導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇溫度控制器，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2012）04-0000-00

1、引言

隨著可編程控制器（PLC）深入到工業(yè)控制等諸多領(lǐng)域，微機(jī)技術(shù)應(yīng)用到可編程控制器中，不但用邏輯編程取代了硬連線邏輯，還增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送與處理以及對(duì)模擬量進(jìn)行控制等功能，使之真正成為一種電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控制設(shè)備。而溫度控制器是重要的儀表控制組成單元，是對(duì)溫度進(jìn)行控制的電開(kāi)關(guān)設(shè)備，在食品、化工、生物等領(lǐng)域要重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，如何精確的對(duì)溫度控制器進(jìn)行控制，是儀表控制中一類重要的研究方向。

2、可編程控制器（PLC）分析

所謂的可編程控制器就是一種帶有指令存儲(chǔ)器和數(shù)字或模擬I/O接口，一位運(yùn)算為主，能夠完成邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)以及算術(shù)運(yùn)算功能的自動(dòng)控制裝置，隨著科學(xué)的發(fā)展與PLC的不斷進(jìn)步，功能不斷增強(qiáng)，定義也會(huì)不斷的發(fā)生變化，但總的來(lái)說(shuō)可編程控制器的內(nèi)涵終究是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的目的。

2.1 可編程控制器的主要功能及應(yīng)用領(lǐng)域

PLC把自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及通信技術(shù)融為一體，在儀器儀表方面也有諸多的應(yīng)用，簡(jiǎn)單概括起來(lái),功能可以表述為以下幾個(gè)方面：

(1)實(shí)現(xiàn)邏輯控制,PLC具有邏輯運(yùn)算功能,它設(shè)置有“與”、“或”、“非”等邏輯指令，因此它可以代替繼電器等更為精確的實(shí)現(xiàn)組合邏輯與順序邏輯控制。

(2)定時(shí)控制,PLC具有定時(shí)控制的功能,為用戶提供若干個(gè)定時(shí)器,并設(shè)置了定時(shí)指令。

(3)計(jì)數(shù)控制,PLC有計(jì)數(shù)控制的功能,為用戶提供了若干個(gè)計(jì)數(shù)定時(shí)器,并設(shè)置了計(jì)數(shù)指令。

(4)步進(jìn)控制,PLC為用戶提供了若干個(gè)移位寄存器，或者直接有步進(jìn)指令,可用于步進(jìn)控制。

(5)數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換,有些PLC還提供了“數(shù)?！鞭D(zhuǎn)換和“模數(shù)”轉(zhuǎn)換等功能,能夠完成對(duì)模擬量的控制以及調(diào)節(jié)。

(6)數(shù)據(jù)處理,有的可編程控制器還存在有數(shù)據(jù)處理的能力,能進(jìn)行數(shù)據(jù)并行傳送、比較和邏輯運(yùn)算,BCD碼的四則運(yùn)算，還能進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索、比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換等功能。

(7)通信與聯(lián)網(wǎng),有的PLC還采用了通信技術(shù),可以進(jìn)行遠(yuǎn)程I/O控制,多臺(tái)PLC之間可以進(jìn)行同位連接,還可以與計(jì)算機(jī)進(jìn)行上位鏈接,由一臺(tái)計(jì)算機(jī)以及若干臺(tái)PLC可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制網(wǎng)絡(luò),從而完成較大規(guī)模的復(fù)雜的控制。

(8)實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)監(jiān)控,PLC具有較強(qiáng)的監(jiān)控功能，操作人員通過(guò)監(jiān)控命令可以監(jiān)控有關(guān)部分的運(yùn)行狀態(tài)。

2.2 可編程控制器的主要優(yōu)點(diǎn)

總的來(lái)說(shuō)可編程控制器一種邏輯控制單元，對(duì)于可編程控制器來(lái)說(shuō)，首先，變成較為簡(jiǎn)單，可編程控制器的設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)PLC時(shí)已經(jīng)充分考慮到使用者的習(xí)慣以及技術(shù)水平以及用戶的方便，構(gòu)成了一個(gè)實(shí)際的PLC控制系統(tǒng)一般不需要很多的配套的設(shè)備，PLC的基本指令不多，常用于編程的梯形圖以及傳統(tǒng)的繼電接觸控制線路圖有許多相似之處，編程器的使用簡(jiǎn)便，對(duì)程序進(jìn)行增減、修改和運(yùn)行監(jiān)視很方便；其次，可編程控制器的可靠性較高，PLC是專門為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的，在設(shè)計(jì)與控制過(guò)程中均采用了諸如屏蔽、濾波、隔離、無(wú)觸點(diǎn)、精選器件等多層次有效的抗干擾措施，因此可靠性很高，有資料顯示可編程控制器的無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)3萬(wàn)小時(shí)以上，PLC自帶的自診斷功能可以迅速方便的檢查判斷故障，縮短檢修時(shí)間；再次，可編程控制器的通用性以及功能很強(qiáng)，PLC的品種很多，針對(duì)不同的系統(tǒng)可以靈活的選用不同的PLC，用來(lái)滿足不同的控制要求，用一臺(tái)PLC可以實(shí)現(xiàn)控制不同對(duì)象或者滿足不同的控制要求；同時(shí)，可編程控制器還具有設(shè)計(jì)、施工以及調(diào)試周期短的優(yōu)點(diǎn)，可編程控制器在很多領(lǐng)域是以軟件編程來(lái)取代硬件連線，用PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)也比較簡(jiǎn)單，編程也比較容易，安裝與使用方便，不需要很多的配套的設(shè)備，程序調(diào)試修改也很方便，可大大縮短可編程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工以及投產(chǎn)時(shí)間。

在溫度控制器中采用PLC控制，能實(shí)現(xiàn)精確控制溫度，與此同時(shí)PLC具有良好的可靠性，能夠適應(yīng)較為惡劣的工作環(huán)境，對(duì)所操作的環(huán)境進(jìn)行溫度的合理控制，更有利于依賴溫度行業(yè)的需要。

2.3 PLC的基本結(jié)構(gòu)

可編程控制器是從計(jì)算機(jī)以及機(jī)電接觸系統(tǒng)等發(fā)展而來(lái)的，因此，在結(jié)構(gòu)上可以總結(jié)為以下幾個(gè)單元：

輸入輸出部件，輸入部件接受從開(kāi)關(guān)、按鈕、繼電接觸器和傳感器等輸入的現(xiàn)場(chǎng)控制信號(hào)，并將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成中央處理單元能夠接受以及處理的數(shù)字信號(hào)，而輸出部件接收經(jīng)過(guò)中央處理單元輸出的數(shù)字信號(hào)，并能把它轉(zhuǎn)化成能被控制設(shè)備以及顯示裝置所能接受的電壓或者電流信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)接觸器、電磁閥等。

中央處理單元（CPU），它是PLC的核心部件，整個(gè)可編程控制器的工作過(guò)程都在中央處理單元的控制下統(tǒng)一指揮和協(xié)調(diào)進(jìn)行。

存儲(chǔ)器是保存系統(tǒng)程序和用戶程序的器件，系統(tǒng)存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)正常工作所必需的程序。

電源部件為可編程控制器提供所需要的直流電源和外部輸入設(shè)備所需要的直流穩(wěn)壓電源。

編程器是可編程控制必不可缺少的重要的設(shè)備，她主要對(duì)用戶程序進(jìn)行編輯、輸入、檢查、調(diào)試和修改，并用來(lái)監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)。

3、溫度控制器分析

溫度控制器是對(duì)溫度進(jìn)行控制的電開(kāi)關(guān)設(shè)備，溫度控制器所控制的空調(diào)房間內(nèi)的溫度范圍一般在18℃--28℃。窗式空調(diào)常用的溫度控制器是以壓力作用原理來(lái)推動(dòng)觸點(diǎn)的通與斷。其結(jié)構(gòu)由波紋管、感溫包（測(cè)試管）、偏心輪、微動(dòng)開(kāi)關(guān)等組成一個(gè)密封的感應(yīng)系統(tǒng)和一個(gè)轉(zhuǎn)送信號(hào)動(dòng)力的系統(tǒng)。 按照控制方法溫度控制器一般分為兩種：一種是由被冷卻對(duì)象的溫度變化來(lái)進(jìn)行控制，多采用蒸氣壓力式溫度控制器，另一種由被冷卻對(duì)象的溫差變化來(lái)進(jìn)行控制，多采用電子式溫度控制器。其中蒸氣壓力式溫度控制器又分為：充氣型、液氣混合型和充液型。家用空調(diào)機(jī)械式溫度控制器都以這類溫度控制器為主。而電子式溫度控制器分為：電阻式溫度控制器和熱電偶式溫度控制器。

3.1蒸氣壓力式溫度控制器原理分析

溫度控制器波紋管的動(dòng)作作用于彈簧，彈簧的彈力是由控制板上的旋鈕所控制的，毛細(xì)管放在空調(diào)機(jī)的室內(nèi)吸入空氣的風(fēng)口處，對(duì)室內(nèi)循環(huán)回風(fēng)的溫度起反應(yīng)。當(dāng)室溫上升至調(diào)定的溫度時(shí)，毛細(xì)管和波紋管中的感溫劑氣體膨脹，使波紋管伸長(zhǎng)并克服彈簧的彈力把開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)接通，此時(shí)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)制冷，直到室溫又降至設(shè)定的溫度時(shí)，感溫包氣體收縮，波紋管收縮與彈簧一起動(dòng)作，將開(kāi)關(guān)置于斷開(kāi)位置，使壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)電路切斷。以此反復(fù)動(dòng)作，從而達(dá)到控制房間溫度的目的。

3.2電子式溫度控制器原理分析

電子式溫度控制器（電阻式）是采用電阻感溫的方法來(lái)測(cè)量的，一般采用白金絲、銅絲、鎢絲以及半導(dǎo)體（熱敏電阻等）為測(cè)溫電阻，這些電阻各有其優(yōu)確點(diǎn)。家用空調(diào)溫度控制器的傳感器大都是以熱敏電阻式。

3.3溫度控制器PLC控制系統(tǒng)分析

一般溫度控制器可以采用采用PID模糊控制技術(shù)，用先進(jìn)的數(shù)碼技術(shù)通過(guò)Pvar、Ivar、Dvar（比例、積分、微分）三方面的結(jié)合調(diào)整形成一個(gè)模糊控制來(lái)解決慣性溫度誤差問(wèn)題。據(jù)了解，很多廠家在使用溫度控制器的過(guò)程中，往往碰到慣性溫度誤差的問(wèn)題，苦于無(wú)法解決，依靠手工調(diào)壓來(lái)控制溫度。采用PID模糊控制技術(shù)，能較好地解決了慣性溫度誤差的問(wèn)題。傳統(tǒng)的溫度控制器，是利用熱電偶線在溫度化變化的情況下，產(chǎn)生變化的電流作為控制信號(hào)，對(duì)電器元件作定點(diǎn)的開(kāi)關(guān)控制器?；谶@種電流控制信號(hào)，采用PLC對(duì)溫度控制器進(jìn)行控制使控制更加精準(zhǔn)。傳統(tǒng)的溫度控制器的電熱元件一般以電熱棒、發(fā)熱圈為主，兩者里面都用發(fā)熱絲制成。發(fā)熱絲通過(guò)電流加熱時(shí)，通常達(dá)到1000℃以上，所以發(fā)熱棒、發(fā)熱圈內(nèi)部溫度都很高。一般進(jìn)行溫度控制的電器機(jī)械，其控制溫度多在0-400℃之間，所以，傳統(tǒng)的溫度控制器進(jìn)行溫度控制期間，當(dāng)被加熱器件溫度升高至設(shè)定溫度時(shí)，溫度控制器會(huì)發(fā)出信號(hào)停止加熱。但這時(shí)發(fā)熱棒或發(fā)熱圈的內(nèi)部溫度會(huì)高于400℃，發(fā)熱棒、發(fā)熱圈還將會(huì)對(duì)被加熱的器件進(jìn)行加熱，即使溫度控制器發(fā)出信號(hào)停止加熱，被加熱器件的溫度還往往繼續(xù)上升幾度，然后才開(kāi)始下降。當(dāng)下降到設(shè)定溫度的下限時(shí)，溫度控制器又開(kāi)始發(fā)出加熱的信號(hào)，開(kāi)始加熱，但發(fā)熱絲要把溫度傳遞到被加熱器件需要一定的時(shí)候，這就要視乎發(fā)熱絲與被加熱器件之間的介質(zhì)情況而定。通常開(kāi)始重新加熱時(shí)，溫度繼續(xù)下降幾度。所以，傳統(tǒng)的定點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制溫度會(huì)有正負(fù)誤差幾度的現(xiàn)象，但這不是溫度控制器本身的問(wèn)題，而是整個(gè)熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性問(wèn)題，使溫度控制器控溫產(chǎn)生一種慣性溫度誤差。因此基于PLC的溫度控制器的實(shí)現(xiàn)有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

4、結(jié)語(yǔ)

本文簡(jiǎn)單介紹了PLC以及溫度控制器，分析了PLC應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)以及在溫度控制器應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)，有利于PLC在溫度控制器中的廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

篇2

摘 要： 介紹了一種基于可編程片上系統(tǒng)（System-on-a-Programmable-Chip， SOPC）的智能溫度控制器的實(shí)現(xiàn)。利用SOPC技術(shù)和FPGA內(nèi)部的NIOS II軟核處理器，實(shí)現(xiàn)對(duì)PID參數(shù)的智能整定、溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制。與傳統(tǒng)的解決方案相比，基于SOPC的小生境免疫PID溫度控制器具有超調(diào)量小、調(diào)整時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方案的有效性。

關(guān)鍵詞： 小生境； 免疫算法； PID整定； SOPC

中圖分類號(hào)：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2016）07-38-03

Design of PID temperature controller with SOPC and niche immune algorithm

Bao Ke， Shen Xiaohui， Fang Yuan， Lai Haichao

（Zhejiang Provincial Testing Institute of Electronic information Products， Hangzhou， Zhejiang 310007， China）

Abstract： This paper introduces the implementation of an intelligent temperature controller based on SOPC （System-On-a

-Programmable-Chip）. The intelligent PID parameters tuning and the real-time temperature detection and control are realized by using SOPC technology and FPGA Nios II soft core processor. Compared with the traditional solutions， the SOPC based Niche Immune PID temperature controller has the advantages of small overshoot and short adjusting time. The simulation results have verified the effectiveness of the proposed method.

Key words： niche； immune algorithm； PID parameter tuning； SOPC

0 引言

在工業(yè)生產(chǎn)中，溫度是應(yīng)用最為廣泛且最為重要的過(guò)程參數(shù)之一。由于溫度具有大慣性、大滯后的特性，在進(jìn)行PID控制時(shí)很難通過(guò)人工方式獲取較優(yōu)的PID參數(shù)[1]。通過(guò)遺傳算法、一般免疫算法等智能優(yōu)化算法對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，也面臨著算法過(guò)早收斂、尋優(yōu)能力不足等缺陷[2-3]。小生境免疫算法是將小生境機(jī)制引入到免疫算法基于抗體濃度的調(diào)節(jié)機(jī)制和多樣性保持策略中的智能參數(shù)優(yōu)化算法。將該算法應(yīng)用于PID參數(shù)整定，可獲取性能良好的PID參數(shù)。

在傳統(tǒng)解決方案中，大多采用以單片機(jī)為核心的溫度控制器[4-5]，但它們都很難解決小生境免疫算法實(shí)時(shí)整定PID參數(shù)所帶來(lái)的性能開(kāi)銷問(wèn)題[6]，而且單片機(jī)一旦確定芯片型號(hào)，其內(nèi)部資源配置也隨之確定，無(wú)法進(jìn)行后續(xù)的系統(tǒng)升級(jí)。本文提出一種基于SOPC的小生境免疫PID溫度控制器的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)方法，在常規(guī)溫度傳感電路的基礎(chǔ)上，以小生境免疫算法實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前環(huán)境下最優(yōu)的PID參數(shù)進(jìn)行PID控制，并通過(guò)PWM方式實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)以FPGA為硬件核心。首先，由溫度傳感器采集溫度參數(shù)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送入FPGA中的NIOS II處理器，NIOS II處理器一方面將實(shí)際溫度參數(shù)通過(guò)UART串口模塊送至上位機(jī)，一方面根據(jù)溫度偏差值運(yùn)算小生境免疫算法得出最優(yōu)PID參數(shù)，并控制PWM模塊輸出控制信號(hào)。系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。

其中，On-Chip Memory作為程序的運(yùn)行空間，F(xiàn)lash作為FPGA配置文件以及軟核文件的存儲(chǔ)空間。FPGA上電后將Flash存儲(chǔ)的程序加載到On-Chip Memory中運(yùn)行，CFI控制器核由SOPC Builder自帶的IP核提供。采用SOPC Builder中提供的UART IP核作為與上位機(jī)通信的接口；采用第三方設(shè)計(jì)的PWM IP核用于對(duì)加熱元件的脈沖調(diào)制。

本設(shè)計(jì)選用瑞士Sensirion公司的數(shù)字傳感器芯片SHT11采集溫度信號(hào)，SHT11將溫度感測(cè)、濕度感測(cè)、信號(hào)變換、A/D轉(zhuǎn)化和存儲(chǔ)功能集成到一個(gè)芯片上，在芯片內(nèi)自動(dòng)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，無(wú)需附加外部電路即可連接FPGA。SHT11采用兩線數(shù)字串行接口SCK和DATA，具體電路如圖2所示。

4 結(jié)論

本文將SOPC技術(shù)和小生境免疫算法運(yùn)用于傳統(tǒng)的PID控制，提出了基于SOPC的小生境免疫算法溫度控制器的設(shè)計(jì)方法，解決了溫度控制中PID參數(shù)最優(yōu)問(wèn)題。通過(guò)小生境免疫算法的PID參數(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該算法下獲得的PID控制器性能較優(yōu)。

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篇3

關(guān)鍵詞：粉煤灰法；回轉(zhuǎn)窯；Smith預(yù)估；模糊控制；仿真研究；

中圖分類號(hào)：TF341.6;TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-7059(2006)05-00

0前言

回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，具有大慣性，純滯后，非線性等特點(diǎn)，工藝過(guò)程復(fù)雜多變，難以得到精確的數(shù)學(xué)模型。目前，部分氧化鋁企業(yè)仍然借鑒現(xiàn)場(chǎng)操作人員的工作經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)人工調(diào)節(jié)的方式以求適應(yīng)回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝要求，這種傳統(tǒng)的控制策略不易獲得滿意的控制效果，生產(chǎn)效率低、能耗高、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。本文提出一種基于智能Smith預(yù)估器的回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)溫度控制器，通過(guò)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的仿真研究，結(jié)果表明新的控制系統(tǒng)具有很好的快速性和很小的超調(diào)量，能夠滿足回轉(zhuǎn)窯工藝生產(chǎn)的需要．

1智能Smith預(yù)估控制策略

1.1 Smith預(yù)估器改進(jìn)算法

Smith預(yù)估器最早是由O.J.M.Smith在1958年提出來(lái)的，它是一個(gè)時(shí)滯預(yù)估補(bǔ)償算法[1]。為克服Smith預(yù)估器對(duì)模型誤差敏感的缺點(diǎn)，由C.C.Hang等提出了改進(jìn)的Smith預(yù)估器[2]。當(dāng)改進(jìn)的預(yù)估器輸入存在誤差時(shí)，傳遞函數(shù)分母的最后多了一個(gè) 因子，調(diào)整濾波時(shí)間常數(shù) 可改變閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的根，從而達(dá)到提高控制系統(tǒng)性能的目的。

1.2 濾波時(shí)間常數(shù) 對(duì)系統(tǒng)的影響

預(yù)估器中引入了一個(gè)一階慣性環(huán)節(jié)，當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)在運(yùn)行中發(fā)生變化時(shí)，原先設(shè)定的濾波時(shí)間常數(shù) 不一定能使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能達(dá)到最佳，只有根據(jù)變化情況相應(yīng)調(diào)整 ，才能使系統(tǒng)得到更好的控制效果。在仿真研究的基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步采用模糊控制方法在線調(diào)整改進(jìn)Smith預(yù)估器的濾波時(shí)間常數(shù) ，最終構(gòu)成一個(gè)專門針對(duì)純滯后、時(shí)變系統(tǒng)的智能控制方案，如圖1所示。改進(jìn)的模糊Smith智能控制方法結(jié)合了模糊PID控制與自適應(yīng)Smith預(yù)估器，該方案對(duì)諸如電加熱溫控這樣的參數(shù)時(shí)變的大時(shí)滯過(guò)程，能夠改善系統(tǒng)的控制性能，使系統(tǒng)具有更強(qiáng)的魯棒性。

圖 1 改進(jìn)的模糊Smith智能控制結(jié)構(gòu)圖 圖2 參數(shù)變化時(shí)控制系統(tǒng)的響應(yīng)曲線

2.3 的模糊自適應(yīng)設(shè)計(jì)

根據(jù)上一節(jié)的分析，可以先根據(jù) 和 的值，確定是否需要引入一階慣性環(huán)節(jié)，如果不需要，則令 ；如果需要引入慣性環(huán)節(jié)來(lái)提高系統(tǒng)控制性能，則根據(jù) 和 的值對(duì)濾波時(shí)間常數(shù) 進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，本文的控制中采用如下調(diào)整公式

在調(diào)整過(guò)程中，應(yīng)注意不能使 為負(fù)值，而且為增強(qiáng)系統(tǒng)的魯棒性，可以給設(shè)定一個(gè)最小值，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般取最小值為 。

的值可以采用模糊控制器對(duì) 和 進(jìn)行模糊推理得到， 和 即為模糊控制器的輸入，模糊化后為 與 ， 是模糊控制器的輸出。它們的模糊論域定義為{-6，-5，-4，-3，-2，-1，，0，1，2，3，4，5，6}，模糊子集定義為{負(fù)大，負(fù)小，零，正小，正大}＝{NB，NS，ZO，PS，PB}。對(duì)于一個(gè)實(shí)際的系統(tǒng)，可以確定 、 和 的基本論域，從而確定模糊控制器輸入變量的量化因子和輸出控制量的比例因子，其控制規(guī)則如下：

當(dāng) 負(fù)大， 負(fù)大，應(yīng)增大 ，即 =PB，控制規(guī)則為：

If=NB and=NB then=PB

當(dāng) 正小， 為零，此時(shí)不宜引入慣性環(huán)節(jié)，即 =NS，控制規(guī)則為：

If=PS and=ZO then=NS

如此類推，可得到25條控制規(guī)則，如表1所示如此類推，可得到25條控制規(guī)則，如表1示：

表 1濾波時(shí)間常數(shù)整定規(guī)則

模糊推理采用Mamdani推理方法，反模糊化采用重心法。

3 粉煤灰法回轉(zhuǎn)窯燒成溫度控制器仿真研究

本文基于最小二乘法，利用MATLAB仿真軟件，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)收集到從下料到窯況平穩(wěn)間的一些具有代表性、普遍性和一定密度的燃料用量與燒成帶溫?cái)?shù)據(jù)樣本，建立出燒成帶的溫度數(shù)學(xué)模型。

當(dāng)被控對(duì)象模型參數(shù)的放大系數(shù)、時(shí)間常數(shù)同時(shí)增大40%時(shí)，圖2是模糊Smith智能控制算法的響應(yīng)曲線，從圖2可以看出，基于模糊Smith智能控制器控制系統(tǒng)的響應(yīng)曲線在超調(diào)量、上升時(shí)間、及調(diào)節(jié)時(shí)間均滿足工藝要求。

4 結(jié)論

本文提出的模糊Smith智能控制系統(tǒng)，充分發(fā)揮了模糊自整定PID算法動(dòng)態(tài)性能好、抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)態(tài)精度較高的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)采用了模糊推理的方法調(diào)整改進(jìn)型Smith預(yù)估器的濾波時(shí)間常數(shù) ，改善了Smith預(yù)估器對(duì)模型參數(shù)的過(guò)于依賴性，將使Smith預(yù)估器在實(shí)際工業(yè)過(guò)程控制中得以更廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

1 單 王鵬 杜鋼. Smith-Fuzzy控制器在回轉(zhuǎn)窯溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 材料與冶金學(xué)報(bào).2003

2 鄒志軍．基于模糊控制的Smith預(yù)估器的改進(jìn)研究和設(shè)計(jì)[D]．合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2005．

3 馬中華. 基于穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)的回轉(zhuǎn)窯智能操作應(yīng)用研究[D]，濟(jì)南大學(xué)，2008.

篇4

隨著電網(wǎng)發(fā)展的不斷加速，GIS設(shè)備得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，在保證設(shè)備安全運(yùn)行的措施中，機(jī)構(gòu)箱溫度的控制起到了非常重要的作用。但由于普通的溫度控制系統(tǒng)具有很大的熱慣性，使得加熱器的加熱過(guò)程往往不夠精確，經(jīng)常導(dǎo)致加熱過(guò)度或者加熱不足，而如果采用了PID控制，則可以確保控制過(guò)程的精確性和靈敏性。

本文首先建立一個(gè)溫度變化的數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行了參數(shù)假設(shè)，確立了被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型；然后討論了PID控制技術(shù)的原理和優(yōu)點(diǎn)，最后對(duì)PID控制技術(shù)在GIS機(jī)構(gòu)箱溫濕度控制中的應(yīng)用進(jìn)行了分析與展望。

關(guān)鍵詞：GIS設(shè)備機(jī)構(gòu)箱，溫度控制，PID控制,

中圖分類號(hào)：G267 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1、引言

1.1背景

近年來(lái)，GIS設(shè)備以其占地面積小，可靠性高，安全性強(qiáng)，維護(hù)工作量小等多方面的優(yōu)點(diǎn)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。為了防止?jié)穸冗^(guò)大導(dǎo)致元件受潮，在GIS設(shè)備的機(jī)構(gòu)箱內(nèi)通常裝有溫濕度控制器，通過(guò)加熱的方法驅(qū)除水汽，保證箱內(nèi)干燥。但普通的定點(diǎn)溫度控制器往往不夠精確，無(wú)法滿足設(shè)備的安全運(yùn)行需求。

1.2 溫度控制的特點(diǎn)

溫濕度控制器在工作時(shí)，當(dāng)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)溫度升高至設(shè)定溫度時(shí)，控制器會(huì)發(fā)出信號(hào)停止加熱。但這時(shí)發(fā)熱器件的溫度會(huì)高于設(shè)定溫度，發(fā)熱器件還將會(huì)繼續(xù)加熱，即使控制器發(fā)出信號(hào)停止加熱，機(jī)構(gòu)箱的溫度還往往繼續(xù)上升幾度。當(dāng)下降到設(shè)定溫度的下限時(shí)，溫度控制器又開(kāi)始發(fā)出加熱的信號(hào)，但發(fā)熱器件要把溫度傳遞到機(jī)構(gòu)箱內(nèi)需要一定的時(shí)間，通常開(kāi)始重新加熱時(shí)，溫度已經(jīng)比設(shè)定溫度下降了幾度。所以，傳統(tǒng)的定點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制溫度會(huì)有正負(fù)誤差幾度的現(xiàn)象，使溫度控制器控溫產(chǎn)生一種慣性溫度誤差。

2、機(jī)構(gòu)箱溫度數(shù)學(xué)模型

機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的熱平衡方程為：（G為機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的氣體流量，單位kg/s；Cp為氣體比熱，單位J/kg.K；T為機(jī)構(gòu)箱內(nèi)溫度，單位K； Th為加熱器件溫度，單位K；K為載熱體與機(jī)構(gòu)箱內(nèi)氣體總傳熱系數(shù)，單位W/m2.K；F為傳熱面積，單位m2。）

比熱的計(jì)算公式： （m為機(jī)構(gòu)箱內(nèi)氣體質(zhì)量，單位kg）

密度公式：（為氣體密度，單位kg/m3；V為機(jī)構(gòu)箱容積）

得出：，這個(gè)方程是該機(jī)構(gòu)箱溫度數(shù)學(xué)模型的時(shí)域方程。由于直接采用時(shí)域分析法比較復(fù)雜, 所以采用復(fù)頻域分析法, 利用拉氏變換將這個(gè)溫度的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化到復(fù)頻域中，得：。

由此可見(jiàn)，機(jī)構(gòu)箱溫度的數(shù)學(xué)模型是一個(gè)大滯后系統(tǒng)，熱慣性很大，不能用常規(guī)的定點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制，必須采用能夠克服這種大滯后，大慣性的控制系統(tǒng)，以獲得良好的控制性能。

3、PID控制原理和優(yōu)點(diǎn)

3.1 PID控制的原理

PID 是Proportional(比例)、Integral(積分)、Differential(微分)三者的縮寫(xiě)，PID 控制是應(yīng)用最為廣泛的一種控制。PID 控制中實(shí)質(zhì)上包含了三種控制（調(diào)節(jié)），即比例（P）控制、積分（I）控制和微分（D）控制。

（1）比例控制：其輸出的大小與偏差成比例。但是，在有限的比例系數(shù)下，比例控制不能完全消除偏差，且比例系數(shù)太大會(huì)影響控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此，需增加積分控制。

（2）積分控制：輸出與偏差的積分成比例，只要偏差存在，積分控制就會(huì)起作用(條件是控制器沒(méi)有飽和)，因此，積分控制有利于偏差的消除。但積分控制作用太強(qiáng)，超調(diào)量增大，使反饋信號(hào)反向增大導(dǎo)致相反調(diào)節(jié)甚至產(chǎn)生振蕩，系統(tǒng)穩(wěn)定性減弱。

（3）微分控制：能夠迅速地反映偏差的變化率，因而能使控制器具有“超前”控制的功能。同時(shí)，根據(jù)自動(dòng)控制理論可知，適當(dāng)?shù)貞?yīng)用微分控制可以減少控制系統(tǒng)輸出的超調(diào)量，并且，有利于系統(tǒng)穩(wěn)定性的提高。

通過(guò)綜合地運(yùn)用以上三種控制，可以使控制器具有合適的控制輸出。

3.2 PID 控制參數(shù)的整定

在控制系統(tǒng)中，PID 參數(shù)的選擇直接影響控制質(zhì)量的好壞。在實(shí)際應(yīng)用中，常使用工程整定方法。

（1）比例系數(shù)KP 與系統(tǒng)性能之間的關(guān)系

一般來(lái)說(shuō)，KP太小，控制器的靈敏性很差，誤差較大時(shí)控制器才會(huì)動(dòng)作。如果采用單純比例控制的話，比例系數(shù)過(guò)小意味著穩(wěn)態(tài)誤差過(guò)大。K P 太大，系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度減小，可能出現(xiàn)振蕩。在過(guò)程控制中，往往喜歡用比例帶δ作為整定參數(shù)，δ與KP 的關(guān)系為：δ = 1/ KP

（2）積分時(shí)間常數(shù)TI 與系統(tǒng)性能之間的關(guān)系

積分環(huán)節(jié)的主要作用是消除穩(wěn)態(tài)誤差。TI越小，與誤差積分成比例的控制作用就越強(qiáng)，這樣就有可能盡快地消除穩(wěn)態(tài)誤差。同時(shí)，由于積分環(huán)節(jié)的引入，增加了系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的階次，這將導(dǎo)致閉環(huán)系統(tǒng)振蕩傾向的加強(qiáng)，并使系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度下降。因此，TI取值也不宜過(guò)小。

（3）微分時(shí)間常數(shù)TD 與系統(tǒng)性能之間的關(guān)系

微分環(huán)節(jié)的引入有利于系統(tǒng)應(yīng)付突發(fā)的擾動(dòng)，使得系統(tǒng)具有某種“預(yù)見(jiàn)性”。同時(shí)，對(duì)于頻率特性而言，微分環(huán)節(jié)提供一個(gè)超前的相角，這對(duì)于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性是有益處的。但是， TD 的取值也不宜過(guò)大，以免引入高頻干擾。

通過(guò)綜合地運(yùn)用以上三種控制，可以使控制器具有合適的控制輸出。

3.3 PID 控制的優(yōu)點(diǎn)

由于加熱器的熱慣性問(wèn)題，使得我們不能用常規(guī)的定點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制。而必須采用PID控制。PID控制器問(wèn)世至今已有近70年歷史，它以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，控制理論的其它技術(shù)難以采用時(shí)，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來(lái)確定，這時(shí)應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。即當(dāng)我們不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象，或不能通過(guò)有效的測(cè)量手段來(lái)獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用PID控制技術(shù)。

PID控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)試方便，用一般電子線路、電氣機(jī)械裝置很容易實(shí)現(xiàn)，在無(wú)計(jì)算機(jī)條件下，這種PID控制比其他復(fù)雜控制方法具有可實(shí)現(xiàn)的優(yōu)先條件，即使到了計(jì)算機(jī)出現(xiàn)的時(shí)代，由于被控對(duì)象輸出信息的獲取目前主要是“位置信息”、“速度信息”和部分“加速度信息”，而更高階的信息無(wú)法或很難測(cè)量，在此情況下，高維、復(fù)雜控制只能在計(jì)算方法上利用計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)，而在實(shí)際應(yīng)用中，在不能或難以獲得高階信息的條件下，PID控制或二階形式的控制器仍是應(yīng)用的主要方法。

四、結(jié)論與展望

目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（儀表）已經(jīng)很多，產(chǎn)品已在工程實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用，有各種各樣的PID控制器產(chǎn)品，各大公司均開(kāi)發(fā)了具有PID參數(shù)自整定功能的智能調(diào)節(jié)器(intelligent regulator)，其中PID控制器參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整是通過(guò)智能化調(diào)整或自校正、自適應(yīng)算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用于GIS機(jī)構(gòu)箱的溫濕度控制器中時(shí)，可采用可編程控制器(PLC) ，利用其閉環(huán)控制模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)PID控制。無(wú)論是參數(shù)的設(shè)定還是調(diào)試都十分簡(jiǎn)便。PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，不需要具備計(jì)算機(jī)的專門知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。因此，在GIS設(shè)備的溫濕度控制器中引入PID控制技術(shù)，是一項(xiàng)十分有益的技術(shù)革新。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔣慰孫. 過(guò)程控制工程[M]. 北京: 中國(guó)石化出版社, 1999: 71-89&174-185&373-423

篇5

【關(guān)鍵詞】干式變壓器；溫度保護(hù)；非電量保護(hù)；改進(jìn)措施

干式變壓器以其安裝簡(jiǎn)單、噪聲低、損耗小及免維護(hù)等特點(diǎn)越來(lái)越普及。通常干式變壓器依靠本身配帶的溫度控制器完成溫度巡檢和溫度等非電量保護(hù)，再由繼電保護(hù)裝置完成電流、電壓等電氣量保護(hù)。

一、干式變壓器保護(hù)邏輯

SCB10系列干式變壓器廣泛運(yùn)用于冶金、化工、市政等領(lǐng)域動(dòng)力配電。以SCB10系列干式變壓器為例，其邏輯保護(hù)如下：

1.干式變壓器溫度控制器完成溫度調(diào)節(jié)（風(fēng)機(jī)啟?？刂疲┖凸收蠝囟缺Ｗo(hù)

SCB10干式變壓器通常采用LD-B10干式變壓器溫度控制器實(shí)現(xiàn)溫度巡檢、風(fēng)機(jī)啟停和變壓器故障導(dǎo)致的異常溫度保護(hù)。LD-B10干式變壓器溫度控制器由預(yù)埋在變壓器三相繞組和鐵芯中的Pt100鉑熱電阻傳感器產(chǎn)生與繞組溫度值相對(duì)應(yīng)的電阻信號(hào)，經(jīng)多路開(kāi)關(guān)、濾波、放大和A/D轉(zhuǎn)換后輸入單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)巡回檢測(cè)的測(cè)溫電阻數(shù)據(jù)和設(shè)定的各種控制參數(shù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算與處理，輸出顯示信息和控制信號(hào)[1]。

LD-B10干式變壓器溫度控制器的邏輯保護(hù)輸出有：

溫度超過(guò)90℃，啟動(dòng)干式變壓器底部散熱風(fēng)機(jī)，強(qiáng)制風(fēng)冷。

溫度超過(guò)130℃，輸出超溫報(bào)警信號(hào)。

溫度超過(guò)150℃，輸出超溫跳閘信號(hào)，跳開(kāi)變壓器高低壓側(cè)開(kāi)關(guān)。

Pt斷線或溫控器巡檢值超出測(cè)量范圍，輸出故障報(bào)警信號(hào)，并顯示故障信息。

2.繼電保護(hù)裝置完成電量保護(hù)

干式變壓器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，繼電保護(hù)裝置原則上只需要完成過(guò)流、速斷、差動(dòng)、零序等保護(hù)即可。

干式變壓器電氣量繼電保護(hù)措施有：

過(guò)流保護(hù)：運(yùn)行電流超過(guò)過(guò)流保護(hù)整定值，啟動(dòng)反時(shí)限過(guò)流保護(hù)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

速斷保護(hù)：運(yùn)行電流超過(guò)速斷保護(hù)整定值，直接輸出跳閘信號(hào)，跳開(kāi)變壓器高壓側(cè)開(kāi)關(guān)。

差動(dòng)保護(hù)：進(jìn)出線兩端電流差值超出整定值，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，跳開(kāi)干式變壓器高低壓側(cè)開(kāi)關(guān)。

零序保護(hù)：零序電流超過(guò)整定值輸出跳閘信號(hào)跳開(kāi)高壓側(cè)開(kāi)關(guān)。

二、干式變壓器保護(hù)存在的問(wèn)題

電力繼電保護(hù)裝置具有可靠性、選擇性、靈敏性、速動(dòng)性，是經(jīng)受了實(shí)踐檢驗(yàn)的保護(hù)措施。在實(shí)際運(yùn)行中，非電量保護(hù)出現(xiàn)的問(wèn)題遠(yuǎn)超電氣量保護(hù)。

2011年4月30日，北京某智能化大廈配電室進(jìn)行高壓倒閘操作時(shí)，直流電源干擾導(dǎo)致干式變壓器溫度控制器誤發(fā)“變壓器高溫跳閘”信號(hào)，變壓器跳閘；2013年6月22日，鄭州某企業(yè)變壓器B相繞組Pt斷線，Pt斷線過(guò)程中溫度控制器恰巧巡檢到一個(gè)電阻值，并解析為163℃，變壓器跳閘，控制器相繼報(bào)“變壓器高溫跳閘”和“Pt斷線”信號(hào)。

兩起誤動(dòng)作的根本原因是變壓器溫度控制器程序編制時(shí)邏輯保護(hù)的可靠性不足，未考慮受到干擾產(chǎn)生的瞬間異常電阻值信號(hào)和Pt斷線瞬變過(guò)程中產(chǎn)生異常電阻值的可能。

三、干式變壓器保護(hù)整定改進(jìn)的措施

在重要場(chǎng)所應(yīng)用干式變壓器時(shí)，應(yīng)力求從邏輯保護(hù)上消除這些存在的誤動(dòng)作隱患。

避免瞬間異常電阻值導(dǎo)致變壓器誤動(dòng)作跳閘可從兩個(gè)角度實(shí)現(xiàn)。

1.干式變壓器溫度控制器單片機(jī)程序中添加溫度變化率變量濾除干擾

干式變壓器繞組的異常溫升原因有環(huán)境影響產(chǎn)生異常溫升、故障電流引起內(nèi)阻發(fā)熱導(dǎo)致異常溫升和絕緣破壞放電造成異常溫升三種。環(huán)境影響產(chǎn)生的溫升和故障電流產(chǎn)生的溫升由于熱量累積和傳導(dǎo)有一個(gè)過(guò)程，其溫度變化率（ΔT為單位時(shí)間溫度變化量，Δt為單位時(shí)間）相對(duì)較小；絕緣破壞放電造成異常溫升也會(huì)有一個(gè)熱量累積過(guò)程，同時(shí)放電過(guò)程會(huì)導(dǎo)致電氣量保護(hù)動(dòng)作。故采用溫度變化率來(lái)濾除異常溫度干擾完全可行[2]，實(shí)際應(yīng)用中選取溫度變化率小于15攝氏度每秒，Pt熱電阻灼燒試驗(yàn)通過(guò)。

2.通過(guò)電力繼電保護(hù)邏輯實(shí)現(xiàn)異常跳閘信號(hào)濾除

將干式變壓器溫度控制器“變壓器超溫報(bào)警”和“變壓器高溫跳閘”輸出信號(hào)引至電力繼電保護(hù)裝置，電力繼電保護(hù)做如下邏輯：

理論上，變壓器溫度由超溫報(bào)警的130℃升到高溫跳閘的150℃，需要一個(gè)持續(xù)時(shí)間超過(guò)1s的過(guò)程，基于此，在微機(jī)繼電保護(hù)裝置上對(duì)“變壓器超溫報(bào)警”信號(hào)做延時(shí)后與“變壓器高溫跳閘”信號(hào)邏輯與運(yùn)算，濾除瞬間干擾影響。實(shí)際應(yīng)用時(shí)還可以根據(jù)環(huán)境條件適度減小超溫報(bào)警整定值，增大高溫跳閘與超溫報(bào)警整定之間的溫差，增加可靠性。

綜上，由于干式變壓器非電量保護(hù)中存在的缺陷造成變壓器誤動(dòng)作的幾率很大，在重要場(chǎng)合供電中必將造成較大損失。采取兩種邏輯保護(hù)改進(jìn)措施后消除了干式變壓器非電量保護(hù)不完善導(dǎo)致的誤動(dòng)作隱患。兩種措施在實(shí)際應(yīng)用中可單獨(dú)采用或聯(lián)合使用，均可達(dá)到防止誤跳的目的。

參考文獻(xiàn)

篇6

關(guān)鍵詞:DSP; 溫度傳感器; 溫度控制; 模糊PID; 脈寬調(diào)制

中圖分類號(hào):TP23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1004-373X(2010)09-0129-03

System of Temperature Control Based on DSP and Digital Temperature Sensor

XU Xing-jian1, YUAN Zi-jun1, ZHAO Yong-li2, GAO Feng1

(1. Hefei University of Technology, Hefei 230009, China; 2. Shanghai University of Engineering Science, Shanghai 201620, China)

Abstract: Traditional temperature control system took thermal resistance as the temperature sensor, combined with air-cooled or water to achieve the purpose, size large, noisy and the accuracy is limited. The temperature measurement system composed of digital temperature sensor(DS18B20) and the DSP(TMS320F2812), the DSP pulse-width modulation is used to control the current of the TEC combined with fuzzy PID algorithm(Fuzzy-PID), to achieve the effect of temperature control, small size and 0.1 accuracy. The wiring diagram of DSP and DS18B20, the use of CCS(code editing studio) for software development are introduced. The system has been used in the LD temperature control, and has gained very good results.

Keywords: DSP; temperature sensor; temperature control; fuzzy-PID; pulse width modulation

0 引 言

20世紀(jì)60年代以來(lái),數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processing,DSP)伴隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)得到飛速發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛。在溫度控制方面,尤其是固體激光器的溫度控制,受其工作環(huán)境和條件的影響,溫度的精度要求比較嚴(yán)格,之前國(guó)內(nèi)外關(guān)于溫度控制基本上都采用溫度敏感電阻來(lái)測(cè)量溫度,然后用風(fēng)冷或者水冷方式來(lái)達(dá)到溫度控制效果,精度不夠且體積大。本文基于DSP芯片TMS320F2812與數(shù)字溫度傳感器DS18B20設(shè)計(jì)出一個(gè)溫度測(cè)量系統(tǒng),根據(jù)測(cè)量所得的溫度與設(shè)定的參量,并利用模糊PID算法計(jì)算出控制量,利用該控制量調(diào)節(jié)由DSP事件管理器產(chǎn)生PWM波的占空比,并作用于半導(dǎo)體制冷器,以達(dá)到溫度控制效果,實(shí)現(xiàn)控制精度高,體積小的溫度控制系統(tǒng)[1]。

1 系統(tǒng)硬件組成

1.1 DS18B20功能結(jié)構(gòu)與使用

DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器,具有3引腳TO-92小體積封裝形式;溫度測(cè)量范圍為-55~+125 ℃;可編程為9~12位A/D轉(zhuǎn)換精度,測(cè)溫分辨率可達(dá)0.062 5 ℃;CPU只需一根埠線就能與諸多DS18B20通信,占用微處理器的端口較少,可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。以上特點(diǎn)使DS18B20非常適合用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)中。

DS18B20的管腳排列如圖1所示。DQ為數(shù)字信號(hào)輸人/輸出端;GND為接地;VDD為外接供電電源輸人端(在寄生電源接線方式時(shí)接地)。

DS18B20中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量,用16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供[2],以0.062 5 ℃/LSB形式表達(dá),其中S為符號(hào)位。例如+125 ℃的數(shù)字輸出為07DOH, +25.062 5 ℃的數(shù)字輸出為0191H, -25.062 5 ℃ 的數(shù)字輸出為FF6FH,-55 ℃的數(shù)字輸出為FC90H。

圖1 DS18B20的管腳排列

1.2 DSP介紹

這里所用DSP為TMS320F2812,它是美國(guó)TI公司新推出的低價(jià)位、高性能的16位定點(diǎn)DSP,是專為控制應(yīng)用系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的[3],其主頻可達(dá)150 MHz,本系統(tǒng)中所用晶振為45 MHz,片內(nèi)集成了設(shè)備接口,主要起控制和計(jì)算作用。

1.3 半導(dǎo)體制冷器簡(jiǎn)介

半導(dǎo)體制冷器是根據(jù)帕爾貼效應(yīng)制成的,由兩種不同金屬組成一對(duì)熱電偶,當(dāng)熱電偶邁入直流電流后因直流電通入的方向不同,將在熱電偶結(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生吸熱和放熱現(xiàn)象。制冷器結(jié)構(gòu)如圖2所示[4]。

把一個(gè)N型和P型半導(dǎo)體的粒子用金屬連接片焊接成一個(gè)電偶對(duì)。當(dāng)直流電流從N極流向P極時(shí),上端產(chǎn)生吸熱現(xiàn)象,此端稱冷端,下端產(chǎn)生放熱現(xiàn)象,此端稱熱端,如果電流方向反過(guò)來(lái),則冷熱端相互轉(zhuǎn)換。

圖2 半導(dǎo)體制冷原理

1.4 硬件連接

DS18B20與DSP連接主要有兩種方式:寄生電源方式和外部供電方式。本文采用外部供電方式,其中18B20的DQ口與F2812的GPIOA0口連接,具體連接如圖3所示。

圖3 DS18B20與DSP連接圖

2 溫度測(cè)量

要進(jìn)行溫度控制,首先要測(cè)量所控制目標(biāo)的溫度值,在本系統(tǒng)中,具體使用數(shù)字溫度傳感器DS18B20與DSP結(jié)合,并利用CCS編寫(xiě)程序,本系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)為CCS 2.2,前期安裝及芯片設(shè)置在此省略[5-6],程序流程如圖4所示。

圖4 DS18B20程序流程

DS18B20的控制包括三種時(shí)序:復(fù)位、寫(xiě)時(shí)序、讀時(shí)序[7]。

復(fù)位:主機(jī)總線在t0時(shí)刻發(fā)送一個(gè)復(fù)位脈沖(最短為480 μs的低電平信號(hào)),接著在t1時(shí)刻釋放總線并進(jìn)入接收狀態(tài);DSl820在檢測(cè)到總線的上升沿之后等待15~60 μs,接著在t2時(shí)刻發(fā)出存在脈沖(低電平持續(xù)60~240 μs)。

寫(xiě)時(shí)序:對(duì)于DS18B20的寫(xiě)時(shí)序分為寫(xiě)0時(shí)序和寫(xiě)1時(shí)序兩個(gè)過(guò)程。寫(xiě)0時(shí)序和寫(xiě)1時(shí)序的要求不同,當(dāng)要寫(xiě)0時(shí)序時(shí),總線要被拉低至少60 μs,保證DS18B20能夠在15~45 μs之間正確地采樣I/O總線上的“0”電平,當(dāng)要寫(xiě)1時(shí)序時(shí),單總線被拉低之后,在15 μs之內(nèi)就得釋放單總線。寫(xiě)數(shù)據(jù)持續(xù)時(shí)間應(yīng)大于60 μs且小于120 μs,兩次寫(xiě)操作時(shí)間間隔要大于1 μs。

讀時(shí)序:對(duì)于DS18B20的讀時(shí)序同樣分為讀0時(shí)序和讀1時(shí)序兩個(gè)過(guò)程。對(duì)于DS18B20的讀時(shí)序是從DSP把單總線拉低之后,在15 s之內(nèi)就得釋放單總線,以便讓DS18B20把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。DS18B20在完成一個(gè)讀時(shí)序過(guò)程,至少需要60 μs才能完成。

需要注意的是,在程序編寫(xiě)時(shí)不管是復(fù)位,還是讀寫(xiě),都要注意配置GPIOA0端口的狀態(tài)(輸入或輸出),同時(shí)時(shí)序非常重要,本文中的延時(shí)都是經(jīng)過(guò)多次測(cè)試后總結(jié)出來(lái)的,根據(jù)DSP芯片的晶振不同,延時(shí)程序都會(huì)改變,否則DS18B20不會(huì)正常工作。

3 溫度控制

3.1 脈寬調(diào)制PWM輸出

TMS320F2812的事件管理模塊總共能輸出16路PWM信號(hào),文中僅需要輸出一路占空比可調(diào)的PWM信號(hào),并設(shè)計(jì)從PWM1引腳輸出該方波信號(hào)。文中選用通用定時(shí)器1(T1) 作為時(shí)基;全比較單元1保存調(diào)制值;計(jì)數(shù)方式采用連續(xù)增計(jì)數(shù)模式。PWM占空比值與T1的三角波數(shù)據(jù)比較,輸出PWM信號(hào)控制半導(dǎo)體制冷片工作。各寄存器設(shè)置如下(高速外設(shè)時(shí)鐘為22.5 MHz)[8-9]:

EvaRegs.ACTR.all=0x0006; //通過(guò)對(duì)比較方式控制寄存器的配置

EvaRegs.T1PR=5000; //定時(shí)器1周期值0.365 μs*N

EvaRegs.T1CMPR=2500; //定時(shí)器1比較值

EvaRegs.T1CNT=0; //定時(shí)器1初值設(shè)為0

EvaRegs.T1CON.all=0x144E; //連續(xù)增模式,TRS系數(shù)45M/2/16,T1使能

EvaRegs.CMPR1=1500; //占空比

文中設(shè)計(jì)的PWM周期為1.825 ms,TMS320F2812的計(jì)數(shù)器記數(shù)范圍為0~5DC。因此當(dāng)系統(tǒng)裝入CMPR1寄存器的值為0或5DCH時(shí),輸出恒為高電平或低電平。現(xiàn)以向CMPR1寫(xiě)入1 500為例,PWM1引腳的輸出周期為1.825 ms的方波。

3.2 溫度控制軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)前面敘述,用DS18B20讀取溫度采樣值,再通過(guò)參數(shù)自整定的Fuzzy-PID算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理[10]:根據(jù)E和EC的狀況,由模糊控制規(guī)律再通過(guò)模糊表推導(dǎo)出ΔKP,KI,KD,根據(jù)式(1)計(jì)算出KP,KI,KD的大小,再計(jì)算出U的初值和ΔU,由式(2)實(shí)時(shí)計(jì)算控制量U。通過(guò)參數(shù)轉(zhuǎn)換,將U轉(zhuǎn)換為PWM參數(shù),修改EvaRegs.CMPR1的數(shù)值,改變PWM的占空比,從而控制TEC的制冷/制熱功率。

KP=KP0+f1(E, EC)

KI=KI0+f2(E,EC)

KD=KD0+f3(E, EC)

U(k)=U(k-1)+ΔU(k-1)

(1)

ΔU(k-1)=KP[E(k)-E(k-1)]+KIE(k)+

KD[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)]

(2)

程序流程圖如圖5所示[10]。

圖5 溫度控制軟件流程

3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

完成以上程序編寫(xiě)后,首先利用仿真器進(jìn)行溫度測(cè)量模擬,在標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)所得室溫為31.2 ℃時(shí),在CCS軟件中利用快速觀測(cè)窗口檢測(cè)到的溫度值為31.187 5 ℃。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明,在外界溫度為31 ℃,采用默認(rèn)設(shè)置(穩(wěn)定溫度為25 ℃)時(shí),該溫度控制系統(tǒng)能使被控物體的溫度穩(wěn)定在25 ℃,溫度穩(wěn)定時(shí)間小于100 s,精度可達(dá)到0.1 ℃以下,達(dá)到了工業(yè)控制要求。

4 結(jié) 語(yǔ)

利用DSP的高速處理能力,結(jié)合DS18B20精準(zhǔn)的溫度讀取能力,以及利用CCS開(kāi)發(fā)出溫度控制系統(tǒng)。該溫度控制系統(tǒng)中應(yīng)用了Fuzzy-PID算法。設(shè)計(jì)目標(biāo)是:在同樣的控制精度條件下,使系統(tǒng)的過(guò)渡時(shí)間及超調(diào)量盡可能減小,以改善控制效果。采用復(fù)合控制,使系統(tǒng)能有效抑制純滯后的影響,當(dāng)參數(shù)變化較大以及有干擾時(shí),仍能取得較好的控制效果。

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篇7

摘要隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)體制的逐步深化與改革，企業(yè)內(nèi)部控制的制度面臨著新的要求與挑戰(zhàn)，并在一定程度上影響著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因此，企業(yè)管理者應(yīng)適時(shí)制定出合理的內(nèi)部控制制度。本文旨在論述企業(yè)財(cái)務(wù)內(nèi)部控制存在的制度問(wèn)題以及解決的措施，以便實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

一、內(nèi)部控制制度的涵義及目的

所謂內(nèi)部控制制度，是在內(nèi)部牽制的基礎(chǔ)上，由企業(yè)管理人員在經(jīng)營(yíng)管理實(shí)踐中創(chuàng)造，并經(jīng)審計(jì)人員理論總結(jié)而逐步完善的自我監(jiān)督和自行調(diào)節(jié)體系。企業(yè)內(nèi)部控制劃分為內(nèi)部管理控制與內(nèi)部會(huì)計(jì)控制兩大類。內(nèi)部管理控制包括組織規(guī)劃以及與管理當(dāng)局進(jìn)行經(jīng)濟(jì)業(yè)務(wù)授權(quán)決策過(guò)程有關(guān)的程序和記錄。這種授權(quán)是與完成組織目標(biāo)的職責(zé)直接有關(guān)的一種管理職能，也是企業(yè)經(jīng)濟(jì)業(yè)務(wù)會(huì)計(jì)控制的起點(diǎn)。內(nèi)部會(huì)計(jì)控制包括資產(chǎn)保護(hù)、保證帳目和財(cái)務(wù)報(bào)告真實(shí)性和完整性的有關(guān)方法、程序和組織規(guī)劃。

企業(yè)單位制定內(nèi)部控制制度的基本目的在于：保證組織機(jī)構(gòu)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保護(hù)企業(yè)資產(chǎn)的安全、完整與有效運(yùn)用，提高經(jīng)濟(jì)核算的正確性和可靠性，評(píng)價(jià)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，提高企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理水平。企業(yè)的日常經(jīng)營(yíng)活動(dòng)必須由各部門管理人員分工協(xié)作，各司其職，他們的工作都需要有一定的內(nèi)部控制制度，才能相互制約、相互配合，保持正常合理的工作秩序。內(nèi)部控制貫穿于企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理活動(dòng)的各個(gè)方面，只要企業(yè)存在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和經(jīng)營(yíng)管理，就需要加強(qiáng)內(nèi)部控制，建立相應(yīng)的內(nèi)部控制制度。

二、企業(yè)內(nèi)部現(xiàn)行控制制度存在的問(wèn)題

1.內(nèi)部控制制度不夠完善、內(nèi)容不夠完備。相當(dāng)一部分企業(yè)對(duì)建立內(nèi)部控制制度不夠重視，或內(nèi)部控制制度有關(guān)內(nèi)容不夠合理；重會(huì)計(jì)內(nèi)部控制制度，輕內(nèi)部管理控制制度；內(nèi)部控制制度流于形式，把已訂立的企業(yè)內(nèi)部控制制度“印在紙上，掛在墻上”以應(yīng)付有關(guān)部門的檢查，遇到具體問(wèn)題更多的是強(qiáng)調(diào)客觀原因，有章不循，失去了應(yīng)有的剛性和嚴(yán)肅性。企業(yè)管理制度創(chuàng)新滯后，不能適應(yīng)新形勢(shì)、新體制的需要，在具體實(shí)施過(guò)程中，暴露出制度體系不完善、控制內(nèi)容不完備、可操作性不強(qiáng)、監(jiān)督不得力等一系列問(wèn)題。由于受計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的影響，各職能部門之間比較重視對(duì)行業(yè)“條條框框”的管理與指導(dǎo)，而對(duì)部門之間的相互銜接重視不足，形成“鐵路警察”各管一段的尷尬局面。

2.對(duì)內(nèi)部控制制度的認(rèn)識(shí)不足。目前一些企業(yè)對(duì)內(nèi)部控制的認(rèn)識(shí)存在兩種傾向值得注意：一是一部分人習(xí)慣于甚至滿足于傳統(tǒng)的經(jīng)營(yíng)管理方式，認(rèn)為只要能夠規(guī)范化操作就行，不必考慮是否先進(jìn)。二是雖然意識(shí)到改革的必然性，但片面強(qiáng)調(diào)改革組織機(jī)構(gòu)的重要性，忽視控制方式的跟進(jìn)和強(qiáng)化。這就使企業(yè)改革與微觀治理機(jī)制相脫離，阻礙企業(yè)內(nèi)部控制的發(fā)展和完善，對(duì)企業(yè)的發(fā)展不利。

3.機(jī)構(gòu)設(shè)置不合理，人員素質(zhì)較低。財(cái)務(wù)與會(huì)計(jì)合署辦公，這種機(jī)構(gòu)設(shè)置在現(xiàn)代企業(yè)制度中暴露出許多弊端：⑴服務(wù)對(duì)象不明。財(cái)務(wù)監(jiān)督的服務(wù)對(duì)象是企業(yè)的所有者，它的具體運(yùn)作和操縱是企業(yè)內(nèi)部事務(wù)，而會(huì)計(jì)監(jiān)督的服務(wù)對(duì)象是企業(yè)內(nèi)、外部利害關(guān)系人，其提供的公開(kāi)化會(huì)計(jì)信息必須體現(xiàn)“真實(shí)公允”的原則。將服務(wù)對(duì)象靈活性程度不同的兩項(xiàng)工作合并一處，必然導(dǎo)致服務(wù)對(duì)象模糊，而且財(cái)務(wù)靈活性干擾了會(huì)計(jì)的公允性。⑵財(cái)會(huì)部門不堪重負(fù)。應(yīng)由財(cái)務(wù)部門負(fù)責(zé)的投資、籌資和收益分配事項(xiàng)，涉及的時(shí)間跨度大（包括過(guò)去、現(xiàn)在和將來(lái)），采用的方法特殊（如分析、考核等）。由會(huì)計(jì)人員兼做財(cái)務(wù)，會(huì)計(jì)人員力不從心，既影響會(huì)計(jì)信息質(zhì)量又導(dǎo)致財(cái)務(wù)管理乏力，財(cái)會(huì)部門的工作質(zhì)量也隨之下降。⑶違背不相容職務(wù)分離原則。由財(cái)會(huì)部門的主管人員既管理財(cái)務(wù)收支又進(jìn)行會(huì)計(jì)信息處理，極易導(dǎo)致基于財(cái)務(wù)收支需要而捏造會(huì)計(jì)信息；財(cái)務(wù)的對(duì)象為物流系統(tǒng)，而會(huì)計(jì)的對(duì)象是信息系統(tǒng)，財(cái)務(wù)與會(huì)計(jì)合并一處也不符合實(shí)物管理與會(huì)計(jì)記錄分離原則。會(huì)計(jì)人員素質(zhì)較低表現(xiàn)在：⑴業(yè)務(wù)素質(zhì)較低。據(jù)統(tǒng)計(jì)在我國(guó)1200萬(wàn)會(huì)計(jì)從業(yè)人員中，受過(guò)大學(xué)專業(yè)教育的不及10%。在素質(zhì)相對(duì)較高的國(guó)有企業(yè)、縣級(jí)以上集體企業(yè)的600萬(wàn)會(huì)計(jì)從業(yè)人員中，大專以上學(xué)歷的也只有18.21%，有會(huì)計(jì)師資格的僅占 8.45%。⑵職業(yè)道德水準(zhǔn)較低。有些會(huì)計(jì)人員置會(huì)計(jì)的真實(shí)公允性不顧，為了迎合某些特定需要而制造虛假會(huì)計(jì)信息，侵害他方合法利益。⑶缺乏主動(dòng)性和創(chuàng)造性。會(huì)計(jì)人員往往只局限于對(duì)已發(fā)生經(jīng)濟(jì)業(yè)務(wù)的核算、報(bào)告，參與管理的意識(shí)淡薄，會(huì)計(jì)的作用得不到全面發(fā)揮。

4.產(chǎn)權(quán)關(guān)系不明，大多數(shù)管理者對(duì)內(nèi)部控制不夠重視。有不少國(guó)有企業(yè)在改革過(guò)程中，一味地“放權(quán)讓利”致使原廠長(zhǎng)負(fù)責(zé)制的領(lǐng)導(dǎo)班子現(xiàn)在既是經(jīng)理層又進(jìn)入董事會(huì)，董事會(huì)成員和經(jīng)理成員高度重疊，致使企業(yè)產(chǎn)權(quán)主體缺位、權(quán)責(zé)不清，加強(qiáng)內(nèi)部控制的受益主體模糊。根據(jù)有關(guān)抽樣資料統(tǒng)計(jì)，在上市公司的董事會(huì)成員中，100%為內(nèi)部董事的公司占有效樣本數(shù)的22.1%，50%以上為內(nèi)部董事的公司占有效樣本數(shù)的78.2%，董事長(zhǎng)和總經(jīng)理一人兼任的公司占總樣本的47.7%。由此可見(jiàn)，公司董事會(huì)在很大程度上掌握在內(nèi)部人手中，作為所有者產(chǎn)權(quán)代表的董事會(huì)，既不能充當(dāng)所有者的“守護(hù)神”，又不能代表所有者對(duì)經(jīng)營(yíng)者進(jìn)行監(jiān)督。大多數(shù)管理者對(duì)內(nèi)部控制不夠重視，無(wú)法以身作則帶頭嚴(yán)格遵守內(nèi)部控制制度，逾越控制，，企業(yè)內(nèi)部人控制現(xiàn)象嚴(yán)重；對(duì)職工培訓(xùn)只重形式不重實(shí)質(zhì)，企業(yè)文化建設(shè)薄弱；管理者自身素質(zhì)還無(wú)法滿足現(xiàn)代化企業(yè)管理的需要，經(jīng)營(yíng)管理水平還有待提高。企業(yè)組織結(jié)構(gòu)尚未達(dá)到現(xiàn)代化企業(yè)管理的要求，存在組織與組織之間各自為政、互相推委、人浮于事等現(xiàn)象。

監(jiān)督機(jī)制不健全。目前有很多企業(yè)監(jiān)督評(píng)審主要依靠?jī)?nèi)審部門來(lái)實(shí)現(xiàn)，而有些企業(yè)的內(nèi)審部門隸屬于財(cái)務(wù)部門，與財(cái)務(wù)部同屬一人領(lǐng)導(dǎo)，內(nèi)部審計(jì)在形式上就缺乏應(yīng)有的獨(dú)立性。另外，在內(nèi)審的職能上，很多企業(yè)的內(nèi)部審計(jì)工作僅僅是審核會(huì)計(jì)帳目，而在內(nèi)部稽查、評(píng)價(jià)內(nèi)部控制制度是否完善和企業(yè)內(nèi)各組織機(jī)構(gòu)執(zhí)行指定職能的效率等方面，卻未能充分發(fā)揮應(yīng)有的作用。

6.內(nèi)部控制信息平臺(tái)不統(tǒng)一，信息溝通滯塞。在企業(yè)內(nèi)部控制制度不夠全面、沒(méi)有滲透到企業(yè)各個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的情況下，部分企業(yè)內(nèi)部軟件平臺(tái)不統(tǒng)一、信息系統(tǒng)不兼容，導(dǎo)致各部門之間無(wú)法充分共享企業(yè)內(nèi)部資源，缺乏有效的信息溝通，存在許多企業(yè)管理的盲區(qū)，導(dǎo)致內(nèi)部控制方法與企業(yè)實(shí)際狀況脫節(jié)，弱化了內(nèi)部控制效果。

篇8

（福建省送變電工程有限公司，福建 福州350013）

摘　要：內(nèi)部控制制度健全與否對(duì)于企業(yè)的健康發(fā)具有重要影響。本文主要就內(nèi)部控制問(wèn)題進(jìn)行探討，緊密結(jié)合企業(yè)尤其是中小企業(yè)的特點(diǎn)，有針對(duì)性地并提出企業(yè)內(nèi)部控制制度構(gòu)建的對(duì)策建議。

關(guān)鍵詞 ：企業(yè)內(nèi)部控制制度；問(wèn)題；研究

中圖分類號(hào)：F231.6文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1000-8772（2015）19-0243-01

收稿日期：2015-06-18

作者簡(jiǎn)介：霞（1972-），女，福建福州人，本科，研究方向：企業(yè)內(nèi)部控制制度。

1.企業(yè)內(nèi)部控制制度概況

近年來(lái)，伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，企業(yè)無(wú)論是規(guī)模和數(shù)量均得到顯著提升。然而由于種種原因企業(yè)大都將精力放在了生產(chǎn)和市場(chǎng)營(yíng)銷上，很少將內(nèi)部控制制度建設(shè)列為企業(yè)發(fā)展的重要議事日程。由此，我們可以看出總體上企業(yè)對(duì)內(nèi)部控制的認(rèn)識(shí)還不是很到位，甚至還有相當(dāng)一部分企業(yè)認(rèn)為內(nèi)部控制僅僅是企業(yè)所有者和經(jīng)營(yíng)者的事情。實(shí)際上，對(duì)企業(yè)來(lái)講只有強(qiáng)化內(nèi)部控制并以此為基礎(chǔ)來(lái)激發(fā)自身的活力，從而不斷發(fā)展壯大，才能適應(yīng)外部環(huán)境發(fā)展的需要。

2.企業(yè)內(nèi)部控制制度存在問(wèn)題及分析

2.1對(duì)內(nèi)部控制重要性的認(rèn)識(shí)不足

目前我國(guó)相當(dāng)一部分企業(yè)對(duì)內(nèi)部控制的認(rèn)識(shí)還比較膚淺，可以說(shuō)還基本停留在原始階段或初級(jí)階段，甚至一些民營(yíng)企業(yè)老板認(rèn)為內(nèi)部制度建設(shè)和內(nèi)部控制機(jī)制完善與自己很遙遠(yuǎn)，從而將其高高掛起，重點(diǎn)搞生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)。正是基于這樣的認(rèn)識(shí)，從而造成了我國(guó)絕大多數(shù)企業(yè)將主要精力和資源放在了產(chǎn)品生產(chǎn)和營(yíng)銷上，至于內(nèi)部控制問(wèn)題在他們看來(lái)沒(méi)有必要也沒(méi)有可能建立與現(xiàn)代企業(yè)制度相適用的內(nèi)部控制制度。這種理念一旦形成，將會(huì)給企業(yè)發(fā)展帶來(lái)致命威脅。

2.2制度不健全會(huì)計(jì)制度流于形式

目前，企業(yè)在管理上相對(duì)來(lái)講更為看重縱向的管理控制即上下級(jí)之間的控制，而對(duì)橫向控制即部門之間的協(xié)調(diào)、溝通與監(jiān)督力度不夠。在企業(yè)財(cái)務(wù)管理制度完善環(huán)節(jié)，很多企業(yè)基本上還沒(méi)有建立覆蓋全方位和全領(lǐng)域的財(cái)務(wù)規(guī)章制度，無(wú)論是財(cái)務(wù)收支還是會(huì)計(jì)核算大都依據(jù)經(jīng)驗(yàn)行事，尤其是在票據(jù)管理和財(cái)務(wù)報(bào)表的編制方面還很隨意，財(cái)務(wù)管理人員無(wú)論是意識(shí)還是技術(shù)均無(wú)法適應(yīng)企業(yè)發(fā)展要求。在激勵(lì)約束和監(jiān)督機(jī)制方面，我國(guó)很多企業(yè)大都重視短期利益，很少具有長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略并著力打造百年老店的思維，久而久之就會(huì)嚴(yán)重削弱企業(yè)的發(fā)展后勁，致使職業(yè)經(jīng)理人采取道德風(fēng)險(xiǎn)和機(jī)會(huì)主義行為。

2.3內(nèi)部審計(jì)專業(yè)性和獨(dú)立性缺失

目前，我國(guó)相當(dāng)一部分企業(yè)尤其是中小企業(yè)基本上就沒(méi)有建立起真正的內(nèi)部審計(jì)部門，即使有些在名稱上組建了所謂的內(nèi)部審計(jì)部門，可是在機(jī)構(gòu)級(jí)別設(shè)置上大都將其作為企業(yè)財(cái)務(wù)管理部門的二級(jí)附屬機(jī)構(gòu)，根本談不上具體審計(jì)和監(jiān)督工作的開(kāi)展。在審計(jì)工作的獨(dú)立性方面，我國(guó)絕大多數(shù)企業(yè)無(wú)論是從外部環(huán)境還是內(nèi)部基礎(chǔ)方面均無(wú)法發(fā)揮其應(yīng)有的作為內(nèi)部控制的再控制職能，根本原因就是由于“在本單位主要負(fù)責(zé)人直接領(lǐng)導(dǎo)下，對(duì)本單位領(lǐng)導(dǎo)負(fù)責(zé)并報(bào)告工作”的定位從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)上司和同級(jí)的監(jiān)督。

3.完善企業(yè)內(nèi)部控制制度的對(duì)策

3.1規(guī)范內(nèi)部控制的主體和程序，構(gòu)筑內(nèi)控體系

一是大力實(shí)施財(cái)務(wù)總監(jiān)聘用負(fù)責(zé)制，設(shè)置企業(yè)獨(dú)立的財(cái)務(wù)負(fù)責(zé)人或財(cái)務(wù)總監(jiān)，并賦予其公司重大交易和資產(chǎn)變動(dòng)等的審批權(quán)，在此基礎(chǔ)上采取定期及非定期的內(nèi)部審計(jì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中各種問(wèn)題隱患并采取有效措施加以消除。二是強(qiáng)化企業(yè)內(nèi)部控制體系建設(shè)，致力于構(gòu)建“防、堵、查”一體化的企業(yè)內(nèi)部控制機(jī)制，從而進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)企業(yè)采購(gòu)、生產(chǎn)和銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)和領(lǐng)域的監(jiān)督與控制，堅(jiān)決杜絕某個(gè)領(lǐng)域和環(huán)節(jié)只有一個(gè)人獨(dú)立處理現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2強(qiáng)化內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)點(diǎn)控制，完善激勵(lì)約束機(jī)制

企業(yè)內(nèi)部控制要切實(shí)做好標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的控制工作，在內(nèi)部控制標(biāo)準(zhǔn)的制定方面企業(yè)董事會(huì)要真正承擔(dān)起主體責(zé)任角色，嚴(yán)格按照《企業(yè)內(nèi)部控制基本規(guī)范》設(shè)計(jì)科學(xué)合理的內(nèi)部控制機(jī)制、制度和操作規(guī)程，重點(diǎn)在采購(gòu)、物流、生產(chǎn)、銷售以及核算等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)做好控制工作，并以此為基礎(chǔ)完善企業(yè)激勵(lì)約束機(jī)制。也許，從消極的方式和理念來(lái)看，企業(yè)在職業(yè)經(jīng)理人和所有者之間的矛盾是根本性的，甚至不可調(diào)和，畢竟二者都是對(duì)的經(jīng)濟(jì)主體。但是，只要合理找準(zhǔn)二者之間的利益平衡點(diǎn)即只有企業(yè)經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)優(yōu)秀大家才可以共同獲利，那么企業(yè)內(nèi)部控制的制度建設(shè)和機(jī)制完善便可迎刃而解。在這方面，企業(yè)應(yīng)當(dāng)從戰(zhàn)略高度加強(qiáng)激勵(lì)約束機(jī)制建設(shè)，有效協(xié)調(diào)二者之間的矛盾，促使企業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展和不斷壯大。

3.3注重企業(yè)文化建設(shè)科學(xué)，應(yīng)對(duì)內(nèi)控例外情況

首先，建設(shè)與內(nèi)部控制制度相適應(yīng)的企業(yè)文化，畢竟企業(yè)組織文化建設(shè)與企業(yè)創(chuàng)始人、掌舵人或者領(lǐng)導(dǎo)者密切相關(guān)，甚至很多企業(yè)的老板和管理層還沒(méi)有從戰(zhàn)略層面認(rèn)識(shí)到企業(yè)文化建設(shè)的重要作用和實(shí)施方式，實(shí)際上，管理層的現(xiàn)代企業(yè)文化理念、受教育程度以及認(rèn)識(shí)水平從根本上影響和決定企業(yè)的文化建設(shè)。不僅如此，與企業(yè)內(nèi)部控制制度相適應(yīng)的企業(yè)文化建設(shè)，在很大程度上更需要來(lái)自于企業(yè)管理和服務(wù)一線的基層員工的大力支持，否則企業(yè)的內(nèi)部控制文化建設(shè)將會(huì)功虧一簣。因此，企業(yè)要以“以人為本”、以員工為本，將員工視為企業(yè)財(cái)富和發(fā)展目標(biāo)而不是企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)和價(jià)值的手段及工具，按照“尊重人、培養(yǎng)人、善用人”的文化理念，通過(guò)物質(zhì)激勵(lì)、精神激勵(lì)和職業(yè)發(fā)展規(guī)劃等多角度提升員工的發(fā)展空間，著力提高員工干事創(chuàng)業(yè)的積極性并以此為基礎(chǔ)提升企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐政旦.會(huì)計(jì)制度設(shè)計(jì)[M].上海：上海財(cái)經(jīng)大學(xué)出版社，2010.

篇9

關(guān)鍵詞：內(nèi)部控制現(xiàn)狀局限

內(nèi)部控制是在內(nèi)部牽制的基礎(chǔ)上，由企業(yè)管理人員在經(jīng)營(yíng)管理實(shí)踐中創(chuàng)造、并經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期理論總結(jié)而逐步完善的自我監(jiān)督和自行調(diào)整的體系。它是對(duì)傳統(tǒng)管理制度的重大變革，是一項(xiàng)政策性、綜合性很強(qiáng)的管理制度，其內(nèi)部監(jiān)督和控制貫穿于企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理活動(dòng)的全過(guò)程。

一、我國(guó)企業(yè)內(nèi)部控制的現(xiàn)狀

當(dāng)前企業(yè)內(nèi)部財(cái)務(wù)舞弊案、違法違規(guī)事件頻發(fā)，如“三九事件”；2005年下半年，奶業(yè)巨頭伊利集團(tuán)掌門人鄭俊懷挪用公款案；上市企業(yè)創(chuàng)維集團(tuán)董事局主席黃宏生等。最典型的“中航油事件”等都是現(xiàn)代企業(yè)高速發(fā)展過(guò)程中企業(yè)內(nèi)控失調(diào)的典型案例。

本文借鑒朱榮恩等的調(diào)查（2005年）的數(shù)據(jù)，從企業(yè)規(guī)模角度對(duì)內(nèi)部控制的總體應(yīng)用效果進(jìn)行考察。

內(nèi)部控制的總體應(yīng)用效果情況（企業(yè)規(guī)模比較）

總體上看，較大規(guī)模的企業(yè)，其內(nèi)部控制總體效果要好于規(guī)模較小的企業(yè)。調(diào)查的樣本我國(guó)企業(yè)內(nèi)部控制總體應(yīng)用效果“很好”和“較好”的有88家，只占57.9%?？傮w水平較低，情景堪憂。

二、我國(guó)企業(yè)內(nèi)部控制局限分析

1.內(nèi)部控制環(huán)境不理想

在現(xiàn)代企業(yè)制度中，股東大會(huì)和董事會(huì)之間，董事會(huì)與經(jīng)理層之間，經(jīng)理層與一般員工之間都存在著關(guān)系。通俗地說(shuō)，公司治理就是指股東、董事會(huì)、監(jiān)事會(huì)、經(jīng)理層之間形成的權(quán)責(zé)分配、激勵(lì)與約束、權(quán)力制衡關(guān)系，其中股東大會(huì)是公司的最終控制主體，董事會(huì)接受股東大會(huì)的委托，決定公司的政策方針，對(duì)經(jīng)理層進(jìn)行監(jiān)督，監(jiān)事會(huì)則對(duì)董事會(huì)的行為進(jìn)行監(jiān)督，他們各負(fù)其責(zé)，協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。而內(nèi)部控制是企業(yè)董事會(huì)及管理層為確保企業(yè)財(cái)產(chǎn)安全完整、提高會(huì)計(jì)信息質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)管理目標(biāo)而建立和實(shí)施的一系列具有控制職能的措施和程序。

內(nèi)部控制的輻射面圖

當(dāng)前我國(guó)很多公司雖在形式上建立了董事會(huì)、監(jiān)事會(huì)，聘任了總經(jīng)理等高級(jí)管理人員，但完善的法人治理結(jié)構(gòu)并未真正落實(shí)。在實(shí)際操作中存在董事會(huì)人員構(gòu)成不合理，下屬機(jī)構(gòu)設(shè)置不完備，實(shí)際監(jiān)控不到位、監(jiān)控作用弱化，并且在具體運(yùn)作上也存在不少誤區(qū)：董事會(huì)中高管人員等內(nèi)部董事比例過(guò)大，常有實(shí)施決策及監(jiān)控的董事會(huì)與從事公司日常經(jīng)營(yíng)事務(wù)的總經(jīng)理班子在企業(yè)管理中職責(zé)重復(fù)、“一套人馬兩塊牌子”，“內(nèi)部人控制”現(xiàn)象相當(dāng)普遍，使內(nèi)部控制制度形式化，從而大大降低了內(nèi)部控制的效果。

Treaday委員會(huì)于2004年頒布全新的COSO報(bào)告《企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管理——總體框架》（EnterpriseRiskManagement，簡(jiǎn)稱ERM）中指出：董事會(huì)既是內(nèi)部控制的重要因素，也是企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管理重要手段，董事會(huì)要在企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管理方面負(fù)總體責(zé)任。但目前我國(guó)企業(yè)內(nèi)部控制僅僅限于公司總經(jīng)理對(duì)中層管理人員和其他員工以及公司內(nèi)部各項(xiàng)具體事務(wù)的控制，而把董事會(huì)排除在內(nèi)部控制的主體之外。雖然從內(nèi)部控制日常運(yùn)行的過(guò)程看，企業(yè)管理層是內(nèi)部控制的主體，但現(xiàn)實(shí)中企業(yè)所面臨的是一個(gè)不確定的環(huán)境，管理者的工作就是對(duì)這些不確定性做出反映，由于這種用頭腦進(jìn)行非程序化工作的特點(diǎn)，管理者的行為變得比普通員工更加難以監(jiān)督，為了抑制高級(jí)管理人員在獲取短期利益中的機(jī)會(huì)主義傾向，及時(shí)辨認(rèn)、防止經(jīng)理們可能的逾越控制等弄虛作假的行為，董事會(huì)應(yīng)該對(duì)內(nèi)部控制的建立、完善和有效運(yùn)行負(fù)責(zé)，通過(guò)“不喪失控制的授權(quán)”來(lái)保證企業(yè)有效運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的目標(biāo)。2.內(nèi)部控制意識(shí)薄弱

在企業(yè)中，管理人員由于受到傳統(tǒng)觀念的影響或現(xiàn)實(shí)條件的制約，往往容易對(duì)內(nèi)部控制產(chǎn)生誤解，忽略企業(yè)管理內(nèi)部控制的重要性。企業(yè)的內(nèi)部控制制度對(duì)于企業(yè)中的每一個(gè)成員來(lái)說(shuō)都是有效的，必須遵守，沒(méi)有特例，包括制定內(nèi)部控制的高級(jí)管理人員在內(nèi)。管理者是內(nèi)部控制的設(shè)計(jì)者和執(zhí)行者，對(duì)內(nèi)部控制負(fù)最終責(zé)任，他們也必須遵守相關(guān)規(guī)定，不能繞過(guò)有關(guān)控制制度。內(nèi)部控制有效與否，與企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)有直接關(guān)系。一些企業(yè)之所以內(nèi)部管理混亂，很大原因是一些領(lǐng)導(dǎo)破壞現(xiàn)行制度，導(dǎo)致職責(zé)分離、控制制度失控，寬以待己，嚴(yán)以律人，認(rèn)為內(nèi)部控制只針對(duì)一般員工，和自己沒(méi)有關(guān)系。事實(shí)上，建立內(nèi)部控制制度，保證內(nèi)部控制系統(tǒng)有效運(yùn)行是管理當(dāng)局良好地履行對(duì)資產(chǎn)委托者的受托經(jīng)濟(jì)責(zé)任的有效方法。

3.具體環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)實(shí)施不合理

完善的現(xiàn)代企業(yè)內(nèi)部控制制度，應(yīng)具有:

（1）全面性，即控制觸角涉及企業(yè)經(jīng)營(yíng)的各個(gè)環(huán)節(jié)和各個(gè)方面，沒(méi)有控制死角。

（2）可操作性，即事權(quán)劃分明確，有很強(qiáng)的操作性。

（3）規(guī)范性，內(nèi)部控制要形成科學(xué)規(guī)范的機(jī)制，通過(guò)控制，防患于未然。

（4）有效性，內(nèi)部控制制度的功能可得到有效發(fā)揮，有良好的實(shí)際效果，而不僅是“貼在墻上，掛在嘴上”。

為了確保制度被貫徹執(zhí)行，管理當(dāng)局要制定相應(yīng)措施和程序，包括授權(quán)和批準(zhǔn)、職責(zé)劃分、設(shè)計(jì)和運(yùn)用恰當(dāng)?shù)膽{證、恰當(dāng)?shù)陌踩胧?、?dú)立的檢查和評(píng)價(jià)等。為了保證控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，企業(yè)必須制定控制政策及程序，并予以執(zhí)行，管理階層必須確保其辨認(rèn)并用以處理風(fēng)險(xiǎn)的行動(dòng)已經(jīng)有效落實(shí)。

4.組織內(nèi)部信息溝通不暢

要有效實(shí)施內(nèi)部控制，信息溝通渠道的暢通不可缺少。一個(gè)良好的信息系統(tǒng)能確保組織中每個(gè)人均清楚地知道其所承擔(dān)的職責(zé)。每位員工都必須了解內(nèi)部控制制度的相關(guān)方面,以及如何生效,在控制制度中所扮演的角色、所擔(dān)負(fù)的責(zé)任以及所負(fù)責(zé)的活動(dòng),怎樣與他人的工作發(fā)生關(guān)聯(lián)等;員工必須知道企業(yè)期望他們做出哪些行為,在執(zhí)行職責(zé)時(shí),一旦有非預(yù)期的事項(xiàng)發(fā)生,除了要注意該事項(xiàng)本身之外,查詢、解決導(dǎo)致該事項(xiàng)發(fā)生的原因及處理流程?？傊?，現(xiàn)有的內(nèi)控制度是否合理，實(shí)施的情況如何、存在哪些問(wèn)題，都要透過(guò)這個(gè)渠道向?qū)嵤﹥?nèi)控的上層管理機(jī)構(gòu)如實(shí)暢通傳遞，可以有效降低風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。

5.內(nèi)部審計(jì)監(jiān)督機(jī)構(gòu)不健全

內(nèi)部審計(jì)是內(nèi)部控制的一種特殊形式,它是一個(gè)企業(yè)內(nèi)部經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和管理制度是否合規(guī)、合理和有效的獨(dú)立評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu),在某種意義上是對(duì)其他內(nèi)部控制的再控制。多年來(lái),我國(guó)內(nèi)部審計(jì)事業(yè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展,多數(shù)企業(yè)及上市公司成立了內(nèi)部審計(jì)機(jī)構(gòu),但仍存在很多問(wèn)題：不具有進(jìn)行監(jiān)控所必需的權(quán)力，內(nèi)部審計(jì)人員的素質(zhì)參差不齊,個(gè)別企業(yè)的內(nèi)部審計(jì)監(jiān)督人員甚至根本不具備最基本的財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)常識(shí)，企業(yè)的內(nèi)部審計(jì)流于形式，此外由于企業(yè)內(nèi)審部門都是在總經(jīng)理或分管財(cái)務(wù)副總經(jīng)理的領(lǐng)導(dǎo)之下，獨(dú)立性不強(qiáng)，其監(jiān)督力度也大大受到限制，尤其對(duì)高級(jí)管理人員的舞弊行為常常是無(wú)能為力。從“三九事件”等一系列例子可以看出，內(nèi)部審計(jì)監(jiān)督的職責(zé)缺位，導(dǎo)致未能有效防止違規(guī)和錯(cuò)弊的發(fā)生，從而造成無(wú)端的損失。

參考文獻(xiàn)：

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篇10

關(guān)鍵詞：連續(xù)退火爐；溫度控制；控制系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）05-0216-03

Abstract： In the process of aluminum foil annealing， the vertical annealing furnace is often used， which not only has high energy consumption， but also has poor temperature control delay， which leads to the low efficiency of annealing production. This paper focuses on the design of the basic structure， a new kind of continuous annealing furnace control system principle， the global application relates to the direct compensation and global linear compensation control strategy optimization， and summarizes the advantages and disadvantages of production practice， which provides guidance for the further improvement of annealing furnace.

Key words： continuous of annealing furnace； temperature control； control system

1 背景

退火t是鋁箔生產(chǎn)的最后一個(gè)主要程序熱處理，它作為鋁箔生產(chǎn)的至關(guān)重要的步驟，可以優(yōu)化鋁箔的性能，在產(chǎn)品的質(zhì)量和效率方面有顯著的影響。退火爐在這重要的崗位上，對(duì)公司起著節(jié)能省錢的作用，所以退火爐的溫度如果把握好就有助于生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量提高以及減少耗能。退火爐的爐溫如果沒(méi)有把握好，很容易導(dǎo)致產(chǎn)品不合格，達(dá)不到要求[1]。

在鋁箔退火生產(chǎn)過(guò)程中，常用使用單體立式的退火爐，整個(gè)退火工藝完全在一個(gè)爐體內(nèi)完成。這樣的退火方式，不但能耗高，而且各工藝段的溫度控制時(shí)滯性差，導(dǎo)致退火生產(chǎn)效率低。本文設(shè)計(jì)的連續(xù)式退火爐系統(tǒng)是基于流水線生產(chǎn)的原理，依據(jù)鋁箔的退火工藝要求，由多個(gè)單體爐組成的，可連續(xù)實(shí)現(xiàn)鋁箔退火工藝從升溫、保溫、降溫等過(guò)程的自動(dòng)溫控退火爐系統(tǒng)，能統(tǒng)籌控制單個(gè)退火工藝環(huán)節(jié)的鋁箔溫度，從而有效節(jié)省能耗，提高退火生產(chǎn)效率，溫度均勻性好。

2 退火爐結(jié)構(gòu)原理

2.1 常用單體退火爐結(jié)構(gòu)

立式退火爐一般由熱風(fēng)機(jī)、溫度控制器、爐體、溫度傳感器等構(gòu)成。如圖1所示，當(dāng)

物料在退火爐內(nèi)退火時(shí)，溫度控制器根據(jù)不

同的工藝段溫度設(shè)定值，自動(dòng)控制調(diào)節(jié)爐內(nèi)溫度。

2.2 連續(xù)退火爐結(jié)構(gòu)

簡(jiǎn)單地說(shuō)，連續(xù)退火爐就是由多個(gè)單體爐拼湊而成的，可一次實(shí)現(xiàn)整個(gè)退火工藝的退火系統(tǒng)。如圖2所示，連續(xù)退火爐根據(jù)鋁箔退火工藝，分為進(jìn)料口、升溫區(qū)、保溫區(qū)、降溫區(qū)、出料口等區(qū)，每個(gè)區(qū)根據(jù)退火工藝

需求由多個(gè)單爐體組成，各爐體之間由可升降隔離門分?jǐn)?，保證爐體溫度控制的獨(dú)立性。由于整個(gè)退火工藝的連貫性、以及所有爐體的全局可控性，從而連續(xù)退火爐極大的提供了生產(chǎn)效率與熱能利用率。

3 退火爐控制原理

3.1 單體退火爐控制原理

退火爐作為典型的溫度控制系統(tǒng)，具有時(shí)滯特性。

如圖3所示，單爐體溫度控制系統(tǒng)由PID溫度控制器、熱風(fēng)機(jī)、溫度檢測(cè)反饋等組成。溫度設(shè)定由上位機(jī)PLC給定，溫度反饋由2路熱電偶提供，實(shí)現(xiàn)一用一備，通過(guò)調(diào)節(jié)爐體供熱的熱風(fēng)機(jī)出風(fēng)口溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)爐體溫度的可控性。

3.2 連續(xù)退火爐控制原理

如圖4 所示，連續(xù)退火爐控制系統(tǒng)由整個(gè)工藝段單爐體的控制器單元組成，單爐體溫度控制原理類似，主PLC實(shí)現(xiàn)控制信息集中采集、分析、決策、存儲(chǔ)。由于溫度控制的時(shí)滯性問(wèn)題存在、以及退火工藝過(guò)程已連貫性實(shí)現(xiàn)，從而要求主PLC控制系統(tǒng)具備溫度超前控制優(yōu)化策略設(shè)計(jì)。

4 電控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的硬件設(shè)置如圖5所示，在工控機(jī)上運(yùn)行羅克韋爾的RSVIEW32監(jiān)控軟件，通過(guò)以太網(wǎng)與連續(xù)退火爐控制器通訊；溫度控制單元由歐姆龍的可編程控制器、歐姆龍溫控智能儀表、以及數(shù)字量、模擬量輸入輸出模塊組成。歐姆龍PLC與溫控智能儀表之間通過(guò)485通訊連接，實(shí)現(xiàn)溫度控制參數(shù)的讀寫(xiě)操作。電加熱系統(tǒng)通過(guò)上位機(jī)設(shè)定溫度值后，每個(gè)加溫區(qū)配置2只熱電偶，一用一備的設(shè)計(jì)反饋給控制器，由溫控智能儀表驅(qū)動(dòng)臺(tái)灣的樺特調(diào)功器輸出驅(qū)動(dòng)各區(qū)加熱風(fēng)機(jī)，根據(jù)熱電偶反饋值進(jìn)行溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)。

系統(tǒng)還配置了調(diào)節(jié)負(fù)壓、溫度、排污等管路調(diào)節(jié)閥，由控制器輸出模擬量信號(hào)來(lái)進(jìn)行動(dòng)作，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、手動(dòng)靈活操作。

5 電控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

5.1 單爐體單元的溫度控制

如圖3所示，單體爐的溫控控制單元是以循環(huán)熱空氣為控制對(duì)象，通過(guò)PID調(diào)節(jié)器控制熱風(fēng)機(jī)加熱絲來(lái)調(diào)節(jié)熱風(fēng)溫度，從而實(shí)現(xiàn)爐體內(nèi)溫度的穩(wěn)定、可控。但退火爐的爐溫設(shè)定值要隨著物料規(guī)格、工藝參數(shù)的改變而進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而影響到爐溫穩(wěn)定性。

主控制PLC通過(guò)將爐體溫度的實(shí)際值為參考進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算，限制熱風(fēng)溫度設(shè)定值的上下波動(dòng)幅度控制在合理值以內(nèi)，以有效保證無(wú)論在過(guò)渡情況下還是在穩(wěn)態(tài)情況下，爐體溫度都能保持一個(gè)較好的穩(wěn)定性。

PID控制器[2]對(duì)溫度系統(tǒng)進(jìn)行控制，通常不需要微分作用。如果加入微分作用，微小的爐溫控制器輸出變化都會(huì)引起可控硅開(kāi)度的大幅度變化，進(jìn)而影響到控制的效果。熱電偶溫度檢測(cè)處于爐體中，主要用于對(duì)物料爐體內(nèi)的溫度進(jìn)行檢測(cè)，然后在主控制器中經(jīng)過(guò)濾波處理后，參與控制策略運(yùn)行，最后修改PID控制器的設(shè)定值。

5.2 爐體的全局補(bǔ)償策略[3]

本文根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)介紹兩種料溫統(tǒng)籌控制補(bǔ)償策略，結(jié)合不同爐溫工藝條件下的料溫經(jīng)驗(yàn)值，通過(guò)對(duì)各爐段溫控控制器的設(shè)定值補(bǔ)償來(lái)實(shí)現(xiàn)退火物料料溫的精確控制。

5.2.1 直接補(bǔ)償法

主PLC控制器基于工藝經(jīng)驗(yàn)值對(duì)各爐體溫度控制器設(shè)定值進(jìn)行修正，通過(guò)改變單爐體爐溫控制溫度來(lái)達(dá)到控制物料料溫的目的，如圖6所示。

圖6以升溫段前4區(qū)為列，SP為主控PLC在退火工藝段的基準(zhǔn)溫度設(shè)定值，由人為或自動(dòng)程序設(shè)置；MV0為人工經(jīng)驗(yàn)獲取的不同爐溫工藝條件下物料與爐溫的保溫時(shí)間的變化關(guān)系后，經(jīng)主控制器全局統(tǒng)籌原則修正作用于溫控器控制的補(bǔ)償輸出。

這種補(bǔ)償策略將人工經(jīng)獲取的料溫變化所需的能量變化平均分布到各個(gè)爐區(qū)，因而各爐區(qū)的溫控波動(dòng)相對(duì)比較小，有利于爐體溫度穩(wěn)定。但是人工經(jīng)驗(yàn)畢竟存在缺陷，在不同物料的溫度退火時(shí)，這種經(jīng)驗(yàn)式的各區(qū)均衡補(bǔ)償可能會(huì)成為一種擾動(dòng)，從而影響單爐體的溫度穩(wěn)定性。各區(qū)的爐溫波動(dòng)之間相互影響，從而大大增加爐溫穩(wěn)定調(diào)整時(shí)間，影響物料的退火質(zhì)量。

5.2.2 線性補(bǔ)償法

為了克服直接補(bǔ)償法對(duì)整個(gè)爐區(qū)爐溫影響大、爐溫調(diào)整滯后的缺點(diǎn)，參考人工智能策略，根據(jù)爐區(qū)對(duì)物料影響的大小，將主控制器對(duì)溫控儀表的設(shè)定值的補(bǔ)償分段作用于各個(gè)爐區(qū)。

同樣以升溫段前4區(qū)為列，當(dāng)爐內(nèi)能量交換達(dá)到平衡后，物料溫度本身波動(dòng)就比較小。當(dāng)各爐體溫度控制器輸出調(diào)節(jié)值很小時(shí)，只需對(duì)第4區(qū)的爐體溫度控制器進(jìn)行修正即可達(dá)到對(duì)物料溫度的修正；當(dāng)爐內(nèi)負(fù)荷波動(dòng)變化較大時(shí)，比如新物料加入時(shí)，能量交換需求巨大，故此時(shí)需對(duì)第1、2、3、4區(qū)爐體溫度控制器均進(jìn)行差異修正，通過(guò)這種方式可以減小對(duì)爐區(qū)溫度的影響，大大縮減爐溫調(diào)整的時(shí)間，提供生產(chǎn)效率。

如圖7所示，主控制器修正的時(shí)間t，修正量MV1、MV2、MV3、MV4等均由上位機(jī)控制系統(tǒng)中，根據(jù)以往人工生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)建立的人工智能專家?guī)鞌?shù)據(jù)提供，并可隨時(shí)調(diào)整優(yōu)化后，供主控制器讀取，實(shí)現(xiàn)溫度控制的人工智能超前控制優(yōu)化。

由于這種優(yōu)化策略也是基于人工經(jīng)驗(yàn)建立的專家?guī)煜到y(tǒng)，故在調(diào)試過(guò)程中只能得出一些特定物料的退火控制工藝參數(shù)修正值，需人工在后續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)新產(chǎn)品優(yōu)化策略參數(shù)不斷完善、補(bǔ)充。

6 連續(xù)退火爐的使用優(yōu)缺點(diǎn)

通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐，連續(xù)退火爐系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

1）通過(guò)流水線生產(chǎn)方式的退火工藝，可以極大的提供生產(chǎn)效率，降低能耗；

2）由于極大的細(xì)化各工藝環(huán)節(jié)的時(shí)間、溫度控制，能很好地改進(jìn)溫度控制的均勻性、可控性，降低鋁箔退火的廢品率；

3） 通過(guò)加入全局優(yōu)化補(bǔ)償控制策略后，相比簡(jiǎn)單的PID溫度控制方式，能較好的優(yōu)化溫度滯后的缺陷，減少人工干預(yù)的次數(shù)，提供設(shè)備自動(dòng)化水平；

4） 由于爐體只有一進(jìn)一出的物料口，當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程出現(xiàn)異常情況時(shí)，不能及時(shí)將中間爐體中的物料轉(zhuǎn)運(yùn)出來(lái)，存在增大了一次廢品量的概率。

7 結(jié)束語(yǔ)

本文主要簡(jiǎn)單介紹鋁箔連續(xù)退火爐的結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)原理，簡(jiǎn)述了基于人工智能專家?guī)煜到y(tǒng)的退火優(yōu)化補(bǔ)償策略思想，并對(duì)實(shí)際生產(chǎn)使用過(guò)程中優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)。由于此設(shè)計(jì)是源于生產(chǎn)實(shí)踐，設(shè)計(jì)實(shí)施于生產(chǎn)實(shí)踐，因此具有較高的改進(jìn)指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

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