測(cè)控技術(shù)論文精選(九篇)

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第1篇：測(cè)控技術(shù)論文范文

裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國(guó)防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說(shuō)過(guò)“各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動(dòng)資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國(guó)家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來(lái)發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖和限制政策?？傊?，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。

數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：(1)機(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動(dòng)控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。

1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車(chē)、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢(shì)。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面［1～4］。

1．1高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢(shì)

效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)（CIRP）將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。

在轎車(chē)工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬(wàn)輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車(chē)裝備必須解決的重點(diǎn)問(wèn)題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對(duì)這些筋、壁進(jìn)行加工。近來(lái)采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來(lái)制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來(lái)替代多個(gè)零件通過(guò)眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對(duì)加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

從EMO2001展會(huì)情況來(lái)看，高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min，甚至更高，空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車(chē)廠(chǎng)，包括我國(guó)的上海通用汽車(chē)公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線(xiàn)部分替代組合機(jī)床。美國(guó)CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，快速為100m/min，加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國(guó)DMG公司的雙主軸車(chē)床的主軸速度及加速度分別達(dá)12*!000r/mm和1g。

在加工精度方面，近10年來(lái)，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級(jí)加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開(kāi)始進(jìn)入納米級(jí)(0.01μm)。

在可靠性方面，國(guó)外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。

為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線(xiàn)電機(jī)得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。

1.25軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展

采用5軸聯(lián)動(dòng)對(duì)三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2臺(tái)3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。但過(guò)去因5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。

當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類(lèi)型5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。

在EMO2001展會(huì)上，新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實(shí)現(xiàn)4個(gè)垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國(guó)DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動(dòng)加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。

1.3智能化、開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)

21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過(guò)程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等；簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。

為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問(wèn)題。目前許多國(guó)家對(duì)開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，如美國(guó)的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、歐共體的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController)，中國(guó)的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)之路。所謂開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠(chǎng)家和最終用戶(hù)，通過(guò)改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶(hù)的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開(kāi)發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。

網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿(mǎn)足生產(chǎn)線(xiàn)、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國(guó)內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”（智能生產(chǎn)控制中心，簡(jiǎn)稱(chēng)CPC)；日本大隈（Okuma）機(jī)床公司展出“ITplaza”（信息技術(shù)廣場(chǎng)，簡(jiǎn)稱(chēng)IT廣場(chǎng))；德國(guó)西門(mén)子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment（開(kāi)放制造環(huán)境，簡(jiǎn)稱(chēng)OME）等，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。

1.4重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立

1.4.1關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)規(guī)范

如前所述，開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性，美國(guó)、歐共體和日本等國(guó)紛紛實(shí)施戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃，并進(jìn)行開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個(gè)最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計(jì)劃和規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個(gè)新的變革時(shí)期的來(lái)臨。我國(guó)在2000年也開(kāi)始進(jìn)行中國(guó)的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。

1.4.2關(guān)于數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢(shì)。數(shù)控技術(shù)誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標(biāo)準(zhǔn)，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質(zhì)特征是面向加工過(guò)程，顯然，他已越來(lái)越不能滿(mǎn)足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要。為此，國(guó)際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴(lài)于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造過(guò)程，乃至各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。

STEP-NC的出現(xiàn)可能是數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的一次革命，對(duì)于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展乃至整個(gè)制造業(yè)，將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念，傳統(tǒng)的制造理念中，NC加工程序都集中在單個(gè)計(jì)算機(jī)上。而在新標(biāo)準(zhǔn)下，NC程序可以分散在互聯(lián)網(wǎng)上，這正是數(shù)控技術(shù)開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的方向。其次，STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙（約75％）、加工程序編制時(shí)間（約35％）和加工時(shí)間（約50％）。

目前，歐美國(guó)家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發(fā)起了STEP-NC的IMS計(jì)劃(1999.1.1～2001.12.31)。參加這項(xiàng)計(jì)劃的有來(lái)自歐洲和日本的20個(gè)CAD/CAM/CAPP/CNC用戶(hù)、廠(chǎng)商和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。美國(guó)的STEPTools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開(kāi)發(fā)者，他已經(jīng)開(kāi)發(fā)了用作數(shù)控機(jī)床加工信息交換的超級(jí)模型(SuperModel)，其目標(biāo)是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過(guò)程。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機(jī)上進(jìn)行了驗(yàn)證。

2對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計(jì)

我國(guó)數(shù)控技術(shù)起步于1958年，近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個(gè)階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發(fā)展階段。在此階段，由于國(guó)外的技術(shù)封鎖和我國(guó)的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國(guó)家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進(jìn)技術(shù)，消化吸收，初步建立起國(guó)產(chǎn)化體系階段。在此階段，由于改革開(kāi)放和國(guó)家的重視，以及研究開(kāi)發(fā)環(huán)境和國(guó)際環(huán)境的改善，我國(guó)數(shù)控技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)以及在產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。第三階段是在國(guó)家的“八五”的后期和“九五”期間，即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)階段。在此階段，我國(guó)國(guó)產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)50％，配國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達(dá)到了10％。

縱觀(guān)我國(guó)數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程，特別是經(jīng)過(guò)4個(gè)5年計(jì)劃的攻關(guān)，總體來(lái)看取得了以下成績(jī)。

a.奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國(guó)現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、數(shù)控主機(jī)、專(zhuān)機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。

b.初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上，建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠(chǎng)。蘭州電機(jī)廠(chǎng)、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)以及北京第一機(jī)床廠(chǎng)、濟(jì)南第一機(jī)床廠(chǎng)等若干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)。這些生產(chǎn)廠(chǎng)基本形成了我國(guó)的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。

c.建立了一支數(shù)控研究、開(kāi)發(fā)、管理人才的基本隊(duì)伍。

雖然在數(shù)控技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但我們也要清醒地認(rèn)識(shí)到，我國(guó)高端數(shù)控技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面的技術(shù)水平現(xiàn)狀與我國(guó)的現(xiàn)實(shí)需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國(guó)的發(fā)展速度很快，但橫向比（與國(guó)外對(duì)比）不僅技術(shù)水平有差距，在某些方面發(fā)展速度也有差距，即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術(shù)水平差距有擴(kuò)大趨勢(shì)。從國(guó)際上來(lái)看，對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化水平估計(jì)大致如下。

a.技術(shù)水平上，與國(guó)外先進(jìn)水平大約落后10～15年，在高精尖技術(shù)方面則更大。

b.產(chǎn)業(yè)化水平上，市場(chǎng)占有率低，品種覆蓋率小，還沒(méi)有形成規(guī)模生產(chǎn)；功能部件專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低；外觀(guān)質(zhì)量相對(duì)差；可靠性不高，商品化程度不足；國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應(yīng)，用戶(hù)信心不足。

c.可持續(xù)發(fā)展的能力上，對(duì)競(jìng)爭(zhēng)前數(shù)控技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)、工程化能力較弱；數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強(qiáng)；相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后。

分析存在上述差距的主要原因有以下幾個(gè)方面。

a.認(rèn)識(shí)方面。對(duì)國(guó)產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)進(jìn)程艱巨性、復(fù)雜性和長(zhǎng)期性的特點(diǎn)認(rèn)識(shí)不足；對(duì)市場(chǎng)的不規(guī)范、國(guó)外的封鎖加扼殺、體制等困難估計(jì)不足；對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平及能力分析不夠。

b.體系方面。從技術(shù)的角度關(guān)注數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題的時(shí)候多，從系統(tǒng)的、產(chǎn)業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題的時(shí)候少；沒(méi)有建立完整的高質(zhì)量的配套體系、完善的培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系。

c.機(jī)制方面。不良機(jī)制造成人才流失，又制約了技術(shù)及技術(shù)路線(xiàn)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新，且制約了規(guī)劃的有效實(shí)施，往往規(guī)劃理想，實(shí)施困難。

d.技術(shù)方面。企業(yè)在技術(shù)方面自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)，核心技術(shù)的工程化能力不強(qiáng)。機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)落后，水平較低，數(shù)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)研究不夠。

3對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考

3.1戰(zhàn)略考慮

我國(guó)是制造大國(guó)，在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移，即要掌握先進(jìn)制造核心技術(shù)，否則在新一輪國(guó)際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，我國(guó)制造業(yè)將進(jìn)一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場(chǎng)為代價(jià)，交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)格局中的國(guó)際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位，這樣將會(huì)嚴(yán)重影響我國(guó)現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。

我們應(yīng)站在國(guó)家安全戰(zhàn)略的高度來(lái)重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問(wèn)題，首先從社會(huì)安全看，因?yàn)橹圃鞓I(yè)是我國(guó)就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國(guó)就業(yè)的壓力，保障社會(huì)的穩(wěn)定；其次從國(guó)防安全看，西方發(fā)達(dá)國(guó)家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國(guó)家的戰(zhàn)略物質(zhì)，對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)禁運(yùn)和限制，“東芝事件”和“考克斯報(bào)告”就是最好的例證。

3.2發(fā)展策略

從我國(guó)基本國(guó)情的角度出發(fā)，以國(guó)家的戰(zhàn)略需求和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以提高我國(guó)制造裝備業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國(guó)制造裝備業(yè)發(fā)展升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開(kāi)發(fā)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。

強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主，以整機(jī)（如量大面廣的數(shù)控車(chē)床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機(jī)床、典型數(shù)字化機(jī)械、重點(diǎn)行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等）帶動(dòng)數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。重點(diǎn)解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件（數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機(jī)、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等）的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問(wèn)題。沒(méi)有規(guī)模就不會(huì)有高可靠性的產(chǎn)品；沒(méi)有規(guī)模就不會(huì)有價(jià)格低廉而富有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品；當(dāng)然，沒(méi)有規(guī)模中國(guó)的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。

在高精尖裝備研發(fā)方面，要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶(hù)的緊密結(jié)合，以“做得出、用得上、賣(mài)得掉”為目標(biāo)，按國(guó)家意志實(shí)施攻關(guān)，以解決國(guó)家之急需。

在競(jìng)爭(zhēng)前數(shù)控技術(shù)方面，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)研究開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，為我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個(gè)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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［2］梁訓(xùn)王宣,周延佑.機(jī)床技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)向［J］.世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng)，2001(3)：21-28.

第2篇：測(cè)控技術(shù)論文范文

摘要：簡(jiǎn)要介紹了當(dāng)今世界數(shù)控技術(shù)及裝備發(fā)展的趨勢(shì)及我國(guó)數(shù)控裝備技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上討論了在我國(guó)加入WTO和對(duì)外開(kāi)放進(jìn)一步深化的新環(huán)境下，發(fā)展我國(guó)數(shù)控技術(shù)及裝備、提高我國(guó)制造業(yè)信息化水平和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的重要性，并從戰(zhàn)略和策略?xún)蓚€(gè)層面提出了發(fā)展我國(guó)數(shù)控技術(shù)及裝備的幾點(diǎn)看法。裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國(guó)防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說(shuō)過(guò)“各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動(dòng)資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國(guó)家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來(lái)發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖和限制政策。總之，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑

數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：(1)機(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動(dòng)控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車(chē)、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢(shì)。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面［1～4］。1．1高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢(shì)

效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)（CIRP）將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。

在轎車(chē)工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬(wàn)輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車(chē)裝備必須解決的重點(diǎn)問(wèn)題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對(duì)這些筋、壁進(jìn)行加工。近來(lái)采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來(lái)制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來(lái)替代多個(gè)零件通過(guò)眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對(duì)加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

從EMO2001展會(huì)情況來(lái)看，高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min，甚至更高，空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車(chē)廠(chǎng)，包括我國(guó)的上海通用汽車(chē)公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線(xiàn)部分替代組合機(jī)床。美國(guó)CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，快速為100m/min，加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國(guó)DMG公司的雙主軸車(chē)床的主軸速度及加速度分別達(dá)12*!000r/mm和1g。

在加工精度方面，近10年來(lái)，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級(jí)加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開(kāi)始進(jìn)入納米級(jí)(0.01μm)。

在可靠性方面，國(guó)外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。

為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線(xiàn)電機(jī)得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。

1.25軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展

采用5軸聯(lián)動(dòng)對(duì)三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2臺(tái)3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。但過(guò)去因5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。

當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類(lèi)型5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。

在EMO2001展會(huì)上，新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實(shí)現(xiàn)4個(gè)垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國(guó)DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動(dòng)加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。1.3智能化、開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)

21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過(guò)程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等；簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。

為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問(wèn)題。目前許多國(guó)家對(duì)開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，如美國(guó)的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、歐共體的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController)，中國(guó)的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)之路。所謂開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠(chǎng)家和最終用戶(hù)，通過(guò)改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶(hù)的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開(kāi)發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。

網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿(mǎn)足生產(chǎn)線(xiàn)、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國(guó)內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”（智能生產(chǎn)控制中心，簡(jiǎn)稱(chēng)CPC)；日本大隈（Okuma）機(jī)床公司展出“ITplaza”（信息技術(shù)廣場(chǎng)，簡(jiǎn)稱(chēng)IT廣場(chǎng))；德國(guó)西門(mén)子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment（開(kāi)放制造環(huán)境，簡(jiǎn)稱(chēng)OME）等，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。1.4重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立1.4.1關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)規(guī)范

如前所述，開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性，美國(guó)、歐共體和日本等國(guó)紛紛實(shí)施戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃，并進(jìn)行開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個(gè)最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計(jì)劃和規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個(gè)新的變革時(shí)期的來(lái)臨。我國(guó)在2000年也開(kāi)始進(jìn)行中國(guó)的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定1.4.2關(guān)于數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢(shì)。數(shù)控技術(shù)誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標(biāo)準(zhǔn)，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質(zhì)特征是面向加工過(guò)程，顯然，他已越來(lái)越不能滿(mǎn)足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要。為此，國(guó)際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴(lài)于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造過(guò)程，乃至各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。

STEP-NC的出現(xiàn)可能是數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的一次革命，對(duì)于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展乃至整個(gè)制造業(yè)，將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念，傳統(tǒng)的制造理念中，NC加工程序都集中在單個(gè)計(jì)算機(jī)上。而在新標(biāo)準(zhǔn)下，NC程序可以分散在互聯(lián)網(wǎng)上，這正是數(shù)控技術(shù)開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的方向。其次，STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙（約75％）、加工程序編制時(shí)間（約35％）和加工時(shí)間（約50％）。

目前，歐美國(guó)家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發(fā)起了STEP-NC的IMS計(jì)劃(1999.1.1～2001.12.31)。參加這項(xiàng)計(jì)劃的有來(lái)自歐洲和日本的20個(gè)CAD/CAM/CAPP/CNC用戶(hù)、廠(chǎng)商和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。美國(guó)的STEPTools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開(kāi)發(fā)者，他已經(jīng)開(kāi)發(fā)了用作數(shù)控機(jī)床加工信息交換的超級(jí)模型(SuperModel)，其目標(biāo)是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過(guò)程。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機(jī)上進(jìn)行了驗(yàn)證。2對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計(jì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)起步于1958年，近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個(gè)階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發(fā)展階段。在此階段，由于國(guó)外的技術(shù)封鎖和我國(guó)的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國(guó)家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進(jìn)技術(shù)，消化吸收，初步建立起國(guó)產(chǎn)化體系階段。在此階段，由于改革開(kāi)放和國(guó)家的重視，以及研究開(kāi)發(fā)環(huán)境和國(guó)際環(huán)境的改善，我國(guó)數(shù)控技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)以及在產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。第三階段是在國(guó)家的“八五”的后期和“九五”期間，即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)階段。在此階段，我國(guó)國(guó)產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)50％，配國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達(dá)到了10％。

縱觀(guān)我國(guó)數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程，特別是經(jīng)過(guò)4個(gè)5年計(jì)劃的攻關(guān)，總體來(lái)看取得了以下成績(jī)。

a.奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國(guó)現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、數(shù)控主機(jī)、專(zhuān)機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。

b.初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上，建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠(chǎng)。蘭州電機(jī)廠(chǎng)、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)以及北京第一機(jī)床廠(chǎng)、濟(jì)南第一機(jī)床廠(chǎng)等若干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)。這些生產(chǎn)廠(chǎng)基本形成了我國(guó)的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。

c.建立了一支數(shù)控研究、開(kāi)發(fā)、管理人才的基本隊(duì)伍。

雖然在數(shù)控技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但我們也要清醒地認(rèn)識(shí)到，我國(guó)高端數(shù)控技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面的技術(shù)水平現(xiàn)狀與我國(guó)的現(xiàn)實(shí)需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國(guó)的發(fā)展速度很快，但橫向比（與國(guó)外對(duì)比）不僅技術(shù)水平有差距，在某些方面發(fā)展速度也有差距，即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術(shù)水平差距有擴(kuò)大趨勢(shì)。從國(guó)際上來(lái)看，對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化水平估計(jì)大致如下。

a.技術(shù)水平上，與國(guó)外先進(jìn)水平大約落后10～15年，在高精尖技術(shù)方面則更大。

b.產(chǎn)業(yè)化水平上，市場(chǎng)占有率低，品種覆蓋率小，還沒(méi)有形成規(guī)模生產(chǎn)；功能部件專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低；外觀(guān)質(zhì)量相對(duì)差；可靠性不高，商品化程度不足；國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應(yīng)，用戶(hù)信心不足。

c.可持續(xù)發(fā)展的能力上，對(duì)競(jìng)爭(zhēng)前數(shù)控技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)、工程化能力較弱；數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強(qiáng)；相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后。

分析存在上述差距的主要原因有以下幾個(gè)方面。

a.認(rèn)識(shí)方面。對(duì)國(guó)產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)進(jìn)程艱巨性、復(fù)雜性和長(zhǎng)期性的特點(diǎn)認(rèn)識(shí)不足；對(duì)市場(chǎng)的不規(guī)范、國(guó)外的封鎖加扼殺、體制等困難估計(jì)不足；對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平及能力分析不夠。

b.體系方面。從技術(shù)的角度關(guān)注數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題的時(shí)候多，從系統(tǒng)的、產(chǎn)業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題的時(shí)候少；沒(méi)有建立完整的高質(zhì)量的配套體系、完善的培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系。

c.機(jī)制方面。不良機(jī)制造成人才流失，又制約了技術(shù)及技術(shù)路線(xiàn)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新，且制約了規(guī)劃的有效實(shí)施，往往規(guī)劃理想，實(shí)施困難。

d.技術(shù)方面。企業(yè)在技術(shù)方面自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)，核心技術(shù)的工程化能力不強(qiáng)。機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)落后，水平較低，數(shù)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)研究不夠。

3對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考3.1戰(zhàn)略考慮

我國(guó)是制造大國(guó)，在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移，即要掌握先進(jìn)制造核心技術(shù)，否則在新一輪國(guó)際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，我國(guó)制造業(yè)將進(jìn)一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場(chǎng)為代價(jià)，交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)格局中的國(guó)際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位，這樣將會(huì)嚴(yán)重影響我國(guó)現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。

我們應(yīng)站在國(guó)家安全戰(zhàn)略的高度來(lái)重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問(wèn)題，首先從社會(huì)安全看，因?yàn)橹圃鞓I(yè)是我國(guó)就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國(guó)就業(yè)的壓力，保障社會(huì)的穩(wěn)定；其次從國(guó)防安全看，西方發(fā)達(dá)國(guó)家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國(guó)家的戰(zhàn)略物質(zhì)，對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)禁運(yùn)和限制，“東芝事件”和“考克斯報(bào)告”就是最好的例證。3.2發(fā)展策略

從我國(guó)基本國(guó)情的角度出發(fā)，以國(guó)家的戰(zhàn)略需求和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以提高我國(guó)制造裝備業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國(guó)制造裝備業(yè)發(fā)展升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開(kāi)發(fā)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展

強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主，以整機(jī)（如量大面廣的數(shù)控車(chē)床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機(jī)床、典型數(shù)字化機(jī)械、重點(diǎn)行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等）帶動(dòng)數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。重點(diǎn)解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件（數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機(jī)、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等）的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問(wèn)題。沒(méi)有規(guī)模就不會(huì)有高可靠性的產(chǎn)品；沒(méi)有規(guī)模就不會(huì)有價(jià)格低廉而富有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品；當(dāng)然，沒(méi)有規(guī)模中國(guó)的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。

在高精尖裝備研發(fā)方面，要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶(hù)的緊密結(jié)合，以“做得出、用得上、賣(mài)得掉”為目標(biāo)，按國(guó)家意志實(shí)施攻關(guān)，以解決國(guó)家之急需。

在競(jìng)爭(zhēng)前數(shù)控技術(shù)方面，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)研究開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，為我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個(gè)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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［2］梁訓(xùn)王宣,周延佑.機(jī)床技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)向［J］.世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng)，2001(3)：21-28.

第3篇：測(cè)控技術(shù)論文范文

測(cè)控專(zhuān)業(yè)主要課程 精密機(jī)械與儀器設(shè)計(jì)、精密機(jī)械制造工程、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)，微型計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用、控制工程基礎(chǔ)、信號(hào)分析與處理、精密測(cè)控與系統(tǒng)等。

測(cè)控專(zhuān)業(yè)主干學(xué)科：光學(xué)工程、儀器科學(xué)與技術(shù)。

測(cè)控專(zhuān)業(yè)主要實(shí)踐性環(huán)節(jié)：包括軍訓(xùn)、金工、電工、電子實(shí)習(xí)，認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)，社會(huì)實(shí)踐，課程設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)等。

測(cè)控專(zhuān)業(yè)就業(yè)方向 本專(zhuān)業(yè)畢業(yè)具備精密儀器設(shè)計(jì)制造以及測(cè)量與控制方面的基礎(chǔ)知識(shí)與應(yīng)用能力，能在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)從事測(cè)量與控制領(lǐng)域內(nèi)有關(guān)技術(shù)、儀器與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造、科技開(kāi)發(fā)、應(yīng)用研究、運(yùn)行管理。該專(zhuān)業(yè)既可以進(jìn)入生產(chǎn)工程自動(dòng)化企業(yè)從事自動(dòng)控制、自動(dòng)化檢測(cè)等方面的工作，也可以在科研單位進(jìn)行儀器儀表的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)，同時(shí)還可以在工程檢測(cè)領(lǐng)域、計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域找到適合本專(zhuān)業(yè)個(gè)人發(fā)展的空間。

測(cè)控專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)要求 畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識(shí)和能力：

1. 具有較扎實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)，較好的人文、藝術(shù)和社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ)及正確運(yùn)用本國(guó)語(yǔ)言、文字的表達(dá)能力;

2. 較系統(tǒng)地掌握本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域?qū)拸V的技術(shù)理論基礎(chǔ)知識(shí)，主要包括機(jī)械學(xué)、電工電子學(xué)、光學(xué)、傳感器技術(shù)、測(cè)量與控制、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)及企業(yè)管理等基礎(chǔ)知識(shí);

3. 掌握光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)相結(jié)合的當(dāng)代測(cè)控技術(shù)和實(shí)驗(yàn)研究能力，具有現(xiàn)代測(cè)控系統(tǒng)與儀器的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)能力;

4. 具有較強(qiáng)的外語(yǔ)應(yīng)用能力;

第4篇：測(cè)控技術(shù)論文范文

論文關(guān)鍵詞：IEEE1588,時(shí)間同步,測(cè)控系統(tǒng)

隨著信息網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成為測(cè)控系統(tǒng)新的發(fā)展方向。由于測(cè)控通信系統(tǒng)對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、精確性、穩(wěn)定性要求非常嚴(yán)格，所以現(xiàn)代科技對(duì)時(shí)鐘同步更高，即要求時(shí)間上不僅要精確，更要一致。將時(shí)鐘同步技術(shù)運(yùn)用與測(cè)控結(jié)點(diǎn)，可以避免因時(shí)鐘不同步而帶來(lái)的時(shí)空無(wú)法正確銜接對(duì)應(yīng)的弊端。時(shí)鐘同步理念運(yùn)用于從空通信系統(tǒng)的重要意義即在于（1）及時(shí)接收信息，進(jìn)而對(duì)該信息進(jìn)行合理的解釋?zhuān)唬?）使測(cè)控系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)備能夠更好的協(xié)調(diào)配合工作。

1 網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)時(shí)間同步協(xié)議的選擇

目前，我國(guó)采用的時(shí)鐘同步技術(shù)主要有三種，分別是網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步協(xié)議（Network Time Protocol，簡(jiǎn)稱(chēng)NTP），全球定位系統(tǒng)（Global Position System，簡(jiǎn)稱(chēng)GPS）、北斗時(shí)鐘同步和IEEE1588精確時(shí)間同步協(xié)議（Precision Time Protocol，簡(jiǎn)稱(chēng)PTP）。下面我們通過(guò)闡述各種技術(shù)的主要特點(diǎn)，以供因材選擇需要使用的技術(shù)。

1.1 NTP技術(shù)，從名稱(chēng)即可知其與網(wǎng)絡(luò)有關(guān)，它的主要特點(diǎn)在于不僅成本低，而且可靠性強(qiáng)，但是不足之處在于精確度不高，僅能達(dá)到1-50ms（因特網(wǎng)）、0.1ms（局域網(wǎng)）毫秒級(jí)的精確度。

1.2 GPS技術(shù)在國(guó)家發(fā)展建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮了巨大的作用，其主要特點(diǎn)在于不僅能夠24小時(shí)實(shí)時(shí)自動(dòng)測(cè)量，而且能夠?qū)崿F(xiàn)集測(cè)量距離、定位空間、定位時(shí)間三功能于一體的高標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。另外，GPS具有高精度的技術(shù)，其精確度可達(dá)到10～100ns的納秒級(jí)別。這種高精度的技術(shù)，也對(duì)外在適用條件即衛(wèi)星能見(jiàn)度方面作出了高標(biāo)準(zhǔn)的要求，硬件設(shè)施方面還需要安裝接受衛(wèi)星信號(hào)的各種設(shè)備，因此其適用場(chǎng)合有限。

1.3 IEEE1588精確時(shí)間同步協(xié)議PTP技術(shù)具有計(jì)算量相對(duì)較小，能夠快速定位時(shí)間，相關(guān)配置維護(hù)工作也相對(duì)簡(jiǎn)單，低成本等特點(diǎn)。該技術(shù)與NTP都是與網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的時(shí)鐘同步協(xié)議，但這種技術(shù)比NTP的精確度更高，可以與GPS相媲美，而且不需要連接與衛(wèi)星相關(guān)的設(shè)備。該項(xiàng)技術(shù)支持邊界時(shí)鐘和透明時(shí)鐘，支持這兩種時(shí)鐘可以使PTP技術(shù)避免由與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的設(shè)備限制網(wǎng)絡(luò)覆蓋面問(wèn)題的發(fā)生。

綜上所示，IEEE1588協(xié)議技術(shù)在時(shí)間同步方面較NTP、GPS更具優(yōu)勢(shì)，具有在各個(gè)場(chǎng)合實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步測(cè)控的功能。

2 IEEE1588協(xié)議（PTP）原理和系統(tǒng)組成

2.1 原理

IEEE1588技術(shù)需要通過(guò)偏差測(cè)量和延時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)階段實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步。下面分別介紹這兩個(gè)階段的運(yùn)行原理：偏差測(cè)量階段的功能在于盡量修正或消除主從時(shí)鐘的時(shí)間差。工商管理論文用來(lái)修正主時(shí)鐘和從屬時(shí)鐘的時(shí)間差。該階段在修正時(shí)間偏差的過(guò)程中，主時(shí)鐘一般每秒（時(shí)間可根據(jù)需求設(shè)定）同步信息，并且在的同時(shí)記錄時(shí)間。如圖1所示，假設(shè)首先主從時(shí)間分別為Am、As，在Bm的時(shí)間點(diǎn)，主時(shí)鐘發(fā)送C時(shí)間同步信息，并且記錄C時(shí)間同步信息的時(shí)間Bm。在Bs的時(shí)間點(diǎn)從屬時(shí)鐘接收到C時(shí)間同步信息，并且記錄C時(shí)間同步信息的時(shí)間Bs。其次主時(shí)鐘通過(guò)D信息發(fā)送準(zhǔn)確時(shí)間，根據(jù)公式將計(jì)算出從屬時(shí)鐘收到D信息與主時(shí)鐘的時(shí)間差。最后，依據(jù)計(jì)算出的偏差將當(dāng)?shù)氐臅r(shí)鐘調(diào)整成語(yǔ)設(shè)備相同的時(shí)間即可完成時(shí)間同步的工作。

2.2系統(tǒng)組成

IEEE1588協(xié)議系統(tǒng)是按照一定的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)分布的，該系統(tǒng)中的邏輯單位是域，主從時(shí)間的同步在域設(shè)備中進(jìn)行。設(shè)備的主從同步端口由實(shí)時(shí)時(shí)鐘組成，主端口在下面，從端口在上面。系統(tǒng)中的時(shí)鐘頻率由高級(jí)主時(shí)鐘決定。PTP系統(tǒng)中的設(shè)備較多，主要包括普通、邊界、端到端透明、對(duì)等透明時(shí)鐘等。

PTP系統(tǒng)運(yùn)作的方式主要有兩種，分別為純軟件方式、硬件輔助方式兩種。，根據(jù)時(shí)間戳產(chǎn)生的方式的不同，分為純軟件方式和硬件輔助方式。前者沒(méi)有硬件的輔助，僅僅使用軟件完成時(shí)間同步需要的所有功能，最終因演示抖動(dòng)產(chǎn)生時(shí)間差，時(shí)間同步的精度不高。而硬件輔助方式則是由軟件、硬件統(tǒng)統(tǒng)協(xié)調(diào)，達(dá)到高精度時(shí)間同步的目標(biāo)。

3 IEEE1588的測(cè)控系統(tǒng)時(shí)間同步功能實(shí)現(xiàn)

IEEE1588協(xié)議通過(guò)外置模塊實(shí)現(xiàn)測(cè)控系統(tǒng)的時(shí)間同步，在外置模塊的主導(dǎo)下，系統(tǒng)時(shí)鐘與主機(jī)達(dá)到時(shí)頻同步的節(jié)奏，即在時(shí)間、時(shí)間單位、頻率、相位等方面主從時(shí)間都相同。系統(tǒng)工作方案見(jiàn)圖2：

4結(jié)束語(yǔ)

信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，帶動(dòng)著測(cè)控系統(tǒng)的更新與變革，網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)。時(shí)間同步是各測(cè)控設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)。只有使網(wǎng)絡(luò)測(cè)控設(shè)備提供的時(shí)間同步，才能夠使設(shè)備的測(cè)控結(jié)果精確，為測(cè)控結(jié)果的正確性提供有力的保障。本文通過(guò)比較各種同步技術(shù)的特點(diǎn)，最終鎖定，IEEE1588協(xié)議，關(guān)鍵在于其具有高精確度、適用場(chǎng)合廣泛、定位時(shí)間迅速、系統(tǒng)工作程序簡(jiǎn)單易操作等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，在測(cè)控系統(tǒng)時(shí)間同步方面實(shí)現(xiàn)了新的突破，將對(duì)我國(guó)測(cè)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)信息化發(fā)展具有劃時(shí)代的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 李聰，IEEE1588時(shí)鐘同步技術(shù)在分布式系統(tǒng)中的應(yīng)用[D].西安：西安工業(yè)大學(xué)，2010.

[2] 黃健，劉鵬，楊瑞民，IEEE1588精確時(shí)鐘同步協(xié)議從時(shí)鐘設(shè)計(jì)[J].測(cè)控技術(shù)與儀器儀表，2010.

第5篇：測(cè)控技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：變電站，綜合自動(dòng)化，結(jié)構(gòu)模式，發(fā)展趨勢(shì)

 

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是一種以計(jì)算機(jī)為主，將變電站的一、二次設(shè)備（包括測(cè)量、信號(hào)、控制、保護(hù)、自動(dòng)、遠(yuǎn)動(dòng)等）經(jīng)過(guò)功能組合形成的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。變電站綜合自動(dòng)化，是將變電站的二次設(shè)備經(jīng)過(guò)功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全變電站的主要設(shè)備和輸配電線(xiàn)路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制和微機(jī)保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動(dòng)化功能。

1變電站綜合自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)模式

1.1 集中式結(jié)構(gòu)

集中式一般采用功能較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)并擴(kuò)展其I／O接口，集中采集變電站的模擬量和數(shù)量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算和處理，分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和自動(dòng)控制等功能。論文參考。集中式結(jié)構(gòu)也并非指只由一臺(tái)計(jì)算機(jī)完成保護(hù)、監(jiān)控等全部功能。多數(shù)集中式結(jié)構(gòu)的微機(jī)保護(hù)、微機(jī)監(jiān)控和與調(diào)度等通信的功能也是由不同的微型計(jì)算機(jī)完成的，只是每臺(tái)微型計(jì)算機(jī)承擔(dān)的任務(wù)多些。

1.2 分布式結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)是將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能分散給多臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)完成。分布式模式一般按功能設(shè)計(jì)，采用主從CPU系統(tǒng)工作方式，多CPU系統(tǒng)提高了處理并行多發(fā)事件的能力，解決了CPU運(yùn)算處理的瓶頸問(wèn)題。各功能模塊（通常是多個(gè)CPU）之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，選用具有優(yōu)先級(jí)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較好地解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。分布式結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，局部故障不影響其它模塊正常運(yùn)行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統(tǒng)組態(tài)結(jié)構(gòu)，較多地使用于中、低壓變電站。

1.3 分布分散（層）式結(jié)構(gòu)

分布分散式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)從邏輯上將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)劃分為兩層，即變電站層（站級(jí)測(cè)控單元）和間隔層（間隔單元）。也可分為三層，即變電站層、通信層和間隔層。

該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是按照變電站的元件，斷路器間隔進(jìn)行設(shè)計(jì)。將變電站一個(gè)斷路器間隔所需要的全部數(shù)據(jù)采集、保護(hù)和控制等功能集中由一個(gè)或幾個(gè)智能化的測(cè)控單元完成。測(cè)控單元可直接放在斷路器柜上或安裝在斷路器間隔附近，相互之間用光纜或特殊通信電纜連接。這種系統(tǒng)代表了現(xiàn)代變電站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，大幅度地減少了連接電纜，減少了電纜傳送信息的電磁干擾，且具有很高的可靠性，比較好的實(shí)現(xiàn)了部分故障不相互影響，方便維護(hù)和擴(kuò)展，大量現(xiàn)場(chǎng)工作可一次性地在設(shè)備制造廠(chǎng)家完成。

2 我國(guó)變電站自動(dòng)化發(fā)展階段

按系統(tǒng)模式出現(xiàn)順序可將變電站自動(dòng)化發(fā)展分為三個(gè)階段：

第一階段：面向功能設(shè)計(jì)的集中式RTU加常規(guī)保護(hù)模式

80年代及以前，是以RTU為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)動(dòng)裝置及當(dāng)?shù)乇O(jiān)控為代表。該類(lèi)系統(tǒng)實(shí)際上是在常規(guī)的繼電保護(hù)及二次接線(xiàn)的基礎(chǔ)上增設(shè)RTU裝置，功能主要為與遠(yuǎn)方調(diào)度通信實(shí)現(xiàn)“二遙”或“四遙”（遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)）；與繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置的聯(lián)結(jié)通過(guò)硬接點(diǎn)接入或串行口通信較多。此類(lèi)系統(tǒng)稱(chēng)為集中RTU模式，目前在一些老站改造中仍有少量使用，此階段為自動(dòng)化的初級(jí)階段。

第二階段：面向功能設(shè)計(jì)的分布式測(cè)控裝置加微機(jī)保護(hù)模式。單元式微機(jī)保護(hù)及按功能設(shè)計(jì)的分散式微機(jī)測(cè)控裝置得以廣泛應(yīng)用，保護(hù)與測(cè)控裝置相對(duì)獨(dú)立，通過(guò)通信管理單元能夠?qū)⒏髯孕畔⑺偷胶笈_(tái)或調(diào)度端計(jì)算機(jī)。特點(diǎn)是繼電保護(hù)（包括安全自動(dòng)裝置）按功能劃分的測(cè)控裝置獨(dú)立運(yùn)行，應(yīng)用了現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過(guò)數(shù)據(jù)通信進(jìn)行信息交換。此系統(tǒng)電纜互聯(lián)仍較多，擴(kuò)展性功能不強(qiáng)。

第三階段：面向間隔、面向?qū)ο螅∣bject-Oriented）設(shè)計(jì)的分層分布式結(jié)構(gòu)模式。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)及通信技術(shù)的飛速發(fā)展，采用按間隔為對(duì)象設(shè)計(jì)保護(hù)測(cè)控單元，采用分層分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，形成真正意義上的分層分布式自動(dòng)化系統(tǒng)。目前國(guó)內(nèi)外主流廠(chǎng)家均采用了此類(lèi)結(jié)構(gòu)模式。110kV以下電壓等級(jí)變電站，保護(hù)測(cè)控裝置要求一體化、110kV幾以上電壓等級(jí)保護(hù)測(cè)控大多按間隔分別設(shè)計(jì)，對(duì)超高壓變電站的規(guī)模比較大的系統(tǒng)，為減少中間環(huán)節(jié)，避免通信瓶頸，要求裝置直接上以太網(wǎng)與監(jiān)控后臺(tái)通信，甚至要求保護(hù)和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立組網(wǎng)，由于采用了先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)，系統(tǒng)配置靈活、擴(kuò)展方便。論文參考。

3變電站綜合自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)

3.1 保護(hù)監(jiān)控一體化

這種方式在35kV及以下的電壓等級(jí)中已普遍采用，今后在110kV及以上的線(xiàn)路間隔和主變?nèi)齻?cè)中采用此方式也已是大勢(shì)所趨。它的好處是功能按一次單元集中化，利于穩(wěn)定的進(jìn)行信息采集以及對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行控制，極大地提高了性能效率比。其目前的缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的:此種裝置的運(yùn)行可靠性要求極高，否則任何形式的檢修維護(hù)都將迫使一次設(shè)備的停役?？煽啃浴⒎€(wěn)定性要求高，這也是目前110千伏及以上電壓等級(jí)還采用保護(hù)和監(jiān)控分離設(shè)置的原因之一。隨著技術(shù)的發(fā)展，冗余性、在線(xiàn)維護(hù)性設(shè)計(jì)的出現(xiàn)，將使保護(hù)監(jiān)控一體化成為必然。

3.2 人機(jī)操作界面接口統(tǒng)一化、運(yùn)行操作無(wú)線(xiàn)化

無(wú)人無(wú)建筑小室的變電站，變電運(yùn)行人員如果在就地查看設(shè)備和控制操作，將通過(guò)一個(gè)手持式可視無(wú)線(xiàn)終端，邊監(jiān)視一次設(shè)備邊進(jìn)行操作控制，所有相關(guān)的量化數(shù)據(jù)將顯示在可視無(wú)線(xiàn)終端上。

3.3 防誤閉鎖邏輯驗(yàn)證圖形化、規(guī)范化、離線(xiàn)模擬化

在220kV及以上的變電站中，隨著自動(dòng)化水平的提高，電動(dòng)操作設(shè)備日益增多，其操作的防誤閉鎖邏輯將緊密結(jié)合于監(jiān)控系統(tǒng)之中，借助于監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)采集和控制鏈路得以實(shí)現(xiàn)。而一座變電站的建設(shè)都是通過(guò)幾次擴(kuò)建才達(dá)到終期規(guī)模，這就給每次防誤閉鎖邏輯的實(shí)際操作驗(yàn)證帶來(lái)難題，如何在不影響一次設(shè)備停役的情況下模擬出各種運(yùn)行狀態(tài)來(lái)驗(yàn)證其正反操作邏輯的正確性？圖形化、規(guī)范化的防誤閉邏輯驗(yàn)證模擬操作圖正是為解決這一難題而作，其嚴(yán)謹(jǐn)性是建立在監(jiān)控系統(tǒng)全站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)之上的，使防誤閉鎖邏輯驗(yàn)證的離線(xiàn)模擬化成為可能。

3.4 就地通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化

強(qiáng)大的通訊接口能力，主要通訊部件雙備份冗余設(shè)計(jì)（雙CPU、雙電源等），采用光纖總線(xiàn)等等，使現(xiàn)代化的綜合自動(dòng)化變電站的各種智能設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)統(tǒng)一的、互相協(xié)調(diào)工作的整體。

3.5 數(shù)據(jù)采集和一次設(shè)備一體化

除了常規(guī)的電流電壓、有功無(wú)功、開(kāi)關(guān)狀態(tài)等信息采集外，對(duì)一些設(shè)備的在線(xiàn)狀態(tài)檢測(cè)量化值，如主變的油位、開(kāi)關(guān)的氣體壓力等等，都將緊密結(jié)合一次設(shè)備的傳感器，直接采集到監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中。高技術(shù)的智能化開(kāi)關(guān)、光電式電流電壓互感器的應(yīng)用，必將給數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)帶來(lái)全新的模式。

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是近10多年發(fā)展起來(lái)的多專(zhuān)業(yè)綜合技術(shù)，是變配電系統(tǒng)的一次革命。隨著中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，社會(huì)對(duì)電力的需求與日俱增，各行各業(yè)對(duì)電力質(zhì)量的要求越來(lái)越高，各種智能技術(shù)的普遍應(yīng)用，使得變電站自動(dòng)化管理和無(wú)人值守已是一種必然趨勢(shì)和必然選擇。論文參考。對(duì)常規(guī)人工控制為主的傳統(tǒng)變電站，實(shí)施以微機(jī)監(jiān)控為主的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)，是新時(shí)期開(kāi)創(chuàng)我國(guó)電力系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和全面提升電力自動(dòng)化水平重大的舉措，對(duì)鞏固和加強(qiáng)電能在中國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)和戰(zhàn)略地位，都具有十分迫切和深遠(yuǎn)意義。

【參考文獻(xiàn)】

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第6篇：測(cè)控技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；智能家居；環(huán)境監(jiān)測(cè)控制；傳感器

中圖分類(lèi)號(hào)：TP332.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A

A Smart Home Environment Monitoring System based on MCU STC12C5A60S2

CHEN Rongkun   本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 論 文 網(wǎng)專(zhuān)業(yè)寫(xiě)作教育教學(xué)論文和畢業(yè)論文以及服務(wù)，歡迎光臨DyLW.neT

（Department of Electronic and Information Engineering， QuanZhou Institute of Information Engineering， Quanzhou， Fujian 362000，China）

Abstract： This paper introduces a microcontroller STC12C5A60S2 as the core， which can be used to monitor， control， alarming and display the smart home environment.The system uses sensor technology， microcontroller technology， etc.， to achieve the indoor home environment temperature and humidity， light illumination collection， equipment operation and stop control， display and state alarm and other functions. Through the actual test， it has the application value of modern intelligence in the field of smart home environment.

Keywords： Single Chip Microcomputer；Smart Home；Environmental Monitoring Control；Sensor

0引 言

近年來(lái)，隨著現(xiàn)代家庭生活水平及選擇需求的不斷提升，智能家居環(huán)境監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)在改善現(xiàn)代人居的生活質(zhì)量和完善生存環(huán)境方面正日漸發(fā)揮著其實(shí)效且重要的技術(shù)推動(dòng)作用。基于此，本文即針對(duì)一套智能家居環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)設(shè)計(jì)而展開(kāi)了如下研究。具體來(lái)說(shuō)，該系統(tǒng)可對(duì)室內(nèi)溫濕度、光照度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；還可將通過(guò)傳感器采集的數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行比較，再利用單片機(jī)進(jìn)行編程控制，從而實(shí)現(xiàn)智能家居的合理功能配設(shè)，并最終獲得理想滿(mǎn)意實(shí)踐效果。

1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

系統(tǒng)以STC12C5A60S2型單片機(jī)為中央控制器，主要由溫濕度檢測(cè)模塊、光照度檢測(cè)模塊、鍵盤(pán)模塊、顯示模塊、風(fēng)扇及照明模擬模塊、報(bào)警提示模塊和電源模塊組成。系統(tǒng)方案如圖1所示。

圖1 室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)原理框圖

Fig.1 Block diagram of indoor environment monitoring control system

為了節(jié)約系統(tǒng)成本、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性及利于維護(hù)維修，系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)方式。該系統(tǒng)的主要功能是根據(jù)傳感器采集的數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)定的參數(shù)值進(jìn)行比較，進(jìn)而通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)程序來(lái)控制相關(guān)模塊的運(yùn)行和停止。由圖1可見(jiàn)，溫濕度、光照度傳感器模塊可用于實(shí)時(shí)采集家居環(huán)境的數(shù)據(jù)；鍵盤(pán)模塊則用于設(shè)定溫濕度和光照度的范圍；而顯示模塊將用于顯示溫濕度和光照度等級(jí)及舒適度情況。除此之外，模擬模塊即用于設(shè)備運(yùn)行與停止情況的仿真模擬；特別地，LED報(bào)警提示模塊會(huì)用于當(dāng)溫濕度、光照度數(shù)據(jù)超過(guò)預(yù)設(shè)定值時(shí)來(lái)進(jìn)行閃爍報(bào)警指示[ ]。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

由于STC12C5A60S2集成度較高，只需要一塊單片機(jī)加上一些必要的外圍電路就可以完成硬件設(shè)計(jì)。

2.1 最小控制系統(tǒng)

基于系統(tǒng)的要求，芯片選用的是STC系列單片機(jī)STC12C5A60S2。其中復(fù)位電路、單片機(jī)STC12C5A60S2構(gòu)成最小控制系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)電路如圖2所示。

圖2 最小控制系統(tǒng)電路

Fig.2 Minimum control system circuit

STC12C5A60S2是一款運(yùn)算速度快、抗干擾能力強(qiáng)、超低功耗、并可支持SPI在線(xiàn)編程的單片機(jī)，其內(nèi)部自帶2路PWM控制器、2個(gè)定時(shí)器、2個(gè)串行口支持獨(dú)立的波特率發(fā)生器、3路可編程時(shí)鐘輸出、10位AD轉(zhuǎn)換器、一個(gè)SPI接口。時(shí)下，則因其價(jià)格低廉、功能完善，已在電子行業(yè)獲得廣泛認(rèn)可和大量應(yīng)用。

2.2溫濕度傳感器電路

溫濕度傳感器電路采用了DHT系列的數(shù)字式溫濕度傳感器DHT11。DHT11是一款內(nèi)含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，但僅有一個(gè)單總線(xiàn)制串行輸出接口，這一配置使系統(tǒng)集成電路變得簡(jiǎn)易快捷。只是，由于傳感器的單總線(xiàn)制特性，造成其發(fā)送和接收皆須為三態(tài)特性，因而外接上拉電阻，其在常規(guī)狀態(tài)下將呈現(xiàn)為高電平[ ]。具體電路如圖3所示。

圖3 溫濕度傳感器電路

Fig.3 Temperature and humidity sensor circuit

2.3光照度傳感器電路

光照度傳感器電路選用的是BH系列光照傳感器BH1750，BH1750 是一種用于兩線(xiàn)式串行總線(xiàn)接口的數(shù)字型光強(qiáng)度傳感器集成電路。這種集成電路可以根據(jù)收集的光線(xiàn)強(qiáng)度數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整液晶或者鍵盤(pán)背景燈的亮度，并利用自身的高分辨率探測(cè)較大范圍的光強(qiáng)度變化。設(shè)計(jì)電路如圖4所示。

圖4 光照度傳感器電路

Fig.4 Illumination sensor circuit

2.4 液晶顯示電路

液晶顯示電路采用的是LCD12864。LCD12864是一種低電壓低功耗、具有4/8位并行、2線(xiàn)或3線(xiàn)串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為128×64， 內(nèi)置8 192個(gè)16*16點(diǎn)漢字，和128個(gè)16*8點(diǎn)ASCII字符集；利用該模塊靈活接口方式及簡(jiǎn)單、方便的操作指令，即可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面；而且可以顯示8*4行、16*16點(diǎn)陣的漢字，并可完成圖形顯示。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類(lèi)型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔許多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊[ ]。

2.5 風(fēng)扇及照明模擬電路

風(fēng)扇及照明模擬電路選用的是NPN系列的8050三極管，其原理即是利用三極管的開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)。具體地，當(dāng)監(jiān)測(cè)智能家居環(huán)境溫濕度數(shù)值和預(yù)設(shè)置數(shù)值對(duì)比不一樣時(shí)，單片機(jī)將輸出PWM1信號(hào)控制風(fēng)扇（本文用馬達(dá)）進(jìn)行智能調(diào)節(jié)；當(dāng)監(jiān)測(cè)室內(nèi)光照度比較暗時(shí)，單片機(jī)將輸出PWM2信號(hào)控制室內(nèi)照明，相應(yīng)地進(jìn)行室燈照明度的智能調(diào)節(jié)。反之亦然?；倦娐啡鐖D5所示。

圖5 風(fēng)扇及模擬照明電路

Fig.5 Alarm and analog lighting circuit

2.6鍵盤(pán)電路

鍵盤(pán)模塊電路是由4個(gè)輕觸式按鍵 S1-S4和最小控制系統(tǒng)組合構(gòu)建而成。鍵盤(pán)功能設(shè)定：按鍵S1第一次按下修改預(yù)設(shè)值，而后再按下S2鍵、S3鍵或S4鍵進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，設(shè)置完成后，再按下S1鍵，參數(shù)設(shè)置成功。S2鍵按下就是對(duì)任一參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；S3鍵和S4鍵按下則進(jìn)行相應(yīng)的加1或減1操作。如果并未按下S1鍵，即按下了S2鍵、S3鍵或S4鍵，將保持前狀態(tài)繼續(xù)進(jìn)行，數(shù)據(jù)顯示也不會(huì)發(fā)生改變。

2.7電源電路

單片機(jī)及外圍電路都需要直流5V工作電壓，均由變壓器次級(jí)線(xiàn)圈輸出 ，經(jīng)由整流、濾波、穩(wěn)壓而得到[ ]。其對(duì)應(yīng)電路如圖6所示。

圖6 電源電路

Fig 6. Power supply circuit

除以上各電路模塊之外，還需要各種信號(hào)控制溫濕度、光照度、液晶顯示、風(fēng)扇及照明、報(bào)警等。各功能模塊均通過(guò)I/O接口連接至單片機(jī)，單片機(jī)將集中處理這些信號(hào)并作出回應(yīng)，從而將各個(gè)模塊連通整合在一起。另外，為了提高系統(tǒng)的抗干擾性能，在有可能出現(xiàn)干擾的輸入及輸出通道還設(shè)置并加強(qiáng)了一定的隔離措施。

3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

采用8052內(nèi)核，具有64K FLASH的程序存儲(chǔ)器和1280字節(jié)的外部RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，系統(tǒng)選用C語(yǔ)言[ ]進(jìn)行開(kāi)發(fā)。軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，重點(diǎn)包括主程序、初始化程序、數(shù)據(jù)處理顯示程序、溫濕度傳感器DHT11程序、光照度傳感器BH1750程序、控制電路程序等。并且將任務(wù)分成不同的模塊處理，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。系統(tǒng)程序流程如圖7所示。

圖7系統(tǒng)程序流程圖

Fig.7 System flow chart

4 系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果   本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 論 文 網(wǎng)專(zhuān)業(yè)寫(xiě)作教育教學(xué)論文和畢業(yè)論文以及服務(wù)，歡迎光臨DyLW.neT

STC12C5A60S2單片機(jī)能監(jiān)測(cè)控制智能家居環(huán)境系統(tǒng)的運(yùn)行與停止，并將監(jiān)測(cè)控制數(shù)據(jù)顯示在LCD上。當(dāng)監(jiān)測(cè)智能家居環(huán)境溫濕度數(shù)值和預(yù)設(shè)置數(shù)值對(duì)比不一樣時(shí)，單片機(jī)將輸出PWM1信號(hào)控制風(fēng)扇（本文用馬達(dá)）進(jìn)行智能調(diào)節(jié)；當(dāng)監(jiān)測(cè)室內(nèi)光照度比較暗時(shí)，單片機(jī)將輸出PWM2信號(hào)控制室內(nèi)照明，也就是智能調(diào)節(jié)室燈的照明度。反之亦然。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文研究開(kāi)發(fā)了集溫濕度、光照度監(jiān)測(cè)控制為一體的智能家居環(huán)境系統(tǒng)，采用了高精度的傳感器，并利用C語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn)智能家居環(huán)境參數(shù)的精準(zhǔn)測(cè)量。結(jié)果表明，該系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，符合智能家居環(huán)境的監(jiān)測(cè)控制要求。

第7篇：測(cè)控技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：萬(wàn)能工具顯微鏡 光柵位移傳感器 DSP 誤差分析與補(bǔ)償

萬(wàn)能工具顯微鏡、分度頭、光學(xué)測(cè)角儀是用傳統(tǒng)方法對(duì)長(zhǎng)度和角度等幾何量的測(cè)量的常用工具?；跍y(cè)量精度高、抗干擾能力強(qiáng)、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，這些儀器在幾何量測(cè)量中扮演重要角色。作為測(cè)量?jī)x器中的大型光學(xué)儀器，萬(wàn)工顯功能特別強(qiáng)大。它可以通過(guò)多種方法并結(jié)合附件在直角坐標(biāo)及極坐標(biāo)下進(jìn)行各種幾何量的測(cè)量，在精密測(cè)量中使用十分廣泛。然而隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，對(duì)精密測(cè)量的精度、效率等方面也提出了越來(lái)越高的要求，要求光學(xué)測(cè)量?jī)x器達(dá)到高精度、高效率、智能化。

設(shè)計(jì)應(yīng)用光柵數(shù)顯技術(shù)，能使萬(wàn)工顯測(cè)量、讀數(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。這種數(shù)字化的智能測(cè)控系統(tǒng)用以解決老舊萬(wàn)工顯操作繁瑣、人為誤差大、工作效率低等問(wèn)題。這將是一個(gè)很有實(shí)際意義的課題，它可以對(duì)很多院校和廠(chǎng)礦這類(lèi)老舊儀器進(jìn)行改造，提高了讀數(shù)精度和自動(dòng)化程度，其在精密測(cè)量領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用和實(shí)際的意義。

1 系統(tǒng)需求分析

本課題是基于成熟測(cè)量工具萬(wàn)工顯的技術(shù)升級(jí)改造，既要保持原有儀器的精度和穩(wěn)定性，又要降低測(cè)量難度，所以要選擇適用于萬(wàn)能工具顯微鏡改造升級(jí)并且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的位移傳感器；為避免誤差積累影響系統(tǒng)精度，需自行設(shè)計(jì)機(jī)械安裝方案；為避免錯(cuò)位松動(dòng)影響系統(tǒng)穩(wěn)定，需嚴(yán)格遵守安裝說(shuō)明。

1.基于DSP技術(shù)的信號(hào)細(xì)分及數(shù)據(jù)采集電路模塊設(shè)計(jì)

原有儀器測(cè)量精度較高，穩(wěn)定性好。改造升級(jí)后要達(dá)到甚至超過(guò)原來(lái)的測(cè)量精度，保持更好的穩(wěn)定性。在滿(mǎn)足這些要求的情況下，選擇DSP技術(shù)對(duì)信號(hào)細(xì)分和數(shù)據(jù)采集。

2.功能軟件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

為了使樣板、螺絲、齒輪、滾刀等的檢測(cè)從不可能到可能，從不精確到精確，從復(fù)雜到簡(jiǎn)單。自行設(shè)計(jì)萬(wàn)能工具顯功能軟件，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單幾何元素、基本幾何元素、組合幾何元素等規(guī)劃測(cè)量功能。同時(shí)，系統(tǒng)完成了萬(wàn)能工具顯微鏡數(shù)字顯示儀表的圖形測(cè)量、圖形構(gòu)造、圖形預(yù)置、公制/英制轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)擺正、直角坐標(biāo)/極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、參數(shù)設(shè)置、用戶(hù)提示等先進(jìn)的儀表功能的實(shí)現(xiàn)。

2.光柵檢測(cè)原理及光柵位移傳感器選型

1.光柵檢測(cè)原理

光柵位移傳感器也稱(chēng)光柵尺或計(jì)量光柵，由標(biāo)尺光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成，指示光柵則裝在光柵讀數(shù)頭中。標(biāo)尺光柵一般固定在機(jī)床活動(dòng)部件上，光柵讀數(shù)頭裝在機(jī)床固定部件上。目前計(jì)量光柵的位置檢測(cè)技術(shù)發(fā)展已相當(dāng)成熟，被廣泛用于角度位移檢測(cè)，也可用于直線(xiàn)位移檢測(cè)。

2. 光柵信號(hào)細(xì)分及數(shù)據(jù)采集

光柵的刻劃密度基本上決定了光柵尺的分辨率。然而工藝水平限制光柵的刻劃密度受，而且從成本來(lái)講刻花線(xiàn)數(shù)越多，就越昂貴，因此很難依靠提高刻劃密度來(lái)提高光柵尺的分辨率。采用光柵信號(hào)細(xì)分技術(shù)是提高光柵尺分辨率的另一途徑。光柵測(cè)量系統(tǒng)本就有較高的分辨率，若再配合電子細(xì)分則可以達(dá)到很高的分辨率，并且隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，細(xì)分實(shí)現(xiàn)越來(lái)越簡(jiǎn)單、可靠。根據(jù)本課題實(shí)用型升級(jí)改造的要求，光柵信號(hào)細(xì)分技術(shù)來(lái)提高光柵尺的分辨率。

3.軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境

軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境采用為CCS（Code Composer Studio）集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，該環(huán)境下編程代碼的可讀性更好、可移植性更高，便于二次開(kāi)發(fā)。

1.開(kāi)發(fā)環(huán)境

CCS是一種針對(duì)TMS320系列DSP的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，提供有環(huán)境配置、源文件編輯、程序調(diào)試、跟蹤和分析等工具。它支持如下開(kāi)發(fā)周期的所有階段：設(shè)計(jì)、編程和編譯、調(diào)試、分析。

2.系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)

良好的設(shè)計(jì)方案可以減少軟件的代碼量，提高軟件的通用性、擴(kuò)展性和可讀性。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和步驟如下：

（1）根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的功能需求，逐級(jí)劃分模塊；

（2）明確各模塊之間的數(shù)據(jù)流傳遞關(guān)系，力求數(shù)據(jù)傳遞少，以增強(qiáng)各模塊的獨(dú)立性便于軟件編制和調(diào)試；

（3）確定軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，選擇設(shè)計(jì)語(yǔ)言，完成模塊功能設(shè)計(jì)，并分別調(diào)試通過(guò)；

（4）按照開(kāi)發(fā)式軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，將各模塊有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，即成一個(gè)較完善的系統(tǒng)。

本系統(tǒng)的核心部分是DSP的軟件設(shè)計(jì)，只有對(duì)光柵位移傳感器數(shù)據(jù)正確采樣，之后的位移量測(cè)量才有實(shí)際意義。DSP軟件一般包括初始化程序、數(shù)據(jù)采集程序、中斷服務(wù)程序、按鍵處理程序、顯示子程序及實(shí)現(xiàn)各種算法的功能模塊。

4.智能測(cè)控系統(tǒng)的精度分析

1.光柵尺的細(xì)分誤差

依據(jù)光柵尺結(jié)構(gòu)的原理，檢測(cè)光柵尺的長(zhǎng)度尺寸值誤差都是按照0.02mm為單位布置測(cè)量點(diǎn)，剛剛好都是0.02mm節(jié)距的整倍數(shù)。對(duì)小于0.02mm讀數(shù)的處理則是通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)插細(xì)分來(lái)完成。實(shí)驗(yàn)中用精度為0.1um的電感測(cè)微儀，以1um距離為間隔反復(fù)檢測(cè)光柵尺的細(xì)分誤差，可以得出其誤差都小于±0.5um的結(jié)論。

2.數(shù)字顯示系統(tǒng)的的檢定

查閱萬(wàn)工顯檢定規(guī)程中的相關(guān)條款，需要對(duì)讀數(shù)裝置的示值誤差、讀數(shù)裝置的回程誤差和示值誤差進(jìn)行檢定。

3.示值誤差的檢定

檢定示值誤差也就是光柵尺的準(zhǔn)確性。首先要選擇檢定標(biāo)準(zhǔn)，一般選擇已經(jīng)做過(guò)檢定的玻璃刻度尺，要求其極限誤差不大于0.5um；依據(jù)規(guī)程的規(guī)定橫、縱向的示值誤差分別進(jìn)行檢定。如果沒(méi)有玻璃刻度尺，也可以選擇萬(wàn)工顯上原有的刻度尺作為標(biāo)準(zhǔn)與光柵尺進(jìn)行比對(duì)。萬(wàn)工顯原附有的示值誤差表，還可以依此進(jìn)行修正，光柵尺各被檢點(diǎn)的實(shí)際誤差由此來(lái)確定，若有超差再用線(xiàn)性補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償。

5.總結(jié)與展望

本課題研究并設(shè)計(jì)基于光柵數(shù)顯技術(shù)和DSP測(cè)控技術(shù)的萬(wàn)工顯智能測(cè)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)力圖將傳統(tǒng)的萬(wàn)工顯改造成智能化、數(shù)字化的萬(wàn)工顯，從而實(shí)現(xiàn)萬(wàn)工顯檢測(cè)過(guò)程的高精度、高效率。自行設(shè)計(jì)編程萬(wàn)能工具顯微鏡測(cè)控軟件，擴(kuò)展萬(wàn)工顯的測(cè)量功能，使一些量的檢測(cè)由復(fù)雜到簡(jiǎn)單，由不可能到可能。

目前整個(gè)系統(tǒng)只是實(shí)現(xiàn)了老舊萬(wàn)能工具顯微鏡的數(shù)字化顯示和智能化的基本操作，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)讀數(shù)、自動(dòng)測(cè)量等高級(jí)功能，所以在系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)上可以考慮開(kāi)發(fā)自動(dòng)讀數(shù)和自動(dòng)驅(qū)停模塊，從而提高萬(wàn)能工具顯微鏡的智能化程度?！?/p>

參考文獻(xiàn)

[1] 陳智君.便攜式萬(wàn)工顯自動(dòng)讀數(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究[D]：[碩士學(xué)位論文]. 天津大學(xué)，2005

[2] 屠恒海.嵌入式光柵數(shù)顯測(cè)量系統(tǒng)的研究[D]：[碩士學(xué)位論文]. 哈爾濱理工大學(xué)，2008

第8篇：測(cè)控技術(shù)論文范文

【論文摘要】通過(guò)結(jié)合國(guó)內(nèi)牽引供電綜合自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)需求，根據(jù)實(shí)際工程項(xiàng)目提出并設(shè)計(jì)了一種適合供電段操作和運(yùn)行維護(hù)人員的教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)，該方案軟硬件結(jié)合，具有投資低，便于學(xué)員快速入門(mén)上崗，也便于升級(jí)換代的特點(diǎn)。

1引言

隨著鐵路大規(guī)模提速，東南沿海主要千線(xiàn)正在逐步實(shí)現(xiàn)電氣化，牽引變電站基本采用了最新的綜合自動(dòng)化技術(shù)，對(duì)于新建供電段和既有舊的電氣化線(xiàn)路，對(duì)值班和運(yùn)行維護(hù)及管理人員都提出了較高的專(zhuān)業(yè)供電技能要求，采用以往的課堂教學(xué)模式難以直觀(guān)對(duì)學(xué)員進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)，同時(shí)由于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備都在投運(yùn)狀態(tài)，無(wú)法滿(mǎn)足學(xué)員的操控需求。借鑒國(guó)內(nèi)國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，采用全仿真模擬教學(xué)軟件進(jìn)行教學(xué)已經(jīng)在飛行員、機(jī)車(chē)司機(jī)等職業(yè)培訓(xùn)領(lǐng)域得到推廣，但該類(lèi)系統(tǒng)投資巨大，對(duì)學(xué)員文化和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)要求高，難于適應(yīng)基層站段人員的應(yīng)用需求。

因此，有必要采用全新的綜合自動(dòng)化教學(xué)培訓(xùn)方式對(duì)學(xué)員進(jìn)行仿真培訓(xùn)。設(shè)計(jì)的教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)首先要直觀(guān)，便于學(xué)員操作，盡量與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用模式保持一致，這樣通過(guò)教學(xué)培訓(xùn)可快速滿(mǎn)足崗位上崗要求，能很快適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的工作，安到廁利地完成操作維護(hù)任務(wù)。同時(shí)也要利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和流行的多媒體教學(xué)的手段，加速學(xué)員的知識(shí)培養(yǎng)和動(dòng)手操作，從設(shè)備內(nèi)部熟悉系統(tǒng)的工作原理和掌握故障排查方法。

2設(shè)計(jì)原則

為實(shí)現(xiàn)基層運(yùn)行人員快速熟悉和掌握現(xiàn)場(chǎng)綜合自動(dòng)化的目標(biāo)，充分利用軟硬件資源，按典型牽引變電所進(jìn)行設(shè)備配置，一次設(shè)備全部采用模擬方式，主變和電容等一次設(shè)備可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行知識(shí)講解，斷路器和隔離開(kāi)關(guān)為保證操作的直觀(guān)性，需要配備模擬機(jī)構(gòu)。由于電站設(shè)備的備用設(shè)計(jì)，可按半個(gè)牽引變電站進(jìn)行硬件系統(tǒng)配置，實(shí)際操控完全滿(mǎn)足全站的操作要求，對(duì)于備用電源自投，可采用軟件模擬方式進(jìn)行培訓(xùn)教學(xué)?？紤]到需要進(jìn)行保護(hù)模擬和測(cè)量模擬，需要外配電壓電流源，通過(guò)其調(diào)節(jié)可直觀(guān)進(jìn)行保護(hù)試驗(yàn)和測(cè)量觀(guān)察。

系統(tǒng)構(gòu)筑一臺(tái)服務(wù)器，通過(guò)服務(wù)器對(duì)保護(hù)測(cè)控設(shè)備進(jìn)行操作，通過(guò)服務(wù)器建立基于TCP/IP協(xié)議的局域網(wǎng)，配置一定數(shù)量的學(xué)員機(jī)，使資源得到共享，每臺(tái)學(xué)員機(jī)都可通過(guò)服務(wù)器搶占控制權(quán)，對(duì)保護(hù)測(cè)控設(shè)備進(jìn)行操作，當(dāng)不操作設(shè)備時(shí)，每臺(tái)學(xué)員機(jī)可進(jìn)入仿真環(huán)境進(jìn)行仿真模擬培訓(xùn)。

模擬培訓(xùn)軟件采用先進(jìn)實(shí)用的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件，對(duì)電氣化鐵路綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的牽引供電原理、保護(hù)原理、所內(nèi)實(shí)際操作演練、故障模擬、工程應(yīng)用等進(jìn)行教學(xué)，同時(shí)能夠軟件模擬正常狀態(tài)下的倒閘作業(yè)以及事故狀態(tài)下的處理手段，同時(shí)系統(tǒng)配置評(píng)價(jià)考核子系統(tǒng)，具備豐富的實(shí)用題庫(kù)，可對(duì)學(xué)習(xí)效果進(jìn)行基本評(píng)估，以確認(rèn)學(xué)員的學(xué)習(xí)能力和檢驗(yàn)學(xué)員的知識(shí)掌握程度，為保證現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行安全提供人力資源保證。

牽引供電培訓(xùn)系統(tǒng)由保護(hù)測(cè)控盤(pán)、機(jī)構(gòu)及故障模擬盤(pán)、電壓電流源、控制臺(tái)、聯(lián)網(wǎng)微機(jī)和服務(wù)器組成。組網(wǎng)采用星型高速以太網(wǎng)連接，保證多媒體信息量帶寬要求。全部采用多媒體電腦，具有先進(jìn)的多媒體教學(xué)功能。硬件系統(tǒng)的配置將保證系統(tǒng)有足夠的冗余度，云博機(jī)的內(nèi)存、CPU時(shí)間和硬盤(pán)空間均應(yīng)保證有40%以上的余量。

3牽引供電綜合自動(dòng)化教學(xué)仿真系統(tǒng)組網(wǎng)方案

教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)組網(wǎng)示意圖如下:

4培訓(xùn)系統(tǒng)主要功能

4.1教學(xué)部分

采用組網(wǎng)微機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)模擬操作和仿真培訓(xùn)。系統(tǒng)正常工作時(shí)只有一臺(tái)主機(jī)可對(duì)保護(hù)測(cè)控盤(pán)進(jìn)行操作，當(dāng)該機(jī)操作時(shí)，其他計(jì)算機(jī)無(wú)法登陸進(jìn)行保護(hù)側(cè)控盤(pán)操作，只能進(jìn)行仿真模擬操作，當(dāng)無(wú)主機(jī)對(duì)保護(hù)側(cè)控盤(pán)操作時(shí)，每臺(tái)計(jì)算機(jī)都可搶占主機(jī)地位，對(duì)保護(hù)測(cè)控盤(pán)進(jìn)行操作。系統(tǒng)(TE`I’S)采用多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，應(yīng)用視頻處理技術(shù)，通過(guò)高分辨率彩色屏幕，來(lái)表現(xiàn)電氣化鐵路綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成，并通過(guò)藝術(shù)處理，來(lái)形象地表現(xiàn)電氣化鐵路綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行方式，系統(tǒng)組網(wǎng)、組屏方式，后臺(tái)監(jiān)控軟件及保護(hù)測(cè)控盤(pán)的控制操作、保護(hù)裝置的原理及操作，資料查詢(xún)等內(nèi)容。利用多媒體豐富的圖形、圖象及數(shù)字化處理技術(shù)，提供友好的人機(jī)界面，使學(xué)習(xí)者身臨其境地進(jìn)行實(shí)習(xí)操作，創(chuàng)造最佳的教學(xué)環(huán)境。教學(xué)部分內(nèi)容主要包括牽引供電系統(tǒng)原理，保護(hù)原理，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)裝置原理，圖紙說(shuō)明系統(tǒng)和工程應(yīng)用部分。

4.2仿真模擬部分

主要針對(duì)以下部分進(jìn)行仿真:綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控后臺(tái)軟件，備自投，保護(hù)測(cè)控盤(pán)的柜體，電鐵饋線(xiàn)保護(hù)裝置，電鐵變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置，電鐵變壓器后備保護(hù)裝置，電鐵變壓器本體保護(hù)，電鐵并補(bǔ)保護(hù)測(cè)控裝置。由于需要培訓(xùn)的操作主要是針對(duì)后合監(jiān)控系統(tǒng)可遙控的開(kāi)關(guān)和刀閘的操作，以及各保護(hù)裝置的操作。因此仿真培訓(xùn)系統(tǒng)采用仿真的設(shè)計(jì)。包括供電系統(tǒng)的正常手動(dòng)/遙控控分、控合，遠(yuǎn)方/當(dāng)?shù)赝度胪顺?，操作方法按照?shí)際系統(tǒng)的操作規(guī)程進(jìn)行。以及事故處理，如開(kāi)關(guān)狀態(tài)故障，變壓器:差動(dòng)保護(hù)、重瓦斯等本體故障、輕瓦斯等告警故障、高壓過(guò)流、低壓A過(guò)流、低壓B過(guò)流等，110kV進(jìn)線(xiàn)失壓，饋線(xiàn)過(guò)流、距離保護(hù)I段Ⅱ段、電流速斷、電流增量保護(hù)等，電容器速斷、過(guò)流、諧波過(guò)流、差壓、差流、過(guò)壓、低壓等。

第9篇：測(cè)控技術(shù)論文范文

本文就是利用單片機(jī)控制制冷機(jī)從而達(dá)到溫度控制的目的。在本設(shè)計(jì)中利用溫度傳感器AD590可實(shí)現(xiàn)溫度采集。經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809實(shí)現(xiàn)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換。送單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)設(shè)計(jì)的要求，可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間，溫度，故障代碼顯示等功能。

本系統(tǒng)具有高精度，高靈敏性，高可靠性等特點(diǎn)?？梢愿咚俨杉瘮?shù)據(jù)，具有實(shí)時(shí)性，并且具有很強(qiáng)的抗干擾能力和自動(dòng)循環(huán)及自動(dòng)診斷能力。

關(guān)鍵詞：制冷機(jī)，AT89C51，AD590，溫度控制

Title Temperature control system of refrigeration machine

Abstract

Refrigeration plane our country every profession and trade technological transformation carry on corollary equipment that equipment's introducing need badly at present， Improve product quality ， the important equipment which enterprises upgraded too. And the traditional one observes and controls the method and adopt the simulation way from measurement to showing， the data are gathered slowly， does not possess real-time character ， anti-interference ability is bad. Measure the precision and totally rely on with the characteristic of the hardware. Since the one-chip computer comes out ， arise at the historic moment too instead of relevant observing and controlling the instrument， especially the figure tests the combination of the one-chip computer of technology. The technology of the one-chip computer is with its high efficiency even more， high accuracy， the multi-functional advantage replaces the traditional method of observing and controlling gradually.

This text utilize one-chip computer control refrigeration plane to purpose to achieve temperature control. Utilize temperature sensor AD590 to realize temperature is gathered in this design. Realized simulation- the figure is changed by converter ADC0809 of A/D. Give it comes to be whole without being realized demand that design to one-chip computer，can time， temperature now not real， such functions as the trouble code shows.

This system has high accuracy， high sensitivity， such characteristics as high dependability ，etc.. Can gather the data at a high speed ， have real-time character， and have very strong anti-interference ability and automatic circulation and diagnose ability automatically.

Keyword: Refrigeration machine， AT89C51， AD590，Temperature control

目 錄

第一章 緒論 ………………………………………………………………………………1

1.1 選題背景………………………………………………………………………………1

1.2 壓縮機(jī)的分類(lèi)和工作原理……………………………………………………………4

1.2.1空氣壓縮機(jī)的分類(lèi)…………………………………………………………4

1.2.2空壓機(jī)的組成及工作原理 ………………………………………………5

1.3 制冷機(jī)溫度控制要求 ………………………………………………………………6

第二章 方案論證 …………………………………………………………………………8

第三 章 單片機(jī) …………………………………………………‥………‥…………10

3.1 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介 ………………………………‥… ……‥…………………10

3.2 主要性能參數(shù) ………………………………………‥……………………………10

3.3 主要功能特性概述 …………………………………‥……………………………11

3.4 引腳功能說(shuō)明 ………………………………………‥……‥‥‥‥……………11

3.5 時(shí)鐘震蕩器 ……………………………………‥……‥‥‥‥‥………………13

第四章 硬件電路設(shè)計(jì)………………………………………‥……‥‥……‥………14

4.1溫度測(cè)量環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì) ………………………………………………‥‥…………14

4.1.1 集成溫度傳感器AD590 …………………………………………………14

4.1.2 電壓跟隨器-通用運(yùn)放UA741……………………………………………15

4.1.3 運(yùn)算放大器0P-07 ………………………………………………………16

4.1.4 A/D轉(zhuǎn)換器 ADC0809…………………………………………‥‥………17

4.2 可編程并行接口8255設(shè)計(jì)………………………………‥………………………20

4.2.1 并行通信與接口 …………………………………………………………20

4.2.2 8255A的編程結(jié)構(gòu)……………………………………‥…………………20

4.2.3 8255A的引腳功能…………………………………………………………22

4.2.4 8255A的工作方式…………………………………………………………23

4．3顯示電路設(shè)計(jì) ………………………………………‥‥…………………………25

4.3.1 鍵盤(pán)部分設(shè)計(jì) ……………………………………………………………25

4.3.2 顯示環(huán)節(jié)設(shè)計(jì) ……………………………………………………………25

4．4 復(fù)位及看門(mén)狗電路設(shè)計(jì)…………………………………………‥‥‥…………26

4.4.1 DS1232的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) ……………………………………………………26

4.4.2. DS1232的功能 …………………………………………………… ……27

4.4.3 使用注意事項(xiàng)……………………………………………………………28

4.5 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………28

4.5.1 DS1307實(shí)時(shí)時(shí)鐘簡(jiǎn)介………………………………………………………29

4.6電源系統(tǒng)設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………32

4.7驅(qū)動(dòng)器的選用 ………………………………………………………………………34

4.8光電隔離 ……………………………………………………‥……………………35

4．9控制電路的分析與設(shè)計(jì)……………………………………………………………37

4.9.1電磁繼電器 ………………………………………………………………37

4.9.2壓力繼電器的選擇 ………………………………………………………37

4.9.3 熱繼電器 …………………………………………………………………37

第五 章程序設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………39

5.1主程序：主要實(shí)現(xiàn)制冷機(jī)的溫度控制工藝 ………………………………………40

5.2溫度控制子程序………………………………………………………………………44

5.3將顯示緩沖區(qū)中的溫度值送顯示子程序…………………‥………………………45

5.4壓力，負(fù)載消斗子程序………………………………………………………………47

5.5鍵值子流程……………………………………………………………………………48

5.6排水測(cè)試處理子程序…………………………………………………………………49

5.7是否有鍵按下判斷子程序 …………………………………………………………50

第六章軟件設(shè)計(jì)部分 ………………………………………………‥…………………51

結(jié)束語(yǔ) ………………………………………………………‥‥‥‥‥………………63

致謝 …………………………………………………………………‥…………………64

參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………………65

第一章 緒論

1.1 選題背景

本設(shè)計(jì)是利用單片機(jī)控制制冷機(jī)來(lái)達(dá)到控制溫度的目的.

制冷機(jī)是我國(guó)目前各行業(yè)技術(shù)改造和進(jìn)行設(shè)備引進(jìn)所急需的配套設(shè)備，也是提高產(chǎn)品質(zhì)量，企業(yè)升級(jí)的重要設(shè)備。廣泛的應(yīng)用與汽車(chē)，機(jī)械，紡織，化工，儀器儀表，電子，醫(yī)療衛(wèi)生等行業(yè)。在工業(yè)上，壓縮空氣作為一種僅次于電力的第二大動(dòng)力源，以被廣大企業(yè)界所公認(rèn)

壓縮式制冷機(jī)：該種制冷機(jī)由電動(dòng)機(jī)提供機(jī)械能，通過(guò)壓縮機(jī)對(duì)制冷系統(tǒng)作功。制冷系統(tǒng)利用低沸點(diǎn)的制冷劑，蒸發(fā)時(shí)，吸收汽化熱的原理制成的。其優(yōu)點(diǎn)是壽命長(zhǎng)，使用方便，目前世界上91～95％的制冷機(jī)屬于這一類(lèi)。

一般制冷機(jī)的絕大多數(shù)都是壓縮型。吸收型屬于少數(shù)。壓縮型的制冷機(jī)中的液體制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，變成制冷劑氣體。這氣體被活塞和氣缸組成的壓縮機(jī)壓縮后導(dǎo)入冷凝器中，在這里氣體再被冷凝器成為液體制冷劑。壓縮機(jī)中電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動(dòng)，氣缸中的制冷劑被往復(fù)運(yùn)動(dòng)所壓縮。也就是說(shuō)壓縮機(jī)相當(dāng)于人體的心臟，起到了循環(huán)血液的作用如下圖就是一個(gè)封閉式壓縮機(jī)。

圖1.1 封閉式壓縮機(jī)

封閉型壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)是直接和壓縮部分相連接的。壓縮機(jī)全體成為一個(gè)整體裝起來(lái)，另外為了避免產(chǎn)生熱量，以致溫度上升，電動(dòng)機(jī)用制冷機(jī)油和制冷氣體進(jìn)行冷卻。

國(guó)外溴化鋰制冷機(jī)的發(fā)展過(guò)程

美國(guó)是溴化鋰制冷機(jī)的創(chuàng)始國(guó)，目前日本、前蘇聯(lián)等國(guó)的溴冷機(jī)也都有較大的發(fā)展。

美國(guó)開(kāi)利公司于1945年試制出第一臺(tái)制冷量為523KW（45×104kcal/h）的單效溴冷機(jī)，開(kāi)創(chuàng)了利用溴化鋰水溶液為工質(zhì)對(duì)做為吸收劑的吸收式制冷新領(lǐng)域。美國(guó)不僅創(chuàng)造了單效溴冷機(jī)，而且在世界上又率先研制出了雙效溴冷機(jī)?，F(xiàn)已研制出了直燃型、熱水型和太陽(yáng)能型等新型溴冷機(jī)。同時(shí)還研制了冷溫水機(jī)組和吸收式熱泵等新機(jī)組。

日本一家汽車(chē)公司于1959年研制出制冷量為689KW（60×104kcal/h）的單效溴冷機(jī)，1962年茬原制造所又研制出雙效溴冷機(jī)。日本溴冷機(jī)無(wú)論在生產(chǎn)數(shù)量、性能指標(biāo)、應(yīng)用范圍和新技術(shù)、新產(chǎn)品研制等方面，均超過(guò)了美國(guó)，成為世界上溴冷機(jī)研究與生產(chǎn)領(lǐng)先的國(guó)家。特別是燃?xì)鈨尚厮畽C(jī)組的產(chǎn)量很大，約占世界上溴冷機(jī)生產(chǎn)總臺(tái)數(shù)的2/3；目前已致力于第三種吸收式熱泵和溴化鋰熱電并供機(jī)組的研制工作。

前蘇聯(lián)奔薩化工廠(chǎng)于1965年研制出2908KW（250×104kcal/h）溴冷機(jī)。目前溴冷機(jī)的應(yīng)用范圍已從化纖廠(chǎng)擴(kuò)展到其它紡織廠(chǎng)、橡膠廠(chǎng)釀酒廠(chǎng)、化工廠(chǎng)、冶金廠(chǎng)和核電站。

中國(guó)溴化鋰制冷機(jī)的發(fā)展過(guò)程

我國(guó)研制溴冷機(jī)起步于60年代初期，至今已有四十多年，其發(fā)展過(guò)程大體分為四個(gè)階段：

研制階段 60年代初船舶總公司704所（原六機(jī)部704所）、一機(jī)部通用機(jī)械研究所與高等院校以及設(shè)備制造廠(chǎng)通力合作，試制了兩臺(tái)樣機(jī)。1966年上海第一冷凍機(jī)廠(chǎng)試制出了制冷量1160KW（100×104kcal/h）全鋼結(jié)構(gòu)的單效溴冷機(jī)，安裝于上海國(guó)棉十二廠(chǎng)。60年代末期，許多單位都著手研制單效溴冷機(jī)，這一研制工作持續(xù)到了70年代初期。

單效機(jī)生產(chǎn)應(yīng)用階段 70年代初先后有上海、青島、天津、北京和長(zhǎng)沙等地的棉紡廠(chǎng)為了適應(yīng)生產(chǎn)的需要，各自設(shè)計(jì)與制造了單效溴冷機(jī)。繼而更多地區(qū)也都自行設(shè)計(jì)制造單效溴冷機(jī)，尤以上海、天津兩地更為突出。以天津?yàn)槔?0年代初至80年代初，制造出3480KW（300×104kcal/h）大型溴冷機(jī)七臺(tái)，總制冷能力達(dá)到24360KW（2100×104kcal/h）。單效溴冷機(jī)在這一時(shí)期雖然有了較大發(fā)展，但仍有許多問(wèn)題尚待解決，如嚴(yán)重的腐蝕、冷量的衰減和機(jī)器的壽命等，限制了溴冷機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展。

雙效機(jī)生產(chǎn)應(yīng)用階段 80年代初期開(kāi)始研制雙效溴冷機(jī)，并于1982年由開(kāi)封通用機(jī)械廠(chǎng)生產(chǎn)出1744KW（150×104kcal/h）雙效溴冷機(jī)組。雙效機(jī)組的熱力系數(shù)可提高到1.1以上，而單效機(jī)組一般為0.6～0.7，雙效機(jī)組的蒸汽單耗比單效機(jī)減少約1/2，冷卻水量減少約1/3，是值得提倡的節(jié)能型制冷機(jī)組。86年我廠(chǎng)研制出省內(nèi)首臺(tái)雙效溴冷機(jī)1160KW（100×104kcal/h）并首家通過(guò)省級(jí)鑒定。

多種新型機(jī)研制應(yīng)用階段 80年代末期國(guó)家計(jì)委提出，凡有蒸汽等熱源的地區(qū)要發(fā)展溴冷機(jī)；1991年我國(guó)在世界禁用氟里昂（CFC）生產(chǎn)與使用的“蒙特利爾議定書(shū)”上簽了字，這對(duì)進(jìn)一步發(fā)展溴冷機(jī)創(chuàng)造了良好條件。大專(zhuān)院校、科研院所和制造廠(chǎng)家共同協(xié)力，一方面在加緊改進(jìn)與提高雙效溴冷機(jī)的加工技術(shù)和性能水平，另一方面也竟相研制新型的多種溴冷機(jī)?，F(xiàn)已推出的和正在研制的有熱水型、直燃型、低壓型、降膜式溴冷機(jī)和吸收式熱泵等。

溴化鋰溶液的特性

在溴化鋰吸收式制冷機(jī)中，水作為制冷劑用來(lái)產(chǎn)生冷效應(yīng)，溴化鋰溶液作為吸收劑，用來(lái)吸收產(chǎn)生冷效應(yīng)后的冷劑蒸汽。因此，水和溴化鋰溶液組成制冷機(jī)中的工質(zhì)對(duì)。

溴化鋰水溶液是由固體的溴化鋰溶質(zhì)溶解在水溶劑中而成。常壓下，水的沸點(diǎn)是100℃，而溴化鋰的沸點(diǎn)為1265℃。供制冷機(jī)應(yīng)用的溴化鋰，一般以水溶液的形式供應(yīng)。性狀為無(wú)色透明液體；濃度不低于50％；水溶液PH值8以上。

20℃時(shí)溴化鋰溶解至飽和時(shí)量為111.2克，即溴化鋰的溶解度為111.2克。溶解度的大小與溶質(zhì)和溶劑的特性的關(guān)，還于溫度有關(guān)，一般隨溫度升高而增大，當(dāng)溫度降低時(shí)，溶解度減小，溶液中會(huì)有溴化鋰的晶體析出而形成結(jié)晶現(xiàn)象。這一點(diǎn)在溴冷機(jī)中是非常重要，運(yùn)行中必須注意結(jié)晶現(xiàn)象，否則常會(huì)由此影響制冷機(jī)的正常運(yùn)行。

溴化鋰溶液對(duì)普通金屬有腐蝕作用。尤其在有氧氣存在的情況下腐蝕更為嚴(yán)重。

溴化鋰制冷原理

溴化鋰吸收式制冷原理和蒸汽壓縮制冷原理有相同之處，都是利用液態(tài)制冷劑在低溫、低壓條件下，蒸發(fā)、汽化吸收載冷劑的熱負(fù)荷，產(chǎn)生制冷效應(yīng)。所不同的是，溴化鋰吸收式制冷是在利用“溴化鋰-水”組成的二元溶液為工質(zhì)對(duì)，完成制冷循環(huán)的。

在溴化鋰吸收式制冷機(jī)內(nèi)循環(huán)的二元工質(zhì)中，水是制冷劑。水在真空狀態(tài)下蒸發(fā)，具有較低的蒸發(fā)溫度（6℃），從而吸收載冷劑熱負(fù)荷，使之溫度降低。溴化鋰水溶液是吸收劑，在常溫和低溫下強(qiáng)烈地吸收水蒸氣，但在高溫下又能將其吸收的水分釋放出來(lái)。吸收與釋放周而復(fù)始制冷循環(huán)不斷。制冷過(guò)程中的熱能為蒸汽，也可叫動(dòng)力。

傳統(tǒng)的測(cè)控方法，由于從測(cè)量到顯示采用模擬方式，數(shù)據(jù)采集速度慢，不具備實(shí)時(shí)性，抗干擾能力差。精度測(cè)量完全依賴(lài)于硬件特性，因?yàn)椴痪邆滠浖€(xiàn)性化處理功能，傳感器的非線(xiàn)性嚴(yán)重影響測(cè)控精度。而采用線(xiàn)性化好的傳感器又增加了測(cè)控系統(tǒng)成本，因此，為保證安全生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，必須對(duì)傳統(tǒng)的測(cè)控方法加以改進(jìn)。

自單片機(jī)問(wèn)世以來(lái)，與其相關(guān)的測(cè)控儀器也應(yīng)運(yùn)而生，尤其是數(shù)字測(cè)控技術(shù)單片機(jī)的結(jié)合。單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展更是以高效率。高精度，多功能的優(yōu)勢(shì)逐漸取代傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的模擬測(cè)試手段。與傳統(tǒng)的測(cè)控技術(shù)相比，智能化測(cè)控系統(tǒng)具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

（1）具有高精度，高靈敏性和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。

（2）具有直觀(guān)，操作方便等功能。

（3）具有很強(qiáng)的抗干擾能力。

（4）可高速采集數(shù)據(jù)，具有實(shí)時(shí)性。