Я помню, что когда я учился на степень магистра в 1979 году, в школе уже были аналоговые компьютеры, и были добавлены цифровые компьютеры, все из которых были размером с несколько больших шкафов. В то время, была дискуссия о преимуществах аналоговых машин и цифровых машин. В течение нескольких лет симуляторы стали дефицитными. Начиная с цифрового компьютера, цифровые технологии триумфально маршируют в течение последних пятидесяти лет. Музыка: В течение нескольких лет после появления цифровых дисков аналоговые записи и кассеты были отодвинуты в угол. DDD на диске означает, что все процессы записи, обработки и хранения являются цифровыми. В прошлом телевизионные изображения часто имели «трепещущие снежинки», что означает, что телевизионный сигнал аналоговой технологии был нарушен. После внедрения цифровых технологий изображение становится намного четче и стабильнее. Этот же провод может передавать более чем в десять раз больше цифровых телеканалов, чем аналоговое телевидение.
Для записи видео (цифровые) диски заменили магнитными лентами с использованием аналоговой технологии. За более чем два десятилетия видеоформаты эволюционировали от VCD низкой четкости (352 × 288 пикселей) до DVD, Blu-ray, 4K (3840 × 2160 пикселей), 8K ( 7680 × 4320 пикселей), это лучше, чем сидеть в первом ряду, чтобы смотреть фильм. Цифровые камеры заменили пленочные камеры аналоговыми технологиями, и изображения настолько легко обрабатываются после обработки, что даже профессиональные фотографы любят их. Цифровое кино также делает фильмы устаревшими. Похоже, что цифровые технологии непобедимы, где бы они ни находились, и они заменили долгосрочное использование аналоговых технологий в прошлом всего за несколько лет. Итак, заменит ли «цифровая гидравлика» и традиционную гидравлику, и почему? Это вопрос, на который пытается ответить данная статья.
Технология моделирования основана на аналоговых величинах. Цифровая технология разрабатывается на основе цифровых величин. Некоторые связанные понятия определяются по-разному в разных категориях. В области управления процессом автор понимает именно так. Аналоговая величина относится к величине, которая является непрерывной во времени и пространстве, постепенно переходит и может принимать любое значение в определенном диапазоне (область определения). Например, температура масла и уровень жидкости в масляном баке, ход поршня в гидравлическом цилиндре, давление в загрузочной камере и смещение пропорциональной катушки клапана. Дискретная величина относится к количеству, которое является прерывистым во времени или пространстве и принимает только несколько дискретных значений, и промежуточного значения не существует. Например, положение катушки переключающего клапана при нормальных рабочих условиях игнорирует процесс его открытия и закрытия и рассматривает только два состояния полностью открытого и закрытого, и его положение можно рассматривать как дискретную величину. В другом примере несколько количественных насосов соединены параллельно, и поток, который может быть выведен, обычно считается дискретной величиной-различными комбинациями выходного потока каждого насоса. Дискретные величины являются неупорядоченными.
Абсолютной границы между дискретными и аналоговыми величинами не существует.
Аналоговые и дискретные величины существуют объективно.
Цифровая величина-это искусственно согласованное, абстрактное и упрощенное описание объективного мира. Цифры предназначены для передачи информации, а не мотивации. Использование цифр может оказывать психологическое давление на людей, но не может передавать физическое давление.
Числовые количества являются упорядоченными.
Имеет последовательность. Например, каждый раз, когда вы добавляете 1, результат всегда будет 1, 2, 3, а не 1, 3, 2. В двоичном варианте числа только 0 и 1, но также есть последовательность: 0, 1, 10, 11, . ... Цифры имеют разные значения в разных местах. Например, 11, значение 1 слева в 10 раз превышает значение 1 справа в десятичной дроби. Тридцать пять тысяч, все понимают. Тридцать пять миллионов не будут работать.
Неупорядоченные количества не могут быть засчитаны как числа.
Популярность цифровых технологий обусловлена как минимум следующими характеристиками.
Высокая защита от помех
Реальный мир-это в основном симуляция. В процессе хранения, передачи и повторного приема физическое количество, фактически используемое для хранения и передачи информацииКомпания всегда будет подвержена непредсказуемым вмешательству и неопределенным потерям. Например, магнетизм на магнитной ленте ослабнет; электромагнитные волны в воздухе, проводах и световые волны в оптических волокнах, после передачи на большие расстояния интенсивность ослабнет; отражательные удары на оптическом диске также будут иметь неравномерную высоту из-за окисления после десятилетий потери. Таким образом, фактическая мощность полученного сигнала будет отличаться от исходной. Например, мощность сигнала на передающем конце составляет 1000 ± 0001 В, а на приемном конце может быть 0990 ± 0005 В. Если вы используете аналоговую технологию и обрабатываете ее в соответствии с силой принятого сигнала, будут искажения. Чем больше ретвитов, тем больше искажение. Основной принцип цифровой технологии примерно следующий: отправляющая и принимающая стороны соглашаются, что отправляющая сторона отбирает аналоговую величину, подлежащую передаче, для получения дискретных величин, а затем преобразует дискретные величины в двоичные цифровые величины, состоящие из цифровых 0 и 1 по одному, И использует импульсы в группах для получения дискретных величин. Отправлено получателю. Приемник рассматривает принятые импульсы с амплитудой меньше определенного значения, например, 0,3 импульса, как 0, а амплитуды в определенном диапазоне, например, 0,7 ~ 1,3 импульса, как 1, а все импульсы вне этого диапазона как 1. недействительными. Затем преобразуйте сгруппированные двоичные числа в восьмеричные, шестнадцатеричные или десятичные числа, используемые в повседневной жизни, где это необходимо, а затем восстановите их в аналоговые величины. Он имеет очень высокую защиту от помех и достиг высокой воспроизводимости, так что его можно пересылать много раз. Принцип передачи двоичного кодированного сигнала A-полученный сигнал B-двоичный цифровой сигнал интерпретируется в соответствии с конвенцией Anti-interferent, двоичный лучше, чем все другие основы, например, тройной. Таким образом, цифровая технология, которая популярна во всем обществе, на самом деле является бинарной цифровой технологией. Частота передачи кодированного сигнала обычно фиксированная, но вместо использования Гц в качестве единицы измерения используется b/(битрейт бит/с, количество цифр, которые могут передаваться в секунду), от ранних тысяч б/с до нынешних сотен тысяч б/с (Мб/с) или даже миллиардов (Гб/с).
Проверяемость
Это легко проверить после того, как аналоговая величина преобразуется в цифровую величину. Например, отправьте контрольный код в конце отправки пакета данных. Согласовано, что последние две цифры суммы этого пакета данных должны быть равны контрольному коду. В противном случае этот пакет данных является недействительным и запрашивает повторную отправку. Достоверность информации еще более улучшается благодаря ее проверке.
Всесторонняя способность выражения
Используя серию цифровых комбинаций, цифровая технология теперь может выражать почти все тексты, используемые в мире одновременно, и выражать различные звуки, цвета, изображения, музыку, фильмы и т. Д., И ее искажение достигло уровня, который обычные люди не могут воспринимать.
Программируемость
Компьютерные программы, разработанные на основе цифровой техники, могут выполняться компьютерами, с одной стороны, и могут выражать чрезвычайно сложную логику, с другой стороны, так что компьютеры могут осуществлять сложное управление процессами и обладать определенной способностью к самообучению. Умный прогресс.
Возможность высокоскоростных вычислений
Центральный процессор (ЦП) в мобильных телефонах способен выполнять сотни миллионов арифметических и логических операций в секунду. Некоторые мобильные телефоны оснащены 4 процессорами (4 ядра) одновременно, и его расчет-возможность выполнения сложных программ трудно себе представить.
Высокая скорость передачи данных
Цифровая технология, с одной стороны, имеет скорость 300 000 км/с за счет использования электромагнитных волн и распространения световых волн. С другой стороны, передача на чрезвычайно высоких частотах (3G, 4G и 5G мобильных телефонов по существу применяют более высокие частоты) может нести много информации. Теперь скорость передачи бытового оптического волокна может достигать 100 Мбит/с, и уже можно синхронно передавать видео высокого разрешения. В менее чем себеCond, четыре классические классики могут быть переданы.
Высокий уровень интеграции
Теперь портативный жесткий диск размером с ладонь и имеет емкость более 2T, что эквивалентно 1 триллиону китайских иероглифов и около 800 000 копий «Мечты о красных особняках». Тем не менее, емкость хранилища крупномасштабных облачных серверов трудно описать на повседневном языке. Двоичный цифровой сигнал представлен двумя стабильными состояниями схемы, поэтому компоненты в схеме не требуют высокой точности и могут быть сжаты до очень небольшого размера. В настоящее время размер компонентов в крупномасштабных интегральных схемах составляет всего несколько сотен или одну тысячную волос, а интегральная схема размером с кунжутное семя может содержать миллионы электронных компонентов.
Низкая цена
Кремний, основное сырье для производства интегральных схем, является вторым наиболее распространенным элементом в земной коре, поэтому он неисчерпаем. За последние пятьдесят лет, когда технологии производства созрели, а интегральные схемы уменьшились в размерах, цена интегральных схем с той же функцией уменьшалась вдвое каждые 18 месяцев.
Интернет
Мощный интернет, разработанный на основе вышеперечисленных характеристик, вошел в каждый дом и даже в карман каждого. Цифровая технология основана на оцифровке информации, но причина, по которой она может заменить аналоговую технологию, неотделима от поддержки вышеупомянутых характеристик во многих аспектах, все из которых незаменимы. Представьте, что мобильный телефон по-прежнему такой же большой, как большой мобильный телефон 20 лет назад, или экран только черно-белый, или память заполнена после 3 фотографий, или не может подключиться к Интернету или опубликовать фотографию в Moments Это займет час, Или отправка копии стоит 100 юаней. Станут ли цифровые технологии такими популярными?
Тем не менее, цифровые технологии имеют свои пределы. Он используется только для передачи информации, напряжение составляет всего несколько В, ток составляет всего несколько мкА, а передаваемая мощность незначительна для инженерных технологий повседневной жизни.
Информаций еще много, но жаль, что все же приходится с помощью языка делать какие-то незаметные и крайне субъективные описания. Не было публичных отчетов об успешном применении оцифровки, таких как информация об ароматах и вкусах пищи.
Рабочие токи между электронными компонентами в компьютере составляет менее нескольких мкА. Для управления любыми гидравлическими компонентами требуемый ток сигнала составляет не менее десятков мА, что более чем в 10 000 раз превышает внутренний ток компьютера. Поэтому компьютеру требуется усиление мощности для управления любыми гидравлическими компонентами, и его невозможно подключить напрямую. Электронные компоненты в компьютере передают параллельные сигналы через внутреннюю шину, от ранних 8-битных до теперь распространенных 64-битных. Любой выходной сигнал требует специальных электронных компонентов для преобразования и усиления с этой внутренней шины, будь то аналоговый сигнал для управления сервоклапаном, сигнал ШИМ для управления пропорциональным клапаном или сигнал PNM для управления шаговым двигателем; даже самый простой сигнал переключателя, Также требуется специальный электронный компонент для извлечения определенного бита из параллельной шины. В выходном интерфейсе персонального компьютера раньше был 25-контактный параллельный порт для подключения к принтеру и 9-контактный последовательный порт для подключения к мыши, но теперь есть только разъемы для наушников, интерфейсы HDMI и USB. Ни один из этих интерфейсов не может быть напрямую подключен к гидравлическим компонентам. Некоторые промышленные управляющие компьютеры или ПЛК имеют специальные интерфейсы, которые могут выводить аналоговые сигналы, сигналы ШИМ, сигналы PNM и сигналы переключения для управления гидравлическими компонентами, но все они специально настроены в соответствии с потребностями. Различные электронные компоненты и усилители имеют некоторые различия в цене, но в современной высокоразвитой электронной промышленности эти различия в цене незначительны по сравнению со стоимостью всей гидравлической системы. Следовательно, это правда, что «компьютер управляет дискретными гидравлическими компонентами без необходимости аналого-аналогового преобразования componEnts», но так называемая «цифровая гидравлика может быть напрямую подключена к компьютеру»-это слух и блеф!
В Европе исследования в области цифровой гидравлики в основном сосредоточены в нескольких исследовательских институтах, таких как Технологический университет Тампере в Финляндии и Университет Иоганна Кеплера в Линце в Австрии. Г-н Линджама из Технологического университета Тампере однажды предложил следующее определение: Digital Fluid Power означает гидравлические и пневматические системы, имеющие дискретный компонент (ы), активно контролирующий выход системы. Примечание-Это определение относится только к цифровым системам и дискретным компонентам, но не к цифровым компонентам.
Нет сомнений в том, что нам необходимо постоянно внедрять инновации и заменять старые продукты новыми и лучшими. И поставьте потребности клиентов на первое место. Те, кто занимается технологиями и начинает бизнес, должны всегда ставить потребности клиентов на первое место и то, какую пользу их собственные технологии могут принести клиентам. Например, гидравлические цилиндры используются клиентами для управления нагрузками. Таким образом, первым приоритетом является маршрут. Затем, каково номинальное рабочее давление, насколько высоко было проведено испытание под давлением, и были проведены сотни тысяч испытаний на долговечность, какова износостойкость и коррозионная стойкость поршневого штока? Ползание, соответствует ли оно минимальным требованиям отраслевых стандартов и так далее. В настоящее время подавляющее большинство гидравлических цилиндров, особенно те, которые используются в строительной технике, управляются вручную, то есть вручную с замкнутым контуром и не требуют автоматического позиционирования. Если это гидравлический цилиндр с автоматическим позиционированием, необходимо говорить о повторяемости позиционирования и точности при изменении нагрузки и изменении давления источника масла, а также характеристиках динамического отклика. -Давайте поговорим о данных измерений. Внутри страны и на международном уровне существует не менее тысячи компаний, которые могут производить гидравлические цилиндры. Это относительно легко сказать, что он достиг внутреннего продвинутого уровня. Но чтобы выйти на международный передовой уровень, он должен был, по крайней мере, изучить и проинспектировать уровень восьми или десяти передовых производственных предприятий в мире.
Функции и задачи должны быть в основном одинаковыми. Не имеет смысла сравнивать компоненты с разными функциями и задачами и говорить о замене.
Соотношение цена-качество лучше: или производительность лучше, но цена не сильно увеличивается; Или производительность неплохая, но цена явно низкая. Производительность здесь должна быть обобщена, включая долговечность, защиту окружающей среды и так далее. Цена здесь должна учитывать не только затраты на НИОКР, проектирование и производство, но и затраты на замену и замену. Поэтому, чтобы сказать, что один компонент является более продвинутым и может заменить другой компонент, необходимо всесторонне сравнивать данные о производительности, полученные в результате тестирования, реалистичным образом и сравнивать различные затраты. Это не достаточно, чтобы сравнить только один пункт. Например, хотя сервоклапан с обратной связью, очевидно, превосходит обычный электрический пропорциональный клапан с разомкнутым контуром по повторяемости, линейности, гистерезису и т. Д., Его количество и объем применения намного уступают объему применения электрического пропорционального клапана, не только из-за сложной конструкции и невозможности снизить стоимость производства, Но также из-за чувствительности к загрязнению и других проблем. Кроме того, разные приложения часто имеют разные оценки того, является ли производительность отличной или нет. Это отличная производительность в одном приложении, и ее нельзя воспринимать всерьез в другом приложении. Например, долговечность работы океанских кораблей надеется прослужить 20 лет, в то время как ракетам нужно всего несколько минут.
Демоны прячутся в деталях. Многие идеи не будут подвергаться воздействию деталей, пока они не будут фактически изготовлены и использованы, чтобы знать, подходят ли они для популяризации. Поезд Маглев является примером. Теоретически, это чрезвычайно красиво: поезд подвешен в воздухе магнитной силой, и нет трения с землей. Однако, когда он был фактически изготовлен, считалось, что это дорого и трудно продвигать.
</LI>Новые технологии, возможно, не смогут заменить старые. Например, поезд тяговый локомотив, самый ранний появился паровоз, около 1825 года; Затем пришел электровоз, около 1840 года; Затем пришел тепловоз, около 1920 года. В настоящее время паровозы в основном не используются, хотя тепловозы все еще широко используются, но теперь 14 высокоскоростных поездов приводятся в движение электричеством. Например, бензиновый двигатель был изобретен в 1883 году. Дизельный двигатель был изобретен девять лет спустя, и он был одобрен в течение многих лет из-за его большой производительности. Это почти единственный источник энергии в кораблях, грузовиках и мобильной строительной технике, и он поровну разделен с бензиновыми двигателями в автомобилях. Однако, согласно недавнему докладу Федерального министерства охраны окружающей среды Германии, дизельные двигатели являются основными источниками выбросов мелких частиц PM10 и NO 2 в Германии, поэтому они подвергаются критике. В Германии дизельные автомобили, соответствующие стандартам выбросов E5, были выпущены на рынок в 2015 году, и им был запрещен въезд в городской район Штутгарта в 2017 году. Мюнхен, Кельн и другие города также готовятся принять аналогичные меры [7]. Автомобильная промышленность сокрушается о том, что жизнь дизельных двигателей находится под угрозой. Поэтому наивно утверждать, что был изобретен артефакт, который может заменить все существующие гидравлические компоненты, и он не знает о глубине гидравлической технологии и ее обширном и сложном применении.
English
日本語
français
Deutsch
русский
Español
italiano
português
Türkçe
Suomi
norsk
