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二、与实训设备相一致的教材建设
“机电产品电气控制”课程采用自编教材。教材的编写紧密结合实现技能型人才培养目标，从内容选材、教学方法、学习方法、实训配套等方面突出高职教育的特点，突出应用能力培养的特点，摆脱理论分析长而深的模式，增加并充实应用实例的内容，对职业岗位所需知识和能力结构进行恰当的设计安排。在知识的实用性、综合性上多下功夫，理论联系实际，加强操作与实训，把学生应用能力培养融汇于教材之中，并贯穿始终［3］。在内容组织上，以符合教学要求的工作过程为基础，由简单到复杂，由单一到综合，层层递进，将职业岗位所需的理论知识系统的串在一起，教材内容基本涵盖了基本电气控制规律、机床电气控制系统，PLC控制系统的组成。由浅入深，由易到难，每个部分都有实践训练，指导学生能够主动学习、提高效率，动手能力能够得到逐步提高。在教材编排上，打破以往教材先理论后实践的编写模式，以典型工作任务和任务的完整性及为主线，以提高职业能力为线索，理论知识够用为度编排教材内容。教材共有与《课程标准》内容相一致的八个学习项目，根据项目理论知识要求，将项目分解成各个子任务，每个子任务都有自己独立的知识点和训练内容，完成了子任务的学习，也就完成了整个项目的学习，并能使知识融会贯通。编写教材时充分体现“以学生为中心”“教中学，学中做”的职业教育理念，强调以学生直接经验形式掌握融于各项实践行动中的知识和技能，以学生能力培养为本位。
三、教学方法的改革
树立以学生为主体，教师为主导的教学理念。学习不仅是为了获取技术，还需要在获取技术的活动中，培养学生的方法能力、社会能力，使学生不仅要有技术适应能力，更重要的是有能力对社会、经济负责的态度，参与设计和创造未来的技术和劳动世界，因此在教学过程中注重强调教师对学生引导的行为。针对不同的教学实施环节，我们选用了不同的教学模式。1．教、学、做一体化教学模式教、学、做一体化教学模式是一边进行知识讲解和操作示范，一边让学生进行课程同步训练，符合学生认知规律。将知识点溶解到任务的实现中，完成学生对知识的理解和应用，能循序渐进地使学生最大限度地掌握知识。教、学、做三者融合，“教”为指导，“学”为过程，“做”为中心。学生在学了以后立即实施，实施完毕再进行总结，加强了对理论知识的掌握程度，巩固了知识在脑海中的印象。教、学、做一体化教学模式有利于学生利用教学软件、仿真软件等课程资源解决课程疑问，提高学习主动性。2．项目引导，任务驱动化教学模式项目引导，任务驱动化教学模式是在校内维修电工实训室、机床电气实训室及PLC实训室完成。围绕“控制线路的设计、安装、调试和运行维护”这一学习情境，把工作过程分成了8个项目，采取项目引导任务驱动，一步一台阶引导学生自主完成基本电气控制线路、机床电气、PLC综合技能实训领域的学习过程。在完成职业活动的学习过程中，也逐步训练和培养了学生系统的工作方法和严谨的工作作风，培养了学生具有良好的职业道德、团队协作能力与沟通能力和较强的工作责任心。教学过程贯彻“学生主体，教师主导”的原则，从教师指导学习教师引导学习学生自主学习。教师的指导作用逐步减弱，学生的主体作用逐步加强［4］。3．基于网络资源的自主学习这种方法突破了时空的限制，通过网络教学将学习延伸到课堂之外。我们将课程教学课件、实训课件和PLC编程软件与仿真软件挂接到课程网站。很多时候，学生在课堂实践中并不能通过一两次的模仿操作就可以理解操作要领和知识点的，少数学生不能独立及时完成一次完整的操作任务。因此，反复练习是提高理解和掌握技能的重要手段。
四、评价体系的改革
实践考核更注重学生的工作过程、职业素养，而非结果。同时，把学生的平时操行纳入考核的范围，对平时表现突出的优秀学生，给予加分；纪律及学习态度不好的，酌情减分。采取以过程考核为主的多元化考核方式的各部分考核所占的比例如下：职业素质考核方法：沿纵向以项目为单元，逐项考核。即在学生完成每个项目的工作任务和实操训练之后，对学生完成该项目的工作任务过程中的能力给予评价和认定。当本课程全部项目的工作任务和实操训练完成后，将各项目考核成绩累加。横向重点考核学生能力发展的渐进过程，即随着学习内容的扩展，评价学生完成工作任务的质量、合作能力及个人素质等，将纵向和横向的考核成绩按比例综合，即为学生学习本课程的最终成绩。
1系统设计目标
该系统以实际别墅为载体，并且别墅内部安装定制的智能控制家电，如电冰箱，空调，电视和灯具等。因此实现过程中笔者使用3Dmax对实际别墅及内部装修物品进行建模，使用户可以在构建的虚拟场景中自由漫游，并且在漫游过程中，用户可以对看到的智能家电实施控制，如控制电器的开关，空调温度的调整，电视的选台等功能。使用户通过此系统就能在一个位置控制整个别墅家电的状态，方便用户的生活。另外为使用户能更直观地了解整个别墅的布局情况，用户可从别墅外面观看别墅的剖面图，达到用户不走进别墅内部，从外边就可以看到别墅各个房间的装饰风格以及家电的位置。
2系统设计流程
系统采用3Dmax建模软件构建别墅模型，利用VS2010作为开发环境，基于DXUT框架完成了以上的系统目标，用户可以通过鼠标、键盘或触摸屏与系统进行交互［3］。系统的开发步骤如图1所示。
漫游实现
1自由漫游
三维场景中的自由漫游，用户通过鼠标，键盘，触摸屏或其他的外接设备，可随心所欲地在虚拟场景中查看各个角落的画面。基本原理:摄像机是漫游中一个重要概念，它像是人的眼睛，摄像机照到的地方就是用户可以看到的地方。因此，在实现过程中将一些按键与功能相对应，当用户按到相应的键时，渲染模块根据按键信息，调用相应的功能函数，功能函数完成相应的摄像机参数和其他位置信息的设置，调用一些几何变化，渲染模块根据新的参数信息，重新渲染视角内的模型，完成功能操作［4］。漫游的基本功能有:前后、左右移动以及左右视角的旋转。
2碰撞检测
二、解决对策
1.[4]CDIO理念提出了将学生作为学习的主体，强调学生的主动性，教师只是组织者和管理者，属于次要位置；CDIO理念强调课程之间的有机联系，对学生特别是教师的思维提出了更高要求；CDIO理念重视学生团队意识和合作意识的培养，取代了学生过多追求高分而“单打独斗”的学习偏见；在教学方法上，倡导以学生主动学习为为主，主讲教师引导帮助为辅等等。在电气控制技术双语教学整个环节中充分运用构思、设计、实现和运作四大法宝，即从重点与非重点、理论与实践、基础与应用等方向对教学内容进行充分构思；教学模式和途径进行多元设计；运用课堂、专业实验室、开放实验室和厂矿企业多层次多方位的教学实现；平时教学启发、引导与实践操作锻炼相结合，专家、教师评价和学生自评相结合进行课程质量考评运作体系。2.双语教学过程的策略与运用（1）双语教学大纲的科学制订。在该课程原有中文教学大纲的基础上，聘请校内外专家、长期授课的一线教师、学生代表，甚至包括PLC、继电接触器生产商在内组成大纲制定小组，探讨该课程涉及的最新技术前沿，列举最新技术产品，根据专业建设目标和课程要求、学生自身特点以及实践环节客观要求，制订切实可行的教学大纲，既反映先进技术的时代特征又密切联系实际，使得制定的教学大纲成为指导双语教学的纲领性文件。（2）课堂教学的多元模式改革。在课堂授课中除了传统板书模式之外，充分运用多媒体现代化教学方法，增加多媒体、视频、音频等教学方式的比重，以最大幅度减小学生对听力的过分依赖，从而避免听力基础参差不齐带来的不良效果。同时，利用CDIO理念，教师应加大课堂互动设计的力度，培养学生团队学习能力和主动学习意识，从而建立双语互动的学习环境，引导学生自适应双语思维的学习意识。（3）探索双语实验教学新模式。实验教师对实验内容和方法的设计，要充分运用双语方法和手段，提高学生口语表达能力，激发学生深入钻研的兴趣。（4）增加双语教材和课外辅助资料投入。好的教材是步入知识之门的敲门砖，特别是双语教材，吸取国外教材在感性认识、广泛性、趣味性等方面的长处，增加图片、实例、提问和思考等多元模块，使得教学内容在保证逻辑性和严密性的前提下内容更加丰富，更易理解和识记，富有趣味性。（5）建立双语教学的考核与评价体系。考核与评价虽然是每门课程结束后不可或缺的环节，但也绝不能因此成为课程学习过程的指挥棒，单为应付考试必然影响双语教学的初衷，背离课程教学目标和意义。结合课堂教学、互动表现、实践操作、卷面考核和作业等环节，建立尊重客观实际的考核体系，引导学生在平时就注重双语学习的良好习惯，摒弃死记硬背、不问所以然的不良学习方法，并为教师下次授课和改进教学方法提供科学数据与案例。（6）主讲教师的双语素质培养。主讲教师是双语教学各个环节得以实施的统领者、组织者和管理者，其语言素质、组织能力、思维灵活性，甚至一举一动都直接关系到各环节的实施效果，应保证教师双语综合素质培养的投入，有条件的最好到国外接收真实外语环境的锻炼和熏陶，接受并学习先进的教学方法和理念，这样才能反馈到实际教学中，从而使学生受益。
2自动控制
当将鼓风机控制方式转到自动控制方式时，鼓风机启动后，鼓风机的运行频率根据调节池的液位变化自动调整变频器的运行频率；调节池液位达到高液位时，鼓风机在工频下运行，当调节池液位达到高液位以前，鼓风机运行频率随液位的变化而变化；为了保证3台变频控制的鼓风机同时自动控制运行频率一致，在液位显示控制仪表输出的4~20mA信号加装一拖二模拟信号隔离器，通过一拖二模拟信号隔离器将频率信号分别传输给每台鼓风机变频器；从而保证了三台风机变频器的运行频率的一致，保证生产稳定运行。系统图及控制箱原理图如图2所示。
3变频器的选型和技术特性
目前市场上变频器的种类较多，考虑到变频器的性价比及公司内部备品备件问题，我公司选用AB生产的PowerFlex750系列的PowerFlex753变频器，其功能强大，易于使用、灵活且适用于各种工业应用特点，维修方便。变频器具体参数为6脉冲，带直流端子；机柜为IP20，NEMA/UL，变频器功率为160kW，额定电压为400VAC；选用风机水泵类变频器；变频器的具体型号为：20F1NC302。变频器控制柜距离风机距离为60m，小于100米，因此没有选用出线电抗器。
4安装调试
为了保证公司生产稳定，3台鼓风机分开单独改造，一台机组改造成功以后，再着手进行另1台鼓风机改造，即保证了生产的稳定，又使鼓风机变频改造工作连续进行，安装调试一次成功。
引言
步进电机是数字控制系统中的一种重要执行元件，广泛应用于各种控制系统中。它是一种将电脉冲信号转换为位移或转速的控制电机，输入一个脉冲信号，电机就转动一个角度或前进一步。其机械角位移和转速分别与输入电机绕组的脉冲个数和脉冲频率成比例，可以通过改变脉冲频率在大范围内调速，易于与计算机或其它数字元件接口，适用于数字控制系统。随着超大规模集成电路技术的迅速发展，DSP（DigitalSignalProcessor数字信号处理器）的性能价格比得到很大提高，使得DSP在电机控制领域的应用愈来愈广泛。本文介绍由美国TI公司的数字信号处理器TMS320LF2407和SGS公司的步进电机驱动芯片PBL3717A构成的两相混合式步进电机的控制系统。
1DSP性能简介
美国TI公司的TMS320LF2407A是专为马达控制而设计的一款DSP。它采用高性能静态CMOS技术，使得供电电压降为3.3V，减少了控制器的功耗；40MIPS的执行速度使指令周期缩短到25ns(40MHz)，从而提高了控制器的实时控制能力。两个事件管理器模块EVA和EVB，每个包括：2个16位通用定时器；CAN总线接口模块；16位的串行外设（SPI）接口模块；基于锁相环的时钟发生器；内置正交编码脉冲（QEP）电路；3个捕获单元；16通道A/D转换器；8个16位的脉宽调制（PWM）通道。它们能够实现：三相反相器控制；PWM的对称和非对称波形；当外部引脚PDPINTx出现低电平时，快速关闭PWM通道；可编程的PWM死区控制以防止上下桥臂同时输出触发脉冲；事件管理器模块适用于控制交流感应电机、无刷直流电机、开关磁阻电阻、步进电阻、多级电机和逆变器。
2PBL3717A原理与步距控制方法
2.1PBL3717A的原理简介
PBL3717A是SGS公司设计生产的步进电动机单相绕组的驱动电路，内部采用的是H-桥脉宽调制电路。利用外部逻辑电路构成的逻辑分配器或微处理器分配信号，由若干片这种电路和少量无源元件可组成一个完整的多相步进电动机驱动程序，可实现整步（基本步距）、半步或微步距控制。控制方式是双极性、固定OFF（关断）时间的斩波电流控制。下面简要介绍一下PBL3717A的各引脚功能。如图1所示，它采用16脚双列直插塑料封装。1脚（OUTPUTB）和15脚（OUTPUTA）为输出端，分别接一相绕组线圈的两端；2脚（PULSETIME）外接RC定时元件；3、14脚（Vs）是绕组线圈供电电源，可在10～46V的范围内选择；4、5、12、13脚（GND）接地端，可接至热片；6脚（Vss）是IC供电电源接+5V；7、9脚（INPUT1，INPUT0）用于选择绕组线圈电流；8脚（Phase）为相位输入端，用于控制转动方向；16脚（SenseResistor）外部绕组电流采样电阻，采样信号通过RC低通滤波器送至10脚（ComparatorInput），与内部电压比较器的基准电压进行比较；11脚（Reference）外接参考电压，改变Reference可实现微步距控制，例如用1片单片机和2片DAC08088bitD/A转换电路即可实现256细分控制。在整步、半步、1/4步工作方式下，REFERENCE接固定的+5V，本文仅讨论这种情况。
2.2PBL3717A的步距控制方法
本文所设计的是两修配混合式步进电机的控制系统，具体驱动电路如图2所示。其中，PHASE、INPUT1、INPUT0（图中简写为PH、I1、I0）为输入端，OUTPUTA、OUTPUTB（图中以MA、MB表示）为输出端。因为本文不考虑细分的情况，所以可以把图中的DAC（11引脚）直接接+5V电源。
PHASE的作用是控制步进电动机定子绕组中电流的方向。当PHASE=0时，电流从MB流向MA；当PHASE=1时，电流从MA流向MB。PBL3717A对步距的控制是通过选择I1、I0的不同组合，从而控制绕组电流，达到步距控制的目的。电流的具体数值由VR、RS决定。计算公式如下：Im=(Vr*0.083)/Rs[A],100%级别；
Im=(Vr*0.050)/Rs[A],60%级别；
Im=(VR*0.016)/Rs[A],20%级别。
PBL3717A能实现三种运行方式。在以下讨论中，以A、B表示二相绕组正向电流工作，以A、B表示二相绕组反向电流工作。
（1）基本步距（整步）工作方式
可用二相激励四拍方式，即ABABABAB实现，也可用单相激励四拍方式，即ABAB实现。
（2）半步距工作方式
半步距方式采用二相，单相交替激励的二相八拍方式，即ABBABAABBABA，这种工作方式是两相激励和单相激励交替出现，每一找不到的转距不相等。在二相激励时的转距是单相的1.4倍，这是因为二相激励时的转距是单相激励时转距的矢量合成。如果两相激励时，采用I1I0=01方式，使电流降到60%，由于磁路原先有饱和效应，此时每相转距可能增大到70%左右，两相合成的转距接近于1。这样电机就可以近似实现恒转距运行。图3示出了在第一象限的转矩矢量图。
（3）1/4步距工作方式
为了实现1/4步距工作方式，要在整步与半步间插入一个1/4步的状态（如图3）。例如上方的1/4步状态，A相绕组取100%电流，B相绕组取20%电流。在第一象限由半步A状态到半步B状态要经过4步，即AA0.2BAB0.2ABB。知道第一象限的矢量图不难推出其它三个象限的矢量图，一个循环需6步完成，即AB0.2ABB0.2ABABA0.2BAA0.2BAB0.2ABB0.2ABABA0.2BAA0.2B，其中0.2A、0.2B分别表示A相、B相绕组取20%电流。
3硬件部分
因为DSP采用3.3V供电，而PBL3717A的工作电压是+5V，所以要考虑3.3V和5V的电平转换问题。如图4所示，为5VCMOS，5VTTL和3.3VTTL电平的转换标准。其中，VOH表示输出高电平的最低电平，VIH表示输入高电平的最低电平，VIL表示输入低电平的最高电压，VOL输出低电平的最高电压。从图中可以看出5VCMOS和3.3VTTL的电平转换标准不同，因此，3.3V器件（LVC）引脚不能直接与5VCMOS器件引脚相连接。在这种情况下，可以采用双电压（一边是3.3V供电，另一边是5V供电）供电的驱动器，如TI公司的SN74ALVC164245，SN74LV4245等。而5VTTL和3.3VTTL的电平转换标准相同，所以它们可以直接相连。因为PBL3717A是TTL兼容电路，所以可以直接将DSP的I/O口和PBL3717的相应引脚相连。在这里，我们选DSP的端口B中的IOPB0，IOPB1，IOPB2，IOPB3，IOPB4，IOPB4分别与PBL3717A的I1B，I0B，I1A，I0A，PhaseA,PhaseB相连接（见图5）。
4软件部分
本文以步进电机工作在1/4步为例设计DSP控制软件。DSP控制软件采用C语言编写。从第一拍到第十六拍的控制字分别为：0x0000、0x0004、0x000c、0x0014、0x0010、0x0011、0x0013、0x0031、0x0030、0x0034、0x003C、0x0024、0x0020、0x0021、0x0023、0x0001。将以上数值存放到数组Run_Table[]中，可通过循环程序调用数组中的相应值赋给端口B的数据和方向控制寄存器PBDATDIR，从而通过DSP的端口B来驱动控制PBL3717A的相应引脚来实现步进电机旋转运行。通过修改run_delay(intcount)延时子程序的count的值可改变电机的运转速度。下面给出了两相步进电机1/4步方式下正转的控制程序清单。
/*Filename:Step.c*/
/*IOPB0=I1B,IOPB1=I0B,IOPB2=I1A,IOPB3=10A,IOPB4=PhaseA,IOPB5=PhaseB*/
#include"f2407_c.h"
staticintRun_Table[]={0x0000,0x0004,
0x000C,0x0014,0x0010,0x0011,0x0013,0x0031,0x0030,0x0034,0x003C,0x0024,0x0020,
0x0021,0x0023,0x0001};
voidmain()
{inti;
InitCPU();
while(1)
{
for(i=0;i<=15;i++)
{
*PBDATDIR=Run_Table[i]|0xff00;
run_delay(10);
}
}
芯片STM32F103RB是一款基于ARMCortex－M3内核的32位单片机，价格便宜、使用简单、开发方便．其片内资源丰富，含有128kB内部存储器（flash）、串行总线IIC（inter－integratedcir－cuit）、定时器TIMER、串口USART、实时时钟RTC、直接存储器DMA以及12位数字模拟转换器ADC等模块．定时器TIMx的输出比较功能可产生PWM信号，输入捕获功能可采集测量传感器位置信号．12位的ADC模块可以直接用来采样测量外部电压值（＜5V）．IIC模块可以对日历／时钟芯片进行信息写入和读取．STM32芯片的这些模块和功能都较大方便了系统的软硬件设计．控制芯片电路图．控制芯片STM32实时测量6路霍尔位置信号，按照预先设定的程序，输出相应的6路PWM（pulsewidthmodulation）波和6路控制信号给功率开关管驱动电路芯片IR2103，通过控制功率开关管的导通顺序，实现电机的正反向转动和制动．芯片的PC1，PC2，PC3，PB5，PB6，PB7等6个端口分别采集上、下电机的位置传感器信号．通过激活设置这些端口相应的定时器计数模块，来计算电机转速和电机转动长度．PB13，PB14，PB15，PA8，PA9，PA10等6个端口输出PWM波．调整PWM寄存器的计数频率，就可改变PWM的占空比．PA1，PA2，PA3，PC7，PB0，PB1等6个端口输出驱动管开关电路控制信号，控制MOS开关管通断．NRST，JTRST，JTDO，JTCK，JTMS，JTDI等6个端口为JTAG接口，用来下载调试程序．PB10，PB11复用USART3＿TX和USART3＿RX串口，PC11和PC12复用IIC＿SDA和IIC＿SCL端口，分别与外接控制器和PCF8563时钟芯片进行指令、数据传递和读取．PC0，PC4，PC5，PA4启用ADC模块，检测电路电压和电流．两个晶振Y1和Y2分别为8MHz和3768kHz，提供外接晶振时钟源．
2功率开关管
驱动电路功率开关管驱动电路由上、下2组3个驱动控制芯片IR2103和6个功率开关管P75NF75组成．1个IR2103连接2个功率开关管，通过驱动开关管开闭，控制电机相电流通断及流向，使电机内定子电流不断变向，从而生成变化磁场，推动永磁转子运转．IR2103依单片机发出信号控制上下MOS管通断，通过调整和控制MOS管开关频率，调节电机输入电流，实现对电机速度调节．IR2103驱动芯片设有对输入信号的死区时间保护，有效保证同一驱动电路中两个MOS管不同时导通而发生短路．图3为电动机的一相驱动电路，其余两相电路相同．当输入信号PWM和COM为高电平时，Ho输出高电平，上MOS管导通，＋24V直流电压经AU给电机供电；当PWM和COM为低电平时，Lo输出高电平，下MOS管导通，相电流从电机经AU接电源地．
3霍尔信号采集
电路霍尔信号采集电路用来测量电机的霍尔信号．其采用一个上拉电路、RC滤波电路和二极管钳位，保证测量信号在0～5V．端口TIMx定时器模块启用，在每次任一路霍尔信号输入发生变化后开始计数．利用霍尔信号的周期性，可计算电机速度，通过计算T时间内时钟脉冲λ个数k，得到f＝1／T＝1／kλ．根据电机转动一周的霍尔信号的周期数，就可计算出电机转速．
4检测电路对三相星型六状态
永磁无刷直流电机，只要在任一相电流和电源之间串接一个阻值为0．01Ω的电阻RT1作为检测电阻，经采样电路转变为电压信号DCT，就可测出电流值．当测量值大于预设值时，控制芯片发出信号封锁MOSFET管，电机停转．电压检测电路采用LM358双极性放大器，通过比较3．3V电源电压、3．3V备用电池电压和地之间的电位，可检测电源电压的状态．对＋24V电源的检测，采用电阻分压方法，并联100nF电容滤除杂波．
二系统软件设计
软件编程在Keil的RVMDK4．70上用C语言完成．电机控制板程序由串口中断及参数设置程序、时间扫描及电机工作程序两部分组成．串口中断程序用来接收串口信号，进行握手判断，进入参数设置子程序；否则，进入时间扫描程序．时间扫描程序用来定期读取日历芯片的时间参数，判断是否运行或结束电机工作程序．电机工作程序用来控制电动机工作．首先，电机顺时针转动，同时测量转动长度，当到达一个广告画面的长度时停止转动，静止时间即为设定的广告画面的展示时间；电机继续顺时针转动翻页、静止展示，直至最后一张画面展示完毕．电动机开始逆时针转动重复以上过程，转动翻页—停止展示—转动翻页，循环转动直到系统判断结束时间停止转动．图4为电机控制板程序的流程图．
机电设备控制系统的设计管理
2数控机床电气控制系统出现的问题
数控机床在电器控制系统方面的故障一般都是强电故障和弱电故障两种，具体如下所述。
2.1弱电故障弱电指的是数控机床电气控制系统中的电子的元器件以及集成电路为主要的控制的部分。弱电故障中又可以分为硬件发生的故障和软件发生的故障。硬件故障主要是指各种集成电路内部的芯片或者是接插件等出现的事故。软件故障指的是在硬件都属于正常的情况下，内部发生的各种动作性的问题或者是数据出现丢失等问题，一般比较常见的例子有加工程序出现错误或者是计算机的运行出现错误以及系统的程序或者是参数出现错误等。
2.2强电故障强电部分指的是控制系统之中出现的主回路或者是大功率的回路中的继电器或者是电源变压器等一系列的电气的元件以及其中组成的控制电路。强电故障虽然在维修或者是诊断问题的部分较为简单，但是因为其处于一种高压以及大电流的工作状态之下，所以一般强电发生故障的次数要多于弱点故障，因此需要相关的维护和维修人员能够予以重视。
3解决方法
3.1调节法在解决数控机床电气控制系统的众多办法中，调节的方法是其中最为简单的一种。调节法主要是通过对于电位计进行调整，以此来达到修复系统出现的故障的目的。最佳的调整办法是对于伺服驱动系统和被拖动的机械系统来进行系统的调整，并实现最佳的匹配的一种较为综合性的调节的办法。这种调节的办法也较为简单，可以使用一台但是多线的记录仪来或者是双踪示波器来对于观察指令和速度反馈的一种相互响应的关系。一般都是通过对于速度调节器的比例系数以及积分的时间进行调整，促使伺服系统能够达到比较高的动态响应的一种特征，但是又不会出现振荡的一种最恰当的状态。另外，在现场如果没有示波器的情况下，相关的工作人员可以根据自己以往的工作经验，调节来使得电机起振并向反方向慢慢进行调节，一直调节到消除振荡状态为止。
3.2复位法如果数控机床的电气控制系统由于突发性故障而引起系统报警的情况，那么可以是他呀复位法患者是开关系统电源来进行依次地操作来消除故障。但是如果系统内部的工作存储的区域掉电并且插拔电路板以及电池欠压，而造成系统出现混乱的现象，那么就需要对于系统进行初始化操作来进行清除，但是在清除之前需要提前做好数据和信息的拷贝，以免丢失数据。但是如果初始化操作之后故障依旧没有排除，那么就需要进行硬件方面的检查和诊断。
3.3更正法所谓的更正法指的是对于系统中的参数进行修改，程序更正的办法。系统的参数主要是用来确定系统的功能的一种依据，如果系统的参数在设定的时候出现错误那么就很可能造成系统出现故障或者是系统中的某一项的功能失去作用。有的时候可能会因为用户的程序出现错误而导致系统出现故障而停止运作。在这种情况下，系统修复可以使他系统的搜索功能进行检查，来对于用户的程序中出现的错误进行搜索，在搜索完成之后依次改正，这样才能在发现错误之后进行改正，系统才能恢复运行。数控机床电气控制系统的发展在未来的发展道路中将不断走向开放式的发展形式，由于其可靠性和低成本等一系列的优点，将会促使更多的数控系统生产的商家逐步走向甲方是的发展形势。其中，数控机床电气控制系统在速度方面也将走向高速化的发展道路，精度方面也会得到一定的发展。另外，数控机床的电气控制系统还会向智能化方面进行转变。人工智能机在我国的研究和发展已经走向了一定的程度，其在计算机领域的发展也在不断深入，数控系统的智能化程度也将赶上时代的潮流，走向智能化的发展道路。
2广数精密全电动注塑机的电气控制
2.1工作原理
广数精密全电动注塑机采用的是公司自主研究开发的GSK6000控制系统，该系统集注塑行业先进生产工艺控制方法之大成，实现高效、节能以及环保的三大注塑理念。广数精密全电动注塑机的工作原理是充分利用塑料热塑性，通过伺服电机控制塑料的加热融化及其流入模腔的速度，再经过保压及冷却阶段即可成型为形状各异的塑料制品。在加工产品的时候，首先计量加料，经过加热使原料熔融塑化，然后施加高压注射到合好的模具里面，再经过一段时间的保压和冷却后开模，最后顶出制品即可完成整个产品注塑成型的过程。
2.2伺服单元的特性要求
广数精密全电动注塑机的注射性能在非常大的程度上依赖于伺服控制系统精密、稳定的特性，要求伺服系统具备如下四方面特性。2.2.1精度高。为保证制品可以满足精密注射成型的要求，伺服控制系统必须具备高质量以及高稳定性，务求令射胶等动作具备非常高的精度。所以，不但要求伺服单元在位置控制方面定位精度高，而且要求在速度控制方面提供高精度调速。2.2.2响应快。为使结构复杂的制品注塑成型，常需进行多级注射。要确保执行机构根据预设要求严格切换成形参数，不但要求伺服控制系统定位精度高，同时也要求其具备快速响应的良好特性，能够很快地响应跟踪指令信号。2.2.3调速范围广。无论是注射过程还是锁模过程，执行机构都被要求在比较广的速度范围内运作。例如在驱动模板进行合模的过程中，为保护模具的安全，锁模机构需要从移模阶段的高速度切换到即将闭紧模具时的低速度，由此要求驱动锁模机构运行的伺服单元能够提供一个较广的调速范围，以实现最高转速与最低转速的转换。2.2.4低速转矩大。注塑机低速运转时要求进给伺服系统具备较大的转矩输出。为满足以上特性要求，广数精密全电动注塑机对伺服系统的执行元件———伺服电机也提出了相应的几点要求：（1）要求伺服电机在全部转速范围之内都可以平滑地运转，转矩的波动要小，特别是低速运转的时候仍然要保持平稳的速度且无爬行的现象；（2）要求伺服电机具备相应的过载能力，以满足系统低速以及大转矩两方面的特性要求；（3）要求伺服电机要有较小的转动惯量、较大的堵转转矩、尽量小的机电时间常数以及尽可能小的启动电压，以满足系统快速响应的特性要求；（4）要求伺服电机可以承受得起频繁的启动、制动以及反转。
2.3动作控制
为了获得高质量的注塑产品，广数精密全电动注塑机在注塑的过程中，使用伺服电机来实现对每个运动机构动作的顺序及过程控制，以确保注塑机能够依照工序要求完成制品生产流程。广数精密全电动注塑机的注射装置是实现塑化计量、注射以及保压补缩三项功能的关键部件，其结构设计和控制方式决定着制品的质量，能满足两个基本要求：一是在限定的时间里，提供设定数量、组分以及温度均匀的熔料；二是按照塑料性能以及制品的结构情况，提供适合的注射速度及注射压力，把熔料注入模腔。注塑的所有运动过程都是由广数精密全电动注塑机的六台伺服电机通过动作配合去驱动完成的。图3所示为其主要部件结构图。与注射螺杆同轴并且连接紧密的电机叫做射胶伺服电机，起到通过传功装置实现注射螺杆向前注射运动的作用。跟注射螺杆平行的电机叫做溶胶伺服电机，其作用主要是实现螺杆转动使粒状原料往前传送。用于平移整个射台的电机叫做射台移动伺服电机，由该电机驱动完成射台的往复运动。广数精密全电动注塑机以伺服电机作为驱动装置，其控制系统的硬件框架如图4所示，主要组成有人机界面、运动控制器、逻辑控制器、伺服驱动、温度控制单元以及传感器六大部分。工艺程序控制基于传感器的位置、温度、压力及速度等信息来进行，为达到高精密的注塑工艺建立了多个闭环环节。对于射出螺杆移动速度的控制，是将安装在伺服电机后的编码器信号作为输入的信号，相比于在控制器内设定速度指令来说实现了半闭环控制。对于射出压力的控制，是通过测定螺杆后的压力传感器信息来形成射出压力的全闭环控制。而对于超低速位置的控制，则是以光栅尺去实现闭环的控制。广数精密全电动注塑机动作控制系统的关键在于温度、压力等传感器信号的高速处理。工艺程序控制装置以及伺服电机驱动系统之间采用的是数字接口，两者间只互相传递数字信号，抗干扰能力特别强、因此能够实现高精度、微细量的稳定控制。
2可编程序控制器((PLC)的优势
可编程序控制器是微电子控制机电设备系统的重要组成部分，英语缩写为PLC。可编程序控制器有很多的功能，比如计数控制、数据处理等。可编程序控制器得到广泛的运用，不仅是因为它有很多的功能，更是因为它有很多的优势。接了下来笔者就简单地概述一下可编程控制器的主要优势：
第一，可编程序控制器所占的空间小，节能，能够随意的进行组合。所占的空间小，这样就能够节约厂房的空间资源，可以存放更多的机器设备；节能就是变相的节约成本，减少对整个微电子控制机电设备系统的整体支出；能够灵活的进行组合，这样既方便存放和管理，又提高了工作的效率。
第二，可连接工业现场信号。利用可编程控制器的这一优势，可以随时掌握工业现场的情况，出现问题，及时地解决，避免了很多不必要的损失。
第三，控制程序灵活多变。这一优势可以减少很多的麻烦，在设备产品进行更新换代时，不用对可编程控制器的硬件进行改变，只要改变控制程序即可，程序的改变并不会影响其性能的发挥。这样就省略了很多的环节，减少了麻烦，对可编程控制器的损害也小。
第四，编程易于掌握。因为可编程控制器的编程容易掌握，所以在具体操作时就非常容易，方便对其进行安装和维修。这是因为可编程控制器自身带有编程器，操作人员只要懂得梯形语言即可，再加之，可编程控制器有自我诊断的功能，发生故障时，可以非常迅速的查出原因，所以维修时特别方便。
第五，安全性能好。可编程控制器的安全性能特别好，不容易发生故障，有些控制器甚至5年以上都能保持安全的运行，再加之，可编程控制器有很好的环境适应能力，对厂房并没有特别的要求。所以很多企业都在现场使用可编程控制器。
3变频调速器的优势
变频调速器是微电子控制机电设备另一组成部分，它的优势主要有以下几点：
3.1性能优越。
随着科技水平的提高，变频器的性能有了很大的提高，不再使用以前传统的正弦波控制技术，而是采用先进的电压空间矢量控制，最大的优势就是能够对输出电压进行自动的调整，非常适合我国现行的电网情况，这样就提高了运行的安全性能。
3.2在功能上采用键量、键量电位器、外部端子、多功能端子等操作方式。
多种模拟信号输人方式如电流、电压、最大值、和、差等组合输人频率水平检侧、频率等效范围检测,S曲线加减速、转速追踪等增强功能，摆频运行、多段速度、程序运行等模式。
3.3在可靠性上它的结构独特，全系列主元件采用SIEMENS产品。
完善的保护功能，即使短路、过流或过压等均不会引起本机故障，先进的表面贴装技术(SM''''T)。低温升、长寿命。PCB精良。绝缘耐压性能优越;严格的生产过程质量管理。键量布局合理、美观耐用、设定简洁、操作方便。
4电路的调试
电路调试的方法主要有两种，一种是整个电路安装完之后，再进行调试，另一种就是边安装边调试。在对电路进行调试时，首先要做的工作就是确定调试方法。我们现在一般采用的方法就是第二种。它是把复杂的电路按原理框图上的功能划分成单元进行安装和调试。在单元调试的基础上逐步扩大安装和调试的范围，然后完成整机调试。那么用第二种方法具体应该如何调试呢？接下来笔者就详细地说说。
第一，看。看的目的就是要全面的了解一下电路的整体情况，看看电路面板的线是否准确无误的连上，有没有看似接上实际没有接上的线，或者容易短路的线，有时还会出现两条或多条线出现混淆的现象。这是看需要完成的工作。
第二，查。在看完之后，就要进行检查。查主要运用的工具是万用表。需要注意的是，一定要用万用表的电阻最小量程档，主要检查电路面板，看看开路的地方和闭路的地方是否都进行了正确的开路和闭路，地线有没有漏接的，电源连线的连接是否都可靠安全，还要测量一下电源到底有没有短路的情况。值得注意的是，在整个电路安装完成之后，千万不能通电，首先要依据电路原理仔细地查看电路连线有没有准备无误的连接上，有没有搭错的线，有没有少连接的线或者多连接的线，尤其要注意查看有没有短路的情况。在进行测量时，最好直接测量元器件的连接点，这样就可以在查看上述情况的同时查看接触点是否有不良的地方。
第三，电路调试的过程最为关键的是硬件电路的调试。在调试的过程中，一定注意细小的环节，严格按照电路功能原理，对各个单元电路进行详细的调试，然后再进行整体的调试，最后准确无误地完成整个电路的整体调试。
为了能够实现人与机器的对话，单片机的步进电机控制系统设计了3*4键盘以及4*8LED数码管，人们可以直接对其进行控制。该系统通电后，通过键盘输入控制步进机的运转、启动以及转动方向等，由LED管动态清晰显示步进机的转向以及转速。器件8279能够控制系统键盘的输入以及LED的输出，进而减少单片机工作的承载，8279在控制系统工作的过程中，将键盘输入的信息进行扫描，利用其抖功能，避免事故的发生。（下图为LED和键盘模块）
1.2放大和驱动设计
逻辑转换器是步进机控制过程中的脉冲分配器，其是CMOS集成电路，其输出的源电流为20毫安，能够应用于三相以及四相步进机，其工作可以选择以下6种激进方式进行控制；其中，对于三相步进电机有1、2、1-2相；对于四相步进电机有1、2、1-2相，其输入的方式有单、双时钟选择方式，其具有正向控制、方向控制、监视原点、初始化原位等功能。PMM8713器件主要由激励方式判断、控制以及时钟设置等部分组成，所有的输入端都设置有秘制的电路，进而提高抗外界干扰的能力。PMM8713输出能够接受功率驱动电路，其通过驱图1LED和键盘模块动器，输出最大的工作电流，以满足电机工作的需求。单片机通过调节相关端口的脉冲信号，控制步进机的运行状态、运转方向以及运转速度等。
2单片机的步进电机控制系统软件设计
2.1单片机程序设计
通过中断脉冲信号，计算步进电机的运转步数以及圈数，并对其进行记录；实现对步进电机运转速速的控制；采用端口的中断程序关闭其相关程序，将电机控制在停机状态；通过中断电机的开启部位，将其转换到运行状态，实现电机的运行；PMM8713的U和D端口通过输出高电平，达到控制步进电机运转方向的目的；8279将其接口与自身的8个数据连接口进行连接，当单片机运行到键盘部位时，采用相关端口中断其工作状态，进而达到控制步进机的启动、停止、速度以及方向等，并将其反馈给8279，利用LED将其显示，明确其运转的速度以及方向。
2.2PC上位机设计
设计PC上位机的主要目的就是控制步进电机，利用单片机中相关部位，实现人与机的对话，其利用单片机发出执行命令，实现对步进电机的有效控制。其中，单片机接受的执行命令会存储在相关软件中，其与储存在片内的Flash的相关地址进行比较，不冲突的信息就储存在其中，如与其中储存的信息发生冲突，就会自动中断，有效的保护电机的正常运行。同时，此软件在运行的过程中，应该对晶振中的USART模块进行设置，其相关的控制软件由VB6.0对其进行编写，采用MSComm软件实现实时通讯。
