時(shí)間:2023-04-03 09:56:18
引言:易發(fā)表網(wǎng)憑借豐富的文秘實(shí)踐,為您精心挑選了九篇電機(jī)控制論文范例。如需獲取更多原創(chuàng)內(nèi)容,可隨時(shí)聯(lián)系我們的客服老師。
[關(guān)鍵詞]數(shù)控系統(tǒng)伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)
近年來(lái),伺服電機(jī)控制技術(shù)正朝著交流化、數(shù)字化、智能化三個(gè)方向發(fā)展。作為數(shù)控機(jī)床的執(zhí)行機(jī)構(gòu),伺服系統(tǒng)將電力電子器件、控制、驅(qū)動(dòng)及保護(hù)等集為一體,并隨著數(shù)字脈寬調(diào)制技術(shù)、特種電機(jī)材料技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制技術(shù)的進(jìn)步,經(jīng)歷了從步進(jìn)到直流,進(jìn)而到交流的發(fā)展歷程。本文對(duì)其技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)作簡(jiǎn)要探討。
一、數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)
(一)開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)。開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)不設(shè)檢測(cè)反饋裝置,不構(gòu)成運(yùn)動(dòng)反饋控制回路,電動(dòng)機(jī)按數(shù)控裝置發(fā)出的指令脈沖工作,對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差沒(méi)有檢測(cè)反饋和處理修正過(guò)程,采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)器件,機(jī)床的位置精度完全取決于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角精度和機(jī)械部分的傳動(dòng)精度,難以達(dá)到比較高精度要求。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不可能很高,運(yùn)動(dòng)部件的速度受到限制。但步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低,且其控制電路也簡(jiǎn)單。所以開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)多用于精度和速度要求不高的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。
(二)全閉環(huán)伺服系統(tǒng)。閉環(huán)伺服系統(tǒng)主要由比較環(huán)節(jié)、伺服驅(qū)動(dòng)放大器,進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)裝置和直線位移測(cè)量裝置組成。對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的移動(dòng)量具有檢測(cè)與反饋修正功能,采用直流伺服電動(dòng)機(jī)或交流伺服電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)部件。可以采用直接安裝在工作臺(tái)的光柵或感應(yīng)同步器作為位置檢測(cè)器件,來(lái)構(gòu)成高精度的全閉環(huán)位置控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的直線位移檢測(cè)器安裝在移動(dòng)部件上,其精度主要取決于位移檢測(cè)裝置的精度和靈敏度,其產(chǎn)生的加工精度比較高。但機(jī)械傳動(dòng)裝置的剛度、摩擦阻尼特性、反向間隙等各種非線性因素,對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性有很大影響,使閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)安裝調(diào)試比較復(fù)雜。因此只是用在高精度和大型數(shù)控機(jī)床上。
(三)半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的工作原理與全閉環(huán)伺服系統(tǒng)相同,同樣采用伺服電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)部件,可以采用內(nèi)裝于電機(jī)內(nèi)的脈沖編碼器,無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器或測(cè)速發(fā)電機(jī)作為位置/速度檢測(cè)器件來(lái)構(gòu)成半閉環(huán)位置控制系統(tǒng),其系統(tǒng)的反饋信號(hào)取自電機(jī)軸或絲桿上,進(jìn)給系統(tǒng)中的機(jī)械傳動(dòng)裝置處于反饋回路之外,其剛度等非線性因素對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性沒(méi)有影響,安裝調(diào)試比較方便。機(jī)床的定位精度與機(jī)械傳動(dòng)裝置的精度有關(guān),而數(shù)控裝置都有螺距誤差補(bǔ)償和間隙補(bǔ)償?shù)软?xiàng)功能,在傳動(dòng)裝置精度不太高的情況下,可以利用補(bǔ)償功能將加工精度提高到滿意的程度。故半閉環(huán)伺服系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用很廣。
二、伺服電機(jī)控制性能優(yōu)越
(一)低頻特性好。步進(jìn)電機(jī)易出現(xiàn)低速時(shí)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。交流伺服電機(jī)不會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象,運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,可涵蓋機(jī)械的剛性不足,并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能,可檢測(cè)出機(jī)械的共振點(diǎn),便于系統(tǒng)調(diào)整。
(二)控制精度高。交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。例如松下全數(shù)字式交流伺服電機(jī),對(duì)于帶17位編碼器的電機(jī)而言,驅(qū)動(dòng)器每接收217=131072個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈,即其脈沖當(dāng)量為360°/131072=9.89秒。是步距角為1.8°的步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量的1/655。
(三)過(guò)載能力強(qiáng)。步進(jìn)電機(jī)不具有過(guò)載能力,為了克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩,選型時(shí)需要選取額定轉(zhuǎn)矩比負(fù)載轉(zhuǎn)矩大很多的電機(jī),造成了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象。而交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過(guò)載能力,例如松下交流伺服系統(tǒng)中的伺服電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩的三倍,可用于克服啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。
(四)速度響應(yīng)快。步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到額定轉(zhuǎn)速需要200~400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的速度響應(yīng)較快,例如松下MSMA400W交流伺服電機(jī),從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速僅需幾毫秒。
(五)矩頻特性佳。步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降,且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)矩會(huì)急劇下降,所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300~600RPM。交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出,即在其額定轉(zhuǎn)速(一般為2000RPM或3000RPM)以內(nèi),都能輸出額定轉(zhuǎn)矩。三、伺服電機(jī)控制展望
(一)伺服電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)加工技術(shù)的高速高精化。80年代以來(lái),數(shù)控系統(tǒng)逐漸應(yīng)用伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)器件。交流伺服電機(jī)內(nèi)是無(wú)刷結(jié)構(gòu),幾乎不需維修,體積相對(duì)較小,有利于轉(zhuǎn)速和功率的提高。目前交流伺服系統(tǒng)已在很大范圍內(nèi)取代了直流伺服系統(tǒng)。在當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)中,交流伺服取代直流伺服、軟件控制取代硬件控制成為了伺服技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。由此產(chǎn)生了應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床的伺服進(jìn)給和主軸裝置上的交流數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。隨著微處理器和全數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)的發(fā)展,數(shù)控系統(tǒng)的計(jì)算速度大大提高,采樣時(shí)間大大減少。硬件伺服控制變?yōu)檐浖欧刂坪螅蟠蟮靥岣吡怂欧到y(tǒng)的性能。例如OSP-U10/U100網(wǎng)絡(luò)式數(shù)控系統(tǒng)的伺服控制環(huán)就是一種高性能的伺服控制網(wǎng),它對(duì)進(jìn)行自律控制的各個(gè)伺服裝置和部件實(shí)現(xiàn)了分散配置,網(wǎng)絡(luò)連接,進(jìn)一步發(fā)揮了它對(duì)機(jī)床的控制能力和通信速度。這些技術(shù)的發(fā)展,使伺服系統(tǒng)性能改善、可靠性提高、調(diào)試方便、柔性增強(qiáng),大大推動(dòng)了高精高速加工技術(shù)的發(fā)展。
另外,先進(jìn)傳感器檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展也極大地提高了交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能和定位精度。交流伺服電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)一般選用無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器、混合型的光電編碼器和絕對(duì)值編碼器作為位置、速度傳感器,其傳感器具有小于1μs的響應(yīng)時(shí)間。伺服電動(dòng)機(jī)本身也在向高速方向發(fā)展,與上述高速編碼器配合實(shí)現(xiàn)了60m/min甚至100m/min的快速進(jìn)給和1g的加速度。為保證高速時(shí)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)更加平滑,改進(jìn)了電動(dòng)機(jī)的磁路設(shè)計(jì),并配合高速數(shù)字伺服軟件,可保證電動(dòng)機(jī)即使在小于1μm轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也顯得平滑而無(wú)爬行。
(二)交流直線伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)進(jìn)給技術(shù)已趨成熟。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)有“旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)+精密高速滾珠絲杠”和“直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)”兩種類(lèi)型。傳統(tǒng)的滾珠絲杠工藝成熟加工精度較高,實(shí)現(xiàn)高速化的成本相對(duì)較低,所以目前應(yīng)用廣泛。使用滾,珠絲杠驅(qū)動(dòng)的高速加工機(jī)床最大移動(dòng)速度90m/min,加速度1.5g。但滾珠絲杠是機(jī)械傳動(dòng),機(jī)械元件間存在彈性變形、摩擦和反向間隙,相應(yīng)會(huì)造成運(yùn)動(dòng)滯后和非線性誤差,所以再進(jìn)一步提高滾珠絲杠副移動(dòng)速度和加速度比較難了。90年代以來(lái),高速高精的大型加工機(jī)床中,應(yīng)用直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)方式。它比滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)具有剛度更高、速度范圍更寬、加速特性更好、運(yùn)動(dòng)慣量更小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能更佳,運(yùn)行更平穩(wěn)、位置精度更高等優(yōu)點(diǎn)。且直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng),不需中間機(jī)械傳動(dòng),減小了機(jī)械磨損與傳動(dòng)誤差,減少了維護(hù)工作。直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)與滾珠絲杠傳動(dòng)相比,其速度提高30倍,加速度提高10倍,最大達(dá)10g,剛度提高7倍,最高響應(yīng)頻率達(dá)100Hz,還有較大的發(fā)展余地。當(dāng)前,在高速高精加工機(jī)床領(lǐng)域中,兩種驅(qū)動(dòng)方式還會(huì)并存相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間,但從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)所占的比重會(huì)愈來(lái)愈大。種種跡象表明,直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)在高速高精加工機(jī)床上的應(yīng)用已進(jìn)入加速增長(zhǎng)期。
參考文獻(xiàn):
[1]《交流伺服電機(jī)控制技術(shù)的研究》,中國(guó)測(cè)試技術(shù),鄭列勤,2006.5.
我國(guó)對(duì)先進(jìn)工業(yè)技術(shù)的開(kāi)發(fā)有法律保障,在《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》、《高耗能特種設(shè)備節(jié)能監(jiān)督管理辦法》中明確規(guī)定:在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中,大力支持節(jié)能減排技術(shù)的研發(fā)、創(chuàng)造、展示以及推廣,為了降低能源的耗損比率;大力推廣企業(yè)用高效率、高能源利用率的、鍋爐、電動(dòng)機(jī)、窯爐、泵類(lèi)等工業(yè)設(shè)備,爭(zhēng)取開(kāi)創(chuàng)更加先進(jìn)的工業(yè)檢測(cè)和工業(yè)控制技術(shù)。然而,在具體實(shí)施過(guò)程中我們需要了解面臨的挑戰(zhàn):
1.1對(duì)機(jī)械設(shè)備的危害與干擾
從機(jī)器自身結(jié)構(gòu)來(lái)看,大部分空壓機(jī)生產(chǎn)簡(jiǎn)單有明顯的技術(shù)缺陷:輸入的壓力數(shù)大于一定值時(shí),變頻空壓機(jī)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn),嚴(yán)重浪費(fèi)電力資源并且損害機(jī)器本身,繼而導(dǎo)致異步電動(dòng)機(jī)的頻繁啟動(dòng)和頻繁暫停,降低電動(dòng)機(jī)的使用壽命。變頻空壓機(jī)啟動(dòng)時(shí)需要很大的電流,對(duì)電網(wǎng)沖擊較大,而且嚴(yán)重磨損了電器本身的轉(zhuǎn)動(dòng)軸承設(shè)備。電動(dòng)機(jī)在運(yùn)作的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生很?chē)?yán)重的噪音污染,電動(dòng)機(jī)周?chē)墓ぷ鳝h(huán)境比較惡劣,也對(duì)工作人員的健康產(chǎn)生不利影響,且以人為調(diào)節(jié)法來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的輸出壓力,運(yùn)轉(zhuǎn)效率低,嚴(yán)重浪費(fèi)人力資源。
1.2對(duì)機(jī)械設(shè)備相關(guān)電器的危害
對(duì)變壓器的危害表現(xiàn)在:加大銅損和鐵損,使得變壓器的溫度升高,影響絕緣;引起電動(dòng)機(jī)附加零件的發(fā)熱,引發(fā)機(jī)器本身溫度的額外升高;導(dǎo)致電容器組溫度過(guò)熱,增加中介電質(zhì)的感應(yīng)能力,嚴(yán)重的情況下可以損壞電力電容器組;對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備的危害,啟動(dòng)瞬間開(kāi)關(guān)將會(huì)產(chǎn)生較大的電流變化,達(dá)到電壓保險(xiǎn)值直至絕緣體的破壞;在保護(hù)電氣的時(shí)候,改變電器固有屬性,引發(fā)電器動(dòng)作紊亂;引發(fā)測(cè)量?jī)x表的數(shù)據(jù)顯示誤差,降低數(shù)據(jù)精確度。
2變頻技術(shù)在機(jī)電控制方面的策略
2.1基本思路
在世紀(jì)工業(yè)過(guò)程中對(duì)變頻技術(shù)進(jìn)行較為尖端的的軟件和硬件設(shè)計(jì),先根據(jù)傳統(tǒng)空壓機(jī)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn),全方位分析其耗能原因和工作特性,從而設(shè)計(jì)出變頻技術(shù)調(diào)速、空氣技術(shù)壓縮、壓力傳感技術(shù)提升等控制方式,根據(jù)控制電路進(jìn)行變頻器的確定以及電器初始化的設(shè)計(jì),控制方式要用矢量控制,詳細(xì)分析矢量控制原理,對(duì)變頻矢量進(jìn)行仿真檢查,科學(xué)地改變變頻器的運(yùn)行參數(shù)。另一方面,變換變頻器的控斜參數(shù)。通過(guò)復(fù)合信號(hào)控制變頻器的輸入與輸出,可以在容器的進(jìn)口處增加電器使用流量信號(hào)記錄,容器上增加電器壓力信號(hào),這樣可以減少對(duì)機(jī)械設(shè)備的危害。
2.2具體策略
首先在系統(tǒng)線路中建立安裝濾波器,過(guò)濾掉高次諧波的干擾信號(hào)。其次是屏蔽干擾源,這是抵御干擾行之有效的方法之一,具體做法是用鋼管來(lái)屏蔽輸出線路。再次是將電機(jī)正確接地,接地時(shí)要與其他的動(dòng)力電器設(shè)備接地點(diǎn)分開(kāi)。然后是對(duì)線路進(jìn)行合理布局,電動(dòng)機(jī)設(shè)備的信號(hào)線和電源線應(yīng)該盡量避開(kāi)變頻器的輸入和輸出線,而其他設(shè)備的電源線和信號(hào)線也同樣要避開(kāi)變頻器的輸入和輸出線,進(jìn)行平行鋪設(shè)。最后是合理使用電抗器,交流電抗器中的串聯(lián)電路減弱了輸入電路中電流對(duì)變頻器的打擊,而直流電抗器減弱了輸入電流中的高次諧波。在設(shè)置之前,電動(dòng)機(jī)電網(wǎng)中的高次諧波含量已達(dá)到40%,而安裝了濾波器之后,高次諧波的含量降到了20.6%,特別是三到八次過(guò)后,已經(jīng)低于標(biāo)準(zhǔn)含量值了。在變頻器選擇方面,需要學(xué)會(huì)優(yōu)先考慮諧波含量低且攜帶濾波器和電抗器的變頻工具。變壓機(jī)電動(dòng)機(jī)安裝時(shí),控制信號(hào)電纜和本身的動(dòng)力電纜要有屬于各自的架構(gòu)線路的電纜結(jié)構(gòu),做好及屏蔽措施,禁止線路交叉或者架構(gòu)紊亂,安裝時(shí)兩者要保持距離以及設(shè)立必要的防護(hù)措施,綜合達(dá)到既發(fā)展工業(yè)經(jīng)濟(jì)又節(jié)能減耗的“雙贏”效果。值得我們借鑒的是,國(guó)際上針對(duì)變頻空壓機(jī)電動(dòng)機(jī)重新設(shè)計(jì)了空壓機(jī),將電機(jī)由傳統(tǒng)意義上的單相電改為三相交流電,并且具有良好的調(diào)速性能。我國(guó)目前大量生產(chǎn)和應(yīng)用的空壓機(jī)電動(dòng)機(jī),如果要持續(xù)發(fā)展就必須要開(kāi)發(fā)出單相電機(jī)的變頻器。最后對(duì)改造之后的空壓機(jī)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)計(jì)算,并進(jìn)行成本分析,驗(yàn)證是否能夠讓改造后的空壓機(jī)更加有效地節(jié)省能源。
3結(jié)束語(yǔ)
一、會(huì)計(jì)電算化對(duì)會(huì)計(jì)控制的要求
由于計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展,數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的普遍應(yīng)用,傳統(tǒng)的會(huì)計(jì)核算工作已經(jīng)絕大部分被電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所代替,人們利用計(jì)算機(jī)的記憶功能、數(shù)值計(jì)算和邏輯運(yùn)算功能,以及龐大而且先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫(kù),基本代替了會(huì)計(jì)的手工操作。由于計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度快、計(jì)算精度高、提供信息全面,因而大大提高了會(huì)計(jì)工作的質(zhì)量,改變了會(huì)計(jì)工作的面貌,為會(huì)計(jì)人員參與管理提供了更大的空間。手工會(huì)計(jì)是通過(guò)原始憑證到記賬憑證、到賬簿,再到報(bào)表這樣的流程來(lái)開(kāi)展核算工作的,其中每一過(guò)程都需要專門(mén)人員從事收集、整理、記錄、計(jì)算工作,尤其是記賬過(guò)程避免不了許多重復(fù)轉(zhuǎn)抄工作。而電算化會(huì)計(jì)僅需將數(shù)據(jù)(原始憑證)一次錄入,其他的過(guò)程均可由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理且瞬間即可完成。因此可以說(shuō),電算化會(huì)計(jì)不僅徹底解放了會(huì)計(jì)人員的雙手,同時(shí)也為激活會(huì)計(jì)人員的頭腦創(chuàng)造了條件,使他們有精力、有條件去關(guān)注履行會(huì)計(jì)原本就有的職能,即會(huì)計(jì)控制。又因?yàn)閷?shí)踐中不斷開(kāi)發(fā)出的許多先進(jìn)適用的軟件項(xiàng)目,使電算化會(huì)計(jì)可以完成大量在手工會(huì)計(jì)條件下難以完成的信息處理工作,如各種輔助核算和管理會(huì)計(jì)核算工作,而這些核算正是實(shí)施會(huì)計(jì)控制所必須的,或者說(shuō)是會(huì)計(jì)控制的重要內(nèi)容之一。
會(huì)計(jì)電算化不僅為實(shí)施會(huì)計(jì)控制提供了眾多機(jī)遇,同時(shí)也對(duì)會(huì)計(jì)控制提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。一方面,是電算化會(huì)計(jì)的實(shí)施給會(huì)計(jì)控制帶來(lái)了新的難題。實(shí)施電算化會(huì)計(jì)以后,為一些人利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行舞弊提供了條件。由于利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行舞弊比手工操作下隱蔽性高、防范困難,所以,加強(qiáng)電算化會(huì)計(jì)的控制和自控能力就十分必要。另一方面,也是更為重要的,是要在電算化會(huì)計(jì)程序中增加會(huì)計(jì)控制功能,并按此思路來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā),從而使會(huì)計(jì)反映和控制兩大職能平衡發(fā)展。多年來(lái),由于會(huì)計(jì)以反映為主,電算化會(huì)計(jì)的控制功能實(shí)際上處于“先天不足、后天失調(diào)”的境地。為此,需要大力開(kāi)發(fā)會(huì)計(jì)控制的功能,擴(kuò)展數(shù)據(jù)庫(kù),建立以多種數(shù)學(xué)方法和數(shù)學(xué)模型為主的方法庫(kù)和模型庫(kù)。在進(jìn)行會(huì)計(jì)控制功能的開(kāi)發(fā)時(shí),會(huì)計(jì)人員應(yīng)熟悉業(yè)務(wù),對(duì)市場(chǎng)和國(guó)家政策了如指掌,清楚控制點(diǎn),系統(tǒng)掌握以數(shù)學(xué)為主的管理會(huì)計(jì)方法。此外,還要與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員密切配合,集中精力研究控制什么、用什么會(huì)計(jì)方法控制和怎樣控制等一系列問(wèn)題。筆者認(rèn)為,就企業(yè)會(huì)計(jì)而言,會(huì)計(jì)控制具有兩方面的內(nèi)容,一方面是對(duì)會(huì)計(jì)信息質(zhì)量和會(huì)計(jì)工作本身的控制;另一方面是對(duì)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程的控制。
二、關(guān)于會(huì)計(jì)信息質(zhì)量的控制
控制會(huì)計(jì)信息的輸入、處理和輸出使其符合會(huì)計(jì)準(zhǔn)則和各種會(huì)計(jì)法規(guī)的要求,保證會(huì)計(jì)信息能真實(shí)、全面、及時(shí)、準(zhǔn)確地反映企業(yè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng),保障各方利用會(huì)計(jì)信息所進(jìn)行的判斷和決策不被誤導(dǎo),即我們所說(shuō)的“對(duì)會(huì)計(jì)工作本身的控制”。在實(shí)施這一控制時(shí),所設(shè)計(jì)的控制方法、措施和程序,應(yīng)具有防護(hù)和自動(dòng)補(bǔ)償。即會(huì)計(jì)信息在輸入、處理、輸出過(guò)程中,均有相應(yīng)的事先控制予以檢查。同時(shí),一旦發(fā)現(xiàn)某一處理環(huán)節(jié)有誤,就應(yīng)有相應(yīng)的補(bǔ)救措施予以糾正。
手工會(huì)計(jì)與電算化會(huì)計(jì)對(duì)會(huì)計(jì)信息的控制有很大的不同。手工會(huì)計(jì)主要采用結(jié)構(gòu)控制方法,包括設(shè)置相互牽制和制約的會(huì)計(jì)崗位,通過(guò)對(duì)會(huì)計(jì)業(yè)務(wù)的多重反映或者相互稽核關(guān)系進(jìn)行控制。比如,總賬、明細(xì)賬、日記賬分別記錄,結(jié)果相互驗(yàn)證;通過(guò)對(duì)賬和內(nèi)部審計(jì)進(jìn)行賬證核對(duì),賬賬核對(duì),保證記賬的正確;為防止濫用憑證或隨意毀損、偽造、修改憑證的發(fā)生,采用多聯(lián)套寫(xiě)憑證或預(yù)先編碼方式等。而在電算化會(huì)計(jì)中,由于工具、載體、賬務(wù)處理、會(huì)計(jì)組織等發(fā)生了根本的變化,會(huì)計(jì)控制也由人工控制變?yōu)槿撕陀?jì)算機(jī)共同控制,使得會(huì)計(jì)控制更為復(fù)雜,要求更加嚴(yán)密。但是操作簡(jiǎn)單,控制功能也更加有效。電算化會(huì)計(jì)信息控制除計(jì)算機(jī)本身的一般控制外,主要是指會(huì)計(jì)信息的輸入、處理和輸出控制。輸入控制是指對(duì)數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)輸入的控制,由于目前數(shù)據(jù)的采集和輸入必須有人參與而且數(shù)據(jù)輸入的正確與否直接影響到處理和輸出的結(jié)果,因而對(duì)電算化會(huì)計(jì)的輸入控制顯得尤為重要。為此,應(yīng)制定標(biāo)準(zhǔn)化憑證格式,建立科目參照文件,設(shè)立科目代碼校驗(yàn)位,有條件的可進(jìn)行二次輸入;每一位參與電算化會(huì)計(jì)的人員都應(yīng)實(shí)施合理授權(quán)控制,通過(guò)設(shè)置操作員口令和上機(jī)日志等控制手段,防止差錯(cuò)和舞弊行為;還必須增設(shè)專人輸入檢查控制環(huán)節(jié),未經(jīng)檢查,應(yīng)無(wú)法進(jìn)入下一步會(huì)計(jì)處理。會(huì)計(jì)信息處理和輸出的控制,基本上是通過(guò)計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)進(jìn)行的,主要取決于應(yīng)用程序的正確性和環(huán)境控制能力,系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)具有識(shí)別信息失誤的能力。同時(shí),要防止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入計(jì)算機(jī)程序操作。由此可見(jiàn),電算化會(huì)計(jì)控制的關(guān)鍵,一是研究會(huì)計(jì)控制的要求,即確定會(huì)計(jì)信息系統(tǒng)的控制點(diǎn);二是確定計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備、開(kāi)發(fā)工具及應(yīng)用程序是否能達(dá)到會(huì)計(jì)控制的要求。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)越發(fā)展,會(huì)計(jì)控制自動(dòng)化的程度就會(huì)越高。可以想象,當(dāng)全社會(huì)都用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)以后,就可將規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的原始憑證掃描進(jìn)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別,甚至完全可以采用電子數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸,以盡量減少人為因素。會(huì)計(jì)控制功能便將大為增強(qiáng)。
三、關(guān)于企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程的控制
現(xiàn)代企業(yè)可以看作是各種職能、各種業(yè)務(wù)處理過(guò)程相互聯(lián)系、相互作用的集合體,是一個(gè)具有特定功能和目標(biāo)的系統(tǒng)。為保證系統(tǒng)的配合和協(xié)調(diào)、保證企業(yè)經(jīng)營(yíng)方針和系統(tǒng)最優(yōu)化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),需要采用一系列會(huì)計(jì)方法,通過(guò)計(jì)劃、預(yù)算、內(nèi)部控制、分析、稽核、報(bào)告等手段,利用會(huì)計(jì)信息對(duì)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程進(jìn)行控制。會(huì)計(jì)電算化為企業(yè)利用會(huì)計(jì)信息進(jìn)行管理創(chuàng)造了條件,這種會(huì)計(jì)控制通常有以下特征:①充分利用電算化會(huì)計(jì)信息。借助計(jì)算機(jī)對(duì)會(huì)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新分類(lèi)和整理,通過(guò)系統(tǒng)接口或集成方式做到數(shù)據(jù)共享,一次輸入,多次使用。②需要進(jìn)行電算化會(huì)計(jì)信息系統(tǒng)的再開(kāi)發(fā)或二次開(kāi)發(fā)。增加輔助核算,把以運(yùn)籌學(xué)為主的數(shù)學(xué)方法和數(shù)學(xué)模型開(kāi)發(fā)成方法庫(kù)和模型庫(kù),并同會(huì)計(jì)信息系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合,利用計(jì)算機(jī)先進(jìn)快速的處理和計(jì)算優(yōu)勢(shì)實(shí)施會(huì)計(jì)控制。③會(huì)計(jì)人員可以專注地進(jìn)行會(huì)計(jì)分析、制定控制標(biāo)準(zhǔn)和參與決策。④計(jì)算機(jī)自動(dòng)報(bào)警和實(shí)時(shí)控制。即將控制標(biāo)準(zhǔn)事先輸入會(huì)計(jì)系統(tǒng)作為“控制線”,執(zhí)行中一旦出現(xiàn)差異,就激活計(jì)算機(jī)自動(dòng)報(bào)警,以及時(shí)調(diào)節(jié)或改正作業(yè)。一般對(duì)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程的控制,包括效益控制、資產(chǎn)控制和風(fēng)險(xiǎn)控制等。
(一)效益控制。效益控制的目標(biāo)是以最小的資金占用和耗費(fèi),最優(yōu)的資金投入組合,獲得最大的產(chǎn)出效益,簡(jiǎn)單地說(shuō)就是使成本最小化而利潤(rùn)最大化。包括制定計(jì)劃、編制預(yù)算等事前控制和跟蹤計(jì)劃實(shí)施、進(jìn)行成本、費(fèi)用指標(biāo)分解、采用限額開(kāi)支和責(zé)任會(huì)計(jì)等事中控制。利用計(jì)算機(jī)的輔助核算,生成適合管理和控制要求的企業(yè)內(nèi)部效益控制報(bào)告,如成本費(fèi)報(bào)告、合同執(zhí)行報(bào)告、責(zé)任中心報(bào)告等。會(huì)計(jì)人員應(yīng)集中精力利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算和處理結(jié)果進(jìn)行會(huì)計(jì)分析,并應(yīng)對(duì)影響企業(yè)效益的主要因素著重進(jìn)行分析、研究。
(二)資產(chǎn)控制。資產(chǎn)控制的目標(biāo)是保持資產(chǎn)實(shí)物的安全、完整并使其保值、增值,以實(shí)現(xiàn)企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。這種控制可以分為實(shí)物控制和價(jià)值控制兩類(lèi)。對(duì)資產(chǎn)實(shí)物的控制,主要包括不相容職務(wù)分離控制和授權(quán)審批控制,運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)物資產(chǎn)管理,對(duì)資產(chǎn)的購(gòu)買(mǎi)、保管、領(lǐng)用、處置應(yīng)有完整記錄并定期清查和核對(duì),還應(yīng)經(jīng)常對(duì)內(nèi)部控制程序和控制執(zhí)行情況實(shí)施審計(jì)控制。資產(chǎn)的價(jià)值控制,主要包括按資產(chǎn)保值、增值的要求實(shí)施財(cái)產(chǎn)保全控制,根據(jù)需要采用多種折舊方法并足額提取固定資產(chǎn)折舊,及時(shí)進(jìn)行固定資產(chǎn)大修理等,保證企業(yè)再生產(chǎn)順利進(jìn)行。
(三)風(fēng)險(xiǎn)控制。現(xiàn)代企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中,隨時(shí)面臨著風(fēng)險(xiǎn)的困擾。風(fēng)險(xiǎn)控制的目的是,在實(shí)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)獲利目標(biāo)的前提下,使企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)達(dá)到最小。企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)分經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)和財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn),具體又可分為決策失誤風(fēng)險(xiǎn)、市場(chǎng)變化風(fēng)險(xiǎn)、投資風(fēng)險(xiǎn)、籌資風(fēng)險(xiǎn)等。這些風(fēng)險(xiǎn)會(huì)使企業(yè)偏離其經(jīng)營(yíng)目標(biāo),運(yùn)用恰當(dāng)?shù)臅?huì)計(jì)控制可減低或消除這些風(fēng)險(xiǎn)。在具備及時(shí)、準(zhǔn)確、充分的管理會(huì)計(jì)信息和報(bào)告的基礎(chǔ)上,利用市場(chǎng)、產(chǎn)品、客戶、競(jìng)爭(zhēng)和環(huán)境因素等多重變量的各種科學(xué)的決策模型,通過(guò)計(jì)算機(jī)反復(fù)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)以控制決策失誤風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于影響收入實(shí)現(xiàn),或者造成成本、費(fèi)用超支等市場(chǎng)變化風(fēng)險(xiǎn),通過(guò)敏感的會(huì)計(jì)信息及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制,可在很大程度上減少此類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)給企業(yè)造成的損失。通過(guò)對(duì)投資項(xiàng)目事前進(jìn)行評(píng)價(jià)、事中密切跟蹤以及對(duì)投資效果的適時(shí)分析和調(diào)節(jié),運(yùn)用投資評(píng)價(jià)模型和投資項(xiàng)目管理模塊。有效地控制投資風(fēng)險(xiǎn)。籌資風(fēng)險(xiǎn)一方面包括籌資成本對(duì)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的影響,另一方面也是更重要的方面,是指由于企業(yè)融資而引起的財(cái)務(wù)狀況惡化直至破產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)的控制,主要是通過(guò)對(duì)會(huì)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析,控制和調(diào)節(jié)負(fù)債資本結(jié)構(gòu),適當(dāng)減低企業(yè)還本付息壓力,避免支付危機(jī),以維護(hù)企業(yè)正常的能持續(xù)經(jīng)營(yíng)的財(cái)務(wù)狀況。
「參考文獻(xiàn)
1、李明。內(nèi)部會(huì)計(jì)控制規(guī)范。中國(guó)物價(jià)出版社,2001-08
1)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)基本原理和構(gòu)造
當(dāng)今世界上的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程基本上都由四個(gè)沖程組成,即進(jìn)氣、壓縮、膨脹和排氣。利用燃料和空氣的混合氣在氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體的膨脹,發(fā)動(dòng)機(jī)借助于曲柄連桿機(jī)構(gòu)通過(guò)曲軸對(duì)外輸出扭矩而作功。發(fā)動(dòng)機(jī)按照所用燃料可分成汽油機(jī)、柴油機(jī)和燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī);按照點(diǎn)火方式可分成點(diǎn)燃式和壓燃式;汽油機(jī)按照空氣和燃油的比例可分成理論當(dāng)量燃燒和稀薄燃燒;按照汽油噴射地點(diǎn)可分成中央噴射、進(jìn)氣口噴射和缸內(nèi)噴射。
發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)部分按其功能可分成燃油供應(yīng)系統(tǒng)、進(jìn)氣排氣系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、曲柄連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)如發(fā)電機(jī)、起動(dòng)機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)和各種泵等。
發(fā)動(dòng)機(jī)工況可分成冷起動(dòng)、起動(dòng)后、暖機(jī)、怠速、部分負(fù)荷、全負(fù)荷、加速、減速和倒拖滑行等。這些工況主要根據(jù)負(fù)荷與轉(zhuǎn)速,結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)溫度(即冷卻液溫度)來(lái)區(qū)分。
2)電子控制在發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要意義
汽車(chē)電子控制始于發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制。電子控制之于1957年引入發(fā)動(dòng)機(jī)以及于1967年商品化,其初衷是為了滿足越來(lái)越嚴(yán)格的排放法規(guī)要求,同時(shí)提高汽車(chē)的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和舒適性。現(xiàn)代汽車(chē)和發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)離開(kāi)了電子控制是不可思議的。電子產(chǎn)品的產(chǎn)值在整個(gè)汽車(chē)中所占的比例隨著汽車(chē)級(jí)別的提升而升高,可達(dá)30以上。
3)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制的核心問(wèn)題
汽油機(jī)電子控制的核心問(wèn)題是燃油定量和點(diǎn)火定時(shí)。柴油機(jī)電子控制的核心問(wèn)題是燃油定量和噴油定時(shí)。
2.汽車(chē)和發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的組成
汽車(chē)和發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)跟其它電子控制系統(tǒng)一樣,也是由傳感器、電子控制單元(ECU)和執(zhí)行器組成。
1)傳感器
(1)目前汽油機(jī)電子控制系統(tǒng)常用的傳感器有:
l進(jìn)氣岐管絕對(duì)壓力傳感器(提供進(jìn)氣岐管絕對(duì)壓力信息供計(jì)算負(fù)荷等)
l燃油壓力傳感器(提供油軌燃油壓力信息)
l燃油箱壓力傳感器(提供燃油箱壓力信息)
l機(jī)油壓力傳感器(提供機(jī)油壓力信息)
l冷卻液溫度傳感器提供(提供發(fā)動(dòng)機(jī)溫度信息)
l進(jìn)氣溫度傳感器(提供進(jìn)氣溫度信息供計(jì)算空氣密度等)
l空調(diào)蒸發(fā)器溫度傳感器(提供空調(diào)蒸發(fā)器溫度信息)
l空調(diào)冷凝器溫度傳感器(提供空調(diào)冷凝器溫度信息)
l空氣流量傳感器(提供空氣流量信息供計(jì)算負(fù)荷等)
l節(jié)氣門(mén)位置傳感器(提供負(fù)荷信息、負(fù)荷范圍信息、加速減速信息)
l油門(mén)踏板位置傳感器(提供負(fù)荷信息、負(fù)荷范圍信息、加速減速信息等)
l霍爾傳感器(提供轉(zhuǎn)速信息、曲軸位置和相位信息)
l感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器(提供轉(zhuǎn)速信息和曲軸位置信息)
l燃油箱液面位置傳感器(提供燃油箱液面位置信息)
l爆震傳感器(提供發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體接收到的振動(dòng)信息)
l排氣再循環(huán)閥閥桿位移傳感器(提供排氣再循環(huán)閥開(kāi)度信息)
l氧傳感器(提供過(guò)量空氣系數(shù)l是大于1還是小于1的信息)
(2)目前柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)常用的傳感器有:
l增壓壓力傳感器(提供增壓壓力信息)
l燃油壓力傳感器(提供共軌燃油壓力信息)
l機(jī)油壓力傳感器(提供機(jī)油壓力信息)
l冷卻液溫度傳感器(提供發(fā)動(dòng)機(jī)溫度信息)
l燃油溫度傳感器(提供燃油溫度信息)
l進(jìn)氣溫度傳感器(提供進(jìn)氣溫度信息)
l排氣溫度傳感器(提供排氣口和排氣管的溫度信息)
l空調(diào)蒸發(fā)器溫度傳感器(提供空調(diào)蒸發(fā)器溫度信息)
l空調(diào)冷凝器溫度傳感器(提供空調(diào)冷凝器溫度信息)
l空氣流量傳感器(提供空氣流量信息)
l節(jié)氣門(mén)位置傳感器(提供節(jié)氣門(mén)位置信息用于排氣再循環(huán)控制)
l轉(zhuǎn)角傳感器(提供分配泵軸轉(zhuǎn)角信息)
l油門(mén)踏板位置傳感器(提供負(fù)荷信息、負(fù)荷范圍信息、加速減速信息)
l霍爾傳感器(提供轉(zhuǎn)速和曲軸相位信息)
l海拔高度傳感器(提供海拔高度信息)
l車(chē)速傳感器(提供車(chē)速信息)
l感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器(提供轉(zhuǎn)速信息和曲軸位置信息)
l燃油箱液面位置傳感器(提供燃油箱液面位置信息)
l排氣再循環(huán)閥閥桿位移傳感器(提供排氣再循環(huán)閥開(kāi)度信息)
l氧傳感器(提供過(guò)量空氣系數(shù)l的具體數(shù)值)
l壓差傳感器(提供微粒物捕集器的壓差信息)
lNOX傳感器(提供排氣后處理系統(tǒng)的NOX濃度信息)
2)電子控制單元
電子控制單元(ECU)接受傳感器提供的各種信息并加以處理,根據(jù)處理向執(zhí)行器發(fā)出指令給,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施控制。電子控制單元由微型計(jì)算機(jī)和模擬電路組成。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,電子控制單元的信息處理量越來(lái)越大,現(xiàn)在所用的芯片已經(jīng)達(dá)到32位,晶體管數(shù)量可超過(guò)700萬(wàn)個(gè),匹配參數(shù)可超過(guò)6000個(gè),針腳數(shù)目可超過(guò)150個(gè)。
3)執(zhí)行器
(1)目前汽油機(jī)電子控制系統(tǒng)常用的執(zhí)行器有:
l電動(dòng)燃油泵
l電磁噴油器
l點(diǎn)火線圈
l各種怠速執(zhí)行器
l炭罐控制閥
l排氣再循環(huán)控制閥
l電動(dòng)節(jié)氣門(mén)(又稱電子油門(mén))
l液壓回路電磁閥(用于可變氣門(mén)定時(shí)控制等)
l氣動(dòng)回路電磁閥(用于可變進(jìn)氣管長(zhǎng)度控制等)
l全可變氣門(mén)電子控制執(zhí)行器
l渦輪增壓廢氣放空控制閥
l電動(dòng)二次空氣泵
l三效催化轉(zhuǎn)化器加熱執(zhí)行元件
l冷卻風(fēng)扇
l空調(diào)壓縮機(jī)電磁離合器
l發(fā)動(dòng)機(jī)上的其他輔助設(shè)備
(2)目前柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)常用的執(zhí)行器有:
l電動(dòng)輸油泵
l各種燃油噴射泵
l噴油量執(zhí)行器(集成于燃油噴射泵內(nèi))
l噴油提前角執(zhí)行器(集成于燃油噴射泵內(nèi))
l燃油切斷閥(集成于燃油噴射泵內(nèi))
l共軌高壓泵
l共軌壓力控制閥
l各種共軌噴油器
l單元噴嘴系統(tǒng)和單元泵系統(tǒng)的高壓燃油電磁閥
l熾熱塞
l排氣再循環(huán)控制閥
l電動(dòng)節(jié)氣門(mén)(又稱電子油門(mén))
l可變氣門(mén)控制執(zhí)行器
l可變進(jìn)氣管長(zhǎng)度執(zhí)行器
l渦輪增壓廢氣放空控制閥
l冷卻風(fēng)扇
l空調(diào)壓縮機(jī)電磁離合器
l發(fā)動(dòng)機(jī)上的其他輔助設(shè)備
一部分柴油機(jī)傳感器和執(zhí)行器集成于燃油噴射設(shè)備之內(nèi),因所用的柴油噴射設(shè)備而異。
3.汽油機(jī)基本的電子控制項(xiàng)目
1)燃油定量。這是汽油機(jī)最重要的電子控制項(xiàng)目。控制對(duì)象是進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣與燃油的質(zhì)量比例,由ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷、轉(zhuǎn)速和冷卻液溫度等參數(shù)決定。負(fù)荷就是駕車(chē)人對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩要求,通過(guò)吸入空氣量或油門(mén)踏板位置傳遞給ECU。執(zhí)行器是電動(dòng)燃油泵和電磁噴油器。燃油定量影響汽車(chē)的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、舒適性、排放和零部件的安全。
2)點(diǎn)火定時(shí)。點(diǎn)火定時(shí)通常用點(diǎn)火發(fā)生時(shí)活塞在壓縮沖程上止點(diǎn)之前多少度曲軸轉(zhuǎn)角,即點(diǎn)火提前角來(lái)表征,也要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷、轉(zhuǎn)速和冷卻液溫度等工況參數(shù)決定。執(zhí)行器是點(diǎn)火線圈。點(diǎn)火定時(shí)同樣影響汽車(chē)的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、舒適性、排放和零部件的安全。
3)爆震控制。汽油機(jī)爆震會(huì)損壞發(fā)動(dòng)機(jī),惡化排放和燃油經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)電子控制避免爆震的主要途徑是減小點(diǎn)火提前角。所以爆震控制通過(guò)點(diǎn)火定時(shí)控制實(shí)施。但是過(guò)小的點(diǎn)火提前角會(huì)影響燃油經(jīng)濟(jì)性。爆震控制的目的就是使點(diǎn)火提前角保持在恰好不發(fā)生爆震的臨界點(diǎn)。
4)油箱蒸發(fā)排放物控制。油箱蒸發(fā)排放物都是碳?xì)浠衔铮怯泻ξ镔|(zhì),必須利用活性炭罐加以吸附,并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候用新鮮空氣清洗活性炭罐。清洗氣流通過(guò)進(jìn)氣管送入氣缸燃燒。并不是任何工況下都可以進(jìn)行清洗,所以要利用炭罐控制閥對(duì)清洗氣流加以控制。
4.柴油機(jī)基本的電子控制項(xiàng)目
柴油機(jī)基本的電子控制項(xiàng)目就是燃油定量和噴油定時(shí)。這兩者都由噴射設(shè)備根據(jù)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷和冷卻液溫度等信息控制。這里,負(fù)荷信息由油門(mén)踏板傳感器提供。如果說(shuō)汽油機(jī)可以采用,也可以不采用油門(mén)踏板位置傳感器的話,那么柴油機(jī)必須采用。
5.?dāng)U展的發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制項(xiàng)目
1)擴(kuò)展的汽油機(jī)電子控制項(xiàng)目
l可變進(jìn)氣管長(zhǎng)度電子控制。用于提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性。
l可變氣門(mén)電子控制。用于提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性,降低有害物質(zhì)排放。
l增壓壓力電子控制。用于提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性,降低有害物質(zhì)排放。
l排氣再循環(huán)電子控制。用于降低發(fā)動(dòng)機(jī)氮氧化物排放。
l二次空氣電子控制。用于滿足歐4以上法規(guī)對(duì)碳?xì)浠衔锖鸵谎趸寂欧诺囊蟆?/p>
l三效催化轉(zhuǎn)化器燃油加熱或電加熱電子控制。用于滿足歐4以上法規(guī)對(duì)排放的要求。
l停車(chē)-起動(dòng)運(yùn)行電子控制。用于提高發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和滿足歐4以上法規(guī)對(duì)排放的要求。
l氣缸封閉和氣門(mén)封閉電子控制。用于提高發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性,降低有害物質(zhì)排放。
l噴油壓力和噴油定時(shí)控制。用于汽油直噴,提高動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性,降低有害物質(zhì)排放。
2)擴(kuò)展的柴油機(jī)電子控制項(xiàng)目
l噴油壓力電子控制。用于提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性,降低有害物質(zhì)排放。
l噴油規(guī)律電子控制。用于提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性,降低有害物質(zhì)和噪聲排放。
l多次噴油電子控制。用于提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性,降低有害物質(zhì)和噪聲排放。
l可變進(jìn)氣管長(zhǎng)度電子控制。用于提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性。
l可變氣門(mén)電子控制。用于提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性,降低有害物質(zhì)排放。
l增壓壓力電子控制。用于提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性,降低有害物質(zhì)排放。
l排氣再循環(huán)電子控制。用于降低發(fā)動(dòng)機(jī)氮氧化物排放。
l停車(chē)-起動(dòng)運(yùn)行電子控制。用于提高發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和滿足歐4以上法規(guī)對(duì)排放的要求。
l氣缸封閉和氣門(mén)封閉電子控制。用于提高發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性,降低有害物質(zhì)排放。
l微粒物捕集器再生電子控制。用于降低發(fā)動(dòng)機(jī)微粒物排放。
6.展望和結(jié)語(yǔ)
1)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)是一個(gè)非常有潛力的市場(chǎng)。隨著排放法規(guī)的逐步趨嚴(yán)和燃油經(jīng)濟(jì)性要求的逐步提高,發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)正在飛速發(fā)展,新的電子控制技術(shù)還在不斷涌現(xiàn)。
2)都說(shuō)世界制造業(yè)的重心正在向中國(guó)轉(zhuǎn)移。汽車(chē)行業(yè),包括汽車(chē)電子行業(yè),也在一定程度上出現(xiàn)了這種趨勢(shì)。但是,目前中國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的原配套產(chǎn)品基本上都出自外資企業(yè)。這些企業(yè)組裝產(chǎn)品用的元件幾乎都不是在中國(guó)生產(chǎn)的。由此我國(guó)喪失了許多GDP和就業(yè)崗位。國(guó)營(yíng)和民營(yíng)企業(yè)技術(shù)水平低下,只能仿造外資企業(yè)的產(chǎn)品,跟在外資企業(yè)后面從維修備件市場(chǎng)分一點(diǎn)殘羹冷飯。有的甚至還偷偷摸摸地打著外資企業(yè)的招牌,干著生產(chǎn)假冒偽劣產(chǎn)品的勾當(dāng)。這種局面應(yīng)當(dāng)扭轉(zhuǎn)。政府應(yīng)當(dāng)看到,這個(gè)行業(yè)的發(fā)展將會(huì)帶來(lái)巨大的GDP增長(zhǎng),并創(chuàng)造大量的就業(yè)機(jī)會(huì)。所以政府應(yīng)當(dāng)做出規(guī)劃,對(duì)這一行業(yè)加以扶植和整頓。
關(guān)鍵詞:DSPFPGA3/3相雙繞組感應(yīng)發(fā)電機(jī)
1系統(tǒng)簡(jiǎn)介
3/3相雙繞組感應(yīng)發(fā)電機(jī)帶有兩個(gè)繞組:勵(lì)磁補(bǔ)償繞組和功率繞組,如圖1所示。勵(lì)磁補(bǔ)償繞組上接一個(gè)電力電子變換裝置,用來(lái)提供感應(yīng)發(fā)電機(jī)需要的無(wú)功功率,使功率繞組上輸出一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓。
圖1中各參數(shù)的含義如下:
isa,isb,isc——補(bǔ)償繞組中的勵(lì)磁電流;
usa,usb,usc——補(bǔ)償繞組相電壓;
ipa,ipb,ipc——功率繞組電流;
upa,upb,upc——功率繞組相電壓;
udc——二極管整流橋直流側(cè)輸出電壓;
uc——變流器直流側(cè)電容電壓。
電力電子變換裝置由功率器件及其驅(qū)動(dòng)電路和控制電路兩部分組成。功率器件選用三菱公司的智能功率模塊(IPM)PM75CSA120(75A/1200V),驅(qū)動(dòng)電路使用光耦HCPL4502。控制電路由DSP+FPGA構(gòu)成。
圖2控制電路的接口電路
2EPM7128與TMS320C32同外設(shè)之間的接口電路
圖2所示為控制電路的接口電路。控制電路使用的DSP是TMS320C32,它是TI公司生產(chǎn)的第三代高性能的CMOS32位數(shù)字信號(hào)處理器,其憑借強(qiáng)大的指令系統(tǒng)、高速數(shù)據(jù)處理能力及創(chuàng)新的結(jié)構(gòu),已經(jīng)成為理想的工業(yè)控制用DSP器件。其主要特點(diǎn)是:?jiǎn)沃芷谥噶顖?zhí)行時(shí)間為50ns,具有每秒可執(zhí)行2200萬(wàn)條指令、進(jìn)行4000萬(wàn)次浮點(diǎn)運(yùn)算的能力;提供了一個(gè)增強(qiáng)的外部存儲(chǔ)器配置接口,具備更加靈活的存儲(chǔ)器管理與數(shù)據(jù)處理方式。控制電路使用的FPGA器件為ALTERA公司的EPM7128,它屬于高密度、高性能的CMOSEPLD器件,與ALTERA公司的MAXPLUSII開(kāi)發(fā)系統(tǒng)軟件配合,可以100%地模仿高密度的集成有各種邏輯函數(shù)和多種可編程邏輯的TTL器件。采用類(lèi)似器件作為DSP的專用集成電路ASIC更為經(jīng)濟(jì)靈活,可以進(jìn)一步降低控制系統(tǒng)的成本。
電壓檢測(cè)使用三相變壓器,電流檢測(cè)使用HL電流傳感器。電平轉(zhuǎn)換電路用來(lái)將檢測(cè)到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為0~5V的電平。A/D轉(zhuǎn)換器選用ADS7862。保護(hù)電路使用電壓比較器311得到過(guò)壓/過(guò)流故障信號(hào)。
DSP完成以下四項(xiàng)工作:數(shù)據(jù)的采集和處理、控制算法的完成、PWM脈沖值的計(jì)算和保護(hù)中斷的處理。
FPGA完成以下三項(xiàng)工作:管理DSP和各種外部設(shè)備的接口;脈沖的輸出和死區(qū)的產(chǎn)生;保護(hù)信號(hào)的處理。
圖3FPGA與A/D轉(zhuǎn)換器和DSP之間的接口
3使用FPGA實(shí)現(xiàn)DSP和ADS7862之間的高速接口
ADS7862是TI公司專為電機(jī)和電力系統(tǒng)控制而設(shè)計(jì)的A/D轉(zhuǎn)換器。它的主要特點(diǎn)是:4個(gè)全差分輸入接口,可分成兩組,兩個(gè)通道可同時(shí)轉(zhuǎn)換;12bits并行輸出;每通道的轉(zhuǎn)換速率為500kHz。控制方法為:由A0線的值決定哪兩個(gè)通道轉(zhuǎn)換;由Convst線上的脈寬大于250ns的低電平脈沖啟動(dòng)轉(zhuǎn)換;由CS和RD線的低電平控制數(shù)據(jù)的讀出,連續(xù)兩次讀信號(hào)可以得到兩個(gè)通道的數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)中使用了兩片ADS7862,它們的控制線使用同樣的接口,數(shù)據(jù)線則分別和DSP的高/低16位數(shù)據(jù)線中的低12位相連接。這樣DSP可以同時(shí)控制兩片A/D轉(zhuǎn)換器:4通道同時(shí)轉(zhuǎn)換;每次讀操作可以得到兩路數(shù)據(jù)。
如圖3所示,將A/D轉(zhuǎn)換器的控制信號(hào)映射為DSP的三個(gè)外部端口:A0、ADCS(和ADRD使用一個(gè)端口)和CONVST。在FPGA中使用邏輯譯碼器對(duì)端口譯碼。利用AHDL語(yǔ)言編寫(xiě)的譯碼程序如下:
TABLE
A[23..12],IS,RW=>A0,ADCS,CONVST,PWM1,PWM2,PWM3,PWM,PRO,CLEAR;
H″810″,0,0=>0,1,1,1,1,1,1,1,1;
H″811″,0,1=>1,0,1,1,1,1,1,1,1;
H″812″,0,0=>1,1,0,1,1,1,1,1,1;
H″813″,0,1=>1,1,1,0,1,1,1,1,1;
H″814″,0,0=>1,1,1,1,0,1,1,1,1;
H″815″,0,0=>1,1,1,1,1,0,1,1,1;
H″816″,0,0=>1,1,1,1,1,1,0,1,1;
H″817″,0,1=>1,1,1,1,1,1,1,0,1;
H″817″,0,0=>1,1,1,1,1,1,1,1,0;
ENDTABLE
其中,0表示低電平,1表示高電平。RW=1表示讀,RW=0表示寫(xiě)。
DSP對(duì)這三個(gè)端口進(jìn)行操作就可以控制A/D轉(zhuǎn)換器:寫(xiě)CONVST端口可以啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換器;讀ADCS端口可以從A/D轉(zhuǎn)換器中讀到數(shù)據(jù);寫(xiě)數(shù)據(jù)到A0端口可以設(shè)置不同的通道。
使用上述方法可以實(shí)現(xiàn)DSP和A/D轉(zhuǎn)換器之間的無(wú)縫快速連接。
4使用FPGA實(shí)現(xiàn)PWM脈沖的產(chǎn)生和死區(qū)的注入
FPGA除了管理DSP和外設(shè)的接口外,還完成PWM脈沖的產(chǎn)生和死區(qū)的注入。將PWM芯片和死區(qū)發(fā)生器集成在FPGA中,就可以使DSP專注于復(fù)雜算法的實(shí)現(xiàn),而將PWM處理交給FPGA系統(tǒng),使系統(tǒng)運(yùn)行于準(zhǔn)并行處理狀態(tài)。
5使用FPGA實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)保護(hù)
為了保護(hù)發(fā)電機(jī)和IGBT功率器件,勵(lì)磁控制系統(tǒng)提供了多種保護(hù)功能:變流器直流側(cè)過(guò)壓保護(hù);變流器交流電流過(guò)流保護(hù);變流器過(guò)溫保護(hù);發(fā)電機(jī)輸出過(guò)壓保護(hù);IPM錯(cuò)誤保護(hù)。
圖5穩(wěn)態(tài)時(shí)勵(lì)磁繞組電壓電流及系統(tǒng)直流電壓波形
所謂質(zhì)量監(jiān)控,是指對(duì)工礦企業(yè)施工單位的監(jiān)督管理工作,使其能夠按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行各項(xiàng)施工作業(yè),從而提高工礦企業(yè)單位質(zhì)量監(jiān)控水平。工礦企業(yè)機(jī)電工程涵蓋的學(xué)科范圍比較廣泛,需要運(yùn)用多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí),專業(yè)性很強(qiáng),綜合性很高,一不注意,就會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題,對(duì)工作人員的人身及財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重的損害,給單位帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控,是實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵,也可以在很大程度上推動(dòng)工礦企業(yè)工業(yè)的進(jìn)步,同時(shí),它是工程項(xiàng)目的重要組成部分,提高了機(jī)械化和自動(dòng)化水平,在提高工礦企業(yè)產(chǎn)量的同時(shí),還能減少工作人員的勞動(dòng)量,很大程度上節(jié)省了人力、物力與財(cái)力,在實(shí)踐過(guò)程中具有十分重要的指導(dǎo)意義,因此,我們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到工礦企業(yè)機(jī)電工程的重要性,對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。
2機(jī)電設(shè)備安裝工程的特點(diǎn)
機(jī)電設(shè)備安裝工程是工礦企業(yè)企業(yè)施工過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),對(duì)工作人員的人身、財(cái)產(chǎn)安全有著十分重要的影響,對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也十分關(guān)鍵。總的來(lái)說(shuō),它有以下特點(diǎn):
2.1受到工礦企業(yè)周?chē)h(huán)境的影響
安裝工程中運(yùn)用的大功率設(shè)備很多,工礦企業(yè)一般都處于人煙稀少、地質(zhì)惡劣的環(huán)境中,生產(chǎn)條件卻比較嚴(yán)峻苛刻,而機(jī)電設(shè)備頻繁震動(dòng),損耗程度比較嚴(yán)重,工作效率和生產(chǎn)效率逐漸低下。
2.2涵蓋的學(xué)科范圍廣泛
涉及到的專業(yè)領(lǐng)域比較多,綜合性很強(qiáng):機(jī)電設(shè)備在類(lèi)型上、品種裝置上以及安裝流程上存在著很大的不同,涵蓋的學(xué)科范圍廣泛,設(shè)計(jì)到不同的專業(yè)領(lǐng)域,綜合性很強(qiáng),這就需要單位引進(jìn)、培養(yǎng)大量的專業(yè)技術(shù)人員。
2.3大型的、笨重的機(jī)電設(shè)備越來(lái)越多地被應(yīng)用
安裝工程的規(guī)模比較大:隨著工礦企業(yè)工業(yè)的日益發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的大幅度進(jìn)步,對(duì)機(jī)電設(shè)備的依賴程度也越來(lái)越強(qiáng),機(jī)電安裝設(shè)備的裝置日益龐大笨重,這就需要運(yùn)用大量的大型的運(yùn)輸設(shè)備,同時(shí),對(duì)吊裝技術(shù)的要求也越來(lái)越高,使得安裝工程的規(guī)模變大,標(biāo)準(zhǔn)變得嚴(yán)格。
2.4安裝工程工期較長(zhǎng)
安裝工程的工期長(zhǎng)并且涉及到新材料、新技術(shù)等需要有新的、專業(yè)的技術(shù)指導(dǎo):在安裝過(guò)程中,有很多大型的、精密的設(shè)備需要操作,對(duì)安裝的技術(shù)含量提出了更高的要求,檢測(cè)技術(shù)越來(lái)越復(fù)雜,在面對(duì)新工藝、新材料等情況時(shí),需要有新的專業(yè)技術(shù)指導(dǎo),使得安裝工程的工期很長(zhǎng)。
3關(guān)于工礦企業(yè)機(jī)電安裝工程質(zhì)量監(jiān)控的幾點(diǎn)建議
3.1對(duì)承包商的資質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格審查,對(duì)其安裝工作進(jìn)行全程監(jiān)督
在進(jìn)行工礦企業(yè)機(jī)電安裝工程時(shí),應(yīng)該對(duì)其整個(gè)過(guò)程加強(qiáng)監(jiān)督,包括安裝前的招投標(biāo)過(guò)程、安裝中的質(zhì)量監(jiān)控環(huán)節(jié)以及安裝后的質(zhì)量把關(guān)。首先,在招投標(biāo)過(guò)程中,應(yīng)該杜絕暗箱操作,根據(jù)機(jī)電設(shè)備安裝工程的特點(diǎn)與其對(duì)施工條件的要求,對(duì)承包商進(jìn)行合理選擇,對(duì)承包商的資質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格審查,在眾多對(duì)象中,選擇機(jī)電設(shè)備安裝經(jīng)驗(yàn)豐富的、具有完善的施工組織、擁有很強(qiáng)的施工技術(shù)的、能達(dá)到工礦企業(yè)單位施工標(biāo)準(zhǔn)的承包商。在承包商進(jìn)行機(jī)電安裝工程的過(guò)程中,應(yīng)該對(duì)其安裝工作進(jìn)行全程監(jiān)督,定期派遣管理人員進(jìn)行巡查,確保嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行操作,以保證機(jī)電設(shè)備安裝工程的質(zhì)量達(dá)到招投標(biāo)文件和合同的標(biāo)準(zhǔn)。在安裝完成后,應(yīng)該派遣專業(yè)人員進(jìn)行工程檢查,以確保質(zhì)量過(guò)關(guān),減少不必要的失誤。
3.2建立健全質(zhì)量監(jiān)控體系,完善質(zhì)量檢驗(yàn)工作制度,加強(qiáng)質(zhì)量管控力度
在機(jī)電工程質(zhì)量管理部門(mén)設(shè)立專門(mén)的質(zhì)量監(jiān)控小組,建立健全質(zhì)量監(jiān)控體系,形成一套科學(xué)完善的質(zhì)量檢驗(yàn)工作制度,對(duì)承包商的質(zhì)量保證體系進(jìn)行嚴(yán)格審查,對(duì)事前技術(shù)報(bào)告進(jìn)行嚴(yán)格審批,對(duì)承包商提供的施工組織設(shè)計(jì)、施工技術(shù)措施設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行嚴(yán)格審核,在遇到變更設(shè)計(jì)或更改圖紙的情形時(shí),要進(jìn)行重新審核工作等,嚴(yán)格監(jiān)管安裝質(zhì)量。在進(jìn)行安裝工作時(shí),應(yīng)該分清主次,對(duì)動(dòng)力源和提升設(shè)備進(jìn)行科學(xué)合理的安排之后,要求嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行規(guī)范施工,減少返工次數(shù),并且要按照常規(guī)安裝方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行安裝,不能急于求成、顛倒順序,否則只會(huì)達(dá)到適得其反的效果,使尾工量大大增加,拖慢安裝工程的進(jìn)度,給單位造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。
3.3對(duì)于安裝前的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)嚴(yán)格把關(guān)
“工欲善其事,必先利其器”,因此,在進(jìn)行機(jī)電安裝工程施工的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該對(duì)施工環(huán)境進(jìn)行深入調(diào)查,科學(xué)設(shè)計(jì)施工圖紙,盡量減少與安裝工程的沖突,制定合理的施工方案,只有把這兩步做好了,才能達(dá)到事半功倍的效果。接著,質(zhì)量監(jiān)控部門(mén)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)施工圖紙和施工方案的審核力度認(rèn)真研究圖紙之間的關(guān)聯(lián),確定彼此之間的關(guān)系,在進(jìn)行每一個(gè)安裝環(huán)節(jié)時(shí),重新對(duì)圖紙進(jìn)行審核,并保證其與上一環(huán)節(jié)、下一環(huán)節(jié)能夠完美銜接,對(duì)于出現(xiàn)沖突的地方,要通過(guò)集體討論的方式最終確定解決方法,并對(duì)其進(jìn)行及時(shí)地調(diào)整,保證安裝質(zhì)量達(dá)到安裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),確保機(jī)電安裝工程的安全性。
3.4協(xié)調(diào)好安裝過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié),對(duì)安裝質(zhì)量嚴(yán)格要求
工礦企業(yè)機(jī)電設(shè)備的安裝涉及到多個(gè)環(huán)節(jié),沒(méi)有想象中那么簡(jiǎn)單,相反,是十分復(fù)雜的,主要?dú)v經(jīng)井下的運(yùn)輸、安裝和調(diào)試等過(guò)程,這就牽扯到多個(gè)施工單位,因此,質(zhì)量監(jiān)控部門(mén)應(yīng)該處理好各個(gè)單位彼此之間的關(guān)系,進(jìn)行及時(shí)地溝通與交流,使安裝過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)能夠協(xié)調(diào)好,實(shí)現(xiàn)無(wú)瑕疵銜接,并對(duì)安裝質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格要求,加強(qiáng)設(shè)備的驗(yàn)收環(huán)節(jié),使安裝工程實(shí)現(xiàn)完整性與高效性。而且,安裝完成后的后續(xù)工作應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行,定期對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行檢查、維修與保養(yǎng)工作,嚴(yán)格按照操作流程和安全規(guī)章制度進(jìn)行,減少安裝過(guò)程中的失誤,確保機(jī)電設(shè)備安裝的質(zhì)量,避免帶病作業(yè),盡量避免安全隱患,從而減少安全事故的發(fā)生,為工作人員的人身及財(cái)產(chǎn)安全提供強(qiáng)有力的保障,為單位帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。
4結(jié)束語(yǔ)
燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的空燃比控制系統(tǒng)主要由控制器、傳感器、燃?xì)忾y、空氣閥、混合器等部分組成。
1.1傳感器系統(tǒng)過(guò)程數(shù)據(jù)的采集
通過(guò)氧傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器等傳感器實(shí)現(xiàn)。氧傳感器是系統(tǒng)中重要的傳感器之一。在空燃比控制系統(tǒng)中,最常見(jiàn)的反饋參數(shù)是排氣中氧的含量,它直接反映出燃?xì)馊紵罅粝铝硕嗌傺鯕狻R驗(yàn)槿紵覂?nèi)大部分的氧氣,或者說(shuō)所有的氧氣均來(lái)自于空氣,所以排氣氧含量是空燃比的直接反映。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性對(duì)發(fā)電機(jī)組輸出交流電的頻率穩(wěn)定性影響較大,而頻率的穩(wěn)定性又是衡量發(fā)電機(jī)組輸出電能質(zhì)量的主要指標(biāo)之一。轉(zhuǎn)速傳感器多為磁電式傳感器,安裝在凸輪軸上,由轉(zhuǎn)速傳感器內(nèi)的永磁體、線圈和發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪齒輪共同作用產(chǎn)生一個(gè)交流電壓信號(hào),該信號(hào)經(jīng)采樣電阻和放大器處理后,輸入到控制器CPU內(nèi)。
1.2燃?xì)忾y及空氣閥
燃?xì)忾y及空氣閥是帶步進(jìn)電機(jī)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,也是系統(tǒng)的執(zhí)行器。控制器利用PWM驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī),進(jìn)而調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度。
1.3空燃比控制器空燃比控制器是空燃比控制的“大腦”。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,空燃比控制器基于DSP處理器設(shè)計(jì),由檢測(cè)電路、空燃比控制電路和通訊接口電路等部分構(gòu)成。
2空燃比控制策略
在空燃比控制系統(tǒng)中,系統(tǒng)的控制目標(biāo)是要使穩(wěn)態(tài)下空燃比的平均值在理想值附近,而且在突加突卸負(fù)載造成空燃比偏離理想值時(shí),系統(tǒng)能迅速響應(yīng),將空燃比控制在理想值附近。
2.1RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
整定PID控制策略在工業(yè)控制中,PID控制器應(yīng)用廣泛。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比受進(jìn)入氣缸的空氣量轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度、氣體燃料噴射器的響應(yīng)速度和噴度等多種因素的影響,所以采用PID控制,根據(jù)反饋實(shí)時(shí)調(diào)整進(jìn)氣量,使之達(dá)到精確控制。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種在生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的啟示下建立的數(shù)據(jù)處理模型。其中徑向基函數(shù)(RBF)模擬了人腦中局部調(diào)整相互覆蓋接受域的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),能以任意精度逼近任意非連續(xù)函數(shù),是一種局部逼近網(wǎng)絡(luò),收斂速度快。本設(shè)計(jì)采用并行控制策略來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比的控制,前饋控制采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器,反饋控制則采用PID控制器。前饋控制及時(shí)快速響應(yīng),實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的逆動(dòng)態(tài)模型;反饋控制則保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性,抑制干擾信號(hào)對(duì)系統(tǒng)的擾動(dòng)。
2.2仿真實(shí)驗(yàn)
本文采用MATLAB軟件Simulink工具箱進(jìn)行燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組空燃比控制系統(tǒng)仿真。燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組空燃比控制系統(tǒng)采用常規(guī)PID控制的仿真,通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn):在穩(wěn)態(tài)時(shí),與常規(guī)PID相比,并行控制的穩(wěn)態(tài)誤差小,空燃比基本能穩(wěn)定在理論空燃比附近;在動(dòng)態(tài)時(shí),與常規(guī)PID相比,并行控制的超調(diào)量小,即使在加入干擾的情況下,超調(diào)量δp也可控制在20%以內(nèi)。
3結(jié)語(yǔ)
[關(guān)鍵詞]數(shù)控系統(tǒng)伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)
中圖分類(lèi)號(hào):TP2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2008)0820116-01
近年來(lái),伺服電機(jī)控制技術(shù)正朝著交流化、數(shù)字化、智能化三個(gè)方向發(fā)展。作為數(shù)控機(jī)床的執(zhí)行機(jī)構(gòu),伺服系統(tǒng)將電力電子器件、控制、驅(qū)動(dòng)及保護(hù)等集為一體,并隨著數(shù)字脈寬調(diào)制技術(shù)、特種電機(jī)材料技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制技術(shù)的進(jìn)步,經(jīng)歷了從步進(jìn)到直流,進(jìn)而到交流的發(fā)展歷程。本文對(duì)其技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)作簡(jiǎn)要探討。
一、數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)
(一)開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)。開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)不設(shè)檢測(cè)反饋裝置,不構(gòu)成運(yùn)動(dòng)反饋控制回路,電動(dòng)機(jī)按數(shù)控裝置發(fā)出的指令脈沖工作,對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差沒(méi)有檢測(cè)反饋和處理修正過(guò)程,采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)器件,機(jī)床的位置精度完全取決于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角精度和機(jī)械部分的傳動(dòng)精度,難以達(dá)到比較高精度要求。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不可能很高,運(yùn)動(dòng)部件的速度受到限制。但步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低,且其控制電路也簡(jiǎn)單。所以開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)多用于精度和速度要求不高的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。
(二)全閉環(huán)伺服系統(tǒng)。閉環(huán)伺服系統(tǒng)主要由比較環(huán)節(jié)、伺服驅(qū)動(dòng)放大器,進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)裝置和直線位移測(cè)量裝置組成。對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的移動(dòng)量具有檢測(cè)與反饋修正功能,采用直流伺服電動(dòng)機(jī)或交流伺服電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)部件。可以采用直接安裝在工作臺(tái)的光柵或感應(yīng)同步器作為位置檢測(cè)器件,來(lái)構(gòu)成高精度的全閉環(huán)位置控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的直線位移檢測(cè)器安裝在移動(dòng)部件上,其精度主要取決于位移檢測(cè)裝置的精度和靈敏度,其產(chǎn)生的加工精度比較高。但機(jī)械傳動(dòng)裝置的剛度、摩擦阻尼特性、反向間隙等各種非線性因素,對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性有很大影響,使閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)安裝調(diào)試比較復(fù)雜。因此只是用在高精度和大型數(shù)控機(jī)床上。
(三)半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的工作原理與全閉環(huán)伺服系統(tǒng)相同,同樣采用伺服電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)部件,可以采用內(nèi)裝于電機(jī)內(nèi)的脈沖編碼器,無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器或測(cè)速發(fā)電機(jī)作為位置/速度檢測(cè)器件來(lái)構(gòu)成半閉環(huán)位置控制系統(tǒng),其系統(tǒng)的反饋信號(hào)取自電機(jī)軸或絲桿上,進(jìn)給系統(tǒng)中的機(jī)械傳動(dòng)裝置處于反饋回路之外,其剛度等非線性因素對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性沒(méi)有影響,安裝調(diào)試比較方便。機(jī)床的定位精度與機(jī)械傳動(dòng)裝置的精度有關(guān),而數(shù)控裝置都有螺距誤差補(bǔ)償和間隙補(bǔ)償?shù)软?xiàng)功能,在傳動(dòng)裝置精度不太高的情況下,可以利用補(bǔ)償功能將加工精度提高到滿意的程度。故半閉環(huán)伺服系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用很廣。
二、伺服電機(jī)控制性能優(yōu)越
(一)低頻特性好。步進(jìn)電機(jī)易出現(xiàn)低速時(shí)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。交流伺服電機(jī)不會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象,運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,可涵蓋機(jī)械的剛性不足,并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能,可檢測(cè)出機(jī)械的共振點(diǎn),便于系統(tǒng)調(diào)整。
(二)控制精度高。交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。例如松下全數(shù)字式交流伺服電機(jī),對(duì)于帶17位編碼器的電機(jī)而言,驅(qū)動(dòng)器每接收217=131072個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈,即其脈沖當(dāng)量為360°/131072=9.89秒。是步距角為1.8°的步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量的1/655。
(三)過(guò)載能力強(qiáng)。步進(jìn)電機(jī)不具有過(guò)載能力,為了克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩,選型時(shí)需要選取額定轉(zhuǎn)矩比負(fù)載轉(zhuǎn)矩大很多的電機(jī),造成了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象。而交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過(guò)載能力,例如松下交流伺服系統(tǒng)中的伺服電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩的三倍,可用于克服啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。
(四)速度響應(yīng)快。步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到額定轉(zhuǎn)速需要200~400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的速度響應(yīng)較快,例如松下MSMA400W交流伺服電機(jī),從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速僅需幾毫秒。
(五)矩頻特性佳。步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降,且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)矩會(huì)急劇下降,所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300~600RPM。交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出,即在其額定轉(zhuǎn)速(一般為2000RPM或3000RPM)以內(nèi),都能輸出額定轉(zhuǎn)矩。
三、伺服電機(jī)控制展望
(一)伺服電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)加工技術(shù)的高速高精化。80年代以來(lái),數(shù)控系統(tǒng)逐漸應(yīng)用伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)器件。交流伺服電機(jī)內(nèi)是無(wú)刷結(jié)構(gòu),幾乎不需維修,體積相對(duì)較小,有利于轉(zhuǎn)速和功率的提高。目前交流伺服系統(tǒng)已在很大范圍內(nèi)取代了直流伺服系統(tǒng)。在當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)中,交流伺服取代直流伺服、軟件控制取代硬件控制成為了伺服技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。由此產(chǎn)生了應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床的伺服進(jìn)給和主軸裝置上的交流數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。隨著微處理器和全數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)的發(fā)展,數(shù)控系統(tǒng)的計(jì)算速度大大提高,采樣時(shí)間大大減少。硬件伺服控制變?yōu)檐浖欧刂坪螅蟠蟮靥岣吡怂欧到y(tǒng)的性能。例如OSP-U10/U100網(wǎng)絡(luò)式數(shù)控系統(tǒng)的伺服控制環(huán)就是一種高性能的伺服控制網(wǎng),它對(duì)進(jìn)行自律控制的各個(gè)伺服裝置和部件實(shí)現(xiàn)了分散配置,網(wǎng)絡(luò)連接,進(jìn)一步發(fā)揮了它對(duì)機(jī)床的控制能力和通信速度。這些技術(shù)的發(fā)展,使伺服系統(tǒng)性能改善、可靠性提高、調(diào)試方便、柔性增強(qiáng),大大推動(dòng)了高精高速加工技術(shù)的發(fā)展。
另外,先進(jìn)傳感器檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展也極大地提高了交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能和定位精度。交流伺服電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)一般選用無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器、混合型的光電編碼器和絕對(duì)值編碼器作為位置、速度傳感器,其傳感器具有小于1μs的響應(yīng)時(shí)間。伺服電動(dòng)機(jī)本身也在向高速方向發(fā)展,與上述高速編碼器配合實(shí)現(xiàn)了60m/min甚至100m/min的快速進(jìn)給和1g的加速度。為保證高速時(shí)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)更加平滑,改進(jìn)了電動(dòng)機(jī)的磁路設(shè)計(jì),并配合高速數(shù)字伺服軟件,可保證電動(dòng)機(jī)即使在小于1μm轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也顯得平滑而無(wú)爬行。
(二)交流直線伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)進(jìn)給技術(shù)已趨成熟。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)有“旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)+精密高速滾珠絲杠”和“直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)”兩種類(lèi)型。傳統(tǒng)的滾珠絲杠工藝成熟加工精度較高,實(shí)現(xiàn)高速化的成本相對(duì)較低,所以目前應(yīng)用廣泛。使用滾,珠絲杠驅(qū)動(dòng)的高速加工機(jī)床最大移動(dòng)速度90m/min,加速度1.5g。但滾珠絲杠是機(jī)械傳動(dòng),機(jī)械元件間存在彈性變形、摩擦和反向間隙,相應(yīng)會(huì)造成運(yùn)動(dòng)滯后和非線性誤差,所以再進(jìn)一步提高滾珠絲杠副移動(dòng)速度和加速度比較難了。90年代以來(lái),高速高精的大型加工機(jī)床中,應(yīng)用直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)方式。它比滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)具有剛度更高、速度范圍更寬、加速特性更好、運(yùn)動(dòng)慣量更小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能更佳,運(yùn)行更平穩(wěn)、位置精度更高等優(yōu)點(diǎn)。且直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng),不需中間機(jī)械傳動(dòng),減小了機(jī)械磨損與傳動(dòng)誤差,減少了維護(hù)工作。直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)與滾珠絲杠傳動(dòng)相比,其速度提高30倍,加速度提高10倍,最大達(dá)10g,剛度提高7倍,最高響應(yīng)頻率達(dá)100Hz,還有較大的發(fā)展余地。當(dāng)前,在高速高精加工機(jī)床領(lǐng)域中,兩種驅(qū)動(dòng)方式還會(huì)并存相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間,但從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)所占的比重會(huì)愈來(lái)愈大。種種跡象表明,直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)在高速高精加工機(jī)床上的應(yīng)用已進(jìn)入加速增長(zhǎng)期。
參考文獻(xiàn):
[1]《交流伺服電機(jī)控制技術(shù)的研究》,中國(guó)測(cè)試技術(shù),鄭列勤,2006.5.
互慧公司在PenbexOS的基礎(chǔ)上推出了Windows環(huán)境下的SDK,在PenbexOS上開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序,在模擬器環(huán)境中完成了開(kāi)發(fā)和調(diào)試的基礎(chǔ)上,還要在計(jì)算機(jī)上運(yùn)用跨平臺(tái)編譯器將源文件編譯成.pbx文件,并通過(guò)串口線將計(jì)算機(jī)上的.pbx文件傳到PDA上執(zhí)行該程序。總控制器軟件的總體結(jié)構(gòu)分為如下部分:
(1)PDA控制器軟件界面程序。作為進(jìn)行數(shù)據(jù)接收與發(fā)送的載體是整個(gè)控制器軟件的基礎(chǔ)。對(duì)于每一種家用電器,都有一種相應(yīng)的控制界面。
(2)信息家電控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。作為一個(gè)小型的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)不需要TCP/IP之類(lèi)的超重量級(jí)協(xié)議。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的傳輸協(xié)議,不僅滿足了信息家電系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹T多要求,還足夠小。
(3)串口通信程序。處理由信息家電控制界面發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)傳送到無(wú)線通信模塊,然后將數(shù)據(jù)以無(wú)線的形式發(fā)送出去。
(4)CRC校驗(yàn)程序。本文采用循環(huán)冗余校驗(yàn)來(lái)保證發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。
(5)數(shù)據(jù)有效性驗(yàn)證程序。主要功能有兩個(gè)方面,一是對(duì)用戶輸入的數(shù)據(jù)的有效性進(jìn)行驗(yàn)證,另二是對(duì)接收的數(shù)據(jù)的有效性進(jìn)行驗(yàn)證。
整個(gè)信息家電控制器軟件程序是基于消息驅(qū)動(dòng)的模式下編寫(xiě)的,共分兩個(gè)部分,一個(gè)部分是對(duì)用戶輸入的數(shù)據(jù)的處理程序,另一個(gè)部分是對(duì)PDA接收的從IP插座發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)的處理程序。程序開(kāi)始數(shù)據(jù)由用戶通過(guò)PDA控制器軟件界面程序輸入通過(guò)數(shù)據(jù)有效性驗(yàn)證程序驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否在有效的范圍內(nèi)等待用戶輸入數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)錯(cuò)誤信息提示數(shù)據(jù)經(jīng)信息家電控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議打包、封裝處理數(shù)據(jù)經(jīng)CRC校驗(yàn)程序,得出CRC校驗(yàn)位,附在待傳數(shù)據(jù)的尾部數(shù)據(jù)經(jīng)串口通信程序,并進(jìn)行相應(yīng)的處理串口通信程序?qū)?shù)據(jù)送到nRF401,nRF401將數(shù)據(jù)發(fā)射出去。
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
黑龍江省機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
上海市電氣(集團(tuán))總公司主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 統(tǒng)計(jì)源期刊
西安微電機(jī)研究所主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 統(tǒng)計(jì)源期刊
哈爾濱電氣設(shè)備集團(tuán)有限公司主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 統(tǒng)計(jì)源期刊
中國(guó)電子科技集團(tuán)公司主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司主辦