自控4

自动化系统设计常规要求一、熟悉工艺自动化的目的是根据生产工艺的要求，主要采用PLC系统对生产过程中的电气设备进行控制以提高生产的效率、可靠性并降低运行人员的劳动强度，自动化是为工艺服务的。

设计自动控制系统，首先需了解生产工艺，对生产流程的每一个环节都要熟悉，并明了各个环节之间的依存关系。

为了对生产过程进行检测，通常系统中会安装各种各样传感器和变送器、行程开关等。

我们需根据工艺流程图确定所有就地表和传感器的个数及量程，并进行仪表选型，确定型号以及安装方式并制作仪表采购清单。

二、了解电气设备布置情况盘点系统中的动力设备并设计动力设备主回路及控制回路；绘制电气原理图及就地控制箱(柜)尺寸图、柜内布置图、柜面元件图、端子接线图、安装图等相关图纸并出具材料清单；统计仪表、传感器等需用的电源电缆及信号电缆类型及长度并确定布方案，统计所有电线电缆规格长度、管线及桥架等布线部件数量，编制设备功能描述说明书。

三、制作电气设备及传感器清单用以确定系统中I/O点数根据工艺流程按功能来确定PLC站点的个数和每个PLC站的I/O点数；根据每个PLC站的I/O点数和控制功能要求确定PLC系列，如AB PLC的SLC 500系列和ControlLogix系列等；根据上面确定的I/O点数选用PLC的输入输出模块，然后再根据运算处理能力的需求和估计的程序复杂程度以及通讯方式来确定CPU的型号以及程序存储器大小，最后如有多个PLC站，确定各PLC站间的通讯方式;最后再选择电源和机架、编程电缆、编程软件等。

PLC选型后，设计PLC 柜图纸。

四、根据系统和设备的功能描述说明书编写PLC程序。

结合工艺人员绘制自控逻辑流程图或相关文件说明；设计程序结构编制变量命名规则；明确记录数据、报警数据、保持数据；程序编制、调试、归档。

4-1 绘制具有下列开环传递函数的负反馈系统的根轨迹1、()()()()54*++=s s s K s H s G解：（1）3个开环极点为：p 1=0，p 2=-4，p 3=-5。

（2）实轴上的根轨迹（-4，0），（-∞，-5）（3）303054011-=----=--=∑∑==mn zp n i mj jiσ()() ,,331212ππππϕ±±=+=-+=k mn k a(4) 分离点：1110d 45d d ++=++ d=-1.47, d=-4.53(舍) （5）与虚轴的交点：在交点处，s=j ω，同时也是闭环系统的特征根，必然符合闭环特征方程，于是有：()020********=++--=+++*=*K j j K s s sj s ωωωω整理得： 0203=-ωω；092=-*ωK 解得01=ω；203,2±=ω；18092==*ωK 最后，根据以上数据精确地画出根轨迹。

2、()()()()11.02*++=s s s K s H s G 解：（1）开环极点有3个，分别为：p 1=p 2=-0，p 3=-1，开环零点为z=-0.1 （2）实轴上的根轨迹为：[-1 -0.1] (3) 渐进线有两条，45.0131.010011-=-+--=--=∑∑==mn zp n i mj jiσ()() ,23,2131212ππππϕ±±=-+=-+=k mn k a (4) 分离点：1111d 10.1d d d ++=++ d=0, d=--0.4(舍), d=0.25(舍)分离角：()() ,23,221212ππππϕ±±=+=+=k lk d 最后，精确地画出根轨迹。

4-3 已知系统的开环传递函数为()()()2*1+=s s K s H s G ① 绘制系统的根轨迹图；② 确定实轴上的分离点及K *的值； ③ 确定使系统稳定的K *值范围。

1.作业人员之间要互相检查、互相提醒。 2.驻站防护员要认真做好运统-46的登 记，及时向工地预报来车情况，坚持每5 分钟通话制度。 3.天窗点前如有晚点列车，驻站防护员必 须及时向工地防护员通知晚点列车情况， 防止臆测上道。 4.天窗点内如有动车，驻站防护员必须向 工地通报。 5.天窗点结束时，驻站防护员必须掌握人 员、机具下道情况。 6.施工负责人、防护员要及时督促作业人 员下道避车。 7.落实互检和回检制度，保证作业质量。 8.施工负责人要对当日作业情况及工具、 材料回收情况进行检查、确认。 9.工电结合部作业必须由工班长在现场协 调。 10.两名巡道工之间应互相提醒，一人若 是查看设备，另一人必须防护。
他控措施
1.车间提醒班组。 2.加大三级抽查力度。
工长、班长、安全员要加强教育，观察、提 醒、检查、监督。
1.加强对防护员、巡道工的教育、培训，持 证上岗。 2.加大三级抽查力度。
他控措施
1.工长应根据作业地点、地貌、项目、人员 、天气进行针对性安全教育，并明确防护措 施。 2.安全员对工长的安全教育要进行重点强调 或补充。 3.工班长、安全员要加强对作业人员的精神 状态、劳保用品穿戴、作业机具等的检查。 4.车间要加强添乘和徒步检查，发现问题及 时给予纠正。 5.车间干部、工班长要对当日作业完成情况 进行抽检、抽验。 6.工长要对巡道工工作情况进行抽查。
中。 1.严禁接打手机，集中精力，加强 了望，坚持每5分钟驻站联络员通话 制度。 2.行走路肩，穿越线路做到“一站 、二看、三通过”。
1.新职人员；
1.加强学习，提高自身自控能力。
工区应安排班长或党员与其结互控对子或
关键岗位
1.防护员 2.巡道工
1.施工负责人加强监督。 2.双人巡道，互相提醒。 3.驻站联络员与工地防护员之间要加强监 督。

2 −40
ω
作业
4 - A -14、 4 -B - 4 、
K s(Ts + 1)
c(t)
例：已知最小相位系统的开环对数幅频特 性曲线，试求： 性曲线，试求：
L(ω)
(1) 开环传递函数 开环传递函数G(s)； ； (2) 剪切频率 ωc ； (3) 相角裕量 γ(ωc)； (4) r(t)=(1/4)t2 时的 ess 。
6 0
−40 −20 0.5
ωc
令 G ( jω c ) = 1,
解得
ω c = ω n − 2ζ 2 + 4ζ 4 + 1
γ = 180 + ϕ (ω c ) = tg
0 −1
(4 − 30)
(4 − 31)
求γ
2ζω n
ωc
将式(4-30)代入式 代入式(4-31)得 将式 代入式 得
求γ
γ = 180 + ϕ (ω c ) = tg
2.
r(t)
25 s( s + 6)
c(t)
ωn2 =25 得 ζ =0.6 ωn=5
2ζ = 59.2 0
γ = tg
−1
− 2ζ 2 + 4ζ 4 + 1
ω c = ω n − 2ζ 2 + 4ζ 4 + 1 = 3.58
3.
Mr =
1 2ζ 1 − ζ
2
= 1.04
ω r = ω n 1 − 2ζ 2 = 2.65
结论
8 t sω c = tgγ
(4 − 36)
( 2) ω c与ζ、ω n 都有关,当ζ 一定，ω c ↑→ ω n ↑→ t s ↓ 一定，