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控制系统

控制系统范文第1篇

如何获得一个有效的成本系统

近年来,全球经济的一体化使企业面临着日益激烈的竞争。特别是中国加入WTO以后,随着国内市场的逐步开放,国外的技术、资金、先进的管理和服务理念大量进入,企业将可能面临着市场被瓜分和盈利空间逐步缩小的挑战。在如此激烈的竞争环境中,了解每个产品或服务的成本,识别哪些是盈利的,或至少哪些对间接费用和最终盈利能力是有贡献的,是十分重要的,因为基于这些成本信息的管理决策和行为将影响到企业的盈利能力和生存。因此,国内企业如果要保持并增强竞争优势,必须拥有一个有效的成本系统,支持帮助管理者寻求途径改善企业经营效率,提高竞争力。

同时,由于竞争日益激烈和全球化,企业的生产经营环境也发生了巨大的变化。先进制造技术与信息技术的蓬勃发展,使企业的成本结构和管理模式大为改变。一些企业的成本系统,特别是传统的以数量为基础的成本系统,已不能适应当今自动化程度越来越高的新环境。新的成本计算方法和新的成本管理理念,如作业成本法(ActivityBasedCosting,ABC),也正是在这种需求之下产生的。目前,国内外许多先进的企业都已经或准备实施新的成本系统(如ABC),以提高效率。

当然,实施新的成本系统是需要成本的,比如投入大量的计算机设备和培训费用等,但更重要的是,如果依赖旧的成本系统,或许损失更大(例如,成品定价、产品选择、供应商与客户的确定等决策的失误、错过改善经营效率的机会等)。因此,成本系统是否需要更换是一个成本-收益的权衡问题。企业的管理者首先必须清楚:目前所依赖的成本系统是否有效?是否严重扭曲了成本信息而左右了企业的管理决策和行为?等等。然后考虑的问题才是如何改进或更新现有的成本系统。但并不是所有企业的管理者对上述问题都有明确的答案并意识到这些问题的重要性。

有效成本系统的重要性

一个有效的企业的成本系统,必须满足:(1)成本系统的设计以“准确定义和计量成本”为出发点;(2)正确反映企业的产品或服务和其成本之间的因果关系;(3)成本系统得以恰当的运用。换句话说,一个有效的成本系统提供的信息应具有以下特点:首先,成本信息必须是相对准确的。成本信息应足够地接近并反映现实,而且不会导致管理人员做出错误的决策,当然,准确并不一定意味着成本精确到小数点后的五位。第二,成本信息必须是相关的。即成本信息必须以与决策相关的方式予以识别和存储。比如,一些决策需要建立在历史成本的基础之上,而另外一些决策则需建立在面向未来的现金流量的基础之上。这需要成本系统具有弹性,能够提供决策相关的信息。第三,成本信息必须支持各种类型的管理决策。

一个设计良好的、有效的成本系统(如作业成本制度)对企业(特别是处于竞争激烈的环境中的企业)的重要作用还有:

通过对成本动因的识别和对企业作业流程的透视,在成本控制、流程再造、全面质量管理、企业持续改善等方面,提供有价值的信息,从而使企业的作业与流程更加有效率。

既然成本系统对企业来说这么重要,如果现有的成本系统的设计不能反映企业的生产经营,或者已经过时,而它的管理者又不清楚它的限制,则可能在决策、规划、控制时过于依赖现有的成本系统,从而对企业产生非常不利的结果。

判断成本系统有效性的方法

一般,管理人员可通过两种方法了解企业现行成本系统的有效性。第一种方法较为直接,需要对公司的成本系统进行深入的分析和研究;第二种方法则是通过考察是否出现了不恰当或过时成本系统的征兆来判断。

直接检视产品、流程与成本系统的特点以判断成本系统是否有效

这种检视方法,通过直接分析公司的产品、业务流程与成本系统设计的特点及相互关系来判断成本系统的有效性。内容如下:

(1)检视公司流程及不同产品在不同流程的资源消耗的复杂程度和异质性;

(2)考察成本系统如何将资源消耗分配至期间,即成本支出资本化和费用化如何划分;

(3)考察成本的构成;直接和间接成本的区分;如何归集间接成本;采用何种分配基础将间接成本分配至产品/服务(是否数量为基础?);这些成本的归集与分配反映资源转化为产出的流程的程度如何?

(4)考察成本系统是否涵盖了企业全部的价值链?

(5)考察分配至产品或服务的成本,被会计准则影响的程度如何(即该成本系统是否是为了外部报告而设计的)?

通过综合考虑上述几点,将可发掘企业的成本系统在功能上是否适当以及是否足够。例如,一个企业生产多种产品,每个产品需要多个不同的生产工序,并且不同产品在不同的加工程序中的消耗(加工程度)不同。如果成本系统没有反映这些特点,则表明成本系统也许不能合理地反映资源转化为产出的过程。除了直接检查成本系统功能上的恰当性以外,还可直接检查企业成本系统的下列情况:

(6)企业成本系统是否随着组织内外环境的变化而改变?如果成本系统缺乏弹性,则容易成为过时的系统而不易发挥应有的管理功能。比如,当企业的生产线转变成自动化作业模式时,若成本系统不能反映上述变化或未有相应的改变,则企业必须思考其过时的可能性。

(7)企业成本信息报告的周期多长?成本系统是“成本控制导向”还是“成本管理导向”?前者考察成本系统的及时性;后者则考察现行成本系统能否为企业事先的预防及规划而不是事后的控制提供有价值的信息。

通过考察不恰当或已过时的成本系统的征兆评价现行成本系统的有效性

前面的直接考察方法虽然可以产生有用的检查结果,但是,它有两项主要的局限性:第一,深入地分析企业的业务流程和成本系统的设计,成本昂贵。第二,企业成本系统是否得以恰当合理的利用,通过直接考察的方法很难得出有力的结论。因为,员工的接受程度、员工使用成本系统的情况、以及管理人员对成本信息的运用等可能都会大大影响成本系统的功用和成效。因此,公司管理人员耗费大量人力物力直接检查成本系统是否有效之前,他们应首先考虑采用非直接的方法对企业的成本系统进行评估。

这种间接的检视方法,主要透过对成本系统因不足所产生的问题征兆,来评估现行成本系统的有效性。比如,企业的成本系统无法解释利润高低的理由,或者产生了无法解释的成本差异等,则表明企业的成本系统可能已经失效或不敷使用了。管理人员如果发现现行系统具有较多的问题征兆时,则应可以较自信地花费更大的精力进行更深入的直接调查,包括直接检查其成本系统的特性。

不恰当或过时成本系统的征兆

成本系统的问题征兆可能有内外两个主要来源:一是利用成本系统的信息进行决策并采取行动后的结果,来自公司层、竞争者、客户对成本系统的反应,为“外部征兆”。外部征兆又进一步划分为获利面、成本面、产品定价决策面,分别从产品账面获利性、成本、定价决策的三个角度归类。二是考察内部客户(职能经理,如产品经理、工程师)运用成本系统出现的问题,则称之为“内部征兆”。

外部征兆

获利面

难加工的产品虽未调高价位,但成本系统仍显示其具有较高的盈利能力。一般来说,那些生产工艺复杂、或需要更多额外检查或返工的产品,相对于其它较易制造的产品,由于增加了作业,生产成本会较高。在未调高价位的情况下它的利润会偏低,甚至没有利润。如果企业现行的成本系统显示这些难加工的产品虽定价不高但仍具有较高的获利空间,则表示该系统也许没能报告真实的产品成本信息。

产品利润难以或无法解释。有效的成本系统应可以让使用者明白产品或服务利润率高或低的理由,若企业不能根据成本系统提供的信息合理地解释产品或服务的利润时,则表示成本系统本身的设计已无法反映资源流向产品/服务的过程。

经理人员想放弃被报告为有利润的产品。一般来说,产品经理应清楚产品生产的难易程度,而销售经理则应知道哪些产品的定价缺乏竞争性。因此,如果他们一致认为应该放弃的产品线,账面上却显示有利润,这很可能表示成本系统没有捕捉到产品生产及销售服务的复杂性引发的成本。

产品组合包含更多被报告为具有较高利润的产品,但整体获利却未增加。一般而言,若产品组合中含有较多利润率高的产品,企业整体获利会提高。但如果实际情况相反,则可能意味着企业的成本系统提供的成本信息不准确。

企业认为自己拥有高利润率的产品或服务市场,但竞争者却没有表现出很大的兴趣。如果管理层根据成本系统提供的信息发现,公司拥有超常报酬的产品或服务市场,这个市场尽管不具有高度的进入障碍,但竞争者却没有表现出很大的兴趣进入该市场,则很有可能是成本系统对某些产品或服务的成本低估了,企业原以为高利润的产品实际上是亏损产品。还有的企业可能发现竞争者购买自己生产的产品重新包装后出售。由于建立在错误的成本信息基础上,该企业的产品售价低于竞争者的生产成本。

成本面

存在大量且不能解释的成本差异。当成本系统产生许多不能解释的成本差异时,这表示系统可能无法反映公司产品的流程或产品组合的成本。

经常延迟且困难解答大部分成本相关问题。有效的成本系统应该可以及时提供大部分的成本相关问题的答案,以供决策使用。但如果使用者经常需要等待很长时间才能获得问题的答案或者得不到答案,则表示该成本系统的功能存在问题,可能已无法满足管理需要。

会计人员经常花费很多时间研究不同的成本问题。如果导致会计人员经常为了一些决策问题(如大批量的外部采购决策)额外花费很多时间进行专门的研究,这表明成本系统不能提供决策相关的成本信息,已不能满足当前的管理需要。

产品定价决策面

经常损失(赢得)定价较低(高)的竞标。一般而言,企业对于想取得的定单的报价会偏低,如果发现情况正好相反,企业经常损失(赢得)定价偏低(高)的竞标时,则企业的成本系统的设计或操作可能已发生问题了。

当价格提高时,客户不会减少采购量。一般,顾客可能从来都不希望企业提高产品的售价。当一个企业意识到他们产品的定价太低而提高售价,但顾客对产品售价的提高并没有强烈的反应,或者虽有抱怨,但仍会采购差异不大的数量;或者企业的销售量只有轻微的萎缩,这表明市场印证了管理人员的直觉:成本信息可能是错误的。

竞争者(尤其是小规模的竞争者)生产销售的产品,与企业大量生产销售的相同产品相比,定价明显偏低。一般情况下,当企业生产销售的产品数量比竞争对手量大时,由于具有规模优势,成本会降低,因此也就会以较低的产品定价,以提高市场占有率。但是,如果企业的成本系统将成本平均分摊给所有产品线,导致大批量生产的产品承担部分小批量产品的成本时,就无法看出大量生产的产品的低成本优势。因此如果企业大批量生产销售的产品成本或定价比小规模竞争者的定价还高时,则显示此成本系。

供应商对零件的报价比企业预期的低。需要进行“零件是自制还是外购”决策的企业可以通过将供应商的报价与自己的生产成本进行比较,来检查成本系统是否有效。如果供应商的报价与企业的生产成本差异很大,则表明企业的成本系统可能出现问题。例如,如果供应商的报价低于产品的变动成本,且没有信息表明供应商的生产更具效率,这时企业需要成立专门的小组来调查产品是否实际上可以如此低成本地自制,尽管成本系统提供的信息相反。

内部征兆

管理人员对预算和成本报告缺乏兴趣。预算和成本报告应具有一定的管理功能,如果企业的管理人员不重视预算和成本报告,则可能表明成本系统产生的信息不正确,该成本系统可能已过时或失去价值。

经理和工程师使用私有的成本系统。一般,经理和工程师非常熟悉企业的运作过程,如果他们舍弃公司现有的成本系统而自行开发使用自认为能计算出较正确的成本的“系统”,这可能表明企业当前正式的成本系统已经过时了。

需要强调的一点是,并不是说出现上述各个问题征兆,就一定表明企业的成本系统已过时。原因是每一种征兆的出现还可能是其它因素造成的结果。例如,“竞争者的价格不合理地低”,可能是因为竞争者拥有的成本系统已过时,但是,也有可能是企业本身的经营非常没有效率。相同地,如果企业的经理缺乏对公司成本信息的兴趣,这也许是因为他们没有足够的训练,而不是因为成本系统本身不好。但是,如果企业同时有多个问题征兆发生,那么,就有理由推断企业的成本系统有很大的概率(可能性)已不恰当或过时了。

对企业成本系统有效性的调查

为了对中国企业现行成本系统的有效性有更多的了解,我们进行了一个小规模的调查。根据过时成本系统可能具有的问题征兆,我们设计了一份调查问卷,选取了武汉及周遍地区的企业管理人员为调查对象,共取得有效问卷72份。受访者绝大部分来自内资企业,占62.5%,其次是中外合资企业,占15.3%.这些企业中有20.8%的企业属于电子/通讯业,其次是一般制造业(16.7%)和服务业。此外有超过2/3的企业的全职员工人数在500人以下,因此我们调查的对象以中小企业为主。

受访者绝大多数是公司的高层或中层管理人员(占77.8%)。全体受访人员中63.9%的人员从事会计/财务职务,19.4%的人员为企业的行政管理人员,8.3%的人员从事市场/营销,其他占8.4%.他们在被访公司的平均服务年限为5.63年,在目前职位供职年限平均4.47年。

被访者具有一定的管理经验对于我们了解中国企业经营与决策依赖的成本系统所产生的“过时”征兆非常重要。因此,我们要求管理者回答“有多大权利支配公司分配给所在部门的资源”。72人中有69人进行了回答,平均回答的分数为6.41(回答范围是1~10,1表示无权,10表示全权)。这表明被访人员有相当大的权利支配资源。我们还调查了被访者参与决策、营运或其它职务“的程度。。有67位被访者回答了我们的问题,三个备选子项中”与公司之策略形成有关的决策“的平均回答为40.07%,”与公司之例行公事、日常营运有关的决策“的平均回答为49.85%,对”其它职务“的平均回答为10.82%.总的来说,从上述被访者的职位、支配资源的权利以及服务年限等基本统计数据可以看出,他们有足够的资历来回答决策方面的相关问题。应该说明的是,如果按照被访者的职位(如生产、销售)、所在行业等因素对样本进行进一步的分组,可能会更好地洞察企业的成本系统的有效程度。

调查结果及分析

表中列出的是受访者对于其在过去的二年中,本身(及公司内与受访者较熟悉的有类似职位和责任的其他人)曾遇到各项不恰当或过时成本系统征兆频率的回答,按照遇到的频率由高至低排列。在“平均回答分数”一栏中,显示的是受访者对碰到这些征兆的频率的平均回答分数。我们使用的分数区间是1至5,1代表从未遇到,5则代表经常不断地遇到。因此平均分数越高,表示在过去的二年中越经常遇到某些征兆。值得注意的是,表中对每种征兆的回答人数小于样本量72.原因是尽管我们收到了72份有效问卷,但并不是每一位被访者都回答了我们全部的问题,有的被访者可能对所问及的某一问题从没有接触过。如果被访者对给定的征兆没有回答,或选择了选项“知识不足”或“不适用”,我们在计算回答分数。

对于企业的管理者而言,使用公司的成本信息进行相关决策时,几乎都会至少“有时”经历到前面所提及的每一个不恰当或过时成本系统的征兆。在问卷提出的11项征兆中,就有3项的平均回答分数在2.5分以上,有4项的平均回答分数位于2.4到2.5之间。11项征兆中,10项的平均回答分数在2分(“有时”)或以上。

表中显示,被访者最常遇到的问题是“发现竞争者的价格显得不切合实际地低”,平均回答分数是2.83分。有30.8%的被访者经常(“4”分)或经常不断地(“5”分)经历这种现象。还有其它一半以上的被访者有时或偶尔会遇见这种情况。当然,发现“竞争者的价格显得不切合实际地低”,并不一定是由于公司本身的成本系统不够完善而高估了自身产品的成本,还有可能是因为其它因素(如竞争者倾销等)导致了该结果。但如果企业管理者经常遇到此情况,且经过调查发现竞争者的产品或服务成本确实很低,而企业各方面的营运情况、产品/服务组合、规模等,皆与竞争者相差不远,则企业管理层就必须反省是否现行的成本系统的设计或运作产生了问题,才导致这种不合理的现象。其次,被访者也发现“顾客不会因为价格的上扬而大量减低采购量”,平均回答分数为2.66分。有30.6%的被访者回答是“4”(经常地)。这种情况,可能显示样本中相当大比例的企业的成本系统低估了产品的成本。另外,“需要请会计部门进行特别的研究”,平均回答分数是2.65分。27.7%的被访者回答“经常地”或“经常不断地”;一半以上的被访者回答“有时”或“偶尔”。当企业的成本系统无法及时提供准确的成本资料,而导致了冗长的专门的研究程序时,该成本系统很可能需要更新了。

另外,从表中还可以看出企业管理人员有时或经常“发现很难解释竞标输赢之理由”(2.49分)、“发现拥有高利润率的产品市场,而竞争者却没有对该市场表现出很大的兴趣”(2.48分)、“发现公司被报告出的产品成本,会随公司遵行新的财务会计规则而改变”(2.46分)和“发现供应者的报价比预期的低”(2.42分)。综上可以看出样本中许多企业目前的成本系统好象并没能有效地协助管理者制定策略性决策,如产品定价、竞标决策等。

控制系统范文第2篇

糖浆流量控制在高位缓冲箱底部安装液位变送器,通过检测糖浆高位缓冲箱的液位来监控缓冲箱糖浆物料量,以稳定糖浆流量;在糖浆缓冲箱至上浮反应箱的管路上安装糖浆流量计,检测和稳定糖浆的流量作为自控的基本参数和基本条件;糖浆流量控制器根据设定流量值与反馈值的比较,控制流量阀的开度,从而控制糖浆流量。图2是糖浆流量控制回路框图。另外在混合糖浆储备箱底部安装液位变送器进行液位报警,以监控糖浆物料流量,并防止储备箱满箱流失糖浆。

絮凝剂、磷酸和糖化钙流量控制絮凝剂、糖化钙和磷酸用计量泵输送,计量泵电机安装变频器,计算机根据糖浆的流量按比例调整变频器频率,稳定各种助剂的添加量。絮凝剂流量、磷酸流量流量控制回路图。把糖浆流量的变化作为絮凝剂、磷酸、随动设定值,按加药比例自动调整控制絮凝泵、磷酸泵、糖化钙泵的转速,从而改变絮凝剂、磷酸和糖化钙的加药量。

制泡泵压力控制在纳米制泡器的糖浆管道上安装压力传感器、在制泡器的气体管道上安装调压阀和压力传感器,通过计算机控制使制泡糖浆的压力和制泡气体的压力稳定,确保制泡大小均匀、数量充足;机械制泡器电机安装变频器,通过调整变频器频率、调整气体流量计开度,稳定制泡大小均匀、数量充足。制泡泵压力控制回路框图见图5。制泡泵根据与空气压缩机压力比例自动调整转速,从而改变纳米制泡器的内部压力。

糖浆上浮上位机控制系统上位机控制软件采用全球领先的IFIX5.1组态软件开发,通过I/O驱动程序与硬件设备连接,实现糖浆上浮控制系统运行状态的监控、报警,报表,数据存档等等。其主界面如图6所示。上位机具有的功能:①能实时显示和调控各种工作参数(例如,糖浆温度和糖浆流量;糖浆高位缓冲箱和上浮池的液位,制泡泵压力等);②能实时显示、监控各设备的工作状况(例如,泵、电动机的开启和运行;电动阀和调节阀的自动、手动开启与开大、调小等);③能显示、查询和打印历史故障记录(例如,故障名称、时间等);④能实时报警(例如,当本系统发生抽空或冒箱前,加热温度过高或过低时,各电机故障、各电动阀门故障发出声光报警等。本系统使用IFIX的过程数据库对数据进行连接,制作了报警报表、历史报表(图7)、实时曲线和历史曲线(图8)。通过运用VxData和VxGrid控件能记录生产过程中的重要参数,便于生产管理、质量分析和事故分析。在报警的提示中增加声音提示,增加了系统整体的安全性。

控制系统范文第3篇

在电梯运行时,我们所追求的就是它的快速和舒适性,但是这种舒适感主要是看它的速度控制,在当前形势下,控制电梯速度一般是通过时间或者是绝对距离,以及相对距离作为主要方法,这也是在国内外最常见的几种方式。如果是把时间作为原则性为控制它的速度时,可以通过延时控制,也就是通过开环的方法来控制,这也是通过估计值来控制的,这种方法可以促使电梯如果制停时有一个低速爬行段,其运行效率也是非常低的,没有很准确的平层精度,也达不到良好的舒适性。如果是在相对距离作为原则基础时,在控制速度时可以达到无爬行依靠,然而,如果是应用这种方式就必须要安装增量编码器,从而得到一个准确的轿厢位置,因为会存在一个打滑的问题,所以主控制器就会失去准确的轿厢位置,如果要进行减速时,就必须要通过不断的校正轿厢位置,并且找到实际的爬行问题,一旦发生打滑现象时,电梯就极易发生严重事故。此外,我们也可以应用绝对值编码器来控制电梯的速度,应用这种方式进行控制,可以得到连续的绝对值编码器,也可以得到最准确的轿厢位置,及时反馈到控制器那里。此时的主控制器再依据所接收到的距离值,从而就能计算出运行速度,同时也可以发出接收指令,使电梯保持平衡运行。应用这种方法时,主要是应用了绝对值的编码器所以可以得到准确的信号,从而不会受到打滑现象的影响。并且得到的是二进制编码,所以也不会有脉冲丢失的问题。

二、怎样选择速度曲线

如果要提高电梯的运行质量,就必须要选择更为合理的速度曲线,这对于提高运行品质有着非常重要的作用。一般电梯在进行运行时,有加速起动,减速制动以及稳速运行等几个方面。而在电梯制动以及起动时,会起到一个速度的变化,所以必须要适当的选择,这样才可以促使电梯在到一个平衡的运行,同时也能达到舒适度,提高它的运行效率。如果轿厢快速的上升以及下降时,则会出现超重感现象,导致失重。对此,为了促使运行速度可以达到一个最好的效率,所以速度是关键。通过实践证明,我们在乘坐电梯时,速度的快慢不会有太明显的感觉,它主要是和加速度的变化率有一定的关系,相比情况下,乘坐电梯时,如果较明显的加速度会导致不适感,所以必须要确保电梯有良好的性能。另一方面,我们在设计电梯时,其速度曲线应是安全平滑的,我们一般用的曲线主要有两种,一种是抛物线的直线形,另一种是正弦的直线形。通常情况下,由于抛物线的直线形速度主要是通过电梯的起动以及在它的制停时产生的,这种速度虽然是连续的,然而它在加速度变化时还是会发生跳变的,同时也就影响了它的舒适度。但是,正弦一直线形速度一般是由它的本身特性而造成的,进行过渡时,这种速度是可以连续发生的,而它的变化率也可以是相对连续的,只是在起动或者是在制停时会发生跳变,在舒适度方面是比较平稳的。

三、优化电梯控制运行的速度

电梯在运行时,如果要确保它的舒适度,就必须要从设计上下功夫,所以它的速度曲线应该是平滑的,同时它的速度曲线才可以是连续的,不会发生突变,并且它的变化率不会被无穷大,数值也是有限的。在现阶段,我们一般用的速度曲线有两种类型,抛物线以及正弦线,这两种线形都是在电梯起动以及在它制停时发生的,曲线可以是连续的,只是在跳变时会发生变化,影响其舒适度。一般曲线速度最明显的一个特性就是由其本身的函数来决定的,并且在过渡过程当中,曲线以及速度都可以是连续发生的,并且这种变化也仅只有一次,它的舒适感也会更好。四、实现优化

(一)在电梯运行的过程当中,一般主控制器是在电梯运行时进行速度优化的,此时则可以准确定位变频器的状态,并且把一定的速度信号发到速度优化模块当中,并且应用绝对值编码器来实施采集,而我们也可以在轿厢得到准确的数值,最后把它转换到轿厢的层位置,也就是我们所说的剩余距离值,最后再发送到控制模块进行优化。通常情况下,电梯在运行时,可以通过控制模块来优化它的速度,从而读取到更多的设置参数,并且把他们现有的状态反馈到主控制器当中,此时我们就可以接收到电梯主控制器的信号,得到剩余距离值,再应用控制算法进行有效的计算。

(二)如果要优化电梯控制系统的速度,就必须要和主控制器有一定的联系,在数据通讯当中也要有时间,同时在优化控制模块时必须要依据它的剩余时间进行有效的计算,从而得到对应的速度,然而这种速度是需要通过时间计算的,也就据有了滞后性。如果电梯在起始阶段需要起动时,会出现反向溜车的问题,或者会出现负载的变化,这些问题都会导致优化发生偏差。因此,电梯在起动以后,就必须要确保时速的平稳,达到它的实时准确性,对此,我们应该在计算运行速度以后,再根据这个滞后时间调节速度,控制好电梯的速度。在当前情况下,用来控制速度的方法会有很多,比如有神经网络,专家系统,模糊控制等方面,然而程序空间是具有一定的局限性,所以在算法上就很难实现。

(三)在优化速度时,我们也可以通过监控软件进行有效的实施,并且通过速度曲线图进行定位比较,最后得出最为有效的一种方法。在优化的过程当中,我们可以看出,最大的加速度以及它的平均速度都是通过曲线图得出的,在计算出实测值和国家的标准值进行对比,这样就会更为明显的找出结果,在这个系统当中得出的结果是符合国家标准的,从而也能达到电梯优化的控制目标。此外,在研究过程当中如果可以有效的提高通讯波特率,会给系统有良好的运行速度,同时也能提高运行效率以及它的舒适感,实现最大价值。

四、结语

控制系统范文第4篇

关键词:自动控制可编程序控制器系统设计应用

在现代化的工业生产设备中,有大量的数字量及模拟量的控制装置,例如电机的起停,电磁阀的开闭,产品的计数,温度、压力、流量的设定与控制等,工业现场中的这些自动控制问题,若采用可编程序控制器(PC)来解决自动控制问题已成为最有效的工具之一,本文叙述PC控制系统设计时应该注意的问题。

硬件选购目前市场上的PC产品众多,除国产品牌外,国外有:日本的OMRON、MITSUBISHI、FUJJ、anasonic,德国的SIEMENS,韩国的LG等。近几年,PC产品的价格有较大的下降,其性价比越来越高,这是众多技术人员选用PC的重要原因。那么,如何选购PC产品呢?

1.系统规模首先应确定系统用PC单机控制,还是用PC形成网络,由此计算PC输入、输出点。数,并且在选购PC时要在实际需要点数的基础上留有一定余量(10%)。

2.确定负载类型根据PC输出端所带的负载是直流型还是交流型,是大电流还是小电流,以及PC输出点动作的频率等,从而确定输出端采用继电器输出,还是晶体管输出,或品闸管输出。不同的负载选用不同的输出方式,对系统的稳定运行是很重要的。

3.存储容量与速度尽管国外各厂家的PC产品大体相同,但也有一定的区别。目前还未发现各公司之间完全兼容的产品。各个公司的开发软件都不相同,而用户程序的存储容量和指令的执行速度是两个重要指标。一般存储容量越大、速度越快的PC价格就越高,但应该根据系统的大小合理选用PC产品。

4.编程器的选购PC编程可采用三种方式:

一是用一般的手持编程器编程,它只能用商家规定语句表中的语句编程。这种方式效率低,但对于系统容量小,用量小的产品比较适宜,并且体积小,易于现场调试,造价也较低。

二是用图形编程器编程,该编程器采用梯形图编程,方便直观,一般的电气人员短期内就可应用自如,但该编程器价格较高。

三是用IBM个人计算机加PC软件包编程,这种方式是效率最高的一种方式,但大部分公司的PC开发软件包价格昂贵,并且该方式不易于现场调试。

因此,应根据系统的大小与难易,开发周期的长短以及资金的情况合理选购PC产品。

5.尽量选用大公司的产品其质量有保障,且技术支持好,一般售后服务也较好,还有利于你的产品扩展与软件升级。

输入回路的设计

1.电源回路PC供电电源一般为AC85—240V(也有DC24V),适应电源范围较宽,但为了抗干扰,应加装电源净化元件(如电源滤波器、1:1隔离变压器等)。

2.Pc上DC24V电源的使用各公司PC产品上一般都有DC24V电源,但该电源容量小,为几十毫安至几百毫安,用其带负载时要注意容量,同时作好防短路措施(因为该电源的过载或短路都将影响PC的运行)。

3.外部DC24V电源若输入回路有DC24V供电的接近开关、光电开关等,而PC上DC24V电源容量不够时,要从外部提供DC24V电源;但该电源的“—”端不要与PC的DC24V的“—”端以及“COM”端相连,否则会影响PC的运行。

4.输入的灵敏度各厂家对PC的输人端电压和电流都有规定,如日本三菱公司F7n系列Pc的输入值为:DC24V、7mA,启动电流为4.5mA,关断电流小于1.5mA,因此,当输入回路串有二极管或电阻(不能完全启动),或者有并联电阻或有漏电流时(不能完全切断),就会有误动作,灵敏度下降,对此应采取措施。另一方面,当输入器件的输入电流大于PC的最大输入电流时,也会引起误动作,应采用弱电流的输入器件,并且选用输人为共漏型输入的PC,Bp输入元件的公共点电位相对为负,电流是流出PC的输入端。

输出回路的设计

1.各种输出方式之间的比较

(1)继电器输出:优点是不同公共点之间可带不同的交、直流负载,且电压也可不同,带负载电流可达2A/点;但继电器输出方式不适用于高频动作的负载,这是由继电器的寿命决定的。其寿命随带负载电流的增加而减少,一般在几十万次至Jl百万次之间,有的公司产品可达1000万次以上,响应时间为10ms

(2)晶闸管输出:带负载能力为0.2A/点,只能带交流负载,可适应高频动作,响应时间为1ms.

(3)晶体管输出:最大优点是适应于高频动作,响应时间短,一般为0.2ms左右,但它只能带DC5—30V的负载,最大输出负载电流为0.5A/点,但每4点不得大于0.8A。

当你的系统输出频率为每分钟6次以下时,应首选继电器输出,因其电路设计简单,抗干扰和带负载能力强。当频率为10次/min以下时,既可采用继电器输出方式;也可采用PC输出驱动达林顿三极管(5—10A),再驱动负载,可大大减小电流。

2.抗干扰与外部互锁当PC输出带感性负载,负载断电时会对PC的输出造成浪涌电流的冲击,为此,对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管,对交流感性负载应并接浪涌吸收电路,可有效保护PC。

当两个物理量的输出在PC内部已进行软件互锁后,在PC的外部也应进行互锁,以加强系统的可靠性。

3.“GOM“点的选择不同的PC产品,其“COM”点的数量是不一样的,有的一个“COM”点带8个输出点,有的带4个输出点,也有带2个或1个输出点的。当负载的种类多,且电流大时,采用一个“COM”点带1—2个输出点的PC产品;当负载数量多而种类少时,采用一个“COM”点带4—8个输出点的PC产品。这样会对电路设计带来很多方便,每个“COM”点处加一熔丝,1—2个输出时加2A的熔丝,4—8点输出的加5—10A的熔丝,因PC内部一般没有熔丝。

4.PC外部驱动电路对于PC输出不能直接带动负载的情况下,必须在外部采用驱动电路:可以用三极管驱,也可以用固态继电器或晶闸管电路驱动,同时应采用保护电路和浪涌吸收电路,且每路有显示二极管(LED)指示。印制板应做成插拔式,易于维修。

PC的输入输出布线也有一定的要求,请看各公司的使用说明书。

扩展模块的选用

对于小的系统,如80点以内的系统.一般不需要扩展;当系统较大时,就要扩展。不同公司的产品,对系统总点数及扩展模块的数量都有限制,当扩展仍不能满足要求时,可采用网络结构;同时,有些厂家产品的个别指令不支持扩展模块,因此,在进行软件编制时要注意。当采用温度等模拟模块时,各厂家也有一些规定,请看相关的技术手册。

各公司的扩展模块种类很多,如单输入模块、单输出模块、输入输出模块、温度模块、高速输入模块等。PC的这种模块化设计为用户的产品开发提供了方便。

PC的网络设计

当用PC进行网络设计时,其难度比PC单机控制大得多。首先你应选用自己较熟悉的机型,对其基本指令和功能指令有较深入的了解,并且指令的执行速度和用户程序存储容量也应仔细了解。否则,不能适应你的实时要求,造成系统崩溃。另外,对通信接口、通信协议、数据传送速度等也要考虑。

最后,还要向PC的商家寻求网络设计和软件技术支持及详细的技术资料,至于选用几层工作站,依你的系统大小而定。

控制系统范文第5篇

1.1样机单体结构

单体样机主要由开沟器、种箱、排种器、步进电机、覆土器、仿形机构和地轮、模拟轮(用来模拟拖拉机前轮,测量机具前进速度),以及机架和手柄(用来代替拖拉机头,提供前进的动力)等组成。试验时,将磁钢均匀地贴在模拟轮上,开关型霍尔传感器安装在正对磁钢的位置,用以测量播种机的前进速度。另外,为了获得相对准确的机组前进速度,应将尽可能多的磁钢贴在拖拉机前轮上。

1.2控制原理及系统组成控制系统的作业原理

利用霍尔传感器采集拖拉机的行进速度,获得的速度信号经传感器内部电路处理后输送给单片机;单片机根据输入的株距计算处理后得到应输送给步进电机驱动器的脉冲数,从而使步进电机转速与拖拉机前进速度保持一致,以达到均匀排种的目的。该控制系统主要由单片机模块、无线传输模块、人机交流模块及驱动模块等组成。由于单片机具有体积小、质量轻、价格便宜、功耗低、控制功能强及安装方便等优点,故本方案采用了深圳宏晶推出的新一代超强抗干扰、高速、低功耗的STC89C52RC单片机,其片内带8kB的ROM和512Byte的RAM,与传统的8051单片机完全兼容。考虑到拖拉机驾驶室和排种装置之间存在一定距离,采用有线传输会使控制线路变得较为复杂。为简化线路和增强系统的抗干扰性,本设计决定采用两个单片机控制单元,一个装在拖拉机驾驶室里边,另一个安装在排种器附近,两个控制模块之间采用NRF24L01+芯片进行信息的传输。主机模块主要完成机组前进速度的采集及人机交流等功能,从机模块主要实现对排种器转速的调节。考虑到播种机作业过程可能需要因维修保养、故障排除等原因而临时停车、地头提升转弯及运输状态等实际情况(在这些条件下显然排种器不能继续转动,否则会导致种子的无效排种,浪费种子),在单片机控制步进电机时,必须考虑镇压轮是否着地。为了解决此问题,该控制系统在镇压轮的底部安装了一个行程开关接在控制系统电路中,只有当排种装置落下时,开关闭合,控制系统才开始工作。

2系统控制硬件设计

该控制系统主要由机组作业速度检测模块、人机对话模块、电机驱动电路模块及无线传输模块等组成。

2.1机组作业速度检测模块

目前对机组作业速度的测量常用到的方法有3种:增量式光码盘脉冲个数测速、电磁式转速传感器测速和开关型霍尔传感器测速。

1)增量式光码盘脉冲测速,虽测量精确度高,但成本也高;同时,由于播种机的工作路况复杂,对传感器的磨损较大,导致使用寿命较低,性价比不高。

2)电磁式传感器相比较增量式光码盘传感器,优点是其结构简单、成本较低;缺点是响应频率不高、抗电磁波干扰能力差、可靠性不高。

3)开关型霍尔转速传感器测速较以上两种传感器具有以下优点:一是抗电磁波干扰能力强;二是转速的快慢不会影响到输出信号的电压幅值,即使转速过慢的情况下也能正常工作;三是可以适应复杂多变的田间作业环境,且结构简单,方便安装与维修。因此,经过综合比较和分析,选用开关型霍尔转速传感器实现测速功能。其由稳压电源及霍尔元件。放大器、施密特触发器、输出晶体管组成。信号经芯片内部处理电路后,得到一个单片机可以识别的稳定数字电压信号。

2.2人机对话模块设计

为方便驾驶员与精量播种机控制系统之间的双向信息交换,该控制软件设计了人机交互对话系统。人机交互对话系统主要是指人与计算机系统之间实现信息的交流。本文所设计的人机交互对话系统是通过DMT80600T080-09W型号的触摸显示屏实现的,机手不仅可以直接通过触摸屏输入要求的株距,而且也可查看播种状况。其采用基于K600+内核的DGUS软件,具有功能强大和连接线路简单等优点,仅需连接4条数据线即可实现与单片机的信息交流.3电机驱动排种电路设计系统利用步进电机作为播种驱动机构,单片机控制步进电机的电路连接如图5所示。该控制系统选用的是具有步进频率高、无低频共振现象、反应速度快等优点的57BYGH250C混合式两相步进电机。其扭矩为1.7N•m,步矩角为1.8°。由于单片机不能直接驱动步进电机工作,需与步进电机驱动器配合使用才能控制步进电机的转动。因此,本文采用2M542细分型高性能步进电机驱动器,其细分数可根据需要进行设定。

2.4无线传输模块设计

该控制系统采用型号为NRF24L01+的芯片来完成信息的无线传输,具有低功耗、传输速率快及抗干扰能力强等优点。NRF24L01+是一款工作在2.4~2.5GHz的全球开放ISM频段免许可证使用的单片无线收发器芯片,其输出功率频道选择和协议的设置可以通过SPI接口完成。另外,由于NRF24L01+的工作电压为3.3V,因此在与单片机连接时需在电路中串联一个1kΩ的电阻。

3系统控制软件设计

整个系统采用模块化编程,主要由初始化模块、数据采集模块、控制模块及显示模块等组成。

4试验与结论

4.1试验

为了验证该控制系统的可行性和可靠性,对单体样机进行了前期的室内试验和数据采集,并把实际粒距与理想粒距做对比,根据JB/T10293-2001中国家对精密播种机技术条件的相关规定,玉米株距误差在50%以内都是符合要求的。本文设定的株距为20cm,则只要实测株距分布在[10cm,30cm]之间即可。看出种子的分布情况较为理想,由此可证明本控制系统是可行的。

4.2结论

1)该智能控制系统改变了传统播种机的排种控制方式,实现了电机驱动下排种速度与拖拉机作业速度的自我匹配,避免了因为地轮滑移带来的播种株距不稳定问题,实现了排种器转速的计算机自动控制。且由于该系统由电机直接驱动排种器,减少了中间环节,简化了传动系统,提高了传动精度,有效地保证了播种株距的一致性。