发布时间：2023-03-22 17:36:57
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关键词：伺服驱动技术，直线电机，可编程计算机控制器，运动控制
1引言
信息时代的高新技术流向传统产业，引起后者的深刻变革。作为传统产业之一的机械工业，在这场新技术革命冲击下，产品结构和生产系统结构都发生了质的跃变，微电子技术、微计算机技术的高速发展使信息、智能与机械装置和动力设备相结合，促使机械工业开始了一场大规模的机电一体化技术革命。
随着计算机技术、电子电力技术和传感器技术的发展，各先进国家的机电一体化产品层出不穷。机床、汽车、仪表、家用电器、轻工机械、纺织机械、包装机械、印刷机械、冶金机械、化工机械以及工业机器人、智能机器人等许多门类产品每年都有新的进展。机电一体化技术已越来越受到各方面的关注，它在改善人民生活、提高工作效率、节约能源、降低材料消耗、增强企业竞争力等方面起着极大的作用。
在机电一体化技术迅速发展的同时，运动控制技术作为其关键组成部分，也得到前所未有的大发展，国内外各个厂家相继推出运动控制的新技术、新产品。本文主要介绍了全闭环交流伺服驱动技术（FullClosedACServo）、直线电机驱动技术（LinearMotorDriving）、可编程序计算机控制器（ProgrammableComputerController，PCC）和运动控制卡（MotionControllingBoard）等几项具有代表性的新技术。
2全闭环交流伺服驱动技术
在一些定位精度或动态响应要求比较高的机电一体化产品中，交流伺服系统的应用越来越广泛，其中数字式交流伺服系统更符合数字化控制模式的潮流，而且调试、使用十分简单，因而被受青睐。这种伺服系统的驱动器采用了先进的数字信号处理器（DigitalSignalProcessor,DSP），可以对电机轴后端部的光电编码器进行位置采样，在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制系统，并充分发挥DSP的高速运算能力，自动完成整个伺服系统的增益调节，甚至可以跟踪负载变化，实时调节系统增益；有的驱动器还具有快速傅立叶变换（FFT）的功能，测算出设备的机械共振点，并通过陷波滤波方式消除机械共振。
一般情况下，这种数字式交流伺服系统大多工作在半闭环的控制方式，即伺服电机上的编码器反馈既作速度环，也作位置环。这种控制方式对于传动链上的间隙及误差不能克服或补偿。为了获得更高的控制精度，应在最终的运动部分安装高精度的检测元件（如：光栅尺、光电编码器等），即实现全闭环控制。比较传统的全闭环控制方法是：伺服系统只接受速度指令，完成速度环的控制，位置环的控制由上位控制器来完成（大多数全闭环的机床数控系统就是这样）。这样大大增加了上位控制器的难度，也限制了伺服系统的推广。目前，国外已出现了一种更完善、可以实现更高精度的全闭环数字式伺服系统，使得高精度自动化设备的实现更为容易。其控制原理如图1所示。
该系统克服了上述半闭环控制系统的缺陷，伺服驱动器可以直接采样装在最后一级机械运动部件上的位置反馈元件(如光栅尺、磁栅尺、旋转编码器等)，作为位置环，而电机上的编码器反馈此时仅作为速度环。这样伺服系统就可以消除机械传动上存在的间隙（如齿轮间隙、丝杠间隙等），补偿机械传动件的制造误差（如丝杠螺距误差等），实现真正的全闭环位置控制功能，获得较高的定位精度。而且这种全闭环控制均由伺服驱动器来完成，无需增加上位控制器的负担，因而越来越多的行业在其自动化设备的改造和研制中，开始采用这种伺服系统。
3直线电机驱动技术
直线电机在机床进给伺服系统中的应用，近几年来已在世界机床行业得到重视，并在西欧工业发达地区掀起"直线电机热"。
在机床进给系统中，采用直线电动机直接驱动与原旋转电机传动的最大区别是取消了从电机到工作台（拖板）之间的机械传动环节，把机床进给传动链的长度缩短为零，因而这种传动方式又被称为"零传动"。正是由于这种"零传动"方式，带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点。
1.高速响应由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械传动件（如丝杠等），使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高，反应异常灵敏快捷。
2.精度直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差，减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制，即可大大提高机床的定位精度。
3.动刚度高由于"直接驱动"，避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象，同时也提高了其传动刚度。
4.速度快、加减速过程短由于直线电动机最早主要用于磁悬浮列车（时速可达500Km/h），所以用在机床进给驱动中，要满足其超高速切削的最大进个速度（要求达60～100M/min或更高）当然是没有问题的。也由于上述"零传动"的高速响应性，使其加减速过程大大缩短。以实现起动时瞬间达到高速，高速运行时又能瞬间准停。可获得较高的加速度，一般可达2～10g（g=9.8m/s2），而滚珠丝杠传动的最大加速度一般只有0.1～0.5g。
5.行程长度不受限制在导轨上通过串联直线电机，就可以无限延长其行程长度。
6.运动动安静、噪音低由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦，且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨（无机械接触），其运动时噪音将大大降低。
7.效率高由于无中间传动环节，消除了机械摩擦时的能量损耗，传动效率大大提高。
直线传动电机的发展也越来越快，在运动控制行业中倍受重视。在国外工业运动控制相对发达的国家已开始推广使用相应的产品，其中美国科尔摩根公司（Kollmorgen）的PLATINNMDDL系列直线电机和SERVOSTARCD系列数字伺服放大器构成一种典型的直线永磁伺服系统，它能提供很高的动态响应速度和加速度、极高的刚度、较高的定位精度和平滑的无差运动；德国西门子公司、日本三井精机公司、台湾上银科技公司等也开始在其产品中应用直线电机。
4可编程计算机控制器技术
自20世纪60年代末美国第一台可编程序控制器（ProgrammingLogicalController，PLC）问世以来，PLC控制技术已走过了30年的发展历程，尤其是随着近代计算机技术和微电子技术的发展，它已在软硬件技术方面远远走出了当初的"顺序控制"的雏形阶段。可编程计算机控制器（PCC）就是代表这一发展趋势的新一代可编程控制器。
与传统的PLC相比较，PCC最大的特点在于它类似于大型计算机的分时多任务操作系统和多样化的应用软件的设计。传统的PLC大多采用单任务的时钟扫描或监控程序来处理程序本身的逻辑运算指令和外部的I/O通道的状态采集与刷新。这样处理方式直接导致了PLC的"控制速度"依赖于应用程序的大小，这一结果无疑是同I/O通道中高实时性的控制要求相违背的。PCC的系统软件完美地解决了这一问题，它采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台，这样应用程序的运行周期则与程序长短无关，而是由操作系统的循环周期决定。由此，它将应用程序的扫描周期同外部的控制周期区别开来，满足了实时控制的要求。当然，这种控制周期可以在CPU运算能力允许的前提下，按照用户的实际要求，任意修改。
基于这样的操作系统，PCC的应用程序由多任务模块构成，给工程项目应用软件的开发带来很大的便利。因为这样可以方便地按照控制项目中各部分不同的功能要求，如运动控制、数据采集、报警、PID调节运算、通信控制等，分别编制出控制程序模块（任务），这些模块既独立运行，数据间又保持一定的相互关联，这些模块经过分步骤的独立编制和调试之后，可一同下载至PCC的CPU中，在多任务操作系统的调度管理下并行运行，共同实现项目的控制要求。
PCC在工业控制中强大的功能优势，体现了可编程控制器与工业控制计算机及DCS（分布式工业控制系统）技术互相融合的发展潮流，虽然这还是一项较为年轻的技术，但在其越来越多的应用领域中，它正日益显示出不可低估的发展潜力。
5运动控制卡
运动控制卡是一种基于工业PC机、用于各种运动控制场合（包括位移、速度、加速度等）的上位控制单元。它的出现主要是因为：（1）为了满足新型数控系统的标准化、柔性、开放性等要求；（2）在各种工业设备（如包装机械、印刷机械等）、国防装备（如跟踪定位系统等）、智能医疗装置等设备的自动化控制系统研制和改造中，急需一个运动控制模块的硬件平台；（3）PC机在各种工业现场的广泛应用，也促使配备相应的控制卡以充分发挥PC机的强大功能。
运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制核心，大多用于控制步进电机或伺服电机。一般地，运动控制卡与PC机构成主从式控制结构：PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作（例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等）；控制卡完成运动控制的所有细节（包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等）。运动控制卡都配有开放的函数库供用户在DOS或Windows系统平台下自行开发、构造所需的控制系统。因而这种结构开放的运动控制卡能够广泛地应用于制造业中设备自动化的各个领域。
这种运动控制模式在国外自动化设备的控制系统中比较流行，运动控制卡也形成了一个独立的专门行业，具有代表性的产品有美国的PMAC、PARKER等运动控制卡。在国内相应的产品也已出现，如成都步进机电有限公司的DMC300系列卡已成功地应用于数控打孔机、汽车部件性能试验台等多种自动化设备上。
在社会发展的多个领域，都能够发现智能化技术的应用。智能化技术具有综合性的特点，包含着多种学科内容，例如控制学。从字面的理解来看，智能化技术的实际应用是借助一定技术手段的实施，完成人工智能的机器操作目标，并且解决一些人力不能完成的问题。在较长时间的实践应用中，智能化技术逐渐走向成熟，在各个社会领域发挥的作用更加明显。在电气工程领域，利用智能化技术实现较好的自动化控制，经过了较长时间实践，应用了多方面的电气工程内容，才得出了较强的实用性结论。因为智能化技术的应用术语属于高端的计算机技术，所以，自动化控制工作中引入智能化技术，必须有一定的计算机理论基础，否则将影响智能化技术的作用发挥。在智能化技术的不断实践应用中，极大提高了自动化控制系统的运行速度，较好改善了电气自动化控制工作，降低了工作成本，减轻了工作压力，实现了人力资源配置的合理优化。
二、智能化技术的应用优势
（一）免去了控制模型的建立
在电气工程的传统工作中，自动化系统控制的实现必须有控制模型的建立。但是，在实际的操作中，被控制对象往往需要十分复杂的动态方程，这就影响了精确效果的获得。由此，在设计对象模型的环节中，经常会遇到无法科学预测、无法准确估量的一系列困难。然而，智能化系统的出现，使这些困难得到了较好解决，极大促进了工作效率的提升，同时对于一些不可控制的因素，也实现了较好的控制，大大提升了自动化控制器的准确性。
（二）实现了便捷的电气系统控制
智能化控制器的实际应用实现了更加便捷的电气系统控制，随时都可以完成对系统控制程度的有效调整，极大提升了系统的整体工作性能，是对自动化控制顺利实现的进一步保障。从这一项优势中就可以看到，和传统的自动化控制器相比较，在任何条件下，智能化控制器都具有更加完善的调解控制功能，在电气工程的自动化实践应用中占据优势。
（三）实现了一致性的智能化控制
在自动化控制中的数据处理环节，智能化控制器可以实现一致性的智能化控制，很好解决了不同数据的处理困难。而且，在自动化控制的标准执行上，即使遇到陌生的数据，也依旧可以获得具有较高准确度的估计。但是，如果发现智能化控制器在实际的应用中没有发挥出理想的效果，一定要全面排查工程的各个细节，细致地进行分析，不能盲目的否定智能化控制技术。
三、智能化技术的实践应用
（一）系统病因诊断
在电气工程诊断工作中，采用传统的人工手段具有较强的复杂性，虽然对工作人员要求十分严格，但是也无法获得较为准确的诊断病因。在电气工程工作中，实现自动化控制的过程中经常会遇到一些如设备、数据等方面的问题，这是不可能避免的，采用传统的人工诊断办法不能确保病因处理的及时性，而且处理效果也不佳。但是，智能化技术的广泛应用，使得自动化控制工作的诊断效率得到大幅度提升。而且，定时检测诊断应用，有效避免了一些不必要的问题。
（二）系统设计优化
在电气工程发展中，传统的工程设计需要工作人员进行多次重复的实验操作和改良，而且，在这一工作过程中，对工作人员的工作素质也有着较高的要求，既需要工作人员掌握一定的专业设计知识，还需要工作人员能够很好的将知识理论应用于实践工作中。但是，在实际的设计工作中，工作人员往往不能做到全面的考虑，经常会漏掉一些具体的问题。所以，一旦发现复杂问题，很多情况下都不能做到及时解决。而智能化技术的出现，较好解决了这一问题。设计工作可以借助于计算机网络完成，也可以借助于相关的软件完成，既保证了设计中数据的准确性，也实现了设计样式的丰富化，更能够做到对复杂问题的及时处理，较好保证了自动化控制的稳定性。
（三）系统的自动化控制
在电气工程中，智能化技术可以应用于多个控制环节，能够很好的实现整体性的自动化控制。智能化技术的主要控制工作是借助于三种手段实现的，一是模糊控制，二是专家系统控制，三是神经网络控制。运用这三种控制手段，极大提升了自动化控制效率，使远距离的自动化控制成为可能，增强了对电气系统的运行反馈。特别是神经网络控制，能够实现算法的反向学习，在信号处理方面得到了较大应用。
四、结语
目前，我国自动化技术发展速度非常快，在机械领域中的作用也日趋明显。应用自动化技术能够降低人力劳动成本，工作人员只需要进行简单的操作就能够实现大型机械的自动化作业，甚至能够完成人们无法完成的工作。计算机技术的发展为自动化技术应用到机械领域提供了保障，人们打破了对传统机械行业的认识，以自动化设备来实现对机械的调用和装配，不仅降低了人力成本，同时还能够有效降低产品的报废率，是整个机械装配流程形成连续化，使产品的生产周期大幅缩短，保质保量的完成机械装配任务，为企业创造出更为丰厚的经济效益。
2自动化技术在机械制造中的应用
1）信息自动化。信息自动化主要是依托于计算机技术而形成的，其中主要包括辅助制造、辅助设计、工艺辅助设计、数据库系统管理等。辅助制造指在产品生产过程中采用数值控制技术来实现自动化应用，进而完成产品的生产，也被称为数控技术；辅助设计是指采用计算机设计软件来完成对产品的创意、设计、建模、参数值评测等，并且对机械构件实现精确测量；工艺辅助设计则是辅助制造和辅助设计的纽带，能够有效提高工艺生产的效率，并使之实现优化和提升；产品数据库系统管理则是采用计算技术来实现对储入库，进而实现信息数据的系统化管理。
2）物资供输自动化。物资供输是对品生产的原材料进行运输和调配的过程，其物资供输自动化则是采用自动化手段来完成物资的运输和调配，是自动化在机械领域中得到应用的细分体现，其中涉及自动化设备、自动化装置、自动化物资输送、自动化软件等。
3）生产自动化。生产自动化能够从机械制造加工方面得以体现，可以实现机械组件的自动化装卸，这种自动化装卸在系统不发生故障的情况下可以循环重复进行，有效降低人力使用成本，并且能够降低由于人为因素所造成的失误，提升产品的合格率，大幅提升了产品的质量。
4）设备装配自动化。设备装配自动化是将整个装配流程输入到数控设备中，通过计算机来完成对机械的操作，按照特定的规格、形状制成配件，同时还能够完成一系列组装、调试、验收等工作，是一条能够自动完成机械装配的自动化流水线。在机械制造业中，设备装备拥有比较重要的地位，而自动化设备能够协助完成接卸装配，使很多繁琐的人工装配能够用机械替代完成，极大地提高机械生产效率，是现代化机械制造的重要组成部分。
5）检测自动化。自动化装配完成的零件或设备需要对其进行检测，而自动化检测则能够很好的完成这项工作。针对新型材料、零部件和复杂的工艺加工产品，在机械制造也中采用人工进行检测难度非常大，而且效率极低，已经不能满足当前机械制造与生产的要求，检测自动化被应用到机械制造是一种必然趋势，采用多种检测技术来对机械制造出的产品进行检测，其中包括电流信号、时序错排、人工神经网络和其他更为智能的设备诊断技术。
3自动化技术在机械制造中的应用发展趋势
1）高度集成化。将自动化应用在机械制造领域，首要解决的问题就是实现制造技术的高度集成化。集成化是一种生产模式，能够将多种生产内容按照一定的顺序来形成流水作业，对制造生产工作进行整合，并在计算机技术的基础上来实现和完成机械制造的自动化，并将其细分到各个子系统中，如自动化信息系统、自动化制造系统、自动化管理系统等，相互子系统之间分工协作，形成一套拥有高集成度的机械制造自动化系统。
2）智能化。机械制造是由手工制造发展转变而来的，传统简单的机械制造技术无法满足新时代的要求，依托于先进的计算机科学所构建的智能化系统能够实现机械加工的集成化、系统化、流程化作业，打破传统机械生产的局限，引入高效能的功能体系，结合计算机信息技术来实现系统的集成和整合，使之成为一个整体，力求实现全自动的智能化生产。智能制造就是将人工智能技术引入到机械制造中，同时在自动化基础上实现更加现代化的机械制造，使相互之间的技术能够相互渗透和共融，能够运用计算机来对机械制造进行分析和决策，模拟人的思维来模仿和代替人的工作。此外，相较于专家智慧，智能化机械制造能够完成专家无法完成的对自身进行监视，及时发现错误并进行调整和改进，同时还能对任务进行预设，不断调节自身参数获得最佳状态，不受情绪的影响等优势。可见，智能化系统相较于人工智能要更高一层。
3）虚拟化。虚拟化指采用计算机技术来使机械产品能够在现实中完成完全模拟，进而提升产品质量，提高工作效率。比如，机械制造过程中应用计算机模拟仿真技术和信息控制技术，能够更好的对计算机的控制过程进行模拟，发现其中所存在的问题，进而在实际工作中避免出现类似错误。利用虚拟化能够大幅提高产品设计和研发的周期，保证产品质量，进而提升在市场中的竞争力。
4）柔性自动化。现代机械制造业的发展要求企业在市场应变能力上要更为灵活，对客户的反馈有快速捕捉并对产品加以改进的能力，因而要根据市场需求的内外部环境条件来有针对性的进行部件更新，对产品生产结构进行调整或改变机械制造种类等，对此，采用柔性自动化技术是最佳的选择。利用计算机技术来构建人机交互界面，并结合自动化技术构建一个拥有柔性自动化的信息管理系统，为获得更高的效益和利润提供保障。柔性自动化系统中并不完全是自动化设备，也存在普通设备，只是在个别环节上可以进行人为介入，以提升机械制造的作业效率。柔性自动化所要实现的目标就是使产品生产能够更好的满足市场需求，提升市场竞争力。与此同时，采用柔性自动化能够拉近机械设置、机械生产、机械制造之间的关系，使集成化程度更高，大幅提升自动化技术应用背景下机械制造的效率。
4结束语
由于利用太阳能越冬，越冬车间应选择离太阳能比较近，方便操作的车间。室内光照强度调整在500～2000lx，车间窗户用窗帘调节光照，防止直射光进入车间，门窗要用薄膜封好，这样保温效果更佳。越冬池以20～40m2为宜，水深1～1．5m，最好是圆形池子，池底光滑，水泥池池壁上方有进水阀，池底均匀布置充气石，0．5个／m2。每个池子要配一套加压棒，自动调节温度，防止阴天或夜间温差过大。配水池要根据需要选择水体较大的水池，根据太阳能水温的高低，加入适量水塔水，用水泵加到越冬池。
2曼氏无针乌贼入室
从当年8月份日照海域收集到的受精卵，在室内水泥池孵化，从经过人工养殖的曼氏无针乌贼中，选择健康、活泼的个体进行人工越冬，一般情况下趋光性强、游动速度快的成体较好。当自然水温降至15℃左右时，即进入越冬期，在日照地区每年11月开始至次年5月中旬自然水温回升到15℃以上时结束。
3日常管理
3．1水质控制
每天定时观测水温、溶解氧、盐度等水质情况，做好越冬养殖的各项记录。越冬池水温控制在12．5～13．5℃，盐度23‰～32‰，pH值7．8～8．8。用配水池的水换水，每天换水1次，换水量为80％。换水时要用20目网箱虹吸换水，尽量不要用水泥池排水管换水，防止曼氏无针乌贼被吸附在排水管上，致其受伤，影响成活率。换水前应先吸底，吸出残饵、粪便，换水时水温要求温差不超过0．5℃，并保持24小时充气。
3．2饵料投喂
各种鲜活的小鱼虾、小杂蟹都是曼氏无针乌贼的最佳饵料。秋末冬初，从室外养殖虾、蟹的池塘中收集一些活的小杂鱼、草虾、糠虾、小杂蟹暂养在车间水泥池中，为其准备好“过冬粮”。暂养的活饵料小杂鱼虾、蟹等耐低温，故可以用自然水温培育，投喂冰冻的小杂鱼，并经常换水，保持水质新鲜。由于越冬周期比较长，活饵数量有限，有时不能满足越冬的需要，可以搭配冰冻小杂鱼虾，比如面条鱼、小白虾等投喂效果也不错。投喂冰冻饵料时要做到少投、慢投，并注意曼氏无针乌贼的摄食情况，至不再摄食时停止投喂，并且要及时清理沉入池底的残饵。
3．3疾病防治
室内水泥池越冬时，由于曼氏无针乌贼活动迅猛，乌贼表皮容易碰到池壁擦伤，如不及时处理，可能导致腐烂死亡。每周要用抗生素（土霉素2mg／L或20％的氟苯尼考1mg／L）定期进行防病处理，提高成活率。
3．4日常巡视
应加强曼氏无针乌贼的日常巡视，每天巡查，仔细观察曼氏无针乌贼的生长和摄食情况，发现病死乌贼或摄食不正常时，应及时检查分析原因，采取相应的措施，做好病害防治工作，发现死亡个体应立即捞出。
4小结
心理学家布鲁纳十分肯定戴尔的“经验之塔”理论，并坚持“教学的过程应该从直接经验入手，然后是经验的映像性表象，再过渡到经验的符号性表象”。他着眼于学生的心理操作特征，把戴尔的“经验之塔”十多个层次的学习经验进行了浓缩，将活动归纳为动作性、映像性和抽象性三个大的类别。布鲁纳的经验分层理论启示我们，数学教学活动的设计，应遵循经验获得的一般规律，从“直接性经验—经验的映像性表象—经验的抽象性表象”，提供的数学活动任务及情境应该从具体到抽象，从实物到映像，从感官参与到思维符号的参与。《三角形的认识》中教学“三角形边的特点”时，我让每个学生都准备了四根不同长度的硬纸条。为了引导学生有效开展合作学习，我精心设计了学习提纲：（1）独立选择不同的硬纸条试着围三角形，并填写表格；（2）观察表格中每个三角形的三条边，你发现当三条边有怎样的关系时能围成三角形，然后在小组里说一说。学生在学习提纲的指导下尝试围三角形，然后小组交流填表，为规律的归纳和概括积累充分的感性材料和经验，这是“直接性经验”。之后组织全班交流，根据学生回答，教师演示不同的情况，让学生观察和思考，形成“经验的映像性表象”。接着再引导学生观察表格，发现规律：三角形任意两边之和都要大于第三边，从而进入“经验的抽象性表象”。教学要始于直接性经验，但不能止于此，而要逐步走向抽象。
二、实现个体与群体的经验共享
新课程强调学生的合作交流，但这种合作交流应基于学生的独立探究，这样的交流才不会成为“无源之水，无本之木”。从数学活动经验形成的角度来看，学生只有进行独立操作、思考，才能形成独立的数学活动经验，激发个体的学习智慧。教师在设计数学活动时，要让学生有独立操作、探究的机会。如教学《搭配的规律》时，创设情境：两顶帽子和三个木偶搭配，一共有多少种不同的方法？学生独立操作，有的是无序的，有的是有序的。在集体交流时，学生的展示活动应从无序走向有序。而同样是有序的搭配，有的是从帽子开始想起的，有的是从木偶开始想起的。在学生独立操作探究的基础上，展示不同的操作和思考过程，学生的个体经验才可能实现和群体的共享，从而体会搭配时“序”的重要性———不遗漏，不重复，积累有序思考的数学活动经验。如果一开始就采用合作的方式，学生的不同想法就会在部分学生的“强势”中淹没，经验的个体化可能被淹没，经验生长和积累的过程也无法清晰地展开。
三、尊重学生经验积累的差异性
学生由于知识水平、思维方式等的不同，其经验积累也是有差异的。不同的学生在同一个阶段积累的经验的层次也不尽相同。教师在活动设计时既要考虑共性，即活动设计要符合学生的年龄特点和知识水平，设计的活动要让所有学生都能参与，同时也要考虑学生的差异，设计的活动要关注不同层次的学生，经验预期有一定的差异性，以满足不同学生的需要。例如，教学《一一列举的策略》时，对于问题：“18根1米长的栅栏围成一个长方形的羊圈，有多少种不同的围法？”最初的教学设计是先让所有学生都动手摆小棒，体会周长和长、宽之间的关系，然后用自己喜欢的方法将结果一一列举出来。后来，我选择了思维水平不同的学生进行了学情调查，了解到有的学生抽象思维能力较强，能直接列式找到不同的围法；有的学生能主动借助小棒或画图来进行思考；还有的学生在教师的点拨下才能想到用画图或摆小棒的方法找到结果。于是，我改变了原先的活动设计。出示问题后，让学生自己选择解决问题的方法，并将各种不同的围法表示出来，同时提示如果有困难可以借助老师给大家提供的学具。在交流环节，我选择了拥有不同思考方法的学生进行展示，收到了良好的效果。在这个过程中，不同思维水平的学生所积累的数学活动经验的层次也是不同的：完全通过摆小棒方法得出不同围法的，积累的是动作性数学活动经验；摆了一两个长方形之后，体会到周长与长、宽之间的关系，再根据关系继续找到其他不同围法的学生，积累的是动作性活动经验加映像性数学活动经验；直接用列算式的方法找到结果的学生，积累的是抽象性数学活动经验。当然，对于思维处于第一个层次的学生，教师还要通过引导他们观察摆出的长方形的长和宽，体会长和宽的和是不变的，使他们的思维在原有基础上得到提升。
四、通过反思提升内化经验
在电网的建设中，智能变电站是非常重要的组成部分，主要是传输和分配电能，并且进行监测、控制和管理。变电站综合自动化系统具有的特征包括这些方面，首先是功能综合化，指的是结合变电站自动化系统的运行要求，综合考虑二次系统的功能，优化组合设计，以便促使继电保护和监控系统达到统一。其次是构成模块化，模块化和数字化保护、控制和测量装置，这样就可以利用通信网络来连接各个功能模块，以便有效的共享信息。再次是运行管理智能化，变电站综合自动化的实现，可以促使无人值班、人机对话得到实现，并且操作屏幕化、制表、打印以及越限监视等功能也可以实现，对实时数据库和历史数据库进行构建。在变电站自动化技术中，非常重要的一个组成部分就是变电站自动化、智能化，需要实现的功能有很多；对电网故障进行检测，以便对故障部分尽快隔离；对变电站运行实时信息进行采集，监视、计量和控制变电站运行情况；对一次设备状态数据进行采集，以便更好的维护一次设备；促使当地后备控制和紧急控制得到实现。主要有这些表现，在微机保护方面，保护站内所有的电气设备，如母线保护、变压器保护、电容器保护以及其他的安全自动装置，如低频减载、设备自投等等。其次是数据采集，在状态量方面，断路器状态、隔离开关状态以及变压器分接头信号等都属于这个方面的内容；各段的母线电压、线路电压以及电流和功率值等则属于模拟量；脉冲电度表的输出脉冲是脉冲量，促使电能测量得到实现。
2智能变电站自动化技术的调试
智能变电站自动化技术需要进行调试，主要调试的内容在于：第一，进行站内网络调试，站内网络主要由交换机以及通信介质构成，需要对外部、通信广联、通信铜缆进行检查。第二，对计算及监控体系进行调试，对设备的外部进行检查，进行绝缘实验以及上电检查，检查遥信、遥调、遥控等功能，检查无功控制、定值管理、主备切换等功能。第三，调试继电保护，主要包含的是绝缘试验、上电检查、单体与整组调试、调试继电保护的信息管理系统等。第四，调试电站中的不间断电源，实时监测网络状态，主要是对网络报文记录系统以及网络通信检测设备进行调试。第五，对采样值系统进行调试，主要包含的是过程层的合并单元调试与电子互感器的电子采集调试等。上述调试试验的主要目的在于保证智能变电站的安全、稳定运行，减少工程建设的试验时间，从而为变电站的自动化技术奠定坚实的基础。
3智能变电站自动化的建立
3.1建设单元管理模式单元管理模式主要是依照物理层、网络层等实行隔离管理，对一些数量较多的元器件应当采用“点对点”的形式进行监控，每一个元器件都需要有一个代码进行相应的信息存储与信息管理，而且还可以借助GPS等形式，提高电力管理效率。
3.2建立应急系统智能变电站无法解决所有的问题，因此可以在原有的基础上设置应急系统，此系统平时不会参与电气运行，但是需要定期对其进行检查，因为如果出现了相应的电力故障，应急系统由于自身原因无法及时投入使用，那么将会造成不可预计的损失。一般情况下，可以对一二次设备以及通信网络进行合理分配，主保护与备用保护要分开，方便设备运行时的保护与运行后的维护。
4结语
关键词：电气自动化控制技术；ESC系统；安全稳定
0 引言
电气自动化控制技术是建立在电子信息和自动化技术之上的，以电气控制系统为核心，以电动机为主要传输动力，具有自动检测、信息控制等多项功能，利用自动化技术可使各项电气设备自主控制完成电力生产任务。将其应用于电力系统中，可有效解决其复杂结构带来的一系列问题，降低工作难度，减少人工劳动量，进而维护系统稳定运行，提高生产效率。然而在实际应用时，还有一些不足之处应引起重视，促进该技术在未来有更好的发展。
1 电气自动化技术的功能及其在电力系统中的应用
1.1 功能
首先是自动控制功能，即对电力设备的自动控制，是自动化技术的一个重要体现。多采用分散式控制方式，实现对整个操作系统的控制，运行中若有设备出现异常，自动控制系统会及时发现， 并将故障电路切除，以免有电流经过，使得故障进一步扩大。而电力系统结构庞大，线路复杂，要想准确切断电路，还需依靠分散控制来完成，所以说自动控制功能是维护系统整体稳定的一个重要保障。
其次是保护功能，受内部运行或外部环境影响，电力设备难免会出现各种故障，进而影响到系统安全。而电气自动化控制技术则能够保护设备运行安全，如输入电压不稳定时，自动控制系统会控制设备自动将高电压转换为低电压，保护设备内部的元件和导线不被损坏，将可能会出现的风险降至最低，尽可能地保护设备安全。电力设备运行时的承受能力有限，一旦电流过大，必将受损，所以说自动化控制技术的应用，可提高设备的使用寿命。
此外是监督功能，主要是监督不稳定电流，因为电流不稳定时，对设备危害较大，自动化控制系统则能对其加以监督。此时显示器上的指针会有所偏移，且信号灯闪烁，提示工作人员对线路进行检查。进而控制不稳定电流，避免故障发生。
1.2 应用
首先是电气产品的设计，为生产出高质量的产品，设计者必须具备极强的专业知识，并了解当前需要解决的关键问题，以及产品的用途和工作环境。以往多以经验为主，缺少科学性，而且工作量较大，精确度低。而现代化产品则要利用高科技和现代化工具，如计算机等。另外，控制理论也越来越成熟，尤其是专家系统、遗传算法等的应用，为产品提供了质量保障。
其次是设备故障的诊断，现代化电气设备功能增多，智能化程度越来越高，故障也变得更加复杂，具有非线性的特点，检测处理难度加大。传统的方法显然已不适用，而当前则逐渐形成了一套设计理论，以此对故障进行检测。这是一大创新，在智能化产品故障检测中较为适用，效率很高。当然还可以结合模糊逻辑系统等使用，进一步提升检测效率。
2 新型电气自动化控制技术的应用分析
2.1 案例
某电力企业为提高生产效率，降低故障发生频率，于2003年引进了DCS系统。随着用电需求的增长，电力系统变得更加复杂多变，DCS系统的应用可控制输入输出设备，从而采集系统的有关信息，并进行分析处理，然后对功率计电压等加以适当调整。该系统以控制系统为基础，具有分散控制、分级管理、集中操作等功能，在电力生产中一度发挥着重要作用。但随着电网事业的改革，这种系统的弊端日益显现，信息处理量有限，抗干扰能力较差，接线复杂，成本昂贵，且反应太慢，往往不能很好地处理瞬态电信号。为此，企业于2007年开始引进并应用电气监控管理系统（Electric Control System），简称ESC系统，这是对计算机、信号处理、现场总线等技术的综合应用，可对电力系统的自动化装置进行有效的测量控制，并保护其安全。
2.2 ESC系统
该系统包括以下3层：（1）间隔层：由多个智能元件构成，如直流接地选线装置、常用电压保护装置、自动准同期控制装置等，可完成系统的专业化功能。多是通过嵌入式软硬件技术开发的，由CPU、现场总线等设备；（2）通信管理层：主要由通信网络和相应的管理装置组成，利用以太网和现场总线将DSC系统、各项智能设备及其他子系统相连，实现其网络通信工作；（3）站控层：包括各种专业软件、通讯接口、服务器和监控设备，且软件都具有数据采集、故障诊断的功能。
2.3 特点和功能
ECS 系统采用通信管理层和站控层组态一体化的设计， 可保证组态调试的一次性完成， 进行调试时可以更加方便， 并且符合人的操作习惯。 并且从整体出发综合考虑系统的通信功能，保证站控层、通信层、间隔层的通信速度，并开设与 DCS、 MIS、 SIS 的通讯接口。并且 ECS 与 DCS 互相通信是不受限制， 还可以节省大量的通信缆线和变送器。 ECS 采用先进可靠地自动化电气装置， 完全可以不受通讯功能限制并可以独立运行， 保证了系统的安全性和可靠程度。
ECS 系统的间隔层采用保护测控装置， 抗干扰能力强，适用于复杂环境。且系统还采用了冗余容错技术， 包括双现场总线网络、 站控层设备冗余等多种措施，保证了系统稳定。系统保护测控装置局采用高性能的 DSP 并 IJ 微处理器，硬件系统采用多 CPU 智能化结构，大大提高了数据的处理速度。
3 结束语
电气自动化控制技术在电力系统中起着重要作用，可保护系统安全稳定，提高工作效率。在今后，将进一步朝着智能化方向发展，有很多事项需注意，对于其中存在的问题，应及时解决。
参考文献：
[1]蒋志荣.电气自动化控制技术的研究[J].黑龙江科技信息，2014（01）：109-110.
[2]陈俊红.浅论电力系统中电气自动化控制技术的运用[J].商品与质量，2014（02）：143-145.
关键词：现代信息技术条件；语文教学改革与创新；成效
近些年来，诸多职业学校为了推进教学环境的改革与创新，加大了教育信息化的投入。多媒体、校园网已像校舍、教学仪器一样成为学校的必备设施，给教育教学注入了生机与活力。
透过现代信息技术给教育带来的繁荣现象，作为基础性学科，同时也是不可或缺的学科――语文，也成了现代信息技术的最大
受益者之一。与传统的职业学校文化课教学相比，可以自豪地说，职业学校语文教学正在多媒体这一现代信息技术的推动下大步
前行。
笔者作为中等职业学校一线的语文教师，理性地分析其成效，不难发现，与我们对现代信息技术的应用是分不开的。表现在如下几个方面：
一、授课教师根据学校所能提供的现代信息技术条件来设计
语文教学，或者说以现代信息技术为基础来实现语文教学的创新
传统语文教学在上古典诗词，如，著名女词人李清照的《一剪
梅》的时候，以教师泛读、引导分析并板书为主。实现现代信息技术教学后，笔者设计了多媒体教学。首先把文章相关的文学常识交给学生自主完成，教师监督引导，并检查笔记完成情况；其次教师下载视频朗读，这不仅提升了学生的视觉与听觉效果，同时容易引起学生在情感上的共鸣，加速对文本内容的理解；再次是利用PPT
课件上课，条理清晰，逻辑性强，利于培养学生理解问题和分析问题的逻辑思维；最后是利用一些辅资料，强化学生的学习效
果，比如李清照的《一剪梅》歌曲，学生聆听乐曲并学唱，学生喜而乐之。多媒体环境下的教学容量大，学生喜欢，学习积极主动，学习效果佳。
二、教学信息资源的统整优化了语文教学资源
陈至立同志强调，“要把教育信息源建设摆在中小学普及信息技术教育工作的重要位置”。“教育信息资源的建设要从两个方面着手，一是筛选和梳理网上的有关信息；二是发掘、整合学校和有关部门的教育信息资源。在此基础上建设适用的教育网站和信息资料库。教育信息资源的整合要以此为原则。”
用我们柳州市第一职业技术学校做例子。我校根据这一精神指示，从2005年前后就进一步开发并完善适合我校的校园网站，2008年前后就开始着力整合各学科的教学信息资源。平时教师授课需要的精品信息、分类信息、鲜活信息源源不断，足以进行日常教学，甚至公开课、示范课教学。我校网络教育信息主要由两大部分组成，一是教学信息，是精选且多样的。二是教和学的参考或备用资料，这是大量且有序的。并且这些都是我们一线教师在日常的教学过程中，利用计算机及网络的功能优势实现的。其充分体现我校现代先进的教育思想，以学生最喜欢的方式呈现。这样，无论从质或量上都对传统的教材、教参、习题集等产生巨大的超越。
三、现代信息技术条件下职业学校语文教学条件的改革与授
课方式的创新，大大改善了师生关系
教学民主、师生平等是我们一贯的追求。而职业学校的学生，特别是中等职业学校的学生，大多是初中学习中的失败者。由于屡屡失利，大多数学生对学习失去了信心，特别对文化课甚至产生了恐惧感，见到科任老师尽量避而远之。传统的课堂教学，学生的目光都不敢正视老师，更害怕被老师点名回答问题。现在信息技术条件下语文教学条件的改革与授课方式的创新，模糊了师生界限，把学习的主动权交给了学生，而教师只是引导者和辅导者。这样，教师对每个实践操作的学生个体或学习团队可以全方位的掌控，学生在实践操作过程中也不会拒绝老师的引导，而是有问题时都能积极主动的询问。
四、职业学校语文教学环境的改革和教学方式的创新，提升了课内，延伸了课外
职业学校的学生文化底蕴都相对薄弱。教学信息化后，我们有条件采用全新的教学方式进行课堂内外的教学。最基本的教学中的教材、教参、黑板、粉笔等载体和手段，可以被计算机及网络所提供的集成化的教学环境，如，多媒体学习系统、资料库、演示环境、辅助学习工具、师生交互环境等所取代；教师可以利用多媒体充分表达教学意图；学生可以通过下载学习软件、网上查寻资料，通过电子邮件或BBS等与学生交流的方式来完成学业。在这样的环境下，不仅提升了课内，也延伸了课外。教学模式或教学方式的改革和创新也就有了可持续发展。
再者，职业学校因材施教或学生个性化发展是我们不断追求的一种教学状态。但在传统的班级授课中，教师不可能完全顾及几十个学生的不同情况，即便人们探索出分层教学、差异教学等教学方式，也只是在一定程度上的改进，难以做到适合每一个学生。然而计算机网络提供的宏富信息可以对学生的可能差异实施较大面积的覆盖，从而实现对个性化的较全面的关照。计算机网络可以递进具有较大预设空间的课件，学生能从课件中选择适合自己特点的教学服务，计算机网络便捷的交互性，可以使学生得到适合的教师指导和同伴交流。这样，因材施教或学生个性化发展会得以更好实现。
基于现代信息技术的教学改革与创新，基于“十”的召开，我们有理由相信，职业教育一定会向繁花似锦的职教大道继续大步前行，职业学校语文教学也将成为职业教育花园中的一朵奇葩！
