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智能控制范文第1篇

關鍵詞：智能可編程保護泵站智能控制

一般的泵站智能控制系統基本結構

泵站自動智能控制系統面向新建、擴建或改建的大、中、小型灌溉、排水及工業、城鎮供水泵站的自動化智能控制，實現泵站的無人值班、遠程智能控制、優化調度及經濟運行。

泵站自動智能控制系統對全站泵組、電氣系統、公用油、水、氣系統、閘門控制系統、勵磁系統及直流系統進行有效監視和控制，保證泵站更加安全、可靠、經濟的運行，實現泵站無人值班（無人值守）的目標。

1、1泵站智能控制系統由以下組成：

上位機

泵站自動智能控制系統的上位機智能控制軟件可選用力控、(i)FIX、WinCC、InTouch、組態王等組態軟件。

現地控制單元LCU

現地控制單元可選用可編程控制器（PLC）為主并配以各種專用功能裝置，國內采用較為流行的PLC主要有Siemens公司的S7系列，GE公司的90-30系列、90-70系列，MODICON公司的TSX QuantuPowerSafe、PremiuPowerSafe，以及AB公司的SLC500系列和ABB公司的MODECELL系列。

1、2系統典型配置

系統由主機、工控機、UPS、打印機、PLC、配電柜、傳感器以及相應的應用軟件和系統軟件等組成。主機（操作員站）可采用PC機或服務器，通訊機采用PC機，當地工控機采用一體化PC工控機。

系統中PLC負責控制泵組的啟停、閘門的啟閉和開度、變電站和泵用電開關的分合、輔助設備油、氣、水的自動控制。監視電機、電路故障；監視水位、水質、電量、溫度及壓力等是否有越限，并隨時將這些信息報告給工控機。工控機對接收的數據和格式進行合理性校驗，按數據類別進行分類、格式化，對水文數據進行時段處理，建立數據庫，并用圖形、圖表及文字等形式將這些信息顯示在顯示器上。

系統通過各類傳感器、智能儀表采集水位、流量、壓力、溫度、電量等模擬量、開關量、脈沖量和溫度量

系統的配置和設備選型符合計算機技術發展迅速的特點，充分利用計算機領域的先進技術，并結合泵站自動化程度要求高的特點，使泵站運行管理智能化，并能方便地完成與其他管理信息計算機系統的連接。系統軟硬件均采用模塊化、結構化設計，具有高度的可靠性、安全性、實時性、實用性、靈活性和便于擴充。智能控制系統保證與泵站同步投運。

但是從以上的描述可以看出，除了泵站智能控制系統的PLC、LCU等設備以外，泵站的電力仍然需要配備完善的微機繼電保護單元、智能配電儀表。并且在泵站的運行中占據了很重要的地位。

泵站智能控制中的LCU的組成

在泵站智能控制系統中，LCU（現地控制單元）典型的功能如下：

變電站LCU通過Modbus 網絡實現與EP2013E繼保單元、QP550,QP450測量單元、多功能電度表、micrologic5.0p低壓400V智能測控單元、220V直流電源裝置的通訊。主變、站變、35kV和6kV母線PT等設備的部分信號通過硬布線接入變電站LCU的I/O模塊，以滿足供電部門的要求和事件順序記錄（SOE）分辨率的需要，便于故障的分析和處理。如下圖：

LCU實現了PLC的控制功能，通過與微機繼電保護通訊實現了對電力的保護，通過與智能配電儀表的實現了對電力的智能控制。但是，這樣的實現方案有以下的缺點：

可靠性低：由于組成的部件多，連接線多，出錯的可能性大。

安裝困難，占空間大

成本高

調試復雜，時間長，費用大：多個不同的產品互聯，很難調試。

PowerSafe智能全可編程保護管理單元

隨著計算機技術的發展，微機繼電保護發展到了一個嶄新的高度，新一代的可編程保護管理單元能夠涵蓋繼電保護、PLC、電力智能控制的全部功能。

以美國電氣控制公司（ELECON）系列可編程保護管理單元為例：

PowerSafe是ELECON研發的成套新一代可編程保護管理單元。產品采用大容量、資源冗余設計，適用于110KV及以下電壓等級電網的保護、控制、測量和監視。

可編程保護管理單元具備PLC的邏輯可編程功能

POWERSAFE提供支持IEC-61131-3圖形可編程標準的PLC邏輯可編程功能。通過配套的SafeLogic軟件包就可以在Windows®環境下用邏輯圖形符號對保護元件、輸入信號、繼電器出口、指示燈、故障錄波觸發等資源進行簡單的編程，形象直觀。PLC功能使泵站監控系統所需要的自動化功能和順序邏輯控制功能集成到一個裝置中。

可編程保護管理單元具備多總線通信

POWERSAFE支持RS485總線、光纖、CAN現場總線或以太網通信網絡形態，以滿足不同用戶、不同工業現場、不同網絡環境、不同規模的系統對通信和網絡結構的要求。支持雙網模式，并行或以熱備用方式工作。從而進一步提高了通信的可靠性?？梢允褂肐EC60870-5-103規約 或者Modbus RTU規約實現與上層設備的通信。

可編程保護管理單元具備豐富的接口資源

POWERSAFE提供的接口資源包括：8個交流電流、4個交流電壓輸入；3個4-20mA/0-5V RTD輸入信號；16路或32路開關量輸入（交直流兩用）、11路或16路開關量輸出；通信接口有1個RS485，1對光纖，1個RS232調試口，1個CAN，以及2個以太網。

高可靠性設計

POWERSAFE本著穩定可靠、經久耐用的設計原則，全部采用工業級元器件、所有與外界的連接均做到了充分的電氣隔離，并內置抗雷擊保護電路和電源濾波器。專業的EMC設計。對裝置輸入電源、模擬和數字電源進行實時監測，配合完善的在線自檢測試程序，從根本上保證了其運行的可靠性。對輸入電源的監視使得POWERSAFE在停電之前將重要數據及時保存。

全面的事故分析記錄

POWERSAFE能為用戶提供的用于事故分析診斷的信息有8次故障錄波和100條SOE。其中，每次故障錄波的長度為故障前4后24共28個周波，每周波32點采樣，實時記錄包括9個交流量、32個開入、16個開出量、所有保護模塊的狀態；SOE除了記錄各種保護動作信息外，還記錄經過濾波的開入變位，以及其它有助于事故分析的信息，包括裝置上電、裝置掉電、裝置復位、信號復歸、遙控操作、就地操作、修改保護定值、裝置自檢錯誤、裝置超溫等信息。借助于SafeLogic軟件包可以對故障錄波進行詳盡直觀的分析。

高精度測量

POWERSAFE的測量功能包括對IA、IB、IC、I0、UA、UB、UC、UAB（UAB1）、UBC（UBC1）、UCA（UCA1）、U0、UAB2、UBC2、UCA2、P、Q、f、fs、PF的精準測量，以及對正向kWh、反向kWh、正向kVarh、反向kVarh的計量。其中電壓、電流和功率因數的測量精度達到了0.2級，功率、電度的精度達到了0.5級，測頻偏差最大±0.01Hz。采用頻率跟蹤技術，實時監視系統頻率的變化，實時調整數據采樣的時間間隔，可以徹底消除基頻波動引起的計算誤差，能保證在基頻偏離工頻50Hz很大的情況下準確計算出當時系統的基頻分量、諧波分量和序分量。并且，POWERSAFE的測頻通道可以自動切換，只要有交流電輸入，就有頻率值。

精準的校時

POWERSAFE的校時有三種：人工裝置面板校時，通信校時和IRIG-B碼校時。其中，人工裝置面板校時為粗校時，無精度可言，一般用于調試；通信校時的精度小于±100ms；而IRIG-B碼校時的精度小于或等于±1ms。精準的校時保證了故障錄波和SOE信息的可信度，提升了它們在事故分析中的價值。尤其，即使POWERSAFE發生復位或短暫掉電，也不影響它的時鐘精度。

功能齊全、使用方便的面板

POWERSAFE的面板設計美觀、簡潔，使用方便、簡單。大液晶顯示屏上可以顯示主接線圖，開關和隔刀、地刀的實時位置，也可以同時顯示測量實時值。使用4個用于設備控制的按鍵（對象選擇、分、合、就地控制）就可以對主接線圖中的設備進行分或合操作。POWERSAFE的面板顯示有兩個由用戶定義的主畫面（包括泵的運行狀態畫面），用戶可根據需要，在SafeLogic上將常用的信息定義在兩個主畫面上，查看起來極其方便。此外，POWERSAFE的面板還包括8個可以編程的3色LED指示燈，1個用于就地/遠方控制切換的按鍵和對應的3個位置指示燈，1個信號復歸按鍵和一套由上、下、左、右4個按鍵、1個退出、1個確認按鍵組成的人機交互鍵。人機界面有兩個用戶級別，瀏覽級和控制級。瀏覽級用于日常的測量和監視，而控制級可用于設定參數和保護定值、就地操作。

POWERSAFE的人機交互有充分的提示信息，易學易會。

智能可編程保護管理單元在泵站智能控制中的應用

由于智能可編程保護管理單元具備PLC、LCU、繼電保護、電力儀表等全部的功能，完全可以應用在泵站智能控制中。

每個PowerSafe可編程保護管理單元具備以下設備的功能：

完善的繼電保護功能;

全面的電力測量功能，完全取代智能配電儀表

模擬輸入，可接入溫度變送器，取代溫度巡檢儀。

最多可擴展32DI,16DO的可編程節點，取代PLC

可以組態的大屏幕液晶顯示，取代顯示面板。

多總線通信，不需要其他的通訊輔助設備。

結論

智能控制范文第2篇

1．1控制模塊的硬件設計控制模塊選用了STM32F107VC32位ARM處理器［1］，此芯片集成了各種高性能工業標準接口，且STM32不同型號產品在引腳和軟件上具有完美的兼容性，可以輕松適應更多的應用。MCU本身包含有標準RS23，ISP及USB通訊接口，運行頻率高達72MHz，因而使得系統能夠以精簡的設計，高速的數據處理速度完成智能控制。STM32系列單片GPIO口多達51個，大部分可復用，本模塊中所配置GPIO口包括：RS232通訊接口PB10，PB11，連接圖2中Flow＿TXD，Flow＿RXD，傳輸流量傳感器檢測信號；ISP三線通訊接口PC9，PC10，PC11，對應圖3中PV＿CS，PV＿SLCK，PV＿DIN信號；PC8輸出切換信號?？刂颇K選用的流量傳感器為FS4001系列小流量氣體質量流量傳感器。FS4001是專門為各類小流量氣體的測量和過程控制而設計的，其獨特的封裝技術使之可用于各類管徑，成本低、易安裝、不需要溫度壓力補償，可替代容積式或壓差式的傳統流量傳感器，其精度達到±（1．5＋0．5FS）％，重復性達到±0．25％，1mm通徑傳感器，最大流量達到200SCMM。FS4001與MCU通過RS232接口進行通訊，經過MAX3232實現電平轉換后，按照專用通訊協議，可完成FS4001自校準以及流量讀取。接口電路見圖2。STM32F107VC對測得流量和設置流量之差進行比較以及控制算法的計算后，將控制數字量輸出至DA芯片LTC2641，DAC將數字量轉換成模擬控制量，經低功耗、精密單電源運算放大器OPA2234及放大管2N3904將信號放大后驅動比例閥，完成流量的控制?？刂颇K中的DAC為單極性LTC2641，此芯片僅消耗120μA電源電流，就滿標度階躍而言，僅用1μs就能穩定在0．5LSB以內。DAC通過3線SP兼容串行接口，以高達50MHz的時鐘速率通信，其6位INL誤差最大值在整個溫度范圍內為僅±2LSB。DA轉換及比例閥驅動電路見圖3?？刂颇K中比例閥選用VSO?系列熱補償型微型比例電磁閥［2］，通過VSO技術（voltagesensitiveorifice），即電壓敏感性通徑技術，比例閥可以根據輸入電流的大小，精確的控制氣體流量比例。比例閥通過直流電流驅動或脈沖調幅驅動，并使用閉環反饋控制，能夠獲得優化的系統性能。本模塊中的比例閥線圈最小工作電壓20VDC，控制電流范圍在0～91mA，電流與流量的關系如圖4。模塊中氣氛切換的功能實現是通過MCU發送切換信號，控制管子2N3904的導通與關閉，來驅動VZ100電磁閥兩通道的轉換來完成。切換功能電路見圖5。

1．2模塊的軟件設計模塊軟件分為兩部分：控制軟件及交互軟件。控制軟件包括數據采集，與比列閥，流量傳感器及上位計算機的通訊，數據濾波，PID控制算法等，采用C語言；交互軟件則主要用于計算機操作，便于用戶進行流量設置與氣氛切換的操作，同時可實時顯示氣氛流量曲線以及數據儲存，采用VB語言編寫。

2測試結果

目前模塊樣機配置于DSC30熱分析儀上，通過此模塊控制通入儀器爐體的吹掃氣氛，測試時，模塊的氣路一，通入氮氣，配合控制軟件，設置氣氛流量為50ml／min，觀察儀器DSC基線數據約25min，采樣圖譜見圖6所示。圖譜顯示基線平直度完美。DSC30共有兩路氣氛輸入，在實驗過程中設置氣路一氣氛（氮氣）流量為50mL／min，氣路二氣氛（氧氣）流量60mL／min。開始測試時，缺省通入氣氛一，實驗5min后，按氣路切換鍵，切換為氣氛二通入，可觀察到軟件窗口中氣氛一和氣氛二數值的變化，氣路二采樣數據（以秒為時間單位）見表一。根據測試數據可以看出，模塊的氣氛控制精度誤差＜±0．1mL／min，切換穩定時間＜16s。

3結束語

智能控制范文第3篇

【關鍵詞】智能控制技術；智能建筑；應用

智能控制技術和智能建筑的發展是相互依存的，不僅為人們提供了舒適的居住和工作環境，而且不斷進步的智能控制技術在智能建筑的應用也令人們感覺到信息化社會的優越性。但是，智能控制技術在智能建筑的應用中還存在一些問題，亟待需要解決。

1 智能控制技術在智能建筑應用的現狀

1.1 智能控制技術與智能建筑

所謂智能控制技術，就是指計算機技術、控制技術和通信技術等現代化信息技術的結合，它是不斷發展前進的，依托于智能建筑的發展，又推動著智能建筑的發展。所謂智能建筑，就是指現代化建筑技術與智能控制技術等體系相結合的產物，它大大提高了人們的生活質量、工作效率和管理水平。隨著經濟社會的發展，人們對生活質量的要求日益提高，智能建筑的建設和發展更加快速。

1.2 智能控制技術在智能建筑中的應用現狀

就我國而言，我國的智能建筑仍然處于初級和探索階段，現在智能建筑技術與綠色建筑技術結合起來，更加豐富了智能建筑的內涵，既為使用者提供健康、舒適、安全的居住和工作空間，也能夠提高資源的利用率、降低對環境的影響?，F在，控制技術經過了DCS（集散式控制系統）、PLC（邏輯控制系統）技術的發展，DDC（直接數字控制）在這一領域的應用也日益廣泛。智能控制技術在智能建筑中的應用也日益深化，但是在應用過程中還存在一些問題，需要相關部門積極尋求解決的措施。

2 智能控制技術在智能建筑應用中存在的問題

智能控制技術在智能建筑中的應用日益廣泛，但是還存在一些問題，主要以下幾個：

2.1 控制網絡協議的標準化工作有待進一步深化

現在，智能控制技術在智能建筑中的應用進一步深化，但是控制網絡協議還沒有完善的標準，這不僅造成了智能控制技術在智能建筑應用過程中缺乏統一的標準，而且也會降低技術應用的效率。例如，BACnet協議中的與CCTV相關的標準還沒有制定出來，而CCTV是樓宇自控系統的重要組成部分，因此，在BACnet中實現其相應的對象標準是必須的。

2.2 agent技術的應用許多還停留在規劃階段，許多相關的技術細節需要進一步深入研究

agent技術是智能控制技術的重要組成部分，雖然它在智能建筑中已有所應用，但是大多仍然停留在規劃階段，很多與之相關的技術細節不深入、細致，還需要進一步深入研究，這也影響了智能控制技術在智能建筑中的應用的深度和范圍。例如，agent運行平臺的優化，適合智能樓宇的agent通信語言的研究等；

2.3 智能agent技術與日益標準化的控制網絡協議之間的融合還沒有得到充足的重視

目前，研究者還沒有將智能agent技術與日益標準化的控制網絡協議之間的融合提上議事日程，說明其還沒有得到研究者的充分重視。這也不利于智能控制技術在智能建筑中的應用，因此，將agent更好地構建于統一的控制網絡之上應該成為下一步研究的重點。

2.4 支撐agent運行的嵌入式平臺，應該是另一個研究重點

它包括底層運行的嵌入式操作系統的研究和agent運行的嵌入式平臺的研究，簡言之，智能建筑已經發展到第三代，它的發展有賴于第三代建筑智能建筑技術的發展，特別是人工智能技術以及與控制相關的agent技術。但是就目前的發展水平而言，我國在智能建筑領域的技術平臺還不是很完善，支撐agent運行的嵌入式平臺還沒有得到廣泛的運用，這會不利于智能控制技術在智能建筑中的應用。

3 應采取的策略

為了解決上述問題，相關部門應采取相應的措施加以解決，主要以下幾個：

3.1 計算機技術是智能建筑的主要依托

計算機技術發展到一定水平，特別是計算機應用的廣泛到很高的程度之后，計算機已成為人們生活中不可缺少的重要工具。這與其能力、效果、規模、以及聯絡范圍有關，所以大型計算機效果更好。起初可能只是一間辦公室的設備，之后逐漸發展成整棟辦公樓的數據庫的計算機系統及各種子系統和各種附屬設備，使計算機轉化為建筑物的一個部分。與此同時，為了提高控制的方便性、可靠性，又可達到科學地節約能源的目的，建筑物內的各種設備控制管理也應用計算機進行。因此智能化建筑可以為用戶提供業務活動。

3.2 通訊技術是智能建筑的重要內容

由于技術發展，通訊已成熟的采用各種各樣的傳播為社會服務層次越高的科研管理等。對通訊的水平要求也就越高。通訊給人們帶來了能量巨大的信息通道，達到了信息資源全球性共享。這樣的科技發展具有深遠的意義，甚至成為時代的象征，所以有“21世紀是信息時代”之說。在這樣的背景下，建筑物必然需要為用戶配置足夠多的各種運行十分可靠的通訊系統，通過不同的網絡渠道為用戶服務。這可以說是智能建筑的又一特點。

3.3 智能化集成是智能建筑體現功能的神經中樞

如目前所公認，建筑物智能化包括三大系統：建筑物自動化系統(BAS)辦公自動化(OAS)及通訊自動化系統(CAs)。這三大系統所涉及的各種傳感器、控制器、信息傳輸設施等設置在整個大廈的各個部位，而其主系統的主機，子系統的主機也都按樓宇管理者的不同要求設置在各部位。每個系統的數據～信息流，都按各系統的技術邏輯要求進行傳輸。因此寬頻帶，高速度，大容量的不線綜合布線系統應運而生。在這個基礎上，系統集成的目標就是將上述三大系統進行信息綜合管理，形成一一個統一協調的整體，構成各子系統的有機結合，實行信息交換和共享，而不是個大系統子系統的簡單的堆集。此外這項技術應該是先進的、經濟的，而且能方便的適應技術的發展和擴容的需要。顯然智能集成是智能建筑體現功能的神經中樞，這一比喻十分形象。智能的建筑不一定要豪華，應讓使用者舒適方便。

4 結語

智能控制技術在智能建筑中的應用日益廣泛，通過智能設備與網絡的結合建立一個完整、統一的監控管理平臺，以實現對樓宇設備自動化系統（BAS）、通訊自動化系統（CAS）和辦公自動化系統（OAS）的整合，從而建立現代化的信息服務和物業管理系統，促進智能控制技術在智能建筑中的應用。

參考文獻：

[1]蔣文斌，許毅平，周寧，梁超，樓字智能控制技術研究進展，計算機工程與應用[J]，2002（7）

[2]李旭，智能建筑淺談，中國科技信息[J]，2005（7）

智能控制范文第4篇

裝置總體設計

鑒于目前所實施的階梯峰谷電價和將來的實時電價政策，文中設計的家電控制裝置包括智能插座和家庭互動終端，兩個裝置通過無線通信構成一套家庭用電系統網絡，如圖1所示。智能插座將采集用電數據發送給家庭互動終端，互動終端實時顯示家庭用電和電價情況，互動終端根據電價情況為用戶提供不同的智能節電方案，在滿足用戶用電需求的前提下，智能控制室內各電器工作屬性，用戶根據實際情況可以對節電方案進行調整，最大程度上降低用電量和用電費的支出，實現能源優化配置。

智能插座

智能插座是基于光纖復合電纜或無線雙通道連接家電和電源的中間設備，實現家庭內部異構傳感網絡，對家庭用電設備進行統一監控與管理，在執行通斷電操作、獲得家電狀態信息的同時兼插座使用。

1智能插座主要功能

1）對家用電器的用電量進行計量，并采集家電的電壓、電流、功率、功率因數，將所需數據上傳至家庭互動終端；2）利用無線等通信方式，接收互動終端下發的控制指令，對家用電器執行通斷電操作，在家電進入待機狀態時切斷電源，達到消除待機能耗、節能省電的目的。

2智能插座硬件設計

根據智能插座的功能，硬件結構框圖如圖2所示，智能插座主要包含控制管理模塊、開斷模塊、計量模塊、通信模塊、時鐘和存儲模塊等。

1）控制管理模塊

智能插座在功能上要求較低，但安裝數量較多，因此在設計時經濟實用性著重考慮，可選用ATMEL公司的AT89S52。

2）電能計量模塊

用于監測電器當前的工作狀態，如實際功率、電壓、電流等，可采用計量芯片ATT7022B。

3）開關模塊

智能插座內部的繼電器來控制家用電器電源的通斷，微處理器接收到通斷電指令后，令繼電器吸合或斷開。

4）通信模塊

選擇ZigBee微功率無線技術，通信的可靠性和通信速率高。通信模塊采用CC2530芯片，CC2530能以非常低的成本建立強大的網絡節點，負責向控制器發送數據和接收控制器的指令。

家庭互動終端

用戶通過家庭互動終端了解室內用電信息，互動終端根據電價情況為用戶提供不同的智能節電方案，在滿足用戶用電需求的前提下，用戶根據實際情況可以對節電方案進行調整?；咏K端根據用電方案對各用電器進行控制，最大程度上降低用電量和用電費的支出，實現能源優化配置。

1家庭互動終端主要功能

1）接收智能插座發送的電器用電數據、實時電價數據，以及上述數據的存儲。2）為用戶提供平臺，用戶通過互動終端查詢家庭用電信息及其它相關信息。3）用戶設定電器控制指令，互動終端讀取用戶下達的條件并處理后將控制指令發送給各與家用電器連接的智能插座，從而控制家用電器的開關狀態。對信息家電的調控可以不只是簡單地開、關控制，設定的調控選項包括開關的控制、溫度的設置、風速和模式的設置等，能夠達到取代家電遙控器的作用。

2家庭互動終端硬件設計

根據家庭互動終端的功能，硬件結構框圖如圖3所示，互動終端主要包含控制管理模塊、開斷模塊、計量模塊、通信模塊、時鐘和存儲模塊等。

1）控制管理模塊

家庭互動終端需要處理大量信息，因此需要一個性能優異的芯片才能保證其高效穩定工作，選用TI公司基于ARM核心的LM3S9000系列。

2）LCD與按鍵模塊

該模塊包括按鍵、LCD及其驅動3個部分，互動終端將接收到的家電用電信息、每天的實時電價經過處理以圖表的形式展現給用戶。

3）通信模塊

互動終端的通信模塊與智能插座類似，負責向智能插座發送控制指令和接收智能插座采集的數據。

4）數據存儲模塊

互動終端的數據存儲模塊包含微處理器的鐵電存儲器和LCD液晶屏的顯存。

軟件設計

1初始化設置

目前的居民電價政策主要是階梯峰谷電價，隨著智能電網的發展，還會采用實時電價政策。根據不同的電價政策，設計的裝置為用戶提供不同的能效服務，用戶在使用裝置時可以根據具體的電價政策選擇裝置的工作模式。對于階梯峰谷電價參數的初始化輸入，用戶能將各階梯電量、各階梯的調價電費、峰谷時段輸入到互動終端。互動終端LCD提供界面，用戶根據界面提示通過按鍵依次輸入各參數值；對于實時電價，用戶只需選定后互動終端便進入工作狀態并進行實時電價的采集。實現流程圖如圖4所示。

2信息獲取及存儲

在家庭正常用電時互動終端根據用戶的初始化輸入統計每天在峰電價時段工作的電器及其用電量，用戶可以通過LCD查詢統計的信息。家庭互動終端采集每天的實時電價并進行存儲，以時段及相應電價的形式存儲；互動終端LCD提供實時電價查詢界面，以曲線圖的形式展示，用戶通過按鍵瀏覽過去一（兩）天的實時電價，實現流程如圖5所示。

智能控制范文第5篇

當今單片機的應用已經從單純依賴于51系列單片機向其他多種單片機發展,尤其以嵌入式PIC單片機的發展應用更為廣泛。PIC單片機含具有PWM功能的功能模塊(CCP),利用此模塊更容易通過軟件實現PWM,且具有更快的執行速度。本文采用軟硬件結合設計的方法,利用面積等效法,并且基于PIC單片機實現對試驗逆變系統的PWM控制。

一、面積等效的PWM控制算法

目前生成PWM波的控制算法主要有4種:對稱規則采樣法;自然采樣法;面積等效法;不對稱規則采樣法。

理論分析后知自然采樣法和面積等效法相對于規則采樣法諧波較小,對諧波的抑制能力較強。又因為PIC單片機片內無較大空間實現在線運算,所以自然采樣法不利于軟件實現。本文的試驗系統采用面積等效法實現PWM控制,其原理如圖1所示。

利用正弦波小塊面積S1與脈沖面積S2相等原則,將正弦波的正半周分為N等分,則每一等分的寬度為π/N弧度,利用面積等效法計算出半個周期內N個不同的脈寬值,將產生的脈寬數列以列表形式存于PIC單片機的ROM中,以供程序調用。

二、軟硬件結合試驗系統

以PIC單片機內部的兩個功能模塊(CCP)為基礎,利用該模塊具有的PWM功能,軟件控制兩路PWM波形的輸出。再將這兩路PWM波利用互補導通原則變換成4路,經隔離放大后驅動IGBT逆變器,實現對輸出的控制。

(一)硬件設計

試驗硬件系統如圖2所示。選擇PIC單片機的中檔系列,該系列單片機的主要特點有:

1.8K×14個FLASH程序存儲器,368×8個數據存儲器(RAM)字節;

2.功能模塊豐富,含2個16位寄存器的CCP模塊,具有PWM功能;

3.具有高性能的RISCCPU;

4.中斷能力強,達到14個中斷源;

5.除程序分支指令為兩個周期外,其余均為單周期指令,且僅有35條單字指令;

6.含3個定時器,其中與PWM功能相關的定時器2(即TMR2)帶有8位周期寄存器,且帶有8位預分頻器和后分頻器。

逆變部分采用自關斷器件IGBT實現單相全橋逆變。IGBT是全控型電力電子器件,它的控制級為絕緣柵場效應晶體管,輸出級為雙級功率晶體管,因而它具有兩者的優點而克服了兩者的缺點。它開關頻率相對高,驅動功率小,構成的功率交換器輸出電壓紋波小,線路簡單,是當今最具有應用前景的功率器件。

(二)軟件設計

1.PIC單片機的設置。試驗中設置PWM的頻率為20kHz,并外接20MHz晶振信號,計算得指令周期即計時步階為0.2μs。PIC單片機CCP功能模塊的PWM功能實現主要依靠相關寄存器值的設定,且以定時器2(TMR2)作為PWM的時基。相關寄存器的設置如下。

(1)PWM周期的設定由寄存器PR2設定

(PWM)周期=(PR2+1)×4×Tosc×(TMR2)預分頻(4)

試驗中Tosc為20MHz,為提高分辨率,TMR2預分頻設為1:1,由此計算得PR2=0XF9;

(2)定時器TMR2的控制寄存器T2CON設定

因為PWM頻率高,周期短,在每個周期內完成脈寬的調整比較困難,故在此寄存器中設置后分頻為1:3,這樣每輸出3個相同脈寬的PWM波后改變一次脈寬值;

(3)2個CCP模塊的控制寄存器CCP1CON及CCP2CON的設定

兩個CCP模塊控制寄存器的設置類似,選擇CCP模塊作用于PWM功能模式,即bit3:0=11。

(4)CCPR1L脈寬寫入寄存器

寫入的脈寬值在下個TMR2周期開始時轉至CCPR1H,通過讀CCPR1H的脈寬值來改變PWM脈寬。

(5)寄存器TRISC

對應于CCP1和CCP2的輸入輸出設置,應設置為輸出形式,即TRISC的bit2:1=00。

2.PWM波形產生的實現過程。軟件控制PIC單片機使之產生PWM波形,首先將之前設置的寄存器值寫入相關寄存器,當PIC的PWM功能開啟后TMR2從0開始計數,同時CCP模塊引腳輸出高電平。

――當TMR2≥CCPR1L時,PWM功能引腳開始輸出低電平。

――當TMR2≥PR2時,則TMR2=0,重新開始另一個周期計數,PWM功能引腳開始輸出高電平。同時TMR2的中斷標志位被系統置高,即TMR2IF=1,轉去執行中斷服務程序。