自充电电动车控制系统的设计论文
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篇1：自充电电动车控制系统的设计论文
本系统主要由单片机、倾角传感器模块、刹车检测电路，液晶显示屏、按键等组成，传感器模块主要是测量小车车身倾斜的角度然后反馈给单片机，并由液晶显示电路实时显示出来。刹车检测电路是检测到小车是否处于刹车(用按键电路模块控制开关按钮来代替)状态。充电切换电路即小车处于刹车状态或倾斜达到一定的角度之后切断供电电路，进入自充电状态。
2 系统的硬件电路
2.1 倾角传感器及倾角测量电路
倾角传感器理论基础就是牛顿第二定律，通过感知地球重力加速度在其测量轴上的分量大小, 对载体倾斜角度的反应，产生相应变化的电信号，从而测量出物体角度信息，本设计选择的是MMA7260 是电容式加速度传感器，采用了信号处理、单级低通滤波器和温度补偿技术，通过测量车身倾斜的角度来计算角速度，从而判断是否切断供电电路，其输出口连接在单片机上，并由单片机控制量程的选择和是否进入休眠模式。该模块是从三个立体角度测量角度，是输出更有效更准确。它也可以通过休眠模式使本模块在不工作是能节省能源。这个模块还提供500μA 的低功耗。通过4 个控制和三个输出，使得这个模块的测量性能更好，低碳节能的效果更加明显，是一个十分理想的电路。
2.2 单片机选择
本设计的原理与结构比较简单，用单片机STC12C5A60AD就足够满足本设计所需要的各种资源。STC12C5A60AD 采用宏晶最新第六代加密技术，超强抗干扰、抗静电，体积小，占用空间少，芯片兼容51 单片机功能，内部有自带ADC，可以直接转换倾角传感器传出的模拟量。
2.3 刹车检测电路
刹车也是一种能量转换过程，如果能利用好这能量，可以很大程度上帮助在提高我们对电动车电池利用的时间，已达到更低碳更环保的效果。因此本系统设计该部件来检测车辆是否在刹车状态。
2.4 充电切换电路模块
当系统检测到车辆处于下坡状态或者是刹车状态时，就会切换该电路进入自动充电状态。实现了从机械能到电能的'转换，提高了能源的利用，从而使电动车的电池使用时间更长，达到更节能环保。
2.5 充电液晶显示电路
本系统选择了1602 液晶作为实时显示测量角度，该模块能够同时显示16x02 即32 个字符(16 列2 行)，其通常有14 条引脚线或16 条引脚线的LCD，多出来的2 条线是背光电源线VCC(15 脚) 和地线GND(16 脚)，其控制原理与14 脚的LCD完全一样。
3 系统的软件设计
软件主要由主程序和系统初始化子程序，角度测量检测子程序，按键控制子程序，液晶显示子程序等组成。首先对系统进行初始化，进行实时角度测量，然后判断小车是否进入了刹车状态，若处于刹车状态，则断开供电电路，进入充电状态，并在液晶上显示出来，如果不是在刹车状态，则判断倾角是否大于阈值，如果大于，则同样断开供电电路，进入充电状态，并在液晶上显示。
调用AD 转换子程序，同时调用按键控制子程序，当AD转换里又出来值或是按键控制有值出现，就表示有信号进入，LED 灯亮，进入充电状态，充电控制系统实时监控再调用液晶显示子程序显示结果。
4 结论
本设计介绍了一种节能自充电电动车控制系统，并给出了硬件和软件的设计方案及电路，设计的倾角测量具有测量精度较高，处理速度快，控制简单方便，实际测量范围为0--60°，测量精度在±2°内。很好实现了自充电检测和控制功能，有较强的应用推广前景。
篇2：CPAC控制系统设计论文
1系统架构
CPAC和其中一个客户端构成的银行自动化存取控制系统总体结构。控制系统由上位机和下位机两部分组成。上位机是计算机系统，包含控制中心计算机、客服端计算机及打印机、磁卡阅读器与密码键盘等配套设备；下位机是CPAC、端子板及存取机械手与取箱口所用的6个伺服电机及驱动器。由于CPAC只能控制8个伺服电机，控制存取机械手与取箱口1已经占用了6个接口，而一个取箱口远远不能满足客户的需求。当取箱口数量超过一个后，用PLC控制其余出箱口，PLC与CPAC之间通过RS485总线通讯，由CPAC作为主控制器协调PLC实现存取保管箱操作。整个系统工作在由交换机组建的星形局域网中，各部分之间基于TCP／IP协议进行通讯。
篇3：CPAC控制系统设计论文
2.1控制过程安全机制
2.1.1限位
为避免因软件错误或硬件故障导致的执行机构上的运行失控，保护硬件设备与操作人员的安全，在存取机械手与取箱口的每个控制轴上除了在导轨的两端安装有硬件限位块外，还必须使用限位开关来限制各轴的运动范围。软限位与硬限位配合使用，可以有效地防止运动部件跑出导轨。
2.1.2报警
当检测到驱动器报警信号以后，CPAC将关闭该轴的伺服使能，急停该轴的伺服电机，同时该轴报警触发标志位置。程序中检测到报警触发标志位以后，将故障状态报告控制中心，同时点亮报警灯并开启蜂鸣器，等待人工处理。
2.2运行速度的规划
在本控制系统中，CPAC工作采用点位运动模式。在运动控制中，梯形速度曲线以耗能低、速度快、容易实现等优点成为常用的速度控制曲线。其速度与加速度的变化曲线如图3所示。然而由于梯形速度曲线采用线性加速方式，其对应的加速度曲线不连续，因此存在柔性冲击，导致执行机构在运动过程中的平稳性能差。为了既获得平滑的加速度，又不失去梯形速度曲线的优势，将梯形速度曲线加以改进得到S型速度曲线。S型速度曲线的运动过程由加加速段、匀加速段、减加速段、匀速段、加减速段、匀减速段、减减速段组成。本控制系统采用该速度曲线作为存取机械手各轴的速度控制曲线，避免了柔性冲击因素。S型速度曲线由CPAC通过设置各轴运动参数中的平滑时间来实现。
2.3控制系统作业方式
在银行保管箱自动存取系统中，存取机械手执行任务时可以选择单一作业方式或复合作业方式。单一作业方式是：存取机械手从原点位置出发运行到任务指定的保管箱位置，将保管箱取出并送到取箱口，客户操作完成后从取箱口处把保管箱送回箱架，然后返回原点位置。复合作业方式是：存取机械手接收到一批存／取保管箱任务后，从原点位置出发运行到第一个任务指定的保管箱位置，将保管箱取出并送到取箱口，客户操作完成后从取箱口处把保管箱送回箱架，之后存取机械手不返回原点，而是直接执行下一个任务，不断循环直到完成所有任务。
2.4CPAC运动控制
CPAC的运动控制部分是整个软件系统设计的核心部分。CPAC运动控制软件主要由系统初始化模块、用户界面模块、运动控制模块、数据读写模块和网络通信模块组成。运动控制程序首先调用系统初始化模块，然后检查有无故障，如果系统运行正常，则通过网络连接控制中心，查询CPAC的控制方式，如果为手动模式，则进入手动模式运动控制子程序，否则进入自动模式运动控制子程序。用户界面模块为客户提供登录界面、图形化的存／取保管箱命令，并显示系统执行结果。运动控制模块通过在OtoStudio软件中调用CPAC运动控制库GUC－X00－TPX．lib中的运动控制函数执行以下功能：设置伺服电机的速度、加速度、移动距离（脉冲数）；读取光电开关对应的数字输入口获取光电开关的触发状态；往数字输出口写“1”、“0”来打开、关闭电磁开关。通过控制存取机械手、取箱口的.执行机构、拉板以及拉勾的动作，实现保管箱的自动存取操作。数据读写模块通过RS485总线控制激光条形码阅读器，读取条形码扫描结果。网络通信模块使CPAC通过以太连接控制中心，接收控制中心的命令与保管箱在箱架中的位置数据，并返回运行结果与报警信息。
3结束语
基于CPAC设计的银行全自动保管箱控制系统，实现了保管箱的自动存取与信息化管理，降低了银行的管理与维护成本，为客户提供了使用方便的保管箱业务，具有广阔的应用前景。
篇4：润滑油站控制系统设计论文
润滑油站控制系统设计论文
PLC（ProgrammableLogicController）可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。它已广泛应用于工业控制，通过用户存储的应用程序来控制生产过程，具有强大的优点。也为工业自动化提供近乎完美的现代化自动控制装置。随着技术的快速发展，PLC技术的应用越来越广泛，如合理应用PLC技术，是现代工业控制正在努力发展的方向之一。作为4747m3高炉重要配套设施的240t/h锅炉，其给水泵是关系到锅炉系统安全稳定运行的关键。240t/h锅炉的给水泵系统由两台给水泵组成，由一台启动给水泵为主，另一台给水泵作为备用或辅助。这样的给水泵配置有利于给水泵主机系统出现故障或不能满足锅炉运行需求时，启动备用给水泵系统补充不足，避免由于给水泵故障造成的锅炉停炉。而稀油润滑站为锅炉给水泵的运行提供润滑用油，以保证给水泵的顺利运行，进一步保障了锅炉的安全运行。作为给水泵运行的.重要条件，稀油润滑站的正常运转是整个锅炉系统安全稳定运行的根本。240t/h锅炉自投运以来，因润滑油站故障先后造成4#给水泵轴瓦和电机、1#给水泵轴瓦烧毁，严重影响生产稳定，造成了巨大的经济损失。出于以上原因，为保证锅炉系统的正常运行，对稀油润滑站的控制方式进行改造十分必要。
1原设计方案程序及存在的问题
根据系统原设计方案，每台给水泵各配有一个独立的稀油润滑站，每个润滑油站各有两台润滑油泵。而远程控制时，一个启动命令控制两台泵的启停。两台油泵共用一个备妥信号，油泵启动后若备妥信号消失，则会造成停泵，且备用泵无法远程启动。润滑油压只有一个测压点，在联锁状态，当油压低于设定值时，由电气系统进行判断后，备用泵自动启动，油压高于设定值时，备用泵自动停止。若油泵启动后，油压依然低于设定值，水泵停止。两个润滑油泵的互备在电器柜上实现。控制箱在汽轮机0m平台，操作室在8m的平台。这种方案存在以下问题：①两台油泵只有一个启停，备妥以及压力低信号，反映出的信息较为笼统，不够直观，水泵出现故障时，不能够及时清楚的判断是哪台油泵的问题，不利于油泵的检修。②油压检测只反馈一个压力低信号，发生误报的可能性较大，结果可能会不准确。③操作室在16m平台，控制箱在0m平台，距离较远，出现紧急情况时，不方便操作人员进行应急操作。
2油泵控制改造原则
鉴于以上问题，对水泵稀油润滑站控制方式进行改造，应遵守以下原则：①在操作室能实时监控油泵的运行情况，并能在就地操作箱和操作室共同控制油泵的启停。②增强连锁条件的准确性。③在满足连锁条件时能快速准确的启动备用设备，从而不影响给水泵的正常运行。为满足上述油泵控制的改造原则，引入施耐德PLC自动控制体统，用PLC程序来控制油泵的启停和连锁，真正做到高度的精准控制。针对改造原则和PLC的引入，做到以下几点：①增加一个启停控制信号，使两台润滑油泵各具有一个启停控制信号。增加一个备妥信号，使两台润滑油泵各有一个备妥信号，备妥信号等同于集中信号参与控制。②两台油泵的电源准备好的信号由原来的在电器盘上变为上传到PLC，方便操作人员在上位机观察，及时发现问题。③在润滑油泵出口油压力只有一个测压点的基础上再增加为三个压力开关，并调整至给水泵正常工作所需的润滑油油压力值，在润滑油压力低时压力开关动作。④在运行中如果有至少两个压力开关动作，且油泵处于联锁状态时，自动启用备用泵，以保证水泵的润滑系统正常工作。⑤所有联锁控制全部由下位机程序判断，全部由上位机集中控制，现场操作箱只有启停功能和就地集中切换开关。
3油泵控制的改造过程
根据以上设想，进行以下工作：①在稀油润滑站出口总油管上加装3个压力开关，在润滑油压力低于给水泵正常工作所需要的压力值，在油压低于此值时，压力快关吸合，并接线将此信号传送至PLC控制系统。②从油泵的电源柜中取两台油泵的电源准备好信号，运行和停止信号，接线进入PLC控制系统。③在操作站上位机的画面上增加集中，电源准备好，开泵，停泵，连锁投入，压力低等按钮和指示灯。④对下位机程序进行修改，使其具有以下功能：两台泵都处于自动状态，主泵集中信号到，电源准备好，键盘开启动，则主泵启动，而后自锁，主泵运行。当主泵意外停止（非手动停止）时，另外一个泵自动启动。当检测润滑油压力的三个压力开关信号出现两个以上时，未启动的油泵自动启动。⑤完成以上工作后，我们又对新增设以及改动后的部分进行打点，经试验，所有改动前后画面比较。
4改造后的应用效果
经过这次对给水泵润滑油站的改造，提高了现场反馈信号的准确度以及清晰度，便于操作人员及检修人员发现和解决问题，由上位机集中控制，方便操作人员的及时采取应急措施。在很大的程度上降低了操作人员的劳动强度，改造前每半小时都需要到现场查看油泵运行情况，改造后只需在操作站上就能准确的观察油泵的运行情况，只需每小时定点检时观察即可。两台泵互备，一台泵意外停止，自动启另一台泵，降低了水泵发生故障的可能性，确保了水泵和锅炉系统的正常运行，有力地维护了生产的稳定，为创造更高的经济效益提供了根本保证。
5结语
在对240t锅炉给水泵稀油润滑站控制系统的改造后，实现了油泵的连锁自动启停，解决了在油压底时，备用油泵不启动，而使得给水泵不能正常工作，大大减少了生产隐患的发生，相比原有的系统而言，很大程度上降低了操作人员的劳动强度；设备的运行更加稳定，备件的消耗明显降低，实现了低成本的运行，并对类似的控制系统提供了技术支持。
篇5：电气控制系统自动化设计论文
【摘要】科技的发展，网络技术的进步，促进了电气控制系统自动化的不断发展。
但是，电气控制系统自动化设计仍然还存在着一些问题与矛盾，进一步完善电气控制系统的自动化设计，让电气自动化控制系统可以在电力企业中发挥其最大的作用，促进电力业的现代化和科技化发展，是电气自动化控制系统设计的重要任务。
本文将对电气控制系统的设计思想和电气控制系统的整体设计思路上进行阐述。
篇6：电气控制系统自动化设计论文
当今时代是一个信息化的时代，信息技术也不断的发展，实现电气控制系统的自动化和智能化也是时代的需要，对电气控制系统的自动化设计必须根据电气控制系统的设计原则和专业要求，逐步开展，才能更好的实现电气控制系统的自动化，并得到广泛的应用。
对于电力企业不断的提高工作效率，实现电力企业的现代化和科学化发展具有非常重大的意义，因此，加强对电气控制系统自动化设计重要性的认识，在电力生产中发挥更重大的作用。
一、电气控制系统的自动化设计思想
一个完整的电气控制系统是需要考虑众多因素的，要做到对各个控制部分的保护工作和在紧急状况下的可以通过手动的方式来进行操作的系统，具备跳闸和合闸的手段，对电气系统的监视--控制--报警--测量，这整个的过程可以利用先进的计算机技术通过监控系统去一一完成。
因此，可以这样说，对分布的设计、集中式的设计以及可靠性、可扩展性、兼容性等方面都是在对电气控制系统自动化设计过程中所必须去充分的考虑与兼顾到的。
首先，从分布式的这个角度上来分析，模块化的思想是电气控制系统必须遵循的，根据分布式开放结构这个常用的电气控制系统自动化设计策略，必须保障开关柜上的众多控制保护功能可以很均匀的分布在各个地方，并发挥开关所本身就应该具有的控制和保护的作用，并且可以在控制和保护单元上发挥出最大的作用。
模块化的思想还有很重要的一点就是能够保证每一个单元模块上都可以均匀的分布着电器控制自动系统中所需要的所有信号，包括保护、控制以及测量等等这种信号可以指导工作，并根据光纤总线进行自动化控制的主要控制，使监控性能得到进一步的提高。
此外没在电气控制系统中，报警系统是一个不可忽视的部分。
但是，要充分的保证各个模块之间不能相互影响。
其次，从集中式这个角度上来分析，集中立柜的结构是十分的科学并且是实用的'。
在整个的电气控制系统的自动化设计中，要实现各个模块的集中化，即把这些模块都集中在专用柜中去，实现整个系统的集中化控制与保护，实现各种信号的采集以及保护柜内的数据处理工作。
对电气控制系统的自动化设计过程需要借助主控总线，实现信号的传递，然后借助于计算机系统软件，实现所接受信号的集中管理与控制，这个电气控制系统设计的过程非常明显的特点就是简单可靠，实现了对二次接线的简单化。
此外，主控室必须事先与开关柜之间的相互连接，才能够对两者就行控制，达到最终的协调通信的目的和要求。
最后，兼容性是在电气化控制系统自动化设计过程中经常遇到并且非常重要的一个问题，兼容性的分析和解决才能够保证用户的规模，并且使得功能得到扩展，那么在设计的过程中注意对串行通信接口的科学化、规范化设计，可以让客户根据实际需求做出适当的调整。
二、在电气控制系统进行自动化设计过程中应该注意的问题
电气控制系统的自动化设计目的就在于不断的提高控制系统的性能，以更好地适应需要，在对电气控制系统进行自动化设计的过程中要注意多方面的问题，主要包括以下几点：
(一)注重电子元器件的设计与选用
电子控制系统的自动化装置是由多个部分组成的，其中电子元器件是非常重要的部分之一，电子元器件的选择直接关系到电气控制系统自动化的性能，只有选择了合适的电子元器件才能使得对电器控制系统的自动化设计能够长期使用，降低其生产成本，所以在对电气控制系统的自动化设计过程中应该非常注重对电子元器件耐用性和持久性的检测。
(二)注意在电气控制系统自动化设计中电子设备外部环境的不利因素
电子设备所处的环境是很复杂的，使用情况的好坏以及寿命的长短都在很大程度上受到外部环境的影响，外部环境是电气自动化控制系统能够顺利运行的重要保障，而恶劣的环境会导致设备受到很大的破坏，就会是电气自动化控制系统不能够在电力企业中发挥出应有的作用，所以在对其进行设计的过程中，要格外的注重外部环境的影响与损害，空气湿度大等外部环境问题都会对电气控制系统产生很大的影响，这就会严重的影响电厂的效益和生产成本问题。
(三)电气控制系统的自动化设计要注重符合实际情况
设计电气自动化控制系统的目的就在于更好的适应于电力企业的需要，所以设计的初始阶段，就要足够的考虑到它的适用性，要对相应的零部件和系统软件进行符合电力企业需要的专业化检测，使设计出的控制设备能够既符合需要又能够让自动化控制系统可以发挥出更好的作用。
(四)要注重对电力自动化控制系统的散热防护工作
在对电力自动化控制系统的设计过程中，散热防护工作是十分必要的，它能够足够的保证自动化系统中每一个软件的寿命延续与功能的正常发挥，从而使这种电力自动化控制系统能够保证电力企业的利益，节约生产成本，提高企业的利润，一旦出现由于没有对电力自动化控制系统的散热与防护而导致整个系统的破坏，那么对于整个电力企业的经济利益的损坏是非常严重的。
尤其是对一些大功率的设备而言，更是要着重重视，通过安装散热器等方式，加强对设备的防护，消除电力自动化控制系统中存在着的安全隐患。
结束语
总之，科技高速发展的新时代，控制技术以及计算机技术和数字技术等高度发达的时代，实现电气控制系统的自动化与智能化也是一个不可阻挡的趋势，是提高工作效率的需要。
因此，在我国的电气控制系统仍旧存在着一些问题的今天，正视这些问题并能够根据设计的基本原则和电气控制系统的专业要求进行不断的设计与研发，并能够不断的加强与世界各地之间的交流与合作，为我国的自动化设计注入新的生机与活力，为我国的电气技术获得更大的发展与进步。
参考文献
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[5]卢秀浩.湿润电气自动化控制设备可靠性的测试[J].才智，2011(13).
篇7：沼气工程控制系统设计论文
沼气工程控制系统设计论文
在产气方面，根据工艺需求，通过上位机和下位机以及现场执行机构的联合动作，整个沼气工程自动有序工作，使沼气工程的自动化水平得到大幅度的提高，劳动强度大大降低。在沼气供气方面，以IC卡为管理核心来管理农村沼气的供气和收费，实现了合理收费和良好有序的管理。河南省滑县八里营乡伍县村集中供气工程于7月投入使用，并运用了该控制系统，目前运行良好。该猪场建成了日产400m3软体沼气池工程，含1个预调节池，2个发酵池，2个储气池。所产沼气通过IC卡智能管理系统铺设管网的方式，可供全村200多农户集中使用，基本上解决了全村农户的炊事燃料问题。
1系统整体设计
1.1工艺要求
整个系统由3部分组成:第1部分产气部分，第2部分气体处理部分，第3部分供气部分。
1.2硬件的选择系统
整个硬件部分分为3层:第1层为集中控制台(上位机)，上位机选用台达5．7寸屏，在SCREENEDITOR开发环境下，开发出1套沼气工程控制监控程序，作为实时监控和发出指令的中枢。第2层为现场控制层。考虑到现场有近20个输入点和近8个输出点，4个模拟量输入。现场控制层采用西门子226作为核心控制器，扩展1个EM235模块，根据集中控制台的指令、规定的工艺要求对现场实时控制。第3层为现场传感器和执行器。传感器主要由液位计、操作按钮、现场隔离开关组成，执行器主要由接触器，执行阀等。
1.3全自动控制系统流程图
在沼气生产过程中，沼气产气过程比较复杂。夏天温度高，产气多;冬天气温低，产气量少。晴天产气量大，阴冷天气产气量少。这就需要对发酵池有一个合适的温度控制范围。传统的锅炉加热方式既浪费能源又污染环境，本工程采用沼气发电和空气源热泵联产的方式加热水，保证了发酵池温度的恒定。这样把多余的沼气充分利用起来，再加上节能效率达75%的空气源热泵产生热水，只需要少量的沼气即可维持沼气池的正常需要。由于沼气池的产气过程是一个连续的过程，产出的沼气被送到储气室，当达到储气极限而没有使用时就会出现危险。20就曾报道有些地方出现储气室把房顶拱榻的现象，本工程采用独特的`防爆传感器和执行机构以解决储气室的压力安全问题。沼气在使用过程中不是均衡的，而产气是连续的，当作饭时，用气量增加，压力会迅速减低，远端的沼气灶由于压力低可能打不着火。而不用气时，沼气池同样会产气，有些地方就会把沼气白白放掉，造成二次污染。为了解决这个问题，本工程采用宽压力调压控压装置。汽水分离室时间久了会集存大量的积水，要求及时放水。为了解决这个问题，本工程采用四通道自动放水控制装置和安全装置。
2结论与讨论
1)通过上位机和下位机的联合控制，实现了沼气工程的自动化管理和稳定有序工作。
2)通过宽压力调压、控压装置解决了恒压稳压远距离供气问题。
3)通过防爆传感器和执行结构解决安全放气排水问题。
4)通过沼气发电空气源热泵联产方式解决冬季产气量低问题。
篇8：浅谈电气自动化控制系统及设计论文
进入21世纪以来，PLC处于自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因，在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。
1.电气控制对象的特点和要求
电气控制量与热工控制量相比在控制要求及运行过程中有着很多不同点，电气的主要特点表现为：
（1）电气控制系统相对热机设备而言对信息的掌握不大，目标少，操控次数少，不过，速度更快，准确度也更高。
（2）电气设备保护自动装置对稳定性要求更高，更快速，并且，有一定抗干扰的能力。
（3）热力系统需要大容量来满足处理信息的需要，并且内部情况复杂，过程掌握十分严格，对于电控系统（ECS），强调数据提取和顺序的掌握作为主要方面，有助于实现连锁保护。
因此，机组的电气系统纳入DCS控制，要求控制系统具有很高的可靠性。除了能够进行一般的启动和停止，对于异常问题的显现和控制的数据也要精确显示。并给出可行的操作意见，以及意外控制办法，使电气系统控制处于科学、有效、合理的情况之中。
2.常规ECS系统功能有待提高
目前，大多数电厂和DCS厂家所实现的ECS控制功能主要局限在以下几个方面：
（1）监视部分
发电机——变压器组系统，励磁系统，高、低压厂用电系统及备用电源系统，220V直流系统和UPS电源系统，电气公用系统，所控电气设备开关、闸刀的状态监视;中央信号及事故报警，事故记录及追忆功能。
（2）控制部分
发电机——变压器组单元电气一次设备的控制、联锁，发电机程序起停，ASS的投切;厂用工作电源，高、低压厂变与高、低压备变之间的正常切换操作;电气接地系统管理;220kV断路器、隔离开关的控制。
应该说在传统的DCS系统中对电气量的监视、控制非常有限，特别对于电气专门的智能装置来说，信息的提取量就更加少，使得设备之间配合不好，对于运行工作人员，很难在监视器上得到这样的信息。某些时候，只有采用充足的电流和电压，将其变速，将部分模拟量采集进DCS系统;或者采用硬接线的方式接入DCS系统，使系统复杂、投资增加和资源浪费。
这几年，电气设备向着小型，功能增多，内容数据不断增大的情况发展。电气专用设备制造厂家，如国电南瑞、国电南自、北京四方、许继电气、东大金智等厂家，纷纷推出了双CPU（或三CPU）、智能型、带现场总线接口的高可靠性能的产品。加之这些厂家也推出了自主知识产权的电气综合自动化系统，使ECS功能扩展，让电气进行综合，并且，要确保电气系统，其运行不相互干扰，在硬接线的数量降到最低，未来的发展趋势是全都利用通讯手段作为连接办法。
3.电气综合自动化系统的功能
根据单元机组的运行和电气控制的特点，应将发电机一变压器组和厂用电源等电气系统的控制都纳入ECS监控。其基本功能为：
（1）发变组出口220kV/500kV断路器、隔离开关的控制及操作。
（2）发变组保护、厂高变保护、励磁变压器保护控制。
（3）发电机励磁系统。包括启励、灭磁操作，控制方式切换，增磁、减磁操作，PSS（电力系统稳定器）的投退。
（4）220kV/500kV开关自动同期并网及手动同期并网。
（5）6kV高壓厂用电源监视、操作、厂用电压快切装置的状态监视、投退、手动启动等。
（6）380V低压厂用电源监视、操作、低压备自投装置控制。
（7）高压启/备变压器控制和操作（2台机共用）。
（8）柴油发电机组和保安电源控制和操作。
（9）直流系统和LPS系统的监视
因为，设备可以看做较为完善，并且，如果都要在DCS里完成工作还不大可能，并且花费较大，所以能够保留，不过，它们和DCS连接，使用硬接线作为控制装置，使用通讯装置来传导自动装置，并能够利用DCS实现事故重现。
4.电气自动化控制系统的设计
（1）集中监控方式
这一监控办法的特征是容易维护，对于控制站，防护等级需求的不高，系统更容易实现设计。但是因为集中式，它的運行办法是把所有的功能综合到一个处理器，完成处理工作，因此，对于处理器来说承受了巨大的工作压力，因为电气设备都是在监控内进行的，如果监控目标不断出现，就会导致主机冗余降低，而电缆随之变多，需要的花费增大，距离较长的.电缆，如果产生了干扰情况也会导致系统不稳定。并且，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，因为用于分隔刀闸的在接点位置上暴露出缺陷。使得设备运作异常困难，这样的接线很难完成二次接线，线和线的连接比较复杂，而设备的操作难以实现，使维护工作雪上加霜，并且，存在因为查线以及运动时，因为线的多而复杂产生错误动作的可能。
（2）现场总线监控方式
目前，对于以太网（Ethernet）、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中，并且，有了丰富的动作指令，对于有智能性质的电气设备，其发展也是十分明显的，这些因素使网络的监控和发电厂之间的关系作出了铺垫。总线监控让设计的目标更明确，针对间隔的差异，在功能上也有不一样的显现，因此，可以作为间隔的状况开展设计。使用这样的监控办法，包含了所有远程监控办法的优势，并且能够降低隔离设备的总数，也包括隔离设备、端子柜、I/0卡件、模拟量变送器等，对于智能设备，应当立马进行装配，如果使用通信线和监控系统之间连接起来，就能省掉许多的控制电缆，使投资节省。
此外，装置与装置间的功能互不干扰，装置和装置的关联是由网络产生的，网络组织比较轻松，使得系统更可靠，更稳定，每一个装置如果发生错误也仅牵连到元件，而不会整体停滞，所以，现场总线监控能够作为以后发电厂网络监控的最好方法。
5.探讨电气自动化控制系统的发展趋势
OPC（OIJEforProcess Control）技术的出现，IEC61131的颁布，以及Microsoft的Windows平台的广泛应用，这给计算机带来新的应用目标，电气技术融合性更好，发挥巨大的潜力。这已经进入到一个国际化的时代，并且，在各种控制系统中，使用变得更加广泛，被更多的商家所看重和应用。Pc客户机/服务器体系结构、以太网和Internet技术引发了电气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动着自动化和IT平台的融和，电子商务的普及将加速着这一过程。
Internet/Intranet技术和多媒体技术在自动化方面，前景非常广阔，企业的管理者使用一般的浏览器，就能完成储存以及提取企业在人员，财务方面的资料。也能够将目前的生产流程作为监控目标，几乎能够马上明确最准确而全面的信息。 虚拟技术以及视频技术作为先进的手段，会给以后的自动化商品，例如人机界面以及维修系统带来最明显的影响。使用对应性较强的软件，对通讯效果以及组合环境的需求更加明显，软件的功能不断加大，并且从某一单纯的设备转移，向集成方向转化。
总的来说，这种控制系统给大家带来新的前景，也使得其出现了新的发展需要，为了实现越来越复杂的需要，就必须考虑电气自动化的发展特征，为此行业挑选适当的人才来促进发展，相关行业因此有了更广阔的就业前景。但是，应当注意，其科技性要求较高，因此专业性也有所提升，在装置的配合内容里，要把自动化和智能化作为工作的前提。推动设备与国际水平相媲美。并创造属于本行业的行业先锋。
参考文献
[1] 薛葵.发电厂电气监控系统[J].电力系统装备，（1）：72-73.
[2] 蒙宁海.火电厂厂用电系统监控方案的探讨[J].广西电力，.26（2）：44-47.
篇9：水轮发电机组控制系统设计论文
水轮发电机组控制系统设计论文
伴随着水电站增效扩容项目的步伐,水轮发电机组装机容量进行增加,电厂励磁控制系统信息量全面扩大,采集处理数据的速度要求全面提升,现以DSP:Tms320f2812为核心控制芯片,设计水力发电最小励磁控制系统。Tms320f2812型号32位的DSP芯片是TI公司比较新的产品,其技术先进、功能强大,用哈佛结构、硬件乘法、流水线技术、专用信号寻址方式、提高数据处理及传输能力。其内部集成了ADC模块、EV模块、SPI串行外设接口、SCI串行通讯接口、Mcbsp多通道串行、eCAN网络控制器、大容量储存器,简化硬件电路,30MHz无源晶振提供核心芯片时钟,Pll控制寄存器的低4位提供Pll倍频系数。芯片Tms320f2812CPU工作高频为150MHz,本电路倍频系数设为5。基准电压ADC用3V,ADCrefm、ADCrefp、引脚接Esr端50mΩ～1.5Ω的10μF旁路电容,剩下一端接模拟地,ADCrese-xt接24.9kΩ偏置电阻。
1有芯片Tms320f2812构成的.电源电路
随着半导体制造工艺进步和发展,3.3V、1.8V低电压集成电路应用更广,比传统5V更低、功耗更小、性能更优。Tms320f2812外部I/O电压为3.3V,内核电压为1.8V,Tps系列电源稳定性好,这里采用Tps系列电源为Tms320f2812提供电能。Tps767hd318芯片为Tms320f2812提供电源,原理图如图1所示。工业专用芯片Tps767hd318,工作范围-40oC～+125oC温度段之间,为增加电源芯片散热速度,采用芯片下方敷设铜面散热;电流经电容C5滤波,由Tps767hd318输出1.8V和3.3V电压,3.3V电源为Tms320f2812提供内核及I/O接口电压。
2仿真器接口设计
为14脚JTAG插头图,目标层Ti调试接口用五个标准的IEEE1149.1信号Trst,Tck,Tms,Tdi,Tdo及两个扩展口Emu0,Emu1,可把目标连接至扫描控制器,插头要测试时钟返回信号Tck_ret,电源Vcc和地,Tck_ret是扫描控制器的测试时钟,在许多系统中,会把TEK_RET接Tck用作测试时钟,Emu0、Emu1接上拉电阻,可以仿真。
3Tms320f2812串口
串行通信接口Sci是双线异步串口,Tms320f2812使用这种串口,Sci接口支持CPU,并可与non-return-zero格式外围设备通信,Sci接收发送器各有FiFo,减少了空间服务,有独立的使能位、中断位,半双工通信模式独立操作,全双工通信模式可进行操作,Scia引导代码可选择Sci-a启动,电路图如图3所示,图中C33,C34,C35,C36,C37滤波电容;串口芯片MAX3232,用3.3V电源供电,也可与DSP引脚相接供电。
4基准电源
系统用2V电压作为基准电压,可用Ref19x提供基准电压,该电源可在-40℃～80℃范围工作,电压经10μF,0.1μF滤波电容后,输出接1μF、0.1μF滤波电容,Sleep引脚接VIN工作,如图4所示。
5Tms320f2812芯片通讯用eCAN
Tms320f2812用eCAN模块,据CAN2.0标准兼容性,可制定协议在电子噪声时与控制器进行通信,eCAN模块提供通用性、鲁棒性串行通信,考虑兼容性问题,用Sn65hvd251芯片,通信速度1Mbps,C38滤波电容,R6限流电阻。
6结语
本文设计的最小励磁控制系统,电源通用性较好,系统电路较为简单,通讯和存储都可以满足中小型电站机组使用,在所有DSP励磁控制系统中将硬件电路简化都最小范围,为后期维护、检修提供方便。
篇10：浅论小型两轮自平衡电动车系统的设计与研究论文
浅论小型两轮自平衡电动车系统的设计与研究论文
小型两轮自平衡电动车控制方案，是使用姿态检测传感器来检测小车姿态的变化，运用合适的运动控制原理，驱动电机进行相应的调整，以保持小车平衡、但在实际设计中，加速度计检测出来的数据易受小车运动速度影响，陀螺仪检测出来的数据易受温度影响，因此需要采用滤波器对其进行滤波、通过对卡尔曼滤波器与互补滤波器这两种不同的滤波器进行比较，在基于飞思卡尔公司Kinetis K60的小型两轮自平衡电动车姿态稳定系统上加以验证，从而得出在实际设计中卡尔曼滤波器优于互补滤波器。
1控制系统分析与设计
1.1系统分析
小型两轮自平衡电动车系统主要由姿态传感器,CMOS摄像头传感器、矢量光电编码器,Kinetis K60单片机、直流减速电泪L及其驱动电路组成。陀螺仪与加速度计的数据经过AD转换后传至控制器中，通过滤波器进行滤波后，获得较为精确的`角速度和角加速度数据，从而计算得到角度偏差;摄像头采集道路信息，进行路径识别，使小车沿一定路径J决速运行光电编码器采集车轮速度，通过负反馈控制小车速度，三者数据融合后，再通过PID算法输出控制量，生成PWM从而控制电机运行。
1.2矢量编码器
小车进行角度姿态控制时会产生两个自由度上的偏移，除用测量角度的加速度计和陀螺仪外，还需要增加测量两轮车位移的传感器，这里选用可以测量正负位移的欧姆龙500线矢量编码器(A日相光电编码器)。
2角度滤波算法分析
从加速度计采集到的角度信息存在高频干扰，输出电压，矢量编码器控制电路会在实际反映倾角的电压值附近波动、要从陀螺仪获得角度信息，需要经过积分运算，而从单片机采集的角速度信息存在误差和温度偏移、这个误差会随时间延长而积累，最终导致输出信号偏离真实角度信号、因此，下面介绍两种滤波法，对两种传感器所获得信息进行校正。
2.1互补滤波器
通过加速度计和陀螺仪积分获得的两种与角度相关的信息，利用加速度计修正陀螺仪的积分输出，利用陀螺仪修正加速度计的高频干扰。从而使陀螺仪积分所得到的角度逐步跟踪到加速度计所得到的角度。
对陀螺仪采集到的信息进行积分获得动态角度，对加速度计采集到的信息进行计算获得静态角度，陀螺仪积分在短时间内可以较好地反映角度变化的情况，却很难保证角度的精确性，而加速度计测量值可以较为真实地反映小车的物理角度信息，却存在高频干扰、利用动态角度和静态角度得到角度偏差，通过调节误差积分时间把角度偏差补偿到动态角度中，可以在保证动态性能的前提下获得较准确的角度值。
2.2卡尔曼滤波器
卡尔曼滤波用于数据融合时，可将姿态角和陀螺仪偏移量描述成由状态方程和测量方程组成的二维系统。
2.3仿真结果
为了比较互补滤波器和卡尔曼滤波器对于陀螺仪的角度信息校正的有效性，将该算法利用MAL下LA日仿真，使其跟踪同一呈正弦变化的仿真角度信息。
3软件设计
小车的直立控制、速度控制以及方向控制都是在中断程序中完成。利用单片机的一个周期定时器产生1ms周期中断，中断程序的任务被分配在五个中断片段中、)因此每个中断片段中的任务执行周期为5ms，将任务分配到不同的中断片段中，一方面防i1=这些任务累积执行时间超过1ms，扰乱中断时序，另一方面也考虑到这些任务之间的时间先后顺序。
由软件设计框图及程序可得，进入第一个时间片时，脉冲计数器采集编码器计数车轮转数的信息，从而得到车体速度;进入第二个时间片时，采集陀螺仪与加速度计传感器数据，由于采用模数转换器采集数据，需要时间较长，因此将车体的直立控制函数放在下一个时间片中，进入第三个时间片时，计算直立控制的输出量，并将直立控制、速度控制和方向控制的输出量叠加成电机输出量;进入第四个时间片时，计算速度控制的输出量;进入最后一个时间片时，计算方向控制的输出量。
篇11：单片机步进电机控制系统设计论文
2.1单片机程序设计
通过中断脉冲信号，计算步进电机的运转步数以及圈数，并对其进行记录；实现对步进电机运转速速的'控制；采用端口的中断程序关闭其相关程序，将电机控制在停机状态；通过中断电机的开启部位，将其转换到运行状态，实现电机的运行；PMM8713的U和D端口通过输出高电平，达到控制步进电机运转方向的目的；8279将其接口与自身的8个数据连接口进行连接，当单片机运行到键盘部位时，采用相关端口中断其工作状态，进而达到控制步进机的启动、停止、速度以及方向等，并将其反馈给8279，利用LED将其显示，明确其运转的速度以及方向。
2.2PC上位机设计
设计PC上位机的主要目的就是控制步进电机，利用单片机中相关部位，实现人与机的对话，其利用单片机发出执行命令，实现对步进电机的有效控制。其中，单片机接受的执行命令会存储在相关软件中，其与储存在片内的Flash的相关地址进行比较，不冲突的信息就储存在其中，如与其中储存的信息发生冲突，就会自动中断，有效的保护电机的正常运行。同时，此软件在运行的过程中，应该对晶振中的USART模块进行设置，其相关的控制软件由VB6.0对其进行编写，采用MSComm软件实现实时通讯。
3结语
电机控制系统利用单片机实现控制整个机器的工作，其使用的可靠性较高。在其工作的状态下，为其提供较为便捷的控制方案。通过控制步进电机的运转方向。云状速度以及工作状态等，提高步进电机的工作效率具有非常重要的作用。同时，该系统还能够控制三相电机和四相电机，其有PC上位机对整个步进电机的运行进行控制，使该系统在环境恶劣的情况下运行，确保人员的安全状态；此外，该系统还具有使用范围广、操作简单、成本低廉、实用性强等优势，被广泛的应用在实际生活的各大领域中，并能够发挥其独特地作用，进而提高步进电机的工作效率，创造经济效益。
篇12：单片机步进电机控制系统设计论文
1.1LED和键盘设计
为了能够实现人与机器的对话，单片机的步进电机控制系统设计了3*4键盘以及4*8LED数码管，人们可以直接对其进行控制。该系统通电后，通过键盘输入控制步进机的运转、启动以及转动方向等，由LED管动态清晰显示步进机的转向以及转速。器件8279能够控制系统键盘的输入以及LED的输出，进而减少单片机工作的承载，8279在控制系统工作的过程中，将键盘输入的信息进行扫描，利用其抖功能，避免事故的发生。（下图为LED和键盘模块）
1.2放大和驱动设计
逻辑转换器是步进机控制过程中的脉冲分配器，其是CMOS集成电路，其输出的源电流为20毫安，能够应用于三相以及四相步进机，其工作可以选择以下6种激进方式进行控制；其中，对于三相步进电机有1、2、1-2相；对于四相步进电机有1、2、1-2相，其输入的方式有单、双时钟选择方式，其具有正向控制、方向控制、监视原点、初始化原位等功能。PMM8713器件主要由激励方式判断、控制以及时钟设置等部分组成，所有的输入端都设置有秘制的电路，进而提高抗外界干扰的能力。PMM8713输出能够接受功率驱动电路，其通过驱图1LED和键盘模块动器，输出最大的工作电流，以满足电机工作的需求。单片机通过调节相关端口的脉冲信号，控制步进机的运行状态、运转方向以及运转速度等。
篇13：单片机水温控制系统设计的论文
2.1系统设计
基于AT89C51单片机的水温控制系统采用了当前应用广泛的AT89C51单片机，以AT89C51单片机做为核心部件，以汇编语言对其进行编程控制其它辅助系统，用PID算法来控制PWD波的产生，进而实现系统温度的控制。
2.2硬件设计
基于单片机水温控制系统硬件主要由单片机基本系统、温度传感器、电炉、继电器、显示电路、报警电路、键盘等组成。
（1）单片机基本系统。单片机基本系统采用了AT89C51芯片，它由基本供电电路、时钟电路和复位电路组成。键盘、显示电路、报警电路将信号输入到单片机基本系统当中，单片机基本系统根据温度传感器采集到的数据，进行数据分析与处理，得到相应的控制信号，由控制信号驱动继电器工作，从而达到控制电炉工作的结果，最终达到控制温度的目标。
（2）温度传感器。温度传感器的作用是对水温进行温度的检测，并实时将数据传送至单片机基本系统，以供其进行数据分析。
（3）继电器。继电器的作用是控制电炉工作，它通过接收单片机基本系统的控制信号，实现对于电炉的控制。
（4）电炉。电炉是用来实现对水加热的功能，由继电器根据控制信号对其进行控制。
（5）键盘。本设计采用61板自带按键，不需要另外连接硬件即可使用。
（6）显示电路。由六个八段数据管以及数码管的驱动电路组成，前三段用于显示控制温度，后三段用于显示实际测量温度。
（7）报警电路。报警系统是出于电炉的安全考虑进行设计的。温度传感器获得数据传递给单片机基本系统，单片机基本系统分析数据后，当水温过高或过低，即达到预设最大值与最小值时，单片机驱动报警电路，实现报警功能。以上各组件与单片机芯片引脚连接方式为：温度传感器输入端连接到P3.1口，按键接在P3.1、P3.2、P3.3，分别控制设定温度的十位、个位和小数位，单片机的'输出控制信号由P3.5输出；实际水温显示的字型码是由P0口送出，十位、个位和小数位分别由P1.0、P1.1、P1.2选通；设定温度显示的字型码是由P2口送出，十位、个位和小数位分别由P1.3、P1.4、P1.5选通。
2.3软件设计
（1）主程序设计：系统采用汇编语言进行编程，由主程序进行控制。即由主程序调用子程序。其功能主要对传感器采集的数据送入单片机中特定单元，然后一方面进行在LED显示，另一部分与设定值进行比较，通过PID算法得到控制量并经由单片机输出去控制电动调节阀进行水温调节。
（2）子程序设计：主要由显示子程序、键盘中断子程序、进制转换子程序、温控子程序、报警子程序等组成。显示子程序用于显示实际温度和设定温度；键盘中断子程序用于对系统进行设定控制；进制转换子程序用于把采集的温度信号换算为对应的温度值；温控子程序把采集的实际温度与设定温度值比较，调用PID算法，输出控制信号；报警子程序用于控制非法输入温度值。3.4温度控制系统的数学模型温度控制系统可采用采用比例积分调节器来校正，按照一定采样周期采集r(k)和F(k),其偏差值为e(k)=r(k)-F(k)（1）根据偏差值来计算输出u(k)，其对应差分方程为：u(k)=u(k-1)+a0e(k)-a1e(k-1)（2）其中：a0=Kp(1+T/T1)a1=Kpe（k）=（rk）-F（k）
3结语
此款基于AT89C51单片机的水温控制系统其设计精简、实用、稳定性高、控制精度高、安全性高，既可以实现大工业生产中的水温控制，又可以实现家用电器的水温控制，有着成本低，性能高的优势。
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