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數控系統論文范文

2023-12-31

數控系統論文范文第1篇

摘要:文章探討了一種新型的高效率、高精度的漸開線齒輪加工系統,能加工較多的模數,可實現圓周進給和徑向進給的精確數字控制。機床的調整采用控制面板上的按鈕,加工時通過人機界面來輸入加工數據,發出各種操作命令。數控系統采用可編程控制器,使齒輪加工可靠性顯著提高,有效降低成本低,且適合現場加工要求。在徑向進給時,齒輪加工系統通過編程采用了徑向遞減切入的螺旋進給方式,使得圓周進給速度保持不變,徑向進給速度隨著切齒的深入而均勻遞減,力求使機床基本保持恒力切削狀態,既有利于保證機床精度,又可提高刀具的使用壽命。

關鍵詞:漸開線齒輪;可編程邏輯控制器;加工;設計

機械是人類重要的生產工具,是人類征服和改造自然的強大武器,齒輪作為現代機械主要的傳動方式,廣泛地應用于機械、航空、儀表等行業。隨著科學技術的進步,齒輪的加工方法也由手工挫鑿改進為機床切削加工、鍛壓成型。隨著現代化的進程,對齒輪的需要量在迅速增加,對齒輪的強度和精度要求也在不斷提高,齒輪加工必將得到更大的發展。

早在1694年,法國學者PhilippeDeLaHire首先提出漸開線可作為齒形曲線,逐漸建立了現代關于接觸點軌跡的概念,根據軌跡干涉理論加工齒輪也日益在生產中發揮了顯著效益。近年來,由于微電子技術的迅速發展和以現代控制理論為基礎的高精度、高速響應交流伺服系統的出現,為齒輪加工數控系統的的發展提供了良好的條件和機遇。高水平的全數控CNC齒輪加工機床已成為國際市場產品的主流。盡管數控齒輪加工機床在國內起步較晚,但近年來受市場需求的驅動,商品化的國產數控齒輪機床發展很快,開發出國產先進的數控系統勢在必行。

齒輪加工技術的發展是在不斷追求加工精度的提高和加工效率的提高上,數控化、智能化、高速化、高精度、集成化、環?;?、新工藝的不斷涌現成為當前的主要潮流,不斷滿足齒輪加工專業化、個性化的要求。

PLC(ProgrammablelogicController,即可編程控制器)是綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術的一種新型的、通用的自動控制裝置。它采用一類可編程序的存貯器,用于其內部存貯程序,執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術操作等面向用戶的指令,并通過數字或模擬式輸入輸出,控制各種類型的機械或生產過程。和傳統的繼電器控制系統相比較,PLC控制系統可靠性高,抗干擾能力強,控制功能強,通用性好,編程簡單,使用、維護方便,體積小,重量輕,功耗低。利用PLC控制系統對現有齒輪加工設備進行改造顯然是一個很好的辦法。

漸開線齒輪的輪齒加工方法,目前已有熱軋、冷軋、澆鑄、粉末冶金、電脈沖加工以及切削加工等數種。由于加工精度和加工成本的原因,目前生產中廣泛應用的是利用成形法或范程法原理進行切削加工。

漸開線齒輪加工的工作原理實際上就是漸開線齒輪的嚙合原理,在漸開線齒輪加工系統中,通常用包絡法來求解輪齒嚙合傳動中的幾何問題。加工齒條齒廓曲線是漸開線齒輪齒廓曲線的包絡線,因為齒條是用來加工漸開線齒輪的,所以齒條的齒廓曲線方程也就是漸開線齒輪加工的參數方程。

數控插齒機一般用來加工漸開線齒輪,它采用刀架擺動實現讓刀運動、立柱移動做徑向進給、立柱部件左右偏移實現斜向讓刀,系統剛性增強,加工效率提高;主運動采用交流變頻調速電機,實現主運動的無級調速,機床X、B和C軸均由獨立交流伺服電機驅動,能實現X軸、B軸和C軸的聯動加工,可滿足各種類型的加工需要,不但適用于汽車、拖拉機等專業齒輪廠的成批和大批量生產,同時也適用于機床和其他機械行業的小批量和單件生產。

數控插齒機主要由數控工作臺、主軸驅動裝置、徑向進給滑臺等三大主要部分組成。數控工作臺和徑向進給滑臺均采用了伺服電機加滾珠絲杠的驅動形式,主軸驅動裝置又由圓周進給裝置、讓刀機構和刀軸驅動裝置組成。機床工作時,刀軸驅動裝置帶動插齒刀主軸作上下往復運動,進行齒坯的切削;圓周進給裝置和數控工作臺作展成運動,進行齒條的精確分齒;圓周進給完后,徑向進給滑臺作徑向進刀(或退刀)運動;在插齒刀的回程階段,由讓刀機構帶動插齒刀主軸進行擺動讓刀,在沖程階段,讓刀機構在復位彈簧的作用下,使插齒刀主軸復位。

用可編程控制器來實現運動控制,可以方便地將運動控制、順序控制和邏輯控制有機地結合在一起,實現系統所要求的多種功能。日本三菱公司的FX2N系列的可編程控制器,具有定位控制功能、設定和顯示功能、通信功能,應用范圍廣泛,可以在這里得到應用。

根據數控插齒機加工漸開線齒輪的功能要求,插齒機的驅動元件有三相交流異步電動機,伺服電機,冷卻電機和潤滑電機。為便于手動精確定位,可以使用手搖脈沖發生器。數控插齒機的數控系統組成主要包括PLC主控單元、伺服驅動器、主軸變頻器和操作面板等。主控單元可采用模塊式結構,各功能部件獨立封裝,安裝在機架或導軌上,主要由基本單元(FX2N-64MR)、定位單元(FX2N-10GM,FX2N-20GM)和顯示單元F940GOT-BWP-C圖形終端組成?;締卧c各特殊模塊之間用PLC連接電纜FX2N-GM-5EC進行連接,GOT則通過電纜FX-40DU-CAB與PLC相連。FX2N-10GM和FX2N-20GM是三菱公司生產的一種輸出脈沖序列的專用定位單元,其中FX2N-10GM只能控制一根軸,FX2N-20GM具有線性/圓弧插補功能,可以控制兩根軸(獨立或聯運)。

插齒機的驅動元件有三相交流異步電動機,伺服電機,冷卻電機和潤滑電機,手搖脈沖發生器。機床工作時,系統接受的控制命令分別來自于控制面板和人機界面。根據插齒機的工作要求,該控制系統應具有自動,手搖和點動三種工作方式。其中手搖和點動為機床處于調整狀態時采用。自動工作方式分為連續切削、左向切削、右向切削,在切削的過程中,還涉及到徑向電機的徑向進給運動、主軸的運行和停止動作以及潤滑電機和冷卻電機的開關等;手搖和點動又分為正向點動、負向點動和回原位三種動作。其中手搖方式由手搖脈沖發生器控制,用于對三個數控軸進行精確定位,點動方式由定位單元產生,用于對三個數控軸進行粗定位。對于這三種不同的工作方式需編制不同的程序才能實現它們的功能。為了完成插齒機的這些功能,可以編制一個人機界面、一個主程序和五個子程序。

主程序完成的功能主要有:初始化功能;與定位單元和顯示單元F940GOT進行通信的功能;接受外部開關信號(如按鈕、繼電器、行程開關等),利用輸出信號對接觸器、繼電器和定位單元等器件進行控制的功能;判斷當前的系統狀態并對各個子程序進行調用的功能。PLC的主程序設計可以包括以下模塊:初始化模塊、按鈕及人機界面處理模塊、通信模塊、自動切削模塊、數值計算模塊及刀軸自動上停模塊等。

第一,初始化模塊。PLC上電、復位后,FX2N-64MR首次進入運行狀態,將對整個程序進行初始化,然后循環掃描各個功能子程序。

第二,通信模塊??删幊绦蚩刂破鞯耐ㄐ拍K的功能包括:將顯示單元上設定的工藝參數(諸如每一次的徑向進給距離、加工齒坯長度、圓周進給量,徑向進給量等)傳遞給定位單元(FX2N-20GM和FX2N-10GM);在PLC、FX2N-20GM和FX2N-10GM之間傳遞加工信息(如退刀信息、進刀信息等)。

第三,按鈕及人機界面處理模塊。按鈕控制模塊主要處理控制面板上的選擇開關和各種控制按鈕,根據開關和按鈕的狀態來進行相應的處理,并選擇不同的子程序,控制各電機的啟動、運行和停止。人機界面為軟按鈕,與控制面板上的按鈕具有一一對應關系。

第四,自動切削模塊。自動切削模塊又包括連續切削、左向切削和右向切削三個子模塊,分別在自動加工方式下,完成自動加工方式下的連續切削、左向切削和右向切削加工任務。加工中的數據來自于人機界面上輸入的參數,這些加工數據以及各種加工狀態需要在PLC、10GM和20GM之間互相通信。

第五,數值計算模塊。數值計算模塊是指對加工數據的處理,主要是對徑向進給量、圓周進給量、主軸速度等進行轉換。

第六,刀軸自動上停模塊。當停止刀軸往復運動時,刀軸自動上停模塊執行刀軸自動上停的功能。

可編程控制器的主要應用場合是工業現場,由于那里工作環境較惡劣,各種干擾對可編程控制器的正常運行存在著嚴重的影響。因此,必須考慮可編程控制器的抗干擾措施。在本系統中,可編程控制器的輸入設備主要是行程開關、光電開關和按鈕,輸出設備主要有接觸器、電磁閥線圈等。為防止這些設備在運行過程中將大量的干擾信號帶入可編程控制器主機內,可采取的抗干擾措施主要有:一是輸入信號電纜、輸出信號電纜和電力電纜分開敷設,選用帶有屏蔽層的輸入和輸出信號電纜,并且一端接地;二是多芯電纜中的備用芯線也一端接地,既擴大了屏蔽作用,又抑制了芯線間的信號串擾及外部干擾;三是為避免干擾,同一電平等級的信號才用一條多芯電纜傳輸,低電平信號線與其他信號線進行了分離;四是可編程控制器裝在專門的電柜中,四周應留有50mm以上的凈空間,以保證良好的通風環境。PLC電柜具有獨立的接地線,接地電阻小于10歐姆。引至PLC電柜的電纜盡量遠離那些會產生電磁干擾的裝置。

另外,在設備現場,要充分考慮周圍環境的影響,盡量不要將PLC安裝在多塵、有油煙、有導電灰塵、有腐蝕性氣體、振動、熱源或潮濕的地方。

漸開線齒輪的加工不僅依賴于數控插齒機的機械結構及其數控系統,還依賴于其加工工藝。在齒輪切削時,應充分利用刀具的切削性能和機床性能來選擇合理的切削用量,從而在保證加工質量的前提下,獲得高的生產率和較低的加工成本。粗加工時,應盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度,一般優先選擇盡可能大的切削深度,其次應選擇較大的進給量,最后根據刀具的耐用度要求,確定合適的切削速度。精加工時,首先要保證工件的加工精度和表面質量要求,一般選用較小的進給量和切削深度,盡可能選擇較高的切削速度。

與其他數控機床相比,漸開線齒輪加工的數控技術較復雜。在數控齒輪插齒機的研制過程中,從控制部件的選型、控制系統的結構設計方面,需要進行反復的探討,考慮多種方案。

參考文獻:

1、齒輪手冊編寫委員會.齒輪手冊[M].機械工業出版社,1990.

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3、陳伯時.電氣控制技術及其發展展望[J].電氣傳動,1987(1).

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5、周萬珍,高鴻斌.PLC分析與設計應用[M].電子工業出版社,2004.

(作者單位:天津機電職業技術學院)

數控系統論文范文第2篇

摘要:文章從機床加工系統的電氣系統結構及功能、功能部件、HMI上位機、鎖相伺服控制系統、進刀系統操作及運行說明等諸多方面,對數控機床電氣中的HMI控制系統進行了全面地論述。文章最后通過對HMI控制系統的詳細闡述,從中還介紹了HMI控制系統的運行、操作、維護以及通訊等相關的說明。

關鍵詞:數控機床 電氣控制 HMI系統

HMI是機床完美的自動控制系統。無論是對于小型車間加工,還是大量的成批生產,HMI都是數控機床電氣系統的最佳選擇。HMI和SIMODRIVE可以被廣泛應用于汽車工業、模具制造業、航空制造業、消費類物品制造業、能源和動力設備制造業等制造自動化領域,HMI控制系統都能夠充分滿足在各種領域內的具體要求。同時,本地化的研發和生產將使HMI數控產品更加貼近中國市場,滿足廣大用戶的需求。我們還致力于中國數控加工領域的人才培養事業,HMI數控教育培訓軟件已成為大專院校、職業學院進行數控教學的有力工具。 

1 電氣系統結構及功能

1.1 控制電機??刂齐姍C主要用于對控制信號進行傳遞和變換,要求有較高的控制性能,如反應快、精度高、運行可靠等;而一般普通旋轉電動機主要用于能量變換,要求有較高的性能指標??刂齐妱訖C在自動控制系統中通常作為執行元件、檢測元件和解算元件,具有體積小、功率小等特點。按功能分:測量、放大、執行、校正電動機四種。

1.2 電氣系統功能結構框圖。

系統功能結構圖如圖1所示。

HMI上位機經串行通訊總線將機床控制、電子鎖相伺服控制、進刀控制等系統連接,通過HMI上位機及操作臺發送控制命令、傳送和接收數據信息,從而控制砂輪主軸(B軸)和工件主軸(C軸)、砂輪徑向進給軸(X軸)、砂輪切向進給軸(Y軸)、工件架齒向走刀軸(Z軸)的聯動運行,實現對齒輪的精確磨削。

2 功能部件說明

2.1 HMI上位機。HMI上位機采用嵌入式一體化觸模式工控機,具備RS485、 RS232、網口、USB等多種接口,便于今后的功能擴展,本項目主要考慮采用RS485口(內部含光電隔離)。軟件部分采用windows CE平臺下的組態軟件,這樣不需要進行底層驅動軟件的開發(部分僅針對PLC的通信驅動軟件需自己開發),介面具有動態畫面效率,人機交互信息更具親合力。主要功能包括:基本參數設置,操作及運行控制,報警信息顯示及查詢,實時狀態信息和廠商信息顯示等。

2.2 鎖相伺服控制系統。鎖相伺服控制系統是本數控機床的核心部分,控制被磨削齒輪與蝸桿砂輪轉速的精確同步運轉。該系統是一個帶位置反饋的自動控制系統,系統的基本原理是利用輸出量反饋給輸入端的信號與輸入給定值的偏差值,使系統產生控制調節量去抵消運行誤差和擾動的作用,以保持輸出量在一定精度范圍內跟蹤給定量。根據反饋量的不同,可以構成不同的控制系統,當引入頻率或相位反饋時,構成我們所稱的鎖相伺服控制系統。其控制原理圖如圖2所示。

2.3 進刀系統。進刀控制系統主要由進刀控制裝置(包括:X/Y/Z軸進刀運動控制電路板)、X/Y/Z軸伺服包、X/Y/Z軸驅動電機和相配套的光柵等組成,運動控制器通過RS485/RS422串行通訊總線與上位機連接,收發相關的命令、數據、狀態信息等參數,從而控制X/Y/Z軸電機完成相應的運動。

3 使用說明

3.1 操作及運行說明。開機之后,上位機進入用戶登錄窗口,操作人員輸入用戶名,密碼,進入主界面。主界面提供“工作主界面”和“系統功能管理”兩部分功能。系統管理包括 [退出登錄]、[登錄用戶]、[用戶管理]、[退出系統]和[修改密碼]組成。

主界面由四部分組成:信息欄,菜單欄,操作欄,報警與時間信息顯示欄。信息欄:顯示當前設置的參數和系統當前的狀態信息;菜單欄:菜單欄位于界面最下面,用來控制各界面間的切換,點擊即可進入相應界面;操作欄:各軸目標位的設置和相關動作的設置;時間與報警信息顯示欄:顯示當前的日期、時間和報警信息。

3.2 使用維護說明。本數控系統具備自診斷功能,并且提供解決方案(會在數控界面控制中顯示),供用戶參考。廠商信息為系統內部數據轉換監視與圖紙查看窗口,在系統調試時,可以根據廠商信息窗口實時監視各部件信號是否正常,以方便調試。

4 結語

本文設計了一種基于HMI控制的數控機床電氣控制系統,按部件對其進行了簡單的介紹說明。

參考文獻

[1] 童曉姝.HMI技術在工業控制領域的廣泛應用[J].科技咨詢,2010

[2] 朱弘峰.人機接口二次開發與數控機床再制造[J].中國科技,2009

[3] 肖本賢.鎖相伺服控制系統及其在CNC機床中的應用[J].機械制造,2011

數控系統論文范文第3篇

【關鍵詞】 知識管理系統 信息管理系統 辨析

一、引言

隨著經濟全球化發展趨勢不斷加劇,企業管理模式不斷變化,與企業不斷發展和其它外界因素有著密切聯系,其中,信息技術的發展和市場競爭的不斷加劇,是企業不斷轉變管理模式的主要影響因素。對知識管理系統與信息管理系統的關系進行辨析,可以更深入的了解兩者存在的異同,從而促進企業管理體系更加完善,推動我國市場經濟不斷向著規范化、信息化發展。

二、信息與知識的界限

在對知識管理進行深刻研究的過程中,必須對信息與知識的界限進行了解,并清除知道兩者的界限,才能對知識管理系統與信息管理系統的關系有更全面的了解。

早期研究階段,有關學者提出知識是“經過加工的信息”,從而提出知識是信息的一部分;

后來,有關研究人員從“知識經濟”的角度出發,提出信息是知識的一部分,包含在知識中;

現代有關研究指出,兩者之間存在一定相似性和差異性。因此,信息與知識的界限又如下三種情況:

2.1知識是信息的一部分

在信息經濟學的相關研究中,有較多的人都贊成“知識是信息的一部分”這個觀點,他們將信息的范圍無限擴大,因此,信息包含的內容非常多。一般的信息是指信息產業經常使用的知識,例如:電子產品中的芯片、電氣設備中的集成電路、辦公使用的計算機和電信中的光導纖維等。而比較新穎的信息指的是新能源、環境保護、生物工程、海洋、航天、藝術、文化等。在實踐過程中,相關研究人員一般不會將知識和信息分開進行研究。

2.2信息是知識的一部分

在相關研究中,信息是知識的一部分這個觀點,是由經濟合作與開發組織中相關專家提出的。在知識是經濟的基礎的相關書籍中,對知識和信息有了初步的定義,并對后期研究產生了深遠的意義。

在經濟合作與開發組織對信息和知識進行的相關研究中,用“是什么”和“為什么”將兩者區分開,例如:牛頓創立的力學定律,是根據“為什么”開始的,應確定為知識范疇,而蘋果從樹上掉下是牛頓產生疑問的信息,應該包含在知識的內容中,由此將信息看作是知識的一部分。

2.3劃清信息與知識的界限

在第三種觀點中,對知識和信息的概念、范疇等進行了明確的劃分,一般情況下,兩者有著明顯的差異。在日常生活中,信息是指采集、整理、轉換、傳送、存儲和利用等,通過不同的信息可以知道更多其它事物,并不斷探索和創新;而知識是根據人們的應用需求,對信息進行一定的加工,以不同的邏輯思維和非邏輯思維,將不同的信息串聯起來,從而對事物的形態、特點等有全新的認識,是不斷探索和創新的重要基礎。由此可見,第三種觀點中,信息有著非常重要的地位,是知識不斷創新的重要保障,只有通過對不同的信息進行組合、運用,才能獲得更新的知識,以體現信息的知識化。

在人們的日常生活中,將不同的知識記錄下來,可以形成知識信息,但是對信息和知識進行明確的區分卻比較難。一般情況下,將比較明顯的數字、數量和相關描述性的文字看做是信息,而對事物進行總的概述、體現事物本身特征的信息稱作是知識。例如:在商場進行物品的購買時,所提出的價格、型號、顏色等就是屬于信息范疇,而這個產品的名稱就是知識范圍。

有關研究人員還提出一種比較簡單的區分方式,可以用數字進行描述的內容就是信息,不能用相關數據代替的則是知識。

在人們不斷生產的過程中,通過實踐操作和生活形成的經驗,在長期的應用和融匯中,可以延伸到其它領域,從而產生新的含義和作用,是新知識產生的重要途徑。一般情況下,知識具有分層表達的特點,在不同的載體中,知識存在的形態各不一樣。

一般人的大腦是產生知識的第一層載體,在人的大腦中可以存在很多知識,具有隱含的特征,在需要用到的時候可以自動產生;

在第二層載體中,知識可以被文字、圖片和語言等描述出來,使知識更加具體、形象,因此,具有一定的顯性特征;

在第三層載體中,使用磁帶、錄音機、計算機等將文字、圖片和語言等記錄下來、儲存下來,可以使相關知識得到轉移、交換和共享,從而使知識得到充分利用。

根據上述內容可知,知識和信息的主要不同之處是,知識可以不斷創新,但信息不可以,在人們的日常生活和工作中,可以不斷創新的事物都可以看作是知識。

三、信息系統和知識系統

3.1信息系統

隨著信息技術的不斷推廣和應用,通過計算機技術和通信技術,根據相關要求將信息進行加工和管理,則產生了信息系統,是信息技術水平不斷提升的重要體現。

一般情況下,可以對信息進行收集、整理、處理、傳輸的系統,都也可以稱作是信息系統,具有比較廣泛的意義。從實踐應用方面來看,信息系統是信息技術的升級,為了更好的滿足社會發展需求、提高企業的管理效應,將通訊、計算機、網絡、信息處理和數據庫處理等多種技術結合到一起,對企業發展進行有效管理的系統。因此,信息系統是由多個結構組成,具有處理相關信息、輸入相關信息、儲存相關信息和傳播相關信息的功能。

其中,輸入相關信息是指對與企業有關的各種數據進行收集、獲取,同時按照要求的格式將其輸入到相應的系統中;處理相關信息是指通過統計、計算等對上述數據進行轉換,讓信息以另一種形式存在;儲存相關信息是指對信息進行加工后,以企業要求的相關形式進行保存,便于在使用時可以快速查找和提取;傳播相關信息是指將上述數據加工后的結果,通過信息的形式傳輸出去。在實踐過程中,信息系統必須及時進行反饋,通過不斷進行信息的輸出,根據信息的應用程度對信息的準確性和可靠性進行驗證,以不斷調整整個信息系統,使輸出的效果變得更好。

在企業的長期發展和運營中,不同部分之間的管理存在一定差異,因此,根據性質、層次等方面存在的不同,信息系統可以根據實際需求進行設計,以滿足企業發展的實際要求,促進企業管理水平不斷提升?,F代發展中,企業比較常用的信息系統主要有如下幾個類型:

3.1.1辦公自動化系統

在企業的正常運營中,辦公自動化系統是為數據處理工作人員專門涉及的額,例如:辦公室的文職人員、市場部的數據分析人員和檔案管理部門的工作人員等。一般情況下,辦公自動化系統又叫做OAS,可以有效進行文字處理、日志填寫、電子文檔制作等,是現代企業辦公的必備工具。目前,辦公自動化系統正在不斷完善和升級中,在視頻會議、電子郵件等方面,不受時間和空間的限制,大大節約了工作時間。隨著經濟不斷發展,為了更好的滿足企業發展,辦公自動化系統與高科技信息技術的不斷結合,正使辦公自動化系統向著智能化方向發展。

3.1.2知識工作系統

一般知識工作系統簡稱為KWS,在企業的知識層工作人員中使用較多,在日常應用中,可以大大提高知識工作人員研究和開發新技術、不斷創新知識的工作效率,從而將新知識和新技術應用到企業生產和發展的實踐中。

目前,比較常用的額知識工作系統是CAD,即計算機輔助設計圖形系統,使設計工作人員的工作量大大減少,在降低企業成本的同時,節約了大量設計時間。與此同時,KWS還具有進行知識交流和共享的功能,如通過網絡視頻和遠程對話的形式,進行同一個問題的研討,并對圖片進行編輯、儲存相關數據等。

因此,在企業的長期運營中,知識工作系統主要是用于對比較新穎的構思和非結構化的數據進行處理,以提高企業的市場競爭力。

3.1.3決策支持系統

與其它系統相比,決策支持系統的靈活性和適應性更強,根據企業發展中提出的相關問題,給以針對性的指導和幫助,已解決當前急需解決的問題。例如:財務部分的結算方式、人力資源管理的調配方式等。

與此同時,決策支持系統通過使用相應的模型,可以更全面、有效的進行數據信息處理和分析,通過相關工作人員的指定操作模式,完成相應的功能,是企業長遠發展中經濟效益不斷增長的可靠保障。

3.1.4事物處理系統

在企業運行中,事物處理系統一般是操作層工作人員使用的基本管理系統,對企業日常事物產生的數據進行記錄,通過常規操作對象數據進行處理,以滿足企業發展的實際需求。

例如:產品的儲存需要打印倉庫存貨單、產品的銷售需要及時記錄數量、新人入職時需要填寫相關電子信息、工資結算時需要核算業務量等。

一般情況下,在企業的正常運行中,使用事物處理的信息系統,都有一定明確的思路和程序,通過不同的結構組成系統的相關功能,在進行信息記錄、統計等操作以后,系統可以進行及時保存,最后經濟相關處理后將信息輸出。

隨著經濟不斷發展,事務處理系統(TPS)在企業長期發展和日常事物管理中得到了廣泛應用,是企業長遠發展的重要保障。

3.1.5高層主管支持系統

現代發展中,高層主管支持系統是隨著信息技術的不斷發展而產生的,可以幫助企業高層更好的進行管理、獲取相關信息,從而完成企業運營和發展戰略方面的決策,以保證企業的正常運轉。

在實踐過程中,高層主管支持系統主要是通過預警和提供機遇信息,為企業高層進行決策時給以有力支持,通過不同形式的模型,對企業內部和外部存在的重要決策信息進行全面的分析,以促進企業長遠發展。

3.1.6管理信息系統

在企業的管理層工作人員中,比較常用的系統是管理信息系統,通過聯機、報告等方式獲得當前的和歷史的管理信息,以TPS為信息處理基礎,通過整理、歸納和計算等形成相應的表格、圖形等。

在實踐過程中,管理層的工作人員根據自己的需求來選取有針對性的數據,如每個月的統計報表、結算單等,可以大大提高工作效率。

一般情況下,管理系統信息系統的使用,具有一定的預先順序和組成結構,是一種比較固定的系統。

3.2知識系統

在企業管理中,知識系統是對于企業有關的知識和技能進行搜集、整理等,不管這些知識是否存在于企業的文件中、管理人員的發展規劃中,都會將這些知識配置到公司的各個結構中,以為企業調整發展戰略、提高市場競爭力提供有力支持。

因此,企業進行知識管理的目的主要是為了在企業制定發展戰略時,有最合適的知識給以支持,以縮短策略制定的時間,為企業不斷發展爭取更多有利機會。

隨著經濟不斷發展,各企業發展對知識管理的重視程度越來越高,以做好長遠發展的規劃,確保未來發展順利進行。一般情況下,知識系統是指對一定知識進行創造、收集、整理、傳遞和利用等的過程,以對新知識進行有效、系統的管理。在早期的知識活動中,知識存在的形式是隱含的,大多數只在人的大腦中,因此,無法進行有效的捕獲,從而不能構成完整的系統。

由此可見,不管在什么形式的組織中,知識都會存在,并在不斷創新中,即使沒有完整的額知識系統,但知識仍然在你不斷變化和充足著。

在相關研究中,知識系統主要被劃分為Create(個人的創造性活動)、Clarify(使知識明晰化)、Classify(對知識進行歸類整理)、Communicate(知識的交流)、Comprehend(理解知識)和Create(知識的再創造)六個部分,在結合相應的技術工具、企業文化和方法后,可以在企業不斷發展中發揮不同的功能。

3.2.1 Create-個人的創造性活動

在企業的實際運行中,為了完成某個活動和業務,企業的員工用自己的能力創造出的一些新思維、新想法等的方法和技能,被稱之為個人的創造性活動。這些活動中的知識是以單獨、分散的形式,存在于任何一種情況下,或者是隱藏在人的大腦中,也可以通過圖片、錄像等形式被保存下來,因此,單獨存在的知識所潛藏的能量是巨大的。

在企業不斷發展中,員工個人的創造性活動,與企業的長遠發展有著密切聯系,是企業知識系統形成的重要基礎保障。為了更好的進行企業管理,必須在實踐過程中,激勵員工不斷創新,為他們提供更廣闊的發展空間,通過將這些新奇的想法、新思維和新知識儲存的方式,確保企業制定戰略計劃的可行性。

一般情況下,企業員工的個人創造性活動是通過現代技術工具,以特定的格式進行記錄和保存的,以便于更好的利用。隨著高科技信息技術的不斷發展,電子郵件、計算機輔助設計、電子商務和超文本鏈接等,已成為最常用的技術工具,是知識系統不斷進行知識整理、加工和處理等的重要基礎。

3.2.2 Clarify-使知識明晰化

在企業不斷發展中,為了更好的進行知識管理,必須對知識中隱含的信息進行整理,讓他們清晰化,才能使他們得到充分利用。

一般情況下,組織中的信息是由硬數據和軟信息兩部分組成,其中,硬數據是指圖表、文字和相關數字等,軟信息是指專業知識、個人愛好、操作技能等。在進行知識系統得到構造時,必須在不斷創建硬數據的時候,將其中的軟知識進行分化和轉換。

目前,使用較多的技術是被稱作“Trapper”的技術,是比較先進的元數據抽取程序,具有學習和思考等能力,可以對知識中存在的信息進行專業的推理和分析,也可以在個人或者團隊中進行應用,從而使隱含的信息變得更好清晰,為企業制定發展戰略提供有力支持。

3.2.3 Classify-對知識進行歸類整理

為了更好的進行知識的查詢,在企業管理中,要按照一定的要求對知識進行分類整理,以提高不同知識檢索的效率。隨著各種技術的不斷運用,知識整理和分類的工具越來越多,其中,超媒體鏈接技術在企業的知識系統中得到了廣泛應用,可以有效的處理較復雜、較大型和內容比較豐富的知識。與此同時,XML系統中的導航功能、查詢功能、知識庫等,也是進行知識整理和歸類的重要工具,具有非常靈活的特點,大大節約知識查詢的時間。

3.2.4 Communicate-知識的交流

在企業正常運行中,不同部門之間、企業和員工之間、團隊個成員之間都需要進行知識的交流和溝通,才能真正實現知識管理和共享。

一般情況下,信息交換常用的方法有傳真、電話、會議和信件等,隨著信息技術和網絡技術的不斷發展,知識交流的方式越來越多的轉變為視頻會議、自動文檔存儲、共享白板等,大大提高企業員工的工作效率。

3.2.5 Comprehend-理解知識

在對知識進行理解的過程中,不同人之間會產生共鳴,進而認同相關知識。因此,在知識系統的構成中,不斷交流各種知識,并不斷加深理解,對一定的知識產生認同感,是影響知識系統構成的重要因素,也是實現知識共享的重要保障。

目前,使用最多的共享工具是超文本鏈接,在不同的組織團體之間,知識可以通過不同的形式存在,即使是不參與相關活動的人,也可以對其進行學習,并表達不同的觀點和看法。

隨著企業發展的長遠需求,基于Web文檔的XML,成為了最新型的知識管理工具,可以讓鏈接點保持最新狀態,從而實現網絡環境下企業員工的知識交流和認同。

3.2.6 Create-知識的再創造

通過上述幾個階段對知識進行的收集、整理和認同等,不同的知識都會得到創新,并且,每個人都可以根據自己的需求獲取自己所需的、有價值的知識,以完成知識的再創造,最終實現新知識的共享。

因此,在企業不斷發展過程中,要不斷探索和創新知識管理方法,研發新的知識管理工具,以促進企業市場競爭力不斷提高。

四、知識管理系統與信息管理系統關系辨析

4.1知識管理系統與信息管理系統的異同

4.1.1兩者之間存在的相同點

首先,知識管理系統與信息管理系統都是在信息技術的基礎上形成的。其中,信息系統的構成技術主要包括軟件、計算機硬件、網絡通信和數據存儲等,知識系統的構成技術與信息系統一樣,因此,兩者的運行和實踐應用都需要依靠信息技術,隨著信息技術的不斷發展而發展。在知識管理中,數據流、知識倉庫和群件等技術,是屬于較新型的技術發展,在信息系統中也可以應用,因此,在技術手段上,知識管理系統與信息管理系統沒有很大差異。

然后,知識管理系統與信息管理系統都是在運用網絡的基礎上運行的。在企業發展中,知識系統想要對知識進行收集、整理、認同等,必須通過網絡才能在不同部門、不同團隊和企業員工之間進行交流,最終實現知識的共享、傳播和再創造等,使新知識得到最終的共享。而信息系統也是由單機操作向著信息全球化共享發展的,在網絡的依托下,才能使信息的傳播更加廣泛,從而實現信息資源共享。

其次,知識管理系統與信息管理系統的形成過程是基本相同的,都是由收集、儲存、存儲、傳播和共享幾個部分組成,通過相應的處理后完成不同的功能。

最后,知識管理系統與信息管理系統都能在企業不斷發展中產生相應的價值。在企業正常運行中,知識管理系統與信息管理系統,可以為企業提供更多有價值的信息,并形成不同的知識,從而為企業制定長遠發展計劃和發展戰略提供可靠依據,是企業生產不斷創新的重要源泉,對增強企業市場競爭力、提升企業經濟效益發揮著重要作用。

4.1.2兩者之間存在的不同點

首先,知識管理系統與信息管理系統收集、處理和傳播的對象不一樣。一般情況下,信息系統收集、處理和傳播的對象是與某種事物有關的信息,可以有效的反映事物的本質特征,為企業發展提供所需的信息。知識系統收集、處理和傳播的對象是通過人的大腦來產生的隱含知識,可以是經驗、思想和觀點等,是新知識產生的基礎。

然后,對處理對象進行加工的程度不一樣。綜上所述內容可知,信息系統進行加工是通過計算、統計和匯總等進行的表面處理,而知識系統是通過分析、整理和合成等對知識進行深層的處理,因此,知識系統進行的處理要比信息系統進行的加工深度大很多。

其次,知識管理系統與信息管理系統形成的產品形態不一樣。信息系統一般是通過文檔、報告和總結性數據等對信息進行展示,而DSS和ESS等新型信息系統,具有分析和預測信息數據的工能。知識系統可以通過文檔、聲音和圖形等形態展示知識,也可以同超鏈接形式進行知識的輸出,從而發揮不同的作用。

接著,知識管理系統與信息管理系統產品的價值取向不一樣。在企業不斷發展中,信息系統所提供的信息必須有一定的新穎性、及時性和準確性等,才能使信息產品獲得更多人的注意,從而產生較高的價值。知識系統的產品一般具有一定科學性、合理性和創新性等,對知識產生的背景非??粗?,從而為新知識產生提供有力支持。

最后,知識管理系統與信息管理系統的度量標準不一樣。信息系統是通過企業的軟件、計算機硬件和網絡等進行度量,知識系統是一個不可度量的東西,沒有非常形象的度量標準。因此,在企業發展中,知識管理系統與信息管理系統發揮著不同的功能,是企業管理水平不斷提升的重要保障。

4.2知識管理系統與信息管理系統的內在聯系

在相關研究分析中,不同研究工作人員對知識管理系統與信息管理系統的內在聯系有著不一樣的看法和觀點。部分研究工作人員認為知識系統和信息系統是完全獨立的新型系統;部分研究工作人員認為知識系統是信息系統的延伸和拓展。

隨著經濟不斷發展,更多的研究工作人員偏向于后一種看法和觀點,他們認為知識系統和一般的信息系統不一樣,但與信息系統有著不可分割的內在聯系。例如:知識系統對信息系統中各種功能的延伸。

上述內容中提到,信息系統是對信息進行加工的過程,而知識系統是對信息和知識進行更深層的加工,因此,知識系統的知識收集、整理和加工,離不開信息的收集、整理和共享。

在信息收集、整理和合成等基礎上,知識系統才能進行進一步的知識理解和認同,最終創作新知識,實現新知識的共享。因此,知識管理系統與信息管理系統有著緊密的內在聯系。

五、結束語

綜上所述,知識管理系統與信息管理系統之間既有不同之處,也有著不可分割的內在聯系,在企業不斷發展中,需要正確運用和處理兩者的關系,才能更好的提高企業的市場競爭力,從而為企業長遠發展提供可靠保障。

數控系統論文范文第4篇

【摘要】介紹一種利用C8051F020單片機為控制核心的機床數控系統設計方案。敘述了機床改造方案及系統的組成原理,并給出了系統的硬件及軟件設計框圖。普通機床經數控改造后,其加工精度和生產率有較大的提高,而且成本低。這是提高機床企業數控化的一條切實可行的途徑。

【關鍵詞】C8051F020單片機;普通機床;數控系統

The Development of the Machine Tool NC System Based on C8051F020 MCU

Han guiming

(Institute of Information Technology,Guilin University of electronic technology)

Key words:C8051F020 MCU;general-purpose machine tool;NC system

引言

數控機床作為一種高精度的自動化機床,綜合應用了電子、計算機、自動控制和機床制造等領域的先進技術,在我國工業生產中起著極其重要的作用,它很好地解決了現代機械制造中加工對象精密、結構復雜、品種多、批量小等問題。且產品加工質量穩定,生產效率大幅度提高??紤]到我國國情,價格昂貴的中、高精度的全功能數控機床難以被廣大生產企業所接受,價格相對低廉的經濟型數控系統得到了迅速地發展。經濟型數控系統采用了適合于現場實時控制和數據采集的單片機作為控制器,以控制靈活、可靠性高的步進電機進行驅動。與傳統的中、高精度全功能數控系統相比,經濟型數控系統具有結構簡單、工作性能穩定、性能價格比較高等特點。對于高端的數控機床所要控制的設備和精度要求非常高,它就要用到DSP芯片完成所需要的控制,這樣的數控系統是非常昂貴的,這種對于中底端產品來說是完全不能承受的;因此研制適合對于中底端數控系統是非常有市場前景的。本文給出了基于C8051F020單片機的機床數控系統的具體軟、硬件方案。

1.機床數控系統簡介

中底檔數控系統應能控制主軸轉速、實現其正反轉;控制工作臺實現縱向、橫向和垂直方向的進給運動(車床刀架能實現縱向和橫向的進給運動并自動轉位換刀;加工螺紋時應保證主軸轉1轉,刀架移動1個被加工螺紋的導程);控制冷卻和潤滑;通過鍵盤輸入加工程序,由顯示器顯示加工狀態等。因此中底檔數控系統主要的組成部分為以下兩個部分:

(1)機械部分 主傳動系統不變;進給傳動系統采用滾珠絲杠螺母副代替原有普通絲杠螺母副(車床應拆掉進給箱、溜板箱、小拖板和刀架,加裝電動刀架;主軸加裝光電編碼器供加工螺紋用)。

(2)數控部分 采用C8051F020單片機組成控制系統,由變頻器來調節主機的轉動速度,由功率步進電機經一級齒輪減速后驅動X、Y、Z三軸(亦可用聯軸器將步進電機與絲杠直接聯結起來,以減小徑向尺寸)。

2.數控系統硬件設計

2.1 C8051F020簡介

C8051F020器件是完全集成的混合信號系統級MCU芯片,具有64個數字I/O引腳。它的主要特性有以下幾點(由于篇幅原因只列出部分):

(1)高速、流水線結構的8051,兼容的CIP-51,內核(可達25MIPS)。

(2)真正12位100 ksps的8通道ADC,帶PGA和模擬多路開關。

(3)真正8位500 ksps的ADC,帶PGA和8通道模擬多路開關。

(4)兩個12位DAC,具有可編程數據更新方式。

(5)64K字節可在系統編程的FLASH存儲器。

(6)5個通用的16位定時器。

(7)具有5個捕捉/比較模塊的可編程計數器/定時器陣列。

(8)片內看門狗定時器、VDD監視器和溫度傳感器。

(9)具有片內VDD監視器、看門狗定時器和時鐘振蕩器的C8051F020/1/2/3是真正能獨立工作的片上系統。

C8051F020/1/2/3單片機所有模擬和數字外設均可由用戶固件使能/禁止和配置。FLASH存儲器還具有在系統重新編程能力,可用于非易失性數據存儲,并允許現場更新c8051f020MCU固件。片內JTAG調試電路允許使用安裝在最終應用系統上的產品MCU進行非侵入式(不占用片內資源)、全速、在系統調試。該調試系統支持觀察和修改存儲器和寄存器,支持斷點、觀察點、單步及運行和停機命令。在使用JTAG調試時,所有的模擬和數字外設都可全功能運行。

統合以上陳述選用C8051F020單片機作為本系統的主控芯片。

2.2 機床數控系統硬件結構與組成

本機床數控系統的硬件結構框圖如較圖1所示。在硬件系統中為了節省C8051F020單片機為數不多的IO口,鍵盤與鍵盤指示燈采用周立功公司的zlg8279芯片,它與C8051F020單片機只需要4個引腳就可以完成64個按鍵與64顆指示燈的控制。本系統中用zlg8279芯片來管理64個按鍵與按鍵相對于的指示燈。在控制經x,y,z方向上的步進電機使用的是高速光耦,對于主軸,刀位與x,y,z軸的狀態反饋用的是低速光耦,這樣做的目的是既能滿足高速脈沖傳輸要求也在很大程序上節省系統制作成本。在這里變頻器控制的電壓為線性的,所以要用到線性光耦。為了方面工友們的使用我們經過多次考慮還是決定使用320*240這類比較大的LCM來完成所有界面的顯示。

3.機床數控軟件設計

本機床數控系統主要是通過C8051F020單片機對步進電機進行控制和變頻控制器,使機床移動部件(工作臺、床鞍、升降臺、刀架等)沿X、Y、Z三個坐標方向移動,實現刀具與工件的相對運動,完成零件的加工。本系統軟件框圖如圖2所示。系統軟件由初始化模塊、鍵盤處理模塊、LED顯示模塊、輸入數據處理模塊、輸出控制模塊等組成其中步進電機控制程序由軟件實現脈沖分配,現以三相六拍步進電機為例說明步進電機的控制方法:當電機三相繞組按A-AB-B-BC-C-CA-A的順序通電時,步進電機正轉;若按A-AC-C-BC-B-AB

-A的順序通電,則步進電機反轉。脈沖分配采用查表法,表格固化于flash中。系統程序編制通過定時器定時中斷產生周期性脈沖序列,不使用軟件定時,不占用CPU。

結論

在我國,大批機床的數控改造與升級勢在必行,同時這也是許多企事業不容忽略的課題。本方案是在比較了眾多采用89C51單片機的方案后得出最佳的方案,特點是控制精度高比老式的數控機床精度提高了10%,生產效率提高了45%。同時,在滿足要求的情況下成本控制已經最低。本方案已被國內某機床股份有限公司所采納,產品經過一年多的市場試驗,客戶反應非常良好,這說明這是一個可行的方案。希望本文能起到拋磚引玉的作用。

參考文獻

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[6]鹿偉,高嵩.基于C8051F020單片機的步進電機驅動器[J].電子工程師,2007,33(7):60-61,80.

作者簡介:韓桂明(1980—),男,廣西蒙山人,研究生,桂林電子科技大學信息科技學院講師,主要研究方向:模式識別、信息與信號處理、控制系統應用。

數控系統論文范文第5篇

【摘要】 在建設電力系統廣域保護通信系統時,還要對系統的可靠性進行分析,從而為電力系統的安全運行提供保障。而就目前來看,在分層區域式保護通信系統中,主要采取的是SDH光網絡結構?;谶@種認識,本文對SDH光網絡結構展開了分析,并對SDH光網絡下分層區域式保護通信系統的可靠性分析問題進行了探討。通過分析可以發現,采用SDH自愈環網結構,能夠使光纖故障對系統可靠性的影響得到減小。

【關鍵詞】 SDH光網絡 分層區域式 保護通信系統 可靠性

引言

在電力系統中,需要利用廣域保護系統進行設備運行狀態的實時監控和保護。在這一過程中,系統需要利用專用通信網絡進行各監測點動態實時信息的獲取和傳輸,以便對系統故障進行綜合判斷。結合判斷結果,系統則可以采取相應控制措施進行故障消除或損害控制,進而使電力系統保持穩定運行。加強對保護通信系統的可靠性分析,則能使系統運行的可靠性得到提高,從而為電力系統的安全運行提供更多保障。

一、SDH光網絡的結構分析

在電力通信網絡系統中,通信主干網和廣域保護的區域網絡采用的是SDH光網絡。而SDH為在光纖上實現信號傳輸的網絡,擁有統一網絡接口標準,并多采用自愈環網結構進行組網。如下圖1所示,為以自SDH愈環網為基礎結構的廣域保護系統。在該系統中,主要利用合并器進行各變電站內信息的傳輸,在保護子站接收到信息后,則可以采取相應保護措施,并利用SDH設備將信息傳送至SDH網絡。通過SDH網絡,各子站和保護中心都能獲得需要的信息[1]。結合獲得的廣域信息,保護中心則能制定相應的保護控制決策,從而控制子站執行相應保護命令。

二、SDH光網絡下分層區域式保護通信系統的可靠性分析

2.1分層區域式保護通信網絡系統結構分析

現階段,廣域保護系統有分布式、分層區域式和集中式三種形式。采取分層區域式結構,能夠實現全局最優決策,并擺脫系統對保護中心的過度依賴。而該種系統需要借助專用通信網絡實現保護功能,網絡則由主干網和區域網構成。其中,主干網可以用于進行系統保護中心與區域保護中心的連接,區域網則用于進行變電站與區域保護中心的連接[2]。在廣域保護區域網絡中,目前可以采用的SDH光網絡主要有兩種結構,即SDH自愈環網結構和SDH星型網結構。具體選用哪種網絡結構,還要根據連接的廠站類型及數量確定。

2.2分層區域式保護通信網絡系統的可靠性分析

廣域保護系統能否保持可靠運行,主要取決于專用通信網絡是否具有較強的可靠性。而使用SDH光網絡進行通信網絡構建,可以利用光通信原理和狀態空間法完成網絡可靠性模型的構建,并對網絡的可靠性展開分析。

2.2.1自愈環網結構的可靠性分析

采取自愈環網結構實現廣域保護,可以采用兩種組網方式,即通道保護環和復用段保護環。相比較而言,通道保護環組網方式采用的協議更加簡單。而在該種組網方式中,二纖單向通道保護環的傳輸延時較小,所以得到了廣泛應用。該種網絡是由兩路光纖和兩路獨立環網構成,網絡業務和數據信號能夠實現雙發選收,并借助光發送設備得到發送[3]。通過倒換開關,光接收設備則能完成其中質量相對要好的一路信號的接收。如果光纖某段發生故障,通過倒換開關切換信號,則能接入備用光纖進行數據傳輸,所以能夠使信號的連續性得到保障。IU為系統通信接口,由保護倒換模塊和復用模塊構成,如果一個IU出現故障,就會對信號傳輸產生影響。倒換開關多為并聯冗余結構,可認為完全可靠,所以單個接口可用度可以利用下式(1)表示,式中λIU為接口故障率,μIU為修復率。

在對主干網進行可靠性評估時,可以利用如下圖2所示的模型。該模型為利用狀態空間法和網絡法構建的模型,由獨立故障和共同故障模型組成,能夠反映一個區段光纖狀態。圖中,μL為一根光纖的修復率,對應的λL則為該光纖故障率。λ1則為光纖及備用光纖的共模故障率。

具體對廣域保護通信網的可靠性進行飛行時,可以IEEE14母線系統為例。在電力系統中,通常使用復合地線光纜或自承式光纜進行網絡構建,需要將通信線路與輸電線路并行鋪設[7]。所以一旦有電力線路存在,就有通信線路存在。在進行分層區域式廣域保護通信網建設時,可以將系統劃分為三個分層區域,即區域1、區域2和區域3,對應的保護中心分別為站2、站4和站5,利用光纖環網連接,從而完成系統通信主干網的建設,而各區域網絡采用星型網結構。如下表1所示,為系統基本參數。

結合以往經驗可知,在進行SDH自愈環網修復時,通常需要花費48h的時間進行光纖修復,設備接口故障修復則需要24h。通過采取上述可靠性分析方法,可以得到如下表2。

相較于設備接口,光纖故障率盡管較高,但是在自愈環網中使用卻能使故障對網絡可靠性的影響得到減小。所以想要使SDH環網保持較高可靠性,還要使設備接口的可靠性得到提高[8]。此外,相較于星型網,自愈環網使用的光纖數量更多,但是可靠性卻要高一些。

三、結論

通過分析可以發現,在決策和組網方面,分層區域式廣域保護系統擁有一定的優勢。而在系統通信網絡建設上,SDH光網絡結構則得到了廣泛使用。對系統可靠進行分析,則能得到各區段的故障概率和可用度等參數,從而更好的進行系統的設計論證和可靠性評價。參 考 文 獻

[1]陳國炎,張哲,尹項根等.…廣域后備保護通信模式及其性能評估[J].…中國電機工程學報,2014,01:186-196.…

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[5]曾瑛.電力通信網可靠性分析評估方法研究[J].電力系統通信,2011,08:13-16.…

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[7]陳國炎,張哲,尹項根.…廣域繼電保護分層系統結構的網絡拓撲設計[J].…電力系統保護與控制,2012,04:63-70.…

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