时间：2023-02-24 05:14:47
关键词：伺服驱动技术，直线电机，可编程计算机控制器，运动控制
1引言
信息时代的高新技术流向传统产业，引起后者的深刻变革。作为传统产业之一的机械工业，在这场新技术革命冲击下，产品结构和生产系统结构都发生了质的跃变，微电子技术、微计算机技术的高速发展使信息、智能和机械装置和动力设备相结合，促使机械工业开始了一场大规模的机电一体化技术革命。
随着计算机技术、电子电力技术和传感器技术的发展，各先进国家的机电一体化产品层出不穷。机床、汽车、仪表、家用电器、轻工机械、纺织机械、包装机械、印刷机械、冶金机械、化工机械以及工业机器人、智能机器人等许多门类产品每年都有新的进展。机电一体化技术已越来越受到各方面的关注，它在改善人民生活、提高工作效率、节约能源、降低材料消耗、增强企业竞争力等方面起着极大的功能。
在机电一体化技术迅速发展的同时，运动控制技术作为其关键组成部分，也得到前所未有的大发展，国内外各个厂家相继推出运动控制的新技术、新产品。本文主要介绍了全闭环交流伺服驱动技术（FullClosedACServo）、直线电机驱动技术（LinearMotorDriving）、可编程序计算机控制器（ProgrammableComputerController，PCC）和运动控制卡（MotionControllingBoard）等几项具有代表性的新技术。
2全闭环交流伺服驱动技术
在一些定位精度或动态响应要求比较高的机电一体化产品中，交流伺服系统的应用越来越广泛，其中数字式交流伺服系统更符合数字化控制模式的潮流，而且调试、使用十分简单，因而被受青睐。这种伺服系统的驱动器采用了先进的数字信号处理器（DigitalSignalProcessor,DSP），可以对电机轴后端部的光电编码器进行位置采样，在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制系统，并充分发挥DSP的高速运算能力，自动完成整个伺服系统的增益调节，甚至可以跟踪负载变化，实时调节系统增益；有的驱动器还具有快速傅立叶变换（FFT）的功能，测算出设备的机械共振点，并通过陷波滤波方式消除机械共振。
一般情况下，这种数字式交流伺服系统大多工作在半闭环的控制方式，即伺服电机上的编码器反馈既作速度环，也作位置环。这种控制方式对于传动链上的间隙及误差不能克服或补偿。为了获得更高的控制精度，应在最终的运动部分安装高精度的检测元件（如：光栅尺、光电编码器等），即实现全闭环控制。比较传统的全闭环控制方法是：伺服系统只接受速度指令，完成速度环的控制，位置环的控制由上位控制器来完成（大多数全闭环的机床数控系统就是这样）。这样大大增加了上位控制器的难度，也限制了伺服系统的推广。目前，国外已出现了一种更完善、可以实现更高精度的全闭环数字式伺服系统，使得高精度自动化设备的实现更为轻易。其控制原理如图1所示。
该系统克服了上述半闭环控制系统的缺陷，伺服驱动器可以直接采样装在最后一级机械运动部件上的位置反馈元件(如光栅尺、磁栅尺、旋转编码器等)，作为位置环，而电机上的编码器反馈此时仅作为速度环。这样伺服系统就可以消除机械传动上存在的间隙（如齿轮间隙、丝杠间隙等），补偿机械传动件的制造误差（如丝杠螺距误差等），实现真正的全闭环位置控制功能，获得较高的定位精度。而且这种全闭环控制均由伺服驱动器来完成，无需增加上位控制器的负担，因而越来越多的行业在其自动化设备的改造和研制中，开始采用这种伺服系统。
3直线电机驱动技术
直线电机在机床进给伺服系统中的应用，近几年来已在世界机床行业得到重视，并在西欧工业发达地区掀起"直线电机热"。
在机床进给系统中，采用直线电动机直接驱动和原旋转电机传动的最大区别是取消了从电机到工作台（拖板）之间的机械传动环节，把机床进给传动链的长度缩短为零，因而这种传动方式又被称为"零传动"。正是由于这种"零传动"方式，带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点。
1.高速响应由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械传动件（如丝杠等），使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高，反应异常灵敏快捷。
2.精度直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差，减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制，即可大大提高机床的定位精度。
3.动刚度高由于"直接驱动"，避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象，同时也提高了其传动刚度。
4.速度快、加减速过程短由于直线电动机最早主要用于磁悬浮列车（时速可达500Km/h），所以用在机床进给驱动中，要满足其超高速切削的最大进个速度（要求达60～100M/min或更高）当然是没有新问题的。也由于上述"零传动"的高速响应性，使其加减速过程大大缩短。以实现起动时瞬间达到高速，高速运行时又能瞬间准停。可获得较高的加速度，一般可达2～10g（g=9.8m/s2），而滚珠丝杠传动的最大加速度一般只有0.1～0.5g。5.行程长度不受限制在导轨上通过串联直线电机，就可以无限延长其行程长度。
6.运动动恬静、噪音低由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦，且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨（无机械接触），其运动时噪音将大大降低。
7.效率高由于无中间传动环节，消除了机械摩擦时的能量损耗，传动效率大大提高。
直线传动电机的发展也越来越快，在运动控制行业中倍受重视。在国外工业运动控制相对发达的国家已开始推广使用相应的产品，其中美国科尔摩根公司（Kollmorgen）的PLATINNMDDL系列直线电机和SERVOSTARCD系列数字伺服放大器构成一种典型的直线永磁伺服系统，它能提供很高的动态响应速度和加速度、极高的刚度、较高的定位精度和平滑的无差运动；德国西门子公司、日本三井精机公司、台湾上银科技公司等也开始在其产品中应用直线电机。
4可编程计算机控制器技术
自20世纪60年代末美国第一台可编程序控制器（ProgrammingLogicalController，PLC）问世以来，PLC控制技术已走过了30年的发展历程，尤其是随着近代计算机技术和微电子技术的发展，它已在软硬件技术方面远远走出了当初的"顺序控制"的雏形阶段。可编程计算机控制器（PCC）就是代表这一发展趋向的新一代可编程控制器。
和传统的PLC相比较，PCC最大的特征在于它类似于大型计算机的分时多任务操作系统和多样化的应用软件的设计。传统的PLC大多采用单任务的时钟扫描或监控程序
来处理程序本身的逻辑运算指令和外部的I/O通道的状态采集和刷新。这样处理方式直接导致了PLC的"控制速度"依靠于应用程序的大小，这一结果无疑是同I/O通道中高实时性的控制要求相违反的。PCC的系统软件完美地解决了这一新问题，它采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台，这样应用程序的运行周期则和程序长短无关，而是由操作系统的循环周期决定。由此，它将应用程序的扫描周期同外部的控制周期区别开来，满足了实时控制的要求。当然，这种控制周期可以在CPU运算能力答应的前提下，按照用户的实际要求，任意修改。
基于这样的操作系统，PCC的应用程序由多任务模块构成，给工程项目应用软件的开发带来很大的便利。因为这样可以方便地按照控制项目中各部分不同的功能要求，如运动控制、数据采集、报警、PID调节运算、通信控制等，分别编制出控制程序模块（任务），这些模块既独立运行，数据间又保持一定的相互关联，这些模块经过分步骤的独立编制和调试之后，可一同下载至PCC的CPU中，在多任务操作系统的调度管理下并行运行，共同实现项目的控制要求。
PCC在工业控制中强大的功能优势，体现了可编程控制器和工业控制计算机及DCS（分布式工业控制系统）技术互相融合的发展潮流，虽然这还是一项较为年轻的技术，但在其越来越多的应用领域中，它正日益显示出不可低估的发展潜力。
5运动控制卡
运动控制卡是一种基于工业PC机、用于各种运动控制场合（包括位移、速度、加速度等）的上位控制单元。它的出现主要是因为：（1）为了满足新型数控系统的标准化、柔性、开放性等要求；（2）在各种工业设备（如包装机械、印刷机械等）、国防装备（如跟踪定位系统等）、智能医疗装置等设备的自动化控制系统研制和改造中，急需一个运动控制模块的硬件平台；（3）PC机在各种工业现场的广泛应用，也促使配备相应的控制卡以充分发挥PC机的强大功能。
运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制核心，大多用于控制步进电机或伺服电机。一般地，运动控制卡和PC机构成主从式控制结构：PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作（例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等）；控制卡完成运动控制的所有细节（包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等）。运动控制卡都配有开放的函数库供用户在DOS或Windows系统平台下自行开发、构造所需的控制系统。因而这种结构开放的运动控制卡能够广泛地应用于制造业中设备自动化的各个领域。
这种运动控制模式在国外自动化设备的控制系统中比较流行，运动控制卡也形成了一个独立的专门行业，具有代表性的产品有美国的PMAC、PARKER等运动控制卡。在国内相应的产品也已出现，如成都步进机电有限公司的DMC300系列卡已成功地应用于数控打孔机、汽车部件性能试验台等多种自动化设备上。
关键词：卷取机；恒张力控制；间接张力控制
1 前言
卷取机控制中最重要的环节就是张力控制，张力控制的效果直接影响到成品质量。张力控制的目的在于保证正常卷取时，卷取机上的带钢张力恒定在设定值，从而保证带卷卷形良好，减小塔形。
河南某1850mm冷轧生产线卷取机电机数据：
卷取电动机：Z4-450-42 3台同轴串联1主2从
DC400V 1254A 453Kw 360/1200r/min
卷取变速箱高速档速比 i2-1=2.173913043
卷取变速箱低速档速比 i2-2==3.787878788
高速档最大卷取速度 V2-1max=1057.837m/min
低速档最大卷取速度 V2-1max=607.106m/min
配的装置是我所自主研发的ZX2A系列整流装置
ZX2A-1550/440-11-S/ ZX2A-1550/440-01-S；
装置参数：单柜额定输出（直流）电压 440V
单柜额定输出（直流）电流 1550A
装置过载能力：单柜过载1.5倍，1650A，过载时间60S。
该型号的整流装置，晶闸管采用西安电力电子研究所2500V/1650A，2英寸元件，用2只晶闸管元件和1套铝型材风冷散热器构成直接反并联功率组件，采用强迫风冷。主卷取机配带一块T400卷取工艺板来实现卷取机的转矩设定、卷径计算、转矩补偿和恒张力控制，卷取从机采用转矩控制。
2 卷取机基本控制过程
2.1 几种工作下的控制说明
2.1.1 在基速下工作，电动机处于满磁状态，Φ=Φmax=常数。此时，只要保证I/D恒定，即按卷径D的变化成比例地调节电枢电流，就可实现恒张力控制，且合理利用了电动机的功率。
2.1.2 在基速以上轧制时，由励磁调节器控制电机电势E为恒定值，
即E=CeΦn=常数，也就是要求Φ与n成反比。
只要调节电流I使其保持恒定就实现了带材张力控制。
在不能直接检测张力的情况下，为了准确控制卷取张力，必须准确控制卷取电机的转矩。由速度控制转为张力控制时卷取机速度给定附加一个饱和给定值，使其大于实际带钢的速度，此时速度调节器输出饱和。张力给定值乘以卷径再加上动态补偿和空载补偿及摩擦力矩补偿弯曲力矩补偿即转矩给定，作为卷取机的转矩/电流限幅。由于速度调节器的输出达到饱和，控制转矩限幅就可控制电机转矩，从而保证张力恒定。原理框图见图1。
图1 卷取机力矩计算原理框图
2.2 转矩计算
在卷取张力控制系统中，卷取机电动机转矩的计算是该系统的关键环节。电动机转矩由卷取张力力矩、惯性力矩补偿、带钢弯曲力矩补偿和摩擦转矩补偿等部分组成。张力力矩，惯性力矩补偿计算中又均与卷径变化有关，卷径计算和各部分的力矩计算精度直接影响到卷取张力的控制效果。因此必须对这些成分进行补偿，以达到对总转矩的控制进而实现张力控制的目的。在加减速过程中算出动态电流，进行相应的空载转矩补偿，就保证了加减速过程中带材张力的恒定。
根据电动机转矩公式，可以计算出卷取电动机的电枢电流给定值为：
通常在卷取机控制系统中，除了基本传动装置外，还需要配置一套带卷取软件的工艺板（如西门子T400），来实现卷取机的转矩设定计算、卷径计算、转矩补偿计算和间接张力控制。
3 结束语
随着卷取工艺软件和可编程控制器硬件控制性能的不断发展更新，用于间接张力控制的复杂运算得到了有效解决，大多数带材卷取机的间接张力控制方式得以高效稳定的投入，且恒张力控制系统运行稳定，张力控制精度较高，在诸多生产线中得以广泛运用，性能稳定。
参考文献
[1]马小亮.高性能变频调速及其典型控制系统，北京：机械工业出版社，2010，4.
关键词：矿山；PLC控制技术；电气
1 PLC技术的含义
在国际电工中显示，PLC控制技术属于一种操作数字运算电子系统，它通过可编程控制器来实现对各类型生产过程或机械的控制。
PLC控制技术具有很多显著的优势，良好的扩展性能，可以进行系统扩建，维护方便，使用可拆卸的接线端子，所有的模块都能带电插拔，便于维护和模块更换，系统采用了不间断UPS系统供电设计，可以保证数据的安全性和系统的稳定性，提高系统使用寿命，具有在线编辑的功能，可随时根据工艺流程的改变对设备的启动顺序进行改变。
2 PLC技术在矿山机电控制中的应用
2.1 PLC技术应用于提升机，实现全载全自动
随着PLC技术的不断发展，人们利用可编程控制器以及大功率晶闸管变流器实现了对矿山老旧提升机的原继电器控制改造，主要操作步骤如下：首先，保留直流主电机以及部分提升机机械，保证矿山老旧提升机的老系统持续运行；搬移原有操作台，设立新操作台，调整电枢回路，添加转换刀闸，利用新旧系统转换刀闸，实现对新老系统的转换工作；利用多路航空插头来控制新老系统的切换，进而实现提升机制动系统油泵的控制工作。同时，在新系统调试期间，老系统仍旧可以继续工作，以备新系统调试的不时之需，且在特殊情况下，老系统需要永久保留。其次，进行改造安装时，尽可能的选用将来的维护技术人员进行安装，实现全过程参与，严格控制安装质量。且在安装的过程中，要实现电控监测，密切监测井筒位置开关、行程以及不同的机械制动系统的状态等，科学有效的缩短新系统调试时间；利用在线送电测试来监测和校准传感器，保证其每个测量参数都和提升系统的实际相对应；检验老系统提升时每一部分持续的运行过程，实现一次性无误地切换。然后老系统以及可编程控制器系统来提升装卸载系统的在线调试工作，能够实现装卸载及提升信号系统控制的一次性调试，有效的减少了全面调试工作量。然后，动态试验传动回路中闭环系统的稳定性，确定系统的动态响应各参数，促进全系统空载以及重载测试运的实现。最后，全矿井机电设备停产两天，进行全系统空载试运行，合格之后进行装煤重载试运行，最终成功改造矿山老旧提升机，实现全载全自动方式的提升。
2.2 PLC技术应用于运胶带机
随着机电液一体化的实现，KZP系列盘式可控制动装置也被人们运用在矿山机电控制中，其主要是由三部分组成：液压站、制动装置和电控系统。其中，制动装置通过闸瓦与制动盘摩擦产生制动力矩，再借助于液压站的调节作用改变制动力。通常情况下，设备正常工作时正压力为0，系统的油压达到最大值，制动闸处于松闸状态，闸瓦与制动盘之间有1.3mm左右的间隔；设备在进行制动时，首先分析工况，电液控制系统自动发出控制的指令，设备自动减小油压实现制动控制。理论上，当环境温度为40℃时， 盘式可控制动装置的制动频率为10次/小时，且盘面温度
2.3 PLC技术应用于井下风门
通常情况下，风门两侧的空气存在一定的压差，且风门的面积很大，开启压力大约为40kg左右，当风门开启时，压力促减小为5kg，无法继续开启，增加了风门开启的困难[4]。然而为了避免这一情况发生，另外有研究者通过设计了气缸传动带动风门，在小风窗的帮助下实现风门的开启。但是，分析我公司的井下风门开启情况发现，和气缸传动带动风门开启的工作原理类似，我公司利用电动风门，其主要工作原理：系统首先发出控制信号，电磁阀带动油缸活塞运动，进而实现电动风门开启，当风门开启角为90度时，停止开启，车辆和行人可以通行。关闭风门时，系统依旧发出控制信号，电磁阀换向转动，带动油缸活塞向回运动，继而带动风门转动，直至关严。
3 结语
基于PLC技术的矿山电气控制系统不仅能够实现全载全自动方式的提升，稳定系统电压，还可以在一定程度上保证了机电控制系统的质量和运行的稳定性，达到了降低损耗，节省能源，减少劳动力的目标，较为显著地提高经济效益。综上所述，PLC技术已经在潜移默化中渗透了整个矿山电气控制工作，为矿山带来了巨大的经济效益。
[参考文献]
[1]杨海龙.基于PLC的矿山电气控制技术研究[J].赤子，2013，（10）：215-215，4.
[2]邹国清.电气与PLC控制技术在煤矿安装的应用[C].第21届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第3届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集.2011：462-464.
所谓机械制造就是机械产品，宏观上包括各种动力机械设备的制造（如农业机械、纺织机床、运输机械等等），微观上是指从原料的加工处理、检测、包装以及运输的整个过程。机械制造业的发展水平是衡量国家工业化发展程度的标志之一，为国民经济提供了技术动力支持。目前我国机械制造企业的生产实力、发展规模等等都处于世界先进行列，但是我国的机械产品技术含量较低、质量不符合国际标准，大部分高精度机床的性能还不能满足要求，产品的技术水平和质量保证都远远落后于世界标准，技术管理落后、工艺落后，研制出来的产品不能满足客户的需求，更不能迅速转变成商品，严重制约了我国机械产品的发展。现阶段，美国数控技术在机械制造企业实现了“三个三”模式，即三个星期的设计周期，三个星期的试制周期，三年的无故障运行。而我国数控技术在机械制造企业的应用与美国相差甚远，机械产品质量更是不可同日而语。我国机械产业对国外技术的依赖较大，大部分机械产品的关键部件来自于国外，所以逐渐形成了“崇洋”的观念，不论什么东西，只要打上国外的标签，就能有市场。为了提升我国机械产品的竞争力，机械工业部门提出了“加强工艺管理、严格工艺纪律，提升工艺水平，全面推行质量管理”作为工艺工作的指导方针。在国民经济的发展过程中，机械制造行业起着举足轻重的作用，提升机械产品的技术含量，减少对国外技术的依赖，对提升我国在国际竞争中的地位有不容忽视的作用。总之，数控技术在机械制造的应用，给制造行业带来了巨大的变革，同时也带来了机遇与挑战，所以我们应不断提升数控技术，更好的应用到机械制造行业中，提高竞国际争力。
2数控技术的特点
数控技术（NumericalControl），即采用电脑程序控制机器的方法，按工作人员事先编好的程式对机械零件进行加工的过程，简单地说就是用数字化信号对设备运行过程等进行控制的一种先进的自动化技术，是典型的机械与电子计算机相结合的机电一体化科技。从诞生之初到现在，经历了电子数控技术、晶体管数控技术、中小规模IC数控技术、小型计算机数控技术以及微处理器数控技术五个阶段。数控技术在我国开发应用是从1958年开始，改革开放之后，数控技术在机械制造行业的应用才逐渐步入正轨，主要模式是引进国外的先进数控技术，通过消化吸收后，投入生产，总的来说，我国数控技术在制造行业的应用有了质的飞跃，许多机械制造企业从传统产品转变为数控化产品，促进了经济的发展。现阶段，由于数控技术是一种采用计算机数字实现数字程序控制的技术，所以数控技术也可以成为计算机数控技术。电子计算机数控技术采用软件模块化的体系结构，使输入数据的存储、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能得以实现，使计算机按事先存储的控制程序来执行对设备的控制功能，显示了数控技术优良的性能，具有较高的性价比（。图一为完整的数控工作示意图）总的来说，数控技术的进步与发展与计算机的发展息息相关，在数控技术的发展过程中起着基础性作用，当然数控技术的发展也离不开各种辅助技术的进步，比如说传感检测技术、光电技术、机械制造术以及通讯技术等。数控技术是实现机械制造自动化过程的基础，是现今集成制造系统的重要组成部分，在美国、日本和德国等发达国家，将数控技术应用到机床改造与生产线量产上，境地了机械制造企业的生产成本，并有效地将机械设备的功能、效率以及产品质量提升到新的高度，使传统的机械制造业发生了极其深刻的变化。
3数控技术在机械制造中的具体应用
随着信息技术、网络技术以及自动化技术的不断发展，数控技术与机械制造行业的结合越来越有效，通过计算机操作平台可以全面掌控生产产品的各项指标与基本参数，并为新产品的研发与现有产品的性能完善提供技术支持，数控技术与机械制造行业的融合，拓宽了机械制造业的范围，带动了经济发展。数控技术的应用范围也较为广泛，以下为数控技术在机械制造行业的具体应用：
3.1数控技术在煤矿机械中的应用
我国国土面积较大，各种资源比较丰富，煤炭资源更是储量大，在我国的能源系统中占据重要地位，所以如何有效开发利用煤炭资源是我国煤机企业的主要任务。企业设备自动化程度是工业化水平的象征，在市场竞争较为激烈的大环境下，煤机企业不断提升劳动效率、降低生产成本才能处于不败之地，长久发展。根据煤矿企业的生产环境以及自身特点，不适合使用大型的机床设备，更不适合投入大量的资金购置设备，所以煤炭企业可以利用现有型号的加工机床，改装成加工精度等级较高，性能较好的设备，有效地开采、加工煤矿资源。当然煤机企业充分利用现有机床产品等设备资源，并不断改造提升机床的易操作性，提升其功能和精度，不断满足较高生产环境的设备要求，提升生产效率，最终实现投入少、效率高、设备应用率高的目的，不断促进煤炭企业的发展。
3.2数控技术在汽车工业中的应用
近年来，汽车行业的发展可以说是较为迅猛的，汽车制造、零部件加工等等都随之发展，数控技术的出现，对汽车制造业来说，是一项福利，加快了复杂零部件的制造，减少了人力，提升了效率。现阶段，汽车行业对零部件和车身的要求逐渐提高，为了满足生产需求以及市场需要，各种机械设备也不断朝着精密化、自动化的方向发展。例如激光数控检测技术的应用，激光检测技术具有精度高、适用性强、可靠性高等优点，比如，激光检测技术可以应用到测量尺寸上，用激光对汽车的曲轴、凸轮轴、阀座等零件的直线度、长度、垂直度、密度等测量,所有尺寸的分辨率可达1μm,重复精度0.2μm，精确性非常高（。图二为汽车工业中采用激光技术加工的部分零件表）数控技术应用到汽车工业上，可以提高产品生产效率及产品质量。例如美国Ford汽车公司和Ingersoll机床公司合作研制成HVM800型卧式加工设备，并采用高速电主轴和直线电机，主轴最高转速为24000r/min，工作台最大进给达7612m/min，可以理解为不到1s工作台可行程1m，瞬间完成一个工作行程。在汽车工业的今后发展过程中离不开数控技术，二者的结合会越来越融洽。
3.3数控技术在工业生产中的有效运用
在工业生产的范畴中，机械设备是基础，主要由控制系统、驱动系统及执行系统构成。在现代工业在生产中，有些生产环境较为恶劣，人工操作难度大，也不能满足生产要求，造成人力资源浪费，甚至会发生工伤安全事故等等，所以应引进先进的生产技术实现自动化生产。数控技术在工业上的应用，有效地改善了这些情况，生产效率得到了提升，工作人员的人身安全也得到了保障。除此之外，数控技术也具有监管功能，在实际生产过程中，一旦发现操作错误，信息就会立刻经过传感器输送到控制单元，对错误操作进行提示，并采用一定的措施进行保护，从而实现正常化生产。
3.4数控技术在机械设备上的有效运用
在机械制造行业中先进的设备居于核心地位,机械设备是机械制造的重要组成部分，是机械制造的灵魂，在机械生产领域的地位是无可替代的，数控技术的发现应用，使得机械制造行业实现了数字化及自动化发展，实现了机电一体化。面对现代机电一体化的要求,机械制造业必须具有具备控制能力的数控机床设备。在机床上运用数控技术,主要依靠代码，其可以将产品生产的各类数据储存在介质中，之后发出指令，传达到控制系统，最终实现对整个机床生产的控制，是电脑机械相结合的产物,通过软件设置来控制主轴速度变化、选择刀具、启动冷却泵等各种繁杂的操作。数控技术在在机械设备上的应用，促进了各个行业的发展，提升了生产效率，实现了批量化生产，在经济发展中也起到了推动作用。（图三为激光检测系统原理结构图）（图三激光检测系统原理结构图）
4数控技术在机械制造中的应用的发展前景
数控技术的优越性能在机械制造领域很好的发挥出来，无论是最开始的封闭式技术，还是现代的开放式计算机数控技术，数控技术很好的发挥了他的优越性能。在以后的发展过程中，数控技术也将逐步提高其自动化和智能化的性能，更好的提升工作效率，适应市场需求。数控技术在机械制造中发展应用前期，我们并没有注重专业化需求，无论从技术上、管理上、人才选取上我们都应专业化，最终实现产品专业化的目的。提升我国制造装备行业的综合竞争能力，实现机械设备产业化发展，满足国家的战略需求，促进国民经济发展，实现制造行业飞速发展，不断提高我国的工业发展实力。
5结束语
1.1基于PLC技术的开关量控制方式的应用
基于PLC技术的开关量控制方式不管是在生活中还是在工业中的应用都是十分的广泛，也是该技术的基本应用。可编程控制器PLC的芯片可以进行程序的编写，因此利用其不仅实现了逻辑控制，还实现了其顺序控制的可能。由于自动化控制技术的日趋成熟，传统的继电器电路被替代，该控制设备不仅可以对单台设备单独地控制其的启动与停止，还能够对其单步的、连续的或者是一个周期的任务进行控制。
1.2基于PLC技术的控制模拟量的应用
在实际的工业任务生产时，常常要关注温度、压强以及湿度等等大量的有可能导致生产安全事故或者是影响产品质量的连续变化的模拟参量。这种连续的参数在之前是完全不可控的，然而运用基于PLC技术的控制器进行模拟量的控制是十分快速和简单便捷的，这种技术能够实现模拟转换和数模转换，以记录工业生产时的一些连续变化的我模拟量，将对模拟量的实时地监控分析变得容易的多。
1.3基于PLC技术的集中式控制设计的应用
基于PLC技术的集中控制功能是通过一台配置较强的可编程控制器PLC监控系统来实现的，还能同时地自动地控制若干个下一级的集中控制的机器设备。在这一强大的系统里，这些机器设备在运行过程中的状态以及相互之间的联系以及其所监控部分的联系全部由中央控制器PLC来进行实现。因此，与其他的控制方式来比，这种中央控制器控制设计实现的可能性要大得多，也更简单便捷，成本也较低。然而这种控制方式也有其自身的缺点，若干个机器设备中一旦有故障，都要停止中央控制器PLC的工作，使得其余的设备不能够正常地工作，降低了设备的利用率，给破坏分子提供了可乘之机。
1.4基于PLC技术的分布式控制系统设计应用
对比集中式的控制系统，分布式控制系统的设计要复杂的多，因为每一个可编程控制器PLC都对应着自己的机器设备，以实现对机器设备的单独控制，分布式系统多数应用在工业中，一个产品的生产流程由多台机器设备来实现。因为每个机器设备都由自己对应的可编程控制器PLC进行控制，从而使得不管是哪台机器出现问题都不会干扰其他机器设备的正常运行，使得产品的按时顺利完成成为可能。
1.5基于PLC技术的运动控制中的应用
鉴于可编程控制器PLC可以对控制圆周的运动或直线的运动的特点。现如今，可编程控制器PLC在电梯、机械制造、床子等工作环境下有广泛的的应用。与以往的通过传感器来执行工作任务原理不同，现下可编程控制器PLC控制的原理为，在基于PLC技术的控制设备的安装配置中，加入专用的模块化的运动控制器，使得在实际的应用中故障率极低，大大地提高了人们的安全。
2PLC电气控制中的技术建议
2.1加大PLC控制设备中输入信号的可靠性
最基本的就是要保证构成控制设备的所有配件的可靠性以及耐用程度，降低像由于配件超过使用期限、生产不合格或者是已有较大的磨损等导致的传送线出现破损、电线断路或短路的问题的发生。除此之外，还要适当地对产品的模块功能进行更新换代，以更好地适应和满足用户的需求。
2.2完善基于PLC技术的控制系统的预警
基于PLC技术的电气控制设备中，需要配备有完善可靠、智能自动化的故障预警模块以及报警系统模块。这些在人们的生活中及工业的生产中意义十分重大，便于提前预防事故的发生或事故发生时及时地采取措施避免人身伤亡和财产的损失。完善可靠的性能是这一切实现的前提，控制设备的智能自动化可以对在事故发生时猝不及防的人们有一定的帮助，降低其生命危险。
3总结
关键词：伺服驱动技术，直线电机，可编程计算机控制器，运动控制
1引言
信息时代的高新技术流向传统产业，引起后者的深刻变革。作为传统产业之一的机械工业，在这场新技术革命冲击下，产品结构和生产系统结构都发生了质的跃变，微电子技术、微计算机技术的高速发展使信息、智能与机械装置和动力设备相结合，促使机械工业开始了一场大规模的机电一体化技术革命。
随着计算机技术、电子电力技术和传感器技术的发展，各先进国家的机电一体化产品层出不穷。机床、汽车、仪表、家用电器、轻工机械、纺织机械、包装机械、印刷机械、冶金机械、化工机械以及工业机器人、智能机器人等许多门类产品每年都有新的进展。机电一体化技术已越来越受到各方面的关注，它在改善人民生活、提高工作效率、节约能源、降低材料消耗、增强企业竞争力等方面起着极大的作用。
在机电一体化技术迅速发展的同时，运动控制技术作为其关键组成部分，也得到前所未有的大发展，国内外各个厂家相继推出运动控制的新技术、新产品。本文主要介绍了全闭环交流伺服驱动技术（FullClosedACServo）、直线电机驱动技术（LinearMotorDriving）、可编程序计算机控制器（ProgrammableComputerController，PCC）和运动控制卡（MotionControllingBoard）等几项具有代表性的新技术。
2全闭环交流伺服驱动技术
在一些定位精度或动态响应要求比较高的机电一体化产品中，交流伺服系统的应用越来越广泛，其中数字式交流伺服系统更符合数字化控制模式的潮流，而且调试、使用十分简单，因而被受青睐。这种伺服系统的驱动器采用了先进的数字信号处理器（DigitalSignalProcessor,DSP），可以对电机轴后端部的光电编码器进行位置采样，在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制系统，并充分发挥DSP的高速运算能力，自动完成整个伺服系统的增益调节，甚至可以跟踪负载变化，实时调节系统增益；有的驱动器还具有快速傅立叶变换（FFT）的功能，测算出设备的机械共振点，并通过陷波滤波方式消除机械共振。
一般情况下，这种数字式交流伺服系统大多工作在半闭环的控制方式，即伺服电机上的编码器反馈既作速度环，也作位置环。这种控制方式对于传动链上的间隙及误差不能克服或补偿。为了获得更高的控制精度，应在最终的运动部分安装高精度的检测元件（如：光栅尺、光电编码器等），即实现全闭环控制。比较传统的全闭环控制方法是：伺服系统只接受速度指令，完成速度环的控制，位置环的控制由上位控制器来完成（大多数全闭环的机床数控系统就是这样）。这样大大增加了上位控制器的难度，也限制了伺服系统的推广。目前，国外已出现了一种更完善、可以实现更高精度的全闭环数字式伺服系统，使得高精度自动化设备的实现更为容易。其控制原理如图1所示。
该系统克服了上述半闭环控制系统的缺陷，伺服驱动器可以直接采样装在最后一级机械运动部件上的位置反馈元件(如光栅尺、磁栅尺、旋转编码器等)，作为位置环，而电机上的编码器反馈此时仅作为速度环。这样伺服系统就可以消除机械传动上存在的间隙（如齿轮间隙、丝杠间隙等），补偿机械传动件的制造误差（如丝杠螺距误差等），实现真正的全闭环位置控制功能，获得较高的定位精度。而且这种全闭环控制均由伺服驱动器来完成，无需增加上位控制器的负担，因而越来越多的行业在其自动化设备的改造和研制中，开始采用这种伺服系统。
3直线电机驱动技术
直线电机在机床进给伺服系统中的应用，近几年来已在世界机床行业得到重视，并在西欧工业发达地区掀起"直线电机热"。
在机床进给系统中，采用直线电动机直接驱动与原旋转电机传动的最大区别是取消了从电机到工作台（拖板）之间的机械传动环节，把机床进给传动链的长度缩短为零，因而这种传动方式又被称为"零传动"。正是由于这种"零传动"方式，带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点。
1.高速响应由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械传动件（如丝杠等），使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高，反应异常灵敏快捷。
2.精度直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差，减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制，即可大大提高机床的定位精度。
3.动刚度高由于"直接驱动"，避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象，同时也提高了其传动刚度。
4.速度快、加减速过程短由于直线电动机最早主要用于磁悬浮列车（时速可达500Km/h），所以用在机床进给驱动中，要满足其超高速切削的最大进个速度（要求达60～100M/min或更高）当然是没有问题的。也由于上述"零传动"的高速响应性，使其加减速过程大大缩短。以实现起动时瞬间达到高速，高速运行时又能瞬间准停。可获得较高的加速度，一般可达2～10g（g=9.8m/s2），而滚珠丝杠传动的最大加速度一般只有0.1～0.5g。
5.行程长度不受限制在导轨上通过串联直线电机，就可以无限延长其行程长度。
6.运动动安静、噪音低由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦，且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨（无机械接触），其运动时噪音将大大降低。
7.效率高由于无中间传动环节，消除了机械摩擦时的能量损耗，传动效率大大提高。
直线传动电机的发展也越来越快，在运动控制行业中倍受重视。在国外工业运动控制相对发达的国家已开始推广使用相应的产品，其中美国科尔摩根公司（Kollmorgen）的PLATINNMDDL系列直线电机和SERVOSTARCD系列数字伺服放大器构成一种典型的直线永磁伺服系统，它能提供很高的动态响应速度和加速度、极高的刚度、较高的定位精度和平滑的无差运动；德国西门子公司、日本三井精机公司、台湾上银科技公司等也开始在其产品中应用直线电机。
4可编程计算机控制器技术
自20世纪60年代末美国第一台可编程序控制器（ProgrammingLogicalController，PLC）问世以来，PLC控制技术已走过了30年的发展历程，尤其是随着近代计算机技术和微电子技术的发展，它已在软硬件技术方面远远走出了当初的"顺序控制"的雏形阶段。可编程计算机控制器（PCC）就是代表这一发展趋势的新一代可编程控制器。
与传统的PLC相比较，PCC最大的特点在于它类似于大型计算机的分时多任务操作系统和多样化的应用软件的设计。传统的PLC大多采用单任务的时钟扫描或监控程序来处理程序本身的逻辑运算指令和外部的I/O通道的状态采集与刷新。这样处理方式直接导致了PLC的"控制速度"依赖于应用程序的大小，这一结果无疑是同I/O通道中高实时性的控制要求相违背的。PCC的系统软件完美地解决了这一问题，它采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台，这样应用程序的运行周期则与程序长短无关，而是由操作系统的循环周期决定。由此，它将应用程序的扫描周期同外部的控制周期区别开来，满足了实时控制的要求。当然，这种控制周期可以在CPU运算能力允许的前提下，按照用户的实际要求，任意修改。
基于这样的操作系统，PCC的应用程序由多任务模块构成，给工程项目应用软件的开发带来很大的便利。因为这样可以方便地按照控制项目中各部分不同的功能要求，如运动控制、数据采集、报警、PID调节运算、通信控制等，分别编制出控制程序模块（任务），这些模块既独立运行，数据间又保持一定的相互关联，这些模块经过分步骤的独立编制和调试之后，可一同下载至PCC的CPU中，在多任务操作系统的调度管理下并行运行，共同实现项目的控制要求。
PCC在工业控制中强大的功能优势，体现了可编程控制器与工业控制计算机及DCS（分布式工业控制系统）技术互相融合的发展潮流，虽然这还是一项较为年轻的技术，但在其越来越多的应用领域中，它正日益显示出不可低估的发展潜力。
5运动控制卡
运动控制卡是一种基于工业PC机、用于各种运动控制场合（包括位移、速度、加速度等）的上位控制单元。它的出现主要是因为：（1）为了满足新型数控系统的标准化、柔性、开放性等要求；（2）在各种工业设备（如包装机械、印刷机械等）、国防装备（如跟踪定位系统等）、智能医疗装置等设备的自动化控制系统研制和改造中，急需一个运动控制模块的硬件平台；（3）PC机在各种工业现场的广泛应用，也促使配备相应的控制卡以充分发挥PC机的强大功能。
运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制核心，大多用于控制步进电机或伺服电机。一般地，运动控制卡与PC机构成主从式控制结构：PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作（例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等）；控制卡完成运动控制的所有细节（包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等）。运动控制卡都配有开放的函数库供用户在DOS或Windows系统平台下自行开发、构造所需的控制系统。因而这种结构开放的运动控制卡能够广泛地应用于制造业中设备自动化的各个领域。
这种运动控制模式在国外自动化设备的控制系统中比较流行，运动控制卡也形成了一个独立的专门行业，具有代表性的产品有美国的PMAC、PARKER等运动控制卡。在国内相应的产品也已出现，如成都步进机电有限公司的DMC300系列卡已成功地应用于数控打孔机、汽车部件性能试验台等多种自动化设备上。
关键词：机械制造；数控技术；实践应用
一、引言
目前来说，传统的机械加工模式已经逐渐不能适应现阶段市场的实际生产的需求，数控技术具有加工精度高、质量稳定等优点，在复杂形状及小批量的零件加工中优势更加明显，在机械制造领域中应用十分广泛。数控技术的迅速发展为国家工业的进步做出了巨大的贡献，有效的促进了国家经济的增长。
二、数控技术概述
1908年世界上第一次出现数据载体，19世纪末，以纸为数据载体，具备辅助功能的控制系统被发明出来，20世纪中期，第一台数控机床被研发出来，这为世界机械工业史的发展做出了巨大的贡献。此后近70年的时间里，数控机床不断的更新改进，现阶段已经成为机械加工的重要方式，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，是机械制造自动化过程中的关键，也是现代集成系统的重要组成部分。数控技术其实就是计算机技术、电气技术、自动控制技术等多种科学技术结合的一种高新技术手段，现代数控系统是数控技术的主要组成。数控技术装备是数控加工工作完成的基础，保证了数控加工的自动化程度、加工精度以及加工效率，数控技术装备主要包括自动控制及智能化数字伺服技术、精密机械技术、精密检测及智能化传感技术等几方面内容。
三、数控技术在机械制造中的应用分析
第一，数控技术在工业生产中的应用。随着科学技术及现代工业的不断发展，现代工业生产的效率明显提升，与此对应的，市场需求也在不断的提升，市场竞争加剧，为了更好的推进现代工业的发展，行业内有关单位及工作人员必须要积极的改进当前的生产技术手段及机械设备。现代工业机械设备要能够满足日益复杂的生产环境，要能够完成技术操作人员无法手动完成的任务，这就对机械设备的生产工作提出了更高的要求。数控技术具有自动化控制功能，在实际的工业生产之中，计算机控制单元指挥有关的机械手按照一定的要求将控制程序录入到系统之中，并将指令输送到驱动单元，既定的操作过程完成之后，系统会对其进行实时的检测，检查系统运行过程中是否存在错误操作或者动作，一旦有，控制单元会立即采取对应的保护措施。保护措施执行机构主要包括伺服系统以及机械元件两部分。将数控技术应用与工业生产之中，能够明显的提高生产的效率，将人力资源从繁重的工作中解放出来，有效提升工业生产的质量及安全水平。第二，数控技术在汽车工业中的应用。汽车是现代社会重要的代步工具，现代交通运输行业的迅速发展，使得汽车需求数量明显增加，对于汽车的性能、质量等要求也有所提升，这对汽车工业生产提出了更高的要求。近年来，汽车工业发展过程中对于关键、复杂汽车零部件的研发及加工成为行业内有关单位工作的重点之一，数控技术在小批量、复杂形状的机械零件生产中具有得天独厚的优势。在汽车工业发展过程中，将数控技术应用于汽车生产线之中，能够有效的满足汽车工业的生产要求，提高生产的精度及效率。第三，数控技术在煤矿机械生产中的应用。煤矿事业的发展对于国家经济的增长有着关键的促进作用，是国民经济的重要组成部分。煤矿开采的环境往往十分复杂，水文、地质条件恶劣，煤炭资源开采过程中存在着许多潜在的危机，一旦机械设备出现任何故障，都可能会威胁到工作人员的人身安全，为了适应这一实际的生产条件，煤矿设备的品种十分的丰富，因此现代采煤机械开发速度快、品种多，生产批量大多比较少，多采用焊件生产。传统的机械加工方法在煤矿机械的焊件下料工作中存在较大的难度。数控技术能够满足煤矿机械设备小批量、高效率生产的要求，能够很好的替代传统的煤矿机械加工模式，保证机械生产效率的同时，提高设备下料的安全性。现代化煤矿机械焊件下料过程中可以利用数控气割技术取代传统的仿型法加工技术，采煤机叶片及滚筒可以采用龙骨板程序进行下料，有效的保证了切割的质量及速度，提高生产效率。此外，数控气割机安装有切缝补偿装置，能够自动调节，切缝补偿，从而使得毛坯件的加工更加的精确。第四，数控技术在航空工业中的应用。航空事业是国家整体工业体系实力以及基础工业应用的集中体现，航空工业的发展对于国家科技的进步有着重要的意义，数控技术在国家航空事业的发展过程中起到十分关键的作用。航空设备加工制造过程中，为了确保设备的性能能够满足具体的使用需求，往往需要在其中使用铝合金等材料，但铝合金材料的刚度较差，利用传统的机械加工方式往往会出现各种各样的问题。数控加工技术具有高精度、高切削速度、低切削力的特点，利用数控技术完成航空设备的加工可以有效的避免这些问题，节约资源的同时，保证了设备的加工精度及生产效率，对于航空工业的发展有着重要的意义。
四、结束语
综上所述，机械制造行业是我国工业的基础性行业，与国外一些发达国家相比，我国的计算机技术起步比较慢，机械制造行业虽然发展十分迅速，但总体而言发展水平依然比不上一些发达国家，尤其是核心技术较少，为了切实提高国家机械制造技术水平，促进国家工业的全面发展，行业内有关工作人员必须要重视数控技术的发展问题，要能够结合当前国家工业的实际发展形势，不断的创新探索。
参考文献：
[1]刘从军.数控技术在机械制造中的应用探讨[J].科技展望，2015(07).
英文名称：Aerospace Control and Application
主管单位：中国航天科技集团公司
主办单位：北京控制工程研究所
出版周期：双月刊
出版地址：北京市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1674-1579
国内刊号：11-5664/V
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发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1975
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【关键词】 距离控制 电梯控制系统
0 引言
现代生活、生产和建筑的蓬勃发展,大大推进了电梯技术的发展,从而对电梯控制系统提出了越来越高的要求。
可编程序控制器(PLC)与变频(VVVF)调速技术相结合的电梯控制系统,以其运行可靠、使用维修方便、抗干扰性强、调速性能优等特点被中小型电梯厂家广泛采用。此类系统对电梯运行曲线的控制大多采用速度端子组合的多段速控制方式输出固定的电梯运行曲线,电梯平层之前均有慢速爬行的过程。
国际电梯业巨头多采用自行研发的电梯专用控制器,采用距离控制的直接停靠方式。而PLC因其自身编程指令及程序扫描时间的限制,很难编制距离控制的程序。艾默生CT推出的EV3100电梯专用变频器,不仅具备通用变频器的调速功能及普通的电梯专用功能。还具有独特的层高数据寄存器,通过参数设置即可实现距离控制。
1 距离控制的基本原理
传统的给定减速距离的控制方式的运行曲线如图1所示,x轴为电梯运行过程的时间、y轴为运行速度。当电梯接收到系统的启动信号后,系统加速到额定速度以后,匀速运行,当系统收到减速信号后开始减速,到达门区后开始爬行,至平层后停止。整个运行曲线表现为S型。
上述运行曲线是由控制系统预先设定好的,一般额定速度为1m/s的时候运行单条曲线,速度为1.5m/s的时候运行两条曲线。而由控制系统根据停车距离自动生成电梯运行曲线的控制方式一般称之为“距离控制”,其运行曲线如图2所示。
2 控制系统硬件设计
2.1 控制系统组成
由图3可知,该系统主要由以下几部分组成:PLC、变频器、曳引机、门机等。PLC是控制系统的核心。PLC根据输入的呼梯信号和目前电梯所处的位置自动确定电梯的运行方向及速度,变频器根据PLC的速度指令控制曳引电动机的转速,到达目的层后,自动平层、停车、开关门,在运行过程中输出电梯的楼层位置和运行方向,同时完成对呼梯信号的登记、保存和消除等工作。对电梯运行中的一些特殊情况(如急停、超载、冲顶、蹲底等)自动进行处理和报警。
2.2 硬件选型
以一栋15层大楼为例,其电梯控制系统实际需要输入60点,输出62点。选用三菱公司的FX2N-128MR型PLC。这种机型有编程指令100多条,内置8K步RAM寄存器,并配有相应的编程软件GX Developer,不仅可以通过手持编程器对PLC编程,也可在个人PC机上进行编程。在电梯运行过程中,可通过程序内部辅助继电器的状态监控电梯运行状态,现场调试十分方便。
变频器选用艾默生CT的EV3100电梯专用变频器。除了矢量控制、转差补偿和负载转矩自适应等功能,还具有抱闸控制及检测、电梯超速检测等电梯专用功能。为实现闭环矢量控制、提高系统的动态性能和实现零速抱闸控制,在曳引电动机轴端加装旋转编码器。该编码器信号不仅作为曳引电动机的速度反馈,利用EV3100变频器的分频功能,还可实现对电梯的数字位移控制。系统硬件电路如图4所示。
3 距离控制运行原理
(1)变频器在接收到控制器发来的运行命令(FWD)和设定楼层指令(FLE,F1～F6)时,输出接触器吸合指令(CR);
(2)变频器检测到接触器吸合(CSM)后,再经过延时,打开变频器,输出释放抱闸的命令(BR),和变频器运行中信号(Y2);
(3)经过抱闸打开延时时间T2后,抱闸完全打开,变频器开始按S曲线加速运行;
(4)电梯运行过程中可以不断响应其它设定楼层指令(FLE,F1～F6),变频器会根据能否正常减速停车来选择最优楼层停靠;
(5)到达曲线减速点后,变频器开始减速停车。进入平层一定距离(F4.07平层距离调整)后,速度减为0,经延时后,变频器输出抱闸关闭命令(BR),同时输出电梯停车信号(Y1),要求控制器切除运行命令(FWD);
(6)控制器接收到电梯停止信号后,经时间延时切除运行命令(FWD),变频器封锁PwM后输出停机状态信号(Y2);
(7)停机状态(Y2)有效后,经时间延时,输出电流为0,变频器输出释放接触器命令(cR),至此一次运行过程结束。
4 结束语
在EV3100电梯专用变频器的基础上开发的采用距离控制技术的控制系统已被某电梯公司批量采用,实践证明,系统稳定、可靠运行,对中小规模的电梯制造厂开发通用性的电梯控制产品也有借鉴价值。
5 参考文献
[1]顾德仁,徐惠钢,郭文华,基于PLC的电梯高精度位置控制的实现,微机算机信息,2007(5).
[2]顾德仁,卢战秋,基于PLC的家用液压电梯控制系统,中国电梯,2007(7).
信息化时代的到来，推进了网络技术的高速发展和应用，但各种计算机病毒和黑客的入侵也层出不穷，让人防不胜防，建立强有力的预警系统，，全方位地保障网络安全，是我们首先要做到的。预警定位的目的就是警戒距离，及时正确的探测目标活动范围，探测事实的真假，获得有关数据，处理相关信息，并迅速并自己获得的探测情报快速传送到信息安全控制中心，为其提供正确的决策信息。网络隔离，就是把有害的攻击隔离在可信网络之外，同时也保证可信网络内部信息不外泄，还能够完成可信网络之间的数据安全交换。
1 国内外网络安全问题现状
国外的网络安全预警系统及入侵检测技术的研究比我国要早，在重要政治，军事以及经济网络的非法入侵加强了防范和监控。在美国还专门设立了计算机安全中心以及预警系统，专门对付非法网络入侵，负责搜索预警情报，网络攻防技术，网络信息战指导以及网络战战术预警中心等。美英对网络安全问题都特别重视，自九七年以来，一直致力于网络安全预警技术的研究和开发，并取得了不错的成绩，在预警技术研究上也遥遥领先于其他国家。
目前，我国还没有专门的大规模预警系统工程，只是在某些领域局部地建立了入侵检测预警系统。但是，要想跟上时代的步伐，适应信息化时展的需要，保障我国各方面网络系统的正常运行，我们必须大力投入网络入侵预警定位和隔离控制系统的研究，提升我们国家网络系统的反应能力，减少恶意网络攻击对我们造成的伤害，加强我们的跟踪和反击能力。
2 网络安全预警系统的研究
现在大规模的网络安全事件时有爆发，而小规模的网络安全事件，更是层出不穷，为了防范和应对频繁爆发的网络安全问题，我们必须在全国范围甚至全世界范围内建立一个统一的网络安全系统，保障我们的网络能够安全可靠地运行。
如何确保网络安全？特别是面对大规模大范围内的网络安全威胁问题如早几年轰动一时的蠕虫事件，我们又该怎样来应对呢？我们要对安全事件的重灾区实行强有力的反击，我们还要通过分析安全事件的特征，建立大规模网络安全事件预警机制，通过监控手段实时掌握安全事件的活动范围，对警戒灾区进行快速定位，安全隔离，力争把损失降到最少。
2.1 网络安全事件的模式
网络安全事件的模式大致分为已知安全事件和未知安全事件两种模式。而网络预警技术就是要通过分析大规模网络安全事件的特性，从中找到和发现规律，从而能够准确地检测安全事件和正确地预警。网络预警技术能够从网络的正常活动和异样的活动中发现其规律，来进行入侵预警，提高工作人员的判断能力，力争把网络安全威胁拒之门外。
2.2 网络安全事件的控制
对于传染蔓延性网络安全事件，我们一定要在第一时间控制。传染蔓延性网络安全大体可以分为三个传播阶段：缓慢开始阶段，快速传播阶段，缓慢结束阶段。刚开始缓慢传播阶段，因为受控主机数量少，辐射传播范围也小，传播速度也缓慢，就容易控制。所以，我们就要对安全事件扩散蔓延进行第一时间的预测，判断，直至预警，统一安排隔离，快速撒下大网覆盖所有受感染主机，确保将传染性蔓延消失在萌芽状态。
2.3 网络安全整体战略
对于大规模的网络安全事件，我们一定要树立整体战略观念，在全网范围内要统一行动，共同对外，共御强敌。对于网络安全事件，各个部分都要统一行动起来，团结一致贡献自己的力量，把非法入侵分子赶出网络。
对于预警灾区边界地带，也要加强防范，统一布置，该隔离就隔离，该治疗就治疗等，确保网络安全。
3 实现网络安全的方法和技术
在DCEORICS中，每一个独立的自治网络通过协同控制，共同工作，酝造一个安全舒适的网络世界。各个不同的自治网络还可以实现资源和信息安全共享，实现更大领域的协调互补，建立大规模网络统一安全体系。
3.1 入侵蔓延预测模型的建立
我们在全网建立完善的入侵监控模型，通过审核监控进入和外发流量，及时将数据输送给预警监控中心，让监控中心通过统计分析这些数据，建立其预警预测机制，确保网络安全。
3.2 全网统一安全控制策略
对各分布式网络实行统一管理，建立统一的公共安全控制模型。对主机传播的文件数据进行严格的审查，针对各个不同安全事件的活动特性，采取不同的隔离防范措施，研究隔离控制策略的自动生成方式，自动生成隔离控制策略，建立隔离数据库。多侧面，多层次，全方位地研究隔离的策略，管理方式等，力争把安全事件消灭在萌芽状态，及时隔离控制。
3.3 协同预警与隔离控制模型
协同预警与隔离控制模型既要服从，又要相互尊重，相互协作。上层系统由协同预警模块与隔离控制模块组成。安全控制策略模型把全网络分成安全区，警戒区，危险区，问题区，并且对各个不同的区采用不同的隔离策略，全网还有一个最高指挥系统――安全控制中心，负责统一调配等。
4 结语
对于大规模网络的预警定位与快速隔离控制，我们不再是束手无策了，DCEORICS已然能够轻松自如地进行准确的监控和预警，并且能够及时定位，而且还能立马采取应对措施，实行安全控制和隔离，确保网络正常运行。
参考文献
[1]赵刚.试论网络信息安全控制技术及应用[J].湖北科技学院学报，2013，33（11）：194-195.
[2]姚志强，张文.企业网的安全控制技术[J].高师理科学刊，2002，22（2）：13-15.
在现今工业社会发展中，电气控制是一门重要的技术，为社会发展做出了重大贡献。电气控制领域，有不同的电能类型，包括传输电能、电气装备制作、生产电能以及使用电能等方面。各大中职院校对电气控制技术课程进行了开设，不仅使学生能够在理论方面具有丰富的知识，而且具有对应的实际操作能力。在传统教学中，课堂教学模式主要由教师进行主讲，学生以被动的方式听。在练习中，学生单纯通过照搬教材知识、教师讲解内容的方式开展操作，并在该过程中由教师通过解决问题的方法与步骤实现对学生的讲授。即使教师讲的十分精彩，学生也会始终处于跟随的状态，实际经验以及感性认识不足，且无法深入理解相关知识，在动脑以及动手次数方面较少，无法保证实际同理论的结合，无法解决实际工作问题。同时，由于中职学生所具有的基础相对较差，在学习起点方面存在参差不齐的情况，也会使课程教学开展效果受到影响，进而影响到学生的学习积极性，使学生形成较强的厌学情绪。对此，中职院校在电气控制技术教学的方法以及模式上都需要进行积极的改革。在具体教学中，需要教师同学生、教学同学习两者互动平等的交往，通过教学内容、教学方法以及教学设备设施等内容的重新组合使学生处于对应的职业情景中，在动手中实现自主学习，在对相关技能、知识进行掌握的基础上做好自身能力、经验以及知识的构建。项目教学法即是对两者进行充分融合的有效途径。而通过项目教学法的应用，能够有效提升教学效果。所谓项目教学法，是一种通过项目开展教学的方式，具体来说，其会将课程内容对不同的教学项目进行分配，在教师的指导下帮助学生完成一个完整的项目任务，是一种多元化辅助手段、将不同方式有机结合应用的教学方法。在该教学方式中，学生成为了学习的主体，通过项目任务方式实现对技能与知识的掌握，而教师在该过程中的任务，则是为学生创设对应的情境，引导学生通过项目任务的方式获取知识，在对其创新精神、主体性进行发挥的基础上更好地掌握专业知识。同时，该方式也适合应用在具体任务与问题的处理，具有较好的应用价值。
二、电气控制技术项目教学法存在的问题
在实际电气控制技术教学中，存在的问题主要有以下几点。第一，教师水平问题。在很多中职当中，教师都是通过沿用课本开展教学，也缺少课本的创新。长此以往，部分教师则可能因此出现失去现场操作能力的情况，只能够完全回归课本，而缺少现场教学的经验。对此，教师在实践教学方面则将一直处于较旧的观点中，无法对现今项目与技术要求进行良好的适应。该种情况的存在，在指导学生学习时也无法满足学习需求。同时，学校无法定期培训教师，也使其无法深入工厂到先进技术区域开展学习，对学生发展产生较大的影响。第二，资料不丰富。在电气控制技术教学中，项目教学法的使用还处于一个全新的探索阶段，对当代资料具有较大的需求。但在现今教学活动开展时，也存在缺少资料参考的情况。在很多中职教学活动中，都是按照传统的课本内容进行教学，在参考资料方面存在不足的情况，也缺少对于项目教学含义的细致阐述。这情况的存在，将会对实际教学效果产生较大的影响。
三、中职电气控制技术项目教学设计
为了能够更好地开展项目教学法，获得更好的教学效果，即需要能够做好以下方式的应用。
1.加强师资培养
在中职电气控制专业中，项目教学法的应用将使教师的教学难度以及工作量增加，该种新型方式也会对教师教学活动的开展带来新的要求。在电气控制教学中，教师要想最大程度发挥项目教学法的作用，需要做好专业知识的学习，以此实现综合素养提高，获得良好的预期效果。要想更好地应用项目教学法，教师需要具有足够的专业知识，并将自身教学经验有效结合到实践活动与理论知识中。在具体教学中，教师需要摆正地位，即从传统教学当中支配课堂的观念当中，转变成电气控制教学的引导者、组织者以及协助者，按照以生为本的观念开展教学，只有这样才能够做好教师同学生的进步，以此实现两者的协助发展。同时，管理能力是教师需要注重培养的能力，这也是帮助教师实现项目教学控制效果的重点能力，只有具有良好的管理能力，才能够在教学中更好地做好教学方式以及节奏的调整，更好地帮助学生积极参与到教学活动当中，从而推动课堂进程保证电气教学活动的顺利开展。此外，教师也需要积极实现自身专业技能的提升，在保证具有充足知识的基础上更好地解答学生的疑问，做好学生知识的传授。学校方面，也需要定期组织教学活动做好教师的培训，如教师交流会、校企合作交流会以及电气控制教学展等等，通过该种方式的应用不断提升学生综合素质，在对其教学能力水平进行提升的基础上更好地满足教学需求。
2.开发电气控制技术教材
在中职院校教学中，教师既需要做好学生独立工作能力以及团队合作能力的培养，保证其不仅能够掌握变频器、PLC以及计算机技术，还需要拓展知识以及具有旧设备创新的能力。在将理论知识应用在实际操作当中的情况下加强新旧知识的联系。要想实现该目标，做好教材的开发与创编十分关键，在具体教学中，即需要以课程开发为基础，联系企业以及学生实际情况做好教材的创编。（1）典型案例分析。在该环节中，学校需要充分开展调研，具体调研的内容包括学生就业涉及的任务以及合作企业的实际需求等等，并尽可能地同企业加强联系开展合作。如果现实情况限制无法同企业进行订单式教学，教师需要充分分析专业就业数据，从中选出典型的企业开展分析与调研。（2）贯彻就业任务。在调研就业工作任务后，在充分联系企业复杂程度以及任务变化规律的基础上做好典型工作任务的整合。在该环节中，也需要由专业的技术工程师以及教师等共同进行完成。对于学习领域而言，其是传统层面的课程，在该阶段中，教师需要充分联系学生的行为领域以及认知规律做好设计与编排。（3）教学内容设计。在项目教学法教学活动开展中，教学内容是其中的核心环节。在中职院校电气控制教学中，教师需要充分把握实效性，通过项目教学法的应用科学设计课程教学内容，对具有专业化、针对性的电气控制教学计划进行制定，包括有核心教学课程大纲，将之前传统教学当中理实分离以及独立的教学内容实现理论同实践的良好融合，最大程度提升学生能力。在实际教学中，其主要内容设计体现在以下方面：第一，模块化课程教学。以电机与电气控制技术课程为例，在该课程教学时，教师即需要将常用机床电动机、变压器以及电气控制等单元模块中的理论知识同电气控制维修技能活动进行充分的结合，以此保证理论同实践操作能够具有一体化的特点；第二，贯彻教学原则，该原则主要是贯彻教、学、做一体的原则，讲明在未来学生需要学习什么内容，并由教师有针对性地做好这部分内容的讲解，保证所讲解内容是学生需求的。在中职电气控制教学站，教师也需要对理论原理的阐述进行简化处理，对新的教学技术与知识进行拓展，做好专业技能的培训教学，保证相关理论同具体技能操作的一致性。最后，做好教学内容与课程的优化。在新教学方案中，对于教师有较高的要求，不仅需要其具有专业的知识，还需要具有自主处理教学教材以及教学方法选择的能力和经验。
关键词:微机控制技术 教学 教师 学生
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1引言
《微型计算机控制技术》是工业自动化专业的一门专业课,是理论性与实践性都很强的一门学科。近年来,电子技术日新月异,特别是进入新世纪,工业生产对未来人才提出了更高的要求,需要越来越多跨专业知识的复合型人才。这就要求学校,特别是高校要培养基础扎实,知识面宽,能力强,素质高,创造性好的人才以满足社会需要。为此,传统的教学必须跟上时代步伐,作为教师,有必要一方面钻研教材,一方面结合生产实际,积极拓宽教学内容,理论联系实际,另一方面充分调动学生学习积极性、主动性,使学生肯学爱学。本文是几年来“微型计算机控制技术”课程教学中的一些体会,进行探讨。
2教师的“导游”角色
当前,在教师中以自我为中心、以课程为主、采用“满堂灌”进行教学的仍然大有人在,这样的教学导致学生被动地接受知识,抹杀了学生学习的自主性和创造性。教学过程很容易造成照本宣科,课堂死气沉沉,学生厌学,开小差,甚至课堂纪律差,老师台上讲得满头大汗,学生听起来如同嚼蜡。教师应该是一个课堂上“导游”,带领学生在知识的“风景区”中旅游,教师要让学生喜欢景色,告诉学生这些景色的奥妙。
既然教师是“导游”,那么参观“风景”者就是学生了,教学应该以学生为中心,强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识的主动建构。教师在教学生作为带路者、提问者、协助者和鼓励者的作用,以学生为中心,积极利用多种教学方法,充分调动学生的主动性、积极性,让学生敢于解决问题,能够解决问题,通过课堂紧张有趣的脑力劳动,获得所期望的劳动成果,通过师生和谐互动,不着痕迹地完成教学目标。
教育学中“建构主义”的核心内容, 要求学生的知识不是靠教师的灌输被动接受的,而是在教师的指导下,由学生主动建构起来的,在整个教学过程中,教师既要站在知识的高点进行“导游”,也要站在平等的地位提出“挑战”问题,还要要站在服务的位置,为学生解惑。教师起的作用毫无疑问,担任的角色是比传统教学中的作用更加重要,这无疑对新形势下教师的教学提出了更严峻的挑战。教师应当从传统的灌输方式转变为引导、推动,鼓励,协助。
3做好课件
课件是形式和内容结合的产物。现代化教学手段,一般都采用课件,即能减少教师无谓的体力劳动,同时又美观大方,不仅可以大大地增大了课堂容量,还能提高教学效果。利用多媒体教学具有生动形象、形式新颖、趣味性强、内容丰富等特点,对于激发学生的学习兴趣、启发学生思维能力、简化教学过程、提高教学效率和质量具有重要的作用。课件的制作软件很多,如PowerPoint,AuthorWare,方正奥思,课件大师,广州凯迪,Dirctor与Flash,几何画板与数理平台等。课件制作既要考虑内容,又要考虑形式。只讲内容,惹人生厌;只讲形式,不知所云。孔子说:“志有之,言以足志,文以足言”,就是这个道理。比如在讲A/D转换时,可以把模拟信号变为数字信号送到CPU的过程动态的展现出来,整个过程因采用直接,单缓冲,双缓冲方式不同而不同,使学生对A/D转换过程有直观了认识,远胜于枯燥的叙述。
4理论联系实际
微型计算机控制技术是实践性很强的学科。让学生动手动脑,不仅能加深学生对理论知识的理解,而且能使教师把握学生对所学知识的掌握情况,还能及时发现和解决学习中出现的问题,提高学生学习兴趣。学校要在教学中要保证实训课与理论课有合适的比例,教师要在实训课中提高效率,所以实训课既要有培养动手的一般目的,也要有针对性。课前对实训课做出明确安排,明确每次实习的目的、任务、内容与要求等,做到有的放矢,有效解决问题。课后学生写实验报告。
其次在理论课课堂上,一方面要让学生掌握理论知识,另一方面要让学生从中学会分析问题和解决问题的方法,提高学生独立获取知识的能力和创造力。教师即是一个引导学生进入知识殿堂的导游,又是知识的传播者,如何“破门而入”要靠学生自己,也于教师的教学手段有关。理论联系实际,即要把课本和生产实际相结合,又要把学生知识掌握和教学目的联系起来。授之与鱼,不若受之与渔,渔,是能力,必须有一定的联系才能获得。在课堂中要求学生要特别留心每个章节和问题引出的思路,也就是“指导思想”以及解决问题的各种方法。比如在讲8255和8253,都有2根地址线,都有4个地址,分别有什么用,怎么用,让学生自己思考,从而总结出一般芯片的学习方法。这样学生能够举一反三,学生学得活,提高了学生的学习能力。再次,在教学过程中,教师还需要了解学生,教师要根据课堂内容设计不同的教学方法,有取有舍,要时刻根据学生的反映,把握节奏,用提问,讨论等方法,帮助学生去跨越瓶颈,引导学生扩展视野,举一反三,激发学生的求知欲。最后,教师要跟踪当前生产前沿,为理论联系实际做好物质准备。
5重点突出,课堂留有余地
面面俱到是很多教师的习惯,结果造成平均用力,难点不能突破,重点也不能突出,教学效果不好。教师讲课要注意“精讲”,留下一定的时间多练习。这就要求在内容上围绕当前和将来的使用精心选择,坚决舍弃那些现在用不到、将来也用不着的内容,突出“技术应用性”,不过分强调学科的“完整性”。课堂不能挤得太紧,否则看起来兢兢业业,一丝不苟,实际上是满堂灌,这就成了“以教师为中心”了。课堂上要留有余地,“微型计算机控制技术”难度大,一些章节理论型强,理解困难,尤其该如此,要给学生留有思考提问的时间,满堂灌造成猴子掰包谷,学生难以跟上,虽然辛苦,所获却少。只有这样才是“以学生为中心”的教学理念。
6结语
综上所述,通过对“微型计算机控制技术”授课方式的一些改进,对促进学掌握理论知识,对于培养学生动手能力,和激发学生学习兴趣有重要作用,对于培养提出问题,解决问题,敢于迎接挑战也有重要意义。当然,微型计算机控制技术教学是一门复杂的艺术,其对象复杂,内容复杂,这里的探讨只是一点肤浅的看法。作为新世纪的高高校教师,还需继续在教学改革中潜心研教学内容,教学规律和教学对象结构,为培养符合时代需要的人才贡献力量。
参考文献
[1]杨天怡,黄勤.微型计算机控制技术[M].重庆大学出版社,1996.
[2]潘新民,王燕芳.微型计算机控制技术[M].电子工业出版社,2006.
[3]谢剑英.微型计算机控制技术[M].国防工业出版社,1991.
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