前言:在撰寫系統(tǒng)論文的過程中,我們可以學(xué)習(xí)和借鑒他人的優(yōu)秀作品,小編整理了5篇優(yōu)秀范文,希望能夠為您的寫作提供參考和借鑒。
第一篇 1基于物聯(lián)網(wǎng)的感知礦山
2010年,徐州礦務(wù)局提供了煤礦井下生產(chǎn)、監(jiān)測智能化的感知礦山概念后,得到了國家和政府的大力支持,并專門成立了感知礦山工程科研中心,成為物聯(lián)網(wǎng)在煤礦應(yīng)用中的一個轉(zhuǎn)折點,也將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成功的引入到煤礦生產(chǎn)過程中。感知礦山是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實現(xiàn)煤礦井下生產(chǎn)、地面管理的數(shù)字化、智能化和可視化。建立感知礦山的目的是為了將煤礦運銷、產(chǎn)品加工、安全管理、生產(chǎn)、地質(zhì)、煤礦地理等信息綜合起來,實現(xiàn)數(shù)字化管理,將智能計算、信息分析處理、數(shù)據(jù)傳輸、感知等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和煤礦企業(yè)的產(chǎn)品加工、生產(chǎn)開采等技術(shù)形成密切聯(lián)系的整體,以實現(xiàn)煤礦運營的安全和詳細描述及控制煤礦生產(chǎn)的全過程的目的,從而能夠有效的解決煤礦透水、瓦斯突出、煤塵爆炸等災(zāi)害難題。感知礦山的引入在增加煤礦企業(yè)產(chǎn)量的同時也提高了煤礦安全管理水平,煤礦井下變電站、煤倉、皮帶信息等各個生產(chǎn)子系統(tǒng)可以利用網(wǎng)絡(luò)、感知信息技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn),在一定程度上對煤礦企業(yè)自動化生產(chǎn)水平也是一個提高。將和安全生產(chǎn)息息相關(guān)的感知層設(shè)備接入計算機網(wǎng)絡(luò)是感知礦山實施的重點。由于傳統(tǒng)礦山建設(shè)中,傳感器型號、網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議接口等都沒有統(tǒng)一的整體標(biāo)準(zhǔn),不同型號的設(shè)備具有不同廠家,這就為日后的統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)管理帶來了難題。物聯(lián)網(wǎng)的引入可以將這些設(shè)備有效的聯(lián)系在一起,形成多層次的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)。
2煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)組成
基于物聯(lián)網(wǎng)的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)將地下、地上語音對講、煤礦生產(chǎn)視頻監(jiān)控等通信和數(shù)據(jù)采集結(jié)合到一起,實現(xiàn)了控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、視頻監(jiān)控、環(huán)境報警、系統(tǒng)報警等功能模塊的聯(lián)動,以此來提高煤礦井下的安全防御水平和災(zāi)難反應(yīng)速度。地面各級安全監(jiān)管機構(gòu)、地面監(jiān)控中心總控、井下分控按級別組成了煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)的多層監(jiān)測模式,安全監(jiān)管機構(gòu)可以查詢這個礦區(qū)的安全生產(chǎn)實施情況。礦區(qū)安裝的地面監(jiān)控中心可以管理每個礦井生產(chǎn),井下分控可以管理環(huán)境傳感器、井下生產(chǎn)監(jiān)控設(shè)施。
(1)傳輸網(wǎng)絡(luò)
每個礦區(qū)和每級安全監(jiān)管中心利用煤礦監(jiān)控專網(wǎng)進行連接;礦業(yè)分公司地面控制中心和井下分控之間利用煤礦原有以太網(wǎng)進行連接。
一、PLC型DCS控制系統(tǒng)在自動化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
1.功能說明設(shè)定機組電機開啟順序方面,依照機組步狀態(tài)字,確保啟動功能方面電機能夠與設(shè)定時間間隔相符合,依照機組狀態(tài)字命名規(guī)定,可以借助機組號對相關(guān)步狀態(tài)字加以匹配,還可以通過步狀態(tài)字查詢對應(yīng)機組號。例如在第一車間第5機組中的“機組步狀態(tài)字”地址顯示為MB45,那么0-3位則屬于是第一步到第四步的步啟動步狀態(tài),4-7位則屬于是第一步到第四步的步停止使能。需要特別注意的是步信號則也就屬于是脈沖信號。內(nèi)部邏輯在電機控制功能中完成任務(wù)后,會向DR管腳輸入運算結(jié)果,控制電機運行狀態(tài)。根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗,一般開啟電機的時間會控制在1秒以內(nèi),該啟動時間與多數(shù)電機要求相符合,對一些延遲啟動時間的電機,可通過延遲程序?qū)訒r間進行相應(yīng)延長。對于電機聯(lián)鎖程序,該電子控制系統(tǒng)包括三種聯(lián)鎖信號,也就是:設(shè)備聯(lián)鎖、啟動聯(lián)鎖及運行聯(lián)鎖。連鎖滿足定義代表數(shù)字是“1”,也就是說,設(shè)計程序可以啟動,而不滿足則用“0”表示,也就是說禁止啟動設(shè)計程序。啟動聯(lián)鎖方面,一般大型設(shè)備均輸出一個啟動指令,在功能模塊中接入信號。運行連鎖方面,根據(jù)相關(guān)工藝程序,可常規(guī)啟動設(shè)備前所有設(shè)備,這樣該設(shè)備才有得到啟動指令的權(quán)利。電機控制字方面,可將所有控制位合成一個整體字節(jié),向功能模塊直接傳輸,使其更為快捷與高效。編號上,電機狀態(tài)字依照統(tǒng)一規(guī)則實施統(tǒng)一編排。電機下位調(diào)試方面,一般下位調(diào)試在這種電子控制系統(tǒng)中會直接調(diào)試STEP7編程。如果你想要啟動電機,則可以在確保聯(lián)鎖狀態(tài)可以對相關(guān)情況滿足的情況下,只需要把對應(yīng)電機控制字的第0位置位即可,如果想要將電機運動停止,只需要將其控制位直接復(fù)位。
2.計算機監(jiān)控組件邏輯程序控制系統(tǒng)在電子控制系統(tǒng)中具有獨立性,兩者是彼此自主運行、具有不同特征的控制單元。但是,因為兩者均在總線網(wǎng)絡(luò)和通訊協(xié)議額后應(yīng)用,所以這兩大控制單元具有整體性特征。通訊中介主要是工業(yè)以太網(wǎng),一方面能夠為控制站和控制站通訊服務(wù),另一方面還可當(dāng)作控制站和操作站的穩(wěn)定介質(zhì),對站點數(shù)據(jù)傳輸極為有利。該系統(tǒng)在控制現(xiàn)場模塊與站點間,通過分布式IO滿足通訊之需,通過安全、穩(wěn)定通訊總線,可以向控制單元及時發(fā)送現(xiàn)場信號。對PLC型DCS控制核大腦,具體包括網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)、計算機監(jiān)控組件、邏輯程序控制系統(tǒng)三大組成環(huán)節(jié),也就是說,現(xiàn)場應(yīng)該配備完善的計算機監(jiān)控設(shè)備,由此DCS控制系統(tǒng)就能夠精確、高效、及時的完成電子控制任務(wù)。
3.軟件功能設(shè)計電子控制系統(tǒng)軟件的核心是實時監(jiān)測和控制,此系統(tǒng)的軟件控制功能具有操作簡單、功能齊全以及較好的可視性等特點。系統(tǒng)的軟件功能的主要包括電站運行狀態(tài)的檢測,故障檢測、報警與處理,信息的顯示、儲存與打印,電站功能控制以及安全功能。電站運行狀態(tài)的檢測與顯示主要是在電子控制系統(tǒng)中顯示生產(chǎn)線的基本參數(shù)與運行狀態(tài),把這些信息集中顯示在系統(tǒng)監(jiān)控界面上,以便于工作人員對電站工作狀態(tài)和參數(shù)的查詢。系統(tǒng)故障的檢測與處理主要通過實時監(jiān)測自動化生產(chǎn)線的故障處理系統(tǒng)判斷故障發(fā)生的具體位置和類型,如果系統(tǒng)由異常,相關(guān)功能會自動進行聲光報警。系統(tǒng)的報警類型一般有多種,比如開關(guān)阻塞故障報警、發(fā)電機啟動失敗報警等等,根據(jù)不同的故障原因,有不同的故障報警信號,故障報警系統(tǒng)界面的設(shè)置一般有消聲、消閃按鈕。故障信號心事設(shè)置,一般有顯示故障信息和歷史故障信號,比如故障發(fā)生的時間、故障持續(xù)時間以及故障的類型等,系統(tǒng)把這些信息全部儲存在觸摸屏的緊湊式儲存卡內(nèi),以便于工作人員隨時、隨地的查詢和處理,同時有利于工作人員分析當(dāng)前船舶電站情況。功能控制方式一般由遙控、自動和手動3種,一般情況下遙控模式下,操作人員通過界面顯示的信息,利用按鍵控制電站設(shè)備;而在自動控制模式下,工作狀態(tài)由PLC自動控制管理,它能夠針對不同設(shè)備不同的的運行狀態(tài)實進行影響的自動控制。安全控制功能的設(shè)置主要是為了防止系統(tǒng)在運行過程中存在的操作無序性、任意性,而導(dǎo)致的系統(tǒng)損壞和癱瘓。系統(tǒng)的安全功能一般通過用戶權(quán)限設(shè)置和優(yōu)先級設(shè)置進行實現(xiàn),一般情況下,系統(tǒng)內(nèi)為了降低人為故障率,軟件系統(tǒng)會設(shè)置有操作權(quán)限,操作權(quán)限一般有兩種形式:級別權(quán)限和優(yōu)先級權(quán)限,其中優(yōu)先級安全設(shè)置主要是對于遙控模式和手動模式下進行優(yōu)先級設(shè)置,避免操作系統(tǒng)的混合實用導(dǎo)致的系統(tǒng)故障的出現(xiàn)。
4.通信軟件設(shè)計通信協(xié)議和格式設(shè)計此系統(tǒng)的通信協(xié)議一般采用Modbus協(xié)議和RTU通信模式實現(xiàn)信息的收集與儲存。在使用Modbus協(xié)議之前要對數(shù)據(jù)進行實時校驗,再此通信模式下采用16位CRC進行系統(tǒng)校驗,以便提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量比較多,在RTU通信模式下,利用上位機進行數(shù)據(jù)的讀取與查詢,數(shù)據(jù)的發(fā)送采用中斷方式。根據(jù)PLC單元數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)命令,然后由報警子程序把各個數(shù)字信息分離出來對每一位數(shù)字信息進行逐一顯示。同時也包含報警信號數(shù)據(jù)。另外,此系統(tǒng)還能進行模擬量的查詢,通過PLC讀取21個單元數(shù)據(jù),在RTU通信模式中每個字節(jié)半酣幾個6進制數(shù)據(jù),以此獲得模擬量數(shù)據(jù)。PLC接收導(dǎo)致以上命令,將單元數(shù)據(jù)傳輸給控制軟件,經(jīng)過子程序等額處理,把這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的模擬量。PLC端設(shè)計此模塊編程語言和兼容功能采用FBD語言實現(xiàn),此語言形式具有較好的直觀性,同時可讀性也比較高。上位機和PLC通信采用查詢方式,通信端口采用Com2,擁有1個停止位,沒有奇偶校驗位。PC端設(shè)計分析PC端設(shè)計編程主要采用VC++,下位機的設(shè)置一般采用查詢方式實施,而其參數(shù)則和通信參數(shù)相同。上位機的主要功能是讀取下位機PLC,讀取間隔比較短,周期一般為300ms,取得的下位機命令需要放在固定的緩沖區(qū)內(nèi)。通信軟件設(shè)計分析控制系統(tǒng)通信軟件的設(shè)計要考慮較多問題,比如通信的可靠性、穩(wěn)定性等,一般情況下通信系統(tǒng)的分析與設(shè)計要在光鏡線完成,利用系統(tǒng)調(diào)試功能進行設(shè)置,控制系統(tǒng)通信情況的穩(wěn)定、可靠程度可視性高低、界面是否有好以及監(jiān)控功能的完善,均要通過通信系統(tǒng)來完成,所有通信系統(tǒng)的設(shè)計在控制系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用價值。
二、結(jié)語
1玉米精播機單體結(jié)構(gòu)及控制原理
1.1樣機單體結(jié)構(gòu)
單體樣機主要由開溝器、種箱、排種器、步進電機、覆土器、仿形機構(gòu)和地輪、模擬輪(用來模擬拖拉機前輪,測量機具前進速度),以及機架和手柄(用來代替拖拉機頭,提供前進的動力)等組成。試驗時,將磁鋼均勻地貼在模擬輪上,開關(guān)型霍爾傳感器安裝在正對磁鋼的位置,用以測量播種機的前進速度。另外,為了獲得相對準(zhǔn)確的機組前進速度,應(yīng)將盡可能多的磁鋼貼在拖拉機前輪上。
1.2控制原理及系統(tǒng)組成控制系統(tǒng)的作業(yè)原理
利用霍爾傳感器采集拖拉機的行進速度,獲得的速度信號經(jīng)傳感器內(nèi)部電路處理后輸送給單片機;單片機根據(jù)輸入的株距計算處理后得到應(yīng)輸送給步進電機驅(qū)動器的脈沖數(shù),從而使步進電機轉(zhuǎn)速與拖拉機前進速度保持一致,以達到均勻排種的目的。該控制系統(tǒng)主要由單片機模塊、無線傳輸模塊、人機交流模塊及驅(qū)動模塊等組成。由于單片機具有體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、功耗低、控制功能強及安裝方便等優(yōu)點,故本方案采用了深圳宏晶推出的新一代超強抗干擾、高速、低功耗的STC89C52RC單片機,其片內(nèi)帶8kB的ROM和512Byte的RAM,與傳統(tǒng)的8051單片機完全兼容。考慮到拖拉機駕駛室和排種裝置之間存在一定距離,采用有線傳輸會使控制線路變得較為復(fù)雜。為簡化線路和增強系統(tǒng)的抗干擾性,本設(shè)計決定采用兩個單片機控制單元,一個裝在拖拉機駕駛室里邊,另一個安裝在排種器附近,兩個控制模塊之間采用NRF24L01+芯片進行信息的傳輸。主機模塊主要完成機組前進速度的采集及人機交流等功能,從機模塊主要實現(xiàn)對排種器轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。考慮到播種機作業(yè)過程可能需要因維修保養(yǎng)、故障排除等原因而臨時停車、地頭提升轉(zhuǎn)彎及運輸狀態(tài)等實際情況(在這些條件下顯然排種器不能繼續(xù)轉(zhuǎn)動,否則會導(dǎo)致種子的無效排種,浪費種子),在單片機控制步進電機時,必須考慮鎮(zhèn)壓輪是否著地。為了解決此問題,該控制系統(tǒng)在鎮(zhèn)壓輪的底部安裝了一個行程開關(guān)接在控制系統(tǒng)電路中,只有當(dāng)排種裝置落下時,開關(guān)閉合,控制系統(tǒng)才開始工作。
2系統(tǒng)控制硬件設(shè)計
一工藝流程該系統(tǒng)
每條生產(chǎn)線由立式上料機、高速除磷機、多道被動軋機、主動軋機、輥縫調(diào)整、在線質(zhì)量檢測、中頻退火、廢鋼剪切裝置、夾送裝置、吐絲機、輸送輥道、集卷站組成。三條生產(chǎn)線配合地輥運輸機、上料機液壓站、軋機稀油站、集卷站液壓站、卸卷站液壓站以及打包機組成系統(tǒng)。熱軋光圓盤條通過立式上料機進入高速除磷機去除表面氧化皮,然后進入被動軋機,由主動軋機帶動將鋼筋壓扁,主動軋機將鋼筋軋出花紋,通過輥縫調(diào)整調(diào)節(jié)壓軋量。軋出花紋的鋼筋進中頻退火裝置對鋼筋加熱退火,通過廢鋼剪切裝置將不合格的廢鋼碎斷處理,成品鋼筋經(jīng)夾送裝置送入吐絲機。吐出的盤圓鋼筋經(jīng)輸送輥道冷卻后送入集卷站收集,成卷后的鋼筋經(jīng)地輥運輸機送至打包機打包,最后經(jīng)卸卷站送出系統(tǒng)運至倉庫。
二控制系統(tǒng)
1系統(tǒng)組網(wǎng)考慮到生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
以及中頻退火干擾等因素,我們選擇了市場上技術(shù)比較成熟應(yīng)用較廣的西門子系統(tǒng)。生產(chǎn)線CPU采用S7-317-2PN,地輥運輸機和各個液壓站采用S7-315-2PN,稀油站采用S7-312C+以太網(wǎng)模塊,這樣所有的設(shè)備均能通過以太網(wǎng)連接至中控室交換機,通過中控室工程師站調(diào)試設(shè)備更改程序,通過操作員站遠程操作設(shè)備,查詢各個設(shè)備的工作狀態(tài)、故障內(nèi)容等信息。在線測徑儀采用天津兆瑞公司的最新產(chǎn)品,通過以太網(wǎng)通信,能夠?qū)崟r顯示鋼筋的基圓尺寸、縱肋高度等信息,為在線質(zhì)量檢測提供了可靠保證,也為在線質(zhì)量自動調(diào)整提供了前提。所有設(shè)備通過工業(yè)以太網(wǎng)連接至主操作室交換機,實現(xiàn)實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)交換。
2生產(chǎn)線主站與遠程
1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計及總體方案
拖拉機動力輸出軸連接藥液泵,開始噴霧前打開與藥箱連接的吸水閥門,關(guān)閉快速管接頭閥門;控制系統(tǒng)經(jīng)過上電初始化設(shè)定好電動調(diào)節(jié)閥的初始開度,通過觸摸屏設(shè)定工作模式和畝噴量,并打開與噴頭連接的電動閥;拖拉機動力輸出軸運轉(zhuǎn)后,藥液從藥箱通過吸水閥門、過濾器進入藥液泵,控制系統(tǒng)通過速度傳感器實時采集作業(yè)速度,結(jié)合設(shè)定的畝噴量和采集的噴藥壓力,計算出理論的流量值,與采集到的實際流量值進行比較;經(jīng)過PID算法調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)閥的開度,使得實際流量值盡可能與理論流量值一致,從而實現(xiàn)變量噴霧。藥箱上安裝的超聲波液位傳感器檢測藥箱液位高度,通過觸摸屏顯示實際液位,當(dāng)液位低于設(shè)定的安全值時,觸摸屏顯示“液位過低”,進行報警。當(dāng)行駛到地頭轉(zhuǎn)彎作業(yè)時,控制器根據(jù)轉(zhuǎn)向控制傳感器的信號,關(guān)閉轉(zhuǎn)彎半徑內(nèi)側(cè)的閥門,防止重復(fù)噴藥。作業(yè)過程中,可以點擊觸摸屏的攝像頭按鈕切換到攝像頭界面來觀察噴霧效果。
2硬件電路設(shè)計
控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu),包括DSP核心算法單元、電源電路、RS485、RS232、A/D轉(zhuǎn)換電路、開關(guān)量輸入電路、繼電器輸出電路,以及傳感器、電動閥、電動調(diào)節(jié)閥外圍電路、觸摸屏顯示電路。
2.1核心芯片系統(tǒng)設(shè)計采用TI公司的TMS320F28335DSP作為核心控制芯片。該芯片內(nèi)置了浮點運算內(nèi)核,能夠執(zhí)行復(fù)雜的浮點運算,可以節(jié)省代碼執(zhí)行時間和存儲空間,具有精度高、成本低、功耗小、外設(shè)集成度高和數(shù)據(jù)及程序存儲量大等優(yōu)點。
2.2電源電路TMS320F28335工作時所要求的電壓分為兩部分:3.3V的Flash電壓和1.8V的內(nèi)核電壓。TMS320F28335對電源很敏感,所以選擇TI公司的雙路低壓差電源調(diào)整器TPS767D301。TPS767D301帶有可單獨供電的雙路輸出:一路固定為3.3V,另一路輸出可調(diào)。設(shè)計中選取R49為20k,R50為12k,而且TPS767D301芯片自身能夠產(chǎn)生復(fù)位信號,不需要為DSP設(shè)置專門的復(fù)位芯片。要保證系統(tǒng)可靠的工作還需要有電源管理芯片,選用TI公司的TPS3305-33D來監(jiān)控系統(tǒng)的3.3V和5V電壓。當(dāng)系統(tǒng)電壓降到允許范圍以下時,產(chǎn)生復(fù)位信號使系統(tǒng)復(fù)位,保護系統(tǒng)免受低電壓影響。TPS3305-33D同時還具有看門狗功能,看門狗輸入信號WDI接DSP的XCLKOUT引腳。
系統(tǒng)測試 系統(tǒng)設(shè)計論文 系統(tǒng)論文 系統(tǒng)集成論文 系統(tǒng)管理論文 系統(tǒng)匯報材料 系統(tǒng)控制 系統(tǒng)工程論文 系統(tǒng)技術(shù)論文 系統(tǒng)審計論文