時間:2022-10-13 16:07:28
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1引言
信息時代的高新技術流向傳統產業,引起后者的深刻變革。作為傳統產業之一的機械工業,在這場新技術革命沖擊下,產品結構和生產系統結構都發生了質的躍變,微電子技術、微計算機技術的高速發展使信息、智能與機械裝置和動力設備相結合,促使機械工業開始了一場大規模的機電一體化技術革命。
隨著計算機技術、電子電力技術和傳感器技術的發展,各先進國家的機電一體化產品層出不窮。機床、汽車、儀表、家用電器、輕工機械、紡織機械、包裝機械、印刷機械、冶金機械、化工機械以及工業機器人、智能機器人等許多門類產品每年都有新的進展。機電一體化技術已越來越受到各方面的關注,它在改善人民生活、提高工作效率、節約能源、降低材料消耗、增強企業競爭力等方面起著極大的作用。
在機電一體化技術迅速發展的同時,運動控制技術作為其關鍵組成部分,也得到前所未有的大發展,國內外各個廠家相繼推出運動控制的新技術、新產品。本文主要介紹了全閉環交流伺服驅動技術(FullClosedACServo)、直線電機驅動技術(LinearMotorDriving)、可編程序計算機控制器(ProgrammableComputerController,PCC)和運動控制卡(MotionControllingBoard)等幾項具有代表性的新技術。
2全閉環交流伺服驅動技術
在一些定位精度或動態響應要求比較高的機電一體化產品中,交流伺服系統的應用越來越廣泛,其中數字式交流伺服系統更符合數字化控制模式的潮流,而且調試、使用十分簡單,因而被受青睞。這種伺服系統的驅動器采用了先進的數字信號處理器(DigitalSignalProcessor,DSP),可以對電機軸后端部的光電編碼器進行位置采樣,在驅動器和電機之間構成位置和速度的閉環控制系統,并充分發揮DSP的高速運算能力,自動完成整個伺服系統的增益調節,甚至可以跟蹤負載變化,實時調節系統增益;有的驅動器還具有快速傅立葉變換(FFT)的功能,測算出設備的機械共振點,并通過陷波濾波方式消除機械共振。
一般情況下,這種數字式交流伺服系統大多工作在半閉環的控制方式,即伺服電機上的編碼器反饋既作速度環,也作位置環。這種控制方式對于傳動鏈上的間隙及誤差不能克服或補償。為了獲得更高的控制精度,應在最終的運動部分安裝高精度的檢測元件(如:光柵尺、光電編碼器等),即實現全閉環控制。比較傳統的全閉環控制方法是:伺服系統只接受速度指令,完成速度環的控制,位置環的控制由上位控制器來完成(大多數全閉環的機床數控系統就是這樣)。這樣大大增加了上位控制器的難度,也限制了伺服系統的推廣。目前,國外已出現了一種更完善、可以實現更高精度的全閉環數字式伺服系統,使得高精度自動化設備的實現更為容易。其控制原理如圖1所示。
該系統克服了上述半閉環控制系統的缺陷,伺服驅動器可以直接采樣裝在最后一級機械運動部件上的位置反饋元件(如光柵尺、磁柵尺、旋轉編碼器等),作為位置環,而電機上的編碼器反饋此時僅作為速度環。這樣伺服系統就可以消除機械傳動上存在的間隙(如齒輪間隙、絲杠間隙等),補償機械傳動件的制造誤差(如絲杠螺距誤差等),實現真正的全閉環位置控制功能,獲得較高的定位精度。而且這種全閉環控制均由伺服驅動器來完成,無需增加上位控制器的負擔,因而越來越多的行業在其自動化設備的改造和研制中,開始采用這種伺服系統。
3直線電機驅動技術
直線電機在機床進給伺服系統中的應用,近幾年來已在世界機床行業得到重視,并在西歐工業發達地區掀起"直線電機熱"。
在機床進給系統中,采用直線電動機直接驅動與原旋轉電機傳動的最大區別是取消了從電機到工作臺(拖板)之間的機械傳動環節,把機床進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,帶來了原旋轉電機驅動方式無法達到的性能指標和優點。
1.高速響應由于系統中直接取消了一些響應時間常數較大的機械傳動件(如絲杠等),使整個閉環控制系統動態響應性能大大提高,反應異常靈敏快捷。
2.精度直線驅動系統取消了由于絲杠等機械機構產生的傳動間隙和誤差,減少了插補運動時因傳動系統滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋控制,即可大大提高機床的定位精度。
3.動剛度高由于"直接驅動",避免了啟動、變速和換向時因中間傳動環節的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運動滯后現象,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最早主要用于磁懸浮列車(時速可達500Km/h),所以用在機床進給驅動中,要滿足其超高速切削的最大進個速度(要求達60~100M/min或更高)當然是沒有問題的。也由于上述"零傳動"的高速響應性,使其加減速過程大大縮短。以實現起動時瞬間達到高速,高速運行時又能瞬間準停。可獲得較高的加速度,一般可達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軌上通過串聯直線電機,就可以無限延長其行程長度。
6.運動動安靜、噪音低由于取消了傳動絲杠等部件的機械摩擦,且導軌又可采用滾動導軌或磁墊懸浮導軌(無機械接觸),其運動時噪音將大大降低。
7.效率高由于無中間傳動環節,消除了機械摩擦時的能量損耗,傳動效率大大提高。
直線傳動電機的發展也越來越快,在運動控制行業中倍受重視。在國外工業運動控制相對發達的國家已開始推廣使用相應的產品,其中美國科爾摩根公司(Kollmorgen)的PLATINNMDDL系列直線電機和SERVOSTARCD系列數字伺服放大器構成一種典型的直線永磁伺服系統,它能提供很高的動態響應速度和加速度、極高的剛度、較高的定位精度和平滑的無差運動;德國西門子公司、日本三井精機公司、臺灣上銀科技公司等也開始在其產品中應用直線電機。
4可編程計算機控制器技術
自20世紀60年代末美國第一臺可編程序控制器(ProgrammingLogicalController,PLC)問世以來,PLC控制技術已走過了30年的發展歷程,尤其是隨著近代計算機技術和微電子技術的發展,它已在軟硬件技術方面遠遠走出了當初的"順序控制"的雛形階段。可編程計算機控制器(PCC)就是代表這一發展趨勢的新一代可編程控制器。
與傳統的PLC相比較,PCC最大的特點在于它類似于大型計算機的分時多任務操作系統和多樣化的應用軟件的設計。傳統的PLC大多采用單任務的時鐘掃描或監控程序來處理程序本身的邏輯運算指令和外部的I/O通道的狀態采集與刷新。這樣處理方式直接導致了PLC的"控制速度"依賴于應用程序的大小,這一結果無疑是同I/O通道中高實時性的控制要求相違背的。PCC的系統軟件完美地解決了這一問題,它采用分時多任務機制構筑其應用軟件的運行平臺,這樣應用程序的運行周期則與程序長短無關,而是由操作系統的循環周期決定。由此,它將應用程序的掃描周期同外部的控制周期區別開來,滿足了實時控制的要求。當然,這種控制周期可以在CPU運算能力允許的前提下,按照用戶的實際要求,任意修改。
基于這樣的操作系統,PCC的應用程序由多任務模塊構成,給工程項目應用軟件的開發帶來很大的便利。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,如運動控制、數據采集、報警、PID調節運算、通信控制等,分別編制出控制程序模塊(任務),這些模塊既獨立運行,數據間又保持一定的相互關聯,這些模塊經過分步驟的獨立編制和調試之后,可一同下載至PCC的CPU中,在多任務操作系統的調度管理下并行運行,共同實現項目的控制要求。
PCC在工業控制中強大的功能優勢,體現了可編程控制器與工業控制計算機及DCS(分布式工業控制系統)技術互相融合的發展潮流,雖然這還是一項較為年輕的技術,但在其越來越多的應用領域中,它正日益顯示出不可低估的發展潛力。
5運動控制卡
運動控制卡是一種基于工業PC機、用于各種運動控制場合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制單元。它的出現主要是因為:(1)為了滿足新型數控系統的標準化、柔性、開放性等要求;(2)在各種工業設備(如包裝機械、印刷機械等)、國防裝備(如跟蹤定位系統等)、智能醫療裝置等設備的自動化控制系統研制和改造中,急需一個運動控制模塊的硬件平臺;(3)PC機在各種工業現場的廣泛應用,也促使配備相應的控制卡以充分發揮PC機的強大功能。
運動控制卡通常采用專業運動控制芯片或高速DSP作為運動控制核心,大多用于控制步進電機或伺服電機。一般地,運動控制卡與PC機構成主從式控制結構:PC機負責人機交互界面的管理和控制系統的實時監控等方面的工作(例如鍵盤和鼠標的管理、系統狀態的顯示、運動軌跡規劃、控制指令的發送、外部信號的監控等等);控制卡完成運動控制的所有細節(包括脈沖和方向信號的輸出、自動升降速的處理、原點和限位等信號的檢測等等)。運動控制卡都配有開放的函數庫供用戶在DOS或Windows系統平臺下自行開發、構造所需的控制系統。因而這種結構開放的運動控制卡能夠廣泛地應用于制造業中設備自動化的各個領域。
一、引言
信息時代的高新技術流向傳統產業,引起后者的深刻變革。作為傳統產業之一的機械工業,在這場新技術革命沖擊下,產品結構和生產系統結構都發生了質的躍變,微電子技術、微計算機技術的高速發展使信息、智能與機械裝置和動力設備相結合,促使機械工業開始了一場大規模的機電一體化技術革命。
隨著計算機技術、電子電力技術和傳感器技術的發展,各先進國家的機電一體化產品層出不窮。機床、汽車、儀表、家用電器、輕工機械、紡織機械、包裝機械、印刷機械、冶金機械、化工機械以及工業機器人、智能機器人等許多門類產品每年都有新的進展。機電一體化技術已越來越受到各方面的關注,它在改善人民生活、提高工作效率、節約能源、降低材料消耗、增強企業競爭力等方面起著極大的作用。
在機電一體化技術迅速發展的同時,運動控制技術作為其關鍵組成部分,也得到前所未有的大發展,國內外各個廠家相繼推出運動控制的新技術、新產品。本文主要介紹了全閉環交流伺服驅動技術(FullClosedACServo)、直線電機驅動技術(LinearMotorDriving)、可編程序計算機控制器(ProgrammableComputerController,PCC)和運動控制卡(MotionControllingBoard)等幾項具有代表性的新技術。
二、全閉環交流伺服驅動技術
在一些定位精度或動態響應要求比較高的機電一體化產品中,交流伺服系統的應用越來越廣泛,其中數字式交流伺服系統更符合數字化控制模式的潮流,而且調試、使用十分簡單,因而被受青睞。這種伺服系統的驅動器采用了先進的數字信號處理器(DigitalSignalProcessor,DSP),可以對電機軸后端部的光電編碼器進行位置采樣,在驅動器和電機之間構成位置和速度的閉環控制系統,并充分發揮DSP的高速運算能力,自動完成整個伺服系統的增益調節,甚至可以跟蹤負載變化,實時調節系統增益;有的驅動器還具有快速傅立葉變換(FFT)的功能,測算出設備的機械共振點,并通過陷波濾波方式消除機械共振。
一般情況下,這種數字式交流伺服系統大多工作在半閉環的控制方式,即伺服電機上的編碼器反饋既作速度環,也作位置環。這種控制方式對于傳動鏈上的間隙及誤差不能克服或補償。為了獲得更高的控制精度,應在最終的運動部分安裝高精度的檢測元件(如:光柵尺、光電編碼器等),即實現全閉環控制。比較傳統的全閉環控制方法是:伺服系統只接受速度指令,完成速度環的控制,位置環的控制由上位控制器來完成(大多數全閉環的機床數控系統就是這樣)。這樣大大增加了上位控制器的難度,也限制了伺服系統的推廣。目前,國外已出現了一種更完善、可以實現更高精度的全閉環數字式伺服系統,使得高精度自動化設備的實現更為容易。
該系統克服了上述半閉環控制系統的缺陷,伺服驅動器可以直接采樣裝在最后一級機械運動部件上的位置反饋元件(如光柵尺、磁柵尺、旋轉編碼器等),作為位置環,而電機上的編碼器反饋此時僅作為速度環。這樣伺服系統就可以消除機械傳動上存在的間隙(如齒輪間隙、絲杠間隙等),補償機械傳動件的制造誤差(如絲杠螺距誤差等),實現真正的全閉環位置控制功能,獲得較高的定位精度。而且這種全閉環控制均由伺服驅動器來完成,無需增加上位控制器的負擔,因而越來越多的行業在其自動化設備的改造和研制中,開始采用這種伺服系統。
三、直線電機驅動技術
直線電機在機床進給伺服系統中的應用,近幾年來已在世界機床行業得到重視,并在西歐工業發達地區掀起"直線電機熱"。
在機床進給系統中,采用直線電動機直接驅動與原旋轉電機傳動的最大區別是取消了從電機到工作臺(拖板)之間的機械傳動環節,把機床進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,帶來了原旋轉電機驅動方式無法達到的性能指標和優點。
1.高速響應由于系統中直接取消了一些響應時間常數較大的機械傳動件(如絲杠等),使整個閉環控制系統動態響應性能大大提高,反應異常靈敏快捷。
2.精度直線驅動系統取消了由于絲杠等機械機構產生的傳動間隙和誤差,減少了插補運動時因傳動系統滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋控制,即可大大提高機床的定位精度。
3.動剛度高由于"直接驅動",避免了啟動、變速和換向時因中間傳動環節的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運動滯后現象,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最早主要用于磁懸浮列車(時速可達500Km/h),所以用在機床進給驅動中,要滿足其超高速切削的最大進個速度(要求達60~100M/min或更高)當然是沒有問題的。也由于上述"零傳動"的高速響應性,使其加減速過程大大縮短。以實現起動時瞬間達到高速,高速運行時又能瞬間準停。可獲得較高的加速度,一般可達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軌上通過串聯直線電機,就可以無限延長其行程長度。
6.運動動安靜、噪音低由于取消了傳動絲杠等部件的機械摩擦,且導軌又可采用滾動導軌或磁墊懸浮導軌(無機械接觸),其運動時噪音將大大降低。
7.效率高由于無中間傳動環節,消除了機械摩擦時的能量損耗,傳動效率大大提高。
直線傳動電機的發展也越來越快,在運動控制行業中倍受重視。在國外工業運動控制相對發達的國家已開始推廣使用相應的產品,其中美國科爾摩根公司(Kollmorgen)的PLATINNMDDL系列直線電機和SERVOSTARCD系列數字伺服放大器構成一種典型的直線永磁伺服系統,它能提供很高的動態響應速度和加速度、極高的剛度、較高的定位精度和平滑的無差運動;德國西門子公司、日本三井精機公司、臺灣上銀科技公司等也開始在其產品中應用直線電機。
四、可編程計算機控制器技術
自20世紀60年代末美國第一臺可編程序控制器(ProgrammingLogical Controller,PLC)問世以來,PLC控制技術已走過了30年的發展歷程,尤其是隨著近代計算機技術和微電子技術的發展,它已在軟硬件技術方面遠遠走出了當初的"順序控制"的雛形階段。可編程計算機控制器(PCC)就是代表這一發展趨勢的新一代可編程控制器。
與傳統的PLC相比較,PCC最大的特點在于它類似于大型計算機的分時多任務操作系統和多樣化的應用軟件的設計。傳統的PLC大多采用單任務的時鐘掃描或監控程序來處理程序本身的邏輯運算指令和外部的I/O通道的狀態采集與刷新。這樣處理方式直接導致了PLC的"控制速度"依賴于應用程序的大小,這一結果無疑是同I/O通道中高實時性的控制要求相違背的。PCC的系統軟件完美地解決了這一問題,它采用分時多任務機制構筑其應用軟件的運行平臺,這樣應用程序的運行周期則與程序長短無關,而是由操作系統的循環周期決定。由此,它將應用程序的掃描周期同外部的控制周期區別開來,滿足了實時控制的要求。當然,這種控制周期可以在CPU運算能力允許的前提下,按照用戶的實際要求,任意修改。
基于這樣的操作系統,PCC的應用程序由多任務模塊構成,給工程項目應用軟件的開發帶來很大的便利。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,如運動控制、數據采集、報警、PID調節運算、通信控制等,分別編制出控制程序模塊(任務),這些模塊既獨立運行,數據間又保持一定的相互關聯,這些模塊經過分步驟的獨立編制和調試之后,可一同下載至PCC的CPU中,在多任務操作系統的調度管理下并行運行,共同實現項目的控制要求。
PCC在工業控制中強大的功能優勢,體現了可編程控制器與工業控制計算機及DCS(分布式工業控制系統)技術互相融合的發展潮流,雖然這還是一項較為年輕的技術,但在其越來越多的應用領域中,它正日益顯示出不可低估的發展潛力。
五、運動控制卡
運動控制卡是一種基于工業PC機、用于各種運動控制場合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制單元。它的出現主要是因為:(1)為了滿足新型數控系統的標準化、柔性、開放性等要求;(2)在各種工業設備(如包裝機械、印刷機械等)、國防裝備(如跟蹤定位系統等)、智能醫療裝置等設備的自動化控制系統研制和改造中,急需一個運動控制模塊的硬件平臺;(3)PC機在各種工業現場的廣泛應用,也促使配備相應的控制卡以充分發揮PC機的強大功能。
運動控制卡通常采用專業運動控制芯片或高速DSP作為運動控制核心,大多用于控制步進電機或伺服電機。一般地,運動控制卡與PC機構成主從式控制結構:PC機負責人機交互界面的管理和控制系統的實時監控等方面的工作(例如鍵盤和鼠標的管理、系統狀態的顯示、運動軌跡規劃、控制指令的發送、外部信號的監控等等);控制卡完成運動控制的所有細節(包括脈沖和方向信號的輸出、自動升降速的處理、原點和限位等信號的檢測等等)。運動控制卡都配有開放的函數庫供用戶在DOS或Windows系統平臺下自行開發、構造所需的控制系統。因而這種結構開放的運動控制卡能夠廣泛地應用于制造業中設備自動化的各個領域。
1)數控技術帶動汽車工業發展
數控技術在各行業的生產中起到了重要的作用,通過運用數控技術,改善勞動者的作業條件,減少勞動者在高危險環境中的作業次數,降低勞動者的作業強度,實現生產線的機械化甚至自動化。在汽車工業領域,零部件的制造過程中廣泛使用數控技術,大大提高了零部件的制造效率,實現標準化生產;在汽車行業的高速加工中心,普遍應用數控技術,促進汽車制造現代化生產線的構建,滿足產品不斷更新換代的需求,同時保證了產品的質量。數控技術在汽車工業的整體運用,提高了汽車行業的整體效率,促進汽車行業由傳統的制造業向現代先進高效的制造業過渡。
2)數控技術帶動機床設備的更新
機床設備是制造行業發展的重要組成,數控技術在車床方面的應用直接推動機電一體化的發展。數控技術通過計算機控制增強了機床設備的控制能力,準確控制刀具與工件的具置,提高機床運行中的精度,增強了車床的運轉效率,促進車床在高精度、高效率、精細化方面的不斷發展。
3)數控技術帶動采煤業發展
眾所周知,在采煤過程中,對于采煤機的要求極高,采煤機的狀況直接影響到人工作業的危險程度及采煤作業的完成與否。采煤機改變傳統制造的技術工藝,通過數控技術使用龍骨板進行下料工作,同時,改變采煤生產過程中勞動者的作業條件,不僅解決了采煤作業的效率問題,而且提高了采煤作業的精準程度,將作業人員處于危險環境的程度降至較低程度,降低礦難事故的發生頻率。
2新時期數控技術在機械制造中的發展趨勢
新時期數控技術在工業各方面得到了普遍的應用,對于提高工業的效率,增強工業方面的競爭力發揮了不可替代的作用,在不久的未來,數控技術在硬件、程序的編制及結構方面會不斷優化,促進數控技術的發展,也帶動機械制造行業的迅速前進。
1)機電一體化結構
優化之后的數控技術在數控結構方面也將發生巨大的變化,顯著變化便是實現了機電一體化。通過自動交換刀具、自動交換工件、主軸立臥自動轉換、工作臺立臥自動轉換、主軸帶C軸控制、萬能回轉銑頭、以及“數控夾盤”、“數控回轉工作臺”、“動力刀架”和“數控夾具”等程序的控制,優化期機械結構,提高其自動化的效率與效果,使得系統與機床的機電系統實現完美的配合,最終實現機械結構的模塊化發展。
2)編程系統的優化
數控的編程技術在編程平臺、編程功能及整個編程系統方面將實現高效優化。在編程平臺方面,脫機編程可擴展至在線編程,通過CNC裝置將自動編程設備所具備的功能轉移至數控裝置的計算機之中,實現在線的人機對話。在編程功能方面,不再僅局限于固定循環與圖形循環,擴展至子程序設計功能,會話式自動編程、藍圖編程等多方面。在整個編程系統方面,可同時處理幾何信息與工藝信息,在選擇刀具及切割量方面實現全自動化。
3)數控設備的更新
對數控技術的要求逐漸提高,相應的其硬件設施也要跟得上數控技術的步伐。電主軸的轉速、CPU的運轉頻率、進給運動部件的位移速度將得到極大的提高,同時在計算機方面,將向基于PC的開放式數控系統不斷更新發展,以此降低數控設備的成本,提高機械制造業的整體水平,增強我國機械制造業在國際市場中的競爭能力。
基于通信的列車控制(Communication2BasedTrainControl,簡為CBTC)系統采用先進的通信、計算機技術,對列車實現連續控制。它擺脫了軌道電路對列車占用的判別方式,突破了固定閉塞的局限性,可以實現移動閉塞。本文將從列車控制技術的發展著手,探討無線CBTC的技術經濟優勢及對于實現互聯互通和項目設備國產化的優越性,并對其在國內的應用前景提出了看法。
1列車控制技術的發展和CBTC
列車自動控制(ATC)系統的發展依賴于市場的需求以及各種新興的技術基礎。過去25年中微處理器的發展以及過去5年中移動通信的發展,對ATC技術的發展產生了重要的影響。微處理器的件為基礎的系統的演變,而移動通信技術的發展也將極大影響ATC系統發展的進程(見圖1)[2]。
圖1列車控制技術的發展
無線CBTC采用無線通信系統,通過開放的數據通信網絡實現了列車與軌旁設備實時雙向通信,信息量大,并通過采用基于IP標準的列車控制結構,可以在實現列車控制的同時附加其它功能(如安全報警、員工管理及乘客信息等)。
目前國際上諸如Alcatel,Alstom,Siemens,Bombardier和Westinghouse等信號供應商。均開發出了各自的CBTC系統并在全球得到了廣泛的應用。
2無線CBTC與互聯互通
2.1無線CBTC的技術與經濟優勢
由于無線CBTC可采用移動閉塞的制式,列車能以較小的間隔運行,可使運營商實現“小編組,高密度”的運營模式,這使系統可在同樣滿足客運需求的基礎上,縮短旅客的候車時間,縮小站臺長度和候車空間,降低基建投資;同時,由于系統核心通過軟件實現,使其在硬件數量上大大減少,因而可以降低維修費用,從而降低系統生命周期成本。
2.2采用無線CBTC可實現互聯互通
在城市軌道交通領域,互聯互通指的是接口間的列車控制的安全標準、導軌的模型化以及列車控制信息傳遞協議等。因此,要達到真正的互聯互通,就必須重新設計系統接口[3]。由于無線CBTC的各控制子系統間的邏輯接口均通過數據通信系統實現,數據通信系統采用開放式的國際標準后,子系統間的接口也可實現標準化;而通過采用序列號、循環冗余校驗等方法進行對安全關聯數據的保護和接入防護,可有效保證開放數據通信系統的數據安全,因此采用無線CBTC將會有利于實現互聯互通。
在對既有的點式列車自動防護(ATP)傳輸系統或編碼數字軌道電路的改造中,采用無線CBTC對其車載設備和軌旁設備進行一定的改造后(主要是增加網絡接口和無線控制子系統),可實現既有信號系統與無線CBTC的疊加,從而達到既有線路與新的無線CBTC線路的互聯互通。
通過模塊化的結構、強有力的接口設計和事件描述,無線CBTC強調系統應用層和開發層的獨立性,而強調應用層之間的接口標準。采取開放式的國際標準可以使國內廠商從系統部分元件的國產化著手(如通信系統等),逐步實現整個系統的國產化。
2.3國外的互聯互通項目
2.3.1歐洲的城市軌道交通管理系統UGTMS
城市軌道交通管理系統(UrbanGuidedTransportManagementSystem,簡為UGTMS)[4]是由歐洲委員會于2000年提出的一個研究項目,旨在歐洲范圍內建立一個城市軌道交通領域內的共同標準和規則,以提高公共交通系統的使用效率和安全,降低系統和社會成本,并使交通系統更加靈活以滿足運營商的需要。項目的參與者來自于運營商、系統供應商和科研院校。研究范圍包括:信號與聯鎖、列車控制、列車管理系統、供電監控及維護輔助系統等。UGTMS的目標是定義一個完全開放系統的功能、系統要求及接口的規范。
UGTMS分三個階段進行:第一個階段的主要任務是回顧和評價歐洲鐵路運輸管理系統(ERTMS)的功能需求規格書,進行ERTMS以及柏林、倫敦、馬德里、紐約和巴黎的先進項目與UGTMS的基準比較(Benchmarking),定義UGTMS的功能需求規格書(FRS)。第二個階段將完成FRS,建立系統需求規范書(SRS),建立功能接口標準I/F形式/安裝/功能接口規范書(FORMFitFunctionalInterfaceSpecifications,簡為FFFIS)。第三個階段將進行實際規模的示范線試驗。
與UGTMS同時進行的還有國際電聯IEC(In2ternationalElectro2technicalCommission)的標準化項目IECWG40,旨在建立城市軌道交通線路、線網的交通控制,以及管理系統的功能、系統和接口規范。共有7個國家(法、中、加、日、德、意、美)及15個運營商和供應商參與這個標準化項目。
中國2.3.2巴黎公共運輸局(RATP)的地鐵13號線
經過公開招標,RATP選擇了阿爾卡特的6530SeltracS30作為地鐵13號線的解決方案。該技術將使列車的運行間隔從現有的105s縮至90s。它采用無線數據通信,通過虛擬閉塞方式來提高線路通過能力。系統可實現列車自動運行(ATO)和列車自動防護(ATP)功能。此外,設計上的模塊化使系統可實現線路的混合模式運行,并預留了向無人駕駛模式發展的空間。為了不影響線路的正常運營,升級改造工作均在晚間進行。阿爾卡特的系統可以疊加在現有的系統之上,因此可以順利完成系統的升級改造。13號線將于2005年完成現場測試。
對于互聯互通的接口標準,RATP采用開放的國際標準而不是由某個企業作為”領跑者”制定。據悉,巴黎3、5號線的信號系統升級也已開始公開招標,并且這次招標是將系統的車載部分、軌旁部分和通信系統部分分成了5個合同包分別進行招標,其中車載2個,軌旁2個,通信系統1個。
2.3.3紐約地鐵(NYCT)的Canarsie線
在Canarsie項目一期中,NYCT要求3個供應商在一個信號改造區段示范其CBTC技術。經過示范,NYCT認為CBTC是最適合改造其信號系統并實現互聯互通的方案,并選擇了一家供應商(Siemens)作為項目“領跑者”和另外兩家供應商(Alcatel,Alstom)作為“跟隨者”。在項目二期,CBTC將被安裝并作為NYCT的CBTC技術的標準。按照安裝合同,“領跑者”必須提供詳細的互聯互通的接口規范以便兩個“跟隨者”能按照規范生產兼容產品并進行示范試驗。
對于互聯互通的氣隙接口標準,紐紐地鐵采用了由“領跑者”制定的非開放的標準,Alcatel決定購買其通信設備,而Alstom決定開發兼容產品。
3在中國城市軌道交通的應用
3.1在武漢和廣州的應用
2002年5月,武漢輕軌率先一步,決定使用阿爾卡特公司的SeltracS40系統。該系統采用移動閉塞技術,能夠實施可靠的列車自動監控(ATS)并能使4節編組列車以80km/h的最高速度在高架雙線上安全運行。系統通過指揮中心的主電腦控制列車運行,可實現無人駕駛、定點停車和無人自動折返,但為了安全需要仍配備了司機。系統采用車載信號系統,另外仍安裝軌旁信號機以作應急用。此外,系統還設有一套“功能后退模式”,以確保在極罕見的情況下系統發生了影響正常運營的故障時運營不會中斷。其首期工程將在2004年投入運營。
2003年5月,廣州地鐵3號線也決定采用SeltracS40作為其列車控制系統。該系統可使列車行駛速度高達120km/h,并大大縮短行車間隔,從而大幅度提高運營效率。該線將在2006年投入運營。
3.2在上海的應用前景
隨著通信及計算機技術的不斷發展,采用無線CBTC作為新的列車控制技術或替代原有的信號系統已經成為國際上大多運營商的共識。
上海目前的5條軌道交通線路采取了4種不同的信息制式,互不兼容。按照市委和市政府“站高一點,看遠一點,想深一步”的精神,考慮到上海市軌道交通即將形成網絡的前景,對新建線路信號系統的規范化以及對既有信號系統的升級改造以實現全網的互聯互通已經成為當務之急[5]。因此,在選擇ATC系統技術與制式時,必須充分考慮以下幾點:
第一,有利于實現不同線路間的互聯互通,應采取開放式的國際標準而非某一家供應商的標準;
第二,積極吸取國內外的經驗教訓,開放市場,鼓勵競爭,減少備件品種,防止壟斷,減少培訓,降低系統的生命周期成本,實現系統可持續發展;
第三,對于新建線路,必須充分考慮成本-效益比,以及為將來的系統升級預留空間;
第四,對既有線路的升級改造,必須考慮既有系統的充分利用和近期實施的可能性,分步實施,逐步升級。
無線CBTC具有卓越的技術經濟優勢,同時由于采取了開放的國際標準,使系統有可能實現互聯互通,并有利于實現項目設備國產化,因此無線CBTC在國內的應用前景是十分廣泛的。
參考文獻
1黃鐘.上海城市軌道交通ATC系統的發展策略.城市軌道交通研
究,2003(1):6
2AlcatelTSD.Seltrac移動閉塞系統結構和功能.2003
一、電工技師論文的作用及分類
電工技師(高級技師)論文是其在總結研究本職業(工種)領域中的有關技術或業務問題時,表達其工作或研究過程及其成果的綜合實用性文章,是維修電工技師從事本職業(工種)的學識、技術能力的基本反映,是科學研究成果和工作經驗總結的文字體現,也是個人勞動成果、經驗和智慧的升華。技師專業論文是社會實踐活動的產物,是撰寫者在長期的社會生產實踐中不斷總結經驗,努力學習理論知識,不斷追求和探索所取得的研究成果的文字存在形式,撰寫技師專業論文是培養人才、選拔人才和保證人才質量的重要途徑之一。
按電類技師本身的內容和性質不同,一般電類技師論文分為:專題型、論辯型、綜述型和綜合型。按電類技師論文具體涉及內容的主要有:維修電氣經驗總結類、技術革新類、新產品開發類和四新技術推廣類。
二、電工技師論文撰寫的要求
撰寫電工技師專業論文,既是一個艱苦的思考、探究和再學習的過程,又是一種復雜的創造性勞動,需要對工作實踐、技術革新和技術改造等做出客觀的評價。
1.注意論文的科學性。科學性是指電工技師專業論文的基本觀點和內容能夠反映事物內在的基本規律。電工技師專業論文的科學性來自對客觀事物周密而詳實的調查研究,掌握大量豐富而切合實際的材料,使之成為研究論述的基礎。
2.注意論文的翔實性。電工技師專業論文要求作者所提出的觀點、見解確實是屬于自己的。那么,要使自己的觀點能夠得到普遍的承認,就一定要拿出有說服力的論據來證明自己的觀點是正確的。這樣,就應該在已掌握的大量材料中選擇具有典型性、代表性的關鍵證據來證明。
3.內容正確、語言簡明。撰寫技師專業論文應當力求言簡意賅,無多余的字句。對論文的內容不要進行藝術性渲染和夸張;切忌不適當地夸大個人在技術革新和技術改造中的貢獻;更不能將技術問題的爭論引入政治觀點。同時,在撰寫技師論文時,要注意按照撰寫格式進行撰寫,并熟練應用。
三、電工技師畢業設計論文的選題
論文的選題必須立足于總結工作成果與實踐緊密聯系上。在對已獲得的大量素材進行分析、歸納和研究的基礎上,提出問題,確定寫作的基本方向。
1.論文的選題原則:準確恰當、提高創新和可行實用。
(1)準確恰當。論文的選題要提得準確恰當,面向實際,著眼于社會的需要,確實是生產實踐中亟需解決的問題。選題一定要與生產實踐相結合,與自己的工作領域相結合。
(2)提高創新。創新性原則是指選題要有新穎性、先進性,有所發明,有所發現,以推動本職業(工種)的發展。遵循這一原則,選題時必須注意選擇位居本職業(工種)較前沿的并具有普遍意義的課題;選擇填補空白的課題;選擇補充前人學說的課題;選擇突破禁區的課題;選擇借他山之石可以攻玉的課題,即借用其他學科的新理論、新技術、新工藝和新材料,從新的角度進行研究、驗證或論證來解決本職業(工種)中的老問題或疑難問題的課題。
(3)可行實用。可行實用性原則是指要選擇有利于發揮個人的聰明才智,有完成的把握,同時也符合自己的志趣、適合個人能力的論題。
2.論文的選題方法
(1)選擇能發揮本人特長的論題。申報電工技師(高級技師)的人員,都具有相當長的本職業(工種)專業工作的經歷,在理論與實踐的結合上有自己的獨到之處和技術特長;而預備技師在學校學習4~5年,理論知識特別是新技術的知識非常充實,但實踐經驗欠缺。
(2)選擇具有突破性的論題。申報電工技師(高級技師)的人員長期工作在第一線,對于生產實踐中出現的問題最有發言權。如果敏銳地抓住問題的關鍵處,加以研究,就能形成應用性極強的專業論文。
(3)選擇具有普遍性的論題。所謂具有普遍性的論題是指在生產實踐中有廣泛的用武之地的課題。例如,用現代電氣技術改造機床的電氣控制問題、變頻技術在中央空調系統的應用問題及電梯的技術改造和維修技術問題等。有些問題看似簡單,但實際上有很多需要進一步研究總結的內容,這些都屬于具有普遍意義的論題。
3.論文的推薦選題
(1)典型PLC控制系統的設計、安裝與調試。機械手的PLC控制系統設計、安裝與調試;組合機床PLC控制系統設計、安裝與調試;立體車庫控制系統設計、安裝與調試;材料分揀裝置的PLC控制系統設計、安裝與調試。(2)典型低壓電氣柜的設計。兩臺三相異步電動機動力控制電氣柜的設計、安裝與調試;變頻調速控制柜的設計、安裝與調試;總計量配電箱設計、安裝與調試。(3)供配電系統的設計。某通用機械廠供配電系統的電氣設計、安裝與調試;某學校生活區配電系統設計、安裝與調試。(4)電子技術應用設計。三相正弦波變頻電源的設計、安裝與調試;晶閘管串級調速系統的設計、安裝與調試。(5)典型單片機控制系統的設計。基于單片機和LCD的電子鐘的設計;數字鐘的設計與制作等。(6)機床電氣控制系統改造。Z3050型搖臂鉆床PLC改造;M1432A型萬能外圓磨床PLC改造;T68型臥式鏜床PLC改造;B2012A型龍門刨床PLC、變頻器改造等。(7)樓宇自動化技術及維修。電梯控制線路的安裝與維修;無塔供水系統控制線路的安裝與維修等。
總之,加強對電工技師畢業論文的指導,可使他們通過論文的寫作,在以后的工作崗位上更好地發揮技術帶頭人的作用,為高層次實踐經驗和科研成果轉化成現實生產力打下堅實的基礎。
參考文獻:
[1]王建.國家職業資格證書取證問答[M].機械工業出版社,2006,3.
1、設施園藝工程裝備與技術,包括:設施結構優化與配套裝備開發,溫室覆蓋材料(保溫、耐寒)開發、溫室節能新技術與新能源利用,多功能、小型化、實用型設施專用設備等;
2、設施園藝作物高效安全栽培技術,包括水肥高效利用、溫光高效利用的株型調控技術等;
3、溫室環境控制與數字化管理技術,設施作物與設施環境模擬模型;
4、非耕地日光溫室建造技術、非耕地設施作物專用新品種及其安全、優質、高效產業化生產技術;
5、工廠化育苗技術與植物補光燈節能技術。
參加人員
中國農業工程學會設施園藝工程專業委員會委員、中國園藝學會設施園藝分會理事、國家大宗蔬菜產業技術體系專家以及論文代表和從事與設施園藝有關的科研、教學、生產、企業、管理、技術推廣等有關人員。
有關事項
(一)會議時間與地點
1、會議時間:2014年7月(具體日期見第二輪通知)
2、會議地點:新疆烏魯木齊市翼龍大酒店
(二)會議日程
第一天: 全天,參會代表報到。
第二天: 上午:大會開幕式及大會報告;
下午:論文(專題)報告及分組學術交流;
專業委員會換屆會議。
第三天: 上午:論文(專題)報告及分組學術交流;
下午: 昌吉國家農業科技園區考察。
第四天: 吐魯番規模化育苗基地考察
(三)論文征集
本次會議將征集與設施園藝相關的創新性學術研究論文與專題綜述,主要內容為我國設施農業溫室工程及高效生產技術、工廠化育苗技術、設施環境工程調控等方面的新理論、新方法、新技術和新產品。稿件經專家評審后,優秀論文將在《中國蔬菜》、《新疆農業科學》正刊刊發,其余合格論文將由《新疆農業科學》(增刊)刊發。來稿注意事項如下:
1、“專題綜述”和“研究論文”撰寫格式及注意事項參見《中國蔬菜》、《新疆農業科學》投稿指南的相關要求(附件1);
2、被《中國蔬菜》、《新疆農業科學》錄用稿件按編輯部規定收取版面費;
3、歡迎各位專家、學者、管理者、生產者、研究生等踴躍投稿,稿件請2014年1月15日前以word版格式發送至會務組電子郵箱(不接受紙質版論文)。
(四)報名及參會方式
1、因7月份為新疆旅游旺季,為保證會議與住宿安排,請與會者于2014年 4月1日前將會議回執表(附件2)、會議交流材料以及準備在會議上進行推廣的新技術、新產品等有關材料以傳真或Email方式發至會務組。
2、會務費待定,住宿由會務組統一安排,費用自理。
3、新技術、新產品、新裝備展示。會務組聯系方式:
馬彩雯(0991-4550053,15999101958,)
張彩虹(13565822531,)
于秀針(18935922981,)
傳真:0991-4500174
一、專業項目論文的工作觀
技師技能考核或鑒定首先應注重的是工作者專業素質――崗位工作能力水平的評價。寫作和提交論文是申報鑒定者應對技能考核鑒定的準備過程,同時是個人技能水平的展示過程。
技術工人的專業工作目的一般要求是:保證生產質量、提高生產率、降低物質消耗――有效益價值核算或向好性預期。憑借論文關于專業工作項目立論確定、技術路線解析、工藝方法選擇、調試過程記錄等的描述,充分顯示工作者的能力水平――專業規范把握、主流技術運用、工藝方法適當、工序工步明晰。
技師論文應該強調較高級工藝性內容,應該是工作技藝和業績展示、以專業文獻范式表述的文章,并不一定要用某效益指標來顯示工作價值。如工藝改進型課題論文,突出的是專業技巧水平;又如新技術應用型課題論文,突出的是對工程新技術或復雜工藝的理解和駕馭能力。
1.強調論文項目的工藝性價值。技能,應理解為專業工作的技能工藝能力。也許是簡稱,總易誤認為技能偏指技術能力,而忽視工藝能力。技術一般是指工業過程的方法論,即一般是可行性確定后在標準化設計前提下選材、加工手段、加工流程以盡可能的高效率獲得目標產品的方法。而工藝,可以理解為加工的“藝術”,強調工作過程中獲得目標產品的技巧性、保障性和完美性。技術工藝能力,可以理解為技術與工藝互滲而形成的知識型、技巧型、成熟型的生產力。
較高級的專業技能型人員的工作,應能體現技術工藝引人入勝的技巧性,工作項目論文也理所當然要求顯示出工藝性價值――論文應顯示出寫作者關于工作項目的基本技術理解能力和工藝質量層次。基本技術能力包括專業理論的引用或引證,工藝質量則涵括改進能力、工作技巧、專業理論與實際的連接和補足能力、安全防護構思能力、提高工作對象商品化的能力。工藝質量直接決定了目標產品的實用性、適用性和市場性。
2.注重專業性表述的標準化概念。技師的基本技術理論理解力是其工作的重要基礎之一,但其工作的方式、目標往往約束了專業理論的擴充速度和應用空間。許多長期在特殊電氣工程崗位工作、工藝經驗豐富的技藝型人員理論水平并不高,但他們的本職工作很出色,工作質量的工藝價值突現。一般認為長期的專職工作經驗中積累著較高的專業工藝悟性。應該看到,高專業工藝性主要表現為相對行業標準、生產規范有很強的理解力,對生產流程有很強的連接、補足、改進的能力。正是高的專業悟性使得技藝型人員與技術設計人員的工作配合相得益彰。
3.把握過程分析的理論深度。一些技師工作項目論文中,用大量篇幅闡述理論的依據――數理公式推導過程或教科書式論說,然后繪出基本原理圖,最后給出相當肯定的可行性結論。必須注意,這種論文往往是有缺陷的――項目的實施有效性沒有表達―作者的操作工藝技能水平得不到顯示。缺少相關工程經驗公式或者經驗系數(理論公式受客觀實際過程條件的約束),易使得項目實施性這一關鍵工藝環節受到鑒定評價者質疑。這類論文的缺陷在論文大辯的有限時間里難以彌補。
4.妥當運用“技術進步手段”、“技術創新理念”、“精湛工藝過程”。機電工程崗位特征――專業智能成分較多,技巧思維保持,非連續性非周期性的操作。視下述工作能力為工藝能力;把握專業標準和規范的運用方法、流暢的專業語言(術語,編程,工程圖,解析圖表等)表述、撰適用的工程文檔、規劃工作技巧和效率。
技術進步:在產業規范約束下,采用現代的、主流的專業技術成果。
技術工藝創新:在產業規范約束下的工作能夠在去除隱患、操作便捷、安全可靠、形式優化、節能提效、減污去噪、降低維護成本、智能化診斷運行等某些方面有顯明的特色成果。
基本完備和適配的資料:是指可以作為施工提綱或設備的檔案基本資料。
二、電學原理在工程運用中的本征性理解
機電技術中的電工技術是關于電能量分配和智能控制的技術,應用電工技術的基礎原理是歐姆定律和麥克斯韋電磁方程組。
1.本征性理解。客觀導電材料上的電量分析應劃分為以電壓(電動勢能信息)為主量的“信息變換及傳遞系統”和以電流為主量的“能量傳輸電路”。控制信息傳遞系統的第一要素是“保證信息的準確”,控制系統傳遞信息不一定依賴固形材料(例如可通過空間電磁場感應傳遞)。
使用電動機為電能耗用終端的設備繼電器線路形式控制電路主要形成運動控制“邏輯、時間、順序”機制,自保、互鎖、延時、中繼等都是形成控制信息的電路。
采用集成運放器為核心的信號電壓調節器主要解決比例(信號放大)、微分(信號即時變化率)、積分(信號的時間積累效應),而整流、檢波、限幅、隔離、跟隨、調零、保護等都是附加電路。
電能量傳輸的第一要素是電路成為回路,依賴有形的導電材料,再者就是能量規模(大小)和傳輸時間可控。因此,控制電路的關鍵功能是信息“變換(如電壓放大器)”和“調節”。
主電路的關鍵功能是能量的“被控”和“驅動”,而反饋電路則是對于完成基本運轉功能的、由基本控制器和驅動器(主電路)組成的開環系統輸出量檢測并形成修正信號的“智能化”部件。
現時的機電“主流技術”指由集成PID運算器件、邏輯運算器件(CPU)及大容量數據存儲器件為核心的控制器運用技術、由可高頻全控大功率無觸點開關元件為核心的驅動器運用技術及由新型傳感器為核心的傳感信號接收變換電路技術。
2.機電能量轉換技術離不開磁材料技術,也離不開磁路分析技術;傳統的磁路材料由于磁傳導敏感于溫度和介質成分,其電氣特性檢定比較困難。但是近些年來,新型合成磁性材料技術迅猛發展,其運用空間(特別是在機電技術領域)急速擴展。
再者,材料科學技術和信息技術是工業技術發展的雙引擎,感知設備運動狀態和形成系統信息的傳感器技術是智能系統的前端。
從對于控制方式本質的理解判斷機電控制技術的發展方向:以一個四端電路(網絡)為例,若以改變激勵能夠實現相應響應,則控制方式可分為:a.電流控制電流(控制機制參數體現為電流放大系數),b.電壓控制電流(控制機制參數體現為轉移電導(跨導)),c.電壓控制電壓(控制機制參數體現為電壓放大倍數),d.電流控制電壓(控制機制參數體現為轉移電阻(跨阻)),實現電能利用的機電設備的電路多以電流為被控量,所以上述a,b兩種控制方式是驅動器電路,c是信息處理電路,d不是機電設備電路優選形式(能量控制信號)。
上述a、b方式分別代表著兩個時代的電能傳輸電路(主電路、驅動器)形式。
a方式中,電流控制電流的中心技術是:實現小電流控制大電流、一路電流控制多路電流。代表器件有三極管和繼電器。
三極管,響應速度高,無動作觸點,但控制電路與被控電路有公共支路,控制量與被控量的高次諧波相互影響或制約,而且可承受功率在瓦特級,一般不符合機電設備功率規模要求。
繼電器(接觸器),以電-磁-力形式驅動開關觸點動作,實現電流的小控大和一控多。但觸點動作時間不準、電弧現象、線圈斷電反電動勢高并形成高頻干擾源、體積大等固有弱點,長期以來被視為“非理想器件”。
b方式是經典控制技術體系中理想的控制方式――信息控制能量。
上世紀后半期,業界使用大功率半控型電子器件晶閘管加之PWM技術的移相觸發器實現有缺陷的“信息控制能量”方式于機電設備能量控制――主要是直流電動機的荷載調速。
上世紀末期大功率全控型電子器件IGBT(一種增強型絕緣柵場效應管器件)的商品化普及,機電設備用全控型的信息控制能量方式成為現實,例如在結構簡單價格低廉的交流電動機實現寬范圍荷載的變頻調速。
3.電氣主流技術發展的瞻望。機電設備機械構件的技術進步程度受制于材料技術發展及其成果的商品化程度。通用機電電工技術范疇的技術開發重點有:
電力電子技術:利用電力電子器件實現工業規模電能變換的技術,是建立在電子學、電工原理和自動控制三大學科上的新興學科成果。器件以半導體為基本材料,根據器件的特點和電能轉換的要求,開發電能轉換電路,包括各種控制、觸發、保護、顯示、信息處理、繼電接觸等二次回路及電路。
電動機技術:強磁材料與低溫環境技術。
虛擬現實技術:軟件型傳感系統分析與儀表。
機電液智能控制技術:機械、液壓、電子融合控制技術使得機器的效率、性能、品質、可靠性等大大提升,如大型工程機械設備、深海或隧道的巨力液壓控制系統。
微機電系統技術:常規電氣系統元器件微型化組件化甚至實現“疊層組件―集成化”,即把微型化的敏感元器件、微處理器、執行器、各種機械構件、電動機、能源、光學系統等都集成于一個極小的幾何空間內,并且能像集成電路一樣大批量、廉價地生產。
電致流體相變技術:電場作用下電流變液(ERF,electrorheological fluid)可在“固”―“液”兩相之間轉換,轉換過程可控而且可逆,轉換時間為ms級,利用其電控力學行為,可以預期得到較之傳統力學元件更為理想的(機―電能量轉換控制的)響應指標。
磁致流體相變技術:磁流變液是由高磁導率、低磁滯性的微小軟磁性顆粒和非導磁性液體混合而成的懸浮體。在零磁場條件下呈現出低黏度的牛頓流體特性;而在強磁場作用下,則呈現出高黏度、低流動性。磁流變液在磁場作用下的流變是瞬間的、可逆的,而且其流變后的剪切屈服強度與磁場強度具有穩定的對應關系。
硅膠導電與絕緣的智能化控制技術;作為可以在電磁場發揮“柔性”功能的新型器件必將影響機電設備電路構造技術。導電硅膠是具備導電性能的硅膠制品,用于一些電子硅膠產品上發揮開關接通的作用,現時應用于一些電子設備、家用設備、辦公設備中,比如導電硅膠按鍵、電線連接管、影印機滾軸、電纜插頭、連接器襯墊等。
三、要強調通用電學知識與電工新技術運用銜接的工藝能力
機電設備技術標準(國家標準、國際電工委員會文件、超級公司企業標準)的意志和執行能力。標準化是機電設備可靠性的保障。國家標準中對機床的控制方式、接地方式、抗干擾、容錯、機械連鎖、危險部件防護等,作了較完善規定,有效保障了機床的安全可靠運轉。經驗證明,符合標準的機床,故障率較低,反之故障率則高,可靠的保護措施是防止器件和裝置損壞的重要方面。
當前的國家職業技能鑒定技師和高級技師考評體系強調了標準化水平是素質和技術能力的體現。如技術資料規范化編整能力、微機控制應用程序解析能力、逆向工程能力(逆向于在確定材料條件下設計制造的路徑對產品拆解―解析技術工藝特征,提交改進或改性方案,以期獲得結構或功能更優化的產品)、工程數學與物理運動現實的映射解釋能力。
四、提高論文的精致程度和新技術含量的著眼點
為促進LED顯示技術及相關產品的交流,總結經驗,進一步擴大其應用和市場,引導產業規模健康發展,現初步擬定,將于2010年4月在武漢市舉辦“2010全國LED顯示應用技術交流及產業發展研討會”。這是協會主辦的第三次全國范圍的大型研討會。
這次會議旨在為從事LED顯示及其相關產品領域的技術開發、教學研究、生產工程、市場營銷及經營管理等方面工作的單位和人員提供技術交流、加強聯系、開展產業研討的平臺;共同展示交流LED顯示領域的新產品、新技術、新成果,探討LED顯示產業的健康發展。會議面向全國LED顯示技術及相關產品和產業領域征集論文。
一、征文范圍
1、LED顯示及其相關產品的國內外發展動態綜述;
2、LED顯示應用產品重大項目新成果、典型工程介紹;
3、LED顯示新產品及在各行各業的新應用、新動態;
4、LED顯示新技術研究及開發成果;
5、器件廠家涉及顯示應用方面所用新材料介紹;
6、LED顯示的控制、視頻處理、播放系統及應用;
7、LED顯示產品的質量、可靠性、檢測、結構和工藝問題;
8、LED顯示行業規范、技術標準探討;
9、LED顯示應用企業經營管理和發展等經驗;
10、LED顯示技術相關領域的其它介紹。
二、征文要求
1、征文未在國內外公開發表過。
2、為便于編印會議論文集,文稿用word格式,以E-mail形式提交,2000字左右。要求中英文標題、摘要、關鍵詞、作者姓名(漢拼),排列順序:標題、作者姓名、單位、摘要、關鍵詞、正文、參考文獻。同時提交作者通信地址、郵編、電話及傳真。
3、論文結構要求
①標題、摘要(100~200字為佳)、關鍵詞(3~8個)――中、英文對照;
②正文――字數不限(以2000字左右為佳),語句通暢,結構清晰,文中所提及術語及名稱等盡量為中文,所配圖表(含標注)皆以中文表述,且圖片清晰;
③參考文獻――按正文中出現的次序列于文后,如引用期刊文章格式為:[序號]主要責任者.文獻題名[文獻類型標識].刊名,年,卷(期):起止頁碼;
④作者簡介――格式如下:姓名(出生年-),性別,(民族-漢族可省略),籍貫,職稱,學位,學歷,簡歷及研究方向(任選),E-mail等。
三、重要時間
1、論文提交截止時間:2010年2月22日
2、錄用通知發出時間:2010年3月10日
四、聯系方式
1、聯系人:張璐
2、電話:021-52703216,13601977028;
傳真:021-52703216
3、E-mail:.cn
希望各會員單位領導積極參與并大力支持這次會議,能親自撰寫和組織安排單位內相關人員撰寫論文。會議也歡迎非會員單位積極投稿。
中圖分類號:[P258] 文獻標識碼:A 文章編號:
一、工程測量重要性
工程測量是建筑工程、水利工程、路橋工程施工的基礎提_工程施工管理的指引。測量工作是一項專業性強,需多人配合才能完成的工作,往往—個環節的失誤就會影響整個工程施工進度。目前我國建筑工程施工企業已經充分i^識到了工程測量的重要性曲于工程測量、放線等工作造成爛尾樓的情況已很少見到。杜絕工程測量工作失民不僅僅需要在管理上加強控制與管理,還需要應用先進的測量技術,將誤差將至最小,保障工程施工的正常進行。城市建筑工程測量由于地形情況較好便于測量工作的進行不能充分體現新技術應用帶來的效果。對于公路、鐵路、水利等工程測量環境艱苦、地形復雜、測量放線工作困難的工程中測量新技術的優勢才能夠真正體現。影像提取技術、GPS技術等測量新技術的應用已經得到一線測量人員的一致好評,加快測量新技術推廣、加快測量工作設備投入對于工程質量的保障有著重要的影響。
二、工程測量中所應用得測繪新技術
1、工程測量中的全球衛星定位技術(GPS)
GPS全球定位系統由空間衛星群和地面監控系統兩大部分組成,GPS用戶設備由GPS接收機、數據處理軟件及其終端設備等組成。GPS接收機可捕獲到按一定衛星高度截止角所選擇的待測衛星的信號,跟蹤衛星的運行,并對信號進行交換、放大和處理。設備運行后系統會自動生成一個觀測文件(觀測文件必須進行妥善保管以便日后的查詢以及日后數據測算使用),再通過計算機和相應軟件,經基線解算、網平差,求出GPS接收機中心(測站點)的三維坐標,最終計算出準確的測量數據。GPS測量技術不適用于短邊測量,在必須使用時要謹慎觀測,并通過多次測量確保測量的精準度。RTK(Real Time Kinematics,實時動態)技術是在GPS基礎上發展起來的、能夠實時提供流動站在指定坐標系中的三維定位結果,并在一定范圍內達到厘米級精度的一種新的GPs定位測量方式,是GPS應用的重大里程碑。RTK測量是將1臺GPS接收機安裝在已知點上對GPS衛星進行觀測,將采集的載波相位觀測量調制到基準站電臺的載波上,再通過基準站電臺發射出去;流動站在對GPS衛星進行觀測并采集載波相位觀測量的同時,也接收由基準站電臺發射的信號,經解調得到基準站的載波相位觀測量;流動站的GPS接收機再利用0TF(運動中求解整周模糊度)技術由基準站的載波相位觀測量和流動站的載波相位觀測量來求解整周模糊度,最后求出厘米級精度流動站的位置。RTK測量可以不布設各級控制點,僅依據一定數量的基準控制點,便可以高精度、快速地測定圖根控制點、界址點、地形點、地物點的坐標,利用測圖軟件可以在野外一次生成電子地圖。同時,也可以根據已有的數據成果快速的進行施工放樣。因此,RTK被廣泛應用于圖根控制測量,地籍、房地產測繪、數字化測圖及施工放樣等各種工作中。
2、工程測量中地理信息技術(GIS)的應用分析
GIS 是地理信息系統(Geographic Information System)的簡稱,指的是在計算機的軟硬件條件支持的情況下,對具有空間內涵的地理信息,按照空間分布以一定的格式輸入、存貯、查詢、分析、更新、圖形編輯、數據庫管理、顯示與輸出和數據綜合分析的計算機技術系統。它是集計算機科學、空間科學信息科學、測繪遙感科學、環境科學和管理科學等學科為一體
的新興學科,目前,GIS 已經成為多學科集成并且應用于各領域的基礎平臺和地學空間信息顯示的基本手段和工具。它的技術優勢不僅僅在于它的集地理數據的采集、存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數據流程,還在于它的空間提示、預測預報和輔助決策功能。如今,GIS 不僅發展成為一門較為成熟的技術科學,而且已經成為一門新興的產業,在測繪、農林水利、氣象海洋、城市規劃土地管理、環境監測、區域開發與國防建設等領域的作用越來越重要。
讓我們以城市的地下管線信息系統的建立為例,地理信息系統能把地形圖作為基礎圖形數據,然后疊加地下和地面的類管線,這管線包括上水、通訊、電力、燃氣、工程管線、污水,還有測量控制網和規劃路等多種基礎的測繪信息,在上述基礎上,形成一個測繪數據的信息系統,從而實現對城市地下管線的現代化的信息管理。
3、攝影測量技術在城市規劃工程測量中的應用
攝影測量測繪技術是通過攝影方式來獲取目標物體的基本信息,目前已發展到數字攝影測繪階。攝影測量利用計算機技術和影像處理對影像進行測繪,將大量外業測量轉移到室內,速度快且精度高。在人口密集區,應用該測繪技術可高效率大面積的成圖,而數字攝影測繪技術,可以對城市大比例尺地形圖的測繪和更新,為城市規劃、城市建筑工程提供南圖。
4、工程測量中的數字化技術
(1)地圖數字化技術
在建立各種GIS系統時.對原有地圖進行數字化處理,在建庫工作中占據了相當大的工作量.各工程測繪部門都投入相當大的人力和財力。對于已有紙制地圖,若其現勢性、精度和比例尺能滿足要求,就可以利用數字化儀將其輸入計算機,經編輯、修補后生成相應的數字地圖。當前有手扶跟蹤數字化和掃描矢量化兩大類儀器。針對大比例尺地形圖.大多數掃描矢量化軟件能自動提取多邊形信息,高效、便捷、保真的對地圖進行數字化處理。
2、數字化成圖手段
大比例尺地形圖和工程圖的測繪是傳統工程測量的重要內容.常規的成圖方法野外工作量大,作業艱苦,作業程序復雜,同時還有繁瑣的內業數據處理和繪圖工作。成圖周期長,產品單一,難以適應社會飛速發展的需要。而數字化成圖技術具有精度高、勞動強度小、更新方便、便于保存管理及應用、易于等特點。目前。數字化成圖技術有內外業一體化和電子平板兩種模式。內外業一體化是一種外業數據采集方法,主要設備是全站儀、電子手簿等,其特點是精度高、內外業分工明確、便于人員分配,從而具有較高的成圖效率。
三、工程測量的應用分析及展望
當前,經濟的發展帶動測繪技術的快速發展,現代工程測量技術正在向著內外業一體化、數據獲取及處理自動化、測量過程控制及系統智能化、測量成果數字化、測量信息管理可視化、測量信息共享數據庫和傳播網絡化的方向發展。測繪技術的快速更新也要求我國有關部分和企業加強測量人員的培養,使有關人才及時了解新的測量技術,使工程測量順利進行。其主要目的是圍繞提高測量工作效率、提高測量數據精準度進行,為工程施工指明方向、打下基礎。這就要求我國工程測量企業、施工企業加強測量才培養,通過對測量人才的不斷培養與培訓使其能夠了解了新的測量技術,又保障工程測量的順利進行。另外還要加大在工程測量方面的投資,通過加大投資加快新測量技術及設備的應用,促進測量工作的精確、可靠、快速、簡便、連續、動態、遙測、實時開展。
【參考文獻】
[1]李力 測繪新技術在工程測量中的應用[期刊論文]-中國新技術新產品2010(9)
[2]馬琳.魏志寰淺談測繪技術在工程測量中的應用[期刊論文]-中國科技縱橫2010(17)
[3]潘賢通 淺談測繪新技術及其在工程測量中的應用[期刊論文]-科技致富向導2010(19)
中圖分類號:G71 文獻標識碼:A
《材料科學前沿》課程是材料科學與工程專業的一門專業課。課程的目標是要求學生了解材料科學研究前沿新動態,新材料的合成與制備方法和技術以及新材料的研發對現代材料市場可能產生的影響。課程主要向學生介紹近幾年內材料學科的熱門研究方向,介紹新材料的物理化學特征及新材料產業與材料科學前沿之間相互依賴關系與發展規律,學生通過該課程的學習能了解新材料的研究領域及相關的新材料表征技術。通過近幾年來對該課程的實踐教學,筆者主要闡述學習該課程的重要性,通過實例教學來擴展學生的知識面,從而提高教學質量和教學效果,教學過程中注重培養學生創新意識和能力,探索如何讓學生全面了解材料科學前沿領域為目標的課程教學新模式,同時就如何進行課堂討論和課程論文設計等方面進行了改革,并在教學內容、教學方法、教學手段及考核方式等方面進行了有益的探索和實踐。
1以材料研究前沿動態為指引,拓展教學內容
本課程是針對理工科學生開設的,其內容可分為前沿動態和新技術發展兩個部分。課程基于ESI數據庫中多個研究前沿,根據材料學科的特點,甄選出了2014-2015年排名前10的熱點研究前沿和5個新興研究方向,涉及材料科學及材料結構表征領域。
在前沿動態教學方面,主要學習材料學科前沿動態和國內外最新報道的新材料制備技術和實驗研究方法。在新技術發展方面,主要集中在現代高新產業中正在實施產業化的新材料制備技術以及新材料研發過程中采用的先進工藝和方法。這兩部分涉及知識范圍較廣,因此課程教學過程中注重新知識和新理論的系統化,需要不斷更新國內外的發展動態,注重先新實驗技術的介紹,以知名科學家及其科研團隊的最新研究結果來增強教學內容的廣度和深度,為培養學生的創新能力提高保障。課程中對于實驗原理和設備的教學內容應該與最新設備和最新技術相一致,因此在教學過程中向學生提供如Nature和Science等專業期刊網站的鏈接,拓寬學生的專業視野。
2引導學生探索材料研發新領域,培養創新思維
當前課程教學面臨的主要問題在于學生對新技術和新方法缺乏重視和認可,結果造成教學的低效率。因此在教學過程中,要注重培養學生創新學習的意識,逐步提高學生的學習興趣,使學生主動在課后有興趣去網絡搜索課堂介紹的新材料和新技術。科學興趣的培養是學生能夠在該課程有所收獲的基本前提,所以在教學中必須從科研實例引出技術問題,從技術問題引出科學概念,由科學概念引出解決問題的方法,讓學生能夠充分理解、思考所學的內容。課程基于材料科學研究前沿的分析為學生提供了獨特的視角去洞悉科學研究是如何展開的,揭示了不同研究者因探究科學問題產生的關聯性。
課程中關于新技術的介紹一般理解起來比較抽象,在教學中時必須注重從現實生活中的直觀現象入手,解釋抽象的概念。教學計劃總學時主要分為兩部分,第一部分內容涉及有材料科學進展和前沿動態;第二部分內容涉及有先進納米材料、先進能源材料和先進材料制備技術的應用。在實踐教學過程中,要從以下三個方面對教學內容進行選擇和側重:
(1)化學與材料科學研究前沿。由于本課程中化學與材料科學研究前沿所涉及的化學概念較多,因此學生必須對材料化學等前驅課程進行回顧。這部分章節側重于選擇鈉離子電池電極材料、功能性金屬有機骨架化合物、銠催化的碳氫鍵活化反應、基于石墨烯的光催化、石墨烯量子點的合成與應用等前沿內容。
(2)物理與材料科學研究前沿。由于本課程中物理與材料科學研究前沿所涉及的物理概念較多,因此學生必須對材料物理等前驅課程進行回顧。這部分章節側重于選擇硅烯的生長與特性、堿金屬摻雜鐵硒超導體、高能量轉換效率聚合物太陽能電池、鐵基高溫超導等前沿內容。
(3)在材料結構表征新技術方面,為了增強學生對材料表征技術課程內容的理解,將AFM、XPS、FESEM、HAADF、STEM、CEPC和SPPC等材料性能現代檢測方法與課程內容有機地結合起來。
3立足金屬材料專業特色,促進教學改革