控制系统范文10篇

控制系统范文篇1

1.1行业环境风险维度的分析。当前我们进行行业环境的分析时，主要使用以下几个维度，包括行业竞争、行业资源、行业的信用度、行业的生命周期、行业的技术革新状况、行业的税率以及利率等。对于同一行业的所有企业来说，这几个维度都会对其企业的财务管理工作产生重要的影响，必须时刻予以关注。1.2行业环境风险指标体系。行业环境风险指标体系就是将欢迎环境风险的几个维度进行细分的结果。行业竞争风险就是将某一行业当中的所有企业之间的竞争程度进行定量的分析与定性的描述，来确定该行业环境风险的程度。行业资源风险就是对于该行业的原材料市场的状况进行风险评估的结果。行业信用风险是指消费群体对于该行业信任程度的状况评估。行业生命周期风险主要体现在周期阶段行业的外部环境对于企业内部财务管理的影响。行业技术革新风险主要是指行业频繁或者长久以来的不革新对于企业长期发展的影响。行业的税率以及利率风险会直接影响到企业的资本结构变动，给企业的财务工作带来一定的风险与影响。1.3行业环境风险测度的方法。行业环境的风险测度工作是一个十分科学严谨的过程，当前比较普遍的测度方法就是采用模糊综合评价方法进行测度工作。主要操作过程包括确定行业环境风险的指标域和等级域。对各个指标进行模糊评价，并确定模糊权向量。最后，进行模糊合成，对于评价结果的向量进行处理。

2企业财务预警管理的风险成因分析

2.1外部环境风险的成因分析。外部环境风险对于企业的财务管理工作影响巨大，主要包含政策、市场状况、消费者偏好、科技发展等诸多因素的影响，这些每一个细小的因素都有可能引起外部环境的风险，进而影响到企业的财务状况，因此企业必须进行预警管理。2.2内部财务管理风险的原因分析。企业内部的财务管理与预警控制机制的水平也是引发企业财务风险的重要因素，当前财务管理风险存在的主要因素包括：企业财务工作人员的专业素质不高；财务管理的相关机构设置不合理；财务部门职权不清，整体分工不明确等。2.3道德风险的影响。很多企业都存在赊销赊购的现象，导致企业的信用出现一定的问题。此外，很多企业在财务部门的人员岗位设置上出现一定的重叠，比如管理人员与审计人员的重叠等，这会导致企业的会计信息与财务信息存在着一定的质量问题，容易出现不公正的现象，有时候也会滋生财务部门的腐败贪污现象，使整个财务部门的工作呈现出一种低效状态。因此，道德风险也是构成企业财务风险的重要组成部门，一定要予以高度的重视与预防。

3构建基于行业环境风险识别的企业财务预警控制系统的原则

构建基于行业环境风险识别的企业财务预警控制系统的原则主要需要把握以下几个方面。第一，系统科学性原则。也就是说要保证整个预警控制系统的流程、方法以及指标体系都具有一定的科学性，能够有效地在企业财务管理出现风险时发出预警信号。第二，成本效益性的原则。它是指整个财务预警控制系统应当是在投入最小的成本的前提下获得最有用的信息。第三，动态调整的原则。也就是说财务预警控制系统不是一成不变的，而应该随时根据外部行业环境的变化进行及时的调整与改变。第四，是可操作性原则。整个预警控制系统能够进行相关数据的记录与策略，以便找出问题进行解决。基于行业环境风险识别的企业财务预警控制系统的内容：（1）基本监测系统。基本监测系统主要包括对于国家宏观经济状况的分析、对于企业整体财务运行状况的把握、对于国家经济发展速度以及变化趋势的预测、企业税收政策以及利率变化的趋势等。（2）实时监测系统。企业的财务状况对于整个企业的正常运转至关重要，是企业进行重大决策的重要依据。因此我们必须对企业的财务状况进行实时动态的监测，对于企业的资金流转状况和负债能力进行全面的评估。监测的主要内容包括财务工作的方方面面，例如成本支出状况、现金流、销售状况、应收账款等。（3）信息预警系统。信息预警系统主要就是对于整个企业的财务信息进行有效的管理，在某些信息超出了风险预估的范围之外时预警系统就会自动发出预警信号，包括信息判断系统、决策支持系统等。（4）预警指标系统。预警指标系统是整个财务预警控制系统中最重要的组成部分，根据不同的企业类型，我们需要设置不同的预警指标体系。预警指标体系能够把企业财务管理的存在的所有风险都变成具体的指标反映出来，使得管理人员能够对于公司面临的财务风险具有更为清晰的认知。（5）预警控制与应对系统。财务预警控制系统最终建立的根本目的就是应对风险，在预警系统发挥预警信号之后，应对系统开始启动，从对财务风险的类型、性质、程度的分析入手，做出科学的判断，采取有效的解决措施。

综上所述，对于一个企业来说，它的发展时时刻刻都会受到行业环境变化的影响。当前，市场环境日益复杂，企业财务危机也是时有发生，所以对于各大企业来说，要想保证企业的平稳运行，首要的任务就是基于行业环境风险识别进行企业财务预警控制系统的建立，确保企业财务管理的科学性和有效性。

作者:黄婧 单位:空军军医大学

参考文献

[1]郑明辉.基于行业环境风险识别的企业财务预警控制系统研究[J].中国高新技术企业,2013（29）.

控制系统范文篇2

关键词:PIC；抗干扰；输入输出；电路设计

引言

PLC由于具有功能强、程序设计简介，维护方便等优点，特别是高可靠性、较强的适应恶劣工业环境的能力，已被广泛应用于自来水行业。但由于现场环境条件恶劣、湿度高、以及各种工业电磁、辐射干扰等，会影响系统的正常工作,因此必须重视工程的抗干扰设计。一、影响PLC控制系统可靠性的主要因素

PLC控制系统的可靠性通常用平均故障间隔时间（MeanTimeBetweenFailure，简称WIBF）来衡量。它表示系统从发生故障进行修理到下一次发生故障的时间间隔的平均值。PLC装置本身是非常可靠的，而PLC控制系统的干扰主要是外部环节和硬件配置不当引起的。一是电源侧的工频干扰，它由电源进入PLC装置，造成系统工作不正常;二是线路传输中的静电或磁场耦合干扰，以及周围高频电源的辐射干扰，静电耦合是通过信号线与电源线之间的寄生电容，磁场耦合发生在长布线中线间的寄生互感上，高频辐射是通过高频交变磁场与信号间的寄生电容;三是PLC控制系统的接地系统不当引起的干扰。因此，在实际设计中往往从以下几个方面考虑：（1）对程序和数据的保护;（2）对工业生产环境的适应性;（3）故障安全原则，系统间独立性原则与冗余及容错结构;（4）运行时的实时性和连续性。

二、干扰的主要来源

（一）来自空间的辐射干扰

空间辐射电磁场(EMI)主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的,通常称为辐射干扰,其分布极为复杂。若PLC系统置于其射频场内,就会受到辐射干扰,其影响主要通过两条路径：一是直接对PLC内部的辐射,由电路感应产生干扰;二是对PLC通信网络的辐射,由通信线路感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小特别是频率有关,一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护

（二）来自系统外引线的干扰

主要通过电源和信号线引入,通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较为严重,主要有下面三类：

第一类是来自电源的干扰。实践证明,因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很多,笔者在某工程调试中遇到过,后更换隔离性能更高的PLC电源问题才得到解决。

第二类是来自信号线引入的干扰。与PLC控制系统连接的各类信号传输线,除了传输有效的各类信息之外,总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰,这往往被忽视;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰,即信号线上的外部感应干扰,这种往往非常严重。

第三类是来自接地系统混乱的干扰。接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效手段之一,正确的接地既能抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地反而会引入严重的干扰信号,使PLC系统无法正常工作。PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等,接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均,不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流,影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地,如果电缆屏蔽层两端A、B都接地,就存在地电位差,有电流流过屏蔽层。当发生异常状态如雷击时,地线电流将更大。

（三）来自PLC系统内部的干扰

主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路相互辐射、模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。这都属于PLC制造厂家对系统内部进行电磁兼容设计的内容,比较复杂,作为应用部门无法改变,可不必过多考虑,但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。

三、干扰的主要措施

（一）电源系统引入的干扰

电网的干扰，频率的波动，将直接影响到PLC系统的可靠性与稳定性。如何抑制电源系统的干扰是提高PLC的抗干扰性能的主要环节

1、加装滤波、隔离、屏蔽、开关稳压电源系统。

设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从电源线传导到系统中，使用隔离变压器，必须注意:屏蔽层要良好接地;次级连接线要使用双绕线(减少电线间的干扰)，隔离变压器的初级绕组和次级绕组应分别加屏蔽层，初级的屏蔽层接交流电网的零线;次级的屏蔽层和初级间屏蔽层接直流端。

为了抑制电网大容量设备起停(如送水泵等)引起电网电压的波动，保持供电电压的稳压，可采用开头稳压电源。

2、分离供电系统

PLC的控制器与I/O系统分别由各自的隔离变压器供电，并与主电源分开，这样当输入输出供电断电时，不会影响到控制器的供电。如下图所示。

（二）抑制接地系统引入的干扰

PLC系统分为逻辑电路接地和功率电路接地，有共地、浮地及机壳共地和电路浮地等三种方式。一般采用控制器与其它设备分别接地方式最好，接地时注意:接地线尽量粗，一般大于2mm2的线接地;接地点应尽量靠近控制器，接地点与控制器之间的距离不大于50m;接地线应尽量避开强电回路和主回路的电线，不能避开时，应垂直相交，应尽量缩短平行走线的长度。

实践证明，接地往往是抑制噪声和防止干扰的重要手段，良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合，防止外部干扰的侵入，提高系统的抗干扰能力。

（三）抑制输入输出电路引入的干扰

为了实现输入输出电路上的完全隔离，近年来在控制系统中光电耦合得到广泛应用，已成为防止干扰的最有效措施之一。光电耦合器具有以下特点:首先，由于是密封在一个管壳内，不会受到外界光的干扰;其次，由于靠光传送信号，切断了各部件电路之间地线的联系;第三，发光二极管动态电阻非常小，而干扰源的内阻一般很大，能够传送到光电耦合器输入输出的干扰信号就变得很小;第四，光电耦合器的传输比和晶体管的放大倍数相比，一般很小，远不如晶体管对干扰信号那么灵敏，而光电耦合器的发光二极管只有在通过一定的电流时才能发光。因此，即使是在干扰电压幅值较高的情况下，由于没有足够的能量，仍不能使发光二极管发光，从而可以有效地抑制掉干扰信号。由于光电耦合器的线性区一般只能在某一特定的范围内，因此，应保证被传信号的变化范围始终在线性区内。为了保证线性耦合，既要严格挑选光电耦合器，又要采取相应的非线性较正措施，否则将产生较大的误差。

1、光电耦合输入电路下图所示

其中图(a)、图(b)用的较多，高电平时接成形式，低电平输入时接成形式。图(c)为差动型接法，它具有两个约束条件，对于防止干扰有明显的优越性，适用于外部干扰严重的环境，当外部设备电流较大时，其传输距离可达100~200m，图(d)考虑到COMS电路的输出驱动电流较小，不能直接带动发光二极管，所以加接一级晶体管作为功率放大，需要注意的是图中发光二极管和光敏三极管应分别由两个电源供电，电阻值视电压高低选取。

光电耦合输入电路

2、光电耦合输出电路下图所示。为了得到和输入同相的信号，可以采用图(a)形式。若要求输出和输入反相，可以接成图(b)形式。当输出电路所驱动的元件较多时，可以加接一级晶体管作为驱动功率放大，其接法如图(c)所示。有时为了获得更好的输出波形，输出信号可经施密特电路整形。

光电耦合输出电路

(四)输入信号的抗干扰

输入设备的输入信号的线间干扰(差模干扰)用输入模块的滤波器可以使其衰减，然而，输入信号线与地问的共模十扰在控制器内部回路产生的电位差仍会引起控制器误动作。因此，为了抗共模F扰，控制器要良好接地。当输入信号源为感性元件，输出负载的负载特性为感性元件时，为了防止反冲感应电势或浪涌电流损坏模块，对于交流输入信号在负载俩端并联电容C和电阻R，对于直流输入信号并联续流二极管VD，如下图所示。在图(a)中R、C参数一般选择为120Ω+0．1μF(当负荷容量<10V•A时)或47Ω+0.471μF(当负荷容量>10V•A时)。在图(b)中，二极管的额定电流选为1A，额定电压要大于电源电压的3倍。对于感应电压的干扰，采用输入电压直流化或输入端并接浪涌吸收器的方法抑制。

(五)输出信号的抗干扰设计

交流感性负载场合下，在负载两端并接浪涌吸收器；直流负载场合下，在负载两端并接续流二极管VD，以抑制输出信号的干扰，如图所示。在下图(a)中，RC越靠近负载，抗干扰效果越好。当PLC的输出驱动的负载为电磁阀这类元件时，可在输出端和电磁阀之间加固态继电器(SSR)进行隔离。另外，从抗干扰的角度出发，适当选择I／0模块也是很重要的。在干扰多的场合，可选用绝缘型的I／O模块和装有浪涌吸收器的模块，可以有效地抑制输入输出信号地干扰。

（6）输入输出信号漏电流处理

当输入信号源为晶体管，或是光电开关输出类型时，当输出元件为双向，或是晶体管输出而外部负载又很小时会因为这类输出元件在关断时有较大地漏电流，使输入电路和外部负载电路不能关断，导致输入与输出信号地错误。为此，在这类输入、输出端要并联旁路电阻，以减小PLC输入电流和外部负载上的电流，如下图所示。

图中旁路电阻可按以下方式计算：

R式中：Um为输入信号源或外部负载电压的最大值；

l1为输入信号源或输出晶闸管最大漏电流；

ln为输入点或外部负载的额定电流。

(七)输入输出信号的防错

当输入信号源为晶体管，或是光电开关输出类型时，在关断时仍有较大的漏电流。而PLC的输入继电器灵敏度较高，如漏电流干扰超过一定值，就形成了误信号。同样，当输出元件为VTH（双向晶闸管）或是晶体管输出，而外部负载又很小时，会因为这类输出元件在关断时有较大的漏电流，引起微小电流负载的误动，导致输入与输出信号的错误，给设备和人身造成不良后果。解决办法是在这类输入、输出端并联旁路电阻，以减小PLC输入电流和外部负载上的电流，电路接线下图所示。图中，旁路电阻按下式求出：

Um

R<

Il﹣0.5IN

式中，Il——输入信号源或输出晶闸管最大漏电流；

Um——输入信号电压或外部负载电压最大值

IN——输入点或外部负载的额定电流。

还有一种方法是在PLC输入端加RC滤波环节，利用RC的延迟作用来抑制窜入脉冲所引起的干扰。在晶闸管输出的负载两端并联RC浪涌电流抑制器，减小漏电流的干扰。

四、结论

PLC控制系统的干扰是一个十分复杂的问题,随着PLC在电厂的应用越来越广泛，它所要克服的干扰越来越多，越来越复杂。因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素,合理有效地抑制干扰,对有些干扰情况还需做具体分析,采取对症下药的方法,才能够使PLC控制系统正常工作,保证工业设备安全高效运行。

参考文献

[1]李斌.邹灿红-PLC控制系统抗干扰技术研究-《机电工程技术》-2008（04）

[2]魏先民-PIC控制系统应用的抗干扰问题研究-《微计算机信息》-2005（28）

控制系统范文篇3

关键词：液压支架；电液控制；测试平台

1概况

马道头煤矿N8206工作面3#煤层底板起伏不大，煤层倾角1°~3°，平均1.5°。工作面里程110~120m受断层DF112（H=0~25m）影响，煤层底板标高从巷道开口+1100m下降至+1060m，随后煤层底板赋存较为稳定，工作面中部区域煤层近水平，最后逐渐下沉直至切巷+1050m。N8206工作面综采液压支架采用电液控制系统，为了保证电液控制系统的安全稳定，设计研究系统测试平台，完成系统功能和稳定性测试。

2液压支架电液测控系统测试平台总体架构

马道头煤矿针对液压支架进行的电液系统测试平台通过真实模拟井下液压支架关键参数，将该数据组作为系统测试平台的输入参数，得出测试各项功能的图形或数据信息，实现液压支架运行状态的实时监控和控制。液压支架的立柱压力和推移千斤顶的推移行程值是测试平台监测的重要功能，通过传感器采集立柱压力，经系统分析处理实现立柱压力的闭环反馈控制；系统对比推移千斤顶的实际推移行程和监测行程，实现液压支架推移功能测试；设计人机交互系统[1-6]，为系统功能测试提供控制信号输入与测试结果显示平台。液压支架电液测控系统测试平台[7-10]主要是对马道头N8206工作面液压支架自动控制系统的功能性和稳定性进行测试，平台总体框架可以分为两大部分：功能测控系统和上位机人机交互系统。功能测控系统以西门子S7-300可编程控制器为控制中心，主要负责对液压支架状态数据的采集、输入指令的处理以及计算结果的输出等；人机交互系统提供系统的指令输入通道以及测控结果的显示等，两部分功能相互依托，完成系统测试。平台总体架构示意图如图1。测控系统包括S7-300PLC和ET200M分布式I/O站，接收各类传感器、信号控制阀门等将信号输出到各类通讯模块、数字量和模拟量输入模块等，控制器完成信号处理输出到信号输出模块，实现测试平台液压油源和液压支架实时状态的监测。人机交互系统是基于WinCC建立的，与测控系统的信息通讯采用TCP/IP协议，在人机交互界面上显示各测量传感器和模块的测量数据以及测控结果，另外还会对测控系统采集的数据调用理论函数进行处理，将结果量反馈到控制器或显示器上，再者人机交互系统还具有历史数据查询和数据波动分析等功能。

3液压支架电液测控系统测试平台设计

（1）硬件结构设计测控系统平台硬件结构分为液压支架模拟系统和测控系统两大部分。中央控制主机通过信息采集与通讯系统，获取液压支架实时状态，并对液压支架模拟系统发出控制命令，使液压支架模拟系统模拟真实液压支架状态。液压支架模拟系统主要实现矿井液压支架的液压、电气和比例模拟等系统功能；测控系统监测支架控制器输出端口的输出电压，获取传感系统的传感数据，调节测试平台的立柱压力及推移千斤顶的伸缩速度。硬件组成如图2。测控装置是系统功能实现的核心，设计采用分布式I/O站结构，硬件由6组试验台架构成，将西门子S7-300PLC设为DP主站，主要负责对液压支架液压油源监测。6组台架分别采用ET200M作为DP从站，负责对平台的主要状态参数进行采集。（2）人机交互系统设计基于WinCC的人机交互系统采集测控装置各模块和传感器的输出信号，将信息依托通讯通道输入到上位机，WinCC将上位机接收到的信息做二次传感融合处理，将结果进行组态显示。另外，操作人员的指令输入也是通过人机交互界面完成，接收到输入指令的人机交互系统进行计算、对比等处理，按照设定流程对测孔装置输出控制信号，完成整个液压支架电液控制系统的测试。人机交互画面真实组态显示马道头煤矿N8206工作面液压支架电液监控测试平台的画面，主画面主要显示液压支架监控的关键参数，包括液压泵压力和流量以及趋势曲线等，控制立柱压力、推移行程、执行动作、设定压力和设定速度等数值。图2液压支架电液测控系统测试平台硬件结构图

4应用效果

马道头煤矿为了检验设计的液压支架电液控制系统测试平台的应用效果，在实验室进行了系统搭建，并配合液压支架进行测试平台功能校验。主要测试平台的立柱压力控制性功能和推移时间控制功能。立柱压力控制功能测试方法为：液压支架调整到升柱状态持续改变目标压力，系统测试控制液压支架的实际压力与目标压力进行对比，分别形成压力调整曲线。通过对系统动态链接库的调用，将实际压力与目标压力的压力差和偏差率作为输入量，输入到PID控制器中，通过计算得到控制电压比例参数的调整，直至立柱实际压力与目标压力偏差在允许范围内。测试平台立柱压力控制与响应时间曲线如图3。由图3可以看出，压力偏差波动范围很小，从16MPa到11MPa，测试响应时间仅为0.6s，测试平台的立柱压力控制稳定，响应时间迅速，满足设计要求。推移时间控制功能主要测试液压支架的千斤顶实际伸缩周期与系统设定的伸缩周期的时间差，测试方法为：通过进行推移控制命令输入，监测系统设定的推移时间与实际的推移时间的偏差，分析测试平台的推移时间控制准确性。在上位机上选定一组液压支架，将推移时间设定为8.5s，规定液压支架的推移千斤顶从收缩到再次完成推升的时间周期，同时监测该组液压支架的推移千斤顶的实际推升周期，绘制成图4。通过推移时间图看出，液压支架的真实推移周期为8.8s左右，与设定时间相差0.3s，偏差率为3.5%，低于设计偏差值5%，同样满足设计要求。

5结语

控制系统范文篇4

关键词：煤矿；液压支架电液控制系统；探究

随着科学技术的快速发展，为了更好的提升煤炭资源的开采效率，在综合机械化开采中引入了液压支架电液控制系统，其为煤矿企业的生产自动化和高效生产提出了新的技术理念，是实现煤矿综采工作自动化控制的枢纽和核心，有效地改善了生产条件，提高了煤矿的生产效率。液压支架电液控制系统是集控制与监测于一体的新型技术，可以对综采工作面设备的运行情况进行有效的检测，以保证煤矿开采工作的顺利进行。

1煤矿液压支架电液控制系统的概述

1．1液压支架电液控制系统的基本组成。液压支架电液控制系统一般是由主控计算机、地面计算机、网络交换器、数据转换器、井下交换机、红外传感器、支架控制器、角度传感器、压力传感器、行程传感器、耦合器、电源箱、电磁换向阀组等组成。支架控制器是其核心部分，传感器是其中比较关键的检测环节，液控主阀和电磁先导阀组成了动作执行环节。在具体工作过程中，液压支架电液控制系统具有自动化控制、操作灵活、安全可靠等优势，其主要的工作原理是：所有支架控制器都是借助通信网络系统，来实现对各项任务的管理，并对内嵌操作系统进行实施调度，借助检测装置可以对采煤机的工作状况进行有效的定位，从而更好的实现自动化控制。液压支架电液控制系统一般是借助网络变换器来实现的，不仅能够对工作面数据进行有效的管理，而且还能够把工作面数据传输到主控计算机之中，从而实现对整个系统的集中监测监控，完成对对井下数据的实施收集、分析、监测和网络。液压支架电液控制系统中的电液控制阀、PM31／PM控制器、行程传感器等能够完成对液压支架的自动推溜、放煤、移架、喷雾等控制，实现对工作面工作状况进行有效的控制和监测，实现跟机自动控制，并且能够与其它设备实现联合控制［1］。1．2液压支架电液控制系统的基本特点。计算机是液压支架电液控制系统中的核心部件，其信息处理量比较大，可以对井下工作面采煤机、输送机及液压支架等设备的运行状态进行实施的监控，然后借助显示器来对井下的各种实时数据给予直观的呈现，根据实际生产情况来对相关参数和数据进行修改和设定，通过远程操作来实现对液压支架的有效控制。在对液压支架电液控制系统进行操作的过程中，要按照要求做好支架立柱密封圈安全隐患防治工作，避免发生安全事故。对于液压支架电液控制系统相关操作的执行主要是通过电液阀来实现的，同样需要计算机作为辅助技术，该系统可以有效缓解操作人员的劳动强度，推动我国煤炭行业的安全生产，提高煤矿资源的开采效率［2］。

2煤矿液压支架电液控制系统分析

2．1系统软件分析。对于液压支架电液控制系统来说，对于不同设备的控制工作，所需要的指令也存在一定的差异。因此在使用系统软件的过程中，要严格按照相关规范和标准来对其进行控制，对单片机中断请求信号进行有效的控制，可以顺利的识别键盘命令。通常情况下，命令信号包括单元编组方式、被控单元动作指令和受命单元编码地址3种类型。在对信号指令给予全面识别之后，就可以确保控制单位有效的开展各项工作。借助数据总线，可以通过单片机把动作命令传输至电磁铁驱动电路，以实现对操作空间的试控制，从而改善了整个系统的软件运行效率。液压支架电液控制系统软件非常复杂，主要涉及到命令处理模块、命令发送／接收模块、系统监控模块和键盘中断模块等，而且每一个模块的作用都是不可或缺的［3］。2．2系统硬件分析。在进行煤矿开采过程中，设备是其中比较重要的组成部分，需要通过一系列的操作过程来完成与外在设备的有效连接。例如综采工作面上所使用的采煤支架，其通常需要借助CAN总线结构来对系统进行有效的控制，该结构具有非常优越的性能，可以有效的弥补传统机械采煤中存在的缺陷和不足。当采煤支架开始工作过程中，需要为其配备一台子控机，从而实现对支架电液的实时、有效控制，还可以对设备的障碍进行有效的检测和预警，确保整个系统的高效运行。同时，液压支架电液控制系统还需要对主控机与子控机之间的总线进行正确的串联，从而保证整个系统的正常运行。因此，对于系统硬件来说，要做好以下几个方面的控制工作：（1）子系统的相关功能最好与煤矿的实际开采过程相结合，从而实现对采煤支架的有效控制，确保实现多元化的操作。（2）在系统运行过程中，系统的相关指令一般是借助操作信号来进行传输的，通过对各个控制系统的有效利用，可以实现对液压支架的有效控制。（3）协调好整个系统与子系统之间的关系，当子控制系统能够按照要求发出相应命令时，就能够保证系统各个环节的正常运行。（4）当相关电气设备或机械设备发生故障后，可以通过子系统来对其进行诊断和检测，以确保整体系统的性能。

3煤矿液压支架电液控制系统的功能实现

3．1电液控主机功能的实现。通常情况下，电液控主机主要包括了软件和硬件两部分，其中硬件又包括了存储模块、本安通讯模块、电源模块、输入输出设备和控制模块，并满足了防护性、兼容性和可扩展性要求。电液控主机的相关功能一般是通过软件来完成的，在特殊应用环境中借助嵌入式操作系统来保证各个模块的正常运行，实现对液压支架进行远程控制和跟机控制。对于存在的故障也能够实现在线诊断，并且做好液压支架电液控制系统网络状态故障和传感器故障的有效诊断，实现与井上主控计算机的有效连接。此外，通过LED双色灯还可以实现对对自动升架、降架、移架、自动推溜、自动补压、邻架通信和CAN通信的有效显示，把相关的错误传输至状态栏，以供操作人员解决，从而确保整个系统的正常、高效运行。3．2支架控制器功能的实现。对于综采工作面的控制一般是借助电液控支架控制器来实现的，完成对支架成组、本架和邻架的就地控制。成组控制涉及到了对工作面支架的有效划分，邻架操作能够完成单动作和组合动作的控制，如推溜、移架、伸缩护帮板、抬底、升柱和降柱等均属于单动作，也可以通过按键或菜单等完成几个单动作的有效结合，从而实现了持续动作。对于支架控制来说，一般是借助架底本身的调试来进行的，可以通过选择控制按钮来完成相关操作，并借助按键或者菜单等来完成对邻架的有效控制，以确保液压支架电液控制系统的正常工作。

4煤矿液压支架电液控制系统的未来展望

在煤矿行业的不断发展过程中，液压支架电液控制系统的功能开始越来越完善，尤其是操作软件系统开始朝着智能化的方向发展，通过总线可以实现井上与井下数据的有效传输，实现对设备的远程控制，从而有效的实现工作面的无人操作。同时还能够有效的降低先导阀和控制器的功耗，简化系统整体结构，减少井下电源的使用，从而达到节约能源的目的。预期在不久的将来，液压支架电液控制系统将会走出国门，开拓国际市场。

5结语

在进行煤矿资源开采过程中，液压支架电液控制系统得到了广泛的应用，不仅可以改善煤矿安全生产条件，还能降低工人劳动强度，实现无人化远程控制操作，在确保煤矿资源开采的同时，提升了煤炭企业的经济效益和社会效益。

作者:唐鲁 单位:山西汾西矿业集团

参考文献：

［1］解文强．浅析煤矿液压支架电液控制系统［J］．商品与质量，2016，8（45）：145－146．

控制系统范文篇5

关键词:PLC;水箱液位系统;压力传感器;设计

在20世纪60年代初期，可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController，PLC)诞生以前，自动化工业生产的控制系统仍处于继电器辅助控制系统时代，该系统不仅能耗高，噪声大，多功能性和灵活性不足，而且技术更新过程需要耗费大量的人力和物力。在安全方面，此种系统使用各种硬件接线逻辑控件来实现系统操作，易引起机械冲击，造成系统不可靠，未显现现代工业的特征。鉴于此类问题的不断出现，现代工业化控制系统急需革新，从而PLC应运而生，PLC具有简单易懂、操作简单、功能性丰富、可靠性高、体积小、功耗低的特点，适于在工业环境下运行［1］。基于PLC的液位控制系统是一种以液位为控制参数的控制系统，目前已广泛应用于各种工业生产领域，例如水箱液位自动化控制。液位控制通常是以特定液位进行自动控制调整以达到所需的精度要求。基于PLC的控制系统不仅满足了液位控制的精度要求，同时也提高了系统控制的可操作和可靠性。因此，对基于PLC的液位控制系统研究很有必要。

1系统方案设计及影响

1．1建立水箱液位控制系统模型

该系统控制方式为开环控制，系统设计暂时忽略外界因素干扰;日常水箱为密闭状态，系统在正常运行情况下，仅考虑液阻带来的接口间延时影响。此系统处理过程遵照线性时变系统处理。1．1．1确定系统的变量及干扰分析变量:用水量的大小，贮水槽的水位，供水阀供水的流速。不变量:水箱的横截面。干扰因素:流入端与流出端口阀门的阻力(液阻)，以及外界因素对系统的影响。不确定因素:供水端口的时效性。1．1．2建立数学分析模型图1为设计水箱的原型。水通过控制阀流入水箱，同时，水通过负载从水箱流出。进水量Qi由调节阀的开度u控制，用户可以根据需要改变通过充水阀的输出量Q0。调节量是水位高度h，它反映了水的入口和出口之间的平衡关系。假设Qi表示进水流量的稳定值，ΔQi表示进水流量的增加，Q0表示出水流量的稳态值，ΔQ0表示出水流量的增加，h代表液位高度，h0表示液位的稳态值，Δh表示液位的增加，u表示调节阀的开度。设A为储液罐的截面积，R为出口侧的补油阀的阻力，即液体的阻力。根据物理公式和平衡原理，在正常工作条件下，初始力矩处于平衡状态:Q0=Qi，h=h0。当调节阀的开度改变Δu时，液位相应地改变。如果出口侧的补油阀的开度没有变化，则改变液位会改变出口量。综上可得，通过控制一定的供水电机启动时间，来实现对液位的自动控制并非易事。因此不妨设定一个上下限位，使得水位处于这个范围之内，而不是直接达到某个水位。

1．2确定系统控制方案

较传统电气控制而言，PLC具有控制方式上可操作性强、拥有扫面工作方式、控制速度反应快、不易受其他因素干扰、定时范围广、稳定性好、成本低、使用方便、形象直观、容易升级等优点［2］。图3为液位系统控制原理图，其原理主要是通过传感器接收装置，经过AD/DA转换成数字，计算机接收到该信号并判断是否达标。当液位低于水箱下限位X2时，水箱下限位警示灯亮，同时补液电机Y2打开，使得水箱液位上升。当液位达到水箱上限位X1时，水箱上限位警示灯亮，同时补液电机Y2关闭，使得水箱液位下降。从而使得水箱里面的水位稳定于正常态。

2系统硬件选取

在本设计系统PLC机型选型上，鉴于系统在设计过程中未包含过多传感器，优先选择了三菱公司生产的FX3U－16MT/ES－A系列PLC控制器，这款输出规格为晶体管(漏型)的继电器，控制点数实际为16点，输入输出各占8点。液位传感器选用静压投入式液位变送器(液位计)，该液位计精度高且环保，对于系统的控制可以达到实时监控的要求，而所设计的系统需实时对液位进行感应，工作环境精度要求较高，所以该类别液位计保证了对液位进行实时调控，避免水位溢出，造成工业上的安全隐患。将所选好的液位计安插在水槽的上下限位中，当液位低于水槽下限位时，液位计感应到水位下降，同时获取液位过低信号，通过信号处理器传入PLC，PLC感应到信号后，对外输出判断信号，驱动供水电机驱动，使得水位上升。

3系统软件设计

本次系统软件分析设计采用PLC梯形图编程基本原则，通过GXWorks2软件进行编程，使用GTDesigner3触摸屏进行仿真［3］。在程序编写过程中，操作首先打开GXWorks2软件，创建一个新项目，为FX3U梯形图编程选择FXCPU系列模型。项目设置后，先不开启执行程序，再次打开GTDesigner3触摸屏软件，创建一个新的MitsubishiFX系列触摸屏。然后通过系统要求，绘制如图4所示的触摸屏界面。考虑到不定性外部因素的影响，紧急或特殊情况下需要急停操作，本系统另设置了启动按钮X4和停止按钮X5。当按下启动按钮X4时，程序才能正常运行，否则Y0或者Y2打开，程序都不会运行。X4起到总开关作用，X5起到停止开关作用。当按下X4时，启动程序由蓝色变为红色状态;当按下X5时，停止程序指示灯由蓝色变为红色状态，启动程序指示灯由红色变为蓝色。只有当运行了启动程序，程序才能进入正常运行状态。程序开始阶段，系统先完成第一步指令，检测水箱下限位接通情况。若水箱水位低于水箱下限位X2，水箱下限位警示由蓝色变为红色，用水总开关Y0关闭。同时感应补水箱下限水位X3，当补水箱水位低于补水箱下限位时，补水箱水位由蓝色变为红色，液位感应器此时跳动到不接通状态，Y2停止。为防止电机烧坏，此时补水电机指示灯由红色变为蓝色，用水开关指示灯由红色变为蓝色。当补水水箱水位高于补水水箱下限位时，补水电机Y2打开，同时补水电机指示灯由蓝色变为红色，补水水箱下限位X3由红色变为蓝色。当水箱水位达到水箱上限位时，补水电机Y2关闭，此时补水电机指示灯由红色变为蓝色，水箱上限位点由蓝色变为红色，下限位点为蓝色。以上内容要求作为设计程序逻辑框架，进而对逻辑框架进行以下编程。程序如图5所示。图5PLC程序根据PLC程序所连接的PLC接线图，如图6所示。

4结语

本文通过设计基于PLC的液位控制系统，建立及分析水箱液位控制系统模型，确定控制方案，开发PLC程序软件，验证了PLC对水箱液位控制系统的影响。结果表明PLC对双容水箱液位系统的控制，能有效提高程序编程效率，满足液位控制高精度要求，为后期在工业和民用化液位控制领域应用中，控制成本、提高实用性及方便性，提供一定的实践理论研究价值。

参考文献

［1］李言武．可编程控制技术［M］．北京:北京邮电大学出版社，2011:1－2．

［2］朱涛，周天沛．基于PLC的双容水箱液位控制仿真与实物实验系统设计［J］．实验技术与管理，2013，30(11):32－33．

控制系统范文篇6

关键词：杨时展；郭道扬；会计控制系统论；形成；发展

杨时展教授（1913-1997），1913年出生于浙江宁波，1936年毕业于南京中央政治学校大学部财政系会计组，获商学士学位，因成绩优异留校任教。同年参加高等文官会计审计人员考试，名列第二名，当即被分配到国民政府主计处会计局工作，并开始兼任大学讲师。1945年开始先后任国立英士大学、国立广西大学、中南财经大学教授。1986年经国务院批准任博士生导师，1992年经国务院批准终生享受政府特殊津贴。同时兼任中国会计学会、中国审计学会等学会常务理事，兼任湖北省会计学会、湖北省审计学会等学会副会长等职，还是美国会计学会（AAA）、国际内部审计师协会（IIA）、国际会计研究生教育协会（IAARE）等组织的成员。杨时展教授致力于受托责任和会计控制等问题的研究，形成了独特的会计控制系统论思想。

郭道扬教授（1940-），1964年毕业于湖北大学，现为中南财经政法大学会计学教授、博士生导师。郭道扬教授在为中国会计史学科创立和建设做出很大贡献的同时，对会计控制理论赋予了更丰富的内涵。

杨时展教授和郭道扬教授共同促进了会计控制系统论的形成与发展。

一、杨时展教授关于会计控制系统论思想的形成与发展

(一)会计控制论的提出

1.1980年，杨时展教授发文强调了会计的控制作用，他说：在今天，会计已演变成为一种控制企业经济活动的有力武器了（杨时展，1980）。

2.1982年，杨时展教授发文提出了会计控制论的观点。他论述了传统会计所遇到的挑战，在此基础上明确提出了会计控制论。文中指出：按照传统的认识，会计的任务在于从财务上反映一个企业的经济活动的过程和结果，可称之为反映论；按照今天的认识，会计工作的任务，在于控制一个企业的经济活动，提高企业的经济效益，可称之为控制论。他进一步指出：会计已从一种简单的量具，发展成为一种控制经济事项，使它符合人们意志的仪表。（杨时展，1982，a）

（二）受托责任论的提出

1.1982年，杨时展教授发文提出了受托责任的定义。他说，受托责任就是因受命或受托经营财政或财务收支，对命令或托付人所负的一种以最大善意充分体现其意志的责任。负这种责任的人为责任人；命令或托付这种责任的人为授任人。（杨时展，1982，b）

2.1989年，杨时展教授在《中国会计的现代化问题》一文中更系统地提出了受托责任论的主张，他首先明确给出了受托责任的定义。他说：什么是受托责任？应以最大的忠诚，最经济有效的方法，最低的资源耗费，最多快好省的结果，完成人民的托付，并向人民报告。……受托责任是由于委托关系的建立而发生的。受托人在完成受托任务之后，向委托人提出报告，经过托付人同意之后，责任方能解除。（杨时展，1989）

根据会计发展的主要内容，杨教授将受托责任划分为三类：财务会计（传统会计）反映的受托责任主要是财务活动的纪律和财务报告的可信性；管理会计反映的受托责任主要是经济行为的效率性和效果性；社会会计所反映的受托责任主要是经济行为的社会影响、自然影响。杨教授进一步将政府的受托责任体制划分为会计管理体制、审计管理体制、预算管理体制和国库管理体制。

杨教授特别强调了受托责任对会计的重要性。他说：“会计归根到底是由于会计这个实体所负的受托责任，为解除这个责任而进行的。会计的职能、任务、作用和目的就在于记录和报告受托责任完成的情况，以便向人民、向一切托付人报账”。“受托责任的存在是会计工作之所以必须进行的一个基本公设，可以说，离开受托责任就无法真正认识现代会计的实质，会计不以认定受托责任为目的，就不成其为会计”。杨教授在超过经济含义的层次上认识了受托责任的含义：“受托责任的最高形式是政治责任，在西方国家，负政治责任的意义是民意机关在政治上对政府的不信任，是政府的下台。这也正是近年来我将Accountability这个词逐渐改译成受托责任而不译为会计责任、经济责任的理由。”实际上，杨教授对于受托责任的定义是十分广泛的，既涵盖经济上的受托责任，也涵盖政治上的受托责任，这从上述杨教授给出的定义中可以看出。

（三）会计控制系统论的提出

1991年，杨教授提出了“会计是一个控制系统”的思想。他说：“会计除提供可信的信息外，还有一个更重要的要求，这就是：能动地使这个可信地反映出来的客观真实，符合人们的主观愿望”。也就是说，“今天的会计，

乃是一个利用信息来控制预定目标，以保证预定目标的实现的控制系统。”（杨时展，1991）

（四）将受托责任论与会计控制系统论结合，发展了会计控制系统论

1.1992年，杨时展教授通过研究会计控制系统的内涵、原因及其重要性，发展了会计控制系统论的主张（杨时展，1992，a）。

（1）明确提出会计是一个控制系统。他说：“现代会计的主要作用就在于按照客观规律、自觉地支配或控制对利润、对成本、对一切会计对象有可能发生或正在发生影响的一切信息，保证利润计划、成本计划……等等，按照人们预定的目标来实现，而不让它们受自发的客观过程的支配、不受人们的合乎规律的有目的的行为的控制而自流。今天，会计对微观经济所起的是一种根据目标、主观能动地进行的、自觉地控制作用”，“现代会计和传统会计的区别，正在于是否有这些自觉的、准对着计划目标而发生的控制作用”。

会计在今天，“从一个简单的计量系统，转变成为一个对计量的结果有控制作用的控制系统。会计仅仅以一个客观真实地计量信息的系统出现的时代已经或即将过去，而一个以控制计量的结果，使它符合人们主观意愿的控制系统出现的时代到来了”。

（2）明确提出会计控制系统的内涵。他说：“会计作为控制系统，则要经过两道控制程序”，“第一道，控制信息的真实性”，“是财务会计性的”；“第二道，控制信息的合意性”，“主要就是管理会计的”。

（3）阐述了“现代会计之所以发展成为一个控制系统”的原因。他说，在商品经济下，“对整个经济社会来说，竞争是自由的。而对每一个企业来说，为了经得住这种愈来愈强烈的竞争的冲击，使自己立于不败之地，却必须知已知彼十分小心地衡量客观形势和主观条件，制定出合乎规律的计划来，按照计划，在严格的自我约束和控制的情况下，参与这一部分”。

他以美国的发展为例说明了会计控制的重要性。他说，从本世纪二十年代开始，美国企业“开成本会计”。“大体上说，会计的控制作用早在30年代以前已为美国的企业家们所认知，以后逐步发展”，“有些美国企业，甚至已经用‘总控制师’、‘副总控制师’等称谓来代替‘总会计师’、‘会计主任’等称谓”，“1954年后，‘目标管理’成为热门话题，就使会计的控制作用更具有了决定性的意义”，“使会计工作的重心终于逐步从对外提供信息，走向对内控制信息；从只重对外，演进到内外兼重，甚至内重于外”。

他更从美国会计学会1966年发表的《基本会计概念说明书》中找到了会计控制作用不断提高的证据。他说，首先，它“将会计认为是一个向使用人提供信息的过程”，“不再限于向外部使用人提供信息”；其次，它“主张建立统一的会计系统，以满足管理部门对信息的需求”；再次，它“要求会计人员突破传统会计的束缚向成本性态分析、按时间调整的现金流量预测、存货控制等为控制提供信息的领域发展”。并因此使会计学的体系发生了一个重大的变革。1966年以前，凡是以“会计学”、“会计学原理”命名出版的书，主要以研究如何向外部提供可信财务报告为主，1966年以后以同样名称出版的书，就不但研究向外部使用人提供可信的信息，也同时研究向内部使用人提供着眼于控制的信息。或者说，也研究向外部使用人提供经过控制而得出的、能使他满意的信息。1966年以前的会计学，今天看来，只是财务会计学。管理会计被认为是财务会计之外的另一个系统。1966年后，财务会计和管理会计就合并起来成为一个统一的系统。

因此杨教授得出结论，“从现代的观点看，会计已从一个简单的经济信息的量具，或简单的计量系统，演进成为一个控制信息，使它按人们预定的目标来发生的经济控制系统。”

2.同年，杨教授通过明确受托责任和会计控制系统的关系，不仅进一步丰富了会计控制系统论，还据此给出了现代会计的定义（杨时展，1992，b）。

（1）他首先就企事业层次给出了受托责任的定义，并据此论述了会计的原本目的。

第一，受托责任的定义。他说：“今天，无论在公私领域，无论在营利事业或非营利事业，负责经营管理的人比任何时候都清楚，自己经营管理的资金，并非自己所有，而是由委托人（比如人民、纳税人、出资人、股份持有人、债券购买人、信托人、捐赠人、贷款人等等）委托自己经营管理的，自己对这些资金本身及其经营管理，就不在话下的负有一个善意管理人应负的责任。这一责任，就叫受托责任”。

“一个人什么时候接受了对方委托的资源及运用、管理此一资源的权力，什么时候他就理所当然地要承担起这一责任，向委托人交待。这一责任是随同运用上述资源的权力以俱来的，完全不待于另外的规定。奴隶社会如此，封建社会如此，资本主义社会如此，社会主义的民主社会，尤应如此”。

第二，会计的原本目的。他说：“会计的原本的目的就在于把这一责任的完成情况说清楚。这即是委托人的要求，也是受托人的要求”。会计的所有一切作用，“从纵向看，也都是完成受托责任这一原本目的的过程，从横向看，也都是从这一原本目的派生的，会计的终极目的、原本的目的，始终在于完成和认定受托责任。”

（2）他接着将受托责任和会计控制系统结合起来

杨教授说：“把会计的目的在于认定受托责任完成的情况这个种概念，和会计的本质是个控制系统这个属概念结合起来，再考虑到现代会计依然以货币来计量、现代会计方法的愈趋于标准化和会计在决策中所起的重大作用三个方面，我们就可以为现代会计作出如下定义：

现代会计是一个以认定受托责任为目的，以决策为手段对一个实体的经济事项按货币计量及公认原则与标准，进行分类、记录、汇总、传达的控制系统。”

杨教授在文中还强调说：会计的作用，不在于单纯地提供信息，而在于主观能动地控制所提供的信息；会计的目的在于以决策为手段，更好地为受托人解除受托责任；会计的对象实质是拥有具体概念的运动和变化的受托责任等等。

二、郭道扬教授通过发展会计控制理论进一步丰富和发展了会计控制系统论

（一）赋予会计控制丰富的内涵，并提出全面的会计控制观

郭道扬教授在1989年发表的文章中赋予了会计控制更丰富的内涵，提出全面的会计控制观。（郭道扬，1989）

1.从历史发展角度，郭教授指出会计控制愈益重要。他说：“会计是人类为实现对社会经济的控制所进行的一项基本活动。在不同的历史阶段，由于受社会经济和科学技术发展水平的制约，会计控制的作用范围及其深度、完成会计控制所采用的手段、方法，以及人们对会计控制在管理国家经济与私人经济中的地位与作用的认识都是不相同的”。

（1）古代社会中，人们把会计的基本职能归纳为计量记录，认为它是服务于管理国家经济和私人经济的工具。这种会计思想显然具有很大的局限性，还不可能、也根本说不上对会计控制的本质有正确的认识。

（2）在近代社会（17世纪至19世纪末），随着会计地位的自然升格，在对较为复杂的经济活动的管理过程中，人类的会计思想发生了第一次大的转变。1796年英国著名会计学者爱德华·托马斯·琼斯的《琼斯的英式簿记》，掀起了英国乃至欧洲长达半个世纪的会计革命，这时期的会计学者不仅解决了一般簿记及会计理论问题，而且恰如其时地解决了早期机器工业生产中产品成本控制的基本理论与方法问题。

（3）20世纪，人类步入信息时代，会计控制的地位再次发生自然升格。19世纪末20世纪初，泰罗的预算与成本控制思想以及对定额产生差异的分析方法对其后管理会计的产生奠定了思想基础，一批会计学者完善了财务会计的控制体系。同时，一门着重分析完善企业内部会计控制的理论——管理会计学产生了。管理会计学的产生为在会计的外部控制与内部控制之间架构桥梁提供了机遇与挑战。

20世纪30年代，人力资源会计、行业会计、业绩会计等相继产生以及管理会计的进一步发展，初步形成了控制体系。20世纪中叶，“系统论、信息论、控制论”三论以及六、七十年代“耗散结构论、协同论、超循环理论”新三论的产生与发展，形成了一个现代经济控制的科学体系：它以全面控制作基本目标，以经营决策控制为核心，以系统工程为重要控制工具，以行为科学为实现经济控制的支柱，以日常控制为基础，并以电子计算机为基本手段。会计控制就是这个总控制系统中一个重要的子系统。

2.面对新形势，郭教授指出，我们要树立全面的会计控制观。他说，首先，会计的全面控制要将过去、现在与未来结合起来，“这种会计控制既要通过对会计历史资料的研究，认定历史循环中的合理部分，揭示历史反复中的教训，又要立足于现时的会计控制工作，有效地发挥会计控制的现时作用”，还“要考虑历史的延续性，推断经济世界及会计世界发展的历史趋势。”其次，要将事前、事中与事后控制结合起来，“现代会计对社会经济活动过程的控制是系统的、全方位的控制，它把传统会计的被动控制转化为主动控制，把单向式控制改变为多向式控制，从而把事前控制、事中控制与事后控制连接成一个整体，以有效地发挥整体控制的功能”。再次，要将微观、中观与宏观控制结合在一起，“要促使现代会计控制由直线平面式向立体式转化，由封闭式向开放式转化，其关键在于对会计控制范围进行科学的划分。”根据经济控制领域的大小，一般把会计控制的空间划分为宏观、中观与微观三个基本方面，以分别决定会计控制的内容、制度、方式和方法，并将三个基本方面结合起来。

3.在全面控制的基础上，郭教授进一步提出了微观会计控制体系的设想。他指出，该体系由中心控制层、电算化控制层以及经营循环控制层三层组成。其中，中心控制层是由会计专家集团——总会计师、高级会计师、会计师等组合而成的指挥部，是促使会计控制在企业里发挥功能作用的原动力，也是会计发挥决策控制功能的核心。这个会计控制的领导中心一方面通过法令、制度、准则以及其他会计行为规范，确定会计控制的基本轨迹；另一方面通过运用银行的控制功能，组织、协调、监督企业内部的资金运动以及控制企业与外部所发生的商品货币交换，以最终达到全面控制资金流、物资流、人才流与信息流的布局及其流向。更为重要的是，中心控制层所进行的决策及参与其他部门的决策规定着经营活动循环层本期运转控制的重点及各个环节在控制中的作用目标。（二）从全面控制观出发，根据会计的两大基本职能，将会计系统划分为会计信息系统和会计控制系统

1.在1989年，郭教授谈论了会计的基本职能（郭道扬，1989）。他说，会计的基本职能“可以分为两个方面，一是会计的反映职能，它包括会计的计量、记录、分类核算、分类检查与分类编报等内容；二是会计的控制职能，它包括会计预测、决策、计划、设计、分析及会计监督等内容”。“控制是目的，反映是为达到会计的控制目的服务的。从另一方面讲，控制是以反映所提供的会计信息作为依据的，而反映是进行会计控制不可以脱离的基础。”

2.1997年在论述会计两大基本职能的时候，郭教授进一步将会计系统划分为会计信息系统和会计控制系统两大系统。他说，会计的反映职能在客观上体现为通过会计信息系统对财务会计信息进行优化的过程，这个过程又具体划分为两个基本工作阶段，一是信息确认阶段，对信息进行筛选，去伪存真；二是核算工作阶段，包括制证、计量、记录、归类、组合、测试、编表等环节，又具体体现为若干会计方法的具体运用，如设置账簿等。此外，在会计信息系统中还应包括信息储存与信息输出两个环节，以便把确认、核算、信息应用三个阶段结合起来。会计的控制职能通过会计控制系统来显示。现代会计控制系统包括经营循环与决策过程控制两个分支系统：经营循环控制系统包括市场、计划、过程控制、成本、库存、价格、行销、内部审计8个控制部分；而决策过程控制由预测、分析、决策、计划、建制、审核、检查、监督及追踪决策等9个运行环节构成。

在会计系统的两个系统中，会计信息系统不仅通过技术性功能作用为企业的决策者及企业内外部的相关部门提供信息服务，而且还直接为会计部门进行会计控制工作服务；而会计控制系统则充分利用前者所提供的财务会计信息，以及其他相关经济信息，对企业的经济活动过程进行全面的、系统的控制，并最终在经营决策方面体现现代会计的地位与作用。

三、会计控制系统论思想的意义

总之，杨时展教授和郭道扬教授共同促进了会计控制系统论的形成与发展。根据会计控制系统论的观点，1.现代会计是一种以认定受托责任为目的，通过信息，按照公认会计原则与标准，对企事业进行控制的系统。2.会计控制是一种全面控制，就是要将过去、现在与将来结合起来，将事前、事中、事后结合起来，并将微观、中观与宏观结合起来；会计控制可以分为中心控制层、电算化控制层以及经营循环控制层三个层次；会计系统可以分为会计信息系统和会计控制系统。3.会计的目的是为认定和解除受托责任。4.会计的实质是受托责任。5.会计的对象是受托责任。6.会计的基本职能是反映和控制，其中反映是基础，控制是归宿等等。可以看出，会计控制系统论以其独特的内涵丰富了我国的会计理论与实践。特别地，会计控制系统论从一产生就伴随着与会计管理活动论以及会计信息系统论的争论，这些争论活跃了会计理论研究的气氛，并且因其主要借鉴了西方观点，使国人更清楚地了解了意欲取代信息系统论的受托责任说和控制论等学说，这不仅丰富了国人的视野，对于加强会计管理和促进会计发展也具有很现实的意义。

【主要参考文献】

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[11]苏万贵.《国运隆否，系乎“二计”；“二计”既臧，国乃富强》[J].中南财经大学学报,2000（5）.

控制系统范文篇7

关键词：商场；消防联动控制；系统设计分析

随着人们生活水平的提高，人们的需求也在不断的扩大。商场的出现就是人们生活需求的必然产物。商场一般都是多层或高层建筑，而且每天的人流量也特别多，特别容易发生火灾事故，一旦出现火灾事故就可能造成非常严重的影响。因此商场的消防措施和设备非常的重要。由于商场的面积比较大，需要建立系统的消防设备，这样才能够保证整个商场的消防安全。加强对商场消防联动控制系统设计的研究，将人民的安全放在第一位。

1商场消防联动控制系统设计要求

消防措施的主要目的肯定是为了预防火灾。在商场建立消防联动控制系统需要严格按照消防规范来进行，但是还是需要与实际情况相结合。作为商场来说，资金的投入肯定是有限的，在建立商场消防联动控制系统的过程中成本耗费不能够太高，因此需要考虑到消防联动控制系统的性价比问题，同时还需要保证系统的安全。从这些方面考虑，商场消防联动控制系统需要满足以下三点要求：①商场消防联动控制系统的报警装备应该不仅可以自动报警还可以手动报警；②控制报警的控制器容量以及其他线路报警都应该扩大报警范围；③需要严格保证报警系统装备材料的合格情况，不能够出现劣质产品。

2商场消防联动控制系统的设计思路

商场消防联动系统设计的主要用途就是预防火灾，及时的发动火灾救援。因此消防联动系统的设计工作不能够马虎，需要严格按照消防规范要求来进行。在追求商场消防联动控制系统质量的同时，还需要考虑成本问题。一般情况下，采用SF4100火灾自动报警系统比较合适，这个系统的特点就是能够发现火灾及时的传递火灾信息。在自动火灾报警和联动控制技术上采用都是现代电子信息技术，能够充分发挥现代科技在火灾预防中的运用。

3火灾探测器的选择分析

火灾探测器是消防联动控制系统中的重要部分，直接影响这消防系统的使用效果。因此火灾探测器在选择时，需要严格要求，灵敏度高同时成本低的。安装的位置需要严格按照消防规范来进行。

4消防联动设备和功能分析

商场建筑的防火是建筑设计的重要一部分，购物中心的规模大、人口流动性大所以很容易发生火灾。一旦发生火灾，会给人民和国家带来惨重的损失，在设计过程汇总就要加强防火的设计工作。商场的消防控制室的联动控制需要具有以下功能：当商场出现了火灾报警时，相关区域的通风空调系统就会停止工作，将阻尼器关闭，接收和显示反馈的信号，启动关系到排风机和排烟阀的位置，实现对信号的接收和显示，对烟雾进行有效控制。当火灾的相关信息得以确认之后，防火门和防火设施设备要接受和显示信号。消防的联动状态需要保证在自动和手动两种状态下完成。所谓的自动状态是指，当大厦发生火灾时，要启动报警系统，输出自动控制命令系统，系统会自动按照开始编制的连锁逻辑关系来对相关设备进行启动。而手动则是完全由手工进行操作来实现控制功能的。

5消防联动设备的相关设计

商场在火灾的联动设置上都是自动的火灾报警系统，它的控制室当和火警信息相连接时，会自动或者是手动启动消防联动装置，火灾的报警联动装置一般是由一个总线制控制联动装置和一个多线路的控制联动装置。当商场出现火灾时，报警控制器会发出提示，消防联动控制器会将信息传递给相关的管理部门，将联动信号输出，消防设备也就被启动，开始进行灭火。要明确的一点是重点消防设备（例如喷淋泵和消火栓泵）的联动不受消防联动控制器处于手动或自动状态的影响。商场属于人员密集场所，发生火灾或者其他应急状况时人员及早疏散保证人员安全是其最重要的安全目标，因此火灾发生时火灾声光警报器、火灾应急广播系统尤其重要。应在确认火灾后启动建筑内的所有火灾声光警报器。消防应急广播系统的联动控制信号应由消防联动控制器发出。应同时向全楼进行广播。当火灾应急广播和背景音乐合用扬声器时，在火灾时应具有强制切换功能，切换至应急广播状态。在人员密集的商场，要考虑火灾时非消防电源被切断后对人员疏散照明的影响和对人们心理造成的恐惧。所以商场内要设置火灾应急照明系统和疏散指示系统以及设置合理有效的安全出口标志。火灾时仍需工作的消防控制室、消防水泵房、变配电室需要设置备用照明，为工作人员紧急抢险提供足够的照度。疏散照明应该满足国家标准要求的照度，安全出口只是和疏散指示标志要真实有效的指示供人员疏散的路径。大型商场和地下商场还应在地面上设置视觉连续的疏散指示标志。在自动、智能大厦的火灾自动报警系统中，按照联动的逻辑的预处理方案，自动输出指令，启动设施设备；手动操作则是通过手动的方式来实现对机器设备的有效控制。当火灾发生时，联动系统在确认火灾后会自动将相关区域的非消防电源切断，尽可能的减少因为电线短路出现的二次火灾，将设备的伤害降到最低值，同时尽可能便捷了疏散人员和开展救援工作。消防泵既要满足联动控制的要求，同时必须设置多线制可以实现在消防控制室的手动控制盘上进行控制，工作的可靠性得到了一定的保证。但自动状态下，只能自动控制消防泵的启动，消防泵的停止必须需要确认火灾扑救结束后人工停止。火灾发生时，为防止着火房间、营业厅及疏散走道上的烟气对人员的影响，必须设置排烟设施，包括自然通风窗和机械排烟系统。当同一防烟分区内任意两个火灾探测器发出报警信号，商场的火灾报警控制器会接收到相关的信号，再将该信号发送到消防联动控制器上，在经过内部逻辑关系后会发生联动信号，着火分区的排烟阀、排烟风机会联动打开。同时关闭相关区域的通风空调系统。排烟风机必须具备可以自动控制也可以多线制在消防控制室手动控制盘上进行控制，也可以在风机控制柜处手动操作的功能。在火灾报警信号后要按照联动程序启动楼梯间及其前室、消防电梯前室的送风口和机械加压送风系统，保证在人员疏散的通道上处于正压状态，防止烟气扩散对疏散的影响。一般要保证在楼梯间内的风压余压值40～50Pa，前室风压余压值为25～30Pa。防火的卷帘在建筑中主要是用来分隔火灾。按照设计的要求，防火卷帘的两侧一定要有防火卷帘控制器、手动按钮，还要有紧急拉环及温控释放装置，以保证在火灾时由于消防联动设备失效时能够人工控制防火卷帘的下降，防止防火分区之间火灾进一步蔓延。当出现火灾时保证消防电梯停在在一楼或者转换层，此时只能由消防队员通过专用按钮和轿厢内操控，其他楼层不能呼叫消防电梯。火灾自动报警及联动控制系统：此项目在除卫生间外所有场所设置报警探测器。在地下车库等按照火灾报警设计规范要求宜采用点型感烟探测器；在中庭、步行街等大空间设置线型光束感烟探测器或者吸气式感烟探测器；在有煤气（或天然气）的场所采用煤气（或天然气）探测器；其他场所采用光电感烟探测器。手动报警按钮设置于公共场所疏散通道或者安全出口附近，便于人们疏散的同时报警,设置的数量保证从一个防火分区内任何位置到最近的一个手动报警按钮距离不大于30m。

6结束语

综上所述，商场消防联动控制系统的设计对保证商场人员的安全具有非常重要的作用。商场的消防工作不是一件简单的事情，商场的覆盖面不仅广，而且人流量比较多，因此消防联动控制有利于商场消防安全保证到位。相关部门应该对此引起足够的重视，加强商场消防联动控制系统的设计和施工、维保工作，严禁将应处于自动状态的消防设备设置在手动状态，也严禁将消防供水管道的阀门关闭，严禁私自停用消防设备，将商场的消防安全切实落实到位，保证人民的生命和财产安全。

作者:张燕 单位:河南安辰建设有限公司

参考文献：

[1]蒋永琨.高层建筑防火设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2013.

[2]赵东磊.基于半实物仿真技术的自动消防控制系统设计[D].武汉科技大学,2013.

[3]于进.远程消防控制系统的研究与实现[D].上海海事大学,2005.

控制系统范文篇8

关键词：全伺服制瓶机制瓶机器人环保节能

目前国内外玻璃瓶罐机械制造业生产的行列式制瓶机主要为气动和机械凸轮驱动的机器。制瓶过程是一系列的机构和阀门协调动作完成的，机器的动作主要是通过机械阀门或者电磁阀控制气路的通断，从而驱动机构和机械凸轮的运行，有些机构要使用液压缓冲才能稳定运行，有些机构的机械凸轮需要铰链油箱进行油浴。制瓶机上的能量转换首先是把电能经过空压机转换成压缩空气的压缩能，经过对压缩空气的净化处理，通过复杂的气管道输送到制瓶机上，再由气来驱动机构的动作。这种控制方式能源利用率太低，能耗高，噪音大，造成了严重的环境污染，动作稳定性差，结构复杂，运行机速低。开发节能型伺服机构制瓶机，是行业技术进步的需求，更是国家绿色环保和低碳经济的要求。

随着电子信息技术的飞速发展和伺服电机的普及应用，国内外的玻璃瓶罐机械行业相继研制出伺服钳瓶、伺服翻转等制瓶机上的部分伺服机构，取代了老式的气动机构和机械凸轮。这些伺服电动机构驱动的制瓶机具有运行稳定、能耗低、噪音小、污染小、机速高等优点，深受用户欢迎。

近几年来，三金公司研制了全伺服制瓶机控制系统，研制了基于该系统控制的单轴拨瓶器、单轴伺服分料器、双轴伺服供料机、双轴电子拨瓶器、伺服运动钳移器、伺服运动翻转器的行列式制瓶机，并大批量推向市场，创新研发了配置双轴伺服供料机、双轴电子拨瓶器、伺服运动钳移器、伺服运动翻转器、初型模及成型模伺服平行开关机构、伺服扑气、伺服正吹气等的全伺服制瓶机的一组样机。本文简介多轴伺服制瓶机控制系统的结构特点及其功能原理。

一、技术要求

根据国内外玻璃瓶罐行业的现状，要使更多的伺服机构应用于行列式制瓶机，简单而可靠的多轴伺服控制是关键技术。综合分析瓶罐行业的工艺要求的特殊性和自动化行业多轴运动控制的现状，行列式制瓶机上的伺服控制系统要解决如下一系列问题。

1、结构复杂问题

多轴运动控制最直接可选的方案是“PLC主模块”+“若干个运动控制模块”十“数块I／0模块”+“通讯模块”+“上位工控机”。12组行列式制瓶机的全伺服控制最少需要135个轴，这就需要庞大的控制结构，需要12～20个控制柜才能完成。所以设计制瓶机的伺服控制系统，首先是要解决结构复杂的问题。

2、性价比问题

伺服系统的价格主要决定于伺服控制和伺服电机驱动器，要选用“PLC主模块”+“若干个运动控制模块”+“数块I／O模块”+“通讯模块”+“上位工控机”的结构，制瓶机每个伺服轴的控制和伺服电机驱动器要5～10万元，每台8组带伺服翻转和伺服钳瓶的2轴伺服制瓶机，单是伺服控制就要增加80～160万元的成本，用户很难接受，并且结构复杂，维护困难。所以制瓶机伺服控制系统要在中国普及应用，必须解决性价比问题。

3、维护操作方便性问题

伺服制瓶机控制系统，从每组单轴到每组十几个伺服轴的控制，整机100～140轴，每个轴要调整初始位置、行程、运行曲线，每个轴要在各种状态下安全顺利自动定位启动，这也是应该重点考虑的问题。当前国内外的伺服钳瓶和伺服翻转控制系统，普遍存在操作复杂的问题。有的系统启动不能自动定位，要用手动辅助找位；有的系统停电后再启动，需要用便携终端重新调整定位；调整定位值需要到控制室中进行，给用户带来了诸多不便，这都是需要解决的问题。

4、伺服轴数和功能可扩展性问题

伺服控制系统的设计要有可扩展性，可以配置到不同轴数的各式制瓶机上，而不是一种配置用一种系统。能控制每组制瓶机1个伺服轴，也能控制每组制瓶机十几个伺服轴，实现从单轴到全伺服制瓶机的控制。

5、启动，停机方便迅速

伺服轴的启动与生产线总启动信号同步从安全位置自动启动，停机时跟随生产线同步停机，停在设定位置，紧急停机停在安全位置，单轴人为停机停在需要位置。

二、解决方案

为解决上述问题，三金公司研制了“行列式制瓶机多轴伺服控制系统”的解决方案。

1、系统的结构

紧密结合制瓶机特殊工艺要求研发的单板4轴伺服运动控制、特殊曲线生成及功能控制于一板(尺寸为150III1TI×200mm)的MCU运动控制器，一块小板可以实现4个轴的可灵活编程定时定位定曲线的运动控制、4个轴的I／0工艺功能控制、通讯和数据处理功能，实现在机器旁边用2个按钮可以调整每个伺服轴的初位和末位的位置、确定行程、运行中调整行程以及启动一键定位等国内外相近产品所没有的独特功能。

多块MCU运动控制器固定到同一块底板上，通过底板连接驱动器、系统同步信号、现场I／0信号及上位机的通讯线，就形成了几十轴的伺服运动控制和凸轮曲线生成器单元，一个2000mmx750mE×750mlll的控制柜可以安装32～40个伺服轴控制的伺服电机驱动器和相应的MCU伺服控制单元，同样的用3～4个控制柜可以扩展成140多个伺服轴的控制器，实现12组大型制瓶机的全伺服驱动和全自动控制(取代国外相近产品的12～20个控制柜)，制瓶机的工作参数在上位机用户界面上修改，上位机友好的用户界面与生产线上的其它系统公用，修改的数据按照地址和数据分类发送到相应的M．CU运动控制器板。

此外，本系统按结构简单、操作直观、易懂的设计理念，把机器上每个伺服轴的2个按钮1个开关定义了复用功能，可以用按钮一键定位、按钮调整初始位、按钮调整行程(并且区分粗调、细调、到位缓冲调整)、运行中微调行程、按钮清报警等便于现场操作的先进功能。无论是停电后还是停机后，位置自动记忆，开关一键定位，或者随生产线系统启动而自动定位启动进入同步运行。所驱动的所有伺服机构采用普通伺服电机和驱动器，实现最佳性价比。程序设计实现伺服机构的运行时间随生产线的速度变化而自动变化。全方位达到结构更简单，性价比更优，操作更方便。

图1是多轴伺服制瓶机控制系统结构示意图。图中Pc是上位计算机，PN是控制柜，KC是初型侧控制盘，LCPN是成型侧控制盘，TKM1～TKM12是1～12组伺服钳移器电机，IVM1～IVM12是1～l2组伺服翻转器电机，OPBM1～OPBMI2是1～12组伺服初型模平行开关电机，0PPM1～0PPM12是1～12组伺服成型模平行开关电机，PM1～PMI2和RM1～RM12是双轴伺服拨瓶器电机。其它伺服机构的控制结构与此同，由另外一个控制柜实现，公用上位计算机。

2、系统的控制原理

图2是多轴伺服制瓶机控制系统的控制原理示意图。图中以其中的一块运动控制器板为例，描述了伺服运动钳移器、伺服运动翻转器、双轴拨瓶器的控制原理。图中Pc是上位计算机，MC是自制的4轴一体运动控制器板，KC是控制盘，Pl、M1和SVM1是伺服运动钳移器的伺服驱动器、伺服电机及其所驱动的伺服机构，P2、M2和SVM2是伺服运动翻转器的伺服驱动器、伺服电机及其所驱动的伺服机构，P3、P4、M3、M4和SVM3是双轴拨瓶器的伺服或步进电机的伺服驱动器、伺服或步进电机及其所驱动的双轴拨瓶机构。

上位机Pc把用户设定的运动曲线及其运动配时数据下载到运动控制器MC中，运动控制器MC根据控制盘Kc上的用户命令和系统同步信号TB的要求，实时向伺服驱动器发送控制信号和运动曲线脉冲信号(或者是曲线命令数据)，伺服驱动器Pi根据输入命令驱动伺服电机运行，运行位置通过电机轴头上的编码器反馈控制，达到位置的跟踪定位。伺服电机带动伺服机构运行，实现每个伺服机构的点动、初始化、单步、间歇同步运行，运行符合制瓶机工艺要求的凸轮曲线和运动轨迹，达到准确动作，精确定位，协调同步。

图3是电子定时、伺服运动钳瓶器和双轴拨瓶器的制瓶机成型侧控制盘。相当于图1中的LCPN或者是图2中的KC，其中的右数第5、6、7三个开关按钮是伺服运动钳瓶器的“手动／零位／自动”控制开关和JOG按钮，这3个开关按钮的配合，可以实现放瓶位置调整、取瓶位置调整、自动初始化定位、运行中行程微调等功能。其中右数第8个按钮是双轴拨瓶启动/停止按钮，控制双轴拨瓶器的启动和停止。

图4是电子定时、伺服运动翻转器的制瓶机初型侧控制盘。相当于图1中和图2中的KC，其中左边3个开关按钮是伺服运动翻转器的“手动／零位／自动”控制开关和JOG按钮，这3个开关按钮的配合，可以实现翻转和返回位置调整、自动初始化定位、运行中行程微调等功能。

3、预期效果

多轴伺服制瓶机智能控制系统有效实现制瓶机伺服多轴控制的可扩展性、可选配性，适合配置到所有的国产和进口制瓶机上。根据用户对制瓶机配置伺服轴多少的要求，可以控制1～140个伺服轴，直到全伺服制瓶机——“制瓶机器人”的控制，达到大型12组制瓶机的全部机构伺服化控制。现在用该系统在单轴拨瓶器、单轴伺服分料器、双轴伺服供料机、伺服运动钳移器、伺服运动翻转器、伺服双轴拨瓶器、双轴伺服初型模开关、双轴伺服成型模开关、伺服扑气头、伺服吹气头、伺服芯子等达到每组制瓶机十几个伺服轴的制瓶机机器人控制。

本系统所控制的单轴拨瓶器、单轴伺服分料器、双轴伺服供料机、伺服运动钳移器、伺服运动翻转器、伺服双轴拔瓶器成功应用到各式制瓶机上投入运行，深受用户欢迎，创造了很好的经济效益和社会效益。根据市场发展趋势和国家低碳经济的要求，三金公司开发并试制了基于“多轴伺服制瓶机智能控制系统”控制的制瓶机器人(全伺服制瓶机)一组样机，并在“2010年中国国际玻璃工业展览会”上展出，这标志着玻璃瓶罐生产装备迈向了低能耗伺服驱动的全伺服制瓶机时代。

4、主要技术性能

(1)实现每组制瓶机十几个伺服轴，整机140多轴的协调同步、定时定位定曲线控制。

(2)实现每32—40轴的智能运动控制和伺服驱动器集成一体化结构。

(3)所有伺服机构现场操作一键定位。

(4)所有伺服机构现场按纽修改零位偏移和运动行程。

(5)所有伺服机构现场运行中微调行程。

(6)所有伺服机构现场位置粗调和细调、按钮单步运行、按钮手动调试、按钮清报警等功能。

(7)伺服机构到位的电子缓冲量调整。

(8)定位精度1／23000，定时精度0．1度。

(9)基于标准度数的电子凸轮曲线生成和电子凸轮运行，达到每个轴“从设定时间开始运行特定曲线，在设定时间运行到设定位置”的高难度控制指标。

控制系统范文篇9

【关键词】混凝土搅拌站；配料；组态王

在各类基建项目中，混凝土得到了普遍的应用，产值规模迅速增长，它的各种指标影响着工程的质量和成本［1］。最初，混凝土生产是基于人工的生产，即施工人员将制作混凝土的原材料依次在磅秤上称量，接着将各种准备好的原料放入搅拌机中搅拌，搅拌均匀后才能用于施工。其生产所需原材料的重量能否按照事先确定的比例在较大程度上取决于计量施工人员的技术水平及其责任感。效率低、计量准确度方面存在误差是这种生产方式的主要缺点，这对建筑物的质量和成本会产生很大的影响。为了满足施工所需混凝土的各种技术要求并进一步提质增效，集中式的混凝土搅拌站应运而生。搅拌站是对混凝土的原材料按照一定的比例进行配比，再搅拌混合的场所。这种集中式混凝土生产方式，为混凝土搅拌进行自动化、大规模生产提供了基础条件。混凝土的自动化生产需要一个完善的混凝土搅拌站控制系统进行支撑。过去混凝土搅拌站主要使用继电器控制，其自动化程度较低、工作效率不高［2］。随着技术的发展，混凝土搅拌设备通过技术融合具备了可控性；通过对混凝土搅拌设备的控制可实现混凝土生产的自动化。如，通过可编程逻辑控制器（PLC，Program⁃mableLogicController）与组态软件相结合，对整个生产过程进行实时监控，实现了混凝土生产的自动化控制，因此在技术上设计一个混凝土搅拌系统已经较为成熟。另外，随着国家对基础实施建设转向以高速铁路、轨道交通等新基建项目为主的现状，也对混凝土的生产质量和效率提出了更高的要求，研发兼具精确度和高效率的搅拌站控制系统以提升混凝土生产的自动化水平是迫切需要解决的问题。基于以上原因，本文利用组态王设计了一种混凝土搅拌站控制系统，该系统可以对混凝土生产中的配料、输送、搅拌、卸料等各个过程实现自动化控制，并对生产运行过程进行实时监控，进而提升混凝土生产的质量和效率。

1系统结构

1.1系统结构概述。系统采用组态王软件作为上位机，西门子S7-200PLC作为下位机［3］，模拟混凝土的生产过程。通过设计的组态界面，实现了混凝土生产中每个步骤的协调控制，并能对系统的运行状态进行实时监控。PLC和组态王两者的结合可以对混凝土生产的整个流程数据进行实时分析汇总，及时发现系统中不合理的地方并对其进行调整，从而提高生产效率，节约生产成本。该控制系统将组态王作为人机接口，操作人员利用组态王发出控制信号，通过RS232串口将控制信息传送到PLC中，PLC通过控制相应的继电器，使执行机构执行相应的命令。系统结构框图如图1所示。1.2混凝土搅拌站生产流程。混凝土是将沙料、石料、水以及添加剂按照比例混合而成的一种混合物，它广泛应用于建筑、桥梁等各种工程当中［4-5］。混凝土搅拌站就是随着工程对混凝土质量要求不断升高的条件下而催生出的一种专业生产混凝土的场所，具体生产流程如图2所示。

2系统主要部分设计

混凝土搅拌站大体上可以分为以下几个部分：料斗设备、搅拌设备、称量设备、传送设备以及其他一些相关的辅助设备。结合实际工作情况将系统分为手动和自动两种工作模式。（1）手动模式。操作人员可以手动控制各个设备的启动或者停止，实现配料、传送、搅拌、卸料等相应的功能。（2）自动模式。按照生产所需要的混凝土标号，设置好配方，按下开始按钮，整个系统开始运行，直至完成整个生产流程，如图2所示。2.1传送控制。在本设计中输送设备主要有水泵、螺旋输送机以及传送带，在设计时，应该合理选用输送骨料所用的电动机，避免物料过多，电机启动转矩不足的情况发生。同时使用变频器控制电机的运行速度，使电机的运行速度可以在高速与低速之间反复切换，以提高配料的速度和精度。此外，传送带的动作设定还应注意以下问题：为了避免传送带在沙料和石料往传送带上卸料时，物料在传送带堆积过多，要让传送带在储料斗下方闸门打开前一分钟开始运行。在实际运行的过程中为了避免称重好的物料遗漏在传送带上，应让传送带电机多运行一段时间，避免物料遗漏过多影响配料的精确度，进而影响混凝土的质量。2.2储料斗卸料控制。储料斗卸料的控制过程为：骨料通过螺旋输料机输送到储料斗内，在储料斗下方闸门处设置重量传感器，骨料的卸料主要是通过储料斗下方闸门实现。系统设置了两个启动卸料的条件：其一是通过测量储料斗内部物料的实时重量，将它和配方所需要的物料重量相减，计算的重量差等于零时，闸门打开，储料斗开始卸料；其二是手动卸料，通过按下卸料按钮，系统执行卸料操作。2.3搅拌机升降控制。在实际生产中，搅拌机在高处搅拌物料，在准备卸料时，搅拌机需要先下降，卸料完成后上升。具体的操作是：在搅拌机上升以及下降的极限位设计限位开关，当触发开关时，系统将信号传递给控制搅拌机升降的电机，进而控制电机的启动或者停止。搅拌机的升降主要由电机的正反转控制，为了避免电机的正反转出现干扰，对电机采用互锁的控制方式。

3系统设计

3.1通信和变量建立。（1）通信建立打开PLC编程软件，在页面左侧找到“系统块”，点击“系统块”找到“通讯端口”，设定端口的数值。打开组态王工程浏览器，在页面左侧寻找“设备”，接着在设备目录下找到“COM2”，双击COM2，进行通信设定，设定数值时必须要与PLC中的设定保持一致［6］。（2）构造数据库实时数据库是组态王的重要组成部分，数据库中变量的集合称为数据词典［7］。通过构建数据词典，实现组态王用户可将自己所构建的组态模型进行仿真测试，也可以实现与PLC的通讯连接。在按照实际需求定义变量时，要注意变量的类型以及数据类型，避免因数据类型错误影响组态的正常运行。3.2组态监控画面设计。组态画面包括主画面、配料监控画面、卸料监控画面、配方设定画面、报警画面、实时曲线画面、历史曲线画面。当控制系统出现故障或者紧急停止时，相应的信号通过报警的形式显示在组态的报警界面中，使工作人员能够及时发现并对故障进行维修。在设计时，画面右侧设置了画面标注，方便切换画面。（1）主画面根据设计思路，在利用组态王仿真画面时，添加了运行指示灯，显示各个电机的运行状态，在主画面中设置一组铃，用于提醒操作人员。同时在构建画面时设置紧急停止按钮，可以使整个系统在故障时能够以最快的速度暂停运行，进而避免重大事故的发生，从而使系统有更好的人机交互功能。系统对应的主画面如图3所示。（2）配料监控画面本设计中，计量监控系统采用独立计量的方式，即为每一种物料配备单独的计量单元。监控画面包括：骨料称重监控、粉料称重监控和水量计量监控三部分。①骨料称重监控在构建组态画面时，为了更好地实现人机交互，设计时在储料斗右侧添加了显示条，便于观察料斗内部物料的多少，避免骨料过多流出储料斗，同时为了监测物料的实时重量，画面中加入了重量显示屏，实时监测物料重量。在系统运行的过程中，露天存放的砂料以及石料经螺旋输料机输送到各自的储料斗内称量物料重量，待称重结束之后，储料斗下方闸门打开，储料斗卸料，物料经储料斗下方传送至搅拌机内。②粉料称重监控在称量粉料重量的时候，粉料由钢结构筒仓经螺旋输料机输送到临时称量的储料斗内，开始计量物料的重量，计量完成，系统给出反馈信号，经CPU处理后给出启动气动蝶阀信号，储料斗下方气动阀门打开，储料斗内的粉料流入搅拌机。③水量计量监控水泵在控制系统的控制下，将水从水池中泵出，经过流量计计量水量后经水管流入搅拌机内，当传感器计量到预设值时，水泵停止，电磁阀关闭，避免计量好的水回流，影响混凝土的塌落度。（3）卸料监控搅拌机搅拌达到预定的时间后，物料搅拌完成，系统给出控制信号，搅拌机开始下降，搅拌机下降到最低位置时，触碰到下方的限位开关，此时反馈信号传递到CPU，CPU给出控制信号，控制搅拌升降电机停止，此时搅拌机开始卸料，卸料完成后系统给出反馈信号，搅拌机上升，当达到上限位时停止，准备下一次生产。（4）报警画面在报警画面里记录着报警具体时间以及报警的变量，制作该画面能让运行人员及时收集到系统的运行状态，当某个变量的运行数据与预先设定的值偏差较大，超出预先设定的范围时，系统给出报警信号，方便运行人员及时发现问题，准确快速地找到故障原因、方便维修。（5）曲线画面曲线画面主要包括实时曲线画面和历史曲线画面。实时计量曲线画面，主要显示混凝土各种原料重量的实时变化趋势；历史计量曲线画面，主要显示混凝土的各种原材料重量在整个生产过程中的变化趋势。为了区分曲线的类型，在构建曲线画面时，在曲线右侧标注曲线所对应的变量，同时不同的曲线使用不同的颜色，方便操作人员区分。构建好组态画面之后，对各个模块设置动画连接并编写命令语言，进而实现画面运行。

4系统运行与调试

将PLC与组态王通过RS232通讯串口连接起来，将梯形图程序下载到PLC中，打开“混凝土搅拌站控制系统”主画面，具体实现功能运行如下。搅拌站按照事先定好的配方开始生产混凝土时，将生产所需要的水、水泥、添加剂输送到搅拌机中，搅拌机开始搅拌，使生产混凝土的原材料均匀混合在一起，在搅拌机的另外一边，黄沙和石子由运输设备运送到对应的料斗内，由料斗下部的称重传感器监视物料的重量，称重沙石重量时，控制系统分别控制两个输送机构输送物料，并利用变频器控制传送物料速度的快慢，从而降低计量时间和提高称重的准确度。待其达到规定好的重量后，对应料斗的阀门开启，石子和黄沙将会一起卸到传送带上，通过传送带将种原材料输送到搅拌机里，从一开始，搅拌机就处于正常运转的状态。搅拌到达规定的时间后，将混凝土卸到事先准备好的运输设备中，适当增加卸料的时间，确保卸完搅拌好的混凝土，卸料完成后，一次循环结束，准备开始下一次生产。

5结语

本文基于组态王设计了一个混凝土搅拌站控制系统，并且利用组态王建立了仿真工程，将混凝土的生产过程以图形化的界面进行展现和实时控制。系统通过组态王的人机接口，代替了过去复杂的仪表及操作按钮，提升了产品质量和生产效率。同时该系统可根据用户需求，弹性修改配方，进行配方参数设置，有效地解决了人工操作效率低、配料精度低等问题。通过该控制系统，操作人员还可以利用组态王提供的数据信息做到边生产、边调整，提高了生产效率。实践证明，该控制系统稳定可靠、故障率低、人机界面友好，具有较高的实用价值。

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［1］乔艳红.基于BIM的高层建筑混凝土用量精细控制研究［J］.廊坊师范学院学报（自然科学版），2015，15（6）:71-74.

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［5］吴珊，肖琪聃，徐俊珂.透水混凝土的制备研究［J］.廊坊师范学院学报（自然科学版），2018，18（1）:83-84.

［6］姜重然，霍艳忠，白金泉.工控软件组态王简明教程［M］.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2007.

控制系统范文篇10

关键词:物联网技术;智能窗户;AT89S52

随着我国市场经济快速发展，国家经济实力增强，人民群众的物质和精神生活水平不断提高，人们对住宅的功能需求也越来越多，除了舒适、温馨外，还要体现安全化、智能化。目前，大多数家庭采用的是平拉式窗户，窗户嵌设在墙体内。人们通常会在外出前打开窗户给室内通风，若出门后突降大雨，往往来不及回家关窗，导致室内进水，而且开关窗对行动不便的老年人、年龄尚小的孩子来说并不是一件简单的事。因此，人们迫切需要一种更加智能化的家居自动开关式的窗户控制系统，能够可靠地进行日常开关操作，在阳光明媚的时候，能实现自动开窗通风;在雨天和外界嘈杂时能自动关窗，让人们安心工作、学习和休息，同时还可以通过移动端进行红外监测，以防家中被盗。

1物联网概述

物联网是基于全球互通设备网络愿景的新范例。其基本思想是各种各样的物体能够相互交互、合作以实现共同的目标。在物联网中，各种类型的执行器和传感器通过无线传感器网络(WSN)连接到互联网中，可以找到数十亿个对象。物联网提供的潜力使大量应用的开发成为可能，如智能家居、智能电网、智能医疗行业、智能航运和物流以及社交网络等，均具有广阔的应用前景［1］。

2系统总体方案设计

智能窗户控制系统由控制器模块、电机驱动模块、LCD显示模块、无线通信系统模块、外部环境监测模块、红外线报警控制模块等组成。智能窗户控制系统设计框图如图1所示。1)外部环境监测模块是指各类传感器安装在窗户框架外部，用于实时收集外部环境(如湿度、噪声、光强)信息，再由LCD显示模块即LCD1602液晶显示屏作为显示器，来显示外部环境相关数据，便于用户实时地了解外部环境相关信息。当外界条件达到一定的临界值时，微控制单元(MCU)就能够控制电机驱动，实现窗户的自动打开与关闭。同时，还可通过移动端给MCU发送指令，控制电机运行，实现开关窗。2)红外线报警控制模块用来监测有无物体穿越窗户，若有物体穿过，则MCU通过无线通信模块向移动终端发送提醒信息，并立即启动应急系统，报警器响起。

3系统硬件设计

3．1电机驱动模块设计

为了精确地控制窗户开关，系统采用四相六线步进电机控制窗户开关，步进电机由ULN2003芯片驱动［2］。步进电机的工作方式及控制字见表1［3］。由表1可知，设四相双四拍的相序为AB→BC→CD→DA，当四相八拍相序为A→AB→B→BC→C→CD→D→DA时，步进电机正转，若通电相序相反，则电机反转。

3．2控制器模块设计

控制器模块即微控制单元(MCU)，采用AT89S52单片机作为主控制芯片［4］。AT89S52是一款低功耗、高性能的CMOS8位微控制器芯片，内含8000字节的ISP，系统内可编程，可反复擦写1000次flash的只读程序存储器，采用了ATMEL公司的高密度非易失性存储器技术，兼容标准的MCS－51指令集和80C51引脚结构［5－6］。芯片集成了通用的8个中央处理器和ISP闪存单元，是一个功能强大的单片机，可为许多嵌入式控制应用提供经济高效的解决方案。

3．3外部环境检测模块设计

1)湿度检测设计。采用DHT11进行环境湿度检测。DHT11是一种多功能传感器，包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，可以测量温度和湿度。DTH11以串行单线与8位AT89S52单片机相连，采集到的数据以数字信号输出，具有响应速度快、抗干扰能力强、稳定性好、性价比高等优点［6］。当检测湿度时，DTH11需要对采集的湿度进行内部校准，标准系数以程序的形式储存在OTP内存中。湿度测量值一般在20%～90%之间波动，精度可达到0．05。上电后，DHT11需要1s的缓冲时间，由于电波干扰，DHT11在此期间不稳定，所以应该在VDD和GND端子上增加一个额外的电容。2)光强检测设计。光敏电阻LY－C1对环境光非常敏感，当光强变化时，其自身电阻值发生变化。当光敏电阻两端的电压固定时，若光强变大，则电阻变小、电流变大。因此，采用光敏电阻LY－C1检测元件，根据电流的变化来计算光强。光敏电阻输出的为模拟信号，需要将其转换成数字信号。系统采用ADC0832转换器实现模数转换，光敏电阻接到ADC0832芯片的引脚CH1。3)噪声检测设计。系统使用小麦克风采集声音，经LM358放大信号后，采用ADC0832进行模数转换，最终转换成分贝值。

3．4无线通信模块设计

为了实现系统与用户的交互，采用nRF2401收发器［7］。其包含一个高速单片机和高性能射频核心，其特点是接收灵敏度高、发射功率和数据传输速率高，是一款适用于全球2．4～2．5GHzISM频段的单芯片无线电收发器，支持与单片机的数据接口。该节点负责从内部网络接收数据，并将数据发送到网关的单片机单元。nRF24L01可以设置为接收模式、发送模式、待机和掉电模式。

3．5红外线报警控制模块

采用HC－SR501作为红外线报警控制模块。HC－SR501是基于红外线技术的自动控制模块，具有较高的敏感度，而且能够在电压很低的情况下工作，还可以通过多种方式实现完全自动延时感应。例如，当有物体直接进入检测范围时，该模块会自动产生一个输入高电平，该高电平是延时出现的，如果物体超出了这个探测范围，那么该模块则会出现2种结果，即自动地产生延时输入高电平，或自动地使输入高电平关闭，并且输出一个低电平。HC－SR501配合蜂鸣器即可实现红外报警。

4系统软件设计

智能窗户控制系统工作流程图如图2所示。

4．1外部环境检测软件设计

外部环境处理流程图如图3所示。温湿传感器DHT11检测到的数据、麦克风收集到的声音和光敏电阻输出的模拟信号由ADC0832转换器转换为模拟数据，并在LCD1602液晶显示屏显示。取值范围为0～255，数值越小，湿度及噪声越低、光照越弱;数值越大，湿度及噪声越大、光照越强，并在LCD1602液晶显示屏显示。假设当湿度达到100%或噪声达到60dB时，若窗户没有关闭，则驱动电机关闭窗户;假设噪声小于60dB且光照强度大于100Lx，若未开窗，则驱动电机开窗。

4．2电机驱动模块软件设计

四相双四拍步进电机的驱动程序流程图如图4所示。先判断单片机存储单元51H中的内容是否为“1”，若为“1”，表示步进电机正转，则51H单元中的8位循环右移，代表步进电机通电绕组AB，BC，CD，DA逐次正向通电;若为“0”，表示步进电机反转，则51H单元中的8位循环左移，代表步进电机通电绕组AB，BC，CD，DA逐次反向通电。

4．3红外报警软件设计

智能窗户控制系统兼具防盗功能。当检测到有人从窗户进来时，红外传感器可以激活蜂鸣器，并发送短信通知。红外报警处理流程图如图5所示。红外传感器检测到的数据处理为“真”或“假”，表示是否检测到人体。为了防止检测错误，降低红外检测范围，同时可在传感器周围放置障碍物，以降低检测错误的概率。

5结束语