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。
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
[关键词]PLC技术发展现状发展趋势
中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1210064-01
一、PLC技术的概念
PLC即可编程控制器(Programmable logic Controller,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会(International
Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。”
二、PLC技术的发展历史
1968年,通用汽车对外公开招标,寻求新的电气控制装置,1969年,美国数字设备公司制成的首台plc,1971年日本从美国引进了PLC技术加以消化,由日本公司研制成功了日本的第一台PLC。从70年代初开始,不到三十年时间里,PLC生产发展成了一个巨大的产业,据不完全统计,现在世界上生产PLC及其网络的厂家有二百多家,生产大约有400多个品种的PLC产品。其中在美国注册的厂超过100家,生产大约二百个品种;日本有60～70家PLC厂商,也生产200多个品种的PLC产品;在欧洲注册的也有几十家,生产几十个品种的PLC产品PLC产品的产量、销量及用量在所有工业控制装置中居首位,市场对其需求仍在稳步上升。进入二十世纪九十年代以来,全世界PLC年销售额以达百亿美元而且一直保持15%的年增长的势头。
三、我国PLC技术的发展现状
我国研究PLC技术起步较晚,但发展速度较快。中国电力科学研究院自1997年开始研究PLC技术,主要考虑PLC技术用于低压抄表系统,传输速率较低。1998年开发出样机,并通过了试验室功能测试,1999年在现场进行试运行,获得了产品登记许可。1999年5月开始进行PLC系统的研究开发工作。主要对我国低压配电网络的传输特性进行了测试,并对测试结果进行了数据处理和分析,基本取得了我国低压配电网传输特性和参数,为进行深入研究和系统开发提供依据。2000年开始引进国外的PLC芯片,研制了2Mbps的样机,2001年下半年在沈阳供电公司进行了小规模现场试验,实验效果良好,并于6月20日在沈阳通过验收。验收委员会通过现场检测认为,该实验从中国配电网的实际传播特性出发,对电力线通信技术的理论、实际应用和工程技术进行了开创性研究,在国内率先研制成功2Mbps和14Mbps高速电力线通信系统,建立了我国第一个电力线宽带接入实验网络;实现了自家庭至配电开关柜的高速电力线数据通信,并将办公自动化系统延伸至家庭。该实验的成功标志着我国已经全面掌握了高速电力线通信的核心技术,具备了研制生产这种技术实用化设备的能力。据悉,今年年底以前将建成200户的试验网络。
我国工业控制自动化的发展道路,大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收,然后进行二次开发和应用。目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展,我国工业计算机系统行业已经形成。工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。
四、PLC的未来发展趋势
1.功能向增强化和专业化地方向发展,针对不同行业的应用特点,开发出专业化的PLC产品,以此来提高产品的性能和降低产品的成本,提高产品的易用性和专业化水平。
2.规模向小型化和大型化的方向发展,小型化是指提高系统可靠性基础上,产品的体积越来越小,功能越来越强;大型化是指应用在工业过程控制领域较大的应用市场,应用的规模从几十点扩展到上千点,应用功能从单一的逻辑运算扩展几乎能满足所有的用户要求。
3.系统向标准化和开放化方向发展,以个人计算机为基础,在Windows平台上开发符合全新一体化开放体系结构的PLC。通过提供标准化和开放化的接口,可以很方便地将PLC接入其它系统。
五、PLC技术的特点
1.配套齐全,功能完善,适用性强:PLC发展到今天,可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,现代PLC多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制,CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
2.系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造:PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造周期大为缩短,同时维护变得容易起来。更重要的是可以使同一设备经过改变程序改变生产过程。
3.体积小,重量轻,能耗低:以超小型PLC为例,新近出产的品种底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部,是实现机电一体化的理想控制设备。
六、PLC应用中应注意的问题
PLC是专门为工业生产服务的控制装置,通常不需要采取什么措施,就可以直接在工业环境中使用。但是,当生产环境过于恶劣时,就不能保证plc的正常运行,因此在使用中应注意以下环境问题。
1.温度:PLC要求环境温度在0-55℃,安装时不能放在发热量大的元件下面,四周通风散热的空间应足够大,基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔;开关柜上、下部应有通风的百叶窗,防止太阳光直接照射;如果周围环境超过55℃,要安装电风扇强迫通风。
2.湿度:为了保证PLC的绝缘性能,空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。
3.震动:应使PLC远离强烈的震动源,防止振动频率为10-55hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时,必须采取减震措施,如采用减震胶等。
4.空气:避免有腐蚀和易燃的气体,例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境,可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中,并安装空气净化装置。
参考文献:
[1]钟肇新,可编程控制器原理与应用[M].广州:华南理工大学出版社,2000.
关键词 电梯 发展 机械系统 电气控制系统
中图分类号：TU857 文献标识码：A
1电梯的发展及特点
电梯得以快速发展和广泛使用，始于18世纪末电动机的发明，随着电动机制造和应用技术的发展，19世纪开始使用交流感应单速和双速电动机作为动力源的交流单、双速电动机拖动的电梯，特别是交流双速电动机的出现，显著改善了电梯的运行性能。我国电梯工业的发展，得益于20世纪70年代末起国家实行全方位的改革开放政策和国家领导层对发展电梯产品的远见之举，以及国家相关部门适时颁布执行一批具有国际水准的电梯专业技术标准。在政策、举措、条例的推动下，我国电梯产品的技术、质量、产量开始有序地、日新月异地发展起来。
电梯产品的特点：（1）电梯是一种涉及人们生命安全的机电类特种设备；（2）电梯是一种零碎、分散、复杂的机电综合产品；（3）电梯是一种以销定产的产品；（4）电梯产品的总装配工作需在远离制造厂的使用现场进行；（5）电梯产品是一种近十多年来才迅速发展起来的产品。
2电梯的机械系统
电梯的机械部分由驱动系统、轿厢和对重装置、导向系统、开关门系统、机械安全保护系统5个子系统组成，电梯的电气部分由操纵箱、控制柜等十多个电器部件及其连接线构成。
2.1电梯曳引驱动系统
曳引机是曳引驱动系统的动力源，是曳引驱动系统的核心部件。曳引机的类别、参数尺寸决定着电梯额定载重量和额定运行速度，决定着电梯的安全、可靠、舒适性和节能效果。
曳引系统驱动电梯利用就位于曳引轮槽的曳引绳与曳引轮槽的摩擦力，驱动连接于曳引省两端的轿厢和对重装置上、下运行。采用这种驱动方式的电梯，电梯轿厢越过上端站楼面一定距离时，对重装置将坐压在它的缓冲器上，可避免轿厢冲撞井道顶板的可能，反之亦然，使电梯的安全运行性能大大提高。
2.2电梯的轿厢和对重装置
电梯的轿厢是用于运送成员和货物的电梯可见物件，由轿厢架和轿厢体两大部分构成。轿厢架由上梁、立梁、下梁和导靴构成；轿厢体由轿厢底、轿厢壁、轿厢顶、轿厢门等机件构成。对重装置室曳引驱动电梯特有的装置，它通过曳引绳经曳引绳轮与轿厢连成一体。对重装置和轿厢都处于井道，电梯运行过程中，对重装置通过导靴在对重导轨上滑行，具有在不同载荷状态下减小曳引电动机转矩输出的功能。对重装置分无轮和有轮对重装置两种。
2.3电梯的开关门系统
电梯开关门系统的机械部分由轿门、层门和开关门机构组成，是电梯设备的重要安全设施之一。随着人们对电梯轿门、层门、开关门系统的重视，随着交流电动机VVVF和永磁同步电动机VVVF拖动、无连杆同步带传动的开关门系统相继研发成功，开关门系统的运行可靠性和安全性已大大提高，故障率也大大降低。
2.4电梯的引导系统
电梯的引导系统也称电梯导向系统。引导系统的作用是限定轿厢和对重装置在井道内的上下运行轨迹。因此引导系统包括轿厢和对重装置两个引导系统。引导系统主要由导轨、导轨固架定和导靴构成。引导系统构成机件的参数尺寸与电梯的额定载重量和额定运行速度有关。引导系统质量的优劣决定着电梯运行效果的好坏。
2.5电梯的机械安全保护及安全防护系统
电梯的机械安全保护系统分机械安全保护设施和机械安全防护设施两类。其中，机械安全保护设施包括超速保护装置、缓冲器、门锁、制动器、轿门、层门、安全触板和光电防撞装置或光幕防撞装置以及门锁、层门自闭装置等；机械安全防护设施包括曳引轮、导向轮、链轮、对重装置等运动部件的防护栏、罩、盖等。
3电梯的电气控制系统
电气控制系统由控制柜、操纵箱、指层灯箱、唤召箱、换速平层装置、两端站限位装置、轿顶检修箱、底坑检修箱等十多个部件以及分散安装在相关机械部件中与相关机械部件配合完成电梯预定功能的电气部件组成。分散安装的主要电气部件中，如曳引电动机、制动器线圈、开关门电动机及其调速控制装置、限速器开关、限速器绳涨紧装置开关、安全钳开关、缓冲器开关以及各种安全防护按钮盒开关等。
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
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
关键词：PLC控制技术；应用范围；注意事项
一、PLC控制技术在工业控制中的应用范围
如今，随着时代的进步以及科技的不断发展，我国的计算机技术以及微电子技术正在飞快地发展着，而由于PLC技术广泛地应用了计算机技术，也同时具有计算机的相关功能，因此其一方面能够实现逻辑控制，另一方面还具有数据处理的功能。除此之外，由于PCL控制技术具有组装方便、编程简单等多种特点，也使其得到了广泛的应用，一般来讲，PLC技术在工业控制当中主要应用在以下几个范围：
1.用于开关量的逻辑控制
在这一方面PLC技术能够代替继电器进行使用，PLC技术的使用，使逻辑控制以及顺序都得到了有效的实现，一方面能够满足对单台设置的控制；另一方面还能够对自动化流水线进行控制。在具体的工作当中，注塑机、组合机床等都会利用到PLC技术用于开关量的逻辑控制。
2.用于工业的过程控制
就目前对PLC技术的应用来看，对PLC技术的应用，已经不是单单地被应用在离散过程的控制领域当中，在连续过程的控制领域当中PLC技术也得到了十分广泛的应用。随着全球经济化的不断推进，我国传统工业过程的控制市场竞争正在不断加深，很多供应商都认识到了改革和创新的必要性，并有针对性地进行了开拓研究，将传统的过程控制领域进行转移，同时也不得不将一些传统PLC占据的市场抛弃掉，例如，冶金、化工等领域。
3.用于运动控制
在运动控制领域当中，PLC已经得到了很长时间的应用，此外，PLC在运动控制当中的应用也不断地呈现出增长的趋势。将PLC技术应用在运动控制当中，可以对圆周或者是直线运动进行有效的控制，一般而言，通常需要利用专门的运动控制模块和PLC技术进行联合的应用，这种技术在各种机械、电梯等场合都已经得到了大量的有效运用。
4.用于数据处理
由于PLC技术是多种科学技术的整合体，因此PLC技术具备了数学运算、数据转换等多种功能，能够有效地实现数据的采集、处理等工作，从数据的处理上来讲，PLC技术一般主要用于食品工业等控制系统当中。
5.用于通信和联网
就PLC技术的通信功能来讲，PLC技术一方面能够实现PLC与PLC之间的通信，同时也能实现PLC与其他设备之间的通信，如今，随着时代的进步以及科学技术的不断发展，工厂的自动化也在不断推进，这也在一定程度上推进了PLC技术的发展，就目前看来，PLC技术都已经具备通信接口，这使得PLC技术的通信功能更加便捷。
二、PLC技术在工业控制应用当中的注意事项
1.温度
就PLC技术来讲，它要求的环境温度一般是0～55℃之间，这就要求在安装的过程中，不能将PLC放在热量较大的元件下，同时，其周围的通风以及散热空间应足够大，并要保证基本单元与扩展单元之间保留30毫米的间隔，而在开关柜上，不应设置百叶窗，应避免阳光照射，如果发现环境的温度高于55℃，则应安装风扇，进行强迫性的通风。
2.温度
对于PLC周围的空气湿度，应保证小于85%的范围之内，此外，还应保证周围的空气当中不会出现凝露的状况，这种要求是要保证PLC自身的绝缘性。
3.震动
PLC应远离振动源，防治10～55HZ的连续震动，如果不可避免震动的产生，则应有针对性地采取减震措施。
4.空气
对于PLC周围环境当中的空气质量，应保证空气当中没有易燃性或者是腐蚀性的气体存在，如果周围的空气当中存在较多的粉尘，则应将PLC安装在封闭性较为优秀的室内，并有针对性地安装净化装置。
5.电源
一般来讲，对于PLC的电源要求为50HZ 220V的交流电，而PLC本身的抵抗能力是足够对抗电源线的干扰的，对可靠性要求较高的场合，可以安装隔离变压器，减少设备与地面的干扰，一般来讲，PLC本身具有24V的直流输出接线端。
三、PLC在工业应用中的抗干扰分析
在实际的工作过程当中，PLC通常会受到辐射干扰、系统外引线干扰、内部干扰三类干扰现象。
1.辐射干扰
一般而言，空间的辐射电磁场是通过电力网络、雷电、雷达等设备产生的，因此一般称之为辐射干扰，这种干扰的分布较为复杂。
2.系统外引线干扰
这种干扰通常通过电源引入，在我国，这种干扰的现象比较严重，一般来源为电源干扰、信号线引入干扰以及接地系统混乱干扰等几类。
3.内部干扰
一般而言，其内部干扰主要是内部元件的相互辐射产生的，对于电路来讲，这种相互辐射会产生干扰，而逻辑地以及模拟地之间的相互影响也会出现相应的干扰。
总而言之，随着时代的进步和科技的发展，如何有效地应用PLC对于PLC技术的日后发展意义重大，就从目前来看，PLC技术在未来依然有很大的发展空间，并且产品种类丰富，而在未来随着工业自动化的不断推进，PLC也会发挥更大的作用。
参考文献：
【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.
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