的控制器节点都具备高智能化特性和网络通讯能力。由于控制器各节点具备通讯能力，能够使节点与节点之间实现相互通讯功能，构成完整的通讯网络。系统中的控制机构和管理机构可以通过总线现场连接为一个整体，彼此之间可以相互协作，共同完成自动化监控任务，两者可实现控制数据和信息的共享。

2.4建筑设备监控系统硬件支持

智能建筑自动化监控系统构建必须有硬件支持，在硬件方面，主要选用以下器件：中央监控器（计算机，监控系统的核心部分，处理子系统反馈的综合数据下达控制指令）；监控显示屏（将监控图像实时显示，便于观察和分析故障状况）；键盘（更改程序或设定程序，典型的输入设备）；鼠标（输入设备）；不间断电源（为监控中央系统和子系统供电，保障监控系统不间断运行，保证整体系统的可靠性）；网络路由器（中继器、桥接器、配置型路由器等联合使用，实现网络分布）；控制总线（无屏蔽双绞线、控制总线LON）；控制节点（视具体情况而定）。

2.5建筑设备自动化监控系统软件支持

建筑设备自动化中央监控器软件功能具备操作级别和身份识别管理功能。软件系统采用8位通行字进行鉴别和管理，对操作人员实现权限设置，只允许有权限操作人员在一定范围内进行数据浏览，并对访问者身份信息、访问时间、访问内容进行识别和记录，且具备交互式菜单，为操作人员提供清晰的数据目录，节省操作时间，便于高效作业；中央控制系统设计还具备逻辑格式数据显示功能，可描述短语、数值、单位等数据，对不正常数据报警显示；具有高效数据分离终端，控制特定数据在特定端口运行，只允许一个操作人员或打印机进行处理；具备特殊指令操作功能，响应命令，逻辑显示并进行标识。

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2探究PLC的可靠性

尽管PLC系统能够很好地与工业生产相融合，并在工业生产中发挥出强大的作用，有着很强的稳定性。但是如果受到特定条件的限制和影响，极有可能产生极其强烈的电磁波干扰，影响到程序的运算，使系统产生错误的操作指令，最终致使PLC的运转出现偏差。想要使得PLC控制系统变得更加可靠，应该从多个角度、多个方面、多个环节强化控制，才能够使其抗干扰能力得到系统性的提高。

2.1信号传输中断

首先机械设备发生故障会影响到信号的传输，出现中断现象，从而使得自动控制系统不能够接收到正确的指令，整个系统的运转出现停滞，自动控制系统发挥不出作用，无法对数据进行程序运算，难以执行系统发出的指令；其次如果触点没能够保证与接线严密的接触，这就会使得数据的传输出现中断，无法顺利到达数据库，这样一来数据就失去价值，不能够通过收集整理，来为决策提供科学的数据参考，同时也无法形成相关的数据统计；最后在信号传输出现中断的情况下，会导致机械出现触点抖动的现象，尽管相关的防御系统已经十分的完善，但是还是会受到系统扫描周期的限制，使得指令在计数累加的情况下出现偏差。还有各个阀门不能够正常的开闭，使系统运转处于混乱状态，最终导致系统呈现出极大的不稳定性。

2.2PLC在干扰下无法正常执行指令

当PLC受到干扰，指令传输就会出现故障，最终使得指令不能够得到标准执行；当控制变频器在启动的过程中出现故障，附带的电机无法正常运行；PLC无法对数字信号进行专业的处理，控制负载不能够得到妥善的解决。这些都是故障存在的原因，只有将这些问题有效的解决，系统才能够变得更加安全可靠。当PLC系统需要在高强度电磁干扰下正常运转和工作时，只能通过多线路分开供电的方式将动力电源与控制电源分离，如果条件允许，还可以利用具备屏蔽和隔离功能的变压器来完成供电，在线路构思时，应该在功率设置时就留有一定的余地，并运用稳压电源进行外接供电。

3从设计方案探究PLC控制系统可靠性

在信息技术快速发展的当今社会中，人们为了使得生活更加轻松，开始了对自动化的极力追逐，通过人们不懈努力，PLC系统已经从功能上实现了阶段性的优化，不仅能够将数字指令储存起来，使得整个控制流程集成化、模式化，还通过增添模拟量处理等附加功能实现运动以及过程的多方面控制。

3.1完善PLC报警系统

在对报警系统进行设计时，通过加入设计性的故障，以此来测试报警系统，当故障出现时，会通过文字的提示了解到发生的故障类型，故障的具置会显示在工艺流程图的指示灯上，为了避免指示灯故障影响到对机械运转状况正常的了解，还设置了专门的故障测试系统，当这一系统运行时，全部故障指示灯都会被点亮。为了将过去隐藏着的问题干净彻底的清除，应该加大人力、物力的投入力度，将相关的关键线路和重点环节进行仔细的核查。将指示灯分布在控制柜上，根据指示灯判断机械的运转是否正常。在这种情况下，要进行明确的界限划分，将指示灯在相对应的位置分布，当故障发生时能够对相关岗位上的主管人员起到及时的警示作用，方便责任人进行及时的应对，保证机械正常运转。

3.2强化PLC信号传输强度

确定相关的开关能够正常的闭合，保证变压器的稳定性，避免出现短路影响到信号传输，除此之外还能够避免接触不良的出现。加强PLC系统中分析系统的建设，使得信号在传输之后能够在数额方面得到体现，同时也能够在时长中得到体现，将各项指标的平均水平展示在主界面，通过模块建设使得分析功能更加多样化，不仅能够进行流向分析，还能够实现时段分析。