自动门系统范文（精选12篇）
自动门系统 第1篇
1 自动门控制系统的功能分析
自动门控制系统是自动门控制的核心, 是保证自动门安全稳定运行的基础。自动门控制系统包括硬件部分和软件部分, 硬件部分指自动门、门内、外光电探测开关、开、关门限位控制开关、执行机构电动机、指示灯等。软件部分主要是控制软件部分。自动门的主要功能就是实现门的打开和关闭机械化、自动化, 而且要保证自动门的运行安全, 减少人们出门和入门的劳动强度, 方便出行的同时提高通行效率。自动门控制系统的功能就是为实现自动门的要求而设计的, 其通过内外光电检测系统实现门的自动感应并实现打开和闭合。自动门控制系统还需要控制门开关的限度及停留时间, 按照系统设置适宜的停留时间既能方便出行, 又能节省能源, 对室内环境也起到保护的作用。自动门的使用不仅具有实用性, 对于建筑物本身来说, 更增添了美观性, 加上新技术、新材料、新工艺和独特的设计, 为建筑增添很多艺术气息。
2 自动门控制系统设计原理
2.1 门触发信号系统
自动门控制系统中, 门触发信号系统一般使用微波雷达和红外传感器作为信号来源。微波雷达能够检测物体的位移变化, 其反应速度相对较快, 能够对运动的人或物进行判断, 当人或物不发生位移变化时会自动将门关闭, 起到保护门机的作用。红外传感器可以对一定的面积范围进行扫描, 当人或物体进入到这一范围内, 就会触发感应信号, 将门开启。其应用特点于微波雷达不同, 不能检测到人或物体是否发生位移, 因此反应速度相对较慢。由于微波雷达和红外传感器并不了解接近自动门的人是否真的有进出门的意愿, 所以有的场所更愿意适用按键开关和定时器控制。按键开关是一个通过触碰来进行自动门控制的按钮, 也有的场所适用肘触开关, 方便实用。定时器是可以控制自动门状态的装置, 原理是将时钟与特定的开关电路相连接, 通过预先设定时间将自动门处于自动开启或锁门状态。
2.2 集中控制系统
集中控制是指集中控制自动门开关的状态和程度, 而且可以集中控制多个自动门。集中控制系统根据软件编程对自动门进行控制, 使其方便行人出行。传统的集中控制系统采用接触式开关, 但是, 随着技术的发展, 这种开关门的方式逐渐被代替。也就是说, 除了接触式电路外, 目前主要应用感应式信号发生装置, 通过感应器的感应状态来发出相应信号。集中控制系统要设置指示灯来显示自动门的状态, 方便控制系统与其他自动门的子感应系统相连接。
2.3 传感器系统
光电开关是将光的强弱变化作为信号实现开关控制的, 其中传感器是重要的组成部分, 包括发送器、接收器以及检测电路。发送器进行光束的发送, 其发送时需要确定目标位置, 其来源一般是半导体光源或发光二极管等。发送器通过不间断的发送光束来改变脉冲的宽度。接收器主要由光电二极管组成, 在接收器前面安装光圈, 其后面是检测电路, 通过筛选有效信号来进行应用。传感器系统中还有反射板和光导纤维等结构元件。反射板是一种牢固的反射装置, 由小型的三角椎体反射材料组成, 能够准确的反射光束, 应用性较强。此外, 反射板可以改变发射角, 范围是25度, 不改变光束发射的轨迹。光导纤维的作用是增加传感器的使用范围, 是一种特殊的镶嵌式收发装置。光导纤维可以应用在特殊的环境中, 检测较为微小的物体, 在高温和低温的环境下, 都不受限制。
2.4 行程开关及光电开关
行程开关是指控制自动门运动限度的开关, 也就是限位开关。行程开关能够控制机械设备的行程, 形成限位保护。在实际应用中, 将行程开关安装在预先安排的位置, 当安装在做机械运动的部件上的模块触碰到行程开关时, 就会触发开关, 实现电路的切换。行程开关是一种根据位置运动而实现电路切换的电器, 其原理与按钮相似。光电开关的工作原理是根据振荡回路产生的调制脉冲回到电路后, 由发光管会辐射出光脉冲。当运动的物体出现在受光器感应的范围内, 被反射回来的光脉冲就会进入光敏三极管, 并且通过接收电路中将光脉冲解调为电脉冲信号, 通过放大器的放大后, 经过同步选通整形, 使用数字积分处理方式处理无关信息的干扰, 最终经过触发驱动器输出光电开关控制信号。光电开关的优点是回差性良好, 所以被检测物体的运动不会影响驱动器的输出, 进而可以保证工作区工作稳定性。与此同时, 通过自诊断系统可以将工作区的受光状态和稳定状态显示出来, 方便对光电开关的监测。
3 自动门控制系统设计流程及软件开发
自动门控制系统设计一般流程如下:首先, 对自动门的工艺条件、要求标准、控制方式等进行深入的了解和分析, 确定I/O设备。按照自动门控制系统的总体功能需求, 确定系统中用户需要的输入、输出设备。确定常用的输入、输出设备, 包括按钮、选择开关、行程开关、指示灯、接触器等。其次, 选择合适的PLC型号, 确定PLC的输入输出点, 编辑准确的分配表和接线图, 并且根据工作需求进行梯形图程序设计, 确保自动门系统装备完善。完成系统设计核心工作后, 将程序输入PLC进行软件测试, 查找出错误点, 使整个系统程序更加完善。最后, 将自动门系统软件和硬件系统进行联合测试, 在测试中遇到问题时, 寻找根源, 反复调试和修改, 直到设备正常为止。
自动门控制系统软件是一种可视化软件编程软件, 在WINDOWS操作系统下运行, 可以通过对程序的编辑、编译来实现系统的功能调试。当前, 自动门控制系统软件一般使用c语言进行编程, 其特点是灵活性好、可移性高, 直接面向硬件, 效率高, 能够准确定时是一种底层控制性强的系统。该软件系统功强大, 软件结构也相对复杂, 其开发过程也对较难, 一般来说将系统按照自动门各个部的要求进行模块编程, 在不同子模块中根据同的输入输出情况不同的子程序, 以实现自门的总体功能。该软件系统编程运行流程包括系统初始化、校准运行子模块, 确定自动门始位置和运行限度、LED显示模块运行、制面板子模块调控, 包括密码输入、参数修改操作模式的修改、系统复位、门运行子模块调控等。
4 结束语
当前阶段, 自动门系统中旋转自动门、平滑自动门、弧形自动门等应用相对较为广泛, 发展的也较为成熟。自动门控制系统作为自动门的核心环节, 其系统发展关系着整个自动门市场未来的发展, 加强其软件开发研究有利于强化其功能, 进一步促进其发展进程。
参考文献
[1]吴玉香, 毛宗源.空间矢量调制技术在自动门控制系统中的应用[J].电气传动, 2013, 33 (2) :11-13.
[2]张雨, 王玉国, 韩东景.构建列车自动门振动谱的基本措施[J].武汉理工大学学报:交通科学与工程版, 2013, (5) :551-554.
自动门系统 第2篇
统的发展回顾与展望
裴哲义
摘要
本文对我国水电厂水情自动测报系统和电网水库调度自动化系统的建设和发展情况进行了较为全面的回顾和分析,阐述了水调自动化系统在水电厂防洪和发电及电网经济运行等方面所发挥的作用和效益，提出了存在的问题和今后工作的建议，对今后水电厂水情自动测报系统和电网水调自动化系统的发展和运行管理将起到一定的积极作用。关键词：水情测报 水调自动化 回顾
展望
一、发展回顾
水电厂水情自动测报系统（以下简称测报系统）是一个集通信、计算机、水文和遥测等先进科学技术于一体的多学科系统工程，是水电厂和电网水库调度自动化的基础。电力系统水电厂测报系统建设从八十年代初开始起步，经过20多年不懈的努力和实践，测报系统的建设得到了很大发展。目前，电力系统大中型水电厂都建立了测报系统，并且已成为水电厂电力生产过程中重要的组成部分，正为水电厂的经济运行和安全渡汛发挥着越来越大的作用。
水电厂测报系统的建设发展主要经历了四个发展阶段：第一阶段为开发研制阶段，即1980－1990年。该阶段的一个重要特点是开发和引进并举，如丰满白山测报系统为引进美国SM公司的设备，黄龙滩水电厂测报系统是利用国产设备自行研制开发。经过近10年的努力，第一阶段约有11个测报系统投运； 第二阶段为快速发展阶段，即1990－1996年。该阶段的一个明显特点是系统建设速度加快，特别是原能源部“水电厂水情自动测报系统经验交流会”的召开，有效地推进了测报系统的健康顺利发展，该阶段建成投运的测报系统达42个，约为第一阶段测报系统建设数目总和的4倍，如新安江、五强溪和丰树坝等水电厂测报系统；第三阶段为稳步发展和提高阶段，即1996-2000年。该阶段的特点是系统建设速度有所减缓，系统建设管理的技术水平显著提高，技术革新和改造的力度加大，安康、富春江、龚嘴等水电站测报系统相继进行改造。特别是卫星通信技术在测报系统的应用，有效地提高了偏远山区、地形复杂地区测报系统运行的可靠性。同时，建设管理的水平也不断提高，《水电厂水情自动测报系统管理办法》和《水利水电工程水情自动测报系统设计规定》（DL/T 5051-1996）的颁布和实施，对提高水电厂测报系统的建设管理水平发挥了积极作用；第四阶段为实用化阶段，即2000年至今。该阶段的特点是以实用化为目标的技术改造力度进一步加大，系统可靠性和运行管理水平明显提高。《水电厂水情自动测报系统实用化要求和验收细则》的颁布和实施，有效地促进了测报系统管理水平的提高。2000年11月福建水口水电厂率先在全国通过了实用化验收，标志着水电厂测报系统管理进入了一个新的历史阶段。目前，已有白山、丰满、莲花、柘林、新安江、紧水滩、水口、鲁布革等近20座水电站测报系统通过实用化验收。其间，由于体制改革等原因，实用化验收工作暂缓进行，这就是为什么只有少数水电厂测报系统通过了实用化验收的重要原因。
水库调度从过去一厂一站的单库调度，发展到现在的梯级调度甚至全网或跨网的补偿调度，都需要有现代化的信息收集和处理手段，来保证及时和正确的水库调度决策，以保证电网的安全经济运行。因此，利用现代先进科技，建设电网水调自动化系统，就成为提升水库调度手段、提高电网经济效益和加强电网现代化管理的必然选择。
与水电厂测报系统的发展过程类似，电网水调自动化系统的发展大约也经历了四个阶段，不同的是由于计算机和通信技术的进步以及水电厂测报系统建设管理经验积累，电网水调自动化系统发展的四个阶段相对较短，且相互交叠。第一阶段为研发阶段，即1995年到1997年。经过3年的努力，1997年，西北和福建电网水调自动化系统相继投入运行。在研发阶段的后期，即1997年2月电力工业部颁发了《全国电网调度自动化“九五”计划纲要》（以下简称《计划纲要》），不仅明确提出国调中心电网调度自动化系统中要增加水调自动化功能，而且要求东北、华东、华中、西北网局和南方电力联营公司及10～14个省局建成水调自动化系统，实现水调信息自动采集、监视、处理、分析等功能；第二阶段为快速发展阶段，即1998年-2000年。《计划纲要》的颁布执行，大力推动了电力系统水调自动化工作，各有关网、省电力局（电力公司），特别是水电比重较大的广西、贵州及云南等单位，纷纷动员起来，按照《计划纲要》的目标和要求，结合本网的具体情况，因地制宜地开展了本网的水调自动化系统建设工作，使电网水调度自动化的建设进入一个新的时期。该阶段投运的项目有广东、广西、云南、贵州和南电联水调自动化系统；第三阶段为规范发展和实用化阶段，即2000年至2002年，该阶段投运的项目有华中、东北和甘肃等电网水调自动化系统。其间，为规范各级水调自动化系统的建设管理，国调中心于 2000年颁布了“电力系统水调自动化功能规范”和“电力系统实时数据通信应用层协议DL476—92在水调系中的应用”，并于2001年5月份，颁发了《电网水调自动化系统实用化要求和验收细则》；各有关部门以实用化为目标，严把建设质量，严格水调自动化系统管理。同时，积极应用先进的科学技术，不断扩展水调自动化系统功能，并通过多阶层技术、双网技术、GIS技术等先进技术的应用，使电网水调自动化系统的安全性、可靠性和实效性得到进一步提高。到2002年底，先后有福建、东北和华中电网水调自动化系统达到实用化要求，并通过了国调中心组织的实用化验收。第四阶段为联网运行阶段，即2003年至今，2003年8月，国调中心水调自动化系统二期工程投入运行，并完成了与东北、华中、西北和福建电网以及三峡和葛洲坝电站梯级水调自动化系统的接入工作，实现了国家电网内重点水电厂水雨情信息在国调侧的实时显示和分析功能，初步形成了国家电网互联水调自动化网络体系。其间新投运的项目还有湖南和四川电网水调自动化系统。截至目前，包括南方电网在内，全国已有国调、南方、东北、华中、西北、华东、福建、广东、广西、贵州、云南、甘肃、湖南、四川、江西、重庆、浙江、安徽和新疆电网共19个水调自动化系统建成投运。其中，东北、华中、西北、福建、甘肃、湖南、四川、江西电网8个系统达到了实用化要求并通过国调中心组织的专家验收（由于体制变化，南方电网没有进行实用化验收工作）。
二、效益综述
水电厂测报系统的建立，特别是电网水调自动化系统的建成投运，实现了水电厂及电网水情数据的自动采集、监视、处理和分析，为水电厂安全渡汛提供了及时准确的水情信息，也使全网范围内的水库优化调度及水火电优化调度成为可能。实践证明，水情自动测报及电网水调自动化系统在保证水电站防洪安全、保证电网安全经济运行以及增发水电方面发了挥重要作用，具有显著的经济效益和良好的社会效益。
1995年夏，丰满、白山发生了百年不遇的大洪水，丰满最大入库流量达16350m3/s，洪水期间，地方通信中断，人工报汛停止，但测报系统运行正常，发挥了关键作用。为水库调度决策提供了及时可靠的水情，赢得了水库调度的主动权，充分发挥了丰满、白山水库的联合调度和调蓄洪水作用。丰满最大出库流量仅有4500m3/s，削减洪峰72％，确保了丰满、白山大坝和下游人民生命财产的安全，社会效益显著。
福建省电网水调自动化系统能迅速、准确地采集电网调度范围内水电厂所辖流域的全部雨、水情信息和洪水预报结果，实现了雨水情信息采集、传输、水务计算、图形报表、汛情动态监视自动化。该水调自动化系统的各项功能达到较高的实用化水平，并便于2001年12月率先在全国通过了国调中心组织的实用化验收。水调自动化系统建成初期，就在“98.6”闽江特大洪水的调度中准确地提供了调度决策所需信息，对成功地抗御特大洪水，减轻上、下游地区洪灾损失发挥了重大作用。该水调自动化系统投运以来，通过不断完善，已成为一个具有防洪、发电和优化调度等辅助决策支持功能的调度自动化系统，在电网防洪、发电和水火电优化调度方面发挥了积极作用，取得显著成效。不仅实现了水电厂和电网的安全渡汛，且水能利用提高率在全国也连年名列前列。特别是2003年和2004年，福建电网连续两年遭遇历史特枯年份，水口、沙溪口、安砂等水库遭遇了有水文记载以来的最枯年份。在大旱之年，福建省电网水调人员充分利用水调自动化采集的雨水情实时信息及气象信息，密切监视水情变化趋势，认真做好来水分析，并利用已建成的“水电站群发电优化调度决策支持系统”，科学、合理地安排电网发电计划安排，在严重干旱的情况下，使得水库有限的水量得到最充分的利用，两年节水增发率均超过10%，节水多发电量总计约15亿kW.h。
华中电网水调自动化系统是一个采用先进的计算机及网络通信技术建立的，以华中电力调度通信中心为中心站，以6个网调直调水电厂为分中心站，并联结国家电力调度通信中心和湖南电网水调自动化分中心的广域计算机网络。该水调自动化系统数据来源多，种类复杂，涉及面广，不仅有来自华中电网重点水电厂的水情和发电信息，还有华中四省联络线及相关线路潮流信息及中心EMS系统和DMIS系统的有关信息；同时，水调自动化系统还具有下传水电厂的发电计划和相关水电厂水情信息的功能。各分中心可共享水调自动化系统多种水情、气象、电力数据，为水库发电、防洪提供了科学手段，发挥了水调自动化系统联网的优势。
该水调自动化系统自2001年底投入运行以来，在电力生产中发挥了重要作用，取得了很好的经济和社会效益，并于2002年12月通过了国家电力调度通信中心组织的实用化验收。水调自动化系统为水库调度人员及时了解网内主要水电厂的实时水雨情况及水电厂运行情况提供了技术保障，为调度决策提供了及时、科学的依据，水电厂水能利用提高率有明显提高，节水增发电量显著增加。2002年网调直调的考核水电厂水能利用提高率达到5.64%，比2001年提高1.54%，多增发电量3.834亿kW.h，若按当年华中电网平均上网电价0.267元/kW.h计算，相当于增加产值1.023亿元。
东北电网水调自动化系统的建成投运，为有效地实施水电厂的经济运行和电网水库调度运行管理提供了更加科学合理的决策支持手段，且取得了明显的经济效益。首先通过合理控制和抬高径流式水电厂的运行水位，提高发电效率，增加发电量。如在2002和2003年的调度过程中，通过及时跟踪分析红石和太平湾水电厂的水情变化和实际运行情况，保持高水位运行，提高水库发电效率，总计多发电量4100多万kW.h，折合人民币700多万元。再者是对大型水库进行优化调度，如2004年，针对春汛和主汛期的来水特点，充分发挥水调自动化系统信息快，覆盖面广的特点，及时跟踪来水情况，优化水库调度，合理安排电网和电厂的运行方式。云峰、水丰、桓仁三大水库共减少弃水24.7亿立方米。白山、丰满、云峰、水丰四大水库共节水增发4亿kW.h，水能利用提高率为达到8.63%。
初步形成的国家电网水库调度自动化网络，不仅在一定程度上实现了水情信息的共享，而且为国调中心监督和指导电网内重点水电厂的运行提供了基础和保障，为各级领导进行科学的决策提供了及时可靠的水情信息。通过各级调度部门的共同努力和精心调度，充分发挥互联水调自动化系统的功能和作用，密切跟踪水情，优化水库运行，提高水库发电效率，取得显著经济效益。2007年，国家电网年节水增发电量超过100亿kW.h，相当于节约标准煤约300多万吨，且为缓解电力供需矛盾做出了积极贡献。
三、存在问题
经过20多年的努力和发展，水电厂测报系统和电网水调自动化系统的发展取得了一定成就，建设、管理和运行方面也已步入正规化和规范化的轨道。全国大中型水电厂都建设了水情自动测报系统，包括国调在内的全国多数水电比重较大的电网调度机构都已建成了水调自动化系统，且在电网防洪和经济运行等方面发挥了积极的作用。但在发展过程中，仍然存在一些问题，主要表现在以下几个方面：
1、水调自动化系统建设发展不平衡。尽管全国已有国调、南方、东北、华中、西北、华东、福建、广东、广西、贵州、云南、甘肃、湖南、四川、江西、重庆、浙江、安徽和新疆电网共19个水调自动化系统建成投运，并有8个电网水调自动化系统达到了实用化要求，水调自动化建设取得了一定成就，但从系统建设和发展的整体角度来看，建设发展工作仍显不平衡。一是部分工作开展较早的单位，如东北、西北、福建和甘肃电网，根据水调工作的需要，结合电网调度自动化发展实际，已建或正在建设第二代的水调自动化系统，水调自动化系统的技术和应用管理水平迈上了一个新的台阶；二是一些系统还未达到实用化要求的单位，如华东、重庆等电网，正在积极地完善系统，尽早达到实用化要求，通过实用化验收；三是还有一些单位，水调自动化系统的建设工作相对滞后，仍处在规划和起步阶段，一定程度上影响了水电调度工作的质量和效率。
2、水调自动化系统高级应用功能相对薄弱
经过十几年的发展，水调自动化系统形成了较为完善的系统应用平台和基础应用软件，而高级应用的功能则相对薄弱。一是高级应用功能不规范。表现在一些较早建设应用水调自动化系统的单位，如东北、华中、福建、广东等调度机构，在建设初期就开发了部分高级应用软件，系统投运时就具备了一定的高级应用功能。还有一些单位，系统初期投运以数据采集、处理为主，能完成日常水务管理功能，高级应用软件相对较少。虽然经过不断的完善，大部分系统具备了一定的高级应用功能。但总体来看，高级应用功能参差不齐，缺乏规范；二是高级应用软件不标准。由于高级应用功能缺乏统一的规范，加之由不同的单位开发，多为高校研究项目成果，各有特点，各有优劣，没有形成标准的、成熟的系列产品。
3、水电厂测报系统更新改造问题
80年代初至今，水电厂测报系统走过了20多年的发展历程，电力系统中大中型水电厂都建立了测报系统，并在防洪渡汛及经济调度方面发挥了积极有效的作用，测报系统的建设和运行取得了许多成功的经验。但不可回避的是，一些早期建设的测报系统将会不同程度地出现设备老化、备品备件不足、应用软件版本低等问题，测报系统更新改造和升级将是今后一个时期面临的不可忽视的问题。
4、整体运行管理水平需进一步提高
水电厂水情自动测报和电网水调自动化系统是一个有机的、不可割裂的整体，但由于管理体制等原因，使水调自动化系统运行管理面临新的挑战。一是一些水电厂水情自动测报系统管理不善，系统可靠性降低，出现漏报、迟报和错报现象，致使电网水调自动化系统数据准确性下降；二是由于水电站水情测报系统与电网水调自动化系统分属不同的管理主体，在信息报送范围和频度方面存在一定的问题和矛盾，致使水调自动化系统不能有效监控水电站流域水雨情和水库运行状态，一定程度上降低了水调自动化系统的效益；三是联网运行的水调自动化之间由于通信网络中断和数据不同步等问题，影响到整个系统的运行的稳定性和信息的可靠性。
四．展望与建议
水调自动化系统的建设和管理已成为现代水库调度工作中一项极为重要的内容，继续推进电网水调自动化系统建设和管理的不断创新，是水库调度管理工作创新和提高的前提和基础。特别是随着水调自动化系统的逐步投入和联网运行，电网体制改革的深化和电力市场的发展，电网水调自动化系统包括电厂测报系统，又面临新的应用环境和需求，电网安全生产和电力市场运营对水调自动化系统的运行管理的要求也越来越高。因此，加强电网水调自动化系统包括电厂测报系统的建设和管理，不仅是提高水库调度工作水平的需要，也是电网安全稳定运行和电力市场发展的需要。为适应电网生产和电力市场发展的需要，建议今后做好以下几个方面的工作。
1、加强水电厂水情自动测报管理，提高运行可靠水平
水电厂水情测报系统是电网水调自动化系统主要的信息来源，是水调自动化系统的基础和有机的组成部分，它们的运行水平直接关系到各网、省调水调自动化系统作用的发挥，也必将影响到互联水调自动化系统的运行，必须进一步加强管理，提高运行可靠水平。一是要加快更新改造的步伐，对一些早期系统，特别是备品备件不足、系统可靠性下降较多的系统，要按照《水情自动测报技术条件》（DL/T1085-2008）要求，实施更新改造，保证测报系统的安全稳定和可靠运行；二是健全规章制度，依法搞好管理。建设和管理是水情自动测报系统发挥效益的两个重要环节，管理好一个测报系统比建设一个测报系统更难。要按照《水情自动测报系统运行维护规程》（DL/T 1014-2006）要求，健全管理制度，规范数据格式，完善通用考核指标，并根据国调中心颁发的《水电厂水情自动测报系统实用化要求和验收细则》的要求，继续开展实用化考核和验收工作，促进测报系统运行管理工作的进一步提高，更好地发挥测报系统的作用；三是要在目前厂网分开的条件下，加强电厂水情自动测报系统与电网水调自动化系统界面管理，制定和细化有关的管理规定，不断探索新的管理方法和方式，确保水电站流域水情信息和水库运行信息完整、准确和及时的传送到电网水调自动化系统，以便调度部门进行科学的调度决策。
2、因地制宜推进水调自动化系统建设
采用先进实用的科学技术，因地制宜地开展电网水调自动化系统的建设，改善水电厂和电网水情信息采集、传输和交换的手段，不仅是提高水电厂防洪渡汛手段，进行科学水库调度的需要，同时也是适应新时期电力市场发展要求，适应现代电网管理的需要。因此，针对目前水调自动化系统发展建设不平衡的局面，还没有建设水调自动化系统的电网要按照调度“十一五”规划意见，结合电网的实际需要，因地制宜地开展水调自动化系统建设，提升水库调度技术手段，不断提高水库调度管理水平，尽早赶上水库调度自动化系统建设发展的步伐。
3、加强电网水调自动化系统的整体运行管理
随着新建水调自动化的不断投入，国家电网互联运行的水调自动化系统规模不断扩大。一方面，互连系统在实现信息共享，提高工作效率和管理水平方面将发挥更大和更重要的作用；另一方面，也对互联运行的水调自动化系统的整体管理水平提出了更高的要求。因此，已经建成水调自动化系统的单位，应不断完善水调自动化系统的功能，按照国调中心颁布的实用化标准和要求，切实落实各项功能和指标。不仅要保证水调自动化系统设备和软件的运行稳定，还要保证数据采集的准确和及时。同时要加强互联系统的整体管理，按照《国调水调自动化系统运行管理规定》要求，加强运行管理和指标考核，不断提高互联水调自动化系统的整体运行水平。
4、加强高级应用功能的研究开发和应用工作。
针对目前水调自动化系高级应用功能相对薄弱的问题，一是按照国调中心颁发的《电网水调自动化系统高级应用功能实用化要求和验收细则》的要求，不断完善和规范系统的高级应用功能，适应不断增长的水库调度工作的需要；二是针对电网水库调度工作的需要和电力市场发展的形势，开发规范、标准的高级应用程序，使水调自动化系统的高级应用功能更加科学、合理、实用；三是做好水调自动化系统的安全工作。要严格按照电力监管委员会发布的《电力二次系统安全防护规定》（电监会5号令）和国调中心关于《电力调度系统二次系统安全防护实施意见》的有关要求，解决好水调自动化系统安全和网络安全的问题。
5、加强基础理论研究，不断提高水文预报技术水平。
水文预报是一项基础性的水库调度工作，也是水电厂水情自动测报系统和电网水调自动化系统高级应用功能的基础功能。加强水文预报工作，提高水文预报的精度，延长预见期，不仅是水电厂和电网正常生产调度的需要，也是电力市场发展的需要，对提高电厂的市场竞争能力，优化电网资源配置都有重要的作用。因此，必须加强水文预报等基础理论技术的研究，特别是中长期水文预报技术的研究，力争在预报模型和方法上取得较大突破，以适应新时期电网调度和电力市场发展对水文预报工作的需要。
个人简历：
裴哲义 男 1963年生，硕士，高级工程师。1989年华北水利水电学院河流动力学硕士研究生毕业，1989年-2008年在国家电力调度通信中心从事水库调度管理工作。三峡水库投运后，直接从事三峡水库调度运行工作。
水电厂水情自动测报系统和电网水调自动化系
统的发展回顾与展望
裴哲义
摘要
本文对我国水电厂水情自动测报系统和电网水库调度自动化系统的建设和发展情况进行了较为全面的回顾和分析,阐述了水调自动化系统在水电厂防洪和发电及电网经济运行等方面所发挥的作用和效益，提出了存在的问题和今后工作的建议，对今后水电厂水情自动测报系统和电网水调自动化系统的发展和运行管理将起到一定的积极作用。关键词：水情测报 水调自动化 回顾
展望
Review and Expectation on the development of the Hydropower Station Hydrological Forecast Systems and the Grid Reservoir Operation Automation Systems
基于PLC的自动门控制系统设计 第3篇
关键词：PLC；自门控制系统；设计
前言
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、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式和开关量的逻辑控制的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。下文围绕基于PLC的自动门控制系统设计进行研究。
1.PLC概述
1.1概念
可编程控制器，英文Programmable Controller，简称PLC，PLC是用于工业现场的电控制器，它源于继电器控制技术，但基于电子计算机。它以微处理器为核心，集自动化技术、计算机技术、通信技术为一体，它通过运行储存在其内存中的程序，把经输入电路的物理过程得到的输入信息，变换为所要求的输出信息，进而再通过输出电路的物理过程去实现对负载的控制。
1.2 PLC的基本结构及原理
目前PLC种类繁多，功能和指令系统也都个不相同但都一微处理器为核心用微工业控制的专用计算机，所以其结构和工作原理都大至相同，硬件结构与微机相似，主要包括中央处理单元CPU存储器RAM和ROM，输入输出接口电路、电源、I/O扩展接口、外部识别接口等。其内部也是采用总线结构来进行数据和指令的传输。
LC控制系统由输入量-PLC-输出量组成，外部的各种开关信号、模拟信号、传感器检测的各种信号均作为PLC的输入量，他们经PLC外部输入端子，作为PLC的输出量对外围设备进行各种控制。由此可见，PLC的基本结构有控制部分输入和输出组成。
2.自动门控制系统的整体方案
2.1设计流程
（1）深入了解和分析自动门的控制要求和控制部件。
（2）确定I/O设备。根据自动门控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯等。
（3）根据I/O点数选择合适的PLC类型。
（4）分配I/O点，分配PLC的输入输出点，编制出输入输出分配表或者输入输出端子的接线图。
（5）设计自动门系统的梯形图程序，根据工作要求设计出周密完整的梯形图程序，这是整个自动门系统设计的核心工作。
（6）将程序输入PLC进行软件测试，查找错误，使系统程序更加完善。
（7）自动门系统的整体调试，在PLC软硬件设计和现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试，调试种发现的问题要逐一排除，直至调试成功。
2.2自动门的功能需求分析
本设计面向商场入口的应用，需要有安全性和可靠性。根据商场中对自动门的具体要求，本课题所设计的自动门应由以下功能：
2.2.1开门和关门控制应有手动和自动方式
为了便于维护，自动门应具有手动和自动方式。手动和自动开门方式由手自动转换开关来控制。当转换开关拨向手动位置时，门可以手动调节开或者关。当转换开关拨向自动位置时，手动开门失效，由感应器检测到有人接近门口且门未打开或者检测到已无人接近门且门未关闭，PLC动作输出信号给变频器来控制电机的正转或者反转来实现开门或者关门。
2.2.2紧急停止
当自动门出现夹人现象时，可闭合紧急停止开关，自动门自动进入开门过程。PLC控制和执行元件构成是自动门控制系统的两个重要组成。采用自动和手动控制方式，此种控制模式为自动门的主要控制方式。本课题所设计的自动门控制系统采用PLC为控制中心来控制传动机构从而控制门的开和关实现门的自动化控制。
2.2.3自動门的控制要求
要实现自动控制首先要具备一下功能部件：微波检测开关，限位开关，超载要实现电机正保护开关。先确定电机与门扇轨道组成的系统，要实现电机正转—开门，电机反转—关门。
首先按下启动按钮，当传感器检测到能有人体通过信号时，开关上有电流通过，（光电检测开关是脉冲触发需对其自锁）所以线圈上有电流通过，电动机正传，带动自动门执行开门过程。
门完全打开之后，使开门限位开关由闭合到断开，此时自动门停止，延时8秒。若此时感应器重新检测到有人体信号时，则在重新进行8秒延时。
当8秒的延时完毕后，电动机反转执行关门过程。在关门过程中，传感器重新检测到人体信号时，此时中断关门转向开门过程。
2.3自动门具体构成
自动门系统的具体组成如下图：
图1自动门系统组成
由上图可知，当感应器件检测到人体或物体信号时将信号传给PLC，PLC根据已经采集的信号发出控制信号，是驱动装置运行，通过传动装置带动自动门的运行。
3.硬件设计
3.1可编程控制器的选型
在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。因此工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需要的操作和动作，然后根据控制要求，估计输入输出点数、所需存储器的容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。
3.2驱动装置的选型
自动门的驱动器是自动门能否良好工作的保障。结合安全稳定的考虑，在本设计中选用天津某公司生产的型号为YSM100/112、W、S的3相380V交流电机，此电机噪音极小、调速性能好，即具备交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等优点，又具备直流电动机线性机械特性、调速范围宽、启动转矩大、运行效率高等诸多优点。
3.3感应器件的选型
目前自动门行业运用的感应器件主要有微波感应器、红外感应器等。微波感应器，又称微波雷达，对物体的移动进行反应，因而反应速度快，适用于行走速度正常的人员通过的场所。结合本课题的实际需要在设计自动门的人员检测上运用微波雷达传感器为自动门感应器。
4.总结语
运用PLC控制自动门具有较高的可靠性、稳定性，维修方便等优点。由此看来，进行自动门的PLC控制系统设计，可以推动自动门行业的发展，扩大PLC在自动门行业乃至整个自动化行业的应用，具有很好的发展前景。
参考文献：
[1]催坚.西门子工业网络通信指南.机械工业出版社，2005，8（3）：82-85.
自动门系统 第4篇
1 电网调度自动化系统与电力系统的综合自动化
电力自动化是电力系统发展的重要趋势, 在系统运行的过程中占据着重要的位置。在电力系统中, 安装了多种自动化装置, 能够将电力系统中的障碍消除, 形成自动化调节和控制, 保证系统的平衡性和稳定性, 同时尽量减少装置的负荷量。自动化装置在实际的应用中能够快速做出相应, 无需任何通信系统的辅助, 这也是电力自动化系统的优势所在。但是在实际的工作中, 这种系统也出现了明显的劣势, 主要是其功能较为单一, 而且无法进行优化处理, 装置之间是相互独立的, 无法进行协调配合, 不仅超出了判断力的范围, 还需要采取相应的预防措施。可见其复杂程度较高。
电网调度自动化系统的运行主要以信息的采集为主, 需要从全局的角度来对电网调度工作进行判断和分析, 在实际的应用中, 需要完全依赖于通信系统来进行。另外, 电力系统的自动化进程不断加快, 其涉及到的范围也相对较广, 不仅和火电厂、水电厂的自动化进行有效地连接, 还促进了变电站以及配电站的自动化进程。可见, 电力系统自动化是一种综合性的概念, 在实际的工作中发挥较为全面的作用。
2 电网调度自动化系统设备构成
从电网调度自动化系统的构成上可以看出, 其主体为系统的硬件部分, 这是和软件系统相对立而言的。工作的核心位置是计算机系统, 具体的构成设备见图1。
3 电网调度自动化系统功能
在电网调度自动化系统运行的过程中, 各级调度中心对于调度功能提出了不同的要求, 而且, 调度工作也有主次之分, 系统的主要功能和含义主要可以从一下几个方面来进行具体的分析:
3.1 数据采集和监控系统。
进行数据的采集和监控是调度自动化系统的基本功能, 主要包括数据的模拟量、脉冲量等。对电力系统的各种线路以及电压、电源等相应数据进行简单记录和分析。对于变压器设备的操作以及线路的接头的控制等等进行控制。另外还有警报的功能, 能够随时建立数据库, 向较为复杂的信息具体化, 有助于工作人员对相关信息进行分析。
3.2 自动发电控制。
电网调度自动化系统的运行中, 较为常见的就是AGC, 这种控制系统是在SCADA基础上实现的, 采用这种自动发电控制的主要目的是为了对放点机组的出力问题进行控制, 保证电网运行的额定数值。另外, 对于跨区域的电网来说, 做好调频任务需要达到标准的功能目标, 同时, 还能够保证电网的频率, 确定网络连接的规定值。
3.3 经济调度控制功能EDC。
和AGC相配套的是经济调度控制, 这种设备主要也是对调度自动化系统进行调节, 其中机构及调度控制系统EDC以提高电网运行的经济性为主, 通常情况系都和AGC相配合应用。二者相互配合, 保证运行状态的稳定性, 加强对分配机组的处理功效, 保证电网运行的经济性和稳定性。使得调频机组处于某种范围内。
3.4 能力管理系统EMS。
能力管理系统半酣电网调度自动化系统中的所有硬件和软件设备, 包含的范围相对较广, 可以对电网调度自动化系统运行的状态, 安全性以及调度工作进行细致地分析, 完善其功能, 发挥能力管理系统的优势作用, 具体来说, 可以从以下几个方面来分析:3.4.1状态估计SE.电力系统状态估计是电力系统高级应用软件中的一个重要模块, 许多安全和经济方面的功能都要用可靠数据集作为输入数据集。而可靠数据集就是状态估计程序的输出结构。因此, 状态估计是一切高级软件的实现基础, 真正的能量管理系统必须有状态估计功能。状态估计是根据冗余的测量值对实际网络的状态进行估计, 得出电力系统状态的准确信息, 并产生“可靠的数据集”。3.4.2安全分析SA。a.静态安全分析。一个正常运行着的电网常常存在着许多潜在的危险因素, 静态安全分析的方法就是对电网的一些可能发生的事故进行假想的在线计算机分析, 校核这些事故发生后电力系统稳态运行方式的安全性, 从而判断当前的运行状态是否有足够的安全储备。当发现当前的运行方式安全储备不够时, 就要修改运行方式, 使系统在有足够安全储备的方式下运行。b.动态安全分析。动态安全分析就是校核电力系统是否会因为一个土壤发生的事故而导致失去稳定, 校核因假想事故发生后电力系统能否保持稳定运行的稳定计算。由于精确计算工作量大, 难以满足实施预防性控制的实时性要求, 因此人们一直在探索一种快速而可靠的稳定判别方法。
4 配电自动化系统
配电网是直接与用户相连, 也是电力系统的基础。在我国, 35110kv是高压配电网, 10kv为中压配电网, 380//220v为低压配电网。经过全国性的农网改造工程, 农网的技术装备已有很大提高。
所谓配电自动化系统, 按美国电气电子工程学会的定义, 是指一种可以使电力企业在远方以实时方式监视、协调和操作各种配电设备的系统。其具体功能可分为三类:a.监视:采集电压、电流等模拟量和线路开关状态等开关量, 判定配电系统的实时状态;b.控制:必要时可以自动控制断路器等配电设备, 改变当前配电系统的运行工况, 使之更加适合用户的需要, 如无功/电压控制和故障后网络重构等;c.保护:可以自动识别配电系统中的故障点, 并进行故障隔离。
5 结论
电力系统调度是电力系统生成运行的一部分, 是生产运行的指挥部门。直接领导电力系统内发电、输电、变电和配电各部分运行值班人员和设备的运行。随着电网的扩大和相互联络, 电力系统调度由一级调度增加位多级调度, 其调度任务也由简单到复杂, 组成统一集中并协调一致的分级管理体制。各有关单位在调度的统一指挥下协同配合, 以保证电力系统在安全经济的情况下运行。
参考文献
[1]马韬韬.电网智能调度自动化系统研究现状及发展趋势[J].电力系统自动化, 2010 (9) .
自动门系统 第5篇
基于高等院校的网络办公自动化系统
[摘 要] 介绍学院网络办公自动系统的主要功能,分析了内外网络连接的方法,根据具体需求情况,给出相应的应用方案,对涉及到的有关技术也做出了相应的研究与分析。
[关键词] 高等院校 网络 办公自动化
怀化职业技术学院是一所公办全日制高等院校,学院的办公环境还相对比较传统,初步实现了以计算机为核心的办公模式。最近几年来通过计算机技术在学院各部门的教学、科研、办公等各个环节的相互渗透,一定程度上提高工作效率和质量。
一、办公状况
学院办公行政部门以及各系或多或少都建立了挂靠在学院网站下的独立网页。各个部门信息共享率低,办公效率不太理想。办公室行政部门发出通知、会议精神和文件等没有通过计算机网络传输,而是通过人工方法,打印文稿一级级地传达。大概的工作流程还是通过费时、费力的电话及会议来完成。此工作方式现在效果不错,不过高效性无法达到。
随着学院改革发展上水平,提倡“低碳”节约型办学思路,可以利用刚刚改造好的高性能的校园网络,把校内信息共享给师生家长,真正实现网络办公自动化管理。
二、系统功能
根据学院的办公需求,系统至少应具备五个功能模块:
2.1信息管理系统(MIS)
信息管理系统(Management Information System),是一个以人为主导,利用计算机硬件、软件、网络通信设备以及其他办公设备,进行信息的收集、传输、加工、储存、更新和维护,提高效率为目的,支持管理高层决策、中层控制、基层运作的高度集成化的管理系统。主要指的是进行日常信息管理操作的系统,包括信息的发布、公文处理、文件管理和教学管理等。
2.2.网络应用
系统网络功能中包括各种的网络应用:收发电子邮件、浏览内网与外网网站、发布自己的公共信息以及与网内外其他人交流。所有这些都需要内网与外网之间通过相应的机制进行联接。
2.3行政事务管理
主要功能是对人事、财务、教务、后勤等进行管理,实现各管理部门的办公自动化。其中财务管理当中的数据安全问题尤为重要。
2.4会议管理
主要功能:对公文、校务信息、简报、报告等文件批示进行数据库存储管理;提交参会人员名单、发送会议通知等。
2.5个人事务管理
包括:个人计划管理、领导日程安排、电话簿、名片簿等与个人管理功能。其中领导安排以简报、报告、请示、会议活动通知为根据,安排领导出差,会议活动等工作。工作安排由办公室统一协调,系统可方便地浏览领导近期的活动安排。
三、系统网络拓扑结构
网络办公自动化系统,在网络结构上分为内、外部网两个部分,内部网主要用于学院内部各部门机构之间或上下级之间的信息交换、信息处理;外部网主要用于学院与外部用户的沟通及信息的发布和采集。将整个网络办公自动化系统模型的总体设计目标:建立一个以网络管理中心为中心,覆盖全院办公楼、教学楼和实验楼,各院系的通信枢扭。
系统网络拓扑结构示意图
系统网络不仅包括内外网常见的网络基础应用开发,如E-MAIL、WWW服务、论坛等,而且包括专用的应用程序开发,如前面的功能需求:信息管理系统(MIS)和其他的管理系统,相关的系统结构和实现方式各有不同。系统网络中的用户群不是很多,但是应用系统较多,为了保障系统网络安全,应该从网络连接设备、网络操作系统以及数据库当中着手相应的认证与授权。
根据部门关系和工作流程从逻辑结构上和物理结构上,合理规划逻辑子网、划分用户分组以及权限问题。数据需要保密的可以直接通过外网建立自身加密机制,开辟专有的数据通道,组件虚拟专用网络。系统网络的稳定性和可靠性是保障整个系统网络正常运作的重要条件。
四、结束语
网络办公自动化系统实现后,将为学院提供广泛的网络应用服务。主要功能有:文件服务、电子邮件、数据查询信息等服务。目前只有教务处的局域网已连接到了Internet上,教务管理实现了“无纸化”办公。由此,网络办公自动化系统的建设必将大大提高学院管理水平。信息时代在重视网络化办公、提高工作效率的同时,内部管理制度也是一个不可忽略的软因素。
参 考 文 献
[1] 吴华洋.高等院校办公自动化系统的设计实现[J].黑龙江大学自然科学学报,2005
[2] 王玉莲,亢临,李中青.学校办公自动化网络系统的设计思想[J].山西大学学报(自然科学版),1999
[3] 梁浩.一种通用办公自动化系统的设计与实现[J].计算机工程与应用,1996
自动门系统 第6篇
【关键词】供电系统；自动化；电力调度
在我国目前的大力推动下，我国的电力系统使用最新的科学技术，让电力系统变得自动化、智能化，大大提高了电网系统的工作效率。在各项革新的技术中，供电系统综合自动化保护技术以及电力调度自动化系统是十分重要的技术革新，它们让我国的电力系统的稳定性与安全性得到了大幅的增强，也让电网系统的服务质量得到了提高，更好的促进了社会的发展，保障了人们正常的生产生活。
一、供电系统综合自动化保护
（一）供电自动化的实施目的
在以前电网的建设中，由于投入的人力物力不够，在具体的建设中又没有科学合理的指导，导致了供电能力比较低下的后果。为了解决这一问题，国家开始了对电网结构的改造，目的是为了让电网系统的供电网络能够实现自动化供电、自动化保护。在经过一个阶段的改造以后，初步实现了目标，不过在新的时代下，对供电网络又有了新的要求，主要是在保证电力质量的前提下，将整个供电网络的供电能力加强，同时让日常管理自动化，提高供电效率，减少供电成本，为供电网络提供自动化的保护功能，增强供电网络的安全性与稳定性。
（二）自动化保护系统的构成
1变电站综合自动化保护。与过去的变电站相比，现代的变电站会使用计算机通讯技术对本地监控和调度进行自动控制，然后通过监测保护功能对设备进行监控，实时掌握设备的运行状况，并对设备的运行数据进行记录，以便日后进行质量查验。因此这个系统的使用解放了人力成本，而且避免了人为因素导致的失误，增加了设备的稳定性。
2环网故障定位。这个系统是指当电网系统出现故障时，迅速对故障部位进行定位和监测，并且根据数据对故障进行判断，如果是程度较轻的事故会予以立即排除，如果故障较为严重，会将故障部位的供电系统切断，等待人力进行修复。
3管理信息系统。这个系统可以将电网系统中的各个部分，如配电、用电等信息进行集成，然后将数据传输到管理系统当中进行处理，数据的采集和信息的管理都是自动化处理，可以实时提供设备的管理情况，一旦发现问题时便会快速进行解决。
（三）配电自动化在供电企业中应用的意义
配电自动化对我国电力能源的优化使用，缓解供电压力，以及更好的提供电力服务等都具有重要的意义。（1）有利于提高供电质量，实施配电自动化，降低了能源损耗和供电风险，提高了供电可靠性，有利于发送供电质量。（2）有利于提高县级供电企业管理水平，同时也是提高其经济效益的有效途径，自动化的动作模式，通过对配电网的监控，能够有效地减轻倒闸操作的工作量，提高全员劳动生产率和安全性。（3）有利于不断提高供电能力，开拓电力市场实施配电自动化，能正确判断故障位置，自动隔离故障，自动恢复供电，将故障损失减少到最小程度，大大提高了电网安全性和可靠性，提高了事故处理的效率。
二、电力调度自动化系统
（一）电力调度自动化系统的应用现状
随着科学技术的不断发展，电力系统也进行了不断的革新和改善，而电力调度系统的发展就是十分典型的例子。电力调动系统将目前最新的计算机通信技术、远动技术进行了应用，让电力的调度更加的数字化、科学化，增加了电力设备的安全性。不过由于我国在电力系统的建设起步较晚，因此对电力调度自动化系统的研究还不够深入，技术水平还不够高。而且由于实际操作经验还不够丰富，操作人员的数量和专业水平都能满足系统的发展需要，因此电力调度自动化系统在我国电网系统中还没有发挥出最大的效果，同时也影响了我国电力系统的稳定性和安全性。因此我国需要在电力调度自动化系统上发掘更大的潜力，具体来说，首先要加强管理水平，对操作人员进行专业技术上的培训，同时加大对于电力调度自动化系统的研究工作，让操作人员与电力设备的发展能够匹配起来，最终从根本上提高我国电力调度自动化系统的技术水平，增强电力系统的稳定性和安全性。
（二）电力系统调度自动化的发展趋势
1模块化
分布式的电力系统调度自动化系统软件设计的重要思想就是实现模块化和分布式的双向设计。由于组件技术是一种标准实施的基础，它能够实现真正意义上的分布式体系结构。
2智能化
在电网发展过程中，智能化作为其必然趋势，必然在社会的需求下促使电网智能化的早日实现。电力调度系统智能化，就是通过先进的调度数据集成技术来对电力系统的运行数据进行有效的融合，从而使其能够进一步的综合利用。
3可视化
电力调度自动化系统在借助于计算机技术、网络技术、安全分析和图像处理技术的基础上，可以将数字、图形、表格和文字通过图形技术和显示技术有效的转换为直观图形信息，这样可以使电力系统运行人员能够更有效的实现对电力系统的控制功能，通过对电网故障准确、快速的判断来采取切实有效的措施进行处理，更利于电网运行的安全和可靠。
4无人化
在采用了先进的远程控制装置以后，对变电站的监控已经实现了无人化。无人化监控时设备可以对当前电力系统的数据状态进行监测，保证设备始终在正常的状态下运行。当电网系统出现故障时，监控系统会立即予以发现，然后发出警告信号，以便维修人员能尽快进入故障部位进行处理，增强了电网系统发现故障的迅速性与准确性，保障了电网系统能够稳定运行。
5综合自动化
电力系统调度自动化系统的应用，其目的就是为了能够更好的提升调度系统的全面、综合的管理能力，所以要想实现调度系统的综合自动化，则需要在此基础上进行实现，从而构建全方位的调度数据库系统，有效提高调度自动化系统综合化的管理水平。
三、结语
在社会的不断发展中，对电力资源的使用和要求也越来越高，但是我国目前电力系统总体状况还是比较落后，因此国家开始关注电力系统的改革与完善，尤其是对供电系统综合自动化保护及电力调度自动化系统加大了投入力度。电力企业要在这个关键阶段对电力系统进行升级改造，从根本上提高电力系统的技术水平，保障我国电力系统的稳定性与安全性，维持社会的正常发展。
参考文献
[1]姚建国，高宗和，杨志宏.电网调度自动化系统发展趋势展望[J].电力系统自动化，2007（13）.
[2]张云延，娄华薇.调度自动化系统网站结构及主要功能的实现，2008，（10）.
自动门系统 第7篇
1 可编程逻辑器件的简介
可编程序控制器简称PLC, 它基于计算机又不同于计算机, 是专为在工业现场应用而设计的, PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物, 其功能比继电器控制装置有很大优势[3,4]。
2 产品功能要求分析
(1) 当有人通过自动门时, 光电检测开关K1 或K2得电, KM1动作, 电动机正转, 开门; 门开到最高点时, 开门限位开关K3 得电, 电机停止运行, 停止开门;
(2) 自动门在最高点停留8s后进入自动关门过程, KM2 动作, 电动机反转, 关门; 门关到最低点时, 关门限位开关K4 得电, 电机停止运行, 停止关门;
(3) 关门过程中, 如果有人进出, 光电检测开关K2 或K1 得电, 立即停止关门, 自动进入开门程序;
(4) 在门打开后的8s等待时间内, 如果有人进出, 光电检测开关K2 或K1 得电, 重新计时, 等待8s后, 再自动进入关门过程, 保证人员安全通过;
(5) 当自动门出现故障或在维护期间, 需要进行手动控制, 因此增加手动开门和关门控制。
3 控制系统总体方案设计
根据要求, 要设计一个简易的自动门控制系统, 系统包括自动、 手动两种控制模式。 本设计的自动门以PLC为系统控制中心, 实现门的自动开关控制。
3.1 硬件系统设计
自动门PLC控制装置的主要组成部分有: 门内、门外检测开关各一个, 开门、 关门限位开关各一个, 开门、 关门执行机构 (电动机正转、 反转) 。 该装置结构简单, 可确保使用故障率低、 可靠性高、 维修方便。
3.2 软件系统设计
3.2.1控制系统状态流程图
状态流程图的画法如下:
(1) 首先将整个工作过程分解为若干个独立的控制功能 “步”, “步” 是为完成相应的控制功能而设计的控制程序或程序段;
(2) 每一个独立的 “步” 分别用一个单线框表示, 然后根据动作顺序将各个步用箭头连接起来;
(3) 在相邻的两个 “步” 之间画上一条短横线, 表示状态转换条件。 当转换条件满足时, 上一步结束, 下一步被激活, 转向执行新的控制程序; 若转换条件不满足, 则继续执行上一步的控制程序。
系统工作流程运行图如图1所示。
3.2.2 控制系统I/O分配表
一般来讲, 控制电路中的按钮、 检测开关、 限位开关等作为可编程序控制器的输入信号处理, 控制电动机交流接触器作为输出对象来处理。 该系统需要门内、 门外检测开关各一个, 开门、 关门限位开关各一个, 手动开门、 关门按钮各一个, 开门、 关门执行机构各一个, 共6个输入点、 2个输出点。
3.2.3 控制系统外部接线图
控制系统外部接线图如图2所示。
3.2.4 控制系统程序梯形图编写
根据以上流程图、 I/O分配表、 外部接线图, 可设计出梯形图控制程序。
(1) 当门内检测开关K1 或门外检测开关K2 检测到有人要通过门时, 电动机正转, KM1 得电, 自动门开门; 当开门限位开关K3 得电, 说明门已经全部打开, 此时停止开门动作, KM1 失电, 自动门自动停止开门。程序如图3 所示。
(2) 当自动门开到最大时, 开门限位开关K3 得电且门内检测开关K1 和门外检测开关K2 没有检测到人时, 定时器T1 得电开始定时, 若在T1 定时时间内门内检测开关K1 或门外检测开关K2 检测到有人, 则定时器立即复位。 程序如图4 所示。
( 3) 当定时器定时8 s后, 关门执行机构动作, KM2 得电, 电动机反转, 定时器复位, 自动门关门;当关门限位开关K4 得电时, 关门到位, KM2 失电, 自动门停止关门。 如果在关门期间有人通过, 门内检测开关K1 或门外检测开关K2 得电, 则KM2 立即失电, 同时进入 (1) 中所述的开门运行状态。
5 结束语
本文设计的自动门使用PLC作为控制器, 基本单元部分工作可靠, 大大提高了自动门的稳定性, 提高了经济性, 对于整个自动门设计是一次技术革新, 扩大了PLC在日常生活中的使用范围。
摘要：以三菱公司的FX2N系列可编程控制器为基础, 设计了一个简单的自动门控制系统, 该系统主要完成自动门的自动开关控制。
关键词：PLC,自动门,FX2N
参考文献
[1]王兆晶.维修电工 (技师) 职业资格培训教程[M].济南:山东科学技术出版社, 2002.
[2]孙平.可编程序控制器原理及应用[M].北京:高等教育出版社, 2003.
[3]台方.可编程序控制器应用教程[M].北京:中国水利水电出版社, 2001.
自动档汽车的自动控制系统 第8篇
1 液压控制系统
自动变速器的液压控制系统通常由手动选挡、供油、换挡品质、换挡时刻控制、参数调节、换挡品质控制等部分组成。供油部分主要由主油路调压阀、油冷却器、供油泵、油滤清器等组成。供油泵和主油路调压阀为操纵系统提供动力。
供油部分根据外在动力控制机构的变化, 自动调节油泵输出油压到达规定值, 形成平衡的工作液压。
手动档位选择部分包括控制阀和手动控制阀盘, 由齿轮控制的手动控制阀, 阀芯运动的原理, 使用开关电路, 这是基于变速杆液压油开关“P”, “R”, “N”, “D”2, ”或“L”的油路。
参数调整的一般方法有两种, 一是速率控制的压力调节阀, 液压调速控制原理的速度产生, 和液压控制和在1-2挡, 2挡, 3-4挡三个换档阀一端, 速度增加, 增加的速度控制的液压。换档阀正是基于以上两个参数变换齿轮。二是节流阀的压力调节阀, 其原理是节流阀控制的液压发电油门开度和转速控制, 液压和在换档阀的另一端, 节气门开度的增加, 加速踏板控制液压升高。
换挡时刻控制部分主要是换挡阀, 功能是转换通向各换挡部分的油路, 从而实现换挡控制。
换档品质控制是控制换挡过程, 使升降齿轮更稳定, 温柔, 不受力, 防止负荷动态生成。一般是为了提高减振, 缓冲阀, 执行力调节液压通道阀蓄能器。
2 电子控制系统
自动换挡实现。电子控制自动变速器通常采用电子控制的流体动力系统, 因为电源是主压力阀, 泵, 液压和产生的, 因此保留了液压控制系统。电子控制系统使液压操作装置的换挡控制方式为电子控制装置, 其目的是信号的油门开度传感器和产生作为输入值的电子控制系统的速度传感器, 比较处理由电子控制系统后, 经过计算, 根据预编程, 确定齿轮和换档点输出移位指令, 电磁阀的通断控制液压换向阀的控制线圈端移位, 导致移动换档阀, 自动切换电路的元件, 自动换挡实现。
自动变速器ECU根据各传感器及有关开关的输入信号产生相应的电控信号控制各电磁阀的动作。再通过换挡阀及阀体中的各油路转换为相应的控制油压, 从而实现对换挡执行机构、油压调节装置及液力变矩器锁止装置等的自动控制。电子控制系统由以下三个基本部分组成:信号输入传感器和各种控制开关、微机控制器部分和输出执行部分。通过各种传感器和各种控制开关向控制器输入车辆行驶情况、发动机和变速器运行工况和司机操纵要求等信息。从输入信号类型来看, 有以下三种输入量:一是模拟量。如节气门位置传感器、变速器油温传感器等。二是脉冲量。如车速传感器、发动机转速传感器等。三是开关量。如选档杆位开关、行驶模式开关等。微机控制器部分一般也称电子控制单元ECU, 它接受各种输入信号, 进行处理, 作出判断, 发出控制命令, 实现自动变速器各种控制, 并实现与其他控制器的和检测仪器等的通信网络。输出执行部分主要是各种电磁阀, 它将ECU输出的电控信号转变为相应的液压控制信号, 使有关的液压执行元件动作, 从而完成自动变速器的各项功能自动控制。
通过电子控制装置的结构和自动变速器原理的分析, 我们可以看出, 电液控制和液压控制相比, 具有明显的优点:可以实现电子控制以前由液压控制难的多功能实现较复杂的控制, 以提高传输性能。电子控制可以大大简化了液压控制结构, 减少生产投资等。通过硬件和软件相结合的方式实现电子控制功能, 因为软件易于修改, 能使产品具有适应结构参数的变化特征。随着汽车电子技术的发展, 汽车电子控制传动系统与引擎, 制动系统, 可以通过汽车安全气囊系统, 资源共享, 实现整体控制, 进一步简化控制结构。
3 液控系统与电控系统
液压控制系统和电控液动系统的主要区别在于液控变速器是主要利用速控阀的油压信号和节气门阀的油压信号在液控阀板里进行对比, 从而改变了液控阀板中各种换挡阀的位置, 是来自于主调压阀的的主油路走向发生了改变, 进入相应换挡阀之后再作用于相应档位的离合器和制动器活塞上, 使各档位的行星齿轮机构出现组合式变化, 从而产生档位变化。而电控变速器, 相对于液控变速器增加了相应的控制模块和传感器, 例如速控阀变成了车速传感器, 节气门阀变成了节气门开度传感器等等, 利用各种传感器精确变速器的工作信息, 经电脑计算后通过电磁阀控制液控阀板工作, 从而控制了升降档。使换挡时刻更加精确, 换挡冲击更小, 对动力提升也更有效。
浅析自动控制与自动控制系统 第9篇
随着自动化技术的日益发展，迅速形成了适应性强、针对多输入多输出复杂控制系统，用状态空间模型及时域分析方法进行研究的现代控制系统。人们力求使所设计的控制系统能达到最优的性能指标，使系统在一定的约束条件下，其性能指标能达到最优化控制;而当控制对象或环境特性发生变化时，为使系统能自行调节，以跟踪这种变化并保持其良好品质，又出现了自适应控制。近年来，现代自动控制在非线性系统、离散系统、大规模系统和复杂系统等方面均有不同程度的发展，特别是在智能控制方面得到了很快的发展和应用，它主要包括专家系统、模糊控制和人工神经网络等先进的控制方法。目前，现代自动控制的应用已经扩充到非工程系统，诸如：生物系统、生物医学系统、经济系统和社会系统等。
自动控制理论研究的是如何按受控对象和环境特征，通过采集和处理信息加以控制作用，使系统在变化或不确定的条件下正常运行并具有预定的功能，使其既具有很强的理论性，又具有很强的应用性，是一门研究自动控制规律的技术科学，其主要内容涉及受控对象、控制目标和控制手段以及它们之间的相互作用等。
所谓自动控制，是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或控制装置和控制器，使受控对象的受控量按照预定的规律运行。如下图所示：
自动控制有两种基本的控制方式：开环控制和闭环控制，对应与这两种方式的系统分别为开环控制系统和闭环控制系统。
开环控制系统是指系统的输出量对控制作用没有影响的系统，也是就说，在开环控制系统中，既不需要对输出量进行测量，也不需要将输出量反馈到系统的输入端与输入量进行比较。或者说，控制装置与受控对象之间只有顺向作用，而没有逆向联系。如图所示。
开环控制系统
开环控制系统的特点是：系统结构和控制过程均很简单，但抗干扰能力差，一般仅用于控制精度不高且对控制性能要求较低的场合;由于开环控制系统均无需将输出量与参考输入量进行比较，因此对应于每个参考输入量，一般只有一个因定的工作状态与之对应。这样，系统的精确度便取决于标定的精确度，当出现扰动时，开环控制系统就不能完全既定任务了。在实践中，只有当输入量与输出量之间的关系已知，并且既不存在内部扰动，也不存在外部扰动时，才能采用开环控制系统。
闭环控制系统亦称为反馈控制系统，是指能对输出量与参考输入量进行比较，并且将它们的偏差作为控制手段，以保持两者之间预定关系的系统。在闭环控制系统中，控制装置与受控对象之间不仅有顺向作用，而且有逆向联系。作为输入信号与反馈信号之差的误差信号被传送到控制装置，以便减少误差，并且使系统的输出达到期望值，如下图：
闭环控制系统
闭环系统的特点是：由于采用了反馈，因而可使系统的响应对外部的干扰和系统内部的参数变化不敏感，系统可达到较高的控制精度和较强的抗干扰能力。这样，对于给定的被控对象，就有可能采用不太精密且成本较低的元件来构成比较精确的控制系统，这在开环情况下，是不可能做到的。
从稳定的角度出发，开环控制系统的稳定性不是主要问题，但在闭环控制系统中，稳定性却始终是一个重要问题，因为闭环控制系统可能引起过调误差，从而导致系统不稳定。
当系统的输入量能预先知道，并且不存在任何扰动时，采用闭环控制系统比较合适。只有当存在着无法预计的扰动或系统中的元件参数存在着无法预计的变化时，闭环控制系统才具有优越性，闭环控制系统中采用的元件数量比相应的开环控制系统多，因此闭环控制系统的成本和功率通常比较高。
自动控制系统在生产实践、高科枝领域中，之所以能迅速地发展和应用，其主要原因是因为它具有很好的性能特点。自动控制系统的性能特征主要是指系统在某一典型输入情况下对其被控量变化的全过程。对每一类系统被按量变化全过程的共同基本的要求都可以归结为稳定性、准确性、快速性、即稳、快、准的性能特征。
稳定性是指系统在受到外部作用后，其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力。它是保证控制系统正常工作的先决条件，一个稳定的控制系统，其被控量偏离期望的初始偏差应随时间的增长逐渐减少或趋于零。自动控制系统的稳定性是由系统自身的结构和参数所决定的，与外界因素无关。
快速性是用动态过程的时间长短来表征的，过渡过程时间越短，表明快速性能越好，反之亦然。为了很好地完成控制任务，一个自动控制系统如果仅仅满足了稳定性的要求是不够的，还必须对其它过渡过程的形式和快慢提出要求，一般称为动态特征。
准确性是由输入给定值与输出响应的终值之间的差值大小来表征的，在理想情况下，当过渡过程结束后，被控量达到的稳态值应与期望值一致。但实际上，由于系统结构、外作用形式以及摩擦、间隙等因素的影响，被按量的稳态值与期望值之间会有误差存在，这种误差称为稳态误差。稳态误差是衡量自动控制系统控制精度的重要标志，若系统的稳态误差为零，则称为无差系统，否则为有差系统。自动控制系统的稳定性、快速性和准确性往往是互相制约的。求稳有可能引起反应迟缓，精度降低;求快则可能加剧震荡，甚至引起不稳定。怎样根据工作的不同，分析和设计自动控制系统，使其对三方面的性能有所侧重，并兼顾其它，以达要求，这是自动控制系统今后发展要研究解决的核心问题。
摘要：由于自动控制系统的广泛运用, 各行业的专业人员对它的学习、研究也在不断地进行。本文叙述了自动控制和自动控制系统的发展和运用历程;重点阐述了开环控制系统和闭环控制系统的各自特点和相互之间的差异;并对控制系统中的“稳定性”与“准确性”, 以及二者的辨证关系进行了详细描述。
关键词：自动控制,自动控制系统,开环控制系统,闭环控制系统
参考文献
[1]《自动控制理论》.刘丁.机械工业出版社。2007.9。ISBN:711119855.
[2]《MATLAB自动控制系统设计》.张德丰。机械工业出版社。2010.1。ISBN:9787111293088.
[3]《自动控制原理实验教程》.程鹏.清华大学出版社。2008.1。ISBN:9787302158585.
自动门系统 第10篇
球杆系统是一个不稳定的系统,要使其稳定,必须给它施加控制作用。运用于球杆系统常见的控制理论有:
(1)PID控制。PID是一种简单易懂的通用控制器,适用于控制简单的过程。在对球杆系统进行运动学和动力学分析后,得到系统的非线性物理模型,线性化后得到球杆系统的状态方程。根据状态方程设计PID控制器,以满足球杆系统的瞬态和稳态性能指标。PID控制也可以不用得到系统的状态方程,直接借助实验的方法设计PID控制器。
(2)根轨迹及其频率响应法。根轨迹法是利用开环零点、极点在s平面的分布,通过图解的方法求得闭环极点的位置。根轨迹法可以比较快的获得近视结果。在球杆系统中,通过建模分析得到球杆系统的开环传递函数,做出其根轨迹图,可以得到其闭环传递函数存在位于s平面虚轴的极点,说明系统临界稳定。可以采用增加零极点方法校正系统,把临界稳定的系统转化为稳定的系统[2]。
(3)状态空间法。极点配置法通过设计状态反馈控制器将多变量系统的闭环系统的极点配置到期望的位置上,从而使系统满足工程师提出的瞬态和稳态性能指标。
(4)模糊控制。经典的模糊控制器利用模糊集合理论将专家知识或操作人员经验形成的语言规则直接转化为自动控制决策(通常是专家模糊规则查询表),其设计不依靠对象的精确模型,而是利用其语言知识模型进行设计和修正控制算法。在许多情况下,将模糊控制和PID控制两者结合起来,扬长避短,既具有模糊控制灵活、适应性强、快速性好的优点,又具有PID控制精度高的特点。
2 球杆系统的构成
球杆实验装置由球杆执行系统,控制器和直流电源等部分组成。该系统对控制系统设计来说是一种理想的实验模型。正是由于系统的结构相对简单,因此比较容易理解该模型的控制过程。
球杆执行系统由一根V型轨道和一个不锈钢球组成。V型槽轨道一侧为不锈钢杆,另一侧为直线位移电阻器。当球在轨道上滚动时,通过测量不锈钢杆上输出电压可测得球在轨道上的位置。V型槽轨道的一端固定,而另一端则由直流电机(DC motor)的经过两级齿轮减速,再通过固定在大齿轮上的连杆带动进行上下往复运动。V型槽轨道与水平线的夹角可通过测量大齿轮转动角度和简单的几何计算获得。这样,通过设计一个反馈控制系统调节直流电机的转动,就可以控制小球在轨道上的位置。
此系统为一个单输入(电机转角θ)、单输出(小球位置x)系统,输入量θ利用伺服电机自带角度编码器来测量,输出量x由轨道上电位器的电压信号来获得。
系统包括计算机、IPM100智能伺服驱动器、球杆本体和光电码盘、线性传感器几大部分,组成了一个闭环系统。光电码盘将杠杆臂与水平方向的夹角、角速度信号反馈给伺服驱动器和运动控制卡,小球的位移、速度信号由直线位移传感器反馈回控制卡。计算机从运动控制卡中读取实时数据,当鼠标或键盘输入小球的控制位置时,由计算机确定控制决策(θ应向哪个方向转动、转动速度、加速度等),并由运动控制卡来实现该控制决策,产生相应的控制量使电机转动,带动杠杆臂运动,使小球的位置得到控制[3]。
(1)电气部分。a.小球滚动时位移的测量:直线位移传感器线性轨道传感器接+5V电压,轨道两边测得的电压作为IPM100控制卡A/D输入口的信号。当小球在轨道上滚动时,通过不锈钢杆上输出的电压信号的测量可得到小球在轨道上的位置。b.伺服电机输出角度的测量:采用IPM100控制器,电机驱动齿轮转动时角度编码器用于测量θ。
(2)机械部分。整个机构运行如下:电机转动带动与杠杆臂相连的齿轮带动,此时连接点与水平方向会有一角度θ(角度θ应被限定在±80°以内),轨道会绕左侧与固定座铰链处转动,轨道与水平方向的角度为覬。此处角度编码器用于测量角度θ。
3 球杆系统数学模型
(1)球杆系统的建模分析。球杆系统的精确数学模型难以建立且相当复杂,需要做一些简化,建立其简化的数学模型。一般说来,对于反馈控制,近似的数学模型己经足够了。为便于建模,这里将球杆系统模型分解成四部分:即球杆控制部分模型、球杆机械部分模型、角度模型和伺服电机系统模型。球杆控制部分模型就是使球杆速度控制环能够满足小球位置控制环的需要,球杆机械部分模型将小球在导轨上的位置x(t)和导轨的仰角覬(t)联系起来,而角度模型则将导轨的仰角覬(t)与电机的转动角度覬(t)联系起来。球杆系统由IPM100运动控制卡进行控制,其伺服电机系统使直流电机的输出转角能够跟随系统控制器输出的电机给定转角信号。下面分别讨论球杆系统上述四部分数学模型的建立。
(2)球杆系统的控制模型。在球杆系统中,系统控制模型的建立就是要建立导轨仰角和电机输出位置之间的关系,使之能够满足小球位置控制环的要求。导轨仰角控制环实际上是一个速度控制环,这个闭环的控制目的就是使电机能够根据小球位置控制环的参考输出快速而准确的将导轨定位在指定角度。这样一来,小球的位置控制环就形成了一个外闭环,我们称之为主动环C2,而把控制导轨仰角的速度环称之为从动环C1。因为主动环决定了从动环的参考输入。在实际控制的过程中,小球在导轨上的位置是通过一个直线电位器反馈回来的电压测得的。将这个实际位置同目标位置相比较得出来的位置误差通过小球位置控制器的运算将得到一个数值。这个数值就是位置控制环输出给速度环的指定转角,速度环的控制器用这个转角和导轨当前的实际仰角之间的差值作为误差输入,运算后将得到最终驱动器输出给电机的控制电压,从而完成系统的一次控制。
(3)球杆系统机械部分的数学模型。对小球在导轨上滚动的动态过程的完整描述是非常复杂的,设计的目的是对于该控制系统给出一个相对简单的数学模型。
实际上使小球在导轨上加速滚动的力是小球的重力在同导轨平行方向上的分力同小球受到的摩擦力的合力。将小球在导轨上滚动的过程近似成一个质点,考虑小球滚动的动力学方程,小球在V型轨道上滚动的加速度为:
进行拉普拉斯变换即得到小球在轨道上的位置x(t)到V型导轨与水平面之间的夹角覬(t)的传递函数:
(4)球杆系统角度模型。在实际控制过程中,导轨与水平面之间的夹角覬(t)是由直流伺服电机的转角输出来实现的。导轨仰角覬(t)与电机转角θ(t)之间的关系是非线性的但是静态的,同时大小齿轮的减速比也影响两者之间的关系。可近似得到:
其中R是电机盘的半径,L是导轨的长度[1]。
(5)直流伺服电机系统的数学模型。在整个系统中,电机是唯一的动力来源。电机位置的输出将直接控制导轨的仰角,也将直接影响小球在导轨上的位置。因此,直流伺服电机模型的建立也是球杆控制系统中不可忽视的一个重要组成部分。采用直流伺服系统的任务是控制直流电机的转角,使其与给定转角协调。
整个球杆系统可以近似为由三个部分串级而成:球杆机械部分、角度转换部分以及直流电机部分。
因此整个球杆系统的开环传递函数为:
为简化模型,避免给使用者带来不必要的麻烦,将KRg/L的值近似为0.7。应该强调指出,在推导模型的过程中做了大量的近似。首先,完全忽略了电机动力学,将电机看成一个纯增益;其次,电机动力学和小球动力学实际上是耦合的,因为负载的转动惯量和小球的位置有关系而小球的运动依赖于电机的速度,而所有这些也都被忽略了。
摘要：球杆系统是一个通过控制导轨仰角而使导轨上的小球稳定在任何指定位置的装置。导轨的一个很小的倾角就会使小球在导轨上以一个正比于导轨倾角正弦值的加速度运动。设计主要的控制目的就是把小球随时定位在导轨的指定位置。
金融系统自动化办公管理系统探索 第11篇
【 关 键 词 】办公；自动化；管理；信息
TP311.52
将计算机技术、通讯技术、信息技术和软件科学等先进技术及设备运用于企业各类办公人员的各种办公活动中，从而实现无纸办公和办公活动的科学化、自动化，最大限度提高工作质量、工作效率和改善工作环境。
随着银行体制改革方案的落实，金融企业面临着前所未有的竞争态势。由此产生的管理与运营上的变化，对金融企业信息化建设在目标、思路、内容上均提出了新的要求。办公自动化系统作为现代银行提高办公效率和管理决策水平的重要手段，在开发技术和思路上必须适应新的需求。办公自动化系统作为现代银行提高办公效率和管理决策水平的重要手段，在开发技术和思路上必须适应新的需求。这些问题一方面是由于技术的局限性造成的，另一方面则是观念的问题，对办公自动化系统与科学管理的关系认识不足。但是随着分布式组件技术、三层计算模式、工作流等计算机新技术的不断出现，以及企业科学管理思想的日益完善，都为办公办公自动化系统迎来了新的挑战。由此产生的管理与运营上的变化，对金融企业信息化建设在目标、思路、内容上均提出了新的要求。
首先，其应用背景由单纯地模拟手工办公环境的运用，向一个要求更高的电子化协同工作环境转化，这样就必须为用户提供一个打破部门界限的网络互动式办公作业环境；其次，办公自动化的理念有了新的定义，由原先作为行政办公信息化服务的概念，逐步扩大延伸到机关企业的各项业务管理环节，成为了银行运营信息化和数字化的一个重要组成环节；再次，其外延部分得到了迅速的扩展，其中知识管理理念的渗透表现得尤为突出，不仅要求现有的软件功能和表现能符合传统的MIS系统的要求，还要求具有更多的表现内涵。银行对办公自动化的要求日益提高，迫切需要一个能充分利用网络优势，并可以管理运作的软件平台，用该平台快速建立自己的信息网络和网络办公系统。
目前，基于.NET的办公自动化系统是办公自动化的一个重要发展方向，具有广阔的应用前景和研究价值。自2000年6月微软宣布自己的.NET战略以来，.NET已经从战略组建变成现实。.NET带来了全新的、快速而敏捷的企业计算能力，也给软件开发商和软件开发人员提供了支持未来计算的高效Web Service开发工具。
作为银行，办公自动化系统可以说是一次办公方式的革命，是一种办公理念的更新，同时对工作人员的素质提出了新的挑战，另一方面建设一套实用的、先进的办公自动化系统也是银行发展的需要，这项工作意义重大，主要体现在；
1. 通过O A 系统建设与应用，提高办公效率，大大缩短公文流转及处理时间，实现公文、数据以及档案的电子化管理。
2. 推进管理工作的规范化、制度化、标准化建设，逐步完善日常管理各个环节的规范操作和合理程序，为最终实现科学化管理、“无纸化”办公创造条件。
3. 促进领导、办公人员观念和工作习惯的转变、信息化知识与操作水平的提高，为今后建设与应用其他信息系统奠定基础。
4. 提高工作透明度，增强公文处理的可追溯性，同事引入了远程异地办公技术，消除因出差等原因造成的对工作的影响。
5. 传统手工办公所有文件均采用纸、磁带、光盘等介质保存，而信息的流传往往以邮寄、 传真等方式，而采用O A 系统后采用了储存和工作流等技术大大节约了时间和不必要的办公成本。
6. 有利于梳理和优化管理流程、摸索信息化建设的经验，为未来的业务系统建设以及门户整合铺平道路。
我国的O A 软件经过从80年代中至今近20年的发展，已经从最初的提供面的辅助办公产品。在一些政府单位和企业O A 软件都得到了较好的应用，极大地提高了办公效率。
在我國，随着网络的发展和普及，企业对于网络办公软件的需求逐年增加，出现了许多类型的自动化网络办公系统。基于WEB 的网络办公系统是指利用计算机技术和网络技术，使办公室部分工作逐步物化于各种现代设备中，由办公室人员与设备共同构成服务于某种目标的人机信息处理系统。办公自动化已经成为现代企事业单位实现现代化的一个重要途径。
在平台方面，国内的办公自动化市场，呈现初百花齐放的状态，基于Lotus Notes和Microsoft Exchange Server 平台的各式各样的网络自动化办公系统占有大多数市场。但因为它们市场价格相对较高而硬件支撑环境要求也较高，所以实际应用环境中，受到很多制约，于是很多企业需要根据企业业务流程和实际办公环境，定制办公自动化系统。
在开发技术分析方面，主要集中分为三大类：基于C/S结构的应用程序开发，结合C/S结构和Web技术复合应用程序，基于B/S结构的动态网页技术。上述开发技术都有各自优缺点。
自动门系统 第12篇
随着社会经济的快速发展和人们生活水平的提高,自动门作为现代建筑智能化的重要指标之一,越来越多的出现在宾馆、银行、超市等现代化建筑中,它不仅可以美化出入口环境,而且还具有节能、防尘、隔音等功能[1]。
自动门控制系统主要包括控制面板和电机控制系统。首先通过控制面板对门的运行模式(包括自动、常开、关门、只出不入和窄开门)、运行速度、关门速度、开门宽度、保持时间等参数进行设置,并通过串口通讯发送给电机控制系统的微处理器。电机控制系统通过捕捉电机转子的位置信号,进行换相,并通过速度电流双闭环PID调节,改变PWM占空比,使电机按照控制面板设定的速度曲线运行[2]。
电机控制系统是自动门安全有效运行的核心,本文从硬件控制电路和软件设计对自动门用无刷直流电机控制系统进行了介绍。
1系统硬件电路设计
系统的硬件系统框图如图1所示,主要包括电源电路,逆变桥电路,驱动电路,检测电路,控制电路和保护电路。
1.1 电源电路
220 V交流电经过变压器转换成18 V交流电,然后通过整流桥堆KBU810进行整流滤波,得到20 V的准直流输出,该电压直接供给无刷直流电机。20 V准直流电压经过L7815、L7805分别产生15 V、5 V的电压,其中15 V电压用于给驱动芯片IR2130供电,5 V电压用于给运放、电压比较器及一些逻辑门器件供电。MSP430f149单片机采用3.3 V电压供电,所以5 V电压经过HT7533输出3.3 V用于给单片机供电。
1.2 逆变桥电路
如图2所示,6个功率管构成了三相桥式逆变器。功率管T1T6选用高速功率场效应管MOSFET器件IRF540,其内含快恢复二极管,使电机电流连续,因此又称续流二极管。在功率管关断和导通的瞬间,由于绕组变化率较大,随之产生的感应电势也较大,若不加以限制会损坏功率器件,因此需要加入缓冲电路,减缓电流和电压的变化率。图中C1C6用来限制T1T6在关断时的电压增长率,电阻R1R6用来抑制导通时C1C6对T1T6的放电电流增长率[3]。另外,电阻R可以作为电流传感器对电流进行采样,方便的实现电流反馈,为过流保护和电流PID调节提供电流值。
1.3 MOSFET驱动电路
IR2130是IR公司生产的高性能三相桥式驱动器,它可输出6路驱动信号,使系统设计更为简化,且具有过流保护和欠压保护功能。
在无刷直流电机驱动系统中,单片机产生的6路PWM脉冲信号作为IR2130的6路输入,其中3路驱动上桥臂,3路驱动下桥臂。驱动下桥臂功率管的3路信号经过功率放大后,直接被送往功率管的控制极;驱动上桥臂功率管的3路信号经过自举电路进行电位变换,变为3路电位悬浮的驱动脉冲信号,从而有效的驱动上桥臂功率管。
1.4 转子位置检测电路
电机的霍尔位置传感器的输出信号为方波脉冲信号,由于其电压幅值与单片机I/O口电平不匹配,因此选用三极管S8050对脉冲信号进行整形,从而使霍尔传感器的输出信号满足单片机的接收要求[3]。如图3所示,当霍尔信号为高电平时,三极管正向导通,输出电平约为0;当霍尔信号为低电平时,三极管截止,输出电平约为3.3 V,与所用单片机I/O口电平匹配。
1.5 单片机控制电路
MSP430f149单片机的P1口具有捕捉单元,用于捕捉电机的霍尔位置传感器送出的转子位置信号;P4口可以产生PWM信号,用于驱动逆变桥;P5口用来接收来自按键和红外传感器的指令,控制程序根据指令做出相应动作;P2口用来作为故障信号的输入;P3口用来和上位机进行通讯[3,4]。
1.6 保护电路
1.6.1 过流保护电路
在逆变器电源对地端放置一采样电阻作为廉价的电流传感器,将电流信号变为电压信号。将电阻两端的电压送入电压比较器,与事先设定好的参考电压进行比较,如果超过参考值则证明出现过流情况,比较器输出过流保护信号,触发单片机的中断信号以实现过流保护。另外,每个PWM周期对该电流进行采样,可以方便的实现电流反馈,进行电流环PID控制,简化了系统设计。
1.6.2 逻辑保护电路
在逆变器电路的六个功率管中,如果同一桥臂的上下两个功率管的PWM信号同时为高电平,即上下两个功率管同时导通,回路电阻小,电流非常大,对电路会造成很大损害。在上电启动或程序异常时,为了避免直通,应该在同一桥臂的PWM控制信号上加入图4所示的逻辑保护电路。从图4中可以看出,当同一桥臂的两路控制信号同时有效时,异或门将输出低电平,经两个与门后,桥路上的控制信号均为低电平,有效的防止了直通现象,电路实现也比较简单[3]。
1.6.3 光耦隔离电路
为避免驱动电路中的强电信号干扰单片机控制电路中的弱电信号,并提高系统的安全性,一般要采用光耦将电路中的弱电信号和强电信号隔离开来。
2 控制策略及软件流程
2.1 控制策略
本系统采用速度电流双闭环PID控制。如图5所示,电流环作为内环,速度环作为外环。速度环根据给定速度和电机实际速度的偏差输出参考电流值,作为电流环的输入变量;电流环根据速度环输出的参考电流和A/D采样得到的实际电流的偏差,输出PWM信号占空比,从而调整电机转速[2]。
2.1.1 位置检测和速度计算
将定时器A设置为连续计数、上升沿和下降沿都捕捉模式,且允许捕捉中断。 I/O口P1.1P1.3设置为外围模块功能,即捕捉输入。当捕捉到跳变沿发生时,触发捕捉中断函数。
转子的位置信号是通过3个霍尔传感器得到的,每一个霍尔传感器都会产生180°脉宽的输出信号,三个霍尔传感器的输出信号相位互差120°。这样,转子每转一圈共有6个上升或下降沿,正好对应着6个换相时刻。这时可以通过将P1.1、P1.2、P1.3设置为双沿触发捕捉中断功能,就能获得这6个换相时刻[5]。
当有跳变沿发生时,即换相时刻,进入捕捉中断函数进行换相。首先将P1.1P1.3恢复为I/O口,然后读取其电平状态获得转子位置信号,将P1.1P1.3的电平状态称为换相控制字,根据换相控制字和逆变器功率管开关状态的对应关系,通过换相控制字查表即可得到换相信息,实现正确换相。本控制系统逆变桥采用的是单极性PWM控制(即6个功率管中,上桥臂的3个功率管采用的是PWM控制,下桥臂的3个功率管常开),其换向控制字与换相的对应关系如表1所示[2]。
位置检测还可以产生速度控制量。电机每个机械转有6次换相,这就是说转子每转过60°就有一次换相。这样,只要测得两次换相的时间间隔Δt,就可以根据下式计算出两次换相间隔期间的平均角速度[5]。
ω=60°/Δt (1)
两次换相时间间隔可以通过捕捉中断发生时读定时器A的计数值来获得。
通过这样计算得到的速度值,作为速度反馈参与速度PID调节计算。
2.1.2 电流检测和计算
将定时器B设置为增减计数模式,输出模式设置为翻转/置位,且捕捉/比较器0中断允许。I/O口P4.1P4.6设置为外围模块功能,即比较输出,当捕捉/比较器0中断发生时,触发定时器B中断函数。
由于过流检测和电流PID调节中需要每个PWM周期对电流采样一次,这就需要考虑在一个PWM周期中何时对电流进行采样。由于在PWM周期由低电平到高电平跳变的瞬间,电流上升不稳定,不易采样,因此电流采样时刻应该是在PWM周期高电平期间的中部[2]。为了能够在PWM周期高电平期间中部准确对电流进行采样,将定时器B设置为增减计数模式,输出模式设置为翻转/置位,其输出的PWM高电平期间关于TBCCR0的值对称,即当定时器B的计数值与TBCCR0相等时,即为PWM高电平期间的中部,此时产生捕捉/比较器0中断,在中断函数中启动A/D转换,即可准确测得电流值,如图6所示。
2.1.3 速度与电流的PID调节
本系统采用速度电流双闭环PID调节,在位置检测中已获得电机实际转速,给定转速由控制面板设定并通过串口通信发送给单片机;在电流检测中获得了电机电流,参考电流为速度调节的输出。
在获得了以上变量之后,就可以在A/D中断函数中根据这些变量进行PID计算。电流A/D采样完成后,便进入A/D中断函数,首先判断速度环延时是否到,如果到则进行速度PID调节,并将计数器清0;如果未到,计数器加1,进行电流PID调节。
速度调节采用最通用的PI算法,以获得最佳的动态效果。计算公式如下:
Idcrefk=Idcrefk-1+Kp(ek-ek-1)+KiTek (2)
式(2)中Idcref为速度调节输出,它作为电流调节的参考值;ek为第k次速度偏差;Kp为速度比例系数;Ki为速度积分系数;T为速度调节周期[6]。
电流环也采用PI调节,电流环调节周期设置为与PWM相同的周期。经过电流PID调节后产生一定占空比的PWM波。当参考电流与实际电流差值为0时,占空比不变;当参考电流值大于实际电流值时,PWM占空比变小;当参考电流值小于实际电流值时,PWM占空比变大。
2.2 软件流程图
电机在运转过程中,单片机通过捕捉霍尔传感器输出方波的跳变沿,得到换相时刻和转子位置,并据此进行换相,使电机继续转动。当电机在停止状态时,3个霍尔信号都没有方波输出,不可能产生捕捉中断,因此电机由停止状态开始运转时,必须先让电机动起来以产生捕捉中断。在主程序中,完成各项初始化后,设置P1.1P1.3为I/O口,通过读取其电平状态获得转子位置,并通过查表1导通相应开关管,使电机运转起来,然后恢复P1.1P1.3为捕捉口,等待中断。主程序流程图如图7所示。捕捉中断子程序和A/D中断子程序流程图见图8和图9。
3 结语
文中研制了一套基于MSP430单片机的无刷直流电机控制系统,用于自动门的控制。MSP430单片机功能强大,集捕捉单元,PWM信号发生器、A/D采样等功能模块于一体,极大地简化了系统设计。试验采用南京杰德自动门有限公司提供的额定功率为60 W的无刷直流电机,试验表明,该控制系统能可靠有效的控制电机运行。
摘要：针对自动门的控制驱动要求,并根据无刷直流电机的特性,设计了基于MSP430f149单片机的无刷直流电机控制系统。对系统的硬件电路设计、控制策略和软件设计流程进行了介绍。通过样机试验验证,能够有效地控制驱动自动门可靠运行。
关键词：无刷直流电机,自动门,MSP430,PID,控制系统
参考文献
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