控制功能模块范文-盘古文库

控制功能模块范文

来源：漫步者

作者：开心麻花

2025-09-23

控制功能模块范文（精选12篇）

控制功能模块第1篇

一、车身控制模块.。电控单元在汽车中的应

用越来越多, 各电子设备间的数据通信变得越来越多, 同时这些分离模块的大量使用, 在提高车辆舒适性的同时也带来了成本增加、故障率上升、布线复杂等问题。于是, 需要设计功能强大的控制模块, 实现这些离散的控制器功能, 对众多用电器进行控制, 这就是车身控制模块, BCM (BODY CONTROLMODEL) 。目前BCM是汽车电子研究的热门, 竞争也相当激烈。

车身综合控制系统要从发动机综合控制系统计算机处取得有关发动机和车辆的信息, 例如发动机转速、发动机冷却液温度和车速等, 还要从其他来源取得蓄电池电压、机油压力、燃料液位、外界温度、内部温度等信息。另外还要获得所有的控制命令开关量信号。

由于车身综合控制系统从不同来源取得信息, 它需要有一个信息处理系统来处理所有信息。经计算后把相应的输出信号输出给各个元件。这个信息处理系统就是车身控制模块。这个模块中的模/数转换器 (A/D) 用来把许多传感器送来的模拟信号转换为数字信号。时钟脉冲计数器保证输入的信息能按正确的顺序进行处理, 并便于和发动机综合控制系统之间以8000b/s以上的速率交换信息。由于BCM要采集多个来源的不同情况的信息, 所以需要采用多路传输信息采样系统。BCM是按可编程的只读存储器 (PROM) 编定的程序有规则地检查信息输入和进行处理的。

二、车身综合控制系统的控制功能

1、Follow-me Home (FMH) 这个功能的作用是当发动机已经关闭, BCM接到点亮大灯信号后, 输出信号使大灯保持点亮比较短的一段时间。当开车人夜间停车后可以利用该功能照亮回家的路程, 所以被形象地称为"伴我回家"。

2、Lead me tothe Car (LMC) 这个功能也是用于夜间或者在停车场找自己车的时候由钥匙上的无线发射器与BCM通信, 使大灯点亮, 方便找到自己的车子。

3、Entry Control进入控制这个功能主要是指中控门锁系统, 免钥匙进入系统, 防盗报警系统和行李箱油箱控制开关。

4、Exterior light外部大灯控制可以用来控制转向灯, 前后雾灯, 另外如果车上有外加传感器的话也能实现自动控制大灯。

5、Internal light内部灯控制

6、其他:诸如后车窗除雾, 前后车窗雨刮器, 巡航控制, 电动车窗, 钥匙发现, 喇叭控制等。

7、与全车CAN/LIN总线的通信和诊断功能

三、插针技术。印刷线路板 (Printed Circuit

Board, 简称PCB) 是信息高速公路的神经中枢。无论主动还是被动, 这些线路板都要通过无数的连接器连接到其他的线路板或插头接口上。一块用于连接电线, 电缆和副板的线路板连接超过20000个引脚的情况也是比较常见的。

当然, 很多情况下这些引脚连接是焊接连接的。不过现在的发展趋势还是希望引脚直接压接到线路板上。因为引脚不是焊接上去的, 就没有锡桥引起的短路和虚焊引起的焊接不良。也没有会降低连接可靠性的助焊剂残留, 也不会发生烫坏周边元器件的情况。这个压接工艺是符合无铅组装的, 相对来讲更容易拆卸和更换故障连接器。真正完美的工序是你压下一个连接器, 它一下子就完成了, 甚至你可以同时压接上800或者900个引脚在PCB上。

引脚压接技术是耐用的, 可靠的而且对振动和温度的波动也有一定的抵抗力。是和焊接一样可靠的。压接封装一开始用在电信工业上, 用以连接主线路板和副线路板的, 而这些运用预期40年无障碍。线路板不是唯一运用压接封装连接器的产品。此技术现已广泛用于各种领域, 包括汽车业, 军事和医疗设备。许多关键的安全设备, 如用于汽车上的安全气囊和传感器, 都使用了压接封装连接。

压接装配连接针可以用各种不同的金属的制作, 包括铜合金, 镍合金, 磷青铜和黄铜。几种金属的合金也是可以的, 包括锡铅, 锍锡, 光亮锡和镀金镍。

此种连接器可以是块状的或者片状的。块状的可以做成各种不同长度和厚度的圆型, 正方形, 长方形。它们可以是直条形的或者弯成一个直角, 并且连接的底端和导入口点在同一个连接器。块状体可以是单个的, 或者几个合成一组封装在一个塑料盒子或者塑料袋。通常, 塑料带式的可以通过消减长度进行设计, 制造出符合顾客要求的连接器。

如块状型, 片状行也可以做成直条形或者直角形。它们可以做成一个一个的或者细长条或者宽一点的条状。片状连接器的底端可以使平的或者锥形的, 或者为了特别的着力效果做成凹口形。

四、插针工艺。最初, 简单的引脚受制于间

隙配合。当时面临的问题是, 当一个引脚塞过一个孔时, 引脚表面或者PCB板过孔的镀层会被磨掉, 如果引脚或过孔的公差超出了范围, 将会得到一个不好的连接情况"

不过, 现在的连接器所使用的引脚已经设计的可以兼容了。每个引脚只会比对应的孔大千分之几英寸。一旦这个引脚插到孔里, 它就压紧了。弹簧张力确保了引脚和板子之间的电路连接。摩擦力和金属之间的作用力保持引脚不会被拉出来。

插针引脚给了PCB加工一个较大的钻孔及镀孔的工艺窗口。洞的大小不需要再被控制的非常准确。插针引脚的另一个优势是它们在插入时不会明显地损伤孔。因此, 更换损坏的引脚、插入新的引脚都不会对电气连接情况带来负面影响。但是, 一个PCB板孔一般返工两次就要报废。

插针引脚的典型形状有"针眼"形等很多设计。美国Tyco公司的"主动引脚"由两个轻微接触的弹簧部件组成。横梁设计成塑料的, 以便插入时有充分的弹性变形。弹簧部件可以不同程度地容纳大小稍有不同的孔。"独木舟引脚"有一个c型截面。当插入到板子时, 截面看起来像一个o。因为它的圆形, 这样的设计与孔有良好的接触, 并且弹力分布均匀。

通过压接在板子上装配连接器已经非常普遍了。通常, 一名操作员加载一个板子和一个或多个连接器到一个夹具, 接下来的压接装配是半自动的过程。撞击可以使连接器打到板子上或者板子连接到连接器上。

压接装配可以是手动按压, 气动按压, 液压按压或者伺服电机按压。其中的选择取决于对应的成本, 质量, PCB本身能承受的应力和生产数量。比如说, 如果要在一种廉价产品的简单电路板上安装一个50美分的接头, 可以用气动封装或手动封装。如果要在电信应用的一块主板上安装一个高密度连接器, 可能需要一个电脑控制和力反馈的伺服电机压接完成装配。完成这样的一块主板可能要花费10000美金。在这种情况下, 真正在意的是连接器安装是否正确, 质量如何。一般的制造商希望监控从开始到结束的整个装配过程, 以便一旦发生错误, 可以立即停止, 避免损坏PCB板。

插入的力取决于PCB板的材料、表面粗糙度、尺寸、设计和连接器上的针数。插入一个直径为0.64毫米的引脚所需的力一般为7至13磅。插入一个直径为0.81毫米的引脚所需的力一般为13至29磅。

这是1个引脚, 确定插多个引脚的连接器所需要的力是用一个引脚所需要的力乘以总的引脚数。举例来说, 如果插入一引脚需要20磅的力量, 连接器有20个引脚, 整个装配需要400磅的力量。有的时候甚至需要3吨的力来装配一组连接器。

为了控制这些具有潜在破坏性的力量, 设备制造商创造了许多不同的方法用以监测压接前, 压接中和压接后的连接器质量。

例如, Schmidt已开发了验证连接器压接前质量的专门工具。当一个连接器插入到模具中, 传感器确定是否所有引脚都在并且长短合适。如果任何引脚缺失, 压接将不会开始。插入后, 模具确认所有引脚都完全透过孔。

有的压接封装机器预装视觉系统。插入一个连接器前, 视觉系统确保所有引脚都在, 直立的, 并且在公差内。

在插入时, 装配设备可以通过另加的一套单元系统, 确定插入应力 (在PCB板表面产生) 是否在一个既定的最低值和最高值之内。这一点很重要, 因为如果插入应力低于最低值, 它可能意味着PCB上的孔过大, 和没有运用足够的力装配对应的引脚。这样的话, 会引起电气连接不良。

插针工艺的关键响应拔出力, 即顺应针电气、机械连接性能。要获得最优品质的关键因子设定:插针速度50mm/s可以获得最高的生产效率, 提高设备利用率, 为公司节约成本;进给深度设定为0.4mm, 此时的拔出力达到最大值。另外, 针对印刷线路板的通用要求, 顺应针进入PCB时还需要考虑插针点附近元器件的应力表现, 通过实验研究和工程改善, 应力被控制到最高动态应力334和最终残余应力62的非常理想范围内。

摘要：随着人们对汽车操控性及舒适性需求不断的提高, 汽车车身中的电子设备越来越多, 如电动后视镜、中央门锁、玻璃升降器、车灯乃至其它更多的高级功能等。这些外部的功能需要通过一个中央处理器来执行。这个中央处理器就是车身控制模块。新型车身控制模块与客户端接插件的连接针使用的是顺应针技术 (Compliant Pin Technology) , 针眼设计的顺应针 (eyesof needle) 直接通过过压连接到线路板的镀锡孔中, 实现了无焊接连接, 是一个清洁、绿色、环保的无铅连接工艺。

关键词：车身控制模块,顺应针,插针工艺

参考文献

[1]王政光, 高斌.电子控制技术在汽车上的应用[J].电子与自动化;1997 (5) :3～7.

远程控制软件的基本功能第2篇

1、远程访问桌面：查看远程计算机的实时屏幕，能使用本地鼠标和键盘控制客户端电脑，如同操作自己的电脑一样。应用于远程电脑维护、远程技术支持、远程协助等；

2、远程电脑屏幕截图：设定时间间隔对远程电脑的屏幕进行截图，截图可进行幻灯片播放；

3、远程文件管理：上传、下载文件，远程修改、运行文件，拷贝，重命名等，实现资源共享；

4、远程开启视频摄像头：开启远程电脑摄像头，进行视频监控；

5、远程命令控制：远程关机、远程重启、远程注销、锁定屏幕等；

巧用组策略控制加密功能第3篇

强制搜索加密文件

为了保护加密文件的安全，Windows 7系统的文件搜索功能，默认是不会对加密文件进行索引的。但时间长了，我们往往不记得需要寻找的文件材料是否具有加密属性，这样就容易造成一些内容由于加密因素无法被快速寻找到。为了避免这种现象，我们可以通过组策略设置，强制Windows系统允许对加密文件进行索引：

其次检查这里的“已启用”选项是否处于选中状态，如果发现其还没有被选中时，应该及时将其重新选中，单击“确定”按钮让上述设置正式生效。日后，Windows 7系统的文件搜索功能默认就会对加密内容建立索引，那么加密文件就能被快速寻找到了。

限制密码猜解次数

如果远程登录账号密码不够“健壮”时，恶意用户很容易通过反复重试方式，“猜”出登录密码而进入重要主机系统，这样就会存在不小的安全风险。那怎样来避免恶意用户猜解或者爆破远程连接密码呢？

该选项取值范围在0到999之间，缺省数值为“0”，也就是说对远程登录次数不进行限制。我们可以依照实际需要进行合适设置，一般可设置为“3”。当开启账号锁定功能后，某一用户尝试远程登录重要主机系统，输入错误密码次数超过指定阈值后，就会自动将该用户账号锁定起来，在用户账号锁定期满之前，该用户将不能继续远程登录，除非管理员手工解除锁定。

巧妙设置中文密码

当使用指定账号成功登录系统后，对应账号的密码内容，会以Hash散列这种特殊格式存储在内存中。一些狡猾的黑客会借助专业工具，抓取内存中的特定账号密码Hash散列值，再想办法对其破译，就可能获取系统管理员账号的密码。为了避免黑客通过上述方法窃取密码，我们可以为特定用户账号设置中文密码，这样能引导黑客进入误区，从而达到保护用户账号密码目的。不过，在进行Windows系统登录操作时，系统是不会识别汉字密码的。这时，我们可以灵活变通，让Windows系统在登录时使用英文字符密码，登录成功后自动修改成中文密码，下面就是具体的设置步骤：

首先启动运行记事本程序，创建一个名称为“english.bat”批处理文件，在该文件编辑窗口中输入“@net user avc321*&6 password”这段代码，执行该文件将“avc321*&6”账号的密码设置成英文字符“password”。同样地，再创建一个“chinese.bat”批处理文件，在其中输入“@net user avc321*&6 我爱祖国”这段代码，执行该文件将“avc321*&6”账号的密码内容设置成中文字符“我爱祖国”。

其次对上述两个批处理文件的访问权限进行修改，仅让“avc321*&6”账号对其访问和运行，同时删除其他无关的用户账号。例如，要为“english.bat”批处理文件授权时，可以先用鼠标右键单击目标文件，从弹出的快捷菜单中点击“属性”命令，展开对应文件属性对话框，选择“安全”标签，在安全标签设置页面的“组或用户名”列表中，将无关用户账号删除或取消它们的所有权限。再通过“添加”按钮，将“avc321*&6”账号选中并添加进来，并为该账号设置好“读取”和“运行”权限。

完成上述设置操作后，日后每次关闭系统时，Windows系统都能自动调用“english.bat”批处理文件，将特定账号的密码设置为英文字符，以不影响下次系统登录操作。一旦登录成功后，Windows系统又会运行“chinese.bat”批处理文件，将对应用户账号的密码内容修改为中文字符，这样即使恶意用户已经入侵本地系统，也不能窃取到当前用户账号的Hash散列值，那么自然也就没有办法破译获取密码内容了。

解决密码输入无效

在局域网环境中，两台计算机相互之间进行共享访问时，虽然共享资源已经允许everyone用户正常访问，但是实际访问时系统仍然要求输入共享访问密码，而且有时不管输入什么权限账号的密码，都无法保证共享访问成功。

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这种问题很可能是用户在共享访问时使用了来宾账号，但共享资源所在主机系统恰好又开启了经典访问模式，强制来宾账号输入密码，事实上来宾账号是没有密码的，于是就出现了密码输入无效现象。要解决这种问题，只要将共享访问模式修改为来宾模式，或者暂停使用来宾账号即可。

其次用鼠标双击该组策略选项，弹出如图4所示的选项设置对话框，选中“仅来宾——对本地用户进行身份验证，不改变其本来身份”选项，设置完成后单击“确定”按钮退出即可。这样，用户日后在共享访问时，就能通过来宾账号成功访问到共享资源了。如果暂停使用来宾账号时，用户必须凭借正确的共享访问账号与密码，才能访问到共享资源。

禁止空白密码连接

如果允许空白密码的用户账号与重要主机系统建立远程连接，虽然能提高连接效率，但容易给黑客或恶意用户带来入侵机会。为了保护远程连接安全，我们可以在重要主机系统中，限制空白密码的用户账号进行远程控制操作：

首先使用“Win+R”快捷键，展开系统运行对话框，在其中执行“gpedit.msc”命令，弹出系统组策略编辑界面。在该界面的左侧导航窗格中，依次跳转到“计算机配置”|“Windows设置”|“安全设置”|“本地策略”|“安全选项”节点上，找到该节点下的“账户：使用空白密码的本地账号只允许进行控制台登录”选项，并用鼠标双击之，打开如图5所示的组策略属性对话框。

其次选中“已启用”选项，单击“确定”按钮保存设置操作，这样日后用户使用空白密码的用户帐号远程连接到重要主机系统时，就无法进行远程控制操作了。

取消密码同步属性

与传统操作系统相比，Windows 8.1系统具有强大的同步功能，例如可以对桌面个性化设置进行同步，对浏览器设置进行同步，对各种系统设置进行同步等。但有时为了安全需要，我们想取消密码同步属性，要做到这一点，可以进行如下设置操作：

首先执行“gpedit.msc”命令，打开系统组策略控制台窗口，在左侧树形结构图中，逐一跳转到“本地计算机策略”|“计算机配置”|“管理模板”|“Windows组件”|“同步你的设置”分支上，在右侧显示区域中，我们能看到各种同步设置组策略。

其次选中“不同步密码”组策略，用鼠标双击之，打开对应组策略属性对话框，选中“已启用”选项，确认之后上述设置就能立即生效。当然，要提醒大家的是，日后要将该组策略重新设置为“已禁用”时，必须要重新启动计算机系统才能让设置正式生效。

防止自动保存密码

在访问网络的时候，许多场合下输入的密码内容，会被Windows系统自动保存，这虽然会有利于下次登录访问，但是在安全性要求很高的环境下，这种自动保存功能容易让复杂密码失去安全防护作用。所以，为了安全起见，我们可以进行下面的设置操作，来防止Windows系统自动保存密码：

首先按下快捷键“Win+R”，打开系统运行对话框，输入“services.msc”命令后回车，展开服务列表窗口。双击“ProtectedStorage”服务选项，进入目标系统服务属性对话框，点击“停止”按钮，将目标系统服务关闭运行，同时将其启动类型参数设置为“手动”，确认后保存设置操作。

拓展密码使用范围

在工作组环境下，我们通过远程桌面功能与局域网中的重要主机系统建立远程连接时，使用了登录凭据管理功能，保存了远程连接账号和密码，以便下次能够不输入密码就能快速建立远程桌面连接。可是，当升级到局域网特定域环境后，再尝试利用以前存储的登录凭据，快速与重要主机系统建立远程连接时，会发现远程登录无法成功。那么如何才能让登录凭据之前保存的远程连接账号与密码，适用于新的局域网特定域环境呢？

很简单！只要修改本地计算机的的凭据分配设置即可。启动系统组策略编辑器，在对应窗口的左侧导航区域，找到“本地计算机策略”|“计算机配置”|“管理模板”|“系统”|“凭据分配”节点选项，这时会在该节点右侧区域看到“允许分配保存的凭据用于仅NTLM服务器身份验证”组策略选项。

用鼠标双击该组策略，打开目标组策略的属性设置对话框（如图7所示），选择“已启用”选项，激活“显示”按钮，按下该按钮弹出显示内容设置框，输入“termsrv /*”关键字，确认之后退出设置框，就能拓展密码使用范围。

限制密码使用期限

重要主机系统的登录密码内容如果长期不变，那将是非常危险的，因为随着时间的延长，越来越多的人可能会知道密码内容，那么它被破译或外泄的机率就会不断增强。所以，为了加强重要主机系统的安全防护，我们应该强制用户定期修改登录密码内容。

要限制密码使用期限时，可以选中“密码最长使用期限”选项，并用鼠标双击之打开对应选项设置对话框，如图8所示。在这里输入好密码变化的间隔时间，比如输入“30”，确认后保存设置操作，日后系统会每隔30天强制用户修改一次密码内容。

当使用指定账号成功登录系统后，对应账号的密码内容，会以Hash散列这种特殊格式存储在内存中。一些狡猾的黑客会借助专业工具，抓取内存中的特定账号密码Hash散列值，再想办法对其破译，就可能获取系统管理员账号的密码。

控制功能模块第4篇

智能小车形式多样,控制方法多变,创新性强,因此在电子竞赛和科技创新方面一直受到热捧。每年的“飞思卡尔”智能小车比赛中就分有电磁组,光电组,摄像头组,分别通过电磁传感器,光电传感器,摄像头来采集信号,检测小车的循迹能力和运行速度;遥控小车也是在小车上装上无线模块来接收遥控端发来的信号,从而实现小车的智能化控制;灭火机器人则是在避障小车的基础上加入趋光模块和温度传感器,使小车趋向火源灭火。鉴于目前基于智能小车的设计,大多都是功能单一的寻迹小车,避障小车或遥控小车,在此将设计一种将红外对管寻迹、金属检测、超声波避障、硅光电池趋光和距离测量集成在同一个系统中的多功能智能小车,实现其多任务处理功能。同时,本系统针对各模块采用优化控制方案,以期望得到更精准控制。整个智能小车系统具有高效率、高准确度、低成本等特点。

当前对智能小车系统的控制方法也是多种多样,常见的有路径记忆法[1],模糊控制法[2],图像识别法[3]等。这些方法对于单任务的小车控制都能达到理想的效果。在本文所设计的智能小车系统中,将充分考虑小车的多任务性,采取模块化控制方法来实现小车的多功能控制,并在模块化的基础上嵌套模糊控制的方法,使小车既满足多功能要求,又能实现各控制模块独立、稳定运行。

1 系统结构设计

系统设计一般包括硬件设计和软件设计。本系统中硬件设计由电源模块、驱动模块、寻迹模块、金属检测模块、超声波避障模块、硅光电池趋光模块和显示模块构成,系统的整体结构如图所示。

1.1 驱动模块

由单片机产生两路PWM波,通过L298N电机驱动芯片控制两个直流电机,分别驱动动左轮和右轮。直走时两路PWM波频率相位相同,当需要转弯时,改变PWM波控制相应的电机反转,另一电机正转。两边形成差速即可实现转弯。调整反转的的时间,可以控制转弯的大小和快慢,改变PWM波的占空比可以控制小车的速度。

1.2 寻迹模块

该模块主要利用光电对管来检测小车赛道上的黑线。当光电对管内的发光二极管位于黑线上时,发光二极管发出的光被黑色吸收,不能被反射回来,此时,接收端上的光电三级管基极电压为零,三极管不能导通,输出低电平,与之相连的比较器同相端的也为低电平,最终输入单片机对应引脚一个低电平。单片机检测到输入的低电平就会对电机进行相应的处理,驱动小车转弯,使得这个光电对管偏离黑线。一旦离开黑线,光电三级光就能够接受到光照,三极管导通输出高电平,给单片机引脚输入一个高电平,单片机检测到该高电平后给相应电机正转命令,小车恢复直线行驶。依此循环,最终小车就能沿着黑线所设定的的轨迹行驶。

设计寻迹模块时,为了减小环境光的干扰,可以在放大器的反向端接入一个滑线变阻器,通过调节电阻的大小,改变比较器的阈值电压,从而改变传感器的灵敏度。当较弱的环境光进入到光电三极管的基极,三极管的集电极会有电压,但只要调大滑线变阻器接入的阻值,使得环境光照射时,集电极电压低于阈值电压,此时光电对管仍然输出低电平,这样就达到了消除环境光的目的。该电路接入的阻值越大,阈值越高,就越不容易受环境光的影响,但灵敏度也就越低,反应越慢。相反,就越容易受环境光影响,灵敏度越高,反应越快。

同时,为了使小车能适应不同弧度的路线,在循迹模块中嵌入了模糊控制算法。首先建立一个模糊集合X={左偏,左较偏,左很偏,右偏,右较偏,右很偏},定义模糊规则:当左侧第一个光电对管位于黑线上时,定义小车右偏,小车左轮停转,右轮正常转动;当左侧第二个光电对管位于黑线上时,定义小车右较偏,小车左轮小幅度反转,右轮正常转动;当左侧第三个光电对管位于黑线上时,定义小车右很偏,小车左轮大幅度反转,右轮正常转动。同理,对右侧光电对管定义模糊规则。通过模糊控制小车就能适应多变的路线。

1.3 金属检测模块

把金属传感器固定在小车底部,当小车经过金属片时,金属传感器的输出端会产生一次电频跳变,将跳变信号输入到单片机的外部中断,每一次跳变,触发一次中断,单片机就会控制蜂鸣器发声报警。将中断次数记录下来送到液晶显示,就能得到检测的金属片个数。

1.4 超声波避障模块

用单片机给超声波发生器输入端输入一列脉冲触发信号,超声波发生器的发射端就会产生一列对应频率的超声波,当声波遇到障碍物(3 m以内)时就会反射回来,被接收端接受,其输出端输出一系列PWM波。记录这列PWM波的高电平持续时间,并忽略小车在此段时间内的位移,就可计算出小车到障碍物的距离,当距离达到某一设定值时,控制电机使小车转弯,绕过障碍物。

本系统中充分利用Mega128单片机的中断捕捉功能,将超声波发生器产生的输出回响信号输入到单片机,首先设置下降沿触发捕捉中断,定时器计时开始,当中断触发时马上更改触发方式为上升沿触发,再次响应中断时记录此时定时器的值T1同时原计数值清零,此时记录的高电平时间T1即为声波在空中传播的时间。再次更改触发方式为下降沿触发,实现动态实时测量。与传统的中断响应测量相比,中断捕捉具有快速、精准的优点假设单片机晶振为M,分频系数为N,声音的传播速度为V。声波传播的时间为(单位:s):

因此,可以按照下式计算出距离障碍物的距离L1:

1.5 硅光电池趋光模块

为了使小车具有更理想的趋光效果,本系统采用硅光电池作为传感器。当光源照射到硅光电池的表面,硅光电池的电阻值会发生变化,光照强度越大,电阻值越小。在小车前端的左中右分别装上一个硅光电池,将光管电池接在相同的参考电压源上,将其两端的电压送入单片机的采样通道转化成数字量,通过比较三路采样值的大小就能判断出哪个方向上的光照强度大,从而控制小车直走或转弯,进而趋向光源。

由于使用了硅光电池采样方案,系统的灵敏度可以被有效调节。程序设定只有当采样电压达到了某一规定值时,才来比较三路采样电压。调整这一规定电压值就可以改变系统的趋光灵敏度了,根据环境设定合适的规定值就能较好的避开环境光的干扰。

1.6 测距模块

在电机的转轴上安装两块小磁铁,并将霍尔传感器固定在转轴正上方的车身上,当电机转动,磁铁经过霍尔元件时,霍尔传感器的输出端就会产生电频跳变,通过记录电频跳变的次数N,即可根据行驶距离公式L2=(N2πR)2测量出小车行驶的距离。其中R表示车轮半径。所测距离可通过液晶屏显示出来。

2 软件设计

在硬件设计基础上,通过在单片机中烧写程序来控制小车功能的实现。本系统中采用模块化控制方法,将各个独立的功能作为一个独立的子程序,在主程序中按照逻辑顺序来调用各子程序。这样使得程序条理清晰,提高了程序的执行效率,也便于程序修改和调试,主程序设计流程如图2所示。

如循迹模块中所述,在程序1中,采用模糊控制算法,控制小车沿着轨道行驶,不至于失控。子程序2判断小车与障碍物间的距离,控制小车转弯避障。子程序3根据硅光电池采集的光照强度,控制小车左右轮转动,确保小车进库成功。程序采用动态扫描,实时监测,使得小车一直处于动态调整中。

3 实物测试及结果分析

为了测试小车的性能,按照比赛要求为小车设计了如图3所示的小车赛道。测试地点选择在四周较开阔、自然光较弱的地方,小车从起点沿着黑色的牵引线行走,离开牵引线后避开障碍物,开始趋光进库。在牵引线下方放有若干枚用于检测的硬币,小车经过时检测到硬币并报警,将记录的硬币个数显示到液晶屏上。

由于在寻迹模块的硬件设计中加入了灵敏度调节,并在软件设计中采取了模糊控制算法,因此,小车寻迹测试结果比较理想,能按照设计路线行驶。测试结果如表1所示。

在避障模块中,由于超声波模块对反射物体的形状和表面积都有要求,当放置的障碍物不满足要求时,就会接收不到反射信号,造成避障失败。同时在测试时周围还站有人,也能形成反射源,对测试造成干扰。测试结果如表2所示。表3所示为趋光模块测试结果。

趋光模块采用硅光电池采样,具有连续可变的无极比较,比目前广泛使用的光敏电阻只比较高低电平更灵敏精确,从而提高了系统的准确性。但同光敏电阻一样自然光的影响不能完全避免,因此仍然不能达到100%的准确。

4 结语

本系统使用一片8位单片机,采用模块化设计思想,实现了智能小车多功能的设计。设计时将多种传感器综合到一个系统中,并把采集到的多路信号送入单片机进行分析处理、作出判断。同时,系统还设计了友好的人机交换界面,可方便地读出检测到的金属片数量、行驶路程和行驶时间。由于运用模块化控制方法,各模块相互影响较小,因此还可对系统进行二次开发,在本系统上增加更多模块,实现其他扩展功能,例如在系统上增加语音芯片,可实现语音播报功能;加上摄像头和无线模块可实现小车的探测功能等。

摘要：介绍一款采用8位单片机Mega128设计的具有寻迹、金属检测、避障、趋光及距离测量等五大功能的多功能智能小车。该多功能智能小车系统采用模块化控制。通过嵌入模糊控制算法,实现小车精准寻迹;采用超声波检测障碍物使小车提前做出反应,绕过障碍物;设计灵敏度可调的趋光系统,驱动小车趋光进库;通过金属传感器检测金属块;利用霍尔器件测量小车行驶的路程;最终将金属块个数,行驶时间及路程显示在液晶屏上,实现了友好的人机界面。实验表明,智能小车系统能够顺利完成种各功能,在各独立控制模块上能达到较高的稳定性和精度要求。

关键词：智能小车,多功能,模块化控制,寻迹,避障

参考文献

[1]周斌,刘旺.智能车赛道记忆算法的研究[J].电子产品世界,2006(15):160-166.

[2]王芳.基于MC9S12DG128B单片机模糊控制的直流电机调整系统的设计[J].自动化技术与应用,2007,26(11):83-85.

[3]朱寒阳,周海波,邵开来.智能小车中图像采集和处理的研究和实现[J].科技通报,2011,27(5):754-756.

[4]韩大鹏,韦庆.机器人控制器的一种模块化设计方法[J].微计算机信息,2005,21(5):3-4.

[5]朱晓波,岳大军,张广志.基于多传感器智能小车的设计与研究[J].山西电子技术,2011(5):5-6.

智能门禁管理控制系统功能说明第5篇

克立司帝控制系统（上海）有限公司

Crest Control System（Shanghai）Co., Ltd.智能门禁管理控制系统功能说明

1.技术解决方案...............................................................3 2.系统说明...................................................................4 3.系统技术说明...............................................................5

3.1外形美观...............................................................................................................................5

3.2硬件看门狗...........................................................................................................................5 3.3人性化管理...........................................................................................................................5 3.4方便使用及管理，无需因为卡片丢失而更换设备...........................................................5 3.5丰富实用的报警模式...........................................................................................................5 3.6强制关门...............................................................................................................................5 3.7紧急开门功能.......................................................................................................................6 3.8双门互锁...............................................................................................................................6 3.9防潜回、防尾随设计...........................................................................................................7 3.10里外校验开门模式.............................................................................................................7 3.11支持多种识别设备.............................................................................................................7 3.12灵活丰富的多时段设置.....................................................................................................7 3.13多种保护电路设计.............................................................................................................7 3.14强大的跨网段功能.............................................................................................................7 4.软件功能简述...............................................................8

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1.技术解决方案

根据项目技术要求，克立司帝提供一种“分体式智能门禁管理系统”，其以综合布线系统为基础，以计算机网络为桥梁，全面实现对通讯系统、办公自动化系统的综合管理。

系统以非接触式智能卡为出入介质，任何外来人员不能随意开启门锁。所有门禁管理终端通过网络与电脑连接，所有有效卡及用户权限通过软件下载至门禁管理终端，保证脱机、脱网状态下的人员刷卡正常出入。

由于安全性和高效率管理的需要，分体式智能门禁管理控制系统的设计应遵循下列原则：  实用性

整个门禁系统方案在符合客户基本需求的基础上，遵循实用的原则，实现高效的利用率和可操作性。另外，系统门禁管理终端和管理软件相互配合，达到使用系统的最大优化性，管理人员只需具备电脑初级操作水平，通过简单的培训就能掌握系统的操作要领。 稳定性

门禁系统的运用在我们的工作和生活中起着相当重要的作用，且门禁是一个长期不间断运行的系统，所以系统的稳定性显得极其重要。克立司帝的分体式智能门禁管理控制系统终端设备采用全贴片技术，所有电子器件均选用工业级，软件自主研发，在规划与设计方面遵循功能模块化设计原则，使得程序运行更加高效与稳定。本公司的门禁系统经过专业机构检验，并获得相关检验报告，产品自上市以来经过现场应用的检验，拥有相当成功的应用案例、固定客户群和相应的客户服务体系。 安全性

分体式智能门禁管理控制系统强大的实时监控与联动功能为使用者带来了可靠的安全性，特别是在对安全性要求严格的场所，比如：银行、监狱等，门禁管理控制系统必须保证在非理想状态下正常有效的工作，充分保证用户的安全性。 可扩展性

智能化建筑已成为这个时代的建筑特征，用户的需求也不仅仅限于门禁系统，为了达到各系统间的相互兼容、相互配合，在系统的设计方面我们除了考虑管理系统的扩展外，在满足用户需求的情况下，也最大程度的保证了某一管理系统故障后不影响其他系统的正常运行。

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2.系统说明

拓朴图注解：

1、图中以单门双向门禁控制器、双门双向门禁控制器和四门单向门禁控制器为例，展示了各种门禁控制器与读卡器及门锁和开门按钮的连接方式及关系；

2、整个系统数据服务中心可连接不限数个基础单元管理工作站，所有管理工作站通过交换机与服务器连接，实现信息交换与共享；

3、每个门禁控制器都支持TCP/IP通讯方式，针对不同的现场环境选择不同的门禁控制器，所有管理电脑通过分配给每个门禁控制器固定IP地址来识别和管理门禁控制器；

4、所有系统中使用的卡片可集中到服务器上去发行。

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3.系统技术说明

3.1外形美观

外形美观、细致、坚固耐用，由欧洲设计师专为中国市场打造；独有的多重认证方式，保证刷卡资料的正确性。

3.2硬件看门狗

硬件看门狗，保证机器工作稳定，死机后能自动重启。

3.3人性化管理

一张感应卡可以代替所有的大门钥匙，且具有不同的通行权限，在权限范围内的大门，刷卡才可进入，同时也要遵循时间段及期限的限制。所有人员的进出情况都将在电脑中记录，便于针对具体事件的发生进行查询及落实责任。

3.4方便使用及管理，无需因为卡片丢失而更换设备

当卡片遗失可在系统内即时挂失，这样即使其他人捡到了该卡片也无法进入，您不必为了安全起见重新换锁，为每个人重新配钥匙。对于辞职离开的人员可采用卡片禁用（挂失或退卡）方式，该员工卡片以后都无法刷卡进入。

3.5丰富实用的报警模式

所有的报警都会在总控制电脑上实时显示红色闪动记录，并驱动计算机音箱提醒管理者注意，通过报警输出和消防联动扩展板，还可以驱动警笛警灯等予以现场报警。

非法闯入报警：门被人非法强行破坏打开。

门长时间未关闭：人员进入后，门没有关好，超过一定时间予以报警提醒进入的的人员或者控制室的管理员安排关好该门，该时间可以自定义设置。

非法卡刷卡报警：该功能可以有效地提醒管理员有人试图重试一些卡片来开门。胁迫报警：工作人员被人胁迫要求打开某些门，如果该工作人员拒绝开门或者强行报警会被犯罪份子进行人身伤害，所以此时工作人员可以假意顺从犯罪份子，输入特定的反胁迫密码，此时门被自然打开，系统可以不动声色地将被胁迫的报警信息发送给中央控制人员的电脑，并驱动报警，及时采取措施。并同时保障了被胁迫工作人员的人身安全。

3.6强制关门

如果管理员发现某个犯罪份子在某个区域活动，管理员可以通过软件，强行关闭该区域克立司帝控制系统（上海）有限公司 5 地址：上海市松江区荣乐东路552号电话：+86-21-57743398 传真：+86-21-57742958 智能门禁管理控制系统功能说明的所有门，使得犯罪份子无法通过偷来的卡刷卡或者按开门按钮来逃离该区域，通知保安人员赶到该区域予以抓捕，犯罪份子注定无处可逃。

3.7紧急开门功能

当工作人员早、晚在金库接送钱箱，或者在非常紧急的情况下（如遇到火警、毒气）按下设置在营业厅的紧急开关按钮控制报警输出和消防联动扩展板，即可实现临时紧急打开某些门。

3.8双门互锁

许多银行的重要通道(例如通往储蓄所工作大厅的通道)设置有两道门，要求两道门予以互锁，以方便有效地控制尾随或者秩序进入。

当第一道门以合法方式被打开后，若此门没关上，则第二道门不会被打开；只有当第一道门关闭之后，第二道门才能够被打开。同样的道理，如果第二道门没有关好前，第一道也不予以刷卡打开。

本系统可以方便便捷稳定地软件设置来启用或者禁用这两个门所辖的控制器的这个功能，无需额外的物理接线。如果使用四门控制器还可以启用三道门，甚至四道门的互锁。

应用案例举例：

前后两道防盗门组成一个全封闭的安全走道，门上装有猫眼或防弹玻璃－观察窗，用于监视通道内的所有情况，正常使用时，职员拿出经过授权的合法卡在读卡器上读一次卡，得到系统主机确认后，系统主机将自动开启公共区域的1号门的电锁，持卡人再用钥匙打开机械锁才能进入1号门，进入中转区域，防盗门的宽度只允许容一个正常人身位通过，防止不法分子尾随进入。进入通道后必须关好第一道门，才能通过刷卡或第二道门外的出门按钮开启防盗门。

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3.9防潜回、防尾随设计

有些特定的场合要求，执卡者从某个门刷卡进来就必须从某个门刷卡出去，刷卡记录必须一进一出严格对应。进入进门未刷卡，尾随别人进来，出门刷卡时系统就不准他出去，如果出门未刷卡，尾随别人出去，下次就不准他进来。或者某人刷卡进来后，从窗户将卡丢给其他人，试图进来，系统也会拒绝该人刷卡进来。如果用户设置启用该功能就可以实现该功能，该功能一般用于部队，国防科研、银行金库等场合。这个功能对于落实谁何时处于某个区域提供了有效证据(适用于某些案件的勘查)，有效地防止尾随，维持良好门禁管理秩序有积极的意义。

3.10里外校验开门模式

某些重要的门需要，外部合法人员刷卡后，经内部人员确认后才予以开门。本系统可以通过以下模式来实现：

外部大门设置一台双路控制器，一路接读卡器校验，二路的按钮输入端接管理员校验信号。两路的输出继电器同时控制电锁。合法人员刷卡后，门并不能打开，通过联动扩展板输出请求信号给管理员。管理员桌面安装一个提示灯或者喇叭，管理员收到请求开门的信号后，对比屏幕上的记录核对身份，甚至可以通过银行原有的视频监视设备核对来访者的身份后，通过本地读卡器刷卡，通过单路控制器输出校验许可信号给大门控制器的二路输入点，打开大门。管理员在没有收到合法请求信号时，刷卡门也不会打开。

3.11支持多种识别设备

支持多种识别设备，如：读卡器、指纹机、掌纹机、乱序密码等；能兼容行业内95%以上的识别技术，如：磁卡、条码、生物特征等。

3.12灵活丰富的多时段设置

可设置在某一时间段内刷卡有效。

3.13多种保护电路设计

多反馈电源保护、二级防雷防电涌设计，大负载继电器输出设计并带有瞬间过压保护，所有输入口光藕隔离，保证了系统的安全性与可靠性。

3.14强大的跨网段功能

运用于不同网段内的门禁数据集中管理，适用于：如互联网中总公司分公司门禁集中管克立司帝控制系统（上海）有限公司 7 地址：上海市松江区荣乐东路552号电话：+86-21-57743398 传真：+86-21-57742958 智能门禁管理控制系统功能说明

理模式，解决大型集团公司远程管理的问题。

4.软件功能简述

 系统以C/S结构运作，规模可以自由伸缩

工作站端提供人机交互接口，完成日常收费事务／管理的具体操作；服务器端存储并管理所有数据，接收工作站端的指令，进行实际的运算处理；服务器端数据库采用SQL Server 2000大型数据库服务软件；整个系统共用一个数据库，保证了数据的完整和数据传输的可靠；即使系统服务器出现故障，各站点仍能按单机操作方式工作，而不会使整个系统瘫痪。 软件两级管理

软件分为“管理中心软件”和“门禁管理软件”两级管理，采用严格的分级管理程序，操作口令和智能卡权限验证设计，有效地避免了非法越级操作，各级的管理权限由客户自己定义。两级管理易于扩展一卡通管理系统架构模式。 支持常开、常闭功能

主要用于出现火灾等紧急疏散情况或特殊情况，通过软件强制打开或关闭某个特定的门，用于紧急或疏通场合。 多种登录方式

可以给不同的操作人员设定不同的用户名和密码。操作人员在登陆软件时可直接读卡或输入用户名+密码来登录。

 人事资料管理

操作员可以把持卡人的姓名，电话号码，编号等资料输入电脑，以便在实时监控人员进出时了解进出人员的详细资料，包括姓名、编号、电话号码、地址等。 人员进出权限设定

根据需要可设定人员出权限，如允许进入哪扇门、什么时间可以进入这扇门、是否实行假日管制、是否实行反潜回管制等进出权限设定。本软件提供的强大功能，确保你在使用时得心应手。 快速发卡

通过管理中心软件发好的卡片可在权限内的一卡通子系统中使用，无需重复发卡。

 丢卡挂失，严密管理

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持卡人不慎遗失卡片时，在软件中将其挂失作废，当门禁读卡挂失卡片时，可通过软件报警提示管理员。 实时监控、远程开门

实时监控界面方便管理员查看每一个人员的进出资料，包括进出人员的姓名、性别、编号、电话号码及地址，也可以通过实时监控来查看每扇门的开关状态。你可以足不出户，通过软件远程开门。当发生火灾时你可以在1秒钟之内，将系统所有的门打开，方便人员逃离。 电子地图

先进的电子地图功能，方便管理员直观的查看门禁的分布情况及门的开关状态。

一卡通管理中心——设置界面

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门禁管理软件——主界面

门禁管理软件——实时监控

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门禁管理软件——电子地图

从物理实验的控制角度拓展实验功能第6篇

1 加一加

例1 在许多精密的仪器中，如果需要较精确地调节某一电阻两端的电压，常常采用如图1 所示的电路。通过2只滑动变阻器R1和R2对一阻值为500 Ω左右的电阻R0两端电压进行粗调和微调。已知2个滑动变阻器的最大阻值分别为200 Ω和10 Ω，关于滑动变阻器R1、R2的联接关系和各自所起的作用，下列说法正确的是（）

A.取R1=200 Ω，R2=10 Ω，调节R1起粗调的作用

B.取R1=10 Ω，R2=200 Ω，调节R2起微调作用

C.取R1=200 Ω，R2=10 Ω，调节R2起粗调作用

D.取R1=10 Ω，R2=200 Ω，调节R1起微调作用

点评本题的正确选项为A。学生在学了分压式电路后，对分压式电路的结构与功能还不是非常的理解，通过此例中再加上一个分压电路的方法，促使他们对分压式电路的原理、控制、误差大小分析等方面产生更深刻的理解。另外有一些演示实验也可以通过添加实验装置或改变实验控制的方法，来使学生能更加深刻地理解物理规律或原理。

2 减一减

例2 劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图2所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入2张纸片，从而在2块玻璃表面之间形成一个劈形空气薄层。当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图3所示。干涉条纹有如下特点：⑴任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄层厚度相等；⑵任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄层厚度差相等。现若在图2装置

中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄层后，从上往下观察到的干涉条纹（）

A.变疏B.变密 C.不变 D.消失

点评本题的正确选项为A。由于当入射光的波长和劈形材料的折射率n不变时，相邻的明条纹或暗条纹之间的间距l与劈尖顶角a的乘积为一常量，即la=λ/2n。当抽去1张纸片时，劈形空气薄层的顶角变小了，则产生的相邻明条纹或暗条纹之间的距离将变大，即观察到的干涉条纹变疏了。一些演示实验可以通过减少实验装置中控制物件的方法，帮助学生分析实验原理与实验过程，加深对实验原理的理解。类似减一减的实验还有很多，如在验证动量守恒定律的实验中，可把小支柱拿走等。

3 扩一扩

例3 教材中演示运动的合成与分解的实验如图4所示。假设从某时刻t=0开始，红腊块在玻璃管内每l s上升的距离都是10 cm； t=0开始，玻璃管从静止向右匀加速平移，加速度大小为10 cm/s2。试在图5中定性画出红腊块的运动轨迹。当t=3 s时，红腊块的位置坐标是（）。

点评本题答案(45 cm，30 cm)，图略。一些演示实验可在运动方式的控制上作一些改进，如“匀速”改为“加速”，“上升”变为“下落”，“直线”改为“曲线”等，加深对物理规律的理解。本例中，课本上的演示实验是控制为匀速运动，但在具体深入理解时，可从加速角度进行拓展，从而对运动的合成有更深入的理解。

4 比一比

学生在练习使用了一些实验仪器或实验方法后，可以对它们作一些比较，如用伏特计测量电压与用静电计测量电势差的比较，打点计时器的使用与频闪照片的比较等。通过比较，能使学生对所使用的仪器、仪表或实验方法有更深刻的理解。下面对伏特表与静电计的原理与使用作一简要比较。

例4 在如图6所示的静电实验电路中，已知电容器的电容C1=C2=C，电源的电动势为E，内阻为r，伏特表的内阻为10 kΩ。当电路达到稳定状态后，则( )

A.伏特计和静电计上显示的电势差相等，都是E/2

B.伏特计显示的电势差比静电计显示的电势差大些

C.静电计显示的电势差为零

D.伏特计显示的电势差为零

点评本题正确选项为D。在此例中，要记住伏特表测电压时要求是通路，而静电计测电压时要求是断路。由于伏特表两端都是断开的，因而示数为零，而静电计两端与电源相连，读数为E。

5 变一变

例5 用图7所示的装置观察光的反射和折射现象并测得玻璃的折射率。在光具盘的中央固定一块半圆形的玻璃砖，使二者的圆心重合。让激光束从玻璃砖的圆弧面一侧入射，光线垂直且经过圆柱的轴线，经过玻璃砖方向不变，记下入射光束在光具盘上对应位置的刻度，在入射光束不变的情况下，以圆柱的轴线为轴，有两束光同时在光具盘上移动，当光具盘转过θ时，发现其中一束光刚好消失，则玻璃的折射率为n=（）。

点评本题答案l /sinθ。许多演示实验可以从实验方法、实验器材、实验原理等方面作一些改进，使实验素材更加丰富。在课本中测玻璃折射率时，采用的是平行玻璃砖，但从实验原理上来看，不管采用哪种形状材料，如半圆形的、圆柱体的、三棱镜形的等等，都基于同一实验原理。从这一角度去拓展与思考，可为学生提供更为宽阔的思维平台。

6 学一学

例6 理想实验有时更能深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验。其中有一个经验事实，其余是推论，如图8所示。

⑴减小第2个斜面倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度

⑵2个对接的斜面，让静止的小球沿1个斜面滚下，小球将滚上另1个斜面

⑶如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度

⑷继续减小第2个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面作持续的匀速运动

请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列（只要写序号即可）。在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论。下列事实和推论的分类正确的是（）

A.⑴是事实，⑵⑶⑷是推论

B.⑵是事实，⑴⑶⑷是推论

C.⑶是事实，⑴⑵⑷是推论

D.⑷是事实，⑴⑵⑶是推论

点评本题正确的顺序排列为⑵⑶⑴⑷；关于事实和推论的分类正确的是B。科学思维和科学方法是认识世界的基本手段。在研究和解决问题过程中，不仅需要相应的知识，还要注意运用科学方法。在进行物理实验演示时，不光要对实验所涉及到的物理知识进行讲述，更要注意引导学生从实验思维与科学方法上进行思考与总结。这样，在利用演示实验进行课堂教学时，才真正挖掘出物理学实验的教学功能。

控制功能模块第7篇

MMC作为一种新型的电压变换装置,具有输出谐波少[1]、模块化程度高[2]、灵活性强等特点,它把多个子模块功率单元级联在一起[3],叠加输出很高的电压,在电力系统中具有广泛的应用前景[4]。

由于具有公共直流母线,MMC可以应用于背靠背高压直流输电系统中[5,6],所以基于MMC的高压直流输电系统成为了柔性直流输电领域的研究热点[7,8,9]。文献[10]提出了基于MMC的大型光伏并网系统结构,旨在解决当前大型光伏并网系统存在的一些问题,如孤岛效应、谐波污染等。

MMC装置的系统设计主要包括主电路部分和控制系统部分。MMC主电路结构高度模块化,含有大量的子模块,且相互之间级联。文献[11-12]指出,通过调节子模块的级联个数可以完成不同等级的功率输出和电压输出[13],并且抗电磁干扰能力强,减少输出电压的谐波含量,所以MMC的灵活性更高、扩展性也更强。

MMC的这些结构特点对其控制系统的信号采集、脉冲发生和数据处理能力提出了比较高的要求,而且为满足系统隔离和复杂电磁环境需要,一般采用光纤作为数据传输的介质。

文献[14]提出了一种控制系统结构,该结构包括一个主控器和若干个子模块控制器,即在每个子模块上安装一个控制器。该控制结构实现了对每个子模块快速可靠控制的目的,具有高效的控制效率,并满足MMC的模块化设计和各个子模块间的隔离性。

目前,对MMC相关技术的研究,主要包括数学模型、元件参数选择、电容电压平衡和调制策略等方面[15,16,17,18,19,20,21]。其中,子模块电容电压平衡控制是MMC应用的关键技术之一。而实现子模块电容电压平衡控制,均需子模块控制器完成电压数据参数的采集、处理、传输和子模块故障信息的反馈以及控制子模块的投切。

为实现对子模块电容电压的精确采集,达到电容电压平衡控制,实现MMC系统的多电平输出,按照文献[14]提出的控制系统结构,本文设计了该控制系统中的子模块控制器,从硬件和软件方面对子模块控制器进行介绍。通过实验验证所设计的子模块控制器的合理性。

1 MMC控制系统总体结构和工作原理

整个MMC控制系统主要包括三大部分,即主控制器、子模块控制器和数据采集部分。主控制器包括CPU模块、电源模块、光纤模块等。其中,C PU模块主要包括主控制器L137 和辅助控制器FPG A等。子模块控制器包括数据处理模块、子模块电容电压采集模块、光纤模块和电源系统及驱动模块等。数据采集模块主要采集三相电压、三相电流以及三相上下桥臂电流。如图1 所示。

MMC控制系统包含一个主控制器以及若干个子模块控制器、多个数据采集模块,每个子模块控制器和数据采集模块与主控制模块之间使用光纤进行通信。主控制器的核心部分主要有辅助控制芯片FPGA和主控制芯片L137。辅助控制芯片FPGA一方面接收子模块控制器和数据采集模块传来的电流电压数据,存储到FPGA内部的FIFO缓存器中,再进行数据串/并换,再将并行数据传给L137 进行计算处理。另一方面,辅助控制芯片FPGA接收L137 反馈的计算结果,并根据计算结果产生PWM波,通过光纤传给子模块控制器。L137 包括DSP和ARM。DSP负责处理FPGA传来的数据,并将处理结果分别传给FPGA和ARM。ARM的功能有2 个:一是接收DSP处理的结果,并将数据传给上位机,在上位机上以图形的方式显示此处理结果,便于研发人员观察DSP处理结果。二是接收通过上位机加载的DSP和FPGA的程序,控制DSP的计算,方便通过网线进行远程调试程序。子模块控制器主要完成子模块电容电压的采集,并将其传送至主控制器,同时接收主控制器发送过来的PWM脉冲,生成双路PWM脉冲驱动子模块上的两个IGBT,进而实现子模块的投切。数据采集模块采集三相电压,三相电流和三相上下桥臂电流,并将该电流电压数据及时传送至主控制器。

2 子模块控制器的硬件设计

2.1 子模块控制器的工作原理

图2 为子模块控制器在MMC控制系统中的硬件框图。子控制器所用的控制芯片为FPGA。子控芯片FPGA主要是控制子模块电容电压采集模块的A/D转换器采样及接收A/D转换器的采样数据、生成两路PWM脉冲、通过光纤模块实现与CPU核心板之间的通信。一方面FPGA控制子控模块电容电压采集模块的A/D转换器的采样,与此同时接收A/D采集的数据,然后经过FPGA内部的FIFO存储器进行缓存,再进行并/串转换,经光纤通信模块发送给主控制器的CPU模块。CPU模块的辅助控制器FPGA将接收的电流电压数据进行串/并变换,再将数据传送至L137。L137 将计算结果及时反馈给辅助控制器FPGA,并根据结果选择投入满足条件的子模块且通过光纤向对应的子控制模块发送调制波。另一方面FPGA通过光纤通信模块接收CPU模块发送的调制波,与自身设定的三角载波进行比较产生互补的两路PWM信号,再经过死区保护,最终形成驱动信号,进而通过驱动模块,实现子模块单元电容电压平衡。

2.2 子模块控制器数据处理模块

子模块控制器数据处理模块主要是由子控芯片(FPGA)、JTAG接口、电源系统、时钟电路、外部接口和一些外围阻容电路组成。使用的FPGA的型号是Altera公司的EP1C3T100I7。该芯片优势在于引脚较少,功能强大且成本较低。通过JTAG接口将对应的软件程序烧录到FPGA,主要用于FPGA芯片内部测试以及对整个系统的仿真和调试。电源系统主要是由两个正向低压降稳压器AMS1117-3.3和AMS1117-1.5 组成,使得电源系统产生3.3 V和1.5 V输出电平,保证整个核心模块的正常工作。时钟电路的功能是向子模块控制器提供工作频率,电路结构主要包括有源晶振。外部接口是子控制器核心模块与其他模块间进行数据的通信,主要有接收来自子模块电容电压采集模块电压数据、经由光纤通信模块向主控制器发送的串行数据、接收经由光纤通信模块来自于主控制器的PWM信号、向子模块驱动模块发送的双路PWM信号等。

2.3 子模块电容电压采集模块

子模块电容电压采集模块主要是由电压传感器、电容电压检测电路以及A/D转换电路组成。如图3 和图4 所示。

采用LEM电压传感器,传感器型号LV25-P,可以准确地采集子模块电容电压,范围为0~600 V。电压检测电路由线性降压电路、线性光耦电压检测电路以及电流/电压转换电路组成。线性降压电路由若个阻容期间组成,该电路可以将0~600 V的高电压线性减小到0~10 V的弱电压信号。转换后的弱电信号经线性光耦电压检测电路进行电气隔离。光隔离是一种常见的信号隔离形式,线性光耦电压检测电路主要由线性光耦HCNR201、运算放大器CA3140 和阻容元件组成。电流/电压转换电路主要是由运算放大器CA3140 和一些阻容元件组成。由于线性光耦检测电路输出端是电流信号,电流信号通过电流/电压转换电路变换成电压信号。经由电压检测电路,采集的电压范围为0~2.5 V,并被传送至A/D转换器。A/D转换芯片采用AD7472,是12 位低功耗逐次逼近型、高速ADC,其工作电压为2.7 V至5.25 V单电源, AD7472 的最高呑吐量可达1.5 MBPS,AD7472 内置一个宽带宽采样/保持、低噪声放大器,可处理20 MHz以上的输入频率。AD7472 输出的12 位数字量将被传送至FPGA。

2.4 光纤通信模块

光纤通信模块是将子模块控制器的数据处理模块传来的电信号转化成光信号,送给主控制器的CPU模块处理计算以及接收经由光纤传送的CPU模块产生的调制信号,并将该光信号转化成电信号,传送至子模块控制器数据处理模块。光纤通信模块包括两大部分电路,一个是发送端口电路(如图5 所示),一个是接收端口电路(如图6 所示)。发送端口电路将数据处理模块传来的数据OTX,以光形式发送出去。接收端口电路接收主控制器发送的光信号,并将该光信号转化成电信号ORX传送至子模块控制器的核心模块进行处理。

2.5 电源模块

电源模块给整个子模块控制器的各个模块供电,保证子模块控制器的正常工作。电源模块的输入为通过单向全桥整流进来的直流电压,约为220 V左右。输出有4 路,分别是给两路IGBT驱动电路供电+17V1、-5V1 以及+17V2、-5V2,给核心模块供电的+5 V以及给电容电压采集模块供电的正负15 V。

2.6 驱动模块

驱动模块接收数据处理模块FPGA发送来的两路PWM信号和保护信号以及复位信号,进而驱动两个IGBT,实现子模块单元的投入与切除。FPGA控制IGBT驱动模块电路如图7 所示。

驱动模块主要由两个光耦合器HCPL-316J芯片和外围电路构成。每一个光耦合器HCPL-316J芯片都由管脚作为控制信号,管脚Vin+ 全部接+5 V电源,正常工作时,HCPL-316J芯片Vin-端与Vout端保持同步同相,且响应时间小于500 ns。工作原理是:当Vout端输出高电平时,UGE≥15 V,IGBT开通;当Vout端输出低电平时,UGE≤-5 V,IGBT关断。

欠压和过流保护:光耦合器HCPL-316J所内置的IGBT检测和保护功能,使得驱动电路的设计更加地简便、安全。当Ucc2低于13 V时,激活光耦合器HCPL-316J中欠压锁定保护和短路电流保护(DESAT),使驱动模块的输出一直保持在低电位,封锁IGBT,以免在过低的栅极和射极间电压下IG BT在导通时发生过流,损坏器件。由于IGBT自身所拥有的特性,UCE急剧升高,快恢复二极管D1和D3检测UCE的值,如果超过已设定的UCE保护电压,那么DESAT端的电压大于7 V,退饱和保护电路被激活,光耦合器HCPL-316J保持低电平输出,关断IGBT,同时端输出低电平,向FPGA反馈该故障信息。

3 子模块控制器的软件设计

子模块控制器的软件设计主要包括两大部分,即数据通信部分和PWM驱动脉冲分配部分。

3.1 数据通信部分的软件设计

数据通信部分是完成电容电压数据信息、子模块保护信息的上传,接收主控制器通过光纤传送来的PWM调制波信号。具体地,子模块控制器采集到的子模块电容电压需要上传给主控制器,通过光纤作为传输介质,为了保证主控制器能够准确地接收数据,子模块控制器的数据通信部分需要按照一定规则对所传输的数据进行封装处理,如此,作为接收端的主控制器也按照此规则进行解封处理,从而还原出数据。同理对于子模块的保护信息的上传也是如此,数据通信部分将子模块的故障信息进行封装处理,从而实现可靠通信的目的。子模块控制器和主控制器间通过同步信号保证通信正常。另外,数据通信部分同时接收主控制器反馈回来的PWM调制信号。图8 是数据通信部分完成子模块电容电压上传的软件流程图。

3.2 PWM驱动脉冲分配部分的软件设计

PWM驱动脉冲分配部分是子控芯片FPGA的主要功能之一,该部分是将光纤传输来的PWM调制脉冲信号,与FPGA自身设置的三角波进行比较,生成两路互补的PWM信号,再经过死区保护,从而生成驱动脉冲。图9 为PWM驱动脉冲分配部分的程序流程图。

在此需要说明的是,由于IGBT存在一定的结电容,该结电容会造成IGBT导通关断的延迟现象。故为了使IGBT上下管不会因为延迟现象而发生同时导通,需要对生成的两路互补的PWM信号进行死区保护,设置一个保护时段。本文通过软件的方式完成带死区保护的两路互补的PWM驱动脉冲,死区保护具体软件实现如下:

4 实验

设计完成的子模块控制器实物如图10 所示。

左侧的实物图有上下两层板,上层板为子模块控制器数据处理模块,下层板为光纤通信模块和子模块电容电压采集模块。右侧的实物图为电源模块和子模块驱动模块。基于以上所设计的子控制器实物,搭建实验平台。

先测试所设计的MMC子模块控制器各项输出信号是否正常,即写VHDL程序于FPGA中,要求FPGA输出为占空比50%的高低电平信号,后经过子模块控制器内部电平转换芯片变为TTL信号,后输入驱动模块得到驱动IGBT信号,用示波器监测各节点,如图11 所示。

1 号通道是FPGA输出IGBT信号(0~3.3 V),2 号通道是经电平转换芯片后输出TTL信号(约0~5V),3 通道是驱动模块输出的驱动信号(约-16 V~+16 V),基于上述,所设计的MMC子模块控制器的输出信号可以完成IGBT的导通与闭合。

所搭建的实验平台为单相的两个子模块组成的单相DC-AC变换器,其结构为上下桥臂各一个子模块,以此实现两电平输出。实现方案是DC-AC变换器上下桥臂各一个子模块,每个子模块由一个子模块控制器对其进行子模块电容电压的采集,子模块控制器再将电压数据通过光纤传送到主控制器。上下桥臂还各有一个数据采集板,采集桥臂电流并通过光纤发送至主控制器。主控制器完成控制算法选择需要投入和切除子模块,实现DC-AC电压变换。输入端UDC加上10 V直流电压,用示波器测试上桥臂子模块电容两端的电压变化情况,继而验证所设计的子模块控制器的可行性和合理性。

实验测得结果如图12 所示,所搭建的DC-AC变换器实验平台实现了两电平输出,子模块控制器控制子模块的投入与切除,子模块投入时,其电容两端电压为10 V;子模块切除时,电容进行放电。所设计的子模块控制器达到预定要求。

5 结语

纳米抗体可控制荧光蛋白功能第8篇

抗体是免疫系统用来鉴别和抑制外源物质 (例如细菌和病毒) 的一种蛋白质复合体, 可以为免疫系统标示出作为目标的外源物质, 被广泛应用于研究和治疗。不过, 传统的抗体太大, 难以进入活细胞体内产生作用。

德国科学家从羊驼、骆马等几种南美骆驼科动物产生的抗体中找到了7种合适的纳米抗体。研究人员首先给羊驼等接种绿色荧光蛋白, 然后将识别出绿色荧光蛋白的抗体基因信息移植到细菌上, 最后由细菌再将这些抗体片段合成为纳米抗体。测试表明, 这些抗体与绿色荧光蛋白黏附在了一起。

桶状的绿色荧光蛋白两头开放, 内部由所谓的发色基团组成, 这种光吸收结构对荧光的产生非常必要。而吸收光产生绿色荧光又与蛋白质的精确构造有关。研究人员发现, 有两个纳米抗体会对这种关系产生重大影响, 其中一个纳米抗体通过将蛋白的一个特定区域向发光区推近, 可使荧光效果增强5倍;而另一个则将之推开, 可以使荧光效果降低4倍。也就是说, 通过纳米抗体, 科学家可以开启和关闭信号。实验还证实, 纳米抗体在活细胞内对融合荧光蛋白同样起作用。

论档案的社会记忆控制功能第9篇

关键词：档案,社会记忆控制,社会意义

一、社会记忆控制的意义

首先,根据社会记忆控制,我们可以提供可靠的历史证据,证明历史事件是否真正的出现过。以中日战争为例,日本在第二次世界大战期间对我国发动了大规模的侵华战争。二战结束后,一些日本领导人歪曲历史,对以前做过的事情概不承认,在这样的背景下,档案对社会记忆控制的功能就显得至关重要了。社会记忆管控能够帮助我们政府很好地呈现历史发展事实,让日本政府无从狡辩。其次,根据社会记忆的管控,能够让人们更加认清历史,增强社会凝聚力。通过社会记忆控制,能够帮助人们形成相对统一的价值观,面对重大事件,人们能够团结一致,一致对外,维护国家的根本利益[1]。再次,通过社会以及控制,能够帮助人们更好的还原历史,统一人们对于历史事件的记忆。随着时间的流逝,人们对于历史的记忆会越来越模糊,即使一些非常有价值的历史记忆也会随着时间而被淡忘,这对于社会来说是一种非常大的损失,这种损失还是不可逆转的,只要消失就再也不会有了。社会记忆控制能够有效防止这种事情的发展,让人们能够保持对历史的基本记忆。

二、档案的社会记忆控制功能都有哪些

档案是社会记忆控制的一种主要形式,它通过对历史材料的保存能够有效地记录历史,帮助人们记录有价值的社会信息。首先,档案是对历史记忆的追溯,它的可靠性非常高。与其他历史还原的形式相比较,档案具有更高的真实性,它不但记录了社会实践活动的整个过程,还收集了这一事件发生过程中的各种直接材料,成为了社会记忆的强有力证据。其次,档案能够为人们更好地捍卫历史提供可靠证据,在日本侵华的过程中,我国人民通过对相关材料的保存,对历史事件进行了深入的记录。现阶段,日本不承认侵华的事实,我国政府以档案中的材料为证据,对其进行了强有力的回击。再次,档案是维护社会准则的重要手段,社会是在不断地传承中逐渐发展起来的,人们通过对历史的传承,能够形成共同的价值观,这样就能方便社会管理者对社会进行更加规范化的管理。最后,档案还能够准确引领记忆的走向。对社会中一些想要改变社会走向的不法分子,我们可以通过对历史档案的公布给予完美的反击,把历史真相告诉广大公众。

三、我国档案的社会记忆控制方面存在的问题

1. 缺乏健全的社会记忆构建体制。

目前,我国档案管理的机构主要是档案馆,国家把历史资料全部送往档案馆,档案馆的工作人员根据不同的类别进行分类,有的档案馆还要根据档案的重要程度进行不同层次的保管。然而,我国缺乏健全的社会记忆构建体制,对于如何分类没有明确的规定,工作人员也仅仅是根据档案馆管理者的要求以及自身的认知来决定档案的重要程度,这种档案管理方式非常的不科学。它把档案的生死大权只交给一个机构,档案的去留、保存期限都是档案馆的管理者以及工作人员来决定。我国政府对于档案的管理缺乏必要的监管机制,缺乏明确的制度规范,这就造成了目前很多重要的档案丢失,很多没有多少利用价值的档案长期占用着档案馆的位置。

2. 档案工作人员的档案意识薄弱。

档案工作是一项长期性的工作,在短时间内很难体现出其价值,这就使得很多档案工作人员的档案管理意识薄弱,没有充分认识到其自身工作的重要性,对于档案管理工作没有引起足够的重视,在平时的工作中大多都只是简单地应付一下,最终导致了档案存放缺乏条理性,重要的档案资料被处理等多种现象发生,一旦档案需要被使用,档案工作人员根本就不能及时的提取档案,这就使得档案的社会记忆控制功能不能充分地发挥出来。

3. 档案的接收层面窄,社会记忆的构建范围小。

长期以来,档案的社会记忆控制功能都是为了能够帮助社会进行相关证据的保存,通过对档案的保存,让我们的子孙后代能够见证现在的文明与文化,为他们留下最真实的记忆。目前,档案馆的档案都是党政机关的档案,对于普通大众的生活以及文化没有全面的反应出来,普通民众的个人记忆受个人条件的制约随着时间的流逝慢慢被遗忘,使得档案的社会记忆控制功能根本就得不到全面的发挥。档案馆对于档案接收层面窄的问题直接影响了档案功能的真正发挥,导致社会普及的范围不够全面,社会记忆的功能得不到全面的实现。

4. 档案工作没有充分利用媒体力量,社会融入性差。

随着现代社会的不断发展,我国的信息化行业获得了飞速的发展,电视、网络、报刊等传播媒介随时随地充斥着我们的生活,改变着我们的生活方式,对于档案的记录工作具有非常重大的意义。新闻媒体都是以第一手资料见长,其记录的事件内容相对具体,因此,其档案的价值都非常大。真实性与全面性是受到社会各界认识广泛认可的。然而,目前由于我国政府缺乏对于媒体力量的认识,对于社会媒体力量缺乏必要的关注,因此,社会媒体的作用不能得到充分的发挥,档案的社会记忆控制功能不能得到充分的发挥。另外,档案资料的社会融入性差,档案的资料与社会脱节,因此现代社会的人们对于历史档案资料的认识不足,档案资料也只是存放于档案馆中,不能形成更加深入的认识,这对于档案的社会意义控制功能的发挥非常不利。

四、如何进一步加强档案的社会记忆控制功能[2]5

1. 建立健全的档案管理体制。

档案馆是我国档案管理的重要机构,因此我国政府必须重视对档案馆内部的管理,建立健全的档案管理体制,对于档案管理制定明确的分类标准和严格的档案管理规范,一旦档案馆的工作人员违反相关的规范必须进行严厉处罚。同时,我们还要在档案馆建立必要的监管机制,对于档案馆工作人员的档案管理情况进行及时监管,一旦发现问题,及早给予纠正。另外,我们还应该多开发档案管理平台,发动广大群众的力量强化档案管理工作,这样即使档案馆对于档案的管理工作由于多种原因没有被管理好,我们依然能够在社会上找到相关的资料,这对于强化档案的社会记忆功能具有非常重大的作用,同时对档案的管理形成了一道坚实的防线,使得档案能够发挥其最大效用,让档案更好地为社会服务。

2. 强化档案工作者的档案意识。

想要不断强化档案工作人员的档案意识,我们应该从以下几个方面入手,首先,应该加强对于档案工作人员的思想意识教育,让他们在工作开始前对自身工作的性质以及工作的重要性形成一个非常清楚的认识。其次,要对档案管理人员进行定期培训,保证档案管理方法的科学性、有效性。在档案管理工作开展的过程中能够更加快速、高效地完成档案管理工作。再次,加强档案管理工作的理论研究,系统整合档案的管理系统,深入实践,具体问题具体分析,对于档案管理中存在的问题进行深入的分析与研究,为档案工作更加顺利的开展创造良好的条件与环境。最后,档案工作人员还要加强对于档案管理相关法律法规的了解与认识,通过对国家强制性规定的了解,更加清楚地认识到自身的责任,使得档案的管理工作更上一层楼。

3. 不断扩大档案资源的建设范围。

档案馆作为我国档案的主要接收机构,应该把档案工作的认识提高到一个新的高度。档案工作并不仅仅是为政府部门服务,还要满足广大人民群众对于档案的了解与认识需求。因此,档案馆应该不断扩大档案资源的建设范围,提高档案资源的数量与质量,不断增大档案社会记忆控制功能的试用范围。加强对私人档案领域的关注,对不同阶层的档案进行不同的管理,对社会中不同阶层的档案管理需求都要给予一定的满足,保证档案管理工作的全面性。与此同时,档案部门还应该聘请专业的档案管理人员对于社会中不同层次的档案管理需求进行不同档案管理方式的讲解。通过对社会大众档案管理方式方法的讲解,缓解档案馆的档案管理压力,最大程度地满足社会各界人士对于档案管理的需求。个人和社区也可以根据自身的需要对于有价值的资料建立完全的档案,补充国家档案机构在档案管理中的不足,为档案社会记忆控制功能的发挥打下坚实的基础[3]81。

4. 实行媒体互动策略,加强档案工作与社会的联系。

媒体主要传播的是主流的社会记忆,它能够更大范围地传播社会现实,让更多的人对社会中的事件进行准确的记忆和保存。因此,我国的档案部门应该加强与媒体的交流与合作,建立档案专门讲座、档案专题教育活动,让档案部门的工作能够和媒体形成有效地融合,形成档案馆与媒体相结合的档案管理模式。以南京大屠杀为例,我国政府对于这一时间的各种资料进行了有效地整理与归纳,但是人们对于政府资料的了解不多,更多的人都是通过媒体的报道了解南京大屠杀的相关细节的,由此我们可以非常清晰地认识到媒体对于档案的社会记忆控制功能的发挥起到了非常重要的作用。另外,我国的档案管理应该加强与社会现实的融合,把档案中的相关资料与教育相融合,把历史资料与历史教科书有效融合,让更多的人了解历史、传承历史,让每一个中国人成为活资料,充分发挥档案的历史记忆控制功能,让我们的子孙后代能够不断传承我国的文化,为我国更好的发展贡献自己的力量。

参考文献

[1]丁海斌.档案工作时间论[J].档案学通讯,2012(1).

[2]冯惠玲.档案记忆观、资源观与“中国记忆“数字资源建设[J].档案学通讯,2012(3).

开包机电气控制功能的完善第10篇

1.1 主要结构

FT51-TS型纸箱开包机主要由机械手臂、旋转提升架、电控系统等组成。机械手臂主要完成烟箱导向、烟箱夹抱、烟箱翻转、纸箱阻拦、箱体开门、纸箱拔离等6个功能, 它实现开包机的开包功能;旋转提升架则主要完成座体旋转和手臂升降2个动作, 它实现将机械手臂运送到各个工位的功能;电控系统完成对纸箱开包机的自动控制。

1.1.1 机械手臂

机械手臂主要由支架、翻转架、箱体等组成。箱体内装有纸箱导向机构、纸箱拔离机构、纸箱阻拦机构;箱体外还装有一对可对开的箱门。箱体固定在翻转架上, 在电机的带动下箱体可随翻转架翻转, 同时在翻转架上还安装有一套烟箱夹抱机构。翻转架和箱体又是固定在支架上的, 通过支架与旋转提升架上的升降架进行连接, 就实现了将机械手臂送到各个工位的功能。

1.1.2 旋转提升架

旋转提升架主要由旋转座、支架升降架、配重块等组成。升降架安装于支架上, 配重块用于平衡安装于升降架上的机械手臂的重量。支架又安装在旋转座上, 旋转座可在180°范围内来回旋转。

1.1.3 电控系统

开包机的电控系统隶属于真空回潮段总线控制;可实现对整个开包系统自动控制和手动控制, 开包系统包括FT51-TS型纸箱开包机1台, 烟箱输入辊道输送机3台, 空箱输出辊道输送机2台, 烟片输出皮带输送机1台。电控柜置于开包机旁。

1.2 工作原理

装有烟片的烟箱在烟箱输入辊道上完成剪带和开盖后, 被送到纸箱开包机的机械手臂的下方。此后机械手臂下降, 机械手臂内的导向杆将纸箱的箱盖紧紧压在箱侧, 由气缸推动的夹抱机构将纸箱抬起, 纸箱抬起的过程中在导向杆的作用下, 纸箱和机械手臂准确定位。接着, 机械手臂开始上升, 上升到一定高度后, 旋转提升架开始向倾倒叶片工位旋转, 同时机械手臂上的翻转箱体将纸箱翻转, 使纸箱开盖的一面向下。此后机械手臂下降, 到位后, 将箱体上的仓门打开。仓门打开后, 机械手臂随即再次上升, 纸箱在纸箱阻拦机构的作用下被挡在机械手臂的箱体内, 烟片则在重力的作用下与纸箱分离开后被倒在皮带机上。烟片倒出后, 机械手臂开始向放置空纸箱的位置旋转, 同时机械手臂上的翻转箱体将空纸箱转回原来的位置, 在机械手臂转到空纸箱输出工位时, 机械手臂下降, 夹包机构松开, 接着机械手臂再次上升, 同时纸箱拔离气缸动作, 将空纸箱放置在空纸箱输出辊道上, 空纸箱随后被送出系统。

2 产品系统说明

2.1 传动系统

纸箱开包机械手的箱体翻转都是由轴装式减速电机直接驱动, 通过变频调速改变翻转速度。

2.2 开包机电气元件位置与作用

2.2.1 机械手臂

机械手臂所完成的6个功能中, 烟箱夹抱、箱体开门、纸箱拨离依靠电磁阀控制气缸完成, 烟箱翻转由变频减速电机实现。烟箱导向和纸箱阻拦没有电气元件参与。

2.2.2 旋转提升架

旋转提升架部分主要完成整个架体的旋转和升降架的升降2个动作, 其中旋转运动由伺服电机驱动, 可实现位置的精确定位和运动的平稳运行, 升降运动由带制动器的减速电机实现, 电机采用变频调速, 频率变化范围从10 Hz到60 Hz, 制动器应接成快速制动模式。旋转电机功率为3 k W, 提升电机功率为5.5 k W。

提升架上安装有固定接近开关4个, 分别检测上位、翻转允许位、开门位、夹抱位 (下位) 。在上下极限位置安装了行程开关2个, 用作安全保护。同时安装了1个活动接近开关, 专门用来检测到位前合适位置并发出减速信号。旋转底座上安装了1个固定接近开关, 检测旋转座是否在夹抱位。其他工位的位置确定由旋转编码器实现。在旋转的2个极限位置安装了行程开关, 用作安全保护。

2.3 开包机电控说明

FT51-TS型纸箱开包机电控系统采用可编程控制器对整个工艺过程进行控制。采用变频调速器对开包机的上下行、翻转等动作进行可编程控制, 旋转采用交流异步伺服控制, 整线采用了PRUFIBUS总线技术。

3 存在的问题

开包机自2005年安装、调试运行以来, 生产中主要存在以下几个问题: (1) 不安全, 操作人员在打扫卫生时有升降架落下压伤人的隐患; (2) 一次开包率较低, 开包时间较长; (3) 由于多次翻转开包和人为顶破使烟块散开、烟叶撒落, 一方面对装箱带来了一定困难, 另一方面对烟叶产生了造碎。

4 改进方法

4.1 加装光电开关

在夹抱辊道上加装光电开关, 让2个光电管都挡住时才让升降架落下, 只有1个挡住就不起作用, 这样可以保证安全。由此看来, 新装的和原来的应该是“与”的关系, 电路设计关系上, 开关量应当是串联连接, 而原来的光电管是三线制的, 用的是欧姆龙 (OMRON) 的漫反射的光电管E3S-AD87, 输入电源是24 V DC, 也就是说, 有两个线是电源直流24 V, 另一个线是经PNP三极管输出一个24 V直流电压, 这个电压输入到PLC的输入点, 如果再加一个光电管就要加一个PLC的输入接点, 接点已用完, 而且又要改程序, 程序是厂家人员编写的, 我们不一定能改好。改硬件比较方便, 就找了一个车间原来用欧姆龙产的漫反射的光电管 (OMRON) E3JM-DS70M4, 刚好是继电器输出的, 是四线制的, 电源要求是12 V to 24 V DC或24 V to 240 V AC, 输出是干触点, 让两个输出常开触点串到原来的输出点上, 电源并联就可。这样就可以达到前面的要求了。如图1所示。

4.2加装一个机构

如何缩短开包机开包时间, 提高开包机工作效率, 消除人身安全隐患, 确保产品质量, 必须根据生产现场提出一个可行的解决办法。

4.2.1 主要原因分析

经分析, 片烟烟箱在长期多次转运过程中变形, 部分烟块与烟箱接触太紧等是主要原因。

按开包机设计原理, 烟箱被夹抱、翻转、下降后, 烟块依靠重力作用与烟箱分离并落在皮带机上。从现场观察、测量来看, 尽管烟箱规格尺寸无多大变化, 但由于部分烟块与烟箱接触太紧, 烟块在烟箱中下落1/3左右时, 烟块落下的箱体空间相对形成了负压状态, 将烟块向上抽吸, 使烟箱变形, 烟块下落时的摩擦力增大, 烟块在烟箱内下降力减小而无法落下。出现以上情况时, 只能人为从开包机上面向下推烟块或从烟箱下面用铁杆撑破烟块让烟箱分离。

由此想到要给开包机加装一个机构, 让烟包产生一定压力使其掉落, 不用人为地在开包机旁边使力, 确定需在开包机夹抱机构支撑横梁上安装气缸, 压力约为 (5～10) 105 Pa, 因为烟箱高度为725 mm, 加上翻转的夹抱机构和横梁有150 mm的距离, 所以选择气缸的行程约为800～1 000 mm。推烟块装置安装示意图如图2所示。

推烟块装置设计气动执行图及电路控制如图3、图4所示。

1截止阀2过滤器3压力表4减压阀5消音器6电磁阀7气缸

1两位开关2二位五通电磁阀3空气开关

4.2.2 选择元气件

气缸型号:根据压力约为 (5～10) 105 Pa, 行程约为800～1 000 mm。参照FESTO公司产品目录, 选择DNG-160-900-PPV-A气缸。

气源三联件型号规格:FESTO的FRC-1/4-D-MINI-A。

压缩空气管规格:FESTO的PUN-8*1.25-BL。

二位五通电磁阀型号:FESTO的MFH-5-1/4-B。

两位控制开关型号:SIEMENS的3SB33400-0A。

材料加工:安装气缸支架, 焊接2根长700 mm的槽钢, 测量气缸四角螺钉孔尺寸, 并打4个安装孔安装气缸。

电、气路安装:支架做好后, 在气缸活塞杆上连接了一个直径为160 mm的法兰盘作为推盘, 安装气缸、气源三联件、二位五通电磁阀, 在开包机现场操作站上取24 V DC电源, 安装两位控制开关。全部安装完成后, 在车间进行调试。

经多次测试后, 最终将气缸的气源工作压力调为0.4 MPa时满足生产要求。当生产中遇到烟块不下落时, 操作工按下启动按钮, 气缸中活塞杆开始向下运动。活塞杆运动至下极限位置, 推下烟块, 使之与烟箱分离后, 气缸活塞杆恢复原位, 整个操作过程安全可靠, 简便易行。

5 取得的效果

(1) 据车间资料统计, 开包机的一次开包率为98.9%, 超过了开包机的一次开包率为90%的目标值, 较改进前一次开包率70.4%提高了28.5%。

(2) 开包机一次开包率的大幅提升, 不仅节约了能源消耗, 而且提升了设备有效作业率, 同时消除了存在的安全隐患, 达到了厂部的安全要求。

6 遗留问题及下一步打算

提高开包机一次开包率, 一方面降低了每批料的上料时间, 从而达到节能的效果;另一方面消除了人身安全隐患。但由于PLC编程技术水平及时间限制, 未能做到自动检测难以下落的烟包等, 以待今后进一步完善。

摘要：烟草工业企业开包装箱是第一道工序, 影响全车间的生产, 安全更是第一位的, 要提高设备的安全操作性, 防止意外伤害。现主要从2方面对设备进行了改进完善, 加装辊道上的光电开关和加装推烟箱气缸来提高安全性和生产效率。

关键词：开包机,电气控制,完善

参考文献

[1]欧姆龙 (OMRON) .E3S-A, -B光电开关《说明书》

[2]欧姆龙 (OMRON) .E3JM光电开关《说明书》

[3]昆明船舶设备集团有限公司云南昆船第一机械有限公司.《FT51-TS-SM纸箱开包机》说明书

控制功能模块第11篇

关键词：数码载波控制模块采煤机负荷电缆采煤机应用

中图分类号：TN914 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（b）-0062-01

目前我公司生产矿井所使用的采煤机控制开停方式，主要是通过负荷线中的控制线，来实现磁力启动器的启动与停止控制采煤机。但在生产实践中，采煤机电缆在电缆槽中往复的弯曲拖拉，经常会出现电缆线中的控制线橡套绝缘被损坏，造成电缆中的控制线漏电或短路，使采煤机的控制系统出现故障，此故障点查找困难、维修不便，严重影响了采煤机的正常工作，时常造成停产事故，给安全生产工作带来不便，针对上述问题，该研究者利用数码载波控制模块来控制采煤机的启动与停止，实现了采煤机远距离控制不安装控制线的要求，解决了采煤机控制线故障点难以查找且更换频繁的难题。

1 数码载波控制模块机理和特性

1.1 工作原理

数码载波控制模块由发信模块（装在采煤机内）和收信模块（装采煤机开关内）成对构成，在采煤机开关未吸合时，开关内36 V给收信模块提供电流，收信模块向采煤机负荷电缆二相间送出源频载波信号，装在采煤机内的发信模块从负荷电缆中获得“信源”后变频为数码载波返回负荷电缆，其数码特性是由采煤机控制按钮的开闭状态决定，收信模块从负荷电缆收到这个数码载波信号经解码后，对应指令驱动各自执行继电器，从而达到远方载波控制目的，采煤机开关吸合期间，收信模块内信源自动停发，发信模块靠动力电维持发码。

1.2 结构原理图

1.3 使用条件

（1）海拔高度不低于2000 m以内。（2）周围空气温度-5℃～40℃。（3）周围空气湿度不大于98%（25℃）。（4）电源电压波动范围85%～110%。

1.4 主要技术参数

（1）数码调制载波频点：125 kHz或170 kHz。（2）实用传输距离：不小于800 m。（3）收信模块供电电压额定值36 V～42 VAC。（4）收信模块最大功耗≤4 W。（5）收信模块执行控制能力≥2 A/42 AC。（6）信号（相间）工频电压额定值660 V/1140 V/3300 V三种。（7）信号（高压）端与控制低压端之间耐压≥4.2 kV（额定值1140 V）；≥8 kV（额定值3300 V）。（8）模块最大外形尺寸/单体重量额定值660及1140 V≤30X80X80 mm。

1.5 技术特性

（1）数码传送、不怕干扰、免电池、免维护、长寿命。（2）独立模块化结构、体积轻小、所有功能含在烟盒略大的成对模块内，直接安装相关设备主腔内，成为开关配件之一。（3）接线简单，直接与开关腔内高压及控制回路连接，快插式端子改换只需几秒钟。（4）智能型全独立控制接口，可兼容各种采煤机，不同型号开关，不同控制方式。（5）有明确的工况显示，不但便于模块自检，还大大方便工作面电气设备检修。（6）模块配有强磁式自吸底座，可在井下现场简单快速装在采煤机和开关隔爆腔内适当空位。

1.6 安装接线方式

（1）发信模块应安装在采煤机电控腔、如采煤机电控腔无动力高压端子，也可以装在接线腔。（2）收信模块原则上应安装在启动器的隔爆主腔。也可装在接线腔，方便高低压连接。（3）模块安装角度无要求，插入高低插头后高低压放电和爬电距离也要能满足安全要求。

（4）模块强磁底座要吸在隔爆内腔铁板上，注意勿吸在电机壳体上，以免升温影响载波工作。（5）用模块后采煤机控制按钮上原来的控制芯线必须彻底拆除，否则模块窜入外电压损坏。（6）实用开关直流操作回路的，远方二极管要在采煤机内短接，同时在收信模块的继电器出口回路串用二极管。

1.7 应用效果

（1）消除采煤机负荷电缆控制线频繁故障，有利于高产高效。（2）用4芯电缆取代7～11芯电缆，降低材料成本。（3）解决工作面采煤机控制线难以维护的困扰。（4）自动化程度高，环境适应性强，安装、使用、维护简单方便。

2 数码载波控制模块安装投入使用后的经济分析

模块投入使用后，通过一年两个综采工作面的实践证明，没有影响采煤机的正常工作，杜绝了频繁更换采煤机负荷电缆线，降低了工人的劳动强度和事故影响时间，提高了开机率，促进了安全生产。

参考文献

[1]阮国强，张建.数码载波控制在采煤机上的应用[J].山东煤炭科技，2012（4）：95.

矫直机控制系统功能第12篇

矫直机是现代轧钢生产过程中的重要设备之一, 它对改善钢材外形、提高成材率具有重要意义。

目前国内的矫直机装备水平不高, 采用手动调节及机械传动方式或液压设定辊缝, 不具备自动矫直功能且控制功能不够完善。为此, 系统介绍矫直机控制系统各部分的功能。

1 矫直机控制系统结构

矫直机电气控制系统主要由L2过程自动化控制系统、基础自动化系统、电气传动系统及检测仪表系统组成, 如图1所示。

矫直机逻辑控制分为生产状态控制和维护状态控制。生产状态控制有自动控制、半自动控制和手动控制三种控制模式;维护状态控制主要指换辊逻辑控制, 包括通过各现场就地操作箱等设备进行控制。

2 自动化系统功能

基础自动化控制系统采用西门子S7-400系列PLC来实现矫直机的网络通信、负荷平衡控制、数据采集、逻辑联锁保护等功能, 并进行压下HGC控制、恒辊缝控制及动态AFC控制, 与其它PLC之间的通信采用工业以太网, 与ET200之间的通信采用Profibus-DP网络。矫直机液压站控制系统采用S7-300系列PLC来完成液压站的启停控制、联锁保护及液压站运行状况的监控。

矫直机PLC (S7-400) 系统主要控制功能:矫直机入口、出口辊道控制;矫直机主传动系统的速度控制;压下装置的HAGC控制 (包括:辊缝、倾斜、摆动) ;矫直机弯辊控制;边辊位置控制;逻辑联锁保护。

液压站PLC (S7-300) 系统主要控制功能:液压站工作泵及循环泵的启停控制;液压循环泵、加热器及冷却水阀的起停控制;液压站的系统压力控制;液压站的系统油温控制;液压站的油箱液位控制;液压站的循环过滤器堵塞报警控制;稀油站的控制。

自动化系统主要功能:矫直机速度控制;辊缝零位标定;辊缝APC控制;恒辊缝控制;动态AFC控制;倾斜控制;换辊控制;模拟矫直。

3 传动系统功能

电气传动系统主要由整流变压器、交流变频电机、全数字交流调速装置、进线开关柜、交流控制柜、交流异步电动机等组成。矫直机主传动采用变频调速三相异步电动机拖动, 选用全数字式交流变频矢量控制调速装置。液压站工作泵等恒速设备采用普通交流异步电动机拖动, 交流接触器控制柜供电。液压站和润滑站的不调速电机采用接触器+热继、接触器+软起动等控制方式。

具有矢量控制功能的变频调速装置通常有三种供电方式:变频器+制动单元;整流装置+直流母线+制动单元+逆变器;整流回馈单元+直流母线+逆变器。矫直机变频设备全部采用第三种供电方式, 如图2所示。

矫直机传动电机所用装置的供电采用一台整流变压器, 用于将电网电压转换成电机所需的供电电压, 同时用于有效的电气隔离。矫直机主传动采用交流变频调速, 其中主传动2台变频器分别控制两台主电机运行, 控制方式为由光电编码器反馈的闭环速度控制。主机传动既可手动, 也可实现在线速度匹配和自动运行。主传动和压下、换辊设有联锁控制。

4 L2过程系统功能

L2过程自动化系统根据待矫钢板的几何尺寸及钢种等数据, 通过高精度矫直模型计算并进行矫直能力极限校核后, 确定最优的矫直道次和矫直规程, 下发给PLC基础自动化控制系统, 实现矫直过程的自动控制。L2过程自动化控制系统在过程机室设置一台二级服务器。二级控制系统具有完善的自学习功能和离线开发功能。系统结构如图3所示。

二级控制系统在接收到PDI生产计划系统或操作工输入的钢板初始数据后, 根据设备的载荷及约束条件, 完成辊缝、矫直速度、弯辊量、负荷分配、矫直道次等参数的设定计算, 下发给PLC基础自动化控制系统, 并完成矫直机控制区域内的物料跟踪。

5 仪表系统功能

高温计主要用于检测进矫直机前钢板实际温度;热检主要用于检测钢板位置。

参考文献

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[3]张晨霞.数据库技术[M].北京:中国水利水电出版社, 2013

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[5]黄雨华, 徐有忠, 等.辊式矫直机的矫直变形理论新探[J].重型机械, 1999