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自動(dòng)控制論文范文1
主要是用作配電網(wǎng)的改造,其廣闊的覆蓋范圍和迅速的傳播速度使配電效率得到大幅度提升。計(jì)算機(jī)技術(shù)在發(fā)電、配電、變電、輸電等環(huán)節(jié)起到十分重要的作用,形成了主站、子站、光纖終端組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),這種合理化的格局,能夠有效提升傳輸速度。(3)變電系統(tǒng)能使高負(fù)荷供電站運(yùn)行更加穩(wěn)定,自動(dòng)化技術(shù)主要通過(guò)現(xiàn)代通信技術(shù)、信號(hào)處理和計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的檢測(cè),實(shí)現(xiàn)功能的優(yōu)化和重組,有效控制電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
2計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用分析
計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用主要是通過(guò)遙測(cè)、遙信、遙控以及遙調(diào)等功能實(shí)現(xiàn)的,計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)是電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)中的核心技術(shù),其在電力系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)揮著重要的作用,尤其是在電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集、通信傳輸以及信道編譯碼等環(huán)節(jié)中占據(jù)著重要的地位。其中,計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的工作原理如圖1所示。2.1遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)中的數(shù)據(jù)采集技術(shù)遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)中的數(shù)據(jù)采集技術(shù)主要有A/D技術(shù)和變送器技術(shù)等,其處理的信號(hào)多數(shù)為0~5V的TTL電平信號(hào),而在電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)中,多數(shù)采用大功率參數(shù),為了實(shí)現(xiàn)采用遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)處理電力系統(tǒng)中的信號(hào),只有通過(guò)變送器將大功率參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)門(mén)TL電平信號(hào),從而達(dá)到遙信信息的編碼和遙測(cè)信息的采集任務(wù)。其中在電力系統(tǒng)中,其遙信信息需要經(jīng)過(guò)采集遙信對(duì)象的狀態(tài),將采集到的描述遙信對(duì)象狀態(tài)的二進(jìn)制位編進(jìn)具體的遙信碼中這2個(gè)途徑進(jìn)行傳送,然后再通過(guò)數(shù)字多路開(kāi)關(guān)將電力系統(tǒng)各路的遙信狀態(tài)輸出到接口電路中,最后通過(guò)接口電路將遙信信息送入到CPU系統(tǒng)中進(jìn)行處理,從而實(shí)現(xiàn)遙信信息編碼。2.2信道編譯碼技術(shù)分析在計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)中的信道編譯碼技術(shù)主要有編碼、譯碼以及信息傳輸協(xié)議(規(guī)約)等。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中,想要實(shí)現(xiàn)采用遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行信息采集,則必須通過(guò)通信信道傳輸?shù)秸{(diào)控中心才能使用。因此在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中,為了進(jìn)一步保證傳送的信息具有非常好的抗干擾能力,必須要對(duì)信息進(jìn)行信道編譯碼,其中數(shù)字傳輸系統(tǒng)模型如圖2所示。在上述電力系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)中,通過(guò)采用遠(yuǎn)動(dòng)控制進(jìn)行數(shù)字傳輸中,其干擾是不可避免的,而通過(guò)信道編譯碼能夠有效克服通道中的干擾,其中,信道編譯碼的方法主要采用線性分組碼中的循環(huán)碼進(jìn)行編譯碼。2.3循環(huán)式數(shù)據(jù)傳送規(guī)約遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)在變電站、電廠以及調(diào)度中心的數(shù)據(jù)通信應(yīng)用中,首先需要在信道編譯碼前,預(yù)先設(shè)定通信方式和數(shù)據(jù)格式,也就是通信信息傳輸協(xié)議(規(guī)約),以保證電力系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通信的可行性。另外,在電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)中,其數(shù)據(jù)傳輸主要是以幀結(jié)構(gòu)的形式進(jìn)行傳輸?shù)模渲兄匾倪b測(cè)信息主要安排在A幀,次要遙測(cè)信息安排在B幀,一般遙測(cè)信息安排在C幀。通過(guò)采用幀格式進(jìn)行包裝后,電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)就能夠有效按照規(guī)約進(jìn)行傳送,從而實(shí)現(xiàn)信道全部編譯工作,實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的全方位監(jiān)控。
3電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展及建議
對(duì)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展方向,應(yīng)從以下幾點(diǎn)出發(fā):(1)兼顧提高經(jīng)濟(jì)效益和改善自動(dòng)化服務(wù)水平,我們追求的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)向著更優(yōu)化、更具實(shí)效性、更加智能化、區(qū)域覆蓋更廣的方向前進(jìn)。(2)加強(qiáng)電力自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備穩(wěn)定性,有效保障其安全運(yùn)行,盡量減少大面積停電,建立一系列行之有效的處理機(jī)制,將停電損失降到最低。(3)開(kāi)拓電力系統(tǒng)自動(dòng)化的數(shù)字化之路,使數(shù)據(jù)更加全面,數(shù)字更加精準(zhǔn),力求節(jié)省更多時(shí)間和人力。(4)隨著科技的不斷進(jìn)步,各種先進(jìn)設(shè)備相繼出現(xiàn),對(duì)電力企業(yè)的工作人員提出了更高的要求,加強(qiáng)電力企業(yè)人員的技能培訓(xùn)和技術(shù)隊(duì)伍建設(shè),注重對(duì)新技術(shù)高素質(zhì)人才的引進(jìn)和吸收,培養(yǎng)全面發(fā)展的技術(shù)人才,鼓勵(lì)員工以先進(jìn)的理論知識(shí)和豐富的實(shí)踐武裝自身,投入更多精力到電力自動(dòng)化的發(fā)展中去,推進(jìn)電力自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)程。(5)在全球能源危機(jī)的嚴(yán)峻形勢(shì)下,正是挑戰(zhàn)電氣自動(dòng)化進(jìn)程的關(guān)鍵時(shí)期,要以可持續(xù)的發(fā)展觀,改善傳統(tǒng)的管理模式,從整體化逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榉植际健⒓s化的運(yùn)營(yíng)模式,實(shí)現(xiàn)能源利用的最大化、功耗的最小化、資金節(jié)約化。
4結(jié)語(yǔ)
自動(dòng)控制論文范文2
變配電系統(tǒng),顧名思義,就是保證建筑物供電與用電安全的系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)建筑物正常用電運(yùn)行是變配電系統(tǒng)的主要監(jiān)控目標(biāo)。首先,變配電系統(tǒng)通過(guò)對(duì)建筑物各類型的電力開(kāi)關(guān)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè),對(duì)配電柜高壓與低壓的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物內(nèi)部電力供應(yīng)與使用的監(jiān)督與管理。其次,變配電系統(tǒng)還會(huì)對(duì)建筑物電路回路的電流與電壓、功率因數(shù)這些電力關(guān)鍵參考值進(jìn)行監(jiān)測(cè)。變壓器與電纜的溫度、發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)的好壞都是變配電系統(tǒng)的重要監(jiān)督。電力系統(tǒng)本身具有一定的特殊性,其可以在瞬間發(fā)生很多的變化,所以在利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行控制之時(shí),其監(jiān)測(cè)的頻率是很高的,在監(jiān)測(cè)的同時(shí),要對(duì)這些監(jiān)測(cè)中設(shè)備開(kāi)關(guān)的狀態(tài)與參數(shù)的變化進(jìn)行準(zhǔn)確且連續(xù)的記錄,只有這樣,變配電系統(tǒng)才能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)事故發(fā)生的機(jī)率,在自動(dòng)狀態(tài)下對(duì)變電系統(tǒng)事故地點(diǎn)進(jìn)行分析。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中的變配電系統(tǒng)可以利用計(jì)算機(jī)對(duì)供電設(shè)備的開(kāi)關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,在停電發(fā)生后,可以對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行自動(dòng)的順序控制。另外,變配電系統(tǒng)還可以對(duì)應(yīng)急的發(fā)電設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè),使其在有應(yīng)急需要之時(shí)可以正常運(yùn)行,自動(dòng)切斷不主要的電路回路,保證應(yīng)急發(fā)電機(jī)的負(fù)荷在合理的范圍之內(nèi)。變配電系統(tǒng)除了對(duì)建筑物進(jìn)行供電之外,還會(huì)對(duì)用電量進(jìn)行計(jì)算,對(duì)每家每戶的電費(fèi)進(jìn)行分析與計(jì)算,還可以對(duì)我國(guó)的供電政策進(jìn)行有效的落實(shí)與執(zhí)行,在供電高峰期超負(fù)荷的情況下對(duì)不主要的回路進(jìn)行切斷。
2給排水系統(tǒng)
使建筑物內(nèi)部的中水系統(tǒng)得到正常的運(yùn)行是智能建筑中給排水系統(tǒng)的運(yùn)行目標(biāo)與任務(wù),給排水系統(tǒng)的主要功能是將建筑物內(nèi)水泵與排水泵、污水泵等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與管理,使建筑內(nèi)各水箱的水位保持在安全可靠的限制值當(dāng)中。另外,給排水系統(tǒng)還會(huì)對(duì)給水系統(tǒng)的壓力進(jìn)行測(cè)量,使水位與壓力保持在安全范圍內(nèi),根據(jù)水位與壓力的變化及時(shí)進(jìn)行水泵的關(guān)閉與開(kāi)啟。
3照明系統(tǒng)
智能建筑中的照明系統(tǒng)是建筑物內(nèi)主要的節(jié)能系統(tǒng),節(jié)能減排主要體現(xiàn)在照明系統(tǒng)的運(yùn)行之中。照明系統(tǒng)的協(xié)調(diào)程度與運(yùn)行力度是建筑物自動(dòng)化與智能化的重要體現(xiàn)。在智能建筑中,電能是不可缺少的,照明系統(tǒng)是除了空調(diào)系統(tǒng)之外最大的電能消耗系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的建筑管理方法相比,智能建筑中的自動(dòng)化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)40%左右電能的節(jié)省。照明系統(tǒng)的節(jié)能,主要利用于自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)于停車場(chǎng)、走廊與對(duì)門(mén)廳等照明進(jìn)行開(kāi)啟與關(guān)閉控制,對(duì)建筑物內(nèi)的照明回路進(jìn)行分組控制,使用電量過(guò)大、電路負(fù)荷過(guò)多時(shí)進(jìn)行自動(dòng)切斷,對(duì)辦公室與廳堂這些地方的照明系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)人熄燈的自動(dòng)控制。這些控制的實(shí)現(xiàn)可以利用計(jì)算機(jī)中設(shè)定的開(kāi)關(guān)開(kāi)啟與關(guān)閉時(shí)間進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,門(mén)鎖與紅外線也是比較好的照明系統(tǒng)控制手段。
4電梯系統(tǒng)
電梯系統(tǒng)屬于智能建筑中的交通系統(tǒng),對(duì)電梯系統(tǒng)的自動(dòng)化管理也是樓宇交通管理的重要內(nèi)容。對(duì)于電梯而言,其本身具有全套的自動(dòng)控制裝置,但是,要使其成為智能建筑中樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的一部分,要將電梯本身的控制裝置與樓宇的自動(dòng)化系統(tǒng)相聯(lián)系,使其實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享,使建筑物的管理者可以對(duì)電梯的運(yùn)行狀況進(jìn)行及時(shí)的掌握與分析,在有意外事故發(fā)生的時(shí)候,可以利用自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)電梯進(jìn)行有效的控制。
5保安監(jiān)控系統(tǒng)
保安監(jiān)控系統(tǒng)主要由三部分組成。第一,閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)。閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)主要是利用攝像機(jī)完成的,管理人員將攝像機(jī)安放在需要進(jìn)行監(jiān)控的各個(gè)區(qū)域之間,利用電纜這一中介將圖像傳達(dá)到建筑控制中心,使建筑物的管理人員可以對(duì)大樓內(nèi)部的實(shí)時(shí)情況進(jìn)行觀察與管理。還可以利用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)這些上傳的圖像進(jìn)行分析,使影視中的物體與煙霧等不安全因素得到確認(rèn),為事故的處理提供證據(jù)。第二,出入口控制系統(tǒng)。對(duì)建筑物的出入口進(jìn)行控制,就是利用電子鎖或者是門(mén)磁開(kāi)關(guān)這些設(shè)備對(duì)建筑物的人群進(jìn)行控制。將讀卡機(jī)等設(shè)備安裝在建筑物當(dāng)中,使建筑物的進(jìn)入具有一定的權(quán)限性,對(duì)進(jìn)入到建筑物的對(duì)象與建筑物的開(kāi)放時(shí)間進(jìn)行控制,隨時(shí)掌握人員的出入情況。第三,防盜報(bào)警系統(tǒng)。防盜功能的實(shí)現(xiàn),是利用各種敏感軟件的安裝實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物內(nèi)部空間的控制,比如說(shuō)紅外線與震動(dòng)傳感器等等,將其安裝在重要的防盜部位,如果監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)異常,報(bào)警系統(tǒng)可以做出相應(yīng)的反應(yīng),通過(guò)建筑物管理人員對(duì)異常情況進(jìn)行及時(shí)的處理。
6結(jié)束語(yǔ)
自動(dòng)控制論文范文3
關(guān)鍵詞:洗碗機(jī);控制器;鍵盤(pán)/顯示
1引言
隨著數(shù)字信息家用電器應(yīng)用的普及,洗碗機(jī)已經(jīng)廣泛進(jìn)入人民大眾的家庭之中,從而使得人們能夠從繁雜的家務(wù)勞動(dòng)中逐步解放出來(lái)。作為一種家庭自動(dòng)化設(shè)備,洗碗機(jī)一般需要實(shí)現(xiàn)諸如自動(dòng)控制進(jìn)水、自動(dòng)加洗滌劑、冷洗、自動(dòng)加溫洗、清洗、排水、殺菌消毒,以及定時(shí)和故障報(bào)警等功能。從被控制量角度出發(fā),一個(gè)洗碗機(jī)通常需要滿足圖1所示的一些具體要求,其中涉及的開(kāi)關(guān)量信號(hào)有兩種,一種是傳感器的高、低電平信號(hào)檢測(cè),如機(jī)門(mén)開(kāi)關(guān)、水位高低、溫度調(diào)節(jié)保護(hù)器和行程開(kāi)關(guān)等;另一種開(kāi)關(guān)信號(hào)經(jīng)由固態(tài)繼電器控制強(qiáng)弱電壓信號(hào)的斷開(kāi)和加載,如進(jìn)水電磁閥門(mén)的開(kāi)合、恒溫加熱器的開(kāi)合、瞬間加熱器的開(kāi)合、清潔劑控制盒和消毒劑控制盒的工作等。圖1中所涉及的模擬量信號(hào)主要用于實(shí)現(xiàn)以下幾方面的功能:
(1)用溫度傳感器實(shí)現(xiàn)水溫/消毒水溫度檢測(cè);
(2)通過(guò)人機(jī)接口的顯示輸出、鍵盤(pán)輸入和聲音輸出等實(shí)現(xiàn)水溫顯示、洗滌過(guò)程顯示以及故障類型顯示等;
(3)根據(jù)用戶需要通過(guò)設(shè)置鍵選擇洗滌模式,并通過(guò)功能鍵啟動(dòng)相關(guān)功能;
(4)機(jī)器使用情況統(tǒng)計(jì)、清潔劑和消毒劑劑量的使用情況計(jì)數(shù)等;
(5)故障報(bào)警以及、洗滌完成報(bào)告等。
2洗碗機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
針對(duì)上述功能及可靠性、成本和方便使用維護(hù)等因素,筆者設(shè)計(jì)了圖2所示的洗碗機(jī)控制系統(tǒng)。
單片機(jī)最小系統(tǒng)采用與MCS-51兼容的AT-MEL公司低功耗高性能CMOS芯片AT89LS8252設(shè)計(jì),其中片內(nèi)8k字節(jié)在線可編程閃存用以存放系統(tǒng)程序,可通過(guò)SPI接口來(lái)下載程序;而2k字節(jié)的EEPROM則用以存放關(guān)鍵參數(shù),如開(kāi)機(jī)維護(hù)密碼、產(chǎn)品的序列號(hào)、開(kāi)機(jī)次數(shù)、洗滌設(shè)置參數(shù)等;256字節(jié)的RAM用來(lái)存放臨時(shí)變量。
鑒于本洗碗機(jī)有較多的開(kāi)關(guān)量信號(hào),故此,設(shè)計(jì)中使用并行芯片8255來(lái)擴(kuò)展I/O接口,以配合P1和P3口部分管腳的使用,其輸出和輸入的比例為21/14,其中蜂鳴器由P1.3控制。從可靠性角度出發(fā),輸入和輸出部分都采用光電隔離措施。考慮到部分驅(qū)動(dòng)信號(hào)所要求的驅(qū)動(dòng)電流較大,因此,本設(shè)計(jì)選用功率驅(qū)動(dòng)器件ULN2803來(lái)驅(qū)動(dòng)。
溫度采集有兩種方案:一是使用熱敏電阻配合芯片MAX150進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換,然后通過(guò)存放在程序存儲(chǔ)器里的表格來(lái)求得當(dāng)前溫度;二是使用三端溫度傳感器DS18B20進(jìn)行采集,直接得到溫度數(shù)據(jù)。相比之下,后一種方案較為經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)捷。
鍵盤(pán)和LED顯示選用HD7279A3來(lái)進(jìn)行控制,其電路圖如圖3所示。HD7279A無(wú)需元件即可直接驅(qū)動(dòng)8位共陰式LED數(shù)碼管;引腳DIG0~3對(duì)應(yīng)0~3位數(shù)字輸出驅(qū)動(dòng);引腳SA~SG和DP則對(duì)應(yīng)于段a~g及小數(shù)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)輸出;各位可獨(dú)立控制譯碼/不譯碼及消隱和閃爍等屬性。
該芯片共有三種類型的指令:第一種是6條不帶數(shù)據(jù)的8位純指令,如復(fù)位、測(cè)試、左/右(循環(huán))移位等;第二種是7條16位帶數(shù)據(jù)指令,包括下載數(shù)據(jù)按方式0/1譯碼、下載不譯碼、閃爍、消隱、段點(diǎn)亮、關(guān)閉等;第三種是讀取鍵盤(pán)數(shù)據(jù)指令。它們均采用串行方式與AT89LS8252進(jìn)行通訊,串行數(shù)據(jù)從DATA引腳送入芯片并由CLK端同步。當(dāng)片選信號(hào)CS變?yōu)榈碗娖胶螅珼ATA引腳上的數(shù)據(jù)將在CLK引腳的上升沿時(shí)被寫(xiě)入HD7279A的緩沖寄存器。
此外,HD7279內(nèi)含有去抖動(dòng)電路,可控制64鍵鍵盤(pán)矩陣。圖3中,元件JKEY為4×4鍵盤(pán)接口,當(dāng)有鍵按下時(shí),KEY引腳輸出低電平,發(fā)光二極管LED1發(fā)亮,該狀態(tài)一直保持到按鍵松開(kāi)。此時(shí)如果接收到“讀鍵盤(pán)”指令15H,在指令前半段,DATA引腳將處于高阻狀態(tài)以接受來(lái)自微處理器的指令。而在指令后半段,DATA引腳則從輸入狀態(tài)轉(zhuǎn)為輸出狀態(tài),用以輸出所按下的鍵代碼值。
3洗碗機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)功能模塊按洗碗過(guò)程可分為六個(gè)階段:進(jìn)水過(guò)程、加溫過(guò)程、注入清潔劑過(guò)程、控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)清洗過(guò)程、注入消毒水消毒過(guò)程和排水過(guò)程。同時(shí)為確保洗碗機(jī)正常工作,對(duì)容易出故障的過(guò)程,系統(tǒng)還設(shè)置了故障報(bào)警或停機(jī)功能。系統(tǒng)軟件可按照洗碗機(jī)的工作流程進(jìn)行編寫(xiě)。主要的軟件模塊有開(kāi)機(jī)自檢、狀態(tài)初始化、顯示當(dāng)前默認(rèn)狀態(tài),進(jìn)入鍵盤(pán)掃描狀態(tài)并等待操作鍵按下,以及根據(jù)操作鍵轉(zhuǎn)入相應(yīng)流程等,其主程序流程見(jiàn)圖4所示。
圖3
用戶使用前,應(yīng)首先檢查洗碗機(jī)狀態(tài)是否正常,若狀態(tài)正常,按下弱電源開(kāi)關(guān),根據(jù)洗滌要求設(shè)置洗滌模式(或使用默認(rèn)方式),將碗放入清洗室,然后關(guān)上機(jī)門(mén),按下開(kāi)始鍵。之后,控制器檢測(cè)水位高低和水溫,以決定是否進(jìn)水與恒溫加熱,至此準(zhǔn)備工作完成,啟動(dòng)電機(jī)進(jìn)行清洗。接下來(lái)再把清潔劑注入清洗室,同時(shí)檢測(cè)水位高低,若水位較低,則立即進(jìn)水,以保證清洗效果。清洗完成后,等碗上的水空一段時(shí)間后,洗碗機(jī)再注入高溫消毒水進(jìn)行消毒。洗滌完成后,蜂鳴器鳴叫,表明洗滌完成,同時(shí)控制器回到用戶初始設(shè)置模式。洗滌中每一過(guò)程和按鍵均對(duì)應(yīng)有一發(fā)光二極管的亮滅,用以顯示過(guò)程和按鍵的正常與否。洗滌完成后,用戶打開(kāi)機(jī)門(mén),取出碗盤(pán),然后斷電即可結(jié)束整個(gè)洗碗過(guò)程。
在該系統(tǒng)軟件子程序中,需要對(duì)鍵盤(pán)/顯示管理模塊進(jìn)行說(shuō)明,包括初始化子程序、發(fā)送子程序、接收子程序、中斷子程序、顯示子程序等。其中用戶通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)置模塊可以設(shè)定洗滌模式、每一過(guò)程的時(shí)間長(zhǎng)短以及洗滌劑量大小,也可隨時(shí)按相應(yīng)的功能鍵暫停或中止洗滌過(guò)程。技術(shù)維護(hù)人員可以通過(guò)鍵盤(pán)/顯示管理模塊輸入正確密碼來(lái)查詢機(jī)器的使用狀況,如機(jī)器序列號(hào)、機(jī)器的使用次數(shù)等,也可對(duì)關(guān)鍵參數(shù)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。
故障報(bào)警功能模塊可在工作電壓故障、進(jìn)水閥故障、加熱器故障、電機(jī)故障、清潔劑注入故障以及高溫消毒水注入故障發(fā)生時(shí)用蜂鳴器報(bào)警,同時(shí)斷掉強(qiáng)電控制信號(hào),以確保系統(tǒng)安全。
自動(dòng)控制論文范文4
“智能型住宅家庭設(shè)施自動(dòng)控制與管理系統(tǒng)應(yīng)用研究”是哈爾濱工業(yè)大學(xué)(原哈爾濱建筑大學(xué))承接的項(xiàng)目,由哈爾濱工業(yè)大學(xué)和北京德達(dá)數(shù)據(jù)系統(tǒng)有限責(zé)任公司合作開(kāi)發(fā)。該項(xiàng)目采用LONWORKS技術(shù)開(kāi)發(fā)研究并在住宅示范小區(qū)工程中試運(yùn)行。1、對(duì)住宅居住環(huán)境(濕度、濕度)及設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控;2、住戶三表(水表、電表、煤氣表)遠(yuǎn)傳;3、住戶三防(防火、防災(zāi)、防盜);4、廚房設(shè)備監(jiān)控;5、衛(wèi)生間排風(fēng)控制。這些功能用LON總線一節(jié)點(diǎn)實(shí)施,即每一住戶為一LON節(jié)點(diǎn),然后再用棗服務(wù)器管理各個(gè)用戶的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成LON總線系統(tǒng)。該項(xiàng)研究已在北京翌景嘉園示范小區(qū)通過(guò)試運(yùn)行,下面對(duì)其自評(píng)估如下:
一、攻關(guān)的任務(wù)、考核目標(biāo)及主要技術(shù)指標(biāo):
經(jīng)過(guò)論證,我們?cè)趯n}合同中將各種指標(biāo)定位在:
本專題的攻關(guān)任務(wù):研究智能型住宅家庭設(shè)施自動(dòng)控制與管理系統(tǒng),該系統(tǒng)包括兩項(xiàng)任務(wù),其一是開(kāi)發(fā)家用管理軟件,其二是開(kāi)發(fā)家庭智能控制裝置,實(shí)現(xiàn)對(duì)居室溫度、濕度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié);對(duì)廚房用具進(jìn)行時(shí)序控制;對(duì)衛(wèi)生間的排風(fēng)進(jìn)行控制。而家用電腦管理軟件要對(duì)家庭設(shè)施進(jìn)行管理并提供若干家政服務(wù)程序。
本專題的考核目標(biāo):提供具有居室空調(diào)、廚房監(jiān)控、衛(wèi)生間自動(dòng)排風(fēng)功能的微機(jī)控管裝置一套;提供家用電腦管理軟件一套;住宅溫、濕度等參數(shù)應(yīng)滿足智能住宅規(guī)定標(biāo)準(zhǔn);在示范工程中應(yīng)用該項(xiàng)成果。
本專題的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo):溫度、濕度等主要被控參數(shù)應(yīng)滿足智能小康住宅標(biāo)準(zhǔn)(溫度18℃~28℃,濕度30%~70%);系統(tǒng)運(yùn)行可靠。
在進(jìn)行該項(xiàng)專題的進(jìn)一步研究的過(guò)程中,結(jié)合當(dāng)前先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展以及我國(guó)智能住宅發(fā)展?fàn)顩r,在原有的合同的基礎(chǔ)上,我們對(duì)家庭智能控制器又增加了三表遠(yuǎn)傳、安防等功能。
二、專題執(zhí)行情況評(píng)價(jià)
本專題按兩個(gè)部分實(shí)施,即家庭智能控制器和家用電腦管理軟件的研究:
1、家庭智能控制器
(1)功能
本專題所開(kāi)發(fā)的家庭智能控制器即智能節(jié)點(diǎn)具有4路模擬輸入,12路數(shù)字輸入,12路數(shù)字輸出,其所實(shí)現(xiàn)的功能如下:
通過(guò)對(duì)室內(nèi)溫度監(jiān)測(cè),得到實(shí)際溫度與設(shè)定溫度比較:當(dāng)實(shí)際溫度低于設(shè)定溫度一定值時(shí),在夏季關(guān)空調(diào),在冬季開(kāi)暖氣;當(dāng)實(shí)際溫度高于設(shè)定溫度一定值時(shí),在夏季開(kāi)空調(diào),在冬季關(guān)暖氣。溫度控制達(dá)到智能小康住宅規(guī)定標(biāo)準(zhǔn):18~28℃。
通過(guò)對(duì)室內(nèi)濕度監(jiān)測(cè),得到實(shí)際濕度與設(shè)定濕度比較:當(dāng)實(shí)際溫度高于設(shè)定溫度一定值時(shí),關(guān)加濕器;當(dāng)實(shí)際濕度低于設(shè)定濕度一定值時(shí),開(kāi)加濕器。濕度控制達(dá)到智能小康住宅規(guī)定標(biāo)準(zhǔn):30~70%。
對(duì)三表實(shí)行脈沖計(jì)數(shù),并發(fā)送到上位機(jī)。
當(dāng)門(mén)磁或紅外報(bào)警時(shí),在設(shè)防狀態(tài)下,聲光報(bào)警和自動(dòng)撥號(hào)器啟動(dòng),并有報(bào)警信號(hào)傳到上位機(jī)。
玻璃破碎報(bào)警時(shí),聲光報(bào)警啟動(dòng);在設(shè)防狀態(tài)下,自動(dòng)撥號(hào)器啟動(dòng):有報(bào)警信號(hào)傳到上位機(jī)。
緊急按鈕報(bào)警時(shí),自動(dòng)撥號(hào)器啟動(dòng),并有報(bào)警信號(hào)傳到上位機(jī)。
排風(fēng)扇按鈕控制排風(fēng)扇,排風(fēng)扇運(yùn)行一段時(shí)間自動(dòng)關(guān)閉。
煙感探頭報(bào)警時(shí),煤氣閉閥器關(guān)閉,聲光報(bào)警和自動(dòng)撥號(hào)器啟動(dòng),并有報(bào)警信號(hào)傳到上位,此外,通過(guò)判斷煙感探頭輸入信號(hào)可識(shí)別探頭是否有故障。
煤氣泄漏報(bào)警時(shí),排風(fēng)扇啟動(dòng),煤氣閉閥器關(guān)閉,聲光報(bào)警和自動(dòng)撥號(hào)器啟動(dòng),并有報(bào)警信號(hào)傳到上位機(jī)。
探頭復(fù)位輸入控制火災(zāi)探頭掉電復(fù)位及開(kāi)啟煤氣閉閥器。
通過(guò)上位機(jī)運(yùn)作,可以控制廚房設(shè)備按一定時(shí)序啟動(dòng)。
溫度的設(shè)置可以通過(guò)上位機(jī)或者設(shè)定按鈕實(shí)現(xiàn)。
濕度的設(shè)置可以通過(guò)上位機(jī)或者設(shè)定按鈕實(shí)現(xiàn)。
與本專題預(yù)期目標(biāo)相比,我們?cè)谠O(shè)備監(jiān)控的基礎(chǔ)上,增加了安防功能,三表遠(yuǎn)傳功能;我們經(jīng)過(guò)認(rèn)真研究,考慮研發(fā)產(chǎn)品的應(yīng)用和推廣,我們單片機(jī)來(lái)完成這些功能,而是采用了先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線棗LON總線。
(2)應(yīng)用的LONWORKS技術(shù)特點(diǎn)
本專題采用了LONWORKS技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā),該技術(shù)有如下特點(diǎn):
開(kāi)放性:網(wǎng)絡(luò)協(xié)議開(kāi)放,對(duì)用戶平等;
通信媒介的多樣性:可采用任何媒介進(jìn)行通信,如雙絞線、電力線、光纖、同軸電纜、無(wú)線電波、紅外等,并且同一網(wǎng)絡(luò)可以有多種通信媒介;
互操作性:其通信協(xié)議Lontalk是符合ISO定義的OSI模型,任何制造商的產(chǎn)品都可以實(shí)現(xiàn)互操作性;
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌河行切汀⒖偩€型、環(huán)型以及自由型;
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):主從式、對(duì)等式或客戶/服務(wù)式結(jié)構(gòu);
通信的每幀有效字?jǐn)?shù)可從0至228個(gè)字節(jié);
通信速率可達(dá)1.25MB/S,此時(shí)有效距離為130M;78KB/S的雙絞線,直線通信距離可達(dá)2700M;
其技術(shù)核心器件棗Neuron芯片內(nèi)部裝有三個(gè)8位微處理器、34種I/O對(duì)象和定時(shí)器以及LONTALK通信協(xié)議等。該芯片具有通信和控制功能。
近年來(lái),該技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的智能建筑領(lǐng)域都得到了應(yīng)用和發(fā)展,其開(kāi)發(fā)工具平臺(tái)強(qiáng)大,開(kāi)發(fā)者在短期內(nèi)就可以完成開(kāi)發(fā)工作;在韓國(guó)、日本、澳大利亞、加拿大等國(guó)都已經(jīng)利用該技術(shù)完成多項(xiàng)工程;并且,總體來(lái)看,該技術(shù)適用于中國(guó),而且還在無(wú)線擴(kuò)頻等方面有繼續(xù)加強(qiáng)的潛力,能在家庭智能系統(tǒng)上有更大的突破。
(3)解決的技術(shù)關(guān)鍵
功能集成:在目前智能住宅產(chǎn)品中,實(shí)現(xiàn)單一功能(如抄表、安防)的產(chǎn)品很多,本裝置將三表收費(fèi)、三防、廚房設(shè)備監(jiān)控、室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)、衛(wèi)生間排風(fēng)扇控制等功能集成在一起,真正實(shí)現(xiàn)了功能集成。
采用了Lonworks技術(shù):Lonworks技術(shù)作為先進(jìn)的總線技術(shù),在本專題得以采用,將會(huì)更有利于家庭智能控制裝置的推廣。
模擬量的引入:從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,將模擬量引入智能住宅將是必然,而目前國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有智能住宅產(chǎn)品將其引入,本裝置將模擬量引入,也體現(xiàn)裝置的前瞻性。
軟件編程語(yǔ)言采用NeuronC語(yǔ)言,利用該語(yǔ)言事件驅(qū)動(dòng)任務(wù)的特點(diǎn),增強(qiáng)了裝置的實(shí)時(shí)性。
本裝置可靈活組態(tài):如果用戶不需要該模塊中的模擬輸入,我們就會(huì)在設(shè)計(jì)硬件電路時(shí)預(yù)留出端口,而不焊接模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊,這樣可為用戶省下投資,也為其將來(lái)擴(kuò)展做好準(zhǔn)備;12路數(shù)字輸入點(diǎn)被開(kāi)關(guān)量或脈沖信號(hào)來(lái)觸發(fā),其可以配置成電表水表煤氣表輸入,可以配置成安防信號(hào)輸入,也可以是二者結(jié)合;12路輸出只是一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào),也可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活配置。
與目前系統(tǒng)集成商所提出智能小區(qū)方案相比,本專題將家用電腦引入家庭智能控制系統(tǒng)來(lái)管理家庭設(shè)施。
住宅節(jié)能:我們認(rèn)為,智能住宅在提供給人們安全、舒適的環(huán)境的同時(shí),也應(yīng)將節(jié)能的概念引入智能住宅中。在本專題中,我們對(duì)衛(wèi)生間排風(fēng)采取實(shí)時(shí)控制,使其在滿足室內(nèi)排風(fēng)要求的同時(shí)做到節(jié)省電能;我們通過(guò)對(duì)室內(nèi)溫度的設(shè)定,在不同季節(jié)內(nèi)對(duì)空調(diào)或供暖設(shè)備進(jìn)行控制,使其在一定的條件下工作,當(dāng)達(dá)到預(yù)期要求時(shí),立刻停止工作,進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的目的。
模數(shù)轉(zhuǎn)換通信匹配問(wèn)題:在本專題中,我們利用Max186芯片對(duì)采樣的溫濕度信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。Max186芯片具有12位精度,其與LONWORKS技術(shù)的neurowire方式進(jìn)行通信需要匹配,本專題解決了這個(gè)問(wèn)題。
本專題所開(kāi)發(fā)出來(lái)的家庭智能控制器比較成熟,可作為產(chǎn)品投入市場(chǎng),并且,該家庭智能控制器已經(jīng)在北京翌景嘉園使用。與目前國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品相比,其性能價(jià)格比是最優(yōu)的(具體情況見(jiàn)效益分析)。
2、家用電腦管理軟件
家用電腦管理軟件是在Delphi5.2平臺(tái)上開(kāi)發(fā)而成,其功能、設(shè)計(jì)特點(diǎn)如下:
(1)功能
提供家庭生活服務(wù)信息。主要有:醫(yī)療保健知識(shí)、家庭菜肴、點(diǎn)心制作方法及飲食科學(xué)知識(shí)、女性美容裝飾常識(shí)、花鳥(niǎo)魚(yú)種值飼養(yǎng)方法、旅游知識(shí)、保險(xiǎn)知識(shí)及家庭生活中的一些常用信息等。
提供家庭事物管理手段。這部分主要內(nèi)容有:家庭財(cái)務(wù)、親友通訊錄、個(gè)人檔案管理。
該軟件通過(guò)網(wǎng)卡直接對(duì)家庭設(shè)施進(jìn)行管理:三表計(jì)費(fèi)、設(shè)備狀態(tài)顯示、廚房設(shè)備時(shí)序控制、溫濕度設(shè)定。
(2)軟件特點(diǎn):
是軟、硬件技術(shù)成功結(jié)合的典范:考慮到“小康住宅”的特點(diǎn),將計(jì)算機(jī)硬件、軟件技術(shù)相結(jié)合,通過(guò)LON控制模塊成功地實(shí)現(xiàn)了對(duì)住宅內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測(cè)及設(shè)備監(jiān)控。
實(shí)用性強(qiáng):在本軟件中,我們以科學(xué)實(shí)用為原則,從醫(yī)學(xué)、美食、旅游、保險(xiǎn)、美容裝飾、花鳥(niǎo)魚(yú)種植飼養(yǎng)、財(cái)務(wù)管理、通信錄管理等方面為用戶提供了及其豐富的生活服務(wù)信息,以便為用戶的工作、學(xué)習(xí)提供更多的方便。
易學(xué)易用:在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中,我們?cè)诓挥绊懝δ芗吧鷦?dòng)性的前提下,盡量使界面簡(jiǎn)潔、直觀,并具有邏輯性,從而使得用戶容易掌握軟件的思路及操作方法。
三、成果應(yīng)用前景及效益分析
建筑業(yè)是國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè),住宅建設(shè)占總房產(chǎn)建設(shè)投資的80%左右,國(guó)家十分關(guān)注住宅建設(shè),繼“解困”、“安居”工程后,又努力實(shí)施“小康”工程。為了加大“小康”工程力度,國(guó)家把“2000年小康城鄉(xiāng)科技產(chǎn)業(yè)工程”列為國(guó)家重大科技產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目。可見(jiàn),投身于住宅小區(qū)智能化以及相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā),既有利于推動(dòng)建筑業(yè)的發(fā)展,又能帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
1、國(guó)內(nèi)智能小區(qū)市場(chǎng)預(yù)測(cè)
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)等高新技術(shù)的延伸,智能建筑應(yīng)運(yùn)而生。智能小區(qū)是智能大廈的基本含義中擴(kuò)展出來(lái)的。以1999年為例,國(guó)家在99年對(duì)住宅的投資1700~1800億元人民幣,根據(jù)建設(shè)部對(duì)小區(qū)初、中、高三個(gè)等級(jí)的劃分,小區(qū)智能化為住宅小區(qū)總投資的1%~3%。以此比例計(jì)算,則僅99年度對(duì)小區(qū)智能化的需求就達(dá)17~54億元人民幣,而隨著住房體制改革的不斷深入及人們對(duì)住宅環(huán)境要求的不斷提高,該數(shù)值還會(huì)將大幅度提高。由此可見(jiàn),小區(qū)智能化市場(chǎng)前景廣闊。
2、本專題的實(shí)用性及前瞻性
“智能型住宅家庭設(shè)施自動(dòng)控制與管理系統(tǒng)應(yīng)用研究”作為2000年小康城鄉(xiāng)科技產(chǎn)業(yè)工程“的一個(gè)專題,該項(xiàng)研究應(yīng)用LONWORKS技術(shù)開(kāi)發(fā)并在住宅示范小區(qū)工程中試運(yùn)行。該家庭智能控制器具有很強(qiáng)的靈活必一,根據(jù)用戶需要,可以進(jìn)行靈活配置,例如:如果用戶不需要該模塊中的模擬輸入,我們就會(huì)在設(shè)計(jì)硬件電路時(shí)預(yù)留同端口,而不焊接模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊,這樣可為用戶省下投資,也為其將來(lái)擴(kuò)展做好準(zhǔn)備;12路數(shù)字輸入點(diǎn)被開(kāi)關(guān)量或脈沖信號(hào)來(lái)觸發(fā),其可以配置成電表水表煤氣氣輸入,可以配置成安防信號(hào)輸入,也可以是二者結(jié)合;12路輸出只是一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào),也可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活配置。總之,該家庭智能控制器即適合現(xiàn)在智能住宅的要求,也會(huì)在一定程度上滿足將來(lái)發(fā)展的需要。
我們開(kāi)發(fā)的家庭智能控制器再加上各種傳感器構(gòu)成的控制系統(tǒng),其價(jià)格為4000元左右,即每個(gè)住戶用于智能化投資在4000元左右,與當(dāng)前國(guó)家制定普及型智能住宅價(jià)格(5000元)相比,相對(duì)價(jià)位下降20%;而從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,隨著人民生活水平的提高以及家庭智能控制器各類相關(guān)器件價(jià)格的下調(diào),大多數(shù)用戶對(duì)智能化的投資是可以接受的,并且其所帶來(lái)的各種效益是無(wú)法估量的。
4、本專題的社會(huì)效益
本專題是以小康住宅智能化宗旨,旨在為人們提供舒適、安全、健康的環(huán)境。這一方面提高了人們生活水平,另一方面也為人們的高效率快節(jié)奏提供了條件。
智能住宅設(shè)施的自動(dòng)控制和管理,既需要相關(guān)行業(yè)的支持,也促進(jìn)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。智能住宅建設(shè)的興起,將使許多相關(guān)企業(yè)投入建筑市場(chǎng),又為許多人提供了就業(yè)機(jī)會(huì)。
此外,對(duì)于生產(chǎn)智能控制器的廠商來(lái)說(shuō),他們?cè)谕茝V應(yīng)用這項(xiàng)成果中,將會(huì)獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
四、專題調(diào)協(xié)的科學(xué)性和合理性的后評(píng)估
本專題設(shè)置的科學(xué)性和合理性可從以下幾方面反映出來(lái):
1、專題在智能小區(qū)的地位
智能小區(qū)在智能化大樓的基礎(chǔ)上擴(kuò)展和延伸出來(lái),人們通過(guò)對(duì)小區(qū)建筑群的四個(gè)基本要素(結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理)進(jìn)行優(yōu)化考慮,提供一個(gè)投資合理,又擁有高效率、舒適、溫馨、便利以及安全的人居環(huán)境。從以上的定義可以看出,人們通常提出的智能大廈的3A(建筑設(shè)備自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化、通信自動(dòng)化)或5A(在“3A”的基礎(chǔ)上加上安防自動(dòng)化和防火自動(dòng)化)也適合智能小區(qū),所以智能小區(qū)的“智能”很大一部分都體現(xiàn)在其自動(dòng)化的程度。此次國(guó)家制定的該課題與以往課相比,其對(duì)智能建筑的功能定位更加合理(功能多而必要),并且具有一定的前瞻性(廚房設(shè)備的自動(dòng)化以及模擬量的引入隨著人民生活的提高也將會(huì)被人們接受)。總之,本專題對(duì)智能小區(qū)“智能”的研究,在智能小區(qū)的整體研究中起著相當(dāng)重要的作用。
2、未來(lái)市場(chǎng)走向
筆者認(rèn)為,建筑業(yè)是國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè),住宅建設(shè)將占房產(chǎn)建設(shè)投資的80%左右,其中對(duì)智能小區(qū)投資占總房產(chǎn)建設(shè)投資的8~24%,在這種背景下,國(guó)家將會(huì)進(jìn)一步加大對(duì)智能化建筑的投資。由于智能小區(qū)的概念是近幾年才形成的,單個(gè)功能或系統(tǒng)如抄表、報(bào)警功能在一些住宅小區(qū)中已經(jīng)有些應(yīng)用,但是還沒(méi)有哪個(gè)廠家能夠推出從總體上設(shè)計(jì)和規(guī)劃成熟的智能小區(qū)網(wǎng)絡(luò)化綜合管理系統(tǒng),目前的市場(chǎng)還處于群龍無(wú)首階段。此時(shí),國(guó)內(nèi)市場(chǎng)急需一種性能價(jià)格比較高的智能化產(chǎn)品,這時(shí)研究智能型住宅家庭設(shè)施控制和管理系統(tǒng)將有更重要的意義。
3、用戶需求
隨著生活水平的提高,一方面,人們對(duì)住宅的追求不僅僅局限于外表的裝飾,人們對(duì)住宅的智能已經(jīng)有了初步的認(rèn)識(shí);另一方面,在一些發(fā)達(dá)的城市中已經(jīng)出現(xiàn)智能小區(qū)并為人們所接受。此時(shí)研究本專題開(kāi)發(fā)出適合人們要求的智能化產(chǎn)品也具有很重要的意義。
4、科技含量
可以說(shuō)智能小區(qū)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)控制等的發(fā)展而提出和發(fā)展起來(lái)的。智能小區(qū)的“智能”也可理解成為其科技含量,其科技含量的高低反映了智能小區(qū)智能化的水平。本專題所采用的LONWORKS技術(shù)是最近幾年內(nèi)流行的先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù),運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)研究本專題并開(kāi)發(fā)出基于該技術(shù)的產(chǎn)品,將更有利于該產(chǎn)品的推廣,并且隨著LONWORK技術(shù)本身的改進(jìn)和提高,智能化產(chǎn)品也利于更新?lián)Q代。
總之,“智能型住宅家庭設(shè)施自動(dòng)控制與管理系統(tǒng)應(yīng)用研究”專題的完成,一方面,為家庭設(shè)施智能化的可行性提供了依據(jù);另一方面,也為制定家庭設(shè)施智能化規(guī)范提供了參考。并且,本專題開(kāi)發(fā)出來(lái)的成果正在轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品,這進(jìn)一步證明了專題設(shè)置的科學(xué)性和合理性。
五、經(jīng)費(fèi)決算和經(jīng)費(fèi)使用評(píng)價(jià)
國(guó)家科委為“智能型住宅家庭設(shè)施自動(dòng)控制與管理系統(tǒng)應(yīng)用研究”專題攻關(guān)撥款10萬(wàn)元,于1999年9月?lián)芸畹焦枮I建筑大學(xué),課題組將其分成兩個(gè)子項(xiàng)實(shí)施,即智能家庭控制裝置和家用電腦管理軟件,經(jīng)過(guò)一年多的研發(fā),現(xiàn)已完成。其經(jīng)費(fèi)使用情況如下:
收入
支出
科目實(shí)際數(shù)(萬(wàn)元)科目金額(萬(wàn)元)單位自籌2儀器設(shè)備費(fèi)1.5國(guó)家撥款10材料費(fèi)0.5加工費(fèi)0.5試驗(yàn)費(fèi)1.0管理費(fèi)3.0勞務(wù)費(fèi)2.0軟硬件費(fèi)1.0調(diào)研費(fèi)1.5其他1.0合計(jì)12合計(jì)122、經(jīng)費(fèi)使用評(píng)價(jià)
本專題的研究采用LONWORK技術(shù),并要求在示范小區(qū)試運(yùn),這樣做可保證技術(shù)的先進(jìn)性和成果的推廣。但應(yīng)用該技術(shù)必須在其開(kāi)發(fā)平臺(tái)上完成,我們沒(méi)有(國(guó)內(nèi)僅少數(shù)單位具有)開(kāi)發(fā)工具,該開(kāi)發(fā)系統(tǒng)由美國(guó)ECHLON公司專賣,價(jià)值二十萬(wàn)元。其次選擇示范小區(qū),也要花費(fèi)相當(dāng)數(shù)量的費(fèi)用。面對(duì)這兩項(xiàng)主要開(kāi)銷,國(guó)家科委下?lián)艿氖f(wàn)元是明顯不足的。為了解決經(jīng)費(fèi)的不足,我們采取如下措施:
(1)將該專題分成兩個(gè)子項(xiàng),即智能住宅家庭控制裝置和家用電腦管理軟件。其中智能住宅家庭控制裝置由于采用LONWORKS技術(shù),我們決定采用合作開(kāi)發(fā)的辦法,而家用電腦管理軟件采用自主開(kāi)發(fā),經(jīng)費(fèi)分項(xiàng)使用。
(2)選擇北京德達(dá)數(shù)據(jù)系統(tǒng)有限責(zé)任公司作為合作伙伴,主要原因是該公司作為國(guó)內(nèi)智能建筑領(lǐng)域起步最早的企業(yè)之一,其在智能建筑科研、設(shè)計(jì)、安裝頗具實(shí)力,并且還備有開(kāi)發(fā)技術(shù)產(chǎn)品的成套設(shè)備。與該公司合作,他們可提供開(kāi)發(fā)設(shè)備和安裝調(diào)試條件,我們出技術(shù)、人力,這樣做就不需購(gòu)買(mǎi)專題開(kāi)發(fā)用的設(shè)備,也就節(jié)省了這筆大的開(kāi)銷。
(3)確定北京翌景嘉園示范小區(qū)作為試運(yùn)點(diǎn),該智能住宅小區(qū)是北京德達(dá)數(shù)據(jù)系統(tǒng)有限責(zé)任公司承接工程,其中有該公司科研、開(kāi)發(fā)、實(shí)驗(yàn)樣板間,利用該樣板間提供的條件(其中包括智能住宅的多種傳感器),可以節(jié)省現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試所需的硬件費(fèi)用。
(4)本著節(jié)省的原則辦事情,由于合作單位、示范小區(qū)均在北京,而我們?cè)诠枮I,兩地的差旅費(fèi)將要占科研經(jīng)費(fèi)的三分之一,我們利用北京德達(dá)數(shù)據(jù)系統(tǒng)有限責(zé)任公司提供給校方人員的食宿條件以及按每次出差要集中高效辦事的原則,使差旅費(fèi)的花銷僅用原計(jì)劃的一半。
由于利用以上一些措施,使得該項(xiàng)目實(shí)際用費(fèi)基本與國(guó)家科委撥款持平。
六、存在的問(wèn)題
目前,國(guó)內(nèi)沒(méi)有一個(gè)完整的智能小區(qū)規(guī)范,這為定位智能住宅的功能帶來(lái)一定難度,本專題對(duì)家庭智能控制裝置的功能是結(jié)合我國(guó)智能小區(qū)現(xiàn)狀及各種技術(shù)資料定位的,并且對(duì)每個(gè)家庭所配置節(jié)點(diǎn)數(shù)還有待進(jìn)一步研究。
在本專題中,由于目前廚房設(shè)備的種類和數(shù)量的不可預(yù)測(cè)性,我們僅定義了兩個(gè)廚房設(shè)備,并對(duì)其進(jìn)行一定的時(shí)序控制,對(duì)廚房設(shè)備數(shù)量及實(shí)時(shí)監(jiān)控還需深入探討;家庭智能控制裝置對(duì)設(shè)備控制只局限于開(kāi)關(guān)控制,對(duì)設(shè)備的進(jìn)一步控制有待于進(jìn)一步研究。
自動(dòng)控制論文范文5
基于自動(dòng)控制原理課程特點(diǎn),一般意義上的Sem-inar教學(xué)并不適用。可在課程教學(xué)過(guò)程中穿插Seminar教學(xué)模式,一個(gè)學(xué)期內(nèi)進(jìn)行2~3次即可。歸結(jié)起來(lái),這種Seminar教學(xué)模式可分三部分:任務(wù)布置,課堂交流,成績(jī)?cè)u(píng)定。
1.任務(wù)布置。在課程進(jìn)行到某一階段,將任務(wù)分配給學(xué)生。任課教師向?qū)W生提供一份詳細(xì)的Seminar課程計(jì)劃,內(nèi)容包括Seminar教學(xué)目標(biāo)、Seminar選題范圍、成績(jī)考評(píng)標(biāo)準(zhǔn)以及關(guān)于各個(gè)選題的相關(guān)參考。根據(jù)班級(jí)人數(shù)具體情況和選題范圍,將學(xué)生分成若干小組,此環(huán)節(jié)教師要干預(yù),保證每個(gè)小組既有成績(jī)好的學(xué)生也有成績(jī)較差的學(xué)生,這樣既避免了小組間的優(yōu)劣懸殊,又可以達(dá)到好學(xué)生帶動(dòng)差學(xué)生的目的。然后學(xué)生自由選題,每個(gè)小組領(lǐng)到一個(gè)題目,經(jīng)過(guò)1~2周的課下準(zhǔn)備,進(jìn)行具體的課堂交流。
2.課堂交流。不同于一般的Seminar教學(xué),每次只進(jìn)行一個(gè)主題。在自動(dòng)控制原理課程的Seminar中,要進(jìn)行多個(gè)題目的討論,每個(gè)題目為時(shí)20~30分鐘,共計(jì)100分鐘。首先每個(gè)小組選擇代表宣講或演示所選題目的分析研究結(jié)果,然后其他組員給予補(bǔ)充,時(shí)間約為8~10分鐘。其后,教師和學(xué)生們?cè)诖嘶A(chǔ)上展開(kāi)積極提問(wèn)和熱烈討論,發(fā)表自己的不同意見(jiàn),時(shí)間約為10~15分鐘。隨著討論的不斷深入,新的問(wèn)題和觀點(diǎn)會(huì)不斷涌現(xiàn),教師在Seminar上除了傾聽(tīng)、參與和評(píng)價(jià)學(xué)生們的討論之外,還要注意控制討論節(jié)奏,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)言,保證課堂上每一個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)充分表達(dá)自己觀點(diǎn)。最后,再由教師對(duì)整堂課的內(nèi)容做出簡(jiǎn)明的梳理、總結(jié)、擴(kuò)展和引申,時(shí)間約為3~5分鐘。Seminar的目的在于使學(xué)生處于一個(gè)相對(duì)輕松、平等的環(huán)境,對(duì)課堂上學(xué)習(xí)過(guò)的一些知識(shí),勇于發(fā)表自己的見(jiàn)解,進(jìn)行觀點(diǎn)交流、碰撞、融合和分享,使存在于學(xué)生內(nèi)心深處的問(wèn)題浮出表面。
3.成績(jī)?cè)u(píng)定。教師對(duì)學(xué)生在Seminar的成績(jī)?cè)u(píng)定,將作為期末成績(jī)的組成部分。學(xué)生Seminar成績(jī)的評(píng)定由課堂宣講、個(gè)人發(fā)言對(duì)集體討論的貢獻(xiàn)情況、書(shū)面報(bào)告、出勤率四部分組成。課堂宣講以小組為單位,或以多媒體輔助進(jìn)行,它是學(xué)生口頭展示分析結(jié)果,引發(fā)Seminar討論的基礎(chǔ),教師根據(jù)學(xué)生準(zhǔn)備情況評(píng)分,口頭表達(dá)的學(xué)生代表酌情加分。Seminar上的集體討論有助于學(xué)生在現(xiàn)有的分析總結(jié)基礎(chǔ)上深化對(duì)于自己題目的認(rèn)識(shí),開(kāi)展進(jìn)一步的探索和分析,以形成完整的書(shū)面報(bào)告。書(shū)面報(bào)告所涉及分值將占Seminar成績(jī)?cè)u(píng)定的較大分值,教師對(duì)書(shū)面報(bào)告要嚴(yán)格把關(guān),同一小組的學(xué)生的書(shū)面報(bào)告不能雷同,應(yīng)給予學(xué)生充裕的時(shí)間去完成。個(gè)人發(fā)言和出勤率,是用于衡量學(xué)生在參與Seminar討論時(shí)的表現(xiàn)。一般情況下,個(gè)人發(fā)言和參與討論情況所占分值比例較出勤率要高,因?yàn)橛懻摬糠质荢eminar最核心內(nèi)容,是用于激勵(lì)學(xué)生不再僅僅滿足于“身在課堂上”,從而脫離他人討論時(shí)的“旁觀者”的身份,改被動(dòng)為主動(dòng),積極參與發(fā)言。教師根據(jù)發(fā)言情況和發(fā)言的質(zhì)量評(píng)定成績(jī)。
二、實(shí)施Seminar教學(xué)的關(guān)鍵問(wèn)題
1.構(gòu)建具有自動(dòng)控制原理課程特色的Seminar模式。自動(dòng)控制原理課程是本科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,其內(nèi)容繁多,理論性和基礎(chǔ)性較強(qiáng),課程的特點(diǎn)并不適合一般意義上的Seminar教學(xué)模式。需根據(jù)自動(dòng)控制原理課程的實(shí)際情況構(gòu)建適合它的Seminar模式。不適合整個(gè)學(xué)期采用Seminar教學(xué),最好在學(xué)期中,課程進(jìn)行到某一階段,適當(dāng)?shù)亟M織Seminar教學(xué)。任課教師根據(jù)實(shí)際情況制定選題范圍,并給出成績(jī)?cè)u(píng)定,作為學(xué)期成績(jī)的重要組成部分。這樣,教師應(yīng)用兩種不同的教學(xué)模式———傳統(tǒng)的課堂講授的教學(xué)模式和Seminar教學(xué)模式,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式的教學(xué)活動(dòng)。Seminar的引入,不是原有的課堂教學(xué)的對(duì)立或重復(fù),而是對(duì)整個(gè)教學(xué)過(guò)程的一種有益補(bǔ)充、深化和應(yīng)用。在這期間,采用一種任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式,引導(dǎo)學(xué)生探索主動(dòng)學(xué)習(xí)。因此,適時(shí)引入Seminar教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)改革,不失為自動(dòng)控制原理教學(xué)過(guò)程的一種有益的嘗試和探索。
2.制定合適的選題范圍。Seminar的主題內(nèi)容要兼顧課程的整體性、層次性,且具有一定的系統(tǒng)性、可討論性和拓展性。任課教師需擬定詳細(xì)的、條理清晰的整體籌劃綱要,形成一以貫之的學(xué)術(shù)脈絡(luò),并將課程內(nèi)容分割形成具體的、可操作性的相關(guān)主題,能夠使討論有序進(jìn)行。
3.設(shè)立嚴(yán)格規(guī)范的課堂交流制度。Seminar教學(xué)活動(dòng)不能簡(jiǎn)單化地等同一般的課堂討論,否則將失去Seminar教學(xué)的意義,因此必須制定嚴(yán)格規(guī)范的交流制度。在制度的運(yùn)作上,必須嚴(yán)格、公正、一視同仁,獎(jiǎng)懲分明,評(píng)分嚴(yán)格。若有的同學(xué)出現(xiàn)抄襲報(bào)告的情況,雷同報(bào)告一起作廢。表現(xiàn)優(yōu)秀的同學(xué)要適當(dāng)加分。交流過(guò)程中,及時(shí)控制討論節(jié)奏,避免使活動(dòng)流于一般的泛泛而談,甚至出現(xiàn)游離于主題之外的閑聊和不負(fù)責(zé)任的空發(fā)議論,從而走向歧途。
4.任課教師應(yīng)具備良好的素養(yǎng)和較強(qiáng)的控場(chǎng)能力。Seminar教學(xué)模式對(duì)任課教師的綜合素質(zhì)提出了更高的要求,要求任課教師具有較高的專業(yè)水平和奉獻(xiàn)精神。能夠即時(shí)把握學(xué)科發(fā)展動(dòng)向,收集相關(guān)素材,提煉升華課程內(nèi)容,以戰(zhàn)略性的眼光制定選題范圍,既能適合目前學(xué)生特點(diǎn),又能體現(xiàn)專業(yè)課程內(nèi)容的特點(diǎn)。Seminar教學(xué)模式的引入,無(wú)形中增加了教師的工作量,備課難度增大,課外指導(dǎo)學(xué)生的時(shí)間增加,批閱書(shū)面報(bào)告的時(shí)間和精力增加。這都要求教師具有敬業(yè)奉獻(xiàn)精神,孜孜不倦,無(wú)怨無(wú)悔。在學(xué)生的討論交流過(guò)程中,教師要善于及時(shí)地捕捉有價(jià)值的信息,例如新觀點(diǎn)、建議和學(xué)生的困惑,以便有效進(jìn)行下一步的教學(xué)。
三、Seminar教學(xué)模式在本科生培養(yǎng)中的積極意義
1.全面調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,變被動(dòng)為主動(dòng)。Semi-nar模式最大的特點(diǎn)是改變傳統(tǒng)的學(xué)生只聽(tīng)不講這一垂直的單向教學(xué)模式。要求學(xué)生根據(jù)指定任務(wù)主動(dòng)去探索,尋找答案,然后在相對(duì)開(kāi)放的平等空間里,亮出自己的答案,也亮出自己。這種模式也為參與者提供了相互激勵(lì)的空間背景。
2.培養(yǎng)學(xué)生的查閱資料能力、表達(dá)能力。Seminar教學(xué)模式的引入,要求學(xué)生課前準(zhǔn)備階段必須廣泛查閱資料,自主分析總結(jié),這樣他們將提前接觸各類數(shù)據(jù)庫(kù)的文獻(xiàn)檢索,并熟練操作技能。在語(yǔ)言表達(dá)能力方面,Seminar的討論需要學(xué)生邏輯清晰地表達(dá)觀點(diǎn),重點(diǎn)明確地回答疑問(wèn),有理有據(jù)地進(jìn)行辯論,積極理性地說(shuō)服他人;在書(shū)面寫(xiě)作能力方面,學(xué)生對(duì)于選題的最終研究成果都要以報(bào)告的形式出現(xiàn)。
3.培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。自動(dòng)控制原理是專業(yè)基礎(chǔ)課,面向?qū)W生90人左右,必須分成若干小組進(jìn)行Seminar教學(xué),設(shè)一組長(zhǎng)負(fù)責(zé)聯(lián)絡(luò)本組同學(xué),同一小組的同學(xué)面向同一任務(wù),這時(shí)候需要小組成員分工合作,共同查閱資料,分析整理研究,課堂交流進(jìn)程中,作為一個(gè)團(tuán)體,回答其他小組的發(fā)問(wèn)質(zhì)疑,并提出問(wèn)題。在整個(gè)準(zhǔn)備過(guò)程中,相互學(xué)習(xí),相互促進(jìn),相互激勵(lì),增進(jìn)同學(xué)之間的學(xué)習(xí)情誼和集體榮譽(yù)感,培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)合作精神。
4.平等互動(dòng)的獨(dú)特模式,達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)、共同提高的目的。Seminar教學(xué)模式的獨(dú)特性體現(xiàn)在師生之間的平等關(guān)系,大家可以任意提出問(wèn)題,發(fā)出質(zhì)疑,雙方平等互動(dòng)。這個(gè)平等、公正、親和的結(jié)構(gòu)空間,“師不必賢于弟子,弟子不必不如師”,為“教學(xué)相長(zhǎng)”的現(xiàn)實(shí)化提供了真正的可能。教師在整個(gè)討論過(guò)程中,根據(jù)學(xué)生的提問(wèn)、回答,不斷地總結(jié)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和處理問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)。教與學(xué)有機(jī)地、動(dòng)態(tài)地融合在一起。
四、結(jié)論
自動(dòng)控制論文范文6
1.1傳感器信號(hào)采集
本系統(tǒng)的傳感器采用電位器(見(jiàn)圖2),它通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)和軸承與提升臂相連接,與提升臂旋轉(zhuǎn)軸線同軸[4]。當(dāng)耕深改變時(shí),拖拉機(jī)的下拉桿隨之上下運(yùn)動(dòng),與下拉桿連接的提升臂也會(huì)有一個(gè)相應(yīng)的轉(zhuǎn)角變化;同時(shí),電位器的轉(zhuǎn)軸也在連桿機(jī)構(gòu)的作用下隨提升臂同步轉(zhuǎn)動(dòng),根據(jù)電位器阻值的變化檢測(cè)出提升臂轉(zhuǎn)動(dòng)的角度,從而根據(jù)對(duì)應(yīng)的幾何關(guān)系所建立起的數(shù)型間接檢測(cè)出此時(shí)的耕深[5];微機(jī)接收到反饋信號(hào)后,把該信號(hào)和預(yù)設(shè)耕深信號(hào)進(jìn)行分析對(duì)比,然后控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn),調(diào)節(jié)耕深。
1.2微機(jī)控制
本系統(tǒng)控制模塊采用微芯公司的PIC18F23K20系列單片機(jī)作為微機(jī)控制單元。該單片機(jī)運(yùn)行速度快、功耗較低,并且其內(nèi)部集成A/D轉(zhuǎn)換器模塊、增強(qiáng)型CCP模塊以及單片機(jī)通信需要的USART模塊等,從而大大減少了外接的專業(yè)電路模塊,簡(jiǎn)化了整個(gè)控制電路,能夠?qū)崟r(shí)、高效地實(shí)現(xiàn)該裝置所需的各種功能的控制[6]。本系統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片是東芝公司生產(chǎn)的TA8435H,其電路簡(jiǎn)單、工作可靠。該芯片是單片正選細(xì)分二相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)專用芯片,具有以下特點(diǎn):1)工作電壓范圍在10~40V;2)輸出電流平均可達(dá)1.5A,峰值可達(dá)2.5A;3)運(yùn)行方式有整步、半步、1/4細(xì)分和1/8細(xì)分多種選擇;4)采用的是脈寬調(diào)試式斬波驅(qū)動(dòng)方式;5)具有正反轉(zhuǎn)控制功能,帶有復(fù)位和時(shí)能引腳;6)可選擇使用單時(shí)鐘輸入或雙時(shí)鐘輸入[7]。微機(jī)和步進(jìn)電機(jī)聯(lián)合控制的程序流程如圖3所示。系統(tǒng)對(duì)PIC18F23K20單片機(jī)的各個(gè)模塊進(jìn)行初始化設(shè)置,然后通過(guò)電位器進(jìn)行耕深檢測(cè)。當(dāng)提升臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電位器轉(zhuǎn)軸隨著轉(zhuǎn)動(dòng),引起電位器內(nèi)部阻值變化,進(jìn)而引起電壓值的變化,通過(guò)線路傳給微機(jī)處理。微機(jī)把反饋信號(hào)和預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較、分析,如果實(shí)測(cè)值在預(yù)設(shè)值范圍內(nèi),則繼續(xù)檢測(cè);如果實(shí)測(cè)值不在預(yù)設(shè)值范圍內(nèi),且比標(biāo)準(zhǔn)值小,則微機(jī)發(fā)送控制信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)調(diào)整實(shí)測(cè)值大小,直到實(shí)測(cè)值在預(yù)設(shè)值范圍內(nèi);同理,若實(shí)測(cè)值比預(yù)設(shè)值大,則控制步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。
1.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)
本系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(見(jiàn)圖4)是在原液壓懸掛系統(tǒng)的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)加裝步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)聯(lián)合控制。步進(jìn)電機(jī)通過(guò)鉸鏈安裝在拖拉機(jī)上,可以隨著分配器操縱桿轉(zhuǎn)動(dòng),電機(jī)桿上安裝1根絲桿,當(dāng)微機(jī)控制信號(hào)控制電機(jī)動(dòng)作時(shí),電機(jī)的正反轉(zhuǎn)可以推動(dòng)操作手桿移動(dòng),實(shí)現(xiàn)分配器油液的流量和流向的改變,進(jìn)而調(diào)節(jié)農(nóng)具耕深。聯(lián)合控制如圖5所示。當(dāng)需要手動(dòng)控制耕深時(shí),斷開(kāi)步進(jìn)電機(jī)與操縱桿鏈接即可。
2試驗(yàn)與分析
為了檢測(cè)該系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性,在西南大學(xué)農(nóng)機(jī)試驗(yàn)田里進(jìn)行了田間試驗(yàn)。試驗(yàn)工具采用西南大學(xué)農(nóng)機(jī)實(shí)驗(yàn)室的福田雷沃M1200-D型拖拉機(jī),配套的農(nóng)具為西南大學(xué)農(nóng)機(jī)實(shí)驗(yàn)室的東方紅1LH-535鏵式犁。根據(jù)農(nóng)藝要求,試驗(yàn)前預(yù)設(shè)耕深范圍為0~20cm,安裝好本裝置的拖拉機(jī)在實(shí)驗(yàn)田進(jìn)行直線行駛作業(yè)后,通過(guò)多點(diǎn)實(shí)測(cè)耕深,得到試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,該系統(tǒng)在使用中基本可以反映田間實(shí)測(cè)耕深,且在預(yù)設(shè)耕深允許的范圍內(nèi)。
3結(jié)論