2可行性研究阶段的系统控制理论
可行性研究是在项目建议书被批准后，对项目在技术上和经济上是否可行所进行的科学分析和论证。这一阶段包括工程概述、工程方案、工程投资估算及资金筹措、工程近远期结合问题、工程效益分析、工程进度安排、存在问题及建议以及附图附件等内容。在这一系统中，用最优化分析解决问题，即在本系统的运筹中，控制策略要使工程净效益最大，而费用尽可能地小(可视为负效益)。为了尽可能地减少这种负效益，必须在一定的工程规律和条件的约束下，按照最优化原则，结合工程分析考虑工程方案必选优化，对整个工程系统进行科学的管理，不求负效益最小，而只要求负效益尽可能减少。这是由于在环境工程设计中，最优解并不一定是最理想的。［7］
3工程设计阶段的系统控制理论
在此阶段，环境工程设计可分为方案设计、初步设计、施工图设计三个阶段，每个阶段都是一个复杂系统，可将系统控制的重点分别集中在组织系统的输入、转换过程和输出3个阶段，由此形成3种不同的控制类型:前馈控制、同步控制和反馈控制。［8］
3．1前馈控制
前馈控制也称预先控制，是指在整个过程中预先集中于系统输入端的控制，其目的是通过事前考虑各种可能的功能障碍来预测并预防偏差的出现。其在环境工程设计的方案设计阶段起着重要作用，主要体现在以下几方面:
3．1．1环境工程概况分析
环境工程涉及水、气、声、渣、辐射等多个方面，涵盖内容非常丰富，工程特征千差万别。因此，掌握具体项目的工程概况是搞好设计的必须前提，主要包括:(1)工程一般特征简介。包括工程名称、建设性质、建设地点、建设规模、车间组成、产品方案、辅助设施、配套工程、储运方式、占地面积、职工人数、工程总投资及发展规划等。(2)工艺路线与生产方法。用流程图表述说明生产工艺过程，必要时列出主反应式和副反应式，并关注副反应中可能潜在的危害因素。(3)物料及能源消耗定额。包括主要原料、辅助原料、材料、助剂、能源以及用水等的来源、成分和消耗量，特别是要综合对比单位产品的物耗、能耗指标、新水用量指标以及排污系数。(4)主要技术经济指标。包括生产率、效率、回收率和放散率等。除了主产品的总回收率之外，还应高度重视资源的综合利用率和综合总回收率。
3．1．2污染源及污染源强分析
污染源分布和污染物源强是环境工程设计的基础资料，必须按建设工程、生产过程和服务期满后三个时期的工程全过程做认真调查、详细统计，力求完善。对于污染源分布调查要求按专题绘制污染流程图，标明污染物排放部位，然后列表逐点统计各种污染因子的排放强度、浓度及数量。另外，鉴于近年来环境风险事故呈频发、高发态势，应高度关注环境工程风险排污的源强统计及分析，包括事故排污和异常排污两种工况。事故排污的源强统计应计算事故状态下的污染物最大排放量，作为风险预测的源强;异常排污的源强应统计工艺设备或环保设施达不到设计规定指标的超额排污。
3．1．3环保方案分析
分析工程总图布置方案，根据气象、水文等自然条件分析工厂和车间布置的合理性，与周围环境保护目标所定防护距离的安全性。分析工程既定环保方案所选工艺及设备的先进水平和可靠程度，采用资源节约型模式、资源综合利用、物能良性循环、产业生态、清洁生产、循环经济等方面的可行性，处理工艺有关技术经济参数的合理性，并分析环保设施投资构成及其在总投资中占有的比例。
3．2同步控制
同步控制也称实时控制，是指活动进行过程中所实施的控制。在环境工程设计中，同步控制的关键是严把设计质量关，实现初步设计的标准化，由仅控制排放标准向全面的设计质量标准过渡。积极引导环境工程设计单位贯彻国家制定的《建筑企业贯彻ISO9000系列标准实施细则》《建设项目环境保护管理条列》《中华人民共和国环境影响评价法》《三废处理工程技术手册》等相关标准，使环境工程设计单位质量管理工作进入程序化、标准化、规范化的轨道。各单位的质量保证体系，要在当地设计质量监督机构备案审查，把贯标工作与单位资质、工程招标投标和企业创优工作结合起来，实现质量的单位自控。在推行设计资格审查和管理制度的基础上，进一步制定重大工程的设计方案图纸审查、批准制度，发现问题，及时追朔设计存在的问题，系统解决，防止问题的再次发生，并追踪审查以前的可能事故点。
3．3反馈控制
反馈控制也称事后控制，控制作用发生在行动之后，目的在于改进，以预防将来发生偏差。在缺乏任何预见手段的情况下，反馈控制是比较实用的控制方式。在施工设计中，反馈控制的关键是引入工程环境监理，通过具有相应资质的监理企业，接受建设单位的委托，承担其建设项目的环境管理工作，并代表建设单位对承建单位的建设行为对环境的影响情况进行检查，对污染防治和生态保护的情况进行检查，确保各项环保措施落到实处。对未按有关环境保护要求施工的，应责令建设单位限期改正，造成生态破坏的，应采取补救措施或予以恢复。通过监理这一反馈控制，可提供设计效果的真实信息，并使设计人员获得评价其绩效的信息，从而提高设计水平，对于下一步或日后工作的实践指导作用非常巨大。
4竣工环境保护验收阶段的系统控制理论
为监督落实环境保护设施与建设项目主体工程同时投产或者使用，以及落实其他需配套采取的环境保护措施，防治环境污染和生态破坏，实施建设项目竣工环境保护验收。［9］该阶段是对整个环境工程设计系统的最后一个核查关卡，涉及验收范围、验收标准、验收工况、验收监测(调查)结果、验收环境管理、现场验收检查、风险事故环境保护应急措施检查及验收结论等部分。可用如下系统流程图简述其验收工作程序。
2008年6月，《企业内部控制基本规范》正式，并于2009年7月1日起正式施行。规范提出，现代企业要构建以内部环境为基础、以风险评估为环节、以控制活动为手段、以信息沟通为条件、以内部监督为保证的相互联系、相互促进的内部控制框架。《规范》指导企业建立五要素齐全的内部控制体系，以促进企业规范经营，实现企业可持续发展。
1内部控制制度概述
内部控制，是指企业为了使生产经营活动规范运行，保护企业资产、资金安全完整，保证会计信息真实可靠而制定的一套完善的制度措施。科学合理的内部控制对企业健康发展有极其重要的引导、规范作用。
1．1保证生产和经管活动顺利进行
内部控制系统通过制定标准的业务流程，建立适合企业自身特点的组织结构，合理划分部门分工、明确员工职责权限，促进企业各个职能部门间的相互配合，相互制约的监督机制等内容，保证企业的按照既定的程序、流程运行，防止舞弊行为的发生，促进企业经营管理活动提高效益和效率。
1．2保护企业财产的安全完整
内部控制制度通过制定生产、销售的业务流程、凭据传递、实物盘点、出入库管理、记录控制、资金盘点、银行存款函证，经济业务授权批准等手段，实施对企业资金收付、资产的采购、验收、计量、仓储等诸多环节进行有效、科学、合理的监控，从而保障了企业财产的完整性与安全性，防止浪费与错弊行为的发生，保证企业资产安全完整。
1．3提高会计信息资料的正确性和可靠性
合理有效的内部控制，通过一系列相互协调、制约的机制、流程，将生产经营及管理活动有机结合在一起，对企业的经营、决策明确岗位职责分工，强调相互监督、稽核机制，对会计信息的采集、记录、归类、汇总等过程实现全面的监督与控制，从而提供真实可靠的真实地反映出企业生产经营的实际状况，保证企业决策的正确合理。
2内部控制审计对健全完善内部控制的重要作用
近年来，面临激烈的市场竞争和越来越规范有序的市场环境，企业建立实施内部控制的意识越来越强。但由于我国内部控制理论研究起步晚，大部分企业还是难以扭转传统的经营管理方式。内部控制发挥的作用还及其有限。内部控制审计通过对企业内控制度的审查、分析、测试、评价，确定其合理性和执行效果，对企业内部控制制度的建设做出评价的一种审计方法。内部控制审计不仅是内部控制的再控制，监督、推动企业将内部控制落到实处，促进企业主动加强内部控制建设，防止舞弊欺诈、规范经营管理。更是企业改善经营管理、提高经济效益的自我需要。因此，要确保企业内部控制设计合理，在经营管理过程中真正得到贯彻落实，必须受到监督控制，同时可以及时发现漏洞和隐患，对内部控制审计进行不断修订完善，直至发挥最大的引导作用。
3内部控制审计实施办法与步骤
3．1利用常规审计手段，查找内控风险点
内部控制审计主要围绕企业各项规章制度的建立与执行情况展开。首先通过翻阅、观察、询问、分析、填写调查表等审计方法对内部控制制度初步了解，确定内部控制的风险点。3．1．1翻阅。审计人员可以通过查阅各种文件资料，初步了解单位的内部控制。①查阅被审计单位制定的各项规章制度，例如：单位的主要业务情况及业务流程，单位制定的重大资金支付审批制度、重大事项议事制度、人事任免制度等文件资料。检查各项制度制定是否合理，是否符合单位自身情况，是否与上级单位要求相符，是否具有普遍适用性，是否便于操作。从而判定制度设计是否合理、可行、完善。②查阅企业领导层会议记录，各项内部控制执行过程中的记录痕迹，检查内控制度是否得到有效落实，在落实过程中是否不好操作等，为下面的风险测试提供初步依据。例如：采购过程中各种申请、审批、执行各个环节票据、信息的记录与传递。③查阅各种审计报告，合理借鉴审计结果可以直观的发现单位的内控缺陷，提高审计效率。例如：注册会计师审计的管理建议书是一种了解被审计单位内控制度十分有效的内控审计方法。3．1．2观察。通过观察可以判断企业的内部环境，工作协作、业务操作流程等内容，可以选取关键控制点进行重点检查。①通过观察企业的内部环境、工作空间，员工的工作状态，管理层的管理风格等，判断企业文化，发展空间等是否能够实施科学的内控管理。如：查看物资仓库时，通过观察物料堆放的整齐与否，仓库管理人员对物料的熟悉程度，可以了解被审计单位的仓储管理水平如何；通过查看作业现场，可以观察到领用料手续是否完备，材料定额是否按规定执行。②观察企业人员尤其是管理层的言行举止。例如：观察管理层的言谈举止、文化素质及管理风格，判断企业实施先进管理的整体环境和推动力，管理层的意志直接决定内控制度的贯彻执行。观察企业员工在岗位职责中的相互协调与稽核、牵制等环节，是否存在走过场的现象，判断内控制度的实际执行效果。3．1．3询问。通过询问，可以了解企业内控制度在执行过程中存在的问题和建议，有利于改进控制制度和发现错弊线索。①询问被审计单位的纪检监察部门人员，可以了解单位是否有违纪违法事件及企业人文环境；②询问具体经济事项的其他人员。一般情况下，审计人员接触到企业的高级管理人员和财务人员，如果和业务部门人员询问，容易了解其实际工作情况和企业的业务流程及执行情况，可以获得真实的信息。如通过对作业现场人员询问，可以了解作业过程中替换的废旧物资的去向，从而了解是否存在私自处理废旧物资的情况。如对仓库管理人员的询问，可以了解物资采购的流程，是否存在虚增存货的情况，若采购与入库环节存在脱节，需要内审人员给予高度关注，适当扩大审计范围，降低审计风险。3．1．4分析。通过翻阅、观察、询问等方法发现线索，取得相关的证据，再对证据进行分析判断。①分析各项业务有无异常变化，判断内控缺失或执行不力造成的失误。例如：发现采购事项由一个部门经办，要取得各个环节的票据，对采购数据进行横向和纵向对比，是否存在采购价格偏高。采购量远大于最佳库存限额等现象，从而发现未执行采购环节控制容易产生的舞弊行为。②按照常规审计方法分析财务数据，通过各指标反映的经济业务是否正常，例如：在销售业务变动不大的情况下，销售费用大幅上升，就会揭示成本费用异常，再详细分析其原因是否合理，从而分析某一内控环节存在的问题，扩大审计查证范围，揭示问题。通过上述方法，初步了解单位内部控制的设计及执行情况。并找出企业的内控关键风险点，审计应将后续拟实施的审计程序与已识别、评估的风险点结合，实施进一步的审计测试，作出合理的内控评价。
3．2抓住内控制度风险点，进行测试，评价内控制度的合理和有效性
内部控制审计测试是对内部控制的执行效果进行测试。针对常规审计发现的内部控制弱点和缺陷，审计人员要制定测试方案和范围。首先执行符合性测试，就是对单位内控制度的遵循情况进行检查、评价。采用的方法主要有：审阅证据、跟踪重做以及实地观察等。例如：对销售业务流程进行符合性测试，可以对企业某一笔销售业务进行跟踪重做，对单位是否执行销售流程控制进行观察取证，对订单处理、合同订立、赊销批准、授权批准、出库管理等环节的执行与票据传递获取证据，评价企业是否执行该项业务控制，如出库单一联必须传递至财务部门，记录销售明细账的岗位与记录应收账款的岗位职责应分离等控制是否有效执行，对该控制中未执行的环节或弱点进行记录并扩大审查范围，以得出内控执行效果的结论。其次进行实质性测试。通过符合性测试，对单位内部控制的各个环节得出初步结论，收集相关证据后，就要对被审单位的经济信息，各种数据进行审核检查的活动，其目的在于验证、评估信息本身的合法性、真实性。测试中常用的方法有盘存法、询证法、账户分析法、调节法、鉴定法等。通过上述审计测试，就可以对企业内部控制的要素进行评价：①评价内部控制系统的合理性和执行效果；②评价内部控制系统存在的弱点和缺陷。
3．3根据审计结果，提出改进内控制度的建议
内部控制审计的目的就是要对内部控制系统进行评价，提出改进建议，以便内控系统发挥其应有的作用。根据审计结果，对制度的设计缺陷和执行缺陷，提出改进建议，对内控执行中存在的错弊行为，提交管理层处理。企业内部控制是一个过程，内部控制是否能够发挥作用，不仅取决于企业管理层的重视程度，内部控制系统的科学合理性和可执行性，还要接受审计监督和改进建议，才能不断完善和防范风险。
作者:苏肖花 单位:呼和浩特铁路局
［参考文献］
［1］时现．内部审计学［J］．北京：中国时代经济出版社，2009．
1变压器冷却控制系统控制模块的设计总体思想
本文所进行的就是对变压器冷却控制系统控制器模块进行设计，其中包括了可以对主变压器风扇投入与切除的温度范围进行自行设定，也可以按照用户的要求而变化。在传统控制方式中，风扇投切的温度限制值是不能改变的，此外，风扇电机的启动和停止温度有一余量，不像传统的控制方式中是一个定值，避免了频繁启动的缺陷，此外还有运行、故障保护及报警等信号的显示及其与控制中心或调度中心的通讯，上传这些信息，如变压器油温、风扇运行状态有无故障等。至于风扇的分组投切设置是为了节约电能，具有一定的经济意义，但这个分组数不宜过多，以免控制复杂，且散热效果不佳。
控制器主要由AT89CS1单片机、A/D转换器、键盘控制芯片，输出模块、通讯模块以及自动复位电路等组成，其中单片机是控制器的核心，AID转换器是把输入信号转换为数字信号。
2变压器风扇控制系统的硬件接线
基于以上的要求，我们设计的风扇控制器的硬件线路图如下页图1所示。变压器风扇控制中对控制模块进行改进是本文研究的重点，其中包括主要芯片的选用以及一些抗干扰元件的使用。所以在本章节中，我们重点将要介绍变压器风扇冷却控制模块中的主要硬件芯片的作用、选用以及它们之间的连接力一法。
（1）单片机AT89C51（如图1）。
AT89C51是Atmel公司生产的一种低功耗，高性能的8位单片机，具有8k的flash可编程只读存储器，它采用Atmel公司的高密度不易丢失的存储器技术，并且和工业标准的80c51和80c52的指令集合插脚引线兼容，其集成的flash允许可编程存储器可以在系统或者通用的非易失性的存储器编程中进行重新编程。AT89C51集成了一个8位的CPU，8K的flash。256字节的EDAM，32位的I/0总线。三个16字节的定时器/计数器，两级六中段结构，一个全双工的串行口，振荡器及时钟电路。AT89C51是完成系统的数据处理和系统控制的核心，所有其它器件都受其控制或为其服务。
在本文中，经过TLC1543A/D转换器后输出的数字量输入到AT89C51单片机中，同时在进行了温度参数的设置以后，进行它的输出控制，其中包括了变压器的温度显示、状态显示、以及声音报警设备等等，也就是我们所研究的变压器冷却控制系统的核心部分。
（2）变压器的温度采集及温度处理模块。在变压器的风扇冷却自动控制系统中，第一步进行的就是对变压器上层油温进行的温度采集工作。变压器的温度采集是由变压器的温度控制器来实现的，其中包括铂电极、传感器以及变送器。经过温度控制器输出的信号进入变送器，变送器送出一个4一20毫安的电流信号，然后将此电流信号通过控制芯片上的电阻元件实现电流电压信号的转换，转换后的电压是在0.4一2（伏特）之间，然后将此电压信号输入到TLC1543数模转换器，进行信号处理。变送器输出信号有电流和电压信号两种，考虑到变压器安装的位置（室外）距本控制装置（室内）有一定的距离，电流信号不易损失，故选择了4一20毫安的电流信号。（3）11通道10位串行A/D转换器丁LC1543。
TLC1543A/D转换器是美国TI公司生产的众多串行A/D转换器中的一种，它具有输入通道多、转换精度高、传输速度快、使用灵活和价格低廉等优点，是一种高性价的模数转换器。TLC1543是CMOS，10位开关电容逐次逼近模数转换器。它有三个输入端和一个3态输出端：片选（CS），输入/输出时钟（I/0CLOCK），地址输入和数据输出（DATAOUT）。这样通过一个直接的四线接口与卞处理器或的串行口通讯。片内还有14通道多路选择器可以选择11个输入中的任何一个三个内部自测试（self-test）电压中的一个。
（4）BC7281128段LED显示及64键键盘控制芯片。
BC7281是16位LED数码管显示器键盘接口专用控制芯片，通过外接移位寄存器（典型芯片如74HC164，74LS595等），最多可以控制16位数码管显示或128支独立的LED。BC7281的驱动输出极性及输出时序均为软件可控，从而可以和各种外部电路配合，适用于任何尺寸的数码管。
BC7281各位可独立按不同的译码方式译码或不译码显示，译码方式显示时小数点不受译码影响，使用方便；BC7281内部还有一闪烁速度控制寄存器，使用者可随时改变闪烁速度。
BC7281芯片可以连接最多64键C8*8）的键盘矩阵，内部具有去抖动功能。它的键盘具有两种工作模式，BC7281内部共有26个寄存器，包括16个显示寄存器和10个特殊（控制）寄存器，所有的操作均通过对这26个寄存器的访问完成。
BC7281采用高速二线接口与MCU进行通讯，只占用很少的I/O资源和主机时间。
BC7281在本系统中主要用于驱动变压器温度显示的LED以及显示风扇运行状态的指示灯。
前已提及，BC7281芯片内部共有26个寄存器，包括16个显示寄存器和10个特殊功能寄存器，共用一段连续的地址，其地址范围是OOH-19H，其中OOH-OFH为显示寄存器，其余为特殊寄存器。
（5）使用MAX232实现与PC机的通讯。
①MAX232芯片简介
MAX232芯片是1VIAX工M公司生产的低功耗、单电源双RS232发送/接收器，适用于各种E工A-232E和V.28；V.24的通信接口，1VIAX232芯片内部有一个电源电压变换器，可以把输入的+5V电源变换成RS-2320输出电平所需±10V电压，所以采用此芯片接口的串行通信系统只要单一的+5V电源就可以。
我们的设计电路中选用其中一路发送/接收，RlOUT接MCS一51的RXD，T1工N接MCS一51的TXD，TlOUT接PC机的RD，Rl工N接PC机的TD1。因为MAX232具有驱动能力，所以不需要外加驱动电路。
系统中使用了此技术之后就实现了变压器风扇冷却系统的远程控制，工作人员可以在控制室对冷却系统进行控制，可以达到方便、准确、快捷的日的，这也是我们对传统的风扇冷却控制系统而做的一个重要的改进。
②串行通讯
在此实现中，我们必须要对MCS-51串行接日和PC机串行接日的串行通讯要有一定的了解，串行通信是指通信的发送方和接收方之间数据信息的传输是在单根数据线上，以每次一个二进制位移动的，它的优点是只需一对传输线进行传送信息，囚此其成本低，适用于远即离通信；它的缺点是传送速度低；串行通信有异步通信和同步通信两种基本通信方一式，同步通信适用于传送速度高的情况，其硬件复杂；而异步通信应用于传送速度在50到19200波特之间，是比较常用的传送方式，本文中使用的就是异步通讯方式。
（6）“看门狗”电路DS1232
在系统运行的过程中，为了避免因干扰或其他意外出现的运行中的死机的情况，“看门狗电路”DS1232会自动进行复位，并且能够重读EEPROM中的设置，以保证系统可以安全正常的运行。
美国Dallas公司生产的“看门狗”（WATCHDOG）集成电路DS1232具有性能可靠、使用简单、价格低廉的特点，应用在单片机产品中能够很好的提高硬件的抗干扰能力。
DS1232具有以下特点：
①具有8脚DIP封装和16脚SOIC贴片封装两种形式，可以满足不同设计要求；
②在微处理器失控状态卜可以停止和重新启动微处理器；
③微处理器掉电或电源电压瞬变时可自动复位微处理器；
④精确的5%或10%电源供电监视；
在本变压器冷却控制系统中，DS1232作为一定时器来起到自动复位的作用，在DS1232内部集成有看门狗定时器，当DS1232的ST端在设置的周期时间内没有有效信号到来时，DS1232的RSR端将产生复位信号以强迫微处理器复位。这一功能对于防止由于干扰等原因造成的微处理器死机是非常有效的，因为看门狗定时器的定时时间由DS1232的TD引脚确定，在本设计中，我们将其TD引脚与地相接，所以定时时间一般取为150ms。
3结论
本装置实现了通过单片机自动控制冷却器的各种运行状态并能精确监测变压器的油温和冷却器的各种运行、故障状态，显示了比传统的控制模式的优越性。（1）能够对变压器油温进行监测与控制；（2）实现了变压器冷却器依据不同油温的分组投切，延长了冷却器的使用寿命，有较好的经济意义；（3）实现了冷却系统的各种状况，如油温、风扇投切和故障等信息的上传，便于值班员、调度员随时掌握情况。
由于固态继电器实现了变压器的无触点控制，解决了传统的控制回路的弊端，同时此控制装置具有电机回路断相与过载的保护功能。由于使用了单片机，因而具有一定的智能特征，实现了油温、风扇的投入、退出和故障等信号的显示以及上传等。通过实际运行表明，该装置的研制是比较成功的。但今后，我们还应该对固态继电器本身的保护进行一些研究，以免主回路因电流过大而造成固态继电器的损坏，以使变压器风扇冷却控制回路更加完善。
2、设计过程质量控制
为了实现产品的优质质量，加强设计和开发的控制是头等重要的工作。设计和开发的质量控制点有许多个方面，包括控制设计和开发的输入和输出，开展六性设计、设计评审、设计验证、设计确认、设计更改、试验控制等工作，实施技术状态管理，控制技术状态更改。这些主要的质量控制点还可以扩展到更多的质量控制环节，进一步细化质量管理工作。
2.1确定设计输入、输出
设计输入要求是设计的依据，而设计输出是设计和开发过程的结果，提供了产品和有关过程的特性或规范，也是开展质量保证工作的依据，所以我们要规范设计输入、输出的要求，建立基线。完整准确地确定设计要求，理解用户的需求，还要考虑用户的潜在要求。设计输入要求通常包括：用户要求、功能要求、性能要求、设计要求、法律法规要求。应该对设计输入进行评审，与用户进行沟通，并通过会签等形式固定沟通的结果。对要求的更改应进行技术状态管理。设计输出的图样、文件、规范等是制造、安装和检验的输入，最终都应通过定型得到确认。
2.2将“六性”要求设计进产品中
在设计和开发过程中，需确定产品的可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性、环境适应性要求，运用优化设计和“六性”专业工程实施设计和开发。依据研制总要求(研制任务书、技术协议)规定的“六性”要求来确定满足“六性”要求的计划和措施。“六性”工作计划可以单独编制，也可以再质量计划中作出规定。具体管理要求可参照GJB450A等标准结合产品实际作出规定。
2.3设计评审
装备产品研制程序要求承制单位必须建立分级、分阶段的设计质量、工艺质量和产品质量评审制度以及进行试制、试验前的准备状态检查。设计评审应纳入研制计划，未按规定要求完成设计评审，不能转入下一阶段工作，与所评审阶段有关的职能代表都应参加该阶段设计和开发的评审活动。必要时进行“六性”以及元器件、原材料和计算机软件等专题评审，也可以与其他设计评审一起进行。为求设计评审有实效不走过场，首先要明确设计评审各方的责任：评审组织单位对人员、资料准备与提供、评审意见处理及追踪管理并运用PDCA过程改进方法不断改进和提高评审的有效性负责；评审组对评审意见结论建议的正确性负责；型号总师系统对总结报告、资料正确性、对意见和建议采纳与否的后果负责；质量部门对评审后的跟踪管理负责。
2.4设计和开发验证与确认
设计和开发验证是为了证实设计和开发的输出是否满足输入的要刘剑聂磊黄婕婷江西洪都航空工业集团江西南昌330001求，设计和开发验证应按设计和开发策划的安排进行，一般在形成设计输出时进行。设计验证具有层次性、阶段性、多方式、迭代性的特点，设计验证的方法包括试验、演示、分析、评审、检验、仿真。承制单位应保存设计和开发验证的结果及由验证而采取的任何必要措施的记录，对于顾客要求控制的验证项目，应在相关文件中予以明确并通知顾客参加。设计和开发确认的目的是证实设计和开发产品满足规定的适用要求或已知的预期用途要求，设计和开发确认应按设计和开发策划的安排进行，只要可行，应在产品交付或实施之前完成。设计和开发确认的方式可以包括对设计和开发的产品交付顾客试用及模拟试验等。承制单位应保存设计和开发确认结果及由确认而采取的任何必要措施的记录。
2.5设计和开发更改控制
设计和开发的更改是对设计和开发的输出的变更，包括经过评审和批准的阶段设计和开发的输出的变更。引起设计和开发更改的原因很多，可能有产品要求的变更引起，也可能由适用于产品法规的变更引发，也可能由设计评审、验证、确认活动发现的问题或生产过程发现的设计问题等引发。所有设计和开发更改在正式实施前必须得到规定的批准人员的批准才可以实施更改，重要的设计更改如影响装备战术技术性能、结构、强度、通用性、互换性重要的接口、“六性”等，应参照GJB3206A-2010《技术状态管理》、GJB5235-2004《软件配置管理》等标准进行系统分析和验证，确保符合论证充分、各方认可、试验验证、审批完备、落实到位的原则。承制单位应保持设计和开发更改的有关记录，包括更改的申请、评审、验证、确认、审批的记录和更改的实施和标识的记录，设计更改应符合技术状态管理的有关规定要求。
2.6试验控制
根据设计和开发输出的要求，试验前需编制试验大纲，明确试验的项目、内容、以及试验的程序、条件、手段和记录的要求，试验前的需做好准备状态检查。试验应按试验大纲规定的程序进行试验并严格执行试验设备的操作程序，确保试验条件和试验设备处于受控状态，并按规定要求做好记录。对试验过程发生的任何问题都应分析原因、采取措施，待问题解决后才可继续试验。对任何超越试验程序的活动都应经过严格的审批，试验过程的变更应征得顾客同意。对试验发现的故障和缺陷要运行产品故障报告和纠正措施系统，采取有效的纠正措施并进行试验验证，试验过程变更时应征得顾客的同意。对按试验大纲所收集的试验数据和原始记录进行整理、分析和处理，并对试验的结果进行评价。试验过程、结果及任何必要措施的记录应予保持。
2.7实施技术状态管理，控制技术状态更改
技术状态管理是运用行政和技术手段，建立各种程序，对产品技术状态实施有目的、有计划、有步骤的管理。承制单位应实施技术状态管理，内容包括技术状态标识、技术状态控制、技术状态纪实、技术状态审核。建立控制技术状态更改的制度，保证更改受到系统地评价、协调、批准及实施并把更改正确地反映在技术文件及更改控制文件内，跟踪产品技术状态的全部历史。通过严格控制更改，控制偏离许可、让步，保证文文相符、文实相符，保证技术资料完整、配套、协调，可以实现以最低的费用和最短的周期研制出满足质量要求的产品。
【关键词】单片机、A/D转换系统设计系统调试
绪论
单片机利用大规模集成电路技术把中央处理器和数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM）及其他I/O通信口集成在一块芯片上，构成一个最小的计算机系统。而现代的单片机则加上了中断单元、定时单元及A/D转换等更复杂、更完善的电路，使得单片机的功能越来越强大，应用更广泛。
第1章单片机空调控制系统
随着中国人民环境的改善和人民生活质量的提高，公共建筑和住宅的供热和空调已成为普遍的需求，建筑能耗占全社会总能耗的比例巨大且持续增长。据统计，2001年中国建筑能耗已达到3.76亿吨标准煤，占总能耗的27.6%，年增长比例是5%。在发达国家中，供热和空调的能耗很大，可占到社会总能耗的25%-30%。有资料统计，办公楼中空调系统耗能量占总能量的25%左右，所以空调控制系统设计始终是建筑环境与设备领域中的重要研究课题之一。
1.1当前国内研究情况
1）在城市现代化建设过程中，用电结构发生变化，其中用在建筑物空调系统的电力负荷比例日益增加。据不完全统计，北京已有250余幢宾馆、办公楼和50余家大商场采用中央空调，其空调用电负荷达40万kW。相当于华北电网为了调峰，耗资27亿元而兴建的十三陵抽水蓄能电站的1/2装机容量。以广东省为例，现有装机容量已达30万kW,并以每年30%的速度递增，其用电负荷已占总共电量的40%以上。
2）改革开放以来，我国经济的高速发展和人民物质生活水平的不断提高，对电力供应不断提出新的挑战。尽管我国发电装机容量已超过2亿Kw,年发电量已突破9000亿kWh。然而，目前我国电力供应仍很紧张。突出的矛盾是电网峰谷负荷差加大，夜间至清晨谷段负荷率低，而高峰段电力严重不足，有的电网峰谷负荷之差达25%-30%，造成白天经常拉闸限电，夜间有电送不出的现象。
3）由于空调用电负荷一般在电力谷段用量甚少，对城市点昂具有很大的“肖锋填谷“潜力，而在中央空调中，制冷系统的用电量通常占整个空调系统用电量的40%-50%，如以商场为例，每10万m2空调制冷系统的须用电功率约为7000-9000KW。因此，空调蓄冷系统应运而生，并将日益展示他广阔的应用前景
1.2空调控制系统的组成以及基本工作原理
空调系统的基本组成形式可分为三大组成部分，分别是：冷热源设备（主机）、空调末端设备、附件及管道系统。该系统具有制冷、制热、除湿、自动4种工作模式，包括定时、睡眠、风向、智能化霜、应急运转、试运转以及5种可调室内风速等控制功能；在定时开机时，可根据访间温度作智能判断，自动调整定时开机时间，避免开机时太冷或太热；另外，可对设定温度和房间温度两种温度的10个温度值进行同时指示，以及完整的抗干扰和系统保护功能。
1.2.1控制器原理
该系统具有制冷、制热、除湿、自动4种工作模式，包括定时、睡眠、风向、智能化霜、应急运转、试运转以及5种可调室内风速等控制功能；在定时开机时，可根据访间温度作智能判断，自动调整定时开机时间，避免开机时太冷或太热；另外，可对设定温度和房间温度两种温度的10个温度值进行同时指示，以及完整的抗干扰和系统保护功能。
本系统硬件简单可靠，软件具有更完善的控制功能和抗干扰能力。系统具有很高的性能价格比
系统CPU根据遥控器或按键输入的命令，对采集到的温度进行智能判断，然后作出相应的制冷、制热或除温运行。再通过接口电路，驱动压缩机、换向阀、风向电机和室内风机作相应动作，并对温度用LED指示。系统的原理框图如图1所示。
1.3软件设计
软件设计采用模拟化处理，主控程序包括以下几个部分：程序的初始化、试运转、数据和信号的采集与处理、温度LED指示、室内风机的闭环积分控制、室内风向电机的步进控制。功能子程序包括制冷、制热、除湿、自动四种运行模式。中断程序包括遥控接收。各种定时的中断查询处理、速度检测等。系统的主控程序流程如图4所示。
1.4硬件设计
1.4.1单片机的选择
系统有3路温度模拟信号输入，还有1路电压和1路电流模拟输入，共5路模拟输入要求；而模拟信号要转换成数字信号才能用单片机CPU处理。为提高系统的性能价格比，应采用含有A/D转换器的单片机。经过各方面的综合比较，我们选用了美国Microchip公司的PIC16C72单片机作为控制核心。它具有5路模拟量输入的A/D转换器，恰好满足系统的模拟输入要求。另外，它在1块芯片上集成了1个8位逻辑运算单元和工作寄存器、2KB程序存储器、128个数据存储器、3个端口（A口、B口、C口）共22条I/O线、3个定时器/计数器。另外，只有35条易学易用而高效的RISC（精简指令集计算机）指令，同时，芯片具看门狗功能，并提供对软件运行出错的保护。
1.4.2模拟输入电路
本系统直接用热敏电阻进行测温，再加一级电容滤波。对外交换温度检测电路，因其干扰较大，特加上二极管限幅保护。对传感器的不同电阻值，将其所对应的不同分压值输入至PIC单片机的A/D转换口，在单片机内部转换成数字信号。该检测电路结构简单，性能价格比高。又因采用的单片机为8位，所以温度转换精度高，可为0.5℃，完全满足了空调的信号检测精度要求。对过流信号的检测，不用经过比较器，节约了资源；而是采用模拟信号整流分压后直接输入，通过单片机自带的A/D转换器，每500μs对其进行一次检测，并进行软件比较，以确认是否过流。对过零电压信号的检测，也是采用模拟信号整流分压后直接输入。因两个半的过零点都要检测，所以用桥式整流。模拟输入电路如图2所示。
1.5单片机控制系统的调试
1.5.1硬件调试
根据设计的原理电路做好实验样机，便进入硬件调试阶段。调试工作的主要任务是排除样机故障，其中包括设计错误和工艺性故障。
1）脱机检查
用万能表或逻辑测试笔逐步按照逻辑图检查机中各器件的电源及各引脚的连接是否正确，检查数据总线、地址总线和控制总线是否有短路等故障。有时为保护芯片，先对各管座的电位（或电源）进行检查，确定其无误后再插入芯片检查。
1.5.2仿真调试
暂时排除目标板的CPU和EPROM，将样机接上仿真机的40芯仿真插头进行调试，调试各部分接口电路是否满足设计要求。这部分工作是一种经验性很强的工作，一般来说，设计制作的样机不可能一次性完好，总是需要调试的。通常的方法是，先编调试软件，逐一检查调试硬件电路系统设计的准确性。其次是调试MONITOR程序，只有MONITOER程序正常工作才可以进行下面的应用软件调试。
1.5.3硬件电路调试的一般顺序
1）检查CPU的时钟电路。通过测试ALE信号，如没有ALE信号，则判断是晶体或CPU故障，这称之为“心脏”检查。
2）检查ABUS/DBUS的分时复用功能的地址锁存是否正常。
3）检查I/O地址分配器。一般是由部分译码或全译码电路构成，如是部分译码设计，则排除地址重叠故障。
4）对扩展的RAM、ROM进行检查调试。一般先后写入55H、AAH，再读出比较，以此判断是否正常。因为这样RAM、ROM的各位均写入过‘0’、‘1’代码。
5）用户级I/O设备调试。如面板、显示、打印、报警等等。
1.5.4软件调试
软件调试根据开发的设备情况可以有以下方法：
1）交叉汇编
用IBMPC/XT机对MCS—51系列单片机程序进行交叉汇编时，可借助IBMPC/XT机的行编辑和屏幕编辑功能，将源程序按规定的格式输入到PC机，生成MCS—51HEX目标代码和LIST文件。
2）用汇编语言
现在有些单片STD工业控制机或者开发系统，可直接使用汇编语言，借助CRT进行汇编语言调试。
3）手工汇编
这种方法是最原始，但又是一种最简捷的调试方法，且不必增加调试设备。这种方法的实质就是对照MCS—51指令编码表，将源程序指令逐条地译成机器码，然后输入到RAM重新进行调试。在进行手工汇编时，要特别注意转移指令、调用指令、查表指令。必须准确无误地计算出操作码、转移地址和相对偏移量，以免出错。
4）以上3种方法调试完成以后，即可通过EPROM写入器，将目标代码写入EPROM中，并将其插至机器的相应插座上，系统便可投入运行。
硬件、软件仿真调试经过硬件、软件单独调试后，即可进入硬件、软件联合仿真调试阶段，找出硬件、软件之间不相匹配的地方，反复修改和调试。实验室调试工作完成以后，即可组装成机器，移至现场进行运行和进一步调试，并根据运行及调试中的问题反复进行修改。
1.5.5调试
单片机控制技术应用越来越广泛，其核心技术是单片机控制系统的设计。对工程技术人员来说，抓住系统的原理构成、软件设计、硬件设计以及系统调试方法的要点是十分必要的。根据工作经验，前面叙述的系统调试方法将会有助于从事这方面工作的技术人员及本专业的学习者。
第2章单片机的空调控制系统技术和量化要求
2.1空调控制系统的数字化控制
（以Infineon的8位单片机C504/C508）为例
2.1.1模糊智能控制
与普通空调的运行方式不同，变频空调的压缩机需要连续运行。其速度调节变得更加重要，要确保室内温度波动限制在较小范围内。事实上永磁直流无刷电机是一个多变量，非线性，强耦合的对象，需要智能控制才能取得比较满意的效果。考虑到8位单片机的资源有限，本系统采用模糊控制来实现电机转速的控制。因为C504/C508的CCU单元的通道0在块交换模式下降了参与电机换相外，还可用来完成捕获动作，故这个通道可以同时用于电机速度检测。系统所用的模糊控制规则如下式：U=αE+（1-α）E式中，E为位速度误差，Ec为速度误差变化率，α为加权系数，在0和1之间取值，U为控制器输出。通过调整加权系数，本系统可以对控制规则进行在线修正。
2.1.2功率变换电路
功率变换电路及其驱动和保护是直流无刷电机调速系统的最核心的部分。功率变换电路主要是整流桥和逆变桥。目前在国内变频空调产品中这部分电路的角色主要是由智能功率模块（IPM）来充当。所谓IPM，就是将功率变换电路，驱动，保护，检测，辅助电源都集成在一个模块内。
2.1.3单片机控制系统中控制算法
(1)直接数字控制
当被控对象的数学模型能够确定时，可采用直接数字控制。所谓数学模型就是系统动态特性的数学表达式，它表示系统输入输出及其内部状态之间的关系。一般多用实验的方法测出系统的特性曲线，然后再由此曲线确定出其数学模型。现在经常采用的方法是计算机仿真及计算机辅助设计，由计算机确定出系统的数学模型，因而加快了系统模型的建立。当系统模型建立后，即可选定上述某一种算法，设计数字控制器，并求出差分方程。计算机的主要任务就是按此差分方程计算并输出控制量，进而实现控制。
(2)数字化PID控制
由于被控对象是复杂的，因此并非所有的系统均可求出数学模型，有些即使可以求出来，但由于被控对象环境的影响，许多参数经常变化，因此很难进行直接数字控制。此时最好选用数字化PID（比例积分微分）控制。在PID控制算法中，以位置型和增量型2种PID为基础，根据系统的要求，可对PID控制进行必要的改进。通过各种组合，可以得到更圆满的控制系统，以满足各种不同控制系统的要求。
2.2单片机控制系统的数字化
2.21采用数字化负荷随动控制理论
运用现代化计算机技术、数字化自动控制技术，对中央空调设备运行进行综合、优化；针对中央空调主机和辅机系统运行的工况和末端负荷的变化，采集其瞬间多种变化参数，对负荷进行随动跟踪；自动、准确、及时地对冷冻（温）水泵、冷却水泵、冷却塔风机设备的运行参数进行采集，对系统各设备自动进行实时优化控制，使中央空调主机运行环境得以优化，使得主机工质和辅机系统各种流量跟随末端负荷的变化而同步变化，确保中央空调系统在满足舒适性的前提下，大幅度降低系统的能源消耗。即把负荷运行所不需要的，而系统运行又将会产生的这部分多余的冷量节省下来。
2.22中央空调数字化负荷随动节能控制系统
控制精度高，同频精度和稳定性好，可使中央空调系统节能达到20%以上。该技术、产品在国内、国外处于领先水平，具有高效节能、安全、舒适和方便管理的显著效果。
第3章结论
单片机控制技术应用越来越广泛，其核心技术是单片机控制系统的设计。对工程技术人员来说，抓住系统的原理构成、软件设计、硬件设计以及系统调试方法的要点是十分必要的。随着我国经济实力的增长，开发新产品的思路上过去那种过多注重价格因素而使新产品开发上不了档次的弱点有所改善，开始注意使用当前最先进的单片机开发高档次的产品。由于单片机的开发手段目前仍以仿真器为主，公司能否提供廉价的仿真器，提供方便的技术服务与培训，较之能否提供高性能、低价位的单片机有着同等的重要性。各单片机厂商在开发工具以及技术服务方面也进行着激烈的竞争。这种竞争与推出新型的单片机以显示高技术方面的优势是相辅相成的。竞争的结果是为单片机应用工程师提供更广阔的选择空间，而最终受益的是单片机产品的消费者，由于单片机对各行各业都有用，这种电子技术的进步导致各行各业的进步，也带动了人类文明的进步。
【参考文献】
[1]夏路易,石宗义《电路原理图与电路板设计教程Protel99SE》北京希望电子出版社2002
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[4]吴金戍,沈庆阳,郭庭吉《8051单片机实践与应用》清华大学出版社2001
[5]张迎新、杜小平、樊桂花、雷道振《单片机初级教程》北京航空航天大学出版社2002
[6]吴金戌、沈庆阳、郭庭吉《8051单片机实践与应用》清华大学出版社2002.
[7]数字电子技术
[8]模拟电子技术
[9]单片机原理机接口技术
[10]赫建国，郑燕，薛延侠.单片机在电子电路设计中的应用.清华大学出版社2006-5
[11]南建辉等.MCS51单片机原理及其应用实例.清华大学出版社2004
[12]李玉峰，倪虹霞.MCS-51系列单片机原理与接口技术.人民邮电出版社2004-5
第5章致谢
本论文设计在（）老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择到具体的写作过程，无不凝聚着（）老师的心血和汗水，在我的毕业论文写作期间，（）老师为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议，没有这样的帮助和关怀，我不会这么顺利的完成毕业论文。在此向（）老师表示深深的感谢和崇高的敬意。
TheHydraulicSystemandtheMaterialFlowsControlDeviceDesigninφ2600Horomill
Abstract:Intherecentyears,onthebasisofin-depthstudyofexistinggrindingmechanismandthegrindingequipment,Horomillhasbeendevelopedthenewgrindingequipmentwiththequalityandreliabilityofaballmill,andcompactstructureoftheverticalmillandlowenergyconsumptionrollerpress.TheadvantagesofHoromillare:playingafullenergy-savingpotentialofthenewchannelsforgrindingextrusion.FranceFCBCompanyin1993launchedthefirstdrumrollmill.InChina,Mudanjianghasintroducedtheplantequipment.Thetopicsmainlyincludethedesignofhydraulicsystemofdrumrollmillandinformationflowcontroldevice.Hydraulicsystemismainlycomposedofthefollowingparts:Thefirstpart,designofhydraulicsystem;Thesecondpart,hydrauliccomponentsSelection;Thethirdpart,thedesignofasphaltblock;theforthPart,designofhydraulicpumpstation;Informationflowcontroldeviceincludesfeed,scraperandderivativeinformation.Thedesignforthedomesticinconclusivesuccessstoriescanbefound,canreverseMudanjiangplantφ3800tuberollermilltocompletethedesign.
Keyword:Horomill;thehydraulicsystem;thematerialflowsthecontrol
筒辊磨结构和工作机理
本课题以筒辊磨的液压系统为主要研究内容,下面主要主要介绍其液压系统的工作机理、工作方式等。
用来提供挤压粉磨物料的辊压力，并且利用液压回路起到稳压保压；调整辊压力的大小来调整物料的粉磨细度，同时要保证液压系统行程慢而小。筒辊磨工作时,主要依靠磨辊对物料施加粉磨力，磨辊不需要驱动装置，由物料带动其转动。其压力由磨体外的2个拉力液压装置提供。在整个工作过程中它只有加压、保压和卸载，三个过程。
1.3国内现状综述
2004年4月由中材国际南京水泥设计研究院研发的具有自主知识产权、冀东水泥集团有限责任公司承建的价φ1.6m筒辊磨预粉磨水泥熟料系统在冀东水泥二分厂开始运行。经过厂、院及唐山水泥机械厂共同努力，至2004年6月该系统现己稳定运行近800h，球磨机提产30%,整个粉磨电耗下降13%，筒辊磨实现的能量代用系数达2.39。
表1-1功率统计表
FCB公司规格(直径)MM装机功率KW水泥(圈流)产量T/H单位功耗(KWT/H)
800451～222.5～45
3800240012020
南京院800551.52～.5223～6.7
160040019.5～20202～0.5
新华厂1000854.4～5.515.5～19.3
160020411～1315.71～8.5
200058030～3516.6～19.3
2500112055～6018.72～0.4
30001600759～516.82～1.3
综合考虑表1-1筒辊磨的数据，绘制不同规格筒辊磨能耗趋势如图1-2所示，随着筒辊磨规格尺寸的增大单位功耗逐下降，并趋于稳定，从图中看出单位功耗大约在20KWT/H左右。从而可知大规格的筒辊磨在能耗方面并没有大的波动。
设计内容
本设计拟将料层挤压粉磨前沿技术——筒辊磨应用到矿渣、水泥熟料、粉
煤灰超细粉磨生产中，逐步取代高能耗球磨机.为努力实现十一五规划关于单位
GDP能耗降低20%的总体目标作出贡献。主要内容有：
1.4.1筒辊磨液压系统设计计算
a.根据筒辊磨载荷及工作机理及挤压粉磨常规要求，设计回路，计算液压力；
b.液压系统元件选型计算。
1.4.2料流控制方案设计
分析筒辊磨内物料粉磨通道及料流路径，提出多种料流控制方案并优选。
1.4.3工艺设计
φ2600筒辊磨粉粉磨矿渣的工艺流程设计,进行工艺平衡计算,工艺设备选型。
1.4.4结构设计
a、油路块设计；
b、料流控制装置设计；
c、关键件力学分析。
1.5设计依据及技术指标
a.课题来源：市场需求,新品开发；
b.产品名称：φ2600筒辊磨；
c.粉磨对象：矿渣,进料粒度≤10㎜,水分≤2%；
d.粉磨产品:矿粉,比表面积≥430㎡/㎏；
e.设计依据：法国FCB公司φ2600筒辊磨在牡丹江厂生产数据；
f.设计产量：Q≥25t/h。
1.6设计要求
a.液压系统料流控制方案设计均应有两种以上方案比较和选择；
b.液压系统应有过载保护,对非破碎物反应灵敏,保证两端加载的同步性；
c.料流控制方案应能实现对各种粉磨物料流速成的在线调整；
d.设计筒辊磨粉磨矿渣的工艺流程图,进行工艺平衡计算；
e.设计图样总量：折合成A0幅面在4张以上；工具要求：应用计算机软件绘图；过程要求：装配图需提供手工草图；
f.毕业设计说明书相关要求；
g.查阅文献资料10篇以上，并有不少于3000汉字的外文资料翻译；
h.到相关单位进行毕业实习，撰写不少于3000字实习报告；
i.撰写开题报告。
1.7本题拟解决的问题
a.液压系统料流控制方案设计；
b.液压系统过载保护，对非破碎物反应灵敏，保证两端同步加压；
c.再线调整粉磨物料流速。
目录
1前言1
2液压系统设计4
2.1设计要求4
2.2总体规划4
2.3计算泵的流量、选择液压泵5
2.4选择液压控制元件9
2.5液压辅助件的选择10
3料流控制装置设计14
3.1进料装置设计14
3.2导料装置设计14
3.3出料装置设计15
4系统总体评价与可行性分析16
5结论17
参考文献18
致谢19
附录20
附录
1料流装配图TGMD2600.07A1
2液压系统装配图TGMD2600.03A0
3液压系统油路块图TGMD2600.08-01A1
4导料部装图TGMD2600.07-02A1
5刮料部装图TGMD2600.07-01A1
6进料漏斗TGMD2600.05-01A3
7工艺流程图A2
【关键词】意义;效益;建设;内部控制体系
实践证明,内部控制与风险管理是现代企业经营管理的必备“武器”。近几年,企业面临的风险日益增多,美国的《2002年萨班斯—奥克斯利法案》(简称SOX法案)、COSO2004年的《企业风险管理——整合框架》、我国国资委2006年的《中央企业全面风险管理指引》以及财政部2008年的《企业内部控制基本规范》等一系列法律法规紧锣密鼓的制定,企业也在不断地认识、建设并有效地利用内部控制体系和风险管理体系。
从内部控制理论的发展历程看,内部控制的控制重点就是企业风险,对风险的管理主要是通过内部控制体系控制关键风险点来实现的。风险管理是建立在内部控制基础之上的、具有更高层次和综合意义的控制活动。如果离开良好的内部控制系统,所谓的风险管理只能是一句空话而已。因此,鉴于中国目前大多数企业内部控制体系尚未构建或构建不完善,笔者主张中国企业应先构建基于风险管理的行之有效的内部控制体系,并通过对该体系的有效执行,实现对企业主要风险的管理。
一、中国企业内部控制体系建设的意义
企业内部控制体系建设的意义来自于企业面临的挑战和机遇,是企业自身发展的迫切要求,主要体现在以下几个方面。
(一)实现企业战略目标的要求
学术界不同学派关于战略的观点和假设等不尽相同,但都承认“核心竞争力”是企业竞争优势的所在。核心竞争力战略理论认为,企业要想长期稳定地保持其竞争优势,必须通过制定正确的战略目标,培养和发展能使企业在未来市场居于有利地位的核心竞争力。而制定的战略能否最终实施,取决于企业各个业务流程的有效执行。有效执行的内部控制体系不但对企业战略目标起到了强劲的科学支撑与持续保障作用,还使企业具备识别和管理整个企业多种风险的综合能力,这有助于减少企业的不确定性与盈利的波动性,进而增强企业的核心竞争力。
(二)建立现代企业制度的要求
现代企业制度的核心内容包括规范和完善的企业法人制度、严格而清晰的有限责任制度、科学的企业组织制度、科学的企业管理制度以及企业破产制度和外部保障制度等。构建并执行这些现代企业制度内容,都需要切实可行的内部控制体系建设,因为现代企业制度和内部控制体系建设之间是相辅相成的。
(三)企业生存发展的要求
自2004年年底以来,“中航油事件”5.54亿美元的亏损、中储棉10亿元的亏损等国有资产接连不断的巨亏噩梦,在国内外引起了巨大震动。由于这一系列事件的主要原因是企业内部控制体系方面存在严重缺陷,使人们意识到切实加强企业的风险控制已到了危及企业生存的刻不容缓的地步。
(四)参与国际竞争的要求
参与国际竞争的前提是要和国际上大多数企业处于基本相同的经营环境中。但从国外企业的风险管理实施进展看,自美国SOX法案对在纽约上市的公司提出建立内部控制体系的要求后,许多国际大公司对内部控制体系的建设进行了完善和改进,并在此基础上进一步建立了全面风险管理体系。中国企业要参与国际竞争,就必须逐步建设内部控制和风险管理体系,不断缩短与国外企业风险管理的差距,在国际竞争中不断加大投资并购等业务的成功率。
(五)投资者对企业预期的要求
投资者包括现实投资者和潜在投资者,他们的目的基本都是取得预期的收益。而内部控制的目标在于有效率和有效益的经营、循规守法进而保护企业财产安全,这正是实现企业收益的保证。循规守法主要通过完善的内部控制流程来保证。内部控制体系有利于保证企业的保值、增值,最终实现投资者的利益预期。
(六)国内外法律法规的要求
首先是国内法律法规的要求。我国政府有关部门制定了一系列法律法规,要求企业通过内部控制体系建设来管理风险。法律法规是需要企业遵循的,所以,企业必须构建完善的内部控制体系。其次是中国企业到国外上市的法规要求。比如中国企业到美国上市,必须遵循SOX法案,该法案中最难操作、最复杂、耗费成本最高的404条款要求所有到美国上市的企业建立风险内部控制机制。
二、企业建设内部控制体系将获得的效益
企业建立的目的是盈利,内部控制体系也必须为企业带来效益,企业才有动力愿意去实施这项工作。在构建有效的内部控制体系过程中,企业至少可以从以下几个方面获得效益。
(一)通过理顺关系来解决企业现存的管理问题
为了建立行之有效的内部控制体系,企业必须对本企业内部的业务流程进行梳理。企业在梳理各业务流程时,首先要对业务流程中可能存在的风险进行识别,通过分析识别,将企业历年累积的管理问题挖掘出来,并通过风险清单的方式进行明示;其次要对这些风险进行有效的评估,通过评估来判断风险的大小及风险的特性等;最后要对症下药,对识别出的管理问题进行有效的解决,解决问题的关键是通过业务流程梳理明确权责关系,进而提高企业的管理能力。可见,这个过程主要是通过业务流程的梳理,发现和解决现存的管理问题,并对构建行之有效的企业内部控制体系做好铺垫。
(二)通过提升企业整体管理水平来提高企业经营效率与效果
如果企业通过对业务流程的梳理构建了行之有效的内部控制体系,该体系毫无疑问会有效防范和抵御风险,并将风险控制在萌芽状态或控制在企业可承受的能力范围之内。内部控制体系的有效执行,最终会提升企业整体管理水平,而企业整体管理水平的提升就意味着企业经营效率和效果的提升。
(三)通过企业增值来更好地回报投资者
实践证明,完善的内部控制体系及其有效实施能最大限度地保护投资者的权益,内部控制的缺失则可能给投资者带来无法挽回的损失。安然、世通等的破产都是由于内部控制体系不完善造成的,给投资人造成了巨大损失。企业经营与管理的最终目的都是为了增加企业价值,最大化投资者利益。内部控制执行的好坏将直接影响企业价值最大化目标的实现,而执行有效的内部控制体系能够在促进企业发展的同时给投资者带来更高的价值回报。
三、中国企业成功建设内部控制体系的关键因素
企业内部控制体系建设主要包括具体构建阶段和长期实施阶段。由于企业各种环境因素会发生变动,内部控制体系的制定就不可能一劳永逸,而需要根据环境的变化和企业发展的要求进行不断的完善和修订。但不管是在具体构建阶段还是长期实施阶段,企业要想成功建设内部控制体系,必须把握以下关键因素,并尽可能做到。
(一)力求管理层高度重视,并将高管的重视制度化
内部控制体系是一项庞大的系统工程,需要公司各级领导的支持和大力配合。例如,董事会的承诺与投入能极大地推动企业内部控制体系的构建与实施;经理的素质、品行关乎企业的发展,进而影响到内部控制的效率和效果。实践证明,企业有效的管理是从高层开始的,所以,企业应该在相应的规章制度中将高管的重视和参与制度化,以有效推进内部控制体系的执行。
在内部控制建设过程中,将高管的重视和参与制度化,至少应体现在以下几个方面,以保证高管能够积极支持风险内部控制的构建与实施:
1.成立内部控制领导小组和工作组,并由董事长及CEO等高层管理人员任组长;
2.协调风险管理部门与业务部门之间的关系;
3.强化业务操作的合规观念,结合内控要求,明确部门职责,优化部门设置;
4.通过全员会议提升全员风险管理意识,形成完整的内部控制制度体系,将风险理念融入企业文化;
5.形成强有力的监督考核机制,并对内部控制工作的设计和执行给予有力的监督和指导;
6.由CEO等高级管理人员亲自听取内部控制和风险报告。
(二)构建严密的组织保障,落实内部控制职责
内部控制体系的构建和实施需要相应的组织保障,即企业应成立各级内控机构,落实内控职责。一般而言,内部控制机构至少应该包括:规范的公司法人治理结构和各层级的风险管理职能部门。
规范的公司法人治理结构是促使内部控制体系有效运行,保证内部控制功能发挥的前提和基础,是实行内部控制的体系环境。各层级的风险管理职能部门应涵盖企业决策和管理者(如董事会、CEO、CFO等)、风险管理职能部门、经营系统、内部审计、外部审计等部门。由于不同企业的组织结构、经营特点、管理风格等也不同,具体设置时,风险管理的机构和职责也不同。例如,《企业内部控制基本规范》明确规定内部控制机构必须有专门或指定机构,并将内部控制最高决策机构设在董事会。图1为董事会控制下的风险管理各部门的职责分工。
从图1可以把企业风险管理的职能部门和职责归为风险管理的四道防线:第一道防线——各相关部门和业务单位;第二道防线——风险管理部门;第三道防线——内部审计部门;第四道防线——外部审计和公共监督。这四道防线构成严密的内部控制组织保障,各司其职,真正的落实内部控制职责。
(三)整章建制,构建体系化的制度保障
在大力倡导企业内部控制体系之前,中国大部分企业的内部控制体系都没有完善的制度保障,都是按照经验和习惯行事。大凡成功的企业都有一套系统、科学、严密、规范的内部控制体系。因此,要构建和实施完善的内部控制体系,必须要有体系化的制度保障。当内部控制体系构建后,企业一般应从两个方面考虑制度建设的问题。
1.固化建设期已经规定的规章制度。在构建期,企业会有许多规章制度,例如《沟通访谈管理办法》、《工作纪律管理办法》、《培训管理办法》、《文档管理办法》等,其中有许多是适用于企业长期实施阶段的。所以,在内部控制体系构建成功后,就应着手对建设期的许多规章制度进行重新审视,按照长效机制的要求对其进行修订,并将其固化,使其在今后的内部控制工作中继续发挥应有的作用。但要注意的是,在内部控制执行过程中,这些制度并非不变,需要在此基础上随着环境的变化随时对其进行评价和修订,进而有效地指导企业解决长期实施过程中出现的问题。
2.及时形成长期实施阶段的规章制度。长期实施阶段的规章制度是一个有机的体系,主要应包括:建立科学、有效的激励约束机制;建立涵盖所有业务的全面、系统、成文的政策、制度和程序;建立风险控制的责任制度;建立严格的问责制度;建立长期的检查制度;重新规定企业的培训制度;建设风险管理报告制度等。在内部控制体系构建成功后,企业必须着手对这些规章制度进行定制和完善,以保证构建的内部控制体系有效执行。
(四)形成科学的项目管理
由于内部控制体系涉及到多个学科、多个领域的知识,需要精心设计,管理好内部控制体系中的各个环节。在内部控制实践中,企业一般会把各个环节称之为一个项目进行管理。美国项目管理学会认为一个有效的专业项目管理者必须具备范围管理、人力资源管理、沟通管理、时间管理、风险管理、采购管理、费用管理、质量管理及综合管理能力。将内部控制看作一个项目进行管理,可以从系统的角度优化内部控制体系。例如通过范围管理,使内部控制覆盖公司可能遭受风险的所有层面;项目的时间管理是为了确保项目最终按时完成的一系列管理过程;人员管理的宗旨就是要使企业的所有员工(从最高层到最低层)都各得其所,各尽其才,全部朝着有利于达成企业目标的方向发展等等。
(五)坚持持续的培训宣传
内部控制体系是靠人去执行的,再好的制度如果没有高素质的人去执行也不会产生好的效果。所以,加强对员工的培训,应是内部控制建设中的重要内容。同时,管理者还应创造适宜的工作环境、工作条件以便满足职工的尊重需求和自我实现的需要,采用适当的激励手段调动职工工作的积极性和创造性。
在内部控制体系的建设期,内部控制项目组一般会采取集中培训、会议交流、内部网页、问题解答、电话热线、信息简报等形式多样的宣传贯彻方法,使大家在思想上、组织上、行动上达成共识。进入长效机制后,培训工作仍然不能放松,因为一方面企业的经营环境在不断的变化中;另一方面,对现有流程的维护等工作也需要不断进行培训。可见培训在内部控制设计、实施和长效机制中自始至终应贯穿于企业的管理中。
常规电动机的启动、停止需要2个按钮，在多点控制中，按钮引线较多。利用一个按钮多点远程控制电动机的启停，则可简化控制线路。电动机多地控制一般用于应急停机，即出现异常情况后，如果到现场停机会造成大的事故或损失，那么采用电动机多地控制则可避免事故或损失的发生。例如：某公司的胶带运输机长500m，若不多设几个控制点，易出现事故。离厂区较远的泵也会用到多地控制。在控制线路中，所有停止按钮串接，所有启动按钮并接，如果按正常设计即设置2个按钮控制电机启停，则需要2倍的导线及按钮，而采用单按钮控制则可节省一半材料。
1单按键自锁控制电路设计理念
单按钮控制电动机启停，主要用于多点控制电动机启停或远距离控制电动机急停。设计理念为：设计一个单按钮控制电动机启停电路，解决远距离控制电机急停或多点控制问题。具体任务是：借助接触器或接触器与中间继电器结合，用一个按钮控制电动机起停；按下按钮，电动机起转，再次按下按钮，电动机停转；要求有短路保护、热保护。先设计按下按钮电机起转，同时为再次按下按钮电机停转做准备，由中间继电器或接触器控制另一路停止电路。整个控制步骤见图1。中间继电器实质上是一种电压继电器，特点是触点数目较多，电流容量可以增大，起到中间放大（触点数目和电流容量）的作用。用于转换控制信号的中间电器与接触器类似，通过线圈的通电与断电控制各触头的接通与断开，实现电气控制线路控制。中间继电器触头数量较多，各触头额定电流相同。当其他继电器触头数量或容量不够时，可借助中间继电器扩充触头数目或增大触头容量，起中间转换作用。将多个中间继电器相组合，还能构成各种逻辑运算电器或计数电器。中间继电器各部件的图形文字符号见图2。
2单按钮控制电动机启停电路原理
单按钮控制电动机的启动和停止，与2个按钮控制相比，特别是在多点控制和远距离控制时，可以大大节省引接导线。设计时，先满足按下按钮电动机启动，再次按下按钮时电机即停，这样第一次按下按钮时，可为第二次按下按钮时电动机停转做准备。设计有别于2个按钮控制电动机启停的控制电路，具体控制电路如图3所示。工作原理为：接通电源，即合上空气开关QF，按下启动按钮，SB常开闭合，常闭断开；控制电路FR常闭、SB常开闭合、KM2常闭、KM1线圈这条通道畅通，即KM1线圈得电，KM1主触头闭合，电机得电，开始工作，KM1辅助常开触点闭合，实现自锁；KM2，KM3常开控制KM2、KM3线圈均不得电；松开按钮，SB回位，常开触点、常闭触点均恢复常态，KM3常闭、KM1自锁及SB常闭、KM2常闭使得KM2线圈得电，KM2常开闭合，实现KM2线圈自锁，同时为KM3线圈得电做好准备；工作期间，KM1线圈、KM2线圈一直得电，电机正常工作。当工作结束或需要临时停机时，再次按下启动按钮，这时SB常开闭合，常闭断开，KM3线圈通过SB常开、KM2常开闭合得电，KM3常开闭合，常闭断开，使得KM1线圈断电，电机停转，而KM2线圈一直得电，直到松开按钮，整个线路全部失电，完成单按键控制电机的起停。由上述分析不难看出，此设计表面上完成单按钮控制电机启停，但实质上没有实现预先的设想。因为实际控制中用按钮联动，接线时用双线连接才能实现，不能达到通过单按键控制实现减少材料的目的。
3单按钮控控制电动机启停电路
为真正实现一对电缆完成多地控制电机启停，需进一步研究完善。改进后的电路原理如图4所示。工作原理为：合上总电源开关QF，按下按钮SB，继电器K1线圈得电，两个常开触头吸合，一个完成自锁并保证K1线圈始终得电，另一个保证控制电动机得电的接触器KM线圈得电，其主触头闭合，电动机M起动运转。KM的两个辅助常开触头闭合，一个完成自锁，松开按钮电动机持续运转；一个为继电器K2线圈得电做准备。KM的辅助触头常闭触点断开，为电动机停转做准备。在继电器K1线圈得电的同时，K1常闭触头断开。在KM线圈得电时，继电器K2线圈不能得电，这样可以保证电动机一直运转，直到需要电动机停转。当需要电动机停转时，再按下按钮SB，继电器K2线圈得电，K2常开触头闭合，完成自锁，两个常闭触头断开，控制电动机的接触器线圈失电，其主触头断开，电动机停转。
4结论
电机自动控制是电气自动化技术的基础。根据工作环境及条件调整电机控制方式，设计不同的控制电路，是电气控制技术人员必备能力之一。在职业教育教学中，通过任务驱动教学法充分发挥师生的创造力，设计既能适应多地控制又能节约材料的单按键控制电路。电路的实际接线大大简化，节省材料成本，使电路更加经济合理、安全可靠，具有很高的实用价值。与单片机和PLC相比，它还具有简单实用、成本低廉、稳定性好的优势。
作者:尚东升 单位:辽宁工程职业学院
参考文献
1.1传感器系统过程数据的采集
通过氧传感器、转速传感器、进气压力传感器等传感器实现。氧传感器是系统中重要的传感器之一。在空燃比控制系统中，最常见的反馈参数是排气中氧的含量，它直接反映出燃气燃烧之后留下了多少氧气。因为燃烧室内大部分的氧气，或者说所有的氧气均来自于空气，所以排气氧含量是空燃比的直接反映。发动机转速的稳定性对发电机组输出交流电的频率稳定性影响较大，而频率的稳定性又是衡量发电机组输出电能质量的主要指标之一。转速传感器多为磁电式传感器，安装在凸轮轴上，由转速传感器内的永磁体、线圈和发动机飞轮齿轮共同作用产生一个交流电压信号，该信号经采样电阻和放大器处理后，输入到控制器CPU内。
1.2燃气阀及空气阀
燃气阀及空气阀是带步进电机的电动调节阀，也是系统的执行器。控制器利用PWM驱动步进电机，进而调节阀门开度。
1.3空燃比控制器空燃比控制器是空燃比控制的“大脑”。在本系统设计中，空燃比控制器基于DSP处理器设计，由检测电路、空燃比控制电路和通讯接口电路等部分构成。
2空燃比控制策略
在空燃比控制系统中，系统的控制目标是要使稳态下空燃比的平均值在理想值附近，而且在突加突卸负载造成空燃比偏离理想值时，系统能迅速响应，将空燃比控制在理想值附近。
2.1RBF神经网络
整定PID控制策略在工业控制中，PID控制器应用广泛。由于发动机的空燃比受进入气缸的空气量转速、负荷、温度、气体燃料喷射器的响应速度和喷度等多种因素的影响，所以采用PID控制，根据反馈实时调整进气量，使之达到精确控制。人工神经网络是一种在生物神经网络的启示下建立的数据处理模型。其中径向基函数（RBF）模拟了人脑中局部调整相互覆盖接受域的神经网络结构，能以任意精度逼近任意非连续函数，是一种局部逼近网络，收敛速度快。本设计采用并行控制策略来实现发动机空燃比的控制，前馈控制采用RBF神经网络控制器，反馈控制则采用PID控制器。前馈控制及时快速响应，实现发动机的逆动态模型；反馈控制则保证系统的稳定性，抑制干扰信号对系统的扰动。
2.2仿真实验
本文采用MATLAB软件Simulink工具箱进行燃气发电机组空燃比控制系统仿真。燃气发电机组空燃比控制系统采用常规PID控制的仿真，通过对比可以发现：在稳态时，与常规PID相比，并行控制的稳态误差小，空燃比基本能稳定在理论空燃比附近；在动态时，与常规PID相比，并行控制的超调量小，即使在加入干扰的情况下，超调量δp也可控制在20％以内。
一、控制系统总体方案
整个微小型无人直升机控制系统可分为机载部分和地面部分，机载部分负责维持飞机的稳定飞行并提供图像信息给地面，地面部分根据飞机的姿态及得到的图像信息做出下一步飞行的指令并发给机载部分。考虑到使用环境的复杂情况，由人使用遥控器现场操作可以较好控制飞行，并可对飞行中出现的各种情况及时处理，确保飞行的安全。地面部分与机载部分之间有两条数据链路：一条负责传送图像，一条负责传送飞行状态和指令。图像传送的数据链路通过无线摄像头解决。地面部分可以分为地面工作站和图像处理平台，前者与机载飞行控制器通讯以发送控制命令并获得飞机的飞行状态信息，后者获取机载摄像头的图像并对图像进行处理用以辅助判断，帮助操作者进行遥控操作。机载部分系统包括：飞行姿态测量控制系统模块、图像设备模块、数据链路以及执行舵机群等。地面部分包括控制器、工作站、和图像处理平台。
二、姿态控制系统
微小型无人直升机姿态控制系统的主要功能是稳定直升机的飞行姿态，或者说是稳定直升机的角运动。主要实现方式是在微小型直升机的控制回路上加上一个用于姿态测量的反馈回路，通过传感器得到微小型直升机的姿态信号，然后与要求控制的姿态信号进行比较，通过设计的反馈控制规律使输出的控制信号控制微小型直升机稳定在预期的姿态角度上。微小型直升机姿态测量控制系统包括倾角传感器、控制电路、多个舵机、接收机及遥控接收器等硬件部分。
其中控制电路的功能是接收接收机的操控信号和倾角传感器的输出信号，可以直接输出接收机的信号或者切换到输出遥控信号与传感器反馈信号叠加处理的结果，然后舵机接收控制电路的PWM信号控制直升机的旋翼。倾角传感器实时接收直升机的姿态信号，输出到控制电路。
三、控制系统的硬件实现
对于一般微小型无人直升机而言，其测控系统采用单片机作为控制单元是一种理想的选择，因为其成本低，体积和重量小。本设计采用混合系统级MCU芯片——C8051F320型单片机作为控制中心的姿态控制系统，选用的传感器是双轴的加速度传感器ADXL202，它可在两个方向上检测无人机在姿态上的变化，并输出PWM信号给单片机进行处理。由行有3个姿态角，所以要用2片ADXL202。
单片机处于系统的主导地位，是实现控制算法、完成信号采集和信号转化的核心器件。所有的传感器信号和遥控指令都由单片机来识别和处理。单片机将这些数据按照一定的控制算法运算后，将数据结果转化为控制信号输出到舵机，或者利用数据传输模块，传回到地面接收装置，从而完成对飞行器的航向的测控。由于单片机对电源有要求，为了保证其电源的稳定性，我们还设计了电源稳压保护电路。
直升机的飞行姿态有相互关联的3对方向(航向，横滚和俯仰)，每对方向都是关系飞机飞行姿态的直接因素。ADXL202型加速器的测量信号和接收机发送的信号混合控制直升机的姿态。控制电路将加速器的测量信号和遥控器发送的信号进行比较，得到的控制信号来控制舵机的转速。微小型直升机在飞行过程中若受到外力的干扰产生方向的偏差，由加速器测量输出PWM信号发送给控制电路，经过单片机处理和接收机信号比较后输出，采用单片机脉冲计数的方法，向舵机输出PWM类型的控制指令，操纵舵机的变化，控制保持飞机的姿态。
在基于单片机的姿态测控系统中，选用舵机作为执行器件，控制执行结构的转角和位移。在舵机控制中，一方面需要完成单片机的控制指令输出，从而控制航向变化和航向保持，另一方面需要参考原始的控制指令和加速度的反馈信号完成姿态控制的算法。尽管这两者来源不同，但是对舵机而言并无太大区别。控制信号对舵机的控制就是改变PWM信号的占空比，利用PWM信号占空比的变化改变舵机的位置。
四、软件设计及调试
微小型无人直升机姿态控制系统的软件包括C8051F单片机的初始化、各通道数据的获得、控制算法的实现、输出PWM信号给舵机。C8051F单片机的初始化包括端口管脚的配置、定时器的初始化、PCA初始化。C8051要接收5个通道的PWM信号，即遥控器的三通道PWM信号，ADXL202的2个通道的PWM信号。控制算法是最关键的，首先根据遥控器输入的第三个通道PWM数值进行切换，比如接收到的第三个通过的PWM数值小于150(1.5ms)就切换到输出信号不受ADXL202影响的状态，即输出信号是遥控器的输入信号，中间不经过处理；如果数值大于150(1.5ms)就切换到输出信号是遥控器的输入信号和ADXL202的信号反馈到遥控器的输入信号，如果ADXL202测得有加速度证明航向角度偏离了预期的角度，就要通过修正输出信号保证旋翼保持在预期的转速。
PWM模块有C8051的PCA模块配置为高速输出方式，当PCA0H的值与该模块的寄存器PCA0CPLn和PCA0CPHn中的常数值相等时，CEXn引脚上的逻辑电平发生一次跳变，同时触发一次中断，实现PWM功能。为了试验设计出的印刷电路板是否能够满足输出控制信号的要求，设计了试验程序，来生成固定循环的能够控制舵机按照要求的方向来转动。设计的要求是舵机能够向左以固定频率转动，然后转回平衡位置，以此来循环转动。以此来检验以单片机为核心的控制电路是否能够产生控制信号并且驱动舵机来按要求转动。经过调试，用数字式示波器证明舵机完全按照单片机的输出控制命令进行转动，方向和延迟都正确。
步进电机驱动电路(见图3)主要由细分电路、驱动控制芯片和光耦隔离电路组成。步进电机转动的角位移和输入的脉冲数目要求严格成正比。如果按照整步的工作方式，会受到步进电机振动大、噪声大等影响;运用细分，不仅可使振动和噪声减小，且可以减小步进电机误动作产生的平台倾斜度偏移，从而减小激光定位的误差;并且，细分数取得越高，在远端产生的偏移量越小。为了使步进电机工作的误差尽可能的小，本设计中驱动电路采用高细分步进电机驱动芯片THB6128。图3中，M1、M2、M3端为细分的设定端，根据这3端所提供的高低电平的不同，有1、1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64、1/128多种细分可选，当三端全为高电平时，细分为128。CW/CCW端为电机正反转控制端，CW/CCW为低电平时，电机正转;反之，电机反转。ST/VCC端为低电平时，THB6128进入待机，功耗极低。另外，为了防止对电源或对地短路，该芯片内置温度保护及过流电路。驱动芯片与单片机相连的端口均采用光耦隔离，U8、U10、U11为光耦隔离，防止电机驱动电路与单片机控制电路产生干扰;LED可以直观显示隔离控制的通断。
1.2激光旋转控制电路设计
激光发射电路主要由步进电机驱动电路、激光发射控制电路、光耦隔离电路及细分电路构成，如图4所示。激光发射器控制电路主要完成控制激光发射器发射和转动，保证其发射的激光能实时完成激光接收靶跟踪，使农田平地机被实时控制。由单片机输出的激光发射器发射信号通过光耦隔离电路后输入激光发射器控制电路。其中，JG为单片机P46端口的控制输出端，U17为电路的光耦隔离器。激光发射器的旋转由步进电机驱动电路控制，由单片机输出信号控制THB6128的使能、脉冲及方向端从而控制激光发射器的旋转。
1.3电源电路设计
电路选择采用简单高效电源芯片LM2576，该稳压器是单片集成电路，能实现热关断和电流限制保护，能驱动3A负载。控制核心的电源设计如图5所示。在直流电源输入端加入TVS瞬变电压抑制二极管PK6E22A，该二极管能在收到反向瞬态高能量冲击时，迅速将两极间的高阻抗变为低阻抗，同时吸收高达数千瓦的浪涌功率，有效地保护电子电路中的电子元器件免受浪涌脉冲的破坏［4］。为了防止功率地跟信号地之间的互相干扰，在电源电路设计中，功率地和信号地之间加入了电感L2进行隔离。
2系统软件设计
由于农田平地机激光发射平台调平控制系统的工作环境的恶劣性，易对数据的采集造成干扰，再加上倾角传感器自身存在的温度漂移等，会加大倾角数据采集的误差。因此，对倾角传感器采集的数据时，先采用基于限幅滤波法和递推算术平均值滤波算法相结合的复合滤波法算法对数据进行预处理［5］，接着采用角度偏移与温度变化的三次曲线对倾角传感器温度漂移进行补偿，提高数据采集的准确性［6］。另外，由于步进电机的非线性特征，对其非线性参数进行整定较困难，而常规的PID算法由于参数整定过程繁琐，实施起来较复杂，并且在越接近预设的目标值时，越容易产生超调而抖动，影响其控制效果的进一步提高。因此，采用基于RBF神经网络的PID算法控制器对步进电机进行控制，能保证步进电机控制系统的响应性能提升，响应时间缩短，动态性能、自适应性和鲁棒性更佳。系统总体流程图，如图6所示。系统初始化后，首先进行倾角数据采集，系统采集当前的平台的倾角数据后，经过滤波和补偿处理，直接交给单片机进行判断:如果到达调平的预设值，则结束。没到达预设值的话，如果是大于预设值，则电机正转，控制平台支腿进行相应的伸缩调整平台的倾斜度，再重新进行数据采集;如果小于预设值，则电机反转，控制平台支腿进行相应的伸缩调整平台的倾斜度，再重新进行数据采集。如此反复进行平台调整，直至达到预定的平台倾斜度为止。
3试验分析
本文设计的农田平地机激光发射平台调平控制系统主要是为提高农田平地机的双激光源定位系统的精度做准备，在双激光源定位系统中发挥重要的作用。而整个调平过程中，由于倾角传感器和调平电机的特性，此控制系统主要受温度影响。所以，本试验在激光发射器校准完成后，设计了在加入基于RBF神经网络的PID控制方法对电机控制，并在不同温度环境下的试验。将调整平台置于不同的温度环境中，同时让激光器支座处于允许的任意倾斜角度状态，分别测试支座在大倾角(20°～30°)和小倾角(10°左右)状态下系统调整的可靠性。
1)13℃时，大角度调平试验数据如图7所示。
2)13℃时，小角度调平试验数据如图8所示。由图7、图8可知，采用基于RBF神经网络的PID控制调平时，在农平地过程中调平过程的前期，调平速度快，当角度越接近目标角度时，速度明显减慢;若达到调平要求的预设精度值0．03°时，调平停止;而且在调平过程中很少出现超调和振荡，当倾斜角度较小时，调平完成的时间相对较短。
3)25℃，大角度调平试验数据如图9所示。
4)25℃，小角度调平试验数据如图10所示。由图9和10可知，当温度变化时，平台大倾斜角度和小倾斜角度的调平规律与图7和8相似。这说明经过加入基于RBF神经网络的PID控制方法后此系统受温度影响不大。
