中国的发展速度惊艳全球，在2019年我们的科技研发也是不断实现突破，从5G到运载火箭，从着陆月球背面到人造太阳，从人工心脏到大兴机场，等诸多领域取得领先全球的成就。 近日，央视网报道了2019年中国十大科技成果，让我们来看看中国今年的十大科技成果都有哪些。 一、嫦娥四号 1月3日，实现人类探测器首次月背软着陆，传回世界首张近距离拍摄的月背影像图像； 二、“东方红”3号 5月31日，全球最大的静音科考船“东方红”3号交付，我国“透明海洋”观测体系实现跨越式发展； 三、中国运载火箭首次海上发射 6月5日，长征十一号运载火箭在黄海发射，成功将7颗卫星送入预定轨道； 四、人造太阳 6月5日，新一代可控核聚变研究装置“中国环流器2号”装置总体安装启动，预计2020年投入运行，开展探索清洁能源相关科学实验； 五、5G商用 6月6日，工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放了5G商用牌照。10月31日，5G套餐上线，5G商用时代拉开序幕； 六、人工心脏 7月，第三代人工心脏助两位心衰患者重获新生，标志中国人工辅助心脏装置性能达到国际同类水平。9月，首批人工心脏产品在重庆获批上市； 七、“雪龙2”号首航南极 7月11日，第一艘自主建造的极地科学考察破冰船“雪龙2”号顺利交付。10月15日首航南极。11月20日进行首次陆缘冰破冰作业； 八、北京大兴国际机场 9月25日，北京大兴国际机场正式投入使用，被称为“新世界七大奇迹”之首； 九、“高分七号”卫星 11月3日，“高分七号”卫星发射升空，它能在太快拍出媲美“阿凡达”的3D影像。12月10日，发布首批20余幅亚米级立体影像图； 十、发现最大恒星级黑洞 11月28日，国家天文台宣布，中国天文学家发现迄今最大恒星级黑洞。

12月22日，位于湖北武汉的弘芯半导体发布公告，该厂为首台高端光刻机设备进厂举行了隆重的进厂仪式，虽然官方没有公布具体信息，但可以确定是一台ASML的高端光刻机，售价也是数千万美元级别的。 根据湖北媒体之前的报道，弘芯半导体制造产业园是2018年武汉单个最大投资项目，位于临空港经济技术开发区临空港大道西侧，规划用地面积636亩，建筑面积65万平方米，总投资1280亿元。 该项目2017年已投入建设资金520亿元，2018年第二期项目再投资760亿元，拟建设芯片生产制造基地及配套企业。项目计划于2019年上半年完成主厂房工程施工，2019年下半年正式投产。全面达产后，预计可实现年产值600亿元，直接带动就业3000人。 今年6月份，中芯国际本月向港交所提交的公告显示，独立董事蒋尚义退任，理由是个人原因和其它工作承诺。经多家媒体证实，蒋尚义未来将常驻武汉，就任弘芯（HSMC）半导体CEO。 弘芯半导体主要运营逻辑先进工艺成熟主流工艺，以及射频特种工艺，之前也有打算做世界先进水平的制程工艺，但是根据蒋尚义的说法，未来可能不会发展10nm及以下的7nm、5bm工艺了，而且蒋尚义之前表态自己从事的业务不会跟老东家台积电抢饭碗。 综合来看，蒋尚义领导下的弘芯半导体目标应该跟联电、GF格芯差不多，主要做成熟工艺，毕竟全球生产的75％的芯片实际上都是成熟工艺，180nm－28nm之间的工艺已经可以满足很多芯片的需要了。 不过弘芯半导体虽然不会做10nm及以下的，但是14nm工艺还是有必要的，高层已经表态开始研发14nm工艺了，如果成功，这将是中芯国际及华力半导体之后第三家国产14nm晶圆厂了。 此外，作为新进入半导体领域的厂商，弘芯半导体在进度上不免也遭遇各种考验，前不久还因为工程承包的纠纷问题导致土地被查封，最近提交证据解决问题，这些意外因素使得弘芯半导体今年底量产没戏了，要延期到明年Q3季度才会投片。 作者：宪瑞

电子信息产业是一项新兴的高科技产业，被称为朝阳产业，其市场前景十分广阔。随着摩尔定律放缓，全球电子信息产业发展趋向平稳，但也涌现了不少新技术新产品，整个电子信息产业也越来越受到人们关注。在本文中，OFweek小编将与各位读者一起，看看在这一年里，人们最关心的电子信息产业十大关键词都有哪些。 一、5G 要论2019年最受人关注的热词，5G上榜理所应当。 随着移动数据的需求爆炸式增长，现有的移动通信系统难以满足市场需求，急需研发新一代5G系统；其次，以长期演进技术为代表的第四代移动通信系统4G已全面商用，对下一代移动通信技术的讨论是时候提上日程。因此，5G应运而生。 5G的学名叫做“第五代移动通信技术”，是继4G以后的最新一代蜂窝移动通信技术。5G的主要优势在于： 1、数据传输速率远远高于以前的蜂窝网络，最高可达10Gbit／s，比先前的4G LTE蜂窝网络快100倍； 2、更低的网络延迟，低于1毫秒，而4G为30－70毫秒； 3、5G不仅能为手机提供服务，还将成为一般性的家庭和办公网络提供商，与有线网络提供商竞争，提高系统容量和大规模设备连接。 纵观5G产业链，在上游产业环节，有高通、三星、海思、紫光展锐、联发科在5G芯片市场上演“五雄争霸”；中游产业环节，华为、诺基亚、爱立信呈现“三足鼎立”之势，垄断了全世界绝大部分5G网络设备市场；下游产业方面，华为、小米、OPPO、vivo、三星在5G手机市场打得热火朝天，运营商们更是为了争夺用户推出了多款优惠套餐。围绕着教育、医疗、交通、娱乐等多个领域，5G逐渐渗透其中并深化推动了产业融合发展。 图片源自OFweek电子工程网 二、AIoT AIoT（人工智能物联网）＝AI（人工智能）＋IoT（物联网）。 近年来，AIoT这一词汇渐渐活跃在人们的视野中，人们把人工智能技术与物联网技术相结合，形成AIoT这门新的融合学科。伴随着人工智能技术的发展，传统物联网设备将趋向于智能化，从而形成AIoT人工智能物联网，使“万物互联”向“万物智联”进化。 对整个AIoT产业来说，包含了感知层、接入层、网络层、服务管理层以及应用层五个层级的技术建设。其中，处于顶端的感知层颇为重要，就如同人的大脑中枢，是最基础也是最重要的一个环节，比如目前发展火热的AIoT芯片，加上如今芯片工艺的成熟以及AI算力的加速演进，AIoT芯片必将成为未来的兵家必争之地；在中间层面则涉及到AIoT系统的数据传输、转换等过程，同时还要考虑AIoT系统的安全性、稳定性等诸多因素；处于底部的服务层是百姓目前最容易接触的领域，比如各类消费型智能产品、智能家居、识别技术等等。 当然，随着AIoT技术深入应用到各个生活层面，物联网设备与人工智能技术将加速数据交互，促进融合一体化，形成全新的智能物联生态系统。人们的生活也会越来越便捷、越来越智能。 三、折叠屏 去年，全面屏手机成为了各大手机厂商追逐的必备特性，到了今年，屏幕技术发展成熟，手机生产工艺也越来越完善，全面屏不再罕见，反倒是一种新型屏幕技术——折叠屏，点燃了2019年的手机圈。 折叠屏技术最早从2016年启动，加拿大女王大学的实验员用一块720p分辨率LGDisplayOLED显示屏，搭载弯曲传感器和触觉反馈器，做成了一个可以依靠弯曲屏幕实现交互的“手机”。随后在2017年，三星向专利局提交了两种折叠设计专利，第一种设计专利采用了增大OLED屏幕弯曲程度的方式，使屏幕在转轴处内部形成圆弧形，保护屏幕不被过度弯曲而受损；第二种专利则类似于微软SurfaceBook的铰链结构，折叠后铰链处宽度要高于其他部位，折叠空隙也显得略大。此外，折叠屏还面临着手机结构、器件分布、电池位置以及材料工艺等诸多难题。 图片源自OFweek电子工程网 就目前市场出现的可折叠手机来看，柔宇科技是现实意义上第一家发布柔性显示屏商用智能手机FlexPai柔派的厂商，不过目前仅在中国作为开发者型号提供，目前还没有确定在任何时间点正式销售。然后就是三星与华为这对老对手，也相继宣布推出可折叠手机产品三星GalaxyFold和华为MateX。除了这三家厂商以外，暂时未有其余厂商有可折叠实体机推出。值得一提的是，两家在中国，一家在韩国，这样意味着在手机制造工艺能力上，国内厂商已经达到了全球顶尖水准。 在手机形态同质化严重的今天，折叠屏的出现无疑再次打破了人类的传统认知，就如当年惊艳世人的全面屏出现一样，折叠手机或将会成为未来5年各手机巨头竞相追逐的市场，一方面能够抓住那些为了满足好奇心，喜欢体验新产品的手机用户；另一方面，可折叠手机的造型也更能展示手机厂商自家强大的制造工艺，何乐而不为？目前市面上出现的初代折叠智能手机大多都是体验及少批量生产，真正量产时间仍然未知，未来如何变得更加完美，还需要时间去检验。

2019年11月21日，媒体记者走进伟创力珠海工业园，与伟创力机构件事业部运营总裁，伟创力珠海工业园总裁歌哈·兹比，伟创力亚洲企业营销及传播高级总监Ho Chu Hor等高管进行了深入交流，带大家全面认识伟创力。Ho Chu Hor表达了对媒体记者参观伟创力珠海工业园的欢迎，并给大家介绍了伟创力公司的基本情况以及业务状况等。在媒体交流活动结束后，伟创力相关工作人员带大家参观了机械设计中心、残障员工生产线，还有可以容纳5000人的食堂、员工活动中心和员工宿舍等。 伟创力珠海工业园（伟创力供图） 致力于提供从概念成型到规模量产解决方案的服务商 1969年，Joe McKenzie在硅谷创立Flextronics Inc．这是伟创力的前身，时光轮转，2019年是这家全球知名的制造业巨头的50岁生日，伟创力是美国第一家走出国门在海外设厂的制造商。伟创力亚洲企业营销及传播高级总监Ho Chu Hor表示，伟创力是致力于提供从概念成型到规模量产解决方案的服务商，支持整个生产周期，从开始的概念到产品设计、测试、故障维修等，一直到交付给客户。“我们不再只是代工厂或制造商。我们是从概念成型到规模量产的解决方案供应商及科技领先企业，为产品生命周期的每个阶段提供有力支持。”Ho Chu Hor这样说道。简单来讲就是客户有想法或者要做一个产品，但缺少设计师和工厂，也没有物流支持，这时客户可以拿着带有想法的草图到伟创力，公司为客户提供从设计图纸到打样，再到生产整个过程的服务。Ho Chu Hor提到，2019年是伟创力成立的50周年，伟创力在八十年代初就已经进入中国市场，到现在有30多年，在中国有19个生产基地及创新设计中心，总员工5万多。伟创力在中国有超过360家客户，这些客户包括中国本土品牌和外资企业，在中国的供应商也有500多家。 伟创力亚洲企业营销及传播高级总监Ho Chu Hor（伟创力供图） 多年来，伟创力一直致力于工业行业的发展，在工业4．0和智能制造行业处于领导地位。全能的身手让伟创力营收连年上升。Ho Chu Hor表示，伟创力在中国的收入有65亿美元，中国的生产基地占地面积达1000万平方公尺，相当于220个标准足球场这么大，中国对伟创力而言是个巨大的市场。伟创力服务于各个行业，包括医疗、汽车、工业、家用电器、大型设备、资本设备、能源、电信、网络、云计算、穿戴设备、互联生活以及移动终端等等。其中，中国各个工厂有不同侧重，如珠海厂区服务的行业包括电动车等行业。 对于中国的投资，伟创力一直很积极，“过去五年伟创力在中国投入3亿美金，未来几年预计会更多。伟创力企业发展的愿景和中国政府愿景是一致的，希望能够引入更多的创新，带来更多新技术，帮助中国成为一个世界创新科技的领导者。”Ho Chu Hor说道。 伟创力通过MECH School培养人才 身为世界级的从概念成型到规模量产解决方案的服务商，伟创力所提供的全方位供应链服务可简化全球性产品开发过程，帮助客户大大缩短产品开发时间，实现成本缩减，同时具备业内领先的全球化设计服务能力，包括芯片设计、软件开发和制造、测试服务等。伟创力珠海园区是伟创力全球最大的工业基地，能提供全套的PCB、PCBA、金属冲压、注塑、模具等制造服务，同时还有供应链中心和配送中心。伟创力机构件事业部运营总裁、伟创力珠海工业园总裁歌哈·兹比表示，伟创力重点生产的产品分成五大类，珠海园区的绝大部分产品伟创力都参与了设计。第一是个人护理类产品，包括电动牙刷、剃须刀、吹风机、烫发器等；第二类是智能家电产品，包括咖啡机、厨房家电等。第三是计算机类产品，包括小型计算机机器人等；第四是AR和VR设备等产品；第五类是电动电瓶车、电动自行车，这类产品是由伟创力珠海园区自行设计并生产的。 伟创力珠海工业园总裁歌哈·兹比（伟创力供图） 伟创力的客户遍布全球，涵盖亚太、美国、欧洲、中国等地区，设计生产的产品来自于各行各业，包括医疗、汽车、传感设备等。歌哈·兹比表示，伟创力有一个独特的优势，就是因为有了各行各业知识和经验的积累，所以伟创力可以把不同行业经验融汇贯通应用于其它行业，如设计的自行车不是标准自行车，而是将航空行业的技术应用其中。工厂的很大一个特色是行业的高度垂直整合，包括市场研究、产品设计、生产、包装、发货等，整个流程的链条是全方位的整合和服务。目前，伟创力珠海工业园区的机械设备包括有500多个注塑机，130个冲压设备、喷漆工厂和粉沫喷涂设备等，金属加工方面有150多个冲压设备和数控机床。 伟创力珠海工业园工厂环境（伟创力供图） 除了深耕于自身的电子制造产业，对教育和人才的投入也是伟创力非常看重的一个方面。歌哈·兹比提到，MECH School是伟创力六年前开始做的一个项目，这个项目的初衷是帮助提升中国学生的实践能力，培养众多技术专业人才、管理者和专业领域专家，支持伟创力的从概念成型到规模量产业务。歌哈·兹比继续说道，在中国很容易招到受过良好教育的学生，这些学生非常聪明，理论知识很扎实，但是在实践经验上是很欠缺的，MECH School为中国和全世界培养当地的技术人才。 （伟创力供图） 歌哈·兹比还提到了中国可以借鉴德国的教育系统，德国的大学生除了上学还有40％的时间去工厂学习，学完理论知识是要去工厂实习的，那边叫“双轨制”，学生必须在上学期间去全球三个不同地区的国家实习过才算正式毕业，目前中国的教育体系还是以书本学习为主。为期一年的MECH School项目面向的对象是应届大学毕业生（包括残疾人），目前已有130多人完成了本项目，歌哈·兹比提到，伟创力为中国和全世界培养当地的技术人才，MECH school会去寻找那些受过良好教育却没有实操机会的学生，和他们签完劳动用工合同后，不管做机械工程还是质量管理，签完后带他们来伟创力学习9个月，上完理论课后伟创力会让他们在工厂所有部门体验一番，然后进行考试，只有通过考试，并独立设计、生产制造一些产品，才能在伟创力继续工作。 人性化管理打造多元而包容的文化 （伟创力供图） 作为一家全球化的企业，伟创力的员工遍布全球，这些员工可能来自于全球各地，文化各不相同，光是伟创力珠海工业园就有员工2万多人。随着生产规模的不断扩大，工业园区面积已达到100万平方米，不断在扩大。伟创力是如何管理这么样的一个多元化的大家庭的？ 对此，伟创力珠海工业园总裁歌哈·兹比表示，管理这个大家庭是一个巨大的挑战，伟创力有自己的公司文化，公司建立起了一种大家庭文化，所以伟创力在员工上做的投入是非常大的，也是很全面的。首先，伟创力会在员工成长方面提供各种培训项目，有专门进行培训教育的大楼，还有伟创力大学等等。伟创力珠海的员工非常具有多样性，目前这个工厂有数百名残障人士，公司聘有3个全职手语老师。公司不遗余力地推动残障人士就业项目，通过厂房的改造和多种无障碍设施的增置，为残障员工提供了便利。公司还为听障员工和心智障碍员工开辟特别的操作生产车间，坚持同薪同酬原则，给予他们最大的尊重。伟创力有平等的晋级机会，公司管理层中就有从底层职位一直干到总监、经理级。伟创力有很好的工厂环境和工作环境，有很大的图书馆和各种各样的活动室，员工宿舍环境也是非常好，有空调和独立卫生间，还有一栋专门针对残障人士，这里修了家装电梯，适合坐轮椅上下的员工，全工厂都设计有残疾人士通道。为了让员工下班后有丰富的文化娱乐生活，伟创力的员工活动是非常丰富的，包括新生加油站项目、全员四季运动会、节日礼物派送、月度员工座谈会、晚会集市活动、优秀员工国外游等活动，让员工感受到满满的温暖。 社会责任感是一个企业长青的重要课题，伟创力深有体会。在企业社会和管理责任的方面，歌哈·兹比提到，首先是伟创力的妈妈计划，就是伟创力会有专门的场所提给园区的孕妇员工们休息，还提供心理治疗师，确保这些工人在预产期间的身心健康。在环保责任这块，伟创力所有的建筑物的屋顶都安装了太阳能面板，总的发电量是11兆瓦，2019年9月1号，伟创力把全部上班的班车改成纯电动车，所有工厂的电机和照明都改用环保产品。除了资助儿童，伟创力还资助了60多所学校，对山区老师进行培训，伟创力跟珠海政府、清华大学一起设立了培训山区教师的项目。 （伟创力供图） 中国作为全球的制造中心，也是目前全球经济最活跃的地区之一，中国市场之于伟创力是非常重要的。最后，歌哈·兹比表示，中国是伟创力全球最重要的市场、运营中心和创新中心之一，伟创力仍然致力于在支持供应链稳定、创新和中国科技行业的长期发展方面发挥积极和正面的作用。

确定性是工业连接设计中的一个重要考量因素。工业控制和自动化应用需要以特定的时间间隔发送和接收数据，另外还需要以非常低的延迟提供有保证的数据。数据丢失（例如在关键的喷气推进系统中）会导致非常危险的后果。IEEE 802.1 Ethernet是一种广泛部署的企业网络标准，其设计初衷并非为了满足工业应用的这种确定性要求。为实现确定性，工业连接器、电缆和控制器中仍然使用以太网的专属增强标准，如EtherCAT、PROFINET或SERCOS III，其结果是导致工业网络的标准混乱，各个部分无法互相通信。由于缺乏安全性和互操作性，这种四分五裂的网络在工业控制网络与工业物联网（IIoT）和工业4.0应用集成的过程中就成为了瓶颈。随着IEEE 802.1 Ethernet标准的发展，时效性网络（TSN – Time-Sensitive Networking）的出现终于解决了这个问题。除了具有标准以太网的优点外，TSN还可以通过非常低的延迟和抖动来实现确定性。这就为聚合企业与工厂连接提供了可能性，也是工业企业接受IIoT的一个重要原因。时效性网络标准在过去的几年间，IEEE的TSN任务组为现有802.1标准增加了一系列扩展，以在传输数据包时严格遵守企业互联网上时间敏感流量的延迟和吞吐量要求，将其配置为适合特定的使用情况。这些标准规定了时间敏感型流量（time-sensitive traffic）和最大传输流量（best-effort traffic）的优先级准则，为各种流量类型定义了八个VLAN优先级。系统会为每个端到端数据包流分配这八个VLAN优先级中的一个。最高VLAN优先级通常分配给时间敏感型流量。例如，汽车的安全数据（如车道偏离警告）和发动机定时相关数据需要有保证的低延迟。而对于导航和信息娱乐流量，这个要求就宽松得多。在这种情况下，TSN很有用，因为它可以在不违反时效要求的情况下，用一根以太网电缆传输所有数据流，减少在车上为各种流量类型安装多条电缆的成本、重量和人力。下图显示了针对TSN增强的标准套件。图中列出了TSN的时间同步、按计划交付和软件定义配置等功能的关键能力标准。  针对时效性网络增强的IEEE802.1标准套件（资料来源：Practical Industrial Internet of Things Security）时间同步IEEE 802.1AS规定了TSN中的时间同步，这有助于建立通信设备之间通用的时间概念。IEEE 1588精确时间同步协议（PTP – Precision Time Protocol）标准用于在网络中的设备和交换机之间分配精确的基准时间。IEEE 1588ASrev为TSN提供IEEE 1588配置文件。此标准还允许使用外部参考（如GPS）来同步时间。TSN的先导测试（Pilot test）报告其时间同步精度低于100纳秒。

工业控制设备之间的通信未受到充分保护。因此，这类通信往往容易受到恶意篡改和意外系统更改等威胁，而这类威胁会导致生产中断甚至员工受伤。罗克韦尔自动化推出的全新解决方案具备内置信息安全功能，符合全球认可的安全标准，能够保护控制级通信和整体系统完整性。 　　“作为一家专注于将工业自动化与数字技术相结合的世界领先企业，我们在帮助提高互联运营的信息安全领域占据着独特地位，”罗克韦尔自动化产品安全总监 Megan Samford 表示，“我们的新产品具有内置信息安全功能，能够为控制级通信提供业界一流的保护。由此，客户可以确信，他们系统的完整性和设备之间的通信从一开始就受到保护。” 　　Allen-Bradley ControlLogix EtherNet/IP通信模块是首批采用ODVA的CIP Security协议的工业设备之一。该协议有助于确保工业运营中仅连接授权设备，同时还有助于防止设备之间的通信遭到篡改或受到干扰。传输层安全（TLS）是当前极为成熟的信息安全标准，而CIP Security是支持该标准的首个工业自动化协议。 此外，全新增强型Allen-Bradley ControlLogix 5580控制器是世界上首款通过IEC 62443-4-2标准的控制器。该标准是当今极为可靠的控制系统信息安全标准，定义了工业自动化和控制系统组件的信息安全技术要求。罗克韦尔自动化安全开发生命周期（SDL）已于2018年通过IEC 62443-4-1标准认证，为全新增强型控制器通过次认证奠定了基础。

工业控制主要分两个方向，一个是运动控制，通常用于机械领域；另一个就是过程控制，通常使用于化工领域。而运动控制指的是一种起源于早期的伺服系统，基于电动机的控制，以实现物体对角位移、转矩、转速等等物理量改变的控制。 　　从关注点来说，电机控制（这里指伺服电机）主要关注的是控制单个电机的转距、速度、位置中的一个或多个参数达到给定值。而运动控制主要关注点在于协调多个电机，完成指定的运动（合成轨迹、合成速度），比较着重轨迹规划、速度规划、运动学转换；比如数控机床里面要协调XYZ轴电机，完成插补动作。 　　电机控制常常作为运动控制系统的一个环节（通常是电流环，工作在力矩模式下），更着重于对电机的控制，一般包括位置控制、速度控制、转矩控制三个控制环，一般没有规划的能力（有部分驱动器有简单的位置和速度规划能力）。 　　运动控制往往是针对产品而言的，包含机械、软件、电气等模块，例如机器人、无人机、运动平台等等，是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理，使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动的一种控制。 　　两者有部分内容是重合的：位置环/速度环/转距环可以在电机的驱动器中实现，也可以在运动控制器中实现，因此两个属于容易混淆。一个运动控制系统的基本架构组成包括：运动控制器：用以生成轨迹点（期望输出）和闭合位置反馈环。许多控制器也可以在内部闭合一个速度环。 　　运动控制器主要分为三类，分别是PC-based、专用控制器、PLC。其中PC-based运动控制器在电子、EMS等行业被广泛应用；专用控制器的代表行业是风电、光伏、机器人、成型机械等等；PLC则在橡胶、汽车、冶金等行业备受青睐。 　　驱动或放大器：用以将来自运动控制器的控制信号（通常是速度或扭矩信号）转换为更高功率的电流或电压信号。更为先进的智能化驱动可以自身闭合位置环和速度环，以获得更精确的控制。 　　执行器：如液压泵、气缸、线性执行机或电机，用以输出运动。反馈传感器：如光电编码器、旋转变压器或霍尔效应设备等，用以反馈执行器的位置到位置控制器，以实现和位置控制环的闭合。众多机械部件用以将执行器的运动形式转换为期望的运动形式，它包括齿轮箱、轴、滚珠丝杠、齿形带、联轴器以及线性和旋转轴承。 　　运动控制的出现更加促进机电控制的解决方案，比如以前凸轮和齿轮都需要机械结构实现，现在可以使用电子凸轮、电子齿轮来实现，消除了机械实现过程的回程、摩擦和磨损等。 　　成熟的运动控制产品不仅仅需要提供路径规划、前瞻控制、运动协调、插补、运动学正逆解和驱动电机的指令输出等，还需要具备工程配置软件（如SIMOTION的SCOUT）、语法解释器（不仅是指自己的语言，而且包括IEC-61131-3的PLC语言支持）、简单的PLC功能、PID控制算法实现、HMI交互接口、故障诊断接口，高级的运动控制器还能够实现安全控制等。

1. 引言 单片机在工业控制领域应用时不同于民用、商用领域中的应用，工业控制所处的环境相对比较恶劣，干扰源多，其常见干扰源来自现场工业电气在投入、运行、切断等工况下产生的静电感应、尖峰电压、浪涌电流等干扰。实践表明，在工作室中按用户要求设计的小型工业采暖控制系统，尽管各项逻辑功能及技术指标的测试都正常，但该系统拿到现场上却不能使用，检测失灵，操作失控，显示花屏等现象接踵而来。经分析，其干扰是从现场不同路径传入单片机控制系统的。切断干扰源，提高单片机抗干扰能力是解决控制系统正常工作的前提。 2 抗干扰措施 2.1 测温信号的抗干扰 测温电路采用的是单总线芯片DS18B20，该芯片具有测温精度高，连接线路简单等优点，其测温范围为-55℃到+125℃。适合于采暖系统测温，在实际应用中当温度在 60℃以下时可正常工作，随着温度的升高，当温度大于 60℃以上时，测温数据开始跳动，且温度越高跳动越剧烈，甚至无法观测。电源加了滤波退偶电路效果不明显，在数据线上并接小电容进行高频旁路时，电容小不起作用，电容大了则数字信号消失。最后经试验在数字电路上加如图 1所示标称值的 RC阻容滤波电路达到了预期效果。 2.2 限位开关信号的抗干扰 由于限位开关及馈线与 220V交流负载比较靠近，因此，负载产生的交流强磁场直接对限位开关及馈线产生干扰。解决的办法采用光电隔离方式，通过光耦组件 PC827将单片机控制回路与被控回路负载（如电机）隔离开来。从而大大减小了来自负载回路对单片机产生的干扰。 2.3 电源回路的抗干扰 电源干扰中的尖峰干扰是一种频繁出现的叠加于电网正弦波上的高能脉冲，其幅度可达几千伏，宽度只有几个毫微秒或几个微秒，抑制办法可从多方面入手。如图 2所示，T1为电源变压器，在其交流电源的输入端并联压敏电阻 RV用来吸收电网瞬间产生的尖峰电压；C1为高频旁路电容，抑制高频差模干扰，C2和 C3用来抑制高频共模干扰。电感 L1中两个线圈绕向相同，流过的电流大小相等，但每一瞬变间的电流方向相反使感生的电磁场方向也相反，故生成的反电势干扰可以相互抵消。可有效抑制电源端较低频率的干扰。 2.4 输出驱动电路的抗干扰 输出驱动采用电磁继电器方式，通过电接点带动交流电机或直流电磁铁，尽管继电器具有一定的电磁隔离作用，但交流电机或电磁铁激磁线圈断开时会产生高压反电势产生串扰。解决的办法如图3（a）所示，在交流负载如电机两端并接一个高压电容C2，当驱动电路使继电器接点 K断开电机时产生的高压反电势可由并接在电机负载上的电容 C2来吸收掉。该电容大小应适当，一般取所带电机中分相电容 C1的十分之一即可。太小作用不明显，太大则影响分相电容的工作，以致启动力矩太小电机堵转。 另外继电器内部的交流 220V接点离继电器线圈很近，很容易产生静电干扰，严重时会使液晶显示器乱码。实践证明继电器结构不同其抗静电干扰能力也不同。应尽量选择继电器线圈与接点距离较远的为好，如图3（b）中的 J2结构的继电器（JQX14F系列）等。 2.5 液晶显示器的抗干扰 显示电路采用 LCD汉字液晶显示。LCD液晶显示与 LED数码管显示相比具有信息量大，省电，且连接线路简单等优点。但液晶显示的一个致命弱点是抗静电干扰能力差，在使用中一旦有较强的干扰信号出现，显示器就会出现乱码或花屏。尤其是有汉字的液晶显示器花屏出现的机率更高。解决的方法是一方面尽量切断产生静电干扰的途径，另方面是减少液晶显示器本身产生静电干扰的条件。其中，后者更为重要。一般液晶显示器在结构上都有固定液晶显示器面板的金属框。如果在安装时该金属框直接接触外边的固定表盘，形成接触面，使液晶面板会通过金属框及外面固定的金属表盘之间产生电容效应，因而静电干扰不可避免。如图 4所示，要减少静电干扰就必须减少电容效应。具体解决的措施是：将开孔尺寸拓展到图中虚线位置。使得显示器的金属框远离仪表机壳，实测结果电容效应几乎为零。从而乱码和花屏现象不再出现。 2.6外部看门狗与外部时钟 看门狗也称程序监视定时器。尽管 AVR单片机系统内也有该功能的设置，但在应用实践中发现当干扰严重时该功能会失效，即系统死机后单片机内部的看门狗也无法复位。故有必要在单片机外部单独设计看门狗电路。如图 5所示，由 MC4060芯片及外围电路构成一个看门狗电路。MC4060是一个带外接振荡的 14分频定时计数器，R18和 C2时间常数决定振荡频率。采用如图 5所示的参数时，该振荡频率经过 2秒左右时间后 14分频计数器将被记满，Q14由低电平变高电平经三极管 Q3构成的反相器使输出变为低电平，M16单片机被复位。程序正常运行时，会在规定的时间以内（2S左右）由程序向看门狗 MC4060芯片及时发清零（喂狗）信号，使定时计数器还没有记满就被清除，故不会产生复位信号；当程序“跑飞”时，看门狗便不能在规定的时间内得到清除（喂狗）信号，则看门狗将使 M16单片机复位使程序重新开始工作。 为配合看门狗在控制器死机后的复位工作，如图 5所示控制器的系统时钟由外部的时钟专用集成电路DS1307提供，AVR单片机内部时钟资源仅对程序中的延时变量提供相对时间。这样的好处是当看门狗一旦使系统复位，AVR内部时钟必然要清零，而外部系统时钟不会被清零，不影响控制器定时启动或定时停止等项功能的实施。另外，外部时钟 DS1307芯片耗电极省仅需 0.5微安，而内部时钟即使在省电模式下也需要几毫安以上。若用小型 20mAh容量锂电作电源后备，掉电后外部专用时钟可在几年内信息不丢，而内部时钟不到一天就没电了。 3.结束语 在设计开发 AVR单片机在工业控制系统中的应用中，抗干扰是一个不能绕过去的现实课题。要解决该课题，熟悉常用的抗干扰措施是一个重要前提。但由于干扰因素多，控制对象及所要求的控制功能不尽相同，所以抗干扰措施并没有固定模式，只能在实践中通过不断摸索来筛选更合理更有效的方案。本文所述的抗干扰措施是一点实践经验的总结，供参考。

1. 引言 单片机在工业控制领域应用时不同于民用、商用领域中的应用，工业控制所处的环境相对比较恶劣，干扰源多，其常见干扰源来自现场工业电气在投入、运行、切断等工况下产生的静电感应、尖峰电压、浪涌电流等干扰。实践表明，在工作室中按用户要求设计的小型工业采暖控制系统，尽管各项逻辑功能及技术指标的测试都正常，但该系统拿到现场上却不能使用，检测失灵，操作失控，显示花屏等现象接踵而来。经分析，其干扰是从现场不同路径传入单片机控制系统的。切断干扰源，提高单片机抗干扰能力是解决控制系统正常工作的前提。 2 抗干扰措施 2.1 测温信号的抗干扰 测温电路采用的是单总线芯片DS18B20，该芯片具有测温精度高，连接线路简单等优点，其测温范围为-55℃到+125℃。适合于采暖系统测温，在实际应用中当温度在 60℃以下时可正常工作，随着温度的升高，当温度大于 60℃以上时，测温数据开始跳动，且温度越高跳动越剧烈，甚至无法观测。电源加了滤波退偶电路效果不明显，在数据线上并接小电容进行高频旁路时，电容小不起作用，电容大了则数字信号消失。最后经试验在数字电路上加如图 1所示标称值的 RC阻容滤波电路达到了预期效果。 2.2 限位开关信号的抗干扰 由于限位开关及馈线与 220V交流负载比较靠近，因此，负载产生的交流强磁场直接对限位开关及馈线产生干扰。解决的办法采用光电隔离方式，通过光耦组件 PC827将单片机控制回路与被控回路负载（如电机）隔离开来。从而大大减小了来自负载回路对单片机产生的干扰。 2.3 电源回路的抗干扰 电源干扰中的尖峰干扰是一种频繁出现的叠加于电网正弦波上的高能脉冲，其幅度可达几千伏，宽度只有几个毫微秒或几个微秒，抑制办法可从多方面入手。如图 2所示，T1为电源变压器，在其交流电源的输入端并联压敏电阻RV用来吸收电网瞬间产生的尖峰电压;C1为高频旁路电容，抑制高频差模干扰，C2和 C3用来抑制高频共模干扰。电感 L1中两个线圈绕向相同，流过的电流大小相等，但每一瞬变间的电流方向相反使感生的电磁场方向也相反，故生成的反电势干扰可以相互抵消。可有效抑制电源端较低频率的干扰。 2.4 输出驱动电路的抗干扰 输出驱动采用电磁继电器方式，通过电接点带动交流电机或直流电磁铁，尽管继电器具有一定的电磁隔离作用，但交流电机或电磁铁激磁线圈断开时会产生高压反电势产生串扰。解决的办法如图3（a）所示，在交流负载如电机两端并接一个高压电容C2，当驱动电路使继电器接点 K断开电机时产生的高压反电势可由并接在电机负载上的电容C2来吸收掉。该电容大小应适当，一般取所带电机中分相电容 C1的十分之一即可。太小作用不明显，太大则影响分相电容的工作，以致启动力矩太小电机堵转。 另外继电器内部的交流 220V接点离继电器线圈很近，很容易产生静电干扰，严重时会使液晶显示器乱码。实践证明继电器结构不同其抗静电干扰能力也不同。应尽量选择继电器线圈与接点距离较远的为好，如图3（b）中的 J2结构的继电器（JQX14F系列）等。 2.5 液晶显示器的抗干扰 显示电路采用LCD汉字液晶显示。LCD液晶显示与LED数码管显示相比具有信息量大，省电，且连接线路简单等优点。但液晶显示的一个致命弱点是抗静电干扰能力差，在使用中一旦有较强的干扰信号出现，显示器就会出现乱码或花屏。尤其是有汉字的液晶显示器花屏出现的机率更高。解决的方法是一方面尽量切断产生静电干扰的途径，另方面是减少液晶显示器本身产生静电干扰的条件。其中，后者更为重要。一般液晶显示器在结构上都有固定液晶显示器面板的金属框。如果在安装时该金属框直接接触外边的固定表盘，形成接触面，使液晶面板会通过金属框及外面固定的金属表盘之间产生电容效应，因而静电干扰不可避免。如图 4所示，要减少静电干扰就必须减少电容效应。具体解决的措施是：将开孔尺寸拓展到图中虚线位置。使得显示器的金属框远离仪表机壳，实测结果电容效应几乎为零。从而乱码和花屏现象不再出现。 2.6外部看门狗与外部时钟 看门狗也称程序监视定时器。尽管 AVR单片机系统内也有该功能的设置，但在应用实践中发现当干扰严重时该功能会失效，即系统死机后单片机内部的看门狗也无法复位。故有必要在单片机外部单独设计看门狗电路。如图 5所示，由 MC4060芯片及外围电路构成一个看门狗电路。MC4060是一个带外接振荡的 14分频定时计数器，R18和 C2时间常数决定振荡频率。采用如图 5所示的参数时，该振荡频率经过 2秒左右时间后 14分频计数器将被记满，Q14由低电平变高电平经三极管 Q3构成的反相器使输出变为低电平，M16单片机被复位。程序正常运行时，会在规定的时间以内（2S左右）由程序向看门狗 MC4060芯片及时发清零（喂狗）信号，使定时计数器还没有记满就被清除，故不会产生复位信号;当程序“跑飞”时，看门狗便不能在规定的时间内得到清除（喂狗）信号，则看门狗将使 M16单片机复位使程序重新开始工作。 为配合看门狗在控制器死机后的复位工作，如图 5所示控制器的系统时钟由外部的时钟专用集成电路DS1307提供，AVR单片机内部时钟资源仅对程序中的延时变量提供相对时间。这样的好处是当看门狗一旦使系统复位，AVR内部时钟必然要清零，而外部系统时钟不会被清零，不影响控制器定时启动或定时停止等项功能的实施。另外，外部时钟 DS1307芯片耗电极省仅需 0.5微安，而内部时钟即使在省电模式下也需要几毫安以上。若用小型 20mAh容量锂电作电源后备，掉电后外部专用时钟可在几年内信息不丢，而内部时钟不到一天就没电了。 3.结束语 在设计开发AVR单片机在工业控制系统中的应用中，抗干扰是一个不能绕过去的现实课题。要解决该课题，熟悉常用的抗干扰措施是一个重要前提。但由于干扰因素多，控制对象及所要求的控制功能不尽相同，所以抗干扰措施并没有固定模式，只能在实践中通过不断摸索来筛选更合理更有效的方案。本文所述的抗干扰措施是一点实践经验的总结，供参考。 本文创新点：1.在 DS18B20数据线上接阻容电路;2.在电源的输入端并联压敏电阻以吸收尖峰电压;3.加大液晶显示器开孔尺寸以减少它本身产生静电干扰。

关键词：编码器, 电机 ,三菱plc ,流量计 作者：上海大福物流涂装工程有限公司 陆文华，三菱电机上海 姚立明 摘要：本文介绍了现场总线CC-Link技术在空调生产线测控系统中的应用及设计原理。总结了采用CC-Link技术后的系统特点。 　　一 引言 　　在日本，现场总线CC-Link技术已广泛应用于空调生产行业，譬如日本三菱电机，三菱重工，三洋电机，大金等著名空调厂家都已将CC-Link成熟地应用于生产中。故我公司旨在将成熟的CC-Link技术引入到国内同行中，在三菱电机上海FA中心的协助下，率先在国内将CC-Link现场总线应用于位于海尔黄岛工业园的商用空调生产线集中控制和数据采集系统，得到了较好的反响。现将系统介绍如下： 　　二 空调生产线流程介绍及测控系统的实现 　　1 空调生产线生产流程介绍 　　该商用空调生产线共有6条装配线（三条室内机，三条室外机），分别适用于不同功率的空调生产总装。每条线的流程一样，均从三楼开始装配。 　　整个生产流程为： 三楼 　　三楼 　　2 测控系统的实现 　　2.1系统配置 　　系统硬件框图如图所示 　　2.2 系统功能： 　　(1) 网络，整个监控系统采用CC-Link现场总线，可高速的将现场数据传至主站进行管理。 　　(2) 主站和子站，采用一台三菱A系列PLC负责CC-Link网络的管理, 以及将数据送到上位PC机进行分析和将中控室发出的指令送至现场子站（FX担任）。 　　(3) PC机单元，PC机与主站通过RS232模块完成通讯及数据的交换。在PC机中存储了全部产品的？？质量数据（上，下限参数）和产品条码对应表，以及下线产品的在线测量参数库，供随时检索。PC机将操作指令通过主站PLC传送给受令子站执行操作，子站将控件工作状态通过主站PLC 传送给PC机。PC机通过多媒体卡驱动动态显示屏，将车间中所有控制的工作状态（开，关，报警）信息显示出来供操作人员监控。PC机接到报警和停线信息立即打印故障信息并计时。统计停线时间。并通过声卡驱动音箱进行语音提示。 　　(4) 线体控制单元 　　A.前装线和中装线结合部设子站一台。负责控制周边的控件（电机，气缸等）以及检测元件（光电，行程，接近等）。 　　B.商检线和后装线结合部设子站一台。负责控制周边的控件和检测传感器。 　　C.商检子站设于商检室内。 　　由于在该商检线中多达60台空调机组进行检测，而每一台空调有以下参数需要监控： 　　1. 安规参数（耐压，绝缘，接地，泄漏） 2. 低压启动参数（电流，电压，功率，压力） 3. 制热参数（包括电流，电压，功率，压力，温度） 4. 制冷参数（ 包括电流，电压，功率，压力，温度）5. 检漏条码 　　因此，为保证系统内大量的数据传输，我们考虑每一台空调的参数采集和控制由一台CC-Link子站完成。我们采用滑电导轨替代屏蔽双绞线实现电气连接。以使得所有的待测空调可以在固定的轨道上运行。以上的参数测量值通过CC-Link 与商检子站通讯。 　　三 系统特点 　　采用CC-Link技术后，与传统的电控系统比较，系统具有以下几个特点： 　　1 组态方便 　　1.1 在硬件连线上采用屏蔽双绞线连接，接线方便而且使得电控箱内的布线，设计更加简单清晰，节省配线和空间。 　　1.2通信组态参数只需要在主站上进行设置，并且可使用三菱的CC-Link组态软件进行参数的登记而不需要进行编程，加快了系统调试进程。 　　2 系统性能 　　2.1 采用CC-Link技术后，由于其链接扫描达到10Mbps速度，使得现场数据迅速的传送到主站中进行控制。 　　2.2 CC-Link总线及模块卓越的抗干扰性能：耐噪音电压1500Vp-p，噪音幅度1us，噪音频率25~60Hz在实际使用中得到证实，至今，还没有因干扰引起故障。 　　3 维护简单 　　3.1 在商检系统中，由于线上的每一台空调均为独立检测的，因此每一套PLC子站的掉线都不能影响其他站的运行，而CC-Link的子站切断功能和自动恢复功能非常好的满足了这一点。 　　3.2 通过GPPW（三菱PLC编程软件）和组态软件可将所有站的信息在屏幕上显示出来，帮助操作人员诊断故障所在。 　　四 结论 　　众所周知，国内的家用电器行业竞争激烈，所有厂家均致力于提高产品质量/产量，减少设备和人力成本。这使得厂家在生产技术方面进行不断改进，而CC-Link技术在空调行业中的成功应用，已得到了用户的高度评价。尤其是与传统的控制方法相比，在系统设计，安装调试，维护和扩展上，具有不可比拟的优势。因此，在电器生产行业成功应用CC-Link具有典型的意义，故我公司拟在广东某厂再次引进CC-Link技术以提高家用电器生产的自动化水平。