現代控制技術論文范文

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第1篇

不斷升級的系統、不斷革新換代的電氣設備，給電氣工程功能設置提供了多種可能，但同時，也為現代控制技術的應用提出了更多服務要求，其中最為突出的幾方面內容有：

（一）能高效、準確控制電氣工程現代控制技術以數字信息為載體，所以通常利用發送數字、代碼、信息的方式指令，來完成控制操作。為確保多個指令能夠第一時間發送出去、準確傳送到指定功能模塊、正確指導系統工作，系統必須設置獨立、且具備抗干擾能力的信息交流中心，依靠其交互功能，實現信息的生成、傳播、控制與管理。

（二）能全面監控電氣工程運行狀態大多數電氣工程的裝置和設備都是全天候運行的，長時間工作，勢必會導致運行故障的發生，為此，現代控制技術還要擔負起監控電氣工程運行狀態的責任，24小時監督工程內各系統設備的運行狀態，如發現故障，應立即報警信息，同時，指明故障位置、故障源、故障影響，以及相關故障資料。工作人員接收到信息后，可第一時間做出反映，修復系統、設備，使電氣工程盡快恢復運行。

（三）具有較高的安全性對于電氣工程而言，“安全”是生產不可忽視的重要原則之一，因此，為避免內、外部環境因素給電氣工程造成運行障礙和影響，現代控制技術不但要具備監控能力，還要擁有較強的自清自查能力，可獨立清除、控制安全隱患。同時，現代控制技術還應針對電氣工程眾多管理項目，設置單元模塊（如：運行監控模塊、電氣工程設施養護模塊、數據管理模塊、工作人員維護操作模塊、電子工程管理模塊等），通過層層過濾的方式，提高技術應用的安全性。只有這樣，現代控制技術才能為電氣工程提供安全、可靠的運行環境。

二、現代控制技術在電氣工程中的應用

（一）幫助電氣工程創建完整的控制系統眾所周知，電氣工程由多個系統結構構成，要想讓這些單元結構能夠獨立、連續的完成工作，現代控制技術應承擔選擇功能、設置功能、計劃功能、解釋功能等多種責任。首先，在各功能模塊上設置監控器，監測它們的操作行為、運行狀態，并以數據的形式記錄，轉存到數據庫中，如此，控制技術既可以依靠“復制數據”找出控制方式，又能隨時檢索系統運行信息，查找故障問題；其次，創建中樞系統、裝置、設備的聯動控制機制，以“作業任務”的形式分配任務，以便于系統可以同步、集中處理重要“運行信息”，不耽誤電氣工程正常工作；最后，因為電氣工程系統、裝置、設備的運行功能復雜、多樣，所以要想正確下達指令，明確指令內容要求相對困難，利用現代控制技術，可將許多復雜的指令編撰成“編碼”，由翻譯器統一處理，如此一來，不僅方便了操作，電氣工程控制管理效率、水平也會大大提升。

（二）科學選擇控制系統設備計算機網絡技術的發展，給電氣工程控制管理提供了多個便利條件、多種選擇可能，所以，作為控制管理的中樞，現代控制技術必須慎重選擇控制系統設備，使其與電氣工程形成配合，達到最佳管理效果。一方面，控制系統設備要具備信息分類、收集、檢索、處理功能，將復雜、且數目龐大的電氣工程數據集中整合到數據庫中，根據管理、控制需要，高效檢索、準確處理、順利傳遞出去；另一方面，控制系統設備還應具備信息翻譯、解釋、轉換能力，因為電氣工程中的裝置、設備不可能使用統一的編碼、指令形式，所以如果兩個運行系統、裝置的指令信息代碼不同，控制設備應能夠兼容分辨，做出正確的處理和判斷，完成智能化、自動化控制。

（三）加強電氣工程內、外部環境管理電氣工程內、外部工作環境的監測工作是其安全生產工作的重中之重，所以，現代控制技術管理工作的重要內容便是環境監測、管理，主要內容包括：監控電氣工程電流、溫度、濕度、電壓、電功率等基礎運行指標數據，如發現階段時間內這些指標數據出現較大波動變化，會立即發出報警信號；管理、控制電氣工程內其他非主要工作設備的運行狀態，比如啟動空調、除濕設備、穩壓設備、變壓設備、變頻設備等。

三、現代控制技術應用發展趨勢

未來幾年，電氣工程將走上“自動化”發展道路，并逐步引入“智能化控制”系統，實現電力、電能的高效化、安全化生產。由此可見，現代控制技術會向“智能化控制技術”、“模糊控制技術”、“非線性技術”領域發展。因為，智能設備是實現自動生產的必要保證和唯一手段，所以無論是電氣工程的生產管理過程，還是信息傳遞過程，能夠獨立、自主、準確完成控制行為的智能設備必然會走上電氣工程發展的歷史舞臺，成為技術發展的主力軍。此外，針對電氣工程無法在模糊條件下落實控制手段這一問題，模糊控制技術也為其提供了很好的解決方法，通過采用計算機控制技術形成控制與反饋的具有閉環結構特點的現代數字控制系統，其應用價值更高。非線性控制技術的研發，主要依賴于線性控制理論發展，為向電氣工程提供穩定、簡約的控制系統，非線性控制技術將電氣工程中的非線性系統的某一鄰域做反饋線性化的處理，同時利用微分幾何理論等現代控制理論進行反饋，如此，顯性化數據便可正確、完整的呈現給控制管理者，幫助其做出科學、合理的控制決策。

第2篇

關鍵詞：自動變頻；節能節水；灌溉系統；研究

目前全球淡水資源日趨緊張，在我國有很多地方農田和生活用水緊張的情況相當嚴重，有的已出現斷水現象，因此節水問題已成為全社會共同關注的嚴重問題。

早在1997年，在桐鄉市政府支持下，經市水利勘測設計所設計并在河山含村示范區等地建成低壓地下管道灌溉試點工程，由于田間用水量變化大，為了解決水量流量的實時調控，泵站的出水池新建了高大的蓄水池，蓄水池內安裝了液位控制器，串接于電機控制柜的控制回路中，初步解決了用水量、出水量的實時調控。“液位自動控制節水灌溉系統”于1998年獲浙江省水利廳科技進步三等獎，2004年獲浙江省水利廳優秀工程設計獎。2005年秋，桐鄉市水利局在石門鎮民豐村明渠灌溉的廟橋浜泵站試用手動變頻調速控制水泵運行，取得較好地效果，受到當地群眾的高度贊譽。

一、“自控變頻節能節水灌溉系統”的總體設計

一是引入變頻調速技術、壓力傳感技術、可編程控制技術于農田灌溉。由變頻器、壓力變送器、壓力顯示器、可編程控制器、可編程時控器、相序保護器和空氣開關、斷路器、交流接觸器、時間繼電器、熱繼電器、按鈕、指示燈、儀表等電器集成(均為國產)的智能型自動控制柜“自控變頻節能控制柜”，作為“自控變頻節能節水灌溉系統”的指揮中心，能根據田間用水量的變化，自動變頻調速調節水泵出水量，自動進行工頻變頻切換和單泵雙泵切換，自動按設定時間開機停機。在泵站建設中，針對平原水網地區泵站規模較小的特點，采用了涵洞式引水道、豎井式水泵室，使引水道和水泵井四周的土壓力相互平衡，比傳統的開敞式引水道有限地節省了工程量，減少了土方開挖和回填土，方便了施工。

二是將“液位自動控制節水灌溉”中的高蓄水池，改為較小的地下壓力水池，建在泵房地面之下。既節省了工程量，又減少了耕地占用。水池壁上預埋安裝壓力變送器和水位觀察管的鍍鋅鋼管，水池邊上設置調壓溢流管。選用專門為本地區低壓管道灌溉研制且不需要加引水、適于自動開機的HDB系列導葉式混流泵。用UPVC雙壁波紋管作為地下管道，用鋼筋混凝土預制接頭，施工方便，漏水少，管壁糙率小。干管和部份支管的進口處安裝蝶閥控制，部份渠尾設置調壓管。用專利產品、工程塑料制造的FN-150(100)農田灌溉節水閥作為田間放水閥，使用壽命長，不需維修，可做到滴水不漏。一只放水閥控制面積約5畝左右。

二、關鍵設備“自控變頻節能控制柜”的原理和工作過程

田間用水量的信息，通過管網壓力的變化，傳遞到壓力水池中，壓力水池中安裝的壓力變送器，把壓力信號變成電模擬量，輸入變頻器控制回路，變頻器根據輸入的模擬量，自動將連接水泵電機的主回路的交流電頻率變化，使管網壓力不斷向設定的“控制壓力”接近，達到恒壓供水。從而使水泵根據田間用水量自動調節供水量，達到節水節能目的。一個泵站安裝兩臺水泵，為了節省投資，采用一臺變頻器控制兩臺電機，由于田間用水量的變化涉及到單泵供水或雙泵供水，需單泵雙泵切換和工頻變頻切換，用可編程控制器設定條件進行控制，還要設置“最高壓力”、“最低壓力”等參數。

控制柜的電路，有變頻器-電機主回路和控制回路兩大部份，控制回路有壓力變送顯示電路、可編程控制器外接電路、可編程時控器外接電路、變頻器外接電路、交流接觸器互鎖電路、手動控制電路、電機工況顯示電路、直流電源外接電路等，另外還設置了相序保護器、熱繼電器等。

控制柜的工作過程，以一臺變頻器控制兩臺電機的控制柜為例。首先合上電源空氣開關，接通電源，按照“自控變頻節能控制柜使用維護簡要說明”在變頻器控制面板上設置好“控制壓力”，在壓力顯示器上設置好“最低壓力”、“最高壓力”，在可編程時控器上設置好開機停機時間(或在時間繼電器上設置好停機時間)，把“功能轉換旋鈕”旋到“自動”，然后即可正常工作。其工作過程為：

當到達時控器設定的開機時間，如果壓力變送器檢測到的壓力低于“最低壓力”，1號機組(兩臺機組中功率較大的一臺)首先變頻軟起動，可見壓力顯示器中數值逐漸上升，水位觀察管中水柱同步上升，如此時田間用水量不多，一臺水泵水量已夠，則壓力上升到“控制壓力”以上，變頻器即自動降頻，壓力降低到“控制壓力”以下，變頻器即自動升頻，使水泵保持恒壓供水，田間用水量的變化反映在水泵轉速的變化上。

如果田間用水量逐漸增加，1號機組的出水量不夠了，此時盡管電機以最大頻率即50Hz運行，但壓力顯示器中數值還是逐漸下降，待下降到設定的加泵壓力即“最低壓力時”，控制柜等待五分鐘，如果不是特殊的波動造成，五分鐘的壓力都低于最低壓力，此時才將1號機組自動轉為工頻運行，將2號機組自動變頻軟起動，可見壓力顯示器中數值逐漸上升，如此時兩臺水泵供水量已夠田間用水，則壓力上升到“控制壓力”后，即保持恒壓供水，田間用水量的變化反映在2號機組轉速的變化上。如果田間用水量繼續上升，兩臺水泵的供水量也不夠了，盡管兩臺水泵都以最高頻率50Hz運行，供水壓力還是逐步下降，此時，應關閉或調小部份節水閥，用水量減少到二兩臺水泵供水量以下，供水壓力就會恢復到設定的“控制壓力”。

如果田間用水量逐步減少，管道和壓力水池中的壓力會稍微上升，正在變頻運行的2號機組轉速隨即降低，水泵出水減少，以保持恒壓供水。如果田間用水量進一步減少，小于1號機組的出水量，但仍大于2號機組出水量，當供水壓力超過設定的“最高壓力”，這時首先將正在工頻運行的1號機組自動停機，然后自動將正在變頻運行的2號機組轉成工頻運行，再自動變頻軟起動1號機組。如果田間用水量進一步減少，小于2號機組的出水量，這時即使1號機組頻率和轉速降到最低，水池壓力還是超過“最高壓力”，則正在工頻運行的2號機組自動停機。如果田間用水量再進一步減少到接近于零，則1號機組以最低頻率(設置為15HZ)運行，使管道壓力保持一定數值，以備田間可以隨時用水。

可編程時控器到達設定停機時間，正在變頻運行的1號機組變頻軟停機。也可以將“功能轉換旋鈕”從“自動”轉向“停止”。如果按下“緊急停車按鈕”，任何情況之下，兩臺機組都會立即停機。

三、該系統的改進意見

任何技術都是在不斷改進的，“自控變頻節能節水灌溉系統”也是在綜合許多先進技術的基礎上改進的，今后也將隨著技術的發和進步不斷改進。經過一個灌溉季節的實踐，筆者認為應對系統做如下改進：

一是對于只有一臺水泵的泵站，可以利用變頻器內置簡易PLC編程控制，可降低控制柜造價。

二是對于只有一臺水泵的泵站，可以取消壓力水池，以進一步降低泵站造價，逆止閥、調壓管仍舊保留。對于兩臺或兩臺以上水泵的泵站，壓力水池還是需要的。

三是針對現有泵站管理人員文化程度偏低的現象，建議今后選配泵站管理人員時，最好文化程度能在初中以上，便于熟練掌握控制柜各種功能的應用，最大限度地發揮先進設備的功能。

第3篇

關鍵詞：建筑工程；混凝土施工；溫度控制

在大體積混凝土中，溫度應力及溫度控制具有重要意義，首先，在施工中混凝土常常出現溫度裂縫，影響到結構的整體性和耐久性。其次，在運轉過程中，溫度變化對結構的應力狀態具有顯著的不容忽視的影響。因此本文對混凝土施工中的一般技術與溫度控制做一探討。

一、混凝土建筑裂縫形成的溫度因素

水泥水化過程是混凝土路面中的主要溫度因素，水泥在水化過程中要發出一定的熱量。而水泥混凝土路面一般斷面較厚，水泥發出的熱量聚集在結構物內部不易散失。通過實測，水泥水化熱引起的溫升，在水利工程中一般為15℃-25℃，而在建筑工程中一般為20℃-30℃，甚至更高。水泥水化熱引起的絕熱溫升，與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種（主要是水化熱值）有關，并隨混凝土的齡期（時間）按指數關系增長，一般在10d-12d接近于最終絕熱溫升（視氣溫變化而異）。但由于結構物有一個自然散熱條件，實際上混凝土內部的最高溫度，多數發生在混凝土澆筑后的最初3d-5d.

外界氣溫變化的影響也不可忽視，水泥混凝土路面在施工階段，外界氣溫的變化影響是顯而易見的。因為外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也愈高；而如果外界溫度下降，又增加混凝土的降溫幅度，特別是氣溫驟降，會大大增加外層混凝土與內部混凝土的溫度梯度，這對水泥混凝土路面是極為不利的。

混凝土內部的溫度是水化熱的絕熱溫度、澆注溫度和結構物的散熱溫降等各種溫度的疊加，而溫度應力則是由溫差所引起的溫度變形造成的；溫差愈大，溫度應力也愈大。同時，在高溫條件下，水泥混凝土不易散熱，混凝土內部的最高溫度一般可達60℃-65℃，并且有較大的延續時間（與結構尺寸和澆筑的塊體厚度有關）。在這種情況下，研究合理的溫度控制措施，防止混凝土內外溫差引起的過大溫度應力，就顯得更為重要。

二、混凝土施工技術

1、混凝土強度及主要影響因素。

混凝土質量的主要指標之一是抗壓強度，從混凝土強度表達式不難看出，混凝土抗壓強度與混凝土用水水泥的強度成正比，按公式計算，當水灰比相等時，高標號水泥比低標號水泥配制出的混凝土抗壓強度高許多。所以混凝土施工時切勿用錯了水泥標號。另外，水灰比也與混凝土強度成正比，水灰比大，混凝土強度高3水灰比小，混凝土強度低，因此，當水灰比不變時，企圖用增加水泥用量來提高溫凝土強度是錯誤的，此時只能增大混凝土和易性，增大混凝土的收縮和變形。

影響混凝土抗壓強度的主要因素是水泥強度和水灰比，要控制好混凝土質量，最重要的是控制好水泥和混凝土的水灰比兩個主要環節。此外，影響混凝土強度還有其它不可忽視的因素。

粗骨料對混凝土強度也有一定影響，當石質強度相等時，碎石表面比卵石表面粗糙，它與水泥砂漿的粘結性比卵石強，當水灰比相等或配合比相同時，兩種材料配制的混凝土，碎石的混凝土強度比卵石強。因此我們一般對混凝土的粗骨料控制在3.2cm左右，細骨料品種對混凝土強度影響程度比粗骨料小，所以混凝土公式內沒有反映砂種柔效，但砂的質量對混凝土質量也有一定的影響。因此，砂石質量必須符合混凝土各標號用砂石質量標準的要求。由于施工現場砂石質量變化相對較大，因此現場施工人員必須保證砂石的質量要求，并根據現場砂含水率及時調整水灰比，以保證混凝土配合比，不能把實驗配比與施工配比混為一談?；炷翉姸戎挥性跍囟取穸葪l件下才能保證正常發展，應按施工規范的規定予在養護、氣溫高低對混凝土強度發展有一定的影響。冬季要保溫防凍害，夏季要防暴曬脫水。現冬季施工一般采取綜合蓄熱法及蒸養法。

2、混凝土標號與混凝土平均強度及其標準差的關系。

混凝土標號是根據混凝土標準強度總體分布的平均值減去1.645倍標準值確定的。這樣可以保證混凝土確定均有95%的保證率，低于該標準值的概率不大于5%，充分保證了建筑物的安全，從此推定，抽樣檢查的幾組試件的混凝土平均確定一定大于等于混凝土設計標號，其值大小取決于施工質——J90量水平，即取決于大小。通過公式計算可以看出，施工人員不但要使混凝土平均確定大于混凝土標號，更重要的是千方百計的減少混凝土確定的變異性，即要盡量使混凝土標準差降到較低值，這樣，既保證了工程質量，也降低了工程造價。

3、混凝土質量控制的關鍵環節

混凝土質量控制包含兩個基本內容：（1）使混凝土達到設計要求的質量標準。（2）在滿足設計要求的質量指標前提下盡量降低成本，這兩條要求實際上是盡量降低泥凝土的標準差?；炷恋膹姸扔幸欢x散性，這是客觀的，但通過科學管理可以控制其達到最小值，因此混凝土標準差能反映施工單位的實際管理水平，管理水平越高，標準差越小?？梢哉f，混凝土質量控制實質上是標準差的控制。實際上控制標準差應從以下幾個方面人手。

（1）設計合理的混凝土配合比。合理的混凝土配合比由實驗室通過實驗確定，除滿足確定、耐久性要求和節約原材料外，應該具有施工要求的和易性。因此要實驗室設計合理的配比，必須提供合格的水泥、砂、石。水泥控制強度，砂控制細度、含水率、含泥量等，石控制含水率及含泥量等。只有材料達到合格要求，才能做出合理的混凝土配合比，才能使施工得以正常合理的進行，達到設計和驗收標準。

（2）正確按設計配合比施工

按施工配合比施工，首先要及時測定砂、石含水率，將設計配合比換算為施工配合比。其次，要用重量比，不要用體積比，最后，要及時檢查原材料是否與設計用原材料相符，這要求供方提供兩份同樣材料，一份提供給實驗室，一份給工地，工地收料人員應按樣本收料，如來料與樣本不符，應馬上向上級匯報，及時更改配合比（材料不合格不收料除外）。

（3）加強原材料管理，混凝土材料的變異將影響混凝土強度。因此收料人員應嚴把質量關，不允許不合格品進場，另外與原材料不符及時匯報，采取相應措施，以保證混凝土質量。

（4）進行混凝土強度的測定，我們以28天強度為準，為施工簡便和質量保證，我們一般做7天試塊等，以對混凝土強度盡量根據其齡期測定其發展，以明確確定其質量。

綜上所述，我們應從各個方面控制混凝土質量，以確保整個工程質量，以保證企業信譽和發展。

三、混凝土的溫度控制

1、溫度應力的形成過程可分為以下三個階段：

（1）早期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束，一般約30天。這個階段的兩個特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內形成殘余應力。

（2）中期：自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到穩定溫度時止，這個時期中，溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應力與早期形成的殘余應力相疊加，在此期間混凝上的彈性模量變化不大。

（3）晚期：混凝土完全冷卻以后的運轉時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起，這些應力與前兩種的殘余應力相迭加。

2、溫度應力引起的原因可分為兩類：

（1）自生應力：邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構，如果內部溫度是非線性分布的，由于結構本身互相約束而出現的溫度應力。例如，橋梁墩身，結構尺寸相對較大，混凝土冷卻時表面溫度低，內部溫度高，在表面出現拉應力，在中間出現壓應力。

（2）約束應力：結構的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應力。如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土。

這兩種溫度應力往往和混凝土的干縮所引起的應力共同作用。

要想根據已知的溫度準確分析出溫度應力的分布、大小是一項比較復雜的工作。在大多數情況下，需要依靠模型試驗或數值計算?；炷恋男熳兪箿囟葢τ邢喈敶蟮乃神Y，計算溫度應力時，必須考慮徐變的影響，具體計算這里就不再細述。

3、溫度的控制措施

控制溫度的措施一般采取以下幾種方式：

（1）采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；

（2）拌合混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；

（3）熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；

（4）在混凝土中埋設水管，通入冷水降溫；

（5）規定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發生急劇的溫度梯度；

（6）施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構，在寒冷季節采取保溫措施；

從溫度應力觀點出發，保溫應達到下述要求：

1）防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫。

2）防止混凝土超冷，應該盡量設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩定溫度。

3）防止老混凝土過冷，以減少新老混凝土間的約束。

混凝土的早期養護，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達到兩個方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進行，以期達到設計的強度和抗裂能力。

適宜的溫濕度條件是相互關聯的?；炷系谋卮胧┏３Ｒ灿斜竦男Ч?/p>

從理論上分析，新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發等原因常引起水分損失，從而推遲或防礙水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養護的關鍵時期，在施工中應切實重視起來。

以上對混凝土的施工技術與溫度控制進行了理論和實踐上的初步探討，但對于具體的預防和改善措施意見還是比較統一，同時在實踐中的應用效果也是比較好的，具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現問題后多分析、多總結，結合多種預防處理措施，混凝土施工中的常見問題是完全可以避免的。