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傳統的變頻器控制技術是以I/O方式為基礎，在控制器以及變頻器的I/O端口上以功能需求來進行控制線的相應連接。傳統的I/O控制方法功能較為單一，布線也較為繁瑣，并且可靠性和通信效率也不高，在工業拖動現場時也存在較多的障礙，不利于工業拖動的現場。而現場總線的變頻器控制技術則在技術上實現創新，現場總線是一項新技術，其順應了工業控制系統以及信息技術智能化、分散化。在變頻器控制以現場總線為基礎的系統中，一條總線電纜便可完成變頻器及控制器的全部通信，與上層網絡相結合，實現了更加高效、智能以及全面的監控，也實現了更加高速的監控。信息系統集成在企業級別中的實施也更加便捷。
一、傳統I/O技術于變頻器控制的弊端
在變頻器控制中本機控制是最為簡單的，也稱作面板控制。在進行變速、啟動、點動、以及復位、停止的控制時，面板控制是通過變頻器的鍵盤來進行的，鍵盤在控制面板上。雖然方法較為簡單，也需要變頻器控制面板有專人負責控制，面板控制效率較低，功能也較為簡單，外部功能開關也可以用PLC控制器來進行控制，相關邏輯也得以實現，對變頻器I/O端子進行輸出，對變頻器進行控制。并進行PLC編程用以不同功能的實行，其功能包括輸入其他各種和外部故障的信號以及多級變速控制。
變頻器的控制方法以I/O端口作為基礎，在進行功能的擴展時，則只能采取較為簡單的擴展，也難以改善傳統I/O變頻器控制方法所存在的缺點。工業拖動現場隨著時代在發展，傳統I/O技術已不能適應現代的施工要求。而現場總線技術作為新技術，在信息傳輸中只需要一條總線電纜，便可以實現傳輸所有信息，現場總線技術在維修成本、布線成本以及調試成本上也極大的降低了，并且全數字化，通信速度快和結構開放互連，現場總線控制技術的效率也較高。
二、以現場總線為基礎的變頻器控制系統
（一）以設備層為基礎的變頻器控制系統
3層網絡結構體系是Rockwell對現場總線提出的標準之一，其組成包括了信息層、設備層以及控制和自動化層。其中，設備層是以現場總線技術工業標準為基礎來進行網絡開放，起到高層設備和底層工業裝置的連接作用，高層設備則包括了計算器以及PLC控制器等，底層工業裝置則包括了傳感器、開關、以及拖動裝置，還包括了閥門等。設備層采用的供電方式是總線供電，網絡的電纜結構采用主干線結構和支線結構，并對本質安全技術進行提供，通信采用用戶模式和生產者模式，在網絡通信效率上較為優異，提供了兩種報文類型，包括顯示報文和I/O報文。
變頻器控制以設備層為基礎，其系統結構包括了，裝有組態軟件的一臺RSlinx，并將其接入到設備層的總線之上，監控軟件RSView32以及PLC編程軟件RSlogix500的計算機，RSNetworx，與設備層相連的接口使用1770-KFD，而設備層與6臺AB1336Plusll變頻器則使用設備層通信模塊1203-GK5來連接，網絡主設備使用MicroLogix1500PLC控制器，對于網絡設備信息的獲取則使用掃描模塊1769-SDN來進行，監測設備和控制設備。
連接現場設備和PLC，是以掃描模塊1769-SDN作為接口，用作設備數據格式轉換以及設備數據采樣。在運行包含SDN的PLC處理器中，SDN對設備進行了依次掃描，采樣參數，并對數據格式進行了轉換，轉換成PLC能夠接受的數據格式，進而使PLC處理器能夠進行讀取，經PLC處理器進行處理，對其輸出數據也進行了轉換，轉換成不同種類的設備能接受的格式。
變頻器數據通信以及PCL數據通信的實現可以通過映射的方式來進行，Word 0至9 共10個字包括在接口定義格式之中，其中使用通信模塊將Word 0和Word 直接輸送至變頻器，將其固化為變頻器頻率狀態（或設定值）以及邏輯狀態（或命令）。在進行映射的輸出時，Word 0包含了系統的停止、故障復位和啟動控制位以及系統的正反向、頻率源和減速等控制位，設定工作頻率則由Word1進行存放。在進行映射輸出時，Word 0則反饋給PLC變頻器狀態信息，包括了變頻器運行、使能和出錯狀態信息以及變頻器達速、加減速狀態信息，實際工作頻率則由Word 1 進行存放。而Word 2至Word 9共8個字的通信內容設定則是以用戶需求來進行，變頻器中的DataIn/Out A至DataIn/Out D則與通信模塊中的Datalink A至Datalink D相對應，常用的變頻器監控參數設定至DataIn/Out之上，包括了故障代碼、實際輸出和加減速時間，以及電流電壓和多個預置頻率等。分別占用其中（Word 2至Word 9）一個字映射至掃描器。Word 1與Word 0相結合，使PLC實現監控變頻器的大部分功能。
（二） Rockwell 3層網絡系統平臺
ControlNet作為中間層于3層網絡結構中，具有高速確定性，也是開放型網絡，其能夠滿足的要求較多，包括了連接PLC處理器，計算機和I/O用要求以及其他智能設備、操作員界面應用的要求，并且滿足要求的高信息吞吐量和實時。經使用用戶模式和生產者模式，控制網絡具備對等網絡功能和I/O網絡功能，并且提供其高速性能。EtherNet通過工業以太網的使用，集成信息管理和控制系統，利用以太網監控生產場信息，包括了用于監控的工業PC工作站和PLC生產現場信息，還包括了可在計算機系統進行存取的ControlNet生產現場信息和DeviceNet生產現場信息，進而實現工廠級的統計質量控制、計劃管理和生產流程的進行，以及實現物料跟蹤、監視控制和遠程設備維護的進行。
基于DeviceNet平臺建立的Rockwell 3層網絡對系統的集成更加的全面， ControlnNet與DeviceNet的連接可通過ControlLogix來實現，并且可接入至其網絡適配器。DeviceNet節點掃描模塊使用1756-DNB，ControlnNet節點掃描模塊使用1756-CNB。兩者中的ControlLogix、PL以及計算機與最高層EtherNet的連接則可使用以太網模塊或者使用網卡來進行。經掃描器，在該層運行的計算機工作站可實現整個網絡節點的掃描和管理，對設備層生產現場信息以及控制層生產現場信息進行存取，實現全方位信息調度以及集成的企業級運行，并在連接InterNet相連接時更為便捷。
（三）監控平臺
對于監控變頻器網絡的任務的實現，可使用以RSView32軟件為基礎的計算機監控，或者使用PanelView人機界面來實現。RSView32可以與控制器實現通信功能，其中控制器的系列包括了與MicroLogix、PLC-5以及SLC500。還能與ControlLogix實現通信，并且網絡層次也可以使用兩種，包括ControlNet和DeviceNet。平臺移植于連接兩種計算機之間也更為便捷，網絡可根據種類進行驅動器種類的選擇。系統的多機同步控制、全部監控以及單機控制的集成是由總監控臺來實現，而單獨對每一臺變頻器進行控制可由各分控臺來實現。
中圖分類號:TP3文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1210064-01
一、PLC技術的概念
PLC即可編程控制器(Programmable logic Controller,是指以計算機技術為基礎的新型工業控制裝置。在1987年國際電工委員會(International
Electrical Committee)頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義:“PLC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器,用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令,并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的設備都應該按易于與工業控制系統形成一個整體,易于擴展其功能的原則而設計。”
二、PLC技術的發展歷史
1968年,通用汽車對外公開招標,尋求新的電氣控制裝置,1969年,美國數字設備公司制成的首臺plc,1971年日本從美國引進了PLC技術加以消化,由日本公司研制成功了日本的第一臺PLC。從70年代初開始,不到三十年時間里,PLC生產發展成了一個巨大的產業,據不完全統計,現在世界上生產PLC及其網絡的廠家有二百多家,生產大約有400多個品種的PLC產品。其中在美國注冊的廠超過100家,生產大約二百個品種;日本有60～70家PLC廠商,也生產200多個品種的PLC產品;在歐洲注冊的也有幾十家,生產幾十個品種的PLC產品PLC產品的產量、銷量及用量在所有工業控制裝置中居首位,市場對其需求仍在穩步上升。進入二十世紀九十年代以來,全世界PLC年銷售額以達百億美元而且一直保持15%的年增長的勢頭。
三、我國PLC技術的發展現狀
我國研究PLC技術起步較晚,但發展速度較快。中國電力科學研究院自1997年開始研究PLC技術,主要考慮PLC技術用于低壓抄表系統,傳輸速率較低。1998年開發出樣機,并通過了試驗室功能測試,1999年在現場進行試運行,獲得了產品登記許可。1999年5月開始進行PLC系統的研究開發工作。主要對我國低壓配電網絡的傳輸特性進行了測試,并對測試結果進行了數據處理和分析,基本取得了我國低壓配電網傳輸特性和參數,為進行深入研究和系統開發提供依據。2000年開始引進國外的PLC芯片,研制了2Mbps的樣機,2001年下半年在沈陽供電公司進行了小規?，F場試驗,實驗效果良好,并于6月20日在沈陽通過驗收。驗收委員會通過現場檢測認為,該實驗從中國配電網的實際傳播特性出發,對電力線通信技術的理論、實際應用和工程技術進行了開創性研究,在國內率先研制成功2Mbps和14Mbps高速電力線通信系統,建立了我國第一個電力線寬帶接入實驗網絡;實現了自家庭至配電開關柜的高速電力線數據通信,并將辦公自動化系統延伸至家庭。該實驗的成功標志著我國已經全面掌握了高速電力線通信的核心技術,具備了研制生產這種技術實用化設備的能力。據悉,今年年底以前將建成200戶的試驗網絡。
我國工業控制自動化的發展道路,大多是在引進成套設備的同時進行消化吸收,然后進行二次開發和應用。目前我國工業控制自動化技術、產業和應用都有了很大的發展,我國工業計算機系統行業已經形成。工業控制自動化技術正在向智能化、網絡化和集成化方向發展。
四、PLC的未來發展趨勢
1.功能向增強化和專業化地方向發展,針對不同行業的應用特點,開發出專業化的PLC產品,以此來提高產品的性能和降低產品的成本,提高產品的易用性和專業化水平。
2.規模向小型化和大型化的方向發展,小型化是指提高系統可靠性基礎上,產品的體積越來越小,功能越來越強;大型化是指應用在工業過程控制領域較大的應用市場,應用的規模從幾十點擴展到上千點,應用功能從單一的邏輯運算擴展幾乎能滿足所有的用戶要求。
3.系統向標準化和開放化方向發展,以個人計算機為基礎,在Windows平臺上開發符合全新一體化開放體系結構的PLC。通過提供標準化和開放化的接口,可以很方便地將PLC接入其它系統。
五、PLC技術的特點
1.配套齊全,功能完善,適用性強:PLC發展到今天,可以用于各種規模的工業控制場合。除了邏輯處理功能以外,現代PLC多具有完善的數據運算能力,可用于各種數字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現,使PLC滲透到了位置控制、溫度控制,CNC等各種工業控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發展,使用PLC組成各種控制系統變得非常容易。
2.系統的設計、建造工作量小,維護方便,容易改造:PLC用存儲邏輯代替接線邏輯,大大減少了控制設備外部的接線,使控制系統設計及建造周期大為縮短,同時維護變得容易起來。更重要的是可以使同一設備經過改變程序改變生產過程。
3.體積小,重量輕,能耗低:以超小型PLC為例,新近出產的品種底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗僅數瓦。由于體積小很容易裝入機械內部,是實現機電一體化的理想控制設備。
六、PLC應用中應注意的問題
PLC是專門為工業生產服務的控制裝置,通常不需要采取什么措施,就可以直接在工業環境中使用。但是,當生產環境過于惡劣時,就不能保證plc的正常運行,因此在使用中應注意以下環境問題。
1.溫度:PLC要求環境溫度在0-55℃,安裝時不能放在發熱量大的元件下面,四周通風散熱的空間應足夠大,基本單元和擴展單元之間要有30mm以上間隔;開關柜上、下部應有通風的百葉窗,防止太陽光直接照射;如果周圍環境超過55℃,要安裝電風扇強迫通風。
2.濕度:為了保證PLC的絕緣性能,空氣的相對濕度應小于85%(無凝露)。
3.震動:應使PLC遠離強烈的震動源,防止振動頻率為10-55hz的頻繁或連續振動。當使用環境不可避免震動時,必須采取減震措施,如采用減震膠等。
4.空氣:避免有腐蝕和易燃的氣體,例如氯化氫、硫化氫等。對于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環境,可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中,并安裝空氣凈化裝置。
參考文獻:
中圖分類號：TP39
文獻標識碼：A
文章編號：1006-0278（2015）04-112-01
一、頻率合成技術的發展趨勢
頻率自動控制系統在電子設備中廣泛應用于穩頻及鎖相。頻率自動控制的頻率合成法在其發展過程中主要有三個過程：
一個是直接模擬合成頻率，這種方法是直接利用備品，分頻，混頻及濾波，從單一的或者幾種參考頻率中產生多個所需的頻率，該方法頻率轉換時間短，但是體積大、功耗大，現在基本淘汰；第二個就是用鎖相環合成頻率，這種方法是現在用的比較廣泛的，通過鎖相環來完成頻率的加、減、乘、除基本運算，這種方法結構簡化、便于集成，且頻譜純度高，但是高分辨率和快速轉換速度之間不能夠很好地同時達到，所以，一般用于大步進的合成頻率技術中；另一個方法直接數字合成頻率，與前兩者相比，這種方法有著更多的有點：簡單可靠、控制方便，且同時具有很高的頻率分辨率和快速轉換速度，可以實現可編程和全數字化，控制靈活方便，并具有極高的性價比，現在已經較廣泛的應用于電信電子領域，是實現設備全數字化的關鍵技術。
此外，通過脈沖寬度調制技術也能進行頻率的改變。脈沖寬度調制（PWM）是一種模擬控制方式，利用微處理器的數字輸出來對模擬電路進行控制，廣泛應用在測量、通信到功率控制與變換的領域中。隨著電子技術發展，脈沖寬度調制技術也出現了多種，包括：等脈寬PWM法、隨機PWM、SPWM法等眾多技術。
自動頻率控制系統的關鍵是一個高精確度的測頻和控制技術，為了更高的精確度，頻率自動控制已經開始朝著混合式技術方向發展，把不同的方法結合起來運用，優勢最大化，缺限最小化。
二、幾種頻率合成技術原理及特點
（一）直接模擬頻率合成（DAFS）
這是最早使用的一種頻率合成方法，它由模擬振蕩器產生參考頻率源，在京諧波發生器產生一系列諧波，然后經混頻，分頻和濾波等處理產生大量的離散頻率。直接模擬頻率合成方法的優點是頻率轉換時間短，相位噪聲低。缺點是由于采用大量的混頻，分頻，倍頻和濾波等模擬硬件設備，使產品的體積大，成本高，結構復雜，容易產生雜散分量，大多數硬件的非線性影響難于抑制。
（二）鎖相環頻率合成（PLL）
鎖相環頻率合成技術中，利用鎖相技術實現頻率的加減乘除運算，即把一個或多個基準頻率源，通過諧波發生器，混頻和分頻等一系列非線性器件，產生大量的諧波或組合頻率，然后利用鎖相環把壓控振蕩器的頻率鎖定在某一個組合頻率上，由壓控振蕩器間接產生所需要的頻率。
鎖相環頻率合成也包括模擬式和數字式，實際應用中大多應用數字式，數字式鎖相環頻率合成技術，鎖相環路相當于一個窄帶跟蹤濾波器，因此能很好的選擇所需要的信號，抑制雜散分量，且避免了大量使用濾波器，十分有利于集成化和小型化。而且一個良好的壓控振蕩器具有高的短期頻率穩定性，而標準頻率源具有高的長期頻率穩定度，這兩者結合形成的信號長期穩定度和短期穩定度都很高，但是缺點是頻率轉換時間較長，單環頻率合成器的頻率間隔不可能做的很小，且系統內的壓控振蕩器帶來的新的噪聲也比較大。
（三）直接數字頻率合成（DDFS）
直接數字頻率合成技術是頻率合成技術的一次革命，直接數字頻率合成器由相位累加器，波形儲存器，D/A和低通濾波器構成。時鐘頻率給定后，輸出信號的頻率取決于頻率控制字，頻率分辨率取決于累加器的位數，相位分辨率取決于波形存儲器的地址線位數，幅度量化噪聲取決于波形存儲器的數據位字長和D/A轉換器的位數，這樣合成信號的頻率，相位和幅度都可由數字信號精確表示。
直接數字頻率合成有著眾多優點：極高的穩定度，極高的頻率分辨率，超高速的頻率轉換時間，變頻相位連續，相位噪聲低，全數字自動化控制，可以合成任意波形，集成度高，容易實現小型化。但同時也有兩個無法完全避免的缺點：輸出帶寬受限和輸出雜散較大。
（四）隨機PWM
早期大功率晶體管主要為雙極型達林頓三極管，存在比較大的問題，隨機PWM誕生，其原理是隨機改變開關頻率使電機電磁噪音近似為限帶白噪聲（在線性頻率坐標系中，各頻率能量分布是均勻的），盡管噪音的總分貝數未變，但以固定開關頻率為特征的有色噪音強度大大削弱。因此，即使在絕緣雙極性晶體管己被廣泛應用的今天，在載波頻率必須限制在較低頻率的場合，隨機PWM仍然有其價值；此外還說明了消除機械和電磁噪音的最佳方法不是盲目地提高工作頻率，隨機PWM技術提供了一個解決這種問題的全新思路。
參考文獻：
中圖分類號：TM57 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）01（a）-0003-02
由于受市場的需求所致，廠商在生產產品的過程之中，盡量將產品達到高質量、低成本、多規格并且品種較多的要求。對于科技較為發達的今天，老式的繼電器已經不能符合社會發展的需要，這種現象的發生，就迫使人們在此基礎之上，不斷地去尋找符合社會發展的控制裝置。世界上的第一臺PLC誕生于1969年，其是由美國的數字設備公司所生產出來，并在美國的汽車自動裝配之中得到了應用，此應用獲得了較大的成功，因此，便推動了軟PLC技術的發展。
1 PLC的含義
國際上對PLC有著這樣的定義：“PLC主要是一種數字式的電子系統，其主要是基于工業環境設計出來的。PLC所采用的存儲器是可編程的，程序主要存儲在其內部，所能執行的命令有很多，例如：邏輯運算、算數運算、定時、順序控制以及計數等等，并且可以通過使用模擬式或者是數字式的手段對其進行操作，逐步控制各種機械運作和生產。PLC及其相關的外部設備，都是使用容易擴展、可編程和一個整體的原則進行設計的?！睆囊陨隙x之中不難看出，PLC可以完成較多的指令，其中最平常的便是完成指令執行和程序的存儲，同時也可以對信息進行相關的處理，進而將輸入信號逐步轉換成為輸出信號[1]。
2 軟PLC技術的使用特點
2.1 通用性強并且體積小
由于軟PLC產品具有模塊化和系統化的優勢，并且具有品種較為齊全的特點，使用戶在使用的過程之中方便選用。當需要對控制程序修改時，可以不改變原來硬件的狀態，可直接對程序進行修改，這種較強的適用能力是用戶首選的軟件。由于軟PLC主要應用在工業控制之中，其受到社會發展的影響，逐步將PLC設計成為結構緊湊、質量小并且功耗較低的產品，并且其在工作的過程之中不會受到環境的影響而停止工作。因此，PLC在具體的使用過程之中能夠實現一體化控制設備理想的目標[2]。
2.2 使用方便并且易于安裝
采用PLC對系統進行控制較為方便。站在硬件的角度上來說，PLC具有較高的集成度，其在制作的過程之中已經將各種模塊做到了規格化和系列化，在使用的過程之中較為靈活，并且方便；站在軟件的角度上講，PLC在使用的過程之中，主要是用程序對邏輯器件進行控制，同時其也可以用程序代替硬件之中的連線，使用程度接線的方法相對來說要比硬件接線容易的多，并且也比較方便。PLC之中的軟件功能能夠有效地將繼電器之中的各種部件替代，并且也在很大程度上減少了接線的時間，大大減少了生產的工作量[3]。不部分的PLC用戶可以在實驗室之中對其進行模擬調試，在實驗室之中調試好，再將PLC應用到實際的生產之中。在維修方面，PLC發生故障的幾率較小，并且其在生產期間，就將診斷功能進行了完善，一旦其發生故障，將會自動提供信息，并且能夠查明真正的原因，進而排除故障，因此其維修比較方便。
2.3 功能較強
PLC主要有數據處理、邏輯運算、數值計算、數模轉換和模數轉換、計數、計時以及控制順序等功能。由于其功能較強大，可以對模擬量和開關量進行控制，PLC技術不僅可以控制生產設備，在必要時其還可以對生產線進行控制，同時其還具有一定的通訊功能，實現遠程操控的功能。這種功能在很大程度上減少了人力和物力[4]。
2.4 可靠性高
在工業生產的過程之中，對電氣設備有著較高的要求，尤其是可靠性，所以，工業廠商在選擇使用電氣控制設備時著重選擇具有抗干擾能力的設備，這種設備能夠在惡劣的環境之中進行工作，并且其可靠性需要得到保障。而PLC恰好擁有這種性能，PLC在生產的過程之中，采用了一些使可靠性得到提高的策略，使PLC在工作的過程之中無故障率逐步提高，其無故障率平均能超過上萬個小時，對于其他優質的PLC產品，無故障率能超過幾十萬個小時[5]。
2.5 編程方法簡單
PLC在出售的過程之中，配備著較容易懂得梯形圖語言，并且該語言與繼電器的原理圖較為相近，同時其變成的方式和繼電器也較為相似，因此用戶在使用的過程之中就逐漸變得得心應手，使用起來不會存在陌生的感覺，PLC在實際的生產過程之中，可以更好的為工廠謀取一定的利益。
3 軟PLC技術發展的制約因素以及技術優勢
3.1 發展制約因素
盡管軟PLC在發展的過程之中有著較多的優勢并且有著較大的發展潛力，但是在實際的應用過程之中，在實現方面仍然存在著一部分的問題。其中實時性的問題，是其在發展的過程之中首要考慮的問題，這種實時性的問題主要是以PC為主要的控制基礎，Windows NT是軟PLC在使用過程之中首選的操作系統，但是這種系統并不是的硬實時系統[6]。傳統的PLC具有硬實時的優勢，正因為其有著這種優勢，致使其在操作的過程之中有著較為快速的反映。而如果要使Windows NT具有一定的硬實時性，就必須對其操作系統進行修改和擴展，使PC對人物的控制具有一定的優先性，不能因為其他操作而對硬實時性產生干擾。就現在的科技狀況而言，我們能夠將一些具有實時性的操作加入到NT的操作系統之中，通過將硬實時操作系統與NT的結合方式，使Windows NT具有其不具備的硬實時性能。
3.2 技術優勢
軟PLC的發展逐漸彌補了傳統PLC之中存在的性能低和兼容性差的缺陷，具有較多的優勢，主要在以下幾個方面之中體現：第一、軟PLC的結構具有開放式的優勢，用戶在使用的過程之中可以隨意對其進行修改，逐步使其呈現出客戶滿意的狀態。第二、改變了傳統的固定的指令集，在實際的工業應用之中對指令集有著較高的要求，因此，需要將其指令集進行修改，軟PLC具有自定義的指令集，并且其指令集有著較為豐富的資源，用戶在使用的過程之中可以對其進行更改，將符合工業生產的指令集挖掘出來。第三、軟PLC的性價比在一定程度上得到了提高，由于國家技術的逐步發展，電子市場之中的競爭也逐步加劇，這種現象的發生將在很大程度上使軟PLC技術的性價比升高[7]。第四、由于傳統的PLC生產僅僅局限在幾家廠商之中，這種狀況的發生有著是私有性的意味，其所生產出來的產品與現代的計算機有著過多的不相容的現象，常常會出現計算機與PLC不在同一個網絡連接之中。而現在所制造的軟PLC在實際的應用中，不僅可以將其加入到私有的網絡之中，還可以將其與許多的計算機技術相融合，對技術更好的控制。
4 軟PLC技術的應用控制方案的實現策略
由于PLC運行的硬件平臺有著一定的差異，其在應用控制過程之中主要可以從以下兩種方案進行：第一、基于EPC或者是IPC的控制方案。在這種方案之中，系統不僅可以采用Windows NT的軟件操作平臺，還可以使用Linux以及Windows CE等軟件操作平臺，工業控制現場的模式主要采用的是I/O模塊，采集而來的信號可以通過PLC運行系統進行相關的處理，軟PLC開發系統之中的編寫程序，也可以在PLC之中進行翻譯和執行，最后將所執行過的數據和信息進行整理，傳輸在本地控制系統之中，進而將控制的過程和方案傳輸到本地之中[8]。第二、基于智能控制器和嵌入式控制器的控制方案。嵌入式控制器的實質便是一個較小的計算機操作系統，這種操作系統是沒有顯示器的，并且其主要的操作系統是嵌入式操作系統，例如上文之中所提到的Windows CE。在這種控制方案中，軟PLC可以有效地進入到Windows CE的操作系統之中，對系統進行相應的修改，通過使用TCP或者是IP的協議，將所需要的資源下載到控制器之中，進而完成相應的控制功能。
5 結語
軟PLC技術在使用的過程之中，要比傳統的PLC技術更加具有靈活性和可塑性，并且在價格方面也占有較大的優勢，這種技術的出現，對工廠而言具有著重要的意義，不僅簡化工廠之中的自動化的機制結構，還有效地將人機界面、通信以及各種應用融合成為了一體，進而應用到硬件平臺之中。在今后的發展過程中，PLC將會得到更好的發展，逐步成為現場總線技術之中的較大的亮點。
參考文獻
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中圖分類號：U45 文獻標識碼：A 文章編號：
前言
根據新奧法理論, 為了充分發揮圍巖自身的承載能力, 在隧道開挖以后, 圍巖會有一定程度的變形, 借助圍巖自身的承載力, 減小支護結構上的荷載。怎么避免圍巖的失穩破壞, 保證隧道安全、經濟、快速施工, 是隧道施工安全控制面臨的重要課題。
工程概況
該隧道工程全長19055m（單延米），設計有6個無軌斜井，2個有軌斜井，屬于極高風險隧道，本文以其中一個斜井的正洞施工段為主要研究對象，斜井長度為1025m，承擔正洞施工任務左右線各2100m。隧道地層條件復雜，該段地層主要為二疊系下統板巖夾炭質板巖，灰色-深灰色，變余泥質、鈣質結構，薄層板狀構造，石質較軟，巖層走向與正洞大角度相交，巖體受地質構造影響，節理裂隙較發育，巖體較破碎，呈層狀、板狀結構，含泥化夾層，含少量裂隙水，處于高地應力地段，隧道最大埋深約395m，最大開挖跨度為10.5m。
變形開裂特征分析
本工程采用“三臺階七步開挖法”進行施工，通過日常圍巖量測數據收集和歷次變形開裂發生、發展過程分析，我們對變形與各道工序和時間之間的關系以及施工工序間距對變形的影響進行深入細致的研究，進一步弄清了隧道變形開裂發生的特征。
1、變形與工序的關系
（1）變形與開挖的關系：中、下導坑落底時，拱部的變形最大，一般在5cm～13cm；挖仰拱時初支的變形相對緩和，收斂量一般在2cm～4cm左右。
（2）變形與噴射混凝土的關系：累計變形量達12cm～15cm，噴射混凝土表面可見裂縫 （中導坑最為明顯）；15cm～18cm時，局部剝落；18 cm～22cm以上時，大塊剝落。
（3） 變形與初支的關系：使用單層20b#型鋼鋼架支護，累計變形量達18cm時鋼架局部變形，22cm時鋼架局部扭曲（如圖1所示），35cm以上時鋼架局部折斷、墻部收斂值大于拱頂下沉值；使用單層22b#型鋼鋼架，累計變形量達20cm時鋼架局部變形，25cm時鋼架局部扭曲，40cm以上時鋼架局部折斷（如圖2所示）、墻部收斂值大于拱頂下沉值；使用雙層22b#型鋼或單層200#H型鋼鋼架支護，累計變形量達30cm時，鋼架局部變形凸起，無鋼架扭曲和折斷現象。
圖1鋼架局部扭曲 圖2鋼架局部折斷
（4） 變形與時間的關系：初支完成后，若17d內不及時施作二襯，初支變形面積將隨時間延伸不斷擴大而造成侵限，大多需要拆除重做。
2、施工工序間距對變形的影響
變形數據的統計分析得知，施工中各個階段的變形情況大致情況如下：
①上臺階開挖當天累計變形量為2cm～4cm，初期支護施工完畢后為1cm/d～2cm/d；
②下臺階開挖當天，水平收斂較大，累計達到3cm～5cm左右，初期支護施工完畢后保持在1 cm/d～2cm/d；
③仰拱開挖當天變形在3cm左右，仰拱混凝土完成后保持在5mm/d～8mm/d。
（1）仰拱與下臺階間距對變形的影響
仰拱封閉成環后，初期支護形成整體受力結構，抵抗圍巖變形的能力大大增強，由仰拱成環前的每天變形1cm～2cm減少到仰拱成環后的每天5cm～8cm。也就是說，如果提前1d 將仰拱封閉成環，則每天可將圍巖初期支護的變形減少一半（10cm）左右。
（2）上、下臺階工序的間距對變形的影響
上、下臺階的施工間距對于圍巖變形的影響主要表現在能否及時進行下臺階的施工，以及能否及時將仰拱施工完畢后形成封閉的整體受力結構。
（3）二襯與掌子面間距對變形的影響
二襯與掌子面距離主要是控制變形的時間長短。距離越遠，則變形時間越長，總變形量就越大；距離越短，則變形時間就越短，總變形量就越小。但是混凝土施工太早，與掌子面距離很近，對施工干擾較大，施工速度就會降低；而且二次襯砌混凝土承受的圍巖壓力也越大，對混凝土結構就越不利，見下圖3。
圖3二襯緊跟掌子面施工
軟弱圍巖隧道變形控制
1、科學開挖方法的選擇
在軟弱圍巖地層中開挖隧道一般采用施工方法有: 環形開挖留核心土法、雙側壁導洞法、CD法、CRD法等。綜合考慮梁家院子隧道具體情況, 采用環形開挖預留核心土法, 其施工工藝流程及隧道開挖圍巖變形三維示意圖見下圖 4、5。
圖4施工工藝流程
圖4隧道開挖圍巖變形三維示意圖
2、合理支護時間的確定
運用Burgers模型, 采用位移反分析方法對隧道流變變形規律進行研究, 得出軟巖隧道合理的支護時間, 從而理論上確定超短臺階法臺階的合理長度。
式中: p=Z;1，2為粘性參數; E1, E2為彈性模量; R0為圓形巷道半徑; r為巖體內任意點到圓形巷道的中心距離；
為蠕變損傷變量。
為方便計算, 將隧道開挖斷面理想化為圓形斷面, R0取4m,= 22kN/m3,Z=30m,穩定變形速率u(t)= 0.033mm/h,其他參數選取方法見文獻[3],E1=1.5，104MPa,E2=2.4，104MPa,1=2106MPa h,2=7.89，105MPa h,代入公式計算得最佳二襯支護時間大約為開挖后 30d。據實際施工速度, 確定上臺階長度30d為宜。
3、軟弱圍巖變形控制工藝措施
軟弱圍巖隧道施工安全的核心是控制變形、防止坍方,參考上文反演分析及監控量測結果,提出以下變形控制工藝措施。
（1）核心土。根據掌子面的自穩情況調整核心土大小,核心土面積不小于掌子面面積的50%,長度為3~5m。利用核心土穩定掌子面,然后開挖兩側邊墻、中部核心土,最后開挖仰拱。
（2）超短臺階。采用超短臺階可以有效縮小初期支護成環閉合的時間,控制支護結構體系的整體變形。上臺階長度控制在15m范圍內。
（3）鎖腳。在軟弱地層隧道中,加強鎖腳能夠有效減少基底弱化而引起的上臺階支護下沉和下臺階開挖初期支護的懸空引起的下沉。每級臺階采用8根注漿超前小導管鎖腳。
（4）墊塊、槽鋼。其作用類似于擴大基礎,并使工字鋼不懸空,提高了拱腳的豎向承載力，達到控制變形的目的。
（5）超前支護。常用的超前支護方式有超前小導管和超前管棚。超前支護起到支護前方圍巖的作用,并進行注漿,加固周邊地層,松散地段采用雙層小導管,擴大加固圈范圍。
（6）上下臺階均衡推進?？茖W管理,提高工效,做到上下臺階均衡推進,使初期支護在15d內封閉成環,并及時施做仰拱, 從而有效地控制了支護結構過度變形。
（7）臨時仰拱(橫撐)。對于變形非常大地段,及時閉合極其重要,閉合成環后,提高了結構的承載能力,從而有效地控制變形、避免坍方。
結語
按照軟弱圍巖變形規律,合理選擇支護時間,保證圍巖的蠕變變形未達到加速蠕變階段,則能夠有效防止圍巖失穩遭到破壞。圍巖變形主要是圍巖的流變屬性導致的, 圍巖變形、初支與二襯間的接觸壓力、圍巖壓力都隨時間而發生變化, 從而導致支護結構內力隨時間的變化而變化, 所以設計軟弱圍巖隧道支護結構時, 必須要對圍巖的流變作用加以考慮。
參考文獻：
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中圖分類號：TU37 文獻標識碼：A 文章編號：
1 引言
混凝土是一種利用膠凝材料將集料膠結為整體的工程復合材料的統稱，由于其材料來源廣泛、性能調整度大、可塑性好、強度和耐久度較高等獨特的技術性能，被廣泛應用于橋梁、水利、道路、建筑、國防等工程之中，是土木建筑工程中的主要材料之一。不過，在混凝土的應用中，因內外因素的作用裂縫問題無處不在無法避免，嚴重降低了結構體的承載力、耐久性和防水能力，如何控制和處理混凝土裂縫極為重要。雖然近年來，工程業涌現了多種混凝土控制和處理技術，但混凝土裂縫的控制和處理依然是一個難點問題。下面，本文擬從混凝土裂縫的成因入手，就混凝土裂縫控制技術淺談幾點自己的看法。
2 混凝土裂縫的成因
混凝土裂縫的成因，主要包括干縮、材料質量、水化熱、溫度變化、地基變形、荷載等，總的說來可以分為以幾類：
2.1 溫度裂縫
當混凝土外部或內部溫度發生變化時，由于熱脹冷縮的原因混凝土將會發生變形，一旦溫度應力超過混凝土搞拉強度時，混凝土即會產生溫度裂縫。溫度裂縫的產生原因，有可能來自于混凝土硬化過程中的水化熱影響，也有可能來自于施工中的環境溫度變化，還有可能來自于結構成型后的內外部溫差。水化熱的影響主要是因為混凝土硬化過程中，內部聚積的水化熱不易散發使得內療溫度急劇上升，而表面散熱較快溫度較低形成較大溫差，從而在內部與外部之間產生應力造成裂縫，這種裂縫多發生在大體積混凝土結構中。環境溫度變化則是由于混凝土表面溫度的升高或急劇下降，表面混凝土的熱脹冷縮受到內部混凝土約產生拉應力造成裂縫，這種裂縫多發生于混凝土表面較淺范圍。
2.2 干縮裂縫
在混凝土新澆筑后，終凝前強度極小，此時混凝土構件表面暴露于空氣中，受風力或高溫影響，其表面失水過快造成毛細管負壓現象，使得混凝土急劇收縮而未終凝的混凝土強度又不夠，因此而產生裂縫。干縮裂縫多因干熱或大風天氣出現，與水灰比、凝結時間、風速、相對濕度、環境溫度等有關。干縮裂縫多發生在混凝土表面，長短不一互不連貫。
2.3 沉降裂縫
沉降裂縫是由于基礎不均勻沉降所引起的。地基土質不勻、地基松軟、回填土不實、地基浸水等都有可能造成地基不均勻沉降，最終造成混凝土結構產生裂縫。此外在施工過程中，模板剛度不足、模板支撐松動等，也會造成不均勻沉降而引起沉降裂縫。沉降裂縫往往為深進或貫穿性裂縫，這種裂縫受溫度變化影響較小但危害較大，在地基變形穩定后沉降裂縫會漸趨穩定。
2.4 質量裂縫
質量裂縫是由施工工藝或施工技術所造成的，如混凝土澆筑、構件制作、膠集料配比、吊裝拼裝、起模保養等過程中，如果施工工藝不合理，都有可能造成各種裂縫，尤其在細長薄壁結構中極容易出現。如混凝土保護層過厚加重受力鋼筋負載，混凝土振蕩不密實引起鋼筋銹蝕，混凝土澆筑速度過快硬化沉實不足，混凝土攪拌和運輸過程水分蒸發過多，混凝土養護干燥過快，水灰比過大混凝土凝結硬化時收縮量過大，混凝土澆筑接頭處理不好等等。由于施工工藝和施工技術造成的裂縫，其走向、寬度、深度等較為復雜，因產生原因不同而有所不同。
3 混凝土裂縫控制技術
3.1 加強溫度控制
溫度的控制對控制混凝土裂縫極為重要，很多混凝土裂縫都是由于溫度的問題所引起的?；炷恋淖罴褲仓囟炔灰顺^28℃，尤其是夏季施工時，為了避免高溫和太陽暴曬，混凝土施工時間最好選擇在早晨、傍晚或夜間，在必要情況下可采用摻入冰水降溫的方法，并在澆筑后采用冷水養護降溫，控制混凝土溫度季，一旦施工現場溫度超過35℃應停止混凝土澆筑。在冬季施工時，則需要采用保溫的方法，避免混凝土內外溫差過大。此外，還應當注意混凝土澆筑時內部溫度的問題，由于水泥水化后會釋放大量熱量，如果集料和環境溫度過高，將會使混凝土水化后內部溫度極高，產生巨大的內外溫差加大溫度應力產生裂縫。此時應當對集料等進行降溫處理，如對集料灑水降溫、遮陽避免直曬減少集料吸熱，將集料溫度控制在較低范圍，如果機口溫度還過高，還可以采用在拌合水中加冰降低拌合水溫度的方法，盡量將混凝土入倉溫度控制在28℃以下。
3.2 優化混凝土收縮
混凝土凝結過程中，隨著水分蒸發體積縮小，由于毛細管壓力極容易造成收縮裂縫。這種裂縫是由于毛細管壓力負荷超過混凝土材料抗拉強度所引起的， 因此要優化混凝土收縮，將毛細管壓力負荷控制在混凝土材料抗拉承受能力范圍內。不同的水泥收縮值并不相同，相對來說礦渣水泥收縮值最大，而粉煤灰水泥收縮值最小，普通水泥收縮值居中，應當根據需要采用適當的水泥。在設計允許范圍內，可以降低泥凝土單位用水量，以減少混凝土剩余水的增加，降低混凝土蒸發收縮。此外，可以采用添加膨脹劑的方法，利用膨脹劑抵消混凝土蒸發后的收縮，從而抵消混凝土毛細管壓力產生的拉應力。
3.3 合理選用混凝土材料和配比
相對來說，高強度混凝土裂縫病變較為普遍，不同材料的裂縫發生率也并不相同。在施工中，應當根據混凝土強度等級和質量要求，以及混凝土和易性，確定混凝土材料、水灰比、水泥用量、骨料集配、粒徑、砂含量等。以此減少混凝土的空隙率和收縮量，提高混凝土抗裂能力。在必要情況下，尤其是高強混凝土施工中，應當采用高效減水劑、引氣劑、增塑劑等外加劑來降低水膠比以提高混凝土強度。最好的辦法是采用低水化熱水泥，適當添加塑化劑和減少劑，控制好水灰比，選擇級配好的粗細骨料，尺量減少粗細骨料中的含泥量，這樣能將有效保證混凝土的抗裂強度。
3.4 注意混凝土的保養
混凝土的保養對增加混凝土強度，防止混凝土裂縫病害極為重要。在《混凝土結構工程施工質量驗收規范》中明確規定，混凝土應保證濕潤養護不少于28天?；炷帘ｐB的重點是控制混凝土的濕度與溫度，因此要盡量減少混凝土表面的暴露時間表，防止混凝土內外溫度過大，降止混凝土表面水分蒸發。目前所采用的混凝土保養方法有養護劑保養、草袋覆蓋灑水保養、薄膜保養等，這些方法都能取得較好的保養效果，堅決杜絕無覆蓋物僅灑水保養的方法。在混凝土澆筑完成后，應當在8小時內盡快覆蓋保養，尤其是冬季除了覆蓋塑料膜外還應當覆蓋麻袋保溫，并在風口部位加強覆蓋以防風吹失水產生裂縫。
【參考文獻】
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中圖分類號：U415.5文獻標識碼：B文章編號：1672-545X（2015）11-0182-03
作者簡介：楊文剛（1980-），男，山西太原人，研究生，碩士，講師，從事工程機械控制系統研究和自動控制系統研究
近年來，隨著電子技術的不斷進步，工程機械的控制器由原本的電路控制器逐漸轉變為可編程控制器，使工程機械的智能控制能力和數據處理能力得到了極大的提高，工程機械也進入了全新的發展領域。智能化控制器和新型控制技術應用，例如以太網現場總線控制技術、嵌入式軟PLC控制技術、工程機械液壓系統動力匹配系統控制技術的應用，使工程機械操作的準確性得到了很大的提高，實現了對工程機械工作狀態的實時控制。本文分析了工程機械控制器的組成以及控制技術的工作原理，希望可以有效提高工程機械的工作效率，保證工程工作人員的人身安全，促進工程建設的發展。
1工程機械控制器的現狀
工程機械控制器最開始只是通過簡單的智能系統實現對機械結構部件的運動控制，但是控制效果并不好，不能實現工程機械的實時控制，但是隨著工程機械控制器的發展，逐漸出現了微型控制系統、PLC可編程控制器，促進了工程機械的發展。我國對于工程機械控制器的研究比較晚，所以最開始大多應用國外的工程機械控制器。國外的工程機械控制器大多基于PLC的模式進行開發，但是缺少實時的操作系統，例如西門子、日立、三菱等等，其中微型控制器在工程機械中應用較為廣泛，通過在微型控制器當中安裝不同控制軟件，應用到不同的工程機械中。工程機械在工作時，控制器荷載變化比較劇烈，而且工程機械的使用環境非常惡劣，所以控制器的控制難度非常大。傳統的控制器不能對工程機械的工作狀態進行監控和分析，不能實現良好的控制效果。我國工程機械的控制器大多使用國外的產品，例如西門子、力士樂等等，由于沒有自主研發的控制軟件，所以需要進行外部采購[1]。智能化可編程控制器的應用使工程機械的可靠性得到了有效地提高，使工程機械的操作和運行更加簡單和流暢。新型的嵌入式可編程控制器在工程機械上的應用已經成為了主流，使工程機械的操作指令更加簡單，并且現行的工程機械控制器還具有過載保護的功能，使用起來更加方便。工程機械控制器和控制技術在不斷發展的過程中形成了一定的標準，在控制器的編程環境、通信接口以及驅動協議等方面，各個廠家制造的控制器逐漸實現了共通，全部實現了信息化的故障智能檢測，并將GPS與GSM技術與工程機械控制技術緊密的結合在了一起，實現了工程機械的遠程控制、遠程定位、遠程數據傳輸與采集等等，有效地規避了工程機械在運行過程中的風險。對工程機械控制器的研究也逐漸向著平臺集中開發調度的方向發展。
2工程機械控制器的組成及原理
（1）控制器的系統硬件組成
控制器系統硬件組成主要有控制模塊、電源模塊、數據傳輸存儲模塊、人機交互模塊和狀態監測模塊。其中電源模塊對工程機械的控制器進行供電，一般連接到工程機械的車載蓄電池上，電源模塊中有濾波電容，可以減少蓄電池供電的電壓波動，限制運行過程中瞬間電流的產生，使工程機械的運行穩定性更高；控制模塊是整個控制器的核心，該模塊與工程機械的動力系統相連接，實現工程機械的智能化實時控制，并且控制模塊可以通過串口連接外部設施進行智能升級，以此來適應大部分的工程機械智能控制；人機交互模塊可以顯示每個控制信息，讓工程機械的控制操作可以在顯示屏上體現出來[2]。
（2）PLC可編程工程機械控制器的工作原理
工程機械控制器的工作原理分為五個階段，分別是內部信息的處理、與控制器的通信處理、輸入掃描、程序執行、輸出處理等，當工程機械開始運行時，控制器的通信功能啟動，實現對工程機械的通信處理，掃描具體的工作程序，掃描完成后對工程機械發出具體的工作指令，程序輸出，輸出端連接工程機械的控制部分，實現工程機械的預編控制。這五個階段合在一起成為控制器的一個工作周期，在完成一個工作周期之后，又重新的執行此工作周期。由于工作周期的長短不同，所以對控制器的控制性能要求比較高，如果較長的工作掃描時間就會導致控制器的響應時間比較慢，不利于控制器的精準控制?？刂破鲯呙柚芷诘臅r間等于控制器內部處理時間與通信傳輸時間、輸入時間、程序響應時間、輸出時間的總和。每個控制器的內部處理時間是固定不變的，通信時間會受到網絡傳輸的影響，程序的響應時間取決于整個程序的長短，輸入輸出時間與控制器的存儲狀態相關[3]。工程機械的控制器在代碼輸入時，一定要保證所有的代碼全部符合操作要求，并且也要將定時中斷等代碼輸入到控制器當中，保證控制器運行的及時和有效。隨著工程機械控制器的發展，逐漸出現了幾種新型的控制技術，例如以太網現場總線控制技術、嵌入式軟PLC控制技術、工程機械液壓系統動力匹配控制技術等等。這些技術可以更好的實現工程機械的實時控制，提高了工程機械的工作效率。
3工程機械的控制器的幾種新型控制技術
（1）以太網現場總線控制技術以太網現場總線控制技術可以實現工程機械控制器之間的信息迅速交換，提高工程機械信息交換的可靠性，它通過超高速的通信功能，實現工程機械某些不可能達到的控制功能?，F在很多的工程機械制造廠商都在研制適合現場總線控制技術的控制器，并將這類控制器直接應用到工程機械的器件層上。
（2）嵌入式軟PLC控制技術PLC控制技術的通用性比較強，而且工程機械上的PLC控制系統安裝和后期維護都非常簡單，有很強的抗干擾能力，但是隨著科學技術的發展，工程機械的具體工作狀況越來越復雜，傳統的PLC已經不能實現對工程機械故障的實時診斷，無法對工程機械的運行狀態數據進行采集，所以更加智能化的嵌入式軟PLC控制技術應運而生[4]。該控制技術的硬件結構是開放式的，操作指令比傳統的PLC操作指令更加豐富，而且在控制程序的開發方面變得更加簡單，使工程機械控制技術的性價比得到了很大的提升。控制器內部主要處理器的實時計數器由原本的16位逐漸轉化為32位、64位，向著多核發展，使工程機械的控制性能得到了很大的提升。
（3）工程機械液壓系統動力匹配及控制技術液壓系統動力匹配控制技術可以有效提高工程機械發動機利用效率，使工程機械的泵在暫時不使用的情況下，可以將功率分配給其它的泵。當工程機械的負載發生變化時，控制器自動監測出其變化情況，對功率進行分配，保證工程機械的最低能源消耗，并滿足工程機械工作的最大功率[5]。該控制技術在工程機械中的應用，可以對工程機械的功率進行優化處理，提高工程機械在各種工作環境中的適應能力，減少工程機械的作業強度，使工程機械的操作和使用更加流暢。通過液壓系統動力匹配讓工程機械的各個部件全部處于合理的運行狀態，保證了工程機械的使用壽命和運行可靠性，滿足不同環境的作業要求。
4結束語
通過對工程機械控制器發展現狀和PLC可編程控制器工作原理的研究，分析現有的控制技術，并提出了幾種新型控制技術，促進控制器和控制技術的智能化發展。社會生產力的發展需要不斷的對工程機械的性能進行優化，加強控制器和控制技術在工程機械中的應用，可以使工程機械運行的更加靈活，以便達到更高的質量要求。
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隨著世界各國對汽車排放污染的法律法規越來越嚴格，汽車排放性能已作為汽車重要的綜合性能指標之一。筆者認為，要使汽車尾氣排放達到要求，排放控制系統必須和整車的其他系統一起進行統一設計。
目前，降低排放措施一般分機燃燒前控制和燃燒后控制兩種。燃燒前排放控制主要是預防或限制發動機生成污染物的系統；燃燒后排放控制主要是凈化處理已經燃燒但還未從排氣管排出的廢氣。筆者主要介紹當前常用的汽車排放控制技術及其裝置。
一、電控燃油噴射
在實際生活中，汽車運行工況多變，時而停車起步，時而上坡下坡，速度時快時慢，速度變化頻繁。而發動機在不同運行工況下，對混合氣濃度及點火時刻的要求均是不一樣的，如在滿負荷工況下，要求發動機輸出較大的扭矩，需求功率混合氣并適當推遲點火；在部分負荷工況下，要求經濟混合氣并適當提前點火，這樣，就要求發動機根據運行工況及時調整可燃混合氣的空燃比及其點火時刻。電控燃油噴射系統能根據發動機的轉速和空氣量直接或和間接測量出發動機在該工況下的基本噴油量和基本點火提前角，再根據各種傳感器（如空氣流量計、節氣門位置傳感器、水溫傳感器、進氣溫度傳感器、轉速傳感器、氧傳感器和爆震傳感器等）送來的信號，輸入電子控制裝置（ECU），進行運算、處理、修正，確定最佳噴油量和最佳點火提前角，以達到降低有害物的排放。
二、燃油蒸氣揮發凈化控制
為了防止汽車油箱向大氣排放燃油蒸氣，我們可在發動機控制系統中采用發動機ECU控制活性炭罐蒸發污染控制裝置?；钚蕴烤哂袠O強的吸附燃油的作用，當環境氣溫升高或大氣壓力降低時，燃油箱中形成的油蒸氣經過燃油管，進入活性炭罐中，被活性炭所吸收。發動機工作時，ECU根據發動機轉速、溫度、空氣流量等信號，控制炭罐電磁閥的開閉，當打開時，空氣從活性炭罐大氣入口處吸進炭罐，沖洗活性炭罐，延長活性炭罐使用壽命，并與燃油蒸氣混合送至發動機燃燒。此時發動機工作時的燃油量包括噴油器噴油量和來自燃油器蒸發控制燃油蒸氣。
三、曲軸箱強制通風系統
該系統用于防止曲軸箱內的竄氣進入大氣中，使漏入曲軸箱內的竄缸混合氣經專門通道，流回進氣歧管，重新進入汽缸燃燒，以減少曲軸箱竄氣排入大氣的量。曲軸箱竄氣中的主要污染物是碳氫化合物，因而采用曲軸箱強制通風系統能減少汽車碳氫化合物的排放。曲軸箱強制通風裝置（PCV）主要是利用發動機工作時產生的真空將新鮮空氣引入曲軸箱，并將曲軸箱中的燃油蒸氣或燃油混合氣排出，新鮮空氣通過空氣濾清氣或獨立的PVC空氣濾清器進入曲軸箱，并通過PCV閥（單向閥）的控制，將曲軸箱的氣體引入進氣歧管，使之重新進入汽缸參與燃燒，阻止進入進氣歧管的混合氣返流至曲軸箱。
四、廢氣再循環裝置（EGR）
廢氣再循環裝置可將發動機的有害物質氮氧化物控制在最低程度，當汽車由怠速、加速到正常速度時，氮氧化物的排量往往較高，廢氣再循環裝置把少量的廢氣與空氣燃油混合氣混合在一起，由于廢氣呈‘惰性’幾乎不含氧，既不能參加化學反應也不能被燃燒，使進入每個汽缸的混合氣相對‘稀釋’和可燃成分下降，從而降低發動機內部燃燒的瞬間高溫，起到減少氮氧化物生成的作用。另外，從排氣歧管進入進氣歧管參加循環的廢氣有一定的溫度，將使進氣歧管中的空氣燃油混合氣受熱擴張，使吸入發動機每個汽缸的有效燃燒物減少，以至點火時不能產生很高的溫度，從而降低氮氧化物的排放。但當廢氣量被吸入過多，將影響發動機的功率輸出，因此EGR必須在計算機的控制下才能達到最佳效果。
五、三元催化器
三元催化器是一種燃燒后排放控制裝置，目的是將已經燃燒但還未從排氣管排出的廢氣進行催化轉換，以減少碳氫化合物、一氧化碳和氮氧化物的排放。三元催化轉換裝置通常位于排氣歧管與消聲器之間的管路上，三元催化轉換的催化元素是鈀（Pd）、鉑（Pt）和銠（Rh），把它們涂敷在催化裝置內部交叉狀或蜂窩狀的陶瓷上，它具有氧化還原功能。當廢氣通過該裝置時，經過其氧化還原作用使一氧化碳、氮氧化物和碳氫化合物等有害氣體得到明顯的下降。它的轉換效力與發動機的空氣燃油混合比例有關，當空氣燃油混合比接近理想值14.7∶1時，轉換效力最高。發動機電腦根據氧傳感器的信號電壓進行噴油量的調節，使空氣燃油混合比僅可能的控制在理想值附近，使催化轉換裝置的轉換效力保持在較高水平，減小污染物排放。
六、二次空氣噴射
二次空氣噴射也是燃燒后排放控制裝置。它將一定量的空氣引入排氣管中，使廢氣中殘存的可燃氣體與新鮮空氣結合而得到進一步燃燒，減小汽車一氧化碳（CO）和碳氫化合物（HC）的排放。
七、廢氣渦輪增壓與中冷技術
廢氣渦輪增壓技術是使發動機輕量化、提高輸出功率的有效措施。發動機進氣經廢氣渦輪增壓后，進氣溫度提高，滯燃期縮短，混合氣適當變稀，這將使CO和HC排放以及油耗都有所降低。但是，進氣溫度上升將使NOx增多，空氣密度也因溫升而下降，使進氣量不能達到期望水平。于是，出現了將增壓后空氣再進行冷卻的中冷技術，使進氣溫度降低，循環進氣量更大，NOx排放下降而功率進一步增加。實踐證明：采用廢氣渦輪增壓與中冷技術，可使柴油機體積功率提高200% ，NOx降低80%，微粒減少90%，耗油量降低16%。
八、燃油噴射高壓化和多次噴射技術
柴油機傳統的泵噴嘴系統的噴油壓力比較低，一般不超過50MPa，而現代燃油噴射系統除泵噴嘴外，還有新型的共軌系統，噴油壓力普遍提高，其噴油壓力可達140MPa。柴油機噴油壓力越高，燃油和空氣的混合就越好，排煙就越少。與此同時，將電子技術應用于燃油噴射過程也是一個發展方向。有些廠商已將電子技術應用到燃油噴射的控制上，非常精確地控制噴油量和噴油時間，以適應不同的道路工況，并且有的還具有自適應能力，可以補償零件磨損和零件制造偏差引起的變化，以取得NOx、微粒排放量和燃油經濟性之間的最佳配合。采用燃油多次噴射技術可以實現柔和燃燒，亦可減少柴油機碳煙與顆粒的排放。
以上是目前汽車上較通用的幾種排放控制措施。隨著人們環保意識的提高和科技的發展，今后將會有更多、更先進的汽車排放控制技術應用于汽車領域。汽車排放控制將是未來汽車技術發展的一項綜合課題，不僅要求研發機構深化和改進發動機設計，提高控制系統精確性，研制有效的廢氣凈化裝置，還要求石油化工領域不斷提高燃油品質，以滿足新型發動機和凈化裝置的切實要求。
參考文獻：
二、肉牛超數排卵有什么好處？
超數排卵是一種大幅度提升母畜繁殖力的先進技術。哺乳動物的初生卵巢上有20萬～40萬個卵母細胞，但在自然條件下，僅有數十個卵母細胞得以正常發育并排卵，每次僅僅排出1～3個卵子。使用超數排卵技術，可以讓母畜一次排出10～20個卵子，在同期技術的控制下，將受精卵從母畜子宮內提取出來，分別種植在不同的母畜子宮內。
將超數排卵技術應用于肉牛，有兩個好處：一是可以控制受孕母牛的懷胎數量，增加雙胞胎或多胞胎的概率，大幅度提升母牛的繁殖力；二是有利于開發卵母細胞資源，充分挖掘優良母牛的繁殖潛力，加速肉牛品種改造。
三、肉牛的超數排卵需要哪些激素？
超數排卵在自然條件下不能完成，需要使用外源激素對母牛進行刺激和誘導。能夠提升肉牛繁殖力的激素有很多，生產上可以根據實際需求和價格水平靈活選用。這些激素有促卵泡素、促黃體素、孕馬血清促性腺激素、人絨毛膜促性腺激素、前列腺素等，只要運用合理，都能在一定程度上促進母牛的排卵量，達到“超數排卵”的效果。
1. 促卵泡素（FSH）
它主要作用是促進卵泡發育。正常情況下，垂體分泌的FSH只能保證1個卵泡發育至成熟，而其余卵泡發育至中途退化。使用外源性FSH后，可使卵巢中多個卵泡同時發育，達到超數排卵的目的。使用時可以每日或隔日肌肉注射，每頭牛每次200～400國際單位，與黃體素配合應用效果最好。FSH在家畜體內的半衰期較短，注射后在短時間內失去活性，因此使用時需分次注射。
2. 促黃體素（LH）
它可與FSH協同作用，促進卵巢血流加速，促使卵母細胞成熟、排卵。使用時，一般每次肌肉注射200～300國際單位，1周后直腸檢查卵巢變化，變化不大時可再注射1次。將FSH和LH按5∶1的比例混合使用，也可以取得良好的超排效果。
3. 孕馬血清促性腺激素（PMSG）
它主要存在于懷孕母馬的血清中，具有類似促卵泡素和促黃體素的雙重活性，但以促進卵泡發育為主。因其經濟實用，生產上常用其代替價格較高的促卵泡素，用于家畜的超數排卵。PMSG在體內半衰期較長，一般情況下母牛的使用劑量為2000～3000國際單位，一次肌肉注射即可。臨床試驗證明，使用PMSG做超數排卵效果良好，藥效比較穩定，卵巢體積不會過度增大，處理后卵巢容易恢復正常，排卵率高，殘留的成熟卵泡少。如配合使用抗PMSG可以控制發育的卵泡數量，排卵時間較集中，一側卵巢可排出比較理想卵子5～8枚。
4. 人絨毛膜促性腺激素（HCG）
商品制劑由孕婦尿液或流產刮宮液中提取，其功能與促黃體素很相似，可以促進母畜卵泡成熟、排卵和形成黃體。
5. 前列腺素（PG）
這是一組具有生物活性的類脂物質，其中有一種PGF2α可促進血液中促黃體素含量升高，而且具有促進排卵的作用。
6. 促排卵素（LRH）
這是一種人工合成的多肽類激素，具有促黃體素（LH）和促卵泡素（FSH）的作用。
四、超數排卵技術該怎樣操作？
在前四天，皮下或肌肉注射孕馬血清（PMSG）2000～3000國際單位，經過4天或后再注射人絨毛膜促性腺激素（HCG）1500～2000國際單位。為使卵子有較多的受精機會，一般在后授精2～3次，每次間隔8～12小時。
臨床試驗證明，在黃體期注射PMSG后48小時配合注射PG，會促使黃體提早消退，超排效果更好，但是PMSG不宜與PG同時注射，否則會導致排卵率降低。近年來在周期的中期配合應用PGF2α進行超數排卵的方法已被廣泛地采用。另外，如果用孕激素對母牛作預處理，可以提高母牛對促性腺激素的敏感性，增強超排效果。對比試驗證明，PMSG劑量以1200～1500國際單位誘導雙胎效果為好。
制定了超排方法地方標準，即促卵泡素（FSH）5天注射法：以母牛開始作為周期的0天，從母牛周期的第九天開始，每天7～8時和19～20時各注射1次FSH，連續5天，用量遞減。
五、進行超數排卵需要注意什么問題？
超數排卵是一種先進的繁殖技術，需要有相應的設備和嫻熟的技術。實踐經驗證明，青年母牛超排效果優于經產母牛，產后早期和泌乳高峰期超排效果較差。使用促性腺激素的劑量，前次超排至本次的間隔時間、采卵時間等均可影響超排效果。應反復對母牛進行超排處理，一般第二次超排應在首次超排后60～80天進行，第三次超排應在第二次超排后100天進行。增加用藥劑量或更換激素制劑對母畜進行超排處理，不但超排效果差，而且還可能導致卵巢囊腫等病變，影響后續繁殖力的發揮。
六、有沒有讓母牛產雙犢的繁殖技術？
牛是單胎動物，在自然條件下生雙胞胎的概率只有十萬分之一。目前，在科研人員的共同努力下，研究出了一些能夠讓母牛產雙犢的繁殖技術，但因為牛個體差別很大，同樣的激素劑量可能會出現不同的效果，所以，這些繁殖技術不是十分成熟，不能保證讓母牛百分之百產雙犢。常見的有如下幾種方法：
1. 促排卵素（LRH）法
LRH-A3和LRH-A2號，在母牛輸精前或輸精后同時肌肉注射20～40微克，1次即可。
2. 人絨毛膜促性腺激素（HCG）法
每頭母牛肌注HCG 2000～5000微克，隔7天后再注射2000～4000微克，第十一天時再注射2000微克，出現第二天上午輸精，間隔8～10小時再做第二次輸精。
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0 前言
在現代機械設計中，除了要考慮強度、剛性等靜態性能外，還必須考慮到機械在動態載荷作用下的動態性能問題。特別是隨著對節能環保性能要求的提高，輕量化設計尤其顯得重要，過去的那種偏于厚重的剛性結構設計正在向節能省料的輕薄的柔性結構設計轉變。但是輕量化往往會帶來更多的振動噪聲等問題，從而對產品的使用性能和市場競爭性能帶來不利的影響。振動的強弱用振動量來衡量，振動量可以是振動體的位移、速度或加速度。振動量如果超過允許范圍，機械設備將產生較大的動載荷和噪聲，從而影響其工作性能和使用壽命，嚴重時會導致零、部件的早期失效。例如，透平葉片因振動而產生的斷裂，可以引起嚴重事故。由于現代機械結構日益復雜，運動速度日益提高，振動的危害更為突出。反之，利用振動原理工作的機械設備，則應能產生預期的振動。振動是一種常見的自然現象，一些有害的振動給人們的生產和生活帶來了許多麻煩和危險。隨著科學技術的日益進步,人們對安全和舒適度的要求越來越高，這對減振技術提出了更高的要求。
1 振動控制技術
從機理來講，振動控制主要有以下三大類技術：降低共振振幅的阻尼技術、切斷振動傳遞的隔振技術和應用動力吸振的吸振技術。而在每種技術中，又可以從有無外部能源供給的角度，分類為被動控制的方法和主動控制的方法。
作為事后對策，阻尼技術是減振降噪的有效方法。由于一般金屬材料的內部阻尼非常小，對其表面進行阻尼處理，可以提高整個結構的阻尼系數。常用的阻尼處理方法是在金屬表面粘彈性材料，這種方法稱為自由阻尼層處理。當振動時，粘彈性材料發生彎曲變形，由材料內部的摩擦作用把一部分振動能量轉化為熱能消耗掉。
隔振措施主要是為了切斷振動能量的傳播途徑。精密儀器的隔震臺就是為了不讓周圍環境的振動傳到儀器上來。相反，發動機的橡膠坐墊則是不讓發動機的振動傳到車身上去。
動力吸振器也是常用的吸振控制方法。在原有系統上安裝一個由質量-彈簧-阻尼元件組成的附加振動系統（子系統），適當的調節子系統的固有頻率及其阻尼特性，可以大大降低原來系統在頻率處的振動。這種把原有系統的振動能量轉換到子系統中并消耗掉的吸振手段是控制單頻或窄帶振動的有效方法。
2 二自由度振動模型研究
動力吸振器是一個安裝在主振動系統上的子振動系統。通過適當地調節子系統的振動特性，把主系統的振動能量轉移到子系統上，并消耗在其中的阻尼環節上。圖1為常用的研究動力吸振器的二自由度振動模型。其中作為振動控制對象的主系統由質量和彈簧組成，其固有振動角頻率為。為簡單起見，在此不考慮主系統的阻尼。動力吸振器是由質量、彈簧以及阻尼所組成的一個附加的振動系統，通常，其固有振動角頻率為。
二自由度系統的振動由以下運動方程決定
考慮簡諧激勵力的情況，，則相應可以表示為
可以推導出：
應用的關系，可以推導出主振動系的振幅為
上式中各項除以，并引入以下各項：質量比，阻尼比，靜變形，強迫振動頻率比：，固有頻率比，整理可得
上式即為動力吸振器作用下的主振動系的振幅頻率。在給定質量比和固有頻率比的情況下，就可以算出振幅。
3 結論
當阻尼無限大時，相當于動力吸振器被固定在主振動系上，從而變成一個無阻尼單自由度系統的振動，共振振幅為無限大；當阻尼為0時，動力吸振器的作用是把原系統的共振頻率分解為兩個新的共振頻率，振幅仍為無限大。在之間，必然存在一個最優阻尼值。
參考文獻：
張洪田，劉志剛. 動力吸振技術的現狀與發展[J]. 噪聲與振動控制,1996.6
劉耀宗，郁殿龍，趙宏剛，溫熙森. 被動式動力吸振技術研究進展[J]. 機械工程學報，2007.3.
目前，人們嘗試著從飛機控制系統進行延伸研究，提出一種線控網絡技術，應用到汽車控制中，如電控制動（Brake-by-Wire）、電控轉向（Steering-by-Wire）等，這類總線控制技術提高了汽車通信系統的可靠性指標，加強了汽車的容錯能力。在很大程度上彌補了CAN總線的缺陷。
