發(fā)布時間:2023-03-22 17:36:57
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關(guān)鍵詞:伺服驅(qū)動技術(shù),直線電機(jī),可編程計算機(jī)控制器,運(yùn)動控制
1引言
信息時代的高新技術(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,運(yùn)動控制技術(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)外各個廠家相繼推出運(yùn)動控制的新技術(shù)、新產(chǎn)品。本文主要介紹了全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)(FullClosedACServo)、直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)(LinearMotorDriving)、可編程序計算機(jī)控制器(ProgrammableComputerController,PCC)和運(yùn)動控制卡(MotionControllingBoard)等幾項具有代表性的新技術(shù)。
2全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)
在一些定位精度或動態(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,自動完成整個伺服系統(tǒng)的增益調(diào)節(jié),甚至可以跟蹤負(fù)載變化,實(shí)時調(diào)節(jié)系統(tǒng)增益;有的驅(qū)動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)動器可以直接采樣裝在最后一級機(jī)械運(yùn)動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僅作為速度環(huán)。這樣伺服系統(tǒng)就可以消除機(jī)械傳動上存在的間隙(如齒輪間隙、絲杠間隙等),補(bǔ)償機(jī)械傳動件的制造誤差(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,采用直線電動機(jī)直接驅(qū)動與原旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳動的最大區(qū)別是取消了從電機(jī)到工作臺(拖板)之間的機(jī)械傳動環(huán)節(jié),把機(jī)床進(jìn)給傳動鏈的長度縮短為零,因而這種傳動方式又被稱為"零傳動"。正是由于這種"零傳動"方式,帶來了原旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動方式無法達(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)時間常數(shù)較大的機(jī)械傳動件(如絲杠等),使整個閉環(huán)控制系統(tǒng)動態(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)動系統(tǒng)取消了由于絲杠等機(jī)械機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的傳動間隙和誤差,減少了插補(bǔ)運(yùn)動時因傳動系統(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.動剛度高由于"直接驅(qū)動",避免了啟動、變速和換向時因中間傳動環(huán)節(jié)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運(yùn)動滯后現(xiàn)象,同時也提高了其傳動剛度。
4.速度快、加減速過程短由于直線電動機(jī)最早主要用于磁懸浮列車(時速可達(dá)500Km/h),所以用在機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動中,要滿足其超高速切削的最大進(jìn)個速度(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"的高速響應(yīng)性,使其加減速過程大大縮短。以實(shí)現(xiàn)起動時瞬間達(dá)到高速,高速運(yùn)行時又能瞬間準(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)動動安靜、噪音低由于取消了傳動絲杠等部件的機(jī)械摩擦,且導(dǎo)軌又可采用滾動導(dǎo)軌或磁墊懸浮導(dǎo)軌(無機(jī)械接觸),其運(yùn)動時噪音將大大降低。
7.效率高由于無中間傳動環(huán)節(jié),消除了機(jī)械摩擦?xí)r的能量損耗,傳動效率大大提高。
直線傳動電機(jī)的發(fā)展也越來越快,在運(yùn)動控制行業(yè)中倍受重視。在國外工業(yè)運(yùn)動控制相對發(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;德國西門子公司、日本三井精機(jī)公司、臺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可編程計算機(jī)控制器技術(shù)
自20世紀(jì)60年代末美國第一臺可編程序控制器(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??删幊逃嬎銠C(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算機(jī)的分時多任務(wù)操作系統(tǒng)和多樣化的應(yīng)用軟件的設(shè)計。傳統(tǒng)的PLC大多采用單任務(wù)的時鐘掃描或監(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,它采用分時多任務(wù)機(jī)制構(gòu)筑其應(yīng)用軟件的運(yùn)行平臺,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,給工程項目應(yīng)用軟件的開發(fā)帶來很大的便利。因為這樣可以方便地按照控制項目中各部分不同的功能要求,如運(yùn)動控制、數(shù)據(jù)采集、報警、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)動控制卡
運(yùn)動控制卡是一種基于工業(yè)PC機(jī)、用于各種運(yùn)動控制場合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制單元。它的出現(xiàn)主要是因為:(1)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)備的自動化控制系統(tǒng)研制和改造中,急需一個運(yùn)動控制模塊的硬件平臺;(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)動控制卡通常采用專業(yè)運(yùn)動控制芯片或高速DSP作為運(yùn)動控制核心,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)動控制的所有細(xì)節(jié)(包括脈沖和方向信號的輸出、自動升降速的處理、原點(diǎn)和限位等信號的檢測等等)。運(yùn)動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)動控制卡能夠廣泛地應(yīng)用于制造業(yè)中設(shè)備自動化的各個領(lǐng)域。
這種運(yùn)動控制模式在國外自動化設(shè)備的控制系統(tǒng)中比較流行,運(yùn)動控制卡也形成了一個獨(dú)立的專門行業(yè),具有代表性的產(chǎn)品有美國的PMAC、PARKER等運(yùn)動控制卡。在國內(nèi)相應(yīng)的產(chǎn)品也已出現(xiàn),如成都步進(jìn)機(jī)電有限公司的DMC300系列卡已成功地應(yīng)用于數(shù)控打孔機(jī)、汽車部件性能試驗臺等多種自動化設(shè)備上。
在社會發(fā)展的多個領(lǐng)域,都能夠發(fā)現(xiàn)智能化技術(shù)的應(yīng)用。智能化技術(shù)具有綜合性的特點(diǎn),包含著多種學(xué)科內(nèi)容,例如控制學(xué)。從字面的理解來看,智能化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用是借助一定技術(shù)手段的實(shí)施,完成人工智能的機(jī)器操作目標(biāo),并且解決一些人力不能完成的問題。在較長時間的實(shí)踐應(yīng)用中,智能化技術(shù)逐漸走向成熟,在各個社會領(lǐng)域發(fā)揮的作用更加明顯。在電氣工程領(lǐng)域,利用智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)較好的自動化控制,經(jīng)過了較長時間實(shí)踐,應(yīng)用了多方面的電氣工程內(nèi)容,才得出了較強(qiáng)的實(shí)用性結(jié)論。因為智能化技術(shù)的應(yīng)用術(shù)語屬于高端的計算機(jī)技術(shù),所以,自動化控制工作中引入智能化技術(shù),必須有一定的計算機(jī)理論基礎(chǔ),否則將影響智能化技術(shù)的作用發(fā)揮。在智能化技術(shù)的不斷實(shí)踐應(yīng)用中,極大提高了自動化控制系統(tǒng)的運(yùn)行速度,較好改善了電氣自動化控制工作,降低了工作成本,減輕了工作壓力,實(shí)現(xiàn)了人力資源配置的合理優(yōu)化。
二、智能化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢
(一)免去了控制模型的建立
在電氣工程的傳統(tǒng)工作中,自動化系統(tǒng)控制的實(shí)現(xiàn)必須有控制模型的建立。但是,在實(shí)際的操作中,被控制對象往往需要十分復(fù)雜的動態(tài)方程,這就影響了精確效果的獲得。由此,在設(shè)計對象模型的環(huán)節(jié)中,經(jīng)常會遇到無法科學(xué)預(yù)測、無法準(zhǔn)確估量的一系列困難。然而,智能化系統(tǒng)的出現(xiàn),使這些困難得到了較好解決,極大促進(jìn)了工作效率的提升,同時對于一些不可控制的因素,也實(shí)現(xiàn)了較好的控制,大大提升了自動化控制器的準(zhǔn)確性。
(二)實(shí)現(xiàn)了便捷的電氣系統(tǒng)控制
智能化控制器的實(shí)際應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了更加便捷的電氣系統(tǒng)控制,隨時都可以完成對系統(tǒng)控制程度的有效調(diào)整,極大提升了系統(tǒng)的整體工作性能,是對自動化控制順利實(shí)現(xiàn)的進(jìn)一步保障。從這一項優(yōu)勢中就可以看到,和傳統(tǒng)的自動化控制器相比較,在任何條件下,智能化控制器都具有更加完善的調(diào)解控制功能,在電氣工程的自動化實(shí)踐應(yīng)用中占據(jù)優(yōu)勢。
(三)實(shí)現(xiàn)了一致性的智能化控制
在自動化控制中的數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié),智能化控制器可以實(shí)現(xiàn)一致性的智能化控制,很好解決了不同數(shù)據(jù)的處理困難。而且,在自動化控制的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行上,即使遇到陌生的數(shù)據(jù),也依舊可以獲得具有較高準(zhǔn)確度的估計。但是,如果發(fā)現(xiàn)智能化控制器在實(shí)際的應(yīng)用中沒有發(fā)揮出理想的效果,一定要全面排查工程的各個細(xì)節(jié),細(xì)致地進(jìn)行分析,不能盲目的否定智能化控制技術(shù)。
三、智能化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用
(一)系統(tǒng)病因診斷
在電氣工程診斷工作中,采用傳統(tǒng)的人工手段具有較強(qiáng)的復(fù)雜性,雖然對工作人員要求十分嚴(yán)格,但是也無法獲得較為準(zhǔn)確的診斷病因。在電氣工程工作中,實(shí)現(xiàn)自動化控制的過程中經(jīng)常會遇到一些如設(shè)備、數(shù)據(jù)等方面的問題,這是不可能避免的,采用傳統(tǒng)的人工診斷辦法不能確保病因處理的及時性,而且處理效果也不佳。但是,智能化技術(shù)的廣泛應(yīng)用,使得自動化控制工作的診斷效率得到大幅度提升。而且,定時檢測診斷應(yīng)用,有效避免了一些不必要的問題。
(二)系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化
在電氣工程發(fā)展中,傳統(tǒng)的工程設(shè)計需要工作人員進(jìn)行多次重復(fù)的實(shí)驗操作和改良,而且,在這一工作過程中,對工作人員的工作素質(zhì)也有著較高的要求,既需要工作人員掌握一定的專業(yè)設(shè)計知識,還需要工作人員能夠很好的將知識理論應(yīng)用于實(shí)踐工作中。但是,在實(shí)際的設(shè)計工作中,工作人員往往不能做到全面的考慮,經(jīng)常會漏掉一些具體的問題。所以,一旦發(fā)現(xiàn)復(fù)雜問題,很多情況下都不能做到及時解決。而智能化技術(shù)的出現(xiàn),較好解決了這一問題。設(shè)計工作可以借助于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)完成,也可以借助于相關(guān)的軟件完成,既保證了設(shè)計中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,也實(shí)現(xiàn)了設(shè)計樣式的豐富化,更能夠做到對復(fù)雜問題的及時處理,較好保證了自動化控制的穩(wěn)定性。
(三)系統(tǒng)的自動化控制
在電氣工程中,智能化技術(shù)可以應(yīng)用于多個控制環(huán)節(jié),能夠很好的實(shí)現(xiàn)整體性的自動化控制。智能化技術(shù)的主要控制工作是借助于三種手段實(shí)現(xiàn)的,一是模糊控制,二是專家系統(tǒng)控制,三是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。運(yùn)用這三種控制手段,極大提升了自動化控制效率,使遠(yuǎn)距離的自動化控制成為可能,增強(qiáng)了對電氣系統(tǒng)的運(yùn)行反饋。特別是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制,能夠?qū)崿F(xiàn)算法的反向?qū)W習(xí),在信號處理方面得到了較大應(yīng)用。
四、結(jié)語
目前,我國自動化技術(shù)發(fā)展速度非???,在機(jī)械領(lǐng)域中的作用也日趨明顯。應(yīng)用自動化技術(shù)能夠降低人力勞動成本,工作人員只需要進(jìn)行簡單的操作就能夠?qū)崿F(xiàn)大型機(jī)械的自動化作業(yè),甚至能夠完成人們無法完成的工作。計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為自動化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械領(lǐng)域提供了保障,人們打破了對傳統(tǒng)機(jī)械行業(yè)的認(rèn)識,以自動化設(shè)備來實(shí)現(xiàn)對機(jī)械的調(diào)用和裝配,不僅降低了人力成本,同時還能夠有效降低產(chǎn)品的報廢率,是整個機(jī)械裝配流程形成連續(xù)化,使產(chǎn)品的生產(chǎn)周期大幅縮短,保質(zhì)保量的完成機(jī)械裝配任務(wù),為企業(yè)創(chuàng)造出更為豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。
2自動化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用
1)信息自動化。信息自動化主要是依托于計算機(jī)技術(shù)而形成的,其中主要包括輔助制造、輔助設(shè)計、工藝輔助設(shè)計、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理等。輔助制造指在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中采用數(shù)值控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)自動化應(yīng)用,進(jìn)而完成產(chǎn)品的生產(chǎn),也被稱為數(shù)控技術(shù);輔助設(shè)計是指采用計算機(jī)設(shè)計軟件來完成對產(chǎn)品的創(chuàng)意、設(shè)計、建模、參數(shù)值評測等,并且對機(jī)械構(gòu)件實(shí)現(xiàn)精確測量;工藝輔助設(shè)計則是輔助制造和輔助設(shè)計的紐帶,能夠有效提高工藝生產(chǎn)的效率,并使之實(shí)現(xiàn)優(yōu)化和提升;產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理則是采用計算技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對儲入庫,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的系統(tǒng)化管理。
2)物資供輸自動化。物資供輸是對品生產(chǎn)的原材料進(jìn)行運(yùn)輸和調(diào)配的過程,其物資供輸自動化則是采用自動化手段來完成物資的運(yùn)輸和調(diào)配,是自動化在機(jī)械領(lǐng)域中得到應(yīng)用的細(xì)分體現(xiàn),其中涉及自動化設(shè)備、自動化裝置、自動化物資輸送、自動化軟件等。
3)生產(chǎn)自動化。生產(chǎn)自動化能夠從機(jī)械制造加工方面得以體現(xiàn),可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械組件的自動化裝卸,這種自動化裝卸在系統(tǒng)不發(fā)生故障的情況下可以循環(huán)重復(fù)進(jìn)行,有效降低人力使用成本,并且能夠降低由于人為因素所造成的失誤,提升產(chǎn)品的合格率,大幅提升了產(chǎn)品的質(zhì)量。
4)設(shè)備裝配自動化。設(shè)備裝配自動化是將整個裝配流程輸入到數(shù)控設(shè)備中,通過計算機(jī)來完成對機(jī)械的操作,按照特定的規(guī)格、形狀制成配件,同時還能夠完成一系列組裝、調(diào)試、驗收等工作,是一條能夠自動完成機(jī)械裝配的自動化流水線。在機(jī)械制造業(yè)中,設(shè)備裝備擁有比較重要的地位,而自動化設(shè)備能夠協(xié)助完成接卸裝配,使很多繁瑣的人工裝配能夠用機(jī)械替代完成,極大地提高機(jī)械生產(chǎn)效率,是現(xiàn)代化機(jī)械制造的重要組成部分。
5)檢測自動化。自動化裝配完成的零件或設(shè)備需要對其進(jìn)行檢測,而自動化檢測則能夠很好的完成這項工作。針對新型材料、零部件和復(fù)雜的工藝加工產(chǎn)品,在機(jī)械制造也中采用人工進(jìn)行檢測難度非常大,而且效率極低,已經(jīng)不能滿足當(dāng)前機(jī)械制造與生產(chǎn)的要求,檢測自動化被應(yīng)用到機(jī)械制造是一種必然趨勢,采用多種檢測技術(shù)來對機(jī)械制造出的產(chǎn)品進(jìn)行檢測,其中包括電流信號、時序錯排、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和其他更為智能的設(shè)備診斷技術(shù)。
3自動化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用發(fā)展趨勢
1)高度集成化。將自動化應(yīng)用在機(jī)械制造領(lǐng)域,首要解決的問題就是實(shí)現(xiàn)制造技術(shù)的高度集成化。集成化是一種生產(chǎn)模式,能夠?qū)⒍喾N生產(chǎn)內(nèi)容按照一定的順序來形成流水作業(yè),對制造生產(chǎn)工作進(jìn)行整合,并在計算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上來實(shí)現(xiàn)和完成機(jī)械制造的自動化,并將其細(xì)分到各個子系統(tǒng)中,如自動化信息系統(tǒng)、自動化制造系統(tǒng)、自動化管理系統(tǒng)等,相互子系統(tǒng)之間分工協(xié)作,形成一套擁有高集成度的機(jī)械制造自動化系統(tǒng)。
2)智能化。機(jī)械制造是由手工制造發(fā)展轉(zhuǎn)變而來的,傳統(tǒng)簡單的機(jī)械制造技術(shù)無法滿足新時代的要求,依托于先進(jìn)的計算機(jī)科學(xué)所構(gòu)建的智能化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械加工的集成化、系統(tǒng)化、流程化作業(yè),打破傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)的局限,引入高效能的功能體系,結(jié)合計算機(jī)信息技術(shù)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成和整合,使之成為一個整體,力求實(shí)現(xiàn)全自動的智能化生產(chǎn)。智能制造就是將人工智能技術(shù)引入到機(jī)械制造中,同時在自動化基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更加現(xiàn)代化的機(jī)械制造,使相互之間的技術(shù)能夠相互滲透和共融,能夠運(yùn)用計算機(jī)來對機(jī)械制造進(jìn)行分析和決策,模擬人的思維來模仿和代替人的工作。此外,相較于專家智慧,智能化機(jī)械制造能夠完成專家無法完成的對自身進(jìn)行監(jiān)視,及時發(fā)現(xiàn)錯誤并進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn),同時還能對任務(wù)進(jìn)行預(yù)設(shè),不斷調(diào)節(jié)自身參數(shù)獲得最佳狀態(tài),不受情緒的影響等優(yōu)勢。可見,智能化系統(tǒng)相較于人工智能要更高一層。
3)虛擬化。虛擬化指采用計算機(jī)技術(shù)來使機(jī)械產(chǎn)品能夠在現(xiàn)實(shí)中完成完全模擬,進(jìn)而提升產(chǎn)品質(zhì)量,提高工作效率。比如,機(jī)械制造過程中應(yīng)用計算機(jī)模擬仿真技術(shù)和信息控制技術(shù),能夠更好的對計算機(jī)的控制過程進(jìn)行模擬,發(fā)現(xiàn)其中所存在的問題,進(jìn)而在實(shí)際工作中避免出現(xiàn)類似錯誤。利用虛擬化能夠大幅提高產(chǎn)品設(shè)計和研發(fā)的周期,保證產(chǎn)品質(zhì)量,進(jìn)而提升在市場中的競爭力。
4)柔性自動化?,F(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展要求企業(yè)在市場應(yīng)變能力上要更為靈活,對客戶的反饋有快速捕捉并對產(chǎn)品加以改進(jìn)的能力,因而要根據(jù)市場需求的內(nèi)外部環(huán)境條件來有針對性的進(jìn)行部件更新,對產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整或改變機(jī)械制造種類等,對此,采用柔性自動化技術(shù)是最佳的選擇。利用計算機(jī)技術(shù)來構(gòu)建人機(jī)交互界面,并結(jié)合自動化技術(shù)構(gòu)建一個擁有柔性自動化的信息管理系統(tǒng),為獲得更高的效益和利潤提供保障。柔性自動化系統(tǒng)中并不完全是自動化設(shè)備,也存在普通設(shè)備,只是在個別環(huán)節(jié)上可以進(jìn)行人為介入,以提升機(jī)械制造的作業(yè)效率。柔性自動化所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)就是使產(chǎn)品生產(chǎn)能夠更好的滿足市場需求,提升市場競爭力。與此同時,采用柔性自動化能夠拉近機(jī)械設(shè)置、機(jī)械生產(chǎn)、機(jī)械制造之間的關(guān)系,使集成化程度更高,大幅提升自動化技術(shù)應(yīng)用背景下機(jī)械制造的效率。
4結(jié)束語
由于利用太陽能越冬,越冬車間應(yīng)選擇離太陽能比較近,方便操作的車間。室內(nèi)光照強(qiáng)度調(diào)整在500~2000lx,車間窗戶用窗簾調(diào)節(jié)光照,防止直射光進(jìn)入車間,門窗要用薄膜封好,這樣保溫效果更佳。越冬池以20~40m2為宜,水深1~1.5m,最好是圓形池子,池底光滑,水泥池池壁上方有進(jìn)水閥,池底均勻布置充氣石,0.5個/m2。每個池子要配一套加壓棒,自動調(diào)節(jié)溫度,防止陰天或夜間溫差過大。配水池要根據(jù)需要選擇水體較大的水池,根據(jù)太陽能水溫的高低,加入適量水塔水,用水泵加到越冬池。
2曼氏無針烏賊入室
從當(dāng)年8月份日照海域收集到的受精卵,在室內(nèi)水泥池孵化,從經(jīng)過人工養(yǎng)殖的曼氏無針烏賊中,選擇健康、活潑的個體進(jìn)行人工越冬,一般情況下趨光性強(qiáng)、游動速度快的成體較好。當(dāng)自然水溫降至15℃左右時,即進(jìn)入越冬期,在日照地區(qū)每年11月開始至次年5月中旬自然水溫回升到15℃以上時結(jié)束。
3日常管理
3.1水質(zhì)控制
每天定時觀測水溫、溶解氧、鹽度等水質(zhì)情況,做好越冬養(yǎng)殖的各項記錄。越冬池水溫控制在12.5~13.5℃,鹽度23‰~32‰,pH值7.8~8.8。用配水池的水換水,每天換水1次,換水量為80%。換水時要用20目網(wǎng)箱虹吸換水,盡量不要用水泥池排水管換水,防止曼氏無針烏賊被吸附在排水管上,致其受傷,影響成活率。換水前應(yīng)先吸底,吸出殘餌、糞便,換水時水溫要求溫差不超過0.5℃,并保持24小時充氣。
3.2餌料投喂
各種鮮活的小魚蝦、小雜蟹都是曼氏無針烏賊的最佳餌料。秋末冬初,從室外養(yǎng)殖蝦、蟹的池塘中收集一些活的小雜魚、草蝦、糠蝦、小雜蟹暫養(yǎng)在車間水泥池中,為其準(zhǔn)備好“過冬糧”。暫養(yǎng)的活餌料小雜魚蝦、蟹等耐低溫,故可以用自然水溫培育,投喂冰凍的小雜魚,并經(jīng)常換水,保持水質(zhì)新鮮。由于越冬周期比較長,活餌數(shù)量有限,有時不能滿足越冬的需要,可以搭配冰凍小雜魚蝦,比如面條魚、小白蝦等投喂效果也不錯。投喂冰凍餌料時要做到少投、慢投,并注意曼氏無針烏賊的攝食情況,至不再攝食時停止投喂,并且要及時清理沉入池底的殘餌。
3.3疾病防治
室內(nèi)水泥池越冬時,由于曼氏無針烏賊活動迅猛,烏賊表皮容易碰到池壁擦傷,如不及時處理,可能導(dǎo)致腐爛死亡。每周要用抗生素(土霉素2mg/L或20%的氟苯尼考1mg/L)定期進(jìn)行防病處理,提高成活率。
3.4日常巡視
應(yīng)加強(qiáng)曼氏無針烏賊的日常巡視,每天巡查,仔細(xì)觀察曼氏無針烏賊的生長和攝食情況,發(fā)現(xiàn)病死烏賊或攝食不正常時,應(yīng)及時檢查分析原因,采取相應(yīng)的措施,做好病害防治工作,發(fā)現(xiàn)死亡個體應(yīng)立即撈出。
4小結(jié)
心理學(xué)家布魯納十分肯定戴爾的“經(jīng)驗之塔”理論,并堅持“教學(xué)的過程應(yīng)該從直接經(jīng)驗入手,然后是經(jīng)驗的映像性表象,再過渡到經(jīng)驗的符號性表象”。他著眼于學(xué)生的心理操作特征,把戴爾的“經(jīng)驗之塔”十多個層次的學(xué)習(xí)經(jīng)驗進(jìn)行了濃縮,將活動歸納為動作性、映像性和抽象性三個大的類別。布魯納的經(jīng)驗分層理論啟示我們,數(shù)學(xué)教學(xué)活動的設(shè)計,應(yīng)遵循經(jīng)驗獲得的一般規(guī)律,從“直接性經(jīng)驗—經(jīng)驗的映像性表象—經(jīng)驗的抽象性表象”,提供的數(shù)學(xué)活動任務(wù)及情境應(yīng)該從具體到抽象,從實(shí)物到映像,從感官參與到思維符號的參與?!度切蔚恼J(rèn)識》中教學(xué)“三角形邊的特點(diǎn)”時,我讓每個學(xué)生都準(zhǔn)備了四根不同長度的硬紙條。為了引導(dǎo)學(xué)生有效開展合作學(xué)習(xí),我精心設(shè)計了學(xué)習(xí)提綱:(1)獨(dú)立選擇不同的硬紙條試著圍三角形,并填寫表格;(2)觀察表格中每個三角形的三條邊,你發(fā)現(xiàn)當(dāng)三條邊有怎樣的關(guān)系時能圍成三角形,然后在小組里說一說。學(xué)生在學(xué)習(xí)提綱的指導(dǎo)下嘗試圍三角形,然后小組交流填表,為規(guī)律的歸納和概括積累充分的感性材料和經(jīng)驗,這是“直接性經(jīng)驗”。之后組織全班交流,根據(jù)學(xué)生回答,教師演示不同的情況,讓學(xué)生觀察和思考,形成“經(jīng)驗的映像性表象”。接著再引導(dǎo)學(xué)生觀察表格,發(fā)現(xiàn)規(guī)律:三角形任意兩邊之和都要大于第三邊,從而進(jìn)入“經(jīng)驗的抽象性表象”。教學(xué)要始于直接性經(jīng)驗,但不能止于此,而要逐步走向抽象。
二、實(shí)現(xiàn)個體與群體的經(jīng)驗共享
新課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生的合作交流,但這種合作交流應(yīng)基于學(xué)生的獨(dú)立探究,這樣的交流才不會成為“無源之水,無本之木”。從數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗形成的角度來看,學(xué)生只有進(jìn)行獨(dú)立操作、思考,才能形成獨(dú)立的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗,激發(fā)個體的學(xué)習(xí)智慧。教師在設(shè)計數(shù)學(xué)活動時,要讓學(xué)生有獨(dú)立操作、探究的機(jī)會。如教學(xué)《搭配的規(guī)律》時,創(chuàng)設(shè)情境:兩頂帽子和三個木偶搭配,一共有多少種不同的方法?學(xué)生獨(dú)立操作,有的是無序的,有的是有序的。在集體交流時,學(xué)生的展示活動應(yīng)從無序走向有序。而同樣是有序的搭配,有的是從帽子開始想起的,有的是從木偶開始想起的。在學(xué)生獨(dú)立操作探究的基礎(chǔ)上,展示不同的操作和思考過程,學(xué)生的個體經(jīng)驗才可能實(shí)現(xiàn)和群體的共享,從而體會搭配時“序”的重要性———不遺漏,不重復(fù),積累有序思考的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗。如果一開始就采用合作的方式,學(xué)生的不同想法就會在部分學(xué)生的“強(qiáng)勢”中淹沒,經(jīng)驗的個體化可能被淹沒,經(jīng)驗生長和積累的過程也無法清晰地展開。
三、尊重學(xué)生經(jīng)驗積累的差異性
學(xué)生由于知識水平、思維方式等的不同,其經(jīng)驗積累也是有差異的。不同的學(xué)生在同一個階段積累的經(jīng)驗的層次也不盡相同。教師在活動設(shè)計時既要考慮共性,即活動設(shè)計要符合學(xué)生的年齡特點(diǎn)和知識水平,設(shè)計的活動要讓所有學(xué)生都能參與,同時也要考慮學(xué)生的差異,設(shè)計的活動要關(guān)注不同層次的學(xué)生,經(jīng)驗預(yù)期有一定的差異性,以滿足不同學(xué)生的需要。例如,教學(xué)《一一列舉的策略》時,對于問題:“18根1米長的柵欄圍成一個長方形的羊圈,有多少種不同的圍法?”最初的教學(xué)設(shè)計是先讓所有學(xué)生都動手?jǐn)[小棒,體會周長和長、寬之間的關(guān)系,然后用自己喜歡的方法將結(jié)果一一列舉出來。后來,我選擇了思維水平不同的學(xué)生進(jìn)行了學(xué)情調(diào)查,了解到有的學(xué)生抽象思維能力較強(qiáng),能直接列式找到不同的圍法;有的學(xué)生能主動借助小棒或畫圖來進(jìn)行思考;還有的學(xué)生在教師的點(diǎn)撥下才能想到用畫圖或擺小棒的方法找到結(jié)果。于是,我改變了原先的活動設(shè)計。出示問題后,讓學(xué)生自己選擇解決問題的方法,并將各種不同的圍法表示出來,同時提示如果有困難可以借助老師給大家提供的學(xué)具。在交流環(huán)節(jié),我選擇了擁有不同思考方法的學(xué)生進(jìn)行展示,收到了良好的效果。在這個過程中,不同思維水平的學(xué)生所積累的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗的層次也是不同的:完全通過擺小棒方法得出不同圍法的,積累的是動作性數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗;擺了一兩個長方形之后,體會到周長與長、寬之間的關(guān)系,再根據(jù)關(guān)系繼續(xù)找到其他不同圍法的學(xué)生,積累的是動作性活動經(jīng)驗加映像性數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗;直接用列算式的方法找到結(jié)果的學(xué)生,積累的是抽象性數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗。當(dāng)然,對于思維處于第一個層次的學(xué)生,教師還要通過引導(dǎo)他們觀察擺出的長方形的長和寬,體會長和寬的和是不變的,使他們的思維在原有基礎(chǔ)上得到提升。
四、通過反思提升內(nèi)化經(jīng)驗
在電網(wǎng)的建設(shè)中,智能變電站是非常重要的組成部分,主要是傳輸和分配電能,并且進(jìn)行監(jiān)測、控制和管理。變電站綜合自動化系統(tǒng)具有的特征包括這些方面,首先是功能綜合化,指的是結(jié)合變電站自動化系統(tǒng)的運(yùn)行要求,綜合考慮二次系統(tǒng)的功能,優(yōu)化組合設(shè)計,以便促使繼電保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)達(dá)到統(tǒng)一。其次是構(gòu)成模塊化,模塊化和數(shù)字化保護(hù)、控制和測量裝置,這樣就可以利用通信網(wǎng)絡(luò)來連接各個功能模塊,以便有效的共享信息。再次是運(yùn)行管理智能化,變電站綜合自動化的實(shí)現(xiàn),可以促使無人值班、人機(jī)對話得到實(shí)現(xiàn),并且操作屏幕化、制表、打印以及越限監(jiān)視等功能也可以實(shí)現(xiàn),對實(shí)時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫進(jìn)行構(gòu)建。在變電站自動化技術(shù)中,非常重要的一個組成部分就是變電站自動化、智能化,需要實(shí)現(xiàn)的功能有很多;對電網(wǎng)故障進(jìn)行檢測,以便對故障部分盡快隔離;對變電站運(yùn)行實(shí)時信息進(jìn)行采集,監(jiān)視、計量和控制變電站運(yùn)行情況;對一次設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,以便更好的維護(hù)一次設(shè)備;促使當(dāng)?shù)睾髠淇刂坪途o急控制得到實(shí)現(xiàn)。主要有這些表現(xiàn),在微機(jī)保護(hù)方面,保護(hù)站內(nèi)所有的電氣設(shè)備,如母線保護(hù)、變壓器保護(hù)、電容器保護(hù)以及其他的安全自動裝置,如低頻減載、設(shè)備自投等等。其次是數(shù)據(jù)采集,在狀態(tài)量方面,斷路器狀態(tài)、隔離開關(guān)狀態(tài)以及變壓器分接頭信號等都屬于這個方面的內(nèi)容;各段的母線電壓、線路電壓以及電流和功率值等則屬于模擬量;脈沖電度表的輸出脈沖是脈沖量,促使電能測量得到實(shí)現(xiàn)。
2智能變電站自動化技術(shù)的調(diào)試
智能變電站自動化技術(shù)需要進(jìn)行調(diào)試,主要調(diào)試的內(nèi)容在于:第一,進(jìn)行站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)調(diào)試,站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)主要由交換機(jī)以及通信介質(zhì)構(gòu)成,需要對外部、通信廣聯(lián)、通信銅纜進(jìn)行檢查。第二,對計算及監(jiān)控體系進(jìn)行調(diào)試,對設(shè)備的外部進(jìn)行檢查,進(jìn)行絕緣實(shí)驗以及上電檢查,檢查遙信、遙調(diào)、遙控等功能,檢查無功控制、定值管理、主備切換等功能。第三,調(diào)試?yán)^電保護(hù),主要包含的是絕緣試驗、上電檢查、單體與整組調(diào)試、調(diào)試?yán)^電保護(hù)的信息管理系統(tǒng)等。第四,調(diào)試電站中的不間斷電源,實(shí)時監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài),主要是對網(wǎng)絡(luò)報文記錄系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)通信檢測設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。第五,對采樣值系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試,主要包含的是過程層的合并單元調(diào)試與電子互感器的電子采集調(diào)試等。上述調(diào)試試驗的主要目的在于保證智能變電站的安全、穩(wěn)定運(yùn)行,減少工程建設(shè)的試驗時間,從而為變電站的自動化技術(shù)奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。
3智能變電站自動化的建立
3.1建設(shè)單元管理模式單元管理模式主要是依照物理層、網(wǎng)絡(luò)層等實(shí)行隔離管理,對一些數(shù)量較多的元器件應(yīng)當(dāng)采用“點(diǎn)對點(diǎn)”的形式進(jìn)行監(jiān)控,每一個元器件都需要有一個代碼進(jìn)行相應(yīng)的信息存儲與信息管理,而且還可以借助GPS等形式,提高電力管理效率。
3.2建立應(yīng)急系統(tǒng)智能變電站無法解決所有的問題,因此可以在原有的基礎(chǔ)上設(shè)置應(yīng)急系統(tǒng),此系統(tǒng)平時不會參與電氣運(yùn)行,但是需要定期對其進(jìn)行檢查,因為如果出現(xiàn)了相應(yīng)的電力故障,應(yīng)急系統(tǒng)由于自身原因無法及時投入使用,那么將會造成不可預(yù)計的損失。一般情況下,可以對一二次設(shè)備以及通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理分配,主保護(hù)與備用保護(hù)要分開,方便設(shè)備運(yùn)行時的保護(hù)與運(yùn)行后的維護(hù)。
4結(jié)語
關(guān)鍵詞:電氣自動化控制技術(shù);ESC系統(tǒng);安全穩(wěn)定
0 引言
電氣自動化控制技術(shù)是建立在電子信息和自動化技術(shù)之上的,以電氣控制系統(tǒng)為核心,以電動機(jī)為主要傳輸動力,具有自動檢測、信息控制等多項功能,利用自動化技術(shù)可使各項電氣設(shè)備自主控制完成電力生產(chǎn)任務(wù)。將其應(yīng)用于電力系統(tǒng)中,可有效解決其復(fù)雜結(jié)構(gòu)帶來的一系列問題,降低工作難度,減少人工勞動量,進(jìn)而維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,提高生產(chǎn)效率。然而在實(shí)際應(yīng)用時,還有一些不足之處應(yīng)引起重視,促進(jìn)該技術(shù)在未來有更好的發(fā)展。
1 電氣自動化技術(shù)的功能及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
1.1 功能
首先是自動控制功能,即對電力設(shè)備的自動控制,是自動化技術(shù)的一個重要體現(xiàn)。多采用分散式控制方式,實(shí)現(xiàn)對整個操作系統(tǒng)的控制,運(yùn)行中若有設(shè)備出現(xiàn)異常,自動控制系統(tǒng)會及時發(fā)現(xiàn), 并將故障電路切除,以免有電流經(jīng)過,使得故障進(jìn)一步擴(kuò)大。而電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大,線路復(fù)雜,要想準(zhǔn)確切斷電路,還需依靠分散控制來完成,所以說自動控制功能是維護(hù)系統(tǒng)整體穩(wěn)定的一個重要保障。
其次是保護(hù)功能,受內(nèi)部運(yùn)行或外部環(huán)境影響,電力設(shè)備難免會出現(xiàn)各種故障,進(jìn)而影響到系統(tǒng)安全。而電氣自動化控制技術(shù)則能夠保護(hù)設(shè)備運(yùn)行安全,如輸入電壓不穩(wěn)定時,自動控制系統(tǒng)會控制設(shè)備自動將高電壓轉(zhuǎn)換為低電壓,保護(hù)設(shè)備內(nèi)部的元件和導(dǎo)線不被損壞,將可能會出現(xiàn)的風(fēng)險降至最低,盡可能地保護(hù)設(shè)備安全。電力設(shè)備運(yùn)行時的承受能力有限,一旦電流過大,必將受損,所以說自動化控制技術(shù)的應(yīng)用,可提高設(shè)備的使用壽命。
此外是監(jiān)督功能,主要是監(jiān)督不穩(wěn)定電流,因為電流不穩(wěn)定時,對設(shè)備危害較大,自動化控制系統(tǒng)則能對其加以監(jiān)督。此時顯示器上的指針會有所偏移,且信號燈閃爍,提示工作人員對線路進(jìn)行檢查。進(jìn)而控制不穩(wěn)定電流,避免故障發(fā)生。
1.2 應(yīng)用
首先是電氣產(chǎn)品的設(shè)計,為生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品,設(shè)計者必須具備極強(qiáng)的專業(yè)知識,并了解當(dāng)前需要解決的關(guān)鍵問題,以及產(chǎn)品的用途和工作環(huán)境。以往多以經(jīng)驗為主,缺少科學(xué)性,而且工作量較大,精確度低。而現(xiàn)代化產(chǎn)品則要利用高科技和現(xiàn)代化工具,如計算機(jī)等。另外,控制理論也越來越成熟,尤其是專家系統(tǒng)、遺傳算法等的應(yīng)用,為產(chǎn)品提供了質(zhì)量保障。
其次是設(shè)備故障的診斷,現(xiàn)代化電氣設(shè)備功能增多,智能化程度越來越高,故障也變得更加復(fù)雜,具有非線性的特點(diǎn),檢測處理難度加大。傳統(tǒng)的方法顯然已不適用,而當(dāng)前則逐漸形成了一套設(shè)計理論,以此對故障進(jìn)行檢測。這是一大創(chuàng)新,在智能化產(chǎn)品故障檢測中較為適用,效率很高。當(dāng)然還可以結(jié)合模糊邏輯系統(tǒng)等使用,進(jìn)一步提升檢測效率。
2 新型電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用分析
2.1 案例
某電力企業(yè)為提高生產(chǎn)效率,降低故障發(fā)生頻率,于2003年引進(jìn)了DCS系統(tǒng)。隨著用電需求的增長,電力系統(tǒng)變得更加復(fù)雜多變,DCS系統(tǒng)的應(yīng)用可控制輸入輸出設(shè)備,從而采集系統(tǒng)的有關(guān)信息,并進(jìn)行分析處理,然后對功率計電壓等加以適當(dāng)調(diào)整。該系統(tǒng)以控制系統(tǒng)為基礎(chǔ),具有分散控制、分級管理、集中操作等功能,在電力生產(chǎn)中一度發(fā)揮著重要作用。但隨著電網(wǎng)事業(yè)的改革,這種系統(tǒng)的弊端日益顯現(xiàn),信息處理量有限,抗干擾能力較差,接線復(fù)雜,成本昂貴,且反應(yīng)太慢,往往不能很好地處理瞬態(tài)電信號。為此,企業(yè)于2007年開始引進(jìn)并應(yīng)用電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)(Electric Control System),簡稱ESC系統(tǒng),這是對計算機(jī)、信號處理、現(xiàn)場總線等技術(shù)的綜合應(yīng)用,可對電力系統(tǒng)的自動化裝置進(jìn)行有效的測量控制,并保護(hù)其安全。
2.2 ESC系統(tǒng)
該系統(tǒng)包括以下3層:(1)間隔層:由多個智能元件構(gòu)成,如直流接地選線裝置、常用電壓保護(hù)裝置、自動準(zhǔn)同期控制裝置等,可完成系統(tǒng)的專業(yè)化功能。多是通過嵌入式軟硬件技術(shù)開發(fā)的,由CPU、現(xiàn)場總線等設(shè)備;(2)通信管理層:主要由通信網(wǎng)絡(luò)和相應(yīng)的管理裝置組成,利用以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線將DSC系統(tǒng)、各項智能設(shè)備及其他子系統(tǒng)相連,實(shí)現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)通信工作;(3)站控層:包括各種專業(yè)軟件、通訊接口、服務(wù)器和監(jiān)控設(shè)備,且軟件都具有數(shù)據(jù)采集、故障診斷的功能。
2.3 特點(diǎn)和功能
ECS 系統(tǒng)采用通信管理層和站控層組態(tài)一體化的設(shè)計, 可保證組態(tài)調(diào)試的一次性完成, 進(jìn)行調(diào)試時可以更加方便, 并且符合人的操作習(xí)慣。 并且從整體出發(fā)綜合考慮系統(tǒng)的通信功能,保證站控層、通信層、間隔層的通信速度,并開設(shè)與 DCS、 MIS、 SIS 的通訊接口。并且 ECS 與 DCS 互相通信是不受限制, 還可以節(jié)省大量的通信纜線和變送器。 ECS 采用先進(jìn)可靠地自動化電氣裝置, 完全可以不受通訊功能限制并可以獨(dú)立運(yùn)行, 保證了系統(tǒng)的安全性和可靠程度。
ECS 系統(tǒng)的間隔層采用保護(hù)測控裝置, 抗干擾能力強(qiáng),適用于復(fù)雜環(huán)境。且系統(tǒng)還采用了冗余容錯技術(shù), 包括雙現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)、 站控層設(shè)備冗余等多種措施,保證了系統(tǒng)穩(wěn)定。系統(tǒng)保護(hù)測控裝置局采用高性能的 DSP 并 IJ 微處理器,硬件系統(tǒng)采用多 CPU 智能化結(jié)構(gòu),大大提高了數(shù)據(jù)的處理速度。
3 結(jié)束語
電氣自動化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中起著重要作用,可保護(hù)系統(tǒng)安全穩(wěn)定,提高工作效率。在今后,將進(jìn)一步朝著智能化方向發(fā)展,有很多事項需注意,對于其中存在的問題,應(yīng)及時解決。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:現(xiàn)代信息技術(shù)條件;語文教學(xué)改革與創(chuàng)新;成效
近些年來,諸多職業(yè)學(xué)校為了推進(jìn)教學(xué)環(huán)境的改革與創(chuàng)新,加大了教育信息化的投入。多媒體、校園網(wǎng)已像校舍、教學(xué)儀器一樣成為學(xué)校的必備設(shè)施,給教育教學(xué)注入了生機(jī)與活力。
透過現(xiàn)代信息技術(shù)給教育帶來的繁榮現(xiàn)象,作為基礎(chǔ)性學(xué)科,同時也是不可或缺的學(xué)科――語文,也成了現(xiàn)代信息技術(shù)的最大
受益者之一。與傳統(tǒng)的職業(yè)學(xué)校文化課教學(xué)相比,可以自豪地說,職業(yè)學(xué)校語文教學(xué)正在多媒體這一現(xiàn)代信息技術(shù)的推動下大步
前行。
筆者作為中等職業(yè)學(xué)校一線的語文教師,理性地分析其成效,不難發(fā)現(xiàn),與我們對現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用是分不開的。表現(xiàn)在如下幾個方面:
一、授課教師根據(jù)學(xué)校所能提供的現(xiàn)代信息技術(shù)條件來設(shè)計
語文教學(xué),或者說以現(xiàn)代信息技術(shù)為基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)語文教學(xué)的創(chuàng)新
傳統(tǒng)語文教學(xué)在上古典詩詞,如,著名女詞人李清照的《一剪
梅》的時候,以教師泛讀、引導(dǎo)分析并板書為主。實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代信息技術(shù)教學(xué)后,筆者設(shè)計了多媒體教學(xué)。首先把文章相關(guān)的文學(xué)常識交給學(xué)生自主完成,教師監(jiān)督引導(dǎo),并檢查筆記完成情況;其次教師下載視頻朗讀,這不僅提升了學(xué)生的視覺與聽覺效果,同時容易引起學(xué)生在情感上的共鳴,加速對文本內(nèi)容的理解;再次是利用PPT
課件上課,條理清晰,邏輯性強(qiáng),利于培養(yǎng)學(xué)生理解問題和分析問題的邏輯思維;最后是利用一些輔資料,強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)效
果,比如李清照的《一剪梅》歌曲,學(xué)生聆聽樂曲并學(xué)唱,學(xué)生喜而樂之。多媒體環(huán)境下的教學(xué)容量大,學(xué)生喜歡,學(xué)習(xí)積極主動,學(xué)習(xí)效果佳。
二、教學(xué)信息資源的統(tǒng)整優(yōu)化了語文教學(xué)資源
陳至立同志強(qiáng)調(diào),“要把教育信息源建設(shè)擺在中小學(xué)普及信息技術(shù)教育工作的重要位置”?!敖逃畔①Y源的建設(shè)要從兩個方面著手,一是篩選和梳理網(wǎng)上的有關(guān)信息;二是發(fā)掘、整合學(xué)校和有關(guān)部門的教育信息資源。在此基礎(chǔ)上建設(shè)適用的教育網(wǎng)站和信息資料庫。教育信息資源的整合要以此為原則?!?/p>
用我們柳州市第一職業(yè)技術(shù)學(xué)校做例子。我校根據(jù)這一精神指示,從2005年前后就進(jìn)一步開發(fā)并完善適合我校的校園網(wǎng)站,2008年前后就開始著力整合各學(xué)科的教學(xué)信息資源。平時教師授課需要的精品信息、分類信息、鮮活信息源源不斷,足以進(jìn)行日常教學(xué),甚至公開課、示范課教學(xué)。我校網(wǎng)絡(luò)教育信息主要由兩大部分組成,一是教學(xué)信息,是精選且多樣的。二是教和學(xué)的參考或備用資料,這是大量且有序的。并且這些都是我們一線教師在日常的教學(xué)過程中,利用計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)的功能優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)的。其充分體現(xiàn)我?,F(xiàn)代先進(jìn)的教育思想,以學(xué)生最喜歡的方式呈現(xiàn)。這樣,無論從質(zhì)或量上都對傳統(tǒng)的教材、教參、習(xí)題集等產(chǎn)生巨大的超越。
三、現(xiàn)代信息技術(shù)條件下職業(yè)學(xué)校語文教學(xué)條件的改革與授
課方式的創(chuàng)新,大大改善了師生關(guān)系
教學(xué)民主、師生平等是我們一貫的追求。而職業(yè)學(xué)校的學(xué)生,特別是中等職業(yè)學(xué)校的學(xué)生,大多是初中學(xué)習(xí)中的失敗者。由于屢屢失利,大多數(shù)學(xué)生對學(xué)習(xí)失去了信心,特別對文化課甚至產(chǎn)生了恐懼感,見到科任老師盡量避而遠(yuǎn)之。傳統(tǒng)的課堂教學(xué),學(xué)生的目光都不敢正視老師,更害怕被老師點(diǎn)名回答問題?,F(xiàn)在信息技術(shù)條件下語文教學(xué)條件的改革與授課方式的創(chuàng)新,模糊了師生界限,把學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給了學(xué)生,而教師只是引導(dǎo)者和輔導(dǎo)者。這樣,教師對每個實(shí)踐操作的學(xué)生個體或?qū)W習(xí)團(tuán)隊可以全方位的掌控,學(xué)生在實(shí)踐操作過程中也不會拒絕老師的引導(dǎo),而是有問題時都能積極主動的詢問。
四、職業(yè)學(xué)校語文教學(xué)環(huán)境的改革和教學(xué)方式的創(chuàng)新,提升了課內(nèi),延伸了課外
職業(yè)學(xué)校的學(xué)生文化底蘊(yùn)都相對薄弱。教學(xué)信息化后,我們有條件采用全新的教學(xué)方式進(jìn)行課堂內(nèi)外的教學(xué)。最基本的教學(xué)中的教材、教參、黑板、粉筆等載體和手段,可以被計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)所提供的集成化的教學(xué)環(huán)境,如,多媒體學(xué)習(xí)系統(tǒng)、資料庫、演示環(huán)境、輔助學(xué)習(xí)工具、師生交互環(huán)境等所取代;教師可以利用多媒體充分表達(dá)教學(xué)意圖;學(xué)生可以通過下載學(xué)習(xí)軟件、網(wǎng)上查尋資料,通過電子郵件或BBS等與學(xué)生交流的方式來完成學(xué)業(yè)。在這樣的環(huán)境下,不僅提升了課內(nèi),也延伸了課外。教學(xué)模式或教學(xué)方式的改革和創(chuàng)新也就有了可持續(xù)發(fā)展。
再者,職業(yè)學(xué)校因材施教或?qū)W生個性化發(fā)展是我們不斷追求的一種教學(xué)狀態(tài)。但在傳統(tǒng)的班級授課中,教師不可能完全顧及幾十個學(xué)生的不同情況,即便人們探索出分層教學(xué)、差異教學(xué)等教學(xué)方式,也只是在一定程度上的改進(jìn),難以做到適合每一個學(xué)生。然而計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供的宏富信息可以對學(xué)生的可能差異實(shí)施較大面積的覆蓋,從而實(shí)現(xiàn)對個性化的較全面的關(guān)照。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以遞進(jìn)具有較大預(yù)設(shè)空間的課件,學(xué)生能從課件中選擇適合自己特點(diǎn)的教學(xué)服務(wù),計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)便捷的交互性,可以使學(xué)生得到適合的教師指導(dǎo)和同伴交流。這樣,因材施教或?qū)W生個性化發(fā)展會得以更好實(shí)現(xiàn)。
基于現(xiàn)代信息技術(shù)的教學(xué)改革與創(chuàng)新,基于“十”的召開,我們有理由相信,職業(yè)教育一定會向繁花似錦的職教大道繼續(xù)大步前行,職業(yè)學(xué)校語文教學(xué)也將成為職業(yè)教育花園中的一朵奇葩!