精确控制（共12篇）
精确控制 篇1
随着城市地铁建设的快速发展, 随着技术进步、认识提高、综合国力的增强, 特别是随着盾构施工技术所显现的优势, 盾构法越来越多地被国内地铁界所接受, 盾构机掘进过程中进行偏差产生的类型, 偏差的监测、调整是地铁施工过程存在的一个难点问题, 如果处理不好将给工程质量带来隐患, 这是我们工程技术人员所不愿看到的, 本文结合施工实践重点介绍盾构掘进纠偏、监测、调整的问题。
1 盾构机掘进姿态偏差
盾构机在掘进过程中, 由于地层土质变化、千斤顶推力不均、回填注浆不均、盾尾间隙不均以及已拼管片轴线不准等因素影响, 不可能完全按设计方向推进, 走行轨迹犹如蛇行, 产生姿态偏差。姿态的偏差可分为滚动偏差和方向偏差。
1.1 滚动偏差
盾构掘进时, 刀盘切削土体的扭矩主要是靠盾构壳体与洞壁之间形成的摩擦力矩来平衡。当盾构掘进机壳体与洞壁之间产生的摩擦力不能平衡刀盘切削土体产生的扭矩时出现盾构机的滚动。过大的滚动会引起隧道轴线的偏斜, 也会影响管片的拼装。
1.2 方向偏差
盾构在掘进过程中, 由于各种因素的影响会产生竖直方向和水平方向的偏差。
⑴盾构所受外力不均衡产生的方向偏差。盾构在地层中受多个外力作用, 这些外力随地层的土质岩石情况、覆土厚度的变化而变化, 若不及时调整掘进参数或参数设置不合理就会产生轴线偏差。
⑵成环管片轴线对盾构轴线的影响盾构推进反力支点设在成环管片上, 当成环管片轴线控制不理想时就会对盾构轴线产生影响, 产生方向偏差。
⑶盾尾间隙的影响。尚未脱离盾尾的管片外孤面与盾壳内孤面的间隙, 称为盾尾间隙。当一侧盾尾间隙为零, 盾构需向另一侧纠偏时就会在该侧盾尾和管片外孤面间产生摩擦阻力, 同时因无盾尾间隙纠偏困难, 从而对盾构轴线的控制产生影响。
⑷同步注浆产生的反力对盾构轴线的影响。注浆时由于各种原因而不能保证对称作业或浆液注入量、注入速度控制不得当, 则注浆产生的反力将使盾构轴线产生偏差。
⑸盾构本身结构的影响。由于盾构各部位结构影响, 其重心位置趋前, 扎头现象普遍存在, 在松软地层中尤为显著。
2 盾构机掘进姿态监测
通过人工监测和自动监测两种监测方法对盾构掘进机姿态进行监测。
2.1 人工监测
采用通用的光学测量仪器 (如经纬仪、水准仪等) , 对盾构的姿态进行监测。
⑴滚动角的监测。
用电子水准仪测量高程差, 计算出滚动圆心角。在切口环隔墙后方对称设置两点 (测量标志) , 使该二点的联线为一水平线并且其长度为一定值, 测量两点的高程差, 即可算出滚动角见图1。
A、B为测量标志, a、b为盾构机发生滚动后测量标志所处的新位置, Ha、Hb为a、b两点的高程, α为盾构机的滚动圆心角。
线段AB=定值, OA=OB, α=arcsin[ (Hb-Ha) /AB]。
上式中, 如果Hb-Ha>0, 表明盾构机逆时针方向滚动, 如果Hb-Ha<0, 表明盾构机顺时针方向滚动。
⑵竖直方向的监测。采用电子经纬仪直接测量盾构的俯仰角变化, 上仰或下俯时其角度增量的变化方向相反。
⑶水平方向角的监测。采用电子经纬仪直接测量盾构的左右摆动, 左摆或右摆时其水平方向角的变化方向相反。
⑷仪器的配置
电子水准仪
型号:Leica NA3003 精度:±0.4mm
电子经纬仪
型号:LeicaT2002 精度:0.5″
2.2 自动监测
采用SLS-T-APD激光导向系统进行监测。该系统是在一固定基准点发出激光束的基础上, 根据盾构机所处位置计算其对设计线路的偏差, 并将信息反映在大型显示器上。监测装置安设在主控室内, 操作人员通过控制系统进行调整。
用目标装置 (激光靶板) 和倾角罗盘仪测量盾构机的位置。激光靶板测量激光束的入射点位置和入射角大小, 倾角罗盘仪测量盾构机在两个方向的转角。
盾构掘进时, 自动监测与人工监测同时使用, 通过二者的相互配合, 提高盾构姿态监测的精度。
3 盾构机掘进姿态调整
盾构机姿态的调整, 包括纠偏和曲线段施工两种情况。
3.1 滚动纠偏
采用使盾构刀盘反转的方法来纠正滚动偏差。允许滚动偏差≤1.5°, 当超过1.5°时, 盾构机报警, 盾构司机通过切换刀盘旋转方向, 进行反转纠偏。
3.2 竖直方向纠偏
控制盾构机方向的主要因素是千斤顶的单侧推力, 它与盾构机姿态变化量间的关系比较离散, 靠操作人员的经验来控制。
当盾构机出现下俯时, 加大下端千斤顶的推力;当盾构机出现上仰时, 加大上端千斤顶的推力进行纠偏。
3.3 水平方向纠偏
与竖直方向纠偏的原理一样, 左偏时, 加大左侧千斤顶的推力纠偏;右偏时, 加大右侧千斤顶的推力纠偏。
3.4 特殊地层下的姿态控制
盾构通过复合地层 (即作业面土体的抗压强度等力学性能指标存在很大差异的地层) 时, 根据掌子面的地质情况, 对液压推进油缸进行分区操作。
液压推进油缸的分区, 采用如下方案 (见图2) :
采用一台电液比例调速泵, 向所有的推进油缸供油, 其最高工作压力为35MPa。将全部推进油缸分为A、B、C、D四个区域, 每个区域的油缸编为一组, 每组油缸设一电磁比例减压阀, 用来调节该组推进油缸的工作压力, 借此控制或纠正盾构掘进机的前进方向。在每组推进油缸中, 有一个油缸装有位移传感器, 用于标示该区域的行程, 从而显示整个盾构机的推进状态。例如, 当盾构机发生上仰偏斜时, 可以适当调节A区及C区油缸压力, 即将A区油缸压力升高, C区油缸压力降低, 同时观察A区及C区的行程显示, 以达到调节推进方向的目的。
3.5 曲线段施工
在曲线地段 (包括平面曲线和竖向曲线) 施工时, 对推进油缸实行分区操作, 使盾构机按预期的方向进行调向运动, 分区操作方法见表1:
4 纠偏注意事项
⑴在切换刀盘转动方向时, 保留适当时间间隔, 切换速度不宜过快。
⑵出现偏差及时根据掌子面地层情况调整掘进参数, 调整掘进方向, 避免引起更大的偏差。
⑶蛇行的修正以长距离缓慢修正为原则, 如修正过急, 蛇行反而会更加严重。在直线推进的情况下, 选取盾构当时所在位置点与设计线上远方的一点作一直线, 然后再以这条线为新的基准进行线形管理。在曲线推进的情况下, 使盾构机当时所在位置点与远方点的连线同设计曲线相切。
盾构机掘进纠偏时, 调差值控制在平面调差折角<0.4%、高程调差≤20mm的范围内, 以防止纠偏过激。
5 结束语
本文仅从盾构掘进工程实例中的施工纠偏、监测、调整资料中进行了归纳整理了资料, 只是希望在从事盾构施工、监测和相关管理的各方人员, 应该引起盾构掘进纠偏、监测、调整的重要性, 在掘进施工期间对其加以监测, 能够及时掌握出现偏差的范围并及时进行调整。在盾构掘进全过程进行纠偏、监测、调整就显得尤为重要, 为下一道工序的顺利施工提供了有力的保障, 以免施工造成较难堪和被动的局面。
精确控制 篇2
精确的温度控制器产生热梯度补偿
为有效使用半导体激光器和光探测器等热敏感组件和传感器,有必要进行准确稳定的`温度控制.配合相关设备的使用,出现了一个专门提供热电冷却器(TEC)、温度传感器、单块集成电路和混合型驱动集成电路等热控制设备的新兴行业.
作 者：W Stephen Woodward 作者单位：北卡罗莱纳州教堂山刊 名：电子设计技术英文刊名：EDN CHINA年，卷(期)：20088(9)分类号：关键词：
机械加工中的精确技术的控制分析 篇3
关键词：机械加工;精确技术;自动化;智能化
科学技术的发展使得我国的机械加工行业有了很大的发展，机械加工中所使用的技术也在不断的发展和创新，尤其是最近几年，我国也出现了很多智能化和数字化的生产技术，一些高水准的设备和仪器也在机械加工中得到了应用，这也为我国机械加工的发展划定了一个重要的发展方向，因此对机械加工中的精确技术也是起到了非常重要的作用。
一、机械加工的现状
机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺流程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。
机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。
技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。
机械加工就是对对机械运行中对机械的外形和尺寸以及性能进行相应的调整的整个流程，在加工的过程中，一定要遵照加工工件自身的特点和性能以及状态进行分析，这样才能根据不同部位的特点采取不同的措施，明确哪些部分使用热加工方式，哪些部分使用冷加工的方式，因为在加工的过程中经常处在非常温的状态下，所以在工件加工的过程中经常会受到化学反应或者是物相变化的影响，通常我们将这种加工过程叫做热加工。如果加工的过程中处于常温的状态，同时也不会发生任何的化学反应和无相变化，我们就将这种加工方式称作冷加工。在我國的机械加工过程中经常会使用热加工的方式，它也成为了机械加工中的一个核心内容。
二、数控机床的机械加工精度技术应用现状
数控机床是当前机械加工行业中应用最为广泛的一种加工机械，在我国机械加工的过程中，这种机床形势已经经过了长期的应用，从上个世纪中期，我国的机械加工行业就已经开始将重点放在了发展数控技术上，同时也研制出了很多新的机械，这些机械的应用和普及也促进了我国经济的快速发展，在机床加工行业的发展中也占据着非常重要的位置，但是，我国的数控技术发展速度明显呈现出放缓的趋势，我国的生产技术也在不断的衰退，但是与之相对应的是人们对这方面的重视程度在不断的增强，所以当前已经发展出了很多新型的数控技术和设备，同时还出现了很多这方面的单位和高等院校等，在当前的很多数控机床加工工作中还存在着一些问题，以下笔者结合自己的实际经验对这些问题进行简要的分析和阐述。
1、编程和维修技术水平较低
在进行机械加工的过程中在设备的维修和编程方面还存在着非常明显的不足和缺陷，技术上已经不能满足当今时代的发展要求，这也是当前机械加工行业中存在的一个最为普遍的问题，在数控机床加工执行的过程中对一些技术问题的拿捏也不是非常到位。数控机床生产中非常重要的一个环节就是培训，培训的主要目的就是能够保证技术创新和完善的效果。从而为其后续的发展也提供更好的条件，进而也可以很好的提高生产的质量和效率，但是我国在相关技术培训方面还存在着非常大的缺陷，很多部门对培训工作并不是非常的重视，根本就无法达到预期的效果，因此，一些有条件的高校应该对这一问题予以重视，在教育教学的过程中为学生提供充足的场地和更好的设备，这样才能更好的带动数控技术的发展和提升，这种发展模式对精确加工后续的开展有着十分重要的意义。
2、在加工精度不足
在加工精确度方面，我国近几年已经开始对于大量的改造技术、先进技术加以应用，这直接促使工厂开始对于精密机械加以应用，所表现出的加工精度实际上已经能够与国外加密精度相媲美。但是从总体上来说，我国的制造生产水平依然极为落后。仅仅从平均加密精度上看，就要比国外加工精度低上至少1—2级。例如汽缸体孔的加工精度，我国为H7级，而国外为H6级。HRC50～60重载齿轮的加工精度日本可达6级，而我国为7～8级。2000年，国外的普通机械加工、精密加工与超精密加工的精度可分别达到lnm，0.01um及O.001um，并且在一些高新技术产品上超精密加工正在向原子级加工精度逼近，而我国目前的加工精度还刚进人0.1um级阶段。
三、提高机械加工精度的技术控制措施
1、柔性制造系统（（FMS）机械制造自动化
当今机械制造自动化已由过去刚性的自动线或自动化单机，发展到现在的CNC和FMS阶段，并正在向计算机集成制造系统（OMS）方向发展。FMS通常由CNC加工中心系统、运输存储系统和计算机控制系统三大部分组成。它的最主要特点是‘‘柔性”，也就是具有完成不同加工任务的应变能力，能适应多品种中小批量生产的自动化要求。实现CIMS可使整个工厂的生产、管理、经营进行优化，从而提高生产率，提高柔性，提高产品质量，降低在制品与一切费用。优点是缩短产品生产周期，提高产品质量、可靠性和生产率。
2、提高计量与检侧水平
提高零件的机械加土精度，计量与检测也是个关键。鉴于我国现有检测水平不高，生产上应先推广使用各种气动和电动测量仪、投影仪和各种电子数显量具，有条件的工厂还可采用电接触测量或光电测量、自动测量机、多参数的综合检验装置、以及三坐标测量机等。量具和量仪的精度一般都要求比被测量零件高一个数量级，所以加工和测量通常是独立进行的。但随着机械加工技术水平的提高，机床本身的精度也大大提高，此时如配有适当仪器或采取一定措施后，机床可以作为计量装置，从而可使机床既是加工机，又是测量机，实现加工计量一体化。
3、加强科研工作，促进机械加工技术水平全面提高和增加生产能力的目的
当今机械制造技术正借助微电子、计算机、自动化等技术向着高度自动化、精密化、智能化、高效化、集成化的方向发展，计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）今后将成为机械工业普遍使用的技术，所以在科研工作上，我们既应对加工过程进行探测，多各种特种切削加工、少无切屑加工、精盈加工和超精密加工等。建立切削数据库，难加工材料切削技术，新型刀具的研制和模块化刀具系统的开发，自动化生产过程中工况监测、自动补偿、故障诊断与预测，以及提高加工精度与表面质量等方面上来.同时还应开展在切削加工中导入声、光、热、电、磁等外加能量的新型特种切削加工方法的研究。
四、结语
我国机械加工的过程中一定要重视技术和管理的创新，充分的利用当前信息技术上的优势，加大对该技术的研究，不断对生产车间进行改进和完善，做好这几项工作对我国机械加工行业的发展而言有着十分重要的意义，它不仅能够提高加工的精度和质量，同时也能促进整个机械加工行业的发展。
参考文献：
[1]樊忠和.几种提高机械加工效率的措施研究[J].科技资讯.2011（16）
控制技术与精确农业的浅析 篇4
1 精确农业发展中所涉及的重要技术简单介绍
1.1 按田间具体情况作物管理系统 (site-specific crop manage-ment简写SSCM)
它在美国首先实现。它强调应该根据田间不同地方土壤等条件的差异实行有区别的管理来克服肥料、种子等使用的不合理性。SSCM从技术角度讲就是为了适应田间各种因素的时空变化来实现作业整体的微观管理系统, 它的基础是土壤学、种植学、信息技术、管理工程科学和经济学的一体化。
1.2 产量图 (Yield Map)
它就是利用GPS及自动化机械采集田间不同位置的产量数据, 并利用GIS绘制产量图, 对于实现作物科学管理有重要意义, 可以将不同地块、不同位置、不同年份的产量进行对比, 并与土壤灌溉与排水、施肥、种子、杂草、虫害等因素的信息结合起来分析, 从而选择管理策略。
1.3 地理信息系统GIS (Geographic Information System)
PA强调各种与作物生长有关因素的空间差异性, 如土壤的N、P、K、石灰、Ph值等, 通常将GPS接受设备安装在采样车或施肥机械、农药喷撒机械、收割机等设备上, GIS的作用是将用GPS配合采集的各种信息按空间位置叠加起来 (overlay) , 来制定特点的农业生产方式。
精确农业中的这些重要技术中的每一项都与控制论紧密相联系, 正是因为有了控制论在其中的应用, 无论是从生产机械还是管理策略, 使得这些技术每一项都是一个完整的系统。有力地改变农业生产靠天吃饭的传统模式。
2 精确农业和控制论的关系
在精确农业发展的初期, 由于机电一体化技术引入农业生产, 使得某些具体的农业生产机械及工具成为一个实际可控系统, 如一个灌溉系统, 通过电机带动水泵抽水, 通过传感器来测定水位是否已达到要求.如已达到, 则传感器给电机一个反馈信号使电机停止工作, 从而使灌溉系统实现自动控制, 这是一个典型的反馈系统。精确农业可以看成一个大的控制系统, 而且是一个多输入多输出的非线性系统, 土壤酸碱性、温度、微量元素含量等等都是输入参量, 而相应的输出如施肥、喷药、及时灌溉等则是一个输出结果。按田间具体情况作物管理系统、产量图、地理信息系统则这个大的控制系统在控制某些控制量方面的具体表现。
精确农业的整个控制思想是从准确地记录植物生长的影响因子变异开始的。这些变异包括土壤中的营养成分, 病虫害情况, 植物的生长情况等等, 这些都可以看是整个系统的输入, 有了这些输入系统将根据某种策略来控制它的输出即农业机械化生产设备, 农业机械生产设备就包括高速度、高精度的定位系统, 可变量操作机构等等来确保植物的良好生长。
农民由于采用PA技术获得了显著的经济效益, 这必然促进精确农业的发展, 同时也必然有更多的控制理论将被应用于精确农业。
3 结论
精确农业在发达国家得到了足够的发展, 然而在我们国家虽然研究的很早但真正将它用于实际的农业生产却很少。随着我国经济结构的调整, 从事农业方面的人将越来越少而且现在很多地方政府都大力推进土地整改项目如江苏的万里良顷等等, 这将有力地促进精确农业在我国的发展。同时它也将与我国实际情况相结合衍生出新的技术促进农业发展。
正是由于引入机电一体化和信息智能技术进入农业生产领域, 使得许多控制技术在农业生产中得到了广泛的应用, 随着精确农业技术的进一步发展, 未来将会有更多的控制理论通过控制实体应用于农业生产, 促进农业生产的发展。
摘要：农业生产与控制技术看起来是毫不相干的两件事, 但在引入机电一体化和信息智能化后, 使控制技术在农业生产方面的应用得到了广阔地应用, 传统农业也正在向精确农业转变, 同时也使得控制理论在农业应用方面得到快速的发展。
关键词：机电一体化,信息智能化,控制技术,控制理论
参考文献
[1]高亮之.数字农业与我国农业发展.计算机与农业, 2001.
[2]张书惠, 马成林, 杜巧玲, 聂昕, 吴才聪, 韩云霞.精确农业自动变量施肥控制系统设计与实现.农业工程, 2001.
[3]汪懋华."精细农业"发展与工程技术创新[J].农业工程学报, 1999.
精确控制 篇5
现在基本上都rewrite了，很少遇见返回404错误的情况。于是常规的扫描是先生成一个随机的足够长的URL去请求服务器，得到标准的错误页面。随后遍历字典将返回的内容与标准页面对比，一致则判定为该URL不存在。这样有个问题就是很多错误页面会有一些随机化的内容，比如当前时间、当前服务器域名或者错误的URL内容等。要命的是这个不同内容各个网站是不同的，要做一个通用的扫描还有一些难度。
于是这里引入字符串相似度判定算法，使用模糊的方式确认URL是否存在，
简单的说，返回的页面与标准错误页面相似程度非常高，达到90%以上，我们就可以判定为这个URL是存在的。这样，问题就转化成了相似度计算了。我在《URL相似度分析》中提到过集中算法，其中“编辑距离”算法刚好可以满足这里的需求。
做到这里，已经能够解决很多问题了，但是还不够。举个例子来说，我们有些网站请求/aaaaa时跳转到中文站主页，请求/bbbbbb时跳转到国际站主页。同样是错误跳转，但是总有一个和标准错误的页面相似度非常低，会被误报为URL存在。穷尽所有的错误页面是不可能的，那么这种情况如何解决?
可以简单的引入返回页面长度这个指标。以标准错误页面长度作为基准长度，计算每次返回的长度相对于基准长度的变化值。一般来说，错误页面的长度和首页之类页面的长度变化还是比较大的，而中文站首页与英文站首页的长度变化则小得多。当请求一个URL得到的返回内容与标准错误页面相似度很低，并且长度变化很大时，判定这个URL存在，否则为不存在。
精确控制 篇6
关键词：ADP1047；PFC；功率计量；ADP1043
在设计AC/DC时，不但要有数字控制的全桥控制IC—ADP1043，而且其功率因数校正部分也需要数字控制型的器件，ADP1047即是这样一款新产品，它不但可以完成功率因数校正，还能精确计量交流功率，控制接通电源时抗冲击的能力。
数字PFC功能是基于传统升压模式的PFC拓朴，将多个输出电压反馈组合在一起，提供最佳的谐波校正及良好的PF值，全部信号控制都进入数控领域并提供最大的柔性——全部关键参数都能报告并通过PM总线接口给出，这样可以使用户获得最佳性能，最高效率的功率因数校正电路，而且可以大幅度减少设计时间。
数字PFC控制特别适用于智能电源管理系统，并容易计量，通过智能电源管理系统改善终端用户系统的效率。通过调节频率进一步减小轻载时的功耗，并能减少输出电压给低压负载。
1 主要特点
ADP1047可以提供精确的均方根输入电压、电流及功率的测量，并可以通过PM总线报告到电源的二次侧。ADP1047具有增强的集成度和功能应对浪涌冲击，可以大幅度减少外围元件数量，极易达到最佳化设计。
器件数字化的目标还为了更高的可靠性，为了多种电源应用开路。该电路有坚固耐用的保护功能，有过压保护，过流保护，接地连续计量，AC检测，内部过热保护，外部温度报告。
ADP1047内部有8KB 的EEPROM存储调整器，并允许不用微控制器独立地控制，通过容易使用的GUI调节。ADP1047以3.3V电源供电，为24PIN外引脚，工作环境为-40～+85℃。
2 引脚功能
ADP1047的引脚排列如图1所示。以下为ADP1047的各引脚介绍。
1PIN：AGND。模拟地，直接接到DGND，这里将模拟电压送至模数变换器ADC。
2PIN：VAC。输入的线路电压检测，此信号参照PGND。
3PIN：VFB。反馈电压检测端，从PFC输出电压取样送到此处，参照功率地，用作模拟电压送至模数转换器ADC处。
4PIN：OVP。过压保护，这个信号参照PGND，用作OVP功能。
5PIN：PGND。功率地，接至输入和输出功率的轨线上。
6PIN：ILIM。电流限制端，限制峰值电流，参照PGND。
7PIN：NC。空脚。
8PIN：CS-。电流检测负输入端，用于电流测量，计量及保护。
9PIN：CS+。电流检测正输入端，用于电流测量，计量及保护。
10PIN：DGND。数字地，确保与模拟地AGND低阻抗连接。
11PIN：PSON。电源使能信号，此信号用于使能或禁止PFC控制器。
12PIN：VCORE。2.5V输出稳压器，外接0.1μF电容旁路到DGND。
13PIN：PWM。对PFC的脉宽调制输出。
14PIN：PWM2。辅助PWM，此信号参照DGND。
15PIN：AC-OK。开路漏极输出，用于信号标志输出，参照DGND。
16PIN：PGOOD。开路漏极输出，用于信号标志输出，参照DGND。
17PIN：INRUSH。浪涌控制信号，用于对外部浪涌的控制驱动器。
18PIN：SYNC。控制器外同步端，此端允许与之并联的PFC控制器去同步，以减小干扰。
19PIN：SCL。I2C串联时钟输入，参照DGND。
20PIN：SDA。I2C信号数据输入输出端，参照DGND。
21PIN：ADD。地址选择输入，从此端外接一支电阻到AGND。
22PIN：RTD。温度信号输入，将一个热敏器件放于此处接至AGND。
23PIN：RES。内部电压基准，外接一支50kΩ电阻到AGND。
24PIN：VDD。IC供电端，从3.0～３.6Ｖ。外接电容旁路到AGND。
3 工作原理及应用
ADP1047的内部功能方框图如图2。ADP1047是一款执行AC功率因数校正的数字PFC控制器，有着众多的传统PFC特色：采用BOOST拓朴，可产生检测电压和检测电流，能产生可调节的PWM输出。
ADP1047设计有坚固耐用的保护功能，包括过压保护(OVP)、过流保护(OCP)、欠压保护(UVP)、接地连续计量、AC检测，及内部过热保护和外部温度报告，因此可以应用在多种电源中。
ADP1047的这些功能均可以通过I2C总线接口去调节，同时这个总线接口还用于校准电源各参数，包括输入电压、输入电流、输入功率、故障模式等。
ADP1047的控制环由数控系统控制，可以很容易地调节滤波特性。其建立在EEPROM中的数据用来储存调节值，可靠性通过检查总和与庸余电路来保障。在系统故障出现时，EEPROM可以捕捉第一个故障情况，以此来改善整个系统的可靠性，从而大大减少故障分析时间。
ADP1047运行软件为GUI，可以提供全部的运行软件。
图3所示由ADP1047组成的数字控制功率因数校正的典型PFC电路。?笮
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卷烟物流成本控制与精确核算 篇7
一、卷烟物流成本控制与精确核算的必要性
烟草物流是连接烟草工业企业和卷烟零售客户的一条纽带, 它承担着卷烟仓储、分拣与配送的职能。从国内近几年的发展趋势看, 现代物流凭借帮助企业精干主业, 减少库存, 降低用于流通的投资, 削减物流成本, 提高核心竞争力, 因而被誉为企业发展的“加速器”。作为烟草企业战略中的重要构成要素, 一方面它有着一般物流企业的基本特征;另一方面, 由于其服务对象的特殊性和单一性, 又有其自身特点。随着卷烟物流企业的独立, 纯属商业企业的会计核算体系无法适应现代物流的管理要求, 因此建立可行的物流成本费用控制和核算体系已迫在眉睫。
二、卷烟物流成本控制与核算的现状分析
(一) 物流成本管理意识薄弱
从现实来看, 物流成本管理的概念比较薄弱, 对物流成本核算的系统、物流信息化等缺乏全方面的设计, 没能真正树立现代物流意识, 没有充分认识到现代物流管理是降低生产总成本、增强企业竞争力的重要途径。缺乏现代物流是“第三利润源”的理念, 没有将物流看成为强化市场经营的关键, 认为仅仅是商流的一个末端, 未将采购、销售、仓储分拣、运输、包装、配送等活动进行系统规划和统一, 这不仅需要提高现代物流管理理念, 在实际操作上对把握总成本也存在很大难度。
(二) 物流成本核算存在的缺陷
国家烟草专卖局从2006年开始, 逐渐建立卷烟物流核算指导体系, 对物流费用和其他费用进行清晰界定。但从整个行业实际运行来看, 对卷烟物流成本费用归集和核算层级不尽一致, 较多的是到仓储、分拣和配送一级, 而未归集到卷烟物流作业各最小作业环节, 这无法了解整个成本费用详细的、真实的构成情况, 更对卷烟物流成本控制带来一定的盲目性。
三、卷烟物流成本控制与精确核算的措施
在探索物流成本控制过程中, 建立适应现代物流的成本核算和控制体系, 可在原有的卷烟物流费用核算管理办法中进一步深化, 同时可借鉴工业企业成本会计核算的思路。
(一) 划分费用单元
建立独立的物流成本数据库, 对物流成本进行分类单列, 将物流成本费用按作业环节划分为仓储环节、分拣环节、送货环节、管理环节, 在此环节的基础上再进一步细化到最小作业单元, 客观量化物流费用组成和各环节的费用水平。
(二) 采用辅助核算
为实现精益物流-精确核算-精细管理, 便于对各环节和基层单元成本费用的分析和控制, 充分利用财务信息化手段, 推行多级次辅助核算和“成本表格控制法”, 对物流成本实行全过程和显性化监控, 建立物流费用目标管理体系, 形成预算、核算、分析、执行的专项反映。
(三) 核定控制标准
即按物流配送活动特性, 对各作业环节物流费用按计量计价核定标准, 对分拣机台、送货车辆作业单元按基础费用和运行费用核定标准。对直接成本, 比如物料消耗和车辆修理费可实行分级控制办法。核定的标准费用采取事前、事中、事后控制相结合的方式, 实行全方位的控制。
(四) 细化物资管理
集中物流配送, 各种物资消耗量大, 领用十分频繁, 材料物资等实物的管理也是成本控制的关键。建立辅助台帐, 进行详细记录, 可合理控制消耗, 避免资源浪费。
(五) 定期开展成本分析
按月进行物流成本目标分析, 查找存在的问题, 提出改进措施, 将情况分析的原因问题及时通报到责任部门和责任单元, 做到成本目标有计划、有分解、有落实、有保障。
四、结束语
车圆锥时圆锥角度的精确控制 篇8
在车床上车圆锥可采用转动小滑板法、偏移尾座法、靠模法、宽刃刀法等几种, 但应用较多、较灵活的是转动小滑板法。采用转动小滑板法车圆锥时, 控制工件锥角精度的关键是控制小滑板转动角度的大小。
对于工件锥角精度要求不高的圆锥, 可采用小滑板自身的刻度进行控制, 但由于小滑板刻度的误差较大, 按小滑板的刻度控制会产生较大的误差。这种方法一般只应用在锥角精度要求不高或锥面没有配合的圆锥面加工中。
对于锥度精度要求较高的圆锥, 可采用磁力表座结合百分表控制小滑板转动角度, 以控制圆锥锥度的精度。
2 加工步骤
用磁力表座结合百分表控制小滑板转动角度大小的原理如图1所示, 在所需加工圆锥面的大端选取直径为D、长度为b的一段, 根据圆锥面给出的已知参数, 计算出圆锥在锥长b内的小端半径, 大、小端半径之差a及素线长度c;当小滑板倾斜移动长度c时, 刀具正好横向移动素线长度c内的大、小端半径之差a时, 表明小滑板转动的角度为工件的圆锥半角。有以下两种情况:
(1) 工件只用卡盘装夹
将毛坯装夹在卡盘上, 先车一外圆柱面, 圆柱面的长度要略大于工件的计算长度。假如圆柱面不存在锥度误差差 (圆柱面各处的直径大小相等, 是一种理想状态) , 然后根根据小滑板的刻度, 将小滑板转动工件的圆锥半角α/2;将将磁力座固定在小滑板滑动导轨的外表面上, 百分表安装装在磁力表座上, 百分表的测量触头沿水平方向垂直支顶顶在圆柱面的侧母线上。
移动小滑板带动百分表在圆柱面的侧面进行测量, 小小滑板的移动量用小滑板的刻度盘控制, 当小滑板移动的的距离为圆锥素线的计算长度c时, 若百分表的指针正好好转过圆锥计算的大、小端半径之差a时, 小滑板的转角即即为合适。当然一般需要反复的几次调整才能达到要求。实实际加工时, 由于车床存在一定的几何误差 (主要是主轴中中心线与床身纵向导轨的平行度误差) 及切削变形的影响响, 所车外圆柱面通常会存在一定的锥度误差, 在使用锋利利的车刀、采用较小的切削深度及进给量的情况下车削圆圆柱面, 可使产生的锥度误差降到最小;在调整小滑板转角角之前, 使用千分尺仔细检测圆柱面在一定长度c内的锥锥度误差, 然后, 根据小滑板的刻度, 将小滑板转动工件的的圆锥半角;再与前面类似的方法和过程, 将小滑板移动的的距离为圆锥素线的计算长度c时, 百分表的指针正好转转过圆锥计算的大、小端半径之差a再加上 (或减去) 圆柱柱面在计算长度c内的两端实际存在的半径几何误差时时, 小滑板的转角即为合适。假设在最初车削的圆柱面上存存在的锥度误差是左小右大, 直径上右端大0.02mm, 在用用百分表进行测量时, 若小滑板是从右向左倾斜移动, 当小小滑板沿素线倾斜移动c距时, 百分表的指针应转过大、小小端的半径之差减去0.02/2mm。这同样需要反复的几次调调整才能达到要求。
(2) 工件用“一夹一顶”装夹
当工件采用“一夹一顶”方式装夹时, 工件需装夹、支支顶后车削圆柱面, 然后检测所车圆柱面的直径尺寸误差差, 若出现的直径尺寸误差较大, 说明机床尾座的中心线线与主轴中心线的同轴度误差太大, 需要对尾座的位置进进行调整, 直至所车圆柱面的锥度误差小于机床几何精度度要求为止;之后的小滑板转角调整方法和过程与 (1) 相同。
3 注意事项
采用以上方法控制小滑板倒角时的几点注意事项:
(1) 计算长度b的确定
在确定计算长度时, 应根据圆锥给出的已知参数, 首先选择尽量大些的素线长度, 这样可以使小滑板的转角调整更准确。在确定了素线的长度及大端 (或小端) 直径后, 再根据其它参数计算出控制长度之间的小端 (或大端) 直径及半径差a。由于车床小滑板的最大行程一般在100~160mm, 因此, 选择的素线长度受到小滑板行程的限制;又因为选择的素线长度太长, 会使小滑板的每次调整时间变长, 从而影响小滑板调整效率。因此应根据工件圆锥面加工精度要求的高低及加工批量的大小合理确定小滑板的行程;并且, 百分表的量程要大于计算长度内的大、小端半径之差a。
(2) 小滑板轨松紧程度
在普通车床上用转动小滑板法车圆锥, 只能采用手动动进给, 不但劳动强度较大, 而且加工效率较低。小滑板的的导轨间隙太小, 会进一步加大操作者的劳动强度;若小滑滑板的导轨间隙太大, 会使圆锥面的素线产生直线度误差差。所以在采用转动小滑板法车圆锥前, 应对小滑板导轨的的间隙进行调整, 使小滑板导轨的间隙大小适当。
(3) 刀具的装刀高度
铁路抑尘站喷洒系统的精确控制 篇9
目前，多数铁路装车站有抑尘剂喷洒站，但其喷洒量不能有效控制，往往造成喷洒量要么不够，达不到抑尘的效果;要么过多，不但浪费，而且对煤炭的燃烧有影响。
而测速雷达、电磁流量计和车号识别系统的加入可对抑尘剂的喷洒进行精确控制。它可以让操作员清楚地看到每一节车皮的喷洒量，不仅计量准确，喷洒均匀，更是杜绝了浪费，控制了生产成本，为企业提升了利润空间。
1 铁路抑尘站喷洒控制系统
该系统电气设备主要有:工控机、可编程控制器PLC、喷淋变频、测速雷达、光电开关、车号识别系统、步进电机、电磁流量计、黏度传感器、p H值传感器、压力传感器、温度传感器等。其设备分布结构示意图见图1ㄢ
注:(1)表示测速雷达安装的位置(必须和火车皮呈30°夹角)，(2)表示电磁流量计的安装位置，(3)表示车号识别系统的安装位置，(4)、(5)、(6)分别为黏度传感器、pH值传感器和压力温度传感器，(7)～(10)为光电开关的安装位置。
2 铁路抑尘站喷洒系统精确控制的原理及实现
铁路抑尘站喷洒控制系统框图如图2所示。
该系统原理为由PLC来实现采集开关量(光电开关)和模拟量信号(测速雷达等)，并通过程序来控制电机和变频器。由一台工控机和PLC进行数据的交换，再通过工控机与车号识别系统进行连接，最终在上位机画面中显示，达到精确控制抑尘剂的喷洒。
具体实现方法是通过低速测速雷达控制喷淋变频器的频率，该雷达灵敏度可调并可自动判断火车的前进、停止、后退。只有在火车前进时启动喷淋变频器，避免了浪费和环境污染。电磁流量计通过ModBus通讯协议与PLC直接通讯，这样PLC可以实时读取电磁流量计的瞬时流量和累计流量。
由于火车装车过程中不可避免地存在少装、多装和偏装等，所以在装车过程中常常有倒车的现象。如果火车节数统计不准确，就很难实现精确控制喷洒，为此，除了控制步进电机的两个光电开关(见图1中光电开关8和9)外，还要增加两个光电开关(见图1中光电开关7和10)来精确计数，光电开关7与光电开关10的安装距离略小于一节火车皮的长度。当火车倒退的时候，火车节数会随着倒的节数自动减小，火车前进的时候火车节数再重新自动增加，从而保证了火车计数的准确性。
车号识别系统通过放置在轨道中间的采集器读取每节火车皮下射频卡里的数据，该采集器通过485通讯协议与工控机的串口卡相连[1]。操作员在显示屏上可以看到每节火车皮的车型和车号。
在火车前进过程中，火车皮每前进一节，计数值就加一，PLC通过前后的瞬时流量计算得出该节火车皮的喷洒量，同时用C脚本程序把车号识别系统采回来该节火车皮的车型和车号一起自动写入上位机报表中，这样就能精确得出一节火车皮的抑尘剂喷洒量，喷洒完后还可统计出该列火车的总喷洒量。以C80车型为例，经过测算，铁道部要求每节火车皮均匀喷洒抑尘剂的量在63L-70L之间，如果喷洒量过多或过少，可以调节雷达的灵敏度变小或变大，从而相应地加大或减小喷淋变频器的频率。
图3是经过调试后C80型火车抑尘剂喷洒量的截图。
另外，由于抑尘剂的黏度值和p H值也对抑尘效果有一定影响，理想的黏度值在80MPa·s～150MPa·s之间，黏度太小抑尘效果差，黏度太大不利于喷洒。理想的p H值在6～8之间，p H值太大或太小都对火车皮有腐蚀作用，并对环境有一定的污染[2]。而加入黏度传感器和p H值传感器可以在显示屏上实时看到抑尘剂的黏度值和p H值，方便工作人员及时作出相应的调整，达到最佳的喷洒效果。
3 结束语
在加入测速雷达、电磁流量计、车号识别系统、黏度传感器和p H值传感器等设备后，改变了以前抑尘剂粗放的喷洒方式，不但达到理想的抑尘效果，而且节约了成本，自动化程度显著提高，降低了操作员的工作强度，提高了工作效率。同时喷洒报表可打印存档，为后续的数据跟踪、数据分析打下良好的基础。
摘要：介绍了铁路抑尘站喷洒系统的构成,探讨了测速雷达、电磁流量计和车号识别系统在抑尘站喷洒中精确控制的原理和实现方法。
关键词：测速雷达,电磁流量计,车号识别系统,抑尘站喷洒系统,精确控制
参考文献
[1]王亚杰.车号自动识别系统及其在宣钢西区铁路运输管理中的应用[J].河北冶金,2008(2):50-52.
精确控制 篇10
液压传动来自十七世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理,十八世纪末第一台水压机诞生以来,经过短短300余年的理论发展及200多年的实践完善,使得液压传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。液压传动凭借许多突出的优点,不仅得到快速的发展,也因此广泛的应用在工业行业的各个领域中,如各类机械、汽车、土木水利工程装置、核发电厂、升降旋转舞台及军事工业用的火炮操纵装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等[1]。“力大无穷”的巨大优势让液压传动技术在很多领域都无可替代,而“桀骜不逊”难于控制问题又束缚这项技术的深度发展[2]。
日本液压工业会指出了电气-液压控制的最新发展方向,通过提高控制和操作性能,使系统的输出品质高、响应速度更快、运行稳定以及控制准确。本文基于电气-液压控制技术,将经典理论应用于液压控制领域,通过电气经典的自动控制理论对液压传动进行准确的控制。
2 电气-液压精确控制的解决方案
电气自动化控制的经典理论迟迟无法应用到液压领域必然有其难以克服的实现上的问题。其中,最重要的有两个:
1.液压传动系统的液压缸除了进油口和泄油口外都是封闭的,这样一来,进油的油量即使使用高价的“零泄露阀”也无法保证油的流量不发生超调,而对于封闭系统,轻微的流量超调,则意味着巨大的压强超调(工控领域的液压油的压强不大于32Mpa,此时的油可看做不可压缩),使液压难以精确稳定。
2.自动化控制必然有一定的时滞,特别是广泛应用的PLC,其PID控制的时滞一般不小于100ms,再算上阀体的时滞,这些时滞将直接导致液压系统的大幅度超调,甚至失控[3]。即使采用快速响应阀,这一问题也无法解决。
正是这两个原因,使液压传动系统的控制,一直采用开环控制。完成精确控制必须采用价格昂贵的伺服阀,大大限制了液压系统的发展。针对以上两个问题,提出了如下两个解决方法:
1.系统改进
在液压缸的底部留个很细的节流泄油口,使液压缸内流量发生超调的时候及时泄掉多余的油,又能使系统正常运行的时候达到一个压强的动态平衡。入油口的控制阀和节流泄油口都可以看做薄壁小孔的流体模型。在对这个液压系统的控制过程中,只要入油口的入油余量与节流泄油口的泄露量平衡就可以达到这一动态平衡。就象为液压系统的进油控制阀安装一个“配重”,使其平衡状态不再是不可控的“零泄露”状态,而是容易控制的某一适当的输入值。
2.电气控制改进
传统的液压控制应用于反馈控制中,PLC的PID控制有较长的时滞,所以一直使用开环控制。基于这个原因,我们大胆的设想使用闭环控制对液压系统进行精确控制,并利用响应时间微秒级的开关量程序执行PID功能替代计算复杂、时滞超过100ms的PID指令。
3 电气-液压精确控制的算法设计
关于系统的改进设想的可实施性关键是等流量条件下,压差同小孔断面的可计算性。根据流体管内流量经验公式:
式中:q为流量;A为孔的截面积;∇p为孔两端压差;K、m为经验数值,在薄壁小孔的情况下,m=0.5;K满足:
式中:C为小孔流速系数,等温等介质的情况下可视为常数;d为小孔直径;ρ为液体密度。
根据式(1)和式(2)可以得出在薄壁小孔流速计算公式:
由于在同介质、同温度的情况下,C、π、ρ都可以看成常数,当入油和出油口流量一定时,小孔直径的六次方与压差成反比[4]。
液压系统的结构如下图1所示,当压力源压强P1、P0为定值,并且P2近似等于0,则当系统无输出时入油口的孔径与节流泄油孔的管径比为为定值,控制比例阀的信号也就一定,则可以根据节流泄油口的孔径及压力要求给出相应的控制信号。通过一定的电气控制就可以实现低超调,甚至再某些不允许超调的工况下完成“零超调控制”。
因此,液压传动技术的精确控制关键取决于液压缸内的目标压强P0的控制,而压强的超调是液压系统精确控制的最大难题。电气控制改进的方案恰好能达到零超调、降低调整时间、增强抗干扰能力使系统的压强得到精确控制。
4 PL C控制程序设计
系统的控制要求如下:
●液压缸内的压强目标值:20Mpa
●上升时间Tr:0.5秒;
●调整时间Ts:1.5秒;
●允许稳态误差微量∇=±0.02;
●超调量δ近似为零(在正向误差+2%内,超调忽略不计)。
根据上述要求,采用PLC进行相应赋值与编程。为了系统快速准确的响应,将液压杠内的压强变化分成60%P0、90%P0、98%P0、101%P0、102%P0等部分,并分上升和降低2个状态,程序框图如下图2所示。
通过采用PLC控制并经过调试,测得在匀负载时的阶跃响应曲线如图3所示。其中测得系统压强控制近乎完美,调试后各指标均满足要求。
5 结束语
本文的电气-液压控制虽然是在理想状态下完成的,但所提出的理论计算和测试结果,都足以表明其对液压控制的设计是可行的。在实际测试和运行中,还发现系统的抗扰能力差、斜坡响应时间长、工控环境要求高等诸多问题,但通过不断优化和改进设计将使其应用性更强,液压传动技术与自动化控制的结合也会更加紧密,使得这项技术应用得也更加广泛。
参考文献
[1]E·约翰芬纳莫尔,约瑟夫B·弗朗兹尼编著.流体力学及其工程应用[M].机械工业出版社,2006.
[2]李运华,王占林.电气液压复合调节容积式舵机的精确线性化控制[J].机械工程学报,2004,40(11):21-24.
[3]周科,陈柏金,冯仪等.基于PLC控制的液压同步顶升系统[J].机床与液压,2007,35(12):149-150.
精确管理刍议 篇11
一、精确管理是一种必然的发展趋势
精确管理是适应信息社会发展变化的必然选择。社会每前进一步，都需要管理理论、制度和方法与之相适应。当前，人类社会正由工业时代向信息时代过渡，社会各领域正经历一场深刻变革，而军事领域在社会分工中承担着特殊的使命，其组织结构更严密，系统性更强。随着部队信息化程度越来越高，建设的系统性越来越强，涉及的内容越来越庞杂，无论是适应社会发展还是提高信息化建设水平，对管理的精确性、科学性都提出了更高要求。系统原理认为，只有在管理达到精确程度的情况下，才能使局部功能与整体功能的协调程度达到最佳，实现系统功能的最大化。积极适应时代发展和军队信息化建设要求，大力推进精确管理，是大势所趋、历史的必然。从近年来少数单位发生的事故案件看，都可以在管理的粗放、缺少对管理对象的定量分析和量化管理上找到原因。这说明经验式、粗放式的管理模式已无法完全解决部队管理中的现实问题，迫切需要提高部队管理的精确化水平，对管理的具体内容、标准进行调节与控制。因此，加强部队精确管理，既是解决现实问题的当务之急，又是与时俱进的长期任务，必须站在时代和战略的高度，充分认清提高部队精确管理水平的时代要求和必然趋势，实现管理方式改革与时代发展进步协调推进。
二、精确管理是一种先进的管理理念
精确管理体现了组织对管理的完美追求，是组织严谨、认真、精益求精思想的贯彻。“管理出战斗力”，将精确管理理念引入军队，用于部队管理是必然趋势，是“向管理要战斗力”思想的具体体现。它要求管理的每一个步骤都要精心，每一个环节都要精细，每一项工作都是精品。“观念新，才能事业新。”要让精确管理这种理念、这种文化成为每一个官兵的自觉行动，善于发挥理念和文化的作用，让各个管理层面都围绕这种理念和文化谋规划、定措施，将这种理念渗透于管理的方方面面，渗透于管理的全过程。树立精确管理理念，创新管理模式，具体需要做到以下三点：一要加强精确管理科学内涵的学习理解，掌握本质要求、基本内容、实现途径和管理目标，把握精确管理与科学管理、传统管理的關系，分析当前部队管理存在的主要问题及原因，增强实施精确管理的紧迫感和责任感。二要树立细节决定成败的思想，在注重战略管理的同时，把贯彻执行层面的每个单位、个人、物品、环节、步骤都作为决定管理成败的关键因素加以关注，不以事小而不为，始终把细节管理放在重要位置来抓。三要大力加强科学理论学习，认真把握学习贯彻党的十七大精神、促进和谐发展与精确管理的内在联系，把科学理论转化为新的思维方式、新的工作思路、新的领导艺术，提高精确管理的实际能力。只有这样，精确管理才有保证，才有灵魂，管理水平才会向更高层次迈进。
三、精确管理是一种有效的管理方法
精确管理是解决部队管理现实问题的有效方法。精确管理主要是通过规则的系统化和细化，运用程序化、标准化和数据化的手段，使组织管理各单元精确、高效、协同和持续运行，将复杂的事情简单化，将简单的事情流程化，将流程的事情定量化，将定量的事情信息化。要实现精确管理，必须建立科学的量化标准和可操作、易执行的作业程序，拥有基于作业程序的管理工具，做到制度化、格式化、程式化，具有高度的执行力。实施有效的精确管理需做到以下三方面：一是运用信息技术，实现管理控制精确化。精确管理作为一种全新的管理理念，注重把管理手段信息化作为计划、组织、协调、控制的第一要素，通过运用信息技术，建立科学的评估系统，对管理对象进行定量分析和量化管理，用具体、明确的量化标准，取代笼统模糊的管理要求，消除“粗放型”、“经验型”管理的弊端。二是运用监控技术，实现管理时空的精确化。精确管理作为一种先进的管理方法，注重把监控技术广泛应用于管理领域，为各级管理者提供“千里眼”、“顺风耳”。通过对部队营区、重要库（室）、要害部位、重点目标等场所安装使用监控系统，可对人员、装备、场地实行全时制连续自动监控，使管理对象时时都在掌控之中。三是运用网络技术，实现管理信息精确化。精确管理作为一种现代管理手段，注重对管理信息的收集、传输、加工和利用，通过构建完善的信息流通系统，将各级领导机关、各个基层连队，每台重要装备、每批重要物资等，都置于网络化信息管理中，实现管理系统内部的信息资源共享，提高管理效益和信息利用率。
精确控制 篇12
棒状物料重量分检仪主要的功能是根据用户对棒状物料重量范围的设置和精密电子天平的物料称重结果, 对待分检棒状物料最多5个等级的分类收集。重量分检仪分检精度达到1mg, 除了要求称重的精密电子天平精度高于1mg之外, 对于称重机构的设计要求也很高。重量分检仪主要由分检仪主机和上位机人机界面两个部分构成。其中, 上位机是一台笔记本电脑。分检仪主机由三个部分构成, 分别是物料供给组件、物料称重组件和物料传送分检组件。物料夹具是物料传送和物料称重中的关键部件。物料夹具实现的功能是, 从物料存储料斗中接收待称重的物料、物料在精密电子天平中称重、物料称重后的传送。物料夹具的精度定位控制是由直流电机加简易编码盘实现。
2 工作原理
2.1 结构组成
物料夹具的作用主要有两个, 一个是待称重物料从物料存储料斗中下落至秤盘过程中, 起到导引方向的作用, 使得物料准确快速地落入V型称重槽中 (物料称重过程中, 拨片和物料不接触) 。另一个作用是物料称重结束后, 使得物料脱离V型称重槽, 输送至收集装置。
物料夹具直流电机精确定位控制结构如图1所示。整个结构包括直流电机、光电传感器、编码盘和拨片四个部分。
2.2 工作原理
2.2.1 直流电机的控制
直流电机的启动和停止是通过控制芯片的I/O引导控制驱动芯片产生驱动电压进行驱动。驱动电路如图2所示。
2.2.2 光电传感器
光电传感器核心器件, 我们选择了Kingbright公司的型号为KRB011的光电开关。其工作原理的电路图如图3所示。
2.2.3 编码盘
编码盘与直流电机同轴安装, 同步旋转。对编码盘进行6等分, 在等分处开1.4度左右的透光槽, 用于位置检测。
2.2.4 拨片
拨片与直流电机同轴安装, 同步旋转。
直流电机、光电传感器、编码盘和拨片等四个部分相互配合完成物料夹具的功能。物料夹具在电机旋转方向具有六个相同结构。物料夹具具有复位和运动两个状态, 复位状态下的物料夹具用于物料导向和物料称重;运动状态下的物料夹具用于物料称重完成后的物料传送。
编码盘透光槽通过光电传感器时, 光电传感器输出低电平, 运动状态下, 光电传感器输出高电平。编码盘通过光电传感器输出的电压波形如图4所示。
物料夹具处于复位状态时, 光电传感器输出低电平。物料夹具处于运动状态时, 光电传感器输出高电平。通过检测光电传感器的输出状态变化进行直流电机的控制。
具体工作过程:当物料下落时, 物料夹具的V型槽提供一个较大的夹角, 扩大了导向范围, 引导物料快速准确落入称重夹具的V型称重槽上, 使物料能够快速达到稳定并进入称重状态。称重完成后, 直流电机驱动转轴带动物料夹具做旋转运动, 物料在物料夹具的推动下从称重夹具的V型称重槽平稳地滑出。此过程是将物料夹具的旋转运动转换为物料在称重夹具的V型称重槽上的直线运动, 将物料输出。物料夹具每旋转60°, 完成一个物料的周期性动作后又回到与初始位置相同的状态。此时, 直流电机停止旋转, 物料再次落下, 重复称重与物料传送的过程。
3 几种控制方式的比较
通过前面物料夹具工作原理的描述, 可以从中看出, 拨片位置的精确控制是整个机构完成既定功能的关键所在。理论上, 控制器通过检测到光电传感器输出信号的下降沿时, 关闭直流电机的驱动信号, 拨片停止旋转, 即可完成控制。实际情况是, 物料夹具整个机构, 具有一定的惯性, 驱动器关闭驱动信号后, 物料夹具需要旋转一定的角度才能够停止旋转, 即, 物料夹具的控制会出现“过冲”现象。物料夹具无法准确到达复位状态。
为了使物料夹具准确到达复位状态, 比较了三种控制方式。
3.1 降低驱动电压
调节电源芯片LM317S的配置电阻 (可以通过十字起调节) , 直流电机的驱动电压在6~15V之间可调。通过降低直流电机的驱动电压, 在一定程度上减少物料夹具控制中的“过冲”程度, 可以满足物料夹具精确定位的要求。
这种控制方式的缺点也是很明显, 直流电机的驱动电压降低了, 明显增加了物料分检过程的时间。优点是简单可靠, 没有增加控制的复杂度。
3.2 反向电压驱动
从直流电机旋转方向上看, 物料夹具的直流电机可以顺时针旋转, 也可以逆时针旋转。从驱动电压的极性上看, 直流电机可以加正电压也可以加负电压。光电传感器输出检测信号的下降沿, 物料夹具达到定位位置, 这时改变驱动电压的极性, 并持续几毫秒的时间 (具体时间根据实际情况进行测试、调节) , 直流电机被加反向电压“刹车”, 迅速停止, 减少了物料夹具的“过冲”程度。实际运行中, 出现了物料夹具“过冲”后, 又“冲回来”的现象。分析其中的原因可能有两个, 一个是物料夹具在六个相同位置的运动阻力是不同的, 加同样时间的反向电压, 可能会造成““冲回来”的现象。另一个原因是, 控制周期从理论上是一定的 (通过处理器的定时器实现) , 但是每个控制周期或多或少会有一些差别, 直流电机的反压时间的控制的一致性不能完全保证, 造成了“冲回来”的现象。如果从测量结果上看, 物料夹具定位不准确, 物料称重过程中, 拨片通过物料和天平称盘接触, 无法完成物料称重。
3.3 智能PWM控制电压
系统初始化过程中, 驱动物料夹具旋转一周, 光电传感器产生六个低电压脉冲, 如图5所示。通过定时器进行计时, 得到六个物料夹具的旋转周期T1、T2、T3、T4、T5、T6, 从T1到T6中选择最小的周期Tmin。在物料夹具控制的一个周期内, 前Tmin-X的时间 (其中, X根据实际的控制效果进行调节) , 直流电机加正常的驱动电压, Tmin-X时刻至检测到光电传感器输出信号的下降沿, 直流电机加占控比为50%的驱动电压, 使直流电机在物料夹具到达定位置之前, 旋转速度降低, 减少物料夹具“过冲”程度, 可以达到控制精度。直流电机驱动电压的PWM控制波形图如图6所示。
4 实验结果
从表1中的分检仪测试标准棒的测试结果可以看出, 直流电机驱动电压采用PWM控制, 整个分检仪的分检精度达到了1mg, 说明了采用智能PWM驱动直流电机控制, 精度达到了预想的结果。
5 结束语
棒状物料重量分检仪的物料夹具精确定位控制中, 比较了三种控制方式, 降低驱动电压的方式、反向电压驱动控制以及智能PWM控制电压方式。从实验结果及表1中的数据可以看出, 智能PWM控制电压方式可以满足使用要求, 控制方式没有增加硬件复杂度, 同时控制软件算法上也易于实现。
参考文献
[1]黄志武, 周立林, 刘剑锋, 桂卫华.[J].现代电子技术, 2007, 5.