摘要：CPS信息物理系统是集合了计算机控制技术与自动控制理论的全新工业控制系统，其具有生产效率高、产品质量可精确控制等特点，本文通过对CPS系统进行分析，从控制模块、数据采集模块以及供电模块对于其在复烤生产线中的应用展开探讨，为其进一步发展提供了创新的思路。
关键词：CPS；复烤生产线；流程分析
1 引言
近年伴随着人工智能的快速发展,许多新的理论与方法都被引进到工业监测控制系统的开发中,从而使得复烤生产线监测控制技术不断地趋于完美。然而针对目前的工业监测控制技术来说,大量的数据信息需要可靠的快速的采集并加以处理,但是目前许多数据采集系统依然不能够达到这些要求,其中往往存在许许多多的问题,如系统过于庞大,可靠性低等。CPS系统可以通过自动控制，将这些问题得以解决，信息物理系统的融合将会在工业生产中得到极为广泛的应用。
2 CPS系统分析
2.1 系统概述
信息物理系统(cyber physical systems,简称CPS)作为计算进程和物理进程的统一体，是集成计算、通信与控制于一体的下一代智能系统。信息物理系统通过人机交互接口实现和物理进程的交互，使用网络化空间以远程的、可靠的、实时的、安全的、协作的方式操控一个物理实体。
2.2 系统特点
CPS的意义在于将物理设备联网，是连接到互联网上，让物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等五大功能。CPS本质上是一个具有控制属性的网络，但它又有别于现有的控制系统。CPS则把通信放在与计算和控制同等地位上，因为CPS强调的分布式应用系统中物理设备之间的协调是离不开通信的。CPS对网络内部设备的远程协调能力、自治能力、控制对象的种类和数量，特别是网络规模上远远超过现有的工控网络。
3 基于cps的复烤生产线分析
3.1 控制模块
生产线采用的控制芯片为常见的AT89C52单片机,所谓的单片机其实就是在一个很小的硅片上集成了存储器,定时器,计数器,中央处理单元,中断系统,的一种微型计算机。单片机的产生是计算机技术发展历史上的重要标志。单片机虽然集成工艺较为复杂,但是因为其体积小,可以大批量生产,从而大大降低了成本,被广泛的应用到工业生产领域。
3.2 数据采集模块
由于数据采集系统往往是采集多路的模拟信号,而这些模拟信号都需要转换为数字信号才能被单片机进行分析处理,本次设计所做的A/D转换电路所使用的芯片是一个串行输出的转换芯片,故此不能同时的将这多路的模拟信号进行转换。为了简化电路及提高可靠性所以采用了多路模拟开关。多路模拟开关的主要作用是在控制信号的作用下,依次将各路的模拟信号传送到A/D转换器中进行A/D转换。 在A/D转换器对某一路信号转换的同时,其他几路的模拟信号正处于已被采集,但未被转换的状态,如果此时电平发生了改变,但是信号还未转换,这些被采集的信号就会随着电平的改变而发生改变。为了保持被采集信号的准确性,我们需要在信号源和A/D转换器之间加入一个采样/保持电路来确保信号源的可靠性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆采样/保持电路的主要作用是在A/D转换器转换信号源之前先处于采样模式,这时采样/保持电路是输出跟踪输入的状态,然后在使其处于保持状态直至A/D转换器将信号源转换后在进入采样模式,如此循环。
如果先对烟叶进行处理，根据CPS控制系统的工作原理，由于烟叶在静止状态得到增温增湿，其造碎量就会大大降低。经过CPS控制系统处理后的烟叶水分和温度都得到提高，烟叶的韧性和耐加工性都得到提高。另外，连续式CPS控制系统可以使所有进入生产线的烟叶都经过处理，这样就可以充分利用CPS系统所控制的抽真空和去除青杂气的功能，有效杀死烟虫及虫卵，去除烟叶中的青杂气，有利于经过打叶复烤后产品的长期贮存醇化。
3.3 供电模块
供电系统接入市电进行供电，但是对于稳压部分的要求更高。如果稳压模块不够合理，那么短时间内造成电压值出现大幅波动，这种现象的主要危害在于，可能因为瞬时电压故障而导致线路与设备不可逆的损坏，处理方法主要有提供不间断电源、电压整流器等。采用不间断电源（UPS）、无功功率补偿器（SVG）等设备可以有效地减轻电压波动对于设备带来的影响，起到平波的作用，同时也减轻了对于线路的损耗，是相对科学有效的办法。
4 系统运行监测
4.1 系统测试
采用系统测试可以对复烤生产线系统进行监测，对于复烤生产线系统和实际情况进行比对，使得系统的不足之处可以显示出来，通过这样的方法可以看出系统模块中存在的问题，对于系统的运行进行分析。测试主要有黑箱和白箱两种方法，采用内部与外部综合分析的方法，对于其输入与输出问题进行了探究，白箱主要是研究其中的逻辑关系与对应情况，而黑箱主要从输入输出来对系统的功能进行验证，使其满足于系统的控制管理要求。
4.2 故障检测
复烤生产线上的配电中心可以对复烤生产线上的所有电路进行划分，集中检测，作为一次设备对相当大的一部分电路上主要节点进行维护，相关的继电器要求要有足够大的容纳度。单个开关元件能够对主要线路以及底下的分支电路在第一时间内进行划分，方便及时找到通信故障的位置。为了避免线路因为偶然的外界因素造成影响判别，可以在母线的保护电路上设立多条线路，确保在一条线路出现问题状况的时候，其他线路可以快捷有效的进行工作代替，保障复烤生产线能够正常持续的运行。
5 总结
复烤生产线控制系统的使用对于现代科技发展运行意义重大,需要结合新技术、新思路对其进行完善与创新,对于设备的常见问题做到及时的排查与解决,通过现代化的方法,结合实际的经验,保证工作的质量,使得设备使用更加有保障。
参考文献
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作者简介
张天垚（1986-12），男，汉族，籍贯：云南省昭通市，学历：大学，研究方向：机电工程，工业工程。
论文作者:张天垚
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/6
标签：系统论文; 生产线论文; 信号论文; 烟叶论文; 物理论文; 电路论文; 设备论文; 《电力设备》2017年第26期论文;