ACS系统

ACS系统（精选十篇）

ACS系统 篇1

随着宽带城域网的快速发展,互联网业务应用越来越丰富,作为提供宽带互联网接入的电信运营商,如何能够有效的监控、配置和管理宽带城域网,保障网络正常运行,则成为网络管理人员的一项重要工作。宽带城域网是以IP为基础协议来构建的互联网络,它的网络设备管理主要是利用IP协议层之上的高层应用协议来实现,目前宽带城域网的标准网管方式主要可分为SNMP和TELNET命令行两种方式。其中,SNMP协议是互联网工程任务组(IETF)定义的一套网络管理协议,利用代理/管理站模型对网络进行管理和维护,在网络信息提取和告警发现等方面功能很强,但其数据配置功能相比TELNET命令行管理方式有所不及,在业务开通和数据配置方面不灵活。TELNET命令行方式以互联网远程登录服务标准协议TELNET为基础,向网络管理人员提供了采用命令行方式远程管理网络设备的功能,在IP网络维护的应用场景中得到广泛应用。

目前大多数IP网络设备在数据配置和维护排障方面,对TELNET命令行方式的支持程度要比SNMP方式更高、更全面。实际上,TELNET命令行方式已成为城域网管理人员进行数据配置和维护排障的一项必不可少的重要手段,随之而来的TELNET账号管理则成为网管人员需要重点考虑的问题。本文主要是从TELNET网管方式所面临的设备账号管理角度出发,对使用ACS系统进行设备账号集中认证部署提高网络管理效率、解决城域网账号本地认证不足问题等方面进行了剖析。

2 城域网TELNET账号本地认证的特点及不足

TELNET方式是采取用户名加密码验证的机制,网络管理人员通过账号远程控制网络设备进行命令行操作。城域网中所部署的路由器、交换机等网络设备均支持本地账号添加、删除等认证功能,为设备维护提供了账号管理接口。账号本地认证方式适合于小型局域网的网络管理,但对于城域网来说,采用本地认证方式则存在诸多不足:

(1)分散的口令本地管理会带来巨大的维护管理开销和安全隐患。宽带城域网设备数量多,这样导致账号口令的配置工作量较大,为每个网管人员分配账号和口令,需要在每一台网络设备进行配置,同时为防止口令泄露,还需经常更换账号的口令,而每次口令的更改也需要耗费大量的人力和时间。在网络维护工作中,常常由于工作量太大得不到有效执行,这些给网络的安全带来极大隐患。

(2)账号授权不灵活。城域网的网络设备大多能提供权限级别分类的功能,但若没有集中的管理手段,而仅依靠单台设备本身提供的分级权限,往往无法根据实际需要,为不同层次的维护人员提供其所适合的权限,导致账号权限配置不灵活。

(3)从网络审计方面来看,网络设备自身虽然能提供一定的日志记录功能,但日志的容量有限,不能做长时间的保存,且没有完善的账号操作记录机制,不利于当网络安全事件发生时进行定位追踪。

基于以上不足可以看出,设备账号本地认证管理模式已不能适应城域网大规模设备管理的需求,随着网络设备数量不断增加,安全管理处于分散管理控制水平,增加了网络安全隐患发生的概率,如何部署更有效的账号管理方式来提高城域网的安全性则成为城域网账号管理亟需解决的问题。

3 账号集中认证架构及原理

设备账号本地认证管理实际上是AAA模式中最简单的一种方式。AAA是一种体系结构框架,以一致的、模块化方式配置3个相互独立的安全功能,即身份验证(Authentication)、授权(Authorization)和统计(Accounting)。AAA既可以采用本地账号管理,也可以使用安全协议来管理。一般情况下,AAA可以支持RADIUS、TACACS+、Kerberos等三种安全服务器协议。AAA通过TELNET账号认证与安全服务器协议进行关联配置,来实现账号的统一认证。三种安全协议的特点比较如下:

·RADIUS--------即远程身份验证拨入用户服务,采用分布式客户机/服务器架构,通过AAA来实现,可以防止网络遭受未经授权的访问。在应用场景中,网络设备作为CLIENT,与RADIUS服务器进行账号认证的请求和应答交互。

·TACACS+-------即终端访问控制器访问控制系统,是一种安全应用程序,对用户访问网络设备的行为进行集中验证,可以提供单独的、模块化的身份认证、授权和统计功能。

·Kerberos-------是一种通过AAA实现的密钥网络身份认证协议,使用数据加密标准(DES)加密算法进行加密和身份认证。

典型的AAA网络配置如图1:

在前两种安全协议中,TACACS+与Radius协议相近,TACACS+用的是TCP协议,Radius用的是UDP;TACACS+将认证和授权分开,Radius将认证和授权绑定,二者均在AAA中得到较好的支持。TACACS+还能支持16种不同优先级(0-15),对于命令的控制支持基于用户和用户组的两种方式。Kerberos由于协议复杂,在AAA中实际用到的较少。在实际应用中,大多数网络设备的账号认证方式可将AAA配置分为本地认证、不认证、RADIUS认证和TACACS认证等四种认证模式,并允许组合使用。

4 城域网账号集中认证系统部署

4.1 集中认证服务器软件ACS

账号集中认证服务器可以采用思科Secure ACS(ACS)软件。ACS是具备可扩展性的高性能访问控制服务器,是思科网络准入控制的关键组件,作为集中认证的RADIUS和TACACS+服务器软件,ACS将验证、用户访问和管理员访问与策略控制结合在一起,对所有用户执行统一安全策略。思科Secure ACS使用web浏览器的管理方式,易于技术人员掌握,它能够根据用户的特征,分配不同的功能组,以组的形式对用户进行权限管理。作为集中认证服务器软件,ACS通过在一个集中身份识别联网框架中将身份验证、用户或管理员接入及策略控制相结合,强化了接入安全性,使得网络的账号管理具有更高的灵活性和安全性。ACS支持TACACS+和RADIUS两种协议,能够有效的配合网络设备进行TELNET的AAA认证。目前大多数城域网设备均支持AAA认证的TACACS+或RADIUS协议,使得ACS具备了在城域网中实际应用部署的条件。

4.2 城域网集中认证系统部署

典型的城域网可分为核心层、汇聚层和接入层,各个层次的网络设备承担着不同的功能,其维护职责可能由不同部门来承担,这样就需要为不同的账号设置不同的操作权限和管理范围。通过ACS服务器的搭建,可以解决账号认证和权限分配问题,下面分别从ACS服务器安装环境、ACS集中认证系统部署、网络设备AAA配置等三个方面进行探讨:

4.2.1 ACS服务器安装环境(以下硬件配置可作为最低配置的参考)

硬件:Pentium IV处理器,1.8 GHz或者更高

操作系统:Windows 2000 Server and Service Pack 4(或者Windows Server 2003 Enterprise Edition or Standard)。

内存:4GB。

硬盘空间:最小10 GB可用空间,实际大小根据日志文件的增长,复制和备份的需求而定。

需要安装MS JAVA虚拟机环境。

4.2.2 ACS集中认证系统部署

为避免单一ACS服务器出现故障时导致网络设备账号认证失效的情形,可在城域网中部署2台ACS服务器,互为主备,提高ACS集中认证系统的可靠性。ACS服务器采用私有IP地址,防止受到城域网以外的互联网攻击,提高系统安全性,部署拓扑如图2。

ACS系统管理中有三个重要的概念:Usergroup(账号组)、NDG(networkdevice group)、Shell commands Sets(操作权限)。根据不同部门各自的维护职责,将各层次网络设备分类成不同的NDG,设定不同的账号组,赋予不同的操作权限,如图2所示。

·部门1负责全网各层次设备的数据配置和维护,因此分配的账号具有各层设备的读写权限;

·部门2仅负责接入层设备维护,因此仅分配接入层设备账号的读写权限。

注:不同型号设备对账号权限分级的设置是不一样的,比如思科设备支持0-15的级别划分,华为设备支持0-2的级别划分。

4.2.3 网络设备AAA配置

各种网络设备的具体AAA配置命令不尽相同,但其配置要点是一样的,包括全局使能网络设备的AAA认证和授权,添加ACS服务器的IP地址和通信字符串,配置认证、授权相关命令等要素。同时为提高账号认证的可靠性,可将AAA配置成本地认证和TACACS+/RADIUS两种认证方式共同使用,并在网络设备中加入一个本地“后门”管理员账号,用于ACS服务器全部失效时的应急措施。当ACS失效时,可以通过设备本地的“后门”账号来对设备进行应急TELNET处理。

4.3 ACS账号集中认证系统的优势

作为集中认证系统软件的ACS,具备操作界面简单,安装和使用便捷等特点。在实际网络维护工作中,技术人员结合ACS的部署,可以有效的改善城域网账号管理的安全性和可操作性。ACS集中认证账号系统的部署,可以帮助实现TELNET账号管理的统一性、灵活性和方便性,提供较好的操作日志查询功能,不必再为每个设备分别添加多个本地账号,解决了本地账号认证方式所面临的账号添加繁琐、权限分配不灵活、记账信息不全面等问题,大大减轻了账号管理工作的压力,提高了网络管理的效率。

5 结束语

基于ACS的集中认证系统部署方案,已在许多企业网络中有了成功应用的案例,其服务器端的软件数据配置也不是难点,但在城域网中将AAA集中认证功能进行实际部署,尚需要对各种类型的城域网设备的相关AAA数据配置进行整理配置。对于那些部分缺乏AAA配置模板的型号设备,城域网网管人员需要结合设备自身特点,测试并验证网络设备相关的AAA数据配置,最终使ACS账号集中认证系统在城域网上得到实际部署。在网络安全方面,网管技术人员还可以结合在网络设备上配置ACL访问控制列表的方式,使设备对账号登陆的源IP地址进行限制,保证只有合法的IP地址段才具备操作设备的权限,从而提高网络的安全性和可靠性。

参考文献

[1]http://network.chinabyte.com/115/12170115.shtml.

[2]Cisco IOS网络安全.人民邮电出版社,2001年.

ACS系统 篇2

<一>应用ACS验证方案：

拓扑图

设备要求：

交换机quidway 2403H-HI1台

防火墙H3C F100-C1台

主机4台

DHCP Server(CentOS6.4系统)

AAA Server(win server系统)

实验所需软件：

jdk-7-windows-i586

acs4.0-build-24

H3C_8021XClient

地址规划:

eth0/01.1.1.2/24

eth0/0.1 192.168.10.1/24 vlan10

eth0/0.2 192.168.20.1/24 vlan20

eth0/0.3 192.168.30.1/24 vlan30

DHCP Server 192.168.30.100/24

AAA Server192.168.30.200/24

PC1192.168.10.100/24

PC2192.168.20.100/24

具体配置步骤：

DHCP server配置

将以下内容添加至/etc/dhcp/dhcpd.conf中即可，

option domain-name-servers 222.88.88.88, 222.85.85.85;

default-lease-time 600;

max-lease-time 7200;

log-facility local7;

subnet 192.168.30.0 netmask 255.255.255.0 {

}

subnet 192.168.10.0 netmask 255.255.255.0 {

range 192.168.10.2 192.168.10.254;

option routers 192.168.10.1;

option domain-name “tec.com”;

}

subnet 192.168.20.0 netmask 255.255.255.0 {

range 192.168.20.2 192.168.20.254;

option routers 192.168.20.1;

option domain-name “mkt.com”;

}

FW-1配置：

system-view

System View: return to User View with Ctrl+Z.

[FW-1]int eth0/0

[FW-1-Ethernet0/0]ip add1.1.1.2 24

[FW-1-Ethernet0/0]quit

[FW-1]int eth0/0.1

[FW-1-Ethernet0/0.1]vlan-type dot1q vid 10

[FW-1-Ethernet0/0.1]ip add 192.168.10.1 24

[FW-1-Ethernet0/0.1]int eth0/0.2

[FW-1-Ethernet0/0.2]vlan-type dot1q vid 20

[FW-1-Ethernet0/0.2]ip add 192.168.20.1 24

[FW-1-Ethernet0/0.2]int eth0/0.3

[FW-1-Ethernet0/0.3]vlan-type dot1q vid 30

[FW-1-Ethernet0/0.3]ip add 192.168.30.1 24

[FW-1-Ethernet0/0.3]quit

[FW-1]firewall zone trust

[FW-1-zone-trust]add int eth0/0

[FW-1-zone-trust]add int eth0/0.1

[FW-1-zone-trust]add int eth0/0.2

[FW-1-zone-trust]add int eth0/0.3

[FW-1-zone-trust]quit

[FW-1]undo insulate

[FW-1]dhcp enable

DHCP task has already been started!

[FW-1]dhcp select relay interface eth0/0.1 to eth0/0.2

[FW-1]int eth0/0.1

[FW-1-Ethernet0/0.1]ip relay add 192.168.30.100

[FW-1-Ethernet0/0.1]int eth0/0.2

[FW-1-Ethernet0/0.2]ip relay add 192.168.30.100

[FW-1]radius scheme abc

New Radius scheme

[FW-1-radius-abc]primary authentication 192.168.30.200

[FW-1-radius-abc]key authentication 123456

[FW-1-radius-abc]server-type extended

[FW-1-radius-abc]user-name-format without-domain

[FW-1-radius-abc]accounting optional

[FW-1-radius-abc]quit

[FW-1]domain tyedu.com

New Domain added.

[FW-1-isp-tyedu.com]radius-scheme abc

[FW-1-isp-tyedu.com]accounting optional

[FW-1-isp-tyedu.com]access-limit enable 100

SW1配置：

[Quidway]sysname SW1

[SW1]int vlan 1

[SW1-Vlan-interface1]ip add 1.1.1.1 24

[SW1-Vlan-interface1]quit

[SW1]ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 1.1.1.2

[SW1]vlan 10

[SW1-vlan10]port e1/0/10

[SW1-vlan10]vlan 20

[SW1-vlan20]port e1/0/20

[SW1-vlan20]vlan 30

[SW1-vlan30]port e1/0/23e1/0/24

[SW1-vlan30]quit

[SW1]int e1/0/22

[SW1-Ethernet1/0/22]port link-type trunk

[SW1-Ethernet1/0/22]port trunk permit vlan all

[SW1-Ethernet1/0/22]dis vlan

Now, the following VLAN exist(s):

1(default), 10, 20, 30

[SW1]dot1x

802.1X is enabled globally.

[SW1]int e1/0/10

[SW1-Ethernet1/0/10]dot1x

802.1X is enabled on port Ethernet1/0/10.

[SW1-Ethernet1/0/10]quit

[SW1]int e1/0/20

[SW1-Ethernet1/0/20]dot1x

802.1X is enabled on port Ethernet1/0/20.

[SW1-Ethernet1/0/20]quit

[SW1]radius scheme xxx

New Radius scheme

[SW1-radius-xxx]primary authentication 192.168.30.200

[SW1-radius-xxx]key authentication 123456

[SW1-radius-xxx]server-type huawei

[SW1-radius-xxx]user-name-format without-domain

[SW1-radius-xxx]accounting optional

[SW1-radius-xxx]quit

[SW1]domain tyedu.com

New Domain added.

[SW1-isp-tyedu.com]radius-scheme xxx

[SW1-isp-tyedu.com]accounting optional

[SW1-isp-tyedu.com]access-limit enable 100

ACS系统 篇3

摘 要：变频器在工业生产中的应用日益广泛，在需要大功率输出时由于环境和现场等其他原因单一的驱动无法满足驱动需求，两驱、三驱等多驱的方式就出现了。在现场工业环境中如何根据实际情况构建符合现场需求的驱动装置并使之可靠、稳定的运行，文章以ABB ACS800变频器在贵州开磷集团用沙坝废石胶带运输系统的应用为背景，阐述在系统构建、调试、运行等环节出现的问题和现象。

关键词：变频器；ABB；胶带

中图分类号：TG334.9；TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）05-0040-01

贵州开磷集团用沙坝矿年采矿量在100万t以上，随之产生的废石数量很大，随着开采深度不断加大运输成本不断上升，同时传统的汽车运输方式会产生大量的汽车尾气严重污染井下环境，采用胶带运输系统一方面能节约大量运输成本，另一方面能够较少汽车尾气的排放改善井下作业环境。开磷集团用沙坝矿废石运输系统主要运输用沙坝矿的废石，同时可以与青用废石胶带衔接运输青菜冲矿的废石。用沙坝矿废石运输系统目前共涉及10条胶带机，其中废石主胶带1 800 m，带宽1 m，采用钢丝绳芯胶带，用液压拉紧装置尾部拉紧。

1 变频调速

1.1 变频器调速的现状

随着电力电子技术的发展以变频器为代表的交流调速系统得到大范围的应用。目前常见的变频器都采用交流——直流——交流的方式，中间环节一般采用电容器。目前，常见的变频器有ABB、施耐德、AB、西门子、富士等国外品牌以及台达、安川等国内品牌。

1.2 变频器调速的特点

变频调速已被公认为是最理想、最有发展前途的调速方式之一，采用通用变频器构成变频调速传动系统的主要目的，一是为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求；二是为了节约能源、降低生产成本。用户根据自己的实际工艺要求和运用场合选择不同类型的变频器。正确选择通用型变频器对于传动控制系统能够的正常运行是非常关键的，首先要明确使用通用变频器的目的，按照生产机械的类型、调速范围、速度响应和控制精度、起动转矩等要求，充分了解变频器所驱动的负载特性，决定采用什么功能的通用变频器构成控制系统，然后决定选用哪种控制方式最合适。所选用的通用变频器应是既要满足生产工艺的要求，又要在技术经济指标上合理。

若对通用变频器选型、系统设计及使用不当，往往会使同用变频器不能正常运行、达不到预期目标，甚至引发设备故障，造成不必要的损失。

另外，为了确保通用变频器长期可靠的运行，变频器地线的连接也是非常重要的。

2 系统构建

2.1 驱动系统配置

用沙坝废石主胶带驱动系统采用两台YSPPK 450-6 500 kW 660 V的电机驱动，采用SEW减速机与之配套使用，配套YWZ5-630/301制动器。主电机通过ABB ACS800 变频器驱动，每台变频器与一台干式变压器（SCB10-800/6）单独连接，6 KV电源从独立的高压开关柜（KYN28-12）给出。配电室布置图，如图1所示。

2.2 控制系统配置

主胶带的控制涉及变频器的控制，减速机油泵、减速机风机、电机冷却风机、制动器的控制以及相关的跑偏、拉绳、撕裂、打滑等保护装置信号以及各种安保信号的的引入。2台电机和对应的变频器分别设置为主机（靠近机头）和从机（远离机头）。主从机变频器逆变模块接线图，分别如图2和图3所示。

3 系统调试与运行

3.1 主从配置

在ACS800 系列变频中预设了多种应用宏程序可用选择使用，包括工厂宏（Factory）、手动/自动宏（Hang/Auto）、PID控制宏（PID Control）、转矩控制宏（Torque Control）、顺序控制宏（Sequential Control），以及用户宏（Usre），根据具体情况这里使用工厂宏。变频器在设置主从控制以前，需要做电机辨识，就是给电机励磁，并使电机朝正向旋转到一定转速，通过这个过程搜集电机实际参数并且建立一个针对该电机的电机模式，用于后续的电机控制。在电机没有与联轴器连接之前做电机辨识，并且确保电机转向为正转方向，否则通过负载电缆换相，实现变频器设置为正转，电机实际转向为正转。辨识有标准辨识和简易辨识、不辨识三种方式。标准辨识方式，可以保证最大可能的控制精度，辨识大概需要1min左右，标准辨识必须使电机与驱动设备断开连接，电机在辨识运行中的速度会达到50%～80%额定转速；简易辨识适用于电机不能与驱动设备断开，机械损耗高于20%以及电机运行中，不允许减少磁通量，辨识运行中的速度会达到50%～80%额定转速；不辨识在首次起动时，通过将电机在零速下励磁20～60 s来计算电机模型，这适用于大多数场合。

在每台电机都做完辨识后，分别设置主机和从机。通常将位于前端的驱动装置命名为主机，位于后端的驱动装置命名为从机。主机、从机之间通过专用光缆连接，分别连接在变频器的RDCO板的CH2通道。主机变频器参数的60.01MASTER LINK MODE 设置为MASTER，速度给定有外部给定，并且通过现场转换开关切换开关量调频和模拟量调频；从机变频器参数的60.01MASTER LINK MODE 设置为FOLLOWER，速度给定参数设置为COMM.CW。

3.2 系统调试

变频器调试在配置成功后基本完成，系统调试还涉及低压控制系统和配套的保护系统、辅助系统的调试。变频器之间的主从调试，在空载状态下一般很正常，但是随着负载不断增大，主从之间的电流可能会出现差异，观察发现主从之间存在一定的速度差异，这时可以通过变频器参数60.06按照0.2%的变化率修正他们之间的差异，最终达到转速（SPEED）、电流（CURRENT）、功率（POWER）几乎相同。远程控制系统运行前确保所有进入PLC的信号可靠、完整，输出信号有效。其他辅助系统、保护系统在正常运行前都必须做必要的试验和测试确保系统能够可靠停机、按需起动。

3.3 系统运行存在的问题

系统的可靠运行，需要变频器、低压控制、远程控制系统、视频监控在内的各个子系统稳定、可靠的运行。①冬季系统运行故障，显示减速机油压异常。检查排除油泵故障以及压力开关故障。原因是冷却风扇一直运转，地处风口的减速机润滑油变得粘稠。②停机后无法启动，检查发现变频器面板被设置为LOC模式。③其中一台变频器故障，可以取消主从控制，取消故障设备制动器，利用一台变频器减负荷运行。

4 结 语

胶带运输存在已久，将主从控制应用与胶带运输系统是一次成功的工程实践。结合开磷矿山的具体情况，进一步完善胶带运输系统的保护功能和监控功能并且上传各种运行数据，使系统运行更加可靠、稳定。

参考文献：

[1] 原魁，刘伟强，邹伟，等.变频器基础及应用[M].北京：冶金工业出版社，

2005.

ACS系统第三方测试的问题及建议 篇4

一、ACS系统介绍

目前, 人民银行各级营业部门均使用人民银行总行统一开发的中央银行会计集中核算 (ABS) 系统进行会计业务处理和账务核算。ABS将人民银行营业部门全部会计业务的账务处理及数据管理, 以地市为基本单位进行集中。近年来, 我国经济金融和信息技术高速发展, 数据集中化、管理扁平化、经营集约化和决策科学化已是现代金融企业发展的必然趋势。进一步整合系统资源, 集中会计数据信息, 实现业务处理自动化、信息传输网络化和数据资源共享, 成为会计应用软件开发建设的主导方向。但目前运行的ABS系统已暴露出业务自动化处理和数据集中化程度不够, 操作系统和数据库软件缺乏有效的技术支持, 系统岗位设计与人员、业务量等实际情况矛盾突出等问题。因此, 为进一步提高中央银行决策分析效率、风险管理水平和会计服务能力, 人民银行开始筹建中央银行会计核算数据集中 (ACS) 系统, 实现更为统一、安全、高效的中央银行会计核算。

二、软件第三方测试介绍

所谓的第三方测试是指具有独立测试检验能力的机构, 由具有专业技术的测试人员通过对软件需求分析、设计规格、编码进行审查, 依据项目合同、业务需求、应用系统开发技术路线及设计方案提出测试需求, 并根据此测试需求, 确定测试内容和测试关键点, 设计测试用例, 制定测试方案。通过测试用例执行程序, 查找并修正软件产品在设计和实现过程中潜在的错误和缺陷, 提高软件的质量, 回避软件在发布后造成的损失和风险, 对软件的质量进行全面审核的过程。

由于开发方主观上存在开发和设计过程中的思路, 不能客观地设计测试用例, 为保证软件质量, 开发方不能承担这一测试重任。独立于用户方及开发方的第三方可保证测试工作的客观公正性, 进行科学、公正和相对独立的综合测试评估, 完全满足第三方测试的要求。第三方测试工程按阶段可分为需求分析审查、设计审查、代码审查、单元测试、集成测试、系统测试和验收测试等, 按测试类型可包括功能测试、性能测试、可恢复性测试、资源消耗测试、并发测试、健壮性测试、安全测试、文档测试等内容。

三、第三方测试过程中遇到的问题

(一) 部门间协调困难

在测试的过程中, 用户方、开发方与测试方形成了一个三角关系, 从最终目标来讲, 三方是完全一致的, 都是希望保证系统稳定运行。但在实际测试过程中, 三方的关系却是既对立又合作。对立是指各自坚持自己的职责, 合作是指每一方的工作都需要其他两方的支持和帮助。由于涉及的单位和部门繁多, 组织结构相对分散, 因此在测试项目的推动过程中, 如果各部门之间沟通不力, 便会使发现的测试问题不易定位到对应的开发人员, 导致前期测试进度缓慢, 以至出现各方相互推诿责任和工作的问题。

(二) 工作计划不统一, 延缓测试进度

参与测试的各方, 未加强沟通, 对测试的情况及下一步计划没有及时进行通报, 造成测试计划与自身工作冲突。会出现当测试到某一个模块时, 由于测试方与开发方未就工作计划统一, 出现该模块相关开发人员全部出差或不在本地的情况, 当测试工作出现问题时, 测试只能被迫停滞或改变计划。

(三) 软件版本控制不力, 导致重复测试

开发方和测试方都未对软件版本进行控制, 导致软件换版后出现各种问题, 并由此导致测试方无法进行测试或需要对软件换版前的用例重复执行。如果系统较大, 换版时需要修改替换多个配置文件, 且每次替换、修改的内容存在不确定性, 需要与上一版本进行对比, 导致应用程序更新效率低, 耗费时间较长。而且换版后问题可能未能解决, 导致反复换版, 全队无法测试, 影响测试进度。

(四) 测试方重视软件应用测试而不重视文档类测试

对于测试人员来说, 往往更加注重对程序本身的测试, 而忽略对开发文档的测试, 这是对第三方测试存在的一些不正确的看法和错误的认识。虽然软件应用测试可以使得第三方测试对象更加明确, 测试的可操作性更强, 但是第三方测试开展的依据是开发阶段的技术方案、详细设计和规格说明书等开发文档, 如果设计本身存在错误, 则第三方测试不能保证软件产品的测试质量。即使在测试过程中发现了错误, 修改的代价也将会非常昂贵。

(五) 用户方参与力度不够

作为软件的最终使用者, 用户方在第三方测试过程中参与不充分, 对测试不够重视, 只将关注焦点集中于开发方, 未对测试项目中产生的许多具体问题起到协调和推动的作用, 从而延缓测试工作的整个进程。

四、第三方测试过程中针对用户方的建议

(一) 用户方充分发挥协调的作用

第三方测试以合同的形式制约了测试方, 使得他与开发方之间存在某种“对立”的关系, 容易导致双方就某一具体问题由于意见不统一而影响测试工作的情况。此时, 用户方应充分发挥协调作用, 组织开发方做好对测试人员的培训和技术支持工作, 通过召开定期会议了解测试工作进度, 积极协调双方之间的关系, 加强测试方和开发方人员之间的沟通交流, 对测试工作中出现的具体业务或技术问题进行客观处理, 确保第三方测试工作的顺利开展。

(二) 用户方应起到监督和管理作用

ACS系统 篇5

a．外部按钮启停控制，外接电位器调速

变频器出厂默认为标准宏，在接线无误的情况下，只要查看一下参数1001，确认为1；1601确认为0即可（不需要正反转的情况下）。

b．如果牵引机等需要正反转的，在标准宏控制下，只要设定参数1001为9，1003为3即可。

c．行星切割锯（公转电机为恒速），在标准宏控制下，只要设定参数1201为6，1202为一个固定频率，如20HZ，即可。

端子11，12号短接，10号与13号和18号经过中间继电器控制通断。

d．外部按钮启停控制，变频器控制面板调速

在标准宏控制下，设定参数1001为1，1103为0即可。如果是用英文面板操作，需要在REF状态下使用（即调出REF后按下确认键，再用上下箭头调速）。

e．变频器面板启停控制，外接电位器调速

在标准宏控制下，设定参数1001为8，1103为1即可。

f．变频器面板启停控制，变频器控制面板调速

ACS系统 篇6

1 资料与方法

1.1 资料 本组病例共6例，4例为心内科住院患者，2例为急诊病人，确诊为AMI均为男性，年龄50-63岁，下壁AMI4例，广泛前臂心肌梗死2例。

1.2 方法

患者经确认为AMI后，行常规术前护理立即行经皮腔内冠状动脉治疗术（PCI）穿刺途径为桡动脉穿刺。

2 结果

2.1 6例病人中，5例血管再通，血管再通率80%，胸痛缓解时间为20-80min。

2.2 血管再通中的2例出现严重窦缓，Ⅱ度二型房室传导阻滞。

2.3 血管未通1例，于术中出现冠状动脉急性闭塞为冠状动脉冠脉内血栓形成，冠脉痉挛所致，所至死亡。

3 术后护理

3.1 常规护理

3.1.1 严密监测生命体征的变化：患者最好入住CCU病房，待病情稳定后返回普通病房。监测的内容包括：①心电图：要求患者返回CCU后立即行十二导联心电图检查1次，并与术前心电图对照，出现胸痛、胸闷等不适时随时复测心电图以行对照。②心率、心律：以缓慢型心律失常多见，尤其在术后12小时以内多见，与迷走反射有关。③血压：1小时内每15分钟测血压1次，如血压稳定，可1小时测血压1次。④神智及肢体活动能力的观察，以及时发现患者是否合并脑血管意外。

3.1.2 严密观察尿量：造影剂最终由肾脏排泄出体外，使用造影剂会对肾脏有一定的影响，应注意观察手术的尿量情况。

3.1.3 饮食：患者回病房无须绝对卧床，可正常进食，但避免过饱，以免腹腔压力的突然改变诱发迷走神经反射。

3.1.4 活动：桡动脉穿刺途径术后患者不需要绝对卧床休息，为避免其他并发症及便于观察病情，建议患者卧床休息，穿刺侧上肢抬高，术侧腕关节要求制动12小时左右，避免用力握拳，但肘关节可随意活动。

3.1.5 桡动脉穿刺途径患者需观察桡动脉搏动情况，如患者诉手胀痛、术侧手较对侧手皮温明显下降、颜色苍白，可能为包扎过紧所致，应立即通知医生重新包扎。

3.1.6 手术对患者是一种严重的心理应激源，可直接影响患者的正常心理活动。护理人员应针对不同情况对患者采取不同的心理护理，首先应向患者讲解监护室的环境、术后的注意事项，使患者真正了解其重要性，并帮助患者解决可能造成的不适及不便，其次应与医生沟通，及时了解检查结果，并及时告知患者，同时应帮助患者树立信心，以消除患者的烦躁、焦虑和恐惧的心理。

3.2 并发症的预防与护理

3.2.1 预防措施：①良好的术前心理护理；②术后指导患者进食适量食物；③患者主诉疼痛时要明确原因并采取相关护理措施；④术后鼓励患者在最初6-8小时内饮水1000-2000ml，以加速造影剂的排泄。

护理措施：①加强巡视，密切观察心电监护的变化以及询问患者的主观感受。②及时整理床单位，保持床单位的清洁与舒适。

3.2.2 穿刺部位血管并发症：桡动脉穿刺途径较股动脉穿刺途径而言，具有患者痛苦少，易于止血，患者术后不需绝对卧床等优势。其穿刺部位血管并发症主要为出血、皮下血肿、挤压综合征等。

主要原因在于术后加压包扎部位不当，弹力绷带松动，患者腕关节未按要求制动或用力握拳等。

护理措施：①严密观察伤口敷料有无渗血，患者有无诉前臂疼痛，尤其是老年患者，应注重对照观察两侧前臂是否大小对称。②一旦出现出血或皮下血肿，立即予以撤除弹力绷带，指压伤口近心端桡动脉15-30分钟左右后，重新加压包扎伤口。前臂血肿的患者应注意手指末端的血供，避免挤压综合征，如出现前臂因血肿引起挤压综合征应立即手术切开减压。

3.2.3 造影剂迟发过敏反应：多于术后6小时内出现，一旦确诊，应立即予以对症处理。

ACS系统 篇7

关键词：ACS800多传系统,DTC技术,控制系统

1 ACS800多传系统

ACS800多传动系统全数字交流变频器, 是位于瑞士的ABB公司第一代应用直接转矩控制技术-DTC技术的产品。ACS800多传动系统的优点是:在没测速电机和光码盘提供的反馈信息条件下, 该系统也可以对任何标准的鼠笼电机进行启动转矩以及转速的精确控制。ACS800-704系列整流单元, 是ACS800多传动系统的直接电源提供者, 该单元可以为ACS800系统提供稳定功率的电量。与之对应的是, ACS800-104系列的逆变单元, 由于系统直接挂在直流母线上, 所以其电源来源就是通过统一的直流母线供电。这样的布置方式可以带来诸多的优点, 例如:能量可以在各个逆变器系统之间进行自由地流动, 可以有效防止泵压波和直流电压波的威胁。同时, 当系统中没有回馈制动单元的时候, 如果系统中任何分部发生停机、减速, 那么, 该部分的能量就会被其它分部吸收。此外也有可能通过回馈装置, 返回到原来的总电网中, 达到节能、高效目的[1]。

ACS800变频器在结构应属于交流-直流-交流变频器。ACS800的整流电路应用二极管的不可控整流器, 而逆变器应用可控关断全控式器件。电流的逆变过程如下:电网中恒压、恒频、正弦交流电, 首先经过二极管的不可控整流器, 转变成为恒定的直流电, 然后, 直流电经过SPWM逆变器, 从而逆变成电压、频率可调的正弦交流电, 随后供给工作电机, 实现电机的变频调速[2]。ACS800变频器, 是目前主要流行的可以实现脉宽调制电压的变频器之一, 应用当今先进的DTC技术-直接转矩控制技术作为主要的控制方式。直接转矩控制技术-DTC技术, 是在三相交流异步电动机调速技术中较为主流高速调速的技术, 其具有诸多优点, 其中包括:理念创新方法简明、控制独特。同时DTC技术也是目前高动态工作条件下, 控制电机性能的最佳选择方法之一[3]。以ACS800多传系统作为主体的交流低压传动装置, 具有其他装置不可比拟的优点, 例如ACS800多传系统在全功率的范围内, 可以使用统一的控制技术。自定义编程、启动向导、DTC控制技术等都包括在内。除此之外, 例如:通用接口技术、通用备件等也都是统一的控制技术。还包括用于选型、调试、维护的通用软件工具。直接转矩控制技术, 其力矩的阶跃上升时间不超过5ms, 在无编码器的情况下仍可以精确控制力矩, 包括零速满转矩启动, 直接作用于转矩。在编码器的情况下其动态、静态的速度偏差分别低于0.01%和0.1%。更重要的是, 它的启动转矩可以达到200%[4]。

2 ACS800多传系统在工业上的应用

2.1 ACS800多传动系统在矫直机控制系统中的应用

辊式矫直机的作用是, 在钢板轧制过程中, 钢板经常会发生弯曲、变形等现象。此类的钢板必须经过矫直机矫直才能达到一定的质量标准。辊式矫直机的工作原理是, 利用上下交错排列的, 两排矫直辊, 来对钢板进行矫正。辊的驱动力来自于, 两台同样规格的交流异步电机通过减速分配的驱动力。电动机的额定电压690V, 功率为600k W。控制系统采用的是西门子的PLC系统, 以及ABB公司的ACS800多传系统。该系统中, ACS800多传动系统的组成部分包括:逆变柜、整流柜、辅助控制柜以及进线柜等。在该系统的硬件组态中, PLC作为系统主站, 从站组成部分是:主传动的整流回馈单元, 和逆变单元, 现场总线作为二者的通讯中介。系统的工作过程如下:首先设置好适当的传动参数, 然后在PLC内部的程序调用指定数据块, 随后就可以读取变频器的数字信息, 其中包括:速度实际值、主状态字、电流值等。最后, 将这些信息发回给变频器编号程序之后, 给PLC下达不同操作命令, 就可以实现矫直机上面, 两台电机的控制方式转换, 如单动或者联动。同时, 在两种工作模式下, 实现不同运行速度, 如快速、中速、慢速。

2.2 ACS800多传动系统在大电机试验平台上的应用

在电动机行业中, 对电动机试验的时候都会遇到各种各样的问题, 而且电动机试验过程十分麻烦、复杂, 但是试验效果仍不理想。其具体表现包括:工作效率低, 劳动强度大等。这些都给电动机试验技术的发展带来了阻力。但是在进入21世纪以来, 变频技术的发展为电动机的试验系统设计、开发提供了很好的技术基础和条件。

对于大功率以及超大功率的电机试验, 传统的电机实验平台已经无法满足条件。但是对于功率在5MW以下的发电机以及电动机, 在出厂之前的试验中, 以ACS800多传动系统为主体的大电机综合性试验平台都可以满足其测试需求。该系统与传统的电机试验平台方法相比较, 具有的优点十分明显, 例如:具有能量回馈的功能, 而且节能显著;同时输入、输出侧功率因数也随之提高。该系统中, 有一个四象限的脉冲变流器-R8i模块。起作用是:在向位于中间部分的直流回路提供电力的同时, 也可以将中间的直流回路的能量返回到整个电网。ACS800多传动系统为主体的大电机综合性试验平台适应范围为:输出功率在200k W以上的传动单元。既可以单独使用该系统, 也可以并联使用该系统。

对于该系统的R8i模块, 其可以在将输入的三相交流电变为直流电之后, 再将其供给到中间的直流回路。在这样的过程后, 中间直流的回路就变成了驱动电机中逆变器的能量来源。因此, 在中间的直流回路中, 一个逆变器以及多个逆变器都是可以同时接入的, 而且匹配性较好。

根据瑞士ABB公司的最新直接转矩控制技术-DTC技术和四象限运行原理进行搭建的ACS800多传动系统电机实验平台, 在经过实际使用测试之后, 取得了非常良好的效果。对于电机的高性能控制可以轻松实现。在经过实践证明之后, 该ACS800多传动系统电机实验平台的性能好、功能齐全、功率等级和效率都很高。除此之外, 电机在测试过程中消耗的能量也被大大的控制住, 满足了节能减排的目标及要求[5]。

2.3 ACS800多传动系统在瓦楞纸机速度控制上的应用

在瓦楞纸机速度控制系统中, 采用三级控制系统。其中的第一级是变频控制级。控制系统是ACS800的多传动系统, 同时, 配有相应闭环控制编码器的反馈板, 这样就组成了组成闭环的控制系统。还配有通讯板, 方便控制系统与上位机组成总线控制网络。传动系统的第二级, 包括PLC控制系统, 操作台配有人机界面, 其通过一定的通讯网络接口, 挂入PLC系统, 以便进行相应的现场操作。传动系统的第三级, 被称为上位优化控制系统。该级别在工业计算机的帮助下, 可以监控整个纸机的传动系统状态。可以通过工业以太网, 与车间管理级和厂级管理级组成联网, 实现纸机传动控制系统的优化控制以及自动化控制。

本系统的创新之处在于, 使用ACS800多传动系统对纸机的速度进行控制。在传统的传动工艺中, 以单传动模式居多。但是应用多传动系统之后, 制动电阻、制动单元的规模和数量都得到缩减。与此同时, 电器柜的数量、体积都会在一定程度上有所减少。除此之外, 同一套的整流供电单元就可以满足多套逆变装置同时使用的要求, 备件数量也有所减少。由于多传动系统的自身特性, 其也存在着自身不可避免的缺点:技术复杂, 经济性差都是它先天性的不足。本系统在投入使用以来, 性能稳定, 工作可靠, 给企业提供了很好的经济效益。作者认为, 在不久的将来, 电子、微电子技术、信息技术突飞猛进的基础上, ACS800多传动系统的应用前景和产值空间将会越来越大, 造纸、煤矿、冶金等行业都会是该系统大显身手的地方[6]。

参考文献

[1]张攀峰, 党宏社.ACS800Multi Drive在纸机变频传动控制中的应用[J].中华纸业, 2008 (14) :38-42.

[2]韩旭, 孟彦京.ACS800变频器在纸机变频传动中的应用[J].变频器世界, 2009 (6) :95-98.

[3]吴洁, 汤元东.ACS800多传动在可逆轧机电动压下系统中的应用[J].电子世界, 2012 (1) :53-56.

[4]任群社, 王有玉, 冯ACS800交流变频传动装置在顶驱转盘复合双驱动石油钻机系统中的应用[J].电气传动自动化, 2008 (4) :38-41.

[5]王锐, 李帆, 康乐.基于ACS800-104LC的大电机试验平台[J].船电技术, 2012 (S1) :110-113.

ACS系统 篇8

1 ACS800变频器原理与特性

精矿输送泵在选矿生产过程中, 要根据矿浆流量大小随时调节电机转速, 避免精矿矿浆溢流。需要该传动系统具有响应快、能在较大范围内进行精确无级调速的特性, 同时确保控制系统极低的故障率。

1.1 ACS800变频器直接控制 (DTC) 原理

直接转矩控制的变量为定子磁通和转矩, 两个变量分别采用闭环控制。直接转矩控制直接在定子静止坐标系中构建转矩和磁链算法模型, 将电动机和逆变器作为一个整体, 利用电压矢量实现电磁转矩和磁链的控制, 没有电流闭环结构[1]。该控制系统的转矩响应迅速、无超调, 是一种具有较高动、静态性能的交流调速方法。

1.2 ACS800变频器直接控制 (DTC) 特性

直接转矩控制技术是目前最先进的变频技术, 具有零速满转矩特性, 能够在没有速度反馈的条件下, 精确控制交流电机的速度和转矩。在实际运行中, 其最大起动转矩能达到200%的电机额定转矩, 不会产生其它变频器驱动电机时所发出的高频噪声, 同时也降低了变频器本身的功耗。

2 ACS800变频器参数设置与PLC通讯

2.1 ACS800变频器参数设置

2.1.1 基本参数设置

1) 手动输入启动数据, 按PAR进入控制盘的参数模式设置, 对参数99.01语言选择, 选择英语;2) 参数99.02选择FACTORY (工厂宏) , 适用于转速控制的泵和风机;3) 参数99.04电机控制模式选DTC模式;4) 根据电动机铭牌上额定电压、电流、频率、转速、功率等设置99.05~99.09参数;5) 在设置完电机参数之后, 显示屏中会交替警告和信息此时自动进入下一步。这说明电机参数已经被设置, 电机与其驱动的设备无法分离时, 99.10参数应选择IDMAGN (辨识励磁) ;在电机与其驱动的设备分离时, 为了保证最好的控制精度, 99.10参数应选择STANDARD (标准) ;在面板操作的情况下, 按起动键, 开始电机辩识, 通常情况下, 电机都是连接到设备上, 不允许电机旋转, 所以只能采取静态辩识。电机辩识运行完成之后, 再进行其它参数设置。

2.1.2 其它参数设置

1) 组10:设定两个外部控制地EXT1和EXT2的启动/停止信号 (10.01、10.02) 确定转向控制 (10.03) ;2) 组11:速度控制给定选择。速度控制EXT1给定选择:选择速度控制给定信号 (11.03) 、设定给定信号极限值 (11.04、11.05) ;速度控制EXT2给定选择:选择速度控制给定信号 (11.06) 、设定给定信号极限值 (11.07、11.08) ;3) 组13:模拟输入信号的处理, 包括速度控制EXT1-2、转矩控制、PID控制三部分, 每一部分均有模拟输入AI1:最小值 (13.01) 、最大值 (13.02) 、比例 (13.03) 、滤波时间常数 (13.04) 、取反功能 (13.05) ;4) 组14 (继电器输出) 、组20 (传动运行极限值的设定, 从20.01-20.21共19个参数分别为:转速允许最小、最大值;电机电流最大允许值;最大转矩允许值;激活或解除过电压控制;激活或解除欠电压控制;以及有关频率, 功率, 转矩等参数设定) ;5) 组21 (电机起动/停止的方式) 、组23 (速度控制变量设定) 和组27 (制动斩波器控制) 等[2]。

以上参数除12.02、12.03、12.04、22.02、22.03为二级参数, 用户根据设备的实际情况参照以上说明可以进行调整的参数外, 其余参数均为一级参数, 不允许用户进行更改。

2.2 PLC与变频器PROFIBUS-DP通讯

为了实现变频器与PLC之间的通讯, 首先确定通讯模板已安上, 然后把DP网线安装好。此时需要在本地模式下 (按LOC/REM选择) 设定和确认以下参数:将参数98.02 COMM.MODULE LINK选择FIELDBUS (现场总线) 这一个值, 表示RPBA-01通讯模板被激活;98.07COMMPROFILE选择值为ABBDRIVES (驱动) , 作用是选择传动单元的通讯协议;设定完毕后, 观察通讯模板状态灯状态, 如果两个亮两个绿灯, 说明通讯成功;有红灯亮, 说明通讯失败。

3 设备试运转调试

ACS800变频器所有参数设置完成后, 进行电机单试运转, 在做试运转时要脱开电机与减速机的耦合器, 并在电机单独试运转时, 根据泵体规定的旋转方向, 确定电机旋转方向。

ACS800变频器本地控制电机运行正常后, 按变频器本体操作面板LOC/REM切换到R远程控制状态下, 由PLC发出电机运转指令, 检查一切正常, 便可以进行空载4小时考核;带工艺水负载运行8小时考核;带精矿负载运行72小时, 经过考核验收合格后, 便可投入生产运行。现以精矿输送泵电机 (200KW) 运行记录的波形图为例, 说明随着电机速度的增加, 监测变频器的频率、电流、以及电压的变化情况。如下图所示。

注:[1]转速变化曲线;[2]频率变化曲线;[3]电流变化曲线;[4]变频器直流母线电压变化曲线;[5]变频器电源电压变化曲线。

4 结束语

ACS800变频器在西澳SINO铁矿1-2#线选矿生产线中投入运行以来, 精矿输送系统工作稳定, 满足了选矿工艺要求, 特别是DTC直接转矩控制技术应用, 降低了设备维护工作量, 保证了选矿系统自动化生产的高效进行。

参考文献

[1]周扬忠, 胡育文著.交流电机直接转矩控制[M].北京:机械工业出版社, 2010.

ACS系统 篇9

除了高精度的跟踪误差外, 还要求运动轴按既定的轨迹协同动作, 以减少轴间的同步误差, 提高系统的稳定性[6]。以X-Y绘图仪为例, 为了绘制准确的二维图形, 在X和Y方向上的运动需要保持同步。如果X轴在启动和停止时滞后于Y轴, 那么其绘制的45度斜线将发生变形。

然而, 由于系统制造误差, 负荷大小的差异, 摩擦力及其他干扰的存在, 各运动轴的动态响应特性可能不一, 所以在特定的领域内如何减少同步误差是近二十年来学术界研究的热点之一[7,8]。国内学者侧重于运动系统精密部件的分析, 设计和制造, 主要运用经典的简单PID控制方法[9,10], 和精密系统协同循迹自适应鲁棒控制方法[11], 而国外学者对多轴同步运动控制的研究相对较为深入, 如Giam等提出了基于滑模的跟踪和协同运动控制方法[12], 其控制精度为微米级。

随着人们对科研仪器与工业设备的精密度要求不断增加, 运动控制的精度正在被不断推向新的极限。尤其是近年来纳米技术的兴起, 给超精密运动控制技术的发展带来了新的挑战和机遇。本文设计了基于模块化ACS控制器的X-Y超精密定位平台, 运用SPiiPlus软件工具, 来设置系统的软硬件参数, 并优化各运动轴的速度和位置的PI控制器参数。测试结果表明, 该控制系统能实现复杂轨迹的协同运动。

一、定位系统结构

本研究构建的定位系统由Akribis电机拖动的X-Y运动平台、ACS SPiiPlus CM-2运动控制模组、SPiiPlus运动控制软件、计算机、电源及相关电缆组成。电源采用深圳力宇公司研制的BHP72150, 其功率为1200W, 交流输入:180~240VAC, 50~60Hz, 8A, 两路直流输出:60~80VDC 15A和24VDC 3A。运动平台的电机模组选用新加坡精细 (Akribis) 有限公司的无铁芯线性直流无刷/交流伺服电机AUM2-S2。其工作电流为2A, 峰值电流为8A, 具有最大电机常数和最短带卷长度, 且适合于高加速度 (10G或更高) 和高速度的应用。导轨选用SGL80系列单导轨, X轴有效行程为500mm, Y轴有效行程为200mm。

ACS高性能多轴运动控制器集成了2个数字驱动, 每个驱动可连接交流伺服/直流无刷电机和直流有刷电机, 同时支持正余弦编码器和高速增量式编码器, 广泛应用于半导体的制造与检查、电子装配和测试以及医疗成像等领域。与此同时, ACS提供独特的包含先进的硬件组件、灵活的控制软件和应用工程等组合, 从而可以一站式地得到精确的满足要求的并达到最佳性价比的机器运动控制解决方案。ACS的运动控制器工作电流为5A, 峰值电流为10A, 通过RS232, RS422或以太网可实现控制器与PC的连接;控制器集成的驱动器供电为24V~120V直流电压;光栅尺的测量精度选择0.1微米, 保证了直线电机的反馈信号精度达到纳米级。SPiiPlus软件工具设计提供了机器方面的设置, 极快速的应用开发和快速诊断, 最大程度节省机器上市时间, 为整个机器生的命周期提供了满足需求的灵活性。

接线电缆包括控制器与电源的电源线、霍尔信号线、电机驱动输出线以及与PC连接的通讯线。基于CM-3的连接示意图与本研究选用的CM-2类似, 如图1所示。不同之处在于CM-2所提供的驱动轴数量为2 (X和A) , 而CM-3为3 (X, A和Y) 。ACS控制器与PC的通讯可用Ethernet的点对点的连接方式。在实现控制器与电机的有效连接之前, 需修改计算机的IP地址, 保证与控制器连接PC的IP地址与控制器的远程地址在同一号段。为了避免修改IP地址而无法使用以太网的麻烦, 也可用RS232串口进行通讯。

二、控制系统参数设置

安装ACS控制模组软件, SPiiPlus ADK 6.6, 并启动子程序MMI, 主界面如图2所示。

MMI提供了一组易于使用的交互工具, 用于配置、伺服整定、编程和浏览参数。其中包括一个ACSPL+程序管理器, 一个8通道带快速傅里叶变换 (FFT) 功能的示波器, 一个频率响应函数分析工具 (FRF) , 一个通信终端, 一个运动管理器, 一个I/O监控窗口, 安全监控特性和应用的管理工具。所有系统参数可以保存到FLASH里或以文件的形式备份, 以避免繁琐的重复配置任务。系统参数的配置流程如图3所示。对于初次设置, 并为了电机的安全, 最好选择仿真器作为测试对象。待参数校验成功之后, 再通过网口或串口连接运动平台, 进行系统测试。重要过程分述如下:

a) 选择电机型号 (M F L A G S) 。点击M M I的Setup-Configurator子菜单, 依次选择0 (X) 和4 (A) 作为X-Y运动平台的X轴和Y轴, 并完成相应的其他参数设置:

1) 根据被控电机类型设置32位的MFLAGS, 定位系统的电机为无铁芯线性直流无刷/交流伺服电机, 并且有霍尔信号的反馈, 同时需实现软换向, 因此MFLAGS的最终值为0x182A0300。

2) 设定编码器因子 (EFAC) 。对于编码器因子, 当电机是旋转电机时, 可以设置为1, 表示单位为1个脉冲信号;而当电机为直线电机时, 则填编码器以毫米为单位的精度值 (例如, 当精度为0.1um时, EFAC应为0.0001, 即精度为0.0001mm) 。

3) 设置运动安全参数 (Safety Parameters) 。选择电机的故障类型, 并修改位置误差、运动约束和最大电流/力矩的相关参数。其中SLLIMIT和SLIMIT为直线电机的行程, 其值应小于或等于电机有效行程的一半。

4) 完成设置并保存至FLASH。

b) 设置电机驱动。启动MMI的Setup-Adjustor菜单, 进行电机的配置 (Axis Setup) , 包括驱动设置、电机设置和位置反馈的设置。其中, 电机驱动类型是3Phase-2input-commutation by controller, 总线电压为75V, 工作电流5A, 峰值电流10A, 电机为三相直线直流无刷/交流伺服电机。

c) 系统校验。对于连接在仿真器的情况, 不需开环验证 (Open Loop Verification) 。否则, 通过手动调节线性电机的滑块, 观察反馈的位置信号是否与测量值一致, 如有不同, 则表明轴的配置出现错误, 需校查EFAC、MFLAGS等相关参数。然后, 运行换向应用程序 (Commutation) 来检验系统软硬件配置的正确性, 如果得到如图4所示的程序输出, 则表明设置校验完全正确, 进而保存已设置的参数至FLASH, 并切换运动轴, 进行类似的配置和校验。

d) 优化控制器参数。MMI的Setup-Adjustor提供了控制器优化功能, 以整定各运动轴位置和速度控制的PI参数。参数未优化的速度环控制结果如图5所示, 黄色方波为给定的速度轨迹, 红色为速度反馈信号。此时低通滤波的带宽设置为650Hz, 积分增益为0, 速度增益为100, 积分约束为50%, 速度设置为最大值的10%。显然, 此时跟踪误差较大, 超调量也不符合高精密控制的需求 (<20%) 。因此, 双倍增加速度增益, 整倍增加积分增益, 观察控制结果, 直到超调量降为10%~20%, 并无明显的跟踪误差即可, 如图6所示。此时的控制器参数已达到最优。同理, 可完成位置环控制的参数整定。

三、应用程序开发

组建完毕的超精密定位系统如图7所示。ACS控制器既可以应用基于逻辑和顺序处理优化的PLCOpen IEC61131-3语言编程, 又可以应用强大的ACS开发的运动语言ACSPL+编程。作为一个PLC, 控制器可以访问所有内置的运动轴和IO。PLC的运动控制功能可以通过ACSPL+去实现多轴运动, 任意轨迹的生成, 并应用龙门控制等函数库来增强。ACSPL+是一个真正的用于所有ACS控制器编程的多任务的高级语言, 支持复杂的运动——时间——事件和带有精确定位和定时的指令序列。

图8展示了一段ACSPL+演示程序, 控制器负责程序的执行和在X-Y平面里的运动轨迹的生成。由此可见, 基于优化的控制器参数, 本系统运动轴能够协同完成较复杂的高级控制任务, 同时也验证了系统参数设置的正确性和合理性。

四、结论

本文提出了一种基于ACS控制模组的超精度X-Y运动控制平台的解决方案, 通过合理的硬件选型和软件配置, 可完成平面内的复杂轨迹的准确跟踪和协同运动。在控制器参数进一步优化的基础上, 该运动控制系统能够实现电流、位置和速度的精确控制, 以满足严格的不断发展的控制品质要求。

摘要：超精密定位系统是现代科技与工业发展的核心技术之一, 长期以来受科研及高科技产业迅速发展的推动, 对其运动控制技术的需求迅速增长, 比如超精密加工, 微/纳米制造, 包装等。除需要达到超精密的定位精度外, 还要求各运动轴在定位过程中严格按照既定的轨迹协同运动。本文首先提出了基于ACS运动控制模块的X-Y定位平台的设计方案。然后, 根据控制需求进行了系统参数的合理配置和优化。测试结果表明该系统能实现既定轨迹的精确跟踪, 并能满足不断发展的多自由度, 多约束加工和制造要求。

关键词：定位系统,ACS控制器,超精密

参考文献

[1]谢完成.多轴运动控制器在机械手上的研究[J].计算机测量与控制.2010, 18 (8) :1783-1785.

[2]高芳红, 刘锦波.多轴永磁无刷直流电机运动控制系统的研制[J].电气自动化.2010, 32 (1) :23-26.

[3]董吉洪.精密和超精密加工机床的现状及发展对策[J].光机电信息.2010, 27 (10) :1-9.

[4]杨一博.粗精动超精密运动平台系统建模与分析研究[J].中国机械工程.2008, 19 (23) :2773-2776.

[5]徐登峰, 赵冶.超精密运动平台高动态性能运动部件的研究[J].设计与研究.2009, 7:37-40.

[6]K.Y.Zhu, Y.Xiao, A.U.Rajendra.Optimal control of themagnetic bearings for a flywheel energy storage system[J].Mechatronics, 2009, 19:1221-1235.

[7]C.Y.Chen, L.Q.Liu, P.S.Liao, and G.T.C.Chiu.FuzzyController Design for Synchronous Motion in a Dual-CylinderElectro-Hydraulic System[J].IFAC Journal of Control EngineeringPractice, 2008, 16:658-673.

[8]Y.Xiao, K.Y.Zhu, and H.C.Liaw, “Generalized synchronizationcontrol of multi-axis motion systems, ”ControlEngineeringPractice, 2005, 13 (7) :809-815.

[9]李伟, 段翠芳, 滑伟娟.多轴运动控制系统的设计[J].农业科技与装备, 010, 8 (194) :25-28.

[10]J.Lei, X.Luo, X.D.Chen, etc.Modeling and analysis of a3-DOFLorentz-force-driven planar motion stage for nanopositioning[J].Mechatronics, 2010, 20 (5) :553-565.

[11]C.X.Hu, B.Yao, Q.F.Wang.Coordinated adaptive robustcontouring control of an industrial biaxial precision gantry cogging forcecompensations[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2010, 57 (5) :1357-1363.

ACS系统 篇10

某铁矿为运输铁矿石而建的下行皮带运输机,采矿场位于3700水平,矿石通过溜井给到2834水平,再由重板给料机输送到皮带上,运往2677水平。皮带全长1615.533米,提升高度为-166.964米,带宽1米。主传动是由两台交流异步电机、两台减速机、两台传动滚筒组成,通过一条皮带串行连接在一起,分主机/从机,如图1、2所示分别为主传动的配置和皮带机侧剖面图,两电机分别配有液压电磁制动器。整条皮带全程装有打滑、撕裂、一级跑偏、二级跑偏、超速、拉绳等安全联动保护装置。两台ACS800变频器控制。

两台电机由同一线路的两台变压器分别供电,由两台ACS800标准电压380V、四象限带能量回馈功能的变频器控制。

采用ABB多传动的主从控制方案来实现负载均匀的分配。主机是典型的速度控制,从机跟随主机的速度给定。主机通过一个光纤串行通讯链路来控制从机(从机的所有状态通过PROFIBUS现场总线反馈给主机)。因主机和从机之间采用柔性连接,两传动单元之间允许存在微小的速度差异,因此从机也为速度控制模式。当主机和从机都采用速度控制时,要使用DROOP RATE(转速降落),达到两台柔性连接的电动机的转矩平衡。

2 主/从控制

2.1 电机、变频器的工作状态

此条下行皮带运输机工作时两台电机都为反转。

皮带运输机空载运行时,电机的输出转矩通过减速机和传动滚筒后作用在皮带机驱动轮毂上,并与上层皮带自重沿传输面的重力分量作用在皮带机驱动轮毂上的力矩合成。合成的驱动力矩与驱动轮毂受到的皮带摩擦力等阻力合力矩相平衡,皮带运输机空载恒速运行;此时能量从电网经由整流回路和逆变回路流向电机,两电机处于反转电动态,工作在第三象限;当皮带运上矿石后,矿石的重力沿皮带传输方向的分力也作用在驱动轮毂上,随矿量增大使得驱动力矩逐渐增大;当驱动力矩超过摩擦阻力力矩后,两电机处于反转发电状态,工作在第四象限。能量由电机通过逆变侧、整流侧回馈电网,故下行皮带运输机应用变频器时,应选用四象限带能量回馈型变频器。

变频器驱动三相交流异步电动机的启动情况可以分为:电动状态启动、发电状态启动。

发电状态启动时,为了防止在拖动系统转矩建立之前,负载转矩瞬时值太大,而造成电机和变频器过载,变频器应在电机启动时预置一个高启动转矩,避免拖动系统启动时由于重矿带动皮带下行,而电机转矩尚未建立,造成皮带运输机暂时失控而出现故障停机的现象。当变频器输出频率达到设定频率后,电机按该频率下的特征曲线运行,输出转矩跟随负载转矩变化。

2.2 主/从传动的速度给定

主机将由PLC接收到的控制字和给定值通过主/从光纤传送给从机站。主机给定值由操作员通过PLC给出,从机给定值是根据主机的速度给定和最大速度或最小速度设定值运算得出,无论最大/最小速度,绝对值大的决定速度给定的正/负限幅值,分别对应为+20000和-20000。如图3所示为主从机速度给定关系。

由图3可知,在软连接的主/从功能应用中,主机给定的速度最大值、最小值以及从机给定的速度设定必须绝对值相等才能达到主机与从机速度同步功能。

2.3 DROOP RATE(转速降落)

DROOP RATE的作用就是在电机的负载增大时,略微减小传动速度,使得电机的机械特征变软。

DROOP RATE允许主机和从机之间存在微小的速度差异而避免两台电机因特性都太硬而导致负载分配无法均衡。本例中应用ABB Drives通讯协议,使用控制字和状态字将DROOP RATE的设定值和显示值都设置在机尾的上位机上,便于设定与监控。DROOP RATE的设置为电机额定速度的百分数,在某一工作点,实际速度的减少取决于DROOP RATE的设置以及传动负载。

转速降落=速度调节器输出×DROOP RATE值×最大速度

例如:转差率设定为1%,速度调节器的输出为63%,传动单元的最大速度为1490rpm。则转速降落=0.01×0.63×1490rpm=9rpm

2.4 DROOP RATE调节方法

主/从电机不同轴的柔性连接,DROOP RATE值可按拖动系统带载不同来调节。即变频器电动状态启动和发电状态启动,如图4(a)、(b)所示。

(1)发电状态启动

发电状态启动时两电机应该都工作在第四象限。此时皮带运输机上是压满矿石的,沿传输面向下的合成驱动力矩远超过摩擦阻力力矩,而这个力几乎全作用在安装在机头高处的从电机上。当没有调节DROOP RATE时,两电机的转速相同,从电机转矩远大于主电机。也就是在发电状态启动时,变频器对电机预置转矩从机比主机大很多,从电机把主电机也当作“负载”拖动运行。

此时就需要调节主/从电机的DROOP RATE值。在带速一定的情况下,随负载增加而增加从机DROOP RATE值或减小主机DROOP RATE值可以使主/从电机均匀分配负载。

(2)电动状态启动

电动状态启动时两电机都应该工作在第三象限。在带速一定的情况下,随负载增加而增加主机DROOP RATE值或减小从机DROOP RATE值可以使主/从电机均匀分配负载。

此外,皮带运输机由空载向重载变化或由重载向空载变化的过程中会出现主/从两电机在三、四象限工作状态转变的过程。例如:分析重载向空载变化的情况。随载矿量的一直减少,会出现沿传输面向下合成力矩等于摩擦阻力力矩的临界点,即两台电机向第三象限工作转换的临界点。因主/从电机安装位置、高度的不同决定了皮带运输机负载变化大时,主/从电机负载分配的不平衡(不调节DROOP RATE),因此在到达整个皮带传输机由发电状态向电动状态转换的临界点之前,主机会先转为第三象限工作,从机仍然在第四象限工作如图4(c)所示。当矿量进一步减少,主机的正功率值会大于从机的负功率值。这时整个皮带传输机由发电状态转为电动状态,但从机仍然在第四象限,主机拖动从机运行。此时减小主机DROOP RATE值或增加从机DROOP RATE值,直到两台电机功率同时为正值,则主/从两台电机全工作在第三象限电动状态。

皮带运输机由空载向重载变化的情况恰好与以上过程相反。

3 自动控制系统

3.1 控制系统概述

控制系统配置为两个I/O站,机尾为主站、机头为从站,两站间距超过1600米。主站配置为S7-300 CPU315-2DP PLC和上位机;从站为ET200M及两台变频器,采用PROFIBUS-DP现场总线网络。为保证变频器与PLC站的通讯速度不受距离影响,机头、机尾应用光电转换模块将电信号转为光信号,通讯速率为1.5Mbit/s。在机尾设有一台上位机对整套系统的设备进行数据采集和监视、控制。

3.2 系统控制逻辑

系统流程图如图5所示。

4 结束语

该铁矿破运系统2#皮带运输机上应用了四象限带能量回馈功能变频器后,因系统正常运行时两台电机均工作于发电状态,且通过回馈单元能量回馈至电网,变频器检测回馈功率为65-80kW。按照每台电机回馈电网70kW,每天运行16小时,每月28天计算,两台电机每月回馈电网电量:P=2×(70×16×28)=62720kW·h。

月总节约电费:62720×0.5=31360元(按0.5元/kW·h计算);年总节约电费:31360×12=376320元。

实践证明,若合理配置并正确使用,下行皮带运输机应用四象限传动系统,除系统性能增强外,还可产生客观的经济效益。

参考文献

[1]ACS800主从机应用指南.

[2]ACS800系统软件7.X固件手册.