自動控制的應用在工廠、煤礦日益普及，煤炭行業(yè)中的粗放式管理受到市場的約束，越來越不適應形勢的需要，而且隨著煤礦標準化管理的深入，要求設備的保護性能也越來越多，機械化程度也愈來越高，因此，提高工人、干部的知識水平、加強控制設備的使用維護對煤礦企業(yè)的增值提效具有決定性的意義。

為了更好地使用控制技術本文從編程方法入手，對系統(tǒng)功能定義、可行性研究、一般設計方法、功能測試幾方面，提供一個較為合理的使用、維護控制設備的方法，并舉出該方法的應用實例。

2結構化設計原理結構化設計是一種自頂向下、模塊化和結構化的軟件設計方法，是面向數(shù)據(jù)流的設計方法，是針對控制設備的信息數(shù)據(jù)流向提出的一種實現(xiàn)系統(tǒng)邏輯功能的有效途徑。

結構化設計一般分為5個階段：（1）系統(tǒng)功能分析；（2）可行性研究；（3）―般設計；（4）詳細設計；（5）功能測試。

2.1系統(tǒng)功能分析任何一個系統(tǒng)都是為完成某一具體功能的組合體。系統(tǒng)中的信息流動是維持系統(tǒng)穩(wěn)定的先決條件，由于控制系統(tǒng)是閉環(huán)系統(tǒng)，而系統(tǒng)的有序性是實現(xiàn)系統(tǒng)功能的根本保證。系統(tǒng)功能分析的目的是逐步磨削用量的選擇隨修復層硬度的增大而減小。

3修復實例為一減速器傳動軸零件圖，由于長時間磨損，妁0表面和私0表面測量值分別為砂輪轉速vs零件轉速h軸向進給量fz徑向進給量f粗磨20精磨25路或輸出電路在電氣上彼此絕緣，采用外部繼電電路作為失效保護電路，我們引入I/O繼電器控制運行節(jié)點。

成本投入，如此一套NB2控制主機及繼電器等共需材料費1.5萬元，安裝與調試設計5千元，總計2lishingHouse.Allrights分解系統(tǒng)功能至最小單元，然后繪出信息流動圖，計算出信息交換的I/O節(jié)點數(shù)，為硬件控制電路的設計提供基礎。

系統(tǒng)的邏輯框圖是程序設計的重要基礎和依據(jù)，通過系統(tǒng)功能分解解不僅可描繪系統(tǒng)邏輯、性能和用戶要求，而且對系統(tǒng)的運行條件、操作性能都能提供詳細的說明，這是我們進行功能分解的真正目的所在。

可行性研究主要用來判斷目標情況：（1）技術可行性，用以衡量目前技術實施目標方案的可行程度，最好能以流程圖來說明，（2）經(jīng)濟可行性，用以衡量實施目標方案的經(jīng)濟可行條件，方法多種多樣，有代碼行技術、任務分解技術、自動成本估計、成本/效益分析，操作可行性。其中，成本/效益分析是我們通常使用的技術貨幣的時間價值是收益等值運算的基礎，投資回收期、回收率是衡量投資收益的重要指標。

-般設計根據(jù)可行性研究，選擇最佳方案，包括成本/效益分析，實現(xiàn)進度計劃，在功能分解的基礎上進行結構設計，繪出邏輯框圖，進行過程設計，通過流程圖，設計面向數(shù)據(jù)流的軟件結構，在優(yōu)化設計中，必須考慮結構、算法、語言的選擇和內存資源的使用情況。

由于系統(tǒng)功能是用戶要求的，所以要書寫系統(tǒng)說明、用戶手冊與測試計劃等。在結構模塊的設計上，以高內聚、松耦合為標準，增強模塊獨立性，最好設計單入口、單出口的模塊結構。

詳細設計具體實施系統(tǒng)要求，在工業(yè)控制中，C語言和Ada語言在系統(tǒng)和實時應用上很廣泛。匯編語言在應用上也相當普及，能很好地適應工控設備，但不能通用，比較難掌握。在結構程序設計中，采用自頂向下逐步設計方法和單入口、單出口控制結構，程序流程圖是程序設計的重要基礎。

功能測試選取適當語言編寫正確的、易維護理解的程序±塊是功能測試成功的基礎，調試是為了確定故障的準確位置，對照程序邏輯采用不同的邏輯標準，檢查測試方案，在改正錯誤的同時盡量避免在調試過程中引入新的錯誤，直至系統(tǒng)功能可以完整實現(xiàn)說明書的要求即可。

3應用實例燕子山礦運銷站定量裝車系統(tǒng)是美國PEBCO公司設計安裝的程序控制系統(tǒng)，共分4部分：連續(xù)給煤系統(tǒng)1包括23臺給煤機、3臺液泵23臺振動b器，3部帶式輸送機及6種保護；定量裝車系統(tǒng)，包括皮帶秤、定量秤、裝車液壓泵站，緩沖倉閘門控制，定量倉溜槽控制及各種保護；裝車取樣系統(tǒng)（不用）（4）空車軌道衡及打印系統(tǒng)（不用）。

定量裝車系統(tǒng)輸入/輸出節(jié)點數(shù)共821個，其中輸入節(jié)點311個，輸出節(jié)點485個，還有25個模擬量輸入節(jié)點。

由于定量裝車的主機運行時常出問題，影響正常的裝車，礦黨政決定，再另貯備一套備用系統(tǒng)，以備應急使用，功能不要求太好。因我礦主要使用連續(xù)給煤和定量裝車系統(tǒng)，經(jīng)我運銷站和泰安鍛造研究所共同協(xié)商，以必要的功能為基礎，進而規(guī)劃出備用系統(tǒng)的I/O節(jié)點數(shù)共112個。

3.1系統(tǒng)功能圖在中，功能并不完備，有泵的保護及過濾泄壓，有帶式輸送機的六大保護，有裝車溜槽的控制與保護等未表達出來，僅以圖示之主干功能。

3.2可行性研究備用系統(tǒng)的控制主機采用日本富士電機株式會社的產(chǎn)品FLEX―PCNB系列中的NB2―P90R3（48個輸入節(jié)點/42個輸出節(jié)點）共90個節(jié)點，由于小于我們的節(jié)點要求，所以再增設一臺NB2―E90R3擴展單元（節(jié)點同NB2―P90R3―樣）。為了保證輸入電煤礦機械萬兀。

我們暫時估計每年用它裝一列車效益為30萬元，由于系統(tǒng)還用我們原有的設備，估計NB2主機在整個系統(tǒng)的重要度系數(shù)為0.1，則它每年創(chuàng)收益為3萬兀。

7a如按5a的使用壽命，投資回收率為152%在一般設計中，工作流程圖根據(jù)系統(tǒng)功能圖再詳細分解，加上用戶的邏輯要求和系統(tǒng)運行環(huán)境要求，基本上就能較為詳細地描述系統(tǒng)了。涉及的硬件結構和I/O裝置工作狀況，布線安裝等根據(jù)實際情況和硬件手冊酌情處理。這里就不再詳細敘述了?？紤]到工作流程圖可分3塊處理：（1）系統(tǒng)送電、急停、復位、自檢等；（2）啟動裝車系統(tǒng)；啟動連續(xù)給煤系統(tǒng)，在軟件設計上，也按3個循環(huán)結構來執(zhí)行。

3.4詳細設計在具體設計中，必須考慮具體設備的各種要求，比如：啟動5號輸送機，要考慮六大保護和電機的過流、過壓、溫度等保護，在邏輯設計中，我們采用梯形圖作為設計語言，其次熟悉主機的I/O結點正確地規(guī)劃其物理結構，限于篇幅，這里就不再贅述了。

3.5程序調試通過硬件手冊和用戶說明書，正確地安裝和連結節(jié)點、繼電器與主機，確認正確后輸入程序，啟動程序運行，進行現(xiàn)場功能調試，直至滿足用戶說明書的要求即可，并給出一份詳細的系統(tǒng)操作規(guī)程和京理工大學）現(xiàn)從事煤礦大型集控系統(tǒng)控制等工作。

礦山提升電控改造難題被攻克兗州礦業(yè)（集團）公司南屯煤礦和天津市民用通用電器廠對該礦副井提升機860kW電動機的電控系統(tǒng)進行了適度和切合實際的綜合改造，成功地解決了我國普遍存在的投產(chǎn)多年的礦山提升機電控系統(tǒng)老化及故障率高的難題。

此項改造設有亞同步繼電器，當下放重物達到亞同步速度時，繼電器能夠自動切除8級電阻，產(chǎn)生過速再生發(fā)電制動。運行實踐表明：改造后實現(xiàn)了罐籠到達減速點時低頻電源自動投入，爬行段由交流低頻拖動，罐籠到位時則會自動停車（方向斷電記憶）。他們給深度指示器加裝了一個永磁測速發(fā)電機，與主測速發(fā)電機進行對應及比較，形成了深度指示器的失效保護與測速發(fā)電機的欠壓保護。此外，還增設了接近井口的定點限速保護及防止倒轉的保護，滿足了煤礦安全規(guī)程的要求。