自动控制系统案例分析资料
DCS控制系统设计案例分析
实例2：
评判标准
实例3：
评判标准
实例4：
评判标准
实例5：
评判标准
测试8：20分
8）验证控制参数的整定能力，20分
将自动投入，改变控制定值置-80Pa，查看系统是否在45秒内能够控制0Pa～160Pa之间，得10分。
将 自 动 投 入 ， 改 变 控 制 定 值 置 - 8 0 Pa， 查 看 系 统 是 否 在 3 0 min 内 能 够 控 制 30Pa～-1300Pa之间，得20分。
实例1：
题目：
某600MW发电机组的锅炉是亚临界中间一次再热控制循环汽包炉，锅 炉采用平衡通风的方式。配备两台轴流式引风机，通过调节可调动叶 来控制锅炉的炉膛负压，控制策略采用负压偏差PI调节加送风指令做 前馈信号的单回路配前馈的控制模式。在某次机组期间，决定配套实 施脱硫工程（FGD），系统配置一台轴流式增压风机用来克服烟气流经 FGD系统的压力损失。通过调节增压风机动叶的开度，将增压风机入口 处的烟气静压控制在一定值（-180Pa），增压风机动叶自动控制策略 采用控制偏差PI调节加总风量做前馈信号的单回路配前馈的控制模式; 当引风机跳闸触发RB时，为确保系统的稳定，增压风机动叶自动控制 应设计相应的超弛逻辑，并撤出自动，投手动控制。请根据题意的要 求，设计增压风机动叶自动控制逻辑，并根据系统特性，整定相关控 制参数，使其控制性能能够满足控制要求。
PT0002 炉膛负压3：PT0003 相关开关量信号清单： 引风机RB触发ZS1001 叶开度信号坏质量：ZS1000 烟气静压1信号坏质量：ZS1002 烟气静压2信号坏质量：ZS1003 烟气静压3信号坏质量：ZS1004 引风机A电流信号坏质量：ZS1005 引风机B电流信号坏质量：ZS1006
智能控制应用案例
智能控制应用案例智能控制技术的发展为人们的生活带来了极大的便利和提升。
它将人工智能、互联网和物联网等先进技术融合在一起，实现了对各种设备和系统的智能化管理和控制。
本文将介绍几个智能控制应用案例，探讨其在不同领域中的具体应用与优势。
一、智能家居控制系统智能家居控制系统是智能控制技术在家庭生活中的应用。
通过连接各种家庭设备，如照明、空调、安防系统等，智能家居控制系统可以实现对家庭设备的智能化控制。
比如，当您离开家时，系统可以自动关闭水电气设备，确保家庭安全与节能。
当您回家时，系统可以根据您的习惯自动调节温度和照明，为您提供舒适的家居环境。
二、智能交通管理系统智能交通管理系统利用智能控制技术对交通流量、信号灯、停车场等进行实时控制和管理。
通过采集和分析交通数据，系统能够自动调节信号灯时间，优化交通流畅度。
此外，智能交通管理系统还可以实现自动识别违法行为并进行处罚，提高交通违法处理效率。
这些功能的实现无疑大大提高了城市交通运行效率和安全性。
三、智能制造系统智能制造系统是智能控制技术在制造业领域的应用。
它将传感器、自动化控制、数据分析等技术应用于生产过程中，提高产品质量和生产效率。
例如，智能制造系统可以通过感知设备状态和环境数据，实时调整生产工艺和参数，提高产品的一致性和稳定性；同时，它也可以实现设备之间的自动协同和优化，提高生产线整体效率。
四、智能农业控制系统智能农业控制系统是智能控制技术在农业领域的应用。
通过感知土壤湿度、光照强度、气温等数据，智能农业控制系统可以自动调节灌溉和温室设备，优化农作物的生长环境。
同时，系统可以实时监测农作物的生长状态和病虫害情况，提供合理的农药和肥料使用建议，提高农作物产量和质量。
总结：智能控制技术的应用案例是多种多样的，涵盖了生活的各个方面。
智能家居、智能交通、智能制造和智能农业等领域的智能控制应用，都为我们的生活带来了很大的便利和改善。
随着技术的不断发展，相信智能控制技术将会在更多的领域中得到应用，进一步提升生产和生活的效率，为人们带来更加美好的未来。
控制系统例子
控制(处理): 音乐集成电路经过触发后工作,产
输出: 特点:
生一组载有”音乐”旳电信号. 扬声器将电信号转变为音乐声. 输出旳音乐声旳变化对系统旳控制状
态并不产生影响,即不存在反馈.
请画出下列控制系统旳方框图
• 1、电视摇控器旳控制系统
按开机 按扭
控制 电路
电视机
影像
显像及音 频视频
电视 节目
• 2、楼道声控灯旳控制系统
交通路口红绿灯自动控制系统框图描述
设定 车流 量
控制 器
时间
计时器
红绿灯
红绿灯 显示
检测装置
立即行动
（1）找出身边开环电子控制系统和闭环电子控制 系统旳例子。
开环电子控制系统：电熨斗、电子门铃、电子调光台灯、电
子手表、程序控制洗衣机、带遥控电视 机公共汽车车门控制系统、 红绿灯定时控制系统、闹钟定时控制系 统、 自动烘手机控制系统、游泳池注水定时 控制系统
控制(处理) 输出
预置温度 调整装置
(电子电路) (微型电脑）
(继电器)
被控对象 (冷藏室)
反馈
检测 温度传感器
输入：根据冰箱内放置食物旳保存要求，预先设
置一种恰当旳冷藏温度。
控制(处理)： 由电子电路构成,关键部件是一种微 处理器——微型电脑。能对预置设定旳温度 和输出中检测到旳电信号进行比较、分析和 判断，并发出命令。
设定 声音分贝
控制 电路
时间
计时器
灯泡
灯光
• 3、电动车旳防盗报警系统
外力 强度
控制 电路
警报器
声音 音响装置 计时器
警报声
红外装置是
否检测到人 控 体热辐射发 出旳信号 制
自动控制系统案例分析
北京联合大学实验报告课程（项目）名称：过程控制学院：自动化学院专业：自动化班级：0910030201 学号：2009100302119 姓名：张松成绩：2012年11月14日实验一交通灯控制一、实验目的熟练使用基本指令，根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法，掌握交通灯控制的多种编程方法，掌握顺序控制设计技巧。
二、实验说明信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，按以下规律显示：按先南北红灯亮，东西绿灯亮的顺序。
南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20秒；到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。
在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。
到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。
东西红灯亮维持25秒，南北绿灯亮维持20秒，然后闪亮3秒后熄灭。
同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮……如此循环，周而复始。
如图1、图2所示。
图 1图 2三、实验步骤1．输入输出接线输入SD 输出R Y G 输出R Y G I0.4 东西Q0.1 Q0.3 Q0.2 南北Q0.0 Q0.5 Q0.42.编制程序，打开主机电源编辑程序并将程序下载到主机中。
3.启动并运行程序观察实验现象。
四、参考程序方法1：顺序功能图法设计思路：采用中间继电器的方法设计程序。
这个设计是典型的起保停电路。
方法2：移位寄存器指令实现顺序控制移位寄存器位（SHRB）指令将DATA数值移入移位寄存器。
S_BIT指定移位寄存器的最低位。
N指定移位寄存器的长度和移位方向（移位加=N，移位减=-N）。
SHRB指令移出的每个位被放置在溢出内存位（SM1.1）中。
该指令由最低位（S_BIT）和由长度（N）指定的位数定义。
方法3：利用定时器实现思路：利用多个定时器逻辑组合实现控制时序。
五、思考题1．实验中遇到的问题？如何解决的？2．对单一顺序控制—交通灯控制的几种实现方法技巧进行总结。
自动化控制系统在制造业中的应用案例
自动化控制系统在制造业中的应用案例随着技术的不断发展，自动化控制系统在制造业中的应用越来越广泛。
本文将介绍几个自动化控制系统在制造业中的应用案例。
案例一：机器人在汽车制造业中的应用在汽车制造业中，机器人已成为生产线上必不可少的一部分。
机器人可以完成许多人类难以完成的工艺要求，例如对车身进行喷漆，安装车门、仪表板和座椅等组装工作。
此外，机器人操作精度高、速度快，可以提高生产效率，降低生产成本。
机器人的使用还可以提高生产线的安全性。
在人类无法安全操作的危险环境中，机器人可以取代人类执行任务，例如处理有毒或危险的物品。
这不仅能减少员工的受伤事故，还能保证产品的质量和生产效率。
案例二：PLC在食品加工业的应用PLC（可编程逻辑控制器）是用于协调和控制机器的专业电子设备。
在食品加工业中，PLC被广泛应用于不同的阶段，例如清洗、烹调、包装等。
PLC控制系统可以根据生产要求自动分配和控制机器的功率和运作速度，减少人为干预的需要，提高生产效率并降低人力成本。
PLC还有其他优点，例如使加工过程更加高效、时间更短、质量更稳定，以及节省原材料，降低污染和成本等。
此外，PLC能够进行远程监控和调整，加强生产线管理和可维护性。
案例三：SCADA在化工工业中的应用SCADA（监视，控制和数据采集）是一种集成了多个控制任务的系统。
在化工工业中，SCADA被用于监控和控制化学反应，采样和测试化学物质，检测备件使用情况等。
SCADA的操作简单，生产线更加稳定，质量更加可靠。
同时，SCADA可以收集和分析生产过程中的数据，监控生产线的状态并及时响应异常情况，做出正确的决策。
这些均有助于提高化工工业的效率，降低成本，同时还能提高安全性和环保性。
结论以上三个案例展示了自动化控制系统在制造业中的应用。
在未来，自动化控制系统将继续成为制造业中关键的因素，并在提高生产效率、降低成本，以及保证企业安全、环保和可持续发展等方面起着重要作用。
DCS和PLC实现、设计案例分析
DCS和PLC实现、设计案例分析04083134 张晓辉一、DCS控制系统A）DCS控制系统：DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。
即所谓的分布式控制系统，或在有些资料中称之为集散系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。
它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。
在系统功能方面，DCS和集中式控制系统的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。
首先，DCS的骨架—系统网络，它是DCS的基础和核心。
由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性，起着决定性的作用，因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。
对于DCS的系统网络来说，它必须满足实时性的要求，即在确定的时间限度内完成信息的传送。
这里所说的“确定”的时间限度，是指在无论何种情况下，信息传送都能在这个时间限度内完成，而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。
因此，衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率，即通常所说的每秒比特数（bps），而是系统网络的实时性，即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。
系统网络还必须非常可靠，无论在任何情况下，网络通信都不能中断，因此多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。
为了满足系统扩充性的要求，系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。
这样，一方面可以随时增加新的节点，另一方面也可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态，以确保系统的实时性和可靠性。
在系统实际运行过程中，各个节点的上网和下网是随时可能发生的，特别是操作员站，这样，网络重构会经常进行，而这种操作绝对不能影响系统的正常运行，因此，系统网络应该具有很强在线网络重构功能。
完整的自动控制系统案例的工作过程
完整的自动控制系统案例的工作过程自动控制系统是一种通过对输入信号进行处理和分析，并根据预设的规则和条件，自动地对输出信号进行调节和控制的系统。
它广泛应用于工业生产、交通运输、能源管理和家庭电器等领域。
下面以一个温度控制系统为例，介绍自动控制系统的工作过程。
一、系统定义与目标设定在开始设计一个自动控制系统之前，我们需要明确系统所要实现的目标，即需要控制的变量或参数。
在这个温度控制系统中，我们希望能够控制一个房间的温度在一个合适的范围内。
二、系统建模与传感器选择在构建一个自动控制系统之前，我们需要对系统进行建模，即将系统抽象成一个数学模型。
对于温度控制系统，我们可以将房间温度作为系统的输入，将加热器的控制信号作为系统的输出。
接下来，我们需要选择合适的传感器来捕捉房间的温度。
三、传感器信号采集与处理选定了传感器后，我们需要将传感器与数据采集系统相连接，以实时地获取房间温度的数据。
采集到的数据需要进行处理，例如进行滤波和校正，以提高数据的准确度和稳定性。
四、控制算法设计与参数调节根据系统的数学模型和设定的目标，我们需要设计一个控制算法。
在温度控制系统中，我们可以采用比例-积分-微分（PID）控制算法。
这个算法根据当前的误差和误差的变化率，计算出一个控制信号，来调节加热器的功率。
在设计控制算法时，我们还需要调节控制算法的参数，例如比例、积分和微分增益，以提高控制系统的性能。
五、执行器控制与反馈控制信号计算完毕后，我们需要将控制信号发送给执行器，即加热器。
执行器将根据接收到的控制信号，调节加热器的功率。
在执行器输出信号的过程中，我们需要实时地监测系统的反馈信号，如房间温度的变化。
这时，我们可以通过反馈信号来验证控制算法的性能，并进行必要的调整。
六、系统性能评估与优化经过一段时间的运行，我们可以对自动控制系统的性能进行评估。
我们可以根据系统的响应速度、稳定性和精度等指标，来评估系统的性能是否满足要求。
如果系统的性能不理想，我们可以根据评估结果对控制算法进行优化，例如调整控制算法的参数，或者采用其他更复杂的控制策略。
自动化实际案例分析经验
案例名称：1、故障现象描述。
2、故障分析详述。
3、解决办法。
4、防止类似问题发生的对策。
案例一温度测量故障1、故障现象描述发酵温控系统中几个相邻大罐出现温度异常。
2、故障分析详述检查发现几个大罐的温度信号均在同一采集板上，更换采集板后故障依旧存在。
逐一检查各铂电阻，发现其中一支对地绝缘降低，更换后温度显示恢复正常。
系统中温度采集板将8个铂电阻信号以周期切换方式转换为一路信号输入PLC。
现象表明采集板中各输入通道之间没有完全电气隔离，从而造成一路对地影响多路的故障。
3、解决办法查找温度异常所在的采集板将其拔下，在端子上用万用表检查电阻对地情况，解除有问题的铂电阻后插上采集板，更换铂电阻后恢复接线。
4、防止类似问题发生的对策目前没有好的解决办法，只能选用质量好的铂电阻减少故障频次，提高类似故障检查、排除的能力以减少故障时间。
案例二恒压控制故障1、故障现象描述厂内制冷站供发酵酒精水采用恒压控制，系统中有三台泵通过PLC+变频器方式调节。
一次在正常使用过程中系统突然停止，维护人员检查开关输入均正常。
2、故障分析详述技术人员到现场后发现PLC报警输出点位周期闪烁，查阅报警说明为输入信号异常，用万用表测量输入值在正常范围内，程序问题？模块损坏？技术人员开始怀疑。
在准备返回办公室拿编程器时，技术员顺便问了一下故障发生前的情况，维护人员反映停机时正在吹扫该控制柜，技术人员当即反应是模块之间的连接出了问题。
3、解决办法将模块连接重新压紧后系统恢复正常。
4、防止类似问题发生的对策S7-200扩展模块的连接方式容易松动，在维护中必须小心谨慎，如有可能尽量在停机时进行维护以避免影响生产。
案例三PLC1、故障现象描述装箱机在运行过程中突然停机，检查输入点位状态不正常，维护人员认为安全光电未对正，将几个安全光电输入点位短接，但部分不该有输入的点位有输入指示，将该点信号线解除后仍有指示。
工程师到现场后判断为PLC故障，立即拆下端子排换上另一条线上的PLC，送电后输入点位状态均正常，但按下启动按钮后多个输入、输出点位同时闪烁，主机不转动。
自动控制系统案例分析资料
北京联合大学实验报告课程（项目）名称：过程控制学院：自动化学院专业：自动化班姓级：名：0910030201张松学成号：2009100302119绩：2012 年11 月14 日实验一交通灯控制一、实验目的熟练使用基本指令，根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法，掌握交通灯控制的多种编程方法，掌握顺序控制设计技巧。
二、实验说明信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，按以下规律显示：按先南北红灯亮，东西绿灯亮的顺序。
南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持 20秒；到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。
在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。
到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。
东西红灯亮维持25秒，南北绿灯亮维持20秒，然后闪亮3秒后熄灭。
同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮……如此循环，周而复始。
如图1、图2所示。
图1图2三、实验步骤1．输入输出接线输入SD输出R Y G输出R Y G I0.4东西Q0.1Q0.3Q0.2南北Q0.0Q0.5Q0.42.编制程序，打开主机电源编辑程序并将程序下载到主机中。
3.启动并运行程序观察实验现象。
四、参考程序方法1：顺序功能图法设计思路：采用中间继电器的方法设计程序。
这个设计是典型的起保停电路。
方法2：移位寄存器指令实现顺序控制移位寄存器位（SHRB）指令将DATA数值移入移位寄存器。
S_BIT指定移位寄存器的最低位。
N指定移位寄存器的长度和移位方向（移位加=N，移位减=-N）。
SHRB指令移出的每个位被放置在溢出内存位（SM1.1）中。
该指令由最低位（S_BIT）和由长度（N）指定的位数定义。
方法3：利用定时器实现思路：利用多个定时器逻辑组合实现控制时序。
五、思考题1．实验中遇到的问题？如何解决的？2．对单一顺序控制—交通灯控制的几种实现方法技巧进行总结。
控制系统的案例
1、电风扇的风速控制系统 风扇风速的档位
（输入） 一个档位对应着一个风速。
电机、扇页
风速
（输出）
2、楼道声控开关控制系统 发出声音
（输入）
发出声音灯会亮。
声控开关、灯泡
灯泡发光
（输出）
案例
1、灯开关控制的方框图：
手的动作 （输入） 开关 电路 电流 电灯 亮/灭 （输出）
2、自动干手器控制的方框图：
设定 温度
（输入）
不是 （图略）
不是（图略）
是 制冷器
冷气量
+
比较器
控制电路
—
冰箱
箱内温度
（输出）
感温装置
案例分析
判断下列控制系统是否属于闭环控制系统，画出方框图。 交通路口红绿灯控制系统（根据设定的时间来改变红绿灯时间） 设定灭与 亮的时序 （输入） 时序控 制装置
时间
信号机
红绿灯
输出灭与 亮的时序 （输出）
交通路口红绿灯自动控制系统（根据车流量大小改变红绿灯时间）
设定 车流量
（输入）
+
比较器
—
时序控 制装置
信号机
时间
红绿灯
实际 车流量
（输出）
感应装置
案例分析
粮仓的温度和湿度自动控制采用闭环控制系统，增加一个 定时检测温度和湿度的装置，与给定的温度和湿度值比较， 当出现偏差时，相应调节温度和湿度。方框图如下：
手的动作 （输入） 检测器 发热器 气流 干手器 热风 （输出）
练习
1、作出公共汽车车门开关控制的方框图：
开关信号 （输入） 电磁阀 气动 行程 活塞 车门 开/关 （输出）
2、作出火灾自动报警系统控制的方框图：
自动控制系统案例分析案例四恒压供水控制
HL7 HL8 YV2 KA V1
输出信号分配表
名称 1泵工频运行接触器及指示灯 1泵变频运行接触器及指示灯 2泵工频运行接触器及指示灯 2泵变频运行接触器及指示灯 3泵工频运行接触器及指示灯 3泵变频运行接触器及指示灯
(3) 三台泵根据恒压的需要，采取“先启先停”的原则接入 和退出。
(4) 在用水量小的情况下，如果一台泵连续变频运行时间超 过3h，则需切换到下一台泵，具有“倒泵功能”，避免某 一台泵工作时间过长。
主电路
代码 KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 KM6
名称 1泵工频运行接触器 1泵变频运行接触器 2泵工频运行接触器 2泵变频运行接触器 3泵工频运行接触器 3泵变频运行接触器
功能 压力实际值 压力设定值 PID计算值
比例系数 采样时间 积分时间 微分时间 变频器运行频率下限值 生活供水频率上限值 消防供水频率上限值 实际运行频率值 变频工作泵的泵号 工频运行泵的总台数 倒泵时间存储器
器件地址 T33/T34/T39
T37/T38 M0.0 M0.1 M0.2 M0.3 M0.4 M0.5 M0.6 M2.0 M2.1 M2.2 M3.0 M3.1
地址 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5
控 制 电 路
主机单元 CPU224
模拟量单元 EM235
输入信号分配表
代码 SA SLL SLH UP
名称 手动/自动转换开关 水池水位下限信号 水池水位上限信号
模拟量输入
地址 I0.4 I0.1 I0.2 AIW0(MW10)
代码
加泵流程图
自动化控制系统的架构与实现
人机界面软件
实现人机界面功能，提供友好、直观的操作 界面。
数据处理软件
对采集的数据进行预处理、分析、存储等操 作。
网络架构
控制网络
01
连接控制器、传感器、执行机构等设备，传输控制信号和检测
信号。
监控网络
02
连接操作员站、工程师站等设备，传输监控信号和指令信号。
通讯协议
03
采用标准的通讯协议，如Modbus、Profinet等，保证不同设备
特点
自动化控制系统具有高效、准确、快 速、可重复等优点，能够大大提高生 产效率和管理水平，减少人力成本。
自动化控制系统的应用领域
1 2 3
工业自动化
自动化控制系统广泛应用于制造业、化工、电力 等行业的生产过程中，实现设备的自动化控制和 生产线的智能化管理。
智能家居
自动化控制系统用于智能家居领域，实现家庭设 备的远程控制、自动化控制和智能化管理，提高 生活品质。
详细描述
智能家居控制系统通常采用集中控制或无线控制方式，通过智能设备、传感器和执行器 等设备实现家庭环境的监控、控制和自动化管理。例如，通过智能音箱或手机APP控制 灯光、空调、门窗等设备的开关和调节，以及实现家庭安全监控、能源管理和家庭娱乐
等功能。
案例二：工业自动化生产线控制系统
总结词
工业自动化生产线控制系统是实现工业 生产自动化的关键，能够提高生产效率 、降低成本和减少人工干预。
传感器信号处理
传感器输出的信号通常需要进行处理和转换，以便于后续的信号处理和控制系统使用。常见的信号处理 技术包括信号放大、滤波、模数转换等。
执行器技术
执行器类型
执行器是自动化控制系统中的另一个重要组成部分，用于实现控 制系统的输出。常见的执行器类型包括电动执行器、气动执行器
控制系统的案例分析：分享典型控制系统的案例分析和经验总结
控制系统的案例分析：分享典型控制系统的案例分析和经验总结引言你是否经历过在生活中遇到一些需要控制和管理的系统？也许是你的家庭电器，也许是你的汽车，亦或是你的个人健康管理系统。
这些系统背后都有一套控制系统，它们通过传感器、执行器和算法来实现对系统的控制和调节。
在本文中，我们将分享一些典型的控制系统案例分析，并总结经验教训，帮助读者更好地理解控制系统的原理和应用。
什么是控制系统？在深入研究案例分析之前，让我们先来了解一下什么是控制系统。
简而言之，控制系统是一个将输入转换为输出的系统，其目标是通过控制输入来达到所期望的输出。
它由三个主要部分组成：传感器、控制器和执行器。
传感器用于感知系统的状态和环境，控制器根据输入信号制定决策并发送控制信号，而执行器根据控制信号来执行相应的动作。
控制系统的主要目标是通过实时监测和调节来保持系统的稳定性、准确性和可靠性。
在下面的案例分析中，我们将详细介绍一些具体的控制系统案例，以帮助读者更好地理解这些概念。
案例分析1：家庭温控系统假设你在冬天里呆在一个没有温控系统的房子里，你会感觉到室内温度的不断下降，直到让你感到不适。
现在，让我们来看看一个控制系统是如何帮助我们维持室内温度的。
传感器首先，我们需要一个传感器来感知室内的温度。
我们可以使用一个温度传感器，它能够实时地检测室内温度并将数据传输给控制器。
控制器控制器是整个系统的决策中枢。
基于传感器提供的数据，控制器可以判断室内温度是否过低，并决定是否需要加热。
如果室内温度低于预设值，控制器将发送控制信号给执行器。
执行器在这种情况下，执行器可以是加热器。
当控制信号被发送给加热器时，它将开始加热室内空气，使室温升高。
反馈机制为了保持室内温度的稳定，我们还需要一个反馈机制。
一种常见的做法是将室内温度传感器的数据再次传输给控制器，控制器可以根据实际温度和目标温度之间的差异来调节加热器的功率。
通过这种控制系统，我们可以保持室内温度在一个舒适的范围内，使我们感到温暖舒适。
自动控制技术在石油化工领域的应用案例
自动控制技术在石油化工领域的应用案例一、引言近年来，石油化工行业的快速发展对自动控制技术的应用提出了更高的要求。
自动控制技术的广泛应用，不仅可以提高生产效率和产品品质，还可以降低事故风险和人工成本。
本文将以多个案例为例，介绍自动控制技术在石油化工领域的应用。
二、原油加工自动控制系统在石油化工生产中，原油加工是首要环节。
以某炼油厂为例，他们引入了先进的自动控制系统来提高原油加工的效率和安全性。
该系统采用先进的测量仪器和控制器，能够实时监测原油的质量、温度、压力等参数，并根据设定的控制策略自动调整加工过程中的操作参数。
通过改进原油加工自动控制系统，该炼油厂的生产效率提高了20%，同时减少了事故风险。
三、化工过程控制系统化工生产过程中，对各种化学反应的控制是关键。
某石化企业的炼油装置中，采用了自动控制系统来控制反应过程中的温度、压力、流量等参数。
该系统利用先进的传感器和可编程逻辑控制器实现了对化学反应过程的监测和调控。
通过实时的数据采集和处理，自动控制系统能够根据反应过程的需求，自动调整反应器内的操作参数。
这不仅提高了产品质量和产量，还减少了手工干预所带来的人为误差。
四、安全监测与报警系统石油化工领域存在着各种危险因素，因此安全监测与报警系统的应用显得尤为重要。
某炼油厂引入了一套自动控制系统来实现对各种安全参数的实时监测和报警。
该系统包括气体检测传感器、火焰探测器、温度探测器等组件，可以对炼油装置的各个区域进行全面监测。
一旦检测到异常情况，系统将会自动发出报警信号，并触发相应的应急措施，降低事故风险。
五、能源管理与优化控制石油化工生产过程中，能源的高效利用对于降低成本和提高环境可持续性至关重要。
某石化企业通过引入自动控制系统实现了对能源的实时监测和优化控制。
他们利用先进的传感器和数据采集系统，对石化装置中的能源消耗情况进行实时监测，并将数据传输至控制中心。
在控制中心，自动控制系统根据实时的数据分析结果，自动调整设备的运行状态和参数，以实现能源的高效利用，降低能源消耗和排放。
【课件】典型控制系统案例分析+课件-高中通用技术地质版(2019)必修《设计与技
04 水枪的控制分析
水枪的控制分 析
一、儿童玩具水枪的原理 儿童水枪是通过间接地利用自来水压并在此 基础上施加外力，使水枪内橡胶管内水压可以达到大于自来水水压， 这样水枪喷射水的射程可很远，安全性比打固体子弹枪强。主要构造 包括注水阀门嘴装置，两个橡胶管及喷水阀门嘴装置。首先用自来水 压充起第一个橡胶管，再施加外力充起第二个管壁较厚的橡胶管
典型控制系统 案例分析
目录
01. 遥控器的控制分析 02. 烧水壶的控制分析 03. 电热毯的控制分析 04. 水枪的控制分析
01 遥控器的控制分析
遥控器的控制分析
虽然手机等智能设备突飞猛进的发展，但电视机依然是家庭的必备电器，而遥控器作为电视的 控制设备，让人们毫不费力就可以调换电视频道，那么遥控器是如何实现对电视机进行遥控的 呢？ 伴随技术的进步，无线遥控器的类型也随之增多。通常普遍有两种，一种是红外线遥控式， 另一种是无线电摇控制模式。在我们日常生活中，应用最广泛的就是红外线遥控模式了，以电 视机遥控器为例，我们来谈谈其工作原理。 遥控系统一般由发射器（遥控器）、接收器和中央 处理器（CPU）三部分组成，其中，接收器和CPU部分都在电视机上。一般电视机遥控器是利 用0.76~1.5微米波长的红外线来发射出控制信息的，其工作距离只有0~6米，并且沿直线传 播。在遥控器内部的电路中，对应于遥控器上每一个按键，其内部电路都采用了一种特定的编 码方式与其对应。当按下特定按键时，电路中的某一电路连通，芯片能够检测出哪一电路被连 通，并判断出是哪一按键被按下。
元器件，就是温控开关，用于电热水壶的温控开关主要有两种，在之前的文中我们也有提及，
突跳式温控开关以及360度旋转温度开关，第一类的温控开关简单，并且价格比较低廉，被广
自动控制原理综合案例
自动控制原理综合案例案例一：智能家居系统智能家居系统是一种基于自动控制原理的智能化家居解决方案。
通过使用传感器、执行器和控制器等设备，可以实现对家庭环境的智能化管理和控制。
例如，通过温度传感器和空调控制器，可以实现自动调节室内温度的功能；通过光照传感器和窗帘控制器，可以实现自动调节室内光照的功能；通过人体传感器和照明控制器，可以实现自动感知人员活动并自动调节照明亮度的功能。
智能家居系统的实现，不仅可以提高家庭生活的便捷性和舒适度，还可以节省能源并提高安全性。
案例二：自动驾驶汽车自动驾驶汽车是基于自动控制原理的创新应用。
通过激光雷达、摄像头、GPS、惯性导航等传感器和控制算法，实现了对汽车的自动驾驶功能。
自动驾驶汽车可以通过感知周围的道路、交通标志和其他车辆，自主决策并控制汽车的行驶。
例如，在高速公路上，自动驾驶汽车可以根据车辆间的距离和速度，自动调整车速和保持车辆的安全间距。
在道路上遇到交通信号灯时，自动驾驶汽车可以自动识别信号灯的状态，并自动刹车或加速。
自动驾驶汽车的出现，不仅可以提高交通安全性，还可以减少交通拥堵和节约能源。
案例三：工业自动化生产线工业自动化生产线是基于自动控制原理的现代化生产方式。
通过使用传感器、执行器和控制器等设备，可以实现对生产过程的自动化控制和管理。
例如，在汽车生产线上，通过使用机器人和自动控制系统，可以实现对焊接、喷涂、组装等工艺的自动化操作；在电子产品生产线上，通过使用自动化设备，可以实现对印刷、贴片、焊接等工艺的自动化控制。
工业自动化生产线的应用，不仅可以提高生产效率和产品质量，还可以降低人力成本和减少生产过程中的人为误差。
案例四：智能农业系统智能农业系统是基于自动控制原理的农业生产解决方案。
通过使用传感器、执行器和控制器等设备，可以实现对农田环境和农作物的智能化管理和控制。
例如，通过土壤湿度传感器和灌溉控制器，可以实现自动调节灌溉水量和灌溉时间的功能；通过温湿度传感器和温室控制器，可以实现自动调节温室内的温度和湿度的功能；通过光照传感器和光照控制器，可以实现自动调节植物生长所需的光照强度的功能。
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北京联合大学实验报告课程（项目）名称：过程控制学院：自动化学院专业：自动化班级：0910030201 学号：2009100302119 姓名：张松成绩：2012年11月14日实验一交通灯控制一、实验目的熟练使用基本指令，根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法，掌握交通灯控制的多种编程方法，掌握顺序控制设计技巧。
二、实验说明信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，按以下规律显示：按先南北红灯亮，东西绿灯亮的顺序。
南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20秒；到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。
在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。
到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。
东西红灯亮维持25秒，南北绿灯亮维持20秒，然后闪亮3秒后熄灭。
同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮……如此循环，周而复始。
如图1、图2所示。
图 1图 2三、实验步骤1．输入输出接线输入SD 输出R Y G 输出R Y G I0.4 东西Q0.1 Q0.3 Q0.2 南北Q0.0 Q0.5 Q0.42.编制程序，打开主机电源编辑程序并将程序下载到主机中。
3.启动并运行程序观察实验现象。
四、参考程序方法1：顺序功能图法设计思路：采用中间继电器的方法设计程序。
这个设计是典型的起保停电路。
方法2：移位寄存器指令实现顺序控制移位寄存器位（SHRB）指令将DATA数值移入移位寄存器。
S_BIT指定移位寄存器的最低位。
N指定移位寄存器的长度和移位方向（移位加=N，移位减=-N）。
SHRB指令移出的每个位被放置在溢出内存位（SM1.1）中。
该指令由最低位（S_BIT）和由长度（N）指定的位数定义。
方法3：利用定时器实现思路：利用多个定时器逻辑组合实现控制时序。
五、思考题1．实验中遇到的问题？如何解决的？2．对单一顺序控制—交通灯控制的几种实现方法技巧进行总结。
实验二四炉起停控制一、实验目的练习使用基本指令，熟悉顺序控制的基本方法，根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法，了解PLC程序在实际生活中的应用。
二、实验说明如图1所示。
控制要求：电炉丝4组，每组A,B.C三相，Y接，每相10KW， 220V,50A（约）；启动时：1得电加热，温度未到，延时1分钟，2得电加热。
直到温度到。
先启的先停；停止时：温度到，1先停，延时1分钟，2停。
直到温度未到，先停的先启。
图 1三、实验步骤1.输入输出接线输入输出地址说明地址说明I0.4 温度未到闭合开关Q0.0 第一组电炉丝I0.5 温度到闭合开关Q0.1 第二组电炉丝Q0.2 第三组电炉丝Q0.3 第四组电炉丝2.编制程序，打开主机电源编辑程序并将程序下载到主机中。
3.启动并运行程序观察实验现象。
四、参考程序主程序OB1：子程序SBR_0：子程序SBR_1：五、思考题1．实验中遇到的问题？如何解决的？2．对顺序控制—四炉先启先停的实现方法技巧进行总结。
实验三生产线小车运行控制一．实验目的熟悉随机逻辑控制的基本方法，掌握送料小车运行控制的编程技巧和程序调试方法。
二、实验说明控制要求：生产车间往返运行的供料小车有1#～5#五个工位。
任何一个工位呼叫小车时，小车能自动判断下一运动方向并到达呼叫位置。
当小车运行到较远工位过程中，若又有较近工位的呼叫时，小车能够先在较近工位停车，延时后自动运动到较远的工位。
如图1所示。
图1三、实验步骤1.输入输出接线I/O分配见表1，I/O接线如图2所示。
表 1输入输出地址说明地址说明I1.0～I1.4 1#～5#工位呼叫按钮SB1～SB5 Q0.0～Q0.4 1#～5#工位指示灯HL1～HL5I0.0～I0.4 1#～5#工位行程开关SQ1～SQ5 Q0.5、Q0.6 右行、左行指示灯HL6、HL7Q1.0、Q1.1 右行、左行接触器KM1、KM22.编制程序，打开主机电源编辑程序并将程序下载到主机中。
3.启动并运行程序观察实验现象。
图 2四、参考程序参考程序1：.参考程序2：五、思考题1．实验中遇到的问题？如何解决的？2．总结送料小车运行控制的编程技巧和随机逻辑控制设计的方法规律。
实验四小型电热锅炉过程控制系统一实验目的掌握模拟量闭环控制原理及系统组成原理，熟练掌握PLC控制系统的PID指令编程及中断的应用，掌握模拟量输入/输出模块的使用及输入输出量程转换方法。
二实验装置和设备1．QXLPC-IV型小型过程控制实验装置，（如图1所示）。
2．S7200系列PLC（主机CPU222CN 8点input，6点output；扩展单元EM235 4AI,1AO）。
3．执行器：MICROMASTER 420型变频器以及160Q-8F磁动泵；晶闸管SCR。
4．压力变送器、液位变送器、Pt100铂电阻和数显温度变送仪、涡轮流量计和数显流量变送仪。
5．QXLPC-IV型小型过程控制实验装置。
6．安装有软件STEP 7-MicroWIN 的PC机。
图1 QXLPC-IV型小型过程控制实验装置三、实验原理系统组成结构如图2所示，通过水泵向电热锅炉供水，其中压力变送器测量进水压力，流量计测量流量，液位变送器测量液位，Pt100铂电阻和数显温度变送仪检测出水温度并进行变送。
变频器和水泵、晶闸管SCR(温度控制)为执行元件。
通过S7-200 PLC编程控制电热锅炉的液位、压力、流量或温度。
本次实验实现对锅炉液位的单回路控制。
液位单回路控制方框图如图3所示。
首先由变送器检测实时数值，转换为 1～5V的直流信号,连接至PLC的模拟量输入端，经A/D转换为6400～32000的数字量。
PLC的控制程序将对此数字量处理，并与给定值比较后通过PID调节输出操作信号，通过D/A转换为4～20mA的模拟量输出给执行器—变频器，改变水泵的输出功率以达到锅炉液位的自动控制。
图2 系统组成结构图图3 液位单回路控制方框图四、实验内容和步骤1．控制程序设计注：液位信号地址为AIW4。
控制程序分为主程序，和中断程序。
参考程序如下。
1）主程序（实现参数的初始化、定时中断的连接和开、关中断等）2）中断程序中断程序实现定时采样滤波、输入量程转换、PID控制、输出量程转换功能。
中断程序INT_0：2．编辑下载调试程序使用STEP 7-MicroWIN软件编辑程序，编译成功下载至S7-200PLC。
建立用户状态表用于调试中在线监视和修改数据。
1）PG/PC接口设置(1)双击指令树“设置PG/PC接口”图标，在打开的对话框中设置编程计算机的“PC/PPICable（PPI）”的属性。
设地址为2其它的选择默认设置，本地连接采用COM1端口。
(2)双击指令树文件夹“通信”图标，双击刷新设备后,程序软件将会自动自动搜索连接在网络上的S7-200,之后选择所显示的S7-200,建立PC机与PLC之间的连接。
2）下载与调试首先单击工作栏中的“下载”按钮，将出现下载对话框，在对话框内可以选择是否下载程序块、数据块、系统块、配方和数据记录配置。
单击“下载”按钮，PLC将自动切换到STOP模式并开始下载程序数据。
下载成功后。
将PLC的工作模式切换到RUN模式，下载到PLC中的程序便开始运行。
3）观察变量变化，记录数据。
打开状态表，可以在线更改设定值以及PID参数，可以在线监视实际值的变化，也可以直接从锅炉液位计上看到数值。
五、思考题1．实验中遇到的问题？如何解决的？2．定时中断设定时间根据什么设定？3．对闭环PID过程控制的原理理解及实现方法进行总结。
实验五 恒压供水控制系统一、实验目的了解恒压供水控制的基本原理，掌握模拟量闭环PID 控制的原理，掌握PID 指令和中断指令的应用及编程方法。
二、实验设备CPU224CN 的PLC 一台\安装有STEP7软件的计算机\若干导线 三、实验原理 1．系统组成变频调速恒压供水系统如图1所示,该系统应用S7-200 PLC 作为控制器,由压力传感器检测当前水压实际值，经变送器通过A/D 转换模块将模拟量转换成数字量送入PLC ，经PLC 进行压力反馈值与设定值的PID 运算，运算结果送入变频器频率控制端，控制变频器的输出频率，从而改变电机转速，达到恒压供水的目的。
图1 恒压供水系统2．电气控制主电路图主电路图如图2所示。
三台电机分别为泵1、泵2、泵3。
接触器KM1、KM3、KM5分别控制泵1、泵2、泵3的工频运行；接触器KM2、KM4、KM6分别控制泵1、泵2、泵3的变频运行；VVVF 为一般的变频进水阀水位控制器水池电磁阀生活用水消防用水 市网来水泵2 泵1泵3压力传感器P L C变 频 器P C 机上限 下限图2 主电路原理图 3．控制电路图控制电路如图3所示。
SA 为手动/自动转换开关，“1”的位置为手动控制状态，“2”的位置为自动控制状态。
手动控制时，可用按钮SB1-SB8控制泵的启/停和电磁阀YV2的通/断；自动运行时，系统在PLC 程序控制下运行。
由于电磁阀YV2没有触点，所以要使用一个中间断电器KA1间接控制YV2，来实现YV2的手动自锁功能，HL10为自动运行状态电源指示灯。
图3 控制电路图4．水管压力单回路控制框图变频调速恒压控制系统主要是以供水出口管网的水压为控制目标，将出口总管网的实际压力与设定压力进行比较，进行PID 调节，实现水管压力的恒定。
如图4所示。
图4 水管压力单回路控制原理PID 调节器变频器水泵组给定压力压力传感器水管实际压力四、实验步骤1．外部设备接线本装置中输入公共端要求接主机模块电源的“L+”，此时输入端是低电平有效；输出公共端要求接主机模块电源的“M”，此时输出端输出的是低电平，电源COM接M, V+接L+。
接线如图5所示。
图5 实验装置接线图2.PLC I/O端子分配控制系统的输入/输出信号的代码、名称及地址编号如表1、表2所示。
水位下限和上限信号分别为I0.1、I0.2，它们在水淹没时为0，露出时为1。
表1 输入信号分配表名称地址消防信号I0.4水池水位下限信号I0.1水池水位上限信号I0.2模拟量输入AIW0(MW10)表2 输出信号分配表代码名称地址KM1,HL1 1泵工频运行接触器及指示灯Q0.0KM2,HL2 1泵变频运行接触器及指示灯Q0.1KM3,HL3 2泵工频运行接触器及指示灯Q0.2KM4,HL4 2泵变频运行接触器及指示灯Q0.3KM5,HL5 3泵工频运行接触器及指示灯Q0.4KM6,HL6 3泵变频运行接触器及指示灯Q0.5HL7 水池进水指示灯Q0.6HL8 水池水位下限故障指示灯Q0.7YV2 生活/消防供水转换电磁阀Q1.0KA 变频器频率复位控制Q1.1V1 模拟量输出信号AQW0(MW20)3.通信连接S7-200 CPU上的通信口是与RS-485兼容的9针D型连接器，符合欧洲标准EN 50170。