序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇自動控制類論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

 

0引言

天然氣作為一種新的清潔能源，對我國調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、改善環(huán)境污染、方便人民生活、節(jié)約能源和減少環(huán)境污染等方面發(fā)揮了很好的作用。然而天然氣是易燃、易爆、易揮發(fā)的氣體【1】，一旦因各種原因造成管道泄漏、破壞，則可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故，造成生命、財產(chǎn)的巨大損失，同時給公共衛(wèi)生和環(huán)境保護(hù)帶來較長時間的負(fù)面影響。因此，加強(qiáng)天然氣管道的安全管理是天然氣行業(yè)的關(guān)鍵任務(wù)。將自動化控制的理論應(yīng)用到天然氣管道中是提高安全管理水平的有效措施。

1自動控制理論的發(fā)展

自動控制是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置使機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)過程的某個工作狀態(tài)或參數(shù)自動地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行【2】。

自動控制理論是研究自動控制共同規(guī)律的技術(shù)科學(xué)。它的發(fā)展初期，是以反饋理論為基礎(chǔ)的自動調(diào)節(jié)原理，主要用于工業(yè)控制，二戰(zhàn)期間為了設(shè)計(jì)和制造飛機(jī)及船用自動駕駛儀，火炮定位系統(tǒng)，雷達(dá)跟蹤系統(tǒng)以及其他基于反饋原理的軍用設(shè)備，進(jìn)一步促進(jìn)并完善了自動控制理論的發(fā)展。到戰(zhàn)后，已形成完整的自動控制理論體系，這就是以傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)的經(jīng)典控制理論，它主要研究單輸入—單輸出，線形定常數(shù)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)問題。

為適應(yīng)宇航技術(shù)的發(fā)展，自動控制理論跨入了一個新階段—現(xiàn)代控制理論，主要研究具有高性能，高精度的多變量變參數(shù)的最優(yōu)控制問題，主要采用的方法是以狀態(tài)為基礎(chǔ)的狀態(tài)空間法。目前，自動控制理論還在繼續(xù)發(fā)展，正向以控制論、信息論及仿生學(xué)為基礎(chǔ)的智能控制理論深入。

為了實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制任務(wù)，首先要將被控制對象和控制裝置按照一定的方式連接起來，組成一個有機(jī)的總體，這就是自動控制系統(tǒng)。在自動控制系統(tǒng)中，被控對象的輸出量即被控量是要求嚴(yán)格加以控制的物理量，它可以要求保持為某一恒定值；而控制裝置則是對被控對象施加控制作用的機(jī)構(gòu)的總體，它可以采用不同的原理和方式對被控對象進(jìn)行控制，但最基本的一種是基于反饋控制原理的反饋控制系統(tǒng)。

在反饋控制系統(tǒng)中，控制裝置對被控裝置施加的控制作用，是取自被控量的反饋信息，用來不斷修正被控量和控制量之間的偏差從而實(shí)現(xiàn)對被控量進(jìn)行控制的任務(wù)，這就是反饋控制的原理。

2自動控制理論在天然氣管道中的應(yīng)用

自動控制在天然氣管道方面也有很廣泛的應(yīng)用。隨著我國天然氣長輸管道的蓬勃發(fā)展，尤其在西氣東輸管道投產(chǎn)運(yùn)行后，我國數(shù)字化天然氣管道建設(shè)進(jìn)入了高速發(fā)展時期，而數(shù)字化天然氣管道建設(shè)的核心是天然氣長輸管道SCADA系統(tǒng)的建設(shè)。SCADA（SupervisoryControl And Data Ac-quisition）系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)作為信息時代的產(chǎn)物，已廣泛應(yīng)用于電力工業(yè)、鐵路運(yùn)輸、環(huán)境保護(hù)、城市公用事業(yè)及輸油輸氣管道領(lǐng)域【3】。輸氣管道的SCADA系統(tǒng)常采用管理集中、控制功能分散的分布式控制方式，一旦通信系統(tǒng)或調(diào)度控制中心設(shè)備故障，各站仍能獨(dú)立地運(yùn)行。一個完整的輸氣管道SCADA系統(tǒng)一般可分為三級控制：調(diào)度控制中心級、站場控制級和現(xiàn)場控制級。免費(fèi)論文。

目前SCADA系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用于西氣東輸管道工程，實(shí)現(xiàn)了天然氣輸氣管道的全線遠(yuǎn)程監(jiān)控，提供了運(yùn)行參數(shù)在線采集、數(shù)據(jù)趨勢和設(shè)備狀態(tài)的顯示；提供了多種管道運(yùn)行報警手段，并啟動了管道運(yùn)行的各類保護(hù)系統(tǒng)，如管道壓降速率保護(hù)、高低壓保護(hù)、ESD緊急停戰(zhàn)保護(hù)等，全面提高了管道運(yùn)行的安全程度。免費(fèi)論文。天然氣管道系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行不僅使控制工藝得到了改進(jìn)，提高了企業(yè)管理水平，而且在確保安全生產(chǎn)基礎(chǔ)上，獲得了更大的經(jīng)濟(jì)效益。免費(fèi)論文。

3 結(jié)論

在天然氣管道中應(yīng)用SCADA系統(tǒng)既可以減少作業(yè)人員的數(shù)量，又可以將計(jì)算機(jī)應(yīng)用到天然氣管道中，實(shí)現(xiàn)天然氣管道的信息化和自動化，更主要的是可以提高管道系統(tǒng)的安全性，極大地減少事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]金瑋.天然氣管道安全管理的初探[J].工作研討，2009，3：31

[2]陳建明.自動控制理論[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

篇（2）

 

1 前言

安鋼高線水處理系統(tǒng)采用了工業(yè)自動化技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，利用組態(tài)王、PROFIBUS總線和PLC技術(shù)完成水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控控制。論文參考，現(xiàn)場總線以太網(wǎng)。在完善提高基礎(chǔ)自動控制同時，將各系統(tǒng)的設(shè)備監(jiān)測信號及生產(chǎn)數(shù)據(jù)連接起來，對壓力波動、溫度變化和液位等現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)視和分析處理，實(shí)現(xiàn)集過程控制與生產(chǎn)管理于一體的現(xiàn)代化高效管理。論文參考，現(xiàn)場總線以太網(wǎng)。

2 水處理工藝流程

高線水處理系統(tǒng)大體分為凈循環(huán)水系統(tǒng)、濁循環(huán)水系統(tǒng)、軟水系統(tǒng)、事故水系統(tǒng)以及給排水系統(tǒng)。水處理系統(tǒng)的工藝流程：冷卻水由凈循環(huán)供水泵組、濁循環(huán)供水泵組加壓后送至各用水點(diǎn)，經(jīng)過現(xiàn)場冷卻設(shè)備后水溫升高到約50℃并含有大量污油、鐵鱗、污泥等，經(jīng)過沖氧化鐵皮供水泵組將水經(jīng)沖渣溝至旋流池，在旋流池內(nèi)沉淀、由平流池供水泵組加壓后送至平流沉淀池、經(jīng)過二次去油、去渣，由過濾器后送至冷卻塔、冷卻后溫度低于35℃。流回濁循環(huán)水池，再由凈循環(huán)、濁循環(huán)泵組加壓后送用水點(diǎn)循環(huán)使用。

3 水處理PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

根據(jù)水處理系統(tǒng)規(guī)模，系統(tǒng)主要有上位監(jiān)控機(jī)、SIMENSS7-300可編程控制器、DX220無紙記錄儀、prfibus-DP總線通訊設(shè)備、ethernet通訊設(shè)備等。論文參考，現(xiàn)場總線以太網(wǎng)。論文參考，現(xiàn)場總線以太網(wǎng)。

基礎(chǔ)自動控制系統(tǒng)采用SIMENS S7-300 CPU 318-2（6SE7 318-2AJ00-0AB0）可編程序控制器，二個中央槽架之間由UR0的IM360（6SE7360-3AA01-0AA0）與UR1上的IM361（6SE7 361-3CA01-0AA0）模塊相連接，現(xiàn)場配有9臺ET200M，PLC和工控機(jī)之間通過PROFIBUS-DP總線進(jìn)行通訊。過程量采集使用兩臺DX220無紙記錄儀，與工控機(jī)之間通過ethernet通訊。上位機(jī)采用DELL GX－240（P4 1.7G/256M/80G）主機(jī)，構(gòu)成一套完整的控制與監(jiān)控配置方案。

水處理控制系統(tǒng)通過帶有PROFIBUS-DP主/從接口的中央處理單元，采用分布式I/O、PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線控制，同遠(yuǎn)程ET200站構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)，結(jié)合組態(tài)王操作畫面，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制；通過工業(yè)以太網(wǎng)與DX220無紙記錄儀的通訊，實(shí)現(xiàn)組態(tài)王過程參數(shù)畫面監(jiān)控，進(jìn)而達(dá)到了現(xiàn)場工藝生產(chǎn)要求。

控制系統(tǒng)采用就地手動、上位機(jī)點(diǎn)操和集中自動監(jiān)控系統(tǒng)三種控制方法相組合，現(xiàn)場采用33塊6ES7321-1BL00-0AA0輸入模板，輸入點(diǎn)數(shù)998點(diǎn)，輸出采用22塊6ES7322-1BH00-0AA0輸出模板，輸出點(diǎn)數(shù)503點(diǎn)，有關(guān)硬件組態(tài)及模塊安裝位置見附圖1，主要用于操作方式的選擇、水泵運(yùn)行、壓力、水位、電動蝶閥限位、水泵起停、電動蝶閥開閉，備用泵自投以及指示燈顯示和遠(yuǎn)程畫面等。兩臺DX220無紙記錄儀均為16通道模擬量輸入回路，主要采集水溫、水流量、水壓等參數(shù)，用于畫面的報警與顯示。

圖1 系統(tǒng)構(gòu)成示意圖

4 水處理控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

水處理控制系統(tǒng)軟件按照工藝過程和控制設(shè)計(jì)，編程軟件采用西門子STEP7編程軟件，其最大的特點(diǎn)是采用了塊結(jié)構(gòu)的方式。對于許多工藝控制條件相同的設(shè)備，只編制一個功能塊(FBs)，在組織塊中通過調(diào)用賦予不同數(shù)據(jù)塊的功能塊，來控制相對應(yīng)的同類設(shè)備，在程序的調(diào)試和修改中，只需修改FB，即可實(shí)現(xiàn)對同類所有設(shè)備控制的修改。

5 實(shí)時監(jiān)控

上位機(jī)軟件采用Windows2000操作系統(tǒng)，組態(tài)平臺為工控組態(tài)軟件KingView6.0。上位機(jī)實(shí)現(xiàn)的功能為：數(shù)字顯示水處理系統(tǒng)中的液位、管道壓力、進(jìn)出水流量實(shí)時值與累積值、水溫度。論文參考，現(xiàn)場總線以太網(wǎng)。按照水處理自動化的要求，對一些實(shí)時參數(shù)以及歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總記錄，生成各類組態(tài)王報表，或者將數(shù)據(jù)輸出到SQL數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行記錄。各設(shè)備的運(yùn)行、故障等狀態(tài)顯示，各設(shè)備的啟動、停止操作，并進(jìn)行操作記錄，以便查詢；出現(xiàn)每個設(shè)備故障時發(fā)出聲音報警并記錄故障情況（故障時刻、故障類型等），方便進(jìn)行事故分析。論文參考，現(xiàn)場總線以太網(wǎng)。重要參數(shù)、報警、故障都可以報表打印。

6 結(jié)語

該系統(tǒng)自投入運(yùn)行以來，穩(wěn)定可靠，在線修改和調(diào)試方便，給操作人員和維護(hù)人員帶來很大方便，在高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、降低能耗和安全環(huán)保等方面發(fā)揮了很大作用，進(jìn)一步推動了水處理自動控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]廖常初主編，PLC編程及應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社，2002。

[2]鄭晟、鞏建平、張學(xué)主編，現(xiàn)代可編程控制器原理與應(yīng)用，科學(xué)出版社，1999。

篇（3）

中圖分類號：[TU992.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

1、前言

污水處理是一門涉及化學(xué)、物理、生物等多門科學(xué)的綜合性技術(shù)，其工藝機(jī)理復(fù)雜，操作要求十分嚴(yán)格，實(shí)現(xiàn)起來難度較高。如果只憑現(xiàn)場人員手動操作，往往操作繁瑣，勞動強(qiáng)度大，處理效果差。加之我國水污染控制水平較低，尤其是工業(yè)廢水的污染控制，投入不足，給環(huán)境帶來了嚴(yán)重的威脅。因此為了改變我國污水處理控制技術(shù)的這種落后現(xiàn)狀，進(jìn)行污水處理自動控制系統(tǒng)的研究，具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。當(dāng)前，污水處理控制領(lǐng)域?qū)⒂?jì)算機(jī)技術(shù)、智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等運(yùn)用到過程中，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制，已成為研究熱點(diǎn)。

2、自動控制理論的發(fā)展

在工業(yè)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展的同時，控制理論的發(fā)展至今已有100多年的歷史。各個領(lǐng)域中的自動控制系統(tǒng)對控制精度、響應(yīng)速度、系統(tǒng)穩(wěn)定性與適應(yīng)能力的要求越來越高，應(yīng)用范圍也更加廣泛。特別是自20世紀(jì)80年代以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，推動了控制理論研究的深入發(fā)展。

3.各單元的自動控制系統(tǒng)

3.1 格柵自動控制系統(tǒng)

根據(jù)水位差測量儀檢測的格柵前后水位差閾值自動控制機(jī)械格柵的運(yùn)行。當(dāng)機(jī)械格柵停止運(yùn)行的時間超過設(shè)定值時，系統(tǒng)轉(zhuǎn)由時間控制，自動啟動機(jī)械格柵。PLC系統(tǒng)還將按軟件程序自動控制柵渣輸送機(jī)、機(jī)械格柵的順序啟動、運(yùn)行、停車以及安全聯(lián)鎖保護(hù)。水位差設(shè)定值，格柵的運(yùn)行時間及格柵運(yùn)行周期可調(diào)。3.2 水泵自動控制

在泵池設(shè)超聲波液位儀表，根據(jù)水位測量儀測得的泵房水位值自動控制多臺水泵的啟停運(yùn)行。當(dāng)泵房水位高至某一設(shè)定的水位值時，PLC系統(tǒng)將按軟件程序自動增加水泵的運(yùn)行臺數(shù)；相反，當(dāng)泵房水位降至某一設(shè)定的水位值時，PLC系統(tǒng)將按軟件程序自動減少水泵的運(yùn)行臺數(shù)。同時，系統(tǒng)累積各個水泵的運(yùn)行時間，自動輪換水泵，保證各水泵累積運(yùn)行時間基本相等，使其保持最佳運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)水位降至干運(yùn)轉(zhuǎn)水位時，自動控制全部水泵停止運(yùn)行。在監(jiān)控管理系統(tǒng)和就地控制系統(tǒng)的操作面板上可以設(shè)定水位值。

3.3 沉砂池自動控制

沉砂池的設(shè)備自成系統(tǒng)，隨設(shè)備所帶的就地控制箱將帶有啟動時序和停止時序，以及安全保護(hù)程序，自動控制整套沉砂池設(shè)備的運(yùn)行。PLC系統(tǒng)將采集沉砂池全部設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，上位監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)也可遠(yuǎn)控整套沉砂池設(shè)備的啟動/停止。

3.4 分段進(jìn)水多級AO生物池控制

現(xiàn)有AO或AAO生物池改造采用分段進(jìn)水多級AO工藝。主要測控內(nèi)容有：

――各段進(jìn)水流量檢測、配水閥門/堰門監(jiān)控，自動控制各段流量，保證多級AO工藝進(jìn)水流量分配比，實(shí)現(xiàn)合理利用各段硝化容量,充分利用原水中碳源進(jìn)行反硝化, 達(dá)到有效降低出水TN, 并降低運(yùn)行費(fèi)用。

――厭氧池氧化還原電位監(jiān)測，各級缺氧池入口溶解氧監(jiān)測，各級缺氧池混合液濃度監(jiān)測，攪拌器運(yùn)行控制。

――各級好氧池溶解氧監(jiān)測、空氣流量檢測、曝氣量自動控制。由于污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行中, 進(jìn)水負(fù)荷實(shí)時變化，DO串級控制策略可根據(jù)進(jìn)水負(fù)荷實(shí)時調(diào)整DO的設(shè)定值, 有效地消除進(jìn)水?dāng)_動。

――生物池出水硝氮在線檢測，作為甲醇投加的過程控制參數(shù)，及時調(diào)整外碳源的投加量，保證出水水質(zhì)并節(jié)省碳源。

――生物池出水氨氮在線檢測，根據(jù)出水氨氮值及時調(diào)整曝氣量滿足和保證出水水質(zhì)的要求。

――分段進(jìn)水多級AO工藝對C/N比的敏感性，具體水質(zhì)、水量的實(shí)時變化，使得分段進(jìn)水工藝的運(yùn)行和優(yōu)化有很大的空間。利用在線監(jiān)測及智能控制技術(shù)，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時控制, 提高污染物的去除效率, 降低運(yùn)行成本，并可提高分段進(jìn)水生物脫氮工藝的可操作性。

3.5 鼓風(fēng)機(jī)房出口壓力控制

通過壓力變送器檢測空氣總管的壓力，根據(jù)設(shè)定的壓力值控制鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)臺數(shù)、調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的導(dǎo)葉片角度，從而保證生物池對空氣的需求量。在保證空氣需求量的前提下，盡可能地節(jié)省能耗，壓力控制系統(tǒng)和曝氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，相互影響，最終使生物池的生物處理過程處在最佳狀態(tài)。通過監(jiān)控管理系統(tǒng)和現(xiàn)場控制系統(tǒng)的操作屏，可以設(shè)定鼓風(fēng)機(jī)出口的壓力控制值。

3.6 污泥回流量自動調(diào)節(jié)

回流污泥量的控制采用比例控制以保證污泥混合液濃度在一定的范圍內(nèi)。根據(jù)生物池的進(jìn)水量、回流污泥濃度控制回流污泥泵（工頻泵）的運(yùn)轉(zhuǎn)臺數(shù)或變頻泵的轉(zhuǎn)速，保證生物池微生物的需要量。通過監(jiān)控管理系統(tǒng)和現(xiàn)場控制系統(tǒng)的操作屏，可以設(shè)定回流污泥比例。

3.7 沉淀池排泥控制

沉淀池的排泥可以根據(jù)裝在沉淀池內(nèi)的泥位計(jì)來控制刮泥車的運(yùn)行，指導(dǎo)排泥。排泥有二種控制方式：按泥位計(jì)設(shè)定值進(jìn)行自動排泥，按定時實(shí)現(xiàn)自動排泥。

3.8 污泥濃縮自動控制

污泥濃縮機(jī)系統(tǒng)控制采用時間控制和手動控制。該系統(tǒng)中設(shè)備的啟動順序依次為輸送機(jī)、濃縮機(jī)、加藥泵、進(jìn)泥泵、污泥切割機(jī)，停止順序與之相反。當(dāng)藥液制備段的溶液罐的液位低，進(jìn)泥泵的進(jìn)泥流量低、系統(tǒng)中任何一臺設(shè)備發(fā)生故障時，系統(tǒng)停止運(yùn)行。采用污泥流量比例投加絮凝劑，通過監(jiān)控管理系統(tǒng)和現(xiàn)場控制系統(tǒng)的操作屏，可以設(shè)定每天允許的運(yùn)行次數(shù)及每次運(yùn)行的時間。

3.9 污泥脫水自動控制

污泥脫水過程按污泥脫水系統(tǒng)自身PLC預(yù)先編制的程序控制運(yùn)行。污泥脫水的程序控制采用時間控制和手動控制。系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶有啟動時序和停止時序，以及安全保護(hù)程序。在藥液已制備完成的前提下，設(shè)備的啟動次序依次為傾斜式輸送機(jī)、水平式輸送機(jī)、濃縮脫水一體機(jī)、加藥泵、進(jìn)泥泵，停止順序與之相反。上位監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)可遠(yuǎn)程監(jiān)測污泥脫水系統(tǒng)全部設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和故障報警，但不可遠(yuǎn)程控制污泥脫水系統(tǒng)的開停。

3.10 加氯的自動控制

根據(jù)進(jìn)水流量和濁度控制加氯機(jī)按比例自動加氯，并根據(jù)出水余氯值進(jìn)一步修正加氯量，使加氯量始終處于最佳值。

3.11 電動閘門的控制

重要的電動閘門，旁邊設(shè)置的現(xiàn)場手動操作箱面板上設(shè)手動/遠(yuǎn)動轉(zhuǎn)換開關(guān)。手動狀態(tài)下，由操作箱面板上的按鈕控制閘門的開閉；遠(yuǎn)動狀態(tài)下，由中控室遙控閘門的開閉。閘門的狀態(tài)和工況在中控室的模擬屏上顯示。

4.結(jié)束語

污水處理運(yùn)行過程任務(wù)要求重，特性復(fù)雜，運(yùn)行管理難度大，目前水處理行業(yè)尚缺乏可靠的實(shí)時監(jiān)測儀器，用傳統(tǒng)的控制方式往往達(dá)不到精確的控制要求。先進(jìn)控制理論實(shí)現(xiàn)了過程工藝參數(shù)的優(yōu)化，可以改變污水處理廠人工調(diào)節(jié)操作處理不及時、效率低的現(xiàn)狀。污水處理的社會意義巨大應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)污水處理工藝的半自動全自動控制提高污水處理的技術(shù)管理水平合理使用和配置處理設(shè)施設(shè)備具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。

參考文獻(xiàn)：

篇（4）

 

對于電氣及自動化信息類專業(yè)學(xué)生來講，控制類相關(guān)課程具有重要地位，主要包含“自動控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”、“運(yùn)動控制理論”、“儀表及過程控制”、“計(jì)算機(jī)控制”等相關(guān)課程?！白詣涌刂评碚摗焙汀艾F(xiàn)代控制理論”課程是研究自動控制系統(tǒng)的共同規(guī)律，為自動控制系統(tǒng)的分析和綜合提供基本理論、基本方法的一門專業(yè)基礎(chǔ)課該課程，是一門重要的控制類專業(yè)的基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的理論性，對于工程實(shí)踐具有重要的指導(dǎo)作用，因而受到人們的廣泛重視。目前不只是控制類專業(yè)，越來越多的非控制類專業(yè)也都把自動控制理論作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課來學(xué)習(xí)。但是“自動控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”課程數(shù)學(xué)計(jì)算和理論分析比重大，是本科生遇到的最抽象、難度最大的課程之一，加之未接觸專業(yè)課，沒有具體應(yīng)用的物理模型，僅以數(shù)學(xué)模型為基線講，學(xué)生往往會認(rèn)為“自動控制理論”與專業(yè)無關(guān)而無學(xué)習(xí)興趣，這是多年來常規(guī)教學(xué)始終感到困惑的原因。而后續(xù)“運(yùn)動控制理論”、“儀表及過程控制”、“計(jì)算機(jī)控制”專業(yè)課是以電動機(jī)為控制對象，以控制器為核心，以電力電子功率變換裝置為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在自動控制理論的指導(dǎo)下組成的電氣傳動自動控制系統(tǒng)。如何講授“強(qiáng)理論性”課程，使學(xué)生真正認(rèn)識到學(xué)好理論可獲得對電氣信息類多門專業(yè)課的理論支撐，從而學(xué)好后續(xù)專業(yè)課程是教學(xué)改革的主要目的。需結(jié)合“自動控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”專業(yè)基礎(chǔ)理論課程與“運(yùn)動控制理論”、“儀表及過程控制”，“計(jì)算機(jī)控制”專業(yè)課程的問題進(jìn)行深入的分析與研究，從教學(xué)內(nèi)容、方法及形式、教材建設(shè)、實(shí)踐教學(xué)等方面進(jìn)行全方位、多層次的改革探索和實(shí)踐，將對教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)方面有明顯效果。 

本項(xiàng)目探討了如何更新和重組控制理論相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容，保證教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性、先進(jìn)性和實(shí)用性，以適應(yīng)形勢發(fā)展的需要。提出如何學(xué)習(xí)和掌握這些課程，包含“自動控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”、“運(yùn)動控制理論”、“儀表及過程控制”、“計(jì)算機(jī)控制”等控制類課程的教學(xué)內(nèi)容的一些方法和措施。 

一、教學(xué)內(nèi)容、方法及形式改革 

1.教學(xué)設(shè)計(jì) 

近年來，不斷更新觀念，壓縮精簡陳舊過時的教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)現(xiàn)論及現(xiàn)代方法的內(nèi)容，很好地解決先修課程和后續(xù)課程的銜接問題，避免內(nèi)容的重復(fù)，進(jìn)一步優(yōu)化課程體系。建立一套適應(yīng)性強(qiáng)的包括理論講授、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、實(shí)踐教學(xué)和強(qiáng)化訓(xùn)練等方面在內(nèi)的全方位教學(xué)新體系。 

2.教學(xué)方法 

將課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程研討、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等有機(jī)地結(jié)合起來，并充分利用多媒體教學(xué)手段提高教學(xué)效率、創(chuàng)造視覺的新感受、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。內(nèi)容取材時，不僅體現(xiàn)控制理論課程內(nèi)知識點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系，還體現(xiàn)課程群之間的相互關(guān)系。 

3.教學(xué)手段 

在教學(xué)組織過程中，積極采用現(xiàn)代信息技術(shù)改進(jìn)傳統(tǒng)的教學(xué)手段，在多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)課程等方面努力探索。統(tǒng)一制作“自動化概論”、“自動控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”、“運(yùn)動控制理論”、“過程控制理論”、“計(jì)算機(jī)控制”電子教案和cai課件，并將授課課件在課程網(wǎng)頁上，可供學(xué)生課余預(yù)習(xí)、瀏覽、復(fù)習(xí)等。另外，教學(xué)大綱、授課計(jì)劃、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、學(xué)習(xí)指導(dǎo)以及教材和參考文獻(xiàn)均可通過網(wǎng)絡(luò)方便查閱。在課程開始即公布授課教師的信箱和電話號碼等聯(lián)系方式，密切授課教師與同學(xué)之間的聯(lián)系，使學(xué)生有問題可及時獲得老師的輔導(dǎo)答疑，也可通過網(wǎng)上答疑相互交流，打破班級與時間的束縛，在平行班級中實(shí)行聽課和答疑共享。 

4.教學(xué)改革與教學(xué)研究 

精簡教材和教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)組定期進(jìn)行集體備課，加大對該課程與前后各門課程之間的銜接研究，避免內(nèi)容上的重復(fù)，使其與其他相關(guān)課程融合為一個有機(jī)的整體。建設(shè)可用于大多數(shù)工科專業(yè)的“控制理論”平臺課程。不斷改進(jìn)和完善本課程的新體系結(jié)構(gòu)，充分體現(xiàn)其基礎(chǔ)性、應(yīng)用性、前沿性和系統(tǒng)性；配合新的教材和課程體系，研究并建立配套的新實(shí)驗(yàn)體系，強(qiáng)化自主性、設(shè)計(jì)性、綜合性和創(chuàng)新性；以matlab軟件為基礎(chǔ)，構(gòu)造開放式小車倒立擺綜合實(shí)驗(yàn)平臺，將分析、設(shè)計(jì)、仿真、虛擬實(shí)驗(yàn)、模擬實(shí)驗(yàn)融為一體；開發(fā)先進(jìn)的多媒體課件，將matlab平臺和虛擬實(shí)驗(yàn)融入到教學(xué)過程中，使教學(xué)更為直觀生動，更具趣味性和吸引力；完善了課程網(wǎng)站，完成了課程輔助教材的修改和編寫，各類題庫建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)功能、遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)、虛擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的擴(kuò)展及網(wǎng)絡(luò)版的開發(fā)等；使其真正成為學(xué)生自主學(xué)習(xí)、師生互動、雙向交流的園地；教考分離，采用試題庫出題，統(tǒng)一考試，流水閱卷，考后進(jìn)行詳細(xì)的試卷分析。 

二、實(shí)踐教學(xué)改革 

實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)是學(xué)生能力培養(yǎng)中的重要環(huán)節(jié)。工科學(xué)生除要掌握一定的工程技術(shù)知識外，還要有較強(qiáng)的實(shí)際動手能力。 

1.改革實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，建立體化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系 

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是“控制理論”課程的重要組成部分。通過實(shí)驗(yàn)不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，驗(yàn)證所學(xué)理論，而且對所學(xué)內(nèi)容能夠提出一些新的見解。為了適應(yīng)教學(xué)改革的需要，在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面的指導(dǎo)思想是：將傳統(tǒng)的模擬實(shí)驗(yàn)與matlab環(huán)境下的仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，將基礎(chǔ)理論驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)與自主型、綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，將基本實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，建立一個立體化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，從而滿足不同階段實(shí)踐教學(xué)的需要，為激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識提供硬件平臺。 

由于實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容和形式的多元化，大大激發(fā)了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的主動性、積極性和創(chuàng)新性，學(xué)生可以通過預(yù)約或上網(wǎng)自主地開展多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行理論驗(yàn)證、性能分析和綜合設(shè)計(jì)，對提高學(xué)生的實(shí)踐能力和本課程的學(xué)習(xí)都將起到良好的作用。 

課程組織形式與教師指導(dǎo)方法，對于教學(xué)大綱規(guī)定的必做實(shí)驗(yàn)，由任課教師和實(shí)驗(yàn)教師共同指導(dǎo)完成；對于設(shè)計(jì)性、綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自己利用課余時間完成，可以預(yù)約指導(dǎo)教師給予宏觀上的指導(dǎo)。 

2.積極開展大學(xué)生科研實(shí)訓(xùn)活動、參與教師科研項(xiàng)目 

 引導(dǎo)學(xué)生積極參加大學(xué)生科研實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，吸引有興趣的學(xué)生參與教師的科研活動，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、創(chuàng)新意識、創(chuàng)業(yè)和團(tuán)隊(duì)合作精神，提高學(xué)生初步的科學(xué)研究能力以及工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生獲取知識及撰寫論文的能力。 

三、控制理論專題授課方案 

根據(jù)“自動控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”、“運(yùn)動控制理論”、“儀表及過程控制”課程大綱的要求，在適當(dāng)時候，以某一專題講座的方式授課。將各種教材進(jìn)行比較、處理、揉合，組織成各個專題，以高質(zhì)量、高水平、高效率來達(dá)到最佳教學(xué)效果。由于專題授課具有綜合性、整體性和探討性，使其信息量得以加大，知識在綜合和分析中得到延伸，既提升授課內(nèi)容，使之濃縮為精華，又吸引了學(xué)生的注意力和參與興趣。

四、應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù) 

開發(fā)研制了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件。教學(xué)課件以教材為藍(lán)本，包含簡明、清晰的授課講義、重點(diǎn)、難點(diǎn)、例題演示、控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真和控制系統(tǒng)分析計(jì)算等內(nèi)容，既有課本內(nèi)容的直接再現(xiàn)，又增加很多有助于講解理論和計(jì)算方法的表現(xiàn)手段。課件以計(jì)算機(jī)為載體，既可用于課堂教學(xué)，又可通過上網(wǎng)，供學(xué)生進(jìn)行自學(xué)和課后復(fù)習(xí)使用?？刂评碚摰姆治龇椒ㄓ泻芏鄨D解法，如頻域分析、根軌跡法、狀態(tài)空間法等。利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算能力仿真能力和豐富的色彩，可輕而易舉地準(zhǔn)確繪制出清晰美觀的畫面。采用動畫技術(shù)后，圖形的來龍去脈可用動態(tài)演示。計(jì)算機(jī)的圖形演示與教師的講授相結(jié)合，使教學(xué)內(nèi)容形象化、具體化和生動化，增進(jìn)學(xué)生的理解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用為實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來極大的方便。仿真實(shí)驗(yàn)具有建模方法簡單、參數(shù)調(diào)整方便、結(jié)果可視性好等優(yōu)點(diǎn)，克服常規(guī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單調(diào)、缺乏變化、元器件制約參數(shù)調(diào)整以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量有限等不足。在教學(xué)中適當(dāng)介紹并應(yīng)用matlab軟件，并設(shè)計(jì)出計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件包，提供一個方便易用的圖形用戶界面，將matlab控制工具箱的相關(guān)功能集成一體。 

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺開發(fā)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)能真正體現(xiàn)學(xué)生的主體作用。在網(wǎng)絡(luò)中，學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)的交互性、檢索性等特點(diǎn)來選擇自己需要的內(nèi)容進(jìn)行獨(dú)立學(xué)習(xí)。學(xué)生可以在任何時間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，并且與教師在網(wǎng)上交流，探討問題，在教學(xué)中發(fā)揮積極作用。 

五、建立科學(xué)、有效的教學(xué)信息回饋 

堅(jiān)持洛陽理工學(xué)院本科畢業(yè)班所有學(xué)生中，實(shí)施“‘控制理論’相關(guān)課程的學(xué)習(xí)調(diào)查”制度。不定期進(jìn)行相關(guān)問卷，包含這門課程是否易學(xué)、學(xué)習(xí)難點(diǎn)、學(xué)習(xí)方法、是否能學(xué)以致用等幾個方面的內(nèi)容，充分了解學(xué)生學(xué)習(xí)這門課的基本情況，為課程改革提供必要的依據(jù)，收到良好的效果。 

六、結(jié)束語 

在新世紀(jì)中，控制類學(xué)科將具有更加光明的前景，控制類研究內(nèi)容將具有挑戰(zhàn)性，研究的范圍將更加廣闊，電氣自動化專業(yè)控制類課程的內(nèi)容將不斷地發(fā)展和更新，電氣自動化專業(yè)控制類課程設(shè)置及教學(xué)內(nèi)容改革研究也將進(jìn)一步進(jìn)行下去。 

 

參考文獻(xiàn)： 

[1]王瑛.控制理論實(shí)驗(yàn)開放式教學(xué)的探索[j].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2002, 

4(21):15-17. 

篇（5）

中圖分類號： TP311.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

一．前言

西門子STEP7編程軟件是一種通用型的現(xiàn)代PLC軟件系統(tǒng)。西門子STEP7編程軟件在現(xiàn)代社會中的使用十分的普遍，我們隨處都可以看到人們熟練的使用該項(xiàng)編程軟件，在工作中，學(xué)習(xí)中，生活中都得到了巨大的應(yīng)用和推廣。西門子STEP7編程軟件是一種新的編程軟件系統(tǒng)，它本質(zhì)上是對編程語言的一種修改和創(chuàng)新，該項(xiàng)軟件較多的將現(xiàn)代型的自動化的項(xiàng)目和方式應(yīng)用到該款編程軟件之中。根據(jù)目前的使用和推廣情況，它的應(yīng)用還是比較的廣泛的，但是從大多數(shù)用戶的反映中，我們發(fā)現(xiàn)，較多的用戶還是對這款編程軟件比較大哦陌生，對它的使用方法還不夠熟練，用戶在使用中也表現(xiàn)出煩惱和憂慮。為了使廣大用戶和學(xué)者能夠輕松的掌握這款軟件的操作方法，本文采取實(shí)例的方法來幫助大家掌握如何使用這款軟件。

二．西門子STEP7編程軟件的示例項(xiàng)目

筆者下面就會通過一個具體的實(shí)例，來幫助初學(xué)者了解如何使用西門子STEP7編程軟件的使用方法，希望初學(xué)者能夠盡快掌握該種方法，這樣才打到了本文作者的目的。

1.西門子STEP7編程軟件的控制要求

西門子STEP7編程軟件安裝的是自動控制系統(tǒng)，改變了過去手動控制的模式。在自動控制模式下，電動機(jī)進(jìn)行正反的轉(zhuǎn)點(diǎn)運(yùn)動，同時該電動機(jī)還可以進(jìn)行手動和自動的相互轉(zhuǎn)換。手動模式下的電動機(jī)可以自主進(jìn)行，自自動控制下，用戶就可以點(diǎn)一下按鈕就可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動運(yùn)轉(zhuǎn)，要想使其停止運(yùn)轉(zhuǎn)，用戶可以按一下停止按鈕，機(jī)器就自動停止了，操作起來比較的方便。

2．在西門子STEP7編程軟件上創(chuàng)建一個項(xiàng)目項(xiàng)目

首先開始為該電動機(jī)的良好運(yùn)轉(zhuǎn)在西門子STEP7編程軟件上創(chuàng)建一個項(xiàng)目，我們可以把這個項(xiàng)目叫做My-project。

緊接著就要在工具欄中選擇菜單，或者可以點(diǎn)擊工具條中的圖標(biāo)，然后可以打開準(zhǔn)備建立項(xiàng)目的對話框，然后就在已經(jīng)打開的對話框中，輸入我們剛剛?cè)〉捻?xiàng)目的名稱。當(dāng)我們輸入完畢后，系統(tǒng)會自動彈出一個對話框，從而來幫助我們建立一個項(xiàng)目。然后我們就單擊執(zhí)行菜單的命令，再單擊頁面選項(xiàng)卡，選擇保存我們項(xiàng)目的一個存儲路徑，這樣就基本完成了項(xiàng)目的建立工作，可以開始下一步的進(jìn)行了。

3.啟動西門子STEP7編程軟件，在其上插入一個站

建立了項(xiàng)目以后，我們就在系統(tǒng)上插入一個站，單擊執(zhí)行菜單命令，在系統(tǒng)上插入一個站，當(dāng)將這個站插入后，系統(tǒng)就會自動為這個站取一個名字，我們可以隨時修改這個站名。

接下來就要執(zhí)行菜單命令，啟動硬件組態(tài)編輯器，或者是直接點(diǎn)擊圖標(biāo)啟動硬件組態(tài)編輯器。打開以后就會顯示出硬件組態(tài)并且將其存盤，存盤的過程中，應(yīng)當(dāng)注意電源以及插槽的注意要點(diǎn)，盡量按照系統(tǒng)彈出的對話框的步驟進(jìn)行，這樣就可以進(jìn)行下一步的程序。

5.后續(xù)程序的跟進(jìn)方式和方法

緊接著，我們就要在新建項(xiàng)目中插入西門子STEP7編程軟件，插入該軟件，我們可以單擊菜單，執(zhí)行菜單命令進(jìn)行，也可以直接點(diǎn)擊圖標(biāo)進(jìn)行插入，插入后，我們可以對其名稱作出修改。接下來我們就要測試接線了，測試接線，我們可以使用工具M(jìn)onitor，來檢測是否將數(shù)字量和輸出模塊連接起來，這一環(huán)節(jié)十分重要。

我們需要在系統(tǒng)上建立符號表，建立符號表的好處就是可以使系統(tǒng)程序更輕松的理解每個符號的意思，這樣就會使程序的運(yùn)行比較快捷。建立符號表，可以直接單擊圖標(biāo)，就會彈出一個對話框，然后就可以在上面建立符號表了。如圖一所示，編輯符號表后，就可以通過菜單命令，將符號表所列的進(jìn)行排序，排序可以使升序，也可以使降序的。

圖一 1電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制

接著我們就要打開變量表，通過變量表來測試系統(tǒng)接線，這樣就可以保證程序的繼續(xù)運(yùn)行?？梢詥螕魣?zhí)行菜單命令在程序上打開變量表，如圖二所示，就可以通過變量表進(jìn)行接線測試了。

圖二 利用變量表測試接線

三．編制自動控制程序

現(xiàn)在我們就要進(jìn)行自動程序的編制了，首先我們要在程序中創(chuàng)建FC1和FC2，雙擊FC1或者是FC2，我們就可以進(jìn)行自動程序的編制了。我們選擇在FC1上編寫自動控制程序，如圖三所示，上升時就會啟動系統(tǒng)，當(dāng)閉合式就會關(guān)閉系統(tǒng)，這些動作通過開關(guān)9K34 就可以了，我們可以選擇手動模式，當(dāng)然也可以選擇自動模式，我們在選擇操作模式的時候，我們就需要通過

按鈕9K36 來完成。如果我們要改變模式或者是要停止時，以前所選擇的模式將會自動取消。

圖三 FC1電動機(jī)的模式選擇程序

然后再來編寫自動控制程序， 自動控制需要在自動模式下進(jìn)行操作，操作時，通過啟動電動機(jī)使其正轉(zhuǎn)右行，然后閉合，它就自動停止了，接著再按按鈕使其自動左行，然后閉合，使其停止，只有這樣反復(fù)的測試才能確認(rèn)程序運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

接著要在OB1中調(diào)用FC1和FC2，同時還要下載程序，我們可以雙擊打開OB1的編程窗口，也可以在圖標(biāo)中直接打開，根據(jù)彈出對話的指示，選擇邏輯指令、程序控制指令、定時器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算指令、功能和功能塊等，接著我們就可以來調(diào)試FC1了，將FC1調(diào)試好以后，我們可以用同樣的方法來調(diào)試FC2。

前面的步驟完成后，我們就要開始測試制作的程序了。程序中的一些邏輯錯誤或者是其他指令性錯誤只有通過對程序的不斷調(diào)試，才能夠試驗(yàn)出來，這樣才能保證所制作的程序是可以使用的。西門子STEP7編程軟件提供了對程序進(jìn)行跟蹤調(diào)查的功能。打開程序檢測窗口后，單擊按鈕，我們就進(jìn)入了程序的檢測環(huán)節(jié)，這種檢測不同于其他的檢測，檢測窗口中會顯示出檢測的質(zhì)量和信號，以及檢測的狀態(tài)都可以在檢測窗口中實(shí)時表現(xiàn)出來。檢測完成后，我們基本上就完成了程序的制作，也基本上對西門子STEP7編程軟件的使用方法有了全面的了解和掌握。

四．結(jié)束語

西門子STEP7編程軟件是目前最新的一款程序編制軟件，它的使用方法并不是那么深不可測，只要基本掌握其使用的每一個步驟，基本上就可以很熟練的使用西門子STEP7編程軟件了。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅庚興 西門子STEP7編程軟件的使用方法 (被引用 2 次) [期刊論文] 《南方金屬》 -2006年5期

[2]李佳 通向機(jī)器安全之路——西門子安全系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)(下) [期刊論文] 《儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)量》 -2011年6期

[3]劉金保 王智琳 李政 基于PLC的一維正態(tài)云模型實(shí)現(xiàn)研究 [期刊論文] 《電子設(shè)計(jì)工程》 -2012年1期

篇（6）

中圖分類號：TP13.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）05（c）-0066-01

“自動控制原理”作為自動化及相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在自動化專業(yè)中，起到承上啟下的核心作用。同時，在化工、機(jī)械等專業(yè)中也處于非常重要的地位。[1]目前，這門課程存在著教師難教、學(xué)生難學(xué)的雙重困惑，特別是其考核方式和考核內(nèi)容在某種程度上直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和積極性。進(jìn)行考核制度改革，是調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)質(zhì)量的一種重要方法。傳統(tǒng)的考核方式大多采用閉卷或者開卷考試，存在不少弊端。

1 傳統(tǒng)考核方式及弊端

（1）不能有效促進(jìn)學(xué)生對課程知識的積累，而且難以客觀評價學(xué)習(xí)效果。目前，獨(dú)立學(xué)院考試沿襲了傳統(tǒng)的課程考核模式，在這種考核模式中，期末考試是課程考核的主要方式，其所占比重較高，因此，期末考試的成績在一定程度上作為衡量課程教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)水平的主要依據(jù)。這樣會造成學(xué)生考試易存在作弊心理，考試臨時抱佛腳現(xiàn)象。

（2）使教與學(xué)不能較好結(jié)合。在獨(dú)立學(xué)院中，大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)只是為了考試及格，平時在課堂上和課后都不用心，不操心，得過且過，敷衍了事，很少主動總結(jié)教師課堂內(nèi)容和找教師答疑。在傳統(tǒng)考核模式中，閉卷考試容易照成學(xué)生死記硬背，是典型的記憶力考核。而且，閉卷考試客觀題較多，一定程度上也限制了學(xué)生創(chuàng)新和個性的成長。開卷考試容易形成學(xué)生不勞而獲的意識，往往把考試寄托在課本和作業(yè)上，不會主動學(xué)習(xí)。這就達(dá)不到教與學(xué)的有機(jī)結(jié)合，不能取得較好的教學(xué)效果。

2 自動控制原理考核改革的思路及方法

（1）改革考核內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力。自動控制原理在實(shí)際生活中應(yīng)用非常廣泛，因此，在制定課程考核內(nèi)容時，要與實(shí)際生活、先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)思想相鏈接，考核學(xué)生創(chuàng)新和靈活運(yùn)用知識的能力?？己酥幸⒅貙W(xué)生個性的培養(yǎng)和發(fā)揮，使具有特殊學(xué)習(xí)興趣和有想法學(xué)生的才能得到發(fā)揮。比如，自動控制原理也是一門自動化專業(yè)和相關(guān)專業(yè)的考研課程，一部分學(xué)生需利用本課程學(xué)習(xí)考研，因此在制定課程考核時，可通過適當(dāng)增加與考研內(nèi)容相關(guān)的考核試題，同時，加大考研課堂討論力度。這樣，即能滿足一部分學(xué)生考研需要，也能滿足大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)需要?？荚嚥荒芡耆拗拼鸢?，除了原理性、原則性的問題，對于學(xué)生似是而非、較牽強(qiáng)的答案，特別是比較新穎的答案，要給以肯定，不能全盤否定，以利于加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、創(chuàng)新能力、主動思考和發(fā)散性思維的培養(yǎng)。

（2）加強(qiáng)過程考核。傳統(tǒng)考核模式可能會導(dǎo)致教與學(xué)相脫節(jié)。實(shí)施過程考核的考核理念，能較好的克服陳述性知識和過程性知識的分割、理論知識與實(shí)踐知識的分割、知識排序方式與知識學(xué)習(xí)方式分割的缺陷。[2]過程考核是課程教學(xué)體制中不可或缺的一部分，即體現(xiàn)了考核成績的科學(xué)性，也體現(xiàn)了公平性，一定程度上也杜絕作弊和臨時抱佛腳的心理，有利于培養(yǎng)學(xué)生重結(jié)果更重過程的人生觀和世界觀，為以后進(jìn)入社會，進(jìn)入職場有更好地發(fā)展。

例如，在自動控制原理課程教學(xué)中，為了增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性，加大平時成績的比重，把平時成績提高到總成績的50%，同時，將考勤、課堂考核、課堂討論、課堂提問、答疑、課后作業(yè)、學(xué)生互動和課程論文等納入平時成績。在平時成績中，還要加大課堂討論和課堂提問在平時成績中的比重。這樣，既體現(xiàn)了公平性，又增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時，開擴(kuò)了學(xué)生的思維，培養(yǎng)了學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題等多方面培養(yǎng)的能力，充分調(diào)動學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性。

（3）引入“一紙開卷”。“一紙開卷”是指在考試開始前兩周由系部統(tǒng)一發(fā)給學(xué)生印有“自動控制原理考試專用紙”字樣的試卷紙，學(xué)生可在試卷紙上書寫與考試內(nèi)容有關(guān)的公式、內(nèi)容等，考試時允許帶進(jìn)考場。[3] 考試結(jié)束后與試卷一起上交，否則視為作弊處理。

采用“一紙開卷”考核的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下2個方面：（1）可有效避免學(xué)生死記硬背公式和知識點(diǎn)，減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)。自動控制原理課程具有理論性強(qiáng)、含有大量公式和圖形曲線等特點(diǎn)。采用“一紙開卷”的考試形式，學(xué)生可以不用死記硬背公式，可以把大量時間和精力放在知識點(diǎn)的理解和歸納總結(jié)上，有利于提高學(xué)生分析和主動思考的能力。（2）有利于減小作弊的幾率，端正考風(fēng)?？荚嚽埃瑢W(xué)生通過自動控制原理考試專用紙把需要記憶的公式、基本概念和歸納總結(jié)的知識點(diǎn)寫下來，這樣，考試時，部分基礎(chǔ)薄弱、學(xué)習(xí)成績較差的學(xué)生基本上不需要攜帶一些采用閉卷考試時常用的作弊小抄，而且也有利于調(diào)節(jié)學(xué)生的考場氣氛，緩解考試時的緊張。

（4）加強(qiáng)考核反饋機(jī)制?？己说哪康?，是為了檢查學(xué)生是否掌握所學(xué)知識解決問題的能力?？己私Y(jié)束后，要形成反饋機(jī)制，及時的把考核結(jié)果反饋給學(xué)生，完善學(xué)生知識點(diǎn)的理解。特別在過程考核時，比如，在學(xué)生完成課后作業(yè)、課堂測試和課程論文后，教師要及時的根據(jù)完成情況，對學(xué)生解題或理解錯誤問題進(jìn)行案例講解，對重點(diǎn)知識點(diǎn)特別強(qiáng)調(diào)，要求學(xué)生及時修改錯誤，加強(qiáng)和完善知識點(diǎn)的理解。

3 結(jié)語

在獨(dú)立學(xué)院學(xué)生教學(xué)過程中，自動控制原理考核改革還任重而道遠(yuǎn)，但教師應(yīng)圍繞以培養(yǎng)一線應(yīng)用型人才為理念的原則，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐應(yīng)用能力，培養(yǎng)面向現(xiàn)代社會的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)所需的復(fù)合應(yīng)用型人才。實(shí)行“一紙開卷”和加強(qiáng)課程過程考核相結(jié)合的考核思路，推動了教學(xué)改革，促進(jìn)了學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力，加強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新和綜合應(yīng)用能力，避免了過去傳統(tǒng)考試模式作弊、臨時抱佛腳、單純應(yīng)付考試和只要60分及格等心里和行為，提高教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

篇（7）

 

1綜述

萊鋼CCPP燃機(jī)系統(tǒng)采用高壓焦?fàn)t煤氣做燃料，焦?fàn)t煤氣需要加壓到2.9±0.2Mpa，因此采用了日本前川公司的壓縮機(jī)，此類型的壓縮機(jī)利用雙螺桿的旋轉(zhuǎn)嚙合原理來壓縮煤氣并向壓縮機(jī)內(nèi)噴注油。該壓縮機(jī)螺桿式壓縮機(jī)，低壓段入口壓力約8.5Kpa，低壓段出口壓力為0.6Mpa，高壓段出口即為額定壓力。碩士論文，ABB。

該系統(tǒng)采用ABBDCS控制器，在控制中采用了多種控制模式，使系統(tǒng)完成設(shè)備控制和高精度的調(diào)節(jié)。該控制系統(tǒng)本著簡潔、靈活、安全的目標(biāo)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，集參數(shù)監(jiān)控、參數(shù)聲光報警、歷史趨勢記錄、生產(chǎn)操作、硬件狀態(tài)監(jiān)控、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)判斷、與生產(chǎn)調(diào)度遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度綜合管理等多項(xiàng)功能于一身，體現(xiàn)了系統(tǒng)的完整性。

2 DCS控制系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)組成及功能

該系統(tǒng)的DCS采用ABB生產(chǎn)的AC800F的冗余配置，以PM802F控制器為基礎(chǔ)，通過標(biāo)準(zhǔn)的I/O卡件傳送機(jī)組信息和發(fā)出控制指令，具有高度的可靠性、安全性；系統(tǒng)工作時，一主一從，同步運(yùn)行，相互冗余。一旦主控制器因故障而停止運(yùn)行，從控制器馬上變成主控制器繼續(xù)工作。碩士論文，ABB。利用CBF8.1變成軟件對I/O模件進(jìn)行組態(tài)，實(shí)施程序編制，通過現(xiàn)場總線通訊控制現(xiàn)場設(shè)備的啟停。運(yùn)用梯形圖（LD）和功能塊（FBD）相結(jié)合的編程方式，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的邏輯判斷和控制，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的連鎖控制。具有模擬量處理、數(shù)字量處理、控制調(diào)節(jié)、趨勢查詢、監(jiān)控功能塊，開環(huán)控制、邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等功能。控制器PM802F和I/O從站通過Profibus現(xiàn)場總線通訊，控制器PM802F和上位機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換和共享。碩士論文，ABB。DCS自控系統(tǒng)可根據(jù)人機(jī)界面的操作指令和現(xiàn)場監(jiān)測器信號，完成整個壓縮機(jī)系統(tǒng)的順序控制和邏輯控制，并進(jìn)行工藝過程以及設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，完成工藝過程數(shù)據(jù)分析以及設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的診斷。碩士論文，ABB。碩士論文，ABB。

2.2系統(tǒng)控制邏輯

當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)用柴油啟動后，開機(jī)信號會傳遞給壓縮機(jī)控制系統(tǒng)，壓縮機(jī)檢查開機(jī)條件允許后，手動發(fā)出機(jī)組啟動命令。當(dāng)啟動命令到來后，機(jī)組打開煤氣入口切斷閥，油回流閥，啟動油泵，然后啟動低段壓縮機(jī)電機(jī)。低段壓縮機(jī)啟動的初始階段，壓縮機(jī)滑閥開始按照間隔脈沖的方式逐漸開到設(shè)定位置，隨著出口壓力的增高，回流調(diào)節(jié)閥開始對出口壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)壓縮機(jī)電機(jī)開始運(yùn)行的時候，油溫也開始自動調(diào)節(jié)。當(dāng)?shù)投纬隹趬毫_(dá)到設(shè)定值、滑閥在設(shè)定的范圍之內(nèi)，開始達(dá)到高段允許啟動條件時。

同樣，打開高段入口閥門，啟動油泵，啟動高段壓縮機(jī)電機(jī)，同時調(diào)節(jié)油溫度、壓縮機(jī)滑閥開度以及壓縮機(jī)出口壓力。在低段入口閥后、高段出口閥前還設(shè)置有一大回流管道，管道上設(shè)置有2個快速調(diào)節(jié)閥。燃機(jī)停機(jī)信號發(fā)出時，根據(jù)設(shè)定壓力對壓縮機(jī)出口壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，使尾端的2.9Mpa的焦?fàn)t煤氣迅速降到設(shè)定點(diǎn)，從而避免長時間的高壓焦?fàn)t煤氣發(fā)生爆炸。整個邏輯的完成，完美的呈現(xiàn)了DCS的自動控制優(yōu)勢。

2.3 回路控制

該系統(tǒng)主要有高低段壓縮機(jī)出口壓力調(diào)節(jié)、高低段溫調(diào)節(jié)、高低段排氣溫度調(diào)節(jié)等6個回路。其中，油溫和排氣溫度的調(diào)節(jié)采用單回路PID控制，調(diào)節(jié)精度在1攝氏度之內(nèi)。 對高低段壓縮機(jī)出口壓力調(diào)節(jié)共分為2種模式，獨(dú)立運(yùn)行模式和協(xié)調(diào)控制模式。

1、獨(dú)立運(yùn)行模式：當(dāng)壓縮機(jī)運(yùn)行而燃?xì)廨啓C(jī)沒有投入運(yùn)行連鎖的時候，壓縮機(jī)出口壓力完全通過回流調(diào)節(jié)閥來直接調(diào)節(jié)，而壓縮機(jī)滑閥通過開機(jī)階段的自動脈沖觸發(fā)打開到設(shè)定值即保持不動；

2、協(xié)調(diào)控制模式：當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行的時候，通過回流調(diào)節(jié)閥正常工作值判斷，如果回流調(diào)節(jié)閥的輸出小于低點(diǎn)設(shè)定值減去死區(qū)，那么就會脈沖增加滑閥開度而增加壓縮機(jī)容量。碩士論文，ABB。如果回流調(diào)節(jié)閥的輸出大于高點(diǎn)設(shè)定值加上死區(qū)，那么就會脈沖減小滑閥開度，從而降低壓縮機(jī)容量，兩方面相互作用共同調(diào)節(jié)。

2.4系統(tǒng)安全

壓縮機(jī)與煤氣柜的柜位以及燃機(jī)采用硬線連鎖。當(dāng)煤氣柜柜位超低時需要壓縮機(jī)停機(jī)以保證煤氣柜前系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定。當(dāng)燃機(jī)準(zhǔn)備開機(jī)的時候，壓縮機(jī)才具備開機(jī)條件，當(dāng)燃機(jī)開始燒焦?fàn)t煤氣后，才能進(jìn)行動態(tài)的容量調(diào)節(jié)。

3結(jié)束語

焦?fàn)t煤氣壓縮機(jī)，性能穩(wěn)定，運(yùn)行良好。DCS自動控制系統(tǒng)基于對生產(chǎn)過程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、順序控制、連續(xù)控制、監(jiān)控操作、人機(jī)對話和數(shù)據(jù)通信，其應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了發(fā)電廠DCS自控系統(tǒng)的在線實(shí)時監(jiān)控、故障診斷、故障預(yù)報，并提供了故障診斷系統(tǒng)信息指導(dǎo)功能。

參考文獻(xiàn)

[1]AC800F操作與組態(tài)，北京：ABB大學(xué)-北京培訓(xùn)中心出版，2006.

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中圖分類號：TM92文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1006-0278（2013）06-183-01

一、概述

一個理想的控制系統(tǒng)，在其控制過程中應(yīng)始終使被控量等于給定值。但是，由于系統(tǒng)中儲能元件的存在以及能源功率的限制，使得運(yùn)動部件的加速度受到限制，其速度和位置難以瞬時變化。所以，當(dāng)給定值變化時，被控量不可能立即等于給定值，而需要經(jīng)過一個過渡過程，即瞬態(tài)過程。所謂瞬態(tài)過程就是指系統(tǒng)受到外加信號作用后，被控量隨時間變化的全過程。瞬態(tài)過程可以反映系統(tǒng)內(nèi)在性能的好壞，而常見的評價系統(tǒng)優(yōu)劣的性能指標(biāo)也是從瞬態(tài)過程定義出來的。對系統(tǒng)性能的基本要求有三個方面：穩(wěn)定性、快速性、準(zhǔn)確性。

自動控制理論研究的是如何接受控制對象和環(huán)境特征，通過能動地采集和運(yùn)用信息，施加控制作用，使系統(tǒng)在變化或不確定的條件下正常運(yùn)行并具有預(yù)定功能。它是研究自動控制共同規(guī)律的技術(shù)科學(xué)，其主要內(nèi)容涉及受控對象、環(huán)境特征、控制目標(biāo)和控制手段以及它們之間的相互作用。具有“自動”功能的裝置自古有之，瓦特發(fā)明的蒸汽機(jī)上離心調(diào)速器是比較自覺地運(yùn)用反饋原理進(jìn)行設(shè)計(jì)并取得成功的首例。麥克斯韋對它的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，于1868年發(fā)表的論文當(dāng)屬最早的理論工作。從20世紀(jì)20年代到40年代形成了以時域法、頻率法和根軌跡法為主要內(nèi)容的“經(jīng)典”控制理論。60年代以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和航天等高科技的推動，又產(chǎn)生了基于狀態(tài)空間模型的“現(xiàn)代”控制理論。隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，人們力求使設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)的性能指標(biāo)，為了使系統(tǒng)在一定的約束條件喜下，其某項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)而實(shí)行的控制稱為最優(yōu)控制。當(dāng)對象或環(huán)境特性變化時，為了使系統(tǒng)能自行調(diào)節(jié)，以跟蹤這種變化并保持良好的品質(zhì)，又出現(xiàn)了自適應(yīng)控制。

二、自動控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及控制方式

（一）開環(huán)控制

控制裝置與受控對象之間只有順向作用而無反向聯(lián)系時，稱為開環(huán)控制。開環(huán)控制的特點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制過程很簡單，但抗擾能力差、控制精度不高，故一般只能用于對控制性能要求較低的場合。

（二）閉環(huán)控制

控制裝置與受控對象之間，不但有順向作用，而且還有反向聯(lián)系，既有被控量對控制過程的影響，這種控制稱為閉環(huán)控制，相應(yīng)的控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)又被稱為反饋控制或按偏差控制。閉環(huán)控制系統(tǒng)是通過給定值與反饋量的偏差來實(shí)現(xiàn)控制作用的，故這種控制常稱為按偏差控制，或稱反饋控制。此類系統(tǒng)包括了兩種傳輸信號的通道：由給定值至被控量的通道稱為前向通道；由被控量至系統(tǒng)輸入端的通道稱為反饋通道。閉環(huán)系統(tǒng)能減小或消除作用，但若設(shè)計(jì)調(diào)試不當(dāng)，易產(chǎn)生震蕩設(shè)置不能正常工作。自動控制原理中所討論的系統(tǒng)主要是閉環(huán)控制系統(tǒng)。

（三）復(fù)合控制

反饋控制是在外部的作用下，系統(tǒng)的被控量發(fā)生變化后才做出相應(yīng)調(diào)節(jié)和控制的，在受控對象具有較大時滯的情況下，其控制作用難以及時影響被控量，進(jìn)而形成快速有效的反饋控制。前饋補(bǔ)償控制，則在測量出外部作用的基礎(chǔ)上，形成與外部作用相反的控制量，該控制量與相應(yīng)的外部作用共同作用的結(jié)果，使被控量基本不受影響，即在偏差產(chǎn)生之前就進(jìn)行了防止偏差產(chǎn)生的控制。在這種控制方式中，由于被控量對控制過程不產(chǎn)生影響，故它也屬于開環(huán)控制。前饋補(bǔ)償控制與反饋控制相結(jié)合，就構(gòu)成了復(fù)合控制。復(fù)合控制有兩種基本形式：按輸入前饋補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制和按擾動前饋補(bǔ)償控制的復(fù)合控制。

三、自動控制系統(tǒng)的分類

篇（9）

中圖分類號：P335+.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

一、自動化儀器儀表的簡介

1. 自動化儀器儀表的定義

自動化儀器儀表是用于化學(xué)、物理方面的技術(shù)工具和設(shè)備，可以檢出測量各種物理量、物質(zhì)成分。從廣義來說，儀器儀表也可具有自動控制、報警、信號傳遞等功能。顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡能使人們擴(kuò)展自己的視野，體溫計(jì)能讓人們測量自己的身體的溫度；此外，還有一些儀器儀表如磁強(qiáng)計(jì)、射線計(jì)數(shù)計(jì)具有特殊功能，可以感受和測量到人的感覺器官所不能感受到的數(shù)據(jù)因子。

自動化儀器儀表又被稱作信息機(jī)器，因?yàn)樗闹饕δ苁切畔⑿问降霓D(zhuǎn)換，可以將輸入信號轉(zhuǎn)換成輸出信號。信號按時間域或頻率域表達(dá)，信號的傳輸則可調(diào)制成連續(xù)的模擬量或斷續(xù)的數(shù)字量形式。

2. 自動化儀器儀表的分類

自動化儀器儀表是多種科學(xué)技術(shù)的綜合產(chǎn)物，有很多種類，有的按用途分類，有的按功能分類，不同的分類方法對應(yīng)著不同的產(chǎn)品，本文主要介紹兩種分類方法。

（1）按不同用途來分類

儀器儀表有各種用途，有的用在運(yùn)輸上，比如汽車儀表、拖拉機(jī)儀表；有的用在航空上，比如船用儀表、航空儀表；有的用在地質(zhì)上，比如地質(zhì)勘探測試儀器、地震測試儀器；另外隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，很多儀器儀表應(yīng)運(yùn)而生，比如教學(xué)儀器、醫(yī)療儀器、環(huán)保儀器等。

（2）按不同功能來分類

隨著我國自動化技術(shù)的成熟和各種行業(yè)的需要，產(chǎn)生了各種功能的儀器。比如工業(yè)自動化儀表按功能可分為檢測儀表、記錄儀表、計(jì)算儀表等；檢測儀表按被測物理量又分為溫度測量儀表、壓力測量儀表、流量測量儀表等。

二、我國自動化儀器儀表行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀

自動化的內(nèi)容在近10 年來隨著電子信息技術(shù)和光電技術(shù)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展而發(fā)生了許多變化。從縱深上講，可以涵蓋從最底層的自動化感應(yīng)部件、各種檢測傳感器、變送器、各種間接測量設(shè)備、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)等到自動回路調(diào)節(jié)器、自動控制單元、各種大中小型裝置控制系統(tǒng)到綜合優(yōu)化調(diào)度與協(xié)調(diào)系統(tǒng)和企業(yè)綜合管理信息系統(tǒng)等。從應(yīng)用的行業(yè)性質(zhì)上分，自動控制系統(tǒng)可以分成以流程過程控制為主的過程控制系統(tǒng)(如各種DCS、回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)等) 和以運(yùn)動和傳動控制為主運(yùn)動控制系統(tǒng)( 各種邏輯控制PLC 和傳動控制系統(tǒng)如CNC 等，工業(yè)自動化儀器儀表主要是針對自動控制系統(tǒng)而言。

2002 年我國工業(yè)自動化儀表制造業(yè)共有309 個企業(yè)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)量136.24 億元，銷售收入133.75 億元，利潤總額8.99 億元。行業(yè)綜合水平總體上達(dá)到國際八十年代水平。30%的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，達(dá)到國際八十年代末期水平; 約15%的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了智能化，達(dá)到國際九十年代水平。品種門類較為齊全，有一定的成套能力?？赡艹薪?0 萬千瓦火電站、核電站、30 萬噸合成氨、30 萬噸乙烯、500 萬噸煉油、10000 立方米空分、4000 立方米高爐、120 噸轉(zhuǎn)爐、日產(chǎn)30 萬立方米城市煤氣站、日處理40 萬噸污水、日產(chǎn)5000 噸水泥等大型工程的控制系統(tǒng)和儀表成套項(xiàng)目。

三、當(dāng)前的儀器儀表技術(shù)存在的主要問題

儀器儀表行業(yè)技術(shù)發(fā)展雖然迅速，但較國外先進(jìn)的高性能、高實(shí)用性的領(lǐng)先技術(shù)比起來，我們還存在著10~15年的差距，當(dāng)前的儀器儀表技術(shù)還存在著一定的問題：

1、自主創(chuàng)新成果比例過少，應(yīng)用技術(shù)不足

我國儀器儀表行業(yè)的初期是通過引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)，近幾年，也有不少科技型企業(yè)加大了自主研發(fā)力度，但從總體上說，自主創(chuàng)新的成果還是非常少，并且技術(shù)的實(shí)用性欠缺。對于一些關(guān)鍵核心工藝加工制造技術(shù)力量非常薄弱。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是因?yàn)橹型夂腺Y與先進(jìn)技術(shù)引進(jìn)與自主研發(fā)嚴(yán)重脫軌。

2、中低檔產(chǎn)品居多，研發(fā)投入不足

我國現(xiàn)階段的儀器儀表產(chǎn)品較國外比較，大部分都屬于中低檔產(chǎn)品，產(chǎn)品創(chuàng)新能力弱，高端精準(zhǔn)儀器儀表數(shù)量非常少。其原因是現(xiàn)階段的儀器儀表行業(yè)缺少對于高端檢測、數(shù)字化精進(jìn)技術(shù)人才，限于各大企業(yè)和單位的指導(dǎo)思想和投入規(guī)模，研發(fā)投入也不夠，包括設(shè)備資金、人才培養(yǎng)等各方面的投入。

四、我國自動化儀器儀表的發(fā)展趨勢

近年來，經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展要求技術(shù)的全球化，計(jì)算機(jī)和智能機(jī)器的發(fā)展對儀器儀表的發(fā)展有很大的促進(jìn)，我國應(yīng)該在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上，借鑒國外的微電子技術(shù)，掌握關(guān)鍵技術(shù)，生產(chǎn)更多國有品牌，提升國際競爭力。我國自動化儀器儀表技術(shù)的發(fā)展前景廣闊，與國際自動化儀器儀表的發(fā)展相比，可以分為智能化、高精度化和網(wǎng)絡(luò)化等趨勢。

1. 智能化

智能化技術(shù)是儀器儀表的一種發(fā)展趨勢，與國外產(chǎn)品相比，國內(nèi)產(chǎn)品在智能化方面有很多不足，我國儀器儀表在智能化方面與國外存在明顯差距，因此，我國應(yīng)該加大創(chuàng)新力度，改變創(chuàng)新模式，在智能化方向改革創(chuàng)新。自動化儀器儀表的智能化是指采用大規(guī)模集成電路技術(shù)、接口通信技術(shù)，利用嵌入式軟件協(xié)調(diào)內(nèi)部操作，使儀表具有智能化處理的功能。采用智能化的產(chǎn)品可以很好的自主調(diào)節(jié)控制，利于信號的傳遞，提高了工業(yè)效率，更能適應(yīng)國際技術(shù)的發(fā)展。

2. 高精度化

自動化儀器儀表對技術(shù)要求很高，只有高度精密化才能提升我國產(chǎn)品的核心競爭力。國外很多儀器儀表產(chǎn)品具有高精度化的特點(diǎn)，我國的產(chǎn)品在這方面明顯落后，因此提高儀器儀表的精密是大勢所趨，也是應(yīng)對國際激烈競爭的必然選擇。當(dāng)前的重點(diǎn)是研究和發(fā)展多維精密加工工藝，精密成型工藝，球面、非球面光學(xué)元件精密加工等工藝。

3. 網(wǎng)絡(luò)化

在國外市場以現(xiàn)場總線技術(shù)為代表的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了快速發(fā)展，但是我國自動化儀器儀表在總線技術(shù)方面還不完善，許多產(chǎn)品功能還不完備，核心技術(shù)的掌握也差強(qiáng)人意，因此，網(wǎng)絡(luò)化是我國自動化儀器儀表的發(fā)展趨勢和方向。發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化就要充分利用計(jì)算機(jī)數(shù)字化通信技術(shù)，完成信息的轉(zhuǎn)換，構(gòu)造一個龐大的信息化網(wǎng)絡(luò)，這樣信號流通順暢，更能提高生產(chǎn)效率。

總結(jié)

自動化儀器儀表是很多自動化元件組成的，包括各種功能的自動、智能和微型技術(shù)工具。儀器儀表有不同的用途，對應(yīng)的功能也不同，有的具有測量、顯示功能，有的具有記錄、報警功能。近年來隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，微電子、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信等日新月異發(fā)展的新技術(shù)對自動化儀表產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。我國自動化儀器儀表發(fā)展歷史久遠(yuǎn)，隨著新技術(shù)的出現(xiàn)不斷出現(xiàn)新的儀器，對我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起了很大的促進(jìn)作用，從目前來看，我國自動化儀表技術(shù)發(fā)展迅速，但與國際上比起來還是有一定的差距。自動化儀表的改進(jìn)有重大的應(yīng)用前景，我國應(yīng)該加大資金扶持力度，轉(zhuǎn)變創(chuàng)新方式。

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篇（10）

1.1 故障注入設(shè)備的基本性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系

我們依照故障注入設(shè)備的基本性設(shè)計(jì)規(guī)程進(jìn)行了其內(nèi)部技術(shù)構(gòu)造的設(shè)計(jì)工作，這里試對這一設(shè)備技術(shù)結(jié)構(gòu)體系中涉及的各個部分的功能性特征展開具體的分析：

1.1.1 控制軟件，用于切實(shí)完成設(shè)備基本運(yùn)行狀態(tài)的設(shè)定操作，切實(shí)進(jìn)行對故障注入過程中的各種參數(shù)數(shù)值的設(shè)定和控制，接受外接測試器組件結(jié)構(gòu)傳輸而來的形式各異的故障現(xiàn)象動態(tài)檢測結(jié)果，并對故障注入操作過程中產(chǎn)生的技術(shù)結(jié)果進(jìn)行針對性的處理和分析。

1.1.2 數(shù)字控制模塊，實(shí)時接收控制軟件的具體技術(shù)操作指令，并在有關(guān)指令結(jié)構(gòu)的影響下，相應(yīng)地產(chǎn)生在故障注入操作過程中的具體化控制信息。

1.1.3 驅(qū)動放大模塊，將之前技術(shù)端口產(chǎn)生并傳輸而來的控制信號實(shí)施放大處理，在此基礎(chǔ)上對信號借口模塊進(jìn)行驅(qū)動操作，同時還要對信號切換模塊，以及故障注入模塊并實(shí)施激活命令。

1.1.4 接口適配器，這個設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)組件的實(shí)際功能是切實(shí)實(shí)現(xiàn)被測單元（UUT）與故障注入設(shè)備對象之間的技術(shù)性連接以及匹配操作，要針對具體的具備充分差異性特征的UUT專門配置相對應(yīng)接口型號的適配器，以切實(shí)提升故障注入設(shè)備對象的通用性特征。

1.1.5 信號接入總線，透過接口適配器能夠同時實(shí)現(xiàn)將較大數(shù)量的UUT信號線引入到故障注入設(shè)備內(nèi)的技術(shù)操作目標(biāo)，能夠較為有效地規(guī)避實(shí)施大量故障現(xiàn)象，同時注入操作實(shí)踐過程中的重新連線現(xiàn)象，進(jìn)而切實(shí)提升故障注入操作技術(shù)行為的可行性特征。

1.1.6 信號接口模塊，充分供給UUT信號線組件的接入端口，保障UUT在未被注入故障性技術(shù)參數(shù)以及指令的情形下能夠處于正常且穩(wěn)定的工作運(yùn)行狀態(tài)。

1.1.7 信號切換模塊，根據(jù)相關(guān)故障對象和參數(shù)的注入性操作需求，順利將特定性信號接入總線之上承載的信號，向著故障注入主線的方向完成切換。

1.1.8 故障注入總線，這個總線結(jié)構(gòu)模塊的主要技術(shù)功能就是切實(shí)完成具體化的故障注入操作行為。

1.1.9 故障注入模塊，這個模塊能夠?qū)崿F(xiàn)多種不同類型的故障操作技術(shù)行為。

1.1.10 外接測試器，實(shí)現(xiàn)對故障注入總線實(shí)際承載的信號對象的實(shí)時變化特征進(jìn)行檢測，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對實(shí)際故障注入效果的清晰確認(rèn)。

1.1.11 顯示模塊，切實(shí)顯示信號接入總線中，透過信號切換模塊，切換到故障注入總線技術(shù)結(jié)構(gòu)之上的信號通道，并且在這些通道中完成注入操作的故障現(xiàn)象以及故障參數(shù)的類型特征。

這一故障輸入設(shè)備的整體性工作原理是：利用控制軟件實(shí)施故障注入?yún)?shù)的設(shè)置操作，相關(guān)軟件在默認(rèn)狀態(tài)下自然產(chǎn)生的控制字，通過數(shù)字控制模塊的解析處理之后，將會切實(shí)形成控制信號，在經(jīng)過驅(qū)動放大模塊的信號放大后操作之后實(shí)現(xiàn)對信號接口模塊的驅(qū)動化控制操作，再通過信號切換模塊以及故障注入模塊的有關(guān)技術(shù)操作，實(shí)現(xiàn)對故障參數(shù)指令的自動注入以及自動撤銷。

1.2 故障注入設(shè)備的設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析

故障注入設(shè)備具備多個方面的具體技術(shù)特征，現(xiàn)將相關(guān)特點(diǎn)在設(shè)計(jì)層面的實(shí)現(xiàn)思路簡要分析：

1.2.1 通用性。（1）通過接口適配器，促使故障注入設(shè)備和UUT之間實(shí)現(xiàn)相互分離，切實(shí)避免因硬綁定設(shè)計(jì)引致的設(shè)備單一化應(yīng)用對象特征；（2）通過設(shè)計(jì)合理的種類多樣的接口適配器，不但能夠?qū)崿F(xiàn)在差別類型UUT對象之上的故障注入目標(biāo)，而且可以實(shí)現(xiàn)在成品化UUT中的故障注入目標(biāo)；（3）在故障注入設(shè)備中UUT信號處理組件中可以采用能夠承受大電壓、大電流的技術(shù)組件，實(shí)現(xiàn)對差別化UUT信號兼容能力的有效提升。

1.2.2 可擴(kuò)展性。（1）選取信號接入總線與故障注入總線協(xié)調(diào)配合的技術(shù)實(shí)現(xiàn)模式，扎實(shí)確保信號通道接入以及故障注入技術(shù)過程，能夠在結(jié)構(gòu)層面實(shí)現(xiàn)充分的相互分離，確保兩個技術(shù)對象在存在形態(tài)上不具備相互制約格局；（2）在故障信號信息的接入技術(shù)實(shí)現(xiàn)部分，透過擴(kuò)展信號接口模塊以及信號切換模塊，能夠直接實(shí)現(xiàn)對故障信號接入能力的有效拓展；（3）在故障注入技術(shù)部分，透過對故障注入模塊的擴(kuò)展，直接實(shí)現(xiàn)對故障對象注入能力的有效擴(kuò)展。

1.2.3 無破壞性。（1）通過對接口適配器的采用，有效規(guī)避了對UUT線路技術(shù)結(jié)構(gòu)的物理性破壞；（2）故障注入模塊中本身具備保護(hù)性的設(shè)計(jì)特征，能夠切實(shí)避免對UUT電子元器件產(chǎn)生物理性破壞現(xiàn)象。

1.2.4 易操作性。（1）采用接口適配器實(shí)現(xiàn)UUT設(shè)備信號的一次性注入行為，避免出現(xiàn)信號接入過程中的重復(fù)接線現(xiàn)象；（2）相關(guān)軟件功能相對完善、界面呈現(xiàn)直觀，能夠?yàn)楦鞣N復(fù)雜技術(shù)操作提供便利；（3）通過顯示模塊可以對技術(shù)控制指令的執(zhí)行正確性展開充分評估，并切實(shí)實(shí)現(xiàn)對技術(shù)操作信息的直觀反饋。

2 設(shè)備中主要技術(shù)模塊的設(shè)計(jì)思路

2.1 信號切換模塊

在設(shè)備的信號切換模塊的設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中，實(shí)現(xiàn)了對信號接口模塊的合并操作。在實(shí)現(xiàn)故障注入設(shè)備與UUT的連接操作之后，在未實(shí)施故障信號以及參數(shù)注入行為的情形下，能夠透過信號接口結(jié)構(gòu)的相關(guān)技術(shù)功能，確保UUT能夠正常開展有關(guān)技術(shù)性工作內(nèi)容，實(shí)際進(jìn)行故障注入操作的過程中，能夠通過信號切換功能實(shí)現(xiàn)對指定信號通道的故障注入目標(biāo)。

2.2 故障注入模塊

在這里的設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案條件下，故障注入模塊實(shí)際能夠提供的故障類型主要包括：（1）信號短路；（2）信號開路；（3）信號固低；（4）信號固高；（5）信號錯誤；（6）信號串接電阻；（7）信號與地間搭接電阻；（8）多信號間搭接電阻。

本文選取信號串接電阻、兩信號間搭接電阻的基本故障表現(xiàn)原理展開簡要的分析。

2.2.1 信號串接電阻故障。在實(shí)際的故障注入設(shè)備運(yùn)用過程中，可根據(jù)實(shí)際的技術(shù)工作環(huán)境需求，進(jìn)行多樣化的電阻阻值匹配操作，透過數(shù)字控制模塊，以控制驅(qū)動放大模塊的方式，完成具體的阻值選擇操作行為，通過對系統(tǒng)中涉及的兩個繼電器展開相應(yīng)的操作，實(shí)現(xiàn)將電阻值串入特定的故障注入總線通道的技術(shù)目標(biāo)。

2.2.2 兩信號間搭接電阻故障。在這一技術(shù)實(shí)踐結(jié)構(gòu)中，通過數(shù)字控制模塊，能夠直接觸發(fā)驅(qū)動放大模塊，使得技術(shù)運(yùn)行體系中的全部開關(guān)都處于閉合狀態(tài)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)故障注入總線中指定兩通道之間的搭接電阻故障的成功建制。

2.3 控制軟件

依照自動控制故障注入設(shè)備的基本運(yùn)行原理，可以對控制軟件結(jié)構(gòu)的使用與運(yùn)行原理做出如下分析：

在實(shí)際開展設(shè)備運(yùn)行過程中的參數(shù)建立操作的過程中，可以通過對用戶界面的建立行為，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的注入目標(biāo)，并在這一操作的實(shí)現(xiàn)過程中，切實(shí)完成UUT用戶基數(shù)組件的故障參數(shù)注入行為記錄數(shù)據(jù)文件的建立行為。在實(shí)際進(jìn)行數(shù)據(jù)加載操作的過程中，可以直接從已經(jīng)建立形成的數(shù)據(jù)文件中取出故障參數(shù)，在此基礎(chǔ)上自動生成與UUT組件屋密切關(guān)聯(lián)性的技術(shù)性控制字。并以此為基點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對故障控制設(shè)備向UUT設(shè)備組件注入故障的實(shí)際技術(shù)過程的有效控制。在實(shí)際的技術(shù)操作行為的進(jìn)行過程中，應(yīng)當(dāng)切實(shí)根據(jù)技術(shù)性控制信息以及與之密切相關(guān)的故障注入技術(shù)操作實(shí)現(xiàn)效果描述分析數(shù)據(jù)，建構(gòu)相對應(yīng)的技術(shù)記錄文件，并為后續(xù)的技術(shù)發(fā)展路徑分析行為提供充分的支持。

2.4 故障注入設(shè)備的研制實(shí)現(xiàn)

依照上文中所論述的設(shè)計(jì)方案，我們開展了自動故障注入設(shè)備的研究實(shí)踐行為。我們實(shí)際研究獲取到的目標(biāo)設(shè)備，具備40個信號通道的接入總線以及3個信號通道的注入總線，能夠切實(shí)實(shí)現(xiàn)對上文所述的全部技術(shù)故障類型的注入實(shí)現(xiàn)，并且能夠有針對性地實(shí)現(xiàn)對有關(guān)技術(shù)運(yùn)行故障現(xiàn)象的針對性處理，通過這些處理行為能夠扎實(shí)實(shí)現(xiàn)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行技術(shù)的充分提升。

3 結(jié)語

針對自動控制故障注入設(shè)備的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)問題，本文從設(shè)計(jì)思路以及設(shè)備基本特點(diǎn)的角度展開了相應(yīng)的分析，為相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員的工作實(shí)踐提供借鑒。

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