機電專業論文

　　人類的教育有社會性、目的性，這與動物的本能教育有本質區別。人類教育本質是有目的的培養人的社會活動。而下面是有關于機電專業論文，歡迎閱讀。

　　蓄熱式加熱爐溫度模糊控制系統的研究【1】

　　【摘要】本文以宣化鋼鐵集團有限公司一鋼軋廠型材車間蓄熱式加熱爐為研究背景，根據蓄熱式加熱爐的工藝流程和工藝要求，詳細闡述了溫度自動控制系統的設計過程。

　　在加熱爐溫度控制系統中對爐溫采用分段控制，即P-模糊-PI控制，綜合了PID控制和模糊控制的優點，響應快、超調小、無靜差、抗干擾。

　　將該控制系統用PLC軟件編程，直接應用在加熱爐PLC控制系統中，大大降低了控制系統改造成本。

　　在實際應用測試中該系統的控制效果十分理想，能夠很好地抑制冷熱坯混裝、煤氣壓力的隨機變化及煤氣熱值波動對爐溫的影響，爐溫偏差能夠控制在20℃以內，在沒有干擾因素的情況下能控制爐溫偏差在5℃以內，完全滿足生產要求。

　　【關鍵詞】加熱爐;溫度;模糊控制;PLC

　　1、宣鋼蓄熱式加熱爐工藝概述

　　本文是以宣鋼一鋼軋廠型材車間蓄熱式加熱爐為項目進行的研究。

　　型材車間是一條年產70萬噸型鋼的生產線，主要生產圓鋼、角鋼、槽鋼、工字鋼和礦用U型鋼等產品。

　　其加熱爐是懸臂輥道側進料、側出料，單排布料的步進梁式蓄熱加熱爐，用于坯料軋制前的加熱。

　　2、存在的問題分析

　　該加熱爐在使用初期爐溫控制上采用PID控制，應用SIEMENS S7-400 PLC自帶PID功能塊。

　　在使用過程中發現這種控制方式確實無法滿足工藝要求，爐溫偏差最大可達±40℃。

　　主要原因是該加熱爐的燃料是轉爐煤氣，轉爐煤氣是煉鋼生產的副產品，雖然其熱值較高，但由于煉鋼過程中無法連續收集轉爐煤氣，造成轉爐煤氣的壓力和熱值都很不穩定;其次是該加熱爐進爐鋼坯冷熱混裝，不同溫度的鋼坯入爐后需要的加熱量不同，要求煤氣流量控制必須及時;另外，軋鋼生產的節奏也是影響爐溫控制的因素。

　　由此可見蓄熱式加熱爐的燃燒過程是受隨機因素干擾復雜過程，難以建立精確的數學模型，常規PID控制難以達到滿意的控制效果。

　　3、改進方法設計

　　對于蓄熱式加熱爐這種受隨機因素干擾的具有大慣性、非線性、純滯后的復雜控制對象采用單純的PID控制不能取得良好的控制效果。

　　因為PID算法只是在系統模型參數不發生變化的情況下，才能獲得理想的效果。

　　當一個調整好參數的PID控制器被應用到模型參數隨機變化的系統時，控制效果會變差。

　　而模糊控制，面對200-300℃的溫度變化范圍，要提高基本模糊控制器的控制精度，分檔越細，性能越好，不過模糊控制規則數以及系統的計算量也大大地增加，從而使模糊控制規則表變得難以把握，調試時會更加困難。

　　而減少分檔數，則會控制粗略，控制效果難以保證。

　　在以往諸多理論研究和工程實踐中也證明了對于蓄熱式加熱爐這樣復雜的系統采用單純的PID控制或模糊控制是不能取得良好的控制效果的。

　　設計采用一種分段控制算法，即P-模糊-PI控制，來綜合比例、模糊和比例積分控制的優點。

　　當偏差大于某一個閾值時，采用比例控制，加快系統的響應速度;當偏差小于閾值時，切換到模糊控制，用來增強系統的阻尼性能，減小響應過程中的超調。

　　采用這樣的方法用來壓縮模糊控制的論域，使其只是整個論域的一部分，也就是相當于模糊空間的分級數增加，提高了模糊控制的精度和靈敏度。

　　當模糊控制過程中偏差的語言變量值為“零”時，由于沒有積分環節，必然會產生穩態誤差，即可能在平衡點附近存在小幅震蕩，因而在此時投入PI控制，利用其積分作用消除穩態誤差，在小范圍內PI控制的效果是最理想的。

　　整個過程可簡單描述為：設X為某一閾值，E為絕對偏差，ZE表示模糊控制器語言值為“零”，則控制開關選擇為

　　P-模糊-PI控制可以發揮三種控制方式的優點，使系統具有較快的響應速度、抗干擾變化的適應性及較高的控制精度。

　　三種控制方式在控制過程中依據偏差的變化分段切換使用，不會同時起作用而相互干擾。

　　P-模糊-PI控制器切換閾值的設定非常關鍵。

　　從比例控制向模糊控制切換的閾值選擇必須恰當，如果選得過小，在非常接近目標值時才切換，就可能出現較大的超調，并且模糊控制的優點難以體現;如果選得太大，就會過早的切換到模糊控制，可能會影響系統的響應速度，同時也使得模糊論域變大，若不增加模糊空間分級數，控制精度變差。

　　只有根據系統的特點及控制目標的要求才能選擇出較為恰當的閾值。

　　在從模糊控制向PI控制切換時，一般都選在偏差語言變量的語言值為“零”時，切換至PI控制，用PI算法：

　　其中Kp為比例系數，Ki為積分時間，U為PI輸出控制量。

　　當模糊控制中語言變量的語言值為“零”時，其絕對偏差可能并不為零，所以應當應用積分器的作用來消除偏差，提高穩態性能。

　　蓄熱式加熱爐溫度自動控制系統中，P-模糊-PI控制器的輸入量為設定爐溫T0與實際爐溫T(k)的偏差E(k)，輸出量控制煤氣調節閥調節煤氣流量;空燃比由在線氣體分析系統的結果經過計算得出;煤氣流量孔板檢測出的煤氣實際流量乘以空燃比就可計算出煤氣完全燃燒所需的空氣流量;空氣調節閥由PID調節器控制，調節空氣流量跟隨煤氣流量。

　　結束語

　　宣鋼型材加熱爐原有的溫度檢測，流量檢測，氣體分析，煤氣、空氣調節閥均可應用于該設計中。

　　P-模糊-PI控制器的P控制和PI控制，空氣流量調節的PID控制均可應用加熱爐燃燒控制PLC自帶的PID模塊實現。

　　完成該設計下一步最重要的工作就是總結加熱爐人工控制過程中一些好的控制經驗，應用模糊控制理論，完成模糊控制器的設計。

　　進一步將模糊控制器用PLC編程制作控制功能塊，應用在加熱爐溫度自動控制系統中，并在實驗中細化P-模糊-PI控制器的參數，力爭將爐溫控制在突發情況下偏差小于20℃，在正常情況下偏差小于5℃。

　　這個目標如果得以實現，不僅可以提高型材的產品質量，減少煤氣消耗和污染排放，而且對宣鋼其他的軋鋼加熱爐的溫度控制有借鑒意義，進而整體提高宣鋼的產品質量，實現節能降耗，為宣鋼的挖潛增效做出貢獻。

　　參考文獻

　　[1]汪小澄，方強.基于PLC的模糊控制研究.武漢大學學報，2002，35(3)：79-81.

　　[2]張持健，王元航，方明星.高精度模糊PID控制器及其在溫度控制中的應用[J].自動化儀表，2002(7)：21-23

　　[3]孫奉昌，樂愷，姜澤毅，張欣欣.智能控制算法對加熱爐溫度控制研究[J].熱能動力工程，2009，24(3)：337-341.

　　基于微信公眾平臺的醫院預約掛號系統研究【2】

　　【摘要】隨著智能手機、平板電腦、4G網絡的快速發展，促進了微信等移動應用軟件的普及和應用。

　　微信公眾平臺是騰訊開發的一種信息發布平臺，基于微信公眾平臺開發醫院預約掛號系統，可以利用廣大微信用戶資源，提高醫院的服務水平，具有重要的作用。

　　本文詳細地描述微信公眾平臺的應用優勢，利用原型化分析方法導出了系統邏輯業務功能，設計了預約掛號系統的架構，為移動醫療系統開發做出貢獻。

　　【關鍵詞】微信;公眾平臺;醫院;預約掛號

　　1、引言

　　微信是一種手機即時通訊平臺，能夠為用戶提供溝通交流、信息查詢、新聞共享等多種功能，為人們帶來了一種移動微生活。

　　目前，微信平臺已經擁有數以億計的海量用戶，因此基于微信平臺開發移動管理系統能夠更好的發掘用戶資源，實現媒體、客服、營銷和公共服務等多種用戶需求。

　　智能手機、平板電腦等移動工具為智能醫療服務提供了廣闊的應用前景，基于微信平臺實現醫院掛號服務可以拓展微信平臺的應用領域，拓展醫院預約掛號的渠道，向用戶提供信息定向推送、一對一互動、多樣化開發和智能回復功能，使得醫院掛號服務更加大眾化、便利化和智能化。

　　2、微信公眾平臺應用

　　微信公眾平臺是微信的一個新型功能模塊，可以為企業、公共機構、個人提供一個賬戶，可以定制個性化的文字、語音、圖片等多媒體內容的全方位溝通和互動。

　　目前，微信公眾賬號包括兩類，分別是訂閱號和服務號，服務號的運營主體是企業、媒體或公益組織，訂閱號除了上述組織外，還可以為個人提供申請通道。

　　服務號旨在為用戶提供服務，詳細功能如下：每隔一個月(30天)為用戶提供一條群發信息;發給訂閱用戶的信息存儲在平臺中，可以顯示在聊天列表;服務號可以顯示在訂閱用戶的通訊錄中，通訊錄為用戶提供一個專業的文件夾，單擊即可顯示所有的服務號;服務號可以申請自定義一個菜單，并且為用戶提供一個接口，自定義開發程序。

　　訂閱號是一種能夠為組織和個人提供服務的賬號類型，便于用戶進行信息和資訊管理。

　　訂閱號可以為用戶提供的功能如下：每天可以向用戶群發一條信息;發送的消息可以保存在訂閱號的文件夾中。

　　公眾號應用過程中，一是可以提升企業、公益機構的服務意識，更好的人民群眾提供信息化、自動化、定制化的服務，按照自己的需求編輯信息，開發第三方應用功能;二是可以群發推送信息，向用戶推送趣味性內容，比如醫院可以向群眾推送健康知識、搶救常識等，增強群眾獲取需要信息的便捷性;三是自動回復功能，用戶可以根據公眾號的導航提示，提取自己想要獲取的知識;四是可以為用戶提供一對一的交流服務功能，回答用戶的常見問題，實現一對一的問答服務;無視可以為企業提供關鍵指標統計功能，比如公眾號的關注人數、圖文閱讀次數、發送人數等功能，實現信息統計分析。

　　3、基于微信公眾平臺的醫院預約掛號系統研究

　　3.1系統功能需求分析

　　普通的醫院預約掛號系統可以為用戶提供網上預約、醫師瀏覽、掛號等功能，這些功能大多通過電腦客戶端完成，將這些功能遷移到智能手機等移動終端上需要進行重塑，以便能夠適應智能手機、平板電腦終端。

　　本文采用原型化分析方法導出了醫院預約掛號系統功能，具體功能如下描述：

　　(1)預約掛號基礎服務功能。

　　微信預約掛號系統可以提供預約、掛號、求醫問藥、醫患互動等功能。

　　用戶進入到預約掛號界面之后，可以提取菜單導航進入預約掛號等二級功能，完成醫師專家瀏覽、醫院科室查詢，方便患者按照科室、醫師描述選擇掛號，并且合理的安排就診時間。

　　醫患互動功能可以為患者提供在線式的病癥咨詢與解答，便于醫生、患者通過微信平臺交流病情狀況，咨詢用藥情況，隨時建立一個患者交流平臺，方便各個患者之間分享診療經驗，同時開通實時評價功能，準確的反饋患者對醫生的治療和服務情況，為醫院管理醫生提供基礎數據資料支持。

　　(2)掛號排隊管理功能。

　　微信預約服務可以為用戶提供自主選擇醫師服務，單擊預約掛號之后，患者就可以通過移動終端完成掛號操作，掛號之后即可進入排隊流程，及時的查詢排隊狀態，可以完成實時就診管理功能。

　　3.2系統功能架構設計

　　預約掛號微信公眾平臺可以為智能手機或移動設備用戶提供登錄操作功能，與傳統掛號系統不同，預約掛號微信平臺需要提供更加簡潔、高校的功能，完成數據存儲、訪問和操作功能。

　　因此，預約掛號微信公眾平臺架構采用B/S模式，該體系架構部署的內容包括兩種，分別是動態內容和靜態內容，有利于用戶訪問，系統共架構如圖1所示。

　　4、結束語

　　隨著“互聯網+”技術的快速發展，誕生了許多新型的用戶交流、溝通工具，比如微信、微博等，綁定了許多的用戶。

　　為了能夠充分的利用用戶資源，基于微信公眾平臺開發移動醫療管理系統，可以提高醫療服務水平，創新醫療服務模式，完善醫療體制，充分的利用信息化、智能化資源提高醫療資源的配置、使用效率。

　　參考文獻

　　[1]傅錦秀.北京大學第一醫院推出微信預約掛號服務[J].中華醫學信息導報，2014(15)：6-6.

　　[2]張樂，劉智勇，吳式琇，等.基于公眾號的醫療信息服務系統研究[J].中國醫療設備， 2015，30(1)：82-84.

　　[3]鄭惠蘭，周艷琴.醫院微博、微信公眾平臺宣傳的實踐研究[J].中國衛生產業，2014(23)：43-44.

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