第一篇:PROFIBUS-DP在企业自动化控制中的应用
PROFIBUS-DP在企业自动化控制中的应用
href=“#”> 摘 要:本文是PRIFIBUS-DP在企业自动化控制中的应用,以S7-300作为主站点,和S7-300、S7-200以及远程I/O设备构建一个大的自动化系统,成功解决了通信问题。 关键词:PROFIBUS-DP 可编程序控制 通信 二十一世纪是信息经济的时代。随着计算机技术、信息技术的飞速发展,全球市场进一步形成,竞争也空前加剧,产品技术含量更高、换代时间更短。处于全球市场之中的工业生产为了适应市场竞争的需要,在追求竞争力的过程中逐渐形成了计算机集成制造系统。计算机集成制造系统采用计算机、自动控制、网络通信等技术来实现整个过程的综合自动化,以改善生产加工、管理决策等。为了实现这个目标,必须要将企业内现场控制、过程监控、经营管理、市场管理等各层次智能设备互联成综合自动化网络,实现各层次的住处汇通和数据共享,即实现工业企业的“管控一体化”。本文是讨论如何在一个已经具备各种西门子可编程序控制器的自动化企业中利用PROFIBUS-DP构建一个大的自动化系统。 一、PROFIBUS-DP简介 PROFIBUS是目前国际上通用的现场总线标准之一,PROFIBUS总线87年由Siemens公司等13家企业和5家研究机构联合开发,99年PROFIBUS成为国际标IEC 61158的组成部分,2001年批准成为中国的行业标准JB/T10308.3-2001。PROFIBUS-DP在整个PROFIBUS应用中,应用最多、最广泛,可以连接不同厂商符合PROFIBUS-DP协议的设备。是一种高速低成本数据传输,用于自动化系统中单元级控制设备与分布式I/O等设备的通信。 本文探讨了在西门子实验室中如何利用现场总线PROFIBUS-DP组建数据通信网络,实现数据通信。 二、PROFIBUS-DP总线的数据通信 (一)企业的综合自动化网络的组成 该控制系统现场选用西门子S7-300系列CPU313-2DP作为主工作站,从站包括多个带集成DP接口的S7-300、多个S7-200、远程I/O站ET 200B、ET200M。两台装有西门子WinCC组态软件的研华工控机。整个系统通过工业现场总线联接而成。系统网络结构见“企业的综合自动化网络”。 选用一台S7-300是为了实现上位机冗余、底层PLC CPU时钟校正、自动开关发射机数据存储和所有采集的数据的快速集中处理。2台上位机通过工业以太网(TIP/IP),完成互相冗余;同时,通过总线将自动化企业中西门子可编程序控制器的等设备的数据全部采集上来,在画面上显示。冗余的上位机增强了整个系统的可靠性。 (二)PROFIBUS-DP总线网络的硬件连接 采用专用剥线钳制作专用线缆与总线插头。在首末两端将总线插头的接通终端和偏置的开关置于ON位置,接通总线插头的终端和偏置;而在中间的总线插头不需要接通总线插头的终端和偏置,总线插头的接通终端和偏置的开关置于OFF位置。 (三)PROFIBUS-DP总线网络的硬件组态 1、从站S7-300与主站S7-300之间的PROFIBUS通信硬件组态 在多CPU主从通信组态配置时,组态原则是先组态从站。 (1)组态从站 ①硬件组态 按硬件安装次序和订货号依次插人机架、电源、CPU等进行硬件组态。对“DP”属性进行设置,新建PROFIBUS(1),组态PROFIBUS站地址,进行波特率、行规等网络参数设置。 ②DP模式选择――激活“DP slave”操作模式。 ③定义从站通信接口区 新建一行通信接口区,此时只能对本地进行通信数据区的配置。 ④设置通信区完成后,点击编译存盘按钮,编译无误后即完成从站的组态。 (2)组态主站 ①硬件组态 完成从站组态后,就可以对主站进行组态,基本过程与从站相同。在完成基本硬件组态后,对DP接口参数进行设置,并选择与从站相同的PROFIBUS网络(PROFIBUS(1)),并进行相同的网络参数设置。 ②DP模式选择――激活“DP Master”操作模式。 ③选择从站 在硬件组态窗口中,将从站拖拽到主站系统DP接口PROFIBUS总线上,这时会同时弹出DP从站连接属性对话框,选择已经组态过的从站,如果有多个从站时,要依次先Connect,然后Configuration,设置主站的通信接口区的输出区与主站的输入区相对应,从站的输入区同主站的输出区相对应关系。 ④设置通信区完成后,点击编译存盘按钮,编译无误后即完成从站的组态。 2、从站S7-200与主站S7-300之间的通信硬件组态 S7-300和S7-200通过EM227进行PROFIBUS DP通信,需要在STEP7中进行S7-300站组态,在S7-200系统中不需要对通讯进行组态和编程,只需要将要进行通讯的数据整理存放在V存储区与S7-300的组态EM227从站时的硬件I/O地址相对应就可以了。 (1)在主站S7-300的硬件组态窗口中菜单Option→Install new GSD,导入SIEM089D.GSD文件,安装EM227从站配置文件。 导入GSD文件后,在右侧的设备选择列表中EM277从站,PROFIBUS DP→Additional Field Device→PLC→Simatic→EM277,并且根据通讯字节数,选择一种通讯方式。 (2)根据EM277上的拨位开关设定以上EM277从站的站地址。 注意:如果无法正确导入GSD文件,很可能是STEP7的版本太低,需要更新。 3、远程I/O站与主站S7-300之间的通信硬件组态 本文的远程I/O站采用的是ET200B和ET 200M。ET 200B自带I/O点,适合在远程站点I/O点数不太多的情况下使用;ET 200M需要由接口模块通过机架组态标准I/O模块,适合在远程站点I/O点数较多的情况下使用。 (1)组态ET 200M的接口模块IM 153-2 在主站S7-300的硬件配置窗口内,打开硬件目录,从“PROFIBUS-DP”子目录下找到“ET 200M”子目录,选择接口模块IM153-2,并将其拖放到“PROFIBUS(1):DP master system”线上,鼠标变为+号后释放,自动弹出的IM 153-2属性窗口。 IM 153-2硬件模块上有一个拨码开关,可设定硬件站点地址,在属性窗口内所定义的站点地址必须与IM 153-2模块上所设定的硬件站点地址相同,其他保持默认值。 (2)ET200B为远程现场模块 在硬件组态窗口内,打开硬件目录,从“PROFIBUS-DP”子目录下找到“ET 200B”子目录,选择4AI,并将其拖放到“PROFIBUS(1):DP master system”线上,鼠标变为+号后释放,自动弹出的4AI属性窗口。 若有更多的从站(包括智能从站),可以在PROFIBUS系统上继续添加,所能支持的从站个数与CPU类型有关。全部设备均与总线连接,每个分段上最多可接32个站(主站或从站),当分段站超过32个时,必须使用中继器用以连接各总线段,串联的中继器一般不超过4个。 (四)基于现场总线PROFIBUS-DP网络的通信 该系统的硬件配置组态完成后,将主站的硬件组态信息下载到作为主站的S7-300的PLC当中,两个从站S7-300的硬件组态信息也分别下载到各自的S7-300的PLC当中,下载完成后,将EM277、ET 200M以及ET 200B的拨位开关分别拨到与以上硬件组态的设定值一致的位置。 1、从站S7-300与主站S7-300之间的PROFIBUS通信 要实现Slave1的I0.0对Slave2的Q0.0的控制,只需要在三个站点分别简单的程序。在主站的程序就是I50.0―>Q60.0,Slave1的程序就是I0.0―>Q50.0,Slave2的程序就是I60.0―>Q0.0。 2、从站S7-200与主站S7-300之间的PROFIBUS通信 在S7-200 PLC(CPU226)中编写程序将进行交换的数据存放在与主站S7-300 PLC(CPU-313-2DP)的外设输入/输出存储区PI和PQ相对应的V存储区中,打开STEP7中的变量表和STEP7 Micro/Win32的状态表可以监控S7-300与S7-200通过EM277进行的数据通信。 3、远程I/O站与主站S7-300之间的PROFIBUS通信 远程I/O站所带的模块就好像是集成在CPU 313-2DP上一样。 三、结束语 西门子公司的S7-200系列和S7-300系列PLC具有强大的指令,丰富的CPU类型和扩展模块,尤其是CPU模块内部集成了实时时钟,使其适合于广播发射机的自动控制应用。西门子公司提供的编程软件包和WinCC组态软件,功能强大,使系统开发变得更容易。 参考文献: [1]SIEMENS.Communication between S7-200 and S7-300.2008,2. [2]SIEMENS.The Master-Slave Communication Between Two CPUs With DP Port Via Profibus-DP.2008,2. [3]安宪军,黄尔烈.基于PROFIBUS-DP总线的数据通信.微计算机信息,2008,7. [4]许洪华.现场总线与工业以太网技术.北京:电子工业出版社,2007,3. [5]杨卫华.现场总线技术及其应用.北京:高等教育出版社,2004. [6]2007自动化网杯自动化行业应用大奖赛征文展示.西门子PLC在广电系统的应用,2007. [7]Ethernet与现场总线器.中国自动化仪器仪表网.□ 多媒体技术在工业自动化控制方面的应用 随着多媒体技术的发展,如今多媒体技术的应用可谓无所不在。在自动化技术也高速发展的今天,多媒体技术和自动化控制相结合的趋势是无法改变的。多媒体(MULTIMEDIA)是利用计算机及其它的电子手段传递文本、图形、图像和视频信息的组合。在计算机领域里,多媒体是指计算机处理的信息可以由文本、声音、图象、动画、图形等多种媒体承载,它是计算机声音处理技术,图形、图像处理技术,信息处理技术和计算机存储技术的综合。在如此多的优势下,多媒体技术在工业自动化控制中发挥着不可替代的作用。 计算机早已在工业自动化控制上得到了广泛的应用,而多媒体技术的加入则使工业自动化提升到了一个更高的层面,更高的高度。目前,它在工业方面的应用主要有:(1)改变了产品的设计制造方式,即应用了虚拟化制造技术;(2)对高危型生产现场进行监控;(3)改变了人与机器设备的交互方式。 具体而言,虚拟化技术是在工业制造方面的应用,而后面两个应用则是在工业自动控制方面的应用。对高危性生产现场进行监控,就是在一些不适合工作人员直接靠近或进行操作的地方,利用交互式多媒体技术,进行监视控制。这样就可以既直观、实时的反映现场状况,有让工作人员处于生产现场之外进行随时操控更改生产状况。这种应用在钢铁冶炼,电力行业,化工生产等一些领域已经得到了应用。例如,在化工生产车间,化学物品易腐蚀或者对人有毒有害,则生产中多使用先进的自动化控制结合多媒体技术,让控制人员在控制室里就可以实时并直观的控制生产的每一个环节,如实时调节温度,PH值等,既轻松完成了工作又避免了生产对人员的损害。同时,多媒体技术中的视频,音频等功能还可以让监测系统更加完善安全。多媒体技术在人机交互上的应用,则是从多媒体丰富的图像和语音技术上利用其特点,使工作人员轻松直观的操作机器。例如,在煤矿报警系统中,如有紧急情况出现,计算机可以根据事故原因自动选择相应的语音向操作人员报告,以便操作人员作出及时正确反应。由上可知,多媒体技术在工业生产实时监控系统中的应用,较之以往单纯的仪表监测,不仅形象直观,而且可以提高操作人员的反应速度,减轻操作人员的工作强度,增加系统的可靠性,使监控系统的自动化程度及功能有了很大提高。 多媒体技术和自动化控制相结合后的发展前景可以说是一片光明,以后的自动化控制将 应用多媒体技术来综合处理多种信息,可以使信息处理综合化、人性化、智能化,从而提高了工业生产和管理的水平。可以预见,随着多媒体技术、控制技术、自动化技术、信息技术等相关技术的不断发展,多媒体技术在工业自动化控制中将扮演越来越重要的角色。当然,这些需要自动化乃至各行各业共同努力。 作者:熊超2013/5/6 浅谈财务管理在企业内部控制中的应用 摘要:企业的环境通过组织结构稳定性和资金流动的延续性共同维持,财务管理在企业内部控制中的作用非同小可,直接决定着企业对内外环境变化的适应能力,建立财务管理和各个部门之间良好的关系将有助于企业的长远发展。关键词:内部控制;财务管理;发展 目标管理成为保障企业活力的稳定保证,在企业中建立有效财务管理模式可以直接增强企业活力,以适应企业战略调整内在要求。 1.财务管理意义 企业的内部控制是企业管理的基础内容,包括财务管理、生产管理、人力资源管理及销售管理等内容在内的统筹安排。财务管理中的财务信息和企业的经营环节联系紧密,财务管理能够为企业的资本要素筹集与使用提供参考的决策依据,财务管理基本环节之中短期资本筹集与投入直接决定着整个企业的生产现况,是企业正常运转的重要保障;长期投资决策和筹集资金过程中决定着企业拥有长期现金的持有量与固定资产数量,从而影响企业的预算和厂商产品组合及劳动要素与资本比例关系,对利润产生重大影响,总之财务管理在企业的内部控制中意义深远,至关重要。 2.财务管理弊病 我国一般的小型企业采取家族管理模式,知识及管理水平没有达到相应的高度,工作缺乏严谨性,企业缺乏市场竞争性。例如,没有对于闲置资金的合理使用计划,没有在遭遇市场特殊情况时的市场风险规避方案等,这样的财务管理极其容易陷企业于危险的边缘,在意外情况来临的时候产生财务危机进而诱发企业倒闭。此外,内部审计存在不独立性,内部审计部门应该是独立运行的小部门,但是受制于企业规模和管理意识淡薄的诸多因素影响,大多小型企业内部审计依附于其它部门而不能发挥应有作用,起不到对财务管理监督的作用,进而对企业内部控制产生影响。 企业应该打破这种家族式的传统模式,根据各自企业不同特点制定科学合理化的管理制度,分析发展的目标与方向,对经营战略深入调整,在财务管理上形成行之有效的机制,无论是对财务人员的管理还是财务部门的运行都要以公司为 本,达到内部控制最佳效果。 3.财务管理关联解析 财务部门在企业的内部控制中起到了财务控制的作用。一方面,从管理角度而言,财务控制本质是财务部门从财务管理的角度来实施管理控制。因为企业在实施内部控制过程之中与企业的财务资源密切相关,财务是企业内部控制的核心组成部分,另一方面,内部控制理论在财务管理中不断得到应用,企业对财务控制的需求也不断增加,由此可以看出财务部门在企业内部控制中的重要作用。 资金成本包括内含成本与外显成本两方面,内含成本考虑资金是生产要素,针对特定用途产生收益的机会成本,机会成本分析工具在现代财务管理学与技术经济学中主要表现为内部收益率的核算指标,外显成本主要包括金融市场交易利息支出和银行存款利率这些进行资本筹集的筹资成本。 资金价值的分析指在考虑资金时间价值的情况下对不同时间序列顺序位置资金现实经济价值的考量,主要体现于时间序列顺序位置上的资金流量在时间点上表现价值形态的大小。对于资金价值改进,首先依据经营管理的要求将相关联的计算方式逐步调整,根据假定的资金流入流出进行计算概括,同时利用电子信息技术精密核算,减少误差。 现金流量折现模型是指未来现金价值思想和资金时间价值思想,未来的现金价值是把在财务工作实际之中分众资产经济价值看作企业所持有的该资产在未来将会给企业带来的增量现金流。财务工作基本思想是将企业全部资产计算成在营业周期内各时间点的增量现金流。 4.财务管理模式构建 第一,财务管理和成本控制协同模式。在材料采购、产品生产及产品销售各个环节的管理控制上都存在成本控制的要求,成本控制和财务管理是一个事物的两个不同方面,但是成本控制和财务管理往往处于脱节状态,所以,在运用工程技术的措施来实施成本控制的同时,还应运用财务管理全面预算的管理办法对成本控制建立外部约束,并且给出明确的价值导向。 第二,财务管理部门和各部门联系模式。企业的运营形态上表现以财务管理部门为核心的同心圆形式。财务部门管理者通过账户管理监督来管理资金的流动方向和资金流量等信息,可是企业经营的很多其他信息没有办法通过资金的层面 给予充分的反映,这就要求财务部门管理者主动和各个部门建立起一种关系,根据这种关系获取企业内部控制对财务管理的具体要求,并且能够围绕要求进行功能的调整。 第三,财务管理辅助内控制度模式。每个企业根据自身的具体情况以财经法律法规为基础对财务管理进行细化。在制度上建立绩效考核指标,引入财务人员约束机制是财务管理辅助内控制度模式的一种方式。 5.财务管理制度 建立完善的会计控制体系是财务管理制度的一种行之有效的方式。规范的会计内部控制赋予会计控制内容之一的审计以适当权力来确保审计职责履行。职责履行过程中相互牵制相互制约,财务管理在会计常规核算基础上加强预算控制与运营分析控制,及时发现并且查明问题和原因,并且提高事后会计监督总结,形成从事前到事中再到事后的三位一体监督防线。 一些小企业的本身资金不足,在对资金的使用方面要做到合理,不仅要符合企业本身的特点也要满足长远发展的规划需要。长期的筹资是一项重要的财务管理工程。企业在经营过程中主要涉及杠杆效应,经营杠杆是成本固定时收入变化引起利润的变化,企业收入成本减少时利润风险降低。在长期的筹资中应该逐步降低杠杆效应比重,实现企业内部控制结构目标,在财务杠杆降低中应该努力减少企业负债在总资产中的比重以达到去除杠杆的目的,降低筹资风险,建立一个完善的制度合理进行资金分配,流动资金和固定资金动态平衡,良性循环,有助于企业长远的可持续发展。 6.信息化财务管理 管理依赖于决策,决策依赖于信息,运用信息化的系统进行管理能够拉近企业各部门距离,及时掌握公司经营信息,加大信息化管理系统在企业中的运用是将科技手段运用于财务管理之中。例如建立ERP核算平台,企业的相关联人员可以在ERP系统的平台上进行财务的核算,查询企业业务信息,直接或者间接对企业财务业务进行监督,有助于上下级别沟通交流,将财务内容合理化,这样利于发现决策遗漏与不足的风险,也有助于执行资金的良性运转。信息化的财务管理是建立在企业制度内在要求的基础之上,为成功实施内部控制扫清信息障碍,通过完善信息化的财务管理理念保证企业的各项生产和经营活动协调的、有序的、高效的运转,进而提高企业的经济效益,增强核心竞争力,达到企业内部控制目标。 7.财务管理市场考核 市场是检验企业最好的方式,集成市场中目标任务的资料和数据以便与财务实时监控企业状态的数据进行分析比对,找到差异和联系,控制风险,发现机遇,做到引导和补救的及时性。针对市场开发经费是否分配合理,对支出实时监控和分析,关注考核政策、差旅费及通讯费支出报销标准、工资标准等,计算关联合同发货款和回收款的提成、其它费用结余状况及构成说明等。市场考核也是内部控制系统包含内容的一部分,是自我调节与自行制约的实施工具,在财务管理上也担任着中枢神经的枢纽关键部分,能够保障公司经营的方针正确和合法有效,使得财务管理在企业内部控制中的效率性得到提升,贯彻执行公司经营决策,使企业如鱼得水,活力无限。 结束语 综上所述,企业要想提高竞争力就要加强内部控制作用,而加强内部控制作用,首要解决财务管理问题,财务管理能否运行顺畅,工作能否行之有效是至关重要的,也相信在企业全体员工不断的努力下,财务管理将会在企业内部控制中发挥越来越重要的作用。 参考文献: [1]王晓平.策论财务部门在企业内部控制中的作用[J].现代经济信息,2011(10):203-204.[2]张桂芬.企业内部控制中的财务管理模式探讨[J].华章,2012(17):53.[3]钦剑.企业内部控制实践—财务信息化管理在企业内控中的应用[J].现代商业网,2007(7):90-91.[4]李学伟.论财务管理在小型企业内部控制中的应用[J].现代金融,2013(2):86.[5]马小侠.浅谈企业内部控制中财务管理水平提升对策[J].财会通讯,2012 (10):152-153. 姓名:冯舒 学号:201352211 5DSP在控制中的应用 DSP 在电机控制方面的应用是一个新领域。DSP 是应用高性能的处理器提高对电机控制精度的一种芯片。高速的DSP 主要用在电机无传感器控制和磁场定向控制中, 因为在无传感器控制中需要用已知的电流和电压实时计算速度和位置, 而在电机磁场定向控制中, 需要把所有的变量以矢量形式转化到与定子旋转磁场同步的坐标系中, 这些都需要进行大量的运算, 高速的DSP 可以实时完成这些工作。在价格上DSP 已经从最初期的几百美元降到了几美元。16 位的DSP 的性能也从5Mips(百万次每秒)提高到了2000Mips。包括大容量片内存储器, 还在片上集成多种外围设备。 1.DSP控制器的特点 在DSP 问世之前, 设计者进行传统的电机控制主要使用2 种组合: 用便宜的控制器控制昂贵的直流有刷电机或用复杂的控制器控制交流电机。复杂的速度变量控制器必须克服转矩耦合,这些非线性电机要求更精确的控制算法以达到直流机的性能。因此, 直流机以其简单的线性控制结构成为早期电机控制的首选。然而, 随着DSP在电机控制领域的应用, 已经可做出性价比很高的无刷电机控制器。该控制器的计算速度超过Ls 级, 达到了高效、低成本、安静、高可靠的生产要求, 且在系统中不需要大量的支持电路。 数字系统通常包括1 套响应说明(传递函数)、受控过程、计算单元、测量系统参数变量的传感器、A/ D、D/ A 等。并且它的计算单元必须足够快, 以在采样结束前完成算法计算。控制器的采样速率一般为受控系统带宽的10 到20 倍。实际中, 运动控制要求处理器执行8~ 20Mips。这些要求使对电机进行控制的处理器从LCs(微秒级的微处理器)向DSP 过渡, DSP 的制造商也开发出了适于电机控制应用的产品。DSP 控制器的性价比要优于用在传统高端控制器的LCs, DSP的单周期乘法指令和结果累加器大大加强了其性能。T I 公司的16 位定点处理器T MS320F240,就是经过优化专为电机控制开发的。 该芯片包括1 个20Mips 的处理器, 2 个10位的A/ D 转换器, 1 个特别用来做控制的事件管理器。采用哈佛结构的双总线形式,T MS320F240 可以在1 个周期内同时取指令和操作数, 使DSP 的速度提高到LCs 的2 倍以上。 2.DSP的控制任务 早期DSP 主要用做控制算法的运算, 现在设计者让控制功能也由DSP 来实现, 则在数字控制系统中DSP 可以处理所有的工作。如DSP 通过对输入和反馈信号进行处理来改善噪声和不准确的信号。该过程对所有的传感器操作都有改善作用, 被誉为/ 智能传感器0。智能传感器价格低、重量轻、可靠性高, 并且和DSP 或微处理器紧密联系。因为DSP 可以通过精确的算法产生1 个变量估计值, 如转子位置和磁通, 使系统省去不可靠的传感器, 节约了资金, 可在一些控制中实现无传感器控制。 DSP 还可以在高级算法的实时应用上改善系统控制的性能。许多控制算法包括自适应、多变量寻优、学习、自校正、神经网络、遗传算法和模糊逻辑, 都需要由DSP 的速度和性能来实现。对于许多系统, 在一般操作之前或当中必须估计一些系统的参数, DSP 有足够的能力在处理其他任务的同时进行辨识和参数估算。 许多电机数字控制系统包括电源信号调节和功率因数校正。控制电机的系统, 通常都采用PWM 方法控制能量转换器, DSP 带有PWM 的产生功能。PWM 产生单元消除了DAC, 提高了供电量。先进的算法, 如空间矢量PWM 等需进行的大量运算, 由于采用了快速DSP 控制器这些运算, 都可以在1 ms 之内完成。这些算法提高了电能的利用率并且消除了不必要的电流谐波, 使电能的质量和信号的环境得到提高。在系统运行过程中, 故障的诊断和保护功能是必不可少的, 由DSP 作控制器的系统能够轻松地实现这些功能。另外在许多控制系统中DSP 还可以实现非控制的功能, 包括与上位机的通信、数字滤波和数据总线的控制协议(如SCSI)等。 DSP 可以实现快速精确的变速度和转矩控制, 增大了调速器的调速范围。在某些场合负载可直接连在电机上而不需要其他的液压子装置。该特点在汽车上非常有用。汽车上液压装置占用了许多宝贵的空间并且消耗了发动机至少5% 的能量, 动力转向系统就是其中的一例。用DSP 控制电子装置实现这些功能, 不但可以节省空间能量和消耗, 而且可以得到更快的响应。在汽车上的其他应用还包括防抱死刹车系统、无级变速装置、悬挂系统等。 DSP 在无刷电机控制方面的优越性使其不仅在工业自动化方面的应用剧增而且在白色家电市场(如洗衣机和甩干机等)、办公用品和加热、空气调节器上也大量使用。例如在吹风机和压缩机上DSP 可以用来实现节能降噪, 通过编程控制电机软启动以减小震动、噪音和磨损。办公产品如打印机、复印机等的生产者也用DSP 控制电机实现低成本、高可靠性、低噪声的产品。 交流感应电机的控制: 在很多领域, 交流电机、直流电机及直流无刷电机的性价比是三者竞争的焦点。电力电子技术特别是DSP 领域的进步使交流电机调速中具备优良性能。交流感应电机的磁场定向控制能实现很好的瞬态控制和稳态控制。数字控制器可以精确地控制电机输入电压的幅值和频率, 如果电机的瞬态响应重要时, 磁场定向控制也可以精确控制电机的瞬态转矩和速度。对交流感应电机应用无速度传感器控制时, 节省费用并使可靠性也得到了提高。复杂的电机控制算法如自适应控制也需要用到DSP 的强大运算能力来保证实时性。DSP 也适合对直流无刷电机进行控制。三相直流无刷电机的简单结构使其越来越受到欢迎, 首先它没有电刷不需要定期进行维护, 它的线圈在定子上对散热要求比较低, 另外直流无刷电机可以获得相对较好的转矩控制。1 个三相直流无刷电机在转子上有2 个、4 个或更多的永磁极,定子绕组用来产生要求的旋转磁场, 它的三相必须在控制器的控制下正确换相, 换相的次序由转子的位置进行控制, 因此控制器需要算法去感知使用这些位置的信息, 产生正确的换相顺序。在定子上加装霍尔传感器或位置编码器获取位置信息, 然后对其进行译码以控制相电流的方向和顺序。无刷直流电机驱动系统必须保持适当的相电流大小。高速时, 电机的反相电动势限制着相电流, 但在低速时, 反相电动势接近于0, 因此必须采取其他的一些措施如关闭电流反馈环来保持电流。所以直流无刷电机控制系统不但要有相电流的信息, 还要产生适当的PWM 信号保持电流的幅值。另外, 在紧急情况下系统应该能够禁止所有的PWM 通道以保护系统。DSP 有足够的计算资源处理这些复杂的实时请求。 3.开关磁阻电机的驱动 电力电子技术的发展使得开关磁阻电机驱动系统得到广泛的应用。开关磁阻电机驱动系统在很宽的调速范围内都有很高的效率, 并且不需要复杂的功率转 换器, 转子上没有绕组, 占用空间小。采用双凸结构, 即定子和转子都有突起的极。定子上有集中的绕组, 转子上即使没有绕组、笼条, 也不是永磁结构。把定子上正相相反的绕组串联连接形成一相, 给定子磁极对通以能置则转子对应的极对向着它运动以减少磁路中的磁阻。不断给连续的定子相通电, 电机就会形成1 个旋转方向上的转矩, 驱动电机转动。开关磁阻电机是高阶非线性的, 运行性能依赖于能否正确选择与转子位置相关的相电流。当控制器给定子一相通电时, 对应的转子极要接近定子极, 这个位置就产生了转矩, 因此必须知道转子的位置才可以进行控制。用DSP(如TMS320F240)组成的控制器非常适合于开关磁阻电机驱动的控制。如果对1 个四相开关磁阻电机进行控制, 就需要6 个独立的通道。TMS320F240 提供了9 个独立的PWM 通道, 每个通道都有单独的比较寄存器, 通过对其写入操作可以改变PWM 的占空比。而转子的位置可以直接通过DSP 的QEP 接口或数字I/ O 口输入。通过外部中断引脚可以禁止所有的PWM 通道以防发生事故。 4.功率因数的校正 三相电压型PWM 转换器利用DSP 的A/ D转换和PWM 生成单元进行功率因数的校(PFC), 应用到电机控制上可以改善功率信号的状况, 减少了误操作的发生。电机驱动应用改善的转换器提高功率因数, 这种功率因数改善电路的使用要求交流电输入电压、直流电流和直流输出电压作为反馈输入到系统, 控制器通过对它们的处理得到合适的PWM 方式。如果把功率因数校正应用在电机控制系统中, 就可以去掉专门的校正电路使控制方案中的元件变少, 增加系统的可靠性。PFC 也可以用到开关磁阻电机或感应电机的驱动上。 DSP有许多专用的外围设备和高的执行特性, 使其成为了电机控制系统最好的芯片, 随着DSP的不断发展使电机的无速度传感器控制器、智能控制器的性能越来越好, 以及机械和液压装置的去除都可以成为现实。综上所述, DSP 非常适用于电机控制, 随着对DSP 功能的不断开发,在电机控制上将取代单片机而获得巨大的发展。 智能化技术在机械工程自动化中的应用 摘 要:几十年前,机械工程自动化的出现改变了机械设备纯人工生产的模式,大大提高了机械设备生产的效率,给机械工程发展带来了翻天覆地的变化。近年来,智能化技术逐渐在机械工程上得到了应用,智能化的机械生产具有高效、高质、低成本等优点,它将给机械工程的发展带来新的机遇。 关键词:智能化技术;机械工程;自动化技术 《中国教育报》、《光明日报》、《中国青年报》、《语言文字报》征集代理,优势代理《中国教育报》、《山东教育报》业务,发稿迅速!QQ:13247-25251 0 前言 本文从介绍机械智能化技术与机械自动化技术入手,分析了智能化机械工程的特点,并从三个角度分析了智能化技术在机械工程中的具体应用。智能化技术能够与自动化技术相结合,共同为机械工程服务,大幅提高机械工程的生产效率与质量,这对于机械制造企业的长期发展有着十分重要的意义。简述智能化机械工程及其特点 1.1 简述智能化的机械工程 “智能化“是近年来兴起的一种发展趋势,它的适应面比较广,可应用与金融、军事、医疗、教育、农业、工业等多个领域。机械工程的智能化是从机械工程自动化发展而来的,传统的自动化生产线与高效的智能化管理系统相结合可以有效的提高机械生产的效率,并能够提高产品的质量,对于机械生产企业的长期发展有着十分重要的意义。 1.2 械工程自动化与机械工程智能化 机械工程自动化与机械工程智能化都是机械生产行业的重要课题,两者相辅相成,都是机械现代化发展的重要标志。机械工程自动化是指在机械生产过程中依赖于自动化设备进行生产或所生产出的产品具有一定的自动化特征。机械工程自动化的产生大大提高了工业生产的效率,推进了人类工业文明的发展。但是,自动化的生产线仍然依赖大量的人工操作:设备需要工人进行控制、产品需要工人来推销、生产计划需要管理人员进行安排[1]。智能化技术的出现改变了这一现状,减轻了机械生产单位对人工的需求量,机械工程智能化依赖于机械工程自动化,它通过一套的智能化系统进行自主的数据收集、处理,并将所收集到的数据进行处理,进而指导自动化流水线进行生产,从而大大提高机械生产的效率。机械智能化已经取代了机械自动化,成为了机械工程现代化的重要标志。 1.3 智能化机械工程的特点 智能化的机械工程具有高品质、高效率、四流交汇、四流集成等特点。智能化的机械工程生产可以通过智能管理系统来进行规划设计,提高产品的质量,降低产品报废率;同时,由智能管理系统代替人工管理,可以大大提高机械生产效率;而通过人、机、硬件、软件相互交流与集成可保证了智能化机械工程的高效性与智能性,再加之个性化的用户服务定制,可以将冷冰冰的机械设备变得十分灵动,这对于机械工程的发展有着十分重要的意义。智能化技术在机械工程中的具体应用 2.1 机械工程生产设备智能化 机械工程在生产的过程中比较依赖于自动化技术,以往的机械生产都由流水线操作来完成,流水线操作工艺与纯人工生产工艺相比,减少了人工成本的投入,也大大提高了机械生产的效率,同时减少了产品生产过程出现问题的几率,有效的提高产品的质量。而随着工业智能化的普及,一些机械生产厂家通过引入智能化操作系统,将整个机械生产流水线交由智能化管理系统进行管理,管理系统能够自动收集各个流水线上的信息,并对整个生产过程进行调度,可以提高流水线的生产效率,并提高容错率,有效的提高了产品的生产效率。而且,使用智能化的机械生产设备能够减少流水线上的工人数量,一些智能生产系统比较完善的企业,其流水线完全由机械设备自行调度、生产,仅需要数个技术工人进行技术调整,从而极大的减少了人工的成本,也将生产效率大大提高,降低了产品因人为失误出现问题的几率,提高了产品的质量。另外,提高机械工程设备智能化水平还能够有效确保机械工程设备运行的稳定性和安全性,一旦出现任何故障,智能化的设备都能够采取必要的措施予以及时处理或者及时报警避免更多的损失[2],避免了因人为操作失误造成的生产事故,这对于机械生产单位的长期发展有着十分重要的意义。 2.2 机械工程生产管理智能化 自动化技术的产生给工业生产带来了巨大的便利,但是却给企业的管理阶层带来了更大的负担。每一个行业都依赖于管理,良好的管理系统可以大大提高整个企业的生产效率,传统的管理模式都依赖于人工操作,机械工程的设计、生产、销售都要靠企业的决策人员进行直接操作,管理人员要负责前期调研、市场调查、模型设计、产品推销、售后管理等多个环节,这给管理人员很大的负担。同时,由于人工处理的滞后性,机械生产与销售的第一手数据难以及时得到利用,企业的管理人员也难以第一时间调整生产计划,影响了机械工程的生产与销售。而智能化的管理系统可高效、准确的收集市场数据,并根据企业生产的实际情况对下一阶段的生产作出调整,即从机械工程中的生产到销售再到应用反馈都能够采用计算机网络式的阶梯管理模式进行智能化的管理,通过计算机网络的共享功能使得这种管理更为透明,更为高效,也避免了出现错误的可能性,从而大大提高了机械生产的效率。 2.3 机械产品智能化 智能化的发展给人们带来了巨大的便利,一些自动化机械设备可以通过配备智能化管理平台来有效的提高产品的使用效果[3]。机械生产单位可根据产品的特点及客户的需求为产品配备智能化系统。机械产品的智能化不仅能够提高产品的各方面性能,而且能够给用户更多的自主发挥的空间,让机械产品不再是冷冰冰的机器,而是成为一款能够根据用户特点进行个性化定制的高端服务设备,完善用户的使用体验。机械工程的智能化中最难以实现、风险最高的就是机械产品智能化,但是风险与机遇并存,如果能够充分的发展机械产品的自动化,将会给机械产品带来质的飞跃。结语 智能化的机械工程可以有效的提高机械工程的生产效率,同时也能减少生产过程中的人工工作量,提高生产工作的效率,降低人工成本。智能化的机械工程要追求生产过程中的智能化,还要追求产品的智能化。一直以来,机械工程的产品都缺乏与用户的互动性,而智能化的普及下,厂家可以根据用户的特点可以对产品进行个性化的定制,完善用户的使用体验。 参考文献: [1]朱剑英.机械工程智能化的发展趋势研究[J].航空制造技术,2014(05):22-23.[2]隋晓棠.关于机械加工智能化发展趋势的探讨[J].黑龙江科技信息,2014(17):10-11.第二篇:多媒体技术在工业自动化控制方面的应用
第三篇:浅谈财务管理在企业内部控制中的应用
第四篇:DSP在控制中的应用
第五篇:智能化技术在机械工程自动化中的应用