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传统的变频器控制技术是以I/O方式为基础，在控制器以及变频器的I/O端口上以功能需求来进行控制线的相应连接。传统的I/O控制方法功能较为单一，布线也较为繁琐，并且可靠性和通信效率也不高，在工业拖动现场时也存在较多的障碍，不利于工业拖动的现场。而现场总线的变频器控制技术则在技术上实现创新，现场总线是一项新技术，其顺应了工业控制系统以及信息技术智能化、分散化。在变频器控制以现场总线为基础的系统中，一条总线电缆便可完成变频器及控制器的全部通信，与上层网络相结合，实现了更加高效、智能以及全面的监控，也实现了更加高速的监控。信息系统集成在企业级别中的实施也更加便捷。
一、传统I/O技术于变频器控制的弊端
在变频器控制中本机控制是最为简单的，也称作面板控制。在进行变速、启动、点动、以及复位、停止的控制时，面板控制是通过变频器的键盘来进行的，键盘在控制面板上。虽然方法较为简单，也需要变频器控制面板有专人负责控制，面板控制效率较低，功能也较为简单，外部功能开关也可以用PLC控制器来进行控制，相关逻辑也得以实现，对变频器I/O端子进行输出，对变频器进行控制。并进行PLC编程用以不同功能的实行，其功能包括输入其他各种和外部故障的信号以及多级变速控制。
变频器的控制方法以I/O端口作为基础，在进行功能的扩展时，则只能采取较为简单的扩展，也难以改善传统I/O变频器控制方法所存在的缺点。工业拖动现场随着时代在发展，传统I/O技术已不能适应现代的施工要求。而现场总线技术作为新技术，在信息传输中只需要一条总线电缆，便可以实现传输所有信息，现场总线技术在维修成本、布线成本以及调试成本上也极大的降低了，并且全数字化，通信速度快和结构开放互连，现场总线控制技术的效率也较高。
二、以现场总线为基础的变频器控制系统
（一）以设备层为基础的变频器控制系统
3层网络结构体系是Rockwell对现场总线提出的标准之一，其组成包括了信息层、设备层以及控制和自动化层。其中，设备层是以现场总线技术工业标准为基础来进行网络开放，起到高层设备和底层工业装置的连接作用，高层设备则包括了计算器以及PLC控制器等，底层工业装置则包括了传感器、开关、以及拖动装置，还包括了阀门等。设备层采用的供电方式是总线供电，网络的电缆结构采用主干线结构和支线结构，并对本质安全技术进行提供，通信采用用户模式和生产者模式，在网络通信效率上较为优异，提供了两种报文类型，包括显示报文和I/O报文。
变频器控制以设备层为基础，其系统结构包括了，装有组态软件的一台RSlinx，并将其接入到设备层的总线之上，监控软件RSView32以及PLC编程软件RSlogix500的计算机，RSNetworx，与设备层相连的接口使用1770-KFD，而设备层与6台AB1336Plusll变频器则使用设备层通信模块1203-GK5来连接，网络主设备使用MicroLogix1500PLC控制器，对于网络设备信息的获取则使用扫描模块1769-SDN来进行，监测设备和控制设备。
连接现场设备和PLC，是以扫描模块1769-SDN作为接口，用作设备数据格式转换以及设备数据采样。在运行包含SDN的PLC处理器中，SDN对设备进行了依次扫描，采样参数，并对数据格式进行了转换，转换成PLC能够接受的数据格式，进而使PLC处理器能够进行读取，经PLC处理器进行处理，对其输出数据也进行了转换，转换成不同种类的设备能接受的格式。
变频器数据通信以及PCL数据通信的实现可以通过映射的方式来进行，Word 0至9 共10个字包括在接口定义格式之中，其中使用通信模块将Word 0和Word 直接输送至变频器，将其固化为变频器频率状态（或设定值）以及逻辑状态（或命令）。在进行映射的输出时，Word 0包含了系统的停止、故障复位和启动控制位以及系统的正反向、频率源和减速等控制位，设定工作频率则由Word1进行存放。在进行映射输出时，Word 0则反馈给PLC变频器状态信息，包括了变频器运行、使能和出错状态信息以及变频器达速、加减速状态信息，实际工作频率则由Word 1 进行存放。而Word 2至Word 9共8个字的通信内容设定则是以用户需求来进行，变频器中的DataIn/Out A至DataIn/Out D则与通信模块中的Datalink A至Datalink D相对应，常用的变频器监控参数设定至DataIn/Out之上，包括了故障代码、实际输出和加减速时间，以及电流电压和多个预置频率等。分别占用其中（Word 2至Word 9）一个字映射至扫描器。Word 1与Word 0相结合，使PLC实现监控变频器的大部分功能。
（二） Rockwell 3层网络系统平台
ControlNet作为中间层于3层网络结构中，具有高速确定性，也是开放型网络，其能够满足的要求较多，包括了连接PLC处理器，计算机和I/O用要求以及其他智能设备、操作员界面应用的要求，并且满足要求的高信息吞吐量和实时。经使用用户模式和生产者模式，控制网络具备对等网络功能和I/O网络功能，并且提供其高速性能。EtherNet通过工业以太网的使用，集成信息管理和控制系统，利用以太网监控生产场信息，包括了用于监控的工业PC工作站和PLC生产现场信息，还包括了可在计算机系统进行存取的ControlNet生产现场信息和DeviceNet生产现场信息，进而实现工厂级的统计质量控制、计划管理和生产流程的进行，以及实现物料跟踪、监视控制和远程设备维护的进行。
基于DeviceNet平台建立的Rockwell 3层网络对系统的集成更加的全面， ControlnNet与DeviceNet的连接可通过ControlLogix来实现，并且可接入至其网络适配器。DeviceNet节点扫描模块使用1756-DNB，ControlnNet节点扫描模块使用1756-CNB。两者中的ControlLogix、PL以及计算机与最高层EtherNet的连接则可使用以太网模块或者使用网卡来进行。经扫描器，在该层运行的计算机工作站可实现整个网络节点的扫描和管理，对设备层生产现场信息以及控制层生产现场信息进行存取，实现全方位信息调度以及集成的企业级运行，并在连接InterNet相连接时更为便捷。
（三）监控平台
对于监控变频器网络的任务的实现，可使用以RSView32软件为基础的计算机监控，或者使用PanelView人机界面来实现。RSView32可以与控制器实现通信功能，其中控制器的系列包括了与MicroLogix、PLC-5以及SLC500。还能与ControlLogix实现通信，并且网络层次也可以使用两种，包括ControlNet和DeviceNet。平台移植于连接两种计算机之间也更为便捷，网络可根据种类进行驱动器种类的选择。系统的多机同步控制、全部监控以及单机控制的集成是由总监控台来实现，而单独对每一台变频器进行控制可由各分控台来实现。
中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1210064-01
一、PLC技术的概念
PLC即可编程控制器(Programmable logic Controller,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会(International
Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。”
二、PLC技术的发展历史
1968年,通用汽车对外公开招标,寻求新的电气控制装置,1969年,美国数字设备公司制成的首台plc,1971年日本从美国引进了PLC技术加以消化,由日本公司研制成功了日本的第一台PLC。从70年代初开始,不到三十年时间里,PLC生产发展成了一个巨大的产业,据不完全统计,现在世界上生产PLC及其网络的厂家有二百多家,生产大约有400多个品种的PLC产品。其中在美国注册的厂超过100家,生产大约二百个品种;日本有60～70家PLC厂商,也生产200多个品种的PLC产品;在欧洲注册的也有几十家,生产几十个品种的PLC产品PLC产品的产量、销量及用量在所有工业控制装置中居首位,市场对其需求仍在稳步上升。进入二十世纪九十年代以来,全世界PLC年销售额以达百亿美元而且一直保持15%的年增长的势头。
三、我国PLC技术的发展现状
我国研究PLC技术起步较晚,但发展速度较快。中国电力科学研究院自1997年开始研究PLC技术,主要考虑PLC技术用于低压抄表系统,传输速率较低。1998年开发出样机,并通过了试验室功能测试,1999年在现场进行试运行,获得了产品登记许可。1999年5月开始进行PLC系统的研究开发工作。主要对我国低压配电网络的传输特性进行了测试,并对测试结果进行了数据处理和分析,基本取得了我国低压配电网传输特性和参数,为进行深入研究和系统开发提供依据。2000年开始引进国外的PLC芯片,研制了2Mbps的样机,2001年下半年在沈阳供电公司进行了小规模现场试验,实验效果良好,并于6月20日在沈阳通过验收。验收委员会通过现场检测认为,该实验从中国配电网的实际传播特性出发,对电力线通信技术的理论、实际应用和工程技术进行了开创性研究,在国内率先研制成功2Mbps和14Mbps高速电力线通信系统,建立了我国第一个电力线宽带接入实验网络;实现了自家庭至配电开关柜的高速电力线数据通信,并将办公自动化系统延伸至家庭。该实验的成功标志着我国已经全面掌握了高速电力线通信的核心技术,具备了研制生产这种技术实用化设备的能力。据悉,今年年底以前将建成200户的试验网络。
我国工业控制自动化的发展道路,大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收,然后进行二次开发和应用。目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展,我国工业计算机系统行业已经形成。工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。
四、PLC的未来发展趋势
1.功能向增强化和专业化地方向发展,针对不同行业的应用特点,开发出专业化的PLC产品,以此来提高产品的性能和降低产品的成本,提高产品的易用性和专业化水平。
2.规模向小型化和大型化的方向发展,小型化是指提高系统可靠性基础上,产品的体积越来越小,功能越来越强;大型化是指应用在工业过程控制领域较大的应用市场,应用的规模从几十点扩展到上千点,应用功能从单一的逻辑运算扩展几乎能满足所有的用户要求。
3.系统向标准化和开放化方向发展,以个人计算机为基础,在Windows平台上开发符合全新一体化开放体系结构的PLC。通过提供标准化和开放化的接口,可以很方便地将PLC接入其它系统。
五、PLC技术的特点
1.配套齐全,功能完善,适用性强:PLC发展到今天,可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,现代PLC多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制,CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
2.系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造:PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造周期大为缩短,同时维护变得容易起来。更重要的是可以使同一设备经过改变程序改变生产过程。
3.体积小,重量轻,能耗低:以超小型PLC为例,新近出产的品种底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部,是实现机电一体化的理想控制设备。
六、PLC应用中应注意的问题
PLC是专门为工业生产服务的控制装置,通常不需要采取什么措施,就可以直接在工业环境中使用。但是,当生产环境过于恶劣时,就不能保证plc的正常运行,因此在使用中应注意以下环境问题。
1.温度:PLC要求环境温度在0-55℃,安装时不能放在发热量大的元件下面,四周通风散热的空间应足够大,基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔;开关柜上、下部应有通风的百叶窗,防止太阳光直接照射;如果周围环境超过55℃,要安装电风扇强迫通风。
2.湿度:为了保证PLC的绝缘性能,空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。
3.震动:应使PLC远离强烈的震动源,防止振动频率为10-55hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时,必须采取减震措施,如采用减震胶等。
4.空气:避免有腐蚀和易燃的气体,例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境,可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中,并安装空气净化装置。
参考文献:
中图分类号：TP39
文献标识码：A
文章编号：1006-0278（2015）04-112-01
一、频率合成技术的发展趋势
频率自动控制系统在电子设备中广泛应用于稳频及锁相。频率自动控制的频率合成法在其发展过程中主要有三个过程：
一个是直接模拟合成频率，这种方法是直接利用备品，分频，混频及滤波，从单一的或者几种参考频率中产生多个所需的频率，该方法频率转换时间短，但是体积大、功耗大，现在基本淘汰；第二个就是用锁相环合成频率，这种方法是现在用的比较广泛的，通过锁相环来完成频率的加、减、乘、除基本运算，这种方法结构简化、便于集成，且频谱纯度高，但是高分辨率和快速转换速度之间不能够很好地同时达到，所以，一般用于大步进的合成频率技术中；另一个方法直接数字合成频率，与前两者相比，这种方法有着更多的有点：简单可靠、控制方便，且同时具有很高的频率分辨率和快速转换速度，可以实现可编程和全数字化，控制灵活方便，并具有极高的性价比，现在已经较广泛的应用于电信电子领域，是实现设备全数字化的关键技术。
此外，通过脉冲宽度调制技术也能进行频率的改变。脉冲宽度调制（PWM）是一种模拟控制方式，利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制，广泛应用在测量、通信到功率控制与变换的领域中。随着电子技术发展，脉冲宽度调制技术也出现了多种，包括：等脉宽PWM法、随机PWM、SPWM法等众多技术。
自动频率控制系统的关键是一个高精确度的测频和控制技术，为了更高的精确度，频率自动控制已经开始朝着混合式技术方向发展，把不同的方法结合起来运用，优势最大化，缺限最小化。
二、几种频率合成技术原理及特点
（一）直接模拟频率合成（DAFS）
这是最早使用的一种频率合成方法，它由模拟振荡器产生参考频率源，在京谐波发生器产生一系列谐波，然后经混频，分频和滤波等处理产生大量的离散频率。直接模拟频率合成方法的优点是频率转换时间短，相位噪声低。缺点是由于采用大量的混频，分频，倍频和滤波等模拟硬件设备，使产品的体积大，成本高，结构复杂，容易产生杂散分量，大多数硬件的非线性影响难于抑制。
（二）锁相环频率合成（PLL）
锁相环频率合成技术中，利用锁相技术实现频率的加减乘除运算，即把一个或多个基准频率源，通过谐波发生器，混频和分频等一系列非线性器件，产生大量的谐波或组合频率，然后利用锁相环把压控振荡器的频率锁定在某一个组合频率上，由压控振荡器间接产生所需要的频率。
锁相环频率合成也包括模拟式和数字式，实际应用中大多应用数字式，数字式锁相环频率合成技术，锁相环路相当于一个窄带跟踪滤波器，因此能很好的选择所需要的信号，抑制杂散分量，且避免了大量使用滤波器，十分有利于集成化和小型化。而且一个良好的压控振荡器具有高的短期频率稳定性，而标准频率源具有高的长期频率稳定度，这两者结合形成的信号长期稳定度和短期稳定度都很高，但是缺点是频率转换时间较长，单环频率合成器的频率间隔不可能做的很小，且系统内的压控振荡器带来的新的噪声也比较大。
（三）直接数字频率合成（DDFS）
直接数字频率合成技术是频率合成技术的一次革命，直接数字频率合成器由相位累加器，波形储存器，D/A和低通滤波器构成。时钟频率给定后，输出信号的频率取决于频率控制字，频率分辨率取决于累加器的位数，相位分辨率取决于波形存储器的地址线位数，幅度量化噪声取决于波形存储器的数据位字长和D/A转换器的位数，这样合成信号的频率，相位和幅度都可由数字信号精确表示。
直接数字频率合成有着众多优点：极高的稳定度，极高的频率分辨率，超高速的频率转换时间，变频相位连续，相位噪声低，全数字自动化控制，可以合成任意波形，集成度高，容易实现小型化。但同时也有两个无法完全避免的缺点：输出带宽受限和输出杂散较大。
（四）随机PWM
早期大功率晶体管主要为双极型达林顿三极管，存在比较大的问题，随机PWM诞生，其原理是随机改变开关频率使电机电磁噪音近似为限带白噪声（在线性频率坐标系中，各频率能量分布是均匀的），尽管噪音的总分贝数未变，但以固定开关频率为特征的有色噪音强度大大削弱。因此，即使在绝缘双极性晶体管己被广泛应用的今天，在载波频率必须限制在较低频率的场合，随机PWM仍然有其价值；此外还说明了消除机械和电磁噪音的最佳方法不是盲目地提高工作频率，随机PWM技术提供了一个解决这种问题的全新思路。
参考文献：
中图分类号：TM57 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）01（a）-0003-02
由于受市场的需求所致，厂商在生产产品的过程之中，尽量将产品达到高质量、低成本、多规格并且品种较多的要求。对于科技较为发达的今天，老式的继电器已经不能符合社会发展的需要，这种现象的发生，就迫使人们在此基础之上，不断地去寻找符合社会发展的控制装置。世界上的第一台PLC诞生于1969年，其是由美国的数字设备公司所生产出来，并在美国的汽车自动装配之中得到了应用，此应用获得了较大的成功，因此，便推动了软PLC技术的发展。
1 PLC的含义
国际上对PLC有着这样的定义：“PLC主要是一种数字式的电子系统，其主要是基于工业环境设计出来的。PLC所采用的存储器是可编程的，程序主要存储在其内部，所能执行的命令有很多，例如：逻辑运算、算数运算、定时、顺序控制以及计数等等，并且可以通过使用模拟式或者是数字式的手段对其进行操作，逐步控制各种机械运作和生产。PLC及其相关的外部设备，都是使用容易扩展、可编程和一个整体的原则进行设计的。”从以上定义之中不难看出，PLC可以完成较多的指令，其中最平常的便是完成指令执行和程序的存储，同时也可以对信息进行相关的处理，进而将输入信号逐步转换成为输出信号[1]。
2 软PLC技术的使用特点
2.1 通用性强并且体积小
由于软PLC产品具有模块化和系统化的优势，并且具有品种较为齐全的特点，使用户在使用的过程之中方便选用。当需要对控制程序修改时，可以不改变原来硬件的状态，可直接对程序进行修改，这种较强的适用能力是用户首选的软件。由于软PLC主要应用在工业控制之中，其受到社会发展的影响，逐步将PLC设计成为结构紧凑、质量小并且功耗较低的产品，并且其在工作的过程之中不会受到环境的影响而停止工作。因此，PLC在具体的使用过程之中能够实现一体化控制设备理想的目标[2]。
2.2 使用方便并且易于安装
采用PLC对系统进行控制较为方便。站在硬件的角度上来说，PLC具有较高的集成度，其在制作的过程之中已经将各种模块做到了规格化和系列化，在使用的过程之中较为灵活，并且方便；站在软件的角度上讲，PLC在使用的过程之中，主要是用程序对逻辑器件进行控制，同时其也可以用程序代替硬件之中的连线，使用程度接线的方法相对来说要比硬件接线容易的多，并且也比较方便。PLC之中的软件功能能够有效地将继电器之中的各种部件替代，并且也在很大程度上减少了接线的时间，大大减少了生产的工作量[3]。不部分的PLC用户可以在实验室之中对其进行模拟调试，在实验室之中调试好，再将PLC应用到实际的生产之中。在维修方面，PLC发生故障的几率较小，并且其在生产期间，就将诊断功能进行了完善，一旦其发生故障，将会自动提供信息，并且能够查明真正的原因，进而排除故障，因此其维修比较方便。
2.3 功能较强
PLC主要有数据处理、逻辑运算、数值计算、数模转换和模数转换、计数、计时以及控制顺序等功能。由于其功能较强大，可以对模拟量和开关量进行控制，PLC技术不仅可以控制生产设备，在必要时其还可以对生产线进行控制，同时其还具有一定的通讯功能，实现远程操控的功能。这种功能在很大程度上减少了人力和物力[4]。
2.4 可靠性高
在工业生产的过程之中，对电气设备有着较高的要求，尤其是可靠性，所以，工业厂商在选择使用电气控制设备时着重选择具有抗干扰能力的设备，这种设备能够在恶劣的环境之中进行工作，并且其可靠性需要得到保障。而PLC恰好拥有这种性能，PLC在生产的过程之中，采用了一些使可靠性得到提高的策略，使PLC在工作的过程之中无故障率逐步提高，其无故障率平均能超过上万个小时，对于其他优质的PLC产品，无故障率能超过几十万个小时[5]。
2.5 编程方法简单
PLC在出售的过程之中，配备着较容易懂得梯形图语言，并且该语言与继电器的原理图较为相近，同时其变成的方式和继电器也较为相似，因此用户在使用的过程之中就逐渐变得得心应手，使用起来不会存在陌生的感觉，PLC在实际的生产过程之中，可以更好的为工厂谋取一定的利益。
3 软PLC技术发展的制约因素以及技术优势
3.1 发展制约因素
尽管软PLC在发展的过程之中有着较多的优势并且有着较大的发展潜力，但是在实际的应用过程之中，在实现方面仍然存在着一部分的问题。其中实时性的问题，是其在发展的过程之中首要考虑的问题，这种实时性的问题主要是以PC为主要的控制基础，Windows NT是软PLC在使用过程之中首选的操作系统，但是这种系统并不是的硬实时系统[6]。传统的PLC具有硬实时的优势，正因为其有着这种优势，致使其在操作的过程之中有着较为快速的反映。而如果要使Windows NT具有一定的硬实时性，就必须对其操作系统进行修改和扩展，使PC对人物的控制具有一定的优先性，不能因为其他操作而对硬实时性产生干扰。就现在的科技状况而言，我们能够将一些具有实时性的操作加入到NT的操作系统之中，通过将硬实时操作系统与NT的结合方式，使Windows NT具有其不具备的硬实时性能。
3.2 技术优势
软PLC的发展逐渐弥补了传统PLC之中存在的性能低和兼容性差的缺陷，具有较多的优势，主要在以下几个方面之中体现：第一、软PLC的结构具有开放式的优势，用户在使用的过程之中可以随意对其进行修改，逐步使其呈现出客户满意的状态。第二、改变了传统的固定的指令集，在实际的工业应用之中对指令集有着较高的要求，因此，需要将其指令集进行修改，软PLC具有自定义的指令集，并且其指令集有着较为丰富的资源，用户在使用的过程之中可以对其进行更改，将符合工业生产的指令集挖掘出来。第三、软PLC的性价比在一定程度上得到了提高，由于国家技术的逐步发展，电子市场之中的竞争也逐步加剧，这种现象的发生将在很大程度上使软PLC技术的性价比升高[7]。第四、由于传统的PLC生产仅仅局限在几家厂商之中，这种状况的发生有着是私有性的意味，其所生产出来的产品与现代的计算机有着过多的不相容的现象，常常会出现计算机与PLC不在同一个网络连接之中。而现在所制造的软PLC在实际的应用中，不仅可以将其加入到私有的网络之中，还可以将其与许多的计算机技术相融合，对技术更好的控制。
4 软PLC技术的应用控制方案的实现策略
由于PLC运行的硬件平台有着一定的差异，其在应用控制过程之中主要可以从以下两种方案进行：第一、基于EPC或者是IPC的控制方案。在这种方案之中，系统不仅可以采用Windows NT的软件操作平台，还可以使用Linux以及Windows CE等软件操作平台，工业控制现场的模式主要采用的是I/O模块，采集而来的信号可以通过PLC运行系统进行相关的处理，软PLC开发系统之中的编写程序，也可以在PLC之中进行翻译和执行，最后将所执行过的数据和信息进行整理，传输在本地控制系统之中，进而将控制的过程和方案传输到本地之中[8]。第二、基于智能控制器和嵌入式控制器的控制方案。嵌入式控制器的实质便是一个较小的计算机操作系统，这种操作系统是没有显示器的，并且其主要的操作系统是嵌入式操作系统，例如上文之中所提到的Windows CE。在这种控制方案中，软PLC可以有效地进入到Windows CE的操作系统之中，对系统进行相应的修改，通过使用TCP或者是IP的协议，将所需要的资源下载到控制器之中，进而完成相应的控制功能。
5 结语
软PLC技术在使用的过程之中，要比传统的PLC技术更加具有灵活性和可塑性，并且在价格方面也占有较大的优势，这种技术的出现，对工厂而言具有着重要的意义，不仅简化工厂之中的自动化的机制结构，还有效地将人机界面、通信以及各种应用融合成为了一体，进而应用到硬件平台之中。在今后的发展过程中，PLC将会得到更好的发展，逐步成为现场总线技术之中的较大的亮点。
参考文献
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[3] 李小亭，张琛，方立德，等.基于PLC的小型高精度多相流实验装置测控系统设计[J].电子测量与仪器学报，2014（6）：670-674.
[4] 吕华芳，杨汉波，丛振涛，等.基于PLC控制的室内降雨入渗自动测定系统[J].农业机械学报，2014（9）：144-149.
[5] 刘文赫，董舸，王现.分析PLC在电气自动化控制中的运用[J].黑龙江科技信息，2015（2）：1.
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：
前言
根据新奥法理论, 为了充分发挥围岩自身的承载能力, 在隧道开挖以后, 围岩会有一定程度的变形, 借助围岩自身的承载力, 减小支护结构上的荷载。怎么避免围岩的失稳破坏, 保证隧道安全、经济、快速施工, 是隧道施工安全控制面临的重要课题。
工程概况
该隧道工程全长19055m（单延米），设计有6个无轨斜井，2个有轨斜井，属于极高风险隧道，本文以其中一个斜井的正洞施工段为主要研究对象，斜井长度为1025m，承担正洞施工任务左右线各2100m。隧道地层条件复杂，该段地层主要为二叠系下统板岩夹炭质板岩，灰色-深灰色，变余泥质、钙质结构，薄层板状构造，石质较软，岩层走向与正洞大角度相交，岩体受地质构造影响，节理裂隙较发育，岩体较破碎，呈层状、板状结构，含泥化夹层，含少量裂隙水，处于高地应力地段，隧道最大埋深约395m，最大开挖跨度为10.5m。
变形开裂特征分析
本工程采用“三台阶七步开挖法”进行施工，通过日常围岩量测数据收集和历次变形开裂发生、发展过程分析，我们对变形与各道工序和时间之间的关系以及施工工序间距对变形的影响进行深入细致的研究，进一步弄清了隧道变形开裂发生的特征。
1、变形与工序的关系
（1）变形与开挖的关系：中、下导坑落底时，拱部的变形最大，一般在5cm～13cm；挖仰拱时初支的变形相对缓和，收敛量一般在2cm～4cm左右。
（2）变形与喷射混凝土的关系：累计变形量达12cm～15cm，喷射混凝土表面可见裂缝 （中导坑最为明显）；15cm～18cm时，局部剥落；18 cm～22cm以上时，大块剥落。
（3） 变形与初支的关系：使用单层20b#型钢钢架支护，累计变形量达18cm时钢架局部变形，22cm时钢架局部扭曲（如图1所示），35cm以上时钢架局部折断、墙部收敛值大于拱顶下沉值；使用单层22b#型钢钢架，累计变形量达20cm时钢架局部变形，25cm时钢架局部扭曲，40cm以上时钢架局部折断（如图2所示）、墙部收敛值大于拱顶下沉值；使用双层22b#型钢或单层200#H型钢钢架支护，累计变形量达30cm时，钢架局部变形凸起，无钢架扭曲和折断现象。
图1钢架局部扭曲 图2钢架局部折断
（4） 变形与时间的关系：初支完成后，若17d内不及时施作二衬，初支变形面积将随时间延伸不断扩大而造成侵限，大多需要拆除重做。
2、施工工序间距对变形的影响
变形数据的统计分析得知，施工中各个阶段的变形情况大致情况如下：
①上台阶开挖当天累计变形量为2cm～4cm，初期支护施工完毕后为1cm/d～2cm/d；
②下台阶开挖当天，水平收敛较大，累计达到3cm～5cm左右，初期支护施工完毕后保持在1 cm/d～2cm/d；
③仰拱开挖当天变形在3cm左右，仰拱混凝土完成后保持在5mm/d～8mm/d。
（1）仰拱与下台阶间距对变形的影响
仰拱封闭成环后，初期支护形成整体受力结构，抵抗围岩变形的能力大大增强，由仰拱成环前的每天变形1cm～2cm减少到仰拱成环后的每天5cm～8cm。也就是说，如果提前1d 将仰拱封闭成环，则每天可将围岩初期支护的变形减少一半（10cm）左右。
（2）上、下台阶工序的间距对变形的影响
上、下台阶的施工间距对于围岩变形的影响主要表现在能否及时进行下台阶的施工，以及能否及时将仰拱施工完毕后形成封闭的整体受力结构。
（3）二衬与掌子面间距对变形的影响
二衬与掌子面距离主要是控制变形的时间长短。距离越远，则变形时间越长，总变形量就越大；距离越短，则变形时间就越短，总变形量就越小。但是混凝土施工太早，与掌子面距离很近，对施工干扰较大，施工速度就会降低；而且二次衬砌混凝土承受的围岩压力也越大，对混凝土结构就越不利，见下图3。
图3二衬紧跟掌子面施工
软弱围岩隧道变形控制
1、科学开挖方法的选择
在软弱围岩地层中开挖隧道一般采用施工方法有: 环形开挖留核心土法、双侧壁导洞法、CD法、CRD法等。综合考虑梁家院子隧道具体情况, 采用环形开挖预留核心土法, 其施工工艺流程及隧道开挖围岩变形三维示意图见下图 4、5。
图4施工工艺流程
图4隧道开挖围岩变形三维示意图
2、合理支护时间的确定
运用Burgers模型, 采用位移反分析方法对隧道流变变形规律进行研究, 得出软岩隧道合理的支护时间, 从而理论上确定超短台阶法台阶的合理长度。
式中: p=Z;1，2为粘性参数; E1, E2为弹性模量; R0为圆形巷道半径; r为岩体内任意点到圆形巷道的中心距离；
为蠕变损伤变量。
为方便计算, 将隧道开挖断面理想化为圆形断面, R0取4m,= 22kN/m3,Z=30m,稳定变形速率u(t)= 0.033mm/h,其他参数选取方法见文献[3],E1=1.5，104MPa,E2=2.4，104MPa,1=2106MPa h,2=7.89，105MPa h,代入公式计算得最佳二衬支护时间大约为开挖后 30d。据实际施工速度, 确定上台阶长度30d为宜。
3、软弱围岩变形控制工艺措施
软弱围岩隧道施工安全的核心是控制变形、防止坍方,参考上文反演分析及监控量测结果,提出以下变形控制工艺措施。
（1）核心土。根据掌子面的自稳情况调整核心土大小,核心土面积不小于掌子面面积的50%,长度为3~5m。利用核心土稳定掌子面,然后开挖两侧边墙、中部核心土,最后开挖仰拱。
（2）超短台阶。采用超短台阶可以有效缩小初期支护成环闭合的时间,控制支护结构体系的整体变形。上台阶长度控制在15m范围内。
（3）锁脚。在软弱地层隧道中,加强锁脚能够有效减少基底弱化而引起的上台阶支护下沉和下台阶开挖初期支护的悬空引起的下沉。每级台阶采用8根注浆超前小导管锁脚。
（4）垫块、槽钢。其作用类似于扩大基础,并使工字钢不悬空,提高了拱脚的竖向承载力，达到控制变形的目的。
（5）超前支护。常用的超前支护方式有超前小导管和超前管棚。超前支护起到支护前方围岩的作用,并进行注浆,加固周边地层,松散地段采用双层小导管,扩大加固圈范围。
（6）上下台阶均衡推进。科学管理,提高工效,做到上下台阶均衡推进,使初期支护在15d内封闭成环,并及时施做仰拱, 从而有效地控制了支护结构过度变形。
（7）临时仰拱(横撑)。对于变形非常大地段,及时闭合极其重要,闭合成环后,提高了结构的承载能力,从而有效地控制变形、避免坍方。
结语
按照软弱围岩变形规律,合理选择支护时间,保证围岩的蠕变变形未达到加速蠕变阶段,则能够有效防止围岩失稳遭到破坏。围岩变形主要是围岩的流变属性导致的, 围岩变形、初支与二衬间的接触压力、围岩压力都随时间而发生变化, 从而导致支护结构内力随时间的变化而变化, 所以设计软弱围岩隧道支护结构时, 必须要对围岩的流变作用加以考虑。
参考文献：
［1］ 张端良 王剑 张运良：《软弱围岩隧道变形规律与施工安全控制技术》，《公路工程》， 2011年02期［2］ 帅建兵：《软弱围岩区域隧道变形开裂的研究分析与控制技术》，《建筑工程》， 2012年03期
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
1 引言
混凝土是一种利用胶凝材料将集料胶结为整体的工程复合材料的统称，由于其材料来源广泛、性能调整度大、可塑性好、强度和耐久度较高等独特的技术性能，被广泛应用于桥梁、水利、道路、建筑、国防等工程之中，是土木建筑工程中的主要材料之一。不过，在混凝土的应用中，因内外因素的作用裂缝问题无处不在无法避免，严重降低了结构体的承载力、耐久性和防水能力，如何控制和处理混凝土裂缝极为重要。虽然近年来，工程业涌现了多种混凝土控制和处理技术，但混凝土裂缝的控制和处理依然是一个难点问题。下面，本文拟从混凝土裂缝的成因入手，就混凝土裂缝控制技术浅谈几点自己的看法。
2 混凝土裂缝的成因
混凝土裂缝的成因，主要包括干缩、材料质量、水化热、温度变化、地基变形、荷载等，总的说来可以分为以几类：
2.1 温度裂缝
当混凝土外部或内部温度发生变化时，由于热胀冷缩的原因混凝土将会发生变形，一旦温度应力超过混凝土搞拉强度时，混凝土即会产生温度裂缝。温度裂缝的产生原因，有可能来自于混凝土硬化过程中的水化热影响，也有可能来自于施工中的环境温度变化，还有可能来自于结构成型后的内外部温差。水化热的影响主要是因为混凝土硬化过程中，内部聚积的水化热不易散发使得内疗温度急剧上升，而表面散热较快温度较低形成较大温差，从而在内部与外部之间产生应力造成裂缝，这种裂缝多发生在大体积混凝土结构中。环境温度变化则是由于混凝土表面温度的升高或急剧下降，表面混凝土的热胀冷缩受到内部混凝土约产生拉应力造成裂缝，这种裂缝多发生于混凝土表面较浅范围。
2.2 干缩裂缝
在混凝土新浇筑后，终凝前强度极小，此时混凝土构件表面暴露于空气中，受风力或高温影响，其表面失水过快造成毛细管负压现象，使得混凝土急剧收缩而未终凝的混凝土强度又不够，因此而产生裂缝。干缩裂缝多因干热或大风天气出现，与水灰比、凝结时间、风速、相对湿度、环境温度等有关。干缩裂缝多发生在混凝土表面，长短不一互不连贯。
2.3 沉降裂缝
沉降裂缝是由于基础不均匀沉降所引起的。地基土质不匀、地基松软、回填土不实、地基浸水等都有可能造成地基不均匀沉降，最终造成混凝土结构产生裂缝。此外在施工过程中，模板刚度不足、模板支撑松动等，也会造成不均匀沉降而引起沉降裂缝。沉降裂缝往往为深进或贯穿性裂缝，这种裂缝受温度变化影响较小但危害较大，在地基变形稳定后沉降裂缝会渐趋稳定。
2.4 质量裂缝
质量裂缝是由施工工艺或施工技术所造成的，如混凝土浇筑、构件制作、胶集料配比、吊装拼装、起模保养等过程中，如果施工工艺不合理，都有可能造成各种裂缝，尤其在细长薄壁结构中极容易出现。如混凝土保护层过厚加重受力钢筋负载，混凝土振荡不密实引起钢筋锈蚀，混凝土浇筑速度过快硬化沉实不足，混凝土搅拌和运输过程水分蒸发过多，混凝土养护干燥过快，水灰比过大混凝土凝结硬化时收缩量过大，混凝土浇筑接头处理不好等等。由于施工工艺和施工技术造成的裂缝，其走向、宽度、深度等较为复杂，因产生原因不同而有所不同。
3 混凝土裂缝控制技术
3.1 加强温度控制
温度的控制对控制混凝土裂缝极为重要，很多混凝土裂缝都是由于温度的问题所引起的。混凝土的最佳浇筑温度不宜超过28℃，尤其是夏季施工时，为了避免高温和太阳暴晒，混凝土施工时间最好选择在早晨、傍晚或夜间，在必要情况下可采用掺入冰水降温的方法，并在浇筑后采用冷水养护降温，控制混凝土温度季，一旦施工现场温度超过35℃应停止混凝土浇筑。在冬季施工时，则需要采用保温的方法，避免混凝土内外温差过大。此外，还应当注意混凝土浇筑时内部温度的问题，由于水泥水化后会释放大量热量，如果集料和环境温度过高，将会使混凝土水化后内部温度极高，产生巨大的内外温差加大温度应力产生裂缝。此时应当对集料等进行降温处理，如对集料洒水降温、遮阳避免直晒减少集料吸热，将集料温度控制在较低范围，如果机口温度还过高，还可以采用在拌合水中加冰降低拌合水温度的方法，尽量将混凝土入仓温度控制在28℃以下。
3.2 优化混凝土收缩
混凝土凝结过程中，随着水分蒸发体积缩小，由于毛细管压力极容易造成收缩裂缝。这种裂缝是由于毛细管压力负荷超过混凝土材料抗拉强度所引起的， 因此要优化混凝土收缩，将毛细管压力负荷控制在混凝土材料抗拉承受能力范围内。不同的水泥收缩值并不相同，相对来说矿渣水泥收缩值最大，而粉煤灰水泥收缩值最小，普通水泥收缩值居中，应当根据需要采用适当的水泥。在设计允许范围内，可以降低泥凝土单位用水量，以减少混凝土剩余水的增加，降低混凝土蒸发收缩。此外，可以采用添加膨胀剂的方法，利用膨胀剂抵消混凝土蒸发后的收缩，从而抵消混凝土毛细管压力产生的拉应力。
3.3 合理选用混凝土材料和配比
相对来说，高强度混凝土裂缝病变较为普遍，不同材料的裂缝发生率也并不相同。在施工中，应当根据混凝土强度等级和质量要求，以及混凝土和易性，确定混凝土材料、水灰比、水泥用量、骨料集配、粒径、砂含量等。以此减少混凝土的空隙率和收缩量，提高混凝土抗裂能力。在必要情况下，尤其是高强混凝土施工中，应当采用高效减水剂、引气剂、增塑剂等外加剂来降低水胶比以提高混凝土强度。最好的办法是采用低水化热水泥，适当添加塑化剂和减少剂，控制好水灰比，选择级配好的粗细骨料，尺量减少粗细骨料中的含泥量，这样能将有效保证混凝土的抗裂强度。
3.4 注意混凝土的保养
混凝土的保养对增加混凝土强度，防止混凝土裂缝病害极为重要。在《混凝土结构工程施工质量验收规范》中明确规定，混凝土应保证湿润养护不少于28天。混凝土保养的重点是控制混凝土的湿度与温度，因此要尽量减少混凝土表面的暴露时间表，防止混凝土内外温度过大，降止混凝土表面水分蒸发。目前所采用的混凝土保养方法有养护剂保养、草袋覆盖洒水保养、薄膜保养等，这些方法都能取得较好的保养效果，坚决杜绝无覆盖物仅洒水保养的方法。在混凝土浇筑完成后，应当在8小时内尽快覆盖保养，尤其是冬季除了覆盖塑料膜外还应当覆盖麻袋保温，并在风口部位加强覆盖以防风吹失水产生裂缝。
【参考文献】
[1] 安利聪.混凝土裂缝控制技术的应用[J].城市建设理论研究，2011（11）
中图分类号：U415.5文献标识码：B文章编号：1672-545X（2015）11-0182-03
作者简介：杨文刚（1980-），男，山西太原人，研究生，硕士，讲师，从事工程机械控制系统研究和自动控制系统研究
近年来，随着电子技术的不断进步，工程机械的控制器由原本的电路控制器逐渐转变为可编程控制器，使工程机械的智能控制能力和数据处理能力得到了极大的提高，工程机械也进入了全新的发展领域。智能化控制器和新型控制技术应用，例如以太网现场总线控制技术、嵌入式软PLC控制技术、工程机械液压系统动力匹配系统控制技术的应用，使工程机械操作的准确性得到了很大的提高，实现了对工程机械工作状态的实时控制。本文分析了工程机械控制器的组成以及控制技术的工作原理，希望可以有效提高工程机械的工作效率，保证工程工作人员的人身安全，促进工程建设的发展。
1工程机械控制器的现状
工程机械控制器最开始只是通过简单的智能系统实现对机械结构部件的运动控制，但是控制效果并不好，不能实现工程机械的实时控制，但是随着工程机械控制器的发展，逐渐出现了微型控制系统、PLC可编程控制器，促进了工程机械的发展。我国对于工程机械控制器的研究比较晚，所以最开始大多应用国外的工程机械控制器。国外的工程机械控制器大多基于PLC的模式进行开发，但是缺少实时的操作系统，例如西门子、日立、三菱等等，其中微型控制器在工程机械中应用较为广泛，通过在微型控制器当中安装不同控制软件，应用到不同的工程机械中。工程机械在工作时，控制器荷载变化比较剧烈，而且工程机械的使用环境非常恶劣，所以控制器的控制难度非常大。传统的控制器不能对工程机械的工作状态进行监控和分析，不能实现良好的控制效果。我国工程机械的控制器大多使用国外的产品，例如西门子、力士乐等等，由于没有自主研发的控制软件，所以需要进行外部采购[1]。智能化可编程控制器的应用使工程机械的可靠性得到了有效地提高，使工程机械的操作和运行更加简单和流畅。新型的嵌入式可编程控制器在工程机械上的应用已经成为了主流，使工程机械的操作指令更加简单，并且现行的工程机械控制器还具有过载保护的功能，使用起来更加方便。工程机械控制器和控制技术在不断发展的过程中形成了一定的标准，在控制器的编程环境、通信接口以及驱动协议等方面，各个厂家制造的控制器逐渐实现了共通，全部实现了信息化的故障智能检测，并将GPS与GSM技术与工程机械控制技术紧密的结合在了一起，实现了工程机械的远程控制、远程定位、远程数据传输与采集等等，有效地规避了工程机械在运行过程中的风险。对工程机械控制器的研究也逐渐向着平台集中开发调度的方向发展。
2工程机械控制器的组成及原理
（1）控制器的系统硬件组成
控制器系统硬件组成主要有控制模块、电源模块、数据传输存储模块、人机交互模块和状态监测模块。其中电源模块对工程机械的控制器进行供电，一般连接到工程机械的车载蓄电池上，电源模块中有滤波电容，可以减少蓄电池供电的电压波动，限制运行过程中瞬间电流的产生，使工程机械的运行稳定性更高；控制模块是整个控制器的核心，该模块与工程机械的动力系统相连接，实现工程机械的智能化实时控制，并且控制模块可以通过串口连接外部设施进行智能升级，以此来适应大部分的工程机械智能控制；人机交互模块可以显示每个控制信息，让工程机械的控制操作可以在显示屏上体现出来[2]。
（2）PLC可编程工程机械控制器的工作原理
工程机械控制器的工作原理分为五个阶段，分别是内部信息的处理、与控制器的通信处理、输入扫描、程序执行、输出处理等，当工程机械开始运行时，控制器的通信功能启动，实现对工程机械的通信处理，扫描具体的工作程序，扫描完成后对工程机械发出具体的工作指令，程序输出，输出端连接工程机械的控制部分，实现工程机械的预编控制。这五个阶段合在一起成为控制器的一个工作周期，在完成一个工作周期之后，又重新的执行此工作周期。由于工作周期的长短不同，所以对控制器的控制性能要求比较高，如果较长的工作扫描时间就会导致控制器的响应时间比较慢，不利于控制器的精准控制。控制器扫描周期的时间等于控制器内部处理时间与通信传输时间、输入时间、程序响应时间、输出时间的总和。每个控制器的内部处理时间是固定不变的，通信时间会受到网络传输的影响，程序的响应时间取决于整个程序的长短，输入输出时间与控制器的存储状态相关[3]。工程机械的控制器在代码输入时，一定要保证所有的代码全部符合操作要求，并且也要将定时中断等代码输入到控制器当中，保证控制器运行的及时和有效。随着工程机械控制器的发展，逐渐出现了几种新型的控制技术，例如以太网现场总线控制技术、嵌入式软PLC控制技术、工程机械液压系统动力匹配控制技术等等。这些技术可以更好的实现工程机械的实时控制，提高了工程机械的工作效率。
3工程机械的控制器的几种新型控制技术
（1）以太网现场总线控制技术以太网现场总线控制技术可以实现工程机械控制器之间的信息迅速交换，提高工程机械信息交换的可靠性，它通过超高速的通信功能，实现工程机械某些不可能达到的控制功能。现在很多的工程机械制造厂商都在研制适合现场总线控制技术的控制器，并将这类控制器直接应用到工程机械的器件层上。
（2）嵌入式软PLC控制技术PLC控制技术的通用性比较强，而且工程机械上的PLC控制系统安装和后期维护都非常简单，有很强的抗干扰能力，但是随着科学技术的发展，工程机械的具体工作状况越来越复杂，传统的PLC已经不能实现对工程机械故障的实时诊断，无法对工程机械的运行状态数据进行采集，所以更加智能化的嵌入式软PLC控制技术应运而生[4]。该控制技术的硬件结构是开放式的，操作指令比传统的PLC操作指令更加丰富，而且在控制程序的开发方面变得更加简单，使工程机械控制技术的性价比得到了很大的提升。控制器内部主要处理器的实时计数器由原本的16位逐渐转化为32位、64位，向着多核发展，使工程机械的控制性能得到了很大的提升。
（3）工程机械液压系统动力匹配及控制技术液压系统动力匹配控制技术可以有效提高工程机械发动机利用效率，使工程机械的泵在暂时不使用的情况下，可以将功率分配给其它的泵。当工程机械的负载发生变化时，控制器自动监测出其变化情况，对功率进行分配，保证工程机械的最低能源消耗，并满足工程机械工作的最大功率[5]。该控制技术在工程机械中的应用，可以对工程机械的功率进行优化处理，提高工程机械在各种工作环境中的适应能力，减少工程机械的作业强度，使工程机械的操作和使用更加流畅。通过液压系统动力匹配让工程机械的各个部件全部处于合理的运行状态，保证了工程机械的使用寿命和运行可靠性，满足不同环境的作业要求。
4结束语
通过对工程机械控制器发展现状和PLC可编程控制器工作原理的研究，分析现有的控制技术，并提出了几种新型控制技术，促进控制器和控制技术的智能化发展。社会生产力的发展需要不断的对工程机械的性能进行优化，加强控制器和控制技术在工程机械中的应用，可以使工程机械运行的更加灵活，以便达到更高的质量要求。
参考文献：
[1]李美升.工程机械智能控制器设计与研究[D].武汉：武汉科技大学，2010.
[2]胥贵萍.基于软PLC技术的工程机械智能控制器[D].武汉:武汉科技大学，2011.
[3]刘庆春.工程机械控制器与控制技术[J].门窗，2014，（4）:172-174.
随着世界各国对汽车排放污染的法律法规越来越严格，汽车排放性能已作为汽车重要的综合性能指标之一。笔者认为，要使汽车尾气排放达到要求，排放控制系统必须和整车的其他系统一起进行统一设计。
目前，降低排放措施一般分机燃烧前控制和燃烧后控制两种。燃烧前排放控制主要是预防或限制发动机生成污染物的系统；燃烧后排放控制主要是净化处理已经燃烧但还未从排气管排出的废气。笔者主要介绍当前常用的汽车排放控制技术及其装置。
一、电控燃油喷射
在实际生活中，汽车运行工况多变，时而停车起步，时而上坡下坡，速度时快时慢，速度变化频繁。而发动机在不同运行工况下，对混合气浓度及点火时刻的要求均是不一样的，如在满负荷工况下，要求发动机输出较大的扭矩，需求功率混合气并适当推迟点火；在部分负荷工况下，要求经济混合气并适当提前点火，这样，就要求发动机根据运行工况及时调整可燃混合气的空燃比及其点火时刻。电控燃油喷射系统能根据发动机的转速和空气量直接或和间接测量出发动机在该工况下的基本喷油量和基本点火提前角，再根据各种传感器（如空气流量计、节气门位置传感器、水温传感器、进气温度传感器、转速传感器、氧传感器和爆震传感器等）送来的信号，输入电子控制装置（ECU），进行运算、处理、修正，确定最佳喷油量和最佳点火提前角，以达到降低有害物的排放。
二、燃油蒸气挥发净化控制
为了防止汽车油箱向大气排放燃油蒸气，我们可在发动机控制系统中采用发动机ECU控制活性炭罐蒸发污染控制装置。活性炭具有极强的吸附燃油的作用，当环境气温升高或大气压力降低时，燃油箱中形成的油蒸气经过燃油管，进入活性炭罐中，被活性炭所吸收。发动机工作时，ECU根据发动机转速、温度、空气流量等信号，控制炭罐电磁阀的开闭，当打开时，空气从活性炭罐大气入口处吸进炭罐，冲洗活性炭罐，延长活性炭罐使用寿命，并与燃油蒸气混合送至发动机燃烧。此时发动机工作时的燃油量包括喷油器喷油量和来自燃油器蒸发控制燃油蒸气。
三、曲轴箱强制通风系统
该系统用于防止曲轴箱内的窜气进入大气中，使漏入曲轴箱内的窜缸混合气经专门通道，流回进气歧管，重新进入汽缸燃烧，以减少曲轴箱窜气排入大气的量。曲轴箱窜气中的主要污染物是碳氢化合物，因而采用曲轴箱强制通风系统能减少汽车碳氢化合物的排放。曲轴箱强制通风装置（PCV）主要是利用发动机工作时产生的真空将新鲜空气引入曲轴箱，并将曲轴箱中的燃油蒸气或燃油混合气排出，新鲜空气通过空气滤清气或独立的PVC空气滤清器进入曲轴箱，并通过PCV阀（单向阀）的控制，将曲轴箱的气体引入进气歧管，使之重新进入汽缸参与燃烧，阻止进入进气歧管的混合气返流至曲轴箱。
四、废气再循环装置（EGR）
废气再循环装置可将发动机的有害物质氮氧化物控制在最低程度，当汽车由怠速、加速到正常速度时，氮氧化物的排量往往较高，废气再循环装置把少量的废气与空气燃油混合气混合在一起，由于废气呈‘惰性’几乎不含氧，既不能参加化学反应也不能被燃烧，使进入每个汽缸的混合气相对‘稀释’和可燃成分下降，从而降低发动机内部燃烧的瞬间高温，起到减少氮氧化物生成的作用。另外，从排气歧管进入进气歧管参加循环的废气有一定的温度，将使进气歧管中的空气燃油混合气受热扩张，使吸入发动机每个汽缸的有效燃烧物减少，以至点火时不能产生很高的温度，从而降低氮氧化物的排放。但当废气量被吸入过多，将影响发动机的功率输出，因此EGR必须在计算机的控制下才能达到最佳效果。
五、三元催化器
三元催化器是一种燃烧后排放控制装置，目的是将已经燃烧但还未从排气管排出的废气进行催化转换，以减少碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物的排放。三元催化转换装置通常位于排气歧管与消声器之间的管路上，三元催化转换的催化元素是钯（Pd）、铂（Pt）和铑（Rh），把它们涂敷在催化装置内部交叉状或蜂窝状的陶瓷上，它具有氧化还原功能。当废气通过该装置时，经过其氧化还原作用使一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物等有害气体得到明显的下降。它的转换效力与发动机的空气燃油混合比例有关，当空气燃油混合比接近理想值14.7∶1时，转换效力最高。发动机电脑根据氧传感器的信号电压进行喷油量的调节，使空气燃油混合比仅可能的控制在理想值附近，使催化转换装置的转换效力保持在较高水平，减小污染物排放。
六、二次空气喷射
二次空气喷射也是燃烧后排放控制装置。它将一定量的空气引入排气管中，使废气中残存的可燃气体与新鲜空气结合而得到进一步燃烧，减小汽车一氧化碳（CO）和碳氢化合物（HC）的排放。
七、废气涡轮增压与中冷技术
废气涡轮增压技术是使发动机轻量化、提高输出功率的有效措施。发动机进气经废气涡轮增压后，进气温度提高，滞燃期缩短，混合气适当变稀，这将使CO和HC排放以及油耗都有所降低。但是，进气温度上升将使NOx增多，空气密度也因温升而下降，使进气量不能达到期望水平。于是，出现了将增压后空气再进行冷却的中冷技术，使进气温度降低，循环进气量更大，NOx排放下降而功率进一步增加。实践证明：采用废气涡轮增压与中冷技术，可使柴油机体积功率提高200% ，NOx降低80%，微粒减少90%，耗油量降低16%。
八、燃油喷射高压化和多次喷射技术
柴油机传统的泵喷嘴系统的喷油压力比较低，一般不超过50MPa，而现代燃油喷射系统除泵喷嘴外，还有新型的共轨系统，喷油压力普遍提高，其喷油压力可达140MPa。柴油机喷油压力越高，燃油和空气的混合就越好，排烟就越少。与此同时，将电子技术应用于燃油喷射过程也是一个发展方向。有些厂商已将电子技术应用到燃油喷射的控制上，非常精确地控制喷油量和喷油时间，以适应不同的道路工况，并且有的还具有自适应能力，可以补偿零件磨损和零件制造偏差引起的变化，以取得NOx、微粒排放量和燃油经济性之间的最佳配合。采用燃油多次喷射技术可以实现柔和燃烧，亦可减少柴油机碳烟与颗粒的排放。
以上是目前汽车上较通用的几种排放控制措施。随着人们环保意识的提高和科技的发展，今后将会有更多、更先进的汽车排放控制技术应用于汽车领域。汽车排放控制将是未来汽车技术发展的一项综合课题，不仅要求研发机构深化和改进发动机设计，提高控制系统精确性，研制有效的废气净化装置，还要求石油化工领域不断提高燃油品质，以满足新型发动机和净化装置的切实要求。
参考文献：
二、肉牛超数排卵有什么好处？
超数排卵是一种大幅度提升母畜繁殖力的先进技术。哺乳动物的初生卵巢上有20万～40万个卵母细胞，但在自然条件下，仅有数十个卵母细胞得以正常发育并排卵，每次仅仅排出1～3个卵子。使用超数排卵技术，可以让母畜一次排出10～20个卵子，在同期技术的控制下，将受精卵从母畜子宫内提取出来，分别种植在不同的母畜子宫内。
将超数排卵技术应用于肉牛，有两个好处：一是可以控制受孕母牛的怀胎数量，增加双胞胎或多胞胎的概率，大幅度提升母牛的繁殖力；二是有利于开发卵母细胞资源，充分挖掘优良母牛的繁殖潜力，加速肉牛品种改造。
三、肉牛的超数排卵需要哪些激素？
超数排卵在自然条件下不能完成，需要使用外源激素对母牛进行刺激和诱导。能够提升肉牛繁殖力的激素有很多，生产上可以根据实际需求和价格水平灵活选用。这些激素有促卵泡素、促黄体素、孕马血清促性腺激素、人绒毛膜促性腺激素、前列腺素等，只要运用合理，都能在一定程度上促进母牛的排卵量，达到“超数排卵”的效果。
1. 促卵泡素（FSH）
它主要作用是促进卵泡发育。正常情况下，垂体分泌的FSH只能保证1个卵泡发育至成熟，而其余卵泡发育至中途退化。使用外源性FSH后，可使卵巢中多个卵泡同时发育，达到超数排卵的目的。使用时可以每日或隔日肌肉注射，每头牛每次200～400国际单位，与黄体素配合应用效果最好。FSH在家畜体内的半衰期较短，注射后在短时间内失去活性，因此使用时需分次注射。
2. 促黄体素（LH）
它可与FSH协同作用，促进卵巢血流加速，促使卵母细胞成熟、排卵。使用时，一般每次肌肉注射200～300国际单位，1周后直肠检查卵巢变化，变化不大时可再注射1次。将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. 孕马血清促性腺激素（PMSG）
它主要存在于怀孕母马的血清中，具有类似促卵泡素和促黄体素的双重活性，但以促进卵泡发育为主。因其经济实用，生产上常用其代替价格较高的促卵泡素，用于家畜的超数排卵。PMSG在体内半衰期较长，一般情况下母牛的使用剂量为2000～3000国际单位，一次肌肉注射即可。临床试验证明，使用PMSG做超数排卵效果良好，药效比较稳定，卵巢体积不会过度增大，处理后卵巢容易恢复正常，排卵率高，残留的成熟卵泡少。如配合使用抗PMSG可以控制发育的卵泡数量，排卵时间较集中，一侧卵巢可排出比较理想卵子5～8枚。
4. 人绒毛膜促性腺激素（HCG）
商品制剂由孕妇尿液或流产刮宫液中提取，其功能与促黄体素很相似，可以促进母畜卵泡成熟、排卵和形成黄体。
5. 前列腺素（PG）
这是一组具有生物活性的类脂物质，其中有一种PGF2α可促进血液中促黄体素含量升高，而且具有促进排卵的作用。
6. 促排卵素（LRH）
这是一种人工合成的多肽类激素，具有促黄体素（LH）和促卵泡素（FSH）的作用。
四、超数排卵技术该怎样操作？
在前四天，皮下或肌肉注射孕马血清（PMSG）2000～3000国际单位，经过4天或后再注射人绒毛膜促性腺激素（HCG）1500～2000国际单位。为使卵子有较多的受精机会，一般在后授精2～3次，每次间隔8～12小时。
临床试验证明，在黄体期注射PMSG后48小时配合注射PG，会促使黄体提早消退，超排效果更好，但是PMSG不宜与PG同时注射，否则会导致排卵率降低。近年来在周期的中期配合应用PGF2α进行超数排卵的方法已被广泛地采用。另外，如果用孕激素对母牛作预处理，可以提高母牛对促性腺激素的敏感性，增强超排效果。对比试验证明，PMSG剂量以1200～1500国际单位诱导双胎效果为好。
制定了超排方法地方标准，即促卵泡素（FSH）5天注射法：以母牛开始作为周期的0天，从母牛周期的第九天开始，每天7～8时和19～20时各注射1次FSH，连续5天，用量递减。
五、进行超数排卵需要注意什么问题？
超数排卵是一种先进的繁殖技术，需要有相应的设备和娴熟的技术。实践经验证明，青年母牛超排效果优于经产母牛，产后早期和泌乳高峰期超排效果较差。使用促性腺激素的剂量，前次超排至本次的间隔时间、采卵时间等均可影响超排效果。应反复对母牛进行超排处理，一般第二次超排应在首次超排后60～80天进行，第三次超排应在第二次超排后100天进行。增加用药剂量或更换激素制剂对母畜进行超排处理，不但超排效果差，而且还可能导致卵巢囊肿等病变，影响后续繁殖力的发挥。
六、有没有让母牛产双犊的繁殖技术？
牛是单胎动物，在自然条件下生双胞胎的概率只有十万分之一。目前，在科研人员的共同努力下，研究出了一些能够让母牛产双犊的繁殖技术，但因为牛个体差别很大，同样的激素剂量可能会出现不同的效果，所以，这些繁殖技术不是十分成熟，不能保证让母牛百分之百产双犊。常见的有如下几种方法：
1. 促排卵素（LRH）法
LRH-A3和LRH-A2号，在母牛输精前或输精后同时肌肉注射20～40微克，1次即可。
2. 人绒毛膜促性腺激素（HCG）法
每头母牛肌注HCG 2000～5000微克，隔7天后再注射2000～4000微克，第十一天时再注射2000微克，出现第二天上午输精，间隔8～10小时再做第二次输精。
中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号：
0 前言
在现代机械设计中，除了要考虑强度、刚性等静态性能外，还必须考虑到机械在动态载荷作用下的动态性能问题。特别是随着对节能环保性能要求的提高，轻量化设计尤其显得重要，过去的那种偏于厚重的刚性结构设计正在向节能省料的轻薄的柔性结构设计转变。但是轻量化往往会带来更多的振动噪声等问题，从而对产品的使用性能和市场竞争性能带来不利的影响。振动的强弱用振动量来衡量，振动量可以是振动体的位移、速度或加速度。振动量如果超过允许范围，机械设备将产生较大的动载荷和噪声，从而影响其工作性能和使用寿命，严重时会导致零、部件的早期失效。例如，透平叶片因振动而产生的断裂，可以引起严重事故。由于现代机械结构日益复杂，运动速度日益提高，振动的危害更为突出。反之，利用振动原理工作的机械设备，则应能产生预期的振动。振动是一种常见的自然现象，一些有害的振动给人们的生产和生活带来了许多麻烦和危险。随着科学技术的日益进步,人们对安全和舒适度的要求越来越高，这对减振技术提出了更高的要求。
1 振动控制技术
从机理来讲，振动控制主要有以下三大类技术：降低共振振幅的阻尼技术、切断振动传递的隔振技术和应用动力吸振的吸振技术。而在每种技术中，又可以从有无外部能源供给的角度，分类为被动控制的方法和主动控制的方法。
作为事后对策，阻尼技术是减振降噪的有效方法。由于一般金属材料的内部阻尼非常小，对其表面进行阻尼处理，可以提高整个结构的阻尼系数。常用的阻尼处理方法是在金属表面粘弹性材料，这种方法称为自由阻尼层处理。当振动时，粘弹性材料发生弯曲变形，由材料内部的摩擦作用把一部分振动能量转化为热能消耗掉。
隔振措施主要是为了切断振动能量的传播途径。精密仪器的隔震台就是为了不让周围环境的振动传到仪器上来。相反，发动机的橡胶坐垫则是不让发动机的振动传到车身上去。
动力吸振器也是常用的吸振控制方法。在原有系统上安装一个由质量-弹簧-阻尼元件组成的附加振动系统（子系统），适当的调节子系统的固有频率及其阻尼特性，可以大大降低原来系统在频率处的振动。这种把原有系统的振动能量转换到子系统中并消耗掉的吸振手段是控制单频或窄带振动的有效方法。
2 二自由度振动模型研究
动力吸振器是一个安装在主振动系统上的子振动系统。通过适当地调节子系统的振动特性，把主系统的振动能量转移到子系统上，并消耗在其中的阻尼环节上。图1为常用的研究动力吸振器的二自由度振动模型。其中作为振动控制对象的主系统由质量和弹簧组成，其固有振动角频率为。为简单起见，在此不考虑主系统的阻尼。动力吸振器是由质量、弹簧以及阻尼所组成的一个附加的振动系统，通常，其固有振动角频率为。
二自由度系统的振动由以下运动方程决定
考虑简谐激励力的情况，，则相应可以表示为
可以推导出：
应用的关系，可以推导出主振动系的振幅为
上式中各项除以，并引入以下各项：质量比，阻尼比，静变形，强迫振动频率比：，固有频率比，整理可得
上式即为动力吸振器作用下的主振动系的振幅频率。在给定质量比和固有频率比的情况下，就可以算出振幅。
3 结论
当阻尼无限大时，相当于动力吸振器被固定在主振动系上，从而变成一个无阻尼单自由度系统的振动，共振振幅为无限大；当阻尼为0时，动力吸振器的作用是把原系统的共振频率分解为两个新的共振频率，振幅仍为无限大。在之间，必然存在一个最优阻尼值。
参考文献：
张洪田，刘志刚. 动力吸振技术的现状与发展[J]. 噪声与振动控制,1996.6
刘耀宗，郁殿龙，赵宏刚，温熙森. 被动式动力吸振技术研究进展[J]. 机械工程学报，2007.3.
目前，人们尝试着从飞机控制系统进行延伸研究，提出一种线控网络技术，应用到汽车控制中，如电控制动（Brake-by-Wire）、电控转向（Steering-by-Wire）等，这类总线控制技术提高了汽车通信系统的可靠性指标，加强了汽车的容错能力。在很大程度上弥补了CAN总线的缺陷。
