前沿技术论文范文
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第1篇
国立科研机构是由国家(中央政府)建立和资助的各类研究机构，包括国家大型科研机构、部门所属研究机构和其他各类研究机构。国立科研机构是知识创新和技术创新的重要力量，主要承担与国家使命有关的基础研究和关键竞争前沿技术的开发，在国家创新体系中具有不可替代的作用。
我国国立科研机构每年产出大量的科研成果，但是对这些科研成果及相应知识产权的管理状况却不尽人意。在调查我国国立科研机构知识产权管理现状的基础上，分析其中存在的问题，然后借鉴国际著名科研机构的知识产权管理举措，为完善我国国立科研机构的知识产权管理机制提出对策和建议。
1我国国立科研机构的知识产权管理现状和存在的问题
1.1知识产权管理机构情况
目前，我国国立科研机构设置知识产权管理机构主要采取了挂靠式和独立式两种管理模式。挂靠模式下，知识产权管理部门一般都挂靠在科技主管部门内，没有专门的知识产权办公室或专业管理人员。管理人员一般管理科研成果的奖励、鉴定等，并在原有管理模式之下兼管知识产权管理。独立模式是成立专职的知识产权管理机构，配备必要的设备和一定的经费，并确定一定数量的专业管理人员。智力成果的产生及知识产权的形成、转移、许可和转化都由知识产权管理机构来统一管理。
笔者对我国64个国立科研机构的调查显示，设有专职知识产权管理机构的单位有7个，占总数的11％左右；由科技部门(如科研开发处、科技处、计划财务处、科技投资管理处等)管理的46个，约占总数的73％；由外事部门兼管的4个，占6％；由科技部门和外事部门共管的3个，占4％；由其他部门兼管的4个，占6％。关于知识产权管理人员的配备，在被调查的科研院所中，配备专职管理人员的有5个，占8％；配备兼职人员的单位有42家，占66％；个别单位既有专职人员，又有兼职人员，专兼职人员都没有的单位有17家，占总数的26％。有许多知识产权工作量大、面广、任务艰巨的科研机构也没有设置专门的管理机构和专职的管理人员。根据访谈中了解的情况，目前许多科研机构所从事的知识产权工作都是停留在专利统计、奖励申报和审查等流程性、事务性的管理层面。知识产权管理兼职人员往往未经专门学习和培训，缺乏工作经验，并且常因人员变动而难以保证。
1.2知识产权管理制度建设
根据笔者调查，在64家国立科研单位中，制定了知识产权管理内部规章制度的有20家，占31％，这说明，有2／3以上的调研对象正在建立或根本没有建立单位内部知识产权规章制度。根据对科研机构的管理制度所做的具体调研，除了少数知识产权工作开展较好的科研机构制定了知识产权管理规章制度，且内容比较全面之外，其他绝大多数科研机构的知识产权制度本身存在很多问题，如制度建设滞后、修订不及时、偏重知识产权的申请和授权等。以某科研机构为例，其关于科技成果的管理制度，基本上都是20世纪90年代末制定的，部分内容亟待更新。
1.3知识产权管理激励机制
1.3.1经费支持知识产权机构健全的科研机构每年都有一笔经费(大约在10万至30万元)，用于申请国内专利以及维持专利所需的年费。一般课题组支付专利申请费，科研机构支付维持费。有的研究院所每3年进行一次专利评审，如果某专利有效益，则继续支付专利维持费，否则研究院所就不再支付专利维持费了。根据调研结果，在对专利申请的激励方面，64个参与调研的国立科研机构中有48个制定了支持专利申请的经费补助政策，并且政策的规定比较具体，操作性强，基本上的得到了落实。
1.3.2科技奖励在对科研人员的奖励(主要是专利法规定的针对获得专利授权的奖励)方面，调研结果表明，绝大部分的科研机构对科研人员获得知识产权都进行了奖励，一般是针对不同的成果方式事先制定不同的奖励标准，并定期兑现。
1.3.3利益分配在知识产权利用(主要是专利的实施)过程中，科研机构通过对知识产权的转让或许可使用可以获得相应的报酬，这部分报酬一般可以按照一定比例在科研机构和科研人员之间进行分配，不同单位有不同的规定。但是，关于支付科研人员专利实施报酬方面不容乐观。许多科研机构都没有落实对科研人员报酬的支付，只有少数科研机构以变通的方法进行了一定程度的支付。这一方面是由于国家相关法律规范的缺失；另一方面也不能排除资金限制和部分科研机构管理方面存在的问题。
1.4我国国立科研机构知识产权管理机制存在的问题分析
1.4.1知识产权管理意识偏颇我国国立科研机构在知识产权管理中呈现重数量、轻质量，重申请、轻利用的特点。之所以重视知识产权，一方面，在很大程度上是因为科学论文和专利数量正在成为科研人员升职、晋级、评聘的关键要素，也成为科研机构彰显其科研实力的重要指标。因此出现了科研人员为求数量而将一些市场前景不明，价值不大的成果申报专利，或者将一个专利分拆成多个专利的情况。另一方面，目前我国国立科研机构的知识产权管理在很大程度上还停留在专利统计、奖励申报和评审等事务性工作方面，而对知识产权的开发利用和产业化等知识产权管理下游阶段的工作还远没有提上日程，导致我国专利技术应用转化率远低于发达国家水平，从整体上来说影响了我国的科技竞争力。这些简单化的认识曲解了知识产权制度的社会意义。
1.4.2缺乏专职知识产权管理机构和专业知识产权管理人才目前我国国立科研机构的知识产权管理通常属于科技处的职能，科技处工作内容繁多，对知识产权管理重视程度不够，这就使知识产权工作往往局限在成果管理的工作层面，缺乏对知识产权的申请、保护和利用上中下游管理工作进行有机结合的统筹考虑，难以进行全过程的管理。此外，负责知识产权管理的工作人员中很多都没有法律背景，也不具备相关专业知识，难以实现知识产权的高层次管理。
1.4.3知识产权管理制度不健全根据上文对国立科研机构知识产权制度建设情况所作调查，目前2／3以上的科研机构还没有形成规范的内部知识产权管理规章制度。而在已经制定规章制度的科研机构中，除了少数几个单位制度建设比较成熟、可操作性强之外，其他绝大多数科研机构的知识产权制度本身也存在诸多问题，有待完善。
2国外著名科研机构的知识产权管理策略
2.1德国马普学会(MPG)
马普学会(TheMax-Planek—Gesellschaft，MPG)是德国也是国际知名的综合性学术科研机构，成立于1948年，旨在推动科学领域的研究，下设80个科研机构和一些临时研究中心。
MPG在众多研究计划中积累了相当多的研发成果，其中不乏有商业价值者。因此，MPG在1970年设立了马普学会专利办公室，后转制为嘉兴创新公司(GarchingInnovationGmbH，GI)，负责对研发成果的管理和知识产权的应用。
GI的工作人员包括科学家、经济和法律专家以及专利工作人员，主要任务是：向研究所提供知识产权应用方面的信息；向科学家提供知识产权方面的建议；评估发明人的知识产权及其商业价值；聘请专利律师确定专利申请范围、谈判专利许可和优先协议；引导发明人与企业合作；在评价发明人思路、风险基金申报、支持的获取等方面给予指导；在知识产权应用过程中提供数据库、保护期限、商业利益划分、会谈和发明人联系方面的帮助等。
GI非常重视专利申请的审查与评价，认为专利申请的审查有利于对专利转化的可行性进行研究和审查，从而可以促进专利的后期转化，同时也有利于对非专利信息和专利信息的收集和分析，并借此判断专利是否能反映技术发展的趋势。GI的知识产权管理工作在实际操作中取得了很好的效果，不仅提高了MPG的专利申请数量和质量，而且通过专利技术许可和创办新公司等方式加快了专利技术的产业化过程，实现了专利技术的经济效益。
2.2法国国家科研中心(CNRS)
法国国家科研中心(CentreNationaldelaRecher—cheScientifique，CNRS)成立于1939年，是欧洲最大的基础研究机构，下辖7个学部和2个国家研究所。
1992年，CNRS协同其他国家科研机构成立了法国科学发明和转化公司(FISTS.A)，作为管理其科研成果的专门机构。FISTL6j的服务包括：评价和选择创新项目、制定和执行保护战略，并将新技术进行直接的或在线的产业合作研究、资金注入和技术转化合同谈判、帮助发现和管理初创企业等。
CNRS采取了一系列措施来促进知识产权的应用，包括：①制定创新法(InnovationLaw，1999)，以此来鼓励研究人员成为企业家，并通过孵化器和其他鼓励措施对其进行支持；②建立信息中心，促进实验室研究信息的传递，鼓励向缺乏研发能力的中小企业进行技术转让；③进行专业培训，通过对科技人员与产业界的合同关系、知识产权管理和其他相关培训来增强实验室创新成果向私营部门的转化应用。
2.3美国国立卫生研究院(NIH)
美国国立卫生研究院(NationalInstitutesofHealth，NIH)是世界上最大的医学研究及资助机构，成立于1938年，目前共拥有27个研究所及研究中心。
NIH非常重视科技成果的管理和转化，专门成立了技术转让办公室(TheOffice0fTechnologyTransfer，OTT)，对NIH的发明资产进行评价、保护、监控和管理。OTT的职责包括对每个研究项目进行评估、跟踪和管理，监督专利实施、谈判、许可证合同，提供合作研究和开发合同(cRADAS)政策回顾等。
在NIH中，OTr占有重要地位，直接受NIH主任管辖。OTT的办公室虽然设在NIH总部，但实际上所有的运作却是渗透到NIH每一个组成机构之中。OTr在NIH的每一个机构和研究中心都设有“技术发展协调员”，负责与具体项目科学家进行联系，了解项目情况。为了促进技术转让，OTr在美国的许多大学都设有自己的技术转让办公室，如加州大学、马里兰大学、华盛顿大学等。技术转让成功后，OTT会给予大学一定比例的许可费收益。
在经费支持方面，与马普学会各研究所承担专利申请费用不同，NII-I的专利中请费用不需研发机构承担，而是由OTT统一负责，而且对于任何有商业应用价值的产品，OTr都会尽力促进其商业化运作。另外，为促进研发机构的成果产出，OTT还规定，成功实现技术转让后将技术转让费的15％或25％返还给技术研发机构，但不得超过15万美元。
从以上案例可以看出，国际著名科研机构非常重视知识产权管理工作，都设立了独立的知识产权管理机构，这些机构逐渐发展演化成专职的知识产权管理公司，配备了具有多种学科和知识背景的管理人才。一方面对科研机构的科技成果产出进行评估，选择合适的知识产权保护方式；另一方面积极开展科技成果和知识产权的商业和产业转化与利用，促进先进科技在各创新单元之间的流动，既实现了自身的经济利益也发挥了知识产权的价值。
3完善我国国立科研机构的知识产权管理机制的对策建议
3.1树立正确的知识产权管理意识
要积极开展对科研人员和其他管理人员的教育和培训，一方面要明确保护知识产权的重要性；另一方面也要树立正确的知识产权价值观。政策制定者也要从有利于科学发展和技术创新的角度来制定政策，引导科研机构以更加合理的方式来评价科技成果和知识产权在机构科技评估和人员竞聘中所发挥的作用。
3.2加快建立专职的知识产权管理机构
知识产权管理机构是知识产权管理的“作战部”、“参谋部”和“后勤部”，设立专职的知识产权管理机构有利于集中人力、物力和资金从整体上规划和组织知识产权的创造、申请、保护和利用的全过程，有利于充分调动管理人员的积极性，使其集中精力专职服务于知识产权管理工作。
3.3实行知识产权管理人员从业资格证书制度
知识产权管理人员的素质能力直接决定了知识产权管理水平的高低。随着科技发展和新型科研合作方式的形成，科技成果产出和知识产权管理工作将变得越来越复杂，特别是在全球研发网络背景下，知识产权管理工作可能会涉及多国利益，因此要求知识产权管理人员不仅要具有法律背景和相关专业技术知识，还要能够灵活处理涉外知识产权事务。实行从业资格证书制度有利于培养更高层次的综合型知识产权管理人才。
3.4完善知识产权管理制度
对知识产权的有效管理依赖于合理的知识产权管理制度，知识产权管理制度应该包括以下方面：科技成果登记制度；评估、选择申请专利的种类及保护方式的制度；科技成果及专利资助和奖励制度；知识产权质量评估制度；科技保密制度；对职工调入和离职人员签订知识产权保护协议制度；职工离职后的竞业限制制度等。此外，知识产权管理制度的建设是一个不断完善的过程，应该与时俱进，根据实际操作情况及时进行调整和补充。
3.5为知识产权管理提供充足的资金支持
知识产权管理费用主要包括专利申请费、审查费、维持费和费以及对专利申请人和单位的奖励费用和用于知识产权管理工作的办公费用等。充裕的知识产权管理资金能够激发科研人员和知识产权管理人员的热情和积极性，保障知识产权管理工作的顺利开展。
第2篇
根据运动技能形成过程中的不同阶段的特点,我采用不同的教法:
初学阶段:紧抓住主要环节进行教学,不过多强调教学的细节。推铅球最后用力是技术的关键,我们要在教学中投入大量的时间和精力进行练习,并多作示范,帮助学生体会动作要领及环节的用力顺序,强调超越器械动作方法及重要性,以缩短初学阶段时间。同时,充分发挥两个信号系统的作用,特别注重发挥两全信号的作用。1.精讲。讲解简明扼要,便于学生理解。2.多练。我们要经常做示范,从不同的角度增加学生发生的感性认识,并要求学生反复练习,体会动作要领,同时我们要及时指出学生发生的主要错误及其原因所在。3.通过动作正确的学生和动作错误的学生对比示范,逐步使学生树立正确推铅球的动作技术概念,促使分化抑制较快的建立,对正确的动作予以肯定,并用鼓励的语言刺激强化“好、对!”。对不正确或错误动作,不予以强化及时指出“不对!错了!”。
泛化阶段:主要帮助学生掌握动作的细节部分,要求用力蹬地,快速移动,做出超越器械动作,对学生提出严格的要求,有错就纠,加速形成正确的运动技能,促进分化抑制和延缓抑制的进一步发展。
巩固和运用自如的阶段:其主要的任务就是防止已定型的推铅球技术能发生消退,教学中要加强练习,反复练习不断予以强化。有道是熟能生巧,功到自然成。
(一)研究对象与方法
本研究以初学学生为研究对象,研究方法:文献资料及观察法的基础上,进行系统分析。
(二)在教学实践中,我们要采取了以下手段和方法
1.首先要掌握原地侧向推铅球技术。在一段时间教学后,特别要强调推铅球的动作要领及方法,使学生较快地掌握原地侧向垫步推铅球的动作技术概念,为今后侧向垫步推铅球打下良好的基础。
(1)根据学生力量大小不同姿势进行臂屈练习,如推墙练习,斜立撑;两人一组掌心相对,手指相对练习推手,要求伸臂用力动作快。这些练习与推铅球出手时的动作相似,能使学生比较正确的本能感受和技能刺激。
(2)二人一组,后面一位同学拉住前面一位同学的左手,稍稍用力,使他做出蹬地转髋的动作,保持一段时间(10″—15″)要求有超越器械的动作,使学生感受到推铅球的用力顺序,建立正确的感性认识。在练习的过程中及时纠正学生的错误动作,同时伴以语言信号刺激,叫学生反复练习,强化正确动作概念,形成良好的技术动作基础。
(3)①先要求学生进行徒手模仿练习将原地侧向推铅球技术按“蹬地送髋”、“起体制动”,“送看推球”三个动作环节来进行练习。先体会各动作环节的肌肉感觉并适时地叠加直至完整动作。及时纠正练习中出现的错误动作,集体与个别相结合。
②持球练习:铅球置于指根,掌心不能触球,把球放在锁窝处,大拇指朝下,肘关节抬起(略低于肩),自然而放松。
③推高与拔指练习
A、在投掷的前方设定一定高度的横杆,学生在原地或正面推铅球过杆,注意出手的角度及速度,同时注意上下肢的协调性及上肢的用力顺序、顶肩、挺胸、抬头,右肩用力向前迅速伸臂推球,屈腕拨指。
B、①徒手拨指练习:左手压住右手中间三指,右手尽力前推,要求肘关节抬起,有正确的出手角度(38°—42°)
②在高处悬挂一实心球,进行拨指练习。
(4)持球投掷:在掌握上述动作的基础上,学生对原地推铅球的技术有比较清楚的认识,学生之间可以相互指正,共同提高,对在练习中出现的错误动作,教师要及时纠正,并要多做示范,使学生强化正确动作技术。
2.在掌握原地侧向推铅球的基础上,练习侧向垫步推铅球。
垫步推铅球是为高中阶段学习滑步推铅球的一种过渡性技术,垫步和滑步都是为了使铅球在出手的瞬间获得较大的初速度。在教学中要强调垫步的动作方法,抓住垫步与最后用力的紧密衔接这一技术关键。A右侧向移动比较快,要求:屈膝微蹲,移动动作而平稳;B增强腿步肌肉力量练习;C徒手垫步:要求重心平稳,脚步移动快速有力。要求做出超越器械动作,蹬地有力,两腿同时用力,几乎同时落地。
(5)持球练习垫步:动作要求同上,但学生在练习中往往铅球要离开肩或球不贴紧颈及肘关节下落,所以要练习中,特别要注意这几个环节,及时纠正错误,同时要帮助力量小、个子矮的同学克服心理障碍,增强信心。
(6)在掌握原地推铅球和垫步的基础上侧向垫步推铅球,就会起到事半功倍的成效。分解动作到整个动作再分解动作,学生对技术的掌握就更扎实,技能也在不断地提高,形成比较稳定的动力定型。
(三)教学效果及体会
在教学实践过程中,铅球教学时间是比较少的,要很好地掌握推铅球技术,仅凭课上的时间是很不够的,教师应督促学生在课外活动时,也要进行练习,并且还可以布置徒手动作技术的回家作业,空闲时,学生可以练习,这样既得到了积极性的休息又提高了推铅球的技术。由于男女学生体质和身体素质的差异,在学生学习过程中男生掌握推铅球技术明显快于女生,所以,在教学中,女生学习推铅球技术的时间要增加2—3学时,这样才能与男生同步,同时又要用鼓励帮助的态度,来克服女生畏难的情绪,激发她们的学习积极性。只有这样,才能全面地提高学生推铅球的技术和技能。
参考文献
①邰崇禧等.中学体育教材教法。
第3篇
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
一、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。
二、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。
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。
三、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。
四、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。
五、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。超级秘书网
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。
