引論：我們?yōu)槟砹?3篇制動(dòng)技術(shù)論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

在通用變頻器、異步電動(dòng)機(jī)和機(jī)械負(fù)載所組成的變頻調(diào)速傳統(tǒng)系統(tǒng)中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)所傳動(dòng)的位能負(fù)載下放時(shí)，電動(dòng)機(jī)將可能處于再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)；或當(dāng)電動(dòng)機(jī)從高速到低速（含停車）減速時(shí)，頻率可以突減，但因電機(jī)的機(jī)械慣性，電機(jī)可能處于再生發(fā)電狀態(tài)，傳動(dòng)系統(tǒng)中所儲(chǔ)存的機(jī)械能經(jīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換成電能，通過逆變器的六個(gè)續(xù)流二極管回送到變頻器的直流回路中。此時(shí)的逆變器處于整流狀態(tài)。這時(shí)，如果變頻器中沒采取消耗能量的措施，這部分能量將導(dǎo)致中間回路的儲(chǔ)能電容器的電壓上升。如果當(dāng)制動(dòng)過快或機(jī)械負(fù)載為提升機(jī)類時(shí)，這部分能量就可能對變頻器帶來損壞，所以這部分能量我們就應(yīng)該考慮考慮了。

在通用變頻器中，對再生能量最常用的處理方式有兩種：(1)、耗散到直流回路中人為設(shè)置的與電容器并聯(lián)的“制動(dòng)電阻”中，稱之為動(dòng)力制動(dòng)狀態(tài)；(2)、使之回饋到電網(wǎng)，則稱之為回饋制動(dòng)狀態(tài)（又稱再生制動(dòng)狀態(tài)）。還有一種制動(dòng)方式，即直流制動(dòng)，可以用于要求準(zhǔn)確停車的情況或起動(dòng)前制動(dòng)電機(jī)由于外界因素引起的不規(guī)則旋轉(zhuǎn)。

在書籍、刊物上有許多專家談?wù)撨^有關(guān)變頻器制動(dòng)方面的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，尤其是近些時(shí)間有過許多關(guān)于“能量回饋制動(dòng)”方面的文章。今天，筆者提供一種新型的制動(dòng)方法，它具有“回饋制動(dòng)”的四象限運(yùn)轉(zhuǎn)、運(yùn)行效率高等優(yōu)點(diǎn)，也具有“能耗制動(dòng)”對電網(wǎng)無污染、可靠性高等好處。

二、能耗制動(dòng)

利用設(shè)置在直流回路中的制動(dòng)電阻吸收電機(jī)的再生電能的方式稱為能耗制動(dòng)。

其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡單；對電網(wǎng)無污染（與回饋制動(dòng)作比較），成本低廉；缺點(diǎn)是運(yùn)行效率低，特別是在頻繁制動(dòng)時(shí)將要消耗大量的能量且制動(dòng)電阻的容量將增大。

一般在通用變頻器中，小功率變頻器（22kW以下）內(nèi)置有了剎車單元，只需外加剎車電阻。大功率變頻器（22kW以上）就需外置剎車單元、剎車電阻了。

三、回饋制動(dòng)

實(shí)現(xiàn)能量回饋制動(dòng)就要求電壓同頻同相控制、回饋電流控制等條件。它是采用有源逆變技術(shù)，將再生電能逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率同相位的交流電回送電網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。回饋制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是能四象限運(yùn)行,如圖3所示，電能回饋提高了系統(tǒng)的效率。其缺點(diǎn)是：(1)、只有在不易發(fā)生故障的穩(wěn)定電網(wǎng)電壓下（電網(wǎng)電壓波動(dòng)不大于10%），才可以采用這種回饋制動(dòng)方式。因?yàn)樵诎l(fā)電制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，電網(wǎng)電壓故障時(shí)間大于2ms，則可能發(fā)生換相失敗，損壞器件。(2)、在回饋時(shí)，對電網(wǎng)有諧波污染。(3)、控制復(fù)雜，成本較高。

四、新型制動(dòng)方式（電容反饋制動(dòng)）

1、主回路原理

整流部分采用普通的不可控整流橋進(jìn)行整流，濾波回路采用通用的電解電容，延時(shí)回路采用接觸器或可控硅都行。充電、反饋回路由功率模塊IGBT、充電、反饋電抗器L及大電解電容C（容量約零點(diǎn)幾法，可根據(jù)變頻器所在的工況系統(tǒng)決定）組成。逆變部分由功率模塊IGBT組成。保護(hù)回路，由IGBT、功率電阻組成。

(1)電動(dòng)機(jī)發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)

CPU對輸入的交流電壓和直流回路電壓νd的實(shí)時(shí)監(jiān)控，決定向VT1是否發(fā)出充電信號，一旦νd比輸入交流電壓所對應(yīng)的直流電壓值（如380VAC—530VDC）高到一定值時(shí)，CPU關(guān)斷VT3，通過對VT1的脈沖導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)對電解電容C的充電過程。此時(shí)的電抗器L與電解電容C分壓，從而確保電解電容C工作在安全范圍內(nèi)。當(dāng)電解電容C上的電壓快到危險(xiǎn)值（比如說370V），而系統(tǒng)仍處于發(fā)電狀態(tài)，電能不斷通過逆變部分回送到直流回路中時(shí)，安全回路發(fā)揮作用，實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)（電阻制動(dòng)），控制VT3的關(guān)斷與開通，從而實(shí)現(xiàn)電阻R消耗多余的能量，一般這種情況是不會(huì)出現(xiàn)的。

(2)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)

當(dāng)CPU發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)不再充電時(shí)，則對VT3進(jìn)行脈沖導(dǎo)通，使得在電抗器L上行成了一個(gè)瞬時(shí)左正右負(fù)的電壓（如圖標(biāo)識(shí)），再加上電解電容C上的電壓就能實(shí)現(xiàn)從電容到直流回路的能量反饋過程。CPU通過對電解電容C上的電壓和直流回路的電壓的檢測，控制VT3的開關(guān)頻率以及占空比,從而控制反饋電流，確保直流回路電壓νd不出現(xiàn)過高。

2、系統(tǒng)難點(diǎn)

(1)電抗器的選取

（a）、我們考慮到工況的特殊性，假設(shè)系統(tǒng)出現(xiàn)某種故障，導(dǎo)致電機(jī)所載的位能負(fù)載自由加速下落，這時(shí)電機(jī)處于一種發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，再生能量通過六個(gè)續(xù)流二極管回送至直流回路，致使νd升高，很快使變頻器處于充電狀態(tài)，這時(shí)的電流會(huì)很大。所以所選取電抗器線徑要大到能通過此時(shí)的電流。

（b）、在反饋回路中，為了使電解電容在下次充電前把盡可能多的電能釋放出來，選取普通的鐵芯（硅鋼片）是不能達(dá)到目的的，最好選用鐵氧體材料制成的鐵芯，再看看上述考慮的電流值如此大，可見這個(gè)鐵芯有多大，素不知市面上有無這么大的鐵氧體鐵芯，即使有，其價(jià)格也肯定不會(huì)很低。所以筆者建議充電、反饋回路各采用一個(gè)電抗器。

(2)控制上的難點(diǎn)

（a）、變頻器的直流回路中，電壓νd一般都高于500VDC，而電解電容C的耐壓才400VDC，可見這種充電過程的控制就不像能量制動(dòng)（電阻制動(dòng)）的控制方式了。其在電抗器上所產(chǎn)生的瞬時(shí)電壓降為，電解電容C的瞬時(shí)充電電壓為νc=νd-νL，為了確保電解電容工作在安全范圍內(nèi)（≤400V），就得有效的控制電抗器上的電壓降νL，而電壓降νL又取決于電感量和電流的瞬時(shí)變化率。

（b）、在反饋過程中，還得防止電解電容C所放的電能通過電抗器造成直流回路電壓過高，以致系統(tǒng)出現(xiàn)過壓保護(hù)。

3、主要應(yīng)用場合及應(yīng)用實(shí)例

正是由于變頻器的這種新型制動(dòng)方式（電容反饋制動(dòng)）所具有的優(yōu)越性，近些來，不少用戶結(jié)合其設(shè)備的特點(diǎn)，紛紛提出了要配備這種系統(tǒng)。由于技術(shù)上有一定的難度，國外還不知有無此制動(dòng)方式？國內(nèi)目前只有山東風(fēng)光電子公司由以前采用回饋制動(dòng)方式的變頻器（仍有2臺(tái)在正常運(yùn)行中）改用了這種電容反饋制動(dòng)方式的新型礦用提升機(jī)系列。

篇2

一、防寒保暖

蛋雞的生長發(fā)育最適溫度為16～18℃，16～24℃時(shí)，蛋雞產(chǎn)蛋率較高。當(dāng)雞舍溫度低于5℃時(shí)，產(chǎn)蛋率下降，低于0℃時(shí)產(chǎn)蛋量顯著減少，低于-10℃時(shí)停產(chǎn)，同時(shí)還會(huì)增加飼料的消耗量，所以適宜的雞舍溫度是提高母雞冬天產(chǎn)蛋率的關(guān)鍵。因此，入冬前應(yīng)堵塞迎風(fēng)口面的窗戶，裝好玻璃或塑料薄膜；隨時(shí)檢查四壁及屋頂，在修補(bǔ)除換氣孔窗以外的所有孔洞及裂縫的同時(shí)，適當(dāng)提高飼養(yǎng)密度或加厚墊料，采用這種方法可使雞舍溫度提高5℃以上。墊料要干燥，經(jīng)常翻動(dòng)，與雞糞混合，促進(jìn)微生物活動(dòng)，使其發(fā)酵，達(dá)到厚墊草的目的。另外，堅(jiān)持每天聽天氣預(yù)報(bào)，防止寒流的突然襲擊。

二、補(bǔ)充光照

光照能促進(jìn)性腺的分泌，從而促進(jìn)產(chǎn)蛋，蛋雞每天需16h的光照，但是冬季晝短夜長，自然光照短于12h，不能滿足蛋雞對光照的需要，因此，需人工補(bǔ)光。一般1m2雞舍地面有2.7～3.0W白熾燈光源就能保證光照強(qiáng)度，燈離地1.8～2.0m，燈與燈之間3m左右，燈與燈之間的距離要相等，一般適宜的光照強(qiáng)度為5～10Lx，舍內(nèi)各處光照均勻，保持燈泡清潔，否則影響光照強(qiáng)度。另外，凌晨是一天當(dāng)中氣溫最低的時(shí)候，此時(shí)的低溫對處于睡眠狀態(tài)的雞所造成的冷刺激最嚴(yán)重，因此早晨4時(shí)開燈喂料，使雞在溫度低的時(shí)候開始采食和運(yùn)動(dòng)，增加機(jī)體產(chǎn)熱量，以提高其抵御寒冷的能力，緩解冷刺激所造成的不良影響。一般情況下，晚上8時(shí)即可關(guān)燈。補(bǔ)充光照時(shí)間一旦確定，就要準(zhǔn)時(shí)開、關(guān)燈，持之以恒，切不可時(shí)斷時(shí)續(xù)，忽早忽晚。

三、通風(fēng)換氣

養(yǎng)雞場多采用高密度飼養(yǎng)，冬季許多養(yǎng)殖戶為了給雞舍保溫，都將雞舍門窗緊閉，有的養(yǎng)雞戶甚至整個(gè)冬天也不打開1次，致使雞舍內(nèi)有害氣體氨、硫化氫、二氧化碳增多。氨和硫化氫濃度過高時(shí)，會(huì)刺激呼吸道黏膜，誘發(fā)雞的慢性呼吸道疾病，導(dǎo)致產(chǎn)蛋量下降，進(jìn)而降低經(jīng)濟(jì)效益。因此，要定期進(jìn)行通風(fēng)換氣，以排出舍內(nèi)的有害氣體，保持空氣清新，一般可利用中午比較暖和時(shí)打開門窗進(jìn)行換氣，并注意不要讓冷空氣直接吹向雞體，更要防止賊風(fēng)。另外，為有效清除或降低舍內(nèi)氨氣等有害氣體濃度，可撒過磷酸鈣，每周0.05kg/m2或30mL/m3，進(jìn)行過氧乙酸噴霧，每周1次。舍內(nèi)的糞便、污物要每天清掃，也可降低氨和硫化氫濃度。

四、控制雞舍濕度

舍內(nèi)的相對濕度以50%～70%為宜，最高不得超過75%。要經(jīng)常檢修飲水系統(tǒng)，避免水管、飲水器或水槽漏水淋濕雞體、飼料，造成舍內(nèi)濕度和雞體散熱加大。要保證排水暢通，及時(shí)排除舍內(nèi)污水。

五、注意飲水

蛋雞的飲水量與氣溫高低有直接關(guān)系，水溫過低會(huì)明顯降低雞的耗水量。這是因?yàn)殡u飲低溫水后會(huì)增加體熱的損失，加重冷應(yīng)激，同時(shí)對消化道黏膜造成不良的刺激，甚至引起痙攣，而影響消化和吸收。因此冬季飲溫水為好，最好飲大蒜水，能健胃，促進(jìn)食欲，助消化，而且能提高雞的抗病能力，對雞瘟、雞白痢等都有預(yù)防作用。水量偏少也會(huì)影響產(chǎn)蛋量。一般來說，喂干料時(shí)雞的飲水量約為采食量的2倍，若連續(xù)36h不給飲水，母雞產(chǎn)蛋量下降直至停產(chǎn)，因而要保證產(chǎn)蛋雞的飲水。

六、改善營養(yǎng)水平

冬季氣溫低，體熱容易散失，需要更多的營養(yǎng)維持正常體溫，產(chǎn)蛋也需要大量營養(yǎng)物質(zhì)，為保持高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，必須改善營養(yǎng)以滿足雞體抵抗寒冷和產(chǎn)蛋的需要。首先，增加日糧的能量水平，提高玉米、稻谷等能量飼料的比例，亦可添加適量油脂，適當(dāng)減少麩皮、米糠等粗纖維飼料，并依產(chǎn)蛋情況適當(dāng)增加日糧。其次，增加維生素和礦物質(zhì)，全面滿足蛋雞對蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素等的需要，可提高蛋雞產(chǎn)蛋量。另外，每隔幾天喂點(diǎn)碎辣椒，以刺激食欲，增加雞的抗寒力，同時(shí)夜間補(bǔ)喂1次粒料。:

七、疾病防疫

冬季常見的呼吸系統(tǒng)疾病有傳染性喉氣管炎、傳染性支氣管炎、傳染性鼻炎和慢性呼吸道病等。對于這些疾病，除了做好日常的飼養(yǎng)管理工作外，還要按當(dāng)?shù)氐囊卟×餍星闆r制定科學(xué)的免疫程序，并按程序有條不紊的免疫，使產(chǎn)蛋雞獲得較強(qiáng)的抵抗力，以防止疾病在雞群內(nèi)擴(kuò)散，從而在產(chǎn)蛋相對較少的冬季獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

八、減少應(yīng)激

各種應(yīng)激反應(yīng)都會(huì)造成雞產(chǎn)蛋量下降或停產(chǎn)。因此，要保持雞舍內(nèi)外及周圍環(huán)境安靜，禁止高聲播放音響、鳴笛等，以防雞受驚嚇而影響產(chǎn)蛋。飼養(yǎng)人員要穿著固定的工作服，嚴(yán)禁穿著紅色衣服進(jìn)入雞舍，工作時(shí)動(dòng)作要輕緩，嚴(yán)禁外界人員和車輛進(jìn)入雞舍。要堵塞雞舍及雞場內(nèi)外的鼠洞，定期在雞舍及雞場內(nèi)外投放鼠藥以消滅老鼠；要防止犬、貓、鼠等進(jìn)入雞舍驚嚇雞群。如有應(yīng)激因素存在時(shí)，可在飼料中添加多種維生素，對由于應(yīng)激反應(yīng)造成的產(chǎn)蛋量下降具有良好的防治作用。

參考文獻(xiàn)

[1]付健康，王玉紅，崔春生，等.談?wù)劧镜娘曫B(yǎng)管理[J].河南畜牧獸醫(yī)，2007，28（2）：40.

篇3

信息時(shí)代的高新技術(shù)流向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，引起后者的深刻變革。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機(jī)械工業(yè)，在這場新技術(shù)革命沖擊下，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了質(zhì)的躍變，微電子技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展使信息、智能與機(jī)械裝置和動(dòng)力設(shè)備相結(jié)合，促使機(jī)械工業(yè)開始了一場大規(guī)模的機(jī)電一體化技術(shù)革命。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子電力技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，各先進(jìn)國家的機(jī)電一體化產(chǎn)品層出不窮。機(jī)床、汽車、儀表、家用電器、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、冶金機(jī)械、化工機(jī)械以及工業(yè)機(jī)器人、智能機(jī)器人等許多門類產(chǎn)品每年都有新的進(jìn)展。機(jī)電一體化技術(shù)已越來越受到各方面的關(guān)注，它在改善人民生活、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強(qiáng)企業(yè)競爭力等方面起著極大的作用。

在機(jī)電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的同時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)作為其關(guān)鍵組成部分，也得到前所未有的大發(fā)展，國內(nèi)外各個(gè)廠家相繼推出運(yùn)動(dòng)控制的新技術(shù)、新產(chǎn)品。本文主要介紹了全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)（FullClosedACServo）、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)（LinearMotorDriving）、可編程序計(jì)算機(jī)控制器（ProgrammableComputerController，PCC）和運(yùn)動(dòng)控制卡（MotionControllingBoard）等幾項(xiàng)具有代表性的新技術(shù)。

2全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)

在一些定位精度或動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求比較高的機(jī)電一體化產(chǎn)品中，交流伺服系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，其中數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)更符合數(shù)字化控制模式的潮流，而且調(diào)試、使用十分簡單，因而被受青睞。這種伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器采用了先進(jìn)的數(shù)字信號處理器（DigitalSignalProcessor,DSP），可以對電機(jī)軸后端部的光電編碼器進(jìn)行位置采樣，在驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)之間構(gòu)成位置和速度的閉環(huán)控制系統(tǒng)，并充分發(fā)揮DSP的高速運(yùn)算能力，自動(dòng)完成整個(gè)伺服系統(tǒng)的增益調(diào)節(jié)，甚至可以跟蹤負(fù)載變化，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)增益；有的驅(qū)動(dòng)器還具有快速傅立葉變換（FFT）的功能，測算出設(shè)備的機(jī)械共振點(diǎn)，并通過陷波濾波方式消除機(jī)械共振。

一般情況下，這種數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)大多工作在半閉環(huán)的控制方式，即伺服電機(jī)上的編碼器反饋既作速度環(huán)，也作位置環(huán)。這種控制方式對于傳動(dòng)鏈上的間隙及誤差不能克服或補(bǔ)償。為了獲得更高的控制精度，應(yīng)在最終的運(yùn)動(dòng)部分安裝高精度的檢測元件（如：光柵尺、光電編碼器等），即實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制。比較傳統(tǒng)的全閉環(huán)控制方法是：伺服系統(tǒng)只接受速度指令，完成速度環(huán)的控制，位置環(huán)的控制由上位控制器來完成（大多數(shù)全閉環(huán)的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)就是這樣）。這樣大大增加了上位控制器的難度，也限制了伺服系統(tǒng)的推廣。目前，國外已出現(xiàn)了一種更完善、可以實(shí)現(xiàn)更高精度的全閉環(huán)數(shù)字式伺服系統(tǒng)，使得高精度自動(dòng)化設(shè)備的實(shí)現(xiàn)更為容易。其控制原理如圖1所示。

該系統(tǒng)克服了上述半閉環(huán)控制系統(tǒng)的缺陷，伺服驅(qū)動(dòng)器可以直接采樣裝在最后一級機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的位置反饋元件(如光柵尺、磁柵尺、旋轉(zhuǎn)編碼器等)，作為位置環(huán)，而電機(jī)上的編碼器反饋此時(shí)僅作為速度環(huán)。這樣伺服系統(tǒng)就可以消除機(jī)械傳動(dòng)上存在的間隙（如齒輪間隙、絲杠間隙等），補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)件的制造誤差（如絲杠螺距誤差等），實(shí)現(xiàn)真正的全閉環(huán)位置控制功能，獲得較高的定位精度。而且這種全閉環(huán)控制均由伺服驅(qū)動(dòng)器來完成，無需增加上位控制器的負(fù)擔(dān)，因而越來越多的行業(yè)在其自動(dòng)化設(shè)備的改造和研制中，開始采用這種伺服系統(tǒng)。

3直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)

直線電機(jī)在機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用，近幾年來已在世界機(jī)床行業(yè)得到重視，并在西歐工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)掀起"直線電機(jī)熱"。

在機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，采用直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)與原旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳動(dòng)的最大區(qū)別是取消了從電機(jī)到工作臺(tái)（拖板）之間的機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，把機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長度縮短為零，因而這種傳動(dòng)方式又被稱為"零傳動(dòng)"。正是由于這種"零傳動(dòng)"方式，帶來了原旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式無法達(dá)到的性能指標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。

1.高速響應(yīng)由于系統(tǒng)中直接取消了一些響應(yīng)時(shí)間常數(shù)較大的機(jī)械傳動(dòng)件（如絲杠等），使整個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能大大提高，反應(yīng)異常靈敏快捷。

2.精度直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取消了由于絲杠等機(jī)械機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的傳動(dòng)間隙和誤差，減少了插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)時(shí)因傳動(dòng)系統(tǒng)滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋控制，即可大大提高機(jī)床的定位精度。

3.動(dòng)剛度高由于"直接驅(qū)動(dòng)"，避免了啟動(dòng)、變速和換向時(shí)因中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運(yùn)動(dòng)滯后現(xiàn)象，同時(shí)也提高了其傳動(dòng)剛度。

4.速度快、加減速過程短由于直線電動(dòng)機(jī)最早主要用于磁懸浮列車（時(shí)速可達(dá)500Km/h），所以用在機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)中，要滿足其超高速切削的最大進(jìn)個(gè)速度（要求達(dá)60～100M/min或更高）當(dāng)然是沒有問題的。也由于上述"零傳動(dòng)"的高速響應(yīng)性，使其加減速過程大大縮短。以實(shí)現(xiàn)起動(dòng)時(shí)瞬間達(dá)到高速，高速運(yùn)行時(shí)又能瞬間準(zhǔn)停。可獲得較高的加速度，一般可達(dá)2～10g（g=9.8m/s2），而滾珠絲杠傳動(dòng)的最大加速度一般只有0.1～0.5g。

5.行程長度不受限制在導(dǎo)軌上通過串聯(lián)直線電機(jī)，就可以無限延長其行程長度。

6.運(yùn)動(dòng)動(dòng)安靜、噪音低由于取消了傳動(dòng)絲杠等部件的機(jī)械摩擦，且導(dǎo)軌又可采用滾動(dòng)導(dǎo)軌或磁墊懸浮導(dǎo)軌（無機(jī)械接觸），其運(yùn)動(dòng)時(shí)噪音將大大降低。

7.效率高由于無中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，消除了機(jī)械摩擦?xí)r的能量損耗，傳動(dòng)效率大大提高。

直線傳動(dòng)電機(jī)的發(fā)展也越來越快，在運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)中倍受重視。在國外工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制相對發(fā)達(dá)的國家已開始推廣使用相應(yīng)的產(chǎn)品，其中美國科爾摩根公司（Kollmorgen）的PLATINNMDDL系列直線電機(jī)和SERVOSTARCD系列數(shù)字伺服放大器構(gòu)成一種典型的直線永磁伺服系統(tǒng)，它能提供很高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和加速度、極高的剛度、較高的定位精度和平滑的無差運(yùn)動(dòng)；德國西門子公司、日本三井精機(jī)公司、臺(tái)灣上銀科技公司等也開始在其產(chǎn)品中應(yīng)用直線電機(jī)。

4可編程計(jì)算機(jī)控制器技術(shù)

自20世紀(jì)60年代末美國第一臺(tái)可編程序控制器（ProgrammingLogicalController，PLC）問世以來，PLC控制技術(shù)已走過了30年的發(fā)展歷程，尤其是隨著近代計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，它已在軟硬件技術(shù)方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)走出了當(dāng)初的"順序控制"的雛形階段。可編程計(jì)算機(jī)控制器（PCC）就是代表這一發(fā)展趨勢的新一代可編程控制器。

與傳統(tǒng)的PLC相比較，PCC最大的特點(diǎn)在于它類似于大型計(jì)算機(jī)的分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)和多樣化的應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的PLC大多采用單任務(wù)的時(shí)鐘掃描或監(jiān)控程序來處理程序本身的邏輯運(yùn)算指令和外部的I/O通道的狀態(tài)采集與刷新。這樣處理方式直接導(dǎo)致了PLC的"控制速度"依賴于應(yīng)用程序的大小，這一結(jié)果無疑是同I/O通道中高實(shí)時(shí)性的控制要求相違背的。PCC的系統(tǒng)軟件完美地解決了這一問題，它采用分時(shí)多任務(wù)機(jī)制構(gòu)筑其應(yīng)用軟件的運(yùn)行平臺(tái)，這樣應(yīng)用程序的運(yùn)行周期則與程序長短無關(guān)，而是由操作系統(tǒng)的循環(huán)周期決定。由此，它將應(yīng)用程序的掃描周期同外部的控制周期區(qū)別開來，滿足了實(shí)時(shí)控制的要求。當(dāng)然，這種控制周期可以在CPU運(yùn)算能力允許的前提下，按照用戶的實(shí)際要求，任意修改。

基于這樣的操作系統(tǒng)，PCC的應(yīng)用程序由多任務(wù)模塊構(gòu)成，給工程項(xiàng)目應(yīng)用軟件的開發(fā)帶來很大的便利。因?yàn)檫@樣可以方便地按照控制項(xiàng)目中各部分不同的功能要求，如運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集、報(bào)警、PID調(diào)節(jié)運(yùn)算、通信控制等，分別編制出控制程序模塊（任務(wù)），這些模塊既獨(dú)立運(yùn)行，數(shù)據(jù)間又保持一定的相互關(guān)聯(lián)，這些模塊經(jīng)過分步驟的獨(dú)立編制和調(diào)試之后，可一同下載至PCC的CPU中，在多任務(wù)操作系統(tǒng)的調(diào)度管理下并行運(yùn)行，共同實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的控制要求。

PCC在工業(yè)控制中強(qiáng)大的功能優(yōu)勢，體現(xiàn)了可編程控制器與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及DCS（分布式工業(yè)控制系統(tǒng)）技術(shù)互相融合的發(fā)展潮流，雖然這還是一項(xiàng)較為年輕的技術(shù)，但在其越來越多的應(yīng)用領(lǐng)域中，它正日益顯示出不可低估的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

5運(yùn)動(dòng)控制卡

運(yùn)動(dòng)控制卡是一種基于工業(yè)PC機(jī)、用于各種運(yùn)動(dòng)控制場合（包括位移、速度、加速度等）的上位控制單元。它的出現(xiàn)主要是因?yàn)椋海?）為了滿足新型數(shù)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、柔性、開放性等要求；（2）在各種工業(yè)設(shè)備（如包裝機(jī)械、印刷機(jī)械等）、國防裝備（如跟蹤定位系統(tǒng)等）、智能醫(yī)療裝置等設(shè)備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)研制和改造中，急需一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制模塊的硬件平臺(tái)；（3）PC機(jī)在各種工業(yè)現(xiàn)場的廣泛應(yīng)用，也促使配備相應(yīng)的控制卡以充分發(fā)揮PC機(jī)的強(qiáng)大功能。

運(yùn)動(dòng)控制卡通常采用專業(yè)運(yùn)動(dòng)控制芯片或高速DSP作為運(yùn)動(dòng)控制核心，大多用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。一般地，運(yùn)動(dòng)控制卡與PC機(jī)構(gòu)成主從式控制結(jié)構(gòu)：PC機(jī)負(fù)責(zé)人機(jī)交互界面的管理和控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控等方面的工作（例如鍵盤和鼠標(biāo)的管理、系統(tǒng)狀態(tài)的顯示、運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃、控制指令的發(fā)送、外部信號的監(jiān)控等等）；控制卡完成運(yùn)動(dòng)控制的所有細(xì)節(jié)（包括脈沖和方向信號的輸出、自動(dòng)升降速的處理、原點(diǎn)和限位等信號的檢測等等）。運(yùn)動(dòng)控制卡都配有開放的函數(shù)庫供用戶在DOS或Windows系統(tǒng)平臺(tái)下自行開發(fā)、構(gòu)造所需的控制系統(tǒng)。因而這種結(jié)構(gòu)開放的運(yùn)動(dòng)控制卡能夠廣泛地應(yīng)用于制造業(yè)中設(shè)備自動(dòng)化的各個(gè)領(lǐng)域。

篇4

1.1.2人機(jī)界面取代按鈕和操作器由人機(jī)交互式操作屏全面取代傳統(tǒng)的按鈕操作，也徹底改變了造紙傳動(dòng)工業(yè)現(xiàn)場。操作屏不僅可以任意設(shè)置按鈕的功能和數(shù)量，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)的各個(gè)運(yùn)行狀態(tài)以及參數(shù)等。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面，目前普遍采用雙端口網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中一個(gè)端口用于傳動(dòng)系統(tǒng)及各個(gè)執(zhí)行單元，另一個(gè)用于操作屏進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，提高抗干擾能力。操作屏的使用，使用戶節(jié)省了大量的現(xiàn)場電纜的鋪設(shè)以及操作臺(tái)的安裝，節(jié)約了自然資源和工作量。目前由于自然資源的價(jià)格上漲，顯示操作屏的價(jià)格下降，在一次成本投入上已經(jīng)十分相近，如果考慮輔助傳動(dòng)控制的按鈕連線，操作屏的投入成本更具優(yōu)勢。

1.2公共直流母線的推廣和應(yīng)用

1.2.1公共直流母線與交流母線的區(qū)別與特點(diǎn)公共直流母線系統(tǒng)的應(yīng)用在造紙傳動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域具有標(biāo)志性作用。所謂公共直流母線，簡單地說就是將變頻器的交直交內(nèi)部結(jié)構(gòu)，變?yōu)榻恢苯煌獠肯到y(tǒng)結(jié)構(gòu)。圖1和圖2是公共直流母線和交流母線的原理結(jié)構(gòu)圖，以說明兩者的區(qū)別。從圖中可以看出，交流母線變頻器是各個(gè)變頻器分別與交流電網(wǎng)連接，各自工作是獨(dú)立的；而公共直流母線結(jié)構(gòu)則是有一個(gè)總的進(jìn)線整流單元，通過直流向各個(gè)逆變器單元供電。這種結(jié)構(gòu)上的變化，導(dǎo)致其工作方式和效果不同。從相關(guān)資料和研究分析可以歸納這兩者的主要區(qū)別和特點(diǎn)如下：(1）由于烘缸等大慣性負(fù)載的存在，在交流母線系統(tǒng)中往往會(huì)出現(xiàn)過壓跳閘等情況。但在公共直流母線系統(tǒng)中，因?yàn)槟芰靠梢酝ㄟ^直流母線在所有電機(jī)之間互相流動(dòng)，從而解決因?yàn)樨?fù)載波動(dòng)引起的跳閘，很好地克服多電機(jī)間電動(dòng)狀態(tài)和發(fā)電狀態(tài)之間的矛盾。(2）通過集中整流，可以使公共直流母線電壓在技術(shù)手段上做得更加可靠，降低故障率。但是事物總是利弊相伴，集中整流盡管可以通過技術(shù)手段提高可靠性，但畢竟是一個(gè)單機(jī)運(yùn)行，一旦整流單元故障，也會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)停機(jī)。而交流母線系統(tǒng)，由于每臺(tái)變頻器都是獨(dú)立的，因此，一臺(tái)故障不影響整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行，排除故障相對簡單。(3）關(guān)于節(jié)能和降低成本。由于在技術(shù)上明顯復(fù)雜，如果不采用特殊手段，公共直流母線的價(jià)格目前高于交流母線的價(jià)格。關(guān)于節(jié)能的觀點(diǎn)，目前尚沒有理論和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明這一說法。(4）關(guān)于諧波抑制問題。變頻器的諧波主要來源于高頻開關(guān)的脈沖電流，使電網(wǎng)的電流波形失真，導(dǎo)致大量諧波產(chǎn)生。從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度看，當(dāng)采用公共直流母線后，母線上的電流是多臺(tái)變頻器不規(guī)則的脈沖電流疊加，各個(gè)變頻器的電容相當(dāng)于并聯(lián)，理論上比交流母線電流波形好，諧波影響會(huì)得到改善。但由于整流單元的集中，對變壓器的影響比交流母線要大，特別是普通六脈波系統(tǒng)，會(huì)在電網(wǎng)側(cè)產(chǎn)生很大的5次諧波，甚至達(dá)到干擾其他用電設(shè)備的程度。因此，當(dāng)功率超過2000kW時(shí)，建議采用12脈波整流單元，這樣可以有效減小謝波干擾的影響。而交流母線系統(tǒng)，由于沒有集中大功率整流，因此5次諧波的影響要小。關(guān)于回饋制動(dòng)問題。由于紙機(jī)傳動(dòng)是一種長期穩(wěn)速運(yùn)行的系統(tǒng)，是否考慮增加回饋制動(dòng)單元，應(yīng)當(dāng)根據(jù)系統(tǒng)的總投資、運(yùn)行車速及停機(jī)的要求綜合考慮。一種說法是通過能量回饋可以節(jié)省能源，但實(shí)際上紙機(jī)正常生產(chǎn)后是很少需要緊急停車的，因此用相當(dāng)增加一套整流系統(tǒng)的代價(jià)來解決回饋能量的回收問題值得權(quán)衡利弊。當(dāng)車速1000m/min以上時(shí)，為使慣性部分盡快停下來，適當(dāng)增加一定功率的能耗制動(dòng)，也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

1.2.2公共直流母線實(shí)現(xiàn)方案及運(yùn)行維護(hù)成本分析目前在ABB、AB和西門子公司的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品系列中，都有標(biāo)準(zhǔn)的直流母線系統(tǒng)。除AB系統(tǒng)在直流母線產(chǎn)品和交流母線產(chǎn)品中差別不大以外，其他兩家公司的直流母線系統(tǒng)都比交流母線系統(tǒng)價(jià)格要高。特別是整流逆變單元，比國產(chǎn)產(chǎn)品價(jià)格要高出數(shù)倍。因此，目前普遍解決方案是在不帶逆變回饋單元時(shí)較多采用的是國產(chǎn)整流單元，配以上述公司的逆變器或變頻器，這已經(jīng)在國內(nèi)許多造紙生產(chǎn)線上使用。當(dāng)然如果系統(tǒng)投資資金充足，客戶要求，采用更高性能的PWM整流逆變系統(tǒng)，既可以實(shí)現(xiàn)整流回饋，又可以降低諧波影響。現(xiàn)將可能的方案介紹如下：(1）可控硅整流逆變回饋供電系統(tǒng)。這種系統(tǒng)是目前各大公司主推的系統(tǒng)，造價(jià)較高，具有能量回饋能力，諧波影響根據(jù)功率大小、6脈波和12脈波而不同。(2）國產(chǎn)整流單元，配逆變器加能耗制動(dòng)公共直流母線系統(tǒng)。這種系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性較好，性能與整流回饋相同，諧波影響與上一方案相同。(3）國產(chǎn)整流單元，配變頻器加能耗制動(dòng)公共直流母線系統(tǒng)。這種方案是國內(nèi)的系統(tǒng)集成商，在激烈競爭下采用的一種降低成本的方案。這種方案適合于當(dāng)變頻器價(jià)格低于逆變器價(jià)格時(shí)，具有一定競爭力，但如果與逆變器價(jià)格相當(dāng)，則與方案（2）相同。(4）局部直流母線方案，其是在交流母線系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，為了解決慣性負(fù)載的過電壓跳閘問題或針對某些負(fù)荷分配點(diǎn)需要能耗制動(dòng)的情況下而采取的方案。整個(gè)系統(tǒng)仍然是交流母線即通常的變頻器系統(tǒng)方案，但是將慣性負(fù)載傳動(dòng)點(diǎn)的變頻器外接制動(dòng)單元的端子通過一定的技術(shù)手段相互連接，在相連接的變頻器之間形成公共直流母線。其性能和工作特點(diǎn)與集中整流直流母線相當(dāng)，只不過集中整流由分散整流代替。特點(diǎn)是簡單、低成本，但系統(tǒng)接線復(fù)雜，給系統(tǒng)的可靠性和維護(hù)帶來不便，在小系統(tǒng)中應(yīng)用比較適合。總之，從目前來看，公共直流母線、網(wǎng)絡(luò)通訊和操作屏等現(xiàn)代信息技術(shù)已經(jīng)成為紙機(jī)傳動(dòng)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢；以AB公司等為代表的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控和服務(wù)等將成為下一步技術(shù)發(fā)展的大方向，甚至無線網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程調(diào)試等在今后的發(fā)展中都是可能的；對紙機(jī)傳動(dòng)自動(dòng)化來說，還有優(yōu)化設(shè)計(jì)、程序化的安裝和調(diào)試，以及精準(zhǔn)的故障診斷與維護(hù)等問題。

2現(xiàn)代紙機(jī)傳動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)的組成與設(shè)計(jì)特點(diǎn)

2.1現(xiàn)代紙機(jī)裝備的最新技術(shù)動(dòng)向從2014CIPTE國際造紙技術(shù)報(bào)告會(huì)獲悉，以芬蘭維美德公司、德國福伊特公司為代表的紙機(jī)裝備制造商，分別從各種不同的角度為紙機(jī)裝備的發(fā)展提出了多種解決方案。其中，優(yōu)化概念模塊化紙機(jī)實(shí)際上是在整個(gè)系統(tǒng)中，將不同紙機(jī)的各個(gè)部分部件，用統(tǒng)一的設(shè)計(jì)和規(guī)劃方案，尤其是連接部分、通用部件的標(biāo)準(zhǔn)方面，如同組裝模塊一樣，可以批量生產(chǎn)適合各種不同紙機(jī)的產(chǎn)品部件。在需要的時(shí)候，可以迅速地通過模塊組裝和連接形成不同的造紙機(jī)生產(chǎn)線，這就是優(yōu)化和模塊化的核心所在。在紙機(jī)裝備的模塊化和優(yōu)化設(shè)計(jì)的推動(dòng)下，紙機(jī)傳動(dòng)自動(dòng)化其實(shí)也正在朝著這個(gè)方向發(fā)展和變化。無論是從軟件設(shè)計(jì)還是硬件結(jié)構(gòu)，國外的大公司以及國內(nèi)的一些企業(yè)已經(jīng)在不同程度上實(shí)施并推進(jìn)這一方法的實(shí)現(xiàn)。所謂面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法和解決方案，實(shí)際上是從軟件工程的開發(fā)角度，來設(shè)計(jì)和構(gòu)建電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的軟件和硬件系統(tǒng)，從而最大限度地減少重復(fù)性工作和最大限度地降低制造和設(shè)備采購成本，提高工作效率，降低系統(tǒng)的故障率和增加可靠性。

2.2硬件模塊化、通用化設(shè)計(jì)根據(jù)模塊化的設(shè)計(jì)思想和標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)目標(biāo)，ABB和西門子的大功率變頻器就是一個(gè)典型的實(shí)例。在ABB的大功率變頻器設(shè)計(jì)中即采用了模塊化的設(shè)計(jì)，一臺(tái)大功率變頻器可以由若干個(gè)硬件功率模塊組成。當(dāng)某個(gè)模塊故障時(shí)，可以在不停機(jī)的狀態(tài)下降低功率繼續(xù)使用，直至更換新的模塊以后恢復(fù)原功率運(yùn)行。西門子S120變頻器系統(tǒng)則在模塊化方面體現(xiàn)更加徹底，不但主回路模塊化，連控制回路也一起模塊化了。在新的系統(tǒng)中變頻器本身就組成了一個(gè)小型分布式控制系統(tǒng)，控制中心管理著變頻器的各個(gè)主回路模塊，每個(gè)模塊僅相當(dāng)于一個(gè)功率單元。如果說ABB變頻器是變頻器并聯(lián)運(yùn)行的話，西門子變頻器就是一個(gè)小型集散控制系統(tǒng)。控制單元獨(dú)立于功率單元，一臺(tái)控制器可以管理多個(gè)功率單元。這種硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使模塊化達(dá)到了電力電子裝置的最新高度。除此之外，在諸如電控柜、操作臺(tái)以及輔助傳動(dòng)的控制回路設(shè)計(jì)方面，模塊化的設(shè)計(jì)也體現(xiàn)了面向?qū)ο蟮奶卣鳌⒁慌_(tái)電控柜從柜體設(shè)計(jì)到安裝板以及柜內(nèi)的每一個(gè)部件和回路，統(tǒng)統(tǒng)按照對象描述和封裝模塊的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)。在硬件的選擇上盡可能做到對于整個(gè)公司的硬件系統(tǒng)要求做到模塊化設(shè)計(jì)，即凡是運(yùn)轉(zhuǎn)方式、功率等級基本一致的對象，采用一樣的模塊加以控制，同時(shí)在對比較重要的控制單元的柜體設(shè)計(jì)中，凡是控制模塊在條件許可的情況下再增加一塊備用的控制模塊（與廠家協(xié)調(diào)），這樣當(dāng)某個(gè)受控對象的控制回路出現(xiàn)故障時(shí)，抽出故障模塊，換上備用模塊，系統(tǒng)先恢復(fù)運(yùn)行再維修故障模塊。在整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中，類的設(shè)計(jì)即每一種抽屜狀模塊的設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)面向?qū)ο笏仨毦邆涞姆庋b及數(shù)據(jù)隱藏得以著重體現(xiàn)。在這里，我們強(qiáng)調(diào)的是每個(gè)受控對象（獨(dú)立的用電負(fù)載）不僅僅要有一個(gè)實(shí)實(shí)在在的硬件類與之對應(yīng)，在PLC程序中也會(huì)存在一個(gè)相對應(yīng)軟件類與硬件類對應(yīng)，這樣，每一個(gè)受控的實(shí)體對象都在控制系統(tǒng)對這兩個(gè)相互依存的類對象的調(diào)用中，實(shí)現(xiàn)工藝的要求。而在此時(shí)面對紙機(jī)裝備的優(yōu)化概念模塊化處理中，對于相對應(yīng)的控制系統(tǒng)，我們也應(yīng)該有同等的要求。在面向?qū)ο蟮挠布到y(tǒng)設(shè)計(jì)中，最大的特點(diǎn)就是控制回路的模塊化，使其在強(qiáng)電回路封裝的基礎(chǔ)上繼續(xù)封裝控制回路，從而使得系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：(1）盡管模塊受到被控對象功率的不同、運(yùn)行方式的差異導(dǎo)致具體電路上的差別，但在外觀上盡量標(biāo)準(zhǔn)化，使得除了模塊之外，柜體也可柔性化設(shè)計(jì)；(2）從元器件到模塊，應(yīng)盡量體現(xiàn)出最大程度的通用與互換性；(3）模塊的接口盡量簡單，互換時(shí)簡單方便；(4）模塊設(shè)計(jì)應(yīng)盡量使得可靠性足夠高。在面向?qū)ο蟮挠布到y(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們可以做到：(1）大大簡化系統(tǒng)構(gòu)建及設(shè)計(jì)過程的難度；(2）形成柔性化的控制系統(tǒng)；(3）更加利于專業(yè)化分工；(4）更有利于系統(tǒng)未來的擴(kuò)容和改造。在這里，我們以最為常見的電動(dòng)機(jī)控制回路的設(shè)計(jì)來詳細(xì)說明面向?qū)ο蟮挠布到y(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)：首先分析普通電機(jī)（對象）的特性：(1）電機(jī)直接啟動(dòng)，自由停止；(2）無反接制動(dòng)及能耗制動(dòng)的需求；(3）電機(jī)內(nèi)無報(bào)警裝置，提供額外異常信號指示；(4）短時(shí)間的電機(jī)堵轉(zhuǎn)等異常情況在熱保護(hù)等手段作用之前，不會(huì)給電機(jī)帶來傷害。下面以一個(gè)簡單的電機(jī)控制系統(tǒng)為例，說明我們在硬件設(shè)計(jì)時(shí)采用的方法，如圖3、圖4。我們將一個(gè)普通的電機(jī)作為對象，對它進(jìn)行分析，從而得到控制要求，利用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，將跟它有關(guān)系的操作封裝在一個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，使得在一張圖紙上可以看到它的全部信息，并且全部模塊化設(shè)計(jì)，利用端子接線。對于圖4，我們可以在它的基礎(chǔ)上，針對具體的工控要求，很快進(jìn)行修改而不破壞其內(nèi)部封裝，改造成適用于變頻和軟啟等硬件設(shè)計(jì)，幾乎沒有什么太大的變化，這一現(xiàn)象，體現(xiàn)面向?qū)ο笾欣^承的思想。同樣的設(shè)計(jì)完全可以在電控柜和操作臺(tái)上實(shí)現(xiàn)，從而將我們的關(guān)注點(diǎn)完全放在這樣一個(gè)個(gè)對象上，而不是一個(gè)龐大系統(tǒng)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，可以極大地節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間，簡化設(shè)計(jì)步驟。而對于相同或者差異不大的對象或者項(xiàng)目，完全可以很方便的完成，而不用再擔(dān)心改動(dòng)錯(cuò)誤。因?yàn)樵诜庋b對象的時(shí)候，我們投入了極大的精力，使得每一個(gè)對象里面的每個(gè)元件都有跟隨作用。如果封裝后有錯(cuò)誤，是無法通過測試的。這首先保證了自己所使用的“元件”是無誤的，而不像面向過程中每一步都沒有電氣屬性，改動(dòng)完之后不知道是否正確的尷尬局面。目前，對于整個(gè)造紙機(jī)傳動(dòng)自動(dòng)化來講，我們往往對于輔助傳動(dòng)的著力點(diǎn)過少，從現(xiàn)在這個(gè)行業(yè)的故障率來講，目前應(yīng)該將輔助傳動(dòng)控制與主傳動(dòng)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。對此，我們還是針對于每一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，因?yàn)檩o助傳動(dòng)在各自的分布可能要求不一致，系統(tǒng)之間又沒有具體的聯(lián)系，還是采用面向過程的設(shè)計(jì)思路，簡單方便、可靠性高。

2.3軟件模塊化、通用化設(shè)計(jì)在國外，1999年Benitez等人提出面向?qū)ο蠓椒ㄔ赑LC程序設(shè)計(jì)應(yīng)用中的必然性。2010年ChiacchioP．等人提出IEC61131標(biāo)準(zhǔn)中的PLC程序設(shè)計(jì)方法已無法滿足自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展需求，提出面向?qū)ο蟮木幊谭椒ādnanSalihbegović等人也提出將軟件工程方法運(yùn)用到工業(yè)自動(dòng)化控制中。在國內(nèi)，2000年陳娟等人將面向?qū)ο蠓椒ㄟ\(yùn)用到糧食儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)中，討論了類的抽象和封裝的實(shí)現(xiàn)。2009年張逸群等人將面向?qū)ο蠓椒ㄟ\(yùn)用到煤炭輸送機(jī)控制系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計(jì)中，闡述了基于STEP7的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法。2009年12月，祝瓛冰出版了《面向?qū)ο蟮默F(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)的實(shí)用設(shè)計(jì)技術(shù)》一書，更是取得突破性技術(shù)，使得面向?qū)ο蟮姆椒ǜ訉?shí)用于PLC程序設(shè)計(jì)。綜上所述，在國內(nèi)外研究中面向?qū)ο蠓椒ㄒ呀?jīng)在工業(yè)控制中嶄露頭角。但在此時(shí)，紙機(jī)傳動(dòng)自動(dòng)化軟件設(shè)計(jì)還是處于傳統(tǒng)的階段，對于此次當(dāng)代紙機(jī)裝備制造商提出的優(yōu)化概念模塊化紙機(jī)，為了提高工業(yè)效率的適應(yīng)性，還是難以滿足，所以我們將面向?qū)ο蠓椒ㄒ爰垯C(jī)傳動(dòng)自動(dòng)化行業(yè)，在硬件上加以強(qiáng)類封裝，同時(shí)相對于每一個(gè)硬件類，都有一個(gè)相對應(yīng)的軟件類。這樣對于一個(gè)控制系統(tǒng)的對象，我們只要通過接口，操作硬件類與軟件類相互聯(lián)系，就可以很好地完成控制任務(wù)。下面以普通電機(jī)為例，介紹其每個(gè)環(huán)節(jié)的做法：(1）建立需求分析表，如表1。其作用就是以控制系統(tǒng)對此類目標(biāo)的需求，對未來對象所執(zhí)行的任務(wù)進(jìn)行反向遞推，將需求層層細(xì)化。(2）建立變量表，如表2。這個(gè)需要好好琢磨，以至于反復(fù)修改。(3）編制類的梯形圖，測試修改，反復(fù)多次。這樣，所有編程均基于所述接口，對于每一個(gè)具體的工程對象，僅僅只需要修改相對應(yīng)的外部變量，而不需要在所封裝的程序內(nèi)部做修改。當(dāng)然這個(gè)過程是循環(huán)往復(fù)的，它需要我們有足夠的測試對象以及測試次數(shù)，但這一點(diǎn)，相對于以往工程項(xiàng)目毫無頭緒的修改，導(dǎo)致的出錯(cuò)率還是可以接受的。

3現(xiàn)代紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)常見技術(shù)問題分析與處理方法

紙機(jī)在運(yùn)行中，由于機(jī)械、電氣緊密聯(lián)系，相互配合，因而故障出現(xiàn)時(shí)，往往會(huì)導(dǎo)致很難確定是何原因。作為電氣技術(shù)人員，在對所管設(shè)備充分了解后，理應(yīng)對于其工作原理以及設(shè)計(jì)思想有所了解，最后依據(jù)現(xiàn)象做出分析判斷，區(qū)分故障，從而解決問題。在造紙生產(chǎn)中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些類似操作失靈、頻繁斷紙等表面現(xiàn)象，操作人員往往第一時(shí)間會(huì)認(rèn)為是出現(xiàn)了電氣故障。此時(shí)，作為電氣工程師則必須首先對故障現(xiàn)象進(jìn)行仔細(xì)分析，完整描述，準(zhǔn)確判斷。要做到一看、二想、三檢驗(yàn)，即：一看就是先看準(zhǔn)問題的部位和現(xiàn)象，進(jìn)行細(xì)致分析和準(zhǔn)確描述，分清問題所在。二想就是對于問題表現(xiàn)的現(xiàn)象，要冷靜思考、綜合判斷，特別是結(jié)合公共和電氣參數(shù)的記錄值，對現(xiàn)象的產(chǎn)生原因做出判斷，防止誤判。三檢驗(yàn)就是在可能情況下，通過一些參數(shù)的人為變化，檢驗(yàn)和核對問題的原因，最終確定問題的原因和處理方法。下面通過對幾種常見問題的分析和判斷，以說明問題的處理方法。

3.1速度不穩(wěn)、斷紙、引紙困難這類問題在早期的新紙機(jī)調(diào)試和二手機(jī)開機(jī)過程以及更換產(chǎn)品品種時(shí)較易發(fā)生。由于目前機(jī)械和傳動(dòng)設(shè)備都已經(jīng)設(shè)計(jì)比較完善，操作人員也已經(jīng)比較熟練。在設(shè)備和工藝以及電氣之間發(fā)生問題梳理不清的情況已經(jīng)減少。但是，從電氣技術(shù)原理的角度分析問題的根源和找出解決辦法仍然是電氣工程師應(yīng)當(dāng)具備的基本能力。面對速度不穩(wěn)、斷紙這樣的現(xiàn)象，往往會(huì)伴隨著工藝和機(jī)械設(shè)備等相互交織的問題。有經(jīng)驗(yàn)的車間主任、班組長可以很快判斷問題的原因所在。以下通過電氣傳動(dòng)的參數(shù)數(shù)據(jù)分析來說明邏輯分析方法：(1）仔細(xì)觀察上位機(jī)記錄的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩變化曲線，在反應(yīng)的斷紙點(diǎn)觀察是否有速度的突變和轉(zhuǎn)矩突變以及突變的方向和規(guī)律。這一點(diǎn)非常重要，傳動(dòng)參數(shù)的記錄數(shù)據(jù)，特別是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對分析判斷至關(guān)重要。(2）基本分析和判斷：如果在斷紙附近速度曲線變化不明顯，而轉(zhuǎn)矩或電流在斷紙附近顯著波動(dòng)，通常可以認(rèn)為調(diào)速系統(tǒng)是正常的。可以不予理會(huì)關(guān)于速度波動(dòng)的說法，這是因?yàn)槿绻俣葲]有明顯變化而轉(zhuǎn)矩或電流有明顯波動(dòng)，則恰恰說明調(diào)速系統(tǒng)是正常的。在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，速度反饋是外環(huán)，電流或轉(zhuǎn)矩是內(nèi)環(huán)。內(nèi)環(huán)的響應(yīng)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外環(huán)，因此正是電流的波動(dòng)才抑制了或抵消了速度的波動(dòng)，是正常的響應(yīng)。(3）反之如果先有速度的變化，不論是緩慢變化還是突變，之后才是電流的變化，那么可以懷疑調(diào)速系統(tǒng)或在設(shè)備的某些部位存在問題。可能的問題有：編碼器或速度反饋干擾或不穩(wěn)定，引起速度波動(dòng)；可以進(jìn)一步觀察速度反饋系統(tǒng)或電機(jī)和編碼器的連接部位，進(jìn)行必要的檢修和加固，對導(dǎo)線連線以及屏蔽等進(jìn)行檢查和再次接線；如果電氣系統(tǒng)檢查無誤，則可以懷疑設(shè)備或安裝存在的可能問題。在某廠的系統(tǒng)中曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過施膠部在施膠過程中主傳動(dòng)點(diǎn)速度緩慢變化的情況，后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是由于主從控制的安裝不當(dāng)引起，當(dāng)膠輥在受熱后形變較大時(shí)，會(huì)發(fā)生直徑增加的情況因而導(dǎo)致線速度緩慢增加。引起不穩(wěn)定或張力增加而出現(xiàn)斷紙，更改主從配置后問題得以解決。(4）另外，在壓榨部也會(huì)出現(xiàn)莫名其妙斷紙的現(xiàn)象。在觀察電氣記錄后如果沒有發(fā)現(xiàn)問題，則可以提醒操作人員注意真空度和濕紙的干度，真空度的變化也會(huì)引起紙的強(qiáng)度變化。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分注意速度環(huán)PID參數(shù)整定要合適。舉例說明，如圖5。此為卷取部換卷時(shí)的曲線記錄。從曲線上看，當(dāng)換卷時(shí)從三烘到卷取的紙幅所承受的拉力減小，從而導(dǎo)致三烘部的負(fù)荷加大，引起速度下降，在速度閉環(huán)系統(tǒng)的控制下，變頻器進(jìn)行了自動(dòng)調(diào)節(jié)，但是此過程持續(xù)時(shí)間較長，從而可以明顯看到三烘之前的紙幅下垂現(xiàn)象。從圖5（上）明顯還可以看出，速度控制的調(diào)節(jié)時(shí)間太長，速度下跌較大，因此需要增大速度環(huán)的比例系數(shù)，縮短積分時(shí)間。從圖5（下）明顯可以看到，同樣在進(jìn)行換卷時(shí)，速度有波動(dòng)，但是速度下跌較小，而且調(diào)節(jié)過程的時(shí)間明顯縮短，紙幅變化量不大。總之，應(yīng)對速度不穩(wěn)問題，一定要以記錄數(shù)據(jù)為依據(jù)，然后再根據(jù)工藝過程分析問題的根源所在。電氣工程師不但應(yīng)當(dāng)能夠發(fā)現(xiàn)自身系統(tǒng)的問題，更要能夠分析和判斷出其他方面的問題，才能是合格的工程師。

3.2負(fù)荷分配控制方案及存在問題對策在網(wǎng)部和壓榨部以及施膠部等，都存在負(fù)荷分配的控制問題。早期直流系統(tǒng)中負(fù)荷分配控制是由模擬的轉(zhuǎn)矩電流分配器來完成的，現(xiàn)代紙機(jī)由于采用了通訊控制方式，這種分配關(guān)系由模擬變?yōu)閿?shù)字，但基本的控制原理是相同的。本文所要闡述的是在負(fù)荷分配控制中針對不同情況的控制策略選擇問題，這也是本人及其團(tuán)隊(duì)多年來研究和實(shí)踐的總結(jié)，現(xiàn)分幾個(gè)問題介紹如下：(1）剛性負(fù)荷分配控制的穩(wěn)定性問題通常情況下壓榨部、網(wǎng)部、施膠部等各部分的負(fù)荷分配問題，都可以定義為剛性連接的負(fù)荷分配控制問題。所謂剛性連接就是指兩個(gè)連接的電動(dòng)機(jī)之間沒有速度誤差，例如壓榨部，上下輥之間在正常時(shí)是不可能有速度偏差的，否則紙頁就會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量問題，網(wǎng)部和施膠部都可以做類似的解釋。在這種負(fù)荷分配控制中，普遍采用的方案是用轉(zhuǎn)矩或電流疊加進(jìn)行分配，其中一臺(tái)作為主傳動(dòng)，另一臺(tái)作為輔傳動(dòng)。通過轉(zhuǎn)矩電流的比例分配，滿足協(xié)調(diào)所需的工藝控制要求。但是，這種方案是否存在穩(wěn)定性問題呢？長期以來一直沒有理論的證明和分析，陜西科技大學(xué)2013屆研究生張洪濤在參考相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，將速度反饋微差注入的方法引入到負(fù)荷分配控制的穩(wěn)定性仿真分析中，在理論上證明了剛性連接情況下采用轉(zhuǎn)矩或電流進(jìn)行負(fù)荷分配控制是穩(wěn)定的。現(xiàn)將這一原理仿真模型進(jìn)行說明。圖6中編號1代表的是速度給定，編號2和3是負(fù)載和負(fù)載擾動(dòng)的加載點(diǎn)。模型中剛性耦合的模擬是通過求取兩者的速差，然后再乘以剛性系數(shù)去疊加到各電流調(diào)節(jié)器的輸出上，從而代表由于速差而引起的轉(zhuǎn)矩傳遞。主傳動(dòng)點(diǎn)的速度給定直接乘以一個(gè)補(bǔ)償系數(shù)作為從傳動(dòng)點(diǎn)的速度給定，此補(bǔ)償系數(shù)一般大于1，目的是為了使從傳動(dòng)點(diǎn)的速度調(diào)節(jié)器飽和。將主傳動(dòng)點(diǎn)的電流反饋和主傳動(dòng)點(diǎn)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)取最小運(yùn)算，目的是為了使主傳動(dòng)點(diǎn)的電流反饋值對從傳動(dòng)點(diǎn)的電流給定值起到一個(gè)限幅的作用，也即從傳動(dòng)點(diǎn)跟隨主傳動(dòng)點(diǎn)的電流反饋，從而模擬轉(zhuǎn)矩控制的效果。仿真波形如圖7所示。由仿真波形可以看出，速度的穩(wěn)定性較高而且從點(diǎn)電流在整個(gè)過程當(dāng)中都僅僅跟隨主點(diǎn)電流，保證主從出力相同。在25s時(shí)在標(biāo)號2處添加一個(gè)負(fù)載擾動(dòng)信號，此時(shí)轉(zhuǎn)速變化很小，而電流的波動(dòng)相對轉(zhuǎn)速要大，但在不到2s時(shí)間內(nèi)又穩(wěn)定下來，且主從電流一致。從仿真波形來看，用轉(zhuǎn)矩控制的負(fù)荷分配方式對剛性耦合的負(fù)載進(jìn)行控制，系統(tǒng)始終是穩(wěn)定的。(2）柔性耦合的負(fù)荷分配控制的穩(wěn)定性問題圖8是柔性耦合負(fù)荷分配控制系統(tǒng)中基于速度控制的仿真模型，其中主從傳動(dòng)點(diǎn)都處于速度控制模式，通過比較主從點(diǎn)的電流反饋值，然后求差，再乘以柔性補(bǔ)償系數(shù)疊加到從點(diǎn)的速度給定上，從而微調(diào)從點(diǎn)電流，使得從點(diǎn)的電流值跟隨主點(diǎn)電流的目的。在柔性耦合的負(fù)荷分配控制中，同樣先采用主從傳動(dòng)點(diǎn)都處于速度控制模式進(jìn)行仿真分析。在速度控制模式下通過比較主從點(diǎn)的電流反饋值，然后求差，再乘以柔性補(bǔ)償系數(shù)疊加到從點(diǎn)的速度給定上，從而微調(diào)從點(diǎn)電流，使得從點(diǎn)的電流值跟隨主點(diǎn)電流。模擬柔性耦合機(jī)械上的連接還是通過求速差，再乘剛性系數(shù)去疊加到各電流調(diào)節(jié)器的輸出上。和剛性耦合中不同的是，當(dāng)在主點(diǎn)加負(fù)載擾動(dòng)時(shí)，其對從點(diǎn)轉(zhuǎn)矩的影響需要經(jīng)過一定的延時(shí)，所以在此還是通過求速差，再乘剛性系數(shù)去疊加到各電流調(diào)節(jié)器的輸出上。在此模型中，添加了一個(gè)延時(shí)模塊，其延時(shí)取決于實(shí)際轉(zhuǎn)矩的傳遞時(shí)間。仿真時(shí)，在編號2處加負(fù)載擾動(dòng)，而延時(shí)環(huán)節(jié)則加在去主點(diǎn)電流環(huán)的一側(cè)，此時(shí)代表當(dāng)從點(diǎn)負(fù)載發(fā)生波動(dòng)時(shí)，其到主點(diǎn)轉(zhuǎn)矩的傳遞需要經(jīng)過一定的延時(shí)。仿真波形如圖9所示。從仿真波形可以看出，當(dāng)從點(diǎn)加負(fù)載擾動(dòng)時(shí)，主從點(diǎn)轉(zhuǎn)速的波動(dòng)仍然很小，電流波動(dòng)相對較大，但在短暫調(diào)整后又趨于平穩(wěn)，從點(diǎn)的電流跟隨性良好，說明主從點(diǎn)負(fù)載均衡，達(dá)到了負(fù)荷分配的目的。從上面仿真結(jié)果來看，對柔性耦合的負(fù)載采用速度控制的負(fù)荷分配方式是穩(wěn)定的。圖10是柔性連接的轉(zhuǎn)矩控制方式仿真模型，模型中柔性耦合的模擬與剛性連接相同，均采用求取速度反饋差值的辦法，用差值乘以剛性系數(shù)后疊加到各電流調(diào)節(jié)器的輸出上，代表由于速差而引起的轉(zhuǎn)矩傳遞。主傳動(dòng)點(diǎn)的速度給定直接乘以一個(gè)補(bǔ)償系數(shù)作為從傳動(dòng)點(diǎn)的速度給定，此補(bǔ)償系數(shù)一般大于1，目的是為了使從傳動(dòng)點(diǎn)的速度調(diào)節(jié)器飽和，從而形成轉(zhuǎn)矩控制的方式。將主傳動(dòng)點(diǎn)的電流反饋和主傳動(dòng)點(diǎn)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)取最小運(yùn)算，目的是為了使主傳動(dòng)點(diǎn)的電流反饋值對從傳動(dòng)點(diǎn)的電流給定值起到一個(gè)限幅的作用，也即從傳動(dòng)點(diǎn)跟隨主傳動(dòng)點(diǎn)的電流反饋，從而模擬轉(zhuǎn)矩負(fù)荷分配控制的效果。與剛性連接不同的是增加一個(gè)延時(shí)環(huán)節(jié)，圖10是將主擾動(dòng)的影響經(jīng)過延時(shí)后疊加到從點(diǎn)上。由圖11仿真波形我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)柔性耦合的負(fù)載采用總線通訊轉(zhuǎn)矩控制的負(fù)荷分配方式時(shí)，主從點(diǎn)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩都發(fā)生了振蕩的現(xiàn)象。而前面采用總線通訊速度控制方式時(shí)，主從點(diǎn)的速度與轉(zhuǎn)矩都能經(jīng)過短暫的調(diào)節(jié)趨于穩(wěn)定，且從點(diǎn)的電流和主點(diǎn)的電流基本相等。這也說明了柔性耦合的負(fù)載當(dāng)采用轉(zhuǎn)矩控制的負(fù)荷分配方式時(shí)是不穩(wěn)定的，此跟實(shí)際調(diào)試當(dāng)中遇到的現(xiàn)象完全吻合。總之，對于負(fù)荷分配控制系統(tǒng)而言，正常情況下我們都可以看作是剛性連接的系統(tǒng)。因此，無論是速度控制方式還是轉(zhuǎn)矩控制方式，系統(tǒng)本身都是穩(wěn)定的。但是如果具有延遲特性的負(fù)荷分配控制系統(tǒng)，由于轉(zhuǎn)矩和速度之間增加了反饋延遲，就會(huì)造成不穩(wěn)定現(xiàn)象。典型的例子如高速衛(wèi)生紙機(jī)的負(fù)荷分配控制系統(tǒng)，在網(wǎng)部和大缸之間由10m以上的毛布進(jìn)行連接，毛布的彈性作用會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩和速度的延遲。這時(shí)如果采用轉(zhuǎn)速控制的負(fù)荷分配方案則是穩(wěn)定的，反之如果采用通常的轉(zhuǎn)矩負(fù)荷分配控制方案則極有可能會(huì)造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，理論研究和實(shí)踐都證明了這一點(diǎn)。

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2.1集成化應(yīng)用分析

對于機(jī)械制造領(lǐng)域來說，其中所涉及到的集成化實(shí)際上主要是在技術(shù)功能、技術(shù)經(jīng)營上所進(jìn)行的集成。而也正是由于信息技術(shù)的作用影響，才能夠使得計(jì)算機(jī)集成化技術(shù)轉(zhuǎn)化成為對于機(jī)械制造的整體性優(yōu)化。企業(yè)本身在實(shí)際進(jìn)行經(jīng)營管理的過程中，所涉及到的相關(guān)動(dòng)態(tài)集成措施，能夠讓制造企業(yè)本身的動(dòng)態(tài)集成為一個(gè)整體，通過這方面的措施才使得自動(dòng)化技術(shù)保持自身的應(yīng)用合理性，進(jìn)而讓企業(yè)信息管理系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)、數(shù)控加工技術(shù)等被應(yīng)用到制造系統(tǒng)中。就現(xiàn)階段來說，將CAD/CAM作為主要核心的CIMS工程應(yīng)用措施，實(shí)際上已經(jīng)在整個(gè)制造行業(yè)中進(jìn)行了覆蓋，其生產(chǎn)形式必然會(huì)成為未來的發(fā)展趨勢。

2.2柔性化應(yīng)用分析

柔性化最顯著的特點(diǎn)在于其能夠根據(jù)外界因素作用力的差異表現(xiàn)出與之相對應(yīng)的適應(yīng)能力。換句話說，在柔性化應(yīng)用過程中，生產(chǎn)出的產(chǎn)品能夠較好地適應(yīng)市場的更改特性。現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)必須針對終端用戶的各類需求及時(shí)精確地做出反應(yīng)，進(jìn)而對機(jī)械制造產(chǎn)品類型和結(jié)構(gòu)屬性做出相應(yīng)調(diào)整。從這一角度上來說，柔性化應(yīng)用可以很好地解決該問題，其在確保必要生產(chǎn)柔性的基礎(chǔ)上，對人機(jī)交互界面進(jìn)行了合理優(yōu)化，并在構(gòu)建產(chǎn)品制造信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上將計(jì)算機(jī)管理的工作效益發(fā)揮到最大。在當(dāng)前技術(shù)條件的支持下，敏捷制造已成為柔性化應(yīng)用的必然選擇與發(fā)展趨勢，其最顯著的應(yīng)用優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：a.提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。b.確保產(chǎn)品交貨期，滿足客戶需求。c.強(qiáng)化信息系統(tǒng)運(yùn)行全過程的可靠性。

2.3自動(dòng)化的加工系統(tǒng)

機(jī)械是由不同的零部件組合而成，而成品是將零部件按照一定的順序和技術(shù)要求進(jìn)行組裝而成的。自動(dòng)化的加工系統(tǒng)能夠有效地完成生產(chǎn)過程中的重復(fù)勞動(dòng)，能夠大大降低工人的重復(fù)勞動(dòng)，節(jié)省體力，保證充足的人力資源。

2.4智能化應(yīng)用分析

智能化機(jī)械制造技術(shù)，主要是將自動(dòng)化技術(shù)、人工智能技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)、系統(tǒng)工程管理技術(shù)等多項(xiàng)不同的技術(shù)進(jìn)行了良好的結(jié)合。而通過和專家系統(tǒng)所進(jìn)行的結(jié)合，智能機(jī)械實(shí)際上完全能夠依據(jù)機(jī)械制造體系中所呈現(xiàn)出的環(huán)境不同變化。機(jī)械智能化體系中所存在的一個(gè)主要特性，便是其所呈現(xiàn)出的極為特殊的人機(jī)工作界面，在實(shí)際執(zhí)行制造工作的過程中，可以利用交互界面來進(jìn)行人機(jī)溝通。智能化技術(shù)的應(yīng)用，其中所存在的關(guān)鍵，就在于使用智能技術(shù)來對于相關(guān)專家所呈現(xiàn)出的智力活動(dòng)加以模擬，如此一來，便能夠使得自動(dòng)化機(jī)械按照專家化的模式來進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，還由于智能技術(shù)的應(yīng)用，使得運(yùn)行的系統(tǒng)能夠依據(jù)自身當(dāng)前所呈現(xiàn)出的情況來執(zhí)行實(shí)時(shí)性的檢測工作，盡可能的保證運(yùn)行得以優(yōu)化。

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第二代移動(dòng)通信技術(shù)的特征

第二代的移動(dòng)通信系統(tǒng)即2G技術(shù)，最開始是從二十世紀(jì)九十年代初期出現(xiàn)的，這種技術(shù)的出現(xiàn)主要是為了彌補(bǔ)第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)中存在的缺陷，并且擴(kuò)展相應(yīng)的功能。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要內(nèi)容是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用邏輯更強(qiáng)，采用立即計(jì)費(fèi)的方式，支持最佳路由，00/1800雙頻段，話語編解碼等是完全兼容的而且速率更強(qiáng)，頻率結(jié)構(gòu)使用的是更高的加密技術(shù)，并且在這一代的通信技術(shù)中還應(yīng)用了智能天線技術(shù)和雙頻段技術(shù)等。這樣就滿足了人們?nèi)找嬖鲩L的需求，使業(yè)務(wù)數(shù)量持續(xù)的增長。移動(dòng)通信技術(shù)所存在的GSM系統(tǒng)容量不足的缺陷，使GSM功能不斷地得到改善和增強(qiáng)，具備了初步支持多媒體業(yè)務(wù)的能力。雖然第二代移動(dòng)通信技術(shù)，在發(fā)展的過程中不斷地得到較好的完善，但是2G的移動(dòng)通信系統(tǒng)，隨著用戶和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，頻率資源也己經(jīng)適應(yīng)不了，移動(dòng)通信業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，呈現(xiàn)供不應(yīng)求的趨式，頻率資源也占有率也接近于枯竭，移動(dòng)通信的語音質(zhì)量，也不能達(dá)到用戶所要求的高質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，對于數(shù)據(jù)通信速率太低，這個(gè)2G無法在真正意義上滿足移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的需求。

第三代移動(dòng)通信技術(shù)

第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)，主要是在話音和數(shù)據(jù)通信速率等方面得到有效的改進(jìn)，通信碼率能夠達(dá)到384kb/s，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)，也就是通常所說的3G，是現(xiàn)階段正在全力開發(fā)的移動(dòng)通信的系統(tǒng)，這一代移動(dòng)通信的系統(tǒng)，已經(jīng)具備了最基本智能特征，應(yīng)用了智能信號處理技術(shù)，智能信號處理單元，多媒體數(shù)據(jù)通信和話音支持的技術(shù)，能夠提供跟前兩代產(chǎn)品相比，所不能提供的多種寬帶信息業(yè)務(wù)，第三代移動(dòng)通信技術(shù)具備慢速圖像、高速數(shù)據(jù)、電視圖像等功能。傳輸速率也比前兩代，移動(dòng)通信技術(shù)有高質(zhì)量的提高，傳輸速率在用戶靜止時(shí)，移動(dòng)通信速率最大為2Mbps，在用戶高速移動(dòng)時(shí)，移動(dòng)通信速率最大支持144Kbps，所占頻帶寬度為5MHz左右。但是，就目前的第三代3G移動(dòng)通信系統(tǒng)，通信標(biāo)準(zhǔn)總共有三大類CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA，共同組成3G移動(dòng)通信IMT2000的體系，它們彼此之間存在相互兼容的問題，這就意味著從根本上來說，當(dāng)前已有的移動(dòng)通信系統(tǒng)，并不是真正的個(gè)人通信和全球通信系統(tǒng)。再進(jìn)一步地說，目前的3G移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻譜利用率還相當(dāng)?shù)氐停]有充分地利用頻譜資源，達(dá)到普及和推廣3G移動(dòng)通信的業(yè)務(wù)，留下了很大的發(fā)展智能移動(dòng)通信技術(shù)的空間。根據(jù)移動(dòng)通信市場發(fā)展的需要，和3G移動(dòng)通信所存在的一些欠缺，目前國際上有不少國家，已經(jīng)開始研究第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)。也就是我們將要面對的4G移動(dòng)通信智能系統(tǒng)，這一代移動(dòng)通信技術(shù)，將從根本上彌補(bǔ)前三代移動(dòng)通信所存在的不足，成為移動(dòng)通信系統(tǒng)又一個(gè)閃光的亮點(diǎn)，在不斷地研究和發(fā)展中，讓更多的用戶認(rèn)識(shí)和接受。

篇7

2.1人工智能控制實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集及處理功能

在電氣設(shè)備的運(yùn)行過程中，數(shù)據(jù)的采集和處理是了解電氣設(shè)備自動(dòng)化控制情況，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行過程中的問題和提出解決辦法的重要依據(jù)。在傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制中，由于技術(shù)水平和實(shí)際運(yùn)行中的動(dòng)態(tài)變化，數(shù)據(jù)的采集和傳輸無法做到準(zhǔn)確和穩(wěn)定，保存數(shù)據(jù)容易出現(xiàn)丟失的情況。人工智能技術(shù)的使用，可以保障電氣自動(dòng)化運(yùn)行過程中對動(dòng)態(tài)信息的及時(shí)收集和穩(wěn)定傳輸，對相關(guān)數(shù)據(jù)的保存工作也更安全，這就提高了電氣自動(dòng)化的控制水平，充分保障了電氣運(yùn)行中的安全性和穩(wěn)定性。

2.2人工智能控制實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視機(jī)報(bào)警功能

電氣自動(dòng)化控制是用電氣的可編程控制器，控制繼電器，帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成預(yù)期設(shè)計(jì)動(dòng)作的過程。在此過程中，系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的運(yùn)行都要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)模型和函數(shù)計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行，如果系統(tǒng)中的一點(diǎn)出現(xiàn)問題，就會(huì)造成整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的故障。在以往的自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行中，對系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的運(yùn)行數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，對運(yùn)行中的特殊情況進(jìn)行及時(shí)的報(bào)警處理，幫助自動(dòng)化系統(tǒng)及時(shí)處理可能出現(xiàn)的故障，提醒電氣管理人員加強(qiáng)對電氣系統(tǒng)的管理。

2.3人工智能控制實(shí)現(xiàn)了操作控制功能

電氣自動(dòng)化控制的主要特征之一就是通過計(jì)算機(jī)的一鍵操作，就可以實(shí)現(xiàn)對電氣系統(tǒng)的整體控制，保障電氣自動(dòng)化運(yùn)行符合現(xiàn)實(shí)的需要。傳統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)的操作，需要靠人工對系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行人工操作，從而促進(jìn)自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)調(diào)和配合，這種方式既降低了自動(dòng)化運(yùn)行的效率，也增加了自動(dòng)化系統(tǒng)的故障發(fā)生頻率。人工智能技術(shù)對電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的控制，是通過各種先進(jìn)的算法，按照電氣自動(dòng)化的需求，對自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化和智能化設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)對電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的同時(shí)操作，大大提高了自動(dòng)化控制的效率，減少了單獨(dú)指令操作中容易出現(xiàn)的不協(xié)調(diào)情況的發(fā)生。

3人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的控制方式

3.1模糊控制

模糊控制以模糊推理和模糊語言變量等為理論基礎(chǔ)，并以專家經(jīng)驗(yàn)作為模糊控制的規(guī)則。模糊控制就是在被控制的對象的模糊模型的基礎(chǔ)之上，運(yùn)用模糊控制器，實(shí)現(xiàn)對電氣控制系統(tǒng)的控制。在實(shí)際控制設(shè)計(jì)過程中，通過對計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的使用，使電氣自動(dòng)化系統(tǒng)形成具有反饋通道的閉環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)字控制系統(tǒng)，從而達(dá)到對電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的科學(xué)控制。

3.2專家控制

專家控制是指在進(jìn)行電氣自動(dòng)化控制過程中，利用相關(guān)的系統(tǒng)控制理論和控制技術(shù)的結(jié)合，通過對以往控制經(jīng)驗(yàn)的模擬和學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制中智能控制技術(shù)的實(shí)施。這種控制方式具有很強(qiáng)的靈活性，在實(shí)際運(yùn)行中，面對控制要求和系統(tǒng)運(yùn)行情況，專家控制可以自覺選取控制率，并通過自我調(diào)整，強(qiáng)化對工作環(huán)境的適應(yīng)。

3.3網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制

網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制的原理就是基于對人腦神經(jīng)元的活動(dòng)模擬，以逼近原理為依據(jù)的網(wǎng)絡(luò)建模。神經(jīng)控制是有學(xué)習(xí)能力的，屬于學(xué)習(xí)控制，對電氣自動(dòng)化控制中出現(xiàn)的新問題可以及時(shí)提出有效的解決辦法，并通過對相關(guān)技術(shù)問題的分析解決，提高自身的人工智能水平。

篇8

信息時(shí)代的高新技術(shù)流向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，引起后者的深刻變革。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機(jī)械工業(yè)，在這場新技術(shù)革命沖擊下，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了質(zhì)的躍變，微電子技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展使信息、智能與機(jī)械裝置和動(dòng)力設(shè)備相結(jié)合，促使機(jī)械工業(yè)開始了一場大規(guī)模的機(jī)電一體化技術(shù)革命。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子電力技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，各先進(jìn)國家的機(jī)電一體化產(chǎn)品層出不窮。機(jī)床、汽車、儀表、家用電器、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、冶金機(jī)械、化工機(jī)械以及工業(yè)機(jī)器人、智能機(jī)器人等許多門類產(chǎn)品每年都有新的進(jìn)展。機(jī)電一體化技術(shù)已越來越受到各方面的關(guān)注，它在改善人民生活、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強(qiáng)企業(yè)競爭力等方面起著極大的作用。

在機(jī)電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的同時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)作為其關(guān)鍵組成部分，也得到前所未有的大發(fā)展，國內(nèi)外各個(gè)廠家相繼推出運(yùn)動(dòng)控制的新技術(shù)、新產(chǎn)品。本文主要介紹了全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)（FullClosedACServo）、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)（LinearMotorDriving）、可編程序計(jì)算機(jī)控制器（ProgrammableComputerController，PCC）和運(yùn)動(dòng)控制卡（MotionControllingBoard）等幾項(xiàng)具有代表性的新技術(shù)。

二、全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)

在一些定位精度或動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求比較高的機(jī)電一體化產(chǎn)品中，交流伺服系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，其中數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)更符合數(shù)字化控制模式的潮流，而且調(diào)試、使用十分簡單，因而被受青睞。這種伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器采用了先進(jìn)的數(shù)字信號處理器（DigitalSignalProcessor,DSP），可以對電機(jī)軸后端部的光電編碼器進(jìn)行位置采樣，在驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)之間構(gòu)成位置和速度的閉環(huán)控制系統(tǒng)，并充分發(fā)揮DSP的高速運(yùn)算能力，自動(dòng)完成整個(gè)伺服系統(tǒng)的增益調(diào)節(jié)，甚至可以跟蹤負(fù)載變化，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)增益；有的驅(qū)動(dòng)器還具有快速傅立葉變換（FFT）的功能，測算出設(shè)備的機(jī)械共振點(diǎn)，并通過陷波濾波方式消除機(jī)械共振。

一般情況下，這種數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)大多工作在半閉環(huán)的控制方式，即伺服電機(jī)上的編碼器反饋既作速度環(huán)，也作位置環(huán)。這種控制方式對于傳動(dòng)鏈上的間隙及誤差不能克服或補(bǔ)償。為了獲得更高的控制精度，應(yīng)在最終的運(yùn)動(dòng)部分安裝高精度的檢測元件（如：光柵尺、光電編碼器等），即實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制。比較傳統(tǒng)的全閉環(huán)控制方法是：伺服系統(tǒng)只接受速度指令，完成速度環(huán)的控制，位置環(huán)的控制由上位控制器來完成（大多數(shù)全閉環(huán)的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)就是這樣）。這樣大大增加了上位控制器的難度，也限制了伺服系統(tǒng)的推廣。目前，國外已出現(xiàn)了一種更完善、可以實(shí)現(xiàn)更高精度的全閉環(huán)數(shù)字式伺服系統(tǒng)，使得高精度自動(dòng)化設(shè)備的實(shí)現(xiàn)更為容易。

該系統(tǒng)克服了上述半閉環(huán)控制系統(tǒng)的缺陷，伺服驅(qū)動(dòng)器可以直接采樣裝在最后一級機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的位置反饋元件(如光柵尺、磁柵尺、旋轉(zhuǎn)編碼器等)，作為位置環(huán)，而電機(jī)上的編碼器反饋此時(shí)僅作為速度環(huán)。這樣伺服系統(tǒng)就可以消除機(jī)械傳動(dòng)上存在的間隙（如齒輪間隙、絲杠間隙等），補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)件的制造誤差（如絲杠螺距誤差等），實(shí)現(xiàn)真正的全閉環(huán)位置控制功能，獲得較高的定位精度。而且這種全閉環(huán)控制均由伺服驅(qū)動(dòng)器來完成，無需增加上位控制器的負(fù)擔(dān)，因而越來越多的行業(yè)在其自動(dòng)化設(shè)備的改造和研制中，開始采用這種伺服系統(tǒng)。

三、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)

直線電機(jī)在機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用，近幾年來已在世界機(jī)床行業(yè)得到重視，并在西歐工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)掀起"直線電機(jī)熱"。

在機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，采用直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)與原旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳動(dòng)的最大區(qū)別是取消了從電機(jī)到工作臺(tái)（拖板）之間的機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，把機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長度縮短為零，因而這種傳動(dòng)方式又被稱為"零傳動(dòng)"。正是由于這種"零傳動(dòng)"方式，帶來了原旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式無法達(dá)到的性能指標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。

1.高速響應(yīng)由于系統(tǒng)中直接取消了一些響應(yīng)時(shí)間常數(shù)較大的機(jī)械傳動(dòng)件（如絲杠等），使整個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能大大提高，反應(yīng)異常靈敏快捷。

2.精度直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取消了由于絲杠等機(jī)械機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的傳動(dòng)間隙和誤差，減少了插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)時(shí)因傳動(dòng)系統(tǒng)滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋控制，即可大大提高機(jī)床的定位精度。

3.動(dòng)剛度高由于"直接驅(qū)動(dòng)"，避免了啟動(dòng)、變速和換向時(shí)因中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運(yùn)動(dòng)滯后現(xiàn)象，同時(shí)也提高了其傳動(dòng)剛度。

4.速度快、加減速過程短由于直線電動(dòng)機(jī)最早主要用于磁懸浮列車（時(shí)速可達(dá)500Km/h），所以用在機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)中，要滿足其超高速切削的最大進(jìn)個(gè)速度（要求達(dá)60～100M/min或更高）當(dāng)然是沒有問題的。也由于上述"零傳動(dòng)"的高速響應(yīng)性，使其加減速過程大大縮短。以實(shí)現(xiàn)起動(dòng)時(shí)瞬間達(dá)到高速，高速運(yùn)行時(shí)又能瞬間準(zhǔn)停。可獲得較高的加速度，一般可達(dá)2～10g（g=9.8m/s2），而滾珠絲杠傳動(dòng)的最大加速度一般只有0.1～0.5g。

5.行程長度不受限制在導(dǎo)軌上通過串聯(lián)直線電機(jī)，就可以無限延長其行程長度。

6.運(yùn)動(dòng)動(dòng)安靜、噪音低由于取消了傳動(dòng)絲杠等部件的機(jī)械摩擦，且導(dǎo)軌又可采用滾動(dòng)導(dǎo)軌或磁墊懸浮導(dǎo)軌（無機(jī)械接觸），其運(yùn)動(dòng)時(shí)噪音將大大降低。

7.效率高由于無中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，消除了機(jī)械摩擦?xí)r的能量損耗，傳動(dòng)效率大大提高。

直線傳動(dòng)電機(jī)的發(fā)展也越來越快，在運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)中倍受重視。在國外工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制相對發(fā)達(dá)的國家已開始推廣使用相應(yīng)的產(chǎn)品，其中美國科爾摩根公司（Kollmorgen）的PLATINNMDDL系列直線電機(jī)和SERVOSTARCD系列數(shù)字伺服放大器構(gòu)成一種典型的直線永磁伺服系統(tǒng)，它能提供很高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和加速度、極高的剛度、較高的定位精度和平滑的無差運(yùn)動(dòng)；德國西門子公司、日本三井精機(jī)公司、臺(tái)灣上銀科技公司等也開始在其產(chǎn)品中應(yīng)用直線電機(jī)。

四、可編程計(jì)算機(jī)控制器技術(shù)

自20世紀(jì)60年代末美國第一臺(tái)可編程序控制器（ProgrammingLogical Controller，PLC）問世以來，PLC控制技術(shù)已走過了30年的發(fā)展歷程，尤其是隨著近代計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，它已在軟硬件技術(shù)方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)走出了當(dāng)初的"順序控制"的雛形階段。可編程計(jì)算機(jī)控制器（PCC）就是代表這一發(fā)展趨勢的新一代可編程控制器。

與傳統(tǒng)的PLC相比較，PCC最大的特點(diǎn)在于它類似于大型計(jì)算機(jī)的分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)和多樣化的應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的PLC大多采用單任務(wù)的時(shí)鐘掃描或監(jiān)控程序來處理程序本身的邏輯運(yùn)算指令和外部的I/O通道的狀態(tài)采集與刷新。這樣處理方式直接導(dǎo)致了PLC的"控制速度"依賴于應(yīng)用程序的大小，這一結(jié)果無疑是同I/O通道中高實(shí)時(shí)性的控制要求相違背的。PCC的系統(tǒng)軟件完美地解決了這一問題，它采用分時(shí)多任務(wù)機(jī)制構(gòu)筑其應(yīng)用軟件的運(yùn)行平臺(tái)，這樣應(yīng)用程序的運(yùn)行周期則與程序長短無關(guān)，而是由操作系統(tǒng)的循環(huán)周期決定。由此，它將應(yīng)用程序的掃描周期同外部的控制周期區(qū)別開來，滿足了實(shí)時(shí)控制的要求。當(dāng)然，這種控制周期可以在CPU運(yùn)算能力允許的前提下，按照用戶的實(shí)際要求，任意修改。

基于這樣的操作系統(tǒng)，PCC的應(yīng)用程序由多任務(wù)模塊構(gòu)成，給工程項(xiàng)目應(yīng)用軟件的開發(fā)帶來很大的便利。因?yàn)檫@樣可以方便地按照控制項(xiàng)目中各部分不同的功能要求，如運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集、報(bào)警、PID調(diào)節(jié)運(yùn)算、通信控制等，分別編制出控制程序模塊（任務(wù)），這些模塊既獨(dú)立運(yùn)行，數(shù)據(jù)間又保持一定的相互關(guān)聯(lián)，這些模塊經(jīng)過分步驟的獨(dú)立編制和調(diào)試之后，可一同下載至PCC的CPU中，在多任務(wù)操作系統(tǒng)的調(diào)度管理下并行運(yùn)行，共同實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的控制要求。

PCC在工業(yè)控制中強(qiáng)大的功能優(yōu)勢，體現(xiàn)了可編程控制器與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及DCS（分布式工業(yè)控制系統(tǒng)）技術(shù)互相融合的發(fā)展潮流，雖然這還是一項(xiàng)較為年輕的技術(shù)，但在其越來越多的應(yīng)用領(lǐng)域中，它正日益顯示出不可低估的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

五、運(yùn)動(dòng)控制卡

運(yùn)動(dòng)控制卡是一種基于工業(yè)PC機(jī)、用于各種運(yùn)動(dòng)控制場合（包括位移、速度、加速度等）的上位控制單元。它的出現(xiàn)主要是因?yàn)椋海?）為了滿足新型數(shù)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、柔性、開放性等要求；（2）在各種工業(yè)設(shè)備（如包裝機(jī)械、印刷機(jī)械等）、國防裝備（如跟蹤定位系統(tǒng)等）、智能醫(yī)療裝置等設(shè)備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)研制和改造中，急需一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制模塊的硬件平臺(tái)；（3）PC機(jī)在各種工業(yè)現(xiàn)場的廣泛應(yīng)用，也促使配備相應(yīng)的控制卡以充分發(fā)揮PC機(jī)的強(qiáng)大功能。

運(yùn)動(dòng)控制卡通常采用專業(yè)運(yùn)動(dòng)控制芯片或高速DSP作為運(yùn)動(dòng)控制核心，大多用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。一般地，運(yùn)動(dòng)控制卡與PC機(jī)構(gòu)成主從式控制結(jié)構(gòu)：PC機(jī)負(fù)責(zé)人機(jī)交互界面的管理和控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控等方面的工作（例如鍵盤和鼠標(biāo)的管理、系統(tǒng)狀態(tài)的顯示、運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃、控制指令的發(fā)送、外部信號的監(jiān)控等等）；控制卡完成運(yùn)動(dòng)控制的所有細(xì)節(jié)（包括脈沖和方向信號的輸出、自動(dòng)升降速的處理、原點(diǎn)和限位等信號的檢測等等）。運(yùn)動(dòng)控制卡都配有開放的函數(shù)庫供用戶在DOS或Windows系統(tǒng)平臺(tái)下自行開發(fā)、構(gòu)造所需的控制系統(tǒng)。因而這種結(jié)構(gòu)開放的運(yùn)動(dòng)控制卡能夠廣泛地應(yīng)用于制造業(yè)中設(shè)備自動(dòng)化的各個(gè)領(lǐng)域。

篇9

1．2熱力學(xué)控制變換工藝熱力學(xué)控制變換工藝流程見圖3。粗合成氣首先分為兩路，一路進(jìn)入1＃低壓蒸汽發(fā)生器副產(chǎn)低壓蒸汽，同時(shí)調(diào)整水氣比至約0．25后，經(jīng)氣氣換熱器升溫進(jìn)入第一變換爐進(jìn)行變換反應(yīng)，出口氣體經(jīng)換熱后，進(jìn)入1＃中壓蒸汽發(fā)生器副產(chǎn)中壓蒸汽，降溫后與另一路粗合成氣匯合后經(jīng)脫毒槽進(jìn)入第二變換爐繼續(xù)變換反應(yīng)，出第二變換爐變換氣依次進(jìn)入中壓蒸汽過熱器、2＃中壓蒸汽發(fā)生器、2＃低壓蒸汽發(fā)生器、鍋爐給水預(yù)熱器、脫鹽水預(yù)熱器回收熱量。熱力學(xué)控制變換工藝在粗合成氣主路設(shè)置非變換旁路跨越第一變換爐，再與另一路經(jīng)第一變換爐的低含水量變換氣混合后進(jìn)入第二變換爐反應(yīng)，可穩(wěn)定調(diào)控水氣比，且無需補(bǔ)充蒸汽調(diào)整水氣比，節(jié)約能耗效果顯著。第一、二變換爐催化劑裝填量均為足量，都按照接近反應(yīng)平衡控制變換深度進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)合粗合成氣旁路、主路流量比值控制及第一變換爐之前設(shè)置蒸汽發(fā)生器，運(yùn)行負(fù)荷變化時(shí)不需要調(diào)整；且由于反應(yīng)平衡控制的特點(diǎn)，在不同運(yùn)行負(fù)荷下第一變換爐發(fā)生甲烷化反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)很小。該流程應(yīng)注意的是，運(yùn)行過程特別是開工導(dǎo)氣初期，由于操作或調(diào)整不當(dāng)出現(xiàn)水氣比過低而容易導(dǎo)致甲烷化超溫發(fā)生。此時(shí)可根據(jù)床層溫度適當(dāng)調(diào)整第一變換爐水氣比，控制床層熱點(diǎn)溫度不高于380℃，避免甲烷化的發(fā)生。在運(yùn)行末期，可以通過適當(dāng)減小進(jìn)入第一變換爐的氣量或者適當(dāng)提高第一變換爐反應(yīng)器入口的水氣比，來維持較高的CO轉(zhuǎn)化率，使裝置仍能夠穩(wěn)定運(yùn)行。此工藝操作過程簡單，兼顧了第一、二變換爐反應(yīng)器的溫度控制和水氣比要求，既很好地控制了第一變換爐反應(yīng)器的熱點(diǎn)溫度，又使第二變換爐反應(yīng)器入口氣體在降溫的同時(shí)提高了水氣比。

2分析比較

兩種工藝有相似之處，即均采用了降低原料粗合成氣中水氣比的方法。究其原因，一方面制甲醇其水氣比是過剩的，節(jié)能效果顯著；另一方面可以降低變換反應(yīng)的劇烈程度，增強(qiáng)了裝置的穩(wěn)定性和可操作性。不同的是第一變換爐變換反應(yīng)控溫方式的差異，動(dòng)力學(xué)控制變換工藝是減少催化劑裝填量，使變換未反應(yīng)完全即送出第一變換爐，而熱力學(xué)控制變換工藝是變換反應(yīng)達(dá)到平衡后送出第一變換爐。

2．1技術(shù)參數(shù)表1是兩種工藝的主要技術(shù)參數(shù)對比，從表1中可知，兩種工藝均能滿足生產(chǎn)要求。兩種工藝經(jīng)廢熱鍋爐后，降低第一變換爐進(jìn)口的水氣比，因各自控溫方式的不同而產(chǎn)生較大差異。且2個(gè)變換爐進(jìn)口溫度、床層熱點(diǎn)溫度呈現(xiàn)出不同的高低分布。動(dòng)力學(xué)控制變換工藝2個(gè)爐進(jìn)口溫度均較高，床層熱點(diǎn)溫度前高后低。熱力學(xué)控制變換工藝2個(gè)爐進(jìn)口溫度均較低，床層熱點(diǎn)溫度前低后高。比較而言，較低的進(jìn)口溫度有利于催化劑的升溫還原操作和使用壽命的延長，也便于換熱流程的組建，而且變換工藝的控溫關(guān)鍵是第一變換爐，第一變換爐較低的床層熱點(diǎn)溫度可以更有效避免甲烷化的發(fā)生。由于兩種工藝變換爐熱點(diǎn)溫度的差異，換熱流程從熱量有效利用的角度考慮，中壓蒸汽過熱器設(shè)置位置不同，動(dòng)力學(xué)控制變換工藝中，中壓蒸汽過熱器直接設(shè)置在了第一變換爐出口，而熱力學(xué)控制變換工藝則設(shè)置在了第二變換爐出口。

2．2能耗表2是兩種工藝的主要消耗對比。當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模一定時(shí)，不同變換工藝的能耗主要體現(xiàn)在蒸汽和工藝余熱上。由表2可知，兩種工藝副產(chǎn)的蒸汽基本相當(dāng)，低溫位工藝余熱、冷凝液總量、循環(huán)冷卻水水量，熱力學(xué)控制變換工藝略多，此結(jié)果是由于熱力學(xué)控制工藝進(jìn)入變換系統(tǒng)的總水氣比略高于動(dòng)力學(xué)控制工藝。兩種工藝均采用了前置廢熱鍋爐，并且后續(xù)不補(bǔ)充蒸汽或水，變換深度相當(dāng)，變換產(chǎn)生的整體熱量和冷凝液基本相同，只是熱量及冷凝液的分配有所不同，故由表2可看出兩方案能耗相當(dāng)。

2．3投資兩種工藝主要設(shè)備投資費(fèi)用見表3。可以看出，變換爐費(fèi)用因兩種工藝催化劑裝量的不同存在較大差異；各換熱設(shè)備因兩種工藝換熱流程、參與換熱工藝氣氣量、平均傳熱溫差等因素存在明顯差異。雖然熱力學(xué)控制變換工藝多設(shè)置一臺(tái)脫毒槽，但動(dòng)力學(xué)控制變換工藝主要設(shè)備投資費(fèi)用比熱力學(xué)控制變換工藝多。兩種變換工藝中，第一變換爐催化劑設(shè)計(jì)使用壽命均為2a，第二變換爐催化劑設(shè)計(jì)壽命為4a，脫毒槽吸附劑設(shè)計(jì)使用壽命為4a。綜合以上幾方面的分析比較，兩種變換工藝均能滿足生產(chǎn)要求，能耗相當(dāng)，在操作穩(wěn)定性和主要設(shè)備投資方面，熱力學(xué)控制變換工藝優(yōu)于動(dòng)力學(xué)控制變換工藝。

篇10

我們知道，天線有很多種，但大體上可分為三大類:“線天線”、“面天線”及“陣列天線”。陣列天線最初用于雷達(dá)、聲納以及軍事通信中，完成空間濾波和參數(shù)估計(jì)兩大任務(wù)。當(dāng)陣列天線應(yīng)用到移動(dòng)通信領(lǐng)域時(shí)，通信工程師喜歡用“智能天線”來稱謂之。智能天線根據(jù)方向圖形成(或稱為波束形成)的方式又可分為兩類:第一類，采用固定形狀方向圖的智能天線，且不需要參考信號;第二類，采用自適應(yīng)算法形成方向圖的智能天線，需要參考信號。

本文在以下提到的智能天線都是指第二類，即(自適應(yīng))智能天線，這也是目前智能天線研究的主流。

二、智能天線的技術(shù)現(xiàn)狀

在分析研究智能天線技術(shù)理論的同時(shí)，國內(nèi)外一些大學(xué)、公司和研究所分別建立了試驗(yàn)平臺(tái)，用實(shí)驗(yàn)的方法來驗(yàn)證理論研究的成果，得出相應(yīng)的結(jié)論。

(1)在美國

在智能天線技術(shù)方面，美國較其它國家要成熟的多，并已開始投入實(shí)用。美國ArrayComm公司將智能天線技術(shù)應(yīng)用于無線本地環(huán)路(WLL)系統(tǒng)。ArrayComm方案采用可變陣元配置，有12陣元、8陣元環(huán)形自適應(yīng)陣列可供不同環(huán)境選用，現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)表明在PHS基站采用該技術(shù)可以使系統(tǒng)容量提高4倍。

(2)在歐洲

歐洲通信委員會(huì)(CEC)在RACE(ResearchintoAdvancedCommunicationinEurope)計(jì)劃中實(shí)施了第一階段智能天線技術(shù)研究，稱為TSUNAMI(TheTechnologyinSmartAntennasforUniver-salAdvancedMobileInfrastructure)，由德國、英國、丹麥和西班牙合作完成。該項(xiàng)目是在DECT基站上構(gòu)造智能天線試驗(yàn)?zāi)Ｐ停?995年初開始現(xiàn)場試驗(yàn)，天線陣列由8個(gè)陣元組成，射頻工作頻率為1.89GHz，陣元間距可調(diào)，陣元分布有直線型、圓環(huán)型和平面型三種形式。試驗(yàn)?zāi)Ｐ陀脭?shù)字波束成形的方法實(shí)現(xiàn)智能天線，采用ERA技術(shù)有限公司的專用ASIC芯片BDF1108完成波束形成，使用TMS320C40芯片作為中央控制。

(3)在日本

ATR光電通信研究所研制了基于波束空間處理方式的多波束智能天線。天線陣元布局為間距半波長的16陣元平面方陣，射頻工作頻率是1.545GHz。陣元組件接收信號在模數(shù)變換后，進(jìn)行快速付氏變換(FFT)處理，形成正交波束后，分別采用恒模(CMA)算法或最大比值合并分集算法，數(shù)字信號處理部分由10片F(xiàn)PGA完成，整塊電路板大小為23.3cm×34.0cm。ATR研究人員提出了智能天線的軟件天線的概念。

我國目前有部分單位也正進(jìn)行相關(guān)的研究。信威公司將智能天線應(yīng)用于TDD(時(shí)分雙工)方式的WLL系統(tǒng)中，信威公司智能天線采用8陣元環(huán)形自適應(yīng)陣列，射頻工作于1785~1805MHz，采用TDD雙工方式，收發(fā)間隔10ms，接收機(jī)靈敏度最大可提高9dB。

三、智能天線的優(yōu)勢

智能天線是第三代移動(dòng)通信不可缺少的空域信號處理技術(shù)，歸納起來，智能天線具有以下幾個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)。

(1)具有測向和自適應(yīng)調(diào)零功能，能把主波束對準(zhǔn)入射信號并適應(yīng)實(shí)時(shí)跟蹤信號，同時(shí)還能把零響點(diǎn)對準(zhǔn)干擾信號。

(2)提高輸入信號的信干噪比。顯然，采用多天線陣列將截獲更多的空間信號，也即是獲得陣列增益。

(3)能識(shí)別不同入射方向的直射波和反射波，具有較強(qiáng)的抗多徑衰落和同信道干擾的能力。能減小普通均衡技術(shù)很難處理的快衰落對系統(tǒng)性能的影響。

(4)增強(qiáng)系統(tǒng)抗頻率選擇性衰落的能力，因?yàn)樘炀€陣列本質(zhì)上具有空間分集的能力。

(5)可以利用智能天線，實(shí)時(shí)監(jiān)測電磁環(huán)境和用戶情況來提高網(wǎng)絡(luò)的管理能力。

(6)智能天線自適應(yīng)調(diào)節(jié)天線增益，從而較好地解決遠(yuǎn)近效應(yīng)問題。為移動(dòng)臺(tái)的進(jìn)一步簡化提供了條件。越區(qū)切換是根據(jù)基站接收的移動(dòng)臺(tái)功率的電平來判斷的。由于陰影效應(yīng)和多徑衰落的影響常常導(dǎo)致錯(cuò)誤的越區(qū)轉(zhuǎn)接，從而增加了網(wǎng)絡(luò)管理的負(fù)荷和用戶的呼損率。在相鄰小區(qū)應(yīng)用的智能天線技術(shù)，可以實(shí)時(shí)地測量和記錄移動(dòng)臺(tái)的位置和速度，為越區(qū)切換提供更可靠的依據(jù)。

四、智能天線與若干空域處理技術(shù)的比較

為了進(jìn)一步理解智能天線的概念，我們把智能天線和相關(guān)的傳統(tǒng)空域處理技術(shù)加以比較。

(1)智能天線與自適應(yīng)天線的比較

智能天線與自適應(yīng)天線并沒有本質(zhì)上的區(qū)別，只是由于應(yīng)用場合不同而具有顯著的差異。自適應(yīng)天線主要應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)的干擾抵消，一般地，雷達(dá)接收到的干擾信號具有很強(qiáng)的功率電平，并且干擾源數(shù)目比天線陣列單元數(shù)少或相當(dāng)。而在無線通信系統(tǒng)中，由于多徑傳播效應(yīng)到達(dá)天線陣列的干擾數(shù)目遠(yuǎn)大于天線陣列單元數(shù)，入射角呈現(xiàn)隨機(jī)分布，功率電平也有很大的動(dòng)態(tài)變化范圍，此時(shí)的天線叫智能天線。對自適應(yīng)天線而言，只需對入射干擾信號進(jìn)行抵消以獲得信干噪比(SINR，SignaltoInterferenceplusNoiseRatio)的最大化。對智能天線而言，由于到達(dá)陣列的多徑信號的入射角和功率電平均數(shù)是隨機(jī)變化的，所以獲得的是統(tǒng)計(jì)意義上的信干噪比(SINR)的最大化。

(2)智能天線與空間分集技術(shù)的比較

空間分集是無線通信系統(tǒng)中常用的抗多徑衰落方案。M單元智能天線也可等效為由M個(gè)空間耦合器按優(yōu)化合并準(zhǔn)則構(gòu)成的空間分集陣列。因此可以認(rèn)為智能天線是傳統(tǒng)分集接收的進(jìn)一步發(fā)展。

但是智能天線與空間分集技術(shù)卻是有顯著的差別的。首先空間分集利用了陣列天線中不同陣元耦合得到的空間信號的弱相關(guān)性，也即是不同路徑的多徑信號的弱相關(guān)性。而智能天線則是對所有陣元接收的信號進(jìn)行加權(quán)合并來形成空間濾波。一個(gè)根本性的區(qū)別:智能天線陣列結(jié)構(gòu)的間距小于一個(gè)波長(一般取λ/2)，而空間分集陣列的間距可以為數(shù)個(gè)波長。

(3)智能天線與小區(qū)扇區(qū)化的比較

小區(qū)的扇區(qū)化可以認(rèn)為是一種簡化的、固定的預(yù)分配智能天線系統(tǒng)。智能天線則是動(dòng)態(tài)地、自適應(yīng)優(yōu)化的扇區(qū)化技術(shù)。現(xiàn)在，我們來討論一個(gè)頗有爭議的問題。根據(jù)IS-95建議，當(dāng)采用120°扇區(qū)時(shí)系統(tǒng)容量將增加3倍。由此是否可以得到結(jié)論，扇區(qū)化波束越窄系統(tǒng)容量提高越大?考慮到實(shí)際的電磁環(huán)境，我們認(rèn)為對這一問題的回答是否定的。這是因?yàn)檎ㄊ邮盏降男盘柾怯稍S多相關(guān)性較強(qiáng)的多徑信號構(gòu)成的。一般情況下，各徑信號的時(shí)延擴(kuò)展小于一個(gè)chip周期。這時(shí)信號波形易于產(chǎn)生畸變從而降低信號的質(zhì)量達(dá)不到增加系統(tǒng)容量的目的。同時(shí)如果采用過窄的波束接收信號，一旦該徑信號受到嚴(yán)重的衰落，則將直接導(dǎo)致通信的中斷。另外，過窄的接收波束在工程上是難以實(shí)現(xiàn)的，并將成倍地增加設(shè)備的復(fù)雜度。

五、智能天線的未來展望

(1)目前還沒有一個(gè)完整的通信理論能夠較全面地將智能天線的所有課題有機(jī)地聯(lián)系起來，故需要建立一套較完整的智能天線理論;另一方面，高效、快速的智能算法也將是智能天線走向?qū)嵱玫年P(guān)鍵。

(2)采用高速DSP技術(shù)，將原先的射頻信號轉(zhuǎn)移到基帶進(jìn)行處理。基帶處理過程是數(shù)字算法的硬件實(shí)現(xiàn)過程。

(3)由于圓形布陣和二維任意布陣比等間隔線陣優(yōu)越，同時(shí)陣列天線的數(shù)字合成算法能夠用于任意形式陣列天線而形成任意圖案的方向圖，因而可考慮在CDMA基站中采用二維任意布陣的智能天線。

(4)在移動(dòng)臺(tái)中(如手機(jī))采用智能天線技術(shù)。

(5)采用智能天線技術(shù)來改善移動(dòng)通信信道中上下鏈路不能使用同一套權(quán)值的問題，以改善上下鏈路的性能。

篇11

在機(jī)械制造業(yè)中，數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)越來越受到重視。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)為主流的現(xiàn)代科技技術(shù)發(fā)展和市場產(chǎn)品競爭的加劇，傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)很難滿足現(xiàn)代產(chǎn)品多樣化的發(fā)展和日新月異的換代速度。面對多品種小批量生產(chǎn)比重的加大，產(chǎn)品交貨質(zhì)量和成本要求的提高，要求現(xiàn)代的制造技術(shù)具有很高的柔性。如何能增強(qiáng)機(jī)械制造業(yè)對外界因素的適應(yīng)能力以及產(chǎn)品適應(yīng)市場的變化能力，就需要我們能利用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的靈活性，最大限度的應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)。將機(jī)械設(shè)備的功能、效率、可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量提高到一個(gè)新的水平，從而滿足現(xiàn)代市場的競爭需求。

一、技術(shù)特點(diǎn)

數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械加工和運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行控制的技術(shù)。它是集傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、光機(jī)電技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)。

目前是采用計(jì)算機(jī)控制，預(yù)先編程然后利用控制程序?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備的控制功能。由于計(jì)算機(jī)軟件的輔助功能替代了早期使用純硬件電路組成的數(shù)控裝置，使得輸入數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理、判斷、運(yùn)算等功能均由現(xiàn)場可編輯的軟件來完成，這樣極大的增強(qiáng)了機(jī)械制造的靈活性，提高設(shè)備的工作效率。

二、機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

2.1工業(yè)生產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人和傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)一樣是由控制單元、驅(qū)動(dòng)單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的。主要運(yùn)用機(jī)器設(shè)備的生產(chǎn)線上，或者運(yùn)用于復(fù)雜惡劣的勞動(dòng)環(huán)境下下，完成人類難以完成的工作，很大程度上改善了勞動(dòng)條件，保證了生產(chǎn)質(zhì)量和人身安全。

在實(shí)際操作中，控制單元是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，指揮機(jī)器人按照寫入內(nèi)核的程序向驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出指令，完成預(yù)想的操作，同時(shí)同步檢測執(zhí)行動(dòng)作，一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤或發(fā)生故障，由傳感系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)反饋到控制單元，發(fā)出報(bào)警信號和相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。而執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由伺服系統(tǒng)和機(jī)械構(gòu)件組成。有動(dòng)力部分向執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)在驅(qū)動(dòng)元件的作用下完成規(guī)定操作。

2.2煤礦機(jī)械現(xiàn)代采煤機(jī)開發(fā)速度快、品種多，都是小批量的生產(chǎn)，各種機(jī)殼的毛坯制造越來越多地采用焊件，傳統(tǒng)機(jī)械加工難以實(shí)現(xiàn)單件的下料問題，而使用數(shù)控氣割，代替了過去流行的仿型法，使用龍骨板程序?qū)Σ擅簷C(jī)葉片、滾筒等下料，從而優(yōu)化套料的選用方案。使其發(fā)揮了切割速度快、質(zhì)量可靠的優(yōu)勢，一些零件的焊接坡口可直接割出，這樣大大提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)，數(shù)控氣割機(jī)裝有自動(dòng)可調(diào)的切縫補(bǔ)償裝置。它允許對構(gòu)件的實(shí)際輪廓進(jìn)行程序控制，好比數(shù)控機(jī)床上對銑刀的半徑補(bǔ)償一樣。這樣可以通過調(diào)節(jié)切縫的補(bǔ)償值來精確的控制毛坯件的加工余量。

2.3汽車工業(yè)汽車工業(yè)近20年來發(fā)展尤為迅猛，在快速發(fā)展的過程中，汽車零部件的加工技術(shù)也在快速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)，更加快了復(fù)雜零部件快速制造的實(shí)現(xiàn)過程。

將高速加工中心和其它高速數(shù)控機(jī)床組成的高速柔性生產(chǎn)線集“高柔性”與“高效率”于一體，既可滿足產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代的要求，做到一次投資，長期受益，又有接近于組合機(jī)床剛性自動(dòng)線的生產(chǎn)效率，從而打破汽車生產(chǎn)中有關(guān)“經(jīng)濟(jì)規(guī)模”的傳統(tǒng)觀念，實(shí)現(xiàn)了多品種、中小批量的高效生產(chǎn)。數(shù)控加工技術(shù)中的快速成形制造技術(shù)在復(fù)雜的零部件加工制造中可以很輕易方便的實(shí)現(xiàn)，不僅如此，數(shù)控技術(shù)中的虛擬制造技術(shù)、柔性制造技術(shù)、集成制造技術(shù)等等，在汽車制造工業(yè)中都得到了廣泛深入的應(yīng)用。21世紀(jì)的汽車加工制造業(yè)已經(jīng)離不開數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用了。

2.4機(jī)床設(shè)備機(jī)械設(shè)備是機(jī)械制造中的重中之重，面對現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的需求，具備了控制能力的機(jī)床設(shè)備是現(xiàn)代機(jī)電一體化產(chǎn)品的重要組成部分。計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)為機(jī)械制造業(yè)提供了良好的機(jī)床控制能力，即把計(jì)算機(jī)控制裝置運(yùn)用到機(jī)床上，也就是用數(shù)控技術(shù)對機(jī)床的加工實(shí)施控制，這樣的機(jī)床就是數(shù)控機(jī)床。它是以代碼實(shí)現(xiàn)機(jī)床控制的機(jī)電一體化產(chǎn)品，它把刀具和工件之間的相對位置、主軸變速、刀具的選擇、冷卻泵的起停等各種操作和順序動(dòng)作數(shù)字碼記錄在控制介質(zhì)上，從而發(fā)出控制指令來控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，使機(jī)床自動(dòng)加工出所需零件。

三、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展

從第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床開發(fā)成功到現(xiàn)在已有50多年的歷史，由傳統(tǒng)的封閉式數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)今的開放式PC數(shù)控系統(tǒng)。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，由于采用封閉的體系結(jié)構(gòu)，它的通用性、軟件移植性、功能擴(kuò)展和維修都比較困難；開放式體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，使傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的市場正在受到挑戰(zhàn)。開放式計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，采用軟件模塊化的體系結(jié)構(gòu)，顯示了優(yōu)良的性能，能適應(yīng)各種計(jì)算機(jī)的軟件平臺(tái)，具有統(tǒng)一風(fēng)格的用戶交互環(huán)境，操作、維護(hù)、更新?lián)Q代和軟件開發(fā)都比較方便，具有較高的性能價(jià)格比，已成為數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的方向。

四、結(jié)束語

機(jī)械制造技術(shù)不僅是衡量一個(gè)國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志，也是國際間科技競爭的重點(diǎn)。我國正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，制造技術(shù)是我們的薄弱環(huán)節(jié)。PC機(jī)進(jìn)入數(shù)控領(lǐng)域，極大的促進(jìn)了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，也為我國在數(shù)控生產(chǎn)領(lǐng)域趕超發(fā)達(dá)國家提供了機(jī)遇。跟上發(fā)展先進(jìn)數(shù)控制造技術(shù)的世界潮流，將其放在戰(zhàn)略優(yōu)先地位，并以足夠的力度予以實(shí)施，盡快縮小與發(fā)達(dá)國家的差距，在激烈的市場競爭中立于不敗之地。同時(shí)，數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展孕育產(chǎn)生大量的數(shù)控專業(yè)技術(shù)人才，進(jìn)而推動(dòng)我國現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)進(jìn)一步走向繁榮。

參考文獻(xiàn)：

馬巖.中國木材工業(yè)數(shù)控化的普及[J].木材工業(yè).2006(02).

篇12

一、信息技術(shù)為職業(yè)教育構(gòu)建了多樣化的教學(xué)模式

信息技術(shù)在職業(yè)教育中的應(yīng)用,首先為職業(yè)教育構(gòu)建了多樣化的教學(xué)模式。探究性教學(xué)、主動(dòng)學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)、情景化學(xué)習(xí)都是對傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的補(bǔ)充。學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)時(shí)間和學(xué)習(xí)地點(diǎn)相對可以更加靈活和高效。

二、信息技術(shù)為職業(yè)教育提供了多樣化的教學(xué)工具

1、信息技術(shù)作為知識(shí)呈現(xiàn)工具

教師可以使用現(xiàn)成的多媒體教學(xué)軟件或多媒體素材庫,選擇其中合適的部分用在自己的教學(xué)中;也可以利用PPT或者一些多媒體制作工具,綜合利用各種教學(xué)素材,編寫自己的演示文稿或多媒體課件。

2、信息技術(shù)作為師生交流的工具

“信息技術(shù)作為交流工具”就是指將信息技術(shù)以輔助教學(xué)的方式引入教學(xué),主要完成師生之間情感和學(xué)習(xí)中的交流。在很多職業(yè)教育院校中的生源與普通高校相比處于偏下狀態(tài),這些學(xué)生在學(xué)習(xí)中更需要教師的隨時(shí)指導(dǎo)。應(yīng)用信息技術(shù)就可以在很大方面滿足這些需求。

3、信息技術(shù)作為實(shí)驗(yàn)信息技術(shù)作為實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的工具。

職業(yè)教育的最大特點(diǎn)是對相關(guān)理論的學(xué)習(xí)較為弱化,對于相關(guān)的技術(shù)和技巧、技能的掌握要求較高,實(shí)踐的環(huán)節(jié)所占比重較大,而提高相關(guān)技巧和技能的直觀程度是信息技術(shù)應(yīng)用于職業(yè)教育的最大特點(diǎn)。基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的網(wǎng)上協(xié)同實(shí)驗(yàn)室可以模擬某些在現(xiàn)實(shí)環(huán)境下去很難實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

4、信息技術(shù)作為學(xué)生掌握知識(shí)的認(rèn)知工具

計(jì)算機(jī)在教育領(lǐng)域還作為教學(xué)過程中一種有效的認(rèn)知工具。多媒體計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)可以作為建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境下的理想認(rèn)知工具,能有效地促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知的發(fā)展,支持思維梳理、邏輯分析、觀點(diǎn)表述等。

5、信息技術(shù)作為教學(xué)評價(jià)工具。

職業(yè)教育培養(yǎng)目標(biāo)的特殊性,要求我們樹立全新的人才質(zhì)量觀,而新的質(zhì)量觀必須與相應(yīng)的評價(jià)系統(tǒng)相匹配。以往的教學(xué),主要采用百分制的絕對評價(jià)方式,信息技術(shù)則使相對評價(jià)的實(shí)現(xiàn)成為可能。

三、信息技術(shù)為職業(yè)教育提供了多樣化的教學(xué)資源

1、利用信息技術(shù)建設(shè)多媒體教學(xué)素材庫

多媒體教學(xué)素材庫的建設(shè)是職業(yè)教育信息化建設(shè)的核心與重要建設(shè)目標(biāo),是教育現(xiàn)代化建設(shè)的重要內(nèi)容。多媒體教學(xué)素材庫的建設(shè)要以學(xué)校為基礎(chǔ),教師為依托,動(dòng)員廣大師生員工參與;以教材為根本,大力擴(kuò)展知識(shí)的廣度、深度;以容量為(下轉(zhuǎn)270頁)

(上接269頁)實(shí)力,以科學(xué)的管理為保證。多媒體教學(xué)素材庫的建成,將通過校園網(wǎng)為教育教學(xué)提供永無止境的資源和服務(wù)。對多媒體教學(xué)素材庫的建設(shè)和維護(hù)是一項(xiàng)長期而艱巨的任務(wù),它要隨著教育教學(xué)的改革,隨著學(xué)校的發(fā)展,隨著信息的變化,而隨時(shí)更新、升級、甚至換代,要不斷完善以適應(yīng)教育教學(xué)的最新需要。

2、利用信息技術(shù)開發(fā)多媒體教學(xué)軟件

教學(xué)信息資源建設(shè)主要集中在多媒體教學(xué)軟件的開發(fā)上。它是在硬件環(huán)境和軟件環(huán)境已經(jīng)具備的情況下,廣大教職員工和學(xué)生來共同參與開發(fā)。多媒體教學(xué)軟件的設(shè)計(jì)必須有明確的教學(xué)目的和學(xué)習(xí)目標(biāo),必須符合教學(xué)規(guī)律,體現(xiàn)教師的教學(xué)思想和教學(xué)藝術(shù)。

3、利用信息技術(shù)開發(fā)技能訓(xùn)練中的仿真模擬系統(tǒng)

運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)開發(fā)的仿真模擬系統(tǒng)可以模擬真實(shí)的現(xiàn)場環(huán)境,把實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)很難演示、教師口頭很難講授的內(nèi)容生動(dòng)地表現(xiàn)出來。學(xué)生可通過軟件自我進(jìn)行各種內(nèi)容、各種形式的仿真技能訓(xùn)練。

4、利用信息技術(shù)建設(shè)職業(yè)教育中的網(wǎng)絡(luò)課程

網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)是教育信息資源建設(shè)的核心任務(wù),也是遠(yuǎn)程職業(yè)教育的重要基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)課程是通過網(wǎng)絡(luò)表達(dá)的某門學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容及實(shí)施的教學(xué)活動(dòng)的總和。網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)的關(guān)鍵是要在教學(xué)活動(dòng)中不斷提高其有效性,遵循“建設(shè)—應(yīng)用—反饋—再建設(shè)”這樣一個(gè)周而復(fù)始的過程,在應(yīng)用中不斷滾動(dòng)優(yōu)化,提高網(wǎng)絡(luò)課程本身的有效性。

以信息技術(shù)來帶動(dòng)職業(yè)教育現(xiàn)代化的發(fā)展,是實(shí)現(xiàn)我國職業(yè)教育跨越式發(fā)展和走出職業(yè)教育困境的根本途徑,也是緊隨時(shí)展和進(jìn)一步密切職業(yè)教育與產(chǎn)業(yè)界關(guān)系的根本要求。在此過程中,學(xué)校管理水平必將得到提高,學(xué)校將積累大量的教育教學(xué)資源,促進(jìn)教學(xué)過程模式的變革和優(yōu)化,會(huì)推進(jìn)素質(zhì)教育的有效實(shí)施,教育質(zhì)量會(huì)不斷提高。

參考文獻(xiàn):

[1]彭紹東.信息技術(shù)教育學(xué)論綱[J].蘭州:電化教育研究[J].2001年第10期

篇13

2．有利于培養(yǎng)學(xué)員的自主學(xué)習(xí)精神，充分調(diào)動(dòng)教與學(xué)的自覺性

互動(dòng)式實(shí)訓(xùn)教學(xué)要求實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)員主動(dòng)參與實(shí)訓(xùn)課堂的積極性，教師必然要認(rèn)真鉆研，精心備課，謀劃好既要把所講知識(shí)和技能使學(xué)員掌握，又要使學(xué)員主動(dòng)參與到實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，這對實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師也是一種教學(xué)上的鞭策和督促；同時(shí)互動(dòng)式實(shí)訓(xùn)教學(xué)要求增加學(xué)員參與的過程，這必然督促學(xué)員在課下認(rèn)真閱讀及查閱相關(guān)資料，充實(shí)自我，以達(dá)到實(shí)訓(xùn)課堂上參與相關(guān)主題的討論和學(xué)習(xí)的要求。

3．有利于培養(yǎng)學(xué)員學(xué)習(xí)技能的興趣

愛因斯坦有句名言：“興趣是最好的老師。”心理學(xué)研究也表明：人們對自己感興趣的事物總是力求探索它，認(rèn)識(shí)它；興趣是一個(gè)人力求認(rèn)識(shí)并趨向某種事物特有的意向，是個(gè)體主觀能動(dòng)性的體現(xiàn)。布魯納曾說：“使學(xué)員對一門學(xué)科有興趣的最好辦法勢必使之知道這門學(xué)科是值得學(xué)習(xí)的。”互動(dòng)式實(shí)訓(xùn)教學(xué)讓學(xué)員參與到實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，使教與學(xué)有機(jī)地統(tǒng)一起來，實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師與學(xué)員在課堂上互相呼應(yīng)，無論是課堂練習(xí)還是共同完成一件任務(wù)，氣氛變得活躍，實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師和學(xué)員間的距離得以縮短，從而有利于實(shí)訓(xùn)教學(xué)雙方最佳狀態(tài)的發(fā)揮，是有效提高實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果的好方法。

4．有利于培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，促進(jìn)創(chuàng)造性思維的發(fā)展

傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的教學(xué)方法僅對書本上的知識(shí)進(jìn)行“分組編碼”讓學(xué)員認(rèn)知。這雖然也是一種創(chuàng)造性的勞動(dòng)，但不可避免的是學(xué)員不易發(fā)展創(chuàng)造性思維。互動(dòng)式實(shí)訓(xùn)教學(xué)注重學(xué)員的個(gè)性發(fā)展。傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)抑制了學(xué)員的個(gè)性和創(chuàng)造精神，學(xué)員只是被動(dòng)地聽、記，對內(nèi)容理解少，按部就班地練習(xí)；互動(dòng)式實(shí)訓(xùn)教學(xué)則注重培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新精神，課堂上實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師的任務(wù)是啟發(fā)、設(shè)疑，鼓勵(lì)學(xué)員獨(dú)立思考、大膽質(zhì)疑、大膽提問、大膽發(fā)言，對學(xué)員提出的觀點(diǎn)給予分析、引導(dǎo)，增強(qiáng)學(xué)員在討論中的自信心。

5．確保學(xué)員的主體地位，促進(jìn)學(xué)員綜合素質(zhì)的提高

互動(dòng)式實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式從素質(zhì)教育的要求出發(fā)，立足于實(shí)施素質(zhì)教育的主陣地——課堂，突出個(gè)人自學(xué)、小組討論、大組交流的教學(xué)形式，它確保了學(xué)員的主體地位，有利于創(chuàng)建民主和諧的學(xué)習(xí)氛圍，極大地提高了課堂教學(xué)效率，促進(jìn)了學(xué)員綜合素質(zhì)的提高。互動(dòng)式實(shí)訓(xùn)教學(xué)注重立足現(xiàn)實(shí)，能及時(shí)對學(xué)員給予引導(dǎo)，提高他們明辨是非的能力。

6．互動(dòng)式實(shí)訓(xùn)教學(xué)重視構(gòu)建和諧的育人環(huán)境

傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)只是通過實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師的言傳身教影響學(xué)員，而忽視學(xué)員群體的互相影響作用。互動(dòng)式實(shí)訓(xùn)教學(xué)追求以人為本、以學(xué)員發(fā)展為著眼點(diǎn)，使實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師和學(xué)員在交流中形成思維的撞擊與融合。實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師尊重學(xué)員的心理需要，傾聽學(xué)員對問題的想法，發(fā)現(xiàn)其閃光點(diǎn)，形成共同參與、共同思考、共同協(xié)作、共同解決問題的教學(xué)模式，真正產(chǎn)生心理共鳴、觀點(diǎn)共振、思維共享、影響共有。同時(shí)，在互動(dòng)式實(shí)訓(xùn)教學(xué)的過程中，實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師要有效地組織好學(xué)員的討論和交流，及時(shí)有效地處理各種突發(fā)事件，極大地鍛煉實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師的組織調(diào)控與隨機(jī)應(yīng)變能力。

二、互動(dòng)式實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式在職業(yè)技術(shù)培訓(xùn)中的應(yīng)用

2．個(gè)人自學(xué)——互助互動(dòng)的基礎(chǔ)

學(xué)員自主學(xué)習(xí)不完全等同于自發(fā)學(xué)習(xí)。自主學(xué)習(xí)指學(xué)員有自主選擇權(quán)（包括學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)方式、訓(xùn)練內(nèi)容等）的學(xué)習(xí)，具有獨(dú)立地自學(xué)探究和主動(dòng)地與其他學(xué)員、實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師交流互動(dòng)的雙重特征。因此，自主學(xué)習(xí)是一個(gè)需要學(xué)員智力、情感態(tài)度、合作性共同參與的有意義的學(xué)習(xí)過程。學(xué)員的學(xué)習(xí)方式是進(jìn)入學(xué)習(xí)情境，自學(xué)、探究、感悟、領(lǐng)會(huì)、理解知識(shí)；根據(jù)訓(xùn)練題目自練、自測、自評，強(qiáng)化掌握知識(shí)；遇到疑難，主動(dòng)與同學(xué)或?qū)嵙?xí)指導(dǎo)教師交流互動(dòng)。實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師的教學(xué)方式是走進(jìn)學(xué)員中間，了解學(xué)情，與學(xué)員交往互動(dòng)（指導(dǎo)、引導(dǎo)、幫助），促進(jìn)學(xué)員自主學(xué)習(xí)。有的要引導(dǎo)興趣，有的要鼓勵(lì)信心，有的要幫助解決知識(shí)疑難，有的要指導(dǎo)方法技能，每個(gè)都要評價(jià)激勵(lì)，強(qiáng)化學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

3．小組討論——互助互動(dòng)的主體

在學(xué)員自學(xué)、初步感知的基礎(chǔ)上，開始小組討論。由小組推舉代表發(fā)言，談?wù)J識(shí)并介紹思考過程；其他小組補(bǔ)充或質(zhì)疑，引發(fā)爭論；實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師給予肯定或補(bǔ)充。若產(chǎn)生分歧，實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師要小心呵護(hù)學(xué)員的積極性，引導(dǎo)學(xué)員思維，點(diǎn)撥矯正；一旦出現(xiàn)創(chuàng)新，要給予極高的贊揚(yáng)，使每個(gè)學(xué)員的閃光思維都成為全體學(xué)員共享的財(cái)富。每隔一段時(shí)間，小組要重組，但要保持“同組異質(zhì)、異組同質(zhì)”。

4．大組交流——互助互動(dòng)的關(guān)鍵

在小組討論后，進(jìn)行大組交流，即全班交流，可解決在小組討論后仍未解決的疑難或需要強(qiáng)化的重、難點(diǎn)問題。各組代表發(fā)言，相互評價(jià)和補(bǔ)充，提出疑難問題、討論解答。實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師要注意啟發(fā)引導(dǎo)，實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師和學(xué)員共同歸納總結(jié)。