控制技术范例6篇

控制技术

控制技术范文1

关键词:变频器控制技术;现场总线;传统I/O;分析

传统的变频器控制技术是以I/O方式为基础,在控制器以及变频器的I/O端口上以功能需求来进行控制线的相应连接。传统的I/O控制方法功能较为单一,布线也较为繁琐,并且可靠性和通信效率也不高,在工业拖动现场时也存在较多的障碍,不利于工业拖动的现场。而现场总线的变频器控制技术则在技术上实现创新,现场总线是一项新技术,其顺应了工业控制系统以及信息技术智能化、分散化。在变频器控制以现场总线为基础的系统中,一条总线电缆便可完成变频器及控制器的全部通信,与上层网络相结合,实现了更加高效、智能以及全面的监控,也实现了更加高速的监控。信息系统集成在企业级别中的实施也更加便捷。

一、传统I/O技术于变频器控制的弊端

在变频器控制中本机控制是最为简单的,也称作面板控制。在进行变速、启动、点动、以及复位、停止的控制时,面板控制是通过变频器的键盘来进行的,键盘在控制面板上。虽然方法较为简单,也需要变频器控制面板有专人负责控制,面板控制效率较低,功能也较为简单,外部功能开关也可以用PLC控制器来进行控制,相关逻辑也得以实现,对变频器I/O端子进行输出,对变频器进行控制。并进行PLC编程用以不同功能的实行,其功能包括输入其他各种和外部故障的信号以及多级变速控制。

变频器的控制方法以I/O端口作为基础,在进行功能的扩展时,则只能采取较为简单的扩展,也难以改善传统I/O变频器控制方法所存在的缺点。工业拖动现场随着时代在发展,传统I/O技术已不能适应现代的施工要求。而现场总线技术作为新技术,在信息传输中只需要一条总线电缆,便可以实现传输所有信息,现场总线技术在维修成本、布线成本以及调试成本上也极大的降低了,并且全数字化,通信速度快和结构开放互连,现场总线控制技术的效率也较高。

二、以现场总线为基础的变频器控制系统

(一)以设备层为基础的变频器控制系统

3层网络结构体系是Rockwell对现场总线提出的标准之一,其组成包括了信息层、设备层以及控制和自动化层。其中,设备层是以现场总线技术工业标准为基础来进行网络开放,起到高层设备和底层工业装置的连接作用,高层设备则包括了计算器以及PLC控制器等,底层工业装置则包括了传感器、开关、以及拖动装置,还包括了阀门等。设备层采用的供电方式是总线供电,网络的电缆结构采用主干线结构和支线结构,并对本质安全技术进行提供,通信采用用户模式和生产者模式,在网络通信效率上较为优异,提供了两种报文类型,包括显示报文和I/O报文。

变频器控制以设备层为基础,其系统结构包括了,装有组态软件的一台RSlinx,并将其接入到设备层的总线之上,监控软件RSView32以及PLC编程软件RSlogix500的计算机,RSNetworx,与设备层相连的接口使用1770-KFD,而设备层与6台AB1336Plusll变频器则使用设备层通信模块1203-GK5来连接,网络主设备使用MicroLogix1500PLC控制器,对于网络设备信息的获取则使用扫描模块1769-SDN来进行,监测设备和控制设备。

连接现场设备和PLC,是以扫描模块1769-SDN作为接口,用作设备数据格式转换以及设备数据采样。在运行包含SDN的PLC处理器中,SDN对设备进行了依次扫描,采样参数,并对数据格式进行了转换,转换成PLC能够接受的数据格式,进而使PLC处理器能够进行读取,经PLC处理器进行处理,对其输出数据也进行了转换,转换成不同种类的设备能接受的格式。

变频器数据通信以及PCL数据通信的实现可以通过映射的方式来进行,Word 0至9 共10个字包括在接口定义格式之中,其中使用通信模块将Word 0和Word 直接输送至变频器,将其固化为变频器频率状态(或设定值)以及逻辑状态(或命令)。在进行映射的输出时,Word 0包含了系统的停止、故障复位和启动控制位以及系统的正反向、频率源和减速等控制位,设定工作频率则由Word1进行存放。在进行映射输出时,Word 0则反馈给PLC变频器状态信息,包括了变频器运行、使能和出错状态信息以及变频器达速、加减速状态信息,实际工作频率则由Word 1 进行存放。而Word 2至Word 9共8个字的通信内容设定则是以用户需求来进行,变频器中的DataIn/Out A至DataIn/Out D则与通信模块中的Datalink A至Datalink D相对应,常用的变频器监控参数设定至DataIn/Out之上,包括了故障代码、实际输出和加减速时间,以及电流电压和多个预置频率等。分别占用其中(Word 2至Word 9)一个字映射至扫描器。Word 1与Word 0相结合,使PLC实现监控变频器的大部分功能。

(二) Rockwell 3层网络系统平台

ControlNet作为中间层于3层网络结构中,具有高速确定性,也是开放型网络,其能够满足的要求较多,包括了连接PLC处理器,计算机和I/O用要求以及其他智能设备、操作员界面应用的要求,并且满足要求的高信息吞吐量和实时。经使用用户模式和生产者模式,控制网络具备对等网络功能和I/O网络功能,并且提供其高速性能。EtherNet通过工业以太网的使用,集成信息管理和控制系统,利用以太网监控生产场信息,包括了用于监控的工业PC工作站和PLC生产现场信息,还包括了可在计算机系统进行存取的ControlNet生产现场信息和DeviceNet生产现场信息,进而实现工厂级的统计质量控制、计划管理和生产流程的进行,以及实现物料跟踪、监视控制和远程设备维护的进行。

基于DeviceNet平台建立的Rockwell 3层网络对系统的集成更加的全面, ControlnNet与DeviceNet的连接可通过ControlLogix来实现,并且可接入至其网络适配器。DeviceNet节点扫描模块使用1756-DNB,ControlnNet节点扫描模块使用1756-CNB。两者中的ControlLogix、PL以及计算机与最高层EtherNet的连接则可使用以太网模块或者使用网卡来进行。经扫描器,在该层运行的计算机工作站可实现整个网络节点的扫描和管理,对设备层生产现场信息以及控制层生产现场信息进行存取,实现全方位信息调度以及集成的企业级运行,并在连接InterNet相连接时更为便捷。

(三)监控平台

对于监控变频器网络的任务的实现,可使用以RSView32软件为基础的计算机监控,或者使用PanelView人机界面来实现。RSView32可以与控制器实现通信功能,其中控制器的系列包括了与MicroLogix、PLC-5以及SLC500。还能与ControlLogix实现通信,并且网络层次也可以使用两种,包括ControlNet和DeviceNet。平台移植于连接两种计算机之间也更为便捷,网络可根据种类进行驱动器种类的选择。系统的多机同步控制、全部监控以及单机控制的集成是由总监控台来实现,而单独对每一台变频器进行控制可由各分控台来实现。

参考文献

控制技术范文2

论文关键词:加工精度,控制SPC技术

 

传统的精度分析方法通过人工进行,工作量大,计算繁琐,检测精度相对不高。现代科学技术的发展对机器零件的精度要求越来越高,这就要求减少误差,保证工艺过程的稳定,以确保零件的加工精度,那么对加工精度分析和控制的要求也就越来越高。基于此提出了利用计算机辅助进行加工精度的统计分析,使得这项工作的效率及准确性得到大大的提高。目前控制SPC技术,SPC技术是生产过程控制稳定产出的主要工具之一,在生产型企业中应用的非常广泛。

一、SPC技术的发展

SPC即统计过程控制。SPC是20世纪20年代美国贝尔实验室休哈特博士首先应用正态分布特性于生产过程中的管理。二战后期,美国将休哈特方法在军工部门推行,同时休哈特的同事戴明博士在日本推行SPC得到非常好的应用。在日本强有力的竞争下,80年代起,美国又重新大规模推行SPC。经过近70年在全世界范围的实践,SPC理论已经发展得非常完善,其与计算机技术的结合日益紧密,其在企业内的应用范围、程度也已经非常广泛、深入。目前,已成为生产过程中控制稳定产出的主要工具之一,在生产型企业中应用的非常广泛。在我国SPC理论的应用还没有普及。随着市场竞争的日益激烈,企业对产品的质量提出了更高的要求,特别是加入WTO以后,企业将面临着全球化的产品竞争,而产品竞争的法宝就是以质取胜,质量无国界,企业要想加入全球产业链之中,就必须按照国际统一的质量管理标准和方法进行质量管理。近年来,越来越多的企业意识到这一点控制SPC技术,纷纷通过了ISO9000、QS9000等质量管理认证论文开题报告范文。而国际标准化组织(ISO)也将SPC作为ISO9000族质量体系改进的重要内容,QS9000认证也将SPC列为一项重要指标。

二、SPC原理

SPC技术是建立在概率论基础上的一种加工过程统计方法。根据概率论,如果加工条件只在随机误差的影响下,加工误差如果用δ表示则加工误差服从正态分布曲线,如下图所示:

正态分布曲线

分布密度可以用如下公式表示:

y =

式中σ= ,如果测量n次,每次的测量误差分别为δ1、δ2...... δn。

由分布曲线图可知,当δ=0时,概率密度最大,当δ越大时概率越小,反知。

由图可知随机误差的分布曲线有以下的基本特性:

(1) 绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的机会要多。

(2) 对称性,即如果测量次数很多时,正、负误差出现机会均等。

(3) 有界性,即误差的绝对值不会超过一定的界限。

概率统计知,当δ=3σ时,有99.73%的误差分布在±3σ的范围内。则测量值X也应

有99.73%分布在X0±3σ范围之内。

SPC控制图一般分为计量型和计数型,计量型控制图主要是控制产品质量特性。计数型主要控制次品数和缺陷数。符合正态分布的计量型SPC控制图也叫X-R控制图也叫平均值-极差控制图。X-R控制图包含X控制图也叫平均值控制图,R控制图也叫极差控制图。

一般极差用R表示,每一组测量数值中工件的最大、最小尺寸之差控制SPC技术,称为极差值R。极差计算公式如下:

R=Xmax- Xmin

当一生产过程仅受随机因素的影响,从而产品的质量特征的平均值和变差都基本保持稳定时,称之为处于控制状态,此时,产品的质量特征是服从确定的正态分布曲线的。反之,在生产过程受到系统误差的影响时,产品的平均值和变差不能保持稳定,称之为系统处于失控状态,产品的质量特性不服从确定的正态分布曲线。正态分布曲线(或其中的未知参数)可依据较长时期在稳定状态下取得的观测数据用统计方法进行估计,正态分布曲线确定以后,质量特征的数学模型随之确定。为检验其后的生产过程是否也处于控制状态,就只需要检验上述质量特征是否符合这种数学模型。为此,每隔一定时间,在生产线上抽取一个大小固定的样本,计算其质量特征,若其数值符合这种数学模型,就认为生产过程正常、受控,否则,就认为生产中出现某种系统性变化,或者说过程失去控制。这时,就需要考虑采取包括停产检查在内的各种措施控制SPC技术,以期查明原因并将其排除,以恢复正常生产,不使失控状态延续而发展下去。平均值控制图就是将正态分布曲线进行旋转90°而得,如下图所示:

平均值控制图

SPC控制图的基本结构是在直角坐标系中画三条平行于横轴的直线,中间一条实线为中线CL(即对应的值),上、下两条线分别为上、下控制界限UCL(即+3σ所对应的值)和LCL(即-3σ所对应的值)。仅仅利用平均值控制图控制产品是否受控经常会出现误判,将处于非统计控制状态下的点误判成控制下的点或将控制状态下的点误判成处于非控制状态下的点。为了减少判断失误,平均值分布图必须和极差图联合使用,只有当几组测量数据都处于平均值控制图的控制范围之内,且每组值的极差也基本保持稳定,才能判断此次加工中生产过程处于稳态。

极差控制图如下图所示:

极差控制图

极差控制图一般有两条线组成即UR和组成。UR控制线即极差控制上限由尺寸的上下极限偏差计算。当加工过程处于稳定状态时,由几组数据的极差平均值计算论文开题报告范文。

X-R图中的UCL、 LCL和UR还可以用极差来估算。估算的计算公式如下:

R图的中心线为: 图的上控制界限: 图的下控制界限: R图的上控制界限: R图的下控制界限: A、D值与每组测量数据的个数有关。取值如下系数表所示:

系数表

 

n

2

3

4

5

A2

1.88

1.02

0.73

0.58

D

3.27

3.27

控制技术范文3

【关键词】IP网络 网络流量控制 信息技术 现代信息技术 互联网

随着现代信息技术的快速发展,人们对宽带的使用越来越普遍。作为现代信息技术的产品,IP宽带技术在供应流量方面对于信息社会的发展具有越来越重要的意义。作为网络发展的重要技术,IP网络流量控制技术在现代互联网发展中的重要性不可低估,其是促进宽带得到有效运用的关键手段。IP网络流量控制技术可以加强对宽带输出流量的有效控制,促进流量得到高效利用。

1 IPW络流量控制技术概述

1.1 IP网络流量控制技术的概念

IP网络流量控制技术是一种通过有效地运用IP网络技术控制网络流量,避免由于数据缓存溢出和数据延迟而导致流量浪费现象发生的网络技术手段,通过对宽带流量的控制可以使流量得到科学、高效利用,从而降低使用者的流量成本。当前,由于广域网和局域网之间存在很大的鸿沟,使得仅仅通过增加带宽来提供流量是不够的,因此只有提高对网络流量的控制程度,采用有效的IP网络流量控制技术,才能够缓解流量需求快速增大与宽带数量有限之间的矛盾。

1.2 IP网络流量控制技术的重要性

在现代IP宽带技术快速发展的背景下,社会发展对网络流量的需求越来越大,膨胀的流量需求使得网络流量控制技术变得越发重要。顺应信息时代的发展,满足用户的流量需求是IP网络流量控制技术运用的最终目的。IP网络流量控制技术的重要性主要有以下三个方面:首先,IP网络流量控制技术是促进互联网经济发展的关键技术,随着Internet的快速发展,用户对视频、音频等电信网络服务的要求越来越高,而Internet以这些服务为主要服务内容,因此,Internet的快速发展就必须以大量的流量为支撑,流量控制可以有效地使流量得到科学、高效利用,从而为互联网的发展做好基础。其次,IP网络流量控制技术是促进QoS技术得到有效运用的基础条件和有效手段。QoS技术是限制特定流量大小的技术,其可以使接口上输出的流量变得平滑,不会引起电子设备对整体流量的吞吐量,其也是促进流量高效运用的技术方法,而高效的IP流量控制技术是QoS技术的基础条件,IP流量控制技术的发展关系到QoS技术的有效性。

2 IP网络流量控制技术在现代互联网运行中的技术方法

当前IP网络流量控制技术主要分为两类:微层控制和分文宏层。微层控制主要通过对数据流层的队列管理和阻塞控制技术运用达到对网络流量的有效控制。分文宏层是从整体层面对整体流量进行全面的控制,从而提高流量的利用效率,促进IP网络流量控制技术的快速发展。由于分文宏层是从整体层面进行流量控制,涉及面太广,因此本文仅就微层控制进行讨论。

目前,数据包是微层控制的对象,主要分为阻止、调度和丢弃等方式。通过对数据包进行调度,从而控制子节点数据包的传输速度,达到控制流量的目的。其中具有代表性的是基于路由器的队列调度:数据包丢弃而引起部分流量丢弃,丢失部分流量,为信息传输清除了道路阻塞,从而确保网络的畅通,提高流量的应用效率;数据包阻止,是指流量包进入网络后将丢弃数据集合在一起然后包上,从而为流量开辟出一条畅通的道路,促进流量的利用效率,这是有效控制流量的方法之一。

IP网络流量控制技术的具体方法多种多样,每种方法的背后都隐含着严格的网络流量控制技术理论,只有清楚的明白这些基础理论,才能够更好的进行网络流量控制。本文主要从阻塞控制策略方面入手,浅谈了阻塞控制策略的有关内容。

3 IP网络流量控制技术的应用

网络阻塞是网络QoS的严重影响因素,其是IP网络流量控制技术控制的重要环节之一。从实际上来说,有着多种阻塞网络的原因,但从本质上来说,主要原因还是网络处理能力的提高不能够满足网络负载的增大。网络阻塞是影响流量利用效率不高的重要因素,网络一旦被阻塞,将不仅导致网络中的流量无法快速流动,影响网络的数据传输速度,还会使后面的数据难以进入网络通道,严重影响网络流量的应用效率,最终降低网络QoS技术的质量。网络阻塞的控制方法主要可分为两类:闭环和开环。闭环控制方法是指设计人员在设计之初不考虑造成网络阻塞的影响因素,而是需要特定设备对网络进行检测,通过对检测结果进行适宜的算法从而分析出流量阻塞的程度,从而采取有效的IP网络流量控制技术方法。开环控制方法与闭环控制方法相反,其要求设计人员在设计起初应对阻塞的影响因素进行分析,然后进行有效的后续检测和分析。

4 IP网络流量控制技术存在的问题

当前,我国的IP网络流量控制技术仍处于初级阶段,与美国的IP网络流量控制技术相比还有较大差距,较低水平的IP网络流量控制技术严重制约着我国IP宽带技术的快速发展,因此,国家应继续重视对IP网络流量控制技术的研究,从而开发出更高效的流量控制产品,降低企业流量成本,提高企业运营效益。其次,人才是科技发展的重要基础,而当前高水平的IP网络流量控制技术人才较少,低层次、中层次的人才较多,使得在很大程度上限制了IP宽带技术的发展,抑制了信息技术的迅速发展。

5 IP网络流量控制技术的创新措施

随着现代信息技术的快速发展,信息社会是当前社会发展的主流趋势,信息在很大程度上决定着经济的发展速度。因此,国家应加大对信息科技的重视程度,建立网络流量控制研究基地,促进网络流量控制技术的发展。另外,对于高水平网络人才供不应求的状况,国家应在高校设置相关专业,招收学生,培养高水平网络人才,从而为解决流量供不应求状况做好准备。

6 小结

综上所述,高效的IP网络流量控制技术关系到信息社会的快速发展,影响着现代社会人们的正常生活。由于各种限制,使得宽带流量不能够满足人们的需要,因此,国家应大力发展信息科技,建立专门的网络科研机构,加强与国外网络企业的合作交流,并在高校设置专业培养大量高水平网络人才,从而促进IP网络流量控制技术的迅速发展,为信息社会的不断进步增添活力。

参考文献

[1]范兴发.绿色IP网络流量规划方法分析[J].大科技,2015(06):261-262.

[2]李才斌,刘惠明.IP网络流量监控技术研究及系统整合部署建议[J].电信网技术,2016(08):50-53,54.

[3]余辉.IP网络性能优化关键技术研究[J].技术与市场,2014(03):20-21.

控制技术范文4

关键词:工程技术; 伦理控制; 方法;

为了避免工程技术给人类社会与自然界可能带来的负面影响,必须对工程技术进行伦理控制。要加强工程技术活动的伦理规范,强化工程技术人员的伦理责任,强调工程技术成效合理化,倡导工程技术价值选择理性化。工程技术伦理控制有直接调控和间接调控之分。工程技术的伦理控制应采取内外部控制相结合的形式,处理好自律与他律之间的关系。

一、工程技术伦理控制的必要性

1.工程活动是人类所进行的规模较大的改变自然的实践活动,是近现代社会中最基本的、主导的、典型的、基础的实践方式和活动形态之一。工程与技术有着不可分割的关系。工程是技术的载体,技术是工程的支撑,工程不能离开技术而独立存在。正因为如此,人们经常把工程、技术这两个名词组合起来,频繁地使用“工程技术”这个复合词汇。随着许多新技术的发明和应用以及人类的生活方式趋于多样化,工程的概念也在不断地升化和扩大。现代工程实践不仅是一个受多种因素制约的复杂的运动体系,而且涉及科学技术在生产过程中的有效应用,还包括组织管理、协调、经济等基本要素,必须协调社会、政治、法律、文化、伦理和环境等多种复杂因素才能付诸实施。工程自身的技术复杂性和工程与社会的复杂关系,必然要求工程技术人员不仅精通技术业务,能够创造性地解决有关专业的技术难题,还要善于管理和协调、处理好与工程活动相关联的各种关系。除对工程进行经济价值和技术价值判断外,还必须对工程进行道德价值判断,除具备专业技术素质外,还应具备道德素养,还要对社会公众、对环境以及对人类未来负责。

2.工程技术伦理控制的目标。工程技术伦理控制目标就是尽量避免工程技术的负面影响,并使工程技术更好地为人类服务。工程技术人员不仅包括进行工程技术活动的工程师,而且包括与工程技术活动相关的管理者、投资者和工人。因而,工程技术的伦理控制不仅是伦理对工程技术活动本身的控制,也不仅是对工程技术人员的职业伦理要求,实质上是人对自身的欲望和行为的自我控制。因此,工程技术的伦理控制是以支配工程技术人员的目的和行为为控制对象,是人们通过工程技术后果的预测对自身工程技术人员行为影响的深思:即在日益强大的工程技术面前哪些事应当做,哪些事不应当做,哪些事现在应当做,哪些事永远不能做。由此可见,工程技术的伦理控制实质在于能够通过道德伦理导向的倡导和渗透,引导工程技术人员努力克服工程技术的负面效应。

二、工程技术伦理控制的实现方法

工程技术的伦理控制,是社会通过对工程技术动的伦理评价和价值导向,使工程技术人员在工程的设计、建设和使用等一系列活动中,不仅考虑工程技术的可能性,而且考虑其目的、手段和结果的正当性,用社会倡导的工程技术伦理原则和标准来规范工程技术人员的目的和行为,以协调工程技术发展与人的发展之间的伦理关系。工程技术伦理控制主要通过以下方法:

1.工程技术伦理控制的直接调控与间接调控。

(1)如果我们把工程技术的经济、政治、法律和伦理等控制因素作为一个系统来考察,可以看到,伦理既是超越于现行的经济、政治和法律制度之上重要的控制要素,同时也是与经济、政治和法律制度相互补充的控制手段之一。从地位上来说,伦理为社会其他的制度确立价值导向,建立合理性。但是,从功能上来说,伦理是与市场调节和政府调节相辅相成的第三种调节,任何社会经济、政治秩序的建立都要以伦理秩序为基础。工程技术伦理控制机制发挥作用的途径有直接和间接之分。

(2)所谓工程技术伦理控制的直接调控,就是通过社会舆论、传统习惯和内心信念约束工程技术人员自觉地监督并履行伦理义务。间接调控则是通过社会的经济和政治手段达到伦理对工程技术发展的导向作用。例如,运用经济利益机制进行工程技术人员赏罚,肯定和鼓励工程技术活动主体的伦理行为,否定和抑制违背工程技术伦理要求的、惟利是图的行为;运用政策和制度的手段激励和引导有利于社会利益的工程技术行为等。当然在工程技术的开发、应用中,技术的、市场的、政府的、不同国家之间的利益之间不总是一致的,此时,伦理标准往往作为社会最高层次的价值导向,间接地发挥对工程技术的导向作用,从而保证工程技术开发沿着促进经济社会和人的全面发展的方向运行。

2.工程技术伦理的自律控制。工程技术的伦理控制有自律与他律两种途径。自律是以工程技术人员伦理教育为主要途径,通过提高工程技术人员的伦理认识及伦理人格力量,以自律为基础,使工程技术人员自觉遵守和践行伦理规范的控制形式。工程伦理规范作为工程技术人员的信仰是工程技术主体工程实践的内在动力,在行为践行上有一个机制运行过程。机制的发生首先源于人们的需要。工程技术人员的行为能否按照工程伦理规范的要求去做,取决于工程技术人员能否将工程伦理准则的内容要求转化为自己的内在需要。因此,加强工程伦理教育,使工程技术人员形成对工程技术发展与伦理道德关系的正确认识,形成对工程伦理规范的信仰,这对工程技术的伦理控制是非常重要的。实施工程伦理教育,可以有效地促进工程技术人员提高修养,自觉接受工程伦理规范和原则的要求,自觉遵守工程技术相关法律法规,把遵守工程伦理规范的道德要求逐步转化为工程活动的道德行为,形成对工程技术活动的自我约束。

3.工程技术伦理的他律控制。他律是通过法律、社会舆论及各种利益机制为主要制约力量,以他律性的外在手段引导或诱导工程技术人员遵守和践行工程技术伦理规范的控制形式。工程技术的伦理控制决不是完全依靠自律就可以奏效的。自律能够通过工程技术人员践履工程伦理规范起到防患未然的作用。但是一旦工程技术人员缺乏这种道德自律的自觉性,就表现出道德自律的软弱。因此除了强调工程技术人员应自觉恪守工程伦理规范以外,必须借助于他律的形式,充分发挥法律法规和社会舆论的监督和评价功能,从而达到内外结合、标本兼治,使个体的行为不偏离轨道,才能形成对工程技术伦理的有效控制。

工程技术的伦理控制必须尊重工程技术自身发展的规律。所谓工程技术自身发展的规律,即是工程技术系统内部的自由竞争和社会对工程技术的自然选择规律。从工程技术发展的历程来看,社会对工程技术的选择标准是一个自然历史过程。每一种工程技术成其为工程技术,都是适应了这项技术所需要的社会历史条件,满足了当时的社会需要。工程技术的伦理控制作为对于工程技术发展中人与人关系的调节,必须遵循工程技术本身发展规律,不能逾越自己的界限。

参考文献:

[1]鲍宗豪,李振.社会控制的哲学反思[J].哲学研究.2010(12):23.

控制技术范文5

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(Full Closed AC Servo)、直线电机驱动技术(Linear Motor Driving)、可编程序计算机控制器(Programmable Computer Controller,PCC)和运动控制卡(Motion Controlling Board)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(Digital Signal Processor, 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。

该系文秘站: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 PLATINNM DDL系列直线电机和SERVOSTAR CD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(Programming Logical Controller,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。

控制技术范文6

1.1我国工业控制的发展

西方国家经过二次工业革命后,标志其进入工业时代,生产效率也随着机械设备的使用而显著提高。然而同一时期我国仍是自然经济状态,西方国家的经济快速发展起来,而我国的经济却处于缓慢发展甚至停滞不前的状态,生产效率极低,逐渐拉大了同西方国家的差距。新中国成立后,我国大力发展工业,并积极引进西方国家的先进技术,同时购进了大批的先进设备,我国的经济也获得了发展。人们清楚地认识到了工业对于经济发展和综合国力提高的重要作用。工业的生产效率虽然获得一定程度的提高,然而我国的工业水平提升的程度却并不明显,很多设备并不完全适合于国内的工业生产,先进的技术在引入的过程中也存在着本地化的问题,并非一蹴而就而是一个长期的过程。在先进设备的使用过程中也遇到了一些难题,技术人员的知识水平和业务素质不高,对于设备停留在仅仅会操作的层次,一旦设备出现问题,既找不出故障的原因,更加无法进行修复,只能聘请国外技术人员,使设备维修成本提高。进入21世纪,改革开放的成果显著,我国的经济获得了突飞猛进的发展,经济水平上升到一个新的高度,与此同时,现代化的工业水平也获得稳步提升,伴随着工业控制自动化和电子技术的广泛应用,我国的工业控制发展前景更加的广阔。机械设备被电子设备所取代,提高生产精度的同时,还提高了生产效率,降低了人力资源的占用,生产力显著提高。

1.2我国工业控制的情况

传统的手工生产方式被机械设备所取代,在一段时期内的确使生产效率得到了显著提高,对于经济水平较低的工业发展初期,尚可满足生产的需求。然而随着社会的进步,时代的发展,人们对于工业产品提出了更高的要求,无论是数量还是质量、精度,都提高到了一个新的层次。单纯的机械设备生产以及人工操作的生产方式已无法满足工业生产的要求。电子技术的应用则解决了这一难题,采用可编程逻辑控制器和单片机,并将所需的控制程序写入,完全能够满足工业控制的要求。同时有效降低了劳动强度,节省了大量的人力资源,仅需较少的技术人员进行看护。此外,随着人工智能应用于工业生产,设备在程序的控制下,可以解决生产中遇到的较为简单的问题。然而,虽然近年来电子技术获得了广泛的应用,我国的电子技术水平总体来说仍然不高,与国外的电子技术公司相比存在较大的差距,不利于我国工业控制的发展,我国的电子技术行业面临的形势依然较为严峻。

1.3自动化技术在工业控制领域中的应用

自动化技术应用于工业领域,广义的讲是指对于新能源和信息技术的充分运用的一种特殊生产方式,并以人力资源占用的最小化为宗旨。在工业生产中,其生产的目标和目的经由各种参数来得以表达,从而形成一种新型的生产模式,在这一模式下,无需人工管理,即所谓的自动化。当前,自动化技术的管理理念已经颇具系统性和综合性,这种先进的生产体系和生产方式也逐渐获得人们的重视,越来越多的资源被投入到自动化技术的研究与开发中去。实践已经证明,社会的进步离不开经济的繁荣,而工业则是推动经济繁荣的基础性产业,发展现代化的工业已经成为时代的主题。发展工业的进程中,自动化技术是重要的基础,是确保工业生产顺利进行的关键环节。工业正向着系统化、综合化、全面化的方向发展,而自动化则为其创造了发展的核心环境。工业的管理是一项复杂而系统的工程,自动化的管理亦是如此。因此,需要借鉴国外先进的自动化管理理念,从而推动我国的自动化管理体系的发展,推动工业控制领域的进步。自动化技术应用于工业控制领域,主要体现在对于工业生产过程的控制。简单的说是一种管理的控制流程,以自动化技术为基础,实现工业生产中监测、调度、管理的自动化。从近年来应用自动化技术的成果来看,自动化技术对于工业生产的产量和质量都有着非常重要的提升作用。除此之外,还能够有效的减少生产的能源消耗,这对于当前能源消耗较大、能源不足、环境污染较为严重的现状,具有非常重要的意义。

2电子技术的作用

21世纪,传统工业对于经济发展速度的提升所起到的推动作用已经不十分显著,而新兴的电子技术则为经济的发展提供了新鲜的活力。电子技术是实现生产自动化的关键要素,因此在工业控制领域,电子技术的作用也是不容忽视的。衡量一个国家的技术水平,有多种因素,而电子技术的发展水平则是其中较为关键的因素。当前,我国无论在经济水平还是在技术水平方面,较之以前都有了重大的进步,取得的成果也是十分显著的。然而,却并不能满足于现状,应该看到,与世界上发达国家相比,我国的电子技术水平还有待完善和提高,尤其是高科技的尖端电子技术领域,与发达国家的差距仍然很大。因此,当前的任务则是逐渐摆脱从国外引进产品的现状,加强电子技术的研发力度,积极开发出我国自己的尖端电子产品。

3电子技术在工业控制领域中的应用

3.1提高生产效率

电子芯片是实现电子技术的重要载体,也是实现自动化生产的主要媒介。通过将设定好的程序写入电子芯片,再由电子芯片执行程序,对机械设备进行控制。无需人工干预,即可准确地控制机械设备的操作。人工控制被写入特定程序的电子芯片所取代,避免了人工误操作带来的不利因素,无需休息,实现24小时不间断生产,因此极大的提高了生产效率。相应的,工作人员的数量和工作的强度都得以降低,进而减少人员成本。对传统的工业控制进行改造,将电子技术融入其中,不可避免地需要大量资金,尤其是在改建初期,需要投入较多的人力和物力,然而从长远的观点来看,对于企业效益的提高和可持续发展,其发挥的作用是不容忽视的。

3.2提高加工的精度

当前,在工业生产中对加工精度的要求越来越高,甚至已经达到了纳米级别。传统的机械设备生产方式下,由人来对机械进行操作和掌握加工精度,这种方式下所生产出来的产品,其精度无法满足现代工业生产的要求。电子技术的应用则使加工精度产生了质的飞跃,仅需根据加工需要,编写合适的控制程序,就能够实现自动化生产,并获得所需的加工精度。

4结束语

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