導(dǎo)言：作為寫(xiě)作愛(ài)好者，不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇自動(dòng)控制類(lèi)論文，它們將為您的寫(xiě)作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

雷達(dá)系統(tǒng)根據(jù)其工作頻率一般分為米波雷達(dá)、分米波雷達(dá)和厘米波雷達(dá)，其接收機(jī)通常是超外差形式的。分米波雷達(dá)和厘米波雷達(dá)由于其工作頻率較高，一般都有自動(dòng)頻率控制（AFC）系統(tǒng)，控制本振頻率自動(dòng)跟蹤發(fā)射頻率的變化，或者控制發(fā)射頻率自動(dòng)穩(wěn)定在本振頻率對(duì)應(yīng)的頻率點(diǎn)上，保證雷達(dá)接收機(jī)的中頻頻率穩(wěn)定。但是傳統(tǒng)的模擬式單環(huán)路或雙環(huán)路AFC系統(tǒng)由于受模擬電路本身的局限，使得AFC的跟蹤速度慢、跟蹤頻率范圍窄、精度低，甚至有可能出現(xiàn)錯(cuò)誤跟蹤的情況；此外，控制本振的自頻控雷達(dá)由于在本機(jī)振蕩器上加裝了頻率調(diào)整裝置，影響了本振的頻率穩(wěn)定度，這對(duì)動(dòng)目標(biāo)雷達(dá)而言是難以接受的。米波雷達(dá)由于其工作頻率較低，基本上沒(méi)有自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)，但是米波雷達(dá)的發(fā)射機(jī)工作頻率和接收機(jī)本機(jī)振蕩頻率由于環(huán)境溫度、電源電壓和負(fù)載變化而發(fā)生一定的變化，其變化范圍從幾十千赫茲到數(shù)百千赫茲，通常在500～600kHz之間。雖然由此造成的中頻頻率變化量的絕對(duì)值不會(huì)超出中頻放大器的通頻帶范圍（中頻放大器的通頻帶通?！?MHz），但是數(shù)百千赫茲的變化量使回波信號(hào)不能得到最有效的放大，造成雷達(dá)接收機(jī)技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)性能降低，此時(shí)即使加裝DSU（DigitalStableUnit）設(shè)備，也由于中頻頻率漂移的影響，使DSU的性能無(wú)法得到最有效的發(fā)揮。

應(yīng)用鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)實(shí)現(xiàn)雷達(dá)自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)已經(jīng)是比較成熟的技術(shù)方案，這種方案的應(yīng)用解決了非相參雷達(dá)的自動(dòng)頻率跟蹤與本振頻率穩(wěn)定度之間的矛盾，但是鎖相環(huán)固有的大慣性、大步進(jìn)間隔和非線(xiàn)性誤差卻嚴(yán)重地限制著鎖相環(huán)自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)的性能，使其無(wú)法滿(mǎn)足高速、高頻率分辨率、大帶寬的要求。

DDS技術(shù)是近幾年來(lái)迅速發(fā)展的頻率合成技術(shù)，它采用全數(shù)字化的技術(shù)，具有集成度高、體積小、相對(duì)帶寬寬、頻率分辨率高、跳頻時(shí)間短、相位連續(xù)性好、可以寬帶正交輸出、可以外加調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)，并能直接與單片機(jī)接口構(gòu)成智能化的頻率源?；贒DS技術(shù)的自適應(yīng)米波雷達(dá)自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)是新一代的自動(dòng)頻率控制（AFC）系統(tǒng)，它以直接數(shù)字頻率合成技術(shù)（DDS）為基礎(chǔ)，以單片機(jī)為控制核心，通過(guò)高速高精度脈內(nèi)頻率測(cè)量模塊對(duì)雷達(dá)發(fā)射頻率進(jìn)行精確測(cè)量，然后由單片機(jī)控制DDS，對(duì)發(fā)射頻率進(jìn)行搜索和跟蹤。因此它是一種易于實(shí)現(xiàn)的數(shù)字式智能化自適應(yīng)頻率控制系統(tǒng)。

圖2DDS頻率合成模塊結(jié)構(gòu)圖

1系統(tǒng)組成及工作原理

基于DDS技術(shù)的自適應(yīng)米波雷達(dá)自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)主要由高速脈內(nèi)頻率測(cè)量模塊、DDS頻率合成模塊、單片機(jī)和包括頻率顯示、控制鍵盤(pán)的人機(jī)接口模塊組成，如圖1所示。

系統(tǒng)采用高速高精度實(shí)時(shí)脈內(nèi)頻率測(cè)量技術(shù)，利用頻率穩(wěn)定度高達(dá)10－9的高穩(wěn)恒溫時(shí)標(biāo)對(duì)頻率進(jìn)行倒計(jì)數(shù)法測(cè)量，由單片機(jī)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析處理，并控制DDS頻率合成模塊，完成對(duì)發(fā)射頻率的搜索和跟蹤。系統(tǒng)中除了DDS輸出后的濾波、放大電路采用模擬電路外，其它全部采用高速數(shù)字電路，并結(jié)合了單片機(jī)具有的可編程能力，使系統(tǒng)避免了傳統(tǒng)模擬式AFC的缺陷，能夠?qū)崿F(xiàn)更加靈活的控制。

雷達(dá)開(kāi)機(jī)后，系統(tǒng)首先工作于搜索模式：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制DDS頻率合成模塊輸出本振頻率的最低值，與從發(fā)射機(jī)耦合過(guò)來(lái)并經(jīng)過(guò)衰減后的發(fā)射脈沖頻率混頻，取出下變頻后的中頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)頻率測(cè)量模塊測(cè)量后將結(jié)果送入單片機(jī)，單片機(jī)若判斷頻率測(cè)量結(jié)果不是規(guī)定的中頻頻率值，則控制DDS頻率合成模塊將輸出的本振頻率按規(guī)定的步長(zhǎng)（通常是頻率測(cè)量系統(tǒng)的頻率分辨率）調(diào)高，重復(fù)此過(guò)程，直到頻率測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量得到的頻率值為規(guī)定的中頻頻率值為止。若搜索過(guò)程中本振頻率達(dá)到上限時(shí)仍未搜索到規(guī)定的中頻頻率值，則返回到本振頻率最低值，重新開(kāi)始新一輪的搜索。系統(tǒng)一旦搜索到規(guī)定的中頻頻率值就進(jìn)入跟蹤狀態(tài)。

在跟蹤狀態(tài)，頻率測(cè)量模塊對(duì)每一個(gè)發(fā)射脈沖頻率與本振頻率下變頻得到的中頻脈沖頻率進(jìn)行實(shí)時(shí)精確測(cè)量，在發(fā)射脈沖結(jié)束時(shí)將測(cè)量結(jié)果送入單片機(jī)。單片機(jī)立即根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算出響應(yīng)的本振頻率調(diào)整量，并控制DDS頻率合成模塊調(diào)整輸出頻率，保證在目標(biāo)回波信號(hào)到達(dá)接收機(jī)時(shí)，本振信號(hào)已經(jīng)調(diào)整到與該發(fā)射脈沖頻率對(duì)應(yīng)的頻率點(diǎn)上，使目標(biāo)回波信號(hào)下變頻后的頻率值為準(zhǔn)確的中頻頻率值，從而保證目標(biāo)回波信號(hào)能夠得到最有效的放大。

跟蹤模式實(shí)質(zhì)上是一個(gè)自適應(yīng)的控制過(guò)程：某一發(fā)射脈沖的頻率比前一發(fā)射脈沖的頻率升高（降低）在本振頻率不變的條件下，中頻頻率升高（降低）頻率測(cè)量模塊的測(cè)量結(jié)果升高（降低）單片機(jī)得到測(cè)量結(jié)果后控制DDS頻率合成模塊，使之輸出的本振頻率相應(yīng)升高（降低）中頻頻率降低（升高）到規(guī)定值。

2硬件結(jié)構(gòu)

2．1DDS頻率合成模塊

DDS頻率合成模塊以DDS芯片AD9854為核心，包括濾波電路、放大電路和與單片機(jī)的接口電路，圖2是其組成框圖。

AD公司推出的AD9854是DDS芯片中的典型代表之一，它具有300MHz的內(nèi)部時(shí)鐘，4～20倍的內(nèi)部可編程倍頻器使外部輸入的時(shí)鐘信號(hào)頻率可以從15MHz到75MHz，另外具有100MHz的并行接口總線(xiàn)，內(nèi)置正交雙通道DAC輸出，具有多種編程工作方式，能產(chǎn)生線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)和非線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)等復(fù)雜信號(hào)。

AD9854采用CMOS結(jié)構(gòu)，工作電壓為3．3V，而單片機(jī)AT89C51工作在5V電壓下，其總線(xiàn)電平是5V的TTL電平，為保證AD9854的正常工作，必須經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后再與AD9854接口，AD9854的時(shí)鐘信號(hào)也必須經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換后送到AD9854的時(shí)鐘引腳。AD9854有正交雙通道DAC輸出，每一個(gè)通道都是反相的互補(bǔ)輸出，經(jīng)MAX436放大后濾波，然后再經(jīng)MAX436放大到雷達(dá)要求的本振電平。兩路輸出中的一路用于和發(fā)射脈沖混頻，將下變頻后的中頻信號(hào)送到頻率測(cè)量模塊進(jìn)行頻率測(cè)量，系統(tǒng)已經(jīng)知道DDS頻率合成模塊輸出的本振頻率，測(cè)量出發(fā)射脈沖的中頻頻率就能計(jì)算出發(fā)射頻率；另一路作為接收機(jī)的本振信號(hào)。

根據(jù)奈奎斯特采樣定律，當(dāng)DDS系統(tǒng)的時(shí)鐘為300MHz時(shí)，其輸出頻率的上限是150MHz，在工程應(yīng)用中通常只使用到時(shí)鐘頻率的40％，即120MHz。某型米波雷達(dá)的本振頻率上限略高于120MHz，經(jīng)查閱AD9854的數(shù)據(jù)手冊(cè)，其輸出頻率能夠達(dá)到理論的150MHz；同時(shí)經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，AD9854能夠在雷達(dá)本振頻率上限值處穩(wěn)定工作，且輸出信號(hào)質(zhì)量完全可以滿(mǎn)足雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)本振的要求。

2．2高速高精度脈內(nèi)頻率測(cè)量模塊

高速高精度脈內(nèi)頻率測(cè)量模塊采用倒計(jì)數(shù)法進(jìn)行頻率測(cè)量，主要由下變頻混頻器、濾波整形電路、計(jì)數(shù)器T0、計(jì)數(shù)器T1和時(shí)序控制電路組成。圖3是其結(jié)構(gòu)的組成框圖，圖4是倒計(jì)數(shù)法頻率測(cè)量的時(shí)序圖。

倒計(jì)數(shù)法測(cè)頻是用被測(cè)信號(hào)的N個(gè)周期形成一個(gè)計(jì)數(shù)門(mén)時(shí)間T＝N·Tx，在T時(shí)間內(nèi)由時(shí)標(biāo)F0計(jì)數(shù)，這樣一來(lái)測(cè)頻就相當(dāng)于測(cè)量門(mén)寬T，T的最大量化誤差是T0，Tx的最大量化誤差是T0/N。

某型雷達(dá)的發(fā)射脈沖的寬度是13μs，考慮到其發(fā)射機(jī)是單級(jí)振蕩式發(fā)射機(jī)，每個(gè)脈沖在起振和停振的過(guò)程中振蕩不穩(wěn)定，因此取中間的10μs作為測(cè)頻區(qū)間。該型雷達(dá)的第一中頻頻率為30MHz，在正常工作時(shí)，發(fā)射脈沖與本振信號(hào)下變頻的輸出頻率應(yīng)該是準(zhǔn)確的30MHz，在10μs的測(cè)頻時(shí)間內(nèi)應(yīng)有300個(gè)脈沖，即可取N＝300；高穩(wěn)定的時(shí)標(biāo)的頻率是100MHz，T0＝10ns，相應(yīng)的Tx的最大誤差是T0／300＝1／30ns，據(jù)此可計(jì)算出測(cè)頻的分辨率是30kHz，相對(duì)于雷達(dá)中頻放大器接近1MHz的帶寬而言，此指標(biāo)完全能夠滿(mǎn)足雷達(dá)系統(tǒng)的要求。用頻譜分析儀實(shí)際測(cè)得的系統(tǒng)跟蹤誤差如表1所示。

表1實(shí)際測(cè)得的系統(tǒng)跟蹤誤差表

發(fā)射頻率/MHz147.000147.500148.000148.500149.000149.500

本振輸出頻率/MHz116.999117.495118.008118.492118.990119.493

跟蹤誤差/kHz-1-5+8-8-10-7

發(fā)射頻率/MHz150.000150.500151.000151.500152.000152.500

本振輸出頻率/MHz119.995120.490120.990121.510122.005122.500

跟蹤誤差/kHz-5-10-10+10+50

模塊的工作過(guò)程是：當(dāng)雷達(dá)觸發(fā)脈沖到來(lái)時(shí)，時(shí)序控制電路打開(kāi)計(jì)數(shù)器T，發(fā)射脈沖隨后到來(lái)，經(jīng)下變頻、濾波、整形后轉(zhuǎn)換成TTL方波作為計(jì)數(shù)器T的時(shí)鐘。當(dāng)計(jì)數(shù)器T計(jì)到第32個(gè)脈沖時(shí)，時(shí)序控制電路打開(kāi)計(jì)數(shù)器T0，T0開(kāi)始對(duì)高穩(wěn)定時(shí)標(biāo)計(jì)數(shù)；當(dāng)計(jì)數(shù)器T計(jì)到第332個(gè)脈沖時(shí)，時(shí)序控制電路關(guān)閉計(jì)數(shù)器T和T0，并通知單片機(jī)已經(jīng)完成一次頻率測(cè)量，單片機(jī)取走測(cè)量結(jié)果，并對(duì)硬件電路復(fù)位，準(zhǔn)備下一個(gè)周期的測(cè)量。

2．3高穩(wěn)定度恒溫時(shí)鐘模塊

本機(jī)振蕩器的頻率穩(wěn)定度是影響雷達(dá)接收機(jī)性能的關(guān)鍵性指標(biāo)。由于DDS頻率合成方法的輸出頻率穩(wěn)定度僅僅取決于其時(shí)鐘的頻率穩(wěn)定度，因此選用頻率穩(wěn)定度高達(dá)10－9的恒溫晶體振蕩器作為整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)鐘。恒溫晶體振蕩器輸出的100MHz高穩(wěn)正弦波經(jīng)放大后整形為標(biāo)準(zhǔn)的TTL方波，一路作為頻率測(cè)量模塊的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，另一路經(jīng)F161分頻為25MHz的TTL方波，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后作為AD9854的外部時(shí)鐘信號(hào)，利用AD9854內(nèi)部的可編程倍頻器倍頻12倍使AD9854工作在300MHz的內(nèi)部時(shí)鐘頻率下。高穩(wěn)定度恒溫時(shí)鐘模塊組成框圖如圖5所示。

3軟件結(jié)構(gòu)

單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，可以充分利用軟件可編程控制的優(yōu)勢(shì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行靈活有效的控制。圖6是單片機(jī)的軟件框圖。

通電以后單片機(jī)首先進(jìn)行初始化，然后設(shè)置DDS模塊的工作模式等參數(shù)，再進(jìn)行時(shí)序控制電路的復(fù)位并對(duì)所有計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零操作。隨后單片機(jī)不斷查詢(xún)測(cè)量完成信號(hào)。當(dāng)時(shí)序控制電路在雷達(dá)觸發(fā)脈沖的作用下完成一次測(cè)量時(shí)?熏就通過(guò)該信號(hào)通知單片機(jī)，單片機(jī)一旦查詢(xún)到測(cè)量完成便立即讀入測(cè)量結(jié)果。然后進(jìn)行分析，是標(biāo)準(zhǔn)中頻頻率時(shí)不進(jìn)行本振頻率的調(diào)整，直接準(zhǔn)備下一脈沖周期的測(cè)量，若不是則計(jì)算所需的頻率調(diào)整量，控制DDS頻率合成模塊進(jìn)行頻率調(diào)整，然后再準(zhǔn)備下一脈沖周期的測(cè)量。

篇2

 

0.引言

隨著造紙機(jī)車(chē)速的提高和設(shè)備的更新，原來(lái)的配漿箱方式配漿已逐步被管道配漿方式替代，而在管道配漿方式中，采用的三種配漿方式包括流量給定控制方式，比率自動(dòng)控制方式和絕干量配比自動(dòng)控制方式。配比自動(dòng)控制方式按參與配漿的絕干纖維量來(lái)計(jì)算和控制各種漿的配比，具有配漿效果好，漿種配比穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

1.配漿自動(dòng)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

紙漿配漿采用絕干量比例控制方式，自治漿池和廢紙漿池的紙漿以一定的絕干量配比打入成漿池充分混合，同時(shí)送往造紙車(chē)間的成漿的濃度需要控制在工藝給定要求范圍內(nèi)。為了保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行，防止成漿池缺漿和滿(mǎn)漿，在控制廢紙漿和自制漿的絕干量配比同時(shí)，需要控制廢紙漿和自制漿的濃度和成漿池的液位。

2.配漿自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

2.1 硬件結(jié)構(gòu)

2.1.1濃度的檢測(cè)與控制

濃度計(jì)采用武漢宇通儀表有限公司的DBNZ-1200型的動(dòng)刀式紙漿濃度變送器，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥選用上海中泰自動(dòng)化儀表廠(chǎng)的ZAZC型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。

2.1.2流量的檢測(cè)與控制

流量計(jì)采用上海光華儀表廠(chǎng)的LDG－150S型的電磁流量計(jì)，檢測(cè)精度為0.5％，長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量累計(jì)誤差小于1％。伺服放大器采用上海自動(dòng)化儀表十一廠(chǎng)的ZPE-2010型伺服放大器，變頻器采用日本富士通公司的5000G11S/P11S變頻器。

2.2 硬件抗干擾技術(shù)

在此主要采用那RC濾波抗干擾技術(shù)。我們選用了光電隔離的多功能HY-6040A/D板，該板使用三總線(xiàn)隔離的形式，使其抗干擾能力大大增強(qiáng)。在此基礎(chǔ)上，我們?cè)?10接口板上設(shè)計(jì)了RC濾波電路。對(duì)于變化速度很慢的直流信號(hào)，在儀表輸入端加入濾波電路可使混雜于信號(hào)的干擾衰減至最小，這樣我們就有效的提高了系統(tǒng)的硬件抗干擾能力。論文參考網(wǎng)。

3.配漿自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制策略

本配漿控制系統(tǒng)控制部分可分為絕干量配比控制；廢紙漿和自制漿濃度控制；成漿池液位的控制及聯(lián)鎖控制，各控制部分具有耦合作用。

絕干量配比的控制較為復(fù)雜，廢紙漿、自制漿的濃度、流量變化等都會(huì)對(duì)配比控制產(chǎn)生干擾，同時(shí)配比控制時(shí)又要考慮到節(jié)省能耗。通過(guò)對(duì)配比的分析，對(duì)配比中比重占較大的自制漿，我們將自制漿泵滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，而讓廢漿泵根據(jù)給定的配比，采用帶有延遲環(huán)節(jié)的增量PID控制算法控制。

廢紙漿和自制漿的濃度的控制，由于兩者相互不影響，且受其他影響較少，我們分別通過(guò)控制相應(yīng)電動(dòng)閥的開(kāi)度來(lái)控制加水量，從而控制紙漿的濃度。論文參考網(wǎng)。采用較為典型的閉環(huán)控制策略，控制算法采用增量式PID控制。

紙漿液位的控制，紙漿液位的控制是本控制系統(tǒng)的一個(gè)難點(diǎn)，由于攪拌器的動(dòng)作及液位本身的不穩(wěn)定，給液位控制帶來(lái)了困難。論文參考網(wǎng)。我們采用了帶聯(lián)鎖的液位寬限開(kāi)關(guān)控制策略：

3.1 以成漿池液位為主控制對(duì)象，設(shè)立成漿池液位高低限開(kāi)關(guān)，成漿池液位高于高限開(kāi)關(guān)時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉廢漿池泵和自制漿池泵；如果成漿池液位低于低限開(kāi)關(guān)時(shí)，根據(jù)自制漿池和廢漿池液位要求，確定是否啟動(dòng)廢漿池泵和自制漿池泵控制。

3.2 考慮到液位的波動(dòng)，在對(duì)采集的液位數(shù)據(jù)進(jìn)行平均濾波的同時(shí)，對(duì)限位開(kāi)關(guān)值設(shè)立寬限，寬限值的大小通過(guò)實(shí)際試驗(yàn)確定。當(dāng)液位波動(dòng)值小于寬限值時(shí)，則不動(dòng)作；只有當(dāng)液位變化值大于寬限值時(shí)才進(jìn)行相關(guān)動(dòng)作。

3.3 考慮到廢漿池與自制漿池的聯(lián)鎖要求，啟動(dòng)廢漿池泵和自制漿池泵時(shí)必須滿(mǎn)足：廢漿池和自制漿池的液位必須同時(shí)都大于設(shè)定的下限值。同時(shí)，濃度控制電動(dòng)閥也產(chǎn)生聯(lián)鎖動(dòng)作。

4. 配漿自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

在本控制系統(tǒng)中，軟件必須安全可靠，可移植性和可擴(kuò)展性好，參數(shù)修改方便，調(diào)試簡(jiǎn)單。本系統(tǒng)軟件分為：控制程序，顯示操作程序，數(shù)據(jù)采集程序。各個(gè)部分分別開(kāi)發(fā)，并通過(guò)DLL結(jié)合成一個(gè)有機(jī)整體。

控制程序采用自行開(kāi)發(fā)的組態(tài)軟件DDCRun進(jìn)行設(shè)計(jì)，顯示操作程序使用Visual C++6.0開(kāi)發(fā)，接口程序利用WinDriver進(jìn)行開(kāi)發(fā)。系統(tǒng)軟件的各個(gè)組成部分通過(guò)DDL實(shí)現(xiàn)連接。

4.1 數(shù)據(jù)采集程序

WinDriver可用于各種接口程序的開(kāi)發(fā)，在本系統(tǒng)中，我們采用它開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集程序的接口，我們首先使用驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)工具Windriver創(chuàng)建基于PCI/ISA的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，在此基礎(chǔ)上，我們就可以在Visual C++中利用上述工具產(chǎn)生的硬件操作函數(shù)編寫(xiě)相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集程序。同時(shí)我們把數(shù)據(jù)采集程序做成DLL形式，DDCRun控制程序通過(guò)調(diào)用它實(shí)現(xiàn)控制程序和系統(tǒng)硬件的接口。

4.2 控制程序

在本系統(tǒng)中，控制程序采用軟件組態(tài)方式實(shí)現(xiàn)。具有大大縮短開(kāi)發(fā)周期，減輕調(diào)試復(fù)雜性，方便控制程序修改，系統(tǒng)易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

DDCRun控制組態(tài)軟件是我們自行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的模塊化的控制組態(tài)軟件，它的各個(gè)模塊是以DLL的形式存在的。首先編寫(xiě)好控制程序需要的各個(gè)功能模塊DLL：增量式PID，加減運(yùn)算，限幅運(yùn)算，絕干量統(tǒng)計(jì)，條件開(kāi)關(guān)，平均濾波等；然后將各個(gè)模塊添加到DDCRun；最后便可以根據(jù)控制策略進(jìn)行組態(tài)設(shè)計(jì)，設(shè)置控制參數(shù)和相應(yīng)硬件接口板卡的地址。

控制程序通過(guò)調(diào)用WinDriver生成的數(shù)據(jù)采集程序與硬件直接聯(lián)接；與此同時(shí)，在顯示操作程序中，通過(guò)調(diào)用DDCRun提供的接口函數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制程序各個(gè)控制模塊的輸入輸出讀寫(xiě)和控制參數(shù)的修改。

在系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中，我們只須通過(guò)軟件修改控制算法的參數(shù)即可達(dá)到預(yù)定的控制目標(biāo)。

4.3 顯示操作程序

顯示操作程序是本系統(tǒng)必須的組成部分，具有以下特點(diǎn)：界面簡(jiǎn)單直觀(guān)，用戶(hù)操作方便，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，滿(mǎn)足人體工學(xué)要求，采用面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言Visual C++6.0設(shè)計(jì)。根據(jù)要求功能模塊分為[主界面]、[流量濃度曲線(xiàn)]、[液位曲線(xiàn)]、[報(bào)警顯示] 、[參數(shù)設(shè)置]、[統(tǒng)計(jì)報(bào)表]、[關(guān)于系統(tǒng)]、[退出系統(tǒng)]、[密碼保護(hù)]等九個(gè)模塊。

為了方便歷史數(shù)據(jù)的查詢(xún)和以后網(wǎng)絡(luò)化的需要，我們將所有有關(guān)數(shù)據(jù)保存在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)SQL Server中，通過(guò)ADO對(duì)象對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。

ADO是面向?qū)ο蟮腛LE DB，它繼承了OLE DB技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，并且對(duì)OLE接口作了封裝，定義ADO對(duì)象，使應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)得到了簡(jiǎn)化。ADO技術(shù)屬于數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)的高層接口，其主要優(yōu)點(diǎn)是易于使用、內(nèi)存支出少和磁盤(pán)遺跡小。與DAO和RDO類(lèi)似，ADO也是一種基于對(duì)象的集合 .

主界面 主要實(shí)現(xiàn)重要參數(shù)的顯示，紙漿動(dòng)態(tài)顯示功能以及啟動(dòng)和停止自動(dòng)控制的功能。主要參數(shù)包括：廢紙漿池的液位.濃度.電動(dòng)水閥開(kāi)度和變頻泵的電流信號(hào)大??；成漿池的液位，濃度和兩個(gè)抽漿泵的紙漿濃度和流量，自制漿池和廢紙漿池的液位，濃度，電動(dòng)水閥開(kāi)度和變頻泵的電流信號(hào)大小。同時(shí)，主畫(huà)面上的水流動(dòng)態(tài)顯示，使得系統(tǒng)狀態(tài)更加直觀(guān)。

流量濃度曲線(xiàn)、液位曲線(xiàn)、報(bào)警顯示、參數(shù)設(shè)置、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、密碼保護(hù) 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)密碼保護(hù)、修改等功能。

5.結(jié)束語(yǔ)

與手工配漿相比，成漿的纖維配比更加穩(wěn)定，系統(tǒng)控制精度高，提供了配漿的質(zhì)量與效率；與此同時(shí)減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

【參考文獻(xiàn)】

[1]傅興仁.管道配漿.中國(guó)造紙.2001,(01).

[2]葛升民,童樹(shù)鴻,周斌.紙漿濃度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).中國(guó)造紙.2002(03).

篇3

中圖分類(lèi)號(hào)：[TU992.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1、前言

污水處理是一門(mén)涉及化學(xué)、物理、生物等多門(mén)科學(xué)的綜合性技術(shù)，其工藝機(jī)理復(fù)雜，操作要求十分嚴(yán)格，實(shí)現(xiàn)起來(lái)難度較高。如果只憑現(xiàn)場(chǎng)人員手動(dòng)操作，往往操作繁瑣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，處理效果差。加之我國(guó)水污染控制水平較低，尤其是工業(yè)廢水的污染控制，投入不足，給環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅。因此為了改變我國(guó)污水處理控制技術(shù)的這種落后現(xiàn)狀，進(jìn)行污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究，具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。當(dāng)前，污水處理控制領(lǐng)域?qū)⒂?jì)算機(jī)技術(shù)、智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等運(yùn)用到過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制，已成為研究熱點(diǎn)。

2、自動(dòng)控制理論的發(fā)展

在工業(yè)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展的同時(shí)，控制理論的發(fā)展至今已有100多年的歷史。各個(gè)領(lǐng)域中的自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)控制精度、響應(yīng)速度、系統(tǒng)穩(wěn)定性與適應(yīng)能力的要求越來(lái)越高，應(yīng)用范圍也更加廣泛。特別是自20世紀(jì)80年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，推動(dòng)了控制理論研究的深入發(fā)展。

3.各單元的自動(dòng)控制系統(tǒng)

3.1 格柵自動(dòng)控制系統(tǒng)

根據(jù)水位差測(cè)量?jī)x檢測(cè)的格柵前后水位差閾值自動(dòng)控制機(jī)械格柵的運(yùn)行。當(dāng)機(jī)械格柵停止運(yùn)行的時(shí)間超過(guò)設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)由時(shí)間控制，自動(dòng)啟動(dòng)機(jī)械格柵。PLC系統(tǒng)還將按軟件程序自動(dòng)控制柵渣輸送機(jī)、機(jī)械格柵的順序啟動(dòng)、運(yùn)行、停車(chē)以及安全聯(lián)鎖保護(hù)。水位差設(shè)定值，格柵的運(yùn)行時(shí)間及格柵運(yùn)行周期可調(diào)。3.2 水泵自動(dòng)控制

在泵池設(shè)超聲波液位儀表，根據(jù)水位測(cè)量?jī)x測(cè)得的泵房水位值自動(dòng)控制多臺(tái)水泵的啟停運(yùn)行。當(dāng)泵房水位高至某一設(shè)定的水位值時(shí)，PLC系統(tǒng)將按軟件程序自動(dòng)增加水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)；相反，當(dāng)泵房水位降至某一設(shè)定的水位值時(shí)，PLC系統(tǒng)將按軟件程序自動(dòng)減少水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)。同時(shí)，系統(tǒng)累積各個(gè)水泵的運(yùn)行時(shí)間，自動(dòng)輪換水泵，保證各水泵累積運(yùn)行時(shí)間基本相等，使其保持最佳運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)水位降至干運(yùn)轉(zhuǎn)水位時(shí)，自動(dòng)控制全部水泵停止運(yùn)行。在監(jiān)控管理系統(tǒng)和就地控制系統(tǒng)的操作面板上可以設(shè)定水位值。

3.3 沉砂池自動(dòng)控制

沉砂池的設(shè)備自成系統(tǒng)，隨設(shè)備所帶的就地控制箱將帶有啟動(dòng)時(shí)序和停止時(shí)序，以及安全保護(hù)程序，自動(dòng)控制整套沉砂池設(shè)備的運(yùn)行。PLC系統(tǒng)將采集沉砂池全部設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，上位監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)也可遠(yuǎn)控整套沉砂池設(shè)備的啟動(dòng)/停止。

3.4 分段進(jìn)水多級(jí)AO生物池控制

現(xiàn)有AO或AAO生物池改造采用分段進(jìn)水多級(jí)AO工藝。主要測(cè)控內(nèi)容有：

――各段進(jìn)水流量檢測(cè)、配水閥門(mén)/堰門(mén)監(jiān)控，自動(dòng)控制各段流量，保證多級(jí)AO工藝進(jìn)水流量分配比，實(shí)現(xiàn)合理利用各段硝化容量,充分利用原水中碳源進(jìn)行反硝化, 達(dá)到有效降低出水TN, 并降低運(yùn)行費(fèi)用。

――厭氧池氧化還原電位監(jiān)測(cè)，各級(jí)缺氧池入口溶解氧監(jiān)測(cè)，各級(jí)缺氧池混合液濃度監(jiān)測(cè)，攪拌器運(yùn)行控制。

――各級(jí)好氧池溶解氧監(jiān)測(cè)、空氣流量檢測(cè)、曝氣量自動(dòng)控制。由于污水處理廠(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行中, 進(jìn)水負(fù)荷實(shí)時(shí)變化，DO串級(jí)控制策略可根據(jù)進(jìn)水負(fù)荷實(shí)時(shí)調(diào)整DO的設(shè)定值, 有效地消除進(jìn)水?dāng)_動(dòng)。

――生物池出水硝氮在線(xiàn)檢測(cè)，作為甲醇投加的過(guò)程控制參數(shù)，及時(shí)調(diào)整外碳源的投加量，保證出水水質(zhì)并節(jié)省碳源。

――生物池出水氨氮在線(xiàn)檢測(cè)，根據(jù)出水氨氮值及時(shí)調(diào)整曝氣量滿(mǎn)足和保證出水水質(zhì)的要求。

――分段進(jìn)水多級(jí)AO工藝對(duì)C/N比的敏感性，具體水質(zhì)、水量的實(shí)時(shí)變化，使得分段進(jìn)水工藝的運(yùn)行和優(yōu)化有很大的空間。利用在線(xiàn)監(jiān)測(cè)及智能控制技術(shù)，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制, 提高污染物的去除效率, 降低運(yùn)行成本，并可提高分段進(jìn)水生物脫氮工藝的可操作性。

3.5 鼓風(fēng)機(jī)房出口壓力控制

通過(guò)壓力變送器檢測(cè)空氣總管的壓力，根據(jù)設(shè)定的壓力值控制鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)、調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的導(dǎo)葉片角度，從而保證生物池對(duì)空氣的需求量。在保證空氣需求量的前提下，盡可能地節(jié)省能耗，壓力控制系統(tǒng)和曝氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，相互影響，最終使生物池的生物處理過(guò)程處在最佳狀態(tài)。通過(guò)監(jiān)控管理系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的操作屏，可以設(shè)定鼓風(fēng)機(jī)出口的壓力控制值。

3.6 污泥回流量自動(dòng)調(diào)節(jié)

回流污泥量的控制采用比例控制以保證污泥混合液濃度在一定的范圍內(nèi)。根據(jù)生物池的進(jìn)水量、回流污泥濃度控制回流污泥泵（工頻泵）的運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)或變頻泵的轉(zhuǎn)速，保證生物池微生物的需要量。通過(guò)監(jiān)控管理系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的操作屏，可以設(shè)定回流污泥比例。

3.7 沉淀池排泥控制

沉淀池的排泥可以根據(jù)裝在沉淀池內(nèi)的泥位計(jì)來(lái)控制刮泥車(chē)的運(yùn)行，指導(dǎo)排泥。排泥有二種控制方式：按泥位計(jì)設(shè)定值進(jìn)行自動(dòng)排泥，按定時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排泥。

3.8 污泥濃縮自動(dòng)控制

污泥濃縮機(jī)系統(tǒng)控制采用時(shí)間控制和手動(dòng)控制。該系統(tǒng)中設(shè)備的啟動(dòng)順序依次為輸送機(jī)、濃縮機(jī)、加藥泵、進(jìn)泥泵、污泥切割機(jī)，停止順序與之相反。當(dāng)藥液制備段的溶液罐的液位低，進(jìn)泥泵的進(jìn)泥流量低、系統(tǒng)中任何一臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)停止運(yùn)行。采用污泥流量比例投加絮凝劑，通過(guò)監(jiān)控管理系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的操作屏，可以設(shè)定每天允許的運(yùn)行次數(shù)及每次運(yùn)行的時(shí)間。

3.9 污泥脫水自動(dòng)控制

污泥脫水過(guò)程按污泥脫水系統(tǒng)自身PLC預(yù)先編制的程序控制運(yùn)行。污泥脫水的程序控制采用時(shí)間控制和手動(dòng)控制。系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶有啟動(dòng)時(shí)序和停止時(shí)序，以及安全保護(hù)程序。在藥液已制備完成的前提下，設(shè)備的啟動(dòng)次序依次為傾斜式輸送機(jī)、水平式輸送機(jī)、濃縮脫水一體機(jī)、加藥泵、進(jìn)泥泵，停止順序與之相反。上位監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)可遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)污泥脫水系統(tǒng)全部設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和故障報(bào)警，但不可遠(yuǎn)程控制污泥脫水系統(tǒng)的開(kāi)停。

3.10 加氯的自動(dòng)控制

根據(jù)進(jìn)水流量和濁度控制加氯機(jī)按比例自動(dòng)加氯，并根據(jù)出水余氯值進(jìn)一步修正加氯量，使加氯量始終處于最佳值。

3.11 電動(dòng)閘門(mén)的控制

重要的電動(dòng)閘門(mén)，旁邊設(shè)置的現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作箱面板上設(shè)手動(dòng)/遠(yuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。手動(dòng)狀態(tài)下，由操作箱面板上的按鈕控制閘門(mén)的開(kāi)閉；遠(yuǎn)動(dòng)狀態(tài)下，由中控室遙控閘門(mén)的開(kāi)閉。閘門(mén)的狀態(tài)和工況在中控室的模擬屏上顯示。

4.結(jié)束語(yǔ)

污水處理運(yùn)行過(guò)程任務(wù)要求重，特性復(fù)雜，運(yùn)行管理難度大，目前水處理行業(yè)尚缺乏可靠的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀器，用傳統(tǒng)的控制方式往往達(dá)不到精確的控制要求。先進(jìn)控制理論實(shí)現(xiàn)了過(guò)程工藝參數(shù)的優(yōu)化，可以改變污水處理廠(chǎng)人工調(diào)節(jié)操作處理不及時(shí)、效率低的現(xiàn)狀。污水處理的社會(huì)意義巨大應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)污水處理工藝的半自動(dòng)全自動(dòng)控制提高污水處理的技術(shù)管理水平合理使用和配置處理設(shè)施設(shè)備具有非常現(xiàn)實(shí)的意義。

參考文獻(xiàn)：

篇4

對(duì)于電氣及自動(dòng)化信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生來(lái)講，控制類(lèi)相關(guān)課程具有重要地位，主要包含“自動(dòng)控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”、“運(yùn)動(dòng)控制理論”、“儀表及過(guò)程控制”、“計(jì)算機(jī)控制”等相關(guān)課程。“自動(dòng)控制理論”和“現(xiàn)代控制理論”課程是研究自動(dòng)控制系統(tǒng)的共同規(guī)律，為自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析和綜合提供基本理論、基本方法的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課該課程，是一門(mén)重要的控制類(lèi)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的理論性，對(duì)于工程實(shí)踐具有重要的指導(dǎo)作用，因而受到人們的廣泛重視。目前不只是控制類(lèi)專(zhuān)業(yè)，越來(lái)越多的非控制類(lèi)專(zhuān)業(yè)也都把自動(dòng)控制理論作為一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課來(lái)學(xué)習(xí)。但是“自動(dòng)控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”課程數(shù)學(xué)計(jì)算和理論分析比重大，是本科生遇到的最抽象、難度最大的課程之一，加之未接觸專(zhuān)業(yè)課，沒(méi)有具體應(yīng)用的物理模型，僅以數(shù)學(xué)模型為基線(xiàn)講，學(xué)生往往會(huì)認(rèn)為“自動(dòng)控制理論”與專(zhuān)業(yè)無(wú)關(guān)而無(wú)學(xué)習(xí)興趣，這是多年來(lái)常規(guī)教學(xué)始終感到困惑的原因。而后續(xù)“運(yùn)動(dòng)控制理論”、“儀表及過(guò)程控制”、“計(jì)算機(jī)控制”專(zhuān)業(yè)課是以電動(dòng)機(jī)為控制對(duì)象，以控制器為核心，以電力電子功率變換裝置為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在自動(dòng)控制理論的指導(dǎo)下組成的電氣傳動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)。如何講授“強(qiáng)理論性”課程，使學(xué)生真正認(rèn)識(shí)到學(xué)好理論可獲得對(duì)電氣信息類(lèi)多門(mén)專(zhuān)業(yè)課的理論支撐，從而學(xué)好后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程是教學(xué)改革的主要目的。需結(jié)合“自動(dòng)控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論課程與“運(yùn)動(dòng)控制理論”、“儀表及過(guò)程控制”，“計(jì)算機(jī)控制”專(zhuān)業(yè)課程的問(wèn)題進(jìn)行深入的分析與研究，從教學(xué)內(nèi)容、方法及形式、教材建設(shè)、實(shí)踐教學(xué)等方面進(jìn)行全方位、多層次的改革探索和實(shí)踐，將對(duì)教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)方面有明顯效果。

本項(xiàng)目探討了如何更新和重組控制理論相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容，保證教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性、先進(jìn)性和實(shí)用性，以適應(yīng)形勢(shì)發(fā)展的需要。提出如何學(xué)習(xí)和掌握這些課程，包含“自動(dòng)控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”、“運(yùn)動(dòng)控制理論”、“儀表及過(guò)程控制”、“計(jì)算機(jī)控制”等控制類(lèi)課程的教學(xué)內(nèi)容的一些方法和措施。

一、教學(xué)內(nèi)容、方法及形式改革

1.教學(xué)設(shè)計(jì)

近年來(lái)，不斷更新觀(guān)念，壓縮精簡(jiǎn)陳舊過(guò)時(shí)的教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)現(xiàn)論及現(xiàn)代方法的內(nèi)容，很好地解決先修課程和后續(xù)課程的銜接問(wèn)題，避免內(nèi)容的重復(fù)，進(jìn)一步優(yōu)化課程體系。建立一套適應(yīng)性強(qiáng)的包括理論講授、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、實(shí)踐教學(xué)和強(qiáng)化訓(xùn)練等方面在內(nèi)的全方位教學(xué)新體系。

2.教學(xué)方法

將課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程研討、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，并充分利用多媒體教學(xué)手段提高教學(xué)效率、創(chuàng)造視覺(jué)的新感受、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。內(nèi)容取材時(shí)，不僅體現(xiàn)控制理論課程內(nèi)知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系，還體現(xiàn)課程群之間的相互關(guān)系。

3.教學(xué)手段

在教學(xué)組織過(guò)程中，積極采用現(xiàn)代信息技術(shù)改進(jìn)傳統(tǒng)的教學(xué)手段，在多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)課程等方面努力探索。統(tǒng)一制作“自動(dòng)化概論”、“自動(dòng)控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”、“運(yùn)動(dòng)控制理論”、“過(guò)程控制理論”、“計(jì)算機(jī)控制”電子教案和CAI課件，并將授課課件在課程網(wǎng)頁(yè)上，可供學(xué)生課余預(yù)習(xí)、瀏覽、復(fù)習(xí)等。另外，教學(xué)大綱、授課計(jì)劃、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、學(xué)習(xí)指導(dǎo)以及教材和參考文獻(xiàn)均可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)方便查閱。在課程開(kāi)始即公布授課教師的信箱和電話(huà)號(hào)碼等聯(lián)系方式，密切授課教師與同學(xué)之間的聯(lián)系，使學(xué)生有問(wèn)題可及時(shí)獲得老師的輔導(dǎo)答疑，也可通過(guò)網(wǎng)上答疑相互交流，打破班級(jí)與時(shí)間的束縛，在平行班級(jí)中實(shí)行聽(tīng)課和答疑共享。

4.教學(xué)改革與教學(xué)研究

精簡(jiǎn)教材和教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)組定期進(jìn)行集體備課，加大對(duì)該課程與前后各門(mén)課程之間的銜接研究，避免內(nèi)容上的重復(fù)，使其與其他相關(guān)課程融合為一個(gè)有機(jī)的整體。建設(shè)可用于大多數(shù)工科專(zhuān)業(yè)的“控制理論”平臺(tái)課程。不斷改進(jìn)和完善本課程的新體系結(jié)構(gòu)，充分體現(xiàn)其基礎(chǔ)性、應(yīng)用性、前沿性和系統(tǒng)性；配合新的教材和課程體系，研究并建立配套的新實(shí)驗(yàn)體系，強(qiáng)化自主性、設(shè)計(jì)性、綜合性和創(chuàng)新性；以MATLAB軟件為基礎(chǔ)，構(gòu)造開(kāi)放式小車(chē)倒立擺綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，將分析、設(shè)計(jì)、仿真、虛擬實(shí)驗(yàn)、模擬實(shí)驗(yàn)融為一體；開(kāi)發(fā)先進(jìn)的多媒體課件，將MATLAB平臺(tái)和虛擬實(shí)驗(yàn)融入到教學(xué)過(guò)程中，使教學(xué)更為直觀(guān)生動(dòng)，更具趣味性和吸引力；完善了課程網(wǎng)站，完成了課程輔助教材的修改和編寫(xiě)，各類(lèi)題庫(kù)建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)功能、遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)、虛擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的擴(kuò)展及網(wǎng)絡(luò)版的開(kāi)發(fā)等；使其真正成為學(xué)生自主學(xué)習(xí)、師生互動(dòng)、雙向交流的園地；教考分離，采用試題庫(kù)出題，統(tǒng)一考試，流水閱卷，考后進(jìn)行詳細(xì)的試卷分析。

二、實(shí)踐教學(xué)改革

實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)是學(xué)生能力培養(yǎng)中的重要環(huán)節(jié)。工科學(xué)生除要掌握一定的工程技術(shù)知識(shí)外，還要有較強(qiáng)的實(shí)際動(dòng)手能力。

1.改革實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，建立體化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是“控制理論”課程的重要組成部分。通過(guò)實(shí)驗(yàn)不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，驗(yàn)證所學(xué)理論，而且對(duì)所學(xué)內(nèi)容能夠提出一些新的見(jiàn)解。為了適應(yīng)教學(xué)改革的需要，在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面的指導(dǎo)思想是：將傳統(tǒng)的模擬實(shí)驗(yàn)與MATLAB環(huán)境下的仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，將基礎(chǔ)理論驗(yàn)證類(lèi)實(shí)驗(yàn)與自主型、綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，將基本實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，建立一個(gè)立體化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，從而滿(mǎn)足不同階段實(shí)踐教學(xué)的需要，為激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)提供硬件平臺(tái)。

由于實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容和形式的多元化，大大激發(fā)了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)新性，學(xué)生可以通過(guò)預(yù)約或上網(wǎng)自主地開(kāi)展多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行理論驗(yàn)證、性能分析和綜合設(shè)計(jì)，對(duì)提高學(xué)生的實(shí)踐能力和本課程的學(xué)習(xí)都將起到良好的作用。

課程組織形式與教師指導(dǎo)方法，對(duì)于教學(xué)大綱規(guī)定的必做實(shí)驗(yàn)，由任課教師和實(shí)驗(yàn)教師共同指導(dǎo)完成；對(duì)于設(shè)計(jì)性、綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自己利用課余時(shí)間完成，可以預(yù)約指導(dǎo)教師給予宏觀(guān)上的指導(dǎo)。

2.積極開(kāi)展大學(xué)生科研實(shí)訓(xùn)活動(dòng)、參與教師科研項(xiàng)目

引導(dǎo)學(xué)生積極參加大學(xué)生科研實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，吸引有興趣的學(xué)生參與教師的科研活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)業(yè)和團(tuán)隊(duì)合作精神，提高學(xué)生初步的科學(xué)研究能力以及工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)及撰寫(xiě)論文的能力。

三、控制理論專(zhuān)題授課方案

根據(jù)“自動(dòng)控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”、“運(yùn)動(dòng)控制理論”、“儀表及過(guò)程控制”課程大綱的要求，在適當(dāng)時(shí)候，以某一專(zhuān)題講座的方式授課。將各種教材進(jìn)行比較、處理、揉合，組織成各個(gè)專(zhuān)題，以高質(zhì)量、高水平、高效率來(lái)達(dá)到最佳教學(xué)效果。由于專(zhuān)題授課具有綜合性、整體性和探討性，使其信息量得以加大，知識(shí)在綜合和分析中得到延伸，既提升授課內(nèi)容，使之濃縮為精華，又吸引了學(xué)生的注意力和參與興趣。

四、應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)

開(kāi)發(fā)研制了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件。教學(xué)課件以教材為藍(lán)本，包含簡(jiǎn)明、清晰的授課講義、重點(diǎn)、難點(diǎn)、例題演示、控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真和控制系統(tǒng)分析計(jì)算等內(nèi)容，既有課本內(nèi)容的直接再現(xiàn)，又增加很多有助于講解理論和計(jì)算方法的表現(xiàn)手段。課件以計(jì)算機(jī)為載體，既可用于課堂教學(xué)，又可通過(guò)上網(wǎng)，供學(xué)生進(jìn)行自學(xué)和課后復(fù)習(xí)使用?？刂评碚摰姆治龇椒ㄓ泻芏鄨D解法，如頻域分析、根軌跡法、狀態(tài)空間法等。利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算能力仿真能力和豐富的色彩，可輕而易舉地準(zhǔn)確繪制出清晰美觀(guān)的畫(huà)面。采用動(dòng)畫(huà)技術(shù)后，圖形的來(lái)龍去脈可用動(dòng)態(tài)演示。計(jì)算機(jī)的圖形演示與教師的講授相結(jié)合，使教學(xué)內(nèi)容形象化、具體化和生動(dòng)化，增進(jìn)學(xué)生的理解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用為實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)極大的方便。仿真實(shí)驗(yàn)具有建模方法簡(jiǎn)單、參數(shù)調(diào)整方便、結(jié)果可視性好等優(yōu)點(diǎn)，克服常規(guī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單調(diào)、缺乏變化、元器件制約參數(shù)調(diào)整以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量有限等不足。在教學(xué)中適當(dāng)介紹并應(yīng)用MATLAB軟件，并設(shè)計(jì)出計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件包，提供一個(gè)方便易用的圖形用戶(hù)界面，將MATLAB控制工具箱的相關(guān)功能集成一體。

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)開(kāi)發(fā)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)能真正體現(xiàn)學(xué)生的主體作用。在網(wǎng)絡(luò)中，學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)的交互性、檢索性等特點(diǎn)來(lái)選擇自己需要的內(nèi)容進(jìn)行獨(dú)立學(xué)習(xí)。學(xué)生可以在任何時(shí)間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，并且與教師在網(wǎng)上交流，探討問(wèn)題，在教學(xué)中發(fā)揮積極作用。

五、建立科學(xué)、有效的教學(xué)信息回饋

堅(jiān)持洛陽(yáng)理工學(xué)院本科畢業(yè)班所有學(xué)生中，實(shí)施“‘控制理論’相關(guān)課程的學(xué)習(xí)調(diào)查”制度。不定期進(jìn)行相關(guān)問(wèn)卷，包含這門(mén)課程是否易學(xué)、學(xué)習(xí)難點(diǎn)、學(xué)習(xí)方法、是否能學(xué)以致用等幾個(gè)方面的內(nèi)容，充分了解學(xué)生學(xué)習(xí)這門(mén)課的基本情況，為課程改革提供必要的依據(jù)，收到良好的效果。

六、結(jié)束語(yǔ)

在新世紀(jì)中，控制類(lèi)學(xué)科將具有更加光明的前景，控制類(lèi)研究?jī)?nèi)容將具有挑戰(zhàn)性，研究的范圍將更加廣闊，電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)控制類(lèi)課程的內(nèi)容將不斷地發(fā)展和更新，電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)控制類(lèi)課程設(shè)置及教學(xué)內(nèi)容改革研究也將進(jìn)一步進(jìn)行下去。

參考文獻(xiàn)：

[1]王瑛.控制理論實(shí)驗(yàn)開(kāi)放式教學(xué)的探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2002，

4(21):15-17.

篇5

[關(guān)鍵詞]中醫(yī)藥；科技發(fā)展；現(xiàn)狀

[收稿日期]2013-09-16

[通信作者]*李冬雪，副研究員，主要從事中醫(yī)藥領(lǐng)域國(guó)家科技計(jì)劃項(xiàng)目管理工作，Tel：（010）88225159，E-mail：lidx@cncbd.org.cn中醫(yī)藥是中華民族的寶貴財(cái)富。當(dāng)前，中醫(yī)藥科技發(fā)展日新月異，不斷取得重大突破，受到國(guó)際社會(huì)越來(lái)越多的關(guān)注，世界范圍內(nèi)對(duì)中醫(yī)藥的需求日益增長(zhǎng)。本文圍繞政策環(huán)境、經(jīng)費(fèi)投入、人才隊(duì)伍、科技成果等方面，梳理了我國(guó)中醫(yī)藥科技發(fā)展的基本現(xiàn)狀。

1我國(guó)各級(jí)政府部門(mén)高度重視中醫(yī)藥科技發(fā)展，政策環(huán)境逐步改善

“十一五”以來(lái)，我國(guó)政府越來(lái)越重視中醫(yī)藥的傳承與發(fā)展，紛紛制定了各種規(guī)劃及政策來(lái)促進(jìn)中醫(yī)藥的科技發(fā)展。2006年，國(guó)務(wù)院了《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006―2020年）》，提出加強(qiáng)中醫(yī)藥繼承和創(chuàng)新，推進(jìn)中醫(yī)藥現(xiàn)代化和國(guó)際化。以中醫(yī)藥理論傳承和發(fā)展為基礎(chǔ)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新與多學(xué)科融合，豐富和發(fā)展中醫(yī)藥理論，構(gòu)建適合中醫(yī)藥特點(diǎn)的技術(shù)方法和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，提高臨床療效，促進(jìn)中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。并將“中醫(yī)藥傳承與創(chuàng)新發(fā)展”列為人口與健康領(lǐng)域的優(yōu)先主題。2009年，國(guó)務(wù)院出臺(tái)了《國(guó)務(wù)院關(guān)于扶持和促進(jìn)中醫(yī)藥事業(yè)發(fā)展的若干意見(jiàn)》，提到各地區(qū)、各有關(guān)部門(mén)要充分認(rèn)識(shí)扶持和促進(jìn)中醫(yī)藥事業(yè)發(fā)展的重要性和緊迫性，采取有效措施，全面加強(qiáng)中醫(yī)藥工作，開(kāi)創(chuàng)中醫(yī)藥事業(yè)持續(xù)健康發(fā)展新局面。2010年，國(guó)務(wù)院出臺(tái)《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》，提到大力發(fā)展用于重大疾病防治的生物技術(shù)藥物、新型疫苗和診斷試劑、化學(xué)藥物、現(xiàn)代中藥等創(chuàng)新藥物大品種，提升生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)水平。2012年，國(guó)務(wù)院陸續(xù)出臺(tái)了《國(guó)家藥品安全“十二五”規(guī)劃》、《“十二五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》和《生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等，里面均涉及了發(fā)展中醫(yī)藥的內(nèi)容。

各部門(mén)也大力協(xié)同，了很多相關(guān)規(guī)劃及文件，推動(dòng)中醫(yī)藥科技的發(fā)展?？萍疾?007年1月了《中醫(yī)藥創(chuàng)新發(fā)展規(guī)劃綱要（2006―2020年）》，將中醫(yī)臨床研究、中藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展、基礎(chǔ)理論研究、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范研究、創(chuàng)新體系建設(shè)、國(guó)際科技合作列為優(yōu)先領(lǐng)域。2010年了《中藥現(xiàn)代化科技產(chǎn)業(yè)基地發(fā)展規(guī)劃（2010―2020年）》，提到發(fā)展中藥產(chǎn)業(yè)，提升中藥工業(yè)，改造中藥商業(yè)，培育中醫(yī)藥知識(shí)產(chǎn)業(yè)和服務(wù)業(yè)，將中藥產(chǎn)業(yè)培育成為我國(guó)具有比較優(yōu)勢(shì)的大健康產(chǎn)業(yè)。2020年，建成一批各具特點(diǎn)、布局合理、區(qū)域化協(xié)調(diào)發(fā)展的中藥科技產(chǎn)業(yè)基地。2011年，科技部又陸續(xù)了《國(guó)家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》、《醫(yī)學(xué)科技發(fā)展“十二五”規(guī)劃》和《“十二五”生物技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》等，均把中醫(yī)藥的發(fā)展列為主要內(nèi)容之一。國(guó)家中醫(yī)藥管理局于2012年下半年連續(xù)了《中醫(yī)藥事業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》和《中醫(yī)藥標(biāo)準(zhǔn)化中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃綱要（2011―2020年）》，共列舉了16項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)。

可見(jiàn)，近些年來(lái)，國(guó)務(wù)院及各部門(mén)都非常重視中醫(yī)藥的發(fā)展，紛紛制定了各種規(guī)劃及政策，這些政策的制定為中醫(yī)藥的發(fā)展提供了一個(gè)很好的政策大環(huán)境，也是中醫(yī)藥能夠穩(wěn)定快速發(fā)展的有力保障。

2中醫(yī)藥領(lǐng)域研發(fā)投入經(jīng)費(fèi)持續(xù)增長(zhǎng)，但同生物醫(yī)藥的其他相關(guān)領(lǐng)域相比仍存在較大差距

2.1中醫(yī)藥領(lǐng)域研發(fā)投入經(jīng)費(fèi)增長(zhǎng)迅速據(jù)《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù)顯示，中醫(yī)藥領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研各部分R&D投入經(jīng)費(fèi)在2007―2011年間保持逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，研發(fā)投入經(jīng)費(fèi)總額由2007年的188295萬(wàn)元增長(zhǎng)到2011年的3399807萬(wàn)元[1-5]，增長(zhǎng)了約17倍，尤以產(chǎn)業(yè)研發(fā)投入經(jīng)費(fèi)增長(zhǎng)最快，見(jiàn)表1。

表1中醫(yī)藥領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研各部分R&D投入經(jīng)費(fèi)數(shù)

Table1R&DfundsintraditionalChinesemedicinefield萬(wàn)元

年度研發(fā)機(jī)構(gòu)高校高技術(shù)產(chǎn)業(yè)20071650828106143681200823076396041959842009263525114820804220103536455674174144201139390667063293711注：數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒》（2008―2012年），研究與開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)“按學(xué)科分組的R&D課題”、“按學(xué)科分高等學(xué)校R&D課題”、“高技術(shù)產(chǎn)業(yè)R&D活動(dòng)情況”。

2.2研發(fā)機(jī)構(gòu)和高校的中醫(yī)藥學(xué)科研發(fā)投入經(jīng)費(fèi)與其他生物醫(yī)藥相關(guān)學(xué)科相比差距較大據(jù)《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù)顯示，2011年，研發(fā)機(jī)構(gòu)和高校的中醫(yī)藥學(xué)科的R&D課題投入經(jīng)費(fèi)與其他生物醫(yī)藥相關(guān)學(xué)科相比差距較大，中醫(yī)藥學(xué)研發(fā)投入經(jīng)費(fèi)只有臨床醫(yī)學(xué)研發(fā)投入經(jīng)費(fèi)的約1/3[1]，見(jiàn)表2。

表22011年研發(fā)機(jī)構(gòu)和高校的生物醫(yī)藥相關(guān)學(xué)科R&D投入經(jīng)費(fèi)數(shù)

Table2R&DfundsinbiomedicalfieldinR&Dinstitutionsanduniversityin2011萬(wàn)元

排名學(xué)科研發(fā)機(jī)構(gòu)高校1生物學(xué)2596142263232臨床醫(yī)學(xué)621652263303基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)37923988944藥學(xué)61188566115中醫(yī)學(xué)與中藥學(xué)39390667066預(yù)防醫(yī)學(xué)與衛(wèi)生學(xué)36984215447軍事醫(yī)學(xué)與特種醫(yī)學(xué)7281138注：數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒》（2012年），研究與開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)“按學(xué)科分組的R&D課題”、“按學(xué)科分高等學(xué)校R&D課題”。2.3中成藥制造業(yè)的研發(fā)投入經(jīng)費(fèi)與化學(xué)藥品制造業(yè)相比差距較大據(jù)《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù)顯示，2011年，中成藥制造業(yè)的研發(fā)投入經(jīng)費(fèi)為3293711萬(wàn)元，不到化學(xué)藥品制造業(yè)的1/3[1]，存在較大差距，見(jiàn)表3。

表32011年生物醫(yī)藥各相關(guān)產(chǎn)業(yè)R&D投入經(jīng)費(fèi)數(shù)

Table3R&Dfundsinmanufactureofmedicinesin2011

排名分類(lèi)2011年R&D投入/萬(wàn)元所占比例/%1化學(xué)藥品制造業(yè)1044223255.322中成藥制造業(yè)329371117.453生物、生化制品的制造業(yè)265449414.064醫(yī)療設(shè)備及器械制造業(yè)248614013.17注：數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒》（2012年）“高技術(shù)產(chǎn)業(yè)R&D活動(dòng)情況”。

3研發(fā)投入人員總量增長(zhǎng)較快，且研發(fā)投入人員的主體正逐步由高校和研發(fā)機(jī)構(gòu)向企業(yè)轉(zhuǎn)移

3.1研發(fā)投入人員總量增長(zhǎng)較快據(jù)《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù)顯示，中醫(yī)藥領(lǐng)域的研發(fā)投入人員總量從2007年的18578人年增長(zhǎng)到2011年的35597人年[1-5]，增長(zhǎng)幅度達(dá)91.6%，增長(zhǎng)較快，見(jiàn)表4。

表4中醫(yī)藥領(lǐng)域研發(fā)投入人員總量

Table4R&DpersonnelintraditionalChinesemedicinefield人年

年度研發(fā)機(jī)構(gòu)高校高技術(shù)產(chǎn)業(yè)2007245587037420200827741066713660200934021049915464201036471098910458201138971170519995注：數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒》（2008―2012年），研究與開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)“按學(xué)科分組的R&D課題”、“按學(xué)科分高等學(xué)校R&D課題”、“高技術(shù)產(chǎn)業(yè)R&D活動(dòng)情況”。

3.2產(chǎn)業(yè)研發(fā)投入人員數(shù)量增長(zhǎng)迅速據(jù)《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù)顯示，從2007年到2011年，研發(fā)機(jī)構(gòu)和高校的研發(fā)投入人員數(shù)量呈現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)步增長(zhǎng)的趨勢(shì)，增長(zhǎng)幅度分別為58.7%和34.5%；但產(chǎn)業(yè)的研發(fā)投入人員數(shù)量增長(zhǎng)迅速，從2007年的7420人年增長(zhǎng)到2011年的19995人年[1-5]，增長(zhǎng)幅度高達(dá)169.5%，并且占中醫(yī)藥領(lǐng)域研發(fā)投入人員總量的比例也由2007年的39.9%提高到2011年的56.2%，充分表明科研投入人員的主體正逐步由高校和研發(fā)機(jī)構(gòu)向企業(yè)轉(zhuǎn)移。

4科技創(chuàng)新能力不斷提高，取得成績(jī)顯著

4.1“中醫(yī)學(xué)”科研數(shù)量增長(zhǎng)顯著據(jù)中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所網(wǎng)站數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)科技論文與引文數(shù)據(jù)庫(kù)收錄的“中醫(yī)學(xué)”文章的數(shù)量從2007年的15164篇增長(zhǎng)到2011年的24620篇，增長(zhǎng)幅度達(dá)62.4%，文章總數(shù)量的排名由2007年的第9名上升至2011年的第4名；并且在國(guó)內(nèi)論文被引用次數(shù)最多的10個(gè)學(xué)科排名中，“中醫(yī)學(xué)”也由2007年的不在前10名躍升至2011年的第6位[6]，成績(jī)顯著，見(jiàn)表5，6。

表5中國(guó)科技論文與引文數(shù)據(jù)庫(kù)收錄論文數(shù)排名

Table5Top10listfornumberofpaperstakenbyCSTPCbydiscipline

排名2007年2008年2009年2010年2011年1臨床醫(yī)學(xué)臨床醫(yī)學(xué)臨床醫(yī)學(xué)臨床醫(yī)學(xué)臨床醫(yī)學(xué)2電子、通信與自動(dòng)控制技術(shù)農(nóng)學(xué)農(nóng)學(xué)中醫(yī)學(xué)計(jì)算技術(shù)3計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)電子、通信與自動(dòng)控制計(jì)算技術(shù)計(jì)算技術(shù)電子、通信與自動(dòng)控制4基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)計(jì)算技術(shù)電子、通信與自動(dòng)控制農(nóng)學(xué)中醫(yī)學(xué)5農(nóng)學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)農(nóng)學(xué)6藥學(xué)藥物學(xué)中醫(yī)學(xué)藥學(xué)預(yù)防醫(yī)學(xué)與衛(wèi)生學(xué)7生物學(xué)中醫(yī)學(xué)藥物學(xué)電子、通信與自動(dòng)控制基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)8預(yù)防醫(yī)學(xué)與衛(wèi)生學(xué)生物預(yù)防、衛(wèi)生預(yù)防醫(yī)學(xué)與衛(wèi)生學(xué)生物學(xué)9中醫(yī)學(xué)預(yù)防、衛(wèi)生化工化工化工10化學(xué)化學(xué)地學(xué)土木建筑土木建筑

表6國(guó)內(nèi)論文被引用次數(shù)最多的10個(gè)學(xué)科排名

Table6Top10listfornumberofpaperscitedbydiscipline

排名2007年2008年2009年2010年2011年1臨床醫(yī)學(xué)臨床醫(yī)學(xué)臨床醫(yī)學(xué)臨床醫(yī)學(xué)臨床醫(yī)學(xué)2地學(xué)農(nóng)學(xué)農(nóng)學(xué)農(nóng)學(xué)農(nóng)學(xué)3農(nóng)學(xué)地學(xué)地學(xué)地學(xué)地學(xué)4生物學(xué)生物學(xué)生物學(xué)生物學(xué)生物學(xué)5電子、通訊與自動(dòng)控制電子、通訊與自動(dòng)控制電子、通訊與自動(dòng)控制電子、通訊與自動(dòng)控制電子、通訊與自動(dòng)控制6基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)環(huán)境科學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)中醫(yī)學(xué)7化學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)環(huán)境科學(xué)環(huán)境科學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)8環(huán)境科學(xué)化學(xué)化學(xué)計(jì)算技術(shù)計(jì)算技術(shù)9計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)計(jì)算技術(shù)計(jì)算技術(shù)中醫(yī)學(xué)環(huán)境科學(xué)10電力與電氣中醫(yī)學(xué)中醫(yī)學(xué)化學(xué)預(yù)防醫(yī)學(xué)與衛(wèi)生學(xué)

另?yè)?jù)《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù)顯示，SCI/EI/CPCI-S收錄的“中醫(yī)學(xué)”論文數(shù)從2007年的63篇增長(zhǎng)到2010年的450篇[1，4]，增長(zhǎng)明顯。

篇6

中圖分類(lèi)號(hào)：TP13.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）05（c）-0066-01

“自動(dòng)控制原理”作為自動(dòng)化及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，在自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)中，起到承上啟下的核心作用。同時(shí)，在化工、機(jī)械等專(zhuān)業(yè)中也處于非常重要的地位。[1]目前，這門(mén)課程存在著教師難教、學(xué)生難學(xué)的雙重困惑，特別是其考核方式和考核內(nèi)容在某種程度上直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和積極性。進(jìn)行考核制度改革，是調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)質(zhì)量的一種重要方法。傳統(tǒng)的考核方式大多采用閉卷或者開(kāi)卷考試，存在不少弊端。

1 傳統(tǒng)考核方式及弊端

（1）不能有效促進(jìn)學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的積累，而且難以客觀(guān)評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果。目前，獨(dú)立學(xué)院考試沿襲了傳統(tǒng)的課程考核模式，在這種考核模式中，期末考試是課程考核的主要方式，其所占比重較高，因此，期末考試的成績(jī)?cè)谝欢ǔ潭壬献鳛楹饬空n程教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)水平的主要依據(jù)。這樣會(huì)造成學(xué)生考試易存在作弊心理，考試臨時(shí)抱佛腳現(xiàn)象。

（2）使教與學(xué)不能較好結(jié)合。在獨(dú)立學(xué)院中，大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)只是為了考試及格，平時(shí)在課堂上和課后都不用心，不操心，得過(guò)且過(guò)，敷衍了事，很少主動(dòng)總結(jié)教師課堂內(nèi)容和找教師答疑。在傳統(tǒng)考核模式中，閉卷考試容易照成學(xué)生死記硬背，是典型的記憶力考核。而且，閉卷考試客觀(guān)題較多，一定程度上也限制了學(xué)生創(chuàng)新和個(gè)性的成長(zhǎng)。開(kāi)卷考試容易形成學(xué)生不勞而獲的意識(shí)，往往把考試寄托在課本和作業(yè)上，不會(huì)主動(dòng)學(xué)習(xí)。這就達(dá)不到教與學(xué)的有機(jī)結(jié)合，不能取得較好的教學(xué)效果。

2 自動(dòng)控制原理考核改革的思路及方法

（1）改革考核內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力。自動(dòng)控制原理在實(shí)際生活中應(yīng)用非常廣泛，因此，在制定課程考核內(nèi)容時(shí)，要與實(shí)際生活、先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)思想相鏈接，考核學(xué)生創(chuàng)新和靈活運(yùn)用知識(shí)的能力?？己酥幸⒅貙W(xué)生個(gè)性的培養(yǎng)和發(fā)揮，使具有特殊學(xué)習(xí)興趣和有想法學(xué)生的才能得到發(fā)揮。比如，自動(dòng)控制原理也是一門(mén)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)和相關(guān)專(zhuān)業(yè)的考研課程，一部分學(xué)生需利用本課程學(xué)習(xí)考研，因此在制定課程考核時(shí)，可通過(guò)適當(dāng)增加與考研內(nèi)容相關(guān)的考核試題，同時(shí)，加大考研課堂討論力度。這樣，即能滿(mǎn)足一部分學(xué)生考研需要，也能滿(mǎn)足大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)需要?？荚嚥荒芡耆拗拼鸢福嗽硇?、原則性的問(wèn)題，對(duì)于學(xué)生似是而非、較牽強(qiáng)的答案，特別是比較新穎的答案，要給以肯定，不能全盤(pán)否定，以利于加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、創(chuàng)新能力、主動(dòng)思考和發(fā)散性思維的培養(yǎng)。

（2）加強(qiáng)過(guò)程考核。傳統(tǒng)考核模式可能會(huì)導(dǎo)致教與學(xué)相脫節(jié)。實(shí)施過(guò)程考核的考核理念，能較好的克服陳述性知識(shí)和過(guò)程性知識(shí)的分割、理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)的分割、知識(shí)排序方式與知識(shí)學(xué)習(xí)方式分割的缺陷。[2]過(guò)程考核是課程教學(xué)體制中不可或缺的一部分，即體現(xiàn)了考核成績(jī)的科學(xué)性，也體現(xiàn)了公平性，一定程度上也杜絕作弊和臨時(shí)抱佛腳的心理，有利于培養(yǎng)學(xué)生重結(jié)果更重過(guò)程的人生觀(guān)和世界觀(guān)，為以后進(jìn)入社會(huì)，進(jìn)入職場(chǎng)有更好地發(fā)展。

例如，在自動(dòng)控制原理課程教學(xué)中，為了增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性，加大平時(shí)成績(jī)的比重，把平時(shí)成績(jī)提高到總成績(jī)的50%，同時(shí)，將考勤、課堂考核、課堂討論、課堂提問(wèn)、答疑、課后作業(yè)、學(xué)生互動(dòng)和課程論文等納入平時(shí)成績(jī)。在平時(shí)成績(jī)中，還要加大課堂討論和課堂提問(wèn)在平時(shí)成績(jī)中的比重。這樣，既體現(xiàn)了公平性，又增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)，開(kāi)擴(kuò)了學(xué)生的思維，培養(yǎng)了學(xué)生思考問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題等多方面培養(yǎng)的能力，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性。

（3）引入“一紙開(kāi)卷”?！耙患堥_(kāi)卷”是指在考試開(kāi)始前兩周由系部統(tǒng)一發(fā)給學(xué)生印有“自動(dòng)控制原理考試專(zhuān)用紙”字樣的試卷紙，學(xué)生可在試卷紙上書(shū)寫(xiě)與考試內(nèi)容有關(guān)的公式、內(nèi)容等，考試時(shí)允許帶進(jìn)考場(chǎng)。[3] 考試結(jié)束后與試卷一起上交，否則視為作弊處理。

采用“一紙開(kāi)卷”考核的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下2個(gè)方面：（1）可有效避免學(xué)生死記硬背公式和知識(shí)點(diǎn)，減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)。自動(dòng)控制原理課程具有理論性強(qiáng)、含有大量公式和圖形曲線(xiàn)等特點(diǎn)。采用“一紙開(kāi)卷”的考試形式，學(xué)生可以不用死記硬背公式，可以把大量時(shí)間和精力放在知識(shí)點(diǎn)的理解和歸納總結(jié)上，有利于提高學(xué)生分析和主動(dòng)思考的能力。（2）有利于減小作弊的幾率，端正考風(fēng)?？荚嚽?，學(xué)生通過(guò)自動(dòng)控制原理考試專(zhuān)用紙把需要記憶的公式、基本概念和歸納總結(jié)的知識(shí)點(diǎn)寫(xiě)下來(lái)，這樣，考試時(shí)，部分基礎(chǔ)薄弱、學(xué)習(xí)成績(jī)較差的學(xué)生基本上不需要攜帶一些采用閉卷考試時(shí)常用的作弊小抄，而且也有利于調(diào)節(jié)學(xué)生的考場(chǎng)氣氛，緩解考試時(shí)的緊張。

（4）加強(qiáng)考核反饋機(jī)制?？己说哪康模菫榱藱z查學(xué)生是否掌握所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力?？己私Y(jié)束后，要形成反饋機(jī)制，及時(shí)的把考核結(jié)果反饋給學(xué)生，完善學(xué)生知識(shí)點(diǎn)的理解。特別在過(guò)程考核時(shí)，比如，在學(xué)生完成課后作業(yè)、課堂測(cè)試和課程論文后，教師要及時(shí)的根據(jù)完成情況，對(duì)學(xué)生解題或理解錯(cuò)誤問(wèn)題進(jìn)行案例講解，對(duì)重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)特別強(qiáng)調(diào)，要求學(xué)生及時(shí)修改錯(cuò)誤，加強(qiáng)和完善知識(shí)點(diǎn)的理解。

3 結(jié)語(yǔ)

在獨(dú)立學(xué)院學(xué)生教學(xué)過(guò)程中，自動(dòng)控制原理考核改革還任重而道遠(yuǎn)，但教師應(yīng)圍繞以培養(yǎng)一線(xiàn)應(yīng)用型人才為理念的原則，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐應(yīng)用能力，培養(yǎng)面向現(xiàn)代社會(huì)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)所需的復(fù)合應(yīng)用型人才。實(shí)行“一紙開(kāi)卷”和加強(qiáng)課程過(guò)程考核相結(jié)合的考核思路，推動(dòng)了教學(xué)改革，促進(jìn)了學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力，加強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新和綜合應(yīng)用能力，避免了過(guò)去傳統(tǒng)考試模式作弊、臨時(shí)抱佛腳、單純應(yīng)付考試和只要60分及格等心里和行為，提高教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

篇7

 

“自動(dòng)控制理論”課程是研究自動(dòng)控制系統(tǒng)的共同規(guī)律，為自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析和綜合提供基本理論和基本方法的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課[1]。該課程是一門(mén)重要的測(cè)控類(lèi)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的理論性，與前續(xù)課程聯(lián)系緊密，知識(shí)面廣，學(xué)生不易理解掌握[2-3]。學(xué)好這門(mén)課程不僅可以為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課的掌握打下良好的理論基礎(chǔ)，而且能在今后從事專(zhuān)業(yè)工作時(shí)，直接運(yùn)用它去分析和解決實(shí)際技術(shù)問(wèn)題。對(duì)于工程實(shí)踐具有重要的指導(dǎo)作用，受到人們的廣泛重視。在本課程的教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)理論知識(shí)的理解、掌握、鞏固具有重要的作用。 

 

1 當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足 

 

長(zhǎng)期以來(lái)，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)被一種固定的模式所束縛，教學(xué)內(nèi)容陳舊，教學(xué)方法呆板，在一定程度上限制了學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，難以激發(fā)他們獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的興趣和激情，沒(méi)有體驗(yàn)過(guò)從失敗中自己尋找成功之路的經(jīng)歷，抑制了學(xué)生個(gè)性的發(fā)展，這樣不利于對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[4]。 

1.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容固定 

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)主要是按章節(jié)進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)儀器功能固定，實(shí)驗(yàn)只能按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)設(shè)計(jì)好的步驟進(jìn)行, 學(xué)生被束縛在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中，對(duì)出現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題缺少系統(tǒng)、多角度的分析，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。 

1.2 實(shí)驗(yàn)時(shí)間限制 

一般的實(shí)驗(yàn)都要求在實(shí)驗(yàn)室2個(gè)學(xué)時(shí)內(nèi)完成，學(xué)生很難全面深入地把握實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容和方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)的目的、實(shí)驗(yàn)原理無(wú)法理性地理解，更別提實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)故障的排解分析，限制了學(xué)生的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新，不利于鍛煉學(xué)生的綜合能力。 

1.3 實(shí)驗(yàn)儀器制約 

實(shí)驗(yàn)儀器過(guò)于固化，儀器設(shè)置上未給學(xué)生留下設(shè)計(jì)性和探究問(wèn)題的空間。儀器組成以理論驗(yàn)證為主，缺少實(shí)際控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，特別是反饋部分的傳感部分，更不具備跟隨學(xué)科發(fā)展而開(kāi)拓新實(shí)驗(yàn)的延伸性。 

1.4 實(shí)驗(yàn)方法落后 

實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平和內(nèi)容更多地滿(mǎn)足于基礎(chǔ)性實(shí)踐環(huán)節(jié)，缺乏系統(tǒng)的綜合性、設(shè)計(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，以及缺少在利用多種現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)手段、方法和工具對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的結(jié)果和現(xiàn)象進(jìn)行深入分析研究方面對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程主要完成連線(xiàn)操作、數(shù)據(jù)記錄等簡(jiǎn)單的工作。 

 

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn) 

 

針對(duì)目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，摒棄以往按部就班完成指定實(shí)驗(yàn)步驟操作驗(yàn)證形式，按照學(xué)生對(duì)科學(xué)的自然認(rèn)知進(jìn)度設(shè)置靈活變換的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)置按多層次，從簡(jiǎn)到難，逐步引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)，逐步走向從問(wèn)題出發(fā)的探究、創(chuàng)新。同時(shí)，研究新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器，開(kāi)發(fā)配套軟件，保證實(shí)驗(yàn)硬件滿(mǎn)足新環(huán)境下的要求。結(jié)合靈活的教學(xué)儀器改變教學(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生動(dòng)手的積極性，引導(dǎo)其創(chuàng)新。 

2.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置 

開(kāi)設(shè)不同層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，既要滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的驗(yàn)證、演示等基本功能，又要激發(fā)學(xué)生的興趣。 

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：根據(jù)給定實(shí)驗(yàn)任務(wù)、方案和步驟，選擇并完成一定數(shù)量基本實(shí)驗(yàn)；同時(shí)，通過(guò)調(diào)整實(shí)驗(yàn)參數(shù)得到不同結(jié)果，增加思考空間。 

綜合實(shí)驗(yàn)：將各個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合在一起，各課程之間關(guān)聯(lián)內(nèi)容綜合。 

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：以任務(wù)的形式，給定實(shí)驗(yàn)題目，允許學(xué)生按照自己思路選擇設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)和研究的方法。 

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)：自行命題實(shí)驗(yàn)，將學(xué)生的構(gòu)想通過(guò)儀器現(xiàn)有功能模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，在探究式學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。 

2.2 實(shí)驗(yàn)儀器的改進(jìn) 

根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的要求，開(kāi)發(fā)適合本專(zhuān)業(yè)的教學(xué)儀器。儀器具有控制系統(tǒng)需要驗(yàn)證的各種典型環(huán)節(jié)模塊、信號(hào)發(fā)生器模塊等基本功能，還結(jié)合工程實(shí)際將傳感器引入反饋環(huán)節(jié)，增加執(zhí)行器件，構(gòu)成完整的閉環(huán)系統(tǒng)。避免教學(xué)儀器箱只能完成信號(hào)源作為激勵(lì)，控制環(huán)節(jié)構(gòu)成系統(tǒng)的不足。同時(shí)，儀器上的控制效果通過(guò)便于觀(guān)看的形式展示出來(lái)，讓控制過(guò)程可視化。儀器要預(yù)留出擴(kuò)展接口，便于在實(shí)驗(yàn)中添加新的模塊。儀器在結(jié)合計(jì)算機(jī)完成實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，又能獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)配套軟件要能對(duì)硬件平臺(tái)對(duì)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行仿真和虛擬實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可以根據(jù)測(cè)試參量的不同選擇相應(yīng)的傳感器，完成非電量到電量的轉(zhuǎn)換，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，結(jié)合控制理論完成創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)。 

2.3 實(shí)驗(yàn)方法的轉(zhuǎn)變 

1）以學(xué)生為主體，開(kāi)辟新知識(shí)領(lǐng)域，重視實(shí)踐能力的鍛煉；2）培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力；3）科學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)上，建立系統(tǒng)、科學(xué)且開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，注重課程之間縱向和橫向的聯(lián)系。 

結(jié)合開(kāi)發(fā)的教學(xué)儀器，在實(shí)驗(yàn)方法上除了基本的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，其他實(shí)驗(yàn)按任務(wù)的形式給出，不對(duì)學(xué)生做過(guò)多的限制，留出學(xué)生思考、動(dòng)手、創(chuàng)新的空間。充分利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算、分析功能以及儀器配套軟件（采用數(shù)學(xué)工具matlab編寫(xiě)的程序）在實(shí)驗(yàn)前完成必要的仿真分析，讓實(shí)驗(yàn)有的放矢，理論指導(dǎo)實(shí)踐。實(shí)驗(yàn)既做到軟硬精密結(jié)合，又能相互獨(dú)立，兩者相輔相成?？朔?dāng)前實(shí)驗(yàn)中儀器平臺(tái)不能脫離計(jì)算機(jī)，配套軟件不能獨(dú)立工作，學(xué)生只能在實(shí)驗(yàn)課中有限的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)的不足，讓實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通過(guò)軟件可以在任意計(jì)算機(jī)上完成。 

 

3 總結(jié) 

 

對(duì)當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析和總結(jié)，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法3個(gè)方面提出改進(jìn)方法。自動(dòng)控制理論來(lái)源于實(shí)踐，反過(guò)來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐[5]。結(jié)合當(dāng)前人才培養(yǎng)的趨勢(shì)，理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生實(shí)踐能力，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題進(jìn)而培養(yǎng)創(chuàng)新能力。 

 

參考文獻(xiàn) 

[1]葛鎖良.自動(dòng)控制理論教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的探討[c]//2001年中國(guó)自動(dòng)化教育學(xué)術(shù)年會(huì)論文集,2001:72 

[2]杜永貴,謝克明,李國(guó)勇,謝剛.“自動(dòng)控制理論”課程教學(xué)改革與實(shí)踐[j].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版,2009, 27(1):77-79 

篇8

 

1.工程概況

萊蕪市鋼城區(qū)黃莊鎮(zhèn)，是中國(guó)黃金桃之鄉(xiāng)，優(yōu)質(zhì)黃金桃種植生產(chǎn)基地，該項(xiàng)目位于黃莊鎮(zhèn)東北部黃金桃主產(chǎn)區(qū)，控制灌溉總面積4000畝，項(xiàng)目區(qū)原無(wú)灌溉設(shè)施，經(jīng)常遭受干旱威脅，嚴(yán)重威脅黃金桃產(chǎn)量和品質(zhì)。近年來(lái)實(shí)施了計(jì)算機(jī)控制微灌工程項(xiàng)目，共建成了中心控制管理房及附屬設(shè)施1處、蓄水池5座、各類(lèi)灌溉管道 40km。自動(dòng)控制部分安裝中心控制計(jì)算機(jī)1套，在田間埋設(shè)各類(lèi)控制信號(hào)模塊40個(gè)、進(jìn)口2英寸電磁閥40個(gè)、土壤墑情傳感器4個(gè)；沿干、支管道鋪設(shè)電源線(xiàn)、信號(hào)線(xiàn)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)、電磁閥控制線(xiàn)8km，金屬屏蔽管3km，在支管管道安裝水表、壓力表等量測(cè)設(shè)備，另外還配備UPS電源、避雷器等穩(wěn)壓和過(guò)電壓保護(hù)裝置。

2.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理及配置

2.1 自動(dòng)化控制系統(tǒng)工作原理

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要是接收土壤水分傳感器采集的數(shù)據(jù)，當(dāng)采集數(shù)據(jù)達(dá)到土壤含水量下限值時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出開(kāi)閥指令，控制器打開(kāi)電磁閥門(mén)，按照預(yù)先設(shè)定的灌水強(qiáng)度和灌水量進(jìn)行灌溉，本組灌溉完畢打開(kāi)下一組電磁閥，同時(shí)關(guān)閉本組電磁閥，直到整個(gè)灌溉過(guò)程結(jié)束。在整個(gè)灌溉過(guò)程中，灌溉強(qiáng)度、灌水量均可根據(jù)不同作物品種、當(dāng)時(shí)的土壤含水量進(jìn)行人工設(shè)定。系統(tǒng)可對(duì)土壤含水量、管網(wǎng)壓力、流量、灌水量等進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，并將灌水時(shí)間、日期、灌水總量等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并可隨時(shí)打印。

2.2 自動(dòng)化控制系統(tǒng)的配置

自動(dòng)控制系統(tǒng)由上位機(jī)和采集控制模塊相結(jié)合，是目前配置較為可靠的方案。采集控制模塊對(duì)于系統(tǒng)的擴(kuò)展靈活方便。土壤水分傳感器是自動(dòng)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其靈敏度和可靠性直接關(guān)系到能否適時(shí)啟閉供水設(shè)備可靠灌溉。論文格式。管道上的電磁閥均按照預(yù)先分組連接到控制模塊上，啟閉受計(jì)算機(jī)軟件控制。

2.3 系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)及功能

系統(tǒng)軟件分為上位機(jī)監(jiān)控軟件和采集控制模塊軟件兩部分。上位機(jī)軟件包括通訊程序、監(jiān)控畫(huà)面和打印程序。采集控制模塊采用梯形圖編寫(xiě)。

系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)按功能可劃分為監(jiān)控、控制兩部分。系統(tǒng)監(jiān)控部分由上位機(jī)和打印機(jī)組成，用來(lái)實(shí)時(shí)處理采集控制模塊采集的數(shù)據(jù)并據(jù)設(shè)定值進(jìn)行邏輯判斷，向控制站采集控制模塊發(fā)送控制命令。系統(tǒng)控制部分由采集控制模塊、土壤水分傳感器、壓力流量傳感器及電磁閥等組成。該部分作用是采集流量壓力信號(hào)并送入上位機(jī)進(jìn)行處理，同時(shí)執(zhí)行上位機(jī)發(fā)送的控制命令，對(duì)電磁閥進(jìn)行控制操作。

3.自動(dòng)化控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

3.1 自動(dòng)化控制系統(tǒng)站點(diǎn)布局

整個(gè)高效經(jīng)濟(jì)作物種植區(qū)內(nèi)，控制灌溉總面積4000畝，全部采用小管出流灌溉，分布于項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的5座蓄水池為灌溉水源，由安置于中央控制室內(nèi)的計(jì)算機(jī)分別負(fù)責(zé)控制5座水池按需供水。每種灌溉區(qū)域和每座水池都安裝一套中心測(cè)控單元——測(cè)控終端。包括：采集控制模塊，用來(lái)完成數(shù)據(jù)采集和控制驅(qū)動(dòng)任務(wù)；傳感器，完成數(shù)據(jù)測(cè)量與傳輸任務(wù)。測(cè)控終端通過(guò)Rs485信號(hào)網(wǎng)絡(luò)與中心控制室內(nèi)主計(jì)算機(jī)相連，自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、傳輸、指令接收和驅(qū)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)控功能，從而使田間地塊灌溉自動(dòng)化。

3.2 自動(dòng)化控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)布局

由于本項(xiàng)目區(qū)周?chē)韫喔鹊霓r(nóng)田面積較大，各測(cè)控點(diǎn)距中央控室距離不等，為此，控制系統(tǒng)采用了二級(jí)分布式網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)具有以下先進(jìn)特點(diǎn)：(1)保持網(wǎng)絡(luò)距離、測(cè)控終端的擴(kuò)展、傳感器和伺服機(jī)構(gòu)的增加，在原有工程的基礎(chǔ)上擴(kuò)大系統(tǒng)規(guī)模。(2)不同種類(lèi)、不同通訊協(xié)議、不同傳輸速率的智能終端共用網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)，進(jìn)一步提供了系統(tǒng)擴(kuò)展的靈活性。(3)部分遠(yuǎn)程測(cè)控終端的故障或脫網(wǎng)維護(hù)，不影響其他部分的正常工作。

3.3 自動(dòng)化控制系統(tǒng)布線(xiàn)

微灌工程中埋設(shè)了各類(lèi)管線(xiàn)，其中有不同管徑的灌溉輸水管道、強(qiáng)電電纜線(xiàn)、弱電信號(hào)線(xiàn)等?，F(xiàn)場(chǎng)弱電信號(hào)總線(xiàn)采用4芯1.5mm2銅芯電纜，其中2芯傳輸 24VDC電源，另外2芯傳輸RS-485網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。論文格式。電磁閥驅(qū)動(dòng)線(xiàn)采用每電磁閥1．5mm2的2芯24VAC電纜。通信網(wǎng)絡(luò)采用RS-485雙絞線(xiàn)，通信波特率9600bps、自定義奇校驗(yàn)、幀協(xié)議、幀校驗(yàn)格式，自動(dòng)切換。

4.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

本項(xiàng)目系統(tǒng)測(cè)控選擇了高性?xún)r(jià)比的測(cè)控設(shè)備，具有高可靠性、直觀(guān)性、安全性等特點(diǎn)。系統(tǒng)不但支持測(cè)控對(duì)象數(shù)量、測(cè)控終端數(shù)量、軟件功能、遠(yuǎn)程信息共享等方面的開(kāi)放擴(kuò)展性，而且對(duì)于操作人員的技術(shù)水平要求較低，技術(shù)維護(hù)工作簡(jiǎn)單易行，完全能夠滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的野外工作環(huán)境要求。本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了以下技術(shù)創(chuàng)新：(1)設(shè)計(jì)了多媒體動(dòng)畫(huà)界面，可對(duì)全灌區(qū)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)動(dòng)畫(huà)模擬，對(duì)灌溉作業(yè)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)操作。(2)根據(jù)作物品種、土壤含水量，編制科學(xué)合理的灌溉計(jì)劃，避免了大水漫灌和灌水不足，為作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。(3)使用了1:1隔離變壓器，有效避免了雷擊、過(guò)電壓等強(qiáng)電干擾對(duì)設(shè)備的損害，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。(4)測(cè)控終端使用了通用采集控制模塊代替了傳統(tǒng)PLC可編程控制器，既方便了管理又降低了工程造價(jià)。

5.自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果

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中圖分類(lèi)號(hào)：P335+.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

一、自動(dòng)化儀器儀表的簡(jiǎn)介

1. 自動(dòng)化儀器儀表的定義

自動(dòng)化儀器儀表是用于化學(xué)、物理方面的技術(shù)工具和設(shè)備，可以檢出測(cè)量各種物理量、物質(zhì)成分。從廣義來(lái)說(shuō)，儀器儀表也可具有自動(dòng)控制、報(bào)警、信號(hào)傳遞等功能。顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡能使人們擴(kuò)展自己的視野，體溫計(jì)能讓人們測(cè)量自己的身體的溫度；此外，還有一些儀器儀表如磁強(qiáng)計(jì)、射線(xiàn)計(jì)數(shù)計(jì)具有特殊功能，可以感受和測(cè)量到人的感覺(jué)器官所不能感受到的數(shù)據(jù)因子。

自動(dòng)化儀器儀表又被稱(chēng)作信息機(jī)器，因?yàn)樗闹饕δ苁切畔⑿问降霓D(zhuǎn)換，可以將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)。信號(hào)按時(shí)間域或頻率域表達(dá)，信號(hào)的傳輸則可調(diào)制成連續(xù)的模擬量或斷續(xù)的數(shù)字量形式。

2. 自動(dòng)化儀器儀表的分類(lèi)

自動(dòng)化儀器儀表是多種科學(xué)技術(shù)的綜合產(chǎn)物，有很多種類(lèi)，有的按用途分類(lèi)，有的按功能分類(lèi)，不同的分類(lèi)方法對(duì)應(yīng)著不同的產(chǎn)品，本文主要介紹兩種分類(lèi)方法。

（1）按不同用途來(lái)分類(lèi)

儀器儀表有各種用途，有的用在運(yùn)輸上，比如汽車(chē)儀表、拖拉機(jī)儀表；有的用在航空上，比如船用儀表、航空儀表；有的用在地質(zhì)上，比如地質(zhì)勘探測(cè)試儀器、地震測(cè)試儀器；另外隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，很多儀器儀表應(yīng)運(yùn)而生，比如教學(xué)儀器、醫(yī)療儀器、環(huán)保儀器等。

（2）按不同功能來(lái)分類(lèi)

隨著我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)的成熟和各種行業(yè)的需要，產(chǎn)生了各種功能的儀器。比如工業(yè)自動(dòng)化儀表按功能可分為檢測(cè)儀表、記錄儀表、計(jì)算儀表等；檢測(cè)儀表按被測(cè)物理量又分為溫度測(cè)量?jī)x表、壓力測(cè)量?jī)x表、流量測(cè)量?jī)x表等。

二、我國(guó)自動(dòng)化儀器儀表行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀

自動(dòng)化的內(nèi)容在近10 年來(lái)隨著電子信息技術(shù)和光電技術(shù)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展而發(fā)生了許多變化。從縱深上講，可以涵蓋從最底層的自動(dòng)化感應(yīng)部件、各種檢測(cè)傳感器、變送器、各種間接測(cè)量設(shè)備、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)等到自動(dòng)回路調(diào)節(jié)器、自動(dòng)控制單元、各種大中小型裝置控制系統(tǒng)到綜合優(yōu)化調(diào)度與協(xié)調(diào)系統(tǒng)和企業(yè)綜合管理信息系統(tǒng)等。從應(yīng)用的行業(yè)性質(zhì)上分，自動(dòng)控制系統(tǒng)可以分成以流程過(guò)程控制為主的過(guò)程控制系統(tǒng)(如各種DCS、回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)等) 和以運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)控制為主運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)( 各種邏輯控制PLC 和傳動(dòng)控制系統(tǒng)如CNC 等，工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表主要是針對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)而言。

2002 年我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化儀表制造業(yè)共有309 個(gè)企業(yè)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)量136.24 億元，銷(xiāo)售收入133.75 億元，利潤(rùn)總額8.99 億元。行業(yè)綜合水平總體上達(dá)到國(guó)際八十年代水平。30%的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，達(dá)到國(guó)際八十年代末期水平; 約15%的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了智能化，達(dá)到國(guó)際九十年代水平。品種門(mén)類(lèi)較為齊全，有一定的成套能力?？赡艹薪?0 萬(wàn)千瓦火電站、核電站、30 萬(wàn)噸合成氨、30 萬(wàn)噸乙烯、500 萬(wàn)噸煉油、10000 立方米空分、4000 立方米高爐、120 噸轉(zhuǎn)爐、日產(chǎn)30 萬(wàn)立方米城市煤氣站、日處理40 萬(wàn)噸污水、日產(chǎn)5000 噸水泥等大型工程的控制系統(tǒng)和儀表成套項(xiàng)目。

三、當(dāng)前的儀器儀表技術(shù)存在的主要問(wèn)題

儀器儀表行業(yè)技術(shù)發(fā)展雖然迅速，但較國(guó)外先進(jìn)的高性能、高實(shí)用性的領(lǐng)先技術(shù)比起來(lái)，我們還存在著10~15年的差距，當(dāng)前的儀器儀表技術(shù)還存在著一定的問(wèn)題：

1、自主創(chuàng)新成果比例過(guò)少，應(yīng)用技術(shù)不足

我國(guó)儀器儀表行業(yè)的初期是通過(guò)引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，近幾年，也有不少科技型企業(yè)加大了自主研發(fā)力度，但從總體上說(shuō)，自主創(chuàng)新的成果還是非常少，并且技術(shù)的實(shí)用性欠缺。對(duì)于一些關(guān)鍵核心工藝加工制造技術(shù)力量非常薄弱。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是因?yàn)橹型夂腺Y與先進(jìn)技術(shù)引進(jìn)與自主研發(fā)嚴(yán)重脫軌。

2、中低檔產(chǎn)品居多，研發(fā)投入不足

我國(guó)現(xiàn)階段的儀器儀表產(chǎn)品較國(guó)外比較，大部分都屬于中低檔產(chǎn)品，產(chǎn)品創(chuàng)新能力弱，高端精準(zhǔn)儀器儀表數(shù)量非常少。其原因是現(xiàn)階段的儀器儀表行業(yè)缺少對(duì)于高端檢測(cè)、數(shù)字化精進(jìn)技術(shù)人才，限于各大企業(yè)和單位的指導(dǎo)思想和投入規(guī)模，研發(fā)投入也不夠，包括設(shè)備資金、人才培養(yǎng)等各方面的投入。

四、我國(guó)自動(dòng)化儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展要求技術(shù)的全球化，計(jì)算機(jī)和智能機(jī)器的發(fā)展對(duì)儀器儀表的發(fā)展有很大的促進(jìn)，我國(guó)應(yīng)該在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上，借鑒國(guó)外的微電子技術(shù)，掌握關(guān)鍵技術(shù)，生產(chǎn)更多國(guó)有品牌，提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)自動(dòng)化儀器儀表技術(shù)的發(fā)展前景廣闊，與國(guó)際自動(dòng)化儀器儀表的發(fā)展相比，可以分為智能化、高精度化和網(wǎng)絡(luò)化等趨勢(shì)。

1. 智能化

智能化技術(shù)是儀器儀表的一種發(fā)展趨勢(shì)，與國(guó)外產(chǎn)品相比，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品在智能化方面有很多不足，我國(guó)儀器儀表在智能化方面與國(guó)外存在明顯差距，因此，我國(guó)應(yīng)該加大創(chuàng)新力度，改變創(chuàng)新模式，在智能化方向改革創(chuàng)新。自動(dòng)化儀器儀表的智能化是指采用大規(guī)模集成電路技術(shù)、接口通信技術(shù)，利用嵌入式軟件協(xié)調(diào)內(nèi)部操作，使儀表具有智能化處理的功能。采用智能化的產(chǎn)品可以很好的自主調(diào)節(jié)控制，利于信號(hào)的傳遞，提高了工業(yè)效率，更能適應(yīng)國(guó)際技術(shù)的發(fā)展。

2. 高精度化

自動(dòng)化儀器儀表對(duì)技術(shù)要求很高，只有高度精密化才能提升我國(guó)產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力。國(guó)外很多儀器儀表產(chǎn)品具有高精度化的特點(diǎn)，我國(guó)的產(chǎn)品在這方面明顯落后，因此提高儀器儀表的精密是大勢(shì)所趨，也是應(yīng)對(duì)國(guó)際激烈競(jìng)爭(zhēng)的必然選擇。當(dāng)前的重點(diǎn)是研究和發(fā)展多維精密加工工藝，精密成型工藝，球面、非球面光學(xué)元件精密加工等工藝。

3. 網(wǎng)絡(luò)化

在國(guó)外市場(chǎng)以現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)為代表的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了快速發(fā)展，但是我國(guó)自動(dòng)化儀器儀表在總線(xiàn)技術(shù)方面還不完善，許多產(chǎn)品功能還不完備，核心技術(shù)的掌握也差強(qiáng)人意，因此，網(wǎng)絡(luò)化是我國(guó)自動(dòng)化儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì)和方向。發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化就要充分利用計(jì)算機(jī)數(shù)字化通信技術(shù)，完成信息的轉(zhuǎn)換，構(gòu)造一個(gè)龐大的信息化網(wǎng)絡(luò)，這樣信號(hào)流通順暢，更能提高生產(chǎn)效率。

總結(jié)

自動(dòng)化儀器儀表是很多自動(dòng)化元件組成的，包括各種功能的自動(dòng)、智能和微型技術(shù)工具。儀器儀表有不同的用途，對(duì)應(yīng)的功能也不同，有的具有測(cè)量、顯示功能，有的具有記錄、報(bào)警功能。近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，微電子、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信等日新月異發(fā)展的新技術(shù)對(duì)自動(dòng)化儀表產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。我國(guó)自動(dòng)化儀器儀表發(fā)展歷史久遠(yuǎn)，隨著新技術(shù)的出現(xiàn)不斷出現(xiàn)新的儀器，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起了很大的促進(jìn)作用，從目前來(lái)看，我國(guó)自動(dòng)化儀表技術(shù)發(fā)展迅速，但與國(guó)際上比起來(lái)還是有一定的差距。自動(dòng)化儀表的改進(jìn)有重大的應(yīng)用前景，我國(guó)應(yīng)該加大資金扶持力度，轉(zhuǎn)變創(chuàng)新方式。

【參考文獻(xiàn)】

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中圖分類(lèi)號(hào)：TM31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）02（b）-0063-01

電廠(chǎng)作為電力供應(yīng)的生產(chǎn)者，其電力制造的質(zhì)量和生產(chǎn)過(guò)程的安全直接關(guān)系到千家萬(wàn)戶(hù)的切身利益，因此對(duì)于電廠(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)電裝備的自動(dòng)化控制的要求十分嚴(yán)格。隨著現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，以現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)為典型應(yīng)用的自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)逐漸深入到工礦自動(dòng)化的多個(gè)領(lǐng)域，在一些自動(dòng)化控制水平較高的電廠(chǎng)，已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了電廠(chǎng)機(jī)電裝備的自動(dòng)化控制。高爐是火力電廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中不可缺少的機(jī)電裝備，其溫度控制要求十分嚴(yán)格，如何實(shí)現(xiàn)高爐溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制，一直是很多火力電廠(chǎng)技術(shù)工程師都著力重點(diǎn)解決的技術(shù)難題之一。本論文主要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，結(jié)合電廠(chǎng)高爐溫度的控制要求，對(duì)其溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)的研究與探討，以期能夠找到面向火力電廠(chǎng)高爐的溫度自動(dòng)控制技術(shù)，并以此和廣大同行分享。

1.高爐溫度自動(dòng)控制概述

（1）高爐溫度調(diào)節(jié)控制功能需求?；鹆﹄姀S(chǎng)采用高爐主要是實(shí)現(xiàn)燃煤產(chǎn)電，為了實(shí)現(xiàn)能源的復(fù)合利用，提高經(jīng)濟(jì)效益，往往還通過(guò)高爐生產(chǎn)一些副產(chǎn)品，這就要求對(duì)于高爐內(nèi)的溫度和壓力都有著嚴(yán)格的控制要求。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，高爐溫度的調(diào)節(jié)往往是采用人工調(diào)節(jié)的方式實(shí)現(xiàn)，這種調(diào)節(jié)方式效率低，精度差，可靠性差，因此逐漸提出了高爐溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)的控制要求。要達(dá)到高爐溫度無(wú)人值守控制的效果，就必須要能夠?qū)崟r(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)高爐內(nèi)的溫度參數(shù)，并通過(guò)計(jì)算實(shí)時(shí)控制氣閥或者進(jìn)料閥，以實(shí)現(xiàn)對(duì)高爐內(nèi)溫度的自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)。

（2）現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)。由于技術(shù)的發(fā)展和設(shè)備的日益復(fù)雜，過(guò)去集中式自動(dòng)化控制模式在實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)逐漸暴露出了諸多問(wèn)題與不足，如控制中心負(fù)載過(guò)大，信息傳輸效率較低，系統(tǒng)兼容性較差等等；而現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的出現(xiàn)則很好的克服了上述問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)能夠結(jié)合具體的被控對(duì)象合理設(shè)計(jì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的智能儀表、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理和終端均有著可靠的集成性和兼容性，因此將現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)應(yīng)用于火力發(fā)電廠(chǎng)高爐溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，是完全可行的。

2.基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的高爐溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)控制技術(shù)應(yīng)用探討

2.1系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的高爐溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，具體來(lái)說(shuō)，其功能主要包含以下幾個(gè)方面：（1）在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。（2）數(shù)據(jù)查詢(xún)。（3）生成報(bào)表與統(tǒng)計(jì)分析。（4）超限報(bào)警與聯(lián)動(dòng)控制。

2.2系統(tǒng)層次架構(gòu)

高爐溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)主要由以下四個(gè)系統(tǒng)層構(gòu)成。

（1）傳感儀表層。為了實(shí)現(xiàn)高爐溫度的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制，必須選用合適的傳感器對(duì)高爐內(nèi)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，溫度傳感器采用4-20 mA電流信號(hào)作為傳輸介質(zhì)，將模擬量信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集模塊中。

（2）數(shù)據(jù)采集層。數(shù)據(jù)采集模塊接收傳感器傳送過(guò)來(lái)的模擬量信號(hào)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)模擬量數(shù)據(jù)信號(hào)的遠(yuǎn)程傳輸，直至傳輸?shù)街醒肟刂剖业腜C終端。

（3）PC終端。PC終端通過(guò)專(zhuān)用的組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)高爐的溫度變量的實(shí)時(shí)顯示，并提供友好的人機(jī)交互界面，完成數(shù)據(jù)的查詢(xún)、存儲(chǔ)和報(bào)表統(tǒng)計(jì)等管理功能。

（4）驅(qū)動(dòng)執(zhí)行層。當(dāng)被監(jiān)測(cè)的高爐溫度過(guò)低或過(guò)高或者異常超限時(shí)，由PC終端發(fā)出相應(yīng)的控制指令，經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)層實(shí)現(xiàn)控制指令的放大和執(zhí)行，輸出到動(dòng)作執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)相關(guān)的報(bào)警動(dòng)作或聯(lián)動(dòng)控制動(dòng)作。動(dòng)作執(zhí)行器主要由氣閥和進(jìn)料閥構(gòu)成，氣閥的開(kāi)度可以降低高爐內(nèi)的溫度，進(jìn)料閥的開(kāi)度可以提高高爐內(nèi)的溫度，它們通過(guò)接收來(lái)自PC終端發(fā)出的控制指令，經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)放大轉(zhuǎn)變?yōu)殚y門(mén)調(diào)節(jié)的開(kāi)度大小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)高爐溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制。

2.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的高爐溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制系統(tǒng)，采用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)高爐溫度參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示，以提高人機(jī)交互系統(tǒng)的直觀(guān)性。該組態(tài)軟件可以采用當(dāng)前市場(chǎng)上主流的組態(tài)軟件，例如wINCC，組態(tài)王等專(zhuān)業(yè)工控自動(dòng)化組態(tài)軟件，也可以采用VB、VC等高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)。由于該自動(dòng)控制系統(tǒng)僅僅是對(duì)高爐的溫度參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與顯示，因此軟件開(kāi)發(fā)的工作量并不是很大，下面結(jié)合組態(tài)軟件的開(kāi)發(fā)分析軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本流程。

（1）系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)。一個(gè)好的軟件系統(tǒng)必然有著良好的人機(jī)交互性，而這離不開(kāi)系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)，因此要結(jié)合高爐的溫度控制選取合適的圖像圖形，提高軟件的可觀(guān)性。

（2）系統(tǒng)導(dǎo)航設(shè)計(jì)。由于軟件系統(tǒng)既要顯示溫度數(shù)據(jù)，還要提供數(shù)據(jù)報(bào)表、歷史曲線(xiàn)等其他數(shù)據(jù)管理功能，就需要提供良好的頁(yè)面之間的導(dǎo)航切換功能。

（3）系統(tǒng)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)。組態(tài)軟件或者說(shuō)自動(dòng)化控制系統(tǒng)軟件都離不開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)，可以選用軟件自帶的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，也可以采用第三方數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，但是都必須要能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供可靠的數(shù)據(jù)源。