计算机运行的基本原理精选(九篇)

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第1篇：计算机运行的基本原理范文

关键词：电机及拖动基础；应用型专业；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）41-0108-02

电机及拖动基础作为自动化专业及相关专业的一门基础性专业主干课程，在自动化、电气工程及其自动化、建筑电气与智能化等专业的人才培养过程中发挥非常重要的作用。传统的教学过程及教学模式今生学生对相关理论知识的掌握，忽视了对学生创新能力的培养。在国家中长期教育改革和发展规划纲要中提出：我国正处在改革发展的关键阶段，经济发展方式加快转变，高等院校要优化结构办出特色，重点扩大应用型、复合型、技能型人才培养规模。为响应国家的高等教育改革政策，作者所在的高校作为湖南省首批进行应用型转型试点的两所高校之一，大力推进学校向应用技术方向转型发展。为响应学校号召，本文结合对自动化专业电机及拖动基础课程多年的教学经验，以培养具有创新意识的应用型人才为培养目标，发挥学生学习的主观能动性，培养学生解决工程实际问题的能力，对电机及拖动基础课程的教学内容、教学方法与手段进行改革研究。

一、电机及拖动基础课程特点分析

电机及拖动基础是我校自动化专业、建筑电气与智能化专业的专业基础课程，属于专业必修课程。在当前版本的人才培养方案中，其理论课时为50学时，实验课时22学时，理论与实验独立考核。从教学内容上看，该课程以《电路原理》、《大学物理》为先修课程，后续课程包括《计算机控制系统》、《运动控制系统》，电机及拖动基础课程涉及到电路原理、磁路理论、电磁力学等，授课内容多，教学内容中包含一些较为抽象的概念，如磁路基本原理、磁动势、电磁力、电磁感应、感应电动势等等，学生的理解难度大；课程内容包括电机学原理及电力拖动两大内容板块，相关内容的相互衔接较为松散。

二、调整优化理论教学内容，突出工程应用的课程教学体系

电机作为电能与机械能之间的转换设备，在当前的社会生产与生活中占有重要的地位，是现代化生产活动中最主要及最广泛使用的动力设备，在国家大力推进应用型专业教育的转型及重视对学生开展工程实践能力培养的基本方针下，根据用人企业的实际需求，结合学校对专业人才的培养目标，即培养能为地方经济建设服务的应用型高级工程技术人才，对课程的教学大纲进行修订。按照对专业人才的培养目标，对理论教学内容体系进行调整，对相关知识点进行分类，对教学内容授课时数及授课重点进行规划，突出对学生工程应用能力及实践能力的培养，实现与企业的需求及行业资格考试内容的合理衔接。如直流电机的原理与组成结构部分的教学，对于直流电机的绕组结构及分布内容进行压缩，只需要介绍磁极对数及极距两个基本物理概念；对直流电动机的转动原理进行较详细的分析，而对电枢反应及直流电机的换向等内容，不对其产生原因进行深入分析，而只简单介绍换向不良产生的危害，电枢反应的影响，将理论分析困难的内容进行压缩，突出对工程应用能力的培养。

在电机及拖动系统的整体教学内容中，包括直流电机基本原理、变压器基本原理、交流电机原理、交流电机拖动系统等内容。在常用的经典教材中，章节顺序按直流电机的结构及原理、变压器、交流电机的基本结构及原理、直流电机拖动系统、交流电机拖动系统等章节内容编排，在教学执行过程中，如遵循按章节顺序进行教学的常规思路，即先讲述直流电机结构及原理、变压器、交流电机的原理及结构，再讲述电机拖动系统的相关内容，则教学内容会出现衔接问题，学生在学完交流电机的结构及原理部分内容后，对直流电机的相关原理内容已经出现了部分遗忘的情况，此时再讲述直流电机拖动内容，需要安排不少的时间对前面的运行原理部分的内容进行复习。对教学内容及教学顺序进行合适的调整，将直流电机的拖动内容安排到直流电机的结构与原理之后，将交流电机的拖动内容安排到交流电机的基本原理之后进行讲授，将整个课程的教学内容分成三大板块，即直流电机及其拖动系统，变压器，交流电机及其拖动系统。在教学过程中，讲授了相关的电机原理之后即开始讲授电机拖动系统，通过相应的电机拖动系统的实际应用案例强化对电机结构及运行原理的理解。

随着电力电子变流技术的发展，交流电机目前占据电机应用领域的主导地位，直流电机因为体积大、价格高，其市场占比逐步降低，但在一些对调速性能要求高的场合具有不可替代性，结合当前电机及其拖动系统在行业中的应用状况，对电机及拖动系统课程的整体教学课时进行分配，突出交流电机及拖动系统在整个课程体系中的核心地位，适当对直流电机及拖动系统的部分不常用的理论内容如绕组分布等教学内容进行删减。

三、采用多种教学方法，教学过程中面向实际应用，提升教学效果

电机及拖动课程涉及到电学、磁学、动力学、热力学等多门学科，电机拖动系统与实践联系密切，其先修课程主要包括电路理论、大学物理，课程中抽象性的概念内容较多，为了提高学生学习的积极性及学习效率，在教学过程中需要用到多种教学方法，善于运用对比教学法，如电路与磁路理论的关联性强，并存在很强的对应关系，如表1所示，通过学生所熟悉的电路参数及欧姆定律，引导学生理解磁路的基本特性及磁路欧姆定律。

对重要及基础的概念，在讲述时既要做好基础知识的铺垫，又要做好知识点的凝练与归纳，要做到深入浅出，如直流电机的基本运行原理，涉及到能量的变换、电磁力学、运动力学等多个知识点，在电机的起动过程中，内部磁场、通电的电枢导体、电刷与换向片三个要素缺一不可。对知识点进行归纳时，根据电动机运行的三要素，总结出电机运行原理性口诀：电生磁；电磁生力；变磁生电。电生磁，即电机运行过程中，依靠励磁电流产生气隙磁动势，形成空载内部磁场（运行要素一）；电磁生力，指载流导体在磁场中受到电磁力的作用（运行要素二）；变磁生电，即电枢绕组内的磁通变化时在绕组内部产生感应电动势，完成电动机的能量转换任务（将电能转换为机械能）。结合电动机的电刷与换向器结构（运行要素三），归纳总结出电机在运行过程中的电磁关系及连续旋转的基本要素。在后续的教学过程中，对相关的知识点进行放射式展开，如励磁方式知识点的讲授，可先复习直流电机运行的三基本要素，指明内部磁场属于直流电机连续运行的三个基本条件之一，随后则可引出电机的励磁方式，指明内部磁场的必要性及内部磁场形成的技术手段，形成课程知识点的发散及串联。

将相关的工程应用案例情景引入到课堂中，通过对案例的调查、阅读、思考、分析、讨论和交流等活动，加深对基本原理和概念的理解，培养学生分析问题和解决问题的能力。在电动机的运动方程平衡部分，有转矩平衡公式：Te-TL=J■，在进行公式的深入分析之前，需要对电磁转矩、负载转矩及转速正方向的定义，并根据公式确定系统运动的平衡状态、过渡状态，随后引入负载转矩特性分析内容，对不同负载的转矩特性进行分析，按照恒转矩负载、通风机类负载、恒功率负载三类分析负载转矩与负载转速之间的关系，在分析过程中，对于不同的负载，可结合专业的实际情况引入对应的实际生产机械图片，增强学生对课程的兴趣。

在对电机的基本运行原理及调速知识有了一定掌握之后，教师可结合专业定位情况，挑选一些实际应用中的相关案例，使得学生加深对课程理论知识的理解，同时能应用所学知识，并在教师的引导下对相关专业知识进行创新应用。比如结合目前国内电动助力车及电动摩托车等旺盛的市场需求与销售情况，给学生提供一款用于电动摩托车的直流电机的铭牌数据，让学生根据铭牌数据回答问题：降低电枢电压时电动机的瞬时转速及电枢电流数据是多少？稳定后有何变化（负载不变）？直流电动机的调速方式怎样实现？调速过程中能量损耗及能量转换关系有何变化？通过回答上述问题，使学生学会应用相关知识分析解决实际工程问题。在此基础之上，可进一步拓展学生解决应用问题的能力，载人用的轻便电动自行车与主要用于载货运输用的“爬坡王”电动车的电机在选型上应该注重哪些方面的参数区别？对一些学习能力强的学生，则可继续引导：为了提升一次充电的行驶里程，可否将回馈制动应用于电动自行车？并指导其设计一些小型的验证性实验装置。通过以上的教学过程，将课程的理论教学与实际应用紧密联系，增加学生学习的兴趣，提升学生解决实际工程问题的能力。

四、结论

电机及拖动基础课程是自动化及相关专业的一门专业基础课，与实际应用联系紧密，为满足专业人才培养向应用型转型的需求，在新的培养体制下，将专业课程的教学内容进行有机整合，采用多种教学方法与手段，打造重点突出、与应用密切结合的课程内容体系，增强学生学习的兴趣，提升学生运用相关知识解决实际工程问题的能力，经过实际的教学试验，验证了改革的课程教学比常规教学效果显著提升。

参考文献：

[1]顾绳谷.电机及拖动基础（第四版）[M].北京，机械工业出版社，2013.

第2篇：计算机运行的基本原理范文

计算机组成原理在我院的软件工程系被定为专业基础课，在学科体系中起着基础性和准备指导性的作用。目标是通过该课程的学习，使学生掌握计算机各功能部件及整机运行的工作原理和方法，并为学生建立起整机的概念。为后期的系统开发的理论、实践的学习奠定基础。但该门课程具有概念多、知识点多、内容抽象等特点，加上学生思想上有“偏软”现象，使该课程的组织教学有一定难度。本文将对计算机组成原理的教学现状、教学方法、教学内容、及通过实践等辅助教学手段来改进教学等方面进行阐述，以期对一般本科院校的计算机组成原理教学有一定借鉴促进作用。

一、计算机组成原理的课程的教学现状

（一）课程本身的特点决定这门课程教学难度大

1、基础概念多的特点

计算机组成原理这门课程由于内容较多，所涉及的基础概念也较多。在cpu模块有微程序、微指令及流水线等系统类概念，其中alu部分有原码、补码等与编码相关的概念；在存储器部分，与存储器单元相关的有ram、sram、dram、rom及各种rom设备，与存储系统相关的有cache存储器、虚拟存储器等概念；外设部分有中断等信息的各种传送方法。对整个计算机系统，有计算机的各种性能指标。对各个概念，靠单本文由收集整理纯记忆的方法很难掌握，必须放在系统中学习。

2、理论性强的特点

计算机组成原理这门课程首先要考虑其原理性，现在仍然采用冯.诺依曼式计算机模型作为基本模型，但也要考虑现代计算机的发展，以融入实际的需要。如何对内容进行合理的安排、衔接，对任课教师来说，是一不小的挑战。

3、内容抽象的特点

要让学生明白计算机的工作原理、方法和实现，需弄清数据和信号在计算机各部件件间的流动情况，对学生来说，这看不见也摸不着，如何将信息流动的复杂情况形象、生动地向学生展示、讲解，教师对此需要作出相当的努力。

（二）学生对该们课程的认识误区

大部分的学生认为，我们学的专业是软件工程，专业是“偏软”的，而计算机组成原理这门课程是“偏硬”的，对其转为实际能力表示怀疑。由于对这门课程在学科中的作用认识不明确，在学生中就有一种印象，学习这门课程主要目的是修学分的需要，另外还有考研的需要，但考研的学生比例较小，再加上这门课程本身的学习难度，因此认真学习且能学好这门课程的人数就不多了。

二、对组成原理教学的几点建议

（一）对学生对该门课程的认识进行相应正确引导

由于是一门基础理论课，加上本身的教学内容特点，可能内容较为枯燥，因此学生可能会因为课程内容本身而不感兴趣。因此我们要在思想上要对学生加以引导，使学生认识到，学习这门课程不仅对计算机本身的运转有更深刻的认识，更对与硬件相关的嵌入式系统设计，软件的设计实现有基础指导作用。并为学生在计算机领域的进一步研究和发展奠定基础。因此，学生不能因为这门课程“偏硬”，而自己的专业和就业方向“偏软”就否定这门课程的重要性。

（二）根据课程设置需要对教学学时进行相应调整

根据不同的专业，学生的不同层次，及大部分学生的就业方向对该课时设置不同的教学学时。报告[3]中指出，对于多数调查对象为毕业生的调查结果，多数人认为这门课开设为64、48或32学时。而48学时的人稍多些。这与本人想法基本一致，对于非计算机专业，作为导论型的，32学时足矣；对于软件专业，其目的主要是通过掌握其基本原理，能更好的为软件系统的设计服务，开设48学时，其中8学时实验较合理。而对于偏硬件的计算机专业，可以根据需要，开设56或64学时。

（三）根据专业要求及课程设置对教学内容作出调整

计算机组成原理在学科中的地位被定为专业基础课，在学科中具有承上启下的作用，希望通过本门课程的学习，使学生对计算机硬件的组成、各部件及各部件之间运转情况进行了解。对于软件专业的学生来说，为硬件相关的嵌入式系统设计及其他软件的设计奠定基础。计算机组成原理从内容上主要分为三部分：cpu、存储器、外设。但由于学时的限制及课程的安排（本专业开设了微机原理课，外设是其讲授重点），重点讲授cpu和存储器两部分。存储器内容分为主存储器和存储体系两部分内容。前者讲述存储元器件的基本原理，而后者则是cache、主存和辅存之间的区别与联系，如果开设了计算机体系结构这么课程，这存储体系的内容可简略介绍，具体内容由计算机体系结构讲解。cpu部分与存储器一样，在详细介绍完其核心部件alu后，重点即是中央处理器章节，即指令的运行，而指令的运行需要访问存储器，这就将cpu与存储体系联系起来了。故这两部分又是有联系的。由此有关硬件的内容就脉络清晰、分工明确了。

（四）对实验内容进行合理的学时分配

实验课对于一门课程来说，主要目的是加深对知识点认识，使抽象的理论变得形象、具体。因此，对本身理论性强，内容抽象的计算机组成原理课程，实验课就显得尤为重要。我们采用的是西安唐都科教仪器公司生产的实验箱作为实验设备。与其相配套的实验有9个，其中主要包括与cpu中的与alu相关的3个实验、静态存储器存取实验、微程序控制实验及4个模型机的设计类实验。根据实验学时的设置，只有8个学时的实验课。8个学时全部完成这些实验有一定难度，因此，可将这些试验进行合理的学时分配，如第1、2个学时完成第一、二个实验，因为刚开始做硬件实验不熟悉，但第二个运算器进位实验教简单，可顺便完成；有了前面的基础，完成第三个运算器移位控制实验就简单多了，因此和第四个稍麻烦的静态存储器存取试验合并在第3、4学时完成；第5个实验内容较复杂，可单独安排2个学时完成；这样就留出了2学时来研究后面的模型及设计与实现的实验了。

（五）以实践为手段带动学生的学习积极性

为了提高学生的学习积极性，加深对知识的掌握，实践就显得尤为重要。对软件专业的学生来说，利用软件对所学知识进行模拟不失为一种好的办法。对于计算机组成原理这门课程，实验内容较为抽象，不易被理解，因此，采用“硬件软化”的方法，对课程的实验内容等进行模拟，既可加深对知识的掌握，又可提高大家的软件设计、编程能力。本系为了提高大家参与的积极性，采用了学生科技立项的办法，系里拿出一部分资金，将“计算机组成原理虚拟实验系统的设计与实现”作为一学生科技项目，鼓励学生组队参加，和其他项目一起参加评比，并进行奖励的办法，在学生中得到了良好的响应。学生做出的项目教师可拿来作为课堂教学用，并可鼓励学生在此基础上进行改进，进一步完善。以后甚至可以将系统分块，让学生分组做，并作为课后作业的一部分，计入学生平时成绩。以此提高学生的学习兴趣和动力。

三、结语

第3篇：计算机运行的基本原理范文

关键词：计算机网络；信息；安全

中图分类号：TP393.08文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2010) 16-0000-01

To Enhance Computer Network Information Security Measures

Chen Xin

(Shandong Tengzhou City People's Hospital,Tengzhou277500,China)

Abstract:Based on the information security of computer network, analysis of main factors,from the vulnerability scanning,intrusion detection,firewall and data encryption,and so on,to enhance computer network information security measures.

Keywords:Computer network;Information;Security

随着科技信息的高速发展，计算机网络得到了广泛的应用。然而，计算机网络分布范围广，具有体系开放的特点。同时，由于网络的脆弱性和复杂性，容易受到入侵者的攻击。计算机网络的安全防护面临着严重的威胁。因此，为了维护计算机、服务器和局域网资源的信息安全，我们必须建立一套计算机网络安全管理系统，保证网络信息的保密性、完整性和可用性。

一、影响计算机网络信息安全的主要因素

（一）系统漏洞。目前许多流行的操作系统如U-nix服务器、NT服务器及Windows桌面PC等都多多少少的存在一些网络安全漏洞。这些漏洞的潜在隐患为黑客攻击提供了渠道，一旦这些漏洞依靠互联网广泛传播，则会成为整个网络系统受攻击的首选目标和薄弱环节。

（二）计算机病毒。计算机病毒是能实现自我复制并影响计算机使用的一组计算机指令或程序代码。它在计算机程序运行中进行编制或插入，从而破坏计算机功能或者破坏数据，轻则减慢计算机运行速度，重则导致系统瘫痪、硬件损坏。

（三）黑客攻击。黑客攻击是通过对计算机某个程序、系统和网络的破解或破坏以致提醒该系统所有者的系统安全漏洞的过程。黑客攻击手段分为两种，一种是破坏性攻击，是指以破坏目标系统的数据为目的，侵入他人电脑系统对重要机密信息进行窃取、破译。另一种是非破坏性攻击，是指以扰乱网络正常运行为目，通常采用拒绝服务进行网络攻击，并不盗窃系统资料。

（四）人为失误。在日常计算机信息处理、计算机系统和网络操作、维护和管理等相关工作中，操作人员由于不慎选择用户口令，将自己的账号随意转借给他人等操作失误，会带来网络安全威胁。

三、加强计算机网络信息安全的措施

（一）漏洞扫描。检查网络中的系统漏洞并采取措施对其安全隐患进行排除是维护网络安全问题的首要措施。漏洞扫描技术原理是通过网络漏洞扫描软件对网络信息系统进行检查，发现其中可被黑客所利用的漏洞的技术。基于网络的漏洞扫描系统主要分为被动式和主动式两种。被动式是基于对主机的检测，检查主机中对系统中不合适的设置、脆弱的口令以及其他违背安全规则相漏洞。主动式是基于对计算机TCP/IP端口的检测，检查是否支持匿名登录，是否有某些网络服务需要鉴别等等安全漏洞。然后，根据所检查出来的漏洞，对网络风险等级进行客观评价。并通过打补丁和优化系统配置等方式最大可能地对最新的安全漏洞进行弥补，以消除安全隐患。

（二）入侵检测。入侵检测技术是一种能够及时识别对计算机或网络信息资源进行非法入侵的恶意企图和动作，并通过对这些非法入侵的检查能够立即采取措施来阻断攻击，并追踪定位攻击源的技术。入侵检测步骤主要包括：1.搜集系统中不同环节的信息；2.将该信息进行分析识别，寻找该入侵活动的特征；3.对检测到的行为做出自动响应，即时将网络连接阻断；4.报告检测结果。入侵检测系统所采用的技术可分两种。（1）特征检测。特征检测是通过一种模式来表示入侵者的入侵活动，系统通过对主体活动的检测来判断这些活动是否符合该模式，如果符合则表示网络存在入侵安全威胁。该方式的缺点在于只能对已有的入侵模式进行检查，而对新的入侵模式不起作用。其难点在于如何设计模式既能够表达“入侵”现象又不会将正常的活动包含进来。（2）异常检测。异常检测是通过对入侵活动是否异常于正常主体活动的检测来判断网络是否存在安全威胁。根据这一理念，首先，建立主体正常活动的“活动简档”，对当前主体的活动状况与“活动简档”进行比较，当违反其统计规律时，则表示该活动可能是“入侵行为”。如何建立“活动简档”、以及如何设计统计算法，从而不把正常的操作作为“入侵”或忽略真正的“入侵”行为是该异常检测的难题。

（三）设置防火墙。防火墙在网络信息安全维护中相当于一个过滤网的作用。它是对两个或多个网络之间传输的数据包如链接方式通过一定的安全策略对其进行检查，决定，并网络之间的通信是否被允许，并监视网络运行状态的特殊网络互联设备，从而起到加强网络之间访问控制，防止外部网络用户以非法手段通过外部网络进入内部网络，访问内部网络资源，保护内部网络操作环境的作用。

防火墙从其实现的原理和方法上，可分为以下类别：1.包过滤型。包过滤型防火墙首先读取网络数据包中的地址信息，并对其进行检查，只有满足过滤条件（安全站点发送）的数据包才被转发到相应目的地。若信息来自威胁站点，则被数据流阻挡丢弃。2.型。服务器位于客户机与服务器之间，完全阻挡了二者间的数据交流。内网用户对外网的访问需先经过防火墙对外网的访问，然后再由防火墙转发给内网用户。这样，在外网与内网之间没有直接的数据通道，外部的恶意侵害也就很难伤害到企业内部网络系统，从而达到保护网络安全的效果。3.监测型。监测型防火墙是通过对网络系统各层的数据进行实时的、主动的检测并进行分析，有效的判断出各层中的非法侵入。

（四）数据加密。数据加密技术的基本原理是按某种算法对原来的明文文件或数据进行重新编码，使其成为一段不可读的代码，即“密文”，并且其内容的显示必须满足输入正确的密钥条件，从而隐藏原信息内容，有效防止信息泄露的技术。数据加密主要采取三种方式，即链路加密、节点加密、端到端加密。链路加密是仅在物理层前的数据链路进行加密，主要用于保护通信节点间的数据，而不考虑信源和信宿的情况，使信息在每台节点机内都要被解密和再加密，依次进行，直至到达目的地。节点加密是协议传输层上进行加密，主要是对源节点和目标节点之间传输数据进行加密保护。端对端加密是网络层以上的加密称为端对端加密，是面向网络层主体，对应用层的数据信息进行加密。

四、结束语

计算机网络信息安全中攻击手段越来越复杂，破坏性也越来越强。面对日益严峻的形势，我们必须依靠完备的系统管理软件、严密的网络安全风险分析、严谨的系统测试、综合的防御技术实施、严格的保密策略以各方面的综合应用，实时地保证信息的完整性和正确性，为网络提供强大的安全服务。

参考文献：

第4篇：计算机运行的基本原理范文

关键词：PLC；故障诊断；系统设计

中图分类号：TM307+.1 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）02-0024-02

可编程逻辑控制器（PLC）广泛的应用于电机设备的控制系统中，这种逻辑控制技术集计算机微机、自动化以及通信技术为一体的现代工业电机设备控制技术。计算机网络技术的广泛应用可以实现电机设备的远程控制[1-2]。电机系统的故障诊断主要建立在基于PLC和上位机的计算机系统之上。PLC在电机的故障诊断系统中的主要功能就是完成故障信号的处理、预处理、将信息转化存储为数字信号，从而顺利完成故障特征的判断到专家系统给出完善的排除故障的建议。

1 PLC控制电机设备的基本原理

有的学者认为在进行电机故障诊断的同时，必须对系统可能发生的故障进行层次化管理，然后利用这种层次结构进行故障的诊断。在引入电机故障的过程中应该要注意将引起故障的检测点写入PLC程序之中。所以应该在诊断系统允许的前提下，更多的将故障信息写入PLC控制程序中，从而可以提供自动故障诊断服务。目前通常使用的方法为数据推理法和诊断模型法[3]。对于数据推理法而言，通过对输入信号然后与数据库的信息进行对比，判断电机设备运转是否在正常的状态。其次，诊断模型法通过对电机设备输入和输出信号进行对比，发现内在关系式，从而实现错误故障的判唷

2 PLC远程控制诊断系统的设计与实现方法

2.1 PLC故障诊断系统的设计构成及故障诊断过程

本系统的结构组成图如图1所示。

在实际电机设备运行的过程中，经常会出现模拟量的故障。对于此类故障应该，首先利用电机故障诊断系统中的模拟量模块，收到电流变速器的模拟信号，然后将模拟信号转变成数字信号，然后与系统中的极限值进行对比，判断其是否处于正常状态。

2.2 以PLC网络控制为基础的电机设备远程诊断系统的关键技术分析

随着电机PLC控制系统的自动化不断提高，尤其在电机控制比较重要的领域，除了要实现电机运行的动态监测意外，还应该对电机的传感器本身以及PLC的自身正常运行进行监测，并对故障进行分级处理。所以一个典型的电机故障处理系统主要包括以下几个步骤：（1）对电机运行状态的检测；（2）对传感器本身的状态检测；（3）PLC自身故障分析；（4）传感器发送与接收信号的稳定性；（5）故障信息的存储与相关信息的查阅；（6）电机调试与维护功能的相关技术支持；（7）对存在的故障进行分级处理。如何实现PLC在电机控制过程中的故障诊断和分级处理，从而提高PLC控制系统的可靠性与稳定性。其次，PLC远程诊断系统的三个技术节点为软件和硬件方面。在软件控制方面，ASP动态数据库技术的程序编写相对比较容易，不需要人工语言的二次编译，其次可实现在网站上的直接访问，实现了对电机诊断故障系统的专家数据库访问，十分简便；尤其在数据的传输方面，可以实现每台电机设备运行的实际数据和故障诊断情况，包括一些压力信号、电流信号以及电机转速信号，从而能够很好的建立起故障与客户需求之间的关系，从而实现对设备进行很好的维修[3]。最后在数据库的硬件诊断方面，可以实现电子工艺材料方面的信息收集，比如电机转子的疲劳服役寿命和现在的实际工况，材料在高速转动过程中的强度是如何控制的，及时的对各项材料的基本疲劳寿命进行预测，从而给予很好的材料使用寿命评价，使得电机的各项材料及时的发现疲劳损伤，然后进行更换。

2.3 PLC电机设备故障远程诊断模块分析

PLC控制的电机在实际运行的过程中，运行状态的数据传输模块是该系统软件构成的重要组成部分。PLC的功能要实现动态的数据采集和存储，并通过上机位发给专家数据库系统，从而实现很好的数据连接和分析。在专家库的数据分析模块中，经常采用的分析方法包括了神经网络分析法，时间序列分析法，数据库语言的编写以C++语言为主，都可以独立的生成DLL文件模式，广泛的读写性保证了PLC控制电机的灵活性，能够满足日益复杂的使用环境和要求。可以根据实际情况来调整网络控制系统内部模块的组合，从而满足电机设备故障诊断的需要。其次，在诊断中心数据库方面，通过对电机设备诊断所得到的数据信息及其采集流程的分析，得到相应的数据结构，并根据故障的实际情况反馈给电机设备制造商，找出其中问题的关键所在。

2.4 专家系统故障分析模块

在传统的故障信息专家系统中，由专业知识和推理机构组成的专家系统，存在着搜索空间大，使用效率低的特点。在知识对象推理的过程中，内部对专家系统和解释器进行了封装，这样就实现了在对象内部的推理过程，大大提高了工作效率。根据故障诊断系统的实际运行情况，知识节点转化为故障节点。该系统的故障节点为最小单位，诊断信息在不同的故障节点之间进行传递，并最终确定引起故障的原因。在系统故障的软件测试部分，对象类型表示该故障节点在推理过程中的作用，主要可以分为根节点、叶节点和相对应的推理节点。目前推理节点是故障诊断最为集中的节点，为推理过程提供的相关的技术信息，并对该节点是否存在故障进行判断，并结合检测节点提供的信息进行相关故障推理，找出出现问题的具体原因。

以PLC为基础的机电设备故障检测系统是典型的人机对话系统，是一种基于智能化的检测系统。其中系统的输入模块主要包括了机电信号检测系统、控制指令系统和专家系统。PLC信息处理模块要求能够实现故障信息系统的提取和分析，转化成相应的指令代码。专家知识系统是整理和系统协作专家完成。控制模块是PLC系统的核心部分，根据系统提供的控制指令和专家知识进行人机界面的交互工作，从而实现故障的定位和处理，采用PLC的故障处理系统有助于实现自动化。

3 自动化电机的硬件与软件故障

从转动部件的角度来说，转动部件存在的问题主要包括了电机转子、耦合器、传动轮的平衡问题。对于这类故障主要包括了电机转子转动平衡的问题。当遇到大型的传动轮和耦合器时，应该与电机转子单独分开进行平衡测试。其次，造成不平衡的原因还有机械松动，比如定销的松动，转子绑扎不紧都会造成不平衡的故障。在电机的机械故障方面，电机转子的联动部分不能够进行很好的对中，定心不明确。另外与电机相连的齿轮轴也会出现相关的故障。同时电机本身的结构和安装如果存在问题，也会导致机械方面的故障。在电气的硬件故障方面，主要体现在电机的电磁机构方面，主要包括了交流电机的定子存在接线错误的现象，线圈绕组短路，异步电机的转子出现断条的现象，另外转子的气隙不均匀同样会导致电机的剧烈震动。在PLC软件控制方面，通常会分为模拟量的故障和各种故障信息的串行通信。上位机与PLC进行通讯的过程中，首先让PLC发出操作命令，数据的寄存类型和保存地址。PLC上位机计算通过读取数值来实现当前PLC运行状况的判断。具体的PLC通信过程可以操作该区域的读写数据进行完成。最后，PLC的编程通用性较强，使用也相对比较方便，抗干扰能力强，目前以PLC为基础的电机故障诊断系统在电机系统领域已经得到了广泛的应用，而且每年保持着10-15%的增长速度快速发展。在这些故障诊断系统中，通过数字信号代替模拟信号，从而实现一对电线上传输多个信号，另外的现场诊断设备中，并不需要A/D转换接口，这样也就减少了外接线的链接，提高了设备的抗干扰能力。

4 结语

电机自动化程度的不断提高，以PLC为基础的故障诊断系统的研究引起国内外学者的广泛关注，逐渐成为研究热点。随着电机转子和定子的工作环境不断的变化，PLC控制的电机开始得到广泛的应用，可以很好的对电机的运行状态进行监测。本文在对国内外参考文献分析的基础上，结合笔者多年的实际工作经验，对以PLC为基础的电机设备的远程故障诊断技术进行了深入的探究，在阐述PLC控制电机基本原理的基础上，探讨了如何从软件和硬件的角度进行电机故障的分析；其次对PLC远程控制诊断系统的设计与实现方法进行了深入的探讨，希望本文的研究能够对电机设备故障诊断的远程自动化控制有所帮助。

参考文献

[1]钟肇新，彭侃.可编程控制器原理和应用[M].广州：华南理工大学出版社，2009.

[2]卑公伟.可编程控制器网络通信及应用[M].清华大学出版社，2011.

[3]石荣德，赵廷弟，屠庆慈等.故障诊断专家系统[J].北京航空航天大学学报，2008，21（4）：7-12.

[4]叶明，张明友.基于产生式汽车零部件失效分析专家系统的研究[J].武汉理工大学学报，2001，23（4）：92-95.

[5]杨叔子，丁洪，等.基于知识的诊断推理[M].北京：清华大学出版社，1993.

第5篇：计算机运行的基本原理范文

关键词：汇编语言；内容设置；教学方法；规范化

作为最接近机器语言的编程语言，汇编语言可以称得上是最接近于计算机操作本质的语言[1]。其直接面向硬件的特性，使得在使用汇编语言时，能够清楚感知计算机的运行过程和原理，充分认识应用程序和计算机硬件之间的联系与交互。相对于高级语言来说，汇编语言在编程者思维逻辑的锻炼上表现尤为突出，对于形成软、硬兼备的编程知识体系具有举足轻重的作用，而且指令集合简约，指令操作直接。对于计算机专业语言类课程的学习来说，从汇编语言开始学习更符合循序渐进的学习原理。特别是在计算机技术专业的学习中，汇编语言具有十分重要甚至说不可代替的作用。

1 现状分析

1.1 课程设置现状分析

就计算机的应用层面来说，对于绝大多数的软件开发市场，高级语言占据了绝大部分是毋庸置疑的。因此，学习者甚至是教育者都不同程度上受到了误导，通过对目前高校计算机专业语言类课程的设置研究发现，C语言、C++、java等高级语言一应俱全，但用人单位反馈的信息却是高校毕业生在程序编写的过程中很茫然，究其主要原因其实是基础薄弱导致的。而产生这种情况的主要原因是目前大多数高校将C语言作为计算机技术专业体系课程的开启项。其实汇编语言才是计算机技术的基础，原因是汇编语言能够让学生更好地理解高级语言。

在汇编语言程序设计中，对于内存的操作都是基于内存地址的[2]，而C语言中最令学生费解的指针概念，其本质就是内存的地址。而在抽象的指针概念和实际内存单元之间建立思维映射是指针学习和应用比较困难的地方，但这些却恰恰是在汇编语言学习中经常会做的一件平常事。另一方面，在C语言中，诸如数据类型、全局变量、形参实参、函数调用、局部变量等概念及操作，都可以通过汇编语言中的一些操作相关联，进而形成一个具体的映像，再通过深度的剖析，很快就能掌握C语言。有了汇编语言和C语言的基础，再学习面向对象的语言时就更加通畅了。当然对于计算机专业的学生来说，学习的是计算机整套的系统知识，其中还包括数据结构、操作系统、微机原理与接口、编译原理、各种高级语言等。因此必须有一个好的教学体系，能够使学生更好地理解计算机知识，而这个教学体系的开启项应该是汇编语言，这是由其充分接触硬件的特性所决定的，汇编语言可以让学生充分理解计算机运行的原理，获得更多的感性认识，进而为高级语言的学习奠定坚实的基础。更重要的是抹去了计算机的神秘与深奥感，增加了学生的信心。此外，由于汇编语言本身是很简单的，再加上和前续课程的密切程度不高，因此，汇编语言作为学习者的入门学科是科学的。

1.2 学习现状分析

据调查发现，目前很多高校学生放弃了对于汇编语言的学习，原因是高级语言的开发更容易找到工作，尽管这个理由是现实的，但是存在着明显的认识误区。

首先，学习是一个系统的过程，而这个系统的过程不是某一门课程所能建立的。因此，对于汇编语言课程的学习，并不是一定要用汇编去赚钱谋生，而是因为本课程对于一个编程人员来说，在基本素质的培养和形成方面具有非常重大的意义。

其次，汇编本身也是很重要的应用技术。由于在学校，学生平时接触最多的是纯软件的东西，因此，在他们的意识中那些各种各样的软件才是计算机技术应用的舞台。但事实上，很多硬件设施的嵌入式编程使用的都是汇编语言，因为汇编语言更直接，更有效率。例如现在很多数码产品赖以生存的芯片、主板等，都包含了嵌入式程序，而这些程序中，汇编语言的使用是非常普遍和相当重要的。

综上所述，作为一名计算机专业教师，如果不能够正确的认识到汇编语言的基础性和重要性，一味地标榜高级语言，那么他越努力地教学也就越“兢兢业业”地误导学习者。再者，学生如果无法认识到汇编的重要性，抛弃了基础，那么他在计算机领域所能做的贡献也是十分有限的。因此，如果想学好计算机编程技能，想做一名合格的编程人员，而且想在计算机编程之路走得更远，就只有，也必须从汇编语言开始，才能完整、完善地建立计算机编程知识体系。

2 汇编语言程序设计课程内容的规划

2.1 基于8086／8088设置教学内容

“汇编语言程序设计”课程的教学目的主要是使学生理解机器语言程序控制计算机工作的基本原理[3]，能够较熟练地编写一般的汇编语言程序，解决一些基本的实际问题，较深入地掌握汇编程序设计的思想与方法。

因此该课程在教学内容的设置方面基本应包括以下各个方面：

(1)机器数的各种编码表示、CPU的内部结构、存储器的内部结构、I／O端口等有关基础知识；

(2)指令系统和寻址方式；

(3)汇编语言语句的格式、程序的格式；

(4)循环与分支程序设计；

(5)子程序设计；

(6)I／O程序设计。

为了进一步增强学生的编程及应用能力，拓展知识面，可以将以下各部分内容作为提高和应用部分：

(7)宏汇编等高级技术；

(8)BIOS和DOS中断；

(9)磁盘管理维护与文件存取技术，如对FAT损坏的磁盘直接读写以恢复数据、硬盘软保护程序设计等；

(10)32位机上的保护模式编程[4]；

(11)模块化程序设计及与高级语言程序的连接，在高级语言中使用直接嵌入式汇编语言编程等；

(12)存储管理优化及RAM驻留程序TSR(Terminate and Stay Resident)设计等；

(13)文件加密、加密文件分析与解密(如.fox文件的解密)等。

对于以上内容的讲述，不同的学校、教师有不同的观点。虽然主流微处理器已经从8086发展到了酷睿等，但是对于80X86结构中8086/8088的指令是最基本的，其他各指令都是对基本指令集的扩充，因此应当将8086／8088汇编语言作为本课程教学的基本内容。但是对于如80386等结构及其保护模式的接受是不容忽视的，而且应该安排一定的实验。

2.2 整合教学内容精简指令系统

本门课程的前序课程是大学计算基础，因此在本门课程的讲授中，应避免重复内容的讲解，如机器数的编码等。另一方面，在讲解时需要特别注意前后课程的联系，比如在讲解寄存器、存储器时，应对“计算机组成原理”中的相关内容作一个回顾，对汇编指令和后继课程有纵向联系的方面要重点讲解。

汇编语言指令有几百条之多，但是频繁使用的不多。因此，课程讲述时，应详细讲解常用的指令，主要让学生学会自学方法，便于自学其他指令。并且将指令讲解分散到各章中，一方面保证知识的循序渐进，另一方面又让学生从第二章开始就能够接触简单的指令和程序，诱发学生的学习兴趣，使学生在学习程序中学习指令、寻址方式和编程规则，进而在实例中体会、在体会中总结提高。

2.3 教学内容与科研紧密结合

教学内容与科研结合，一方面提高了学生分析问题、解决问题的能力，另一方面保持了教学内容的先进性和时代感[5]，同时学生也能够感受到汇编语言的功能和作用。而且教师根据系统开发的经验和体会，帮助学生认识高质量软件必须来自严格的开发过程控制，良好的程序设计能力和风格必须在学习的过程中积累。

3 教学方法及手段

3.1 汇编语言程序设计的教学方法

汇编语言和二进制的机器指令是相对应的，因此它缺乏高级语言结构化的控制语句、过程化的操作语句，所以，汇编语言源程序的编写相对显得繁琐。作为机器指令的符号化，每一条汇编指令所能完成的操作是很有限的，在使用汇编语言编写程序时，寄存器、存储单元及寻址方式是需要密切关注的细节。正是因为它的细致、琐碎和费解，导致了教学的困难。

所以教学过程中对于复杂的程序结构应该避免过多的讨论，主要通过一些经过精心设计的较为典型的例题程序对学生学习汇编格式、指令及程序设计方法进行指导。例题的示范作用，会提高学生规范化设计的意识，也有利于养成良好的编程风格。

通常情况，汇编语言程序的讲述应遵循以下原则：

(1) 程序的算法逻辑应描述得比较自然而且容易理解，程序的结构应该简洁而且解法直接[6]。

(2) 按照结构化设计原则，通过顺序、选择和分支三种基本结构编制程序。

(3) 应注重代码的优化处理，提高程序的运行效率。

因此，以上述原则应该结合典型的例题去讲授，一方面有利于学生掌握这种与高级语言相比略显晦涩的语言，另一方面也进而培养了学生正确和规范的程序设计方法。

3.2 教学手段

利用传统的授课方法和CAI课件展开课堂教学，增强教学的直观性和可视性，尽量减少板书时间，提高课堂教学效率。对课程中的重点、难点，比如寻址方式及子程序调用的堆栈变化等知识点，用动态图形的形式去演绎，既可以增加趣味性，又可以达到事半功倍的效果。开展实物实例模拟教学，自己动手制作教具，用模型进行演示。

4 结束语

汇编语言程序设计是计算技术重要的专业基础课程，由于和计算机硬件结合的紧密性，在编程语言中所扮演的角色不可替代，在高校计算专业的课程教学中不应被边缘化，而是应加强课程内容设置和教学方法的规范化，进而解决教学中存在的问题。

参考文献

[1]马艳,包殷立.汇编语言教学改革探讨[J].福建电脑,2009(12)：211-212.

[2]沈美明,温冬婵.编语言程序设计(第2版)[M].北京：清华大学出版社,2003.

[3]李振宏.汇编语言程序设计教学方法探讨[J].科技信息,2010,(14)：233.

[4]葛志辉,李陶深.汇编语言程序设计教学改革探讨[J].广西大学学报（自然科学版）,2008,33(z1):209-211.

[5]田庆,朱俊岭，黄伟.汇编语言程序设计课程的教学探讨[J].电气电子教学学报,2007,29(1):13-15.

[6]张洪业,宋人杰,等.汇编语言教学改革与实践[J].计算机教育,2009,(21):60-61.

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第6篇：计算机运行的基本原理范文

关键词：PLC；煤矿带式输送机；自动化

中图分类号：TD634.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）23-0072-02

对机械设备进行逻辑控制是PLC的重要应用，随着PLC技术的快速发展，其被广泛应用到很多机械设备，特别是煤矿机械设中更为广泛。应用范围不仅仅是逻辑控制，还有电路控制、电气控制等。传统的煤矿带式输送机传统的电控系统基本都是通过继电器控制系统实现的，但是这种控制系统缺点很多，像继电器控制系统的可靠性非常不好、工作效率不高、维护量非常大等。所以，煤矿带式输送机在实际的应用中会出现很多的不稳定因素，故障也比较多。为了解决这些问题，文章提出了在煤矿带式输送机中的设计中应用PLC技术，这样能够实现在提高煤矿用带式输送机的工作效率的同时，还能实现煤矿带式输送机的安全、可靠，能很好的解决传统煤矿带式输送机传统的电控系统存在的问题。

1 煤矿带式输送机PLC控制系统功能

如果煤矿带式输送机的控制系统中充分利用PLC技术进行设计。和传统的煤矿带式输送机传统的电控系统相比优点很多，比如体积小、可靠性高、速度快。另外还具有较高的灵活性与可扩展性。近年来，PLC技术在在煤矿带式输送机中的应用得到了迅猛的发展，其最大的设计优点是改变PLC控制程序，就可以实现带式输送机的运行方式的改变。但是如果是传统使用继电器设计的煤矿带式输送机传统的电控系统却是无法实现的。所以，PLC技术是现代和未来煤矿带式输送机自动化中主要选择的控制系统。

通过PLC技术代替继电器进行煤矿带式输送机控制系统的设计，这样就可以让煤矿带式输送机具有很多的优点，自动化程度得到了明显的提高，可以通过计算机进行微处理，安全性和精确性得到了大大提高等。

2 PLC技术在煤矿带式输送机中的应用

煤矿带式输送机最大的特点是连续和高效，在煤矿企业运输煤炭中应用非常广泛。目前，我国的经济发展迅速，对煤炭的需求量也越来越大，这就要求煤炭企业必须扩大产能，所需对煤矿带式输送机的需求量也越来越大。对煤矿带式输送机的要求越来越高，必须要大功率和多机驱动。但是盲目追求带式输送机的高性能，忽视了其在运行时的安全性、可靠性和经济性。众所周知，我国对煤炭企业安全生产的要求是非常严格的，并且明确规定了带式输送机的使用要求，在使用带式输送机时必须要设软启动装置，同时还规定，软启动时的加速度不能大于0.3 m/s2。为了满足这些使用要求，必须在软启动时使用PLC技术。这样可以提高煤矿带式输送机的电液软启动和电气软启动的控制性能，充分利用PLC技术的调速型液力耦合器的应用功能和液黏软起动装置制动器，具体从以下方面进行。

2.1 调速型液力耦合器PLC控制

通过PLC技术可以实现对调速型液力耦合器的功能控制，基本原理是，首先设定好执行器的指令，工作液液体的流量可以通过耦合器导管开度不同进行控制。从而达到改变工作腔内工作油的充满度的目的，这样就能很好的实现对煤矿带式输送机运行速度进行调整。现在煤矿中应用的带式输送机都是多机驱动方式，这样信号采集的难度大大增加，这就要求必须通过PLC技术进行信号采集，同时还需要对电流数值大小进行比较，这样就能很好的判断各驱动电动机的输出功率值。所以，通过PLC技术能够实现运行速度的自动控制，具体的工作过程如图1所示。

2.2 液黏软起动与PLC技术控制

带式传输机最基本的设备就是液黏软起动装置，其基本原理是，力矩的传递是通过壳体上的主动摩擦片、从动摩擦片动静摩擦的油膜剪切力进行的。主动摩擦片与从动摩擦片的组成方式是交错状横向迭加，主动轴的摩擦片在旋转时，必须要对两个摩擦片之间注满控制油，这样就能让从动摩擦片同步旋转，同时还大大加强了其功能性。假设可以通过改变两个摩擦片的油膜厚度，就能够实现式输送机的无级调速功能，这样就能够通过电液比例阀间隙大小调解来实现。电液比例阀由于其自身的特点，所以要求在设计带式输送机的时候必须要考虑这个问题。如果在在液黏软起动配置上使用PLC技术，必须要满足两个条件，一是配置液黏软起动开关量，二是必须要增加液黏软起动D/A的转换模块。只有这样才能够通过PLC技术来进行程序控制，从而可以确定电液比例阀的比例行程，最终达到可控软起动的目的。这样设计的优点很多，比如参数误差小，可靠性好等。也可以使整个系统构造简单，体积变小，具有很好的实用价值。

2.3 下运盘式制动器与PLC技术

带式输送机设计时，为了避免意外情况的出现，设置了下运盘式制动器。在带式输送机正常工作时，电机的转数应该是均匀的，但是如果出现负载力矩过大的情况，电机的转速会明显上升，此时制动力矩就会快速下降，这样就容易出现“飞车”事故，要解决这个问题，必须要降低转速。首先可以通过停止加载的方法来降速，如果不行，就必须让带式输送机自动停车。电机运转是衡量超速重要的参考数据，这就必须要对电机转速进行实时测量和监控，这一功能可以通过转速传感器进行实现。可以通过f/i转换模块实现对转速信号的处理。

3 结 语

文章论述了PLC技术在煤矿带式输送机中的设计与应用，在煤矿带式输送机中的设计中充分利用PLC的优点，可以使带式输送机的性能大大提高，前提是在使用PLC技术时必须要增加软启动装置。提高煤矿带式输送机性能的同时，为了避免意外事故的发生，还设置了其他的安全保护装置。和传统的带式输送机相比具有体积小、可靠性高、速度快的优点，具有很好的实用价值。

参考文献：

[1] 刘立东.改进蚁群优化算法的研究[D].成都：西南交通大学，2007.

第7篇：计算机运行的基本原理范文

【关键词】矿山机电；故障诊断；技术研究

1.引言

近年来，矿山企业的效益蒸蒸日上，与之相应的故障诊断技术也迅速发展，在矿山机械中得到了较好的应用，该技术以信号处理技术、传感器技术以及计算机技术为基础，首先在一些工业比较发达的国家得到应用。在中国，由于技术限制很多的矿山设备需要从国外进口，这些设备只有在正常运转的前提下才能实现矿山的高产，所以，其故障诊断和维修技术的重要性是不言而喻的，否则，就算是购买到最先进的设备也无法发挥出它应有的效用。目前，计划经济体制模式是我国对待矿山设备故障处理的主要模式，其中，有很多环节已经不再适应市场的需求了，亟待改革和创新。对于故障诊断技术来说，应该结合实际情况，积极学习西方先进的技术和经验，提高管理的水平。

2.矿山机电设备故障诊断与传统维修的差异

对于矿山机电设备的故障诊断，需要使用较为先进的相关技术，分析运行中的设备当前所处的状态，有效对其今后的运行情况进行预测，同时，对设备整体和各个局部的情况都应该有非常清晰的掌握。这些故障诊断技术能够在设备还没有发生故障的阶段，对它可能发生的故障进行早期的预警，判断出可能故障的产生原因和部位，评估该故障造成的各种危险和后果以及它可能的发展趋势，为维修人员提供有力的参考，以便他们能够在较短的时间内找到故障点，有针对性的进行故障排除。

而传统意义上的机电设备维修通常包括三种形式：

（1）被动式的维修，也即是当设备的故障已经明显化，并且造成设备无法正常运行时采取的治理措施，由于这种情况是事先没有准备的，相对来说，其维修的质量和效率都比较低；

（2）定期维修，是指在工作中制定相应的维修计划，该计划设定相应的维修周期，是一种非常机械化的检测方法，到期就对设备进行检修，而不关乎设备的状态如何，这种维修模式难以对偶然事件引起的设备故障进行防范，重复检修的现象也非常严重；

（3）计划性状态检修，这种检修技术是随着监测技术的发展而产生的，通过在线检测以及诊断装置，记录设备的故障状态和维修时间以及内容，并且将这些数据通过计算机的特殊处理，对设备的故障进行预测，保证在故障发生前就已经制定好相应的故障解决办法，从而消除隐患[1]。

3.矿山机电设备故障产生的主要原因分析

对矿山机电设备出现故障的原因进行分析，大致有以下三点：

（1）各零件的配合关系发生改变，这种情况十分普遍，对设备发生故障的部位进行观察，会注意到零件的损伤和各个零件之间原有的配合关系遭到破坏是故障形成的原因。零件的损伤包括：原有的形态和尺寸发生变化，原有的设计性能发生变化，偏离和设计值，是由于在使用设备的过程中，零件会受到来自各方的作用力，各种因素的综合作用，同时，随着时间的推移，老化作用越来越明显，也经常引起零件失去原有的性能。

（2）设备长时间处于超负荷运转的状态，在制造矿山机电设备的过程中，都会对它们的输出参数进行极限值的设计，设备只有运行在极限值内才能保持良好的状态；一旦输出参数超过极限值，正常状态就会遭到破坏，长期运行于超负荷状态，设备当然会出现故障，此时，有必要调整设备的技术参数，并且对设备采取相应的修复措施。

（3）设备使用年数过长，工作能力下降，在机械设备内外因素的共同作用下，长时间的使用之后，其综合能力必然会下降。这主要是由于机件的配合刚性会随着时间的推移而不断下降，其间隙也会增大，老化和磨损的现象越来越严重，造成大量发热现象，使得关键部位的联接发生扭曲等。

4.矿山机电设备故障诊断的关键技术

4.1 矿山机电设备故障诊断技术概述

在矿山设备运行过程中，很多部件会发生物理化学方面的变化，如：温度上升，电流电压以及功率发生变化，造成设备在形态上发生改变。通过对设备参数变化的分析了解设备的运行情况，判断出设备是否发生故障，如果出现异常，及时找到异常发生的具体部位，采取科学措施应对故障，这就是设备故障诊断技术。

在设备的故障诊断中，信息的采集是关键的一步，实际操作中，可以通过人为的看听摸进行判断，也可以利用相关设备采集状态数据，如：运行设备的振动信号，温度变化信号等，然后对这些信号进行分析，判断是否发生故障；现场观察也是常用的方法之一，比如，通过观察电机运转的响声和现场测量其轴承的温度变化，预测其可能的故障，观察螺栓和螺帽是否存在松动的现象，油液是否发生泄漏等对机械的零部件是否受损进行判断。

4.2 矿山机电设备故障诊断技术分类

迄今为止，矿山机电设备的故障诊断技术种类较多，由于矿山工作的特殊性，这些设备面临的工作环境不仅是振动和冲击矿物粉尘，而且工作空间小，维修起来难度较大，综合考虑这些因素，更应该合理的选择检测仪器，应该根据具体的环境和设备运行情况，有针对性的选取处理方案，其中，较为常用的方案有以下几种。

（1）温度诊断。很多机电设备发生故障最为明显的现象就是温度出现异常，很多受到损伤的零件在设备故障发生之前就会出现温度上升的现象。相关的工作人员将各种不同零件的工作温度进行汇总，制成图表的形式，在工作中就可以根据图表中温度的变化对零件是否发生故障进行判断。

（2）振动监测。这种方法主要用于预防性监测，包括简易诊断仪和精密诊断系统两种。前者一般采取便携式振动仪的形式，采集设备运行的振动信号，并将其适当放大，判断故障是否存在；后者是对设备进行定期的检测，使用显示装置以及控制器，将机电设备的振动信号数据输入到计算机中，对故障进行判断，找到相应的故障部位[3]。

（3）铁谱分析。该技术在矿山机电设备的故障诊断中具有非常明显的优越性。常见的铁谱分析仪是颗料定量仪，运行的基本原理为：在电机的运行磁场中注入带有磨屑的油，之后将磨屑吸出，依据磨屑的大小顺序制作成谱片，从而判断设备的运行情况。

5.结语

总之，矿山机电设备的故障诊断技术是一门综合性的技术，交叉运行了多个学科，在中国的发展起步较晚，它在机电设备的保养和维修方面起到了积极的作用，可以为维修人员的维修提供有价值的参考，及时的排除故障，延长设备的使用寿命，从而为矿山的稳定生产和实现高效益提供保障，矿山领导和相关的技术人员应该重视该项技术。

参考文献

[1]郭洪刚.矿山机电设备故障诊断技术探讨[J].工艺与技术，2011（24）.

第8篇：计算机运行的基本原理范文

关键词：跑道侵入；跑道安全；ADS-B；差分GPRS

1、场面监视雷达（SMR）

SMR是一种用于监视场面上飞机及车辆的雷达，随着计算机技术的发展，显示器上显示的不再是一个个目标点，它通过与外来数据的相关处理，不仅仅可以使管制员从荧光屏上区分飞机和车辆，而且可以辨别运行航班号、飞机机型、速度、将停靠的登机桥，可谓一目了然。它也是机场实施低能见度运行的基本条件。SMR系统组成结构及主要性能指标：场面监视雷达是一次雷达系统，根据回波强度探测目标，结合机场信息，如跑道使用信息、实时气象信息、机场灯光信息、停机位信息、航班信息等，为管制员在管制席位的显示终端上提供机场的电子地图、站坪内的飞机和车辆的挂牌信息等机场的各类目标的动态和辅助信息，帮助管制员发出迅速、准确的管制指令。

SMR系统出路系统包括；雷达头及处理部分（天线、收发信机、雷达信号处理等）、场面监视数据处理系统、显示处理系统、控制和监视系统、网络记录和回放等，系统设计为双通道冗余结构、系统结构。

2、ADS-B技术

ADS（自动相关监视）的基本原理是飞机（航空器）通过数据链自动发送和接收机载设备所提取的监控信息，如识别位置（高度经纬度）速度及意向信息等。

ADS-B系统组成ADS-B机载设备轻巧灵便，无论在超轻型飞机、普通客机、重型飞机上都可安装，ADS-B机载设备基本配置是下行设备（ADS-BOUT），工作方式类似于二次雷达应答机，但它同时可用于广播周边临时障碍物、飞行器、降落伞等物体的位置。由于ADS-B的发射是采用广播方式，发射的信息还可以通过机载交通信息显示器（CDTI）来接收，CDTI及其附属接收设备构成ADS-B上行设备（ADS-BIN）。

与建雷达地面站需要大功率供电、备份发、电机重型车辆道路、周边环境良好等苛刻条件不同，ADS-B地面基站设备非常简单，占地面积非常小，供电甚至可采用太阳能供电，并对周边环境要求较低，可安装在目视线无遮挡的塔或建筑物中，同时，地面基站的维护费用也大大低于雷达站，可实现无人值守。

ADS-B完善了雷达监视的覆盖问题，提供高质量的监控，无论在航路还是本场，雷达与ADS-B的结合使用都会为地面监控带来明显的改善。甚至在无雷达区域，ADS也会带来地面监控实质性的改进，雷达覆盖不完善的区域，ADS-B作为补充监视手段；雷达覆盖区域，ADS-B作为技术升级手段；在机场运行区域，ADS-B作为场面辅助监视手段。ADS-B作为广播式的ADS技术，由飞机自动向周围的飞机、车辆、地面接收站发射自身的位置等信息。所以，可实现多方面的功能：空中飞机间就能自动识别相互位置，可自我保持间隔；机场场面的飞机、车辆间保持安全间隔，起到场面监视作用。ADS-B接收器能和空管系统、其他飞机的机载ADS-B结合起来，在空地都能提供精确、实时的冲突信息，和传统雷达不同，ADS-在低空地面工作，因此能监控滑行道和跑道的冲突.因为该系统的有效距离为i00海里，所以提供了比以往其他任何系统更大的空间进行冲突探测和决策，地空使用该技术不仅能知道冲突的位置，且能清楚地看到冲突的方向、速度和相对高度；当冲突转弯、加速、爬升或下降时，ADS能立即清晰地显示其变化。与以往雷达管制员单向监控不同，ADS-B能同样向机组或管制员提供实时信息，实现双向同时监控飞行动态。

3、场面专网无线数据DGPS卫星定位管制监控系统

2000年5月，美国宣布将SA置零，GPS自主定位的精度有了很大提高（由100m到25m左右）。近两年，得益于模拟与数字信号处理技术的迅速发展，民用GPS接收机的定位精度又有了进一步的提高，达到10至15米，若辅以实时差分校正技术，可以将精度提高到3米以内，相对场面雷达约15-17米的测距误差，差分GPS卫星定位技术完全可以适应机场场面移动目标的管制监视要求。

（1）专网无线数传差分DGPS卫星定位技术简介专网无线数传DGPS卫星定位技术，是在无线数传技术和差分GPS卫星定位技术的基础上，将其进行有机结合，采用专用的无线频率作为数据传输通道，实现移动终端和中心基站之间差分GPS校正数据通信导航监视/CNS据、定位数据以及控制命令的双向交互传输，在监控中心的电子地图上可实时的看到每一个移动终端的即时地理位置。DGPS系统组成。

（2）场面移动目标专网无线数传差分DGPS卫星定位管制监控系统的设想场面专网无线数传DGPS卫星定位管制监控系统包括空间GPS卫星、车载卫星定位终端、差分GPS通信控制基站、计算机网络、管制监控应用软件等五大部分组成。

（3）系统工作体制规划。系统本身采用—对无线频点（可根据需要模块化扩展），各车载移动终端采用时分（TDMA）方式进行多址复用，将移动终端按规则进行严格的时序分配，避免相互干扰，保证车辆定位数据的可靠传输，为上层应用软件的具体功能应用奠定基础。系统为每一个GPS车载移动终端分配一个固定的ID身份号，车载移动终端根据设置周期循环性的向中心报告位置等相关信息，无需人为干预。

4、DGPS工作程序

系统车载终端的理论最大ID身份号容量为4096个，可以分为32个组，由组号和ID身份号共同组成车辆在系统内的唯一标识号。系统的实际容量M取决于数据循环刷新周期T（秒）：

f=Tx64

如果按数据刷新周期3秒计算，则单频点的监控容量：if=3×64=192

192个车载移动终端的监控容量应当能够满足国内大多数机场的场面管制监控要求，对于大型机场可以通过增加对或几对频率的方法来提高系统容量。

ADS-B系统应用于无雷达地区的远程运行监视，与传统的雷达监视技术相比，ADS-B技术具有使用成本低，精度误差小，监视能力强等明显优势，对于高密度飞行区域的空中交通服务有着广泛的应用前景。ADS-B系统准确地对空中和地面的飞机进行跟踪定位，实现自动监控和警告，避免了飞机的危险接近，减小了飞机的间隔，扩大了飞行容量，提高了空域的利用率，提高飞行指挥员和管制员对飞机的监控能力，减轻了劳动强度，保证了飞行训练的安全正常。

第9篇：计算机运行的基本原理范文

关键词：动态UPS电力调节同步电机

大型的半导体研发和制造工厂需要高质量的可靠电源，失电、甚至微小的电源质量下降都可能导致严重的后果，造成巨大的经济损失。基于这些原因，半导体制造工业通常都采用较大容量的不间断电源系统(UPS)。目前，国内设计中采用的UPS绝大多数都是静态UPS （ StaticsUnin-terruptible Power Supply System )，但是，由于静态UPS的局限性(后文将对此作具体分析)，选择和使用一种新型的动态不问断电源（Dynamic Un-interruptiblePoiverSupplySystem，简称动态UPS或DUPS ），就成为今后半导体项目工程设计中必须正视的重要问题。

1、动态UPS系统的基本原理

在《电机学》中我们知道，同步电机具有可逆性，既能作发电机运行，也能作电动机运行。同步电动机一个突出的特性就是改变励磁可以调节电动机的功率因数。如果将运行在电网上的同步电动机工作在过励状态，它们就会从电网上吸收电容性无功功率，从而提高电网的功率因数。而在电网上的其它主要负载如异步电动机和变压器等，则主要从电网中吸收电感性无功功率。

动态UPS的生产和使用己有大约30年的历史，它主要应用于半导体制造、机场、电视和广播中心、数据处理和计算机中心、通讯/数据传输等领域。图1所示为一个典型的动态UPS系统接线，它主要包括作为电力调节系统的同步电机/发电机(Mater/Generator )、用于应急备用系统的柴油机组(Dieael)、飞轮(Flywheel、以及同步电机/发电机与柴油机组耦合连接用的电磁离合器(Clutch，此外，它还包括一个自动旁路回路。飞轮系统的功能是实现高性能的动态能量存储，用于支撑短时的电力中断，这保证了与之相连的柴油机组在电力长时间中断时有足够的起动时间。

1.1正常运行模式

在正常运行情况下，开关D1和D2合上(D3断开)，市电通过电抗器B向负载供电，同步电机/发电机M/G以同步电动机方式运行，驱动飞轮旋转，贮存能量。M/G和柴油机组D之间通过电磁离合器连接，这保证了市电不会给柴油机组传送突然的外力。此时，动态UPS中主要山电力调节系统在起作用，其主要作用是改善电源质量:

1) 消除电力短时中断，减少柴油机组的起动次数。而且随着负荷的减轻，史长时间的电力短时中断也能消除。

2) 调节输出电压，保证在宽广的输入电压范围内有稳定的电压输出，使设备免受电压波动的影响。

3）耦合电抗器使市电和负载之间实现电气隔离，并能有效抑制市电侧或负荷侧的谐波电流，限制短路电流。

4) 前文己述，改变同步电动机的励磁可以调节电动机的功率因数，系统通过使同步电机处于过励状态，从电网吸收电容性无功功率，从而提高电网的功率因数。

1.2应急运行模式

当市电失电或电力中断超过系统的容许范围时，D1断开。同步电机/发电机转变成发电机方式运行，动态UPS的应急备用系统投入运行。飞轮通过惯性作用，释放动能，使发电机运转，保证所带重要负载电源不中断且不引起电压波动;系统还通过连续监测负荷端的频率，在预先设定的范围内调节发电机的转速，以保证供给负荷的电源频率维持稳定。山于能量的消耗，飞轮的转速开始下降。同时，柴油机组也己开始启动并逐步加速，经过一段时间后(一般不超过几秒钟)，柴油机组即可达到正常转速，此时，柴油机组和发电机经电磁离合器自动耦合，由柴油机组带动发电机运转，继续供给负载电源。

1.3动态UPS+备用电源运行模式

动态UPS还可应用于既有重要负荷又有应急负荷的场合，如图2所示。

当某项工程己设置有动态UPS，同时还有一些诸如应急照明、消防水泵、事故排风等应急负荷需要柴油发电机提供备用电源时，由于一些动态UPS供货商在对同步电机/发电机中的发电机部分的设计和制造中可以达到最大3倍的过载能力，这样的话，我们就可以不必另外设置柴油发电机组，而只需要加大柴油机组和电磁离合器的容量，如重要负荷为500kVA，应急负荷为500kVA，那么加大后的柴油机组及电磁离合器的容量应为1000kVA o在柴汕机组达速并稳定运行后(一般在市电停电约十几秒后)，就可以把应急负荷加载到柴油机组和电磁离合器上了。这种设计方案同附加发电机组的方案相比，节省了投资、空间和维护费用。

1.4动态UPS的能量支撑时间(back-up time)

动态UPS的能量支撑时间(市电失电后，在柴油机组投入供电前，系统保证电源不间断的最大供给时间)通常与机组的容量有关。

2、动态UPS的优越性

动态UPS与传统的静态UPS相比较，具有如下性能:

2.1正常运行时，动态UPS由于不需要经过交流、直流、直流、交流的整流和逆变过程，系统效率更高。

2.2山于有柴油发电机持续稳定地供给电源，动态UPS的供电时间基本上不受限制，而静态UPS受蓄电池容量的限制，供电时间一般不长。静态UPS要实现长时间的供电，就必须采取静态UPS+柴油发电机组的方式。但是，山于UPS的输入和柴油发电机组间存在谐波问题，所以往往需要加大发电机组的功率，一般要求发电机组的输出功率)1.2倍UPS输入功率。有资料表明，当一套5OOkVA静态UPS+一套800kVA发电机组的一次投资就高于一套5OOkVA的动态UPS，UPS容量越大，动态UPS越经济。另外，动态UPS也不存在UPS和发电机组之间的界而问题。

2.3静态UPS由于其蓄电池对工作环境要求高，电池室需要空调系统。通常，欧洲品牌的电池一般采用20℃为标准环境温度，而中国、美国和日本等国家都采用25℃作为标准环境温度，在标准环境温度下，蓄电池的使用寿命一般为3-10年。环境温度每超过许可温度100C，电池的使用寿命将减少一半。而动态UPS只需提供系统运行所需的足够通风量就可以了。同时，蓄电池的老化还会造成UPS容量的降低，而且蓄电池的安装、维护、保养和更换工作较复杂，成本较高，更换后的蓄电池如果处理不好还会造成环境污染，而动态UPS的飞轮史换就比较容易了。

2.4静态UPS需附加额外的滤波器来吸收电网中的谐波，而动态UPS本身具有抑制谐波的功能。动态UPS比静态UPS能承受史大的短路电流，通常静态UPS能承受2-3倍的额定电流，动态UPS则能承受多达1014倍的额定电流。同时，动态UPS本身还具有改善市电侧功率因数的功能等等。

3、工程实例

某大型半导体制造工厂，生产线洁净室面积约为11000左右，为开放式布置方式，净化级别为100级。工厂主要用电设备按一级负荷考虑，从市电引来两回220kV超高压电源，经降压变压器降压后，采用某中压电压作为工厂主配电电压等级，该电压等级供电系统为中性点经低电阻接地系统，采用分段单母线。

考虑到停电或电源质量下降易引起工艺设备停机或生产出残损产品，会造成很大的经济损失，设计选用8套1700kVA, 400V动态UPS系统，经8台升压变压器升压后，以工厂主配电电压等级输出配电。

动态UPS系统的中压配电母线也采用两段分段的单母线，每段母线上装设4套并列运行的动态UPS系统，再经CBl (CB2)向主厂房内配电所供电，每段母线上均设有手动旁路开关和自动旁路开关。如图3

3.1正常运行时，由市电经动态UPS的两段配电母线向主厂房内配电所供电，供给生产设备电源，此时，各动态UPS的电力调节系统分别改善所在配电母线上输出电源的质量，保证供给生产设备的电源稳定、“干净”。

当某一套或几套动态UPS需要检修或维护时，就让该装置退出运行。每段母线上设一套公用旁路开关，以保证在对动态UPS进行检修或维护时不间断对负载的供电。

如果因负荷需求大于系统的容量、或者因某一套或几套动态UPS装置需要检修或维护退出运行，而使动态UPS系统发生过载，当负荷超过100%系统容量5分钟时，SCADA(自动数据采集与监视控制)系统自动将开关CBl(或CB2)和与之同母线的自动旁路开关CB1S(或CB2S) 并联运行，然后打开CBl(或CB2)，实现h游负载的转移切换。同时，SCADA控制系统自动合上母联开关CB12，将两段母线并列运行，继续输出电源。

3.2市电失电后，各动态UPS的应急备用系统投入运行。如果动态UPS系统发生过载，系统会向SCADA系统发出信号，SCADA系统将根据预设的优先等级自动卸载。

4结论