课程设计报告 （2015 -- 2016 年度第 1 学期） 名称：分散控制系统与现场总线技术题目：SOE技术综述 院系： 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 1 成绩： 日期：2016 年1 月8日
一、课程设计的目的与要求 分散控制系统与现场总线技术是目前国内外工程领域应用非常广泛而有效的计算机控制技术，作为自动化类本科学生应当具备和掌握与此相关的基础知识、概念和设计方法。本课程设计是在分散控制系统与现场总线技术课程结束之后进行的一个综合性实践环节，主要目的是使学生在课程内容学习的基础上，运用所学的基础理论知识和设计方法，针对工程应用问题能够进行有关计算机监控系统等内容的综合分析设计以及仿真，通过该教学环节使学生进一步加深对分散控制系统与现场总线技术的认识和理解，同时也给学生提供了一个实践和增加感性认识的机会，为今后从事实际工作打下一定的基础。 二、设计正文 1、SOE的概念 SOE，即事件顺序记录，是Sequence Of Event的缩写。随着火电机组日趋规模化和复杂化，生产过程信息瞬间千变万化。当机组发生故障时，需要查找出真实原因，并采取相应措施，这时就需要对事件进行追忆打印。 S0E系统是DCS中用于异常记录的子系统，为机组故障和异常原因分析提供重要的数据依据。S0E记录事件发生的时间、首发事件和后续联锁发生的一系列事件的间隔时间和顺序；按照一定的时间间隔（一般为1ms），对设备运行状态和运行参数进行判断，一旦发生事件，立刻按此间隔时间顺序记录当时和后续发生的联锁事件。发电机组是一个紧密耦合的多变量系统，某设备跳闸故障将引发一系列的设备保护动作，形成一个事故信号群，事件信号量多达数百个。在数百个信号中，快速、正确判别初始事故、寻找第一故障源是S0E的关键技术。 一般的历史数据记录只能做到秒级的分辨率，当事件发生后，往往同一秒内出现的信息很多，且不能分出先后顺序，这就给事故分析造成了很大的困扰。而事件顺序记录系统（SOE）以ms级的分辨率获取事件信息，为热工和电气设备事故分析提供有力的证据。可以说SOE是电厂重要的运行状态监测、记录、事故分析用设备。 2、SOE系统的结构 GPS作为SOE系统的外部时钟源， 不仅需向现场总线控制器（FCP）、工 程师站提供精确的对时服务，而且需 通过硬接线向FCP、SOE连接的各模 件提供秒脉冲信号。SOE系统的控制 器和模件通过硬接线并联至GPS秒脉 冲信号的输出端子，以使模件和控制 器同步接收到秒脉冲。GPS设备作为
课程设计报告 ( 2014-- 2015年度第2学期) 名称：控制装置与仪表A （DCS部分）课程设计题目：过热汽温控制系统组态院系：自动化系 班级：测控1201 学号：201202030105 学生姓名：范征宇 指导教师：翟永杰 设计周数：一周 成绩： 日期：2015 年7 月13 日
《控制装置与仪表A（DCS部分）课程设计》 课程设计 任务书 一、目的与要求 1．了解DCS应用过程中的主要工作内容及应该注意的问题，并能根据应用目的，进行分散控制系统的设计组态、调试操作等工作。 2．以LN2000分散控制系统为平台，完成过热汽温控制系统的组态。 3．进行DCS的调试工作。 二、主要内容 分为组态设计和系统调试两个部分： 1．组态设计 1．1系统配置组态 主要是指DCS中工程师站、操作员站、控制站的主机系统配置信息及外设类型，I/O－卡件信息，电源布置，控制柜内安装接线等。 此部分内容作为了解内容，不进行具体组态。 1．2实时数据库组态 数据库组态是系统组态中应尽早完成的工作，因为只有有了数据库，其他的组态工作（控制回路组态、画面组态等）才可以调试。数据库组态一般通过专用 软件进行，数据录入时一定要认真仔细，数据库中一个小的错误就会给运行带来 极大的麻烦，如造成显示错误、操作不当甚至死机故障。 1．3控制算法组态 控制算法组态指的是将系统设计时规定的模拟量控制、开关量控制等功能用DCS算法予以实现。 本设计以主汽温度串级控制策略为对象，并且模拟控制对象，构成闭环回路，完成这些控制算法的组态工作。 1．4操作员站显示画面组态 运行人员主要通过操作员站画面来观察生产过程运行情况，并通过画面提供的软操作器来干预生产过程，因此画面设计是否合理、操作是否方便都会对运行 产生重要影响。 本设计要求设计关于主汽温控制的简单流程图画面、趋势画面、参数显示画面、操作画面，并把有关的动态点同控制算法连接起来。
1复印机能快速、便捷的将文件、图片、书稿等图文资料进行复制，是办公室不可缺少的现代办公设备，因而得到了广泛的应用。 1、复印机的种类特点 由于复印机大都采用静电的方式进行复印，又被称之为静电复印机。新一代复印机从曝光、图文稿件的识别和图像信号的处理等过程中采用了数字技术，这种复印机被称为数码机（复印机）。 静电复印技术通常指的是利用静电和某些具有光电导特性的材料（感光鼓）在光的作用下从绝缘体变为导电体这一原理对被摄物（原稿）进行照相并以复印品的形式快速输出的复制技术。 在数码复印机中，曝光灯照射到放在原稿台上的原稿，得到的光照图像经过反光镜、镜头等光学系统照射到CCD图像传感器上，CCD将光图像变成电信号，再进行数字信号处理，CCD输出的电信号数字化后，再用数字信号控制激光器对感光鼓进行曝光，使感光鼓形成静电潜像。 2、复印机的基本结构和工作原理 2.1 静电复印的基本过程 静电复印过程可分为七个过程，即：预曝光、充电、图像曝光、显影、转印分离、定影和清洁七个步骤。如图1所示。 图1 静电复印的基本过程 如图2所示为一部典型复印机的内部结构示意图。有关成像和复印的结构图示于图3。
图2 复印机的整机结构示意图 图3 复印机的成像和复印相关部件示意图 感光鼓是复印机的核心部件，它位于复印机的中心部位，如图4所示。欲取下鼓组件要操作代码程序：打开前盖，接通电源开关，用细螺丝刀（或牙签）触发维修模式开关→面板上会显示“S”字符，然后操作*→3→*→006，复印机便自动使显影器与鼓组件分离。卸 下固定螺钉便可将鼓组件分离。鼓组件的结构如图5所示。
图4 复印机的内部结构（佳能NP-3825） 图5 鼓组件的结构 感光鼓是在旋转的过程中进行复印的，在旋转的过程中，连续复印直至完成一页的复印过程。因而许多零部件都安装在感光鼓的周围，如图6所示。 图6 感光鼓及相关部件
光纤基本结构及原理 2011-08-16 12:04 2.6.1 光纤通信的概念与基本原理 多种多样的通信业务迫切需要建立高速率的信息传输网。在传输网，特别是骨干网中，高速数字通信的速率已迈向每秒G（109）比特级，正在向T（1012）比特级迈进。要实现这样高速的数字通信，依靠无线媒质或是以传统电缆为代表的有线媒质均是不可想象的。这一难题直到光纤作为一种传输媒质被人们发现之后才得以破解。光纤的潜在容量可达数百T，要比传统电缆的容量至少高出5个数量级。 纵观通信发展史，不难发现，人们一直在不断开拓电磁波的各个频段，把如何利用电磁波作为通信技术的重要研究方向。在大学物理课程中我们已经学到，光可以看作是可见光波段的电磁波。因此，开发光波作为通信的载体与介质是很自然的。在光通信的发展历史中，两大主要的技术难点是光源和传输介质。在上世纪60年代，美国开发了第一台激光器，相对于其他普通光源，激光器具有亮度高、谱线窄、方向性好的特点，可以产生理想的光载波。另一方面，激光如果在大气中传播，会受到变幻无常的气候条件的影响。因此人们设想利用可以导光的玻璃纤维——光纤进行长距离的光波传输。1970年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/1km的石英玻璃光纤，达到了实用水平。目前实用的光纤直径很小，既柔软又具有相当的强度，是一种理想的传输媒质。目前，在朗迅（Lucent）、北电（Nortel）、阿尔卡特（Alcatel ）、西门子（Siemens）等公司的实验室中，光纤传输技术已经达到数千公里无中继的先进水平。 光纤通信的定义：光纤通信是以光波为载频，光导纤维为传输媒介的一种通信方式。光纤通信一般在发送方对信息的数字编码进行强度调制，在接收端以直接检波的方式来完成光/电变换。 2.6.2 光纤的工作窗口 1．工作窗口的定义 光波可以看作是电磁波，不同的光波就会有不同的波长与频率。我们知道，透明的彩色玻璃之所以有颜色，是因为它只允许一种颜色的光波通过，而其他颜色的光波通过较少。石英光纤也具有类似的选择特性，对特定波长的光波的传输损耗要明显小于其它波长的光波，这些特定的波长就是光纤的工作窗口。工作窗口是随着原材料工艺的不断发展和对光纤传输特性研究的不断深入而一个接一个被打开的。
DCS控制系统设计 一．被控对象： 图1 锅炉设备工艺 二．工艺要求 燃料和热空气按一定比例送入燃烧室燃烧，生成热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽Ds,然后经过热器，形成一定气温的过热蒸汽D，汇集至蒸汽母管。压力为Ph的过热蒸汽经负荷设备调节阀供给生产设备负荷用。与此同时，燃烧过程中产生的烟气，除将饱和蒸汽变成过热蒸汽外，还经省煤器预热锅炉给水和空气预热器预热空气，最后经引风机送往烟囱，排入大气。 三．DCS选型 本控制系统选择浙大中控Webfield JX-300XP系统。 四．硬件 ①控制站硬件 1.机柜：SP202 结构：拼装 尺寸：2100*800*600 ESD：防静电手腕 散热：两风扇散热 接地：工作接地，安全接地 2.机笼 电源机笼：四个电源模块，型号：XP521 I/O机笼：20个槽位，用于固定卡件 3.接线端子板 冗余端子板：XP520R 4.端子转接板 5.主控卡：XP243X 地址范围：2到127。 后备锂电池模块：JP2，保持参数不丢失。 6.数据转发卡：XP233
地址范围：0到15 7.I/O卡件 (a)I/O点数计算 Ⅰ.锅炉控制系统中数字量输入点数： 启动；停止；点火；手动关闭蒸汽阀 以上共计四个数字量输入。 Ⅱ.锅炉控制系统中数字量输出点数： 给风；1号风机；给燃料；2号风机；蒸汽阀 以上共计五个数字量输出。 Ⅲ.锅炉控制系统中模拟量输入点数： 汽包液位、温度、压力。 以上共有三个模拟量输入（为了使模拟信号可以远传，变送器均选择电压式）。 (b)卡件选择 Ⅰ.XP363：触点型开关量输入卡。8路输入，统一隔离。 Ⅱ.XP362：触点型开关量输出卡。8路输出，统一隔离。 Ⅲ.SP314X:电压信号输入卡。4 路输入，点点隔离，可冗余 Ⅳ.XP221：电源指示灯。 ②操作员站硬件 1.PC机： 显示器；主机；操作员键盘，鼠标；操作员站狗； 2.Windows XP操作系统 3.安装Advan Trol-Pro实时监控软件。 ③工程师站硬件 1.PC机 显示器；主机；工程师键盘，鼠标；工程师站狗 2.工程师站硬件可以取代操作员站硬件 3.Windows XP操作系统 4.安装Advan Trol-Pro实时监控软件 5.安装组态软件包 ④通信网络 (a)信息管理网 通讯介质：双绞线（星形连接），50Ω细同轴电缆、50Ω粗同轴电缆（总线形连接，带终端匹配器），光纤等； 通讯距离：最大 10km； 传输方式：曼彻斯特编码方式； (b)过程控制网络（SCnet Ⅱ网） 传输方式：曼彻斯特编码方式； 通讯控制：符合 TCP/IP 和 IEEE802.3 标准协议； 通讯速率：10Mbps； 节点容量：最多 15个控制站，32个操作站、工程师站或多功能站； 通讯介质：双绞线，50Ω细同轴电缆、50Ω粗同轴电缆、光缆；
图示喷墨打印机基础知识：分类、工作原理、结构 1、喷黑打印机的分类 按墨水滴形成的方法：滴落式、高频振荡断裂式、喷雾式和电脉冲加热式。 按墨水滴的偏转控制：电场偏转式、磁场偏转式、机械偏转式 按控制墨水的方式：电荷控制式（又称充电控制式）、电场控制方式（又称静电发射式）、压电喷墨式（又称脉冲控制式）、气泡式喷墨式 2.喷墨打印机的工作原理 （1）电荷控制方式喷墨打印机 组成：喷墨头、充电电极、偏转电极、墨水供应与过滤系统（包括墨水泵、墨水槽、过滤器、收集槽、回收器管道等）、相应的控制电路、电源组成。 工作时，导电的墨水在墨水泵的高压作用下进入喷嘴，通过喷嘴形成一束极细的高速射流： 1）射流通过高频振荡发生器，断裂成连续均匀的墨水滴流。 2）在充电电极上施加一个静电场给墨水滴充电，所充电荷多少与墨滴喷在纸上的位置高低成正比。在充电电极上所加的电压越高，充电电荷就越多。 3）带不同电荷的墨滴，通过加有恒定高电压偏转电极形成的电场后，垂直偏转到所需的位置，电荷一直保持到墨滴落到记录纸上为止。 4）若在垂直线段上某处不需喷点，则相应的墨滴不充电。这些墨滴在偏转电场中不发生偏转而按原方向射入回收器中。 （2）电场控制式喷墨打印机 电场控制式打印机是在静电场中用滴落法来形成墨滴的。 墨水射流上的静压力使墨水在喷嘴孔口处形成一个凸出的新月形面。墨水不会流出，墨水的表面张力和静压力处于平衡状态。如果在凸出的新月形面和位于喷嘴前面的加速电极上一个高电压（一般为2000V），就会形成一个轴向电场力作用于新月形面上，使其发生变形，形成一滴墨水。墨水滴在电场方向加速，其速度正比于加速电压，反比于墨滴直径。墨水形成，喷嘴随即又从墨水容器中得到补充。这样就形成一串墨水滴链。被充电的墨滴形成后，在不同的偏转电场电压作用下，在X和Y方向进行偏转，落在记录纸上相应位置而形成字符。 （3）压电喷墨式打印机
课程设计（分散控制系统）报告（2009 -- 2010 年度第一学期） 名称： _______ 题目分散控制系统接地系统设计与可靠性分析 院系：__________________ 班级：___________ 学号：_______________ 学生姓名：________________ 指导教师：_______________ 设计周数：1周________________ 成绩：________________________ 日期：年月曰
分散控制系统与现场总线技术》课程设计 任务书 、课程设计简介 课程编号:1110204 课程名称：《分散控制系统》课程设计 英文名称：Distributed Control System 课程类型:（必修） 学时 ：1周 学分 ：1 适用对 象： 自动化 二、课程设计的目的 分散控制系统与现场总线技术是目前国内外工程领域应用非常广泛而有效的计算机控制技术，作为自动化类本科学生应当具备和掌握与此相关的基础知识、概念和设计方法。本课程设计是在分散控制系统与现场总线技术课程结束之后进行的一个综合性实践环节，主要目的是使学生在课程内容学习的基础上，运用所学的基础理论知识和设计方法，针对工程应用问题能够进行有关计算机监控系统等内容的综合分析设计以及仿真，通过该教学环节使学生进一步加深对分散控制系统与现场总线技术的认识和理解，同时也给学生提供了一个实践和增加感性认识的机会，为今后从事实际工作打下一定的基础。 三、课程设计的基本要求 1、能够运用所学分散控制系统与现场总线技术的基本理论和设计方法，根据工程问题和实际应用的要求，进行方案的总体设计和分析。 2、能够运用实验室提供的设备，对设计方案进行实施和验证。 3、根据以上两项写出设计说明书。要求文字整洁、语言通顺、制图规范、内容完整正确。 四、设计题目： 分散控制系统接地系统设计与可靠性分析 五、时间进度安排 1、选择设计题目； 2、根据设计题要求目查阅收集参考资料； 3、方案分析研究与设计（图 纸设计）、仿真实验等；4、设计报告撰写；5、课程设计答辩。
课程设计报告 (2014--2015年度第二学期) 名称：控制装置与仪表A （DCS部分）课程设计题目：过热汽温控制系统组态院系：自动化系 班级：测控1201 1202 学号：201202030129 201202030201 学生姓名：张琨阿云嘎 指导教师：翟永杰 设计周数：一周 成绩： 日期：2015年7月14日
《控制装置与仪表A（DCS部分）课程设计》 课程设计 任务书 一、目的与要求 1．了解DCS应用过程中的主要工作内容及应该注意的问题，并能根据应用目的，进行分散控制系统的设计组态、调试操作等工作。 2．以LN2000分散控制系统为平台，完成过热汽温控制系统的组态。 3．进行DCS的调试工作。 二、主要内容 分为组态设计和系统调试两个部分： 1．组态设计 1．1系统配置组态 主要是指DCS中工程师站、操作员站、控制站的主机系统配置信息及外设类型，I/O －卡件信息，电源布置，控制柜内安装接线等。 此部分内容作为了解内容，不进行具体组态。 1．2实时数据库组态 数据库组态是系统组态中应尽早完成的工作，因为只有有了数据库，其他的组态工作（控制回路组态、画面组态等）才可以调试。数据库组态一般通过专用软件进行，数据录 入时一定要认真仔细，数据库中一个小的错误就会给运行带来极大的麻烦，如造成显示错 误、操作不当甚至死机故障。 1．3控制算法组态 控制算法组态指的是将系统设计时规定的模拟量控制、开关量控制等功能用DCS算法予以实现。 本设计以主汽温度串级控制策略为对象，并且模拟控制对象，构成闭环回路，完成这些控制算法的组态工作。 1．4操作员站显示画面组态 运行人员主要通过操作员站画面来观察生产过程运行情况，并通过画面提供的软操作器来干预生产过程，因此画面设计是否合理、操作是否方便都会对运行产生重要影响。 本设计要求设计关于主汽温控制的简单流程图画面、趋势画面、参数显示画面、操作画面，并把有关的动态点同控制算法连接起来。 1．5报警显示 在数据库中进行温度报警值设置，在运行界面中显示报警窗口。
复印机的基本结构和工作原理
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1复印机能快速、便捷的将文件、图片、书稿等图文资料进行复制,是办公室不可缺少的现代办公设备，因而得到了广泛的应用。 1、复印机的种类特点 由于复印机大都采用静电的方式进行复印,又被称之为静电复印机。新一代复印机从曝光、图文稿件的识别和图像信号的处理等过程中采用了数字技术,这种复印机被称为数码机（复印机)。 静电复印技术通常指的是利用静电和某些具有光电导特性的材料(感光鼓)在光的作用下从绝缘体变为导电体这一原理对被摄物(原稿）进行照相并以复印品的形式快速输出的复制技术。 在数码复印机中,曝光灯照射到放在原稿台上的原稿，得到的光照图像经过反光镜、镜头等光学系统照射到ＣCD图像传感器上,ＣCＤ将光图像变成电信号,再进行数字信号处理，CCD输出的电信号数字化后，再用数字信号控制激光器对感光鼓进行曝光,使感光鼓形成静电潜像。 2、复印机的基本结构和工作原理 2.１静电复印的基本过程 静电复印过程可分为七个过程，即：预曝光、充电、图像曝光、显影、转印分离、定影和清洁七个步骤。如图1所示。 图1 静电复印的基本过程 如图２所示为一部典型复印机的内部结构示意图。有关成像和复印的结构图示于图3。
图２复印机的整机结构示意图 图3 复印机的成像和复印相关部件示意图 感光鼓是复印机的核心部件,它位于复印机的中心部位,如图4所示。欲取下鼓组件要操作代码程序：打开前盖，接通电源开关,用细螺丝刀(或牙签）触发维修模式开关→面板上会显示“S”字符，然后操作*→3→＊→00６，复印机便自动使显影器与鼓组件分离。卸下固定螺钉便可将鼓组件分离。鼓组件的结构如图5所示。
第二章摄像机的基本结构和原理（2012年2月29日星期三） 第一节摄像机的原理及分类 一、摄像机的基本结构和原理： １、基本结构：通常摄像机是由光学系统，光电转换系统，图像信号处理系统，自动控制系统组成。（其中，自动控制系统包括白平衡调整、自动光圈调整、自动变焦、自动增益、自动聚焦等装置。光学系统由变焦镜头、红绿蓝分光系统、滤色片组成，这里主要指的是镜头。光电转换系统主要由CCD或摄像管构成）另外摄像机还有一些附属部件，主要有录像机、彩条信号发生器、寻像器、电源等。 ２、基本原理：通过摄像机光学系统对光学图像（光能）的摄取，经过分光、滤色等过程，可以得到成像于摄像器材（如CCD）靶面上的红绿蓝三幅基色光像。再由摄像器械（如CCD）为主体的光电转换系统，将成像于靶面上光像转换成电信号，然后经图象信号处理系统放大、校正和处理并同时完成信号编码工作记录在磁带或存储卡上，最终形成彩色全电视信号输出。光—电—磁—电视信号（电、光） 二、摄像机的分类和发展 从不同的角度出发，摄像机不同的分类方法，以下我们介绍几种常见的摄像机分类方法： 1、按质量分类：家用级、专业级、广播级。
（1）广播级，摄像机的各项技术指标最优，图像质量最好，适合各级电视台、电视传媒使用。一般要求其水平方向分解力达550线，垂直方向分解力达575线，信噪比达54分贝以上，在允许的工作范围内达到较低失真或无失真。价格比其他类型的摄像机昂贵，体积大，重量也比较重。索尼的BETACAM系列、BETACAMS—X系列，松下的DVCPRO050系列，JVC的数字D—9格式的产品都属于广播级的摄像机。 （2）业务级，图像质量较好，一般用于各单位的闭路系统中，多见于广播电视以外的专业领域。其清晰度达450线以上，信噪比达50分贝以上(信噪比：signal-to-noiseratio信号杂讯比，信噪比是信号电压对于噪声电压的比值，通常用符号s/n来表示。由于在一般情况下，信号电压远高于噪声电压，比值非常大，信噪比的单位用db来表示。一般摄像机给出的信噪比值均是在agc（自动增益控制）关闭时的值，因为当agc接通时，会对小信号进行提升，使得噪声电平也相应提高。信噪比的典型值为45~55db，若为50db，则图像有少量噪声，但图像质量良好；若为60db，则图像质量优良，不出现噪声。。典型值为46db，若为50db，则图像有少量噪声，但图像质量良好；若为60db，则图像质量优良，不出现噪声。)，对于一些有特殊功用的专业级摄像机来说，需要有特殊的功能，如夜间监视交通的摄像机，要求对红外线有高灵敏度。索尼的DVCAM系列，DSR—250P/390P/570P系列，松下的DVCPRO系列、SG— D410AMC/D610WA等，JVC的专业DVGY——DV5001EC/550EC等。
第二讲PLC的基本结构和工作原理 教学课题：可编程控制器的基本结构和工作原理 教学目的： 1.熟悉PLC的结构组成、内部等效电路； 2.理解掌握PLC的工作方式和工作过程 教学重点：PLC可编程序控制器的组成和工作过程 教学难点：PLC可编程序控制器的工作过程 教学方法：讲授 教学时间：2课时 教学过程及内容： {导入} 要实现PLC的控制需要： 输入设备、输出设备、PLC硬件和软件（控制程序）。 一、PLC的基本组成 可编程控制器的结构多种多样，但其组成的一般原理基本相同，都是以微处理器为核心的结构，其功能的实现不仅基于硬件的作用，更要靠软件的支持，实际上可编程控制器就是一种新型的工业控制计算机。Memorizer(RAM,ROM), it is the memory devices of the PLC and used to store programs and data. (一)P LC的硬件结构 CPU）——控制器的核心 (RAM、ROM） 输入、输出部件（I/O部件）——连接现场设备与CPU之间的接口电路
电源部件——为PLC内部电路提供能源 整体结构的PLC——四部分装在同一机壳内 模块式结构的PLC——各部件独立封装，称为模块，通过机架和总线连接而成 I/O的能力可按用户的需要进行扩展和组合（扩展机） 另外，还必须有编程器——将用户程序写进规定的存储器内 图1 PLC硬件结构 1.中央控制处理单元(CPU) 可编程控制器中常用的CPU主要采用通用微处理器、单片机和双极型位片式微处理器三种类型。 通用微处理器有8080、8086、80286、80386等；单片机有8031、8096等；位片式微处理器的AM2900、AM2903等。FX2可编程控制器使用的微处理器是16位的8096单片机。 2.存储器 可编程控制器配有两种存储器：系统存储器和用户存储器。
门极可断晶闸管(gate turn-off thyristor,GTO)是一种具有自断能力的晶闸管。处于断态时，如果有阳极正向电压，在其门极加上正向触发脉冲电流后，GTO可由断态转入通态，已处于通态时，门极加上足够大的反向脉冲电流，GTO 由通态转入断态。由于不需用外部电路强迫阳极电流为0而使之关断，仅由门极加脉冲电流去关断它；所以在直流电源供电的DC—DC，DC—AC变换电路中应用时不必设置强迫关断电路。这就简化了电力变换主电路，提高了工作的可靠性，减少了关断损耗，与SCR相比还可以提高电力电子变换的最高工作频率。因此，GTO是一种比较理想的大功率开关器件。 一、结构与工作原理 1、结构 GTO是一种PNPN4层结构的半导体器件，其结构、等效电路及图形符号示于图1中。图1中A、G和K分别表示GTO 的阳极、门极和阴极。α1为P1N1P2晶体管的共基极电流放大系数，α2为N2P2N1晶体管的共基极电流放大系数，图1中的箭头表示各自的多数载流子运动方向。通常α1比α2小，即P1N1P2晶体管不灵敏，而N2P2N1晶体管灵敏。GTO导通时器件总的放大系数α1+α2稍大于1，器件处于临界饱和状态，为用门极负信号去关断阳极电流提供了可能性。
普通晶闸管SCR也是PNPN4层结构，外部引出阳极、门极和阴极，构成一个单元器件。GTO称为GTO元，它们的门极和阴极分别并联在一起。与SCR 不同，GTO是一种多元的功率集成器件，这是为便于实现门极控制关断所采取的特殊设计。 GTO的开通和关断过程与每一个GTO元密切相关，但GTO元的特性又不等同于整个GTO器件的特性，多元集成使GTO的开关过程产生了一系列新的问题。 2、开通原理 由图1（b）所示的等效电路可以看出，当阳极加正向电压，门极同时加正触发信号时，GTO导通，其具体过程如图2所示。 显然这是一个正反馈过程。当流入的门极电流I G足以使晶体管N2P2N1的发射极电流增加，进而使晶体管P1N1P2的发射极电流也增加时，α1和α2增加。当α1+α2>1之后，两个晶体管均饱和导通，GTO则完成了导通过程。可见，GTO 开通的必要条件是 α1+α2>1，（1） 此时注入门极的电流 I G=[1-（α1+α2）I A]/ α2 （2） 式中，I A——GTO的阳极电流； I G——GTO的门极电流。 由式（2）可知，当GTO门极注入正的电流I G但尚不满足开通条件时，虽有正反馈作用，但器件仍不会饱和导通。这是因为门极电流不够大，不满足α1+α2>1的条件，这时阳极电流只流过一个不大而且是确定的电流值。当门极
1.硬件介绍 1.1 DCS系统的简单介绍 DCS集散控制系统（Distributed Control System）是一位微处理器技术为基础的集中分散性控制系统。自20世纪七十年代中期第一代集散控制系统问世以来，集散控制系统已近在工业领域得到广泛的应用。 集散控制系统的主要特点是集中管理、分散控制。随着计算机技术的发展。网络技术已近使集散控制系统不仅用于分散控制，而且向集中管理发展。除了系统向上扩展，组成系统MES 系统和ERP系统外，系统也向下分散，组成FCS现场总线控制系统。因此集散系统的定义为：是一类分散控制，集中管理的共用控制。共用显示的开放的仪表计算机控制系统。 1.1.1学校DCS系统的简单介绍 学校DCS实验室的现场图1，如下图1-1 学校DCS现场图2，如下图1-2
介绍学校DCS实验室 学校为了能在2011年升本，借鉴了其他学校升本经验，以及结合教学联系实际，建立实验室。下面我只针对DCS实验室做一个简单的介绍。 DCS是为了方便学生了解工厂生产系统，以及模拟真实环境下工厂原料的加工。以后，在进入工厂，不会在不了解工厂，不知道工厂是干什么的? 集散控制系统的硬件基本组成 1)硬件基本组成 一个最基本的DCS应包括四个大的组成部分：至少一台现场控制站，至少一台操作员站，一台工程师站(也可利用一台操作员站兼做工程师站)，一条系统网络。 除了上述四个基本的组成部分之外，DCS还可包括完成某些专门功能的站、扩充生产管理和信息处理功能的信息网络。以及实现现场仪表、执行机构数字化的现场总线网络。（一）工程师站(Engineer Station ,ES): 主要给仪表工程师使用，作为系统设计和维护的主要工具。仪表工程师可在工程师站上进行系统配置、I/O 数据设定、报警和打印报表设计、操作画面设计和控制算法设计等工作。一般每套系统配置一台工程师站即可。工程师站可以通过网络连人系统，在线(On Line) 使用, 比如在线进行算法仿真调试, 也可以不连人系统，离线(Off-Line) 运行。基本上在系统投运后，工程师站就可以不再连人系统甚至不上电。 （二）操作员站(Operator Station ,OS):主要给运行操作工使用，作为系统投运后日常值班操作的人机接口(Man Machine Interface ,MMI)设备使用。在操作员站上，操作人员可以监视工厂的运行状况并进行少量必要的人工操作控制。每套系统按工艺流程的要求，可以配置多台操作员站，每台操作员站供一位操作员使用，监控不同的工艺过程，或者多人备份同时监控相同的工艺过程。有的操作员人机接口还配置大屏幕(占一面墙)显示。 （三）系统服务器(System Server): 一般每套DCS系统配置一台或一对冗余的系统服务器。系统服务器的用途可以有很多种,各个厂家的定义可能有差别。总的来说,系统服务器可以用做:(1)系统级的过程实时数据库,存储系统中需要。长期保存的过程数据。(2)向企业MIS (Management Information System) 提供单向的过程数据,此时为区别慢过程的MIS 办公信息,将安装在服务器上的过程信息系统称为REAL MIS,即实时管理信息系统，因为它提供的 是实时的工艺过程数据。(3) 作为DCS系统向别的系统提供通信接口服务并确保系统隔离
GTO的基本结构和工作原理 thyristor,GTO)是一种具有自断能力的晶闸管。处于断态时，如果有阳极正向电压，在其门极加上正向触发脉冲电流后，GTO可由断态转入通态，已处于通态时，门极加上足够大的反向脉冲电流，GTO由通态转入断态。由于不需用外部电路强迫阳极电流为0而使之关断，仅由门极加脉冲电流去关断它；所以在直流电源供电的DCAC变换电路中应用时不必设置强迫关断电路。这就简化了电力变换主电路，提高了工作的可靠性，减少了关断损耗，与SCR相比还可以提高电力电子变换的最高工作频率。因此，GTO 是一种比较理想的大功率开关器件。 一、结构与工作原理 1、结构GTO是一种PNPN4层结构的半导体器件，其结构、等效电路及图形符号示于图1中。图1中 A、G和K分别表示GTO的阳极、门极和阴极。α1为P1N1P2晶体管的共基极电流放大系数，α2为N2P2N1晶体管的共基极电流放大系数，图1中的箭头表示各自的多数载流子运动方向。通常α1比α2小，即P1N1P2晶体管不灵敏，而N2P2N1晶体管灵敏。GTO导通时器件总的放大系数α1+α2稍大于1，器件处于临界饱和状态，为用门极负信号去关断阳极电流提供了可能性。 普通晶闸管SCR也是PNPN4层结构，外部引出阳极、门极和阴极，构成一个单元器件。GTO称为GTO元，它们的门极和阴极分
别并联在一起。与SCR不同，GTO是一种多元的功率集成器件，这是为便于实现门极控制关断所采取的特殊设计。 GTO的开通和关断过程与每一个GTO元密切相关，但GTO元的特性又不等同于整个GTO器件的特性，多元集成使GTO的开关过程产生了一系列新的问题。 2、开通原理 由图1（b）所示的等效电路可以看出，当阳极加正向电压，门极同时加正触发信号时，GTO导通，其具体过程如图2所示。 显然这是一个正反馈过程。当流入的门极电流IG足以使晶体管N2P2N1的发射极电流增加，进而使晶体管P1N1P2的发射极电流也增加时，α1和α2增加。当α1+α2>1之后，两个晶体管均饱和导通，GTO则完成了导通过程。可见，GTO开通的必要条件是α1+α2>1，（1） 此时注入门极的电流 IG=[1-（α1+α2）IA]/ α2 （2） 式中，IAGTO的阳极电流； IGGTO的门极电流。 由式（2）可知，当GTO门极注入正的电流IG但尚不满足开通条件时，虽有正反馈作用，但器件仍不会饱和导通。这是因为门极电流不够大，不满足α1+α2>1的条件，这时阳极电流只流过一个不大而且是确定的电流值。当门极电流IG撤销后，该阳极电流也就消失。与α1+α2=1状态所对应的阳极电流为临界导通
纯电动汽车的基本结构和原理 与燃油汽车相比，纯电动汽车的结构特点是灵活，这种灵活性源于纯电动汽车具有以下几个独特的特点。首先，纯电动汽车的能量主要是通过柔性的电线而不是通过刚性联轴器和转动轴传递的，因此，纯电动汽车各部件的布置具有很大的灵活性。其次，纯电动汽车驱动系统的布置不同，如独立的四轮驱动系统和轮毂电动机驱动系统等，会使系统结构区别很大；采用不同类型的电动机，如直流电动机和交流电动机，会影响到纯电动汽车的重量、尺寸和形状；不同类型的储能装置，如蓄电池，也会影响纯电动汽车的重量、尺寸及形状。另外，不同的能源补充装置具有不同的硬件和机构，例如，蓄电池可通过感应式和接触式的充电机充电，或者采用更换蓄电池的方式，将替换下来的蓄电池再进行集中充电。 纯电动汽车的结构主要由电力驱动控制系统、汽车底盘、车身以及各种辅助装置等部分组成。除了电力驱动控制系统，其他部分的功能及其结构组成基本与传统汽车相同，不过有些部件根据所选的驱动方式不同，已被简化或省去了。所以电力驱动控制系统既决定了整个纯电动汽车的结构组成及其性能特征，也是纯电动汽车的核心，它相当于传统汽车中的发动机与其他功能以机电一体化方式相结合，这也是区别于传统内燃机汽车的最大不同点。 1、电力驱动控制系统 电力驱动控制系统的组成与工作原理如图5.1所示，按工作原理可划分为车载电源模块、电力驱动主模块和辅助模块三大部分。 1)车载电源模块 车载电源模块主要由蓄电池电源、能源管理系统和充电控制器三部分组成。
(1)蓄电池电源。蓄电池是纯电动汽车的唯一能源，它除了供给汽车驱动行驶所需的电能外，也是供应汽车上各种辅助装置的工作电源。蓄电池在车上安装前需要通过串并联的方式组合成所要求的电压一般为12V或24V的低压电源，而电动机驱动一般要求为高压电源，并且所采用的电动机类型不同，其要求的电压等级也不同。为满足该要求，可以用多个12V或24V的蓄电池串联成96～384V高压直流电池组，再通过DC／DC转换器供给所需的不同电压。也可按所需要求的电压等级，直接由蓄电池组合成不同电压等级的电池组，不过这样会给充电和能源管理带来相应的麻烦。另外，由于制造工艺等因素，即使同一批量的蓄电池其电解液浓度和性能也会有所差异，所以在安装电池组之前，要求对各个蓄电池进行认真的检测并记录，尽可能把性能接近的蓄电池组合成同一组，这样有利于动力电池组性能的稳定和延长使用寿命。 (2)能源管理系统。能源管理系统的主要功能是在汽车行驶中进行能源分配，协调各功能部分工作的能量管理，使有限的能量源最大限度地得到利用。能源管理系统与电力驱动主模块的中央控制单元配合在一起控制发电回馈，使在纯电动汽车降速制动和下坡滑行时进行能量回收，从而有效地利用能源，提高纯电动汽车的续程能力。能源管理系统还需与充电控制器一同控制充电。为提高蓄电池性能的稳定性和延长使用寿命，需要实时监控电源的使用情况，对蓄电池的温度、电解液浓度、蓄电池内阻、电池端电压、当前电池剩余电量、放电时间、放电电流或放电深度等蓄电池状态参数进行检测，并按蓄电池对环境温度的要求进行调温控制，通过限流控制避免蓄电池过充、放电，对有关参数进行显示和报警，其信号流向辅助模块的驾驶室显示操纵台，以便驾驶员随时掌握并配合其操作，按需要及时对蓄电池充电并进行维护保养。 (3)充电控制器。充电控制器是把电网供电制式转换为对蓄电池充电要求的制式，即把交流电转换为相应电压的直流电，并按要求控制其充电电流。充电器开始时为恒流充电阶段。当电池电压上升到一定值时，充电器进入恒压充电阶段，输出电压维持在相应值，充
反应釜的基本结构与原理 （一）高压反应釜由反应容器、搅拌器及传动系统、冷却装置、安全装置、加热炉等组成。 1、釜体、釜盖采用1Cr18Ni9Ti不锈钢加工制成，釜体通过螺纹与法兰联接，釜盖为正体平板盖，两者由轴向均布的主螺栓、螺母紧固联接。 2、高压釜主密封口采用A型的双线密封，其余密封点均采用圆弧面与平面、圆弧面与圆弧面的线接触的密封形式，依靠接触面的高精度和光洁度，达到良好的密封效果。 3、釜体外装有桶型碳化硅炉芯，电炉丝穿于炉芯中，其端头由炉壳侧下部穿出，通过接线螺柱，橡套电缆与控制器相连。 4、釜盖上装有压力表，爆破膜安全装置，汽液相阀，温度传感器等，便于随时了解釜内的反应情况，调节釜内的介质比例，并确保安全运行。 5、联轴器主要由具有很强磁力的一对内、外磁环组成，中间有承压的隔套。搅拌器由伺服电机通过联轴器驱动。控制伺服电机的转速，便可达到控制搅拌转速的目的。 6、隔套上部装有测速线圈，连成一体的搅拌器与内磁环旋转时，测速线圈便产生感应电动势，该电势与搅拌转速相应，该电势传递到转速表上，便可显示出搅拌转速。 7、磁联轴器与釜盖间装有冷却水套，当操作温度较高时应通冷却
水，以及磁钢温度太高而退磁。 8、轴承采用1Cr18Ni9Ti不锈钢轴承或高强电化石墨，耐摩损，且维修周期长 （二）控制器 1、外壳采用标准铝合金机箱，上盖可以向后抽出，便于维护和检修。面板装有温度数显表、电压表、转速表以及控制开关和调节旋钮等，供操作者操作使用。 2、电气原理：搅拌控制电路的电子元件均组装在一块线路板上，采用双闭环控制系统，具有调速精度高、转速稳定、抗干扰能力强等特点，并且具备限制超速、过流等完善的保护功能，调节“调速”旋钮即可改变直流电机的直流电压，从而改变电机的转速，达到控制搅拌速度的目的。 3、加热电路中采用固态继电器（俗称调压块）调压，使加热电路趋于简单化，只要调节“调压”旋钮即可调节加热功率，同时，加热电路的控制部分配备智能化数显表，使之加热温度根据工艺的要求随意调速，并且控制温度精度极高（详见温度表使用说明书） 4、所有外接引线均从后面板通过防水接头由控制器内的接线端子引出。 二、安装和使用