控制管理論文
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控制管理論文范文第1篇
在制造企業(yè)中，有幾類比較典型的生產方式，其中，單件生產和其它方式有明顯的不同，如：大批量生產企業(yè)，由于其有規(guī)模的優(yōu)勢，所以，在成本、質量和時間方面容易見到成效。
對于單件小批量生產的企業(yè)，如：造船、飛機制造、特種機床等，以單件生產為主。在生產進度安排上，多以項目管理的方式推進。
一般的觀念里，單件小批量生產不具有成本控制的優(yōu)勢，只有批量大的生產才有成本控制優(yōu)勢。但是，經濟形勢發(fā)生了變化，現代企業(yè)產品中的科技含量的增加，使得產品的制造成本并非與產品生產數量直接相關，或者說至少不是只與產品數量直接相關。
那么，為什么這樣說吶？準確控制產品的成本，就應該從成本的多重動因入手。產品成本的發(fā)生，有些與產品數量（生產工時）相關，有的與非產品數量相關，那么，我們就必須按與成本發(fā)生相關的其它因素去追溯計算成本。而不是單純從產品數量上判斷，那什么是成本動因呢？是企業(yè)的各項作業(yè)，而不是產品本身導致消耗（成本）的發(fā)生。如何有效地控制成本，使企業(yè)的資源利用達到最大的效益，就應該從作業(yè)入手，力圖增加有效作業(yè)，提高有效作業(yè)的效率，同時盡量減少以至于消除無效作業(yè)，這是現代成本控制各方法的基礎理念。
一、國內企業(yè)成本管理的現狀分析
美國企業(yè)注重策略成本管理和價值鏈分析，中國企業(yè)偏向單一成本控制。
在市場上，真正有意義的是整個經濟過程的成本，企業(yè)須清楚與產品有關的整個價值鏈中的所有成本。因此，公司需要從單純核算自身的經營成本，轉向核算整個價值鏈的成本，與處于價值鏈上的其他廠商合作共同控制成本，尋求最大收益。
美國企業(yè)在成本管理上，能夠運用信息論和控制論方法，實行以價值鏈分析為主要內容的策略成本管理模式，所謂價值鏈分析就是通過分析和利用公司內部與外部之間的相關活動來達成整個公司的策略目的，實現成本的最低化，它把影響產品成本的每一個環(huán)節(jié)，從項目調研、產品設計、材料供應、生產制造、產品銷售、運輸到售后服務都作為成本控制的重點，進行逐一的作業(yè)成本分析，使管理人員對產品的生產周期和每一環(huán)節(jié)的控制方法都有充分的了解，從而使產品的利潤在整個生產周期最大化。盡管我國國有企業(yè)一直在尋找一條有效的成本降低途徑，許多企業(yè)都提出全員、全方位、全過程的成本管理模式，而在成本管理的現實操作中，大部分企業(yè)把成本降低的著力點放在對生產成本的單一控制上，忽視了項目調研、工藝設計、產品設計對產品成本的影響，實際上以上三階段決定了產品成本的90％，足以決定企業(yè)命運。
“盡可能少的成本付出”與“減少支出、降低成本”在概念是有區(qū)別的?！氨M可能少的成本付出”，不就是節(jié)省或減少成本支出。它是運用成本效益觀念來指導新產品的設計及老產品的改進工作。如在對市場需求進行調查分析的基礎上，認識到如在產品的原有功能基礎上新增某一功能，會使產品的市場占有率大幅度提高，那末，盡管為實現產品的新增功能會相應地增加一部分成本，只要這部分成本的增加能提高企業(yè)產品在市場的競爭力，最終為企業(yè)帶來更大的經濟效益，這種成本增加就是符合成本效益觀念的。
二、如何控制成本
對于單件小批量生產企業(yè)而言，由于生產一種產品的工藝、工裝設備投入相對比較多，無疑增加了產品的成產成本。不能從批量和規(guī)模上取得優(yōu)勢，要降低成本。如何來控制？筆者建議可以從以下幾個方面考慮：
（1）產品設計階段的成本控制
第一次就把事情作對，首先在產品設計階段充分考慮工藝的制造成本，采用工藝性好的產品設計方案，這需要在產品設計時工藝人員的早期參與時必不可少的，采取并行工程的方法，優(yōu)化產品的設計從而降低成本。
美國企業(yè)在成本管理上，能夠運用信息論和控制論方法，實行以價值鏈分析為主要內容的策略成本管理模式，所謂價值鏈分析就是通過分析和利用公司內部與外部之間的相關活動來達成整個公司的策略目的，實現成本的最低化，它把影響產品成本的每一個環(huán)節(jié)，從項目調研、產品設計、材料供應、生產制造、產品銷售、運輸到售后服務都作為成本控制的重點，進行逐一的作業(yè)成本分析，使管理人員對產品的生產周期和每一環(huán)節(jié)的控制方法都有充分的了解，從而使產品的利潤在整個生產周期最大化。盡管我國國有企業(yè)一直在尋找一條有效的成本降低途徑，許多企業(yè)都提出全員、全方位、全過程的成本管理模式，而在成本管理的現實操作中，大部分企業(yè)把成本降低的著力點放在對生產成本的單一控制上，忽視了項目調研、工藝設計、產品設計對產品成本的影響，實際上以上三階段決定了產品成本的90％，足以決定企業(yè)命運。
降低成本可以有兩種實現方式，一種是在既定的經濟規(guī)模、技術條件、質量標準條件下，通過降低消耗、提高勞動生產率等措施降低成本。這種方式的成本降低以現有條件為前提，是日常成本管理的重點內容。降低成本的第二種方式是改變成本發(fā)生的基礎條件。在既定條件下，成本改善會有一個極限幅度，在這個幅度內，改進的逐步增加最后可能會達到收益遞減點，最后使得降低成本異常艱難。在這種條件下，進一步的成本改進有賴于新的技術和新的觀念。改變成本發(fā)生的基礎條件為進一步的成本降低提供新的基礎。企業(yè)成本優(yōu)勢最常見的來源就是采用與競爭對手有顯著差異的價值鏈。正因如此，所以企業(yè)進一步降低成本常依賴于第二種方式，依賴于新技術和新觀念，依賴于重構價值鏈。產品設計包含著重新設計諸多重構價值鏈的因素，如改變生產工藝、采用新的原材料等，因此產品設計對成本控制有著關鍵性的影響，是系統(tǒng)成本管理的核心。因為產品成本的20％—80％在設計階段已經確定，待產品投入生產后，降低成本的潛力并不太大。為了最大限度的壓縮成本，產品設計必須著眼于目標成本和目標利潤。若完成產品全部作業(yè)成本低于目標成本，則該產品設計是可行的，否則不行。只有這樣才能控制成本，最終才能保證產品在市場上的競爭力。（2）原材料采購階段的成本控制
其次，在原材料的采購階段，由于單件生產在原材料的采購方面也不具有規(guī)模優(yōu)勢，所以，原材料的成本也是居高不下。如果，把產品的原材料分成幾類：通用原材料，可委托中間商進行采購，利用他們的渠道優(yōu)勢來降低成本；特殊材料，可以和同行進行聯合采購，來降低成本。
在企業(yè)里，采購部門常?？刂浦?0％—50％的銷售金額，減少材料成本也許是整個降低成本計劃中最有效的一步。所有經營者應明三個關鍵性的采購原則：
①不要害怕采購部門。要學習各種成本降低方法，學習采購。最重要的是，不要使自己和采購部門及采購負責人隔離開來，要參與進去。
②把力量集中在“一號”部件上。要保證你的采購部門在代價較高的“一號”部件的選擇、交貨和周轉上花費最多的時間。在這方面，有效的采購、替代或重新設計會產生大的影響。
③不要超速完成采購。要允許企業(yè)的采購部門運用其創(chuàng)造力，想象力和專業(yè)經驗，以盡可能低的價格采購部件和材料。不要像你定一份咖啡那樣對待采購部門。不要根據蹩腳的預測或因為缺少正確的銷售和生產制造計劃而讓采購部門迅速辦理。
④不要吊死在一棵樹上。對采購部門來說，往往習慣于和一個特定的供應商維持關系，因為他們在一起做生意已有多年了。事實上，經營者完全可以挑起供應商之間的競爭，這樣可以刺激他們降低某些材料的價格。
⑤能作出準確的預測。企業(yè)必須能對原材料未來的走向及產品的趨勢作出預測，特別是那些較為短缺的原材料，許多往往需要進口，短缺常會發(fā)生。如果經營者不能準確地預測，采取相應的措施，也許最需要一種材料的時候，正是它價格最高的時候。
（3）產品制造過程中的成本控制
在制造構成中的成本控制，則是靠企業(yè)的管理基礎水平的提升才能夠見到效益的。在制造過程中的成本控制，與企業(yè)的質量管理和交貨期的聯系比較緊密?？梢酝ㄟ^幾種主線來推進成本控制工作。
傳統(tǒng)的成本降低基本是通過成本的節(jié)省來實現的，即力求在工作現場不浪費資源和改進工作方式以節(jié)約成本將發(fā)生的成本支出，主要方法有節(jié)約能耗、防止事故、以招標方式采購原材料或設備，是企業(yè)的一種戰(zhàn)術的改進，屬于降低成本的一種初級形態(tài)。
但是，這種的成本降低是治標不治本的，只是成本管理的一種改良形式?，F代企業(yè)需要尋求新的降低成本的方法，力圖從根本上避免成本的發(fā)生?，F代的JIT（JustInTime，適時生產系統(tǒng)），以“零庫存”形式避免了幾乎所有的存貨成本；TQC（TotalQualityControl，全面質量控制），以“零缺陷”的形式避免了幾乎所有的維修成本和因產品不合格帶來的其它成本。成本避免的思想根本在于從管理的角度去探索成本降低的潛力，認為事前預防重于事后調整，避免不必要的成本發(fā)生。這種高級形態(tài)的成本降低需要企業(yè)在產品的開發(fā)、設計階段，通過重組生產流程，來避免不必要的生產環(huán)節(jié)，達到成本控制的目的，是一種高級的戰(zhàn)略上的變革。
（4）通過嚴格成本核算管理控制成本
在成本核算管理上，全力推行全員成本核算與層層控制，抓好單件產品核算，真正了解每種產品的制造成本，從原材料、水、電、氣的消耗到工時訂額等的核算，作到準確，這是成本管理的基礎和成本控制的根本點。
在庫存的控制上，爭取消除中間庫，采取公司集中統(tǒng)一的庫存與物流配送體系，從內部的資源集中配置的角度，提高效率，壓低庫存，降低庫存資金的占用。同時，控制在制品的數量。
（5）工藝設計上的成本控制
工藝設計上盡量考慮工藝方法的通用性、標準化，采用合理的加工手段，提高材料及設備的利用率，嚴格審核確保工藝方案的合理性。
（6）質量成本控制
對于不良品損失的控制，防止為了只追求交貨期和產品質量而不顧及產品的成本的提升。嚴格控制質量成本，把內部損失和外部損失降到最低，作到質量、成本和交貨期三方面協調推進。如果是實行項目管理方式為主的企業(yè)，建議采取項目經理全權負責的方式對質量指標、成本費用指標和交貨期統(tǒng)一考核，建立完善的獎懲機制。
三、我國企業(yè)采用現代成本管理方法應注意的問題
產生于日本及歐美的現代成本管理理念與方法已逐漸被我國企業(yè)所采用，實踐證明，我國企業(yè)在運用這些方法時要注意以下幾點：
（1）要以人為本。在現代成本管理這個系統(tǒng)工程中，人是具有主觀能動性的。企業(yè)如何設計適當的激勵制度以調動全體員工的能動性是管理者運用現代成本管理方法首先要考慮的問題。無論如何完美無缺的管理方法，如果不能使員工自愿、積極主動參與，也只會適得其反。因此，現代成本管理方法一定要與“以人為本”的現代管理思想相結合。
（2）注意全面性。成本管理活動是復雜的系統(tǒng)工程，在進行成本管理系統(tǒng)設計時，一定要注意全面性，要全員參加，落實到生產和管理的全過程，不能采取武斷的命令下達式，特別是作業(yè)成本法制度設計，必須取得各級管理人員和基層車間工人的全力支持才能順利進行。
（3）注意綜合性。由于現代成本管理方法是一個系統(tǒng)整體，所以在設計時一定要綜合運用，不可斷章取義。如只為加快存貨流通速度而不顧企業(yè)具體情況盲目采取零存貨方法，其結果可能是災難性的。
控制管理論文范文第2篇
關鍵詞：高層建筑火災自動報警探測器智能控制聯動控制
Thedesignandapplicationofautomaticfire
warningcontrolsysteminhighbuidings
Abstract：Thisarticleanalysesthecharacteristicsofthefireantomaticwarningsystemandtheintelligentfirewarningcontrolsystem.Byusingthesytemalotoftraditionalproblemscanbesolved,includingusingalotofprobesbutcotrollingolnyarelalivelysmallarea.
Keywords:highrisedbuiding;fireautomaticwarningsystem;probe;intelligentcontrol;coordinatedcontrolsystem
隨著我國經濟建設的發(fā)展，現代高層建筑及重要建筑的防火問題引起了國家消防部門及設計院等社會各界的高度重視。國家制定了一系列防火規(guī)范，從而促進火災自動報警設備的研究和推廣使用。高層建筑建設規(guī)模大，裝修標準高，人員密集，各種電氣設備使用頻繁，因而存在著火災隱患，在建筑電氣設計中必須嚴格依照規(guī)范要求設計火災報警控制系統(tǒng)。但選擇何種控制系統(tǒng)，使該系統(tǒng)充分有效地發(fā)揮功能，是設計中十分重要的問題。
1火災自動報警系統(tǒng)的主要部件及特征
火災自動報警系統(tǒng)的基本形式有三種，即：區(qū)域報警系統(tǒng)、集中報警系統(tǒng)的控制中心報警系統(tǒng)。高層建筑和大型建筑主要采用控制中心報警系統(tǒng)，這是一種復雜的火災自動報警系統(tǒng)，主要由觸發(fā)器件、火災報警裝置、消防控制設備及電源組成。該系統(tǒng)從通報火災到啟動滅火系統(tǒng)和控制各種消防設備，基本實現自動化。
觸發(fā)器件主要包括火災探測器和手動火災報警按鈕。火災探測器是對火災參數（如煙、溫、光、火焰輻射、氣體濃度等）響應，并自動產生火災報警信號的器件。按響應火災參數的不同，火災探測器分為感溫火災探測器、感煙火災探測器、氣體火災探測器、感光火災探測器和復合火災探測器五種基本類型。
火災報警裝置在火災自動報警系統(tǒng)中用以接收、顯示和傳遞火災報警信號，并能發(fā)生控制信號和具有其它輔助功能的控制指標設備。
火災報警裝置在火災自動報警系統(tǒng)中用以發(fā)出區(qū)別于環(huán)境聲、光的火災警報信號的裝置，如火災警報器，它是一種基本的火災警報裝置，以聲、光音響方式向報警區(qū)域發(fā)出火災警報信號。
消防控制設備在火災自動報警系統(tǒng)中當接收到來自觸發(fā)器件的火災報警信號，能自動或手動啟動相關消防設施并顯示其狀態(tài)的設備。主要包括：火災報警控制器；自動滅火系統(tǒng)的控制裝置；室內消火栓系統(tǒng)的控制裝置；防排煙系統(tǒng)及空調通風系統(tǒng)的控制裝置；常開防火門、防火卷簾的控制裝置；電梯回降控制裝置以及火災應急廣播、火災警報裝置、消防通信設備、火災應急照明與疏散指示標志的控制裝置等十類控制裝置。每個系統(tǒng)根據工程的需要應具有十類控制裝置的部分或全部。
電源火災自動報警系統(tǒng)屬于消防用電設備，主電源采用消防電源，備用電源采用蓄電池，保證不間斷供電。
設計中消防控制設備主要設置在消防控制中心，便于實行集中統(tǒng)一控制，有些消防控制設備可設在消防設備現場，而動作信號必須返回消防控制中心，實行集中與分散相結合的控制方式。但該探測器有誤報現象、控制器容量較小。
2智能火災報警控制系統(tǒng)工作原理
智能火災報警控制系統(tǒng)與火災自動報警系統(tǒng)不同之處在于：將發(fā)生火災期間所產生的煙、溫、光等，以模擬量形式連同外界相關的環(huán)境參量一起傳送給報警器，報警器再根據獲取的數據及內部存貯的大量數據，利用火災判據來判斷火災是否存在。
智能火災報警器中編址單元包括：智能控測器、智能手動按鈕、智能模塊、探測器并聯接口、總線隔離器和可編程繼電器卡等。新型的智能火災探測器，又稱模擬量火災探測器，這種探測器給出的輸出信號是代表被響應的火災參數值的模擬量信號或其等效的數字信號。傳統(tǒng)探測器稱為有閾值火災探測器，而智能火災探測器沒有閾值，卻設有專用芯片，智能火災探測器的應用提高了報警系統(tǒng)的準確性和智能化程度。
在火災報警時，報警控制器通過控制模塊啟動相應的外探設備，如排煙閥、送風閥、卷簾門等，需要接受外控設備的反饋信號時，應加一個監(jiān)視模塊，控制模塊和監(jiān)視模塊一樣，聯接在報警回路總線上，安裝在所控設備的附近。模塊內設十進制編碼開關，可現場編號，各占用回路總線上一個地址。通過報警控制器顯示控制模塊和監(jiān)視模塊的具體地址，用聲、光報警可反映聯動設備的工作狀態(tài)。
可編程繼電器卡，通過編程可實現對風機、水泵等大型設備的二級聯動控制。智能控制是一種無需人的干預就能夠自主地驅動智能機器實現其目標的過程。
3工程實例
3.1火災自動報警系統(tǒng)的設計應用
筆者1992～1993年參與設計的海南省物資局金屬大廈，該大廈是座地下1層，地上22層，建筑高度70多米，建筑面積1.2萬平方米的寫字樓。根據《高層民用建筑設計防火規(guī)范》的規(guī)定，建筑高度超過50m的辦公樓屬于一類防火建筑，因此該大廈要設火災自動報警系統(tǒng)。
設計中選擇了國產火災自動報警系統(tǒng)，這種系統(tǒng)在當時較普遍，僅有一臺主機控制器，因而適用于中、小型建筑。
大廈消防控制中心設在1層，每層設層顯示器。地下室作設備用房有變電室、空調機房、水泵房，機房內設有防排煙風機、消防水泵等消防設備，當火災發(fā)生時，溫度達到一定值排煙風機自動啟動，并打開排煙閥，開始排煙（圖1）。
圖1排煙風機控制原理
該工程地下室是消防聯動控制的集中點，將地下室的防排煙風機、排煙閥等控制線均引至消防中心的聯動控制器。消防泵、噴淋泵、正壓風機、排煙風機、消防電梯等卻屬于外控設備，均由聯動控制器控制。整個火災自動報警系統(tǒng)設計合理、運行可靠。
3.2智能火災報警系統(tǒng)的設計應用
隨著科學技術的發(fā)展，智能火災報警系統(tǒng)問世，從傳統(tǒng)型走向智能型是國內外火災報警系統(tǒng)技術發(fā)展的必然趨勢，工程設計人員必須予以充分重視。
徐州某大型建筑群由三棟塔樓組成，一棟為25層，一棟13層和一棟12層的塔樓由4層裙樓連接而成，建筑面積6萬平方米，建筑高度85m，主要功能：1至4層為商場，5層以上為寫字樓。由于該大廈建筑面積大，探測區(qū)域廣，探測器數量非?？捎^。傳統(tǒng)的火災自動報警系統(tǒng)已無法滿足需要，因此，在設計中，經過反復的方案比較，選擇了采用主—從式網結構的智能火災報警控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用大容量的控制矩陣交叉查尋軟件包，以軟件編程代替硬件組合，滿足了大型工程的適用性，提高了消防聯動的靈活性和可修改性。系統(tǒng)由主機、從機、復示器等構成。該工程消防控制中心設于1層，主機和消防聯動控制柜設在消防中心，從機與復示器分設于樓層內。
智能探測器數量的確定設計時先根據《火災自動報警器系統(tǒng)設計規(guī)范》的規(guī)定確定探測器的布局和設置。其規(guī)定探測區(qū)域內的每個房間至少應設置一只火災探測器。感煙、感溫探測器的保護面積和保護半徑應按表1確定。表中列出的是一個感煙探測器或感溫探測器的保護面積和保護半徑。建筑物內往往一個探測區(qū)域的面積較大，超過一只探測器的保護面積，這時需要計算一個探測區(qū)域內所需設置的探測器數量，可按下式計算：
式中：N為一個探測區(qū)域內所需設置的探測器數量（只），N取整數；S為一個探測區(qū)域的面積（m2）；A為探測器的保護面積；K為修正系數，重點保護建筑取0.7～0.9，非重點保護建筑取1.0。
根據上式計算結果，可確定一個探測區(qū)內的智能探測器的安裝數量。
選擇控制器容量計算該系統(tǒng)控制器為主—從式網絡結構，每個主—從機系統(tǒng)，只能有一臺主機，從機數量根據工程要求確定，一般按探測器數量計算，從機數量最多為15臺。
表1感煙、感溫探測器的保護面積和保護半徑
火災探測
器的種類地面面積
S
(m2)房間高度
H
(m)探測器的保護面積A和保護半徑R
屋頂坡度θ
θ≤15°15°＜θ≤30°θ＞30°
A
(m2)R
(m)A
(m2)R
(m)A
(m2)R
(m)
感煙探測器S≤80h≤12806/7807.2808.0
S＞806＜h≤12806.71008.01209.9
h≤6605.8807.21009.0
感溫探測器S≤30h≤8304.4304.9305.5
S＞30h≤80203.6304.9406.3
每臺控制器最大有四個回路，每個回路容量均為198個地址，其中99個智能探測器，99個編址模塊。因此一臺主機或從機的最大容量為4×99=396個智能探測器，4×99=396個編址模塊。
該工程經過計算，選用了一臺主機和四臺從機，每臺控制器都按四個回路設計。主機N控制1～4層商場內的所有探測器，手動報警按鈕，控制按鈕，水流指示器等消防設備，從機N1控制地下室的所有探測器、送風閥、排煙閥、防火閥等消防設備，從機N2控制13層和12層兩座連通塔樓的5～13層的消防設備，N3、N4分別控制25層塔樓的5～13層和14～25層的消防設備。
整個大廈智能火災報警控制系統(tǒng)設計比較合理，充分考慮到建筑群的特點，選用一臺主機、四臺從機控制了6萬平方米的建筑，如果用傳統(tǒng)火災自動報警系統(tǒng)則需要幾套控制系統(tǒng)分別控制，現有系統(tǒng)設計即經濟實用，又準確可靠。
4結論
綜合上述工程設計與實踐研究，可以得出以下幾點認識與結論。
1）傳統(tǒng)的火災自動報警系統(tǒng)適合于中、小型建筑，它的特點是探測器屬于閥值型，控制器僅有主機一臺。而智能火災報警控制系統(tǒng)，采用模擬量探測器，控制系統(tǒng)采用主—從式網絡結構，適應性強，尤其適合大型建筑的火災報警系統(tǒng)。
2）智能火災報警系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)火災自動報警系統(tǒng)存在的漏報和誤報的難題，提高了報警系統(tǒng)的準確性、可靠性。在設計中可靈活應用，根據工程需要選擇適當的從機數量，使工程設計最經濟、最合理。
3）為了防患于未然，火災報警系統(tǒng)的設計和應用十分重要，設計人員應根據不同的建筑工程，優(yōu)化設計方案。
參考文獻：
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控制管理論文范文第3篇
空壓機在工業(yè)生產中有著廣泛地應用。在供水行業(yè)中，它擔負著為水廠所有氣動元件，包括各種氣動閥門，提供氣源的職責。因此它運行的好壞直接影響水廠生產工藝。
空壓機的種類有很多，但其供氣控制方式幾乎都是采用加、卸載控制方式。例如我廠使用的南京三達活塞式空壓機、美國壽力螺桿壓縮機和Atlas螺桿式空壓機都采用了這種控制方式。根據我們多年的運行經驗，該供氣控制方式雖然原理簡單、操作簡便，但存在能耗高，進氣閥易損壞、供氣壓力不穩(wěn)定等諸多問題。
隨著社會的發(fā)展和進步，高效低耗的技術已愈來愈受到人們的關注。在空壓機供氣領域能否應用變頻調速技術，節(jié)省電能同時改善空壓機性能、提高供氣品質就成為我們關心的一個話題。結合生產實際，我們選擇了一臺美國壽力LS-10型固定式螺桿空壓機進行了研究。
2空壓機加、卸載供氣控制方式簡介
作者以美國壽力LS-10型固定式螺桿空壓機電控原理圖(如圖3所示)為例,對加、卸載供氣控制方式進行簡單介紹。
SA1轉至自動位置，按下起動按鈕SB2，KT1線圈得電，其瞬時閉合延時斷開的動合觸點閉合，KM3和KM1線圈得電動作壓縮機電機開始Y形起動;此時進氣控制閥YV1得電動作，控制氣體從小儲氣罐中放出進入進氣閥活塞腔，關閉進氣閥，使壓縮機從輕載開始起動。當KT達到設定時間(一般為6秒后)其延時斷開的動斷觸點斷開，延時閉合的動合觸點閉合，KM3線圈斷電釋放，KM2線圈得電動作，空壓機電機從Y形自動改接成形運行。此時YV1斷電關閉，從儲氣罐放出的控制氣被切斷，進氣閥全開，機組滿載運行。(注:進氣控制閥YV1只在起動過程起作用，而卸載控制閥YV4卻在起動完畢后起作用。)
若所需氣量低于額定排氣量，排氣壓力上升，當超過設定的最小壓力值Pmin(也稱為加載壓力)時，壓力調節(jié)器動作，將控制氣輸送到進氣閥，通過進氣閥內的活塞，部分關閉進氣閥，減少進氣量，使供氣與用氣趨于平衡。當管線壓力繼續(xù)上升超過壓力調節(jié)開關(SP4)設定的最大壓力值Pmax(也稱為卸載壓力)時，壓力調節(jié)開關跳開，電磁閥YV4掉電。這樣，控制氣直接進入進氣閥，將進氣口完全關閉;同時，放空閥在控制氣的作用下打開，將分離罐內壓縮空氣放掉。
當管線壓力下降低于Pmin時，壓力調節(jié)開關SP4復位(閉合)，YV4接通電源，這時通往進氣閥和放空閥的控制氣都被切斷。這樣進氣閥重新全部打開，放空閥關閉，機組全負荷運行。
3加、卸載供氣控制方式存在的問題
3.1能耗分析
我們知道，加、卸載控制方式使得壓縮氣體的壓力在Pmin～Pmax之間來化。Pmin是最低壓力值，即能夠保證用戶正常工作的最低壓力。一般情況下，Pmax、Pmin之間關系可以用下式來表示:
Pmax＝(1＋δ)Pmin(1)
δ是一個百分數，其數值大致在10%～25%之間。
而若采用變頻調速技術可連續(xù)調節(jié)供氣量的話，則可將管網壓力始終維持在能滿足供氣的工作壓力上，即Pmin附近。
由此可知，在加、卸載供氣控制方式下的空壓機較之變頻系統(tǒng)控制下的空壓機，所浪費的能量主要在2個部分:
(1)壓縮空氣壓力超過Pmin所消耗的能量
在壓力達到Pmin后，原控制方式決定其壓力會繼續(xù)上升(直到Pmax)。這一過程中必將會向外界釋放更多的熱量，從而導致能量損失。
另一方面，高于Pmin的氣體在進入氣動元件前，其壓力需要經過減壓閥減壓至接近Pmin。這一過程同樣是一個耗能過程。
(2)卸載時調節(jié)方法不合理所消耗的能量
通常情況下，當壓力達到Pmax時，空壓機通過如下方法來降壓卸載:關閉進氣閥使電機處于空轉狀態(tài)，同時將分離罐中多余的壓縮空氣通過放空閥放空。這種調節(jié)方法要造成很大的能量浪費。
關閉進氣閥使電機空轉雖然可以使空壓機不需要再壓縮氣體作功，但空壓機在空轉中還是要帶動螺桿做回轉運動，據我們測算，空壓機卸載時的能耗約占空壓機滿載運行時的10%～15%(這還是在卸載時間所占比例不大的情況下)。換言之，該空壓機10%的時間處于空載狀態(tài)，在作無用功。很明顯在加卸載供氣控制方式下，空壓機電機存在很大的節(jié)能空間。
3.2其它不足之處
(1)靠機械方式調節(jié)進氣閥，使供氣量無法連續(xù)調節(jié)，當用氣量不斷變化時，供氣壓力不可避免地產生較大幅度的波動。用氣精度達不到工藝要求。再加上頻繁調節(jié)進氣閥，會加速進氣閥的磨損，增加維修量和維修成本。
(2)頻繁采用打開和關閉放氣閥，放氣閥的耐用性得不到保障。
4恒壓供氣控制方案的設計
針對原有供氣控制方式存在的諸多問題，經過上述對比分析，本人認為可應用變頻調速技術進行恒壓供氣控制。采用這一方案時，我們可以把管網壓力作為控制對象，壓力變送器YB將儲氣罐的壓力P轉變?yōu)殡娦盘査徒oPID智能調節(jié)器，與壓力設定值P0作比較，并根據差值的大小按既定的PID控制模式進行運算，產生控制信號送變頻調速器VVVF，通過變頻器控制電機的工作頻率與轉速，從而使實際壓力P始終接近設定壓力P0。同時，該方案可增加工頻與變頻切換功能，并保留原有的控制和保護系統(tǒng)，另外，采用該方案后，空壓機電機從靜止到旋轉工作可由變頻器來啟動，實現了軟啟動，避免了啟動沖擊電流和啟動給空壓機帶來的機械沖擊。
具體的控制系統(tǒng)流程圖如圖1所示。
變頻與工頻電源的切換電路如圖2所示;空壓機電控原理圖如圖3所示;變頻調速控制系統(tǒng)接線圖見圖4。
5系統(tǒng)元器件的選配及系統(tǒng)的安裝與調試
5.1元器件的選型
(1)變頻器
LS-10型固定式螺桿壓縮機電機型號:LS286TSC-4，功率22kW，頻率50Hz，額定電壓380V，額定電流42A，4極，轉速1470r/min，我們選用一臺“臺達牌”VFD300B43A型變頻器。因為LS-10型空壓機是一種大轉動慣量負載，因此選用加大一級變頻器(30kW)，變頻器的外部接線如圖5所示。
a)變頻器的主要參數
l輸出:最大適用電機輸出功率30kW，輸出額定容量45.7kVA，輸出額定電流60A，輸出頻率范圍0.10~400Hz，過載能力為額定輸出電流的150%，運行60s，最大輸出電壓對應輸入電源。
l輸入:3相，380~460VAC，50/60Hz，電壓容許變動范圍±10%，頻率容許變動范圍±5%。輸入電流60A，采用強迫風冷。
(2)該變頻器的主要特點:
a)采用了新一代電力元件IGBT作為驅動交流電動機的核心元件，應用高速微處理器實現正弦波脈寬調制(SPWM)技術，具有無傳感器矢量控制及電壓/頻率(V/f)控制。
b)配有RS-485接口，可與計算機聯結，構成計算機監(jiān)控、群控系統(tǒng)。
c)自動轉矩補償。e)禁止電機反轉。
d)自動調整加減速時間。f)帶過載(過熱保護)。
(2)PID智能控制器
蘭利牌PID智能控制器一個，型號:AL808，單路輸入、輸出，輸出為4~20mA模擬信號，測量精度0.2%，廠家:深圳市亞特克電子有限公司。
(3)壓力變送器
壓力變送器一個型號:DG1300-BZ-A-2-2，量程:0~1Mpa，輸出4~20mA的模擬信號。精確度0.5%FS。廠家:廣州森納士壓力儀器有限公司。
1)安裝
控制柜安裝在空壓機房內，與原控制柜分離，但與壓縮機之間的主配線不要超過30m。控制回路的配線采用屏蔽雙絞線，雙絞線的節(jié)距在15m以下。另外控制柜上裝有換氣裝置，變頻器接地端子按規(guī)定不與動力接地混用，以上措施增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。
(2)調試
a)變頻器功能設定
00-09設定為00(V/f電壓頻率控制)
01-00最大操作頻率:設定為50Hz(對應最大電壓380V)
01-01最大頻率:設定為50Hz(等于電機額定頻率)
01-07上限頻率:設定為48Hz
01-08下限頻率:設定為40Hz
01-09第一加速時間:設定為10S
01-10第一減速時間:設定為10S
02-00設定為02，即由外部4~20mA輸入(ACI)
02-01設定為01:運行指令由外部端子控制
02-02設定為00(以減速制動方式停止)
02-04設定為01:禁止反轉
02-07設定為00:ACI斷線時減速至0Hz
06-04設定為:150%(過載保護)，其它功能遵照變頻器出廠設定值。
b)PID參數的整定
由于用于控制變頻器，根據在不允許輸出信號頻繁變化的應用系統(tǒng)中應選擇PI調節(jié)方式原則，因此只能采用PI調節(jié)方式，以減少對變頻器的沖擊。
在對PID進行參數整定的過程中，我們首先根據經驗法，將比例帶設定在70%，積分時間常數設定在60s;為不影響生產，我們采取改變給定值的方法使壓力給定值有個突變(相當于一個階躍信號)，然后觀察其響應過程(即壓力變化過程)。經過多次調整，在比例帶P=40%，積分時間常數Ti=12s時，我們觀察到壓力的響應過程較為理想。壓力在給定值改變5min左右(約一個多周期)后，振幅在極小的范圍內波動，對擾動反應達到了預期的效果。
(3)調試中其他事項
從圖4可以看出，整套改造裝置并不改變空壓機原有控制原理，也就是說原空壓機系統(tǒng)保護裝置依然有效。并且工頻/變頻切換采用了電氣及機械雙重聯鎖，從而大大的提高了系統(tǒng)的安全、可靠性。
我們在調試過程中，將下限頻率調至40Hz，然后用紅外線測溫儀對空壓機電機的溫升及管路的油溫進行了長時間、嚴格的監(jiān)測，電機溫升約3~6℃之間，屬正常溫升范圍，油溫基本無變化(以上數據均為以原有工頻運行時相比較)。所以40Hz下限頻率運行對空壓機機組的工作并無多大的影響。
6結束語
經過一系列的反復調整，最終系統(tǒng)穩(wěn)定在40.5~42.5Hz的頻率范圍，管線壓力基本保持在0.62Mpa，供氣質量得到提高。改造后空壓機的運行安全、可靠，同時達到了水廠用氣的工藝要求。
參考文獻
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[4]韓安榮.通用變頻器及其應用[M].北京:機械工業(yè)出版社,2000.
控制管理論文范文第4篇
關鍵詞：鍋爐燃燒控制HoneywellDCS穩(wěn)態(tài)優(yōu)化控制
熱電廠提供的能源主要是以電能和熱能的形式出現的，通常是利用鍋爐生成蒸汽，然后將其中一部分提供給汽機發(fā)電，提供電力能源，另一部分作為熱源直接供給用戶。無論最后提供的能源形式是何種方式，鍋爐負荷總是變化的。負荷既包含電力負荷也包含熱能負苛。近年來，為解決鍋爐燃燒過程的優(yōu)化控制問題，國內外采取了多種控制手段。盡管它們在一定程序上提高了熱效率，但不能徹底解決鍋爐燃燒的控制問題，因為難于建立被控對象的精確數學模型[1～2],仍需要根據負荷變化，人工調控鍋爐運行，才能使鍋爐燃燒過程更多時間處于相對平衡狀態(tài)，提高燃燒效率。
為了達到提高燃燒效率這個目的，采用HoneywellS9000系統(tǒng)構建集散控制系統(tǒng)，建立一個鍋爐、汽機和電網、熱網的監(jiān)控系統(tǒng)，對系統(tǒng)中狀態(tài)實施全面監(jiān)測，無疑是一個很好的解決辦法。該系統(tǒng)可將監(jiān)測數據存入管理數據庫，以便操作人員快速準確地了解系統(tǒng)運行狀態(tài)，同時也使得管理人員能夠分析運行情況，做出生產管理決策。通過對一些主要的過程變量實施自動控制，使得整個系統(tǒng)通史完全、有效地運行。在此基礎上，對節(jié)能影響很大的鍋爐燃燒系統(tǒng)建立穩(wěn)態(tài)參數優(yōu)化模型，并求得鍋爐燃燒穩(wěn)態(tài)優(yōu)化模型參數。在這個優(yōu)化結果的指導下，便可進行鍋爐燃燒優(yōu)化控制。
1基于HoneywellDCS的鍋爐、汽機、電網、熱網運行參數監(jiān)控系統(tǒng)
美國Honeywell模塊自動化控制系統(tǒng)是一種介于大型集散系統(tǒng)、單回路控制器可編程控制器之間的中小型控制系統(tǒng)。S9000系統(tǒng)是基于9000系列多回路控制器的優(yōu)秀系統(tǒng)，它集所有主要控制硬件于一體，從而在一個使用方便且有效的單元中實現回路控制、邏輯控制、數據采集以及操作員接口等功能。Honeywell系統(tǒng)的網絡通訊功能為開放式系統(tǒng)提供了靈活性，操作員/工程師以及過程控制器由基于TCP/IP協議的Ethernet網絡連接，它們之間可以互通信息，也可與上層的工廠級計算機通訊。通過這一開放式系統(tǒng)的通訊平臺容易建立管理級應用，與上層的工廠計算機系統(tǒng)資源進行信息交換，可以隨時獲得整個系統(tǒng)的信息。這一重要特性增強了用戶快速做出有效決策的能力。所以采用HoneywellS9000系統(tǒng)對熱電廠汽機、鍋爐和電網、熱網的運行參數進行監(jiān)控，用四個監(jiān)視屏幕顯示各種監(jiān)控參數的實時數據、歷史趨勢圖、故障報警等。
汽機主要監(jiān)控參數有：轉速、功率、主蒸汽溫度、主汽門前壓力、主汽門后壓力、蒸汽流量、蒸汽流量累計、抽汽壓力、抽汽流量累計、抽汽溫度、抽汽流量、排汽真空、過冷度、排汽溫度、凝結水溫等；鍋爐主要監(jiān)控參數有：汽包壓力（控制）、主蒸汽壓力（控制）、給水壓力、主蒸汽流量、給水流量、減溫水前流量、減溫水后流量、汽包水位（控制）、爐膛負壓（控制）、爐膛溫度、爐膛出口溫度、含氧量、低溫預熱器左壓力、低溫預熱器右壓力、高溫預熱器左壓力、高溫預熱器右壓力、一次風壓力（控制）、二次風壓力、燃油流量、回油流量、燃油壓力、排汽溫度、燃油溫度、引風機開度、引風機電流、送風機開度、送風機電流、給煤機電流、給煤機轉速等；電網主要監(jiān)控參數有：各汽機電壓、電流和有功功率、電網電流、電壓、有功功率、無功功率等；熱網主要監(jiān)控參數有：主要用戶的蒸汽流量、蒸汽壓力等。
2鍋爐燃燒系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)參數優(yōu)化
鍋爐燃燒系統(tǒng)的狀態(tài)好壞直接決定了能源利用率的高低，而鍋爐穩(wěn)態(tài)運行是否處在優(yōu)化狀化，對燃燒系統(tǒng)來說具有重要的作用。為保證系統(tǒng)能夠高效運行，可以采取兩方面的措施：一是采用自動控制系統(tǒng)保證系統(tǒng)長時間穩(wěn)定地運行；另一是保證系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的最優(yōu)狀態(tài)，對鍋爐燃燒系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行參數進行優(yōu)化。
2.1優(yōu)化模型及其求解
由燃料燃燒及熱工控制的研究和實際實踐可知，保持煤與風的合理配比，可以提高鍋爐的熱效率；控制與鼓風量相適應的引風量，使鍋爐具有適宜的爐膛負壓，可以避免因噴火或漏風而引起的熱效率降低。當燃燒效率最高、熱損失最小時，可得到最大的節(jié)能效果，對環(huán)境的污染也最小。由此可見，如何使燃燒過程工作在最佳燃燒區(qū)，從而達到最大熱效率是燃燒控制的根本任務和難點所在。由燃煤鏈條鍋爐的運行特點可知，燃燒過程的優(yōu)劣主要取決于煤層厚度、鏈條運行速度和送風量、引風量的合理控制。
為此，構造一個優(yōu)化模型，主要輸入量是送風量、引風量和給煤量，輸出量是氧含量、爐膛負壓和主蒸汽壓力。其目標函數是追求能量消耗最小，決策量是送風量（送風擋板開度）、引風量（引風擋板開度）和給煤量。在進行優(yōu)化的過程中要滿足鍋爐運行的基本約束，即各個決策變量在一定的范圍以內變化，且主蒸汽壓力要控制在一個給定的范圍之內。優(yōu)化模型為：
minz=c1x1+c2x2+c3x3(1)
其中，yf_min<x1<yf_max
sf_min<x2<sf_max
mei_min<x3<mei_max
ly_min<yl=f(x1,x2,x3,fh)<yl_max
c1,c2,c3分別為送風量、引風量、給煤量的單位價格；
x1,x2,x3分別為送風量、引風量、給煤量；
yl是主蒸汽壓力，它是x1,x2,x3和主蒸汽流量的函數；
函數f（x1,x2,x3,fh）是一個用BP神經網絡表示的模型；
yf_min、yf_max分別表示送風量的最小、最大限制值；
sf_min、sf_max分別表示引風量的最小、最大限制值；
mei_min、mei_max分別表示給煤量的最小、最大限制值；
yl_min、yl_max分別表示主蒸汽壓力的最小、最大限制值。
在這個優(yōu)化模型中，主蒸汽壓力和送風量、引風量、給煤量以及主蒸汽流量之間的關系是一個非線性關系，使用一個四層的前饋神經網絡來描述。而當優(yōu)化出決策變量，求得最佳氧含量和爐膛負壓之值時，也需要構造一個神經網絡，通過建立氧含量和送風量、引風量、給煤量以及主蒸汽流量之間的關系，爐膛負壓之值時，也需要構造一個神經網絡，通過建立氧含量和送風量、引風量、給煤量以及主蒸汽流量之間的關系，爐膛負壓送風量、引負量、給煤量以及主蒸汽流量之間的關系來進步求得它們的最佳值。
使用罰函數方法求這個模型的解時，需將上面的模型重新寫為如下的無約束最小化形式：
公式
其中，g1(x1,x2,x3,yl)=x1-yf_min
g2(x1,x2,x3,yl)=yf_max-x1
g3(x1,x2,x3,yl)=x2-sf_min
g4(x1,x2,x3,yl)=sf_max-x2
g5(x1,x2,x3,yl)=x3-mei-min
g6(x1,x2,x3,yl)=mei_max-x3
g7(x1,x2,x3,yl)=yl-yl_min
g8(x1,x2,x3,yl)=yl_max-yl
Mi(i=1,2,…，8)是罰函數系數。
優(yōu)化模型（1）的求解步驟為：
（1）取Mi(i=1,2,…，8)初始值為1000，允許誤差為ε，k=1；
（2）求無約束極值問題優(yōu)化模型（2）的最優(yōu)解；
（3）對其一個j(1≤j≤8)，有：-gj(x1,x2,x3,yl)≥ε，則：
Mk+1,j=10×Mk,j，令k=k+1，轉第2步，否則停止迭代。
2.2四層前饋神經網絡模型及其訓練
函數f(x1,x2,x3,fh)是一個用神經網絡表示的BP模型，表示主蒸汽壓力和送風量、引風量、給煤量以及主蒸汽流量之間的關系。這個神經網絡是一個4×10×10×1的前饋神經網絡：輸入層有四個輸入量（送風量、引風量、給煤量以及主蒸汽流量）；第四層輸出層，有一個輸出量（主蒸汽壓力）；第二和第三層是中間層，各有十個神經元。網絡的訓練就是確定網絡的連接權，使代價函數量小，采用的是變步長反向傳播（BackPropagation）的學習算法。
在優(yōu)化程序中，使用主蒸汽壓力和送風量、引風量、給煤量以及主蒸汽流量之間的關系模型作為一個結束參加優(yōu)化。同時在獲得了模型的優(yōu)化結果以后，為了同底層控制系統(tǒng)連接，通過建立含量和送風量、引風量、給煤量以及主蒸汽流量之間的關系模型，爐膛負壓和給煤量、引風量、送風量以及主蒸汽流量之間的關系模型獲得底層控制系統(tǒng)的給定值。這兩個模型也是使用同樣的神經網絡模型來表示的。算法完成一樣，僅僅是輸入輸出數據不一樣，訓練出來的模型表示了不同的關系。
3實時控制系統(tǒng)及其穩(wěn)態(tài)優(yōu)化
實時控制部分由Honeywell系統(tǒng)構成。為了保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行，燃燒控制采用模糊控制律。系統(tǒng)框圖如圖1所示。主蒸汽壓力控制采用壓控制方式；送風量控制保證空氣預熱后送風壓力在一定范圍內，在送風壓力允許的條件下，按照風煤比偏差調節(jié)送風量，維持煙氣氧含量在一定的范圍內，風煤比根據負荷的變化而變化，實現經濟燃燒；引風量控制使爐膛負壓保持常值。其中，隨負荷變化的最優(yōu)風煤比是通過鍋爐穩(wěn)態(tài)優(yōu)化程序計算再加上實際經驗得到的。
圖1鍋爐燃燒控制框圖
在控制算法的選擇上，為了保證控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行，使用了模糊控制算法。實際控制作用有三種形式：（1）手動操作，在這種情況下，基準控制量跟隨閥位信號變化；（2）設置偏差死區(qū)及變化率死區(qū)，當被控制參數偏差及其變化率在死區(qū)范圍內時，投入后自動按照前饋變量進行控制；（3）偏差或者偏差變化率超過死區(qū)以后，進行模糊控制。所有控制方式在計算實際輸出時都采用加權輸出，即按照下式計算：
Xc=Xco+KeXce+KcXcc+KfXt（3）
式中，Xc為控制變量；Ke為偏差權值；Kc為變化率權值；Kf為前饋權值；Xce、Xcc、Xt分別為按偏差、變化率及前饋變量查找控制表格所得的控制變量。
采用設置偏差死區(qū)及其變化率死區(qū)措施，使系統(tǒng)允許被控制量參數在一定范圍內變化，從而使執(zhí)行機構避免不必要的頻繁動作；采用權值輸出，使系統(tǒng)可以進一步設置權值表，針對不同情況進行處理，改善控制品質。
4鍋爐燃燒系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)參數優(yōu)化運行結果
鍋爐燃燒系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)參數優(yōu)化程序具備如下功能：
·建立爐膛負壓風送風量、引風量、給煤量和主蒸汽流量之間的關系模型；
·建立煙汽氧含量同送風量、引風量、給煤量和主蒸汽流量之間的關系模型；
·建立主蒸汽壓力風送風量、引風量、給煤量和主蒸汽流量之間的關系模型；
控制管理論文范文第5篇
關鍵詞：散熱器檢測;控制策略；反饋控制；前饋控制
1散熱器檢測系統(tǒng)
散熱器檢測的主要任務是保持散熱器水流量一定時，在高中低溫三種工況下分別測量其進出口水溫和周圍空氣溫度，由此計算并擬合出散熱量的計算公式。測量的準確性主要取決于上述三個參數的控制精度，國家散熱器檢測標準[1]要求把進口水溫度的波動控制在±0.2℃的范圍內，而散熱器所在檢測小室的空氣溫度要控制在±0.1℃內。高中低三個工況下的水溫要分別維持在95±0.2℃，75±0.2℃和55±0.2℃；空氣溫度則為18±0.1℃。這樣的精度要求是很高的。
系統(tǒng)如圖1所示。供水溫調節(jié)系統(tǒng)包括一次和二次兩個加熱水箱。一次加熱器把流出散熱器的低溫水加熱到比較高的溫度，二次加熱器將水加熱到最終溫度。散熱器所在小室為鐵殼，而小室所在房間絕熱。鐵殼與房間內的環(huán)境用通過蒸發(fā)器和加熱器的送風來控制，調節(jié)加熱器功率可改變送風溫度，從而將散熱器周圍空氣溫度維持在要求值。
2原有控制方案及存在的問題
原有控制系統(tǒng)根據一次加熱水箱的出口水溫通斷控制一次加熱絲，使其維持在比工況設定值低5℃的溫度上下波動；而二次加熱絲依據散熱器的入口水溫實施PID調節(jié)，最終將水溫控制在設定值±0.2℃的范圍內。空氣系統(tǒng)根據小室溫度PID調節(jié)空氣加熱絲的加熱量，將其調整到18±0.1℃。這一方法，能把很好地控制小室空氣溫度。對于流量適中的散熱片，也能將供水溫度控制在±0.2℃范圍內的目標。但當換上流量很小或者很大的散熱器時，供水溫度難以穩(wěn)定，無法完成測量。這嚴重限制了散熱器檢測室的檢測能力。雖然經過反復的參數調試，問題仍然沒有得到解決。
3系統(tǒng)分析
對于散熱器檢測臺來說，散熱片最小流量值為20Kg/hr，最大可達200Kg/hr，流量變化比達到10。一組PID參數值很難在如此大流量范圍變化時保持魯棒性。加上原控制系統(tǒng)中沒有流量測點，無法實現按流量變化調節(jié)PID參數的算法，所以導致流量較大和較小的散熱器無法穩(wěn)定。而且多組PID參數的調試工作量很大，這也直接降低了該方法的實用性。
為了進一步分析問題所在并找到合理的解決方法，我們重點分析了水系統(tǒng)中的調溫設備－加熱箱。如圖2所示，因為一二次加熱箱不大，可以采用集總參數法。設加熱絲在單位時間內產生的熱量為，水的比熱為，流量為，箱內水質量為，入口低溫水溫度為，出口高溫水溫度為，加熱箱對周圍環(huán)境散熱為。因為兩個加熱箱都做了很好的保溫，近似將視為0，可列微分方程如下：
（1）
其中是主要擾動，是調節(jié)手段，而則為輸出量。列出傳遞函數[2]可得：
（2）
由特征方程的根可知，微分方程的通解在靜態(tài)時趨于0；因為非周期函數可以看作是幅值無窮小而具有一切頻率成分的無窮多個諧波之和，所以將入口水溫作傅里葉變換后，對于輸入量的每項諧波，輸出量都有相同頻率的諧波與之對應，出口溫度也是由這無窮多個諧波疊加而成。
輸入輸出量中的同頻率諧波均為正弦函數，可用復數符號來表示，可令：
（3）
為擾動通道的幅頻特性函數，而其幅值特性函數為：
（4）
由此可見，對于特定頻率的入口水溫擾動，當流量一定時，如果恰當選擇值，可以實現對入口溫度的波幅的縮小，從而可將出口溫度的波幅限制在我們所需的范圍內。
在散熱器檢測系統(tǒng)中，加熱器容積約為100升，按照最大流量200Kg/hr計算，＝1800。而入口水溫波動的頻率不高，一般周期為10分鐘，可得：
。所以，如果恒定加熱絲的加熱量后，要使出水口溫度穩(wěn)定在±0.2℃內，只要進口水溫在±3.8℃內波動即可。因為對一次加熱器實行通斷控制很容易將一次出水溫度維持±3.8℃甚至更小的的波幅內，這樣的熱水進入二次加熱器后，再利用上面的特性即可實現對供水溫度的精確控制。
另外，水系統(tǒng)還用一臺冷水機組將散熱片出口的高溫水降至常溫，從而引入檢測室內的小水流量計，測定流量。水冷機組根據被冷卻出水溫度啟停。對于水系統(tǒng)來說，這是一個主要的擾動。但是因為對于每一工況，散熱器出口水溫和過冷水機組后的水溫基本不變，所以這一部分冷負荷可以采用前饋思想，根據不同的工況由二次加熱器給定值補償，從而進一步減小供水溫度的靜差，保證將供水溫度嚴格控制在設定值±0.2℃的范圍內。
4模擬和實驗數據
上面的理論推導和結論，同時得到了數值模擬和實際運行數據的支持。圖3所示為Matlab對穩(wěn)定后的加熱器進出口水溫的模擬[3]。虛線進口水溫波動線是幅值為3.8的正弦曲線，當加熱量為定值時，代表出水溫度的實線的波動范圍被控制在了±0.2℃內。這很好了證明了理論分析的正確性。
另外，在流量為150kg/hr時，用上面的邏輯控制檢測系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，現場用惠普數采儀每隔10秒對一次加熱器出口水溫和散熱器進口水溫進行采集，分別繪制溫度圖如下：
從圖中看出，一次加熱器出口水溫度的波幅約為0.4℃，當二次加熱量控制為定值時，散熱器入口溫度的波動幅度只有0.03℃，遠遠超過了國家標準要求的精度。當流量在大范圍內改變時，系統(tǒng)同樣能很好地穩(wěn)定，所以數值模擬和實驗數據都證明了上述控制方法的有效性。
5總結和通用控制策略的提出
散熱器檢測臺的風系統(tǒng)一旦設計完成后，運行狀態(tài)下的風量都一定，不隨散熱器工況的切換而變化，所以只要PID控制參數在調試階段確定好，一般不會出現控制不穩(wěn)的情況；但不同散熱片要求的水流量不同使得時間常數值變化劇烈，改變了系統(tǒng)特性。在沒有流量測點的情況下，一般的PID參數都是針對中等流量的散熱片整定得到的，所以在檢測流量特大和特小的散熱器時，難免會發(fā)生無法控制的情況。
針對類似的散熱器檢測水系統(tǒng)，上面的控制策略不僅調試簡單，避免了繁瑣的PID參數調節(jié)過程，調節(jié)精度很高，而且大流量范圍內的魯棒性好，無需增加流量測量裝置?？刂撇呗钥梢愿爬ㄈ缦拢?/p>
二次加熱器采用前饋控制，根據不同工況補償冷水機組帶走的冷負荷，但對每一工況的加熱量為定值；
一次加熱器采用反饋控制，根據當前出水溫度值合理給定溫度高低限和間斷投入的熱量，保證適當的一次水出口溫度的波動幅值和頻率。
同時，從控制角度又能對類似系統(tǒng)的設計提出下面的指導，即：
依據流量的范圍確定一二次加熱水箱的蓄水量，一般來說應該選的稍大一些，以突出其對溫度波動的減幅作用；
根據值合理選擇加熱器的功率，尤其對一次加熱器，其總功率以及加熱絲通斷分組情況要以能提供適當的一次出水溫度波動范圍（主要指標）和頻率為原則。
參考文獻
[1]GB/T13754-92采暖散熱器散熱量測定方法
