發布時間:2022-06-21 20:07:59
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關鍵詞:通用分組無線業務TCP/IP協議協議棧
引言
能用分組無線業務GPRS(GeneralPacketRadioService)是在現有的GSM系統上發展出來的一種新的承載業務,目的是為GSM用戶提供分組形式的數據業務。基于這種業務的各種應用也蓬勃發展起來。以GSM網絡作為數據無線傳輸網絡,可以開發出多種前景極其樂觀的各類應用,如無線數據的雙向傳送、無線遠程檢測和控制等。典型的應用有:工業控制、環境保護、道路交通、商務金融、移動辦公、零售服務等等。
GPRS允許用戶在端到端分組轉移模式下發送和接收數據,需不需要利用電路交換模式的網絡資源;從而提供了一種高效、低成本的無線分組數據業務,特別適用于間斷的、突發性的和頻繁的、少量的數據傳輸,也適用于偶爾的大數據量傳輸。
本文設計的GPRS無線通信控制器(以下簡稱控制器),內嵌了TCP/IP協議棧,采用工業級的GPRS模塊;適用于主機沒有TCP/IP協議棧,但使用串口通信的情況,例如單片機數據采集傳輸系統。
1GPRS網絡數據的收發
終端設備通過串行方式接到控制器上并與GSM基站通道,但與電路交換或數據呼叫不同。GPRS數據分組是從基站發送到SGSN節點,而不是通過移動交換中心MSC連接到語音網絡上。SGSN與網關支持節點GGSM進行通信。GGSN對分組數據進行相應的處理,再發送到目的網絡,如Internet或X.25網絡,見圖1。來自Internet、標識有移動臺地址的IP包,由GGSN接收,再轉發到SGSN,繼而傳送到移動臺上。
控制器工作時,用戶上位系統向控制器發送工作指令和數據,數據由IP模塊進行了TCP/IP協議轉換,打成IP數據包,再由MC35模塊以GPRS數據包的形式發送到SGSN。
由于GPRS網絡工作方式是以IP地址導址為基礎的,所以目標服務器端并非接入控制器與終端設備進行連接,只需要簡單接入Internet,并具備公網分配的IP地址即可。同時,因為GPRS終端產品本身由網絡提供商動態地分配IP地址,在未進入連接待機狀態時,其本身是不具備IP地址的(在連接中,模塊的IP地址為移動骨干網內局域網IP,無法被公網服務器解析,動態分配的制度使獲取比IP地址無意義)。因此在服務器與終端尚未建立連接前,目標服務器難以(可將短信轉換為命令內容)對終端設備及控制器進行控制。必須先將控制器進行相應初始化,并由設備終端主動向服務器發送數據,進行連接。
2控制器內部的硬件實現
控制器內部由四部分構成:嵌入TCP/IP的單片機系統、MC35模塊、電源部分和外部接口部分。
在設計時,考慮到雙串口性能和高速的全靜態CMOS設計,嵌入式單片機系統選用臺灣Winbond的W77E58芯片作為MCU模塊的處理器芯片。它是高速的、與MCS-51指令兼容的、沒有多余指令周期的微控制器,在相同時鐘頻率下,運行同樣的指令要比傳統的8051快1.5~3.0倍。它完全是靜態CMOS設計,工作電壓為4.5V~5.5V,有32KB的片內程序ROM,內部有1KBSRAM,最高時鐘頻率可達40MHz;有雙指針、雙串口,13個中斷源,3個16位定時器。單片機W77E58通過串口1直接與MC35模塊相連接,完成對MC35模塊的初始化和基于GPRS業務的數據收發功能;同時串口2擴展MAX232標準串口與其它嵌入式系統或PC機進行數據交換。圖2是系統的硬件框圖。
MC35模塊是西門子公司生產的GSM雙頻GSM900/GSM1800無線模塊。它支持2種操作模式:一種是電路交換數據模式CSD,支持語音、數據、SMS和FAX業務;一種是分組交換模式GPRS,采用多時隙,支持CS1-CS4編碼。兩者最大的區別是,GPRS傳輸數據時不需要再撥號。2種模式的選擇通過AT指令來實現。MC35模塊提供40線的ZIF接口方式。
電源部分為單片機系統和GPRS模塊提供合適的電源。外部接口部分包括一個8腳數據接口、SMA(射頻同軸連接器)天線接口、SIM(SubscriberIdentityModule,用戶識別)卡座接口。表1是各引腳的詳細說明。
表1外部接口引腳說明
功能名稱引腳號I/O信號電平注釋
強制復位RST1I/O當模塊處于空閑或數據傳輸狀態時,該引腳下拉至0.45V以下(需至少0.1mA的下拉能力),持續3.5s可使系統復位。該引腳同時還作為系統看門狗信號輸出,可據此監視系統工作狀態fout,min=0.16Hzfout,max=1.53Hz正常情況下,該引腳處于看門狗信號輸出狀態并且輸出電流很微弱(0.01mA),因此必須使其處于高阻狀態;不得有外部上下拉電路
RS232RXD2I該組引腳系標準RS232電平信號,可直接與PC機連接如果連接PC機上Internet網,則需要使用CTS和RTS,其它通信方式示不需要這兩個引腳
TxD3O
CTS4O
RTS5I
SGGND80SGGND是RS232信號地,在模塊內部與GND相連
RS485A6I/O該組引腳系標準RS485電平信號,模塊內部已加120匹配電阻模塊內部光電隔離電路
B7
為使控制器運行穩定可靠,對其看門狗電路進行了精心設計。
3控制器的軟件接口
在本設計中,需要利用TCP/IP協議來完成GPRS業務數據的打包和解包。由于W77E58資源有限,怎樣在有限的資源上完成必需的功能,就是嵌入式TCP/IP協議實現的關系所在,也就是合理地簡化協議。
TCP/IP協議是一個為廣域網(WAN)設計的標準協議套件,可以用一個分成四個層次的模型來描述:數據鏈路層、互聯網層、傳輸層和應用層。其分層模型及協議如表2所列。
表2TCP/IP協議結構
應用層HTTP、Telnet、FIT、SMTP、SNMP
傳輸層TCP、UDP
互聯網層IP、ARP、RARP、ICMP、IGMP
數據鏈路層Ethernet、X.25、SLIP、PPP
應用層(application)負責處理特定的應用程序細節,在本系統中只實現HTTP協議。
傳輸層(transport)主要為2臺主機上的應用程序提供端到端的通信。TCP協議是為2臺主機提供高可靠性的數據通信,這里采用TCP傳輸控制協議。
互聯網層(Internet)的功能是尋址、定址、數據打包和安排路徑。Internet所有的數據都以IP數據報格式傳輸,其最大特別是提供不可靠的和無連接的數據包傳送服務。在GPRS業務中,每一次鏈接都會具體分配一個IP地址,因此用ARP/RARP協議完成IP地址與物理地址的映射(即地址解析),用ICMP協議判斷網絡是否連通。
數據鏈路層(link)的任務是把要發出的幀送到線路中去,把要接收的幀從線路中取出來。GPRS業務是采用IPOverPPP實現數據終端的接入。這部分功能由單片機控制MC35模塊,采用PPP協議實現。
數據打包處理程序處理數據時,每一層都把自己的信息添加到一個數據頭中,而這個數據頭又被下一層的協議包裝到數據體之中。數據解包處理程序接收到GPRS數據時,把相應的數據頭剝離,并把數據包的其余部分當作數據體對待。
在應用要求高的場合,通常需要支持完事的TCP/IP協議族,而在嵌入式系統中也是可以做到的;但是,考慮到成本和具體的應用場合,沒有必要包括所有的TCP/IP協議族。可以看到,采用TCP/IP協議需要對它進行合理的裁剪,以滿足小ROM系統的情況。
系統在利用MC35模塊的GPRS業務瀏覽HTTP等功能之前,必須先激活GPRS網的PDP連接。單片機通過正確的AT指令和GPRS命令集對MC35模塊進行初始化和數據的接收發送,其工作流程如圖3所示。
單片機上電復位后,首先對MAX232進行初始化,完成與外接模塊協商處理,如波特率、是否有奇偶校驗等。接著,通過串口1對MC35模塊進行初始化,檢查諸如SIM卡情況、GPRS網絡覆蓋情況、信號情況等。接下來,進行中斷掃描,監控是否有數據到來。有關數據時,如果是外部數據,就啟動數據打包處理過程;如果是GPRS數據,就啟動數據解包處理過程。如果沒有數據,系統則進入節電模式。在數據打包處理過程中,如果檢測到系統的信號不好,網絡連接不暢通,或者不是GPRS網絡覆蓋區,將進行數據發送緩存處理,同時將數據放進發送隊列等待發送。
(一)約束機制尚未健全
目前在啟動資金方面由于沒有比較好的策略來約束部門經理,而且無法正常考核業務經理的約束和監督作用,導致有的部門對資金使用過于隨意,經常出現不必要的浪費現象,無形中增加了電力企業的經濟壓力,導致某些電力企業發生嚴重虧損。
(二)存在嚴重的資產流失
相當一部分的電力企業對于自己物資購銷的情況不了解,原因在于對這一方面的管理計劃性不強,也沒有對關于物資采購、運輸、驗收等流程方面建立相關的制度,導致職責沒有得到有效界定,所以導致關于出入庫方面的手續顯得非常復雜、混亂,而且會計工作方面一來核對工作經常不到位,無法對此做好監督工作,二來記賬方式沿用傳統的,所以極易出現資產短缺、流失等。
(三)會計信息失真
首先是部分電力企業的會計核算工作沒做好,賬目非常混亂,核算也不規范,導致資金與賬目不符合,這樣一來會計工作所得出來的數據信息就無法正常地反映出企業的開支情況。其次是對于電力企業的固定資產和存貨沒能做好清點工作,難免致使其資產管理混亂。然后是有些電力企業的管理者出于某種私利,指使會計做假賬或者擅自修改業績等,使得企業的資金體外循環,不利于電力企業的發展。
(四)會計監督不足
會計監督作用沒有發揮出來主要體現在:(1)沒有做好財務收支的控制工作,使得某些電力企業趁此機會偷偷設立"小金庫";(2)會計工作混亂,數據缺失、不準確,導致財務報表無法真實反映出問題;(3)會計工作得不到重視,缺乏獨立性和權威性;(4)部分會計人員綜合素質不高,存在為了一己私利而對會計數據進行篡改現象。
2關于電力企業會計內部控制體系建設的幾個建議
(一)建立健全電力企業會計內部控制體系
電力企業應當結合自身特點,對各部門明確其職權范圍以及利益關系,對會計內部控制體系進行構建、完善。一般來說,會計內部控制體系可分為事前、事中、事后三個階段,主要內容為:(1)事前建立監控防線,確保對企業管理的各個部門以及崗位實行深入的財務控制手段,當然這也包括對生產業務的整個過程;(2)事中建立監督防線,以"堵"為主,基于常規會計核算方法來對企業會計部門的日常業務進行核查工作;(3)事后建立檢查防線,可以企業內部組成一個管理委員會,來對會計內部控制的具體落實情況進行定期的核查和評價。
(二)對電力企業經營狀況進行全過程控制
首先對于采購環節應當嚴格根據企業庫存量的情況來規定合理的采購量,避免出現浪費現象。比如,采購大宗材料時應以訂單形式為主,對供貨商采取公開招標形式,確保在公正公平公開的條件下進行擇優考慮;在貨物入庫時做好把控工作,確保手續齊全;在貨物銷售的時候應當制定好銷售計劃,做好內部管理工作,確保經營過程均在計劃管理范圍內。此外,電力企業應當重視對貨幣資金的控制工作,不但要求會計人員對所有的付款業務進行審核,還要主管人員對審核后的業務報表進行簽章之后,才能讓出納員允許付款。
(三)提高電力企業會計人員的綜合素質
要建設好一支強有力的電力企業會計人員隊伍,必須要緊抓綜合素質方面。首先,應當重視并加強會計人員的業務考核,范圍包括財經法規、會計基礎以及制度等方面的知識點,對參與考核后的人員進行優勝劣汰,增強人員之間的競爭意識,使隊伍結構得到最大優化。再者,注重對人才的培養工作,尤其是復合型管理人才,電力企業應當重視選的人才,并為其提供足夠多的學習、深造機會,比如讓計算機基礎比較好的人員參與會計師的培訓,或者讓會計基礎比較好的人員學習好計算機基礎知識,以便培養掌握現代化計算機基礎的專業會計人才。然后,還可以鼓勵會計人員多學習,使得他們的專業基礎得以鞏固并及時補充新的會計知識,比如可以鼓勵他們去上進修或者參加繼續教育,使得他們接觸更多的新知識、新事物,像現代化企業管理理論或者方法之類。
3總結
【關鍵詞】內部控制;控制環境;內控設計
根據2007年1月1日起開始實施的中國注冊會計師審計準則(以下簡稱新審計準則)第1211號《了解被審計單位及其環境并評估重大錯報風險》的規定,內部控制是被審計單位為了合理保證財務報告的可靠性、經營的效率和效果以及對法律法規的遵守,由治理層、管理層和其他人員設計和執行的政策和程序。內部控制作為防范各種錯誤與舞弊的第一道防線,其設計是否合理與執行是否到位至關重要,應從五個方面進行構建。
一、完善企業的控制環境
控制環境要素很多,有價值觀、組織結構、控制目標、員工能力、激勵與誘導機制、管理哲學與經營風格、規章制度和人事政策等等。這些要素對于企業來說,不是短時間內就能改變或形成的。要改善企業內部控制環境,首先要做好如下幾項工作:
(一)加快現代企業產權制度改革
真正實現產權明晰、權責清楚、管理科學、政企分開的現代企業制度,從產權制度上保證內部控制制度有效建立。
(二)要有明確的內部控制主體和控制目標
控制主體解決了由誰進行內部控制的問題,而控制目標則解決了為什么要進行控制的問題。科學的企業組織結構在企業內部應包含四個層次的經濟主體,而這四種控制主體都有各自的控制目標,股東的目標是財富最大化,經營者的目標是不斷增加經營效益;管理者的目標是完成責任目標、獲得業務運行的真實報告;普通員工的目標是遵從企業的內部規章制度,不斷提高企業的生產經營效率。
(三)要有先進的管理控制方法和高素質的管理人才
具有先進的管理控制方法,還需輔以積極的人事政策,要能培養和引進一批具有高素質、掌握先進的管理方法的人才隊伍,來改善企業的經營管理觀念、方式和風格,培養全體員工良好的道德觀、價值觀和全員控制意識,從而形成一個特定的企業文化氛圍。
二、進行全面的風險評估
控制環境中包括的要素很多,但考慮成本效益原則,需要對那些會影響有關控制目標實現的要素的風險程度進行合理的評估,對那些風險水平較高的可控因素實施控制,按以下流程進行評估:工作目標風險評估控制風險的措施。以工作目標為風險評估的起點,找出控制環境諸要素中可能導致工作目標不能如期實現的關鍵控制點,通過對其風險程度的評估,并采用科學控制風險的措施,積極有效地加以控制,從而保證其工作目標的實現。
三、設計有效的控制活動
(一)人員控制
1.職責分離。職責分離是現代企業內部控制的基本要求,對于單位的一切交易或事項都應嚴格按照不相容職務相分離的原則,科學地劃分各職責權限,形成相互制衡機制。
2.工作流程。明確每個崗位的職責,使每一個人的工作能自動地相互檢查另一個人或更多人的工作,從而達到相互牽制的目的。為了實現這一目標,可以采用對每一個崗位設計工作流程圖的辦法,在工作流程圖中明確規定每個人應該做什么、如何做、何時做以及正確進行工作的結果等。工作流程圖設計的目的應達到使管理的過程標準化。
3.票據與記錄控制。票據是證明交易發生和交易的價格、性質及條件的證據。實行票據保管、收款與會計記錄人員的崗位分離;對所有票據(包括發票、支票、收據、工時記錄等)進行預先編號,在此制度下,所有作廢的票據都要妥善保存,對已經使用的票據有會計人員進行定期消號,并及時與票據保管人員進行核對,以防止交易漏記或重復記錄現象,保證全部收入、結算款項等能夠及時準確入賬。4.資產接觸與記錄使用。資產接觸與記錄使用主要是指限制接近資產和接近重要記錄,以保證資產和記錄的安全。保護資產和記錄安全的重要措施是采用實物和技術防護措施。
5.績效考評。為了實現既定的工作目標,應實施有效的激勵、獎懲機制,激勵全體員工參與企業管理和控制,以充分發揮各自的主觀能動性。
(二)信息控制系統
信息系統已成為現代企業管理不可或缺的部分,隨著電子商務的發展,信息系統的作用越來越重要。在信息系統的日常使用中,信息系統產生的舞弊現象比在手工操作下更具隱蔽性,因而對信息系統的控制也十分重要,具體應通過采取權限控制、數據錄入/輸出控制、手工憑證的控制等方式,各個崗位應通過設置密碼口令來防止別人越權使用自己的權限,沒有權限的人絕對不允許對數據進行查閱或修改。
四、建立廣泛的信息與交流系統
信息與交流,就是向企業內各級主管部門(人員)、其他相關人員,以及企業外的有關部門(人員)及時提供信息,通過信息交流,使企業內部的員工能夠清楚地了解企業的內部控制制度,知道其所承擔的責任,并及時取得和交換他們在執行、管理和控制企業經營過程中所需的信息。要建立一個廣泛而有效的信息與交流系統,應該遵循以下原則:
(一)一個有效的內控系統需要充分的和全面的內部財務、經營和遵從方面的數據,以及關于外部市場中與決策相關的事件和條件的信息。這些信息應當可靠、及時、可獲,并能以前后一致的形式規范地提供使用
(二)有效的內控需要建立可靠的信息系統,涵蓋公司的全部重要活動
(三)有效的內控系統需要有效的交流渠道,確保所有員工充分理解和堅持現行的政策和程序,影響他們的職責,并確保其他的相關信息傳達到應被傳達到的人員
五、加強內部控制的監督與評審
一是應當不斷地在日常工作中監督評審內控的總體效果。對主要風險的監督評審應當是公司日常活動的一部分。
二是對內控系統應當進行有效和全面的內部審計。內審要獨立進行,應得到適合的培訓,并配備稱職和得力的人員。內審作為內控系統監督評審的一部分,應當向董事會或其審計委員會直接報告工作。
前言
可編程序控制器(PLC)是一種數字運算操作的電子系統,專為在工業環境下應用而設計,它采用了可編程序的存儲器是將邏輯運算、順序控制時序、計數以及算術運算等控制程序 ,用一串指令形式存放到存儲器中,然后根據存儲的控制內容,經過模擬、數字等輸入輸出部件,對生產設備與生產過程進行控制的裝置。隨著大規模集成電路的發展,可編程序控制器得到了迅速發展,并廣泛應用于各種領域中,以滿足現代化大生產的高效、高可靠性、高難度的自動化要求。
現代機器向著高速度高效率高精度方向的發展,對機器制造業也提出了新的要求:機器零件的精度越來越高。同時,結構也日趨復雜,特別是箱體零件具有孔系多的特點,它的加工除了本身又尺寸精度的要求外,還有形狀精度和孔系之間相對位置精度的要求。
鏜床主要用于加工精確的孔和各孔間的距離要求較為精確的零件。目前國內使用鏜床90%都是使用繼電器-接觸器傳統的控制方式,這種方式使機械震動噪聲大,接線復雜,維修工作量大。
孔加工一般可在鉆床、車床、鏜床、拉床、內圓磨床上進行,有些工件也在鏜床上加工。鏜床加工的特點是:主運動由刀具作旋轉來完成,而進給運動是由主軸或工作臺的移動來達到,并且可以通過鏜床工作臺的三個方向移動,很方便、準確地調整切削刀具與工件的相對位置。因此在鏜床上進行鉆孔、鉸孔和鏜孔也是一種重要的加工方法。
本書選用日本三菱公司生產的FX2N—48MR PLC可編程序控制器對T68臥式鏜床的電器控制進行設計。在編寫過程中得到了許多同學們和老師的幫助和大力支持,并提出了許多寶貴意見和建議,在此向他們表示衷心的感謝。由于時間倉促,加上編寫經驗不足,書中還難免有存在缺點和錯誤,在此懇切的希望指導教師提出批評和指正,以便進一步修改和完善。
目錄
第一章 可編程序控制器的介紹----------------------5 1-1 可編程序控制器的概述------------------5 1-3 PLC的工作過程-------------------------9
1-4 PLC的主要技術指標---------------------9
第二章 T68型臥式鏜床的電氣控制線路分析
一、主要結構和運動形式----------------------11
二、電力拖動方式及電氣控制要求--------------11
三、T68型鏜床的電氣控制線路分析------------12
第三章 T68臥式鏜床的PLC控制
一. 梯形圖編程語言--------------------------20
二. 助記符語言------------------------------21
三. PLC對T68臥式鏜床梯形圖的繪制----------21
四. PLC狀態表------------------------------22
五. 匯編語言--------------------------------25
元件明細表----------------------------------------28
總結 --------------------------------------29
畢業設計任務書(四)
指導教師:田林紅
一、設計題目用PLC對專用鏜孔機床的電氣控制設計(二)
二、設計的目的
1)掌握鏜孔機床加工動作流程。
2)掌握機床電氣控制元件的選擇與計算方法。
3)掌握PLC選擇與應用。
三、設計要求
一臺機床用于零件的鏜孔與鉸孔兩種工序加工,進給速度分為快進和一次和二次工進,進給采用液壓控制。主軸采用1500W電機,液壓系統是1000W電機。設計要求
1)主軸雙向運轉,停車采用反向制動。
2)主軸加工采用兩地控制,必須液壓泵電動機才能啟動主軸電動機。
3)有工作狀態指示及照明。
4)有必要的電氣保護和聯鎖。
四、完成的任務
要求說明詳細,字跡工整,原理正確,元件選擇有理。圖紙規范,圖形清晰,符號標準,線條均勻。
(1)設計與繪制電氣控制原理圖,元件安裝布置圖、接線圖。
(2)畢業設計說明書(8000以上)
1)設計題目
2)控制原理說明設計方案論證
3)主要器件選擇依據與計算
4)設計總結及改進意見
5)主要參考資料
第一章 可編程序控制器的介紹
1.1 可編程序控制器的概述
可編程序控制器(Programmable Logical Controller,簡稱PLC)是在繼電器控制和計算機控制的基礎上,以微機處理器為核心,引入微電子技術、自動控制技術而形成的一代新型工業控制裝置。可編程序控制器在系統結構、硬件組成、軟件結構、輸入/輸出(I/O)接口以及用戶界面等方面都有獨特性。目前,可編程序控制器不僅具有繼電器控制系統所能完成的邏輯運算、定時、記數等控制功能,同時還可以進行數據處理、模擬量控制、過程控制、通信聯網等功能。
. 圖2 PLC控制系統的基本結構框圖 1.2.1. 可編程控制器的基本結構
世界各國生產的可編程控制器外觀各異,但作為工業控制計算機,其硬件結構大體相同,主要由中央處理器、存儲器
、I/O接口、電源及編程設備幾大部分構成。PLC的硬件結構框圖2-1所示
1.中央處理器(CPU) 2.存儲器
存儲器是可編程控制器的存放系統程序、用戶程序及運算數據的單元。和一般計算機一樣,可編程控制器的存儲器有只讀存儲器(ROM)和隨機讀/寫存儲器(RAM)兩大類。只讀存儲器是用來保存那些需永久保存的程序的存儲器,即使機器掉電后其保存的數據也不會丟失,一般為掩膜只讀存儲器和可編程電擦寫只讀存儲器。只讀存儲器用來存放系統程序。隨機讀/寫存儲器的特點是寫入與擦除都很容易,但在掉電情況下存儲的數據就會丟失,一般用來存放用戶程序及系統運行中產生的臨時數據。
3.輸入/輸出接口
輸入/輸出接口是可編程控制器和工業控制現場各類信號連接的部分。輸入口是用來接受生產過程的各種參數。輸出口是用來送出可編程控制器運算后得出的控制信號,并通過機外的執行機構完成工業現場的各類控制。主要有以下幾中:
⑴ 開關量輸入接口。
(2)開關量輸出接口。
(3)模擬量輸入接口。
(4)模擬量輸出接口。
(5)智能輸入/輸出接口。
4.電源
可編程控制器的電源包括可編程控制器各工作單元供電的開關電源及為掉電保護電路供電的后備電源,后者一般為電池。
5.外部設備
(1) 編程器。可編程控制器的特點是它的程序是可變更的,能方便的加載程序,也可方便地修改程序,因此編程設備就成了可編程控制器工作中不可缺少的部分。可編程控制器的編程設備一般有兩類,一類專用編程器,有手持的,也有臺式的,還有的可編程控制器機身上自帶編程器,其中手持式的編程器攜帶方便適合工業控制現場應用;另一類是個人計算機,在個人計算機上運行可編程控制器相關的編程軟件即可完成編程任務,借助軟件編程比較容易,一般是編好了以后再下載到可編程控制器中去。
(2)其他外部設備。PLC還可能配設其他一些外部設備。
①盒式磁帶機,用以記錄程序或信息。
②打印機,用以打印程序或制表。
③EPROM寫入機,用以將程序寫入用戶EPROM中。
④高分辨率大屏幕彩色圖形監控系統,用以顯示或 監視有關部分的運行狀態。 與普通微機類似,PLC也是由硬件和軟件兩大部分組成的。在軟件的控制下,PLC才能正常地工作。軟件分為系統軟件和應用軟件兩部分。
PLC的基本工作如下:
(1)輸入現場信息:在系統軟件的控制下,順次掃描各輸入點的狀態;
(2)執行程序:順次掃描用戶程序中的各條指令,根據輸入狀態和指令內容進行邏輯運算:
(3)輸出控制信號:根據邏輯運算的結果,輸出狀態寄存器向各輸出點并行發出相應的控制信號,實現所要求的邏輯控制功能。
上述過程執行完后,又重新開始,反復地執行。每執行一遍所需的時間稱為掃描周期。PLC的掃描周期通常為幾十毫秒。
PLC就這樣不斷反復循環,實現對機器的連續控制,直到接收到停機命令,或因停電、出現故障等才停止工作。
1-3、PLC的工作過程
圖4 PLC的工作過程
1.4 PLC的主要技術指標
1. I/O(輸入/輸出)點數
如前所述,輸入/輸出點數是PLC組成控制系統時所能接入的輸入/輸出信號的最大數量,表示PLC組成系統時可能的最大規模。這里有個問題要注意,在總的點數中,輸入點與輸出點總是按一定比例設置的,往往是輸入點數大于輸出點數,且輸入和輸出點數不相互代替。
2.應用程序的存儲容量 3.掃描速度 另外,可編程控制器的可擴展性、可靠性、易操作性及經濟性等 指標也是用戶關心的問題。
第二章 T68型臥式鏜床的電氣控制線路分析
一、主要結構和運動形式
鏜床的床身是一個整體鑄件,在它的一端固定有前立柱,在前立柱的垂直導軌上又安裝有鏜頭架,鏜頭架可沿垂直導軌上下移動。在鏜頭架里集中里裝有主軸、變速箱、進給箱和操縱機構等部件。切削刀具一般安裝在鏜軸前端的錐形孔里,或安裝在花盤的刀具溜板上。在切削過程中,鏜軸一面旋轉,一面沿軸向作進給運動,而花盤只能旋轉,裝在他上面的刀具溜板可作垂直主軸軸線方向的徑向進給運動,鏜軸和花盤軸分別通過各自的傳動鏈傳動,可以獨立轉動。后立柱位于鏜床床身的另一端 ,后立柱上的尾座用來支撐裝夾在鏜軸上的鏜桿末端,它與鏜頭架同時升降,兩者的軸線始終在同一水平直線上。根據鏜桿的長短,可通過后立柱沿床身水平導軌的移動來調整前、后立柱之間的距離。
有以上分析可知,T68型臥式鏜床運動形式為:
(1)主運動 鏜軸和花盤的旋轉運動
(2)進給運動 鏜軸是軸向進給、花盤上刀具的徑向進給、鏜頭架的垂直進給、工作臺的橫向和縱向進給。
(3)輔助運動 工作臺的回轉、后立柱的軸向水平移動、尾座的垂直移動及各部分的快速移動。
二、電力拖動方式及電氣控制要求 T68型臥式鏜床的電氣控制要求如下:
(1)為了擴大調速范圍和簡化機床的傳動裝置,本機采用機電聯合調速,使用雙速籠型異步電動機M1作為主拖動電動機,其繞組接法為/YY。
(2)主軸或進給變速時,為了便于齒輪之間的嚙合,要有變速沖動。
(3)為了適應調整的需要,要求主軸電動機能夠進行正、反向旋轉及點動操作
(4)為了快速準確地停車,要求主軸電動機具有制動過程,本機床采用反接制動方式。
(5)快速移動電動機M2應能進行正、反轉及點動操作。
(6)工作臺或鏜頭架的自動進給與主軸或花盤刀架的自動進給不能同時進行,兩者之間應有連鎖保護。
三、T68型鏜床的電氣控制線路分析
T68鏜床的電氣控制原理圖如下圖所示。
(一)主電路分析 快速電動機M2由接觸器KM6和KM7控制其正、反轉,用熔斷器FU2作其短路保護。
(二)控制電路分析
1.主軸電動機M1的正、反轉起動控制 當要求主軸低速運行時,將速度選擇手柄置于低速擋,此時與速度選擇手柄有關聯的行程開關SQ不受壓,SQ觸頭斷開。若使主軸電動機M1正向運行,可按下正轉起動按鈕SB2,此時,中間繼電器KA1通電并自鎖,KA1常開觸頭閉合,使接觸器KM3通電,短接電阻R,KA1常開觸頭閉合,使得接觸器KM1,KM4相繼通電。主軸電動機M1在接法下全壓起動并運行(低速)。此時,KA1,KM1,KM3,KM4通電。 KM4線圈的通電電流線路為:1FU3(1-2)2FR(2-3)常閉觸點3SQ5(3-4)常閉觸點4KM1(4-14)常開觸點14KT(14-23)常閉觸點23KM5(23-24)常閉觸點24KM4線圈PE。 若要求主軸高速運行時。將速度選擇手柄置于高速擋,此時行程開關SQ壓下,使SQ觸頭(12-13)閉合。這樣,在接觸器KM3通電的同時,時間繼電器KT也通電。于是,主軸電動機M1在低速擋起動并經過一段延時后,時間繼電器通電延時時常閉觸頭KT(14-23)斷開,通電延時閉合觸頭KT(14-21)閉合,分別使接觸器KM4斷電,接觸器KM5、KM8通電。從而使主軸電動機M1由低速接法自動切換成高速YY接法。構成了雙速電動機按低速擋起動再自動切換成高速擋運行的自動控制環節。正向高速運行時,KT,KA1,KM1,KM3,KM5,KM8通電。KM5,KM8線圈的通電電流通路為: 2.主軸電動機的點動控制 正轉點動時,按SB4,KM1,KM4接通,接觸器KM1線圈的通電電流通路為:1FU3(1-2)2FR(2-3)常閉觸點3SQ5(3-4)常閉觸點4SB1(4-5)常閉觸點5SB4(5-15)常開觸點15KM2(15-16)常閉觸點16KM1線圈PE。 3.主軸電動機的停車與制動
主軸電動機M1在運行中,可以通過按下停止按鈕SB1來實現主軸電動機M1的自然停止或反接制動(將SB1按到底)。
以主軸電動機M1運行在低速正轉狀態為例,此時中間繼電器KA1、接觸器KM3,KM1,KM4均通電吸合,速度繼電器的常開觸頭KS1-1(14-19)閉合,為正轉反接制動作準備。
當需要自然停止停車時,輕按下停止按鈕SB1(4-5),其常開觸頭斷開,使中間繼電器KA1、接觸器KM3,KM1,KM4相繼斷電釋放,切斷了主軸電動機M1正向電源。主軸電動機M1自然停止。 此 時,KM4線圈通電電流通路為:1FU3(1-2)2FR(2-3)常閉觸點3SQ5(3-4)常閉觸點4KM2(4-14)常開觸點14KT(14-23)常閉觸點23KM5(23-24)常閉觸點24KM4線圈PE。 若主軸電動機M1已運行在高速正轉狀態下,按下停止按鈕SB1,可實現自然停車和反接制動停車,反接制動時,SB1(4-5)斷開,中間繼電器KA1、接觸器KM3、時間繼電器KT、接觸器KM1、接觸器KM5,KM8相繼斷電,SB1(4-14)閉合則使接觸器KM2通電,接觸器KM4通電。于是主軸電動機M1串入反接制動電阻,繞組接成接法,進行低速反接制動,直至速度繼電器常開觸頭KS1-1(14-19)釋放,反接制動結束。電流通路同上。要注意的是:在進行制動停車操作時,應該將停止按鈕SB1按到底,否則將無法接通反接制動回路,只能實現自然停車。
4.主運動和進給運動的變速控制
T68型臥式鏜床主運動和進給運動的變速,是通過變速操縱盤實現的。他急既可以在主軸和進給電動機未起動前預選速度,也可以在運行中進行變速。 若主軸在正轉運行中需要變速,可將主軸變速操縱手柄向外拉出,這時行程開關SQ1不在受壓,其常開觸頭SQ1(5-10)斷開接觸器KM3,KM1,接觸器KM2經行程開關SQ1(4-14)的常閉觸頭、速度繼電器常開觸頭KS1-1(14-19)而通電吸合,使主軸電動機M1定子串入電阻R進行反接制動。接觸器KM2線圈的通電電流通路為:1FU3(1-2)2FR(2-3)常閉觸點3SQ5(3-4)常閉觸點4SQ1-1(4-14)常開觸點14KS1-1(14-19)常開觸點19KM1(19-20)常閉觸點20KM2線圈PE。若主軸電動機M1原來運行在低速擋,則此時接觸器KM4仍保持通電,接觸器KM3,KM1斷電,接觸器KM2通電,主軸電動機M1接成,串入電阻R進行反接制動。若主軸電動機M1原來運行在高速擋,則此時有時間繼電器KT的觸頭將繞組YY接自動切換成接法,低速串入電阻R進行反接制動。隨后轉動變速盤,選擇所需要的速度,最后將變速操縱手柄推回原位。
如果變速齒輪不能嚙合而造成變速手柄推不動,則此時行程開關SQ2受壓,其常開觸頭SQ2(17-15)閉合,接觸器KM1經速度繼電器常閉觸頭KS1-1(14-17)、行程開關SQ1常閉觸頭(4-14) 接通電源,同時接觸器KM4通電,使主軸電動機M1定子串入電阻R,繞組接成在低速擋起動。接觸器KM1線圈的通電電流通路為: 當轉速升到速度繼電器KS1的動作值時,其常閉觸頭KS1-2(14-17)斷開,使接觸器KM1斷電釋放;另一速度繼電器常開觸頭 KS1-1(14-19)閉合,使接觸器KM2通電吸合,對主軸電動機M1進行反接制動,使轉速下降。當到達速度繼電器KS1的釋放值時,其常開觸頭KS1-1(14-19)斷開,常閉觸頭KS1-2(14-17)閉合,反接制動結束。 2. 在進給變速時,首先將進給變速操縱手柄向外拉出,然后轉動進給變速盤,選擇所需要的進給速度,最后將變速操縱手柄推回原位。在拉出變速操縱手柄時,行程開關SQ3釋放,而行程開關SQ4受壓。推回手柄時的壓合情況正好相反。如果變速齒輪不能嚙合而造成進給變速手柄推不動,則主軸電動機M1處于間歇起動和制動狀態,獲得變速時的低速沖動,直到變速操縱手柄能推回原位為止。整個過程和主軸變速控制相同,其控制電路不再另行分析。由于變速過程中KA1或KA2一直保持自鎖,從而記憶了變速前的主軸方向,保證變速后M1仍按原來的方向起動運轉。
5.鏜頭架、工作臺快速移動的控制
鏜頭架和工作臺等部件各方向的快速移動由快速移動電動機M2拖動,通過快速移動操作手柄來控制,而移動方向則由位于工作臺前方的操作手柄進行預選。當扳動快速操作手柄時,行程開關SQ7或SQ8被壓合,接觸器KM7或KM6通電,使快速移動電動機M2旋轉而實現快速移動。當快速操作手柄復位時,行程開關SQ7或SQ8不再受壓,接觸器KM7或KM6斷電釋放,快速移動電動機M2停止旋轉,快速移動過程結束。
第三章 T68鏜床的PLC控制
PLC的編程語言有梯形圖語言、助記符語言、流程圖語言、布兒代數語言等。其中前兩種語言用得較多,流程圖語言也在許多場所被采用。本章僅介紹梯形圖語言和助記符語言的編程及特點。
一. 梯形圖編程語言
1.梯形圖與繼電控制的區別
梯形圖結構沿用繼電控制原理圖的形式,采用了常開觸點、常閉觸點、線圈和功能塊等結構的圖形語言。對于同一控制電路,繼電 控制原理圖和梯形圖的輸入/輸出信號基本相同,控制過程等效。二者的區別在于繼電控制原理圖使用的是硬件繼電器和定時器,靠硬件連接組成控制線路,而PLC梯形圖使用的是內部繼電器、定時器和計數器,靠軟件實現控制。
因此,PLC的使用具有很高的靈活性,程序修改過程非常方便。圖3-1所示是一個繼電器線路圖和與其等效的PLC梯形圖 二. 助記符語言
助記符語言是PLC的命令語句表達式。用梯形圖編程雖然直觀、簡便,但要求PLC配置較大的顯示器方可輸入圖形符號,這在有些小型機上常難以滿足,故需借助助記符語言。應該指出的是,不同型號的PLC其助記符語言也不相同,但其基本原理相近的。編程時,一般先根據要求編制梯形圖,然后再根據梯形圖轉換成助記符語言。
三. PLC對T68鏜床梯形圖的繪制
四. PLC狀態表
分類 用途及名稱 元件代號 PLC數據 備注
輸
入
信
號
正轉啟動按鈕
反轉啟動按鈕
正轉點動按鈕
反轉點動按鈕
停止按鈕 SBI 1101 按鈕在設計中選用了“11”通道繼電器 SB3 1103
SB4 1104
SB5 1105
高低速轉換限位開關
主軸變速限位開關
主軸變速限位開關
進給變速限位開關
進給變速限位開關
快移電動機正轉限位開關
快移電動機反轉限位開關
速度繼電器正向觸點
速度繼電器反向觸點 SQ 1000 限位開關和速度繼電器在設計中選用了PLC“10”通道輸入繼電器
SQ1 1001 SQ3 1003
SQ4 1004
SQ7 1007
SQ8 1008
KV1 1011 主軸箱與工作臺進給互鎖限位開關
主軸箱與工作臺進給互鎖限位開關
熱繼電器常閉觸點 SQ5 - 未進PLC
SQ6 -
FR1 -
主軸電機正轉起停接觸器 KM2 2002 輸出信號選用的是“20”通道的輸出繼電器
輸
出
信
號
主軸電機低速轉動接觸器
主軸電機高速轉動接觸器
主軸電機高速轉動接觸器
短接限流電阻接觸器
快速電動機正轉接觸器
快速電動機反轉接觸器 KM6 2006
KM7 2007
KM8 2008
KM3 2003
KM4 2004
KM5 2005
中
間
繼
電
器 主電機正轉中間繼電器
主電機反轉中間繼電器
PLC內部輔助繼電器
PLC內部輔助繼電器
PLC內部輔助繼電器
PLC內部輔助繼電器
PLC內部輔助繼電器
PLC內部輔助繼電器 KA1 3001 中間繼電器選用了“30”通道和“40”通道
KA2 3002
- 3005
- 4000
- 4001
- 4002
- 4003
- 4004
時間繼電器 主電機高速延時啟動時間繼電器聯結防電弧延時時間繼電器 KT1
- 5000
5001 延時5S
延時1S
五 匯編語言:
序號 指令 代號 序號 指令 代號 002 IL 023 OR 1103 004 OR 3001 025 LD 2003
005 ANI 3002 026 AND 3002 007 LD 1102 028 OUT 4001
008 OR 3002 029 ILC
009 ANI 3001 030 LD 1105 011 LD 3001 032 ORI 1003 013 AND 1003 034 OR 2002
014 AND 1001 035 OUT 3005
015 MPS 036 LD 3005 017 MPP 038 OUT 4002
018 AND 1000 039 LDI 1004 020 #0050 041 AND 3005 043 OUT 4003 064 LD 4001
044 LD 3005 065 OR 4004 046 OUT 4004 067 OUT 2002
047 LD 3005 068 LDI 1007
048 ANI 5000 069 AND 1008
049 ANI 2007 070 ANI 2005 051 LD 3005 072 LD 1007
052 AND 5000 073 ANI 1008 054 #0010 075 OUT 2005
055 LD 5001 END
056 ANI 2006
057 OUT 2007
058 OUT 2008
059 LD 4000
060 OR 4002
061 OR 4003
062 ANI 2002
063 OUT 2001
元件明細一覽表
符號 數量 名稱及用途
M1 1 主電動機,拖動主運動和進給運動
M2 1 快速移動用電機
Q 1 空氣開關,限流、欠壓保護 KM3 1 限流電阻短路用接觸器
KM4、KM5 2 快速電機正反轉用接觸器
KM6、KM7 3 主電動機高低速轉換用接觸器 SB3、SB4 2 主電動機正反轉點動按鈕
SB5 1 主電動機停止用按鈕
Kn 1 主電動機反轉制動用速度繼電器
總結
隨著畢業日子的到來,畢業設計也接近了尾聲。經過幾周的奮戰我的畢業設計終于完成了。畢業設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗,而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業設計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學習的東西還太多,以前老是覺得自己什么東西都會,什么東西都懂,有點眼高手低。通過這次畢業設計,我才明白學習是一個長期積累的過程,在以后的工作、生活中都應該不斷的學習,努力提高自己知識和綜合素質。 在這次畢業設計中也使我們的同學關系更進一步了,同學之間互相幫助,有什么不懂的大家在一起商量,聽聽不同的看法對我們更好的理解知識,所以在這里非常感謝幫助我的同學。
我的心得也就這么多了,總之,不管學會的還是學不會的的確覺得困難比較多,真是萬事開頭難,不知道如何入手。最后終于 做完了有種如釋重負的感覺。此外,還得出一個結論:知識必須通過應用才能實現其價值!有些東西以為學會了,但真正到用的時候才發現是兩回事,所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學會了。 在此要感謝我的指導老師田林紅對我悉心的指導,感謝老師給我的幫助。在設計過程中,我通過查閱大量有關資料,與同學交流經驗和自學,并向老師請教等方式,使自己學到了不少知識,也經歷了不少艱辛,但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西,也培養了我獨立工作的能力,樹立了對自己工作能力的信心,相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力,使我充分體會到了在創造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好,但是在設計過程中所學到的東西是這次畢業設計的最大收獲和財富,使我終身受益。
1、《工廠電氣控制技術》機械工業出版社 主編 方承遠
2、《工廠電氣控制設備》機械工業出版社 主編 許廖
3、《機床電氣控制技術》機械工業出版社 主編 王炳實
4、《可編程序控制器的應用技術》機械工業出版社 主編 王兆義
2.中煤科工集團常州研究院有限公司,江蘇 常州213015)
摘 要:通風調節是礦井通風系統管理的主要工作之一,調節的準確性和及時性直接關系到通風系統安全、平穩和能耗大小。但目前通風調節存在誤差大、不及時等問題,本論文通過研究礦井自動通風調節系統,有效的提升通風管理水平,降低因通風系統調節不及時或不準確造成的能耗損失。
關鍵詞:礦井通風;調節通風;自動化系統
1 序言
通風系統調節準確性和及時性直接關系到礦井的安全和運行成本,目前通風系統調節處于人工調節階段,人員勞動量大,調節不及時且調節準確性差,為進一步解決礦井通風系統管理中的通風調節問題,本論文引進壓差法礦井自動通風調節系統。
該系統包括自動化控制器、壓差測試裝置、自動調節裝置、傳感器等。
2 自動化控制器
基于壓差法的礦井自動通風調節系統核心為自動化控制器,本系統控制器采用西門子PLC為主要控制元器件,包括位移傳感器、壓差傳感器、動力源控制裝置(本論文設計動力源是氣動,其裝置是本安電磁閥)、數據傳輸、開關按鈕、聲光報警器等。
研究的技術關鍵點為:控制系統原理和控制器基本架構。
控制系統原理:壓差傳感器采集壓力變化數值,通過設置參數裝換為通過調節系統的風量,再根據預先設定的需風量進行比對,確定調節系統通風斷面的變化大小,同時位移傳感器監視通風斷面的變化,保證系統調節準確且快速。
控制器基本架構,控制器采用PLC控制器,控制器控通過電流信號與位移傳感器、壓差傳感器、動力源開閉按鈕相連接,通過開關量與手動按鈕連接,通過RS485信號與上位機進行數據和指令的傳輸,在控制器上預留瓦斯、聲光報警器、視頻接口,并可以與其他控制器進行數據傳輸。
3 壓差測試裝置
壓差測試裝置關系到系統的準確性,是系統最核心的數據采集設備,壓差測試裝置的技術要求進入測試區域內風流平穩、壓差測量精度高、數據采集準確、數據傳輸快等。
壓差測試裝置采用圓形設計,主要是保證壓差采集的準確性和進入測試裝置的風流平穩,易于測量且數據精度高。
壓差測試裝置進風測安裝有均風裝置,主要是消除通風系統渦流造成的數據采集誤差。在測試裝置上布置兩排數據采集管,其中在每排布置4個壓力采集孔,兩兩對應,測壓管深入測試裝置內側10cm處,4個測試孔外部用軟管連接,進行壓力平均處理。兩排測試孔之間距離不得少于1m,主要是保證壓差傳感器數值的讀取和測量。
壓差測試裝置對每個測壓管進行防塵處理,保證所有測壓管的通暢,靜壓傳導準確。
4 自動調節裝置
自動化調節裝置是礦井自動調節通風系統的主要調節機構,本論文采用氣動為動力源。
自動調節裝置設計要求調節準確、運行速度慢、密封性好、安全性高等。
根據技術要求,自動調節裝置采用通風斷面縮小的方式,調節速度為0.5m/min,移動精度為1cm。
自動調節裝置與壓差測試裝置相連,通過圓形阻風器向前移動,起到調節通風斷面的作用,同時根據壓差測試裝置中風量的變化,確定圓形阻風器的移動方向和移動大小,位移傳感器監測圓形阻風器的移動方向和移動大小。
圓形阻風器移動動力為緩沖氣缸,氣缸最快伸出速度為0.5m/min。帶載后,移動伸出速度為0.3m/min,滿足精確調節的目的。
5 實驗論證
實驗論證是論證系統的完整性和調節的準確性。進一步發現系統存在的問題,并進行修改和完善,為現場實地測試做準備工作。
主要是在自動風窗前后布置壓力測點,單管壓差計測量兩點壓差,與壓差傳感器數值比對;模擬巷道的斷面為半圓拱,尺寸為2.8m(寬)×2.9m(長),人工調節風阻器開口大小;模擬巷道通風選擇抽出式通風,通過風機變頻,控制測試系統的風量。
通過多次測試,得出系統測試數據,如表1所示。
通過實驗可以得出,調節裝置的調節誤差小于4%,所以,礦井自動通風調節系統是可行的。
6 結論
通過理論設計和實驗驗證,得出以下幾點結論:
(1)礦井自動調節通風系統構成為自動控制器、壓差測量裝置、自動調節裝置;(2)礦井自動通風調節系統調節誤差小于4%;(3)礦井自動通風調節系統可以解決礦井通風調節不及時和不準確問題。
參考文獻:
[1]白華寧.礦井通風系統風窗風量自動調節控制裝置技術研究[J].科技情報開發與經濟,2012,22(20):145.
[2]吳強,李孝東,秦憲禮.從礦井通風系統改造實例談調節風窗的重要性能[J].煤礦安全,1996(7):38-41.
[3]吳勇華.調節風窗的流量特性分析[J].煤炭工程師,1998(4):22-25.
【關鍵詞】熱工設備保護設備保護系統系統保護火電廠設備 優化研究
中圖分類號:G267 文獻標識碼:A 文章編號:
一.引言
隨著我國電力工業的快速發展,火電廠的機組裝機容量和供電區域內電網容量的逐步擴大,電力系統成為經濟建設發展的重要支柱,電力生產穩定及供電穩定成為電力系統中被廣泛關注的話題。火電廠熱工設備保護系統就是通過對設備進行測量、監控,在發生危及情況時,采用措施預防和制止、降低事故發生,減少事故損失程度。熱工設備保護系統優化是提升設備保護的必經之路,同時也是提升設備安全的有效手段。
一.優化熱工設備保護系統的重要作用。
火電廠隨著裝機容量的增大,以及為了提供高容量的電力輸出,就需要使用更多需要監視的熱力系統參數。熱工設備保護系統就是建立于對需要監視的熱力系統參數進行測量之上的,對熱力系統參數進行范圍確定,一旦超過正常范圍后立即報警并觸發保護動作,以實現對機組設備保護的功能。
優化熱工設備保護系統,是立足于人性化設計基礎上,通過對熱工設備保護系統的功能增強和提高保護穩定性,實現對操作人員生命安全、機組生產安全以及電網正常運行提供強有力的安全保障。火電廠的生產安全是影響未來發展和生產經營的主要條件,而熱工設備保護系統實現對機組安全保護,通過提高熱工設備保護系統的功能,來達到對機組保護的目的,因此,熱工設備保護系統通常被視為火電廠的靈魂所在。優化熱工設備保護系統,提高機組運行的穩定性和抗風險能力,進一步完善了設備在處理突發事件上的反映和緊急事件的處理方式。通過優化設備保護系統,創造了安全的生產環境,進而提升了火電廠的安全系數,保障火電廠的正常生產,同時對提高電網供應能力,減少國家經濟損失具有積極作用。
二.熱工設備保護系統的自適應控制系統。
熱工設備保護系統的自適應控制系統是基于先進控制的策略,以提高設備在不同事件中的自適應能力,通過對設備進行參數調校和控制,實現系統工作的工作狀態接近或保持在最佳工作狀態。熱工設備保護系統的自適應控制系統是根據對象的參數變化來進行自動調整控制器的結構和參數的優化控制方法,是對設備保護系統的深入優化。
1.自適應控制系統運行原理。
在火電廠的熱工設備保護系統中采用了自適應控制方法的控制系統,就是自適應控制系統。自適應系統是通過在工作過程中對熱工設備系統參數進行不斷檢測,根據系統參數變化和運行指標變化,及時改變設備控制參數,必要時改變控制作用,保障系統維持在最佳工作狀態下。在自適應控制系統的運行過程中,通過測量控制輸入、參考輸入和對象輸出以及已知外部干擾等性能指標,與給定的性能指標標準進行對比,適應機構在發現誤差后改變控制器參數,或者是對被控對象產生輔助的控制輸入量,來保證系統接近給定的性能指標。熱工設備保護系統的自適應控制系統運行圖如下:
2.自適應控制系統的應用。
熱工設備保護系統的自適應控制系統包括三種類型:采用簡單方法進行信息收集和控制的簡單自適應控制系統、采用參考模型進行控制引導的模型參考自適應控制系統、采用在線辨別、認知,實時獲得設備運行系統參數,根據給定的性能指標進行自行校正的自校正控制系統。
2.1熱工設備保護系統的簡單自適應控制系統。
采用簡單自適應控制系統主要是通過對過程進行動態特性以及對擾動的動態特性來進行控制,調整控制器的系統參數,可根據偏差對系統參數進行自動調整和控制,也可根據擾動動態情況,實現對控制器的自動調整。根據系統在過渡過程中的曲線形狀,實現對PID參數的自動調整,以實現熱工設備保護系統能維持或接近最佳工作狀態,提高設備運行安全。
簡單自適應控制系統模式切換需要人工控制,需要采取以下步驟進行:
(1)在系統控制模式下,采取人工控制系統使系統進入穩定的狀態,將整定開關S切換到測試模式,同時接通繼電器,實現系統輸出的等幅振蕩,系統檢測出振蕩的幅度和振蕩的周期,計算出臨界的比例度,調整控制器的規定參數。
(2)切換整定開關S到自動模式的位置上,使控制系統保持正常運行。
2.2采用模型參考的自適應控制系統。
模型參考自適應系統是由參考模型、反饋控制器、被控對象和調整控制器系統參數的自適應控制系統機構組成。系統控制包括外回路和內回路,外回路調整控制器的系統參數,內回路是控制器和被控對象組合而成的反饋回路。
采用模型參考的自適應控制系統是由控制器的輸入,產生控制作用,對被控設備對象進行控制,通常系統將信息輸入參考模型,采集的信息與給定的期望要求進行比較,如發生偏差立即進行調整,將控制信息輸出到自適應機構上,實現對對象特征的及時調整,提高運行安全。模型參考自適應控制系統關鍵是建立理想的參考模型,利用參數最優化技術控制系統參數,使預定的性能指標達到給定的要求。
2.3自校正控制系統。
自校正控制系統是將被控制過程中的輸出信號和輸入信號傳輸給系統過程參數辨識器,采取對被控過程中的數學模型進行在線辨識,系統參數調整機構根據辨識結果計算出自動校正的控制程度,調整和修改控制器的參數,通過改變控制器的控制作用,使控制的性能和指標達到最優。自校正控制系統中也包含兩個回路,其外回路是由遞推參數估計器和參數調整控制機構組合二次,內回路是被控過程和線性反饋控制器組成,其控制器的系統參數通過外回路進行調整。
自校正控制系統能通過在線辨識和信息收集,及時獲得過程中的真實動態的特性,并能夠及時、準確的對控制參數進行校正,實現對熱工設備保護的及時信息反饋,提高事件反映和處理能力,能提高設備的運行狀態,保障熱工設備在安全范圍內穩定運行。
三.結束語。
火電廠熱工設備保護系統是保障電廠人身、財產安全的必要手段,通過對設備保護系統的優化,實現設備保護機構的自動適應、自動控制,達到對熱工設備運行狀態的及時調整和系統參數控制,通過信息輸入和信息反饋,與給定的預設性能標準進行比較,發現存在偏差立即輸出控制和調整信號,調整機構實現對參數的校正,維持熱工設備在最佳工作狀態運行,達到設備保護的目的。
參考文獻
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關鍵詞:高職;畢業論文管理;LAMP;ThinkPhp;框架
中圖分類號:TP311.52 文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2011) 14-0000-01
The Thesis Management System Design and Implementation Based on Thinkphp Framework
Chang Benchao
(Zhengzhou Jiaotong University,Zhengzhou450062,China)
Abstract:Needle vocational colleges in the traditional thesis management problems,this paper describes the LAMP platform framework for rapid implementation using ThinkPhp B/S based model management system for the design of the thesis implementation.
Keywords:Higher vocational;Thesis management;LAMP;ThinkPhp;
Framework
一、引言
畢業論文是高職院校教學過程中的重要實踐環節,無論是學校還是學生都很重視,但是,對于復雜繁瑣的畢業論文管理流程,當前很多高校特別是高職院校還在采用傳統的手工方式進行管理。由于高職院校的目標是培養生產、管理、服務等行業一線需要的技術型、應用型高級人才,很多高職院校往往會安排學生在最后一年或學期到校企合作單位進行頂崗實習,而這個時間段也恰恰是學生們找工作和寫畢業論文的時間,不可避免的會存在時間和空間上的沖突。隨著我國互聯網的普及和高校校園網的不斷發展完善,采用基于web的畢業論文管理系統來替代傳統的管理方式已經顯得尤為重要。
二、系統需求分析
(一)角色分析
系統應具備至少四個角色:系統管理員、系部管理員、指導教師和學生。
1.學生。學生注冊登錄后可以修改完善自己的個人資料,修改密碼;可選擇本專業教師的選題,在指導教師確認之前可以刪除選題重選或上傳自選題然后選擇指導教師審核;可以瀏覽教務通知,下載各種文檔模板;可以給指導教師留言和查看留言反饋;可以上傳開題報告、論文等文檔;可以查看自己的論文成績。
2.指導教師。指導教師注冊登錄后,可以編輯修改個人資料,修改密碼;可以帶附件的公告通知;可以上傳課題供系部管理員審核;可以查看自己的選題的審核情況和學生選者情況;可以審核選者自己做導師的學生上傳的自選題;可以下載查看學生上傳的文檔;可以給學生的論文進行評分;可以查看并回復學生的留言等。
3.系部管理員。系部管理員可以審核本系指導教師上傳的選題;可以查詢統計本系教師選題和學生選題情況;可以批量下載本系學生論文進行存檔備份;可以添加編輯本系專業、班級等信息;可以審核確認本系學生有效注冊信息等。
4.教務管理員。教務管理員除繼承系部管理員權限外,還可以設定用戶注冊、教師上傳選題、學生選題、文檔上傳、論文評分等時間范圍;可以查詢統計所有教師選題情況,學生選題情況,學生文檔上傳情況等。
5.系統管理員。系部管理員繼承教務管理員權限擁有系統最高權限,主要對系統進行設置維護,數據庫備份,用戶組管理,角色權限分配,上傳文檔路徑設置,設置上傳文檔命名方式等
三、系統設計
(一)開發運行環境
開發平臺采用WindowsXp系統下的AMP(Apache+Mysql+Php)集成開發工具和Thinkphp框架,正式運行環境則采用Ubuntu linux服務器下的AMP組合。這樣做的好處在于:開始時在經常使用的windows環境下,容易上手,編碼和調試都比較方便;運行時放到Linux環境下,可以提高系統運行的穩定性和安全性,可以最大程度發揮LAMP組合的效率,還可以節省不少windows環境下非AMP組合產生的正版軟件授權費用;采用ThinkPhp框架則可以實現代碼復用,以少量的代碼快速開發出基于MVC分層模式的應用系統。
(二)ThinkPhp框架和MVC模式簡介
ThinkPhp是國內的一款免費開源的,快速簡單的面向對象的輕量級php開發框架,遵循Apache2開源協議,是為了敏捷web應用開發和簡化企業級應用開發而誕生的,擁有眾多優秀的功能和特性。
MVC(model-view-controller)模式的誕生完全是為了解決傳統的web開發模式下大都將頁面顯示和數據處理等功能都耦合在頁面代碼中,增強了系統的業務邏輯和頁面顯示的耦合度,不利于系統的維護和擴展這一弊端。其核心思想是將程序分成相對獨立而又能協同工作的3個部分,即模型、視圖和控制器。模型表示應用程序的業務邏輯,是應用程序的核心,它包含完成任務所需的所有數據和行為,并把要顯示的數據提供給視圖。視圖是用戶看到并與之交互的界面,是應用程序的外在表現。控制器則負責處理用戶的輸入并將模型映射到視圖中。MVC設計模式利用控制器分離模型和視圖,達到層間松散耦合的效果,從而提高系統可擴展性和可維護性。
(三)基于ThinkPhp框架的開發流程
在經過需求分析和總體設計之后,序開發人員可以參考ThinkPhp框架開發手冊和開發實例,熟練掌握框架的命名規范和功能特性,然后進行數據庫和表的創建并根據創建的數據庫信息來配置項目文件。隨后,創建項目的控制器類和對應的模型類,在控制器類中主要編寫項目的業務代碼和模板文件有關的代碼,在模型類中主要編寫和數據庫操作有關的各種代碼;同時,作為美工,需要配合設計所需的頁面文件,由程序員在需要顯示動態輸出的地方插入模板變量,通過瀏覽器進行不斷的測試與修改后,最后部署到實際運行環境中。
四、結論
通過使用國內比較成熟的ThinkPhp框架使得本項目的設計和開發節約了大量時間而且擺脫了過去傳統web開發模式帶來的系統后期維護和擴展難的問題。系統運行環境采用開源免費的LAMP組合,節省了windows環境下昂貴的正版軟件費用。該系統目前已經在鄭州交通學院成功應用,很好的解決了高職院校中傳統論文管理模式的種種弊端和不便,給廣大師生提供了方便。
參考文獻:
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關鍵詞:SCADA系統,Sunwayland組態,Siemens,s7-300,PLC可編程控制器,變頻調速控制技術,語音電話報警
概述
一、系統介紹
SCADA(SupervisoryControl And Data Acquisition)系統,即數據采集與監視控制系統。SCADA系統的應用領域很廣,它可以應用于電力系統、給水系統、石油、化工等領域的數據采集與監視控制以及過程控制等諸多領域。SCADA系統是以計算機為基礎的生產過程控制與調度自動化系統。它可以對現場的運行設備進行監視和控制,以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等各項功能。通過對上位機組態,根據中央空調系統制冷機房設備運行工藝流程對下位機進行程序編制,使制冷機房設備按照設計的工藝流程及精度要求自動運行,用戶通過INTERNET可以從IE瀏覽器上遠程訪問Sunwayland的工程畫面,實現24小時無人值守且保證中央空調科學節能運行,為客戶提供舒適可靠高品質的冷負荷需求。論文參考網。
二、系統構成
1、上位機選用研祥工控機,安裝國內知名組態軟件Sunwayland WWW網絡版6.1。
2、下位機控制核心選用多功能模塊化的可編程控制器Siemens s7-300,選用CPU314、CP340通訊處理器(R485接口)、通過通訊的方式控制Siemens變頻器MM430。
3、現場測量控制元件(如溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、液位傳感器、電動閥門等等)選用國際知名品牌如Siemens、Honeywell、Danfoss,通過開關量和模擬量輸入模塊采集現場設備運行狀態及數據,通過開關量和模擬量輸出模塊控制現場執行設備。論文參考網。論文參考網。
4、SCADA系統結構共分四個層次如圖所示:
三、系統軟件、硬件部分清單
序號 監控中心設備名稱 品牌型號 數量 單位 備注 1 STEP V5.4 SIEMENS 1 套 含驅動協議硬件狗 2 Sunwayland6.1 Sunwayland 1 套 WWW網絡版 3 東進語音卡 DN081A 1 套
4 CPU314C-2DP SIEMENS 1 塊
5 PS307(10A) SIEMENS 1 塊
6 CP341(RS485) SIEMENS 2 塊
7 Rail SIEMENS 0.83 米
8 128k存儲器 SIEMENS 1 塊
9 SM331 SIEMENS 2 塊 8路 10 SM332 SIEMENS 1 塊 8路 11 SM321 SIEMENS 1 塊 32DI*24VDC 12 SM322 SIEMENS 1 塊 32DO*24VDC/0.5A 13 工控機910B EVOC 1 臺
14 MPI編程電纜 SIEMENS 2 件 USB口 15 打印機 HP 1 臺 激光 16 控制柜柜體 RITTAL 1 套 玻璃門2.2*0.8*0.6 序號 現場設備名稱 品牌型號 數量 單位 備注 1 冷水機組 YORK 2 臺 MODBUS RTU,RS485 2 冷凍水泵 凱泉 3 臺 變頻MM430 3 冷卻水泵 凱泉 3 臺
4 冷卻塔 聯豐 2 臺
5 冷凍定壓補水裝置 Flamac 1 臺
6 電動開關閥 Danfoss 6 個
7 電動調節閥 Danfoss 3 個
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