第一篇：數控技術的發展現狀及發展趨勢[范文模版]

數控加工技術的現狀與發展趨勢

講 義

割加工設備、數控繞線機等等。其技術范圍復蓋很多領域:(1)機械制造技術(2)信息處理.加工.傳輸技術(3)自動控制技術(4)伺服驅動技術(5)傳感器技術(6)軟件技術等。

3.1.2 數控機床出現的意義

以計算機為主導的數控技術在機械制造領域的應用，完全改變了制造業。制造業不但成為工業化的象征，而且由于信息技術的滲透，使傳統的制造業煥發了青春，猶如朝陽產業具有廣闊的發展天地。3.1.3 數控機床的優點 3.1.3.1 加工效率高。

利用數控手段可以加工復雜的曲線和曲面。而加工過程是由計算機控制，所以零件的互換性強，加工的速度快。數控加工中心可以使用多把刀具自動換刀加工，一次裝夾即可把所有表面加工完成。再如模具制造業，現在的家用電器、航空航天、汽車等行業應用大量的模具，使用數控線切割加工、電火花加工、數控車、銑、磨等加工設備替代傳統的鉗工加工、普通機床加工，大大提高了加工效率。

3.1.3.2 加工精度高。

同傳統的加工設備相比，數控系統優化了傳動裝置,提高分辨率,減少了人為誤差，因此加工的效率可以得到很大的提高。3.1.3.3 勞動強度低。

由于采用了自動控制方式，也就是說加工的全部過程是由數控系統完成，不象傳統加工手段那樣煩瑣，操作者在數控機床工作時，只需要監視設備的運行狀態。所以勞動強度很低。3.1.3.4 適應能力強。

數控加工系統可以通過調整部分參數達到修改或改變其運作方式，因此加工的范圍可以得到很大的擴展。可以實現制造的柔性化，特別對于多品種、小批量的制造更加顯示出其優越性，成本低，調整方便。尤其配合成組技術的運用，大幅度提高了管理效率和經濟效益。3.1.3.5 工作環境好。

數控加工機床是機械控制、強電控制、弱電控制為一體高科技產物，對機床的

運行溫度、濕度及環境都有較高的要求。3.1.3.6 就業容易、待遇高。

由于我國處于數控加工技術的大力發展階段，大量的數控機床、加工中心和其他先進的加工手段，需要大量熟練數控技術操作的人員。數控機床的工作原理簡介

4.1編制程序→計算機數控系統（數據處理）→輸出信號（司服單元）→驅動裝置→機床運動 具體是：

4.2 編制程序：手工或自動編程，手工編程是根據零件圖紙分析圖樣，依據圖樣對零件材料、尺寸、形狀、精度和熱處理的要求來確定工藝方案，進行工藝處理和數值計算。在此基礎上，根據數控系統規定的功能指令代碼和程序格式編寫出數控加工程序單。自動編程一是：經過計算機輔助設計和計算機輔助制造（CAD/CAM）處理，由計算機自動生成數控加工程序。二是：人機對話。通過數控系統顯示器上的圖形提示和參數確定，在數控系統中自動生成加工程序。4.3 輸入-輸出裝置：將編制好了的程序輸入數控系統或將調試好了的加工程序通過輸出設備存放或紀錄在相應的控制介質上。程序輸入至數控系統的方法：鍵盤，USB接口，通信接口，CF卡。輸出裝置：USB接口，通信接口，CF卡、顯示器。

4.3計算機數控裝置；是數控機床的核心，它接受輸入裝置送來的數字信息，經過數控裝置的控制軟件和邏輯電路進行譯碼、運算和邏輯處理后，將各種指令信息輸出給司服系統，使設備按規定的動作執行。

4.4司服系統：包括司服單元、司服驅動裝置（或執行機構），是數控機床的執行部分。其作用是把來自CNC裝置的脈沖信號轉換成機床運動，使機床部件精確定位或按規定的軌跡做嚴格的相對運動，最后加工出符合圖樣要求的零件。有的司服系統還配備有位置測量裝置，可直接或間接測量執行部件的實際位移量，并反饋給數控裝置，對加工的誤差進行補償。

驅動裝置：一般是步進電動機、交直流司服電動機、直線電機。目前我國數控機床的技術現狀

5.1 總體水平

國產數控機床目前缺乏核心技術，從高性能數控系統到關鍵功能部件基本都依賴進口，即使近幾年有些國內制造商艱難地創出了自己的品牌，但其產品的功能、性能的可靠性仍然與國外產品有一定差距。近幾年國產數控機床制造商通過技術引進、海內外并購重組以及國外采購等獲得了一些先進數控技術，但缺乏對機床結構與精度、可靠性、人性化設計等基礎性技術的研究，自主開發能力的培育尚不夠完善，國產數控機床的技術水平、性能和質量與國外還有較大差距。從產品總體水平看，我們處于發達國家名牌產品之下，發展中國家之上的中等偏上水平，中低檔產品與國外同類產品差距較小或基本持平，但生產效率卻遠遠低于國外。而高性能、高檔次的產品（高速、高精度、特高精度、低噪音等）與國外知名企業有明顯差距，成為制約國產高檔數控機床發展的瓶頸。同時，采用進口功能部件價格昂貴，從而使整機價格攀升，國產數控機床的價格與一些發達國家和地區的產品趨于持平。總之，我們要趕上國際先進水平，還要不斷提高產品開發能力。5.2首先是主機精度普遍不夠。

只有少數幾種產品達到歐洲標準定位精度。精度差距只是表面現象。其實質是基礎技術差距的反映。如普遍未進行有限元分析，未做動剛度試驗；大多未采用定位精度軟件補償技術、溫度變形補償技術、高速主軸系統的動平衡技術等。5.3其次，基礎材料開發方面的差距

未普及高強度密烘鑄鐵，在歐美已有一批先進產品采用聚合物混凝土，我國則還是空白。

5.4再次，高動、靜剛度主機結構和整機性能開發的差距

高速機床主機結構設計方向是增強剛性和減輕移動部件重量，如國際普遍采用龍門式、框式、O型整體結構，箱中箱式結構，L型床身，三軸移動移出機身，側掛箱式臥式加工中心等。我們則大多未開發。5.5關鍵配套件，特別是新興配套件差距較大。

如電主軸、高速滾珠絲杠副、直線電機、高速高精全數字式數控系統、高精度的位置檢測系統等。目前我國數控機床功能部件生產已有一定規模，電主軸、主軸單元，數控系統、滾動功能部件、數控刀架、數控轉臺等都有專門的制造

廠家，其中個別產品的制造水平接近國際先進水平。但從整體上看，我國功能部件生產發展緩慢，品種少，產業化程度低，從精度指標和性能指標的綜合情況看還不過硬。目前，滾珠絲杠、數控刀架、數控系統、電主軸等數控機床功能部件雖已形成一定的生產規模，但僅能滿足中低檔數控機床的配套需要。衡量數控機床水平的高級數控系統、高速精密電主軸、刀庫機械手、數控回轉工作臺和高速防護裝置，高速滾動功能部件和數控動力刀架等主要還依賴進口。我國數控機床的發展趨勢

6.1數控機床以其卓越的柔性自動化的性能、優異而穩定的精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目，它開創了機械產品向機電一體化發展的先河，成為先進制造技術中的一項核心技術。計算機技術、數控系統技術的突飛猛進為數控機床的技術進步提供了條件，當今的市場，國際合作的格局逐漸形成，產品競爭日趨激烈，高效率、高精度加工手段的需求在不斷升級，用戶的個性化要求日趨強烈，專業化、專用化、高科技的機床越來越得到用戶的青睞。

6.2數控機床結構的發展趨勢

數控裝備及加工技術的未來，主要從機床設備硬件和加工技術應用兩個方面來論述，其主要內容包括：機床床身結構形式、傳動部件、伺服電機、主軸單元、控制系統及新型刀具、涂層材料技術、高速加工技術、快速成型技術、特種加工技術、CADCAM技術。

6.2.1更好更廣泛的標準化

軟硬件接口都遵循公認的標準協議，只需少量的重新設計和調整，新一代的通用軟硬件資源就可能被現有系統所采納、吸收和兼容，這就意味著系統的開發費用將大大降低而系統性能與可靠性將不斷改善并處于長生命周期；

6.2.2 更多聯動軸、更快的自動換刀

數控機床的控制軸數通常指機床數控裝置能夠控制的進給軸數。數控機床控制軸數與數控裝置的運算處理能力、運算速度及內存容量等有關。數控機床同時聯動的控制軸數越多，完成的運動越多，加工能力越強，而控制系統也越復雜。加工中心刀具庫種類越多，刀架自動識別刀具的能力越強，自動換刀速度越快。

6.2.3 向極端化、大型化和微型化發展

國防、航空、航天事業的發展和能源等基礎產業裝備的大型化需要大型且性能良好的數控機床的支撐。而超精密加工技術和微納米技術是21世紀的戰略技術，需發展能適應微小型尺寸和微納米加工精度的新型制造工藝和裝備，所以微型機床包括微切削加工（車、銑、磨）機床、微電加工機床、微激光加工機床和微型壓力機等的需求量正在逐漸增大。大型、超大型工件的加工則依靠重型數控機床的支撐。如重型電機、重型機床制造行業的大型主軸、機座、箱體加工所用的數控加工中心、重型數控臥式車床、數控立式車床等。

6.2.4 進一步實現信息交互網絡化

對于面臨激烈競爭的企業來說，使數控機床具有雙向、高速的聯網通訊功能，以保證信息流在車間各個部門間暢通無阻是非常重要的。既可以實現網絡資源共享，又能實現數控機床的遠程監視、控制、管理，還可實現數控裝備的數字化服務（數控機床故障的遠程診斷、維護等）。例如，日本Mazak公司推出新一代的加工中心配備了一個稱為信息塔（e-Tower）的外部設備，包括計算機、機外和機內攝像頭等，能夠實現語音、圖形、視像和文本的通信故障報警顯示、在線幫助排除故障等功能，是獨立的、自主管理的制造單元。

6.2.5 研發新型功能部件并成熟應用

為了提高數控機床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的應用成為必然。具有代表性的新型功能部件包括：

（1）高頻電主軸：高頻電主軸是高頻電動機與主軸部件的集成，具有體積小、轉速高、可無級調速等一系列優點，在各種新型數控機床中已經獲得廣泛的應用；

（2）直線電動機：近年來，直線電動機的應用日益廣泛，雖然其價格高于傳統的伺服系統，但由于負載變化擾動、熱變形補償、隔磁和防護等關鍵技術的應用，機械傳動結構得到簡化，機床的動態性能有了提高。如：西門子公司生產的1FN1系列三相交流永磁式同步直線電動機已開始廣泛應用于高速銑床、加工中心、磨床、并聯機床以及動態性能和運動精度要求高的機床等；德國EX-CELL-O公司的XHC臥式加工中心三向驅動均采用兩個直線電動機；

（3）電滾珠絲桿：電滾珠絲桿是伺服電動機與滾珠絲桿的集成，可以大大簡化數控機床的結構，具有傳動環節少、結構緊湊等一系列優點。

6.2.6 進一步提高可靠性

數控機床與傳統機床相比，增加了數控系統和相應的監控裝置等，應用了大量的電氣、液壓和機電裝置，易于導致出現失效的概率增大；工業電網電壓的波動和干擾對數控機床的可靠性極為不利，而數控機床加工的零件型面較為復雜，加工周期長，要求平均無故障時間在2萬小時以上。為了保證數控機床有高的可靠性，就要精心設計系統、嚴格制造和明確可靠性目標以及通過維修分析故障模式并找出薄弱環節。國外數控系統平均無故障時間在7～10萬小時以上，國產數控系統平均無故障時間僅為1萬小時左右，國外整機平均無故障工作時間達800小時以上，而國內最高只有300小時。

6.2.7加工過程綠色化

隨著日趨嚴格的環境與資源約束，制造加工的綠色化越來越重要，而中國的資源、環境問題尤為突出。廢棄的切削液是金屬切削加工造成的污染之一。因此，近年來不用或少用冷卻液、實現干切削、半干切削節能環保的機床不斷出現，并在不斷發展當中。在21世紀，綠色制造的大趨勢將使各種節能環保機床加速發展，占領更多的世界市場。

6.2.8 切削加工向高速、高效方向發展

機床向高速化方向發展，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且還可提高零件的表面加工質量和精度。超高速加工技術對制造業實現高效、優質、低成本生產有廣泛的適用性。20世紀90年代以來，歐、美、日各國爭相開發應用新一代高速數控機床，加快機床高速化發展步伐。高速主軸單元（電主軸，轉速15000－100000r/min）、高加/減速度進給運動部件（快移速度60～120m/min，切削進給速度高達60m/min）、高性能數控和伺服系統以及數控工具系統都出現了新的突破，達到了新的技術水平。隨著超高速切削機理、超硬耐磨長壽命刀具材料和磨料磨具，大功率高速電主軸、高加/減速度直線電機驅動進給部件以及高性能控制系統（含監控系統）和防護裝置等一系列技術領域中關鍵技術的解決，為開發應用新一代高速數控機床提供了技術基礎。目前，在

超高速加工中，車削和銑削的切削速度已達到5000～8000m/min以上；主軸轉數在30000轉/分（有的高達10萬r/min）以上；工作臺的移動速度（進給速度）：在分辨率為1微米時，在100m/min（有的到200m/min）以上，在分辨率為0.1 m時，在24m/min以上；自動換刀速度在1秒以內；小線段插補進給速度達到12m/min 6.2.9 進一步提高加工精度

從精密加工發展到超精密加工，是世界各工業強國致力發展的方向。其精度從微米級到亞微米級，乃至納米級（#lt;10nm），其應用范圍日趨廣泛。當前，在機械加工高精度的要求下，普通級數控機床的加工精度已由±10 m提高到±5 m；精密級加工中心的加工精度則從±3～5 m，提高到±1～1.5 m，甚至更高；超精密加工精度進入納米級（0.001m），主軸回轉精度要求達到0.01～0.05 m，加工圓度為0.1m，加工表面粗糙度Ra=0.003微米等。這些機床一般都采用矢量控制的變頻驅動電主軸（電機與主軸一體化），主軸徑向跳動小于2 m，軸向竄動小于1 m，軸系不平衡度達到G0.4級。高速高精加工機床的進給驅動，主要有#quot;回轉伺服電機加精密高速滾珠絲杠#quot;和#quot;直線電機直接驅動#quot;兩種類型。

6.2.10進一步提高可靠性

隨著數控機床網絡化應用的發展，數控機床的高可靠性已經成為制造、使用環節追求的目標。這就要求從軟件的安全性和機械結構的可靠性、電器系統的可靠性等多方面進一步加強研究，改進提高。

6.2.11加工工序進一步復合化

在零件加工過程中有大量的無用時間消耗在工件搬運、上下料、安裝調整、換刀和主軸的升、降速上，為了盡可能降低這些無用時間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機床上，因此，復合功能的機床成為近年來發展很快的機種。柔性制造范疇的機床復合加工概念是指將工件一次裝夾后，機床便能按照數控加工程序，自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個復雜形狀零件的主要工序乃至全部車、銑、鉆、鏜、磨、攻絲、鉸孔和擴孔等多種加工工序。就棱體類零件而言，加工中心便是最典型的進行同一類工藝方法多工序復合加工的機床。事實證明，機床復合加工能提高加工精度

和加工效率，節省占地面積特別是能縮短零件的加工周期。

目前我國正以基本國情的角度出發，以國家的戰略需求和國民經濟的市場需求為導向，以提高我國制造裝備業綜合競爭能力和產業化水平為目標，用系統的方法，選擇能夠主導21世紀初期我國制造裝備業發展升級的關鍵技術以及支持產業化發展的支撐技術、配套技術作為研究開發的內容，實現制造裝備業的跨躍式發展。

第二篇：數控技術發展

數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業（IT、汽車、輕工、醫療等）的發展起著越來越重要的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面：

1。高速、高精加工技術及裝備的新趨勢

2。五軸聯動加工和復合加工機床快速發展

3。智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢

4。重視新技術標準、規范的建立

就業前景

在發達國家中，數控機床已經大量普遍使用。我國制造業與國際先進工業國家相比存在著很大的差距，機床數控化率還不到2%對于目前我國現有的有限數量的數控機床(大部分為進口產品)也未能充分利用。原因是多方面的，數控人才的匾乏無疑是主要原因之

一、由于數控技術是最典型的、應用最廣泛的機電一體化綜合技術，我國迫切需要大量的從研究開發到使用維修的各個層次的技術人才。

1、數控人才的需求主要集中在以下的企業和地區

國有大中型企業，特別是目前經濟效益較好的軍工企業和國家重大裝備制造企業。軍工制造業是我國數控技術的主要應用對象。比如杭州發電設備廠用6000元月薪招不到數控操作工。隨著民營經濟的飛速發展，我國沿海經濟發達地區(如廣東，浙江、江蘇、山東)，數控人才更是供不應求，主要集中在模具制造企業和汽車零部件制造企業。具有數控知識的模具技工的年薪已開到了30萬元，超過了“博士”。

2、數控人才的知識結構

現在處于生產一線的各種數控人才主要有二個來源：一是高職或中職的數控技術或機電一體化等專業的畢業生，他們都很年輕，具有不同程度的英語、計算機應用、機械和電氣基礎理論知識和一定的動手能力，容易接受新工作崗位的挑戰。他們最大的缺陷就是學校難以提供的工藝經驗，同時，由于學校教育的專業課程分工過窄，仍然難以滿足某些企業對加工和維修一體化的復合型人才的要求。而采用雙師型的教師隊伍對學生進行教學，他們由具有企業技能工作經驗的數控技師和從事高職教育多年的講師組成。為學生畢業后到企業工作創造有利條件。

另一個來源就是從企業現有員工中挑選人員參加不同層次的數控技術中、短期培訓，以適應企業對數控人才的急需。這些人員一般具有企業所需的工藝背景、比較豐富的實踐經驗，但是他們大部分是傳統的機類或電類專業的各級畢業生，知識面較窄，特別是對計算機相應軟件應用技術和計算機數控系統不太了解。而在數控應用軟件方向由具有從業經驗數控工程師進行教學，使學生更能夠達到企業數控自動化編程和工藝設計以及零件建模要求。

3、對于數控人才，有以下三個需求層次，所需掌握的知識結構也各不同

（1）藍領層

數控操作技工：精通機械加工和數控加工工藝知識，熟練掌握數控機床的操作和手工編程，了解自動編程和數控機床的簡單維護維修。適合中職學校組織培養。此類人員市場需求量大，適合作為車間的數控機床操作技工。但由于其知識較單一，其工資待遇不會大高。

（2）灰領層

數控編程員：掌握數控加工工藝知識和數控機床的操作，掌握復雜模具的設計和制造專業知識，熟練掌握三維CAD/CAM軟件，如UG、ProE等；熟練掌握數控手工和自動編程技術；適合高職院校組織培養。適合作為工廠設計處和工藝處的數控編程員。此類人員需求量大，尤其在模具行業非常受歡迎，待遇也較高。

數控機床維護、維修人員：掌握數控機床的機械結構和機電聯調，掌握數控機床的操作與編程，熟悉各種數控系統的特點、軟硬件結構、PLC和參數設置。精通數控機床的機械和電氣的調試和維修。適合高職院校組織培養。適合作為工廠設備處工程技術人員。此類人員需求量相對少一些，但培養此類人員非常不易，知識結構要求很廣，適應與數控相關的工作能力強，需要大量實際經驗的積累，目前非常缺乏，其待遇也較高。

（3）金領層

數控通才：具備并精通數控操作技工、數控編程員和數控維護、維修人員所需掌握的綜合知識，并在實際工作中積累了大量實際經驗，知識面很廣。精通數控機床的機械結構設計和數控系統的電氣設計，掌握數控機床的機電聯調。能自行完成數控系統的選型、數控機床電氣系統的設計、安裝、調試和維修。能獨立完成機床的數控化改造。是企業(特別是民營企業)的搶手人才，其待遇很高。適合高職院校組織培養。提供特殊的實訓措施和名師指導等手段，促其成才。適合于擔任企業的技術負責人或機床廠數控機床產品開發的機電設計主管。

對于以上各類數控人才，主要的基礎知識基本相同，專業課的內容和重點不同。在課程設置方面應特別加強實訓內容和與企業實習的內容，因材施教，培養企業所需的人才。在學校學習主要獲得數控類職業資格等級證書、全國高校計算機等級證書、AutoCAD中級證書、維修電工/機修鉗工中級證書等。

第三篇：國內外變電站自動化技術發展現狀及發展趨勢

國內外變電站自動化技術發展現狀及發展趨勢

作者：

指導老師：

摘要：根據有關工作調研、設計實踐，對國內外變電站綜合自動化的現狀和發展 進行了總結和分析, 并對當前應用變電站綜合自動化技術提出了若干建議。關鍵詞：變電站綜合自動化 結構 性能

Abstract: According to the status and development of related research, design practice , both at home and abroad substation integrated automation Summarized and analyzed, and the current integrated substation automation technology made several recommendations.Keywords：substation integrated automation

configuration

performance 引言：變電站綜合自動化是將變電站的二次設備（包括控制、信號、測量、保護、自動裝置及遠動裝置等）應用計算機技術和現代通信技術，經過功能組合和優化設計，對變電站實施自動監視、測量、控制和協調，以及與調度通信等綜合性的自動化系統。實現變電站綜合自動化，可提高電網的安全、經濟運行水平，減少基建投資，并為推廣變電站無人值班提供了手段。計算機技術、信息技術和網絡技術的迅速發展，帶動了變電站綜合自動化技術的進步。近年來，隨著數字化電氣量測系統（如光電式互感器或電子式互感器）、智能電氣設備以及相關通信技術的發展，變電站綜合自動化系統正朝著數字化方向邁進。

1.國內變電站綜合自動化技術發展現狀和趨勢

我國變電站綜合自動化技術的起步發展雖比國外晚, 但我國70年代初期便先后研制成電氣集中控制裝置和 “四合一”裝置(保護、控制、測量、信號)。如南京電力自動化設備廠制造的 DJK 型集中控制裝置, 長沙湘南電氣設備廠制造的 WJBX 型“四合一”集控臺。這些稱之為集中式的弱電控制、信號、測量系統的研制成功和投運為研制微機化的綜合自動化裝置積累了有益的經驗。70年代末80年代初南京電力自動化研究院率先研制成功以 Motorola 芯片為核心的微機 RT U 用于韶山灌區和鄭州供電網, 促進了微機技術在電力系統的廣泛應用。1987年, 清華大學在山東威海望島35kV 變電站用3臺微型計算機實現了全站的微機繼電保護、監測和控制功能。之后, 隨著1988年由華北電力學院研制的第1代微機保護(OI 型)投 入運行, 第 2代微機保護(WXB-11)1990年4月投入運行并于同年12月通過部級鑒定。較遠動裝置采用微機技術滯后且更為復雜的繼電保護全面采用微機技術成為現實。至此,隨著微機保護、微機遠動、微機故障錄波、微機監控裝置在電網中的全面推廣應用,人們日益感到各專業在技術上保持相對獨立造成了各行其是, 重復硬件投資, 互連復雜, 甚至影響運行的可靠性。1990年,清華大學在研制鞍山公園變電站綜合自動化系統時, 首先提出了將監控系統和 RT U 合而為一的設計思想。1992年5月,電力部組織召開的“全國微機繼電保護可靠性研討會”指出: 微機保護與 RT U, 微機就地監控, 微機錄波器的信息傳送, 時鐘、抗干擾接地等問題應統一規劃并制定統一標準, 微機保護的聯網勢在必行。由南京電力自動化研究院研制的第1套適用于綜合自動化系統的成套微機保護裝置 ISA 于1993年通過部級鑒定以后, 各地電網逐步開始大量采用變電站綜合自動化系統。1994年中國電機工程學會繼電保護及自動化專委會在珠海召開了 “變電站綜合自動化分專業委員會”的成立大會,這標志著對變電站綜合自動化的深入研究和應用進入了一個新階段。

目前, 國內有關研制和生產單位推出的變電站自動化系統及產品很多, 根據該技術的發展過程及系統結構特點, 歸納起來可分為3種典型類型。第1種類型為基于 RT U、變送器及繼電保護與自動裝置等設備的變電站綜合自動化系統, 一般稱為增強型 RT U 方式, 也稱集中式, 或第1代綜合自動化系統。該類系統實際上是在常規的繼電保護及二次接線的基礎上增設 RT U 裝置以實現 “四遙”。結構上僅是站級概念, 有關重要信息通過硬接點送給 RT U 裝置, 變電所的監測量一般經變送器變換后送給 RT U。開關監測量是直接引至 RT U , RT U 的控制輸出一般經遙控執行柜發出控制命令。該類系統的特點是: 系統功能不強, 硬件設備重復, 整體性能指標低, 系統聯接復雜, 可靠性低, 但其成本低, 特別適合于老站的改造。實際上該類系統僅為變電站綜合自動化的初級形式, 尚不能稱為綜合自動化系統。第2種類型為從硬件結構上按功能對裝置進行了劃分, 摒棄了集中式單 CP U 結構而走向分散, 系統由數據采集單元,主機單元、遙控執行單元、保護單元組成。各功能單元通過通信網絡等手段實現有機結合, 構成系統。該類系統可替代常規的保護屏、控制屏、中央信號屏、遠動屏、測量儀表等。它具有較強的在線功能。各種功能比較完善, 且人機界面較好。但系統仍然比較復雜, 聯結電纜較多, 系統可靠性不太高。這類系統雖然做到了一定程度上的分散,但沒有從整體上來考慮變電站綜合自動化系統的結構, 一般僅是監控系統和保護系統簡單的相加。由于我國保護和遠動分屬不同的部門和專業。故我國目前的大多數綜合自動化系統均屬此類結構系統。這類系統一般稱為分散式系統或第2代綜合自動化系統, 是一種過渡方案。第3種類型系統是采用國際上成熟的先進設計思想, 引入了站控級和間隔級概念, 系統采用分層分布式結構。設備分變電站層設備(站控級)和間隔層設備(間隔級)。間隔層設備原則上按一次設備組織, 例如1條線路、1臺主變壓器。每一間隔層設備包括保護、控制、測量、通信、錄波等所有功能。設計的原則是: 凡是可以在本間隔層設備完成的功能, 盡量由間隔層設備就地獨立處理, 不依賴于通信網和變電站層設備。變電站層設備是通過間隔層設備了解和掌握整個變電站實時運行情況, 并通過間隔層設備實現變電站控制, 它還負責站內信息收集、分析、存儲以及與遠方調度中心的聯系, 這類系統實現了信息資源的共享以及保護、監控功能的綜合化,大大簡化了站內二次回路, 它完全消除了設備之間錯綜復雜的二次電纜。由于間隔層設備可放在開關柜上或放置在一次設備附近, 從而可大大縮小主控制室面積, 節省控制電纜, 減少 CT 負擔。同時大大提高了整個系統的可靠性、可擴展性, 是綜合自動化系統的發展方向。該類系統一般稱為分層分布式系統, 也稱為第3代變電站綜合自動化系統。第1種技術觀點認為: 變電站綜合自動化系統主要考慮 “四遙量”的采集, 以點為對象, 面向 “功能設計”, 故變電站綜合自動化系統應以傳統 RT U 裝置或在其基礎上發展起來的數據采集裝置、主控單元、遙控執行等裝置組成的監控為基礎組成, 它與微機保護的聯系只要通過裝置上的串行口收集信息即可, 并且特別強調保護的獨立性, 即兩者不能有任何硬件上的融合。由于變電站綜合自動化系統源于傳統的 “四遙”并且是在微機遠動、微機保護基礎上發展起來的, 且保護和遠動分屬不同的部門和專業, 故這種技術觀點曾一度流行。而第2種技術觀點認為: 綜合自動化技術是以先進可靠的微機保護為核心, 以成熟的網絡通信技術將測量控制與繼電保護融為一體, 共享數據資源, 并十分強調系統的總體結構優化以及系統的可靠性。系統是以對應的一次設備為對象, 面向“對象設計”。當然它也強調保護的相對獨立性, 主張在決不降低保護可靠性和功能的前提下, 目前至少可以在低壓上采用保護與測控合一的綜合裝置。第2種技術觀點是在微機保護技術成熟并向網絡化多功能方向發展的基礎上形成的。因此, 第2種技術觀點正逐步成為大家的共識, 它也成為了目前綜合自動化技術發展的趨勢和潮流。

綜觀目前國內變電站綜合自動化技術的發展軌跡, 我們可以看出如下發展趨勢:在總體結構上引入國際上成熟的先進設計思想, 采用分層分布式結構, 并采用計算機局域網(L AN), 通信規約向國際標準靠攏;通信媒介普遍采用光纖, 因為光纖具有抗電磁干擾的突出優點;c.間隔層設備逐步采用保護與測控合一的綜合裝置, 對于配電線直接安裝在開關柜上。

2.國外變電站綜合自動化技術發展概況

國外從70年代末、80年代初就開始進行保護和控制綜合自動化系統的新技術開發研究工作。其主要特點為: 系統一般采用分層分布式, 系統由站控級和元件/ 間隔級組成, 大部分系統在站控級和元件/ 間隔級的通信采用星形光纖連接,繼電保護裝置下放到就地, 主控制室與各級電壓配電裝置之間僅有光纜聯系, 沒有強電控制電纜進入主控制室, 這樣節約了大量控制電纜, 大大減少對主控制室內計算機系統及其他電子元件器的干擾,提高了運行水平和安全可靠性。2.1國外在制定變電站綜合自動化技術規范方面的進展

國外變電站綜合自動化系統制造廠商頗多, 但他們彼此之間一開始就十分注意系統的技術規范和標準的制定及協調, 以避免各自為政造成的不良后果, 以便于這門新技術能夠迅速發展和廣泛的應用。目前, 許多國際性組織或權威機構都在進行這項工作, 如國際電工委員會(IEC)、國際大電網會議(CIGRE)、德國電力事業聯合會(VDEW)和電工供貨商機構(ZVEI)、美 國 電 力 科 學 研 究 院(EP RI)和 IEEE 的電力工程學會(IEEE、PES)都正在制訂或已制訂了某些標準。1.2.1 德國電力事業聯合會(VDEW)和電工供貨商機構(Z VEI)制定的關于數字式變電站保護控制系統的推薦草案。該草案于1987年公布, 成為 IECT C57在起草保護與控制之間接口標準的參考。德國的3大電氣公司Siemens、ABB、AEG 基本上是按照這一推薦規范設計和開發自己的產品。該草案把變電站的結構規定為 站 控 級(St atio n L evel)和元 件/ 間隔 級(BayL ev el)。對于系統的硬件、軟件、參數化、資料、測試、驗收和現場調試等都做出了具體而詳盡的規定。該推薦草案的公布不僅對德國國內變電站綜合自動化的發展而且對整個歐州地區都起了一定的促進和規范作用。

2.2美國電力科學研究院關于變電站控制與保護工程的系統規范

該規范由美國電力科學研究院(EPRI)委托西屋電氣公司研究起草, 于1983年8月發表, 1989年11月對該規范作了進一步的修改與增補。該規范定義出了變電站綜合自動化系統的范疇, 同時列出了該系統應具備的功能菜單, 規定了每一種功能應具備的內容及基本要求。它反映了變電站綜合自動化的基本要求, 總共逐個規定了26種功能。普遍認為, 任何一種裝置的功能都不可能超出上述功能清單之外。

3.國內變電站自動化技術發展存在的問題

目前變電站綜合自動化系統的設計還沒有統一標準，因此標準問題，其中包括技術標準、自動化系統模式、管理標準等問題，是當前迫切需要解決的問題。3.1不同產品的接口問題

接口是綜合自動化系統中非常重要而又長期以來未得到妥善解決的問題之一，包括RTU、保護、小電流接地裝置、故障錄波、無功裝置等與通信控制器、通信控制器與主站、通信控制器與模擬盤等設備之間的通信。這些不同廠家的產品要在數據接口方面溝通，需花費軟件人員很大精力去協調數據格式、通信規約等問題。當不同廠家的產品、種類很多時，問題會很嚴重。如果所有廠家的自動化產品的數據接口遵循統一的、開放的數據接口標準，則上述問題可得到圓滿解決，用戶可以根據各種產品的特點進行選擇，以滿足自身的使用要求。3.2運行維護人員水平不高的問題 解決好現行的變電站綜合自動化系統管理體制和技術標準等問題的同時，還要培養出一批高素質的專業隊伍。目前，變電站綜合自動化系統絕大部分設備的維護依靠廠家，在專業管理上幾乎沒有專業隊伍，出了設備缺陷即通知相應的廠家來處理，從而造成缺陷處理不及時等一系列問題。要想維護、管理好變電站綜合自動化系統，首先要成立一只專業化的隊伍，培養出一批能跨學科的復合型人才，加寬相關專業之間的了解和學習。其次，變電站綜合自動化專業的劃分應盡快明確，杜絕各基層單位“誰都管但誰都不管”的現象。變電站綜合自動化專業的明確，對于加強電網管理水平，防止電網事故具有重大意義。

結論

近年來，通信技術和計算機技術的迅猛發展，給變電站綜合自動化技術水平的提高注入了新的活力，變電站綜合自動化技術正在朝著網絡化、綜合智能化、多媒體化的方向發展。

參 考 文 獻

[1]龔強.王津.地區電網調度自動化技術與應用.北京: 中國電力出版社,2005.[2]張繼雄.變電站自動化系統選型中應注意的問題.內蒙古電力技術,2005,2.[3]洪良山.變電站自動化的現狀與發展.電力自動化設備,1999 [4]齊有武.淺談變電站綜合自動化系統及其發展趨勢,科學論壇,2011

第四篇：國內外變電站自動化技術發展現狀及發展趨勢 RTU SCADA

國內變電站綜合自動化技術發展現狀和趨勢

我國變電站綜合自動化技術的起步發展雖比國外晚, 但我國70年代初期便先后研制成電氣集中控制裝置和 “四合一”裝置(保護、控制、測量、信號)。如南京電力自動化設備廠制造的 DJK 型集中控制裝置, 長沙湘南電氣設備廠制造的 WJBX 型“四合一”集控臺。這些稱之為集中式的弱電控制、信號、測量系統的研制成功和投運為研制微機化的綜合自動化裝置積累了有益的經驗。70年代末80年代初南京電力自動化研究院率先研制成功以 Motorola 芯片為核心的微機 RT U 用于韶山灌區和鄭州供電網, 促進了微機技術在電力系統的廣泛應用。1987年, 清華大學在山東威海望島35kV 變電站用3臺微型計算機實現了全站的微機繼電保護、監測和控制功能。之后, 隨著1988年由華北電力學院研制的第1代微機保護(OI 型)投 入運行, 第 2代微機保護(WXB-11)1990年4月投入運行并于同年12月通過部級鑒定。較遠動裝置采用微機技術滯后且更為復雜的繼電保護全面采用微機技術成為現實。至此,隨著微機保護、微機遠動、微機故障錄波、微機監控裝置在電網中的全面推廣應用,人們日益感到各專業在技術上保持相對獨立造成了各行其是, 重復硬件投資, 互連復雜, 甚至影響運行的可靠性。1990年,清華大學在研制鞍山公園變電站綜合自動化系統時, 首先提出了將監控系統和 RT U 合而為一的設計思想。1992年5月,電力部組織召開的“全國微機繼電保護可靠性研討會”指出: 微機保護與 RT U, 微機就地監控, 微機錄波器的信息傳送, 時鐘、抗干擾接地等問題應統一規劃并制定統一標準, 微機保護的聯網勢在必行。由南京電力自動化研究院研制的第1套適用于綜合自動化系統的成套微機保護裝置 ISA 于1993年通過部級鑒定以后, 各地電網逐步開始大量采用變電站綜合自動化系統。1994年中國電機工程學會繼電保護及自動化專委會在珠海召開了 “變電站綜合自動化分專業委員會”的成立大會,這標志著對變電站綜合自動化的深入研究和應用進入了一個新階段。

目前, 國內有關研制和生產單位推出的變電站自動化系統及產品很多, 根據該技術的發展過程及系統結構特點, 歸納起來可分為3種典型類型。第1種類型為基于 RT U、變送器及繼電保護與自動裝置等設備的變電站綜合自動化系統, 一般稱為增強型 RT U 方式, 也稱集中式, 或第1代綜合自動化系統。該類系統實際上是在常規的繼電保護及二次接線的基礎上增設 RT U 裝置以實現 “四遙”。結構上僅是站級概念, 有關重要信息通過硬接點送給 RT U 裝置, 變電所的監測量一般經變送器變換后送給 RT U。開關監測量是直接引至 RT U , RT U 的控制輸出一般經遙控執行柜發出控制命令。該類系統的特點是: 系統功能不強, 硬件設備重復, 整體性能指標低, 系統聯接復雜, 可靠性低, 但其成本低, 特別適合于老站的改造。實際上該類系統僅為變電站綜合自動化的初級形式, 尚不能稱為綜合自動化系統。第2種類型為從硬件結構上按功能對裝置進行了劃分, 摒棄了集中式單 CP U 結構而走向分散, 系統由數據采集單元,主機單元、遙控執行單元、保護單元組成。各功能單元通過通信網絡等手段實現有機結合, 構成系統。該類系統可替代常規的保護屏、控制屏、中央信號屏、遠動屏、測量儀表等。它具有較強的在線功能。各種功能比較完善, 且人機界面較好。但系統仍然比較復雜, 聯結電纜較多, 系統可靠性不太高。這類系統雖然做到了一定程度上的分散,但沒有從整體上來考慮變電站綜合自動化系統的結構, 一般僅是監控系統和保護系統簡單的相加。由于我國保護和遠動分屬不同的部門和專業。故我國目前的大多數綜合自動化系統均屬此類結構系統。這類系統一般稱為分散式系統或第2代綜合自動化系統, 是一種過渡方案。第3種類型系統是采用國際上成熟的先進設計思想, 引入了站控級和間隔級概念, 系統采用分層分布式結構。設備分變電站層設備(站控級)和間隔層設備(間隔級)。間隔層設備原則上按一次設備組織, 例如1條線路、1臺主變壓器。每一間隔層設備包括保護、控制、測量、通信、錄波等所有功能。設計的原則是: 凡是可以在本間隔層設備完成的功能, 盡量由間隔層設備就地獨立處理, 不依賴于通信網和變電站層設備。變電站層設備是通過間隔層設備了解和掌握整個變電站實時運行情況, 并通過間隔層設備實現變電站控制, 它還負責站內信息收集、分析、存儲以及與遠方調度中心的聯系, 這類系統實現了信息資源的共享以及保護、監控功能的綜合化,大大簡化了站內二次回路, 它完全消除了設備之間錯綜復雜的二次電纜。由于間隔層設備可放在開關柜上或放置在一次設備附近, 從而可大大縮小主控制室面積, 節省控制電纜, 減少 CT 負擔。同時大大提高了整個系統的可靠性、可擴展性, 是綜合自動化系統的發展方向。該類系統一般稱為分層分布式系統, 也稱為第3代變電站綜合自動化系統。第1種技術觀點認為: 變電站綜合自動化系統主要考慮 “四遙量”的采集, 以點為對象, 面向 “功能設計”, 故變電站綜合自動化系統應以傳統 RT U 裝置或在其基礎上發展起來的數據采集裝置、主控單元、遙控執行等裝置組成的監控為基礎組成, 它與微機保護的聯系只要通過裝置上的串行口收集信息即可, 并且特別強調保護的獨立性, 即兩者不能有任何硬件上的融合。由于變電站綜合自動化系統源于傳統的 “四遙”并且是在微機遠動、微機保護基礎上發展起來的, 且保護和遠動分屬不同的部門和專業, 故這種技術觀點曾一度流行。而第2種技術觀點認為: 綜合自動化技術是以先進可靠的微機保護為核心, 以成熟的網絡通信技術將測量控制與繼電保護融為一體, 共享數據資源, 并十分強調系統的總體結構優化以及系統的可靠性。系統是以對應的一次設備為對象, 面向“對象設計”。當然它也強調保護的相對獨立性, 主張在決不降低保護可靠性和功能的前提下, 目前至少可以在低壓上采用保護與測控合一的綜合裝置。第2種技術觀點是在微機保護技術成熟并向網絡化多功能方向發展的基礎上形成的。因此, 第2種技術觀點正逐步成為大家的共識, 它也成為了目前綜合自動化技術發展的趨勢和潮流。

綜觀目前國內變電站綜合自動化技術的發展軌跡, 我們可以看出如下發展趨勢:在總體結構上引入國際上成熟的先進設計思想, 采用分層分布式結構, 并采用計算機局域網(L AN), 通信規約向國際標準靠攏;通信媒介普遍采用光纖, 因為光纖具有抗電磁干擾的突出優點;c.間隔層設備逐步采用保護與測控合一的綜合裝置, 對于配電線直接安裝在開關柜上。

國外變電站綜合自動化技術發展概況

國外從70年代末、80年代初就開始進行保護和控制綜合自動化系統的新技術開發研究工作。其主要特點為: 系統一般采用分層分布式, 系統由站控級和元件/ 間隔級組成, 大部分系統在站控級和元件/ 間隔級的通信采用星形光纖連接,繼電保護裝置下放到就地, 主控制室與各級電壓配電裝置之間僅有光纜聯系, 沒有強電控制電纜進入主控制室, 這樣節約了大量控制電纜, 大大減少對主控制室內計算機系統及其他電子元件器的干擾,提高了運行水平和安全可靠性。

RTU RTU（遠程終端單元），英文全稱RemoteTerminalUnit，中文全稱為遠程終端控制系統，負責對現場信號、工業設備的監測和控制。RTU(RemoteTerminalUnit)是構成企業綜合自動化系統的核心裝置，通常由信號輸入/出模塊、微處理器、有線/無線通訊設備、電源及外殼等組成，由微處理器控制，并支持網絡系統。它通過自身的軟件(或智能軟件)系統，可理想地實現企業中央監控與調度系統對生產現場一次儀表的遙測、遙控、遙信和遙調等功能。RTU，是SCADA系統的基本組成單元。RTU是安裝在遠程現場的電子設備，用來監視和測量安裝在遠程現場的傳感器和設備，負責對現場信號、工業設備的監測和控制。RTU將測得的狀態或信號轉換成可在通信媒體上發送的數據格式，它還將從中央計算機發送來得數據轉換成命令，實現對設備的功能控制。

SCADA SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統，即數據采集與監視控制系統。SCADA系統是以計算機為基礎的DCS與電力自動化監控系統；它應用領域很廣，可以應用于電力、冶金、石油、化工、燃氣、鐵路等領域的數據采集與監視控制以及過程控制等諸多領域[1]。

在電力系統中，SCADA系統應用最為廣泛，技術發展也最為成熟。它在遠動系統中占重要地位,可以對現場的運行設備進行監視和控制，以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等各項功能,即我們所知的“四遙”功能.RTU(遠程終端單元),FTU(饋線終端單元)是它的重要組成部分．在現今的變電站綜合自動化建設中起了相當重要的作用．

第五篇：數控編程技術發展趨勢

數控技術發展趨勢

----智能化數控系統

數控技術發展趨勢——智能化數控系統

國內外數控系統發展概況

隨著計算機技術的高速發展，傳統的制造業開始了根本性變革，各工業發達國家投入巨資，對現代制造技術進行研究開發，提出了全新的制造模式。在現代制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理；在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統集成為一體，機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工。長期以來，我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環節，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環執行機構。在復雜環境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數，無法在現場環境下根據外部干擾和隨機因素實時動態調整，更無法通過反饋控制環節隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見，傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構，限制了CNC向多變量智能化控制發展，已不適應日益復雜的制造過程，因此，對數控技術實行變革勢在必行。

數控技術發展趨勢

性能發展方向:(1)高速高精高效化 速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢

測元件的交流數字伺服系統，同時采取了改善機床動態、靜態特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。

(2)柔性化 包含兩方面：數控系統本身的柔性，數控系統采用模塊化設計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統的柔性，同一群控系統能依據不同生產流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態調整，從而最大限度地發揮群控系統的效能。

(3)工藝復合性和多軸化 以減少工序、輔助時間為主要目的的復合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發展。數控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工。數控技術軸，西門子880系統控制軸數可達24軸。

(4)實時智能化 早期的實時系統通常針對相對簡單的理想環境，其作用是如何調度任務，以確保任務在規定期限內完成。而人工智能則試圖用計算模型實現人類的各種智能行為。科學技術發展到今天，實時系統和人工智能相互結合，人工智能正向著具有實時響應的、更現實的領域發展，而實時系統也朝著具有智能行為的、更加復雜的應用發展，由此產生了實時智能控制這一新的領域。在數控技術領域，實時智能控制的研究和應用正沿著幾個主要分支發展：自適應控制、模糊控制、神經網絡控制、專家控制、學習控制、前饋控制等。例如在數控系統中配備編程專家系統、故障診斷專家系統、參數自動設定和刀具自動管理及補償等自適應調節系統，在高速加工時的綜合運動控制中引入提前預測和預算功能、動態前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數控系統的控制性能大大提高，從而達到最佳控制的目的。

功能發展方向(1)用戶界面圖形化 用戶界面是數控系統與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。當前INTERNET、虛擬現實、科學計算可視化及多媒體等技術也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態

圖形顯示和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。

(2)科學計算可視化 科學計算可視化可用于高效處理數據和解釋數據，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術與虛擬環境技術相結合，進一步拓寬了應用領域，如無圖紙設計、虛擬樣機技術等，這對縮短產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。在數控技術領域，可視化技術可用于CAD/CAM，如自動編程設計、參數自動設定、刀具補償和刀具管理數據的動態處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。

(3)插補和補償方式多樣化 多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補(非均勻有理B樣條插補)、樣條插補(A、B、C樣條)、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統誤差補償、與速度相關的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償等。

(4)內裝高性能PLC 數控系統內裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圖或高級語言編程，具有直觀的在線調試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標準PLC用戶程序實例，用戶可在標準PLC用戶程序基礎上進行編輯修改，從而方便地建立自己的應用程序。

(5)多媒體技術應用 多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數控技術領域，應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等方面有著重大的應用價值。

體系結構的發展:(1)集成化 采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度。應用FPD平板顯示技術，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優點，可實現超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術，是21世紀顯示技術的主流。應用先進封裝和互連技術，將半導

體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來降低產品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統的可靠性。

(2)模塊化 硬件模塊化易于實現數控系統的集成化和標準化。根據不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減，構成不同檔次的數控系統。

(3)網絡化 機床聯網可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯網，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。

(4)通用型開放式閉環控制模式 采用通用計算機組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結構，便于裁剪、擴展和升級，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數控系統。閉環控制模式是針對傳統的數控系統僅有的專用型單機封閉式開環控制模式提出的。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現加工過程的多目標優化，必須采用多變量的閉環控制，在實時加工過程中動態調整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態全閉環控制模式，易于將計算機實時智能技術、網絡技術、多媒體技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體，構成嚴密的制造過程閉環控制體系，從而實現集成化、智能化、網絡化。

智能化新一代PCNC數控系統

當前開發研究適應于復雜制造過程的、具有閉環控制體系結構的、智能化新一代PCNC數控系統已成為可能。

智能化新一代PCNC數控系統將計算機智能技術、網絡技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體，形成嚴密的制造過程閉環控制體系。