数字化控制范文

数字化控制范文（精选12篇）

数字化控制 第1篇

随着计算机技术在电力系统中的应用和发展,各地区电网都在建设和实现无人值班变电所,变电所设备的微机化、自动化已成为发展的主流和趋势。但是,我公司仍存在着20世纪80年代建造的多个110、6kV老式配电室,其一次设备老化,维护量和费用逐年上升;二次设备为最老式的电磁型继电保护,反应速度慢,维护频繁,可靠性低;仪表为动圈式,准确率低且不能实现数据采集,维护量大;“五防”装置性能差,起不到应有的安全防护作用。安全隐患时刻威胁着电力系统的安全稳定运行,严重制约着精益化生产的推进。

1 数字化控制系统设计思路

数字化控制系统总的设计指导思想是尽量减少工作量,建立新型的中央控制系统,实现我公司电力系统信息化;充分利用原有设备进行技改以降低成本,尽可能增强各项功能。

(1)提高设备装备水平。将固定式SN4油断路器更换为中置式真空断路器,拆除原有线路侧刀闸,提高系统安全系数。

(2)将线路的测控、保护装置分散安装于各开关柜;将发电机、主变等重要设备集中组屏。后台系统采用双机双网结构,同时具有网络实时发布功能。

(3)更换原馈出回路计量用非脉冲式电能表为数字式电能表,实现自动实时数据采集并根据需要自动生成报表,为成本分析、指标考核提供科学、准确的分析数据。

(4)用光纤代替原有控制电缆,减少设备占用空间,减少系统隐患点,提高信号传输过程中的抗干扰能力,保证信号传输的准确性。

电力系统架构按功能分为站控层、通信层和间隔层。间隔层选用美国SEL保护测控装置,分散安装在各开关柜,主要完成数据的采集工作;通信层设备主要是交换机、通信管理机、光电转换器、串口转换器等,用于实现数据传输;站控层主要有2台SCADA服务器、1台WEB服务器、1台计量服务器、9台工作站,用于显示间隔层采集的数据。

2 数字化控制的技术特点

2.1种保护装置实现多种设备的保护测控功能

在国内大多数企业,电力设备保护装置的选型都是根据相应功能要求进行的(如电机保护选用专用的电机保护装置),只需要输入相应定值就可以配置完保护。而对于企业电力系统,因生产系统复杂、设备类型较多,一个配电室就有电机保护、线路保护、变压器保护、TV保护、备自投保护等多种不同的保护类型,且随着公司的发展,线路供给对象往往会做调整,故不适于选用不能灵活变更保护功能的固定保护装置。

SEL-351是专用于线路保护的装置,通过逻辑开发使其满足了线路、母差、BZT、电机等9种不同设备的测控、保护需求。1种保护装置兼顾9种不同设备类型的保护,既减少了保护装置类型、仓储种类,又为设备控制类型的改变提供了保护支持。用SEL-351线路保护装置实现BZT保护逻辑的逻辑图如图1所示。

1台保护装置只有1个控制位,即分闸字位“OC”和合闸字位“CC”。对于状态量少、保护信号少的设备,单独安装1台保护装置较浪费,因此利用综保内的“远方遥控”软字位RB,通过自编逻辑、定义遥控序列号,便可实现1台SEL351继电器对多台设备的测控,简化了电力系统控制方式。

2.2 发电机实现“自动准同期”并网

6台发电机原是凭经验并网,现将南瑞自动准同期装置、SEL综保及ABB开关进行合理配置,通过开发通信规约,实现6台发电机微机自动准同期并网。在电脑上选择合发电机开关后,自动准同期装置自动检测同期点,当到同期点时给保护继电器发1个脉冲,使其出口合上开关。全过程完成不到1min,手动与自动并网的比较见表1。

2.3 实现“小电流接地选线”功能

我公司电力系统属中性点经消弧线圈接地的配电系统,根据消弧线圈的补偿原理,利用综保内零序电流元件及其计算功能,自编逻辑实现小电流接地选线,使选线准确率达到90%以上,能够代替专业选线装置。

2.4 开发“分时用电计量考核系统”

传统对各生产单位的用电考核及成本核算都是依据一天的总用电量。然而由于一天内用电时段的不同,电价相差很大,因此单纯参照总用电量是不能有效地进行成本分析及核算的。每天不同时段的电价见表2。

首先依据地区峰谷时段对电表设置数据采集时间,然后将工艺流程与电能量报表相结合,细化一天内峰谷时段的用电情况,使一张报表可以很直观地反映每天不同时段的用电情况及电费。精细化的指标数据不仅为成本分析、考核提供依据,还能反映出生产模式是否合理,从而更直接地指导生产。

在计量系统运行期间,报表经常出现紊乱现象。查找原因发现报表紊乱源于数据库采集的数据为“0”,影响了整张报表的数据。而“0”的产生多是由回路停电所致,因此对集抄器程序进行了改写,让它在检测不到电表数据时,默认电表最后的数据,从而成功解决了“电表清零”现象。

2.5 自定义计算

在数据库中,自编公式对所需数据进行自动计算,在一张潮流图上,就可以直观地浏览到整个电力系统的自发电总有功、系统总有功、线损、各工艺的用电情况等。

3 应用情况

对电力系统进行数字化改造后,实现了电力系统信息化管理,使电气管理工作进一步规范化、标准化、精细化。

(1)实现发电机自动准同期并网,避免了并网时同期点选择不佳对系统造成的冲击,提高了发电机一次并网成功率。

(2)综合保护装置代替电磁式继电器后,未发生过因接点接触不良导致的保护拒动或误动现象,保证了电力系统的安全稳定运行。

(3)自动抄表代替手工抄表,数据实时、准确且节约人力。

数字化地形图数据入库的质量控制 第2篇

数字化地形图数据入库的质量控制

本文从数字化地形图测绘的特点着手,简要介绍了数字化地形图入库前后的质量控制、入库流程及数据转换,对GIS数据的.采集、处理具有指导意义.

作 者：董景玲 李安群 严志新 Dong Jingling Li Anqun Yan Zhixin 作者单位：广西柳州市勘察测绘研究院刊 名：广西城镇建设英文刊名：CITIES AND TOWNS CONSTRUCTION IN GUANGXI年，卷(期)：2009“”(9)分类号：P231.5关键词：数字化地形图 地理信息系统 质量控制

试论数字化控制开关电源技术 第3篇

开关电源的数字控制主要有以下两种方法：第一种是通过高性能数字芯片如DSP对电源实现直接控制，数字芯片完成信号采样AD转换和PWM输出等工作。由于输出的数字PWM信号功率不足以驱动开关管，需通过一个驱动芯片进行开关管的驱动。第二种是单片机通过外接A／D转换芯片进行采样，采样后对得到的数据进行运算和调节，再把结果通过D／A转换后传到PWM芯片中，实现单片机对开关电源的开关电源间接控制。控制电路由于要用多个芯片，电路比较复杂；单片经过A／D和D／A转换，有比较大的时延，势必影响电源的动态性能和稳压精度。

一、基于数字信号处理的开关电源

利用高性能的DSP数字芯片对电源直接控制，简化了控制电路的设计。这些芯片有较高的采样速度和运算速度，可以快速有效地实现各種复杂的控制算法，对电源的控制有较高的动态性能和稳压精度。因此，这种方法将会在今后开关电源的数字控制技术中发挥重要作用。

二、基于单片机控制的开关电源

随着电子技术的迅猛发展和超大规模集成电路设计的进一步提高，单片机技术得到了迅速发展。利用单片机作为控制核心，设计方案容易掌握，而且单片机的要求不高，成本较低。通过外接A／D转换芯片进行采样，采样后对得到的数据进行运算和调节，再把结果通过D／A转换后传到PWM芯片中，实现单片机对开关电源的间接控制。

数字控制的开关电源不可避免地存在以下问题：AD转换器的速度和精度成反比。为了保证开关电源有较高的稳压精度，AD转换器必须有比较高精度的采样，但高精度的采样需要的AD转换时间更长。作为反馈环路的一部分，AD转换时间过长必然造成额外的相位延迟时间。除了和模拟控制存在的相位延迟以后，转换过程的延迟时间必然也会造成额外相位滞后，使回路的响应能力变差。模拟芯片用RC补偿进行PI调节的方法一样，在控制回路中用引入PI调节的方法以提高控制回路的响应能力。这种做法需要占有数字芯片较大的系统资源，因为数字控制和模拟控制不同，信号采样是离散的，两次采样之间有一段间隔时间，这段时间的值是无法得到的。要实现精确的控制，每次采样之间的时间间隔不能太长，即采样频率不能太低。作为数字芯片，每次AD转换结束后，得到的结果都会被送到系统的中央运算处理器中，然后由处理器对采样的值进行运算和调节。在采样频率比较高的时候，这种做法比较耗费系统资源，对数字芯片的要求也比较高。由于目前专门用于电源控制的数字芯片还比较少，在要求比较高的场合一般都会用DSP芯片，其运算和采样速度快，功能强大，但价格比较高。而且，DSP芯片不是专门的电源控制芯片，一般的电源应用对其芯片资源的利用率不高。

随着数字芯片和电源技术的发展，出现了为电源控制而开发出来的控制处理器。它不同于数字芯片的中央处理器，控制处理器主要由高速AD转换器，数字PID补偿器和数字PWM输出三部分组成。反馈环路的控制由它来完成，中央处理器作为管理模块应用在电源上。

控制处理器由高速A／D转换器，数字PID补偿器和数字DPWM输出组成。外部存储器记录了控制处理器的相关程序。高速A／D转换器是基于CMOS的传输延迟时间td影响输入电压VDD的原理做成的，VDD电压和传输时间是成近似的反比例关系，即VDD越大，信号传输延迟时间越小。

采用新的技术，大大降低了AD转换需要的时间，可以达到MHz级采样频率。高采样频率可以使DPWM的信号的更新速度达到几百纳秒一次，实现和模拟控制，通过不断更新PWM信号来进行稳压。DPWM时钟由处理器系统时钟通过锁相逻辑环路（PLL）进行倍频后，频率可以达到200MHz。通过这种分辨率高达5ns的DPWM控制信号，电源开关频率可以达到1MHz。数字补偿器为电源设计提供很大的灵活性，控制参数通过外部存储器的程序来设定，可以通过编程来改变控制策略，调试更方便。由于芯片是专门为电源设计开关，简化了结构，降低了成本。这种专门为电源设计开发的控制处理器将会得到广泛使用。

数字化控制 第4篇

关键词：PLC,西门子S7-400,冗余,核电站淡水厂

0前言

海南昌江核电厂共规划四台, 一期1、2号机组已经进入详细设计阶段。海南昌江核电淡水厂是核电厂的自备水厂。根据全场四台机组的工程总用水量的需求, 淡水厂处理规模为16000m3/d, 取水量为16800m3/d。其建筑物共分为10个子项分别为:OF01:混合反应沉淀池, OF02:滤池厂房, OF03:清水池, OF04:供水泵房及配电室, OF05:排水排泥池, OF06:加氯加药间, OF07:污泥浓缩池及脱水间, OF08:综合楼, OF09:大门, OF00:室外[1]。其工艺流程如图1所示:

取水工程送来的原水经两根DN450管道接入淡水厂, 进入厂区的管道在经过电磁流量计后合并为一根DN450的管道经加氯处理后进入配水井。

经过配水井中设置的配水堰门将水均匀分配至两座混合反应沉淀池, 进入混合反应沉淀池前采用微涡管式混合设备进行加药絮凝处理, 絮凝剂由微涡管式混合设备加药口投入, 助凝剂在混合设备后投加, 加药量根据原水流量及水质变化调节;经混合反应沉淀池后的沉淀池出水分别进入四格石英砂滤池进行过滤, 滤后水经过清水母管进入四格活性炭滤池深度过滤净化处理;活性炭滤池出水加氯后进入两座生活生产用清水池储存, 并经生活水泵及生产水泵提升后送至施工场地生活用水、主厂区生活用水管网、主厂区生产给水管网、淡水厂自用管网等用水区域。

另外, 生活生产用水清水池中储存为淡水厂厂区使用的消防水量和滤池厂房的滤池反冲洗使用的水量。

1 方案配置及实现

1.1 配置

该系统在滤池厂房布置一个CPU机柜安装一个S7-400主控制器CPU414-4H, 带5条ET200M远程扩展机架, 其中滤池厂房3条, 混合反应沉淀池1条, 加氯加药间1条。在供水泵房控制室布置一个CPU机柜安装一个S7-400主控制器CPU414-4H, 带3条ET200M远程扩展机架, 其中供水泵房2条, 污泥脱水间1条[2,3]。实现对昌江核电厂项目淡水厂控制系统项目现场开关量信号和模拟量信号的处理功能。

在滤池厂房控制设计中布置一个双路电源柜和一个CPU机柜, 同时在CPU机柜中安装一个S7-400主控制器CPU414-4H、一条ET200M远程扩展机架和触摸屏, 主要负责混合絮凝沉淀池部分工艺参数的检测控制及工艺设备的自动控制, 手动控制, 就地控制, 设备故障联锁切换、启停, 设备故障报警等功能。现场开关量、仪表的模拟量信号通过触摸屏本地显示及以太网上传至淡水厂主控制室远程显示。

在混合反应沉淀池控制室中布置一个扩展机柜, 同时在该机柜中安装一条本地扩展机架和触摸屏。主要负责混合反应沉淀池部分工艺参数的检测控制及工艺设备的自动控制, 手动控制, 就地控制, 设备故障联锁切换、启停, 设备故障报警等功能。现场开关量、仪表的模拟量信号通过触摸屏本地显示及以太网上传至淡水厂主控制室远程显示。

在加氯加药控制室中布置一个扩展机柜, 同时在该机柜中安装一条本地扩展机架和触摸屏。主要负责加氯加药部分工艺参数的检测控制及工艺设备的自动控制, 手动控制, 就地控制, 设备故障联锁切换、启停, 设备故障报警等功能。现场开关量、仪表的模拟量信号通过触摸屏本地显示及以太网上传至淡水厂主控制室远程显示。

在供水泵房控制室中布置一个双路电源柜和一个CPU机柜, 同时在CPU机柜中安装一个S7-400主控制器CPU414-4H、两条ET200M远程扩展机架和触摸屏[4]。主要负责供水泵房部分的工艺参数的检测控制及工艺设备的自动控制, 手动控制, 就地控制, 设备故障联锁切换、启停, 设备故障报警等功能。现场开关量、仪表的模拟量信号通过触摸屏本地显示及以太网上传至淡水厂主控制室远程显示。

在污泥脱水间控制室中布置一个扩展机柜, 同时在该机柜中安装一条本地扩展机架。主要负责污泥浓缩池及脱水间现场控制室2部分工艺参数的检测控制及工艺设备的自动控制, 手动控制, 就地控制, 设备故障联锁切换、启停, 设备故障报警等功能。现场开关量、仪表的模拟量信号通过触摸屏本地显示及以太网上传至淡水厂主控制室远程显示。如图2所示。

1.2 接地

设有工作接地和保护接地。其中保护接地 (也称为安全接地) 是为人身安全和电气设备安全而设置的接地。工作接地包括:逻辑地、信号地、系统地、屏蔽地。

1.3 供电设计

在每个控制设备间设置UPS供电。在每个控制柜中布置空开对PLC供电以及对现场触点提供扫描电压, 仪表供电分配。上位机设备也采用UPS提供电源。每一类电源均设置独立的电源指示灯, 每一个就地机柜均在淡水厂主控制室设置电源指示灯。电源柜设计为前后开门, 下进线。

1.4 控制方式

对现场主要设备的控制将采用就地手动控制、操作员和工程师站遥控控制和PLC自动控制的三层控制模式;其他设备采用操作员和工程师站遥控控制和PLC自动控制的两层控制模式。控制级别由高到低为:就地手动控制、操作员和工程师站遥控、PLC自动。

1.5 工程师站、操作员站和操作屏

一台装有STEP 7软件的PC我们就称之为工程师站, 其主要完成系统硬件和组态、符号编辑以及程序编程等任务。

硬件配置:用于对自动化系统和模块进行参数设置。

网络通讯:用于配置MPI、PROFIBUS或工业以太网进行的数据传输。

符号编辑:用于定义符号名称、数据类型和注释, 将物理地址名称化。

程序编程:语句表 (STL) 、梯形图 (LAD) 、功能块图 (FBD) [5]。

一台装有WINCC软件的PC我们就称之为操作员站, 其主要完成操作员站画面组态、变量连接、系统报警、变量曲线生成等功能。

2 网络

本系统需要与加氯加药间的相关设备等进行数据交换, 可以采用通讯方式, 也可以采用硬接线的方式完成信号的接入。

PLC系统配置DP通讯模块, 用于实现对其他系统采用DP协议通讯接口。

PLC系统配置CP443-1以太网模块, 用于实现对其他系统采用以太网协议方式通讯接口。

操作员站和工程师站之间为环形网络, 通过西门子212交换机和204交换机与CP之间通过以太网实现数据共享。如图3所示。

共有四台触摸屏通过DP电缆通信, 其中滤池控制室中的控制器离混合反应沉淀池和加氯加药间比较远, 控制器通过RS485中继器和有源终端与触摸屏之间实现通信。如图3所示。

在淡水厂主控制室设置一台工程师站和一台操作员站用于数据显示与工程组态、维护等控制。在主控制室设置交换机, 2台上位机工控计算机与交换机相连, 每个CPU通过以太网模块CP443-1与交换机相连, 构成上位数据显示以太网。考虑淡水厂主控制室与2个CPU所在机柜设备间的距离, 如果超过1000m则需要考虑使用光纤。

3 结论

本文通过西门子400H冗余控制器实现了对海南昌江核电厂自备水厂的数字化控制, 实现了就地、手自动控制, 满足了工艺要求。其可能的不足点由于混合反应沉淀池和污泥脱水间控制柜是前开门, 可能现场进线面临机柜空间问题, 此外本滤池控制器还需要与加氯加药间设备进行通信。

参考文献

[1]郝志会, 王飞.SEA生水系统手册[S].中国核电工程有限公司, 2011.

[2]SIMATIC容错系统S7-400H使用手册[S].西门子股份有限公司, 2008.

[3]陈建.西门子工业控制网络技术研究与应用[J].南京理工大学学报, 2005.

[4]张威, 石红瑞.Win CC与S7-400 PLC批量数据交换的实现[J].仪表技术, 2014.

数字控制（写写帮推荐） 第5篇

数控装置，是数控的核心，硬件包括I/O接口，CPU，键盘，CRT，存储器以及数据通信接口。软件，管理软件和控制软件。

数控的分类：按运动轨迹分，点位控制系统，直线控制系统，轮廓控制系统，按伺服系统的类型。开，半，闭。

按制造方式分，通用型，专用型。按数控系统功能水平分，经济型，普及型，高档型。译码，就是数控加工程序缓冲或MDI缓冲器中逐个读入字符。

译码工作主要包括代码识别和功能代码的解释两大部分。

辅助功能处理：S功能，主轴转速控制，M和T，主要涉及开关量的逻辑控制。F，数控系统的控制原理插补，用户编程时给出了轨迹的起点和终点，以及轨迹的类型，并规定其走向，然后由数控系统在控制过程中计算轨迹运动的各个中间点，这个计算过程称为插补 分类，基准脉冲插补和数据采样插补法，数字积分法又称为数字微分分析法。简称DDA。利用微分分析的原理确定被积函数。

数据采样插补是根据用户程序的进给速度，将给定轮廓曲线分割为每一插补周期的进给段，即轮廓步长。

数据采样插补法圆弧插补：直线函数法圆弧插补——玄线法，DDA数据采样插补法圆弧插补——切线

扩展DDA数据采样插补法圆弧插补——割线法

进给速度控制，程序计时法，时钟中断法

加减速控制。前加减速控制，后，，刀具补偿常有刀具位置补偿常和刀具半径补偿

根据ISO规定，当刀具中心轨迹在程序规定的前进方向的右侧时，称为右刀补 用G42表示反之为左用G41。撤销刀具半径补偿时用G40表示。

数控系统刀具半径补偿的执行步骤，刀补建立，刀补撤销。

刀具半径的补偿形式，B功能刀具半径补偿，C功能。C功能刀补可以自动处理两个程序段刀具中心轨迹的转接，编程人员可以完全按工件轮廓编程，从而大大简化了程序的编制。计算机数控系统，CNC系统有程序，输入装置，输出，数控装置，可编程控制器（PLC）,主轴驱动装置和进给驱动，其数控系统装置是系统核心。

数控的构成，1中央处器和总线（BUS）总线2存储器，是信息和电能公共通路的总称，由物理导线构成，总线按功能分为数据总线（DB）地址总线（AB）和控制总线（CB）

数控装置的体系结构，大阪式和模块化结构。CNC装置以一块大阪为主，称为主板 I/O接口的主要任务，进行电平转换和放大，防止干扰

数据通信的基本概念，是指在发送端将数据转换成数字信号或模拟信号，通过某种特定的介质传输到接收端，然后再还原为数据的过程。

数据通信的连接方式，点——点联接，分支式，集线

数据通信系统的通信方式，单工通信，半双工，全双工

数据通信的传输方式，并行，串行是远距离数据通信的唯一手段

数控系统的软件结构，子程序结构，前后台型的软件结构（就是将数控系统的整个控制软件分前台程序和后台程序。前台程序是一个实时中断服务程序，实现插补，位置控制及机床开关逻辑控制等实时功能；后台程序又称为背景程序，是一个循环运行的程序，实现数控加工程序的输入和预处理。）中断优先级结构，1级，CRT显示，ROM校验。

伺服系统工作原理，开环伺服系统，2闭环，3半闭环

步进电机的距角，对步进电机施加一个点脉冲信号时，步进电动机就旋转一个固定的角度，称为一步，没一步所转过的角度叫做步距角。

数量，频率，相序，转角，转速，方向。

数字化控制 第6篇

研发背景

研发出数字化流程控制系统之前，我公司因产品之间混料、少料、多料造成产品缺陷的问题一直没有得到解决，造成了较大的浪费。这是因为在这期间，我公司印前、印刷、印后等工序之间的胶片、PS版、印张、半成品等实物传递，主要靠人工判断是否有错误。在胶装机、骑订机等某些配置高档的设备里，虽然有价格不菲的智能识别装置，但一般都是以图片识别为依据的，设备与设备之间的纠错方式不一样，不能形成系统，不能相互联动，因为受到实用性限制，利用率并不高。我公司经常要面对的现实问题是，当小批量、多批次、多单号产品成为主流产品时，产品与产品之间的差异很小，有时甚至仅有5‰的差别，如果仅靠人工识别，难度相当大。在生产节奏很快时，因为利益驱动，员工往往放松警惕，并不会认真纠错，导致印刷、装订、包装等出现错误。而且经过一个生产周期时，外观差异不大的不同产品在包装、仓储、物流等过程中，也极易产生混乱，仅靠单纯的5S现场管理手段，绝对不出错的可能性为零。在以上任何一个环节，一旦出错，将造成批量性产品报废。

研发基于条形码技术的数字化流程控制系统源自2007年印制某IT企业说明书的经历。当时华人数码承接的业务量大，企业自身产能有限，还需配给合作企业一部分生产任务，但在验收成品时，发现厚厚的说明书中出现不少拼帖、装订错误。如何避免这些印刷作业流程中常见的弊病？公司上下经过一番苦苦钻研，终于研发出了这套依靠条形码来管控流程的解决方案。

数字化流程控制系统

我公司利用条形码识别方法和印刷行业图像承载特性，运用数据库管理模式，将从业务部门获得的任何一单产品的编号转换为条形码编号，结合印刷企业的全部生产流程，每个流程终端都使用条形码扫描仪进行识别确认，实施全流程控制，就能防止出错。这样做就彻底避免了印刷企业发现错误后才进行事后处理的麻烦，提高了企业的风险防范能力和产品质量，同时改变了企业依靠人工在前期检查的方法，降低人为因素（疏忽、故意、心情、遗忘等）带来的风险，用智能方法达到事先预防，以便及时采取纠正手段。

我公司基于条形码技术的数字化流程控制系统包括系统服务器和与系统服务器通信连接设置的印前验证终端、上机确认终端、折页确认终端等，并一直延伸到物流确认终端。图1为基于条形码技术的数字化流程控制系统示意图。

每个终端上均设置扫描仪，由系统服务器对印刷流程进行防错、纠错控制，具体方法如下。

（1）印前部门将接收到的产品订单信息，以特定规则生成条形码的数字码，把该条形码的数字码输入条形码软件转换为条形码，将其作为基础资料，再把条形码在印前电子图档中按工艺要求定位并打样输出，比对条形码位置和正确性，若比对不正确则在印前排版软件中进行调整，若比对正确则输送给版房制版。

（2）领版并进行条形码比对，若比对数据不正确则重新排版，若比对数据正确则进行制版准备，包括生产管理者在接收到订单信息时通知版房制版，且调度进入系统服务器中根据流程选择模块生成电子施工单。

（3）印刷前比对印版的条形码，若比对不正确则返回重新取版，若比对正确则进入印刷。

（4）印刷完成后进入折页机，在线比对条形码，若不正确则报警系统报警、折页机停机并记录下错误信息及操作员工号，若比对正确则根据施工单中的流程选择自动流转到下道工序。

（5）根据流程的选择，进行骑订在线条形码比对、胶装在线条形码比对或其他工艺在线条形码比对，若比对不正确则报警系统报警停机并记录下错误信息及操作员工号，若比对正确则施工单流转到下道工序。

（6）各生产工序完成后，进入成品检验，比对条形码确认货物是否为同一批次及准确数量，若比对不正确则返回重新进行成品检验，若比对正确则进行包装条形码比对。若包装条形码比对不正确则报警系统报警停机并记录下错误信息及操作员工号，若包装条形码比对正确则打印并贴上带有条形码的箱贴。然后检查箱贴是否正确，若检查不正确则重贴箱贴，若检查正确则入库。

（7）入库后的产品需根据业务发货单要求，通过物流终端进行条形码对比，比对不正确则停止发货并记录下错误信息及操作员工号，若比对正确则根据发货单要求进行发货。

數字化流程控制系统的效益

本公司所建立的基于条形码技术的数字化流程控制系统，是从产品设计开始到客户收货为止，建立了唯一的条码标识以及识别与控制的技术。IT类产品的同一产品包装内往往有数个组件，同一系列印品，仅语种就有N种，外观差别极小、内容差别极小，发生混装事件非常普遍，而我公司的这一系统可完全避免这一难题。其直接通过各个流程的条形码识别采集设备采集条形码数字信息，再自动与生产指令匹配，就能够避免任何差错。

表1为我公司使用数字化流程控制系统前后各环节错误率统计。可以看出，使用该系统后，我公司在印刷生产流程控制中基本杜绝了因产品相似而生产错误的情况，防止了错帖、混帖以及封面内文误装等问题，保证了生产有序、按期交货。该系统使企业物耗，特别是中间产品物耗降低10%～15%。

总体来看，使用这套系统后，与同行相比，我公司的产品出错率由一般的0.01%降低到0.001%以下，直接减少生产成本和物流成本6%以上，减少重复生产10%以上，生产效率提升7%，客户满意度提高3%，可年增产值数百万元。

在我公司所创建的IT类印品全流程外包服务模式中，我们还根据国际标准对印制生产进行数字化的过程控制和质量控制，形成了SOP标准化印制生产作业，显著降低了印品质量波动，确保了印品质量的一致性和成型加工精度。我公司的产品在国际国内印刷大奖赛中屡获大奖，企业口碑和认可度明显提升，推动了公司业务的拓展以及经济效益的提升。

对设计和研发数字化流程控制系统的思考

基于条形码技术的数字化流程控制系统成效显著，却来之不易。

在初始阶段，我们也曾购买过其他行业的流程控制系统，但因为行业差别巨大，引进后根本无法发挥效用，反而会带来一系列问题。也正是在这样的情况下，华人数码才用自己的技术团队，结合印刷企业的特点以及华人数码自身的特点，花费一定的人力、物力，反复进行创新研发及测验，最终建立了华人数码基于条形码技术的印刷数字化流程控制技术，并取得专利。这项核心技术同时也获得了2011年国家火炬计划立项。也正是基于这项专利，让华人数码做到印刷数万本书不出差错。

一项流程管理技术的推行，一定要符合公司的实际，这样才最适合自己。印刷行业是一个多学科的应用行业，一定要多借鉴各行业或学科的成熟技术，进行创新研发。条形码技术是非常成熟的技术，只要进行创新研发，借助现代计算机技术，就可以用较低的研发及使用成本，为公司创造更大的效益。

数字化血管造影机运动控制系统 第7篇

数字减影血管造影 (Digital Subtraction Angiography 简称DSA) 是八十年代兴起的, 利用X射线机摄取的图像信号, 经过计算机系统的分析处理, 去掉骨骼、软组织等影像, 只保留血管影像的一项医学技术。

数字减影血管造影系统主要由机电系统 (C型臂系统和导管床系统) 、X线发生接受系统、图像采集系统、控制系统、计算机系统、图像处理系统和图像显示储存系统等部分组成, 其构成关系如图1所示。

系统的工作原理是: (以时间减影法为例) 患者躺在导管床上, C臂和导管床控制器控制C臂和导管床的运动, 使球管和影像增强器对准人体被检查部位。在没注入造影剂前, 高压发生器使X球管发出的X射线穿透人体被检查部位, 影像增强器使透过人体被检查部位的X射线增强, 再利用高分辨率的CCD相机将增强后的图像做行列扫描, 形成像素组成的视频图像, 然后储存起来, 得到未注入造影剂的图像。然后启动注射控制, 控制高压注射器注入造影剂, 和前面一样操作得到注入造影剂的图像并储存起来, 然后把注入造影剂和未注入造影剂的图像通过数字图像处理器处理, 送入计算机显示和储存起来。这样骨骼和软组织的影像被消除仅留下含造影剂的血管图像。

DSA是血管造影诊断及介入治疗的专用血管造影机, 临床应用广泛, 适用于很多疾病的诊断和治疗。如:心、脑、肾及四肢血管的造影, 动静脉溶栓, 支架置入, 全身各部位原发肿瘤及转移瘤的介入化疗, 子宫肌瘤及盆腔大出血的栓塞, 脑动静脉畸形栓塞等。尤其是冠状动脉狭窄支架置入术、永久性心脏起博器植入术、先心病封堵术、二尖瓣狭窄坏囊扩张术等效果显著。在心血管手术过程中可进行图像的实时回放、数字电影采集、心血管的测量及冠状动脉血流量的评估, 在脑血管及外周血管手术过程中还可进行病灶路径指示。

2数字化血管造影机运动控制系统总体结构

血管造影机的运动控制系统包括L轴、C轴、Junction、Ⅱ轴四个方向上的运动控制。血管造影机中的C轴, L轴, Junction和Ⅱ轴的运动是相互独立的, 统一由上位机控制。采用CAN总线实现各轴与上位机的信息通讯, 从而构成了基于CAN总线的分布式运动控制系统。

基于CAN总线的血管造影机的运动控制系统采用总线式网络拓扑结构, 系统总体结构如图2所示。

由系统结构框图可以看到, 基于CAN总线的血管造影机运动控制系统主要由上位机和下位机两部分组成。工作站 (上位机PC机) 通过CAN适配器与下位机进行通信。下位机由5个智能节点即四个轴 (C、L、Junction、Ⅱ) 位置信息反馈节点和C臂运动控制执行节点, L轴运动控制执行节点, Junction运动控制执行节点和n的运动控制执行节点。PC机实现数据处理、碰撞检测、起停电机等功能, 完成整个系统的总体监测与控制。位置信息反馈节点将采集到的四个轴的位置数据信息传送给工作站, 工作站对数据进行处理, 作为控制运动的参考数据;运动控制执行节点接受PC通过CAN总线发送的控制信号, 并将其转化为模拟信号驱动电机运动, 从而实现C臂, L轴, Junction和Ⅱ四个轴的分布式运动控制。

(1) 工作站:

图像采集, 运动控制和影像处理共用一个工作站, 运行中能够识别运动控制的自动与手动模式, 软件限位, 床边操作盒上的操作杆与各个轴的运动对应关系, 以及碰撞检测等。要求该工作站具有强大的处理数据的能力和很好的稳定性。

(2) CAN适配器:

又称CAN卡, 上位机的运动控制软件与电机驱动, 床边操作盒 (TSO) 以及位置信息反馈节点 (PFB) 之间的数据通信都是通过CAN总线来实现的。这里采用Vector公司的PCI接口的CAN卡型号为CANboardXL, 该CAN卡内部为功能强大的32位64MHz的ATMEL的ARM7内核微控制器, 两个Philips的SJAl000 CAN控制器。SJA1000支持11位标准标识符和29位扩展标识符的CAN信息, 允许接收和分析远程帧。

Vector CAN卡是我们在血管造影机运动控制系统中的用到的COPLEY电机驱动模块支持的三种CAN卡中的一种, 使用它与COPLEY电机驱动模块相结合来开发运动系统非常方便。在该系统中, 电机驱动, 床边操作盒和位置信息反馈节点都连接到VectorCAN卡的CANI通道, PC机接收操作者从床边操作盒上发来的操作命令, 结合接收到的位置反馈信息, 对命令进行分析处理, 然后发送目标位置和限制电流给电机驱动器, 完成运动。

3数字化血管造影机C形臂结构及特点

数字化血管造影机的典型结构为C形臂结构, 其外形结构如图3所示。血管造影机的运动控制系统功能为控制C臂沿多轴方向运动, 对病人进行不同方向上的旋转扫描得到病变的位置及病变部位与周围组织的关系, 为手术提供路径参考。

SIEMENS AXIOM Artis dTA 创新设计的C臂带来足够大的工作空间。双斜位投照旋转角度达到330°, 最快时可进行60°/s的高速旋转。独特的ISO倾斜功能, 使C臂在床纵向倾斜时保持正确的投照, 尤其在下肢造影时, C臂提供了高达8级的步进。自动跟踪下肢血管造影剂的流程。病人、导管、诊断床的完全静止使摄影、减影均清晰无伪影。工作过程中C臂支架进行快速旋转的同时, 球管发射出X射线焦点在同一平面内的四周运动增强器则在支架的另一端做相反方向圆周运动接收图像信号C臂通过多个轴方向的运动, 对病人进行断层扫描和角度扫描能得到立体效果的病变部位的旋转图像, 对于观察血管结构的立体关系十分有利。

Axiom Artis dra由于具备灵活的C臂, 通过C臂的高速旋转和大范围运动采集, 保证了最短的时间内获得最佳的图像, 减少了造影剂注射的时间和用量, 减少动态伪影的发生, 而采集后只需短短的一分钟就可在LEONARDO工作站上完成重建。任意角度进行观察, 如观察脑血管的动脉瘤时, 其瘤颈的形态、窄还是宽、与载瘤血管的关系等, 从而精确设计介入填塞的治疗方案, 最佳的工作角度等。在不降低图像质量的前提下降低X线剂量。众所周知, 介入手术在透视下进行, X线防护至关重要。本系统标准配置15/30幅/s的脉冲透视, 对运动对象提供最佳的细节显象。但创新的平板探测技术能将更多的光量子转换成有用的图像信息, 即高的DQE, 使剂量大降低。同时其最低脉冲可至0.5幅/s, 可以在静止观察时使用。随着对象运动的快慢调整脉冲速率, 以保证工作质量的前提下在低剂量状态下工作。

4数字减影血管造影技术优势明显

利用这种技术研制成的血管造影机与常规血管造影机相比, 可大大降低对病人使用造影剂的浓度和剂量, 避免或减少由造影剂引起的周围血管痉挛、疼痛、心肾负担加重, 以及其他严重的并发症;所需要的照射剂量也比常规血管造影小, 而且操作简便, 病人反应小, 应用计算机进行图像处理、变换、增强, 可以提高图像清晰度, 反复观察, 便于诊断。

传统血管造影的影像链为球管病人影像增强器光学系统视频系统模数转换系统 (以下简称传统影像链) ;全数字化影像链是球管病人数字化探测器。X线通过碘化铯闪烁晶体吸收转变成可见光, 经无定形硅阵列将可见光转变为电信号, 再由读出电路读出转变为数字信号传至图像处理器。这一X线信号直接转化为数字信号过程, 减少了成像环节, 在标准曝光条件下信息丢失降至最低, 彻底改善了光的散射和余辉, 提高了图像的清晰度。

分辨率是图像质量的关键。它包含空间分辨力、密度分辨力等。空间分辨力与像素大小有关, 影像链中一般像素越小分辨力越高。传统影像链图像的象素约0.4 mm, 分辨力1～3 Lp/mm。全数字链的像素约0.2 mm, 分辨力更高。全数字化的平板探测器的动态范围比性能最好的影像增强器提高近10倍, 细小密度的分辨力更高。

传统影像链中影像增强器、摄像机等产生噪声的环节较多, 同时视频接受器的自动增益电路在出现弱信号时会放大信号, 这样也同时放大了噪声, 降低了信噪比。全数字链中无定形硅阵列是低噪声的半导体材料, 而电子信号是由低噪声读出电路读出传至图像处理器, 因此具有更低的噪声、更高的信噪比。

根据法国巴黎Massy医院心血管Lourvard教授的对比研究, 全数字化血管造影机透视和采集剂量平均降低50～60%。由于碘化铯是X线转换材料中转换率最高、性能最稳定可靠的材料, 同时无定形硅阵列有高的转换率, 因此量子检出率大大提高, 使X线信号得到最大限度的利用。另外, 全数字链的图像更清晰、信噪比更高, 由于降低了采集次数, 缩短了手术时间, 使受照剂量下降。

血管疾病是目前危害人类健康的主要疾病之一, 是仅次于心脏病和肿瘤的第三位致死疾病, 发病率、病死率、致残率都很高。随着国民经济的发展和人们生活水平的不断提高, 对医疗仪器及保健设备提出了越来越高的要求。因此专门用于人体心、脑血管疾病诊断和治疗的先进数字减影X射线血管造影机越来越受到人们的欢迎。

数字化控制 第8篇

一、库存综合档案数字化扫描“前端”控制的必要性

纸质档案数字化扫描“前端”控制的意义就在于充分考虑档案馆人力、物力、财力情况下, 制定扫描工作计划, 科学界定纸质档案扫描的范围, 优先保证那些保存价值较大、利用面较广、利用频率较高, 急需得到抢救性保护的纸质档案能够得到科学保存与利用, 从而提高馆藏档案数字化建设的效益, 实现真正有价值的信息资源共享, 为学校教学、科研等各项工作提供适时、强有力的信息保障。其想法是科学合理的, 但在具体的实际工作中, 数字化档案的鉴定、目录数据库构建、确定数字化加工文件存储格式等却不是那么容易的。它政策性强, 又是劳动和知识密集型工作, 至今尚缺乏明确的指导理论, 很可能将成为数字化瓶颈。在馆藏档案数字化扫描之前我们应该科学策划和周全组织, 使数字化扫描工作能够按照预定的目标进行并取得成效, 所以说“前端”控制是非常必要的。

二、实施库存综合档案数字化“前端”控制应考虑的内容

所谓“前端”控制的内容, 无非就是做到胸中有数, 即哪些工作内容需要控制, 哪些不在考虑之列, 有效地进行规划, 从而起到纲举目张的作用。档案数字化“前端”控制的内容应考虑以下几个方面:

1. 对库存档案进行鉴选, 科学界定馆藏档案数字加工的范围。

(1) 按照价值从优和保护从优的原则。优先选择具有特殊珍藏价值或年代久远的、破损的、字迹退变的珍贵档案或孤本进行数字化[1]。如我馆去年在对馆藏纸质档案进行鉴定优选的情况下, 首先确定了金陵女子大学珍贵档案应优先全文数字化。这批档案由于形成时间久远, 有些已经出现字迹模糊、破损等情况。对此进行扫描, 并挂到轩恩档案管理系统上, 解决了档案反复借阅利用和档案保管的矛盾, 从而可以最大限度地对纸质档案进行有效的保管和保护, 降低了老化速度, 确保档案实体安全。 (2) 按照利用优先的原则。根据借阅登记和利用分析, 确定哪些利用率高的档案作为优先数字化范畴。例如, 我校的录取新生名册档案是我校教学档案的重要组成部分。名册包含了考生基本面貌、毕业中学、考生类别、录取院校及专业、录取志愿以及高考成绩等内容。随着社会科学技术的发展以及对人才需求的多元化, 高校录取新生名册档案信息资源已为教学评估、学生求职及学历论证等频繁查询利用的信息, 是教学档案中利用率较高的一部分。 (3) 按适宜性原则。有些档案因技术制约而暂时无法达到满意的转换效果, 或者即使可以转换, 但由于容量要求太大、传递速度太慢、利用十分不便等原因, 不适合数字化的, 就有必要暂缓对这类档案的数字化。等待技术发展到可以较便捷地解决这些问题时, 再将它们进行数字化。另外, 对于年代久远的档案其纸张会变脆或已虫蛀、霉变, 在扫描过程中, 可能使其损坏。还有不少档案已装订成册, 拆开来扫描既费事又容易造成档案损坏。不拆开又难以保证扫描质量。此时, 用数码相机拍摄不失为一种好方法, 不仅可使扫描仪难以胜任的图像采集变得非常容易, 还提高了工作效率。

2. 制定馆藏档案数字化扫描工作的详细计划。

馆藏档案数字化扫描工作的计划必须明确分工, 加强部门间的协调配合, 确保工作稳步地推进。如我馆综合档案数字化扫描加工采取外包方式, 与数字化扫描加工公司签署质量协议时, 同时提出了相关质量要求, 并附有详细的工作计划。由于馆藏纸质档案的重要性和不公开性, 在进行数字化扫描加工前, 要指定馆内专人负责, 做好出入库档案登记, 要指定专门扫描加工场所, 防止扫描加工过程中发生纸质档案的损毁、丢失、泄密等现象。也就是说, 把扫描工作过程中可能出现的各种不利因素均考虑好, 并且在计划表中罗列出来, 同时对这些问题的解决也要提出相应的办法, 以至在工作过程中有章可循。

3. 建设馆藏档案目录数据库, 严把质量关。

在数字化档案管理系统建设中, 馆藏档案目录数据库建设显得尤为重要。所谓档案目录数据库, 实质就是以档案的类别、主题、代码等构建起来的, 能够链接或指向到所要查找的档案内容。馆藏档案目录数据库是馆藏数字化档案全文能否有效利用的基础和前提。馆藏目录数据库可以较全面地反映馆藏档案信息, 有助于实现档案全方位的、动态的、完整的信息服务。所以, 应依据档案著录规则, 将扫描后的图像与文件目录进行个别挂接, 并确保数字化图像与档案目录的对应, 保证网上调卷、阅卷的准确率。我馆采用的是实体分类法, 以字母区别大类, 如XZ代表行政, JX代表教学, 具体到部门用数字区分。

4. 认真确定数字化加工文件的存储格式。

确定加工文件存储格式, 降低数字档案对设备的依赖性, 由于现代技术发展太快, 给电子文件和电子档案的管理带来了很多难以解决的问题, 所以应尽可能以一种超脱于各种设备的方式存储数字档案, 以统一而简单的格式存储, 使数字档案不再依赖于原来的数据库, 降低设备和软件频繁更新带来的不利影响, 这样才能有利于长久保管。如我馆在决定使用轩恩档案管理系统的同时, 就要求存储的档案能以PDF的格式展示, 这种存档格式是通用标准的, 能在检索利用时保证拥有原版式显示效果, 不易篡改, 且网络传输快, 使用效果好[2]。

三、库存综合档案数字化扫描“前端”控制的途径

库存综合档案数字化扫描“前端”控制是档案数字化过程中的一项重要工作, 只有做好“前端”的控制, 才能确保该项工作的有序开展, 不至于前功尽弃。那么, 就应该从以下途径做好控制。

1. 成立数字化工作领导小组。

根据档案管理和利用的实际需求对库存综合档案进行深入分析, 理清历史档案的脉络, 确定馆藏档案数字化扫描的范围内容和策略, 制定扫描策略应具有前瞻性、针对性、规范化、标准化、实效性。 (前瞻性, 立足现实需求, 兼顾未来发展趋势。针对性指档案数字化扫描需要一定人力、物力、财力的投入, 必须谨慎权衡“投入”与“产出”的关系, 着重针对重要的、保存价值高的、利用率高的档案进行扫描。规范化、标准化, 档案扫描加工不能背离国家、行业数字化加工的规范、标准, 应该是在遵循国家数字化加工规范、标准的基础上, 灵活地加以应用, 达到兼顾国家标准规范和自身应用需求的目的实效性, 库存档案扫描以达到提高档案查全率、查准率, 提升档案服务利用质量和水平为目的, 具有非常突出的实际应用效果) [3]。

2. 制定扫描工作时间表。

大家都知道, 做任何事情首先要心中有数, 否则就会忙中出错。馆藏档案数字化扫描也是如此, 必须先做好相应的工作计划表, 才能使工作在有限的时间内有条不紊地进行。总的来说, 有总体工作计划, 还有各阶段的工作计划, 同时还要有分门别类的工作计划。例如, 如何时进行某一年代的、某方面的档案文件的扫描等。

3. 选定档案管理系统软件。

档案管理系统软件有很多类型, 在选择档案管理软件前必须先弄清楚本单位实际情况和自己工作需要。例如, 是否需要档案管理软件?为什么需要?现有的软、硬件条件能否支持档案管理软件的正常运行?通过档案管理软件的使用想达到什么样的效果等。不清楚这些, 其选择将是盲目和无效的。单位性质、经济状况、档案数量、馆藏结构的差异, 影响其对档案管理软件的需求, 如有的档案部门拟同时建设电子文件中心和数字档案馆, 那么其对档案管理软件功能的要求就比较全面;有的只是想实现馆藏档案目录的数字化检索, 其要求就相对比较简单些。

4. 编制本馆档案存储细则。

编制本馆档案存储细则就在于确定哪些档案进行存储, 如何存储的一种规则。我馆现需存储的内容有教学、行政、基建、党群四大类:一级目录为年代;二级目录为大类加单位编码;三级目录为盒号, 如2009年教务处归档的本科生成绩为2009-JX11.52-1。细则的制定一旦成型, 就不能轻易地改动, 这样做的道理就在于不管是什么人来介入这项工作, 都可以以这一细则为底本进行工作, 不会因为人员的变动而影响工作。

5. 选定外包商。

从目前各高校档案馆档案数字化扫描的情况来看, 由于高校档案馆的人员较紧, 大部分高校档案馆将这一工作外包给一些数据商。这一做法, 在一定程度上缓解了本馆工作人员的压力, 节省了时间, 提高了工作效率, 同时也保证了档案扫描的数据准确性。当然在选定外包商的时候, 一定要对外包商进行多方面的考察。如外包商的资信情况、技术水平和工作能力等, 以保证这项工作的有效进行。

6. 验收。

馆藏档案数字化扫描, 不管是自己加工还是承包给数据商, 都要对扫描的文件进行测试、验收, 测试的目的看其软件本身还有什么缺陷, 以便于对该软件不足之处进行修改;目录数据库、图像数据库、文件是否有挂接错误或出现不完整、不清晰等质量问题。同时对数据商的工作也是重要的检验, 看其工作成果是否符合双方约定的内容, 是否保质保量、按时地完成了任务。

总之, 档案馆在开展库存综合档案数字化扫描加工之前, 要探讨工作目标和用户需要, 研究工作程序的科学性、扫描成果的可用性;要制定统一的规范和标准并按照规范操作;要对馆藏综合档案进行鉴选, 确定数字化扫描的范围和优先数字化扫描的范畴[1]。只有做好这些工作的“前端”控制, 才能保证扫描档案的有用性, 才能保证档案信息化建设目标的实现。

摘要：本文分析了库存综合档案数字化扫描“前端”控制的必要性, 提出了库存综合档案数字化扫描的有关方法。

关键词：库存综合档案,扫描,前端控制

参考文献

[1]杨长利.档案全文数字化工作面临的问题与对策[J].云南档案, 2007 (5) .

[2]朱丽梅.纸质档案数字化过程中细节问题思考[J].兰台世界, 2009 (12) .

数字化控制 第9篇

关键词：PLC,GOT,驱动器,步进电机,主动测量

1 原始状况

3MK205是轴承套圈内圆磨床,主要用于轴承套圈的内圆磨削加工[1]。原控制系统为Z80单片机系统,经过多年的满负荷运行,累计加工零件6206E/02等型号240余万件。设备使用时间过长,老化严重,无法进行正常修复,而且程序时常发生紊乱,故障率高,多次造成故障停台。该设备是生产关键工序的设备,需进行新型人机界面数控系统改造,以恢复并提高其原有的性能。

2 总体结构设计

2.1 硬件系统设计与计算

电气控制系统选用可编程序控制器FX1N-60MT,该PLC体积小、功能强大,具有两个脉冲输出口,可驱动伺服电机。具有RS232串行通信功能,可直接与编程器、个人电脑等外部设备相连接,编程方便,便于安装[2]。FX1N-60MT有输入36点,输出24点,两路脉冲输出(DC5~24V,10~100mA,100kHz以下),可外接两坐标伺服驱动系统,驱动步进电机和滚珠丝杠来调节磨头进刀量。由于3MK205磨床设备需40个不同的输入信号供PLC使用,而所选PLC只有36个输入点,为节省PLC的输入点数,在某些输入信号端加装二极管,利用相同的输入点,选用不同的输入信号,保证PLC在手动和自动时某些输入信号不会同时出现。为了使PLC的脉冲输出信号与两台步进电机驱动器的驱动信号相匹配,在Y0~Y3四个输出信号上串接了2K的电阻。

显示单元选用三菱F930图形操作终端(Graphic Operate Terminal,简称GOT),GOT是一种较适用于工业控制的高科技人机界面,具有图形化显示控制的人机界面和交互式的操作功能。通过RS232串行通讯可与个人电脑PC连接,在PC上进行编程并模拟运行,然后传送至GOT,再与PLC连接以监控PLC的各种元件,通过GOT可以更改PLC的控制数据。GOT内置若干个显示画面,用于实现各种功能:可以进行系统画面的元件监控功能,能够监控和更改PLC每个元件的通断状态,监控每个定时器、计数器的当前值和设定值及数据寄存器的数据;能够对指定的位元件强制ON或OFF;具有内置时钟,可设置和显示当前时间;画面对比度可调,蜂鸣器声音有打开或关闭等功能选项。

步进电机驱动器选用斯达特公司生产的SH-3F090M三相反应式驱动器,并配备了三相反应式步进电机和驱动器电源变压器。该驱动器的特点是:(1)细分完全消除了电机的低频振荡;(2)提高了电机的输出转矩,对三相反应式电机,其力矩提高约30%~40%;(3)提高了电机的分辨率;(4)三相反应式电机价格较低,其性能与混合式步进电机同样优异(配备其公司细分驱动器),与其相配套的变压器为其公司生产的R型优质变压器[3]。

改进输出接口系统,通过设计中间继电器的过渡控制负荷接触器,解决输出点的负荷增加问题,提高负荷率,避免输出触点烧坏,延长输出触点使用寿命,降低了故障率,提高了设备利用率。这种设计方式和方法,质量可靠、大大降低了维修费用和维修成本。图2中的KA1~KA15就是设计应用在输出接口的中间继电器。

数字化的设计计算:ΔL=PΔθ(z1/z2)/360

式中,P-进给螺距;z1/z2-齿数比;Δθ-步距角。

工件移动量/脉冲ΔL的计算:

数字化设定脉冲数,就可以计算出位移距离,如果磨削加工余量为0.20mm,则砂轮进给移动0.20/0.000416=480.769个脉冲,方便了检测和设置,保证了加工精度。

2.2 软件设计

2.2.1 GOT用户界面的软件设计

采用Windows平台下的Version 5.01B(SW5D5-GOTR-PACKCL)软件开发。触摸屏的软件设计即GOT用户画面的设计,其结构图如图5所示。

基本画面:具有实时监控功能,即显示机床所处的工作方式、运行状态及电机的运行情况。在基本界面上设置了三个触摸键供故障检测、参数设置,手动调整画面切换。为了使显示屏在机床工作或停止时更美观,可将故障检测和手动调整键隐藏,只在屏幕中间显示机床的型号和时钟[4]。

故障检测:显示机床当前所处工作状态时的故障信息。当机床在手动调整或自动工作时,不能响应相应的动作,可以按故障检测键(隐藏在左下角),屏幕即显示当前机床的故障信息,从而便于简单故障的排除。

手动调整:输入PLC控制机床所需的所有手动调整信号。当机床处在任何位置时,按手动调整键(隐藏在右上角),屏幕即显示控制面板上的所有开关或按钮(均与操作面板上的按钮对应),此时面板上的任何键都不起作用。

参数设置:输入和更改PLC控制机床所需的参数变量,如步进电机的进给速度、进给量、修整计数量等。触摸参数设置键即显示所要设置参数的屏幕,触摸相应的键显示数字键盘,更改数据后,按返回即可返回基本画面。

2.2.2 PLC的软件设计

采用Windows平台下的SWOPC-FXGP/WIN-C V1.00软件开发及便携式编程器FX-20P进行修改调试[5]。

工作程序是采用步进顺控图指令编写的。以STL指令为基础的程序,避免了复杂的步进工程型控制程序的设计,具有动态监视功能,调试运行非常方便。在STL指令断开时,与该指令相关的其他指令都不能执行并处于跳转状态,因此有效避免了因控制条件重复出现而造成的动作紊乱现象,可缩短程序设计时间,程序条理清楚。

3 性能指标

改造后,因故障停台一年多的普通内圆磨床成为具有GOT触摸显示屏的高精度数控磨床,大幅提高了生产质量和效益:(1)加工尺寸稳定,加工精度达到P5级,CP值由1.0提高到1.3,废品率由15‰降低至5‰。(2)生产效率提高15%,交验合格率提高到95%。(3)电气故障率降低90%,年节约维修费用1.8万元。(4)按加工307E轴承计算,年产量约54万套,改造后年产量可达到62万套,可增加产值80万元,提高经济效益18万元,节约设备购置资金25万元左右。(5)使尺寸控制更稳定,散差控制在3μ范围内,降低了废品率。步进驱动系统具有体积小、驱动电流大、保护功能全、细分驱动等功能,现用10细分功能驱动,精度可达0.1μ,使进给部分更加稳定可靠。通过PLC的RS232串行通信功能连接三菱公司的图形操作终端(简称GOT),可在不停机的情况下,通过GOT实现各种参数的设置和显示,实现加工过程的动态尺寸和故障诊断显示,减少了调整时间。该电气控制系统在数控机床的机电一体化改造中具有一定的推广价值。

控制流程图如图6所示。

4 结语

内圆磨床数控系统的改造方法新颖、效果显著、应用可靠,解决了原有设备缺陷,该系统选用三菱可编程序控制器,GOT显示控制,人机通讯,脉冲输出信号控制伺服驱动系统,配合GOT人机界面,很好地解决了参数设置和监控问题,实现了状态监控和设备的自动化控制,恢复设备的高效性能,解决生产急需,满足生产需求,提高了技术含量,故障率大大降低,节约维修费用每年近2万元,步进驱动系统完全满足设备精度要求,具有较高的推广价值。

参考文献

[1]王惠方.金属切削机床[M].北京:机械工业出版社,1994:133-142.

[2]宗国成,沈为清.数控设备选型实用技术[M].北京:机械工业出版社,2010:185-196.

[3]徐文禄,万铁华.T-117N数控内圆磨床的改造[J].哈尔滨轴承,2010(1):70-72.

[4]沙杰,吴剑峰,何守信.数控内圆磨床控制方案选择与操作界面设计[J].中国科技成果,2008(19):89-90.

数字化X线摄影的辐射剂量控制 第10篇

1 材料与方法

1.1 设备

荷兰飞利浦公司的Digital Dianost System (悬吊球管胸片板VR/S) 系统, 上海金仕达卫宁影像归档和通信系统 (PACS) 系统。

1.2 方法

2名主治医师及1名主管技师从我院本月PACS存储的DR图像中随机抽出连号的1 000张进行图像质量评比, 按甲、乙、废片三个等级进行评比, 并相应地从DR电脑主机中找出这1 000幅原始图像, 并分析其后处理率 (经过后处理的图像与总图像之比) 及重拍率 (经过重拍的图像与总图像之比) 。探讨影响DR影像质量的各成像环节的相关因素, 回顾性分析各成像环节造成辐射剂量过剩的具体原因。

2 结果

通过对1 000张图像进行评比, 评出甲级片756张, 甲级片率为75.6%;评出乙级244张, 乙级片率为24.4%;无废片。587张进行过后处理, 后处理率58.7%。17张进行过重拍, 重拍率为1.7%。

3 讨论

数字化成像图像质量存在明显的优越性, 其不但具有丰富的层次、更高的分辨率和清晰度, 更不存在模拟图像时因屏片污染或老化产生的伪影, 而曝光剂量也明显下降。但其较高的甲级片率和零废片率似乎因其强大的后处理功能而略显不实, 各种原因产生的重拍率也在PACS中不能体现。笔者引进后处理率和重拍率两个概念, 认为更能反映原始图像的优良率, 而原始图像的优良率更能反映辐射剂量的控制。因为我们有充分的理由相信, 是否由于一些不必要的后处理和较易实现的重拍, 而导致辐射剂量过剩呢?各成像环节均存在影响图像质量及辐射剂量的因素, 如何控制这些因素, 进一步提高影像质量及降低辐射剂量, 笔者通过对成像环节各因素的认真分析, 归纳出影响DR图像质量和导致辐射剂量过剩的几个主要因素。

3.1 摄影条件 (即曝光量) 的制订。

正确的曝光量既是获得高质量的影像的保证, 也是减少患者辐射剂量的关键。普通X射线摄影是X射线在医学检查中最常见的方法, 尽管单个患者所接受的剂量较低, 但因应用频率高导致对集体有效剂量贡献特别大, 如在西方一些国家报道, 仅胸部摄影导致的集体有效剂量就可达15%~20%[1]。为了更好地控制被检者的剂量, 许多国际组织都曾经推荐了不同人群常用检查体位的剂量参考水平 (dose reference level, DRL) , 但这些数据都是基于以往增感屏-胶片系统的经验, 数字化摄影后的情况已大为不同, 最为明显的是经最优化后DR检查时受检者所受剂量可以大大低于增感屏-胶片系统。但由于DR具有较大的动态调节范围, 较高的曝光宽容度以及强大的图像后处理功能, 而使技师在选择摄影条件时, 却有了更大的随意性。在实际工作中我们总能发现对于同一差别甚微的体位, 不同技师选择的曝光条件 (k V与MAS) 各不相同, 有时甚至差别很大。基于此, 只有建立数字化摄影的剂量参考水平 (DRL) , 规范技师在摄影中对摄影条件的选择, 遵循“合理使用低剂量 (as low a reasonably achievable, ALARA) ”原则, 即以最低剂量来获取满足临床需要的诊断性影像的原则, 逐渐从提供“尽可能的图像质量”向“良好的图像质量”的转变[2], 才能做到辐射剂量的合理使用。

3.2 照射野的控制。

在58.7%的后处理率中, 82.6% (485/587) 都因照射野过大而进行了图像的裁剪, 反过来说, 大部分体位的摄影都采用了过大的照射野。而较大的照射野, 必然增加了较大的曝光剂量而相应地降低了成像质量, 使患者的辐射剂量增加。由于机器中照射野都是预先设置, 这就要求预先根据各种体位合理设置, 使用时根据具体情况手动调节, 尽量选择最小的个体化照射野, 其由于降低曝光条件, 必然减少了辐射剂量, 而图像质量却能提高。

3.3 自动曝光控制系统 (AEC) 的正确使用。

AEC是指控制X线曝光结束的设备, 它的引入是为了精确地控制X线的曝光时间。在使用AEC时, 要灵活根据患者不同体位正确选择探测采样野, 使感兴趣区位于探测野中心位置, 才能正确曝光, 即技师摆位应更加准确, 中心线也应更加精准。在实践中发现由于中心的偏移, 导致AEC检测到错误的信息而提前或延迟终止曝光, 而出现曝光不足或过量, 从而产生重拍片, 相应地增加了患者接受的辐射剂量, 在17例重拍片中10例为此类原因引起。故在实际工作中应根据不同患者不同体位合理使用AEC, 对于小儿及成人远端骨、关节、小部位及不易准确选择AEC采样野时, 改为个体化曝光。

3.4 呼吸屏气训练。

由于患者数量的增加, 在实际工作中对患者进行肺部或腹部摄影时多数技师常省去了呼吸屏气训练这一步骤, 而肺部的吸气像和呼气像曝光量明显减低, 图像质量却能明显提高。

3.5

数字化机器强大的后处理功能是一把双刃剑, 正确合理地使用可使图像质量锦上添花, 但由于图像删除快捷, 重拍简便, 便为责任心不强者提供了方便之门, 从而也导致了辐射剂量的重复增加和影像质量的下降。在17例重拍片中5例为此类原因引起。

3.6

另外, 机器使用的熟练程度以及定期对机器的保养、校正、及时发现小故障, 也是得到优良的图像质量而减少辐射剂量的保证。在17例重拍片中2例为此类原因引起。

综上所述, 只要放射技师加强责任心, 严格规范操作, 熟练掌握设备性能, 做好设备保养维修, 在工作中选择适当的技术参数, 重视质量控制与保证工作, 严格遵守辐射与防护三原则, 在获得优良影像质量的同时, 才能更好地保护辐射受照个体和公众, 数字化影像的优势得以充分发挥, 辐射剂量过剩的问题即能得到最好的解决。

参考文献

[1]王春霞.儿科胸部DR摄影中儿童辐射剂量水平与评价[J].中国辐射卫生, 2013, 22 (2) :250-252.

数字印刷质量控制技术要点解读 第11篇

印前数据质量控制

1.色彩模式

在最初对数据文件进行检查时，就应检查其色彩模式，这在彩色印刷中尤为重要。

在数字印刷中，专色印刷因能够满足客户的个性化需求而较为常用。在进行专色印刷前，需要对专色进行必要的设置，即需要选择是直接采用专色油墨进行印刷，还是把专色转换成CMYK色再进行印刷。

2.版面

数字印刷接收的文件最好是PDF或者PS等常见印刷文件格式。版面尺寸是印刷文件的净尺寸。此外，一定要保证大版文件尺寸正确，否则在后期处理时可能会返工重印。

3.版心内容

版心的基本组成要素包括文字、图像和图形。在文字方面，最常见的是字库匹配问题。当没有客户文件中用到的字体时，就需要与客户协商替换字体，或由客户提供相关字体文件，或让客户在生成PDF文件时将字体嵌入其中。在图形方面，由于其属于矢量信息，所以一般要注意色彩模式和文件格式的问题。在图像方面，首先需要对图像分辨率进行控制，一般彩色图像分辨率至少应为300dpi，灰度图像一般要求为600dpi，而黑白线条稿要求为1200dpi；其次，彩色图像的色彩模式应为CMYK，且最好保证输出为TIFF无损压缩格式，这样便于成像印刷，更有利于图像质量的完美再现。

原材料检测

从数字印刷的工艺流程来看，数字印刷使用的原材料主要是纸张和油墨，其好坏会直接影响印刷输出工作和印刷输出的色域空间。只有保证原材料的稳定，才能保证印刷输出的稳定。

1.纸张

数字印刷的承印物范围很广，但纸张仍然是主要的承印物，随着技术的发展，数字印刷对纸张性能和印刷适性有了更高的要求。数字印刷与传统印刷所用纸张的理化性能、机械性能和光学性能等方面均有所不同。

（1）理化性能

纸张的理化性能包含了纸张的物理性能和化学性能。

其中，纸张的物理性能包括定量、厚度、紧度、吸墨性和平滑度等。数字印刷中，纸张的传输速度很大程度上影响着印刷品的质量，纸张定量、挺度以及纸张纤维排列方向会影响纸张的输送，定量超过100g/m2的纸张，如果挺度足够，也不会给输送带来问题。纸张纤维的排列方向和纸张的定量是相适应的，当纸张定量低于200g/m2时，纸张纤维的排列方向和印刷机运行方向应一致；当纸张定量超过200g/m2时，纸张纤维的排列方向和印刷机运行方向应相互垂直。无摩擦的纸张传输系统，是依靠真空系统辅助完成的，这就要求纸张表面尽可能光滑、针孔少。

此外，数字印刷中要求纸张的厚度要均匀，以免影响印刷墨色的均匀性。纸张紧度不能太大，否则易造成纸张脆裂，而且纸张的不透明度和油墨吸收性能也会下降；但纸张要具有一定的紧度，这样才能具有抗张强度。纸张吸墨速度不能太快也不能太慢，如果太快，会引起油墨印迹无光泽，甚至粉化、透印，印刷密度降低，色相改变，如果太慢，油墨的固着速度会降低，并造成粘连或粘脏等状况。精美印刷品对纸张的平滑度要求偏高，以便让油墨能够全部转移并获得高光泽的印刷品。

纸张的化学性能包括纸张含水量、酸碱性等。在静电干粉数字印刷中，墨粉需要被加热到120～150℃才能被固着，纸张会因失去水分而变脆，在折页时易被折断，为解决此问题，数字印刷系统中准备了相对湿度为30%的纸张或在有空调的环境下走纸，而且要选择具有紧密纤维交织结构和采用弹性涂布的纸张。在纸张的酸碱性方面，理想的纸张应呈中性，但由于制浆造纸过程较为复杂，生产出的纸张可能呈现出酸性或碱性，当油墨在偏酸或偏碱的纸张上印刷时，经过一段时间油墨的颜色会消退，使印刷品失去光泽。

（2）机械性能

纸张的机械性能有抗张强度、撕裂度等。纸张的抗张强度对书刊用纸，尤其是高速数字印刷机压印用纸非常重要，如果纸张抗张强度低，会出现掉毛、掉粉现象，印刷品光泽度也会降低。数字印刷用纸需要具有较高的内撕裂度和边撕裂度，这是因为在数字印刷中，纸张容易发生折断、撕裂等现象，降低印刷效率和印刷质量。

（3）光学性能

纸张光学性能有白度、光泽度和不透明度等。数字印刷对纸张的光泽度要求较为严格，无论是采用快干油墨还是慢干油墨，印刷品的光泽度都会随纸张光泽度的增加而增加。但纸张光泽度高并不意味着印刷品的光泽度高，其还受到纸张印刷平滑度的影响。纸张光泽的均匀性比光泽的平均水平更重要。

印刷品类型不同，对纸张不透明度的要求也不一样。为防止人们阅读时看到纸张背面的图文，杂志、书刊用纸的不透明度越高越好。标签、货单等对印刷品的用纸不透明度要求不高，只要不发生透印即可。

2.油墨

（1）油墨的光泽度

油墨的光泽度是油墨墨膜在承印物上形成光滑镜面的能力。数字印刷对油墨的光泽度要求较高。

（2）油墨的耐水性、耐油性、耐溶剂性

数字印刷要求墨膜在水、油、溶剂等物质的侵蚀下依然保持稳定。采用耐水、耐油性能不好的油墨印刷的印刷品在遇到水油等物质时，会发生变色、褪色现象，影响印刷复制效果。采用耐溶剂性能不好的油墨印刷的印刷品无法完成后序的上光、覆膜等工序。

（3）油墨的耐光性、耐热性

数字印刷品有时会长期暴露在日光下，因此要求油墨具有良好的耐光性。另外，有些数字印刷过程中需要加热，这就要求油墨能够承受高温而不变色。

（4）油墨的其他性能

数字印刷油墨在pH值、导电率、黏度、渗透性、表面张力、密度、色差等方面也要求稳定，能够与印刷技术相适应，还要无毒环保。数字印刷油墨在印刷成像后，其光学密度、干燥时间、粘附性、不偏离性、防水性、防溶剂性、稳定性等方面也要满足印刷要求。

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数字印刷品质量控制方法

1.网点控制

数字印刷采用数字混合加网技术，这种技术借鉴了调幅加网、调频加网的特性及数字化控制混合加网技术，既能体现调频加网的优点，又具备了调幅加网的稳定性和可操作性。与传统加网技术相比较，该加网技术无论是在输出速度还是在分辨率上都有较大提高，其与CTP技术的完美结合，能使印前或印刷呈现完美的网点效果。

2.色彩控制

色彩是图像复制效果的重要衡量标准。传统印刷中的色彩控制建立在密度控制的基础上，具体方法有灰平衡、色彩校正、最佳印刷密度控制、网点控制及转移等。而数字印刷流程是开放的系统，输入、处理、输出设备可能来自不同的生产商，不同设备的颜色描述和表达方式也不同，同一设备随使用次数的增加，色彩复制难度也有所提高。彩色图像的颜色信息不仅要在不同显示设备上呈现，还要在不同媒体间传递。对此，国际色彩组织ICC开发了ICC Profile特性文件用来描述设备的颜色特征，通过其可实现跨平台色彩交流。

3.数据输出和管理

随着数字化进程的推进，数据量呈增长趋势，这就需要对数据在网络上的传输和管理过程进行优化。为此，在印前领域，制定了OPI（Open Prepress Interface）规范和DCS（Desktop Color Separation）规范。OPI规范包含一系列符合Postscript的注释语句，允许拼版时使用低分辨率图像来代替高分辨率图像，分色输出时再由OPI服务器自动替换为高分辨率图像，减少网络传输中的数据量。DCS规范包含一个主EPS文件和多个高分辨率分色文件，对EPS文件格式进行了扩展，管理桌面出版系统的整个分色过程，能够缩短生产时间，降低对设备的要求，并保证数据文件在传递中不会缺失。

4.印刷套准控制

在数字印刷中，常采用CCD摄像头监控印刷机的套准情况，通过印刷机进行自动套准控制。采用CCD摄像头进行套准的优点是采用了图像处理技术，套准精度高；允许在印制检测色标周围印刷其他内容；能够自动区分色标和非色标内容；提高了承印物的利用率；能够适应极小色标；套准速度快。

数字印刷是印刷技术的发展趋势，实现其数据化、标准化控制是我们一直追求的目标，期待未来有更多的质量检测与控制方法，以实现高质量的数字印刷。

数字化广播控制管理系统应用与研究 第12篇

1 数字化广播控制管理系统功能分析

在数字化广播控制管理系统中,所有的数字播出设备不仅可以具有更高的技术性能,同时实现了模拟系统无法完成的新功能,如广播节目信号的大容量传输、智能化交换调度、全方位的节目监控和信息共享、实现数字声音处理等功能[3]。通过对数字化广播电台进行调研和需求分析,控制管理系统功能包括很多,主要组成为音频信号编码、数字音频实时传输和数码处理、音频信号解码或还原3个关键内容。音频信号解码可以采用数字化设备,将模拟话路、线路、AES/EBU等采集到的音频信号转换成PCM格式的高分辨率数字音频,可以实现音频信号的数字化输入。数字音频实时传输和数码处理功能可以为数字音频传输分配传输线路资源,并且支持数字音频信号在不同的节点实现各种数码处理,以便系统实现长距离、无衰竭传输,更好地满足音频广播。音频信号解码能将PCM格式的数字音频信号还原为模拟音频信号,该信号经过放大之后可以还原为实际的音频信号,便于用户接收。与传统的模拟信号控制不同,数字广播信号的处理、共享、交换和分配均是在数字广播播出设备中执行的,比如从直播室调音台传输至控制系统的数字信号,需要经过数字控制的音频矩阵集中管理广播信号,并且对其进行加工处理,分配相关的传输信道之后,传输到相关的播出设备。接着可以通过数字音频信号将其发送至发射台等处,向用户广播。数字化广播控制管理系统音频信号采集、传输与输出流程如图1所示。

2 数字化广播控制管理系统核心技术分析

数字化广播控制管理系统设计与实现过程中,采用的音频技术包括编码器、解码器、处理器等[4]。TR1200是一个包含16个输入通道的线路/MIC编码器,其核心技术为CobraNet技术,可以实现音频信号的数字化实时传输和矩阵交换,并且具备了简单的16通道输出解码器。TR2000是一种改进的TR1200设备,不但具有TR1200设备的所有功能,还采用了32位定点DSP处理器,实现了电平调节、滤波、均衡、噪声门和压限等固定处理结构的数字音频处理功能。GNP是一个高性能数字化音频处理器,采用多媒体音频矩阵,将DSP技术和CobraNet技术集成在一起,使用ADI的第三代SHARC浮点DSP处理器,可以对数字信号进行高动态方位、高信噪比的处理,具有较为重要的作用。与TR2000不同,GNP可以为数字音频处理提供多种算法,数字音频处理流程设计过程中,可以为用户提供强大的图像界面导航操作系统,根据用户的需求构建个性化的音频处理流程。PACN是一个采用CorbraNet技术,专门为数字功效需求强、有源音源开发的低成本解码器,其非常重要的一个功能是能作为以太网的透明通道,实现基于以太网的数字音频传递、监测音频数据、控制音频数据等功能,同时用户可以实时控制功放、扬声器。

3 结语

音频广播传输已经逐渐从模拟音频传输过渡到了数字化音频传输。与模拟音频传输控制相比,数字音频信号均以数字形式表现出来,传输过程中抗干扰能力非常强,音频品质可以得到最大限度的提升,能够满足现代用户精确化控制的要求。数字音频传输过程中,需要构建一个强大的网络化数字音频控制管理系统,以便实现音频编码、音频传输和音频解码的智能化管理与控制,进一步提高音频传输控制的有效性。

摘要：随着音频传输、处理和播放等多媒体芯片技术的快速发展,广播传输与接收已经实现了信息化、自动化和数字化,本文根据音频广播编码、处理、解码等功能需求,构建一个功能完善的数字化广播控制管理系统,实现数字音频传输资源的集中调度、分配等管理,提高音频广播的传输控制有效性。

关键词：音频广播,数字化,控制管理系统

参考文献

[1]姚晨,翁德华,张俊.数字化播控机房播出安全控制方法研究[J].电子技术与软件工程,2013(22).

[2]李莉华.广播制播网络系统中的音频质量控制[J].广播与电视技术,2015(4).

[3]张帆.OPC技术在广播发射台自动化控制系统中的应用[J].信息通信,2014(2).

[4]聂强元.关于广播电视发射台自动化控制系统的实现和应用[J].电子技术与软件工程,2014(21).