第一篇：流量控制技術

2009年8月23-24日，下一代網(wǎng)絡融合與發(fā)展中國峰會(CNCS)在北京京都信苑賓館召開，會議由國家廣播電視電影總局指導，中國廣播電視協(xié)會，BIRTV組委會主辦，中廣互聯(lián)，電信傳播研究中心承辦。新浪科技作為獨家門戶網(wǎng)絡支持進行全程現(xiàn)場直播。

圖為：下一代網(wǎng)絡融合與發(fā)展中國峰會現(xiàn)場，AceNet公司中國區(qū)技術總監(jiān)官宇演講。

以下為實錄：

官宇(AceNet公司中國區(qū)技術總監(jiān))：尊敬的嘉賓各位領導、專家上午好！

昨天論壇上蔣總說IP網(wǎng)絡有兩個突破，一個是QoS，另外一個是安全問題。AceNet公司主要的方向就是解決QoS和安全上的問題。

我的演講主要分三個部分：

第一，給大家介紹一下目前流控技術在廣電寬帶運營商的應用情況和解決的問題。

第二，AceNet“流控墻”和“流量安全”概念。

第三，應用層流控技術在三網(wǎng)融合中應用的思考。

2005年以后互聯(lián)網(wǎng)上出現(xiàn)了一個重要的應用，就是P2P的應用，給網(wǎng)絡帶來了非常大的影響。影響到底在哪兒？很多人都有不同的看法。我們作為一個專家的流控的廠商，針對P2P做了很多研究。P2P對網(wǎng)絡構成最大的威脅在哪兒？因為用戶網(wǎng)絡的行為模型發(fā)生了變化，才會導致現(xiàn)在的網(wǎng)絡擁塞。我們在之前看到所有的網(wǎng)絡都是以客戶端和服務器之間的交互，用這種訪問模型去構建現(xiàn)在所有的網(wǎng)絡。而且我們的網(wǎng)絡產(chǎn)品也是基于這種模型去設計和建造的。P2P出現(xiàn)之后，所有網(wǎng)絡的模型，用戶和用戶之間產(chǎn)生了非常大交互的數(shù)據(jù)量，這樣就形成一個扁平網(wǎng)狀的模型。這種模型現(xiàn)在我們構建出來的基于星形連接的模式是不適合P2P新的網(wǎng)絡訪問模型，這樣就給整個網(wǎng)絡帶來非常大的災難性的影響。

P2P時代到來了，帶來什么問題和變化呢？每一個用戶開啟的應用程序越來越多了，單個用戶的并發(fā)會話數(shù)越來越多，如果你開一個新浪的新聞，同時產(chǎn)生的并發(fā)會話會有100多個，但是這個會話很快在一兩秒就結束了。但是如果P2P的用戶，會在瞬間產(chǎn)生非常大的并發(fā)會話，而且這個并發(fā)會話持續(xù)非常長時間。我們做了很多統(tǒng)計，如果一個正常的用戶開啟P2P的流量，它的并發(fā)會話數(shù)長時間維持在4、5千。如果這個用戶中了木馬病毒，在向外發(fā)攻擊的時候，我們在一個高校里截到最高的數(shù)據(jù)，一個單個的PC機產(chǎn)生的并發(fā)會話數(shù)有19000個，非常驚人。

另外，UDP報文比例迅速增加。過去UDP只是用來DNS解析用的，現(xiàn)在大量UDP報文被當作語音和視頻，因為它不是面向連接，它傳輸?shù)难舆t非常小。所以大量的UDP報文做語音和視頻實時交互的流量。很多地方統(tǒng)計UDP報文已經(jīng)超過60%。五前年UDP在網(wǎng)絡中的報文不超過20%，現(xiàn)在已經(jīng)超過60%。

另外，小包比例特別高。幾年前我們有一個統(tǒng)計數(shù)據(jù)，小包的比例只有大概不到20%。這是我們在北京的海淀寬帶做的統(tǒng)計。小于128字節(jié)的報文已經(jīng)超過了40%。大于1K的報文超過了35%。實際上根據(jù)報文的比例做一個分布，它是一個啞鈴形的分布，大量的報文是小包，小包是用來傳語音視頻，還有TCP的握手信號、協(xié)商報文。

小包增加了以后給現(xiàn)在很多網(wǎng)絡設備帶來很大的影響和負擔，這就是網(wǎng)絡設備一個重要的性能指標，只看吞吐是不行的，要看包交換率。

現(xiàn)在很多廣電運營商都在嘗試用各種各樣的流控技術來解決網(wǎng)絡擁塞問題。實際上我們作為一個專業(yè)的流控廠商，凡是我們面對的用戶全都有網(wǎng)絡擁塞的問題，也不光是我們面對，還有很多我們沒有面對，幾乎所有的網(wǎng)絡現(xiàn)在都有擁塞的問題。

擁塞的控制和流控的識別是什么，最早所謂第一代P2P的控制，通過防火墻、P2P常用的端口的封閉，來解決P2P網(wǎng)絡的影響。但是很快發(fā)現(xiàn)不行，因為P2P會慢慢自己去改，很快用80的端口、25110的端口，根本沒法封，不可能封。如果封了，郵件和外部訪問就用不了。后面就會用專業(yè)的流控設備，基于應用層的特征字的方式去識別P2P的應用。但是很快就發(fā)現(xiàn)又不行，發(fā)現(xiàn)我們有加密的BT，迅雷原來不加密，后來也加密了。還有一些其它的像Skype整個就是加密，加密的流量怎么識別？你在關鍵字里再也破譯不到特征字，在報文里過濾不到特征字，這時就需要升級專業(yè)的流控設備，就要通過行為特征的分析，去發(fā)現(xiàn)加密的BT應用、加密的P2P的應用。

控制手段現(xiàn)在應用最多的是用在線的方式，對識別的流量做帶寬的控制或者帶寬的保障。在電信里邊有很多應用是旁路的方式，旁路的方式只能解決TCP，給TCP的報文，發(fā)現(xiàn)TCP的鏈接是需要阻斷的話，它就向兩邊發(fā)包，通過旁路干擾的方式阻斷這個鏈接。另外還有一種方式，通過修改TCP報文頭中的滑窗參考的方式控制客戶端和服務器之間的傳輸速率。這兩種方式都是只能控制TCP的報文，現(xiàn)在網(wǎng)絡中大量UDP的報文，用這兩種方式是無能為力的。

另外，對單個用戶使用的帶寬做精確的控制，網(wǎng)絡資源包括我們常說的帶寬，還包括我剛才提到的并發(fā)會話數(shù)。對這兩個要素做一個精確的控制，對緩解網(wǎng)絡擁塞是有非常大的作用。

歸根到底，P2P時代對網(wǎng)絡的影響最大的問題是5%的用戶占用了90%的網(wǎng)絡資源。我們如果要是把這個問題解決好了，就會大量地緩解網(wǎng)絡擁塞問題，我們是有很多實踐的。我們之前在海淀寬帶有一臺設備，我們通過對用戶的帶寬和并發(fā)會話數(shù)的控制，達到了對網(wǎng)絡出口帶寬利用率的大幅度提升。在相同的帶寬的情況下，對每一個IP占用的帶寬和每一個IP使用最多的并發(fā)會話數(shù)做控制之后，同樣的帶寬、同樣的資源，我們承載的并發(fā)用戶數(shù)增加了幾乎一倍。這從一個側面去幫助運營商提升網(wǎng)絡的利用率，幫助運營商掙到錢。

我們提出兩個概念，一個是流控墻，另外一個是“流量安全”。這兩個概念都是AceNet首先提出來的。為什么提出來流控墻呢？我們看一下傳統(tǒng)的流控設備和防火墻之間到底存在什么問題。這里有一個最標準的部署模式，透明的流控設備和防火墻之間。流控設備部署在

防火墻里，這樣防火墻本身和流控是不能交互的，沒有任何交互。有一點，防火墻掛的DMZ區(qū)的流量，這個流量怎么管理和分析就存在很大問題。從內網(wǎng)訪問DMZ區(qū)，我們可以通過流控做分析和控制。從外網(wǎng)訪問DMZ區(qū)就不行。有把這根線從流控設備這邊繞一圈，又存在一個問題，從內網(wǎng)訪問DMZ區(qū)過了兩遍，被統(tǒng)計了兩遍。另外防火墻和流控設備不能互動，外面的狀況發(fā)生改變，一條網(wǎng)絡被擁塞堵得滿滿，你這邊做帶寬保證一點效果都沒有。這邊開視頻會議，那邊傳一個大文件，把入口堵住，再做帶寬保證沒有用，會議還是沒法開，甚至斷了都不知道。

我們在實踐過程中經(jīng)常遇到內網(wǎng)產(chǎn)生攻擊流量，大流量上來的時候，傳統(tǒng)的流控設備都是X86、NP，兩種情況，一種被打死，另外一種是直接把攻擊流量通過。在最需要流控設備分析攻擊流量來源的時候，你不負責任讓它通過，這時就不知道來源了。對于網(wǎng)管來說，發(fā)現(xiàn)有異常流量來的時候，要找到異常流量來源的時候，在沒有流控設備的時候是非常痛苦的事情，沒有半天時間是查不到的。

另外一種部署模式，這是把流控設備部署在防火墻外邊，這種部署模式同樣DMZ區(qū)的流量訪問控制解決不了，從內網(wǎng)來的訪問DMZ區(qū)又不經(jīng)過流控設備。

防火墻做了地址轉換，你在流控里看不到原始IP，只能看到轉換以后的IP，這時出現(xiàn)安全問題你沒法定位。

傳統(tǒng)的流控又不能支持負載均衡，如果要有多鏈路，跨接在上面解決不了問題，一條鏈路10%的負載，另外一條鏈路99%負載的時候，這個問題就解決不了。

另外，流控設備不是安全產(chǎn)品，它需要保護。我們經(jīng)?？吹竭@種部署模式的時候，在外邊再加一個防火墻，我們叫做漢堡包方式，把流控設備還要再保護一下。

這都是我們說的防火墻和傳統(tǒng)的流控設備不能互動造成的問題。AceNet提出了一個流控墻的概念，我們把防火墻、流量控制和多鏈路出口的負載均衡集成在一個芯片里邊去解決這個問題，這種部署模式就把剛才我前面兩張圖里列舉的防火墻和流控設備不能互動造成的問題全面地做了。AceNet最強的是我們把二層到七層的流量分析和控制用芯片來完成了，這個芯片非常大，大概有3000多萬門芯片，全世界采用芯片的模式去解決流控問題，只有我們和思科公司，剩下都是采用X86的方式或者NP的方式。而且我們比思科強的地方是，我們把防火墻和負載均衡能力功能全部集成在這個芯片里邊，思科只解決流控問題。

我們能夠解決：P2P的問題、帶寬保障的問題、安全問題、做地址轉換、用戶認證、審計。我們做的是一個多層次的流控，流控包括帶寬，包括QoS，包括并發(fā)會話數(shù)，對這三個要素做一個綜合的控制。

(圖)這是我們能夠識別和控制的一部分流量，一部分P2P的協(xié)議和AM的協(xié)議。其實迅雷大家現(xiàn)在用了很多，目前在網(wǎng)絡中看到最大的流量就是迅雷，我們在很多高校里看到迅雷的流量幾乎超過60%，迅雷對現(xiàn)在的網(wǎng)絡影響非常大，嚴格意義上講迅雷是流氓軟件，雖然給大家?guī)砹撕芏嘞螺d方面速率上的體驗，非常好，但是它嚴格意義上講是流氓軟件。為什么？首先，它帶來很大的安全隱患。你用迅雷在你自己的FTTP服務器上上傳和下載的時候

會很快，比你直接去用FTTP工具訪問快很多。但是只要用迅雷訪問過一次，它就會把你的用戶名和密碼都記下來，記在迅雷的服務器上。以后再有人去訪問這個文件的時候，再也不用去敲用戶名和密碼，都用你的用戶名和密碼去訪問，你的這些私有信息在他那兒全都記下來了，會造成非常大的安全隱患。不知道你們注意過沒有，去年年初有一個新聞地香港警察的臥底名單泄露了，誰干的呢？就是FOXY。FOXY在香港和臺灣比較流行的一種P2P軟件，跟迅雷差不多。P2P的軟件都會帶來很多安全隱患。

迅雷還流氓在什么地方呢？它在不跟你打招呼的情況下不斷向外傳東西，除非把迅雷關掉，否則你同時下載的東西都別別人分享，這是一般人不能忍受的，至少會影響計算機的性能，CPU負載會很高。

AceNet首先提出來一個流量安全的概念。傳統(tǒng)的流控是流量的可視和流量的可控，我們又提出來流量的可追溯。為什么提出這個概念？我們實際上在實踐的過程中，通過我們的流控設備發(fā)現(xiàn)了很多網(wǎng)絡安全事件，我們第一時間發(fā)現(xiàn)了網(wǎng)絡安全事件，并且定位了網(wǎng)絡安全事件，而且還能追溯網(wǎng)絡安全事件。南京師范大學有一次內網(wǎng)服務器中病毒，當時給全網(wǎng)都造成非常大的影響，跑得非常慢，通過我們的設備直接看到了這個異常的用戶，這個服務器的并發(fā)會話數(shù)超過19000，影響非常大。老師直接通過我們的設備定位到這個服務器，一看IP就知道這個服務器。把這個服務器網(wǎng)線一拔掉，這個網(wǎng)絡就安全了。這種事情太多，都是通過我們的設備解決網(wǎng)絡安全問題。我們提出流量安全的概念。

(圖)最重要的是我們的日志和審計的功能，這是我們非常強的地方。我們用芯片的方式把我們需要的日志打成UDP包送給日志服務器，這邊流量再大都不會影響我生成日志的性能。所以，我們能夠在非常大的大帶寬底下解決日志審計的問題，這也就是我們去解決公安部82號令要求的地址轉換日志，需要做地址轉換日志的需求。像很多我們的運營商、高校都存在這個問題。雖然有82號令規(guī)定你要做地址轉換日志，但是我沒有這么高性能的設備能夠解決這個問題。我們通過流控設備能夠幫他去解決這個問題。我們把每一個并發(fā)會話數(shù)都做了日志，然后對它的URL外部訪問都做了記錄，F(xiàn)TTP、Email，甚至MSN的聊天內容都可以做記錄。

(圖)這是我們的基礎數(shù)據(jù)，我們做地址轉換以后的IP和端口都會把它記錄下來，并且我們能夠基于基層協(xié)議應用的事業(yè)，我們記住這是DP，這是迅雷，多長發(fā)起時間、結束時間、持續(xù)時間，都記錄下來，這是我們的基礎數(shù)據(jù)。通過這些數(shù)據(jù)我們可以做分析，可以看到流量的前十名，我們可以看到IP流量的構成，可以看到這個IP是迅雷，絕大多數(shù)流量都是迅雷。

(圖)我們點擊這個按紐可以看到訪問的IP地址的分布，比如現(xiàn)在是杭州，我們知道杭州市的IP，我們還知道杭州以外浙江省的IP，我們還是國內的IP，還是國外的IP。另外，點擊了這個圖標之后，很重要我們能夠看到三個圖，一個是基于時間的單個IP帶寬的占用情況、變化情況，我們可以看到這個IP在峰值的時候流量超過100M。我們可以看到這個圖的并發(fā)會話數(shù)是根據(jù)時間發(fā)生變化，這個圖是每秒新建連接數(shù)的變化情況。我們可以看到其實一個正常的用戶，不是中病毒的情況，每秒新建連接數(shù)不到30次，非常少。但是一旦有

異常流量的時候，我們截到最高的圖4000多個，不斷向外發(fā)攻擊。通過這三張圖其實就可以定義一個用戶的網(wǎng)絡行為是不是異常。

我們點擊前面一個圖的小圖標之后，我們還可以看到這一個用戶迅雷這一種流量根據(jù)時間變化的情況。我們的統(tǒng)計是非常細致的，細致到什么程度？按照用戶的話說，已經(jīng)可以當分析儀用了。

黑名單的功能，可以自動把異常流量的用戶放到黑名單里，黑名單可以自動懲罰。一個是要么讓他斷網(wǎng)。另外，要么把他的帶寬和并發(fā)會話數(shù)壓得很低，讓它對網(wǎng)絡影響非常小。這是針對異常流量用戶的控制手段。如果用我們的web認證，會彈出一個小窗口，告訴這個用戶已經(jīng)進入黑名單，請你跟網(wǎng)管聯(lián)系。

最后，我們在思考應用層的流控技術在現(xiàn)在討論的三網(wǎng)融合中應該怎么去用的問題。

我們現(xiàn)在在講三網(wǎng)融合實際上是建高速公路的情況，我們把一個高速公路建起來了，流控做的事情是給高速公路劃線，給它設置各種交通的標志，給它設紅綠燈。有些車能夠上什么樣的道路，必須是什么速度，哪些道路是不能上的，流控就是干這些事情，解決QoS的問題。

三網(wǎng)融合以后我們看到3T、3Tnet，在非常大帶寬，在用戶到了30M、50M的情況下、是不是還有流控問題呢？是一樣的，現(xiàn)在絕對不能非常樂觀地說我在做試驗網(wǎng)的時候帶寬非常大，根本就沒有遇到過流控的問題，沒有遇到過擁塞的問題，擁塞以后就不會在實際應用中出現(xiàn)，這個概念是不會的。就像我們在56K的情況下想象不到1M、2M帶寬會擁塞，但是我們真正用到1M、2M帶寬，大家遇到的擁塞時時刻刻都在體會、感受。當用戶升級到30M同樣存在著擁塞的問題。我們一定要考慮網(wǎng)絡融合的時候，在設計標準、設計方案的時候就要考慮到流控的問題。

應用層的流控，這個技術能夠給網(wǎng)絡融合帶來什么好處呢？實際上我們可以去識別出來你的各種各樣增值的應用，對這些增值的應用有特殊的控制手段，然后給你帶來非常多靈活的收費方式、定價方式，有各種各樣的帶寬保障，給它不同的貸款，甚至他實時要求特制的帶寬，我們都可以用。另外，我們還可以及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡異常行為，在大帶寬的情況下，異常行為的用戶對網(wǎng)絡的影響就更大了。另外，我們需要在三網(wǎng)融合考慮應用層流控的時候需要注意的一些問題，一個就是它部署的位置。另外，選用的平臺。因為帶寬非常大，X86和NP的方式肯定不行。另外，考慮全網(wǎng)絡QoS，另外一旦你應用到了可增值的流量，一定要非常容易識別的才行。流控要和日志認證結合，流控和網(wǎng)絡安全系統(tǒng)結合。

(圖)流控到底能干什么？我們的流控部署在這里，這邊是寬帶的接入用戶，我們可以把這些流控的數(shù)據(jù)都統(tǒng)計記錄在數(shù)據(jù)庫里邊。同時給這些用戶分配一些帳號，我們可以通過前臺的服務器，讓用戶訪問，能夠看到自己的流控。就像我們現(xiàn)在通過網(wǎng)站可以查詢我們的手機話單、通話記錄一樣，可以隨時查詢我們自己流量的玖單。技術可以非常詳細。

另外，我們可以讓用戶定制自己的報表，每周發(fā)一個報表還是每一個月發(fā)一個報表，讓用戶自己心里非常清楚自己的流量到底是什么樣子。有機是三網(wǎng)融合以后，各種業(yè)務都多了，可以分業(yè)務地給各種各樣的報表。

一旦有異常流量涌上來，我們可以第一時間通知用戶，告訴現(xiàn)在有異常，是不是檢查一下、殺一下毒，給用戶非常好的體驗。

以后可能流控用得越來越多，還有更多的應用方式，也是大家集思廣益。

第二篇：SiteView TC流量控制概要

SiteView TC流量控制

概述

今天，信息技術在中國各個行業(yè)中的應用都得到了前所未有的重視，“以信息化帶動工業(yè)化”已為各級決策部門所共識,各個行業(yè)在IT方面都有很大的投入，進行了大量的系統(tǒng)建設和應用開發(fā)。在實際情況中，用戶長時間的下載、上傳文件，占用大量的帶寬，影響正常的Email收發(fā)、實時視頻會議等及時通信或商務活動。因此，有效地管理IT資源，合理的分配利用網(wǎng)絡資源，已經(jīng)成為一件刻不容緩須要解決的事情。為保證企業(yè)合理使用Internet資源，通過帶寬監(jiān)視和流量限制技術，能有效防止對Internet資源的濫用。合理分配每個IP使用流量。

SiteView TC是基于Linux操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡流量監(jiān)測與管理系統(tǒng)，適用于各種規(guī)模的企業(yè)和政府的網(wǎng)絡，能有效解決網(wǎng)絡應用性能問題，保護IT投資，降低運營成本，從而提高用戶的生產(chǎn)力。SiteView TC解決方案提供了直觀的界面使網(wǎng)絡管理人員能夠隨時隨地了解網(wǎng)絡帶寬使用情況，而且能對網(wǎng)絡用戶進行分組上下行帶寬限制。并且，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)可疑異常狀況，預警可通過聲音、E-mail、滾動消息等方式及時通知相關人員或自動進行常見故障處理，從而最大限度的降低系統(tǒng)平臺出現(xiàn)故障的可能，減少可能給企業(yè)帶來的損失。完善的日志分析報告，更能幫助網(wǎng)絡管理人員預防可能出現(xiàn)的故障，為企業(yè)網(wǎng)絡的戰(zhàn)略規(guī)劃提供依據(jù)。

易用快捷的操作方式，SiteView TC采用Web界面，“一鍵一擊”的引導式界面設計，全面提升用戶體驗。

成熟穩(wěn)定的系統(tǒng)平臺，基于Red Hat Enterprise Linux開發(fā)，內核性能優(yōu)秀穩(wěn)定，經(jīng)過全面嚴格的網(wǎng)絡性能測試，對于各種網(wǎng)絡環(huán)境進行特別參數(shù)優(yōu)化，使得系統(tǒng)可用性大大加強，最大程度上避免產(chǎn)品當機狀況的發(fā)生，減輕網(wǎng)絡管理員繁重的維護及管理工作。

先進的遠程協(xié)同工作方式，方便多用戶操作，當系統(tǒng)遇到突發(fā)狀況，網(wǎng)絡管理員可以通過系統(tǒng)的遠程技術支持模塊獲取技術支持工程師實時在線支持。

完善的系統(tǒng)修復設計，網(wǎng)絡管理員可以通過一鍵備份和一鍵修復模塊，將系統(tǒng)配置自動還原到以前所定義的還原點，更可以通過系統(tǒng)操作記錄，獲知以前可能存在的誤操作，對操作進行修正。

豐富的報警方式，無論系統(tǒng)管理人員身在何處，都能及時了解網(wǎng)絡系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障。系統(tǒng)的各種日志報告，更能幫助網(wǎng)絡管理人員快速追蹤問題根源，找到網(wǎng)絡誤配置部分，從而杜絕日后出現(xiàn)同樣問題。

全面的日志分析報告很好的滿足了不同網(wǎng)絡管理人員的需求，詳盡的文本報告和直觀易懂的帶寬圖表，方便網(wǎng)絡管理人員對網(wǎng)絡流量狀況的了解。對于高層決策人員而言，更能從中提前發(fā)現(xiàn)隱患,給企業(yè)信息建設戰(zhàn)略規(guī)劃提供依據(jù)。功能介紹

1.工作原理 所用的數(shù)據(jù)包都會流經(jīng)SiteView TC,通過流量分析引擎按照IP地址，或是協(xié)議對數(shù)據(jù)包進行分類，打上標記。然后，通過流量分析引擎，每三分鐘對每個IP的上行流量，下行流量總的統(tǒng)計，以及細化到每個IP的幾種基本協(xié)議流量統(tǒng)計，并以報表的形式把統(tǒng)計結果保存下來。在通過流通量控制引擎，檢查已經(jīng)受到限制的IP的流量，是否已經(jīng)達到管理員所限制的最大值。如果已經(jīng)達帶到上限，則通過我們制定的算法對數(shù)據(jù)包發(fā)送的速率進行有效的控制、及整形。

1.1實時流量監(jiān)控

通過實時獲取流過SiteView TC的所有IP地址網(wǎng)絡傳輸速率和流量，為網(wǎng)絡管理員的網(wǎng)絡建設和管理工作提供參考，并能從異常流量中，分析網(wǎng)絡中存在的隱患。在對傳輸流量監(jiān)視基礎上，可以進一步對單個IP的上下行傳輸速率進行手動控制，為網(wǎng)絡用戶區(qū)分優(yōu)先級，對不同優(yōu)先級的用戶提供不同的網(wǎng)絡服務，同時SiteView TC還支持按協(xié)議控制流量，比如對常見的http、ftp、telnet、ssh、p2p等協(xié)議進行流量控制，保證正常的企業(yè)上網(wǎng)流量。

另外SiteView TC也可以通過以組的方式或者以一個網(wǎng)段的方式對用戶的流量設置，進行統(tǒng)一的管理.2.系統(tǒng)管理

SiteView TC多功能網(wǎng)關不僅功能十分強大，而且通過Web界面進行操作也十分易用。2.1支持遠程啟停機 可以遠程控制機子的關機。2.2網(wǎng)關狀態(tài)查看 可以很方便地查看網(wǎng)關的硬盤空間、CPU利用率、系統(tǒng)授權文件情況等等。2.3支持遠程啟停網(wǎng)關各功能模塊

以直觀的方式提供網(wǎng)關各功能的狀態(tài)的查看。

管理員可通過點擊按鈕來完成重啟、停止、啟動各功能模塊。2.4 開機和關機設置 網(wǎng)關重啟或關閉時，需要預先啟動或關閉的服務，都可以在這里設置。2.5 修改密碼

登陸用戶可以隨時修改登陸密碼，增加系統(tǒng)安全性。2.6 計劃任務

類似Windows操作系統(tǒng)的計劃任務程序，可以通過定義這個模塊來定時進行一些自定義任務，比如數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計，信息搜集等等。

2.7 支持本地DNS SiteView TC可以緩存查詢過的DNS充當本地DNS域名服務器，更快地解析域名。2.8支持DHCP 在255臺以下機器的企業(yè)網(wǎng)絡中，客戶機器只需設定自動獲取IP地址，就可以通過DHCP服務 獲得可以上網(wǎng)的IP地址。

2.9 網(wǎng)絡工具

提供PING、TraceRoute、WEB執(zhí)行命令窗口等日程命令工具集，避免管理員在多平臺間切換，直接在Web頁面查看輸出結果。

2.10 實時連接查看 SiteView TC可以保存所有通過TC的內網(wǎng)機器連接狀態(tài)，通過SiteView TC進行的數(shù)據(jù)分析，可以實時查看內網(wǎng)機器的當前狀態(tài)，比如訪問的外網(wǎng)IP地址以及對應的地理位置，端口，標志位等信息。

2.11網(wǎng)絡隧道配置

在中大型企業(yè)網(wǎng)絡中，當企業(yè)各組織機構被劃分到不同的網(wǎng)段中時，可以通過配置網(wǎng)絡隧道，在兩臺SiteViewTC系統(tǒng)或者一臺SiteViewTC系統(tǒng)和一臺支持GRE格式封裝的路由器之間進行網(wǎng)絡隧道對接，輕松實現(xiàn)各部門互訪，如同在同一子網(wǎng)。

2.12日志文件大小監(jiān)控

對系統(tǒng)日志磁盤使用狀況進行監(jiān)控，當日志文件大小超過定義的閥值時，系統(tǒng)會自動發(fā)送E-Mail到管理員郵箱提醒注意。

2.13一鍵備份與恢復

提供對系統(tǒng)配置文件的備份與恢復，可以一鍵點擊備份所有配置文件，也可單獨選擇特定配置文件進行備份，這適用于重裝或升級系統(tǒng)時，大大減少網(wǎng)絡管理人員重復工作量，提升工作效率。2.14在線技術支持

這是游龍科技提供給正式版用戶的特有服務，每個正式版License都會附送一年的技術支持服務，遇到重大問題無法自行解決時，網(wǎng)絡管理人員可以通過點擊連接按鈕，使得SiteView TC自動連接遠程服務器通知游龍科技技術人員，技術人員會進行在線實時維護修復。

第三篇：企業(yè)局域網(wǎng)管理 上網(wǎng)行為管理 流量控制管理

企業(yè)局域網(wǎng)管理上網(wǎng)行為管理流量控制管理

在網(wǎng)絡中，我們可以搜索資訊、獲取新聞、收發(fā)郵件、聊天、游戲、在線電影、購物炒股、網(wǎng)上課堂等，網(wǎng)絡已經(jīng)成為企業(yè)發(fā)展必不可少的一部分。

據(jù)調查顯示在辦公上網(wǎng)時間過長、遭受仿冒詐騙、辦公時間玩網(wǎng)絡游戲和因網(wǎng)絡安全缺口而帶來的工作風險等方面，國內企業(yè)的威脅很嚴峻。要想讓公司局域網(wǎng)絡能夠發(fā)揮其最大的功效，局域網(wǎng)員工上網(wǎng)行為已經(jīng)到了非管不可的地步了。

小草上網(wǎng)行為管理軟路由正是企業(yè)所急需的專業(yè)局域網(wǎng)管理軟件，能對企業(yè)局域網(wǎng)流量控制管理、員工的上網(wǎng)行為管理等，都非常有效。

小草的上網(wǎng)行為管理功能在控制員工上網(wǎng)方面做的十分精細，管理者可以有選擇的設置網(wǎng)絡黑白名單，從而把工作和娛樂分的一清二楚，讓員工上班時間只能瀏覽與工作相關的網(wǎng)站，其他的娛樂、新聞和旅游購物網(wǎng)站統(tǒng)統(tǒng)禁止掉，同時如果員工上班開小差的話，而對P2P的管理成為當前局域網(wǎng)網(wǎng)絡管理的最緊迫的課題，小草上網(wǎng)行為管理對P2P軟件下載管理非常有效，可以限制禁止迅雷、QQ旋風、快車、電驢等下載軟件的使用，避免局域網(wǎng)因為個別員工肆無忌憚地下載而變得非常忙，同時也能夠限制其下載速度，滿足基本的工作下載需求。

控制聊天，限制網(wǎng)絡炒股，屏蔽網(wǎng)絡游戲方面，小草上網(wǎng)行為管理軟路由更是做到了簡單智能管理，企業(yè)管理者只要勾選要控制的選項就可以輕輕松松一鍵解決這些問題，網(wǎng)管可以自定義添加所要禁止的網(wǎng)頁、程序應用等。

上網(wǎng)行為管理軟件處理好了這些員工工作時間上網(wǎng)的問題，局域網(wǎng)才能夠發(fā)揮其最大的作用更好的服務于企業(yè)。保障企業(yè)局域網(wǎng)的穩(wěn)定順暢，把企業(yè)網(wǎng)絡的價值，充分發(fā)揮出來，提高員工的工作效率。

第四篇：現(xiàn)代工業(yè)控制技術

現(xiàn)代工業(yè)控制技術（調速）

目錄

一、課程設計的目的.......................................................................................................................2

二、課程設計的要求.......................................................................................................................2

三、課程設計的任務（十機架連軋分部傳動直流調速系統(tǒng)的設計）.......................................3

（一）、連軋機原理...............................................................................................................3

（二）、基本參數(shù)...................................................................................................................3

(1)、電動機參數(shù)..............................................................................................................3

（三）、設計指標...................................................................................................................4

（四）設計要求.......................................................................................................................4

四、晶閘管整流主電路的設計與選擇...........................................................................................4

（一）、整流變壓器的計算與選擇.......................................................................................4

（1）、整流變壓器的電壓.............................................................................................5（2）、整流變壓器的電流.............................................................................................5（3）、整流變壓器的容量.............................................................................................5

（二）、整流元件的計算與選擇...........................................................................................5

（1）、整流元件的額定電壓Ukn.................................................................................6（2）、整流元件的額定電流IT....................................................................................6

（三）、電抗器的計算與選擇...............................................................................................6

（1）、實際應串入的平波電抗器LK（mH）.............................................................6

（四）、保護元件的計算與選擇...........................................................................................6

（1）、交流側阻容過壓保護.........................................................................................6（2）、交流側壓敏電阻過壓保護.................................................................................7（3）、晶閘管元件過壓保護.........................................................................................8（4）、晶閘管裝置的過流保護.....................................................................................8

（五）、晶閘管直流調速系統(tǒng)主電路原理圖...............................................................8

五、晶閘管雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的設計與選擇...........................................................................9

（一）、晶閘管雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的原理.....................................................................10

（二）、給定積分器單元(GJ)電路電路設計及分析..........................................................11

交直流調速系統(tǒng)課程設計

（三）、速度調節(jié)器單元(ASR)及電路設計及分析.........................................................12

（四）、電流調節(jié)器單元(ACR)及電路設計及分析........................................................13

（五）、速度變換器（SB）及電路設計及分析................................................................13

（六）、觸發(fā)輸入及保護單元及電路設計及分析.............................................................14

（七）、直流調速系統(tǒng)整體分析.........................................................................................17

六、晶閘管轉速電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)調試.....................................................................18

（一）、線路原理.........................................................................................................18

（二）、調試內容及步驟.............................................................................................19

（三）、系統(tǒng)調試注意事項.........................................................................................21

七、體會與建議.............................................................................................錯誤！未定義書簽。

一、課程設計的目的

課程設計是本課程教學中極為重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，它不但起著提高本課程教學質量、水平和檢驗學生對課程內容掌握程度的作用，而且還將起到從理論過渡到實踐的 橋梁作用。因此，必須認真組織，周密布置，積極實施，以期達到下述教學目的。

① 通過課程設計，使學生進一步鞏固、深化和擴充在交直流調速及相關課程方面的基本只是、基本理論和基本技能，達到培養(yǎng)學生獨立思考、分析和解決實際問題的能力。

② 通過課程設計，讓學生養(yǎng)成嚴謹科學、嚴肅認真、一絲不茍和實事求是的工作作風，達到提高學生基本素質之目的。

③ 通過課程設計，讓學生獨立完成一項直流或交流調速系統(tǒng)課題的基本設計工作，達到培養(yǎng)學生綜合應用所學知識和實際查閱相關設計資料能力的目的。

④ 通過課程設計，使學生熟悉設計過程，了解設計步驟，掌握設計內容，達到培養(yǎng)學生工程繪圖和編寫設計說明書能力的目的，為學生今后從事相關方面的實際工作打下良好的基礎。

二、課程設計的要求

① 根據(jù)設計課題的技術指標和給定條件，在教師指導下，能夠獨立而正確地進行方案論證和設計計算，要求概念清楚、方案合理、方法正確、步驟完整。

② 要求掌握交直流調速系統(tǒng)的設計內容、方法和步驟。③ 要求會查閱有關參考資料和手冊等。④ 要求學會選擇有關元件和參數(shù)。

⑤ 要求學會繪制有關電氣系統(tǒng)圖和編制元件細節(jié)。⑥ 要求學會編寫設計說明書。

交直流調速系統(tǒng)課程設計

三、課程設計的任務（十機架連軋分部傳動直流調速系統(tǒng)的設計）

（一）、連軋機原理

在冶金工業(yè)中，軋制過程是金屬壓力加工的一個主要工藝過程，而連軋則是一種可以提高勞動生產(chǎn)率和軋制質量的先進方法。其主要特點是被軋金屬同時處于若干機架之中，并沿著同一方向進行軋制最終形成一定的斷面形狀。其軋制原理和過程如圖3-1所示。

連續(xù)軋制的基本條件是物質流量的不變性，即S1v1=S2v2?=Snvn=常數(shù)，這里S1?Sn和v1?vn分別為被軋金屬的橫斷面積和線速度。而連軋機的電氣傳動則應在保證物質流量恒定的前提下承受咬鋼和軋制時的沖擊性負載，實現(xiàn)機架的各部分控制和協(xié)調控制。每個機架的上下軋錕公用一臺電動機實行集中拖動，不同機架采用不同電動機實行部分傳動，各機架軋錕之間的速度則按物質流量恒定原理用速度鏈實現(xiàn)協(xié)調控制

物質流量不變的要求應在穩(wěn)態(tài)和過渡過程中都得到滿足，因此，必須對過渡過程實踐和超調量都提出相應的限制。

連軋機的完整控制包括許多方面，本課題只考慮軋錕拖動的基本控制即調速問題，并以十機架軋機為例，至于張力卷取問題等將不涉及。

（二）、基本參數(shù)

考慮到課程設計的實踐有限，本課題直接給出各部分電動機的額定參數(shù)作為設計條件，不再提及諸如軋制力、軋制轉矩、軋錕直徑等概念和參數(shù)，以便簡化設計計算。(1)、電動機參數(shù)

以十機架為準，每個機架對應一臺電動機，由此形成10個部分，各部分電動機參數(shù)集中列表3-1中，其中Pn(kW)為額定功率、Un(V)為額定電壓、In（A）

交直流調速系統(tǒng)課程設計

為額定電流、nn[(r/min)]為額定轉速、Ra(Ω)為電動機內阻、GD2a(N2m2)為電動機飛輪力矩、P為極對數(shù)。Ifn(A)為額定勵磁電流。

表3-1 各部分電動機額定參數(shù)

機架序號 電動機型號 Pn/Kw Un/V

In/A

na/(r/min)Ra/Ω

Ifn/A

Gda2/N2m

2

P/對 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Z2-92 Z2-91 Z2-82 Z2-81 Z2-72 Z2-71 Z2-62 Z2-61 Z2-52 Z2-51 67 48 35 26 19 14 11 8.5 6 4.2 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 291 209 152 113 82.55 61 47.8 37 26.1 18.25 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 0.2 0.3 0.4 0.5 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 4.98 3.77 2.67 2.765 3.05 2.17 0.956 1.14 1.11 1.045 68.6 58.02 31.36 27.44 11.76 9.8 6.39 5.49 3.92 3.43 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

（三）、設計指標

① 穩(wěn)態(tài)指標：無靜差。

② 動態(tài)指標：電流超調量﹠i≤5%；啟動到額定轉速時的轉速超調量﹠n≤5%（按退飽和式計算）

（四）設計要求

① 要求以轉速、電流雙閉環(huán)形式作為系統(tǒng)的控制方案。② 要求主電路采用三相全橋整流形式。

③ 要求系統(tǒng)具有過流、過壓、過載和缺相保護。④ 要求觸發(fā)脈沖有故障封鎖能力。

⑤ 要求對1號機架拖動系統(tǒng)設置給定積分器，其他機架拖動系統(tǒng)設置給定速度鏈，以實現(xiàn)速度協(xié)調控制。

四、晶閘管整流主電路的設計與選擇

（一）、整流變壓器的計算與選擇

在一般情況下，晶閘管裝置所要求的交流電壓與電網(wǎng)電壓往往不一致；因此，為了盡量減小電網(wǎng)與晶閘管裝置的相互干涉，要求它們相互隔離，故通常均要配

交直流調速系統(tǒng)課程設計

用整流變壓器。（1）、整流變壓器的電壓

整流變壓器的一次側直接與電網(wǎng)相連，當一次側繞組Y接時，一次側相電壓U1等于電網(wǎng)相電壓；當一次側繞組△接時，一次側相電壓U1等于電網(wǎng)線電壓。

整流變壓器的二次側相電壓U2與整流電路形式、電動機額定電壓Un、晶閘管裝置壓降、最小控制角αmin及電網(wǎng)電壓波動系數(shù)∈有關，可按下式近似計算。

U2=KzUn/∈AB 式中，Kz為安全系數(shù)，一般取為1.05～1.10左右。

（2）、整流變壓器的電流

整流變壓器的二次側相電流I2和一次側的相電流I1與整流電路的形式、負載性質和電動機額定電流In有關，可別計算如下

I2=K2In I1=K1U2In/U1（3）、整流變壓器的容量

整流變壓器的二次側容量S2、一次側容量S1和平均計算容量S可分別計算如下

S2=m2U2I2 S1=m1U1I1 S=(S1+S2)/2 式中，m1、m2分別為一次側與二次側繞組的相數(shù)。以上各式中未定系數(shù)均列于表4-1中。

表4-1 整流變壓器的計算系數(shù)（電感負載）

計算系數(shù) 單相全孔橋

三相可靠半波

三相全控橋

三相半控橋

A=Udo/U2 B=Ud/Udo K2=I2/In K1=I1/In 0.9 cosα1 1

min

1.17 cosα

min

2.34 cosα

min

2.34(1+cosα

min)/2

0.577 0.472

0.816 0.816

0.816 0.816

（二）、整流元件的計算與選擇

正確選擇晶閘管和整流管，能夠使晶閘管裝置在保護可靠運行的前提下降低

交直流調速系統(tǒng)課程設計

成本。選擇整流元件主要是合理選擇它的額定電壓Ukn和額定電流（通過平均電流）IT,它們與整流電路形式、負載性質、整流電壓及整流電流平均值、控制角α的大小等因素有關。一般按α=0計算，且同一裝置中的晶閘管和整流管的額定參數(shù)算法相同。

（1）、整流元件的額定電壓Ukn 整流元件的額定電壓Ukn與元件實際承受的最大峰值電壓Um有關，即

Ukn=（2～3）Um

（2）、整流元件的額定電流IT 整流元件的額定電流IT與最大負載電流Im有關，即

IT=(1.5～2.0)KfbIm

式中，Kfb為計算系數(shù)，參見表4-2；1.5～2.0為安全系數(shù)

表4-2 整流變壓器的計算系數(shù)（電感負載）計算系數(shù) 負載形式 單相橋式 三相半波 三相半控橋 Kfb 電阻負載 0.5 0.374 0.368 Kfb 電感負載 0.45 0.367 0.367

（三）、電抗器的計算與選擇

為了提高晶閘管裝置對負載供電的性能及運行的安全可靠性，通過需要在直流側串聯(lián)常有空氣隙的貼心電抗器，其主要參數(shù)為額定電流In和電感量IK.（1）、實際應串入的平波電抗器LK（mH）

LK=max(Lm,L1)-La-2LB 式中max取其中的最大值。

（四）、保護元件的計算與選擇

（1）、交流側阻容過壓保護

① 交流側過壓保護電容（單位為uF）的計算公式

C≥2i0%S//U22

式中 S————整流變壓器的平均計算容量，V2A；

i0%—————變壓器勵磁電流百分數(shù)，對于10～560kV2A的三相變壓

交直流調速系統(tǒng)課程設計

器，一般去i0%=4～10.電容C（單位為uF）的交流耐壓應大于或等于1.5Uc,Uc是阻容兩端正常工作的交流電壓有效值。

② 交流側過壓保護電阻的計算公式

R≥(6.9 U22/S)√￣(uk%/ i0%)式中，uk%為變壓器的短路比，對于10～1000kV2A的變壓器，對應uk%=5～10。

電阻功率P可在下式范圍內選取

（2～3）（2πf）2K1(CR)CU22＜PR＜（1～2）[（2πf）2K1(CR)+K2]CU22 式中 R、C——為上述范圍內阻容計算值；

f、U——電源頻率（Hz）和變壓器二次側相電壓（V）； 2～3和1～2——安全系數(shù)；

K1——計算系數(shù)，對于單相K1=1；對于三相K1=3；

K2——計算系數(shù)，對于單相K2=200；對于三相半波：阻容△接法K2=450；阻容Y接法K2=150；對于三相橋式：阻容△接法K2=900；阻容Y接法K2=300。

當CR＜0.2ms時，所選PR值接近于上式只右方； 當CR＞5ms時，所選PR值應接近于上式之左方。

③ 不同接法下阻容的實際取值：見表4-3.表中C和R為前述計算值。

表4-3 變壓器和阻容不同接法時電阻和電容的取值

三相二次側Y三相二次側△變壓器接法 單相

接 接

阻容裝置接法 與變壓器二次側并聯(lián) Y接 △接 Y接 △接

電容 C C C/3 3C C 電阻 R R 3R R/3 R（2）、交流側壓敏電阻過壓保護

① 電路用一只壓敏電阻；三相電路用三只壓敏電阻，可接成Y形或△形。壓敏電阻的額定電阻U1mA

U1mA≥€Um/0.8～0.9 式中 Um————壓敏電阻承受的額定電壓峰值，V；

€ ————電網(wǎng)電壓升高系數(shù)，取1.05～1.10； 0.8～.9————系數(shù)

② 壓敏電阻的通流容量Iy

Iy≥（20～0）I2

③敏電阻的殘壓（即限壓值）Uy

Uy≥KyU1Ma 式中，為殘壓比，當Iy≤100A時，Ky=1.8～；當Iy≥3kA時，Ky≤3。壓敏電阻的殘壓必須小于整流元件的耐壓值。

交直流調速系統(tǒng)課程設計

（3）、晶閘管元件過壓保護

① 限制關斷過電壓的阻容RC的經(jīng)驗公式

C=(2～4)IT310

R=10～30 PR=0.45Um/R 式中，C的單位為uF；R的單位為Ω；PR的單位為W。

電容C的交流耐壓大于或等于1.5倍的元件承受的最大電壓Um。（4）、晶閘管裝置的過流保護

① 直流側快速熔斷器

熔體額定電流 IkRz≤1.5In ② 交流側快速熔斷器

熔體額定電流 IkRj≤1.5I2 ③ 晶閘管元件串聯(lián)快速熔斷器

熔體額定電流 Ik≤IkR≤1.57IT 式中IK為晶閘管元件的實際工作電流，單位為A ④ 總電源快速熔斷器

熔體額定電流 IkRD≤1.5I1

所有快速熔斷器的額定電流均大于熔體額定電流；快速熔斷器的額定電壓均應大于線路正常工作電壓的有效值。

（五）、晶閘管直流調速系統(tǒng)主電路原理圖

2-3

交直流調速系統(tǒng)課程設計

圖 4-1

晶閘管直流調速系統(tǒng)主電路原理圖

五、晶閘管雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的設計與選擇 9

交直流調速系統(tǒng)課程設計

（一）、晶閘管雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的原理

圖5-1晶閘管雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)原理框圖

晶閘管直流調速裝置的主電路采用三相橋式全控整流電路。三相整流變壓器(TR)、三相同步變壓器(TR)、控制系統(tǒng)主要由給定積分器(GJ)、速度調節(jié)器(ASR)、電流調節(jié)器(ACR)、觸發(fā)輸入及保護單元(CSR)、觸發(fā)器(CF)、速度變換器(SB)、電流變換器(LB)等組成。速度調速器的輸出作為電流調節(jié)器的電流給定電壓，電流調節(jié)器的輸出作為觸發(fā)裝置的移相控制電壓，速度調節(jié)器和電流調節(jié)器采用PI調節(jié)器。

主電路采用三相橋式全控整流電路，如圖3－8所示。交流進線電源通過三相整流變壓器或者交流進線電抗器接至380 V交流電源。

(1)為了消除高次諧波的影響，整流變壓器采用△／Y接法。

(2)主電路設有過電壓保護和過電流保護。交直流側過電壓保護采用阻容過電壓吸收器和氧化鋅壓敏電阻。晶閘管元件換相過電壓保護采用阻容過電壓吸收器。過電流保護有快速熔斷

器、電子過電流保護以及過電流繼電器。電動機勵磁回路設有過電壓保護(壓敏電阻)和失磁保護(欠電流繼電器)。

(3)為了使電動機電樞電流連續(xù)并減小電流脈動以改善電動機的發(fā)熱和換向，在直流側接有濾波電抗器L。

交直流調速系統(tǒng)課程設計

（二）、給定積分器單元(GJ)電路電路設計及分析

給定積分器的作用是把階躍或快速給定的輸入電壓變換成具有一定斜率以時間為函數(shù)的線性電壓輸出，它的輸出代表電動機的給定速度，該輸出量作為速度調節(jié)器(ASR)的給定信號。給定積分器電路如圖3—9所示。由圖可知給定積分器主要由三個集成放大器A1，A2，A3組成的電平檢測器(比較器)、積分器和倒相器

圖5-2 給定積分器電路圖

組成。A1組成的電平檢測器(比較器)接受輸入給定信號量并與A3倒相器輸出電壓反饋信號進行比較。A2組成的積分器，其積分時間常數(shù)取決于電阻R 13和R 14并聯(lián)值與電容C1的乘積，積分器將輸入電壓信號變換為以時間為函數(shù)的線性電壓。A3為倒相器，將A2的輸出信號反相。A3的輸出信號還通過電阻R8負反饋至A1輸入端，當R8=R3=30 kΩ時，使A2和A3的輸出穩(wěn)態(tài)絕對值與Al輸人給定電壓相等。輸入電壓與A2輸出電壓(即○12端輸出電壓)同相，而與A3輸出電壓(○16端輸出電壓)反相。

積分器輸出電壓斜率

du?U1?

dtRC1式中U1－A1電平檢測器輸出電壓限幅值；

?－電位器RP5與電阻R10串聯(lián)后輸出的分壓系數(shù)；

R－R13與R14并聯(lián)后的阻值。

可見，調整?，U1，R13，R14，C1便可調整輸出電壓斜率。A1比較器的

交直流調速系統(tǒng)課程設計

正向負向輸出電壓限幅采用三極管反饋限幅方式。調整電位器RP3，RP4可分別調整A1比較器輸出電壓的正向和負向輸出電壓的限幅值U1。調整電阻R13，R14，C1可粗調積分時間常數(shù)。調整電位器RP5阻值可調移相觸發(fā)角?。

（三）、速度調節(jié)器單元(ASR)及電路設計及分析

圖5-3速度調節(jié)器單元(ASR)電路圖

速度調節(jié)器單元的電路如圖3—10所示。速度調節(jié)器單元包括由Al組成的電平檢測器(比較器)和集成放大器A2組成的速度調節(jié)器兩個部分。電平檢測器(比較器)是由集成運算放大器A1加正反饋(R 14)而形成。它具有繼電回環(huán)特性，有一定的回環(huán)寬度，用以鑒別有無速度給定。當速度給定信號小于10．21V時，由于A1從電位器RP2獲得正向偏壓，所以A1輸出正向最大電壓，該輸出電壓通過二極管VDl加到A2速度調節(jié)器，使A2速度調節(jié)器迅速輸出負向限幅電壓，使電流調節(jié)器輸出一個推β信號，使晶閘管變流器觸發(fā)脈沖處于βmin，使系統(tǒng)處于可靠的停機狀態(tài)。當○14(○16)端速度給定信號大于

∣0.2∣V時，A1電平檢測器(比較器)迅速翻轉，輸出為負，由于二極管VDl的阻擋作用，便不再有正向偏壓加至此速度調節(jié)器，解除封鎖使A2速度調節(jié)器迅速退出負向飽和，并開始按速度偏差信號進行PI調節(jié)。速度調節(jié)器輸出正向電壓限幅采用三極管反饋限幅方式，調節(jié)電位器RP3用來改變正向電壓限幅值。調節(jié)器輸出負向電壓限幅采用二極管反饋限幅方式，負向電壓限幅值固定為－2 V。

交直流調速系統(tǒng)課程設計

（四）、電流調節(jié)器單元(ACR)及電路設計及分析

電流調節(jié)器單元電路如圖3—11所示。電流調節(jié)器單元包括VDl～VD6所組成的電流檢測變換電路和集成放大器A組成的電流調節(jié)器兩個部分。

圖5-4 電流調節(jié)器單元(ACR)電路圖

二極管VDl～VD6三相整流橋接受來自二次側額定電流為0．1 A的電流互感器的信號，并變換成直流電壓，作為電流負反饋電壓輸出，電流負反饋電壓的大小可調節(jié)電位器RPl。電流調節(jié)器由⑤端接入速度調節(jié)器的輸出信號，其輸出端接觸發(fā)輸入單元。電流調節(jié)器輸出正向、負向電壓限幅采用二極管反饋限幅方式。

（五）、速度變換器（SB）及電路設計及分析

速度變換器將直流測速發(fā)電機電壓經(jīng)分壓后向速度調節(jié)器提供轉速反饋信號，同時還提供轉速指示儀表所需的信號、超速保護信號。速度變換器電路如圖3—12所示。直流測速發(fā)電機的電壓從③和○11端輸入。輸入信號經(jīng)電阻R1～R4降壓后，從○12端(輸出I)和④端(輸出Ⅱ)分別可輸出相反極性的轉速反饋電壓，交直流調速系統(tǒng)課程設計

該轉速反饋電壓的大小可分別調節(jié)電位器RPl，RP2，具體可根據(jù)控制系統(tǒng)要求的轉速反饋電壓極性進行選擇。另外，經(jīng)二極管VDl～VD4整流后，從⑥端(輸出U)輸出恒正電壓，從⑤端(輸出Ⅵ)輸出恒負電壓。

超速保護電路是由集成放大器A組成的電平檢測器和小晶閘管VT組成帶有記憶功能的電平檢測器電路。轉速反饋電壓經(jīng)二極管VD11，VDl2整流變成正絕對值轉速反饋電壓，送電平檢測器輸入端，與偏置電壓進行比較。正常時轉速反饋電壓小于電位器RP4

圖5-5 速度變換器（SB）電路圖

上的取出偏置值，比較器輸出負向電壓，小晶閘管VT關斷，輸出Ⅲ為“1”高電平。當轉速反饋電壓大于電位器RP上的取出偏置值，則比較器輸出正向電壓，小晶閘管VT導通，輸出Ⅲ為低電平，并自保發(fā)出超速信號送電源及事故綜合單元。由于晶閘管VT一旦導通，即使觸發(fā)信號消失，它仍能保持導通狀態(tài)，起到事故記憶作用，因此在事故處理之后，需按復位按鈕進行復位。

（六）、觸發(fā)輸入及保護單元及電路設計及分析

觸發(fā)輸入及保護單元電路如圖3—13所示。

本單元包括過電流保護和觸發(fā)輸入兩個部分。

交直流調速系統(tǒng)課程設計

1)過電流保護電路。過電流保護電路由晶體管V1和小晶閘管VT及有關電

20端輸入，它與從電位器RPl取出的阻、電容組成。過電流信號電壓(負值)Ufi從○偏置電壓Ul

進行比較。系統(tǒng)正常工作狀態(tài)時, 過電流反饋電壓Ufi?狀態(tài)，V1飽和導通，小晶閘管，VT處于阻斷狀態(tài)，通過電阻R10，為V2提供飽和基極電流使其飽和導通；當系統(tǒng)過電流事故狀態(tài)時，過電流反饋電壓Ufi?R1?R2U1，VDl處于導通狀態(tài)，原R5R1?R2U1，VDl處于阻斷R5來通過R6注入Vl基極的電流轉移到VDl使Vl截止，正電源通過R7。VS1為晶閘管VT提供觸發(fā)電流，晶閘管VT導通，由于R10，R11的分壓作用使V2截止，正電源過R12、R13、VD5給觸發(fā)輸入電路輸入一個推β信號，將觸發(fā)脈沖推至最小逆變角βmin并保持，使晶閘管裝置處于最大逆變電壓下工作，迫使主電路電流下降以免事故擴大。由于晶閘管VT一旦導通，即使觸發(fā)信號消失，它仍能保持導通狀態(tài)并起到事故記憶作用，因此在事故處理后需按復位按鈕進行復位。使晶閘管VT關斷，解除記憶。調整RP1可調整過電流動作整定值。

2)觸發(fā)輸入電路。觸發(fā)輸入電路用于電流調節(jié)器和觸發(fā)脈沖電路之間作電

圖3－14 觸發(fā)輸入電路輸入與輸出關系

交直流調速系統(tǒng)課程設計

位配合用，它將來自電流調節(jié)器輸出的正負信號電壓變換為正輸出信號電壓。以適應觸發(fā)電路的移

相信號電壓的要求。3號端的輸入電壓接電流調節(jié)器輸出電壓UK，13號端輸出電壓接觸發(fā)電路移相控制電壓UC端。本電路穩(wěn)態(tài)時輸入與輸出關系如圖3—14所示。

從電流調節(jié)器來的輸出電壓UK由3號端輸入，它與電位器RP2上取得的電壓U2進行疊加，在V3的基極A點得到的電位為：

UA?R16UK?R15U2R15?R16

若R15=R16，則UA=(U2+UK)/2 ,當UN?UA?ＵＭ時，V3，V4，V5工作在線性放大區(qū)，若忽略三極管射基極和二極管正向壓降，可得：

U13?U5b?U3b?(U2?UK)/2

由上式可知。當③端輸入電壓UK=0，調節(jié)電位器RP2上的偏移電壓U2．可改變觸發(fā)輸入單元輸出電壓U13，即可改變系統(tǒng)的觸發(fā)脈沖的初始相位角，使其處于90°值或所需值，具體可根據(jù)系統(tǒng)的控制要求而定。

本電路設有U13min(?min)和U13max(?min)限制。

當③端輸入控制電壓UK負向增大時，V3飽和導通，VD 8截止，正電壓通過R18為V4的基極提供飽和基極電流，V4飽和導通，Uce≈0，U4c=UN==UA，所以U13=UA= UN。因此即使輸入電壓UK負向電壓繼續(xù)增加，U13端輸出電壓不變，U13min=U4c，輸出電壓U13min對應于觸發(fā)電路控制角?min。調電位器RP3，可調U13min的值。

當③端輸入電壓UK正向電壓增加時，UA，U4c亦隨之上升，當UA，U4c>UM時，VD9導通，U13max，即使U3(正向電壓)繼續(xù)增大，使UA隨之上升。而U13卻保持UM不變，即U13=UM。輸出電壓U13max對應于觸發(fā)電路控制?min。調整電位器RP4，可改變U13的值,即?min的角度。

3）觸發(fā)脈沖單元。觸發(fā)脈沖單元采用串聯(lián)控制的鋸齒波同步觸發(fā)電路。該觸發(fā)電路由同步、鋸齒波形成與移相、脈沖形成與整形、雙脈沖形成和放大等環(huán)節(jié)組成。參見電力電子技術教材相關章節(jié)。

4）電源及故障綜合單元(G2)電源及故障綜合單元用以供給觸發(fā)裝置+24 v電源及綜合±15 V低電壓、過流超速等的故障信號。電源及故障綜合單元電路如圖3—15所示。

三相交流22 V電源經(jīng)VD01～VD06整流，電容C01，C02濾波輸出+24V，供觸發(fā)裝置。過電流、超速信號電壓經(jīng)④與⑤端輸入，正常時輸入均為“1”，三極管V2導通，繼電器K吸合。當發(fā)生過電流或超速時，④端或⑤端出現(xiàn)“0”(小于l V)。光電二極管亮指示出事故種類，V2截止，繼電器K釋放發(fā)出事故信號?！?5 V電源接②端和21端，交直流調速系統(tǒng)課程設計

正常時V3導通，V3集電極電位小于零電位，不影響V1，V2狀態(tài)。當±15 v電源中任

一個電壓過低時，V3關斷使V1導通，V2截止，繼電器K釋放發(fā)出事故信號。

圖5-7 電源及故障綜合單元(G2)

（七）、直流調速系統(tǒng)整體分析

下面結合整個系統(tǒng)對不可逆直流調速系統(tǒng)停車、正向起動、減速各種運行工作過程進行分析。

(1)停車狀態(tài)。電動機停車時，開關S打開，給定電壓U*n=0，速度調節(jié)器單元中Al速度給定比較器輸出一個大于+8 V的推β信號電壓，使速度調節(jié)器輸出電壓為負向限幅值－U*im，電流調節(jié)器輸出電壓為正向限幅值Ucm，通過觸發(fā)輸入單元CSR、觸發(fā)器CF，使晶閘管變流器控制角處于最小逆變角?min，電動機處于停車狀態(tài)。

(2)電動機正向起動運行。當開關S閉合，給出負的正向速度給定電壓(U*n?0)，當速度給定電壓U*n>∣0．2 ∣V時A1速度給定比較器迅速翻轉，輸出為負電壓，使速度調節(jié)器迅速退出負限幅值－U*im并開始按速度偏差信號進行P，I調節(jié)。經(jīng)積分給定器使給出負的給定電壓變成線性變化的負的給定電壓U*n。速度調節(jié)器的輸入偏差

△Un=U*n－Un其極性為負。由于轉速反饋電壓Un受機械慣性影響，增加較慢，所以速度調節(jié)器的輸出U*i為正的限幅值。該輸出電壓U*i是電流調節(jié)器的電流給定電壓，電流調節(jié)器輸入電壓△Ui=U*i－Ui，極性為正，因而電流調節(jié)器的輸出電壓Uc為負。經(jīng)過觸發(fā)輸入單元CSR，觸發(fā)器CF使晶閘管變流器的控制角從?min向前移動，使?<90°，晶閘管變流器工作于整流狀態(tài)，電動機正向起動。以后起動過程和前面所述的速度電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)起動過程一樣，不再重復。穩(wěn)態(tài)運行時，速度反饋電壓Un等于速度給定電壓U*n，速度調節(jié)器的輸出電壓U*i與負載電流反饋電壓Ui相等。

交直流調速系統(tǒng)課程設計

(3)減速(或停車)。正向減速時速度給定值減小，極性不變仍為負給定電壓，而電

動機轉速來不及改變，所以速度調節(jié)器的輸入端偏差△Un=U*n－Un為正，速度調節(jié)器ASR的輸出U*i為負的限幅值，使電流調節(jié)器的輸出電壓Uc為正，經(jīng)過觸發(fā)輸入單元CSR，觸發(fā)器CF使晶閘管變流器的控制角從?<90°，迅速后移至?min，主回路電流經(jīng)本橋逆變后很快衰減到零。對于不可逆系統(tǒng)由于晶閘管變流器只能提供一個方向的電流，電動機只在負載阻力矩作用下減速，直至電動機轉速降至接近新的給定值時。由于速度微分反饋的提前作用，使速度給定值U*n重新大于速度反饋值Un，速度調節(jié)器輸出開始退出負的限幅值，電流調節(jié)器輸出從正的最大值向負電壓變化，觸發(fā)器CF的觸發(fā)脈沖從?min開始前移，電流環(huán)和速度環(huán)相繼投入閉環(huán)工作，晶閘管變流器控制角?<90°，工作在整流狀態(tài)，電動機在新的給定值下運行。

當正向停車時速度給定電壓U*n=0(<∣0.2∣V時)，速度調節(jié)器單元中A1速度給定比較器輸出一個大于+8 V的推β信號電壓，使速度調節(jié)器輸出為負向限幅值－U*im，電流調節(jié)器輸出為正向限幅值+Ucm，使晶閘管變流器控制角迅速后移到?min，電動機在阻力矩作用下減速至停車。

六、晶閘管轉速電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)調試

（一）、線路原理

雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的電流和轉速分別由兩個調節(jié)器進行調節(jié)，由于調速系統(tǒng)調節(jié)的主要參量是轉速，故轉速作為主環(huán)放在外面，而電流環(huán)作為副環(huán)放在里面，這樣就可抑制電網(wǎng)電壓擾動對轉速的影響。

系統(tǒng)工作時，應首先給電動機加額定勵磁電壓，改變給定電壓U*n，即可方便地調節(jié)電動機的轉速。ASR、ACR均設有限幅電路，速度調節(jié)器ASR的輸出U*i作為電流調節(jié)器ACR的給定，利用ASR的限幅達到限制起動電流的目的，ACR的輸出作為移相觸發(fā)器的控制電壓Uc，利用ACR的限幅達到限制αmin的目的。

當加入給定電壓U*n起動時，ASR飽和輸出，使電動機以限定的最大起動電流加速起動。直到電動機轉速達到給定轉速(即U*n=Un)并出現(xiàn)超調后，ASR退出飽和，最后穩(wěn)定運行在略低于給定轉速的相應數(shù)值上。

交直流調速系統(tǒng)課程設計

圖6-1 晶閘管轉速電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗電路原理框圖

（二）、調試內容及步驟

1．雙閉環(huán)調速系統(tǒng)調試的基本原則‘

(1)先部件，后系統(tǒng)。即先將各環(huán)節(jié)的特性調好，然后才能組成系統(tǒng)。

(2)先開環(huán)，后閉環(huán)。即先使系統(tǒng)能正常開環(huán)運行，然后在確定電流和轉速均為負反饋時組成閉環(huán)系統(tǒng)。

(3)先內環(huán)，后外環(huán)。即閉環(huán)調試時，先調電流內環(huán)，然后調轉速外環(huán)。2．單元部件參數(shù)整定和調試

(1）晶閘管觸發(fā)整流電路的檢查和調整：用雙蹤示波器觀察六個觸發(fā)單元的鋸齒波，要求波形正常、對稱，觸發(fā)用雙脈沖相位差應接近60°，利用總偏電位器調節(jié)偏置電壓，使控制電壓Uc=0時，觸發(fā)角α=90°

(2).ASR輸出限幅值整定：ASR按比例積分調節(jié)器接線，將Un*接到ASR的輸當輸入Un*為正而且增加時，調節(jié)ASR負限幅電位器，使ASR輸出為限幅值Uim，其值一般取為-6～-8V。

ACR輸出限幅值整定：整定ACR限幅值需要考慮負載的情況，留有一定整流電壓的余量。ACR按比例積分調節(jié)器接線，將U*n接到ACR的輸入端，用ACR的輸出Uc去控制觸發(fā)移相GT，當輸入U*n為負且增加時，通過示波器觀察到觸發(fā)移相角?移至?min為15°～30°的電壓即為ACR限幅值Ucm，可通過ACR正限幅電位器鎖定。

3． 電流環(huán)調試(電動機不加勵磁并堵轉)

(1)電流反饋極性的測定及過電流保護環(huán)節(jié)整定。

整定時ASR、ACR均不接入系統(tǒng)，系統(tǒng)處于開環(huán)狀態(tài)。直接用給定電壓U*n作為Uc接到移相觸發(fā)器GT 以調節(jié)控制角?，此時應將電動機主回路中串聯(lián)的變阻器RM放在最大值處，以限制電樞電流。緩慢增加U*n，使?≥30°，然后逐步減小主回路中串聯(lián)的變阻器RM的阻值，直至電流Id=(1.1～1.2)IN，再調整電流變送器FBC 中的電流反饋電位器，使電流反饋電壓Ui近似等于已經(jīng)整定好的ASR輸出限幅值Uim，并由此判斷Ui的極性。繼續(xù)減

(3)

交直流調速系統(tǒng)課程設計

小主回路中串聯(lián)變阻器RM的阻值，使電流Id=1.5IN，調整FBC中的過電流保護電位器，使過電流保護動作，并加以鎖定。

(2)系統(tǒng)限流性能的檢查和電流反饋系數(shù)β的測定。

將電流調節(jié)器ACR接成PI調節(jié)器，其參數(shù)參考值為Ri=20～40k?，Ci=0.47～4.7μF，然后接入控制回路。將電流負反饋信號Ui接入ACR組成電流閉環(huán)。通過給定器G直接給ACR加上給定電壓，并使U*n=Uim。觀察主回路電流是否Id≤(1．1～1．2)IN，若出現(xiàn)Id>(1．1～1．2)IN，則說明原先整定的電流反饋電壓Ui偏小。導致Ui偏小的原因是ACR給定回路及反饋回路的輸入電阻有差值。必須重新調整電流變送器FBC中的電流反饋電位器，使Ui增加，直至滿足要求為止。若當Un=U*im時，主回路電流Id≤(1．1～1．2)IN，則可繼續(xù)減小串聯(lián)變阻器RM的阻值，直至全部切除，Id應增加有限，小于過流保護值，這說明系統(tǒng)已經(jīng)具有限流保護效果。在此基礎上測定U i值，并計算出電流反饋系數(shù)β。

(3)電流環(huán)動態(tài)特性的調試。

在電流環(huán)的給定電壓Ui=(50％～70％)U*im情況下，改變主回路串聯(lián)變阻器RM的阻值，使Id=(50％～70％)IN，然后突減或突加給定電壓U*n，觀察并用慢掃示波器記錄電流波形Id= f(t)。在下列情況下再突加給定，觀察電流波形，研究給定值和調節(jié)器參數(shù)對電流環(huán)動態(tài)特性的影響。

①減小電流給定值；

②改變ACR反饋回路電容；

③改變ACR的比例放大系數(shù)((調節(jié)器積分時間常數(shù)不變)。

4． 速度環(huán)調試(電動機加額定勵磁)。

（1）ACR接成PI調節(jié)器并接入系統(tǒng)，ASR按P調節(jié)器接入，速度反饋開環(huán)，U*n作為ACR 輸入給定，逐漸加正給定U*n，當轉速n＝nN時，調FBS上的速度反饋電位器，使速度反饋電壓Un為最大。

（2）速度反饋極性判斷。加U*n使電機旋轉，然后接入速度反饋，使系統(tǒng)雙閉環(huán)。如轉速升高則極性有誤，如果轉速下降則極性正確。按負反饋要求將速度反饋信號Un接入ASR的輸入端。

5．系統(tǒng)特性測試

將ASR、ACR均以PI調節(jié)器接入系統(tǒng)，形成雙閉環(huán)不可逆系統(tǒng)，負載電阻Rfz起始置于最大，開關SL合上。

（1）系統(tǒng)靜態(tài)特性測試。（2）系統(tǒng)動態(tài)特性的觀察

用雙蹤慢掃描示波器觀察動態(tài)波形。在不同的系統(tǒng)參數(shù)下(速度調節(jié)器的增益、速度調節(jié)器的積分電容、電流調節(jié)器的增益、電流調節(jié)器的積分電容、速度反饋的濾波電容、電流反饋的濾波電容)，用記憶示波器觀察、記錄下列動態(tài)波形。

①突加給定電壓時電動機電樞電流波形和轉速波形。②突減給定電壓時電動機電樞電流波形和轉速波形。

③突加負載(即空載時閉合SL加額定負載)時電動機電樞電流波形和轉速波形。④突減負載(即突然打開SL)時電動機電樞電流波形和轉速波形。

改變下列參數(shù)，重做上述實驗：

①改變給定電壓大小。

②改變ASR反饋回路電容值。

③改變ASR比例放大倍數(shù)(積分時間常數(shù)盡量不變)。

由此可分析給定值和調節(jié)器參數(shù)對轉速環(huán)動態(tài)性能的影響，確定調節(jié)器的最佳參數(shù)選擇和

交直流調速系統(tǒng)課程設計

動態(tài)性能指標。

（三）、系統(tǒng)調試注意事項

1．雙蹤示波器兩個探頭的地線是通過示波器外殼短接的，故在使用時必須使兩個探頭的地線同電位(只用一根地線即可)，以免造成短路事故。

2．系統(tǒng)開環(huán)運行時，不能采用突加給定電壓的方法起動電動機，必須逐漸增加給定電壓，以免產(chǎn)生過大的電流沖擊。

3．調試電流環(huán)時，不要讓電動機在大電流下堵轉時間太長，以免電動機因過度發(fā)熱而損壞。

第五篇：PLC控制技術

關于PLC控制技術一體化教學方法的探索

摘要：通過對PLC控制技術一體化教學方法的探索，以學生在學習過程中的具體作品為例，闡述了在職業(yè)中學PLC控制技術課程教學中運用理論實習操作一體化教學方法的可行性。

關鍵詞：PLC控制技術；一體化教學方法；探索

現(xiàn)行的職業(yè)中學課堂教學，大多數(shù)專業(yè)還是把理論教學和實習操作分開進行，而這種做法對于機電專業(yè)來講，專業(yè)教師不好教，學生無心學。為扭轉這一被動局面，我在PLC控制技術教學過程中運用了理論與實習操作一體化的教學方法，收到了較好的教學效果。

傳統(tǒng)職中教學方法存在的主要問題及原因

其一為“填鴨式”教學。職中學生文化知識基礎普遍較差，學習缺乏想象力，要掌握PLC控制技術所遇到的困難是可想而知的?！疤铠喪健苯虒W從頭講到尾，照搬書本；即使使用多媒體教學，也只是把原先寫在黑板上的內容搬上了屏幕，教學手段雖有變化，但教學內容和效果并沒有本質變化。

其二為理論與實習操作分離，不重視專業(yè)訓練。上理論課時，學生對教師講授的知識只是死記硬背，學生普遍感到似懂非懂、難學易忘；對于專業(yè)實習操作課，學生雖感興趣，但專業(yè)技術理論知識已遺忘甚多，往往只限于模仿性的操作訓練，而無法觸類旁通，自然也就無法形成系統(tǒng)的操作技能。由于理論和實習操作相脫節(jié)，學生對機電專業(yè)的學習興趣得不到激發(fā)，學習積極性難以調動，學習專業(yè)技術的方法和能力很難得到有效培養(yǎng)。

其三為理論課教學安排時間跨度大，學生對理論的認識是斷續(xù)、分散的，整體認識不清楚、理解不透徹，學習難度加大。

其四為專業(yè)技術理論教學和實習操作教學分段實施，理論教師與實習操作指導教師各負其責，造成了相互脫節(jié)，在教學目標、教學內容和教學方法等方面難以形成有機結合。教學過程中往往出現(xiàn)“各自為戰(zhàn)”和“相互推諉”的現(xiàn)象，專業(yè)教材之間的內在聯(lián)系得不到協(xié)調，教學內容沒辦法合理統(tǒng)籌。以專業(yè)理論為中心的傳統(tǒng)教學模式，容易產(chǎn)生偏重理論教學而輕實習操作的不良傾向，教師很難完成機電專業(yè)PLC控制技術編程的教學任務，也不能滿足學生學習的需要。

理論與實習操作一體化教學的具體做法

針對職業(yè)中學傳統(tǒng)教學模式存在的實際問題，我在機電專業(yè)PLC控制技術教學過程中進行了“理論與實習操作一體化”教學探索。具體做法是：

第一，以國家中等職業(yè)教育規(guī)劃教材為藍本，在機電專業(yè)教學大綱的指導下，將機電專業(yè)的PLC控制技術教材根據(jù)學校具體的實習實訓儀器設備情況，劃分為電工基礎，電力拖動引入，可編程控制器的認識，“啟、停、反”的可編程控制的認識訓練，PLC控制技術的邏輯編程技術等五個部分，把電工基礎知識融入到電力拖動技術中，電力拖動技術為可編程控制服務，遵循這樣的教學思路來安排教學內容。讓學生多次訓練“啟、停、反”的直接控制，甚至教師可以有意識讓學生接錯一條控制線，以引起學生的注意，最后讓學生自己來修改，通過修改過程引入PLC控制技術的可編程控制，讓學生進行對比，再多次訓練“啟、停、反”的邏輯控制程序，使學生在操作過程中認識可編程控制的優(yōu)點，從而實現(xiàn)由直接控制向邏輯控制的過渡。學生的主要學習場所就在實訓室，各階段的教學內容是實訓穿插相關理論，講完相關理論后，學生可以馬上根據(jù)教師所講進行“模擬”訓練，以達到強化理論的效果。另外，在教學過程中，大量運用實物、教具、多媒體等手段，達到理論與實習操作相結合的一體化教學，從而實現(xiàn)理論指導實踐，實踐檢驗理論的目的。

第二，針對職中機電專業(yè)學生知識基礎較差的特點，在教學過程中，盡量利用實際簡單電路進行直觀演示，將電機用實物模型展現(xiàn)在學生面前，以激發(fā)學生的學習興趣，縮短認識過程。同時，在教師指導下，學生動手按電力拖動的要求接線，實現(xiàn)對電動機的直接控制，將書本理論與實踐相結合，促進理解，加深記憶，學習效率得到明顯提高。

第三，在理論實習操作一體化教學中，不要求學生掌握繁瑣的理論，學生通過電力拖動的實習操作很快就能建立一個清晰、直觀的概念，大大提高了教學效率。教師講授時可從電力拖動知識需要引入課題，明確電動機啟動的工作條件，使學生很快理解電動機的正轉與反轉，還可以用多媒體和實物進行演示，在學生進一步理解控制和被控制之間的關系后，學生在教師指導下立刻進行動手操作，從而加深認識。這樣，相對所需課時縮短了，可安排學生進行實習操作練習，進一步加強學生的動手能力培養(yǎng)。

第四，職中機電專業(yè)PLC控制技術教學運用理論實習操作一體化教學方法，對教師的教學水平提出了更高、更新的要求。它要求專業(yè)教師除了必須具備相關專業(yè)系統(tǒng)的理論知識外，還必須具備高級電工維修技能以上的操作水平，才能在授課過程中進行規(guī)范、準確的操作演示和指導學生進行實習操作。

PLC控制技術教學實行理論實習操作一體化的案例

教學單元為五人搶答器的程序編寫（共8學時，每次課2學時）。

（一）教學目標

知識目標：掌握PLC控制技術的基本程序編寫方法（先用梯形圖，然后用指令表）。能力目標：初步具有能實現(xiàn)可編程控制的邏輯編程能力。

（二）教學流程

提出要解決的問題以一次知識搶答活動為例，請你用PLC可編程控制器編寫一個五人搶答器的程序，并調試模擬運行。要求：在主持人宣布開始以后才可以搶答，20秒以后，還沒有任何一組搶答，則自動停止本題的搶答；任何一個人搶到以后，其他選手不能再搶（有鎖定功能）；一次搶答完成以后，主持人要復位，再準備進行下一次搶答。任務給出以后，教師引導學生。不能理解題意、甚至無法動手操作的學生，可以聽教師講解、指導；能理解題意、有一定思路的學生可以動手完成。這樣，每位學生都有事可做，教學氣氛活躍了很多。

自主探究學生完成教師給出的任務后交指導教師點評，教師指出學生編寫的程序哪些地方需要修改，為什么要修改等等。要求學生從實際出發(fā)，思考符合實際工程要求的、邏輯思路清晰的程序。

利用實物演示編程效果把學生所編寫的程序通過接口電路引到學生自己焊接的搶答器模擬電路板上，由5位學生進行現(xiàn)場模擬搶答，看看還有哪些沒有考慮到，還要做哪些相應的修改。例如，有學生提到：第一個人搶到以后應有聲音，要增加揚聲器的控制輸出端；搶到的組號還應有閃爍等。這樣，學生的學習興趣和積極性被激發(fā)出來，相關的理論知識也得到了補充。學生不僅學會了PLC控制技術的邏輯編程，還自然學習了電子技術的相關知識，使理論與操作達到了完美結合。

討論教師和幾位學生組成“專家組”，對每一位學生的作業(yè)進行點評，然后學生共同討論，對每一題評出“編程之星”，學期末可根據(jù)“編程之星”的獲得次數(shù)評定平時成績。

作業(yè)要求學生把搶答器程序編寫的邏輯思維“移植”到對交通燈、自動售貨機等的控制上，這樣更加有效地激發(fā)了學生的學習積極性，在自習課、活動課時間，有的學生也自覺到實訓室進行編程練習，真正實現(xiàn)了“要我學”到“我要學”的轉變。

（三）教學效果

通過理論與實習操作一體化教學模式的具體運用，原來在職中沒法完成的功能指令部分的教學也收到了很好的教學效果。當學生看到簡單的邏輯編程實現(xiàn)了復雜的功能以后，對功能指令產(chǎn)生了強烈的學習興趣，對他們繼續(xù)學習專業(yè)課起到了很好的激勵作用。

理論實習操作一體化教學的啟示和體會

幾年來，理論實習操作一體化教學的探索在實踐中取得了良好的效果，學生看得見、摸得著，生動而不呆板，既容易理解，又記得牢固。在實踐中我有如下幾點體會：（1）理論實習操作一體化教學方法可以使技能操作訓練與相關專業(yè)理論緊密銜接，實現(xiàn)了理論與實踐密切結合、理性認識與感性認識同步提高。（2）職中機電專業(yè)理論教學和操作訓練的有機結合，使學生有較多機會將專業(yè)理論知識與實際反復對照理解。由于這種教學方法運用了感知記憶、理解記憶、運動記憶等記憶方法，所以學生容易在大腦中較快地形成總體結構的全方位表象，技能形成較快。（3）理論學習與技能訓練反復交叉進行，內容不斷更新，學生有新鮮感。理論指導下的技能訓練，使學生感覺學到了實在的本領，自信心增強，技能形成進程加快。（4）理論實習操作一體化教學方法增加了師生的直接接觸，教師能比較直觀地了解學生掌握專業(yè)知識和操作能力的程度，有利于切合實際地對學生加以指導，因材施教，滿足不同層次學生的需求。

參考文獻：

[1]鄭鳳翼，等.圖解PLC控制系統(tǒng)梯形圖和語句表[M].北京：人民郵電出版社，2006.[2]田明，等.觸摸式可編程終端[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.[3]高勤.電器及PLC控制技術[M].北京：高等教育出版社，2002.