仇晓峰选煤厂集中控制系统开题报告（小编整理）

第一篇：仇晓峰选煤厂集中控制系统开题报告

唐 山 学 院

毕业设计（论文）开题报告

设计（论文）题目：选煤厂集中控制系统

信息工程系 系别：_________________________ 电气工程及其自动化 专业：_________________________ 仇晓峰 姓名：_________________________ 董翠英 指 导 教 师：_________________________董翠英 辅 导 教 师：_________________________

2013年

3月5日

第二篇：集中控制系统在选煤厂的应用

集中控制系统在选煤厂的应用

作者：王燕琴

摘要：介绍选煤厂集中控制系统的构成、技术功能与实现系统技术功能的方法，结合石港选煤厂的应用实践，说明一下选煤厂集中控制系统的应用效果。

随着选煤厂生产自动化水平的提高，PLC控制系统在选煤厂得到了广泛的应用。山西石港煤业有限责任公司选煤厂是一座设计能力90万t/a的矿井型动力煤选煤厂。选煤厂采用了欧姆龙PLC和MCGS组态软件对选煤厂生产进行控制和监视。

一、集中控制系统

1、集中控制系统组成

全厂集中控制采用OMRON系列的PLC，该系统的控制作为负担全厂的生产管理任务，将筛分车间、动筛车间等系统按照“逆煤溜启车，顺煤溜停车”的原则统一工作。

2、集中控制系统设备

集控系统选用2台河南工控机，其上位机使用北京昆仑通态的全中文工控组态软件MCGS，编程采用OMRON CX-ONE编程软件工具，CPU采用OMORN CJ1G—CPU45H。

二、生产过程控制系统

石港选煤厂集中控制系统范围包括原煤筛分系统和动筛洗选系统组成的主车间及相关的各条皮带、刮板输送机、给煤机等设备。

该控制系统所有设备均具有集中/ 就地两种控制方式，集中控制用于生产，就地控制用于检修。并通过上位机实现无扰动切换。在集中控制方式时，设备按逆煤流方向启车，按顺煤流方向停车原则运行。在启动或运行过程中，各相连设备间设有电器联锁，当某台设备发生故障停止时，其上部设备相应停止启动或运行。在非常情况下，集控室、现场都能停车。在集中控制方式时参加集控的各设备不能就地开车。集中控制时，起车前，有控制室向现场发送起车预告信号，系统中的各设备按闭锁关系和顺序的要求自动启车，在向现场发送预告信号和系统启车过程中，现场和集控室均能撤销预告信号，终止启车过程，并发出声光报警信号。当设备故障时，一般事故只做报警，对影响设备运行和人身安全的事故同时作用于停车。所有参控设备在集控允许的情况下（就地状态），均可在就地实现单台启、停；集中运行状态时，现场启车按钮无效，停车按钮有作用，现场死机可根据情况操纵停车按钮停车，且生产时该台设备的来煤方向各设备均联锁停车。以上这些控制功能都是通过PLC及其内的程序逻辑来实现的。

三、软件设计

1、编程软件

采用OMRON CX-ONE软件对设备编程实现对生产的监视和监控。一般的设备设有7个点，对设备进行信号采集：急停、启动信号、停止信号、接触器信号、电源信号、返回信号、电铃。（跳汰机应自带PLC控制系统，只接有启动信号及返回信号）

2、组态的实现

通过MCGS组态软件对系统进行组态画面，按照煤线的方面绘制组态画面，这样可以很直接地观看出系统的工艺流程，此即系统的主画面。通过组态MCGS画面

还可以查看历史报表及报警信息，方便更好的了解设备运行情况和维修系统。

四、PLC在选煤厂的应用效果

1、可靠性高，抗干扰能力强

高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性。

2、PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使PLC组成各种控制系统变得非常容易。

3、系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造

PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。

四、结语

通过自动化集中控制系统，不但可在集控室实现对子控制系统的监视，还可使用软件对系统进行监控、调试和编程。降低了设备维护和维修量，减轻了员工的负担。

通过对选煤系统的不断改造使选煤工艺和系统控制进一步优化，提高了选煤质量，加强了生产安全，为该厂的高效发展奠定了基础。参考文献：

①崔莉莉,陈相辉,李辛.《基于PLC 的集中控制系统在城郊选煤厂的应用》 Application of PlC Centralized Control System in Control system in Outskirts.Washery.《煤》COAL ,2008.②王维峰,王新平.PLC 《在临涣选煤厂选煤控制系统中的应用》PLC in Coal Processing Control System in Linhuan Coal Preparation Plant.《煤炭技术》COAL TECHNOLOGY ,2009.③刘建文,王坤.《生产集中控制系统在东欢坨选煤厂的应用》.Production Centralized Control System in Donghuantuo Coal Preparation Plant.《选煤技术》GOAL PREPARATION TECHNOLOGY, 2005.④秦艳军，郭志林.《浅谈王庄矿选煤厂模块化技术改造自动化系统》.WangZhuang discuss modular coal mine technical transformation automation system.《煤》2010年01期

第三篇：选煤厂集中控制系统招标技术规格书

选煤厂集中控制系统招标技术规格书

一、总则

1、本规格书仅适用于甘肃华亭煤业集团大柳矿井选煤厂集中控制系统、计算机信息管理网络系统、调度电话系统的设计、系统集成、安装的招标。

2、本规格书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，系统集成商应承诺提供符合本规格书和有关最新工业标准及规程、规范的优秀的设计和优良的产品。

3、系统集成商应提供当今世界最先进的、可靠、成熟的技术和设备。

4、系统集成商应能实现选煤厂高度自动化、管理信息化，所有的操作、检测、监控均在集中控制室内实现，所有必要的工艺参数都能在集中控制室内监视、记录。

5、整个系统完成后，在正常情况下车间内不配岗位司机或仅有几个巡岗人员。

6、系统集成商可根据自己制造和配套经验，对本规格书提出修正方案，供招标方参考。

7、所有系统必须运行安全、可靠、稳定，不宜受到干扰，具有良好的电磁兼容性。不得产生、接受虚假信号，不得出现不明原因的启停车。整个系统必须有完善、可靠的抗干扰措施。

8、本规格书中所有涉及到的软件都必须是正版。自行开发的软件应运行可靠、稳定、易升级、易维护，不得有死机现象的发生，必须有备份光盘。所有软件的版权、所有权及使用权归业主所有。

9、在合同签订后，招标方有权提出修订要求。具体事宜由供、需双方协商确定。

二、选煤厂工艺流程

三、招标及供货范围

（一）全厂集中控制及综合自动化系统的设计、设备成套集成、安装和调试。包括：

1、计算机集中（PLC）控制系统的设备集成、系统设计、安装和调试。

2、控制、信号、通讯电缆的敷设、安装及调试。

3、各种仪器、仪表、传感器的安装及调试，各种保护装置的安装及调试，各种就地控制按钮箱的安装及调试。

4、全厂计算机集成控制及综合自动化系统的设备集成、软件设计与配套。

（二）全厂计算机信息管理系统的软件编制及调试。

（三）全厂工业电视监视系统的设备成套、安装及调试。

（四）全厂调度电话系统的成套安装及调试。

四、在投标书中必须明确的内容

1、所有设计工作，投标方在投标时都必须明确免费给予设计。

2、必须分项详细报价，如PLC每个模块、每台仪器仪表、每个控制按钮箱、每米电缆等的单（总）价、每个气动阀门、安装费、软件费、调试费以及其他费用。必须注明外购件的生产厂商及规格型号。

3、中标方在设计和制造时，应遵循的有关规程、规范及标准，以及本系统的技术优势。

4、投标方的质量保证体系及相类似的工程业绩。

5、投标方所承诺的系统、设备的质保期及售后服务。

6、投标方注明在合同签订后提供满足施工图设计的资料及供货的最短时间。

7、投标方对本技术规格书所提要求的改进部分及修改理由。

五、对投标方的要求

1、投标方必须具有选煤、计算机及工业自控方面的专业技术人才；具有一定的硬件装配和

软件开发调试的能力；在电控、通讯、计算机网络系统方面都具有相应的业绩和丰富的系统集成经验。

2、投标方必须具有选煤厂控制系统设计、系统集成的业绩。

3、投标方应对其外购配置的设备、部件的合理性和先进性负责。

4、因招标方不是设计、安装和系统集成的专业公司，因此本规格书可能有不妥和错误之处，请投标方在投标前认真仔细研究、审核、检查、计算、设计本规格书中的系统，对出现的错误、疑问及改进、建议等请及时向招标方提出。

5、投标(中标)方应负责标书中所有系统的设计、安装、调试、试运转直至移交正常生产。

6、质保期内凡出现系统、设备等质量问题，中标方均应免费维修或更换，并对其产品提供终身服务。

7、系统交货时间：2010年8月15日

8、交货地点：大柳施工现场

六、集中控制系统技术规格、总体功能及要求

（一）控制系统方案介绍

控制系统由主井口起，包括准备车间、原煤仓、主厂房、产品储、装运等所有设备的控制。控制器采用施耐德TQS Quantun 2000系列PLC，CPU43412系列的控制主站和CRP93200系列的远程I/O控制分站.系统在综合化验办公楼设置控制主站；在原煤准备车间、原煤仓、主厂房、浓缩车间、产品仓和干燥车间配电室设有分站。整个控制系统主站和分站以及分站和分站之间通过R I/O远程控制总线相连，采用光纤作为通讯介质。控制系统的上位机与PLC之间采用工业以太网通讯，通过运行IFIX4.5监控软件实现全厂范围内设备监控。

（二）控制系统组成全厂计算机控制网络组成分为三层结构形式：

1、现场控制层

由现场仪表、传感器及控制操作按钮等完成全厂生产流程的实时控制。由施耐德公司TQS Quantun 2000系列PLC, R I/O远程控制网络共同组成，连接各个控制站实现全厂监控的有机整体。它可以完成对现场参控设备的操作、控制、状态监视、信息传输功能和控制指令的传达执行。为保证数据的传输速率和防止外界干扰（如电磁干扰等），控制层网络的通讯线缆使用光纤作为信号传输介质。

2、调度监控层

主控室硬件主要由工业以太网交换机、组态监控操作工作站（下文简称上位机）、集控平台开发维护工作站（下文简称工程师站）、打印机、视频服务器、视频控制器、工业电视监控系统、DLP大屏幕显示系统、调度电话系统等构成。工程师工作站用来完成组态工作并具有完全的操作员站功能；操作员站主要用于操作，通过运行IFIX4.5监控组态软件构成系统监控软件平台，实现全厂的系统监控及生产的统一集中管理。为增强系统的抗干扰性和兼容性，该层网络采用工业以太网。

3、信息管理层

由信息管理服务器、信息终端计算机、交换机等组成，完成选煤厂的信息管理。该系统通过和自动化系统联网可以实时观察选煤厂的生产过程信息。如每天的产量、当前煤质灰分、设备运转情况等。并可随时了解安全、生产、物资运销、效益等各种信息，实现全厂区统一调度、统一管理。并且可实现远程办公，通过集团内部网络可实时了解厂区信息。

（三）控制系统的功能

1、集中控制系统的控制方式

全厂集中控制系统的操作在集控室内完成（装车单独集控），通过采用工业计算机作为人机接口实施监控操作，控制方式采用集中（自动、手动）、就地、零位三种控制方式。集中、就地、零位方式可以方便地予以转换而不影响设备的原有运行状态。在集中方式下集中控制系统还具备对设备的单独控制功能，可以实现对单台设备的单独起停车操作。

A）集中自动方式

集中自动方式的所有操作均可通过上位机进行操作，运行人员根据工艺要求可在显示器上调出预选流程菜单。当程序选择无误且组成一条完整的流程时，显示器上出现程选有效信号。当挡板及其现场信号全部到位后，系统发出允许起动信号。所选设备按逆煤流方向启动各台设备，设备起动前告警器发出告警音响（采用语音告警，详细说出设备的名称），设备启动后现场告警停止音响。程序停机时顺煤流逐一按预定延时停机。

B）集中手动方式

集中手动方式分为联锁手动和解锁手动。联锁手动是操作人员在上位机上通过PLC完成。操作人员根据运行要求在上位机上调出相应画面进行。对已选择好的流程之中的设备按联锁方式逆煤流逐台的启动设备，按顺煤流方向逐台停机。解锁手动也在上位机进行操作，此时无任何联锁关系，可启停任何设备。

C）就地方式

就地方式为解锁手动，是在就地控制箱上进行操作。控制系统在现场设有仅供设备检修的起停按钮及事故紧急停机拉线开关(或按钮)，控制箱应标准，配有状态指示灯等。

D）零位模式

在零位模式下禁止所有的控制。

2、过程控制功能

系统正常运行后，程序可根据各系统的实际情况选择各自的运行方式，并满足集中/就地的无扰动切换。

（1）起车前的操作过程

A)控制方式选择

集控方式下PLC执行用户程序的全部控制功能；就地方式下PLC仅执行模拟显示功能；集控手动方式下，在集控室实现单台设备的起、停车，并具有联锁、解锁功能；零位模式下，设备不受任何控制。

B)系统流程选择

当选定任一选煤流程后，PLC将检测有关输入状态，判断参与该流程控制的溜槽位置，设备工作方式，以及保护点状态等是否满足起车条件。

（2）起车过程的控制

当前述指令操作完毕，系统准备就绪，操作员向系统发出起车指令，所选系统将在指定的起车方式下进入起车控制过程，设备将要起动时要有语音信号（说出设备的名称），以提醒工人。

起车过程按照使设备无料空运转时间最短的原则分系统或分组进行逆煤流方向起动。在逆煤流起车过程中出现故障时，现场操作人员根据现场的实际情况可随时按下停车按钮，终止起车过程。起车指令自动撤除并报警，已起设备保持运行，在短时间排除故障后，可从故障设备接续起车。也可根据实际情况实施顺序停车。在起车的过程中要考虑对电网的影响，避免造成电网电压降幅过大。

（3）系统运行的闭锁及控制

在运行过程中出现故障时，逆煤流闭锁保护、报警。

对各种保护、运行参数实时检测。

 完成系统中各调节过程的控制。

 调度人员和岗位工人都可随时解除某个系统和设备的运行。对不需参与顺序起车或难以进入顺序起车过程的设备，可在起车前或在任一时刻在控制室控制该设备（如某些泵、闸板、阀门等）。

对系统有效工作时间及各种参数进行自动统计、显示并打印。

 系统运行过程中现场可随时实现设备的紧急停车

（4）停车过程的控制

 当系统对任一流程发出停车指令后，PLC将按用户程序完成停车闭锁控制，确保设备停车后不出现存料现象。

 在停车过程中，如遇某台设备故障，则该设备和受其闭锁的设备立即停车，不受闭锁的设备仍可按程序停车。

 设备停车时间的设置按照本台设备的存料处理完毕的最小时间设定，减少设备的空运转时间。

 凡因可能造成设备存料或因设备急停造成跑水、跑料使车间环境恶化的设备，除本设备故障立即停车外，其他设备故障引起设备闭锁停车时，则上述设备不立即停车，而按一定延时停车。

（五）故障及报警处理

当发生紧急事故时，具有紧急停车功能，使故障设备及其之前工作流程的设备停车，最大限度的减少损失。

 当现场设备出现异常现象时，控制系统发出事故报警信号，采用语音报警信号，明确指出故障设备所处的系统。对一般事故（如皮带的一级跑偏）只作报警，对影响设备和人身安全的事故直接停车。

系统运行过程中现场可随时按下紧急停止按钮，实现该设备的紧急停车。 实时采集检测生产过程工艺参数，并对越限参数实施报警。

3、生产管理功能

包括动态浏览选煤厂主要设备运行状况，对各种报警自动进行记录；对主要工艺参数进行统计和分析，自动形成各主要参数（浓度、流量、灰分、产量等）的变化趋势和历史曲线；对各工艺参数进行制表，打印，实现科学管理的目的。

4、远程协助功能

投标方应该能够应用远程协助软件，在获得甲方许可的情况下，利用互联网技术，可以实现对集中控制系统进行远程维护，当集控系统出现故障时，投标方可对系统进行远程的故障诊断，协助甲方维护人员快速解决问题，减少停机时间，提高设备开动效率。

上述仅是集中控制系统的最基本的要求，投标方可在安全、可靠、实用的基础上增加新的功能。

第四篇：选煤厂集中控制系统的现状及展望

摘 要：近几年以来，随着我国经济与科技的高速发展，我们国家选煤厂也开始将网络信息化与自动化技术融入到我们的控制系统中，给我们的选煤厂集中控制带来了极大的方便。本文主要内容是对选煤厂的集中控制系统的现状做出具体描述，并对选煤厂未来做美好展望。

关键词：集中控制系统；选煤厂；计算机；结构

随着我国工业水平的不断发展，自动化管理的水平也在逐步提高，选煤厂的集中控制系统也开始与现代化的自动化管理和控制技术结合在一起，并取得了很大的成就。我国选煤厂中集中控制系统是非常关键的一个过程，它的实现在很大程度上可以提高选煤厂的经济利益，我们必须重视起来。了解选煤厂集中控制系统的由来，掌握其系统结构

近几年以来，控制技术在我国发展的越来越好，我国选煤厂的集中控制系统发展也得到了质的飞跃。选煤厂的生产条件是利用不同的洗选工艺来将原煤进行分选，最终生产出中煤、精煤、矸石等产品。但随着目前我国的选煤工艺不断改进，对所用设备的要求也越来越高，为了提高我国选煤厂的核心竞争力，这就迫切要求我们利用现代控制技术对我们的选煤厂集中控制系统做出有效果的改造。

总体来说，在我国刚刚建设的大多数选煤厂中都已经设置了集中控制系统，但它的配置标准因为建立选煤厂时间和选煤厂的规模不同可能有所差异，但以下两个层面是共同具有的：第一层面就是plc控制层，它的主要组成是plc本地站、分布站和现场信息监测控制装置。plc控制层的主要功能就是控制和检测设备的运行状态。第二层面就是工控机监控层，它的主要组成部分是工控机、大屏幕监控器和有关的应用软件。

分别对选煤厂集中控制系统的发展现状作出论述

2.1 选煤厂plc控制系统的发展现状

plc控制系统换种说法就是可编程序的控制器，我们之前的继电器慢慢演变成了现在我们说的plc控制系统。我们的plc控制系统中有三个常使用的层面，即监控层、现场设备层和plc控制层，其中，plc控制系统的核心就是位于中间层的plc控制层。位于最底层的现场设备层的主要作用是确保各信号与plc控制系统之间的连接。最上层的监控层的主要作用就是控制相关通信总线和plc控制系统的相连。我们通过研究总结可以发现，plc控制系统的结构组成非常的灵活多变，plc的模拟量和开关量在原有老设备和各类非智能化的设备控制方面具有非常重要的作用。

2.2 选煤厂扩音话机联络控制系统的发展现状

2.3 选煤厂中工业电视系统的发展现状

为了使集控人员能够实时地对选煤厂所有设备的运行情况进行观察控制，使集中控制体统的效率有所提高，在选煤厂的各个岗位中安装高清的摄像仪就显得尤为重要。目前，我国的选煤厂中已经开始通过工业电视来对选煤厂的生产工艺进行监控，通过光端机将视频信号集中汇集了起来，并且通过光缆使集控室的大屏幕能够显示视频画面。工业电视的应用，使集控室能够掌握每个岗位的工人的工作情况和现场设备的运行情况，实现了岗位与控制系统之间的联系。

2.4 选煤厂中信息管理系统的发展现状

为了能够对选煤厂中的各个生产部门进行业务上的统一管理，我国的大部分选煤厂在自己的集中控制系统中设置了信息管理这个系统。信息管理系统的设置不仅使选煤厂的生产率有了大幅度提高，还能够使选煤厂的各个部门都能够及时地接收到生产过程中的设备运行信息和数据。由此看来，信息管理系统在选煤厂的集中控制系统中有着举足轻重的作用。

2.5 选煤厂智能报警系统的发展现状

选煤厂在生产的过程中，要想对每一个生产工艺的实际情况都有一个完美的掌握，并且能够及时发现生产过程中的问题并解决问题，就必须在集中控制系统中设置智能报警的功能。举例来说一下就是指，在集中控制系统中事先设置好一个铃声或者录制一个报警的语音，当系统出现问题和故障的时候能够及时地向现场工作人员发出信号，同时也可确保工作人员的安全。紧紧跟随时代脚步，将选煤厂的集中控制系统做好做强

近几年以来，我国的选煤厂中的生产设备也有了不小的变化，选煤厂的生产规模也越来越大型化，选煤厂对控制系统自动化水平要求也越来越高，在这种情况下就要求我们对选煤厂的集中控制系统做出能够适应时代发展潮流的改革，我们必须设计出能够使选煤厂的回收率和运行率达到最佳水平的集中控制系统。

选煤厂中集中控制系统的设置使企业中的生产管理进入了自动化时代，它使我们选煤厂的生产管理水平有了大幅度的提高，并且控制系统的实现也大大降低了选煤厂工作人员的劳动强度，并使选煤厂的工作环境变得有利于工人工作，最终可以使选煤厂工人的劳动生产率有了突飞猛进的发展。

结束语

总体来说，集中控制系统在我国的选煤厂生产过程中已经有了非常广泛并且很成功的应用。虽然说现代的选煤厂中有了集中控制系统，但在实现选煤厂生产效率和利润最大化的过程中我们必须要将集中控制系统与选煤厂的其他系统结合在一起。当然我们在生产过程中不能只是一味地追求选煤厂的利润，我们必须在工作过程中保证所有工作人员的安全。只要我们在选煤厂的集中控制过程中，充分考虑到各个因素的影响，确保每个环节都万无一失，我们的选煤厂一定会越做越好。

第五篇：ups逆变器控制系统设计开题报告

青岛大学

毕业论文(设计)开题报告

题目：UPS逆变器控制系统设计 学院:自动化工程学院 专业: 电气工程及其自动化 姓名:张隆 指导教师: 王忻

2014年

月13日 课题研究意义

随着现代工业的发展,供电网络的负载越来越复杂,特别是大型用电负载的启动和停止,大型可控电力电子设备的应用以及网络内部噪声会使交流正弦波发生畸变。另外,自然界的雷电,电网的接地不良等因素均影响到电网的供电质量。由于以上因素的影响,可能会导致接在电网上的计算机设备,包括通信、医疗等精密的工业仪器设备发生失控、丢失数据、停机、损坏等严重后果,直接影响到用户的正常工作,造成经济损失或其他严重事故。如何解决这些市电问题,正是UPS(Uninterruptible Power System)不间断电源的责任。所以以单片机为控制核心的UPS电源可以为各种设备机器提供高质量的电源。

随着社会经济的发展，工业的各个领域对电源的可靠性，质量等有着越来越高的要求，一套好的UPS系统可以提高运行的稳定性，随着单片机的应用，UPS已经可以实现全数字化和智能化。同时，电力电子器件的飞速发展也为主功率部分的简化以及先进控制策略的应用提供了必要条件。IGBT作为MOSFET和GTR的复合器件已广泛地应用到逆变器中。它有MOSFET的工作速度快、输入阻抗高、驱动电路简单、热温度性好的优点，又有GTR的载流量大、阻断电压高等优点。

因此，以IGBT为代表组成的逆变器，以单片机为控制核心的UPS电源已普遍应用于我国的各行各业，本课题就是以此展开研究和设计的。

2发展前景

随着电子器件的发展，使UPS向小型化、高效率、高可靠性发展。而网络智能化UPS技术和全数字化UPS技术的出现，不仅提供完全可靠的网络电源管理，也为节能、环保提供了一种最佳的解决方案。所以UPS电源技术总的发展趋势是逐步向小型网络智能化和全数字方向发展。随着科学的进步，UPS电源技术在不久的将来会开辟一个更新的领域。

高频化：虽然传统在线式UPS的技术已经非常成熟，由于它本身带有许多无法突破的问题，使其发展前途受限。高频化概念的引入，给UPS的发展带来了许多新的思路和空间。随着高频技术和器件的发展，3KV及以下的高频在线式UPS的技术和产品已经成熟，其功能和可靠性均应高于传统UPS。高频化对于减小体积、降低成本以及对非线性负载有更好的响应上起着重要的作用。

智能化：微处理器在UPS上的应用，过去只在大、中型UPS上采用，但近年来已逐渐向小型、微型UPS方面发展，其带来的结果是UPS的智能化发展，包括控制、检测和通信。UPS逐渐由计算机来进行管理，并且计算机及外设能“自主”应付一些可能预见到的问题，能进行自动管理和调整，如自动关闭宿主计算机的操作系统并关闭其电源，定时 开关UPS本身等，并能将有关信息通过网络传递给操作系统或网络管理员，便于进行远程管理。

网络化：把UPS做为网络家庭一个成员的要求越来越迫切，因为它是网络能正常运行的基础。要求UPS拥有更大的蓄电量、可以同时为多台计算机或其它外设服务，并能够通过某种机制达成负载之间的动态配置。

大容量单机冗余化：由于网络对UPS可靠性的要求越来越高，而解决可靠性的途径除要求元器件本身高可靠外，就是用冗余的方法。小容量UPS的单机内冗余已出现。而大容量的UPS目前还必须通过并机的方法实现，但这样作又使用户投资太大。毫无疑问，使用Internet技术监控UPS系统将成为未来UPS技术的主流之一。

3各种方案的比较和课题所选用的方案

（1）预测控制：预测控制从七十年代中期提出至今，一直是控制界的一个研究热点，不断发展，先后出现了模型算法控制(MAC)、动态矩阵控制(DMC)和广义预测控制(GPC)等几十种，且在实际复杂工业过程控制中得到了成功应用。对于大滞后的被控过程，预测控制是一种非常有效的控制方法，因为预测控制不是根据被调量的当时值进行控制的，而是根据被调量在未来一段时间内的预测值进行控制的，因此，控制作用可以提前一段时间动作，这对大滞后被控过程的控制是至关重要的。

由于各类预测控制方法在预测模型假定或设计思想上存在某些差异，从而使相应的控制律各有不同的特点，但其主要思想仍是相似的，对于一个SISO系统可用图1来简单说明，其控制决策描述如下:

ˆ(t),yˆ(t1),,yˆ(tNp1)}1)在“当前”t时刻对过程的未来输出进行预测，预测值{y取决于过程t时刻的已知信息、动态预测模型以及所假定的未来控制序列{v(t), v(t+1), „, v(t+Nu-1)}；

2)在所假设的不同的未来控制作用中，选择“最优”控制序列{v*(t),v*(t1),,v*(tNu1)}，ˆ以“最好”的方式逼近参考轨迹yr。最优逼近可定义为使某一特定使过程的输出预测值y的目标函数最小。对输出误差和控制增量加权的二次型性能指标(1)是目前采用最多的目标函数。

Npˆ(tk)yr(tk))k(u(tk1))2(1.1)minJ(y2k1k1Nu3)将“最优”控制序列中t时刻的控制信号u(t)v*(t)作用于实际过程。在下一个采样时刻重复进行上面的计算步骤。

可以实现很小的电流畸变，抗噪音能力强。但是这种算法要求知道精确的附在模型和电流参数，而且有数值计算造成的延时在实际应用中也是一个问题。（2）滞环控制：也叫做bang-bang控制或纹波调节器控制，即将输出电压维持在内部参考电压为中心的滞环宽度内。具有快速的响应速度，较高的稳定性。但是，滞环控制的开关频率不稳定，使电路工作可靠性下降，输出电压的频谱变差，对系统性能不利。

（3）数字PID控制：就是把现场的控制变量的模拟信号和对现场受控变量的输出信号均转换成了数字信号，PID的实现也是通过数字信号的设定来完成的。现在大多在DCS、PLC系统内完成的。随着处理器芯片的运算速度不断提升，更多的PID采用数字控制。

可以方便的调整PID参数，具有很大的灵活性和很强的适应性。PID算法简单明了，控制过程快速，准确，平稳。

本课题设计方案为：基于单片机控制的全数字UPS逆变器。它大大改善了产品的一致性，增加了控制的柔性，提高了整个系统的稳定性和可靠性。

4课题拟采用的方案和技术路线

本课题设计方案为：基于单片机的在线式UPS逆变器控制系统设计 拟采用的技术路线：

（1）使用IGBT作为功率器件，设计三相逆变电路；

（2）以AT89C51单片机为控制核心，设计控制电路来控制三相PWM波产生控制信号；（3）用AT89C51单片机来实现UPS电源的过电压、过电流等监测；（4）设计的UPS电源能提供较好的交流电源，其输出电源电压：

220V/AC，频率：50Hz 5 各阶段时间安排

第1至2周 搜集资料,撰写开题报告 第3至4周 主电路设计 第5至6周 控制电路设计 第7至8周 软件设计 第9至10周 仿真调试 第11至12周 撰写论文

第13至14周 修改论文，准备答辩

参考文献：

[1] 王兆安，黄俊.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社，2000 [2] 李成章.中小型UPS不间断电源及直流稳压电源[M].北京：电子工业出版社，1990 [3] 张广明.UPS技术发展趋势与应用中的问题[J].UPS应用，2000 [4] 王朔.小功率UPS电源的电池智能管理研究[J].沈阳工业大学学报，2001 [5] 段善旭，雄健，康勇.一种UPS的数字化锁相及旁路开关检测和切换控制技术[J].电工电能新技术，2004 [6] 任红.UPS的选择及应用[J].建筑电气，2002 [7]王其英.UPS不间断电源剖析与应用[M].北京：科学出版社,1997