自动化控制论文大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇自动化控制论文范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

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二、智能化技术的应用优势

（一）免去了控制模型的建立

在电气工程的传统工作中，自动化系统控制的实现必须有控制模型的建立。但是，在实际的操作中，被控制对象往往需要十分复杂的动态方程，这就影响了精确效果的获得。由此，在设计对象模型的环节中，经常会遇到无法科学预测、无法准确估量的一系列困难。然而，智能化系统的出现，使这些困难得到了较好解决，极大促进了工作效率的提升，同时对于一些不可控制的因素，也实现了较好的控制，大大提升了自动化控制器的准确性。

（二）实现了便捷的电气系统控制

智能化控制器的实际应用实现了更加便捷的电气系统控制，随时都可以完成对系统控制程度的有效调整，极大提升了系统的整体工作性能，是对自动化控制顺利实现的进一步保障。从这一项优势中就可以看到，和传统的自动化控制器相比较，在任何条件下，智能化控制器都具有更加完善的调解控制功能，在电气工程的自动化实践应用中占据优势。

（三）实现了一致性的智能化控制

在自动化控制中的数据处理环节，智能化控制器可以实现一致性的智能化控制，很好解决了不同数据的处理困难。而且，在自动化控制的标准执行上，即使遇到陌生的数据，也依旧可以获得具有较高准确度的估计。但是，如果发现智能化控制器在实际的应用中没有发挥出理想的效果，一定要全面排查工程的各个细节，细致地进行分析，不能盲目的否定智能化控制技术。

三、智能化技术的实践应用

（一）系统病因诊断

在电气工程诊断工作中，采用传统的人工手段具有较强的复杂性，虽然对工作人员要求十分严格，但是也无法获得较为准确的诊断病因。在电气工程工作中，实现自动化控制的过程中经常会遇到一些如设备、数据等方面的问题，这是不可能避免的，采用传统的人工诊断办法不能确保病因处理的及时性，而且处理效果也不佳。但是，智能化技术的广泛应用，使得自动化控制工作的诊断效率得到大幅度提升。而且，定时检测诊断应用，有效避免了一些不必要的问题。

（二）系统设计优化

在电气工程发展中，传统的工程设计需要工作人员进行多次重复的实验操作和改良，而且，在这一工作过程中，对工作人员的工作素质也有着较高的要求，既需要工作人员掌握一定的专业设计知识，还需要工作人员能够很好的将知识理论应用于实践工作中。但是，在实际的设计工作中，工作人员往往不能做到全面的考虑，经常会漏掉一些具体的问题。所以，一旦发现复杂问题，很多情况下都不能做到及时解决。而智能化技术的出现，较好解决了这一问题。设计工作可以借助于计算机网络完成，也可以借助于相关的软件完成，既保证了设计中数据的准确性，也实现了设计样式的丰富化，更能够做到对复杂问题的及时处理，较好保证了自动化控制的稳定性。

（三）系统的自动化控制

在电气工程中，智能化技术可以应用于多个控制环节，能够很好的实现整体性的自动化控制。智能化技术的主要控制工作是借助于三种手段实现的，一是模糊控制，二是专家系统控制，三是神经网络控制。运用这三种控制手段，极大提升了自动化控制效率，使远距离的自动化控制成为可能，增强了对电气系统的运行反馈。特别是神经网络控制，能够实现算法的反向学习，在信号处理方面得到了较大应用。

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2自动化控制及安全联锁在化工安全生产中的应用

（一）自动化控制在化工安全生产中的应用

自动控制实际上就是依据规定指令或者程序自动进行化工生产的一种新技术，依据运行过程中的自动化程度可以合理的分为全自动化控制和半自动化控制两大类。这种新的控制技术可以合理的运用到机械制造、生产控制过程以及管理过程控制等多方面。我国运用这种自动控制技术，在化工生产过程中已经发展了几十年，主要包括创新和引进两种开发方式。在发展的过程主要经历了三个阶段，主要有手工操作、机械控制以及自动控制。自动控制技术从简单的生产系统逐渐发展成为复杂的生产系统[2]。目前，在国内大部分化工企业中，分散控制系统（DCS）、逻辑控制器（PLC）以及现场总线控制系统（FCS）应用的相对比较广泛。其中逻辑控制器和分散控制系统是比较常见的。逻辑控制器是一种可以进行存储的设备，一般来说是一类编程，可以适当作为内部存储程序，执行逻辑、执行定时、执行顺序控制以及执行计算和算数的过程是基本主要功能。主要控制形式为模拟输入、输出方式或者数字输出、输入方式。逻辑控制器的主要特点有：一是具有很大性价比，功能比较强；二是维修过程比较方便和简单；三是具有一定的抗干扰性和可靠性。主要适用于中小规模连续生产控制过程中以及间歇性生产的控制过程。一般来说，具有比较大规模的化工生产控制过程主要使用的是分散控制系统。主要特点就是可以适当的融合通讯、计算机、自动控制，从而很好的实现自动监控、自动生产、自动管理、自动操作以及分散控制，相比较于逻辑控制器来说，具有更加强大的功能，但是也具有很大的设备成本。分散控制系统的主要形式结构特点为多层分散、分散、自治合作以及危险分散，比较适合使用在化肥、石油以及大型空分制氧的生产过程中[3]。以上的运行系统应该保持与生产过程一致，从而全面实现自动控制，以便于可以科学、有效地进行设备的智能化、微型化、开放化、数字化的自动管理，这种现场总线控制系统逐渐成为未来化工企业生产与管理的主要发展方向[4]。

（二）安全联锁在化工安全生产中的应用

安全联锁实际上是属于一种安全技术，可以阻止排除安全隐患之前接触存在危险区域的行为，或者在出现接触危险区域的时候可以自动排除安全隐患。现阶段，在化工安全生产过程中比较常用的就是紧急停车系统，可以让设备在瞬间就能够停止运行，从而保证不会发生一定的安全事故，为了有效地增加系统的安全性，一般把紧急停车系统有机结合PLC系统、FCS系统、DCS系统，可以在系统出现压力、温度或者液位超过规定范围或者毒害气体超过标准的时候进行及时的报警，适当启动安全联锁作用。

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1.2PLC程序配置。PLC程序进行设计时可以采用WinProLadder阶梯图语言进行程序编写。其程序设计涉及两个部分：1.系统动作顺序；2.系统功能；进行系统开发时，要兼顾机器的动作顺序和使用者的自定义操作。若用实际情况形容就是，比如报警器的响应时间，实验人员如果想将之延长几秒，需要对时间参数进行设定。相应的阶梯图程序则需要对记忆置进行重新配置以存储以上参数，再通过系统将参数输出到外端的机器上。由此得出结论，暂存器的配置与编号都需要进行正确的配置，以便与使用者界面完美配合，操作时不发生偏差。

1.3使用者界面（HMI）设计。随着智能化触摸屏幕的应用，使用者界面的操作更加方便可靠。使用者通过对显示屏上的图形进行触碰式操作，进行程序代码参数的修改和操作。为了方便理解和操作，使用者的界面以图形的大量使用，取代了传统的按钮式操作。使用者界面涉及如下三方面的发开：（1）系统规划。（2）操作界面的布局和设计。（3）系统通讯功能

2自动控制技术在工业领域的具体应用

2.1化工领域。电子自动控制技术在化工领域的应用体现在与工艺设备的充分结合，具体可参见应用范围最广的可编程控制系统。化学反应炉的温度控制一直是行业里的一个难题。传统的手工操作难度非常大，炉温的频繁波动不利于工作人员的实时掌握与及时有效的操作，恶劣的化学环境也使工作人员的健康无法保证。可编程系统的出现为其打通了一个突破口，机器本身的特性不像人一样受到恶劣环境的影响，精细测量仪器的应用使得炉温能得到及时有效的控制，使得整个工艺流程能够正常进行。挤出吹塑成型机与可编程系统的结合是自控技术在化学行业的另一应用。二者的结合使得熔料的化学作业过程加快，提高了仪器的工作效率。

2.2电力系统。电力系统的自动化控制技术普及是我国电力行业发展的一大趋势。自动控制技术的应用在电力行业方面有两个分支：电力调度和电力营销。电力调度的目标是降低成本并保证系统运行的同时提供给用户以合适的电能。传统方式要进行数据的大规模采集和分析，时效性难以保证，万一发生事故，其危害往往难以挽回。因此，我国电力行业把自动控制技术与电力调度系统相结合，通过计算机进行大量数据的自动化收集，实时掌握，实时处理，特殊情况筛选后进行自动上报，利于全局指挥。电力营销与自动控制技术的结合，可以改善电力系统的运行条件，便于管理，既缓解了电力人员的工作压力，也预防了事故的突发。

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闸门调节是灌区工程中经常采用的手段，闸门控制的探究对于节约能源、确保水利工程的正常运行、提高水资源的利用效率和节约用水具有重要的意义。目前国内大部分灌区已基本实现流量数据的自动采集和监测，并把数据传输到管理部门，但是在根据有关数据进行远程自动监测和控制方面成熟的经验非常少。国外非凡是欧美等先进国家在这方面已经达到较高的水平，如美国的SRP灌区自动化浇灌系统，可以同时采集100多点的水位、闸门开度和其他信息，通过计算机处理后，控制几百座闸门、150多处泵站的运行。本文以国内某大型灌区为例，对闸门的自动监控进行了探究。

1、系统的总体设计

本系统采用无线数据传输技术，分一个主站和若干个子站，通过无线调制解调器构成一个无线通讯网络，对多个断面的数据信息进行采集、传输、处理和控制。系统的总体结构图如图1所示。下位机中的传感器把引水渠中的水位值和各闸门的开度值经转换后送给编码器，编码器对水位及闸门开度信号进行编码，在通过避雷器将编码信号传给数采仪，数采仪将数据进行初步加工和处理后由无线调制解调器传给上位机，上位机即系统主站，可分别和不同的子站建立联系，查询各测点的数据，并按照用户的要求对各闸门进行控制，下位机中的控制箱接收到此信息，经过计算，发出控制信号自动控制闸门到一定的开度，达到自动控制的目的。

图1闸门远程自动监测和控制结构图

2、下位机系统设计

设计下位机重点在于闸门自动控制箱的设计，本文提出闸门的运行控制模式，并进行可靠性处理，然后利用无线传输设备和上位机进行通讯，传输数据。

2.1下位机硬件电路设计

本系统采用AT89系列单片机，采用矩阵式键盘进行输入数据，键盘提供切换键、时间设置键、控制键三个按键，通过三个按键显示水位、流量、闸门开度、日期和时间。切换键实现上述四个功能的转换，时间设置键用于修改日期和时间，控制键用于对电机启停进行控制。

2.2闸门控制系统设计

本系统下位机接收到上位机传来的要求流量值（或水位值），当要求的流量值（或水位值）和系统所测的流量值（或水位值）不一致时，单片机启键闭合，闸门电动装置控制箱自动启动电机，提升或下降闸门，当所要求的流量值（或水位值）和当前所测流量值（或水位值）相等时，单片机闭键闭合，电机自动停止，达到自动控制的目的。

闸门的运行控制模式有实时型控制模式和定时型控制模式两种，在实时型控制模式中，上位机根据用户要求的流量，利用流量—水位关系曲线把要求的流量换算成要求的水位，然后和下位机联系，下位机接到信号后，由电动装置控制箱控制电机的正反转，达到要求时停止转动。定时控制模式要求用户输入所期望的流量值和要求闸门动作的时间，下位机的控制箱在规定的时间里自动开启和关闭闸门，进行控制。

2.3无线通讯设备SRM6100调制解调器

SRM6100无线调制解调器原是美国Data-LincGroup公司生产的军用产品，现应用于民用。它提供最可靠和最高性能的串行无线通讯方法，在2.4GHz-2.483GHz频段应用智能频谱跳频技术，在无阻挡物的情况下，两调制解调器之间的通讯距离可达32.18公里，可实现PLC（可编程控制器）和工作站之间的无线连接。SRM6100应用跳频，扩频和32位误码矫正技术保证数据传输的可靠性。无需昂贵的射频点检测技术。射频数据传输速率为188kbps。并且不需要FCC点现场许可证。SRM6100支持多种组态，包括点对点通讯和多点通讯。多点通讯对子站数目无限制。并且SRM6100可做为中继器工作，以达到扩展通讯距离或克服阻挡物通讯的目的。

2.4下位机可靠性处理

为了精确控制电动闸门的关闭，避免电动闸门在工作中出现过载破坏或关闭不严的现象，本系统在电动轴上安装了转矩传感器，用来监测闸门输出轴的转动力矩，以判定闸门是否关严、是否被卡住。闸门电动装置用于检测和控制闸门的开度，本系统在转动轴上安装了光电码盘，考虑到闸门可能出现频繁的正反转交替，为了避免错位和丢码，采用双光耦技术，光耦输出的两路信号经74221双单稳触发器进行整形，89C51的INT0和INT1对其进行计数、计时，并判定转动方向，计算闸门开度。电动闸门在工作中若出现异常现象，系统会自动报警，切断电机电源并显示故障情况。

2.5下位机软件设计

下位机的软件设计分为闸门自动装置控制箱程序设计和串行口中断服务程序设计两部分。闸门自动装置控制箱程序设计主要完成数据采集、存储、显示、按键操作等功能，串行口中断服务的程序完成下位机向上位机数据的传送和用户设定参数的接收。控制箱程序的主框图如下摘要：

图2、闸门自动控制程序流程图

3、上位机设计

上位机的软件部分采用VB6.0为开发工具，将各个功能模块化，分别解决相应新问题，再将各个模块组装，构成上位机软件系统的核心，上位机软件系统的结构如图3所示，通信模块位于最底层，其余模块功能的实现都直接或间接建立在此模块的基础上，本文利用VB的API函数编写串口通讯程序，程序的框图如图4所示。数据管理模块的主要功能就是为水位、流量、闸位等建立数据库，并对其进行管理。

图3、上位机软件系统结构图

图4、通信模块程序流程图

4、结语

本文以国内某灌区为例，全面分析了灌区闸门自动化控制系统的整体结构及其设计，对其软件开发和硬件选择作了全面阐述，并总结了提高自动化系统可靠性的经验，为提高灌区现代化管理水平提供了有利的工具，具有较高的使用价值和广泛的应用前景。

参考文献摘要：

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2探究PLC的可靠性

尽管PLC系统能够很好地与工业生产相融合，并在工业生产中发挥出强大的作用，有着很强的稳定性。但是如果受到特定条件的限制和影响，极有可能产生极其强烈的电磁波干扰，影响到程序的运算，使系统产生错误的操作指令，最终致使PLC的运转出现偏差。想要使得PLC控制系统变得更加可靠，应该从多个角度、多个方面、多个环节强化控制，才能够使其抗干扰能力得到系统性的提高。

2.1信号传输中断

首先机械设备发生故障会影响到信号的传输，出现中断现象，从而使得自动控制系统不能够接收到正确的指令，整个系统的运转出现停滞，自动控制系统发挥不出作用，无法对数据进行程序运算，难以执行系统发出的指令；其次如果触点没能够保证与接线严密的接触，这就会使得数据的传输出现中断，无法顺利到达数据库，这样一来数据就失去价值，不能够通过收集整理，来为决策提供科学的数据参考，同时也无法形成相关的数据统计；最后在信号传输出现中断的情况下，会导致机械出现触点抖动的现象，尽管相关的防御系统已经十分的完善，但是还是会受到系统扫描周期的限制，使得指令在计数累加的情况下出现偏差。还有各个阀门不能够正常的开闭，使系统运转处于混乱状态，最终导致系统呈现出极大的不稳定性。

2.2PLC在干扰下无法正常执行指令

当PLC受到干扰，指令传输就会出现故障，最终使得指令不能够得到标准执行；当控制变频器在启动的过程中出现故障，附带的电机无法正常运行；PLC无法对数字信号进行专业的处理，控制负载不能够得到妥善的解决。这些都是故障存在的原因，只有将这些问题有效的解决，系统才能够变得更加安全可靠。当PLC系统需要在高强度电磁干扰下正常运转和工作时，只能通过多线路分开供电的方式将动力电源与控制电源分离，如果条件允许，还可以利用具备屏蔽和隔离功能的变压器来完成供电，在线路构思时，应该在功率设置时就留有一定的余地，并运用稳压电源进行外接供电。

3从设计方案探究PLC控制系统可靠性

在信息技术快速发展的当今社会中，人们为了使得生活更加轻松，开始了对自动化的极力追逐，通过人们不懈努力，PLC系统已经从功能上实现了阶段性的优化，不仅能够将数字指令储存起来，使得整个控制流程集成化、模式化，还通过增添模拟量处理等附加功能实现运动以及过程的多方面控制。

3.1完善PLC报警系统

在对报警系统进行设计时，通过加入设计性的故障，以此来测试报警系统，当故障出现时，会通过文字的提示了解到发生的故障类型，故障的具置会显示在工艺流程图的指示灯上，为了避免指示灯故障影响到对机械运转状况正常的了解，还设置了专门的故障测试系统，当这一系统运行时，全部故障指示灯都会被点亮。为了将过去隐藏着的问题干净彻底的清除，应该加大人力、物力的投入力度，将相关的关键线路和重点环节进行仔细的核查。将指示灯分布在控制柜上，根据指示灯判断机械的运转是否正常。在这种情况下，要进行明确的界限划分，将指示灯在相对应的位置分布，当故障发生时能够对相关岗位上的主管人员起到及时的警示作用，方便责任人进行及时的应对，保证机械正常运转。

3.2强化PLC信号传输强度

确定相关的开关能够正常的闭合，保证变压器的稳定性，避免出现短路影响到信号传输，除此之外还能够避免接触不良的出现。加强PLC系统中分析系统的建设，使得信号在传输之后能够在数额方面得到体现，同时也能够在时长中得到体现，将各项指标的平均水平展示在主界面，通过模块建设使得分析功能更加多样化，不仅能够进行流向分析，还能够实现时段分析。

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PROFIBUS-DP组态非常的灵活，在一条总线中，既可以有一个主站，也可以有多个主站，根据在总线中的功能不同，总线中的设备可以分为三类。一类总线主站（DPM1），DPM1是整个总线通信的控制器，在本案例中，PLC-300作为一类总线主站；除了一类主站，还有二类主站（DPM2），二类主站一般运行组态软件，属于操作设备，在PROFIBUS-DP中，一般采用工控机作为DPM2，通过工控机提供的人机界面，用户可以设置、监测整个系统的运行；在PROFIBUS-DP现场总线中，数量众多的是DP从站，这些设备一方面可以将自身采集的数据发送到主站，另一方面也可以从主站接收信息以完成相应的控制，在本案例的无缝钢管生产线种类和数量都很多，主要有直流驱动器、S7-200PLC以及远程I/O设备等。

二、某公司无缝热轧钢管自动控制系统的构成

2.1无缝钢管自动化生产控制系统组成整个无缝钢管自动化生产线上的设备由一条PROFIBUS-DP现场总线相连，所有连接该总线的设备都需要有PROFIBUS-DP总线电气相兼容的通信接口，具有这样通信接口的设备分散在整个生产车间，在无缝钢管自动化生产线上的传感器、控制仪表以及电动机控制设备所需接收和发送的信息量较少，但为了达到对整个现场设备的精准控制，在生产时，对通信的实时性要求较高。

从无缝钢管自动化生产控制系统图可以看出，整条总线的控制由一台S7-300PLC完成，S7-300PLC作为整条PROFIBUS-DP现场总线控制中心，是总线中的DPM1，在运行中，S7-300PLC以一定格式的报文形式与总线中的众多从设备交换信息。工控机是PROFIBUS-DP现场总线中的二类主站（DPM1），通过配备专门的PROFIBUS-DP总线适配卡与总线相连，工控机上运行WINCC过程监视软件，该软件具有良好的开放性和灵活性，完全能够胜任整个无缝钢管生产线上各设备的监控和参数设置。无缝钢管生产线上的设备种类很多，根据不同种类设备的特点，采取了不同的方式接入到总线，其中一些简单的I/O设备，通过接入西门子ET200与总线相连，这类设备数量众多，主要分布在矫直机组区、轧辊机区、穿孔机组区以及加热炉区；各种主传动电机通过西门子的全数字直流调速装置6RA70与总线相连；轧辊的位置控制则由S7-200PLC完成，S7-200PLC通过扩展模块EM277与PROFIBUS-DP总线相连。

2.2上位机软件功能借助工控机上的WINCC过程监视软件实现整个系统的组态以及对整个系统的监控，上位机软件主要实现如下功能：

（1）对生产线的监控：在组态成功后，工控机能够实时获取到整个系统的运行参数，借助这些从系统中获取的数据就可以很容易完成各种可视化的实时模拟界面，通过这些可视化的模拟界面，管理人员就可以很容易知道整个系统的运行情况。由于需要监控的设备众多，为了能够更清晰了解各区生产的细节，制作了多个实时界面，例如为了监控穿孔辊的位置以及设置相关的参数，制作一个专门操作界面，借助该界面，用户可以看到无缝钢管生产线穿孔的生产过程，在出现问题时，用户也可以借助界面上的按钮操作完成急停等操作。

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1 前言

电气自动化系统在我们日常的生产中扮演着重要的角色，维持其工作的稳定性至关重要，而就当前我国电气自动化运行现状来看，存在着很多因素影响着电气自动化控制设备的稳定性，进而可能导致电气自动化运行的终止，因此，我们在工作中应该着重加强电气自动化控制设备的稳定性，提高生产的安全性。

2 电气自动化控制设备稳定性的重要性

随着我国科学技术的发展，当前电气自动化的水平也正在逐步提高，尤其是电气自动化的智能化水平越来越高了，需要用到的人员也越来越少了，虽然这在一定程度上大力的解放了人力资源，减少了人工消耗，但是却不利于电气自动化设备的有序运行，一旦出现问题而又无法及时解决的话就会导致极为严重的后果。电气自动化控制设备稳定性，指的是在相应环境条件下，或者是在规定时间的范围之内，可以完成，或者是可以完成某一特定任务的能力。然而，要想完成某种特定任务能力的大小及其完成质量的高低，在很大程度上决定着电气自动化控制设备稳定性的高低。通常来讲，电气自动化控制设备稳定性的高低最容易在相对恶劣的环境条件中表现出来。

目前，在全球范围内，对电气自动化控制设备稳定性的使用范围界定还比较宽松，不管是较大的系统，还是小的设备和单元，都需要采用稳定性来加以衡量，在实际的衡量中最好采用概率来描述。一般情况下，电气自动化可以依照预先设定的程序或者计划进行操作、控制、监视等一系列的必要功能，而且其相关设备还能在无人或者少人的状态下自动运行。由于在电气自动化设备的工作环境中，操作和管理无需更多人员，甚至不需要任何人员即可工作，所以电气自动化控制设备的稳定性已经成为生产者与使用者之间的关键问题。在经济全球化冲击下，各国经济之间的竞争日益激烈，只有提高电气自动化控制设备的稳定性才能促进我国经济的发展，才能提升电气自动化控制设备的市场竞争力，即探讨电气自动化控制设备的稳定性是当前的主要任务。

3 电气自动化控制设备稳定性现状

关于电气自动化的控制设备稳定性的现状分析，主要是要考虑工作环境多样化的情况下，从而形成的操作维护不当现象。众所周知，不同行业具有不同的工作环境，甚至有的工作环境极其恶劣，实际运行中，电气自动化控制设备必须面对各种各样的工作环境，以便消除环境因素对电气自动化控制设备造成的不良影响。经实践证明，引起这些不良影响的环境因素主要有气候因索、机械作用力因素，电磁干扰因素等。

3.1 气候因素

对气候因素进行分析，主要体现在湿度、电气自动化控制设备的稳定性措施探究文/王宏友电气自动化控制设备的稳定性体现于特定时间和环境下能达到规定功能的能力，特别是在不利环境中，电气自动化控制设备的稳定性对于控制和把握设备运行过程中的细节问题至关重要。摘要气压、温度、大气污染、厌恶等方面，此类不利的环境因素会对电气自动化控制设备的性能带来严重干扰，进而损坏电气自动化的设备结构、运动的灵活性，及其温升过高等重要环节，更严重的情况下，也会导致电气自动化设备完全毁坏而无法正常工作。

3.2 机械作用力因素

对机械作用力因素进行分析，具体表现为，在不同运载的工具中，电气自动化控制设备可能会受到不同种类的机械作用力，比如：冲击、震荡、离心加速力等方面。在这些机械作用的严重影响下，电气自动化控制设备的元器件容易受到损坏，参数易发生变化，甚至会出现元器件发生变形和断裂情况，以及电气自动化设备的金属件也会因疲劳而受到严重损坏。

3.3 电磁干扰因素

对电磁干扰因素进行分析，这方面的因素尽管属于一种看不见、摸不着的因素，但是它对电气自动化控制设备所造成的不良影响不可忽视。通常来讲，电气自动化控制设备的工作运行中，同时充斥着各种各样的电磁波，这些电磁波会不同程度地增大设备的输出噪声，由此导致电气自动化控制设备的运行失去稳定性，甚至会形成安全事故。

4 电气自动化控制设备稳定性的作用

4.1 稳定性能够衡量设备质量

产品要实现其自身价值，产品质量是硬道理，同时也是一个企业生存的生命线，而要确保产品质量的要素，主要体现在产品的特性上，涉及其性能、稳定性、实用性、安全性等。可见，稳定性在确保产品质量的过程中起着不可估量的主导作用，即稳定性越高，电气自动化控制设备发生的故障次数就越少，维修费用也越低，同时也大大提高了安全性能。一句话，稳定性是产品质量的精髓所在，也是每一个企业家必须寻求的最高目标。

4.2 稳定性能够提高设备市场竞争力

当今社会，国家经济的发展速度非常快，用房对产品质量的要求也在不断提高，现代人不但要求性能比较优的产品，同时更加重视产品的稳定性能，特别是电气类产品。在市场竞争非常激烈的今天，优者则胜，劣者就会被淘汰，只有提高产品质量的稳定性，才能赢得现代化市场经济发展的主动权，才能获得公众认可和青睐。因此，在电气自动化控制设备自动化程度、复杂度的不断提高下，稳定性技术能够提高设备的市场竞争力。

5 提高电气自动化控制设备稳定性的措施

5.1合理地制定设计方案

首先要认识和把握产品的自身特点、实际应用环境、应用条件，需要依据这三种影响因素的综合情况，对设计方案进行确定。值得注意的是，在此过程中，由于各个厂家所生产的产品都不尽相同，他们之间会存在许多差异，所以在同一个项目当中，最好统一使用同一种常见的产品，以便最大程度地保证各个设备之间的良好协调性。

5.2 选择合适的零部件

在满足设计合理的条件下，必须选择合适的零部件，这就要考虑相关电路的实际性能，最好选择专业常见的零部件，只有这样，才能有所保证，不论是在产品质量上，还是在后期维护上，都能有效地保障电气自动化控制设备的稳定性。此外，选择零部件的时候，还需要高度重视零部件的使用参数。

5.3 强化控制设备的散热防护

在各种电气设备的运行过程中，温度是一个极其危险的因素，由于温度变化容易大大降低电气设备的精度和稳定性，同时温度变化过大也会发生严重事故。究其原因，这主要由于电气自动化设备在运行当中不断向外散发热量造成的，如果散发的热量不能及时排出，就会积累在较小空间内，从而使设备周边环境温度不断升高，结果不堪设想。因此，在进行电气自动化控制系统的设计时，要关注散热问题，合理地确认散热方式，从最大程度上避免设备本身

6 结束语

综上所述，深入探讨电气自动化控制设备的稳定性，不但要有一定的理论基础，也要具备充足的实践经验，这样才能全面把握电气自动化控制设备的稳定性。与此同时，研究电气自动化控制设备的过程中，很有必要注意研究方法，坚决杜绝盲目操作的不良现象。因此，需要科学地结合国内外电气自动化控制设备的实际情况，不断学习新技术，根据最新的稳定性试验方法制定更加合理的控制措施。

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2建立电气控制和自动化专业与企业之间的合作

电气控制和自动化专业具有较强的理论性，专业知识的抽象性很高。中职学生知识基础较为薄弱，因此要系统地掌握专业知识较为困难。那么，就可以考虑调整教学方法。鉴于中职学校是适应社会的需要培养专业适用性人才，中职学校可以与企业建立起合作关系，也为学生建立良好的实习环境，并为将来的就业打下良好的基础。二年级的学生以专业技术的学习为主，可以进人到企业中一边实际操作一边学习，将理论知识恰当地应用于实际工作中，在加深对理论知识的更深层次理解的同时，实际操作中还可以对于理论知识中的不足予以补充。学校与企业的合作促进了教师教学与学生之间的互动关系，使得学生的专业技术能力有所提高，同时企业也可以对于前来实习的学生的综合能力给予评价，以优先选择更为适合企业发展的人才。

3尊重学生的个性特点，组织电气控制和自动化专业技能竞赛

每一名学生都有自己的个性，在专业技能上亦是如此。比如，在可编程控制器和微处理器技术的教学中，学生需要掌握的基本技能就是能够熟练地操作计算机，掌握微电子控制技术。在课堂教学中，采用互动教学方法，就是要将学生的兴趣爱好融人到技术知识教学中，在引导学生兴趣的同时，使学生能够主动地配合教师，以形成师生之间的有效互动。为了培养学生对知识的探索精神，并挖掘学生的潜在能力，可以组织专业知识竞赛，并以设计发明活动的形式展开。学生以高涨的学习热情，将自己所掌握的专业知识充分地运用于技术小发明中，不断地思考，深人地探索，试图以推陈出新的方式获得胜利。而技能竞赛活动的展开，是建立“在就业为导向”的基础上的，也是为了社会培养高技能的人才。

4互动教学法实施

将互动教学法应用于“PLC控制系统安装及调试”的课程教学中。这个课程所涉及到内容包括PLC控制系统的安装、调试以及维护。考虑到电气控制和自动化专业的学生毕业后要从事的工作性质，在教学中要将教学模式建立在学生的职业生涯中。对于工作任务的调配，首先是接受控制任务，对于被控制的对象予以分析，经过分配系统的输人(输出)处理之后，将系统的二次接线图绘制出来，然后就进人到控制程序的编写、系统的接线安装和调试以及验收环节。在实施互动教学中，每一个教学情境都是建立在具体的工作任务基础上的。通过师生之间采取各种形式的互动，使得学生能够自主地参与到课堂教学中，包括以教师为主导的教学准备工作以及演示工作，都是围绕着学生的兴趣爱好而展开的。学生在课堂情境的感染力下，就会去模仿，并以自己的方式练习。在整个的互动教学中，所强调的不仅是工作任务完成结果，更为强调完成任务的过程。特别是学生模仿教师演示，教师要负责指导工作，以使学生能够按照计划完成操作，并达到预期的效果。

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厂址位于XX市西郊雷锋大道7公里处，占地面积620亩。为加速实施全省农业结构的调整，先后从美国﹑法国﹑埃及﹑日本及国内10多个省市科研育种单位引进优质果茶品种资源158个，优质果茶种苗40多万株，建成果茶母本园150亩。每年可向社会提供优质果茶苗木200多万株，果茶母（接）穗1万公斤以上，生产优质果茶产品1000吨以上。

果茶场也是省城第一座以品茶、园艺、垂钓为主题的农业观光园。这里空气清新，景色怡人。春有草莓、樱桃、“明前”茶；夏有枇杷、苹果、葡萄、桃、李、杨梅、无花果与瓜类；秋有板栗、柿、枣、梨、猕猴桃；冬有柑桔、橙类等。一年四季。百果飘香，是个名副其实的“百果园”。

该厂第二期工程将于2003年完成，面积将扩至1000多亩。年生产优质果茶苗木将达到1000万株，优质果茶产品产量也将成倍增加，更多的农业高新技术将落户该场。果茶苗木和产品的生产、检测、采后处理、加工和多种农业观光设施将全部完善和配置。届时，一个全新的高科技生态农业示范、观光园将会展现在你的面前。

百果园是农业高科技的结晶，而滴灌系统是其中的重中之重。百果园现建成的620亩果园，全部由从以色列引进的先进滴喷灌系统控制，该园地势起伏较大，最高处海拔达86.60m，最低处64.72m，传统灌水方式很难进行，而先进的滴灌系统由于对地形的适应能力强，而且特别适应山地丘陵地区，所以滴灌正好大施其能，由低处水库中取水，经过过滤加压，然后由遍布全园的各种管道把带有肥料、除虫剂的水准确地送到每片需水地园中，保证果树的正常需水。不过其系统自动化程度不高，全园仅能使用微机控制电磁阀的开启，不能精确实现作物的轮灌、对灌水时间和灌水量还不能实现有效的控制，有望进一步提高。

2滴灌系统

滴灌就是滴水灌溉技术，它是利用低压管道系统，使滴灌水成点滴地、缓慢地、均匀而又定量地浸润作物根系最发达的区域，使作物主要根系活动区的土壤始终保持在最优含水状态。滴灌不同于传统的地面灌溉湿润全面积土壤，因此滴灌有节约灌溉用水量、促进作物生长和提高产量的作用，是一种很有发展前途的局部灌水技术。

百果园主要种植柑桔、葡萄、水蜜桃、茶等低矮果树，如果采用其它灌水方法，不仅浪费水资源，而且很难保证满足果树的需水量，而滴灌具有省水节能、省工省地省肥、操作简单，易于实现自动化、对土壤地形适应性强、保护和保持生态环境等优点，所以滴灌成为了百果园地首选。

2.1百果园滴灌系统的组成

百果园滴灌系统主要由水源、首部枢纽、输配水管网和尾部设备灌水器以及流量、压力控制部件和测量仪表等组成，如图所示。全园滴灌系统组成示意图：

1.水源2．水泵3.供水管4.蓄水池5.逆止阀6.施肥开关7.灌水总开关8.压力表

9.主过滤器10.水表11.支管12.微喷头13.滴头14.毛管(滴灌带、渗灌管)

15.滴灌支管16.尾部开关(电磁阀)17.冲洗阀18.肥料罐19.肥量调节阀20.施肥器21.干管

2.1.1水源

江河、湖泊、水库、井、渠、泉等水质符合微灌要求的均可作为水源，百果园采用从园中的水库中取水。

2.1.2首部枢纽

百果园的首部枢纽包括泵组、动力机、肥料罐、过滤设备、控制阀、进排气阀、压力表、流量计等。其作用是从水库中取水增压并将其处理成符合微灌要求的水流送到系统中去。百果园中采用五级加压式离心泵，在水库中取水，现取现用，计划建一水塔蓄水。

2.1.3输配水管网

输配水管网的作用是将首部枢纽处理过的水按照要求输送分配到每个灌水单元和灌水器。包括干、支管和毛管三级管道，毛管是微灌系统末级管道，其上安装或连接灌水器。微灌系统中直径小于或等于63毫米的管道常用聚乙烯(PE)管材，大于63毫米的常用聚氯乙烯（PVC）管材。百果园中干、支管采用PVC管和UPVC管，毛管采用PE管。

2.1.4尾部设备

尾部设备是微灌系统的关键部件，包括微管和与之相联的灌水器(小微管、滴头、微喷头、滴灌带、渗灌头、渗灌管等)插杆等。灌水器将微灌系统上游所来的压力水消能后将水成滴状、雾状等施于所需灌溉的作物根部或叶面。

2.2百果园滴灌灌溉系统

灌溉系统的第一期工程是由以色列的普拉斯托公司负责承建，全园采用先进的滴、喷灌相结合的微灌节水技术，是我国南方发展节水农业的典范，其具体情况见下：

2.2.1设计原则

滴灌灌溉系统设计除了满足节水、节能、省力等之外，通常应遵循以下主要原则：

①必须满足果园果树生长对水分的要求；

②灌溉系统设计应结合耕作实际，便于操作；

③应使所选择的灌水方法既能满足作物的灌溉要求，又不因灌溉而造成病害、虫害的发生；

④在尽可能的情况下，灌溉系统设计时应考虑施肥及喷药装置；

⑤在尽可能的情况下，应使灌溉系统在满足灌溉要求的同时，工程建设的综合造价最小。

2.2.2设计步骤

2.2.2.1资料的收集在系统设计时，必须掌握以下资料：

①地形资料：根据实际情况测绘大比例尺地形图，其中包括果园的平面布置、道路、水源位置、高差等。

②土壤资料：主要是土壤理化性质、地下水埋藏深度和土层厚度等。土壤理化性质主要包括土壤类别、干容重、含盐情况、土壤田间持水率等。

③气象资料：区域年均降雨量及季节分布、平均气温、极端气温（包括最高、最低气温）、最大冻土层深度、无霜期、蒸腾蒸发资料等。

④水源资料：水源属性（个人或集体）、种类、水源位置、水质、含沙情况、水位、供水能力、利用和配套情况等。若水源为机井时，还应调查机井的静水位和动水位，当地下水水位较浅时，一定要调查清楚地下水位及其周年变化规律。若水源为渠水时，应调查清楚水源的含泥沙种类、含沙量、水位、供水时间、可能的配水时间等。同时，还应特别注意水源的保证率问题，不论是只用于果园的水源还是与周围大田混用的水源，都应考虑这个问题。

⑤百果园作物种植资料：其中包括作物的种类、种植密度（其中最主要的是行距和株距）等。

⑥百果园的环境资料：包括百果园周围的地形、交通和供电等。

2.2.2.2灌水方法的选择灌水方法选择适当与否，除了影响工程投资外，还直接影响着灌溉系统的效益发挥和灌溉保证率。因此，应根据作物种类、作物的种植制度、种植季节、水源情况、果园设施情况、工程区社会经济情况等，合理地选择相对投资较省、灌溉保证率较高且有利于果园果树生长的灌水方法。百果园灌溉系统的灌水方法采用以滴灌为主，滴喷灌相结合的方式。

2.2.2.3滴灌系统布置，百果园滴灌系统的管道分干管、支管和毛管等三级，布置时干、支、毛三级管道要求尽量相互垂直，以使管道长度和水头损失最小。通常情况下，园内一般出水毛管平行于种植方向，支管垂直于种植方向。

2.2.2.4滴灌灌溉制度的拟定

①灌水定额：是指作为滴灌系统设计的单位面积上的一次灌水量，如果用灌水深度表示，可用式（4-8）计算，即

H——计划湿润层深度（米），一般蔬菜0.20-0.30米深根蔬菜或果树0.3-1.0米；

p——土壤湿润比，70%-90%。

②设计灌水周期：滴灌设计灌水周期是指按一定的灌水定额灌水后，在作物适宜土壤含水率的条件下，保障作物正常生长的可能延续时间T，用式（4－9）计算，即

③一次灌水延续时间：一次灌水延续时间是指把设计灌水定额水量，在不产生径流的条件下，均匀分布于果园田间所用的灌水时间，用式（4－10）计算，即

i.轮灌区数目的确定：（a）对于固定式滴灌系统，轮灌区数目可按式（4-11）计算：（b）对于移动式滴灌系统，则有：

ii.一条毛管的控制灌溉面积：（a）对于固定式滴灌系统，毛管固定在一个位置上灌水，控制面积为

f=SeL(4-13)

式中f——每条毛管控制的灌溉面积（平方米）

L——毛管长度（米），移动式滴灌系统中为出流毛管长度。

（b）对于移动式滴灌系统，一条毛管控制的灌溉面积为

2.2.2.5滴灌系统控制灌溉面积大小的计算在灌溉水源能够得到充分保证的条件下，滴灌面积的大小取决于管道的输水能力。对于水源流量不能满足整个区域需要时，滴灌面积为

2.2.2.6管网水力计算滴灌系统各级管道布置好以后，即可从最末端或最不利毛管位置开始，逐级推算各级管道的水头损失（包括沿程水头损失和局部水头损失）。在设计中，同一条支管上的第一条毛管最前端出水孔处水头与最末一条毛管最末端出水孔处水头之间的差值，不超过滴头设计工作压力的20％，流量差值不超过10％；对于采用压力补偿式滴水器时，仅要求区域内滴头流量差值不超过10％，并据此确定支、毛管的最大设计长度；在滴灌中，由于管网中水流压力通常小于0．3兆帕，所以多选用PVC塑料管道。管道中水流在运动过程中的压力损失通常包括沿程阻力损失和局部阻力损失。工程设计中塑料管道的沿程阻力损失常选用式（4－16）、（4－17）计算，局部阻力损失常用式（4－18）计算。①沿程阻力损失hf

当管道有多个出水口时，管道的沿程阻力应考虑多口出流对沿程阻力的折减问题，多口出流折减系数k，对应计算公式

②局部阻力hj

工程设计中为了计算方便，局部阻力损失也常按沿程阻力损失hf的10％估算。

2.2.2.7管道系统设计包括各级管道的管材与管径的选择、各级固定管道的纵剖面设计、管道系统的结构设计。

①管材的选择：可用于灌溉的管道种类很多，应该根据滴灌区的具体情况，如地质、地形、气候、运输、供应以及使用环境和工作压力等条件，结合各种管材的特性及适用条件进行选择。一般情况下，对于地理固定管道，可选用钢筋混凝土管、钢丝网水泥管、石棉水泥管、铸铁管和硬塑料管。钢管易锈蚀和腐蚀，最好不要选用。随着材料工业的发展，地埋管道多选用塑料管。选用塑料管时一定要注意，不同材质的塑料管在几何尺寸相同的情况下可承受的工作压力相差甚远，特别是在使用低密度聚乙烯管（PE管）时，一定要注意管壁的厚度是否达到了能承受系统所要求压力的厚度，若没有达到，千万不能使用，否则将会埋下隐患，造成运行时管道发生爆破，甚至导致整个管道系统瘫痪。用于滴灌地埋管道的塑料管，最好选用硬聚氯乙烯管（UPVC管）。对于口径150毫米以上的地埋管道，硬聚氯乙烯管在性能价格比上的优势下降，应通过技术经济分析选择合适的管材。塑料管经常暴露在阳光下使用，易老化，缩短使用寿命。因此，地面移动管最好不采用塑料管。

②管径的选择：当轮灌编组和轮灌顺序确定之后，各级管道在每一轮灌组所通过的流量即可知道。通常选用同一级管道在各轮灌组中可能通过的最大流量，作为本级管道的设计流量，依据这个设计流量来确定管道的管径。若某一级管道，其最大流量通过的时间占管道总过水时间的比例甚小，也可选取一个出现次数较多的次大流量，作为管道的设计流量来确定管径。同一级管道的不同管段通过的最大流量不同时，可分段确定设计流量。（a）支管管径的确定：支管是指直接安装竖管和滴头的那一级管道。支管管径的选择主要依据灌溉均匀的原则。管径选得越大，支管运行时的水头损失就越小，同一支管上各滴头的实际工作压力和灌水量就越接近，灌溉均匀度就越接近设计状况。但这样增大了支管的投资，对移动支管来说还增加了拆装、搬移的劳动强度。管径选得小，支管投资减少，移动作业的劳动强度降低，但由于运行时支管内水头损失增大，同一支管上各滴头的实际工作压力和灌水量差别增大，结果造成果园各处受水量不一致，影响滴灌质量。为了保证同一支管上各滴头实际出水量的相对偏差不大于20％，国家标准GBJ85-85规定：同一支管上任意两个滴头之间的工作压力差应在滴头设计工作压力的20％以内。显然，支管若在平坦的地面上铺设，其首末两端滴头间的工作压力差应最大。若支管铺设在地形起伏的地面上，则其最大的工作压力差并不见得发生在首末滴头之间。考虑地形高差Z的影响时上述规定可表示为

许的水头损失即为从式（4－20）

可以看出：逆坡铺设支管时，允许的hw的值小，即选用的支管管径应大些；顺坡铺设支管时，因Z的值本身为负值，其允许的hw的值可以比0.2hp大些，也就是说因支管顺坡铺设时，因地形坡降弥补了支管内的部分水力坡降，选用的支管管径可适当的小些。当一条支管选用同管径的管子时，从支管首端到朱端，由于沿程出流，支管内的流速水头逐次减小，抵消了局部水头损失，所以计算支管内水头损失时，可直接用沿程水头损失来代替其总水头损失，即h''''f=hw，式（4－20）可改写为

滴头选定后，满头的设计工作压力可从滴头性能表中查得。两滴头进水口高程差（实际上就是两滴头所在地的地面高差）可以从系统平面布置图中查取。则h''''f即可求出。利用公式h''''f=FfLQm／db，在其他参数已知的情况下反求管径d，d就是该支管可选用的最小管径的计算值。因管材的管径已标准化、系列化。因此，还需按管材的标准管径将计算出的管径规范取整。对滴灌系统的支管，考虑到运行与管理的方便，最大的管径一般不超过100毫米，并且应尽量使各支管取相同的管径，至少也需在一个作业区中统一。对于固定管道式滴灌系统，地理支管的管径可以不同，但规格不宜太多，同一条支管一般最多变径两次。（b）支管以上各级管道管径的确定：一般情况下，这些管道的管径是在满足下一级管道流量和压力的前提下按费用最小的原则选择的。管道的费用常用年费用来表示。随着管径的增大，管道的投资造价（常用折旧费表示）将随之增高，而管道的年运行费随之降低。因此，客观上必定有一种管径，会使上述两种费用之和为最低，这种管径就是我们要选择的管径，称之为经济管径。经济管径中对应的流速称为经济流速。图4-7就是用最小年费用法计算经济管径的原理示意图。用这种方法确定管径概念清楚，但计算相当繁琐，往往需要分别计算出多种管径的年投资和年运行费，比较后再确定。随着科学技术的进步，计算机技术的飞速发展，许多优化设计方法，如微分法、动态规划法等已在管道灌溉管网的设计中得到应用，具体方法可参阅有关书籍。对于规模不太大的滴灌工程，也可用式（4－22）、式（4－23）的经验公式估算管道的直径：

应该指出的是，由于管道系统年工作小时数少，而所占投资比例又大。因此，一般在灌溉系统压力能得到满足的情况下，选用尽可能小的管径是经济的，但管中流速应控制在2.5～3米／秒以下。

③管道纵剖面设计：管道纵剖面设计应在系统平面市置图绘制后进行，设计的主要内容是确定各级固定管道在平面上的位置及各种管道附件的位置。管道的纵剖面应力求平顺，减少折点，有起伏时应避免产生负压。

ⅰ埋深及坡度：地埋管的埋深指管径距地面的垂直距离，埋深应根据当地的气候条件、地面荷载和机耕要求确定。一般管道在公路下埋深应为0.7～1.2米；在农村机耕道下埋深为0．5～0．9米。地埋管的坡度主要视地形条件而定，同时也应考虑地基好坏及管径大小。一般在地形条件许可的情况下，管径小、基础稳定性好的管道坡度可陡一点；反之应缓些。总的来说，管道坡度不得超过1:1，通常控制在1:1.5～1:3以下。

ⅱ管道连接及附件：地埋管道的连接多采用承插或黏接的形式，转向处用弯头，分水处用三通或四通接头，管径改变处采用异径接头，管道末端用堵头。为方便施工和安装，同类管件应考虑其规格尽量统一。

为了按计划进行输水、配水、管道系统上应装置必要的控制阀。白果园中为了实现灌水的有效控制,设置了30多个电子阀.而且各级管道的首端还设了进水阀或水分阀；当管道过长或压力变化过大时，设置节制阀。为保证管道的安全运行，还安装一些附设装置。自压系统的进水口和各类水泵吸水管的底端应分别设置拦污棚和滤网，管道起伏的高处应设排气装置，自压系统进水阀后的干管上设高度高出水源水面高程的通气管，管道起伏的低处及管道末端设泄水装置，管道可能发生最大水锤压力处设置安全阀。

2.3评价

从整体上来看,XX白果园的滴灌系统是建设的比较完善的一套滴水灌溉系统,设计施工都符合现代滴灌的要求,是一套先进的现代化滴水灌溉系统，而且产生了很好的经济效果。不过当时考虑到经济条件的限制，其毛管采用了单行直线布置，灌水均匀度不高，鉴于对多种毛管布置形式的比较分析，笔者认为百果园应改进为双行毛管平行布置；而且其控制系统自动化程度不高，全园仅能使用微机控制电磁阀的开启，不能精确实现作物的轮灌、对灌水时间和灌水量都不能实现有效的控制，故需进一步对其控制系统加以设计改进。正在建设的二期工程应该吸收一期工程中的好的经验，改进一期工程中的不足，特别是应该实现灌水的全自动控制。

3灌溉自动化控制系统

灌溉中的滴灌系统，能很方便实现自动化控制，灌水的自动化控制能有效的实现节水灌溉，也是农业实现现代化的要求。对微灌的自动化控制，根据控制系统运行的方式不同，一般可分为手动控制、半自动控制和全自动控制三类：

①手动控制系统

系统的所有操作均由人工完成，如水泵、阀门的开启、关闭，灌溉时间的长短，何时灌溉等等。这类系统的优点是成本较低，控制部分技术含量不高，便于使用和维护，很适合在我国广大农村推广。不足之处是使用的方便性较差，不适宜控制大面积的灌溉。

②全自动控制系统

系统不要人直接参与，通过预先编制好的控制程序和根据反映作物需水的某些参数可以长时间地自动启闭水泵和自动按一定的轮灌顺序进行灌溉。人的作用只是调整控制程序和检修控制设备。这种系统中，除灌水器、管道、管件及水泵、电机外，还包括中央控制器、自动阀、传感器（土壤水分传感器、温度传感器、压力传感器、水位传感器和雨量传感器等）及电线等。

③半自动控制系统

系统中在灌溉区域没有安装传感器，灌水时间、灌水量和灌溉周期等均是根据预先编制的程序，而不是根据作物和土壤水分及气象资料的反馈信息来控制的。这类系统的自动化程度不等，有的一部分实行自动控制，有的是几部分进行自动控制。

为了对先进的滴灌自动化控制系统有具体认识和了解，下面我们将对滴灌的自动化控制作详细介绍：

3.1滴灌首部控制枢纽

滴灌自动化系统的基本控制方法有：时间控制、水量控制和反馈控制三种。时间控制系统是按预定好的时间放水或关水；水量控制系统是按照设计的配水量放水或关水；反馈控制系统是根据灌区内湿度感受器的反应，然后将信号传送到首部控制枢纽部分来关水或放水。滴灌系统更便于完全实现自动化，这在地多人少、劳力紧张的边远地区，沙漠地带的防护林区，铁路路基沿线，经济力量雄厚的城郊蔬菜种植区显得特别重要。目前，国外发达国家在滴灌区普遍使用了计算机管理系统，并通过专用的滴灌系统软件来控制和检测作物生长、土壤状况和气象趋势，取得了良好的效果。大大提高了现代化的土壤水分、作物生长测定技术的可能性和实用性，具有农艺上的综合性，为人们充分利用现代化仪器设备在滴灌系统中应用提供了巨大的潜力。滴灌系统软件根据作物对水分的需求和土壤墒情制定出合理的灌溉计划和作物管理计划。

3.2作物生产管理计划制定

控制软件系统应能提供一套科学的管理系统，它通过提高作物产量和品质以及减少用水量来提高水分利用效率，能给农民及有关用户提供一套针对灌溉方案制定作物生产管理的先进、完善的管理系统，用户能够使用它获得他们的每一块农田的土壤水分状况图，方便的数据资料存取能够得到每一块农田的准确土壤水分含量，还能够确定准确的日水分利用量，能够给每块农田制定出合理的灌溉管理决策，能够根据每一块农田各自的灌水量需求对不同农田进行灌溉优先排序，以便制定优化灌溉计划使农场或用户获得整体最高产量。

控制软件系统应能允许灌溉管理者根据作物水分需求和作物对灌溉的反应制定合理的灌溉计划，作为一个完整的灌溉计划和作物生产管理软件包，它能够对灌溉决策的制定和作物管理进行数据资料存储、运算处理、显示输出。土壤水分数据资料主要由中子探测仪、石膏电阻块和张力计测定获得。天气数据资料由自动气象站获得，作物生长资料如籽粒大小（直径）、株高和叶片硝酸盐含量等可直接田间测定，根据相应的作物响应，作物生长资料结合土壤水分资料能够制定出合理的灌溉计划，通过实际调查能够提高作物产量、品质和水分利用效率的管理技术能够详细地验证作物生长、土壤水分和气候之间的关系，因此能很好地解决一些灌溉管理和作物生长问题，其中包括过量灌溉导致的灌溉水排渗问题、肥料向根部以下淋溶损失问题以及为了达到高产稳产目标的籽粒重和穗粒数或结果率的控制管理问题。

3.3滴灌系统灌溉计划制定

滴灌系统灌溉计划一般是指确定何时进行灌溉及应该的灌溉量，灌溉计划的应用可消除代价巨大的不可预测的农业灾害，如在作物生长临界期由于土壤类型和作物自身生长能力，不同的农田具有不同的土壤水分亏缺量和日水分利用量，因此不同的农田需要不同的灌溉计划。农民通过土壤水分测定技术利用软件处理和显示不同层次土壤水分特征，能加深对发生于土壤内的各种过程的理解，以便进行更精细的灌溉计划和灌溉管理决策的制定，以确保土壤水分总是保持作物生长所需的最佳含水量。

当土壤水分和被作物利用的水分的准确数量被测定后，通过软件可以计算下一次滴灌的日期和准确的灌水量，它将考虑当前每天水分利用状况、天气变化和历史资料来帮助管理者制定以后的灌水计划。它把农田从最干到最湿分为不同等级。了解需要灌溉补充的水量有助于协调不同用户之间和同一用户内部的水分供给，充分了解雨后何时开始灌溉能使农民最大限度地利用自然降水，而把灌水过多和灌水不及造成地危险减到最小。

3.4土壤水分时间图和深度图的应用

3.4.1时间图时间显示某一指定土壤容积含水量、根区土壤含水量或作物响应随时间的变化。时间图的基本显示：直线表示根区土壤含水量的饱和点和需灌溉补充点；供给的和有效的灌溉和降雨情况；箭头指示预测的灌溉日期；关于水分饱和点、需灌溉补充点、当前和过去的土壤水分测定值及计划安排的灌水日期和灌水量的总结表；作物生长及其对灌溉管理技术措施的响应；该软件所做的时间图可进行大小调整，通过调整纵坐标轴上的最大值和最小值及横坐标上的日期范围能够把图形中用户想要的区域或作物生长期内的某特定阶段的图形放大。图形能够进行叠加来同时比较不同地点的田块或不同年份的数据。当季和前季的作物的生长，土壤水分和天气资料的叠加图形比较灌溉管理达到高度的协调一致。用户可以选择任何关键数据来建立相互作用关系图。

3.4.2深度图深度图显示土壤容积含水量沿土壤剖面随深度的变化而变化的情况，通过该软件和现代化仪器结合能够迅速直接测定和分析土壤水的剖面分布情况。根区吸收水分模式可以在深度图中看到，对深度图分析能使农民确定每一种农作物包括块根作物在土壤剖面中被研究的土壤体积范围和土壤剖面的每一深度层的作物利用的水分数量、土壤紧实度、土壤质地变化、高石灰岩含量、地下水位和盐分等问题能够通过对根部活动的仔细分析而发现。深度图也可以用来确定渗入和排出土壤剖面的水分的运动状况及深度和数量，从中能够给定灌溉饱和点和需灌溉补充点的准确设计值。灌溉或降水后从土壤的根区排出的水分数量能够通过深度图准确测定，根据可以调节灌溉所用时间以避免水分从土壤剖面排出而损失，控制土壤剖面排出水的数量将防止地下水水位地升高和土壤养分的淋溶损失，同时也将降低灌水及滴灌水及抽水的成本。深度图是一个非常有用的工具，能够解决在不同类型土壤中灌溉水的水平和垂直运动的关键问题，通过分别绘制灌溉前和灌溉后距滴管不同距离的各个点的土壤水分含量图可比较灌溉水的运动状况，用户能够利用研究所得的结果来减少水分和肥料排渗，同时确保作物根系能够一直得到适量的水分。

3.5软件的程序特点

3.5.1程序结构滴管软件的数据存储于一个树状结构，这使得制定灌溉方案是查询数据资料非常方便。管理人员可能负责管理几个农场或几块农田，每个农场或农田可能有许多检测点，每一个检测点都有一套不同时间收集的实际测定的读数记录。输入的数据经过计算机软件处理，能显示有关每一单个田块的详细资料，还能够向农民分别显示每一年的作物种植的详细资料。能够显示农场的每个监测田块或某一年份的每一监测点的情况，指明灌溉饱和点和需灌溉补充点，当前作物日水分使用情况，土壤水分平衡和预测出的三次灌溉的日期，土壤水分含量和作物日用水量的测定值，对未来作物在整个生长季节的长期的用水量作出估算。显示某一具体的时期的每一深度层的土壤水分含量的读数记录和根区的总水分含量，同时显示土壤水分需要量，中子仪测定并估算的日水分使用量。利用滴灌软件可进行数据资料综合分析，从中总结重要的信息形成报告，以帮助制定每日的管理决策方案。同时也可以编辑出前几个生长季的作物生长、水分管理。土壤等数据资料，并进行综合分析，为以后的灌溉方案制定提出更合理更完善的评价标准。该软件程序的所以结构层次能为所选择的农场、监测点和某一日期建立报告。报告分为五种：深度图、时间图、记录读数报告。监测点报告和灌溉计划报告。用户可以根据自己的需要已及自己微机系统对程序进行修改编译，选择公制和英制计量单位进行数据资料综合分析，将田间测定得到的数据读数记录自动粘贴到没一个具体的农场栏、监测点栏和日期栏。每一个监测点的测定日期，时间及估计的水分日利用量能够在粘贴之前输入。

3.5.2数据输入在读数记录屏幕中可以人工录入和显示田间实际收集的数据，如土壤水分张力计的读数、作物籽粒大小。有关作物的数据可以测定得到，作物生长参数与土壤水分含量相关联可以确定作物生长期的水分需求量。气候数据资料可以人工输入或由气象站自动装载。天气数据参数的个数没有限制，它可以与任一个作物生长测定值和任一水平的土壤水分含量相关联制作相互作用关系图。从气象数据资料中可以得到蒸发损失的总水分量的数据并且把它与测定的日水分使用量相比较来调整该地区的作物灌溉计划。

3.5.3软件的数据处理利用滴管软件可以计算使土壤剖面达到灌溉饱和点所需的准确时间数。同时计算自从播种或其他生长时期（如发芽、开花等）以来的天数，使土壤水分能够与过去多年的作物生长资料数据参数同步分析，以确定作物水分利用效率。使用作物累积日水分方程。能够很好地评估作物总产量，尤其是对于玉米、小麦和棉花。可以通过作物－水分方程和气象资料估算理论产量。通过速率方程，计算作物生长速率。计算作物当前日水分利用量占整个生长季日水分利用量地比例。同时也可计算不同水分含量地土壤水分变化速率，这些速率地变化表明土壤紧实问题和土壤干旱地程度。滴灌软件可以分析某一作物在生长季内日水分利用状况地资料。结合现代先进地土壤水分测定仪器使用，该软件能够指导我们最有效地利用有限的水资源获得最大农业效益。例如能够确定每次灌溉的准确时间和灌水量。同时减小过量灌溉和水分不足对产量的影响。建立各种不同作物之间水分利用及水分利用效率的差异；建立如不同品种、土壤紧实情况、不同的耕作史等不同条件下水分利用及水分利用效率的差异；建立现代耕作技术和传统耕作技术条件下的水分利用效率的关系。确定灌溉和降水的利用效率，用以观察分析根系吸收水分模式。有助于合理管理地下水和盐化问题，能够减少土壤养分的淋溶损失问题。建立土壤水分含量、作物长势及天气状况的数据库以使作物产量和质量获得持续稳定的提高，使高效农业可持续发展。

3.6灌溉自动化控制系统

要实现灌水的自动化，必须有自动灌溉控制器，该装置由土壤湿度传感器、控制器和电磁阀组成，能够按土壤墒情和作物需水特性实施自动灌溉（沟灌、喷灌、滴灌、渗灌），达到高产、高效、和节水的目的。适用于庭院花圃、苗圃、果园、菜地和农地。随着经济发展，庭院花圃、苗圃水分的自动灌溉倍受欢迎。它能省水省事，使花木生长更好。一亩庭院花圃、苗圃地投资1.0－1.5万元，可以建立自动灌溉控制系统。自动灌溉控制系统可以实现科学灌溉，节能、省水，使菜地和农地产量和质量明显提高。智能化，精准化灌溉技术是伴随着计算机应用技术、传感器制造技术、塑料工业技术的提高而逐步实现的

自动化计算机灌溉控制系统大约在80年代初由雨鸟公司、摩托罗拉等几家公司开发、研制成功，并投入使用。由于技术复杂、应用难度大，价格高昂，这种控制设备最早应用于高尔夫球场灌溉系统的控制上。90年代，计算机工业的硬件、软件飞速发展，使得灌溉系统中央计算机系统操作难度越来越小，功能越来越丰富，价格也逐渐降了下来。这种系统在园林绿化上用得也越来越多了起来，雨鸟公司针对不同用途，研制、开发出了中央计算机控制系统：Maxicom

智能化灌溉中央计算机控制系统具有如下功能：

①
动采集各种气象数据，计算并记录蒸发蒸腾量ET；

②
根据前一天的ET值自动编制当天灌溉程序并实施灌溉；

③
可由连接的土壤湿度传感器、风速传感器、雨量传感器等干涉程序，启动、关闭、暂停灌溉系统；

④
连接流量传感器可自动监测、记录、警示由于输水管断裂引起的漏水及电磁阀故障；最大限度利用管网输水能力；

⑤
运行程序而不起动灌溉系统（干运行），测试程序合理性，不合理时预先修改；

⑥
自动记录、显示、储存各灌溉站的运行时间；自动记录、显示、储存传感器反馈数据，以积累资料，修改程序，修改系统等。

⑦
频繁灌溉功能：可将设计好的灌水延续时间分成若干时段，以便提供足够的土壤入渗时间，减少坡地或粘性土地地面径流损失。

⑧
一套中央计算机系统可控制无数台田间控制系统（称为卫星站），一套中央计算机控制系统可控制小到一个公园，大到上百个公园，甚至全城的所有灌溉系统。

⑨
储存数百套灌溉程序；一台田间控制器（卫星站）可使4个轮灌区独立灌溉或同时灌溉。

⑩
手动干涉灌溉系统：可在阀门上手动启、闭系统，可在田间卫星站上手动控制系统，也可在计算机上手动启、闭任何一站，任何一个电磁阀。可控制灌溉系统以外的其它设备，如：道路或公共场所灯光，大门、喷泉、水泵等

自动化中央计算机控制系统主要由中央计算机，集群控制器(CCU)，田间控制器（卫星站），电磁阀构成。中央计算机可装置在任何一个地方。比如：一套中央计算机系统控制50个公园的灌溉系统。中央计算机可安装在市园林局认为合适的位置。CCU安装在各个公园内。中央计算机与CCU之间的通讯，可采用有线连接（近距离），无线连接，电话线连接或移动通讯方法连接。一台CCU最多可连接28个田间控制器。CCU与田间控制器之间同样可选上述数种通讯方式。由中央计算机到终端电磁阀的工作过程为：中央计算机编程，并将程序下达到CCU。CCU将各轮灌区灌溉控制程序再发到相关田间控制器。田间控制器依中央计算机制作的程序启闭各轮灌区电磁阀。如下图所示：

中央计算机上的初始程序由控制人员编制，之后，计算机每日自动收集由气象站采集的气象数据，计算ET值，并不断对原有程序自动修改。如遇传感器传来异常信息（如降雨，过分干燥，系统漏水...），自动中断或暂停程序，待异常情况排除后，继续恢复程序运行。

如果将智能泵站连接到中央计算机控制系统上，则效果会更好。这样从水泵到电磁阀之间复杂的系统将由一个高度智能化的系统管理起来，可做到最大限度地节水、节能，最大限度地保护系统设备运行，避免灌溉系统常发生的下列几种问题：

①
过量灌溉或灌水不足，浪费水资源或不能满足植物需水；

②
管网破裂，漏失水；

③
系统运行压力不合理；

④
水泵运行效率低下；

⑤
地形起伏不平时或土壤入渗率低产生地面径流，浪费宝贵的水资源；

⑥
降雨时，灌溉系统照常灌溉；

⑦
管理、维护成本高。

3.7百果园灌溉的自动化控制设计

百果园一期工程灌水基本实现了半自动化控制，可以使用电脑控制各电磁阀的开启。我们可在其基础上加以改进与提高，使其实现灌水的全自动化，具体见下：

3.7.1控制原理

自动化控制采用电子技术对田间土壤温湿度、空气温湿度等技术参数进行采集，输入计算机，按最优方案，控制各个阀门的开启及水泵的运行状态，科学有效地控制灌水时间、灌水量、灌水均匀度，为项目区作物提供一个良好的地、水、肥、气、热条件，促使其高产、稳产。同时进行控制软件及优化灌溉制度的研究，最终形成灌溉专家决策系统。另外，通过变频器控制改变电机转速，调节管道压力，为管道、滴灌等其他灌溉工程的自动化提供依据。具体包括以下几个方面：

①田间土壤含水量、盐分、地温、空气温度、湿度、降水、风速、管道压力等参数的自动化采集

②自动化控制设计安装

③监控软件设计

④变频系统设计，通过改变水压力，为微喷、滴灌等工程的自动化提供依据

⑤系统运行管理模式评价，包括系统评价、灌水指标、灌溉制度等

3.7.2控制系统的组成

欲实现真正意义上的全自动控制，需要控制田间参数及对象很多，例如土壤湿度、盐分、空气温度、相对湿度、降水量、风速、管道压力、阀门开启、水泵电机旋转等，都要送入控制器。考虑到要控制的对象较多，又要满足良好的人机界面要求，可以采用工业控制计算机作为整个控制系统的核心，来协调各部分的工作。

系统的组成如下图所示,整个系统的工作主要工控机和变频器两部分来控制，其中变频器主要用于控制水泵电机的旋转，工控机主要用来采集田间土壤及气象指标，按照设定的程序，控制各地块中电磁阀的开启，并通过变频器控制电机的运行状态，协调整个系统的工作。

3.7.3监控软件监控软件是工控机能够完成控制功能的重要基础，监控软件设计的好坏直接关系到整个系统的质量和可靠性。根据项目要求及滴灌的特点，笔者建议百果园采用雨鸟公司的“Maxicom”中央控制系统，该软件只需用户输入各地块种植作物种类及种植日期，系统便会自动计算当前作物所处生育期，确定出各自要求的土壤状况及气象信号，控制水泵电机的运行状态及阀门的开启，自动完成整个灌水过程，完全不需要人工干预，实现全自动控制。

该控制软件在此所完成的主要功能及特点如下：

①自动采集田间数据：系统根据软件中所预先设定的时间，自动地采集土壤湿度、温度风速、雨量等参数，进行相应的处理后，实时显示在屏幕上。

②作物生育期的判断：当管理人员输入各地块所种植的作物及种植日期后，系统便根据计算机时钟自动计算出各种作物已种植的天数，判断出作物所处的生育期，自动查找资料库中所存的原始资料，确定出当前作物最适宜的土壤含水量及灌水定额。

③滴灌的全自动控制：系统采集田间及气象数据后，将当前各地块土壤含水量与作物适宜含水量相比较，若土壤实际含水量小于作物要求下限值，便自动开启该地块的第一个电磁阀。进行灌溉。达到所需灌水定额后，自动关闭第一个电磁阀，同时开启下一个电磁阀，直到完成整个地块的灌溉任务。灌溉过程中，若出现温度过低、风速过大以及降雨过程等天气时，系统会自动暂停当前的灌溉任务，并保存当前状态。当气象条件满足时，继续进行未完成的任务。

④形式多样的控制方式：全自动控制外，系统还允许管理人员采用半自动、手动等控制方式。全自动方式只需运行人员输入各地块的作物信息，系统便会根据作物、土壤、气象等条件自动完成灌溉的全过程，无需人工干预。所谓半自动方式，是指系统允许用户根据实际情况控制开停机。用户可人为启动某个阀门，或某个地块，甚至是所有地块均轮灌一次。当然这些操作全部都是通过键盘或鼠标来完成的，而且在工控机屏幕上均有明显的提示。所谓手动方式是指人工去开启各个电磁阀，笔者建议百果园选用美国雨鸟公司生产的电磁阀：手动、电动两用阀门，既可手动，又可电动，使用非常方便。当手动打开某个电磁阀时，喷头出水，主干管道压力开始下降，系统会自动通过变频器升高水泵电机转速，维持管道压力的恒定，直到完成灌溉任务。

⑤丰富的办公自动化功能：系统在运行过程中，可自动生成各种定时、日、月、年报表，并通过打印机打印出来。其内容包括各种气象及土壤参数，可从各报表中得到土壤湿度变化曲线、日最高风速、月平均气温、全年总降水量等原始资料，为用户研究当地的气象及土壤变化情况提供翔实的依据。

⑥良好的可维持性：可维护性是衡量软件质量好坏的重要指标之一，在编写本系统时我们也充分考虑了这一点，例如用户在种植一类新作物时，可能系统的资料库中并没有该作物，便无法确定其适宜土壤含水量和灌水定额。此时，用户可按自定义按钮，通过鼠标各键盘输出这些参数，系统便会根据用户所定义的数值运行。另外，用户还可很方便地修改灌水定额、管道压力等参数，满足实际情况的需要。

⑥友好的人机界面：系统中大部分界面均为示意图形，实时显示各传感器送来的数值及系统当前的运行状态，一目了然。需要用户操作的部分全部为中文界面，工作人员无需学习便可完成所有操作。另外，在任一界面下，用户都可以通过按帮助按钮得到相应的提示，指导用户完成相应的功能。

3.7.4效果

百果园通过增加自动化控制系统后，灌水时间、灌水量和灌溉周期等完全根据果树某些需水参数自动启闭水泵和自动灌溉，人的作用仅仅是调整控制程序和检修控制设备。既提高了水的有效利用率，又节省了人力，同时也提高了果树的产量，可以产生良好的经济效果。

3.8第二期工程的设想

正在建设第二期工程计划今年完工，第二期工程的滴灌系统我建议基本上参照第一期工程建设，也采用滴喷灌相结合的方式，其水源计划应采用水塔蓄水，用以缓解枯水期水库少水的矛盾，该可以区采用先进的电脑全自动控制方式，实行精确灌水，管道布置采用固定式（干管、支管）和移动式（毛管）的有机结合。二期工程应该吸收一期工程中的好的经验，改进一期工程中毛管布置形式的不足，还特别是应该增加灌水的全自动控制部分，实现灌水的全自动化，精确控制作物的有效灌水。

4存在的问题及建议

通过对滴灌系统的学习与认识，笔者系统的学习了滴灌这种先进的果园节水灌溉方法，在实践的基础上深化了理论，并对滴灌和滴灌系统有一些不成熟的认识与建议。

4.1滴灌的优缺点

4.1.1百果园滴灌的优点

4.1.1.1水的有效利用率高，在滴灌条件下，灌溉水湿润部分土壤表面，可有效减少土壤水分的无效蒸发。同时，由于滴灌仅湿润作物根部附近土壤，其他区域土壤水分含量较低，因此，可防止杂草的生长。滴灌系统不产生地面径流，且易掌握精确的施水深度，节水效果达50%-90%。

4.1.1.2环境湿度低，滴灌灌水后，土壤根系通透条件良好，通过注入水中的肥料，可以提供足够的水分和养分，使土壤水分处于能满足作物要求的稳定和较低吸力状态，灌水区域地面蒸发量也小，这样可以有效控制保护地内的湿度，使果园中作物的病虫害的发生频率大大降低，也降低了农药的施用量。

4.1.1.3提高作物产品品质，由于滴灌能够及时适量供水、供肥，它可以在提高农作物产量的同时，提高和改善农产品的品质，使果园的农产品商品率大大提高，经济效益高。

4.1.1.4滴灌对地形和土壤的适应能力较强，由于滴头能够在较大的工作压力范围内工作，且滴头的出流均匀，所以滴灌适宜于地形有起伏的地块和不同种类的土壤。同时，滴灌还可减少中耕除草，也不会造成地面土壤板结。

4.1.2百果园滴灌的缺点

4.1.2.1滴灌的滴头很容易堵塞和磨损，产生灌水的不均，严重影响节水效果。

4.1.2.2滴灌的各管道的压力有所差异，会产生局部压力过高而使管道容易损坏，滴头的压力不均甚至会产生雾化，损坏滴头，浪费水资源。

4.1.2.3滴灌一般仅润湿作物根系区土体的一部分，所以作物根系的发展可能限制在围绕每一滴头的湿润区，这样容易产生作物根系的腐烂，进而引起作物倒伏。

4.1.2.4滴灌的管道布置要充分利用当地地势与地形，在原则的基础上加以灵活运用，如干管的布置、毛管的布置，取水方式等。

4.2滴灌的建议

4.2.1百果园应加强灌水的自动化控制，保证各种果树的精准灌水，实现精确的节水灌溉

4.2.2滴灌的水量应该有保证，应该建一水塔蓄水，确保枯水期各种果树的需水要求

4.2.3滴灌的毛管布置应采用单行带环形状态管布置和双行平行布置相结合，确保果树灌水均匀度。

4.2.4滴灌技术的应用应该和其他节水灌溉技术相结合，互相补给，更好的发挥优势。

篇（10）

要对机械设计自动化设备进行安全评估，其出发点为逻辑控制管理，根据相关的安全评估结果使机械设计方案得到进一步的优化，从而使得机械设计自动化设备符合全部的安全要求，更好的实现机械设备在使用过程中的安全操作及安全控制管理。在进行机械设计的过程当中，要严格遵照国家的相关进行设计工作，使得所设计及制造的机械自动化设备的工艺操作流程得到较好的安全保证，从而使得自动化安全系统的设计得到更深一步的优化，质量水平进一步的提升。

1.2机械设计自动化设备安全评价

机械设计自动化设备安全评价工作的主要内容是对相关的安全风险进行综合且全面的分析，并对机械设备存在的安全风险进行全面的分析及优化，从而有效的增强机械设备安全能力，为机械的安全操作及全面的安全管理工作创造更加优越的条件。在机械设计的整个过程当中，要将设计方案及设备控制模式两者进行密切的联系，从而使得机械设备的整体控制能力均得到提高。此外，在进行机械设计自动化设备安全风险评价时，要对存在的诸多安全危险点进行彻底的、详尽的分析，使得机械设备自动化安全能力及机械控制管理工作质量都得到全面提升。在机械设备自动化控制管理中，要特别强调安全限制的作用，在机械设备的使用过程中要严格遵守安全使用章程，在机械的有效寿命周期内，要时刻对机械自动化设备进行安全控制管理，从而避免因人为操作不当而造成的安全事故，全面发挥机械设备的安全及控制水平。基于对机械自动化设备的正确操作及使用，可以较好的实现对机械的安全风险分析，有助于机械安全控制管理水平的完善及提高。

1.3机械设计中自动化设备的风险评定

机械设计中要对设备进行自动化安全风险评定，才能更好的减少安全风险，对机械设备的正常运行创造良好的条件。随着机械自动化水平越来越高，机械设备的风险评价迭代过程越来越复杂，需要从风险识别的全过程出发，不断加强自动化设备安全管理，提高机械设备的安全自动化控制能力。机械设计中自动化设备的风险识别要从信息确认开始，保证机械设计风险自动化迭代符合安全控制的要求。

2机械设计自动化设备安全控制的基本原则

2.1机械设计自动化设备安全控制要符合机械功能要求

在进行机械设备自动化设备安全控制管理时，最基本的要求就是要满足机械设备的使用功能，即其各项安全自动化控制功能要得到全面的保障。机械设计自动化设备安全控制要符合核心功能的要求，保证机械信息和设备控制能够符合技术指标的要求。在机械自动化设备的具体操作过程当中，要结合其设计、制造及相应的安全操作规程等多个方面的因素，进行全面的安全掌控，进而从基础上提升机械设备的自动化安全控制管理水准。

2.2机械设计自动化设备安全控制要利用先进技术

我国原有的机械设备自动化技术水平与西方技术发达国相较起来，还存在着较大的差距，要想使我国的相应技术得到快速的提升，就要虚心向先进国家学习，学习其先进行设计及制造技术和先进的安全管理技术。机械设计自动化设备安全管理不管从产品还是从系统角度出发，不断提高机械设备自动化安全控制能力。机械设计自动化设备安全控制要以技术为主，才能保证机械能够完成智能化功能，同时能够满足人性化的安全管理要求。机械设计自动化安全设备管理要对各种加工设备的框架进行优化，从安全管理的角度出发，不断增加输出设备的功能。在能量转换机械设备的过程中需要保证各种能量转换能够安全可靠，提高机械设备的安全控制能力。

2.3机械设计自动化设备控制要坚持安全性和可靠性原则

机械设计自动化设备控制要从产品故障管理角度出发，保证机械设备能够进行自动化故障处理，提高机械设备的控制管理能力。机械自动化控制与产品优化是紧密结合在一起，机械自动化产品要和安全智能化控制紧密融合，保证各种机械设备的诊断、处理和监控能够符合安全控制的基本原则。机械设计自动化设备控制要从操作环节出发，减少机械事故发生的几率，通过对机械设计自动化设备的安全控制，可以提高机械设备的灵敏度。机械设备安全控制管理要从方便操作的角度出发，不断优化设计方案。机械设备中各种自动化产品的功能要进行有效的监控，保证操作流程能够符合设备控制管理的要求。通过对机械设备各种安全程度的控制，达到优化操作的总体目标，从而能够全面实现机械设备的自动化控制和管理。机械设备自动化控制系统的安全指标要从不同的周期出发，积极引进新的技术方案，从而能够对安全控制的措施进行全面的分析，提高机械设备的综合管理水平。

篇（11）

中图分类号：F407文献标识码： A

前言：一般情况下，电气自动化可以依照预先设定的程序或者计划进行操作、控制、监视等一系列的必要功能，而且其相关设备还能在无人或者少人的状态下自动运行。由于在电气自动化设备的工作环境中，操作和管理无需更多人员，甚至不需要任何人员即可工作，所以电气自动化控制设备的稳定性已经成为生产者与使用者之间的关键问题。在经济全球化冲击下，各国经济之间的竞争日益激烈，只有提高电气自动化控制设备的稳定性才能促进我国经济的发展，才能提升电气自动化控制设备的市场竞争力，即探讨电气自动化控制设备的稳定性是当前的主要任务。

1 电气自动化控制设备稳定性简介

电气自动化控制设备稳定性，指的是在相应环境条件下，或者是在规定时间的范围之内，可以完成，或者是可以完成某一特定任务的能力。然而，要想完成某种特定任务能力的大小及其完成质量的高低，在很大程度上决定着电气自动化控制设备稳定性的高低。通常来讲，电气自动化控制设备稳定性的高低最容易在相对恶劣的环境条件中表现出来。目前，在全球范围内，对电气自动化控制设备稳定性的使用范围界定还比较宽松，不管是较大的系统，还是小的设备和单元，都需要采用稳定性来加以衡量，在实际的衡量中最好采用概率来描述。

2 电气自动化控制设备稳定性现状

关于电气自动化的控制设备稳定性的现状分析，主要是要考虑工作环境多样化的情况下，从而形成的操作维护不当现象。众所周知，不同行业具有不同的工作环境，甚至有的工作环境极其恶劣，实际运行中，电气自动化控制设备必须面对各种各样的工作环境，以便消除环境因素对电气自动化控制设备造成的不良影响。经实践证明，引起这些不良影响的环境因素主要有气候因索、机械作用力因素，电磁干扰因素等。

2.1 气候因素

对气候因素进行分析，主要体现在湿度、电气自动化控制设备的稳定性措施探究文/王宏友电气自动化控制设备的稳定性体现于特定时间和环境下能达到规定功能的能力，特别是在不利环境中，电气自动化控制设备的稳定性对于控制和把握设备运行过程中的细节问题至关重要。摘要气压、温度、大气污染、厌恶等方面，此类不利的环境因素会对电气自动化控制设备的性能带来严重干扰，进而损坏电气自动化的设备结构、运动的灵活性，及其温升过高等重要环节，更严重的情况下，也会导致电气自动化设备完全毁坏而无法正常工作。

2.2 机械作用力因素

对机械作用力因素进行分析，具体表现为，在不同运载的工具中，电气自动化控制设备可能会受到不同种类的机械作用力，比如：冲击、震荡、离心加速力等方面。在这些机械作用的严重影响下，电气自动化控制设备的元器件容易受到损坏，参数易发生变化，甚至会出现元器件发生变形和断裂情况，以及电气自动化设备的金属件也会因疲劳而受到严重损坏。

2.3 电磁干扰因素

对电磁干扰因素进行分析，这方面的因素尽管属于一种看不见、摸不着的因素，但是它对电气自动化控制设备所造成的不良影响不可忽视。通常来讲，电气自动化控制设备的工作运行中，同时充斥着各种各样的电磁波，这些电磁波会不同程度地增大设备的输出噪声，由此导致电气自动化控制设备的运行失去稳定性，甚至会形成安全事故。

3 电气自动化控制设备稳定性的作用

3.1 稳定性能够衡量设备质量

产品要实现其自身价值，产品质量是硬道理，同时也是一个企业生存的生命线，而要确保产品质量的要素，主要体现在产品的特性上，涉及其性能、稳定性、实用性、安全性等。可见，稳定性在确保产品质量的过程中起着不可估量的主导作用，即稳定性越高，电气自动化控制设备发生的故障次数就越少，维修费用也越低，同时也大大提高了安全性能。一句话，稳定性是产品质量的精髓所在，也是每一个企业家必须寻求的最高目标。

3.2 稳定性能够提高设备市场竞争力

当今社会，国家经济的发展速度非常快，用房对产品质量的要求也在不断提高，现代人不但要求性能比较优的产品，同时更加重视产品的稳定性能，特别是电气类产品。在市场竞争非常激烈的今天，优者则胜，劣者就会被淘汰，只有提高产品质量的稳定性，才能赢得现代化市场经济发展的主动权，才能获得公众认可和青睐。因此，在电气自动化控制设备自动化程度、复杂度的不断提高下，稳定性技术能够提高设备的市场竞争力。

4 提高电气自动化控制设备稳定性的措施

4.1合理地制定设计方案

首先要认识和把握产品的自身特点、实际应用环境、应用条件，需要依据这三种影响因素的综合情况，对设计方案进行确定。值得注意的是，在此过程中，由于各个厂家所生产的产品都不尽相同，他们之间会存在许多差异，所以在同一个项目当中，最好统一使用同一种常见的产品，以便最大程度地保证各个设备之间的良好协调性。

4.2 选择合适的零部件

在满足设计合理的条件下，必须选择合适的零部件，这就要考虑相关电路的实际性能，最好选择专业常见的零部件，只有这样，才能有所保证，不论是在产品质量上，还是在后期维护上，都能有效地保障电气自动化控制设备的稳定性。此外，选择零部件的时候，还需要高度重视零部件的使用参数。

4.3 强化控制设备的散热防护

在各种电气设备的运行过程中，温度是一个极其危险的因素，由于温度变化容易大大降低电气设备的精度和稳定性，同时温度变化过大也会发生严重事故。究其原因，这主要由于电气自动化设备在运行当中不断向外散发热量造成的，如果散发的热量不能及时排出，就会积累在较小空间内，从而使设备周边环境温度不断升高，结果不堪设想。因此，在进行电气自动化控制系统的设计时，要关注散热问题，合理地确认散热方式，从最大程度上避免设备本身

4.4电子设备的气候防护

气候条件对电子设备影响是很大的，特别是在低温高湿条件下，空气湿度达到饱和时，电子设备容易受到潮湿空气的侵蚀，使机内元器件、印制电路板上产色和凝露现象，极容易造成绝缘材料表面电导率增加，及零部件电气短路、漏电等等情况的发生。甚至会导致覆盖层起泡至脱落，失去其保护功能。针对于这种情况，一般采用密封、浸渍、灌封等等措施进行维护，而我司就在控制电房安装了工业除湿机，使控制电房的湿度保持在安全值以内，提高了控制设备的稳定性。遭受破坏。

5 结束语

综上所述，深入探讨电气自动化控制设备的稳定性，不但要有一定的理论基础，也要具备充足的实践经验，这样才能全面把握电气自动化控制设备的稳定性。与此同时，研究电气自动化控制设备的过程中，很有必要注意研究方法，坚决杜绝盲目操作的不良现象。因此，需要科学地结合国内外电气自动化控制设备的实际情况，不断学习新技术，根据最新的稳定性试验方法制定更加合理的控制措施。

参考文献