物联网技术在农业中的应用篇1 过去,我国多是采用人工管理模式进行农业生产建设和管理,这种生产模式不仅需耗费大量的人力、物力和时间,且难以取得良好的生产效果。随着我国现代化农业建设进程的不断加快,传统的农业生产模式已经无法满足现代农业生产和建设的要求,在这样的社会背景下,就需要农业建设和管理人员对传统农业生产模式进行改革升级,积极探索以物联网技术为主的现代化智能技术在农业生产建设中的应用,并大力开发农业现代化、信息化生产经营模式,才能不断提升农业生产建设质量和生产效率,从而才能实现智慧农业的目标要求。 1物联网技术与智慧农业的概念 1.1物联网技术 物联网技术指的是按照约定的协议,利用计算机技术、互联网技术及信息传感设备等将不同的物质与网络相连接,从而使不同的物体通过信息传播媒介进行信息通信和交换,以实现智能化识别、跟踪、定位、监管等功能的现代技术。在具体使用过程中,物联网结构体系可细分为三个层次,第一层为感知层,主要通过扫描识别相关物体,获取物体相关的数据信息,然后将数据信息传输至系统处理设备中;第二层为网络层,主要是对处理后的数据信息进行再传递;第三层为应用层,该层主要是借助于用户端接口和网络层对用户的需求进行全面把握,并根据用户需求对相应的数据信息进行处理和分析,从而使物联网技术产生的数据信息和实现的功能满足用户需求[1]。 1.2智慧农业 智慧农业指的是在传统农业的基础上融合计算机、移动设备等现代化设备及智能化科学技术,从而实现农业生产全过程的智能化控制,具体来说,就是将互联网技术、计算机技术、物联网技术、智能监测技术、无线通讯技术、3S技术等现代信息技术应用到农业生产实践中,以实现农业生产的精准化管理和农业生产全过程的信息化管理,如对农业生产数据信息进行远程可视化监测、诊断和控制,根据监测的农业生产数据信息制定科学的农业管理规划,远程监测农业病虫害灾害问题并自动预警等[2]。可以说,智慧农业的出现不仅改变了传统农业生产模式和促进了现代农业转型升级,同时也有效提高了农业生产整体发展水平。 2物联网技术在智慧农业中应用的重要意义 从上述概念可以看出,物联网技术仅是智慧农业中应用的现代化信息技术之一,但是,该项技术在智慧农业中的应用对促进我国农业发展却具有重大的意义,主要表现在以下两个方面:1)提高了农业生产管理水平,在农业生产过程中,利用无线智能传感器实时采集农业生产现场环境参数,然后,利用物联网技术中的智能物联网监控系统实时传送和处理所采集数据信息,不仅能帮助用户们制定科学的农业生产管理决策,还能为农作物生产和温室控制提供可靠的依据,从而能有效提高农业生产管理水平。2)推动农业走向信息化,将物联网技术应用于智慧农业中,在农业种植现场使用各种无线传感器、传输设备及无线基站等,不仅能促进农业管理人员采用自动化监测系统轻松、快速获取种植现场的各种信息,同时还能利用软硬件系统和手机客户端对农业种植现场可能出现的各种自然灾害进行监测及预警,从而能精准地进行现场管理,物联网技术的这种高度信息共享性、自动化特性,有效推动了农业走向信息化和智能化[3]。 3物联网技术在智慧农业中的应用 3.1在智慧农业统筹规划管理中的应用 合理地进行农业统筹规划管理是推动农业生产、管理、加工等工作顺利开展的前提条件,由于农业生产管理涉及的内容众多,因此,就需要借助于物联网技术广泛收集农业生产中的相关数据信息,并对这些数据信息进行处理,才能实现合理的农业统筹规划,例如,可应用物联网技术中的无线传感技术广泛采集与整合农产品相关长势、规模、植保、产量、品质等信息,利用物联网技术中的网络通讯技术、卫生遥感技术对各项农产品相关数据信息进行监测,并对相关信息进行分析和处理,利用物联网技术中的卫星遥感技术对农业生产经营中的关键数据信息进行定位和实时传递,不仅能促进农业统筹规划工作高效开展,还能降低管理人员的农业统筹规划管理难度。在智慧农业中,应用物联网技术进行农业统筹规划管理,首先需采用信息采集设备、无线或有线传感节点、传输系统及太阳能供电系统等监测植物生长环境动态变化及植物生长环境中的植物养分含量、土壤温度、土壤水分、空气湿度、空气温度、光照强度等参数,根据各项参数便可实现农业园区的自动施肥、喷药、灌溉、降温等,第二步则是应用农业园区视频监控实时监测弄作物生长情况,以便农户能根据农作物生产实时状态合理调整种养方案,物联网技术在智慧农业统筹规划管理中的应用见图1所示。 3.2在智慧农业生产中的应用 要达到智慧农业生产目标要求,就需要采用现代化信息技术实现农业生产中各项农作物生产信息及相关环境变化的智能化监测,将互联网技术应用于农业生产中便能达到这一要求,如利用物联网技术中的相关智能化技术设备和无线传感技术,不仅能快速采集和监测农作物生长土壤、养分、温度、空气、光照等数据信息,还能动态监测农作物生产环境的变化,从而能为农业生产和管理提供可靠的数据支撑。另外,借助于物联网技术中的智能物联网监控系统还能实现农业园区的农作物灌溉、施肥、松土等自动化生产运营和管理[4]。 3.3在智慧农业灌溉中的应用 农业灌溉是农业生产过程中十分重要的工作内容之一,科学合理的农业灌溉不仅能有效提高农产品生产质量和产量,同时还能节约农业水资源,从而为农户创造最大的经济效益。而要实现智慧农业灌溉,就可以利用物联网技术在不同类型的农田中配备不同功能的传感器,利用这些传感器全面收集农产品生长过程中的湿度、温度及光照等环境条件数据信息,根据这些数据信息分析和总结不同农产品不同时期的灌溉需求,在根据其灌溉需求制定合理的农业灌溉方案,另外,利用物联网技术还能实现农业灌溉的智能化控制和农田灌溉作业自动化,这样不仅能有效提高农业灌溉工作的效率、准确性和有效性,还能提升农作物生产质量。 3.4在智慧农业监管中的应用 农业监管主要包含了农业生态环境监管和农产品质量安全监管两个方面的内容,其中,做好农业生态环境监管是保障农产品生产质量、产量的前提条件,因此,其在农业生产管理中具有非常重要的作用。既往,多是依靠人工进行农业生态环境监管,不仅耗时、耗力,且难以达到良好的监管效果,随着物联网技术的出现及其在智慧农业中的应用,利用智能物联网监控系统不仅能快速、准确地采集不同农田的环境质量数据信息,同时还能自动化处理和分析采集的数据信息,从而能帮助农田管理人员合理评估农田的生态环境现状,进而有助于其制定出合理的农业生态环境治理方案或修复措施。在农产品质量安全监管中的应用则主要是指利用物联网技术可追溯查询农产品全供应链质量,如在农产品信息收集环节,管理人员可对农产品生产基地的编码板块进行划分,并配备相应的电子标签及条码,这样便能促进农作物除草、施肥、浇水等流程均有对应的记录信息,然后,在农作物加工至农产品的各个环节也配备相应的电子标签及编码,这样在农产品销售环节中,商家和消费者便可利用物联网技术对其追溯码进行查询,从而能明确农产品生长、加工、销售等全供应链质量,进而能有效保障农产品质量安全。 3.5在智慧农业病虫害防治中的应用 农业病虫害防治也是农业生产过程中较为重要的工作内容之一,农业病虫害防治质量的好坏对农作物产量、质量均会造成直接的影响,因此,就需要农业管理人员全面做好农业病虫害防治工作。既往,农业管理人员多是在农业病虫害发生后采取农药或其他病虫害防治技术对其进行处理,这种做法会显著降低农产品质量。随着物联网技术的出现,农业管理人员就可应用物联网技术进行智慧农业病虫害防治,如应用物联网技术全面收集农产品生产过程中潜在病虫害的各项数据信息,如病虫害发生时间、危害部位等,然后制定合理的农产品病虫害防治方案。另外,农业管理人员还可利用智能化技术对农作物进行自动化精准喷施农药或构建农产品农药喷施自动化装置,这样可有效减少农药的使用量和降低农作物中农药的残留量,从而能有效保障农产品质量的安全[5]。 3.6在智慧农产品销售中的应用 进行农业生产的最终目标不仅是人们提供充足的食物,同时还需进行农产品销售,从而为农业管理人员创造一定的经济收益。既往,农产品销售多是采用线下销售模式,这种销售模式的销量并不高。随着物联网技术的出现和在农产品销售中的应用,就可利用物联网技术收集农作物生长全过程中的所有数据信息,并将这些数据信息上传至电商平台中展示给消费者看,这样不仅能提高消费者对农产品的相关认知,还能促进农产品自身的质量和安全性提升,从而能为其赢得良好的市场口碑。另外,利用物联网技术还能实现农产品的网络化销售,这样能促进销售人员不受空间和时间限制进行农产品销售,从而能显著扩大农产品销售途径,进而能有效提升农产品销量。 4结束语 我国是农业大国,但是,在既往的农业生产和管理过程中,我国采用的多为传统人工生产和管理模式,这种模式并不利于解放农业生产力,且难以提升农业生产和管理效率。随着我国信息技术的发展,便随着信息技术也发展起来不少可应用于农业生产管理中的现代化信息技术,如互联网技术、计算机技术、物联网技术、智能监测技术、无线通讯技术、3S技术等,其中,以物联网技术在农业中的应用最为广泛,如在农业统筹规划中的应用、农业生产中的应用、农业灌溉中的应用、农业监管中的应用、农业病虫害防治中的应用及农产品销售中的应用,物联网技术在农业中的应用不仅有效提高了我国农业生产管理水平和促进我国农业走向信息化、智能化,同时也促进了传统农业模式向智慧农业模式转型发展,从而有效推动了我国农业生产模式改革升级。 作者:董明星 单位:西安交通工程学院 物联网技术在农业中的应用篇2 农业是中国非常重要的基础保障,是立国之本。随着信息技术在农业中的推广应用,中国农业正朝着现代化、自动化和智能化方向发展,发展智慧农业模式是中国未来农业发展的主要趋势。物联网技术是在第一、二次计算机和网络革命后诞生的新技术,是随着计算机技术和信息技术的发展而新兴的一种技术,为农业发展带来了新机遇,也为智慧农业的发展提供了信息化支持条件[1]。物联网技术具有较为突出的优势,动态数据信息分析和处理能力比较强大,能够进行智能化识别和追踪,因而在社会生产生活各领域的应用越来越广泛。智慧农业属于一种智能能源系统,其能利用智能技术手段促进农业生产变得更生态、环保和高效[2]。在智慧农业发展中,应用物联网技术,通过技术与生产之间的联动性,可为整个农业体系建构一个多维度的信息环境,提高信息传输速度,确保信息交流过程的有效性,提高农业生产效率,真正实现农业生产智能化、智慧化。 1物联网技术与智慧农业阐释 1.1物联网技术 物联网实质上来说,就是指“物物相连的互联网”,这种网络是以互联网、电子信息技术为基础而延伸拓展形成的网络体系,其建构起连接虚拟世界和现实世界的桥梁,同时还实现了人机交互。因为物联网的基础和核心是互联网,具有连通性和物物联接的特点,用户端可以扩展到任何物品,实现物品间的信息交换与通信。从技术支持角度看,传感技术与射频识别技术是物联网体系运行的主要技术[3]。利用传感技术可以定向对物联网内的物体实施信息传输,同时,也能够对物联网所覆盖的区域信息进行传输与处理。从系统架构方面看,物联网系统架构可分为三个层次,即可靠传递层、全面感知层和智能处理层,其中,全面感知层采集和处理物体实时信息时,主要是利用二维码、传感器和RFID等技术进行,可非常方便地进行操作;可靠传递层利用互联网技术、移动电信网络和无线传感网络等进行处理和信息再传訾婷,王士龙(山东省淄博市数字农业农村发展中心,山东淄博255000)递;智能处理层通过智能化控制来实现人机交互或人与人交互,最终能够较好地满足用户的需求。 1.2智慧农业 智慧农业是指利用计算机、移动设备等,对传统农业进行生产实践支撑,对农业生产过程进行智能化控制,实现农业生产全过程信息化管理的一种先进农业生产模式。智慧农业包含的内容非常丰富,涉及到生产、服务、交易与管理等方方面面的内容,每个环节的数据信息在农业生产中都是交互传播和共享的,获取信息非常便利快捷。智慧农业基于专业理论知识和智能化硬件设施设备,能够进行远程可视化监测和诊断,可以对农业生产的各方面信息进行监控和管理,实现农业生产的精准化、高效化管理,促进农业发展降本增效[4]。智慧农业具有非常显著的智能化特征,农业生产的自动化水平非常高,这极大地促进了农业生产的现代化发展,是农业转型升级发展的内在推动力,可进一步推动中国农业高效、高产、绿色、安全、优质地发展。依托物联网技术,可建构一个多维度的信息环境,为智慧农业稳健、持续发展提供良好的支撑。 2物联网技术在智慧农业中的应用策略 2.1物联网技术在农业生产中的应用 在智慧农业生产中充分应用物联网技术,能为农业发展奠定坚实的基础。其能对农业园区进行自动化管理和运营,利用无线传感技术动态监测相关环境变化情况,采集土壤、空气、温度、光照和养分等各项信息数据,并提供施肥、灌溉、松土等优化解决方案,从而为农业生产和管理提供可靠的数据支撑。例如,灌溉是农业生产的关键一环,对农作物的生长具有重要的作用。合理的农业灌溉不仅能够保证农作物的健康生长,还有助于节约和保护水资源。应用物联网技术控制和管理农业灌溉时,可把相关的传感器安装在田地中,利用传感器来对农作物生长所需要的温湿度、光照等外部环境条件进行监控。同时,还能结合农作物在各个生长阶段的需求,为其控制合理的水肥,自动进行灌溉操作,灌溉的效率与精准性也得到极大的优化提升,保证农产品品质,有效节约水资源,保护自然生态环境。 2.2物联网技术在农业监管领域中的应用 现代人们对物质生活质量和食品安全问题越来越重视,应用物联网技术对智慧农业进行监管,主要是对农业生态环境进行监管,保证农作物及农产品的生长状况、品质与安全性良好。农产品质量和安全受到环境的影响比较大,物联网技术可实现对农业生产过程的生态环境监测,分析评估农田生态环境情况,提供科学的环境改善方案。应用物联网技术,还能对土壤的养分、结构等信息进行采集、分析和监管,从而帮助农业种植者筛选适合土壤生长的相关作物品种。物联网技术还能对大气环境、水环境等因素进行检测,根据所得的参数和指标分析结果,可以及时发现有害物质,如微生物和重金属离子元素等,帮助人们及时做好改善和防护措施,确保农产品安全高效地生产。物联网技术还能采集和整合农产品相关长势、产量、品质、规模、植保等信息,提高农作物和农业生产管理的有效性。 2.3物联网技术在农业病虫害防治中的应用 病虫害的发生会极大地危及农作物的生长,做好病虫害防治工作,才能促进农作物丰产和农民增收。物联网技术中有定位系统,该系统能利用卫星遥感技术,来对农业生产关键数据信息进行精准监测,及时发现农作物病虫害问题,为相关部门开展农业病虫害防治提供参考。物联网技术能够根据监测的病虫害情况,自动进行农药喷施,而且是自动化地进行精准喷施,不仅能降低病虫害防治成本,还能减少农药用量,使农药利用率提高,降低农作物投入成本,并能降低农产品中农药的残留量。物联网技术还能统计分析农作物各生长时期的病虫害数据信息,帮助人们提前制定病虫害防控措施,实现智能化的病虫害防治。 2.4物联网技术在农产品销售中的应用 随着电子商务的快速发展,网络在线销售逐渐成为农产品销售的主要渠道。在农村地区,很多农产品的电商平台也逐渐建立起来,应用物联网技术可进一步拓展农产品营销渠道,构建产、供、销统一服务平台,为智慧农业发展拓展途径。物联网技术能够将农产品整个生产过程在电商平台上进行展示,确保农产品的质量与安全保证,能增强消费者的信任度,也有利于在市场上树立良好的形象。物联网技术运用于智慧农业中,还创建覆盖农产品生产、加工、运输、仓储、销售等不同环节的农产品安全溯源系统。同时,物联网技术还能充分满足消费者的农业生产监控和实景体验,增强购买欲望。 3结语 综上所述,现在各地都在探索智慧农业建设和发展问题,而物联网作为农业信息化、智慧化建设的重要载体,其在智慧农业中的广泛应用是必然趋势。各地在实践中需要进一步分析和把控智慧农业发展特征,应用物联网技术推动农业生产发展,实现农业生产高精度、智能化控制,最终推动农业生产更加高质、高效地发展。 作者:訾婷 王士龙 单位:山东省淄博市数字农业农村发展中心 物联网技术在农业中的应用篇3 随着社会的发展,信息技术被广泛应用于很多领域。为加快我国农业现代化发展步伐,实现农业智能化管理,应积极运用物联网等高新技术加快智慧农业建设,缩短我国与发达国家在这方面的差距。未来农业发展的主要趋势就是发展智慧农业模式,引入物联网技术可促使传统农业生产管理模式的转变,从而实现农业生产的智能化。 1智慧农业与物联网技术的概念 1.1智慧农业 智慧农业是指在传统农业中引入相关智能技术,借助计算机、移动设备等对农业生产过程进行智能化控制的一种先进的农业生产模式[1]。智慧农业涉及很多前沿信息技术,包括大数据、云计算、物联网、人工智能等技术,将这些技术融入到农业生产中实现对农业生产信息的自动化采集,并通过计算机处理后做出相应的智能化决策。 1.2物联网技术 物联网的定义目前尚无统一定论,从字面意思可知,它是“物物相连的互联网”。此处含义主要有两层:1)物联网的基础和核心是互联网,这是依托互联网而形成的一种新型网络;2)物联网的用户端可以扩展到任何物品,实现物品间的信息交换与通信。2005年,国际电信联盟(ITU)将物联网命名为“theInternetofThings”,并对物联网的定义进行了补充,它是指任何时间与任何场所,任何物体间的互联[2]。 2智慧农业物联网主要架构分析 2.1系统结构设计 智慧农业物联网系统主要包括智能监管设备、自动调控设备、信息采集器、智能网关等硬件设施。信息采集器搜集与环境有关的信息后处理成模拟信号,然后通过模数转换器将其处理为数字信号,再借助无线传输设施把信号转换为电磁波[3]。其中,无线传输设施采用了具有能耗小,建网活动空间大,可以多终端接入等优点的zigbee技术。智能网关负责对数据信息进行全面处理,将信号传输至监控中心,由监控中心对获取的信息进行分析与存储。与此同时,通过专家系统对采集信息进行智能判断,将调控指令发送给自动控制器,实现对现场设施的自动化控制。此外,现场图像信息可传输至监控中心,实现远程可视化监控。 2.2物联网感知层 RFID设备、传感器、视频监控设备是构成物联网感知层的主要构件,主要作用是收集数据信息。利用zigbee节点、CAN节点等由通讯模块将搜集的信息传输给物联网对应的智能网关,从而实现对现场数据信息的实时测验与采集。应用系统位于上层,所传达的指令可通过智能网关传输给继电器,实现对农业设备开关的调控,进而实现对农业生产环境的智能化调控。 2.3物联网网络层 网络层主要涉及WLAN、LAN、CDMA、4G等网络技术,能够即时准确地传输农田生产数据信息与控制指令。物联网网络层可以将感知到的相关农业生产数据高速、高安全、无障碍地传输至任何需要的地方,使数据在世界范围内实现长距离、大范围的通信。 2.4物联网应用层 应用层是面向终端用户的,属于智慧农业的最高层,可按用户的不同需求建立各自操作平台。物联网应用层中存在数个应用系统,可以对农业生产环境、过程、病虫害进行辨识。同时,物联网应用层可将物联网感知层获取的信息进行分析做出相应处理,从而完成对农业生产场地的自动化管理与调控[4]。此应用层的用途主要是实时采集农业生产、农产品流通等过程中的数据,并进行数据共享,让工作人员做出更合理的决策,提升资源利用效率与生产效率。同时,还能加强对产后流通、安全溯源、多渠道销售等相关环节的管控,从而推动农业朝着高效、高产、绿色、安全、优质的方向发展。 3智慧农业中物联网的主要应用 3.1应用于农业灌溉领域 灌溉属于农业生产的关键一环,灌溉是否合理关系到农作物能否正常生长,有利于节约水资源。在田地中安装不同类型的传感器,搜集作物生长中的温度、湿度、光照等环境因素,围绕农作物不同生长阶段的水肥需求给出有效的灌溉方案,之后利用物联网给出灌溉指令,自动完成灌溉操作。不仅极大提升了灌溉效率与精准性,利于农作物生长,而且提高了农产品品质,有效节约水资源。 3.2应用于农业监管领域 农业监管工作包括2个层面:1)加强对农业生态环境的监管;2)加强对农产品的品质与安全性监管。农业生态环境决定着农产品质量和安全[5],利用物联网获取农田的主要环境质量数据,由系统进行分析后评估农田生态环境情况,然后给出科学合理的环境改善方案。 3.3应用于农业病虫害防治领域 病虫害是为害农作物生长的主要因素,加强病虫害防治管理是确保农作物丰产的主要措施。基于物联网技术可以实现自动化精准喷施农药,从而提升农药的利用率,减少农药用量,减轻农产品中农药的残留量,节省农药支出成本。借助物联网及时获取农作物各生长时期的病虫害数据,可以了解病虫害的发生时段、为害部位、药剂类型等,在此基础上制定科学的防治方案,再经物联网完成农药的自动喷施操作,实现智能化的病虫害防治。 3.4应用于农产品销售领域 当前,网络在线销售正成为农产品销售的主要渠道。利用物联网在电商平台上展示农产品整个生产过程,让消费者对农产品有更全面的认识,提高消费者对农产品质量与安全的信任度,从而增加购买意向,而且也能获得良好的口碑。因此,在智慧农业中运用物联网技术建立农产品安全溯源系统。对生产环节中的农产品或运输包装过程中农产品贴上RFID电子标签,同时,在运输、仓储、销售等不同环节及时更新数据信息,从而建立起农产品安全溯源系统。通过该系统可以对农产品从生产、加工、运输到销售整个环节的数据信息进行共享与透明化管理,从而实现对农产品全过程的可追溯性管理。 4推动物联网在智慧农业领域发展的建议 为更好地推动物联网技术与智慧农业的有机融合,实现我国农业产业的转型升级,提出下列建议。1)加大对农业信息化建设的补贴优惠。将与农业物联网有关的产品与设施纳入农机购置补贴范围,并出台相关鼓励措施,鼓励科研院校、科技涉农企业、电信运营商等社会力量积极参与,从而逐步形成以政府为主导,多方力量共同参与的局面。2)加大对农业无线传感网络技术及相关产品的研发与应用。加强农业物联网技术自主创新,重点对无线传感器网络农业应用技术加以研究,攻克相关技术难点,研发出更多适合我国农业产业发展的软件产品与农用智能终端产品等。3)加强顶层设计,做好农业物联网技术相关标准研究,组织专家团队参与农业物联网技术标准制定,掌握话语权。 5结语 将物联网技术融入农业领域符合智慧农业建设的需要,智慧农业作为我国现代农业发展的高级阶段,是我国农业实现现代化的主要目标。由于我国智慧农业发展比较迟,在推广与应用过程中面临着不少困难,但伴随着我国农业现代化建设的加快,智慧农业发展也必将提速。今后农业物联网的发展目标是实现农作物生产全过程的精准管理,水肥药的自动化控制、病虫害的智能监控与预警、农产品质量安全监管与追溯等。其中,应重点构建更为完善的农业生产模型,比如,病虫害预警模型、气候灾害预警模型、不同农作物生长模型等。同时,探寻云计算技术与农业生产发展深度融合的路径,重点研究农业物联网应用服务模式,建设从农业数据中心到手持移动终端设备的数据交换宽带,以农村“三网融合”为契机推动智慧农业的快速发展。总之,随着科技的进步与现代农业的发展,物联网在农业领域必将发挥出更大的作用,也必将成为打造智慧农业的主要基础。农业物联网属于一个新兴研究领域,需要相关学者、专家、农技人员的继续努力,根据农业生产特点与需要不断优化农业物联网技术,最终实现农业生产的高效率、高精度的智能化控制。 参考文献: [1]李志成,张沐诗.物联网在智慧农业中的应用[J].农村科学实验,2019,35(21):122,124. [2]张熙.物联网在智慧农业中的应用性研究[J].宝钢技术,2018,11(2):46-47. [3]王金翔,郑笔耕.物联网技术在智慧农业中的应用[J].科技风,2015,27(16):112-113. [4]夏波,刘志琴.浅析物联网在智慧农业的发展[J].通讯世界,2015,34(7):306-307. [5]文黎明,龙亚兰.物联网在农业上的应用[J].现代农业科技,2010,18(15):54. 作者:唐浩强 单位:甘肃省庆阳林业学校
农业机械自动化篇1 1农业机械自动化技术应用现状及意义 农村农业的发展是我国实行新农村建设,促进社会转型,提高农业生产效率的根本保障。农业机械自动化在科技迅猛发展的今天,拥有绝对的可能性和必要性,为了保证农业机械自动化实现与时代的良好接轨,调整农业生产方式,升级农业生产技术设备变得十分迫切。农业的发展对于社会的平稳发展是必不可少的,我国是农业大国,于我国而言,农业生产水平是机械化与信息化发展的最好体现,只有提高农业生产的机械自动化水平,增加智能化、自动化技术设备的应用,才能为农民减轻负担、创造收入,最大限度地为社会创造效益。相比国际先进水平,我国的农业现代化起步晚、程度不高,这归根于农民在农业生产的传统思想没有得到转变,不注重机械化和自动化。传统的小型农场或以家庭为单位的生产模式决定了管理粗放、机械化水平低、劳动强度大的特点,这与中国农业机械自动化技术的蓬勃发展形成反差。推动发展农业机械自动化的应用刻不容缓,为了提高人民的生活水平,满足国家的发展需求,必须向世界先进水平学习,促进农业生产的思想解放和农业科技的发展,从而在竞争激烈的当今社会满足物质层面的需求。 2农业机械自动化发展中存在的问题 我国农业机械技术发展起步晚,各地区水平差距大,应用推广也不是一帆风顺的,尚且存在各种各样的问题与困难。首先,由于受到传统生产模式的影响,农民存在一定程度的思想落后现象,没有体会到提高机械设备自动化的重要性,也就不会主动增加投入去升级设备,也直接造成了农业自动化机械无可用之处的现象。其次,在农业生产现代化进程中,农业机械的研发环境并不适宜,存在资金和技术等方面的困境,这实际上是国家对于农业生产科研的支持力度不够,实验室的配套设备不到位,限制了科研工作的有效进行。此外,自动化技术的应用对科学技术水平有很强的依赖性,农业科技水平很大程度上是综合科技水平的体现,农业机械科技的发展还需要强大的科技水平做支撑。综合来看,我国农业机械制造水平低、设备研发尚处于较低水平、农业机械设备需要的时间精力巨大,都是促进农业机械自动化的重要因素。 3农业机械自动化技术的优化措施 3.1加大计算机技术的应用 农产品的养成和收获因其需要做的工作繁多,需要消耗许多资源和精力。计算机技术是目前新科技研究的重要领域,计算机视觉技术作为一种新的突破,在农业生产领域中取得了良好的效果。借助于定位系统和图像识别技术,在农业生产的各个环节都发挥着重要的作用,减轻了工作量、提高了生产效率。我国尝试计算机技术控制发展尚且受到一定的技术层面和物质层面的限制,但在整体科学技术水平不断发展的大背景下还是有着很可观的发展前景。 3.2提高施肥与灌溉技术自动化 由于我国水资源短缺、水资源分布不均衡的特点,使得农业生产中对水的利用不得不慎重而仔细。促进农业发展既是社会生活的基本要求,也是发展农业必须面临的问题,也是提高灌溉技术自动化的指导思想。又由于灌溉技术在农业生产中的重要作用,因此改革灌溉技术是农业生产自动化的首要任务。依赖灌溉设备的基础,施肥技术面临同样的问题,如何实现肥料的精准投放、减少流失损耗,既是节约资源,也是可持续发展和环境保护的有效途径。 3.3实现农业精准化和信息化 信息化是依赖于大数据和数据分析处理的技术发展趋势,农业生产的信息化对信息采集、信息处理有着很高的要求。保证数据的准确性和全面性,是总结农业生产规律、探索数学模型以指导农业生产的根本保障。而农业生产的精准化是机械自动化农业区别于传统农业的重要特点,农业生产自动化与精准化密不可分。对精准农业的研究包括气象分析、小环境监测等,也同样依赖于科技创新。 4结论 农业作为我国经济建设和发展的基础产业,在国民经济中的重要地位不言而喻,结合时代背景,加大“互联网+”的融合,为农村农业生产开创新局面。提高农业生产的自动化、精准化、信息化,必将促进农业经济的转型,为农业生产的科研工作人员注入新的动力。 作者:付博文 单位:齐齐哈尔工程学院 农业机械自动化篇2 农业机械自动化技术的出现,不仅在改善农业生产技术、减轻农民劳作压力方面展现出重要的作用,更在一定程度上推动了我国农村经济水平的提高。笔者结合自己多年相关工作经验,就农业机械自动化技术要点及优化应用提出建议。 1农业机械自动化技术概述 农业机械自动化技术主要指的是在农业生产中,以机械设备为主体,按照既定的指示完成农业生产活动。现阶段,在我国农业领域,比较常见的农业机械自动化技术有农业自动化控制装置、无人操作装置、农业机器人等。就目前这些农业机械自动化技术在全国农村地区的推广效果看,农民群众对这些技术的认知和了解程度逐步提高,对各类农业机械自动化技术的应用率也在不断提高[1]。 2农业机械自动化技术的特征 1)农业机械自动化技术都是既定的生产技术,其会根据农业生产的需求作出各种指令,具备非常强的机械性,受各方面因素的影响程度较小,在农业生产中的应用范围非常广泛。2)农业机械自动化技术具有非常强的灵活性。农业机械自动化技术的应用范围并不是一成不变的,其会根据不同地域、自然环境、农业种植与收割需求调整农业机械自动化设备的功能。 3农业机械自动化技术要点和优化应用 1)农业机械自动化技术与计算机技术的强强联合与应用。当前应用非常广泛的农业机械自动化技术与计算机技术有非常紧密的联系。其中,最具代表性的便是在农产品质量品鉴中应用到的计算机视觉技术,其能对农产品的质量进行品鉴,对农产品生长过程中所涉及的信息进行收集与分析,对农产品的优化与改善有非常重要的作用。该技术的第一次尝试和应用源自英国,当时英国专门针对此技术研制了采蘑菇机器人,在实践过程中发现,采蘑菇机器人不仅可以借助计算机视觉技术准确定位蘑菇的位置,还可以与其他技术配合,对采集到的蘑菇种类同步进行分类。我国在农业机械自动化技术中尝试应用计算机视觉技术的灵感便源于此。根据笔者的调查和了解,我国对计算机视觉技术与农业机械自动化技术的融合研究还未完全成熟,很多技术还处于研发和尝试阶段,但是,未来这一项技术必然会在农业生产领域发挥非常大的作用[2]。2)农业机械自动化技术实现了农业的精准化作业。农业精准化最大的特征就在于实现了传统农业和农业机械自动化技术的结合,展现了农业生产的高科技化特征。目前,我国在精准农业的研究领域取得了非常多科技成果,比如成功研制了世界上第一台用于观测农业气象的自动化仪器,并被应用到郑州气象站,就当地的农业气象进行实时监测,当地农业部门则根据农业气象观测仪收集和传输的气象资料合理调控实际工作。精准化农业是我国未来农业发展的主流方向,是我国农业产业的重大创新和突破,政府必须进一步加强对农业机械自动化技术的投入力度,加强对科研工作的支持力度,希望未来有越来越多科技成果被应用到农业生产中,早日进入农业智能化时代[3]。3)农业机械自动化技术在农业灌溉领域有非常广泛的应用。我国地域辽阔,水资源丰富,但是地质环境的多样性和庞大的人口数量导致水资源分配不均衡、人均水资源占有量小。我国有很多地区特别是农村地区长期处于水资源短缺的状态,这就在很大程度上限制了当地农业的发展。在农业自动化灌溉技术出现之前,很多农村地区都受到水资源短缺的困扰而无法提高农业生产效率,但是,自农业自动化灌溉技术出现和应用之后,这一问题便得到了很好的解决。农业自动化灌溉技术成功将传感器和电子计算机技术结合,借助传感器和电子计算机技术的配合分析不同农作物在生长过程中对水资源的需求量,进而进行针对性灌溉,这就在很大程度上避免了水资源的浪费,也有效解决了当地水资源短缺的问题[4]。 4结束语 我国是农业大国,农业是我国的基础产业。伴随着农业机械自动化技术的推广和应用,农业经济在国民经济发展中将会占据更加重要的位置。但是,必须正视当前农业机械自动化技术本身存在的一些问题,进一步加强对自动化技术的研发与完善力度,全面推动我国农业机械自动化技术水平的提升。 作者:刘亚朋 单位:河北劳动关系职业学院 农业机械自动化篇3 农业是国民经济重要基础,也是国家财政税收体系的重要构成,并且有效解决了全国14亿人口的吃饭问题,为经济平稳发展创造坚实基础。为促进社会主义新农村建设,加速农村经济发展进程,提升人们的生活质量,就应积极使用现代科技,辅助农业产业发展。机械自动化控制技术的开发及使用,为我国农业产业发展提供了技术支撑,有益于提升农业劳作者劳动力的利用率,获得更高的经济收入,优化社会主义新农村建设效果。 1智能化种植技术 大数据是近些年的新生事物,其有效梳理、整合、归纳及分析数据,协助人们能更直观了解一个事物变化的趋势。把大数据与智慧农业物联网系统有效整合,并与机械化生产有效衔接,能提升农业种植的精细化水平,还能预测农业市场发展趋向,为种植方案的制定提供参照。农业智能化技术主要细化为如下几层[1]:(1)决策层,包括智能手机、笔记本电脑及PC等多种智能化设备,其作用是对农作物进行远程监控;(2)智慧农业互联网信息的采集平台,功能以汇总、梳理及分析传感器采集的信息为主,是智慧农业互联网的核心内容;(3)信息的采集系统,负责上传数据信息;(4)应用层,其由多种传感器构成,例如温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器等,能及时把农作物生长的各种信息传导至决策层,协助专家对作物生长态势有较全面认识,确保作物处理的时效性。农业智能化技术的开发与应用,有效解放了生产力,提升了农作物的成活率。 2自动化控制技术 现阶段,越来越多的农户为获得更大经济效益而开始种植反季节作物,该类作物对生长环境条件提出较严格要求,这就要求农户在开展生产活动中,全面贯彻落实监管工作,此时就需将众多温度、湿度传感器接入到温室大棚内,保证信息采集的整体性,利用专门的计算机设备调控所采集的信息,促进大棚内排风、干燥、加湿等指标的自动化调节过程,进而更好地使大棚内环境条件适用于作物生长。农业机械自动化的使用有效扭转了传统漫灌形式,利用滴灌、喷灌等形式保证农作物生长期间水分能及时、适量供应,能降低水资源的浪费,提高农产品产量,压缩生产成本,促进绿色农业产业发展进程。 3农作物播种收割自动化技术 农作物的播种与收割是农业生产进程中最繁忙环节。若能将自动化技术用于作物播种、收割过程中,则在农业机械设备的协助下,能使农户彻底告别过往肩挑、背扛、手提的传统生产模式。农作物对播种时节提出较严格要求,一旦错过了最佳的播种时机,则很可能会对农作物品质、产量形成较明显的影响,利用现代化机械设备,能顺利达成规模化生产目标。农业自动化机械不仅有播种快速的特征,还能使种子分布均匀性、间隙合理性等得到保障,也有利于光照、土壤、通风等均达到最佳状态[2]。在农作物成熟后,若使用手工进行收割、搬运,将会耗费大量时间、精力与体力。而若能将自动化技术用于农作物收割领域中,打造一体化收割管理模式,在现代化技术支撑下,对农作物进行分类,针对不同作物采用不同类型的收割设备与方式。水稻是我国主要粮食作物之一,采用自动化技术收割水稻过程中,一套功能完善的收割装备不仅能高效的完成水稻收割任务,还能够同时完成分离、清理、打包。可见,在自动化技术的支撑下,能协助农户在短时间内完成水稻收割任务及后续所有的工作事宜,促进我国农业产业规模化生产进程。 4计算机技术 在21世纪,计算机技术高速发展,很多技术陆续被应用到生产实践中。例如,计算机视觉技术,是世界诸多国家积极研发的高新科技。当下,农作物类型繁多,播种较容易实现,但在作物生长速度不一等因素的制约下,很难达到统一收割。而使用计算机视觉技术,则能协助农户对作物生长状态及时分类与采摘,同时将其生长信息提供给管理人员,为农田所有作物维护与管理工作高效开展奠定基础。从某种程度上分析,农业机械自动化技术是发展现代化农业的重要基础。在社会快速发展、人们物质生活质量持续提升的大背景下,传统农业生产模式已难以迎合人们的现实生活需求。拓展自动化技术的研究深度、加大创新力度,积极尝试使用农业机械自动化技术,打破传统落后的农业生产格局,提升农户科学文化素养,促进农业现代化、规模化生产进程,为社会主义新农村建设目标的实现增添羽翼。 参考文献: [1]李佳立.船舶辅助机械自动化控制中PLC技术的应用分析[J].舰船科学技术,2019,41(16):214-216. [2]于航.农业机械电气中的PLC自动化控制技术应用[J].广西农业机械化,2019,14(3):15-16. 作者:颜廷婷 颜成英 单位:临沂市兰山区方城镇人民政府费县 农业机械发展促进中心
电力自动化通信技术中的信息安全分析:综述电力自动化中的无线通信技术及其应用 摘要:笔者结合实际工作,对电力系统自动化无线通信网络及其应用进行了详细分析。 关键词:电力系统自动化;无线通信网络 传输 混合式网络 1.无线通信的应用 目前有数种用于电力系统自动化的无线通信技术,按照传输距离大致可以分为以下四种,即基于IEEE802.15的无线个域网(WPAN)、基于IEEE802.11的无线局域网(WLAN)、基于IEEE802.16的无线城域网(WMAN)及基于IEEE802.20的无线广域网(WWAN)。 与传统有线通信网络相比,无线通信技术使远程监控变电站具有潜在优势,例如:节省架设电缆的费用以及通信基础设施的快速安装。但无线通信对电磁干扰(EMI)更敏感,通常对带宽容量和通信设备之间的最大距离有限制。此外,由于无线通信中的无线电波在空中传播,能发生窃听,这对通信安全是一个威胁。电力公司使用无线通信有两种选择:①利用现有的公共网络通信基础设施,例如公共蜂窝网络,②架设专用无线网络。 专用无线网络可使电力公司对其通信网络拥有更多的控制权。但是,专用无线网络需要大量的安装投资及维护费用。在电力自动化中,无线通信技术已经有所应用。最近,数字蜂窝网络的短信服务(SMS)功能已经应用于变电站的远程控制和监视。蜂窝网络的控制信道还应用于某些基于警报的变电站监视情形。然而,这种通信技术只适合于发送小量数据的应用,因此不能提供变电站实时监控应用所需的严格的服务质量(QoS)。 随着近期无线通信及数字电子技术的进步,混合式网络体系结构激活了可供选择的其它可升级的无线通信系统,能够提供自动化应用要求的严格的服务质量(QoS)。这些最新无线技术有:无线传感器网络、WiMAX网络和无线网状网络。 2.用于电力自动化的无线传感器网络 2.1.无线自动仪表读取(WAMR) WAMR系统为电力行业提供了多项优势,包括不再需要人工抄表员而降低了电力公司的运营成本,还有基于顾客的实时能量消耗的实时计价模式。WAMR系统的实时计价功能对顾客也很有益。电力公司的实时计价模式要求电力公司和顾客的仪表设备之间有可依赖的双向通信,而WSN技术通过提供低成本低功率的无线通信有效的解决了这个要求。电力控制中心通过多跳式无线通信收集来自仪表的传感数据,这种监控系统为电力公司提供了灵活性。总之,WAMR系统能够为电力系统提供下列功能:①自动仪表读取功能:WSN可以实时自动测量顾客的能量消耗。自动仪表测量还可以分为:个体仪表测量、群体仪表测量和全球仪表测量。在此,我们的目标是为电力行业提供具有各种实时监控选项的灵活管理策略。②遥测功能:电力控制中心可从智能传感器节点获取实时数据,控制位于配电网选定点上的某些元件,例如,控制开关的状态。因而,配电传感自动化能够通过减少故障和修复时间增强电力行业的服务。③动态配置功能:在电力自动化应用中,即使网络线路出现故障时也要保证测量的可靠性。因而,为了满足应用的可靠性要求,动态地调整网络配置就显得极其重要,例如:动态的路由选择。在这方面,WSN的自我配置能力能够使网络动态的重新配置。④状态监控功能:监控仪表设备的状态是WAMR系统的另一个功能,此功能嵌入在智能传感器内。这一功能对于准确及时地确定网络中传感器节点故障会很有帮助。另外,状态监控功能还可以应用于修改仪表设备的情形。例如,如果某人试图破坏仪表设备,系统能够自动通知公安局。这缩减了派出维修人员修理被破坏仪表设备的大量费用。 可以预见,随着WAMR技术的不断进步,这种系统不会再那么昂贵,并且会更加可靠。随着低成本低功率无线传感器的发明,无线RF通信是收集电力仪表数据最为节省成本的方式。 2.2.电力系统监控 设备故障、电击、意外事故和自然灾害等均会引起电力干扰和断电,经常导致服务长期中断。因此,电力系统应进行适当控制和监视,以便及时采取必要的预防措施。在这方面,WSN能够为电力系统提供一种低成本的可靠的监视系统。用无线传感器节点建设的有效监视系统能够减少配电网故障检测及恢复电力供应的时间。另外,电力服务的连续性在当今竞争激烈的电力市场中从顾客满意度角度来看也是至关重要的。为评定电力系统的性能,用WSN技术可获得几项质量服务(QoS)指数。例如,可以计算出服务中断的平均持续时间和平均维修时间。 2.3.无线传感器网络设计两个重要的考虑 2.3.1.网络拓扑结构和体系结构要求 传感器网络的拓扑结构在网络使用寿命、路由算法、传感器节点的通信范围等几个方面具有重要含义。网络体系结构要求包括网络的物理和逻辑组织以及传感器节点的密度。通常,传感器网络的目标就是有效的覆盖配置区域。网络的逻辑和等级组织还影响能量消耗及通信协议的选择。另外,根据拓扑结构的要求,传感器网络可以是分布式组织或者群集式组织。电力系统网络拓扑结构和体系结构要求回答下列问题来确定: 1)何种网络拓扑结构最适合这种应用?(是一对一、一对多、多对一还是多对多?) 2)监控网络如何工作?(是主辅式、点对点、点对多点还是对等式?) 3)覆盖区域内最恶劣的环境条件是什么? 4)电力系统当前和以后有多少变电站要监控? 5)是否存在已知的物理障碍物、电力线或大型感应电动机的RF干扰等潜在干扰问题? 2.3.2.应用要求 通过无线传感器网络传播的必需信息应予以分类和量化。通过对电力系统自动化应用进行综合分析来实现这些要求。下列问题可帮助电力公司确定这些要求: 1)应用的服务质量要求是什么?(要求实时监视还是容忍延迟监视?) 2)系统连续查询信息(定期监视)还是根据异常查询(基于事件的监视)? 3)传感器数据的类型是什么?即:影像、声音、数据? 电力自动化系统应综合确定网络拓扑结构、体系结构和应用要求,以建立最适合应用的无线传感器网络。全面考虑各种选择条件以及是否适合电力公司的应用对于成功实施至关重要。 3.用于电力自动化的WiMAX网络和无线网状网络(WMN) 3.1.WiMAX和无线网状网络的混合式网络体系结构的优势 3.1.1.增加可靠性 在无线网状区域中,无线中枢在无线连接的发送者和接收者之间提供了冗余路径。这就排除了网络区域内的单点故障和可能存在的瓶颈链接,显著增加了通信可靠性。由于存在多重可能的可选路由,还可以保证网络抗潜在问题的健壮性,例如:因RF干扰或障碍而产生的节点故障、路径故障。因此,利用WMN技术,即使在出现网络元件故障或网络拥堵的情况下,电力公司的网络也可长期可靠地运行。 3.1.2.安装成本低 由于网状网络只要求线路上的几个点连接至有线网络,因此建设无线网状网络可以降低基础设施成本,并且能够以合理费用对网络进行改造,这一点在现今电力公司竞争激烈的环境下尤其重要。 3.1.3.较大的覆盖区域 目前,无线局域网(WLAN)的数据速率通过应用极具效率的调制配置有所增加,例如:802.11a和802.11g为54Mbps。虽然WLAN的数据速率增加了,对于具体的传输功率,当来自存取点的终端用户更多时,WLAN的覆盖范围和连通性都有所下降。然而,WiMAX技术可使局域控制中心与远程控制中心之间进行远距离通信的性能却不会降低。因此,混合式网络中的WiMAX骨干网可以实现自动化应用所要求的高速远距离通信。 3.1.4.自动网络连通 在该混合式网络体系结构中,无线网状区域可以动态地自我组织和自我配置。换言之,网状网络中的节点自动建立并保持网络连通,这可为电力公司提供无缝多跳式互联服务。例如,当新节点加入到网络中时,这些节点利用其网状功能自动发现所有可能的路由器并决定到达控制中心的最佳路径。此外,鉴于新的可用路由,现有网状路由器可重新组织网络,从而能够轻松扩展网络。无线网状网络的自我配置特点对于电力系统自动化至关紧要,因为它使电力公司能够应付由顾客需求量推动的新的连通要求。 3.2.WiMAX和无线网状网络的混合式体系结构的设计关键 3.2.1.恶劣的监视环境 在变电站,由于障碍及电力线和RF干扰引起的极其嘈杂的环境,无线链接表现出极为不同的时间和空间特点。为改进网络容量,限制无线电干扰,开发通信协议时应使用先进的无线电技术,例如多输入多输出(MIMO)技术、多重无线电界面和智能天线。 3.2.2.WiMAX塔台的最佳放置 在提出的混合式体系结构中,在符合时间临界监视数据的截止期限的同时,设计一种有效的低成本的网络基础设施很重要。因此,配有昂贵的RF硬件的WiMAX塔台,应置于配置区域的最佳位置,以便既降低基础设施成本又满足服务质量要求。 3.2.3.灵活性支持 需要使用低反应时间切换管理算法来支持移动设施控制器的通信服务。这样必要时,例如发生警报时,移动设施管理器还可以本地监视系统。 3.2.4.集成不同种类网络 现有网络技术与不同无线网络集成的能力有限。因此,为增强混合式网络体系结构的性能,应改进多重无线界面的集成能力以及网络路由器的相应网关/桥接器功能。 3.2.5.升级性 在如今竞争性的动态市场环境下,电力公司可能很快会配置新变电站、提供更大的服务请求。因此,设计的混合式网络体系结构应能够很好地升级,以适应由顾客需求量推动的新通信要求。 3.2.6.协调的资源管理 为对无线信道特点、争用和通信量模式的系统变化作出有效反应,需要分布式和协作式网络资源管理。这样,才可以实现全系统的良好性和网络的自我配置。 3.2.7.安全性 网络中的阻断服务攻击可能会对配置的混合式网络的运行造成严重损害。使用有效的加密术和密码系统,可以解决安全性问题。为解决所有这些现有的混合式网络体系结构的问题,从物理层到应用层的协议栈需要改进或重新创建。在这方面,需要一个跨层设计来共同优化主要网络功能以及设计适合无线信道动态特点的通信协议集。这样,混合式网络体系结构才能够快速确定服务中断,及时恢复电力公司的服务。 4.结语 本文的目的在于更好的理解能够提供适应不同种类电力系统自动化应用要求的混合式网络体系结构,为打算利用新的自动化通信技术的电力公司展示一个结构化框架,从而更加有效地做出决策。 电力自动化通信技术中的信息安全分析:探究电力自动化通信技术中的信息安全问题 【摘要】随着我国电力建设的不断改革与深化,电力行业引进了诸多先进的技术及设备,在一定程度上促进了电力企业的发展,但同时也伴随着挑战。就我国电力自动化通信技术而言,其内部就存在诸多的安全隐患,本文主要针对电力自动化通信技术中的信息安全问题进行了深刻探讨,重点分析了电力自动化通信系统中的安全漏洞,并提出了切实可行的对策。 【关键词】电力自动化通信技术;信息安全;安全隐患;对策 目前,我国电力自动化通信系统中的信息存在一定的安全漏洞,严重威胁了通信系统信息的安全性,面对这一现状,找出其问题所在,及时采取行之有效的措施加以解决势在必行,它是保证电力自动化通信系统中信息安全的重要手段。 1 电力通信系统安全防护体系 电力通信系统安全防护体系是在电力通信中常出现一些故障等安全隐患的情况下应运而生的,对于电力通信系统而言,其主要作用是预防和处理电力通信系统中存在的安全漏洞。该防护体系改善了电力通信系统管理中的不合理因素,利用其内部的防护技术对电力通信系统中的信心安全进行科学有效的管理。然而其具体所要保护的对象与传统的信心安全工程防护体系存在本质上的区别,电力通信系统安全防护体系,更侧重于管理其内部的相关技术及机制,而传统的信息安全防护体系则主要是对管理设备进行安全防护,从管理侧重点来看,现代信息安全防护体系管理中的特点,现代化的电力通信系统安全防护体系融入了一系列的管理策略及管理理念,降低了其对通信设备的依赖性,使电力通信系统更加科学合理的运行。 2 电力自动化通信系统中存在的安全隐患 电力自动化通信技术在电力企业已经广泛推广开来,它给电力企业带来了一定的发展机遇,但同时也面临着诸多挑战,电力自动化通信技术中的信息安全存在一定的安全漏洞影响了电力通信系统的正常运行,以下是笔者总结的关于电力自动化通信系统中存在的主要安全隐患。 2.1 电力通信系统中心站的安全隐患 中心站是电力通信系统运行的重要组成部分,它是一个集合电力通信系统内部各子站数据的节点,同时也是通信应用系统与外部进行数据收发连接等操作的一个接口,它存在很大的安全隐患,因为一旦有入侵者攻击该节点或者是接口,那么整个通信系统的操作数据就会呈现在入侵者面前,从而无法保证通信系统内部的信息安全。不仅如此,若中心站出现问题,那么通信系统的其他子系统虽然可以正常运行,但是整个电力通信系统却无法正常运行,它们之间属于一种互为连带的关系。中心站是电力通信系统的关键与核心,它的运行安全直接关系着整个通信自动化系统运行的稳定性与安全性。 2.2 电力通信系统无线终端的安全隐患 无线终端是电力通信系统中最基本的构造,它是利用通信系统的子站与中心站之间的相互配合进行通信的,电力通信系统内部有若干条无线终端,然而数据越多,越容易影响电力通信系统的运行,其在运行中也有一些潜在的安全隐患。就电力通信系统中的应用系统来讲,保护系统中的信息安全与该系统的业务其地位是相同的,要提高保护系统中信息的安全性,就要确保电力通信系统的安全访问,要让信息具备一定的识别性,对于应该看到信息的人可以让其随意查看信息,而对于有非法意图者则应该及时拦截,阻止其查看信息,以此来提高电力通信系统的安全性。 3 电力通信系统中保护信息安全的常用方法 电力通信自动化系统运行常出现一些安全漏洞,对于该问题电力企业常用的解决方法就是运用算法加密技术,对通信过程中的发送方要发出的信号进行加密,将其内部数据全部转化成不可识别的密文,当接收方收到文件后运用与之相对应的解密算法将其转化为可识别的明文,如今在电力通信系统中运用的算法加密技术包含两种加密方式,以下是对这两种加密方式的介绍: 3.1 数据加密标准算法 数据加密标准算法简称DES算法,该算法其明文分组长是64bit,密匙长是56bit,该加密方式对明文的处理首先需要一个初始置换IP,利用IP将64bit数据进行重新分组,然后将具有相同功能的数据进行16轮转换,当然每轮在置换或者代换过程中都需要进行精确的计算,当16轮转换后将其输出的数据进行左右分割,并交换次序。其次,当通信系统中的数据调换顺序后在利用一个逆初始置换IP-1,这样就得到了64bit密文,对电力通信系统中的信息就可以进行加密操作了。 3.2 公开密匙算法 公开密匙加算法属于一种非对称性密匙算法,其中包含了两种密匙,一种是公共密匙,另一种则是专用密匙,两者之间有着密不可分的关系,它们之间相互配合才能保证电力通信系统中信息的安全性。电力通信用户要保障信息及专用密匙的安全,就要将公共密匙出去,并且公共密匙只能用专用密匙来解密,具有唯一性。公开密匙算法与数据加密标准算法的最大不同点就是公开密匙算法不需要连接密匙服务器,操作较为简单,简化了密匙管理。 总而言之,两种加密方法存在本质上的区别,在电力通信系统中应选择与实际情况相符的加密方式,从而确保通信自动化系统中信息的安全性。 4 加强电力自动化通信技术中信息安全的对策 4.1 采用先进的防火墙技术 防火墙技术主要是针对中心站所存在的安全隐患设立的,它能够作为不同网络及网络安全域之间的信息出入口,从而全面控制信息的流入与输出,其本身具有较强的功能性及抗攻击性,它主要为电力通信系统中的信息提供安全保障。防火墙中一般包含三种设备,分别是分离器、限制器及分析器,在电力自动化系统中运用防火墙技术能够有效监控电力通信系统的整体运行状况,从而确保电力通信系统的安全运行。在通信系统中设置防火墙,可以实现四个目的,第一,阻止无关人员进行通信系统内部网络,它能够自动阻止非法用户,剔除运行中的不安全服务;第二,它能够防御入侵者侵犯通信系统中的防御设备,具有一定的防御功能;第三,对于一些特殊站点,它能够自动化的限定通信用户的访问,避免非法入侵的现象;第四,其具有一定的监控功能,能够全面监控通信系统运行状况。 4.2 对无线通信终端进行多层次加密 通信网络系统加密一般分为链路加密、端端加密及混合加密三种方式,链路加密是指通过对网络中两相邻点之间的数据进行加密,任意节点与其相邻节点需要具备相同的密码机及密码,端端加密则是通过通信用户双方认同后进行数据加密,混合加密则是将以上两种加密方式结合在一起,实现多层次加密,从而加大对电力通信系统中信息的保护力度。 由于不通电力企业其内部的自动化系统也有所不同,因此在选择加密方式时,要充分考虑通信系统的实际状况,选择合理的加密方式,从而为电力通信系统中的信息提供安全保障。 5 总结 电力通信自动化系统中的信息安全是电力企业尤为关注的问题,它直接关系着整个电力通信自动化系统运行的安全性与稳定性。中心站是通信系统的重要环节,对其内部的信息安全要重点把握,要保证通信系统中的信息安全需要选择适合的加密方式,将其应用到系统中从而提高电力通信自动化系统中的信息安全性。 电力自动化通信技术中的信息安全分析:对电力自动化系统与通信技术的探讨研究 【摘 要】本文简单的阐述了电力自动化系统特点以及对其发展趋势进行了探究 【关键词】电力 自动化 通信技术 1. 电力自动化系统里具备的功能 电力自动化系统的主要功能有:收集重要的数据、对信息的整理和对相关的人员进行培训等。其系统能够较完美的对权限进行管理。而且能准确快速的对自身问题做出反应和及时解决,在其过程中对别的节点不会造成任何不良的影响。相对一些重点运用的是双机热备用,这样就能使系统更加的稳定可靠。且他们的服务器在工作里就能相互帮助,及其中一台出现问题另一台就会自动接收它的数据,这样就可以保证系统的有序运行。 2. 电力自动化系统的特征 2.1 具有开放性 供电公司在其系统调度过程中能遵守其该有的标准。做到系统内部自动升级,并且很开放,可以支持第三方开发,也可以与别的厂家的系统进行对接。由于很多厂家都用同类的标准,所以供电公司能获得比较广泛空间来配置系统,这样就可以达到各种各样的要求。能够跨平台充分表现其具有开放性。 2.2 系统具有可扩展性 这种扩展性让一些用户在选择过程中,按“自己的发展,分步骤落实”的方法来分期进行,这可以免除资金的一次性投入太大。系统的层次分明,逐步分级等设计理念让扩展成为现实。其他的软件软件模块等也都可以很方便的扩充,就象是搭积木一样。 2.3 拥有先进的系统平台 不仅丰富了系统服务定义的内涵,且为内部不断扩大的各部门系统网的 Intranet 及与外层 Internet 的自适应网络互联引入隐含的效能,让客户可以比较灵活对应用进行拓广,且能自主与系统及通信进行对接。因此,供电公司调度自动化系统采用持续开放的通用网络平台,即 SuperOpen 平台的设计,运用 lient/Server 结构,强调中问件设计模式,根据这个多建成的中性平台只能对中性数据进行服务,却不必要对数据应用进行思考。 平台能把上面的应用与底层的支撑间隔开来,给系统的平稳高效运行提供可靠保障和奠定坚实基础,它为整个区域的电力予以能够共用的功能协助。 2.4 拥有较强 WEB浏览能力 供电公司的自动化调度平台能给大功能的 WEB 的浏览能力提供支持。运用三层的设计理念,并利用 WEB的服务器,能够做到多个客户对动态及静态数据、各种图形、不同的线形及报表等进行查询。 3. 电力自动化的未来的形势 3.1 建成过得硬的数字化功能 信息化正在被不断的渗透和普遍化,更多的人和企业开始注重电站或电网在数字化方面的开放与投入。而数字化有包含信、通信、决策和管理四个方面:①电网信息,电网的时空特征是比较强的,这就要求要对各种各样的变化的信息进行监控和收集。信息的数字化就是要实现共享和数据整合,这大部分都是在数字化较强的变电站才得以实现。②对通讯的控制上,这主要就是运用于数字化变电站和主站或者集控中心间的通讯。流畅、迅速、妥当的网络氛围与及时、精确的信息运用是实现数字化的电网控制思考作出反应的先决条件。③决策,让电网能够拥有稳定、实惠、安全、高质运转是电网实现数字化的最基本目标,这就要求我们一定要拥有比较强大的分析及作出决策能力,只有这样才能达到既定的目标。④管理:这就包含对设备的生产及使用等很多的基本数据等各类应用系统的建造,并且要达到由电网勘查、筹划、设计、管理、使用、保护等所有的环节的信息化。数字化的目标是利用电网运行数据采集、处理、通信和信息综合利用的框架建立分区、分层和分类的数字化。最终实现系统性的管理并使管理全面达到数字化。 3.2 市场化前景广阔 电力市场化改革也给电力系统运行和控制带来一连串的新问题。因此,我们要将来的自动化系统与自身的市场的运行体系更好的进行结合,在过去的 EMS与 WAMS 中加入更多的市场因素,这其中包含对目前市场下的电网安全分析的理论研究,及对过往的EMS的分析能力进行深入的研究。当然也还存在很多的约束发展的因素,如:电网的运载容量不断的增加接近了其极限;很多电网在运行还在保密中,他们的一些数据及信息采集不够;电网的堵塞情况不断加剧;市场的不恰当运行使系统性能下降等等。 3.3 系统调度的智能化功能不断强大 调度的智能化它的最大目标就是要建成一个以广泛的同时的信息为基础的网络维护与能够在紧急时进行一体化控制的新理论与技术,对系统的元件景象保护及监控、对各地区的稳定进行监理的系统、发现危急情况的控制系统等拥有多层防御能力的复合的多功能体系。通过智能进行调度是将来电网不断进行的必由之路。 3.4 目前电力系统常采用的集中通信方式 通信系统自出现就英语电力系统如影随形,下面我简单说一下电力系统的集中通信方式: (1)以电线为载体的通信:这种方式的最大好处就在于不需要另外的通通信的线路,这样可以节省成本,目前运用最为广泛。在一些地形比较复杂的边远地区,无线通信方式没有办法实现的时候,就多会选择这种方式。不过它的缺点也是非常大的:①不怎么可靠,一旦电网出现问题,通信立即就会失去信号,而这时可能恰恰有最需要通话;②它的通信容量太小;③这种方式的语言效果较差,数据的传送速度也不高,没办法进行图片的输送,并且在这种方式还需要有音频电缆的协助才能最终实现通信功能,也因此它正在慢慢的被替代。 (2)常用的微波通信:它的优点有:输送的容量比较大,质量也比较优秀,有较为灵活的配置,现在 220KV以上的变电站大多使用这种。这种方式曾经风靡一时,它一般都是采用一个子站对应 8 条话路或者是一个 1 对 10 的设备,它的成本是 200 万这样,这还不连铁塔与机房的消费。这种方式语音的传送,而数据的输送就比较差了;而且它对周围的环境有较高的要求,如果有山或者高大的建筑就会信号中断;还有一笔费用也的考虑,就是这种通信网的建立必须要现场考察然后在找设计院设计,而设计院要不菲的一笔设计费,这些预算时都的考虑。 (3)光纤通信:这种最大的特征就是容量很大,速度很快,而且在一根光纤里能够同时传输几百乃至上千路电话,也可以传送图片,并且还有较强的抗电磁干扰性能,可以高品质通信。但是它的投入太大,特别是远距离的施工,并且它要收而且通信质地形影响。所以这种主要适合在干线通信或者对容量要求大的地方。 (4)有线音频电缆通信:这是用模拟方式的有线通信,在数据传送时要加调制解调器,比较适合近距离。但是它的抗干扰能力特别的差,容易被雷击,用于远距离时就要很粗的电缆,所以它只能局部运用。 (5)特高频无线通信:这主要运用于农网系统,它能远距离传输,用起来也很方便,而且造价不高。确定就是抗干扰差,信号不稳,传输速度慢。以上的通讯方式都与电力系统息息相关,在选择时要认真的思考,慎重的决定。 4.结论 现代的通信技术与电力自动化的系统是息息相关、密不可分的。我们要在平时的工作中主动把它们联系起来进行学习,只要我们能够把握更新更先进的知识,我们一定能够把握通信技术及电力系统发展的方向。 电力自动化通信技术中的信息安全分析:探讨现代电话通信技术在电力自动化中的应用 【摘要】文章主要分析固定电话的短信、振铃、短信号码过滤和移动电话的通信技术在电力自动化中的远程运用,一般所指自动化远程诊断、主要功能、远程模式、遥控中的设计思想方面的特征,描述电话在电力自动化中的积极效果。 【关键词】通信技术;远程应用;电力自动化 电网系统与电力调度自动化的运行,要求在电力系统出现问题的时候,第一时间做出反应,在最短时间之内做出处理。现代电话通信技术在电力自动化的运用中便成了一种不可或缺的手段,因为它本身的稳定、安全、准确、迅速特性使得它在电力自动化中的应用,目前它也是目前电力自动化在生产运行中实行远程监督与维护的理想手段。 一、电话技术的作用 现在的电网发展中,很多变电站出现无人值班现象[1],其中调度工作起着很大起的作用。变电站的自动化设备是需要不断地工作的,但是会出现一些原因,导致自动化设备的数据出现中断,这样就严重影响了调度员调度以及集控站值班员的操作与观察。日常问题的出现,需要及时的自动化维修,这样的话就需要抢修人员亲临现场进行抢修工作,一系列的检修、诊断、障碍处理,处理这些问题需要花费往返的人力精力和财力,如果在传输过程中又出现问题,就又要维修人员再次返回现场,浪费时间、浪费人力资源,处理一旦不及时,就会使得电力系统的工作效率低下。有关故障处理统计数据表明,电力自动化设备发生死机的现象频率很高,这使得维修人员必须亲临现场对设备进行重启,使之再投入工作。现在,电力自动化系统的远程诊断方式有两种:第一,利用自动化系统的网络进行自身诊断,达到远程的测试和诊断目的,如果遇上电力系统瘫痪死机,就无法使远程的维护功能得到有效运用;第二,使用公用或者专用的通信网络通道来达到诊断的效果,这样就需要组建主分站测试诊断装备,这导致系统投资大、维护量大的负面影响出现。因此,必须寻找一种简易稳定的远程维护系统,从而达到远程的操作。 二、最便捷、少投资的电话遥控成本 我国的电话运用较为普遍,各种系统的相互配合也比较常见,例如电话预定、电话充值、电弧购物、电话通讯远程遥控系统[2]。电话远程遥控也已广泛运用在各个行业当中,比如汽车短信报警、电器遥控等等,虽说如此,目前还是有一定的距离,它没有完全发挥电话远程控制的潜力。电话远程控制在电力系统中的运用仅仅是一个尝试,不过可以借鉴其他先进经验,再针对性上具有较大的突破,比如来电显示、DTMF拨号编码技术、短信技术、单片机的智能控制技术方面,可以利用编码控制原理和信息传送技术让远程控制装置实现智能化和互动化。毫无地域限制的无限短信通信不仅灵活方便,并且比较廉价。运用短信来报警、远程控制工业是个很不错的途径,所以也可以尝试运用到电力自动化中的远程维护上。 三、基础技术的运用 在电力自动化过程中,电话控制模块采用来电显示、短信、DTMF拨号编码、单片机智能控制等技术的运用,合理地利用各种网络途径,实现远程信息互动、远程控制、远程诊断。远程电话的控制核心模式是双音多频解码和单片机。配合遥控驱动部件、手机电路、状态接口采集,使得在不同的场合下运用手机、电话进行远程的电站自动化设备的诊断和复位等,并实现多路的智能控制途径。 电话远程控制的安全防范主要是使用电话号码过滤器,预先在远程电话控制系统中设置几部电话和手机为有权用户,使它具有一定的“身份”功能。实现访问与控制的安全,拦截陌生号码。此外,在模式中设立指令内容,实现短信过滤功能,如果接收到的指令不同于预设的指令,那么就难以驱动系统,这样就可以防止错误发生。 四、电话通信遥控功能实现 电力系统的电话控制模块,符合实际需求和电网自动化的特点,其功效如下: 1.主机控制机能:电力远程控制系统的主站给远端的控制模块发送指令,对一些开关的状态测试和查询、通道的诊断以及开关机。电力远程控制系统的控制模块分为主机和分站的维修人员[3]。 2.短信控制功能:在系统中,有权人员才可以通过手机发送短信给远端,他们可以进行一些控制方面的查询、环道的诊断、开关机等等。这种模块就是利用信息进行沟通过信息。 3.电话控制功能:具有一定的“身份”的用户,运用拨号或者是振铃对远端进行开关机控制以及诊断等。 4.安全功能:对一些非“身份”的用户具有拦截功能,就防止了其他信息的干扰。 五、结语 自动化远程设备的电话通讯控制,符合电网调度的自动化安全需求和电力系统的供电保障,属于一种自动化设备维护及智能处理的简易辅助手段,对电力企业的设备自动化管理的维护起到推动作用。节省资源、安全可靠便捷的特点,使得电力自动化系统能够更快捷、准确地使故障得到顺利解决。
0前言 在煤矿的生产开采过程中,有效并且科学合理的应用机电设备以及相关的机电技术能够很好地提升煤矿生产的工作效率,能够在很大程度上解放劳动力。随着我国科学技术在煤矿行业的不断应用和渗入,我国的煤矿行业在机电技术方面有了非常大的发展。目前我国在煤矿机电技术的应用过程中,主要有3种应用技术,首先是煤矿电力电子机电技术;其次是煤矿设备监测机电技术,最后是煤矿机器人机电技术。目前我国很多的煤矿在生产过程中都在应用这3种机电技术,效果也较为明显。但是相较于世界范围内的先进水平还有一定的差距,还需要进行相应的完善和创新,因此在我国的煤矿生产过程中要重视机电技术的发展,促进我国机电技术在煤矿生产中的应用,要在大功率,安全性能高以及大容量方面进行进一步的创新和发展。 1在我国煤矿机电技术中电力电子相关技术应用和发展 目前,随着我国对于煤炭资源需求量的不断提升,我国的煤炭产量也需要不断地提升,因此在我国的煤矿生产过程中,对于生产效率是要有充足的保障的。为了满足生产效率不断提升的要求,我国的煤矿在生产过程中应用的机电设备向着功率大以及外形大的方向发展,这样的改变就对我国煤矿机电技术中的电子技术提出了更高标准。特别是随着我国电子技术以及相关的半导体技术的不断发展和应用。目前我国的电力电子技术得到了非常大的发展,在煤矿生产中也得到了非常广泛的应用。与最初煤矿生产中应用的电子部件相比,目前我国煤矿生产过程中应用的电子部件在质量上以及性能上都有了非常大的提升和改进。我国煤矿机电设备在20世纪50年代应用的是SCR机电技术;在20世纪80年代应用的是MOSFET,目前我国煤矿机电设备应用的相关电子技术已经是较为成熟的第三代电子技术SIT以及IGBT。第三代煤矿机电技术能够有效地将煤矿生产过程中应用的大功率机电设备,大电流机电设备有效地进行集成化处理,能够通过相关的处理形成一种智能控制设备功率的电子集成模块。在煤矿生产的过程中,使用的机电设备最主要的部件就是电动机。目前较为常用的电动机形式为交流型的电动机,在控制电动机的过程中,我们通常采用变频器进行相关的控制,在变频器中,主要的元器件在回路以及磁场回路应用中,都采用电子元器件,这样能够有效地实现变频以及整流的效果。电子元器件的应用能够减少电刷的使用,这样就会进一步的提升电机的容量,有助于机电设备的正常启动。除了上述的电动机之外,传送机以及水泵等设备在进行速度控制以及启动控制的过程中应用最多的也是电子技术,这样应用最大的效果就是能够让设备有较高的调速性能,让设备在运行的过程中更加的稳定和安全。例如目前应用较为普遍的磁阻开关电机由于其优越的性能得到了广泛的认同,其工作原理就是电力电子技术的应用。 2在我国煤矿机电技术中煤矿设备监测技术的应用和发展 为了有效地保障煤矿生产过程中的安全,我们要采取相应的措施来进行机电设备的运行监测。因此在我国的煤矿机电技术中,煤矿设备的监测技术就显得较为重要和实用。通常情况下,我们在进行煤矿设备监测系统应用的过程中,主要的监测设备有煤矿通风机、水泵、矿井提升机以及空气压缩机等煤矿生产过程中较为重要并且常见的机电设备。在煤矿机电设备监测系统的应用中,主要的结构为网络分层主体结构。监测系统最底层的结构为传感器结构层。传感器能够通过机电设备运行的实际情况进行运行数据的实时传输。在进行数据收集的过程中,传感器采用的是实时收集,将收集到的运行数据通过电缆等媒介传输到煤矿监测系统分站。每一个监测系统的分站都会配置安全的电源,这样就能够通过相关的监测显示器进行数据的实时显示和监控。当监控过程中出现运行故障的时候,会自动发出报警信号。在煤矿机电设备监控系统中,主要的部件有6个,第一是监控系统核心处理器,第二是监控系统数据采集;第三是监控系统的通信模块,第四是监控系统的显示模块,第五是监控系统的键盘模块,第六是监控系统的报警模块。在煤矿生产的过程中每一个小型的监控中心最主要的作用就是要把传感器中的实际信号有效地传输到数据处理终端进行数据处理,处理后的数据能够通过显示模块进行实时反馈。在机电设备监控系统中,报警模块是必不可少的一个部件,报警模块承担着设备报警的功能。当设备运行出现故障的时候,能够及时地进行错误信号的报警,保障设备运行的安全。 3在我国煤矿机电技术中机器人技术的应用和发展 在煤矿生产的过程中,大多数的煤矿都存在生产环境较为恶劣的问题,同时生产过程中的高风险性也是我们在生产过程中需要注意和改进的地方。因此,很多的煤矿在生产的过程中利用机器人来代替现场施工人员进行工作,这样就能够最大限度地降低煤矿生产过程中对于工作人员的危害性。同时在地下煤矿生产的过程中由于其潮湿、充满有毒气体以及粉尘的工作环境,工作人员容易在长时间并且高强度的工作过程中产生较为严重的身体不适问题,这样对于工作人员的人身健康以及生活质量也是有非常大的影响,严重的情况下会对工作人员的生命造成威胁。因此在我国煤矿生产的过程中采用机器人来代替人工是一项非常有效的措施,对煤矿生产的发展有非常重要的指导意义。目前我国煤矿生产过程中应用的机器人主要有4种,首先是凿岩机器人,其次是采煤机器人,再次是支护机器人,最后是装载机器人。在这4种机器人应用的过程中,主要的组成部分基本类似,包括控制机构系统、操纵机构系统以及驱动机构系统。根据目前的发展研究方向,我国煤矿生产过程汇总的救灾机器人已经在进行研制和开发,未来有可能取代人的力量来进行煤矿生产安全事故的救援工作。 4我国煤矿机电技术的主要发展趋势 目前,煤矿机电技术正向着大容量、大功率、智能化和网络化的方向发展。我国煤矿机电技术虽然得到了一定的发展,但是,与世界先进水平仍然存在着较大的差距,未来煤矿机电技术将会有以下特点: (1)通信功能加强,未来更加注重设备的网络化和智能化,因此,通信功能必然会广泛应用于未来煤矿机电技术。 (2)传感器的数字化、集成化、智能化和多维化,使矿用传感器在井下恶劣的环境下也能准确测量被测信号,并具有自校正、自诊断、状态识别和自我调节等功能。 (3)新技术将更加广泛地应用于煤矿机电设备当中,例如光纤、红外线、雷达等用于煤矿机电一体化的产品,这些新技术将更加适应于井下环境。 5结语 根据上文的阐述,我国的机电技术在我国的煤矿生产过程中有着非常广泛的应用,同时也取得了较为可喜的效果,但是在应用的过程中还是存在一定的不足,需要我们在煤矿生产机电技术应用的过程中,给予必要的分析和创新,最大程度上提升我国煤矿生产的工作效率以及生产安全性。
机电一体化论文:模具中采用机电一体化综述 由于旋盖的螺纹长度较长和螺纹成型后脱模力较大,与常规的脱模机构不同,图4模具采用电机驱动链轮使螺纹型芯旋转的方法来实现自动脱模。 模具结构特点:(1)常规的三板模结构,1模2腔,侧浇口进料。(2)无拉料杆和推杆装置,在弹簧力的作用下通过浇口推板将主流道凝料从定模板上推出,模具结构简单。(3)模具工作可靠,操作方便,自动化程度高。(4)脱螺纹机构的主要零件有:电机、链轮、链条、推力轴承、深沟球轴承、接近开关、中间继电器、时间继电器等。模具的工作过程为:模具合模、注射、保压、冷却过程结束后,模具开模,动模开始向后运动,浇口推板18在弹簧17的作用下,将主流道凝料和塑件从动模上推出。动、定模开模到一定距离,注塑机顶杆通过动模座板16的顶出孔进入模具,使接近开关22受到感应,并发信号给中间继电器19,启动电机26。 电机通过主动链轮24、链条14带动从动链轮8旋转,螺纹型芯7在推力轴承5和深沟球轴承6的配合下作旋转运动。塑件与型芯在相对旋转运动的作用下实现自动脱模。当时间继电器20到时后自动断电,电机停止运转,型芯同时停止旋转,模具的一个工作循环过程结束。 模具中采用的机电一体化控制系统包括电器控制、机械传动和动力元件三大部分。电器控制部分功能上包括:信号采集、信号传递和信号控制;机械传动的类型有:齿轮传动、链传动、蜗杆传动、螺旋传动以及常用机构等。动力元件有:电机、液压泵和气压泵。下面主要对电器控制元件的功能和作用进行介绍。 信号采集元件信号采集元件可分为:接近开关(见图5)、光电开关(见图6)、信号传感器等。图4模具中使用接近开关作为信号采集元件。接近开关是一种无需与运动部件进行机械接触而可以操作的位置开关,当物体接近开关的感应面到动作距离时,不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作,从而触发交流或直流电器工作或给计算机装置提供控制指令。光电开关是利用被检测物对光束的遮挡、吸收或反射,检测物体有或无。物体不限于金属,所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号发出,接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。 信号传递元件图模具中采用中间继电器(见图7)作为信号传递元件。中间继电器是用来传递信号或同时控制多个电路,也可直接用它来控制小容量电机或其他电气执行元件。继电器的工作原理是:当某一输入信号(如电压、电流、温度、速度、压力等)达到预定数值时,使它动作,以改变控制电路的工作状态,从而实现既定的控制或保护的目的。在此过程中,继电器主要起传递信号的作用。 信号控制元件模具中采用的信号控制元件是时间继电器(见图8)。时间继电器的用途是配合工艺要求,执行延时指令。时间继电器可分为通电延时、断电延时、循环延时、释放延时等。时间继电器使用于交流50~60Hz,额定电压12~380V的控制电路中作延时元件,按预定的时间接通或断开电路,具有延时精度高、触电容量大、延时范围广等 机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛涉及工业生产过程的所有领域。初级的机电一体化产品是指采用电子技术代替和完善机械产品中的一部分,以提高产品的性能,而高级的机电一体化产品是利用机电一体化技术使机械产品实现自动化、数字化和智能化,使产品性能实现质的飞跃。旋盖成型模具通过应用机电一体化技术简化模具结构和提高模具性能,可为注射模上采用机电一体化技术提供参考。 机电一体化论文:传感器技术在机电一体化中的应用 摘要:文章概述传感器研究现状与发展,探讨传感器在机电一体化系统中的应用,并分析我国传感器技术发展的若干问题及发展方向。 关键词:传感器技术;机电一体化;应用 在机电一体化系统中,传感器处系统之首,其作用相当于系统感受器官,能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境考验,是机电一体化系统达到高水平的保证。如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测,系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。 一、传感器的研究现状与发展 传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,主要用于检测机电一体化系统自身与操作对象、作业环境状态,为有效控制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。随着人类探知领域和空间的拓展,电子信息种类日益繁多,信息传递速度日益加快,信息处理能力日益增强,相应的信息采集——传感技术也将日益发展,传感器也将无所不在。 从20世纪80年代起,逐步在世界范围内掀起一股“传感器热”,各先进工业国都极为重视传感技术和传感器研究、开发和生产。传感技术已成为重要的现代科技领域,传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业。 二、传感器在机电一体化系统中的应用 传感器是左右机电一体化系统(或产品)发展的重要技术之一,广泛应用于各种自动化产品之中: 1.机器人用传感器。工业机器人之所以能够准确操作,是因为它能够通过各种传感器来准确感知自身、操作对象及作业环境的状态,包括:其自身状态信息的获取通过内部传感器(位置、位移、速度、加速度等)来完成,操作对象与外部环境的感知通过外部传感器来实现,这个过程非常重要,足以为机器人控制提供反馈信息。 2.机械加工过程的传感检测技术。 (1)切削过程和机床运行过程的传感技术。切削过程传感检测的目的在于优化切削过程的生产率、制造成本或(金属)材料的切除率等。切削过程传感检测的目标有切削过程的切削力及其变化、切削过程颤震、刀具与工件的接触和切削时切屑的状态及切削过程辨识等,而最重要的传感参数有切削力、切削过程振动、切削过程声发射、切削过程电机的功率等。对于机床的运行来讲,主要的传感检测目标有驱动系统、轴承与回转系统、温度的监测与控制及安全性等,其传感参数有机床的故障停机时间、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、机床状态与冷却润滑液的流量等。 (2)工件的过程传感。与刀具和机床的过程监视技术相比,工件的过程监视是研究和应用最早、最多的。它们多数以工件加工质量控制为目标。20世纪80年代以来,工件识别和工件安装位姿监视要求也提到日程上来。粗略地讲,工序识别是为辨识所执行的加工工序是否是工(零)件加工要求的工序;工件识别是辨识送入机床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯,同时还要求辨识工件安装的位姿是否是工艺规程要求的位姿。此外,还可以利用工件识别和工件安装监视传感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成这些识别与监视将采用或开发许多传感器,如基于TV或CCD的机器视觉传感器、激光表面粗糙度传感系统等。 (3)刀具(砂轮的检测传感。切削与磨削过程是重要的材料切除过程。刀具与砂轮磨损到一定限度(按磨钝标准判定)或出现破损(破损、崩刃、烧伤、塑变或卷刀的总称),使它们失去切(磨削能力或无法保证加工精度和加工表面完整性时,称为刀具/砂轮失效。工业统计证明,刀具失效是引起机床故障停机的首要因素, 由其引起的停机时间占NC类机床的总停机时间的1/5-1/3.此外,它还可能引发设备或人身安全事故,甚至是重大事故。 3.汽车自动控制系统中的传感技术。随着传感器技术和其它新技术的应用,现代化汽车工业进入了全新时期。汽车的机电一体化要求用自动控制系统取代纯机械式控制部件,这不仅体现在发动机上,为更全面地改善汽车性能,增加人性化服务功能,降低油耗,减少排气污染,提高行驶安全性、可靠性、操作方便和舒适性,先进的检测和控制技术已扩大到汽车全身。在其所有重点控制系统中,必不可少地使用曲轴位置传感器、吸气及冷却水温度传感器、压力传感器、气敏传感器等各种传感器。 三、我国传感器技术发展的若干问题及发展方向 传感器技术是实现自动控制、自动调节的关键环节,也是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一,其水平高低在很大程度上影响和决定着系统的功能;其水平越高,系统的自动化程度就越高。在一套完整的机电一体化系统中,如果不能利用传感检测技术对被控对象的各项参数进行及时准确地检测出并转换成易于传送和处理的信号,我们所需要的用于系 统控制的信息就无法获得,进而使整个系统就无法正常有效的工作。 我国传感器的研究主要集中在专业研究所和大学,始于20世纪80年代,与国外先进技术相比,我们还有较大差距,主要表现在: (1)先进的计算、模拟和设计方法; (2)先进的微机械加工技术与设备; (3)先进的封装技术与设备; (4)可靠性技术研究等方面。因此,必须加强技术研究和引进先进设备,以提高整体水平。传感器技术今后的发展方向可有几方面: 1.加速开发新型敏感材料:通过微电子、光电子、生物化学、信息处理等各种学科,各种新技术的互相渗透和综合利用,可望研制出一批基于新型敏感材料的先进传感器。 2.向高精度发展:研制出灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性。 3.向微型化发展:通过发展新的材料及加工技术实现传感器微型化将是近十年研究的热点。 4.向微功耗及无源化发展:传感器一般都是非电量向电量的转化,工作时离不开电源,开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向。 5.向智能化数字化发展:随着现代化的发展,传感器的功能已突破传统的功能,其输出不再是一个单一的模拟信号(如0-10mV),而是经过微电脑处理好后的数字信号,有点甚至带有控制功能,即智能传感器。 机电一体化论文:对煤矿机械机电一体化应用的现状研究 随着科学技术的不断发展,对煤矿机械的性能要求也在不断提高,电子(微电脑)控制装置在煤矿机械上的应用将更加广泛,结构将更加复杂,维护也将更加专业化。为帮助煤矿机械使用人员、维修人员、管理人员对煤矿机械中的电气与电子控制装置的功能、类别及特性有一些初步的了解和掌握,下面就这些做一下介绍与浅述。 煤矿生产中,煤矿机械的性能自动化程度及其经济性等可以说直接影响到生产,也直接影响到煤矿供电、排水、通风、提升等的安全运行。而煤矿机械电气与电子控制系统部分质量的好坏与性能的优劣又直接影响到机械的动力性、经济性、可靠性,从而影响施工质量、生产效率及使用寿命等。电子(微电脑)控制系统已成为煤矿现代机械不可缺少的组成部分,同时也是评价煤矿现代机械技术水平的一个重要依据。随着科学技术的不断发展,以及对煤矿机电产品性能要求不断提高,电子(微电脑)控制系统在煤矿机械中所占的比重越来越大,其功能将会越来越强,应用范围也将越来越广,而其复杂程度也随之提高,这样就对使用与维修维护这些设备的煤矿工作人员提出了更高的要求,对煤矿职工的培训工作和对煤矿设备的管理工作也显得尤为重要。 为适应煤矿机械对性能的要求,仅仅依靠机械和液压技术已显得力不从心。电子(微电脑)控制技术的发展就成了煤矿机械的必要选择。机电一体化是一项新兴的技术,将其引入到煤矿机械中,必将会给煤矿机械带来了新的技术变革,使其各种性能有了质的飞跃。 机电一体化又称机械电子工程学,是一门跨学科的综合性高技术,是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。机电一体化技术从20世纪70年代中期开始在国外机械上得到应用。20世纪80年代以微电子技术为核心的高新技术的兴起,推动了机械制造技术的迅速发展,特别是随着微型计算机及微处理技术、传感与检测技术、信息处理技术等的发展及其在机械上的应用,极大促进了煤矿机电产品的性能,使煤矿机械进入了一个飞跃的发展时期。以微电脑或微处理器为核心的电子控制系统在国外机械上的应用已相当普及,在我国也是发展的方向,已成为机械高性能的体现。 目前机械的电子(微电脑)控制系统主要用以实现如下功能: 1)在线监控、自动报警及故障自诊 即对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控,出现故障能自动报警并准确地指出故障的部位,从而改善操作员的工作条件,提高机器的工作效率,简化设备维护检查工作,降低使用维修费用,缩短停机维修时间,延长设备的使用寿命。如采煤机上变频器就采用PLC控制,可实现多种在线监控和故障自诊,还有煤矿用各种电器设备也越来越智能化。 2)节能降耗,提高生产效率 例如井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等,使用变频起动、PLC控制系统,节电量就为30%左右,同时生产效率也大大提高了。 3)自动化或半自动化程度的提高 煤矿机械实现自动化或半自动化控制,可以减轻操作者的劳动强度,提高生产效率,并减少因操作者的经验不足,对作业精度的影响。例如,冀中能源黄沙矿2009年投入使用的一整套薄煤综采设备,由我国北京天地玛坷电液控制系统有限公司与德国MARCO公司合作生产的PM31型液压支架电液控制系统,就是微电脑控制,只要在支架操作控制器上输入程序,支架使会自动连续动作,也可实现远程控制和工作面无人操作。 4)其他应用 一些国外生产的输送机、采煤机、综掘机等采用了电子(微电脑)控制的自动变速器,能够根据外负荷的变化情况自动改变传动系的传动比,从而改变功率,这不仅充分利用了电动机功率,大大提高了能耗经济性,而且也简化了操作,降低了劳动强度,提高了设备的安全性能,提高作业人员操作的安全性。目前我国在综合机械化采煤机上采用电子(微电脑)控制,可实现无人操作,使机械能在危险地带或人无法接近的地点进行作业,也配备了无线遥控装置,可远程遥控也可微电脑编程控制。电子(微电脑)系统的可靠性是煤矿机械非常重要的一项性能指标。由于煤矿机械一般井下作业,其直接受到潮气、煤尘、通风、石块、地质变化等的侵袭,此外还受到采煤振动和冲击以及各种电、磁等的干扰,工作环境非常恶劣,因此电子(微电脑)控制系统必须满足井下性能环境要求,能在井下环境温度下可靠、稳定地工作;抗压强度高、抗老化,具有较长的使用寿命;密封性能好,能防止水分和污物的侵入;较好耐冲击和抗振性能;较强的抗干扰能力,系统能在各种干扰下可靠地工作。 机电一体化论文:煤矿机电一体化技术的应用及管理 机电一体化技术煤矿生产中的应用机电一体化技术包括基础的机械技术、以及计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术动技术。而在在矿井的生产过程中,采煤工艺的先进与否直接影响整个矿井的生产能力。因此,要尽量选用先进的采煤工艺,从而到矿井的高产高效的目的。随着我国工业控制自动化技术的发展,煤矿机电自动化在矿上的应用目益增多。 因为煤矿是高危行业,提高机电设备自身的安全可靠程度和自动化程度,最大减少用人,是实现矿井长治久安的关键所在,因此煤矿机电的自动化有力推动了企业安全高效、又好又快发展。 电气自动化在采矿机械设备中的应用采煤机从中厚煤层起步,发展到薄煤层、大功率、大采高强力滚筒采煤机。从有链牵引、无链液压牵引方式,逐渐发展到了电磁滑差无链电牵引和变频调速无链电牵引。液压支架高度从薄煤、中厚到厚煤层,支架型式由占主导的掩护式,逐渐发展到有四柱支撑式低位放顶煤、两柱式的高位放顶煤(单输送机)、两柱掩护式低位放项煤液压支架等多种架型。液压支架电液控制系统在美国、澳大利亚、德国等煤炭生产发达国家得到了普遍的应用,液压支架电液控制系统是实现综采工作面高产高效的关键技术设备,是今后发展的必然方向充分发挥机电一体化技术在煤矿开采中的作用。目前从国内煤矿的技术、经济条件和效益出发,电液控制液压支架主要用于年产400万t以上的一次采全高长壁工作面,600万t以上放项煤工作面及薄煤层高效开采工作面。将在近年内结合各矿特点尝试液压支架的电液控制系统。 我国电气自动化的应用使采煤的过程更加人性化,综采工作面装备远程监控及专家诊断系统的可靠性是国产采煤机研究的主要内容。该系统能够实现综采装备液压支架和采煤机的远程监控,使采煤机根据煤层的变化实现自动割煤、煤层的软硬自动调节采煤速度,检验并完善动态监测综采支架液压系统压力和各受力点的状态,自动调节支架推移输送机的拉移等,使综合机械化水平上一个新的台阶。 煤矿机电一体化技术矿井运输提升产品的应用在煤矿生产中,因为现代化煤矿发展的需要,对煤矿机械化采煤提出更高的要求,因此随之对井下、井上的运输和提升系统的要求也就越来越高。如今,对于国外一些采煤技术比较先进的国家,煤矿井下大巷的运输系统大多是采用带式运输机,他们基本上是采用直流式交流变频装置驱动方式,主要以电力电子器件为核心。 在我国,大多数煤矿井下生产已经实现了皮带化,采用大巷强力带式运输机运输的方式也非常普遍。另外,计算机控制系统发展也非常迅速,它们具有很多种及时故障诊断和自我保护等功能,如应用过程中的轴承温度、倒转、跑偏及断带等故障,可能在某些方面没有面面俱到,在使用上还不能满足一些功能,但是从发展的角度看问题,这的确是一个很好的开始。而全数字化提升机高度可靠,采用总线方式,使电器安装大大简化,此外,硬件配置简单,互相兼容。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化提升机,其核心部分ascs是由双 cpu构成的计算机系统,其性能先进、操作简便、准确可靠。机电一体化技术在综合机械化采煤中的应用,使设备动作趋于协调,且安全性、可靠性大为提高,操作性能更加完善,为煤炭企业带来了更高的经济效益。 矿井安全生产监测监控系统中的应用矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。20世纪 90年代以来,紧跟世界监测监控系统的发展潮流,我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统,如煤炭科学研究总院重庆分院的kj90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的kj95系统等。自此,大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现,不仅为各煤矿提供了更多的选择机会,且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明,安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用,基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。 煤矿机电管理存在的主要问题.1机电管理职能部门作用没有充分发挥尽管各地方煤矿一般都设置了机电管理部门,但大多数矿井机电科都承担 2种职能:一是机电管理,二是机电生产。 机电科管理人员的主要精力放在应付生产上,管理作用没能充分发挥。一些地方煤矿的领导对机电管理重视不够,大量压缩机电人员,造成机电管理人员不足,机电专业组织未能健全,机电管理网络经常中断,机电职能管理作用淡化,技术手段落后。 机电队伍整体素质较低及机电技术力量薄弱一些地方煤矿机电管理人员文化较低,专业技术水平不高,未系统学习设备管理理论和企业管理理论,机电管理凭经验进行。机电职工一般未接受机电专门技术培训,理论知识不足,实践经验缺乏,违章作业经常发生。设备故障较高,因电气失爆而引起的瓦斯、煤尘爆炸事故几乎年年发生。用电管理 两票三制坚持不严,带电作业,约时停送电时有发生。 设备存在隐患较多设备老、旧、杂、带病运转,安全设施、保护装置不全,距《煤矿安全规程》要求差距较大。提升系统缺少缓冲装置和托罐装置,电控系统、制动系统保护不全。井筒装备锈蚀严重,末能定期防腐。有的矿井为了赶产,不能保证主副井2h的停产检修时间,绞车的实际提升负荷超过设计提升能力。一些固定设备的电压表、电流表、压力表、真空表、安全阀未按规定定期校验。井下电气设备没有按规定做电气试验,过流保护整定过大,漏电保护、煤电钻综保、照明信号综合保护、输送机保护、风电闭锁、瓦斯电闭锁甩掉不用或试验及记录不规范。井下局部接地极及连线的材质、工艺不符合要求,安装不合格。非阻燃的电缆、输送带仍在井下使用。电气设备失爆现象屡见不鲜。 改进地方煤矿机电管理的办法重视机电管理,首先是矿井领导人重视机电管理,这是加强机电管理的关键。机电管理人员要经常向矿领导汇报机电工作,多提工作建议,以获得领导的支持。 因矿制宜建立机电管理机构,授予职权,统一管理矿井机电管理机构体系不论采取哪种形式,都必须授予机电部门职权,实行统一管理。一般机电部门要具有以下职权,即:制定机电管理规章制度杈;编制部署机电工作计划权 ;设备配件分配权:制止违章作业权:追查机电事故权;检查评比考核奖罚权:机电业务骨干调整调动工作监督权。认真落实规章制度,扎实地做好设备综合管理,加大机电培训。达到培训的目的各矿应建立设备综合管理体系,完善设备综合管理制度,配齐设备管理人员,实行流程化管理,扎实地做好设备综合管理工作,确保设备管理制度化、正常化、规范化。培训上提高职工学习积极性,严谨机电培训走过场。能实现要我学到我要学的转变,培训达到目的。 对我国煤矿机电一体化技术的思考在20世纪,我国煤矿机电一体化技术(产品)取得了较大的发展,机电一体化技术应用到了煤矿每个环节,但相对国外先进煤矿还是比较落后的。因此,要让我国煤矿机电一体化技术达到世界先进技术水平,必须掌握信息时代机电一体化技术的特点和相关技术发展的动态。 应提高我国煤矿机电一体化产品的规范化、标准化、系列化和通用化的程度:以计算机为机电一体化的核心装置,因为计算机运算和存贮能力非常强,且体积和功耗小,更加适合于工作空间狭小的煤矿机电一体化产品,在设计煤矿机电一体化产品时,应尽可能的选用功能强大的嵌入式计算机,从而保证工作性能更可靠:对于新开发的煤矿机电一体化产品应具有通信功能,同时,要选用很好的开放性和高可靠性的通信模块,方便与控制网络进行连接通信控制;煤矿机电一体化产品需要达到智能化发展水平,能判断机电设备和周围环境的状态,使设备能自动适应环境并以最忧的状态工作,同时能快速地对所采集的参数进行分析,从而对故障进行诊断,再根据这些诊断结果对以后工作过程中的故障进行预测;要对矿用传感器进行深入研究和开发,提高矿用传感器的可靠性和使用寿命,同时考虑传感器的数字化、集成化、智能化和多维化,使矿用传感器在比较恶劣的工作环境下进行信号的测量,并保证其测量;隹确度,并具有自校正、自诊断、状态识别和自我调节等功能;要关注国内外高新技术的发展,将那些适于煤矿井下工作环境的高新技术用于煤矿机电一体化产品,从而提高煤矿现代化,达到煤矿自动化生产。 机电一体化论文:机械制造与机电一体化发展探究 1.机械制造智能化技术的发展 1.1人机互动的功能发展方向 机械制造业对图形的精密性要求非常高。因此,必须借助计算机技术完成产品的设计与操作,通过计算机的窗口与菜单完成产品生产的操作过程,利用快速编程、蓝图编程、三维彩色动态图形展示、图形动态跟踪、图形模拟、多方向视图、比例缩放等技术为机械制造提供技术支持,以大量的可视图形和技术数据帮助设计者更好地完成设计过程,提高产品质量与经济效益,同时缩短产品的生产周期,实现产品制造过程的人机互动。 1.2高效化、智能化的性能发展方向 在目前机械制造的操作系统中,高分辨率检测元件和多CPU控制能够提高机械制造过程的效率、精度和速度,形成系统化、科学化、规范化的数字伺服系统,使机床的运转速度得到大幅度提升,自动化调整机械生产的信息流和物料流,以机械制造群控系统提高机械制造的效率与水平。 1.3集成化、可控化的体系发展方向 随着智能化技术在机械制造领域内的不断应用与推广,基于网络数据资源的机械制造管理系统可以通过互联网络深入了解生产工艺流程及设计原理,实现了编程、设定、运行、操作的集成化与可控化,提高了机械设计和制作的效率。机械制造的集成化、可控化的体系发展方向以软硬件运行速度和数控系统的集成度为依据,利用集成化CPU、RISC芯片和可编程集成线路,提高了集成电路的密度,减少/!/互联长度和数量,从而降低了生产成本,提高了产品性能和系统可靠性。这是机械制造智能化技术的发展方向和任务。 2.机械制造智能化与机电一体化的结合发展 机械制造智能化与机电一体化的结合是机械制造业的发展方向,随着智能化技术和机电一体化技术水平的提高,机械制造有着非常广阔的发展前景。具体说来,机械制造与智能化技术、机电一体化技术相结合的发展趋势表现在以下几个方面: 2.1网络化 网络技术是机械制造业的重要发展方向。随着网络技术的推广与普及,企业的生产经营过程发生了极大的变革。物料选择、产品设计、零件制造、产品销售和市场开拓的方式都发生了很大的变化,异地与跨国生产已经非常普遍,技术交流、产品开发合作和经营管理学习也在广泛开展。机械制造企业在网络化的发展环境下既竞争又合作,为了提高自己的竞争力不断研发新产品和新技术,提高了机械制造业的整体水平。因此,网络化是机械制造业的重要发展方向。 2.2智能化 在机械制造业的发展过程中,不断吸收运筹学、人工智能、计算机技术、心理学、模糊数学、生理学、混沌动力学等新思想和新方法,在机械生产过程中模拟人类智能,使机械生产过程更具人性化。 2.3自动化 机械制造的自动化以系统技术、集成技术、人机一体化技术、单元制造技术、柔性制造技术等技术为支撑,为机械制造营造了一个现代化的生产环境,使机械制造朝着敏捷化、全球化、网络化、智能化、虚拟化和绿色化的方向发展。 2.4系统化 机械制造的系统化表现为开发式和模式化的系统体系结构,实现了灵活组态、任意裁剪、任意组合,达到了综合管理和系统控制的目标。此外,机械制造领域内的通信功能也在不断增强,更加注重产品和人的关系,通过模仿生物机理来研制机电一体化产品。 3.结语 总而言之,机电一体化技术和智能化技术是科学技术发展的结果,也是生产力发展的必然产物。随着科学技术的发展与进步,机械制造业也将不断吸收智能化和机电一体化技术,实现机电一体化和机械制造智能化的相互融合、相互促进,不断提高机械制造业的科技水平和生产效率,促进机械制造业走向一个新的发展阶段。 机电一体化论文:发展“机电一体化”的思路和对策 主题词:机电一体化、对策 一、机电一体化技术发展历程及其趋势 自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意. (一)"机电一体化"的发展历程 1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页; 2.微电子技术为"机电一体化''带来勃勃生机; 3.可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础; 4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶.(二)"机电一体化"发展趋势 1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势. 2.自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中,各个子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律性”,可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具体“行动”是可以改变的。这样,既明显地增加了系统的适应能力(柔性),又不因某一子系统的故障而影响整个系统。 3.全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外,其系统的层次结构,也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。 4.“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体,但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物系统”,而生物的特点是硬 件(肌体)——软件(大脑)一体,不可分割。看来,机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋,但有一段漫长的道路要走。 5.微型机电化——微型化。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时,就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”,机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。 三、典型的机电一体化产品 机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有:数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD/CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有:电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。 四、北京发展“机电一体化”而临的形势和任务 机电一体化工作主要包括两个层次:一是用微电子技术改造传统产业,其目的是节能、节材,提高工效,提高产品质量,把传统工业的技术进步提高一步;二是开发自动化、数字化、智能化机电产品,促进产品的更新换代。 前者是面上的工作,普及工作;后者是提高工作,深层次工作。 (一)北京“机电一体化”工作面临的形势 1.北京用微电子技术改造传统工业的工作量大而广,有难度 (1)在700余家北京市属工业系统的企业中,有60%以上的企业用微电子技术改造机床设备、工业窑炉、风机电泵、生产过程的任务还未完成需要量的一半。 (2)北京工业系统还有2000余台机床设备亟需用微电子技术进行改造;在已改造的近6500台机床设备中,大约有15%需进一步改造。 (3)北京工业系统尚有近250座工业炉窑亟需用电子信息技术进行改造;且610座已改造过的工业炉窑也很有进一步应用模糊技术进行二次改造的必要。 (4)北京工业系统CAD应用还有较大差距。目前,北京工业品设计,CAD应用率仅17%(而美、日等国已超过85%;国内先进地区也超过了30%);CAD的覆盖率才达到11%(而全国CAD应用工程领导小组指出,“八五”期间大中型企业要达到35%,中小型骨干企业要达到15%—20%;到“九五”时,按国务委员宋健的要求,基本上要甩掉绘图板)。 (5)北京工业系统共有改造价值的各种风机电泵装机容量50万千瓦,尚49万多千瓦用变调速技术进行改造的任务,占总任务量的99.5%左右。 (6)工业是全市能源消耗大户。1992年,北京工业系统占全市能耗总量的59.5%。而北京是一个能源严重缺乏的城市,1992年北京工业系统万元产值能耗折合标煤为2.47吨,比上海的1.57吨高57%,比天津的2.15吨高14%,比先进的工业化国家高近9倍。因此,北京工业系统节能降耗的任务非常重,而电力电子技术是节能降耗的王牌。 2.北京用机电一体化技术加速产品更新换代,提高市场占有率的呼声高,有压力。北京市的工业产品大约有3万种,每年约开发试制新产品3000种,更新周期很长。由于更新换代速度跟不上市场变化的需要,影响了北京工业产品的竞争能力。 1993年,北京市工业系统生产的机电一体化产品约837种,在当年生产的产品品种总数中仅占7.8%左右。其中:机械局系统主要产品约1200种,机电一体化产品不到150种机电一体化产品所占比例仅4%强;仪器仪表总公司系统主要产品350种,机电一体化产品210种,机电一体化产品所占比例为60%;轻工系统主要产品总数为649种,机电一体化、智能化产品15种,机电一体化、智能化产品所占比例约2.3%;汽车工业总公司系统平均每辆汽车的总成本为3.5万元,每辆汽车平均装用电子产品的费用约300元,不是总成本的1%;与国外约28%的先进水平相差甚远;与国内先进水平相差一半左右。 3.北京用机电一体化产品取代技术含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、扰民产品的责任重,有意义。在北京工业系统中,能耗、耗水大户,对环境污染严重的企业还占相当大的比重,且不少地处城区和近郊区。近年来北京的工业结构、产品结构虽然几经调整,但由于多种原因,成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题,有企业的“故土难离”“死守故业”问题,但不可否认也有优化不出理想的产业,优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前,这就是发展机电一体化,开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低,且具有柔性,可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革,而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时,可为传统的机械工业注入新鲜血液,带来新的活力,把机械生产从繁重的体力 劳动中解脱出来,实现文明生产。另外,从市场需求的角度看,由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长,差距较大,许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求,每年进口量都比较大,因此亟需发展。 (二)北京“机电一体化”工作的任务 北京在机电一体化方面的任务可以概括为两句话:一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业;另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品,促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为北京产业结构和产品结构调整作贡献。 1.北京应用机电一体化技术改造传统产业的工作重点 (1)大力采用模糊技术,工业炉窑改造应上新台阶 国内外成功的范例表明,应用模糊技术改造工业炉窑比单纯用计算机和PID技术好的多。因此,我们建议今后北京在改造工业炉窑时要大力推广应用模糊技术,到2000年,对应该进行改造但尚未改造的近250座工业炉窑要用模糊 技术等先进电子信息技术改造完毕,其中采用模糊技术改造要在80%。 (2)积极采用数控技术,机床高备改造要达新水平 对机床设备的改造重点应放在经济型数控系统的推广应用上。根据需要和可能,到1995年,北京应该改造的机床设备(8420台)的改造率要达80%以上,到本世纪末要改造完毕。 (3)努力推广变频调速技术,风机电泵改造要攀新高度 风机、电泵采用变频调速后一般可节电20%以上,效果十分显著。因此,在今后几乎,北京要把交流变频调速技术的推广应用作为重点来抓。到1995年,应该采用变频调速技术改造的风机、电泵要改造完60%;到本世纪末,北京的风机、电泵和其它调速电机要普遍;采用先进的变频调速技术。 (4)优先应用CAD/CAM技术,工业设计水平提高要有新目标 北京工业产品更新换代慢,设计工作跟不上需求变化是重要原因之一。目前,北京工业系统CAD的应用率为17%,CAD的覆盖率为11%,到1995年应分别达到20%和15%,本世纪末,要力争分别达到55%和45%。 2.北京机电一体化产品开发的奋斗目标 (1)总体目标:到1995年全市的机电一体化产品数应不少于800种,2000年,应不少于2000种,机电产品的机电一体化率分别达到25%和60%。 (2)单项目标: ·机床数控化率:1995年,产量数控化率达5%,产值数控化率达16%;2000年,分别达12%和40%。 ·汽车电子化程度:1995年,平均每辆汽车上装用和电子产品的费用不少于1000元,在整车成本中所占比例不低于3%;到2000年分别不少于3000元,不低于8%。 ·PLC的开发生产能力:“八五”期间,开发能力要稳居全国首位;“九五”北京要成为全国主要的PLC生产基地之一。 ·“电力电子”开发生产能力:“八五”期间掌握第二代电力电子器件的批量生产技术和第三代电力电子器件的开发技术。“九五”期间第三代电力电子器件的生产要形成经济批量。在电力电子产品应用方面,“八五”期间,开关电源、高频电源、逆变电源要成为拳头产品;交流变频调速装置要达到批量生产程度;高频电子镇流器要能出口创汇;“九五”,北京要形成一个具有电力电子器件、电力电子装置研制、生产、开发、推广综合配套能力的高新技术产业。 ·模糊控制器的开发生产能力:“八五”要把北京建成全国模糊技术控制器的开发生产基地,开发出用于工业炉窑改造,压力、温度、流量控制的模糊技术控制系统典型产品来;交逐步将模糊技术应用于家用电器中。1995年,空调器、洗衣机、电冰箱、吸尘器、电风扇等家用电器产品模糊控制器的普及率要分别达到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世纪末,北京家用电器模糊技术普及率要达到50%以上。 ·其它机电一体化产品的开发生产能力:微机控制多色印刷机要稳居全国第一;电子医疗仪器的开发、生产争取在“八五”有较大突破,“九五”在品种和产量上全国领先;在“八五”期间,以30万千瓦汽轮发电机组为代表的发电设备要形成综合配套能力,打出规模效益来;数字化、智能化仪器仪表,自动化装置要上品种、上批量…… 总之,机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力,又是开启北京机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。如果北京完成好上面所建议的“机电一体化”发展两方面的目标,那么,到本世纪末,北京就会形成一个销售额超过200亿元的机电一体化产业。其中,数控机床、机电一体化印刷系统、新型电子医疗设备和数字化智能化仪器仪表等机电一体化装备销售额可超过150亿元;“电力电子”的销售额可超过20亿元;PLC模糊控制器等销售额可超过15亿元;汽车电子化、自动化智能化轻工民用电器产品销售额可超过25亿元。机电一体化产业不仅是北京高新技术产业的主力军,也是机电行业停工、待产、明亏、潜亏企业的出路所在。 五、北京发展“机电一体化”的对策 (一)加强统筹安排,协调发展计划 目前,北京地区从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套发展策略和计是。同时,市政府各有关委、办、局(总公司)也有不少相应的发展计划与规划。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制,难免只考虑局部利益,市政府各主管部门的有关计划和规划,也有统一考虑不足,统筹安排不够的问题,全市缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此,建议市政府责成有关机构在进行深入调查研究、科学分析的基础上,制定出北京统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划,避免开发上重复,生产上撞车! (二)强化行业管理,发挥“协会”作用 目前,北京“机电一体化”较热,而按目前的行业划分方法和管理体制,“政出多门”是难哆的。因此,北京有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构,根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神,以及机电一体化行业特点,我们建议,尽快加强北京机电一体化协会的建设,赋予其行业管理职能。 “协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面,要加强办公室、秘书处的建设;要通过其精明干练的办事机构、经济实体,组织“行业”发展计划、战略规划的拟制;指导行业布点布局的调整,进行发展突破口 的选择,抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作……(三)优化发展环境、增大支持力度 优化发展环境指通过宣传群众,造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围,如尽快为外商到北京投资发展“机电一体化”产业提供方便;尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯;尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。 增大支持力度,在技术政策上,要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展,对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰;大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造,对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造,对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持,对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。 在经济政策上,要多给机电一体化科研攻关课题、开发应用项目利用科技专项基金和科技三项费用的机会;银行发设贷款要多向机电一体化技术改进、生产合资和机电一体化产业规模化建设项目上倾斜;成立“机电一体化”发展基金,支持机电一体化生产发展等。 (四)突出发展重点,兼顾“两个层次” 机电一体化产业复盖面非常广,而我们的财力、人力和物力是有限的,因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙,而应分清主次,大胆取舍 ,有所为,有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作,即用电子信息技术对传统产业进行改造,在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置,使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作,即在新产品设计之初,就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑,使“机械”与“电子”密不可分,深度结合,生产出来的新产品起码正做到机电一体化。 我们认为,北京“机电一体化”发展,当务之急,重中之重是: 抓紧开发生产GTO、GTR、VDMOS等新型电力电子器件及其应用装置——交流变频调速器、逆变焊机、高频电子镇流器等,用电力电子技术进行的节能、节材为主要目的的技术改造; 抓紧推广应用经济型数控系统,改造机床设备;开发生产低、中档数控系统; 抓紧开发、生产中小型PLC,用PLC进行生产过程控制; 抓紧组织生产多色胶印机、中英文打字机、电子出版系统、中高调频X射线疹疗设备、心脑病人监护设备、30万千瓦汽轮发电机组、模糊控制器、汽车电子高压开关、高频电子点火器等产品。同时要注意用变频调速技术、电力拖动技术、模糊技术、PLC等改造供暖、供水设备,进行高层建设的现代化管理,解决交通难、出行难问题…… 机电一体化论文:机电一体化系统抗干扰问题的探讨 摘要:针对机电一体化系统在工业应用环境运行时,系统受到的干扰问题,进行了一定的分析,并提出了一些具体的解决办法。 关键词:机电一体化 干扰 抗干扰 机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成的系统。机电一体化系统投入工业应用环境运行时,系统总会受到电网、空间与周围环境干扰。若系统抵御不住干扰的冲击,各电气功能模块将不能进行正常的工作,微机系统往往会因干扰产生程序“跑飞”,传感器模块将会输出伪信号,功率驱动模块将会输出畸变的驱动信号,使执行机构动作失常,最终导致系统产生故障,甚至瘫痪。 1 干扰源 从干扰窜入系统的渠道来看,系统所受到的干扰源分为供电干扰、过程通道干扰、场干扰等,如图1所示。 (1)供电干扰 大功率设备会造成电网的严重污染,使得电网电压大幅度地涨落、浪涌,大功率开关的通断,电动机的启停等原因,电网上常常出现很高的尖峰脉冲干扰。据统计,电源的投入、瞬时短路、欠压、过压、电网窜入的噪声引起CPU误动作及数据丢失占各种干扰的90%以上。 (2)过程通道干扰 过程通道干扰主要来源于长线传输。当系统中有电气设备漏电,接地系统不完善,或者传感器测量部件绝缘不好等;及各通道的传输线如果处于同根电缆或捆扎在一起,尤其是将信号线与交流电源线处于同一根管道时,产生的共模或差模电压都会影响系统,使系统无法工作。 (3)场干扰 系统周围的空间总存在着磁场、电磁场、静电场,如太阳及天体辐射;广播、电话、通讯发射台的电磁波;周围中频设备发出的电磁辐射等。这些场干扰会通过电源或传输线影响各功能模块的正常工作,使其中的电平发生变化或产生脉冲干扰信号。 2 抗供电干扰的措施 (1)配电系统的抗干扰 抑制供电干扰首先从配电系统上采取措施,可采用图2所示的配电方案。 其次可采用分立式供电方案,就是将组成系统各模块分别用独立的变压、整流、滤波、稳压电路构成的直流电源供电,这样就减少了集中供电的危险性,而且也减少了公共阻抗以及公共电源的相互耦合,提高了供电的可靠性,也有利于电源散热。 另外,交流电的引入线应采用粗导线,直流输出线应采用双绞线,扭绞的螺距要小,并尽可能缩短配线长度. (2)利用电源监视电路 在配电系统中实施抗干扰措施是必不可少的,但这些仍难抵御微秒级的干扰脉冲及瞬态掉电,特别是后者属于恶性干扰,可能产生严重的事故。因此应采取进一步的保护性措施,即使用电源监视电路。电源监视电路需具有监视电源电压瞬时短路、瞬间降压和微秒级干扰及掉电的功能;及时输出供CPU接受的复位信号及中断信号等功能。 3 过程通道抗干扰措施 抑制过程通道上的干扰,主要措施有光电隔离、双绞线传输、阻抗匹配、电流传输以及合理布线等。 (1)光电隔离 利用光电耦合器的电流传输特性,在长线传输时可以将模块间两个光电耦合器件用连线“浮置”起来,这种方法不仅有效地消除了各电气功能模块间的电流流经公共线时所产生的噪声电压互相窜扰,而且有效地解决了长线驱动和阻抗匹配问题。 (2)双绞线传输 在长线传输中,双绞线是较常用的一种传输线,与同轴电缆相比,虽然频带较窄,但阻抗高,降低了共模干扰。由于双绞线构成的各个环路,改变了线间电磁感应的方向,使其相互抵消,因而对电磁场的干扰有一定的抑制效果。 (3)阻抗匹配 长线传输时,若收发两端的阻抗不匹配,则会产生信号反射,使信号失真,其危害程度与传输的频率及传输线长度有关。 (4)电流传输 长线传输时,用电流传输代替电压传输,可获得较好的抗干扰能力。 (5)合理布线 强电馈线必须单独走线,强信号线与弱信号线应尽量避免平行走向。 4 场干扰的抑制 防止场干扰的主要方法是良好的屏蔽和正确的接地。须注意以下问题: (1)消除静电干扰最简单的方法是把感应体接地,接地时要防止形成接地环路。 (2)为了防止电磁场干扰,可采用带屏蔽层的信号线,并将屏蔽层单端接地。 (3)不要把导线的屏蔽层当作信号线或公用线来使用。 (4)在布线方面,不要在电源电路和检测、控制电路之间使用公用线,也不要在模拟电路和数字脉冲电路之间使用公用线,以免互相串扰。 5 软件抗干扰技术 各种形式的干扰最终会反映在系统的微机模块中,导致数据采集误差、控制状态失灵、存储数据窜改以及程序运行失常等后果,虽然在系统硬件上采取了上述多种抗干扰措施,但仍然不能保证微机系统正常工作。因为软件抗干扰是属于微机系统的自身防御行为,实施软件抗干扰的必要条件是: (1)在干扰的作用下,微机硬件部分以及与其相连的各功能模块不会受到任何损毁,或易损坏的单元设置有监测状态可查询。 (2)系统的程序及固化常数不会因干扰的侵入而变化。 (3)RAM区中的重要数据在干扰侵入后可重新建立,并且系统重新运行时不会出现不允许的数据。 抑制数据采样的干扰可采用:数字滤波,宽度判断抗尖峰脉冲干扰等办法,也可采用重复检查法,偏差判断法来检查判断是否有干扰信号。而程序运行失常的软件抗干扰措施一般有: (1)设置WATCHDOG功能,由硬件配合,监视软件的运行情况,遇到故障进行相应的处理。 (2)设置软件陷阱,当程序指针失控而使程序进入非程序空间时,在该空间中设置拦截指令,使程序进入陷阱,然后强迫其转入初始状态。 机电一体化论文:机电一体化智能大流量电动执行机构 【论文摘要】提出一种新型电动执行机构的设计方案,详细介绍了该执行机构各功能元件的选型与设计、阀位及速度控制原理以及各种关键问题的解决方法。该执行机构将阀门、伺服电机、控制器合为一体,采用8031单片机、变频技术实现了阀门的动作速度和位置控制,解决了阀门的精确定位、阀门柔性开关、极限位置判断、电机保护及模拟信号隔离等技术问题。现场运行情况表明,该电动执行机构具有动作快、保护完善以及便于和计算机通讯等优点。 1 引言 在现代化生产过程控制中,执行机构起着十分重要的作用,它是自动控制系统中不可缺少的组成部分。现有的国产大流量电动执行机构存在着控制手段落后、机械传动机构多、结构复杂、定位精度低、可靠性差等问题。而且执行机构的全程运行速度取决于其电机的输出轴转速和其内部减速齿轮的减速比,一旦出厂,这一速度固定不可调整,其通用性较弱。整个机构缺乏完善的保护和故障诊断措施以及必要的通信手段,系统的安全性较差,不便与计算机联网。鉴于以上原因,采用传统的大流量电动执行机构的控制系统,可靠性和稳定性较差。随着计算机网络、现场总线等技术在工业过程中的应用,这种执行机构已远远不能满足工业生产的要求。笔者设计的大流量电动执行机构,采用机电一体化技术,将阀门、伺服电机、控制器合为一体,利用异步电动机直接驱动阀门的开与关。通过内置变频器,采用模糊神经网络,实现阀门的动作速度、精确定位、柔性开关以及电机转矩等控制。该电动执行机构省去了用于控制电机正、反转的接触器和可控硅换向开关模件、机械传动装置和复杂、昂贵的控制柜和配电柜,具有动作快、保护较完善、便于和计算机联网等优点。实际运行表明,该执行机构工作稳定,性能可靠。 2 电动执行机构的硬件设计及工作原理 电动执行机构控制系统原理框图如图2-1所示。智能执行机构从结构上主要分为控制部分和执行驱动部分。 控制部分主要由单片机、PWM波发生器、IPM逆变器、A/D、D/A转换模块、整流模块、输入输出通道、故障检测和报警电路等组成。执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器。 系统工作原理: 霍尔电流、电压传感器及位置传感器检测到的逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号,经A/D转换后送入单片机。单片机通过8255控制PWM波发生器,产生的PWM波经光电耦合作用于逆变模块IPM,实现电机的变频调速以及阀位控制。逆变模块工作时所需要的直流电压信号由整流电路对380V电源进行全桥整流得到。 控制系统各功能元件的选型与设计: 1)单片机 选用INTEL公司生产的8031单片机,它主要通过并行8255口担负控制系统的信号处理:接收系统对转矩、阀门开启、关闭及阀门开度等设定信号,并提供三相PWM波发生器所需要的控制信号;处理IPM发出的故障信号和报警信号;处理通过模拟输入口接收的电流、电压、位置等检测信号;提供显示电动执行机构的工作状态信号;执行控制系统来的控制信号,向控制系统反馈信号; 2)三相PWM波发生器 PWM波的产生通常有模拟和数字两种方法。模拟法电路复杂,有温漂现象,精度低,限制了系统的性能;数字法是按照不同的数字模型用计算机算出各切换点,并存入内存,然后通过查表及必要的计算产生PWM波,这种方法占用的内存较大,不能保证系统的精度。为了满足智能功率模块所需要的PWM波控制信号,保证微处理器有足够的时间进行整个系统的检测、保护、控制等功能,文中选用MITEL公司生产的SA8282作为三相PWM发生器。SA8282是专用大规模集成电路,具有独立的标准微处理器接口,芯片内部包含了波形、频率、幅值等控制信息。 3)智能逆变模块IPM 为了满足执行机构体积小,可靠性高的要求,电机电源采用智能功率模块IPM。该执行机构主要适用功率小于5.5kW的三相异步电机,其额定电压为380V,功率因数为0.75。经计算可知,选用日本产的智能功率模块PM50RSA120可以满足系统要求。该功率模块集功率开关和驱动电路、制动电路于一体,并内置过电流、短路、欠电压和过热保护以及报警输出,是一种高性能的功率开关器件。 4)位置检测电路 位置检测电路是执行机构的重要组成部分,它的功能是提供准确的位置信号。关键问题是位置传感器的选型。在传统的电动执行机构中多采用绕线电位器、差动变压器、导电塑料电位器等。绕线电位器寿命短被淘汰。差动变压器由于线性区太短和温度特性不理想而受到限制。导电塑料电位器目前较为流行,但它是有触点的,寿命也不可能很长,精度也不高。笔者采用的位置传感器为脉冲数字式传感器,这种传感器是无触点的,且具有精度高、无线性区限制、稳定性高、无温度限制等特点。 5)电压、电流及检测 检测电压、电流主要是为了计算电机的力矩,以及变频器输出回路短路、断相保护和逆变模块故障诊断。由于变频器输出的电流和电压的频率范围为0~50Hz,采用常规的电流、电压互感器无法满足要求。为了快速反映出电流的大小,采用霍尔型电流互感器检测IPM输出的三相电流,对于IPM输出电压的检测采用分压电路。如图2-2所示。 6)通讯接口 为了实现计算机联网和远程控制,选用MAX232作为系统的串行通讯接口,MAX232内部有两个完全相同的电平转换电路,可以把8031串行口输出的TTL电平转换为RS-232标准电平,把其它微机送来的RS-232标准电平转换成TTL电平给8031,实现单片机与其它微机间的通讯。 7)时钟电路 时钟电路主要用来提供采样与控制周期、速度计算时所需要的时间以及日历。文中选用时钟电路DS12887。DS12887内部有114字节的用户非易失性RAM,可用来存入需长期保存的数据。 8)液晶显示单元 为了实现人机对话功能,选用MGLS12832液晶显示模块组成显示电路。采用组态显示方式。通过菜单选择,可分别对阀门、力矩、限位、电机、通讯和参数等信号进行设置或调试。并采用文字和图形相结合的方式,显示直观、清晰。 9)程序出格自恢复电路 为了保证在强干扰下程序出格时系统能够自动地恢复正常,选用MAX705组成程序出格自恢复电路,监视程序运行。如图2-3所示,该电路由MAX705、与非门及微分电路组成。 工作原理为:一旦程序出格,WDO由高变低,由于微分电路的作用,由“与非”门输入引脚2变为高电平,引脚2电平的这种变化使“与非”门输出一个正脉冲,使单片机产生一次复位,复位结束后,又由程序通过P1.0口向MAX705的WDI引脚发正脉冲,使WDO引脚回到高电平,程序出格自恢复电路继续监视程序运行。 3 阀位及速度控制原理 阀位及速度控制原理框图如图3-1所示。 采用双环控制方案,其中内环为速度环,外环为位置环。速度环主要将当前速度与速度给定发生器送来的设定速度相比较,通过速度调节器改变PWM波发生器载波频率,实现电机的转速调节。速度调节器采用模糊神经网络控制算法(具体内容另文叙述)。 外环主要根据当前位置速度的设定,通过速度给定发生器向内环提供速度的设定值。由于大流量阀执行机构在运行过程中存在加速、匀速、减速等阶段。各阶段的时间长短、加速度的大小、在何位置开始匀速或减速均与给定位置、当前位置以及运行速度有关。速度给定发生器的工作原理为:通过比较实际阀位与给定阀位,当二者不相等时,以恒定加速度加速,减速点根据当前速度、阀位值、阀位给定值的大小计算得来。 执行机构各阶段运行速度的计算原理 图3-2为执行机构的典型运行速度图,它由若干段变化速率不同的折线组成。将曲线上速率开始发生改变的那一点称为起始段点,相应的时间称为段起始时间,如图3-2中的t(i)(i=0,1,2,……),相应的速度称为段起始速度,如图3-2所示v(i)(i=0,1,2,…)。 设第i段速度的变化速率为ki,则有: 式中:Δv为两段点之间的速度变化值,Δv=vi+1-vi; Δt为两段之间的时间,Δt=ti+1-ti。 显然,当ki=0时为恒速段,ki>0时为升速段,ki<0时为减速段。任意时刻的速度给定值为: Ts为采样周期。 变化速率ki的取值由给定位置、当前位置以及运行速度的大小确定。 4 关键技术问题的解决 该电动执行机构采用了最新的变频调速技术,电机驱动功率小于5.5kW。用户可根据需要设定力矩特性,根据控制的阀设定速度,速度分多转式、直行程、角行程3种方式。控制系统由阀位给定和阀位反馈信号构成的闭环系统,控制特性视运行方式、速度而定,并具有自动过流保护、过载保护、超压、欠压、过热、缺相、堵转等保护功能。 该执行机构解决的关键性技术问题主要有: 1)阀门柔性开关 柔性开关主要是为了当阀关闭或全开时,保证阀门不卡死与损伤。执行机构内部的微处理器根据测得的变频器输出电压和电流,通过精确计算,得出其输出力矩。一旦输出力矩达到或大于设定的力矩,自动降低速度,以避免阀门内部过度的撞击,从而达到最优关闭,实现过力矩保护。 2)阀位的极限位置判断 阀位的极限位置是指全开和全关位置。在传统执行机构中,该位置的检测是通过机械式限位开关获得的。机械式限位开关精度低,在运行中易松动,可靠性差。在文中,电动执行机构极限位置通过检测位置信号的增量获得。其原理是,单片机将本次检测的位置信号与上次检测的信号相比较,如果未发生变化或变化较小,即认为己达到极限位置,立即切断异步电机的供电电源,保证阀门的安全关闭或全开。省去了机械式限位开关,无需在调试时对其进行复杂的调整。 3)电机保护的实现 为了防止电机因过热而烧毁,单片机通过温度传感器连续检测电机的实际运行温度,如果温度传感器检测到电机温度过高,自动切断供电电源。温度传感器内置于电机内部。 4)准确定位 传统的电动执行机构在异步电机通电后会很快达到其额定动作速度,当接近停止位置时,电机断电后,由于机械惯性,其阀门不可能立即停下来,会出现不同程度的超程,这一超程通常采用控制电机反向转动来校正。机电一体化的大流量电动执行机构根据当前位置与给定位置的差值以及运行速度的大小超前确定减速点的位置及减速段变化速率ki,使阀门在较低的速度下实现精确的微调和定位,从而将超程降到最低。 5)模拟信号的隔离。 对于变频器的直流电压以及输出的三相电压,它们之间的地址不一致,存在着较高的共模电压,为了保证系统的安全性,必须将它们彼此相互隔离。采用LM358和4N25组成了隔离线性放大电路。如图4-1所示,采用±15V和±12V两组独立的正负电源。若运放A的反相端电位由于扰动而正向偏离虚地,则运放A输出端的电位将降低,因而光电耦合器的发光强度将增强,则使其集射极电压减小,最后使运放A反相端的电位降低,回到正常状态。若A的反相端电位负向偏离虚地,也可以重回到正常状态。从而增强了系统的抗干扰性。 5 结束语 该执行机构集微机技术和执行器技术于一体,是一种新型的终端控制单元,其电机是通过内部集成的一体化变频器来控制,因此,同一台智能执行机构可以在一定范围内具有不同的运行速度和关断力矩。该智能执行机构采用了液晶显示技术,它利用内置的液晶显示板,不仅可以显示阀门的开、关状态和正常运行时阀门的开度,还可以通过菜单选择运行参数设定,当系统出现故障时,能显示出故障信息。总之,该执行机构集测量、决断、执行3种功能于一体,顺应了电动执行机构的发展趋势,它的研制成功给电动执行机构的研究开发提供了新的思路。 机电一体化论文:机电一体化技术及其应用研究 摘 要 讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用,并说明其在钢铁工业中的应用以及发展趋势。 关键词 机电一体化 技术 应用 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 1.1 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 1.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 1.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 1.4 网络化 由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 1.5 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 1.6 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems,简称MEMS)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种MEMS器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。 1.7 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。 1.8 带源化 是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 1.9 绿色化 科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以,人们呼唤保护环境,回归自然,实现可持续发展,绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁企业中应用 在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为核心,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面: 2.1 智能化控制技术(IC) 由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点,传统的控制技术遇到了难以克服的困难,因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等,智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。 2.2 分布式控制系统(DCS) 分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展,分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散,故障影响面小,而且系统具有连锁保护功能,采用了系统故障人工手动控制操作措施,使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 2.3 开放式控制系统(OCS) 开放控制系统(Open Control System)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。 2.4 计算机集成制造系统(CIMS) 钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化,但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理,难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产,质优价廉,及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存,加速资金周转,实现生产、经营、管理整体优化,关键就是加强管理,获取必须的经济效益,提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。 2.5 现场总线技术(FBT) 现场总线技术(Fied Bus Technology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4~20mA,DC直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表,如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC(Programmable Logic Controller)和现场就地控制站等的发展。 2.6 交流传动技术 传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。 机电一体化论文:发展“机电一体化”的思路和对策 主题词:机电一体化、对策 一、机电一体化技术发展历程及其趋势 自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意. (一)"机电一体化"的发展历程 1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页; 2.微电子技术为"机电一体化''带来勃勃生机; 3.可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础; 4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶.(二)"机电一体化"发展趋势 1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势. 2.自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中,各个子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律性”,可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具体“行动”是可以改变的。这样,既明显地增加了系统的适应能力(柔性),又不因某一子系统的故障而影响整个系统。 3.全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外,其系统的层次结构,也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。 4.“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体,但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物系统”,而生物的特点是硬 件(肌体)——软件(大脑)一体,不可分割。看来,机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋,但有一段漫长的道路要走。 5.微型机电化——微型化。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时,就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”,机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。 三、典型的机电一体化产品 机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有:数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD/CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有:电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。 四、北京发展“机电一体化”而临的形势和任务 机电一体化工作主要包括两个层次:一是用微电子技术改造传统产业,其目的是节能、节材,提高工效,提高产品质量,把传统工业的技术进步提高一步;二是开发自动化、数字化、智能化机电产品,促进产品的更新换代。 前者是面上的工作,普及工作;后者是提高工作,深层次工作。 (一)北京“机电一体化”工作面临的形势 1.北京用微电子技术改造传统工业的工作量大而广,有难度 (1)在700余家北京市属工业系统的企业中,有60%以上的企业用微电子技术改造机床设备、工业窑炉、风机电泵、生产过程的任务还未完成需要量的一半。 (2)北京工业系统还有2000余台机床设备亟需用微电子技术进行改造;在已改造的近6500台机床设备中,大约有15%需进一步改造。 (3)北京工业系统尚有近250座工业炉窑亟需用电子信息技术进行改造;且610座已改造过的工业炉窑也很有进一步应用模糊技术进行二次改造的必要。 (4)北京工业系统CAD应用还有较大差距。目前,北京工业品设计,CAD应用率仅17%(而美、日等国已超过85%;国内先进地区也超过了30%);CAD的覆盖率才达到11%(而全国CAD应用工程领导小组指出,“八五”期间大中型企业要达到35%,中小型骨干企业要达到15%—20%;到“九五”时,按国务委员宋健的要求,基本上要甩掉绘图板)。 (5)北京工业系统共有改造价值的各种风机电泵装机容量50万千瓦,尚49万多千瓦用变调速技术进行改造的任务,占总任务量的99.5%左右。 (6)工业是全市能源消耗大户。1992年,北京工业系统占全市能耗总量的59.5%。而北京是一个能源严重缺乏的城市,1992年北京工业系统万元产值能耗折合标煤为2.47吨,比上海的1.57吨高57%,比天津的2.15吨高14%,比先进的工业化国家高近9倍。因此,北京工业系统节能降耗的任务非常重,而电力电子技术是节能降耗的王牌。 2.北京用机电一体化技术加速产品更新换代,提高市场占有率的呼声高,有压力。北京市的工业产品大约有3万种,每年约开发试制新产品3000种,更新周期很长。由于更新换代速度跟不上市场变化的需要,影响了北京工业产品的竞争能力。 1993年,北京市工业系统生产的机电一体化产品约837种,在当年生产的产品品种总数中仅占7.8%左右。其中:机械局系统主要产品约1200种,机电一体化产品不到150种机电一体化产品所占比例仅4%强;仪器仪表总公司系统主要产品350种,机电一体化产品210种,机电一体化产品所占比例为60%;轻工系统主要产品总数为649种,机电一体化、智能化产品15种,机电一体化、智能化产品所占比例约2.3%;汽车工业总公司系统平均每辆汽车的总成本为3.5万元,每辆汽车平均装用电子产品的费用约300元,不是总成本的1%;与国外约28%的先进水平相差甚远;与国内先进水平相差一半左右。 3.北京用机电一体化产品取代技术含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、扰民产品的责任重,有意义。在北京工业系统中,能耗、耗水大户,对环境污染严重的企业还占相当大的比重,且不少地处城区和近郊区。近年来北京的工业结构、产品结构虽然几经调整,但由于多种原因,成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题,有企业的“故土难离”“死守故业”问题,但不可否认也有优化不出理想的产业,优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前,这就是发展机电一体化,开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低,且具有柔性,可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革,而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时,可为传统的机械工业注入新鲜血液,带来新的活力,把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来,实现文明生产。 另外,从市场需求的角度看,由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长,差距较大,许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求,每年进口量都比较大,因此亟需发展。 (二)北京“机电一体化”工作的任务 北京在机电一体化方面的任务可以概括为两句话:一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业;另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品,促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为北京产业结构和产品结构调整作贡献。 1.北京应用机电一体化技术改造传统产业的工作重点 (1)大力采用模糊技术,工业炉窑改造应上新台阶 国内外成功的范例表明,应用模糊技术改造工业炉窑比单纯用计算机和PID技术好的多。因此,我们建议今后北京在改造工业炉窑时要大力推广应用模糊技术,到2000年,对应该进行改造但尚未改造的近250座工业炉窑要用模糊 技术等先进电子信息技术改造完毕,其中采用模糊技术改造要在80%。 (2)积极采用数控技术,机床高备改造要达新水平 对机床设备的改造重点应放在经济型数控系统的推广应用上。根据需要和可能,到1995年,北京应该改造的机床设备(8420台)的改造率要达80%以上,到本世纪末要改造完毕。 (3)努力推广变频调速技术,风机电泵改造要攀新高度 风机、电泵采用变频调速后一般可节电20%以上,效果十分显著。因此,在今后几乎,北京要把交流变频调速技术的推广应用作为重点来抓。到1995年,应该采用变频调速技术改造的风机、电泵要改造完60%;到本世纪末,北京的风机、电泵和其它调速电机要普遍;采用先进的变频调速技术。 (4)优先应用CAD/CAM技术,工业设计水平提高要有新目标 北京工业产品更新换代慢,设计工作跟不上需求变化是重要原因之一。目前,北京工业系统CAD的应用率为17%,CAD的覆盖率为11%,到1995年应分别达到20%和15%,本世纪末,要力争分别达到55%和45%。 2.北京机电一体化产品开发的奋斗目标 (1)总体目标:到1995年全市的机电一体化产品数应不少于800种,2000年,应不少于2000种,机电产品的机电一体化率分别达到25%和60%。 (2)单项目标: ·机床数控化率:1995年,产量数控化率达5%,产值数控化率达16%;2000年,分别达12%和40%。 ·汽车电子化程度:1995年,平均每辆汽车上装用和电子产品的费用不少于1000元,在整车成本中所占比例不低于3%;到2000年分别不少于3000元,不低于8%。 ·PLC的开发生产能力:“八五”期间,开发能力要稳居全国首位;“九五”北京要成为全国主要的PLC生产基地之一。 ·“电力电子”开发生产能力:“八五”期间掌握第二代电力电子器件的批量生产技术和第三代电力电子器件的开发技术。“九五”期间第三代电力电子器件的生产要形成经济批量。在电力电子产品应用方面,“八五”期间,开关电源、高频电源、逆变电源要成为拳头产品;交流变频调速装置要达到批量生产程度;高频电子镇流器要能出口创汇;“九五”,北京要形成一个具有电力电子器件、电力电子装置研制、生产、开发、推广综合配套能力的高新技术产业。 ·模糊控制器的开发生产能力:“八五”要把北京建成全国模糊技术控制器的开发生产基地,开发出用于工业炉窑改造,压力、温度、流量控制的模糊技术控制系统典型产品来;交逐步将模糊技术应用于家用电器中。1995年,空调器、洗衣机、电冰箱、吸尘器、电风扇等家用电器产品模糊控制器的普及率要分别达到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世纪末,北京家用电器模糊技术普及率要达到50%以上。 ·其它机电一体化产品的开发生产能力:微机控制多色印刷机要稳居全国第一;电子医疗仪器的开发、生产争取在“八五”有较大突破,“九五”在品种和产量上全国领先;在“八五”期间,以30万千瓦汽轮发电机组为代表的发电设备要形成综合配套能力,打出规模效益来;数字化、智能化仪器仪表,自动化装置要上品种、上批量…… 总之,机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力,又是开启北京机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。如果北京完成好上面所建议的“机电一体化”发展两方面的目标,那么,到本世纪末,北京就会形成一个销售额超过200亿元的机电一体化产业。其中,数控机床、机电一体化印刷系统、新型电子医疗设备和数字化智能化仪器仪表等机电一体化装备销售额可超过150亿元;“电力电子”的销售额可超过20亿元;PLC模糊控制器等销售额可超过15亿元;汽车电子化、自动化智能化轻工民用电器产品销售额可超过25亿元。机电一体化产业不仅是北京高新技术产业的主力军,也是机电行业停工、待产、明亏、潜亏企业的出路所在。 五、北京发展“机电一体化”的对策 (一)加强统筹安排,协调发展计划 目前,北京地区从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套发展策略和计是。同时,市政府各有关委、办、局(总公司)也有不少相应的发展计划与规划。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制,难免只考虑局部利益,市政府各主管部门的有关计划和规划,也有统一考虑不足,统筹安排不够的问题,全市缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此,建议市政府责成有关机构在进行深入调查研究、科学分析的基础上,制定出北京统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划,避免开发上重复,生产上撞车! (二)强化行业管理,发挥“协会”作用 目前,北京“机电一体化”较热,而按目前的行业划分方法和管理体制,“政出多门”是难哆的。因此,北京有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构,根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神,以及机电一体化行业特点,我们建议,尽快加强北京机电一体化协会的建设,赋予其行业管理职能。 “协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面,要加强办公室、秘书处的建设;要通过其精明干练的办事机构、经济实体,组织“行业”发展计划、战略规划的拟制;指导行业布点布局的调整,进行发展突破口的选择,抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作…… (三)优化发展环境、增大支持力度 优化发展环境指通过宣传群众,造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围,如尽快为外商到北京投资发展“机电一体化”产业提供方便;尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯;尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。 增大支持力度,在技术政策上,要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展,对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰;大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造,对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造,对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持,对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。 在经济政策上,要多给机电一体化科研攻关课题、开发应用项目利用科技专项基金和科技三项费用的机会;银行发设贷款要多向机电一体化技术改进、生产合资和机电一体化产业规模化建设项目上倾斜;成立“机电一体化”发展基金,支持机电一体化生产发展等。 (四)突出发展重点,兼顾“两个层次” 机电一体化产业复盖面非常广,而我们的财力、人力和物力是有限的,因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙,而应分清主次,大胆取舍 ,有所为,有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作,即用电子信息技术对传统产业进行改造,在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置,使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作,即在新产品设计之初,就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑,使“机械”与“电子”密不可分,深度结合,生产出来的新产品起码正做到机电一体化。 我们认为,北京“机电一体化”发展,当务之急,重中之重是: 抓紧开发生产GTO、GTR、VDMOS等新型电力电子器件及其应用装置——交流变频调速器、逆变焊机、高频电子镇流器等,用电力电子技术进行的节能、节材为主要目的的技术改造; 抓紧推广应用经济型数控系统,改造机床设备;开发生产低、中档数控系统; 抓紧开发、生产中小型PLC,用PLC进行生产过程控制; 抓紧组织生产多色胶印机、中英文打字机、电子出版系统、中高调频X射线疹疗设备、心脑病人监护设备、30万千瓦汽轮发电机组、模糊控制器、汽车电子高压开关、高频电子点火器等产品。同时要注意用变频调速技术、电力拖动技术、模糊技术、PLC等改造供暖、供水设备,进行高层建设的现代化管理,解决交通难、出行难问题…… 机电一体化论文:浅谈加强机电一体化专业学生实习教学的措施 在当前竞争激烈的市场经济形势下,企业对员工综合职业素质的要求,尤其是对专业技能的要求不断提高。职业学校要主动适应这种要求,必须进一步强化实习教学管理,把提高学生的职业技能水平看作是办学质量的重要标志。机电一体化专业学生的实习教学应切实解决好以下几个问题。 一、加强机电一体化专业实习教学的环节管理 1、制订切实可行的实习教学计划。 实习计划应根据实纲并结合现代企业对人才类型的需要合理安排制定。 目前,机电一体化专业就业岗位的需求有三个方向:1、机电一体化设备制造与维修;2、机床数控技术应用;3、自动机(线)的运行与维修。要按照不同的专业化方向,对主要基础实习教学作相应的调整。对于机电一体化设备制造与维修方向,基础实习教学的重点应放在机械方面,要加强钳工与电工电子实习训练,使学生达到中级钳工的操作水平;对于机床数控技术应用方向,应加强学生的车工实习及数控机床编程与操作实习,使学生达到中级车工的操作水平;对于自动机(线)的运行与维修方向,应向电的方面适当偏移,加强电工及单片机与可编程控制器实习,使学生达到中级电工的操作水平。在制定实习教学计划时,采用分阶段实习和集中实习相结合的方法。即在二年级第一学期安排四周的阶段实习,进行钳工、电工的有关基本操作入门实习;在二年级第二学期结合专业课教学,每周安排一天半到二天实习课,进行车工基本操作技能训练,达到初级车工操作水平;在三年级安排顶岗实习,通过严格的专业技能训练逐步使学生达到中级车工操作水平,并能赴工厂生产实习,使学生接触现代企业生产与管理实际,并将所学专业技术运用于生产中。 2、编写针对性较强的实习补充教材或实习指导书。 机电一体化专业教学实习包括入门实习、提高实习、强化实习。目前,机电类实习教材尚不能与当前的实习教学需要相配套。因此,为加强实习教学内容的针对性,应组织教师编写具有本校机电一体化专业特色的实习补充教材或实习指导书,要体现实习过程的连贯性、实习阶段目标的渐进性。各实习阶段要有明确的实习目的、任务、内容、方法和考核要求等。 3、规范实习教学过程管理。 实习教学具有生产性的特点,完全不同于理论课教学。实习教学过程管理是指对实习教学过程中影响实习教学质量的诸多因素进行组织、协调和控制,使实习教学按计划、有秩序地进行。实习教学管理包括对对实习教学设施设备工具、对学生的管理和对整个实习教学过程的管理等,其中对实习教学过程的管理尤为重要。实习教学不是将学生安排到实习工厂交待一下实习课题、示范一下操作过程就可以了,要严格按照入门指导、巡回指导、结束指导的实习教学程序要求实施全过程管理。特别是巡回指导,是实习教师发挥主导作用、实施因材施教、加强个别指导、提高实习教学效果的重要环节。规范实习教学过程管理对于加强学生专业技能训练,提高实习教学质量至关重要。 4、严格实习考核要求。 实习考核要求是实现教学目标的具体体现,科学合理的考核要求能够增进学生学习的自信心和积极性。实习考核要求应根据学生实际,采取分层次步步过关的方式,使学生通过自身的不断努力一步步地达到考核要求。对于少数在规定实习课时内不能达到考核要求的学生,实习教师要适当安排其他时间开小灶,进行个别辅导,使其达到实习教学目标的要求。实习考核要求应与劳动部门的职业技能考核标准接轨,达到中级工职业技能水平。 二、加强机电一体化专业实习教师队伍建设 实习教学目标的实现,实习教师起着主导作用。职业学校要加强实习教师队伍的建设,建立一支高质量的”双师型“实习教师队伍。目前,一些职业学校机电一体化专业实习教师存在专业技能水平不高、实习教学组织能力欠缺的现象。 三、加强实习基地建设 实习设施、设备是实习教学的物质基础和前提条件。要提高机电一体化专业毕业生的职业技能水平,必须确实建设好校内外实习基地。 1、 建好校内实习基地。 按照职业学校机电一体化专业现代化建设的要求,职业学校应建设相对完备的、具有一定先进性的,与培养目标、教学计划相适应的校内实习基地。添置的设备既要具有一定的先进性还要具备足够的数量。机电一体化专业有了校内实习基地,就可以按照实纲和企业用人要求适时调整实习计划,根据学生的学习实际合理设计实习课题,实习教学质量的提高就有了保证。 2、广泛建立校外实习基地。 广泛建立校外实习基地,与现代企业保持较为密切的联系,以满足学生毕业前顶岗实习的需要。学生在企业中实习,能够接触到先进的生产设备,学到先进的生产工艺和加工方法,拓宽视野,并且能学以致用,将所掌握的专业知识和操作技能应用于生产实践中。同时学校在与企业的交往过程中,还可以了解现代企业对员工综合素质的要求、征求企业对学校办学的建议,以便对教育教学的方方面面进行改革与调整。 机电一体化论文:机电一体化技术的发展浅论 论文关键词:机电一体化;技术;现状;产品;制造技术;发展趋势 论文摘要:机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的基本概要和发展背景。综述了国内外机电一体化技术的现状,分析了机电一体化技术的发展趋势。 现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 1 机电一体化概要 机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。 机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。 因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是,机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。 2 机电一体化的发展状况 机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。 20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。 我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,不取得了一定成果,但与日本等先进国家相比仍有相当差距。 3 机电一体化的发展趋势 3.1 智能化 智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。 3.2 模块化 模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突,近期很难制定国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。 3.3 网络化 20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 3.4 微型化 微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。 3.5 绿色化 工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。 3.6 系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强,一般除RS232外,还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义。一层是,机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理,研制各种机电一体花产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。 结语 综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。 机电一体化论文:浅谈电工新技术在机电一体化中的应用 摘 要:文章从电工新技术的发展谈起,对电工新技术在机电一体化中的应用作详细分析,并着重探讨电工新技术的特点,归纳、总结出相关结论,供同行参考借鉴。 关键词:电工新技术;机电一体化;应用 电工新技术目前已在机电一体化中得到了广泛应用,依靠电工新技术研发制作的机电一体化产品种类众多,为机电一体化事业的发展起到了巨大的推动作用。分析电工新技术的基本功能,当该技术应用到机电一体化以后,不但能有效改善机电一体化产品的生产环境,提高机电产品工作效率,还能减少能源浪费,实现生产节能。下面笔者结合电工新技术的发展概述,对机电一体化中应用到的电工新技术作详细分析。 1 电工新技术分析 1.1 电工新技术是促进国民经济发展的关键因素 电工新技术的发展带动了我国国民经济的增长,它借助自身技术优势,一方面解放了国民生产力,有效促进了生产效率的提高,另一方面降低了生产能耗,为社会主义建设做出了贡献。总的来说,电工新技术促进了国民经济的发展,为社会进步以及人民生活品质的提升创造了条件。 1.2 电工新技术的定义与发展趋势 所谓电工新技术,实际就是指在当前并未实现规模化应用,但具有一定效益的电工技术。随着时代与社会文明的不断进步,电工新技术在国民生产中起到的作用越来越大,成为了21世纪最具活力和最具生命力的电工技术。追究电工新技术的发展原因,它实际是在传统电工技术基础上发展起来的,是知识经济时代下出现的电工新理论、新知识、新材料以及新工艺等集多种表现形式于一体的新电工技术。电工新技术从20世纪下半叶开始发展,当时盛行的电工新理论有等离子物理、生物电磁学、电磁流体力学等等,新技术则主要有放电应用技术、磁流体发电技术、电磁诊断技术等。在21世纪的今天,电工新技术的发展已经迈上了一个新台阶,除了原有的电工技术、理论、设备、材料在各行各业得到了广泛应用以外,电工新技术还向纳米技术、生物工程技术、网络技术方向发展,成为了国民经济发展中的中坚力量。 2 电工新技术在机电一体化中的应用 电工新技术当前已经在机电一体化中有了较为普遍的应用,比如生产中常见的自动监控制技术、触摸屏技术、运动控制卡等,都属于电工新技术的范畴。详细分析如下: 2.1 自动控制技术 自动控制技术与自动控制系统的应用是电工新技术的一种主要表现形式。以自动控制系统为研究对象,该系统的基本特点是能实现自动化控制。将该系统应用到机电一体化中,系统能对机电设备的运行状态进行连续测量,并结合测量数据推断出设备偏差,及时采取相应措施对偏差进行处理,尽可能的将偏差降低到最小。在机电一体化自动控制中,为了将自动化控制系统测量的快速性、稳定性、精确性体现得更加充分,往往会选择采用比例控制器、积分控制器等对系统进行控制。工业大革命之后,市场对机电一体化产品的精度、性能、使用可靠性等性能要求越来越高,而为了满足市场要求,机电一体化产品内部所采用的控制器性能也随之越来越好,全闭环数字式伺服系统的出现使得自动控制技术在机电一体化产品中的应用地位越来越高,既能满足系统自动控制技术要求,又能提高系统控制与调节精度,为机电一体化产品自动化控制与调节的实现奠定了坚实的技术基础。因此,现代机电一体化产品大多选择该类伺服系统来实施产品控制。 2.2 pc的应用 pc,实际指可编程控制器。该控制器是上世纪60年代生产出来的一种工业控制装置,技术基础建立在计算机控制技术和通信技术上,既具有计算机控制功能,又能实现通信,所以该控制器在出现以后,便被广泛应用于机械生产自动化控制中。pc技术产生初期,常用的pc大多只具备逻辑控制、定时和记数功能,通常将只能实现这三项功能的可编程控制器称为可编程逻辑控制器。随着电子技术和大规模集成电路的广泛应用,plc的功能日趋完善,性能不断提高。plc已经发展为集计算机技术,自动控制技术、通信技术、过程控制技术于一身的电子装置。目前plc正朝智能化、网络化方向发展。plc作为一种新型的工业控制装置。用计算机编程软件代替继电控制的硬件接线,既发挥计算机优点,又考虑电器操作人员习惯,始终保持大众化特点。plc具有可靠性高、编程方便、对环境要求低、与其他装置连接方便等优点。plc控制系统与继 电顺序控制系统的比较:plc控制系统大部分为软件控制,系统结构紧凑、体积小;plc控制器内部全部为“软接点”,动作快,系统的控制功能改变一般需要修改程序;plc控制系统的设计、施工、调试周期短plc控制系统具有较强的自检、监控功能,可靠性高,适用范围广。特别是可编程计算机控制器pcc与传统的plc相比较能更好的实现分时多任务操作系统和多样化的应用软件设计,不仅满足了实时控制的要求还可以按照用户的实际要求任意修改。 2.3 运动控制卡的应用 运动控制卡是一种基于pc机及工业pc机、用于各种运动控制场合的上位控制单元。它包括脉冲输出、脉冲计数、数字输入、数字输出、d/a输出等功能。它变频器的工作原理主要是把工频电源变换成各种频率的交流电源,来实现电机的变速运行的设备。以达到无极变速,从而缩短电机方向和转速的时间,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电逆变成交流电。它可以发出连续的、高频率的脉冲串,通过改变发出脉冲的频率来控制电机的速度,改变发出脉冲的数量来控制电机的位置,用于控制步进(直线)电机或伺服电机。所以变频器因调速性能好、效率高、性能稳定、可靠性高等这些优点,使其在数控伺服、机械、同步传动等多种场合都得到了广泛的应用,因此,变速器调速技术已逐渐成为电气传动自动化的一项核心技术。 3 结束语 综上所述,我国当前的电工新技术在机电一体化产品中的应用极为广泛,成为了机电一体化产品实现自动化控制的必要措施。电工新技术以其独有的技术特点,为机电一体化发展创造了众多有利条件,促进了机电一体化自动控制的实现。总的来说,电工新技术的发展为机电一体化技术的进步做出了贡献,它不仅省去了多余的社会劳动力,实现了机电一体化产品的自动化控制运行,还减少了能源消耗,对社会进步起到了巨大作用。 机电一体化论文:浅析机电一体化在煤矿机械中的作用 摘 要:机电一体化已经成为了煤矿机械发展的主要趋势,作为新时代的煤矿业,其正处于一个更新换代的转折点,现在的煤矿机械正处在一个向机电一体化方向发展的时代,随着国家对煤矿安全生产的重视,煤矿设备投入的不断增加,煤矿机械也处在一个更新换代的时期。煤矿业在投入设备的基础上重视安全生产,文章着重对煤矿生产中机电一体化情况进行了探讨,并阐释了其在煤矿生产中的主要作用。 关键词:机电一体化;煤矿机械;作用;应用 科技的进步为新时代的各行各业都带来了新型的先进技术,煤矿业也不例外,在煤矿生产中对于机械性能的要求也不断的在提高,煤矿机械中微电脑的应用会更加的广泛,且机械结构会更加复杂,其对于维护的要求也向着更加专业的方向发展。以下就通过文章对煤矿机械中电子装置的控制功能、特性和类别以及电气的功能、特性和类别进行初步的介绍。用以帮助工作人员以及管理人员更加了解煤矿机械。 1 机电一体化的产生与应用 机电一体化又称机械电子工程学,是一门跨学科的综合性高技术,是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。目前各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。 在现代的煤矿生产中,机械性能会直接影响到煤矿的产出,机械的自动化程度以及经济性都会对生产造成一定的影响,也会对煤矿的供电、通风以及排水、提升造成安全性影响。煤矿机械的经济性、可靠性以及动力性会直接受到机械电气以及电子系统中控制部分的性能以及质量好坏的影响,在此影响下会直接对机械的寿命施工质量以及生产效率造成影响。微电子系统在现代煤矿生产中越来越不可或缺,已经成为了现代煤矿机械的核心组成部分,同时,也成为了评判煤矿机械水平的标准之一。随着科技的进步和机械技术的发展,煤矿机电在性能上不断提高,微电子开始在煤矿机械中得到广泛的应用、推广,成为了煤矿机械的重要组成部分。换言之,煤矿机械系统的复杂程度会越来越高,功能也会越来越强大,应用范围相对也会随之变广,但是随之而来的问题便是其维护和维修要求也相对开始变得越来越专业,这就使得煤矿的工作人员所面临的专业机械问题更加复杂。为了更好的适应更加复杂的机械设备以及控制系统,对煤矿员工的技术培训就显得尤为重要,同样对设备的管理也成为了煤矿管理工作的中心内容。 随着开采技术的提高,以及新时期对于煤矿生产的要求,煤矿机械的使用中仅仅依靠液压技术以及机械技术已经不能满足现代机械性能要求。对于煤矿机械应用,现代化的生产要求煤矿机械具有更好的可控性,更加智能化。因此微电子的技术引入成为了煤矿机械的必然发展趋势,在对煤矿机械的控制上微电子控制成为了必然的选择。机电一体化作为新兴的技术,以其独特的适应性开始受到煤矿业的关注,将机电一体化技术引入煤矿生产的机械设备中,不仅仅是对于煤矿机械的技术革新,同时也使得煤矿机械设备从性能上有了本质的改变。 机电一体化又被称作电子机械工程学,是一门综合性技术,同时也是一门跨学科技术,由多种学科技术(计算机技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术以及液压技术)相互融合形成的交叉学科,却又独立于上述任何一门学科。机电一体化的技术最先得到应用是在上世纪七十年代,得以应用于国外机械中。而随着微电子技术在八十年代末期逐步的发展,并成为了核心技术开始,机械制造的发展速度日新月异,并且随着微处理、计算机、检测、传感以及信息处理等技术在煤矿机械中得到引用并逐步发展,对煤矿机电产品性能产生了极大的促进,使得煤矿机械发展进入了一个快速转变阶段。目前以微处理器或者是微电脑为核心的电控系统已成为了我国煤矿机械的发展趋势,虽然同发达的西方国家相比,我国的微控系统还存在一定的差距,但是随着技术的引入和研究发展,煤矿机械技术的提升也会十分迅速。 我国煤矿业引入微电子控制系统主要用于对煤矿机械功能进行提升,其主要实现了以下几方面功能。 2 在线监控、自动报警及故障自诊 即对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控,出现故障能自动报警并准确地指出故障的部位,从而改善操作员的工作条件,提高机器的工作效率,简化设备 护检查工作,降低使用维修费用,缩短停机维修时间,延长设备的使用寿命。如采煤机上变频器就采用plc控制,可实现多种在线监控和故障自诊,还有煤矿用各种电器设备也越来越智能化。 3 节能降耗,提高生产效率 例如井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等,使用变频起动、plc控制系统,节电量就为30%左右,同时生产效率也大大提高了。 4 有效提高生产的自动化、半自动化 自动化煤矿机械设备是今后的发展趋势,而半自动化的机械设备应用也会越来越广泛,不但从劳动强度上减轻了操作人员的负担,同时也是对生产效率的有效提升。另外可以最大程度避免由于操作人员经验不足而对作业精度造成的影响。微电子在煤矿机械设备中的应用也是其自动化智能化发展的重要保障,去推广以及应用,使得机械系统的构造越来越复杂,但是功能以及适用范围也会随之而扩大。 5 其他应用 一些国外生产的输送机、采煤机、综掘机等采用了电子(微电脑)控制的自动变速器,能够根据外负荷的变化情况自动改变传动系的传动比,从而改变功率,这不仅充分利用了电动机功率,大大提高了能耗经济性,而且也简化了操作,降低了劳动强度,提高了设备的安全性能,提高作业人员操作的安全性。目前我国在综合机械化采煤机上采用电子(微电脑)控制,可实现无人操作,使机械能在危险地带或人无法接近的地点进行作业,也配备了无线遥控装置,可远程遥控也可微电脑编程控制。电子(微电脑)系统的可靠性是煤矿机械非常重要的一项性能指标。由于煤矿机械一般井下作业,其直接受到潮气、煤尘、通风、石块、地质变化等的侵袭,此外还受到采煤振动和冲击以及各种电、磁等的干扰,工作环境非常恶劣,因此电子(微电脑)控制系统必须满足井下性能环境要求,能在井下环境温度下可靠、稳定地工作;抗压强度高、抗老化,具有较长的使用寿命;密封性能好,能防止水分和污物的侵入;较好耐冲击和抗振性能;较强的抗干扰能力,系统能在各种干扰下可靠地工作。 6 结束语 科学技术的进步所带来的便是煤矿机械的发展,而机械技术的发展使得煤矿机械在性能上的适应性越来越高。随着机电一体化程度的加深,以及先进技术的引入,我国的煤矿机械技术发展开始向着微电子控制系统转变,在应用上更加的广泛,同时对于相关维修以及管理工作人员的专业素养要求也越来越高。即便如此,机电一体化也越来越得到广大煤矿业生产者以及管理者的推崇,在应用中不断的吸取经验,从而得以发展提高。虽然世界机电一体化的微电子控制技术发展较早,但是我国的技术应用起步较晚,因此在煤矿的生产上还存在很多的差距。但是社会对于煤矿生产的要求不会因此而降低,因此机电一体化变革刻不容缓,需要煤矿生产工作中每一个环节的相互配合,以及每一个环节的工作人员的共同努力。 机电一体化论文:试谈基于机电一体化的煤矿企业科技管理研究 摘 要:本文对机电一体化技术进行了概述, 简要介绍了机电一体化技术的发展历程和趋势, 论述了机电一体化技术的研究在煤矿生产中的重要意义, 重点介绍了机电一体化技术在煤矿生产中的应用。 关键词:煤矿企业 机电一体化 科技管理 1.机电一体化技术概述 “机电一体化”(mechatronics)是集机械、电子、计算机和信息技术等多种技术有机结合的一门交叉综合技术。机电一体化是在机械的主功能、动力功能和控制功能上引进计算机和电子技术,将机械装置和电子设备以及软件等紧密结合起来,相互渗透,相互融合而形成的一门新兴的综合技术。它的本质不仅是单纯地利用电子技术来简化或替代机械,更重要的是将机械系统、微电子和计算机技术、信息技术组成了最佳系统。 机电一体化技术具有增强生产的安全性和可靠性、具有自动监视、报警、诊断等功能,大大简化了操作步骤并且简单、方便;适用面广、生产、应变能力强、工作质量高;它的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施,使工作恢复正常。 2.我国的机电一体化技术 我国制造的机电一体化产品都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点,它的广泛应用减轻了劳动强度,提高了生产力水平。然而,我国的机电一体化技术与发达国家相比差距还很大,具有自主知识产权的核心技术不多,今后应加强研究具有自主知识产权的核心装置,同时增加产品的通信功能,以适应综合自动化的需要;开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机和专家系统的应用等;机器人仍然是机电一体化技术今后研究的重点之一。 3.机电一体化技术研究在煤矿生产中的重要意义 3.1 提高劳动效率,机电一体化产品的应用使过去落后的生产方式得到极大的改变,大量新型自动化电子设备的使用彻底转变了煤矿的作业模式,明显降低了工人的劳动强度,大幅提升了劳动生产率,极大地提高了劳动效率。 3.2 提高了劳动安全保障,传统的煤矿工作环境非常恶劣,高负荷地工作会严重影响到矿工的身体健康和生产安全。采用机电一体化设备进行煤炭的采掘、运输、提升等,不仅可以使矿工从繁重的体力劳动中解脱出来,而且还能降低发生事故和危险的几率,提高安全生产效率。 3.3 增加了经济效益和矿工的劳动收入,煤矿机电一体化技术的运用使得煤炭的产量大幅提高,增加了企业的经济效益,同样使矿工的劳动收入有所提高,改善矿工的生活质量。煤矿企业的快速发展带动了其它相关行业的快速发展,对地方经济的快速发展起到积极的推动作用。 4.机电一体化技术在煤矿中的应用 4.1 机电一体化技术在采煤机中的应用。机电一体化技术在采煤机的一个典型应用就是电牵引采煤机。它具有许多液压牵引采煤机不具备的优势和特点:良好的牵引特性。在采煤机前进时它可以提供牵引力,在采煤机下滑时它还可以进行发电制动;可用于大倾角煤层。牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器,可用在40°~50°倾角的煤层,而不需要其它防滑装置;运行可靠,使用寿命长。与液压牵引不同的是电牵引采煤机除电动机的电刷和整流子有磨损外,其它元件没有磨损,因此运行可靠,使用寿命长,维修量小;反应灵敏,动态特性好,结构简单,效率高。电牵引采煤机机械传动结构轻便简单,只做一次转换,电能转换为机械能,转换效率可高达99%,而液压采煤机的电能转换机械能的转换效率只有65%~70%左右。 4.2 机电一体化技术在提升机中的应用。目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备是矿井提升机,为全数字化交直流提升机。尤其是内装式提升机,在结构上将滚筒和驱动合二为一,大大简化了机械结构,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。而全数字化提升机高度可靠,采用总线方式,使电器安装大大简化,此外,硬件配置简单,互相兼容。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化提升机,其核心部分ascs是由双cpu构成的计算机系统,其性能先进、操作简便、准确可靠。 4.3 机电一体化技术在带式输送机中的应用。近几年来带式输送机已成为机电一体化技术的研究重点。目前主要采用机、电、液一体化的cst可控软启动装置。它是一种专门为煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设计的软驱动装置。一条皮带运输机可以由一台或几台cst驱动。由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术,我国带式输送机一般为3点驱动,对输送机的单机长度和运量存在一定的限制。而且,输送机的监控设备的功能、可靠性、灵敏度和寿命都与发达国家相比存在显着的差距。 4.4 其他煤矿机电一体化设备液压支架则向电液控制方向发展,将计算机技术与液压控制有机结合,实现定压双向邻架或成组自动移架,避免对顶板和支架产生冲击载荷。煤矿供电要求是供电要可靠,质量要高,能满足大功率设备。因此应该推广节能型产品。高压开关柜采用维护量小,使用寿命长的真空开关。目前高、低开关柜普遍采用了“微机保护”,具备网络功能,可以实现远程遥控、遥测、遥信和遥调。 5.结语 机电一体化技术是企业信息化的重要支撑技术,目前已经成为矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了扎实的基础。 机电一体化论文:接口技术在机电一体化中的运用研究 随着信息技术等的发展,机电一体化已经成为一种发展趋势,同时也为人们的生产、生活提供了更多的便捷。接口是几点一体化产品的重要组成部分,有效运用接口,可以更好地将几点一体化产品中的各个组件有机地连接起来,使机电一体化产品的运行能够更加顺畅、有效。因此,接口技术的研究与运用,直接影响着机电一体化产品的运用效能,相关工作人员应该积极创新接口技术,满足机电一体化技术不断发展的需求,进而提高机电一体化产品的质量,更好地为人们的生产、生活服务。 1 简述接口、接口类型与接口连接方式 机电一体化系统,即是将机械系统与电子系统有机地联系到一起,从而发挥机械电子的优势,提高机电一体化产品的应用性能。而接口是机电一体化产品的重要组成部分,它是连接机械系统与电子系统各个模块的重要组件,具有调节、匹配、缓冲等性质,可以有效地转换电平、增加功率,使机电一体化产品的性能得到提高;一些技术人员将接口加设抗干扰材料,可以将电子系统与控制系统之间相互隔离,防止两个系统之间的信号受到干扰,影响电子系统与控制系统运行的可靠性;接口的运用,还可以进行电路转换,保证机电一体化产品中各个系统之间电流量的匹配,进而提高机电一体化产品的运行效率。 不同的机电一体化产品,其性能、工作原理等都存在差异,自然接口也不完全相同。也就是说,在运用接口技术连接子系统的各个模块时,需要运用到不同的接口。技术人员根据实际情况将接口分成两类,即机电接口与人机接口。机电接口是指执行机构驱动系统与传感器之间的接口,它可以模拟信息的输入与输出,并为机电一体化系统提供平稳的电流,以保证机电一体化产品能够保持一个有序的运行状态;人机接口是指工作人员或者技术人员与计算机之间的接口,这种接口可以将工作人员的指令,利用计算机网络进行编码形成有效的信息数据,并通过接口在各个子系统之间相互传递信息,以满足实际需要。 2 接口技术在机电一体化中的运用 2.1 概述接口技术 在机电一体化技术发展的过程中,接口技术是随之发展起来的新型技术。顾名思义,它是将机电一体化中各个组件、系统相互连接,使其发挥最佳效用的技术。接口技术在机电一体化产品中的应用,可以更加有效地使机电一体化产品中各个复杂的子系统模块之间有效地连接起来,促进其数据、信息的传递与转换,使机电一体化产品的性能得到提高。而随着接口技术的发展,机电一体化技术也将得到更快的发展,并将向着网络化、绿色化、智能化、模块化方向发展,机电一体化产品的性能也将越来越高,为人们生产、生活提供更多的便利。 2.2 接口技术在机电一体化中的运用 众所周知,接口技术在机电一体化中的应用,大大提高了机电一体化系统的性能,同时也促进了机电一体化技术的发展。那么,接口技术到底是怎样运用到机电一体化系统中的呢? 第一,连接机电一体化系统中的各个子系统模块,充当“开关通道”。在机电一体化系统中,各个子系统模块相互连接,再通过电子系统进行智能化控制,将信息系统中的数据、信息进行传递与转换,使各个系统模块都能够在电子系统的控制下运作。要想实现以上功能,就必须有连续的电流,而在接口技术运用下的接口可以充当“开关通道”,工作人员只需正确操作开关执行器,为系统模块之间的连接提供连续的、平稳的电流,就可以有效实现以上功能。 第二,工作人员可以根据需要手动接口,满足工作需求。工作人员在操作监控机电一体化系统运作时,通过人机接口使系统按照工作人员的需要进行运作,这种被称为人机接口。人机接口主要分成输入与输出接口,工作人员只需按照需要将指令通过硬件输入系统,系统就会按照需要将指令编码成信息数据,并通过接口传递给各个系统模块,输出相应的状态、运行参数等,以实现工作人员监控机电一体化系统的目的,满足工作需要。 第三,运用接口技术,可以有效提高系统输出信号的质量。传统的机电一体化技术中,接口的运用还不是很成熟,导致系统显示的数据、信息等质量不高。随着接口技术的不断发展,越来越多的机电一体化系统在运用接口技术之后,有效地提高了数据、信息输出的质量。工作人员能够有效控制输出的数据、信息等运行参数,对这些数据、信息等进行有效的调整,就可以实现监控生产过程的目的。 2.3 运用接口技术需要注意的问题 接口技术是在机电一体化技术上发展起来的,所以在运用接口技术的时候,需要注意以下问题。技术人员在运用接口技术将接口连接于各个子系统模块之间,需要注意接口技术是否与机电一体化技术相匹配,是否能够符合机电一体化产品在性能上的要求,这些都是技术人员需要思考的问题。只有合理选择、运用接口技术,才能为机电一体化产品的性能正常发挥起到基础的作用;任何技术在运用过程中,都需要进行调试,以确保技术运用的科学性、合理性与可靠性。同样,接口技术的运用也需要进行智能调试。一般来说,技术人员在运用接口技术连接各个子系统模块之后,就要及时地进行系统测试与接口的智能调试,这样才能在第一时间发现问题、解决问题,保证机电一体化产品的可靠运行,也可以为以后接口技术的发展提供参考;接口在使用过程中,人机接口是比较常见的,它是根据实际生产需要而进行的人工调整的接口,也就是说,这种接口是可调的。因此,技术人员运用接口技术必须积极思考机电一体化产品的实际生产效能,并注重接口技术的各项指标能够按照要求合理调控,结合实际情况运用接口技术。这样的接口技术才能保证机电一体化系统可以按照需要随时进行调控,实现智能化、网络化,提高接口技术的运用效果。 3 结语 总而言之,随着我国工业化进程的不断深入,各种相关技术也在不断发展。机电一体化技术作为促进工业化与机械化发展的重要技术之一,对我国社会建设与人们生活水平的提高有着重要的意义。而接口作为机电一体化产品的重要组成部分,接口技术的发展也影响着机电一体化技术的发展。所以,相关技术人员应该积极创新接口技术,从各个方面提高机电一体化产品的质量,进而促进机电一体化产品在社会建设中重要作用的发挥。 机电一体化论文:高职机电一体化专业课程体系构建之技术路径 摘要:本文从分析学科课程体系不符合职业教育特征的角度出发,提出构建高职机电一体化专业工学结合一体化课程体系的必要性,论述了机电一体化专业课程体系构建的技术路径,分析了机电一体化专业课程体系实施过程中需要重点解决的三个问题。 关键词:高职;机电一体化专业;一体化课程体系;技术路径 近年来,随着国外先进职业教育课程建设理念与技术的逐步引进与推广,工学结合作为职业教育的重要特征也逐渐得到认同。广州市工贸技师学院顺应国内外市场对技能型人才的需求,即技能人才需具备综合职业能力和奠定持久的职业生涯发展,在机电一体化专业建设中,提出构建工学结合的一体化课程体系的工作目标,并在具体的教学中实施。 机电一体化专业课程体系改革的必要性 长期以来,我国职业教育所采用的课程体系多为学科课程体系,其基本特征是以学科内容为中心设计课程,依据不同学科之间的相关性,按照先后顺序开设教学科目。虽然学科课程体系具有逻辑性和系统性较强的优点,但是,随着科学技术和产业组织结构的发展,其缺点也日益凸显,如学科课程忽略世界的整体性,将原本内在统一的科学、艺术、道德割裂开来;学科课程强化“精英文化”,强化少数人利益,与“大众文化”割裂开来;学科课程以灌输学科知识为宗旨,过多倚重接受学习,忽视发现学习、探究学习、行动学习在人的发展中的价值,忽视社会经验的获得和实践能力的形成;学科课程的系统性不能等同于职业活动的系统性,学科课程所强调的抽象概念和理论与职业教育的应用性、实践性要求不相符。 进入新时期,现代企业和社会管理步入了以过程为导向的综合化运作时代,强调劳动者专业能力、社会能力及方法能力的综合运用,孤立的学科课程体系与此需求相去甚远。因此,改革长期徘徊在职业教育领域的学科课程体系,构建适应社会经济发展和企业用人需求的新课程体系势在必行。 在机电一体化专业的学科课程体系中,课程主要分为专业基础课程和专业实训课程,专业基础课程强调《工厂电气控制技术》、《电工电子技术》、《机械制造技术》、《单片机与接口技术》、《液压与气动技术》、《自动检测技术》、《机电一体化技术与系统》等专业理论知识的学习,专业实训课程强调《金工基本技能实训》、《机电设备拆装》、《电子电工专项技能实训》、《机电一体化技术实训》基本操作技能的训练,不管是理论知识的学习,还是单项技能的训练,学科课程体系均从片面的片段的角度看待本专业的整体性职业活动,没有与完整的工作过程建立一种直接的联系,对专业人才完成一项综合性工作任务所需的综合职业能力培养非常有限。因此,改革机电一体化专业的学科课程体系,构建工作过程导向的课程体系势在必行。 机电一体化专业课程体系改革的技术路径 职业教育是为人们胜任职业活动和通过职业活动实现人的发展而提供的教育,具有完整的工作过程是职业教育的基本要求,因此,职业教育过程中的媒介和手段都应是工作化的,必须将具体的工作情境置于教学过程之中,并以工作性思维来构建教学过程,根据职业教育的特征和规律,课程设计开发要体现“在工作中学习,在学习中工作”的理念。 基于工学结合的一体化课程体系改革理念,在机电一体化专业课程体系构建中,课程的设计和开发必须以工作为基础,并保证以工作为基础的教学过程必须产生胜任现实工作的能力。校企合作的核心是认识企业的工作形态和工作内容,并将其充分而有效地呈现于教学过程之中,聘请企业专家参与课程建设、签订校企合作合同、组织师生企业实习,其目的都是为了保证“工作呈现”的有效性。 因此,在机电一体化专业课程体系构建中,本专业一体化课程体系的开发设计技术路径如下:行业、企业情况分析和岗位工作分析召开实践专家访谈会提取典型工作任务一体化课程转化确定学习任务设计教学计划编制学习材料(工作页等)开发投入实施。 行业、企业情况分析和岗位工作分析通过企业调研,与企业实践专家访谈,与企业工程技术人员探讨,观摩企业实际生产运作等途径,分析行业、企业实际工作情况和对技能人才的用人要求,确定本专业技能人才的就业领域有:电气设备和机电一体化设备的运行、安装、调试与维修;电气、机电产品生产现场的工艺实施;仪器仪表的配置、检测、调试与维修;机电一体化工程项目的施工、维护及技术服务;机电类产品的营销与售后服务;机电设备的技术改造、技术管理、产品辅助开发等。 召开实践专家访谈会,提取典型工作任务向若干机电一体化行业的企业一线人员发放“实践专家工作职责调查表”,分析企业一线技能型人才的个人工作经历和现从事岗位工作职责、工作内容,从而遴选符合参加实践专家访谈会条件的企业实践专家。学校确定课程开发主持人、专业骨干教师及聘请的实践专家之后,召开实践专家访谈会。会上,在课程开发主持人主持,专业骨干教师配合下,引导企业实践专家填写个人“实践专家职业发展阶段分析表”,“实践专家职业发展阶段分析表”要求每位企业实践专家列举从进入机电一体化行业开始到成为实践专家的发展过程的若干阶段及其每一阶段所从事过的、有挑战性的、完成工作的过程能够提高工作能力的有代表性的工作任务实例。待所有实践专家填写个人“实践专家职业发展阶段分析表”后,课程开发主持人引导实践专家配合,从所有填写后的“实践专家职业发展阶段分析表”中提取代表性工作任务,最后根据人才培养目标要求分析确定典型工作任务并按从入行到实践专家的职业发展阶段进行排序。机电一体化专业提取的典型工作任务,按照初级——中级——高级——技师的职业发展排序,通过企业实践专家分析,共提取了“机电设备装配、调试与维护”、“电气控制柜的安装调试”、“机电一体化系统疑难故障诊断与检修”等16个典型工作任务。 转化确定学习领域课程根据职业教育规律和目标,按照一个典型工作任务转化为一门学习领域课程的原则,在企业实践专业和学校专业骨干教师的共同讨论分析下,将职业行动领域中的典型工作任务转化为职业教育领域中的学习领域课程。机电一体化专业最终确定的学习领域课程有:“电气安装”、“机电设备疑难故障检修”、“机电一体化系统设计”等16门课程,每门课程均体现一项完整的工作任务。 设计学习任务,编制教学计划根据地区区域经济发展水平和学校教育教学基本条件,对应每一门课程,开发设计若干学习任务。学习任务可以直接来源于企业,也可以由学校根据工作任务要求设计开发,但它原则上是一个完整的工作任务,能体现完整的工作过程。机电一体化专业开发设计的学习任务有:“工具和仪表检修”、“齿轮传动机构拆装与测绘”、“常见机床动力电路安装与检测”、“自动生产线总装与调试”等58个。在学习任务的排序上遵循由易到难的排列原则,低年级设计数量较多的引导性较强的学习任务,高年级设计数量较少的综合性和开放性较强的学习任务,完成所有学习任务的,其目标实现之和应该大于或等于所属一体化课程的目标。学习任务设计完成后,根据学校实际师资情况和设施设备情况,以及教育教学秩序要求,确定每个学习任务的学习与工作时间,编排可执行的教学计划。 学习材料(工作页等)开发,投入实施根据学习任务的目标要求,学校专业骨干教师到相关企业收集企业实际生产任务的工作素材、行业标准、企业标准、工作规范要求等,运用编写学习材料的规范要求和技术方法,聘请企业专家与专业骨干教师共同编制教学材料,例如工作页。学习材料开发完毕后,学校组织行业企业专家和课程开发专家评审课程体系成果材料,评审通过后投入实验。 机电一体化课程体系的实施 目前,广州市工贸技师学院机电一体化专业的四年制预备技师班、三年制高级技工班均采用工学结合的一体化课程体系实施教学,其教学效果得到广大师生的一致认可。主要体现在以下四点:(1)新课程不仅让学生掌握知识和技能,而且注重培养学生的信息处理能力、与人合作能力等关键能力,有利于学生持久的职业生涯发展;(2)新教学模式基本扭转了学生被动听课的习惯,使学生转变成为探究知识的主体,可以提高学习主动性,增加学习兴趣;(3)学生的创造能力、工作能力、应变能力都能通过课堂学习得到锻炼,对培养学生的成就感、承受挫折能力等有较大帮助;(4)学校的学习工作站比较类似企业的实际工作环境,能够满足学习需求。 通过一个周期的实施,总结出课程实施要重点从教学组织模式、师资团队建设及学习工作环境建设三方面考虑,才能保证课程构建和实施均能取得成功。 教学组织模式课程实施应该以学生为中心,即学习的主体是学生,学生学习的目的就是胜任工作、适应社会和职业发展,因此必须将学习作为工作过程(即教学过程)的中心,以学生自主理解和完成工作任务作为教学的基本手段,并指导学生将理解和完成具体工作任务的能力转化成为适应变化的策略。学校的一切资源,包括教师资源都是学生实现这一完整过程的基础,都应服务于学生的学习过程(即工作过程)。按照完成一项工作的基本思路,课程实施应具有完整的工作过程:获取信息——制定计划——做出决策——实施计划——检查控制——评价反馈。 师资团队建设由于工学结合的一体化课程强调学生自主完成若干完整的学习任务,学习任务由工作任务转化而来,在课程实施过程中,教师仅仅起到引导和服务的作用,因此,对教师的工作实践经验,对工作的认识和理解均提出了较高要求。目前,职业教育界的教师多来自大专院校,缺乏企业实际工作经验的占大多数,势必对工学结合的一体化课程实施带来影响,所以,学校在考虑推一体化课程实施的同时,要在学校与企业之间建立一个长期合作的师资培养通道,让教师适应并逐渐胜任新课程的实施。 学习工作环境建设一体化课程实施需要与学习任务相匹配的教学媒体和设施设备,创设尽量真实的学习工作环境,让学生有机会完成与典型工作任务内容相一致的学习任务,因此,学习工作环境的建设并不仅仅是为了技能的重复操作训练而购置大量的设备,要从完成一项工作任务所需的综合性资源建设的角度出发,从促进学生自主学习的学习资源建设的角度出发,规划设计学习工作环境,也叫学习工作站。机电一体化专业的学习工作环境建设中,每一学习工作站均划分信息检索区、学习区、实训区、工具区、学业成果展示区等五大区域,方便学生自主检索学习工作过程所需的资源,养成遵循企业工作规范和作业流程的习惯,并能够在这个环境中实现学生之间的互动交流,互相学习。 总之,构建实施机电一体化专业的工学结合一体化课程体系是一项系统工程,不仅仅是一种课程组织方式的改革,而是一种更深刻的课程价值观的变革。课程是为学生提供教育服务的直接载体,建设符合企业用人要求、能够保证学生持久职业生涯发展的课程是我们义不容辞的责任和义务。
数据处理论文:三维足部扫描系统中数据处理的基本设置 摘 要:三维激光扫描技术是近年来出现的新技术,在国内越来越引起研究领域的关注。它是利用激光测距的原理,通过记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息,可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。由于三维激光扫描系统可以密集地大量获取目标对象的数据点,三维激光扫描技术也被称为从单点测量进化到面测量的革命性技术突破,具有高效率、高精度的独特优势。三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据,因此可以用于获取高精度高分辨率的数字模型。 关键词:三维激光扫描;数据;点云;模型 三维足部激光扫描系统的数据处理包括主控计算机、图像识别、畸变差更正、建模。通过计算机控制平移采集图像,采用黑白棋盘格标定靶和张正友算法,标定图像中心坐标(Cx,Cy),畸变系数(k1、k2、p1、p2)等摄像机内部参数,研制适于足部激光扫描系统标定的细丝标定靶,并在摄像机标定的基础上,采用直接线性变换方法,得到像素坐标(Xf,Yf)与世界坐标(Xw,Yw)的映射关系矩阵,进而通过高斯滤波等除去杂点,最后建模,完成三维足部激光扫描系统的数据处理。 一、主控计算机的基本配置 针对于长度方向的扫描范围是290mm的足部扫描系统,考虑余量,需要行程大于300mm的移动平台。运动分辨率应优于本系统长度方向的分辨率:20μm。同时,本系统需要在平台的台面中轴线下方安装下光机模组(包括CCD和激光器),在台面两侧安装两个支撑臂用来支撑左右光C模组,同时,考虑到成年人的一般体重,这就要求台面允许的承载大于lO0kg(估计值)。随后根据电机的相关参数选择驱动器对电机进行控制。根据图像采集速率,计算得到在不细分的情况下,每秒需要的脉冲数为1500pulse,在上述情况下,分辨率为0.025mm。若采用最大的256细分,每秒需要脉冲数变为384000个,因此需要控制卡能提供的脉冲频率大于该参数。 基于上述计算,选择单轴步进电机控制器。它是一块多轴运动控制卡,可驱动步进/伺服系统,可实现单轴运行或两轴联动插补控制,并由硬件实现机械装置的超限保护。其功能特点有:32位PCI总线(PCI2.1标准);最高速可达1 MHz(即每秒1000000个脉冲);自动回原点功能,可读回运动中实际位置。整个系统除了计算机、平移台自身有配套的电源,还需要给运动控制器、CCD摄像机以及激光器配备直流电源。 二、图像的采集和识别处理 图像采集系统由接口、CCD摄像机和控制软件组成,通过控制软件编程实现对图像信号的采集和保存。接口有USB、Net、1394等,根据系统使用要求设置采集参数,采集时先将图像保存在缓存中,最后再将采集到的图像从缓存中以不同的命名保存到文件中以便于后续的处理和重建。 对图像进行识别时需要首先进行光带中心提取,对灰度图像进行光带提取时采用质心法,分两步来实现:首先对作二值化图像每一列的像素点的进行扫描,对灰度值为1的点(即白像素点)进行质心运算,即可得到当前列的光带中心像素坐标,然后逐列移动,即可得到所有列上的光带中心坐标,此时得到的光带中心坐标只是一个近似值;在第一步得到的像素坐标近似值的基础上,从原始灰度图像上寻找这一坐标在列方向上的一个邻域,然后利用质心法重新计算每一列的光带中心,即可得到更为精确的光带中心坐标。 摄像机标定是从二维图像获取三维空间信息的关键和必要步骤,如基于图像的物体重建,基于图像的测量等。现有的摄像机标定方法大致可以分成两类:传统的摄像机标定方法和摄像机自标定方法。传统的摄像机标定方法是在一定的摄像机模型下,基于特定的实验条件,如形状、尺寸己知的标定参照物,经过对其图像进行处理,利用一系列数学变换和计算方法,求取摄像机模型的内部参数和外部参数。但在很多情况下,由于存在经常性调整摄像机的要求,且设置己知的标定参数也不现实,这时就需要一种不依赖标定参照物的摄像机自标定方法。用二维平面靶标和张正友算法对摄像机进行标定。 其中为了获得己知的精确的世界坐标,需要设计精密标定靶。标定靶作用是为各视觉传感器提供相应的标定控制点对:即精确的世界坐标和像素坐标。它应满足:标定点的空间范围应该能够近似覆盖整个测量范围,才能保证测量精度;在标定过程中,要对多个传感器进行标定,因此标定靶的设计应该使得标定过程尽量简单,减少标定过程中的工作量。 三、标定方法选取与标定实验 如何实现摄像机和激光器组成的传感器的标定,即标定光平面与摄像机之间的位置关系;如何实现系统全局的标定,即标定各组传感器之间的位置关系。这就要考虑全局标定方法。全局标定要把各个视觉传感器的测量数据统一到一个总体世界坐标系中,也就是确定各个视觉传感器坐标系相对这一总体世界坐标系的位置与方向,即旋转矢量和平移矢量。主要有以下三种常用的全局标定方法同名坐标统一法、中介坐标统一法和世界坐标唯一法。 其中世界坐标唯一法的基本思想是直接利用世界总体坐标系下的标定点对处于测量状态的各个视觉传感器单元进行局部标定,从而将局部标定和全局标定统一到了一起。其优点在于:实现了在测量现场视觉传感器局部标定和全局标定的统一;减少了坐标转换次数,从而减少了由坐标系转换所带来的精度损失;减少了标定点的采集次数,降低了劳动强度。因此采用世界坐标唯一法对系统进行全局标定。 利用平面靶标对摄像机进行标定的关键是含有坐标信息的特征点也称控制点的检测。常用的特征点是黑白棋盘格靶标上的角点。目前的检测方法可以分为两大类:一类是基于图像边缘的特征,通过用轮廓点来拟合直线或计算边缘曲率、夹角,从而判定角点。概括来说,图像处理的整体步骤是: 1.读入拍摄的棋盘格图像,利用Canny算子进行边缘检测; 2.利用BW算子求出边缘区域的CBW响应值,并设置闽值取出前M个; 3.设置角点邻域阈值,将同一角点邻域内的点取均值,最终得出与实际角点数量相同的N个角点的图像坐标。 准确检测了一幅图像的角点像素坐标之后,就能利用张正友算法进行标定,该方法基于以下思想:标定过程中,摄像机的内部参数始终保持不变,发生变化的只是外部参数。所以要求摄像机在两个以上不同的位置对同一平面靶标进行拍摄,摄像机或靶标两者之一可以自由移动,不需要知道它们之间的相互位置关系和运动参数等。像机的标定完成之后,就能将角点的世界坐标结合摄像机内外参数矩阵,将各点投影到图像坐标系中,比较重投影点与实际检测出的角点之g的误差。为了说明角点检测的准确性,对于直线拟合和BW算子检测出的角点也按照张正友方法求解摄像机内外参数,之后投影到图像坐标系中。 四、模型构建 建模需要依次进行以下步骤,进行以下步骤:首先进行机械调整。调整玻璃平台与导轨面平行,即与扫描方向平行;调整两个扫描臂平面与导轨平行,且等高、等间距;然后进行传感器调试。保证脚底面与玻璃平面相交的位置不会超出CCD相机的视场并留有一定余量,保证数据的完整性。可以通过调整CCD安装座的俯仰角度实现。因为图像亮度、对比度的设置如果太低,会使光带的亮度降低,不易于黑暗的背景区分;如果设置太高,会使得噪声点亮度增加,产生误差和多余点云。随后进行运动控制调试。保证CCD在电机匀速运动阶段采集图像。在平台运动过程中,若人为碰触近端的零位开关和远端的限位开关,电机将立即停止运动,这就保证了系统的安全。其次进行激光平面调试。通过调整激光器安装座的俯仰、平移,将三个激光平面调整到完全重合且与扫描方向垂直的状态。最后通过点云真实地还原脚模的外形轮廓变化,多个角度视图清晰。用高斯滤波滤除杂点,进而得到更为完善的模型。 数据处理论文:TTC与LGO在GPS工程控制网数据处理中的应用 摘 要:对两种商业LGO和TTC进行了简要介绍,以GPS工程控制网为基础,采用两种软件处理了基线数据,基线处理后均采用后处理软件CosaGPS进行平差,对两种解算方式的结果进行对比分析,对类似的工程控制网解算有一定借鉴意义。 关键词:GPS 基线;数据处理;工程控制网 1 引言 GPS测量数据的处理是研究GPS定位技术的一个重要内容,选用好的数据处理方法和软件对结果影响很大。在GPS静态定位领域里,几十千米以下的定位应用已经较为成熟,接收机厂商提供的随机软件可满足大部分的应用需要[1]。 目前测绘单位大都采用进口的随机软件解算基线、国产平产软件进行网平差的方式来进行GPS网数据处理[2]。TTC和LGO作为目前工程应用中两种进口的随机商业软件,均能够进行GPS和常规地形测量数据处理、数据质量保证和质量控制[3]。本文结合该工程实例,采用两种软件进行GPS工程控制网的基线处理,基线处理后,采用国产平差软件CosaGPS进行网平差,并围绕两种处理结果展开讨论。 2 软件介绍 LGO,全称Leica Geo Office,是瑞士徕卡测量有限公司开发的用来进行数据传输、数据编辑、浏览及质量控制等的办公软件。一般与该公司的全站仪、GPS等相互配合使用。该软件以统一的方式管理TPS、GPS和水准数据,功能强大,而且对于GNSS的基线解算,在同类软件中处于上等水平[4]。 TTC,全称Trimble total control,是Trimble公司为高端客户定制的集空间信息采集、存储、分析、显示和数据检索于一体的产品,与Trimble公司退出的TGO出具处理软件类似,但不同之处在于TTC软件可以进行上百公里至几千公里长距基线的高精度解算,TTC操作过程简单,近乎傻瓜化,可满足中低档客户掌握高精度GPS数据处理的需求[5]。 3 实例分析 某工程控制网共7个控制点,按《全球定位系统(GPS)测量规范》要求进行D级GPS布网和观测,基线长度0.9~6.0km,数据采集采用leica GX1230,采样间隔30秒,卫星高度截止角15°[6]。控制网图形如下图1所示。分别以TTC和LGO对观测结果进行基线数据处理,下表1为两种软件基线平差结果。 LGO由于软件本身采用的基线精度评定标准与其他软件不同,因此不能直接与其他软件的RMS进行比较[7]。从上表可以看出,两种软件处理的15条基线,二者基线长度差值最小为0mm,最大为17mm。若按基线精度要求及复测基线长度较差进行比对,结果均满足规范要求,说明两种软件解算的基线结果是相吻合的。 CosaGPS软件是武汉大学编写的一套测量控制网通用数据处理软件包。完成任意测量控制网的平差解算和精度评定等工作。该系统最大特点是自动化程度高,通用性强,处理速度快,解算容量大,成果报表自动化输出[8]。本例中利用CosaGPS自动读取TTC/LGO软件输出的基线向量文件,进行三维无约束平差,三维向量无约束平差基线分量改正数结果见表2。 从三维向量无约束平差结果来看,基线分量改正数绝对值均满足规范要求。两种解算方式得到的最弱边相对中误差分别为:TTC/CosaGPS(1/307000))、LGO /CosaGPS(1/664000),这说明基线向量没有明显系统误差和粗差,该控制网内符合精度较高,数据处理质量可靠。从两种解算方式得到的结果对比来看,LGO输出的基线分量改正数整体性优于TTC,说明LGO软件处理的基线结果优于TTC软件处理的结果。 接下来,在三维向量网无约束平差的基础上,为获取控制点在工程控制网下的平面坐标,进行二维约束平差。二维约束平差后,两种解算方式得到的控制点间最弱边相对中误差分别为:TTC/CosaGPS(1/204000)、LGO/CosaGPS(1/322000),满足平面控制网最弱边相对中误差要求。二维平差平面坐标结果见表3。 从上表二维约束平差的点位误差方面可以看出,两种解算方式的坐标分量X方向最大差值为9mm,Y方向最大差值为13mm,点位最大差值为15mm。从两种解算方式处理的精度对比来看,LGO/CosaGPS相较TTC/CosaGPS处理的结果,点位误差较小,精度较高,从《工程测量规范》[9]施工控制点±20mm限差要求来看,两者结果均能够满足需要。 4 结语 本文以某GPS工程控制网为例,通过LGO与TTC两种软件进行基线处理,后处理均采用CosaGPS网平差,对其解算结果进行比较分析。结果表明:LGO软件较TTC软件在数据处理方面占优,但二者处理数据结果相一致,均满足规范要求。在工程应用中,二者均具有操作方便、快捷、处理速度快、结果直观清晰等优点,两种软件均可以用于类似GPS工程控制网的数据处理。 数据处理论文:高中物理实验数据处理中误差理论的应用研究 摘 要:本文主要分析了误差理论在高中物理实验数据中的重要性,阐述了误差理论的具体应用,最后总结了误差理论对物理实验的作用,旨在加强误差理论在物理实验数据中的应用,促进学生对物理的真正认识和理解。 关键词:高中物理实验;数据处理;误差理论;应用 一、误差理论应用的重要性 首先,高中物理实验中的实验是真实存在于现实生活中的,但是仍然必须经过一些严谨的操作步骤才能够完成验证。为了确保实验的正确性,通常会采用大量的数据来证明,数据的可靠性必须达到一定的标准。然而在实验过程中,由于一些不确定因素的影响,常常会让实验数据产生误差,这种误差通常是不可避免的,但是对于实验又有一定的影响。为了让实验准确性更高,必须在实验原理没问题的情况下,科学地使用误差理论的原理来解决这个问题。在物理实验中,误差的存在有其必然性,而实验者对误差的分析也是实验的一个重要环节。 其次,误差理论在物理实验数据处理中有着重要作用。误差理论和实验数据处理属于考试高频考点,但是实验数据处理相对而言不容易被忽视,而误差理论往往容易被忽略,教师在讲解相关理论知识和题目时,对误差理论知识一笔带过,学生掌握得也不够透彻,处于似懂非懂的状态。因此当实验过程中出现误差时,学生容易将误差归结到偶然性的误差和系统的误差上,没有深入研究和探索实验真正存在的问题,对学生处理物理实验数据并没有帮助。另外,在高中物理学习阶段,学生对误差的理解停留在“误差的存在是正常的,不需要对误差进行研究和计算”,这是因为学生对于误差理论没有进行定量分析,从而将误差理论和实验数据理论分割开,实际上这二者是紧密联系的。 最后,误差理论实际包含了许多物理实验数据的处理方法,不仅是对误差的分析,也有严密的法则方便对数据进行处理,主要被广泛应用于工业生产中。而在考虑和处理问题的方法中,误差理论也常常被用到,尤其是处理高级数据,可见误差理论与物理实验数据处理有着不可分割的关系,合理、科学地运用误差理论,能够在高中物理实验数据处理中发挥重要的作用。 二、高中物理实验数据处理中误差理论的具体应用 1.力的平行四边形定则验证实验 力的平行四边形定则验证实验是高中阶段一项重要的基本实验,在实验过程中,需要获得的是:两个共点分力相同作用效果和实际的测量数据的合力,是否和这两个共点力构建的理论合力符合,两个共点力应用的原理是平行四边形定则。这个实验涉及实验的测量数据和理值之间的误差,在合理的误差范围内,两者的合力相同,那么印证了平行四边形的定则。这个实验需要的材料有木板、橡皮、白纸等,原理是如果两个作用力F1和F2的作用效果和一个力F的作用效果一样,那么力F就是F1和F2的合力。实验过程中,由于误差的存在,F1和F2与合力F很难完全相同,数值甚至可能相差甚远,此时教师需要及时引导学生,观察实验过程中的小细节,争取将误差降到最低,确保实验的准确性,完成实验的验证过程。 经过研究分析,误差的来源可能有以下三个方面:第一,运用平行四边形的定则进行作图时,由于作图不准确产生的误差;第二,弹簧测力计没有调零;第三,在使用弹簧测力计时,弹簧外壳与纸张的摩擦以及弹簧与外壳的摩擦造成的误差。 2.探究匀变速直线运动的实验 实验中,匀变速直线运动涉及测量加速度的方法,加速度是一个极为抽象的概念,如果教师简单地通过理论教学,学生不能够将其概念理解得很透彻。因此教师可以通过直观的方式进行实验教学,如通过打点计时器和纸带,将加速度转化为较直观和可以进行测量的具体数值。在实验过程中,教师应该引导学生在加速度实验设计中分析误差,选择合适的实验参数,从而降低误差。误差理论的应用在一定程度上能够培养学生对待实验严谨和细心的态度。教师在这个过程中,通过误差理论教学,提高学生分析问题和误差的能力。在匀变速直线运动实验中,小车带着纸带在轨道上做加速运动,穿过打点计时器会留下一连串的数据点。通过逐差法计算出小车运动的加速度 T是打点计数器的周期,为了让学生处理数据更方便,这里一个周期为五个时间间隔。S1、S2、S3…是纸带上相邻的点的距离,学生可以通过测量得出相邻距离。实验的误差主要有两个部分:第一,测量位移;第二,测量时间。降低纸带测量的误差,能有效提高小车加速度的准确性。 综上所述,误差理论应该广泛应用于高中物理实验数据处理中,让实验的结果和过程更加合理化、科学化,准确性更高,让学生彻底明白误差理论知识的概念,增强学生分析物理实验数据的能力,提高学生处理数据的能力,以后能够以严谨的态度对待相关物理实验。 数据处理论文:正点地面观测数据维护中异常数据处理 摘 要:调整地面气象观测资料报文传输方式后,值班人员应将逐时观测的气象要素数据信息在正点后借助地面测报业务软件“正点地面观测数据维护”来检查观测数据,一旦有异常或错误出现,应及时分析和处理疑误数据,做好自动气象站观测数据质量控制。 关键词:地面观测;数据维护;异常数据;处理对策 科学技术水平快速提升推动了我国气象事业发展和进步,对观测资料完整性、实用性和时效性提出了更高要求。在实际观测工作中,采集的各个气象要素数据质量受外界因素影响较大,降低了自动台站观测资料使用价值。一旦发现观测数据异常,可凭借日常工作经验及时分析处理疑误信息,以增强自动气象站观测数据可用性,提升地面气象观测业务质量。 1 基本操作要领 为方便正点时刻进行地面观测工作,在维护软件中设置正点观测值和小时内分钟观测值实时对比功能。当焦点经过当前时次相对湿度、气温、降水量和本站气压等气象要素对应单元格时,工作人员按住“Shift”键,右击对应单元格,该时次内相关气象要素逐分钟观测数据信息和对应曲线图就会显示在“分钟降水量”窗口上方。 台站整点时刻会编发加密天气报和天气报,应在正点时刻点击OSSMO软件对应整点地面观测数据维护功能,在正点5min内将人工观测气象要素数据信息输入系统内,还要认真检查录入数据信息是否完整,若自动台站不能正常运行,应第一时间实施科学合理人工干预。在非天气报或加密天气报时次,观察自动站逐时采集数据情况,当软件运行中有异常,认真分析并针对性处理,同时保存,控制质量完成后会生成新的长Z文件。 取消天气报后,当新型自动气象站观测气象要素值异常时可通过人工方法来干预,单击“数据维护”下拉菜单中“正点地面观测数据维护”,进入界面后在OSSMO窗口中同时点击“Ctrl+T”键,在“正点地面观测数据维护”中查看人工观测数据和本时次相关统计、自动气象站观测数据、应急加密观测、累积降水量值,以滚动表格方式将与本时次统计值相关所有观测资料信息罗列。 2 正点地面观测数据维护中异常数据处理 2.1 数据输入异常 2.1.1 降水量输入 通过人工方法录入降水量数据信息,若“正点地面观测数据维护”窗口上有“降水天气现象无编报降水量”信息提示,此时无法录入降水量数据信息,删除对应天气现象编码信息后根据正确顺序录入即可。 2.1.2 云的输入 可以正确输入云量数据信息,但不能输入云状态时,应检查输入模式是否为英文;如果有“云高不能为空!”提示信息,应在现有云高栏中输入正确云高数据后删除编报栏中云量信息,结合本站实际决定是否删除云高信息。因输入方式错误引起的软件异常也可关闭软件不保存数据信息,再重启业务软件,按正确方法输入气象要素数据信息,有效避免异常。 2.2 记录超出历史极值 2.2.1 观测数据超过极值 在正点地面观测数据维护中,一旦发现气温、气压、相对湿度、降水量数据超过极限值,要通过人工方法J真审核气象要素数据信息,将正点观测气象要素数据和逐时分钟内观测数据信息进行比较,借助操作软件判断气象要素合理性,若发现气象要素值变化与客观规律相符的正常数据信息,在发送数据信息后并做好保存。 2.2.2 地温等其它要素超过极值 若地温等要素值超过极值,应查看逐分地面观测数据文件,分析分钟内数据文件是否合理,如果分钟数据跳变异常而不能使用或超过气候学界限值时,可按缺测处理。要科学合理设置软件中地面审核规则库数据,预审人员可结合预审报表中超过历史极值可疑信息,在审核规则库中设置合适极值。 3 降低地面正点观测数据异常的对策 3.1 做好观测仪器设备维护 做好观测仪器设备保养和维护,确保新型自动气象站长时间稳定运行。新型自动站仪器设备为较敏感元器件制成,在建站选址时,应选择在电磁干扰程度较小区域,避免电磁信号干扰影响地面观测工作。 3.2 做好恶劣天气下地面测报工作 新型自动气象站观测仪器设备运行过程中受恶劣天气影响较大,可借助于先进观测仪器设备加强对特殊天气掌握程度,了解恶劣天气条件对观测仪器设备的危害,采取有针对性防御对策。 3.3 升级测报软件 应做好备份工作并及时保存相关数据信息,详细了解升级后测报软件内容,通过可靠软件网站进行升级,做好补丁安装,防止因软件升级失败造成观测数据信息丢失。 3.4 数据备份 应高度重视数据备份工作,做好新型自动站正点地面观测数据维护,防止观测气象要素数据信息异常。做好人工监测工作,真实、全面记录气象要素数据信息。将20h作为1周期,由测报人员将备份工作做好,一旦发现观测数据异常,可录入备份数据信息。 数据处理论文:大数据时代下的电力自动化系统数据处理 摘 要:我国电力市场发展度较快,电力系统也正逐步向自动化迈进,并且在运行过程中产生了大量数据,我们将其称之为"大数据时代"。本文主要阐述了电力自动系统在运行过程中产生的具体数据情况,并分析了基于大数据时代背景下如何做好电力数据处理工作。 关键词:大数据时代;电力自动化系统;数据处理 电力自动化数据的处理工作中,要针对不同的数据类型以及系统不同部分对数据的不同要求建立起对应的系统数据资源处理体系。通过建立并整合综合数据库、完成电力系统安全防护规范、形成完善的调度数据体现功能等实现对电力自动化系统中数据的有效处理。 一、电力自动化系统的类型分类 1.基础型数据:主要是与电力自动化系统中的电力设施设备属性相关的数据,如,发电机、变压器等电力设施设备的基础数据。对于这些数据一般是电力单位根据相关的数据规划各自进行管理,并通过相关数据服务器对其数据进行数据同步,便于调度中心对这些数据进行集中存储、整理和相关计算。 2.实时数据:大多数是在电力系统运行过程中进行实时采集的数据,其数据量很大,对存储空间的要求比较高。这些数据是在电力系统运行过程中产生的,通过对其进行纠错处理后,能够为调度部门或市场运营提供决策参考依据。目前,我国电力自动化系统在实时数据处理方面比较成熟,对收集到的实时数据不需要进行相关的处理,只需要在数据输入、输出过程中建立一个稳定的接口即可。 3.日常管理的数据:主要是在电力系统运行过程中对各种相关数据进行统计,各部门对在工作中遇到的问题进行相关处理后的数据信息。一般情况下,这些数据只需要在特定的范围内进行同步和共享即可。在电力系统运行过程中,建立这一类型数据同步和共享的数据平台是十分必要的。主要原因表现在以下几个方面:①这些日常管理的数据在某种程度上反映电力系统中电力设施设备的运行情况;②方便电力系统中各个部门对日常管理数据的获取,以便更好的开展部门工作。 4.市场经济数据:随着市场经济的发展,电力系统的经济效益越来越突出,电力系统运行中的相关数据对电力单位的发展具有重要影响,将其作为经济性数据十分有必要。市场经济数据对城市建设规划中的电力规划有很重要的决策参考依据。市场经济数据具有非常大的扩展空间,其数据规划的重点将是实时数据。 二、电力系统化系统中数据的获取 电力系统化系统中数据的获取就是整个数据的采集过程。在电力自动化系统中,主要包括了数据采集、数据处理以及数据转发三个环节。在电力系统中,实现数据传输是进行数据获取与采集的重要目的。在进行数据传输过程中,可以采用有限传输与无线传输两种方式进行。在采用有限传输的过程中,主要通过使用电缆或者光纤进行传输。而在无线传输过程中,则可以使用微波或者无线扩频的方式进行传送。由于有限传输信号稳定可靠,因此,在电力自动化系统当中主要是使用有线传输方式。但是,由于无线传输方式能够减少线路的铺设工作量,而且在较为偏远的地区能够方便的采集数据,而使得其在部分地区得到广泛应用。 三、电力自动化系统中的数据处理 3.1数据共享 数据共享的主要方式主要包括以下几种:(1)内存数据库。利用内存数据库有着安全性高、访问速度快和结构灵活的特点,但是也存在着一些问题,那就是其开放性较低。(2)利用网络进行通讯。网络通讯的方式有UDP、TCP、IP等,在对数据进行打包发送的过程中,网络通讯的方式相应速度较快,而且数据在处理的过程中,使用的是二进制的方式,这种方式在编程的时候较为复杂。(3)直接内存访问。利用直接内存访问的方式进行共享,有着传输速度较高、进入的速度较快的特点,但是在数据处理的过程中,对于整个系统的安全性会造成一定的影响。电力自动化系统使用的是DCOM技术来进行内存数据库的访问的,例如,远程主机在进行数据共享的过程中,可以使用网络映射的方式将远程主机进行映射,使其映射到本地的磁盘中,这样是便于数据的下载与更新的。 3.2数据流 数据流也是电力自动化系统运行中十分重要的组成部分,在数据处理中扮演着关键性得角色。随着计算机技术和网络技术的快速发展,数据流呈现出了连续性、顺序性和实时性,整个过程的起点是在数据进入到了系统中开始,而数据在流动的过程中,那么信息的流动策略就会与整个系统的功能有着紧密的联系。随着电力自动化技术的不断提高,电力系统在运行的过程中,数据量在逐渐的增加,整个系统结构也变得越来越复杂,必须要对相应的数据量进行科学的分析,这样才能够合理的部署,提高数据传输的效率,使数据流在运行的过程中,能够充分的保证其可靠性、安全性和实时性。数据流技术在处理的过程中,一定要将接口的统一性进行相应的处理,在这样的情况下,就要充分的解决各个子系统之间的在接口统一性上的问题。 3.3电力自动化系统中的数据整合 电力自动化系统的建立及发展是基于“建立调度综合数据应用与交换平台,规范和整合调度系统数据”的基本要求,通过数据让你过河、功能完善等方式使得不同的专业技术以及信息安全技术在系统中得到应用和体现。同时,电力自动化系统的整合工作必须基于国家电网调度系统的数据整合原则及基本工作框架进行。当前,系统建设的主要目标在于建立一个综合数据库、形成一个与电力二次系统安全防护要求相一致的信息交换体系,实现通用调度数据的体现。在具体的实施过程中,可以采取如下步骤进行:(1)基于既有系统开发多种分散数据的采集与整合工具,形成统一数据规格的管理规范,建立一个基于对象的数据处理数学模型,进而实现系统信息的相互关联,实现信息区域的管理中心。(2)利用通用调度数据展现技术给电力自动化系统用户提供便捷的数据分析、加工及理途径。同时,开发并实现基于用户自定义规则的调度数据综合处理信息系统,实现对数据的重复利用。(3)开发横向调度数据接口技术,通过完善并统一对外调度接口的方式,避免出现数据多重交叉的以及重复输出问题。(4)形成上、下级纵向调度数据的标准接口,构建起广域范围中的金字塔式形式的立体数据体系。 四、智能电网 1.智能电网中的网络拓扑结构 智能电网中的网络拓扑结构具有坚强、灵活的特点,能够有效的解决电力系统中能源和生产力分布不均匀的问题,满足电力企业大规模生产运输过程中产生大规模数据的处理功能,实现资源的优化配置,减少电能损耗。同时,智能电网中的网络拓扑结构能够有效的应对一些自然灾害,如雨、雪等。 2.开放、标准、集成的通信系统 智能电网能够对电力自动化系统进行及时有效的监控,主要在其具有识别故障早期征兆的预测能力和对故障做出相关的相应的能力。智能电网是电力自动化企业的发展方向,能够为电网规划、建设和运行管理提供全面的数据信息,有利于大数据时代下电力自动化运行系统的稳定、安全和高效的运行。 结语 自动化系统的正常运行,一定要充分考虑到系统运行中数据信息的数量信息,便于数据的维修和存储空间的无限扩展。文章主要是分析了自动化系统的数据类型,并且对其进行了详尽的分析,对于相关问题进行了阐述,给电力自动化系统提供了更加广阔的空间,并探究了智能电网在电力自动化运行系统中运行的优势和未来的发展方向。 数据处理论文:大数据处理平台比较研究 摘要:大数据环境下,传统的数据处理方式不再适用,以云计算技术为支撑的大数据处理平台应运而生。比较了开源Hadoop和Spark平台各自的优缺点,发现各自的适用范围:Hadoop适用于数据密集型任务,并广泛应用于离线分析;Spark因其基于内存计算,在迭代计算和实时分析领域占据优势。二者在功能上有较强的互补性,协同使用可以发挥更大效益。 关键词:大数据平台;Hadoop; Spark;比较研究 1大数据处理平台 1.1大数据特点 目前,大数据还没有一个标准定义,但是把握大数据的特征,有助于加深对大数据内涵的理解。数据具有的3V特征,即规模大(Volume)、种类多(Variety)、速度快(Velocity)。规模大,意味着数据量不断扩张,数据量级从现在的GB、TB增长到PB、EB甚至ZB级;种类多,指数据类型有结构化、半结构化和非结构化,其中文字、图片、音频、视频等非结构化数据占很大比例;速度快,表示大数据有强时效性,数据快速产生,需要及时处理及分析才能实现大数据的经济价值。 大数据的处理过程为数据抽取与集成、数据分析以及数据解释 [1]。巨量的数据往往也意味着噪声较多,这给数据清洗工作造成困难。传统的关系型数据库处理对象单位通常为MB,适合处理存储结构化数据,而面向大数据的数据库技术能够解决海量的非结构数据存储问题。传统的数据分析方法以算法的准确率作为重要的衡量指标,而大数据的高速性要求算法必须牺牲一部分准确性以更高效地处理数据。 1.2大数据处理平台 为从规模巨大、种类繁多、生成快速的数据集中挖掘价值[2],针对大数据的技术和方法应运而生。GFS、NoSQL、ITHbase、MapReduce等云计算技术发展,使大数据有效存储、管理和分析成为可能。但从众多复杂的大数据技术中进行选择,并搭建完备的大数据处理框架难度很高,不利于挖掘大数据中的经济价值。大数据平台能在用户不了解架构底层细节的情况下,开发大数据应用程序。全球领先的科技巨头纷纷提出了建设与应用大数据处理平台:IBM公司推出了云端版InfoSphere BigInsights[3];HP推出了HP Vertica6.1分析平台[4];Google提出的GFS、MapReduce等云计算技术催生了大数据处理平台的事实标准Hadoop。目前,Google使用的是自己开发的Caffeine[2];Facebook结合自身需求实现了Corona、Prism。完备、高效的大数据处理平台为大数据应用提供一站式基础服务,支持应用系统从清洗、集成、分析到结果可视化展现全过程建设,降低了用户技术门槛[5]。 2大数据处理平台比较 Hadoop的支撑技术(MapReduce等)成熟,实现了海量数据分布式存储和批量处理,应用广泛,成为大数据处理平台的事实标准。Spark以其近乎实时的性能和相对灵活易用而受到欢迎,它同Hadoop一样都是Apache旗下的开源集群系统,是目前发展最快的大数据处理平台之一。 2.1Hadoop与Spark比较 2.1.1Hadoop及特c Hadoop是由Apache开发的开源云计算平台,实现在大量计算机组成的集群中进行分布式存储和计算。Hadoop框架最核心的技术是HDFS和MapReduce。HDFS是可部署在廉价机器上的分布式文件系统,采用主/从结构,将大文件分割后形成大小相等的block复制3份,分别存储在不同节点上,实现了海量数据存储。MapReduce编程模型实现大数据处理,它的核心是“分而治之”[1]。Map任务区将输入数据源分块后,分散给不同的节点,通过用户自定义的Map函数,得到中间key/Value集合,存储到HDFS上。Reduce任务区从硬盘上读取中间结果,把相同K值数据组织在一起,再经过用户自定义的Reduce函数处理,得到并输出结果;将巨量资料的处理并行运行在集群上,实现对大数据的有效处理。 Hadoop具有如下优点[69]: (1)高扩展性。Hadoop的横向扩展性能很好,海量数据能横跨几百甚至上千台服务器,而用户使用时感觉只是面对一个。大量计算机并行工作,对大数据的处理能在合理时间内完成并得以应用,这是传统单机模式无法实现的。 (2)高容错性。从HDFS的设计可以看出它通过提供数据冗余的方式提供高可靠性。当某个数据块损坏或丢失,NameNode就会将其它DataNode上的副本进行复制,保证每块都有3份。所以,在数据处理过程中,当集群中机器出现故障时计算不会停止。 (3)节约成本。首先,Hadoop本身是开源软件,完全免费;其次,它可以部署在廉价的PC机上;“把计算推送给数据”的设计理念,节省了数据传输中的通信开销。而传统的关系型数据库将所有数据存储起来,成本高昂,这不利于大数据产业发展。 (4)高效性。Hadoop以简单直观的方式解决了大数据处理中的储存和分析问题。数据规模越大,相较于单机处理Hadoop的集群并行处理优势越明显。 (5)基础性。对于技术优势企业,可以根据基础的Hadoop结合应用场景进行二次开发,使其更适合工作环境。比如,Facebook从自身应用需求出发,构建了实时Hadoop系统。 Hadoop系统局限性 [1011]:①不适合迭代运算。MapReduce要求每个运算结果都输出到HDFS,每次初始化都要从HDFS读入数据。在迭代运算中,每次运算的中间结果都要写入磁盘,Hadoop在执行每一次功能相同的迭代任务时都要反复操作I/O,计算代价很大。而对于常见的图计算和数据挖掘等,迭代计算又是必要的;②实时性差。Hadoop平台由于频繁的磁盘I/O操作,大大增加了时间延迟,不能胜任快速处理任务;③易用性差。Hadoop只是一个基础框架,精细程度有所欠缺,如果要实现具体业务还需进一步开发。MapReduce特定的编程模型增加了Hadoop的技术复杂性。 2.1.2Spark及特点 Spark的整个生态系统称为BDAS(伯克利数据分析栈),包括Tachyon、Spark Streaming、Spark Core、MLlib等。其核心框架Spark是为了实现大数据的快速处理而设计的,可以用来构建低延迟应用。Spark以RDD(弹性分布数据集)为基础,实现了基于内存的大数据计算。RDD是对数据的基本抽象,实现了对分布式内存的抽象使用。由于RDD能缓存到内存中,因此避免了过多的磁盘I/O操作,大大降低了时延。Tachyon是分布式内存文件系统,类似于内存中的HDFS,基于它可以实现RDD或文件在计算机集群中共享。Spark没有自己的文件系统,通过支持Hadoop HDFS、HBase等进行数据存储。Spark更专注于计算性能,其特点如下[1113]: (1)高速性。Spark通过内存计算减少磁盘I/O开销,极大缩小了时间延迟,能处理Hadoop无法应对的迭代运算,在进行图计算等工作时表现更好。高速数据处理能力使得Spark更能满足大数据分析中实时分析的要求。 (2)灵活性。较之仅支持map函数和reduce函数的Hadoop,Spark支持map、reduce、filter、join、count等近80多种操作类型。Spark的交互模式使用户在进行操作时能及时获得反馈,这是Hadoop不具备的。Spark SQL能直接用标准SQL语句在Spark上进行大数据查询,简单易学。尽管在Hadoop中有Hive,可以不用Java来编写复杂的MapReduce程序,但是Hive在MapReduce上的运行速度却达不到期望程度。 2.1.3Hadoop与Spark特点比较分析 Hadoop具有高扩展性、高容错性、成本低、高效性、不适合迭代运算、实时性差、易用性差等特点,与之相比,Spark最突出的特点是高速性和灵活性,基于这些特点分析总结如下:Hadoop更注重存储性能,而Spark更专注于计算,可以形象地将二者的处理方式比作“大砍刀”和“剔骨刀”,前者可以胜任更加繁重的任务,但难免粗糙,后者则胜在快速、灵巧上。 2.2Hadoop与Spark应用场景比较 2.2.1Hadoop应用场景 Hadoop的高扩展性、高容错性、基础性等优点,决定了其适用于庞大数据集控制、数据密集型计算和离线分析等场景。针对Hadoop的局限性,为提高Hadoop性能,各种工具应运而生,已经发展成为包括Hive、Pig、HBase、Cassandra、YARN等在内的完整生态系统。HBase新型NoSQL数据库便于数据管理,Hive提供类似SQL的操作方式进行数据分析,Pig是用来处理大规模数据的高级脚本语言……这些功能模块在一定程度上弥补了Hadoop的不足,降低了用户使用难度,扩展了应用场景。 2.2.2Spark应用场景 与Hadoop不同,Spark高速、灵活的特点,决定了它适用于迭代计算、交互式查询、实时分析等场景,比如,淘宝使用Spark来实现基于用户的图计算应用[11]。但是,其RDD特点使其不适合异步细粒度更新状态的应用[1],比如,增量的Web抓取和索引。RDD的特点之一是“不可变”,即只读不可写,如果要对RDD中的数据进行更新,就要遍历整个RDD并生成一个新RDD,频繁更新代价很大。 2.2.3Hadoop与Spark的互补竞争关系 Hadoop与Spark同榇笫据处理平台,必然在市场中存在一定的竞争替代关系,二者在功能上有较强的互补性。Hadoop解决了如何将大数据储存起来的问题,Spark在此基础上考虑的是更快速、易用地实现大数据分析,这点从Spark仍采用HDFS作为文件系统就可看出。它们适用于不同的应用场景,有时协同工作会达到更理想的效果,在Spark和Hadoop的许多发行版(如CDH、MapR、InfoSphere BigInsights)中,它们都已经互相支持实现。 3结语 本文分析了大数据的3V特点,论述了大数据处理与传统数据处理的不同,指出了传统处理方式在大数据环境下的局限性。通过分析常用的大数据处理平台,并分析Hadoop和Spark的核心技术,对其优缺点进行了归纳。Hadoop实现了海量异构数据的存储和处理,虽然在处理速度和易用性方面存在缺陷,但由于它的基础性还是得到广泛应用,企业可根据自身应用特点进行改进。虽然Spark不适合异步细粒度更新状态的应用,但在处理性能和易用程度上较Hadoop优势显著,发展也十分迅速。通过比较两者的优缺点,可以发现它们在功能上有较强的互补性,协同使用可以带来效益优化。目前Spark和很多Hadoop发行版都已经互相支持。期望本文对大数据处理平台的选择、利用和研发有所启发。 数据处理论文:公路工程试验检测的数据处理与分析 [摘要]为了确保公路工程的质量,需要在施工的各个环节实行试验检测工作,在材料、施工工艺和技术、工程验收等方面进行检查,形成的数据资料经过分析和处理,是公路工程质量的重要保障。本文着重分析介绍试验检测的数据处理以及相关分析。 [关键词]公路工程;数据;试验检测;分析和处理 在施工中要保证建筑材料不使用劣质产品,施工工艺和技术是否符合工程建设标准,工程的实用性是否满足投入使用后的需求,都需要专业的试验检测来验证和把关。在我国大多数公路工程中,试验检测在其中都发挥重要的监督和鞭策作用。对于试验检测的数据要进行科学客观的处理和分析,得到最公正的检测试验报告,工作人员要认真履行试验检测职责,为公路工程的质量负起责任。 1.公路工程试验检测数据分析 在进行公路工程试验检测数据的相关分析时,要注意选择正确有效的分析方法。数据分析需要大量的精密运算、绘图与建立表格来开展数据的分析。工作人员要掌握专业的W科知识,并灵活运用于试验检测工作当中。根据精密运算和解析得到的重要参数以及图表等分析依据,才能为工程的各项施工技术和功能去粗存精,找出问题发生所在以及制定整改措施。 1.1图示法 概括来讲,图示法就是应用图形具体表现检测数据,能够使人们清晰的看出函数的变化趋势和规律。但图示法仍有它的缺点,在图形中不能很清晰的表现函数关系,使得无法进行精确的科学分析。如果用图示法对数据进行处理,首先要准确把分度值、名称和有效数字的位数等重要数据标注在坐标轴上,在书写过程中,要尽量将文字的书写方向和坐标轴保持平行。第二点值得注意的是,要让测量数据的精度和记录分度相对应,作图时一定要采用平滑曲线的连接方法,坚决杜绝绘制成一条没有任何意义的工程折线,而是要使其成为一条平滑曲线。 1.2表格法 表格是一种直观、全面的工具,对于试验检测工作来说,表格法是通常在实际工作中使用的方式,企业的报表、工程各项参数以及各项试验数据都可以转化为表格的形式表现出来,让人一目了然,清晰陕速的了解事物的属性和重要数据分析。但是,在表格法的使用过程中我们发现了一些问题:表格是一种标准设计,其内容和重要的数据都放置于规定的方格内,空间有限,如果有其他重要的数据,就会出现遗漏或者错漏,导致试验检测的数据分析出现问题,精确度下降,对于事物的了解虽然迅速高效,但是只能做到初步粗浅的理解,深入的反映事物的关联和内在联系是很难通过表格呈现出来的,在施工中就无法进行很好的衔接,会造成施工环节的不连贯,给施工进度造成一定的影响。表格法所呈现的数据虽然简易明了,通俗易懂,但数据都是孤立性的存在,表格无法体现我们通常需要的一般线性规律,其重要程度大打折扣,虽然通过表格数据分析可以知道工程检测的结果,但相关的具体分析和前因后果都无法做到全面的了解和补充。 1.3经验公式法 我们在绘制完成曲线后,可以很直观的发现它与一些特定函数有相似之处,我们把这种与曲线对应的函数称之为经验公式。实际上,要想简明扼要的表达所有数据之间的关系,最简单的方法就是用一个公式来表达,这样可以直接得到自变量和应变量的关系。 2.公路工程试验检测的误差处理 2.1误差的来源 公路工程的试验检测数据要求精确精准,但是在实际检测工作中,工作人员发现误差是无法避免的,专业知识扎实、检测经验丰富的工作人员也会发生一定概率的误差,再精密的检测设备和仪器都会发生理论上的误差,更何况是人了,所以数据误差的来源是由于工作人员或者设备仪器的本身误差造成的。而在大多数试验检测数据分析和处理工作中,出现一定范围内被允许的误差是正常的。但是检测人员要全力避免误差的扩大,避免对检测结果造成不良影响,延误施工进度。 2.2误差的表示 误差有两种最基本的表达方式,即绝对误差和相对误差。绝对误差指的就是实际测量值和真实值之差。在具体工作中,我们通常把用精度较高的仪器设备测量得到的数据称为实际值。实际值比较接近真实值,所以用它来替代真实值。绝对误差要有单位,要与被测值的单位保持一致,然后是用绝对误差表示实际偏差,但是却不能够得到误差的精确程度。所以,相对误差不单能够表示绝对误差,还能表示精度,同时还可以表示误差的方向。 2.3误差的处理与分析 尽管误差很可能出现或者已经存在于检测结果中,也是有办法可以进行补救的,最常用的办法就是多次进行重复的试验检测,将每次的检测结果进行对比和整理,依靠数学中的统计学原理进行取值,以此方法得到的数据就会更加可靠和准确。在一般情况下误差是普遍存在的,而很有可能是人为过失的因素酿成的,而不是检测设备或者仪器本身存在的误差率造成的,因此,要进行重复试验,找出错误所在,排除第一次错误的数据,然后进行多次试验验证,直到满足检测需求的准确结果。在检测工作中应该全力避免人为失误或犯错导致的数据误差,这就要求检测人员不断提高自身素质和检测水平,检测机构也要加大对硬件设备和先进仪器的维护保养,创造更加专业和适合检测工作的环境氛围。 3.结语 试验检测的数据处理与分析是检测结果的基础和来源,而数据分析的准确度关系到检测结果的公正性与客观性,在工作中要避免误差,保证准确度,从公路工程施工的角度考量,也需要一份专业精准的检测数据来衡量施工技术水平和工程质量的高低,所以,检测机构和人员要不断提升检测能力,增强业务素质和专业技能。 数据处理论文:大数据处理技术在智能电网领域中的应用研究 【摘要】 文章首先对智能电网和大数据处理技术进行了简介,进而分析了智能电网的大数据特点,最后提出了大数据处理技术在智能电网领域中的具体应用。 【关键词】 大数据处理技术 智能电网 具体 应用 前言:随着我国工业的高速发展以及居民生活的丰富化,目前我国的电力行业取得了巨大的发展,跨区联网的规模处于不断扩大中。而就电网结构而言,也处于不断复杂的趋势下,存在的不稳定因素也越来越多,使用中的风险以及故障的机率特增加了很多。进而大数据分析处理技术得以在电网中使用,实现了电网管理的智能化,提升了电网使用的稳定性和安全性。基于此,文章围绕大数据处理技术在智能电网领域的应用为中心,分三部分展开了细致的分析探讨,旨在提供一些该方面的理论参考,以下是具体内容。 一、智能电网和大数据处理技术简介 1.1智能电网 所为智能电网指的是以基本的物理电网为基础,通过应用目前的现代信息技术、通信技术以及计算机处理技术等技术,同时和传感测量技术一控制技术进行结合,进而形成的一种高度集成的新型电网。智能电网在电网运输的安全性和可靠性上都于很大的保障,同时从功能上观察,也具备电网实时信息的处理、分析、集成、安全以及显示等诸多功能[1]。 1.2大数据处理技术 所谓大数据处理技术就是对数量庞大的数据进行分析和处理的技术。目前主要使用的大数据处理技术都是基于互联网的云处理技术的,在社会中的各行各业中均有得到了广泛的应用。 二、智能电网的大数据特点 2.1规模大 就智能电网所产生的大数据而言,其首先存在的一个特点即规模大。在电网的不断发展过程中,其负荷节点和电机节电会不断增加,再加之电网和负荷之间的双向交互因素的影响,就会大大增加电网数据的量,M而所产生和需要储备的数据也就随之大量增加[2]。 2.2速度快 因为在电网的运作过程中,负荷的波动具有极大的随机性,因此在电网的随时监测工作上所产生的随机性就很大。而电网一旦出现故障,导致的进一步事故发展的速度很快,并且造成的事故损失也会很大,因此智能电网的大数据也具有速度快的特点。 2.3多样性 多样性也是电网所具备的一个特点之一。因为智能电网在运作过程中,所涉及到的面很多,因此其所产生的数据,包括内部数据、外部数据等多个方面的数据,其种类十分繁多。 三、大数据处理技术在智能电网领域中的具体应用 3.1支持基建决策 首先大数据处理技术在智能电网的基建决策中起着十分重要的作用。例如可以通过大数据处理技术对电网基建地的天气系统数据进行细致的剖析,并且和电网企业的发电机数据进行综合分析。进而根据企业所累积的数据以及天气系统所提供的风速、风向以及气温、气压湿度等数据作为基础数据,并采用数据建模技术,对这些因素可能导致的对电力的影响,进行模式运算,最后得出电网基建的最佳位置[3]。 3.2进行客户分析 其次在智能电网中,大数据处理技术还被广泛的应用于对客户的分析工作中在电网的运作过程中会产生大量的用户数据,而通过对这些数据的分析和归类可以对电网用户群体有一个清晰的认识,进而就可以展开针对性营销,对于提升电网企业的市场竞争力具有重要的意义。 3.3实现协同化管理 从整体上观察,对于电网企业而言,其在市场中的运作并不仅仅只涉及到电网企业一家,和市场的诸多行业均有一定的涉及,因此要保障电力企业的发展就必须和其他行业的企业做好协同工作。通过大数据处理技术的应用可以提升行业之间的联系,进而可对行业的前景有一个动态的了解。而这不仅仅局限于电力企业一家,同时对其他和电力行业密切相关的企业也有十分巨大的影响,可促进电力企业的内外共同发展。 结束语:综上所述,智能电网指的是以基本的物理电网为基础,通过应用目前的现代信息技术、通信技术以及计算机处理技术等技术,同时和传感测量技术一控制技术进行结合,进而形成的一种高度集成的新型电网。其在自身的大数据上具有规模大、速度快以及种类多样的特点。而大数据处理技术在智能电网领域支持基建决策、进行客户分析、提升智能控制以及实现协同化管理等多个方面都有十分广泛的应用,是保障智能电网运作稳定性和安全性的一个基本技术。 数据处理论文:检重机称重信号的数据处理研究 [摘 要]动态称重是指通过称重设备获得商品的重量。静态称重是固定在称重设备除了商品本身没有其他干扰,所以更容易得到准确的称重值,而动态称重设备更适合快节奏的称重需求。本文首先简要介绍了动态称重的原理,对称重设备的信号采集与数据处理进行了分析研究。 [关键词]称重机;信号;数据处理;研究 使用重型机器设备有:预输送机,称重输送机,剔除下输送机的三部分。称重输送机称重,称重输送机由支撑称重输送机的传感器输送和称重。称重系统收到传感器的称重信号后,得到商品的重量值,然后根据袋装商品的允许误差,对位于剔除输送机上的商品进行剔除或者不剔除处理。 1 动态称重系统工作原理 商品放置在称重平台上时,称重传感器由于压力而变形,传感器内部的电桥平衡被破坏,输出的mv信号和承载的压力与接收到的信号结束时成正比,称重传感器收到收尾信号时说明商品称重完毕,称重设备将信号传输给电子称重仪器并放大传感器信号,通过A/D芯片将转换为数字模拟量,称量仪器后数字滤波器得到商品的实际值,然后通过串口到IPC机主机程序。 1.1 动态系统硬件组成 动态称重系统的组成包括:称重传感器(中航ZEMIC称重传感器)、称重仪表、光电开关、PLC控制仪、数据对比设备等。其部分彼此之间的融合,分别负责将自己的信息传送给PLC控制器,然后由仪器和工业计算机连接确定相关信息。原理图如图1所示。 1.2 PLC控制仪 电子称重仪器是动态称重系统的核心部件,相当于动态称重系统的“大脑”。 主要负责接收传感器数据和其他部件的信息以及控制。基本工作流程为:电子称重仪器接收称重传感器信号、称重传感器信号放大、A / D转换为中央处理器进行刻度转换等;传输给PLC控制器;若合格气缸停止;若不合格传动链停止气缸动作。 2 动态称重设备信号采集 有效信号处理的前提是信号采集准确,信号采集的重要性非常显着,与计算机和传感器蛄接。在称重传感器中使用的动态称重系统,时间轴和振幅轴的输出是连续的模拟量,电子称重仪器在接收模拟信号时需要先对信号进行调节处理,即0-10mv的信号转换为0 -5mv电压信号,然后将模拟负载信号转换为数字信号,这就要求电子称重仪表A/D模块进行处理。 该系统采用EPC系列PC/104嵌入式工业主板,具有接口完整、功耗低、可靠性高、资源丰富等优点,采用8/16位PC/104扩展总线,可稳定运行宽温度范围广泛的工业应用。用于信号采集的模块采用PCM-8208BE,它是基于PC/ 104总线的高精度模拟输入数字输入和输出。主要功能是:8条模拟输入通道;内置6个可调PGA;输入范围为±10V至+0.25 V可选;高达4KHZ采样率;内置1024深度FIFO;具有AD转换中断;可以直接读取单个采集数据组,并具有8个隔离数字输入和8个隔离隔离数字输出的形式。 PCM-8208BE广泛应用于工业现场传感器多通道信号高精度采集。该系统采用PCM-8208BE可以捕获现场的模拟信号功能,实时检测称重传感器信号,通过简单的过滤器对电子称重仪进行进一步的信号分析。 3 称重信号数据处理方法 3.1 加权平均值算法 对于传感器信号的n次连续采样,分别由大到小的加权系数的系列,然后加上有效采样值,这种方法称为加权平均法。每个加权因子要求小于1,所有加权系数的累积值为256,加权运算结果除以256可以很容易地计算出来。假设从数据依次开始,将总共8个采样存储在存储器单元中,所有加权因子都存储在ROM表中,滤波结果保留在累加器A中。 加权平均算法简单,应用范围广泛,但不适用于动态称重传感器信号的处理。当待处理信号被振动扰乱时,结果不能表示商品重量信号的真实值。而加权因子选择不能固定,每次计算都必须根据实际情况选择适当的加权因子,无人值守动态称重系统显然不适用。 3.2 平均值算法 算术平均值滤波方法基于从称重传感器收集的数据。该算法的特征在于,当采样次数少时,波形平稳度不够好;采样次数大时,波形灵敏度降低,系统参数趋势不明显。假设共有8个样本,样本值从DATA开始存储在连续地址单元中,滤波结果存储在累加器A中。在实际应用中,商品通过的时间段很短,因为自身的振动或外部干扰因素的影响,这种算法不能信号的时频域来解决,这让该信号处理方法已不能满足我们的要求。 3.3 傅立叶变换滤波法 传统信号分析的基础是傅立叶变换,这种方法被广泛应用,尤其是信号处理方面和量子物理。假设是的周期函数且满足化里赫利条件: (1)在任意区间内连续或只有有限个第一类间断点; (2)在一个周期内,只有有限个极大值或者极小值点; (3)在单个周期内绝对可积。 由于主要研究了动态称重系统的振动,所以收集的信号是非线性的,非周期性的信号,这就需要在信号分析过程中对频域信息进行分析,但傅立叶变换算法完全没有波形中的时域信息,为了满足动态负载信号处理的需要,可以使用可翻译的窗口函数到原始信号窗口,删除我们称为短时傅里叶变换。傅立叶变换的思想即选择一个窗口函数来获取一段原始信号,如果截获信号是稳定的,则使用傅立叶变换来确定窗口内信号的频率。沿着波形曲线移动窗口函数会给出信号频率随时间的变化,即我们需要的时域分布。STFT算法有两个困难:一是窗口函数的选择,一个是窗口函数长度问题的选择,因为动态称重信号是非线性非平稳信号。 傅立叶变换将概念从一个空间域建立到另一个空间域,从时域或频域的角度对信号进行分析,但也是由于时域和频域信息不能有机地结合的特征,这不是适用于动态称重信号的非平稳信号分析。我们使用短时傅里叶变换来分析频域信息,而不会丢失时域平面中的信号信息。短时傅里叶变换计算简单,可以有效分析非平稳信号。 3.4 小波变换法 小波变换是基于短时傅里叶变换定位思想的新算法。小波变换不仅可以避免不能跟随频率变化的窗口大小的缺点,还可以提供频率变化的“时频”窗口。 小波算法可以分析和处理诸如称重信号的复杂非平稳信号的时间和频率。WT变换中的小波可以是具有有限持续时间的函数,以及突变的频率和幅度,平均值在有限时间范围内。小波变换是基本的小波函数位移,然后在不同的尺度a中用测量信号XW做内积,即: 式五中,称为尺度因子,其作用是对基本小波做伸缩,是位移值。通过调整的该值可用于观察不同时间段的本地信息。 通过调整比例因子a,假设a的调整较大,则视野宽分辨率低,适合观察信号的一般情况。假设a值的调整相对较小,视野窄且分辨率高,适合信号局部信息观察,这种粗细信号分析方法称为多分辨率分析法。 4 结语 本文介绍了信号处理模块的硬件结构,信号采集和处理。然后,通过描述几种常用的信号处理算法来提出称重传感器的非平稳信号数据处理方法,为寻求更高精度,更具成本效益,更可靠的动态称重设备提供借鉴。 数据处理论文:MAPGIS在地质填图及化探数据处理中的应用 [摘 要]在本文中,笔者以MAPGIS技术的应用特点与可实现功能为论述切入点,详细分析了该技术在地质填图与化探数据处理工作中的实际应用情况,旨在为后续的地质工作提供科学参考依据。 [关键词]MAPGIS技术;地质填图;化探数据处理;应用 前言 在当前我国城市化进程持续推进的时代背景下,地质工作的重要性日益凸显,地质工作的环境也日趋复杂,此时,地质技术人员所要应对的地质填图、化探数据处理等具体工作的难度会随之提高,而传统的地质工作技术已远不能满足实际工作的发展需求[1]。为了提高地质工作质量、优化地质填图及化探数据处理准确性,同时进一步加快实际成图速度,相关技术人员则应积极将现代化的MAPGIS技术用到地质填图及化探数据处理中,以数字化、信息化处理手段全面促进地质工作效率的提升。 1.MAPGIS技术的应用特点与可实现功能 MAPGIS技术属于当前最为先进、前沿的地质测绘技术,在该项技术的应用过程中,相关技术人员可轻松实现地质测绘工作的自动化或半自动化,同时,其测绘数据主要以数字化形式呈现,其测绘结果较为规范、测绘精度高且作业速度快误差小相对较小。MAPGIS技术还集成了定位、导航、测量的综合功能,可以将实际工作中所收获的地质数据进行高效的分析、计算、存储等,有效提升了数据管理的工作效率。此外,MAPGIS技术中最为鲜明的特点就是融入了MAPCAD成图功能,技术人员可以利用这一功能轻松实现图幅快速提取、多源图像处理以及图库建立修改等复杂操作。从操作系统上说,MAPGIS技术具有优良的开放性与多层次性,技术人员可以通过编辑ActiveX、VC++、VB、Delphi以及API等函数实现DC Server、RSP、TDE、IG Server以及EMS操作平台的运行在系统辅助工具方面,MAPGIS技术也具有十分强大的特性功能,嵌入式工具、GIS工具、矢量数据处理工具、遥感数据处理工具均能在实际地质工作起到重要的辅助服务作用[2]。与传统的地质测绘技术相比,MAPGIS技术可有效克服地质工作量繁重的难度,并在有效保障数据处理与地质填图质量的同时最大程度地满足当前地质工作需求。 2.MAPGIS技术在地质填图中的运用 地质工作中的地质填图主要是指运用一定的比例尺、按照统一的规范技术要求,将各种地质体以及相关的地质现象在地理地图上进行填充描绘,最终再进行一定的整理加工使之形成地理地质图。地质填图不仅关系这地质图的准确性与信息质量,更会影响到实际的地质找矿工作,但由于填图区地质地貌情况往往相对复杂,所有收集的地质资料较为繁琐,因此,在技术人员的实际地质填D工作中,其工作量与复杂性也相对较高[3]。相关工作实际表明,在地质填图工作中积极应用MAPGIS技术,便可实现对上述问题的轻松解决。具体来说,在应用MAPGIS技术时,技术人员应先以GPS对所观察的地质进行定位,再将具体的观察点投放指矢量地图中进行填图操作。通常情况下,GPS定位形成的文件数据可以存放在EXCEL文件里,当要运用到GPS定位数据后,技术人员则可以通过文本转换实现对数据的即时编辑,此后,数据编辑完成后则可以利用文件批量生成功能讲GPS点位添加到已经矢量化的地形图中。其中,在进行GPS数据转换操作时,所处理的第一行数据一般定性为定位属性字段,这一字段并不能够作为数据转换的起始位置,因此,技术人员一般会将第二行作为数据起始位置,同时,根据具体的情况适当地设置分隔符,并以工作设置合适的读取方式,设定详细的图元参数并生成图像结构。值得注意的是,所应用到的GPS数据必须要符合相应地理地质信息的实际情况,在选取适当读取方式以及合理设置分隔符的情况下保障所生成地质填图的结构质量与数据准确性。 3.MAPGIS技术在化探数据处理中的应用 化探数据处理属于地质工作中的重要组成内容,更是地质研究中不可或缺的一个重要环节,在这一工作中,相关技术人员可以完成对地球化学数据的分析、解释以及加工等重要工作,并为地质找矿、资源勘探等诸多地质工作提供准确而科学的参考依据。由于化探数据处理难度相对较大,在进行相关数据处理过程中又极易出现分析偏差事故,传统的地质信息处理技术已经难以满足化探数据处理工作中复杂性与专业性需求,此时,积极应用更为先进、高效处理技术的重要性也不言而喻[4]。对于MAPGIS技术而言,其融入的DTM模块与GRD模块对提升系统化探数据处理性能具有极大的促进作用,技术人员只需要在原始的化探数据背景值上确定好相关的化学异常分布图后,就能够通过DTM模块实现地形模型的自动绘制与形成,同时,DTM模块还能自动进行量测值计算,无论是地质化学元素含量值还是地质特征信息都能够依靠该模块的数据处理功能得以全面反映。具体来说,技术人员可以先对采样点文本文件进行批量生产收集,利用“投影转换”使得点位文件转换为点位投影文件,此时,将点位数据文件通过DTM模块打开后以GRD模块进行离散数据分析,最后实现成图输出这一化探数据处理效果。 4.结语 MAPGIS技术是未来地质工作发展主流方向,该技术集成了前沿的地理信息处理系统软件平台,含括GPS、GIS、数字制图以及数据库管理等一系列功能,在地质勘查、地质测绘、地质找矿、城市规划以及建筑测量等诸多领域均具有优良应用价值。此外,在地质工作中应用MAPGIS技术不仅能够有效提升地质工作效率与工作水平,更能够为地质工程项目提供勘察误差低、准确性高的优质地质信息。 数据处理论文:一种面向航天领域的实时数据处理框架研究 【摘 要】提出一种面向航天领域的实时数据处理框架,采用插件式框架设计方法,实现行业数据的高效实时处理。 【关键词】实时;数据处理;框架 1 引言 信息与通信技术的飞速发展,已深刻影响到航空、航天、能源、钢铁、电力等工业领域的生产模式与流程,促使行业生产模式由传统的粗放式的以人工为主向精确化、自动化、智能化方向转变。通过信息系统对工业生产过程中产生的大量数据进行实时处理分析,实时监控,为生产决策提供自动化智能化的数据支撑。 航天领域的实时数据处理一般以实时传感与实时采集的数据为数据源,包括各类传感器采集的数据、现场各类控制终端的数据等,数据量大,数据采集的频率高。特别是随着物联网概念的出现与技术的应用,航天领域实时产生的数据量在成倍增加。随着云计算与大数据等IT技术的出现与发展, 互联网领域中产生了诸多数据处理框架,如Hadoop、Spark等,此类框架采用批处理方式的MapReduce技术,实现海量数据的实时处理,数据处理的延时一般为秒级,能够满足互联网领域大部分数据实时处理需求。但在工业领域,由于监测与控制的精度更高,一般要求在毫秒级完成数据的实时处理,现有批处理方式的MapReduce大规模数据处理技术难以满足此类计算需求。本文提出一种面向行业应用的实时数据处理框架,实现满足多种数据源、多种数据类型的实时数据处理。 2 数据处理方法 在航天领域中,测量系统作为飞行器、航天测控系统中的重要组成部分,用于获取飞行器内部各系统的工作状态参数和环境数据,为评定飞行器的性能和故障分析提供依据[1]。而数据处理是测量过程中的一个重要环节,其任务是将接收到的原始信息,经过挑路、拼接和运算,完成各类参数的处理,处理结果以时间函数值表或时间函数曲线提供[1]。数据处理包括从数据块中提取数据帧、对数据帧进行后处理、处理数据帧中的参数、输出处理结果。 3 实时处理框架设计 3.1 软件框架的概念 软件框架是整个系统或系统的一部分的可重用性设计,由一组抽象出来的类及其实例间的相互作用方式组成。框架把一个系统有机地分解成一组相对独立的构件,并定义了各个构件间的接口和作用关系,符合软件工程中设计的模块化、独立化和信息隐藏等特征。框架提供了一个大粒度的重用技术,即不仅支持源代码级的重用,而且支持分析和设计以及体系结构的重用,因而被认为是一种最有前途的面向对象技术。 框架必须是健壮的、可扩展的、灵活的,它要求基于开放或共享标准。框架的设计要力求做到完备性、灵活性、可扩展性、可理解性,同时抽象能用于不同的场合;用户能轻松地添加和修改功能,定制框架;用户和框架的交互清晰,文档齐全。框架设计的一个核心问题就是发现可重用的设计和“热点”,以保证框架具备充分的灵活性,使用户能在已有构件的基础上生成应用程序,实现“零代码编写”的理想目标。 3.2 实时处理框架设计原则 实时处理框架设计采用框架与插件相结合的设计方式,把数据处理各功能从框架中剥离出来,降低框架的复杂度,让框架更容易实现。数据处理功能与框架以一种很松的方式耦合,两者在保持接口不变的情况下,可以独立变化和。采用该设计原则,具有以下好处: ①无需更改或编译程序就可以扩展程序的功能; ②可以在不需要源代码的环境下扩展程序的功能; ③在一个程序的业务逻辑在不断发生变化仍能灵活适应。 4 实时处理框架实现 4.1 框架接口 框架对各插件进行统一管理,软件启动时,自动识别并加载指定目录下的所有插件。框架共抽象出数据提取器、帧提取器、数据处理器、输出器共4类插件接口,各类插件需要实现相应类型的插件接口,才能被框架正确的调用。框架与插件之间的关系如下图所示。 4.2 框架实现 程序框架包括主程序模块、数据源模块、缓冲区管理模块、数据处理模块、状态管理模块、配置管理模块、插件管理模块与日志管理模块共8个模块。主程序模块负责管理各模块中的对象,并完成各对象的创建与初始化工作。通过调用数据源与数据处理模块的启动与停止接口实现对两个模块的控制。数据源模块通过调用缓冲区管理模块的写入数据接口向缓冲区中写入数据,数据处理模块调用缓冲区管理模块的读取数据接口从缓冲区中读取数据进行数据处理。各模块均可调用日志记录模块的记录日志接口写操作日志或错误信息。 主框架模块类关系如下图所示,main函数是整个软件的入口函数,调用日志录模块中的相应接口完成日志初始化工作,并将命令行参数传递给CMainApp类,调用CMainApp类的Execute接口启动软件。 CMainApp类通过ProgramOption对象解析命令行参数,获得命令行中设置的各个选项,创建插件管理模块中的CPluginManager对象,完成所有插件的加载工作,并将CPluginManager对象传递给CMultiAddrDataSource类,调用CProgressTimer类的对象实现程序计时工作。 4.3 插件实现 数据处理软件总体框架采用插件式架构,抽象出数据提取器、帧提取器、数据处理器、输出共4类插件接口,插件采用统一接口设计,每一个插件均是实现了标准接口的动态链接库(Windows平台为.dll文件、Linux平台位.so文件),由插件管理器进行统一管理,实现自动识别与加载。实时处理框架根据系统配置创建若干个数据处理线程,根据配置中插件的类别,数据处理线程对象向插件管理器请求创建插件服务,生成所需的各插件,各插件相互协作,完成数据处理与输出的功能。
新时期,多种清洁能源的应用为燃气行业的发展提供了有利的依据。而燃气报警器则是通过对可燃、易燃易爆及毒害气体的检测,为燃气运输、使用过程的顺利进行提供依据。随着可燃气体报警器应用范围的拓展,其应用性能也不断增加。而为了保证其应用效果的稳定提升,对其电子电路设计模块调试工作进行适当优化分析具有非常重要的意义。 1系统方案设计及调试 1.1系统方案设计 燃气报警器系统模块设计主要包括信号比较判断、电容延时比较电路、光报警、声报警、电源电路等几个方面。其中信号比较判断主要是通过单值比较器的运行,对电阻分压后传感器特性进行试点分析;而光及声报警设计则是通过对指示电路运行情况及报警电路比较器状态翻转情况的分析,确定比较器运行状态之后可启动比较器运行开关,从而促使光或声预警信号以发光二极管和扬声器的形式发出;预热延时电路设计主要是通过比较器延时性能的分析,保证传感器具有充足的预热时间;而电源电路设计则是利用整流桥二极管将低压交流电转化为脉动直流电。 1.2系统方案调试 依照预先系统设计制造流程,在确定系统线路连接及相关电路元件配置正确的基础上,可进行电路调试工作。首先在系统预热阶段,应控制电解电容端口电压显示值为0。在连接回路电源端进行电源供应之后其相应端口电压将上升至2.50V。而由于系统运行中输出端电压为低电平,则其反向输出端口电压也应为低电平。随之导致正向输出端电压为2.50V-3.0V之间的高电平;其次在系统正常运行过程中,若系统显示充电已完成,则电解电容端口电压应大于输出端口电压,而实际线路中运行的比较电压应在2.5V以上。同时若燃气报警器被触发工作,电解电容运行端口反向输入端电压为高电平,从而启动光预警及声预警模块,声光预警模块单元线路运行电压为3.3V。 2单元电路设计及调试 2.1单元电路模块设计 单元电路模块设计主要是对传感器、比较器、光及声预警电路模块设计。其中在传感器模块设计过程中需要综合考虑工作电压、环境温湿度、灵敏度电阻等技术参数,选择合理的传感器型号;而比较器则需要对内部频率补偿、单位增益频带宽、电源电压范围宽、低输入失调电压、共模输入电压范围宽、输入电压摆幅等参数进行合理设置;光及声预警单元电路设计主要是通过发光二极管及报警扬声器的合理配置,通过电容充电与设计电压比较控制,保证相关功能的稳定运行。 2.2单元电路模块调试 在实际单元电子电路模块设计制作过程中,单元电路模块调试主要是依据电路设计原理,结合相应的电路设计计算参数,确定电路模块运行性能。然后对相应模块及其相邻电路的连接情况进行全面检测分析。在确定相应模块电路连接配置无误之后,可进行分模块检测。依据燃气预警器的总体电路系统运行特点,可将其划分为比较器模块、传感器模块、声及光预警模块等方面,针对不同模块的运行状态可综合采取动态调试、静态调试两种措施。其中静态调试主要是对相应模块静态电路运行情况进行检测;而动态检测则是在电源电路连接的情况下,对其运行过程中元件是否处以正常工作状态,参数是否正常,有没有发热情况及冒烟、异味等其他现象进行详细评估。最后在模块检测完毕之后,相关检测人员可将比较器、传感器、声及光预警器等模块进行统一调试。在具体的操作过程中,通过对各个模块连接后实际运行状态的分析,可将设计目标及性能指标与实际运行数据进行对比分析,为最终电子电路完善设计提供依据。 3电子电路设计制作调试要点 为了保证电子电路调试工作的有效进行,在实际电子电路设计制作调试过程中,相关调试工作人员应注意保证电子电路设计制作调试的功能性、稳定性及最优化。其中功能性主要是基于电子电路设备内部多个子系统运行情况,将相应的子系统作为独立的调试模块,为整体系统的稳定运行提供保障;而最优化则是在实际电子电路元件设计过程中应保证相应元件间的兼容性,结合整体优化措施,避免元件应用过程中不稳定风险的发生;稳定性主要是由于电子电路调试稳定性直接影响了整体电子设备运行效率。因此在设计制作调试过程中应在保证电子线路简洁化的基础上,采取适当的调试防护措施。 4结束语 综上所述,电子电路设计制作调试方法的合理应用是电路设计质量提升的有效保障。因此在实际电子电路设计制作过程中,相关工作人员应结合相应电子设备设计原理,在电子电路设计原则的指导下。综合采用模块调试、联机调试、系统调试等多个调试方法,为电子电路设计质量的提升提供依据和保障。
汽车新技术论文:汽车安全新技术探讨 摘要:当前,汽车是人们最常用的交通工具,每年,由于汽车造成的交通事故给人们的生命财产造成了巨大的损失。通过改进汽车的功能,增强汽车的安全运行条件,可以有效地避免交通事故的发生。介绍防抱死制动系统和电子稳定控制系统,分别描述其两种系统的作用、工作原理,这对于汽车的安全有着积极的作用。 关键词:汽车;防抱死制动系统;电子稳定控制系统 随着科技的发展和人们对汽车要求的提高,汽车技术发生着翻天覆地的变化,现代汽车技术主要是围绕着安全、舒适、环保、节能等方面进行着更新换代。 交通安全历来是人们最为关心的话题之一,汽车发展的历史也是汽车安全技术不断提高的历史。汽车安全应从整体上来考虑,不仅要在事故发生时减少人员的伤亡,而且更重要的是避免事故的发生。 1防抱死制动系统 1.1含义 防抱死制动系统(ABS)的英文翻译是Anti-lock Braking System。它能在汽车制动时,对汽车制动力的大小自动进行调节,让车轮在这一时刻不会由于制动太大或太小而被抱死,处于边滚边滑的状态,从而从根本上消除了在汽车制动过程中的侧滑、丧失转向能力和跑偏等一些非稳定状态因素,并能够保证车轮与地面的附着力在最大值,以获得良好的制动性能、操纵性能和稳定性能。 1.2ABS的作用 ABS的作用主要有以下4个方面: (1)缩短制动距离。在紧急制动的状态下,ABS能使车轮处于边滚边滑的状态,滑动的比例占20%左右,这时轮胎与地面的摩擦力达到了最大,因此制动距离大大缩短。 (2)增加制动时的稳定性。汽车在制动时,四个轮子上的制动力是不一样的,ABS可以自动分配制动力防止车轮被完全抱死,从而提高了汽车在制动时的稳定性。 (3)减轻轮胎的磨损。事实上车轮完全抱死会造成轮胎表面磨损不均匀,使轮胎损耗增加。经过测定,汽车在紧急制动时车轮抱死所造成的轮胎累加磨损费,已超过一套防抱死制动系统的造价。 (4)使用方便,工作可靠。与普通制动系统的使用方式一样,只要把脚踏在制动踏板上进行正常的制动即可。如果需要,ABS会自动进入工作状态。ABS工作时,驾驶员会感到制动踏板有颤动,并听到一些噪声,这都属于正常现象。 1.3ABS的原理 在汽车制动过程中,轮速传感器根据汽车车轮的齿轮,该齿轮与汽车的车轮在运转过程中同步,根据车轮的转速得出与此相对应的电子信号,由汽车的控制器经过运算,得出相应的车速和加减速度。并在此基础上,由电子控制器得出的信号分析出滑移值,根据一系列的综合分析,对压力调节器的发出相应的指令,让其自动调节压力的大小。当车轮发生抱死现象时,也将其信号传递给传感器,减少其制动压力值,让汽车车轮获得更大的转速,而车轮的转速达到一定的阈值时,电子传感器收到该值后,会加大制动压力值,从而让转速降下来。如此周而复始地运作,让汽车在制运的过程中总是处于即将抱死的边缘这一最佳状态,达到了防抱死制动的效果。 2电子稳定控制系统(ESP) 开过车的人都能体会,车辆在转弯时,汽车本身会由于重心的原因向转弯的反方向发生侧倾。当转弯时转向的角度越大,那么汽车侧倾度越大,同时,如果在转弯的过程中车速很快,侧倾也会随之加大。当侧倾的角度超过极限值的话就会发生翻车事故,这种情况在雨天和冰雪路面更加容易发生。如果使用ESP,失控的机率会大大降低,整车的主动安全性也更高。那么什么是ESP呢? 2.1ESP的含义 电子稳定控制系统(ESP)的英文翻译是“Electronic Stability Program”。它是德国BOSCH公司开发的一套电子稳定程序,1995年面世发展至今经历了10多年。最早是由奔驰汽车公司首先应用在它的A级车上。当在开车的过程中,突然出现障碍物需要进行躲闪或在汽车运行过程中转弯发生转向不足及过度等现象,车辆此时可能会发生严重的倾斜,甚至发生翻车事故,此时ESP系统就会对汽车的车速和刹车系统进行及时的调整,防止以上事件的发生,从而将车辆行驶方向快速修正到原行驶路径上。 例如当我们开车时,发生后轮驱动转向过多的现象,这个时候,就有可能会失控而发生甩尾事故,ESP系统可以通过对前轮进行刹慢的操作,从而对车辆的行驶进行校正,达到稳定车子的目的。相反当转向过少时,会通过对后轮进行刹慢的操作进行校正。如图2是汽车上的ESP按键,通过这个按键可以开启或关闭ESP系统。 2.2ESP的作用 (1)实时监控:人们在开车的过程中,时刻都与安全挂钩,任何一个小的疏忽都有可能造成不可估量的恶果,ESP要对安全负责,实时对路面、操作员的操作、汽车运行状态等进行实时监控,并不断地将结果反馈给相应的部件和系统。 (2)事先提醒:当由于汽车的驾驶员操作不当或路况出现紧急情况时,ESP要能够通过灯光来对驾驶人员进行有效的提醒,提高驾驶人员的注意力,以防止意外的发生。 (3)主动干预:对于汽车转向发生问题时,ESP会主动通过调节制动压力的方式对汽车进行稳定。 因此,ESP最重要的作用就是它的主动安全性。 2.3ESP的基本组成与工作原理 (1)ESP的基本组成。 ESP的硬件组成只需在防抱死制动系统和驱动防滑转控制系统基础上增设转向传感器、车轮转速传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器等。目前ESP有3种类型:能向4个车轮独立施加制动力的四通道或四轮系统;能对两个前轮独立施加制动力的双通道系统;能对两个前轮独立施加制动力和对后轮同时施加制动力的三通道系统。 (2)ESP的工作原理。 在ABS制动防抱死系统的基础之上,研发人员设计了ESP系统,其主要是通过一系列的电子传感器对转向、加速度等信息不断地采集,并利用控制器和运算器进行分析,并给出合理的操作流程,从而达到安全可靠行驶的目的。 3总结 本文针对汽车的安全新技术展开研究,通过对防抱死制动系统和电子稳定控制系统的研究分析,让我们对汽车的安全系统有一个新的认识。 汽车新技术论文:CES汽车新技术展望 奔驰智能手表 奔驰研发的Pebble智能手表相当于司机智能手机的“第二块显示屏”。这款可佩戴设备揭开了互联汽车全新的配置方式。例如,当司机在车外时,能够从Pebble手表中获取燃油剩余量、车门锁止情况、车辆位置等信息。当司机在车内时,手表显示屏将自动转换,通过V2V技术,能够提醒司机前方路况并发出振动提示。 雪佛兰4G网络 4G LTE网络最大的优势就是超高速的网络连接功能,相比传统的3G网络在速度上要快七倍,因此可以支持更多的数据和服务的移动互联连接,并且4G LTE网络也真正允许让汽车变成一个类似于Wifi热点的设备,允许更多的设备接入,从而实现流畅的视频等应用。雪佛兰表示将在旗下车型中通过Onstar(第十代安吉星)提供超高速的4G LTE网络支持,成为第一个引入4G车载网络的汽车厂商。 宝马iRemote应用 iRemote应用可让用户使用智能手表来远程访问汽车。如用户在三星GalaxyGear上远程访问车辆信息,可知道宝马电动汽车i3的电池充电情况和行驶时间,还能了解到车门、车窗和天窗是否关闭。此外,用户还可以通过GalaxyGear进行导航和控制车辆温度。 奥迪Laserlight概念车 奥迪Sport quattro laserlight概念车的前大灯系统将矩阵式LED技术与激光技术相结合,并采用双灯组,外侧灯组通过矩阵式LED及多孔障板产生近光,而内侧灯组则采用激光作为远光。性能强大的激光二极管(LD)直径只有几微米,尺寸明显小于LED,但激光远光灯的照射范围可达500米,大约是LED远光灯的两倍,而亮度大约是后者的三倍。 奥迪Pilot Driving技术 奥迪基于A7测试车展示了其最新的Pilot Driving技术。这辆汽车可利用前视雷达和激光测距仪来“观察”前面的路面情况,挡风玻璃上安装的摄像头则负责监视车道分界线,后置雷达会探测左右两边超上来的车辆。 福特太阳能驱动C-MAX Energi C-MAX Energi太阳能混合动力概念车,无需依赖公共电网充电,同时还具有和插电式混动版C-MAX Energi近乎等同的能源效率。C-MAX Energi插电混动车EPA评估等同燃效为城市108MPGe,高速92MPGe,综合路况100MPGe。与福特共同开发这款车的机构还包括SunPower 公司以及佐治亚理工学院。 德尔福车内连接技术 德尔福公司最新的高度集成化汽车主动安全和连接技术对于未来实现自动驾驶有着重要意义。自动驾驶技术主要分为3块重要领域,分别为:具有连接功能的各类装置和系统、主动安全系统以及电子系统架构。此次展会上德尔福在这3大领域均有相关的技术展示。 汽车新技术论文:浅析汽车新技术教学面临的问题与应对策略 摘要:当今社会,科学技术日益发达,带动了汽车技术的发展, 汽车技术的发展一方面促进了汽车产业的进步,另一方面也对汽车维修、服务提出了更高的要求。这对这些问题,本文将提出应对的策略,力争对我国汽车新技术教学有所帮助。 关键词:汽车新技术教学 问题 应对策略 前言 汽车从发明到现在只是短短的100多年,但汽车的技术的发展牵动着社会科学技术的发展,对人类文明的发展有着不可忽略的影响,因此汽车技术发展也应本着造福人类的宗旨推动世界的发展。我国正处于汽车的普及阶段,汽车保有量剧增,新技术发展速度加快,为了适应这一新形势的发展,需要有掌握新技术维修方法的人才,这就未汽车教育树立了目标。而目前传统的汽车教育停留在原有的知识层面上,学生对新技术的接触也只是略微了解,缺少实际操作能力,传统教学已不能满足社会要求。因此,汽车新技术教学面临着诸多问题的当下,需及时研析应对策略。 1汽车新技术教学面临问题 (一)培养目标模糊,课程设置不科学 中职学校为了提高毕业生的就业水平,对人才培养目标定位往往不明确。多数学校将汽修专业人才培养目标定位在毕业生可在各类汽车维修企业中维修汽车发动机、汽车底盘、汽车电气设备以及汽车钣金整修等各类汽车维修工作,没有将学习新技术维修以适应形势的变化列为培养目标。大部分学校课程设置为:设置学生素质培养的基础课,课时超过1/3;设置机电维修等专业课,课时约占1/3;设置钣金、商务、汽车特定技术等专门课,课时较少。课程设置过于死板,学生选择性差,不能根据自身情况、社会需求和知识水平等选择课程,而是被动接受学校课程表。即使学生发现学校安排的课程不适合自己,也不能另行选择,学生不能选择课程之外更不能选择教师,学生的学习主动性容易受打击。这种培养模式容易导致学生理论水平高而动手能力差,实际操作性不强,尤其是跟不上新技术的发展,学生到了企业需要企业再培训才能投入工作。 (二)教师的专业操作水平低,复合知识型教师缺乏 由于汽车新技术涉及多个知识面如汽车专业知识、电子技术、控制技术、计算机技术等, 要求教师既需要较高的理论知识,又懂得新技术维修的实际操作。学校大部分教师都是从学校毕业后到学校任教,有汽车行业从业经验的占很少一部分,造成教师授课过程中偏重理论教,实践操作知识缺乏,学生的学习效果大打折扣。相反,另外一小部分来自于汽车厂已退休的高级工程师,虽然具有丰富的实践工作经验,教学中能实际操作吸引学生动手实践,但在面临汽车新技术教学时,也不能从理论上进行系统地讲解。在涉及汽车新技术中的电子技术、智能控制技术、计算机技术等时, 往往不能进行理论剖析和从原理、方法上阐述汽车新技术,从而让学生不能从根本上明白所学技术的原理,导致影响学习效果。 (三)新技术设备配置不足,设备的利用率低 近几年汽车技术发展迅速,汽车新技术教学所需的设备也要更新,这些设备普遍复杂、昂贵且运行成本高,许多学校没有更新新设备,原有的设备陈旧落后。一些学校虽然更新了新技术设备,但在教学使用中这些教学设备也存在一些问题, 一是一些老师不熟悉复杂的设备,一时半会不会用,或者害怕损坏不敢使用,这些设备的教学潜能得不到发挥,导致昂贵的教学设备起不了多大作用;二是学校从考虑教学成本,不愿大量重复使用, 导致学生感知接受效果差,未能真正达到教学目的,三是设备利用率低还有一个重要原因是有设备没有“病人”,许多检测设备必须要在车上才能发挥它的作用,没有合适的汽车做为“病人”,设备也不能使用。 (四)汽车新技术内容很丰富,教学内容难以把握 汽车新技术不仅拥有丰富内容,而且还代表着未来汽车技术的发展方向,既包括还在理论层面热点研究的汽车新技术,也包括还是实验室样品的汽车新技术,还包括成熟的已经并已经投入使用的新技术等等。这些内容前呼后应,前者的了解能够增强对后者学习的热情和理解,对后者的学习有利于对前者的了解。教学中怎样使学生既能把握汽车新技术的现状和未来方向,又能掌握实在的汽车新技术,解决汽车维修、服务中的实际问题。只有通过合适的方式和方法,让其有兴趣地去研究学习,才能使学生掌握如此多的内容。 (五)汽车新技术教学方法太单一 当前汽车新技术的教学, 主要还是采取课堂理论为主,实验室实习为辅的方式,实际上汽车新技术中的电控、电路油压传动等许多控制、电子技术在没有动手操作的状态下是难以真正掌握的,使得很多学生在理论课结束后,还是停留在文字表面,没有深刻理解控制原理、控制原因和控制过程,对内容没有掌握,进而出现学生毕业面对实际问题时却不知从何下手,也就是学无所用的问题。 2当前汽车新技术与教学的状况 1)整体性与交叉性 大小区域,具有整体性,汽车都不光涉及到一个行业或部门,而是涉及到多个行业、部门。这就要求汽车新技术教学要协调好部门间、行业间的关系,不能顾此失彼。由于专业范围不同,因而各个技术分为若干档次,技术之间既有属种关系和纵向联系,又有同种技术相互同等关系和横向联系。现代汽车新技术的这种纵向关系和横向关系构成一个网络,每个技术都在其中并受其影响。 2)内部性与独立性 各国汽车工业的发展道路、方式等方面不同之间,客观上差异明显。这就要求汽车新技术教学要根据自己所在国家、地区实际情况,选择适合自身的汽车新技术教学模式。虽然不同汽车种类、技术之间有存在纵向和横向关系且相互之间交流广泛,但其基本原理、操作模式具有自身的特点,许多汽车生产企业又是相对独立的实体,独立发展自己品牌,因此,汽车新技术教学也要考虑到特殊性。 3)规划性与变动性 为减少汽车新技术教学在技术发展中可能出现的盲目性,统筹教学发展轨道,从而实现整体教学的持续发展,需要有一个汽车新技术教学整体规划,也就是从总体把握,高处着眼,规划出目前比较适应的教学内容、相互关系等有一系列整体的计划。然而,实际情况会变,汽车新技术的发展也在变动,这就要求汽车新技术教学要根据实际不断调整,适应时代变化。 3汽车新技术教学应对策略 (一)加强汽车职业教育师资培养及设备配置 目前汽车职业教育师资力量比较欠缺是现实,拥有汽车新技术并具有相当研究开发能力的汽车专业毕业生还不满足汽车生产市场的需求, 更别提从事职业教育,再者企业中拥有资深汽车新技术的工程师更是无暇理会汽车职业教育。因此,学校怎样才能更好地解决汽车新技术教学中面临的师资匮乏问题值得探讨。首先,从汽车职业教育对师资需求来说,高校应加大面培养职业教育师资力度,其次学校要提高待遇吸引人才,才能留住人才。另外,不断更新完善基础教学设施的,尽量做到型号一致、设备齐全,保证设备的利用率。 (二)提高教师自身素质,丰富完善自身知识结构 为了应对汽车新技术教学面临困难,作为教师首先应不断加强学习,取长补短。具体来说,年轻教师普遍缺乏操作能力,应加强培养实践能力, 除了自己加强学习外,定期到企业或社会实习或工作,理论结合实际,将抽象的理论利用实际操作直观化,教学时结合实际传授学生技巧及方法,使学生更好地理解和掌握。年纪大的普遍理论水平达不到新技术要求,这就需要增加这些教师的新技术培训,每学期应该不定期开展,有机会就到校外培训学习。 (三)鼓励教师积极探索教学新方法、新理念 将理论课和实践课科学融合,设置文化课和专业课时注意实用性,制定教学内容和大纲时结合企业生产实际、培训内容和学校教学设备、教材,以训练基本技能为基础,采用“行动导向”的教学模式,教师更多使用现场演示的方法,使学生在操作中掌握新技术中。专业教学讲究结构、功用、精简原理,各种工作原理要综合讲授,使学生在大脑里有一个基本框架,不要求深刻理解,能明白必须基本原理即可,注重教授和培养学生的实践技能和对技术的运用能力,提高学生学习兴趣。 汽车新技术论文:汽车底盘的新技术发展浅探 摘 要:本文通过对一些最新的汽车底盘技术进行介绍,新技术的组成结构,基本工作原理,对汽车底盘技术的未来发展方向进行描述。 关键词:汽车;底盘;新技术 2011年,我国汽车产量为1841.9万辆,同比增长了0.8%,同比增长率比2010年下降了31.6个百分点,汽车销量为1850.5万辆,同比增长了2.5%,同比增长率比2010年下降了29.9个百分点。2012年,我国汽车的产量和销量均超过了1900万辆,增长速度超过了4%,仍然稳定全球第一。随着汽车市场的热化与稳定,人们对汽车质量要求越来越高,对汽车的专业认识也越来越深入,对汽车的各个方面都开始进行关注,同样,对汽车底盘的各方面性能也开始关注,并有了更高的要求,涉及汽车底盘的安全性、材料、工艺和电子新技术的应用。当前备受关注的汽车底盘新技术主要有,转向控制系统、线控制动系统、主动悬架控制系统、连续控制底盘系统,以及底盘线控系统。 一、汽车底盘新技术概述 1.转向控制系统 为了改善操作者的转向操纵感,让操作者的体能消耗减轻,将汽车的转向性提高,出现了转向控制系统,其控制系统包括主动前轮转向系统、车身电子稳定系统和后轮转向系统等等。当汽车进行低速行驶时,操作者作用到方向盘的转向力能够得到减少;当汽车进行高速行驶的时候,适度的转向力能够通过转向盘反馈给操作者。 车身电子稳定系统,是一种牵引力控制系统,其主要组成部分有车轮传感器、转向传感器、横向加速度传感器、方向盘油门刹车踏板传感器、侧滑传感器等等。它与其他的一些牵引力控制系统进行比较,具有可以控制驱动轮和从动轮的优点。车身电子稳定系统的工作原理是利用各种传感器对汽车的行驶状态进行监控,同时配合操作者的操控动作,通过对汽车失稳程度的电脑估算,可以计算出稳定行驶的调节参数。车身电子稳定系统,是汽车主动安全性控制系统的一种,是当前智能主动防滑稳定系统的最高形式,是对ASR/ABS/EBD集成的发展和延伸。 主动前轮转向系统,能够根据速度状态对传动比进行调节,同时也能够对汽车的稳定性进行控制。当汽车处于低速行驶状态的时候,传动比比较小,转向直接,转向盘的转动圈数减少,汽车的操控性、灵活性都得到了提高;当汽车处于高速行驶状态的时候,传动比比较大,汽车的安全性和稳定性都得到了提高。通过主动前轮转向系统,让操作者能够充分体会真实的路感,更值得关注的是,主动前轮转向系统不仅将汽车的机动性和安全性大幅度提高了,而且增加了驾驶乐趣。 后轮转向系统的执行机构包括整体式和分离式两种,主要组成包括传感器、电子控制单元,以及执行机构等。在正常情况下,汽车行驶速度、转向盘转向角和后轮转向角三者之间成函数关系。当汽车处于低速行驶的状态时,后轮会接受由转向盘执行机构传来的相应方向相反的转向角,从而减小汽车停车或拐弯时的半径;当汽车处于高速行驶的状态时,后轮会接受由转向盘执行机构传来的相应方向一致的转向角,从而提高汽车的方向稳定性。 2.线控制动系统 线控制动系统包括线控制动控制单元、电制动器、传感器、电源、电子制动踏板、制动手柄等,采用嵌入式总线技术,传递电力,是一种新型的智能化制动系统,具有广泛的未来发展空间。通过线控制动系统,汽车的制动效果得到提高,制动安全性能得到加强。同时,安装、维修简单,电控制动能效得到有效改善。 3.主动悬架控制系统 汽车主动悬架控制系统能够对汽车的平稳行驶进行主动调节。当汽车的行驶路况、汽车负载荷、行驶速度发生变化的时候,对车身的高度,悬架的刚度,减震器阻尼的大小进行自动调节,很大程度上对汽车的行驶平稳性进行改善。其主要组成部分有转向盘转向与转角传感器,前、后车身高度传感器,节气门为止传感器、控制开关、车速传感器、执行器等等。 4.连续控制底盘系统 连续控制底盘系统,能够对动力分布、悬挂进行调节,主要是由持续调校悬挂系统和电子控制全时间四轮驱动系统组成,通过横向、纵向、倾斜、滚动感应器、车轮速度、输出马力、制动力、方向盘角度等数据,进行调节。 5.底盘线控系统 线控驱动系统、线控制动系统和线控转向系统是汽车底盘线控系统的核心内容。执行机构执行的整个过程和执行结果都在电子控制器的控制和监测下进行。 二、汽车底盘新技术的发展方向 随着汽车底盘中的转向控制系统、主动悬架控制系统、线控制动系统、底盘线控系统,以及连续控制底盘系统等新技术在汽车制造中的广泛应用,技术的不但成熟,汽车的安全性能、舒适程度都得到了很大的改善,那么这些新技术的集成融合,形成整体的汽车底盘智能控制系统必然成为未来汽车底盘技术的发展方向,在集成化方面,未来的发展方向主要体现在ABS/ASR/ESR的集成和ABS/ASR/ACC集成两个方面,并成为主要趋势。 汽车底盘技术的不断发展,要求我们要不断努力,加强研究力度,提高技术,为人们提供更高质量的汽车,满足人们日益变化的需求。将信息化、网络化、电子化、集成化、智能化融为一体,制造出更舒适、更安全的汽车,并在实践中不断检验和提升。 汽车新技术论文:稀奇古怪的汽车新技术 最近,因为车主的不断抱怨以及第三方质量报告的差评,福特终于决定对自家的触摸屏多媒体系统MyFordTouch进行改进,在下一代车型中把音量调节按钮从触摸调节改回传统的旋钮调节,并且增添更多传统的元素来简化智能系统。实际上,并不只是福特一家有这样“鸡肋”的技术。几乎每隔几年,汽车产业就会出现一个新的技术方向。不过这些厂商有时过于追求新技术所带来的卖点,而忽略了那些技术其实中看不中用。而这些技术赢面究竟有多大呢? 行人安全气囊 应用车型:沃尔沃V40 这是什么:通过安装在前保险杠的7个传感器监测,当车身与物体接触时,信号会发生改变。控制单元将对信号进行评估,若信号分析显示与行人发生碰撞后,发动机舱盖尾部自动翘起,隐藏在其内部的安全气囊将在百分之几秒内释放,并且覆盖到整个挡风玻璃的三分之一部分和A柱下半部分。这样以来,凸起的发动机舱盖与安全气囊便可有助于减轻对行人的伤害。 可能不靠谱:行人安全气囊保护的是头部的位置,但最重的撞击发生在车头保险杠位置,在玻璃处增加气囊只不过是减轻二次撞击,对于在城市里开车的人来说,其实意义并不会太大。而且这一技术理论上在时速20km/h至50km/h的速度下,可以减轻在车辆与行人发生碰撞时行人受到的伤害。沃尔沃拥有的城市安全系统会在时速30km/h以下时,进行自动急刹车。而且,如果是时速20km/h撞击的话,行人被撞到玻璃上的可能性并不大吧。 夜视系统 应用车型:宝马7系 这是什么:目前汽车夜视系统主要使用的是热成像技术,也被称为红外线成像技术。其原理就是:任何物体都会散发热量,不同温度的物体散发的热量不同。人类、动物和行驶的车辆与周围环境相比散发的热量要多。夜视系统就能收集这些信息,然后转变成可视的图像,驾驶者观看中央显示屏,可分辨远处行人的距离位置,对路况提前做出预判。宝马在此基础之上还增加了“动态光点”。位于雾灯位置的LED灯组在未激活“动态光点”照明时,亮度与远近光一致,用来辅助车辆大灯的照明效果。而在100米的距离内,“动态光点”可以辨识出前方的人或动物,并用高亮度的光束单独照亮该物体,同时在仪表盘以及HUD抬头显示仪表上对驾驶者做出提示。如果动物在车辆的行驶路线上,进入到车辆近光灯的照射范围之内时,动态光点会闪烁动物以达到驱逐的效果。 可能不靠谱:目前视力正常的驾驶者在近光灯下可以看清88米以内的路况,使用远光灯则可达到164米,在这种距离之内,驾驶者有足够的时间来应对前方的路况。而夜视系统的探测距离为400米,400米前就开始准备,反倒会分散驾驶者的注意力。其实,这与各种帮助驾驶者集中注意力的辅助系统一样,驾驶者在疲惫无法集中注意力的时候,并不应该开车,即使有各种辅助系统也不应该。而依赖这些系统,反而会使驾驶者高估自己的能力,驾 驶更不安全。 酒驾闭锁系统 应用车型:沃尔沃V40、C30、S40、C70和S80L加长版 这是什么:酒后驾驶闭锁装置(Alcoguard)与警察手持的醉酒测试设备原理相同。这个设备只有一个小型摇控器大小,平时放在悬浮式中控台后面可充电的小贮存箱里。在汽车启动前,驾驶者必须先向无线手持设备里吹气,此设备会分析驾驶者呼出的气体,并通过无线信号把分析结果传送给汽车的电子控制系统。如果血液酒精浓度超过了每升0.2克,发动机将不会启动。 可能不靠谱:如果喝酒后有意识去测试,那么驾驶者并不会冒险去开车,因此酒驾闭锁装置就显得多余了;而如果喝酒了,还是要开车,那么也可以找一个没有喝酒的人来吹一下―闭锁装置还没有驾驶者人脸识别功能。因此,尽管理念很好,但实际上酒后驾驶闭锁装置并没有什么用处。 车内空气净化系统 应用车型:沃尔沃S60 这是什么:沃尔沃在1992年就建立了一个专门针对车厢内空气质量控制的实验室,而现今装备在S60中的IAQS(Interior Air Quality System,车内空气质量控制系统)就是这个实验室的成果。IAQS系统原理很简单,在传统空调中活性碳滤清器前加装了一个专用的空气质量传感器,通过传感器对外部将进入到车厢内的空气质量进行分析,在发现外部空气中污染物含量超标时,系统会自动将通风方式切换到内循环模式,阻止外部污染物进入。 可能不靠谱:IAQS的最大优势在于系统内的空气质量传感器可以对一氧化碳作出反应。但是车内空气污染主要来源却在座椅、棚顶所用的纺织品、塑料等配件。这些材料在加工过程中残留的添加剂会在新车的使用初期缓慢地释放出来。根据中国汽车工业协会副秘书长杜芳慈的介绍,由于车内空气成分很复杂,驾驶者所使用的香水都可能在车内产生化学反应,所以空气净化系统并没有那么神奇。 遥控驾驶 应用车型:比亚迪速锐 这是什么:将儿童玩具车、玩具飞机上的遥控技术应用到汽车上,人站在车外10米的范围内,使用遥控钥匙,实现车辆启动、前进后退、左右转向,控制车辆0.7公里/小时的低速行驶。 可能不靠谱:比亚迪给出的使用情景是在酷暑和暴雨等恶劣天气条件下,你可以将车辆遥控移动到自己身边,免受取车时的日晒和雨淋;当车位非常窄、驾驶人上下车不方便的情况下,还可以通过遥控驾驶让车辆安全移进、移出,用遥控器操控汽车行驶和转弯。但试想一下,在这种恶劣的天气情况下,你会站在车外,以0.7公里/小时的速度来操控汽车吗?还是直接跑到车里比较快捷吧! 汽车新技术论文:汽车故障诊断和维修新技术 摘要:随着科学技术的发展,汽车技术也日新月异,伴随而来的是出现了很多汽车新技术故障。且在对汽车进行维修时,含有高科技的汽车新技术所占分量越来越重,以前的汽车维修方式已经不能完全解决现代汽车故障。所以,必须采用新的维修技术来解决现代汽车发生的故障,才能适应时展的需要。 关键词:汽车;故障诊断;维修新技术 现代汽车大多采用高科技技术,汽车控制系统也在朝着多样化的方向发展。同时,为了保护环境,现代汽车新技术中也开始考虑低碳环保安全出行的因素,比如:进行混合动力设计,把原来汽车滑行时的动能转化成电能,还充分利用先进的网络通信技术,当汽车发生故障时,在保证电源线正常的情况下通过检测网络线就能判断汽车发生故障的原因与方位。因此需要采用新的故障诊断技术,才能适应时展的要求。 1.现代汽车故障诊断的特点 1.1.汽车系统故障的综合性越来越强 随着汽车新技术的发展,汽车发生故障的概率和以前相比明显降低,但在机电一体化的设计理念指导下,汽车系统发生故障的综合性越来越强。汽车系统综合性变强要求提高汽车的保养、维护程度。在汽车行驶过程中,一旦出现小故障,在系统提示情况下能够行驶一段路程,就会导致汽车故障更严重,这让汽车故障检测面临新的困难。 1.2.汽车换件的参数匹配问题 由于现代汽车运用新技术,但电脑控制系统中存储的数据仍旧停留在原来零件中,这就导致更换以后的零件和汽车系统的参数不符。汽车换零件不单单是更换,还必须按照零件运用的差异,如:海拔、燃油的差异等对零件进行系统性更换。随着现代汽车技术的发展,汽车换件必须分清零件的区域性,充分了解零件的质量,在换好零件后还要进行一系列调试,看是否和原来车辆相匹配。 1.3.汽车电子故障越来越多 现代汽车很多都运用电子技术,汽车的灯光系统大多采用LED灯,并且汽车的故障维修也开始慢慢集中在电子故障方面,比如:汽车的电脑控制系统发生异常,电气部分不稳定等。相应地就要求汽车维修人员具备充分的二极管、电流以及三极管等方面的知识,才能满足现代汽车行业对维修技术人员的要求。 2.汽车新技术故障的维修方法 2.1.准确判断汽车发生故障的原因 在现代汽车故障诊断维修技术中,必须掌握各种不同车型的维修技术资料,充分利用网络传递维修诊断信息。随着故障诊断信息的网络化,汽车故障诊断信息的传统已经突破了原来时间、空间以及速度的限制,每个维修企业之间可以实现资源共享。其次,还可以运用现代通信技术,把维修企业的管理软件、各种维修设备、信息系统等集合为一体,实现维修软件、硬件的共享。同时,用户也可以利用热线咨询,取得先进的“故障诊断专家系统”的指导,找到最好的维修方案。最后,维修人员可以利用汽车故障远程诊断服务,把现场诊断得到的数据信息通过传感器输送到计算机中心进行处理,然后经计算机中心反馈到现场,指导现场的故障诊断。总之,汽车新技术的发展,在某种程度上,给汽车的故障维修增加了难度,但维修人员可以充分利用新的网络技术,快速找出汽车发生故障的原因,然后找出故障所在,进而顺利解除故障。 2.2.检查汽车系统各种数据 汽车维修人员必须全面检测汽车以前的维修记录,仔细检查汽车系统数据,很多汽车之所以发生故障主要是因为在维修时未对系数数据进行严密检查,导致汽车故障在同一位置发生,这和维修人员的专业维修技术有很大关系。如:维修人员在制动片上忘记安装卡子,就可能导致汽车在以后的行驶过程中发生异常,严重影响汽车的性能。其次,分析故障是提高汽车诊断维修水平的关键,分析故障的过程主要是以诊断特点参数为基础,从数据信号分析与状态识别两方面着手,运用现代电子技术进行处理,找出故障发生的内在规律,对汽车系统的故障进行定量分析。比如:在分析汽车故障特征数据时,运用小波分析技术,可以在一定的时域与频域中进行稳态信号分析,且具有很好的局部化特点。现代汽车结构的复杂性让汽车发生故障的状态呈现出不清晰性、多样性以及不确定性等特征,只有运用模糊集理论或者神经网络技术分析诊断故障,才能提高诊断速度与精度。 2.3.划定汽车故障范围 在诊断维修汽车时,汽车维修人员常常会依靠自己的主观想法,判断汽车故障,这是非常错误的做法,只有按照标准的故障诊断检测程序才能完全排除故障。首先,要划定汽车发生故障的范围,记录下汽车新技术故障的系统数据,便于以后分析运用。其次,在汽车发生故障的范围内,还要深入分析检测,不能单单依靠个人的经验轻易下结论,经过严密的检测以后,才能开始进行维修工作。而最直接有效的方式就是进行场地测试,通过场地实验很容易判定出哪些系统是正常的,哪些是异常的,进而锁定可能出现故障的那个系统,排除与之无关的系统。 2.4.更换零件并且调试 当明确汽车的故障数据后,分析整个系统数据,按照汽车维修标准,更换不能使用的汽车零件。更换汽车零件也要注意区域性,否则可能更换以后会影响到汽车的正常运行。在更换好零件以后进行运行调试,这样才做完了对汽车新技术故障的维修工作。此外,专家系统是根据人类专家专业领域的经验,以计算机为基础的信息系统,维修人员可以充分利用专业领域中专家的知识,协助更换零件及调试维修工作。由于汽车故障诊断是一项非常复杂的工作,需要方方面面的专业知识,所以把专家系统应用于故障诊断,能够很好地解决各种复杂的系统故障问题,但由于专家诊断系统存在获取知识困难、控制策略不灵活等缺点,需要维修人员具有一定的自我学习能力,才能更好地解决复杂系统的汽车故障。 3.结束语 总而言之,随着汽车新技术的发展,汽车故障的诊断维修技术也不断向着科技化方向发展,这就要求维修人员不但具有丰富的维修经验,同时还要充分了解汽车新技术的特点,才能更好地进行汽车新技术故障的诊断维修。 作者简介: 姓名:杨瑞雪 性别:女 署名单位:辽宁省凌源市职教中心 职务:教师 汽车新技术论文:基于汽车电控新技术、维修的研究分析 【摘 要】随着汽车事业的发展,大量电控技术被应用在了汽车制造中,使现代化的汽车事业渐渐走向了全电子控制的新技术时代,而汽车的这种发展趋势,令汽车维修行业随之也发生了巨大的变化。因此本文针对现代汽车在电控新技术的发展和维修行业的发展方面,进行简单的研究分析。 【关键词】电控新技术 维修 一、电控新技术的发展趋势 (一)电控新技术 在现今的电控技术发展中,新技术主要表现为:汽车发动机和汽车底盘的电控技术,这个方面的发展已经相对较为成熟;然后是车身安全方面的电控技术,这个包括安全气囊、温度调控以及各种仪表等;再然后就是混合动力等电动汽车的应用;通讯等智能交通的综合技术系统;各种信息系统等整车控制设计。 (二)发展趋势 目前针对现代化经济的发展趋势,和信息化的时代特点,汽车电控的新技术发展趋势逐渐走向了集成化、智能化和网络化。其通过对发动机、自动变速、牵引动力、制动动力等动力系统的有机结合,形成了稳定的集成化电控系统,并在模糊控制和自动适应控制的智能化控制概念下,加快了其智能化电控发展的速度,利用数据的有效交换与应用,实现了网络化的电控新技术。 二、维修行业的形势现状 (一)维修技术 伴随着汽车控制技术的发展,汽车在结构、性能等方面都发生了极大的变化。而这些变化对于传统的汽车维修行业来讲,是一个巨大的挑战。因此在汽车电控技术发展的背景下,相关的汽车维修技术也面临着巨大的创新与变革,从而适应汽车市场需求的变化。 (二)维修设备 由于汽车电控技术的发展给维修技术带来了巨大的变革,从而令维修所需要使用的设备也面临着更新的问题。在现今的新汽车电控技术下,很多以往的维修设备并不足以完成维修任务,因此在维修设备的改革上,也是维修行业需要着重研讨的一个重要课题。 (三)维修信息网络化 在全球科技飞速发展的同时,也将我们带入到了一个信息科技主控的信息化时代。因此信息化技术已经渗入到了各行各业之中,同样电控技术的创新实现,在很大程度上也是以信息化技术为基础的!因此对于电控技术的信息反馈,以及相应数据的处理,是促使维修行业信息网络化发展的主要因素。 (四)维修人员素质 然而电控技术的发展,也不能保证全自动的运行,维修行业就能不能保证全自动的修理。因此作为修理的核心,维修人员的素质及专业能力提高,成为了实现维修行业得以适应电控技术发展需求的重要元素。因此在面对电控技术的告诉发展状况时,有效的提高维修人员的专业能力及相关业务水平,是提高现代汽车维修水平的有效途径。 三、电控新技术与维修行业的关系 (一)品牌经营 随着现今汽车行业的发展,大量的车型逐渐充实着整个汽车市场。这就令汽车维修行业在发展中,对修为人员的专业能力要求逐渐提高。所以面对这一状况,维修行业应该形成统一的高素质专业维修人员培训体系,然后针对汽车的品牌进行针对性的品牌化维修经营策略。 (二)理念转变 传统的维修行业,在维修理念上保持着一种“即发生即修理”的态度。然而伴随着汽车的逐渐普及,与其市场范围的扩大,令维修企业与客户之间达成了一种增值观念,将原有的传统理念从“维修”变成了“维护”,从而为“零修理”的目标打下了坚实的理念基础。 (三)设备的依赖 在汽车的新电控技术发展中,由于电控技术的发展,使得汽车越来越趋向自动化,这就令汽车本身的结构精密度更高,从而导致完全的人力无法满足汽车相应问题的维修。这就形成了维修行业对各种高科技仪器的依赖,从而利用各种仪器来对汽车进行有效的修理。 四、电控新技术与维修行业的相关发展 (一)专业人员培养 面对现今汽车的发展状况,汽车维修人员必须具有过硬的专业技能,并与此同时熟练的掌握计算机技术、自动控制技术等相应的现代化新技术,并在不断的维修理念更新中提高自身维修素质,从而满足现代化汽车维修的需要。 (二)维修数据应用 在提高维修人员的自身素质同时,维修企业还需要对汽车的最新动态进行准确的把握。在科技高速发展的今天,汽车的技术更新也是日新月异,因此维修行业必须有效的利用网络化信息技术,保持对其信息的掌握,从而及时对维修行业发展做出有效调整。 五、结束语 综上所述,汽车的电控新技术发展,是在新时展背景下响应人们需求的必然结果。而在这种结果下,引领了汽车修为行业的相应改革和发展,从而将汽车维修行业引领上了一条高科技化的发展道路。 汽车新技术论文:浅析汽车安全新技术与道路交通安全 摘要:指出了随着汽车保有量的剧增,道路交通事故发生率在不断上升,因道路交通事故而产生的伤害和死亡率一直居高不下,分析了道路交通安全的影响因素,从汽车安全新技术方面分析和阐述了车辆及行人在提高道路交通安全方面的重要作用,并提出了相应的建议和设想。 关键词:道路交通;汽车;新技术;安全性 1引言 汽车在给人们带来极大便利的同时,也带来了安全隐患、环境污染及能源危机等方面的问题。因车而产生的交通事故对人们的生命财产安全造成严重威胁。 而据相关专家统计[1],我国历年的交通事故起数数据如图1、图2,由此图中数据分析可知,随着汽车安全新技术的发展交通事故起数自2002年起开始成呈现下降趋势,事故死亡人数自2005年也呈现明显下降趋势。分析其原因,除了相应有效的管理制度及相应法规等因素,其主要原因应该是汽车的安全技术有了明显进步,汽车安全新技术对于道路安全性起到极大的推进作用。 2车辆的安全性能 车辆可以说是道路交通事故发生的主要直接因素,因此提高车辆的安全性能对于减少和预防交通事故的发生也是极有效的措施。车辆指机动车,主要包括小车、公共汽车、货车与大卡车以及摩托车。摩托车及卡车的安全性能很难在短时间内改进,可摩托车、卡车的安全及由其给道路交通带来的安全隐患是不可忽视的,由相关研究可知,目前交通安全计划相关部分正在着重解决摩托车及卡车的安全隐患,汽车设计师和生产制造商正努力地提高小车、客车车辆的安全性能。 汽车安全性主要包括了汽车主动安全性、被动安全性、事后安全性和车外安全性等几个方面。顾名思义,主动安全性指的是汽车预防和回避事故的性能,主要包括制动性能、操纵性能、灯光和视野等;被动安全性指的是汽车减轻事故过程中对乘员伤害的性能,主要包括车身结构、座椅、安全带、安全气囊、安全玻璃、方向柱、车顶和车门强度内饰缓冲性能等;事后安全性主要是指防止火灾和紧急脱出性能;车外安全性主要是指汽车对车外行人的保护性能[2]。自各国制订了用于指导汽车安全性设计的一系列汽车安全标准和法规以来,主要的汽车生产制造厂家成立了相应的安全研究机构,以提高安全性技术水平。随着电子科技的发展和整车结构的不断完善,世界范围内的汽车安全性研究已取得巨大成果[3]。如今,汽车安全性在新技术的应用已达到了新的水平,给人们的安全提供了更有力地保障。 2.1汽车主动安全性的新技术现状 汽车的安全性新技术给道路安全提供了极大的保障。目前出现在汽车主动安全性技术方面的配置主要包括车辆上配备的ABS、EBD、ASR、ESP、防碰撞系统、倒车雷达和倒车影像系统、盲点和车道偏离警告系统、智能巡航系统、防侧翻系统轮、胎压力报警系统及主动头部约束系统[4]。这些都是较先进的汽车安全新技术,它们都在安全性方面起着重要地作用。 (1)ABS( 防抱死制动系统)。ABS是刹车防抱死系统的其英文意思第一个字母的缩写。现在,ABS都是生产出的新车的标准配置,它可以防止因汽车制动抱死而产生的侧翻、甩尾或方向失控的事故发生。它的基本工作原理就是“抱死、松开、抱死、松开的循环工作过程,防止车轮全部抱死,从而达到最佳的制动效果。 (2)EBD(电子制动力分配系统)。EBD就是电子制动力分配系统的英文单词首个字母的缩写。它可根据车重和路况的变化来控制制动过程,它也是世界上最先进的技术。有了这个制动辅助配备,汽车制动效果会更好。当前仅有少量车辆配备有。 (3)ASR(驱动防滑系统)。ASR就是驱动防滑系统或称牵引力控制系统。其作用就是当汽车加速时将尝率控制在一定的范围内,从而防止滑动轮快速滑动。它的两个功能主要是提高牵引力和保持汽车的行驶稳定性。汽车行驶在易打滑的路面上时,会使车辆出现甩尾或方向失控的现象而导致事故。装有ASR系统的车在此类路面上加速行驶时就不会出现或能够减轻这种现象,而且在转弯时也可防止车辆驱动轮打滑使车向一侧偏移现象而能车辆沿正确路线转向。 (4)ESP(车身电子稳定系统)。ESP就是车身电子稳定系统,是博世公司的专利。在其之后生产的日产车的车辆行驶动力学调整(简称VDC)、丰田车辆的车辆稳定性控制系统(简称VSC)、本田车辆稳定性控制系统(称为VSA)及宝马的动态稳定控制系统(简称DSC)都是其类似的系统[5]。其实,电子稳定性控制系统可看成是防抱死制动、牵引力控制系统、制动及节气门动作结合的控制系统这几项基本功能的有机结合。而且,每年都会有关于它更强大功能的创新系统的出现。 (5)防碰撞系统。此系统可通过一套智能系统感知驾驶员有可能采取紧急制动动作,并在制动开始的瞬间,帮助驾驶员将制动力加到最大,从而缩短刹车距离,避免碰撞。它现在只出现在一些豪华品牌的车辆上。 (6)倒车雷达和倒车影像系统。此系统能很好的帮助驾驶员停车入位或倒车调头。装有摄像头的可视倒车影像系统,可让驾驶员通过车内屏幕直观地获得车尾的视觉信息。这就可以避免倒车时撞到行人、矮桩等倒车雷达不能准确发现的目标物体,对车尾窗很高的车来说效果是非常明显的。 (7)盲点和车道偏离警告系统。盲点警告系统能够在车身侧面驾驶员视线盲区内出现障碍物或车辆时提醒驾驶,沃尔沃的新S80轿车就有此配置。车道偏离警告系统可在行驶中监测车辆是否逐渐偏出它所在的车道,并可通过蜂鸣器或警告灯及时提醒驾驶员,帮助走神的驾驶员保持航线,如雷克萨斯车就有配置此系统。 (8)防侧翻系统。此系统大多数用陀螺仪来监测转弯是否太快或由于紧急躲避而使车身出现突然的侧倾。如果传感器判断会发生侧翻,电脑就会通过牵引力控制系统或车身稳定系统关闭节气门并施加适当制动,以修正车辆行驶轨迹。 2.2汽车被动安全性的新技术现状 据研究,大量数据表明,95%的事故是由于人和环境因素共同造成的,所以被动安全性研究一直是人们研究的热点[6]。车辆被动在车辆发生意外时,就是被动安全系统发挥作用,将损害降到最低。关于车辆的被动安全性能也不断地在升级,目前出现于汽车主动安全性技术方面的配置主要包括安全带、SRS(安全气囊系统)及事故辅助上传系统。 (1)汽车安全带。安全带是一种发生在交通时能防止或减轻乘员受二次碰撞所造成伤害的安全装置。我国规定从1999年7月1日起,所以小型客车在行驶时,驾驶员和前排乘员都必须系好安全带。实践证明,这对减轻事故的伤害起到了极大的作用。如今,安全带的设计也更加智能化、科学化。 (2)安全气囊系统。安全气囊也称为辅助保护系统(英文缩写为)SRS,其作用是在碰撞过程中弥补系安全带仍不能保护乘员头部、脸部、胸部和膝部的缺陷。安全带与安全气囊是配套使用的,不系安全带,安全气囊的安全效果将大打折扣。据有关调查,单独使用安全气囊时可使事故死亡率降低18%左右,而当安全气囊与安全带配合使用时可使事故死亡率降低47%左右。所以需要两者配合使用,才能更安全。如今,高档的车已在车内几乎全方面配置了安全气囊系统,能更好地保护车内乘员。 现在的气囊已越来越智能化,双级气囊系统能够判断座位上是否有乘客,并且和车身上的碰撞力度传感器一起联合判断,决定气囊是否弹出。 (3)事故辅助上传系统。事故发生时,如果车上装有在线紧急通信系统,就能够为抢救伤者提供更好的帮助。如宝马的Assist系统、通用的Onstar系统和其他制造商的支援网络呼叫系统就能做到。而且,宝马和大众的智能系统可在发生事故时,能够在上传报告之后自动断开车上的电源;奔驰的安全系统还能断开燃油泵并自动打开门锁[4]。 关于被动安全性研究,人们还在车身抗撞性研究、碰撞生物力学研究、乘员约束系统和内饰件的研究、碰撞安全性试验这4个方面进行大量的研究探索[6]。如为了提高汽车的安全性,不少汽车公司就在汽车两侧门夹层中间放置了一两根非常坚固的钢梁,这就是常说的侧门防撞杆。这种车身变形吸能区的设计能起到很好的作用,能有效的减少汽车撞击对车内人员的伤害。 2.3提高车外安全性的新技术 有的车已在车外前部为预防碰撞行人而设置了安全气囊系统,许多车也在车外进行了专为保护行人考虑的结构设置。 这些新的高端技术,由于成本问题等原因至今还没有普及,只有一些豪华品牌车辆上配置较全。当然,随着现在经济和科技发展的快速发展,这些新技术离普及推广的距离也应不远。不过我国也可学习美国关于这方面的一些做法,目前,对于普通车辆,国家也应该有相应的专项来提高车辆的安全性要求[7]。 4结语 在汽车多年的发展历程中,汽车安全性能方面的研究及相应技术的应用已发生了日新月异的变化,尤其是这几年来,越来越多的先进汽车安全技术,如现在的声学、光学、电磁学及军事领域常用的雷达、红外线和卫星定位系统等领域的新技术广泛地应用到汽车上。保证了汽车在恶劣行驶条件下的安全可靠性,让人们更有“安全感”。 其实,有效减少道路交通安全事故的发生,提高人们的安全感,最有效和最人性化的方法应该预防,在人、车、路及综合管理因素方面做好有效的预防工作。人在道路交通安全方面是起决定性作用的,关键的是提高人们参与交通的安全意识和觉悟,人人都是参与者。也非常有必要建立起以政府为主导、多部门配合、全社会参与的道路交通伤害防治工作机制,把道路交通伤害作为一项主要和优先的公共政策,对环境、车辆和道路使用者采取综合措施,建设一个道路交通安全体系,预防道路碰撞事故的发生,最大限度降低道路交通伤害的损失。一旦有交通事故的发生,就要有效地做好就地急救和院前救护工作,以减少车祸重度创伤和死亡。 汽车新技术论文:汽车发动机的发展与新技术分析 摘 要 本文简述了汽车发动机核心技术的发展历程,并浅议了当前适应节能减排的发动机技术发展的热点。 关键词 发动机;发展;新技术;缸内直喷发动机;TSI;FSI;节能减排 作为汽车的心脏——发动机(汽油或柴油)通过气体在密闭气缸内的充分燃烧,使膨胀的缸内气体推动活塞规律性运动,实现汽油或柴油热能向机械能的转化。 在发动机上百年的发展史中,从制作工艺、设计思想理念、制造流程到控制技术、性能等方面尽管都有很大的改进和提升,但其活塞式结构和能量转化的基本工作原理却始终未变。在发动机技术发展的历史上,出现过三种典型技术:化油器发动机技术、电喷发动机技术、缸内直喷发动机技术。 1 化油器发动机 化油器发动机:在火花点火式内燃机中使汽油、柴油等与空气形成可燃混合气的装置。 1)化油器的功用是:按内燃机不同工况的要求,来提供相应数量的燃油;使燃油雾化并与空气均匀混合得到一定成分的可燃混合气,以便良好燃烧;保证内燃机各工况间的顺利过渡。发动机的性能由它自身决定,化油器可以让发动机100%发挥的作用。 2)典型化油器的外观和内部结构见图1和图2。 2 电喷发动机 电喷发动机:电子燃油喷射控制系统,以一个电子控制装置ECU为控制中心,利用安装在发动机不同部位上的各种传感器,测得发动机的各种工作参数,按照在电脑中设定的控制程序,通过控制喷油器,精确地控制喷油量,使发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气。 3 缸内直喷发动机 通过气缸内安装的燃油喷油嘴将燃油直喷入气缸,并同时与进入缸内气体混合,是缸内直喷发动机的基本特点。伴随喷嘴位置、燃油喷雾形状、缸内进气其流量的精准控制等关键技术的不断改进完善,发动机活塞顶外形的专门设计,不仅从根本上解决了缸外喷射的诸多缺点问题,而且实现了缸内油气比例的精准控制、均匀混合,最终达到燃油节约且燃烧充分,发动机效率更高的目的。 汽油喷射位置是其有别于一般式汽油发动机的主要之处,一般的汽油发动机采用的是电控喷射系统,汽油需要先被喷射入进气歧管或进气管道上,并与空气形成混合气体后,最终由进气门进入燃烧室后才被点燃实现热能到机械能的做功转化;而缸内直喷式汽油发动机则是通过缸内燃油嘴直接将燃油在汽缸内喷注,并与直接进入进气门的空气形成混合气被点燃而实现功的转化,这种形式与直喷式柴油机相似。典型缸内直喷发动机的内部结构见图3。 4 汽油机技术重在节能 随着国Ⅴ阶段汽车的排放法规的颁布,以及汽车节能、环保需求的趋势,使得汽车新能源动力的争夺战升级,传统动力汽油机、柴油机技术亦不断革新,以承接未来的挑战。 如何提高燃烧效率,降低燃油消耗成为汽油机目前面临的主要技术挑战。汽油机节能技术的发展趋势是:缸内直喷稀燃(GDI),节油约8%-15%;可变气门技术,节油约10%-18%;减小发动机排量采用可变截面涡轮增压和双涡轮增压技术,节油约20%-25%;全可变与均质稀薄燃烧技术,节油约20%-30%。排放控制新技术主要包括冷却废气再循环、稀燃排气后处理系统以及DeNOx催化转换器等。在应用这些新技术方面,大众的TFSI发动机和丰田发动机VVT-i技术是目前发动机技术的两个典型代表。 5 大众FSI发动机 大众FSI发动机可以被称为纯汽油发动机中具有时代性意义分界线的技术,它的特点和意义在于实现了燃油的分层喷射。它是借助了一个高压水泵的作用,实现汽油通过一个分流轨道(共轨)到达电磁控制的高压喷射气门。其最大的特点在于,汽油在进气道内就已经先形成了可变的涡流,这样可以使进入燃烧室的涡流形成的是最佳的形态,实现了分层填充的方式推动,充分达到燃烧的混合气体集中在位于燃烧室中央的火花塞周围。更为重要和进步的是,半开状态下的油门,通过分层注油的方式能够最大化的实现燃油的充分燃烧,实现能源和经济双效益。在日常驾驶条件下,由于驾驶员可以通过控制的方式实现分层注油和均匀注油的模式更换。因此其节油性能更易得到彰显。这种直喷式汽油发动机技术其分层注油原理的实现,不仅由于进入燃烧室内的注油过程得到了控制,还因在未被直接注入的燃料时就已完成触发。这就从根本上实现了所需燃料的大幅减少——这也是FSI发动机高效经济效益的最重要先决条件。 FSI特点是:能够降低泵吸损失,在低负荷时确保低油耗,但需要增加特殊催化转换器以有效净化处理排放气体。在压榨燃料使用值的情况下,尽量替身发动机的动力,同时又节约了能耗(油耗),所以是一款不可多得的优秀发动机。 6 TFSI是TSI与FSI的完美结合 TSI是“涡轮增压+缸内直喷”,大众集团发明的发动机技术。由于设计精巧、材料科学运用得当,所以这款发动机具有超前的性能。缸内直喷就是将汽油的喷油嘴从进气歧管挪到了气缸内,是的燃油燃烧更充分,获得更好的经济性和动力性。 涡轮增压器实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。但是废气涡轮增压的缺点是启动时间比较的滞后,一般在2000转左右,所以采用机械增压跟涡轮增压的双增压技术,在发动机2000转以前使用机械增压,在发动机2000转以后使用涡轮增压机,从而使发动机在任何一个工作区间内都能获得最大的动力提升效果。 而大众2.0TFSI发动机采用了更为先进的可变截面涡轮增压技术VTG,在性能较TFSI的发动机更为优秀。 在业内更为尖端的双废气涡轮增压发动机技术R2S,采用一大一小两台涡轮增压器并联工作的发动机技术。使发动机在性能上更加优秀,突破了发动机在低速喘振和高速阻塞的界限。 7 全可变气门(FVVT) 1)丰田发动机VVT-i技术(DUAL VVT-I双凸轴智能可变气门技术)。 2)锐志2.5/3.0两款均为采用了丰田自己特有的VVT-i(连续可变正时气门技术)。VVT-i,最简单说可以让这台发动机高速时更有劲,低速时更省油!做到一款全性能的发动机,更朝理想化完美发动机近了一步。一根曲轴上含有多个曲度不同的凸轮,这就是VVT-i的基础部件。 3)丰田的VVT-i发动机全名就是-Variable Valve正时 升程-Intelligent,其实所谓的可变气门技术其实原理很简单,就是在以前只有一个曲度的凸轮轴上安装可以切换大小不同角度的凸轮,利用“摇臂”的机置来决定是否顶到高角或小角度的凸轮,而作到“可连续式”地改变发动机的正时(正时),重叠时间(重叠相位角)。 VVT-i在发动机转速低时,虽然凸轮轴一样地在转动,但是,由于摇臂内的pin未移动,所以是小角度的凸轮部份有效地顶到摇臂,进而驱动到valve的开关,此时,大角度的凸轮一样在转动,(因为在同一根凸轮轴上嘛)但是却是无效地空转。 VVT-i在发动机转速变高时,虽然凸轮轴一样地在转动,但是,由于摇臂内的pin已移动,所以是换成高角度的凸轮部份有效地顶到摇臂,进而驱动到valve的开关,此时,小角度的凸轮一样在转动,但是却是无效地空转。 汽车新技术论文:新能源汽车需要新创意、新技术 10月17—18日,“中国节能与新能源汽车产业发展高峰论坛”在北京举行,该论坛由国务院发展研究中心产业经济研究部、中国国际贸易促进委员会机械行业分会和中国电工技术学会联合举办,来自于国家发改委、财政部、科技部、工信部、商务部、交通部、认监委等有关部门的代表和专家学者,围绕节能与新能源汽车产业发展的宏观视角、政策与管理、战略目标与方向、汽车企业的节能与新能源战略、节能与新能源汽车发展中的新竞争以及商业探索等议题进行了深入交流。 新能源汽车是国务院确定的重要战略性新兴产业,是我国最具发展潜力的重要领域之一。近年来,各地特别是25个示范城市的节能与新能源汽车产业蓬勃发展,展现出良好的发展态势,积累了一些宝贵的经验,但同时也出现了在技术路径、政策导向、基础设施、商业模式、行业标准等方面急需解决的一些突出问题。另外,日益恶化的生存环境及石油资源的日渐枯竭,使加快节能与新能源汽车的发展问题迫在眉睫。 本论坛以“选择·行动”为主题,主要围绕纯电动汽车面临的困局与出路等话题而展开,著名经济学家吴敬琏以“改革创新、提高效率,转变经济发展方式”为主题,结合我国经济体制现状阐述了他对于新能源汽车发展的观点。他认为,新能源汽车的技术路线有多条,在市场经济中,选择哪条路线应该由市场决定,企业也应该根据自身情况和市场需求进行研发。实际上,技术创新的主体是企业,政府最主要的功能就是给它们创造一个好的发展环境。电动汽车处于技术创新期,未来有着极大的不确定性,此时,政府应该允许千军万马往前冲,让众企业放手一搏,终有企业会成功。 国务院发展研究中心原副主任陈清泰说:“在这一轮电动汽车革命中,脱颖而出的不是通用、福特,不在底特律,而是硅谷一家没有汽车生产背景的特斯拉。这再一次表明,替代技术变革与燃油汽车技术中的佼佼者存在着利益冲突。发动机、底盘、车身是汽车企业的三大命脉,发动机是技术最密集、最能代表技术水平的汽车部件,发动机连同驱动、底盘等部件一旦被替代,汽车企业有形与无形资产存量将大幅缩水,既有的优势也将荡然无存,其在汽车界的优势地位将发生变化。” 陈清泰还指出:新能源汽车处于产业化的前期,此时最需要以新创意、新技术来开拓局面。中小企业因为经营机制灵活、创新成本低,它们会充当新技术探路者的角色,会给行业带来新理念、新创意,带来交叉学科的知识和跨界思维,会加快产品市场化的进程,整体上降低各项成本,还会鞭策传统企业加快技术进步的步伐。因此,新进入者对于新兴产业走向成熟有着不可替代的作用。上世纪90年代初,农用车在中国悄然兴起,当时汽车业都认为其不正规,但农民很喜欢这种车,它在改善农民劳动条件、提高生产效率上做出了很大贡献。现在,山东、浙江等地又兴起了小型四轮低速电动车,有人愿意生产、有人愿意消费,如果尊重市场的选择,加以疏导,很快就可以形成一个较大的产业。 在谈到我国纯电动汽车的发展前景时,陈清泰表示,纯电动汽车要得以发展,有两条路可走,一条是依托财政补贴,这几乎是所有厂商开发电动车的基础,另一条是依托市场,由政府调控。丰田普锐斯混合动力车就产业技术和节能环保效果来看都达到了很高的水平,但成本比较高,面市十多年,政府补贴十多年,至今仍未走出过渡期,离开政府补贴,用户很难接受,这个过程值得深思。我国从“十城千辆工程”开始对电动车实行补贴,这个政策能在多大范围实行,它能维持多久,靠财政补贴能不能“护送”电动车走出孕育期?理性来看,阶段性的示范补贴有必要,也产生了很好的效果,但对于汽车这种量大价高的商品,靠政府补贴走过十年甚至更长的时期,很难持久。有了补贴,企业就会形成依赖,一旦补贴撤销,企业就会回到原点。因此,找到一种依托市场力量使电动车技术延续下去并走向成功的增长方式是关键。特斯拉纯电动车备受关注,重要的一点是有环保的概念,更可以让一部分人享受尊贵的富人消费理念,找到了一条靠市场而不是政府补贴而发展的路子。电动车要成为主流产品,需要十年,甚至二十年的孕育过程,如果不是放在国家和企业战略的地位,搞不好就会半途而废。产业化的孕育期是争夺未来市场领导地位最重要的时期。现在的电动车,技术路线还有多种选择,知识产权尚未形成,国际标准正在制定,商业模式有待开发,竞争格局还不十分明朗,这一切,为技术追赶提供良机,是后进入者介入的最佳时机。目前,对中国的企业来说,面临两种选择,一是等国外技术成熟,过了危险期再跟随、模仿,这样做风险小,但永远成为不了领先者。另一种是用更大的资金投入加快后续研发,完善知识产权体系,以我为主实现产业化,这需要较多的投入,冒较大风险,还要面对来自于竞争对手的巨大压力,不过一旦成功将改变全局,在市场上获得重要地位。 中国汽车咨询委员会副主任安庆衡以“我看新能源汽车”为主题发表了他对新能源汽车的看法。他认为,我国新能源汽车技术研发和产业化领域取得重大进展,初步建立了“三纵三横”研局和技术条件,初步掌握了新能源汽车的整车开发技术,初步形成了新能源汽车的技术标准体系和测试评价能力。但新能源汽车产业仍存在一些问题,如投入不足、产业化能力亟待提高、燃料电池近期仍不能产业化、混合动力整车共性关键技术亟待突破、关键零部件自主化不足、配套政策和标准体系有待完善等。 安庆衡建议:我国应继续实施新能源汽车发展战略,要以纯电驱动作为我国汽车工业转型的主要战略取向,加快培育和发展新能源汽车产业,重点推进纯电动汽车、插电式混合动力汽车产业化。以整车为龙头,培育并带动动力电池、电机、汽车电子、先进内燃机、高效变速箱等产业链加快发展。另外,以加快充电设施为重点,同时做好市场营销、售后服务以及电池回收利用,形成完备的产业配套体系。“国内电动车在发展,但对于其发展速度期望值不要太高。电动汽车的发展速度不会太快,从数据来看,前9个月纯电动车累计销售8049辆,插电式累计销售了1033辆,显然这个数字并不乐观,到2015年,纯电动和插电式混合动力汽车累计产销超过50万辆的目标看来无法实现。但我们相信:把政府的扶持、企业的投入和努力、消费者对新能源汽车认识的改变和提高、新能源汽车使用环境和条件的改善,以及新能源汽车车辆本身使用性能的提高多方面的作用加在一起,肯定会帮助中国的新能源汽车产业取得突破和快速发展。”安庆衡如是说。 汽车新技术论文:汽车内外饰常用的工艺方法及新技术展望 摘要:本文立足于汽车内外饰的问题,列举了其常用的材料,简单介绍了比较常用的内外饰工艺方法,并将各种方法进行了简单的对比,并介绍了与之相关联的工艺方法,最后对汽车内外饰常用的工艺新技术进行展望。 关键词:常用材料 工艺方法 展望 一、汽车内外饰的常用材料 1.管窥汽车内外饰件的分布 具体来说,汽车内外饰件的安装部位是在车身的钣金上,在车身的内部和外部都有广泛的分布。这些内外饰发挥着重要的装饰、功能、载体以及安全保证的作用。而经常用到的材料是一些复合材料以及合金诸如PP、PE、PC、PVC、ABS、PA、PMMA、POM、PF以及PU等。对材料进行分类的依据主要有两种。第一,根据材料状态对热的依赖性,可以分为热塑性和热固性材料两种。第二是根据材料的用途。举例来讲,从材料的用途来看,可以分为以下三种:通用塑料,它具有较高的产量、广泛的用途、优良的成形性以及便宜的价格,比如PP、PE、PVC等;工程塑料,通常来说它的机械性能是比较良好的,在工程结构上可以采用此种工程塑料诸如PA、POM以及PC等;第三种是特种塑料,这种塑料都会具有某种特殊的功能或者本领,典型的有FRP。 2.关于汽车内外饰常用的塑料 塑料的优势主要体现在具备较低的密度,在进行各种加工时都可以使用,能够有效的吸音、防震和隔热,具备优良的电绝缘性和耐化学药品性,具备强大的可复合增韧,同时在进行生产的过程中产生的能耗很低,目前被广泛的应用在汽车行业中,从总的趋势来看,每年的使用量都在不断的增加。 将汽车应用在塑料上,可以实现汽车的轻量化,并使成本获得了有效的降低。目前在汽车中塑料的应用范围主要是内外部的饰件、电气系统以及制动燃油系统,而本文进行探讨的范围仅限于内外实践的应用塑料的工艺方法。 二、汽车内外饰常用的工艺方法 1.关于常用塑料成型方法的简要概述 所谓的塑料成型的加工,是指对各类的聚合物进行加工,而这些聚合物通常是由合成树脂制造厂制造的,最终生产出塑料成品。由于塑料的种类不同,所用到的成型方法也是大相径庭的,目前已经有发展成熟的多种类型的成型方法,举例来说,有注塑、压塑、层压、挤塑、吹塑、发泡、吸塑以及搪塑等等。 2.关于注塑成型工艺的概述 所谓的注射成型,是保证密闭的模腔接受到熔融状态塑料的注射,经过一定时期的冷却保证熔融塑料的成型,开模后通过顶出使得塑料成品最终被我们获得。而注塑又可以分为高压注塑、低压注塑、反应注塑以及气辅注塑四种类型。当注射压力较大时,通常会选用高压注塑完成封闭模具的注塑,它的优点是具备较高的效率,可以一次成型,而较大的注射压力使其能够使得较为大型和复杂的产品成型,但较为明显的缺点是其所需要花费的成本很高。相应的,低压注塑的注塑压力较低,对较小的元器件的损坏微乎其微,次品率很低,此外需要投入的设备成本与高压注塑相比也是微乎其微。但是较为复杂和大型的产品成型时则不宜使用这种注塑方法。 3.关于吸塑成型工艺的概述 使用吸塑成型工艺进行加工时,要先将热塑性板片进行必要的加热,并使其达到软化点。通过各种诸如藉抽真空、利用空气的压力和各种重力以及机械力等的方法对片材进行拉伸,使其出现变形,将变形后的片材置于阴模或者阳模内,逐步进行冷却、脱模以及修剪的环节。通过这一原理来看,我们还可以把这种成型工艺称作压差成型或者真空成型。通过这种工艺获得的材料的表面具有良好的质感和舒适的手感,具备优良的吸能性和较高的安全性,在造型上拥有很高的自由度。但是事实上这种工艺是非常复杂的,容易出现表皮开裂的现象,没有稳定的尺寸,因而在进行结构设计时面临着较大的工作难度。 4.关于挤塑成型工艺的概述 挤塑成型的另一个名字为挤出成型,顾名思义,是通过挤出机料筒和螺杆之间的作用使得物料一边受到热塑化的作用,一边受到螺杆的推送作用,通过机头而连续不断的形成截面的制品或者半制品。在对热塑性产品或者橡胶进行加工的过程中,这种挤塑成型工艺是非常适用的,通过这种工艺的运用可以更加高效的生产出各种截面相等的连续制品比如型材、电线包覆以及密封条等。这种工艺具有强大的生产连续性,同时在进行操作时非常简单,受到了广泛的应用,并得到了较高的效率。同时在进行生产过程中设备的投资可以让人接受,不至于耗费较高的成本,生产出的产品的质量非常均匀,并且可以被人们控制。但是不足则体现在其形状的单一性,由于受到机头的限制其截面尺寸也非常不灵活。 三、对汽车内外饰常用工艺新技术的展望 1.汽车内外饰塑料的发展趋势 如今,随着社会经济的不断发展,汽车工业的发展也越来越迅猛,因而人们对车用塑料的要求也在不断的提高,这在很大程度上刺激着塑料行业的迅速发展,一些轻质材料、新型的工艺技术和组装工序的开发和应用受到了越来越多的关注。而车用塑料的发展趋势主要体现在以下几个方面: (1)环保性 从当今社会的发展形势来看,环保意识已经越来越深深的扎根在人们心中,各种关于环境保护的明确法规已经相应出台,这样的压力和趋势使得汽车内外饰塑料发展趋势中环保性成为一个重要的方面。而当今在外饰件中应用到的玻璃钢、内饰件中应用到的PU发泡材料的等的应用总量非常庞大,同时回收起来面临着巨大的困难,在环保性方面面临着更大且更为急迫的挑战。 (2)内外饰新材料 目前,汽车的内饰中,塑料化已经得到了基本的实现,而现在的主要发展趋势是更求更加的美观、更好的手感、优良的吸音性能和降噪效果。而对于外饰塑料来说,其主要的目标是追求材料表面良好的光泽、一定程度上的抗撞击性能、以及更为低廉的成本花费。 2.汽车内外饰塑料发展的新型工艺 如今汽车内外饰中开发出的新型工艺有微孔成型发泡工艺、综合表面涂层工艺、固体流喷涂工艺以及对安全带和安全气囊一体化的更好设计。微孔发泡成型工艺具备良好的环保性能,不会产生任何有害的气体,但是就目前的实际情况来讲,无法进行大规模的生产。而综合表面涂层工艺有希望以较低的成本取代传统的工艺,而目前对它来讲非常必要的是获取专用的机械部件以及专用的技术许可证。而固体流喷涂技术则很好的实现了按需操作,操作非常方便且节约了原料。 汽车新技术论文:汽车零部件商如何面对新技术 如今汽车制造商热衷于与IT、互联网以及通信公司合作,推动汽车的智能化,淡化了与传统的零部件供应商之间的协作。各种新技术的出现给零部件供应商未来的发展带来了新的挑战。例如一些人开始猜测,3D打印的出现,是不是预示着汽车企业对零部件供应商依赖性降低的可能性,今后零部件供应商是否会被“抛弃”?法雷奥全球首席执行官Jacques Aschenbroich日前对《第一财经周刊》发表了他的看法。他认为,只有加大研发投入,进行技术创新,才能跟上行业发展的步伐。从长远来看,只有最具创新力的公司才能在严苛的市场环境中生存下来,无论是对零部件供应商还是对整车制造商而言都是如此。 C: 前不久,有家美国公司没有依赖零部件供应商,用3D打印技术打印了一辆汽车,零部件供应商怎么应对创新技术带来的挑战? A: 这个问题非常有意思。3D打印是现在非常新的一项技术,可至少从近几年来看,它是非常昂贵的,不太可能用于大规模生产,特别是对于汽车这种行业来说。因为生产汽车要采用一些铸造件或者是注塑的模具,而像我们公司每天要生产600万件汽车零部件,这用3D打印来做不太现实。不过,在零部件进行设计过程中,样品试制也非常重要。样品既要保证生产研发出来的产品能够适用于车辆,也要符合整车制造商对车型的整体构想。尽管我们可以通过CAD来进行制图,但还是要开发很多模具,通过铸磨来试制样品。而样品的制作成本非常昂贵,所以我们目前正在研究是不是有可能通过3D打印的技术来生产样品,降低生产样品的成本。 C: 随着造车新技术的不断涌现,今后零部件供应商会被“抛弃”吗? A: 从长远来看,我们认为只有最具创新力的公司才能在严苛的市场环境中生存下来,无论是对零部件供应商还是对整车制造商而言都是如此。大家都知道,2009年全球爆发了金融危机,汽车行业也深受其害。我们却在危机的时候反而增加了研发方面的投资,研发费用占到整体销售额的10%,今年还会在现有基础上再提升10%。从我们的角度来说创新的空间还很大。例如我们现在重点针对两个领域进行技术创新:其一是二氧化碳减排,其二是关于如何在城市环境里提供辅助驾驶技术,比如全自动泊车系统。另外还有几个领域也是努力的方向:自动启停功能、变速箱、混合动力车及其中包括的插电式混合动力车,还有纯电动车等等。 C: 现在汽车制造商热衷于推动汽车智能化,研发车联网技术,零部件供应商能起到什么作用? A: 首先要对车联网有一个明确的定义,我认为它的意思是联网的汽车,即把汽车和外界的环境,比如说和你的智能手机以及网络联系在一起。可汽车和电信行业这两个行业的创新速度是不一致的。一般来说,智能手机一年内能更新换代好几次,但一辆车总是要开上三五年。现在,包括智能手机、电脑、iPad在内,我们已经有了各自比较熟悉的系统,可如果你车里的系统与你当前使用的系统完全不同,那么你就会非常不适应。零部件供应商就需要为此提供一些解决方案,使得驾驶者可以把自己常用的信息系统移植到他所使用的车里。比如说你可以把手机放到车内,变成一个车载的GPS,它更新的速度往往比原来在车上的要快得多。 刚才所说的智能汽车,我估计是指无人驾驶汽车。我认为无人驾驶汽车的一个前提条件是要能够识别周围的环境,并对收到的信息进行分析。举例来说,无人驾驶车中应该有一种类似于雷达的探测器。当探测到前方的道路中央忽然出现一个球,智能设备要能够自动判断到这个球后面可能会跟着一个小孩,并马上让车辆制动。举这个例子我是想说,如果不能以真正合理的方式生产出非常高精尖的搜集信息、解释信息、阅读信息的产品,那么无人驾驶是不能实现的。(采访:宁华) 汽车新技术论文:论汽车新技术与未来发展趋势 摘要:随着科技的飞速发展,汽车新技术正在逐步得到应用。汽车新技术使汽车的操纵越来越简单,动力性和经济性越来越高,行驶安全性越来越好,这是未来汽车的发展趋势。主要就混合动力电动车、电子控制燃油喷射系统、碰撞预警系统、电子巡航控制系统、感应控制系统(SBC)这五个方面的汽车新技术进行了一定的分析,这些新技术的出现让汽车的性能、功能、美观等更为优越。同时对未来汽车的发展趋势进行了一定的分析,具体从三个方面着手:汽车车身的造型外观,主要分为气动最优化、个性化、人性化;汽车环保技术的发展趋势;以及汽车自身的安全技术,最后介绍了两个大的方面,即主动安全技术和被动安全技术。 关键词:新技术;混合动力电动车;系统 1引言 随着汽车的问世,人类告别了“马车时代”,跨入了“汽车时代”。由此人类的行走艺术由此赋予了新的内涵。汽车的存在不仅改变了人们的生活方式,同时也改变着世界的经济与文化,其已经渗透到了人类生产、生活的各个领域,直接影响着人类的发展进程。随着人们对汽车的不断深入研究,新的技术会让汽车的性能、功能、美观等更为优越。 2汽车新技术 2.1混合动力电动车 就混合动力电动汽车系统的的结构而言,其主要是以下四个方面组成:(1)控制系统;(2)驱动系统;(3)辅助系统;(4)电池组。就混合动力电动车的原理而言,其主要是通过传统的汽油引擎加上电动机输出动力作配合,当引擎在工作时也能够对蓄电池进行充电,进而将电动机和引擎产生的动力不断切换和转化,以便达到双动能推动。通过这样的配合方式,可以在一定程度上减少耗油和废气排放,达到环保的效益。 2.2电子控制燃油喷射系统 就电控汽油喷射系统而言,其主要由以下四个部分组成: (1)进气系统:该系统的一大特点在于:当汽车处于运行状态时,节气门开度可以控制空气的流量;而当发动机处于怠速工况时,节气门会处于关闭状态,这样便可以使得空气由怠速旁通道和怠速辅助通道进入气缸。怠速调节螺钉的主要作用在于可以利用其来改变怠速旁通道的通气量,进而达到调整发动机怠速的目的;电子控制器通过控制怠速调节电磁阀,可调节怠速辅助空气通道的空气流量,以实现发动机怠速的自动控制。 (2)供油系统: 该系统主要由以下几个部分组成,即燃油箱、燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器及喷油器等。值得注意的是:喷油器可以进行间歇喷油,主要是通过电子控制器的控制脉冲作用来实现,当适量的燃油进入气管后便能够与空气混合,进而形成空燃比适当的可燃混合气。 (3)控制系统: 该系统的主要功能在于可以根据发动机运转状况和车辆运行状况来进一步比较精确地确定燃油的最佳喷射量。该系统主要由三个部分组成,既传感器、电控单元和执行器这三部分。 (4)点火系统: 该系统能够按照各缸点火次序,定时地为火花塞提供足够高能量的高压电,以便使火花塞能够产生足够强的火花,点燃可燃混合气。 2.3碰撞预警系统 碰撞预警系统的功能在于能够把各种不同的危险情况提示给驾驶员,并且集不同的预警类型于一体,以便减少碰撞事故的发生。现实实际中可以将该系统分为四个方面,即:(1)前方碰撞预警:其主要功能在于能防止车辆碰撞,还能教会驾驶员如何把握安全车距,如何跟车等;(2)车道偏离预警;(3)车距监控预警;(4)后车追尾预警。 2.4电子巡航控制系统 该系统的功能在于,当驾驶员为了达到所希望的速度,此时不必踩踏油门调整车速,而只需要通过操纵调整开关,汽车便能够以设定的车速进行定速行驶。该系统的主要优点在于:当在高速公路上长时间行驶时,能够减轻驾驶员的疲劳;遇紧急情况时可快速解除定速巡航恢复正常行驶,其在可靠性与对排除装置故障等安全性方面作了充分的考虑。 2.5感应控制系统(SBC) 该系统的功能在于能够通过传感器建立汽车的运动状态、制动压力的动态监测和危险工况的预警。该系统能够很好地进行制动管路的压力控制和制动功能准备,当驾驶员踩下制动踏板时,汽车将会以最大的压力、最快的响应实施制动,同时前后轮制动压力比会根据路况的不同而进行相应地变化,进而在一定程度上提高弯道制动时的安全性。该系统的一大优点在于能够比较有效地提高制动的舒适性并能提前做出响应,而不是像以往的系统那样,是在制动后才通过信号反馈进行控制。同时需要注意的是该系统也能够实现完全的干式制动,在潮湿的气候或路面条件下,制动盘表面也不会形成水膜,保证了汽车快速响应。 3汽车未来的发展趋势 就汽车未来的发展趋势而言,本文主要集中在三个方面进行介绍,即:(1)车身造型;(2)环保汽车技术;(3)安全技术,以下将对这三个部分进行一一分析。 3.1车身造型 就车身造型的未来发展趋势而言,可以将其归纳为如下几点: (1)气动最优化,现实中人们一直在努力研发能够减小气动阻力且气动稳定性好的车身造型,这将会成为未来车造型追求的目标之一,但是需要注意的一点是,我们应该把精力更多的放在气动行驶稳定性上。最佳的气动造型应该满足:所受的气动纵倾力矩和气动横摆力矩理论上为零;所受的气动升力理论上应该为零等方面。 (2)个性化。 由于现代人对汽车的外观个性化要求越来越高,同时不同层次不同行业、 不同种群的审美意识也大不相同,所以个性化的外观将会成为未来汽车的发展趋势之一。 (3)人性化。 随着人们对车身造型设计的要求越来越高,未来的车身造型设计应该满足以人为本,体现人机协调,使用操作方便、舒适,使汽车适应人的各种生理和心理要求。 3.2环保汽车技术 随着能源的不断减少,以混合动力、燃料电池、先进柴油、醇类汽车等为代表的新能源汽车技术将会成为主流。随着环保意识的不断高涨,融合了纯电动汽车和燃油汽车优点的混合动力汽车,将能够在一定程度上满足低排放、低油耗、高性价比的综合要求,能够较好地解决节能与环保问题。 3.3安全技术 如果将安全技术细分,则可以分为两大类,即:(1)主动安全技术;(2)被动安全技术。 就主动安全技术而言,其主要的功能在于提高汽车回避事故的能力,如电子制动力分配系统:该系统的特点在于能够根据汽车制动时产生轴荷转移的不同,而进行自动调节,以便使得前、后轴的制动力分配比例更加合理,以达到提高制动效能的效果;电子稳定程序:主要目的在于增加汽车转向行驶时横向摆动的角速度传感器,通过ECU控制内外侧车轮、前后车轮的驱动力和制动力,确保汽车行驶的横向动力学稳定状态等。 就被动安全技术而言,其主要的功能在于减轻事故发生后对车内人员的伤害,如预紧式安全带:当发生碰撞事故的一瞬间,乘员尚未向前移动时它会首先拉紧织带,立即将乘员紧紧地绑在座椅上,然后锁止织带防止乘员身体前倾,有效保护乘员的安全;乘员头颈保护系统:当受到后部的撞击时,该系统会迅速充气膨胀起来,同时整个靠背也将一起后倾,以便让背部和靠背安稳地贴近在一起,进而最大限度地降低头部向后甩的力量,使身体的上部和头部得到轻柔、均衡地支撑与保护,进而达到减小冲击力的功能。 4结论 未来汽车设计的发展将会随着汽车新技术的出现而日新月异,同时由于设计师各自的艺术风格不同,也会让汽车发展呈现不同的趋势。随着科技的不断发展,个性鲜明、更加人性化的汽车将会成为21世纪汽车产业发展的必然选择,未来汽车将会更加符合人类对文化、个性的追求和需要。
浅谈物联网技术与电力设备管理:物联网技术电力设备管理应用 【文章摘要】 随着我国经济的发展,我国对于电力能源的需求量也越来越大,而经济形势的转变势必带来供能和用能方式的重大变化,为了提高电力设备的管理水平,提升电力系统的可靠性与稳定性,将物联网技术应用于电力设备管理之中是必然的趋势。本文将结合物联网的相关概念以及相关支撑技术,探究互联网技术在电力设备管理中的应用。 【关键词】 互联网技术;电力设备;管理;应用现如今,可持续发展已经成为了人类共同的目标,未来能源开发与消耗势必要转变方式,这就需要发展与经济社会相适应的低碳电力之路。基于此种目的,推进电网管理智能化是当今电力系统发展的方向,而物联网技术在电力设备管理中的应用,则有助于促使电网管理智能化进程的加快。由此可见,对物联网技术进行探讨,有着十分重要的价值。 1物联网简介 目前被广泛认同的物联网的定义为:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。通过信息的高效采集与传递,资源能够得到最大化程度的利用,以此改善人与自然之间的关系。 2物联网的4大支撑技术 2.1识别技术 识别技术是物联网中信息收集与传递的基础,是实现物品可视化管理的重要手段。当前识别技术主要是通过无线电信号对特定目标进行非接触式的主动识别和管理,在人们的生产生活之中发挥着巨大的作用。 2.2红外感应技术 一般来说,所有的物体都是具有温度的,只要有温度就会向外辐射一定的红外线,采集物体向外辐射的红外线就能够对物体进行判断,同样不用与物体进行直接的接触,并且灵敏程度也相对较高。 2.3全球定位技术 GPS是由美国主导建立的全球定位系统,能够为用户提供高精度的位置、速度以及时间信息,对于电力设备管理来讲,全球定位技术不仅能够帮助设备防盗,能够监测电力设备的故障地点,同时为各种系统提供精确的时间标准,提高电网的智能化程度。 2.4M2M技术 M2M技术指的是末端设备之间的互联与集中管理,其实质是设备与设备之间、设备与人之间的信息的交互,通过不同系统之间信息的传递,能够在一定程度上优化电网的成本配置,增强电力设备运行的稳定性,降低人力维护的成本,由此推动电网向高效、稳定、节能、环保方向发展。 3物联网在智能电网建设中的应用 我国国土面积广袤,但是目前电网已经覆盖了我国的绝大部分地区,由大量电力设备形成的中枢在电网的运行中起着重要的作用,这些电力设备并不全是布置在城市之中,在人烟稀少的地方同样会有,而在自然环境条件恶劣的情况下电力设备难免会出现各种问题,如电力设备失窃或者出现故障,这些问题很容易导致电网不能正常运行,带来巨大的经济损失。而为了避免这种情况,电力公司可以使用物联网技术来监控电力资产,有效管理所有的电力资产,确保电网的稳定运行。 3.1设备的防盗监控 物联网技术在电力设备管理中的应用最为广泛的就是设备的防盗监控,通过在电力设施周边布置传感器,可以实时了解电力设施的运行状况,如温度、电池电量等信息,这些信息在采集之后统一交由后台监控人员进行处理,可供判断电力设施是否处在正常运行的状态。再者全球定位系统可以及时监测电力设备的移动状况,一旦有人恶意偷窃电力设备,后台控制人员可以及时得知消息,侦测被盗设备的运行状况,为警务人员的工作提供便利。 3.2固定资产的管理 对于企业来讲计算固定资产的价值的工程相当庞大,在固定资产上贴附RFID标签,利用RFID标签非接触读写的特性,定时对标签进行扫描就可以了解固定资产有无损失,既方便了固定资产的管理,又减轻了相关工作人员的工作量,并且节约了大量的人力物力。 3.3电力资产管理主要内容 1)小型监控模块。 通过在特殊位置设定相应的传感器,能够及时了解电力设备所处环境的状况,如果出现高温高湿等异常环境,信息可以通过标准无线传输技术由小型监控模块发送到后台控制端,及时通知相关人员进行检修。对于失窃的设备还可以用内置的追踪器进行追踪,既可以挽回电力设备失窃带来的损失,也能够对不法分子形成震慑; 2)传输网络模块。 各项传感器监测到的信息需要及时传递到后台控制端,这就需要传输网络模块。在通信线路无法架设的地方尽量使用无线网络进行传输,从而降低网络架设的成本。实现信息的及时传递; 3)电力资产管理平台模块。 将由各种传感器传感的数据进行汇总和分析,及时监测电力资产的变化,提高电力设备的管理水平。 4结束语 综上,我国经济的发展需要大量的电力能源作为支撑,而可持续的发展观念又要求电力网络向智能化转变,对此需要不断推进物联网技术在电力设备管理中的应用,提高对于电力设备的管理水平,实现对于电力设备运行状态的实时管理,继而最大程度的保障电网运行的稳定性,为我国的经济和社会发展提供高质量的电能供应。 作者:张维志 单位:国网河北阜城县供电公司 浅谈物联网技术与电力设备管理:物联网技术在电力设备巡检中的应用 摘 要 现代网络技术的应用水平逐步提高,网络技术应用程度拓展到社会生活中的各个领域,物联网技术是基于互联网信息传输技术的基础上开展的一种新型识别检测技术,物联网技术在电力设备巡检中的应用能够可以提高电力巡检的质量,降低巡检人员的工作压力,实现我国电力供应系统正常运行。 【关键词】物联网技术 电力设备巡检 应用 随着社会计算机研发水平和应用水平的逐步发展,基于互联网技术的基础上,结合RFID技术、红外感应技术、全球定位技术以及激光技术于一体的物联网技术。本文基于网联网技术的电力设备巡检系统的设计原理与实现过程,对物联网技术在电力设备巡检中应用进行研究,推进我国电力供应系统中技术手段的不断创新应用。 1 物联网技术概述 1.1 物联网技术概念 物联网技术是基于“互联网技术”的基础上,应用互联网数据传输连接技术,充分结合射频识别技术(RFID技术)、红外线识别感应技术、GPS全球定位技术、远程激光扫描技术等信息传输手段,进行识别检测技术,这种综合技术的智能化程度高,识别定位准确性高,被广泛应用于社会生产生活的各个领域。物联网技术在电力设备巡检中应用,与传统的电力设备巡检方式相比,能够扩大电力设备巡检的范围,巡检技术能够克服强磁力、高温、水环境的检验,缩小了电力设备巡检的安全隐患,同时物联网的信息空间存储范围较大,存储信息的安全性较高,使电力设备应用检验程度实现智能化发展。 1.2 物联网技术的工作流程 物联网技术的实现是通过计算机与外部检测设别连接实现的。首先系统内部数据库管理系统通过激光扫描技术对电力设备进行逐步状态扫描;其次,结合RFID技术、红外线检测技术对电力运行设备进行全面扫描;再次,GPS系统对滇西设备中结合计算机网络数据信息对电力设备中存在问题进行定位研究,分析设电力设备的检测数据;最后,对设备中传输的数据进行网络信息设备自动存储,完成物联网技术在电力设备巡检中的应用,提高电力应用管理水平的应用和发展。 2 物联网技术在电力设备巡检中的应用 如图1为物联网技术在电力设备巡检中应用流程图。图中将系统流程图表表述为服务器到检测系统的建立设备检测传输,将物联网技术在电力设备巡检中的应用分为RFID技术、激光扫描技术、红外线检测技术、全球定位系统几部分,分别讨论技术在电力设备巡检中的应用。 2.1 RFID技术进行电力设备应用状态识别 RFID技术是应用红外热线感应技术进行物体设别状态识别,应用RFID技术对电力设备的原始状态进行扫描检验,RFID技术中蓝牙传输功能对巡检的电力设备情况转化为电力信息直接输入到计算机自动读写标签中,对巡检记录进行初步记录。例如:应用物联网技术进行巡查检验,检验产品为输电线设备操作设备,RFID技术的应用可以将输电线设备操作设备生产合格标准进行转化,并且输出巡检检电力设备的最佳检验标准,巡检人员确定本次检验程序的最优值,保障电力设备检验质量。 2.2 激光扫描技术进行电力系统信息数据管理 激光扫描技术的应用的主要作用是对电力设备应用的内在数据进行扫描管理,与RFID技术的工作原理存在一定的相同之处,这两种技术都是通过外部扫描进行电力设备巡检,但激光扫描技术中应用超射线光波进行检验,并且主要是对电力设备内部程序的正常与否进行检验,激光扫描技术的检验在技术范围上突破了传统只能对电力设备外部检验狭隘性,真正实现了对电力设备系统的全面检验。例如:某电力设备生产企业对电力生产产品进行巡检,应用激光扫描技术对部分电力设备自动化程序进行检验,激光扫描技术能够克服电力设备工作状态下强电流,强电压的工作运行环境,对电力设备的内部系统正常运行情况进行精确检验,大大提高了电力应用系统中的电力设备应用的安全性和可靠性,保障我国电力系统正常供电传输。 2.3 红外线检测技术进行电力设备应用情况扫描 红外线检测技术进行电力设备应用情况扫描。是应用红外线监测技术对电力设备应用中强电压环境中电流、电阻、电压的稳定性进行检验。红外线检测技术在巡检中的应用不仅仅局限于电力设备生产环境下的检验,同样也对电力设备应用状态下进行外部扫描控制,这种物联网巡检技术能够降低巡检人员的工作压力,提高巡检质量,为我国电力系统的正常运行提供可靠地安全检测保障。 2.4 全球定位系统对电力识别应用定位识别 全球定位系统对电力识别应用定位识别是针对物联网技术对设备巡检进行点位处理,一方面,能够对电力设备应用的地理位置进行精确定位,实现了电力设备巡检的全面性;另一方面,结合网络信息存储系统自动化进行系统存储,对电力设备检测系统中存在的检测问题和检测结果进行董伟存储,全球定位系统依据电力设备检验的空间位置进行信息存储,保障了信息存储的可靠性,实现了电力设备检验的全面、高效化发展。 3 结论 物联网技术是现代科技水平逐步创新发展的重要体现,RFID等物联网技术在电力系统相关设备巡检过程中的应用,能够扩大电力设备巡检范围,提高巡检的精确度和安全度,为我国电力系统的创新发展提供了发展技术支持。 浅谈物联网技术与电力设备管理:基于物联网技术的电力设备温升预警系统应用 摘要:本文介绍和分析了基于物联网技术的电力设备温升预警系统的工作原理、系统构成、系统特点及应用。通过基于物联网技术的电力设备温升预警系统对关键节点的温度进行实时监控和远程采集,可实现替代人工手持红外测温设备定期巡检的传统测温方式。 关键词: 电力设备;温升;物联网技术;预警;应用 1引言 随着用户对供电可靠性的要求越来越高,相应的对变电站、开闭所等站房内的设备运行的安全稳定性也提出了更高的要求。高压开关柜、母线接头、室内外刀闸开关等重要设备,在长期运行过程中容易出现表面氧化腐蚀、紧固螺栓松动,触点和母线排连接处老化等问题,导致接触电阻增大,随着电力系统的发展,负荷越来越大,极易引起温升过高,如得不到及时解决将使绝缘部件性能降低,甚至导致击穿,造成恶性事故,从而造成重大经济损失。近年来,在变电站和开闭所内已发生多起开关过热事故,造成火灾和大面积停电事故,所以解决开关过热是杜绝此类事故发生的关键,而实现温度在线监控是保证高低压设备安全用行的重要手段。 本文介绍和分析基于物联网技术和数字温度传感相结合的方法组成的在线无线测温系统的工作原理、系统构成、特点及应用, 通过基于物联网技术的电力设备温升预警系统对关键节点的温度进行实时监控和远程采集,可实现替代人工手持红外测温设备定期巡检的传统测温方式无法实现的诸多功能和现场无法解决的问题。 2系统工作原理 无线式在线测温系统一般由无线测温传感器、无线测温采集终端及无线测温采集系统组成。温度传感器安装于被测点上,根据被测发热点的温度变化,以无线方式将数据传送到采集终端上,实现对被测点温度信息进行实时采集,每个传感器具有唯一的ID编号,以确保传输正确性。无线测温采集终端安装在测温现场,用来收集温度传感器的温度信号,将其重新打包,通过有线或无线方式发送至无线测温管理系统。无线测温管理系统安装于中心监控室,将传感器采集的温度信号进行数字化分析处理,实时监控现场设备运行情况,并可发出预警信号,并具备历史查询等功能。 3系统组成 电力设备温升预警系统由终端单元和监控中心构成,终端单元包含测温终端和数传基站构成,监控中心由数据解析服务器和系统管理软件组成。 采用433MHz的无线技术平台 ,测温终端一体化、微型化的封装,采用等电位安装技术将测温终端直接安装在开闭所配电柜、低压配电电缆和母排接头、闸刀触点和其他连接部等处实现温升的在线监测。无线测温发射器与被测点直接接触,测得的温度及时准确,温升情况通过远传基站传输给远端的控制中心实现温度测量的自动管理。当被测点温度超过预先设定的阈值时,就发出报警信号及时提醒有关人员采取措施。具体功能模块实现如下: 1、测温终端功能模块 测温终端通过RFID无线射频与测温数据终端相连,主要具有以下功能: 1)实时温度的检测 2)温度越限和温度突变越限判决和报警信息上传; 3)温度数据的定时采集上传; 4)接受测温数据终端温度采集指令,采集即时温度上传。 2、无线数传基站模块 无线数传基站通过RFID与测温终端相连,并通过SRS232/485 或者GPRS 方与监控中心之间实现通讯。无线数传基站主要具有以下功能: 1)接收测温终端温度采集数据并上传至监控中心; 2)接受监控中心温度采集指令并转发给相应的测温终端; 3)显示测温终端温度采集数据; 4)显示测温终端报警数据并以声音提示; 5)输入并发送温度采集指令至指定的测温终端。 3、后台管理模块 系统管理的物理体系结构可以为单机系统,也可以采用单服务器客户端系统。典型的单服务器的物理体系结构由数据服务器、客户端及一些组网设备组成。 系统软件功能模块组成 1. 配置管理模快 2. 告警管理模块 3. 日志管理模块 4. 系统管理模块 4系统的特点及应用 该系统的主要优点: 1、检测精度高、实时性强 1)测温终端温度检测精度可达到:±1℃。 2)测温终端温度检测分辨率为:0.1℃ 3)测温终端温度检测时间间隔为:≦10s 2、通信方式灵活可靠 1)作为终端单元的测温终端和测温数据终端之间采用无线通信,使测温终端的安装最大可能的不受安装地点的限制。 2.)测温数据终端与监控中心之间可采取灵活多样的通信方式,例如RRS485、SMS、GPRS等。 3、安装方式灵活多样 1)由于测温终端和测温数据终端之间采用无线通信,测温终端不需要任何有线连接,因此安装地点限制比较小。 2)测温终端采用多种安装卡具,适用于设备和线路上不同的安装方式的需求。 综上所述,此系统的无线测温方式具有施工安装容易、不受空间及距离影响、测温准确性高、实时性强、有较好的绝缘性、抗电磁干扰性和安全性较高等特点,解决了传统测温方式为通过人工手持红外测温设备定期巡检的测点多、劳动强度大;某些地区或设备不适合人工检测、不能及时发现温升;开关柜内无法进行测量;测温不准确,人为、环境干扰因素大;无法积累历史数据,无法分析温升变化(尤其是对设备老化问题的分析);无法向综合自动化系统发送温度信息等缺点。该系统可应用于高、低开关柜温度实时在线监测,替代红外人工巡检测温;二次电缆沟、低压大电流电缆温度在线监测;高压电容器、电抗器在线运行温度低成本实时监测;变电站高压刀闸等一次设备连接部件的温度在线低成本实时监测;开闭所、配变、柱上开关温度监测等。 但应用的同时应注意,报警温度设置是否合理是正确使用的关键。在使用该系统时,因设备及电缆等排列方式、通风条件、环境温度等各不相同,导致预警和报警温度存在差异,可能会导致误报。所以应对不同情况的设备的预警和报警温度作相应的理论计算。 结束语 基于物联网技术的电力设备温升预警系统实现了对电力系统的低压配电柜、开关柜、高压开关触点(以及人员无法接近的其它危险、恶劣环境)的温度进行实时在线检测,经过与电力自动化系统连接,在中心监控室内就可以实时监视运行设备的温度状况,真正做到了远距离遥测,解决了红外测温等方法需要人工到现场巡视、扫描造成延误而引起的故障。
产品品质论文:家畜理想蛋白的供给与畜产品品质的关系 摘要:在整个人类的历史中,我们从来没有像现在这样拥有如此丰富的食物选择。但是,我们似乎却越来越多地陷入到对食物的抱怨中。随着人们生活水平的提高,吃饱、吃好已不能满足大众的消费水平。当今猪肉吃不出肉香,鸡蛋索然寡味,鸡肉吃得像馒头。究其原因只有一条就是规模化养殖和饲料品质单一。担心猪肉、鸡蛋、牛奶里有各种各样的有害物质不敢吃;因为有脂肪肝、高血压、糖尿病不能吃;吃新鲜青菜和食用菌,成为最新时尚。在当今的时代,人们对吃开始有了更高的、更健康的要求。由此可见对于畜产品的营养和品质的提高势在必行,饲料的营养平衡和营养价值也必将引起重视。 关键词:规模化 畜产品 养殖 品质 畜产品的品质受畜禽遗传特性、营养和饲料、饲养环境以及加工贮存等众多因素的影响,是一个涉及面广、影响因素复杂的问题,其中营养和饲料是影响畜产品品质的重要因素。 一、家畜理想蛋白的供给 理想蛋白这一概念是用于合理评价动物的氨基酸需要量提出的。虽然当时理想蛋白是以生长猪为动物模型提出的,但亦适应于其它动物。动物的氨基酸需要量包括维持需要和生产需要两部分。生长期氨基酸维持需要只占总需要量的1%~3%,不同品种、性别、和体重的家畜蛋白质需要量主要取决于其体蛋白沉积量,沉积1g体蛋白所需必需氪基酸的数量是一致的。因此,在满足动物合成非必需氨基酸所需氮源的条件下,就能建立起满足生长需要的必需氨基酸模型:即所谓的“理想蛋白模型”。用可供选择的原料配制日粮时.不一定都能满足理想蛋白的氮基酸平衡,当日粮满足了动物所需的某一特定养分后,其中氨基酸可能会过剩或不足而影响成长。同时,日量中氨基酸总量应与能量水平保持一定的比例。配制家畜日粮时,第一限制性氨基酸-赖氨酸首要保证供给,加上适宜的赖氨酸/消化能水平,同时近可能满足理想蛋白的氨基酸平衡,使用必须氨基酸含量高的原料作日粮,这是保证畜产品品质的营养关键。 二、提高饲料品质 国人饮食结构从传统的植物性食物为主,迅速转为动物性食物尤其是牲畜肉类和蛋类占据极大比例,对价格和数量的敏感性要远超出对内在品质的苛刻追求。绝大多数人对营养的认识,依然是多即是好的层面。当等值的付出可以量化为最大化的蛋白质、脂肪、维生素、矿物质时,人们习惯性地向“性价比最高”的一端倾斜。造成碳水化合物、蛋白质和脂肪这三大能量来源总体呈现全面过剩状态。但如果具体到膳食纤维、各种维生素、微量元素、矿物质,以及直至今日仍未被科学界完全认识了解的各种萜类、酯类、多酚类、酮类、异硫酸氰盐类,却因过度追求效率而放弃了杂食传统,促成严重不足。尤其是对人类有益的不饱和脂肪酸。 所以优化饲料结构提高饲料品质成为提高畜产品品质的关键,饲料原料来源天然、多样,效果明显;添加增加蛋白成沉积率的药物降低脂肪含量已十分普遍;添加有益于人体的矿物质、氨基酸、不饱和脂肪酸成为常规手段。为了提高畜产品风味这些手段还远远不够的。 三、调整养殖模式 养殖结构平衡,数量适度,近于自然的养殖模式逐渐成为提高品质的新途径。散养好于圈(笼)样,山林放样优于散养。能进一步改善外观体脂硬度、胭体瘦肉率、肉品色泽和口感风味等。反刍动物的体脂硬度受饲料的影响较小,但猪饲料中脂肪的性质直接影响着体脂的硬度,因此,育肥后期猪的日粮中不宜过多地搭配玉米、燕麦、米糠等富含不饱和脂肪酸的饲料,应适当搭配含饱和脂肪酸较多的饲料,如大麦、高粱等。畜禽胴体瘦肉率的高低,除因畜禽的品种和经济类型不同而胴体瘦肉表现高低不一样外,一般认为,同一品种和同一经济类型的畜禽,在饲料消化能值相同的情况下,饲料蛋白质相对较高的,胴体瘦肉率就高,脂肪相对较少。因此,要提高畜禽胴体瘦肉率,必须相对地提高饲料的蛋白质水平,同时,可在饲料中加入适量的合成氨基酸来调整饲料中氨基酸平衡,限制脂肪的沉积,提高畜禽的瘦肉率。畜禽肉品色泽也是决定畜禽肉质的重要因素。饲喂黄色玉米的鸡,鸡体就呈黄色,其品质高于白色鸡。因此在配合日粮时应适当添加含有较高氧化类胡萝卜素或叶黄素的天然着色剂类饲料,如苜蓿粉、松针粉、槐叶粉等。影响畜禽肉品的口感风味的因素很多,饲料中可添加多种化合物、中草药用于改善风味。 动物油脂和畜肉中富含的饱和脂肪过多摄入对人体有害,而植物油和鱼肉中的不饱和脂肪却似乎对人有益。这主要是因为它们可以提供人类自身无法合成的不饱和脂肪酸,人类必须从外界食物中摄取,它对维持人体机能、抑制癌症和心血管疾病有很大作用。随着人口增长和对食物供能效率的追求,现代人的膳食营养比例发生了很大变化。人们越来越多以谷物和畜肉为食,问题恰恰因此而起。 林下养特种野猪 、林下养蛋(柴)鸡、草原牧场养奶牛,成为时下风味食品的热门来源: 1、特种野猪(家猪和野猪杂交的后代)放养,特种野猪肉肉质鲜嫩,营养丰富,瘦肉率高,脂肪含量低,后腿肉的脂肪只有家猪的50%。野猪肉含有17种氨基酸,亚油酸含量是家猪的25倍。而亚油酸是被科学界认为唯一的人体最重要和必须的脂肪酸,,它对人体的生长发育有着极为重要的意义。 2、柴鸡蛋、富硒鸡蛋、维生素鸡蛋风行一时,鸡蛋的品质包括其营养成分、蛋黄色泽、蛋重等。鸡蛋中营养成分的差异,完全取决于不同鸡龄的鸡所产的蛋的自然规律:鸡龄较小的鸡下的蛋,个头不大,蛋黄相对蛋清的比例较高;鸡龄较大的鸡下的蛋,个头大些,蛋白质含量高些,胆固醇少些。除蛋白质外,饲料中维生素和微量元素的种类以及含量的多少,将随着饲料中维生素和硒、铁、锰、碘、铜的含量多少变化,饲料含量高则蛋内这些元素的含量就高;家禽补饲青绿多汁饲料或维生素A,可提高蛋中维生素A的含量;勤晒太阳或补充维生素D的家禽,可提高蛋中维生素D的含量;饲料中添加矿物硒,可相应增加蛋中矿物硒的含量;在日粮中适量搭配黄色玉和青饲料,或加入草粉等,均可加深蛋黄的色泽,从而提高禽蛋品质。其他营养完全来自饲料。饲料含量高,产品含量就高,品质自然好些。 3、天然牧场养牛奶,牛奶的品质一般指乳蛋白、乳脂、维生素和无机元素的含量,以及奶类的风味。特别是乳脂乳含量,受饲料影响很大。传统饲养都是粗饲料加精料,这种情况下如果粗饲料质量很差的话,乳脂率会偏低。国内外大量的研究都表明,如果使用优质牧草,如苜蓿、羊草等,乳脂率就会大幅度提高。另外,乳蛋白率虽然受遗传影响更大,但是饲料也能对其产生一定影响,要获得较高的乳蛋白率,精料中必须含有优质蛋白。因此,日粮中应适当搭配玉米、燕麦、花生饼、豆饼、鲜草等,尽量减少棉籽饼、菜籽饼饲喂量。 由此可见饲料和饲草的品质直接影响畜产品的质量。家畜在近乎自然环境下自由采食多种牧草和矿物以及增加运动量也可以明显提高畜产品品质,究其原因也是摄取了多种氨基酸、不饱和脂肪酸、无机矿物和增加胭体瘦肉率及体脂硬度。以上措施对提高畜产品品质效果显著,引领养殖新模式,值得借鉴推广。(作者单位:河北省诼鹿县农牧局) 产品品质论文:产品细部设计对产品品质的重要性探讨 摘要:从对于细部设计认识的建立谈起,从现象到本质,以大量例子层层深入。论述了产品设计过程中细部设计的必要性和重要性,指出细部设计是最终赋予产品以形态、功能、使用方法等存在方式的产品设计的不可分割的有机整体,是其不可或缺的组成部分。和所有的造型艺术一样,造型比例确定之后,决定的因素就是细部。论述了产品设计与细部设计的概念在本质上的一致性,细部设计的不同使产品表现出巨大差异,指出细部设计是描述和表达产品不可缺少的语言之一,是塑造产品风格、特点的重要手段。 关键词:产品设计;细部设计;整体;局部 1、对于细部设计认识的建立 对于细部设计的认识我想最初根植于世事不谙的孩童时代的记忆。好像是头一次自己倒开水。我很谨慎的用双手托着玻璃瓶(家里一直是用一个大玻璃杯凉开水的)微微倾斜,却不想水顺着瓶壁全淌在了手上。玻璃瓶“砰”的摔在了地上,开水溅了我一脚。后来家里换了一个新的凉水瓶,我却再也不敢触碰。妈妈一再鼓励我重新尝试,我才终于鼓起勇气,然而这次很顺利。后来我仔细端详了这新水瓶,原来它有一圈稍稍外泛的瓶口,这样水便不会轻易沿外壁流下来了。我欣然于这个惊人的发现,确也使我认识到了事物一些细微部分的重要性。如今自己已是一名产品设计专业的大学生,儿时的经历记忆犹新,经过了多年的学习积累,对于细部的认识亦深了许多。 我国产品设计对细部设计的重视不如国外(欧美等发达国家),拿轿车来做一个比较,轿车的外形给人一种规则整体的速度之美感,而车门线对于轿车的整体美感与规则感来说无疑是不利的。车门的门楣线因为与腰线、车裙等平行,所以细微的偏差就容易影响整个轿车侧面规整感。若再加上与后门楣“错落有致”的排放,那更是大刹风景。而这却是我国自行设计开发的小轿车常有的现象。而拿我国引进的德国大众公司80年代的技术生产的桑塔纳轿车来看,门楣上畜意处理了一条由A柱(前柱)底端引出的一条黑色橡胶门楣条,使得门楣线对侧立面的影响太大降低,同时起到防止车顶雨水滑入车门的作用。再观之其它进口车,本田轿车的门楣多与车窗玻璃内架一体,加之白亮的电镀窗框亦极巧妙地掩饰了这一问题,还有的则是把车上门楣线翻到了车顶面,从而在侧立面上回避了这一难题。这些细部设计处理的精妙不得不让我们佩服有加。 2、细部设计的必要性和重要性 2.1产品设计与细部设计的概念在本质上是一致的 所谓细部,是指事物细微的局部,亦指事物细微的方面。细部是任何一件事物都不可缺少的,没有细部当然不会有所谓的整体。因此作为赋予产品以形态、功能、使用方法等存在方式的产品设计,对于产品细部的设计处理当然与之是不可分割的有机整体,是其不可或缺的组成部分。细部设计是在即定的产品已规划好的大的形态、功能、使用方法等的基础上进行的再创造,使产品在加工工艺、制造成本、设计定位等方面以更合理的方式存在,是产品设计的继续、深化和发展。从总体上讲,产品设计与细部设计的概念在本质上是一致的,是相辅相成的,不能简单割裂。二者都以满足物质使用功能和精神品格要求为目的,都受到经济、技术条件的制约,设计时都要运用一定的造型规律、视知觉规律和形式美法则等。而细部设计是设计即定的具体的形态关系,它和人的关系更为密切,所以设计时更重视生理效果和心理效果。通过色彩、质感的设计,创造出理想的设计,感染人的心灵,与人的心灵进行沟通和对话。它更加细腻入微。 2.2细部设计是塑造产品风格、特点的重要手段 当今世界,科学技术的高速发展,人类文明的空前进步使人们的思想观念发生了巨大转变。在经济繁荣的信息化时代,人们渴望用代表他们品位的物品装饰他们的房间,用具有特点的产品表达他们的个性。购置家庭用品的过程成为个人风格的不断清晰化的过程。人们开始强调产品的个性化和个人风格,提出了“生活环境个性化”口号,消费者对那些具有创新设计思想并与他们的想法有关的产品表现出强烈的兴趣。IDEO公司相信,就像现在人们已经可以随意改变电脑屏幕的保护图案那样,人们今后也希望能够根据自己的方式来制定产品,设计师将在产品的外观和质地上要为消费者的品位留有余地。而谈及风格特点,我们更习惯于联想到形状离奇、色彩夸张的概念产品,然而他们中的大多数都只能成为我们羡慕的“梦中情人”或是巨富们的收藏品。由于他们的适应性、技术含量及成本方面的不成熟而很难被制造商们立即进行大批量地生产。在效用功能、技术条件及制造成本的制约下,大多数相对成熟的普及产品的风格特殊是在细部设计上体现出来的。我们所见市场上的彩电、冰箱、音响以至汽车等无不是如此。 企业基于坚守市场份额以至拓展更大的市场空间的目的,常常也在所生产的产品外观造型上突显一定的风格特点,并形成自己独有的形式语言和风格传统以树立自身品牌形象,扩大知名度。而多数的这种形式语言和风格传统也往往是在产品细部设计上形成的。奔驰轿车前端条形的进气格栅,对比宝马轿车双肾形的进气口形成了他们各自独特的造型语言和传统,绘人们留下了深刻印象,成为世界高级轿车的形象代表。索尼产品硬朗、简洁中又不失丰富变化的产品形象加上优良的品质,吸引了一大批痴迷的追随者,使得每推出一款新品都能够创造销售的奇迹。 3、如何进行细部设计 关于细部设计的方法,我想作为设计师都有自己独到的见解,以下谨以我的一些心得体会以及所思所想提出与大家共勉。 3.1从整体出发,避免相互矛盾 一件产品是细部的集合体,正是各个细部的协调搭配才最终构成了产品本身;而且产品对于使用者来说永远都是作为一个整体而存在的,是各零件、细部的有机组合构成了产品的功能、形态等。因此细部设计必须遵循从整体出发,局部服从整体需要的原则,绝不应该为了细部的造型、色彩的美观而破坏了产品整体协调与平衡,以至功能有所损失,更不应该喧宾夺主。 细部设计还应特别注意不同细部间的相互关系,不能造成参差不齐的感觉,更不能形成互相矛盾的状况。譬如,奔驰轿车的前脸和美洲虎轿车的后尾都堪称是现代轿车设计的精致之作。那么试想一下,把他们结合到一起组成一辆车的话。或许谁都不会再那样认为了。 3.2从产品的功能需求出发,避免盲目行事 产品形式的审美创造一般都是以功能需求为取向原则的。作为产品细部的设计当然也应该服从这项原则,而且由于细部设计是发展与完善,涉及产品具体的形态关系,它和使用者的关系更为密切。因而更应该从产品的实际功能需求出发思考问题的合理解决方式。细部设计应该不断的深入生活去体验生活,对生活细致入微的观察,以得到真切而准确的信息反馈,而后不断完善之前的设计。细部设计切忌抛开实际而一味孤立地进行,不然就会像寓言中的那把弓一样是得其反。曾有位同学作过停机坪牵引车的设计。为了起到醒目的作用,他最后把车身大部分设计成为黄色,然而没有考虑到停机坪开阔的地面上黄色容易反射阳光形成耀眼的眩光而影响飞行员的视线,这一个小小的细节问题,却造成了一个很大的错误,使其设计丧失了说服力。 3.3讲求恰到好处 设计的好坏主要取决于设计师对于该设计的尺度把握得如何,是不够,是过分,有偏差,还是恰到好处。因此对于细部设计的“度”的把握更显重要。由于细部设计的相对独立性,致使我们在处理细部时极易脱离产品本身陷于孤立。因此在处理细部时一定要本着整体地看待全面地思考的原则恰如其分地进行。过分的细节设计会使产品显得繁冗复杂,甚至使产品脱离设计的初衷,有矫揉造作、故弄玄虚之感;而缺少必要的细节又会使产品显得简单空洞、沉闷而无生气。恰倒好处的细部设计则能增添产品的情调、方便产品的使用,甚至弥补产品造型及功能上的不足。这里需要说明的是所谓过分与欠缺都应是相对的概念,而且应该视具体情况而定,不应孤立的看待。有一个案例,广东某厂生产的一种收录机,以日本三洋收录机外型为基础却在上面添加了许多闪光彩灯、电镀边榧等细节。在我们看来,繁琐之极,反倒破坏了原来的简洁的形象,有点“画蛇添足”的味道。然而这种收录机却在市场上取得了骄人的销售成绩。评价一件成功量产产品而非作品,即应以其市场表现为主,所以这种产品的设计开发是成功的,它适应了市场需求,为商家创造了利润。因此其设计是恰到好处的。 4、结 语 孔子云:“轻忽小物,积害毁大,故君子慎其微。” 和所有的造型艺术一样,造型比例确定之后,决定的因素就是细部。一件产品的设计开发在大的创意形式确定之后,往往正是通过细部的处理,才最终形成了产品的功能和使用方式,形成了独特的风格和艺术趣味。恰当的细部处理可以弥补造型和比例的不足,低劣的细部能使本来不错的创意变得不堪入目。作为设计院校的学生,我们不仅要在产品的外形上追求创新,更要对其细部设计进行推敲,使产品在功能上实现创新,唤醒对设计的再认识。 产品品质论文:食品、农产品品质无损检测新技术和融合技术的开发 该获奖项目属现代食品检测技术、现代电子信息技术、人工智能与模式识别等技术交叉渗透的新领域技术,是理论和技术高度融合、基础研究和应用开发并重的基础应用型项目,该研究属于国际热门研究,也是我国着力发展的方向之一。 技术创新点 1、发明了一种新的食品气味无损检测方法。 开发了国际上第一台气味图像化识别系统。气味既能闻也能用眼睛看了,与人工感官相比,嗅觉可视化技术是“鼻子”加“眼睛”,更形象、更直观,一致性更好。与国内外现有的电子鼻相比,检测精度更高,速度更快。 2、针对不同对象,解决了食品无损检测中信息的更全面获取问题,使检测指标更多。发明了3台装置: 视觉信息全面获取的苹果在线检测装置,利用三个摄像头从不同角度连续拍摄9幅照片,杜绝了信息的遗漏,从源头上保证了检测精度。同时,信息量激增造成的机器处理速度降低问题也得到了充分的解决,在数学建模和软件技术上取得了突破性进展。 多种指标全面获取的牛胴体等级检测装置,一改目前国内外牛胴体质量评定全部依靠人工检测的现状,在国际上第一个通过近红外光谱分析和计算机图像处理两种无损检测技术的信息融合对牛胴体质量进行多项检测指标的评判。 国内外首台外观,糖酸度,气味三种信息全面获取的水果检测装置,突破了国际普遍采用的单一技术的局限,一次可检测指标更全面,精度更高,使“多类型传感信息融合的层面选择原则”,“不同量纲,量级数据的融合及加权方法”,“检测装置的微型集成”等技术难点得以解决。 3、在拓展应用对象方面,发明了2种自动分选机器。 首先,项目组发明了国内外第一台智能化软胶囊分选机,首次将图像处理技术用于软胶囊的分拣,生产率30万粒/天,提高了检测速度和精度,降低了劳动成本,高标准地保障了产品质量,在我国最大的醋业集团恒顺集团得到应用。 其次,国内外第一台小型水果智能分选机的出现,使水果分选装置不再局限于较大水果(苹果、柑橘,梨等),也开始囊括南丰蜜橘、冬枣,李子及小西红柿等小型水果,如今已在江西农业大学农场应用。 成果价值 该项目成果具有自主知识产权,其申请发明专利20项,其中8项已授权,其余均进入实质性审查程序。另获实用新型2项,计算机软件著作权2项。出版著作3本,在国内外期刊发表的论文被引用361篇次(其中它引296次),有89篇次被SCI、EI收录。 项目的实施使我国食品农产品无损检测的科研水平、技术水平总体达到国际先进,部分项目研究成果达到国际领先水平。成果提升了行业自主创新能力,以信息技术引领传统装备的升级换代,直接促进了农产品产后处理水平的提高。对实现加工增值、促进农民增收、发展现代农业,现代食品加工业做出了贡献。成果科技含量高,通用性强,可广泛用于食品,农产品加工,运输和销售过程的质量监测和评定。多项成果得到转化,应用前景广阔。 产品品质论文:提升产品品质 延长使用寿命 是企业的责任 影响电热水器使用寿命的因素很多,如水质、后期保养等等方面。目前,国家对电热水器使用年限并没有明文规定,但一般情况下,质量比较好的电热水器的使用寿命在10年左右,如果使用得当,经常进行保养,会延长至15年甚至更长。电热水器的使用寿命主要取决于内胆的寿命。影响内胆寿命的主要技术因素,一是焊接技术,二是涂搪工艺。目前市场在售的电热水器主要采用搪瓷内胆,但搪瓷内胆分为干搪和湿搪两种工艺。其中,干搪工艺搪瓷涂得比较均匀,焊缝比较光滑,因而搪瓷附着力较强,不易出现脱搪,从而使得焊缝不会轻易漏水;而湿搪工艺一是容易造成搪瓷厚薄不均,二是内胆焊缝处由于是后焊接而破坏了搪瓷的保护,使得内胆更容易被腐蚀漏水。从工艺上来讲,干搪的内胆使用寿命要优于湿搪。同时干搪通常是引进国外的生产线,投入成本在2000万元左右,远比湿搪生产线的成本500万元高。此外,搪瓷粉也有区别,我们赛德隆干搪工艺的搪瓷粉是从澳大利亚和比利时进口的,能适用于各种水质而不会轻易被腐蚀掉。 内胆之所以会漏水,主要是因为在水的不断腐蚀下,搪瓷涂层消耗掉而导致漏水。例如水中的次氯酸根对搪瓷粉的腐蚀特别大。保护内胆陶瓷涂层的有效措施就是定期更换镁棒,通常两年更换一次比较好,对于水质特别差的地区,如上海,由于次氯酸根含量高,最好一年更换一次。当然,镁棒也分为加芯镁棒和不加芯的,通常加芯的要好一些,不易折断。另外,镁棒的重量也不一,有150克、300克,还有500克的。重量越高,使用寿命越长。 在有效保护内胆的情况下,如果想使热水器处于很好的工作状态,也必须及时更换更新热水器的其它附助部件。加热管作为热水器加热的主要部件,随着使用年限的增加,能效逐渐衰减。加热管是金属做的,就算不使用也会逐渐衰减,长期在水中更是会衰减,这是不可抗拒的物理现象,所以要尊重科学。因此,建议消费者根据水质的不同,使用3~5年后,通过检测情况进行加热管的更换,从而提高加热速度和热效率。当然,作为电热水器中使用的电器元器件,也会随着使用时间的增加而老化,如温控器等,最佳使用状态时,设定在66℃才停机,但随着使用年份的增加,可能会变得不灵敏,烧到60℃或者55℃就停机。整体来讲,能影响热水器使用寿命的主要部件就是内胆和加热管,其它的电器元件如漏电保护器,强电板、弱电板,通常只要选用的原材料较好,都能正常使用,就算不能正常使用,也危及不到电热水器的使用寿命。 在国外,很多家电产品都有寿命期限的规定,到了使用期限,不管机器是否还可正常使用,都会强制淘汰。但中国的消费者受长期以来“缝缝补补用三年”理念的影响,仍然在使用早已经到报废期的产品。当然,通过保养延长热水器的使用寿命,物尽其用也是正确的,符合环保的大方向。但作为企业来讲,必须从每个因素,每个小环节出发,做好消费者保养和更换意识的引导,以保证消费使用产品的安全和舒适性。同时,我不赞同后期的保养有商业行为在内,如通过售后服务提高消费者的使用成本。因为现在很多企业打着保修的免费服务,但真到消费者那里,就会有很多的收费名目,需要消费者为服务买单。当然,配件的更换,肯定就有配件成本在内,例如加热管、镁棒等更换下来,也会是一笔不小的费用,如果这些配件是集中更换的,消费者就会感觉到还不如买台新的。 更重要的是,当一个电热水器处于能耗增加,热效率降低的状态下,虽然可以使用,但是在不良状态下的使用,对于消费者来讲,也是一种资源和使用安全上的负担。再加上中国的维修和售后行业不是很规范,如果有很强的商业利益在内,就会存在消费者在使用产品上的隐患。我个人认为,合理淘汰产品可以促进企业和行业的良性发展。任何产品都有生命周期,作为企业,不断的满足市场需求,提高产品品质,是一种责任。因为市场需求的不断提高,会促使产品的不断更新换代。一个企业不断投入研发资金,把更节能、更环保的产品提供给消费者很重要。 当然,是通过保养和更换配件来延长使用寿命,还是更新换代,取决权完全在于消费者。但作为企业要担负起企业的责任,告知消费者,以保证消费者使用到最舒适的产品。 (责编 邱麦平) 产品品质论文:合理施肥提高农产品品质 [摘要]合理使用肥料是指建立在植物营养学基础上,根据作物、土壤、肥料性状确定肥料的使用量及合理使用方式。无公害农产品突出解决农药安全问题,优质农产品生产关键在于合理使用化肥。 [关键词]合理选择肥料 合理施肥方法 合理使用化肥既有安全问题,又有质量问题。所谓合理施肥,就是针对植物营养特性、土壤特性、作物生育期需要选择肥料,坚持有机肥与无机肥相结合;坚持因土壤、因作物合理施肥,坚持缺素补素,平衡施肥;确定合理的轮作施肥制度,合理调配养分;采用合理的施肥技术,提高化肥利用率。 一、针对土壤特性选择肥料 中国南北土壤差异很大,南方地区的红壤、砖红壤、黄壤、黄棕壤、棕壤呈酸性或微酸性,磷肥宜用偏碱性的钙镁磷肥;北方土壤黑钙土、栗钙土、灰钙土、褐土等多呈碱性,磷肥宜用偏酸性的过磷酸钙;连续施肥多年的大棚、老菜田也逐步酸化,且钙镁缺乏,磷肥宜选用碱性钙镁磷肥、磷矿粉等,既可调节土壤酸度,又可供应钙镁元素;有盐渍化特征的碱土、盐土,尤其是滨海盐土,易施用磷石膏,钾肥宜选用硫酸钾。 二、针对植物营养特性选择肥料 按植物种类、品种不同对养分需求不同,同一植物品种不同生育期、不同产量水平对养分需求数量和比例不同;不同植物对养分种类有特殊反应;不同植物对养分吸收利用能力也有差异,选择化肥品种应根据作物营养特点来科学选择。据研究,铵态氮肥与硝态氮肥对蔬菜硝酸盐含量的影响没有显著差异。 一般蔬菜是喜硝态氮的作物,氮肥宜选用硝酸铵、硝酸钙等;鳞茎类蔬菜对硫的需要量较大,宜选用含硫较多的肥料,如过磷酸钙、硫酸镁、硫酸钾等;十字花科的蔬菜对硼的需要量较大,宜选用含硼较多的硼酸、硼砂等;鲜食性的瓜菜如西瓜、甜瓜以及茶叶等对氯毒害敏感,不宜选用氯化铵、氯化钾等含氯化肥;大白菜、番茄等易出现缺钙症状(干烧心、蒂腐病),宜用含有效钙较多的过磷酸钙和硝酸钙;水果、茶叶需要大量的有机肥。 三、针对作物生育期选择肥料 作物生长的不同时期对肥料的吸收不同,因此,需要针对不同的生长时期选择不同的肥料。 1 种肥选用中性高浓度的复合肥料,拌种肥一般选择专用性强的肥料; 2 基肥可选用低浓度肥料,也可选用高浓度复合肥料; 3 追肥多选用高浓度速效化肥如尿素、磷酸二铵,磷酸二氢钾等; 4 灌溉施肥及叶面喷肥时,要选用高浓度、易溶解、残渣少的肥料如尿素、硝酸铵、磷酸二氢钾及种类繁多的叶面肥等。 有机肥与化肥配合使用增施有机肥对发展可持续农业、无公害农产品生产更显重要。研究表明,有机肥与化肥配合使用,有利于土壤有机质更新,激发原有腐植质的活性,提高土壤阳离子的代换量,有利于提高土壤酶的活性,增加作物对养分的吸收性能、缓冲性能和作物的抗逆性能;有利于协调氮素均衡稳定、长效,提高氮、磷、钾肥利用率,缓解施肥比例失调状况;有利于改善农作物品质,提高蛋白质、氨基酸等营养成分含量,减少蔬菜、水果等中的硝酸盐、亚硝酸盐含量 四、选择合理的施肥方法 蔬菜中硝酸盐含量与蔬菜种类、品种、不同部位有关,又与施肥技术和环境条件有关。在育种方面,把低硝酸盐含量作为育种目标之一是有意义的;在施肥技术与环境条件方面,蔬菜中硝酸盐含量与土壤中氮的浓度和氮的种类等有密切关系,土壤中氮浓度越高,蔬菜中硝酸盐含量越高,尤其在后期。所以,施用氮肥宜早,且不宜过多。 五、发展专用、复合、特种肥 由于优质农产品对土质、肥料要求不同,更需要专用肥。例如,生产大蒜需要含硫较高的肥料,生产啤酒大麦需要减少氮肥的比例,生产500公斤水稻与900公斤水稻的配比不同。 另外,针对人体营养需要可生产特种肥。据中国科学院、卫生部、地质部和国家环保局调查,中国有22个省市的部分和大部分地区缺硒,影响2.5亿人的健康。有研究表明,施用含硒有机复合肥,可以提高食品硒的含量。在菜花上施用含硒有机复合肥,菜花中硒含量可达0.149mg/kg,是普通菜花含硒0.002mg/kg的75倍。 六、总结 中国现在化肥使用量达4200万吨,约占世界的30%左右,但当前化肥利用率只有35%左右,与世界45%左右的水平存在较大差距。因此,改善中国现存的肥料生产结构、改善施肥结构、改进施肥方式,合理使用化肥、提高化肥利用率尤为重要,特别是在当前石油危机的情况下显得更加迫切。 产品品质论文:如何合理施肥提高农产品品质 所谓合理施肥,就是针对植物营养特性、土壤特性、作物生育期需要选择肥料,坚持有机肥与无机肥相结合;坚持因土壤、因作物合理施肥,坚持缺素补素,平衡施肥;确定合理的轮作施肥制度,合理调配养分;采用合理的施肥技术,提高化肥利用率。 1 针对土壤特性选择肥料。中国南北土壤差异很大,南方地区的红壤、砖红壤、黄壤、黄棕壤、棕壤呈酸性或微酸性,磷肥宜用偏碱性的钙镁磷肥;北方土壤黑钙土、栗钙土、灰钙土、褐土等多呈碱性,磷肥宜用偏酸性的过磷酸钙;连续施肥多年的大棚、老菜田也逐步酸化,且钙镁缺乏,磷肥宜选用碱性钙镁磷肥、磷矿粉等,既可调节土壤酸度,又可供应钙镁元素;有盐渍化特征的碱土、盐土,尤其是滨海盐土,宜施用磷石膏,钾肥宜选用硫酸钾。 2 针对植物营养特性选择肥料。植物种类、品种不同对养分需求不同,同一植物品种不同生育期、不同产量水平对养分需求数量和比例不同;不同植物对养分种类有特殊反应;不同植物对养分吸收利用能力也有差异,选择化肥品种应根据作物营养特点来科学选择。据研究,铵态氮肥与硝态氮肥对蔬菜硝酸盐含量的影响没有显著差异。 一般蔬菜是喜硝态氮的作物,氮肥宜选用硝酸铵、硝酸钙等;鳞茎类蔬菜对硫的需要量较大,宜选用含硫较多的肥料,如过磷酸钙、硫酸镁、硫酸钾等;十字花科的蔬菜对硼的需要量较大,宜选用含硼较多的硼酸、硼砂等;鲜食性的瓜菜如西瓜、甜瓜以及茶叶等对氯毒害敏感,不宜选用氯化铵、氯化钾等含氯化肥;大白菜、番茄等易出现缺钙症状(干烧心、蒂腐病),宜用含有效钙较多的过磷酸钙和硝酸钙;水果、茶叶需要大量的有机肥。 3 针对作物生育期选择肥料。作物生长的不同时期对肥料的吸收不同,因此,需要针对不同的生长时期选择不同的肥料。种肥选用中性高浓度的复合肥料,拌种肥一般选择专用性强的肥料;基肥可选用低浓度肥料,也可选用高浓度复合肥料;追肥多选用高浓度速效化肥如尿素、磷酸二铵、磷酸二氢钾等;灌溉施肥及叶面喷肥时,要选用高浓度、易溶解、残渣少的肥料如尿素、硝酸铵、磷酸二氢钾及种类繁多的叶面肥等。 有机肥与化肥配合使用增施有机肥对发展可持续农业、无公害农产品生产更显重要。研究表明,有机肥与化肥配合使用,有利于土壤有机质更新,激发原有腐植质的活性,提高土壤阳离子的代换量,有利于提高土壤酶的活性,增加作物对养分的吸收性能、缓冲性能和作物的抗逆性能;有利于协调氮素均衡稳定、长效,提高氮、磷、钾肥利用率,缓解施肥比例失调状况;有利于改善农作物品质,提高蛋白质、氨基酸等营养成分含量,减少蔬菜、水果等中的硝酸盐、亚硝酸盐含量 4 选择合理的施肥方法。蔬菜中硝酸盐含量与蔬菜种类、品种、不同部位有关,又与施肥技术和环境条件有关。在育种方面,把低硝酸盐含量作为育种目标之一是有意义的;在施肥技术与环境条件方面,蔬菜中硝酸盐含量与土壤中氮的浓度和氮的种类等有密切关系,土壤中氮浓度越高,蔬菜中硝酸盐含量越高,尤其在后期。所以,施用氮肥宜早,且不宜过多。 5 使用专用、复合、特种肥。由于优质农产品对土质、肥料要求不同,更需要专用肥。例如,生产大蒜需要含硫较高的肥料,生产啤酒大麦需要减少氮肥的比例,生产500千克小麦与600千克小麦的配比不同。 果树施肥要进行叶色诊断,对症补充肥料。而且除氮、磷、钾肥外,还有各种钙、镁、硫肥,微量元素肥料、叶面肥等。肥料的专用化、复合化、多样化是世界肥料发展趋势。 另外,针对人体营养需要可生产特种肥。有研究表明,施用含硒有机复合肥,可以提高食品硒的含量。在菜花上施用含硒有机复合肥,菜花中硒含量可达0.149毫克/千克,是普通菜花含硒的75倍。 6 提高化肥使用效率。中国现在化肥使用量达4200万吨,约占世界的30%左右,但当前化肥利用率只有35%左右,与世界45%左右的水平存在较大差距。因此,改善现存的肥料生产结构、改善施肥结构、改进施肥方式,合理使用化肥、提高化肥利用率尤为重要,特别是在当前石油危机的情况下显得更加迫切。 051430 河北省栾城县农牧局土肥站 王书巧 产品品质论文:罗伯特:力魔关注品牌价值更重视产品品质 德国力魔(LIQUI MOLY)公司成立于1960年,一直以其先进的研发技术,在车辆添加剂、润滑油及汽车养护方面强占欧洲市场,自2006年进入中国市场以来,以其产品的品质和服务获得了广大用户的好评。2013年7月,南京东沛国际贸易集团有限公司成为德国力魔机油、汽车养护、汽车美容全系列产品的中国区总。2013年12月11日,记者在Automechanlka Shanqhai展会期间专访了力魔中国区项目开发经理罗伯特。 罗伯特认为,中国的市场比较大,在世界上占有重要的位置而且具有很多特点。一个从国外进来的品牌不可能完全按照西方的方式在中国做事,来到中国肯定要进行政策和做法上的调整,但同时也要保持品质,在中国力魔的产品与德国完全一致,但需要按照中国方式来销售,这是一件难事。2006年至今力魔的销售业绩每年增长了至少20%。力魔产品的应用从高端车普及到中低端车,逐步发展市场。 据罗伯特介绍,力魔产品分为机油、添加剂、汽车美容及修理厂产品,主打产品是机油和添加剂,最大的竞争优势就是品质技术。很多汽车大品牌均来自德国,在德国大公司研发新车时不用普通机油,而是需要有针对性的机油。所以力魔所有的机油是按照汽车厂家的要求来做的。力魔的机油有很品种,分别专用一个车型,所以对专业的车型是非常好用的,可以延长汽车使用寿命、保护发动机等。 力魔的机油具有非常长的换油周期、中国大部分的车是保5000km,但在德国可以保30000km。力魔非常重视服务,安排培训师为东沛及维修企业做培训。车主需要意识到好的保养可以保持车的价值。罗伯特表示,2014年力魔将扩大宣传,销售渠道除了4S店,最近还增加了修理厂的渠道,建立独立修理厂和力魔品牌形象店,形象店现有50家左右,2014年至少增加100家,主要负责更换机油和快速保养。 产品品质论文:水产品品质快速检测研究进展 摘要:本文通过对传统检测方法和指标的适用性和局限性分析,介绍了用于水产品品质快速检测的几种不同方法,包括图像分析、电特性和电阻抗特性测量以及用于水产品品质检测的三种类型生物传感器进行分析和总结。 关键词:水产品、快速检测、品质、传感器 1 概述 中国水产品总产量占世界水产品总产量的比重逐年上升。水产品生产、消费和进出口贸易得到快速发展,国内外市场对水产品的质量与安全提出了更高的要求[1]。新鲜水产品肌肉中水分含量高、组织脆弱、不饱和脂肪酸易氧化及可溶性蛋白质含量高,比一般的动物组织更容易腐败不易贮藏。 鲜度变化是反映水产品品质变化的一个重要方面,在捕捞、收购、贮运、加工和销售过程中常常需要对水产品的质量进行评价。如何通过合理的保鲜手段使得水产品保持较高的新鲜度是一个必须解决的难题;另一方面,使用正确的检测技术对水产品在保藏过程中的品质变化进行测定亦是极其重要的。水产品品质和鲜度的检测存在步骤繁琐、所需时间长、指标不统一等问题,若能通过分析鱼类死后生理、生化的变化,物理学、化学等指标的角度研究水产品鲜度品质的变化,从而实现水产品物流过程中鲜度的快速检测和动态预报。 2 水产品品质快速评价方法 2.1 图像分析 图像分析技术是利用不同波长的单色光照射样品,通过CCD(a charge coupled deviced 电荷耦合元件)镜头获取样品图像,对水产品外表及表面进行高速度的在线图像采集,通过对获得图像的进一步计算,消除背景和环境干扰,得到水产品的各项信息,包括变形、瘀伤、出血点等进行快速无损快速检测,可以直观反映水产品原料在养殖、捕捞等过程中对其品质的影响[2]。2003年Kroger对鲜鱼和鱼片外观进行图像分析检测,经CCD扫描获得图像,测定图像每个点周围微结构的相似度,通过测定鲜鱼表皮粘度浊度,以及冰冻鱼片表面的肌肉纤维粗糙度来确定鱼肉品质。 2.2 电特性和电阻抗特性参数测量 用于鱼肉鲜度检测的电特性参数主要有电导率、电容、电阻抗等。 电导率是指电解质溶液中离子在电场作用下,产生迁移而形成的导电能力,溶液的导电能力与溶液中的离子浓度呈正比[3]。Jason, A.C[4]等研究发现鱼死后,在自溶阶段,鱼肉的电容和通过鱼体的电流均会发生变化,分别测量流经鱼体的交流电或鱼肉电容大小来判定鱼肉的鲜度。电阻抗特性的测量是借助置于生物体表的电极系统向检测对象送入微小的交流激励电流或电压信号检测相应的电阻抗及其变化情况[5]。故生物阻抗模型可应用于鱼肉阻抗特性的鲜度研究。 2.5 生物传感器在水产品品质评价的运用 生物传感器由分子识别元件和信号转换器组成,分子识别元件由生物活性物质构成,直接和待检测物质接触,具有分子识别能力以及放大反应信号。信号转换器属于电化学或光学检测元件,它可以将生物识别事件转换为可检测的信号[6]。生物传感器法具有体积小、灵敏度高、检测步骤简单、快速、可现场检测等优点,是近年来水产品品质快速检测的热点。 2.5.1 ATP降解产物传感器 水产品的鲜度主要取决于ATP各种分解产物的含量。ATP按以下顺序分解ATP(三磷酸腺苷)ADP(二磷酸腺苷)AMP(一磷酸腺苷)IMP(肌苷酸)INO(肌苷)HX(次黄嘌呤)UA(尿酸)[7]。将HX作为鱼肉鲜度的测定指标是不充分的,因为它的浓度取决于鱼的种类、鱼死前的状况和鱼肉的部位。目前已报道的水产品鲜度传感器大多是通过酶的生化方法测定Ki或H值。这些代谢物发生酶的反应如下:[8-9] 林丽[10]等运用多壁碳纳米管、黄嘌呤氧化酶和Nafion一次修饰在玻碳电极表面,制成了一种新型的HX生物传感器,该传感器响应快速、灵敏度高,对HX有着良好的催化氧化性能。Carsol[11]和Park In-Seon[12]等学者又建立一种酶反应器系统,将NT、NP和XO固定在经戊二醛活化的壳聚糖微孔小珠上,装在聚丙烯反应管,两端用尼龙布封闭,连接氧电极、接收器和记录仪,从而建立了多酶反应器系统,测定结果和液相色谱法测定结果间有较好的相关性。 2.5.2 挥发性物质传感器 鱼肉质量发生变化时,其散发气味中挥发性化合物的组成及成分浓度也会发生变化,这些变化和鱼的新鲜程度相关。鱼肉组织降解产生的挥发性化合物有低级醇、羰、酯、二甲胺、硫化氰、甲基硫醇、二甲基乙硫醚等。在电子鼻的检测中,是将样品放在密闭的容器中,传感器对样品顶空的挥发性化合物产生响应,这种响应通常由电导率或电流等参数来衡量,最后进入数据处理系统进行特征参数的提取,获得鱼体质量状况的信息。用于电子鼻仪器的传感器主要有石英微平衡器、金属氧化物半导体传感器等[13]。 Daffsson[14]等采用M0S传感器检测了冷冻贮藏的黑线鳕和鳕鱼的鲜度。他们发现随着鱼体挥发性化合物浓度增人,传感器的响应呈线性变化,并且能够及时地检测到鱼的早期腐败。Schweizer-Berberich[15]等用8个电流传感器检测了冷藏蹲鱼的气味变化,发现传感器的响应随贮藏时间而变化,并且与气体成分中的胺类和硫化物之间存在很好的相关性。 2.5.3 微生物传感器 微生物传感器又称BOD(生物需氧)传感器,由溶氧传感器和微生物膜组成。酵母或腐败细菌固定在膜上,贴在BOD传感器表面的透气膜上。当BOD传感器浸入含有有机物的样品液中时,渗到膜上的有机物被酵母或腐败细菌细胞吸收。该过程需消耗O2,从而引起传感器输出电流下降。微生物膜上消耗的O2与样品液中的有机物浓度成比例,样品液中的有机物浓度可通过BOD传感器测定。Watanabe,E等就用微生物传感器和常规K值测定进行比较,分别测定了冰中贮存两周以上的鱼肉鲜度,发现两种方法测定的数值间有较好的相关性[16]。 3 展望 水产品品质评价发展方向是将使用快速测量技术的不同标准方法结合起来对各种原料的鲜度进行评价以建立数学模型,预测未知品种的鲜度或剩余货架期。据悉,美国专家已在研制一种可检测食品鲜度的“Flesh-Check”指示片,该指示片可置于包装食品中,涂有对温度敏感的聚合物,人们可根据指示片颜色判断食品新鲜与否。在不远的将来,人们能够运用各种模型和传感方法进行水产品品质评价和预测,甚至提供在线的品质评价。 产品品质论文:粉垄可自然性提高农产品品质 韦本辉和他的研究团队在研究中,提出的“粉垄栽培方法”,突破了千年“犁耙”耕种模式,实现合理利用耕作层及耕层以下土壤资源和天然降水,作物根系特别发达,促使作物大幅度提高单产和改善品质。 粉垄栽培方法在中国南方地区广西,已在水稻、甘蔗、木薯等12种作物应用,增产率达10%~30%;在北方地区的辽宁、河北等地试种玉米等表现良好,干旱地区的甘肃省定西县试种马铃薯增产率达35.4%,宁夏回族自治区在荒漠上首次试种准山药亩产达3477公斤;中部地区的湖南试种木薯、淮山药效果表现良好。 在广西玉林市福绵区粉垄栽培的稻谷,农业部稻米及制品质量监督检验测试中心提供的检验报告显示,其整精米率、蛋白质分别达50.9%、10.2%,比同一块田同一品种同一施肥管理条件的常规种植的稻谷分别增加了15.94%、14.61%,粉垄栽培的整精米率、蛋白质单项质量判定均为一等,常规种植的则均为三等。 粉垄给作物产增品好的奥秘 粉垄栽培方法,是韦本辉和他的研究团队,从他们在研究土壤疏松类型比土壤板结和表皮结膜两种类型增产15%以上得到启发,并从农艺和农机相结合上进行研究,2010年初正式提出并申报国家发明专利。 粉垄对作物增产和提高产品质量的奥秘,韦本辉认为,主要是由于耕地松土量和速效性养分增加及种植带下有U型储水槽(事实上形成了耕地天然水库),实现了作物对土壤、水分、光能等自然资源的最大化合理利用,是自然资源增量利用产生的效应;同时,土壤环境改善和充分利用天然降水,促进作物根系发达和以根系为主导的“根”本理论的作物栽培新理念的有效施行。在此条件下,作物在整个生长发育期间,可以稳定地、持续地吸纳土壤中各种矿物质元素,尤其是吸纳了传统耕作方式未能打破犁底层的土壤养分和未被旋磨激活释放的土壤中的矿物质元素,作物健康协调的生长,光合效率可提高10%以上,特别是生长后劲足、抗早衰,从而使得产量增加和品质改善。 绿色,健康的栽培方法之所以能将品质和品位提高,是由于经粉垄后的土壤各种矿物质养分通过粉垄机钻头旋磨激活释放被作物吸收利用,加上光合作用的优势而获得的,是非人为因素促成的,因此是―种天然性的、绿色的、有机的,对人体健康的。 韦本辉率团曾在2011年1月到台湾考察,他认为台湾精细农业先进,粉垄可能让台湾的农产品品位更是锦上添花。 产品品质论文:微生物农业对提高农产品品质及改善农业生态环境的影响探析 摘要:近年来,随着经济和科技的不断进步,使得我国农民所能利用的耕地面积在不断的减少。面对这样的情况,相关的工业、农业部门开始进行深入的探讨和研究,为了利用有限的土地资源创造出更多的财富,各种各样的化肥相继问世,以此促进经济作物的快速生长。但同时化肥的使用带来了很多问题,如:农产品质量得不到保障、严重影响农业生态环境等,通过大量的试验研究证明微生物农业在农业中发挥着重要作用,要加大微生物农业的推广力度,以提高农产品品质及改善农业生态环境。 关键词:微生物;农产品品质;农业生态环境 近几年来,面对我国农业生物资源的利用情况和我国农业发展情况,我国相关部门开始意识到微生物农业的重要性。从宏观上看,微生物农业属于一种工业型的农业,其主要通过微生物资源产业化实现的。微生物农业的广泛推广,不仅有利于提高我国的农产品品质,而且还有利于实现农业的可持续发展。 1.微生物农业的含义 微生物农业也被称为白色农业。这种农业是一种工业化的农业,微生物农业的形成主要以蛋白质工程、细胞工程、酶工程为基础,并在此基础之上通过使用各种高科技开发手段,对微生物资源进行开发和利用,这一过程就是微生物农业过程。微生物农业可以将微生物资源进行优化配置,就微生物本身而言,其具有超强的繁殖生产能力,并通过工厂化处理,能够生产出人类及动植物所需要的营养品和保健品。微生物农业属于一种新型农业。微生物农业的发展系数较大,其属于高增值农业。 2.发展微生物农业有利于提高农产品品质 通过对农业生产的实际情况进行调查和研究,我国大部分农业生产中需要投入大量的农药、化肥,这虽然提高了农作物的产量,但是无法保证农产品的安全。 在农作物生长的过程中,一定会遇到病虫害问题,如果通过农药进行防治病虫害,将不利于农作物的安全生产。生物防治病虫害是一项较新的技术,其具有很多优势,如:没有污染、没有公害、等。目前我国应用微生物进行病虫害防治的效果较好,其值得广泛的推广,其不仅能够有效的防治病虫害,而且还有利于提高作物产品的品质。 微生物还可以混配在化肥、微量元素、有机饲料中,从而形成了微生物复混生物肥料。微生物复混生物肥料不仅能够增加土壤的肥力,而且还能够为作物的生长提供充足的营养元素,从而使植物根际的微生物环境得到很好的改善。微生物肥料在植物生长过程中发挥着重要的作用,有利于植物对养分的吸收,进而促进植物生长,提高了植物抗病虫的能力。 3.发展微生物农业有利于改善农业生态环境 二十一世纪面临的最严峻的问题就是生态环境保护问题。微生物农业的发展前景比较客观。在实际的微生物农业生产过程中,能够将有机废物变废为宝,可以间接的促进生态环境的保护。在微生物农业中,微生物生态环境保护剂具有重要的作用,其可以将空气中的毒气及水、土壤中的有害物质清除干净,微生物农业是一项全新的产业,其具有较大的开发和利用价值。 在农业粮食生产过程中,农药和化肥对粮食的产量产生了很大的作用,同时也严重的破坏了农业生态环境。在不同程度上对水体、土壤、大气造成了污染和破坏。针对这样的严峻形势,为了能够促进我国农业长期稳定持续发展,我国相关部门已经发现了生物农药、生物肥料的重要性。微生物农业的大力推广和发展,不仅能够增加农作物的产量,而且还能提高农作物产品品质。微生物农业可以保证农作物的安全,有效的提高动、植物资源的利用率,进一步改善和保护生态环境。 4.微生物农业提高农产品品质及改善农业生态环境的实例 4.1简要介绍紫云英根瘤菌菌剂 紫云英是豆科黄芪属一年生草本植物,又称红花草,是重要的绿肥,饲料兼用作物。紫云英不仅能给土壤增加大量的新鲜有机质,还可以改善土壤理化性状,协调水、肥、气、热状况,提高土壤生产性能。因此,种植绿肥是一项必需的用地养地措施。紫云英固氮能力强,氮素利用效率也高,株体腐解时对土壤氮素的激发量很大,在我国南方农田生态系统中维持农田氮循环有着重要的意义。 高效的紫云英根瘤菌菌剂在提高紫云英产量方面具有重要作用。高效优质的紫云英根瘤菌菌剂,一方面在紫云英播种后能提高紫云英的产量,另外还能在土壤中形成多种有利菌株共生的良好根际生态环境,对水稻化肥利用率起到重要的效果。 4.2高效紫云英根瘤菌在选育时应注意的问题 紫云英根瘤菌的初筛:将粗筛出来的紫云英根瘤菌进行回接紫云英试验(水培法或沙培法)进行初筛,从播后结瘤时间、根瘤数、根瘤大小、根瘤颜色、植株含氮量和植株长势等指标筛选效果好的紫云英根瘤菌;紫云英根瘤菌的诱变育种:利用紫外诱变等生物诱变技术来选育出固氮效果更好、抗逆性更强的紫云英根瘤菌菌种。 4.3发酵生产工艺的研究 优培养基的筛选:利用摇瓶发酵、20L、200L自控发酵罐发酵,利用旋转组学设计和计算机技术筛选各功能菌种生长所需的氮源、碳源、矿质营养、添加剂和诱导剂营养配方,确定促进菌体生长的营养成分和最佳复合培养基配方。 高效吸附载体及其灭菌技术研究:通过考察菌种在不同灭菌条件(巴氏灭菌法,高压湿热灭菌法和γ-射线灭菌法)下的不同载体(褐煤,草炭,蛭石和珍珠岩)的存活时限以及载体中所含有的成分,将对菌体保存和对土壤的增肥及微生态作用等综合因素,确定载体最佳灭菌方法和最佳载体。 4.4应用技术研究 通过盆栽、小区和大田试验,检测紫云英根瘤菌产品的应用效果和稳定性,研究制剂不同剂型、浓度、用量、施用时间、施用方法以及环境因子对使用效果的影响,再反馈信息进一步研究和调整发酵生产工艺技术,生产出高效、持效的生物有机肥料产品。 5.如何运用微生物提高农产品品质及改善农业生态环境 5.1合理帅选菌株和应用联合菌群。 在深入了解有关微生物特性的基础上,采用新的技术手段,根据用途把几种所用菌种进行恰当、巧妙组合,使其某种或几种性能从原有水平再提高一步,使复合或联合菌群发挥互惠、协同、共生等作用,排除相互拮抗的发生。 5.2改善生产条件和生产工艺。 发酵条件、工艺流程、合适的载体、剂型、粘着剂的发展,尤其是在产品保质期方面需要开展深入的研究。 5.3应用价值较高的微生物产品 有机物料腐熟剂(或称发酵剂)、根瘤菌剂、生物修复剂(微生物区系、解毒、重茬等)、促生菌剂,生物有机肥等。其中根瘤菌剂作为微生物肥料中的一类重要品种,目前存在的根瘤菌剂产品质量不稳定、使用菌种的有效性低、接种后在种子上存活时间短、结瘤效果差、产品保质期短等问题未很好的解决。因此,这方面需要国家加大投入,开展相关的研究,加快新产品的开发与应用。由于接种根瘤菌剂还能有效降低和减轻豆科作物重茬的病害,根瘤菌剂在我国具有十分良好的应用前景。 6.结束语 农业在国民经济中起着重要的作用,同时也带动了其他行业的发展。但在农业实际发展中存在着严重的问题,例如:在农作物的生长中大量的使用化学农药是必不可少的,农药可以杀灭农作物在生产中的害虫和病菌,但不能保证农产品的安全,也使农业的生态环境遭到了破坏,严重影响了农产品品质和生态环境。通过对这样问题的研究,表明微生物农业将有利于提高农产品品质及改善农业生态环境,值得进一步的推广。 产品品质论文:提高产品品质、创造管理亮点某项目工程精细化管理控制探微 摘要:本文简述了某项目的工程管控的措施和亮点,今后,笔者将在项目管理中不断探索研究新的管理方法,不断加强和提高工程的精细化管理手段,提升产品品质,通过良好的工程管控手段为业主提供更加优质的产品! 关键词:建筑产品;精细化管理 1.工程概况 某项目位于南京南站的东南角,周边商业配套齐全,九都荟共有两期开发,总用地面积约为12万平方米,总建筑面积约为42万平方米,拥有沿街商铺,从拿地到开盘17个月,首次开盘,市民争先抢购,产品受到市场热捧,销售火爆。 2.质量管控措施 项目质量管控措施,主要包括:(1)质量管理可视化:每栋楼安全通道两侧张贴楼栋信息牌、质量可视化表、进度可视化表及安全巡更记录,质量按照实测实量要求按集团要求悬挂于楼栋通道处,充分显示出不同施工阶段各道工序指标的检查情况,数据更新务必及时。(2)工程实测实量可视化:现场施工必须严格执行三检制度,每道工序均要现场验收,每道工序均拍照留有映像资料,不经验收合格,不得进行下道工序施工。尤其是隐蔽部位,需监理验收并拍照留档,做可视化验收记录,严格控制现场工序质量。(3)落实工程“四化管理”:主体阶段设置砂浆、预制构件、模板、钢筋的集中加工区,装修阶段设置瓷砖、木工、防水材料及腻子集中加工区,进行“四化”管理,做到加工和安装分离,有效的进行了质量控制,确保了产品品质。(4)进行工序穿插施工:包括门框先行和主体未封顶之前,精装修单位进场穿插施工,主体结构分段验收,做好装修与土建穿插施工,总工期可以有效提升10%以上。(5)引入工程施工样板: 现场设置样板展示区,对砌筑、粉刷、防水、屋面等重要的工序进行展示,待主体施工阶段,在楼栋做实体样板间:土建样板、精装修样板、交付样板间。另还须做景观和外立面的工艺样板。工艺、工法样板先行,及时发现并解决问题,不把问题带到后期大规模工作开展当中。(6)深化图纸和制作户型手册:为精细化施工管理,现场编制每个户型的户型手册,内容有:定位放线图、墙体砌筑图、粉刷图、水电定位图、天花吊顶图、地坪竖向标高、瓷砖排版图等,为现场集中加工和移交提供依据,确保同户型同部位尺寸一致。 3.安全文明施工管控措施 项目安全文明施工管控措施主要包括:(1)统一安全文明施工策划:人车分流,场地布置清晰,包括外架 统一标语、出入口统一标语、安全施工统一标语等。(2)落实安全分色管理及安全文明标准化施工:可视化评估施工安全系数,确保施工安全。(3)制定安全巡更制度:施工现场每天专职小组安全巡查,发现安全隐患,登记公告并及时整改。(4)执行楼栋值长管理制度:执行楼栋值长制度,值长负责制,现场各个主要分包管理人员担当每栋楼的值长,值长负责协助总包单位管理人员管理本栋楼的安全文明落实工作。(5)现场进行人车分流管理:现场道路采用人车分流制,规范化管理,保障工人安全和施工道路通畅。(6)采用太阳能灯和引入雨水收集系统:为了积极响应国家节能减排的号召,合理利用能源、节约资源,项目不断引进新技术,在现场先后采用了太阳能灯和雨水收集系统。(7)现场晨会制度:每日早晨总包召集现场的主要管理人员、班组长及分包管理人员,在安全公示牌下面集中,对今天的施工内容、安全危险源及注意事项进行布置。 4.项目新工艺亮点 项目新工艺亮点主要包括:(1)PC工业化:九项目部通过对日式管理经验的学习培训以及对前期成功项目PC工程经验的借鉴和总结,进一步提升了项目对PC工业化技术的应用和管理,于2014年11月开始,在F-4、E-4、G-2 楼栋上采用PC全周期施工,前期做好产品定位研究,其中F-4、E-4两栋为柱、梁、墙、楼梯为全PC预制构件,楼板为叠合板,做绿色建筑。(2)铝木复合木板体系:为提高工程质量,提升实测成绩,项目研究并样板展示铝木复合木板体系,于2014年7月开始,在D-7、A-2以及EFG地块部分楼栋主体施工阶段开始采用此体系,铝模板砼成型质量非常好,实测成绩高,周转60次成本摊销和木模板持平。(3)免抹灰(薄抹灰)工艺:为减少空鼓、开裂,保证粉刷质量,在不改变墙体材料的基础上,采用石膏砂浆进行5-8mm的薄抹灰,已经现场制作圣戈班、普拉德等品牌材料的样板,进行对比研究后,随即在项目后续施工中推广。(4)精装修穿插及无尘化加工:精装修单位提前进场做门套先行施工,主体分批次验收。精装修单位提前进行单工种流水穿插施工,建立设置集中加工厂,瓷砖、木工、腻子、吊顶材料、防水材料,均集中加工加工安装分离,提高加工精度,缩短总工期,提升产品品质。(5)景观先行:做好景观图深化设计,对景观图纸和室外综合管网提前叠图,景观围墙和综合管网先行,在地库全部封顶、底层脚手架拆除后实施。 此外,项目也在做一些新工艺、工法的研究,例如高精度楼地面原浆收光找平、预制窗台板、保温反打工艺研究等,也分别取得了一些进展。 以上简述了某项目的工程管控的措施和亮点,在项目管理中将不断探索研究新的管理方法,不断加强和提高工程的精细化管理手段,提升产品品质,通过良好的工程管控手段为业主提供更加优质的产品,回馈社会! 产品品质论文:肉类产品品质:何种市场营销策略可以创造肉品附加值? 摘 要:保证肉类产品的质量,是整个肉类产业链的一个重要任务。保证肉品质量对于食品生产和销售企业来说是应尽的义务,而对于消费者来说是应得的利益。过去发生的各种食品安全危机,质疑的不仅仅是产品内在和外在品质的保障途经,还包括产业链中产品或市场参与者的决策。从动物育种到产品加工、零售到消费及消费者在各方面的产品品质要求上都表达了新的期望。当今,市场营销在产业链保障产品品质方面发挥了重要作用。本文将着重介绍肉类产业的市场营销和商业运作。 关键词:品质;肉产品;食品安全危机;品质和原产地认证;推销 自从1996年食品安全危机以来,肉类品质成为真正意义上的一项挑战。无论是对于生产和销售企业,还是对消费者来说,品质保障不仅是理所当然的标准,也是增加产品附加值的战略主旨。各种品质和原产地认证标识是对消费者最好的品质和来源保证。Momont[1]认为,这些认证标识具有多重意义,如天然、可靠且具有很强的象征意义。实际上,品质认证这个环节消除了消费者的疑虑外,它们还成为了品质、特性、原产地和精湛加工技术的代名词。法国消费者愿意为信得过的产品支付更高的价格[2]。然而,最近一段时期以来大量出现的认证标识对于销售行业和消费者来说却很难轻易辨别[3]。 山区特产、乡村特产、本地特产等各种特色标识和自行标榜的其他品质保证标识在市场上显得名目繁多,且常常没有清楚的解释。 那么,品质保证是如何成为关键问题的呢?消费者对肉类品质的认识到底是怎样的?他们的真正要求和需求是什么?最后,销售策略在这个问题上可以起到什么作用? 1 肉类产品品质概念的演变和政策规范 20年来,人们对肉类品质的认知经历了巨大的变化。其中食品安全危机的出现是一项重要的推动因素(表1)。其实,从90年代以来,农业和食品业不断受到食品安全危机的冲击,特别是肉类产业中动物,如牛(如疯牛病)和禽类(如二恶英、禽流感等)。这些危机使得消费者对商品质量的不信任感增加[4],从而影响生产企业的运转。Ben?tre等[5]将食品安全危机(1996年在罗马举办的世界食品峰会)和食品的内在品质造成的危机归纳为“理智型”或“粗暴型”两类[6]。 40多年来的食品丑闻和危机,促使欧盟制定了93/43CE食品卫生条例,主张采用危害分析与关键控制点(hazard analysis and critical control point,HACCP)方法“识别食品卫生的关键因素,建立且严格遵守安全规程并及时更新”。最近的大范围肉品掺假(如2006年鱼肉和2013年马肉掺假)事件曝光以后,欧盟重新修订并简化了原来的食品安全条例,并于2013年5月公布和在2016年实施。该条例加强了食品卫生规范,尤其要求增加突击检查和加重处罚以防造假行为的内容。欧盟委员会(2014年7月,第六轮谈判)已讨论签订跨大西洋贸易与投资伙伴关系协定(Trans-Pacific Partnership,TTIP),旨在解除贸易束缚,并提高了肉产品的品质要求。市场和消费者对于伦理、环境和食品卫生的诉求,都将是争论的重点和关键挑战。 对照新法规的内容可以明显发现,公共机构和业界对食品的品质明显重视了(如卫生、微生物、原材料等)。法国消费者已经不能再容忍任何食品卫生问题,这些规定旨在重塑消费者对肉类消费的信心。 那么,品质的定义具体是什么?根据ISO 9000∶2000 标准,品质是指“一个产品、一套工艺或一项服务可以满足外在或内在需求的所有特质”。从营销上来说,品质是“一个物质、一项服务、一个品牌或一个企业,被客观或主观所公认的特性和价值”[7]。 然而,食品的品质在不同国家和地区的定义有所不同。欧洲消费者越来越注重品质和原产地认证标识如“原产地认证称号”、“原产地保护称号”、“产区保护标识”“红色标签”等。在法国,品质通常是通过符合法律法规标准的形式展现出来了。而美国的情况就完全不同,品质认证标识被视为一种非关税贸易壁垒,因此无法建立相似的品质保障体系。品质通常被诠释为对工业流程的遵守和无毒无残留。品质的概念缩小到了技术层面,且最终以企业的声望来代表,公共部门的介入也就没有必要[8]。 同样,生鲜乳、奶酪是欧洲传统和技术的标识,而在美国这完全不符合卫生标准。另外,欧洲支持对转基因产品在标签中强制标注,而美国则反对。这个分歧体现出食品品质概念上的分歧。在美国允许使用激素类产品饲养肉牛以加快其生长速度,这一事实也展现出食品品质的有关法规要求完全不同。 一些消费者对最新的科研结果有时表示质疑甚至抵制。他们要求加强食品卫生和品质规范以及监督措施。因此,提高品质是所有食品工业的必由之路。唯有提高品质才可以重树消费者信心。尽管一系列新法规已经或即将生效,消费者对于提高品质的诉求一刻也未停止。除此之外,他们还表达了对食品产业各领域更多了解的诉求。 2 消费者对肉类品质的认识、态度和要求 食品问题一直以来都是法国人重点关心的问题。随着经济的发展,人们的进食已经不再仅是满足生理和享受的需要,它还有其他层面的需要。例如,在家畜饲料中添加亚麻籽可以生产出对人体健康有益的ω-3脂肪酸;含胶原蛋白的酸乳可以减少成年人的皱纹;用芦荟制作的饮料可以改善皮肤状况;含类胡萝卜素的甜点可以使皮肤变成古铜色等。 尽管这些例子都通过产品形象或用途提升了食品的原有价值,但食品的相对价值还是降低了。1991年以来,居民用于食品消费的支出不断降低,而住房和交通用支出不断增长。1960年法国每个家庭平均支出的60%为满足饮食需要,如今这项支出只剩下13.5%了,饮食已不再是法国人生活的第一大支出(表2)。 2010年,法国居民肉类消费支出占食品消费支出总额的比重最高(达21%,表3)。每人每年肉类消费总量为90kg(这个数据在20年前是100 kg,表4)。 消费者对未加工产品的需求量在下降,而对加工产品(如便利食品和打包食品)的需求量(也包括对配套服务的需求)在升高。除此之外,他们也追求食品的品质和安全。无论是对养殖企业还是加工企业来说,产品的品质、可靠性和便利性都是必不可少的要求。然而,品质既取决于产品的客观特质,也取决于消费者的主观喜好。尽管后者不易得知,但了解消费者的满意度确实至关重要。它取决于产品的形象(如品牌和品牌形象)以及配套的售后服务。这些条件都是组成食品附加值的要件。 多项研究显示,肉类产业希望在销售环节更有效地满足消费者对品质的要求[10]。然而,在从前被认为是例行或习惯(锁定唯一品牌)行为的肉产品购买,在食品危机发生之后已经发生了改变,如考虑其他产品、或者减少甚至放弃对该肉产品的消费,但这又陷入了新的困境,如对产品的来源、价格和加工方式等必须重新审视[11]。 这个消费行为的改变会影响其购买标准,其中除了品质、风味或口感等内在特点外,又加入了产品来源、畜牧养殖模式和品质认证标识等外在的指标(表5)。 如今的食品品质特征除了营养价值、感官品质和卫生之外,还加入了道德规范(如环保和动物福利)和文化价值(如地域、传统文化等)[8]。这些新的品质概念涉及食品的生产条件,对特殊认证标识起促进作用(如原产地认证称号等)。这些认证标识使生产者和产地都获得了更多的附加值,但也增加了对生产过程中品质保障和可追溯性的要求。 食品品质对于消费者来说成为了理所当然的选择标准。相应地,肉类产业(特别是占70%销售量的大型销售企业)的战略主旨,很自然地集中到了大宗消费产品的价格上(图1)。目前,消费者对食品卫生的关注度很高,他们对食品生产过程的信息有更多的了解。关于原材料的来源、加工方式等信息,都成为了销售是否成功的要件。消费者认为,提供食品来源和畜牧养殖模式等信息是理所当然的。他们难以理解,为什么家畜可以在法国养殖,肉类加工却要送到国外,最后成品又卖回法国。国家跨行业组织主导的一系列措施,如法国原产地标识、法国猪肉标识等,旨在尽力满足消费者对品质、来源和可靠性的要求(表6)。消费者要求清楚的食品来源、工艺和卫生信息,而种类繁多的品质标识或原产地认证标识,又使得消费者难以辨认出他们需要的重要信息。因此,要尽量简化和集中这些品质认证标识。例如,水产行业就推出了统一的“法国馆”标识。 3 市场营销与产品形象 长期以来,市场营销在肉类产业链中都只是作为一个选项而非必要环节。而如今,营销与品质的结合成为了肉类产业的现实要求。营销具体是指什么?营销的定义是“选择和吸引市场、发展并维持顾客群,交付并传递价值的科学和艺术”[13]。它的作用是通过品牌策略、品牌形象和销售服务带来附加值,并且及时调整以满足消费者需求。尽管如此,购买欲望和购买行为有时并不一致。本文研究发现,在食品货架区决定购买的人群比例为53%。而以光顾货物的人群为100%时,只有23%购买者会注意到品牌,其中16%的购买者会取下货物观察,15%会决定购买,5%会购买该品牌的多样货物(图2)。 研究发现,在11 000 个参考产品中,购买者只注意到500 个,能记住的也只有50个。这是由于购买者在中等超市(面积400~2 500 m2)的购物时间平均为25 min,在大型超市的购物时间58 min。购买物品中1/3为生活基本用品,其余为冲动购买、享乐性购买和深思熟虑后购买。购买甜食平均花的时间为59 s,购买咸食时间为56 s,而液态产品为49 s。如果再看看购买常用品的时间,其数据更惊人:1 kg牛乳为10 s,面包为10 s,巧克力为30 s,鹅肝为59 s,而肉产品是90 s[14]。 如何向购买者传达产品以及加工品质信息呢?大部分肉品是在大型超市销售,也就是说这个“无声销售”要靠购买者自己来寻找满足其要求的内在和外在品质标准。而货架的陈列并不总是按消费者需求来安排,且品质标识的种类繁多(正式标识、集体标识或以销售品牌私设的标识)。另外,以销售量至上的低价策略,也会在一定程度上干扰消费者的选择。 现在的顾客已经不再沿用传统的推销模式决定购买货物了。既然已经知道他们通常都会提前准备购物(如47%的购物者准备购物清单),就要尽量采用适宜的、能影响他们购买决定的销售策略。因此出现了一系列促销方案:成套销售、即时折扣、加量不加价、赠送购物券、会员卡优惠等等。尽管这些促销方式在一定程度上发挥了作用,但不能忽视消费者在寻求便利、价格合理、简单便于选择但又不失多样化的产品(表7)。 现今消费者对肉产品的动物种类非常“忠诚”:36%的消费者在断货时选择延期购买,42%选择同种动物不同切块部位。确定动物种类后,切块部位便成为第二重要的标准,决定因素为颜色和包装情况[15]。对消费者的购买行为的研究至关重要,此时不能把消费者单纯看待成“购买东西的人”,因此需要引入“范畴管理”的概念,即购买者站在消费的角度定义其对产品的要求。“购物者营销”并非是一个革命性的方法,而是更加完善、更贴近购买者需求的促销手段。为了更好地满足购买者需求,销售企业和加工业确定了5 个重要环节: 1)类别;2)顾客;3)购买路线;4)量化的需求单元;5)购买欲望。 新的“营销”策略更加注重在消费瞬间通过统一形式和类别来促销。使用交易人数与交易量(people incidence transaction amount,PITA)方法,可以更好地满足购买路线和消费需求(图3)。 这个方法在对顾客浏览频率、购买品牌、年购买量以及分类别购买频率分析的基础上建立。新的促销手段(如即时折扣、买一赠一、加量不加价等)则用于吸引顾客的注意。 这个方法能更好地分析购买者在商店的购买行为,研究发现:70%的品牌是在商店内选择的,68%的购买决定并无事先规划,5%是同一品牌的忠实顾客,47%受销售地点的促销广告影响。 以上结果表明,购物者展示的是一个“即时处境行为”即购买行为同时受需求标准和购物环境的影响。 除此之外,购买者与货架的距离也是重要影响因素。营销中通常利用“5-3-1”原则来优化产品包装。这个原则主要考虑了消费者与货架距离对包装的视觉感知情况的影响。表8举例说明了不同距离时消费者对产品包装的感知情况。 今天的肉类产业应该配合零售商的需求来供货,要推陈出新,要建立起生产者与消费者的联系,并提升对购买行为的理解。大型零售商期待可以自行发展产品分类的供应商。所以,肉类工业要自行了解消费者对各种类产品的需求情况,以更好地为产品定位并丰富产品种类。然而,这个营销手段的推行并非轻而易举,因为大中型超市本身也通过加工半成品来推出一部分肉类产品。现有的肉类品牌已经“树立”,要建立新的品牌着实不易。如Charal、Socopa、Valtéro、 Le Gaulois 和 Loué 集团等。这些品牌已经根据消费需求改善了销售策略,提高了产品的外在品质(如包装、便利性等)。 最近推出的肉类新切块命名就是针对消费用途的一种改进。法国经济部下属的消费、竞争和打假管理处于2014年12月开始颁布实施的《牛肉、犊牛肉和羊肉新切块命名法》将激活肉类供应市场,促使提高产品的实用性和便利性,更真切地满足消费需求。但这还不够,肉类产业的营销潜力还有待进一步开发。 当前,营销的成功在于针对消费者需求的一整套措施:1)对货架色彩的戏剧化布置(如装饰、新品促销活动、季节主题促销等);2)优化产品种类划分、烹饪模式、量化和质化促销;3)优化不同种类肉产品在不同消费场所的用途、感官和营养价值;4)标注各切块的烹饪方法建议,同时提供切块部位的信息。 4 结 语 畜牧产品,特别是肉类的品质,透过消费者的信心来体现。它本身并不具附加值,但可通过品牌、标识、形象和实用性来回应消费者的需求。今天仍有47%的购买者在光顾销售点后放弃购买[16]。要使购买意图成为购买行为,就要通过以下几方面改善销售点:1)标清产品分类;2)标明切块部位及其烹饪方法建议;3)了解购物者的真实需求;4)分析购买者的购物路线。 当今肉类产业没有成功的捷径,唯有提高生产透明度、可靠性和生产技能。除此之外,还要让消费者明白并理解肉类产业的角色。众多的品质标识使消费者感到困惑,但它们却是使消费者放心的唯一途径。优化供货分类、戏剧化布置和创新促销策略,是满足顾客和食品工业需求的有效辅助手段。 (翻译:黄亚宇,审校:霍云龙、李艳玲、孟庆翔)
畜牧论文:基于WSN的畜牧养殖智能监控系统研究 摘要:针对畜牧养殖监控技术手段存在的缺陷,提出一种应用于畜牧养殖场的智能监控的无线传感器网络,实现实时、全面的监控家畜的生长环境,提高养殖场的自动化、信息化。 关键词:无线传感器网络 网络结构 传感器节点 智能监控 引言 近年来,畜禽各类流行性疫病(禽流感、猪链球菌病、猪高温病等)不断暴发和传播,给畜禽养殖带来了灾难性的打击。许多专家认为,畜禽疫病的暴发和传播与畜禽养殖环境的不断恶化关系密切。畜禽舍环境质量的优劣直接影响着畜禽健康和产品品质的提升,如冬天畜禽需要保温,畜禽舍内通风不畅,二氧化碳、氨气、二氧化硫等有害气体含量超标,空气中尘埃、飞沫及气溶胶浓度增加,温、湿度等环境指标超标,这些均会导致畜禽产生各种应激反应及免疫力降低并引发各种疾病。因而有专家提出,畜禽养殖环境的控制是有效防控重大疫病传播和流行的先决条件。 目前中国的畜禽舍采用密闭方式饲养的同时,也采用了纵向通风、夏季湿帘降温等一系列先进环境控制技术,为畜禽舍的环境调控提供了物质保障。但从管理的角度看,在畜禽舍的环境控制上多数控制系统必须由饲养管理人员手动操作或机电式操作,自动化水平低,难以适应现代化管理的要求。畜禽舍环境指标的监测主要采用手工测定,如畜禽舍内氨气浓度的测定,常采用负压空气机采集定量空气,然后将空气压入水中,用盐酸中和,依据盐酸消耗量推导空气中氨气浓度,该过程繁琐费力、误差大、时效性差。 1、无线传感器网络 无线传感器网络综合了嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等,能够协同地实时监测、感知和采集网络覆盖区域中各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理,处理后的信息通过无线方式发送,并以自组多跳的网络方式传送给观察者。无线传感器网络在军事、农业、环境监测、医疗卫生、工业、智能交通、建筑物监测、空间探索等领域有着广阔的应用前景和巨大的应用价值。 使用无线传感器网络进行信息采集有3个显著的优势: (1)无线传感器网络节点数量大、分布密度高,每个节点可以检测到局部环境的详细信息并汇总到基站。因此,传感器网络具有数据采集量大、精度高的特点。无线传感器的节点本身具有一定的计算能力和存储能力,可以根据物理环境的变化进行较为复杂的监控,传感器节点还具有无线通信能力,可以在节点间进行协同监控。 (2) 无线传感器网络节点的部署采用非人工、随机方式实施。无线传感器网络系统可以通过一套合适的通信协议保证网络在无人干预的情况下自动组网、自动运行。在节点失效等问题出现的情况下,系统能自动调整,实现无人值守。 (3) 无线传感器网络具有低功耗、节能、成本低、无线、自组织等特征,非常适合用于农业信息采集。 2、基于WSN的畜牧养殖智能监控系统设计 2.1 系统分析 本监控系统主要是对养殖场进行实时监控,按照现代化科学的养殖技术精确控制养殖场的各项环境指标,对养殖场出现的异常情况进行早期的预警。在养殖场分布着多个气体、温度、光强等传感器节点,这些传感器节点可以自组织的构成一个无线传感器网络,每个节点将采集到的信息通过该网络传送到总控制器。总控制器对当前的水质信息进行处理,然后给出相关的控制信息,该控制信息再通过无线传感器网络送到相应的控制节点上,实现对养殖场的控制;同时,总控制器提供远程通信功能,可以将当前状态或异常情况通过网络发送到远程的智能终端上,远程智能终端能够对总控制器进行指挥操作。 2.2 网络结构 无线传感器网络体系结构通常包括传感器节点、汇聚节点、外部网络和用户界面。大量传感器节点随机部署在感知区域内部或附近,能够通过自组织方式构成网络。传感器节点将采集到的数据沿着其他传感器节点逐跳进行传输,在传输过程中所采集的数据可能被多个节点处理,经过多跳路由后到汇聚节点,再由汇聚节点通过外部网络把数据传送到处理中心进行集中处理。 每一个室内的传感器节点,执行器终端组成一个独立的监控区域,再将各个区域的汇聚节点组成一个网络并通过网关与控制器相连接组成该智能监控网络结构。 2.3.1 传感器节点 传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块组成根据所监测项目的不同应用需求,可以外扩不同的传感器如光、温度、湿度、光照、NH4和SO2浓度等。 2.3.2 接入网关 接入网关sink应具有无线收发和接入通信网络的能力。如图示,设计的sink使用的32位ARM9芯片作为系统控制核心,采用嵌入式Linux实时操作系统,支持10/100M以太网接口,而且增加了必要的数据采集和处理部分。 2.4 系统软件设计 基于无线传感器网络的监测系统主要由数据采集系统和无线控制系统组成。其中,数据采集系统使用无线传感器节点采集环境信息,并无线自组网,把数据传输到汇聚节点;汇聚节点把数据融合后的数据信息发送到控制器;同时,汇聚节点接收来自控制器的指令,再向传感器节点转发该指令。控制器集中管理无线传感器网络,具有数据存储与查询、网络拓扑结构显示、网络状态监控以及实时查询等功能,并以表格形式显示数据结果。 3、结语 本文建立了一个养殖场无线传感器智能监控网络。无线传感器网络应用于养殖场能够很好地解决布线困难和难以实现检测区域完全覆盖的问题,采用高性能、低功耗的元器件,具有成本低廉、响应速度快、通信稳定可靠、操作便利等优点。 畜牧论文:多媒体技术在畜牧兽医专业教学中的应用 摘要:应用多媒体技术对于提高教学质量和效率有着重要的作用。运用多媒体技术使畜牧兽医专业教学获得更好的教学效果,对于培养学生的学习能力、取得更大的收益。 关键词: 高职院校畜牧兽医多媒体教学 随着信息技术在教育领域中的发展,“多媒体教学模式”被广泛应用到现代教育的各个方面。现代教育理论的提出是我国素质教育前瞻性改革的创举,同时也是现代教育向社会化和实用化发展的强有力保证。将多媒体教学应用到畜牧兽医学专业也是畜牧业发展的一次创新和进步。畜牧兽医专业的种种教学特点决定了其“教学信息化”的必要性及重要性,将“多媒体教学模式”引进此专业教学中,利用多媒体教学软件开展教学会带来许多科技优势,以及对提高教学效果具有促进作用。 一、畜牧兽医专业的教学特点与“教学信息化”的必要性 传统的教学方式老师尽量用生动形象的语言对本专业所涉及的教学内容进行描述,或者用图片和简易模型道具等来提高学生的感官认知性,如动物疾病的病理变化、青贮饲料加工过程、鸡的人工授精等知识点,但效果都不是很理想,无法做到教学生动,更难以让学生记忆深刻从而掌握专业技术要点。这一弊端在学生毕业后的工作中凸显出来,许多学生在工作初期无法很快投入到工作第一线,无法真正将学到的理论知识迅速应用到实践中,甚至造成一些用人单位对高职院校培养出来的高素质人才质量产生质疑。而多媒体教学可以使教学内容形象、直观、生动。 畜牧兽医专业进行教学实习、实训时,门类品种庞杂、投入巨大、运行成本高,这是各高职院校面临的主要问题之一,即使是最简单的教学实验也面临实验动物和器材等高昂教学成本的问题:微生物学研究具有微观性、传染性,临床兽医学研究方向具有高风险性等,这些特殊的实践教学难点难以使学生观察到真实的现场、复杂的工艺过程,而多媒体教学可以通过网络共享视频,实时互动地轻松解决这一问题。 二、图文并茂,增加教学直观性 畜牧兽医课程不同于文化基础课,它要使学生建立起一个立体的动态的生物概念,但目前很多课本内容僵化,特别是一些图片资料不能充分说明问题,致使学生形成了片面的理解,而现代的多媒体技术可使呆板的课本知识生动起来。例如我们在讲“家兔的品种和习性”一节内容时,教师可以先在网上查阅不同品种的家兔图片资料,把能说明问题有代表性的图片粘贴下来,组成一系列不同品种的图片资料,在课堂上给学生展示,让学生自己说出它们的体貌特征,特别是让学生自己分析和比较,得出不同品种家兔的体貌差异,这样通过学生自己分析和观察得出的结论就很容易被学生接受,这部分知识掌握起来就容易的多。在讲解家兔的习性时,可播放一段教学短片,展示家兔的几个生活习性,让学生从感官上认识,这样就可以大大提高学生的学习效率,实现教学过程从难到易的转变。 二、信息广泛,拓宽专业知识面 畜牧兽医课程与其它的专业课程也有着较大的区别,其原因在于畜牧行业每天都在发生着变化,新的养殖技术、疾病以及产品都在不断的发展,特别是疾病知识方面经常出现新的疫病,同时人们也在不断探索对付新型疫病的办法和手段,因此只靠课本上对疫病的描述和防治是远远不够的。利用多媒体教学手段可以弥补书本上的不足,多媒体技术可以随时采集信息服务教学。比如在讲“禽流感”一节内容时,我们可以从报纸、杂志、广播、电视、网络等各种媒体上采集信息,及时了解国内外禽流感发生发展和蔓延的趋势,掌握其发病规律、发病机理和发病特征,并且掌握防治措施。这些知识是课本上没有的,但这些知识对教学工作是相当有利的,可以使学生及时了解某些疾病发展的动态,激发学生的学习热情,因此,利用多媒体技术所得到的信息来源之广、信息量之大是其它的资料不可比拟的,也为拓宽学生的专业知识面起到了很大的作用。 三、结合实际,增强探索求知欲 在教学过程中,教师不但把基础知识和技能传授给学生,还要将新出现科技知识介绍给学生。学生在课堂上学习知识的时间毕竟是有限的,教师可以在每节课的最后五分钟利用多媒体手段介绍畜牧兽医行业发生的问题和解决的办法,以提高学生的专业水平。比如近年来通过致病病毒和细菌的更新换代,不断出现新型微生物和高致病性微生物,导致各种家畜的传染病频发。从2003年牛羊猪的口蹄疫到2005年的鸡鸭禽流感,从2006年的猪蓝耳病到目前牛布氏杆菌病,无不使畜牧业一次次遭受重创。很多疾病的发病机理和防治措施我们不是十分清楚,在课堂上我们可以把这些问题和研究动态展示给学生,给学生创造一个想像空间,让他们带着问题去学习新知识,不断增强探索新知识的欲望,以提高学生的专业技能和专业素质。 四、言简意赅,提高学生专业技能 多媒体技术还应用于实验、实习、实训过程中,由于某些技能知识需要靠专业教师和实习指导教师做演示实验才能完成,这就从某种意义上说强调了演示试验的规范性,而一些专业音像资料可以代替教师完成,使学生获取技能知识。再有,学生提高技能需要一个从书本知识向实际操作的过渡,有些学生理论知识掌握的较好,一旦接触实践就表现的很茫然。目前比较规范和标准的音像资料大量存在,教师可根据学生应掌握的技能知识有选择地找出具有代表性的资料,在学生实习实训前利用多媒体进行播放,使学生在头脑中有个比较完善的认知,学生再进行操作时就避免了盲目性。比如在讲“鸡传染性喉支气管炎”一节内容时,需要学生掌握疫苗点眼技能,教师可以先利用多媒体播放疫苗点眼技术操作规程,对学生强调技能要领,再让学生实际操作,这样就可以使学生很快的掌握这部分内容,从而达到提高学生专业技能的目的。 总之,在职业教育教学过程中,特别是畜牧兽医专业的教学工作,多媒体技术起到了不可替代的作用,多媒体课件可以较好地突破教学难点,提高课堂效率,教师可通过多媒体课件创设诱思情境,展示相关知识背景,引导学生独立地探索和发现、相互讨论和研究,激发学生的创造性思维,经过长期潜移默化,提高学生发现问题、解决问题的能力。学生的认知水平总是由低到高,对客观事物的认识也总是由感性到理性,由具体到抽象。因此,多媒体课件的应用创造了有利条件,可以提高学生的思维水平,培养其探究意识和创造性思维。作为专业教师应深入教学一线,掌握畜牧兽医行业动态,了解新的科技知识,通过多媒体技术传播新知识新内容,培养出更多的畜牧科技人才。 畜牧论文:高职畜牧兽医专业教学体系的构建与实践 摘要:为了使高职院校培养出来的学生更好的适应企业生产一线对"高技能应用型"人才的需要,高职院校在办学过程中.必需强调实践教学。因此构建高职畜牧兽医专业实践教学体系是高职农林畜牧院校教学的需要,是提高人才培养质量的需要。 关键词:高职院校 畜牧兽医 实践教学体系 构建与实践 1、构建高职畜牧兽医专业实践教学体系的意义 1.1是高职教育对人才培养目标的需要 高职高专与其它类型学校本质的区别主要在于培养出“高技能型人才”,因此高职院校在培养人才的设计上,对培养的人才规格要找准的定位,与其它教育相比,要突出自已的优势。要培养出“高技能型人才”,就必需要强化实践教学。因此构建高职畜牧兽医专业实践教学体系是高职农林畜牧院校教学的需要,是提高人才培养质量的需要。 1.2是行业、企业对高职毕业生人才规格的需要 近年来随着我国经济快速的发展,我国畜牧业也保持着良好发展的势头。在我区,原来许多小型的鸡场、猪场、牛场,现也发展成了具有几十万甚至上百万的种鸡场、千头种猪场与千头奶牛场。在这些大规模的养殖企业中,有着大量的就业缺口。但现企业对人才的需求,已不象以前小规模的家庭式养殖,简单局限于“会做”就行,现大型养殖场更多需要的是具有熟练的操作技能、能参与及有效组织、管理一线生产的高技能型人才。因此,加快畜牧兽医专业高级技能人才的培养,为区域经济的服务成了我们农业职业教师的历史使命。构建畜牧兽医实践教学体系,按行业岗位能力去强化实践技能操作,确保人才培养质量,也是顺应行业、企业对高职畜牧兽医专业人才规格的需要。 2、构建畜牧兽医专业实践教学体系的关键问题 2.1明确实践教学体系的内涵 实践教学体系的构建应根据区域经济的特点,以服务区域经济,培养高素质、高技能应用型人才为原则。根据我区畜牧业主要以猪、禽、牛三大块为主的特点,畜牧兽医专业实践教学体系的内容应包括课堂实验、养牛生产实习、养猪生产实习、养禽生产实习、顶岗实习、毕业论文设计、参观调查、(猪、鸡、牛)方向技术强化班、试验研究等环节。实践教学各内容的实施顺序、时间应与教学计划相衔接,合理有序地安排各实践教学环节。 2.2确立实践教学在整个教学过程中的地位 实践教学应是整个教学过程的“重头戏”,实践性教学要改变过分依附于理论教学的状况。在教学计划中,实践性教学学时所占的比例要超过40%,甚至在达到50%左右。并且实践教学考核的成绩要按一定的比例计入课程考核成绩的总评中,或单列作一门课程,作为学生能否毕业的必需条件,以确保实践教学不只是流于形式。 3、构建高职畜牧兽医专业实践教学体系的思路与方案 3.1根据行业岗位的需要制定教学计划与实训大纲教学计划是开展实践教学的依据,而实训大纲则是开展技能训练的依据。 3.1.1教学计划与实训大纲制定的原则 在制定教学计划与实训大纲过程中,我们广泛深入企业进行调研,对职业岗位需求进行调查,确认岗位所需求的相关学科知识体系及技能结构,理论以“必须”、“够用”为原则,着重根据畜牧兽医岗位对知识结构和能力结构的要求,以岗位能力应用为主线,以技能为单元。基础课强调应用性,专业课突出实用性,打破传统的学科体系,将基础课与专业课内容进行融合,按照工作过程系统化的理念进行课程设置,设置好课程的内容和实训环节,力求做到教学与生产实现零距离对接。 3.1.2教学计划的制定 教学计划的制定,就是要解决畜牧兽医专业应开设哪些专业基础课,开设哪些专业课,每门课的教学内容有哪些,应开设哪些实验项目,应达到什么效果,学时数是多少,对必需的专业技能,要达到什么效果,怎样进行考核等等。在教学计划的的制订中,要构建有相对独立的实践性教学体系,突出实践教学的地位。 3.2建设一支技术过硬的“双师型”教师队伍 这里所指的“双师型”教师,不单是有“双师”的资格证书,更重要的是在生产实践、专业技能操作等方面更要有过硬的技术。“双师型”教师队伍建设是构建实践教学体系的基础。没有一支优秀的教师队伍,就不可能培养出高技能型人才。俗话说“名师出高徒”,要培养较强动手能力的应用型人才,对教师的业务要求更高,尤其是专业课教师不单要有足够的专业理论知识,而且要有丰富的实际工作经验和很强的实践动手能力。在师资队伍建设上,应通过“专、兼、聘”结合,采取“走出去,请进来”的办法来解决。所谓“走出去”,就是学校出台激励政策,鼓励教师进修学习,提高学历、学位、学识,同时鼓励教师到企业挂职锻炼,顶岗锻炼等。“请进来”就是通过吸收行业技术人才到学校任教,或聘用兼职教师、引进客座教授等方式,打造一支技术过硬的教学教师队伍。 3.3 建立配套完善的实习、实训基地 俗话说:“巧妇难为无米之炊”,实验实训基地的建设是构建实践教学体系的物质基础。要提高学生的动手操作能力,必需要依托于实验室、实训基地这个演练平台。为此,学院积极打造优质的校内外实训基地。首先是校内实训基地的建设,我们配套有各专业技能训练的实训场所、仪器与设备设施等,如我们有动物营养、病理药理、解剖、兽医等方面先进的化验、检测仪器设备,同时还有牛生产、猪生产、禽生产的饲养实战演练基地,完全可以满足学生校内课堂的实训操作演练。我校畜牧兽医实训室还获得了区优质实训基地的称号。其次是校外实习基地的建设,我们与区内外多家大型的养鸡场、养猪场、养牛场奶签订了生产实习协议,为学生的校外实习提供了很好的平台。校外实训基地主要是安排学生的生产实习、毕业实习、顶岗实习等。 校内外优质的实训基地为畜牧兽医实践技能体系提供了有效的保障,为培养畜牧兽医高技能人才提供了良好的平台。 4、实践教学体系实施过程中注意问题 在建立了较为完整的实践教学体系后,只有把实践教学体系真正贯穿于整个教学过程中,并落到实处,才能培养出畜牧兽医专业高技能应用型的人才。为此,必需注意以下二个问题:一是考核必需要严格执行,不准走过场、流于形式。二是教学过程中必需认真贯彻教学大纲,执行教学计划,在保证实践教学的同时,不能忽视理论知识的学习。离开了理论知识的技撑,实践教学就会显行很空洞的,没有一定的理论知识,学生的后劲就会不足,今后的发展就没有空间。我校多年来一直坚持贯切培养“高技能应用型人才”的目标,在办学的过程中,加大了实践教学的份量,实践教学时数与理论教学时数在1:1以上,通过采取“工学结合”、“校企合作”等教学模式,为我区乃至区外培养出了一批又一批畜牧兽医高技能型人才,这些学生就业的岗位遍及区内外许多大型养殖场。如奶牛养殖方面,区内有名的几个大型奶牛养殖场中,场里的技术骨干80%以上都是我校毕业生,他们在企业中担任技术骨干、技术主管、甚至副厂长、厂长、总经理助理、总经理等重要岗位的工作,他们基础理论扎实,动手能力强,踏实肯干,能吃苦耐劳,深受企业好评。目前我校畜牧兽医专业的学生处于供不应求的局面。 畜牧论文:农业\畜牧业和农副加工产业利用外资情况分析 摘要:按行业性质对陕西省利用外资情况进行分析具有重要意义,农业、畜牧业和农副产品加工业是基础行业,关乎居民的日常生活,对于外资流入农业、畜牧业和农副产品加工业的状况分析和实际设立相关外商投资企业分析对陕西省调整吸引外资战略和方向具有指导意义。对外商直接投资有选择性地引入,重点引导外资投入农产品的深加工、高科技含量、新品种等领域,同时有关政府和农业部门要制定切实可行的利用外资利用规划和发展计划。 关键词:陕西省 农业 畜牧业 农副产品加工业 实际利用外资 一、利用外资整体情况及特点 截止2010年10月,我国共设立农业、畜牧业和农副产品加工业外商投资企业8232家,实际利用外资额160.25亿美元,占外资流入额的1.63%。我国农业、畜牧业和农副产品加工业利用外资额不论从总量上还是增长速度上都有大幅增长。 从近年来数据看我们发现有以下几方面的特点: (一) 外资额呈显著上升趋势 从数据看,外国投资者对农业2010年1月至10月实际利用外资8.14亿万美元,同比增长79%;对农副食品加工业2010年1月至10月实际利用外资15.79亿万美元,同比增长63%;对畜牧业2010年1月至10月实际利用外资2.28亿万美元,同比减少2%。这表明外资大规模的流入农业和农副食品加工业,势必对三产业的产量和价格造成一定程度的影响。 (二)投资领域日趋多样化 三个产业占外资流入的比重保持平稳但占比较低。农业、畜牧业、农副食品加工业占比分别围绕0.68%、0.25%、1.33%小幅浮动,基本保持平稳态势。 2009年累计三个产业实际利用外资额分别为4.54亿美元、2.32亿美元、9.69亿美元;2010年1月-10月累计实际利用外资额分别为8.14亿美元、2.28亿美元和15.79亿美元。 畜牧业利用外资额基本保持平稳,但农副产品加工业增幅巨大,外资由过去单一的投资于农业在向多领域发展,农业技术研发、农业生物制品生产、农产品品种改良等高风险、高技术含量和高附加值的项目投资也在增加。 (三)投资区域不平衡且主要分布在沿海地区 从相关数据统计看,农副产品业实际利用外资总额以沿海省份为主,占比前三位的省、市分局分别为江苏省、上海市、广东省。 二、主要价格指数情况分析 (一)居民消费价格指数增速平缓 2009年10月-2010年10月居民消费价格总指数呈上升趋势,但环比增长幅度不大。食品、粮食、肉禽及其制品、蛋、水产品、鲜菜和鲜果的增长幅度都比较平稳,并没有因为外资的大量流入而急速增长。 (二)外资对居民消费价格指数影响有限 CPI上涨最直接的后果是居民生活成本增加,在水、电、油气等价格上涨的过程中,会带动下游产品连锁涨价。物价全方位上涨,工资收入却停滞不前,两种矛盾的生存现实挤压着民众的生存空间。 三、外资加速进入我国农业市场的影响 弥补国内资金不足,促进农产品加工业发展,提高农业产业化经营水平。截止2010年10月外方对农业、畜牧业、农副产品加工业累计实际出资160.25亿美元。外资进入农业领域弥补了国内资金不足,引进了国外先进技术设备、优良品种和先进管理经验,改善了农业的生产条件,推动了农业产业化经营。 四、影响价格指数上涨的原因分析 (一)成本推动:物价上涨主要是成本推动的:劳动用工成本提高、国际原材料价格上涨等。农产品价格上涨,主要原因是农产品成本提高。 (二)国内资金流动性过剩:中国货币过多,过多的货币加大通胀压力,催生资产泡沫。过剩的流动性,可能在产品领域进行投机,像前一阵子出现的炒作大蒜和绿豆。要管理好通胀预期,就要严防投机在粮食、棉花等重要农产品领域发生,要减少农产品的中间流通环节,实现农业的产业化。抑制物价过快上涨,要运用货币政策和财政政策进行调控,可以考虑保持货币流动性的适度和均衡。 (三)滞后效应 从货币发行变动到物价反应,一般有6-9个月的滞后效应。在短期时间内,CPI回落的可能不大,持续高位也在意料之中。从国际国内情况分析,未来中国物价走势也不容乐观,如果控制不好,可能发生恶性通胀。 五、我国利用外资的建议 (一)加强政策指引,区别对待不同性质的外资 对外商直接投资的引进由注重的数量转为注重外商直接投资的质量,对外商直接投资要有选择性地引入。加强政府的宏观调控和引导,重点引导外资投入农产品的深加工、高科技含量、新品种等领域,同时有关政府和农业部门要制定切实可行的利用外资利用规划和发展计划。 (二)拓宽农业利用外资的渠道和方式 农业利用外资的渠道包括:外商直接投资、外国贷款和援助以及国际组织如世界银行、联合国粮农组织等的贷款和援助。对一些农业综合开发、创汇农业项目,特别是高科技含量、高附加值的项目,积极采用融资租赁、合作开发、项目融资、境外上市、跨国并购等方式。 畜牧论文:有关乡镇畜牧兽医队伍建设的研究 摘要:作者针对乡镇畜牧兽医队伍的建设做了一些理论和实践的探讨,包括乡镇兽医存在的问题,并对加强乡镇兽医队伍的策略提出了建议。 关键词:乡镇 畜牧兽医队伍 随着社会主义经济体制的不断发展和完善,我国乡镇畜牧兽医队伍也得到了进一步的发展,但是由于乡镇地方偏远、人才匮乏等原因,导致我国乡镇畜牧兽医队伍并不完善,也并不稳定,存在着很多亟需解决的问题,例如:工作人员缺乏工作积极性,兽医队伍没有一个完整的监督管理体制等等,但是这些都不是主要问题,最主要的问题是乡镇兽医队伍人员过少,必须要解决,而且迫在眉睫。 1、乡镇兽医存在的问题 1.1技术水平落后 现在的乡镇兽医大多数都是年龄结构偏大,专业知识不高,大都是不是自学成才就是子承父业,而且基本上都是凭借传统的经验行医,根本没有接受过系统的专业的培训和学习,整体专业素质普遍不高,而对于养殖户遇到的新问题,这些乡镇兽医们仅凭借他们的有限经验已经不能满足现代的需求。随着畜禽养殖新技术的不断推广,养殖业也发生了较大的变化,养殖方式由传统向现代化转变,逐步提高了科技含量。现代动物疫情日益复杂化,对兽医也提出了更高的要求,而在这种背景下,乡镇兽医的处境就变得非常危险,逐渐被淘汰。 1.2经济收入水平下降 乡镇兽医的经济收入水平由于农村传统散养户牲畜存栏量的减少而受到了影响。首先,随着乡镇生活水平的越来越高,传统的靠养殖生活的时代已经过去,再加之近些年物资的价格一路飙升,靠养殖的话根本挣不了多少钱,从而使得绝大多数的农民放弃了养殖业:其次,随着科学技术在农村中的广泛应用,农民种田也逐渐实现了机械化,传统的牲畜耕种模式逐渐被机械化模式所替代,这样一来,农民生活中所需的牲畜的地方也就越来越少,因此,这也是牲畜减少的一个原因:再次,乡镇实行禁牧政策,导致放牧牲畜的地方有限,如果全都靠在家进行饲养的话,就会加大饲料、人力、物力的投入,并且这样饲养的牲畜还不爱上膘,因此,产生的经济效益也不高,导致农民饲养牲畜的积极性大大降低。没有牲畜,无论兽医的技术有多高,都没有施展的机会,也就导致经济收入水平明显下降。 1.3不良竞争 乡镇兽医的生存空间受到了畜牧兽医经营性服务的市场化运作的挤压,而由于地域和交通的限制,乡镇兽医要扩展服务领域也是有一定的难度。而往往在这种情况下,乡镇兽医为了拉拢生意就会想出各种优惠措施,例如,上门服务、竞相压低药价、赊欠药费等,这样导致乡村兽医一年下来确实很忙,欠条一大堆,甚至有些账根本要不回来,成为坏账。另外,还有一些人为了减少成本,将目标锁定在价格便宜的假药、次药上,造成兽医行业的混乱局面和不良竞争出现。 1.4无经济保障 目前乡镇兽医没有纳入财政供养体系,是自收自支性质,工资、养老保险、医疗保险等都没有保障,绝大部分乡镇兽医都没有足够的资金缴纳养老保险和医疗保险,将来的养老问题成了他们目前较为担心的事情。 2、加强乡镇兽医队伍的策略 随着科学技术的不断发展和创新,人类面临了又一个新的难题,那就是资源地不断短缺和环境地不断恶化,而且市场竞争力也越来越加剧,在社会主义新农村建设的大前提下,畜牧业的发展变得尤为困难,亟需新技术和人力的支持,因此,加强乡镇畜牧兽医队伍的建设是势在必行的。 2.1营造和谐的工作氛围 工作环境的好坏是决定工作人员工作积极性强弱的有效凭证,一个和谐、积极向上的工作氛围可以激发员工的积极性,和谐氛围的营造取决于工作环境和人际关系是否协调,如果员工在工作的过程中体验到“家”的感觉,就会有归属感,做起事情来也会事半功倍,对于投身畜牧兽医队伍的决心也会大大增加,更加有利于携手并进,完成共同的工作目标。 2.2加大人才培养 工作人员的增加有利于提高兽医队伍的服务水平,建立一个高素质、高技能、高服务的畜牧兽医队伍,是乡镇保证畜牧兽医可持续发展的关键,人才到什么时候都是第一生产力,乡镇兽医队伍自然也是离不开人才的参加的,因此,将强化人才作为增加畜牧兽医队伍的基本政策是完全可行的,优化队伍的整体水平,不断的对兽医人员进行技术方面的培训,同时不断积极探索乡镇内有名的兽医专家、能人异士,为畜牧兽医队伍的加大不断的提供可能性,逐步提升畜牧兽医队伍的整体素质和能力。 2.3建立一系列有效的管理制度 (1)持证行医。根据本人申请由县级动物卫生监督机构对符合条件的人员进行审查,审查合格后,经过畜牧兽医行政主管部门审批,然后按照程序办理乡镇兽医《动物诊疗许可证》,对动物诊疗的类型和活动范围进行核定,然后把相关的工作制度制定出来。(2)协会管理,加强培训。以县为单位建立兽医协会,各乡镇成立分会,入会成员必须保证是吸收取得《动物诊疗许可证》的乡镇兽医,兽医协会的管理依据行业自律的方式来进行。县兽医协会要定期派一部分的人对乡村兽医们进行业务员培训,提高他们的专业素质,让他们能够及时地掌握新的专业知识,从而提高对新发病和疑难病症的诊断治疗能力。(3)公布联系方式。对于取得《动物诊疗许可证》的乡镇兽医的联系方式向公众公布,由于农村很难做到每家都会上网,因此,这种方式是最直接的让群众的信息畅通,这些工作主要由诊疗活动范围内的乡镇畜牧兽医站来完成。(4)履行防疫义务。动物防疫义务主要包括动物疫病的预防、控制、抑制和疫情报告等,乡镇兽医必须依法履行这些义务,在治疗动物疾病用药时必须开处方。(5)实施诚信监督。在每个乡镇兽医中建立“诚信监督卡”,这主要由乡镇畜牧兽医站来进行,监督记载乡镇兽医在开展诊疗活动中的工作实绩和工作态度,将此作为考核职业道德以及重新办证审核的重要依据。 2.4对畜牧兽医队伍进行分流 所谓的将畜牧兽医队伍分流是指将那些通过考核,评定为优秀兽医员工的身份划分到乡镇农业技术服务中心,隶属于事业单位,将其他没有经过考核的员工作为服务性人员参加服务性工作,明确其在兽医队伍中的职责和义务,提高兽医队伍的工作积极性。 3、结论 乡镇兽医是我国农村养殖业最基层的技术力量,但是随着农村现代化的发展,乡镇兽医只有不断提升自己,才能在竞争如此激烈的环境下生存下来。 畜牧论文:全力推动高效生态型畜牧业 天然草原是我国的最大生态绿色屏障,草原畜牧业是边疆牧民群众赖以生存的主要生产活动。然而随着牧区人口的增长,掠夺式头数畜牧业的发展,严重破坏了草原生态平衡,草原日趋沙化退化,连年的干旱和沙尘暴的侵袭使本来已经十分脆弱草原畜牧业雪上加霜。 就在大家都为今后的草原畜牧业发展担忧之际,从内蒙古自治区的四子王旗传来一个令人振奋的消息,这就是该旗在旗委书记肖万寿的多措并举下,经过七年的艰苦探索和科技攻关,一举突破了“肉羊季节发情、肉羊繁殖率低下、肉羊生长速度慢、肉羊品质低、牧区肉羊舍饲、羔羊早期断乳、羔羊百日龄内出栏”等多项技术难点,确立了以安全(抗灾能力强)、生态(合理利用草场、确保恢复草原生态)、优质(瘦肉率高、肉品质优)、高效(产肉性能高、生产周期短、饲料报酬率高)为特点的“四子王旗草原高效生态肉羊养殖模式即杜蒙肉羊生产模式”。杜蒙肉羊生产模式的产生,为四子王草原的畜牧业的发展带来了具有划时代的革命,从此也让内蒙古草原的畜牧业发展实现了一个质的飞跃。 位于内蒙古自治区中北部的四子王旗,是自治区33个纯牧业旗县之一,也是全区19个少数民族边境旗县(市)之一,属于国家级贫困旗,边境线长104公里。全旗总面积25513平方公里,全旗总人口21.4万人,境内居住着蒙、汉、回、满等11个民族,少数民族人口2万人,其中蒙古族人口1.8万人,全旗拥有天然草场3214万亩,牲畜饲养量250万头(只),其中85%是羊,年出栏100多万头(只)。 长期以来,广大牧民以靠天养畜自然放牧为主,特别是“草畜双承包责任制”实行以后,畜牧业得到空前大发展。牲畜头数增多,超载过牧直接导致天然草场的沙化退化,草原生态环境逐年恶化。尤其是近几年来,四子王旗多灾并发,旱灾、风灾、雪灾、虫灾、鼠害频繁发生,危害程度不断加剧,本已脆弱的草原畜牧业更是雪上加霜。逐渐形成了“草原人口增加牲畜数量增加草场过牧草原生态环境日趋恶化草原灾害不断、程度加重抗灾能力明显减弱越牧越穷”的恶性循环格局,使历史延续下来的粗放经营的草原畜牧业已经走到了尽头。 草地生产力的严重下降,由此产生的牧区因灾致贫现象十分突出。据2002年自治区草普调查,四子王旗退化草场面积为2900万亩,占草场总面积的96.8%,草本植物由过去的224种减少到目前的180余种,亩均产鲜草量由80年代的56.85公斤减少到目前的25公斤,个别地方已经失去了人畜生存的条件。虽然,国家近年来加强对草原保护和建设,并投入了一定的资金,取得了一定的成绩,但是传统的畜牧业生产方式一时难以改变,以数量型为主的畜牧业仍占主导地位,特别是牧区在实施草畜平衡制度后,单位面积草场内饲养牲畜头数的减少,直接导致牧民收入下降,生态安全和牧民增收存在较大的矛盾。按现在情况基本是:人均50只羊以下“贫困户”,50只羊以上“温饱户”,100只羊“维持户”,150只羊以上“富裕户”,但其分类的户数、养殖规模、效益、人均经济收入极不稳定。 以四子王旗牧区一个典型的中上等的按传统方式经营的牧户为例,在平年来说,6000亩草场,养殖400只羊,其中30%--40%为山羊,年均成活羔羊320只并当年出售,只均售价为320元,收入为10.24万元;加上1万元的羊绒收入,总收入为11.24万元。但其饲养生产成本就需7万元。扣除成本年纯盈利仅为4.24万元,存栏母羊只均纯收入106.0元。实际上,这样的牧户一年辛辛苦苦,扣除教育成本、生活成本所得收入所剩无几。为了得到4.24万元的收入,赔垫着近30万元基础母羊的资产、6000亩草场约1.2万元的价值和两个劳力2万元的价值,而且一遇灾年颗粒无收,甚至倒挂帐。 在现实生产中,以十年算大帐,在传统的经营管理水平下,羔羊几乎八到十个月断乳,加之由于干旱等自然灾害的影响,延期配种或灾年饲养空怀母羊也是很正常的保畜措施。实际上,一个中等收入水平的牧民十年能产八胎羔羊已经相当可以了。仅此一项一户牧民在十年中损失16万元之多,如果经营管理稍有不善,损失将达到20万元之多。四子王旗又是一个十年九旱灾害不断干旱草原区,三年两灾是正常现象,三年平均计算牧业收入不倒挂,就算富裕户。就这样一个典型牧民将400只基础母羊近30万元的资产置于高风险经营之中。 面对草原畜牧业发展的这种困境,作为旗主要领导的肖万寿,看在眼里,疼在心上,他力下决心,不管面前有多大的困难和障碍,一定要探索出一条保护草原生态和牧民稳定增收的草原畜牧业持续发展的路子来,让草原重焕青春,牧民尽快走上富裕幸福之路。从2006年到现在,肖万寿从市委组织部副部长岗位,来四子王旗上任工作已有五个多年头了,五年中四子王的农畜经济得到了长足的发展,特别是草原生态畜牧业经济的跨越式发展,让这个少说多干,求真务实的旗委书记再一次走在了全自治区的前列。 他的首先做法是大刀阔斧地改革,科学布局,坚持不懈地实践,探索生态畜牧业之路。按照不同地区的自然条件,因地制宜科学调整畜牧业产业布局,加大力度改变经营方式,积极探索草原畜牧业发展之路。在农牧区结合部发展养牛业,牧区南部以发展杜蒙杂交肉羊生产为主,大力推广高效生态肉羊养殖模式,北部以地方优良品种---戈壁羊为主,进行本品种选育提高,为南部牧区源源不断提供良种的戈壁母羊。通过大力宣传、培训和典型示范、引导多措并举,以彻底更新农牧民的传统经营观念为核心,以转变传统经营方式为手段,以改良肉羊品种为突破口,积极探索实践草原畜牧业可持续发展的生态高效养殖模式。 早在2005年,四子王旗就确立了黑头杜泊羊作父本,蒙古羊作母本的最佳品种优势组合,进行杂交改良,生产商品杂交肥羔。为了探索一条真正符合草原牧区生态畜牧业之路,肖万寿顶着大漠风沙,有时是沙尘暴,还有荒漠草原的严寒酷暑,深入边境牧区牧户家中多次调研后,在2007年间确立了生态型养羊模式,并在14户牧民养殖户中试验推广取得良好效果,从2008年起在以前小范围试验的基础上,又将此推广范围扩大到三个苏木十六个嘎查的761个牧户中,杂交改良肉羊规模达到10.1万只。 肖万寿再一个做法,就是创建新型模式,改变旧观念,即改变了传统畜牧业的低投入低产出的数量型养羊畜观念为高投入高产出的质量型效益的养羊观念。对五种经营方式 实行转变, 实现了四个目标。经过几年的探索和实践,确立了草原杜蒙肉羊这个高效生态肉羊生产养殖模式,同时也使草原畜牧业转变了五种经营方式,这就是生态管理方式,第一是在严格的草畜平衡条件下,以草定畜,40亩草原/羊单位品种改良方式;第二是以当地的戈壁羊为母本,利用粗毛型黑头杜泊羊为父本进行杂交改良生产杂交羔羊;第三是饲养管理方式:母羊冬季放牧补饲三个月,在怀孕后期和哺乳期进行三个月舍饲,夏秋季节放牧六个月;第四是缩短生产周期方式:羔羊45天至二个月内早期断乳,断乳后集中育肥,实现羔羊不上草原放牧直接育肥,到三、四个月龄出栏;最后是提高繁殖率方式:母羊七到八个月配一次种,实现二年三产或一年一产实现双羔率30%。 模式应用了六项畜牧业技术,品种优势组合杂交技术、牧区肉羊舍饲及补饲技术、肉羊大规模同期发情及人工授精配种技术、羔羊早期断乳技术、母羊二年三产技术或提高双羔率技术、羔羊快速强度育肥技术,实现了安全、生态、优质、高效四个目标。“安全”是摆脱了靠天养畜的被动局面,使养羊业风险降到最低。将被动抗灾为主动防灾,通过压缩养殖规模集中财力物力保母畜,丰年获丰利,灾年不遭灾,将养羊业风险降低到最低程度;“生态”是科学利用天然草场,保护了草原生态环境:压缩养殖数量后,草场载畜量降低了。每个羊单位使用草场不得低于30亩,天然草原得到较好的生息繁衍机会,草场植被得到有效恢复,产草量增加,同时也降低了养羊的成本,形成良性循环的格局;“优质”是杜蒙杂交肉羊达到四项提高:羊肉的瘦肉率提高了,羊肉品质提高了,羊皮质量提高了,羊肉价格提高了;“高效”是达到“一快两短三高”:“一快”是羔羊生长速度加快了,羔羊五月龄内日增重由过去的150克提高到350克,最高可达450克,产肉率提高了,屠宰率也提高五个百分点,五月龄羔羊只均胴体重由过去的13公斤提高到24公斤左右。 按照此模式杂交羔羊比传统方式饲养的土种羔羊只均增收(按2010年市场价计算)300元以上,最高可达440元。应用这种模式,常年放牧羊群规模压缩三分之二后,可保持或超过原有养殖规模的纯效益。牲畜数量减少使草原生态环境得到有效保护和永续利用,实现了生态和经济效益双赢的目的。 新兴的杜蒙肉羊养殖模式创造出不凡的双效益 四子王旗通过应用多项畜牧业技术,改变了传统养羊业的一种老观念和陈旧经营方式,基本实现了四大目标。就以一户有着6000亩草场,饲养着200只绵羊的中上等牧民养殖户为例,一个羊单位30亩草场,应用粗毛型黑头杜泊公羊杂交改良当地蒙古母羊生产肥羔,实施早期断奶乳技术,实现二年三产或提高双胎率,利用综合技术提高养殖效果。白音朝克苏木牧民李强饲养的150只杜蒙杂母羊,生产的杂交羔羊45天断乳,二~三月龄出栏,7个月产一次羔,大大缩短了肉羊的繁殖周期,实现了二年三产的目标。2009年11月份产第一次羔,2010年五月份产第二次羔。母羊在哺乳期间全舍饲不出坡放牧,断乳后一个月内母羊全部发情配种。在2009年五十年不遇旱灾雪灾年景下,单胎产羔率达到150%,羔羊成活率达到95%以上,羔羊三月龄出栏平均体重达到33.2公斤,每公斤售价20元,只均售价达到664元。真正实现了灾年不遭灾。这个旗的查干补力苏木巴音嘎查牧民布和朝鲁,承包草场6400亩,租赁草场4680亩,有标准化接羔育肥暖棚2处/285平方米,五配套小草库伦1处15亩,青贮窖2处。2005年前每年存栏羊1000多只,年产羔羊600多只,羔羊售价仅为260多元,扣除成本和开销年纯收入仅有6万多元。由于人力少,一遇灾年羔羊成活不了多少,成本增加,收入甚微,甚至倒挂,致使1000多只羊的固定资产也摇摇欲坠。2005年以后,他将基础母羊压缩到410只(其中基础母羊350只),开始尝试杜蒙杂交改良和羔羊不出坡直线育肥出栏,连续五年出栏1800多只杂交羔羊,只均增收150多元,刚改良增收27万元。2010年出栏杜蒙杂交羔羊396多只,蒙古羔羊35只,5月龄杂交羔羊只均售价达到了800元,蒙古羔羊售价350元,总收入达到33.9万元,扣除成本开支13.6万元,纯收入20.3万元。今年他已经出售80只2月龄杂交羔羊,每只售价达到1000元。且草场载畜量由原来的11亩/羊单位下降到现在的27亩/羊单位,成为周边区域发展高效养殖业的典型示范户。压缩了牲畜数量,天然草场得到生息繁衍机会,2009、2010年四子王旗草原普遍干旱,但布和朝鲁的草场仍然是牧草丰美。在他的带动下,全嘎查牧民养殖观念发生了明显变化。目前,全嘎查97户牧民,其中60%采用杜蒙杂交养殖模式进行肉羊生产。 新型养殖模式比传统养羊业不但经济效益十分可观,而且体现出了它的明显优势,提高了抗风险能力,保证了基础母羊固定投资的安全性,也保护了草场,使草原可永续利用,实现了经济与生态效益双赢。 杜蒙肉羊生产体系规模已具 杜蒙肉羊良种繁育全面推开 在推进新型草原畜牧业发展中,肖万寿采取多项举措,组织了精英科研团队,为畜牧业的变革,提供强大的动力和技术支持。他们采取了企业主导政府扶持的措施,加强肉羊良种扩繁和增育能力。以原有的基础为起点,通过政府扶持措施,以企业自繁和应用胚胎移植技术扩繁结合起来的办法,加快良种肉用种羊的扩繁速度。该旗的龙头企业赛诺牧业科技公司,其成长和发展,就凝聚了肖万寿的不少心血,它作为四子王旗杜蒙肉羊经济合作社的发起人,现拥有国内最大黑头杜泊羊纯繁场,种羊场占地面积3万亩,均为天然草原,有种羊舍2000多平方米,胚胎移植室等,现有纯种黑头杜泊成年母羊385只,有成年杜泊公羊10只,育成公羊253只,育成母羊300只。采取自繁、胚胎移植、克隆等技术结合的措施,年生产种羊能力已经达到600只的水平。全年可提供杜泊公羊300只。 非常值得一提的是,今天的四子王旗已经把胚胎移殖技术,由高新技术转变为了应用技术,并且实现了产业化。在肖书记的全力支持下,赛诺公司从2007年开始到现在,利用胚胎技术扩繁种羊,为四子王旗牧民解决肉羊育种,快速繁育良种。赛诺免费为牧民的母羊进行移殖肉羊胚胎,解决了部分牧民买不起种羊的困难,也为牧民提供了种羊来源。同时公司还采取与牧民建立合作社的方式,公司提供胚胎及移殖技术服务,而从事这项技术的全部为草原上土生土长的牧民,赛诺以此方式与牧民进行合作,这在全国全自治区也属先例,独树一旗。其肉羊杂交规模全国第一。 四子王旗坚持不懈抓肉羊,持之以恒搞改良,成绩裴然。 经过七年多的努力,杂交肉羊达到一定规模,杜蒙理想型肉羊数量已经拥有一定数量,新品种培育条件已经基本具备。两年来,赛诺公司以购羊发包,育种户承包繁殖,合同订单生产,高价回收羔羊选育的形式,建立了240个杜蒙肉羊合作育种户。今年仅赛诺公司一家就能实现肉羊育肥5万多只。 肖万寿在工作中,始终把科学技术作为第一生产力来抓,他认为不拥有先进的科学技术,生产和发展都是空谈。对此,他这个多年担任旗县领导的他深有体会,因此四子王旗加大对科技方面的投入,每年都要拿出一定的资金来推动杜蒙肉羊规模化发展,旗里与内蒙古自治区家畜改良站等科研机构合作,并以四子王旗家畜改良站和赛诺牧业公司合作为牵头单位,聘用了近百名技术人员为基本技术队伍,建立起以南部三个苏木镇建立起三处畜牧业技术综合服务站为纽带,以分布在19个嘎查的29个肉羊杂交改良配种中心站,290处肉羊配种输精点为基础的肉羊改良技术服务体系,开展肉羊全程技术服务。 从2007年开始,旗里每年又拿出300多万元资金用于肉羊技术服务体系建设。先后建起29处肉羊中心配种站,290处输精点,配套290套人工授精器材,投放杜泊种公羊400多只,给予配种技术人员配种技术服务费进行补贴,对苏木补贴行政组织费,对杜泊公羊集中管理费进行补贴,每只公羊每年补贴300元,投资同期发情药品实施大规模同期发情配种技术推广,大力支持杜蒙肉羊龙头企业规模化集约育肥场建设和肉羊地理标识、品牌注册等,促进了杜蒙肉羊产业快速发展。“牧户繁、公司育”是四子王旗发展杜蒙肉羊产业化生产的明显特点。“公司”低于市价500到1000元的价格出售杜泊种公羊,旗里每只补贴3000元,鼓励牧民自购公羊,大力繁殖杂交肉羊。通过订单生产回收三月龄以下羔羊,以在育肥场集中育肥,产生规模效益,部分利润返还牧民的做法,为提高杜蒙肉羊的组织化程度和开展合作化生产和建立多方利益联结机制打下良好基础。目前,四子王旗杜蒙肉羊杂交生产已成规模,产生了良好经济效益和生态效益。四子王旗从2004年开始进行杜蒙肉羊杂交,到2010年杂交改良规模已经达到10.1万只,涉及南部三个苏木镇(白音朝克、查干补力、红格尔)十九个嘎查,覆盖671户牧民。杜蒙杂交肉羊养殖户户均增收1.8万元,养羊规模压缩了三分之二,小规模草原生态条件得到明显改善。据了解,该旗在今年保证完成15万只羊的杜蒙杂交的基础上,力求达到20万只。 今天的四子王,这个令世人注目的“神舟”家园,生态畜牧业的成功之路,也同样引起了人们的注目,从新疆、宁夏、河北、山东等省区慕名而来取经的纷至沓来,他们看中的就是瘦肉率高、脂肪少,口感鲜嫩,膻味少的羊中名牌杜蒙羊。是肖万寿用科学的精神,真抓实干,在四子王旗全力推动生态型效益畜牧业,真正实现了草、畜、人的和谐共处,同时也延续了草原文化,提高了牧民的造血功能,从根本上解决了草原畜牧业生产上的绝症和瓶颈,走出了一条保护草原生态和牧民稳定增收的草原畜牧业持续发展之路。 畜牧论文:新形势下我国畜牧业发展策略初探 随着我国十二五规划的实施,农业产业化进程遇到了前所未有的发展机遇。按照科学发展观要求,客观分析当前畜牧业发展现状、发展特点和发展优势,前瞻性、全局性地科学谋划发展定位和发展重点。如何把科学发展观的要求转化为谋划畜牧业发展的正确思路,转化为促进畜牧业发展的政策措施,转化为驾驭畜牧业发展的实际能力,是每位畜牧科技工作者必须思考的问题。 一、目前我国畜牧业发展存在的主要问题 一是目前畜牧业还没有完全摆脱传统的生产方式,特别是规模较小的专业场户,生产的随意性比较大,只是根据自身的条件,随意建场,人畜混居,畜舍简陋,场址选择、场区布局不合理,饲养环境复杂,缺乏基本的动物卫生防疫条件,不仅给动物防疫带来很大困难,而且不能使有限的资源合理配置,综合效益不高。 二是规模养殖发展的要求与滞后的基础设施改造投入、技术人员知识更新之间的矛盾日趋明显;部分政企技企联系制度流于形式等主客观因素的存在,都制约着畜牧生产的发展。 三是规模养殖的标准不高。相当一部分规模养殖场虽然存出栏量上去了,但规划、建设、饲养管理、防疫、粪污处理和规范化要求有一定差距。 四是基础设施及畜禽产品安全有待于提高:投入不足,畜禽良种繁育等基础设施总体薄弱;畜产品安全问题突出,畜牧业饲养方式落后,使用违禁饲料添加剂和兽药的现象还时有发生,畜产品质量难以保障;动物疫病防治问题仍然存在,在一定程度上影响了畜牧业持续健康发展。 二、我国畜牧业发展的未来方向 全面贯彻落实实践科学发展观,认真执行中央农业工作会议精神,按照“发展、保护、监管、创新”八字工作要领,实现畜牧业全面协调可持续发展,以围绕“保护环境、生产优质无公害畜禽产品”为中心,以“畜禽品种改良、生态养殖”为切入点,抓好动物疫病防控、畜牧业投入品监管和畜牧产业化龙头企业。实现畜牧上台阶工程目标。 三、新形势下促进畜牧业发展的主要对策 一是科学地转变经营方式。首先是转变饲养方式。目前畜牧业还没有完全摆脱传统养殖模式,从生产方式上进行改革,提倡“集中连片、各有重点、你我不同、和平发展”畜牧业发展新格局,逐步减少散饲养户,扩大单元饲养规模,进一步向集约化、工厂化、现代化的方向发展。其次是完善建场审批制度。对新建的规模养殖场,必须经畜牧部门审核、审批,凡场址选择、饲养规模、环保条件、技术力量、疫病防控、布局结构等达不到标准的,一律不允许兴建。最后是坚持“三退三进三结合”原则。规模小的养殖场户要退出散养、退出庭院、退出村庄,进入规模、进入小区、进入市场,与龙头企业相结合、与环保相结合、与新农村建设相结合,大力发展标准化、生态化、园林式养殖小区,促进散养户向养殖小区集中,改变传统的生产模式,改善农民居住环境,提高畜产品质量。 二是科学谋划畜牧业的发展策略。首先是“科学技术是第一生产力”是畜牧业可持续发展的重要推动力量。新时期,决策、管理、服务部门和生产主体要牢固树立科技是畜牧业发展的第一生产力的思想,要从战略高度统筹畜牧业,摆脱目前困境,实现畜牧业可持续发展。加大畜牧技术推广应用,通过“阳光工程”、“科技进万家活动”不断提高农民科技素质,提高畜牧业生产科技含量。其次是抓好“四个提升、三到位”畜牧业上台阶工作。“四个提升”即:畜禽产业区域优势进一步提升,规模化程度进一步提升,畜产品质量安全水平进一步提升,产业化经营水平进一步提升,”“三个到位”即:政策到位,措施到位,服务到位。再次是合理发展畜牧业。全面积极推行“布局合理、规模适度、防疫严格、设施齐全、治污达标、管理科学”规模养殖的畜牧业,鼓励有条件的养殖户联合建设养殖小区。坚持试验、示范、推广相结合的工作方针,加强实用技术推广,建立了一批科学养殖技术示范区和合作社组织,并实行产、加、销一体化经营。发挥辐射带动作用,促进科学养殖技术的推广普及。四是加大畜牧业技术推广,完善畜禽良种繁育体系,收集有关信息。紧紧围绕“黄牛振兴计划、生猪462计划、奶牛跨越计划”、“畜牧进万家活动”强力抓好畜禽良种的引进和繁育,良种普及和推广,提高良种覆盖率。重点推广秸秆青贮种草养畜技术、黄淮白山羊标准化养殖技术、无公害畜禽生产技术、皖西白鹅高效养殖技术、发酵床生态养猪及瘦肉型猪配套饲养技术、优质肉兔生产等实用技术。建立健全畜牧信息收集、分析和制度,加强对畜牧业生产的预测预警,及时市场信息,指导生产者合理安排生产。 三是全面提高畜产品的质量。一是加大投入品监管。大力推行畜牧业标准化生产,规范产地环境、饲养、用药、防疫标准,控制农残、药残;要加快畜产品质量检测检验体系建设,加强对畜产品产地环境、投入品、生产过程、包装标志、市场准入等全程监管;强化产地检疫,规范屠宰检疫。二是加大疫病防控,降低养殖风险。科学地建立健全动物疫病防控体系,完善县、乡(镇)、村动物防疫机构,加强基层防疫队伍建设,增加动物疫病防控的投入,提高畜禽免疫密度,增强重大动物疫病防控能力,可以避免疫病给畜牧业带来风险。 四是加强对生态环境的保护。良好的生态环境是畜牧业可持续性、连续性、可再生性发展的前提。要节约发展、清洁发展、安全发展、可持续发展,就是促进人、畜禽与自然的和谐,实现畜牧业发展和人口、资源、环境相协调。就必须遵循生态经济学原理,以保护自然、保护生态、创造优美环境、实现畜牧业健康发展为目标,促进畜牧业与环境的良性循环,实现畜禽养殖废弃物资源化利用和污染零排放。 畜牧论文:畜牧投资企业供应链管理模式案例研究 [摘 要]本文根据畜牧投资纵向一体化经营企业的特点,结合山东莱阳春雪食品有限公司经营实际,从微观层次和组织运行角度,对畜牧业产业链上的纵向环节进行建设的上下游畜牧企业之间、企业与农户之间等多个项目主体之间的管理模式进行研究,探索性地提出畜牧投资一体化项目管理模式的发展方向。 [关键词]畜牧投资;管理;农业产业化 1对企业纵向一体化管理的评价 山东莱阳春雪食品有限公司是从事兽药、饲料及添加剂生产、种鸡繁殖、雏鸡孵化和饲养、肉鸡屠宰加工、调理食品生产、蔬菜速冻保鲜、自营进出口和销售服务的纵向一体化企业,是中国大型的一条龙肉鸡生产加工企业之一。由于纵向一体化管理的企业涉及的内部企业很多,产品的种类和规格庞杂,中间环节原料的品种也很多,管理过程复杂。同行业同类企业之间由于组织结构和管理方式千差万别,很难用单一指标进行量化评价,所以采取管理者评价的方法,对企业的生产经营状况进行评价应该是比较客观和全面的。我们通过与企业的主要管理人员进行交流,让他们以回答问题的方式来对企业的纵向一体化进行评价,问题项全部为选择项,尽可能地以客观的态度来评价各问题项,采用直接打分的办法,最后得分取算术平均数,评价问卷内容主要包括以下几个部分: 1.1产业链的整合和协作水平评价 (1)企业的原料供应商(如基地农户、上游企业等)指标。供应商交货总是非常准时;供应商交货总是非常准确不出差错;供应商提供产品的品质很高;供应商提供的原料成本达到市场最低水平。 (2)产业链内部各企业(各职能部门)之间的整合和协作水平指标。企业各部门之间存在非正式的协作;企业各部门共享运营、决策等信息;各部门共同协作降低物流总成本而非部门内部成本;企业各部门能建立一致的目标并为之努力;企业建立了内部计算机网络;企业管理普遍使用计算机信息管理系统;各部门的信息系统能很方便地进行数据共享和交换。 (3)企业的物流运作能力指标。能对目标市场进行研究的基础上制订物流战略计划;在产品生产、加工、配送过程中的物流环节达到最少;货物全面实现包装标准化;企业已经对产品广泛使用条形码管理;使用ABC核算方法进行成本控制;对市场信息变化时刻保持关注并快速反应;能顺利解决临时增加的订单;能够满足小批量的定单;能够准确预测完成某个顾客订单所需要的时间;能够准确地对库存水平进行预测。 (4)企业内部各部门与外部客户(如超市、市场、配送中心)等的协作水平指标。与合作伙伴建立长期协作关系,共同制定一致的战略目标;与合作伙伴间存在非正式的合作;与合作伙伴共同发现和解决物流方面的问题;与合作伙伴就产品、市场开发共同协作(如客户积极提供市场信息);与合作伙伴共同降低成本并分享所带来的好处;与合作伙伴分担市场风险;合作伙伴之间共享库存和销售预测等信息;有效地与合作伙伴沟通信息。 1.2企业整体绩效评价 企业整体绩效评价指标主要有:企业在保证客户需求的同时把库存降低到最少;企业在运输方面的成本降低到最少;企业的产品发生损耗的情况降低到最小;客户对企业产品的价格水平非常满意;客户对交货及时性非常满意;客户对交货准确性非常满意;客户对产品的品质和新鲜度非常满意;客户不同批量、不同产品组合的需求均得到很好的满足。 从评价结果来看,管理者认为产业链的整合和协作水平较高,从此类项目的得分可以看出,特别在生产协作、信息交流方面,在制订生产计划、交货计划、库存计划方面具有明显的优势。从对物流的评价来看,企业的物流能力增强。但企业管理者对于中间环节企业的表现评价不高,其主要原因可能是这些企业都缺乏市场竞争的压力。管理者对于企业的整体评价是满意的,特别是企业在降低成本和减少损耗方面,纵向一体化企业表现尤佳。所以对于这类企业来讲,采用纵向一体化的组织模式是唯一正确的选择。 2对企业纵向一体化管理进一步的分析 我们同企业的管理人员一起讨论,对于企业纵向一体化管理的利弊进行了综合分析,得出如下结论,当市场供给紧缺时,实行一体化后的企业就不用担心不能得到充分供给,企业因此可以抓住有利的市场机会,巩固和扩大企业的市场份额,增强企业竞争优势。企业实行一体化后,通过确保原料质量,提高了产品的质量和档次,从而提高了本企业同非一体化企业的差别化能力。 纵向一体化虽然可以给企业带来上述利益,但也会带来一些额外的成本支出。主要是提高了企业内部管理的难度。企业实现一体化经营,会大大提高企业的总投资额。由于投资额大,占用资金时间长,资金周转缓慢,从而增加了企业的商业风险。对于出口企业来讲,如果产品销售由于贸易条件的变化而受到影响,企业生产各个环节的资金都要占压,会引起连锁反应,所以这时企业的商业风险比独立经营的企业要大。企业还要进一步面对自然风险,企业因为要建立自己的养殖基地,对于养殖过程中的病害等自然风险当然要自己承担,如果是采用收购原料,则自然风险可以转嫁给养殖户。随着企业规模的扩大,企业的管理环节增多,管理过程复杂化,内部信息的传递不流畅,就会影响企业的经营和决策;随着企业产品价值链的延长,不可避免地增加了竞争对手,相对地减少了合作伙伴。同时企业在其产品价值链上的每一个环节都要面对众多的竞争对手,特别是无法减少和避开实力强大的对手的竞争,这样对于纵向一体化的管理就提出了更高的要求,而各个企业组织结构、核心技术和管理方式上有很大的差别。如何使一体化企业走上正常生产经营轨道,是管理者必须面对的一个难题;纵向一体化意味着企业是通过固定的关系来进行购买和销售。这样,企业不用参与市场的激烈竞争,就会降低企业对价格的敏感程度,缩减成本的动力就相对降低,内部交易比市场购买降低了企业对成本的重视。实际上,我们在调查中发现,纵向一体化企业的经营者认为目前企业最大的难题是在纵向一体化产业链条中各企业建立以利益分配为核心的激励机制,促使各企业为共同目标做出最大努力。 目前实践中纵向一体化企业采用的利润分配方式主要有按项目中间产品的出售价格计算农户获得的利润合同保护价格,按项目中间产品的出售价格计算的利润和项目部分利润的返还的合同价格,项目利润返还项目主体互相协商确定项目利润分成比例项目利润分成,按照投资入股比例确定利润分配比例的按股分利,按照投资入股比例和项目中间产品的出售价格获得利润的按股分利+产品价格等几种畜牧投资纵向一体化项目的利益分配模式,从产权角度可以分为按照股份分配利润(按股分利、按股分利+产品价格)和按照契约(协议)分配利润(合同保护价格、合同价格+项目利润返还、项目利润分成)两种模式。可以通过建立模型来对比一体化企业股权分配和契约分配的优劣,进一步证明按照股权分配收益的优越性,由此证明了一体化经营按照契约方式分配利润,最优生产率水平会低于其在股权分配方式下的最优生产率水平。也就是说,相对于股权方式,契约方式只是次优的收益分配方式,从而指出一体化企业利益分配模式的发展方向。 但目前这种利益分配模式数量不多,根据农业部农业产业化领导小组办公室2005年的《农业产业化调查报告》,在被调查的各类组织中,利益连接方式采用合同(契约)关系的组织有68229个,占59.85%;采用利润返还或二次结算的组织有22059个,占19.35%;采用按股分红的组织有23712个,占20.80%。 所以,要在纵向一体化经营的各参与主体之间建立起一种以畜牧业生产要素的产权关系作为联结纽带和利益分配调节机制,以资本为纽带,企业的利益分配与要素贡献相联系,参与主体按照各自的投入可以获得各自正常合理的利润。以股利、红利作为最主要的利益调节手段,这就从根本上消除了契约利益分配的随意性与不公平性。而且,各个主体的目标由于产权纽带而趋于一致,形成了真正的利益共同体,降低了一体化经营的市场风险与社会风险,增强了系统功能。 畜牧论文:发展牧业循环经济实现半农半牧地区草原畜牧业和谐发展 摘 要:本文分析了地区草原现状、草原资源利用与畜牧业可持续发展的有机联系、循环经济基本特征,阐述了发展草原畜牧业循环经济的重要性和必要性,以及面临的机遇和挑战,指出草原畜牧业循环经济是必然发展方向。 关键词:半农半牧地区 草原 循环经济 1地区草原生态环境恶化的原因及治理现状 草原是半农半牧地区生态系统的主体,也是当地人民赖以生存和发展的物质基础。长期以来,受全球变暖、盲目开垦等因素的影响,半农半牧地区的生态环境遭受严重破坏,草原面积和产草量锐减,盐碱化日趋严重,不仅影响到草原畜牧业的发展,而且对当地人民生产和生活构成严重威胁。虽经多年治理,但由于没有科学合理的草原利用方式,草原退化仍呈“局部好转,总体恶化”的趋势,因此寻求既符合当地植被自然生长规律又有利于发展生产的草原利用模式,是改善并恢复草原生态环境,实现地区经济的可持续发展已成为当务之急。 2发展草原畜牧业循环经济是社会和经济发展的必然选择 2.1发展草原畜牧业循环经济符合我国经济发展趋势 面对经济发展中高消耗、高污染和资源环境约束问题,我国已开始寻求经济增长模式的全面转变,走节约型循环经济发展道路。2004年,中央经济工作会议提出大力发展循环经济。2006年,国家把发展循环经济纳入《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》,这说明,缓解我国资源全面紧张的状况刻不容缓。以此为契机发展草业循环经济正是时展的需要。 2.2半农半牧地区有发展草原畜牧业循环经济的优越自然条件 资源是经济发展的最重要基础。半农半牧地区大部分草原均是无污染的天然草原,饲料资源丰富,饲草饲料种类多、贮量大,特别适宜发展草原畜牧业。农区秸秆多, 特别是玉米秸产量很高,种植业与草业耦合潜力大。因此发挥资源优势,增加投入,深度改造开发,全面而充分地发挥草地、耕地的牧草、农业饲料的生产潜力, 强化农草复合生产循环系统,前景可观。 3地区发展草原畜牧业循环经济的内涵 循环经济是按照生态规律利用自然资源和环境容量,实现经济活动的生态化转向。是把经济活动组成一个“资源――产品――废弃物――再生资源”的物质反复循环流动的过程。它是实施可持续发展战略必然的选择和重要保证。 目前我国地区存在重农轻牧的错位现象。从资源状况、气候条件、环境条件看,半农半牧地区更适合大力发展畜牧业,且重点发展以草原畜牧业为主体的循环经济模式,更符合半农半牧地区经济发展的客观实际。走“退化草场治理――优质牧草加工――发展畜牧业――粪肥处理――改良草场”的草业循环经济模式,是恢复草原生态,发展草业经济,实现畜牧业经济协调发展的最佳途径。最终达到科学运作生态资本,不断改善草原生态环境,实现人与自然环境的和谐和经济、社会的可持续发展。 4发展草原畜牧业循环经济的指导思想和基本原则 4.1指导思想 以构建和协社会为指针,以可持续发展和生态保护为切入点,以科技为先导,坚持治理、保护、优化、开发的方针,走低投入、高产出,低消耗、可持续的循环经济发展道路,科学运作生态资本,把草业和畜牧业生产过程中的废弃物和粪便由原来的污染源,经过处理后变成一种再生资源,改良草场,实现草业和畜牧业的良性循环(退化草场治理――优质牧草加工――发展畜牧业――粪肥处理――改良草场),最终实现少投入、多产出、高效益、零污染。 4.2基本原则 (1)坚持草业循环经济发展与生态建设相结合的原则。在生态保护、环境治理、功能恢复的基础上,科学运作生态资本,充分利用特色资源,开发绿色产业,发展循环经济,以生态建设促进草业循环经济发展,以草业循环经济发展推动生态建设。 (2)坚持“三利 ”统一,“三效”并举的原则。要责、权、利兼顾,经济效益、社会效益和生态效益并举,也就是建、管、用一致,不能脱节。不能顾此失彼,片面强调某一方面的效益。(3)坚持区分类型,因型开发的原则。对现有的草原要详细踏查,视不同土壤类型、植被类型和退化程度,采取相应的有针对性的措施进行开发。 (4)坚持技术整合,整体开发的原则。发展草业循环经济,不仅需要各级党委和政府的重视、部门之间的配合及全民参与,更主要的是需要多学科、多领域、多项科技成果的技术整合和综合应用,形成合力。 (5)经济效益、社会效益与生态效益相协调的原则。草业循环经济是一项系统工程,也是一项新兴产业,要求经济活动和生产活动遵循自然规律、经济规律,社会规律和生态规律。 畜牧论文:论科学养猪对推动察隅县畜牧业发展的作用 摘要:养猪业在察隅县的畜牧业占有重要地位,对察隅县农业经济发展有着重要的影响。在对该县养猪业的调查基础下,对该县养猪业存在的一些问题做出剖析,为更好地推动县养猪业的发展,提高生产水平,还探讨提出一些改进该县养猪业的方法,探析如何加强该县科学养猪的进程,以增进对该县畜牧业乃至整个农业经济的发展。 关键词:科学养猪 畜牧业 作用 1、养猪对我县畜牧业发展及经济发展的重要作用 根据去年我县统计数据显示,我县牲畜存栏数达15,3384万头(匹、只),其中生猪3.64、牛3.9172、羊3.1309、禽类4.6503(万头只)。全年出栏牲畜3.8346万头(匹、只),出栏率达25%,其中生猪出栏20020万头,出栏率55%。可见,养猪在畜牧业种占有十分突出的地位,可以说算得上是畜牧业中的支柱产业。目前,生猪价格仍维持在十二元,肉猪10.70元/kg、土三元肉猪12.50元/kg,20公斤左右的苗猪价维持在20元-24元/kg。目前的价格是自2009年以来比较稳定的价格,在现在的市场价格下,对农户来说养猪的经济效益是非常不错的,农民每养1头肥猪可得利润在400元以上,就是规模猪场,每出售1头肥猪的利润至少也应该有300元。这样的经济效益是在畜牧业里比较高的效益,养猪的经济收益也是构成我先农民经济收入的重要组成部分。而且养猪业一直以来都是农民种粮以外的主要副业,是许多地区农村经济的支柱产业之一。当前养猪利润比较丰厚,对促进农民持续增收有很大帮助,因此,我县应重视对养猪业的关注和投入,以更好的带动我县农户增加收入。 2、当前我县养猪业的现状及存在的问题 2.1 农户养猪方式传统,缺少现代化技术手段 虽然,我县生猪在2009年全年出栏20020万头,出栏率高达55%,占据我县畜牧业的主导地位,但是从生猪养殖的质量和方式上来看,其呈现出养殖科学技术力量低下,生产水平低的现象。我县地处山区,各类农作物丰富,多数农户都习惯了自给自足的农业经济,对于现代经济发展以及现代养殖方法及技术都不了解。在养猪方面亦是如此,多数养猪农户的养猪方式都非常传统,不管是在规模还是饲养、防疫、卫生、环境、病害防治等各方面都没有科学的管理和指导,缺失现代化的养殖技术。与经济发达地区或者养猪业成熟的地方相比,我们县生猪养殖的方式非常的传统。在经济发展比较先进的地区,他们的养猪业已经迈向养猪生产流程工厂化、自动化,甚至猪肉产品可以实现标准化,而且在市场流通和服务领域有比较完善的信息,可以构成体系,更有先进的地方可以通过计算机网络技术进行管理。这是我县养猪业存在的重要问题。 2.2 圈舍环境不够卫生,防疫意识低 我县的养猪几乎都是农村散户养殖,基本上都会存在对畜禽疫病控制能力薄弱的问题,尤其是在猪疫病的观察、诊断、预防、消除等方面,不仅相应的设施简陋而且技术落后,一旦出现疫情,则就会出现比较严重的直接经济损失。尽管随着养殖户养殖经验的增加,他们对养猪的知识有一定的积累,但由于比较传统的饲养方式往往因设施、技术等的落后。造成猪舍小气候环境恶劣,猪的抵抗力下降,饲养的猪可能会处于亚健康状况,卫生条件差的情况下,一旦有病菌侵入,则会导致疫情出现,如果防治不当,就会造成经济损失。农村散户养猪圈舍的卫生条件差,这一方面影响生猪的正常健康生长,另一方面会容易滋发细菌。潮湿、脏乱的圈舍不利于生猪的养殖,不利于生猪的快速健康生长。较差的圈舍卫生环境是生猪患病的危险诱因,而很多养殖生猪的农户却没有注意到这个问题。有的养猪户可能会比较忽视免疫的作用,存在侥幸心理。有的农户饲养的仔猪几乎不会想到要做预防注射,也不重视免疫工作,这对仔猪的生产来说是危害极大的潜在因素。在一些地区反复暴发、持续流行的疫情,以及缺乏有效的快速诊断技术、疫病防治技术和根除计划,是我县养猪业面临的重要问题,也是我县养猪业发展的需要重视的问题。 2.3 养殖技术上缺少科学意识,单产水平低 我县的养猪业,基本上不成规模,生猪出栏头数不是来自上规模的养殖场,而是各个散户的集合。在各个养猪散户里,大部分养猪者专业技术水平落后,生产水平低下,猪的单产水平较低。例如,有的发达地区或者发达国家母猪年均产仔胎数为2.4-2.5窝,而我县养猪户母猪年均产仔2窝已属高产。我县生猪生长育肥的平均出栏日龄大概为170天,先进的养殖方式则需时为135-150天等等。 另外,有些养殖户会存在以下这些问题,首先,选种上比较盲目。在选种上,除了重视我国杂交生产体系中的优良品种外,引进一些“洋”种猪是值得考虑的,但是要注意避免盲目性,要跟进科技的新发展,不要总是停留在曾经养殖过的一两个品种上。而且在引种时,既要防止新病引入,又要防止引入与我县广大农村养猪生产实际距离太大的种猪。其次,仔猪的开食较晚,补给养料较差。一些农户,在仔猪喂养上,开食比较晚,补给的料也较差。这种情况下,仔猪就会模仿大猪的采食方式,跟随母猪舔食大猪的食物。母猪料和仔猪料相比,其能量、蛋白质、矿物质、维生素等含量相差较大,仔猪的营养跟不上。就算有的农户即使给仔猪补料,其质量也不高,过早地添加一些农副产物和劣质粗饲料,不能很好地达到仔猪快速生长的需要,从而影响到仔猪的生长发育,严重的会导致仔猪体质弱,抵抗力低,容易染病,最坏的会沦为僵猪。第三,不注重对圈舍环境的维护。我县虽地处亚热带,但是由于是山区,冬天较冷。在寒冷的冬天里,有些农户的猪舍没有防寒保暖设施,圈舍阴冷潮湿,这样会致使仔猪长得慢,出现较高的病发率,严重的会出现仔猪的死亡,整体的效益下降。第四,仔猪上市的体重过小,影响猪的生长。仔猪于10kg重的时候上市,浅层次上看可以提高母猪年产仔窝的数目,能给养殖者带来一定的经济效益。但深究起来却不然。30-40天的仔猪才是每日净增体重的最快时期,可以达到1:1。我们比较一下仔猪料和仔猪的价格即可知道,补给质量较高的仔猪料是比较划算的。 因此,过早上市不一定能带来最高的经济效益。在上述的几个方面,我们就可以看出,我县养猪缺乏科学指导,而且单产水平低。 2.4 我县养猪业市场化程度低,没有规模 我县的养猪业大多都是散户养殖,没有算得上规模的养殖场,也没有专业的养殖户。养猪业没有形成市场,与真正的市场联系很少,市场化程度比较低下。这样的养殖模式会暴露出的问题。首先是猪肉产品缺少相应的市场规范,质量控制难度大;其次是饲养规模小,饲养的技术含量低,整体经济效益低:第三是由于养殖户较为分散,市场化能到达的产、供、销一体化无法实现,加大市场的风险。另外,农村散户养殖,不需要办养猪许可证,不需要注册账目登记,农村养猪的数目 很难核计,处于无序竞争状态,会造成养猪生产经济波动的不稳定性,市场很难预测。使得市场竞争力低,不能很好的适应市场供需的变化。 3、如何有效解决我县养猪存在的问题 针对上述我县养猪业存在的问题,我们可以从多方面入手进行解决,多管齐下,重点突出地加以干预。力争取得良好效果。具体而言,我们可以从以下几个方面入手: 3.1 加强对养猪科学知识的培训,提高农户饲养管理水平 我先养殖的很多分散养殖户对科学养殖都缺乏认识,对饲养生猪的管理也缺少正确的意识,因此,我县在促进养猪业发展的时候,应该把对这些养殖户的畜牧知识的培训方在首要位置。第一,我们可以请一两个养殖专业知识丰富的学者给广大农户进行普遍培训,并重点培养我县畜牧站的工作人员,通过对他们的培训教育,让他们持续发挥传递科学养殖知识的使者,经常对县里各户养殖户进行科学养殖知识的传递,并指导他们如何正确科学的管理饲养的牲畜。第二,鼓励广大养殖户自学专研,对将科学养殖知识发挥到实践领域较好的养殖户进行表扬,在广大养殖户群体里树立榜样,一方面可以激励大家,另一方面可以带动大家争先学习科学养殖技术。第三,招揽人才。引进具备专业知识的人才,让他们成为我县畜牧业发展的智囊,为我县以养猪业为首的畜牧业发展做出贡献。 3.2 政府大力引导和扶持集约化养猪方式 集约化经营是指在社会经济活动中,在同一经济范围内,通过经营要素质量的提高、要素含量的增加、要素投入的集中以及要素组合方式的调整来增进效益的经营方式。简言之,集约是相对粗放而言,集约化经营是以效益(社会效益和经济效益)为根本对经营诸要素重组,实现最小的成本获得最大的投资回报。集约化经营要求生产要素的相对集中,经营集团化、规模化。因此“分散、按区划设”和“各行其是,各自为战”的局面必须坚决改变。 虽然我县养猪业比较兴盛,但正如之前所言,主要是农村散户养殖为主,没有规模。要真正让养猪业形成规模,有较大的经济效益,就要大力引导和扶持有潜力的农户搞集约化的养猪方式。因为上规模的集约化养殖是当前和今后农村养殖业发展的方向和必然的趋势。对初具规模的养殖户在发展和扩大养殖规模时可以从政策上给予支持,帮助他们解决具体问题,如圈舍修建的用地问题、扩大规模的资金问题,以及帮助农户与县内外的食品加工企业建立市场购养合作关系等问题,以解除养猪户扩大养殖规模的后顾之忧,使我县的养猪业往集约化的科学养殖方向发展。 3.3 加大对疫情防治方面的控制 对养猪疫情方面的防控可以首先从改圈舍开始,良好的圈舍环境是保证养出健康肉猪的条件。目前我县许多养猪散户圈舍上面因陋就简的做法非常普遍。对饲养肉猪的圈舍,要考虑到到通风、温度、光照、打扫冲刷、防疫等方面的因素。修建圈舍时考虑到防压和防寒。在平时要保持圈舍干净和适宜的温度,冬季尽量减少舍内用水,设法保持舍内干燥,或者罩上塑料膜来保温,也是冬天里改善圈舍环境的好办法。到了炎热的夏季。要应注意防暑降温。其次,组建基层兽医队伍,健全畜牧防疫服务体系。由于种种原因我县兽医站及基层兽医队伍缺失,使得畜禽防疫、产地检疫以及一些动物疫病防治工作开展不到位。对此,国务院就兽医机构改革专门进行了研究,并下达了专门的文件。因此,我县要积极组织建设基层兽医队伍,建立全新的动物防疫服务体系,要提高我县养猪业的总体养殖水平,需要县委县政府的重视,委派专职的分管领导去组织开展这项工作,把这项工作放在重要位置。第三,重视对仔猪的免疫工作。在仔猪上市之前,就应该按照要求做猪病的免疫工作,在20-30天的时候进行首次猪瘟免疫。55天时进行二次猪瘟免疫,同时进行猪丹毒、仔猪副伤寒、猪肺疫等猪病的免疫,这样才能在源头上有效控制猪疫病的发生和传播,避免因防疫不当带来的经济损失。 3.4 帮助养猪业市场化的形成,推动养猪业的发展 在生猪养殖方式上慢慢向集约化和规模化方式靠近之时,还要重视帮助养猪业市场链条的形成。帮助搜集、反馈县内外、临近地区的猪肉市场需求信息,并指导养殖户如何分析和利用这些信息,帮助我县的养猪业走向市场化。另外,分散经营使产供销难以实现一体化,会造成市场竞争力低、难以适应市场变化等问题,故应帮助尽量集中生猪养殖,认识到养猪生产要认真处理好生产、市场、销售三要素的有机结合,减少养猪生产的盲目性,这样才能有效推动我县养猪业的发展。 4、结 论 我县养猪业是我县畜牧业的主要构成部分,是我县农村经济的支柱产业之一,其对我县经济的发展有着重要带动作用。在认识到我县养猪业存在问题的前提下,我县主管部门积极领导以及各部门配合发展,多方努力,积极采取措施,与养殖户共同努力,一定会使我县养猪更科学、更合理、更有经济效益。 畜牧论文:九龙江上游畜牧业发展对流域环境的影响与治理措施初探 纵观当今天畜牧业生产环境(特别是养猪业),几乎污染了所有的江河湖泊,是危害环境的主要污染源。养猪与环保的矛盾日益突出。以福建省省环保局的调查证明,2004年闽江流域畜禽养殖废水排放量30.17万吨/日,COD排放量760.57万吨/日,氨氮排放量76.57万吨/日,分别是工业废水排放量的5.7倍,其中猪场废水占80%。福建的养猪业中,中小型猪场占大多数,这些猪场多分散在闽江流域的福清、莆田、南平,以及九龙江领域上游的龙岩专区,虽然有些是在山区,但大部分无污水处理装置,直接或间接地污染了环境。据不完全统计,目前全省养殖排放量93万吨/日,处理量为18万吨,处理率仅为20%,2004年在九龙江里捞出的死猪就达2000多头,严重地威胁人类健康和环境卫生。 一 九龙江上游畜牧水产业发展对流域环境的影响 龙岩市内九龙江流经新罗区、漳平市,(其中新罗大池镇属汀江流域)。该流域从1990年以来,畜牧业快速发展,其中新罗区生猪出栏从1990年的21.1万头增至2005年的140.5万头,家禽出栏从1990年的103.6万羽增至2005年990万羽。漳平市生猪出栏从1990年的7.8万头增至2005年的25.76万头,家禽出栏从1990年50.8万羽增到2005年219.5万羽。流域内畜牧业的发展为农民增收作出了重大贡献。2005年新罗区农民人均收入6000元,其中畜牧业收入占67%。漳平市农民人均收入4198元,其中畜牧业收入占35%。 传统的畜牧业是与农业紧密结合的。随着人们生活水平的提高,以及农业生产方式的改变,畜牧养殖专业户快速发展,畜牧业成为相对独立的农村经济支柱产业。随着化肥的广泛应用,农业经营者使用农家肥量越来越少。九龙江流域北溪段,地势较不平坦,可用于建猪舍的地方不多,迫使农民将畜禽舍建于靠近河床,或是房前屋后。加大了畜禽粪便用于农、林植物的成本,也加大了对水体的污染。 养殖业快速发展给污染治理和环境监管带来巨大压力。全省养殖业最密集的龙岩市新罗区去年生猪存栏数达75万头,比2002年增加38.9%,尽管市、区两级政府投入大量的人力和资金进行搬迁、治理,但由于缺乏规划引导,搬迁和新建养猪场布局不尽合理,造成污染转移,形成二次污染,影响了整治工作成效,九龙江龙岩段水质污染仍较严重。从表1数字看,1996年至2000年猪禽出栏已翻一倍多,生化需氧量,非离子N变化不大,说明按当时养殖、治污现状还是环境容纳范围内。2001年至2005年,猪禽出栏只增长60%左右,水质的变化却是如此之大(氨氮的增加有相当部分是城市人粪尿和农业化肥流失)。其中2005年雁石桥断面,生化需氧量超过Ⅲ类要求的2.5倍,已超Ⅴ类,氨氮是Ⅲ类标准的7倍,是Ⅴ类标准的3.5倍。华寮断面,生化需氧量达到Ⅱ类标准以下,氨氮达Ⅲ类标准以下。这说明这五年来所增养的部分或是说目前有相当部分畜禽粪尿是排向水体,沼气处污后的氨氮、总磷也还有相当部分流向水体。 从表1数字及上文分析来看,现在养殖业相当部分没有同种植业结合,通过植物吸纳,不同程度影响了九龙江北溪段的生态环境。 二 当地政府部门的积极治理措施 随着养殖业的快速发展,污染也逐渐增大。新罗区、漳平市、区政府都高度重视。从1999年开始投入资金用于治理。新罗区1999年专门成立龙津河管理委员会,区环保局、畜物水产局配合。1999年4月新罗区政府制定下发了《养殖业污染治理实施意见》。至2005年累计投入环保资金4060万元,兴建沼气池21万m3,占应建数的89.2%,生化塘30.8万m3,占应建的61%,累计投入6100多万元,搬迁中心城市规划区内1616个猪场,拆除猪舍50多万m2,投入1422.32万元。 龙岩市畜牧水产局于2000年就在全市畜牧水产工作会上,介绍丹麦、瑞典养殖污染的管理与治理经验,要求各县畜牧水产局大力推广生态养殖,走猪沼草(菜、林、果)之路,力争零排放。2003年5月开始制订“龙岩中心城市及九龙江流域养猪业发展规划布局及污染防治的意见”,经多个部门4次修改,于2004年4月下发,规划中提出了最大可养量,计算依据是土地吸纳原则,并提出每头存栏猪应建沼气池0.4立方米,生化塘6平方米。2005年,新罗区、漳平市又重新修订了市、乡、村三级养殖业发展布局规划,绘制了三级规划图,划出了禁养区、控制区、可养区,各级都计算出最多可养量。严格规定了新上养殖场的审批程序。在各级政府的努力下,新罗区生态养殖已达4079户,出栏猪110.8万头,其中种植杂交狼尾草(用于吸肥,割草养猪)1.5万亩,兴建四个有机肥厂年产4万吨生物有机肥,年可处理30万头的猪粪便。漳平市生态养殖达175户,出栏猪7.9万头,其中种植杂交狼尾草500亩,正在兴建一个有机肥厂。经过各级政府和养猪户的共同努力,养殖业对九龙江北溪的污染得到有效控制。 三 九龙江上游畜牧业发展对流域环境影响的治理措施 1.要坚持统筹发展要求,完善规划,制定措施,落实责任 要用科学发展观引导生猪养殖业发展,走保量增质的路子。要制定完善养猪业发展及污染治理工作规划,要严把好新(扩)建养猪场的审批关,合理划定禁止养殖区、控制养殖区和适度养殖区,禁止在九龙江干流沿岸1000米、支流500米或沿岸一重山范围内新建畜禽养殖场;“两禁区”及沿河第一重山范围内一律不能新(扩)建养猪场,各部门要加强执法,依法依规查处违章乱建养猪场。对于已建的养猪场有条件治理的要限期治理,直排的要及时查处,达不到治理要求的坚决给予关闭,违章新(扩)建的养猪场要坚决拆除。 2.因地制宜地推广应用“猪――沼――果”等生态农业技术模式,加大农业和农村废弃资源的开发利用,实现资源循环利用。 进一步加大养殖业污染治理力度,发展猪(禽)粪生物有机肥生产,大力推广“猪――沼――草(果、林、蔬、茶)”等生态养殖模式,确保畜禽水产业规模总量控制在生态环境可承载范围内。“猪――沼――草”工程模式用生物发酵配套技术处理粪便,生产有机肥外售,发酵过的沼液用来浇灌种植牧草,进行综合利用,从根本上解决了长期以来畜牧业发展与环保的矛盾,此外,种草还能保持水土,防止水土流失,牧场和牧草基地的其它工程建设也为当地提供良好的环境,无论对于养殖业发展或是环保都是一种可持续的健康模型。本课题组合作的民惠食品公司所属的几个生态猪场被厦门市环保局列为“生态型养猪示范场”、“国家生猪活体储备基地场”。牧场和牧草基地的其它工程建设也为当地提供良好的环境,为养殖业发展找到了出路,其生态效益十分显著。 3.加强畜物养殖场的污染管理 目前,在饲养场污染管理方面,发达国家和地区已制定了许多法律法规。例如,日本和美国要求新建大中型畜牧场经过审批;日本提出粪尿应经过净化处理;芬兰提出新建养殖场要有粪便处理设施等。我省也制定了《九龙江流域水污染防治与生态保护办法》等相关管理规定和制度,在流域内划定“畜牧养殖禁建区”,严禁在九龙江两岸新建养殖场等。但从养殖业目前的污染现状来看,相关法律法规还有待进一步完善,环境监管还要进一步加强。要通过建立污水处理设施或进入污水管网统一处理等措施,加强污染治理,防止超标排污。同时,饲养者必须加强对易发生泄漏和渗漏的储粪池及饲养间的管理。储粪池和生化塘应远离生活水源并避开水道,防止由于雨水、洪水的流入而引起的粪便溢出;要进行防渗处理,防止污染地下水;要有合理的储存容量等详细要求。 总之,就是要通过对养殖业的有效治理,促进畜牧养殖使九龙江流域的污染得到有效控制。 畜牧论文:加快推进质量效益型现代畜牧业建设 今年是畜牧业发展较为困难的一年,畜产品价格下行压力加大,质量安全事件的影响尚未完全消除,但在省委省政府坚强有力的领导下,全省上下紧紧围绕促进结构调整、增加农民收入、加快质量效益型现代畜牧业建设这一中心,以推进两个千万工程为重点,认真贯彻落实中央各项扶持政策,努力克服金融危机和“三鹿奶粉”事件影响,积极应对产业波动,使得全省畜牧业呈稳定发展态势,动物防疫工作继续走在全国前列。据我们行业内部统计,到6月末,全省肉、蛋、奶产量分别达到187.7万吨、57.7万吨和272.8万吨,同比分别增长13.2%、-2.4%和11.0%。 ――奶牛和生猪产业克服不利因素,实现稳定发展。今年以来,受金融危机、“三鹿奶粉”事件影响和进口奶粉冲击,我省牛奶价格同全国一样持续走低,上半年全省平均价格为2.0元/公斤,同比下降23.1%,目前为1.97元/公斤左右,饲养一头单产5吨的奶牛平均亏损1 000元左右,大部分奶户都在艰难维持。生猪方面,受产业生产周期影响和进口猪肉冲击,去年以来出现了商品猪市场供大于求的现象,导致2月起猪价持续走低,上半年全省平均仔猪18.4元/公斤,同比下降54.0%;活猪10.4元/公斤,同比下降33.8%;猪肉15.9元/公斤,同比下降23.5%。6月起生猪价格有所回升,目前活猪为10.89元/公斤,猪粮比在7.1:1左右。据测算,上半年出栏一头100公斤的肥猪,平均亏损30元左右,目前逐渐转亏为盈。尽管上半年两大主导品种生产形势较为严峻,但在国家和省委省政府一系列及时有效措施的扶持和保护下,我省奶业和生猪发展基础并未动摇,并未像其他省份一样出现大量倒奶和淘杀母牛的现象,仍拥有全国最大的优质荷斯坦奶牛群;在全国生猪生产下滑的大形势下,我省能繁母猪数量稳定增长,生猪产业未伤“元气”,“北猪南调”、“南猪北养”的发展态势已初步形成。据行业内部统计,到6月末全省奶牛存栏231.1万头,同比增长9.2%,生猪出栏1 512.2万头,同比增长13.2%,产业在逆境中仍保持了稳定发展的态势。预计经过一段时期的低迷运行,我省奶牛和生猪产业将在全国率先恢复。 ――家禽业快速恢复,肉牛肉羊生产效益稳定。今年以来,我省家禽业克服了价格低迷的不利因素,效益逐步好转,养殖积极性不断提高,市场供应充足。鸡蛋价格从4月起逐渐回升,上半年平均价格为6.0元/公斤,同比基本持平,目前在6.3元/公斤左右,饲养一只蛋鸡平均利润为6.15元;白条鸡价格10.1元/公斤,同比下降17.2%,饲养一只肉鸡平均利润为1.64元左右。与去年同时期比较,目前蛋肉鸡生产形势比较稳定,养殖效益趋于合理。牛羊肉一直是我省市场行情比较稳定的畜产品,上半年全省牛肉平均价格28.3元/公斤,同比上升0.3%,饲养一头肉牛平均利润为480元左右;羊肉平均价格为26.2元/公斤,同比上升3.9%,饲养一只肉羊的净利润为110元左右。据行业内部统计,到6月末,全省家禽存栏2.2亿只,同比增长9.0%,出栏1.4亿只,同比增长11.7%;肉牛、肉羊存栏分别达到566.6万头和1 067.2万只,同比增长1.3%和3.2%,出栏212.2万头和401.8万只,同比增长5.4%和4.9%。预计下半年,我省家禽业和肉牛肉羊业将继续保持稳定发展的态势。 ――畜牧业发展方式加快转变,产业已初步实现转型升级。今年上半年,全省已发展各类专业户41.8万个,养殖场7.1万个,养殖小区4 019个,规模化经营比重达到了70%;各类专业合作组织1 751个,拥有会员13万人,组织化程度进一步提升。与此同时,由于近年来我们大力推广TMR全混日粮饲喂、青黄贮利用、生猪人工授精等先进适用技术,标准化养殖比例已达到65%左右。这次产业波动在导致个别市县养殖数量下降的同时,也为产业进一步转型升级提供了机遇。一部分散户经过一段时期的养殖低谷被淘汰,而规模养殖场资金、技术条件较好,承受风险能力强,受到的影响较小,预计产业恢复后将迅速提升生产能力,这将会促使我省规模化、标准化养殖水平进一步提高。与此同时,由于加快淘汰性能差的个体,畜禽良种化水平也将有所提高,目前我省奶牛、蛋鸡和生猪的良种率基本达到100%,肉牛的良种率也已达到65%。良种化、规模化、标准化的快速发展,使我省畜牧业初步实现了向质量效益型现代产业转型升级。 ――饲草饲料建设稳步推进,草原防火工作成效显著。今年上半年,我们以松嫩平原草原禁牧工作为重点,加快“三化”草原治理步伐,极大地改善了我省西部地区,特别是哈、大、齐高速公路两侧的草原生态环境。全省共改良建设草原168万亩,防治草原虫害94万亩,防治草原鼠害180万亩,草原禁牧面积达2 850万亩。与此同时,大力推进青黄贮补贴政策,拟购置青黄贮机械805台,建青贮窖35万立方米;种植青贮玉米363万亩,比年初计划增长3万亩;草原防火工作克服了春季气温高、干旱少雨、草原地表可燃物多等不利因素,仅发生草原火警2次,过火面积20.7公顷,无重、特大和一般草原火灾发生;饲料工业稳定发展,据统计,上半年全省饲料总产量达265万吨,全省饲料质量总体合格率为96%,同比提高2个百分点。 上述成绩,是我们全省畜牧战线上下在逆境中积极应对,共同努力取得的。2009年上半年,我们着重抓了以下几方面工作: 1.进一步强化动物疫病防控工作。上半年,针对我国部分省市发生重大动物疫情和人感染高致病性禽流感的严峻形势,制定了2009年兽医工作要点,加大工作力度,有效规避了疫情风险。一是强化工作措施。坚持集中免疫和常年补针相结合,做到了“应免尽免,不留空档”,应免率均达到100%;确保免疫效果,做到了“真苗、真打、真有效”;强化监测报告,及时全面掌握疫情动态;加大了A型口蹄疫疫情和猪感染甲型H1N1流感监测力度,共采集样品13 950头份进行A型口蹄疫实验室监测,采集猪样品2 400份进行猪流感疫情检测;在候鸟停息地、栖息地和湿地周边市县建立免疫保护带,建立健全外引牲畜检疫审批手续,严防外疫传入。二是严格督导检查。制定出台了重大动物疫病防控工作区域督导责任制方案,层层制定重大动物疫病防控工作区域督导责任制方案,分工明确、职责清晰、责任到人,确保各项防控措施落实到位。三是大力推进动物防疫体系建设。下达了第三批防疫体系建设项目投资计划,对还没有得到中央投资建设的266个乡镇兽医站进行了项目申报工作。四是部署防控猪感染甲型H1N1流感工作。紧急下发了畜牧兽医部门防控猪感染甲型H1N1流感实施方案(试行),组织有关人员对198家种猪场、484家商品代饲养户、707户散养户和10个交易市场、152家屠宰场开展了流行病学调查工作。通过一系列行之有效的综合性防控措施,继续保持了全省高致病性禽流感、牲畜口蹄疫、高致病性猪蓝耳病等重大动物疫情稳定。 2.推进奶业、生猪业又好又快发展。一是认真落实《黑龙江省千万吨奶战略规划》和《黑龙江省五千万头生猪规模化养殖战略规划》,细化各项工作措施,加快推进全省奶牛业和生猪业规模化、标准化、产业化进程,上半年新建奶牛养殖场(小区)201个,完成任务的52%,新建生猪养殖场(小区)602个,完成全年任务的50.6%。除落实国家和省里政策,开展奶牛保险、规模场建设、青贮机械补贴等工作外,为落实省政府专题会议精神,省局召开了新闻通报会,向新闻媒体阐述了我省扭转奶业形势采取的系列综合措施;组织召开全省进一步加强生鲜乳价格管理工作电视电话会议,加强生鲜乳价格管理,稳定奶农积极性;制定了全省奶业及乳制品的宣传方案,力争在较短时间内大幅提升乳品品牌知名度和生产企业形象。在此基础上,积极与财政部门研究扶持奶牛和生猪生产的一系列政策,包括省级投资提高乳制品企业收购鲜奶贷款贴息比例、启动学生奶计划、支持生猪中介组织发展等。据调研了解,这些扶持政策受到了广大养殖者的认可和欢迎。 3.确保投入品及畜产品质量安全。为了整顿和规范投入品市场秩序,确保人民群众食用放心的畜产品,今年上半年在全省范围内组织开展了“质量安全执法年活动”,召开了4次推进会议,印发了14期专题简报。为加强对饲料、兽药生产经营活动的监督管理,上半年对饲料生产、经营企业和养殖场(户)使用的饲料产品及屠宰场、批发市场、农贸市场和超市的畜禽产品进行了抽样检测,检测的畜产品均达到了国家标准。同时,大力推行以GMP、HACCP等质量标准为主的质量安全管理,加强了对全省饲料、兽药生产和经营企业的资格审查。上半年全省饲料、兽药管理部门共出动执法人员7 798人次,检查企业8 420个,立案查处违法企业37个,提出整改企业58个,取缔违规企业11家,没收非法饲料产品61吨,罚款25万元,完成国家饲料质量安全抽检任务805批次,总体抽检合格率96.14%,未检出“三聚氰胺”、“瘦肉精”等违禁品;查获假劣兽药953公斤,货值6.7万元;通过提升饲料企业设立条件和市场自由淘汰,目前全省饲料生产企业已由869家下降为600余家。今年4月,农业部对我省哈尔滨市、绥化市和大庆市进行了畜产品质量安全例行监测检查,检查组共抽取了5种畜禽产品,抽样135批次,合格率均为100%。通过近几个月的执法整治,我省的投入品质量安全水平明显提高,从业人员的质量安全意识明显增强,从源头上保证了投入品和畜产品安全,有效维护了城乡居民身体健康和社会稳定。 4.大力推进科技推广等服务体系改革建设。一是继续实施以“三进”为形式、以实现“五到位”为目标的畜牧业技术推广体系建设项目,让专家和技术直接服务于养殖户,重点开展奶牛、肉牛和生猪标准化饲养技术的推广和应用,组织专家团走访重点养殖县区,开展畜牧技术服务“走村进户”活动,通过现场指导、实例讲解等办法,重点讲解了奶牛、生猪标准化饲养技术、疾病防控措施、青黄贮饲料应用等技术,全面提高养殖第一线从业人员的素质。二是启动了生态养殖示范项目,上半年选择了10个规模化养猪示范场推广生态养猪技术。三是与移动集团共同启动了“畜牧通”业务,组织24个移动专家在全省范围内帮助农牧民解答养殖技术问题,真正形成了为农牧民开展技术服务的长效机制。通过科技支撑,真正解决长期存在的技术推广“最后一公里”、成果转化“最后一道坎”的问题,加快推进质量效益型现代畜牧业建设。 (编辑/刘新) 畜牧论文:应用农业循环经济模式发展生态畜牧业 [关键词]农业循环经济;发展模式;生态畜牧业 一、农业循环经济的基本理论 “循环经济”一词,是在全球人口剧增、资源短缺、环境污染和生态恶化的严峻形势下,由美国经济学家鲍尔丁于20世纪60年代首先提出,它在资源投入、生产、产品消费及其废弃的全过程中,把传统的依赖资源消耗线性增长的经济,转换为依靠生态型资源循环发展的经济。农业循环经济把循环经济理念和可持续发展思想应用于农业生产体系,它尊重生态系统和经济活动的基本规律,把农业经济活动按照自然生态系统的模式组织成“自然资源―清洁生产―绿色消费―再生资源”的反馈式循环过程,是一种以农业经济效益为驱动力,通过优化农产品生产至消费整个产业链的结构,实现物质资源的多级循环使用和农业活动对环境最小侵害的农业经济模式,它本质上是一种生态经济。 二、应用农业循环经济理念发展生态畜牧业的典型模式 1.以沼气为纽带的资源利用型模式。模式是利用沼气池这一农业接口工程,把农业和农村产生的秸秆、人畜粪便等有机废弃物转换为有用的资源进行综合利用,主要有“沼气池―猪禽舍―厕所―日光温室”等“四位一体”的生态农业模式以及“沼气池―猪禽舍―厕所―日光温室”等“四位一体”的生态农业模式以及“沼气池―果园―暖圈―蓄水窖―看营房”的贫水地区“五配套”系统模式。其中“沼气池―猪舍―果园”农业循环模式是以沼气为纽带,将养殖业、果业生产结合起来,达到系统内能源、饲料、肥料良性利用的一项生态农业经营模式,它利用庭院、果园等资源,采用“沼气池、猪舍、果园”三结合工程,因地制宜开展“三沼”(沼气、沼渣、沼液)综合利用,达到对农业资源的高效利用和建设农村生态环境、提高农产品质量、增加农民收入等效果。而“四位一体”的农业循环模式是以沼气为纽带的能源生态综合工程,该工程把养猪的猪粪在沼气池发酵产生沼气,沼气用作照明、炊事、取暖等,沼渣、沼液作蔬菜的有机肥料或猪饲料添加剂,实现了种植业和养殖业的有机结合,是一种能流、物流良性循环,资源高效利用,综合效益明显的生态畜牧业模式。该模式是将农业生产过程中的副产品――农作物秸秆,通过加工处理成为有用的资源加工利用,实现秸秆资源化(肥料化、饲料化、原料化、能源化),消解其对环境的污染和生态的破坏,是建设循环型农业、保持土壤养分平衡、实现农业可持续发展的重要措施。 三、应用农业循环经济发展生态畜牧业的对策 1.法律支撑。发展生态畜牧业涉及社会、经济、环境各个方面,应制定必要的农业循环经济法规来构筑法律环境。德国早在1972年就颁布了有关废弃物末端处理的法律,并于1996年颁布了《循环经济和废物管理法》,要求动物饲养采用天然饲料,不使用抗生素和转基因技术。日本于2l世纪初提出“环境立国”战略,并颁布实施了《新农业基本法》等多部促进循环经济发展的法律法规,形成了比较完整的法律体系。中国于2002年颁布了《中华人民共和国清洁生产促进法》,成为循环经济立法的良好开端。今后应完善《中华人民共和国农业法》,对发展农业循环经济作出明确、具体的规定,并加快循环经济的立法工作,强化发展农业循环经济的法律条文,以早日实现农业资源的循环利用。 2.污能源利用工程和公益性基础设施。生态畜牧业能否顺利实施,在很大程度上取决于人们对农业循环经济的重视程度。第一,要不断增强群众的生态意识和环保意识,激发他们建设生态畜牧业的自觉性和积极性.使他们真正认识到发展生态畜牧业对增加农民收入、改善农村环境的重要作用。第二,要广泛宣传生态畜牧业的基本知识,举办生态畜牧业模式培训班,请技术人员现场指导,组织经验交流会;鼓励农民购买、订阅多种农业科技报刊和书籍,提高人们对生态畜牧业的认识水平。 清洁生产是指将污染预防战略持续地应用于生产过程、产品和服务之中,通过技术进步不断提高管理水平,增加资源的利用率,减少污染物的产生及其对环境的危害。在畜牧生产过程中提出清洁生产的要求,是发展生态畜牧业的关键环节。今后应加强对中型养殖场、粪便污染的生态化治理,提高规模化养殖场废弃物综合利用率,促进畜牧业清洁生产,积极研制高效饲料添加剂和低碳、低残留新型兽药,推广动物重要疫病的综合防治,控制兽药、重金属污染的程度。 3.加强生态畜牧业的研究和推广力度。生态畜牧业的发展最终要依靠技术进步,应根据不同区域、不同种类,研发相关技术,提高畜产品质量和实施产业化经营;同时,开展生态畜牧业的试点,对生态畜牧业基地给予多方面的支持。树立典型,并组织有关人员到畜牧点参观学习,交流经验,大力报道生态畜牧业示范基地的新技术。 4.完善生态畜牧业的社会化服务体系。发展生态畜牧业,必须进―步加强对沼气池、育贮池等农业和农村基础设施的规划和建设,为生态畜牧业发展提供必要的硬件设施;建设农作物秸秆、畜禽粪便等农副产品交易市场,为养殖户之间的物质和资源交易搭建平台,并建立信息服务体系,加快农村互联网建设,为使农民了解国内外生态畜牧业的发展及使更多的生态畜产品进入国际市场创造条件。还有,应加强国际合作,引入国外先进的技术和观念,为中国发展生态畜牧业提供新的思路。 总之,农业循环经济是2l世纪农业发展的必然趋势,是实现畜牧业可持续发展的根本途径。我们只有强化对农业循环经济的引导,加强生态畜牧业的宣传推广力度,发展畜牧业清洁生产,完善社会化服务体系来发展生态畜牧业,才能节约资源,减少环境污染,促进畜牧业经济效益和生态效益的统一。
1对物联网技术的理解 物联网技术指运用信息传感设备和技术——如全球定位系统、射频识别技术、传感器和红外感应器等——来监测需要监控、连接、互动的物体或过程,进而促使人们对物品进行智能化识别、定位和管理。物联网技术,简单地说,就是以互联网技术为基础,通过信息传感系统将人们的生活和网络融合在一起,达到物物相连,进而使人们工作智能化和网络化,提高工作效率,同时也使资源达到共享,运用更加充分。 物联网系统主要涵盖内容有三方面——感知层、网络层、应用层。感知层就是物联网系统中的传感设备,主要包括智能卡、电子标签、GPS、识别码、摄像头等,通过传感系统来捕获、采集相关信息(如识别环境因子并监测分析),实现智能感知;网络层是物联网系统中的网络中心和通信信号,例如:智能控制中心和信息处理中心,其作用就是对感知层所采集的信息进行处理和判断,实现设备的智能化控制;应用层是物联网在各行各业中的实际应用,根据不同行业的不同的特征来实现智能化处理。 2环境监测中物联网技术应用的意义 环境监测是一项复杂的工作,需要较好的设备和监测技术,若设备和监测技术达不到要求,就会导致很多工作只停留在表面,检测出的数据有限、不准确。例如:传统的环境监测工作一般由人来做,实效性差,监测人员对某区域进行环境状况概括后,之后过很长时间才能再次重新监测,而如果突然出现意外状况,环境监测人员不能及时有效地进行信息搜集、判断和分析,出现环境问题,并持续恶化。物联网技术应用到环境监测中,能让我们及时获取难以监测、记录的信息,且信息数据更全面、准确,通过整理和分析这些数据信息,有助于环保部门及时发现存在的问题,并能及时做好预防和控制工作,促使环境监测的效率大大提高。 3环境监测中物联网技术应用存在的问题 3.1监测技术有待提高 物联网技术在环境监测中应用还处于初级阶段,需加强硬件和软件的建设。目前,环境监测传感器功能太少,可以监测的污染源范围小,监测的种类少,采集的信息和数据的准确性低。某些化学类传感器需要耗费大量资金来进口,且设备维护成本高。环境监测也需要网络技术来传递信息,但我国的网络技术应用还不成熟,技术性不高,限制实际传感功能。 3.2监测要素不全面 在生态系统监测中,应用物联网技术只监测简单的元素,而且监测系统的构成也不全面;物联网技术应用到海洋环境监测中,只是分析几项重点的污染物;大气监测中,只是研究空气中特定的污染物。环境监测要素不全面,不能形成全面的环境监测系统,环境监测能力有限。 3.3专业技术人员匮乏 环境监测技术人员有专业的技术能力,岗位上配备与岗位相对应的技术人员,这些都有助于提升环境监测工作实效性。目前,我国环境监测专业技术人员匮乏并且组成结构也不完善,需重新分配和优化工作人员。环境监测技术人员需具备专业的知识和技术,对突发的意外事故有良好的操作能力,能及时发现问题,解决问题。目前我国缺少专业化的环境监测人员,这严重阻碍了物联网技术在环境监测方面的健康发展。 3.4环境监测管理制度不完善 随着环境问题的不断出现,环境监测管理工作越来越受到人们的重视,但因为没有完善的环境监测管理制度,再加上监测技术和监测范围等因素的影响,不利于环境监测工作管理效率的提高,容易造成监测结果与实际情况有一定的偏差。缺乏有效的环境监测管理制度导致无法充分发挥整个物联网技术的作用,管理部门完善环境监测管理制度,有助于环境监测工作顺利开展。 4环境监测中物联网技术的应用策略 4.1加大技术研发的力度 物联网技术在环境监测中应用还不成熟,还需进一步加大技术研发和生产相关设备,相关部门应提供技术、资金等条件来支持物联网技术的研发。相关科技人员也应不断提高自己的专业技术水平和能力,进而完善与创新物联网技术,提高物联网技术的硬件和软件的质量,扩大监测内容,使其性能变得更好。提高物联网技术后,也降低其在环境监测中的使用成本,有利于物联网技术快捷高效地为环境监测服务。 4.2建立统一物联网信息共享平台 统一物联网信息共享平台使环境监测数据和信息达到共享,并能智能审核、分析和存储数据和信息,保证了物联网的环境监测质量,提高环境监测的有效性,确保物联网准确性和可靠性。 4.3培养环境监测人员的专业素质 要想培养一支专业技术和综合素质高的团队,相关部门可加大对技术员工的培训力度,可定期对技术人员进行相关技术专业培训,提高专业知识和实践操作能力。也可建立再教育机制,激发工作人员的培训热情。既要提高员工的专业能力,又要提升工作人员的责任感与使命感,进而提高员工的综合素质,这样才能高质量、快捷高效、顺利地完成环境监测工作。 4.4建立环境监测管理制度 国家相关部门要根据国际物联网各项技术标准和相关区域的实际情况,制定出符合中国环境的监测管理制度,为物联网技术在环境监测的应用中提供标准化的技术参考,这样就使不同区域的电子终端实现协调统一,保证监测数据的准确性。 总之,物联网技术在环境监测工作中的应用能提高环境监测效率和质量,保证采集的信息和数据更全面和准确,有利于后续工作的顺利开展。物联网还应不断完善,完善后的物联网才能更好地应用到环境监测中,保证环境监测工作顺利进行。
机器人由硬件与软件组成,硬件由机器人本体的硬件结构组成,软件则是通过计算机开发的机器人的控制系统,软件中集成了机器人的运动控制算法、传感器反馈数据处理算法等。由于在工业生产制造过程中,机器人应用在搬运、码垛、喷涂、焊接等领域时,机器人的运动控制较为固化,大部分是通过示教模式,使机器人按照预定的运动轨迹运动,重复相同的动作,因此,在机器人的实际控制中较为简单,但对于高精度的运动控制中,必须结合相关的传感器使机器人的控制形成闭环控制系统,精确控制机器人的运动轨迹,保证最终的运动精度。 1工业领域对机器人的应用要求 1.1机械零件制造精度 工业机器人属于中小型的精密加工制造设备,相对于大型机械制造设备而言,其设计精度要求较高,对机器人中各个零件精度要求较高,由于机器人在工业领域中的应用较为精密,因此为了保证最终的运动精度,在机器人各个机械部件的制造加工过程中对其精度有较高的要求,否则无法满足机器人运动精度的要求。在工业机器人的核心零部件(电机、机械臂)的加工过程中由于零件的精度没有达到设计要求,在机器人长期运动工作过程中,影响机器人的运动精度定位,由此导致机器人末端运动位置与要求位置出现较大的偏差,严重影响机器人的正常使用。 1.2传动系统精度 工业领域中常用的机器人有两种,一种是六轴旋转机器人,即机器人的六个轴的运动都是旋转运动;一种是直线运动机器人,即机器人的各轴的运动均是直线运动,此类机器人通常用于上下料设备中。机器人运动必然涉及到动力的传递,从机器人各轴的驱动电机传送至末端位置的过程中,各个传动件的精度都会影响机器人末端的运动精度。由于工业机器人对运动精度要求较高,目前国内的技术无法制造高精度减速器,国内现有的机器人的减速器大多采用日本生产的RV减速器和行星齿轮减速器。此外,由于工业机器人大多属于串联机器人,每个传动环节的传动精度都会影响机器人末端的运动位置,且前端的运动误差会随着传动链的推移不断被放大,导致机器人末端位置控制不精确。 1.3机器人装配精度 工业机器人的装配精度直接影响机器人末端位置的精度,由于工业机器人设计之初各个零件的装配精度设计不合理,导致在机器人使用过程中传动链各级的运动关系异常,在工业机器人动力传递的过程中丧失了各轴的运动精度和末端执行件的位置精度,无法保证机器人达到要求的位置精度,影响了生产加工的质量。 1.4机器人精度保持性 机器人末端负载能力工业机器人在使用初始阶段时的定位精度较高,但随着使用时间的增加,机器人精度下降,通常是由于机器人各个零部件的磨损导致的,也与机器人的精度保持性有关。由于机器人通常只做重复运动,重复定位精度较高,但由于末端负载以及各个零部件的磨损,导致机器人定位精度和重复定位精度较差,各级误差随着传动链从电机到末端执行件执行件不断被放大,导致工业机器人末端执行位置与理想位置存在较大的差异,影响机器人的使用。 2机电一体化技术的应用 2.1各轴电机运动位置检测 在机器人各轴的电机与气缸安装之初,电机与气缸的运动精度都经过严格的检测与校准,例如电机一般都是采用伺服电机,且各个电机上安装编码器用于检测电机旋转的角度,通过编码器的反馈数据接入电机的伺服驱动器中控制电机旋转的角度,使电机的实际旋转角度与目标角度一致,保证电机端动力源的运动精度。同样,做直线运动的气缸机械臂的伸出与退回的距离经过限位挡块的校正同样可以保证各个气缸运动量的精确性,由此保证机器人末端位置的运动精度。 2.2机器人核心部件检测 机器人的核心部件是各轴的关节臂的减速器,在机器人各轴的减速器位置处安装振动传感器,检测减速器位置处的振动情况,由此判断机器人运动的平稳性,若减速器位置处真的传感器的振动频率过快、振幅较大则表明减速器运行存在异常应针对减速器位置进行检查和维护确保各个减速器的正常工作,以免由于减速器出的振动影响机器人末端位置的运动精度和平稳性。 2.3机器人运动轨迹规划 机器人的运动轨迹通常是根据实际的生产需求规划的,机器人的运动轨迹规划通常在以工控机为上位机的计算机上进行的,将各个目标位置处末端目标的位置和方向输入工控机中,根据机器人运动学的逆解,将工业机器人各个轴的运动量求解出来,并通过驱动器下发至各个轴的驱动电机,是机器人各轴同时运动,保证机器人的末端位置和方向达到目标的运动位置和方向,实现机器人对生产加工的要求。 2.4机器人工作环境管理 工业机器人属于高精密的加工设备,机器人对其周围环境的温度、湿度等都有极高的要求。在工业机器人的维护和管理工作中,需根据机器人的性能控制设备周围的环境,根据机器人的运行情况和生产加工的要求,将工业机器人安装在温度适中、空气湿度适中的位置,尽量避免工业机器人由于周围环境导致的末端控制精度降低。 3结论 通过上述的分析,本文针对机电一体化技术在工业机器人控制领域中的应用进行了分析与研究,分析了机器人末端位置存在误差的原因,并提出相应检测和矫正措施,有利于生产人员在机器人使用过程中通过计算机技术和传感器技术精确控制机器人末端的位置精度,避免影响机器人的正常使用。
浅谈微特电机技术:驱动用微特电机及其控制系统的可靠性技术探讨 摘 要:在驱动领域中,微特电机的应用越来越广泛,可靠性问题影响到其能够得到顺利应用,为此,加大对微特电机的研究,进一步提高其可靠性,是避免故障、减少损失的前提。本文主要探讨了微特电机的控制系统可靠性技术,主要目的是为微特电机日后的应用提供有效的借鉴和参考。 关键词:驱动领域;微特电机;控制系统;可靠性技术 20世纪30年代,微特电机开始兴起,它是应军事装备、科学技术发展而快速发展起来的一门技术,按照其用途可划分为驱动用微特电机和控制用微特电机两种类型。对于驱动用微特电机来说,转换能量是其最主要的任务,在农业、工业等各个领域中发挥着不可替代的作用。在微特电机及其控制系统运行过程中,电力电子器件不可避免地出现故障现象,影响到电机驱动系统的可靠性,尤其是在军事装备以及航天等重要领域,对电机驱动系统可靠性要求更为严格。为此,加强对驱动用微特电机系统可靠性技术的研究,具有重大的现实意义。在国际的相关研究成果中,把可靠性技术划分为冗余和容错两种方法。本文主要是从微特电机驱动系统可靠性、系统主要故障进行分析,并在此基础上提出提高微特电机驱动系统可靠性建议,希望能够引起国内相关科研人员的高度重视,加大对驱动用微特电机及其控制系统的可靠性技术研究,推动国内在此领域技术进一步发展。 1. 可靠性理论概述 所谓的可靠性主要是指在规定的时间以及条件内,产品可以顺利完成某一规定功能的一种能力,或者说是产品维持功能的时间。电机驱动系统在多个领域当中都得到了充分应用,电机驱动系统在不同的场合完成规定功能的能力也会存在差异。例如:对于电动车来说,虽然它的驱动系统有一部分发生了故障,但因为系统具备容错能力,为此可以带故障继续运行,及时电动出的转速质量在不断地下降,这些故障不会影响到它的运行。可以及时把电动车送到维修店进行维修,在这种情况下,可以说电动车在存在故障的情况下顺利完成了规定的功能,它的功能并没有失效。又例如,对于高射炮来说,它的3个主要功能分别为射速、射程和命中精度3个方面,如果该电机驱动系统发生了故障导致仅有两个功能符合要求,这种情况下是不能说明其顺利完成规定的功能。所以,在判断一个产品是否顺利完成规定功能,首先需要把判断故障的主要依据明确出来,接着再于实际情况进行结合分析。工况不同,判断产品功能失效的标准也会有所不同。 2. 电机驱动系统主要故障 一般来说,电机驱动系统的故障情况可划分电气故障和机械故障两种。 不同的类型,其表现出来的故障也会存在差异。对于电机结构来说,其内部一般存在励磁绕组和电枢绕组两套绕组。因此,电机本体内的主要故障主要是指励磁绕组和电枢绕组两套绕组发生短路或者断路。对于永磁电机来说,其电机体内只有电枢绕组没有励磁绕组。在条件相同的情况之下,绕组发生故障的几率往往比较低。但是,永磁电机自身也存在一定的局限性:因为永磁体主要是在转子的表面进行安装且不容易冷却,容易导致高温发生退磁故障现象。在运行环境一样的条件之下,和其他一般的电机对比,开关磁阻电机发生故障的几率也是比较低,因为在内部均不存在永磁体,也不存在绕组。 一般来说,电机本体故障主要分为以下几种情况: (1)绕组发生断路。 (2)绕组匝间、绕组出线端、绕组相间发生短路。 (3)永磁体励磁发生故障。 此外,驱动电路的功率变换器故障也是电机驱动系统的故障表现,一般可分为以下几种: (1)直流母线接地。 (2)输入电源对地短路。 (3)开关器件操作过程中发生失误。 (4)功率开关器件操作过程中,发生断路。 对于电机驱动系统来说,要具备高可靠性应满足以下几个基本特征:电机的结构设计以及驱动控制电路相间的电耦合、磁耦合、热耦合可以达到最小,当发生以上描述的各种故障的时候,可以及时对一部分故障进行物理隔离,在最大程度上降低故障产生的影响,即发生一个或者多个故障的时候,电机依然可以在仅符合某一种技术指标的条件下带着故障继续运行,具备比较高的可靠性。 3. 如何进一步提高微特电机驱动系统可靠性 一般来说,可通过以下几个有效途径来进一步提高微特电机驱动系统可靠性: 3.1 从驱动电路拓扑结构着手 不断开发高容错性的驱动系统电路拓扑结构是提高微特电机驱动系统可靠性的关键。在一般情况下,并联冗余相和提高缺相容错能力的方法来实现高可靠性的电路拓扑结构,电路需要具备一定的独立性是两者的前提要求。当发生故障现象的时候,其他相会承担这一部分的工作,不会给其他相的工作造成任何的影响。冗余技术可以确保系统正常运行,并进一步增强电机驱动系统的可靠性。并对控制线路和相数进行备份。虽然采用冗余结构可在很大程度上提高驱动电路的可靠性,但是由于用相的驱动电路增加了,也进一步增加了整个系统的成本,在一定程度上造成累赘以及浪费。 3.2 从电机本体结构着手 电机本体自身具有良好的容错性,对于SR电机来说,双凸极是其主要的结构,磁体、绕组、电刷等都没有在转子上安装,由于结构比较简单,当其处在高速度运行状态系的时候可以降低故障发生几率。集中绕组是R电机定子主要采用的方式,从空间上来分析,相对的定子极串联形成一相,所以它们之间是相对独立的,这种独立又可以分为电路的独立和磁路的独立。当发生短路或者断路等故障的时候,不会给其他相关的工作造成影响,利用检测装置,对故障及时进行监测,并及时在该系统把该相进行切除,防止电机运行的过程中出现故障。当电流一定的时候会不但会促使转矩脉动不断变大,还会促使平均转矩不断下降,为了提高电机在断路故障下的运行特性,把驱动电路分别于每一个极下的绕组互相进行连接。如果在运行的过程中,某一极绕组发生了故障,且该极下绕组电压为零,此时电机的转矩主要是由该相的另外一极的绕组来产生。但是,当SR电处在这种结构下发生故障的时候,不但会产生比较大的径向力,还会导致电磁力产生不平衡感。针对这些存在的问题,使用双绕组结构的SR电机进行布局可以进行弥补。 3.3 从传感集成技术着手 在电机驱动系统中,传感器是重要的组成部分,发挥着无可替代的作用。与此同时,它也其中一个安全隐患之一,长时间使用之后,受到各种因素的影响,传感器会出现不同程度地损坏,加之灰尘会给光电信号造成阻挡,容易导致系统发生故障,给整个驱动系统的正常运行造成影响。为此,在电机驱动系统的传感器集成技术方面还需要进一步深入研究,才能进一步提高系统的可靠性。 在无位置传感器技术方面,很多国外相关学者也进行了大量的研究,并或缺了很多成果,总结出很多方法。一般来说,无位置传感器检测方法主要是通过构造一个转子位置信号的检测电路,而不是在定子上直接安装位置传感器。采用较为先进的检测技术和计算机技术,主要从硬件、软件两个方面来着手,电机本身具备一定的电压、电流参数,可以充分借助这些参数达到获取转子的位置信息的目的。续流二极管法、查表计算法、反电势法以及查表计算法等等都是经常被使用到的方法,且都比较成熟。此外,在国外有很多类型的研究成果,研究者主要借助相关的软件和硬件对电机驱动系统的温度传感器以及电流传感器进行研究,并取得了较为理想的研究成果,这些成果为日后微特电机驱动发展以及应用提供了有效的借鉴和参考。 结语 综上可知,对高可靠性的微特电机及其控制系统进行开发具有重大的现实意义。本文分析了可靠性工程的基本原理,并探讨了提高微特电机驱动系统可靠性的有效途径,虽然对于微特电机驱动系统可靠性技术的研究取得了一定的成果,但由于起步较晚,技术还未完善,理论和技术还需要加以完善。 浅谈微特电机技术:微特电机的误差测试分析 【摘 要】当今社会文明最基本的支撑技术中有一项就是电机技术的发展和广泛应用,电机的使用改变了我国传统的生产和生活方式。而微特电机是电机技术领域最先进、最活跃、最具有潜力的一个分枝。在我国已经渐渐发展成为一个相对比较完善、独立的产业体系和技术体系,并且拥有自己的一套技术考核标准,成为应用较为广泛的一个电机门类。 【关键词】微特电机;误差测试;分析 微特电机在人们的生产生活中使用较为广泛,为人们带来方便的同时也存在一些问题,需要对微特电机的测试误差加以控制。微特电机的测试误差是测量过程中无法避免的,测量技术中检测仪器的测量误差和误差的记录方法一直是备受大家关注的话题。 一、微特电机的发展方向 微特电机的发展方向大致分为六个方面,第一,机电一体化的发展趋势,此阶段的特点是借助数字化的传感器、集成化的电路等技术实现电机系统的机电一体化。第二,高智能化的发展趋势,对电机的转矩、运行速度等进行了控制。第三,小型化和微型化发展趋势,追求低噪音,电机小巧的特点。第四,永磁无刷化的发展趋势。第五,直接驱动的发展趋势,要求高速大功率。第六,大功率集成化的发展趋势,追求电机驱动单元的网络集成化。 二、交流异步感应电机转速测量 电网频率的大小直接影响着交流电机的同步转速,电网频率低,交流电机的同步转速就慢;电网频率高,交流电机的转速就快,电机的实际转速随着电网频率的高低变化而发生变化,电网频率的不稳定导致交流电机转速出现不稳定。为了加强对交流电机转速的控制,有了相对转速和绝对转速的区分。相对转速是交流电机在50Hz电源频率标准下的转速;绝对转速则是电机运行标准中一分钟的实际转速。电动机的相对转速和绝对转速随着电网的频率高低呈现出两条不同的波浪线,当电网的实际频率大于50Hz的标准时,相对转速高于绝对转速;当电网的实际频率正好是标准的50Hz时,相对转速与绝对转速相同;当电网的实际频率小于50Hz的标准时,相对转速低于绝对转速。 交流电机的测试工作需要注意一些问题,当交流电机的测试工作涉及到转速是判断电机是否合格的临界点时,需要采用相对转速作为评价的标准,就是通过电网频率的分布得到电机自动伸缩闸门的时间。电网频率最高时,电机的转速也最快,闸门自由伸缩的时间最短,测量的结果是相对于标准50Hz的转速;电网频率最低时,电机的转速最慢,闸门自由伸缩的时间最长,测量的结果同样是相对于标准50Hz的转速,通过这种方法补偿电源频率不稳导致的误差,对电机的转速做出正确的评价。如果闪光测速仪中配备了50Hz相对转速测试的功能,交流异步电机的转速测试最好采用相对转速的测试档,以此避免因电网频率变化造成电机测试误差;如果没有具备相对转速测试档,需要对电网的频率进行鉴别。 三、多级旋转变压器电气误差测量中相对误差与绝对误差 相对误差是用户使用的标准指南,反映了“基准电气零位”误差偏离实际值的大小,使用者通过产品的相对误差值就可以知道使用过程中产生误差的大小。相对误差是对产品提出的更高生产要求,即使相对误差是绝对误差的两倍甚至是极端值,只要绝对误差很小,生产出来的产品就是合格的。相对误差符合电机的实际使用情况,所以现行的多级旋转变压器电气误差测量中普遍采用相对误差的表示方法。传统的电气误差标准只在乎生产制造,忽视了用户的使用环节,因此现行的误差标准针对传统标准的弊端做出了修改。相对误差标准对产品的生产规格和测试环节都提出了更加严格的要求。相对误差把“基准电气零位”作为参考点,真实、准确的反映电机的误差,误差的测试环节具有重复性。绝对误差可以选择“基准电气零位”作为测试的参考点,也可以选择其他的“电气零点”为参考点,两者测量出的绝对误差值都是固定不变的。因为相对误差选择“基准电气零位”作为误差测试的参考点,具有一定的局限性,无法精确地评点电机合格与否。 四、步进电动机的步距误差测量采用绝对误差 步进电动机步距误差分为累积误差和分步距误差。累计误差是指根据步进电动机起始位置的相对值、每一步转的实际角度与理论值的差,选取这一周转动中最大正值和最大负值的绝对值之和记为步进电动机步距误差测量中的累积误差。分步距误差是步进电动机每一步实际歩距和理论歩距之间的差,通常选取一周中步距误差绝对值中最大的数值作为实际的分步距误差。累计误差的测试点是随机选取的,因此累积误差不能采用相对误差进行表示,不同测试点产生的误差数值不同,误差的测试工作不具有重复性。绝对误差测试中无论测试的参考点是什么,都不影响误差值的变化,符合了步进电动机误差测试参考点随机性的特点。分歩距误差实际上是相对误差,测量得到的误差数值大小一样,只是测量误差选择的起点不同,每个起点中表示误差的符号不同。 五、微特电机误差和仪器仪表误差的不同之处 微特电机测量的绝对值中没有理论上的真值,只是有类似于真值的数值。例如步进电动机误差测量的歩距角和位置角,都只是理论上的角度,绝对误差就是测量时电机实际的旋转角度和理论角度的差。还有一种绝对误差测试中只有实际值没有理论数值,例如多级旋转变压器电气误差测试中测量得到的电气角度影响着正切函数电桥绕制的准确率。仪器仪表的绝对误差是测量值与真值的差,具有正负数的区分。真值需要借助高一级的测量工具得到,在没有利用低一级测量工具得到的测量数值时,此数值也只能是实际值,不可以称为真值。 仪器仪表误差的表示方式和电机产品的误差表示方式基本一样,但是由于电机产品误差测量具有一定的特殊性,误差的表示方法也存在一些不同。例如相对误差的表示方法,仪器仪表采用百分比的表示方法。虽然电机中旋转变压器的余弦函数采用百分比的表示方法,但在实际的操作过程中为使用的方便通常用各点的角度误差代替百分比的误差表示方法。多级旋转变压器电气误差的测量不能选用百分比的表示方法。多级旋转变压器电气误差是以“基准电气零位”为标准的电机实际旋转的角度和理论电气角度的差,并且即使随着转角的角度不断增大,误差数值的大小基本不变,误差数值之间不存在任何比例关系,因此多级旋转变压器电气误差用“基准电气零位”的最大正负值表示误差,不采用百分比的表示方法。 六、结语 伴随着科技的进步、经济的飞速发展和社会文明的不断进步,微特电机凭借它自身高效率、高节能和机电一体化的特点会迎来一片快速发展的新天地。虽然我国微特电机使用范围广泛,但是微特电机的产业结构布局还不完善,微特电机的技术水平发展还比较落后。我国必须加大微特电机技术研发方面的资金投入,提升微特电机在市场竞争中的核心力,使我国微特电机的发展迈向一个新的高度。 浅谈微特电机技术:《微特电机及系统》教学改革与实践 摘要:《微特电机及系统》是电气工程及其自动化专业运动控制研究领域的一门重要的专业课。针对新成立的应用型本科院校,为了提高教学质量,培养高素质复合型应用人才,本文从教学内容、方法、手段以及实践环节几个方面,提出了《微特电机及系统》课程建设的改革与实践。实践表明,学生学习《微特电机及系统》的积极性和主动性提高,激发了学生的创造型思维,在教学实践中取得了较好的成效。 关键词:微特电机及系统;教学改革;实践;电气工程及其自动化 微特电机系统通常是由与常规电机结构、性能、用途或原理不同,体积和输出功率较小的微型特种精密电机、控制器及驱动硬件电路组成的复杂系统。融合了电机、计算机、电力电子、控制、机械、新材料和新工艺等高新技术,是现代武器装备、工业自动化、办公自动化和家庭生活自动化不可缺少的重要技术[1]。本文结合新成立的本科院校的特点,以培养应用型人才为目标,准确定位本课程在电气工程及其自动化专业中的地位和作用,对现有的教学内容、方法及实践环节进行改革与实践,为培养高素质创新型应用人才提供必须的平台与保障。 一、教学改革与实践 1.人才培养目标定位。针对新成立的应用型二本院校的特点,明确人才培养目标定位,在明确课程地位的基础上做好课程性质、任务和教学目标的细化工作[2]。学校提出以“应用型人才”作为人才培养的最终目标,落实到《微特电机及系统》这门课程中,就是要培养出能够将微特电机技术、控制技术和计算机技术相结合,能够在微特电机系统遇到的问题中,分析、定位好问题的所在,提出问题解决方案的应用型人才。 2.教学内容的改革与实践。①增加预备知识。《微特电机及系统》是以电机学和电机拖动基础等课程为基础,但有些同学电机基础薄弱,因此在课程讲授前,应将电机学的基本内容和概念作详细讲解[3,4],为进一步学习打下基础。②优化课程体系,调整教学内容。笔者所在的学校电气工程及其自动化专业主要分为电力系统、高电压技术与电气工程三个学科方向。教学计划将课程分为:公共基础课、专业基础课、专业限选课、专业任选课等,缩短专业课程的学时,精简课程教学内容,形成“伺服电机—测速发电机—步进电机—自整角机—旋转变压器—永磁无刷直流电机”的教学主线,通过试点,取得了满意的效果。③增加新型电机教学内容。随着控制技术等相关技术的发展,电机在很多方面突破了传动概念,已经不再局限于传动的电磁理论,而是与其他学科相互结合、互相渗透。 3.教学方法与手段改革。①采用推理式教学方法。采用推理思路教学,如交变电流交变磁场交变磁通交变电势电流电磁转矩,推动转子旋转,进而输出机械功率。通过诸如此类的推理式教学,学生不仅可以准确理解“电机的本质就是一个能量转换工具”,而且有利于他们理解电机的可逆性原理。②采用对比式教学方法。大部分微特电机在结构和分析方法上存在共性内容,因此,比较不同种类的微特电机结构和原理,根据已经学习的内容帮助学生掌握新知识。如学生对开关磁阻电机和磁阻电机的原理和控制方法理解比较困难,而对步进电机非常熟悉,这时,可根据步进电机工作原理和控制方式来讲解开关磁阻电机的内容。③互动法教学。采用互动法教学,积极发挥学生的主观能动性,如在讲解直流测速发电机的结构和工作原理时,应根据其与普通直流发电机原理的相似性,提问学生,让学生回忆已学过的直流发电机的相关内容,然后再分析直流测速发电机的独有特性。同时还可以采用课堂讨论的方式,如解决永磁式同步电机启动问题,首先讨论得出无法自启动的原因:第一,转子本身存在惯性;第二,定、转子磁场之间转速相差太大,进而得出永磁式同步电机自行启动方法:在转子上安装启动绕组,启动时,依靠鼠笼式启动绕组产生电磁转矩,使转子转动起来,当转速接近同步速时,定子旋转磁场就与转子永磁磁场相互吸引牵入同步。这样通过讨论和归纳,学生就明白了为什么永磁式同步电机转子上会安装启动绕组。④理论联系实际教学。学习《微特电机及系统》目的是为了应用,教师讲解时只要重点把握微特电机结构和基本原理,并增加应用实例,激发学生的兴趣。如在讲解微特电机的基本用途时,一枚导弹中需要60多台电机,仅一艘潜艇导航仪表配套设备就用90多台电机,并采用多媒体动画教学的方法演示随动系统跟踪和定位过程,形象地让学生了解随动系统中的力矩电动机、自整角机和伺服电动机在其中所起的作用。当学生听到和看到这些生动的微特电机应用实例,他们就会明白《微特电机及系统》这门课程和高新技术是紧密结合的,具有广泛的用途,能激发学生在课堂上的学习兴趣。 二、实践环节的改革 1.理论教学穿插实验教学。结合电子与电气工程学院电工实验中心为国家与地方共建项目的契机,添置了新的微特电机教学模型和实验设备,在进行理论教学的过程中穿插实验教学,教学模型通电时,可以让学生直观的看到电机运行中的起动过程、制动和可逆等。因此,学生在学习理论知识的同时,对电机也有了直观的认识。 2.严格要求实验预习报告。在学生进入实验室之前,应详细检查学生的预习报告,应该包括以下几个方面:本实验的目的、该电机的结构和工作原理、电机的静态特性和调节特性、转速如何调节、主要性能参数和指标有哪些、控制系统硬件组成、完成本实验需要用到的仪器设备、实验的具体步骤等,可通过提问的方式完成实验预习的检查,使得学生对实验有整体的把握,使他们带着目的做实验,这样在实验过程中易于发现、解决问题。 3.增加设计性综合实验。传统的实验教学都是单一的验证型实验,为培养创新性应用人才,设计性综合实验势在必行。在设计性综合实验中,教师只需给出实验目的、实验要求和注意事项,具体的实验方案和实验步骤、以及所需的仪器设备,都由学生自己拟定。 4.专业方向课程设计。由于《微特电机及系统》课程的特殊性,通常的考核方式难以体现学生的学习效果,在结束理论学习后,要增加两周的专业方向课程设计对学生进行考核,将每五个学生分成一组,选择以不同的微特电机为对象,给出设计要求,完成控制系统硬件和软件的设计工作,最后通过答辩确定学生成绩,这样可以充分激发学生的创造性。 《微特电机及系统》是一门内容丰富、理论抽象、实践性非常强的运动控制方向专业课程。在课程教学中,应进一步丰富内容,尽可能大的提高学生学习的积极性和主观能动性,采用多种灵活的教学方法,注意理论联系实际,特别注重实践教学环节,改革课程考核方式,拓展学生的知识面,培养学生的创新意识和动手能力,从而取得令人满意的教学效果。
智能汽车论文:CES 2017,智能汽车有哪些亮点 2017年CES展会已经结束,在本届CES上,除了遍地开花的虚拟现实技术以外,智能汽车可谓是赚足了眼球,今年共有500多家汽车技术厂商参加CES,这也让这届CES看起来像是“车展”。今年的CES除了传统的汽车厂商展现了很多奇妙的汽车“黑科技”,多家互联网厂商也在展会上展示了自家的智能汽车和解决方案,同时还有许多科技公司也开始涉足智能汽车领域。可以看出,随着汽车技术的进步,“智能汽车”已经不再是纸上谈兵,正开始走入我们的生活。 硬件企业抢滩登陆智能汽车市场 智能汽车的发展离不开硬件企业的支持。硬件企业对于智能汽车的发展也最为敏感,因为作为汽车集成的最上游企业,这些硬件企业的产品功能决定着整车的功能体现。所以在本届CES展会上,我们看到了众多的硬件企业参与其中,诸如BOSE、恩智浦半导体、英特尔、英伟达等,这些企业通过与车企联姻,不断打造各种新颖的汽车的功能。 博士公司(Bose):作为一家知名的音频设备厂商,Bose也开始努力和“智能汽车”扯上关系。在本届CES上,Bose展示了一款概念汽车座椅。 这是一套名为Bose Ride的概念系统,可以有效将路面震动、颠簸等大部分不规律移动过滤,大大提升了乘坐舒适度。在最新的Bose Ride概念系统上,Bose将之前卡车座椅上的单轴避震升级为多轴避震,大幅提高了舒适性。不仅如此,现在Bose Ride系统还集成有各种多媒体娱乐系统,无论是比赛、电影、音乐还是聊天都能提供最好的感受。 恩智浦半导体(NXP Semiconductors):总部位于荷兰埃因霍温的恩智浦是全球前十大半导体公司之一,不仅在汽车半导体市场独占鳌头,在工业半导体市场也位居前七之列。恩智浦半导体展示了通过汽车之间(V2V)和汽车与周围基础设施之间(V2I)的安全通信,得以改善道路安全性和交通流量的技术。用例将包括碰撞警报、智能交通灯和道路交叉口易受伤道路使用者检测。这一切均以恩智浦的汽车RoadLINK产品为基础。恩智浦现在与Delphi(德尔福)和Savari开展车载与路边单元方面的合作。 艾尔维(IAV):在全球拥有约5700名员工,是汽车工业处于领先地位的汽车工程合作伙伴。艾尔维展示了高度自动化驾驶技术,主要是动力系统和电子控制系统。艾尔维的自动驾驶系统可作为努力缓解城市拥堵和减少相关污染的主要方案之一,其高度自动化驾驶汽车能够与基础设施、行人和Microsoft Azure Cloud实现连接,从而使汽车能在所处环境中自动且安全地做出反应。 德尔福(DELPHI):德尔福与Mobileye在2017CES展会上大秀车技。德尔福是全球最大的汽车线束系统制造厂商,而Mobileye也是汽车驾驶辅助系统的先驱,他们共同展示了中央传感定位与规划(CSLP)自动驾驶解决方案,并在复杂路段(包含信号不佳的隧道)跑上10km,这10km的演示路段包含了复杂的城市道路、高速公路以及信号不佳的隧道,被称为目前最高级别的自动驾驶公开路试。该套自动驾驶解决方案的一大改进在于它改善了车辆在隧道或信号不佳的路段的定位能力,即便汽车在丧失GPS信号与云端地图信号的糟糕环境下,CSLP自动驾驶系统依旧能确保10cm以内的定位精度。除此之外,其自由空间探测能引导车辆通过复杂的车道分叉或没有车道标线的区域。这套系统是首款可以立即使用、完全集成的自动驾驶解决方案,配备了行业领先的感知系统与计算平台,计划2019年投产。 英伟达(NVIDIA):在CES上,NVIDIA与奥迪联手展示了一辆能够自动驾驶的Q7,得益于该公司全新的 Xavier AI 车载超算,具备机器学习功能、自动巡航功能、精确定位、安全路线规划等。车子只需经过四天的“培训”即可上路。据悉,Xavier拥有512个GPU核心,一颗定制八核心处理器,以及一套全新的计算机视觉加速应用。另外,在CES会上NVIDIA还推出了最新的“人工智能辅助驾驶”软件助手,它能够采集来自传感器的稻荨⒏兄周边情况和即将发生的事情,以便为人工驾驶时提供额外的安全警示。英伟达还宣布与车内定位和导航产品及服务品牌TomTom、全球汽车零部件巨头采埃孚、汽车雷达及芯片供应商博世和汽车制造商奥迪达成合作。其中,英伟达与奥迪将共同打造由新芯片XAVIER驱动的奥迪Q7自动驾驶汽车,据悉预计于2020年上市。 英特尔(INTEL):在CES上了业界首款面向无人驾驶的GO智能驾驶5G车载通信平台,这个可扩展的从车到云的系统让汽车厂商可以在2020年5G网络普及前开发产品,还能够开发并测试各种使用场景。英特尔指出,5G能为无人驾驶汽车提供更快的传输速率、超低的延迟以及车辆间(V2V)的相互连接。此外,英特尔还在CES上宣布与宝马和Mobileye合作,于今年下半年推出约40辆自动驾驶汽车,并进行路测。 传统车企推陈出新 在今年的CES展会上,传统车企的展位比去年增加了约25%,并且也是本次CES参展商中的主力军。更有激进的车企,比方说克莱斯勒集团,更是放弃了紧接着CES举行的北美车展,选择在CES上其最新车型。而其他车企,基本上都毫无保留的展示了其最新的自动驾驶技术。 宝马(BMW):推出了概念车BMW i Inside Future。宝马在现有车型辅助驾驶的基础上,推出了整合宝马自动驾驶研发项目的最新宝马5系原型车,车载计算机可根据周围环境以及车辆位置将汽车自动保持在车道内行驶,实现自动驾驶。而其i Inside Future概念车,则展现了宝马在未来内装设计和技术的研究发展方向。此外,宝马还推出了HoloActive Touch虚拟触屏技术,通过反射原理在中控台位置投射出一块“悬浮”屏幕,驾驶者通过指尖“点击”虚拟屏幕来控制车辆。这套系统通过高敏感度的摄像头捕捉驾驶者指尖的动作。在超声波装置的配合下,客户的手指同时可以感受到轻微的压力,这就模拟了传统触控屏的体验,让操作更符合人们的习惯。 丰田(Toyota):推出了概念车CONCEPT-i。汽车制造商或者和我们都在思考着同一个问题,那就是如何让汽车拥有自己的“灵魂”。 TOYOTA Concept-i 外观设计非常科幻,大量的曲线让它显得与众不同。有意思的是,丰田为这辆车内置了一个名为 Yui 的人工智能,这个智能助手将会与驾驶员、乘客甚至汽车周围的人进行交互,利用中控面板和无处不在 LED 灯为人们提供信息。它能够让车内的AI的系统拥有“情绪表达”,能与你沟通的同时,增加车联网应用的丰富性。它还可利用传感器掌握司机的驾驶习惯和身体状况,实现车与人的情感交流。 本田(Honda):推出了本田概念电动车NeuV。NeuV搭载了日本软银(SoftBank)旗下云端 AI 技术研发公司所打造的“情感引擎”,它可以感知整体汽车的状况,并且和驾驶者做互动,比如当你超速的时候,它甚至会用尖叫声来提醒你。本田也表示,这款车型会牺牲一些实用性来提高它的智能价值,它的模样更像是定位给一人乘坐使用。丰田还提到,如果量产车无法在短期内时间的话,但至少这套AI系统可以安装在方向盘上,更好的与驾驶者沟通。 奥迪(Audi):奥迪则推出了交通灯辅助系统,其能够让主板通过LTE 4G网络与交通信号灯相连,交通灯信息将会传递到车上,车辆仪表盘信息由此能显示交通状态、红灯剩余时间等。此外,全新的交通信号灯辅助系统还能与车载导航、自动启停等功能结合,特别是根据红灯绿灯而运作的自动启停系统,并可根据红灯等待时间自动调整最优行驶路线,在一定程度上降低了城市拥堵与污染。此外,奥迪通过与英伟达、百度的合作关系,展示了自己坚实地步伐。凭借小巧的Xavier人工智能超级计算机、能看懂面相的AI Co-Pilot辅助驾驶员驾驶的深度神经网络、全新NVIDIA 人工智能汽车平台(AI Car Computing Platform),奥迪计划在2020年实现自动驾驶商用化。 福特(Ford):展示了第二代Fusion混动自动驾驶测试车,该车型也被认为是最接近量产的自动驾驶车型,也是福特耗时近3年的最新研究成果。第二代自动驾驶系统新增了激光雷达,可探测更广更远的范围;配置了更加灵敏的传感器,但数量由原来的四个减少至现在的两个;搭载了运算能力更高的中央计算机。不过,就算是最接近量产,按照福特的计划来看,也得等到2021年才能实现。 现代(Hyundai):展示了IONIQ无人驾驶汽车的设计理念。目前几乎所有的车企都有自己的自动驾驶研发计划,但要真正实现量产,成本问题是最不容忽视的环节之一。现代IONIQ无人驾驶汽车就是以此为出发点,采用更加简易的传感器系统,将成本降低,使无人驾驶可以更加亲民。现代IONiq是一款在基于极致混动技术的同时,打造更智能的自动驾驶车型。现代对于这辆车的打造已经经历了四年的时间,而在美国CES展出后,有可能将开始销售。 此外,现代还展示了一项与谷歌的合作关系,既通过谷歌Home智能音箱为其汽车增添语音控制命令。谷歌Home将被整合到现代的Blue link服务中,Blue link服务允许用户通过与之相连的智能手机、Apple Watch和Android Wear设备开启车门,发动汽车,调节车内温度。Google Home还能通过语音控制命令直接向现代汽车发送导航信息。未来用户能通过语音命令方便地使用电动汽车远程充电、远程上锁、调节温度和远程启动等功能。 北汽(Baicmotor):在本届CES上,北汽了智能汽车规划,其中主要包括智能驾驶、汽车智能网联以及智能座舱三大部分。为了实现智能汽车规划,北汽宣布将会在2020年前投资20亿元人民币;在2025年前投资50亿元人民币进行研究开发,以此获得更多自动驾驶方面的高新技术,比如高精度激光雷达HD LiDAR以及3D多摄像头探测技术等。而百度智能汽车事业部将作为其重要合作伙伴,提供Learning Map地图数据、百度汽车大脑、CarLife等技术和服务,并参与新技术的共同研发。 互联网企业继续“跨界”造车 CES 2017的展会表明,汽车的自动化与电气化已经渗透到汽车工业与汽车生活的每一个角落,互联网企业不再是看客,而是将汽车的世界、能源的世界、代码的世界关联在一起。互联网企业让机械与互联网成为密不可分的整体,而且还在创造新的进化领地。 法拉第未来(Faraday Future):乐视投资的法拉第未来(Faraday Future)量产电动车FF91。FF91将从2018年开始量产,售价大约在15万到20万美元之间。从性能上看,这款FF91的续航里程为700公里,最大马力1050马力(最大功率783千瓦),百公里时速加速时间为2.39秒。该车搭载了智能升降3D激光雷达,配备实现Level 4自动驾驶的关键技术,整车内置多达30个传感器,其中包括摄像头、雷达、超声波等等。开发团队称FF91不仅拥有成熟的自动泊车技术,而且具备目前市面上最强电力驱动系统,其开放充电系统可以用任何充电系统。 微软(Microsoft):渴至思讣铱萍脊司,包括德国运输技术公司IAV、2D/3D制图公司Esri和移动数据连接公司Cubic Telecom等,共同展示了自动化驾驶。微软主要展示的是Azure云产品。据悉,丰田、雷诺和日产等汽车厂商已广泛应用Azure云产品。从现场展示情况看,微软还能够基于V2X、雷达、摄像头以及激光雷达等传感器数据,实时分析交通状况和行人密度,以保障自动驾驶过程中司机的人身安全。 百度(Baidu):牵手北汽,在本次CES上了未来智能汽车规划方案,计划在2016~2017年量产具备自适应巡航、自动紧急刹车以及半自动泊车功能的车型(L1级别);2018~2019年实现量产L2级别自动驾驶汽车;2020~2025年间实现量产L3以及L4级别的自动驾驶汽车;2025年以后逐步实现L5级别自动驾驶汽车的研发和推出。“百度自己不会去做汽车,但是百度可以为每一辆汽车提供一个包含数据、技术、地图的百度大脑。如果说驾驶需要冷静的大脑和稳定的双手,那么自动驾驶则需要一颗更冷静的大脑和全面的技术。”百度公司总裁张亚勤说。 谷歌(Google):谷歌联合FCA(菲亚特-克莱斯勒集团)集团共同了一款自动驾驶车Waymo,新车基于克莱斯勒全新Pacifica混合动力版车型打造。Waymo在克莱斯勒全新Pacifica混合动力版车型的基础上新增了各种传感器,这些分别位于车顶、前后保险杠和前翼子板等位置的传感器能确保Waymo能获得周边完整的路况信息,以实现完全自动驾驶。早前,谷歌宣布将自动驾驶汽车项目分拆为一家单独的公司Waymo,寓意“A new way forward in mobility”(未来新的移动方式)。他们计划联合FCA集团在2017年初投放100辆自动驾驶车进行测试。有消息指出,Waymo预计将在短期内向公众提供无人驾驶服务,而不是向他们出售自动驾驶车。 从本届智能化汽车的发展方向来看,车与人关系的智能被提升到了新的高度,过去人对待汽车只是将其作为一个完成出行的机器,但未来,汽车与人的关系将越来越紧密,汽车将越来越“懂”人。此外,今年的展会更加清晰地表明,没有一家公司能包办智能汽车发展的所有环节。目前整个汽车行业都对智能汽车充满了期待,参与合作和竞争的既有传统车企,也有很多科技公司。不过,及时汽车“自动驾驶”不是什么难事,但是更大的问题是如何实现这项技术的规模化。在未来的CES展会上,我们会看到众多厂家在规模化上的解决方案,就是在被大众接受且足够安全的前提下,如何保证成本效益。 智能汽车论文:李斌:中国智能汽车的真正玩家 多次创业并对汽车产业了如指掌的他,终于找到了自己擅长并最想尝试的事:定义一个新的汽车时代。 有人说,做一个实干家而不是空想家,激情比聪明和天赋更重要。而创业邦“2016年度创业者”李斌的特点便是充满激情和干劲。 了解李斌的人说他有雄心壮志。虽然专业是社会学,但他同时辅修了计算机和法学两个学科。创业二十载,李斌没少“折腾”,履历虽不算丰富,但很成功。1996年还在北大读书时,李斌创办了自己的第一家公司“南极科技”,在美国租了几台服务器,帮助国内用户注册域名、租空间。1997年他参与创办了科文书业信息技术公司,担任总经理。2000年他创办易车网,2010年易车网赴美国上市,成为中国第一家海外上市的互联网公司。2014年11月他又创办了蔚来汽车,从事高性能智能电动汽车的研发,作为创始人兼董事长,李斌称他要做中国版的特斯拉。18个月后,蔚来汽车的第一款产品――EP9超跑在伦敦亮相。 一面初心,一面商业理性 “从1996年开始到现在,蔚来汽车是我第四次创业。”决定做蔚来汽车时,李斌对成功率的预判只有5%,然而他还是赌了一把。 每次爬山看到雪线上移都让李斌大为感慨。2014年2月,他在自家阳台上拍摄了一张天空照,灰蒙蒙一片,全是雾霾。“汽车突破了地理距离对人类的限制,意味着自由和美好,但拥堵、环境污染等问题,是不是(让我们)离这个目标有点远了?”这是李斌创办蔚来汽车的出发点。 回归商业理性,从互联网、用户的角度出发看汽车行业,他思考了一个问题,那就是:和用户交流的方式到底会怎样改变一个行业? 商业的基础存在于和用户交流的方式的变化中,或者说存在于信息管理系统以及管理方式的变化中。互联网给商业带来了进一步变化,移动互联网又再次让商业发生了很多变化,而这样的变化对汽车行业的影响同样很深远。 三个时代和6个定义 除了创业,李斌还以天使投资人的身份投出了摩拜单车、优信二手车等有商业大格局的创业公司。二十几年的社会洗礼带给李斌的是对行业更深刻的认知、对用户更深刻的理解。 创办蔚来汽车不是复制谁,李斌对汽车产业有自己独到的解析。他把汽车行业分成了三个时代:1.0汽车企业,包括今天所见的大部分汽车品牌,它们诞生在互联网出现之前;2.0汽车企业,如互联网时代出现的特斯拉;3.0汽车企业,即移动互联网时代的汽车公司。 “基于移动互联网连接用户和管理公司,各个产业比拼的是和用户的紧密度,是用户全程的体验。3.0汽车公司是蔚来汽车努力的方向。”李斌这样定位蔚来汽车。 他的回答都指向一个核心,那就是汽车行业的竞争是用户体验的竞争。 的确,移动互联网时代的创业公司讲情怀没用。对于电动汽车消费者而言,他们不会为环保买车,却愿意为更好的体验付账。从这个角度出发,智能化的电动汽车确实给了消费者一种可能去重新定义汽车的体验。 而蔚来汽车的商业模式将建立在六个体验基础之上:与忠诚用户分享利益,透明并由移动互联网驱动的服务,超越汽车的附加值,卓越品质与性能,可承受的入门价格,超越燃油车加油的加电体验。 回过头来从今天的角度去思考电动汽车时代,李斌还给出了一些答案:现今的互联网汽车公司不仅仅是有互联网思维的汽车公司,也不仅仅是能源的汽车公司,还是用软件定义的汽车公司。 李斌给人一种真实的感觉,那就是他已经对“用户体验”着了魔。他早已把蔚砥车看成是给用户带来生活方式的公司,拥有汽车乐趣的公司,不是简单的造车、提供出行工具,而是更多地从完全不一样的角度去看待这个行业可能发生的变化。 资金和风险 相比于乐视贾跃亭的“PPT造车”、资金链断裂等问题,李斌在造车上显然是在打一场有准备的仗。 蔚来汽车一出生就含着“金钥匙”,得到了全球投资人和投资机构的支持,其中包括李想、刘强东、腾讯、联想、顺为资本、红杉资本等,总计融资金额超6亿美元,投资人按照出资额认购各自的股份。 李斌对自己的融资能力非常自信:“如果我的钱有问题,那谁的钱没有问题?” 这也是李斌的聪明之处。他深知造车没钱不行,是真不行,所以在创办公司时他就有两点认识:第一,现在汽车公司的创业是全球性的竞争,所以需要有很多钱支持;第二,汽车是风险比较高的创业项目,竞争很惨烈。而他采取的策略是扩大朋友圈,让有共同愿景的企业、企业家和投资机构一起去创立公司。 蔚来汽车成立之前,雷军曾问李斌最大的挑战是什么,李斌谈道是对产品的想象是否能达到用户的期望,雷军却说,最大的挑战是团队融合。 被雷军提醒后,李斌在招人时特别注重对方的履历和做事方式,保证价值观一致。如今2年过去了,蔚来汽车公司聚集了来自40多个国家超过2000名的全球顶尖人才,在硅谷有车联网、智能驾驶、自动驾驶的研发团队,有来自思科全球的CTO,在伦敦有高性能的研发部门,在幕尼黑有来自宝马参与搭建的全球设计公司,在北京有软件部门,同时还包括合肥和江淮合作的电动汽车生产工厂基地等等。 今年11月21号,蔚来汽车在伦敦了旗下第一款产品――EP9纯电动跑车,在西方主流媒体得到了很高的评价:EP9在赛道上证明了自己是全世界跑得最快的车。 而李斌也证明了自己――充满激情和干劲,越战越勇。 智能汽车论文:电动汽车智能充电桩的设计与应用 摘 要对电动汽车而言,在配电网当中是一种随机、间歇且分布性的电力负荷,为了使人们使用的更为方便,充换电站应当在较短时间内完成充电,在这种情况下,定然会影响到配电网的工作。而在电动汽车发展过程中,充电设备的发展也有重要作用。作为常见的充电装置,电动汽车充换电交流充电桩会在电动汽车发展过程中产生巨大的作用。 【关键词】电动汽车 充换电装置 交流充电桩 影响 1 引言 在国家新能源战略当中,电动汽车的发展是一种重要方向,而在电动汽车发展进程中,电动汽车的建设和技术发展是一项重要环节。才茂凭借多年在电力技术、电力系统及储能技术方面的理解,并将V2G和储能技术作为前提,解决电动汽车充电站电气系统等方面的问题。这种方案不仅可以提供电动汽车电池的充换电,同时也能进行储能电站的拓展,展开智能、开放的管理,使拥有储能电站功能的充电站成为一项重要组成。 2 充电桩硬件电路设计 2.1 控制器硬件整体 在充电桩系统设计过程中,控制系统是非常重要的一项内容,电池管理系统的控制以及管理往往是通过C44B0X 微处理器展开操作,C44B0X 微处理器作用主要是针对上位机和控制器进行工作,在这个基础上还可以通过 CAN/LIN网络通讯以及动力电池组状态,对所产生的信息进行相关统计与采集,如图1所示。 在C44B0X 控制器系统控制过程中,使用的客户可以自助操作,更好的实现了卡内余额查询的程序设计,并且还赋予了用户监控的权限,另外在显示屏上还可以显示或者选择属于相应的展现模式,比如时间、充电量、余额等等。 时控制系统硬件包括控制电源电路、处理单元以及电能输出等内容。一部分是针对充放电控制的电路,包括信号采集电路、信号调理电路;另一部分则是微处理单元电路、电能输出控制单元电路、控制系统电源电路以及传统的 S3C44B0X 的外围电路,其中包括实现该系统所需要的 5V、3.3V、2.5V 电压转换的电源电路、液晶显示接口电路、NandFlash电路设计、NorFlash电路设计、声光报警电路等。 2.2 NandFlash电路设计 在充电桩控制系统之中,硬件部分有中央处理器的存在,调度中心则以实时操作系统为基础,其启动程序在FLASH ROM 当中进行存放。此外,控制系统还在NandFlash当中存放一系列的记录,比方说电压、电流及温度传感器等,进一步对数据和监控进行存放,从而能够使人机交互功能得以实现。 2.3 LCD 接口设计 本设计所选择的控制芯片 S3C44B0X 集成当中有显示器但愿的存在。可以进一步对相关液晶屏幕进行控制。LCD 驱动控制器可以将接口时序、行和列像素数、屏幕刷新率以及数据总线宽度进行编程与设置。LCD 控制器的外部接口信号有:帧同步信号 VFRAME、线同步脉冲信号 VLINE、像素时钟信号 VCLK和 LCD 驱动器的 AC 信号 VM 等。 2.4 交流充电桩控制导引电路设计 控制导引电路的作用有: (1)在充电之前确定借口之间的链接是否链接好了。 (2)做好供电功率和充电链接装置的登记工作,并做好详细登记。 (3)充电的过程中做好监测管理工作。 充电电缆可以让电动汽车和充电桩的连接过程中,实现相应的原理。在充电之前,对充电桩的控制装置进行详细的记录与监测,判断其电压值是否符合工作需要,并且确认充电桩各个接口之间的链接,并且可以通过 3 的 PWM 信号占空比来确认充电桩电流的最大值,在充电的过程中对其产生的数值进行详细的登记与记录,并且做好详细的检测与登记工作,确保整个充电过程安全进行。 2.5 能输出通断控制设计 从上述总结能够进一步了解到,在检测导引电路正电压减半状态两秒钟的时候,充电桩负荷开关处于闭合状态,开始供电;若回路中出现了任意断点,检测点处电压就会改变,充电桩立刻断开负荷的开关,充电过程中断。 3 结束语 本文对交流充电桩的共E你展开了分析,并对原理图进行了设计,之后介绍车载充电机等内容,结合系统需求和控制器设计硬件。电动汽车充电桩系统的任务是比较繁琐的,相对其他的程序显得尤为复杂,本研究只是对其进行了初步的探索,在研究过程中发现,一些问题还有缺陷存在,技术实现和理论基础也需要研究以及探讨。 作者单位 天津职业技术师范大学自动化与电气工程学院 天津市 300222 智能汽车论文:人工智能下一站:无人驾驶汽车 无人驾驶的应用,会让人们的生活越来越美好和便捷,但是“无人驾驶”的发展障碍并非只有技术障碍,还有法律、道德等诸多非技术性鸿沟 无人驾驶汽车是人类使用机器为自己工作的更进一步发展,它的本质是人工智能将部分和大部分替代人的工作。如果将无人驾驶汽车作为一个时代的特征,那无疑将标志着人们进入人工智能的新时代。无人驾驶的应用,会让人们的生活越来越美好和便捷,但是“无人驾驶”的发展障碍并非只有技术障碍,还有法律、道德等诸多非技术性鸿沟。特别是无人驾驶技术在面对人类社会的多种不确定性场景该采取何种手段来保证车内乘客和车外人员的安全。只有汽车厂家通过解决技术问题和对伦理道德的权衡,才能从根本上提高无人驾驶汽车的应用状况。 现象 无人驾驶的生态系统正在形成 在过去的2016年,各大汽车企业都非常关注无人驾驶,可说2016年是无人驾驶的转折年。所以我们会看到,2016年几乎每个星期都会出现与无人驾驶汽车相关的重要新闻。比如大众、奥迪、奔驰、福特、丰田、沃尔沃、德尔福、英伟达、谷歌、BAT 等主流车企与互联网公司纷纷进军智能汽车领域,终极目标均指向无人驾驶。 作为一种智能汽车,也可以称之为轮式移动机器人,无人驾驶汽车主要依靠车内的以计算机系统来实现无人驾驶。由于该项技术门槛较高,研发集成度强,所以需要一种行业内形成无人驾驶的生态系统才会促进该行业的发展。由于网络技术、算法技术和硬件技术在无人驾驶领域都非常重要,所以在2016年,我们就看到互联网科技巨头们纷纷联合汽车制造商进行无人驾驶技术的合作和尝试。 如在2016年伊始,通用汽车就斥资10亿美元收购了无人驾驶技术创业公司Cruise Automation。2016年8月,Uber又花费6.8亿美元收购了刚刚成立8个月的无人驾驶卡车创业公司Otto。2016年秋天,发生了科技行业历史上规模第二大的并购――高通斥资390亿美元收购恩智浦。这笔收购背后的逻辑显而易见:高通需要进军无人驾驶汽车芯片市场,以便与英特尔所占据的汽车芯片市场互相对决。因为英特尔目前已经与Kia、现代(Hyundai)、BMW、劳斯莱斯(Rolls Royce)、Mini Cooper、InfiniTI、 Lexus、丰田(Toyota)、Daimler、Jaguar XF以及特斯拉(Tesla)等汽车制造商合作了。高通再不出手,就将被挤出无人驾驶汽车芯片市场。 谷歌作为一直走在无人驾驶汽车行业前沿的企业,2016年将无人驾驶汽车测试城市增加到4个。2016年12月,该公司还将其无人驾驶汽车项目剥离为独立公司Waymo,并归于母公司Alphabet旗下。该公司的汽车2016年自动行驶了100多万英里,获得了大量的行驶数据。 另外的行业内重要的应用进展来自无人驾驶出租车领域。Uber2016年秋天开始在匹兹堡和旧金山试验让客户乘坐无人驾驶沃尔沃专车。波士顿创业公司NuTonomy也开始在新加坡提供无人驾驶出租车。为了保证安全,这些汽车都配备了人类驾驶员,以便在发生故障时夺过车辆控制权。特斯拉则选择了更为大胆的举措,该公司2016年10月宣布,其所有车型都将配备全自动驾驶所需的硬件,今后只需开发软件即可。 在目前所有的汽车公司中,只有沃尔沃开始进入“高度自动驾驶”的实质性项目测试和商业化阶段,为加快无人驾驶相关技术研发和推广。目前沃尔沃与爱立信打造的 Sensus 智能操作系y已经开始规模化布局,Sensus 智能操作系统基于爱立信的云端服务,提供包括互联(Connect)、服务(Service)、娱乐(Entertain)、导航(Navi)、控制 (Control)在内的车载互联功能,以实现安全、便捷、智能、高效的车内外互联体验,旨在打造基于车联网、物联网和大数据的智能城市交通生态系统。 不同于国外车企以自主研发为主,中国汽车厂商多采取与国内科研院所、高校合作研发无人驾驶技术,其中已经开始相关研究工作的企业有一汽、上汽、北汽、奇瑞、长安等。其中,长安汽车智能化汽车“654”战略,计划到 2025 年建立起 1500 人的研发队伍,累计投入 130 亿元提升无人驾驶等智能汽车技术水平,并掌握全自动驾驶技术。 奇瑞汽车则与武汉大学合作开发无人驾驶技术。2016年1月, 亚太股份与奇瑞签署了《智能驾驶技术合作协议》。双方期望通过此次技术合作,进一步提升汽车智能驾驶技术的水平和应用能力,实现未来的市场扩张策略。 随着5G技术的加速普及、互联网巨头的快速推动,以及汽车智能化技术的成熟,无人驾驶汽车产业步伐将继续加速发展,有望在2020 年实现商业化。 背景 各国抢占无人驾驶市场先机 无人驾驶技术本身就是将汽车技术与IT技术相结合,即通过数量较多、敏感度较高的传感器和其他相关信息采集设备,在汽车行驶过程中收集大量数据,并对数据加以分析判断并发出正确指令,引导车辆向前行进或停止。 从2016年世界各国无人驾驶技术的发展来看,传统汽车巨头和互联网巨头都纷纷入局无人驾驶市场,技术突破和商业化进程远超市场预期。这主要还是因为各个国家都明白,从行业空间的角度来讲,无人驾驶是一座超级金矿。 越来越多的国家对开始出台细致的政策来推动该行业的发展。比如2016年1 月 15 日,美国联邦政府宣布,计划在未来10年拨款40亿美元,加速无人驾驶汽车的发展,希望减少交通事故死亡率和交通拥堵状况。2016年1月19日,联合国谈判相关人士表示,制定汽车国际规则的联合国机构已开始制定无人驾驶的安全法规。预计日本和德国将提出方案,关于高速公路的行驶法规最早将在2017年3月获得通过,成员国将遵照国际法规完善国内法。 同时,2016年1月29日,英国交通部也宣布,准许自动驾驶汽车在伦敦街头上路测试。从2016年7月起,“格林威治自动化交通环境项目”的第一辆自动驾驶车将在伦敦东南部的泰晤士河格林威治半岛的道路上试车。2016年2月,美国监管部门告知谷歌,根据美国联邦法律,谷歌无人驾驶汽车可以被视为“司机”,这是无人驾驶技术在世界范围内迈出的重要一步。 2016年10月,为在2021年之前实现高度或完全自动驾驶,中国了无人驾驶技术路线图。这是中国无人驾驶领域公布的首个技术标准,中国汽车工程协会的无人驾驶技术路线图长达450页,详细展示了2030年前中国汽车行业各领域的发展蓝图。该报告指出:“我们要尽快在智能网联汽车技术上达成共识。”报告制定了无人驾驶汽车发展的三个五年阶段需要达成的目标,力求高度或完全自动驾驶汽车在2021年到2025年能够上市。报告还指出,2026年到2030年,每辆车都应采用无人驾驶或辅助驾驶系统。 按照路线图内容,未来15年中国自动驾驶汽车的发展遵循以下节奏:至2020年,汽车产业规模达3000万辆,驾驶辅助/部分自动驾驶车辆市场占有率达到50%;至2025年,汽车产业规模达3500万辆,高度自动驾驶车辆市场占有率达到约15%;至2030年,汽车产业规模达3800万辆,完全自动驾驶车辆市场占有率接近10%。从整个路线图来看,在中国实现最高级别的无人驾驶智能汽车,还需要突破各项技术以及各种政策法规的限制。但是挑战也意味着机会,车企和互联网技术公司可以发挥的空间很大。 当然企业界的研发才是行业真正的动力。由于谷歌、百度等互联网巨头公司正在引领无人驾驶发展的潮流,给传统汽车发展相关技术带来了较大压力,特斯拉、奥迪、日产、沃尔沃、奔驰、丰田等厂商相继加快了研发步伐。 据了解,无人驾驶汽车从2016年到2025年是起步期,2025-2030年是发展期,2030年以后是高速发展期。基于自主环境感知的单项驾驶辅助功能(DA),大规模运用将于2017年实现;以自主环境感知为主,网联信息服务为辅的部分自动驾驶(PA)应用将于2018年实现;融合自车传感器和网联信息,可在复杂工况下的半自动驾驶(CA)将于2020年实现;在2025年以后可实现V2X协同控制,完成高度/完全自动驾驶功能(HA/FA),在2030年左右实现一定规模的产业化应用。 焦点 如何跨越“无人驾驶”非技术鸿沟 无人驾驶虽然给我们描绘了一幅美好的蓝图,但是想要真正变成现实,让它能够更安全、更稳定的在我们的身边行驶,还要面对非常多的挑战。 首先,从无人驾驶汽车技术来说,依然还需要不断的改进。因为只要是计算机系统,就会有出现错误的可能,但是对于无人驾驶汽车来说,一旦出现错误,很有可能带来的就是致命的后果,特斯拉2016年5月的事故就是一个很好的例子。因此厂商们需要不断的解决各种出现错误的潜在问题,将错误率降至最低。 此外,“无人驾驶”汽车的一个最大特点,就是车辆网络化、信息化程度极高,而这也对电脑系统的安全问题形成极大挑战。一旦遇到电脑程序错乱或者信息网络被入侵的情况,如何继续保证自身车辆以及周围其他车辆的行驶安全,这同样是未来急需解决的技术问题。 “无人驾驶”技术的一个更大难题,在于如何让汽车与行人之间进行交流和互动。毕竟,机械缺乏社会化的思维能力,比如,当有路人冲汽车挥手时,汽车无法确认这是让它停下来还是赶紧离开。“无人驾驶”汽车最难做到的就是:预测和回应人类的行为。 不过随着技术的发展,无人驾驶技术将愈发完善。反倒是“无人驾驶”非技术问题,成为行业发展面临的巨大鸿稀 比如无人车上路后,若发生事故,如果路上还有传统汽车的存在,那如何在定责?是由汽车制造商还是无人驾驶系统软件商,亦或车上乘客来埋单?与此相关的汽车保险与赔偿如何适用法律,也需要面临重要的革新。 事实上,无人驾驶汽车定责的法律问题相当复杂,不仅涉及到设计、制造、用户、相对方之间的多重法律关系,法律关系本身的种类也很复杂,需要厘清的责任至少包括合同责任、侵权责任、产品责任等。2016年2月中旬,谷歌的无人车在行驶中,行车电脑判断后方一辆巴士将会减速,让自己先通过,但随即与巴士发生剐蹭。谷歌随后发声,称自己公司“承担部分责任”,并表示已对软件进行优化,避免未来类似事故发生。在这首起无人车在事故中须承担责任的事例中,谷歌的回答是――“谁拥有,谁担责”。 2016年两会上百度CEO李彦宏带来了三项提案,分别为聚焦加快制定无人驾驶车政策法规、盘活专网资源、优化空域资源管理。其中定责问题,也成为李彦宏在提案中重点阐述的部分――“应对我国的道路交通安全法、道路运输条例等法律法规进行修订和完善”。他认为,由于无人驾驶汽车还未大规模商用,现在这个问题并未凸显,但按照自己对无人驾驶汽车“3至5年内实现商用和量产”的预测,届时定责将成为重中之重。 此外,另外一项非技术性障碍在于我国道路交通安全法规定,驾驶机动车应依法取得机动车驾驶证,其中,驾驶人均默认为自然人。也就是说,无人驾驶与现行法律存在巨大冲突,无人驾驶的上路牌照、交通事故定责、登记检验等系列问题,目前都处于法律的空白地带。 还有部分伦理问题也需要考虑。当无人车与行人发生事故时,对行人过错、系统平台过错的划分与判断,需要立法机构对无人驾驶系统的人工智能决策流程和水平有清晰深刻的了解,这无疑需要大量的调研工作,但还涉及到人工智能与人的伦理问题。如果某个事故不可避免,那么这时候无人驾驶汽车如何选择两害相权取其轻的做法,还有如果为了避免人的伤害,无人驾驶汽车会不会选择“自杀”,这些都是非常棘手的伦理问题。阿西莫夫的机器人第一定律称,机器人不可以伤害人类,也不能坐视人类遭受伤害全然不顾。无人驾驶汽车是否应有所借鉴呢? 当然,也有业内专家称,对于“无人驾驶”的前景,现在能想到的问题都不是问题,因为只要能想到,都可以把它们逐渐化解。只不过,还可能有未曾想到的问题出现,以及处理未知问题需要的时间。大多数业内专家表示,“零事故”是“无人驾驶”汽车实现量产的首要指标,当然这还需汽车企业继续在研发方面努力。 启示 技术与法律在新产业中的平衡 从目前发展情况看,无人驾驶汽车目前基本处于自动驾驶2级(多种功能自动)到自动驾驶3级(受限自动驾驶)的过渡阶段。根据各自目标规划,预计2020年前后有望推出第一批真正意义上的量产无人驾驶汽车产品。 目前,无论是中国还是发达国家,都在对“无人驾驶”题材进行部分炒作,导致有一点自动驾驶功能的车都被称为“无人驾驶”。但实际上,“无人驾驶”汽车是按照其所能实现的功能有各个阶段分类的(表1),只有实现最高阶段功能场景的车,才能被Q为“无人驾驶”汽车,其他应称为“自动驾驶”汽车。从这个角度看,真正的无人驾驶汽车上路还需要至少15年左右的时间。 中国汽车工业协会2016年5月的《“十三五”汽车工业发展规划意见》,要求在十三五期间建立汽车产业创新体系,积极发展智能网联汽车,并提出了具有驾驶辅助功能的汽车,新车渗透率要达到50%,自动驾驶渗透10%。这个积极务实的发展规划就说明在“十三五”期间无人驾驶还将处于技术积累和研发阶段。 值得注意的是,2016年9月20日,美国交通部针对从事无人驾驶技术厂商的指导意见书,这是全球首份无人驾驶汽车法律指导意见,由于美国、中国、欧洲都在积极研究无人驾驶汽车的立法,因此该领域的法律监管框架也将呼之欲出。据悉,美国交通部的指导意见书有114页,主要列出了无人车厂商需要提交的15项“安全评估”标准,包括无人驾驶车如何测试、在系统失灵时的补救措施以及无人驾驶程序如何遵守现行的交通法规、以及如何避免车辆被黑客入侵等。 在中国,重庆市因为有长安汽车努力发展无人驾驶汽车的原因,2016年10月,《重庆市推进基于宽带移动互联网的智能汽车与智慧交通应用示范项目实施方案(2016~2019年)》在重庆市政府网上向社会公布。该文件称,2018年,市民驾驶智能汽车奔跑在实行智慧管控公路上的场景,可能在重庆内环快速等路段实现。重庆造的无人驾驶汽车也有望在部分区域上路。 此外,中国也在促进无人驾驶汽车的测试和立法,上海安亭已经建立起了中国第一个无人驾驶汽车测试场。威马汽车、复星集团、华为、腾讯等近日还成立了“智慧出行企业联盟”,致力于推动智慧出行产业的发展及落地。 据悉,中国无人驾驶汽车的立法正在进行中,两年内可能落地。 综合来看,技术进步和法律制度如何调整才能促进无人驾驶汽车的发展并遏制潜在的风险,取决于产业、社会、经济和其他多种因素。外部环境以及道路交通法规的修改和磨合,也是不得不考虑的因素,综合来看,“无人驾驶”汽车要想实现真正的商业化,至少还需要15年左右的时间。 智能汽车论文:智能汽车更安全 有报告预测称,全球2030 年的汽车数量将是现在的两倍。随着特斯拉和谷歌无人驾驶汽车的加入,汽车大战进入了次世代。在汽车互联过程中,信息安全和标准化举足轻重,如何保障车载应用不影响车辆的安全行驶体验是开发者和汽车商必须攻克的难题。 新版本Autopilot升级系统: 优化驾驶安全性 2016年5月7日,美国特斯拉汽车公司生产的一辆Model S电动轿车在自动驾驶模式下发生撞车事故,导致司机身亡。在随后的几个月里,特斯拉自动驾驶汽车多次出现事故问题。2016年9月12日,特斯拉首席执行官埃隆・马斯克宣布,为了避免类似之前发生的致命事故,将对特斯拉Autopilot(自动辅助驾驶)系统进行升级,以更高效的方式去使用雷达,在系统安全性等方面带来重要的优化,并加入新的限制。 一直以来,主摄像头和图像处理系统是主要的传感器,雷达只是作为辅助。而在新版本Autopilot升级系统中,雷达被用作主要的控制传感器,而且不需要摄像头确认视觉形象识别。在雷达探测成像时,光子在波长运行中可以轻易地穿越雾、粉尘、雨、雪,更清楚地探测到周边环境中的障碍物,有助于避免同类事故。另一个重要的改进体现在司机违规时,及时采取措施。如果车速超过每小时72公里,司机有1分钟的时间没有手扶方向盘,那么系统将发出警报,仪表盘将会闪光。倘若司机1小时内忽略了三次声音警报,那么自动转向软件将自动停止使用,直到停车。相对于新用户,Autopilot的老用户更有可能忽略这些警报。 新版本Autopilot升级系统对其他一些方面也进行了优化。例如,车辆通过识别两辆车的雷达回波,提升车辆紧急刹车或其他引起大力刹车事件的反应速度,帮助车辆识别高速公路出口。当超越一辆接近分道线边缘的速度较慢车辆时,特斯拉车辆可自动调整在车道内的位置,尽量保持安全的侧向车距。 车辆提示警报更加明显,包括在仪表板上通过闪烁白色边框提示驾驶员。通过识别前车转向灯,提高对插队车辆的侦测。减小右侧超车的可能性,提高自动并线功能的可用性。在紧急情况下,自动刹车功能将更有效地介入。即使车辆未开启辅助转向功能,当车辆检测到即将偏离行驶道路,司机仍然没有转动方向盘时,车辆会发出警报。随着数据的完善,在即将发生交通事故时,车辆会主动开启辅助转向功能,尝试避免一定会发生的碰撞。 现代V2V及V2I技术: 实现车辆互相“沟通” 为了应对车辆数量激增所带来的挑战,福特汽车公司了搭载“车对车通信”V2V技术的第六代野马跑车。所谓的V2V,就是要以车辆间彼此沟通的方式,应对可以预见的交通堵塞,降低车辆碰撞意外的发生可能。目前车辆上使用的雷达侦测技术,可以有效地降低驾驶盲点所造成的意外事故。而V2V车辆通讯科技建立在WiFi无线传输科技上,却能够让车辆之间互相沟通,分享彼此的行车速度和相对位置等数据信息。 V2V的一个目标是让汽车跟外界互动,与各式各样的基础设施沟通,最终形成一个比较智能的交通生态链。通过数据的分享和分析,在其他高速车辆尚未进入驾驶盲点的位置前,帮助司机进行预先判断,提前做出更明确、更安全的反应与决策。这有助于进一步提升避开危险的能力,减少碰撞意外的发生,疏解交通拥塞的情形,促成更具效率的驾驶环境。 目前,在航空机器人中采用的短程通信、LTE 无线宽带、网状网络等等很多技术,正在逐渐或者已经被应用于汽车上。福特汽车的工程师们还在研发一种新的计算程序,用于车载信息系统,帮助实现紧急事故下求救信息快速和可靠的传递。他们准备与其他公司加强合作,增强汽车与无人机间的联系,让汽车能与无人机对话。 在V2V车辆通讯科技的背后,“车对物沟通”(V2I) 技术将在未来的车辆运输中扮演极为重要的角色。福特汽车正在研究如何让车辆与后端IT基础架构进行沟通,例如车辆可以被告知都市各区塞车情形、车祸意外和其他影响驾驶及行驶路线的状况。福特汽车将V2V及V2I整合进入其短期、中期与长期的行动科技规划蓝图中,来应对拥挤、复杂的现代用车环境。 福特汽车的工程技术人员表示,若想实现V2V和V2I的功能,仅靠自身努力是不够的。他们计划与各地政府单位、国际标准化组织和其他汽车制造商们沟通,期望能及早制定统一标准,让V2V及V2I等车辆通讯科技提早高度普及化。同时,福特汽车也将与政府机构、学术单位与研究单位合作,将技术标准化,规格统一化,期望开发出全球通用的车辆通讯科技整合平台。 通过 V2V和V2I 技术,行车电脑可以根据行车速度和相对位置等信息,为司机推荐前往目的地的最快路线,甚至找到目的地附近的停车场,在一定程度上解决交通拥堵问题。“我们会看到未来的车辆能够自动地同其他车辆、交通基础设施进行沟通。所有相关设备都会建立在一个统一网络平台内,人们出行的体验也将大幅改善。”福特汽车公司董事长比尔・福特表示,“归根到底,我们最终或许会看到城市中出现自动驾驶汽车。而且由于这些车辆除了充电之外每天都会不停地在路上行驶,因此路上的车辆也会随之减少。甚至会彻底改变现有的车辆所有权模式”。 先进V-to-I技术: 让汽车和红绿灯“对话” 对于行驶在马路上的司机来说,红灯成为他们挥之不去的烦恼。奥迪汽车2016年8月15日在华盛顿特区和拉斯维加斯宣布,即将推出一项首次商用的新生技术,使奥迪汽车可以与红绿灯“对话”,用来预知红绿灯时间,以减轻司机的负担。奥迪汽车表示,在2016年6月1日之后生产的部分奥迪2017款Q7和奥迪A4车型将搭载“车辆至基础设施通信”(V-to-I)技术,使交通灯和其他基础设施可以通过无线方式与车辆交换安全和其他运营数据。 由于车辆会显示红灯转变为绿灯前的倒数时间,因此司机能大大减轻等待时产生的焦虑情绪。反之亦可在黄灯时提示信号灯转为红灯的时间,让司机做好准备。如果车辆认为,无法在绿灯变红之前通过路口,那么V-to-I就会在中控台上显示倒计时,让司机提前刹车。与此同时,在等待红灯变绿时,倒数计时将在信号灯变绿前几秒消失,以便司机有时间去关注十字路口,观察前方通行是否安全。V-to-I会切断计时器10秒钟,以避免急于闯灯现象的发生。奥迪汽车高管展望道,V-to-I技术未来还可能具备与汽车导航系统或者汽停止/启动配合使用的功能。交通信号灯甚至可能建议车辆保持特定的速度行驶以跟上它的变化,从而顺利通过路口。 V-to-I技术利用无线的方式,将交通信号灯数据和车辆运营数据进行交换。通过服务器由TTS交通技术服务运行,将信息送至奥迪车辆。信息可以利用于车辆导航、引擎启动、关闭功能,甚至可以改善交通量。说具体一点,V-to-I系统负责监控红绿灯计时系统,将司机导向更快捷的路线。它还会建议加速和遇到绿灯时的行驶速度,减少停车和重启汽车的次数。如此一来,V-to-I对发动机的启停起着重要的作用,通过该技术汽车能够在红绿灯面前有选择性的进行停留,并且还可以选择用什么样的速度来接近红绿灯。当红绿灯前的车辆变多,道路变得拥挤的时候,红绿灯也会开始调节其变灯模式,缓解交通拥堵的情况。从而减少人们在道路上耗费的时间,节约能源。 V-to-I技术还有益于未来自动驾驶汽车技术的发展,因为汽车没有必要“看见”红绿灯实体,而是以通过智能红绿灯传播的信号来判断是停车还是继续行驶。但是部署此类系统也面临挑战,因为V-to-I技术不但需要安全的通信基础设施来解决法律框架、无线频谱的难题,而且还离不开与市政和交通部门密切合作。 智能汽车论文:智能汽车来袭 在刚刚闭幕的CES (美国消费电子展)2017上,智能汽车再次成为热点。这几年随着众多科技公司和传统汽车厂商开始加大力度研发智能汽车,CES成为了名符其实的车展。 目前全球智能汽车研究竞赛处于白热化阶段,率先推出相应产品的企业未来将占有一席之地。咨询机构易观预测,到2019年,全球智能汽车市场将迎来洗牌,缺乏竞争力的企业将被淘汰。经过短暂的市场启动期,到2021年,少数产品成熟的企业将主导市场,智能驾驶技术也将逐渐得到普及。 为了成为能够占领市场的少数,所有的企业都加快了产品的步伐。在CES 2017上,微软、恩智浦、IAV、Esri等推出了可以实现高度自动化驾驶的产品。 微软展示的人工智能技术,可以将用户的智能终端与汽车相连,让汽车获得用户的日历信息和个人偏好,从而帮助用户提高驾驶的安全性。值得一提的是,微软的Azure云可以通过V2X(车辆与外界信息交换)、雷达、摄像头,以及激光雷达等传感器获得数据,利用Azure云来实时分析交通状况和行人密度。 恩智浦在CES 2017上展示了如何通过V2V(车对车之间信息交换)和V2I(车与基础设施之间进行信息交换)的安全通信来改善道路安全和交通状况。比如:车辆碰撞警报、智能交通灯,以及交叉路口处的驾驶隐患探测。 艾尔维(IAV)展示了其开发的高度自动化的驾驶技术。自动驾驶可以改善城市交通拥堵,从而减少汽车的尾气排放。采用该技术的高度自动驾驶的汽车可与基础设施、行人,以及微软的 Azure云端相连接,使汽车能够自动以安全的方式对周边的环境做出反应。 美国环境系统研究所(Esri)展示的地理和空间分析技术,可与微软的小娜(Cortana)进行通信,为用户提供地理空间环境信息,从而提高用户的道路行驶安全性和整体驾驶体验。企业级GIS平台服务可以通过微软Azure云为企业提供地理环境信息和分析,帮助其更好地了解用户的驾驶行为并预测道路状况,从而改善整体交通状况,并且可以在整个车联网环境中分享互联汽车的传感器数据。这些功能可以让智慧城市更快地解决出现的新问题,比如尽快维修路上出现的坑洼,或者尽快清除道路上的遗撒物品。 微软企业业务开发部副总裁凯文・达拉斯(Kevin Dallas)和恩智浦半导体汽车业务部资深副总裁兼首席技术官拉尔・罗杰(Lars Reger)都表示,只有多方合作,将不同技术整合,才能为用户带来更加安全、可靠、个性化的{驶体验。 在本届CES上,智能汽车不再是以碎片化的部件形式存在,而是被整合到一起,形成了一个完整的智能系统,智能汽车距离人们触手可及的商品车更近了一步。(张楠) 智能汽车论文:不仅仅是关于智能汽车的比赛 在中国,无人驾驶、智能汽车领域的发展越来越迅猛,越来越火热,甚至连英国人也越来越急切地希望能够更多地参与到其中,不过高和生显然认为,无人驾驶,还是慢一点,稳一点更好。事实上,无人驾驶、智能汽车的发展,不但是一场与时间的赛跑,也是国家与国家间的竞争,我们将如何选择? 2016年12月2日,在国家智能网联汽车(上海)试点示范区封闭测试区里,激烈的汽车比赛正在进行。参赛汽车有原型试制车,也有量产改装车,不过这些车的外型有些奇特,许多车在车顶和车身四周安装了各种各样摄像头和密集的传感器,在有些比赛场次,参赛的汽车里居然并没有驾驶员在操控――这就是由中国汽车技术研究中心、中国生产力促进中心协会和上海嘉定区人民政府主办的中国智能汽车大赛。这是一场国家级的科技赛事,以“智能改变世界,创新驱动未来”为主题,定位于智能汽车行业的高端交流平台和技术实践测评标尺。 在赛场上忙碌的不仅有来自东风、广汽、东风标致、吉利、本田、沃尔沃、长安福特、凯迪拉克、一汽大众等车企,也有清华大学、长安大学、江苏大学、北京航天航空大学、同济大学、西安理工大学等科研、高校机构。虽然是首届比赛,但中国智能汽车大赛不仅设置了无人驾驶组,也设置了自动泊车、自动紧急制动、车道偏离预警与保持等智能辅助驾驶组。 不过本届比赛尤其引人注目的地方是该项赛事得到了英国贸易投资署、德国汽车工业协会、荷兰上海领事馆、瑞典上海领事馆等国外政府机构的高度重视。英国国际贸易部公使衔参赞Mark Wareing、德国汽车工业协会的中国区主席Thomas Meurers、英国智能网联与自动驾驶汽车中心战略总监Michael Talbot以及德国、荷兰等国的行业专家出席了比赛同期举办的2016ICV国际论坛、中英智能网联汽车交流会、中英高端访谈、中德高端访谈、中荷高端访谈、中韩高端访谈等一系列交流活动。 在这些外国机构里,英国人的身影最为活跃。英国国际贸易部、英国智能网联与自动驾驶汽车中心及米拉公司等英国企业出席了大赛和闭门会议,并通过中英智能汽车交流会的形式和中国企业在赛事期间进行了会面和洽谈。“英国是当今世界上最适合智能汽车发展的国家之一。英国政府不光向研究开发智能汽车和无人驾驶技术的企业、机构和高校提供专项资金支持,同时还出台了相关政策为智能汽车的测试提供了宽松的政策环境。我们希望以此次大赛为契机,进一步增进与中国政府、企业、高校、及科研机构的交流合作,共同推进智能汽车的发展。”英国智能网联与自动驾驶汽车中心战略主管Michael Talbot表示。 英国国际贸易部和中国汽车技术研究中心还在现场宣布共建中英汽车联合工作组,共同推进中英双方在汽车工业,尤其是智能汽车领域的深化合作,增进相关领域的技术、商贸及学术交流。“英国有着丰富的技术经验和科研人员储备,中国有着全球最大的汽车市场和活跃的产业集群,中英汽车联合工作组将充分挖掘两国资源,实现优势互补,促进双方在研发、制造、市场及投资领域的交流,并利用英国在整车及零部件研发制造、智能系统及蓄电池技术等尖端科技优势,帮助中国智电汽车工业实现跨越式发展。”英国国际贸易部公使衔参赞魏林博士表示热切期待着中英双方未来在智能汽车领域的密切合作。不过,与积极主动的英国人不同,中国汽车技术研究中心副主任高和生对于无人驾驶、智能汽车的热潮显然有自己冷静的看法。在中国智能汽车大赛期间,本刊记者采访了魏林博士和高和生主任。 对话高和生:汽车自动驾驶又近又远 《汽车纵横》:能否介绍一下中国智能汽车大赛? 高和生:这两年,传统的车企和大专院校,在无人驾驶领域都做了很多工作,他们认为自己的一些产品可以推向社会进行道路测试,但不是所有的企业都到过上海国际汽车城来测试。我们举办这个比赛,搭建这个平台主要是希望国内的研发机构、企业、大专院校把他们在无人驾驶方面的产品,拿出来互相做一个评测,比一比,遛一遛。通过互相验证、互相比较、互相学习,能够比出优点和劣势。如果没有这样的机会,大家可能就是互相观望,彼此之间的沟通也有问题。 这两年,智能网联汽车在咱们国内炒得比较热,传统企业、以IT为主的企业都纷纷在做无人驾驶汽车,这就有路径选择的问题。这两年,我们中心一直也在逐步推进无人驾驶领域的标准建设,我们认为产业要发展,在标准方面必须要引领,要规划好。我们非常关注引导行业健康有序发展,及时地让这些产品进行互相比较,这是很必要的。比赛之后留下的信息也槲颐窍乱徊阶龊帽曜贾贫ê托幸倒芾矸矫婀ぷ魈峁┝嘶础数据,这是我们举办大赛的目的。 《汽车纵横》:国内有些车企已经开始尝试在公路上进行智能驾驶,但一直游走在灰色地带,国家也没有立法允许它们上路,您认为国家应该出台什么样的政策帮助企业发展智能驾驶技术? 高和生:我们已经向工信部提过一些想法,我们认为,无人驾驶汽车一定要经过一定的时限、一定里程的可靠性测试才能上路。除了我们的标准要跟上,立法进程我们也得推进,这包括保险如何规定?我们一定要有详细的描述,要说清楚路径。 让企业做技术储备是应该的,但我们要从社会标准、立法的角度推进,两者间要同步。甚至在必要的时候,节奏不要推进得太快。据我了解,无人驾驶汽车,很多国家都在发展,但允许上路的不多。 我曾经去日产公司调研,三年前,日产公司的智能汽车产品就被认为很成熟了,但是我们去参观,他们还只是拉着我在高速公路上跑了40多分钟。因为驾驶的情况太特殊了,路上经常会出现一些不可预见的东西,在没有把握的情况下,还是要稳妥一些。 《汽车纵横》:您认为中国的自动驾驶汽车还需要多长时间才能够上路? 高和生:从我们产业的角度,从制造的角度看,两、三年应该是可以上路测试的。现在的问题主要是立法和行业整顿,如果在一个封闭道路上做这件事,我认为两、三年做出产品,五年产品上市,产品本身不会有太大问题。关键是其他配套的东西,例如立法推进等都存在问题,这不是我们单一产业能左右和主导的。日产也面临同样的问题,他们的产品没问题了,但是在立法推进上也遇到了困难,日本政府目前肯定是不容许的,所以大家还是要一起共同推动。 我去日本考察过无人驾驶汽车,也去过欧洲的德国、瑞典等国家。在日产,我和他们做了详细交流,也看了他们的无人驾驶汽车,三年前他们的无人驾驶产品就已经在销售,除了在高速公路、封闭路况的道路上跑,这三年来也一直在高速公路上模拟实际使用情况运行。考察后,我感觉汽车的无人驾驶发展趋势不会改变,企业、行业、社会在这方面的投入目标是对的,但是这个路怎么走,什么时候实现全无人驾驶?我认为,节奏上、把控上还是稳一点比较好。 《汽车纵横》:无人驾驶汽车下一步的推广模式到底是什么模式?在技术选择路径上,是汽车+互联网?还是互联网+汽车? 高和生:我认为这是两种路径都可以选择。从我自己了解的情况看,包括去瑞典、德国,这几个国家基本上是以汽车为主的国家,基本上还是“汽车+互联网”这个路径。虽然关注程度很高,但没有像咱们国内炒得这么热。所以无人驾驶汽车下一步的推广模式可能有多种模式,需要我们政府和行业正确的引导。不能危害社会的安全。我认为,好像还没有那么着急地要去实现无人驾驶,例如我到北京出差,北京市区里可以自己开车,上高速公路从北京到天津这一段路,换成无人驾驶模式,这样我就可以休息一个多小时,我觉得这样的模式是无人驾驶第一个要达到的目标。无人驾驶的终极目标是达到共享汽车和无人驾驶,这么走会比较稳妥,也比较现实。 《汽车纵横》:你们与英国的合作,主要侧重哪些方面? 高和生:交流、协调、互相借鉴。我希望中国的车到英国去之后会说话,会走路,英国的车到中国来也会。 《汽车纵横》:关于无人驾驶,您最关注什么问题。 高和生:无人驾驶汽车首先是安全汽,从我们制造业企业来说,制造一辆车肯定没问题,因为整个汽车产业就是集成行业优秀技术的,主动的和被动的安全技术,我们都在用,所以安全汽车应该没问题,关键是安全汽车交互问题,这个是我们最不放心的一个环节。中国的路况比较复杂,需要协同社会各方面的资源来协调好。 《汽车纵横》:实现无人驾驶后,汽车行业会被颠覆吗? 高和生:无人驾驶汽车的终极目的就是共享汽车,谁是最大受益者?我认为还是汽车,所有无人驾驶这些开发的东西,包括影像技术,所有技术都要被我汽车来整合使用,所以将来最大的受益者还是我们。我们需要这方面的技术来支撑,来配套,来完善,但还是要以我们汽车为主,整合这些资源,所以我认为未来在无人驾驶汽车方面胜出者,或者获益比较大的,还是我们汽车行业。 《汽车纵横》:到底我们到什么时间节点上会达到真正的无人驾驶? 高和生:我估计还得20年,除了要有安全的汽车产品、安全的交通环境,有共享的汽车,还有立法的推进也很关键。保险能不能配合上?这也很关键,汽车产品涉及到社会面比较广,不是生产一个产品就可以让你上路了。立法的推进很难,有些事情得按照程序走完这个过程,三年、五年都未必能够完成。从我的角度上,也许汽车产品本身没问题,但真正推广的时候,要难得多。 智能汽车论文:基于摄像头的智能汽车设计 摘要:智能汽车作为当今科技时代下的新兴产物,集中运用了计算机、现代传感、信息融合、自动控制、人工智能及通讯等现代科学技术,是未来汽车发展的重要方向。本文详细介绍了基于摄像头传感器的智能竞速汽车控制器的设计方案,分别介绍了智能车的硬件组成、路径的检测识别方法和智能车的控制策略。利用摄像头传感器采集、识别道路信息,规划最优路径,采用PID控制算法控制电机和舵机实现自动控制。 关键词:摄像头 智能汽车 设计方案 本设计是基于MK60DN512ZVLL10单片机开发实现的,该系统采用摄像头采集、识别道路两旁或者中央的引导线,在此基础上利用合理闭环的算法控制智能车运动,从而实现智能车快速稳定的寻迹行驶。 1 智能车整体结构的选型与设计 1.1 图像传感器的选择 图像传感器,即数字摄像头。目前市场主流的两种摄像头传感器:以金属氧化物半导体元件为感光材料的CMOS摄像头和以电荷耦合元件为感光材料的CCD摄像头。综合两种摄像头解析度、灵敏度、成本、功耗比、模块电路、体积、重量,CMOS摄像头可以满足于4米/秒速度以下智能车行驶,并且CMOS摄像头功耗低,工作电压只需3.3V-7V,完全可以由智能车稳压后得到,稳定经济,所以选择CMOS摄像头中的OV7725摄像头。 1.2 起跑线检测传感器选择 起跑用的是发车灯塔控制方式,发车灯塔不仅发出起跑信号,而且发出终点信号。我们使用基于使用HS0038B传感器的基础电路作为接收灯塔光信号一个基础电路,OUT口接MK60的C5。 1.3 速度检测传感器选择 一个完整的控制系统是闭环控制的,所以需要测速装置,用以精准反映智能车实时速度。我们采用了由欧姆龙公司研制的一款200线的小型编码器。 1.4 车模选型 本次设计采用由飞思卡尔半导体公司赞助的G768型车模,即为竞赛中的C车模。 2 智能车硬件电路设计 2.1 硬件设计方案 本设计方案采用模块化方式完成总设计,模块化设计使思路清晰,在使用出现错误时容易修理。 2.2 电路设计方案 本次设计将智能车系统电路分成两个主要部分,以MK60N512ZVLQ10为核心的控制电路和以电源为核心的驱动电路。考虑到MK60最小系统电路板比较大,所以将整个系统电路分为两块规则PCB板(主控板和驱动板)。 2.3 控制电路 以MK60为核心的单片机系统的硬件电路设计主要包括以下几个部分:电源电路、时钟电路、JTAG接口、复位电路。 2.4 驱动电路 因为本次比赛摄像头组使用的电机是RS-380SH直流电机,小车驱动芯片决定选用集成的高电流半桥电机驱动应用BTN7971B,它的输出电流足以带动电机转动并且较稳定。 2.5 电源模块 比赛使用飞思卡尔专用电池,2000mAh的镍镉电池1块,标准电压7.2V。 3 智能车软件算法设计 3.1 软件控制整体设计 本次设计所用的软件调试工具支持C语言和汇编语言混合编程的IAR Embedded Workbench软件,由于C语言操作简单,可修改和移植性强,所以本次软件设计大部分程序都使用C语言编写,只有在某些地方加入了汇编语句。 3.2 主程序结构 在系统初始化方面,我们所用到的底层硬件资源进行初始化和上层模块初始化。在方案选择及参数设定上,我们在主板上设置了一组四位的拨码开关和三个按键结合OLED显示屏实现的方案和参数的可调,以在比赛时对车作适当地调整。在图像获取上,对于Ov7725数字摄像头,使用场中断加高速DMA传输的方式来获取图像。图像处理则采用黑线提取和中心线提取。 3.3 控制算法 控制算法是智能车的灵魂,为了使小车能以稳定的速度通过跑道,精确的速度控制是关键,采用速度闭环控制方案。 4 智能车开发与调试 4.1 软件开发环境 系统编译下载是在IAR IDE开发环境下完成的,Embedded Workbench for ARM是IAR Systems公司为ARM单片机开发的一个集成开发环境,这一开发环境使用方便、入门容易和代码简明紧凑。此外,由于在IAR软件中进行编写,调用,修正函数比较复杂繁琐,所以使用了Source insight 3软件进行辅助编写小车程序。 4.2 硬件开发环境 本次毕业设计所用的硬件开发平台为著名硬件开发公司Altium公司的Altium Designer 10,这已开发环境在板级设计特性、软设计特性、数据管理特性、通用特性都较有优势。 4.3 软件调试 软件调试主要包括:程序在线仿真调试,上位机调试。在线调试主要使用的是IAR中的调试器IAR C-SPY。上位机调试主要是通过蓝牙模块将智能车运行过程中的状态和SD卡采集的图像及时地反馈到PC机上。 4.4 现场调试 现场的调试包括摄像头调焦以及固定、PID参数整定、速度控制算法的参数整定、智能车运行状态等方面的调试。 5 结语 在此次设计中,通过不断不断尝试,不断整改,发现问题,整改问题,最终达到我们预期的设计目标。在算法方面,首次采用闭环系统控制智能车,采用改进PID控制算法,对智能车速度及方向进行调整,使智能车较之前的开环状态更加稳定,最终完成了智能车的制作,实现了摄像头采集识别,闭环控制等的功能。 智能汽车论文:汽车发动机润滑系统智能清洗设备控制系统设计 摘要:润滑系统是保证汽车发动机正常工作的一个重要系统,需要定期进行清洗。本文设计一种汽车发动机润滑系统清洗设备控制系统,该控制系统能够完成抽油、排油、吹扫、加注等控制,实现对发动机润滑系统的静态清洗和动态清洗。同时,能够通过液晶屏显示当前的系统状态以及进行设置,通过射频卡记录用户的清洗次数以及金额,并提醒用户及时进行充值等。 关键词:发动机 润滑系统 清洗 控制 发动机是汽车的核心部件,其质量决定了整车的性能与品质。汽车发动机润滑系统是保证发动机正常工作的一个重要系统,它在长期工作后,许多杂质沉积在润滑系统各个部位,而一般发动机机油滤芯能够将大于25μm的微粒过滤掉,再小的微粒就不能被过滤掉,时间长了会堵塞油路,造成各种故障,影响发动机润滑系统的正常工作,因此需要对发动机润滑系统定期进行清洗保养。 对于汽车发动机润滑系统的清洗方式大体分为两种,人工清洗和自动清洗。人工清洗方法体现为拆油底壳、缸盖、解体发动机等清洗润滑油道,这样会增加劳动强度,质量也无法保证。特别是发动机的结构精密,人工清洗方法会造成发动机渗漏、寿命缩短等问题。 自动清洗法是采用专用的清洗设备完成,清洗设备提供具有合适的温度、流量、压力及浓度的清洗液,并对各个工位进行精确控制清洗、干燥和清洗液回收。汽车发动机润滑系统清洗设备控制系统利用先进的自动控制技术,能够实现清洗过程自动化,保证润滑系统清洁度,提高了清洗质量和效率,并改善了劳动条件。汽车发动机润滑系统清洗设备替代人工清洗已成为现代工业发展的必然,具有广阔的市场前景。 1 发动机润滑系统的组成及工作原理 汽车发动机润滑系统的组成基本相同,主要由油底壳、机油集滤器、机油泵、机油粗、精滤清器和润滑油道、机油冷却器、机油压力表、机油温度表等组成。油底壳:用来储存润滑油。机油泵:将足够量的润滑油以足够的压力供给主油道,以克服机油滤清器及管道的阻力。集滤器:安装在机油泵前,并置于油底壳内,用来滤除机油中较大直径的杂质。机油粗、精滤清器:通过机油滤清器过滤杂质。机油冷却器:冷却润滑油,使润滑油温度保持在一定范围内。机油压力表、机油温度表:监视压力润滑油压力和温度。 2 发动机润滑系统清洗设备控制系统设计 从汽车发动机润滑系统的组成和工作原理来看,反复润滑的机油中,会带有磨损的金属末或灰尘等杂质。虽然机油集滤器和机油粗、精滤清器进行过滤,但时间过长,机油一样会变脏。因此在车辆行驶一定里程后必须对发动机润滑系统进行清洗,以保证清除发动机内小于25μm的杂质,改善发动机润滑系统的品质,保证发动机正常工作。 发动机润滑系统清洗设备控制系统能够对发动机润滑系统清洗设备进行控制,完成抽油、排油、吹扫、加注等控制,实现对发动机润滑系统的静态清洗和动态清洗。同时,能够通过液晶屏显示当前的系统状态以及进行设置,通过射频卡记录用户的清洗次数以及金额,并提醒用户及时进行充值等。整个系统设计包括面板设计、硬件系统设计、软件系统设计等三个部分。 2.1 面板设计 系统面板如图1所示。 2.2 硬件系统设计 硬件系统由MCU模块、LCD显示模块、RFID读卡模块、键盘输入模块、温度传感器模块、电加热器模块、电源模块、继电器模块、8路电磁气阀模块等组成。如图2所示。 键盘输入模块设置车型和清洗要求,MCU模块对信号进行分析处理并输出控制信号给继电器驱动模块,控制8路电磁气阀模块相应的电磁气阀A-H打开或关闭,完成对发动机润滑系统的清洗。清洗过程会在LCD显示模块同步显示,温度传感器模块对清洗过程油温进行检测。当温度低于40℃时,将信号发送给MCU模块,MCU模块控制电加热器模块进行加热,保持温度恒定在40℃。RFID读卡模块对每张卡刷卡次数进行记录,次数超过设置值时,发送信号给MCU模块,MCU模块控制LCD显示模块报警提示进行充值。电源模块对其它模块进行供电。 2.3 软件系统设计 软件系统实现抽油、排油、吹扫、加注等控制,主要包括静态清洗和动态清洗。 (1)静态清洗:发动机静止,清洗液从发动机机油滤芯接口处注入发动机油道,通过冲洗和溶解作用把杂质溶入清洗液中一起流下,到达油底。随后在一定负压下,从油底口抽出过滤后循环清洗。静态清洗流程如图3所示。 (2)动态清洗:发动机怠速运转,发动机自身的油泵和清洗机内油泵同时工作,清洗液可达到静态清洗时不能清洗的地方,清洗更彻底。动态清洗流程如图4所示。 3 结语 本文设计一种汽车发动机润滑系统清洗设备控制系统,该控制系统能够对汽车发动机润滑系统清洗设备进行控制,完成抽油、排油、吹扫、加注等控制,实现对发动机润滑系统的静态清洗和动态清洗。同时,能够通过液晶屏显示当前的系统状态以及进行设置,通过射频卡记录用户的清洗次数以及金额,并提醒用户及时进行充值等,完成了整个系统的硬件设计和软件设计。现场实验表明,该汽车发动机润滑系统清洗设备控制系统,性能稳定,能够满足实际汽车发动机润滑系统清洗的要求,具有广阔的市场前景。 智能汽车论文:英特尔:错过了智能手机不想再错过智能汽车 随着PC市场日落西山,智能手机增速放缓,吃不了多少老本又在移动芯片市场无利可图的英特尔看似走入绝境,又在智能汽车领域绝处逢生。 作为一家老牌芯片巨头,英特尔当年错过了智能手机的风口后,在移动芯片市场就一直处于被动状态,被高通压制不谈,山寨起家的联发科也能时不时碾压下它。如今,随着PC市场日落西山,智能手机增速放缓,吃不了多少老本又在移动芯片市场无利可图的英特尔看似走入绝境,不过智能汽车风口的出现,又让它绝处逢生。 当然,有人会说这和英特尔有关吗?这是我们熟悉的那个几乎把“Intel Inside”标志贴到每一个PC的英特尔吗?如果我告诉你这家芯片巨擘在汽车科技方面已经耕耘了好几年,你会不会感到惊讶?说不定用不了多久,你就能开上“Intel Inside”的汽车子。 为进入智能汽车领域,英特尔在今年收购了两家公司,一家是自动驾驶车辆芯片公司Yogitech,它家的芯片能利用感应器和摄像头分析周围驾驶环境,帮助汽车实现无人驾驶;另一家是汽车软件0TA升级更新解决方案提供商Arynga。随后,2016年7月英特尔又与宝马、Mobileye公司联合研发高自动驾驶和全自动驾驶必要的解决方案和创新系统,并致力将这些技术应用于量产汽车身上。一系列的动作,预示出英特尔坚定发展智能汽车的决心。 不过,此时的智能汽车领域已经聚集了众多大佬,包括谷歌、丰田、载姆勒、通用汽车、博世、福特、波音与卡特彼勒等,其中谷歌无人驾驶技术专利最多。在大佬们率先入局的压力下,英特尔还是个需要追赶的命,幸运的是,这次它赶上了智能汽车发展的风口。 尽管所谓的车载互联已经成为互联网企业追逐的下一个“风口”,但实际上多数都缺乏像英特尔这样的软硬件整合能力,很多车辆都已经或正在使用英特尔的这套方案,例如BMw的互联驾驶,就是建立在英特尔的这套解决方案之上,相信凡是用过的人都会觉得与手机、笔记本的内在体验很相似。同时英特尔也向中国本土供应链合作方提供IVI模块,这样就会有更多前装、后装设备能够用上这套解决方案。 不得不说,如果英特尔要在车载互联方面讲一个故事的话,基于凌动处理器的IVI系统将是一个漂亮的文本。它有成功的案例,所以大多数人听到它的时候都不会陌生,应付目前的车内娱乐和交互也是小菜一碟,你唯一要解释的,就是它能做点什么别人做不到的。 实际上,不用惊讶英特尔在智能驾驶领域的布局,这既是厂商的需求,也是用户的需求。从厂商层面来说,英特尔并不是唯一一家进军汽车领域的芯片企业,甚至其对手也有着同样漂亮的案例,从PC端到移动端再到汽车领域,大家的发展路线高度一致,正说明了这一趋势不可逆转。 从用户层面来说,车内体验几乎是最后一块尚未被智能化开垦的处女地,大家不能接受手机、平板、电视甚至冰箱、洗衣机都高度智能化的今天,每天要驾乘2-3小时的汽车还傻呆呆,而智能化的前提必然是标准化、平台化和系统化,这也是英特尔擅长的事情。 智能汽车论文:智能汽车的隐形江湖 看上去风光无二的互联网汽车,除了传统车企和互联网公司外,资本与零部件巨头的窥视同样值得关注。这是一个巨大的名利场,每股势力都野心勃勃。 新年伊始,Master横扫围棋界的传奇就刷爆了网络,在谷歌揭开Master的真身之后,江湖上关于人工智能的传说距离现实世界的距离又被拉进了一步。来势汹汹的Master正代表人工智能向全人类宣告:“我们的时代正在来临”。 这句宣言对于智能汽车来说同样适用,虽然无人驾驶的实现尚需时日,但却无人能否定智能驾驶时代的到来。汽车被锁定为下一个移动终端的继承者之后,智能汽车产业的发展可用烈火烹油来形容:传统车企快马加鞭谋升级,互联网企业撸起袖管搞跨界,借由镁光灯的传播,出尽了“风头”。但智能汽车的研发,实非主机厂一己之力可以完成。在其前进的过程中,“隐形江湖”的存在虽常为人所忽视,却贡献着不可或缺的力量。 金主们的互联网汽车版图 处于市场培育初期的智能汽车,对资本的依赖性非常强。以乐视为例,根据网上流出的乐视汽车商业计划书,未来五年乐视汽车还需投入400多亿人民币,如此大的资金需求量,显然不能靠乐视和贾跃亭来买单,融资的重要性不言而喻。通俗点说,有了钱不一定能成事,但没有钱一定会失败。 资本市场对于智能汽车的兴趣非常浓厚。北极光投资创始人邓峰在预测未来最有希望出现“独角兽”企业的三大趋势时,特别强调了对推动无人驾驶具有重要意义的人工智能技术和传感器技术,认定无人驾驶会是未来的大方向。 事实上,包括北极光创投在内的真格基金、红杉资本、IDG等知名创投公司都在智能汽车领域的上下链条上积极布局。以北极光为例,除了直接投资硅谷的无人驾驶汽车公司,还重点布局了传感器和人工智能,比如激光雷达、汽车OS等诸多方面。 自然,各类投资公司对智能汽车慷慨解囊,成为支撑互联网企业追梦造车的一大资金来源。在乐视、蔚来、奇点等互联网车企背后,不乏太有来头的创投资本。比如红杉和高瓴,前者曾投资新浪网、阿里巴巴集团、聚美优品、美团网等诸多知名企业,后者则是京东、去哪儿网、蓝月亮和大润发的投资者。也有如壹号资本。愉悦资本和本见资本等新兴势力。 想要搭乘智能汽车这趟快车的,远远不止投资公司一方。 眼看互联网三大巨头BAT已全部投身造车,一向热衷于“猫狗大战”的京东自然不能袖手旁观。它通过注资蔚来汽车,跟紧大趋势。同样“不安本分”的,还有以电子产品为生的联想和小米,两者都将目光锁定在了蔚来汽车身上。蔚来汽车融资来源清单上的顺为资本、背后的操控者就是雷军及小米。投资蔚来汽车之后,联想又迅速注资乐视,扩大资本势力。对于京东、联想和小米来说,智能汽车是不可错过的发展趋势,与BAT亲自上阵的姿态不同,他们选择了通过资本触角进行布局,提前占下席位,这是对自身实力及发展阶段进行考量过后的最佳方案。 不少企业大佬,以个人名义进行投资,构成了互联网车企融资的又一来源,这方面尤以互联网企业最为突出。除了像贾跃亭、李想一样又出钱文出为的摸范代表,更多的人选择了只出钱不出力的方式。比如在天使轮就集齐了UC创始人何小鹏、YY创始人李学凌、猎豹移动CEO傅盛、58同城CEO姚劲波、腾讯高管吴霄光、经纬创投张颖等一众“大人物”的小鹏汽车,就是靠大佬资金“养活”的典型互联网车企。还有投资车和家的源码资本,其出资人实由美团网创始人王兴、今日头条创始人张一鸣等近20家上市科技企业的CEO及BAT高管组成。以及霸气出手6亿美元投资乐视汽车,被誉为“中国好同学们”的各大公司CEO。大佬们不仅手握丰厚资本,而且眼光敏锐,并乐于走在潮流前沿,大胆试水,成为互联网造车不可忽视的资本力量。 政府的资金支持也是互联网造车的重要支撑,通常表现为一方出资,一方落地建厂的形式。奇点汽车在去年11月与其子公司共同完成的6亿元融资中,铜陵子公司的主导融资对象就是安徽铜陵市政府,并与铜陵市政府建立战略合作关系,背景就是奇点汽车的产业园项目落户安微铜陵。 同样的合作模式还有车和家与常州市政府,车和家落户常州武进国家高新区工业园,并顺利拿到了常州市政府的产业基金。一方面,政府响应国家“2025中国制造”的号召,引导智能产业的发展,并通过工厂落地来拉动当地经济,增加就业机会。另一方面,企业也需要政府的帮扶支持,顺利建厂投产,可谓双赢。一些有央企背景的创投公司,比如投资乐视的英大资本和深创投,前者背靠国家电网,后者由深圳市政府管理支持,多多少少代表了国家对智能汽车发展的引导和支持。这里再多说一句,投资乐视的淡马锡其实是新加坡政府以私人名义注册的国有投资企业,厚朴也是在淡马锡的帮助下建立起来的,可见国家层面上对智能汽车发展的重视。 另外值得注意的是,部分实业企业在转型过程中也选择了智能汽车为入口,成为支持互联网造车的又一股资金来源。比如投资乐视的新华联集团和投资车和家的利欧股份。前者产业覆盖地产、石油、矿业和化工等多个领域,后者的核心产业主要是石油化工、电力电站及水利用泵等,与汽车产业并无关联。选择互联网车企作为其新的投资发展对象,在为互联网造车助力的同时,也从侧面说明智能汽车的发展魅力。 供应商走在主机厂前面 互联网公司忙着造车,零部件供应商也在马不停蹄地奔跑在通往“智能部件”的道路上。目前在智能汽车配件领域掌握最高话语权的仍是积淀深厚的传统汽车零部件巨头,如博世、大陆、福尔德等。但初创企业成长迅猛,具有很强的融资能力和上升空间,同样不容小觑。主流的无人驾驶系统可分为传感、处理和执行三个方面。传感就相当于人的眼耳鼻,搜集各种图像和声音信息,然后传送给大脑,进入到信息处理部分,对信息进行判断之后,再由其发出指令,进入执行环节。自动驾驶的传感器主要有摄像头、GPS、声呐、雷达、LiDAR(激光雷达)五种类型;处理部分主要通过算法完成,大家最为熟悉的ADAS(高级辅助驾驶系统)即属于这一环节,包括自适应巡航(ACc)、车道偏移报警系统(LDWS)等17个方面;执行层面则是指电子制动、智能刹车等。 智能汽车论文:智能汽车闯入CES:三方角斗自动驾驶 之前是几家车企登台演示,现在演变成车企、供应商、IT公司三方秀实力。他们或合纵对抗连横,或对某项技术形成垄断,使智能汽车领域越来越像一个利益纷争、暗潮汹涌的江湖道场,使汽车产品的未来形态精彩纷呈。 赌城拉斯维加斯正悄然与高科技握手。在刚刚结束的第50届CES展上,自动驾驶、汽车人工智能、最新人机交互功能等先进技术将智能汽车推上了CES的主展台,有人说CES展快成了半个车展。这种革命性变化不过源于一个“懒”字。 有人说过“懒”是人类前进的源动力,这句话虽有些偏颇也不无道理,正是为了追求便捷,人类科技才会不断进步。在本届CES展上,大众、宝马、丰田、博世等,全球知名汽车厂商和零部件供应商,向世人展现了未来汽车形态的多元化。它们对于未来汽车如何追求操控方便、驾驶便捷都有着自己不同的见解,但相同点是,它们把这些不同见解都通过自动驾驶技术来展现。 不同于前几年的CES展,自动驾驶技术还是少数几个厂家带来的展望和规划,部分自动驾驶还停留在低级阶段;本届CES展,自动驾驶技术得到了全面发展,几乎所有参展的汽车类厂商都带来了各自的自动驾驶技术和产品,大部分达到了高级阶段,甚至已经有了新车、量产计划。 这个质的改变得益于汽车厂商主动与IT技术公司联手,他们把最先进的技术融入到汽车硬件中。比如宝马HoloActive虚拟触控系统和智能泊车助手Loomo,前者利用车载控制界面的投影技术和摄像头对人指尖动作的识别,将原来我们只能在科幻电影里看到的虚拟触控变为了现实。而后者则把汽车智能化驾驶,与目前正流行的AI科技相结合。 再比如丰田的三维人机界面、大众的数字座舱、博世的语音控制、福特与亚马逊的Alexa家居助手等新技术,将汽车、家居、通讯融为一体,使汽车的形态变得丰富而多元。 所以本次CES展业也被网友戏称为自动驾驶汽车技术的成果展。不管是谷歌、百度。这样的IT巨头,还是’现代、日产、奔驰这样的传统车企,目前都加大力度研发自动驾驶技术。只不过突破点不同,像谷歌等是以车联网、无人驾驶等跨界切入,而现代等车企则以高端辅助驾驶技术为突破点。 汽车和IT企业之所以如此重视自动驾驶技术,是因为在大数据的环境下,通过人工智能来判断路况,比人为操作更客观反映更迅速,能够极大的提升驾驶的安全性。同时,如果未来汽车自动驾驶真正能够实现,交通资源将得到整合和合理分配,让人们的出行变得更加高效。因此,自动驾驶驾驶技术所描绘智能出行生活,十分、令人憧憬。 而当前的自动驾驶技术,主要是在车身搭载摄像头、超声波、毫米波、激光雷达,利用采集到的视觉影象和数据,创建一个完整的车辆环境模型。这吸引了很多汽车配套厂商的目光。本届CES展上,德国大陆集团就宣布将研发新一代环境模型,该模型下自动驾驶汽车将拥有实时的360度全景影像。 有了完整的车辆环境模型还不够,还需要先进汽车人工智能系统。人工智能系统用来识别与分析这些数据,并具备深度学习和认知,才能使车辆在复杂驾驶情况下安全驾驶。IT企业对此很有兴趣。 本届CES展,采埃孚与英伟达就宣布共同开发一款全新的汽车人工智能系统――ProAI,预计在2018年初进行量产。而宝马则将采用Mobileye的增强学习算法制定驾驶策略,打造汽车系统所需的人工智能。 除了自动驾驶技术,人机交互也是未来智能汽车’发展的重要方向,这一特点在本届CES展上也得以充分展现。 有的利用高精度摄像头,实现虚拟触屏技术。比如宝马带来了HoloActive触控技术,利用一块投射在中控台区域的悬浮虚拟屏幕,一部高灵敏度摄像头负责捕捉驾驶者手势动作,车舱内的超声波设备将对驾驶者的指尖发出脉冲信号,使驾驶者获得真实的触感,实现人机交互功能。 有的采用虚拟现实技术和手势遥控功能。比如大众汽车在本届CES上展示了增强现实(AR)技术,这套系统可以看做是升级版的抬头显示系统,一方面可以将路线、距离等相关的驾驶信息显示在驾驶员前方的道路上,另一方面是显示信息娱乐等其他信息,而无论何种信息都与周围的环境完美融合,不会让驾驶员分心。 如果说宝马的虚拟触屏技术、大众的增强现实(AR)技术代表了人机交互未来发展方向,那么英伟达公司推出的基于图像识别技术AI Co-Pilot(协同驾驶技术)则提供了另一种方向。这套系统支持多种面部识别功能,其中具备唇读识别功能。唇读,就是当车厢内外噪音太大的时候,可以通过唇读技术,辅助识别语音指令。尽管AI Co-Pilot系统大部分是为了辅助驾驶者安全驾驶,仅仅在唇读方面涉及到了人机交互功能,但是这套系统充分发挥了英伟达在图像处理方面的优势,为未来的人机交互发展提供了更多可能。 总之,智能汽车的发展为很多商家打开了一扇门。之前是几家车企登台演示,现在演变成车企、供应商、IT公司三方秀实力。他们或合纵对抗连横,或对某项技术形成垄断,使智能汽车领域越来越像一个利益纷争、暗潮汹涌的江湖道场,使汽车产品的未来精彩纷呈。 智能汽车论文:智商+情商 智能汽车的实现将由汽车智商和汽车情商两部分组成,而汽车情商正是目前汽车产品 所或缺的核心技术。 又一家车联网公司成立了。 自总理提出“互联网+”概念后,短短半年时间,“互联网+”席卷了整个汽车行业和互联网产业。那么,究竟是“互联网+汽车”还是“汽车+互联网”?到底谁该妥协?双方各有各的说法。 仿佛一夜间,成百上千家与车联网沾边儿的公司出现在公众视线中。有的是之前就已存在的,现在才得到关注;有的是赶上了这股热潮,刚刚成型。飞驰镁物(北京)科技有限公司(以下简称飞驰镁物)就属于后者。 7月1日,飞驰镁物在北京召开品牌会――智能汽车即服务,来自车联网行业、整车厂、咨询机构、投资界等人士前来参加。 与此同时,历经6个月的酿造,飞驰镁物下定决心,在“互联网+”热潮还未褪去的好时候,带着自己引以为傲的核心产品――汽车共享服务品牌“Soda”正式亮相了。 自称是“最懂车企的车联网公司”和“崇尚极客精神的科技公司”的飞驰镁物对智能汽车有着自己的见解。 智能汽车即服务 飞驰镁物创始人兼CEO王强解释道:“智能汽车即服务的英文是Smart x Vehicle as a Service,即面向车和人两个对象。对于车,车联网相当于给车装载了远程大脑从而实现其智能化,这是智能即服务;而对于人,车联网则是把车的属性上升到一种位移公共服务,为人提供一种随时随地使用的出行服务,这就是汽车即服务。两者综合起来,就是智能汽车即服务。未来作为公共出行服务的汽车一定是面向未来的智能汽车,而智能和共享应该是相辅相成的关系,而不应该是简单的叠加。” 飞驰镁物具备B2B传统车联网和汽车共享两个业务发展方向。在B2B传统车联网业务领域,飞驰镁物以前装TSP为核心优势为整车企业提供车联网整包解决方案和咨询服务,通过以云计算、大数据、社交网络为基础搭建的云服务和汽车情商两大核心产品平台,已经开始为整车企业提供真正符合移动互联网用户交互体验的车联网产品。 而致力于呈现“下一代城市出行方式”的Soda,则是飞驰镁物在汽车共享方面的具体成效。 “未来的车联网一定是和汽车紧密融合在一起的车联网,更多的是‘汽车+互联网’,而不是‘互联网+汽车’”。飞驰镁物联合创始人兼企业业务副总裁樊高增表示。他的这一观点与市场其他互联网公司很不同,他认为互联网并不会颠覆传统汽车行业。 “基于车联网的合作,根本不能脱离主机车厂,我们更倾向于前装业务,前装市场是飞驰镁物的目标市场。”樊高增称。飞驰镁物对于前装市场的信心并不是空穴来风,作为一家刚刚诞生的车联网公司,飞驰镁物迄今为止已帮助超过20家的车企在中国落地车联网项目。 作为飞驰镁物车联网业务的核心产品之一,CLOUDMove是一款完全自主研发的联网汽车架构平台,旨在打造终极汽车互联网平台,帮助汽车更好的融入互联网。 飞驰镁物联合创始人兼CTO杨磊对CLOUDMove进行了详细的分享:首先,CLOUDMove主要基于公有云基础架构,来实现汽车与多种移动终端设备对驾驶联网在线服务的无缝访问体验。其次,CLOUDMove是一款开箱即用的车联网产品,可针对整车企业提供快速、便捷的一站式服务,包括业务运营支持系统在内的基础能力,并预集成了优秀的互联网内容和第三方服务。 与CLOUDMove相呼应的是DREAMove,它同样是飞驰镁物车联网业务的核心产品之一。 据描述,智能汽车的实现将由汽车智商和汽车情商两部分组成,而汽车情商正是目前汽车产品所或缺的核心技术。因此,DREAMove将成为智能汽车的“大脑”,通过创新科技与网脑思维的结合,使汽车的情商得到质变的提升,真正做到主动保护、帮助驾驶者。 下一代出行方式 “Soda所要打造的是下一代城市的出行方式,因此,Soda将和包括整车企业在内的合作伙伴一同打造一款为共享而生的智能汽车。”飞驰镁物联合创始人、副总裁余涛这样解释Soda的核心理念,而“汽车共享、绿色出行”也是飞驰镁物对未来智能汽车的理解之一。 “Soda绿色出行”是除传统车联网业务之外,飞驰镁物面向个人市场的突破,飞驰镁物打造这样一个智能汽车共享服务品牌,是为了向人们提供想走就走的自由出行体验,满足消费者短线即时出行需求,同时缓解城市拥堵,降低排放。这是飞驰镁物关于未来交通的一个“美好愿景”。 Soda服务与传统汽车租赁模式最大的区别是按分钟计费,用户只需通过Soda应用便可随时发现身边的共享车辆,并通过成熟的车联网技术,借助于APP完成选取车辆、控制车辆、使用车辆、支付费用的整个过程,且无需在固定地点取车还车,最大程度方便消费者。 不仅仅是在理念上先进,Soda的落地也已经完成并在迅速扩张。目前,Soda已经与包括意大利开源汽车OSVehicle在内的诸多国内外新能源汽车企业合作,在全国多个城市开始了内测,与此同时,Soda会基于自身的车联网技术架构,为消费者提供更多完善的智能交通应用。 “Soda打造的是下一代城市的出行方式,我们会与包括整车企业在内的合作伙伴一同打造一款为共享而生的智能汽车。”余涛这样解释Soda的理念。 运动鞋、工装裤,统一的黑色T恤上印着彩色的LOGO。年轻、简单、朝气蓬勃,这是飞驰镁物团队带给人们的第一印象。 然而在表象之下,王强和他的小伙伴们都有着非常狂热的创业激情,“虽然是一家新公司,但飞驰镁物从创业之初就考虑到了对于社会的责任和义务。因此,我们希望利用车联网技术,为整个城市的环境保护做出一点贡献。这是我们的愿景。”他掷下豪言,“飞驰镁物要做车联网中的劳斯莱斯,等到时机成熟了,我们将要实现造车的终极梦想。” 上述飞驰镁物的创始人们都有着很强的技术背景,他们之前分别在车联网、软件开发、整车企业、服务运营等不同领域有过10余年的经验。在这群年轻人的眼中,飞驰镁物的起点很高,就车联网市场目前这种“诸侯混战”的局面来看,速度和时间对他们来说是最关键的要素。 正如他们自己所说:要取得江湖地位,就要不断飞奔。
电气自动化专业论文:中职电气自动化专业教学质量研究 摘要:中职教育的电气自动化专业培养的是电力行业所需要的专业技术人才。电力行业做为国民经济的重要产业,需要大量的高素质的技能型人员。因此中职教育中的电气自动化专业开设了与电力行业需求相关的如系统运行、设备检修、自动控制、继电保护、电力电子技术以及高电压技术等课程,通过这些课程,培养能够从事电力行业相关工作的高技能型专业人才。本文主要就中职电气自动化专业如何提升教学质量加以探究。 关键词:中职教育;电气自动化专业;教学质量;提升策略 中职学校培养的对象多是初、高中的毕业学生以及一部分需要提高专业水平的电力行业员工。由于参训人员知识水平较低,学习能力不强,而所学内容又是一些设计电气设备结构的认识、原理、运行条件参数计算等相对专业性较强的知识,所以学生学习起来有一定的困难。遇到难懂的问题如不及时解决,长期下去就会出现学习兴趣差学习效率低等不良现象,影响到专业学习的效果。针对这些现象,作为中职学校的教师如何改进教育教学方式,提高电气自动化专业的教学质量,就成为急需思考和解决的问题。本文结合多年教育教学经验,探索出电气自动化专业教学质量的提升策略,供大家参考。 一、教师要拥有深厚的专业知识,不断自我更新发展能力 教师是从事教育工作的专业人员,要拥有高尚的思想道德素养,要有扎实的专业知识以及适应教育教学工作的各种能力。教师是学生活动的组织者和引导者,具备专业知识素养是每一位教师所必须的。教师要成功完成教学任务,首先要精通所教专业的知识,对自己所教学科的内容有深入的了解,“资之深,则左右逢源”。中职学校的电气自动化专业对教师要求较高,不但要具有深厚的专业知识,同时还要了解相关学科的专业知识,要既“专”又“博”。而且在教育教学实践中,还要树立终身学习的意识,积极参加继续教育学习,参与科研项目,学习新设备的使用等等,不断更新知识提升能力,让教学紧跟社会发展的需要,这样才能培养出适应市场经济发展的专业技术型人才。 二、帮助学生找到学习兴趣,引导学生树立学习目标 兴趣是最好的老师。人如果对自己所学专业或所从事的工作感兴趣,那么就会积极主动的进行学习和工作,而且常常会取得很好的效果。因此,电气自动化专业的教师要善于帮助学生找到专业学习的兴趣,引导学生树立学习的目标,促进学生积极主动的学习。电气自动化专业虽然专业性较强,偏于理科,对于中职学生学习起来确实有一定的难度。但是,教师要善于找到学生学习的兴趣点,从而调动学生积极主动学习。比如,在进行专业知识学习之前,可以先让学生了解自己专业的特点,让学生知道将要从事的电气专业具有很好的发展前景,对未来充满希望;在教学过程中,让学生了解电力系统中各个岗位重要作用和专业需求,知道从事各个岗位所需要的专业知识和专业素质等等。让学生明确学习的目的和发展方向,树立坚定的学习目标,激起学习的兴趣,从而更加努力的进行学习。同时,教师要善于与学生沟通,帮助学生做好学习规划,使当前的学习与未来的就业紧密结合,学生的学习才更有动力,也才能给主动积极的学习专业知识,取得良好的学习效果。 三、多种教学方法相互渗透,不断努力提高教学质量 粉笔加黑板的传统一言堂教学模式枯燥单一,教师费力的讲,学生被动的听,效果差强人意。随着科技发展,越来越多的多媒体电教手段被应用到电气自动化专业的课堂教学中来。教师在教学中,根据教学内容需要,采用计算机、大屏幕等教学手段,让专业课堂生动、直观,学生学习兴趣浓厚,大大提高了教学效率。比如,在进行三相交流电动机运动原理教学时,传统的课堂教学就是教师用语言对电动机内部磁场运动进行描述,学生边听边在脑海中想象运动的画面。教学效果可想而知。但是在引进多媒体手段进行教学时,教师可以利用课件以动画的形式将运动场景进行展现,学生在视觉、听觉等多种感官共同作用下,对知识点有了直观、生动的了解,学习兴趣浓厚,学习效果好。此外,在专业知识教学中还可以利用教学模型和实验设备,帮助学生有效观察和透彻理解动态教学内容以及运动原理等。而且更重要的是可以替代危险现场的参观和观察,提高安全系数。 四、开展专项综合专业实训,加强职业经济校企合作 中职学校电气自动化专业教学内容,不仅包含着专业理论知识,也包括大量的专业知识实践训练内容,是至关重要的实践操作环节。电气自动化专业的实训内容包括电子实训、电工实训、电机拖动实训和工厂供电实训以及登杆作业实训等众多项目。通过实践操作的训练,让学生把课堂上所学到的理论知识与实际动手操作结合起来,用理论知识指导实训。从而体会理论知识的重要,及时发现掌握不够熟练的理论知识。通过专业实训课程的开展,极大的锻炼了学生的动手操作能力,基本技能得到训练和提高。同时提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,培养学生独立工作的意识和能力。通过实践锻炼,还可以培养学生的团队意识,培养学生相互沟通相互协调相互合作的能力。此外,实践操作还可以激发学生对专业领域的探知,并在体验实际操作成功的基础上培养学生的职业情怀。通过开展专业技能比赛,为学生搭建展示自我的平台,体会职业荣誉感。在教学中,开展内容丰富、项目多样的专业技能比赛,展示学生积极向上的精神风貌和熟练的专业技艺,从而让学生体验成功,体验快乐,体验荣誉。进而增强学习的动力,更加热爱自己的专业,更积极主动的学习。中职学校要转变观念,以就业为目标,实现教育与就业零对接。要紧跟时代的步伐,了解市场需求,根据企业需要培养能够尽快进入职业状态的专业技术型人才。校企合作模式为中职学校开辟了一条新的教育道路。采用校企合作的实训方式进行教学,不但使学生的专业技能得到了培养和提高,还使企业节约了吸纳专业技术人才的时间,实现了企业、学校、学生的三方共赢。校企合作的实训教学模式,提高了中职学校学生的就业竞争力,促进了中职学校的教育教学改革。 作者:赵晶晶 单位:北方工业学校 电气自动化专业论文:电气自动化技术专业教学模式的改革 【摘要】近几年随着我国的经济的不断发展,我国的能源开发、装备制造、钢铁冶金等行业也逐渐走向成熟,电气自动化是衡量这些行业自动化程度高低的核心技术。电气自动化是一个新兴的行业,由于就业较好、工作环境好、工资收入高、名气大,各大高校纷纷开设电气自动化技术专业。但是电气自动化专业是一个交叉性极强的专业,它将工、文、理相结合,又融入计算机、机械工程以及艺术学,实践性和理论性要求高,传统的教学模式已经不能满足电气自动化专业的教学了,作为技师学院的教师,我们必须立足实践,探索改革电气自动化技术专业的教学模式,提高教学质量。 【关键词】技师学院;电气自动化;教学模式;改革;创新实践 技师学院一直以来将培养学生德、智、体、美、劳全面发展作为教育的宗旨,将培养学生的实践能力和创新能力作为教育的目标,在电气自动化技术专业的教学中我们也将贯彻落实这一宗旨[1]。现如今,电气自动化的触角已经延伸到各个机械工程相关的行业,可以说小到一个螺丝钉的制造,大到航空母舰、宇宙飞船的开发,都有电气制动化的存在,社会对技术过硬、实践能力强的自动化技术人才的需求非常大。 一、校企结合,优化课程 电气自动化专业的教学特点就是理论性与实践性强,概念抽象[2]。由于技师学院的学生都是初中毕业落榜或者由于各种原因没有上大专、大本就读于技术学院的学生,他们的学习成绩和学习能力存在一定的局限性,电气自动化专业知识的学习对他们来说是比较困难的。因此,在教学的时候我们必须要以实际的就业需要为基础,让自动化课程更加贴近企业的生产实践,为学习提高今后在企业中的竞争力,促进学生综合能力的提升。例如:在学习电动机、输送器、自动装置的时候,我们可以让学生设计组装传送带,首先我们将组成传动带的模拟装置为学生准备好,给出单台机组织控制的基本流程和基本参数,让学生自己动手实践操作,最后让简易的传送带能够运作起来,这样可以将抽象的理论知识具体化、实际化,更加有利于学生的理解,为学生今后的发展打下基础。 二、实践教学,优化教师队伍 技师学院由于师资力量的限制,大多数电气自动化专业教学中教师都是“双师型”就是理论教学与实践教学由同一个教师完成[3]。教学中可用于学生动手操作的机械设备较少,学生对于电气自动化机械的了解也仅局限于书面。因此,教师必须改变教学模式,更新教学方案,让学生走出课堂,丰富学生的视野,积极的带领学生参加一些电气自动化博览会,或者组织学生深入企业,了解电气自动化企业的生产运作模式,实时的更新自己的知识储备,让学生的专业能力得到进一步的提高。例如:教师应该积极的带领学生走出课堂,毕竟在电气自动化发展迅速的今天,新型的机电系统不断问世,教师应该带领学生参加电气自动化博览会,熟悉SCADA\EMS等系统的应用原理,让学生见识更多的新型设备,丰富自己的视野,提高自己的学习兴趣,更加坚定在技师学院对电气自动化专业的学习,提高电气自动化教学的教学质量。 三、工学结合,优化教学过程 学生在技师学院的学习都是为了今后更好的适应企业发展,那么,要如何工学结合,优化教学过程呢?一方面,我们必须将工作与学习相结合,处理好理论与实践之间的关系,将课堂教学搬到实习实训色基地中,建立工学结合的教学模式,积极的发挥教师的督导作用。另一方面,我们要将“教”与“学”相结合,在实习的基地教学中要以学生为主体,让学生充分的发挥自己的主观能动性,在学中做,在做中学,体验电气自动化机械的操作流程,学会总结错误,探究解决方法,提升自己的实践操作能力[4]。例如:在学生掌握的一定的理论和实践基础之后,我们就带领学生到实习的基地进行实际的操作,在保证学生不耽误生产的前提下,尽力让学生自己练习安装、操作、维修机器,让学生明白电气自动化在实际的企业生产中发挥出的作用,提升学生的学习积极性,让学生能够主动的发现自己的错误,并且自己探究解决的方法,在实践中提高自己动手实践的能力和自主探究的能力。 综上所述,电气自动化专业技术引入技师学院的教学中,对学校的教学设备和教师质量有了更高的要求,教师在进行电气自动化教学的时候,要不断的归纳总结,优化课程,让自动化教学与企业的生产实践紧密结合,要立足实践、开发创新,努力的提升教师的自身教学素质,提高自动化教学质量,探讨出符合技师学院自身的实际情况的教学模式,提高学生的综合素质,促进技师学院的发展,为社会培养更多的优秀电气自动化技术人才。 作者:周业春 单位:东营市技师学院 电气自动化专业论文:高职电气自动化专业教学改革论文 1.高职电气自动化专业技能竞赛开展动力及教学现状分析 1.1高职电气自动化专业技能竞赛开展动力分析 我国高职的电气自动化专业是实践性比较强的一门专业,而职业技能竞赛正是一项将实践动手能力得以充分发挥的竞赛活动,不只是对社会各行业对高技术人才需求的体现,还有着宣传及展示和激励人才等重要功能。从这些方面的内容能够看到,开展技能竞赛并非是选拔选手的比赛,它有着更加深远的意义和影响[1]。主要就是在技能竞赛的过程中有着各行各业的专家,在竞赛当中的内容比较广泛,有着诸多新技术和新工艺,这些都能够反映出专业的实际水平发展,对高职电气自动化专业教学改革有着很大促进作用。由此能够看到,对高职电气自动化专业技能竞赛的开展,最为主要的就是能够最大化的促进教学的改革,通过竞赛促进学习。 1.2当前我国高职电气自动化专业的教学现状分析 从现阶段我国高职电气自动化专业的教学现状来看并非一帆风顺,其中还有着诸多问题有待进一步解决。首先就是在电气自动化教学的实训设施和模式都相对比较落后,由于在电气自动化设施自身的价格比较昂贵,并且更新速度方面相对较快,所以高职学校迫于经济方面的压力,在这一方面没有及时对电气自动化设施进行更新,致使满足不了学生的实际需求,进而也使实践和理论得不到有效结合。另外就是教学实训模式的落后,由于受到传教学思想的影响,当前的高职学校的电气自动化专业的教学方式还是采取填鸭式,这样就对学生的积极性得不到有效激发,使得学生的专业知识结构比较滞后。还有就是在高职电气自动化的实训管理方面比较落后,激励机制不完善,这样就对实训的效果造成了严重影响[2]。再者就是在教学的创新意识以及师资队伍的建设方面还有待进一步的加强,高职的电气自动化专业的实践性比较强,在随着社会的不断发展,原先的一些知识结构已经和当前的社会发展不能得到有效适应,在创新能力方面也没有得到充分的重视,对学生的自主探究能力的培养忽视了。另外在师资队伍的建设上也没有得到完善,高职电气自动化专业的教师引进主要重视老师的学历水平以及职称结构,在实践经验和能力等方面没有得到重视,这也对学生的电气自动化实践学习有着影响。 2.以技能大赛促进高职电气自动化专业教学改革策略 2.1“赛教结合”加强高职电气自动化实践硬件建设 首先要能够将技能大赛作为一个载体,以此来促进高职电气自动化专业的教学改革,落实到具体的步骤上首先要能够将高职电气自动化的硬件建设得到有效加强,为更好开展以及组织学生参加技能大赛,要在机电以及电子实训等设备上进行配备,要能够满足学生的实际需求,从而将生产性实训为特征的人才培养模式进行加强并推广。 2.2优化电气自动化专业课程体系 将技能大赛和高职电气自动化技能相结合比较容易,但是将人才的培养模式以及课程体系的设置和课程内容等进行全面的系统化落实就比较有难度,笔者对实际进行了考查并参考了相关资料,认为首先要能够对顶层对人才培养的方案加以优化[3]。将高职电气自动化专业的人才培养方案和市场行业以及企业相结合,通过校企合作的方式结合学校自身的发展来对专业课程体系进行优化,也要能够和技能竞赛相结合及和电气自动化专业技能相结合,从而融进企业的生产实际项目当中,对课程进行合理科学的设置,从而建立一个多层次的技能竞赛的体系。 2.3以技能竞赛促进电气自动化专业教学 随着我国在教育改革方面的不断深化,高职电气自动化专业的教学模式也在发生改变,尤其是在技能竞赛的促进下,使得电气自动化专业的教学方式有了创新,在这一发展背景下高职电气自动化专业要能够对课程内容以及教学的方法进一步的改革,从而建立新的教学标准以及课程标准和评价标准等,要能够落实以技能大赛作为载体的人才培养方案。要能够以任务作为导向和以项目作为载体,按照模块设计课程的方式,将教、学、做得到有机的结合,强化实践以及创新的能力培养,要能保证每学期设置一门和技能大赛相契合的课程,这样能够使得学生在学习期间和技能大赛保持连接,还能够在这一过程中提高学生的综合运用能力,真正达到通过技能大赛促进教学改革的目的。例如:可以对以往的电气自动化技能竞赛的项目进行参考,从而组织校级的技能竞赛,将其和专业知识的学习得到紧密结合,对PLC应用技术以及单片机的应用技术等比较容易和教学内容相结合的进行试行,分层次的进行改革,把Protel99SE电路设计和AutoCAD得到结合从而构成电气CAD,这样就能够有效的将弱电和强电结合的特点得到了体现。也可根据企业的对高技术人才的要求增加一些技术性的内容,这样就能够将专业知识和技能竞赛以及市场企业得到有机结合,真正成为实用的专业。 2.4以技能竞赛推广高职电气自动化教学项目 在技能竞赛的作用下,高职学院可成立专门的竞赛办公室,这样就能够将竞赛和教学的改革得到有效的加强,在研究以及指导方面也比较方便。要对技能竞赛的主要内容和技术进行分析,将能够和技能大赛有关的课程进行纳入教学计划当中,在这一过程中要能够及时的对指导教学改革的信息进行捕捉,这样就能够以高职电气自动化教学改革为技能竞赛提供理论和技术条件,从而将其转化为教学的重要项目进行推而广之,最终实现从教学改革到电气自动化技术应用和创新再到技能大赛这样一个循环互动的环形促进圈,教学改革和技能大赛能够双向获益[4]。 3.结语 综上所述,针对当前我国高职电气自动化专业的教学改革,不仅要能够从学校的实际情况出发,还要能够借助有利的环境进行促进,技能竞赛对高职电气自动化专业的教学改革无疑是能够起到重要促进作用的。技能大赛作为我国教育工作中一个制度的创新,已对高职学校的专业发展以及教学改革产生了深远影响,在未来也一定会对高职的电气自动化专业起到更广泛的作用。 作者:于秀娜单位:吉林电子信息职业技术学院 电气自动化专业论文:浅议电气自动化技术专业教学方法与手段 摘要:社会对电气自动化专业人才的要求越来越高,为适应时代的发展,除了加强学生掌握本专业理论知识外,还需培养学生的实际应用能力。结合笔者的教学实践和探索,浅议教学方法和手段改革。 关键词:教学改革;行动导向教学法;应用型人才 随着信息化社会的到来及其不断地向纵深发展,社会对电气自动化专业人才需求的加大,同时对能力要求越来越高,为适应社会的需求,除了加强学生掌握本专业理论知识外,还需培养学生的实际应用能力。为此,我们电气自动化教研室在教学方法、教学手段、措施等方面加以改革,以提高学生的综合能力、加强素质教育为主线,结合课程自身的特点和技术发展趋势,并取得了阶段性的进展。 1 教学方法和手段的改革方案 教学方法与手段要服从于教学内容,要着眼于人才培养。对不同类型的课程,,应该设计不同的教学模式与教学方法。以讲授为主的课程在教室上课比较适宜。而对于一些应用性、综合性的课程,精讲多练、项目驱动的教学方法受到普遍推崇。在学校积极推进教学改革的大环境下,我们合理地调动多种资源,充分利用网络教学平台的不同功能,体现了教师的主导作用,并激发了学生的学习主动性,教学效果明显提高。但教学环境的改善并不等于教学质量的提高,由于过分依赖于电子教案,教师的讲课方法单调,反而失去了原有的讲课风采,效果不佳。所以,对每一种教学手段都要扬长避短。不要简单地否定一种教学手段,即使是黑板加粉笔,也有它适用的场合。合理地搭配不同教学手段,可以各取所长,相得益彰。本教研室实施如下改革方案。 1)在教学观念上,由“授人以鱼”转到“授人以渔“。即以知识传递、灌输为主转到在传授知识的同时,注意发展学生的能力,加强学习方法与研究方法的指导,培养学生的自学能力以及实践动手能力。 2)课堂中,“教法”与“学法”相结合。由“重教轻学”转换为以教师为主导学生为主体的授课方式;充分体现学生在教学过程中的主体作用,调动学生学习的积极性。 3)间接传授与直接面授相结合。随着现代教育技术的发展,由班级教学转向小组教学、个别教学与班级教学相结合,由直接面授转向远距离的间接传授与直接面授相结合。 4)向自主性、合作性及研究性、创新性发展。现代高职教学方法改革是在逐步向以高层次教学方法为主、几个层次的教学方法有机组合的方向发展。 5)重视教学方法整体改革。研究证明,多种教学形式的结合可能是促使学生投身学习的有效方法。显然,现代各种教学方法的改革都是以研究和挖掘学生的学习潜能,最大限度地发挥及发展学生的聪明才智为目标,把提高学生素质放到首位,有效的培养学生的自学能力、思维能力、实践能力和创造能力。 2 教学改革中的做法 2.1 研究教学对象,因材施教 现在的高职院校学生科学文化水平及素养方面参差不齐,按照传统的教学方法已不适应现在高职教学的需要。部分的工科学生对理论性的知识比较厌学,而对实践环节比较感兴趣,所以我们针对这样的特点对教学大纲进行重新整合,使得我们的教学既迎合了学生的口味,也将专业知识传授给学生。 2.2 明确目的,激发兴趣 兴趣是学习的动力,因此在学习之初就必须激发学生的学习兴趣,让学生明白所学知识的重要性。从而消除厌学畏难的心理。理论联系实际,在讲到电动机正反转控制的时候,联系实际生活中的例子如:工地的升降机,生活中的电梯,企业生产流水线的控制电路等。让学生明白学之有用的道理,而不是单纯的讲抽象的原理。这样学生就会自发的学习,上课也能增强注意力,最终达到教与学的总体效果的共同提高。 2.3 注重演示教学,培养思维能力 在教学中注重演示教学手段,既有利于将抽象理论知识转化为具体现象,深化学生的感性认识,也有利于学生进一步提高操作技能,这样也培养了学生的思维能力和分析问题的能力。比如说在讲解《电路基础》叠加定理这一知识点的时候利用演示实验教学,让学生从实验数据中得出结论,再和理论推导相比较,增强教学效果。这样一来,学生对知识的掌握就比较牢固,应用也较灵活。 2.4 总结归纳,列表比较分析,深入浅出,加强记忆 教学过程中,碰到难点重点,如何让学生学得透记得牢?教师应该由浅入深,深入浅出的循环渐进的教学手段,来避免学生因难以理解而不能很好掌握一些重点知识。在每一章的结束时,将重要知识点以列表形式表达出来,这样学生会把整章的知识联系起来,既印象深刻又不会混淆,对重点难点也容易掌握。 2.5 学习教学艺术,运用“行动导向教学法”提高教学效果 为充分培养学生分析和解决问题的能力,教师在备课时除了要将重难点突出,还要运用一些有效的教学辅助手段,以达到既吸引学生注意力又培养学生解决问题的思维能力。例如,我们教研室的老师参加广东省的“行动导向教学法”送教上门的培训,再经过我们自己的探讨与分享,将引导文法、案例教学法、项目教学法等多种教学方法运用到我们自己的课堂。 2.6 充分利用学院多媒体资源、实验室资源 当前随着多媒体和网络技术的不断发展,各种现代化教学手段不断完善,教师应该不断创新,尝试制作各种教学软件,把一些抽象的理论知识转化成学生易于接受的具体现象,提高学生学习的兴趣。同时,要充分利用我们电气自动化专业课程配套的实验室和实训室,结合着教学目标,修订教学大纲,尽可能的加大实践环节,通过实践环节加深对理论知识的掌握。 3 结束语 电气自动化技术专业教学改革,是一项艰巨而又持久的任务,需要结合着学院和学生的实情灵活运作。在教学中要有针对性地进行改革,加强实践教学培养,注重对学生动手能力的培养,真正培养出具备一定专业理论知识、扎实的动手能力的高素质应用型人才。 电气自动化专业论文:在中职电气自动化专业中开展“理实一体化”教学的实践 摘 要:随着社会经济的不断发展,电气自动化专业的发展空间更加广阔。因此,“理实一体化”的教学理念被逐渐重视。重视“理实一体化”教学,才能让学生的专业能力更加显著,从而更好地为将来打下坚实的基础。本文从中职电气自动化专业开展“理实一体化”教学的目标出发,剖析目前教学过程中存在的困境,最后提出相应的解决意见,希望对提升电气自动化专业教学水平起到一定的借鉴作用。 关键词:中职;电气自动化;“理实一体化”教学;对策 一、中职电气自动化专业开展“理实一体化”教学的目标 “理实一体化”教学就是将理论教学与实践教学实现无缝对接,从理论与实践两个方面保障学生自身的专业能力。中职电气自动化专业践行“理实一体化”教学模式的目标就是要打造双重能力的社会人才,为社会经济的深入发展积累更多的人力资源。只有革新陈旧的教学模式,创新教学理念,才能让学生具备深厚的理论基础,具备丰富的实践经验,从而做到专业能力上的并重,避免顾此失彼。“理实一体化”教学模式是尊重社会经济发展客观规律的自然选择,是中职学校确保教学质量的有效途径和手段。 二、当前教学过程中存在的困境 面对电气自动化市场的不断变化,我国中职学校的电气自动化专业教学仍然没有适应新的发展形势,还有予以调整的空间。因此,我们应当正视这些问题,更好地了解自身存在的不足。 1.能力方面有所失衡,理论学习重视程度较低 理论是实践活动的有效先导。然而,很多中职学校的老师依然过分看重实践环节的成绩和效果,而严重忽视了理论学习的重要性,明显割裂了理论学习与实践环节的内在联系,使学生在实践环节缺乏有利的理论指导,如此,专业理论水平呈现较低状态,无法适应教育体制改革的潮流。 2.现代化教学设备不完善,与市场要求差距较大 必要的设备设施是保障教学质量的重要因素。然而,很多中职学校缺乏现代化的教学设备设施,无法将学生引入更加贴近的工作环境与氛围当中,使得教学过程中的实践环节效果不太明显,也导致理论知识无法在实践环节充分运用。最终,电气自动化专业的教学效果不太理想,与电气自动化的市场要求存在较大差距。 3.实习机会比较有限,影响学生能力提升 通过理论与实践学习,更为有益的实习环节必不可少。然而,很多中职学校与实习单位沟通不密切,致使学生在实习期间没有太大的变化,甚至存在逃避实习的现象。此外,很多学生的实习单位是自己联系,学校与企业单位的联系比较松散。最终,学生的实习机会整体上比较少,阻碍了在校学习之后的检验效果。 三、践行“理实一体化”教学理念的策略 在中职学校电气自动化专业教学过程中,践行“理实一体化”教学理念符合本专业未来市场发展的必然需求,中职学校应当采取得力对策,确保“理实一体化”教学理念的真正落实。 1.打造学生双重能力,避免能力有所失衡 首先,老师应站在一定的高度来看待“理实一体化”教学理念的重要性,并结合现有的社会经济发展形势,针对学生的特点及电气自动化专业的特点来制订较为科学可行的教学计划,从而保证自身的教学过程更加流畅。其次,老师在教学过程中,应当注重学生理论知识与实践能力的双重培养,不能顾此失彼,否则,学生的专业能力必然出现失衡的现象。老师可以让学生的理论知识定期在实践环节实现\用,这样能够促使学生加深理论知识的印象,同时确保了实践教学的效果。 2.及时更新设备设施,确保教学质量与效率 中职学校电气自动化专业教学的顺利开展需要人为的努力,同时,也需要职工借助良好的设备设施来完成。因此,如果单位的设备设施不过关,过于陈旧老化,也无法帮助学校及时完成教学目标,也无保证学生自身能力的打造。这样,老师的教学质量无从保障,教学效率也必然呈下滑趋势,影响学校教学的正常进度与效果。鉴于此,中职学校要投入足够的资金,一旦学校的设备设施需要更新时,要实现即时更新,尽管设备设施是辅助工具,却是电气自动化专业教学不可或缺的帮手。最终,设备设施有所保障,老师的教学会更加轻松,学生的学习效率才会提升,学生的自身能力才能有所保障。 3.强化学校与实习单位的联系,切实保障学生的实习效果 很多时候,实习过程才是真正检验学生理论与实践教学效果的平台。因此,中职学校要真正重视实习环节的重要性。学校应当强化自身与实习单位的联系,与其进行全面有效的沟通,充分了解现有的专业发展形势,从实习单位那里得到更多有益的信息,也利于自身教学活动的顺利开展。同时,学校还要鼓励学生在实习单位好好表现,从实习单位感受未来的工作氛围,从实习单位吸取有益的信息,丰富自己的专业知识和工作经验。如此,才能使“理实一体化”教学理念的价值得以完整体现。 中职学校的电气自动化专业教学需要“理实一体化”的科学理念。如此,才能确保学生掌握双重能力,实现理论与实践并重,学校也能顺利完成本专业的教学任务和目标,才能为社会发展输送更多的实用型专业人才,为促进社会经济的不断进步发挥应有的作用。 (作者单位:陕西省神木县职业技术教育中心) 电气自动化专业论文:探究中职电气自动化技术专业的模块化教学 摘 要 近年来,我国经济和科技发展都非常迅速,在这样的发展趋势下我国教育事业也不断进行创新和改革,努力跟上时代的脚步。中职教育越来越受人们重视,在教育过程中教学模式也不断在发生改变和创新,目的就是为了能够给中职学生更好的教育,让学生学到技能,能够在社会中有立足之地。这样的情况下,电气自动化技术专业采用了模块化教学方式,彻底打破了传统的教学模式,给教学带来良好的效果。 关键词 中职 电气自动化技术 模块化教学 探讨 我国经济和科技发展推动着教育事业不断发展和完善,中职学校也不落其后在教学模式上进行创新和改革。中职学校主要是对学生进行专业知识和专业技能的培养,大力发展学生的专业技能,让学生在毕业后能够成为社会所需要的专业技术人才,在这样的教育目标驱使下,我国中职学校的教学模式就更加有创新和发展的必要。在以往的教学过程中,利用模块化教学的方式比较有代表性的就是CBE和MES,而我国早在20世纪90年代就开始对模块化教学有所研究,一直被沿用至今。当前在中职学校中的电气自动化技术专业也开始应用了模块化教学模式,将电气自动化技术的专业知识与实际操作有效结合在一起,让学生掌握知识更加牢固,动手实践能力也得到加强,使学生在将来的工作中能够充分使用在学校学到的技能,在社会中有自己的一席之地。 一、模块化教学给中职电气自动化技术专业带来的影响 模块化教学模式就是在教学当中,围绕教学内容开展有效的教学实践活动,并能够使每一部分教学内容都能有相对应的模块。一般在运用模块化教学的过程当中,不同教学目标也会出现不同的模块教学,将这些模式与对应的教学目标结合起来,并用所选模块来验证教学目标,将所有的模块教学最终都能形成相辅相成的关系。 在中职电气自动化技术专业的教学过程当中,使用模块化教学方式时所制定的教学目标要富含丰富性,拥有简单的课程同时也有综合性的课程,通过教师将知识不断进行时深化,从而使学生能够做到将理论知识与实际应用相结合。使用模块化教学方式,能够有效补足传统教学模式所忽视的教学实践活动,在学习节奏过快的课堂教学中也能充分开展实践活动,让学生能够有充足的时间和空间进行实操练习,由此可见,模块化教学方式从根本上改变了传统教学模式中的种种不足,加强对学生实践能力的培养,专业知识也能让学生良好掌握。 中职教育与普通高中教育的方向所有不同,中职学校培养学生的目的就是为了能够让学生成为技术型人才,因此在教育教学过程中,一定要加强对学生的实操能力培养,将教学活动的时间增加,让学生通过实践操作来应用相关的知识,让学生在不断的实际操作中掌握专业基础知识,这样能够有效加强学生对专业知识的理解,学生具备了知识应用能力和实操能力,这对学生将来在社会中的发展有着良好的促进作用。教师在进行模块化教学设计时,一定要依照教学目标和学生自身的学习情况来制定,每个学生的接受知识能力和学习能力都有所不同,教师要充分了解学生的这些能力,制定合理的教学目标,并且估算学生是否能够完成教学目标,教师要对学生的发展做出分析和总结,这样应用模块化教学才能发挥出真正作用。 二、模块化教学在中职电气自动化技术专业有效实施的策略 (一)制定完整的模块化课程体系 中职学校培养学生的目的就是为了让学生能够成为社会所需求的技术型人才,因此中职教育在设置模块化教学的过程中,应该重视培养学生综合能力,保证学生能够具备良好的综合素质和技术技能,这样才能发挥出中职教育的意义。在模块化课程建立上,必须要将技术与专业知识结合在一起,并且难度上也要循序渐进,让学生能够良好接受知识。例如,在《电子技术基础》这门基础课程使用模块化教学时,用可编程控制技术这节课举例,教师的教学目标可以设置为:让学生掌握工作站的工作原理和结构;阅读电路图和气路图;学会用指令编写控制程序。教师在教学过程中,可以利用多媒体技术将电路图和气路图用动态的形式展现出来,让学生记忆更加深刻,利用学生学习,之后教师要开展教学实践活动,让学生进行实操工作站的生产系统,练习安装设备,并让学生运用指令进行尝试编写控制程序。这样学生就能够通过实践操作锻炼自身实践能力,并能在不断操作中运用知识,从而掌握知识。 (二)制定培养人才对策 当前我国发展非常迅速,社会对人才的需求量加大,中职学生想要在社会中有立足之地,就要掌握良好的技能和素质,教师在教学过程中,传授学生基础知识的同时,要积极开展教学活动,培养学生动手能力,组织学生小组合作学习,让学生在小组中发挥个人才能,具备团队意识,学生之间互相帮助能够有效让学生的素质得到提升,并能培养学生树立正确的道德观,提升学生就业能力,让学生得到良好的发展。 中职电气自动化技术专业应用模块化教学,能够使课堂教学效果更加理想,让学生在不断的实践中体验知识,真正做到理论与实践相结合,发展学生综合能力,让学生的专业技能和综合素质满足社会用人需求,使学生得到良好的发展。 电气自动化专业论文:中高职3+3分段培养电气自动化技术专业人才培养方案的思考与实践 摘要:中高职3+3分段培养是现代职业教育体系的重要组成,人才培养目标的确立和一体化课程体系的构建是中高职教育衔接的关键。笔者介绍了本院“中高职3+3分段培养教改试点项目”电气自动化技术专业的人才培养目标衔接以及课程体系构建的基本思想、框架和主要课程的教学安排。 P键词:中高职;3+3分段培养;电气自动化技术;人才培养方案 0 引言 为了贯彻落实《江苏省现代职业教育体系建设试点项目》(苏教高[2012]5号)的精神,2012年,江阴职业技术学院与江苏省江阴中等专业学校联合,选择中高职“3+2”分段培养项目进行试点,由江阴中等专业学校的省级品牌专业与江阴职业技术学院的省特色专业电气自动化技术专业进行对接,2013年至今,根据省教育厅最新文件要求,两校试点模式改为中高职“3+3”分段培养。经过近五年的合作试点,在人才培养方案、课程体系,教学师资、实习基地、校企合作、教育科研、成果转化等方面实行共建共享。已初步达到了办学目标实、培养模式活、课程体系新、实践效果好的预期目标。 1 中高职3+3分段培养电气自动化技术专业人才培养目标 1.1 职业岗位和职业能力分析 通过广泛的企业调研,分析各类调查问卷和麦可思公司的关于高职院校电气自动化技术专业的社会需求与培养质量年度报告,得到电气自动化技术专业市场需求基本情况如下:①电气自动化技术就业口径宽、企业需求大;②企业需要操作、维护和检修合一的复合型人才;③以PLC应用技术为核心的自动化生产线及电气控制设备维护、维修人才最为稀缺;④维修电工高技能人才市场需求旺盛;⑤电气技术类班组管理岗位大部分由高职院校毕业生承担。根据市场需求,分析得到电气自动化技术专业职业岗位对专业技能和知识要求见表1。 1.2 人才培养目标 根据上述电气自动化技术的职业岗位和职业能力的分析结果,在校企共建的平台上,按照行业企业对电气自动化技术人才要求,依据企业工作过程的要求,中高职学生的认知特点,在校企合作的基础上共同制定中高职衔接的人才培养目标见表2所示。 2 中高职3+3分段培养电气自动化技术课程体系构建 中高职3+3分段培养课程体系构建的基本思路,应从职业面向分析入手,根据不同阶段的培养目标要求,构建以岗位、职业能力为核心的中、高职一体化的课程体系和教学资源。中高职课程体系的构建,既要避免课程或教学内容的重复,又要使中高职教育课程的相对独立与完整。因此中职阶段重点加强基础知识、基础技能和继续学习能力的培养;高职阶段要深化课程改革,重点在新知识、新技术和综合创新实践能力的培养,中高职教育课程体系的构建重点在衔接性、实践性和职业性。 中高职3+3分段培养电气自动化技术专业主要课程安排见表3,表中课程分为公共基础课程、专业基础课程、专业核心课程和专业实践课程四个模块以及每个模块中的主要课程和开设学期。 3 结语 从13年开始,江阴职业技术学院电气自动化技术专业试点3+3中高职分段培养,就重点着手人才培养方案和课程体衔接的研究和实践,积累了一定的经验,并取得可喜的成果。但一方面自动化生产领域新知识新技术不断涌现;另一方面学生的知识结构和认知水平也在不断变化,因此电气自动化技术专业的人才培养方案和课程体系尚需在实践中不断发展和完善。 电气自动化专业论文:机电一体化(电气自动化方向)专业国家级高技能人才基地建设研究 摘 要:本文介绍了以国家级高技能人才基地机电一体化(电气自动化方向)专业为研究蓝本,以《关于实施国家级高技能人才基地建设项目的通知》和《一体化课程开发技术规程(试行)》为指导,以校企合作为平台,按照建设目标,项目在深度校企合作、培训课程开发、高技能人才培训模式构建等方面取得的丰硕成果。而从深入总结建设工作的经验体会,对建设国家级高技能人才培训基地建设项目具有一定的借鉴意义。 关键词:高技能人才基地 校企合作 机电一体化 国家级高技能人才基地机电一体化(电气自动化方向)专业建设内容主要包括构建完善的高技能人才培训体系、提升校企合作培训能力、总结高技能人才培训规律建设三个方面。机电一体化(电气自动化方向)专业以校企合作为基础,大力推行“校企合作、工学交替、顶岗实习、双赢共进”的人才培养模式,根据岗位能力的需求分析,创新“三元二翼一目标”的人才培养模式,构建“基于典型工作任务为特征,融工学于一体”的课程体系,并辐射引领系部相关专业的共同发展;完成核心课程标准的制定,充分利用现有资源,完成省级精品课程的申报评审以及多门校本教材的撰写工作;建设专业教学资源库,促进了教育的信息化与网络化;建成专业教师工作室,在技能竞赛和教科研等方面为教师提供了学习提升的平台。在师资队伍建设方面,通过师徒结对、学习交流、内培外引等途径,优化构建结构合理、综合素质高、实践能力较强、富有热情的师资团队;与大中型企业共建校外实训基地;建成维修电工技师(高级工)实训场地,电气故障检修室、电气仿真模拟实训中心,实现了校内外实训实习的有机衔接和区域职教的共同发展。 一、项目建设工作机制与举措 1.成立机构,加强组织保障 为了保障国家级高技能人才基地建设任务的顺利进行,本专业建设以系主任总负责,实行项目建设责任制。系部建设领导小组对所有建设项目实施过程监控,定期召开例会,沟通信息,保证建设项目的进度和质量,保证项目的良性运行。 2.建章立制,规范项目建设 项目组严格执行学校制定的管理办法,按照学校的要求对建设任务进行层层分解、有效落实,遵循目标管理与过程管理相结合、专家指导与小组研究相结合,为建设项目的有效推进、预期目标的顺利实现提供了制度保障。 3.细化任务,明确工作职责 系部成立专业建设日常工作组织机构,对各建设模块确定具体负责人,并落实参与建设人员,在学校的统一部署下,项目组将重点建设专业落实分解为三级子项目,并逐级指定专人负责;对具体参与建设的人员进行工作细化,明确各自的工作任务,通过制度的激励与约束,进一步强化“全员创建”意识。 4.学习借鉴,加深沟通交流 积极参加各级各类的建设工作会议及相关培训,与参与国家级高技能人才基地建设的兄弟学校广泛交流,积极调研,取长补短,共建共享,互相促进。 二、项目建设特色 坚持以校企合作办学为平台,以师资队伍建设为基础,以“校企合作、工学交替、顶岗实习、双赢共进”的人才培养模式为核心,进行了一系列的改革创新与实践躬行。通过全体师生的锐意探索和孜孜追求,本专业在构建完善的高技能人才培训体系、校企合作提升培训能力、总结技能人才培训规律三大方面均取得了丰硕成果。 1.构建完善的高技能人才培训体系 学校依据“校企合作、工学交替、顶岗实习、双赢共进”的人才培养模式,参照德国“双元制”的培养要求和自身情况创新了“三元两翼一目标”的人才培养模式,“三元”即学校元、公共实训基地元、企业元,“三元”为基础,同轨并重;“两翼”即产教融合模拟工厂和企业师生工作站,“两翼”为支撑,围绕“工学结合”,深化校企合作;重视职业素养的教育,贯彻“德技双优”,最终实现高素质技能人才培养这一“目标”。并以此为框架,实现了国家职业标准内容、德国工商联合会职业标准内容以及学历教学内容的“三融合”,形成了课程内容与职业标准对接、产业与专业设置对接、教学过程与生产过程对接、教师与企业管理者对接、学生与企业员工对接的“五对接”。 2.校企合作提升培训能力 本专业与多家企业签订校企合作协议,共建校外实训基地,在教科研及资源共享等多方面进行深度交流合作。充分利用本专业多年与德国合作的积淀优势,在企业的大力支持与配合下,结合国情校情,积极探索“双元制”本土化的切实可行之路。 灵活采用企业师生工作站、订单式冠名班等多形式创新型校企合作模式,直接与生产一线对接,促进校企间的项目合作和课题研发,切实提升教师的教科研水平,实现校企的深度交流与合作。 履行社会服务职能,强化社会服务意识,承担社会服务责任。充分利用专业师资与教学资源,不断扩大社会培训规模,积极开展退役士兵、省级机关事业单位技师等各类专项培训等,获得了良好的社会声誉与经济效益。 三、建设成果 本专业在建设过程中注重内涵建设,通过不断地挖掘积累与提炼优化,形成了突显本专业特色的多个典型案例,内容涵盖了人才培养模式与课程体系改革、师资队伍建设与校企合作等各个方面,充分展示了本专业的建设过程与取得成果。 1.引进国际化职业认证,推动品牌化专业发展 关注本专业实现德国“双元制”本土化的过程中,建立创新型教学模式和教学方法,并成功对校企合作模式进行转型升级的实施过程和具体做法。 2.借力国际化课证融合,创新实践型评价模式 关注本专业根据项目教学法的理念,创新改革评价考核模式,并取得丰硕成果的实施过程和具体做法。 3.建成企业师生工作站,适应产教研融合发展 教师下企业进行实践锻炼和企业的技术人员进学校任教是职业教育发展的大方向。本专业通过搭建企业师生工作站这一平台促进了教师与企业零距离对接,为校企合作的深入发展提供了全新思路。 4.试点兴趣驱动教学法,引导学生科研争创新 目前职业院校正在大力开展教学改革,本专业尝试让兴趣驱动教学法与项目教学法相结合,让学生成为教学活动的主体,寓教于乐,提高学习效率。 5.多元意识晨会谱新篇,潜移默化润物细无声 本R到岷献ㄒ堤厣,融合学校“树型”教育体系的优势,借鉴企业的先进管理经验,创新晨会的形式,潜移默化地提升学生的职业素质。 四、存在的问题和改进措施 由于制度和文化等方面的差异,本专业在探索“双元制”本土化的过程中取得了诸多成绩,也发现了一些问题。尤其在校企合作方面,需要继续总结、不断优化,借助职教集团的资源优势实现与区域大中型企业的深度合作。同时,通过项目建设,本专业的师资队伍总体水平显著提升,在后高技能人才基地建设阶段,要进一步加强对青年教师的培养力度。培训模式的形成与建设成效的体现需要时间的积累和沉淀,后续还需不断进行调整与完善。 国家级高技能人才基地机电一体化(电气自动化方向)专业建设期间,制订了正确的建设规划、完整实施了建设的各项措施,取得了阶段性成果,但建设成果仍可进一步挖掘。将充分总结项目建设的积淀经验,借助职业教育的良好发展环境,为职业教育的发展及区域经济的发展做出更大的贡献! (作者单位:江苏省扬州技师学院) 电气自动化专业论文:中职电气自动化技术专业模块化教学探讨 摘 要 探讨中职院校电气自动化技术专业模块化教学的作用、实际操作教学模块的构造及进行模块化教学的实施方法,探寻中职专业课模块化教学新模式。 关键词 中职教育;电气自动化;模块化教学 随着社会的不断进步与发展,中职学校教育的不断改革创新,先进的教学模式越来越多地得到学校和广大教师的关注与重视。我国中职教育的主要目标就是为社会培养技能型人才,因此,在教学过程中教学模式改革变得尤为重要。历史上,模块化教育模式主要以“MES”和“CBE”两种流派比较具有代表性。我国对模块化教学的研究和实践早于“项目化”教学,大概从20世纪90年代已经开始进行探索。目前,我国中职院校在专业实践课教学中正积极探寻模块化教学模式。中职电气自动化技术专业模块化教学作为一种结合理论知识与实践技能教学的创新教改模式,能有效提高学生的知识掌握和运用能力,实现教学目标。 1 中职院校电气自动化技术专业进行模块化教学的作用 中职电气自动化技术专业模块化教学的目标就是在课堂教学过程中,以重点教学内容为中心,紧紧围绕重点内容展开教学活动,每一个模块都对应一个教学内容。正常状况下,每个教学目标的出现还都具有差异化的模块,把教学目标与对应的模块相结合,并且在模块中能够检验,存在有关的教学目标,同时每个教学模块间能够相互联系。 在教学过程中,教学模块中的教学目标包括综合性课程、简单课程等,经过强化,从而相对推进了基础知识和实际操作的相互联系。应用模块的方式展开教学,能够快速处理教育教学过程中出现的实践操作课程的缺陷,可以从根源上改变传统教学模式重知识、轻实践的弊端[1]。 同普通高中教育相比,中职教育必须注重学生实操课程的学习,在中职院校的教学过程中,需要加大实操教学的学习时间,利用实操教学,指导学生把已学的有关知识运用到实际操作过程中,同时协助学生培育适合社会的能力。在设计模块化教学措施过程中,必须根据实际目的,整体结合学生的学习实力,并且对学生学习能力能够完成的目的展开整体探析,有效设定教学模块中的实操课和理论课间的权重。 2 中职院校电气自动化技术专业实操教学模块的构造 中职院校电气自动化技术专业在进行模块化教学时,教学模块中需要加入培育学生综合素质的有关内容。比如就中职院校来讲,基本的电子技术、电路理论等课程一同组成电气自动化技术专业基础课程。在构建进行电气自动化技能专业课程教学时,着重指导学生积攒校外实践学习的实操阅历,必须将全部的实操课程展开整体研究,从而指导学生准确认知工作岗位,并且指导学生改进基本理论课程,推进指导学生养成整体利用实力,把职业技术整体训练时期放在工作之前。 研究就业岗位,协调课程意识 就中职院校而言,想要全面增强电气自动化技术专业的教育学习效果,必须将教学体制展开进一步改进,从而构建有效的教育教学体制,指导学生建立就业方向,并且必须要注意:1)对就业职位内容有准确的认知;2)对课程的真实进程有准确的认知;3)对人才的整合性条件等展开准确认识。中职院校电气自动化技术专业在制定实操教学模块时,必须对工作岗位展开进一步的探究解析,并且不断协调课程建立意识,从而迅速完成人才培育目标[2]。 探究解析就业工作过程,建立健全的课程步骤 中院院校的教学跟普通高等学校和普通高中有很大的不同,主要在于中职学生的文化基础相对较差,接受能力相对弱,那么在当前社会就业压力如此大的时代,中职院校需要科学有效分析中职学生主要的就业方向以及所在岗位的工作职责,必须建立全新的教学意识。通过对这些内容的科学分析,中职院校再根据学生的实际情况,设计适应于中职学生学习以及对中职学生未来就业有效的模块化教学内容。并且,在整个模块化教学过程中,中职学院应本着顺应时展的思想,结合理论和实践,逆思维分析,制定真正适应学生的课程体系。 3 中职院校电气自动化技术专业进行模块化教学的实施方法 制定有效的人才培养对策 随着高科技的发展,电气自动化技术专业人才的需求也随之变大。中职学生要想在就业过程中突出个人优势,必须要有个人的创新之处。因此,在整个中职院校教学过程中,针对电气自动化技术的教学方案,需要顺应社会需求来进行不断改变,比如利用工学结合的方式。 中职学生本身因基础的一些限制,在一些理论知识方面理解不是那么深入,那么为了提升就业竞争力,中职院校应从两方面入手:个人素养以及个人动手能力。针对个人素养,中职院校应设置相应课程,在学生就业前帮助其认识一个工作岗位上的人应该具有什么职业素养。而针对个人动手能力方面,中职院校应采用理论和实践共同教学的模式,多开展实践训练,多鼓励和倡导学生自主进行实践,从而提高动手能力,得到相应提升。通过这两点提升中职学生的核心竞争力。 建立健全的模块化课程体制 探索模块化教学的过程中,中职院校对于中职学生未来的就业方向的内容要有深入的了解。通过研究探索相岗位的人才能力需求,得到公司对于该岗位的人才需求标准,中职院校就能够合理科学地制定出专门针对中职学生的模块化教学课程,相信这部分教学课程是真正适应中职学生未来就业的[3]。 因为中职学生的接受能力有限,在设计模块化教学课程过程中,一定要协调专业知识、技术知识。并且在设计过程中,对于课程的难度一定要有梯度,课程的教学目标也一定要明确,教学方式要适应学生,使得整个模块化教学达到设置目的。通过制定这类模块化教学模式,中职学生在学习专业知识过程中能够更好地消化吸收,也能够科学合理地结合相应理论知识进行正确的实践操作。 4 结语 总而言之,模块化教学不但能够增强课堂教学效果,而且能够全面提升教师的教学技能水平。根据中职学生特点,学校在推行模块化教学实践时从某种程度上也是给教师压担子,寄希望于广大教师能够吸收当前课程改革的新理念。教师在课堂上教的内容是不足以提升学生的核心竞争力的,推行课程教学改革势在必行,刻不容缓。 电气自动化专业论文:高职电气自动化技术专业单片机与传感器课程联合教学的实践研究 【摘 要】高职电气自动化技术专业单片机和传感器两门课程近年来一直独立的,但传感器作为自动控制系统中信号的采集器件,必须和控制器结合起来才能发挥其作用。在现有的高职实训设备中,多见于将传感器与PLC结合进行控制,而没有与单片机进行结合。该文通过研究分析将两门课程有机的联合起来进行教学,对实现高职生复合型人才培养具有一定的指导意义。 【关键词】单片机;传感器;复合型人才 高等职业教育作为高等教育的重要组成部分,其教学内容的选取和设计应具有以下特点: (1)适应社会需要为目标、以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案,毕业生应具有基础理论知识适度、技术应用能力强、知识面较宽、素质高等特点; (2)以“应用”为主旨和特征构建课程和教学内容体系; (3)实践教学的主要目的是培养学生的技术应用能力,并在教学计划中占有较大比重。 《单片机技术》和《传感器技术》是高职电气自动化技术专业的两门核心专业课程。这两门课程内容各自为一个体系,但在实际产品应用中,两者往往是结合在一起使用的。作为电子自动化技术专业的高职毕业生,往往需要他们具备解决实际产品的问题的复合能力,比如产品故障查找和修复等,这要求学生除了学会单片机和传感器的专业知识和技能外,必须熟练掌握单片机和传感器之间的电路连接和信号传递关系以及程序编写的技能。 1 研究现状 现目前,我院的电气自动化技术专业的《单片机技术》和《传感器技术》两门课程是独立开课。学生反映单片机技术课程难,不容易弄懂,导致学习没有兴趣;而传感器技术这门课程比较枯燥,对各种传感器的介绍只限于书本上,即使会有用到实物进行教学,但没有动手操作机会,内容抽象,学生学习效果不好。 针对这个问题,我们对四川工程职业技术学院进行了调研,他们的电气自动化技术专业也分别开设了《单片机技术》和《传感器技术》两门课程,学生学习时也同样存在以上问题待解决;同时我们也在网上对四川省内乃至国内的多间高职院校M行了调研,结他们的电气自动化技术专业都分别开设了这两门课程,但都没有将这两门课程融合在一起进行教学。 2 复合型课程设计 通过调研,我们发现将单片机和传感器这两门课融合在一起进行教学,这是一个很有创新意义的研究。这两门课程是两个独立的知识体系,我们要考虑通过什么方式将这两门课程结合起来,才能实现“二合一”的转变。 首先,将这两门课统一为一门课程,其课程类型定位为实训课,授课内容安排在学生实训周,根据人才培养方案和学科本身的特点,授课时间安排为6周。因为单片机和传感器本来是两门课程,两门学科本来有自身完整的课程体系,为了保证学生能够接受学科完整和连贯的知识系统,所以应该分配独立的时间分别来学习这两门学科。计划分配为单片机实训2周、传感器实训1周、单片机和传感器综合实训3周。 首先从单片机的学习入门,利用前两周学习单片机理论及实验,单片机的功能强大,对其控制也比较难,但本次课程会选取最具代表性的实训课题由浅入深地进行,包括单片机I/O基本控制,单片机定时器及中断系统,最终使学生能够掌握对直流电机和步进电机的控制,为最后一周寻迹小车的综合实训打下基础。 第三周内容为学习常见传感器,主要涉及的传感器有红外传感器、光电传感器实验、超声波、金属传感器、温度传感器、光度传感器、烟雾传感器、压力传感器、重力传感器、PM2.5传感器。掌握这些基本的传感器的工作原理,将传感器采集到的信号上传到上位机,进行简单通信和显示。 第四、五周开始将单片机和传感器结合在一起,以专业特色的实训任务为载体,将各种传感器采集到的信号输入给单片机进行运算,用单片机进行简单的运算和控制,最后输出显示。设计的实训内容有:单片机声音检测仪、单片机控制红外报警器、单片机控制倒车雷达测距仪、单片机控制烟雾报警器、单片机控制温度实时监测仪、单片机控制生产线产品分拣系统等。初步将传感器和单片机结合起来。 最后一周为综合的实训任务――寻迹小车,寻迹小车的结构采用四个直流减速电机驱动四轮前进,四轮采用左右两轮平行安装的结构。小车在单片机控制下能够实现的基本运动,包括前进、后退、左转、右转将使用红外和超声波传感器进行测距,采用光电对管和CCD图像采集进行寻迹,结合单片机控制寻迹小车在场地按要求进行移动。 3 实践结论 此次课程设计是针对两门课程的本身的特色与本人多年的从教经验以及对相关学校专业进行调研后形成的,具有一定的科学性。 最后,于上学期在本院选择电气自动化专业一个班,对以上的课程设计进行试点。通过试点班与普通班进行问卷调查,试点班90%学生认为这样安排上课内容兴趣更浓厚,既能够分别学习两门课程,又能够有机地结合起来,方便理解和掌握。通过最终考试成绩分析得出:试点班学生及格率100%,平均分在80分左右,而普通版的及格率为94%,平均分为72分左右。下一步,考虑将试点班的课程进行推广。 电气自动化专业论文:电气自动化专业实践教学体系的改革与实施 [摘 要]目前电气自动化专业人才紧缺,究其主要原因,是高校对实践环节的重视程度不够,学生实践的机会少,积极性不高,实践教学效果不明显。在这种情况下,学生的动手能力和解决实际问题的能力得不到提高。为了改变这一现象,课题组研究了电气自动化专业教学实践的现状,并提出了具体的解决措施。 [关键词]电气自动化;实践;改革 高等本科院校以培养和造就现代工程师为主要目的,承担着为社会培养高素质,有扎实理论功底,有熟练专业技能和较强创新、实践能力的优秀应用型人才的任务。而学生综合素质、工程实践能力和创新能力的培养需要科学合理的实践教学体系。[1]然而,在高教大众化的背景下,以教学为主的应用型本科院校的实践教学体系受教育能力和环境的限制,多以验证性的课程试验为主,综合性、研究性试验比较少,而且实践环节之间缺少有机的联系,与实际市场需求有一定的脱节。 一、电气自动化专业实践教学现状 电气自动化专业隶属于电气工程学科,对实践能力的培养要求较高,该专业注重学生实践能力的培养和提高,培养实践能力成为电气自动化专业教学中很重要的方面。[2]我系一直比较重视实践教学环节的开发与实施。结合我系专业型、技能型的培养目标和市场需求,从2012年开始,电气自动化专业在原课程实验的基础上,逐渐将设计性、综合性的理念与职业能力贯穿于整个实践体系的各个环节。经过几年的实践,我系已经构成课程实、课程设计、生产实习 “三位一体”的综合实践教学体系,取得了一定的教学效果,但同时在实践中发现,现有教学体系仍存在以下几方面的问题[3]: 1.实践能力培养效果不佳 目前,根据多年的电气专业办学经验,大多数院校电气自动化专业建设较注重实践能力培养,增加了实践环节课时,但是实际实践能力的提高并不明显。究其原因一方面是目前教学受传统教学模式的影响,只重视理论教学,对实践课程的要求不高,同时实践教学设备落后,未能与社会需求形成无缝对接,师生重视程度不够;另一方面是教师在实践课程的设置上缺乏创新意识,导致实践能力培养效果不佳。 2.开设综合实验项目少,原有实验项目更新慢 随着科学技术日新月异的发展,社会上企业对技术岗位的专业技能和综合素质的要求不断提高,电气自动化专业实践教学中实验部分开设的主要属于验证性实验、设计性实验,缺少综合性实验项目,实验项目未能及时根据技术的进步与市场的需要进行优化和更新。同时现有实验项目还存在不同课程间缺乏项目间的联系,内容重复等问题,需要对实验部分进行系统的整合和更新。 3.缺乏特色实践项目保证实践教学体系的完整性 现有实践体系中实践项目的内容多是针对某一部分专业知识和技能的训练,未能形成具有地方特色、专业特色的系统完整的实践教学体系,如:缺少创新创业意识的培养。 4.部分环节之间还缺乏递进式的有机联系 实践教学体系应是一个完整、有机的整体,能够统筹兼顾实践教学活动的各个方面,促使各方面、各环节保持协调统一的步调,最终保证实践教学体系达到整体最优化的效果。通过调研发现,大多数院校的实践教学体系通常依附于一门或几门课程,经过几年的实践,已经各自形成了较为完整的体系。但各个实验项目之间新旧知识的衔接,各个实践性环节之间的协调还存在问题。 5.组织实施过程需要进一步优化 电气自动化专业是实践性较强的专业,大多数实践项目要通过实验完成。随着近年来高校人才培养方案中课时量的减少,在有限的时间里既要求学生上好理论课还要完成一定量的实践,这将给实践性环节的实施带来更多的困难。因此,应对这些环节的组织实施过程进行一定的调整和优化,确保实施效果。 6.考核评价体系有待进一步完善 综合性实践环节,侧重于学生创新能力、实践能力、分析解决问题能力的培养,考核评价体系应多样化,不应只看结果和实验报告进行评分。现有的综合实践性环节虽然已经考虑了方案制订、动手能力及结果分析等方面的综合评价,但各部分的比例如何、如何客观地评分等问题仍不明确,而且不同类型的综合实验项目要求不同,评价标准应该有所区别。 二、电气自动化专业实践教学体系改革措施 1.更新综合实验项目内容 构建新的实践教学体系,对体系内所有课程涉及的实验项目进行统筹协调,去掉老旧、重复的项目,降低验证性实验比重,增大设计性实验比重,积极开发与企业结合紧密的综合性实验内容;在现有实验设备的基础上,有计划的购置新的实验设备,充分利用设备,旨在实现实验方法的灵活性与多样性:体现实验内容的模块化设计,一个大的实验模块由多个小的模块组成,由各个小组完成,各个小组的实验结果可以进行相互的比较和讨论,以达到某一内容的深入讨论。 2.加强“产学研”实习基地建设,改革指导环节 电气自动化技术专业直接向电力企业及电力相关企业输送专业技术人员,与生产实际结合十分紧密,为此我们在实践教育体系建设中应坚持走“学习服务生产,生产促进学习”,即“产学合作”的道路。一方面,通过任课教师主持或参与企业课题,为企业人员进行定期理论讲座,加强与电力相关行业企业间的业务合作,实现生产问题早发现,早解决。另一方面,让学生走进企业,走进生产一线,给学生最真实的实践环境、最专业的实践条件,让学生能够形成良好的就业观同时培养学生的实践动手能力。“产学合作”中针对参观时间较短问题,我系对原来现场指导的方式进行改革。如:指导教师将各个实习基地的基本情况、学生实习中应重点了解的内容以问题的形式在指导书上列出,让学生带着问题去实习,实习结束后,可通过小组讨论的方式,使所有的学生在短暂的时间内较为全面地掌握实习内容,从而提高生产实习效果。 3.完善考核体系,重点培养创新能力 将实践教学体系的考核项目按照内容和要求的不同,划分为基础性、设计性、综合性、实践性环节,分别制订考核体系,考核体系中突出创新能力、动手操作能力和分析解决问题能力的评价标准,以考核促发展。 4.改进教学方法 实践教学是学生理论联系实际、培养科学思维方法及提高实践能力的重要环节,在整个教学过程中占有十分重要的地位。在实践教学过程中,应突出学生的主体地位,改变传统的由教师一步一步地牵着学生走的实践教学方法,让学生参与实验实训的准备工作。应充分调动每一个学生的主动参与积极性,从而真正达到培养研究能力和创新能力的教学目的。 5.制定合理的实验室开放管理制度 由于实验课时有限,需要实验室在正常教学时间之外延长开放时间,保证学生有充分的时间补做、重做或进行创新性实验,制定合理的实验室开放管理制度是保证实验顺利、安全完成的关键。 6.构建凸显工程实践型的“双师型”师资队伍 要培养职业技能型人才,必须要有实践能力强的“双师型”教师队伍。我系通过“对外引进、内部培养、地方共享”的方式,正在逐步建设一支具有扎实的专业理论知识、丰富的实践经验的“双师型”教师队伍。“双师型”教师队伍的建设极大丰富了教师队伍的结构,能够弥补传统模式只注重理论教学,实践教学空洞的缺点。“双师型”教师队伍的建设有利于师生应用能力培养,符合各高校应用型人才培养目标。我系围绕电气专业的现有教学团队,以“双师型”教师为主导,带领其他教师共同进行师资队伍建设:一方面,结合实际积极引进高学历、高水平、有实践能力的学科带头人,使现有教师队伍形成一个结构合理的人才梯队和具有实践创新能力的创新团队。另一方面,发挥了双师骨干的带动作用,充分挖掘了现有教师队伍的实践创新潜力,构建了工程实践型的“双师型”师资队伍,为实践教学体系建设提供了坚实后盾。 7.开展教材建设 教材建设是提高实践教学质量的一个重要保障。为进一步构建突出地方专业特色的实践教学体系,同时有效利用现有的实验设备,我系组织相关实验教师编写了多部与现有设备相吻合,内容丰富,质量较高的课程实验指导,对外正式出版教材及校本教材。为监督校本教材的编写质量,系内组织学术委员会教师对实践教材的编写进行系统审核,以保证实践教材在内容上的适用性与完整性,大大推进了电气自动化专业学生实践能力的培养进程。 三、结语 综上所述,只有多方面入手紧抓实践教学环节建设,将学生在课上学到的理论知识通过实践教学进行实践验证,并在综合性的实践教学中进一步总结提升理论素养,才能有方向的培养创新能力强、实践经验丰富的实践应用型人才。通过实施实践教学体系的各项措施,我系的整体实践教学取得了较好的效果,学生的动手能力得到了提高,受到用人单位的一致好评。伴随对学生就业市场的多年调研,我系结合目前的办学实际,仍在进一步修改完善实践教学体系,实践教学改革。 电气自动化专业论文:电气自动化技术专业教学改革的思考 摘 要:随着我国社会经济的不断发展,电气自动化技术在各行业发展中的重要性越来越显著,社会对电气自动化技术专业人才的需求量也越来越大。因此,设置电气自动化技术专业课程很必要。该专业涉及多门学科知识,不仅有计算机技术学科、电气技术学科,还有工控技术学科等等。但在当前的电气自动化技术专业教学当中,还存在一系列尚待解决的问题,要想有效解决相关问题,必须加强电气自动化技术专业教学改革。 关键词:电气自动化技术 专业 教学改革 思考 如今,机电一体化设备逐渐增多,也得到了不断的创新和完善,社各个行业对电气自动化技术的要求也变得愈来愈严格。在这样的情况下,我国高校纷纷开始加强对电气自动化技术专业学生的能力培养,最终目的是为社会输送足够多的高素质专业人才,满足社会和各个行业的发展需求[1]。但是,随着社会需求的不断变化和高校教学问题的出现,加强电气自动化技术专业教学改革势在必行。该文主要探讨电气自动化技术专业教学改革的有效方法。 1 深入开展市场调研,明确改革方向 对于大部分销售者来说,在实际的市场预测以及经营决策当中,开展市场情况调研是非常重要的工作。而在电气自动化技术教学改革过程中,也需要加强市场调研,其不仅是必要工作,还是基础性工作。在实际的电气自动化技术专业改革过程中,通过深入开展市场调研,能够及时明确改革方向,调整教学改革方案,促进电气自动化技术专业教学改革的正常进行。在深入开展市场调研的过程中,工作人员要紧密结合各企业对电气自动化技术专业人才的需求,展开详细的数据信息分析,了解各个阶段经济市场对电气自动化技术专业人才的需求量。要了解电气自动化技术专业历年毕业生就业状况,整理出影响该专业学生就业的影响因素,确定电气自动化技术专业教学改革的正确方向[2]。 2 根据市场需求,制定人才培养计划与目标 在为电气自动化技术专业学生制定培养方案和目标的时候,切忌盲目和不联系实际,必须根据市场的根本性需求,制定科学合理的人才培养计划和目标。要想确保电气自动化技术专业教学改革最终成功,应当结合经济市场对该专业人才需求的情况以及相应的发展规律,根据相关规律和要求确定教学改革内容,只有这样才不会偏离正确改革的轨道。在电气自动化技术专业人才能力培养的过程中,必须确保系统化和针对性,要以促进学生平衡发展为最终目标。换句话来说,不仅要培养出集合电气自动化技术生产知识、建设知识、管理知识的一线人才,还要保证这些人才未来的发展空间足够宽广,而要想实现这个目标,就必须大力培养电气自动化技术专业学生的综合素质与综合能力。因此,一方面,在实际的电气自动化技术专业教学改革过程中,绝对不能脱离市场的发展;另一方面,切忌教学改革过于片面。真正的电气自动化技术专业教学改革不仅仅是一味去旧,而是在不断继承的过程中得到完善,在不断完善的过程中追求创新。 3 合理运用多媒体技术,不断创新和完善教学模式 要想进行电气自动化技术专业教学模式的有效改革,应当从以下方面采取措施:第一,要加大电气自动化技术专业教师创新意识的培养与有效建设,只有意识到位,才能落实行动,教师只有意识到自身教学的不足和教学改革当中的不足,才能采取针对性的改革措施,着重进行弱项教学改革。第二,在电气自动化技术专业教学过程中,必须采取多样化的方法,不要仅仅局限于传统式的课堂理论知识讲解和实物参观,还要实现实物操作和理论课程知识讲解的有效结合,将最初的理性知识转化为直观化的可视内容,增强学生的知识理解能力[3]。第三,要合理运用多样化的教学方法,提升电气自动化技术专业教学效率与质量。尤其要合理运用现代网络信息教学技术,比如FLASH技术、多媒体技术等,将难以理解的课本理论知识以图片和影像的方式表达出来,利于学生对知识的深刻理解,促进学科长期建设。 4 增加实践操作实习课程的占有比重 结合电气自动化技术专业的特点,要想加强教学改革,应当适当提升实践操作实习课程的占有比重,让学生多参与实践实习课程,提升学生的电气设计研究水平、电气自动化技术模块开发利用水平、电气自动化技术控制水平等。通过大力开展实践性课程,学生不仅可以将理论性知识合理运用到实践操作当中进行验证,进而促进学生对理论性知识的深刻理解,还能提升学生的问题分析与解决能力,巩固所学知识,在提升自身实践操作技能的基础上补充理论薄弱内容。因此,实践操作实习与理论知识掌握存有一种相互促进的关系,通过增加实践性课程在电气自动化技术专业教学过程中的占有比重,能从根本上促进电气自动化技术专业的可持续发展[4]。 5 促进校企合作 在大多数的学科教学改革当中,加强校企合作都必不可少,电气自动化技术专业教学改革也不例外。通过加强校企合作,对企业来说,可以获取充足的新生人力,丰富人才资源,为企业人才战略长期发展奠定基础和提供保障。对高校来说,可以有效利用企业的技术环境以及设备条件,实现理论知识实践探究,进而研发出契合市场发展要求的技术产品,提升高校就业率,还能有效转移昂贵的教学设施购买的负担和压力[5]。对学生来说,可以进入真实的工作环境当中,深入掌握学科实践性知识,掌握理论知识以及技术的应用方法和技巧,了解自身专业学习的不足,以及与企业需求间的差距,不断地完善自我。可以看出,不论站在哪个角度上,加强校企合作都是非常必要和有价值的。 6 创造条件,使得教师获取先进知识 随着市场需求的不断改变和电气自动化技术专业教学要求的不断提高,必须创造有利条件,使得电气自动化技术专业教师获取先进知识,提升教师的教学水平和综合素质。具体来说,第一,高校要多和企业合作,在企业研制出新产品之后,教师可以及时获取信息资料,不断地丰富教学内容,还可以通过与企业的有效合作,共同开发出新产品,确保教学前瞻性。第二,教师要深入到电气自动化水平足够高的企业内部,实现技术生产和实际教学的有效结合,创新教学方法。第三,教师要多参与专门的技术研讨会以及展销会,在参与研讨会的过程中明确教学发展趋势,规范电气自动化技术专业教学改革工作;获取综合化的电气自动化产品信息,拓展知识面,与时代同步发展[6]。第四,教师要善于进入国外先进的教学技术,吸取国外优秀的理论和文化,不断地完善教学素材。 7 结语 综上所述,在当前的电子自动化技术专业教学过程中,还存在很多需要完善的地方,必须结合市场的根本需求,结合电气自动化技术专业特点,以促进学科建设发展为最终目标,不断创新和完善教学模式,加强教学改革,最终满足社会、企业、高校多层次的需求。 电气自动化专业论文:在数字化新形态背景下的电气自动化技术专业一体化教材开发初探 摘 要: 本文介绍了数字资源一体化教材的发展现状及趋势,论述了电气自动化技术专业新形态一体化教材的开发环节,归纳总结了新形态一体化教材的效果。为我国数字资源一体化教材的发展提供参考。 关键词:新形态;数字资源;一体化教材;电气自动化技术专业 0 引言 在信息技术高速发展的时代,以纸质材料为基础的传统出版业,正受到数字出版技术的强烈冲击。近年来,随着教育信息化水平的不断提升,教学模式与学习方式也在发生巨大的变化,单一的纸质教材已经不能适应当前的教育教学。因此,在纸质教材和数字化资源各自优势的基础上,探究两者之间的关联性和互动性,开发数字一体化的新形态教材已成为必然趋势。 1 数字资源一体化教材发展现状与趋势 1.1 国外数字化教材的快速发展趋势 国外数字化教材的应用和发展进程比国内快速很多。第一,国外熟悉互联网的年轻新生代逐渐步入各类学校,同时,国外数字化教材的整体技术得到了持续改进。第二,国外的版权保护状况较好,民众普遍具备知识产权的理念。 美国、英国等发达国家的大学出版商在21世纪纷纷进入数字化教材的发行领域。目前数字化教材主要有以下形式:一种是出版商和阅读器电子公司合作。例如,皮尔森教育集团的Addison Wesley公司已向芝加哥的go Reader公司提供了134种共13500本数学、计算机、经济等学类的大学教材。另一种是在线出版的学习模式。例如,麦格劳・希尔教育公司与Wize Up合作出版的数字化网络教材,学习者可以登录相关的Web网站阅读或下载相关图书。还有一种是在提供数字化教材的同时,配套相关的延伸服务。例如,英国培生教育出版集团不但提供在线自学评估课程,还提供了相关课件。 1.2 国内数字化教材发展现状 国内大部分出版的教材都配有各种形式的数字版教材和教辅,但一般都采用光盘形式。国内也尝试过特定文件类型的数字化教材与阅读器集成的数字化图书,但由于知识产权保护措施薄弱,很难将这种形式的数字化教材商业化。国内也在学习国外发展在线学习出版模式。例如,北京一百易科技有限责任公司与上百家教材出版社合作,将英语教材放到“100e网络英语学习平台”,制作出语音课本,让学习者进行付费在线学习。还有以在线学习为基础,延伸多媒体教材与在线教学辅助的模式。例如,北京语言大学出版社自2006年起,着手搭建对外汉语教学资源与服务平台、作者客户互动平台、信息交流平台、网上营销平台。 2 电气自动化技术专业数字一体化教材开发 电气自动化技术专业数字一体化教材开发的具体环节如下: 2.1 内容、资源一体化设计 纸质教材与数字化资源一体化的新形态教材应具备传统教材的全部特点与功能,但新形态一体化教材还要提供数字化教学资源,同时为教学案例、习题试题库、视频操作、动画演示等提供明晰的导航。因此,电气自动化技术专业新形态一体化教材在传统教材编写方案的基础上,内容应满足高等职业教育“学中做、 做中学、学做一体”的要求,表现形式应生动、活泼、新颖。同时,通过新颖的版式设计、教材边白设计,做好资源标注,还可以利用关联技术和手段,帮助学习者将纸质教材的内容与对应的数字资源联系起来。 2.2 相关资源同步建设 数字一体化教材的开发不能脱离音频、视频、文本、动画、图片等相关资源的同步建设和持续更新,同时要利用相关的技术手段对资源进行处理与加工。 2.3 科学的资源标注 教材是教学活动的载体和支撑,应符合教学规律,满足教学需求,因此,数字一体化教材开发应对相关数字资源的名称、类型等进行科学标注,以便归类和检索,还要进行有效的关联。 2.4 关联路径需通畅 纸质教材与数字化资源的关联路径一定要畅通,这关系到资源利用的效率与效果。当下主要关注与线上资源、线下资源、二维码资源的关联。 3 纸质教材与数字资源一体化教材的效果 目前,纸质教材与数字化资源一体化开发的新形态教材,特别是国家专业教学资源库、国家级精品资源共享课教材,被全国众多职业院校采用并广受好评。实践证明,通过纸质教材与数字化资源一体化的开发,可达到以下效果: (1)提高资源利用效率,改善课堂教学效果。纸质教材与数字化资源一体化教材可以非常方便地在教学过程中调用相关教学资源,方便学习者对查找和利用网上资源,提高了学习者的学习兴趣,同时也极大地提高教学效果。 (2)弥补纸质教材不足,保证教学时效性。纸质教材的内容相对固定,再版周期一般是3-5年,在制度、准则、技术等出现变化时,纸质教材的内容不能实时反映,从而影响教学的开展,严重的还会产生误导。而数字化资源则可以及时更新,以弥补纸质教材的不足。 (3)避免纸质教材太厚,降低印制成本。通过关联相关的数字化资源,在拓展纸质教材内容的同时,通过扫描二维码等方式将部分内容从纸质教材移至在线资源,减少纸质教材印张数,以降低生产成本,得到了较好的经济效益和社会效益。 (4)避免纸质教材单一学习方式,实现随时随地学习。在互联网+时代,开发 “纸质教材+数字化资源”的新形态教材已成为必然趋势,丰富的在线课程数字化资源,利于学习者随时随地开展学习,还能通过自测、答疑等方式实现互动学习。 4 结束语 在信息技术高速发展的21世纪,传统的纸质教材已经不能满足学习者的需求,开发数字资源一体化的新形态教材已经是形式所趋,我国也正在大力发展新形态教材的开发与出版,以满足学习者的需求,跟上时展的步伐。 电气自动化专业论文:电气自动化技术专业实践教学体系构建的研究与实践 摘 要: 电气自动化是一门实践性很强的学科,实践教学是人才培养的关键环节,研究实践教学体系具有十分重要的意义。本文论述了现有实践教学存在的问题,通过职业岗位调研分析,以校企合作为平台,对现有实践教学体系进行优化,取得了较好的教学效果。 关键词: 高职教育 电气自动化 实践教学体系 当前,高职教育面临有利的发展时机,高职人才培养需要进一步解放思想,深化教学改革,更好地适应未来社会对人才的需要。《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》指出:“人才培养模式改革的重点是教学过程的实践性、开放性和职业性,实验、实训、实习是三个关键环节。”[1]实践教学因直观性、综合性和创新性,具有理论教学不可替代的作用,符合人才培养目标的需求,构建科学合理的实践教学体系是实现技能型人才培养目标的关键。 1.电气自动化技术专业实践教学现状 实践教学主要包括课内实验、课程实训、教学实习和毕业实习等。现行的实践教学不能满足人才培养目标的需求,主要存在以下主要问题: 1.1课程实践 课程实践包括课内实验和课程实训。课程实践的主要作用是配合理论教学,以实践操作印证、巩固所学理论知识。电气自动化技术专业课内实验大致分为两种形式:一是验证经典理论,多用于专业基础课程;另一种是搭接经典电路,多用于专业核心课程。由于高职高专学生基础较差,理论知识接受能力较弱,教师在上课时没能将课程的实验内容有机融入到理论教学体系中。因此,在课内实验中,部分学生只能机械地重复操作步骤,照本宣科。课程实训是指在理论教学完成后,教师根据课程内容,给学生布置一定的任务。但是,往往因为实验室条件、时间和经费等,使课程实训的题目理论化且数量有限,使学生产生相互模仿和抄袭的现象。 1.2课外实习 课外实习包括教学实习和毕业实习。课外实习是让学生到企业,到实际生产中,理论联系实际,更深刻地了解、掌握所学的各项知识和技能。教学实习安排大二下学期,由教师带队进入企业,学生完成跟班学习或者顶岗实习。但是,由于教学实习时间安排较短,同时考虑到电气操作的危险性和安全生产的需要,生产企业一般不允许学生进行顶岗操作,最后教学实习只能成为参观实习。 毕业实习安排在全部课程完成之后,基于“职业能力本位”的思想[2],改毕业设计为毕业实习。但因该实践环节上缺乏有效的管理制约机制,部分学生待在家里不参加毕业实习,或者因为经济原因,选择其他工作报酬更高但与专业无关的实习工作,达不到综合实践的目的。 2.实践教学体系的构建 2.1以实践为主线,制订实践教学计划。 实践教学计划是保证实践教学质量的必要前提。对于制订、修改教学计划,我校每年都派遣调研组到区内外各大高校、企业调研,与各校专家、企业人事技术主管座谈,明确企业要求学生必须具备的实践能力。根据调查研究,电气自动化技术专业的岗位群定位为从事自动化设备操作,自动化系统安装、调试维护,小型自动化系统集成及自动化产品、系统的销售等,因此人才培养方向确定为自动生产控制与维护、楼宇自动化。 (1)整合实践教学课程结构 对高职高专科学生来说,只要理论够用,应用才是主要的,以“必须、实用”为原则[3],对原有教学计划中过于理论和超范围的课程进修删减是首要进行的。此外,对有一些内容相近的课程进行合并,减少课程的冗余。合并后减少了理论,增加实践应用的比例。循序渐进,建立“基本能力”、“职业技术能力”、“职业拓展能力”、“职业资格证书”四个不同层次的实践教学课程体系。 (2)更新实践教学课程 社会的发展,科技的进步,作为教学的单位也要跟上新技术的发展应用。按岗位需求和技术发展情况,设计、组织更新实践教学内容,加入如监控组态软件、触摸屏等新而广泛应用的技术,让学生进入社会更能适应,避免因课程内容陈旧而落后。 (3)实行专业分流 电气自动化技术专业是一个范围比较广的专业,涵盖了工业电气自动化、配电自动化、楼宇自动化等方面,几乎包含了所有与电有关的行业。对于高职高专学生来说,其在校时间短,学校课时有限,不能像本科生那样面面俱到。为了让学生学得更专业,采用专业分流的方式,主要分成自动生产控制与维护、楼宇自动化两个方向。 2.2制定实践管理机制,规范实践教学活动。 实践管理机制是保证实践教学质量的重要组成。制度建设包括以下几个方面: (1)建立和完善实践教学规章制度,实现实践教学管理规范化、制度化。根据实践教学计划安排各项实践活动,通过教学督导、学院领导、教研室主任的随机检查,学生、任课教师的信息反馈,建立一个完整的监督、制约机制,加大教学计划的执行力度。 (2)健全组织机构,明确实验室管理人员、实验教师、任课教师的职责和分工,落实实验实训室管理办法。 (3)改革实践环节考核方式,在成绩评定中增加学生实践操作能力的比重,不仅考虑学生出勤、实践报告和理论知识的掌握,还充分考虑学生在实践过程中的表现。 2.3改进教学方式。 教学方式是保证实践教学质量的关键,以学生为主体,教师为主导,探索职业岗位能力的教学方式[4]。 (1)重视课程实践 专业基础实验教学以培养学生专业基础理论分析能力和基本动手能力为目标,着重培养学生对设备调试运行、系统分析计算的能力。根据具体情况使用不同的教学方法和策略,如“一体化教学”、“项目式教学”、“情景式教学”、“虚拟仿真教学”等教学方式,将理论与实践有机结合,提高学生学习兴趣。课程设计的目的是培养学生初步设计开发和创新的能力,让学生形成项目的概念。改革传统课程设计模式,降低难度,拓宽范围,以实物作品代替“集中实训+设计报告”,其中优秀作品予以表彰奖励,参加课程设计优秀作品展,同时获奖学生可以参加课外培训,为各类竞赛培养人才。 (2)改革课外实习 针对教学实习时间较短,不利于实践开展,将教学实习改至暑假期间,时间增长为1-2个月。在教学实习中,教师带队进入校企合作企业,企业提供食宿及生活补贴,由企业一线工人带领工作,真正面向职业、面向岗位,培养学生吃苦耐劳的精神,锻炼学生人际交往能力。根据高职学生学习的特点,近两年,我校取消了传统的毕业设计,改为毕业实习。由学生带着任务进入生产企业或者由企业指导老师直接布置任务,让学生在实际中熟悉、掌握整个生产流程、技术规范、设备操作和维修保养等相关知识与技能。改变原来辅导员集体管理模式,由专业教师进行分批跟踪指导,指导教师定期与企业单位、学生联系,了解掌握学生的实习情况,指导学生完成实习报告。 3.实践教学体系的实施 3.1完善实验实训室建设。 实验实训室是保证实践教学质量的必要基础。实验实训室建设要围绕实践教学的目的和要求,锻炼学生的职业技能,力求体现工作的真实情景。2015年,我校在原有七大实验实训室的基础上,进一步加大投资力度,投资300万元,新建成自动控制实验室、自动扶梯综合实训室等,将“电气实训中心”真正建设成开放型、综合型实验实训中心。 3.2加强教师队伍建设。 教师队伍是保证实践教学质量的重要保障。要提高实践教学质量,需要有硬件的支撑,更要有软件的充实。我校电气工程及其自动化专业作为广西区特色建设专业,采取本科高职共同发展策略,定期组织教师进行培训和交流,鼓励在校教师利用寒暑假进入企业学习,提高自身实践能力,积极向双师型教师转化,同时聘请企业高职称人才到校长期或短期任教。 3.3落实校外实践基地建设 校外实践基地是保证实践教学质量的有力支持。通过校外教学实习,使学生将课堂所学知识与实际生产有机结合,提高学生的能力和水平。对于近两年新建的校外实践基地,努力落实“产教融合、校企合作、工学结合、知行合一”的多样化人才培养模式,避免以往校外实训基地只挂牌参观的形式。我校与深圳信盈达科技有限公司达成合作协议后,现单片机、嵌入式系统等实训课程都由该公司派遣技术总监、高级工程师到校授课,以为该公司的项目为授课内容,以丰富的实例调动学生学习的积极性。 3.4开放型实验室。 电子创新实验基地作为本校的开放性实验室,以学生为主体,实现教学时间、内容、方法的全方位开放。在此基础上,根据学生科技活动的特点及专业发展要求,鼓励实验室老师在课余时间开放实验室,供学生预约学习,大大丰富了学生创新科技活动的实验条件。2015年全国大学生电子设计竞赛中,本校参赛学生获得全国一等奖1组、二等奖2组。广西赛区一等奖2组、二等奖1组,三等奖6组。 4.结语 通过岗位职业能力调查分析,构建电气自动化技术专业实践教学体系,电类专业的实践教学实现了调整和优化,更好地促进了学生实践能力的提高和发展,适应了职业岗位需要,适应了社会发展的需要。 电气自动化专业论文:电气自动化技术专业高技能人才培养方案研究 摘 要:高等职业院校主要任务是培养技术性的人才,保证学生就业,近年来我国的高等职业院校已经成为我国专业技术人才的主要培养基地,因此,对于高等职业院校来说,担负着为社会培养高质量的专业人才的重任,以此本文重点对电气自动化技术专业的高技能人才的培养方向进行研究,结合高职院校的教学特点与现状,对人才培养提出一些方案,希望能够为高职院校的电气自动化专业教学做一些参考。 关键词:电气自动化专业;高技能人才;培养方案 0 引言 高等职业院校在社会中担负着为社会培养优秀人才的重任,现在俨然已成为我国高等教育中的一个重要组成部分。高等职业教育的教育方向主要是培养技术型的人才,培养就业,因此,高等职业学校在教育的过程中应该重视实践教学。但是按照目前的高等职业教育的现状来看,大多数的职业院校往往重理论轻实践,这是在人才培养方面的不足,因此高职院校应该重视如何培养专业技术人才,不断地完善与发展教学方案,为社会培养更多优秀的专业化人才。 电气自动化专业主要的培养方向是培养可以从事电气自动化设备的安装、设计、调控、维修与管理等等,并且可以参与生产建设、服务管理的高技术型人才,其就业方向也是电气自动化系统与设备的研发、调试、操控、维修等等,这些岗位对专业化技术都有着很高的要求,所以对于电气自动化技术专业的教学不仅仅是在理论中就可以完成的。在电气自动化专业中的高技术人才的培养方案是当前高职院校电气自动化专业应该重点研究的课题。 1 对电气自动化技术专业技术人才培养目标的准确定位 在电气自动化技术的专业技术人才的培养方面要达到怎样的一个水平,要实现什么样的结果,必须要确立一个明确的培养目标,只有有了目标才能做出措施和手段,而确立目标的同时也要根据多方面的因素进行准确的定位。电气自动化技术专业对人才的需求是能够适应当前的电气自动化系统与设备的设计、维护维修、运行操作与调试安装等。随着科学技术的高速发展,推动我国的电气自动化技术的快速变革,当前我国的电气自动化技术已经逐渐走向电子化、信息化、网络化等等,老一辈的电子技术专业人员已经无法适应变革后的电气自动化,因此急需能够适应当前以科学技术为基准的自动化技术的专业人才,当前企业的发展也越来越快,电气自动化技术也被广泛的应用,所以对电气自动化技术的专业人才的需求越来越大,因此高等院校培养大量的电气自动化技术的专业人才是责无旁贷的,为满足当前电子自动化对人才的需求,高等职业院校就要确立培养专业的适应当前经济发展与科技发展并且满足专业技术需要的高技能人才,不仅仅要掌握电气自动化的理论知识与实践能力,还要熟练掌握电子计算机的全面型、应用型的技术人才。 2 专业课程体系的重构 当前电气自动化技术专业对人才的需求是应用型的,也就是重点在于实践,但按照当前大多数学校的培养方案,都把理论知识放在了前面,忽视了实践能力的培养,并且在一定程度上学校都只是封闭式的教育,只重视了课堂教学而忽视了学生接触社会、适应社会的能力的培养,因此在此基础上,培养专业技术化的人才就要先从学校的专业课程体系的构成比进行重新划分。 (1)专业课程的重新整合 在教学的过程中,虽然应该注重实践,但不能表明就可以轻视理论知识的培养,优秀的实践能力是以扎实的理论知识做基底的,因此学校对人才的培养要理论与实践两手抓。专业的基础课程可以安排在第一学年来完成,必须让学生充分的消化,为实践能力的培养打好理论基础,而后在注重实践能力的培养与强化。 (2)专业课程的删减与扩展 删减掉一些难度较大的课程,将一些研究的过深的课程可以放到选修中来满足有继续学习深造的意向的学生的学习,增加一些当代科学技术等实践性与实用性比较强但是难度不高额课程,扩大学生的知识体系。 (3)顶岗实习 要想满足当前学生实践能力培养的目标,必须要让学生深入的了解岗位内容,了解电气自动化专业在现实岗位中的工作方式以及技术需求,可以让学生了解自己掌握的技术与现实需要的技术之间的差距,更好的完善自己的技术体系,同时也为日后的职业发展奠定基础。 3 学校与企业建立合作,培养实用性的专业技术人才 学校与企业建立起合作,共同为培养专业人才作出努力,学校与企业建立一种长期的合作关系,一方面学校可以为学生提供实习的机会和职业培训的机会,使工学结合进行,在工作的过程中学习,可以使学生学习到在课堂中学习不到的知识和技术,更加适应岗位需求;另一方面企业可以获得专业人才,增强人力资源的储备。 校企合作是满足学生专业技术的实践强化,同时企业与学校也可以建立“校中厂”来满足学生的时间需求,学校提供场地,由企业投资提供设备与师资技术等,学生可以在校内就完成实践教学。同时还要加强对指导教师的专业培训,教师是传授学生知识的主要来源,所以教师的专业技术与个人素质对学生的影响非常大,因此学校在师资力量方面也要加大投入,必要时可以打破传统的封闭式的教学,聘请具有高级专业技术水平的兼职教师对学生进行培养,但是仍然要重视对兼职教师的培训与管理。加强对教师管理制度,组织不定期的演讲和讲座等,增加教师的阅历和专业技能,使教师可以带给学生更专业的理论指导与技术指导。 4 针对时代的发展不断的调整培养方案 电气自动化专业与科学技术和电子计算机等紧密的挂钩,当前时代的科学技术的发展可谓日新月异,因此,学校在对学生的教学培养方案中一定要紧跟时代的步伐,根据不断变化的需求及时的调整培养方案。在教学方式与教学手段中也要紧跟时代的要求,不断的完善与发展,培养出可以适应时代进步与发展的高技能人才。 5 总结 在电气自动化技术专业的人才培养方面仍然有很长的路要走,因此高等职业院校在人才的培养方面要不断的完善与发展,跟随时代的脚步,不断的创新与探究,为社会培养出更多优秀的、实践性的、专业的高技术型人才。 作者简介:徐雯雯(1985-),女,山东临清人,研究生,初级,教师,主要从事先进控制理论与技术方面的研究。 电气自动化专业论文:电气自动化技术专业课程体系改革的研究与实践 摘 要: 本文分析了现行电气自动化技术专业课程体系存在的问题,主要是针对本专业课程体系和课程内容的改革进行了探讨,提出了“教、学、做一体化”的新课程体系,建立课程群负责人制度,优化重组课程的内容,加强课程之间的衔接,加强工程实践能力的锻炼和学生的创新意识、创新能力的培养,对提高教学质量具有重要意义。 关键词: 课程体系改革 优化课程内容 工程实践 当前国家重点强调,对于二本院校着力进行转型发展,然而二本院校转型发展的主要目标是以符合社会需求培养应用型人才。我院为社会培养应用型人才的核心和实现培养目标的关键是课程体系建设,那么怎样对现行的课程体系做出改革,培养当前适合制造大国的应用型人才是众多二本学校需要研究的一个关键问题。 纵观工学院的电气工程及其自动化专业的课程体系,专业建立已经有几年,也多次对课程体系进行改革和调整,但是从前后知识的逻辑性连接,学科间的交叉学习及内容的详尽性等方面考虑,不适应对学生应用能力和创新能力的培养[6-10]。具体反映在以下几个方面: 课程设置缺乏整体性。很多教学课程缺乏整体性的课程内容规划,比如课堂上对于理论知识的讲解内容不够完整,跟不上当前电气专业一个行业的发展现状,而且主要出现一些较严重的重复性的教学内容,对于将理论与实践紧密联系进行教学的深度远远不够,大多数课程甚至缺乏实践环节,整体规划和合理的课程安排欠缺妥当。 依旧存在学科本位思想的课程模式。对于我院的电气工程及其自动化专业课程体系的改革建设,学科本位思想仍产生一定的影响,主要体现在对于本专业的教学计划和课程结构设置依旧采用学科本位的思想。也就是“公共基础课+专业基础课+专业课”的“三段模式”,大多习惯学科课程的思想方式,以致从教学内容到方法都没有发生本质性的改变,没有向培养学生的实践动手能力方向实现本位转换。 1.构建新的课程体系及教学内容 采取以工学结合为主要途径,培养学生的自主学习能力为主要目的,同时融合行动、本位和知识体系等课程模式的优点,对我校工学院的电气工程及其自动化专业课程体系进行改革,创建以项目为本体结合课程学习方式的课程体系。 (1)培养目标的确定。 本院将主要培养以岗位和职业资格需求为目标的应用型人才。采用这样的培养方式,不仅可以使学生通过在校的四年时间学习专业知识及从业的一些资格证书,而且可以在学习时就掌握企业岗位所需求的职业技能,不至于出现众多学生口中念叨的毕业季失业季的现象。 电气工程及其自动化专业的培养目标主要是:培养一批能够适应社会,为社会服务,在具备坚实的专业知识之后从事企业第一生产线的相关工作,并具有优秀的职业道德情操和熟练的职业技能,真正成为德智体美劳全面发展,而且具备完美的创业精神和可持续发展的应用基础能力,对企业自动化生产线的系统进行设计、安装和调试等工作的高薪人才。 (2)课程体系的重构。 当前我院电气工程及其自动化专业课程体系的重构主要以适应社会企业的职业岗位能力为核心,从整体突出课程框架中技术工作过程的主线地位,构建整体性工学结合的适合我院应用型人才发展的课程体系。根据本专业的具体定位和培养目标,并通过合作企业的指导,共设置五个模块:职业核心课程、专业核心课程、专业基础课程、专业拓展课程和顶岗实习,要求对企业自动化系统设备的正常运行涉及的各环节有全面了解。 (3)课程设置的确定。 本院采取以企业工作任务引领方式,主要以适应企业从业的岗位需求实行对本专业课程的设置。学生将在校所学的专业课程知识轻松自如地应用到企业的相应岗位中,体现理论联系实践、将理论应用到实践中去的课程理念。对于社会此方面动态性的发展和前瞻性,将会不断调整适合我国自动化专业发展趋势的课程设置体系。 (4)专业核心课程的建设。 重点打破传统课堂理论教学模式,以项目和理论教学为主体方式,以课题研究的主要工作为组织课程的中心内容,让学生在实际做项目的过程中边做边学习专业知识,将理论应用到实践中,实践以理论为指导,加强对学生的职业能力训练。 (5)“教、学、做一体化”的教学模式。 重点采取以项目为主导的实践行为,在课程教学中实行教、学、做一体化教学模式,做到以学生为主体,真正实现边教边学、边学边练和学做合一的适合社会需求的新型教学模式,极大地激发学生的项目研究兴趣。 2.课程体系及教学内容的具体实施 本校工学院的电气工程及其自动化专业课程的开发是一项系统工程,通过前期的实践,发现采取校企合作的培养方式是最基本和最有效的途径。具体共同采取措施和培养方法如下: (1)专门针对我院的电气工程及其自动化专业成成了课程体系开发组,该课题组主要由我院经验丰富的专业课程教师和企业内的行业专家组成。 (2)为了明确适应社会人才的培养目标,特意进行相关企业岗位需求调研。在此基础上,我院专业教师和企业优秀人员进一步进行洽谈论证,进行详细的分析并得出本专业的培养目标:努力培养德智体美劳全面发展,并且从方方面面反映出的具备优秀的追求完美的创新精神和精益求精的工作态度,同时对专业理论知识掌握牢靠,具有熟练的职业技能,能够勇于冲上企业第一生产线,并胜任自动化生产线的各种设备的维修、调试和设计等工作。 (3)重构课程体系。结合前述的课程定位和专业的培养目标,以培养学生的团队协作和交流沟通,以及提高学生的实践创新能力、就业能力及创业能力为主体目标,重构课程体系。根据我们与企业人员共同研讨论证,按照工作岗位业务范围工作领域工作任务职业能力学习领域(课程)的工作流程进行课程体系的开发。 (4)专业课程的重置。面对当前社会企业对本专业人才的需求,重置专业课程。设置中参照劳动和社会保障部门对职业核心能力的培训设立职业核心能力课程;根据企业对电气工程及其自动化专业的毕业生的专业理论和基本技术的需求构建了专业技术基础课程;根据当前社会的岗位需求和职业技能的要求设立专业技能核心课程,而且将相关的职业资格标准引入课程教学内容中;为加强学生的生产实习和社会实践,安排一个学期到上海丰武光电有限公司的顶岗实习。 (5)建设专业核心课程。当前社会对应于型人才的需求要求越来越高,所以综合考虑社会需求现状,针对企业的岗位要求的职业能力,本院重点提炼了核心课程教学内容,着重以实际真实的工作创造真实的教学环境,努力让学生在这种真实的学习任务中,不断成长,不断探索和开拓进取。 (6)采用基于工作过程的“教学做”一体化教学模式。针对本院的电气工程及其自动化专业核心技能课程,所有学习任务将都防灾实训过程中以理论讲授、实验和实习合为一体化的教学方式完成。实行企业中实际项目作为学习导向,统一应用边学边做边看边教的教学做一体化模式进行教授和学习,真正发挥教师的主导作用,以学生为主体学习者,从被动的知识接受者成为开发项目的主体,让他们自行体会自己真心要干什么,能干什么,最想干什么,这样对各方面的积极性的调动具有很强的促进作用。 (7)改进考核评价方式。每所高校基本都离不开试卷形式的考查,故本院设立的理论试卷考查形式,重点针对职业核心能力课程和专业技术基础课程的考核,在实训和试验中完成对实训成果、技术报告、对仪器设备的操作熟练程度和正确程度上的实际考查。各项考核按一定权重相加评定实验和实训成绩。 当前我院经过两年的实践及全体老师和学生的共同努力,对于专业课程体系和教学内容的改革取得初步的成效。以主体为项目课程的课题体系不仅仅让学生的专业基础能力在教学过程和学习过程中得到更好的培养,更重要的是对于岗位的细化,让学生真正与社会紧密联系,拓展就业口径,实现按需办学。 电气自动化专业论文:如何提高中职电气自动化专业教学质量 中等职业的电气自动化专业教学旨在培养能够从事与电气自动化相关的系统运行、设备检修、自动控制、实验分析等工作的技能型人才,所针对的对象主要是初、高中毕业生以及为了提高专业水平进行入职前短期培训的系统职工。电力行业是一个十分特殊的行业,要求建设一支规模宏大的高素质的员工队伍,培养造就一大批具有高超技艺和精湛技能的劳动者人才。电气自动化专业中职教育服务于电力行业,主要设置电工、电机、继电保护、电力电子技术和高电压技术等课程,这些是使学生能够转变为高素质劳动者和中初级专门人才必备的基本知识和基本技能,为今后能够从事电气专业工作打下必要的基础。该专业授课内容包括各种常用电气设备结构的认识、工作原理的理解及运行条件参数计算等,这些专业课程不乏有很多理解起来比较困难的专业术语、繁琐枯燥的原理公式推导,这对于本身基础知识相对薄弱的中职学生来讲比较抽象复杂,理解有一定难度。而与之不同的文学类课程则能引入很多历史或现实中的事例,教师可以将课堂进行得有声有色、生动有趣,吸引学生的注意力,达到很好的教学目的。因此很多专业教师在教学中会发现,一些学生在学习中遇到困难而不能及时解决,便逐渐失去学习专业课程的兴趣,失去对专业学习的热情,这对于专业教学来说是非常不利的。在现代教育技术和学习模式走向信息化的今天,专业教学是否仅仅就是多次重复的简单劳动呢?如何才能将专业教学工作做好,成为培养高素质和高技能人才的好教师呢?笔者认为应该从四个方面入手。 一、教师拥有深厚的专业知识,不断自我更新发展能力 教师作为人类灵魂的建筑师,不但要有渊博的知识,还需要有优良的心理品质、一定的审美能力、独特的教学风格、先进的教学理念、不断自我更新发展能力。在电气自动化专业教学中,由于该专业工作本身就具有严谨性和高要求性,因此教师一定要掌握扎实的专业理论知识,还应该通晓基本的社会学科、自然学科知识,博学多才。尤其是作为电气自动化专业的教师,应该不断提升自我,加强进修和不断学习,参加研究项目,跟踪电气专业学科的最新学术动态,了解新观点,掌握新信息、新技能和新设备,不断更新知识,让现代电力系统的迅速发展与教学接轨,这样才不会将专业知识讲死,才能适应教学改革,培养适合社会需要的复合型人才。 二、帮助学生找到学习兴趣,引导学生树立学习目标 人民教育家陶行知倡导启发式教育,反对注入式教育,注重培养学生的兴趣。他认为治学应以兴趣为主。一个人对所从事的事业有无积极性,兴趣起到至关重要的作用。在电气专业教学中,不能整堂课面无表情从头到尾讲原理、讲推导、讲公式、讲计算,一味讲授课本上的理论知识,这样会使理论知识和实践活动脱节,使学生产生倦怠情绪,失去学习兴趣,找不到学习的动力。教师应该帮助学生了解自己的专业,让他们知道电气专业属于“朝阳产业”,是当今科技发展的趋势所在,在未来几十年里具有过硬技术的电气人才将会有更加充分的发展空间;让他们了解电力系统中各个岗位的工作性质以及重要性,知道各个岗位的工作人员应该具备哪些素质和能力才会在工作中胜任其职;引导他们去发觉现在所学习的这些电气专业知识,目的就是为了以后能从事电气相关职业,在岗位上充分发挥能力,不会被快速发展的电力行业所淘汰。这样一来,学生逐渐对自己的专业产生浓厚兴趣,就可以发现学习的乐趣。作为专业教师,应该采用各种方法主动和学生进行沟通,帮助他们树立短期、中期以及长期学习目标,引导他们设计自己的前途,规划自己的人生,使自我价值和社会需要有机结合。这样,教学带有了目的性,学生学习的主动性才会比较强。 三、多种教学方法相互渗透,不断努力提高教学质量 传统的课堂通常是一张嘴,一本书,学生们被动接受着知识,现在看起来不免有点枯燥。特别对于电气专业教学中出现的内部结构复杂的设备运行转动原理等问题,例如三相交流电动机的运动原理,光凭老师讲,让学生在脑袋里构成电动机内部磁场运动产生动力驱使绕组转动的动画,这除了要求老师有很好的语言组织表达能力外,还需要学生良好的空间想象能力和百分之百集中的注意力,但这通常很难同时达到,因此不能达到良好的教学目的。视听结合可以有更大的信息量、更高的效率和更好的保持率。因此,在电气专业教学课堂中,可以引入多媒体、电气设备模型和实验设备等。多媒体的引入,将一些难以理解的设备运动原理制作成动画,通过彩色的画面,再加上教师恰当的解说,能帮助学生有效观察和透彻理解动态教学内容、相关运动原理,还可以代替危险现场的参观和观察,比如高压断路器的拉弧现象,增加学生的现场经验,加强电力安全意识。模型的引入可以让学生对大型电气设备进行近距离直观的了解,而实验设备的引入则可以帮助学生将理论和实践相结合,加强操作动手能力,适应现代社会对中职生实践能力的高要求,突出中职生的优势。 四、开展专项综合专业实训,加强职业竞技校企合作 在电气专业教学中,除了理论知识教学外,专业实训也占有很大比例,是重要的实践教学环节,包括电子实训、电工实训、电机拖动实训、工厂供电实训、登杆作业实训等。这些实训的开展,培养学生理论联系实际的能力,训练其基本技能,增强实践能力,唤起学生对专业领域的探求欲望,在能力得到锻炼的同时体验愉悦和成就感。 在实践中还能及时发现理论知识掌握不够熟练的地方,提高分析问题和解决问题的能力,增强独立工作能力,培养学生团结协作的精神,这对达到中职教育培养目标的要求有着十分重要的作用和深远的意义。而专业技能竞赛的举办,采用正确的比赛规则和多样化的比赛内容,例如钳工比赛、焊接比赛等,则给学生一个展示积极向上风貌、熟练专业技能的平台,让他们在竞争中充分展示自己、肯定自己,从而激发学生的学习兴趣、创造热情,让学生在竞赛中感受到学习的乐趣,在乐趣中迅速成长。 “以服务为宗旨,以就业为导向”办学方针的提出,要求职业教育必须更新人才培养观念,适应时代潮流,把学生就业问题放在重要的位置,实现教育与就业的对接,而校企合作模式正是贯彻这一办学方针非常有效的途径。电气自动化专业职业教育可以与电业局、发电厂等企业进行合作,学校提供比较专业的理论知识提升平台,电业局、发电厂则提供先进的现场电气设备应用,让学生对所学专业理论知识加深理解、学会应用,在现场还能加强学生对本职岗位的了解,熟悉工作规章制度和安全要求,加快学生毕业后对岗位的适应性。由此可见,校企双方互相支持、资源共享,是学生从学校走向社会工作岗位的桥梁,也是学生由一直以来的学生角色向工人角色转换的训练。
机电技术论文:表面技术在机电和金结中应用展望 摘要:三峡工程是“千年大计、国运所系”的跨世纪工程。工程的质量、寿命、运行可靠性和检修维护费用,取决于多学科技术的发展水平。对表面工程技术在三峡工程机电设备和金属结构工程上的应用进行了全面的讨论和分析,对三峡工程机电设备、金属结构表面预处理、表面涂覆技术和产品提出了技术要求。 关键词:金属结构 机电设备 表面技术 1 引言 表面工程,是经过表面预处理后,通过表面涂覆、表面改性或多种表面技术复合处理,改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分和应力状态,以获得所需表面性能的系统工程。三峡工程通常被人们称为“土木”工程,但是大坝全长2309.47m中,实际上起挡水作用的溢洪闸门、电厂进水口闸门、船闸人字门和输泄水闸门占坝线全长的72%(1679m),实际上就好似一个“钢秩”工程。三峡工程作为一项水资源综合利用的工程,其机电设备和金属结构的总重量达50万t,其费用占工程总概算的1/3。 表面工程以多个学科交叉、综合、复合为特色,以应用多种表面技术及其复合表面技术为特点,是主导工业发展的关键技术之一。三峡工程是“千年大计”、“国运所系”的世纪性工程,一定要重视质量问题,把质量看成是三峡工程的生命。在国际招标的机电设备技术条件中,明确了应用表面加工技术、表面技术和复合表面技术的要求,以改善提高零部件材料表面性能,有效地提高设备运行可靠性,延长使用寿命和方便维护和修复。表面工程技术在三峡工程建设中得到广泛应用。 2 三峡工程应用表面技术的对象 三峡水利枢纽由挡水和泄水建筑物、发电建筑物和通航建筑物组成,大坝轴线全长2309.47m。泄水建筑物位于河床中部,设有表孔、深孔和导流底孔;电站厂房位于泄水建筑物左、右两侧,为坝后式厂房,共装设26台700MW水轮发电机组。通航建筑物布置在枢纽左岸,包括双线连续五级永久船闸、单线垂直升船机和施工期通航的临时船闸。 2.1 水轮发电机组和其它机电设备 三峡电站水轮发电机组及辅助机电设备总重量约达26万t。埋设在混凝土中的设备部件、常年受含沙水流冲刷的水轮机过流部件和常年暴露在空气中的机电设备表面都需要应用表面工程的基础理论,提出优质、高效、低耗的表面工艺技术,在设备和零部件的表面进行严格的处理以保证设备可靠运行。 2.2 水工闸门和金属结构 三峡工程的水工闸门埋设件、闸门本体、输水钢管及启闭机等金属结构总量约26万t。其中大坝及电站合计共有30种不同规格的闸门539扇,永久船闸有各类人字门、充泄水阀门等共89扇,两者共约7.3万t。其中工作环境最恶劣的是导流底孔和泄洪深孔的弧形工作门,最高工作水头达85m,流速达35m/s,并有局部开启的要求。 2.3 对外交通工程 三峡工区对外交通工程的金属结构表面防护,包括桥梁表面涂覆、装卸重件码头上的起重设备和金属结构的表面处理以及集装箱码头钢管桩和粉煤灰钢罐内表面的防腐等。 三峡工程对外交通金属结构工程包括大中桥梁34座,其中联系坝区两岸的西陵长江大桥1118.66m。 3 三峡工程应用表面技术的试验与实践 3.1 三峡机电设备和金属结构表面的工作环境 三峡机电设备和金属结构表面,根据其功能要求,分别暴露在在室内外大气和潮湿大气中,干湿交替环境。在静水工况、动水工况、高速含沙水流中和与混凝土结合的环境下工作运行。 (1)暴露在大气中工作的有:大坝顶部门式起重机及轨道、自动抓梁、厂房顶敞开式高压电气设备、高压出线塔、主厂房大门、电站尾水门式起重机及轨道以及部分闸门的局部外露部分。还有永久船闸、临时船闸和垂直升船机的桥机、大梁及清污机等。这些暴露在大气中的结构和装备表面,常年经受日晒雨淋、风雪冰霜的袭击。 (2)在室内大气中工作的设备主要有:水轮发电机组、变压器的外露表面、主付厂房内各种桥机、大梁、轨道、厂内高压设备、大电流母线设备和其他机组辅助设备如水泵、空压机、制冷机表面,电站厂房屋架、船闸人字门启闭机及其附属设备、中低压配电盘、动力盘、保护盘柜表面等。 (3)在潮湿大气中工作的结构和设备如:电站厂房进水口竖式液压启闭机、长期存放于门库中的检修门及埋件、闸门吊杆、尾水排水阀、水轮机顶盖排水泵等。这些设备常年处在潮湿的空气中,易锈蚀和腐蚀。 (4)在干湿交替环境中工作的结构极易发生表面破坏如:船闸人字门、所有闸门的门槽埋件、船闸浮式系船柱、泄水表孔闸门和检修门等。有的干湿交替频繁,有的交替频度不大,对结构表面影响也有所不同。 (5)在静水状况下工作的装备有:船闸人字门、检修闸门和叠梁门,电站进水口检修门,泄洪坝段深孔和表孔检修门等。他们都是在闸门前后平压后才开启或下落的。 (6)动水工况下工作的电站进水口工作闸门、压力钢管、拦污栅事故检修门、水轮机过流部件包括涡壳、导水机构、转轮、基础环和尾水管里肘等。 (7)在特别恶劣的环境中工作的排沙孔工作闸门及事故检修门、底孔工作门、深孔工作门、船闸输泄水廊道阀门、钢衬护以及水轮机转轮都是在高流速的含沙水流中工作和运转的,泥沙磨蚀的破坏作用,对其材料和表面的处理都有特殊要求。 (8)一些与混凝土面结合的钢结构,如压力钢管外壁,所有闸门和启闭机构以及钢结构的埋件、水轮机钢里衬、蜗壳、座环以及发电机埋件、设备基础埋件等。 3.2 三峡坝区的空气和水环境特性 三峡坝址位于湖北宜昌市二斗坪镇,此区域属南温带和亚热带过渡地带,其气候特征是高温、高湿、雾多风小,秋雨多温差小。坝区大气年平均相对湿度75.8%,平均温度21~22C,最高温度43.9C,最低9.8C。年平均降雨量达1251mm,以7、8月份较高。大气中S02浓度较高,酸雨比较严重,降雨pH值为5.44,大气环境腐蚀性大。 三峡坝址处多年平均水量达4500亿m3,多年平均流量为14400m3/s,水中含有泥沙,多年平均含沙量1.2kg/m3。实测最大含沙量10.5kg/m3。泥沙中推移质相对较小,悬移质居多,平均粒径小于0.1mm。水中有生物作用,如海蜊子等。江水的PH值为7.95,水中溶解O2为6.4mg/L。在动水下工作的装备和结构,承受的动水速度多不相同,拦污栅的过栅流速约lm/s,压力钢管内约8m/s,船闸输水廊道内约20m/s,深孔、底孔闸门处30~35m/s,排沙底孔内18~28m/s,水轮机转轮叶片约30~40m/s。这些结构和装备特别是在高速含沙水流中工作的结构和装备,面临空化和泥沙磨损的联合破坏。 3.3 三峡工程设备和钢结构的表面技术应用试验 为了使表面科学与工程相结合,为了结合三峡工程的空气环境、水环境和工作环境特点,通过试验研究提出有效的工程措施,达到改善材料的表面性能、有效延长使用寿命、节约资源、提高生产力和减少环境污染的目的。 为此,中国长江三峡工程开发总公司委托武汉材料保护研究所进行了不同涂覆材料和多种表面技术复合处理的实验。 (1)大气暴露实验 从1995年1月开始,在三峡坝区、宜昌市区和秭归县城,对30多个国内外厂家的120多种防腐体系的试件作挂片试验,其中有机涂装体系42种,热喷涂金属体系7种。现在试验仍在进行中。 (2)水环境暴露实验分别对全暴露在水环境中(全浸)和干湿交替的环境进行了试验。实验安排在三峡坝址下游40km处的葛洲坝水利枢纽进行,全浸试件浸没在葛洲坝二号船闸上闸首的人字门上,干湿交替试件装设在葛洲坝二号船闸下闸首的人字门上。试验涂装材料有,有机涂装体系35种,热喷涂金属体系7种,电化学保护1种。 (3)室内加速腐蚀实验分别对13个厂家的34种防腐体系,即4种水溶性无机富锌类、3种醇溶性无机富锌类、4种环氧富锌类、13种富锌底漆/中间漆/面漆、5种金属喷涂层、8种金属喷涂层/封闭底漆进行试验,分别应用常规试样和划叉破坏性试样在中性盐雾条件下进行加速腐蚀试验、在5%盐水溶液中浸渍试验、紫外线加速腐蚀老化气候试验、在自来水和盐水中的电化学对比试验、涂层电气学保护性能试验以及涂层与基体(或其他涂层)界面粘结力试验。 上述各项现场挂片试验的初步成果,已在机电设备和金属结构招标文件的技术规范中得到应用,供货厂商将根据合同的要求进行表面涂覆和表面改性处理。 3.4 三峡工程应用表面技术的实践 三峡工程自1994年12月正式宣布开工以来,表面技术在桥涵、码头、施工变电所和储运设备等方面得到比较广泛的应用。 (1)桥梁 三峡对外交通工程桥梁中特大桥4座,大桥7座,中桥23座,合计34座,累计长3793m其中较具特色的有莲沱大桥、黄柏河大桥、下牢溪大桥和横跨长江南北两岸的西陵长江大桥。 莲沱大桥全长340.87m,主桥为中承式三孔钢管混凝土连续拱桥。拱上桥面总宽20m。钢管的寿命直接影响大桥的安全。钢管拱表面防护,采用三道漆,分别为底漆、中间漆和面漆,干膜总厚度达305μm。在涂装前表面经除锈处理达Sa2.5级,粗糙度Ra30。 下牢溪大桥全长286.06m,为六孔三柱墩结构,最大跨径160m为钢管拱结构。钢管拱表面防护采用热喷铝。 黄柏河大桥全长284.76m,为七孔桩台式双柱墩结构,最大跨径160m为钢管拱结构。钢管拱表面采用热喷锌。 上述钢管拱的涂装寿命要求达到20年。 西陵长江大桥是横跨长江的坝区南北重要通道,和其他大桥一样,都是永久性的公路大桥。大桥全长1118.66m,主孔跨度900m为单跨双铰式钢箱加劲梁悬索结构。两座主塔高120m,为钢筋混凝土三层门式柜架结构。主塔基础为12根中Φ2.2m挖孔灌注桩。两根主缆各由10010根φ5.1mm镀锌平行高强钢丝组成,直径为φ570mm,每根主缆长约1478m,重约2300t。两岸各有一重力式锚锭。在大桥施工过程中,为了解决悬索鞍座的推移以调整力的平衡,全军装备维修表面工程研究中心提出了复合减摩涂层设计及相应的现场施工方案,替代国外采用的在鞍座磨擦副中安装数千枚滚针的方案,使鞍座顺利推移到位。采用这种复合减摩技术使磨擦系数降低1倍以上,大大节省了施工费用。此外,主塔表面和钢缆都采用了表面涂装防护,主塔表面总漆膜厚度达280μm。涂装寿命为5年,修复不需铲除只需在原涂装上再次涂覆。 (2)公路 专用公路采用封闭管理,为保证昼夜行车安全,设有公路防眩网及护栏,网和护栏波形梁表面采用热浸镀锌防护,锌层厚度在61~85μm。 (3)码头在三峡坝区设有一座杨家湾港口集装箱、杂货码头和一座重型设备装卸的重件码头。码头是三峡坝区水上的货物吞吐口,保证安全运作十分重要。 杨家湾码头的水下φ800/1000的钢管桩是码头的基础,钢管桩采用16mm的3号镇静甲类钢,其表面用氯化橡胶铝粉和氯化橡胶防腐漆进行处理。 2×300/50t重件码头的起吊设备为2台300t小车的桥式起重机,桥架结构总重300t。桥机及吊梁金属结构的所有内、外表面,机械零部件非接触表面,都进行了表面涂装处理。表面先经喷丸、机械手或手工除锈处理,然后涂以底漆、中间漆和面漆,分别采用环氧铁红车间底漆、环氧云铁防锈漆和可涂覆聚氨酯面漆。 (4)粉煤灰储运罐罐体为钢结构,全部储运罐总重约1830t,对其罐体、中转仓进行涂装处理,用铁红为底漆,合成树脂调和漆用作中间漆和面漆,输送粉煤灰的地下管道用环氧煤焦油沥青涂料。 表面工程在三峡工程的应用实践,不但起到了对金属和非金属表面的防护作用,还增添了建筑物的美感。据不全面的检查,涂复材料和工艺的应用是成功的,其使用寿命还有待进一步跟踪调查和考验。 4 机电设备、金属结构表面技术应用展望 迄今为止,三峡工程机电设备和金属结构的招标工作还在进行中。已完成招标的项目有左岸电站14台700MW水轮发电机组,合同金额7.4亿美元。二期工程厂(房)坝(溢洪坝段和永久船闸闸门及金属结构)采用国内公开招标,合同金额10.7亿元。现在在正进行500kV高压电气设备(15台840MVA变压器和全封闭组合电器)国际招标,电站主厂房1200t桥式起重机国内招标、500kV电抗器,20kV大电流封闭线的招标。还有大坝顶部和电站尾水平台的门式起重机等还未招标。这些机电设备和金属结构是2003年发电、通航的关键设备,这些设备和构件的表面处理,影响到设备的寿命、大坝整体建筑艺术处理甚至设备的安全可靠运行。 4.1 水轮发电机组和辅助电气设备的应用展望 在机组招标文件技术规范和合同文件中,对工厂涂装和保护涂层都有明确的规定,明确规定按SSPC—PAl、ASTMB456、ASTMB633和ASTMA164进行表面涂层处理。明确规定涂层必须在合适的气候条件(环境温度低于7C或金属表面温度小于外界空气露点以上3C时不能进行)。 同时明确了设备表面的清扫要求。选用溶剂清洗,进行喷丸发亮处理。使金属表面发亮呈均匀的灰白色。 对在运输过程中暴露在大气中的重要机械加工的黑色金属表面,先用溶剂清洗干净,并涂一层厚的防锈化合物。 所有暴露在大气中黑色金属非机械加工表面,如水泵、空压机外表面需喷砂发亮处理。再涂2层防锈漆,并明确涂层厚度要求。 所有与混凝土接触的非配合黑色金属埋件表面,如水轮机蜗壳外表面需进行机械清扫。并涂一层保护层,便于运输、堆放。在安装时必须先清理保护层,以利埋件表面与混凝土有效结合。 所有与水接触的非配合黑色金属表面,如活动导叶表面,蜗壳内表面,需用喷砂发亮处理,流道内的焊缝需用砂轮打磨光滑,在工厂涂两层环氧树脂富锌漆,安装后再涂一层保护漆。水轮机转轮是在含沙水流中运转的部件,其不锈钢表面未要求特殊处理。 所有盘、柜、压力油罐、泵组和管道外表面,在机械清扫后深4层装饰颜色涂料。盘柜的非工作内表面,进行机械清扫后,再涂两层防护漆。 对油罐铁质金属全部内表面需进行喷砂处理,直至露出金属光泽为止,再按要求涂保护层。 其他小型辅助设备,如电动机、接触器、开关和其他设备的表面,需按相应标准进行涂覆。 4.2 水工闸门和金届结构的应用展望 在水工闸门和金属结构的招标文件中,参考了三峡地区挂片试验的成果,按国家和行业规定的标准,对不同工作环境下工作的设备和构件,提出了不同的要求。 对经常处于水下或干湿交替环境,不易检修,或检修对航运、发电及泄洪有重要影响的设备或结构。要求采用具有高机械强度的防腐体系,有较好的抗冲刷能力,附着力极强,抗微生物和附着生物的性能优异,其保护年限长达20年。 对经常处于水下或干湿交替的环境,但易检修且对发电、航运、泄洪影响不大的钢结构和设备。要求采用粘附力强、耐水性的、抗微生物和附着生物性能优异的防腐体系,其保护年限可达10年。 对在大气环境中,包括室内与室外的钢结构和设备,要求采用具有较强的耐气候变化性能的装饰性能好的防腐体系,表面涂料要求不易变色,不粉化,其保护年限应达15~20年。 对这些设备和构件的表面处理,要求按国标GB6484-6487规定,要求基体清洁度达到GB8923规定的Sa2.5级。 对防腐材料亦作明确的规定,要求采用国家或行业标准产品系列,底、中、面漆最好选用同一厂家产品。 对各类水工闸门和金属结构的具体表面涂覆要求,合同中都有具体规定,例如: 永久船闸人字工作门和第一闸首事故检修门及其埋件,总重约23865.2t。门体和底层采用热喷锌,最小局部厚度不小于160μm,封闭层为磷化底漆一道,面漆为氯化橡胶两道,干膜厚度100μm,涂层总厚不小于260μm。 电站压力输水钢管14条,总重2万余t,对钢管的明管内外壁和钢管内壁,底漆采用无机富锌漆,面漆为厚浆型环氧沥青漆,漆膜总厚度不小于450μm,钢管外壁与混凝土接触面涂无苛性钠水泥沙浆,厚度约500μm。 电站压力输水钢管14条,总重2万余t,对钢管的明管内外壁和钢管内壁,底漆采用无机富锌漆,面漆为厚浆型环氧沥青漆,漆膜总厚度不小于450μm,钢管外壁与混凝土接触面涂无苛性钠水泥沙浆,厚度约500μm。 电站进水口快速工作闸门、排沙孔工作门约4911t,表面涂覆采用底层热喷锌加封闭涂料防腐。热喷锌厚度为120~160μm,封闭漆为不饱和乙烯树脂一道,干膜厚30μm,中间漆环氧云铁一道,干膜厚50μm,面漆为改性耐磨坏氧两道,干膜厚100μm。涂层总厚300~340μm。 泄洪深孔弧形工作闸门23扇、排漂孔弧形工作闸门2扇及其埋件,息重约10306t。门体采用底层热喷锌加封闭涂料防腐休系。要求热喷锌厚120~160μm,封闭漆为不饱和乙烯材脂一道,于膜厚30μm,中同漆坏氧云铁一道,干膜厚50μm,面漆为环氧金刚沙二道,干膜厚100μm。涂层总厚300~400μm。 5 结语 表面工程技术在三峡工程的应用,一直受到国家有关部门、单位的重视,通过上述的讨论,我们可以看到表面技术与三峡工程成功建设、运行可靠和市省维护费用息息相关。 (1)三峡工程在中国国家科技攻关项目,如“六五”、“七五”、“八五”和“九五”攻关项目的安排,在三峡工程重新论证和投计审查中,始终是一项研究和讨论的重要课题之一。从材料表面加工工艺选择、涂覆材料及喷涂工艺研究以及表面电化保护等在“九五”三峡工程重大装备研制项目中占有重要地位。在三峡工程开工后,为有效的使用有关表面处理材料和适应三峡坝区的环境,迸行了多厂商多种材料的涂装挂片试验,以便有针对性的选择合适的涂装材料和工艺,以使表面材料应用达到寿命长、装饰美的效果。 (2)如前所述,所有机械设备、金属结构、水工闸门都在不同程度上离不开表面技术,他们运行的可靠性、经济性都在不同程度上仰仗表面技术的应用,这牵涉到多专业、多学科的应用,不但是简单的现场的涂装技术,还有许多是在设计中要求应用的在工厂实施的技术、工芝,从目前的应用范围看,它是一项在工程中无所不在、应用广泛的技术。欢迎国内外表面工程学界积极参与三峡工程表面技术应用研究。 (3)随著国内外表面技术的研究和发展,将使三峡工程通过表面技术的应用广泛受益。采用长效且与坏境相宜的表面涂装材料和工艺,对延长设备的使用寿命,延长维护性涂装的周期,有着重要的经济效益。与整个建筑和周边环境协调的装饰涂装,将会给人们美的享受。针对三峡工程具体的环境、目标进行研究和开发的成果和产品,将会给三峡工程带来更大的经济效益。 (4) 对三峡工程表面技术应用的跟综研究将水电工程或类似工程的应用提供有价值的参考。三峡工程表面技术应用广泛,应用材料品种之多,应用对象工作坏境的千差万别,按照目前技术和工艺水平应用的表面工程技术能否获得预期效果,还有待长期跟综研究和改迸。毋容置疑,随着科学技术的进步,表面工程技术作为现代科学的一门新兴的综合学科,必将得到迅速的发展,三峡工程必将从中获益。 机电技术论文:机电一体化技术及其应用研究 摘 要 讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用,并说明其在钢铁工业中的应用以及发展趋势。 关键词 机电一体化 技术 应用 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 1.1 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 1.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 1.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 1.4 网络化 由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 1.5 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 1.6 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems,简称MEMS)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种MEMS器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。 1.7 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。 1.8 带源化 是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 1.9 绿色化 科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以,人们呼唤保护环境,回归自然,实现可持续发展,绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁企业中应用 在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为核心,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面: 2.1 智能化控制技术(IC) 由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点,传统的控制技术遇到了难以克服的困难,因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等,智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。 2.2 分布式控制系统(DCS) 分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展,分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散,故障影响面小,而且系统具有连锁保护功能,采用了系统故障人工手动控制操作措施,使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 2.3 开放式控制系统(OCS) 开放控制系统(Open Control System)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。 2.4 计算机集成制造系统(CIMS) 钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化,但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理,难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产,质优价廉,及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存,加速资金周转,实现生产、经营、管理整体优化,关键就是加强管理,获取必须的经济效益,提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。 2.5 现场总线技术(FBT) 现场总线技术(Fied Bus Technology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4~20mA,DC直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表,如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC(Programmable Logic Controller)和现场就地控制站等的发展。 2.6 交流传动技术 传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。 机电技术论文:机电一体化技术的发展浅论 论文关键词:机电一体化;技术;现状;产品;制造技术;发展趋势 论文摘要:机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的基本概要和发展背景。综述了国内外机电一体化技术的现状,分析了机电一体化技术的发展趋势。 现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 1 机电一体化概要 机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。 机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。 因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是,机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。 2 机电一体化的发展状况 机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。 20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。 我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,不取得了一定成果,但与日本等先进国家相比仍有相当差距。 3 机电一体化的发展趋势 3.1 智能化 智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。 3.2 模块化 模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突,近期很难制定国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。 3.3 网络化 20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 3.4 微型化 微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。 3.5 绿色化 工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。 3.6 系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强,一般除RS232外,还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义。一层是,机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理,研制各种机电一体花产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。 结语 综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。 机电技术论文:浅析服务区域经济培养高素质农业人才——湖南生物机电职业技术学院的办学实践 [论文摘要]文章从湖南生物机电职业技术学院组建职教集团、加强校校合作和校企合作、创新人才培养模式、实施农民扶贫培训工程、推行产学研推相结合和致力振兴农村经济等方面阐述了学院围绕服务区域经济来培养高素质农业人才的办学实践,提出“服务区域经济,培养高素质农业人才”是做大做强特色农业职业教育的必然要求。 [论文关键词】农业职业教育;区域经济;产学结合;高素质农业人才 进入21世纪以来,随着我国农村改革的不断深入,农业产业结构调整和农村经济的发展对农业职业教育提出了新的要求。湖南生物机电职业技术学院作为一所具有百年办学历史的农业职业技术学院,在长期的办学过程中,秉承“为时养器,器为时用”的办学宗旨,积极探索校企合作、工学结合的办学途径,创新农业职业教育办学模式,采取多种形式,主动为农业、农村和农民服务,逐步走上了健康发展的快车道。 一、牵头组建职教集团,探索农业职业教育办学新模式 2008年初,经省农业厅、教育厅批准,同意由湖南生物机电职业技术学院牵头组建“湖南现代农业职业教育集团”。历时半年,学院承担了大量筹建工作,起草了筹建方案、集团章程和系列校企合作协议等文字材料;为了建立战略合作伙伴关系,学院先后与湖南省十大农业产业龙头企业进行洽谈;并举办了“湖南省农业厅敬聘袁隆平院士为湖南生物机电职业技术学院名誉院长暨学院专业对接农业产业校企合作签约仪式”;举办了集团成立大会;组织召开了集团理事会第一次会议,以“资源共享、优势互补、互惠互利、共同发展”为集团宗旨,明确了集团初步运行机制;设立了集团理事会、常务理事会、秘书处和种植业、养殖业、加工业、农机业四个专业委员会等机构,理事长由湖南生物机电职业技术学院院长担任,秘书处设于湖南生物机电职业技术学院。 集团成立后,完成了两项非常重要的工作: 一是组织了湖南农技人才现状及农业职业院校办学困境调研。为全面了解和掌握湖南农技人才及农业职业院校办学现状,2008年10月,集团组织三个调研小组,分别对湖南省农业职业技术人才现状、人才培养等方面的问题进行了为期两个月的专题调研。通过调研,我们认为,湖南省农业职业教育虽然发展迅速,在推进新农村建设和现代农业发展中发挥着不可替代的作用,但现状却不容乐观。存在着整体功能发挥不充分,社会地位不高,招生困难,农业人才流失严重,发展条件相对落后等问题。必须进一步加强政府的主导作用,努力优化农业职业教育结构体系,提高人才培养质量。在形成《湖南农技人才现状及农业职业院校办学困境的调研报告》,并对调研数据进行认真分析的基础上,集团向省委、省政府、省人大、省政协有关领导、省教育厅、省农业厅有关领导及部分湖南“两会”代表递交了《建议免费培养高等农业职业技术人才的报告》。《报告》提出了三条建议:(1)实行免费培养高等农业职业技术人才政策,建议省政府借鉴教育部直属师范院校学生学费全免,中央将逐步对中等职业教育实行免费教育的政策,由省财政出钱,每年安排高等职业院校纯农业专业免费培养计划5000人。(2)加大对农业职业教育的扶持力度,对高职院校纯农专业实行单独招生,以改变湖南省农业职业院校农业类专业招生困难,办学规模小,与农业产业发展需求极不相适应的现状。建议省财政设立农业职业教育专项基金,用于加强农业职业院校的基础设施、实训基地和教师队伍建设,提高人才培养质量。(3)发挥政府统筹作用,整合农业职业教育资源,建议由省政府相关部门牵头,对全省农业职业教育情况进行一次全面调研,在此基础上,对农业职业教育资源进行科学合理的整合,充分发挥职业院校在农业技术人才培养、培训方面的主渠道作用,推动湖南省农业职业教育事业的持续、健康发展。 二是启动了农业国际化实用人才培养项目。2009年8月,学院与袁隆平农业高科技股份有限公司多次洽谈后,决定联合实施“农业国际化实用人才培养”项目。2009年9月,双方各派一名专职人员和若干兼职人员,正式成立“农业国际化实用人才培养”项目部,项目部设于湖南现代农业职业教育集团秘书处,由秘书处负责运作。该项目拟在3年内培养1000名农业领域人才,打造国家援外农业技术人员和高端农业国际化实用人才培养培训基地,为国家l4个援非中心及相关农业企业储备和输送高素质农业按术人才。目前,项目部已经完成了签订合作协议、管理制度制定、课程体系设置等系列工作。并从集团内部的湘西职业技术学院、永州职业技术学院、岳阳职业技术学院、怀化职业技术学院大三学生和相关企业员工中选拔学员,拟挑选30—40人进行培训。 二、加强校企合作,创新人才培养模式 (一)校企合作一体化 企业主动向学校投资和提供技术设备,在校园里建设生产性实训实习基地。2008年9月3日,都市花乡有限公司与湖南生物机电职业技术学院进一步合作,正式成立“都市花乡湖南生物机电职业技术学院生产性实训基地”,将花卉生产基地搬进学校。企业、教师、学生共同参与花卉生产。湖南生物机电职业技术院抓住契机,从园林技术、园艺技术两个专业着手,启动项目承包教学方案,教师带领学生生产水仙花1.5万盆。这一举措,不仅帮助都市花乡有限公司完成生产任务,及时把花卉产品投放春节市场,同时又锻炼了教师,提高了学生实际操作能力。2008年11月3—6日,由湖南生物机电职业技术学院帮助策划都市花乡有限公司承办的“中国一长沙花艺国际交流会”在长沙成功举办,来自日本、韩国、荷兰、台湾等十多个国家和地区的花艺大师出席了会议。在大会组织的插花大赛中,湖南生物机电职业技术学院园林技术、园艺技术专业学生向竹君、王鉴、朱娇荣获一、二、三等奖。2009年学院再次与深圳百通通讯设备有限公司达成初步协议,该公司拟投资400万元,在湖南生物机电职业技术学院建设生产实习工厂,作为校企合作培养人才的生产性实训实习基地。同时学院还把自办产业实体基本都剥离出来与专业系捆绑,建立系企一体化运行机制,每个专业系至少负责一个产业实体的经营管理,实现经济效益和教学效益双重目标。 (二)专业创造性地对接产业 各专业系与合作企业创造性地建立了一系列各具特色的校企合作人才培养模式。归纳起来主要有以下三种模式:一是“专业+产业+职业”的三业联动人才培养模式。在湖南生物机电职业技术学院开办的十几个订单培养班级的教学中,企业参与人才培养的全过程,融入了行业的新技术、新工艺、新材料和企业文化,学生前两年半在校内完成专业基础阶段学习,最后一个学期在校企合作企业顶岗实习,形成了“专业+产业+职业”的三业联动人才培养模式。二是“231”工学结合人才培养模式。植科系广泛开展校企合作,加大人才培养的力度,以“专业+公司(基地)+师生员工”的专业建设模式为平台,创立了“231”工学结合人才培养模式,特色突出。即以长沙小康园艺园林有限公司(基地)、产学研示范场和校外园艺企业为依托,将学生在校三年的学习全过程划分为三个时段,2个学期在校内进行专业基本素质培养,3个学期在系办公司、实训基地和学院示范场进行职业技能训练,1个学期在校外园艺企业进行顶岗实习。打破了常规的教学实训方法,采取“师傅带徒弟”、“项目经理带员工”的实训方法,使学生完全融人生产实践中去,提高了学生的实践动手能力,了解了企业的生产管理方式,为实现“零距离”上岗打下了坚实的基础。三是“5+3+2”任务驱动式的人才培养模式。动科系按照畜牧兽医工作任务领域,课程教学计划按模块安排,专业课程分专门技术和专业方向两大模块,其中专门技术叉分为种畜、营养、畜牧管理、动物疾病防治、兽药和畜牧环境与畜场规划六个小模块,专业方向分繁育、养殖、兽医、检疫、营销5个方向,创立了“5+3+2”任务驱动式的人才培养模式,即五天课堂教学,早中晚三个时间段在校内企业和生产性实训基地实训,周末两天集中进行生产性实践。目的在于培养具备“强技能、能管理、会服务、懂经营”的高素质技能型应用性畜牧兽医人才。 三、建设农民扶贫培训工程。帮助农民脱贫致富 根据国务院“关于进一步加强农村教育工作的决定”精神,2003年l0月,学院主动与省扶贫办等有关部门联系并签订了协议,从2004年开始,每年举办3期农民科技骨干培训班,每期培训学员150—200人,培训时间两个月,为全省每个贫困村培训2—3名有一定种养规模和经验的科技骨干。学院党委和行政非常重视农民培训班工作,成立了以院长为组长的农民科技培训工作领导小组,选派了教学经验和专业实践经验丰富,业务水平高、工作责任心强的教师担任教学任务,教师们经过广泛调查,周密制订了教学计划,并根据培训班的要求和农民学员的具体情况,精心组织编写了种植技术和养殖技术两套培训教材,共计80多万字。目前培训班已成功地举办了15期,培训学员3000余人。2006年以来,学院举办为贫困地区搭建科技平台,“养殖业”“食品加工”“种植业”科技兴村项目创业培训班10余期,培训学员600余人,举办草食动物品改员培训班14期,培训草食动物品改员1000人。学员们通过培训,将所学知识带回家乡,致富一家带动一方,发挥了科技带头人的作用。 四、产、学、研、推相结合.致力振兴农村经济 (一)积极推广科研成果 近几年来,湖南生物机电职业技术学院先后有10个科研项目和成果广泛应用于农业生产,进入直接服务农村经济的主战场。动科系欧阳叙向教授自2002年开始研究推广湘东黑山羊生产技术,该技术先后在浏阳、醴陵等四县推广,初步估算可创造经济效益2000余万元。植科系肖君泽教授主持的“外源DNA导入水稻育种研究”科研课题,成功地选育了高产优质水稻新品种“长晚籼1号”和高蛋白水稻新品种“长早籼9号”两个水稻新品种,两年来通过学院“长沙小康园林园艺有限公司”这个桥梁,在湖南省长沙、益阳、株洲、湘潭、岳阳等10多个县市推广,推广面积达150多万亩,为广大农民带来了极大实惠。 (二)送科技下乡,帮农民致富 为了贯彻落实湖南省“科教兴村富民工程计划”和“扶贫支教工程计划”,帮助农民脱贫增收,湖南生物机电职业技术学院先后派出30余名中青年骨干教师下乡扶贫支教。2001—2005年,作为技术依托单位,湖南生物机电职业技术学院对口支持长沙县黄兴镇新冲子村。学院派出了9位教师组成的专家智囊团,指导该村制订村级发展规划,举办种养技术培训班,培训农户科技骨干,指导调整该村产业结构,一年半时间,该村村民人均年收入增至4260元,比专家组进村前人均年增纯收入1500多元。2008年湖南生物机电职业技术学院应长沙市科技局和市委组织部要求,向望城县靖港渔业合作社派遣科技特派员董益生老师。两年来,董益生老师与渔业合作社农民打成一片,重点帮助渔业社解决了淡水鱼深加工问题,使该渔业合作社共获得了100多万元的收益增值。2001年以来,按省委、省政府的统一部署,湖南生物机电职业技术学院先后选派了13位青年骨干教师到湘西自治州9个市县的乡镇开展扶贫支教工作,深受当地村民欢迎。 (三)拓宽社会服务领域,提升服务能力 动物科技系承办学院的“兽医院”,兽医院老师为了解决附近地区农民家禽家畜诊治问题,每年出诊达1000余次。何德肆副教授有12年的兽医服务经历,成为远近闻名的兽医专家。他为湖南省数百家养殖专业户提供兽医技术服务,诊治疾病,近几年为这些养殖专业户挽回经济损失达数百万之巨。他还担任长沙伟嘉集团、湖南五指峰生化有限公司等企业的技术顾问,与合作企业研发新产品。湖南生物机电职业技术学院中德长沙现代食品技术研究所,早已成为德国BCS有机保证有限公司在中国唯一授权的有机农产品认证机构,根据欧盟、美国、日本的授权,可分别开展欧盟EU2092/91、美国NOP和日本FAS的有机认证。认证涉及的农产品众多,认证项目分布30多个省市(区),为推动中国农产品生产、加工和贸易的发展作出了贡献。 农业高职院校,主动走出校园、面向社会和市场开放办学,大力发展与推进校校合作和校企合作之路,依靠企业的支持和参与,为培养高素质技能型农业人才服务,为企业和地方区域经济服务,同时也是做大做强湖南生物机电职业技术学院特色农业职业教育的必然要求。 机电技术论文:机电一体化技术的发展浅论 论文关键词:机电一体化;技术;现状;产品;制造技术;发展趋势 论文摘要:机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的基本概要和发展背景。综述了国内外机电一体化技术的现状,分析了机电一体化技术的发展趋势。 现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 1 机电一体化概要 机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。 机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。 因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是,机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。 2 机电一体化的发展状况 机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。 20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。 我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,不取得了一定成果,但与日本等先进国家相比仍有相当差距。 3 机电一体化的发展趋势 3.1 智能化 智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。 3.2 模块化 模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突,近期很难制定国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。 3.3 网络化 20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 3.4 微型化 微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。 3.5 绿色化 工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。 3.6 系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强,一般除RS232外,还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义。一层是,机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理,研制各种机电一体花产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。 结语 综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。 机电技术论文:表面技术在机电和金结中应用展望 摘要:三峡工程是“千年大计、国运所系”的跨世纪工程。工程的质量、寿命、运行可靠性和检修维护费用,取决于多学科技术的发展水平。对表面工程技术在三峡工程机电设备和金属结构工程上的应用进行了全面的讨论和分析,对三峡工程机电设备、金属结构表面预处理、表面涂覆技术和产品提出了技术要求。 关键词:金属结构 机电设备 表面技术 1 引言 表面工程,是经过表面预处理后,通过表面涂覆、表面改性或多种表面技术复合处理,改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分和应力状态,以获得所需表面性能的系统工程。三峡工程通常被人们称为“土木”工程,但是大坝全长2309.47m中,实际上起挡水作用的溢洪闸门、电厂进水口闸门、船闸人字门和输泄水闸门占坝线全长的72%(1679m),实际上就好似一个“钢秩”工程。三峡工程作为一项水资源综合利用的工程,其机电设备和金属结构的总重量达50万t,其费用占工程总概算的1/3。 表面工程以多个学科交叉、综合、复合为特色,以应用多种表面技术及其复合表面技术为特点,是主导工业发展的关键技术之一。三峡工程是“千年大计”、“国运所系”的世纪性工程,一定要重视质量问题,把质量看成是三峡工程的生命。在国际招标的机电设备技术条件中,明确了应用表面加工技术、表面技术和复合表面技术的要求,以改善提高零部件材料表面性能,有效地提高设备运行可靠性,延长使用寿命和方便维护和修复。表面工程技术在三峡工程建设中得到广泛应用。 2 三峡工程应用表面技术的对象 三峡水利枢纽由挡水和泄水建筑物、发电建筑物和通航建筑物组成,大坝轴线全长2309.47m。泄水建筑物位于河床中部,设有表孔、深孔和导流底孔;电站厂房位于泄水建筑物左、右两侧,为坝后式厂房,共装设26台700MW水轮发电机组。通航建筑物布置在枢纽左岸,包括双线连续五级永久船闸、单线垂直升船机和施工期通航的临时船闸。 2.1 水轮发电机组和其它机电设备 三峡电站水轮发电机组及辅助机电设备总重量约达26万t。埋设在混凝土中的设备部件、常年受含沙水流冲刷的水轮机过流部件和常年暴露在空气中的机电设备表面都需要应用表面工程的基础理论,提出优质、高效、低耗的表面工艺技术,在设备和零部件的表面进行严格的处理以保证设备可靠运行。 2.2 水工闸门和金属结构 三峡工程的水工闸门埋设件、闸门本体、输水钢管及启闭机等金属结构总量约26万t。其中大坝及电站合计共有30种不同规格的闸门539扇,永久船闸有各类人字门、充泄水阀门等共89扇,两者共约7.3万t。其中工作环境最恶劣的是导流底孔和泄洪深孔的弧形工作门,最高工作水头达85m,流速达35m/s,并有局部开启的要求。 2.3 对外交通工程 三峡工区对外交通工程的金属结构表面防护,包括桥梁表面涂覆、装卸重件码头上的起重设备和金属结构的表面处理以及集装箱码头钢管桩和粉煤灰钢罐内表面的防腐等。 三峡工程对外交通金属结构工程包括大中桥梁34座,其中联系坝区两岸的西陵长江大桥1118.66m。 3 三峡工程应用表面技术的试验与实践 3.1 三峡机电设备和金属结构表面的工作环境 三峡机电设备和金属结构表面,根据其功能要求,分别暴露在在室内外大气和潮湿大气中,干湿交替环境。在静水工况、动水工况、高速含沙水流中和与混凝土结合的环境下工作运行。 (1)暴露在大气中工作的有:大坝顶部门式起重机及轨道、自动抓梁、厂房顶敞开式高压电气设备、高压出线塔、主厂房大门、电站尾水门式起重机及轨道以及部分闸门的局部外露部分。还有永久船闸、临时船闸和垂直升船机的桥机、大梁及清污机等。这些暴露在大气中的结构和装备表面,常年经受日晒雨淋、风雪冰霜的袭击。 (2)在室内大气中工作的设备主要有:水轮发电机组、变压器的外露表面、主付厂房内各种桥机、大梁、轨道、厂内高压设备、大电流母线设备和其他机组辅助设备如水泵、空压机、制冷机表面,电站厂房屋架、船闸人字门启闭机及其附属设备、中低压配电盘、动力盘、保护盘柜表面等。 (3)在潮湿大气中工作的结构和设备如:电站厂房进水口竖式液压启闭机、长期存放于门库中的检修门及埋件、闸门吊杆、尾水排水阀、水轮机顶盖排水泵等。这些设备常年处在潮湿的空气中,易锈蚀和腐蚀。 (4)在干湿交替环境中工作的结构极易发生表面破坏如:船闸人字门、所有闸门的门槽埋件、船闸浮式系船柱、泄水表孔闸门和检修门等。有的干湿交替频繁,有的交替频度不大,对结构表面影响也有所不同。 (5)在静水状况下工作的装备有:船闸人字门、检修闸门和叠梁门,电站进水口检修门,泄洪坝段深孔和表孔检修门等。他们都是在闸门前后平压后才开启或下落的。 (6)动水工况下工作的电站进水口工作闸门、压力钢管、拦污栅事故检修门、水轮机过流部件包括涡壳、导水机构、转轮、基础环和尾水管里肘等。 (7)在特别恶劣的环境中工作的排沙孔工作闸门及事故检修门、底孔工作门、深孔工作门、船闸输泄水廊道阀门、钢衬护以及水轮机转轮都是在高流速的含沙水流中工作和运转的,泥沙磨蚀的破坏作用,对其材料和表面的处理都有特殊要求。 (8)一些与混凝土面结合的钢结构,如压力钢管外壁,所有闸门和启闭机构以及钢结构的埋件、水轮机钢里衬、蜗壳、座环以及发电机埋件、设备基础埋件等。 3.2 三峡坝区的空气和水环境特性 三峡坝址位于湖北宜昌市二斗坪镇,此区域属南温带和亚热带过渡地带,其气候特征是高温、高湿、雾多风小,秋雨多温差小。坝区大气年平均相对湿度75.8%,平均温度21~22C,最高温度43.9C,最低9.8C。年平均降雨量达1251mm,以7、8月份较高。大气中S02浓度较高,酸雨比较严重,降雨pH值为5.44,大气环境腐蚀性大。 三峡坝址处多年平均水量达4500亿m3,多年平均流量为14400m3/s,水中含有泥沙,多年平均含沙量1.2kg/m3。实测最大含沙量10.5kg/m3。泥沙中推移质相对较小,悬移质居多,平均粒径小于0.1mm。水中有生物作用,如海蜊子等。江水的PH值为7.95,水中溶解O2为6.4mg/L。在动水下工作的装备和结构,承受的动水速度多不相同,拦污栅的过栅流速约lm/s,压力钢管内约8m/s,船闸输水廊道内约20m/s,深孔、底孔闸门处30~35m/s,排沙底孔内18~28m/s,水轮机转轮叶片约30~40m/s。这些结构和装备特别是在高速含沙水流中工作的结构和装备,面临空化和泥沙磨损的联合破坏。 3.3 三峡工程设备和钢结构的表面技术应用试验 为了使表面科学与工程相结合,为了结合三峡工程的空气环境、水环境和工作环境特点,通过试验研究提出有效的工程措施,达到改善材料的表面性能、有效延长使用寿命、节约资源、提高生产力和减少环境污染的目的。 为此,中国长江三峡工程开发总公司委托武汉材料保护研究所进行了不同涂覆材料和多种表面技术复合处理的实验。 (1)大气暴露实验 从1995年1月开始,在三峡坝区、宜昌市区和秭归县城,对30多个国内外厂家的120多种防腐体系的试件作挂片试验,其中有机涂装体系42种,热喷涂金属体系7种。现在试验仍在进行中。 (2)水环境暴露实验分别对全暴露在水环境中(全浸)和干湿交替的环境进行了试验。实验安排在三峡坝址下游40km处的葛洲坝水利枢纽进行,全浸试件浸没在葛洲坝二号船闸上闸首的人字门上,干湿交替试件装设在葛洲坝二号船闸下闸首的人字门上。试验涂装材料有,有机涂装体系35种,热喷涂金属体系7种,电化学保护1种。 (3)室内加速腐蚀实验分别对13个厂家的34种防腐体系,即4种水溶性无机富锌类、3种醇溶性无机富锌类、4种环氧富锌类、13种富锌底漆/中间漆/面漆、5种金属喷涂层、8种金属喷涂层/封闭底漆进行试验,分别应用常规试样和划叉破坏性试样在中性盐雾条件下进行加速腐蚀试验、在5%盐水溶液中浸渍试验、紫外线加速腐蚀老化气候试验、在自来水和盐水中的电化学对比试验、涂层电气学保护性能试验以及涂层与基体(或其他涂层)界面粘结力试验。 上述各项现场挂片试验的初步成果,已在机电设备和金属结构招标文件的技术规范中得到应用,供货厂商将根据合同的要求进行表面涂覆和表面改性处理。 3.4 三峡工程应用表面技术的实践 三峡工程自1994年12月正式宣布开工以来,表面技术在桥涵、码头、施工变电所和储运设备等方面得到比较广泛的应用。 (1)桥梁 三峡对外交通工程桥梁中特大桥4座,大桥7座,中桥23座,合计34座,累计长3793m其中较具特色的有莲沱大桥、黄柏河大桥、下牢溪大桥和横跨长江南北两岸的西陵长江大桥。 莲沱大桥全长340.87m,主桥为中承式三孔钢管混凝土连续拱桥。拱上桥面总宽20m。钢管的寿命直接影响大桥的安全。钢管拱表面防护,采用三道漆,分别为底漆、中间漆和面漆,干膜总厚度达305μm。在涂装前表面经除锈处理达Sa2.5级,粗糙度Ra30。 下牢溪大桥全长286.06m,为六孔三柱墩结构,最大跨径160m为钢管拱结构。钢管拱表面防护采用热喷铝。 黄柏河大桥全长284.76m,为七孔桩台式双柱墩结构,最大跨径160m为钢管拱结构。钢管拱表面采用热喷锌。 上述钢管拱的涂装寿命要求达到20年。 西陵长江大桥是横跨长江的坝区南北重要通道,和其他大桥一样,都是永久性的公路大桥。大桥全长1118.66m,主孔跨度900m为单跨双铰式钢箱加劲梁悬索结构。两座主塔高120m,为钢筋混凝土三层门式柜架结构。主塔基础为12根中Φ2.2m挖孔灌注桩。两根主缆各由10010根φ5.1mm镀锌平行高强钢丝组成,直径为φ570mm,每根主缆长约1478m,重约2300t。两岸各有一重力式锚锭。在大桥施工过程中,为了解决悬索鞍座的推移以调整力的平衡,全军装备维修表面工程研究中心提出了复合减摩涂层设计及相应的现场施工方案,替代国外采用的在鞍座磨擦副中安装数千枚滚针的方案,使鞍座顺利推移到位。采用这种复合减摩技术使磨擦系数降低1倍以上,大大节省了施工费用。此外,主塔表面和钢缆都采用了表面涂装防护,主塔表面总漆膜厚度达280μm。涂装寿命为5年,修复不需铲除只需在原涂装上再次涂覆。 (2)公路 专用公路采用封闭管理,为保证昼夜行车安全,设有公路防眩网及护栏,网和护栏波形梁表面采用热浸镀锌防护,锌层厚度在61~85μm。 (3)码头在三峡坝区设有一座杨家湾港口集装箱、杂货码头和一座重型设备装卸的重件码头。码头是三峡坝区水上的货物吞吐口,保证安全运作十分重要。 杨家湾码头的水下φ800/1000的钢管桩是码头的基础,钢管桩采用16mm的3号镇静甲类钢,其表面用氯化橡胶铝粉和氯化橡胶防腐漆进行处理。 2×300/50t重件码头的起吊设备为2台300t小车的桥式起重机,桥架结构总重300t。桥机及吊梁金属结构的所有内、外表面,机械零部件非接触表面,都进行了表面涂装处理。表面先经喷丸、机械手或手工除锈处理,然后涂以底漆、中间漆和面漆,分别采用环氧铁红车间底漆、环氧云铁防锈漆和可涂覆聚氨酯面漆。 (4)粉煤灰储运罐罐体为钢结构,全部储运罐总重约1830t,对其罐体、中转仓进行涂装处理,用铁红为底漆,合成树脂调和漆用作中间漆和面漆,输送粉煤灰的地下管道用环氧煤焦油沥青涂料。 表面工程在三峡工程的应用实践,不但起到了对金属和非金属表面的防护作用,还增添了建筑物的美感。据不全面的检查,涂复材料和工艺的应用是成功的,其使用寿命还有待进一步跟踪调查和考验。 4 机电设备、金属结构表面技术应用展望 迄今为止,三峡工程机电设备和金属结构的招标工作还在进行中。已完成招标的项目有左岸电站14台700MW水轮发电机组,合同金额7.4亿美元。二期工程厂(房)坝(溢洪坝段和永久船闸闸门及金属结构)采用国内公开招标,合同金额10.7亿元。现在在正进行500kV高压电气设备(15台840MVA变压器和全封闭组合电器)国际招标,电站主厂房1200t桥式起重机国内招标、500kV电抗器,20kV大电流封闭线的招标。还有大坝顶部和电站尾水平台的门式起重机等还未招标。这些机电设备和金属结构是2003年发电、通航的关键设备,这些设备和构件的表面处理,影响到设备的寿命、大坝整体建筑艺术处理甚至设备的安全可靠运行。 4.1 水轮发电机组和辅助电气设备的应用展望 在机组招标文件技术规范和合同文件中,对工厂涂装和保护涂层都有明确的规定,明确规定按SSPC—PAl、ASTMB456、ASTMB633和ASTMA164进行表面涂层处理。明确规定涂层必须在合适的气候条件(环境温度低于7C或金属表面温度小于外界空气露点以上3C时不能进行)。 同时明确了设备表面的清扫要求。选用溶剂清洗,进行喷丸发亮处理。使金属表面发亮呈均匀的灰白色。 对在运输过程中暴露在大气中的重要机械加工的黑色金属表面,先用溶剂清洗干净,并涂一层厚的防锈化合物。 所有暴露在大气中黑色金属非机械加工表面,如水泵、空压机外表面需喷砂发亮处理。再涂2层防锈漆,并明确涂层厚度要求。 所有与混凝土接触的非配合黑色金属埋件表面,如水轮机蜗壳外表面需进行机械清扫。并涂一层保护层,便于运输、堆放。在安装时必须先清理保护层,以利埋件表面与混凝土有效结合。 所有与水接触的非配合黑色金属表面,如活动导叶表面,蜗壳内表面,需用喷砂发亮处理,流道内的焊缝需用砂轮打磨光滑,在工厂涂两层环氧树脂富锌漆,安装后再涂一层保护漆。水轮机转轮是在含沙水流中运转的部件,其不锈钢表面未要求特殊处理。 所有盘、柜、压力油罐、泵组和管道外表面,在机械清扫后深4层装饰颜色涂料。盘柜的非工作内表面,进行机械清扫后,再涂两层防护漆。 对油罐铁质金属全部内表面需进行喷砂处理,直至露出金属光泽为止,再按要求涂保护层。 其他小型辅助设备,如电动机、接触器、开关和其他设备的表面,需按相应标准进行涂覆。 4.2 水工闸门和金届结构的应用展望 在水工闸门和金属结构的招标文件中,参考了三峡地区挂片试验的成果,按国家和行业规定的标准,对不同工作环境下工作的设备和构件,提出了不同的要求。 对经常处于水下或干湿交替环境,不易检修,或检修对航运、发电及泄洪有重要影响的设备或结构。要求采用具有高机械强度的防腐体系,有较好的抗冲刷能力,附着力极强,抗微生物和附着生物的性能优异,其保护年限长达20年。 对经常处于水下或干湿交替的环境,但易检修且对发电、航运、泄洪影响不大的钢结构和设备。要求采用粘附力强、耐水性的、抗微生物和附着生物性能优异的防腐体系,其保护年限可达10年。 对在大气环境中,包括室内与室外的钢结构和设备,要求采用具有较强的耐气候变化性能的装饰性能好的防腐体系,表面涂料要求不易变色,不粉化,其保护年限应达15~20年。 对这些设备和构件的表面处理,要求按国标GB6484-6487规定,要求基体清洁度达到GB8923规定的Sa2.5级。 对防腐材料亦作明确的规定,要求采用国家或行业标准产品系列,底、中、面漆最好选用同一厂家产品。 对各类水工闸门和金属结构的具体表面涂覆要求,合同中都有具体规定,例如: 永久船闸人字工作门和第一闸首事故检修门及其埋件,总重约23865.2t。门体和底层采用热喷锌,最小局部厚度不小于160μm,封闭层为磷化底漆一道,面漆为氯化橡胶两道,干膜厚度100μm,涂层总厚不小于260μm。 电站压力输水钢管14条,总重2万余t,对钢管的明管内外壁和钢管内壁,底漆采用无机富锌漆,面漆为厚浆型环氧沥青漆,漆膜总厚度不小于450μm,钢管外壁与混凝土接触面涂无苛性钠水泥沙浆,厚度约500μm。 电站压力输水钢管14条,总重2万余t,对钢管的明管内外壁和钢管内壁,底漆采用无机富锌漆,面漆为厚浆型环氧沥青漆,漆膜总厚度不小于450μm,钢管外壁与混凝土接触面涂无苛性钠水泥沙浆,厚度约500μm。 电站进水口快速工作闸门、排沙孔工作门约4911t,表面涂覆采用底层热喷锌加封闭涂料防腐。热喷锌厚度为120~160μm,封闭漆为不饱和乙烯树脂一道,干膜厚30μm,中间漆环氧云铁一道,干膜厚50μm,面漆为改性耐磨坏氧两道,干膜厚100μm。涂层总厚300~340μm。 泄洪深孔弧形工作闸门23扇、排漂孔弧形工作闸门2扇及其埋件,息重约10306t。门体采用底层热喷锌加封闭涂料防腐休系。要求热喷锌厚120~160μm,封闭漆为不饱和乙烯材脂一道,于膜厚30μm,中同漆坏氧云铁一道,干膜厚50μm,面漆为环氧金刚沙二道,干膜厚100μm。涂层总厚300~400μm。 5 结语 表面工程技术在三峡工程的应用,一直受到国家有关部门、单位的重视,通过上述的讨论,我们可以看到表面技术与三峡工程成功建设、运行可靠和市省维护费用息息相关。 (1)三峡工程在中国国家科技攻关项目,如“六五”、“七五”、“八五”和“九五”攻关项目的安排,在三峡工程重新论证和投计审查中,始终是一项研究和讨论的重要课题之一。从材料表面加工工艺选择、涂覆材料及喷涂工艺研究以及表面电化保护等在“九五”三峡工程重大装备研制项目中占有重要地位。在三峡工程开工后,为有效的使用有关表面处理材料和适应三峡坝区的环境,迸行了多厂商多种材料的涂装挂片试验,以便有针对性的选择合适的涂装材料和工艺,以使表面材料应用达到寿命长、装饰美的效果。 (2)如前所述,所有机械设备、金属结构、水工闸门都在不同程度上离不开表面技术,他们运行的可靠性、经济性都在不同程度上仰仗表面技术的应用,这牵涉到多专业、多学科的应用,不但是简单的现场的涂装技术,还有许多是在设计中要求应用的在工厂实施的技术、工芝,从目前的应用范围看,它是一项在工程中无所不在、应用广泛的技术。欢迎国内外表面工程学界积极参与三峡工程表面技术应用研究。 (3)随著国内外表面技术的研究和发展,将使三峡工程通过表面技术的应用广泛受益。采用长效且与坏境相宜的表面涂装材料和工艺,对延长设备的使用寿命,延长维护性涂装的周期,有着重要的经济效益。与整个建筑和周边环境协调的装饰涂装,将会给人们美的享受。针对三峡工程具体的环境、目标进行研究和开发的成果和产品,将会给三峡工程带来更大的经济效益。 (4) 对三峡工程表面技术应用的跟综研究将水电工程或类似工程的应用提供有价值的参考。三峡工程表面技术应用广泛,应用材料品种之多,应用对象工作坏境的千差万别,按照目前技术和工艺水平应用的表面工程技术能否获得预期效果,还有待长期跟综研究和改迸。毋容置疑,随着科学技术的进步,表面工程技术作为现代科学的一门新兴的综合学科,必将得到迅速的发展,三峡工程必将从中获益。 机电技术论文:浅析服务区域经济培养高素质农业人才——湖南生物机电职业技术学院的办学实践 [论文摘要]文章从湖南生物机电职业技术学院组建职教集团、加强校校合作和校企合作、创新人才培养模式、实施农民扶贫培训工程、推行产学研推相结合和致力振兴农村经济等方面阐述了学院围绕服务区域经济来培养高素质农业人才的办学实践,提出“服务区域经济,培养高素质农业人才”是做大做强特色农业职业教育的必然要求。 [论文关键词】农业职业教育;区域经济;产学结合;高素质农业人才 进入21世纪以来,随着我国农村改革的不断深入,农业产业结构调整和农村经济的发展对农业职业教育提出了新的要求。湖南生物机电职业技术学院作为一所具有百年办学历史的农业职业技术学院,在长期的办学过程中,秉承“为时养器,器为时用”的办学宗旨,积极探索校企合作、工学结合的办学途径,创新农业职业教育办学模式,采取多种形式,主动为农业、农村和农民服务,逐步走上了健康发展的快车道。 一、牵头组建职教集团,探索农业职业教育办学新模式 2008年初,经省农业厅、教育厅批准,同意由湖南生物机电职业技术学院牵头组建“湖南现代农业职业教育集团”。历时半年,学院承担了大量筹建工作,起草了筹建方案、集团章程和系列校企合作协议等文字材料;为了建立战略合作伙伴关系,学院先后与湖南省十大农业产业龙头企业进行洽谈;并举办了“湖南省农业厅敬聘袁隆平院士为湖南生物机电职业技术学院名誉院长暨学院专业对接农业产业校企合作签约仪式”;举办了集团成立大会;组织召开了集团理事会第一次会议,以“资源共享、优势互补、互惠互利、共同发展”为集团宗旨,明确了集团初步运行机制;设立了集团理事会、常务理事会、秘书处和种植业、养殖业、加工业、农机业四个专业委员会等机构,理事长由湖南生物机电职业技术学院院长担任,秘书处设于湖南生物机电职业技术学院。 集团成立后,完成了两项非常重要的工作: 一是组织了湖南农技人才现状及农业职业院校办学困境调研。为全面了解和掌握湖南农技人才及农业职业院校办学现状,2008年10月,集团组织三个调研小组,分别对湖南省农业职业技术人才现状、人才培养等方面的问题进行了为期两个月的专题调研。通过调研,我们认为,湖南省农业职业教育虽然发展迅速,在推进新农村建设和现代农业发展中发挥着不可替代的作用,但现状却不容乐观。存在着整体功能发挥不充分,社会地位不高,招生困难,农业人才流失严重,发展条件相对落后等问题。必须进一步加强政府的主导作用,努力优化农业职业教育结构体系,提高人才培养质量。在形成《湖南农技人才现状及农业职业院校办学困境的调研报告》,并对调研数据进行认真分析的基础上,集团向省委、省政府、省人大、省政协有关领导、省教育厅、省农业厅有关领导及部分湖南“两会”代表递交了《建议免费培养高等农业职业技术人才的报告》。《报告》提出了三条建议:(1)实行免费培养高等农业职业技术人才政策,建议省政府借鉴教育部直属师范院校学生学费全免,中央将逐步对中等职业教育实行免费教育的政策,由省财政出钱,每年安排高等职业院校纯农业专业免费培养计划5000人。(2)加大对农业职业教育的扶持力度,对高职院校纯农专业实行单独招生,以改变湖南省农业职业院校农业类专业招生困难,办学规模小,与农业产业发展需求极不相适应的现状。建议省财政设立农业职业教育专项基金,用于加强农业职业院校的基础设施、实训基地和教师队伍建设,提高人才培养质量。(3)发挥政府统筹作用,整合农业职业教育资源,建议由省政府相关部门牵头,对全省农业职业教育情况进行一次全面调研,在此基础上,对农业职业教育资源进行科学合理的整合,充分发挥职业院校在农业技术人才培养、培训方面的主渠道作用,推动湖南省农业职业教育事业的持续、健康发展。 二是启动了农业国际化实用人才培养项目。2009年8月,学院与袁隆平农业高科技股份有限公司多次洽谈后,决定联合实施“农业国际化实用人才培养”项目。2009年9月,双方各派一名专职人员和若干兼职人员,正式成立“农业国际化实用人才培养”项目部,项目部设于湖南现代农业职业教育集团秘书处,由秘书处负责运作。该项目拟在3年内培养1000名农业领域人才,打造国家援外农业技术人员和高端农业国际化实用人才培养培训基地,为国家l4个援非中心及相关农业企业储备和输送高素质农业按术人才。目前,项目部已经完成了签订合作协议、管理制度制定、课程体系设置等系列工作。并从集团内部的湘西职业技术学院、永州职业技术学院、岳阳职业技术学院、怀化职业技术学院大三学生和相关企业员工中选拔学员,拟挑选30—40人进行培训。 二、加强校企合作,创新人才培养模式 (一)校企合作一体化 企业主动向学校投资和提供技术设备,在校园里建设生产性实训实习基地。2008年9月3日,都市花乡有限公司与湖南生物机电职业技术学院进一步合作,正式成立“都市花乡湖南生物机电职业技术学院生产性实训基地”,将花卉生产基地搬进学校。企业、教师、学生共同参与花卉生产。湖南生物机电职业技术院抓住契机,从园林技术、园艺技术两个专业着手,启动项目承包教学方案,教师带领学生生产水仙花1.5万盆。这一举措,不仅帮助都市花乡有限公司完成生产任务,及时把花卉产品投放春节市场,同时又锻炼了教师,提高了学生实际操作能力。2008年11月3—6日,由湖南生物机电职业技术学院帮助策划都市花乡有限公司承办的“中国一长沙花艺国际交流会”在长沙成功举办,来自日本、韩国、荷兰、台湾等十多个国家和地区的花艺大师出席了会议。在大会组织的插花大赛中,湖南生物机电职业技术学院园林技术、园艺技术专业学生向竹君、王鉴、朱娇荣获一、二、三等奖。2009年学院再次与深圳百通通讯设备有限公司达成初步协议,该公司拟投资400万元,在湖南生物机电职业技术学院建设生产实习工厂,作为校企合作培养人才的生产性实训实习基地。同时学院还把自办产业实体基本都剥离出来与专业系捆绑,建立系企一体化运行机制,每个专业系至少负责一个产业实体的经营管理,实现经济效益和教学效益双重目标。 (二)专业创造性地对接产业 各专业系与合作企业创造性地建立了一系列各具特色的校企合作人才培养模式。归纳起来主要有以下三种模式:一是“专业+产业+职业”的三业联动人才培养模式。在湖南生物机电职业技术学院开办的十几个订单培养班级的教学中,企业参与人才培养的全过程,融入了行业的新技术、新工艺、新材料和企业文化,学生前两年半在校内完成专业基础阶段学习,最后一个学期在校企合作企业顶岗实习,形成了“专业+产业+职业”的三业联动人才培养模式。二是“231”工学结合人才培养模式。植科系广泛开展校企合作,加大人才培养的力度,以“专业+公司(基地)+师生员工”的专业建设模式为平台,创立了“231”工学结合人才培养模式,特色突出。即以长沙小康园艺园林有限公司(基地)、产学研示范场和校外园艺企业为依托,将学生在校三年的学习全过程划分为三个时段,2个学期在校内进行专业基本素质培养,3个学期在系办公司、实训基地和学院示范场进行职业技能训练,1个学期在校外园艺企业进行顶岗实习。打破了常规的教学实训方法,采取“师傅带徒弟”、“项目经理带员工”的实训方法,使学生完全融人生产实践中去,提高了学生的实践动手能力,了解了企业的生产管理方式,为实现“零距离”上岗打下了坚实的基础。三是“5+3+2”任务驱动式的人才培养模式。动科系按照畜牧兽医工作任务领域,课程教学计划按模块安排,专业课程分专门技术和专业方向两大模块,其中专门技术叉分为种畜、营养、畜牧管理、动物疾病防治、兽药和畜牧环境与畜场规划六个小模块,专业方向分繁育、养殖、兽医、检疫、营销5个方向,创立了“5+3+2”任务驱动式的人才培养模式,即五天课堂教学,早中晚三个时间段在校内企业和生产性实训基地实训,周末两天集中进行生产性实践。目的在于培养具备“强技能、能管理、会服务、懂经营”的高素质技能型应用性畜牧兽医人才。 三、建设农民扶贫培训工程。帮助农民脱贫致富 根据国务院“关于进一步加强农村教育工作的决定”精神,2003年l0月,学院主动与省扶贫办等有关部门联系并签订了协议,从2004年开始,每年举办3期农民科技骨干培训班,每期培训学员150—200人,培训时间两个月,为全省每个贫困村培训2—3名有一定种养规模和经验的科技骨干。学院党委和行政非常重视农民培训班工作,成立了以院长为组长的农民科技培训工作领导小组,选派了教学经验和专业实践经验丰富,业务水平高、工作责任心强的教师担任教学任务,教师们经过广泛调查,周密制订了教学计划,并根据培训班的要求和农民学员的具体情况,精心组织编写了种植技术和养殖技术两套培训教材,共计80多万字。目前培训班已成功地举办了15期,培训学员3000余人。2006年以来,学院举办为贫困地区搭建科技平台,“养殖业”“食品加工”“种植业”科技兴村项目创业培训班10余期,培训学员600余人,举办草食动物品改员培训班14期,培训草食动物品改员1000人。学员们通过培训,将所学知识带回家乡,致富一家带动一方,发挥了科技带头人的作用。 四、产、学、研、推相结合.致力振兴农村经济 (一)积极推广科研成果 近几年来,湖南生物机电职业技术学院先后有10个科研项目和成果广泛应用于农业生产,进入直接服务农村经济的主战场。动科系欧阳叙向教授自2002年开始研究推广湘东黑山羊生产技术,该技术先后在浏阳、醴陵等四县推广,初步估算可创造经济效益2000余万元。植科系肖君泽教授主持的“外源DNA导入水稻育种研究”科研课题,成功地选育了高产优质水稻新品种“长晚籼1号”和高蛋白水稻新品种“长早籼9号”两个水稻新品种,两年来通过学院“长沙小康园林园艺有限公司”这个桥梁,在湖南省长沙、益阳、株洲、湘潭、岳阳等10多个县市推广,推广面积达150多万亩,为广大农民带来了极大实惠。 (二)送科技下乡,帮农民致富 为了贯彻落实湖南省“科教兴村富民工程计划”和“扶贫支教工程计划”,帮助农民脱贫增收,湖南生物机电职业技术学院先后派出30余名中青年骨干教师下乡扶贫支教。2001—2005年,作为技术依托单位,湖南生物机电职业技术学院对口支持长沙县黄兴镇新冲子村。学院派出了9位教师组成的专家智囊团,指导该村制订村级发展规划,举办种养技术培训班,培训农户科技骨干,指导调整该村产业结构,一年半时间,该村村民人均年收入增至4260元,比专家组进村前人均年增纯收入1500多元。2008年湖南生物机电职业技术学院应长沙市科技局和市委组织部要求,向望城县靖港渔业合作社派遣科技特派员董益生老师。两年来,董益生老师与渔业合作社农民打成一片,重点帮助渔业社解决了淡水鱼深加工问题,使该渔业合作社共获得了100多万元的收益增值。2001年以来,按省委、省政府的统一部署,湖南生物机电职业技术学院先后选派了13位青年骨干教师到湘西自治州9个市县的乡镇开展扶贫支教工作,深受当地村民欢迎。 (三)拓宽社会服务领域,提升服务能力 动物科技系承办学院的“兽医院”,兽医院老师为了解决附近地区农民家禽家畜诊治问题,每年出诊达1000余次。何德肆副教授有12年的兽医服务经历,成为远近闻名的兽医专家。他为湖南省数百家养殖专业户提供兽医技术服务,诊治疾病,近几年为这些养殖专业户挽回经济损失达数百万之巨。他还担任长沙伟嘉集团、湖南五指峰生化有限公司等企业的技术顾问,与合作企业研发新产品。湖南生物机电职业技术学院中德长沙现代食品技术研究所,早已成为德国BCS有机保证有限公司在中国唯一授权的有机农产品认证机构,根据欧盟、美国、日本的授权,可分别开展欧盟EU2092/91、美国NOP和日本FAS的有机认证。认证涉及的农产品众多,认证项目分布30多个省市(区),为推动中国农产品生产、加工和贸易的发展作出了贡献。 农业高职院校,主动走出校园、面向社会和市场开放办学,大力发展与推进校校合作和校企合作之路,依靠企业的支持和参与,为培养高素质技能型农业人才服务,为企业和地方区域经济服务,同时也是做大做强湖南生物机电职业技术学院特色农业职业教育的必然要求。 机电技术论文:机电一体化技术及其应用研究 摘 要 讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用,并说明其在钢铁工业中的应用以及发展趋势。 关键词 机电一体化 技术 应用 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 1.1 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 1.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 1.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 1.4 网络化 由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 1.5 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 1.6 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems,简称MEMS)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种MEMS器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。 1.7 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。 1.8 带源化 是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 1.9 绿色化 科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以,人们呼唤保护环境,回归自然,实现可持续发展,绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁企业中应用 在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为核心,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面: 2.1 智能化控制技术(IC) 由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点,传统的控制技术遇到了难以克服的困难,因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等,智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。 2.2 分布式控制系统(DCS) 分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展,分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散,故障影响面小,而且系统具有连锁保护功能,采用了系统故障人工手动控制操作措施,使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 2.3 开放式控制系统(OCS) 开放控制系统(Open Control System)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。 2.4 计算机集成制造系统(CIMS) 钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化,但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理,难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产,质优价廉,及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存,加速资金周转,实现生产、经营、管理整体优化,关键就是加强管理,获取必须的经济效益,提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。 2.5 现场总线技术(FBT) 现场总线技术(Fied Bus Technology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4~20mA,DC直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表,如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC(Programmable Logic Controller)和现场就地控制站等的发展。 2.6 交流传动技术 传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。 机电技术论文:机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用 【摘 要】煤矿机械正处在一个向机电一体化方向发展的时代,近来,随着国家对煤矿安全生产的重视,煤矿设备投入的不断增加,煤矿机械也处在一个更新换代的时期。数控技术是实现机械制造自动化的关键,以数控技术为核心的机械设备广泛采用数控技术应用于制造业。 【关键词】 煤炭机械 机械制造 机电一体化 数控技术 煤矿机电一体化技术在这一时期显得尤为重要,它使机械、电子技术和液压控制技术有机的结合,极大地提高了煤矿机械的各种性能,如安全性、经济性、可靠性、操作舒适性以及作业精度、作业效率、使用寿命、方便安装拆除、便于维护等。中国论文联盟 煤矿生产中,煤矿机械的性能自动化程度及其经济性等可以说直接影响到生产;也直接影响到煤矿供电、排水、通风、提升等的安全运行。而煤矿机械电气与电子控制系统部分质量的好坏与性能的优劣又直接影响到机械的动力性、经济性、可靠性,从而影响施工质量、生产效率及使用寿命等。电子(微电脑)控制系统已成为煤矿现代机械不可缺少的组成部分,同时也是评价煤矿现代机械技术水平的一个重要依据。随着科学技术的不断发展,以及对煤矿机电产品性能要求不断提高,电子(微电脑)控制系统在煤矿机械中所占的比重越来越大,其功能将会越来越强,应用范围也将越来越广,而其复杂程度也随之提高,这样就对使用与维修维护这些设备的煤矿工作人员提出了更高的要求,对煤矿职工的培训工作和对煤矿设备的管理工作也显得尤为重要。 煤矿生产施工要求煤矿机械具有以下性能:皮实耐用且维修简单、生产效率高且节能降耗,自动化程度高且操作简单,施工质量好,精度高;性能稳定,工作可靠,安全性高,使用寿命长;具有较好的经济性,即高的技术价格比和低的制造与使用成本;工人劳动强度低,操作员的工作条件好;具有在线运行状态监视,故障自诊及自动故障报警功能,能及时准确地指出故障部位,减少停机维修时间。 一、机电一体化是一项新兴的技术,将其引入到煤矿机械中,必将会给煤矿机械带来了新的技术变革,使其各种性能有了质的飞跃。 机电一体化又称机械电子工程学,是一门跨学科的综合性高技术,是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。目前机械的电子(微机)控制系统主要用以实现如下功能: (1)在线监控、自动报警及故障自诊,即对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控,出现故障能动报警并准确地指出故障的部位,从而改善操作员的工作条件,提高机器的工作效率,简化设备维护检查工作,降低使用维修费用,缩短停机维修时间,延长设备的使用寿命。如采煤机上变频器就采用plc控制,可实现多种在线监控和故障自诊,还有煤矿用各种电器设备也越来越智能化。 (2)节能降耗,提高生产效率。例如井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等,使用变频起动、plc控制系统,节电量就为30%左右,同时生产效率也大大提高。 (3)自动化或半自动化程度的提高 煤矿机械实现自动化或半自动化控制,可以减轻操作者的劳动强度,提高生产效率,并减少因操作者的经验不足,对作业精度的影响。例如,冀中能源黄沙矿2009年投入使用的一整套薄煤综采设备,由我国北京天地玛坷电液控制系统有限公司与德国marco公司合作生产的pm31型液压支架电液控制系统,就是微电脑控制,只要在支架操作控制器上输入程序,支架使会自动连续动作,也可实现远程控制和工作面无人操作。 二、机械制造中数控技术的应用 1、煤矿机械 现代采煤机开发速度快、品种多,都是小批量的生产,各种机壳的毛坯制造越来越多地采用焊件,传统机械加工难以实现单件的下料问题,而使用数控气割,代替了过去流行的仿型法,使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料,从而优化套料的选用方案。使其发挥了切割速度快、质量可靠的优势,一些零件的焊接坡口可直接割出,这样大大提高了生产效率。同时,数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置。它允许对构件的实际轮廓进行程序控制,好比数控机床上对铣刀的半径补偿一样。这样可以通过调节切缝的补偿值来精确的控制毛坯件的加工余量。中国论文联盟 2、机床设备 机械设备是机械制造中的重中之重,面对现代机械制造业的需求,具备了控制能力的机床设备是现代机电一体化产品的重要组成部分。计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力,即把计算机控制装置运用到机床上,也就是用数控技术对机床的加工实施控制,这样的机床就是数控机床。它是以代码实现机床控制的机电一体化产品,它把刀具和工件之间的相对位置、主轴变速、刀具的选择、冷却泵的起停等各种操作和顺序动作数字码记录在控制介质上,从而发出控制指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件,使机床自动加工出所需零件。 在机械制造业中,数控加工技术已经越来越受到重视。随着计算机技术为主流的现代科技技术发展和市场产品竞争的加剧,传统的机械制造技术很难满足现代产品多样化的发展和日新月异的换代速度。面对多品种小批量生产比重的加大,产品交货质量和成本要求的提高,要求现代的制造技术具有很高的柔性。如何能增强机械制造业对外界因素的适应能力以及产品适应市场的变化能力,就需要我们能利用现代数控技术的灵活性,最大限度的应用于机械制造行业。 机电技术论文:浅析传感器技术在机电一体化中的应用 摘要:文章概述传感器研究现状与发展,探讨传感器在机电一体化系统中的应用,并分析我国传感器技术发展的若干问题及发展方向。 关键词:传感器技术;机电一体化;应用 在机电一体化系统中,传感器处系统之首,其作用相当于系统感受器官,能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境考验,是机电一体化系统达到高水平的保证。如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测,系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。 一、传感器的研究现状与发展 传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,主要用于检测机电一体化系统自身与操作对象、作业环境状态,为有效控制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。随着人类探知领域和空间的拓展,电子信息种类日益繁多,信息传递速度日益加快,信息处理能力日益增强,相应的信息采集——传感技术也将日益发展,传感器也将无所不在。 从20世纪80年代起,逐步在世界范围内掀起一股“传感器热”,各先进工业国都极为重视传感技术和传感器研究、开发和生产。传感技术已成为重要的现代科技领域,传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业。 二、传感器在机电一体化系统中的应用 传感器是左右机电一体化系统(或产品)发展的重要技术之一,广泛应用于各种自动化产品之中: 1.机器人用传感器。工业机器人之所以能够准确操作,是因为它能够通过各种传感器来准确感知自身、操作对象及作业环境的状态,包括:其自身状态信息的获取通过内部传感器(位置、位移、速度、加速度等)来完成,操作对象与外部环境的感知通过外部传感器来实现,这个过程非常重要,足以为机器人控制提供反馈信息。 2.机械加工过程的传感检测技术。 (1)切削过程和机床运行过程的传感技术。切削过程传感检测的目的在于优化切削过程的生产率、制造成本或(金属)材料的切除率等。切削过程传感检测的目标有切削过程的切削力及其变化、切削过程颤震、刀具与工件的接触和切削时切屑的状态及切削过程辨识等,而最重要的传感参数有切削力、切削过程振动、切削过程声发射、切削过程电机的功率等。对于机床的运行来讲,主要的传感检测目标有驱动系统、轴承与回转系统、温度的监测与控制及安全性等,其传感参数有机床的故障停机时间、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、机床状态与冷却润滑液的流量等。 (2)工件的过程传感。与刀具和机床的过程监视技术相比,工件的过程监视是研究和应用最早、最多的。它们多数以工件加工质量控制为目标。20世纪80年代以来,工件识别和工件安装位姿监视要求也提到日程上来。粗略地讲,工序识别是为辨识所执行的加工工序是否是工(零)件加工要求的工序;工件识别是辨识送入机床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯,同时还要求辨识工件安装的位姿是否是工艺规程要求的位姿。此外,还可以利用工件识别和工件安装监视传感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成这些识别与监视将采用或开发许多传感器,如基于tv或ccd的机器视觉传感器、激光表面粗糙度传感系统等。 (3)刀具(砂轮的检测传感。切削与磨削过程是重要的材料切除过程。刀具与砂轮磨损到一定限度(按磨钝标准判定)或出现破损(破损、崩刃、烧伤、塑变或卷刀的总称),使它们失去切(磨削能力或无法保证加工精度和加工表面完整性时,称为刀具/砂轮失效。工业统计证明,刀具失效是引起机床故障停机的首要因素,由其引起的停机时间占nc类机床的总停机时间的1/5-1/3.此外,它还可能引发设备或人身安全事故,甚至是重大事故。 3.汽车自动控制系统中的传感技术。随着传感器技术和其它新技术的应用,现代化汽车工业进入了全新时期。汽车的机电一体化要求用自动控制系统取代纯机械式控制部件,这不仅体现在发动机上,为更全面地改善汽车性能,增加人性化服务功能,降低油耗,减少排气污染,提高行驶安全性、可靠性、操作方便和舒适性,先进的检测和控制技术已扩大到汽车全身。在其所有重点控制系统中,必不可少地使用曲轴位置传感器、吸气及冷却水温度传感器、压力传感器、气敏传感器等各种传感器。 三、我国传感器技术发展的若干问题及发展方向 传感器技术是实现自动控制、自动调节的关键环节,也是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一,其水平高低在很大程度上影响和决定着系统的功能;其水平越高,系统的自动化程度就越高。在一套完整的机电一体化系统中,如果不能利用传感检测技术对被控对象的各项参数进行及时准确地检测出并转换成易于传送和处理的信号,我们所需要的用于系 统控制的信息就无法获得,进而使整个系统就无法正常有效的工作。 我国传感器的研究主要集中在专业研究所和大学,始于20世纪80年代,与国外先进技术相比,我们还有较大差距,主要表现在: (1)先进的计算、模拟和设计方法; (2)先进的微机械加工技术与设备; (3)先进的封装技术与设备; (4)可靠性技术研究等方面。因此,必须加强技术研究和引进先进设备,以提高整体水平。传感器技术今后的发展方向可有几方面: 1.加速开发新型敏感材料:通过微电子、光电子、生物化学、信息处理等各种学科,各种新技术的互相渗透和综合利用,可望研制出一批基于新型敏感材料的先进传感器。 2.向高精度发展:研制出灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性。 3.向微型化发展:通过发展新的材料及加工技术实现传感器微型化将是近十年研究的热点。 4.向微功耗及无源化发展:传感器一般都是非电量向电量的转化,工作时离不开电源,开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向。 5.向智能化数字化发展:随着现代化的发展,传感器的功能已突破传统的功能,其输出不再是一个单一的模拟信号(如0-10mv),而是经过微电脑处理好后的数字信号,有点甚至带有控制功能,即智能传感器。 机电技术论文:机电一体化技术现状和发展趋势 摘 要:机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。此简述机电一体化技术的基本情况和发展背景,综述国内外机电一体化技术的现状,分析机电一体化技术的发展趋势。 关键词:机电一体化 技术 现状 发展趋 现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化”为特征的发展阶段。 1 机电一体化概述 机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。 机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术,根据系统功能目标要求,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体系。但是,发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还被赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说,机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸,智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。 2 机电一体化的发展状况 机电一体化的发展大体可以分为三个阶段:(1)20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时,研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。(2)20世纪70—80年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:mechatronics一词首先在日本被普遍接受,大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;机电一体化技术和产品得到了极大发展;各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。(3)20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面,对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的 学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,使机电一体化进一步建立了坚实的基础,并且逐渐形成完整的学科体系。 我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组,并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,取得了一定成果。但与日本等先进国家相比,仍有相当差距。 3 机电一体化的发展趋势 机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面: 3.1 智能化 智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能,则是完全可能而且必要的。 3.2 模块化 模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置等。有了这些标准单元就可迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的,还需要制定各项标准,以便于各部件、单元的匹配。由于利益冲突,近期很难制定出国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业,还是对生产机电一体化产品的企业,模块化将给机电一体化企业带来美好的前程。 3.3 网络化 20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到、质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system,cias),能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。 3.4 微型化 微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(mems),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小,耗能少,运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。 3.5 环保化 工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其 设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前景。机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。 3.6 系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强。一般除rs232外,还有rs485等智能化通信接口。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义:一层是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性等等,显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化;另一层是模仿生物机理,研制出各种机电一体化产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发而研制出来的。 综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的发展前景也将越来越光明。 机电技术论文:浅谈机电一体化中的接口技术 摘要:接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要。文章以机电一体化控制系统(微电子系统)为例,将接口分为人机接口与机电接口两大类进行探讨。 关键词:机电一体化;接口技术;人机接口;机电接口 机电一体化系统可分为机械和微电子系统两大部分,各部分连接须具备一定条件,这个联系条件通常称为接口。各分系统又由各要素(子系统)组成。本文以机电一体化控制系统(微电子系统)为例,将接口分为人机与机电接口两大类。 一、机电接口 由于机械系统与微电子系统在性质上有很大差别,两者间的联系须通过机电接口进行调整、匹配、缓冲,因此机电接口起着非常重要的作用: (1)行电平转换和功率放大。一般微机的i/o芯片都是ttl电平,而控制设备则不一定,因此必须进行电平转换;另外,在大负载时还需要进行功率放大; (2)抗干扰隔离。为防止干扰信号的串入,可以使用光电耦合器、脉冲变压器或继电器等把微机系统和控制设备在电器上加以隔离; (3)进行a/d或d/a转换。当被控对象的检测和控制信号为模拟量时,必须在微机系统和被控对象之间设置a/d和d/a转换电路,以保证微机所处理的数字量与被控的模拟量之间的匹配。 1、模拟信号输入接口。在机电一体化系统中,反映被控对象运行状态信号是传感器或变送器的输出信号,通常这些输出信号是模拟电压或电流信号(如位置检测用的差动变压器、温度检测用的热偶电阻、温敏电阻、转速检测用的测速发电机等)计算机要对被控对象进行控制,必须获得反映系统运行的状态信号,而计算机只能接受数字信号,要达到获取信息的目的,就应将模拟电信号转换为数字信号的接口——模拟信号输入接口。 2、模拟信号输出接口。在机电一体化系统中,控制生产过程执行器的信号通常是模拟电压或电流信号,如交流电动机变频调速、直流电动机调速器、滑差电动机调速器等。而计算机只能输出数字信号,并通过运算产生控制信号,达到控制生产过程的目的,应有将数字信号转换成模拟电信号的接口——模拟信号输出接口。任务是把计算机输出的数字信号转换为模拟电压或电流信号,以便驱动相应的执行器,达到控制对象的目的。模拟信号输出接口一般由控制接口、数字模拟信号转换器、多路模拟开关和功率放大器几部分构成。 3、开关信号通道接口。机电一体化系统的控制系统中,需要经常处理一类最基本的输入/输出信号,即数字量(开关量)信号包括:开关的闭合与断开;指示灯的亮与灭;继电器或接触器的吸合与释放;电动机的启动与停止;阀门的打开与关闭等。这些信号的共同特征是以二进制的逻辑“1”和“0”出现的。在机电一体化控制系统中,对应二进制数码的每一位都可以代表生产过程中的一个状态,此状态作为控制依据。 (1)输入通道接口。开关信号输入通道接口的任务是将来自控制过程的开关信号、逻辑电平信号以及一些系统设置开关信号传送给计算机。这些信号实质是一种电平各异的数字信号,所以开关信号输入通道又称为数字输入通道(di)。由于开关信号只有两种逻辑状态“on”和“off”或数字信号“1”和“0”,但是其电平一般与计算机的数字电平不相同,与计算机连接的接口只需考虑逻辑电平的变换以及过程噪声隔离等设计问题,它主要由输入缓冲器、电平隔离与转换电路和地址译码电路等组成。 (2)输出通道接口。开关信号输出通道的作用是将计算机通过逻辑运算处理后的开关信号传递给开关执行器(如继电器或报警指示器)。它实质是逻辑数字的输出通道,又称为数字输出通道(do)。do通道接口设计主要考虑的是内部与外部公共地隔离和驱动开关执行器的功率。开关量输出通道接口主要由输出锁存器、驱动器和输出口地址译码电路等组成。 二、人机接口 人机接口是操作者与机电系统(主要是控制微机)之间进行信息交换的接口。按照信息的传递方向,可以分为输入与输出接口两大类。机电系统通过输出接口向操作者显示系统的各种状态、运行参数及结果等信息;另一方面,操作者通过输入接口向机电系统输入各种控制命令,干预系统的运行状态,以实现所要求的功能。 1、输入接口。 (1)拨盘输入接口。拨盘是机电一体化系统中常见的一种输入设备,若系统需要输入少量的参数,如修正系数、控制目标等,采用拨盘较为方便,这种方式具有保持性。拨盘的种类很多,作为人机接口使用最方便的是十进制输入、bcd码输出的bcd码拨盘。bcd码拨盘可直接与控制微机的并行口或扩展口相连,以bcd码形式输入信息。 (2)键盘输入接口。键盘是一组按键集合,向计算机提供被按键的代码。常用的键盘有: 1)编码键盘,自动提供被按键的编码(如ascii码或二进制码); 2)非编码键盘,仅仅简单地提供按键的通或断(“0”或“1”电位),而按键的扫描和识别,则由设计的键盘程序来实现。前者使用方便,但结构复杂,成本高;后者电路简单,便于设计。 2、输出接口。在机电一体化系统中,发光二极管显示器(led)是典型的输出设备,由于led显示器结构简单、体积小、可靠性高、寿命长、价格便宜,因此使用广泛。常用的led显示器有7段发光二极管和点阵式led显示器。7段led显示器原理很简单,是同名管脚上所加电平高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同字形的。点阵式led显示器一般用来显示复杂符号、字母及表格等,在大屏幕显示及智能化仪器中有广泛应用。 结语: 接口技术是研究机电一体化系统中的接口问题,使系统中信息和能量的传递和转换更加顺畅,使系统各部分有机地结合在一起,形成完整的系统。接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要;同时接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展。从某种意义上讲,机电一体化系统的设计,就是根据功能要求选择了各部分后所进行的接口设计。接口的好与坏直接影响到机电一体化系统的控制性能,以及系统运行的稳定性和可靠性,因此接口技术是机电一体化系统的关键环节。
自动控制论文:浅谈自动控制理论实验教学研究 论文关键词: 自动控制理论;实验教学;创新能力 论文摘要: 对当前自动控制理论实验教学方法与实验仪器进行分析,提出教学方法和教学仪器的改革措施。通过开设新的实验内容和研制新的教学仪器,使学生更好地完成自动控制理论实验的学习任务,提高学生的综合能力和创新能力。 “自动控制理论”课程是研究自动控制系统的共同规律,为自动控制系统的分析和综合提供基本理论和基本方法的一门专业基础课[1]。该课程是一门重要的测控类专业的基础课,具有较强的理论性,与前续课程联系紧密,知识面广,学生不易理解掌握[2-3]。学好这门课程不仅可以为后续专业课的掌握打下良好的理论基础,而且能在今后从事专业工作时,直接运用它去分析和解决实际技术问题。对于工程实践具有重要的指导作用,受到人们的广泛重视。在本课程的教学中,实验教学对理论知识的理解、掌握、巩固具有重要的作用。 1 当前实验教学的不足 长期以来,传统的实验教学被一种固定的模式所束缚,教学内容陈旧,教学方法呆板,在一定程度上限制了学生的主动性和积极性,难以激发他们独立分析问题、解决问题的兴趣和激情,没有体验过从失败中自己寻找成功之路的经历,抑制了学生个性的发展,这样不利于对学生创新能力的培养[4]。 1.1 实验内容固定 传统的实验主要是按章节进行验证性实验,实验仪器功能固定,实验只能按照实验指导书设计好的步骤进行, 学生被束缚在验证性实验中,对出现的相关问题缺少系统、多角度的分析,不利于学生创新能力的培养。 1.2 实验时间限制 一般的实验都要求在实验室2个学时内完成,学生很难全面深入地把握实验主要内容和方法,对实验的目的、实验原理无法理性地理解,更别提实验中出现故障的排解分析,限制了学生的设计和创新,不利于锻炼学生的综合能力。 1.3 实验仪器制约 实验仪器过于固化,仪器设置上未给学生留下设计性和探究问题的空间。仪器组成以理论验证为主,缺少实际控制系统各环节,特别是反馈部分的传感部分,更不具备跟随学科发展而开拓新实验的延伸性。 1.4 实验方法落后 实验技术水平和内容更多地满足于基础性实践环节,缺乏系统的综合性、设计性和研究性实验环节,以及缺少在利用多种现代实验手段、方法和工具对实验过程中的结果和现象进行深入分析研究方面对学生的引导。实验过程主要完成连线操作、数据记录等简单的工作。 2 实验教学改进 针对目前实验教学的现状,摒弃以往按部就班完成指定实验步骤操作验证形式,按照学生对科学的自然认知进度设置灵活变换的实验内容。对实验设置按多层次,从简到难,逐步引导学生自主学习、合作学习、研究性学习,逐步走向从问题出发的探究、创新。同时,研究新的实验教学仪器,开发配套软件,保证实验硬件满足新环境下的要求。结合灵活的教学仪器改变教学方法,充分调动学生动手的积极性,引导其创新。 2.1 实验内容设置 开设不同层次的实验内容,既要满足实验教学的验证、演示等基本功能,又要激发学生的兴趣。 基础实验:根据给定实验任务、方案和步骤,选择并完成一定数量基本实验;同时,通过调整实验参数得到不同结果,增加思考空间。 综合实验:将各个基础实验环节有机结合在一起,各课程之间关联内容综合。 设计实验:以任务的形式,给定实验题目,允许学生按照自己思路选择设计性实验内容,引导学生学会设计和研究的方法。 创新实验:自行命题实验,将学生的构想通过仪器现有功能模块来实现,在探究式学习中培养学生创新能力。 2.2 实验仪器的改进 根据实验内容的要求,开发适合本专业的教学仪器。仪器具有控制系统需要验证的各种典型环节模块、信号发生器模块等基本功能,还结合工程实际将传感器引入反馈环节,增加执行器件,构成完整的闭环系统。避免教学仪器箱只能完成信号源作为激励,控制环节构成系统的不足。同时,仪器上的控制效果通过便于观看的形式展示出来,让控制过程可视化。仪器要预留出扩展接口,便于在实验中添加新的模块。仪器在结合计算机完成实验的同时,又能独立完成实验内容,实验配套软件要能对硬件平台对的实验内容进行仿真和虚拟实验。学生可以根据测试参量的不同选择相应的传感器,完成非电量到电量的转换,对信号进行处理,结合控制理论完成创新性、设计性的实验。 2.3 实验方法的转变 1)以学生为主体,开辟新知识领域,重视实践能力的锻炼;2)培养学生的综合能力;3)科学知识和实验能力培养上,建立系统、科学且开放的实验教学体系,注重课程之间纵向和横向的联系。 结合开发的教学仪器,在实验方法上除了基本的验证性实验,其他实验按任务的形式给出,不对学生做过多的限制,留出学生思考、动手、创新的空间。充分利用计算机的计算、分析功能以及仪器配套软件(采用数学工具matlab编写的程序)在实验前完成必要的仿真分析,让实验有的放矢,理论指导实践。实验既做到软硬精密结合,又能相互独立,两者相辅相成。克服当前实验中仪器平台不能脱离计算机,配套软件不能独立工作,学生只能在实验课中有限的时间内完成实验的不足,让实验内容通过软件可以在任意计算机上完成。 3 总结 对当前实验教学过程中存在的问题进行分析和总结,从实验内容设置、实验仪器、实验方法3个方面提出改进方法。自动控制理论来源于实践,反过来指导实践[5]。结合当前人才培养的趋势,理论联系实际,提高学生实践能力,在实践中发现问题、解决问题进而培养创新能力。 自动控制论文:细论钢厂行车自动控制系统的改造 摘 要:行车作为物料搬运机械,应用十分广泛,钢厂物料搬运尤其依赖行车。对钢厂中行车的应用及控制系统进行研究分析后,利用 plc 在行车的运行控制系统中对继电接触器的代替,以及变频器对调速系统进行改造,提高工作效率,取得预期效果。 关键词:可编程逻辑控制器(plc) 变频器 行车 1 前言 行车作为物料搬运机械在整个国民经济中有着十分重要的地位。经过几十年的发展,我国行车制造厂和使用部门在设计、制造工艺、设备使用维修、管理方面,不断积累经验,不断改造,推动了行车的技术进步,但在实际使用中,结构开裂仍然时有发生,究其原因是频繁的超负荷作业及过大的机械振动冲击所引起的机械疲劳。因此,除了机械上改进设计外,改善交流电气传动,减少起制动冲击,也是一个很重要的方面。由于传统行车的电控系统采用交流绕线式转子回路串接电阻进行有级调速,致使机械冲击频繁,振动剧烈,因此电气控制上应采用plc及平滑的无级调速是解决问题的有效手段。 2 改造前设备现状 一炼钢行车主钩起重15t、副钩3t,现因该设备使故障率较高对其进行电气改造,行车机械配置: 主钩:起重量:15t;电机型号:yzr315m-10,63 kw; 副钩:起重量:3t;电机型号:yzr250m-10,30 kw; 大车:电机型号:yzr180m-8,7.5kw两台; 小车:电机型号:yzr160m2-6,3.7kw。 3 存在的问题 传统桥式起重机的控制系统主要采用交流绕线式电机转子串电阻的方法进行启动和调速,继电-接触器控制,这种控制系统的主要缺点有: (1)由于起重设备工作环境相对差,工作任务繁重,电动机及所串电阻烧损和断裂故障时有发生。 (2)继电-接触器控制系统可靠性差,操作复杂,故障率高。 (3)转子串电阻调速,机械特性软,负载变化时转速也变化,调速不理想。所串电阻长期发热,电能浪费大,效率低。 4 改造需求 采用行车控制上使用成熟且先进、稳定、可靠的变频调速控制系统,能延长电机使用寿命,对电网波动小,启动调速平稳且启动力矩大。 采用plc集中控制,可根据工艺及时调整控制方式,布线精简,维护方便。 采用文本显示器,能实时监控行车运行状态及故障指示,便于迅速检修及排除故障。 该系统备件通用性强, 不需储存特殊备件。 5 改造方案 根据上述现场设备实际情况及改造需求,本方案采用技术先进可靠的西门子plc作为主控制器,abb变频器作为主提升、大小车的无扰节能调试控制单元,同时在操作室配备西门子文本显示单元实时显示行车运行状态和故障信息。图1为行车改造示意图。 图1 行车改造示意图 说明:图中控制柜布置西门子plc控制器和主提升、大小车变频控制器;电阻柜放置应急旁路时主提升、大小车的电阻;操作室操纵台为对主提升、大小车、电磁铁控制;监视屏箱为操作室操作员对行车状态及故障检测的信息指示屏。 图2 行车的plc控制系统 说明:行车的plc控制系统主要负责主提升、大小车的控制,限速保护,行走限位开关等。 主提升电机的采用变频控制及应急旁路控制,正常情况下由变频器控制主提升电机的升降功能,应急情况下由旁路接触器控制主提升电机的升降。 大车行走采用变频控制及应急旁路控制,正常情况下由变频器控制大车电机的行走功能,应急情况下由旁路接触器控制大车电机的行走。 小车行走采用变频控制及应急旁路控制,正常情况下由变频器控制小车电机的行走功能,应急情况下由旁路接触器控制小车电机的行走。 6 改造措施说明 本方案以系统运行安全可靠、器件配置经济、操作简单实用为原则,对原有行车进行改造,具体的安全保障及设备器件改造方案如下: 增加主钩、大车、小车行走进行变频器。带应急旁路,电阻器配套不锈钢电阻,平衡切除。使用操纵杆(操纵杆四个方向都为三档),操纵杆每移动到一个档位,都送出一个开关信号(干接点)到s7-200的plc系统,plc根据不同的输入档位来控制大车或小车的运行速度或方向。操纵杆分左操纵杆和右操纵杆;左操纵杆有前后三档控制主提升的升降,按照操作手柄的前进 或后退控制提升机逐级提速下降或上升,左右档控制电磁铁,手柄的中间位置为停止档。右操纵杆分左右三档和前后三档,左右三档分别为大车左右行走三档速度,前后三档为小车前进后退三档速度,中间位置为大车和小车的停止位。 为了提高该行车系统的人机交互性,在驾驶室内便于驾驶人员观察的地方安装一台西门子的文本显示器,可以更直观的了解行车运行情况及故障情况。当行车运行异常或出现故障时,文本显示器通过文字的方式来提醒操作人员和维护人员进行故障判断,减少了维护人员查找故障时间或系统带故障运行。 由于现场环境比较恶劣,为了提高电气设备运行稳定性和延长设备的使用寿命,控制柜体采用全密封方式设计,电缆进出线采用下进线,进线采用电缆锁头对进出向电缆进行密封,使柜体防护等级达到ip43以上。考虑到行车设备需要维护时,维护人员需频繁对控制系统进行电源分合闸操作,在配电柜门上安装总电源断路器的操作手柄,维护人员不必打开柜门便可对系统送电或断电,可减少由于频繁打开柜门而导致太多灰尘进入配电柜内;在检修柜内器件时,只有在断路器断开的情况下才能打开柜门,防止柜内带电检修或检修完成后,检修人员忘记关上柜门而离开了现场,因为只有关上柜门后才能合上断路器为行车送电运行。为了提高行车操作的合理性,在驾驶室的操纵台上配有类似于机车启动的电源启动钥匙开关,当钥匙拔出取走后,非专业人员将不能启动行车电源,保证了行车操作的专业性。 在行车桥架两端焊接大车左右限位的行程开关,开关采用机械动作开关的常闭点,然后在行车轨道两端极限位置处各焊接一个斜面档板,当行车导轨方向行走到左端或右端的极限位置时,行程开关触碰到限位挡板后动作使大车停止,防止大车左右行走超出限位后造成机械碰撞。 在行车小车桥架两端焊接小车前后限位的行程开关,开关采用机械动作开关的常闭点,然后在行车小车桥架轨道两端极限位置处各焊接一个斜面档板,当行车小车桥架导轨方向行走到前左端或后端的极限位置时,行程开关触碰到限位挡板后动作使小车停止,防止小车前后行走超出限位后造成机械碰撞。 为了保证提升机安全运行,防止由于电气控制上的失控而造成提升物体超速下落,在提升机的电机上安装限速开关,当提升电机失控或受外界重物牵引导致电机转速超过1000转/分时,提升机限速开关动作并发出报警信号,plc停止提升电机的运行状态,同时提升电机制动器抱闸,防止电机超速或物体掉落带来的危险。 在提升机提升重物时,提升高度是不能超出钢绳的提升上限,如果由于操作人员操作失误或上升控制失控,到达上限后未能及时停止提升,提升卷扬机将继续对钢绳收卷,而钢绳下端的抓斗受机械卡住停止上升,在这种情况下很有可能将钢绳拉断造成抓斗及提升重物下落。为提高生产安全保障,在卷扬机末端安装钢绳收绳限位开关,限位开关是根据钢绳卷筒的变比一般为80:1,当抓斗和重物提升到上限位时,设定好的收绳限位开关动作,提升机停止提升,提升电机制动器抱闸,防止提升机继续提升造成的安全事故。 在行车桥架上两端的检修门上各安装一个限位开关,防止行车有相关人员在行车桥架上对行车检修或维护时,驾驶人员在不知情的情况下对行车进行操作。如果行车桥架上有人在工作,桥架两端的门打开,此时大车电机、小车电机和提升机将不能运行,同时制动器处于抱死状态。 在驾驶室的门上安装限位开关作为行车可驾驶操作的前提条件,用于防止由于操作员不遵守操作规程或粗心大意造成安全事故。例如防止驾驶员进行工作交接时,一个驾驶员准备上下驾驶室而另一个驾驶员在操作大车,容易对正在上下驾驶室的人员造成伤害,或者驾驶室的门没有关好也可能造成安全事故。如果驾驶室门限位开关动作,行车将停止运行,大车电机的制动器将自动抱闸,为驾驶人员提供安全保障。 为保证系统操作的有序性和可靠性,所有主回路的接触器继电器都通过plc的do点输出控制,这样可完全杜绝操作人员违章操作或误操作。主回路中采用正反转接触器实现电机换向,实际操作中操作者为了对吊件准确定位,频繁采用反接制动(俗称打反车),切换电流大,接触器和电机工作状态恶劣,设备检修维护费用非常高。 7 效益分析 变频改造后因变频节约电费计算:每天行车运行于变频实际约15小时 变频器节电为40%即:节约电费=0.5元/kw·h 自动控制论文:燃气锅炉自动控制系统实现与应用 摘 要:武汉钢铁集团鄂钢公司富裕煤气发电项目新建两台150t/h燃气锅炉控制系统采用浙大中控dcs控制软件实现了设备维护及生产操作人员的远距离访问和监视。本文介绍了燃气锅炉燃烧控制系统、汽包水位控制系统、锅炉送风自动控制系统及锅炉炉膛安全监控系统等的主要特点和控制流程。实践证明,该系统达到了锅炉燃烧工况良好、节能降耗的工艺要求,且运行稳定可靠。 关键词:锅炉自动控制;燃烧双交叉控制;fsss控制系统 1 概述 锅炉是一种产生蒸汽的热交换设备。它通过煤、油或气等燃料的燃烧过程释放出热能,并通过传热设备把热量传递给水,将水转变为过热蒸汽,过热蒸汽直接供给工业、生活等生产中所需要的热能。武汉钢铁集团鄂钢公司富裕煤气发电项目新建2台150t/h燃气锅炉,锅炉燃烧产生的过热蒸汽部分送至汽轮机用于发电,部分送至外网满足其它用户生产、生活需要。 锅炉控制系统分为燃烧系统、汽水系统、烟风系统及减温减压系统,控制系统主要完成设备操作、设备状态及生产参数的监控功能,汽包水位自动控制调节功能,炉膛负压控制调节功能,锅炉送风风量控制调节功能及热风烧嘴和煤气烧嘴控制调节功能,锅炉上位系统实现了画面显示、设备操作、报警、历史趋势记录及报表打印等功能。 2 系统介绍 2.1 燃烧系统 锅炉燃烧介质由高炉煤气及焦炉煤气组成,分三层,每层四路进入锅炉本体混合一定量的热风参与燃烧过程。每个烧嘴处设计有火焰监视器,共12个,用于监视炉膛火焰的持续性及大小,在上层及下层各烧嘴处设计有点火器共8个,每条高炉煤气、焦炉煤气及热风管道上均设计有气动调节阀,通过调节调节阀阀门开度来控制炉膛温度,并在锅炉本体设计有热电偶用于监测炉温。 2.2 汽水系统 锅炉汽水系统流程如下:除氧器高压给水泵省煤器预热锅炉汽包生成不饱和蒸汽i级过热器i级过热器集箱喷水减温器ii级过热器ii级过热器集箱生成饱和的过热蒸汽用户。 2.3 烟风系统 空气由送风机送至空气预热器进行预热成为热风,热风送至烧嘴与煤气混合燃烧,生成高温烟气,烟气由引风机牵引经过过热器、省煤器、预热器至烟囱排放,并将锅炉燃烧产生的不饱和蒸汽加热成高温高压饱和蒸汽。 3 系统配置 锅炉控制系统分为上位和下位两类系统组成,下位控制系统实现了l0级(现场控制设备级)与l1级(基础自动化系统级)间的网络连接,并预留l2级(过程控制计算机系统级),上位控制系统实现现场显示、储存、报警、打印等功能。 4 控制功能 4.1 燃烧控制系统 锅炉燃烧自动调节的基本任务,是使燃料燃烧产生的热量,适应蒸汽负荷的要求,且要保证燃烧经济和锅炉运行安全,为此合理的风煤比才能维持汽包内或出口蒸汽压力在需要的范围内。 4.1.1 对空气和燃料的控制 锅炉用水经省煤器预热后,注入锅炉内,在进水管道内,进行流量、温度、压力测量,送至调节器。在这一调节器中,通过减法器计算出温度差,将前面所测得的流量乘以温差,即可求得进水管道中所注入的水所需的热量。而出口测的热水温度信号送给温度调节电路,温度调节电路将它在与人工设定值水平sp之间进行控制计算,将输出信号作为结果输出,将前面原料加热所需要的热量加到该输出信号中,作为燃料流量的设定值,与燃料流量这一小闭环所检测出此时燃料的流量值,做一差值计算,从而调节燃料控制阀的大小,进而进行热量控制。 4.1.2 燃烧双交叉控制 双交叉燃烧控制是以维持合适的空气、燃烧比值为手段,达到燃烧时始终维持低过剩空气系数,从而保证了较高的燃烧效率,同时也减少了排烟对环境的污染。 双交叉燃烧控制实际上是以炉温调节为主回路,以燃烧流量和空气流量调节并列为副回路的串级调节系统,加上高、低信号选择器组成的带有逻辑功能的比值调节系统。它的主要作用是当炉子负荷变化,以维持炉温在给定值上,而且使燃烧工况始终处于低过剩空气系数的经济合理状况。 4.2 汽包水位控制 锅炉汽包水位控制常用的有位式调节和连续调节两种方式。位式调节是根据汽包水位高、低两个位置进行控制的,适用于蒸汽量小于4t/h的燃气 锅炉。本锅炉采用三冲量水位自动调节系统。汽包水位三冲量给水调节系统由汽包水位测量变送器、蒸汽流量测量装置及变送器、给水流量测量装置及变送器、调节器、执行器等组成。汽包水位信号是主信号,任何扰动引起的水位变化,都会使调节器输信号发生变化,改变给水流量,使水位恢复到给定值;蒸汽流量信号是前馈信号,其作用是防止由于“虚假水位”而使调节器产生错误的动作,改善蒸汽流量扰动时的调节质量;蒸汽流量和给水流量两个信号配合,可消除系统的静态偏差。当给水流量变化时,测量孔板前后的差压变化很快并及时反应给水流量的变化,所以给水流量信号作为介质反馈信号,使调节器在水位还未变化时就可根据前馈信号消除内扰,使调节过程稳定,起到稳定给水流量的作用。 4.3 炉膛负压调节 炉膛负压自动控制是通过调节引风机入口风门开度,保持炉膛负压在-20~-10pa的微负压状态,保证锅炉安全燃烧。引风机停止后,其风门执行机构需自动关闭。 4.4 锅炉送风自动控制 送风自动控制的目的是:使锅炉所投入的燃料在炉膛中燃烧时,自动投入合适的风量,以保证锅炉的经济燃烧。通过煤气压力调节送风压力,进而达到最高的锅炉热效率,烟气含氧量作为总风量的修正值,通过调节送风机变频器频率来调节送风压力。 4.5 锅炉过热蒸汽温度自动调节 过热蒸汽温度自动调节的任务是维持过热器出口蒸汽温度在允许范围之内,并保护过热器使其管壁温度不超过允许的工作温度。锅炉过热蒸汽温度调节采用自制冷凝水喷水减温装置,通过调节减温水调节阀门开度来控制集汽集箱和减温器出口蒸汽温度,保证集汽集箱中蒸汽温度在430~450℃范围内。 4.6 锅炉炉膛安全监控系统 锅炉炉膛安全监控系统(fsss)是锅炉安全运行必不可少的设备,负责燃烧器管理和燃料安全。它能在锅炉启动、停止和正常工作等运行方式下,对锅炉燃烧器的主要参数进行连续监测和管理,通过联锁程序使燃烧设备按照既定的合理程序完成必要的动作以保护锅炉炉膛及燃烧系统的安全。 4.6.1 炉膛吹扫 在任何燃料点火发生以前(冷启动或锅炉燃料跳闸指令发出之后),锅炉吹扫是必须完成的。要开始炉膛吹扫,必须满足和维持下列许可条件:a.风量 30%额定负荷风量;b.系统电源正常;c.汽包水位正常;d.任一送风机运行;e.任一引风机运行;f.火检无火;g.所有燃气阀关闭;h.无锅炉跳闸指令。 当所有的炉膛吹扫许可条件满足后,吹扫允许指示灯亮,按下炉膛吹扫按钮,将开始5分钟吹扫。如果在吹扫过程中有任一个吹扫条件不满足,吹扫自动停止,吹扫中断指示灯亮。如所有吹扫许可条件一直满足,则5分钟后炉膛吹扫完成。一旦吹扫完成后, mft信号复位。 ①主燃料跳闸(mft)及首次主燃料跳闸原因指示 当下列任何一个主燃料跳闸条件(严重且紧急的情况)出现,发出的锅炉主燃料跳闸指令, 将所有锅炉燃料切断。在crt监控画上将有首次燃料跳闸原因显示。a.引风机全停;b.送风机全停;c.手动紧急停炉;d.炉膛压力高-高(三取二);e.炉膛压力低-低(三取二);f.汽包水位高(三取二);g.汽包水位低(三取二);h.全炉膛火焰丧失;i.燃料丧失。 ②全炉膛灭火 全炉膛灭火是指给燃气停止供应5s后,且下列条件均满足:a.底层:火检没有火焰(4取3);b.中层:火检没有火焰(4取3);c.顶层天然气层:火检没有火焰(3取2)。 ③燃气母管快关阀开关控制 在正常点火前,或当mft跳闸继电器复位后,在程控方式、燃气压力正常、所有燃气角快关阀以及角点火快关阀全关闭的前提下,可以开启燃气母管快关阀。在下列条件下,将取消“开燃气母管快关阀”指令,并且自动关闭燃气母管快关阀:a.mft跳闸;b.按下“关”按钮;c.燃气压力低超过5秒且有燃气角快关阀开。 ④燃气点火允许条件:a.燃气母管快关阀开到位;b.无mft;c.燃气压力正常;d.燃气角快关阀关位;e.点火快关阀关位;f.火检冷却风压正常。 5 监控功能 该工程上位控制系统通过浙大中控dcs控制软件实现,在画面上可显示锅炉生产设备的温度、压力、流量,历史趋势,报警、完成各阀门、设备的操作,完成煤气、助燃空气的调节阀的操作,各系统的手自动切换、操作。 6 应用效果 通过本系统的成功投运,有效的提高了能源的利用率,保证系统的安全运行,出水温度稳定,升温速度快,调节及时,超调小,波动小。 自动控制论文:试析PLC在天然气调压站自动控制系统中的应用 [摘 要]作为城市供气系统的枢纽,天然气调压站控制系统的工作效率将会直接决定调压站的供气水平。为了有效应对经济发展对天然气的巨大需求量,做好天然气调压站的用气量管控工作,采用自动控制系统成为了天然气调压站发展的必然选择。本文简要介绍了天然气调压站的运行原理,而后重点探讨了plc在天然气调压站自动控制系统设计中的应用情况。 [关键词]天然气调压站;自动控系统;plc;系统设计 1.前言 城市规模的扩大和社会经济发展以及出于环境保护的考虑,大范围推广天然气已经成为了推动城市发展的最佳选择。但是日益复杂的供气方式和用气方式使得天然气调压站如果继续采用传统的管控系统则很难满足现实情况的需要。在天然气调压站中积极应用自动控制系统,能够实现实现天然气调压站控制和调度的自动化、值守的无人化以及供气的安全化,不仅能够缩短应对突发事件的反映事件,而且能够有效减少能源和资金的浪费,最终实现经济效益和管理效益的提升。 2.天然气调压站功能与调压回路自动切换原理分析 2.1 天然气调压站功能简介 天然气调压站是天然气管网监控系统的重要构成部分,除了调压站之外,天然气管网监控系统还包括调度中心计算机管理系统、数据通信网络系统以及区域调压站等。天然气管网监控系统具有高度的集中性和统一性,它能够对处于各个位置的下属功能单元进行分散控制。中高压调压站的功能主要体现在如下几个方面:监控并管理站内的各种智能仪表、工艺设备,向调度控制中心传递各种信息,执行调度控制中心的各种指令。在具体实践中,中高压调压站的工作内容主要包括平衡控制管网负载、依照用户用气情况调节供气量、调节管网远程压力、数据上传、指令执行以及限流等。 2.2 天然气调压站调压回路自动切换原理分析 调压回路自动切换原理,简单而言,就是利用了各个调压器的压力设定差异。具体来讲,如果主回路的工作调压器的压力设定为3.33 mpa,那么,监控调压器的压力设定应该比主回路的工作调压器的压力设定稍微高出一些,一般设定为3.46 mpa,相应地,备用调压回路的工作调压器的压力设定应该比主回路的工作调压器的压力设定稍微低出一些,一般设定为3.25 mpa,即,监控调压器压力设定(3.46 mpa) 主回路工作调压器压力设定(3.33 mpa) 备用调压回路的工作调压器压力设定(3.25 mpa)。 天然气调压站在常规工况之下,压力调节的职责由主回路工作调压器完成,其出口压力被设定为3.33 mpa,主回路的监控调压器则保持着全力开放状态;假设因为某种原因导致主回路工作调压器出现故障,无法正常工作,那么工作调压器会处于全力开放状态,其出口压力被设定将会在短时间内提升至3.46 mpa,压力传感器会感知该压力设定变化并将压力信号传输给监控调压器,此时监控调压器开始对压力调节负责;假设同样因为某种原因导致监控调压器出现故障,也无法正常工作,下游压力将会继续升高,一旦压力提升值超过了主回路切断阀门的压力设定(一般为3.83 mpa),则主回路切断阀门会对供气进行切断处理,而此时的下游用气仍在继续,会逐渐降低主回路的压力设定值,并降至备用调压回路的工作调压器压力设定(3.25 mpa),压力传感器会感知该压力设定变化并将压力信号传输给备用调压回路工作调压器,此时备用调压回路工作调压器开始对压力调节负责。为了确保天然气安全管控的万无一失,备用调压回路工作调压器也配套有监控调压器,如果备用调压回路工作调压器因为故障等原因无法正常工作,则监控调压器也会依照预设程序接手压力调节工作。由此可见,各个调压器的压力设定差异能够使得调压器在故障情况进行自动切换,当然,这需要可靠的控制系统。 3.plc在天然气调压站自动控制系统中的应用 3.1 硬件方面 为了确保天然气调压站能够在经济、可靠、安全的最优条件运行,天然气调压站自动控制系统必须要能够有效担负起实时动态监控、采集、处理调压站各个关键部位参数,并能够及时作出正确决策的使命。我们知道,天然气调压站所涉及的各种控制参数非常之多,例如,电动球阀、切断阀、回讯器、气体泄漏警告、进出口压力差和阀门位置、进出口温度、进 出口压力等等。以上这些数据都需要中心控制系统进行认真地分析和对比,确保数据精准可靠。为此,在plc控制器的选择方面必须要坚持参数修改灵活、使用维护简便、具有较强抗干扰性和执行功能的原则;此外,为了确保系统功能的完善有效,在功能模块的配置方面应该科学合理。总而言之,天然气调压站自动控制系统的硬件构成应该包括如下几个部分:cpu、plc、i/o处理功能模块、电源、执行机构、信号变送设备、液晶触摸屏。 3.2 软件方面 本系统通过对调压站参数进行实时采样,经plc 进行运算处理,来判断系统的状态。当系统处于正常运行状态时,上传并实时显示调压站参数,通过对现场阀门的自动控制实现对天然气出口压力的动态调节,保证了天然气的稳定供应;当系统出现异常时,经声光报警和显示屏字幕闪烁两种方式发出报警信号,并作用于相应的执行机构,实现天然气调压站的自动运行。系统软件设计主要是模拟量的采集处理和与智能总线仪表的通信两大部分。模拟量的采集处理部分包括压力、温度和压差经过变换器输出的电流信号。虽然模拟量输入模块内部自带有模拟量滤波功能和采样数值设置,但是为了使显示值更加稳定,程序设计时使用了算术平均滤波法,以实现对一般随机干扰信号进行滤除。 智能仪表采用 modbus 协议通过双绞线与 plc通信,modbus 是应用于电子控制器上的一种常用协议。控制器能设置为两种传输模式(ascii 或rtu)中的任何一种在标准的 modbus 网络通信。本系统根据仪表的要求,选择了 rtu 方式。通信接口为半双工接口程序的关键是避免在通信端口上同时发送和接收。按照本系统中通信采用的这种编程模式编写自由口通信程序可以有效避免因同时发送和接收造成的通信冲突,从而保证程序的正常运行。 4.结束语 总体而言,先进的天然气调压站自控系统应能实现调压站的合理调度,无人职守,保证安全供气,节约能源与资金,加快紧急事件反应时间,减少不应有的损失,实现现代科技与科学调压的有机结合。实际应用实践经验证实,本文所设计的天然气调压站自控系统不仅具有较高的安全型、稳定性、可靠性、抗干扰性,还具有较高的性价比,提高企业的经济效益和管理水平。 作者简介 刘垂祥,男,江西萍乡,江西省投资燃气有限公司,助理工程师研究方向 从事城市燃气运营与管理 自动控制论文:发电厂自动控制系统(装置)Y2K问题测试探讨 【摘要】 针对发电厂 计算 机自动控制系统(装置)2000年 问题 (y2k问题),阐述相应的测试 方法 、步骤及分类,认为应根据不同的测试对象,采取不同的测试方法和步骤;无论测试对象如何,一些测试方法是基本的,具有一定的共性。 【关键词】 发电厂 自动控制系统 2000年问题测试 发电厂y2k测试所涉及的对象一般有:(1)计算机自动检测装置或检测系统,包括测量仪器仪表和有关的检定系统等;(2)计算机控制装置或系统,包括plc、单回路/多回路调节器和监控系统;(3)其它计算机自动控制系统(设备),如分散控制系统(dcs)。对于不同的测试对象,应根据其具体运行情况及相应功能,采取不同的测试方法和步骤,才能最有效地测试不同对象的y2k问题。但无论对象如何,有些测试方法是基本的和共性的。本文从发电厂y2k问题测试方法、步骤、需选时间点段及发电厂y2k问题分类等几方面进行讨论。 1 测试方法 对于发电厂计算机自动控制系统(装置)y2k问题,一方面要测试系统能否顺利跨越2000年,能否识别非法和无效日期,所有日期显示是否正确;另一方面,更要测试系统在2000年前后能否稳定运行,功能是否正常,会不会引起误报警乃至保护误动作等。对于不同测试对象,应有不同的测试方法。 1.1 自动检测仪表 对自动检测仪表进行y2k问题测试,一般最好用离线测试法,即用备品备件外接信号源来对其进行测试,以免在测试过程中产生干扰信号, 影响 整个系统运行。 1.2 plc和控制器 首先应根据该plc或控制器对系统的影响程度,决定进行离线还是在线测试。但有相当一部分plc和控制器可能没有日期和时间设置功能,无法进行直接测试。在这种情况下,应分2 步进行:第一,若该设备有源代码,应对源代码进行 分析 ,确定 应用 软件何处用了时间功能,如定时器等;判断这些时间功能是由实时时钟或系统时钟产生的,还是由计数器或脉冲产生的。若是由实时时钟产生的定时,可能有y2k问题;若是由计数器产生的定时,软件本身应不会有y2k问题。第二,应对该控制器的硬件电路进行分析,确定硬件电路是否有备用电池和实时时钟rtc芯片等。若没有这些芯片,硬件本身应没有y2k问题。如果以上2 步都有明确结论,就可确定该设备是否有y2k问题。 对于类似单回路/多回路调节器的控制器,可直接测试其控制功能是否正常,也即对控制器硬件和应用软件同时进行y2k问题测试。对于由 工业 控制计算机构成的控制器,应首先对工控机本身进行测试,再对应软件(如控制软件等)进行测试。对于plc,先用编程器对plc本身进行测试,再对应用软件进行测试。需注意的是,用编程器修改的是plc本机的日期及其时钟,而非编程器日期。 1.3 监控系统 监控系统由上位机和下位机构成,或由人机接口mmi加plc构成。首先应根据该监控系统对整个系统的影响程度决定是进行离线测试,还是进行在线测试。监控系统的y2k问题测试分2 大部分,即下位机测试和上位机测试。先对下位机进行测试,方法与1.2节所述类似;再对上位机测试,包括上位机本身和应用软件测试;最后,对上位机和下位机同时进行测试,测试系统运行有无异常、功能是否正常。 1.4 dcs系统 dcs是整个发电机组监控的神经中枢。为保证安全,在进行dcs测试前,应确保机组已停运。对于dcs,应首先进行单项测试,再进行系统测试,确保整个dcs不受y2k问题影响。(1)dcs单项测试。先进行单个控制站、工程师站操作站的硬件和操作系统是否存在y2k问题及其严重性,再对工程师站、soe、控制站的各种应用软件及其功能进行测试,如工程师站组态功能是否正常、soe事件记录功能是否正常、控制站的数据采集和控制功能是否正常。(2)dcs系统测试。单项测试后,为确认dcs控制站、操作员站和工程师站等单元间的接口、dcs数据库(包括实时数据库和 历史 数据库)、dcs监控和保护系统等的y2k问题,应进行dcs系统测试。测试前,先找到dcs主时钟,通过修改主时钟时间对dcs进行系统测试,在各个关键时间段上考察dcs功能是否正常。必须进行测试的功能模块有:保护、控制、操作、显示、事件记录、报警、打印、趋势、组态、报表和上载/下载等。 2 测试步骤 为尽可能减少对整个系统运行的 影响 ,保证设备安全,测试前应认真、仔细地做好安全措施,包括现场安全措施、测试设备软件备份和系统设置备份等。(1)测试前,准备好系统启动盘和软件安装盘等;(2)测试 过程中,记录所有测试数据和过程;(3)测试完成后,恢复系统及其设置,包括恢复系统日期和其它设置到测试前状态,如电气、执行机构等。 2.1 测试前 在实施测试前应做好以下工作:(1)确认被测试系统的相关资料和台帐的正确和完整性;(2)验明所有的日期输入、输出、显示和内部时钟;(3)做好被测系统软件和数据备份;(4)记录被测系统的设定参数;(5)测试前排除或记录异常现象;(6)找出被测系统与外部系统的接口参数;(7)编写测试作业指导书或测试规程;(8)开会审核测试作业指导书或测试规程;(9)做好被测系统的现场安全措施。 2.2 测试中 在实施测试时应做好下面工作:(1)严格按测试作业指导书实施测试;(2)遵守测试程序的顺序;(3)准备应急人员以应付意外事故;(4)输入测试数据进行测试;(5)记录所有测试情况和数据。 2.3 测试后 完成测试后应继续做好如下工作:(1)将系统时钟回调到正确的正常时间;(2)在测试前,如被测系统与外部系统断开,则恢复系统连接;(3)删除所有测试文件,并将系统恢复至测试前状态;(4)重新启动被测系统,观察系统运行是否正常;(5)准备支持任何测试后的生产启动;(6)保证可用于审核和复阅的详细测试结果。 3 需要选择的日期 无论发电厂y2k 问题 的测试对象如何,以下日期是必须测试的:(1)特殊日期测试。以往软件设计时,常把99/9/9作为特殊日期标志。在这种系统中,若输入99/9/9,系统功能可能会发生异常,甚至不能执行系统功能。因此,必须测试1999/9/9。(2)世纪跨越测试。对于世纪跨越1999-12-312000-1-1,这是必须测试的日期。这时,要判断系统能否正确跨越世纪、系统正常运行且现有功能是否不变和系统在21世纪时能否正常处理日期数据。(3)闰年测试。在设计软件时因未考虑到2000年是闰年,因此若需处理与日期相关的功能时,系统可能会出现异常,导致不能正常处理日期数据。所以2000-2-282000-2-29,2000-2-292000-3-1是必须测试的日期。(4)人为设置日期测试。系统应承认有效的日期测试,包括:1999-9-9,1999-12-31,2000-1-1,2000-2-28,2000-2-29,2000-3-1,2000-12-31,2001-1-1,2001-2-28,2001-3-1,2004-2-28,2004-2-29,2004-3-1;系统应拒绝(无效)的日期测试,包括:2000-2-30,2001-2-29,2004-2-30,0000-00-00。(5)其它日期测试。如2000-12-312001-1-1,2010-1-1,2038-1-1等。以上日期,对于任何对象都应测试,且为更全面地测试对象的y2k问题,还应根据具体情况考虑其它日期测试。 4 问题分类 根据北仑发电厂(1999/1/25~2/3)和嘉兴发电厂(1999/2/16~2/26)的 计算 机自动控制系统(装置)y2k问题测试情况,y2k问题对发电厂计算机自动控制系统(装置)的影响可归结为以下4个方面。 4.1 没有实时时钟芯片或时钟功能的控制系统(装置) 这部分设备虽然属于计算机或单片机控制器,但因没有实时时钟芯片或时钟功能,设备中没有日期和实时时钟,因此不存在y2k问题。如小汽轮机控制器505、rotork电动头、pmc轴封控制器和dfs火检等。 4.2 “y2k ready”的自动控制系统(装置) “y2k ready”是指在通电或断电状态下,系统(装置)的时钟存在y2k问题,但系统功能不受影响,能照常运行。如:(1)不能顺利跨越2000年,需要通过人工设置到2000年,但系统功能不受影响,可正常运行。如在世纪跨越时,年份变为1900,因有些操作系统最早年份为1980年,因此系统显示1980年,需人工设置为2000年,如新华deh使用的工控机、西门子dcs编程器pg750、soe等。(2)无法识别或拒绝非法日期的设备,但不影响其功能,如某电厂的质量流量计,接受了2001年2月29日。(3)闰年问题。某电厂的废水系统plc,2000年2月28~29日测试,实测现象为3月1日,但系统运行正常。(4)日期显示问题。某电厂2号灰控plc,2000年2月28~29日测试,实测现象为2月28日,即时间变化,日期不变,但系统功能正常,运行稳定且无异常。 4.3 “y2k ok”的自动控制系统(设备) “y2k ok”是指在通电或断电状态下,系统(设备)时钟不存在y2k问题,且系统功能正常,运行无异常。这类设备有:某电厂的网控闭锁装置、电除尘中央管理机及炉内加药系统等。 4.4 “y2k not ok”的自动控制系统(设备) “y2k not ok”是指在通电或断电状态下,系统(设备)时钟存在y2k问题,且系统功能不正常,运行异常,如某电厂的硅表。 5 结束语 通过y2k问题的测试,一方面可掌握发电厂自动控制系统(装置)y2k问题的严重程度;另一方面可借此制定y2k问题的解决方案及各种应急措施,具有重要意义。所提出的测试 方法 、步骤、选择的时间段和分类等几方面问题,可供发电厂同行 参考 ,希望共同对此问题进行深入、细致地探讨,为保障机组安全、 经济 运行,顺利跨入21世纪打下良好基础。 自动控制论文:井下排水PLC自动控制系统的研究 [摘要]井下自动控制排水系统在开采的过程和水资源的利用方面具有重要的意义,plc可编程控制系统技术在自动控制中具有广泛的应用,本文以煤矿井下作业为例,从影响井下排水自动控制系统的稳定的主要因素出发,提出了抗干扰的措施,阐述plc技术在井下排水自动控制的设计原理。 [关键词]自动控制 排水 plc 在煤矿生产过程中,地下水流入巷道或工作面,形成矿井水。矿井水的形成一般是由于巷道揭露和采空区塌陷波及到水源所致,水源主要是大气降水、地表水、断层水、含水层水和采空区水。采矿活动造成采动区域及其周边区域水文地质系统和单元隔水构造的破坏,改变了水径流方向和途径,最终在采空区或采动场所汇集,并在汇集过程中因物化作用与时间效应遭受污染的,交替性差的水体。 一、井下排水的重要性 在煤矿的原煤开采中,我国平均每年将有20~40亿立方米的地下水被抽排到地面且绝大部分被排放掉。但是,煤矿生产抽排的地下水是在煤炭开采过程中才被污染的,而并非本身就是污染严重的水。所以,在我国水资源不足的环境中,这些水被浪费掉实在是有点可惜,如果在水质较好的地方,对井下水进行适当的处理,就完全可以达到 工业 和生活用水标准。另外,井下水对矿井的危害很大,在发生的煤矿安全事故中,以瓦斯爆炸和水灾害最为频繁和严重。如果矿井水排放不畅,水在井下放任自流,将势必造成水灾,更严重的造成设备财产损失,人员伤亡,矿井坍塌等灾难性的后果。 我国在优化排水方案、改造排水设备及巷道合理布置方面也做了大量的研究,但是,监测技术和手段还处在摸索阶段。随着煤矿安全问题的要求的提高,井下水的检控要求也随之提高。目前井下水的排放主要的人工管理的方式,具有低效率、高劳动量,且容易造成高劳动量的弊端。因此,采用自动控制系统具有重要的意义。 二、plc井下排水自动控制系统 1. plc井下排水自动控制系统的技术 可编程控制器(plc),是一种数字运算操作的 电子 系统,向用户的“ 自然 语言”编程,使不熟悉 计算 机的人也能方便地使用。plc是通过在存储器中的程序实现控制功能,且同一台plc还可用于不同控制对象,通过改变软件则可实现不同控制的控制要求,具有很大的灵活性和通用性。plc的输入、输出电路一般用光电祸合器来传递信号,有效地抑制了外部干扰源对plc的影响,具有可靠性高、抗干扰性强的特点。此外,plc的i/o接口可直接与控制现场的用户设备联接。 2.影响plc控制系统稳定的干扰因素 plc作为一种自动化程度高、配置灵活的工业生产过程控制装置。因为其本身的高可靠性,它的应用场合越来越广,环境越来越复杂,所受到的干扰也越来越多。在plc控制系统中,就plc本身来说,其薄弱环节在i/o端口。来自电源波形的畸变、现场设备所产生的电磁干扰、接地电阻的祸合、输入元件触点的抖动等各种形式的干扰,都可能使系统不能正常工作。研究影响plc控制系统的干扰因素,对于提高plc控制系统的抗干扰能力和可靠性具有重要作用。 对plc的干扰的产生过程主要有三个因素组成:(1)电源引入的干扰。雷电冲击、开关操作、大型电力设备启停等,都有可能会影响系统的正常运行,造成plc系统故障。(2)i/o信号线引入的干扰。在使用plc组成控制系统时,要连接大小设备和各种通信线路,这样就有可能会发生各种个样的电磁干扰环境,影响plc系统的运行。(3)接地线引入的干扰。若接地线处理混乱或是电线上的电位分布不等,则会电路的正常运行,有可能在成数据换乱,信号失真。 3.plc控制系统的抗干扰措施 对plc的干扰的产生过程主要有三个因素组成,相应地对抑制所有电磁干扰的方法也从这三个要素着手解决。(1)最大限度地抑制干扰源。电源系统的抗干扰措施是为了抑制电网电压的波动及畸变对系统电源产生的干扰,可采用使用隔离变压器或者使用低通滤波器的措施来解决。另外,也可以使用交流稳压电源来增大抗干扰能力或使用在线式不间断供电源(ups)来作为plc控制系统的理想电源。(2)阻隔祸合通道或衰减干扰信号。输入端有感性负载时,在交流信号输入负载两端并联rc浪涌吸收器或压敏电阻rv;在直流信号负载两端并联续流二极管vd或压敏电阻rv或稳压二极管vx或rc浪涌吸收器等。在使用多芯信号电缆时,要避免i/o线和其它控制线共用同一电缆。(3)降低系统本身对电磁噪声的灵敏度,提高自身抗干扰能力。 三、plc井下排水自动控制系统的设计原理分析 在plc井下排水自动控制系统的开发中,为了更好地实现自动控制,应该注重以下几点: (1)需要开发电器控制系统,用plc(可编程逻辑控制器)控制系统代替传统继电器控制系统。 (2)在开发plc控制系统的同时,还要选择可靠的控制器及附属电气元件,以更好地适应井下环境。在符合矿用设备的安全标准的同时,还要在设计和开发时能充分考虑和利用井下的条件,使控制简便可行。 (3)在设计的同时要从实际出发,根据排水控制的要求,进行plc硬件和软件的设计,以达到自动轮换工作,使水泵房工作更加高效节能的目标。 (4)还可以把感应式数字水位传感器用于煤泥水水位的测量,在开发中使用新型的电量监测模块对水泵电机的电源输入进行监测,并建立plc与该模块之间的通信,可以使plc根据各个水泵电机的电量监测数据判断它们的运行状态,做到有故障及时发现及时处理。 可编程控制器本身就有很完善的可靠性设计,具有很强的抗干扰性能。但是, 工业 控制是一个很特殊的领域,稍有不慎,就有可能造成极大的 经济 损失,甚至人员伤亡。所以还应该从整个系统的角度进行可靠性设计,以更加有效的保障工业控制的安全。 四、结论 井下排水技术在煤矿的开采中的重要性和井下水资源的缺乏利用以及人工控制井下排水系统的种种弊端决定了井下排水自动控制系统研究的重要性。基于可编程控制技术的煤矿井下排水自动控制系统是利用当前优秀的工业控制技术精心研究与开发而成的,它具有许多传统控制系统无法比拟的优点,plc控制系统得到了广泛的应用和具有广大的 发展 前景,但是plc系统在井下排水自动控制系统中的应用还存在着一些问题需要,这需要我们做进一步的研究和实践,并最终解决问题。 自动控制论文:浅析分散控制系统在热电厂自动控制上的应用 摘要:分散控制系统(dcs) 是计算机技术和自动化技术相结合发展的结果。本文结合新沪热电厂新建三炉两机采用分散控制系统(dcs) 实现自动控制的工程实践, 介绍dcs 系统特点和功能, 并根据dcs 系统的运行情况,结合实际维护进行简单阐述。 关键词:dcs 系统 日常维护 热工控制 一、硬件维护 1.过程通道。i /o 模块故障的一般判断与处理是通过系统诊断, 用更换模块的方法处理。至于其内部元件老化等内部因素造成的模块不正常, 一般热控人员不好判断。原则上i /o模块的检修应由厂家处理,目前我厂的热工检修人员的技术水平还达不到这种水平, 不能象检修常规仪表那样得心应手。并且现在的仪表厂家的技术保密也不容许客户知道他们的核心技术, i /o 模块基本趋于一体化设计, 因此i /o 模块的备件一定要充足。具了解这种i /o模块的故障大多出现在调试和运行初期, 其原因有设备本身质量不过关, 也有维护人员素质差等。一般经过一个大修周期后会稳定下来。 2.就地设备。就地设备故障的诊断与处理同常规的故障没有区别, 只是一次元件或控制设备出现故障时不能被操作员及时发现, 这并不一定是运行人员不认真, 主要是因为画面较多不能全部显示。只有异常或报警后才能发现。这样对检修人员和运行人员的素质要求就相应提高, 因此运行人员要详细介绍故障前后的状态便于热工人员快速、准确地处理缺陷。热工人员应了解热力设备的原理, 结合运行人员提供的情况分析处理故障点。dcs 系统的模块大多都支持热插拔, 但这并不意味着可以随便插拔, 在操作时必须做好安全防护措施。 3.操作员站死机。无论是哪种dcs 系统, 操作员站死机都是会出现的, 其原因比较多也比较复杂。硬盘或卡件故障, 冷却风扇工作异常等都可能引起操作员站死机。有时也会发生人为操作员站死机现象, 一般在修改控制逻辑、下装软件、重启设备时, 最易发生操作故障, 轻则设备异常, 重则造成设备停运。因此热控人员在工程师站、操作员站操作中要引起高度重视, 防止人为操作故障的发生。 4.鼠标及键盘操作不正常。多数操作都是由鼠标操作完成的, 鼠标的消耗是很大的, 因此备用鼠标必须是专门备用的, 不能随便替换。当发现鼠标操作不正常时应进行一次重新起动计算机, 如仍不正常, 要立刻停止操作该鼠标, 及时通知维护人员检修, 以防止出现误操作。键盘操作不正常大多是数据线出现问题, 可相应处理。 5.电源。现在的dcs 系统电源故障不多, 但在运行初期较多, 比如保险配置不合理等。在运行中也可能出现备用电源不能自动投入, 电源插座接触不良等现象。因此不能保证插座非常可靠的情况下, 最好采用端子排。长期运行后有可能会出现空气开关整定值变化, 因此应定期校验空气开关。 三炉两机的dcs 系统, 其操作员站, 电源配电柜通过专用的电源冗余切换装置供电; 对于服务器, 由于它在系统运行中的重要地位, 所以互为冗余运行的两台服务器分别由ups 和厂用电供电;对i /o控制站, 是将ups 电源和厂用电分别送给互为冗余的两个电源模块, 经过冗余电源输出的24vdc/48vdc供给主控单元或i /o模块使用。实际应用中, 如果现场系统没有配备电源柜或不能提供双路电源, 为了保证dcs 系统的安全稳定运行, 应至少提供一路ups 电源。另外,dcs系统电源应当单独由供电电源段引来, 不应再为其它高负载设备供电, 尤其不能为大的感性负载供电。 6.干扰问题。对于干扰主要是接地问题, 备用电源的切换和大功率的无线电设备如手机, 对讲机等, 还有来自dcs 系统自身的干扰信号。对于dcs 系统的接地,dcs 系统厂家要求非常严格, 也相应的引起了重视。dcs 系统接地是为了保证当进入dcs 系统的信号、供电电源或dcs系统设备本身出现问题时, 有效的接地系统能承受过载电流并可以迅速将过载电流导入大地。还能够为i /o信号提供屏蔽, 消除电子噪声干扰, 防止设备外壳带电或静电积累, 以免对人的触电伤害和设备的损坏。据了解,dcs 系统的“死机”, 大多是因为系统接地不良存在问题所引起的。因此完善、可靠、正确的接地, 是dcs 系统能够安全、稳定运行的关键。 7.人为因素。人为因素引起的保护误动大多是由于热工人员走错间隔、看错端子排接线、错强制或漏强制信号、万用表使用不当等误操作等引起。 二、维护管理 dcs 的维护管理包括系统的巡检, 保护的投退, 软、硬件的监督管理。 1.应用软件应及时备份, 极小的改动可做记录; 如修改数据库除应同时保存在工程师站, 还要有其他备份盘。 2.软件检查与功能试验, 要试验全部软件的功能并检查各级权限。规范dcs 系统软件和应用软件的管理, 软件的修改、更新、升级必须履行审批授权及责任人制度。在修改、更新、升级软件前,应对软件进行备份。未经测试确认的各种软件严禁下载到已运行的dcs 系统中使用, 必须建立有针对性的dcs 系统防病毒措施。 3.热工保护的投退应严格执行工作票制度。检修某一运行设备时, 要采取正确隔离措施, 以防发生相关设备的联锁反应。这就要求热工人员了解dcs 的控制逻辑。 4.当部分操作员站出现故障时, 由可用操作员站继续承担机组监控任务( 此时应停止重大操作),同时迅速排除故障, 若故障无法排除,则应根据当时运行状况酌情处理。当全部操作员站出现故障时,应立即停炉。 5.调节回路控制器或相应电源故障时, 应将自动切至手动维持运行, 同时迅速处理系统故障,并根据处理情况采取相应措施。加强对dcs 系统的监视检查, 特别是发现cpu、网络、电源等故障时, 应及时通知运行人员并迅速做好相应对策。 6.温度、湿度、灰尘及振动对热控电子设备有很大影响, 所以控制电子间的环境条件, 可以延长热控设备的使用寿命, 提高系统工作的可靠性。就地设备工作环境普遍十分恶劣, 提高和改善就地设备的工作环境条件, 对提高整个系统的可靠性有着十分重要的作用。做好设备检修管理, 及时发现设备隐患, 使设备处于良好的工作状态。做好日常维护和试验。停机时, 对保护系统检修彻底检修、检查, 并进行严格的保护试验。尽量采用技术成熟、可靠的热控元件。随着热控自动化程度的提高, 对热控元件的可靠性要求也越来越高, 所以,采用技术成熟、可靠的热控元件对提高dcs 系统整体的可靠性有着十分重要的作用, 根据热控自动化的要求, 热控设备的投资也在不断地增加, 切不可为了节省投资而“因小失大”。在合理投资的情况下, 一定要选用品质、运行业绩较好的就地热控设备。以提高dcs 系统的整体可靠性和保护系统的可靠性、安全性。 自动控制论文:一种简单实用的水位自动控制系统设计 摘要:本文介绍一种简单实用的水箱水位自动控制系统的基本组成及工作原理,通过对该系统组装测试,达到预期效果,正式应用于乡镇供水系统中。实践证明,该水位控制系统设计方案合理,运行效果好,具有低成本、高使用价值的优点。 关键词:水位 自动控制系统 0 引言 近年来对城市供水提出了更高的要求,水塔水位控制自动化系统被不断地改造,以适应社会的 发展 和人民生活水平的提高,满足及时、准确、安全和保证充足供水。目前水位自动控制系统有很多成熟的产品,控制手段主要有单片机监控、比较电路监控、利用plc和传感器构成水塔水位恒定的控制系统等,运行可靠,可实现远程监控和无人值守。在许多偏远地区,特别是居住相对分散的 农村 地区,供水问题也待解决。如果仍然沿用人工方式,劳动强度大,工作效率低,安全性难以保障。本文针对乡镇和偏远农村家庭供水的特点,设计一款简单实用、符合要求的水位自动控制系统。 1 水箱水位自动控制系统的组成 针对偏远农村分散居住,取水不方便(包括从水井取水)的特点,考虑到农民生活消费水平不高,设计的供水系统必须是既方便农民的生活,又 经济 实惠等特点的水箱水位自动控制系统。水箱水位自动控制系统的组成。 由图中可知,水位自动控制系统电路主要由主电路和控制电路两大部分组成。主电路是一台抽水水泵,由220v交流电源电压供电。控制电路由包括整流、滤波、稳压电路、感应电路及限流限压电路组成。 2 水箱水位自动控制系统的设备 水位自动控制系统的设备只需选用价格低廉、安全可靠的设备。 由设备表可知,所有的设备都是简单而常用的小型设备,价格低廉,控制和维护简单易于掌握,对远离城市的偏远地区非常适用。传统的水位控制系统通常使用传感器进行上、下限控制,以保证水位在上、下限之间。此设计中只用三根导线来代替传感器放置在上、下限水位之间,利用水的导电特性完成上、下限水位的自动控制,节省了购买传感器的费用,也不必考虑传感器的故障,进一步降低成本,提高系统的可靠性。 常见的生活用水供应系统工作形式是由外来补充水源(一次水源)向一个高位水塔和一个低位水池补水,再由高位水塔和低位水池(二次水源)向各用户供水。此设计主要考虑针对家庭供水系统(或者某些单独取用水之处),因此只需用(储)水箱而非水塔供水。系统供水是由水箱直接供应,不用考虑由位置高度所形成的压力来进行供水,不用气压供水,不必在屋顶上设置水箱,也不用单独建筑水塔,仅在厨房或需用水的地方放置一足够大的(储)水箱即可满足供水要求。 3 水箱水位自动控制系统的控制原理 该水箱水位自动控制系统结构简单,控制原理如下:系统上电后,交流电源经整流、滤波、稳压后,由电位器调节获得12v直流工作电压。当水箱水位低于下限时,接触器线圈失电,其常闭触头使水泵接通工作,抽水到水箱中;当水位上升到上限时,接触器线圈得电,常闭触头断开,常开触头闭合,水泵停止抽水。 v1、v2用来保护lm317输出端电压为安全电压,使其免受短路电流的影响;v3用来保护三极管,同时避免触电事故的发生。水位的上、下限可通过调整三根导线的位置设定。 4 测试应用 该设计经安装调试,结合实验室给排水系统进行测试,效果良好。正式应用于某乡镇几个家庭的日常用水装置中已将近两年,至今未发生故障。该系统在运行期间稳定性高,完全符合预先规定的标准,只需将控制电路稳压输出调整在10v-12v之间,可投入使用。可用交流变压器供电,也可以用直流供电。 5 结束语 设计的水箱水位控制系统因价格便宜,结构简单,使用方便,不易发生故障,可用于要求不高的给排水系统中,特别适用于城镇及偏远山区取水装置。 自动控制论文:智能型住宅自动控制与管理系统应用研究 随着计算机技术、现代通信技术、自动控制技术的迅速发展,智能化建筑在世界应运而生。智能小区在智能化大楼基础上扩展和延伸出来的,人们通过对小区建筑群的四个基本要素(结构、系统、服务、管理)进行优化考虑,提供一个投资合理,又拥有高效率、舒适、温馨、便利以及安全的人居环境。为适应我国加快住宅建设发展,增强住宅建设的科技含量的要求,我国 在继“解困”、“安居”工程后,又加大了小康工程的力度。“智能型住宅家庭设施自动控制与管理系统应用研究”作为国家重大科技产业项目??“2000年小康城乡科技产业工程”的专题,就是这一背景下提出的。 “智能型住宅家庭设施自动控制与管理系统应用研究”是哈尔滨工业大学(原哈尔滨建筑大学)承接的项目,由哈尔滨工业大学和北京德达数据系统有限责任公司合作开发。该项目采用lonworks技术开发研究并在住宅示范小区工程中试运行。1、对住宅居住环境(湿度、湿度)及设备进行监控;2、住户三表(水表、电表、煤气表)远传;3、住户三防(防火、防灾、防盗);4、厨房设备监控;5、卫生间排风控制。这些功能用lon总线一节点实施,即每一住户为一lon节点,然后再用??服务器管理各个用户的节点构成lon总线系统。该项研究已在北京翌景嘉园示范小区通过试运行,下面对其自评估如下: 一、攻关的任务、考核目标及主要技术指标: 经过论证,我们在专题合同中将各种指标定位在: 本专题的攻关任务:研究智能型住宅家庭设施自动控制与管理系统,该系统包括两项任务,其一是开发家用管理软件,其二是开发家庭智能控制装置,实现对居室温度、湿度进行自动调节;对厨房用具进行时序控制;对卫生间的排风进行控制。而家用电脑管理软件要对家庭设施进行管理并提供若干家政服务程序。 本专题的考核目标:提供具有居室空调、厨房监控、卫生间自动排风功能的微机控管装置一套;提供家用电脑管理软件一套;住宅温、湿度等参数应满足智能住宅规定标准;在示范工程中应用该项成果。 本专题的技术经济指标:温度、湿度等主要被控参数应满足智能小康住宅标准(温度18℃~28℃,湿度30%~70%);系统运行可靠。 在进行该项专题的进一步研究的过程中,结合当前先进技术的发展以及我国智能住宅发展状况,在原有的合同的基础上,我们对家庭智能控制器又增加了三表远传、安防等功能。 二、专题执行情况评价 本专题按两个部分实施,即家庭智能控制器和家用电脑管理软件的研究: 1、家庭智能控制器 (1)功能 本专题所开发的家庭智能控制器即智能节点具有4路模拟输入,12路数字输入,12路数字输出,其所实现的功能如下: 通过对室内温度监测,得到实际温度与设定温度比较:当实际温度低于设定温度一定值时,在夏季关空调,在冬季开暖气;当实际温度高于设定温度一定值时,在夏季开空调,在冬季关暖气。温度控制达到智能小康住宅规定标准:18~28℃。 通过对室内湿度监测,得到实际湿度与设定湿度比较:当实际温度高于设定温度一定值时,关加湿器;当实际湿度低于设定湿度一定值时,开加湿器。湿度控制达到智能小康住宅规定标准:30~70 %。 对三表实行脉冲计数,并发送到上位机。 当门磁或红外报警时,在设防状态下,声光报警和自动拨号器启动,并有报警信号传到上位机。 玻璃破碎报警时,声光报警启动;在设防状态下,自动拨号器启动:有报警信号传到上位机。 紧急按钮报警时,自动拨号器启动,并有报警信号传到上位机。 排风扇按钮控制排风扇,排风扇运行一段时间自动关闭。 烟感探头报警时,煤气闭阀器关闭,声光报警和自动拨号器启动,并有报警信号传到上位,此外,通过判断烟感探头输入信号可识别探头是否有故障。 煤气泄漏报警时,排风扇启动,煤气闭阀器关闭,声光报警和自动拨号器启动,并有报警信号传到上位机。 探头复位输入控制火灾探头掉电复位及开启煤气闭阀器。 通过上位机运作,可以控制厨房设备按一定时序启动。 温度的设置可以通过上位机或者设定按钮实现。 湿度的设置可以通过上位机或者设定按钮实现。 与本专题预期目标相比,我们在设备监控的基础上,增加了安防功能,三表远传功能;我们经过认真研究,考虑研发产品的应用和推广,我们单片机来完成这些功能,而是采用了先进的现场总线??lon总线。 (2)应用的lonworks技术特点 本专题采用了lonworks技术进行开发,该技术有如下特点: 开放性:网络协议开放,对用户平等; 通信媒介的多样性:可采用任何媒介进行通信,如双绞线、电力线、光纤、同轴电缆、无线电波、红外等,并且同一网络可以有多种通信媒介; 互操作性:其通信协议lontalk是符合iso定义的osi 模型,任何制造商的产品都可以实现互操作性; 网络拓扑:有星型、总线型、环型以及自由型; 网络结构:主从式、对等式或客户/服务式结构; 通信的每帧有效字数可从0至228个字节; 通信速率可达1.25mb/s,此时有效距离为130m;78kb/s的双绞线,直线通信距离可达2700m; 其技术核心器件??neuron芯片内部装有三个8位微处理器、34种i/o对象和定时器以及lontalk通信协议等。该芯片具有通信和控制功能。 近年来,该技术在国内外的智能建筑领域都得到了应用和发展,其开发工具平台强大,开发者在短期内就可以完成开发工作;在韩国、日本、澳大利亚、加拿大等国都已经利用该技术完成多项工程;并且,总体来看,该技术适用于 同时,也应将节能的概念引入智能住宅中。在本专题中,我们对卫生间排风采取实时控制,使其在满足室内排风要求的同时做到节省电能;我们通过对室内温度的设定,在不同季节内对空调或供暖设备进行控制,使其在一定的条件下工作,当达到预期要求时,立刻停止工作,进而达到节能的目的。 模数转换通信匹配问题:在本专题中,我们利用max186芯片对采样的温湿度信号进行模数转换。max186芯片具有12位精度,其与lonworks技术的neurowire方式进行通信需要匹配,本专题解决了这个问题。 本专题所开发出来的家庭智能控制器比较成熟,可作为产品投入市场,并且,该家庭智能控制器已经在北京翌景嘉园使用。与目前国内同类产品相比,其性能价格比是最优的(具体情况见效益分析)。 2、家用电脑管理软件 家用电脑管理软件是在delphi5.2平台上开发而成,其功能、设计特点如下: (1)功能 提供家庭生活服务信息。主要有:医疗保健知识、家庭菜肴、点心制作方法及饮食科学知识、女性美容装饰常识、花鸟鱼种值饲养方法、旅游知识、保险知识及家庭生活中的一些常用信息等。 提供家庭事物管理手段。这部分主要内容有:家庭财务、亲友通讯录、个人档案管理。 该软件通过网卡直接对家庭设施进行管理:三表计费、设备状态显示、厨房设备时序控制、温湿度设定。 (2)软件特点: 是软、硬件技术成功结合的典范:考虑到“小康住宅”的特点,将计算机硬件、软件技术相结合,通过lon 控制模块成功地实现了对住宅内的环境监测及设备监控。 实用性强:在本软件中,我们以科学实用为原则,从医学、美食、旅游、保险、美容装饰、花鸟鱼种植饲养、财务管理、通信录管理等方面为用户提供了及其丰富的生活服务信息,以便为用户的工作、学习提供更多的方便。 易学易用:在软件开发过程中,我们在不影响功能及生动性的前提下,尽量使界面简洁、直观,并具有逻辑性,从而使得用户容易掌握软件的思路及操作方法。 三、成果应用前景及效益分析 建筑业是国家的支柱产业,住宅建设占总房产建设投资的80%左右,国家十分关注住宅建设,继“解困”、“安居”工程后,又努力实施“小康”工程。为了加大“小康”工程力度,国家把“2000年小康城乡科技产业工程”列为国家重大科技产业项目。可见,投身于住宅小区智能化以及相关产品的研发,既有利于推动建筑业的发展,又能带来可观的经济效益和社会效益。 1、国内智能小区市场预测 随着计算机技术、现代通信技术和自动控制技术等高新技术的延伸,智能建筑应运而生。智能小区是智能大厦的基本含义中扩展出来的。以1999年为例,国家在99年对住宅的投资1700~1800亿元人民币,根据建设部对小区初、中、高三个等级的划分,小区智能化为住宅小区总投资的1%~3%。以此比例计算,则仅99年度对小区智能化的需求就达17~54亿元人民币,而随着住房体制改革的不断深入及人们对住宅环境要求的不断提高,该数值还会将大幅度提高。由此可见,小区智能化市场前景广阔。 2、本专题的实用性及前瞻性 “智能型住宅家庭设施自动控制与管理系统应用研究”作为2000年小康城乡科技产业工程“的一个专题,该项研究应用lonworks技术开发并在住宅示范小区工程中试运行。该家庭智能控制器具有很强的灵活必一,根据用户需要,可以进行灵活配置,例如:如果用户不需要该模块中的模拟输入,我们就会在设计硬件电路时预留同端口,而不焊接模数转换模块,这样可为用户省下投资,也为其将来扩展做好准备;12路数字输入点被开关量或脉冲信号来触发,其可以配置成电表水表煤气气输入,可以配置成安防信号输入,也可以是二者结合;12路输出只是一个开关信号,也可根据实际情况进行灵活配置。总之,该家庭智能控制器即适合现在智能住宅的要求,也会在一定程度上满足将来发展的需要。 我们开发的家庭智能控制器再加上各种传感器构成的控制系统,其价格为4000元左右,即每个住户用于智能化投资在4000元左右,与当前国家制定普及型智能住宅价格(5000元)相比,相对价位下降20%;而从长远来看,随着人民生活水平的提高以及家庭智能控制器各类相关器件价格的下调,大多数用户对智能化的投资是可以接受的,并且其所带来的各种效益是无法估量的。 4、本专题的社会效益 本专题是以小康住宅智能化宗旨,旨在为人们提供舒适、安全、健康的环境。这一方面提高了人们生活水平,另一方面也为人们的高效率快节奏提供了条件。 智能住宅设施的自动控制和管理,既需要相关行业的支持,也促进相关行业的发展。智能住宅建设的兴起,将使许多相关企业投入建筑市场,又为许多人提供了就业机会。 此外,对于生产智能控制器的厂商来说,他们在推广应用这项成果中,将会获得可观的经济效益。 四、专题调协的科学性和合理性的后评估 本专题设置的科学性和合理性可从以下几方面反映出来: 1、专题在智能小区的地位 智能小区在智能化大楼的基础上扩展和延伸出来,人们通过对小区建筑群的四个基本要素(结构、系统、服务、管理)进行优化考虑,提供一个投资合理,又拥有高效率、舒适、温馨、便利以及安全的人居环境。从以上的定义可以看出,人们通常提出的智能大厦的3a(建筑设备自动化 、办公自动化、通信自动化)或5a(在“3a”的基础上加上安防自动化和防火自动化)也适合智能小区,所以智能小区的“智能”很大一部分都体现在其自动化的程度。此次国家制定的该课题与以往课相比,其对智能建筑的功能定位更加合理(功能多而必要),并且具有一定的前瞻性(厨房设备的自动化以及模拟量的引入随着人民生活的提高也将会被人们接受)。总之,本专题对智能小区“智能”的研究,在智能小区的整体研究中起着相当重要的作用。 2、未来市场走向 笔者认为,建筑业是国家的支柱产业,住宅建设将占房产建设投资的80%左右,其中对智能小区投资占总房产建设投资的8~24%,在这种背景下,国家将会进一步加大对智能化建筑的投资。由于智能小区的概念是近几年才形成的,单个功能或系统如抄表、报警功能在一些住宅小区中已经有些应用,但是还没有哪个厂家能够推出从总体上设计和规划成熟的智能小区网络化综合管理系统,目前的市场还处于群龙无首阶段。此时,国内市场急需一种性能价格比较高的智能化产品,这时研究智能型住宅家庭设施控制和管理系统将有更重要的意义。 3、用户需求 随着生活水平的提高,一方面,人们对住宅的追求不仅仅局限于外表的装饰,人们对住宅的智能已经有了初步的认识;另一方面,在一些发达的城市中已经出现智能小区并为人们所接受。此时研究本专题开发出适合人们要求的智能化产品也具有很重要的意义。 4、科技含量 可以说智能小区是随着计算机技术、通信技术、自动控制等的发展而提出和发展起来的。智能小区的“智能”也可理解成为其科技含量,其科技含量的高低反映了智能小区智能化的水平。 本专题所采用的lonworks技术是最近几年内流行的先进的现场总线技术,运用该项技术研究本专题并开发出基于该技术的产品,将更有利于该产品的推广,并且随着lonwork技术本身的改进和提高,智能化产品也利于更新换代。 总之,“智能型住宅家庭设施自动控制与管理系统应用研究”专题的完成,一方面,为家庭设施智能化的可行性提供了依据;另一方面,也为制定家庭设施智能化规范提供了参考。并且,本专题开发出来的成果正在转换成产品,这进一步证明了专题设置的科学性和合理性。 自动控制论文:斜井架空乘人装置的自动控制 【摘 要】现有斜井架空乘人装置大都没有设置紧急停车装置,利用本系统可实现煤矿斜井架空乘人装置正常停车、自动停车、紧急停车功能的全自动控制,从而保证煤矿斜井架空乘人装置的安全运行。 【关键词】斜井架空乘人装置 自动控制 工作原理 一、问题的提出 斜井架空乘人装置主要由机头驱动装置、机尾拉紧装置、牵引钢丝绳、乘人吊座、托轮装置组成,俗称猴车。 为了保证猴车的安全运行,2001年版《煤矿安全规程》中第368条规定:架空乘人装置的驱动装置必须有制动器;在其下人地点的前方,必须设有能自动停车的安全装置。全国各煤矿的猴车大部分都有制动器;对于自动停车装置,到目前为止,仍有相当一部分没有设置;而对于紧急停车装置,由于《煤矿安全规程》没有要求,其在猴车上的应用就很少了。因而研制具备正常停车、自动停车、紧急停车功能的猴车自动控制系统很有必要。 二、硬件选择 1.制动器 制动器是实现正常停车、自动停车和紧急停车的前提,制动器选择是否合理是关系到猴车能否安全运行的主要因素。制动器有手动制动器、电气制动器、电磁铁制动器等。 (1)手动制动器,发生事故时不能及时停车,造成挤伤乘人的事故不止一次发生。因此,不应采用手动制动器。 (2)电气制动器。当猴车断电停车时,取自矿用防爆照明变压器的127v交流电,经半波整流输送到电动机两相绕组中,实现电气制动。这种做法在正常情况下可采用,但全矿井下突然停电情况下,电气制动就不会起到制动作用,这时猴车吊座就会在重力作用下向下加速运行,越来越快,从而造成乘坐人员的混乱。在混乱中乘坐人员就会慌不择路,匆忙下车,因而就难免受到伤害。这正是电气制动的致命缺陷。 (3)电磁铁制动器。电磁铁制动器具有很高的可靠性。当电磁铁有电时,制动闸松开制动轮,从而使电动机运行;当电磁铁断电时,制动闸抱紧制动轮,从而进行制动。由于猴车运行速度很低(《煤矿安全规程》规定:架空乘人装置的速度不得超过1.2m/s),即使猴车突然停车,也不会造成事故,因此没有必要控制制动速度与制动距离。 电磁铁取自猴车的电源。当猴车开车时,电磁铁迅速打开,电动机运行;当猴车停车时,电动机停止运行,同时电磁铁断电,进行制动。如遇矿井下突然停电,电磁铁由于断电同样可以安全制动。某矿井下采用电磁铁制动器多年,至今运行状态良好。 2.自动停车装置 自动停车装置,有多种控制形式。根据所选用的传感器的不同,所形成的控制电路也不同,相关的机械部件也不同。 (1)由永久磁钢和干簧管组成的传感器。以永久磁钢和干簧管组成传感器,形成控制电路,分别布置于斜井坡头、坡底的上车、下车地点,从而实现了无人乘坐自动停车、在下车地点人未下车自动停车的功能。 (2)红外线传感器。由于红外线传感器没有电接点,因此其具有灵敏、可靠、使用寿命长的特点。红外线传感器布置于斜井坡头、坡底的下人地点的前方。利用红外线传感器,可以设计出符合要求的控制电路,形成独特的自动停车装置。 3.紧急停车装置 猴车在运行过程中发生事故怎么办?这就需要紧急停车装置。根据实际情况,可在斜井的左侧和右侧各设置一条控制用钢丝绳,也可在上行与下行钢丝绳的中间仅设置一条控制用钢丝绳,高度以乘坐人员伸手能抓住为标准。钢丝绳每100m分成一段,在每段中间可设置几处钢丝绳滑轮。每段与其它部分截开,每段一端用弹簧拉紧,并有一常开电接点。在巷道内设置与控制电路相连的多芯电缆,多芯电缆与这些接点相连。当发生紧急情况时,乘坐人员可及时拉这些钢丝绳,使接点闭合,从而实现紧急停车。 4. 计算 机 计算机是实现自动控制的核心。从性能价格比考虑采用intel公司的mcs-51系列的8031单片机。该机有以下特点:具有功能很强的8位中央处理单元(cpu);片内有时钟发生电路(6mhz或12mhz),每执行一条指令时间为2μs或lμs;片内具有128字节ram;具有21个特殊寄存器;可扩展64k字节的外部数据存储器和64k字节的外部程序存储器;具有4个i/o口,32根i/o线;具有2个16位定时器/计数器;具有5个中断源,配备2个中断优选级;具有一个全双功串行接口;具有位寻址能力,适用逻辑运算。这种芯片集成度高、功能强,只需增加少量外围器件就可以构成一个完整的微机系统。 由8031单片机组成的自动控制系统硬件结构框图如图1所示。 三、软件设计 软件采用汇编语言设计,模块化结构。软件主要由初始化模块、显示模块、数据采集模块、程序监控器复位程序、中断服务程序、数据处理及数字滤波等通用子程序组成。系统软件工作流程如图2所示。 四、工作原理 系统在工作时, 计算 机不断在检测开车信号、自动停车信号、紧急停车信号。 本系统在斜井坡头、坡底的上人地点,设有开车信号按钮。在上车地点前10m处设置一传感器,当乘坐人员通过时,发出电信号。此信号做为开车信号处理。如此设置是为了防止在猴车运行过程中,有人忘记按开车按钮,坐至坡中间而停车现象的发生。人员在乘车地点上车前,按下开车信号按钮。此信号传到计算机进行处理,指令执行机构动作,猴车开动,同时计算机进行延时处理,当延时完成后,计算机发出指令,猴车停车。延时时间的长短以大于乘人单程运行时间10-20s为宜。 在猴车运行时,如果在下人地点有人未下来.设置于下车地点前方的传感器发出信号,经计算机处理,指令猴车停车。当此信号消失后,如果行车延时还未完成,则猴车继续运行。 在猴车运行过程中,如果有紧急停车信号,则计算机指令猴车停车,并发出警报。在此种情况下,开车信号不再起作用,只有等有关人员查明原因,进行处理,对计算机进行复位后,系统才能重新开始工作。 五、结束语 利用本系统可实现煤矿斜井架空乘人装置全自动控制。较人员操纵系统具有以下特点:安全系数高,减少了设备的无效运行时间,从而减少了设备机械磨损,减少了事故发生的概率,又节约了人员与电能,降低了生产成本。因而,采用自动控制系统是一举多得的事情。 自动控制论文:浅谈对PLC自动控制系统可靠性的认识 摘要:对plc自动控制系统可靠性问题进行7较深入研究,提出了提高系统可靠性运行的方法。实践证明这些方法的采用对提高系统的可靠性是行之有效的。 关键词:可靠性;plc自动控制系统;研究 引言 可编程控制器由于抗干扰能力强,可靠性高,编程简单,性能价格比高,在 工业 控制领域得到越来越广泛应用。 工业年月机作为中央控制单元,配有组态软件,选用大屏幕实时监视界面,实现各控制点的动态显示、数据修改、故障诊断、自动报警,还可显示查询 历史 事件记录,系统各主要部件累计运行时间,各装置工艺流程图,各装置结构图等。中央控制单元和下位机plc之间采用串行通讯方式进行数据交换,通常距离在1000m以内选用485双绞线通讯方式,较常距离可选用光纤通讯,更长距离也可选用无线通讯方式。下位机选用plc控制,根据控制对象的多少,控制对象的范围,可选用一台或多台plc进行控制,ple之间数据交换是利用内部链接寄存器,实现数据交换和共享。由于plc对现场进实时监控具有很高的可靠性,且编程简单、灵活,因此越来越受到人们重视。 一 控制系统可靠性降低的主要原因 虽然工业控制机和可编程控制器本身都具有很高的可靠性,但如果输入给plc的开关量信号出现错误,模拟量信号出现较大偏差,plc输出口控制的执行机构没有按要求动作,这些都可能使控制过程出错,造成无法挽同的 经济 损失。 (一)影响现场输入给plc信号出错的主要原因有: 1 造成传输信号线短路或断路(由于机械拉扯,线路自身老化,特别是鼠害),当传输信号线出故障时,现场信号无法传送给plc,造成控制出错。 2 点抖动,现场触点虽然只闭合一次,plc却认为闭合了多次,虽然硬件加了滤波电路,软件增加微分指令,但由于plc扫描周期太短,仍可能在计数、累加、移位等指令中出错,出现错误控制结果。 3 现场变送器,机械开关自身出故障,如触点接触不良,变送器反映现场非电量偏差较大或不能正常工作等,这些故障同样会使控制系统不能正常工作。 (二)影响执行机构出错的主要原因有: 1 控制负载的接触不能可靠动作,虽然plc发出了动作指令,但执行机构并没按要求动作。 2 控制变频器起动,由于变频器自身故障,变频器所带电机并没按要求工作。 3 各种电动阀、电磁阀该开的没能打开,该关的没能关到位,由于执行机构没能按plc的控制要求动作,使系统无法正常工作,降低了系统可靠性。要提高整个控制系统的可靠性,必须提高输入信号的可靠性和执行机构动作的准确性,否则plc应能及时发现问题,用声光等报警办法提示给操作人员,尽快排除故障,让系统安全、可靠、正确地工作。 二 设计完善的故障报警系统 在自动控制系统的设计中应设计3级故障显示报警系统,1级设置在控制现场各控制柜面板,用指示灯指示设备正常运行和故障情况,当设备正常运行时对应指示灯亮,当该设备运行有故障时指示灯以1hz的频率闪烁。为防止指示灯灯泡损坏不能正确反映设备工作情况,专门设置了故障复位/灯测试按钮,系统运行任何时间持续按该按钮3s,所有指示灯应全部点亮,如果这时有指示等不亮说明该指示灯已坏,应立即更换,改按钮复位后指示灯仍按原工作状态显示设备工作状态。2级故障显示设置在中心控制室大屏幕监视器上,当设备出现故障时,有文字显示故障类型,工艺流程图上对应的设备闪烁, 历史 事件表中将记录该故障。3级故障显示设置在中心控制室信号箱内,当设备出现故障时,信号箱将用声、光报警方式提示工作人员,及时处理故障。在处理故障时,又将故障进行分类,有些故障是要求系统停止运行的,但有些故障对系统工作影响不大,系统可带故障运行,故障可在运行中排除,这样就大大减少整个系统停止运行时间,提高系统可靠性运行水平。 三 输入信号可靠性研究 要提高现场输入给plc信号的可靠性,首先要选择可靠性较高的变送器和各种开关,防止各种原因引起传送信号线短路、断路或接触不良。其次在程序设计时增加数字滤波程序,增加输入信号的可信性。 在现场输入触点后加一定时器,定时时间根据触点抖动情况和系统要的响应速度确定,一般在几十ms,这样可保证触点确实稳定闭合后,才有其它响应。模拟信号滤波可对现场模拟信号连续采样3次,采样间隔由a/d转换速度和该模拟信号变化速率决定。3次采样数据分别存放在数据寄存器dtio、dtii、dtl2中,当最后1次采样结束后利用数据比较、数据交换指令、数据段比较指令去掉最大和最小值,保留中间值作为本次采样结果存放在数据寄存器dto中。 提高读入plc现场信号的可靠性还可利用控制系统自身特点,利用信号之间关系来判断信号的可信程度。如进行液位控制,由于储罐的尺寸是已知的,进液或出液的阀门开度和压力是已知的,在一定时间里罐内液体变化高度大约在什么范围是知道的,如果这时液位计送给plc的数据和估算液位高度相差较大,判断可能是液位计故障,通过故障报警系统通知操作人员检查该液位计。又如各储罐有上下液位极限保护,当开关动作时发出信号给plc,这个信号是否真实可靠,在程序设计时应将这信号和该罐液位计信号对比,如果液位计读数也在极限位置,说明该信号是真实的:如果液位计读数不在极限位置,判断可能是液位极限开关故障或传送信号线路故障,同样通过报警系统通知操作人员处理该故障。由于在程序设计时采用了上述方法,大大提高了输入信号的可靠。 四 执行机构可靠性研究 当现场的信号准确地输入给plc后,plc执行程序,将结果通过执行机构对现场装置进行调节、控制。怎样保证执行机构按控制要求工作,当执行机构没有按要求工作,怎样发现故障?可采取以下措施:当负载由接触器控制时,启动或停止这类负载转为对接触器线圈控制,启动时接触器是否可靠吸台,停止时接触器是否可靠释放,这是最让人关心的。 当开启或关闭电动阀门时,根据阀门开启、关闭时间不同,设置延时时间,经过延时检测开到位或关到位信号,如果这些信号不能按时准确返回给plc,说明阀可能有故障,做阀故障报警处理。 结论 在许多油田的自动控制系统设计中采用了以上方法,经过几年的运行,证明这些方法的采用对提高系统可靠性运行是行之有效的。
控制系统论文:造纸配浆自动控制系统的设计与实现 导读:纸浆配浆采用绝干量比例控制方式,自治浆池和废纸浆池的纸浆以一定的绝干量配比打入成浆池充分混合,同时送往造纸车间的成浆的浓度需要控制在工艺给定要求范围内。控制程序采用自行开发的组态软件DDCRun进行设计,显示操作程序使用VisualC++6.0开发,接口程序利用WinDriver进行开发。在本系统中,控制程序采用软件组态方式实现。 关键词:纸浆,软件组态,动态链接库,DDCRun 0.引言 随着造纸机车速的提高和设备的更新,原来的配浆箱方式配浆已逐步被管道配浆方式替代,而在管道配浆方式中,采用的三种配浆方式包括流量给定控制方式,比率自动控制方式和绝干量配比自动控制方式。配比自动控制方式按参与配浆的绝干纤维量来计算和控制各种浆的配比,具有配浆效果好,浆种配比稳定等优点。 1.配浆自动控制系统总体设计 纸浆配浆采用绝干量比例控制方式,自治浆池和废纸浆池的纸浆以一定的绝干量配比打入成浆池充分混合,同时送往造纸车间的成浆的浓度需要控制在工艺给定要求范围内。为了保证生产的正常运行,防止成浆池缺浆和满浆,在控制废纸浆和自制浆的绝干量配比同时,需要控制废纸浆和自制浆的浓度和成浆池的液位。 2.配浆自动控制系统的硬件设计 2.1 硬件结构 2.1.1浓度的检测与控制 浓度计采用武汉宇通仪表有限公司的DBNZ-1200型的动刀式纸浆浓度变送器,电动调节阀选用上海中泰自动化仪表厂的ZAZC型电动调节阀。 2.1.2流量的检测与控制 流量计采用上海光华仪表厂的LDG-150S型的电磁流量计,检测精度为0.5%,长时间测量累计误差小于1%。伺服放大器采用上海自动化仪表十一厂的ZPE-2010型伺服放大器,变频器采用日本富士通公司的5000G11S/P11S变频器。 2.2 硬件抗干扰技术 在此主要采用那RC滤波抗干扰技术。我们选用了光电隔离的多功能HY-6040A/D板,该板使用三总线隔离的形式,使其抗干扰能力大大增强。在此基础上,我们在810接口板上设计了RC滤波电路。对于变化速度很慢的直流信号,在仪表输入端加入滤波电路可使混杂于信号的干扰衰减至最小,这样我们就有效的提高了系统的硬件抗干扰能力。参考网。 3.配浆自动控制系统的控制策略 本配浆控制系统控制部分可分为绝干量配比控制;废纸浆和自制浆浓度控制;成浆池液位的控制及联锁控制,各控制部分具有耦合作用。 绝干量配比的控制较为复杂,废纸浆、自制浆的浓度、流量变化等都会对配比控制产生干扰,同时配比控制时又要考虑到节省能耗。通过对配比的分析,对配比中比重占较大的自制浆,我们将自制浆泵满负荷运行,而让废浆泵根据给定的配比,采用带有延迟环节的增量PID控制算法控制。 废纸浆和自制浆的浓度的控制,由于两者相互不影响,且受其他影响较少,我们分别通过控制相应电动阀的开度来控制加水量,从而控制纸浆的浓度。参考网。采用较为典型的闭环控制策略,控制算法采用增量式PID控制。 纸浆液位的控制,纸浆液位的控制是本控制系统的一个难点,由于搅拌器的动作及液位本身的不稳定,给液位控制带来了困难。参考网。我们采用了带联锁的液位宽限开关控制策略: 3.1 以成浆池液位为主控制对象,设立成浆池液位高低限开关,成浆池液位高于高限开关时,自动关闭废浆池泵和自制浆池泵;如果成浆池液位低于低限开关时,根据自制浆池和废浆池液位要求,确定是否启动废浆池泵和自制浆池泵控制。 3.2 考虑到液位的波动,在对采集的液位数据进行平均滤波的同时,对限位开关值设立宽限,宽限值的大小通过实际试验确定。当液位波动值小于宽限值时,则不动作;只有当液位变化值大于宽限值时才进行相关动作。 3.3 考虑到废浆池与自制浆池的联锁要求,启动废浆池泵和自制浆池泵时必须满足:废浆池和自制浆池的液位必须同时都大于设定的下限值。同时,浓度控制电动阀也产生联锁动作。 4. 配浆自动控制系统的软件设计 在本控制系统中,软件必须安全可靠,可移植性和可扩展性好,参数修改方便,调试简单。本系统软件分为:控制程序,显示操作程序,数据采集程序。各个部分分别开发,并通过DLL结合成一个有机整体。 控制程序采用自行开发的组态软件DDCRun进行设计,显示操作程序使用Visual C++6.0开发,接口程序利用WinDriver进行开发。系统软件的各个组成部分通过DDL实现连接。 4.1 数据采集程序 WinDriver可用于各种接口程序的开发,在本系统中,我们 采用它开发系统的数据采集程序的接口,我们首先使用驱动程序开发工具Windriver创建基于PCI/ISA的设备驱动程序,在此基础上,我们就可以在Visual C++中利用上述工具产生的硬件操作函数编写相应的数据采集程序。同时我们把数据采集程序做成DLL形式,DDCRun控制程序通过调用它实现控制程序和系统硬件的接口。 4.2 控制程序 在本系统中,控制程序采用软件组态方式实现。具有大大缩短开发周期,减轻调试复杂性,方便控制程序修改,系统易于维护等优点。 DDCRun控制组态软件是我们自行开发设计的模块化的控制组态软件,它的各个模块是以DLL的形式存在的。首先编写好控制程序需要的各个功能模块DLL:增量式PID,加减运算,限幅运算,绝干量统计,条件开关,平均滤波等;然后将各个模块添加到DDCRun;最后便可以根据控制策略进行组态设计,设置控制参数和相应硬件接口板卡的地址。 控制程序通过调用WinDriver生成的数据采集程序与硬件直接联接;与此同时,在显示操作程序中,通过调用DDCRun提供的接口函数,实现对控制程序各个控制模块的输入输出读写和控制参数的修改。 在系统调试过程中,我们只须通过软件修改控制算法的参数即可达到预定的控制目标。 4.3 显示操作程序 显示操作程序是本系统必须的组成部分,具有以下特点:界面简单直观,用户操作方便,运行稳定可靠,满足人体工学要求,采用面向对象的编程语言Visual C++6.0设计。根据要求功能模块分为[主界面]、[流量浓度曲线]、[液位曲线]、[报警显示] 、[参数设置]、[统计报表]、[关于系统]、[退出系统]、[密码保护]等九个模块。 为了方便历史数据的查询和以后网络化的需要,我们将所有有关数据保存在关系数据库SQL Server中,通过ADO对象对数据库中的数据进行操作。 ADO是面向对象的OLE DB,它继承了OLE DB技术的优点,并且对OLE接口作了封装,定义ADO对象,使应用程序的开发得到了简化。ADO技术属于数据库访问的高层接口,其主要优点是易于使用、内存支出少和磁盘遗迹小。与DAO和RDO类似,ADO也是一种基于对象的集合 . 主界面 主要实现重要参数的显示,纸浆动态显示功能以及启动和停止自动控制的功能。主要参数包括:废纸浆池的液位.浓度.电动水阀开度和变频泵的电流信号大小;成浆池的液位,浓度和两个抽浆泵的纸浆浓度和流量,自制浆池和废纸浆池的液位,浓度,电动水阀开度和变频泵的电流信号大小。同时,主画面上的水流动态显示,使得系统状态更加直观。 流量浓度曲线、液位曲线、报警显示、参数设置、统计报表、密码保护 实现系统密码保护、修改等功能。 5.结束语 与手工配浆相比,成浆的纤维配比更加稳定,系统控制精度高,提供了配浆的质量与效率;与此同时减轻 了工人的劳动强度。 控制系统论文:试析自动控制系统 自动控制系统在现代化生产的各个领域越来越普及,作用也不断加大,文章介绍了现代化自动控制系统的基本概念,控制方式和整个系统的组成元件。 关键词:自动控制系统控制方式组成 1、自控系统的基本概念 1.1 自动控制的重要性 (1)自动控制技术水平的高低,标志着一个国家工业和科技先进与否。 (2)高水平的自动控制技术对一个国家的工业、国防和科学起着至关重要的作用。 (3)自动控制原的基本思想和基本方法可以用于各个领域。 (4)每个工程技术人员和高级管理人员必须具备自动控制原理的知识。 1.2 控制的定义 控制主要是指给一个运动过程施加约束,使运动过程按指定的路径,向期望的方向发展。自动控制的定义:是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置,使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。 2、自动控制系统基本控制方式 自动控制系统是指为自动达到某一目的,由相互制约的各个部分按一定规律组织成的、具有一定功能的整体。自动控制系统的组成主要包括控制器、被控对象、反馈环节、给定装置等。而自动控制系统基本控制方式主要有开环控制、闭环控制和复合控制三种。 2.1 开环控制如图1所示 其特点是在控制器和被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈作用,简单、控制精度低。 2.2 闭环控制如图2所示 闭环系统自动把输出量反送到输入端并与输入量进行比较,得到偏差信号,偏差越大,控制力度也越大。迫使输出量向输入量靠近。 故控制精度高。反馈是指将检测出来的输出量送回到系统的输入端,并与输入量进行比较的过程。负反馈主要是指偏差量=输入量-反馈量。负反馈的自动调节原理可简单总结为输出量反馈量偏差量控制量输出量反之,也一样。总之,能自动减小偏差,恒定输出。 2.3 闭环控制的特点包括以下两个方面 (1)自动检测偏差,不断调整控制量,克服前向通道上的各种干扰,控制精度高,稳定性好。 (2)对反馈通道上的干扰不能克服,对反馈设备要求高,价格贵,系统结构复杂。 2.4 复合控制如图3所示 该图为干扰补偿的开环控制和按偏差的闭环控制相结合,复合控制的效果也比单一的反馈控制或者单一的开环控制的效果都好。 3、自动控制系统的组成 图4为一个简单控制系统实例,主要包括: 给定环节——用于产生输入到控制系统的指令信号。指令信号通常称为输入量或给定量,常用r来表示。 比较环节——用于将给定量与反馈量进行比较,比较环节的输出量等于两输入量的代数和。箭头上的符号表示输入在此相加或相减。给定量与反馈量的差值,称为偏差,常用e来表示。 控制器——接受偏差信号,通过转换与运算,产生控制量u,以改善系统的性能。控制量常用u来表示。 中间环节—— 它的作用是将控制信号进行变换、功率放大等,以便对被控对象进行控制。达到纠正偏差的目的。 被控对象G——它是要求实现自动控制的设备。它接受控制量并输出被控制量。系统输出量常用c来表示。不希望的、影响系统输出的信号,称为扰动,常用n来表示。 反馈环节——将输出量转换为主反馈信号的装置,主反馈是与输出成正比或成某种函数关系,但量纲与参考输入相同的信号,用b来表示。 随着的自动控制系统在各行业应用的不断加深,自动控制系统开发与应用企业也面临着更高挑战。这就要求自动控制开发企业必须加大对相关人才培养与引进,通过人才战略提高自身的市场竞争力,提高对应用自动控制系统客户的售后服务,保障自动控制系统的精准性,为该技术的应用发展打下坚实的基础。 控制系统论文:我国电气工程和自动化控制系统的具体应用 近些年来,随着科学技术的不断进步,电气工程与自动化控制系统技术水平也日益提高,在工业生产中占据着重要地位,具有提高自动化水平、提高生产效率、延长设备使用年限等特点。因此,做好电气工程与自动化控制系统的实践是企业应当重视的工作。 1 电气工程与自动化控制系统的概述 (1)电气工程与自动化控制系统的设计。在电气工程与自动化控制系统设计中,主要有闭环控制、开环控制以及复合控制三种,其中,闭环控制控制过程是根据给定值和反馈量偏差来完成的,能够预防震荡,确保控制装置正常工作。开环控制的控制装置与受控对象之间是顺向作用,优点在于控制过程、系统结构简单,不足之处是控制精度差、抗干扰能力低,主要适用于对控制性能要求相对偏低的场合。复合控制是一种反馈控制方式,只有在被控量变化后,控制系统才会进行调节与控制,控制过程、被控量不会受复合控制的影响。 (2)电气工程与自动化控制系统的方式。电气工程与自动化控制系统主要可以分为集中式、分布式以及信息集成化三种,具体是指: 首先,集中式控制系统。此种控制系统只有一个处理器,承担着系统的所有功能的处理任务,其优点是系统结构简单、设计与操作简便、维护成本较低,其缺点有在监控对象增加时,处理器工作效率会降低,处理工作过程会受任务多少影响,主机使用空间减少,在功能增加时,只能通过增加电线方式解决,会增加成本,影响系统可靠性[1]. 其次,分布式控制系统。此种控制系统有多个控制回路,每个控制回路分别承担一部分系统功能,可以有效解决集中式控制系统的不足,同时实现对数据的集中获取、管理与控制。但是,分布式控制系统也存在一定不足,主要是受仪表类型复杂、标准不一影响,会增大维修工作难度。第三,信息集成化控制系统。信息化集成控制系统是在计算机技术、信息技术等基础上发展出来的一种控制系统,是指在电气自动化控制设施与机械设备之间以信息技术作为连接,比如微电子处理技术等,提高信息获取效率,提升控制系统自动化水平。 (3)电气工程与自动化控制系统的重要性。在工业生产中,电气工程与自动化系统起着十分重要的作用,具体体现在以下三方面: 首先,能够提高设备的可靠性,通过自动化系统,可以对电气工程相关设备状态进行自动检测,检验元件参数指标以及可靠性,确保在各种环境条件下,设备都可以良好运行,并对其进行相应改进与完善,确保电气工程的可靠性。 其次,可以增强系统的适用性,在生产过程中,电气工程与自动化系统能够自动记录所有的运行数据,并通过对数据的自动分析、对比,根据实际需求来对工作进行自动控制与调节,从而有效增强系统的适用性。 第三,可以提高生产的先进性,在工业生产中,自动化控制水平是一项十分重要的衡量指标,通过应用电气工程与自动化控制系统,可以自动完成对生产过程与产品的测试工作,在保证产品品质的同时,提高生产效率,从而实现生产先进性的提升[2]. 2 电气工程与自动化控制系统的实践 (1)在智能化方面的实践。在电力系统当中,其运行的可靠性、安全性等与智能化水平有着密切联系。因此,将电气工程与自动化控制系统应用于系统的智能化当中,可以提高系统的自动调节能力,解决电气工程早期自动化控制存在的不足,促进电气工程的进步,有效提升电气工程自动化控制的整体水平。对于智能化控制器而言,其优点主要是可以同时完成诸多不同数据的处理,也可以承担一些其他控制器难以完成的工作,比如难度较高、危险性较大的工作。电气工程与自动化控制系统在智能化方面实践,不仅体现在提高智能化技术的先进性、实用性方面,还体现在增加电气工程的稳定性上。在未来工业发展趋势中,智能化方面电气工程与自动化控制系统应用将会越来越加广泛,分布在智能化的各个领域,对智能化的发展与进步起着重要促进作用。因此,应当加强对电气工程与自动化系统在智能化方面实践的研究,针对不同问题采取相应的措施,可以提高智能化中电气工程与自动化系统可靠性与安全性,避免事故发生[3]. (2)在变电站配电的实践。在变电站配电中应用电气工程与自动化控制系统,会对变电站运行设备故障与事故进行自动记录,利用监控、操作的图像化与智能化特点,不仅可以提高变电站运行效率,也能够有效提高变电站配电自动化系统的管理水平,对变电站配电进步有着重要意义,有助于促进电气工程自动化控制的发展。 3 结语 综上所述,电气工程与自动化控制系统是国家社会经济发展的重要基础,加强对电气工程与自动化控制系统的了解,掌握其设计方式、控制系统模式等内容,将其合理应用于工业生产的实践当中,对于工业生产效率提升、产品质量等起着重要保障作用。因此,对电气工程与自动化控制系统的实践展开研究,借鉴先进技术,提高系统的稳定性与可靠性,对电气工程与自动化控制系统发展有着重要意义。 控制系统论文:浅析过程控制仪表与过程控制系统 摘 要:现代工业生产过程,随着生产规模的不断扩大,生产过程的强化,对产品质量的严格要求,以及各公司间的激烈竞争,人工操作和一般的控制远远不能满足现代化生产的要求,工业过程控制系统已成为工业生产过程必不可少的设备,它是保证现代企业安全、优化、低耗和高效生产的主要技术手段。 关键词:过程控制 仪表 系统 1、过程控制仪表与控制系统 如图所示是一个单元组合仪表构成的简单控制系统。图中控制对象代表生产过程中的某个环节,控制对象输出的被控变量(T P L F等),经变送、转换成相应的信号,送显示、记录、调节与给定单元来的给定值进行比较,将偏差值进行一定运算后,发出信号控制执行单元的动作,将阀门开大或关小,改变控制量,直到被控变量与给定值相等。 2、控制系统的工作原理 2.1 液位控制系统 图中,检测变送器检测到水位高低,当水为高度与正常给定水位之间出现偏差时,调节器就会立刻根据偏差的大小去控制给水阀,使水位回到给定值上。从而实现水位的自动控制。 2.2 温度控制系统 它由蒸汽加热器、温度变送器、调节器和蒸汽流量阀组成。控制目标是保持出口温度恒定。当进料流量或温度等因素的变化引起出口物料的温度变化时,通过温度仪表测得的变化,并将其信号送至调节器与给定值进行比较,调节器根据其偏差信号进行运算后将控制命令送至调节阀,改变蒸汽量维持出口温度。 2.3 流量控制系统 它由管路、孔板和差压变送器、流量调节器和流量调节阀。控制目标是保持流量恒定。当管道其他部分阻力发生变化或有其他扰动时,流量将偏离设定值。利用孔板作为检测元件,把孔板上、下游的差压接至差压变送器,将流量信号标准信号;该信号送至调节器与给定值进行比较,流量控制器根据偏差信号进行运算后将控制命令送至控制阀,改变阀门开度,就调整了管道中流体的阻力,从而影响了流量,使流量维持在设定值。 自控系统由被控对象、检测元件、控制器和调节阀四部分组成。组成方框图如下: 3、控制系统的分类 由于控制技术的广泛应用以及控制理论的发展,使得控制系统具有各种各样的形式,但总的来说分为两大类,即开环和闭环控制系统。 3.1 开环控制 这种控制方式又分两种、一种是按设定值进行控制。其操纵变量与设定值保持一定的函数关系,当设定值变化时,操纵变量随之变化。另一种是按扰动量进行控制,即所谓前馈控制,如图:在蒸汽加热器中,若负荷为主要干扰,如果使蒸汽流量与冷流体流量保持一定关系,当扰动出现时,操纵变量随之变化。 3.2 闭环控制系统 系统的输出(被控变量)通过测量、变送环节,又返回到系统的输入端,与给定信号比较,以偏差的形式进入控制器,对系统起控制作用,整个系统构成一个封闭的反馈回路,这种控制系统统称为闭环控制系统或反馈控制系统。 4、结语 通过上面论述表明,自动化程度的完善就等于生产力的提高,虽然先期阶段增大了投资费用,然而在长期正常的运转中可以实现各项能源的节约,其特点十分显着,其取得的收益远远大于先期的投入。 控制系统论文:智能家居控制系统设计 摘要:本文简单介绍了智能家庭控制系统的组成、旅行、功能、系统设计以及产品选择的要点,工程设计事例等。 关键词:家庭控制器 自动监控 安全防范 l 引言 随着国民经济和科学技术水平的提高,特别是计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术的迅猛发展与提高,促使了家庭实现了生活现代化,居住环境舒适化、安全化。这些高科技已经影响到人们生活的方方面面,改变了人们生活习惯,提高了人们生活质量,家居智能化也正是在这种形势下应运而生的。 2 智能家居控制系统概述 智能家庭控制系统是以HFC、以太网、现场总线、公共电话网、无线网的传输网络为物理平台,计算机网络技术为技术平台,现场总线为应用操作平台,构成一个完整的集家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范等功能的控制系统。 智能家居控制系统的总体目标是通过采用计算机技术、网络技术、控制技术和集成技术建立一个由家庭到小区乃至整个城市的综合信息服务和管理系统,以此来提高住宅高新技术的含量和居民居住环境水平。 系统通常由系统服务器、家庭控制器(各种模块)、各种路由器、电缆调制解调器头端设备CMTS、交换机、通讯器、控制器、无线收发器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等主要部分组成。 3 智能家居控制系统功能 智能家庭控制系统的主要功能包括家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范三个方面。 3.1家庭通信 家庭通信可采用电话线路、计算机互联网、CATV线路、无线局域网等方式。 (1)电话线路 通过电话线路实现双向传输语音信号和数据信号。 (2)计算机互联网 通过互联网实现信息交互、综合信息查询、网上教育、医疗保健、电子邮件、电子购物等。 (3)CATV线路 通过CATV线路实现VOD点播和多媒体通信。 (4)无线局域网 通过无线收发器、天线、各种无线终端,实现双向传输数据信号。 3.2家庭设备自动监控 家庭设备自动监控包括电器设备的集中、遥控、远距离异地(通过电话或Internet)的监视、控制及数据采集。 (1)家用电器的监视和控制 按照预先所设定程序的要求对热水器、微波炉、视像音响等家用电器进行监视和控制。 (2)热能表、燃气表、水表、电度表的数据采集、计量和传送根据小区物业管理的要求所设置数据采集程序,通过传感器对热能表、燃气表、水表、电度表的用量进行自动数据采集、计量,并将采集结果远程传送给小区物业管理系统。 (3)空调机的监视、调节和控制 按照预先所设定的程序,根据时间、温度、湿度等参数对空调机进行监视、调节和控制。 (4)照明设备的监视、调节和控制按照预先设定的时间程序,分别对各个房间照明设备的开、关进行控制,并可自动调节各个房间的照度。 (5)窗帘的控制 按照预先设定的时间程序,对窗帘的开启/关闭进行控制。 3.3家庭安全防范 家庭安全防范主要包括多火灾报警、可燃气体泄漏报警、防盗报警、紧急求救、多防区的设置、访客对讲等。家庭控制器内按等级预先设置若干个报警电话号码(如家人单位电话号码、手机电话号码、寻呼机电话号码和小区物业管理安全保卫部门电话号码等),在有报警发生时,按等级的次序依次不停地拨通上述电话进行报警(可报出家中是哪个系统报警了)。同时,各种报警信号通过控制网络传送至小区物业管理中心,并可与其它功能模块实现可编程的联动(如可燃气体泄漏报警后,联动关闭燃气管道上的电磁阀)。 (1)防火灾发生 通过设置在厨房的感温探测器和设置在客厅、卧室等的感烟探测器,监视各个房间内有无火灾的发生。如有火灾发生家庭控制器发出声光报警信号,通知家人及小区物业管理部门。家庭控制器还可以根据有人在家或无人在家的情况,自动调节感温探测器和感烟探测器的灵敏度。 (2)防可燃气体泄漏 通过设置在厨房的可燃气体探测器,监视燃气管道、灶具有无燃气泄漏。如有燃气泄漏家庭控制器发出声光报警信号,并联动关闭燃气管道上的电磁阀,同时通知家人及小区物业管理部门。 (3)防盗报警 防盗报警的防护区域分成两部分,即住宅周界防护和住宅内区域防护。住宅周界防护是指在住宅的门、窗上安装门磁开关,在对外的玻璃窗、门附近安装玻璃破碎探测器;住宅内区域防护是指在主要通道、重要的房间内安装被动红外探测器或被动红外/微波双技术探测器。当家中有人时,住宅周界防护的防盗报警设备(门磁开关、玻璃破碎探测器)设防,住宅内区域防护的防盗报警设备(红外探测器或被动红外/微波双技术探测器)撤防。当家人出门后,住宅周界防护的防盗报警设备(门磁开关、玻璃破碎探测器)和住宅内区域防护的防盗报警设备(被动红外探测器或被动红外/微波双技术探测器)均设防。当有非法侵入时,家庭控制器发出声光报警信号,并通知家人及小区物业管理部门。另外,通过程序可设定报警装置的等级和报警器的灵敏度。 (4)访客对讲 住宅的主人通过访客对讲设备与来访者进行双向通话或可视通话,确认是否允许来访者进人。住宅的主人利用访客对讲设备,可以对大楼入口门或单元门的门锁进行开启和关闭控制。 (5)紧急求救 当遇到意外情况(如疾病或有人非法侵入)发生时,按动报警按钮向小区物业管理部门进行紧急求救报警。紧急求救信号在网络传输中具有最高的优先级别,由于是人在紧急情况下的求救信号,其误报的可能性很小。 4 智能家居控制系统类型 4.1系统类型 智能家庭控制系统可分成采用公共电话网的智能家庭控制系统、HFC的智能家庭控制系统、以太网的智能家庭控制系统、LonWorks的智能家庭控制系统、KS485的智能家庭控制系统、无线网的智能家庭控制系统等类型。 4.2基本特点 、功能、适用范围 (1)采用公共电话网的智能家庭控制系统采用公共电话网的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计 ·基本特点:家庭智能控制器内配置了与电话线连接的收发器,利用电话网络作为信息传输网。该系统不仅在功能上能完全满足要求,而且大大地简化了布线,可以节省布线的投资。 ·系统组成:系统由系统服务器、家庭控制器(内置了与电话线连接的收发器)、路由器、收发器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。 ·系统功能:实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。 ·适用范围:该系统适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程,且特别适用于改造的智能化住宅(小区)工程,利用原有的电话线就可实现数据信号的共网传输。 (2)采用HFC的智能家庭控制系统 采用HFC的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计 ·基本特点:家庭智能控制器内配置了CableModem,利用有线电视的HFC网络作为信息传输网。该系统不仅在功能上能完全满足要求,而且大大地简化了布线,可以节省布线的投资。 HFC网络采用共享方式,其共享带宽为36Mbps。当上网人数较多时,上网的速度会变慢。由于Cable Modem设备费用较高,用户网络的开通费用高。 ·系统组成:系统由系统服务器、家庭控制器(内置了Cable Modem)、路由器、电缆调制解调器头端设备CMTS、有线电视传输网络、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成o ·系统功能:实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。 ·适用范围:该系统适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程,且特别适用于改造的智能化住宅(小区)工程,仅将原有的有线电视HFC网络进行双向改造,就可实现数据和图像信号的共网传输。 (3)采用以太网的智能家庭控制系统 采用以太网的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计 ·基本特点:家庭智能控制器内配置了以太网网卡,利用以太网作为信息传输网。以太网同时支持住户计算机和智能家庭控制系统。该系统不仅在功能上能完全满足要求,而且大大地简化了布线,可以节省布线的投资。 以太网传输速率较高,传输速率有10Mbps、100Mbps等。根据传输距离的要求,由小区物业管理中心至各楼交换机采用5类以上4对对绞线、多模光缆或单模光缆,由交换机至家庭控制器采用超5类4对对绞电缆。 ·系统组成:系统由系统服务器、家庭控制器、路由器、交换机、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。 ·系统功能:实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。 ·适用范围:该系统适用于新建、扩建和改造的智能化住宅(小区)工程,用以太网实现数据和图像信号的双向传输。 (4)采用LonWorks的智能家庭控制系统采用LonWorks的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计《智能家居控制系统设计施工图集如3X602第21、22、23页。 ·基本特点:采用一个覆盖全部ISO/OSI标准七层通信协议、开放性的LonWork总线技术,一台系统服务器最多可连接127台LONWorks路由器,一台LonWorks路由器最多可连接63台家庭控制器。每台家庭控制器为LonWork一个通道上的网络节点,每个网络节点包括有神经元(NEURON)芯片、振荡器、电源、一个通过媒介通信的收发器和与监控设备接口的I/O设备(电路)、存储器等。 LonWorks直接通信距离可达2700m(双绞线、78Kbps),其通信传输速度最大可达1.25Mbps(此时有效传输距离为130m)。LonWorks路由器至小区物业管理中心线路长度超过2700m时,需在总线上加装中继器。传输线通常采用双绞线,根据需要也可采用同轴电缆或电力线。 ·系统组成:由系统服务器、家庭控制器、路由器、LonWorks路由器、交换机、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。 ·系统功能:实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。 ·适用范围:该系统特别适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程。 (5)采用KS485的智能家庭控制系统 采用KS485的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计03X602第18、19、20页。 ·基本特点:KS485串行接口总线为主从式网络,它的通信为半双工、采用双向单信道连接方式。RS485串行接口总线的传输介质采用双绞线,它可以高速地进行远距离传输,传输速度与传输距离的技术指标如下:传输速率为10Mbit/s时,最大传输距离是12m;传输速率为1Mbit/s时,最大传输距离是120m;传输速率为100kbit/s时,最大传输距离是1200m。 ·系统组成:由系统服务器、家庭控制器、路由器、通讯器、控制器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。 ·系统功能:实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。 ·适用范围:该系统特别适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程。 (6)采用无线网的智能家庭控制系统 采用无线网的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计03X602第24、25页。 ·基本特点:利用无线作为信息传输网,该系统不仅在功能上能完全满足要求,而且从系统服务器至家庭控制器、家庭控制器至各种现场末端装置均采用无线传输方式,小区、楼内、户内无需布线,施工简单,可以节省施工的投资。 无线网的工作频率符合IEEE802.11b标准要求。 ·系统组成:由系统服务器、家庭控制器、无线收发器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。 ·系统功能:实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。 ·适用范围:该系统适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程,且特别适用于改造的智能化住宅(小区)工程,不用敷设线路就可实现数据信号的传输。 5 系统设计及产品选用要点 5.1智能家庭控制系统类型的选用 新建、扩建的智能化住宅(小区)工程,宜采用LonWorks的智能家庭控制系统、以太网的智能家庭控制系统或采用RS485的智能家庭控制系统。改造的智能化住宅(小区)工程,宜采用公共电话网的智能家庭控制系统、HFC的智能家庭控制系统或无线网的智能家庭控制系统。 5.2家庭控制器的选用 家庭控制器的选用主要包括功能、总线技术及模块化设计、扩展功能、可按用户的基本要求进行配置等方面的选用要求。 (1)家庭控制器功能的选用 家庭控制器通常具有以下功能: ·家庭防盗报警; ·家庭火灾报警; ·家庭燃气泄露报警; ·家庭紧急求助; ·远程设防与撤防; ·远程报警; ·访客对讲; ·家用电器监控; ·家用表具数据采集及处理; ·空调机监控; ·接入网接口; ·小区电子 公告; ·信息查询; ·家用设备报修等。 (2)家庭控制器功能的选择 在工程设计中,家庭控制器功能的选择可参见下表所示。 5.3总线技术及模块化设计 ·家庭控制器要求采用总线技术,如LonWorks、R5485、BACnet、C^NBlls、CEBus、X一10; ·家庭控制器要求采用模块化设计,以便用户可以根据需求选择不同的模块完成不同的功能。 5.4扩展功能 家庭控制器要有一定的扩展功能,考虑能适应今后发展的需要。 5.5可按用户的基本要求进行配置应能根据用户提出有哪些被控设备及监视控制要求(功能要求)等因素,来对家庭控制器组成进行配置,包含模块种类的选择和各种模块数量的选择。 6 设备的安装 6.1交换机、路由器、控制器、放大箱、分配箱、电话分线箱 康居住宅家庭控制器功能设置表 级嗣 消防 安防 访客对讲 家电监控 表具数据远传 基本级(1A) 1.在住户内安装紧急按钮开关。 2.在住户内安装入侵报警探测器。 具有语音对讲及控制开启楼道人口处防盗门功能。 1~2点 热能表、燃气表、水表、电度表的自动抄收及远传、超限判断、自动检查、分时计费、实时计量、管理功能。 提高级(2A) 在室内安装可燃气体泄 漏自动报警装置。且能就地 发出声光报警信号。 1.在住户内两处安装紧急按钮开关。 2.在住户内安装入侵报警探测器,在户门、及用台、外窗安装 人侵报警装置。 具有语音对讲及控镧开启楼道人口处防盗门功能。可实 现住户与安防监控中心的直接联系。 2点以上 热能表、燃气表、水表、电度表的自动抄 收及远传、超限爿断、自动检查、分时计费、实时计量、管理功能。 先进级(3A) 1.在室内安装可燃气体泄漏自动报警装置,当燃气体泄漏报警后能自动切断气源、打开捧气装置,且能就地发出声光报警信号。 2.在住户内设置火灾自动报警装置。 1.在住户内不少于两处安装紧急按钮开关。 2.在住户内安装入侵报警探测器,在户门及阳台门、外窗安装入侵报警装置。 具有语音、可视对讲及控翻开启楼道入口处防盗门功能,可实现住户与安防监控中心的直接联系。 2点以上 热能表、燃气表、水表、电度表的自动抄收及远传、超限判断、自动检查、分时计费、实时计量、管理功能。 这些设备均应安装在电气竖井内或公共走道的墙上(内)。 6.2家庭控制器 暗装(或明装)在墙内(上),其底边距地面1.4m左右。家庭控制器应设置在住户大门附近(宜距户门0.5m以内),且容易操作(包括设防与撤防)的地方。 6.3可燃气体探测器 安装在厨房内的燃气管道、灶具附近,当住户使用的是天然气,燃气探测器吸顶棚安装在距顶棚300ram以内的地方;当住户使用的是液化石油气,燃气探测器安装在距地面300mm以内地方。 6.4感温探测器设置在厨房内,它吸顶棚安装。 6.5感烟探测器设置在起居室、卧室等房间内,它吸顶棚安装。 6.6紧急按钮开关 设置在起居室沙发和主卧室床头附近的墙上,及卫生间的墙上。紧急按钮开关暗装在墙内,其底边距地面0.5m~1.2m。 6,门(窗)磁开关 安装在门扇和门框内或窗扇和窗框内。 6.8玻璃破碎探测器 安装在窗户和玻璃门(阳台)附近的墙上或吸顶棚安装。 6.9被动红外侵入探测器和被动红外/微波双技术探测器 安装在住户的主要通道、重要的房间内,它吸顶棚安装或安装在顶棚的墙角处。 6.10红外遥控器 安装在被控电器设备正面附近的墙上,距离不能超过红外线工作范围,且与电器设备之间没有遮挡。 7 工程设计实例 以二室户型为例介绍户内的智能家庭控制系统设计,设计标准采用康居住宅先进级(3A)。采用以太网的家居控制系统,家庭控制器与户内各模块之间采用R.$485总线,家庭控制器可通过电话线或计算机网络接收控制指令、发出信息,所选用的家庭控制器具有可视访客对讲功能。家居控制系统图参见国家建筑标准设计03X602第17页,二室户型家居控制平面图参见图1、2所示,家庭控制器与室内设备的连接参见图3所示。 在起居厅、卧室设置了感烟探测器,厨房设置了感温探测器、可燃气体探测器,各房间的窗户、阳台推拉门上及附近设置了门(窗)磁开关和玻璃破碎探测器,起居厅设置了被动红外侵入探测器,起居厅、卧室、卫生间设置了紧急按钮开关。对电、水、燃气进行计量;可对餐厅、起居厅、卧室的灯进行控制;当可燃气体探测器探测到有燃气泄漏后,联动控制关闭燃气管道上电磁阀、开启排烟风机;当有各种探测器报警后,联动警报发声器发出报警声音。 家庭控制器共提供13路输入:电度表(电度表安装在照明配电箱内)、燃气表、热能表、可燃气体探测器、感温探测器、感烟探测器、紧急按钮开关、被动红外侵入探测器、玻璃破碎探测器各1路,水表、门(窗)磁开关各2路。 家庭控制器共提供7路输出:警报发声器控制1路、燃气管道上电磁阀控制1路、排烟风机控制1路、照明控制4路。 三室户型、复式结构、别墅的智能家庭控制平面图及家庭控制器与室内设备的连接参见国家建筑标准设计 8 设计中应注意的事项 当防火规范规定必须设置火灾报警系统时,感烟探测器、感温探测器及可燃气体探测器的设置及系统的构成须遵循《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98的规定。 控制系统论文:电除尘器振打控制系统设计方法的改进 【摘要】:通过对某电厂一电除尘器的振打控制系统的现状的分析,提出提高电除尘器振打控制系统稳定性和自动化水平的方法,并根据现场工人多年的运行经验重新编写了振打程序。 【关键词】:可编程控制器;电除尘器;振打控制系统 我国是世界上大气污染最严重的国家之一,由于我国是以煤为主要能源的国家,大气污染以烟尘和二氧化硫为主的烟煤型污染,其中火电厂环境问题尤为严重。电除尘器将越来越受到重视。解决这一问题,就有必要对电除尘器振打控制部分进行研究分析,结合生产实际进行升级改造,从而提高电除尘器的可靠性。我国由于起步晚,技术基础底子薄,要满足国家的环保指标,其治理量大面广时间短,目前国内有少数企业在研究电除尘器集散控制系统并开始应用例如福建龙净环保股份有限公司等,大多数集成国外产品和自主开发少部分产品。国际上例如瑞典Flakt公司、德国Lurgi公司、美国GE公司、EE公司等均在研究电除尘技术。通过总结长期实验研究成果和消化吸收国剑。先进技术和经验开发研制出一批结构新颖的电除尘器。 1.电除尘器振打控制系统[:请记住我站域名/]结构分析 振打控制系统分为监控层,控制层,设备层三层。监控层由1台上位机组成,通过上位机可以在中央控制室监视现场设备的运行状况,并可以直接在上位机上启动现场设备;控制层由可编程控制器、空气开关、继电器、接触器、热继电器和电缆等组成,它接受并执行监控层的指令,是控制系统的重要组成部分;设备层是分布在现场的阀门、电机和检测仪表等。 改系统的监控层和控制层的任何一个出故障都会造成整个电厂的生产停机,给企业造成很大的损失。目前该电厂的电除尘器的振打控制系统控制层采用施耐德的PLC(非双机热备)作为主控制器,一台工控机作为监控层。在这种情况下如果监控层或控制层出现故障整个电厂的设备都的停机,给电厂造成不可沽量的损失。 2.系统控制系统的改进 针对上述对某电厂一的电除尘器的振打控制系统的分析,针对性的提出了解决方案。 (1)考虑到在电厂整个设备运行过程中电除尘器可以短时间停运和整个发电系统不停机的前提下: a.种输入输出备用模块和一备用CPU,当系统控制系统故障时,可以在短时间内换掉故障的器件; b.对监控层提出了热备用的方案,即采用再提供一台工控机,使它与原有的工控机并列运行,大幅度的提高了系统的可靠性。 (2)基于现场工人对系统多年运行的经验,发现现有系统的运行方式比较简单并且工人的劳动强度大,自动化水平低。现有的控制系统只有自动和手动的控制方式且自动的控制方式较为简单,还需要人工手动操作。针对这种情况,由现场工人提出的控制方式,我们又重新编写了控制程序,提高了振动控制系统的自动化水平,达到了可无人值守。 a.自动:八个料仓按照一定的时序自动启停阀门和风机,将灰排出。操作人员不需要任何操作,故障时系统自动停机。 b.半自动:操作人员可以任意选取运行的需要运行的阀门并可设定运行的周期(八个料仓全部卸灰一次为一个周期),启劝后,系统按一定时序启停选取的阀门,达到运行周期时系统自动停止。 c.手动:操作人员可以任意启停任一台阀门。这种方式用于系统调试。 在正常情况下系统的运行处于自动控制状态下;当系统出现故障时,可切换止半自动的控制状态下运行,此时维修人员可以将故障的设备进行更换。 3.软件设计 编程软件使用MODICON编程软件concept2.5。考虑到系统运行的稳定性,所有的功能和模拟量计算、累积、比较及逻辑判断均在PLC内完成,在正常工作条件下,可独立对整个系统进行全自动控制,不需要上位机的参与。 软件由主程序和4个子程序(自动、半自动、手动、模拟量转换)组成。分别为自动、半自动、手动分配标志位,在主程序中循环检测三个标志位,检测到那个标志位置1则调用相应的子程序。这样程序运行周期短。自动子程序按运行周期设置一个计时器,随着计时器的递增达根据时序依次启停阀门,达到排灰的目的。 4.结语 该电厂的电除尘器改造后,系统自动化程度极大提高,降低了现场工人的工作量,同时工人误操作的几率下降,提高了系统的可靠性。改进后的控制系统提供与全厂信息管理系统的接口,使得厂内管理层能随时掌握系统的运行状态,有利于全厂的调度。该系统自投运以来,用户反映良好,达到了预期的目标。 控制系统论文:对无线通信水下航模控制系统综述 1系统主要硬件电路设计 1.1HT6221键盘编码电路 不同的按键表示上升、下降、前进、后退、停车、左转、右转等控制信号,按键通过HT6221编码芯片编码后,OUT1输出38kHz的编码信号,通过507kHz中波调制后,经过功率放大、阻抗匹配,最后由L型天线输出.为了提高天线的辐射效率,L型天线与地面平行的部分采用20cm宽的铜板.HT6221键盘编码电路原理图如图3所示. 1.2频率调制与发射电路 MAX038是高频精密函数信号发生器,具有频率高、精度好等优点,广泛用于设计锁相环、压控振荡器、频率合成器、脉宽调制器等电路,本系统采用MAX038产生507kHz基波信号,频率调制IN1输入的38kHz编码信号(图3所示OUT1)后,输出给功率放大电路.陆基控制平台的功率放大电路采用TI公司的OPA561芯片,OPA561是典型的电流型运放,满功率状态下有1MHz的带宽增益,具有外围电路简单、安装调试方便等优点.频率调制与功率放大电路如图4所示. 1.3电磁波接收与解调电路 水下航模的电磁波接收电路采用CD9088专用集成芯片.CD9088广泛用于设计调频收音机,具有从天线接收到鉴频级输出的全部功能,还具有搜索调谐、信号检测、静噪以及频率锁定环(FLL)等功能.CD9088输出的信号经过电容耦合后输出给功放电路TDA2822,经过放大后的输出信号采用TLC372电压比较器进行比较,输出端(图5OUT-MCU)接水下航模的控制核心MSP430单片机.电磁波接收电路的原理图如图5所示. 1.4红外光波发射、接收电路 红外光波发射电路采用TSAL6200红外发射器,红外发射端的协议为自定义协议,载波频率为38kHz的方波;红外光波接收电路采用TSOP138红外接收器,TSOP138有接收红外信号、内置信号放大、滤波、检波输出等功能.红外解调后的信号经过单片机处理,即可恢复出原编码信号.红外光波发射、接收电路原理如图6所示. 1.5直流电机驱动电路 直流电机采用L298N驱动芯片,通过MSP430单片机改变L298N芯片控制端的输入电平,实现电机正反转控制;通过MSP430单片机产生PWM波信号,调整直流电机的转速.为了减小由于电机在启停过程中产生的感应电动势对单片机I/O口的影响,采用光电耦合器将控制部分与电机驱动部分隔离开来,可减少电机驱动电路对单片机的干扰.直流电机驱动电路如图7所示. 2系统软件设计 2.1编码与解码程序设计 中波通信的编解码过程以及通信协议是本系统程序设计的关键[13].中波编码采用HT6221编码协议,该协议由一位起始码、16位地址码、16位数据码组成.其中16位地址码包括8个连续的“0”和8个连续的“1”,16位数据码由8位数据原码和8位数据反码构成.起始码中的“0”和“1”分别用9ms的低电平和4.5ms的高电平表示,用0.56ms的低电平和0.56ms的高电平表示数据码中的“0”,用0.56ms的低电平和1.68ms的高电平表示数据码中的“1”.对应的解码方式为:当单片机检测到起始码并读到连续的8个“0”和8个“1”后,随后接收的16位码便为数据码.红外通信的编解码方式参考了HT6221编码协议.该通信协议也是由起始码、16位数据码和结束码组成.其中16位数据码包括8位数据原码和8位数据反码.起始码中的“0”和“1”分别用9ms的低电平和4.5ms的高电平表示;数据码中的“0”采用0.56ms的低电平和0.56ms的高电平表示,“1”采用0.56ms的低电平和1.68ms的高电平表示;结束码采用4.5ms低电平表示.解码方式与中波通信过程相同. 2.2系统软件设计流程图 陆基控制平台没有微处理器,简化了系统的程序设计.水下航模采用MSP430单片机为控制核心,主要负责检测来自陆基控制平台的无线电波的解码信号,根据译码指令控制红外光波发射电路和状态指示电路,水下航模子系统流程图如图8(a)所示.水面传动单元同样采用MSP430超低功耗单片机检测红外光波接收电路的解码信号,根据解码指令控制直流电机驱动电路,完成牵引水下航模的升降和位移测量功能,并将当前的工作状态通过LCD显示,水面传动单元控制流程图如图8(b)所示[14]. 3系统测试与分析 3.1水下航模运行时间测试与分析 当L型天线的水平部分与水面距离为2m时,设定快速上升时间为3s,快速下降时间为4s,慢速上升时间为6s,慢速下降时间为8s,分五次测量的结果见表1.从表1可以看出,快速升降的时间最大误差为5%,而慢速升降的时间最大误差为10.6%,主要原因是水下航模在下降过程中受到向上的浮力作用而存在摆动,影响观察者判断其停止的准备位置. 3.2天线高度对电磁波通信的影响 水下航模离水面的距离为0.5m,天线距水面的距离变化范围为2~10m,通过陆基控制平台设定状态和水下航模指示灯状态的对应关系测试无线通讯建立是否有效,规定L1亮表示前进,L2亮表示倒退,L3亮表示停车,L4亮表示左转弯,L5亮表示右转弯.具体测试结果见表2.从表2可以看出,当天线高度为10m时,系统的指示运行状态与陆基控制平台设定的状态仍然一致,综合测试系统通信的误码率小于2%,说明在此范围内,天线与水下航模的垂直距离对无线电波的传输效率影响甚微.由于条件所限没有进行天线高度与通信建立有效性的完整实验,但是从理论分析可知,电磁波信号在水和空气的界面处存在剧烈的反射效应,在水中传播时也有比较强的衰减,因此,当天线离水面的距离足够远时,无线电波通信将失效. 3.3设定速度与实际速度对比情况 本系统所使用的电机在最大转速情况下提供给悬索的线速度为15cm/s,考虑到水下航模的重量对电机转速的影响,本系统结合光电门的实测速度,采用PID算法控制电机转速,表3给出了10组测定数据,水面传动单元带动水下航模升降的实际速度可以通过液晶显示屏观察.从表3可以看出,系统存在一定的测量误差,但是3次实际测量速度的平均值与设定值非常接近. 4结语 水下无线通信系统以两片MSP430单片机为控制核心,采用中波和红外光波通信,通过HT6221编码和CD9088解码完成了陆基控制平台与水下航模的电磁波通信,实验测试结果表明,频率为507kHz的电磁波在经过空气与水面的界面反射和水下衰减后,仍然能够在水下有效传输50cm以上,说明中波相比高频电磁波在水下无线通信系统中有更加优越的抗衰减特性.因此,系统模型可以广泛应用于浅水区域的信息采集和无线电传输,或者作为深水区域与陆基设备通讯的中继站,在国防、工业和智能 农业等方面有着广泛的应用前景.本系统采用了电磁波通信讯、红外光波通讯、电机精确控制、编码解码、数据动态显示等技术,具有较强综合性和扩展性,特别是可以借鉴无线传感器网络技术的设计思想,通过一个陆基控制平台,同时控制多个水下航模执行相同的控制指令,完成在一定水域的多个水下接受终端的控制过程,可用于水面防区的探测器布防和水雷布点,也可以用于精细养殖区域的水下精密监测. 控制系统论文:控制系统在纺织机械中的实用性 自动化率和自动化技术差距将我国的自动化设备水平和纺机技术结合起来综合考虑,我国的整体水平与国际的纺机自动化技术水平差距显着。不过,对于不同的纺机产品来说他们有不同的差异。首先,是我国的纺织工业设备的水平只有占总体的四分之一能够达到国际的先进标准;再者,我国的棉织和制造新设备在技术上也只是达到了国际90年代的水平,可见我国的科技是多么的落后;再其次,毛纺织、印染类机械与国际水平的差异也相当明显。以上所述,不计这些在技术指标方便出现的差异,我国的纺机产品的设计理念和是否拥有可靠性也与国际有着非常大的差异。引起人们关注的是,整个纺机行业的自动化率国际站整体的50%,而我国的纺机自动化率也只能占了其中的15%~20%。 纺机机械工艺复杂、程序繁琐,因此各种不同的纺织机械,他们对于自动化的需求也各有不同,出现了五花八门的形式。不同的控制装置在不同的纺织设备上发挥着不同的价值,来满足纺机行业的需求,来提高纺机的效率。梳棉机近年来纺机采用计算机来控制自调匀整装置,提高高速时的控制效果,特别可以消除滞后现象。立达(Rieter)公司的C4-A型梳棉机釆用了混合环式自调匀整装置,用闭路循环方式,通过对一对阶梯罗拉进行检测,调控给棉罗拉速度来控制长片段的匀整;釆用联控形式(扰动可变补偿)来控制短片段匀整,即在出口处通过称量棉网重量,发现棉网超标立即进行调整,控制过程的干预是通过调控棉罗拉的速度来完成的。立达(Rieter)公司研制成的C.I.S.纺纱自动化生产线,在清缸工序中釆用了Aero-feed散棉喂给装置,再用ABC-Control型处理机控制清缸连续化和自动化生产线。操作人员可以通过VDU彩色图表管理机台,取代了开棉、清棉和梳棉的人工中心控制,具有控制、监视、报警和记录等多种功能。2.2并条机自调匀整是并条机自动化内容中很重要的一个动作。这种方法实现了棉条条干均匀,能够使纱的粗细相同,否则在纺机织布的时候,很容易引起细的纱出现断头现象。综合以上情况的叙述,如果在纺织过程中发现条干过粗或者过细,就需要利用设备来检测出来,并能够对这种情况及时作出调整,来达到符合要求的目标,以免事后无法挽回。自动调节的过程重点是要检测,然后在经过计算机的处理,最后运用电动机调频来进行操作。这一系列的自动化机制体系,是相当复杂的过程,而且难度也是很大。我国的产品水品在国际上还是比较落后,所以,这样的设备目前仍然需要从国外引进。 细纱机细纱机在落纱环节方面,传统的方式是采用人工换管,人工接头,细纱机的锭数以前采用人工换管和人工接断头的方法。每台细纱机的锭数都很少,而现在细纱机的技术有所进步,锭数从起初的300个到了现在的1000左右,如果仍然用人工换管,那么不但产生的断头多,而且纺织的效率也会大大降低,消耗工人的劳动量。其实,造成断头的原因是由纱管形状和张力的大小来决定的,双速电动机是一种能够解决此问题的一个最佳方式,可以有效的减少断头情况的发生。粗纱机有细纱必有粗纱,粗纱是用粗纱机来制作的,他的原理在于要将熟的棉条进行拉伸后处理,进一步分离度,有利于之后细纱机对细纱的加工。传统的粗纱机是采用了电动机,粗纱机的作用是将熟棉条进行拉伸后形成粗纱,以进一步增加取向和分离度,利于后道细纱机的加工。粗纱机的人机界面使用触摸屏,应用PLC来进行控制,传统的粗纱机也采用了运用电动机的方法由多种机构分别传动及升降。络筒机我国当前的络筒机结构主要是采用了电子齿轮和电子凸轮的数码结构,也就是由单锭来进行传动。可是由于机械上的电机没有能够直接进行传动的连接,所以用高速精密的计算控制来做辅助,就可以方便的高速精密的交叉卷绕,织纱的速度远超过了传统的络筒机,有效的提高了织纱效率。无梭织机随着机械自动化技术在社会上的广泛应用和推广,迎合趋势,有一种新的技术,无梭织机技术,这种技术在不断提高创新水平,也使得纺机技术得到了新的突破,不断实现自动化。现在有些汽车的程序控制就是运用其中的原理,像汽车的开关程序控制,他能够在规定的时间内给车自动加油,自动收集计算数据、将织机的各种参数显示出来,其中包括他的产量和效率等等的原因分析,这样就大大提高了生产效率。机械自动化的现在,电子选色,计算机自动纺织纺织品,还可以通过变换编织图形还改变编织物的图案。 实现纺机技术的自动化、科技化,领先化,是我们首要面对的课题,同样,这也是一个难以攻破的难关。时展的今天,我们国家在一些技术的发展上仍然落后于其他国家,在国际上没有优势地位,这与科技人员的探索精神不够强烈密不可分,虽然纺机行业自动化相对传统有所进步,但仍有很多严重的不足。政府应正视纺织机械的现代化进程,加大对自动控制设备的改进力度,与国际接轨,提高产品效率,节约社会资源,走可持续发展道路。 控制系统论文:射流混药农业控制系统 目前,我国农药的有效利用率仅为20%~40%,喷施的大部分农药流失到了环境中,不仅浪费资源,而且造成环境污染[1].提高植保机械技术水平,进行高效、低污染施药技术研究及机具开发是一项迫切的任务[2].射流混合技术[3]是利用管道中水的能量直接吸入液体农药,它在石油化工行业已经得到了广泛的应用,但在植保机械方面应用得还比较少.射流混药不但可以减少药液对机件的损害,降低对机件的要求,而且节约了使用过程中多余的农药,减少了农药的倾倒所造成的污染[4].因此,研制和开发在线射流自动混药装置,是安全、可靠、高效使用农药,以及降低残留物对环境污染的关键之一,同时也是发展植保机械的有力措施[5].对于在线射流混药[6],前人已经对其机理进行了相应研究,例如,何培杰等[7]对射流混药装置的混合管进行了数值模拟,得出了径向速度和轴向速度在混合管内的分布规律.邱白晶等[8]建立了射流混药装置数学模型,确定了射流混药装置数值模拟方案,并根据试验参数设计了射流混药器,进行了射流混药测试研究.但是存在的问题是混药比值远达不到实际生产中所需混药比要求,且无法精确控制射流混药器的进药量.为了解决上述问题,文中设计一种基于DSP和LabVIEW的在线射流混药控制系统,以增大混药比的可调范围,实现药量的精确控制. 1在线射流混药装置的结构 在线射流混药装置的结构如图1所示,由仪器控制柜、异步电动机、柱塞泵、电控阀、射流混药器、喷杆、电动机驱动模块、单向阀、流量传感器、压力传感器、转速传感器等装置构成.采用三相异步电动机为动力源,自行设计电动机的驱动板,利用TMS320F2812DSP的EV模块实现电动机的调速.电动机通过联轴器带动柱塞泵进而控制混药器进水口的流量.在线射流混药装置的核心部件射流混药器如图2所示,其基本结构参数:射流嘴收敛角α为16°,扩散管扩散角β为8°,混合管长度L为17.04mm,混合管直径dt为3.55mm,吸入角度γ为60°.在混药器进药口安装了流量控制阀,通过DSP的D/A模块控制阀门的开度来实时调节混药器进药量.在射流混药器的进水口、进药口及出水口都分别安装有压力及流量传感器,传感器的模拟信号通过DSP的A/D模块采集,DSP通过RS232将数据传给上位机.上位机实时显示管道中混药前后水的流量及压力的变化并保存试验数据. 2系统硬件组成 射流混药系统硬件组成如图3所示. 2.1工控机、TMS320F2812DSP处理器工控机作为上位机提供试验所需的基本参量如水流量和药流量等信息要求,通过RS232接口传递给TMS320F2812DSP处理器.DSP处理器的功能为采集流量、压力、转速信号,输出电动调节阀的控制信号,进行三相异步电动机的变频调速.同时,DSP将采集的信号通过RS232上传回工控机,实现数据信号的实时显示和保存. 2.2实时信号采集由于射流混药器的流量传感器、压力传感器及电动机转速传感器输出4~20mA的模拟信号,而DSP处理器的I/O口只能接受3.3V的电压信号,所以选用光电隔离芯片TLP521,对传感器检测信号进行转化,处理后的检测信号送入DSP的A/D模块. 2.3变量执行器变量执行器主要由三相异步电动机和高精度电控调节阀构成.三相异步电动机的控制芯片选用TI公司的TMS320F2812DSP,其硬件电路主要由DSP控制电路、供电电路、驱动电路、信号处理电路等组成.DSP输出的PWM信号经过光电隔离后送入驱动芯片,由驱动芯片驱动MOSFET,由其组成的三相全桥驱动电路对电动机进行控制.高精度电控调节阀的工作电压为24VDC,接受0~10V或4~20mA的模拟量控制信号,为此采用DAC8532扩展了DSP的D/A模块,通过D/A模块输出的模拟信号控制阀门的开度,进而控制进药口药液流量. 3系统软件设计 3.1系统的上位机软件设计选用LabVIEW为开发平台,设计简单友好的人机交互界面,实现数据的实时显示及实时保存,能够根据实际要求适时改变射流混药器的进水量和进药量.同时利用串口与下位机DSP进行实时通信.其人机交互界面如图4所示. 3.2系统的下位机软件设计系统的下位机软件采用C语言开发,软件的设计采用了模块化的方法.第1步对水流量控制模块进行设计.通过对电动机转速和管道中水的流量进行标定,拟合得电动机转速与水流量的关系曲线(见图5),函数关系为Qw=0.018n+0.84,(1)式中:Qw为管道中水的流量,L/min;n为电动机转速,r/min.电动机控制程序中定义Qw为给定管道中水的流量,n为给定电动机转速,nt为测得的电动机转速,则水流量的控制流程如图6所示.第2步对药量控制模块进行设计.在高精度电控调节阀的前后安装压力传感器,阀前安装流量传感器,通过DSP的D/A模块输出的电压信号控制电控阀的开度,进而对药流量调节.由于电控阀为机械装置,所以存在几十ms的响应时间和延迟时间,但是对试验结果影响极小.对电控阀两端的控制电压和实际药流量进行标定,得出药流量与电控阀的输入电压之间的关系曲线,如图7所示.图中U为电由图7可知,当药流量小于0.29mL/s时,电控阀的输入电压与实际药流量基本为线性关系;当药流量大于0.29mL/s时,两者的关系曲线近似为二次曲线,拟合得到两者的函数关系式为。 4控制系统试验 4.1试验方案设计流量控制是影响混药效果的主要因素,为了验证本控制系统的实际控制效果,对系统的软件及硬件进行综合测试.在水箱和药箱中分别加入纯水和红色的染色剂,用红色染色剂代替药原液,进行流量控制测试研究.试验分为水流量跟踪试验、药液吸入量随水流量的变化试验、不同混合比情况下药液的控制试验。 4.2水流量控制跟踪性能测试为了检测水流量控制系统的性能,测试了在电动机不同转速工况下,流量管道中水流量的跟踪性能,测试结果如表1所示,QT为目标水流量,QP为实际水流量,ΔQ与er分别为绝对误差和相对误差.试验表明,实际水流量能够较好地跟踪目标水流量.水流量控制系统的相对误差在2%以内. 4.3药液吸入量随水流量变化试验在不加入药液控制系统的情况下,测试在电动机不同转速工况下,混药比值及变化情况.试验结果见表2.表中n为电动机转速;Qw1为试验所得水流量,L/min,为了计算混药比,把单位转化为mL/s后的水流量用Qw2表示;QM为药流量;R为计算所得混药比.由表2可见,未设置药液控制系统时,随电动机转速增大,射流器吸入的水流量与药流量的比值即计算混药比值逐渐减小,但变化不大,其变化关系如图9所示.由表2及图9可知,该混药比的量值仅为(5~8)∶1,与实用施药过程中混药比(一般为几百∶1)[9-10]相差甚远. 按正常混药比(设为200∶1)计算,表2中工况所需吸入的药量范围应为0.72~1.63mL/s,而试验中吸入药量范围达18.16~65.15mL/s.说明此时射流器吸入的药液量远远大于所需吸入的农药量,即此时的混药比不能满足实用要求,这将导致无法在实际的混药机具上实施有效混药.为此必须加设药液控制系统,以实现对混药浓度的精确控制. 4.4药原液控制跟踪性能试验在加入药液控制系统以后,在恒定水流量的情况下,模拟实际混药过程,改变混药比,增大混药比的调节范围,测试药原液的跟踪情况.设定电动机转速分别为830r/min,水流量为16.61L/min,测试在不同混药比的情况下,药原液的跟踪情况.测试结果见表3,其中QMT为目标药流量,QMP实际药流量,ΔQ与er分别为绝对误差和相对误差.为了保证测试结果的可靠性,设计了对比试验,设定电动机转速为430r/min,水流量为8.7L/min,测试在不同混药比的情况下,药原液的跟踪情况.测试结果见表4.由表3,4可知,在加入药原液控制系统以后,无论电动机转速在830r/min还是430r/min的情况下,尽管改变了水药的混合比,但是实际药流量都能够跟踪目标药流量,且可以获得相对误差在3%以内的控制精度.可见混药控制系统对增大混药比的可调宽度、提高射流混药器的控制精度发挥了关键作用. 5结论 以DSP和LabVIEW为核心设计了一套在线射流混药浓度控制系统,解决了射流混药器混药比可调范围窄、控制精度低的问题,提高了混药的精度,能够根据实际要求适时调节混药比,实现精确智能混药.为射流混药机具的生产实用提供依据.1)该控制系统能实现对水量、药量的精确控制,从而可以获得适合实用的混药比值,显着(数十倍)增加混药比的调节宽度,优化控制性能,节能增效,提高安全性.2)水流量和药流量跟踪性能试验表明,水流量控制系统的相对误差在2%以内,药流量的控制系统的相对误差在3%以内.3)系统简便实用,能够根据实际施药过程,实时调节水流量和药流量,实现变量混药. 控制系统论文:城乡交通灯控制系统电路设计 摘要:分析了现代城市交通控制与管理问题的现状,结合城乡交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理,给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的硬件电路设计方案。 关键词:交通控制 交通灯 时间发生器 定时器 1 引言 随着社会经济的发展,城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调,已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统,它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。 随着城市机动车量的不断增加,许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况,因此,自80年代后期,这些城市纷纷修建城市高速道路,在高速道路建设完成的初期,它们也曾有效地改善了交通状况。然而,随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制,高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点,也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。所以,如何采用合适的控制方法,最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路,缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况,越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。为此,笔者进行了深入的研究,以下就城乡交通灯控制系统的电路原理、设计计算和实验调试等问题来进行具体分析讨论。 图1 2 交通灯控制系统设计 城市路通信号控制系统大体上分为三种类型:定周期的信号机、多时段且具有无电缆协调功能的微电脑型信号机以及联网式自适应多相位智能型信号机。具体采用哪种类型,应根据其应用场合及特点加以确定。其中,第一种类型以其成本低,设计简单,安装及维护方便等特点得到了广泛应用。本文讨论的城乡交通灯控制系统就属于该种类型。该交通灯控制系统主要由时间发生器电路、光电检测电路、控制电路等几个部分组成。其系统原理图如图1所示。 1.1 时间发生器电路 时间发生器电路由一片74191、时钟脉冲产生电路和几个门电路构成,其中时钟脉冲产生电路如图2所示。时钟脉冲产生电路用一片555定时器业构成多谐振荡器,设计脉冲周期为4s,其计算公式为:T1=(2R2+R1) Cln2=0.7×5.7MΩ×1μF,以此信号作为74191的CP。74191的四个状态输出端QAQBQCQD可用四个门电路进行译码。当QAQBQCQD=0000时,电路输出低电平信号给D触发器和控制电路的IO输入端;而当QAQBQCQD=1000时,电路输出高电平信号给黄灯驱动电路。74191接成减计数工作状态,LD信号由控制电路的O1提供,应将置数输入端A、C接高电平Vcc,B、D端接D触发器的输出端,还可根据D触发器的不同输出状态置入数5和数15。 2.2 控制电路 控制电路主要由单稳态触发器、RC电路和反相器构成、电路如图3所示。该电路有两个输入端和三个输出端。当QAQBQCQD=0000时,输入端IO为低电平,此时信号将直接经O1输出给LD以进行异步置数,因此74191的0000状态持续时间很短暂。输入端I1由光电检测电路的输出信号提供,当有车辆时,输出低电平;无车辆时输出高电平。输出信号O1=I1,而输出信号O2而由I1经反相器、RC电路和一单稳态电路得来。O1的作用是当乡间道无车辆时,保持主干道绿灯亮,乡间道红灯亮。当主干道绿灯变亮并检测到乡间道有车辆(即I1=0)时 ,O2触发单稳态电路并维持主干道绿灯亮66s,即T2 = RCln3=1.1×6MΩ×10μf=66(s)。 图3 2.3 光电检测电路 光电检测电路由光源和光电三极管构成,该电路可根据需要选择现成产品,如CP850系列的CP851,该器件的光电传感器输距离可达15m。 2.4 交通灯控制及驱动电路 交通灯控制电路由一个D触发器、一个三输入或门和两个反相器组成,其电路如图3所示。D触发器的作用是在乡间道非常繁忙时,对红绿灯的转换进行控制。三输入端或门的作用是当乡间道无车辆和主干道绿灯刚亮而乡间道就有车通过时维持主干道绿灯亮时间大于60s。 由于红绿灯的功率较大(十几瓦),一般集成门电路无法驱动,因此需要设计一个特定的驱动电路,该电路可用功率管和高驱动能力的电源构成,具体电路如图4所示。功率管及电源大小可根据交通灯的功率进行计算。电路仿真时,可用一小灯泡直接接在门电路的后面。 3 结束语 根据交通灯控制系统的逻辑电路,笔者采用加拿大交换图像技术有限公司推出的Electronics Work Bench(简称EWB)软件进行了仿真实验[4]。在众多的电路仿真软件中,EWB的工作 界面非常直观。仿真过程中,用光电检测器来模拟现场的各种情况,结果表明,该系统完全可以达到设计要求。 控制系统论文:浅议计算机联锁控制系统在北京城铁中的应用 论文关键词: 城市轨道交通 计算机 联锁 论文摘要: 介绍了北京城市轨道交通计算机联锁控制系统在系统结构方面的硬件改进, 阐述了诸如扣车、紧急关闭和轨道区段故障时单独操纵道岔等特殊联锁功能和与A TP 系统结合的安全编码逻辑功能的软件实现。 考虑到信号工程的技术趋势和经济上的合理性, 北京城市轨道交通13 号线信号计算机联锁控制系统, 采用铁科院开发研制的T YJL2Ⅱ 型系统。虽然此系统已在全路400 余个站场投入使用, 但在满足现有的各项技术条件要求, 实现进路上的道岔、信号机和轨道电路的正确联锁关系, 确保列车运行安全的同时, 还必须进行一系列的改进和完善, 以满足城市轨道交通所要求的特殊联锁功能, 并实现与A TP 系统结合的安全编码逻辑功能。 1 系统结构的改进 根据北京城市轨道交通的特点, 对T YJL2Ⅱ 型计算机联锁的系统结构做了如下的改进。 1. 各站通常不设信号维修人员, 为了确保系统在监控机或控制台故障的情况下仍能够不间断地可靠运行, 将监控机和控制台纳入到了双机热备的覆盖范围之中, 使其在故障时可由相应的联锁机申请切换。具体地讲, 对站场简单的车站, 直接将监控机安装在联锁机柜内, 取消联锁总线的切换电路。A 监控机和A 控制台随着A 联锁机的切换而切换, B 监控机和B 控制台也如此。而对站场复杂的车站, 除切换方式同简单车站外, 仍采用原有TYJL2Ⅱ 型计算机联锁系统的结构, 保留联锁总线的切换电路。 2. 由于计算机联锁控制系统的操作方式分为控制中心集中控制和车站分散控制, 且通常采用中心集中控制方式, 因此系统在各站的监控机部分增加了与CTC 分机的接口, 接收中心集中控制时的命令信息, 并向中心发送本站的表示信息, 接口采用RS2422 双网结构。车站分散控制时, 系统采用鼠标式控制台和按钮式单元控制台互为备用的原则进行设计, 使操作方式更加方便灵活。 3. 为了便于维修, 计算机联锁控制系统的采集、驱动电路板均改为6U 标准, 计算机电源、采集电源、驱动电源和地线检查器改为插接方式。同时, 为适应北京城市轨道交通机柜上出线的要求, 系统的联锁机柜结构也相应地改为采集、驱动层在上, 计算机层、电源层在下。 4. 在保持原有T YJL2Ⅱ 型计算机联锁系统电路结构不变的情况下, 为提高系统的可靠性和抗干扰能力, 采取的措施主要包括: 提高印制板采用的芯片等级, 按5V 计算机电路与12V 采集、驱动电路分别布线, 并且分开设置接插件; 在接口架的驱动条件线上增加防雷器件; 采集、驱动32 芯电缆靠电路板一侧增加抗电磁干扰磁环等等。 2 系统特殊联锁功能的实现 由于北京城市轨道交通计算机联锁控制系统增加了诸如自动进路、自动折返、扣车、紧急关闭和轨道区段故障时单独操纵道岔等一系列特殊联锁功能, 因此在联锁软件中又增加了相应的模块, 具体可分为3 类。 1. 原联锁软件中没有与其类似的功能, 需要建立全新的算法, 增加新模块。如, 扣车必须确定扣车状态的输入与哪些所要驱动的发车进路的信号控制输出有关; 扣车状态的输出与哪些扣车按钮的输入有关。在此基础上建立实现扣车这种特殊联锁功能的算法, 并予以实现, 完成扣车作业。 2. 原联锁软件中有与其类似的功能, 可利用原有算法。如, 紧急关闭与原有的超限绝缘检查功能非常类似, 其技术条件也基本相同。因此, 可利用原联锁逻辑模块中的超限检查的算法, 在股道的二端分别设置与超限检查模块类似的紧急关闭模块来实现紧急关闭作业。 3. 原联锁软件中虽有与其类似的功能, 但需对其算法稍加修改。如, 轨道区段故障时单独操纵道岔与原联锁逻辑模块中的单独操纵道岔稍有不同, 二者的区别在于是否进行区段占用检查。只要在原联锁逻辑模块中的单独操纵道岔模块的算法中, 去掉区段占用检查条件, 就可以得到轨道区段故障时单独操纵道岔模块的算法。在道岔区段轨道电路故障的情况下, 且人工确认该道岔区段无车时, 可以采用非常手段实现单独操纵道岔作业。 虽然实现各项特殊联锁功能的模块所采用的算法是不同的, 算法的确定也是不同的, 但由于原有的TYJL2 Ⅱ 型计算机联锁控制系统的联锁软件是按照故障2安全的原则设计的, 新增加或修改的模块也均按此原则设计, 不会影响原有计算机联锁控制系统软件故障2安全性的实现。 3 安全编码逻辑功能的实现 北京城市轨道交通计算机联锁控制系统, 增加了与ATP 系统结合的安全编码逻辑功能, 并通过软件加以实现。其软件的数据仍采用按站场图形基本模块链表进行连接的方式, 遇有站场改变时只需在相应位置插入对应的模块。程序采用模块化的设计方法, 如需增加或改动某个环节, 也只需增加或改动相应的模块。 与ATP 系统结合的安全编码逻辑软件的数据分为静态数据和动态数据2 部分。其中, 静态数据包括: 与站场结构紧密相关的编码模块的代码、在链表中的位置、其控制特征以及其他必须的信息, 如软件运行所需的索引表、控制表等相关内容。就编码模块而言, 对于非道岔区段, 每1 个轨道区段均设有1 套速度码继电器和1 个编码模块, 并入链; 对于道岔区段, 考虑到道岔区段设有定位发码和反位发码2 套独立的速度码继电器, 因此也分设2 个编码模块。动态数据则是在模块静态数据对应的缓冲区记录模块状态、在程序中当前所处的层, 以及程序运行所必须使用的变量等信息。定义了编码模块的数据结构之后, 在联锁逻辑运算模块中增加编码逻辑处理模块, 可以实现与ATP 系统结合的安全编码逻辑软件的技术要求。模块中包含2 类程序, 一类是不受进路控制的编码模块, 另一类是受进路控制的编码模块处理程序, 二者的区别在于模块扫描方式的不同, 不受进路控制的编码模块处理时按索引表扫描, 受进路控制的编码模块处理时按进路管理缓冲区扫描。 与ATP 系统结合的安全逻辑编码软件的实现, 无论是数据结构还是程序结构, 都借鉴了联锁逻辑运算模块在提高软件可靠性和安全性方面的经验。为减少形成危险侧错误输出的可能性, 软件采用冗余编码方式, 将有关安全的编码信息按不同规则分别存储于不同的缓冲区, 使用时需比较一致才认为其有效。同时, 软件采用分层递进的网络结构, 上一层的错误会被下一层发现, 不会由于错误扩展导致系统级错误。此外, 软件对可能发生的错误视情况不同, 采取不同的方式进行处理。对于数据错误, 程序从发现错误层开始终止执行, 对已进行的处理采取程序卷回的方法恢复执行命令前的状态, 并给出相应的提示。当影响安全的关键缓冲区发现错误后, 程序将采取切断输出的措施。对于硬件故障引起的错误, 如果硬件故障导致发生的错误是不影响安全的, 那么程序将给出报警提示, 并将故障可能影响的信息置为安全侧。如果当硬件故障可能导致发生影响安全的错误时, 程序将采取停止工作的措施。 4 结束语 北京市城市轨道交通计算机联锁控制系统是国内城轨领域首次采用国产计算机联锁设备。由于联锁控制系统在性能等方面具有强大的优势, 改进后的系统结构更为合理, 特殊联锁功能的实现方式安全可靠, 并成功地增加了与A TP 系统结合的安全编码逻辑功能, 完全满足了现场运营的实际要求, 因此, 在运营期间, 信号系统以运营状况稳定、性能安全可靠、维护便利, 获得了用户的认可, 并在提高作业效率, 改善 劳动条件等方面收到了良好的使用效果。 控制系统论文:有关机械制造中的安全控制系统 引言 机械的安全性就是机械安全使用说明书规定的预定使用条件下执行其功能和在运输、安装、调整、拆卸和处理时不产生伤害或危害健康的能力。任何一台机械都有风险,会导致危险。这些风险和危险都会导致事故的发生、对人员造成伤害。当我们能够关注机械本身的安全性能的时候,其安全功能应该由安全自动化控制系统来实现。安全控制系统的正确设计会影响到机械的安全性能。安全控制系统的可靠性是衡量该台机械是否符合安全要求的重要依据[1],本文对于机械制造中的安全控制系统相关问题进行分析。 1 安全控制系统 所谓的安全(控制)系统,是在开车、停车、出现工艺扰动以及正常维护、操作期间对生产装置提供安全保护。一旦当工厂装置本身出现危险,或由于人为原因而导致危险时,系统立即做出反应并输出正确信号,使装置安全停车,以阻止危险的发生或事故的扩散。它包括了现场的安全信号,如紧急停止信号、安全进入信号、阀反馈信号、液位信号等,逻辑控制单元和输出控制单元[2]。无论在机械制造领域还是在流程化工领域,安全控制系统是整个系统运转中不可或缺的一部分。 从安全控制系统的结构图我们可以看出,安全控制链由输入(如传感器)、逻辑(如控制器)、输出(如触发装置)构成。从逻辑上来说,对于安全信号的控制功能可以采用普通继电器、普通PLC、标准现场总线或DCS 等逻辑控制元器件,从表面上达到我们所需要的逻辑输出。但是,我们可以注意到,普通继电器、普通PLC、标准现场总线或DCS 不属于安全相关元器件或系统。它们在进行安全相关控制的时候可能会出现以下安全隐患:处理器不规则、输入/输出卡件硬件故障、输入回路故障(比如短路、触点融焊)、输出元器件故障(如触点融焊)、输出回路故障(如短路、断路)、通讯错误等。这些安全隐患,都会导致安全功能失效,从而导致事故的发生。所以,安全控制系统就是要求能够可靠的控制安全输入信号,一旦当安全输入信号变化或安全控制系统中出现任何故障,立即做出反应并输出正确信号,使机器安全停车,以阻止危险的发生或事故的扩散。 安全控制系统的硬件主要采取了以下措施来达到安全要求:1)采用冗余性控制;2) 采用多样性控制;3)频繁、可靠的检测(对硬件、软件、通讯);4) 程序CRC 校验;5) 安全认证功能块。 常见的安全输入设备包括由紧急停止设备、安全进入装置(安全门开关或联锁装置)、安全光电设备(安全光幕、安全光栅、安全扫描仪)。安全逻辑部分常采用安全继电器、安全PLC 和安全总线系统。 2 安全逻辑控制设备 逻辑控制设备是整个安全控制系统中最重要的一部分。它需要接收安全信号,进行逻辑分析,可靠的进行安全输出控制。现代自动化安全控制领域中,安全系统的控制元器件有安全继电器、安全PLC 和安全总线控制系统。 2.1 安全继电器 安全继电器,或者称为安全继电器模块,是最简单的安全逻辑控制元器件。其特点是采用了冗余的输出控制和自我检测的功能,实现了对输出负载的可靠控制。 该模块的存在2 个安全输出触点,这两个安全输出触点在内部是由来自2个不同的特殊继电器K1 和K2 的常开触点串连而组成。当K1 出现故障的时候,K2 依然可以实现安全触点断开的功能。同时,安全继电器模块可以通过内部电路进行自检,检测出外部接线故障和内部元器件的故障。 2.2 安全可编程控制器 安全可编程控制器采用了多套中央处理器进行控制,并且这些处理器来自不同的生产商。这样的控制方式符合了冗余、多样性控制的要求。这是安全PLC 与普通PLC最根本的区别。当一定数量的处理器出现故障后,完好的处理器依然执行安全功能,切断所有安全输出使系统停机。导致系统停机的处理器的故障数量取决于不同的系统。如,1oo2 系统(2 取1 的系统),一旦一个处理器出现故障,系统立刻进入故障安全状态;又如,2oo3 系统(3 取2 的系统),当一个处理器出现故障,系统并不会停机。系统只有在2个处理器同时出现故障的情况下才会导致系统停机。前者我们通常成为2 重冗余系统,安全可靠性较高、可用性较低;后者我们通常成为3 重冗余系统,其安全可靠性和可用性较高,但相比前者成本高。 对于信号的采集、处理和输出的过程,安全PLC 都采用了冗余控制的方式。当信号进入PLC 后,分别进入多个输入寄存器,再通过对应的多个中央处理器的处理,最后进入多个输出寄存器。这样,安全PLC 就构成了多个冗余的通道。整个过程之中,信号状态、处理结果等可以通过安全PLC 内部的暂存装置进行相互比较,如果出现不一致,则可以根据不同的系统特性,进入故障安全状态或将故障检测出来。 输入回路可以采用双通道的方式,通过2 条物理接线进入安全PLC。安全PLC也可以提供安全测试脉冲,用以检测输入通道中的故障。安全PLC 的输出内部电路也采用了冗余、多样性的方式,对一个输出节点进行安全可靠控制。安全PLC 可以通过2 种不同的手段,即切断基极信号和切断集电极电源两种不同的方式,将输出信号由1 转变为0。无论那种方式出现故障,另外一种方式依然完好的执行安全功能。同时,安全PLC 提供了内部检测脉冲,以检测内部故障。 安全PLC 的扫描时间要求为每千条指令1ms 以下。快速的中央处理功能不仅可以达到紧急停车的要求,同时能够以较短的时间完成整套系统的安全功能自检。 在软件方面,安全PLC 必须有可靠的编程环境、校验手段,以保证安全。这主要可以通过规范安全功能编程来实现。如Pilz 的安全PLC,提供了通过认证的MBS 安全标准功能块,以帮助编程人员进行合理的、安全的编程。这些安全功能块经过加密,不能够修改。我们只需要在功能块的输入和输出部分填入相应的地址、参数和中间变量,即可以完成对安全功能的编程。这些MBS 功能块涵盖了机械制造领域及流程化工领域的安全功能控制。 2.3 安全总线控制系统 安全现场总线系统是以安全PLC、安全输入输出模块、安全总线构成一套离散式控制系统。硬件和通讯的安全可靠是安全总线控制系统的可靠性判断依据。在硬件上,安全总线系统的模块都采用了冗余、高速的可靠元器件。 3 结论 安全控制系统是一个静态的系统,其监控系统中的安全相关的参数。在系统正常运行期间,安全控制系统不作出任何响应。但是当系统出现异常、或安全相关信号被触发,安全控制系统立刻夺去系统的控制权,根据其内部逻辑,对输出设备进行安全控制,从而保证了整个系统的安全。安全控制系统中的逻辑控制元器件是决定整个安全控制系统安全等级、设计成本、运行质量的重要因素之一。在安全自动化领域,常用的安全逻辑控制元器件包括有安全继电器模块、安全可编程控制系统和安全总线系统。针对不同的应用场合,这些安全逻辑元器件可以配置成合适的安全解决方案。 控制系统论文:基于单片机的微小型无人直升机姿态控制系统的设计 [摘要]本文主要介绍了一款微小型无人直升机的整体控制系统,完成了基于单片机技术的姿态控制系统的硬件设计,并且完成了检测信号的模拟输出和舵机控制的试验。 [关键词]微小型无人直升机 单片机 姿态控制系统 一、控制系统总体方案 整个微小型无人直升机控制系统可分为机载部分和地面部分,机载部分负责维持飞机的稳定飞行并提供图像信息给地面,地面部分根据飞机的姿态及得到的图像信息做出下一步飞行的指令并发给机载部分。考虑到使用环境的复杂情况,由人使用遥控器现场操作可以较好控制飞行,并可对飞行中出现的各种情况及时处理,确保飞行的安全。地面部分与机载部分之间有两条数据链路:一条负责传送图像,一条负责传送飞行状态和指令。图像传送的数据链路通过无线摄像头解决。地面部分可以分为地面工作站和图像处理平台,前者与机载飞行控制器通讯以发送控制命令并获得飞机的飞行状态信息,后者获取机载摄像头的图像并对图像进行处理用以辅助判断,帮助操作者进行遥控操作。机载部分系统包括:飞行姿态测量控制系统模块、图像设备模块、数据链路以及执行舵机群等。地面部分包括控制器、工作站、和图像处理平台。 二、姿态控制系统 微小型无人直升机姿态控制系统的主要功能是稳定直升机的飞行姿态,或者说是稳定直升机的角运动。主要实现方式是在微小型直升机的控制回路上加上一个用于姿态测量的反馈回路,通过传感器得到微小型直升机的姿态信号,然后与要求控制的姿态信号进行比较,通过设计的反馈控制规律使输出的控制信号控制微小型直升机稳定在预期的姿态角度上。微小型直升机姿态测量控制系统包括倾角传感器、控制电路、多个舵机、接收机及遥控接收器等硬件部分。 其中控制电路的功能是接收接收机的操控信号和倾角传感器的输出信号,可以直接输出接收机的信号或者切换到输出遥控信号与传感器反馈信号叠加处理的结果,然后舵机接收控制电路的PWM信号控制直升机的旋翼。倾角传感器实时接收直升机的姿态信号,输出到控制电路。 三、控制系统的硬件实现 对于一般微小型无人直升机而言,其测控系统采用单片机作为控制单元是一种理想的选择,因为其成本低,体积和重量小。本设计采用混合系统级MCU芯片——C8051F320型单片机作为控制中心的姿态控制系统,选用的传感器是双轴的加速度传感器ADXL202,它可在两个方向上检测无人机在姿态上的变化,并输出PWM信号给单片机进行处理。由于飞行有3个姿态角,所以要用2片ADXL202。 单片机处于系统的主导地位,是实现控制算法、完成信号采集和信号转化的核心器件。所有的传感器信号和遥控指令都由单片机来识别和处理。单片机将这些数据按照一定的控制算法运算后,将数据结果转化为控制信号输出到舵机,或者利用数据传输模块,传回到地面接收装置,从而完成对飞行器的航向的测控。由于单片机对电源有要求,为了保证其电源的稳定性,我们还设计了电源稳压保护电路。 直升机的飞行姿态有相互关联的3对方向(航向,横滚和俯仰),每对方向都是关系飞机飞行姿态的直接因素。ADXL202型加速器的测量信号和接收机发送的信号混合控制直升机的姿态。控制电路将加速器的测量信号和遥控器发送的信号进行比较,得到的控制信号来控制舵机的转速。微小型直升机在飞行过程中若受到外力的干扰产生方向的偏差,由加速器测量输出PWM信号发送给控制电路,经过单片机处理和接收机信号比较后输出,采用单片机脉冲计数的方法,向舵机输出PWM类型的控制指令,操纵舵机的变化,控制保持飞机的姿态。 在基于单片机的姿态测控系统中,选用舵机作为执行器件,控制执行结构的转角和位移。在舵机控制中,一方面需要完成单片机的控制指令输出,从而控制航向变化和航向保持,另一方面需要参考原始的控制指令和加速度的反馈信号完成姿态控制的算法。尽管这两者来源不同,但是对舵机而言并无太大区别。控制信号对舵机的控制就是改变PWM信号的占空比,利用PWM信号占空比的变化改变舵机的位置。 四、软件设计及调试 微小型无人直升机姿态控制系统的软件包括C8051F单片机的初始化、各通道数据的获得、控制算法的实现、输出PWM信号给舵机。C8051F单片机的初始化包括端口管脚的配置、定时器的初始化、PCA初始化。C8051要接收5个通道的PWM信号,即遥控器的三通道PWM信号,ADXL202的2个通道的PWM信号。控制算法是最关键的,首先根据遥控器输入的第三个通道PWM数值进行切换,比如接收到的第三个通过的PWM数值小于150(1.5ms)就切换到输出信号不受ADXL202影响的状态,即输出信号是遥控器的输入信号,中间不经过处理;如果数值大于150(1.5ms)就切换到输出信号是遥控器的输入信号和ADXL202的信号反馈到遥控器的输入信号,如果ADXL202测得有加速度证明航向角度偏离了预期的角度,就要通过修正输出信号保证旋翼保持在预期的转速。 PWM模块有C8051的PCA模块配置为高速输出方式,当PCA0H的值与该模块的寄存器PCA0CPLn和PCA0CPHn中的常数值相等时,CEXn引脚上的逻辑电平发生一次跳变,同时触发一次中断,实现PWM功能。为了试验设计出的印刷电路板是否能够满足输出控制信号的要求,设计了试验程序,来生成固定循环的能够控制舵机按照要求的方向来转动。设计的要求是舵机能够向左以固定频率转动,然后转回平衡位置,以此来循环转动。以此来检验以单片机为核心的控制电路是否能够产生控制信号并且驱动舵机来按要求转动。 经过调试,用数字式示波器证明舵机完全按照单片机的输出控制命令进行转动,方向和延迟都正确。
浅谈煤矿机电设备故障诊断技术:煤矿机电设备故障诊断与维修技术 摘 要:文章介绍了矿井机电设备故障诊断意义及诊断方法,通过对设备故障的早期预报及时的采取处理对策,以保证生产顺利进行,对矿井机电设备的故障诊断具有指导意义。 关键词:煤矿机电;监测;维修;问题 1 煤矿机电存在的主要问题 1.1 矿井供电 当前,矿井开采的深度逐年增加,有些矿井的垂深甚至达到1000m,平均垂深也在400~600m之间。矿井工作主要采用多水平提升、接力式排水的方式,这也就引起了矿井供电负荷的增多,同时供电线路较长、供电网络也相对复杂。对于矿井开采来说,安全生产是至关重要的,随着瓦斯等级的增加,加强安全监测系统的可靠性已迫在眉睫。为此,必须进行科学合理的管理,加快技术改造的步伐,增加安全技术投入力度,否则就会埋下安全隐患,甚至造成重大事故,给人们的生命财产带来巨大损失。 1.2 排水系统 排水系统存在设计不合理、设施陈旧等现象,因此系统的排水效率不高。由于资金投入不足、技术较为落后,泵房的安全保护监测装置可靠性能不佳,管网效率也不高。此外,排水泵房在每一水平都有设置,致使需要更多的工人来进行设备的维修工作,导致更多的资金投入,吨煤成本也随之上升。 1.3 矿井通风系统 矿井通风网络长、负压增大,总回风断面减小,所以导致通风设施运行不合理。 1.4 提升系统 目前所采用的提升系统,其提升环节过多,提升绞车原设置的保护存在不够齐全和部件老化的现象,还有一部分保护的灵敏度不足。对于钢丝绳,需要定期进行试验,并且每日都需要进行常规检查,然而在实际生产中却忽视了这一工作,有些钢丝绳已经超期却仍然使用,给矿井安全带来隐患。 1.5 电瓶车和带式输送机 井下电瓶车安全性不够,存在严重的多拉车和超载现象,不适用制动装置进行刹车操作,保险丝用8号线导致过载保护作用无法实现,声音和光信号以及闸瓦和撒沙装置不全。胶带不具有阻燃作用,各项保护如防滑保护、过载保护、烟雾报警、欠电压保护没有较强的可靠性,所需的保护设置也不够齐全。 2 故障诊断及维修种类 2.1 事后维修 故障发生后所采取的处理对策,属于被动性的。由于多在无准备的条件下进行,结果难以完善和彻底。 2.2 计划性定期维修 这种维修方式属于强制性的维修。维修周期的确定通常是根据以往的经验,检修时所采用的手段并不复杂,然而其灵活性却不足,无论设备是否需要维修,根据计划就必须实施维修,因此,导致设备运行完全正常也进行维修,而对于具有偶然性和随机性的故障,却不能及时发现和预防。 2.3 计划性状态检修 计划性状态检修是一种较为先进的检测技术,随着科学技术以及计算机的广泛应用,设备检测技术也逐渐完善和发展起来。通过在线检测和诊断装置,获得设备状态的数据,进而根据这些数据科学合理地制订出修理计划和具体措施。对于设备可能发生的故障进行预测,从而在发生故障之前及时维修,消除设备的安全隐患,不仅能够使设备的使用寿命得以延长,还可以确保生产的安全顺利进行。 3 故障诊断技术 3.1 故障诊断依据 在运行过程中,机械设备会发生各种物理和化学变化,而这些变化则以温度、压力、流量、电流、电压、功率、转速及效率等形式表现出来,并且可以对系统的运行状态进行或直接或间接的反映。机械设备的相关信息都是有一定规律可循的,对这些规律加以利用,就可以有效判断出设备的工作情况,并很快识别故障发生的部位和原因。因此,机械诊断技术应运而生,通过机械诊断技术,能够解决计划性定期维修失修和过度维修的问题,不仅可以使机械零部件在良好的状态下运行,还可以及时发现故障、及时维修,使设备运行的可靠性和安全性都得到提升。 3.2 信息采集 3.2.1 对于设备的运行情况直接进行观察,这种方法要求检测人员具有一定的经验,因其简单易行、方便快捷而得到普遍的应用。进行故障判断时,可以根据声音、振动、温度等信息来进行分析和判断。 通过观察,如果l现机械有磨损变形、松动、泄漏、动作异常等现象,就可以判断出设备的零部件损坏。此外,还可以借助磁粉、硬度计等仪器和手段来进行设备外观的检查。 3.2.2 如果检测的对象是整个设备,则通常需要对其性能进行测定。所采用的方法一般为比较法。即对设备的输入和输出、以及输出变量之间进行对比和比较。对于机械设备来说,其输入和输出并非随意的,而是有一定的规律可循的。只要发现并掌握其中的规律,就可以很快地判定故障所在部位和原因。输入不变而获得的输出较低,又或者输出不变的情况下需要的输入增加,这些都说明设备效益的降低。电流、电压、功率、压力、流量、温度和速度等是体现矿井设备整机性能指标的主要参数。此外,也可以更加直观地用矿井设备的出煤量或运煤量来加以衡量。 3.3 故障诊断方法 3.3.1 很多机电设备发生故障时,都会通过温度的升高来进行预警,因此对设备温度进行监测是一种有效的故障诊断方法。通过将监测和采集到的温度数据制成图表并进行分析,可以对设备的故障进行预警。具体方法是,将温度的数据点连成直线,计算出直线的斜率,由此可以得出机械零件温度发展变化的趋势。进而推算出未来某时刻机件可能的温度值,并与正常工作允许的最高温度进行对比,从而在故障发生前发出警报。 3.3.2 振动监测可分为简单诊断仪和精密诊断系统。对于预防性的维修,振动监测非常有效,因此获得了广泛的应用。简易诊断仪的特点是简单易用、便捷,因此通常采用便携式。由测振传感器接收振动信号,并通过测量放大器进行信号的放大,进而在检波器上显示其振动峰值或有效值,由此可知机械振动的具体情况。对于设备的定期及在线检测,可以通过精密诊断系统来实现。利用系统的磁带记录器的记录功能将振动信号记录下来,并利用中央处理机或计算机对信号进行分析,也可以利用示波器使振动信号直接进入控制器和显示装置。通过对振动信号的分析,更够准确而科学地判断出设备故障的部位和原因,从而针对原因制订合理的维修措施。 3.3.3 铁谱监测:铁谱技术应用于煤矿机电设备的监测虽然时间不长,但已取得了比较好的效果,铁谱监测的仪器,如旋转式铁谱仪、颗料定量仪等,在煤炭系统已研制成功,并成功地投入了使用。铁谱分析的原理:使带有磨屑的润滑油流过一个高强度、高梯度的磁场,利用磁场力把铁磁性磨屑从润滑油中分离出来,且依磨屑的颗粒大小次序沉淀在基片上,则成谱片,以供观测和分析,可以用铁谱显微镜进行观测和用光密度测量仪对磨屑的分布状况进行定量测定,也可以用电子显微镜进行观察。 4 结束语 在煤矿机电设备的使用中,通过运用先进的检测技术,对设备的故障进行诊断,能够实时监测设备的运行状态,判断设备是否正常工作。对于故障的发展趋势进行预测和报警。通过故障诊断,可以快速识别故障发生的部位及原因,对其危险程度进行评价,进而提出相应的对策和建议,快速而有效地排除故障,提高设备运行的安全性和稳定性。 浅谈煤矿机电设备故障诊断技术:煤矿机电设备故障诊断及维修技术分析 [摘 要]本文首先简要分析了煤矿机电设备的常见故障,其次分析了煤矿机电设备故障的检查方法,最后重点分析了煤矿机电设备故障的维修方式方法 [关键词]煤矿机电;故障诊断;维修技术 煤矿设备既是保证煤炭开采,实现经济效益的基础,又是矿工生命的保护者。煤炭生产系统存在大量的开采、掘进、运输、提升、通风、排水、供配电、控制、钻探等设备。设备维修是确保设备正常运行的主要手段,是煤炭企业一项重要的管理工作,是生产费用支出的主要部分。煤矿井下设备工作环境复杂,工作对象主要为坚硬的煤炭和岩石。且生产场地动态移动,加上开采过程中伴随着大量的粉尘产生,设备的磨损、老化、劣化、锈蚀,局部损坏等故障多。加强机电设备管理,减少设备故障,保证设备安全、经济、可靠运行,是企业生产经营管理的基础工作,是企业产品质量的保证,是提高企业经济效益的重要途经。因此做好煤矿企业机电设备的故障分析及维护管理是煤矿企业重要的基础工作之一。 1、煤矿机电设备的常见故障 通常来说,各种各样的煤矿机电设备故障不断出现,而故障原因非常复杂,新的故障加大了维修难度,而大部分煤矿机电设备故障率都随时间的变化而发生变化,根据其发生的阶段不同进行分类如下: 早期阶段:机电设备刚开始投入生产初期,会有一段时间的磨合期,在磨合期里往往发生故障的几率比较高,磨合期的长短和故障率与产品的性能、产品的结构设计以及产品制造的质量有关。早期的故障大多与机电设备的设计缺陷、制造缺陷或产品使用环境及操作人员技术水平有关。 中期阶段:磨合期以后进入稳定期,即所谓的中期。这一阶段的仪器性能已经趋于稳定,设备故障率很低,使用起来比较稳定,也是设备的最佳工作期,设备寿命的长短也决定于此阶段的工作期限。在此阶段,故障的发生是偶然的、随机的,主要的故障原因是设计、使用不当及维修不力。 晚期阶段:设备使用后期,故障发生几率逐渐增大,因为设备的所有部件在经过长时间使用后,都会出现磨损、疲劳、老化、腐蚀等现象,在这阶段经常出现的故障类型有:①设备性能参数突然下降,②振动的异常,③声响异常,④磨损残留物的剧烈增加,⑤排气成分的变化,⑥过热现象,⑦裂纹的形成与扩展,⑧电压和电流的剧烈变化等。 2、煤矿机电设备维修技术分析 (1)维修方式策略分析 设备的维修方式是指对维修时机的控制,具体方式主要在以下几种:事后维修又称故障维修,是当设备发生故障或损坏、造成停机之后才进行的维修;定期维修又称计划维修,指设备只要使用到预定的维修时间,不管其技术状态如何,都要进行规定的检查和维修工作;视情维修又称按需预防维修或状态监测维修,它不是根据故障特征而是由设备在线监测和诊断装置预报的实际情况来确定维修时机和内容机会维修,它是与视情维修或定期维修同时进行的一种有效的维修活动,实施这种维修可获得较好的有效度。在故障发生频繁、人力、备件费用或停工损失很大时,改进设计是最好的办法。从理论上讲,通常确定维修方式的基本原则是:对经济效益、安全生产影响比较大的设备,若能够运用状态监测手段探测故障征兆,应采用状态维修,否则应用计划预防性维修 对处于连续生产线上且没有后备机械的设备应采用计划性预防维修;对经济效益和安全生产影响不大或有备用机的设备,应采用事后维修;对故障征兆无法有效监侧,以随机故障为主要故障形式的设备,应采用事后维修。 (2)维修类型策略分析 维修类型的确定便于人们根据具体的故障情况选择相应的维修方式,从而实现对机电设备的维修控制和故障率的最低化。基于对机电设备故障类型的分析,机电设备的维修类型可分为偶发型维修和寿命型维修两种。 偶发型故障维修一般是不能预测的,通常采用事后修理方式,对特别重要、连续不间断运转、不允许突发故障停机的设备,可采用在线连续状态监测,配以备用设备和保护系统,以预防因操作失误、检查疏忽等造成的故障。 寿命型维修一般是可预防的,主要根据维修和故障停机的损失及安全性的要求选择维修方式。 3.煤矿机电设备故障的诊断方法 3.1 参数值的检测与控制 通过参数对设备进行检测是一种快速的检测方法,主要通过对运行中设备关键部位的各项数据进行实时的检测,通过实测数据与历史数据的对比,判断出设备运行的正常与否。举例说明,有依靠温度参数的变化做出诊断的案例,很多设备在运行出现故障时,都会伴随着温度的上升,利用这个规律就可以通过检测温度是否异常来判断设备是否在正常运行。 3.2 网络技术的运用 庞大的网络技术能够对矿山中发生的机电设备故障进行统一的分析诊断,利用庞大的数据量进行反复的验算与模拟,从而从故障的隐蔽性及渐变性背后找出引发故障产生原因同某种模糊征兆之间的关联性,并以因果对照的方式形成一定的对应矩阵,为专家分析提供科学的数字依据。 3.3 建立故障诊断数据分析库 故障诊断系统的建立是以记录以往故障情况为前提的,并在清楚知晓设备各部位运行参数的基础上,将故障数据同正常数据进行比较和分析,最终得出故障预判的体系。这是一个逐步完善精进的优化过程,需要通过不断的数据添加,使得系统的计算更为严密和准确。 4.机电设备的维护及排障方法 4.1 提高维修专业水平 人为因素也是机电设备出现故障的一个重要原因,操作者操作过程中没有按照相关规定进行,最终引发出一系列的故障问题,所以为了避免这种问题的出现,要对操作人人员进行相应的技术教育和培训,保证设备的操作人员全面了解相关知识,可以通过考试等形式确定操作人员的专业知识水平;经典案例分析,对于一些有代表性的故障问题,组织所有操作人员进行分析学习,最终实现提升操作人员综合素质的目的。 4.2 严格管理设备检测维修 煤矿企业的管理层要在生产过程中树立安全管理的意识,将机电设备的管理作为企业生产管理的重点,加强设备管理及操作人员的管理。可以在相关人员中推行责任制,将每个环节落实到实处,确保工作人员的行为符合相关规定;可以建立完善的激励机制,直接将员工的业绩和设备维护及检修联系起来,并在这个过程中设置奖金以及福利等,将员工的工作积极性调动起来;对生产过程中违背相关操作守则的员工进行处罚,对表现优异的员工给予物质奖励等。在这种榜样力量的引导下,可以带动整个员工队伍的工作热情。 4.3 重视培养职工的安全技术能力 如果实地作业人员能够经过技术培训,对机电设备的构造、原理及性能有所了解,就能够在使用中发挥检查和排除故障的作用,避免使用设备时造成超负荷运转,以达到增长设备使用寿命和利用效率的目的。 4.4 广泛利用液压系统 在采矿作业中,利用液压系统进行物资的运输,就可以很大程度上避免运输过程中油体渗漏、液体自燃等事故的发生,从安全性能上看得到了保证,并且还减少了物资的占地面积。但在实际操作过程中,液压绞车也时常发生设备故障,这就需要对绞车状态进行监测,实现液压绞车参数状态的检测,从而对故障的判别和维修做出指导。 4.5 引进现代化新设备 在对技术人员及监测系统进行升级改造时,还要关注设备的利用率及环境污染等问题。为缓解上述问题,尽量选择技术先进的设备,将低噪音、低能耗、低污染作为选择机电设备的重要考核标准。这样的举措在有效提高设备的性能的同时,还可以达到降低生产成本的效果,进而增加企业利润。 5 结语 设备的故障诊断,就是利用科学的监恻技术,对设备所处的状态进行监测,预测设备运行的可靠性,确定其整体或局部是正常或异常。它能对设备故障的发展作出早期预报,对出现故障的原因、部位、危险程度等进行识别和评价,预报故障的发展趋势,迅速地查找故障源,提出对策建议,并针对具体情况迅速地排除故障,避免或减少事故的发生 浅谈煤矿机电设备故障诊断技术:煤矿机电设备故障诊断技术研究 摘 要:本文从采煤机与提升机的故障诊断,阐述了煤矿机电设备故障诊断技术,并分析了振动检测、温度检测和铁谱检测等煤矿机电设备故障的诊断方法,从丰富故障检测的手段和注重设备运行的监督管理两方面,探讨了提高煤矿机电设备故障诊断技术的措施,以期为保障煤矿机电设备的安全平稳运行提供参考价值。 关键词:煤矿机电设备 故障诊断技术;诊断方法 0 引言 随着越来越多的机械设备应用到煤矿生产中,其故障问题也愈发突出,而煤矿机电设备故障诊断技术可以利用信号分析、传感器与计算机等现代科技手段,准确检测与诊断煤矿机电设备可能存在的故障问题,确定机电设备故障发生的部位,从而为机电设备维修提供可靠保障。因此,分析煤矿机电设备故障诊断技术,对保证煤矿正常生产,推动煤矿发展建设有着积极的意义。 1 煤矿机电设备故障诊断技术 1.1 采煤机的故障诊断 采煤机是煤矿生产中使用的重要机电设备,直接影响着煤矿的生产效率。如果采煤机出现故障,有可能会导致煤矿停产,所以采煤机的故障诊断非常重要。从煤矿生产和机电设备维修经验分析,采煤机的故障多发生在液压系统方面,因此选择性能可靠、运行良好的液压系统至关重要。采煤机的液压系统分为低压和高压两部分,在采煤机的荷载量增加时,低压部分保持恒定状态,若荷载量持续增加,高压部分存在不升反降的情况,此说明液压系统发生了故障,如漏损故障等,此时需要停机进行故障处理。同时,如果降低系统高压后会出现低压上升的情况,则说明液压系统发生了高压低窜故障,工作人员需要检查机电设备的通阀和安全阀等是否出现窜液问题。在进行液压系统的故障诊断时,工作人员需要做到主动检查和维护,从而保障采煤机的正常运行,延长机电设备的使用年限。 1.2 提升机的故障诊断 提升机是煤矿提升系统中的重要机电设备,主要有控制系统、润滑系统和制动系统等组成,在材料下放、设备运输和人员提升等方面发挥着关键作用。提升机的故障诊断主要利用传感器对其控制系统进行全面检测,然后对控制系统的频谱进行分析,从而判断控制系统是否发生故障。同时,为了保证故障诊断的有效性,工作人员可以选用传感器信息融合技术,提取和分析传感器中的有效信息,为故障诊断提供依据。 2 煤矿机电设备故障的诊断方法 2.1 振动检测方法 该方法时检测煤矿机电设备故障的常用方法。检测设备为简易诊断仪和精密诊断系统。简易诊断仪主要是利用测量放大器对测振传感器接受的振动信号进行放大,然后再用检波器显示出振动峰值和有效值,从而完成机电设备故障检测,判断设备是否有运行故障。精密诊断系统是将检测数据记录到磁带或者检波器中,然后用检波器将其显示出来,其振动信号比简易诊断仪更准确,并且在经过计算机或者中央处理器的处理后,可以准确判断机电设备是否有故障。 2.2 温度检测方法 煤矿生产的环境较为特殊,容易使机电设备在运行过程中出现故障,所以机电设备维护管理的要求更高。从煤矿生产的经验分析,机电设备在出现故障前会发生温度明显上升的情况,利用这一特点,可以将设备温度检测数据变化绘制出来,然后将每个温度点以曲线连接,从而直观观察出设备故障出现故障前后的温度变化情况,推测其温度最高点,在机电设备发生故障前采取有效措施,保障机电设备的正常运行。 2.3 铁谱检测方法 该方法在机电设备故障监测中的应用时间较短,但是应用效果却非常显著。铁谱检测的仪器主要为旋转式铁谱仪和颗粒定量仪等。铁谱检测方法的原理是带有铁磁屑的润滑油在经过高强度和高温度的磁场过程中,高磁场的功能可以将铁磁屑和润滑油相互分离,然后分析沉淀于基片上颗粒大小的情况,判断机电设备是否发生故障。铁谱检测的内容主要为磨损颗粒的密度和大小等,通过分析检测结果,从而准确判断机电设备的磨损程度。同时,监测人员可以通过分析磨屑的大小和外形等检测信息,判断机电设备发生故障的原因和故障的类型。此外,在对磨屑成分进行分析的过程中,检测人员可以按照相应的指标,确定发生故障构件的位置,从而在最短的时间内完成机电设备的维修工作,保证煤矿生产不受到影响,降低因机电设备故障带来的经济损失。 3 提高煤矿机电设备故障诊断技术的措施 3.1 丰富故障检测的手段 煤矿机电设备的检修人员不但需要掌握专业的故障检修知识和多种故障检测手段,以及熟练的操作技能,而且需要积累丰富的故障检修经验,在工作中做到灵活应用。在故障检测过程中,检修人员可以依据机电设备故障的表现形式,短时间内即可准确判断出故障发生的类型和原因,从而保障故障维修的可靠性。例如机电设备出现叶片卡涩问题,其原因主要为风机的调节系统出现故障或者轮毂内部的调节结构出现损坏等。维修方法为在及时清扫叶轮,调节叶片的角度,防止叶片因长时间同一角度运行而出现结垢现象。 3.2 注重设备运行的监督管理 在机电设备的监督和管理中,煤矿企业需要采取绩效考核制度,将机电设备故障诊断工作中的每一项指标量化,并与绩效相挂钩,提高机电设备检修人员工作的积极性和主动性。同时,机电设备的管理措施需要和煤矿生产相互结合,加强对设备操作人员和管理人员的培训,提高其专业技能,强化其责任意识和管理意识,从根本上降低因人为因素导致机电设备发生故障的几率。 4 结束语 总之,煤矿机电设备故障检测关系到机电设备的正常运行和煤矿的安全生产,在延长机电设备使用寿命和推动煤矿经济发展中起着重要的作用。只有检修人员掌握和正确使用机电设备故障诊断的技术和方法,贯彻落实各项管理措施,才能真正降低机电设备故障发生率,保障机电设备的安全运行。
起重机就是指一种可以在一定范围内对重物进行垂直提升与水平搬运的多动作起重机械。在使用电气控制技术对起重机进行操纵时,通常会消耗大量的能源,且机械经常会由于受力过大而发生钢丝断裂或是电机损坏的问题。电子智能控制技术在起重机上的应用,可以有效改善这些问题,提高起重机的工作效率。 1起重机电子智能控制系统的实现 起重机的电子智能控制系统通常是由PLC控制技术、变频调速技术、传感技术、检测技术、现场总线控制技术以及HMI技术等多个环节共同协调控制的。在电子智能控制系统对起重机进行控制的过程中,起升机上安装的绝对编码器可以全面的掌控钢丝绳的位置,并将采集到的信息传递给PLC的检测模块,再由PLC内部安装的控制结构对接受到的信息进行指挥与调动。如果PLC的检测模块检测到起重机的钢丝绳存在安全隐患,其内部安装的控制结构就会自动指挥起重机立即停止所有的提升与搬运工作。同时,起重机内部安装的制动控制系统还会通过PLC内部设置的数学运算程序对接收到的数据进行实时的计算与处理,并将计算得到的数据利用现场控制总线传递给运行中的每一个变频器、驱动器以及制动器,进而在各组织环节共同的协调合作下完成对起重机整体控制。 2电子智能控制技术在起重机上的应用 2.1PLC控制技术 PLC控制技术的全称其实是可编程逻辑控制器,他的控制原理,主要是利用一类可编程的存储器,作用于其系统内部安装的存储程序,来智能化的完成顺序控制、逻辑运算等现场执行的指令,并依靠数字或模拟器的输入与输出,来对各种大型机械或者生产流程进行控制。PLC控制系统的硬件结构与微型计算机的硬件结构有很大一部分是相同的,都是由电源、存储器、中央处理器、输入输出接口电路以及其功能模块与通信模块组成的。在进行PLC控制系统的选用时,需要根据不同起重机的实际情况与使用功能来选择更适合起重机工作的PLC控制系统。面对以开关量为整体控制的操作项目时,可以适当忽略PLC控制系统对起重机速度的控制,选用价格与性能较低的PLC控制系统就可以完成。面对以开关量控制为主,模拟量控制为辅的操作项目时,就需要选择价格稍高的,具备数据传输、数学运算与模拟转换程序的PLC控制系统。当面对的是对系统控制与数据计算有严格要求的操作项目时,就需要根据操作项目的实际运营情况与起重机的主要使用目的来选用价格较高的,具备矩阵功能与诊断功能的PLC控制系统。 2.2变频调速技术 变频调速技术在起重机上的基本应用原理,是根据起重机内部安装的电机的转速与起重机工作电源的输入频率成正比的关系,通过改变起重机内部安装的电动机的工作电源频率,来完成控制电机转速的目的。而变频器就是在上述原理的基础上通过直流电源与交流电源的变换技术、电力电子技术以及微电脑控制技术来对机械完成操作与控制的综合性电气产品。变频调速技术通常具有效率较高、精准度较好、对速度的控制范围较宽的特点。工作人员在利用变频调速技术对起重机进行操作时,应充分结合操作项目的实际情况与工作的任务需求,对控制系统实行合理的调节,以在提高起重机工作效率的同时,保证起重机工作、运行的安全、稳定。 2.3传感技术及检测技术 传感器作为一种被广泛应用的检测装置,可以准确的采集到被测量的数据,并将采集到的数据,按照特殊的规律转换为电信号,或是其他项目操作需要的形式的信息进行输出,以完成对系统信息的传输、处理、存储以及显示,进而达到对起重机的全面控制。传感器具备着微型化、智能化、系统化与网络化的优点。是完成起重机自动检测与自动控制的关键环节。传感器的发展与更新,让机械有了触觉、嗅觉与味觉等全方面的感官,让机械由从前冰冷的金属开始逐渐拥有了生命。在起重机中合理应用传感与监测技术,可以很好的监控起重机在运行过程中每一个细节的变化,在起重机运行发生故障时,可以快速的向起重机内部安装的PLC控制系统传递信号,进而完成对起重机的全面、准确控制,有效保障起重工作的安全、高效运行。 2.4现场总线控制技术 起重机的现场总线控制系统是一种由设备的现场仪表通过互相之间的串联与起重机控制室内的人机界面所构成的控制系统,通常具备全数字化、全分散、全开放与可互操作的系统运行特点。也正是因为这一系列运行特点,现场总线控制系统在当前工业自动化领域的应用具备着显著的优势。在起重机中合理应用现场总线控制技术,可以有效加强对起重机现场实际运行情况的监控力度,为操作人员提供更多全面、准确的运行数据,在很大程度上提高起重机的运行可靠性,使起重机的运行工作更加安全、稳定。 2.5HMI技术 HMI技术也被成为人机界面,是起重机内部控制系统与操作人员之间进行数据交换的重要媒介。HMI技术在起重机中的合理应用,可以有效实现起重机数据的内部形式与人类可以感受到的数据形式的灵活转换,简单来说,凡是存在人机信息交流的领域,正常情况下都会存在人机界面。此外,在起重机中充分应用HMI技术,还可以有效促进起重机内部安装的PLC控制系统、变频调速系统、传感系统、检测系统与现场总线控制系统等各个环节之间的协调合作。 3结语 综上所述,在将电子智能控制技术应用于起重机的过程中,应明确起重机电子智能控制系统的的运行方式,并加大力度注重电子智能控制技术中的PLC控制技术、变频调速技术、传感技术、检测技术、现场总线控制技术以及HMI技术在起重机中的合理应用,以提高起重机的工作效率与运行安全性。 参考文献: [1]徐伟锋.智能控制技术在抓斗起重机上的应用[J].起重运输机械,2014(03):43-45. [2]滕宏珍.电子智能控制技术在起重机上的应用[J].工程机械与维修,2004(12):77-79. 作者:李阳 单位:武汉市特种设备监督检验所
通信技术毕业论文:计算机通信技术在长输管线中的应用 在近几年内发生了很多起输油管道被打孔盗油或者是腐蚀穿孔的事件,长输管道运行中泄露油料作为主要的故障,给国家造成了极其大的经济损失和给环境造成很大的污染,还极大的给设备和人员的安全问题。所以只有对长输管线自控系统进行改造,及时发现泄露油料,从而及时进行控制采取相应的措施,将损失降到最低,采取自控系统是为了提高经济和社会效益做打算。要实现及时的监控,就需要得到及时的反馈,机场长输管线和库站设备之间的安全连锁和异常性报警,从而这些关于长输管线防盗、管道渗漏、管道破裂和达到动态监控的管理等等困扰多年的问题,进行全天候的在线监控状态和一系列关联的设备的安全,与此同时进行深入的改进工艺和提高生产绩效,提高生产率。于是就有PLC的长输管线的自控系统应运而生。 一、长输管线的自控系统设计 长输管线是将卸油站中油传输到油库中去,长输管线自控系统主要是设定了两个子系统,这两个子系统分别是卸油站工作站系统以及油库工作站系统,同时它们分别对长输管线的两个操作端进行实时监控,达到两个工作站相互相通,既能独立进行作业,也在同时对工作站进行实时监控,采取全天候不间断的实时监控和通讯,并且全天候的进行数据交换和操作。若是两站之间的通讯线路发生问题中断,两个站迅速转化成本地的系统操作方式,即使连接中断,也不会影响本地的正常操作。 根据长输管线的现场实际情况来看,一般在输油管道的始端和末段都设置了一套系统进行实时监控,它们主要的构成是分别在始端和末端设置一套控制器系统,在始端的控制器系统主要是由一台工控机、工业交换机,和压力、温度等的流量传感器,以及一些泵机组监控仪组成,而末端的控制室主要是由工控机、工业交换机和压力、温度、液位、流量传感器等组成,其中不包括泵机组电压电流监控仪和泵机组。在始端和末端的系统数据通过通信的不断交换来进行闭环式控制,若是通信中断,则两个系统就会自动变成单机的模式进行监控。 二、自控系统和计算机通信技术 在长输管线的自动控制系统中,如果说整个系统设计中全部都是采用的进口器件。相应的配套软件也需要进口的产品,导致最后的工程造价也偏高,对于这种情况我国也自行的研发了一种计算机和PLC的串行通信技术,这门技术在思想上,软硬件、使用方式上,可靠性、性能价格比上、兼容性上都是比较好的,能够适用市场上不同型号的计算机和PLC。 在硬件上来说,我国现在市场上一般都是使用PLC和通信借口上采用RS422或者是RS485,然而一般的微型机都是采用的RS232接口,当计算机和PLC通信需要选用RS422到RS232的模块进行转换,若是遇到恶劣的工作情况下具有一定的坑干扰的要求,并且这种转换模式具有一定的隔离和放大的功能,但是这些都是一些高性能的进口模块,所以相应的工程造价也是比较高的。针对这种情况我们都是采用利用普通的通信电缆去替代进口的通信模块,只是用先进的电路设计技术和单片机技术来达到信号方法和隔离的效果,通过这样的实践发现通信的效果依旧很好,造价也比较低。 四、控制系统实现的功能 在计算机控制软件在Windows2000系统操作的平台上进行,能够在完成监控的同时还能对生产的控制参数进行修改,数据上的查询,参数的设定、操作运行的管理,历史数据和纪律的管理,数据库报表的管理等等。 在静态和动态的状况下,长输管线的管理方式是不相同的,都是根据管道内压力的变化来进行判断管道是否有泄漏的情况,及时进行反馈,管理人员才能在得到反馈的同时迅速做出反应,把这些异常情况的损失降低到最小。即使在输油的状态下,若是监控到有任何报警的提示,系统均会在1秒钟内自动停止输油,达到对长输油管线的保护作用。 在全天24小时之内能够同时进行异地的同时同步的通信功能,对库站间的输油管线的压力、温度、流量等等进行实时监控。实现长输管线的异地紧急停泵作用。 结束语:长输管线输油的监控操作和保压监控进行全自动化的操作,对流量和管线保压等进行泄露上的检测,全面解决长输油管线的安全和设备的有效监控,提高供油设备的安全保障和管理水平。 通信技术毕业论文:简述光纤通信技术的分类和应用 一、光纤通信技术的特点 在传统的通信技术中,由于其受到其损耗、带宽、串音等多种弊端的影响,使其越来越无法适应通信行业发展的需求,所以光纤通信得以形成和发展,成为现代通信行业的至关重要的技术之一,在光纤通信形成时,即已摒弃了传统技术在信息传输过程中的缺点和弊端,所以在技术上,光纤通信具有绝对的优势。 1光纤通信技术在传输过程中的损耗量非常低,轻易不会发生损耗,所以其中断距离的长度是传统技术所无法比拟的。 2光纤通信技术使用了密集波分复用技术,使其具有非常宽的频带,所以利用光纤通信技术进行信息传输时,其容量也是非常大的。 3在光纤通信技术中一个重要组成成分即是由石英做为原材料所制成的光纤,通过对石英经过各种技术性的加工的制作使其具有绝缘性,所以光纤具有非常好的抗水性,不怕雨水的侵蚀,同时电磁也很难对其造成干扰,具有较强的抗电磁干扰能力。 4光纤通信技术具有非常好的保密性。利用光纤通信技术来进行信息传输时,不会发生串音的干扰,同时在光缆的外面,光纤所传达的重要信息也无法窃听到。 二、光纤通信技术的分类 光纤通信技术可分为三大类,即波分复用技术、光纤传感技术以及光纤接入技术,其特点如下。 1波分复用技术:不同的信道光波具有不同的频率,运用单模光纤低损耗区,可以取得充足的宽带资源,参照不同的频率及充足的宽带资源,可以对光纤的低损耗窗口进行划分,即划分为多个信道,利用分波器可以对不同光波实现分离或者耦合。 2光纤传感技术:光纤传感器具有众多的优点,如体积较小,防爆性能好,耐腐蚀性强,耗电较少,可以宽频带等等,因此通常将光纤传感器分为功能型传感器及非功能型传感器。 3光纤接入技术:光纤接入技术目前已经得到广泛的应用,其不仅能够处理窄带业务问题,而且能够处理多媒体图像等业务问题。 三、光纤通信技术的应用 1光纤技术的应用 光导纤维不仅能够将阳光带到每一个角落,而且还可以实施机械加工。目前,汽车配电盘、机器人、计算机等选择使用光导纤维进行图像或者光源的传输。光纤技术与敏感元件的组合,则可以制作成多种传感器,充当传感器的作用,可以对温度、颜色、流量、位移、压力、光泽等实施测量。光纤技术在信息传输及能量传输方面同样有着广泛的应用。光纤技术在医学方面有着非常重要的作用,因此在医学中有着广泛的应用。运用光导纤维内窥镜可以导入患者的脑室与心脏,同时可以测量患者的体温、患者血液中氧的饱和度、患者心脏中的血压等等。 2光纤通信技术的应用情况 目前在通信行业中以光导纤维作为介质进行的光纤通信已占有非常重要的位置,其在应用中也取得了非常好的效果。目前在本地通信、国际通信(越洋光缆)、城域通信、氏途通信等重要的通信行业的传输媒介基本上都选择光纤通信技术。光纤通信技术已逐渐的开始进行扩展,成为当前通信行业中非常重要的技术,对通信行业的健康、快速发展起到了十分重要的作用。电力通信网主要由卫星电路、微波以及光纤等组成主干线,各支路可以运用特种光缆及电力线载波等相关电力系统所具备的通信方式,同时选择无线、电缆以及明线等各种通信手段,联合调度总机、程控交换机等多个设备构成多功能及多用户的综合通信网。我国的光纤技术在通信产业的应用是从上世纪九十年代开始的,而且发展的速度非常快,特别是在电信传输网、电力通信网和广播电视网等方面的应用更是十分广泛,有效的推动了光纤通信技术的发展步伐,目前,随着有线电视网络的发展,光纤技术在有线电视网络上得以广泛的应用,在很大程度上推动了有线电视网络发展的进程。目前,广电综合信息网的规模出现逐渐扩大的趋势,其系统所呈现出来的复杂程度也出现逐渐增加的趋势,这在一定程度上加重广电综合信息网日常维护与管理的工作量,广电综合信息网设备故障的判定与排除也愈来愈困难。对此,可以选择ATM+光纤或综合SDH+光纤等构成相应的宽带数字传输系统。而其传输网则可以选择链路传输系统,环网传输系统,或者构成多种形式不同的复合网络,这样才能不断满足多种综合信息传输的需求。而环网传输系统则具备一定的保护功能。在我国目前现有的技术条件下,实现宽带多媒体网络已成为可能,但由于其他诸多因素的影响,我国目前仍以有线电视网络为主,其还在发挥着主要的作用,所以只能在人们不断增加的需求下,通过对有线电视网络的不断升级及改造,从而一步一步的使宽带多媒体传输网络得以实现。 四、结束语 随着科学技术的快速发展,光纤通信技术在不断的发展应用中也得以完善,其在社会中发挥着越来越多的作用,虽然以上我们提到了光纤通信技术的几点应用,但在光纤通信技术的应用上还有许多,需要我们不断的在实践中去发现和完善,从而使光纤通信技术得以真正的发挥其功能,为社会的发展做出贡献。 通信技术毕业论文:对无线通信技术在我国的应用和发展分析 1.无线通信的优势 一般来讲,数据传输的方式分为有限传输和无线传输两种方式,将此二者进行比较看,无线传输相对有线传输具有较明显的优势,具体表现在一下三个方面: 1.1 小成本大制作。有线通信方式实施的基础是必须架设电缆,或者通过挖掘电缆沟方式搭建,这就对人力及物力提出了高要求,人员投入要多,物力供应要及时。而无线通信方式只需要在每个终端与无线数据传输电台进行连接以及架设有一定高度的天线即可,相比之下节省了人力、物力及财力。 1.2 施工周期短。若采用有线通信方式将相隔几十公里的远程站点进行互相连接通讯时,必须要架设电缆或者通过挖电缆沟的方式,这样工期会延长,达到数月之久;而采用无线数据传输则无需考虑其外在因素,几天的时间就可搭建通信链路,工期短且有保障。 2. 无线通信技术的发展热点 2.1 全球微波接入系统与无线高保真技术比较,优势主要体现在无线高保真技术只能实现300米距离范围的信号连接,而微波接入系统能实现4828.32米距离的信号传输,且网络连接速度远远超过高保真技术。 2.2 超越宽带的无线接入技术uwb。作为时域通信的一种手段,采用超短周期脉冲调制。频谱密度较低,抗干扰的能力则较强,架构简单,成不低廉。uwb作为无载波通信技术,采用纳秒或是更小的微微秒级别 的非正弦波窄脉冲传输数据。在比较宽的频谱上进行低功率信号的传输。uwb还具有抗干扰、高传输速率、极宽的带宽、电能消耗小等多方面的优势,应用也较为广泛,例如:室内通信、家庭网络、无绳电话、雷达、安全监测等多个领域。 2.3 当前,第三代移动通信技术--3g,已日趋成熟且普及率较快,可预见的未来时期,无线通信技术仍作为主流发展趋势。它具备频率简单、容量较大、通信质量好、复用系数高等诸多优点,更容易被人们接受。 3. 无线通信技术在我国的应用 无线通信技术进入我们的生活已经有一段时间,从早期的红外传输,到蓝牙通信,再至现在的3g传输、wlan传输、wimax等等。下面将无线通信技术的主要应用模式进行以下介绍。 3.1 红外技术 红外技术是最早出现的无线通信技术之一,早在上世纪九十年代就开始在诸多领域进行短距离无线通信,也是相对比较成熟的无线通信技术之一,红外技术可以简单的搭建一个个人局域网环境,实现打印机、pc机、手机、传真机等设计的连接,达到简易办公的目的。另外,红外技术还具备安全级别高、传输辐射低、安装简单、功耗小等优点。而且使用红外技术不受无线频率的影响。因此在一些小型的办公领域或者家庭中,红外技术具有非常可观的应用前景。 3.2 蓝牙技术 蓝牙的名称是bluetooth。在本世纪初就被应用在一些高端手机中进行数据通信,很多人认为它是红外技术的升级产品或替代品,但两者之间从技术角度讲并没有任何联系,蓝牙技术是以短距离数据通信为实现目标,以终端设备的无线接入为实现手段来完成没有线缆连接情况下的数据通信的。蓝牙技术在全球有着统一的工作频段,由于自身定位为短距离通信,因此,蓝牙通信的抗干扰能力比较弱,一般能够接收的距离大多在十米左右,当环境收到干扰时蓝牙通信会出现不稳定的现象。但这些弊端并没有影响到蓝牙技术的发展,它的传输速率一般在1mbps左右,因此能够非常有效的保证笔记本、平板、手机、电子书等移动通信设备之间的数据通信,另外蓝牙技术使用是完全免费的,并且在全球有着统一的规范。在电子技术高速发展的今天,蓝牙技术也已高速的通信传输为无线通信开拓了方向。 3.3 3g技术 3g技术是专门为移动通信终端设计的一种数据传输技术,自2006年以来,我国移动通信厂商就开始在手机中尝试加入3g技术,2009年,中国工信部正式允许中国移动、联通和电信开展3g市场运营,短短三年间,我们的生活也发生了很大的变化。从发展规模上来讲,中国移动的td-scdma技术属于国外技术的转型再应用,收到了国家的搭理支持,也是我国投入使用最早的3g网络。中国联通的wcdma技术是全球使用最广泛的3g标准,技术相对比较成熟,网络传输速度也是最快的。中国电信则采用cdma2000技术是我国最早开展3g商业化应用的技术之一,借助中国电信宽带领域的发展,使其完成了有线和无线的平稳过渡,目前,cdma2000已成为我国3g网络覆盖面积最广的移动通信技术。 4. 无线通信技术未来的发展趋势 上文中作者简单就无线通信的特点以及现状作了简单介绍,从上述内容中可以看 出,我国的无线通信技术呈多角度趋势发展,涉及领域相对较广、实现手段品类繁多,这些特点都说明无线通信技术具备非常大的市场潜力,因此,有目的的进行技术的完善可以帮助它尽早实现自身的实际价值,下面就无线通信技术的未来发展方向做以下概括。 4.1 办公领域 办公领域是电子时代通信技术的主要发展方向之一,随着无 线通信技术和网络覆盖面积的不断提升,在全球范围内网络通信宽带化发展是必然趋势,但由于光纤等有线宽带入户成本费用较高,无线通信必然会加入其中实现网络应用。因此,如何有效的将宽带技术和无线传输进行合流是未来应付网络办公的重要研究课题之一。 4.2 数字生活领域 时代主要讲究以人为本的宗旨,那么人性化的应用将是延续信息行业发展的主要推动力。无线通信技术应加强个人用户和家庭用户的需求满足,利用现有技术的特点和优势,实现综合型网络应用,向特色型服务项目通信领域发展。 4.3 移动应用领域 随着电子技术的不断完善,我们的移动终端种类越来越多,手机、平板、电子书、相机、录音笔等都是我们生活中时常出现的电子产品,众所周知,这些产品如果要进行数据通信必须连接电脑,以电脑为传输中介来完成数据传输,有些设备还需要复杂的安装驱动、硬件识别等过程才能实现,更有甚者还会出现接口不匹配,无法实现产品对接的局面。那么通过无线通信技术实现这些移动终端的数据传输将有效解决这些设备连接繁琐的弊端。目前随着我国3g网络技术的不断成熟和完善,用户的规模正在不断加速,也逐渐改变了我国移动应用领域的格局。智能化应用是未来的发展方向,相信移动应用领域无线通信技术的应用必将加快互联网发展的进程。 通信技术毕业论文:论光纤通信技术的分类和应用 一、光纤通信技术的特点 在传统的通信技术中,由于其受到其损耗、带宽、串音等多种弊端的影响,使其越来越无法适应通信行业发展的需求,所以光纤通信得以形成和发展,成为现代通信行业的至关重要的技术之一,在光纤通信形成时,即已摒弃了传统技术在信息传输过程中的缺点和弊端,所以在技术上,光纤通信具有绝对的优势。 1光纤通信技术在传输过程中的损耗量非常低,轻易不会发生损耗,所以其中断距离的长度是传统技术所无法比拟的。 2光纤通信技术使用了密集波分复用技术,使其具有非常宽的频带,所以利用光纤通信技术进行信息传输时,其容量也是非常大的。 3在光纤通信技术中一个重要组成成分即是由石英做为原材料所制成的光纤,通过对石英经过各种技术性的加工的制作使其具有绝缘性,所以光纤具有非常好的抗水性,不怕雨水的侵蚀,同时电磁也很难对其造成干扰,具有较强的抗电磁干扰能力。 4光纤通信技术具有非常好的保密性。利用光纤通信技术来进行信息传输时,不会发生串音的干扰,同时在光缆的外面,光纤所传达的重要信息也无法窃听到。 二、光纤通信技术的分类 光纤通信技术可分为三大类,即波分复用技术、光纤传感技术以及光纤接入技术,其特点如下。 1波分复用技术:不同的信道光波具有不同的频率,运用单模光纤低损耗区,可以取得充足的宽带资源,参照不同的频率及充足的宽带资源 文秘站: 2光纤传感技术:光纤传感器具有众多的优点,如体积较小,防爆性能好,耐腐蚀性强,耗电较少,可以宽频带等等,因此通常将光纤传感器分为功能型传感器及非功能型传感器。 3光纤接入技术:光纤接入技术目前已经得到广泛的应用,其不仅能够处理窄带业务问题,而且能够处理多媒体图像等业务问题。 三、光纤通信技术的应用 1光纤技术的应用 光导纤维不仅能够将阳光带到每一个角落,而且还可以实施机械加工。目前,汽车配电盘、机器人、计算机等选择使用光导纤维进行图像或者光源的传输。光纤技术与敏感元件的组合,则可以制作成多种传感器,充当传感器的作用,可以对温度、颜色、流量、位移、压力、光泽等实施测量。光纤技术在信息传输及能量传输方面同样有着广泛的应用。光纤技术在医学方面有着非常重要的作用,因此在医学中有着广泛的应用。运用光导纤维内窥镜可以导入患者的脑室与心脏,同时可以测量患者的体温、患者血液中氧的饱和度、患者心脏中的血压等等。 2光纤通信技术的应用情况 目前在通信行业中以光导纤维作为介质进行的光纤通信已占有非常重要的位置,其在应用中也取得了非常好的效果。目前在本地通信、国际通信(越洋光缆)、城域通信、氏途通信等重要的通信行业的传输媒介基本上都选择光纤通信技术。光纤通信技术已逐渐的开始进行扩展,成为当前通信行业中非常重要的技术,对通信行业的健康、快速发展起到了十分重要的作用。电力通信网主要由卫星电路、微波以及光纤等组成主干线,各支路可以运用特种光缆及电力线载波等相关电力系统所具备的通信方式,同时选择无线、电缆以及明线等各种通信手段,联合调度总机、程控交换机等多个设备构成多功能及多用户的综合通信网。我国的光纤技术在通信产业的应用是从上世纪九十年代开始的,而且发展的速度非常快,特别是在电信传输网、电力通信网和广播电视网等方面的应用更是十分广泛,有效的推动了光纤通信技术的发展步伐,目前,随着有线电视网络的发展,光纤技术在有线电视网络上得以广泛的应用,在很大程度上推动了有线电视网络发展的进程。目前,广电综合信息网的规模出现逐渐扩大的趋势,其系统所呈现出来的复杂程度也出现逐渐增加的趋势,这在一定程度上加重广电综合信息网日常维护与管理的工作量,广电综合信息网设备故障的判定与排除也愈来愈困难。对此,可以选择ATM+光纤或综合SDH+光纤等构成相应的宽带数字传输系统。而其传输网则可以选择链路传输系统,环网传输系统,或者构成多种形式不同的复合网络,这样才能不断满足多种综合信息传输的需求。而环网传输系统则具备一定的保护功能。在我国目前现有的技术条件下,实现宽带多媒体网络已成为可能,但由于其他诸多因素的影响,我国目前仍以有线电视网络为主,其还在发挥着主要的作用,所以只能在人们不断增加的需求下,通过对有线电视网络的不断升级及改造,从而一步一步的使宽带多媒体传输网络得以实现。 四、结束语 随着科学技术的快速发展,光纤通信技术在不断的发展应用中也得以完善,其在社会中发挥着越来越多的作用,虽然以上我们提到了光纤通信技术的几点应用,但在光纤通信技术的应用上还有许多,需要我们不断的在实践中去发现和完善,从而使光纤通信技术得以真正的发挥其功能,为社会的发展做出贡献。 通信技术毕业论文:铁路通信技术的展望 1通信技术在铁路系统中的应用 1.1有线通信技术。有线通信技术在铁路系统中主要是用在固定的站与站之间、固定的设施之间的通信,有着传输速度快、传输质量高、成本低、安全性好等特点。有线通信技术最常用的主要是基于SDH(SynchronousDigitalHierarchy,同步数字体系)进行组建,是一种较为成熟的光纤通信技术。通过这一技术,使得数据传输、图像传输及程控数字交换等及时而有效的传输,传输速度可达80Gbit/s甚至更高。另外随着通信技术的发展,采用ATM交换技术以及IP通信技术等建立主干网及接入网,使传输更加安全和高效。 1.2无线通信技术。由于在铁路系统中列车是铁路运输的主体,而列车的通信主要是在行进过程中进行,所以无线网络技术在这一范围内得以广泛应用。常用的无线通信接入主要是在列车即将出站或行将进站的这一小区段,实现管辖区域内列车车长、司机与站内调度室管理人员之间的实时通话功能;而在列车行进区间基于节约资源和减少频率干扰的考虑则不进行无线通话。这就使得无线通信技术在铁路系统中的应用较为局限,随着时代的发展,已经不能满足铁路现代化建设的进程,这就要求必须建设更加先进的、与铁路快速发展相适应的无线通信系统。这一无线通信系统需要完成列车与调度室之间、调度室与指挥中心之间、指挥中心与列车之间的通话功能。 1.3集群通信系统。集群通信系统是由具有信道共用和动态分配等技术特点的集群通信系统组成的集群通信共网,为多个部门、单位等集团用户提供的专用指挥调度等通信业务。集群通信系统结合了现代化的计算机技术、网络技术、通信与微处理技术、程控交换技术等,集通信、交换、控制于一体。在铁路系统中,采用集群通信技术可以最大程度地节约频率资源,降低损耗,弥补了传统无线通信技术的缺失,尤其适合应用在铁路车辆调度、指挥以及抢险应急灯的控制等,采用动态频率,因而很好地解决了通信频率的分配问题。但是这一技术不能与公共网络进行有效融合,容易受到干扰而使信号不强甚至有信息丢失现象,在指挥中心与列车之间的双向数据通信过程中很难做到数据的原真性和保密性,因此其应用有一定的局限性。 2铁路通信技术的发展趋势 2.1网络结构的优化。根据铁路信息化建设的要求,要使铁路通信实现通用化的要求,并提高信息容量和数据传输速度。要在有线通信网络、无线网络和集群通信网络的基础上,采用先进的网络技术如IP技术构建覆盖全国的通信网络,采用信息一体化技术,实现各指挥中心和调度室之间的信息共享。鉴于当前无线通信技术的缺点可以采用具有远程监控能力的光纤直放技术,这一技术是将传统的模拟信号转化为数字信号,然后进行光传输,由于数字信号的可靠性和传输信号的“零衰减”使得信号的可靠性得以提升,同时又具有节能模式,可降低运营成本,故可作为铁路通信技术发展的可靠性选择。 2.2与公共网络系统融合。当前的铁路通信网络一般独立于公共网络而存在,这样不仅浪费资源,还使得铁路通信的速度提不上去。而如果铁路通信网与公共网络得到有效融合,则对铁路的通信领域的改变将是革命性的。因此,铁路通信网络与公共信息网络想融合应是一个发展趋势。当前的铁路通信技术不论是传统的无线技术还是集群技术都有自身的缺陷,不足以与公共网络融合在一起,因此必须开发新的通信技术才能实现这一目标。 2.3铁路系统现代化监控系统的建设。为进一步提高铁路运输的质量和提高运行的安全性,就必须要对铁路系统的各个环节实施有效的监控,对重点环节和重要设备要进行实时监控。未来的铁路监控系统要结合各种现代化技术,如计算机技术、传感器技术以及遥感技术等,需要建设一整套的的视频监控系统,主要功能是实现重点线路视频监控的全面覆盖、实现对各车站购票旅客密度的实时监控以及对各信号楼、各作业区域的全天候视频监控,将实时数据和影响反映到计算机显示屏幕上。除此之外要对存在安全隐患的部位进行报警并制定改进方案,使铁路系统的每一个环节均安全、有效地运行。 铁路通信系统的建设是关乎国计民生的大事,可有效提高铁路运行效率、使行车更为安全。随着动车、高铁等的大力建设,当前铁路通信技术正在朝着信息化、数字化的方向快速发展,因此需要在已有的工作基础上,通过充分优化通信网络,与公共网络进行逐步融合以及发展现代化的监控技术,为铁路的运输提供更高质量的服务。 通信技术毕业论文:对高频通信技术在实践中的应用研究 1高频通信技术的特点 1.1低截获性 由于高频信号具有在较宽的频带上匀称分布,其密度极低等特性,所以干扰者很难对其进行监测控制,被截获的可能性很低。 1.2抗多路径干扰性能好 多路径干扰是指在电波信号进行传输的过程中,会受到一些不可避免的反射体(例如山脉、大气层等)影响,会在这些上发生反射或者散射,接收到的这些不可抗拒的信号和预期想要的信号进行混合,从而不能区别开来,相互影响。通过增加高频解调功能同时利用高频信号具有的独特的序列特性,在信号接收时把预期想要的信号从多路径信号中区分开来,或者将那些具有相同序列码的多路径信号进行重叠,从而达到对干扰信号衰减的目的。 1.3保密性好 在特定的发射功率情况下,高频信号在很宽的频带上匀称分布,其有用信号的密度极低,所以即便是有很强的外界噪音干扰,或者有用信号甚至被淹没时仍然能进行高质量的传播,使外界人员很难截取、窃听想要传送的信号,如若想要对这些信号进行参数特征分析,就难上加难了,所以高频系统具有良好的保密性。 2高频通信技术的应用 2.1通信用高频开关电源技术 通信业发展速度的加快同时也使通信电源得到快速发展,在通信系统中最为关键的因素就是开关电源的应用,它是现代通信系统的本质方向。在其发展中,我们通常把将交流(AC)转化为直流(DC)的高频开关装置称为一次电源;为不同设备对电能的不同需求,将主电能转变为另一种形式电能的装置称为二次电源。随着社会的发展与时俱进,我们对电源模块也有了一些更高的要求,即必须要达到电源模块小型集成化目的,这同时对高频电源技术也有了全新的要求。目前这项技术在以下几个方面具有体现:将信源按照一定的目的进行变换、在模拟器中建立分析模型以及仿真数据研究、将微机系统处理出的数据进行实时分析转换成仪表控制以及多个磁件实现集成化管理。为了减少变换器的体积,实现电源开关频率以及电源开关的使用功率的增加,就必须考虑使用元件的尺寸大小,达到频率得到提高的同时也会导致开关的消耗能力增加,以及驱动的消耗能力也增加的现象出现,而软开关技术在实践中的应用大大降低了开关的消耗率。在目前通信系统中主要是以下三个方面的应用:有源钳位零电压开关技术、零电压开关移相技术以及信号整流技术。 2.2高频通信在通信中的发展 在我国的无线通信系统中高频通信一直占有至关重要的地位。卫星通信的广泛发展与应用,使得个人通信将实现全球化,当今社会光纤通信也得到广泛应用,这些通信手段具有信息量大、信道稳固的特点,所以高频通信技术面临被忽视的形势。在进入二十世纪以来,美国把卫星通信作为主要研究方向,但在航海战争时发现高频通信也具有十分重要的作用,所以其注意力也相对有所转移,动用重大资金应用于高频通信设备的改造和配备就是显而易见的实例。其他国家对于高频通信也进行全力以赴的研究,在舰艇、汽车等其他可移动设备上,高频通信技术仍在其中广泛应用。 2.3高频通信技术在在超视距无线通信中的应用 在当前社会中主要采用的是卫星通信、电离层散射通信以及高频通信等。其中卫星通信主要是将卫星作为中介,在各个国家和平时期很好应用,但是在战争时期卫星被破坏等现象也是会出现的,在战争时期把它作为主要通信手段也是十分不利的。其他那些通信主要是把大气电流层作为反射条件,相对与卫星通信,它们受到被破坏的可能性极低。由于电离层通信对距离有一定的限制,所以在以上几种通信中,高频通信有很大的移动特性。高频通信的价格低、应用范围大,对通信距离没有限制,所以在各个领域都非常适合应用。 3结束语 通过以上对高频通信技术的研究,无线电通信技术具有十分广阔的发展前景,但是要实现持久发展,我们还应当结合原来的技术不断研究创新,达到更好的发展。 通信技术毕业论文:光纤通信技术的特点与应用 论文关键词:光纤通信技术,特点,应用 论文摘要:光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中,还可以应用在电力通信控制系统中,进行工业监测、控制,而且在军事领域的用途也越来越为广泛。本文探讨了光纤通信技术的主要特征及应用。 1.光纤通信技术 光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。在光纤通信系统中,作为载波的光波频率比电波的频率高得多,而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多,所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的,它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路,光纤之间的串绕非常小;光波在光纤中传输,不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听;光纤的芯很细,由多芯组成光缆的直径也很小,所以用光缆作为传输信道,使传输系统所占空间小,解决了地下管道拥挤的问题。 光纤通信在技术功能构成上主要分为:(1)信号的发射;(2)信号的合波;(3)信号的传输和放大;(4)信号的分离;(5)信号的接收。 2. 光纤通信技术的特点 (1) 频带极宽,通信容量大。光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽,光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。对于单波长光纤通信系统,由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量,特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。目前,单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps。 (2) 损耗低,中继距离长。目前,商品石英光纤损耗可低于0~20dB/km,这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低;若将来采用非石英系统极低损耗光纤,其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离;对于一个长途传输线路,由于中继站数目的减少,系统成本和复杂性可大大降低。 (3) 抗电磁干扰能力强。光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料,不易被腐蚀,而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力,它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰,也不受人为释放的电磁干扰,还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。由于能免除电磁脉冲效应,光纤传输系还特别适合于军事应用。 (4)无串音干扰,保密性好。在电波传输的过程中,电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰,而容易被窃听,保密性差。光波在光纤中传输,因为光信号被完善地限制在光波导结构中,而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收,即使在转弯处,漏出的光波也十分微弱,即使光缆内光纤总数很多,相邻信道也不会出现串音干扰,同时在光缆外面,也无法窃听到光纤中传输的信息。 除以上特点之外,还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设;光纤的原材料资源丰富,成本低;温度稳定性好、寿命长。由于光纤通信具有以上的独特优点,其不仅可以应用在通信的主干线路中,还可以应用在电力通信控制系统中,进行工业监测、控制,而且在军事领域的用途也越来越为广泛。 3. 光纤通信技术在有线电视网络中的应用 20世纪90年代以来,我国光通信产业发展极其迅速,特别是广播电视网、电力通信网、电信干线传输网等的急速扩展,促使光纤光缆用量剧增。广电综合信息网规模的扩大和系统复杂程度的增加,全网的管理和维护,设备的故障判定和排除就变得越来越困难。可以采用 SDH +光纤或ATM+光纤组成宽带数字传输系统。该传输网可以采用带有保护功能的环网传输系统,链路传输系统或者组成各种形式的复合网络,可以满足各种综合信息传输。对于电视节目的广播,采用的宽带传输系统可以将主站到地方站的所需数字,通道设置成广播方式,同样的电视节目在各地都可以下载,也可以通过网络管理平台控制不同的站下载不同的电视节目。 有线电视网络在全国各地已基本形成,在有线电视网络现有的基础上,比较容易地实现宽带多媒体传输网络,因此在目前的情况下,不应完全废除现有的有线电视网,而用少量的投资来完善和改造它,满足人们的目前需要。很多地区的 CATV已经是光纤传输,到用户端也是同轴电缆进入千万家。但是现在建设的CATV 大多是单向传输,上行信号不能在现有的有线电视网中传送。可以通过电信网 PSTN 中语音通道或数据通道形成上行信号的传送,也可以通过语音接入系统来完成。将电话接到各用户,这样各用户间即可以打电话,也可以利用广电自己的综合信息网中的宽带传输系统构成广电网中自己的上行信号的传送,组成了双向应用的Internet网。 现在光通信网络的容量虽然已经很大, 但还有许多应用能力在闲置, 今后随着社会经济的不断发展, 作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长,一定会超过现有网络能力, 推动通信网络的继续发展。因此, 光纤通信技术在应用需求的推动下, 一定不断会有新的发展。 通信技术毕业论文:探究电力通信技术发展思路 1我国电力通信中存在的问题 1.1网络方面 虽然我国的电力通信系统中已经出现了多样化的通信方式,且通信网络发展的也较为完善和完整,但是,相对于全球的电力通信发展趋势和方向来看的话,我国的电力系统网络还存在很多的不足,尤其是在电力系统的发展过程中又出现了新的发展形式的情况下,我国的电力通信更是显示出了不足之处,不能满足业务发展提出来的要求。在电力通信系统中,主要是以星型和树型的结构模式为主的干网络,网络结构的复合性较为明显,但是互联性却极差,增加了电路迂回构成的难度,因此电力通信网络具备的可靠性和灵活性也比较差。在电力通信网络中,网络体制发展的不完善,严重制约了电力通信网络技术的发展,需要对其进行改进和完善。 1.2管理方面 现阶段,我国的电力通信网络用户在与电力通信网络接入时,会处在一个相对薄弱的状态,一般情况下,都是通过电话线的接入方式进行的,电力系统的用户大部分是通过模拟式信号的接口与电力通信系统相连接的,无法对里面的数据信息进行传输和调整的处理。我国对网络系统进行管理还处在一个初级阶段,还只能通过分路监测对电路进行检查和控制。但是在电力通信网络中,通信规约和接口都不统一,因此,这就大大限制了设备和通信方式的发展,阻碍了它们向着多元化的方向发展,也阻碍了电力通信网络中传输网络体制的发展,给收集网络管理所需的信息增加了难度,导致了网络管理系统的发展不够完整。 2我国电力系统的业务 为了保证电力系统的安全生产,电力通信网络被不断的建设和完善,因此电力系统中的业务也与电力系统有着极为密切的联系,随着电力系统的发展也会不断的出现新的业务形式。目前,我国的国家电网比较重视特高压输电技术的发展。由于特高压技术具备距离长和控制范围较为广泛的特点,可以实现电力系统的长距离和大范围的传输自动化数据业务和继电保护等。根据国家标准IEC61850建立的并已投入运行的变电站都是通过电力通信网络来实现变电站与变电站的数据传输,能够对故障录波数据进行实时的传输,能够推动电力通信网络的快速发展。主要业务在电力调度数据网络中。进行的业务包括以下几种:实时性强的业务包括EMS/SCADA系统、继电保护数据、水调自动化以及电力市场实时数据等;准实时性的业务包括EMS网络分析数据和电度量计费系统两种;非实时性的业务包括很多种类,例如,调度计划等。电话业务分为两类:调度电话、行政电话。通用广域网络中的业务包括的种类也较多,例如,数据业务中,包括企业管理信息数据、电力市场数据等;电力通信网络中的多媒体业务又包括会议电视、电子邮件以及远程教育等多种类型。业务的发展随着电力系统的不断发展,电力通信网络中也出现了很多新的业务,例如,与特高压应用联系较为密切的数据业务,包括继电保护数据与自动化数据等。新业务中还包括与根据标准IEC61850建起来的变电站有关的数据业务。 3我国电力通信技术发展的措施 电力通信发展的目的就是为电力系统的生产服务,又由于电力通信的发展是以电力系统为基础的,为电力系统的安全生产提供服务。就目前我国电力通信技术发展的趋势来看,必须使用新的通信网络技术来推动电力系统的快速发展。 3.1网络技术 在电力通信网络中,还包含着逻辑网,逻辑网能够保证电力通信网络所具备的功能和效益得到有效地发挥,从而提高电力通信网络的稳定性和可靠性,提高电力通信网络进行各种业务传输信息时的质量。就目前我国的电力通信网络的设备来说,应该在实现网络化上投入更多的研究精力,并与同步数字传输体系技术进行有机的结合,对同步数字传输体系技术中的网络管理技术进行重点的解决,并将网络同步技术也解决掉。 3.2宽带综合通信平台技术 目前,我国现有的电力通信网络的规模都较小,被进行逐级的划分之后,电力通信网络中的通信资源就显得较为紧张了,且利用率不高。如果要想改变目前我国电力通信网络中存在的这种状况的话,就需要以综合通信平台为基础,不断完善电力通信网络,并对与综合业务数字网技术有关的问题进行重点的解决,其中包括ISDN协议转换和接口标准等问题,是窄带ISDN逐渐向着宽带ISDN的方向过渡。异步传输模式技术是决定宽带综合通信平台实现并应用到电力通信网络中的关键技术,接下来研究的重点就应该放在如何通过ATM技术的利用,来实现我国电力通信网络中的关键业务。 4电力通信技术的发展趋势 4.1网络平台技术的发展趋势 在电力通信平台的发展过程中,最需要考虑的问题就是远程保护和远程遥控等与远程有关的业务。近几年,我国的电力系统中分布着很多的多点联动分布式网络、保密与非保密等子系统的应用,大大推动了我国点来看I通信技术的发展,并为电力通信技术指出了发展的趋势。由于电力通信业务具备较为鲜明的多样性和差异性,有些较为特殊的业务就需要将网络底层作为直接承载进行工作,而有的业务则需要通过上层的IP来解决,还有一部分的业务则需要使用到电力通信网络中间的某一层进行,因此电力通信网络并不是与公网完全一样,它也有要满足电力通信的要求而发展来的。目前,西方发达国家的电力通信技术都向着电力系统网络中的某个局部通过适当的技术就可以组成电力通信技术发展需要的子网络的方向发展,而这些子网络使用网络互联技术就可以形成一个较为完整的网络平台,但是如何对电力通信网络中的局部区域进行划分是一个比较困难的工作,从而能够保证电力通信网络不仅具有灵活性,而且还具备局部优化的功能,能够将电力通信网络锁具备的互联性发挥到最大化。就目前来看,宽带城域网会成为我国电力通信网络未来发展的趋势。 4.2传输介质的发展趋势 我国的电力通信传输技术已经发展的较为成熟了,应用范围非常广泛,成为我国传输技术未来发展的趋势。但是在光缆技术的发展的过程中,要注意以下问题:在对ADSS进行施工防护以及监视的施工时,需要用OPGW带电施工技术带更换地线。只有施工人员掌握的施工技术较为全面了,才能够提高电力通信技术发展的灵活性,最大努力的降低制约电力通信技术发展的因素存在。在对光缆进行选型时,需要根据纤芯的性能、成本、市场等多个因素进行考虑,以选出性价比较高的纤芯种类 。不同的生产厂家在制造纤芯时,所使用的制造工艺会对光缆的使用寿命产生影响,因此要尽量需用符合国际标准的光缆进行施工,以保证施工的质量。 5结语 综上所述,电力通信技术在发展的过程中,应该与公网技术的发展进行有机的结合,并逐渐发展出具备自身通信特点的业务出来,将高新技术应用到我国的电力通信网络中,进行不断的尝试,以推动我国电力通信技术的发展,满足我国电力系统发展的需要,促进我国国民经济的发展。 通信技术毕业论文:5G无线通信技术概念以及相关技术 引言 近年来,移动通信技术已经历数次变革,从20世纪80年代速度慢、质量差、安全性小、业务量低的1G通信技术,到20世纪90年代提出的低智能的2G无线通信技术,再到近年来的频谱利用率较低的3G网络,和现在的前三代无可比拟的4G无线通信技术,可谓是长江后浪推前浪,一浪更比一浪高啊!5G无线通信工程技术作为当代最具前景的技术,将可以满足人们近期的对移动无线技术的需求。 15G无线网络通信技术的相关概念 5G无线网络通信技术实际上就是在前面无线网络技术的基础上不断改进充分利用无线互联网网络。这项技术是最近才在国际通信工程大会上被优点提出的,他将会是一项较为完美的、完善的无线通信技术,他将可能会将纳米技术运用到这种将会在未来占据一席之地的无线互联网网络工程中,运用纳米技术更好的做好防护工作,保护使用者的一切信息。在未来5G无线网络通信技术将会融合之前所有通信工程的优点,他将会是更为灵活与方便的核心网站,在运营过程中将会减少在传输过程中的能量损耗,速度更快。若是在传输信息的过程中受到阻碍,将会被立刻发现且能很好的保护个人信息起到保护作用。5G无线网络通信技术将会有很多优点,不仅融会贯通了在它之前所有通信技术的长处而且集百家之长于一身,是个更加灵活的网络核心平台,也会就有更加激烈的竞争力。在这项网络技术中将会为人类提供更加优秀、比其他平台更优惠的价位,更接近人类生活的服务。它的覆盖面要比现如今的3G、4G的更为广阔,有利于用户更快更好的体验,智能化的服务与网络快速推进进程的核心化的全球无缝隙的连接。为了使人类体验到更优惠的、更先进化的、具有多样性的、保障人类通信质量的服务,我们必须利用有限的无限博频率接受更大的挑战,充分利用现在国家领导人为我们提供的宽松的网络平台,让5G无线网络通信技术在不久的将来更好的服务于我们。 25G无线网络通信技术的相关技术优点与特点 5G无线网络通信技术也就是指第五代移动网络通用技术,它与前几代通信技术有些许不同之处,他并不是独立存在的而是融合了别的技术的许多优点更为特别的是将现有的无限技术接入其中,它将实现真正意义上的改革,实现“天人合一”达到真正的融合。它的体型会更加的小巧,便于我们随时随地安装。现如今5G无线网络通信技术已经被提上日程,成为了全球相关移动通信讨论热议的话题,互联网公司在争先恐后的提高与改善自身的通信设备,加快创新的步伐,想要在未来的通信技术领域占据一席之地。现在让我么一起来探讨一下他可能具有哪些其他通信技术无可比拟的优点与特点: (1)全新的设计理念:在未来5G无线网络通信技术将会是所有通信工程中的龙头老大,它设计的着重点是室内无限的覆盖面与覆盖能力,这与之前的通信工程的最根本的设计理念都不同。 (2)较高的频率利用率:5G无线网络通信技术将会使用较高频率的赫兹,而且会被广泛的使用在生活中但是我们国家现阶段的技术水平还较为低下,达不到这样的层次,所以我们必须先提高我们的科学技术,才能跟上通信技术更新的步伐。 (3)耗能、成本投入量较低:之前我们所使用的通信工程技术都是较为简单的将物理层面的知识营运的网络中,没有创新意识,不能够将环保的理念运用到通信工程中,都是一些较为传统的方法与手段,只是一味的追求经济利益。现如今随着科技的进步我们需要做到全方面的考虑,不能只注重眼前利益,所以低耗能、高质量的通信技术将是未来5G无线网络通信技术要面临的主要问题,也是难点问题,我们必须学会适时的对相应状况作出调整。 (4)优点:5G无线网络通信技术作为未来世界通信技术的主力,在不久将会得到实质性的开展,他将大大的提高我们的上网速度,将资源合理有效的利用起来,较其他之前的通信技术上升到一个新的层面,安全性也会得到保障不会出现个人信息外漏的现象,总而言之它的各个方面将都会得到改善,成为人们心中理想的模样,它具有较大的灵活程度可以适时更具客户的需求做出合理的调整,它的优点相信不久我们就会有切身的感受. 3小结 随着现代的快速进步,移动无线通讯技术也紧随时代的进步,呈现着日新月异的变革,现如今我国综合国力已经得到了很大程度的提高,当然在通信技术领域这一块我们也不愿屈居人后,必须加快通信技术改革与创新的脚步,满足人们对互联网的需求,尽快的、更好的发展5G无线网络通信技术才能在未来的通信技术中立于不败之地。 通信技术毕业论文:配网通信中无线通信技术论析 在目前的配电网通信方式中,主要有两种不同的通信方式,即有线通信与无线通信,配电载波通信与光纤通信是主要的两种有线通信方式。其中的配电载波通信又可以划分为低压宽带载波与低压窄带载波两种,该种通信方式下,能够很好的满足配电网络双向通信的需求,并且采用该种通信方式,不用进行通信线路的另外铺设,对于远程的数据监测及抄表来说是非常经济的一种通信方式,并且该种通信方式的技术非常的简单,易于操作,但是该种通信方式也具有没有统一的通信标准的缺点,很多厂家生产的设备不能很好的兼容,并且受电磁干扰的现象比较严重。光纤传输通信具有安全性能高、实时性好、抗干扰能力强、容量大、可靠性好的诸多优点,但是该种通信方式下,组网的成本较高,并且组网方式不灵活,这些缺点导致其在配网通信中的应用受到了一定程度的制约。通过以上的分析可以看出,在配电网中采用有线通信的通信方式,具有较高的可靠性,但是建设其通信网络需要投入较大的资金,并且通信方式不够灵活,这使得其在配电网中的应用无法得到广泛的推广。在配电网中常用的几种无线通信技术有GPRS、CDMA、430M数传电台等,下面就对这几种无线通信方式应用于配电网通信中的优劣性能进行简单分析。 1.1430M无线通信技术 430M无线通信技术具有组网灵活、组网成本低、单站覆盖范围广的优点,但是将该种通信方式应用于配电网的通信中,也具有一系列的缺点,主要表现为:(1)在电力行业中数传电台所采用的调制方式通常是比较落后的,并且在数据的传输过程中,采用的是透明的无协议传输模式,不能对传输数据进行加密,也没有响应的纠错能力,所传输的信号很容易被截获,这对于信号传输过程中的安全性能是有较大影响的。(2)该传输方式中进行数据交换的主要方式是轮询,并且其周期是随着监控点的数量的增加而表现出现行增长的特点的,对于配电网通信的实时性要求无法满足。(3)各个传输节点是独立存在的,没有进行统一的网络管理,也不能进行无线信号的同步,信道的利用率非常的低,在通信的过程中,资源浪费现象非常的严重。 1.2GPRS/CDMA20001X无线通信技术 GPRS/CDMA无线通信技术是目前配电网中广泛采用的一种无线通信技术,该技术具有网络覆盖面积广、成熟度高的特点,但是该技术中还是存在着一些缺点,如:(1)资费比较高,运营商所采用的计费方式是以比特为最小的计费单位,导致其自费较高。(2)该通信方式中的节点连通率较低,该传输方式中的传输网络中,主要的传输任务是语音传输,这就会导致电力数据业务在传输的过程中连通率较低,容易发生断线。(3)该传输方式中的网络安全得不到保障,由于该传输方式中是租用相关的运营商的网络,无法满足配电网数据传输安全、可靠性的要求。(4)无法保证网络延时,在该种通信方式中,数据在传输的过程中具有较大的网络延时,而配电网数据传输要求具有较强的实时性,这与配电网络的要求是不相符的。 2宽带无线通信技术应用于配电网无线通信中的优点 配网中的自动化通信的主要特点是:信息总量大、信息节点分布广、单个节点的信息量小;并且要具有很好的可扩展性;对于传输带宽、时延、速率等都有严格的要求,而通过对宽带无线接入技术进行分析,其传输特点正好能够符合配电网自动化通信的要求,尤其是BWA技术,其具有较高的传输带宽、带宽分配机制非常的灵活等优点。通过对BWA技术进行分析,可以发现该技术具有以下的特点:(1)覆盖范围非常的广,对于零散分布的配网监控点能够进行有效的覆盖,并且能够通过无线接入点信号交叉覆盖的方式能够很好的保证各个监控点的传输可靠性。(2)通过窝组网的架构方式,能够实现多种形式的双向数据传输,限制业务性能的只有带宽。(3)能够实现带宽的动态分配,该种分配机制能够满足配电网中的不同业务需求。(4)带宽非常的大,具有很高的吞吐量,对于配电网的业务开展非常的方便。(5)具有很好的安全性能,为了保证数据传输过程中的安全性,无线宽带技术中采用了MAC地址绑定、地址/协议过滤、防火墙等一系列的措施,并且具有很好的加密功能。(6)基于全IP架构,因为是采用这种架构,使得该传输方式能够兼容任何基于TCP/IP协议而进行开发的配电网业务。正因为宽带无线通信技术具有以上所分析的一系列的优点,因此,在配电网自动化通信系统中,采用宽带无线通信技术进行信息的传输是非常可靠的,下面就对目前使用的两种主流的无线宽带通信技术的优劣性能进行比较。 3各种主流宽带无线通信技术的优劣比较 WiMAX与McWiLL是目前国内的两种主流的BWA技术,这两种技术都采用的是宏蜂窝组网技术,但是二者在技术上存在着较大的差别,从整体上来讲,McWiLL相对于WiMAX存在一些技术上的优势,主要表现为:(1)McWiLL采用的是智能天线技术,这使得其具有较大的覆盖范围,并且具有较大的链路预算;(2)McWiLL采用的是CS-OFDMA技术,成功克服了OFDMA技术在窄带业务上的缺陷,这使得其能够进行宽窄带业务的良好融合,并且该种通信方式在进行大量的窄带并发业务的处理时,具有非常高的通信效率;(3)McWiLL采用的码扩技术具有很强的抗干扰能力。McWiLL技术是我国的自主知识产权技术,国家在政策上对其进行了大力的扶持,而WiMAX技术的核心技术是从国外进行引进,在国内已经没有频率资源,虽然两者的技术水平各有特点,但是从相关的政策扶持上来看,McWiLL技术在国内的发展前景相对较好。但是从产业化角度来对二者进行分析,McWiLL的主要市场是行业市场与专网,其联盟成员的数量也是比较少的,而WiMAX技术的企业联盟数量非常的庞大,尤其是在国外的发展非常的迅猛。随着国内外通信网络及通信技术的不断发展,不管是WiMAX技术还是McWiLL都在不断的发展进步,无线宽带通信技术必将在配电网通信中取得更加广泛的应用。 4结束语 配电网中的数据通信技术也逐渐引起人们的重视,本文对目前配电网中的主要的数据传输内容进行了分析,并分析了有线通信与无线通信的优缺点,比较了各种无线通信技术应用于配电网中的优劣性,最终对应用于配电网传输中的主流无线宽带通信技术进行了简单分析,对于配电网中的无线通信技术具有一定的参考作用。
煤矿机电设备管理问题及策略篇1 引言 一个企业的管理水平标志着该企业的竞争实力,煤炭企业也不例外,煤炭开采发展到技术高度发达的今天,离不开先进的机电设备。煤炭机电设备管理关系着整个煤炭企业的开展情况和企业效益情况。机电设备在工作过程中面对复杂的开采环境,必须做到机电设备的精细化管理,从而更好地保障煤矿企业的安全生产和经营。下面从煤炭机电设备管理的现状入手,分析机电设备定时维护、管理制度完善、培养技术人才等多方面存在的不足,探讨煤矿机电设备管理中需要改善的策略,期望煤矿机电设备更好地发挥作用,保障煤炭企业的生产。 1煤矿机电设备管理现状 随着科技进步,煤矿开采技术和生产逐渐摆脱了人的手工劳作,向机电设备自动化作业方式转变,煤矿机电设备的管理决定了煤矿企业的生产能力和企业利润。全面梳理煤矿机电设备管理的现状,查找存在的问题,解决煤矿企业的安全生产问题,提升企业效益,有必要从下面五个方面探讨煤矿机电设备存在的问题[1]。 1.1存在机电设备维护不到位的安全隐患 如今露天煤矿存量较少,现在煤矿开采多是地形复杂的井下煤炭开采。煤矿开采过程中是机电设备发挥主要作用,机电设备是一个复杂的机电系统。一方面,井下开采煤矿外部环境复杂,开采难度大,机电设备需长期在高湿的环境条件下工作,设备的性能和构成设备的金属材料都会受到不同程度的影响,在设备的运行中有可能被腐蚀或部件受损害;第二,煤矿企业为了追求利润最大化,存在机电设备长期工作而忽视机电设备维护的现象,没有重视机电设备维护保养;如果启用存在安全隐患的设备进行煤炭开采,设备的维护保养实施不到位,就会出现安全事故隐患[2]。 1.2机电设备管理制度不完善 “没有规矩不成方圆”,管理制度是企业发展到一定阶段,企业员工经过一段时间的工作实践总结出来的对企业员工的行为和设备操作有约束力的规范,这个规范有一定的原则、方法以及管理组织。煤炭企业在应用机电设备一段时间以后,应该制定符合企业运行的管理制度,管理制度可以从多个层面保障企业运转正常,如果企业机电设备管理制度不到位,那么企业员工在工作时就无章可循,容易导致操作失误。虽然煤矿机电设备类型各异,功能区别很大,但是根据实际情况制定管理制度克服困难是完全可以实现的,制度不按照企业实际情况制定,会造成企业隐患被忽视,设备安全检查流于表面文章,对企业正常运转造成很大的不确定性[3]。 1.3改变滞后的管理观念 我们国家地理资源丰富,煤炭资源分布的区域众多,这也造就了很多的煤矿企业。由于煤矿企业管理水平参差不齐,盲目追求眼前利益的管理层较多,这种管理观念严重制约了企业发展,没有意识到机电设备管理对于企业的重要性,导致没有从观念上去思考创新管理思路,没有意识到机电设备管理要上水平。事实上,很多煤炭企业管理者与现代企业管理者差距非常大,管理观念滞后严重制约着企业发展,必须提升管理者的能力改变滞后的管理观念。 1.4机电设备技术力量薄弱 企业要发展,必须有人才作为支撑。机电设备管理需要专业的技术人员,专业的技术人员可以让机电设备发挥更大的能量。由于煤矿企业所处的地理位置和薪资水平的限制,煤炭企业不容易招聘到高水平的技术人员,缺乏懂技术、懂管理、会操作的专业技术力量,这种情况下就不能及时对设备进行完好维护和故障排查。煤炭行业由于是传统行业,待遇水平与发达的城市新兴行业相比有很大的差距,导致人才流失,使得专业煤矿技术人员流向发达城市。尤其是有信息技术背景的人才流失更严重,煤矿企业的人才现状需要改善。 1.5机电设备技术水平低,设备利用率低 目前存在煤矿企业机电设备管理混乱、设备使用管理不完善的情况。在购买设备之前没有经过充分论证,购置了很多技术水平与实际生产不符的设备,这些设备不能明显提高煤炭的生产效率,导致大量的机电设备闲置,机电设备是固定资产投资,不仅占用了企业的资金流,而且生产环节仍缺乏高效的机电设备,致使企业生产效率不佳,影响企业生产。另一方面煤炭行业对于机电设备缺乏统一的制造标准要求,煤矿机电设备生产商的设计与研制类型、性能五花八门,使煤矿企业的机电设备管理增加了难度。 2煤矿机电设备管理改进措施 如果从业人员发现煤矿机电设备管理存在的问题,就要有针对性地去研究改进策略,从而改善煤矿企业的现状。下面从设备维护、管理制度建设、人才培养、信息化建设四个方面分析探讨改进措施。 2.1加强机电设备维护保养 为了防患于未然,机电设备维护保养是必不可少的。机电设备维护需要做出年度计划,对设备进行分类,有针对性的按照时间、设备类别、性能指标等方面制定维护保养手册,查找潜在的隐患,不放过每个可能存在的安全漏洞,防止由于设备故障导致的安全事故发生。例如:在环境复杂的井下作业设备,在没有明确有异物卡住了设备的某个部件,可能部件的磨损异常导致轴承或者齿轮等机械故障,没有及时维护的情况下可能对作业人员造成安全事故,尽可能定期对机电设备维护,排查安全隐患,是煤矿企业管理人员不可忽视的问题。在我国煤炭企业的资产中煤矿机电设备占很大比例,原值几乎占企业固定资产的一半以上,有统计数字显示煤炭企业安全事故多数是由设备的电气电火花造成的,这种故障完全可以通过机电设备维护排查出来,由此可见机电设备定时维护的重要性。 2.2加强企业机电设备管理制度建设 优秀的企业都有制度来保障,煤炭企业进行机电设备管理制度建设是用来保障企业高效运转的。制度建设是企业管理的一种有效手段,完善的机电设备管理制度可以从多个角度规范企业的设备管理人员,约束人员的行为。制度的前提是对企业现状有清晰的认识,在进行制度建设时需要关注两个方面的内容:第一,查找企业机电设备管理的不足,对不足之处进行修正,根据日常排查设备故障的流程做成制度文件,变成常态化的管理机制,同时企业管理人员把查找管理漏洞形成自觉的行为,形成企业文化;第二,制度建设全员参与,从高层领导到一线员工,对机电设备维护管理提出自己的合理化建议,形成有效的相对完善设备管理工作体系,保障煤炭企业建设自己独特的机电设备管理制度。 2.3加强企业机电设备人才培养 煤炭机电设备的技术指标关系着煤炭企业安全生产和经济效益是否顺利达成,其中机电设备专业技术人才起着越来越重要的作用。企业人才培育有两种途径,一方面需加强对本企业员工的专业技术培训,培训高技能的机电设备管理专业人才;另一方面是从大学和社会进行招聘,这条途径难度较大。由于煤炭企业多数处于经济不发达地区,因此最有效的途径是加强对本企业员工的技术培训,通过与高等院校进行产学研合作,加强员工的机电设备理论基础学习和实际操作维护技能的专业培训,为企业储备机电设备管理人才。 2.4加快煤矿企业信息化建设 煤炭企业有大量的机电设备作为工业化生产的工具,随着社会的技术进步,机电设备越来越向智能化方向改进。考虑在煤矿企业机电设备的信息化程度不高,有必要对煤矿企业建立信息化体系。由于煤炭企业信息化基础薄弱,可以先建立局部的信息化系统,逐步分阶段建立统一的信息化平台。先对煤炭企业现有可连接信息化平台的机电设备进行分析,按照空间布局可以分为地面控制设备和井下开采设备。主控中心应用服务器通过计算机应用系统将地面控制设备和井下机电开采设备集成在一起,地面控制设备包括显示屏,显示整个信息系统的设备运行状态和采集到的各项数据;井下机电设备是数据采集端,包含多个传感器,如温度传感器、压力传感器等多种环境信息传感器。煤矿企业信息化建设一方面能够加强机电设备的管理,省去了人力对环境的制约,实时信息很快反馈到主控中心,可以及时对危险情况进行应急处理;另一方面系统对设备的各项数据高频度采集,能建立设备的运行记录数据库,很好地监测设备的性能信息无需员工在现场收集记录。采用信息化管理机电设备是未来煤炭企业的管理发展趋势。 3煤矿机电设备管理未来发展趋势是信息化建设 随着信息化在社会经济中的地位越来越重要,我们国家发布了工业化和信息化两化融合体系的标准,对于工业企业提倡建立两化体系。煤炭企业管理模式要创新,信息化建设是未来煤矿机电设备管理发展的新趋势。下面探讨信息化建设需要重视的三个方面的问题。 3.1加强信息化建设投入 信息化建设是传统管理模式向新型管理模式的创新,需要企业高层领导的决心和坚持改革的信心。随着企业生产技术的发展,煤炭产量在增加。智能化的生产设备越来越多,尽快建立带有自动控制系统的机电设备,引进先进技术,需要企业加大信息化建设的投入,全面提升煤矿企业机电设备的技术水平。 3.2管理模式创新 建设信息化系统其实是将管理流程和流程中产生的数据信息融入到信息化系统中,信息化技术已经相对成熟,对应煤矿企业技术上没有挑战性,只要提出需求,建立适合企业的协同办公系统,并生成管理和交互的信息数据库,利用计算机网络应用技术统形成新的管理模式。煤矿企业要改变粗犷式管理模式为精细化管理,对企业的生产信息、物流信息、设备信息以及经营信息整理成一体化信息系统。该信息系统对提升煤矿企业机电设备管理、企业管理水平和管理效益是未来的管理模式创新实践,是未来发展趋势。 3.3培养煤炭信息化人才 社会发展到任何阶段,人才都是重中之重。建设信息化不仅仅包含信息化设备和智能化终端,人是发挥主观能动作用的。要建成什么水平的信息化系统,要达到的管理目标必须清晰。上述目标的达成都需要企业管理团队策划,对企业的管理细化到每个节点。如今煤矿企业信息化起步晚,缺乏信息化人才,要想快速提升煤矿企业的管理水平,必须将煤矿企业的人员培训成复合型人才,既满足煤矿企业需要的专业知识,同时具备信息化建设的相关知识。我国设有煤炭工业专业化的大中专院校,利用这些教学资源对煤矿职工进行培训,通过高校的师资力量培养煤炭信息化人才,才能更好地构建煤矿机电设备和信息化管理系统一体化平台的作用。 4加强煤矿机电设备管理的意义 4.1保障煤矿正常安全生产 现阶段的煤矿生产基本实现机械化,在机电设备的参与下生产煤炭,煤矿机电设备的种类、数量、自动控制能力都不同,需要操作人员对设备熟练掌握和控制使用。如果机电设备管理不完善,无法保证正常的生产。 4.2保障煤炭生产效率 技术的进步推动了煤炭机电设备的性能改进,尤其是自动控制技术的采用,使得煤炭开采效率大幅度提高。企业生产效率是受机电设备技术水平制约的。在煤炭企业,添置先进的机电设备需要投入大量的资金,每年计提设备折旧,维修保养费用不菲,因此机电设备的合理维护和保养,可提高机电设备的使用年限,对提高企业经营效益有重要的影响。 4.3保障企业生产安全 煤炭企业向来重视生产安全,煤矿井下事故的发生和煤炭机电设备故障有直接的关系,因此加强机电设备故障排查,做好设备检修和维护管理,保障机电设备正常运行,从而保障整个煤炭采煤过程的安全,减少煤矿安全事故的发生。 5结语 总而言之,煤矿生产过程面临的首要问题是必须保障生产安全,另一方面是高效进行煤炭开采。煤炭企业目标的实现离不开机电设备的新技术提升和完善的管理模式。在我国煤炭机电设备的管理中既要参照现代企业的管理制度,同时引入先进的信息化技术,保障煤炭机电设备效率发挥,尤其是注意培养煤矿机电设备行业的高端技术人才,为煤炭企业的发展做好基础性工作,相信未来煤炭行业能更好地为国家经济发展作出贡献。 作者:贾晓丽 单位:神华准资氧化铝中试厂 煤矿机电设备管理问题及策略篇2 随着煤矿现代化的不断发展,越来越多的机电设备被应用到开采工程中。由于煤矿井下的生产环境恶劣,机电设备会发生各种故障,严重威胁着煤矿的生产安全和生产效率。这就要求在煤矿开采中要做好机电设备的管理工作,通过对机电设备进行有效的维护和维修,从而保证设备运行状态的稳定。因此,做好煤矿机电设备的管理十分重要[1-3]。在实际工作过程中,由于煤矿机电设备的种类繁多,管理人员的素质参差不齐,存在的一些问题严重威胁着机电设备管理的有效性。本文围绕煤矿机电设备管理中存在的问题展开论述,重点讨论了改善机电设备管理的一些策略。 1煤矿机电设备管理中存在的问题分析 煤矿机电设备管理是通过一些手段使设备的运行性能保持稳定,以达到降低设备故障率,保证其运行安全的目的。然而,煤矿井下实际情况比较复杂,管理中存在的问题主要有机电设备运行维护不及时、管理制度不完善以及技术人员的水平低等。下面将对这几个方面进行具体分析。 1.1机电设备运行维护不及时 在进行煤矿机电设备管理时,最重要的是对机电设备进行维护。维护的主要目的是通过对设备进行检修发现一些潜在的故障并进行维修。在进行维修时,选择合适的时机十分重要。然而由于各种原因,选择维护的时机不恰当,一些潜在隐患被激发出来,从而导致机电设备故障,引发机电安全事故等。例如:在机电设备运行过程中,由于卡入了异物,某些部件出现严重的磨损而未及时维护,机械部件磨损断裂,从而引发了严重的机电故障,造成了重大损失。通常情况下,造成这种现象的主要原因是管理人员未认识到机电设备管理的重要性,或者是为了节省机电设备的运行维护成本。 1.2管理制度不完善 管理制度不完善是机电设备管理面临的又一个难题。造成这种现象的主要原因是煤矿井下机电设备众多,难以根据实际情况制订合理的管理制度[4-5]。很多煤矿的管理制度都是照搬别的煤矿的管理制度,但是,由于煤矿实际条件的差异性,一些制度可能不适用。当管理制度存在漏洞时,在进行设备维护时会出现各种问题,例如对设备的一些隐患排查不彻底,一些设备的检查流于形式等。目前,管理制度的不完善主要体现在2个方面,一方面是制定的有关管理制度存在问题,另一方面是一些管理制度在执行时存在问题。对于前者,文中已经进行了具体的分析;对于后者,主要原因是难以对一些制度的执行情况进行有效监管。在煤矿井下,机电设备分布的范围比较广而且数量众多,需要的机电管理人员数量较多,导致在执行某些制度时监管存在很大的问题。 1.3技术人员的水平低 在设备管理时,需要很多专业的技术人员。然而由于煤矿行业的特殊性,很多煤矿都缺乏高水平的技术人员,在进行设备维护和维修时不能有效排除故障隐患。此外,相对于其他行业,煤矿行业的待遇普遍较低,使得煤矿高水平的技术人员严重流失。随着煤矿机电设备的技术含量越来越高,特别是智能化开采发展以后,对机电技术人员的要求越来越高,相应的矛盾变得日益突出。为此,煤矿有关部门对这种问题应该给予足够的重视。 2机电设备管理改善策略分析 以上分析了煤矿机电设备管理中存在的一些问题,为了更好地对机电设备进行管理,需要针对现有的状况采取一些改进措施,主要包括采用信息化管理、重视机电技术人才的培养与引进以及完善现有的机电设备管理制度。下面将从这几个方面进行具体分析。 2.1采用信息化管理 为了进一步提升机电设备的管理效率,应该对煤矿机电设备进行信息化管理。通过构建信息化管理系统,可以实现对煤矿机电设备管理的自动化和集中化。常见的煤矿机电设备信息化管理如图1所示。由图1可知,煤矿机电设备信息化管理可以分为地面部分和井下部分。地面部分多为集控中心,主要是各种显示器,可以实时显示煤矿井下机电设备的运行状况等信息。而井下部分多是对机电设备的运行状态参数进行采集,这主要是由一些传感器完成,例如温度传感器、压力传感器和液位传感器等。采取信息化管理的优点主要包括以下3个方面:a)可以实现对煤矿机电设备的实时管理,一旦发现设备出现异常情况,可以通过喊话或者是直接操作的方式来防范危险情况的发生。b)实现了对设备内各种性能参数的记录,过去对设备的一些记录都是纸质化记录,这样不仅不方便查阅,而且还存在造假的嫌疑。进行了信息化处理后,提升了各种信息的可读性。c)实现了设备管理的自动化,通过传感器将各种参数进行实时采集,不需要人现场采集,极大地方便了设备的集中化管理,降低了人力资源的消耗。 2.2重视机电技术人才的培养与引进 在进行机电设备管理时,机电技术人才发挥着重要作用。为此,煤矿企业应该重视机电技术人才的培养与引进[5]。一方面,煤矿企业应该去招聘一些大中专学校毕业的机电专业的学生。考虑到机电方面专业人才培养需要较长的时间,为此,煤矿企业应该给予足够的支持,使其不仅掌握丰富的理论知识,还具有丰富的现场经验。更重要的是,给予优厚的待遇,提升其工作积极性。另一方面,煤矿企业还应该重视对机电技术人才的培养。考虑到煤矿行业招聘机电专业方面的技术人才比较困难,为此,应该对煤矿现有的一些技术人才进行培养。培养方式是通过与一些大型企业进行合作,例如在一些重要设备生产厂家进行培训,让技术人员充分了解设备各方面的知识。 2.3完善机电设备管理制度 良好的机电设备管理制度是实现煤矿机电设备有效管理的前提。为此,煤矿企业应该根据现有的情况完善机电设备管理制度。在实际工作中,主要做好以下2个方面的工作:a)发现管理中存在漏洞,要及时修正。在煤矿机电设备管理中,一些漏洞必然会长期存在,这也要求机电设备管理人员要对这些问题较为敏感。b)鼓励员工一起参与管理制度的修正,提出最有利的解决方案。对于员工提出的有效意见,相关部门应该给予一定的奖励,从而提高员工的工作积极性。 3结语 在煤矿生产过程中,机电设备管理对于煤矿开采的安全、高效进行具有十分重要的作用,为此应该做好煤矿机电设备管理工作。目前,中国煤矿机电设备管理中存在的问题主要有管理制度不完善、设备维护不及时以及人员素质低等。鉴于此,煤矿企业应该从采用信息化管理系统、重视机电技术人才的培养与引进以及完善现有的机电管理制度方面进行解决,从而为煤矿机电设备管理提供一定的技术参考。 作者:郝耀强 单位:山西焦煤集团西山煤电杜儿坪煤矿 煤矿机电设备管理问题及策略篇3 在当今煤矿开采过程中,各种机电设备在井下作业中发挥着不可替代的作用。一方面,机电设备的使用提高了生产作业的效率;另一方面,大量机电设备的使用也给管理提出了新的要求,许多事故的出现往往是由于管理不当造成的。同时,煤矿所处地形复杂,存在积水、许多易燃易爆气体,以及对管理缺乏深刻的认识,常会导致机电设备发生故障。如何进行有效的煤矿机电设备管理,是所有煤矿企业必须重视的一个课题。本文主要对目前煤矿机电设备管理中存在的一些问题进行研究,通过深入讨论这些问题有针对性地提出合理的改善策略。 1煤矿机电设备管理中存在的问题剖析 现如今,通过对煤矿机电设备的现代化升级,设备的功能越来越齐全,因此对设备精细化操作和管理要求也越来越高。但是在实际生产中,由于煤矿环境恶劣,企业待遇低等,无法吸引专业技术人员来高效操控机械设备,为了节约成本,大多借调一些其他技术工来操作。因此,机电设备老化、制度管理体系缺失以及信息共享程度低等问题日益突出,这些问题严重影响了煤矿机电设备的安全运行。 1.1机电安全管理制度不健全 规范、健全的管理制度能够使机电设备的管理有章可循。煤矿作业中设备多、情况复杂多变,生搬硬套的其他企业的管理模式可能并不能很好地适应本煤矿的情况,因此管理制度的制定和完善一直困扰着企业的决策者。一方面,现有的机电管理制度本身具有一定的局限性,无法满足复杂情况下机电设备的操作需求,缺乏更加细致的制度管理;另一方面,制度的制定最后还需要靠人来执行实现。实际中,相关人员责任意识不强,大多时候管理制度是为了应付检查而流于表面,工作中并没有对制度进行有效的贯彻和落实,缺乏对机电安全管理的深入理解,使得煤矿机电设备不能得到及时有效的维护和保养,不仅增加了企业的成本,还人为增大了事故发生的风险[1]。 1.2设备操作人员专业水平有限 机电设备的自动化程度越高,越需要高素质的专业人员进行操作和管理,如果操作人员缺乏专业的知识,没有经过操控培训,只是依靠自己的经验和意识去判断,这样一方面无法发掘机电设备的所有功能,进而无法快速、准确地完成作业,不利于企业的良性发展;另一方面,技术和知识的缺乏使得在日常机电设备管理中对设备的隐患排查不到位,进而使得机电安全事故时有发生,无形中增加了企业的生产成本和管理风险[2]。 1.3机电设备维护和保养不及时 机电设备在使用过程中需要定期维护和保养,对磨损的零部件要定期更换,这样才能延长设备的使用时间。然而,在实际生产过程中,设备超负荷运转是常态,尤其是在一些中小型煤矿企业中,这种情况十分严重[3]。长期超负荷运转不仅会缩短设备的使用年限,还会使设备事故频发,这显然不利于企业的长远持续发展。此外,一些关键零部件的不及时更换也会带来安全隐患。目前,许多先进的设备依然通过国外进口来满足需求,关键零部件损坏后在更换过程中需要花费更多的时间和资金,因此,企业为了维持正常运转,往往找一些功能相似的零部件作为补充,这样虽然能够暂时维持机电设备的正常运转,但设备的可靠性和稳定性无法得到保障,这对机电设备的管理提出了更大的挑战。 1.4机电管理信息滞后 传统的机电信息管理是通过纸质的方法去人工记录每个设备以及仪表的参数,然后通过汇总来判断整个作业面的工作情况。这种方式不但费时费力,而且由于数据量大,对机电设备状态的全面评估存在一定的滞后性。此外,手动记录和人工巡检的方式也无法实现对设备全时段的监测。 2煤矿机电设备管理的改善策略 2.1健全机电设备安全管理制度 建立健全机电设备安全管理制度对企业的生产至关重要。煤矿在生产过程中不仅要重视对设备的更新换代,还要对原有落后的制度进行完善。a)要对现有的制度及时进行补缺。可以通过大会讨论,多听取一线工作人员的反馈,然后有针对性地完善和健全管理制度。b)设立赏罚分明的奖惩机制,增强人员的参与感和工作积极性。c)针对一些容易忽视的环节,要做好突击检查,建立动态评价体系,切实将管理制度的执行落实到实际工作中。图1为煤矿机电设备安全管理流程图[4]。 2.2提升技术人员的专业水平 先进的设备管理需要更专业的理论知识和操作经验去指导,这样才能达到人尽其才,物尽其用。因此,为了维持煤矿企业的健康有序发展,企业必须培养一批能胜任相应岗位工作的机电管理人员。从企业层面来讲,一方面可以将现有的技术人员派出去接受专门的培训学习,通过技能考试获得相应的资格证书以后再上岗。这一批技术骨干回来以后可以将自己所学的新知识传授给新人,同时也可以与新人交流自己的实际操作经验,实现真正意义上的传帮带。另一方面,企业在招聘时,要考虑行业的特殊性,进一步完善薪资待遇和福利制度,吸引更多优秀的专业技术人员参与进来。与此同时,企业还可以设立一些提升通道,鼓励员工积极地提升自我。从国家层面来讲,要提高特殊岗位的准入门槛,坚决杜绝无证不合格人员进入,倒逼企业提升专业人员的能力和水平,使更加专业的人来管理机电设备,从而保证机电设备的安全运行和企业的高效生产。 2.3及时对机电设备进行维护 对机电设备进行有效的维护和保养也是机电设备管理重要的一部分[4]。对于一些故障频发的老旧设备,要定期做好维护和保养记录,为了方便管理,表1列出了一些常见的机电设备检查内容[5]。与此同时,企业还要做好预案,对一些关键的零配件要做好备份,这样在遇到设备故障时可以及时更换,节约时间和精力。此外,可通过仿真模拟的方法,对失效的零部件进行仿真计算,构建合适的系统可靠度与维修成本之间的正态分布数学模型,从源头做好相应的维护和保养预案,节约维护成本。图2和图3分别为不同期望值下系统可靠度随时间的变化关系、系统维护成本随时间的变化关系[6]。由图2仿真结果不难发现,系统可靠度可以分为初始状态下的震荡阶段和接下来的稳定阶段,且系统可靠度与期望值近似呈正相关变化;由图3的仿真结果对比可知,维护成本与期望值μ呈负相关。综上可知,在机电设备维护和保养过程中,可以通过选取具有高寿命期望值的零部件来提高系统可靠性,降低成本。针对复杂的操作环境,可建立合理的行之有效的设备检修与维护制度,使每个人在执行过程中操作更加规范和合理,提高设备运行效率。 2.4提升机电设备信息化管理水平 随着人工智能和物联网技术的发展,信息交互和共享在生产生活中越来越普遍。煤矿机电设备的管理由于作业困难、距离地面远,设备状态信息的实时监测和传递对于机电设备的管理显得十分重要。通过网络和大数据建立煤矿机电设备信息管理系统,可以对机电设备的状态进行全天候无死角跟踪和监测(见图4)[7]。相比于传统的人工检查和监控,煤矿机电设备信息管理系统更加高效和安全,大大提升了对机电设备的管理能力。 3结语 煤炭行业的特殊性使得机电设备的管理成为了煤矿企业必须面临的一个重要问题,更多智能化和自动化设备的投入对设备管理提出了更高的要求。目前来看,中国在机电设备管理方面与发达国家还存在一定的差距,主要表现为管理制度的健全方面、设备的维护和保养方面、高素质人才的培养方面以及设备的信息化建设方面等都亟待改善和提升。为此,针对这些存在的问题提出了一些改善策略,希望能为煤矿机电设备更加安全有效的管理提供理论参考。 参考文献: [1]马会明.煤矿机电设备安全管理对策研究[J].中国设备工程,2020(22):54-56. [2]郝耀强.煤矿机电设备管理存在的问题及改善策略[J].能源与节能,2022(1):167-168. [3]郭海平.煤矿机电设备管理与维护分析[J].能源与节能,2017(9):90-91. [4]王飞.杨伙盘煤矿机电安全巡检管理信息系统研究[D].西安:西安科技大学,2018. [5]闫力维,高清福,杨春红.煤矿机电设备维护管理标准化模式研究[J].能源科技,2020,18(9):67-70. [6]韩自强,岳文辉.机电设备系统可靠度和维护成本建模与仿真[J].机床与液压,2021,49(2):110-112. [7]李哲.煤矿机电设备管理信息系统设计[J].机电工程技术,2020,49(3):17-18. 作者:岳守鹏 单位:山西介休义棠青云煤业有限公司
0引言 道路工程施工质量决定着道路工程的使用寿命、车辆与行人安全,因而确保道路工程施工质量对于全社会安全生产具有非常重要的意义。道路工程建设质量决定着道路工程的安全性能,质量一旦不过关,可能会造成人力、物力、财力的损失,甚至会产生更坏的影响。因此,道路工程施工质量高低如何判断成为关键,这就需要合理运用质量检测技术对道路工程施工质量进行检测,进而提高道路工程建设的标准。 1道路工程施工中应用质量检测技术的必要性 道路工程建成后,只有通过质量检测技术才能判断道路工程施工质量的好坏。使用检测技术对在建或已建成的道路工程施工质量进行检测,如果发现施工质量问题,要及时处理,用科学方法加以纠正,以保证道路工程的质量安全,确保安全运输。随着道路工程施工质量检测技术的广泛应用,可以在施工中和施工后对道路工程质量进行全方位的检测,特别是在施工后对施工质量进行检测,能确保道路工程在交付使用前进行了全方位“体检”,只有“体检”合格,才能真正交付使用,为行人和车辆提供安全可靠的道路工程。现实中很多新建工程就是因天气、工程造价等原因造成了工程质量不过关,在施工质量检测过程中发现并纠正,避免在后期使用时可能造成的危害。 1.1施工过程中应用质量检测技术的必要性 在施工过程中,对在建的道路工程进行质量检测可以及时纠正道路工程建设过程中的质量问题,针对质量问题进行改正时,不需要全部返工,只对问题所在处进行返工建设,这样就比施工后解决问题省时、省力、省财。根据工程建设图纸进行质量检测,有利于确保工程严格按照图纸建设,进一步确保工程质量。 1.2施工后应用质量检测技术的必要性 在道路工程施工结束后交付使用前,对道路工程质量进行检测是对行人和车辆负责。一旦在交付使用后道路工程出现质量问题,如道路塌陷、桥梁断裂等问题,将严重危及车辆和行人的安全,甚至出现安全事故,势必造成很坏的社会影响。因此在道路工程施工结束后、交付使用前对其进行质量检测十分必要。 2我国道路工程施工中质量检测技术的发展现状 从改革开放到现在,我国道路工程施工中质量检测从技术单一、落后逐渐发展成为技术先进、设备先进的检测行业。雷达检查技术属于我国早期道路桥梁检测技术之一,只对道路工程结构单一的建筑体进行检测,对结构复杂的建筑体效用不大,因而其应用受到限制。随着我国科学技术的发展,目前道路工程施工中质量检测技术逐渐出现探地雷达检测技术、红外热像检测技术、自感应检测技术、冲击回波检测技术及光纤质量检测技术等。 3质量检测技术在道路工程施工中的应用 3.1探地雷达检测技术 探地雷达检测技术属于应用较早的质量检测技术之一。探地雷达检测技术发展成熟,但这种技术对操作人员的操作水平要求较高,需要操作人员在大量实践经验基础上对采集数据进行科学、合理地综合分析,以判断被检测的道路工程质量是否符合要求。探地雷达检测技术的应用原理是:对被检测的道路和桥梁发射高频率的电磁波,电磁波进入工程主体内部后会沿着地下结构或者其他结构进行传递,传递过程中不同的介质传回的电磁波段不同,检测人员根据传回来的信息对道路和桥梁内部结构进行分析,从而判断出存在质量问题的地方。如电磁波在介质传播过程中遇到异常情况,如桥梁中间空虚,电磁波就会传来异常信息,电磁波接收装置就会反馈异常情况,检测技术人员根据反馈的异常情况确定异常情况的位置,从而实现道路工程的质量检测工作。虽然探地雷达检测技术应用广泛,但是探地雷达检测技术有一定的局限性,探地雷达检测技术只能检测浅层结构的道路工程,在检测深层次的道路和桥梁质量时,探地雷达检测技术检测到的信息就不能准确反映被检测结构体的真实情况,因而在检测深层次的道路和桥梁时,探地雷达检测技术就不适用了。 3.2红外热像检测技术 红外热像检测技术是一种简单好用、便于操作、适用范围较广的质量检测技术。红外热像检测技术是利用物理学热成像的原理对被检测结构体进行检测。具体应用原理是:根据红外线的特殊性,利用红外线的辐射能力形成热成像,热成像上反映不同结构体的温度分布,不同介质、不同位置、不同材料产生的热成像是不同的,因此根据不同的热成像可以判断被检测的道路工程的温度分布,从而确定存在问题的位置。这项检测技术实际上是利用了红外线辐射对温度的灵敏度,相同材料、相同结构体所反映的热成像应该是一样的,如果不一样,那说明被检测的结构体存在一定的问题,检测技术人员就可以根据热成像来分析产生问题的具体部位,从而对具体部位开展质量排查,实现对施工中道路工程质量的检测,便于及时解决问题,推进工程建设进度。红外热像检测技术操作简单,检测技术人员只要手持检测仪器,按照操作流程在被检测体附近进行简单的操作即可。同时,由于利用温度的分布来检测质量问题,红外热像检测技术的应用范围非常广泛,既可以在平原,也可以在高山,既可以在夏季,也可以在冬季,总之红外热像检测技术随时随地都可以使用,不受任何情况的限制。在检测完毕后,检测技术人员根据热成像的分布,对照道路工程施工图纸就可以分析出产生问题的部位。 3.3自感应检测技术 自感应检测技术是目前工程质量检测技术中应用较为广泛的一种检测技术。自感应检测技术实际上就是利用导电率对建筑结构体进行检测的。自感应检测技术的应用原理是:将自感应传感器放置在被检测的结构体内部,如果结构体质量较好、没有问题,那么结构内部导电率不会发生变化,如果结构质量存在问题,那么结构体内部压力就会有变化,其导电率也会发生变化,自感应传感器就会有报警提示,提示结构体内部存在质量问题。自感应检测技术精准度比较高,能够精准确定存在质量问题的具体位置,检测所花费的时间少,检测效率高。自感应检测技术成本低,无需对施工中道路工程做任何改动。同时,自感应检测技术操作起来也非常简单,只要检测技术人员按照操作流程操作即可,无需过高的技术水准,因此自感应检测技术应用非常广泛。 3.4冲击回波检测技术 冲击回波检测技术是目前工程质量检测中科技化程度较高的一种检测技术。冲击回波检测技术,是利用对被检测结构体施加强大的冲击力,强大的冲击力产生的应力波在被检测结构体表面进行传播,传感设备对应力波进行接收。当被检测的结构体内部存在质量缺陷时,应力波就会马上回传到传感设备上,传感设备对反射回来的应力波形成图谱模型,不同的图谱模型反映出被检测结构体存在问题的位置及深浅。冲击回波检测技术应用也很广泛,不仅能够检测质量问题,还能够检测道路厚度、桥墩深度等其他相关数值,检测的数据越详细,对工程质量的分析判断越准确,越具有非常重要的参考意义。 3.5光纤质量检测技术 光纤质量检测技术是随着现代通信技术、光纤技术发展起来的一种检测技术。光纤检测技术的应用原理是:利用对散射光线的敏感度,反映集中应力的大小,进而判断被检测结构体内部是否存在质量问题。如果被检测结构体内部存在缺陷,那么该处就会产生集中应力现象,进而产生散射光线,光纤传感器对检测到的散射光线进行综合分析,进而判断存在问题的具体位置及问题大小。光纤传感检测技术的灵敏度非常高,主要是利用对光线的灵敏度,几乎可以达到毫米级,因而在对质量要求较高的道路工程进行质量检测时通常采用光纤传感检测技术。 4结语 对施工中道路工程进行质量检测时,要根据不同情况选择不同的质量检测技术,以达到质量检测的目的,提高道路工程质量。道路工程施工中质量检测技术不断发展,为我国道路工程质量保驾护航。随着科学技术的不断发展,道路工程施工中质量检测技术一定会有更好的发展前景。
冶金工业论文:冶金工业发展影响因素分析 一、山西冶金工业发展的影响因素 山西金属矿产资源丰富,主要有铁、铝、铜、金、镁、银等,具有发展冶金工业的较好的资源禀赋优势。其中,铁矿累计探明储量约30多亿吨,居全国第四位,约占全国总储量的6.8%[1]。铝土矿储量约占全国的40%,占全国首位,铜矿储量居全国第五位。除了铁矿石、铝土矿石、铜矿石的储量较为丰富外,山西还有金、镁、银、锰等金属矿产资源,这些储量丰富、品种较多的矿产资源使山西发展冶金工业具备了一定的资源比较优势。不仅如此,山西丰富的煤炭资源和廉价的电力能源供应是冶金工业发展的能源比较优势。 1.加入WTO对山西冶金工业发展的影响。在WTO框架内的国际冶金产品市场会对我国冶金产品市场产生巨大影响,并对冶金企业转变经营意识,建立新的管理模式,以及企业股份制改制、企业间资本流通与合资合作等具有一定的促进作用。同时,随着社会经济实力和科技水平的提高,金属材料在各行各业将得到更有效的利用,总的趋势是普通产品的市场将逐步缩小,而对高性能金属材料的需求将增加[2]。 2.资源与能源的潜在影响因素。首先,由于特定矿产资源结构和不合理的开发利用方式,山西冶金工业在未来的发展中仍将可能遇到相当的资源约束问题,具体表现在:各种金属矿产资源贫矿多、富矿少。如铁矿中富矿资源储量仅占6.44%,富铜矿占13.86%,铝土矿为一水硬铝石类型,高铝硅比的只占12.89%,石膏、硫铁矿没有I级品矿石等[3]。共伴生矿多、综合利用程度低。如以铝土矿为主的本溪组含矿岩系中,伴生有铌、钪、镓等稀有、稀土金属,并与耐火粘土、铁矾土、山西式铁矿共生,但这些矿产资源的综合开发利用程度低,资源浪费严重。另外,国际市场上金属矿产资源的价格波动也会影响我国冶金业发展。如国际铁矿石原料价格的上涨,山西冶金行业开始受到波及,行业效益下降。2006年第一季度,山西钢产量完成332.5万吨,同比增长18.6%,增速比去年同期回落20.7个百分点,比去年底回落0.3个百分点。1~2月份,山西冶金行业实现销售收入179.9亿元,同比增长34.9%,实现利润9.7亿元,同比下降1.7%,经济效益也出现回落态势[4]。其次,能源供应方面,随着国际市场原油价格的持续攀升和世界经济不断发展,国际能源供应日益紧张。这种能源供应的紧张局面推动了我国煤炭价格和火电生产成本的不断上升。冶金工业是典型的资源依赖型产业,煤炭和电力价格的上涨必然会增加冶金企业的生产成本,影响行业的长远发展。值得指出的是,山西水资源现状也是影响冶金工业发展的重要因素。这是因为山西是全国水资源较为贫乏的地区之一,而冶金工业既是水资源消耗的大户,又是水资源污染的大户,这就决定了水资源问题将会极大地影响山西冶金工业发展。 3.冶金工艺技术的影响。冶金工业对山西经济社会的可持续发展影响主要表现在两个方面:首先,冶金工业发展对山西工业化发展和社会经济发展有着极其重要的积极影响;其次,由于冶金工业发展对自然环境有巨大的不良影响,如废气、废水、废渣的排放以及采矿造成的地质地貌破坏等。这说明冶金工业发展对山西社会、经济、自然的影响具有积极与消极的双重特征。然而山西又必须继续发展冶金工业,唯一的办法就是采用新技术减少冶金工业发展的消极影响。在这一过程中,山西冶金工业实现可持续发展的影响因素主要表现在两个方面:一是重大环保技术,即采取措施对冶金生产活动的全过程及其对生态环境的影响进行综合控制,协调生产和环境关系,达到既发展生产又创造良好环境的目的;二是新兴节能降耗技术,主要体现在高炉喷煤技术、连铸连轧技术、电炉废钢预热技术等节能降耗技术的应用。 二、山西冶金工业发展策略 根据以上分析,在当前山西产业结构调整时期冶金工业的努力目标和采用的应对策略应注意下述几个方面的内容: 1.加快冶金工业体制结构与组织结构的创新调整。冶金行业是竞争性行业,已经进入结构调整、产业升级的时代。传统的多数冶金企业国有独资或国有控股局面将逐步退出,这是资产重组和体制结构调整的必然趋势。为了增大产业集中度,一些新的冶金集团公司将陆续联合、兼并,形成战略联盟方式进行组织结构调整[5]。在改革策略方面,要积极地、分步地形成集团化企业,确立区域市场优势,避免盲目、重复建设,进一步优化成本结构、提高经济效益。就单个冶金企业而言,要有合理的经济规模,小于这一生产规模将难于采用现代化的工艺、装备,难于生产出质量好、成本低的产品而无法盈利。然而,冶金企业的生产规模也不是越大越好,年产800×104t以上的、超大规模的冶金企业将引起生产流程的不合理和投资额过大、资金回报率低等不良的经济后果[6]。在山西,应设想逐步形成2~4黑色金属材料生产集团,其中有些是兼并型资产合并的集团,有的也可以是市场、原料、投资等要素协调的策略性联合集团。长型材则主要是形成区域化的企业集团。特殊钢企业有条件的也可以形成企业集团,有的也可以进入板材集团,或是地区性长型材集团。企业集团化将进一步促进钢铁工业、钢铁企业的结构优化,进一步增强钢铁材料的市场竞争力。在太钢、海鑫、长钢等集团改造后,临钢、安泰、中阳等冶金企业也应加快组织结构调整步伐,钢铁企业总数还要减少。特别是山西现有5100多家小铁厂、小钢厂,通过采取联合、兼并等方式,优化山西钢铁企业的组织形式,可以迅速提高山西钢铁工业的工艺技术水平、产品技术含量以及市场竞争能力。对于山西铝业、铜业等其他冶金企业而言,可以采取类似措施,通过产业结构和产业组织调整,加快落后装备和产品的淘汰速度,提高劳动生产率、市场占有率、品种结构工艺水平和技术装备结构水平,这是山西冶金工业提高竞争力的关键对策和目标之一。 2.实施新的冶金工业技术创新,实现清洁生产。按照科学发展观的导向性发展要求,冶金工业的主要污染物排放总量应该逐年减少。换言之,就是在增产的同时,还要减少对环境的污染。就钢铁企业而言,要求大中型企业吨钢综合能耗(标煤)由目前的920kg降到800kg以下;吨钢消耗新水降到16m3以下,达到上述要求的同时还要使生产成本进一步下降。清洁生产包含能源清洁、产品清洁、工厂流程清洁和厂容清洁,这是近期工作的目标。从长远来讲,冶金企业要做到“零排放”,不给社会造成负面影响。这需要实施有效的冶金工业发展技术创新,依靠先进的冶金技术装备和生产工艺,实现清洁化生产。山西冶金工业发展能耗高、污染大、效率低,环境保护历史欠账巨大,实施技术创新和清洁化生产更具现实意义。从技术路径方面来看,要全面推进节能———清洁生产技术,确立完善的清洁生产工艺流程。这是通过一系列技术措施,同时控制金属制造过程和排放过程,促进降低成本,生产出质量稳定的洁净产品;采取源头控制、源头削减策略,实现排放物的再能源化、再资源化,将污染物和有毒物的无害化处理量控制到最小量[7]。在此基础上,进一步实施环境友好样板工厂,逐步实施环境友好、社区友好的目标。总之,要将节能———清洁生产流程作为钢铁业未来5~10年技术进步的战略来推进。这是对冶金工业而言,完善的清洁生产流程具有综合影响力,会对产品成本、质量、劳动生产率、环境等产生协同优化的效果。冶金工业发展的技术不仅能够降低能耗、污染,还能提高产业发展绩效和相关企业的市场竞争能力。山西冶金工业发展中高能耗、高浪费、高污染,低产能、低效率、低绩效等问题的解决都得依靠有效的冶金工艺与技术创新来实现。目前,要从山西实际情况出发,修订落实国家产业政策和继续实施宏观调控措施的实施细则,构建有效、规范的市场准入和退出机制,以加强企业技术进步和优化企业内部工艺技术结构,提升企业技术装备水平。同时,取缔100立方米以下的高炉及18平方米以下烧结机等落后工艺设备,坚决淘汰平炉、侧吹转炉、10吨以下电炉和化铁炼钢等装备,全面推进冶金产业清洁生产技术,完善清洁生产工艺流程,发展循环经济,实现冶金生产排放物的再能源化、再资源化。 3.加快冶金工业产品结构调整步伐。当前,我国生产的钢材还有巨大的性能潜力。从90%以上已生产的钢铁结构材料强度来看,目前生产的最高强度只有理论强度的1/6~1/7[8]。在90年代“超级钢”研究推动下,新一代钢铁材料(高洁净、高均匀性、超细晶)将会陆续问世,谁掌握了这些生产技术,谁的产品就有更多的市场占有率,要推动新一代材料的开发、生产和运用,必须发挥“政府、科研、生产、使用”的广泛结合。中国钢铁强国的出现,其标志之一是新一代钢铁材料的普及率。美国、西欧部分企业要求10年更换1/2的品种。对于山西冶金工业而言,有相当多的冶金产品的生产是“几十年一贯制”。因此,为了提高山西冶金产品的竞争力,必须重视冶金产品结构调整。山西冶金产品结构调整的路径可以采取如下方式:在黑色冶金工业发展方面,重点增加不锈钢、硅钢等特种钢材的产能以及其它短缺钢材品种。在发展特种钢材时可以参考我国近期待开发与生产的钢材品种目录实施。山西钢铁工业应结合自身的发展优势和市场需要,调整钢材产品结构,增强产品的市场竞争力。对于山西的铝业、铜业等冶金工业,同样应合理地调整企业的产品结构,增加高科技含量、高附加值和高市场需求的金属产品生产,走出一条适合自身发展需要的产业发展路径。在有色冶金工业发展方面:实施氧化铝及电解铝深加工工程,加快铝土矿资源的开发和电解铝企业配套电厂建设,加大力度发展铝深加工产品;实施镁合金及深加工工程,培植一批龙头企业,加快镁合金及高端延伸加工产品的发展;重点发展为航天航空、汽车、IT等产业配套的镁合金深加工高端产品,如鸿富晋、银光镁业、广灵精华化工等企业的“3C”产品和汽车配套镁合金压铸件项目等[9],通过一系列措施的实施,增强山西有色冶金工业可持续发展的能力。 冶金工业论文:冶金工业超声波应用拓展 1超声波的作用机理 超声波具有以下四个基本特性[1]:第一,束射特性。超声波波长短,可以集中成一束射线;第二,吸收特性。超声波在空气、液体和固体中均会被吸收。空气中的吸收最强烈,固体中的吸收最微弱;第三,高功率。由于频率高,超声波的功率比声波大得多,它不仅能使所作用的介质产生急速运动,甚至会破坏其分子结构;第四,声压作用。声波振动使物质分子产生压缩和稀疏作用,这种由于声波振动引起的附加压力现象叫声压作用。超声波在提取冶金过程中应用的主要是功率超声。功率超声可以强化冶金过程的原因是:溶液中存在有溶解的一些气体,在超声波的作用下形成所谓的空化现象,当这些微小的气泡破裂时,产生瞬间的高温( 5000K)高压( 5×107Pa),形成所谓的“热点”,对化学反应起到非常明显的加速作用,同时高能超声形成的大量空化气泡在超过一定值的声压下发生崩溃并产生激波,将已结晶长大的晶粒打碎,使晶粒得到细化。另一方面超声波使液体出现湍流的力学特性,降低扩散阻力,同时对破坏边界层,加速传质、传热,促进微细颗粒的弥散起到了关键作用[2]。超声振动的高能量及其它的特殊效应,还可极大地提高振动对凝固的作用效果[3]。超声波在液体中传播时,液体分子受到周期性交变声场的作用,产生声空化、声流效应及力学机制,引起熔体中流动场、压力场和温度场的变化,从而产生一些特殊的效果。在高温操作中,高功率超声波可用于熔体金属的迅速脱气[4]。实际上超声波对于任何中等粘度的液体的脱气几乎都适用[3]。在含水系统中脱气效果特别迅速,它能除去溶解的任何气体,使水溶液中的气体降到很低的水平。超声波脱气对于要求迅速和受控制的除去系统中气体的场合,会得到很好的效果。根据上述机理,超声波可改善熔融液在冷却凝固时的流动性,能够提供有效的结晶体,从而也可改善金属熔体的质量。 2超声波在冶金中的主要应用 2.1强化浸出过程 李俊[5]论述了湿法冶金过程中常见的三种浸出情况,并对超声波用于硫酸浸出氧化铜的过程进行了探讨。在浸出过程中施加超声影响的实践中,引用奥罗夫(Orlov)做了带超声波和不带超声波机械搅拌硫酸浸出氧化铜的对比研究,结果表明,达到相同的浸出率时,不用超声的浸出时间约为用超声的浸出时间的12倍。K.SarveswaraRao等[6]作了相关的试验研究,结果表明,超声波对从氧化铜矿石中的氨浸有着正的效应。在温度298K、粒度-300~+150μm,氨浓度2.0mol/L,含固量10g/L的条件下,超声波可使铜浸出率从70%提高到90%。与机械搅拌浸出相比,使用超声波可使浸出时间缩短近5/6,同时也使试剂消耗减少。对于相同的颗粒矿石,超声波不仅强化了浸出速率,也提高了铜的浸出率。结果还表明,在其它条件相同时,间歇式超声波(脉冲超声波)的效果优于连续式超声波。范兴祥[7,8]等人研究超声波强化草酸浸出氧化锌精矿过程。在试验条件下,用超声波辐射浸出氧化锌精矿同机械搅拌相比,浸出率有很大的提高。机械搅拌20min,氧化锌精矿浸出率仅58.12%,超声波辐射20min,浸出率则达90.24%,提高了32.12%;锌浸出率随辐射时间延长而提高;超声波辐射强度提高,辐射时间一定时,浸出率提高,浸出率相同时,浸出时间缩短。刘彬等人[9]引入超声处理技术强化铁盐浸出黄铜矿这一新颖研究方法。在相同浸出条件下,用超声波处理后,铜的浸出率提高,平均提高幅度在5%~10%,不但有效地缩短浸出反应时间,而且显著的提高铜的浸出率。赵文焕[10]等利用超声波进行银精矿中金银的氰化浸出小型试验和扩大试验,结果表明超声波浸出法具有金银浸出率高、浸出时间短、氰化钠单耗低等优点,在最佳试验条件下,金银浸出率分别为97%~99%和95%~96%,浸出时间只是常规氰化浸出时间的1/2,氰化钠单耗降低10kg/t。王少芬[11]等人将超声波在硫化矿发电浸出过程中的应用进行了一定程度的研究。为了强化发电浸出过程,有效地提高输出电流、电压及金属离子的浸出率,将超声波引入到硫化矿与二氧化锰的同时发电浸出过程。在实验条件下,每次启动超声装置20min,直至浸出约10h。在超声场作用下,输出电流和电压都有明显上升,采用超声强化比未强化处理的浸出液,由于硫化矿浸出电极在超声条件下的极化程度减弱,获得了更大的输出电流和输出电压,从而获得了更高的浸出率。K.M.Swamy等[12]研究了在有超声和无超声的情况下,用尼日尔黑曲酶属菌种浸出印度奥里萨帮红土矿。在最佳工艺参数,如孢子浓度,葡萄糖用量,矿浆浓度,超声波降解时间条件下,无超声波时,浸出20d,镍的浸出率为92%;用43kHz,1.5W/cm2超声处理30min后,在孢子浓度为106个/mL和葡萄糖浓度为2%条件下浸出14d,镍的浸出率高达95%。并且在超声波作用下,镍的浸出效果比铁的浸出效果好。 2.2提高单元操作速率 严伟[13]等人主要介绍了超声波在协助萃取领域内的发展和应用情况。在相同传质领域里,用超声波强化最多的是液固萃取。高频和低频都能强化萃取,但低频时达到同样的强化程度小于高频。超声波产生的脉动和控制的空化作用可以大大增加湍流强度及相接触面积,从而强化传质。BatricPesic[14]等在用Kelex100溶剂萃取镓并用超声波处理人工合成溶液和工厂的实际溶液时发现,超声波的作用使镓的萃取速率提高了15倍,所采用的超声波频率为20kHz,声强为19W/cm2。试验发现,在超声波作用下,温度对镓的萃取速率没有影响,而通常的萃取过程中,温度升高对提高萃取速率是有利的。赵洪力[15]采用自行设计的实验装置进行了用超声波技术处理含“薄膜铁”天然硅砂的试验,结果证明,在处理10min时,除铁率一般可达46%~70%,与同样条件下机械擦洗相比高出15%~45%;处理时间只需1~5min即可达到机械擦洗10~15min所达到的效果,处理时间可缩短2/3以上。Romanteen[16]等研究了在600~800℃范围内CO还原PbO的动力学。当声压升至15.8Pa,600℃时,PbO的还原速率增加了15%~25%,升至800℃时还原速率增加了2倍;同时还发现声波频率 6.6kHz时对PbO的还原速率没有影响。 2.3在复合材料制备中的应用 冯海阔[2]等人讨论了超声波在颗粒增强金属基复合材料制备过程中的应用。超声波在此过程中的主要作用,是改善颗粒与合金液润湿性及颗粒分散的均匀性。通过总结超声分离技术的机理及研究现状,提出一种很有发展潜力的采用超声分离技术制备颗粒增强金属基表面复合材料的新方法。王俊等[17]采用高能超声复合法制备了致密度高、增强颗粒均匀分散的SiC颗粒/ZA22复合材料,其内部没有气孔或颗粒偏聚等缺陷。认为在试验所用高能超声处理条件下,熔液中产生的瞬时局部高温、高压的声空化效应与具有高的速度和加速度的声流效应的协同作用,是改善增强颗粒与基体合金润湿性、并使颗粒在合金中均匀弥散分布的主要原因。潘进等[18]用功率超声波施加于金属熔体中,可以在极短时间内实现纤维与金属的复合,制备出了高性能复合材料。液态金属在超声作用下能渗入颗粒预制件中或与颗粒均匀混合。超声浸镀可以实现钢丝镀锌、镀铝。方孝春[19]结合超声波理论和作用及高速电镀理论,对铁基粉末冶金件镀镍的传统工艺与新工艺进行了试验对比。经过超声波清洗的镀件基体与镍层结合力明显提高;封孔处理可降低镀层孔隙,耐蚀性能提高;镀层封闭剂R处理后可有效填充和封闭镀层孔隙,阻挡腐蚀电池的产生,从而提高单层镀镍层的防护性能和品质。 2.4细化晶粒 孟丽华[20]研究了超声波处理时间对工业纯铝铸锭结晶组织的影响,分析了超声波对工业纯铝结晶组织影响的原因。研究结果表明,采用超声波方法处理熔体后,铸锭的细化率大幅度提高,可使整个铸锭断面均为微细化的等轴晶组织,过剩的超声波振动将导致铸锭细化率的下降。该实验从某种意义上证明了超声波振动的细化效果是来自于动态形核机制。胡松青[21]在熔融金属的冷却过程中导入超声波获得了较小的晶粒,并且在超声波的作用下,形成的晶核进入振动状态,从而加速生长过程。对碳钢的超声处理表明,它可使晶粒尺度从200μm减少到25~30μm,碳钢的延展性增加30%~40%,机械强度提高20%~30%。对金属锌冷却结晶的研究表明,超声处理可使其临界切变应力强度提高80%,而且,在频率为25kHz、强度为50W/cm2的超声波作用下,金属锌的晶形由圆柱形改变成均匀的六角形。Gomes等[22]认为,在NaOH溶液中,用超声波处理铝土矿可以提高微扰作用和提高矿石颗粒的溶解速率,然后再用超声波处理溶液,可使溶液中的固体颗粒沉降分离速度加快;用超声波处理加晶种的铝酸钠溶液可以提高分解速率和使晶体生长更均匀。赵忠兴[23]在铸造合金中导入超声波,并通过硬脂酸和丁二腈在凝固时施加超声波。结果认为:其周期性的空化和搅拌作用,使合金液的温度和成分均匀化,细化了铸造组织,减轻了铸造合金的宏观偏析倾向,提高了铸造组织的均匀性。他们还研究了超声波对铝合金结晶过程的影响[24],结果表明:对铝合金液施加超声波,以底部导入超声波为好,可避免氧化夹杂的生成;超声波施加于铝合金液,可使其显微组织明显细化;超声波在金属液内传导过程中,其声强度随传导距离的增加而衰减。 2.5超声脱气、去夹杂技术 用高声强的超声波处理液体可以明显减少液体中溶解的气体量[2]。该作用已经被用于熔融金属液的脱气过程,成为超声脱气技术。鲁曼里、艾斯玛赫和玻依奇[25]用超声波处理了含5%~7%镁的铝镁合金,结果表明,超声波对熔融金属中排出气体的作用很大。超声弹性振动在几分钟内可以使合金完全去气。白晓清[26]等研究了超声波对流动液体中夹杂物去除效果的实验,无超声波作用下,夹杂物会自然上浮至液体表面并且仅有少量的夹杂物粘附于容器的壁面和底部;在超声波作用下,夹杂物因凝聚在短时间内容易上浮至液体表面或粘附于容器的壁面和底部。在1.5s和30s时,可以明显观察到有超声波作用的液体更为清澈。SarukhanovR.G[27]等研究了在频率44kHz、振幅1μm的超声波作用下锡的结晶净化过程,结果表明,超声波改善了杂质元素的分离效果,使Cu、Au、Cr、Ni在锡中的分配系数降低了25%~45%,从而达到使锡精炼的目的。 2.6超声无损检测(NDT)技术 陈等[28]针对粉末冶金(PM)零件在制备过程中不可避免存在的缺陷(气孔或裂纹),采用NDT技术对其进行了初步研究。结果表明,超声无损检测散射波的波形可在一定程度上反映粉末冶金制品中孔隙的数量和状态。散射波不明显时,说明材料的孔隙很小,可能小于超声波的波长;散射信号杂乱且增强时,说明材料孔隙较多。但散射波与孔隙之间的量的对应关系,因所受影响因素众多,只能大概反映孔隙的状况。超声无损检测中声速和材料中的孔隙率有一定的线性关系,声速的减小代表了材料孔隙的增多,同时在一定程度上也反映了材料的性能。因此,可以用超声无损检测技术来评价PM材料的某些性能。从而达到对该类零件实现非破坏性的快速、全面检测的目的。李军[29]对不锈钢复合钢板超声波检测方法进行了阐述。在检测不锈钢复合钢板时,通常选用单晶直探头局部水浸法从复板一侧按照扫查灵敏度进行检测,一旦发现缺陷波的信号,先将其圈住,再用单晶直探头的直接接触法准确划出缺陷的边界(确定边界用缺陷波全波消失法),并按照生产合同技术要求的相关标准,对缺陷是否可以修复做出准确评判。 3结论 (1)超声波对许多冶金过程确实能起到有效的强化作用。从实际应用的角度来看,现在的超声波设备普遍存在功率小的问题,不能完全满足工业化生产的要求,尽快研究出大功率超声波设备是解决应用问题的当务之急。随着科技的进步,可以相信在不久的将来,功率超声在强化冶金过程、复合材料的制备、细化晶粒,脱气去杂质,检测等方面的应用将越来越广阔,发挥越来越重要的作用。 (2)超声波会导致固体和液体出现“空化现象”。虽然对生物体来说,产生瞬态空化作用时,靠近爆炸气泡附近的细胞会受到损伤,但一般说来,在人体内大多数器官和生物流体中,损伤少量细胞不会对人体产生危害。 (3)超声波在我国冶金工业中的应用发展迅速,一方面得益于技术本身的不断完善,另一方面有超声波设备生产厂家的支撑,比如深圳市科工达超声设备有限公司、深圳市时代超声设备有限公司、宁波海曙金达超声设备有限公司、北京超声波明和公司等大型制造厂商,都以生产冶金行业超声波设备为主。 冶金工业论文:国外冶金工业轨道衡技术研究 1前言 日本冶金工业轨道衡技术的发展应追溯到日本战后经济振兴的年代。随着经济的发展,使日本冶金工业迅速崛起,成为世界上技术最强的冶金大国之一。改革开放以来,我国冶金行业的特大型钢铁生产企业,如宝钢、首钢、武钢、太钢、鞍钢、昆钢、济钢等,都先后随着大项目的引进,进口了代表日本先进技术的Yamato电子称重技术,其中不乏各种轨道衡技术。下面分别介绍Yamato的几种轨道衡技术,看日本冶金工业轨道衡技术的发展与应用。 2轨道衡在钢铁企业生产流程中的应用 大型冶金钢铁企业生产全过程中采矿、选矿、烧结、炼铁(铁水罐车或鱼雷罐车的铁水液面计量)、焦化煤塔用宽轨装煤车计量、炼钢(宽轨铁水包车或钢水包车计量)、轧钢型材、板材、线材(宽轨车计量)。外进原料如原料煤、矿石、铁精矿、石灰石、耐火材料、合金料、废钢计量、高炉灰,矿碴等副产品出厂的标准轨道衡的计量。 3整体式秤台结构轨道衡 早期日本冶金行业甚至最近还在使用的称重轨道衡,除了采用标准轨距、标准车辆外,还有大量的非标车型的深基坑超大型整体式秤台结构轨道衡。根据车辆参数轨距、轴距、轴数、心盘距、转向架数,全轴距、钩舌距的不同,从而采用不同类型的轨道衡。其中轨距从1435-6700mm,轴距从900-2000mm,轴数从2-16轴,心盘距6680-14230mm,转向架数2-3个,钩舌距从1210-25800mm,载荷规格从10-800t。其中较为典型的Yamato整体式秤台结构,大多为厚钢板箱型焊接大梁,横向采用X型联系梁形成整体结构。限位采用拉杆或碰撞式相结合,构成复合式纵、横向限位装置。秤台特点为安装简便、秤台刚度大、适用于称重频率大的场合。整体式秤台基础一般为深基坑或浅基坑基础。称重传感器采用日本Yamato经典的CC2/CC5系列摇柱式电阻应变式称重传感器,该传感器采用了抽真空充氮全密封焊接结构以及超高度不倒翁结构,使秤台受冲击后回复性优于其它任何结构。传感器规格从10-500t。准确等级符合OIMLR60C级1000-3000分度。该传感器是当今日本和我国冶金行业在用的传感器使用寿命最长的优选产品之一。称重仪表采用日本Yamato在九十年代中期开发的一款多功能超小型的EDI-800型通用工业仪表。该仪表最大的特点是显示码可达300000,采样速度为100次/秒,自我诊断,人机对话,屏幕菜单,各种I/O定值控制,各种通讯接口以及三菱CC-link现场总线联网技术。 4轨枕式电子轨道衡 日本Yamato在八、九十年代,开发了一种适用于因现场条件所限,秤台必须横向分离的轨枕式电子轨道衡。规格从100~800t,秤量方式为静态。该秤台最大特点是两根独立的称重大梁,就像两根长轨枕。承重梁厚度仅为100mm左右,整个秤台高350mm,承重梁与底座采用特殊密封技术,纵、横向限位采用了弹簧膜片式,两个秤台之间仅有数根力矩杆连接。每个秤台横向分别有一个或两个CC2/CC5传感器支承。一台鱼雷罐车可配置4-8个秤台。该装置特别适用于超长秤台无法运输,现场有障碍物使秤台必须横向分离的场合。安装调试也特别方便。该种类型的电子轨道衡已在日本新日制铁、韩国的项浦钢铁、上海宝钢4000m3炼钢高炉鱼雷罐车计量得到了广泛的应用。一般冶金行业的大型炼铁高炉有2个出铁口,相应有4个鱼雷罐车位。现场设置称重显示装置,并将信号送高炉中控室。主要输出信号为总重(4-20mA/0-F.S)、皮重(4-20mA/0-F.S)、鱼雷罐车号(BCD2位);主要输入信号为净重(4-20mA/0-F.S)、90%重量值(4-20mA/0-F.S)、100%重量值(4-20mA/0-F.S)、鱼雷罐车号(BCD2位)。 5模块式电子轨道衡 日本Yamato在九十年代又开发了一种适用于宽轨铁路车辆称重的模块式电子轨道衡。规格为100~240t,秤量方式静态。适用于现场条件所限,不允许长时间施工的线路。整体高度低,大大节约土建成本。特别方便拆卸、维修、调试。每一个模块为一个单独的称量箱,每一个模块相当于一个称重单元,从而取消了大型机械构件的秤台。在不影响线路正常运输情况下,可利用间隙时间完成安装调试。其秤台最大的特点是类似于我国的板式结构。在每根钢轨下密排着称重模块(称量箱)。现场安装与维修可很方便地装、拆称重模块。 6车轮测定用电子轨道衡 日本Yamato近年来,为了适应铁路车辆超偏载检测的需要,开发了一种适用于铁路车辆、机车车辆的轮重、轴重进行偏载测定的车轮测定用电子轨道衡。其特点小巧轻便,无须秤台,可低速动态称重。此装置已在日本的铁路车站、编组站、机车车辆厂、修理厂得到了广泛的应用。测定范围0.1~10t/轮,分度值10kg,静态准确度:±1%,动态准确度:±3%,动态车速小于10km/h。该装置另一个特点是可附带现场测力标定装置。 7不断轨电子轨道衡 日本在不断轨轨道衡的研究技术上虽未见大量公开的报导,实际上也与西方各国一样进行了大量的试验研究。最近日本Yamato最新推出的不断轨、具有数字化标定功能的电子轨道衡,足以证明了这一点。该装置为无秤台、不断轨结构,整个机械结构仅有2套剪切式数字传感器,每套传感器分别由2个左、右侧固定传感器组成,每个传感器用高强度螺栓固定在钢轨腹部。秤量轨支承点长度为600mm,2套传感器中心距为400mm,仪表有效采样段为200mm,该装置最大秤量为100t,分度值为100kg,秤量范围10-100t,静态准确度可达1%。目前由于种种因素的制约,其动、静态计量准确度,还未达到可以作为贸易计量的用途。该装置为无秤台、不断轨结构,整个机械结构仅有2套剪切式数字传感器,每套传感器分别由2个左、右侧固定传感器组成,每个传感器用高强度螺栓固定在钢轨腹部。秤量轨支承点长度为600mm,2套传感器中心距为400mm,仪表有效采样段为200mm,该装置最大秤量为100t,分度值为100kg,秤量范围10-100t,静态准确度可达1%。目前由于种种因素的制约,其动、静态计量准确度,还未达到可以作为贸易计量的用途。根据材料力学关于受集中载荷的简支梁的常规弯矩与剪力分析很容易看出:轮重P在400mm称量段中心位置Xi=0.5×L时,弯矩最大MX=P×L/4,而轮重P在400mm称量段内剪力却是恒定的QXi=P×Xi/L,其值与轮重P成正比。从称量钢轨截面进行力学分析可知,其中性轴上的剪应力最大为τMax=Q×S(/Jx×b),剪应变γMax=τMax/G,中性轴45°方向主应力σ=τMax,主应变ε=±0.5×γMax。即当列车通过测量区时,车轮重量通过称重轨下剪力传感器对剪应力产生的两个拉压对应的主应力的测试,将重量转换成电压信号,进行放大与A/D转换,完成车辆的称重。日本Yamato最新开发的USUI型剪切型钢轨传感器的特点是由于具有左、右侧两种传感器成对设置,称重段内的载荷不均匀将不影响计量准确度。具有高灵敏度,耐高温对策。应变片基底及接线采用耐用热高分子材料,电缆采用硅胶电缆,这样可使传感器保存温度达到150℃,使用温度达到100℃。不锈钢弹性体激光焊接密封,电缆接头采用O型圈密封,可适用于各种恶劣的高温、粉尘、潮湿的环境。USUI型传感器可实现现场安装,拆装方便。也可根据需要选择钢轨单面或双面安装。该传感器另一最大的特点是具有独特的现场测力标定装置,供用户作模拟加载测试。上图为USUI型传感器的外观尺寸图。该不断轨轨道衡的控制器为日本Yamato最新款的EDI-910型称重显示控制器。采用了ΔΣ型20位高速A/D转换。该仪表具有独特的数字化标定功能,可输入所有传感器的灵敏度值,对其进行数字化的标定,并开放其零点,量程的标定系数,便于了调整和互换。可对称量批次,时间、累计值、平均值、称量范围、偏差、极限值等数据进行统计存储,并能存储出错记录和断电瞬时的数据及自我诊断功能。该仪表具有各种丰富的通讯接口功能,外部参数输入可分成命令设置和自动设置二种,分时分批设置。可通过串行口与PLC联网,并支持欧姆龙的Hostlink协议和三菱CC-LINK协议,通过现场总线融入企业的ERP管理系统。 8结束语 总之,各种型式的电子轨道衡是根据不同的生产需要而发展起来的。由于称量物质的不同、工作环境与工况的不同、车辆型式的不同、用户需求的不同,因此产生了不同的称量手段与措施。我们不能笼统地说,不同型式的轨道衡产品的好与坏。从以上介绍日本Yamato不同时期提供给冶金、铁路系统的不同型式的轨道衡产品,可以从某一侧面反映了日本冶金行业轨道衡技术的发展与应用。秤体结构从整体式———轨枕式———模块式———不断轨式的发展过程,秤体结构的发展也伴随着传感器技术与称重仪表技术的发展与更新换代。从“用户至上”的理念出发,不断轨技术的应用、现场模拟测力标定装置的应用,以及仪表数字化标定技术、数字化通讯与联网技术并融入企业的ERP管理系统,都是在用户不同的需求中发展起来的。日本轨道衡产品技术在冶金行业的发展与应用,同样值得我国同行的借鉴。 冶金工业论文:冶金工业安全生产思考 一、我国冶金工业生产及安全概况 冶金工业是我国国民经济的重要基础产业,经过多年的建设,已构建起包括矿山、钢铁冶炼、轧制、焦化以及配套专业和辅助生产系统组成的完整的冶金工业体系。特别是改革开放以来,我国冶金工业的建设和发展取得了举世瞩目的成就,为我国国民经济建设作出了重要贡献。从安全生产事故统计数据看,与矿山等几个高危行业相比,冶金事故总量不大,近五年年平均事故起数约308起,年平均死亡人数306人。但冶金安全生产形势依然十分严峻,各类重大、特大爆炸、火灾、中毒事故时有发生,给人民生命财产造成重大损失,在社会上产生了极其恶劣的影响,事故造成的严重后果和社会效应远远超过了事故本身。 二、搞好冶金行业安全管理工作的具体措施 1、建立各种监督管理制度、规定或办法 (1)建立冶金企业建设项目安全设施的安全预评价报告、安全专篇、安全验收评价报告的备案制度,包括备案程序、内容、评价的资质规定等。备案分为告知备案和审查备案。我们这里的备案是指告知备案,目的是为我们下一步开展冶金企业安全监管工作提供帮助。安全预评价报告是指导安全专篇编制工作的依据,高质量的预评价报告对指导项目后续工作具有特殊的意义。安全专篇。设计单位按照有关规定编制安全专篇,安全专篇应充分吸纳安全预评价报告的有关内容。目前虽然尚未出台统一标准的冶金企业安全专篇编制提纲,但可以参照高危行业已有的编写提纲,思路和框架应该基本一致。验收评价和竣工验收。为保障建设项目竣工投产后达到国家规定的安全标准,建设单位在项目完成基本建设稳定试运行一段时间后(试运行期不得超过一年),应委托有资质的中介机构进行建设项目安全验收评价,完成验收评价报告后,可组织进行安全设施竣工验收工作。一个冶金企业建设项目往往涉及到危险化学品生产、使用等环节,各地可根据本地区实际情况,尽量简化“三同时”程序,能够同时解决的一并解决,以减轻企业负担。 (2)建设项目安全设施设计重大变更的备案制度。 (3)重大危险源的备案制度。(2009年刚刚颁布的国家标准《危险化学品重大危险源辨识》(GB18218-2009)和我局的《关于重大危险源监督管理工作的指导意见》(安监管协调字[2004]56号)对重大危险源的辨识标准进行了规定。符合上述规定的,即可认定为重大危险源。但是,冶金企业特有的生产工艺,也有容易发生重特大事故的环节,如高温金属液体生产、吊运设施也应视为重大危险源加强管理。) (4)冶金企业的事故应急预案备案管理制度。企业因施救不当或盲目施救是造成事故伤亡人数扩大的重要原因之一。安全监管部门应督促和引导企业结合自身特点,有针对性地制定事故应急预案,并组织开展应急演练,使作业和施救人员掌握逃生、自救、互救方法,熟悉相关应急预案内容,提高企业和从业人员的应急处置能力。 (5)开展冶金企业安全生产标准化工作的规定。开展冶金企业安全生产标准化工作是提升冶金企业安全管理水平的措施之一。安全生产标准化考评标准或规范主要依据国家或行业的法律、法规和标准而制定的。企业按照标准或规范开展达标活动,实际上是对照安全生产的法律法规、标准和要求寻找差距,同时进行整改。因此,企业推行安全生产标准化的过程,是贯彻落实国家有关安全健康法律、法规和标准的具体体现,是强化全员安全意识、安全技能教育的重要举措。各地要采取措施推进冶金企业开展安全标准化活动。 2、开展监督检查对冶金企业的一般安全监督检查,监督检查冶金企业对所属分公司、子公司、控股公司的安全生产管理情况,监督检查检查钢铁联合企业内的焦化、氧气及相关气体制备、煤气生产(不包括回收)等危险化学品生产单位安全生产许可证持证情况,监督检查冶金企业安全生产管理规章制度和安全操作规程的制定、落实情况,监督检查冶金企业安全管理机构的设置和管理人员的配备是否满足本规定的要求,监督检查冶金企业的安全费用的提取与使用情况,监督检查主要负责人、安全生产管理人员、从业人员的安全培训情况,特种作业人员和煤气作业人员的持证情况。 3、组织开展冶金安全生产有关法律、法规和标准等的宣贯培训(包括各级安全监管人员、企业安全管理人员等)。各级从事冶金方面的安全监督管理人员要做到基本了解冶金企业的生产特点和主要工艺,掌握冶金企业安全检查方法以及危险源辨识方法,拥有与监管工作相适应的业务知识和能力。 4、建立冶金企业的安全生产管理责任冶金企业是自主经营、自负盈亏、自主依法从事冶金生产活动,但必须依照国家有关法律、法规的规定,履行相应的法律义务,也包括安全生产的有关规定和要求。生产经营单位必须遵守本法和其他有关安全生产的法律、法规,加强安全生产管理,建立、健全安全生产责任制,完善安全生产条件,确保安全生产。其安全生产管理职责的主要内容包括:遵守我国有关安全生产的法律、法规、标准、规范等;依照规定设置安全管理机构和配备安全管理人员。建立健全安全生产责任制;建立健全安全生产的各项规章制度、操作规程;必须具备基本的安全生产条件,包括必要的安全投入;必须对从业人员进行安全教育培训,使其掌握基本的安全生产知识和技能;建立内部安全生产监督管理检查制度;贯彻执行建设项目“三同时”的要求。 总之,安全生产贯穿于生产经营活动的各个行业、领域,各种社会关系非常复杂,这就需要针对不同生产经营单位的不同特点,针对各种突出的安全生产问题,制定各种内容不同、形式不同的安全生产规范,来调整生产经营单位、公民之间在安全生产领域中产生的社会关系。 冶金工业论文:车间通风冶金工业论文 1输送气体中含有一定的一氧化氮等物质 除了硫磷物质之外,在冶金企业车间生产过程中,一氧化氮是一种重要的伴生气体,对车间内空气的影响比较强烈,不但危害了车间的作业工人,同时也对周围环境造成了严重影响,因此,有害气体必须得到及时处理。输送气体中含有较多的固体小颗粒。结合冶金企业车间生产实际,除了气体污染之外,在车间内也含有大量的固体小颗粒,对作业工人的呼吸系统造成了严重的危害。因此,正确分析冶金企业车间的气体成分和性质,对制定具体的通风措施具有重要作用。 2冶金企业车间通风应做好风机选型 风机根据工作区域不同分布,对粉尘和各种气体浓度比较大的工作区域采取多个风机共同作用,几个为一组的方式,沿着尾气处理排放的方向布置。为了满足铸造车间内的环境要求,通风机通常配有整体消声器。在调节空气质量的同时,通风机可达到减小噪声的作用,经叶轮作功后,从通风机出口高速喷出。基于这一认识,做好风机选型,是提高冶金车间通风效果的重要措施,对冶金企业车间安全生产具有重要的促进作用。结合当前冶金企业车间气体的性质,在风机选型上,应从以下几个方面入手:(1)风机选择必须满足高效性原则。在风机选择过程中,基于风机在通风中的重要作用,风机只有在工作效率上满足实际需要,达到较高的通风效率,才能满足冶金企业车间通风需要。因此,风机选择中应将高效性作为衡量风机是否达到工作要求的重要指标,做好风机的选择工作。(2)风机选择应对硫磷气体有较强的针对性。由于冶金企业生产车间内硫磷气体含量较高,在通风过程中,只有对硫磷气体排放具有较强的针对性才能满足车间生产需要。为此,在风机选择过程中,应将硫磷气体作为重要的衡量指标,保证硫磷气体的排放能够被迅速排风系统带走,达到净化车间空气的目的。(3)风机选择应重视其抗腐蚀和换气率等指标。在冶金企业生产过程中,车间内气体中硫磷的含量较高。而硫磷会对风机产生较大的腐蚀。因此,在风机选择过程中,将风机的抗腐蚀性和换气率作为主要指标是十分重要的。基于这一认识,风机选择必须满足抗腐蚀和换气率等基本指标。 3冶金企业车间通风应做好除尘器选择 在冶金企业车间通风过程中,除了气体之外,空气中的灰尘也是重要的污染源。在这一前提下,做好除尘器的选择,是消除空气中多种杂质的有效手段。为此,做好除尘器选择,是提高冶金企业车间通风效果的重要手段。通过了解发现,常用的除尘器主要有分室反吹袋式除尘器,机械回转扁布除尘器,低压脉冲长袋除尘器,三种除尘器各有优缺点。静电除尘系统由除尘机和附属设备组成。为确保集尘、除尘效果需要配备水处理装置、送风机、控制器、高压发生机、计测器等装置。工作机理是在带负电放电极周围的空气被电离形成电晕区,电晕区内的空气电离后,正离子很快向负极移动。基于各种除尘器的优点,冶金企业车间在通风过程中的除尘器选择应把握以下原则:(1)除尘器必须具有较强的针对性。由于冶金企业车间的粉尘含量较为复杂,要想提高除尘效果,就要在除尘器的选择中使除尘器能够实现对特殊粉尘的清除,保证车间内的空气质量满足实际需要,达到净化空气和提高空气质量的目的,提高车间的整体除尘水平。(2)除尘器应满足车间除尘的工作指标。在除尘器选择过程中,除了要提高除尘器的针对性之外,还要使除尘器满足除尘的工作指标,使除尘器的工作效率能够满足实际需要,达到提高除尘器除尘效果的目的。因此,将工作指标作为重要的衡量标准,是提高除尘器除尘效果的关键。(3)除尘器应能够适应冶金企业车间的恶劣环境。由于冶金企业车间的生产环境相对恶劣,除尘器在选择过程中只有具备适应恶劣工作环境的能力,才能提高冶金企业车间除尘效果的目的,保证冶金企业车间的除尘和通风满足实际需要。因此,工作环境是除尘器选择必须考虑的因素。 4结束语 通过文章的分析可知,在冶金企业车间生产过程中,应对通风引起足够的重视,并从做好输送气体的性质、做好风机选型和做好除尘器选择入手,提高冶金企业车间的通风效果,保证冶金企业车间通风质量满足实际需要,达到保障冶金企业车间安全生产管理需要的目的,为冶金企业安全生产管理提供有力支持。 作者:孙纳 林洁 单位:无锡市疾病预防控制中心 冶金工业论文:新工艺及新技术冶金工业论文 一、教师在课堂中的作用 学生完成任务之后,教师要进行纠正说明以及总结评价,从而保证学生所讲内容的正确性以及完整性,进一步深化教学内容。除了专业问题外,每位学生要发表学习过程中的一些感受,其他学生要进行提问,使学生们都参与到课堂中来,提高学生们的学习兴趣。在学好专业知识的基础上,培养学生们的创新意识及科学素养。最后由教师进行总结与评价,评价内容包括学生在此次任务完成中的表现,对目标知识掌握的程度以及解决问题的能力和创新思维的能力等。 二、立体式教学法的应用 立体式教学法旨在保障知识传授的基础上,强化思维能力的训练。经过对三届选修冶金工程新工艺及新技术课程的研究生进行的对比实验教学,选取72名无显著差异的研究生作为研究对象,对立体式教学法进行了探索与研究。 1.对于拓展视野的帮助 研究生的学习需要以开阔的眼界来观察与研究专业领域内的热点问题。研究生不能沉浸在周围的小环境下,需要放眼世界,从更大的角度去审视问题、分析和处理问题。结果表明,绝大多数学生认为立体式教学法有助于拓展学生的视野,但仍有8%的学生认为该教学法无助于拓展学生视野。究其原因,主要有以下四点:(1)教师所设置的任务所包含知识面还不够广泛,具有一定的局限性;(2)学生在完成任务的过程中查找资料的途径比较局限,文献查阅能力有待提高;(3)教师应当收集一些学生收集能力范围之外的有用信息教授学生,从而起到引领作用;(4)各个学生在讲述自己所准备的材料过程中,因为个人表达能力等方面因素的差异,导致信息传递不畅。 2.思维创新能力的培养 有23%的学生认为,该课堂教学法对于其思维创新能力的培养非常有效,44%的学生认为该方法是有效的,完全认同的学生数量相对较少,同时,也有5%的学生认为该教学法对于其思维创新能力的培养没有效果。这主要是因为:(1)受大纲对于课程内容规定的限制,课程内容涉及面仍显较窄。因此,应该进一步加强授课内容的改进,强调交叉融合。(2)交流不足,学生们还没有完全适应该教学法,课堂上稍显怯懦,同时,教师由于长期受到传统教学思维的影响,在这种新型教学的课堂上,并没有完全消除“填鸭式”教学法的影响,教师往往在点评过程中,进行了某些灌输,对学生们的思考有些束缚。在立体式教学过程中,可适当邀请某些冶金领域知名教授前来参与课堂教学活动,与学生们开展对话与交流,锻炼学生的胆量,同时,也可以从自身实际出发,启迪学生们的思维,引导学生去发现问题。 3.对于提高科研能力的帮助 良好的科研能力是研究生所必须具备的基本功,这包括资料收集与处理的能力、科研创新能力、发现问题及解决问题的能力、逻辑思维与口头表达的能力等。研究发现,仅有20%的学生认为该教学法对于提高自身科研能力具有很大的帮助,这说明,就培养学生科研素养而言,该教学法仍需适当改进,以进一步提高学生的认可度。同时仍有3%的学生认为该教学法对于提高其科研能力没有帮助。究其原因,主要是:(1)学生的学习主动性有待提高。这需要教师融理论教学于实际之中,让学生明白所学专业知识的用途以及运用的方式,从而激发学生的学习热情。(2)在教学过程中,科研方法方面的内容应进一步增强,也就是增加方法论方面的内容,教授学生科学思考及科学研究的方法,从而帮助学生提高科研能力。 4.知识收获方面 对研究生而言,重在能力及方法的学习,但是作为课堂教学,知识的传授也必不可少,只是与本科生相比,所获得的知识应更加前沿,更加接近实际。通过调查发现,有20%的学生认为,通过该教学法,其所获取的知识量一般,更有5%的学生认为,并没有通过该教学法获取更为丰富的前沿知识。鉴于此,在应用这种方法开展教学时,应着重注意:(1)注重价值引导,强调知识的作用,诱发学生获取新知的欲望;(2)注意研究生教育过程中存在的“重科研、轻教学”的问题,处理好之间的关系,重视课堂教学,使学生的课堂学习与科学研究有机结合,实现课程学习为科研服务,在科研活动中又获取新知的良性循环。 三、结束语 基于冶金新工艺及新技术课程的立体式教学法,激发了学生主动接受最新前沿知识、科研动态及思维方法的兴趣,新工艺及新技术对于挖掘学生的创新潜能,培养学生的科学精神,调动学生的主动意识以及提高学生的创新素质具有良好的效果。同时,调查结果也可以看出,立体式教学法仍有进一步提升的空间。 作者:李林波 武姣娜 方钊 单位:西安建筑科技大学冶金工程学院 冶金工业论文:技术史价值冶金工业论文 一、冶金工业遗产所承载的技术史价值:以铁桥峡为例 以焦炭炼铁开始的近代冶金业的技术创新在工业革命时期对人类文明影响巨大,因此在工业遗产保护领域受到普遍重视。如英国于20世纪80年代末启动了历史遗迹保护项目,钢铁工业历史遗迹作为其重要部分,形成了398个影像资料和70个文件的档案记录。[4]在英国所有与冶金工业有关的遗址中,最重要的当然是位于伯明翰西北50公里的泰尔福德(Telford)地区的铁桥峡。近代冶金工业遗产对工业文明带来的巨大影响,其根本上是钢铁冶炼新技术及其大规模普及所带来的,从这一意义上,我们认为冶金工业遗产的技术史价值可以从四个方面来概括:一是核心技术的发明或引进;二是新旧技术体系的交替;三是冶金产品如钢铁及其重要景观的形成;四是新技术及其生产系统对社会和文化的影响。而铁桥峡遗址具备了上述四种技术史价值的全部要素,围绕这些要素,相应的工业遗产保护和开发实践得以展开:第一,焦炭炼铁技术的发明和使用,是铁桥峡成为工业革命主要发源地的根本原因,也是其作为工业遗产的核心价值所在。铁桥峡之所以成为工业革命的主要发源地,是因为1709年亚伯拉罕.达比(AbrahamDarby,1676-1717)在此成功地用焦炭炼出生铁,这一技术创新使炼铁业摆脱了对木材的依赖而获得充分的发展空间,也拉动了煤矿业的进一步繁荣。以钢铁为原料的动力机械、工程建筑和铁路交通因此得以大规模发展,人类开始进入“钢铁时代”。[5]基于焦炭炼铁在技术史上的意义,铁桥峡成为了英国工业遗产保护的首要对象之一,1959年,达比的焦炭炼铁高炉也因此成为首个被挖掘和保护的对象,其最初的目的是纪念Coalbrookdale公司成立250周年。直到1968年铁桥峡博物馆基金(theIronbridgeGorgeMuseumTrust)创立,负责对方圆6平方英里的铁桥峡地区的工业遗产进行保护和研究,铁桥峡工业遗产的保护和开发由此全面展开。第二,焦炭炼铁试验成功后,铁桥峡地区经历了近半个世纪的新旧技术系统交替的时期,这直接体现在高炉动力系统的变革上,这是焦炭炼铁系统得以最终确立并使这一地区成为工业革命摇篮的又一因素,也成为铁桥峡工业遗产保护和展示的主要内容之一。达比的高炉最初是靠上下水池的落差形成动力来鼓风的,为解决干旱的夏天上水池枯水的问题,最初是通过修建马车轨道来输送水,1742年,纽可门蒸汽机代替了马车,用于水的提升,高炉鼓风的动力仍然来自水轮机。直到1776年,直接将博尔登-瓦特蒸汽机用于鼓风的方法得以成功研制,蒸汽机才在高炉炼铁中取代了水力鼓风[5]。在铁桥峡,达比二世修建的上下水池间的运水轨道被保存下来,成为体现新旧动力系统交替过程的主要景观。科尔布鲁克代尔铁博物馆(CoalbrookdaleMuseumofIron)用文字、图片和模型,完整地展示了该地区新旧高炉技术系统的变迁过程,达到了更清晰地再现工业革命是如何发生的效果。第三,1779年修建的铁桥,作为世界上第一座用生铁建造的桥,是工业革命时期新炼铁技术所带来的钢铁新产品和新景观,构成了铁桥峡技术史价值的另一重要内容,这是炼铁新技术实现产业化的直接产物。而人们如何首次用生铁来建造这样一座大桥,本身就是另一项很重要的技术创新。针对高炉和铁桥,联合国教科文组织为铁桥峡作为世界文化遗产作出了以下两点评价:1)科尔布鲁克代尔高炉使亚伯拉罕•达比一世在1709年发明焦炭炼铁的历史得以永存。铁桥作为第一座生铁构建的大桥,同样是体现人类创造天才的杰作。2)科尔布鲁克代尔高炉和铁桥在技术和建筑发展历史上有着重要的影响。可见,正是因其在技术发展史上的意义,铁桥和达比的高炉成为铁桥峡工业遗产的核心价值所在。此外,铁桥本身的建造技术的复原也成为了工业遗产的重要研究内容。1997年,瑞典画家伊莱亚斯•马丁1779年的一幅水粉画在斯德哥尔摩曝光,这幅画描绘了铁桥建造的方法。随后,大卫(DavidDeHaan)等人进行了详细的考古学、历史学和图片的研究,为了验证画中描绘的方法的可行性,2001年在铁桥峡地区的比利斯特山露天博物馆的运河上,一座按1:2的比例的铁桥使用18世纪的材料和技术建造起来,这一成果成为了展示铁桥建造技术的景观之一。第四,新技术引发的工业化导致运输、生活方式和城镇景观的改变,是铁桥峡地区在整体上作为工业遗产的价值体现,正如联合国教科文组织对铁桥峡价值评价的第3条称:“铁桥峡提供了近代工业地区发展的一个极具魅力的缩影。采矿区、运输业、生产企业、工人住所以及交通网络被很好地保留下来,形成了一个非常协调的整体,具有显著的潜在教育价值。”如果说炼铁炉和铁桥承载着技术本身的历史,那么因冶金业的兴盛而形成的工业社会,则属于“外史”范畴。对这一层面的历史价值进行挖掘,可以为工业遗产的保护和开发提供更广阔空间。铁桥峡现有的10个博物馆中,BlistsHill维多利亚城镇(BlistsHillVictorianTown)是游客参观人次最多的景观,19世纪后半叶的维多利亚时代被认为是英国工业革命的峰端,通过BlistsHill维多利亚城镇的重建,铁桥峡地区还原了19世纪经过工业革命后的英国人的生活状况,这个露天景观包括维多利亚时期普通工人的住房、银行、公立学校、药店、食品店、糖果店、铸铁厂、蜡烛厂、印刷厂,以及火车站和铁路等。这些展示也使铁桥峡地区作为工业遗产景区,更具观赏性和吸引力。 二、中国近代冶金工业遗产的技术史价值特征 中国是世界上发明和使用生铁最早的国家,然而土法炼铁技术是与传统的农业社会相适应的,并未导致工业社会的诞生。近代西式钢铁技术在中国的兴起始于19世纪80年代。相对于西方工业化国家而言,中国近代冶金技术与工业化历史有其自身的特点,使中国近代冶金工业遗产的技术史价值具有一些不可忽视的特殊性:第一,中国近代冶金技术史是一段单向的技术转移过程,且这一时期的技术引进并未带来中国钢铁工业的发达,这是中国近代冶金工业遗产技术史价值首要的特殊性。1885年至1936年,先后有贵州青溪铁厂、汉冶萍公司等钢铁企业在中国创办(见表1),主要设备和技术全部来自英、德、美、比利时等国,其中汉冶萍公司是唯一的煤铁一体化企业,其炼铁和炼钢设备的产能超过中国钢铁企业总产能的2/3,1926年随着汉冶萍公司冶炼设备全部停产,中国近代冶金工业化走向了谷底,中国所需的钢材回到了完全依赖进口的状况。[6]虽然中国近代冶金工业最终走向衰败,但这一时期的冶金工业遗产有着不容忽视的技术史价值。首先,汉冶萍公司等企业的遗存作为中国冶金工业近代化的起点,见证了中国最初的技术近代化的努力,无论其成败以否,意义均非常巨大。其次,客观还原这段艰难而曲折的技术引进史应成为中国早期冶金工业遗产挖掘和保护的主旨所在,对中国来说,这段充满挫折的记忆或许更值得珍视,这是中国近代冶金工业遗产与英美等国的不同所在。第二,在大规模引进西方技术的同时,近代中国广大的乡村仍然长期存在一个土法冶炼系统,为人们日常耕作和生活提供材料。中国早在春秋以前就发明了生铁冶炼,几千年来,铁是支撑中国传统农业经济系统的主要技术要素之一。明清时期,山西因坩埚炼铁的发展和丰富的铁矿资源,逐渐成为铁的最大产地,(图3)这一状况一直持续到19世纪末20世纪初。相对于欧洲,中国近代新旧冶炼技术的交替显得更为艰难和特殊。在对中国近代冶金工业遗存进行挖掘和保护时,我们不能将目光仅仅锁定在新式冶金工业遗存,还应该重视逐渐消亡的近代土法冶炼遗存的价值。正如下塔吉尔宪章所说:“许多旧的或废弃的生产工艺中人类的技艺,是极为重要的资源,一旦失传无可替代。应当被详细记录并传给后代。”而目前中国对在工业化进程中逐渐消失的传统冶炼遗存的关注远远不够。第三,近代新冶炼技术和工业发展所带来的社会变迁,是这段并不成功的工业化进程给中国社会和文化带来的最大影响,是中国近代冶金工业遗产技术史价值另一重要内涵,值得工业遗产价值保护中深入的挖掘和展示。近代随着汉阳铁厂等现代工业的兴起,以农民和乡绅两大社会阶层为基础的传统社会关系逐渐改变。首先,部分农民从乡村手工业者转变成了新式产业的工人。其次,乡绅阶层也发生明显转变。以汉冶萍公司为例,地方乡绅参与到大冶铁矿和萍乡煤矿的开发中。此外,为培养技术人员,士绅的后代被公司选派出国攻读采矿冶金等专业,成为中国第一批本土钢铁工程师。[6]从工业遗产的角度来说,中国目前保留下来的近代冶金设备、厂矿建筑等实物留存已经非常罕见,但我们在现存的企业档案文献中可以挖掘出一批反映技术与社会变迁极具价值的遗产。例如我们在英国谢菲尔德大学找到的汉冶萍公司送培英国的留学生的档案。借助对相关文献的挖掘和整理,可以使中国冶金工业遗产的内涵更丰富,也更具讲述历史和教育后人的功能。 作者:方一兵 姚大志 单位:中国科学院 冶金工业论文:冶金设备维修冶金工业论文 1企业要积极深入开展冶金设备精度维修 精度维修是指按照厂家所规定的维修方法对设备进行维修,让设备能恢复到出厂时的状态。开展精度维修主要包括一下几个方面的内容:在平常的设备巡检和管理中,对检测设备显示出来的异常情况作出正确的判断。企业要对设备的日常点巡检与维护进行重点关照,使用相应的检测仪器对设备进行检查,然后在所检测出数据基础上进行科学合理的分析和判断,将分析后的数据交给专家后,结合专家的意见制定出科学合理的检修方案,与此同时设备的操作者也要主要保护好机械设备,培养其爱护设备的责任感,让其平常使用设备的时候注意对设备的保护,做到爱护设备、科学的使用设备。另外企业要制定出合理的设备使用时间和润滑剂的添加方案,周期性地对设备使用润滑油,让其在良好的状态下运行,延长他们的使用寿命。如今,设备的振动是减少设备寿命的原因,设备振动的情况不仅反映了设备运转是否良好,它也是检测设备检测设备事故原因的重要参数,这对机械的维修有重要的意义,因此我们要对设备的振动情况高度重视,在买回来新的设备后,要依据说明书来对设备的振动情况进行检测,对于振动不合理的设备要严格把关,禁止其运行。在对设备的进行日常检查的时候要依据厂家的维修说明来进行,对需要维修的项目提前做好维修的标准,对设备运行的各个参数进行检查,确定好问题,在对设备维修前要将维修的项目、标准与措施的技术告知每个维修人员,务必要让每个参检人员心中有数,对一些重点的维修项目要重点控制,并且要对维修的质量严格要求,等验收人员验收达标后再对下一项进行维修检测;细节决定成败,企业要对设备进行精细化管理,尽可能延迟机械设备的使用寿命,在对机械设备日常的维护中务必做到严格管理,把好质量关,实行这种管理制度首先要做的就是保证设备的运行情况达到规定的标准与精度,设备的配件质量标准也要严格控制,保证其光洁度、精度与热处理都要达到标准,在维修的时候也要执行这种标准,每个维修步骤都要认真严格完成,做到真正的精细化管理。[2] 2企业要根据需求协调人员分工且进行培训 企业在制定生产工艺和设备的维护检修方案时,把参与维修的人员的任务分配下去,将时间和空间协调好,做到不浪费人力和物力,每个人都要做适合自己的工作,建立有自己特色的设备维修管理模式和运行机制。在进行设备维修的时候要将资源统一调配,让维修计划快、精、准,并且尽可能地降低维修成本。对维修方进行安全教育培训。人员培训包括作业技能的培训与人员的安全教育培训。有一点要引起重视,人员的培训教育工作要好充分的准备工作,相关人员要拿出相应的计划,在进行人员的考核和检查时也要做好科学合理的安排:一要严格控制好参与机械设备操作最低标准,在人员上岗之前要将三级安全教育工作落实到实处;二是对于现场的操作人员要让其熟悉机械设备的安全生产知识与安全操作规程,让每个操作人员人手一本册子;三对于机械设备管理人员也要加强其安全责任意识。每一位设备管理人员都要树立一种理念,那就是“全员安全教育培训”。只要涉及到机械设备,不管是直接还是间接都要参加安全教育培训。不仅是领导层面的人员,甚至包括生产者的家属,加强他们对生产劳动安全的意识,学会自我保护的方法和应急事故的处理办法,摆正自己的思想,重视安全生产,才能从根本上避免安全事故的发生。 3结论 如今随着科学技术和经济的发展,如今的冶金产品也不是过去能够比拟的了,现代化的冶金设备已经走在了高精度、大型化的道路上,以往的的冶金设备管理和维修的制度已经不能满足高精度的冶金设备的要求了,企业要想提高其市场竞争力,增加其经济收益,就要采用先进的机械设备维修和管理手段。 作者:刘莫言 单位:鞍山宝得钢铁有限公司 冶金工业论文:承包企业现场装配冶金工业论文 一、现场装配进程中的细节把控 1、现场装配进程中的进度把控 整体承包企业对分管企业所上交的整体规划,需对其项目规划做好详细的校验,进而保障可实施性。分管单位在规划、制造、装配、调整等各个程序时段需安排专业工程师做好督促监管工作。在装配进程中的进度把控上,分管单位和整体承包与业主要求做好沟通调整工作。为了达到项目进展把控的整体目标,需把处在同一时段的分管项目抑或是不同时段的分管项目整合成一个总体,从而方便对项目的整体做好把控。再者,将完整的项目规划作为基本,编订出每年、每月、每周的规划等,分派到每个施工分部,其再依据获得的各层规划做好人力、物料、器械的调整和协作工作。在具体的实施进程中,需根据各层规划对关键环节实施考核,督促规划的贯彻实施情况,从而规避在工作进程中发生延期的状况。 2、现场装配进程中的质量把控 唯有过程中的质量完全合乎要求,项目的整体质量方可以保证合格。所以在详细的施工进程中,需采取动态管控,应用防止和质量严抓综合的工作形式。对工程质量的检验关注点需集中在对规划实施成效的检验上,工程负责人要求亲自对质量规划的落实情况做好查验,要是发生偏颇,需即时做好调整。质量进程把控,其要求以每个分管企业的自控查验为根基,整体承包企业的监督机构对它进行核实,最终再让业主做好验收的三大层级查验机制。整体承包工程负责机构唯有在三方查验合格后才能够付款。工程部全部职员均需要具有质量是根本的理念,需明晰有关职位的质量权责与重任。 二、怎样处理进度和质量两者间的不可调和性 1、加班追赶 在工程开动的初期,假若现场出现质量不妥的情况,应当采用各种举措来做出补救。然而在工程中期,为了保证工程可以依照规划开展下去,从工程总体来看,加班不失为好的策略,尤其是当工程接近末期时,在最后期限和业主等各方压迫下,加班是加速进展的最佳选择。然而加班会加大人力成本与别的福利费用,并且长期加班不仅会削减施工效率,还会由于加班职员不可以如常休息而影响后面的正常工作。 2、资源的再调配 工程责任人必定要明晰在诸多要素里面,什么是影响工程成效的重点要素,假若在工程施工进程中发现的质量难题没法获得解决,那一定是重要环节出现了问题。原因剖析完毕后,则能够对已有的资源做好再调配。由于对整体工程来讲,其间有些项目能够拖延施工,如此则能够把这项资源调配到重要项目上。然而在采取上面方法时要求考虑全面,以防由于考虑不全面而制约到总体的项目进展。 三、造成过程管控付诸东流的原因 1、业主层面的原因 第一,整体工程项目的施工期限太短,造成得标单位没法在确保质量规范的基础上按时竣工。第二,在招投标进程中,没有对投标价位与施工期限做好科学的安排,没有充分预估项目造价受工时削减的影响。最后可能会虽是标价减少,然而总体质量没法达成要求的水准,最后造成把控的目标没法实现。 2、分管单位和整体承包单位的原因 第一,没有编订科学的施工规划,所编订的规划由于业主原因而和现实情况相差甚大。第二,在投标时段为了得标,没有对项目工时和总体造价做好合理预估,造成在往后的施工时,由于总体造价太低,极难要求详细的施工承包企业添加投资,最后造成工程不能如期竣工。 四、结束语 进程控制是通过自身改变的应对机制,可以高效解决进展与质量关系的改变,可以在规划许可的范畴内快速做好调整,确保进度过程把控目的地达成,已变成当代冶金工业工程统筹的关键方法。这篇文章经过阐述冶金项目中面临的各大难题给出了控制方略,以期字往后的实施中可以规避以上问题,更为顺畅地实施施工。 作者:李淑玲 田增强 单位:河北大自然中宇安全评价有限公司 唐山市古冶国义炼焦制气有限公司 冶金工业论文:铌钽矿处理冶金工业论文 1.二次金属回收 铌钽资源价格昂贵,因此二次资源有着重要的回收价值。铌钽二次资源主要来自铌钽冶炼过程中产生的肥料及铌钽制品在使用过程中报废的元器件[25]。对于纯金属废料,一般经化学清洗后再采用真空熔炼、电子束熔炼和氢化制粉等火法回收[26]。对于硬质合金废料,铌钽的含量较低,仅作为富集物回收,处理方法有锌处理法及硝酸钠熔融富集法,经处理后的富集物含铌钽可达30%。对于铌钽电容器废料的处理比较复杂,首先得采用化学法或机械法除去外壳,然后采用钠还原或碳还原脱氧,然后再进行电子束熔炼得到铌钽锭[27]。此外,对于废铌钽酸锂单晶回收,开发出了铝热还原法,碱处理法等[1,27]。 2.冶金技术方法 2.1酸法 2.1.1氢氟酸法 对于铌钽精矿来说,氢氟酸法是一种应用比较常用的处理方法。该法一般采用60~70%的氢氟酸在90~100oC下进行反应,浸取反应通常在内衬铅,钼镍合金或镶砌石墨板的反应器中进行,搅拌装置需要蒙耐尔合金。值得注意的是,浸出液中铌钽的存在形式,与氢氟酸的浓度是密切相关的,对铌而言,随着酸浓度的增加,其存在形式会出现氟氧铌酸络合物型向氟铌酸络合物型的过渡:H2NbOF5H2NbF7HNbF6;对钽而言,则出现H2TaF7HTaF6的转化。当HF浓度 20%时,主要有如下反应:除了铌、钽外,其他元素如铁、锰、锡、钛、硅等也都能以络合物HFeF3,HMnF3,H2SnF6,H2TiF6,H2SiF6等的形式进入溶液,而稀土、铀、钍、钙等碱金属元素等会生成难溶的氟化物REF3,UF4,ThF4,CaF2等进入浸取渣中。对于后续的分离,主要用到的是萃取的方法。铌钽氟络合酸在一定酸度下能被有机溶剂(如甲基异丁基酮)选择性的萃取出溶液体系。萃取后的有机相再经酸洗、反萃铌、反萃钽、氨水中和等步骤可分别得到钽、铌氢氧化物;再经过干燥及煅烧,即可得到氧化铌和氧化钽产品。为加快反应速度以及提高钽铌矿的分解率,浸取时会加入硫酸。硫酸的加入也有利于后续萃取工段去除杂质的效果。典型的操作步骤为采用60~70%浓度的HF,反应温度为90~100oC,耗浓硫酸量按照化学反应计量比的105~110%,精矿的磨碎粒度 74μm。反应时,首先控制反应液的温度在50oC左右,将磨好的精矿边搅拌边加入到反应器中,此时需要控制加料速度,防止反应剧烈造成HF的挥发。加料完成后,升高反应器的温度至90~100oC并搅拌继续反应约4h。反应完成后,冷却反应液至室温并过滤,滤液进入下一步的萃取工序。利用该法铌钽的浸取率在98%以上。氢氟酸的使用不可避免的会产生很多环境问题,虽然有很多研究人员已经着手解决该问题,如Meyer[28],Brown等人[29]等,但治理成本较高,工业应用前景并不被看好。如何开发出高效提取铌钽矿中有价资源的无氟化工艺路线,将是铌钽工业的研究热点。 2.1.2硫酸法 硫酸法主要用于易分解的复合矿,可以回收矿石中的有价金属,有着较高的浸取率。硫酸法可以分为硫酸溶液浸取(100~200oC)和硫酸化焙烧(200~330oC)。铌钽能和硫酸作用生成多种硫酸盐,不过铌更易于被还原成低价以及发生水解。在硫酸介质中铌很容易被锌汞齐、金属镁和碱金属还原到+3价,而钽很难被还原,而且只能到+4价,铌和钽在硫酸介质中表现出较大的差别。硫酸溶液浸取时,反应温度控制在120~200oC,硫酸浓度为40~60%,可使精矿中的大部分组分都能转化成可溶性的硫酸盐。过滤后的滤液,用少量的水稀释溶液,碱土元素的硫酸盐水解产生沉淀,分离沉淀后调节溶液的pH值,可分别沉淀出铌钽的氢氧化物纯液,不过也可以直接从硫酸溶液中萃取分离铌和钽。为强化铌钽的浸出效果,硫酸溶液浸取过程中常加入氟化铵等[11]或硝酸[4,30]。在硫酸溶液浸取中加入硝酸,主要起到氧化剂的作用[4,30]。El-Hussaini和Mahdy[4]曾经利用硫酸-硝酸混合溶液,对含有褐钇铌矿、黑稀金矿和铁钛铀矿的原矿进行了有价金属元素的提取。通过各因素如温度、硫酸-硝酸浓度、时间、矿/酸比等的考察,得到了较优的浸取条件:混合酸中硫酸浓度为10.8M、硝酸浓度为5.3M、酸矿比为3:1、反应温度为200oC、反应时间为2h。结果表明几乎全部的铌和钽全部浸取出,同时Th和稀土元素的浸取率能分别达到86%和70%。硫酸化焙烧对于铈铌钙钛矿的分解有着很好的效果。一般是将铌钽粗精矿和浓硫酸(85~92%)按照一定的质量比(1:2~3)进行配料,然后置于马弗炉中进行焙烧,温度为150~200oC。此外,在焙烧时常加入少量的硫酸铵以防止反应物烧结。焙烧过程中,铌和钽在大量钛存在的条件下以同晶形杂质进入硫酸钛复盐。焙烧完后对熟料进行水浸可使铌钽可以进入溶液中。此外,熟料也可以采用硫酸(150~300g•L-1)及双氧水(10~30g•L-1)溶液浸取的方法。这时主要生成可溶性的过氧络合物,如H2NbO4(H2NbO2(O2))、H2TaO4(H2TaO(O2)2)等,溶液再进入下一步的分离纯化。当硫酸铵的用量较高(粗精矿:硫酸铵=1:1.4)时,在硫酸化焙烧温度为230~270oC的条件下,所生成的铌钽复盐不会被钛所同晶置换。此时将熟料进行水浸,铌和钽则以络合硫酸盐的形式进入到溶液中。 2.2碱法 碱法分解钽铌矿主要采用氢氧化钠和氢氧化钾试剂,也常采用NaOH+Na2CO3或KOH+K2CO3的混合试剂来降低熔融物的熔点和粘度。按照分解工艺来说,碱法可以分为碱熔法、碱性水热法和KOH亚熔盐法。 2.2.1碱熔法 碱熔法的一般工业实施方法基本相似,首先将混合试剂放入到钢制坩埚中在400~500oC下进行熔融,然后边搅拌边加入粒度为0.1mm的精矿,此时应控制精矿的加入速度,加入速度过快会引起激烈反应而导致熔体喷溅。精矿按照与氢氧化钠(钾)重量比为3:1的比例进行加入。加入完成后,将反应釜的温度升高至800oC,并维持约30min,然后将熔体倒入到水中进行水淬,或薄层倒入铁盘中。钠分解时多钽酸钠和多铌酸钠与氧化铁、氧化锰均转入到沉淀中,而大部分硅、锡、钨、铝等元素以硅酸盐的形式进入到溶液中,实现了与铌钽的分离。过滤分离后的固体渣用盐酸在一定温度下进行分解,铁与锰则进入到溶液中,多钽酸钠和多铌酸钠转为氢氧化钽和氢氧化铌,经水洗,烘干等步骤,即可获得工业纯钽铌化合物。用氢氧化钾做熔剂时,水浸反应完成后的熔体,大部分的钽和铌以可溶性的多钽酸钾和多铌酸钾的形式进入到溶液中,氧化铁、氧化锰和钛酸钾则留在水浸渣中。此时向水浸液中加入氯化钠,可以使得铌和钽以多钽酸钠和多铌酸钠沉淀的形式全部沉淀出来。再经过盐酸处理即可获得钽和铌的混合氢氧化物。该法的缺点是钽铌的回收率偏低,约为80%,不过采用氢氧化钾分解所得钽铌混合物的纯度较采用氢氧化钠制得的要高,相对来说流程较长。 2.2.2碱性水热法 为解决碱熔法分解钽铌矿中的不足,前苏联学者开发出了碱性水热法,亦称碱溶液高压釜分解法。利用该法可使得钽铌的浸取率在90%以上,并使得碱耗降至碱熔法的1/6,不过该法一直未实现工业化。该法采用30~40%的NaOH或KOH在温度150~200oC下与精矿进行反应2~3h,分解时首先生成可溶性的多钽酸和多铌酸,随后转化为不溶性的偏钽酸和偏铌酸。将用NaOH水热法处理钽铌矿后得到的溶液过滤,滤液补充碱后返回釜中再利用。滤渣用15%的盐酸(固液比1:1)在温度80~90oC下进行酸洗30min,得到的不溶性偏钽酸钠和偏铌酸钠在室温下即可被10~20%的氢氟酸所溶解,进入下一步的钽铌的萃取分离。采用KOH对钽铌矿进行分解时,典型反应条件为33~37%的KOH,反应温度为200oC。为提高生成多钽酸和多铌酸的速度,需要加入一定量的氧化剂。根据生成的六钽(铌)酸钾在KOH溶液与水溶液中溶解度的差异,可先将分解后的沉淀物进行水洗,将钽铌转入到溶液中。然后将溶液进行蒸发浓缩,重新加入KOH以沉淀出六钽(铌)酸钾,得到的沉淀物经盐酸分解后即可得到纯度较高的铌钽混合氧化物。 2.2.3KOH亚熔盐法 最近几年来,中国科学院过程工程研究所张懿等[31-34]从生产源头着手,研发了KOH亚熔盐强化浸出低品位、难分解铌钽矿的清洁化工冶金共性技术。亚熔盐为原始创新的反应/分离介质,定义为提供高化学活性和高活度负氧离子的碱金属高浓度离子化介质,具有低蒸汽压、沸点高、流动性好等优良物化性质和高活度系数、高反应活性、分离功能可调等优良反应、分离特性。 2.3氯化法 氯化法主要是利用铌钽矿中各元素的氯化衍生物的蒸汽压的差别,把精矿中的主要组分加以分离。该法在工业上一般用于处理复杂的钽铌精矿或锡渣。典型的工艺流程为:精矿在还原剂(如木炭、石油焦等)的作用下,在400~800oC下进行氯化反应,生成的沸点较低的铌、钽氯化衍生物在氯化过程中可被气体带走,经冷凝之后可回收。而沸点较高的氯化物,包括稀土,钠,钙及其他的氯化物则留在反应器中形成氯化物熔盐。还原剂的加入,可以使得氯化反应能有效的进行,并能提高反应速率,起着还原与活化的双重作用。工艺流程上一般分为团块氯化和熔盐氯化两种。团块氯化是将钽铌精矿和还原剂混合配料后,加入料浆或煤焦油进行压团成块,干燥之后置于700~800oC下进行焙烧,然后氯化。熔盐氯化是将磨细的铌钽精矿和石油焦一起加到熔融的氯化钠和氯化钾混合盐中,氯气由氯化器底部风嘴进入,氯气经过熔盐起到鼓泡的作用,使得精矿中各组分能发生氯化反应。与团块氯化相比,熔盐氯化具有氯化反应速度快并能连续化操作的优点。 2.4其他方法 值得注意的是,前述的方法大多适用于高品位的精矿。但对于难以富集的低品位矿来说,这些方法并不适用,尤其是对硅含量较高的铌钽矿,会引起大量的酸耗及碱耗,并造成分离纯化困难。相应地,其他方法,如硫酸氢钾法等也有了相应的研究。El-Hazek等[23]利用硫酸氢钾对埃及当地的铌钽原矿(Nb2O51.25%,Ta2O50.13%,SiO274%)进行了煅烧浸取,系统考察了矿/硫酸氢钾质量比、煅烧温度、煅烧时间等因素对铌钽提取率的影响,确定出较优的反应条件为:矿/硫酸氢钾=1:3,反应温度650oC,煅烧时间为3h,此时铌钽的提取率分别达到了98.0%和99.3%。虽然该法在铌钽浸取率上几乎达到100%,但其工业价值及应用前景还有待验证。另外KHF2熔融法主要用于化学分析,这些试剂价格比较高,工业应用价值并不高。 3.技术分析 处理铌钽矿常用的冶金方法及技术特点见于表1中。从表1可以看出,工业上目前最常用的方法仍是氢氟酸法。对于氢氟酸法来说,该工艺流程简单,分解温度较低(90~100oC)且浸取率高(98~99%),适于浸取高品位的精矿。不过,在精矿分解过程中,会有6~7%的HF挥发造成物料损失并会引起操作环境的危害。此外,该法对设备的材质要求很高,增大了成本投入。硫酸法应用范围较窄,只能用于易于分解的钛钽铌复合精矿,对于其他铌钽矿来说并不具有普遍性。硫酸法对反应器材质要求较氢氟酸法低,不过也存在着操作复杂,酸耗量大等问题。碱熔法是铌钽冶金工业上最早采用的方法之一,但也存在着碱消耗量大(约为理论碱矿比的6~8倍)、对设备要求高、碱性熔体操作困难、铌钽的单程回收率较低(仅为80%)等问题,目前该法在工业应用上已经面临淘汰。氯化法适于处理复杂的铌钽精矿或锡渣,不过也存在着设备腐蚀严重,对环境不友好,操作条件严苛等缺点,不符合当前节能减排的方针政策,目前在工业上的应用已经很少。 4.结语 本文总结了国内外铌钽工业中常用的技术路线及方法,并对各工艺技术特点分别进行了分析,结果表明,目前国内外铌钽矿的冶金技术仍主要以氢氟酸法为主。利用高浓度的氢氟酸产生的苛性条件来分解铌钽矿,这不仅对操作环境及周围环境有着危害,浸取之后的废渣同样给环境带来了巨大的污染。寻找出无氟化高效提取铌钽的工艺路线,是当前铌钽工业需要解决的难题之一。另外,我国的铌钽矿多为低品位难处理矿,如何开发出较为经济合理的处理低品位铌钽矿的工艺路线,是我国铌钽工业亟需解决的另一个问题。为解决这些难题,最新的实验室研究进展主要集中在亚熔盐法,硫酸化焙烧法和硫酸氢钾法等。这些方法对于处理低品位的铌钽矿都有着很好的效果,铌钽的浸取率都维持在一个很高的水平,有着良好的工业化的前景,不过为实现最终的工业化应用,还需要铌钽冶金学者大量的工作和进一步的努力。 作者:高文成 温建康 单位:北京有色金属研究总院 冶金工业论文:钢铁资源化冶金工业论文 1钢铁冶金渣的常规利用方式 钢铁冶金渣的常规利用方式可分为冶金返回材料、路和建筑材料以及生产农用肥料和土壤改良剂3种。转炉渣多用作冶金返回材料,相关研制开发分为烧结矿熔剂、高炉和化铁炉熔剂以及用作炼钢返回渣等利用方式,转炉渣中含有大量的氧化钙,可以替代石灰石,用作烧结熔剂加以使用,即在烧结矿中加入适量转炉渣,在烧结造球的同时还能提高烧结速度,并与转炉渣中的铁、氧化铁产生放热反应,为钙、镁碳酸盐的再分解提供所需热量;转炉渣还可以用作高炉或化铁炉的转熔剂,这样可以节省石灰石和生产所需的热能,只是目前这种利用方式并不多见,其原因在于高炉现多使用高碱度烧结矿来完成冶炼,石灰石已经很少采用,转炉渣替代石灰石的作用也因此受到了限制。由于冶金渣的物理性能和天然岩石比较相近,因此也广泛用作道路及建筑材料,在一些基础工程建设中的使用量非常大,如对矿渣砖的利用,加入适量的胶凝材料,再进行搅拌、成型、养护,进而制成建筑用砖,这种砖可用于房屋修建和地下荐椎等;对矿渣混凝土的利用,则是以高炉水渣为原料,加入水泥熟料、石灰等,混合放入轮辗机中,并加入水和骨料碾磨,进而制成矿渣混凝土,主要用作小型的混凝土预制件;再有,冶金渣碎石的颗粒强度还可以满足地基工程的需求,其密度及性能易与沥青结合,多被用作地基用碎石,用于铁路等地基工程的回填。此外,冶金渣的主要成分为氧化钙、二氧化硅,并含有各种复合矿物及微量元素,如Zn、CU等,这些均为农作物成长所必备的肥料,对冶金渣中的的有效成分加以利用,可以用作生产农用肥料和土壤改良剂,如未经炉外脱磷处理的铁水,对其进行提取可适合缺磷的碱性土壤使用;将转炉渣中的二氧化硅磨细,可用作硅肥使用;提取转炉渣内的氧化钙等物质,将其磨碎后便可用作酸性土壤的改良剂。 2实现我国钢铁冶金渣子资源化利用的有效途径 目前,我国钢铁冶金渣资源化利用过程中存在很多问题,集中体现体现为利用冶金渣开发的产品,其附加值不高,且潜热也未能得到充分利用,冶金渣集中使用在代替砂石方面,也就是用于水泥的生产以及建筑材料的使用,关于冶金渣作为农家肥和土壤改良剂虽然在研究与开发上取得了一些进展,但是,只是停留在对冶金渣一些有效成分的简单使用上,在利用过程中,对其炉内所排放出的高温,还没有找到有效的利用途径,有必要对这些问题予以解决。 2.1充分激发冶金渣的活性 以往,对于冶金渣资源化的利用有着很成功的经验,进而使冶金渣大量的用于水泥生产方面,只是对其进行利用的附加值并不高,致使其用于水泥生产所显现出的活性也不高,有鉴于此,应充分激发冶金渣的活性,使之能够达到与硅酸盐水泥活性接近的程度,进而才能实现冶金渣附加值利用的最大化。当前,机械方法是激发冶金渣活性的常用手段,其原理为通过该方法来降低冶金渣的颗粒度,提高其水硬胶凝性能,进而使其颗粒表面积得以增大,从而增加新生颗粒的内能和表面能,与此同时,使晶体结构和表面物理化学相反应,促使冶金渣中的矿物质能够更大面积的与水面接触,进而提高矿物与水的水化反应速度。 2.2生产缓释性钾肥 目前,将冶金渣用于生产缓释性钾肥已经成为冶金渣资源化利用的新兴技术手段,这种肥料易溶于植物根部,其性质能够有效的减少因灌溉与雨水冲击所引起的肥料流失问题,而且现代农业对这种肥料的需求量也越来越大[4]。氮磷钾是促进植物生产的最重要因素,而植物在生产的过程中对于钾肥的需求量是比较小的,但是在结果期对钾肥的需求量却很大,因此,这就要求钾肥的肥效要相对较长,具备良好的时效性,也就是要求钾肥要具有缓释性。 3总结 随着我国钢铁产量的不断增加,冶金渣量不断提升,而对冶金渣传统的处理方法不仅浪费了资源,还对环境造成了污染,加重了环境负担,因此,实现钢铁冶金渣资源化的利用是当前社会以及行业发展的必然要求。这就要求要结合当前冶金渣资源化利用的现状,针对所存在的不足来一一进行完善,包括充分激发冶金渣的活性以及生产缓释性钾肥,只有这样才能有效的实现钢铁冶金渣资源化的利用。 作者:于加兵 单位:贵州大学 冶金工业论文:自动化技术应用于冶金工业论文 1我国有色冶金工业自动化发展现状 从国外引进的先进的自动化系统和设备后,我们将其进行消化和创新,改造出了与我国实际冶金生产相适应的设备,已经具备了较高的水平。不过从国际角度出发,我国自动化技术产品的生产还有很大的提升空间。我国自动化技术不具备自主的知识产权,主要还是以进口为主,而这些系统来自于不同的国家,甚至有一部分是国外已经淘汰的系统,阻碍了平台集合。此外,自然环境的污染和能源结构的破坏,要求生产必须要提高效率和降低消耗,一些老旧的设备应该淘汰。 2自动化技术在有色冶金工业中的应用 2.1现场总线技术 现场总线控制技术简称FCS,至今已经发展了30多年,在其发展过程中,已经在国际上拥有60多个不同生产厂家生产的总线产品。现场总线控制技术具有自身的特征,其拥有多种不同系统的无缝集成、控制设备和企业高层联系等,能够使系统开发和不同系统之间可以功能自治,也可以相互操作,并且能够进行系统结构分数,因此,其在有色冶金工业中得到了广泛的应用。 2.2管理信息系统在工业中的应用 企业的管理是企业的整体发展的重要部分,企业如果配备了一个良好的管理模式,那么就可以有效的提高企业的市场竞争力,推动企业的快速发展。企业信息化系统的自动控制是在冶金工业中,将冶金一系列程序的所有信息进行集成,从而通过实施管理、技术、生产的控制的信息集成,进行及时采集生产过程中所产生的数据。对有色冶金质量管理、实时监测和故障诊断进行智能管理,能够有效的降低生产成本,利用信息化管理能够达到能源管理和动态管理智能管理的目的,从而为企业的发展提供创新的基础。 3以太网在有色冶金自动化技术中的应用 3.1以太网的特点 随着有色冶金企业的持续扩大和发展,加大了有色冶金领域的竞争力。企业要想提升竞争力,就必须要改造落后的设备,引进新设备。不断更新的新技术,造成新技术与旧技术不能实现在控制系统上的高度集成。以太网是自动化的控制网络,其能够有效的解决此问题。以太网具有较高的数据传输速度,并且可以提供足够的带宽需求,存在时间相对较长,在设置、诊断等方面的具有较高的应用价值。以太网有相同的通信协议,其能够允许不同的通信协议在同一个总线上运行,为企业提供了一个公共网络平台基础。 3.2以太网在有色冶金自动化技术中的应用 在有色冶金工业生产过程中,通过以太网能够将不同类型的网络化的仪器仪表与工业计算机相连,并且在相同的总线上运行,从而对所有的系统进行控制。以太网在有色冶金自动化技术中的应用,减少了对原材料的铜矿石进行成分分析的步骤,这些分析大部分都能够利用网络化实现,检测结果直接传达到相关部门,同时还可以将这些数据结果进行共享,企业的成员及客户都可以通过网络进行查找所需数据。如图1,在现场利用以太网网络进行通讯,将可编程逻辑控制器作为主站,其余设备为副站,对所有独立系统的稳定性起到重要的保障作用。 4结语 随着经济的快速发展,有色金属的需求也越来越大,将自动化技术应用在有色冶金工业中,一方面能够有效的提升生产效率、产品质量,一方面还能够减少工作人员实际操作的危险,是有色冶金工业发展的必然趋势。不过我国引进自动化技术相对较晚,技术水平与国际相比还存在较大的不足,因此,我国有色冶金企业应该大力培养科研人员,投入资金,不断研发自动化技术,从而提高我国有色冶金工业自动化水平,推动有色冶金企业的发展。 作者:李其凡 单位:首钢京唐钢铁联合有限责任公司 冶金工业论文:接触式冶金工业论文 1阐述物位检测仪表的工作方式 在开展系统的过程控制中以及物料高度值的显示方面,完全能够利用总线方式连接到计算系统中。此方面的物位检测仪表在一般情况会称作物位变送器或者物位检测仪;其二,以某设定位置为基准,在容器中的物料高度远远高出设定的位置时,传感器在输出方面一般为基电极的开路信号。此信号往往会用在报警器动作或者驱动指示灯当中,此类物位检测仪表一般会称作物位开关。 2物位检测仪表在安装过程中的注意事项 2.1若将仪表设备安装于存在较大灰尘或者露天的场所中时,需要将防护罩加装在物位计的上部。一方面能够确保物位计不会遭受碰撞或者踩踏,另一方面也会达到防尘防雨的效果。 2.2要拧紧接线盒的出线锁紧头,以此来避免在接线盒中产生赃物、灰尘和水汽。 2.3在安装仪表设备之间的准备阶段中,需要根据相关的设计文件细致的核对附件、材质、规格、型号和位号,外观需要保持完好无缺的状态。 2.4安装的阶段,精密性是物位检测仪表显著的特征,因此需要对物位检测仪表轻拿轻放,以此来防止发生碰撞的现象。 3接触式物位检测仪表在冶金工业中的安装与应用 3.1电容式物位开关在冶金工业中的安装与应用 因为电容式物位开关,具体是探测固体料位,针对拥有较大的颗粒的固体物料,想要防止在进料的过程中将探头砸坏,有必要将一根较比探头要长的角钢,焊在探头的正上方,一般情况角钢会设置在L50mm×50mm×5mm左右。然而物料若是粉尘状,想要防止由于附着的残余物料,在探头上造成物位开关的错误指令,则有必要把探头下倾斜18°左右。 3.2静压式液位变送器在冶金工业中的安装与应用 在安装静压式液位变送器的过程较为方便、简单,主要是缆绳的直接投入式。可是,在对静压式液位变送器进行安装的过程中,需要选取较为适当的安装电位,才能够实现其便捷度。静压式液位在安装相关部件的位置时,有必要相应的避让液体的出口和进口。当静压式液位变送器应用在某钢厂的高炉工程当中时,会因为存在较大的浊环回水量,促使此变送器产生了较大的探头摆动现象,造成在测量过程中失去了真实性。通过分析该工程工作人员利用加装测量保护管,消除了变送器的失真状况。 3.3差压式液位变送器在冶金工业中的安装与应用 在测量敞开式容器的液位时,变送器需要在容器最底部位置的液位工艺零点处安装。针对差压式液位变送器,若对于导管的测量,和变送器的“-”压室、“+”压室呈现出相反的状态时,则需要反向的设置变送器所测量的量程,也就是不需要对导压管改变连接状态。在安装差压式液位变送器时,其高度不能够比下部的取压口高。在测量密闭式容器中的液位时,下部中的取压点需要利用变送器“+”压室与导压管的连接状态,使其变送器“-”压室和上部取压点相互连接。因为在密闭容器当中,把被测液体中的静压除外,在容器的内部还会拥有一部分的气压,并且气体拥有着极强的可压缩性。因此,在应用的阶段,有必要将导压管内部所储存的气体彻底的排放干净,以此来保证对导管的测量,能够拥有液体都是被测状态,可以确保测量的真实性。针对容器的内部所存在的较大黏度液体、容易自聚液体或者杂质凝聚液体等,需要合理的选取毛细管式的差压变送器,以其来防止导管在测量时的堵塞情况。 4结语 在安装物位检测仪表的准备工作中,有必要透彻的了解物位检测仪表的安装与应用,对于仪表的施工工艺也需要相应的掌握。力求保证能够正确的安装物位检测仪表,从而实现物位检测仪表在运行的可靠性与正确性。 作者:柏宏艳 陆明敏 周少华 单位:苏州海易达消防检测技术有限公司 科林环保装备股份有限公司 梅思安苏州安全设备有限公司 冶金工业论文:冶金工业工程论文 1冶金工业工程的特点 (1)非正常的施工条件下施工。 在正常的施工条件下,冶金工业工程按照多数施工企业具备的机械装备程度,施工中常用的施工方法、施工工艺和劳动组织,以及合理工期和合格工程进行编制的,反映了社会平均消耗水平。如安装工程主要指:①设备、材料、成品、半成品、构件完整无损,符合质量标准和设计要求,附有合格证书和试验记录。②安装工程和土建工程之间的交叉作业正常。③安装地点、建筑物、设备基础、预留孔洞等均符合安装要求。④水、电供应均满足安装施工正常使用。⑤正常的气候、地理条件和施工环境。由于市场竞争激列,企业上一个项目,都希望尽快产生效益,难免赶工期、赶进度;改建、大修、维修项目多发生生产与施工同时进行、地下障碍物、现场干扰、采用特殊的施工方法、施工工艺和劳动组织等情况。 (2)设计变更较多。 由于钢铁行业已产能过剩,目前冶金工业工程改造、大修、维修居多,设计上,新旧交接的位置、尺寸较难准确把握;新旧接合的整体功能满足上也容易出现问题,有的尺寸视施工时的现场情况临时定,因功能无法满足,现场变更设计等情况也较多。 2冶金工业工程造价管理的主要特征 2.1预、结算的计价依据多样化 通常情况下,工程预算、结算的计价依据为各省市在全统定额基础上编制的《消耗量定额》,而冶金工业工程的行业特殊性及存在大量大修、维修的工程内容,在《消耗量定额》上很多找不到子目可套用,须结合使用《冶金工业建设工程预算定额》、《钢铁企业检修工程预算定额》、《电力建设工程预算定额》以及企业自编定额。特别是小的改造项目、检修、维修性质的项目,需自编定额或单独议价定价。如:土建工程中的清除淤泥、凿墙洞、基础拆除、凝固性水渣凿除等。 2.2概算估算不准,预算偏差大 在施工过程中,工程不可预见的情况较多发生、非正常的施工条件下施工等产生的费用变化是在概算估算阶段无法准确估计的,加之施工过程中产生的设计变更费用上的增减也难以在预算时准确计算。 2.3结算审核争议多 (1)由于《冶金工业建设工程预算定额》、《钢铁企业检修工程预算定额》的修订工作存在滞后性,有的新工艺、新方法在定额子目中不能及时体现,结算编制与审核时只能找接近的参考套用,不同人对定额的理解不同,加之对施工过程了解的程度不同,在定额的套用上往往达不成一致的合理意见。 (2)多种定额同时使用,有的分部分项工程在不同的定额中均有合适的可套用,承、发包方站的角度不同,认可的子目也不同。 2.4招投标标文、合同计价依据 冶金工业工程招标文件与合同需要结合不同的工程特点区别对待,并考虑多样化。固定总价合同均产生包干工作内容外增加费用、定额计价与部分固定单价包干相结合、一份合同同时套用四五种定额等是冶金工业工程合同中常见的特色。此外,定期分析、编制容易引起争议的分部分项工程定额子目是造价部门的重要管理工作。 3控制冶金工业工程造价控制措施 3.1将预算的加强与创新奖励机制相结合,建立改善提案机制,有效控制投资 建立并完善工程造价的提案机制,主要目的为通过创新奖励机制,有效激发企业员工工作的积极性和创造性,使其开动脑筋,不断改进施工措施,优化项目设计方案,以实现节省投资、提高工程质量和缩短施工周期的密度,同时保证施工的安全。通过对比不同的施工预算方案,选择最优的造价方案,以实现有效控制工程投资的目的。比如在优化是工程设计和工程施工组织方案时,主要以节约基建技术改造,或者增加投资费用,通过改善奖励方案,实施正面激励。在方案实施之后,改善成果,采用两重递进式来奖励员工。 3.2严格控制工程全过程管理 施工全过程造价管理有如下意义: (1)提高结算审核质量与效率。 表现三个方面:①承包方有的造价管理薄弱,预算员素质及水平不够,结算编制质量差,业主主动事前提醒合同执行的注意事项,指导签证办理,可提高结算提交速度及结算编制质量。比如维修工程因项目小利润低,有实力的承包商不愿承接,小的承包商往往无专职预算员,有的为施工员兼职,签证的表达、结算编制非常不规范,在结算审核环节无法顺利完成合同履行。通过结合造价要求来规范签证,在施工过程中,业主施工代表及承包人施工代表才能够及时办理有质量的签证。②指导施工详图的绘制,结合造价要求与施工管理部门共同制定具体的绘图标准与要求,使之标准化、规范化,确保造价审核的顺利进行。③对每一签订合同的承包人做事前告知工作,把业主的结算习惯、结算程序、工程施工过程中可遇见的特殊情况等整理成专门的资料,与承包人进行详细交底。 (2)了解施工情况,提高定额套用的准确性。 很多定额争议的解决是建立在熟悉施工情况的基础上的,只有熟悉施工情况,才能分析子目的消耗量与工作内容是否相对吻合。有利于制定更为准确的企业定额。在了解熟悉施工情况的基础上,结合造价审定结果,对每一工程进行造价分析,从而制定出企业定额。 (3)弥补设计缺陷,及时完善结算资料。 设计缺陷在赶工期赶进度的工程项目中时常发生,如:钢结构图纸设计不完整表现之一为只是简单的示意、不画结点板,这些都不利于档案资料保存的完整性以及结算依据的有效性和充分性。造价人员的跟进可及时提出要求,确保及时完成施工详图的设计。许多检修性质的工程设计图中也往往只标注:具体位置、尺寸现场定。如未在施工过程中及时补画或不画详图,事后弥补将造成很大的困难。工程概算阶段的投资控制,根据施工图纸来确定工程量,并套用施工合同确定的工程定额、取费等,按照国家规定的材料价格、设备同比价格作为主要的控制依据。在施工过程中,施工单位应按照施工图来编制预算方案,报审预算方案。根据所编制和制定的设备材料报表,严格控制设备材料的价格。同时,在施工现场的控制中,根据实际情况的变化,比如生产需要、设计变更或者设备的修配改等情况,及时补充费用,严格控制措施费用。 3.3工程决算阶段的造价控制 冶金工程的决算是指对实际工程量的最终确定。而决算造价是否真实、是否能够真实反映工程量,对工程投资的影响是决定性的。而工程量的决算程序包括:在工程竣工验收合格之后,施工单位应按照施工中的设计变更、工程联系单和现场签证等,按照工程定额、招标文件和工程量清单等进行汇总,从而形成冶金工程的决算书,进行初审。在工程开工之前,按照施工图纸来编制施工图预算,在施工过程中如果出现设计修改、补充或者设计变更,则应根据双方合同中的变化条款,重新确定预算,并共同协商确定,批复之后完成决算。在这一阶段,控制的重点有以下几个方面:①严格检查施工单位的工程决算书是否真实、是否有效等;②严格检查竣工图纸中的设计变更与工程联系单内容是否完全符合;③在检查过程中,如果出现设计变更,明确是否有联系单。在施工过程中,及时联系单位监理单位确认,在决算时,重点审查该部分内容,防止费用的增加;④严格检查工程量的变更能够根据合同、附件执行到位。 4结语 冶金工程的投资是比较大的,在本文中的第一部分,笔者分析了冶金工程投资特点,包括需要维修的项目比较多、非正常施工下的工程比较多和设计变更比较多等,因此,工程投资控制难度大。因此,这就要求明确和加强项目投资控制。在本文中,笔者从提高控制造价管理人员素质、加强全过程造价控制和决算阶段的控制等几个方面分析了该命题。希望本文对于提高冶金工业工程造价管理有一定的借鉴意义。 作者:郑方玉 单位:福建三钢集团有限责任公司 冶金工业论文:冶金工业建筑的应用 1钢管混凝土的性能原理 在低应力阶段,其基本与普通钢筋混凝土受压构件相似,即钢管与混凝土共同分担压力。随着纵向压应力的增加,混凝土的横向变形大于钢管的横向变形。因此,混凝土对钢管产生径向压力,钢管在此径向压力的作用下,产生环向拉力。故在钢管混凝土受压构件的使用阶段,尤其是在接近承载力的受力后期阶段,钢管作为承受环拉力为主的构件,使得薄壁钢管的抗拉强度得以充分发挥。与此同时,在较大环拉力作用下,钢管对混凝土产生了很大的紧箍力,即径向压力。构件所受的纵向压力越大,混凝土所受的径向压力也越大,这是被动压力。达到承载力极限状态时,混凝土抗压强度大大提高。因此,钢管混凝土柱比普通钢筋混凝土柱所处的单向受压状态下的承载能力有显著提高。 2钢管混凝土结构的技术特点 2.1构件承载力大大提高相同截面下,钢管混凝土承载力比普通钢筋混凝土结构相比高出许多,这对于承受高荷载压力的受压构件是十分重要的。另一方面,在相同承载力下,钢管混凝土柱的构件截面尺寸得以明显减小,为改善建筑物的使用条件提供了条件。2.2良好的变形性能混凝土作为脆性材料,其破坏具有明显的脆性性质,即使是钢筋混凝土结构,在轴心受压和小偏心受压条件下,其破坏特征仍为脆性性质。而在钢管混凝土结构中,由于管中混凝土处于三向约束状态,由此不仅改善了使用阶段的弹性性能,而且在破坏时产生很大的塑性变形。钢管混凝土柱的破坏完全没有脆性特征,属于塑性破坏,这点已经专门的结构实验所证实。2.3良好的抗震性能由于结构自重大大减轻,对于减少地震作用十分有利。同时结构所具有的良好延性,对于提高建筑物的抗震性能也甚为重要。在这一点上,钢筋混凝土柱尤其是轴压和小偏心受压柱是难以克服的性能缺陷。2.4施工简单由于钢管的作用既类似钢筋混凝土柱纵筋和箍筋,本身又作为浇灌混凝土的模板,故钢管混凝土的施工省去了钢筋骨架的加工制作和柱模板,同时钢管本身还成为施工阶段的承重骨架或脚手架。由此不仅节省了大量的施工材料,而且大大减少了现场工作量,改善了施工条件,有效地缩短了工期。 3冶金工业厂房结构设计的特点 3.1荷载大基于生产工艺流程和相应配制的设备,以及生产操作、设备维护更新等实际要求,工业建筑的楼面荷载均很大。如炼钢车间转炉的主操作平台活荷载达到30~50kN/m2,车间内吊车起重量达到450t,甚至更大。由于荷载大造成结构自重增加,致使在抗震设计中地震作用明显增加。3.2跨度大且高度高冶金工业厂房随着工艺条件的变化,跨度呈增大趋势,高度也不断增加。高炉煤粉喷吹系统中框架结构高度可达到80m以上,而轧钢车间由于工艺设备的要求,许多厂房跨度已超过40m,如鞍钢冷轧厂1#、3#镀锌线工程主厂房结构单跨40m,高度43.5m。某钢铁公司位于广州市工业开发区新建的宽中厚板(卷)工程精整区冷床跨厂房单跨更达到了69m。3.3使用要求高由于设备运行的要求,对结构构件的挠度、裂缝以及振幅等均有特殊要求。如转炉炼钢厂房的结构设计,它不但有多连跨厂房、高层刚架,同时吊车的吨位、高层平台的负荷很大。高层刚架平台上根据工艺要求布置高位料仓、受料斗、水冷烟道等,尤其是高处氧枪平台设有有氧枪移动小车,运行时对厂房结构有较大的水平推力,如何使单层的多跨厂房与高层刚架变形协调,保证高层刚架的刚度是结构设计需要解决的问题。 4钢管混凝土在冶金建筑中的应用 4.1多高层厂房框架柱冶金工厂中多高层建(构)筑物主要有高炉煤粉喷吹车间、矿焦槽主框架、热风炉框架、炼钢车间转炉跨、连铸平台等,此类厂房柱所受的荷重一般较大,且对侧移值有一定限制。采用钢管混凝土柱后则克服了混凝土结构和钢结构的缺点,截面尺寸较混凝土柱减小,有利于工艺布置,同时保持了钢结构仅需装配连接的快速施工特点。4.2大跨度大柱距或重载单层厂房柱根据工艺的发展,目前一些大型厂房的跨度超过40m,柱距可达18~24m,且厂房中通常设置了大起重量的吊车。由此带来厂房柱承受越来越大的竖向荷载,这就为钢管混凝土发挥结构优越性提供了条件。钢管混凝土厂房柱形式多为两阶式。此时,为使钢管混凝土构件以承受轴向压力,下柱均采用双肢柱或三肢柱,使得各个单肢柱在横向和竖向荷栽作用下仅承受轴向力,由此充分发挥钢管混凝土的性能,同时构件显得轻巧美观。4.3高炉炉身框架众所周知,高炉框架在生产、检修过程中的负荷是相当大的。通常高炉框架设置有十几层平台,同时也承受炉顶设备的荷载。高炉框架柱处于以轴力为主的偏心受压状态,钢管混凝土正适合这种构件的受力状态。因此采用钢管混凝士作为炉体框架柱可充分发挥钢管混凝士的承载能力。在施工时,钢结构的安装与管内混凝士的灌注可以交叉进行。国内第一座采用钢管混凝土的高炉炉身框架的是首都钢铁公司2#高炉,1972年建成。高炉炉容V=1200m3,框架平面尺寸为14m×14m的正方形,4根柱17.7m以下采用Φ1000mm×14mm,以上采用Φ700mm×12mm,全高35.2m[2]。4.4各类支架包括电除尘支架、重力(旋风)除尘器支架、上料通廊支架等。此类支架一般为高架式结构,且以承受轴向力为主。对钢结构来言,为保证构件的稳定性而材料强度难以发挥,由此造成材料的浪费。混凝土结构则存在施工难度和工期长的缺陷。钢管混凝土则可有效地克服上述两类结构存在的问题,同时可灵活的设计为不同的外形,以获得良好的视觉效果。4.5重型操作平台冶金厂房重型操作平台主要包括高炉出铁场平台、转炉主操作平台等。高炉出铁场平台是高炉炉前出铁出渣的操作区域,炉前操作在高炉生产中占有十分重要的地位。根据大型高炉炉前操作特点,为方便物料运输,场面越发趋向平坦化,平台面铺设耐热混凝土保护平台结构,自重较大。同时要求可以通行汽车及解体机、移盖机,工作时需要承受较大的活荷载。平台柱采用钢管混凝土,平台梁采用钢梁后,与传统的全混凝土的做法相比,钢结构施工周期短、跨度大、截面小的优点得以充分的发挥,平台柱数量可以减少1/4,避免了以往设计柱过密的问题,同时也间接的降低了基础造价。 5钢管混凝土结构的发展 (1)薄壁钢管混凝土。在钢管混凝土中采用薄壁钢管,可以进一步减少钢材用量,减少焊接工作量,达到降低工程造价的目的。(2)采用高性能混凝土的钢管混凝土。在钢管中填充自密实高性能混凝土,不仅可以更好地保证混凝土的密实度,且可以简化振捣程序,降低混凝土施工强度和费用,减少噪声污染。(3)中空夹层钢管混凝土。该结构是将两层钢管同心放置,并在两层钢管中浇灌混凝土。此结构除了具有实心钢管混凝土的优点外,还具有自重轻、刚度大的优点。由于内钢管受到混凝土的保护,还具有良好的耐火性能。 6结束语 钢管混凝土结构在冶金工业建筑中的应用不仅有着广泛的前景,而且具有良好的经济效益。诚然,钢管混凝土结构还存在着构件间连接复杂、混凝土施工质量不容易保证等缺点,但其在工业建筑中的应用前景已为越来越多的工程师们所认识,并不断在实践中创造出良好的社会效益和经济效益。 作者:王涛 单位:中冶东方工程技术有限公司建工所
电子测量论文:电子测量仪在船舶计量中的应用 [摘 要]随着我国社会经济的快速发展,船舶运输行业也取得了巨大的发展与进步,鉴于此,就针对船舶做好相关的计量工作也越来越重要。而传统所普遍采用的测深钢卷尺计量方法,因受到测量器具与人为性操作因素的影响而导致各种误差情况时有出现,因而随着我国船舶运输行业的高速发展,在进行计量操作时亟需采取相关的电子测量仪器。本文就基于对电子测量仪的构造及其原理的分析与探讨,来进一步阐述了其在船舶计量当中的具体应用情况。 [关键词]电子测量仪;船舶计量;构造;原理;应用 近些年来,在船舶计量方面所采用的测量仪器发展迅速,尤其是以电子测量仪器为代表的计量设备在国外已经得到了大规模的推广应用。而我国在这一方面的应用水平还相对较为滞后,完全无法满足于快速发展的船舶计量需求。为了提高我国船舶计量管理的水平,我们不但要尽快加强对有关计量技术的学习,同时还应引入先进的电子测量仪器,尽快追赶上国际水平,以实现对企业效益的有效维护。 一、仪器构造及原理 本文就以美国霍尼韦尔公司(honeywell)所生产的HERMetic UTI2000 TOUCH电子测量仪器为例,详细介绍了这一电子测量仪器的仪器构造及原理。这一测量仪器目前在船舶计量方面有着十分广泛的应用,主要被用作于大型容器当中的液体空距、温度和底水计量方面。其可借助于尺砣上的电子传感探头,依据声波位于不同介质环境下传播速度差异来实现对于液面的精确定位,同时通过超声波的传输时间长短来就超声传感器和被测量介质之间的位高情况,具备一体化的测量效果,可实现智能化的自主校正,具备良好的测量精准性与稳定性。 (一)仪器构造 1、电子传感探头 这一部分内容就包括了导电性、温度传感设备、剩余空间、参考高度等内容,其还具备一项磁性开关,在将探棒伸入进储油罐内实施测量作业之时在通过两处位于存储罐底端位置的磁铁之时便可将探棒当中的电源开启。 2、电子终端 此部分仪器就包括有指示灯、显示屏、键盘、蜂鸣器、变压器等。其作用价值主要是通过将由传感器所获取到的信号转换成为蜂鸣器声响,同时指示灯发出闪烁并将数值读出并显示。将所测量介质的温度、稳定性、导电性及相关信息显示于显示屏之上。 3、存储管 这一仪器主要是通过不锈钢所进行制造的,在操作的过程当中可对传感探头发挥出较好的保护效果,在存储管当中安装了快速连接探头,仪器设备能够十分高效的被安装至船舱计量口阀门位置,其上端安装有顶盖,能够在不应用时对传感探头起到一定的固定及保护效果。 4、不锈钢卷尺 不锈钢尺是传感探头和显示单元信号传输与地线连接的重要中间介质,在卷尺的两面都印有一定的刻度值,其中一面为公制刻度另一面为英制刻度,在进行船舶计量时通过观察其刻度数值便能够准确的了解到反应点与读数标识间的距离,卷尺读数窗口具有明确的读数指示与视窗刷;其中所预先设置的清洁器能够有效的预防运输介质被吸入外壳当中,在清洁器上设置了两个开关按键,另外还有一个专门用作维护的工具。 (二)仪器原理 仪器传感探头即为不锈钢管,在其末尾出封闭有PFA头,主要是应用在对于高、低粘性液体的测量过程当中,其具体涵括有温度传感器、超声波液位传感器、导电电极等设备。能够通过一次测量便可完成对于船舱以及储藏罐体静态容器空高液位、温度、底水等四方面指标的测量。 仪器空距感应设备主要是采用两项压电陶瓷板以及电子电路所共同构成,在感测探头一端被浸入至石油液体当中,接收器即可获取到所发射出的超声波信号,同时将其所测得的各类信号及编码发送至接收器来引起蜂鸣器的持续声响,进而便能够实现对于空距的测量。通常在设备出厂之前已经对于传感器进行了校对验证,因此在投入应用之后的具体操作过程当中已经无需再对其空间与界面进行调节处理。 温度传感设备是由铂电阻温度检测设备所构成的一种元器件,其更多的情况下是被安装于温度电极当中,为了能够将测量反应时间尽可能的减短,在此电极当中便添加了一种导热体,能够将温度检测元器件所发出的信号转换为数字信号,此传感器电阻式温度检测器元件电阻值对于温度特性曲线均会存储于传感器存储器当中,且由于船舶发生偏移或是漂移等情况而产生出的误差值均可通^安装于传感器探棒当中的微处理器来予以校对与补偿,微处理器能够将更多的数据信息予以串行化同时将之显示于控制面板,将所测得的数据如实的显示出来。此时若要对传感器亦或是卷尺再进行更换也无需再次予以校对验证。空距、温度转换和设定等相关操作均可借助于控制面板来实现。 在对介质界面进行检测之时,主要是利用单个测量电极与接地电极间的导电性来对液面分界点进行测量,在仪器通过非导电液体空间进入至导电液体空间之时,传感器导电电极和与之相关的电子电路编码信号便会将蜂鸣器声响从长时间的持续,转变为中间存在一定间隔的声音,进而便能够完成对于介质界面的精确测量。 二、在船舶计量中的应用 (一)参考高度测量 在船舱计量口阀门处正确连接仪器,同时做好对地线的连接工作,卷尺清洁器应被设定为关闭状态,开启舱计量口阀门同时启动电子测量仪,之后将不锈钢尺的把手旋转按钮松开,持续放入到船舱罐体当中,促使传感器能够完全浸入到所要测量的介质当中,在传感器触碰到基准底板后,按下开启按键,把仪器转换为浸入与温度存储单元,其中“+”键能够切换出仪器的浸入功能,在此过程之中偏移量往往采用毫米为单位而展示于显示屏上,同时蜂鸣器每间隔2s鸣响1次。持续下放传感器直至其触及基准板蜂鸣器连续鸣响即可逐步将卷尺卷收直到蜂鸣声完全停止,在此过程之中要做好对显示高度的记录工作。 (二)空高测量 使卷尺清洁器处于开启位置,同时卷回直至蜂鸣器每间隔2s鸣响1次。而后关闭卷尺清洁器在传感器和船舱储罐当中的存储介质发生接触后,对蜂鸣器采取适当的控制措施将会即刻使其转变为持续性的蜂鸣,此时应当位于反应处逐渐下放传感器以确保能够实现更加精确性的测量,相应的这时面板当中所标识出的数值即为剩余的空间高度。若仪器数值标识与剩余空间高度存在出入时,应当对读数采取及时的更正处理。 (三)温度测量 在对船舶存储舱体空高完成了测量工作后,即可调整仪器至温度测量处,依据空高测量数值来选取适宜的温度测量点,将曲柄把手旋转按钮松离,持续下放卷尺促使传感器可进入至规定液位高度,将传感器在这一液面高度进行摇晃,以保障温度探棒能够逐渐测得附近介质的平均温度。温度对于介质稳定性的影响信息会交替显示于仪器面板,在其所显示的数值趋于稳定后便可进行读取并予以记录。 结束语 总而言之,在日常的工作实践中,应用便携式电子测量设备,不但具备先进的技术优势,且其功能种类十分多样,操作起来也十分便捷,同时还可极大的提高测量作业的安全性,有助于降低油耗及污染情况,可大幅度的提高计量工作的精确性,能够同时实现对介质温度、液位与底水的精确测量,在船舶计量方面作用价值巨大。 电子测量论文:浅谈电子测量的应用 【摘要】 随着科技的不断发展,国家的科技力量也不断增强,计算机、通信技术等高科技产业也不断的更新换代。与此同时,“电子测量”这一名词就出现在我们大众的视野。并且也作为一门课程进入到各大高校,之后就不断的被运用到各大领域中。电子测量技术凭借自身的优势,在科学技术领域具有重要地位。下面我们就电子测量技术进行深入的研究。 【关键词】 电子测量 应用与发展 虚拟时代 一、电子测量 如果我们想要对研究对象进行定量评价,就必须通过测量来实现,而在所有的电子技术中,能对研究对象作出中肯的分析和评价的只有测量。那么电子测量到底是什么呢?电子测量是以电子技术为基础手段的一种测量技术,也是测量学和电子学相互作用下的产物。它主要运用电子科学的原理、方法和设备等对各种电量、电信号的性能进行测量,而且也可以通过各种传感装置对非电量进行测量。 二、电子测量的特点和作用 电子测量被广泛的应用,其自身肯定具备了其他技术所没有的特点。首先就是电子测量的测量量程广。量程,就是仪器测量范围上限值与下限值之差,而我们所要测量的大小差距较大,这就对测量的要求更高,量程广就是电子测量技术的显著特点。其次是电子测量的测量速度快。因为电子测量是通过电子的运动和电磁波的传播来进行工作的,所以测量速度是其他技术所不能比拟的。当然不止这两个,例如测量准确度高、频率范围比较宽等也同样是电子测量的特点。 电子测量不仅在科技领域有很大的作用,在我们日常的实际生活中也有很大的意义。电子测量的出现使人们认识了电磁波,对波的了解更加深入;显微镜的不断换代,使人们发现了生命活动的基本单位――细胞。“没有测量,就没有科学”,门捷列夫用这句名言肯定了电子测量的作用,可见电子测量在科学发展中至关重要。 三、应用与发展 电子测量可以通过传感器将非电量变为电量进行测量,这也就是广义上的电子测量。而狭义的电子测量则包括更多的方面,如能量的测量、电路参数、信号特性、设备性能的测量等。电子测量的出现也使一大批电子测量仪器出现。这些仪器经历了从模拟仪器、数字仪器、智能仪器,最后到虚拟仪器的发展过程,到达了二十一世纪电子测量发展的前端。随着科学技术的不断发展,这也就对电子测量提出更高的发现要求,所以应该致力于电子测量技术的深入研究。在未来的发展过程中,电子测量的发展方向有以下几点: 1.加大与计算机、通信技术的融合。计算机、通信是这几年来发展速度飞快的信息技术,电子测量依然是其重要的组成部分。利用先进的科技手段,使电子测量技术与计算机、通信的应用更好的结合起来,相信在未来的发展中可以看到电子测量技术在计算机、通信行业中的应用有更好的发展。 2.制造技术趋于现代化。针对电子测量所研究制造出的测量仪器也不断的发展,但应该加快其发展。在国外,EDA、SMT等制造技术,大大提高了产品的制造质量。而我国也应大量采用CAD、等技术,实现技术的“模块化”,使测量仪器的研究周期不断缩短,这样就是电子测量仪器更新换代加快,有效的提高我国在电子测量领域的发现水平。 3.电子测量仪器的通用化。传统的测量仪器过多的依赖于硬件性能,这就使电子测量仪器在科技领域中的发展受到了限制。硬件性能的操作、控制等在一定条件下会使电子测量仪器不能正常的使用,从而对相关产业的发展产生影响。我们可以根据电子测量的需要,把控制性能与其紧密结合,改变软件的设计从而达到改变测量仪器的功能,使得一台测量仪器可以同时实现多种功能,增加测量仪器的用途。 4.测量平台的扩大化。国家在前期的发展中着重制造业的发展,通过制造业的壮大来提升我国的实力。但随着电子测量的出现,我过也开始发展能为电子测量提供平台的服务行业。但是目前来说服务业的发展数量并不能很好的满足电子测量的发展,所以我国在今后的发展中要大力发展服务业,鼓励那些经济实力雄厚的电子仪器高新技术企业更好更快的发展,给予他们更多的政策支持,促进电子测量技术的发展。 四、虚拟时代 二十世纪八十年代,第一台虚拟仪器在美国诞生。随后就在全世界范围内引起一系列的效应,各国纷纷开始朝着虚拟化方向发展。虚拟仪器产品在全世界所占比重在不断增加,我国也正积极的投入到虚拟仪器的研究中。想要打破国外企业的垄断局面,促进电子测量仪器虚拟化的快速发展,从而带动国内企业的发展,进一步提高自身实力。 结语:第三次科技革命以来,我国科技发展水平走了质的提高,电子测量技术在我国的发展成效也特别显著。但是,未来电子测量技术的发展依然是科技发展的重要部分,而我们更是要实现“兼容性,模块化,软件化”三位一体的发展模式,才能使电子测量技术得到更好的发展。总之,电子测量技术是多领域共同发展的结晶,电子测量技术的发展也必然推动着国民经济的发展,提高我国的国防实力。 电子测量论文:基于项目教学法和微课在《电子测量与仪器》实验教学中的应用 摘要:随着我国电子测试技术进入标准化阶段,企业要求从事电子测试的人员的实际能力也在不断的转变,而目前高职教育中《电子测量与仪器》课程的实验教学由于实验项目缺乏创新,还是以课本理论实验传授为主的模式,很难适应现代化企业对电子人才的要求,因此本文讨论了项目教学法和微课在电子实验教学中的必要性,并提出了项目教学法和微课在实施过程中的几点思考。 关键词:电子测量与技术;实验教学;项目教学法;微课 0. 引言 人们通过测量来认知世界,揭示世界运行的客观规律,从而拥有改造世界的能力,可以说没有测量就没有科学,而电子测量的应用在科学技术发展过程中几乎涉及到所有的技术领域。《电子测量与仪器》是高职各电子类专业的必修核心课程,其实验教学环节对学生掌握常规测量仪器的原理、选用原则、如何进行电子产品调试和测量等方面起到至关重要的作用,实验教学有利于提高学生思考问题、解决问题的能力,更好的培养学生专业职业技能及实际动手操作能力[1,2]。 而目前国内许多大中专学校都存在实验教师队伍人员缺少、人员能力的不足、实验室管理体制不健全、实验设备过于成就和实验项目缺乏创新等情况,同时在电子测量与仪器的实验教学中,由于传统的实验教学模式与教学方法的限制,往往学生们在实验室所做的实验跟不上实际企业的需求,存在着严重的滞后问题,已经很难适应现代化社会发展对电子人才的需求[3]。 一般的电子测量实验教材理论分析较多,针对具体的问题的测量方法介绍较少,且实验过程也相对枯燥,往往学生们面对实验元件没有头绪,不知从何先手,所以需要更多的实践教学实验[4]。 1. 当前《电子测量与仪器》实验教学中问题 《电子测量与仪器》是高职各电子类专业的必修核心课程,其实验教学环节对提高的实践动手能力和电子测量水平对至关重要。笔者通过查找和参照相关的的文献,并结合自身多年的电子测量实验教学经验,归纳和总结了当前《电子测量与仪器》实验教学中的问题,主要有以下几点[5]: (1) 实验教学资源的匮乏 高职教育一般比较注重理论的教学,侧重于基本知识的传授,往往不重视实验室的建设,而《电子测量与仪器》是一门突出实践性和应用性的课程,重在培养学生的技术能力和创新性,但受实验室管理体制不健全、软硬件资源的缺少,教师队伍建设不足和实验项目缺乏创新等方面的限制,许多实验教学不能实践性地进行操作,只能进行理论知识的讲解,导致大部分学生不能准确把握知识点,难以理解电子测量实验的技术要点。 (2) 内容有些枯燥乏味。 实验教学课程主要内容是关于各类电子测量仪器及系统的工作原理与应用,如模拟式电压表的检波器基本原理与结构,数字式电压表中A/D转换器的的分类及主要原理框图组成,万用表的组成原理等,都涉及了许多基础电路图和原理框图,内容比较枯燥乏味,难懂不易理解,学生易产生抵触厌学情绪。 (3) 测量仪器分类较多,但实验教学课时有限。 随着电子产品新材料、新工艺、新制造技术的不断更新发展,大量新的一代电子元器件诞生,电子测量仪器功能越来越丰富,技术指标和性能也不断提高,用于特定的测量对象和测量条件的电子测量仪器也越来越多,同时也促使电子测量技术和电子测量仪器产生了新概念和新发展趋势,测量仪器分类越来越多。 2. 项目教学法和微课的实验教学实践 在理论基础欠缺的情况下实施项目教学法,完全由学生独立设计与实施显然是不合适的,可先在老师的指导下,通过针对实验教学中某个实验任务,由学生和老师共同制作实验室微课,加快学生得到新知识和新技能的储备过程,然后实施项目教学法,加深学生对理论知识点理解,提高实际操作能力,最后让学生以自己的视角设计实验并制作微课视频,通过PDCA循环进一步的改善实验教学效果。 (1)项目选择 由于《电子测量与仪器》这门课程与工程实践应用密不可分,因此老师在实验授课时通过播放与实验相关的微视频来缩短理论知识讲解时间,如某型号信号发生器的演示视频,基于虚拟仪器的电压测量系统等等,经实践证明,通过微视频的播放,能极大的提高学生的学习兴趣,吸引学生的注意力,加快了学生的理论知识的理解和储备。 (2)项目设计 项目设计的目的为了让学生更好的掌握理论知识点,以工程实践需求对实验教学内容进行设定,项目的具体任务要让学生结合自身的知识素养和能力而定;项目设计时,不一定要涵盖所有实验知识点,但重点知识必须涵盖;根据实验项目总体要求,把实验教学内容隐含在具体的项目,让学生在执行的过程中自己提出问题,提高综合解决实践问题的能力。 (3)项目实施 首先老师可结合该项目才工程实践中的应用,讲解项目的目的和要求,让学生对整个项目有个总体的了解,其次,老师应确定好项目的分组情况,由项目小组成员共同推荐项目负责人和各个成员的职责。 (4)目评价 项目的评价可分为三个阶段:自评、互评和综合评价。自评是在项目负责人的主持下,项目小组成员通过反思在项目实施过程中遇到什么样的问题,怎样解决的,解决效果怎样,最终实验成果是否符合要求等方面,明确项目的得与失,并探讨失败的原因和改进的措施。互评是在老师的主持下,各个项目小组负责人展示自己实验项目的成果,然后通过公开答辩,且其他小组成员均可以对该项目提出问题,以评价促进学习,大家共同提高。综合评价是老师总结各个项目小组完成情况,给出的完成类似项目应该具备的理论知识和技能要求,且老师应注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核,对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励,全面综合评价学生能力。 3. 总结 微课作为一种新出现的教学方式,很适合在《电子测量与仪器》实验教学中开展,结合项目教学法,可构成PDCA循环圈,且在整个循环圈中,学生都是直接的参与者,不仅培养了学生的思考、分析、解决和创新等综合能力,更可让学生明白团队的能量。通过实践证明,项目教学法和微课相结合的方法,必将极大的推动《电子测量与仪器》的教学效果,同时,也更加的切合专业技术培养方向,为学生以后就业、创业和发展创造了条件。 电子测量论文:我国电子测量技术的发展 [摘 要]随着世界经济的发展,计算机技术和通信技术也在不断的发展着,电子测量仪器的准确性和速度以及检测的功能都在迅速提高,对这些方面的要求也在不断提高,电子测量仪作为测量的重要仪器,他的准确度也在一定程度上反映了国家科学技术的水平,所以,我们应当顺应时代的发展,了解电子测量技术的发展、技术指标、结构特点等等全方面了解电子测量技术,对现有电子测量技术通过运用先进的技术,对电子测量技术不断创新发展,做出更大贡献。 [关键词]电子测量技术 发展 现在世界的发展主要依赖于科技的发展,要想在现在世界中立足,必须发展自身的科学技术,满足现代社会工业化和现代化的发展要求。但是,随着社会发展的日新月异,社会生产以及创新的日益发展,对电子测量仪器的发展不能满足现代社会的需求的现状是对电子测量技术的一个重大考验,电子测量仪器需求不断的更新换代,并将软件技术、虚拟技术和无线通信技术等新技术应用到电子测量技术中,使电子技术在智能化、精确化、简约化和多功能化等多方面得到提高,同时,这也是未来电子测量技术的发展方向和发展趋势。同时,应该注重对这些方面的创新,如果出现了现在的技术条件不能满足电子测量仪器的要求的情况,通过这些时间也可以为后续改良电子测量设备的做出积累,我们要结合现代社会对电测测量仪器的需求和专业的电子测量技术的知识,对未来电子设备的发展做出贡献。 1.电子测量仪现状 1.1 多功能化 现有电子测量仪器应当和以往的传统电子测量仪器不同,原有测量仪器仅仅只是依靠硬件设备发挥检测的功能作用,这一测量方法限制了测量设备的用途,现在已经发展成为了对一些有特殊要求的测量任务,现在通过对测量仪器的改进,让一台电子测量仪同时可以完成几种任务,不仅仅是针对单一的任务,大幅度的提高了电子测量仪的使用率,实现了电子测量仪的多功能化。通过对任务的整合转换,使电子测量仪能够同时实现热能、光能、电能等多种能量之间的转换,使电子测量仪对多种数据进行测量,从而使电子测量仪具有多功能化的特点。 1.2 模板化 模板化,指的是设计技术采用功能模板化。通过对测量仪器的模板化进行调整,对测量仪器起到及时配置的要求。在对测量仪器的性能上实现模板化的调整,将模板化技术运用在电子测量仪器中,⒋蠓度的缩短创建一个新模板、新系统的时间,减少了新建的测量步骤等等。在电子测量仪器的更新上,我们也可以运用到模板化设计理念和模板化技术,能够辅助测量仪器的更新,使测量数据更加精确,保证了在测量中数据的准确性,所以模板化理念和模板化技术将是电子测量仪器未来发展中一个具有较好发展势头的一个新兴技术、 1.3 多技术综合化 电子测量仪器技术的发展理念是智能化控制,通过相互结合多项技术,对设计理念、生产工艺和发展模式等多项技术进行改进,使电子测量技术更进一步。可以将技术应用在电子测量技术中,例如在电磁检测仪器中,通过对无线通信技术、超导体传输技术、微电子设计和纳米技术的结合,使测量仪器成为具有现代化技术的创新性技术。除此之外,还可以把大数据计算和传统的电子器件测量仪器相互融合,测试人员能够在最短的时间内得到电路的测量转换数据,加快工作效率、减少数据获取的时间,在最短的时间内对电路做出调整。 2.未来电子测量技术的发展 2.1 软件技术 软件技术指的是将微管理芯片技术这一软件技术应用在电子测量设备中,这种方法受到了大家的好评。从上世纪80年代起,软件技术就已经开始被专业的一起技术研究者使用。随着科学技术的迅速发展,在20世纪90年代时,DP结合软件技术组合成的虚拟电子设备新兴软件技术出现,软件技术在电子测量仪器中的运用一直持续到现在任然被认为是一个可以长足发展的技术,有越来越多的软件技术被应用到电子测量设备的设计中,例如RC-42、CIB、USB等许多的新型电子技术都被运用到测量仪器中,这样的设计为设备的测量功能提供了标准的结构器件,例如将计算机软件技术应用到仪器中,我们就能通过对计算机的windows页面进行操作取得测量结果,有计算机的操作系统和统计系统对测量数据进行收集、排列、整理、计算和统计,然后将数据但应到显示页面,增强了仪器的说一句管理的性能,所以,软件技术是新一代电子测量仪器中是一个很大的进步,我们在未来的发展中应该更多的应用该技术,使电子测量技术做出进步。 2.2 虚拟测量 虚拟测量是属于一种数据精确度较高的测量技术手段,虚拟测量技术在电子测量技术中的应用将会带动电子测量技术的发展,但目前虚拟测量技术并没有得到较好应用,虚拟测量技术对测量仪器的要求较高,要作用虚拟测量技术,必须提高当前电子测量仪器的质量。虽然目前虚拟测量技术没有得到应有的重视和应用,但任然有技术专家对该技术进行测量应用,并且取得了一定的发展进步,为未来虚拟测量技术的发展打下了坚实的基础。在对电子测量设备的研发中,在各类传感器、元件和技术中的研发条件下,研发出了各种适用于不同类型的专业、迅速、智能化的专业仪器。虚拟测量技术是未来电子测量仪器发展的重要特点,我们应该对此加以研究,获得更准确地数据。 2.3 无线通信 无线通信技术指的是将无线信号传输到与各个地区相互联系的互联网进行综合应用的新型移动网络技术,是属于未来通信设计中一种重要的手段。现在的无线通信技术应用广泛,例如WiFi,WiFi技术是一种盛行于全世界的无线网络技术,WiFi技术是由世界以太网络兼并组织命名的一种专业的网络术语。WiFi技术也是一种短距离的无线信号运输技术,指在几百米的范围类电子设备可以通过与互联网相互连接获取无线信号。WiFi技术仅仅只是无线通信传输技术中的一种技术,除此之外,还有许多的远程无线网络技术也可以在电子测量设备设计中被推广。例如,现在光纤远程信号传输技术属于比较新型的网络技术,能够在较远的距离之间进行信号传输,也能成为一种远程监控的无线网络技术。所以,我先通信技术也是我国未来电子测量仪器中一种比较特殊的应用,将成为新一代电子测量设备的技术特点。 3.结语 在科技飞速发展的今天,电子测量仪器也在不断的发展。在21世纪中,我们对于电子测量仪器的需求量越来越大,电子测量仪器的市场需求也在不断增加,在市场竞争激烈的现在,对电子测量设备的设计技术奥球也越来越严格。要具有兼容性、精确性高和稳定性强的电子测量设备才能满足现代工艺、生茶和生活的要求,我国目前的电子测量设备具有了一定的先进技术,为我国的电子测量设备市场输出了许多先进的设备,但是任然存在着巨大不足,尤其是现在技术不能满足高速变化的技术和要求,在电子科技技术水平这一方面任然还存在着许多的不足,有着较大的进步空间,所以,我们在对电子测量设备进行设计时,必须和想在发展技术相结合,明确我国电子测量技术的特点,结合创新研制出世界领先的电子测量设备。 电子测量论文:电子测量误差分析研究 摘 要:如今人们的生活中,电子测量仪器的应用已经十分的普遍,但是在实际的测量中很容易受到其他外界因素的影响,就使得测量的结果存在误差,难以进行我们之后的数据需求。在文章的讨论中,主要就电子仪器测量中存在的误差问题进行分析,从电子测量误差的概念进行出发,分析了造成电子测量误差的原因,并且针对这些原因,提出了一定的建议,希望能够在之后的测量中减少误差,提高我们测量的精准度,更好的应用于生活中。 关键词:电子仪器;测量;误差分析 前言 现在生活中的技术已经渗透到我们生活的方方面面,可以说其中的电子测量是无所不在的,在我们的生活中处处都有着应用,给我们的生活带来了极大的便利。例如我们经常使用的电子秤,测量中使用的电压表、电流表等,都涉及到电子技术的应用。但是在电子的测量中,由于它们的灵敏性,往往不规范的操作或其他原因的影响就会造成实际测的数据具有偏差,给我们接下来的数据应用造成严重的影响。所以在接下来的分析中,主要就电子仪器测量中的误差问题进行分析,保证能够对测量中的误差降到最低,从而更加准确的反映出我们所测量数据的准确性。 1 电子误差存在的类型 电子仪器测量中根据造成误差的原因不同,大概将这些误差进行了简单的分类,在之后的降低误差中能够有着更好的针对性。由于电子测量中所应用的计算数据思路存在着一定的偏差,难以对数据准确的进行计算,这属于系统误差;接下来就是在实际的测量中,由于操作过程中,每次的实际操作不能够完全一致,这就使得在所得到的数据上有着一定的不同,这类误差一般为随机误差,可通过多次测量,减少其误差;同时由于在实际的操作中,由于操作人员的操作流程不够规范,并且可能在读数中有着人为因素的影响,造成了测量的结果与实际值有着较大的偏差,这种误差被称为疏忽误差。在这几种误差中,有的可以通过人为的进行多次操作或者规范操作将误差降到最低,增强电子测量的数据的准确性。 2 电子误差产生的原因分析 2.1 测量设备的误差 测量的设备存在`差主要是所使用的测量仪器的附加件引起的误差,一般是由于仪器的读表精确度较低、仪器表的固定不够严谨或者仪表的零点存在问题、刻度不准等等问题。同时仪器所使用的电压不同、电流不稳定等情况都会给电子仪器的测量结果带来影响,造成所测得的结果不够精准的情况。这些由于电子仪器所存在的问题造成测量结果的误差是较少的,但是在实际的应用中,由于它在不同环境下的存放问题,也会产生一定的误差影响,不过这种误差可以通过对仪器的校准的方式对其进行降低,保证能够更好的为数值的测量提供依据。 2.2 人为使用的误差 人为误差主要是相关的测量工作人员在实际的测量操作中造成的影响,一般是由于测量人员的分辨力、视觉疲劳或不良习惯等造成的,同时不否认部分测量人员缺乏责任心使得测量的结果存在问题,同时不好的操作习惯和对于刻度读错也是其中重要的问题之一。并且对于仪器的应用操作中所使用的规范程度也会给测量的结果造成巨大的影响,或者说在测量中没有按照操作规范进行预热、调节和校准等工作,都会给接下来的测量造成误差。同时在不同的人员进行测量中,不同人员之间的差异也会造成读数的误差,使得测量的结果出现不同,造成数据的不准确,给接下来的数据的使用带来困扰。 2.3 外界环境影响的误差 对于不同仪器所使用的环境也是不一样的,在实际的测量操作中外界环境的影响也是巨大的。外界环境中的温度、湿度、电磁场和外界振动的影响对于仪器的测量要求条件的不一致性也会引起对于测量结果的误差。同时在校准的过程中,对于所需要的外界环境的达不到规范的要求,就使得仪器在首先的校准中就造成了误差,这样的结果对于仪器测量结果的影响是显而易见的。所以在实际的电子仪器的测量中,外界环境的因素对其影响是不容忽视的,这就需要引起我们密切关注。 3 减小误差的主要方法 3.1 对设备误差进行减少 不同的仪器设备有着不一样的测量精度,在这样的测量中能够保证测量的数据的准确性,并且在每次的测量中,都需要对仪器进行校准,保证仪器的准确性。同时对于一定时间内不使用的仪器,需要对其进行定期的检测,减少仪器本身的问题所带来的误差,这样才能够在一定程度上提高测量的准确度。因此在对仪器的问题提高测量的准确度的时候,需要尽量将被测量出现在接近仪器表满刻度的区域内,这样便在一定程度上增强了读数的准确性。同时在使用之前对于仪器的校正更是十分必要的,要求能够将仪器的刻度、指针等问题进行准确的校正,同时需要保证仪器的附近没有磁场等严重干扰物的存在。对于仪器所存放的环境也需要进行一定程度上的保证,这样也不会对仪器造成损坏,在之后的使用中出现误差等问题。 3.2 规范人们的操作方法 对于仪器的使用,都是会经过人工的测量,在人工进行测量中,相关测量工作人员的操作方式对于测量的结果也是有着较大的影响的。对于人为因素所产生的误差,大多是由于人们在实际操作中没有按照规范的操作流程进行测量,这样便不能够有效的保证测量数据的准确性。需要注意的是,纵使有些电子仪器设备在实际测量中严格按照操作的规范进行测量,对于仪器的不同,也会存在着一定的误差,这也是需要人为进行注意到的。并且在对数据进行读数的过程中,需要提高工作人员的责任能力,准确的对这些数据进行记录,保证为接下来的数据处理提供更好的数据。同样为减少误差的出现,我们在进行读取数据和记录中,可以通过多次进行记录或者采用多人对同一数据进行记录,最后求得其平均值,增强数据的准确性。 3.3 降低环境对设备的影响 对于电子设备对数据的测量中,外界环境的影响虽然比较难以注意到,但是经过实际的评定,电子仪器外界环境对测量数据的影响也是十分巨大的。首先对于电子仪器的调节,需要保证外界环境符合电子仪器校准的要求,这样才能够更好的保证仪器在接下来的使用中测量的更加准确。同时环境中湿度、温度、电磁场和热源的影响对于仪器的考验也是比较大的,在外界环境多变中进行存放测量的设备,肯定会对设备造成一定程度上的损坏,在之后的测量应用中,不能够准确的进行测量的工作。并且在电子仪器进行实际测量中,需要特别注意周围电磁场的影响,因为电磁场的存在会严重影响到小磁针的指示,这样纵使操作再规范,也难以保证读出精确的数据。所以在电子仪器的测量中,需要特别注意外界环境的影响,增强测量的准确性。 4 结束语 在如今的生活中,电子仪器应用的十分普遍,但是对于影响其测量精准度的影响因素也是很多的,同时由于测量的方式,不管通过怎样的测量方式,多么先进的测量设备,测量结果存在误差是难以避免的,但是在实际的测量中,我们可以通过对出现误差的原因进行分析,在一定程度上降低误差,使得测量的结果更加的接近准确值,在最大程度上反映出测量的本质属性,以满足人们的需要。同时对于影响电子仪器测量的分析,这样便能够对我们之后的测量方式进行调整,采取一定的措施减少误差的影响,避免不必要的误差产生,提供测量的精准性,提供可靠的数据来源,方便人们的研究工作。 电子测量论文:数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用 摘 要:数字信号处理技术在电子仪器测量中是非常重要的,人类社会的发展是离不开测量的,电子仪器在使用的过程中主要的作用就是要进行相应的测量,因此,将数字信号处理技术应用到电子测量仪器领域就变得越来越重要。本文就是对数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用进行分析,为相关的研究提供借鉴。 关键词:数字信号处理技术;电子测量仪器;应用 数字信号处理技术就是指利用计算机或者是其他的信息设备来对相应的信号进行分析和处理,从而得到有用的信息的过程的一门技术。数字信号处理技术可以将同一类型的信号转变为数字信号,这样计算机就可以进行相应的处理。目前,人们对数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用进行了大量研究,数字信号处理技术对于电子仪器的测量有着非常重要的意义,必须要重视数字信号处理技术。 一、数字信号处理技术的重要性 (一)测量的作用 测量也可以使得生产活动的行为更加规范,在机械零件制造的过程中,已经生产完成的机械零件必须要进行相应的检查,判断这些零件是否符合相应的标准,而且通过测量也可以了解相应零件的各个环节是否符合零件的使用要求,工作人员对于零件的参数进行充分的了解,才能够在生产制造的过程中落实到每一个生产环节。 (二)数字信号处理的意义 测量技术在不断地发展,目前测量工作使用的都是电子测量仪器,电子测量仪器的应用使测量结果更加精确,也提高了测量的效率,但是电子测量仪器的测量结果都是利用电信号的形式来进行表示的,这样测量人员就很难对测量结果进行相应的分析,但是数字信号处理技术可以将电信号进行转化,转变为数字信号,这样工作人员就可以利用数字信号处理技术来对相应的数字信号进行分析,保证了后续工作的稳定运行。在电子测量仪器测量的过程中,如果使用的是直流电压,那么就要进行数模转换,如果使用的是交流电压,那么就要先进行交流电压和直流电压的转换,之后再进行数模转换。这样就可以使得测量的结果更加准确。通过相应的实验可以发现数字信号在利用的过程中可以对整个电子测量仪器的测量过程进行简化,这样复杂的问题简单化,就使得工作人员的工作效率提升,减少了各种因素对于测量结果的不利影响。 二、数字信号处理技术在电子测量仪器领域的应用 (一)在发生器上的应用 发生器就是信号源,这是一种十分重要的电子测量设备,发生器使用的是频率合成技术,但是无论是直接的数字频率合成技术还是间接的锁相式频率合成技术,都必须要利用低通波滤器来完成相应的测量工作,数字信号处理技术的主要内容就是进行滤波,而合成信号源能够克服晶振仅仅能够提供特定频率的相应缺陷,提高了信号输出频率的准确性和稳定性,还能够使得输出信号频率达到与基准频率相同的高度,在这样的情况下,数字信号处理技术就能够提高发生器的功能,使得信号源变得更加稳定。 (二)在电业测量中的应用 电子测量的过程中,电业测量是非常常见的,也是最为基本的测量方式。电业测量的机理就是将测量的电压转变为直流电压之后再进行相应的测量。目前电业测量已经被数字化,数字信号处理的过程中涉及两个核心的问题:一个是交流电压和直流电压转换之后再进行A/D转换,另一个就是在得到了直流电压的时候直接进行A/D转换。但是无论是哪一种转换,A/D转换所包括的量化和取样都是数字信号处理技术中非常基础的环节。在实际的应用中,将这两者应用在了电压表上,这样电压表的测量准确性就得到了一定程度的提升,测量的范围、抗干扰能力和分辨能力都得到了提高。 (三)在示波器中的应用 示波器是一种利用波形硐允静饬拷峁的一种电子测量仪器,被测量的信号必须要将电子束打在相应的荧光物质上,这样屏幕上就会显示出相应的图像,工作人员就可以对所显示的图像进行分析和解读。如果使用的是常规的电量,那么示波器均能够进行相应的显示,例如频率、峰值、电流和电压。但是如果遇到了特殊的电量,就要通过一定的调整才能够利用示波器进行测量,例如调幅度和相位差等。示波器是一种常见的电子测量仪器,但是示波器在使用的过程中必须要符合相应的规范,如果违背了相应的操作要求,就会导致测量结果出现偏差。在正常的情况下,示波器设备所显示出来的图形能够准确地描述出被测量的信号,以下就是对数字信号处理技术在电示波器中的应用进行分析: 如果将示波器设备当作是信息系统,那么就可以得到相应的关系式:s0(t)=s(t)*h(t)。 其中,s(t)是我们需要测量与观察的相应信号,s0(t)是在示波器上所显示出的相应的波形,*是一种卷积运算的符号,h(t)是指已经输入的信号源。因此为了保证测量人员所观察的信号和示波器上所显示出来的信号的契合度较强,那么就要保证示波器的输入激响能够满足迪拉克函数的要求。这一函数为h(t)=δ(t)。 只有这一函数成立的时候,s0(t)与s(t)才能够相等,按照斯彭斯的信号理论可以得知,如果上述的说法要想成立,那么就示波器的宽带就要无限大,但是在实际的应用中,这一条件是无法达到的。而且示波器在使用的过程中,还会受到相应的3db带宽的影响。进行估算的时候,使用的是方根原则,而且被测量的信号就是高斯信号,而且高斯信号也是方根原则能否成立的关键,在实际的应用中,高斯信号极少,这样就导致了高斯信号与示波器之间会出现较大的误差。要想减少这一误差就要利用数字信号处理中的反卷积技术,相应的关系式如下:s(t)=s0(t)(l/*)h(t)。 在这一公式中,l/*就是指反卷积计算,在这对关系式中可以将误差缩小,这一计算公式在过去仅仅是在理论推力中得到广泛的应用,而在实际的应用中很少被应用。但是在科技不断发展的今天,通过数字信号技术就可以将这一理论应用到具体的项目测量中,使得电子测量仪器的应用范围更加广泛。 假设使用一个标准信号,将其输入到相应的示波器中,并且将这一输出信号设定为s(k),在这样的情况下,就能够准确地计算出示波器对于信号的离散型算式h(k),在对这一离散型算式进行存储的过程中,需要加存一个信号重构的反卷积算法,在这样的情况下,就可以得到以下的结论:无论示波器达到了什么样的标准,信号是否存在着失真的现象,都能够根据现有的信号进行重构,从而得出我们想要得到的信号。这样,进行电量信号的观测便无须再受到示波器的限制。 结论 人类社会发展的过程中永远离不开测量工作,其是社会生产实践活动的重要基础,而电子测量技术与电子测量仪器则是当前测量工作所使用的高级手段,为实现测量工作的精确化提供了重要保障。通过上文我们可以看出,数字信号处理对于提高电子测量效果以及电子测量仪器的使用有着非常重要的作用,甚至能够让电子仪器测量的性能提高至原效果的数倍以上。虽然当前该种方式仍然存在着一定的问题,但这也为我们的研究提出了更加丰富的思路,让我们可以进一步在科学的高峰上继续攀登。 电子测量论文:虚拟电子测量仪器技术 摘 要 近年来出现的虚拟仪器突破了传统仪器的束缚,是仪器发展史上的一次革命。虚拟仪器技术是以计算机为核心的测试测量仪器组建技术,由计算机操纵,利用高性能的软硬件平台及模块化硬件板卡,结合高效灵活的应用软件,完成各种测量、测试任务。 【关键词】虚拟仪器 测量 LabVIEW 1 虚拟仪器概述 虚拟仪器(Virtual Instrumentation)是一种计算机控制的仪器系统,以通用化计算机作为核心的硬件平台,由使用者自己设计定义,具有计算机操作界面,测试功能由软件来实现。它通过应用程序,将通用化计算机与功能化硬件相结合,这样使用者可以通过友好图形界面,自己操作计算机,完成对被检测量的采集、判断、分析、显示、存储数据等功能。 1.1 虚拟仪器与传统仪器的比较 虚拟仪器是以计算机为基础的软硬件测试平台,它可代替传统测量仪器并自由构建专有仪器系统。传统的测量仪器受到硬件的限制不能发挥很大的互联。而虚拟仪器将仪器硬件搭载到计算机平台,再加上应用软件,将计算机硬件资源与仪器硬件有机的融合,大大缩小硬件成本和体积,通过软件实现对数据的显示、存储及分析处理。 1.2 虚拟仪器系统的构成 虚拟仪器系统由硬件和软件构成,硬件是基础,软件是核心。基本硬件是计算机和信号采集调理部件。计算机自身包括微处理器、储存器、显示器等部件;信号采集调理部件为GPIB仪器控制模块,VXI/PXI,仪器模块/总线标准模块以及数据采集卡。软件构成主要有开发平台软件和用户应用软件。目前使用最多的计算机语言是美国国家仪器公司(national instruments,NI)的LabVIEW。LabVIEW全称laboratory virtual instrument engineering workbench(验室虚拟仪器集成环境),是功能强大灵活的仪器和分析软件应用开发工具,图形化,用图标来代替文本行,创建应用程序。 LabVIEW具有以下主要特点:图形化的仪器编程环境;高效内置的程序编译器;灵活的程序调试手段;数据采集与仪器通信应用的支持;数据处理和分析函数库;支持多种系统平台;开放式的开发平台等。LabVIEW程序包括三个部分:前面板、框图程序、图标和接线端口。前面板模拟真实仪器前面板;框图程序利用图形语言控制前面板上的对象;图标和接线端口把LABVIEW程序定义成子程序,实现模块化编程。 2 虚拟电子测量仪器概述 2.1 传统仪器测量系统概述 传统电子测量仪器,如信号发生器、逻辑分析仪、示波器、频谱分析仪等,都是硬件化的技术方案,因其结构上的先天局限性,决定了相互之间没有令人满意的互联与通信机制,不能实现充分的信息与资源共享,所以在不改变设计思路的情况下,难以组建成综合测试系统或电子测量平台,也就不能完成对被测系统的综合分析、评估,进而得出准确判断。 2.2 虚拟电子测量仪器集成系统设计概述 虚拟仪器技术是以计算机为核心的测试测量仪器组建技术,由计算机操纵,利用高性能的软硬件平台及模块化硬件板卡,结合高效灵活的应用软件,完成各种测量、测试任务;除信号的输入输出外,测量、控制、分析、变换、显示等功能均由软件来实现。 2.3 虚拟仪器与传统仪器测量系统比较的优点 虚拟仪器技术的优势是,使用者可以自定义专用仪器系统,功能灵活容易构建,应用面广。它符合“硬件软件化”发展趋势,被称作“软件仪器”。它的功能齐全且多样化,价格合理,因此具有很强的竞争力,在仪器计量领域有很大的发展空间。它主要有以下特点:软件是虚拟仪器的核心;性价比高;缩小仪器厂商与使用者之间的距离;扩展性强,开发维护费用低,可配置性强;有良好的人机交互界面;信息量大,测试过程完全自动化,数据可编辑、打印、存储,有完整的时间记录和测试说明;通过软、硬件的升级,可便捷地提升测试系统的水平和能力;信号电缆少,故障率低,有操作保护;系统开放、灵活,功能可更改,技术更新快;可以和其他设备互联;软、硬件都具有模块化、开放性、可重复使用及互换性等特点。 3 虚拟电子测量仪器设计原理 虚拟电子测量仪器的软件应用程序,由LabVIEW编程环境开发,动态链接库通过CLF节点调用,达到与USB控制器的互联通信。LabVIEW程序编写分为前面板和后面板,前面板有登陆界面和各个虚拟仪器界面。后面板是编程程序框图,对前面板的各个模块进行编程,再把它们整合在一起,组成一个大的、整体的程序框图。 程序设计中,使用软件模板提供的旋钮、按钮、开关、数字显示、图表、图形等控件,在前面板设置输入输出对象,按照使用者的实际需求,设计图形化交互界面。框图程序设计是图形化程序的源代码,与前面板一一对应,使用软件提供的结构控制、数值运算、字符串运算、数组运算、布尔运算、信号分析、波形处理、文件输入输出、仪器控制等控件,按照使用者的需求,控制和分配前面板的输入输出。程序中的数据信号根据程序逻辑关系,沿数据线流动,满足“数据流驱动”。 在虚拟电子测量仪器中,硬件部分由USB控制卡,信号发生卡和信号采集卡组成。12V电源供电,通过USB2.0连接到计算机,与软件连接相通。 作者单位 榆林职业技术学院神木校区 陕西省榆林市 719300 电子测量论文:与时俱进优化电子测量实验教学 【摘要】电子测量是获取信息的重要手段,是一切科学的依据,本文从电子测量的发展趋势和当今高校电子测量实验教学的现状出发,依据多年教学经验,对如何优化电子测量实验教学进行了探讨. 【关键词】电子测量 虚拟仪器 互动 开放 杰出科学家门捷列夫曾说“没有测量,就没有科学”。电子信息科学是现代科学技术的象征,它的三大支柱是:信息获取(测试/测量技术)、信息的传输技术(通信技术)、信息的处理技术(计算机技术),三者中信息的获取是首要的,因为测量是获取信息的重要手段,因此,国内外许多高校的许多工科专业,尤其是电子信息类专业,都把“电子测量”作为一门十分重要的技术基础课程。 电子测量是现代科学获取信息的重要手段,是从事现代电子科学研究的必备基础,也是培养学生实践动手能力的重要标志性课程。其特点是综合性强、实践性突出、应用面广泛、更新迅速。 电子测量包括测量仪器和测量理论两部分。当前电子测量仪器已经经历了由模拟仪器发展到数字仪器,又由数字仪器发展到智能仪器阶段;现在电子测量仪器的发展,主要呈现以下几个趋势: 1)量限扩大化趋势 2)集成化、模块化趋势 便携式仪器越来越多,使用者要求集成化、微型化,例如简单的数字温度计、湿度计等,成本低,可靠性高;仪器模块化,可以方便安装选件,可以方便升级,可以方便故障诊断和维修。 3)智能化趋势 具有很强的自校准、自诊断、自补偿功能;很强的存储、计算、报表输出功能;很好的用户界面,使用户很方便使用。 4)数字化趋势 无论高档还是低档仪器,数字化越来越普及。随着微电子技术的发展,数字电路的成本越来越低;随着各类仪器装上了CPU,实现了数字化后,软件上投入了巨大的人力、财力。今后的仪器归纳成一个简单的公式:“仪器=AD/DA+CPU+软件”,AD芯片将模拟信号变成数字信号,再经过软件处理变换后用DA输出。 5)虚拟化趋势 虚拟仪器的构成:计算机+软件+硬件(用于解决信号的输入输出) 虚拟仪器的特点:性价比高,传统仪器贵,虚拟仪器便宜。传统仪器功能固定,虚拟仪器改变软件即改变了仪器,可根据使用的需求随心所欲地组成仪器。 6)网络化趋势 通过局域网或INTERNET来控制和使用电子仪器,使工程师远在千里之外仍能遥控仪器和获取结果。 7)跨专业多功能化趋势 一台仪器,可测量多种参数,具有多种用途,而且这些参数是跨越传统上我们认为是不同的计量专业的。好处是节约投资,节省空间,携带使用方便。 而测量理论也由经典测量理论发展到经典测量理论与现代测量方法相结合、传统的测量技术与最新的信息科学技术相结合的新时期下的新的测量理论:如误差理论与测试信息论的结合、测试与控制工程结合的测控技术、测试与计算机技术结合的自动测试系统技术、测试与软件和信息处理相结合的虚拟仪器、测试与通信和计算机网络结合的网络化测试技术等。同时,与其他相关课程内容(如模拟数字电路、信号和系统、微机原理和接口技术、通信与控制等)的处理上,充分体现出了本课程与其他课程内容的有机联系和综合应用。 然而现状却是: 1、测量课程的理论内容相对独立。在好多电信学生的心目中,测量课程是独立的,实验更是由于本课程的特点即与其他课程内容的有机联系和综合应用,使得学生容易产生误觉,好象在重复其它课程的实验,无太大新意,而变得好象索然无味,使得本课程成为了一门抽象难懂、深不可测、高不可攀、望而却步的“难学难用”课程了。而使得学生对此门课程兴趣不大或兴趣全无。其实不然,测试一直贯穿于学生的整个大学阶段。刚入校时所学的高数是测试技术的理论依据;计算机是现代测试的重要工具;电路、低频电路、高频电路就是讲解的测试电路;信号与系统、数字信号处理、信息论与编码讲解的就是测试原理。也就是说学生的知识不应是孤立的,而应有机的联系成一体。 2、学时数日渐减少,与其在电信专业里的重要性不相符合。一般高校的测试技术在非电信专业大概就是30―40学时之间,在电信专业为30―60学时之间(还包括实践教学),实验学时就更少的可怜了,对于学生的理论知识的掌握和实践上的应用及创新思维和能力的培养远远不够。 3、随着高校教学改革的深入,虽然每个院校都购入了一些测量仪器,但跟扩招的学生数相比,却还是不够,当然这也与每个学校办学经费紧张有关,但毕竟对于提高学生动手能力和将隐性知识变为显性知识颇为不利。 4、实验孤立,与实际应用之间的联系好象不大。现有的测试技术的实验不外乎是一些测试仪器的使用,非常片面。其实测试技术应该贯穿于整个电信专业的实践当中。在电路实践中反应的是实验仪器的使用;在低频电路、高频电路的实践中反应的是实验电路;在信号、电子测量、传感器中反应的是实验原理;在大学生课外科技活动、电子设计大赛、数学建模、毕业设计中反应的是其综合应用。即其实验的体系结构应以实验仪器为基础、以测量方法为线索、以误差分析来提升、以实际应用为归宿。 故而要优化电子测量的实验教学,必须从现有的这些问题入手,提出相应的改革与整合方法,提高学生的学习兴趣,培养学生的综合能力。可以从以下几个方面入手: 1、研究电子测量实验可与其他课程实验的整合。 测量在电信工程专业中起着举足轻重的作用,并一直贯穿始终。无论是从高数、计算机基础到电路、低、高频电路,再到信号与系统、数字信号处理、信息论与编码;从微机原理、单片机到EDA、MATLAB、DSP、ARM,无不与测试技术相关。高数是测试技术的理论依据;测量电路与系统由各种电路、传感器和计算机构成;测量仪器的使用和测量电路的设计与调试过程中可利用一些计算机语言进行辅助设计和仿真。测量技术的讲解可以站在信号的高度上讲解,使得学生起点更高,更能充满信心的找到自己未来的人生目标。故而可将学生四年的实验课统一安排,统筹规划;先从实验仪器的基本使用,到应用实验仪器测量基本电路及其电参数,再到实验仪器的熟练使用、扩展使用;最后到自行选用实验仪器,计算参数,构成测量电路,设定实验步骤,完成各种任务。这样即可合理安排学时,避开学时压缩对课程带来的不利影响;又可避免重复劳动所带来的厌倦心理;还方便开设一些综合性课题。 2、提高学生的学习兴趣。 我总认为:“兴趣是学生最好的老师”,在多年教学中发现,如若学生对某一课程兴趣盎然,则其学起知识来必然事半功倍,在学习中能够化繁为简,化难为易,记忆力增强,跳跃性思维活跃,即其学习的主动性、独立性、积极性、批判性、创造性大大增强。 (1)模块化、多层次教学方法:多年来,我们在如何更好的实现学生能力培养方面进行了一些有益探索,我们认为,学生能力培养需 电子测量论文:电子测量与智能仪器课程教学与实验改革探索 [摘 要]针对目前电子测量与智能仪器课程在教学与实验过程中所存在的不足,课题组依托河南理工大学国家级实验示范中心和省级重点开放实验室平台,分别从教学方法、教学手段、实验实践以及考核方式等多方面对其进行了深度改革的探索和实践。对该课程进行的“自主、探究与合作”模式下的教学与实验改革,在培养学生自主学习,提高学生综合能力方面取得了很大成效,为工科课程教学改革提供了很好的借鉴。 [关键词]教学方法;教学手段;实验;改革 电子测量与智能仪器是高等院校电子信息工程专业和电子信息科学技术类学科的重要专业课。该课程具有很强的实践性、技术性和综合性,是一门理论性和实践性相结合的综合课程。课程与工程实际结合紧密,在专业课程体系中占有重要地位,它对培养学生的创新思维能力和实际动手能力具有重要的作用。但是由于受传统教学模式的影响,该课程存在着教与学严重脱节的现象。学生对这门课学习的积极性不高、兴趣不浓,听课不能够集中精力,使该课程的课堂教学效果不够理想。另外,该课程让学生学习的内容、方式也存在问题,目前主要还是以做作业习题为主,即使增加了该课程的课程设计环节,但基本上也是“纸上谈兵”,不能够与实际应用结合,效果也不够理想。 针对以上传统教学所存在的问题,根据课程特点,我们通过积极探索,大胆改革,以“自主、探究和合作”的模式通过实践探讨出一套科学、实用的“教、学、做”一体化的方案,分别从该课程的教学方法、教学手段、实验实践以及考核方式等多方面对其进行了深度改革的探索和实践,并取得了一定成效。这对提高该课程的教学质量,促进学生创新能力和实际工作能力的培养,提高在新形势下学生的竞争能力具有重要而积极的作用。 一、 注重课堂教学改革 (一)更新教学内容,改进教学方法 针对课程教学内容,首先,我们在教材选用上进行了大范围的筛选工作,最后选定了国家精品课程配套教材,古天祥等编著的《电子测量原理》。该教材主要是在学习测量原理的基础上侧重于讨论测量技术与方法、误差分析和实际应用,而且在涉及具体电子仪器时是基于仪器的基本原理及应用,而不是基于仪器的设计与制造,对于非测控专业的电子类专业学生来说十分适合。其次,在日常教学过程中,根据给定学时,我们对课堂授课内容进行了有效节选,在讲述课程各部分内容时,注重从原理、误差及应用三个方面进行阐述,以测量原理作为基础,通过测量误差分析来提升,以其实际应用为归宿展开课堂教学。最后改进传统的、较为死板的课堂讲述,在课堂教学中增加案例分析。例如在讲到电子计数器时,教师可以把往届学生的毕业设计作品先进行实物演示,在成功抓住学生兴趣的同时,进一步介绍它的基本组成和工作原理,并采用启发、引导等教学方法鼓励学生思考其实现方法和设计过程,这样将极大增强学生学习的积极性和主动性。课后再根据给出的实例给学生布置课后作业,要求学生从自己的视角对给出的毕业设计实例进行性能分析。学生自己成立讨论小组,采用比较、讨论等方式从设计方案、技术指标等方面得出作品的不足之处以及改进方法,以课程设计报告形式通过Sakai网络教学平台上交任课教师,教师通过网络与学生进行交流。这种教学方法不仅有助于活跃课堂氛围,也可以促进师生之间的互动和交流。 (二)教学手段多样化 电子测量与智能仪器课程具有较强的实践性,涉及很多仪器以及具体操作等知识,单一的课堂讲授会使学生感觉知识非常抽象。因此在教学环节中,我们根据课程实际情况,结合河南理工大学现有的教学设施,最大限度地进行了教学手段多样化改革,其主要表现为: 1.多媒体课件动起来 在传统的多媒体课件上,有效地加入声音、图片、动画、视频等多种元素,使多媒体课件动起来。根据课程的属性,将课程讲授中涉及的许多先进电子测量仪器通过彩色图片的形式展示给学生,不仅可以在最短的时间内提供最大的信息量,还能大大提高学生的学习兴趣;利用多媒体课件的动画效果,以动态的形式对电子计数器、示波器等典型仪器的结构、使用方法进行探讨、分析,将其组成工作原理生动、形象地展示出来,从听觉和视觉两方面刺激学生的感官,促进学生联想记忆,加深对知识的掌握;课件中通过嵌入仪器的实际应用操作视频进行课堂演示,使学生更快、更好地掌握电子测量仪器的使用方法。多元素嵌入的多媒体课件在课堂上有效地动起来,大大调动了学生的学习积极性,学生的日常出勤率和上课的专注度都大幅度提升了。 2.SAKAI网络平台用起来 随着计算机网络的发展,基于信息技术的教学工具已经成为教师与学生交流、互动的重要平台。本课程教学组充分利用河南理工大学网络平台――Sakai(赛课)网络教学平台,将多媒体课件、电子教案和阅读资料等资源整合后挂在网络课堂上,学生可以拥有更长的时间与更广阔的空间对其进行充分浏览、慢慢消化。该网络教学平台还具备布置作业、点名、练习与测验、讨论等功能,教师可以根据教学内容的需要实时在网络教学平台上进行信息,将课堂上所讲述的内容进行有效延伸、消化。比如之前提到的毕业设计实例分析,学生成立讨论小组完成讨论后,以电子作业的形式进行上传Sakai平台,教师可以实时进行跟踪,通过讨论的方式与学生进行沟通,及时解决学生提出的问题。这在很大程度上提高了教师的“教”和学生的“做”两方面的效率,也拉近了师生之间距离,大大提高了学生学习的积极性。 三、实验实践改革 作为“自主、探究和合作”模式下的“教、学、做”一体化教学改革中非常重要的一个环节,学生的“做”显得尤为重要。电子测量与智能仪器课程是理论与应用相结合的综合课程,学生在掌握基本原理和相关理论知识的基础上,还要学会使用各种仪器,搭建各种测试系统,学会对电子测量结果进行分析,因此该课程的实验教学也就显得特别重要了。本文展开的课程实验教学改革是在河南理工大学国家重点实验中心――电工电子实验中心和省级重点开放实验室的基础设施平台上进行的,学生可以随时进入实验室进行课程实验。实验内容除了常规的验证实验外,任课教师还给学生布置了大量的测量、测试实验,学生可以自由组队,进行测试系统设计,利用实验室实验模块完成测试系统搭建,并进行相关实验测试验证。学生自由组队完成的测试系统实验在经过教师的验收后可以充当常规实验。对于验收效果较好的实验,教师要给出优秀的实验成绩,以此调动学生参与的积极性。 四、考核方式的改革 考试是教学的一个重要环节,教学和课程方法的多样性带动了考试考核方法的多样性。考核方法上,摒弃了仅仅由平时成绩和最后试卷成绩共同决定最后成绩的传统方法,进而改成由平时成绩、考试成绩、实验成绩和课外活动成绩共同决定。 (一)平时成绩考核 平时成绩考核20%,由考勤、Sakai网络平台点名、作业以及讨论答辩成绩共同来决定。其中考勤和作业占平时成绩的50%,讨论答辩成绩占平时成绩的50%。第一部分是考勤和作业,这是指在教学过程中,根据课程教学进程要求学生完成的学习任务,要结合Sakai网络教学平台,依据学生完成作业的次数和质量按百分制进行评定。另外,考勤记录是学生平时成绩的依据之一,教师要将学生的出勤情况记录在“点名册”内,最后作为给出成绩的依据之一。第二部分是讨论答辩成绩,这项成绩通常是在小组学习的基础上,学生共同完成一个课题、一个论文或一个项目,通过Sakai网络教学平台讨论区进行讨论、网络答辩,最后由任课教师给出。 (二)期末卷面成绩 期末考试内容覆盖教学大纲要求的知识点,考题可以灵活多样,以闭卷为主,适当增加了理论设计题目的考核,使得试题能真正考查出学生的真实能力,以及全面系统地考核学生掌握课程知识的能力。该项成绩占总成绩的50%。 (三)实验成绩 实验成绩占30%,其中课程开出的常规实验成绩占实验总成绩的50%,自主实验成绩占实验总成绩的50%。大力提倡学生进行自主实验,调动学生参与的积极性,自主实验给出的成绩比例在这个环节得以体现。 (四)课外活动成绩 该课程考核方式改革力度最大之处体现在课外活动成绩的给定上。为了鼓励学生积极参与学校的第二课堂,我校在考核方式上进行了相当大的改革变动。任课教师可以根据学生参与程度以及所获得的相应成果,在总成绩上直接给定课程成绩。 同样,学生参与的各种电子设计大赛、测试系统开发项目,也可视为加分项目。如此一来,学生学习、参与的积极性空前高涨。 五、总结 本文对河南理工大学电子测量与智能仪器课程几年来的教学和实验改革进行了论述和分析。实践证明,“自主、探究和合作”模式下的“教、学、做”一体化课程教学改革取得了明显的教学效果。 电子测量论文:电子测量与仪器课程的教学方法探索及考核方法改革 摘要: 深化中国大学课程教学方法和考试考核方法的改革是保障大学教学质量、提高人才培养质量的重要方面。针对目前电子测量与仪器课程在教学中的不足之处,我们进行了教学方法和考试改革的探索和实践,同时通过考试环节的完善和创新,力图达到提高学生的分析能力和综合素质的目的。本文系统的阐述了电子测量与仪器课程教学方法的改革和考核方法的改革思路,并取得了一定的效果。 关键词: 电子测量;教学方法;考核改革 0引言 教学方法由于是决定教学效果的十分重要因素而被人们所重视,教学方法的改革也就理所当然地成了教学改革中的重要一环。课程考核评价系统,是教学过程中必不可少的重要环节,贯穿于教学的全过程,课程考核的结果不仅可以反映教与学的实际状况,对学生各阶段乃至整个学习阶段有一个明确的评价,更是衡量学校教学质量的重要依据。然而,目前的课程考核评价系统只是通过单纯的卷面成绩考核,并不能真正衡量学生的综合能力。下面以《电子测量与仪器》作为试点课程,在测控本科专业的教学过程中,详细阐述该门课程的具体教学方法和考核方式的改革。 1电子测量课程的特点 电子测量是测控专业的一门专业必修课程,内容包括:电子测量的基本原理和基本的测量方法,常用的电子测量仪器的基本组成和工作原理,仪器的操作和应用。要求通过该课程的教学培养学生理论联系实际和动手能力以及解决问题的能力。该课程涉及比较深奥的理论,算法比较抽象且难懂;同时电子测量与仪器课程涉及面很广,它的应用包括了整个电子、通讯、自动化等多种学科的很多领域,比如取样、信号合成、自动化等多种技术都在电子测量中得到应用,因此教学中还要涉及如何把电子测量理论与实际应用相结合的应用问题。 2教学方法的探索及改革 针对《电子测量与仪器》这门课程的特点,基本拟订了改革的方法如下: 2.1 增强学生参与性。不同于以往的一味灌输的教学方法,在讲解了某种仪器的基本原理以及功能和操作后,要求学生以各种途径查询资料,并以报告的形式写出目前最新的技术指标,之后要抽点学生下一次课上来讲解,学生可以选择自己喜欢的一种型号产品为例子来写报告,同时,将学生分成几个小组,每个同学在组内都要讲解他说查到的仪器资料和型号,以及这个仪器的特点,阐明电路结构并进行分析性讲解,这就使得学生要了解这类产品的技术指标,必然在课后就要去查询相关的技术原理,小组讲解使得每个同学都有参与,所以每一个学生都会去查找资料并准备讲稿,比老师单纯的对仪器知识的理论灌输有效果,这样的方式,给学生学习上带来了一定的主动性和积极性,增强了参与性,同时,也培养学生对仪器学习的兴趣。 2.2 围绕教学大纲,把握住理论教学的方式方法,讲授方面从易到难,让学生逐渐对仪器建立起兴趣爱好。但大学的教育也必须注重理论环节,这和实践环节有等同的重要性,在某一种仪器以及电子测量方法介绍完后,要求学生自己拟出一个题目来讨论,将所有学生进行分组,比如,10人一组,共8个小组,最后,一个小组拟出一道题目。 2.3 测量技术发展很快,电子测量仪器在不断更新,这就要求适应形势,适当调整教学内容,将一些现代的电子测量手段以及先进的仪器作为例子引入到课堂上来,激发学生的学习兴趣。 2.4 结合实验教学,不再完全理论和实验脱节,理论讲解的时候,就要结合实验例子讲解。有某些理论课程可以到实验室进行讲解,让学生更加直观的理解仪器特点,真正做到教与学结合。由此,可以增强学生的参与意识,激发学生创新思维。 3考核方式的改革 考试是教学的一个重要环节,教学和课程方法的多样性带动了考试考核方法的多样性。考核方法上,采用了平时成绩和最后试卷成绩共同决定最后成绩。平时成绩占30%,期末卷面成绩占70%。 3.1 平时成绩考核30%,由考勤,实验成绩,讨论答辩成绩共同来决定。考勤和作业占到平时成绩的30%,实验成绩占到平时成绩的30%,讨论答辩成绩占到平时成绩的40%。 第一部分是考勤和作业,在教学过程中,根据课程教学进程,要求学生完成的学习任务,依据学生完成作业的次数和质量按百分制进行评定。另外,考勤记录是学生平时成绩的依据之一,将学生的出勤情况记录在“点名册”内。最后作为给出成绩的依据之一。第二部分是实验成绩,是结合实验具体操作情况来打分的一项成绩。 这一项成绩在一定程度上反应了学生具体动手能力和操作能力情况。第三部分是讨论答辩成绩 ,这项成绩通常是在小组学习的基础上,大家共同完成一个课题、一个论文或一个项目,然后通过演讲答辩的方式,向全班同学作介绍。小组外的全体同学还要提出各种问题请小组答辩的成员回答。最后以小组答辩和工作完成的水平和质量作为依据,决定每个人的成绩,由小组外的其他同学和教师评价给出。 3.2 期末卷面成绩以教学大纲为参考,覆盖面广,考题可以灵活多样,以闭卷为主,可以考核一些新的仪器技术,另外,增加了理论设计题目的考核,使得试题能真正考核出学生的真实能力以及全面系统的考核学生系统掌握课程知识的能力,该项成绩占到70%。 4总结 现代大学教学方法,应该是能够激活师生思想、情感、潜能、智慧,发挥师生积极性、主动性、创造性的教学方法;而考核方式的改革依赖于教学方法的改革,我们将继续努力并研究该门专业课程的特点,通过不断的改革和改进,摸索出一套有效的教学方法,这样,才能做到考核方式真正有效的改革。 电子测量论文:仿真软件在电子测量学教学中的运用分析 【摘 要】近年来,测量学在社会诸多领域得到了广泛应用,在提高测量准确性等方面发挥着积极作用。但受到客观条件的限制,无法通过实验将实际电路组成展示给学生,导致学生无法深入理解测量学知识和理论。而仿真软件不受时空限制、便于检测,能够为电子测量教学提供更多支持。文章分析仿真软件概念及其对教学产生的积极作用,最后提出在电子测量教学中的运用策略,旨在为我国教学实践提供参考。 【关键词】仿真软件;电子测量学;教学活动;运用 信息时代背景下,计算机技术与教育教学深度结合,形成了很多教学软件。其中仿真软件能够克服客观条件,充分展示学习内容。电子测量作为一门具有实践性、抽象性特点的课程。当前教师在教学中采用传统教学模式,向学生传授的理论知识过于抽象,不够具体,无法帮助学生日后形成完善的理论知识结构。利用仿真软件开展电子测量教学活动,不仅能够提高教学活动效果和效率,还能够增强学生对教学内容的印象。因此加强对该问题的研究具有非常重要的现实意义。 一、仿真软件概述 所谓仿真软件,是指建立在集成电路、计算机技术基础之上的一种高级、快速的电子设计自动化工具。其融合了数据库、图形学及计算数学等学科形成一种通用性软件包。现有电子类仿真软件有View logic、OrCAD等,其中Multisim是国内外最为常用的DEA仿真软件。在实践应用中,不同仿真软件各具特色,如PSpice功能较为强大,适合对复杂电路进行分析和优化,而Protel综合性能较好,且使用范围非常广,能够将电路仿真及PCB设计有机整合到一起,提高仿真效果。 将仿真软件引入到电子测量教学中,能够突破传统教学抽象、枯燥教学方式,将教学内容以动画、图文等多媒体视听形式呈现出来,在轻松、愉悦的氛围中进行自主探究学习。电子测量技术试验需要设备投入非常大、且难度较大。如果引进仿真软件进行模拟操作,能够节省更多资源投入,且达到预期的教学目标,为师生交流提供良好的平台。总而言之,将仿真软件引入到实践教学中非常必要,不仅是教育教学现代化改革的需求,也是提高教学质量的有效手段。 二、仿真软件在电子测量教学中的运用 1.开展演示教学 在实践教学中,教师可以将仿真软件虚拟设备引入到课堂教学,帮助学生理解和消化理论知识。如果条件允许,可以配合电子白板进行师生互动,使得演示更加形象、具体,以此来调动学生学习热情。如在进行函数信号发生器相关内容教学中,可以借助虚拟设备进行仿真。经过仿真处理的信号发生器,图形更加逼真、形象,无论输入、还是输出端口都能够完全呈现出来。不仅如此,点击鼠标能够对设备进行操作,与真实的设备操作具有一致性。如选择输出波形、频率。在此基础上,教师组织并引导学生进行相关理论的讲解,然后操作控件,最后与真实的设备进行对比,以证明演示教学具有较强的说服力。 2.简化实验过程 众所周知,电子测量具有实践性特点,单纯依靠理论讲解远远不够,需要借助实践操作进行相应的补充,以此来达到预期的培养目标。以往试验教学中,教师需要搬运设备,不仅对设备性能产生诸多不良影响、缩短设备使用寿命,且使得演示操作过程繁琐、麻烦。对此,教师可以积极引入仿真软件,以此来简化实验过程。如利用示波器跟踪测量信号波形、测量电路等,在有限的时间内获得最佳教学效果。此外,教师还可以向学生介绍仿真软件操作方式和方法,使得学生进行独立的操作。 3.实现远程控制 现阶段,在实际教学中,我们不仅能够在智能设备中应用,还可以与计算机连接到一起实现远程控制目标。如在具体教学中,数字存储示波器作为一部重要的设备,对其进行讲解时,该设备自带STO实时监控软件,与计算机连接后,我们能够在电脑仿真界面上对设备进行针对性操作,如信号输入、探头衰减倍数的设置等。采取这种方式,能够对传统教学过程进行补偿,且能够帮助学生感受到对设备的真实性操作,增强学生对知识的体验,循序渐进地形成完善的理论知识体系。 4.加强课程设计 目前,社会对电子测量人才提出了更高要求,尤其是人才的实践能力。但现行教学活动中,往往侧重课程知识的讲解,实践课程相对较少,不利于学生创新意识及动手能力的培养。对此,基于仿真软件教学,我们将电子测量学与其他课程结合到一起,如模拟与数字电子的结合,设计出详细的虚拟电路图,然后进行波动监控、数值测量等相关知识的分析,计算并获取数据,为具体的安装、焊接等活动提供科学依据。上述过程,教师都可以引导并组织学生参与其中,给予学生更多自主权利,进行自主探究学习,跟随知识发展脉络开展实践学习。采取这种方式,既能够为学生提供动手机会,还能够培养学生实践综合能力。 不可否认,仿真软件对于电子测量教学具有促进作用,但从本质上来看,仿真软件的应用是一种教学辅助工具,不能够一味地使用,教师要注重虚实结合,兼具理论与实践,设置趣味性课堂,不断提高教学有效性。 三、结论 根据上文所述,仿真软件作为计算机技术发展的产物,是多学科共同作用下的结果,在提高教学质量、培养学生实践能力等方面占据非常重要的位置。因此在教学中,教师要加强对仿真软件的认识与分析,熟练掌握软件操作方式,并立足于电子测量教学内容,将仿真软件运用其中,构建趣味性课堂,调动学生积极性,优化课程设计、开展展示教学,深化学生对教学内容的理解,不断提高教学质量,从而促进电子测量教学持续开展,为社会培养更多专业人才。 电子测量论文:《电子测量技术》课程中应用Proteus仿真的教学改革实践 【摘 要】分析目前高职《电子测量技术》课程教学中存在的问题,研究将计算机仿真技术应用于课程教学中去,采用项目教学法,使得学生加深对基本知识的理解,提高学生的动手能力和研发能力,培养学生成为与时俱进的创新型人才。 【关键词】电子测量技术;Proteus仿真 1 电子测量教学中存在的问题 《电子测量技术》是高等职业院校电子信息类专业的一门专业课,其目的在于使学生理解常用电子测量仪器结构、原理,会正确选择和使用电子测量仪器进行测量,培养学生成为具有电子信息技术基本技能和综合职业能力的,在电子信息领域适应生产、建设、管理及服务第一线工作的高级技术应用型人才。该课程传统的教学方法多采用老师首先讲授理论,然后再实验室验证性实验的方法,随着现有高职生源水平的下降,传统的教学方法已经不能取得良好的教学效果,这就要求教师要根据实际情况,利用先进的教学手段和技术条件进行教学方法和形式上的改革。 多媒体技术是现代教育的一种有效的教学手段,教师可以将晦涩难懂的理论知识利用图片,动画等多种形式演示出来,既能引起学生兴趣也能使学生更容易理解知识。但是单纯的图片或者动画演示对于《电子测量技术》这门课程显然的不够的,它涉及到很多具体电路和仪器的工作原理,这些仪器的构成原理和使用方法较难理解。 2 Proteus仿真在电子测量教学中的应用 计算机仿真技术已成为现代工程中的一种有效手段,所以我们在教学过程中使用了电路仿真软件Proteus。Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的一款EDA工具,它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。 我们以信号发生器为例,将计算机仿真技术应用与教学中来,采用项目教学法,让学生利用之前所学的电路知识设计信号发生器。 信号发生器总方案如下: 信号发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,使用的器件可以是分立器件,也可以采用集成电路。产生正弦波、方波、三角波的方案有多种,如首先产生正弦波,然后通过整形电路将正弦波变换成方波,再由积分电路将方波变成三角波;也可以首先产生三角波―方波,再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。本课题采用先产生正弦波波―方波,再将方波变换成三角波的电路设计方法。由RC桥式正弦波振荡器产生正弦波,经过迟滞比较器产生方波,再由积分电路产生三角波。 学生通过设计信号发生器的电路了解了信号的发生器的结构原理,也对振荡器,延迟比较器和积分电路原理和应用有了更深的掌握。而且通过计算机仿真软件来设计和搭建电路也节约的时间和硬件等资源,同时也避免了搭建实际电路时,由于焊接水平影响而出现的一些问题和故障。 3 总结 将Proteus仿真技术应用于《电子测量技术》这门课中,不仅使教学方式和考核方式多样化,也激发了学生对学习的兴趣和主动性,提高了教学效果和实践能力,也有助与学生在国家电子类各项竞赛中取得优异成绩,对毕业设计,创新项目和课外活动也起到了一定作用。 电子测量论文:微课在《电子测量与仪器》课程教学中的应用研究 摘要:目前在电子测量与仪器课程的教学过程中,正面临着种种难题亟待解决,如教学内容枯燥乏味,知识点多但是课时有限,学生的学习主动性不高等等。近年来,随着微课这一新的教学方式的出现,为提高《电子测量与仪器》的教学效果提供了希望。本文通过对微课和《电子测量与仪器》的特点分析,简要探讨了将微课应用到《电子测量与仪器》的教学过程中的前景。 关键词:电子测量与仪器;微课;教学方法 一、引言 对于我国高等院校的各电子类专业,如电子信息工程、电子科学与技术等而言,电子测量与仪器这门课程由于其独特的特性,对于学生专业技能的培养以及实际动手操作能力的提高具有重要的意义[1]。但是由于传统教学方式的限制,使学生在听课过程中经常感到枯燥无味,并缺乏学习热情。为了激发学生的学习欲望,提高授课效果,需要授课老师不断提高自身业务能力,改变传统教学思路,寻找更为新颖、高效的教学方法,为学生创造轻松、愉快的课堂氛围。 近年来,伴随着微课的兴起,为电子测量与仪器课程教学方式的改革提供了新的思路与方法[2-3]。本文将结合微课与电子测量与仪器这门课程的特点,对微课在电子测量与仪器课程教学过程中的应用前景进行重点讨论。 二、什么是微课 1.微课简介。微课(microlecture),顾名思义,指的是一种长度较短的教学过程,时长通常为5~8分钟。它以视频为主要载体,围绕着某一具体的教学知识点展开。“微课”最早是由美国圣胡安学院的高级教学设计师戴维・彭罗斯(David Penrose)提出的,一经引入,就迅速在我国的各中小学以及大中专高等院校中推广开来,并引起了众多教育工作者广泛的研究热情[4]。 微课的核心是关于某个知识点的课堂教学视频,同时还包含了与该知识点相关的教学设计、素材及点评等辅助性内容。教师在编制微课课件的过程中,可以将教学内容以动画的形式形象地展示给学生们,引起学生的学习兴趣,同时还可以添加音频内容,将对该知识点的点评加入到课件中去,使学生在学习时同时受到视觉和听觉上的刺激,由于此时学生的注意力较平时更为集中,因此会使教学效果大幅提高。 2.微课的特点。微课经过近几年的不断发展,逐渐形成了如下几个自己独特的特点: (1)短小精悍。在传统的教学过程中,对某一具体知识点的讲解可能需要10~20分钟的时间,包括板书、PPT等教学资源的使用,但收到的效果却是一般。而微课虽然长度只有短短的几分钟,但是它以更为直观形象的方式将教学内容传递给学生,辅以声、光等多种感官刺激,势必取得更为良好的教学效果。 (2)重点突出。由于微课的时间短,因此它所包含的内容都是经过精挑细选的,并且都是与教学内容的主旨密切相关的,这就使得教学内容的重点更为突出,便于学生接受与掌握。 (3)素材丰富。微课的教学素材来源丰富,并且形式多种多样,除了传统的图片、视频等,目前还有各种专门用于制作微课课件的软件,如可以进行屏幕录制的Camtasia Studio,制作交互式视频课件的Adobe Ultra、Adobe Captivate,以及对视频进行后期处理的Adobe Premiere等,这些都为微课课件的制作提供了大量新颖的素材,是微课质量的重要保障。 (4)学习时间灵活。借助现在发达的英特网,只要将微课课件上传至指定服务器后,学生们就可以在任何时间访问这些课件并进行自主学习,而且由于时间短、重点突出等这些特点,学生在进行微课学习时不易疲惫,并且会迅速掌握教学内容的重难点,取得事半功倍的效果。 三、目前阶段《电子测量与仪器》课程教学面临的问题 《电子测量与仪器》该课程处于电子类专业课程中的后继阶段,是其他基础课程和专业基础课程的综合应用,对学生提高实践能力和电子测试水平至关重要。笔者通过近年来对《电子测量与仪器》课程的教学授课经验,并结合查阅相关的文献,对目前阶段《电子测量与仪器》课程教学面临的问题进行了归纳总结,主要有以下几点: 1.部分内容枯燥乏味。在《电子测量与仪器》这门课程中,前期内容主要是关于各类电子仪器的原理性介绍,如示波器中示波管的结构与各部分功能,各种类型的模拟信号发生器的组成以及内部的主要模拟电路等,都涉及了大量的电路图和原理分析,需要耗费大量的课堂时间对其进行详细讲解,容易使学生产生枯燥乏味的厌学情绪[5]。 2.知识点多但课时有限。随着电子技术和大规模集成电路技术的不断发展,现阶段的各种电子测量仪器正逐步朝着多功能的方向发展,各种性能不断提高,各种新颖的功能也层出不穷,直接导致了该门课程知识点的迅速增多。仅以数字示波器为例,在课堂讲解时不仅要对各按钮、按键的功能进行说明,还要针对不同形式的波形信号的具体调节进行讲解才能使学生对该仪器有一个全面的了解与掌握,这就会占据大量的课时资源。在上实验课时,由于学生数量较多,因此不可能对学生进行逐一辅导,直接导致了事倍功半的教学效果。 3.学生缺乏学习主动性。《电子测量与仪器》课程的开课时间一般是在大三的上学期或者下学期,此时的学生经过两年大学生活的洗礼,逐渐产生两级分化,有的学生保持了高中阶段好的学习习惯,能够积极主动地进行学习,有的学生则放松懈怠,上课时注意力不集中,自然得不到好的学习效果。 综上所述,针对目前阶段《电子测量与仪器》课程教学所面临的种种问题,需要授课教师不断探索,寻找一种更为新颖有效的教学方式来提高学生们的学习积极性与学习兴趣,才能从根本上保证该门课程的教学效果。 四、微课在《电子测量与仪器》中的应用研究 由于《电子测量与仪器》这门课程与实际应用密切不分,因此笔者在授课时经常会找一些与授课内容相关的小视频播放给学生观看,如某型号数字示波器的演示视频,基于应变片的自动测试系统等等。通过观察笔者发现,学生们对这些视频的兴趣很高,通过播放短片能够极大地吸引学生们的注意力,此时学生们认真听讲的程度较之传统的语言讲解高了不止1~2倍。 微课正好拥有这种短小精悍的特点,而且它本身作为一种特殊的视频资源,能够极大地引起学生们的学习兴趣。将微课这种新颖的教学方式引入到《电子测量与仪器》课程的教学过程中来,必将取得良好的效果。 同时,《电子测量与仪器》这门课程本身所具有的一些特点,也特别适合进行微课的开展。在这门课程中,不仅包含了各种电子仪器,如示波器、信号发生器、电压表、万用表等的使用方法、注意事项,还包含了自动测试系统的组建和实现,以及虚拟仪器的使用,这些教学内容都特别适合使用微课来进行展示。例如,可以将基于LabVIEW的虚拟仪器的组建和演示过程用屏幕录像软件进行录制,然后通过后期的处理,添加一些动画特效,将其制作为一个5~8分钟的微课课件。不仅能在课堂上对学生进行演示,还可以使学生在课下进行随时的观看。这样的教学方式,不仅新颖,而且收效更好。 五、总结 作为一种新出现的教学方式,微课正在因其自身的各项优点引起诸多教育工作者的关注。本文通过对微课的介绍,以及对《电子测量与仪器》这门课程现阶段所面临的各种问题的深入分析,对微课在《电子测量与仪器》中的应用前景进行了简要探讨。经过分析笔者得出结论,由于《电子测量与仪器》本身的一些特点,特别适合进行微课的开展,通过对微课的合理利用,必将对提高《电子测量与仪器》的教学效果起到极大的推动作用。 电子测量论文:模块化设计在电子测量与仪器实验教学改革中的应用 摘要:电子测量与仪器是测控专业的重要课程。针对以往该课程实验教学中存在的不足,结合专业实际情况,提出了模块化设计的改进思路,并以计数器实验为例,阐明了模块化设计的实现。在实验教学过程中,取得了良好的教学效果。 关键词:电子测量与仪器;模块化设计;计数器 一、引言 电子测量与仪器课程是测控相关专业的重要课程,主要运用电子科学的原理、方法和设备对各种电量及电路元件的特性和参数进行测量[1]。使学生掌握电子测量的基本概念,测量误差理论及数据处理方法,掌握基本电参量的测量原理、方案设计及结果分析方法。 该课程所包含的实验要求学生熟悉常用仪器仪表(电压表、示波器、计数器、信号源等)的使用[2],掌握仪器仪表工作原理,学会利用现有设备采取正确的测试方案进行一些简单的测量,能根据所学知识综合设计简单的测量电路。 二、实验教学过程中的不足 以计数器实验为例,计数器实验要求了解和掌握通用计数器的组成及工作原理和操作方法,掌握频率比测量方法和测量误差处理方法。在以往的实验过程中,直接使用通用计数器进行相关参数的测量。虽然在实验之前会向学生讲解相关测量原理,但学生往往只记住了通用计数器的操作方法,即如何测量频率、周期和频率比,而对于通用计数器的内部工作原理则没有结合理论课上的内容进行深究。这样,实验效果大打折扣,学生的认识还只是停留在表面,没有自觉的深入探讨工作原理,理论与实际没能结合到一起。 三、改进思路 针对这个问题,可以将实验改成设计性实验。设计性实验教学对学生技能的提高,思考方法的训练,知识的综合运用起了很好的作用[3]。如果让学生自己设计制作一个简易的通用计数器,当然会有一定的改进效果。但又有可能让学生的注意力转移到了调试细节上,而又重新忽视了测量原理。因此,在细节的划分上要有一个折中,模块化设计是一个解决方案。我们重新设计了实验项目,制作了实验板,将通用计数器内部的主要模块分离出来,体现在实验板上。 计数器测量信号频率的原理框图如图1所示,其中,fA为被测信号,经过放大整形后变成标准的方波。门控电路产生门控信号,控制闸门的开启和关闭。闸门可以用逻辑门电路中的与门来实现,门控信号为低电平时,与门关闭,方波信号不能通过与门;门控信号为高电平时与门打开,方波信号能通过,此时要求门控信号的频率要小于方波信号。门控信号的高电平持续时间为闸门时间。闸门时间内通过的方波送入计数器进行计数,并将计数结果显示出来。计数结果N再除以已知的闸门时间即得到fA的频率。 将图1所示的原理框图稍作修改就可以用来测量信号周期。将fA整形后的方波看成门控信号,而将原来的门控信号频率提高并看成被测信号fg,此时fg的频率要高于fA且fg的周期已知。这样,在fA的方波高电平持续期间,fg信号可以通过闸门,计数器对fg进行计数。计数结果N再乘以fg的周期tg即得到高电平持续的时间,若高低电平时间相等,那么fA的周期应为N*tg*2。 计数器测量两个信号频率比的原理框图如图2所示,fA与fB为不同频率的两个输入信号,假设fA的频率大于fB的频率。fA经过放大整形后直接送到闸门的输入端,而fB经过放大整形后的信号作为闸门信号输入。此时,在fB高电平持续期间,fA整形后的方波能通过闸门进入计数器进行计数,计数的结果是fB的半个周期内(假设fB的正负半周期相等)通过的fA的脉冲数,因而频率比为计数结果N*2。 根据以上的分析,测量电路中的关键模块为:放大整形电路、闸门、门控电路、计数器及显示器。因此,设计图3所示的电路模块。其中,计数器及门控电路由单片机构成,可以通过键盘设置标准闸门信号的时间长短。将这几个模块使用PCB电路板实现,要求学生根据测量原理在这几个模块之间进行连线,搭建正确的电路对信号的频率、周期以及频率比进行测量。并写出计算表达式。期间,要求学生使用示波器对连线的各个结点的波形进行测量记录,进一步领会相应的测量原理。这样,学生面对的是这几个抽取出来的主要模块,对通用计数器内部结构会有一个更清晰的认识,能够将注意力放在测量原理上。 四、结论 该实验板在我院2012级测控专业与自动化专业中进行了使用,取得了较好的实验效果。主要体现在以下几个方面: 1.将通用计数器内部结构通过若干主要模块体现出来,屏蔽了一定细节,减少了学生的重复劳动,有助于学生将注意力集中到理解测频原理上来; 2.同样的几个模块,连接方法不同,实现的测量目标(测频、测周、测频率比)也不同,有助于学生灵活运用所学知识,提高动手能力; 3.通过使用示波器测量各个连接点的波形,有助于学生理论联系实际,提高电路调试能力。
软件设计论文:企业财务电算化软件设计应注意的若干问题 现代电子技术在财经领域的应用??会计电算化,为会计管理开创了一个新时代,使现代财务管理搭上了“信息快车”,彻底摆脱了“会计室里的算盘、钞票、记账”等沉闷印象,财务管理进入了真正的“数字时代”,大大提高了管理水平和管理效率,产生了巨大的经济效益和社会效益。 会计电算化是一项复杂的系统工程,技术性、创造性很强,与其他系统比较,有很大的特殊性,它处理的信息量大,数据要求准确可靠、保存期长,需要严格监控;同时,会计数据要求严格、保密性强,属企业敏感资料。因而,会计电算化对财务管理及其软件设计均有特别的要求:财务管理标准化、规范化;软件设计须具有安全可靠、功能多样性…… 一、财务软件设计对会计工作的要求 1.增强法制观念,严格执行会计法 会计法是我们开展企业会计工作的法律依据,执行会计法是国家对会计工作的基本要求,所以企业的财务工作必然遵守会计法,遵守国家有关信息安全的法规。只有依法办事,会计工作才受到法律保护,从而为会计电算化的实现提供稳定的法律环境。 2.会计科目代码化 实行会计科目代码化的优点很多:(1)结构简单易记,便于会计人员使用;(2)便于电脑识别、分类、查验、调用和处理;(3)减少资料储存空间,减少电脑处理资料量,加快运行速度。企业会计科目代码必须采用会计制度规定的科目统一编码,例如现金101,银行存款102……这样既简单明了又便于计算机识别和处理,工作人员也乐于使用。如果缺少了这一重要环节,电脑系统就平添许多复杂内容,计算机不得不逐次识别处理每个会计科目,大大增加了程序设计的难度,而且多占了内存空间,减慢了计算机的运行速度,还会增加出错机会,不符合信息化环境的要求。因此,会计电算化首先要将会计科目代码代。 3.会计凭证标准化 电算化环境下会计凭证的设计要求:(1)具有通用性??尽可能满足各职能部门对会计核算的要求,力求做到多功能、一单多用、各方共享,提高人机工作效率。以记账凭证设计为例。建议采用集现金收付、银行转账、往来于一身的复式记账凭证,其内容应包括:摘要、科目编码、会计科目、一二级明细目、外币种类、借贷方金额、备注等,这样既适合处理人民币业务,又能处理外币业务,基本满足了会计核算的多方面要求,而且考虑到了未来对外业务发展之需,符合通用、多功能的原则。(2)便于会计人员操作,易于计算机处理。凭证设计的另一个要求是尽可能减少工作人员的书写、输入量,减少人工处理业务方面的时间??在会计实务中,工作人员往往要花大部分时间填写凭证、处理会计资料,效率低、差错多,而电算化管理则要求最大限度地减少人为处理资料的时间,让计算机更多地代替人的劳动,以充分发挥电脑高速、高效的优势。 同样道理,账簿设置、会计报表编制,也要符合标准化的要求,既要兼顾各方面需要,又要方便计算机处理。 4.会计处理方法制度化 会计电算化系统繁复而涉及面广,不宜经常修改,这就要求会计核算的方法、程序实行制度化。例如,固定资产的折旧方法有平均年限法、工作量法、双倍余额递减法、年数总和法等几种,企业可按实际情况加以选择,但一经确定就不要随意更改,要形成制度化执行。如果会计处理方法更改频繁,一则不符合会计制度要求,二则影响电脑系统正常运作,容易发生差错。如果不慎修改出错,就会导致系统损坏,影响正常会计工作。几年前,英国某信用卡公司就因修改计算机程序出错,致使支付混乱。日常生活中,类似情况是屡有报道。因此,如无法规、制度的变更,一般不要随意更改会计核算方法,以保持会计业务环境相对稳定,保证电算化系统正常运作。 5.培养复合型人才,提高财务人员的整体素质 综观目前的企业,既懂会计又懂计算机,并有一定英文英础的复合型人才实在太少,这是推行会计电算化的一大障碍。会计人员如果只懂会计,没有电脑知识,就不可能提出很好的会计管理构想去实现电子化;只有既熟悉会计,又具备一定电脑知识的会计专才,才能设计出优良的财务管理方案,让程序设计者去开发适用软件,使电算化发挥最大效能。再者,财务人员如具备一定电脑常识就能最大限度地避免操作错误,降低差错风险,从而保证会计数据安全。为此,企业要做好复合型人才的培训工作,让现职会计人员掌握电脑知识,为实现电算化提供重要条件。 实践证明,企业要顺利实行电算化管理,必须切实做好以上各项基础工作,争取上级领导的大力支持,为落实基础工作提供保证。 二、财务管理系统对软件设计的要求 1.高起点、高规格开发高质量的软件 财务系统对企业很重要,准确程度要求高,不允许有半点差错,因而必须从高起点出发,聘请高水平、合资格、有财务软件开发经验的公司和工程人员负责开发,不能聘请不够资质、不合资格、无实践经验的人员开发。否则,会影响系统的质量、进度,甚至会半途而废。例如,广州某企业,因经费不足聘请了一家技术力量较弱的公司负责开发会计系统,由于设计人员水平较低,加之无实践经验、缺乏财务常识,开发出的系统漏洞百出,最终无法使用,给企业造成了损失;同时,严重影响了该单位的电子化进程。因此,财务系统开发,用户必须聘请技术力量雄厚、具备财务软件设计经验的单位和设计人员负责。 2.做好系统分析工作 软件设计首先要从系统分析着手,目的在于了解财务工作流程,广泛收集必要数据,对相关的各种因素进行详细分析,这是软件设计的基础工作,很重要。对问题的分析是否深入细致、完整透彻,体现了设计人员对将要进行的工作的了解程度,也体现着基础工作准备是否充分,这关系到未来系统的成败,因而要充分重视系统分析工作。系统分析的具体步骤: (1)成立专家小组,具体包括:委托方、软件设计人员、会计师、系统使用者、信息安全工程师等组成,为全面开展工作做好准备。 (2)落实任务,明确基本事项,确定具体要完成哪些工作。 (3)提出具体要求,包括:明确给出系统的规模;系统应能完成哪些工作;系统工作的步骤和方法:新系统应达到何种质量水平,以及具体的质量控制指标、计划进度等。 (4)收集、整理数据资料,包括:会计业务分工、业务量、业务处理方法、各类报表、输出结果的时间、数据储存要求等。 (5)认真编好会计业务流程图。会计业务流程图就是把会计业务的整个过程用图示和文字说明表述出来。这一过程很重要,是系统设计的基础、依据,财务系统就是根据会计业务流程图设计出来的,是会计业务流程的“数字化”。业务流程图质量的好坏直接决定着系统设计的成败。因此,必须认真踏实地做好业务 流程图的编制工作。 业务流程图须由专家小组编制,其间应重点发挥有实践经验的会计师、具体业务操作者的作用,重视一线员工的意见,尽最大可能满足第一线业务的需要。设计财务系统很重要的一条就是实用、方便操作,要考虑到一线业务的具体情况。只有理论和实践相结合,方便实务操作,财务系统才受使用者欢迎。 业务流程图须同时采用文字说明、图形描述两种形式,以相互补充;有关说明、描述必须详细、周密、完善、步步到位,凡是业务触及到的细节均应详细说明、准确标出,为下一步程序设计工作提供充分依据。 有的单位在开发财务软件系统时,只侧重程序设计环节,忽视业务流程图编制的重要性,结果到了程序设计阶段,不得不中断设计,回过头来抽出大量的人力、物力去临时补上有关业务流程细节,财务系统成了典型的“边设计边施工边补漏的‘三边’工程”。这样既容易出错又拖慢了工程进度,更谈不上周密完善,还会影响系统的设计质量,给企业造成损失。 (6)编制程序流程图。程序流程图是将系统设计的具体步骤,通过图示符号表示出来,它直观地反映了程序设计的构思过程,体现了整个程序运行的思路,是程序设计的关键一步,直接决定着程序设计质量的高低。同时,绘制好程序流程图非常有利于系统的整体控制。 (7)对前期基础准备工作进行严格审核。财务系统的设计是以各项优良的前期准备工作为前提的,基础工作显得尤为重要。顾此,在开展程序编写工作之前必须全面审查有关准备工作是否充分,发现问题及时解决;严禁边准备、边设计、边补漏。 3.程序设计阶段,采用模块化设计 模块化就是把一个复杂的程序分成若干个功能不同的多个部分,各个子模块均有独立功能,可以单独运行;而把各个子模块组合在一起,又能方便地搭配成一个完整的系统。模块化设计是现代程序设计中一种很重要的技巧,有着众多优点: (1)便于分工合作,提高效率,提高质量。系统设计时,可以把要做的工作分拆成多个部分,然后分配给不同的人,甚至不同的单位各自开发。这有利于提高效率,提高程序的设计质量。 (2)便于维护、维修,增强通用性、易读性。 (3)增强模块的独立性,降低相互之间的依赖程度。即使有某些部分故障,也不致影响系统的整体运行。 (4)能设计出可绕过障碍区运行的高质量软件??这是模块化设计的最大优点。由于模块之间相对独立,所以即使出现某些非关键性故障,系统依然能安全运行。这一点很重要,因为系统在使用中出现小故障是较常见的现象,如果财务系统具备了这种优点,就能做到不停机维修,不致影响日常业务,这对财务管理特别有意义。反过来,如果系统一有小毛病就会影响日常业务,甚至突然“死机”,就会严重打乱企业的管理秩序,还可能会造成数据丢失,给企业造成损失。所以,能做到小毛病不停机维修,大故障能尽快恢复是财务管理对其软件设计的特殊要求。 4.软件设计要有扩展性,以适应企业未来发展 会计电脑系统设计要预计到企业各类业务的发展,要预留足够的扩展空间,以适应业务高层次、多元化发展。某些企业的电算化系统因没有扩展性,致使业务稍有变动,系统就无法适应,延误了日常工作。例如,一些企业的会计系统能处理人民币、港币、美元业务,但对日元、英镑、欧元或其他外币业务就难以适应。随着我国即将加入WTO,企业外币业务必然日益增多,缺乏扩展功能的会计系统将难于满足未来发展要求。因此,会计系统设计一定要有超前意识,要考虑到未来业务发展需要,设计有扩展性、多功能的软件。 要考虑到某些特殊业务的需要。深圳市曾发生过这样一件事,一对从新疆调进该市的夫妇,在为小孩办理入户手续时,因公安局的户籍管理系统只能输入四个汉字以内的姓名,而该小孩是维吾尔族,名字由近十个汉字组成,超出了公安局电脑系统的设计要求,以至无法正常入户,引起了不必要的纠纷。以此为鉴,财务电脑系统应有处理特殊业务的设计,要考虑到特殊业务的需要。 5.强调面向用户 财务系统的最终使用者是企业,是一线业务人员,所以要特别强调操作简单、方便用户,要设计良好的用户界面,具体操作应尽可能简单易学。在屏幕显示方式上,最好只显示与业务相关的资料,对可有可无的资料,如参考性、辅助性的资料则能省则省。切忌“和盘托出”??有用、暂不需用的资料均显示于屏幕,这样很容易造成操作错误,还会给人“眼花缭乱”的感觉。在目前企业计算机应用水平、管理水平不很高的情况下,“面向用户性”很值得广大设计人员的重视。 6.试运行 系统完成开发后必须反复测试,证明达到设计要求,才能交付使用;不能边检测、边使用、边补救。 7.制定应急计划 系统完成设计后,开发方应编制与系统相关的运行文件,并提出有关注意事项,以备在出现意外情况时,有条不紊地采取相应措施。使用单位也应制定自己的应急计划,以备急需。令人担忧的是,不少单位恰恰忽视了这一关键步骤,没有起码的应急计划,假如系统一旦出现故障,后果不堪设想,损失将是巨大的。 8.加强风险控制,保证信息安全 实现会计电算化,必然解决信息安全问题。由于电子数据高度集中,高度依赖电脑,且受电脑病毒入侵、人为操作失误、机器故障、非法毁损等因素影响,数据很容易被破坏,因此,会计电算化必然加强信息安全管理,一方面制定各种严格的管理制度,加强风险控制,加强管理;另一方面加强对员工的信息安全教育,严禁未经受权人员上机操作;不能连接与业务无关的终端,禁止与互连网连接;采用先进的加密技术,安装“防火墙”,严防电脑病毒入侵,防止人为非法破坏数据。实践证明,严格、有效的管理制度是信息安全的最好保障。 9.加强对财务系统使用前的审计 财务系统必须确保正确,才能投入使用,这是保证财务数据安全的关键。系统在投入使用前,应组织专家小组进行严格审计、从严检测,并实地模拟运行。只有证明正确无误的系统方可正式投入使用,只有经过“实战”检验的系统才具有可靠性。必须指出的是,财务系统不能边使用、边检测、边维修,这样风险很大,难于保证数据安全。 实行会计电算化,要求财务管理标准化、规范化,而财务软件设计则要符合财务管理的特殊要求。只有相互适应、互相配合,才能设计出安全可靠、多功能、高质量的优秀软件,更好地推进会计电子化工作。财务电算化是大势所趋,是提高企业科学管理水平、增强竞争力的迫切要求??会计师、程序设计人员在这方面有着异常重要的作用,应充分调动他们的积极性、创造性。 软件设计论文:会计报表的软件设计方法 一、会计报表的作用和种类 会计报表是综合反映企业一定时期财务状况经营成果的书面报告文件。在日常会计核算中,各项经济业务分类地登记在会计帐簿中。会计帐簿虽然能够反映某一会计期间的经济活动内容,但却是分散的,不能集中揭示和反映该会计期间经营活动和财务状况的全貌。为了进一步发挥会计职能的作用,必须对日常核算的会计资料进行整理、分类、计算和汇总,编制相应的会计报表,为有关各方提供总括性的信息资料。 (一)会计报表的作用 1.会计报表提供的经济信息是企业加强和改善经营管理的重要依据 企业管理部门及决策者通过会计报表,可以全面系统地了解企业生产经营情况、财务情况和经营成果,能及时发现企业经营中存在的问题,检查分析财务计划的执行情况,迅速作出决策,采取有效的措施,改善生产经营管理。同时,利用会计报表提供的信息,为制定企业经营计划、企业经营方针等提供准确的依据。 2.会计报表提供的经济信息是国家经济管理部门进行宏观调控和管理的依据 政府部门利用企业报送的会计报表提供的财务信息,及时掌握各企业单位的经济情况和管理情况,便于对企业的生产经营情况进行检查分析。国家宏观经济管理部门可以通过企业的会计报表提供的资料进行汇总分析,以掌握国家经济总体运行状况,从中发现国民经济运行中存在的问题,为政府进行国民经济宏观调节和控制提供依据。 3.会计报表提供的经济信息是投资者和债权人进行决策的依据 由于债权人和部分投资者一般不能亲自参与企业的生产经营活动,不能直接获得企业经营方面的信息,因此,债权人和投资者为了进行投资等方面的决策,需要通过对企业会计报表的分析,了解企业的财务状况及生产经营情况,分析企业的偿债能力和盈利能力,从而,作出投资、融资等决策。同时,投资者通过会计报表了解企业情况,监督企业的生产经营管理,以保护自身的合法权益。 (二)会计报表的分类 会计报表可以根据需要,按照不同的标准分类 按照会计报表反映的内容,可分为动态会计报表和静态会计报表。动态会计报表是指反映一定时期内资金耗费和资金回收的报表,如损益表是反映企业一定时期内经营成果的报表;静态报表是指综合反映资产、负债和所有者权益的会计报表,如资产负债表是反映一定时期企业资产总额和权益总额的报表,从企业资产总额方面反映企业的财务状况,从面反映企业资产的变现能力和偿债能力。 按照会计报表的编制时间,可分为月报、季报和年报。 按照会计报表的报送对象,可分为内部报表和外部报表。 二、会计报表的软件设计方法 实现会计电算化后,会计报表一般都采用计算机软件来实现,即整个会计报表的形成过程:采集、计算、打印均由计算机来自动完成。 根据计算机对不同报表的数据采集和报表形成的不同处理方法,会计报表的软件设计方法可分为三类:专用报表的固定化设计、专用报表的通用化设计和通用报表的设计三类。 (一)专用报表的固定化设计 早期的会计电算化报表设计一般均采用此种方法。此种方法针对某个企业进行定点开发时,用专用报表的固定化设计。这种方法的设计要点是:针对某个企业报表格式固定不变,报表的数据固定单一,程序中只需将某帐簿文件的期末余额(或期末发生额)读出并输入报表文件中某行即可。其特点是:简单直观,不能通用。 (二)专用报表的通用化设计 此种方法的设计要点是:报表格式固定不变,但数据来源有所不同,不同用户可以根据自己的实际需要自行定义数据来源和计算公式。其特点是:灵活机动,便于通用。 (三)通用报表的设计 此种方法的设计要点是:报表格式(表头和表体)自行定义,数据来源也由用户自行定义,即不同用户可以根据自己的实际需要自行定义表格的表头栏目,自行定义数据来源和计算公式。其特点是:自行定义,自行设计。 1.通用报表的数据文件组织 (1)报表名称数据库 报表名称数据库用于存放定义的报表名称、报表编号、定义的日期,通过该数据库实现会计报表的管理,即增、删、改会计报表。 (2)报表框架结构 该数据库由三个字段组成:表号、标识字段和表结构内容字段。标识字段取值为:xt、lh、xw,分别表示“直接显示表头内容”、“栏号”和“直接显示表尾内容”。若标识字段各记录取值都为“xt”则可全屏幕手工制表(数据由键盘直接录入,与wps等字处理软件制表相似)。 (3)报表数据来源及计算公式数据库 该数据库用于采集某报表各栏数据。由六个字段组成:表号、栏号、核算、数据、数据来源、标识。标识字段取值为:“DZ”、“FZ”、“BN”及“LR”,分别表示数据来源于某一个帐、多个文件、表内运算及手工录入。栏号表示数据在表中的装配位置。 2.通用报表的程序设计 通用报表程序设计思想是:根据报表名称数据库、报表框架结构数据库、报表数据来源及计算公式数据库中的内容,程序自动编制一张报表并打印输出。 软件设计论文:企业财务电算化软件设计应注意的若干问题 现代电子技术在财经领域的应用??会计电算化,为会计管理开创了一个新时代,使现代财务管理搭上了“信息快车”,彻底摆脱了“会计室里的算盘、钞票、记账”等沉闷印象,财务管理进入了真正的“数字时代”,大大提高了管理水平和管理效率,产生了巨大的经济效益和社会效益。 会计电算化是一项复杂的系统工程,技术性、创造性很强,与其他系统比较,有很大的特殊性,它处理的信息量大,数据要求准确可靠、保存期长,需要严格监控;同时,会计数据要求严格、保密性强,属企业敏感资料。因而,会计电算化对财务管理及其软件设计均有特别的要求:财务管理标准化、规范化;软件设计须具有安全可靠、功能多样性…… 一、财务软件设计对会计工作的要求 1.增强法制观念,严格执行会计法 会计法是我们开展企业会计工作的法律依据,执行会计法是国家对会计工作的基本要求,所以企业的财务工作必然遵守会计法,遵守国家有关信息安全的法规。只有依法办事,会计工作才受到法律保护,从而为会计电算化的实现提供稳定的法律环境。 2.会计科目代码化 实行会计科目代码化的优点很多:(1)结构简单易记,便于会计人员使用;(2)便于电脑识别、分类、查验、调用和处理;(3)减少资料储存空间,减少电脑处理资料量,加快运行速度。企业会计科目代码必须采用会计制度规定的科目统一编码,例如现金101,银行存款102……这样既简单明了又便于计算机识别和处理,工作人员也乐于使用。如果缺少了这一重要环节,电脑系统就平添许多复杂内容,计算机不得不逐次识别处理每个会计科目,大大增加了程序设计的难度,而且多占了内存空间,减慢了计算机的运行速度,还会增加出错机会,不符合信息化环境的要求。因此,会计电算化首先要将会计科目代码代。 3.会计凭证标准化 电算化环境下会计凭证的设计要求:(1)具有通用性??尽可能满足各职能部门对会计核算的要求,力求做到多功能、一单多用、各方共享,提高人机工作效率。以记账凭证设计为例。建议采用集现金收付、银行转账、往来于一身的复式记账凭证,其内容应包括:摘要、科目编码、会计科目、一二级明细目、外币种类、借贷方金额、备注等,这样既适合处理人民币业务,又能处理外币业务,基本满足了会计核算的多方面要求,而且考虑到了未来对外业务发展之需,符合通用、多功能的原则。(2)便于会计人员操作,易于计算机处理。凭证设计的另一个要求是尽可能减少工作人员的书写、输入量,减少人工处理业务方面的时间??在会计实务中,工作人员往往要花大部分时间填写凭证、处理会计资料,效率低、差错多,而电算化管理则要求最大限度地减少人为处理资料的时间,让计算机更多地代替人的劳动,以充分发挥电脑高速、高效的优势。 同样道理,账簿设置、会计报表编制,也要符合标准化的要求,既要兼顾各方面需要,又要方便计算机处理。 4.会计处理方法制度化 会计电算化系统繁复而涉及面广,不宜经常修改,这就要求会计核算的方法、程序实行制度化。例如,固定资产的折旧方法有平均年限法、工作量法、双倍余额递减法、年数总和法等几种,企业可按实际情况加以选择,但一经确定就不要随意更改,要形成制度化执行。如果会计处理方法更改频繁,一则不符合会计制度要求,二则影响电脑系统正常运作,容易发生差错。如果不慎修改出错,就会导致系统损坏,影响正常会计工作。几年前,英国某信用卡公司就因修改计算机程序出错,致使支付混乱。日常生活中,类似情况是屡有报道。因此,如无法规、制度的变更,一般不要随意更改会计核算方法,以保持会计业务环境相对稳定,保证电算化系统正常运作。 5.培养复合型人才,提高财务人员的整体素质 综观目前的企业,既懂会计又懂计算机,并有一定英文英础的复合型人才实在太少,这是推行会计电算化的一大障碍。会计人员如果只懂会计,没有电脑知识,就不可能提出很好的会计管理构想去实现电子化;只有既熟悉会计,又具备一定电脑知识的会计专才,才能设计出优良的财务管理方案,让程序设计者去开发适用软件,使电算化发挥最大效能。再者,财务人员如具备一定电脑常识就能最大限度地避免操作错误,降低差错风险,从而保证会计数据安全。为此,企业要做好复合型人才的培训工作,让现职会计人员掌握电脑知识,为实现电算化提供重要条件。 实践证明,企业要顺利实行电算化管理,必须切实做好以上各项基础工作,争取上级领导的大力支持,为落实基础工作提供保证。 二、财务管理系统对软件设计的要求 1.高起点、高规格开发高质量的软件 财务系统对企业很重要,准确程度要求高,不允许有半点差错,因而必须从高起点出发,聘请高水平、合资格、有财务软件开发经验的公司和工程人员负责开发,不能聘请不够资质、不合资格、无实践经验的人员开发。否则,会影响系统的质量、进度,甚至会半途而废。例如,广州某企业,因经费不足聘请了一家技术力量较弱的公司负责开发会计系统,由于设计人员水平较低,加之无实践经验、缺乏财务常识,开发出的系统漏洞百出,最终无法使用,给企业造成了损失;同时,严重影响了该单位的电子化进程。因此,财务系统开发,用户必须聘请技术力量雄厚、具备财务软件设计经验的单位和设计人员负责。 2.做好系统分析工作 软件设计首先要从系统分析着手,目的在于了解财务工作流程,广泛收集必要数据,对相关的各种因素进行详细分析,这是软件设计的基础工作,很重要。对问题的分析是否深入细致、完整透彻,体现了设计人员对将要进行的工作的了解程度,也体现着基础工作准备是否充分,这关系到未来系统的成败,因而要充分重视系统分析工作。系统分析的具体步骤: (1)成立专家小组,具体包括:委托方、软件设计人员、会计师、系统使用者、信息安全工程师等组成,为全面开展工作做好准备。 (2)落实任务,明确基本事项,确定具体要完成哪些工作。 (3)提出具体要求,包括:明确给出系统的规模;系统应能完成哪些工作;系统工作的步骤和方法:新系统应达到何种质量水平,以及具体的质量控制指标、计划进度等。 (4)收集、整理数据资料,包括:会计业务分工、业务量、业务处理方法、各类报表、输出结果的时间、数据储存要求等。 (5)认真编好会计业务流程图。会计业务流程图就是把会计业务的整个过程用图示和文字说明表述出来。这一过程很重要,是系统设计的基础、依据,财务系统就是根据会计业务流程图设计出来的,是会计业务流程的“数字化”。业务流程图质量的好坏直接决定着系统设计的成败。因此,必须认真踏实地做好业务 流程图的编制工作。 业务流程图须由专家小组编制,其间应重点发挥有实践经验的会计师、具体业务操作者的作用,重视一线员工的意见,尽最大可能满足第一线业务的需要。设计财务系统很重要的一条就是实用、方便操作,要考虑到一线业务的具体情况。只有理论和实践相结合,方便实务操作,财务系统才受使用者欢迎。 业务流程图须同时采用文字说明、图形描述两种形式,以相互补充;有关说明、描述必须详细、周密、完善、步步到位,凡是业务触及到的细节均应详细说明、准确标出,为下一步程序设计工作提供充分依据。 有的单位在开发财务软件系统时,只侧重程序设计环节,忽视业务流程图编制的重要性,结果到了程序设计阶段,不得不中断设计,回过头来抽出大量的人力、物力去临时补上有关业务流程细节,财务系统成了典型的“边设计边施工边补漏的‘三边’工程”。这样既容易出错又拖慢了工程进度,更谈不上周密完善,还会影响系统的设计质量,给企业造成损失。 (6)编制程序流程图。程序流程图是将系统设计的具体步骤,通过图示符号表示出来,它直观地反映了程序设计的构思过程,体现了整个程序运行的思路,是程序设计的关键一步,直接决定着程序设计质量的高低。同时,绘制好程序流程图非常有利于系统的整体控制。 (7)对前期基础准备工作进行严格审核。财务系统的设计是以各项优良的前期准备工作为前提的,基础工作显得尤为重要。顾此,在开展程序编写工作之前必须全面审查有关准备工作是否充分,发现问题及时解决;严禁边准备、边设计、边补漏。 3.程序设计阶段,采用模块化设计 模块化就是把一个复杂的程序分成若干个功能不同的多个部分,各个子模块均有独立功能,可以单独运行;而把各个子模块组合在一起,又能方便地搭配成一个完整的系统。模块化设计是现代程序设计中一种很重要的技巧,有着众多优点: (1)便于分工合作,提高效率,提高质量。系统设计时,可以把要做的工作分拆成多个部分,然后分配给不同的人,甚至不同的单位各自开发。这有利于提高效率,提高程序的设计质量。 (2)便于维护、维修,增强通用性、易读性。 (3)增强模块的独立性,降低相互之间的依赖程度。即使有某些部分故障,也不致影响系统的整体运行。 (4)能设计出可绕过障碍区运行的高质量软件??这是模块化设计的最大优点。由于模块之间相对独立,所以即使出现某些非关键性故障,系统依然能安全运行。这一点很重要,因为系统在使用中出现小故障是较常见的现象,如果财务系统具备了这种优点,就能做到不停机维修,不致影响日常业务,这对财务管理特别有意义。反过来,如果系统一有小毛病就会影响日常业务,甚至突然“死机”,就会严重打乱企业的管理秩序,还可能会造成数据丢失,给企业造成损失。所以,能做到小毛病不停机维修,大故障能尽快恢复是财务管理对其软件设计的特殊要求。 4.软件设计要有扩展性,以适应企业未来发展 会计电脑系统设计要预计到企业各类业务的发展,要预留足够的扩展空间,以适应业务高层次、多元化发展。某些企业的电算化系统因没有扩展性,致使业务稍有变动,系统就无法适应,延误了日常工作。例如,一些企业的会计系统能处理人民币、港币、美元业务,但对日元、英镑、欧元或其他外币业务就难以适应。随着我国即将加入WTO,企业外币业务必然日益增多,缺乏扩展功能的会计系统将难于满足未来发展要求。因此,会计系统设计一定要有超前意识,要考虑到未来业务发展需要,设计有扩展性、多功能的软件。 要考虑到某些特殊业务的需要。深圳市曾发生过这样一件事,一对从新疆调进该市的夫妇,在为小孩办理入户手续时,因公安局的户籍管理系统只能输入四个汉字以内的姓名,而该小孩是维吾尔族,名字由近十个汉字组成,超出了公安局电脑系统的设计要求,以至无法正常入户,引起了不必要的纠纷。以此为鉴,财务电脑系统应有处理特殊业务的设计,要考虑到特殊业务的需要。 5.强调面向用户 财务系统的最终使用者是企业,是一线业务人员,所以要特别强调操作简单、方便用户,要设计良好的用户界面,具体操作应尽可能简单易学。在屏幕显示方式上,最好只显示与业务相关的资料,对可有可无的资料,如参考性、辅助性的资料则能省则省。切忌“和盘托出”??有用、暂不需用的资料均显示于屏幕,这样很容易造成操作错误,还会给人“眼花缭乱”的感觉。在目前企业计算机应用水平、管理水平不很高的情况下,“面向用户性”很值得广大设计人员的重视。 6.试运行 系统完成开发后必须反复测试,证明达到设计要求,才能交付使用;不能边检测、边使用、边补救。 7.制定应急计划 系统完成设计后,开发方应编制与系统相关的运行文件,并提出有关注意事项,以备在出现意外情况时,有条不紊地采取相应措施。使用单位也应制定自己的应急计划,以备急需。令人担忧的是,不少单位恰恰忽视了这一关键步骤,没有起码的应急计划,假如系统一旦出现故障,后果不堪设想,损失将是巨大的。 8.加强风险控制,保证信息安全 实现会计电算化,必然解决信息安全问题。由于电子数据高度集中,高度依赖电脑,且受电脑病毒入侵、人为操作失误、机器故障、非法毁损等因素影响,数据很容易被破坏,因此,会计电算化必然加强信息安全管理,一方面制定各种严格的管理制度,加强风险控制,加强管理;另一方面加强对员工的信息安全教育,严禁未经受权人员上机操作;不能连接与业务无关的终端,禁止与互连网连接;采用先进的加密技术,安装“防火墙”,严防电脑病毒入侵,防止人为非法破坏数据。实践证明,严格、有效的管理制度是信息安全的最好保障。 9.加强对财务系统使用前的审计 财务系统必须确保正确,才能投入使用,这是保证财务数据安全的关键。系统在投入使用前,应组织专家小组进行严格审计、从严检测,并实地模拟运行。只有证明正确无误的系统方可正式投入使用,只有经过“实战”检验的系统才具有可靠性。必须指出的是,财务系统不能边使用、边检测、边维修,这样风险很大,难于保证数据安全。 实行会计电算化,要求财务管理标准化、规范化,而财务软件设计则要符合财务管理的特殊要求。只有相互适应、互相配合,才能设计出安全可靠、多功能、高质量的优秀软件,更好地推进会计电子化工作。财务电算化是大势所趋,是提高企业科学管理水平、增强竞争力的迫切要求??会计师、程序设计人员在这方面有着异常重要的作用,应充分调动他们的积极性、创造性。 软件设计论文: 基于无线传感器网络的水资源监测系统的设计上位机 1.1 题目背景 水资源监测是水资源管理与保护的重要手段,我国水资源紧缺、水污染严重,如何高效、实时地获取水环境参数、研究开发水环境监测新方法,已成为水环境管理与保护的一项重要任务。无线传感器网络 WSN(Wireless Sensor Network)是将有感知能力、计算能力和通信能力的微小传感器节点采用规则或随机方式部署在监控区域,通过无线自组织和多跳的方式构成的分布式网络。它集传感器技术、嵌入式技术、现代网络技术、无线通信技术和分布式信息处理技术于一体,以数据处理为中心,协作地感知、采集、处理和传输目标区域的监测信息并报告给用户。它具有可快速部署、无人值守、功耗低和成本低等优点。 1.2 国内外相关研究情况 在世界上我国属于水资源贫乏国家, 对水资源的优化使用对我国实施可持续发展战略具有十分重要的意义。强化对水资源环境的监控是一个长期的任务。常规水资源环境监测方法主要分为以下两种:(1)利用便携式水质监测仪人工采样、实验室分析的方式。该方式仅限于对河流、湖泊的几个断面采样,采样频率从每月数次到每日数次。(2)采用由一个中央控制室和若干个监测子站组成的水环境自动监测系统对水环境参数进行自动连续监测, 数据远程自动传输, 可以实时查询所设站点的水环境参数[1]。前者由于无法对水环境参数进行远程实时监测, 存在水质监测周期长、劳动强度大、数据采集速度慢等问题, 不能很好地反映水环境的连续动态变化, 不易及早发现污染源并预警。后者能很好地解决水质监测周期长、劳动强度大、数据采集和传输速度慢等问题, 但由于有铺设电缆和建立监测子站的施工要求, 因而存在对监测地点原有的生态环境影响大、系统投资成本高、监测水域范围有限的缺点, 同时无法进行大面积布设监测子站、对每个小水域实施多点远程实时监测。基于无线传感器网络的水资源实时监测系统, 比较典型的国外代表有美国Heliosware公司的EMNET系统和澳大利亚CSIRO 的Fleck系统[2、3]。上述两种系统可采集参数种类较少、不提供对水资源的视频监测功能且通信速率低、产品体积较大、功耗较高, 目前仅适合用作研究, 尚不能作为实用系统在现场使用。国内已对基于无线传感器网络的水资源实时监测系统的一些关键技术进行了研究[4]。与传统的监测法相比, 无线传感器网络具有对生态环境影响小、系统成本低等优点。 近些年来,无线传感器网络是国际上非常关注的、涉及到多个学科高度交叉、知识高度集中的热点研究领域。目前,无线传感器网络的研究经过了两个阶段。第一阶段主要是采用MEMS技术设计微型节点,代表性的研究成果是智能埃及SmartDus无线集成网络传感器WINS。第二阶段是研究网络问题。国外设计了很多套演示系统取得了一系列重大的理论研究成果。在国外,Intel公司于2002年了基于无线传感器网络的新型计算机发展战略,主要研究无线传感器网络在医学、森林防火、环境监测等方面的应用。在国内,很多科研机构和大学队无线传感器网络都进行了相关方面的研究。有业内专家指出,中国掌握了物联网(WSN的实际应用)的世界话语权,不仅表明我国在该领域上的技术领先,同时也在于中国式世界上少数能将WSN实现产业化的国家之一。 1.3 研究意义 水资源是生命生存不可替代的自然资源,是生命支持系统之一,也是重要的环境要素。楼兰古城的兴起是由于丰富的罗布泊湖水的滋润,富庶的楼兰11万平方米,人口达万人,是楼兰国的首邑,是我国古代一重镇,也是丝绸之路南线必经之地。后来由于种种原因导致水资源衰竭,繁华的古城衰落,直至湮没在茫茫的荒漠之下。 水资源危机究竟始于何时,目前学术界尚无公论。但是水资源危机引起了世界各国的关注与不安。我国是一个人口众多,水资源绝对数量较高而相对数量较低的缺水国家。1988年7月1日《中华人民共和国水法》正式实施后,确立了每年水法宣传周(简称为水周),其目的就是通过这一活动,向公众集中灌输有关水资源开发利用与保护方面的知识和政策法规,以增强公众节约水资源的意识。 我国的水资源价值理论受水资源是取之不尽,用之不竭的传统价值观念影响,造成了水资源长期被无偿地开发利用,不仅造成了巨大的宝贵水资源浪费和对水资源非持续开发利用,同时对人类的生存及国民经济的健康发展产生了严重的威胁。尽管近几年来对此有所认识,采取了相应的行政或法律手段扭转这种被动局面,但是,由于对水资源价值理论的研究不够深入,致使所采取的措施缺乏广泛的经济社会基础,最终结果是政府干预行为过于集中和强硬,市场行为和经济杠杆的作用又过于薄弱,导致期望与现实相差甚远。因此,水资源价值研究在持续利用水资源过程中具有重要的地位,是实现持续发展战略一个组成部分,开展此方面的研究是十分必要的。 2.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施 2.1 研究的主要内容 根据无线传感器网络的基本理论和水资源监测的实际需求,设计基于无线传感器网络的水资源实时自动监测系统,能够在线实时测量温度、PH 值、电导率、浊度等参数的水资源监测系统,此系统在监测区域内采集相关数据,利用监测区域协调器节点和远程监测中心(PC 机)之间的通信,把经过处理的测量结果动态地显示出来。本课题完成系统上位机的软件设计,由串口接收协调器节点送来的水资源监测数据,进行数据解析,提取出各个传感器采集的数据并通过界面动态的显示出来。 2.2 研究方案 关于本次研究的课题,基于无线传感网络的水资源监测系统的设计,主要可分为三个部分,由于本次课题的研究只涉及上位机部分,即图一中的虚线部分,主要设计上位机的软件界面的设计部分,其中包括有串口接收数据,解包数据,以及显示部分,其中的解包部分包括,将PH值,浊度,在线实时温度,电导率和它们各自对应的数值一一对应起来,这部分主要涉及用Visual C++语言将其用软件编程,并实现功能,其流程图为图2: 实现过程为:先初始化软件,再设置软件编辑界面,设置好界面后,开始接收由协调器经串口发送过来的数据,进而解包数据,接着处理数据,将PH值、实时测量温度、浊度以及电导率的各组数据按照一定的要求计算好,显示各组数据,最后结束程序。 在这个过程中,实现了串口接收数据,解包数据,处理数据以及最后将数据动态的显示出来,完成了本次研究的要求。 3.本课题研究的重点及难点,前期已开展工作 要完成这次课题,即基于无线传感器网络的水资源监测系统的设计上位机,需要完成的内容有:系统上位机的软件设计、接收由串口协调器节点发送过来的水资源监测数据、进行接收数据的解析、提取出各个传感器采集的数据并且通过界面动态的显示出来。其中重点以及难点有:系统上位机的软件设计,由于对上位机不是很了解,以前也没有接触过上位机,对它的功能,使用不了解,也没有接触过Visual C++语言,属于初学者,会有一定的难度,既是重点也是难点;把接收到的数据进行数据分析,要进行合理的、有效的数据分析,是一个关乎本次课题成败的重点;将提取出的数据通过界面动态的显示出来,要通过一定的平台来显示,即要通过一定的硬件设施显示,这就需要能够正确的,有效的连接到所用的平台,是研究的最后一道门槛,也是重点。 目前为止,已经开展的工作有,通过查询相关资料以及通过互联网了解到上位机的功能,以及它所需要的编辑工具-----Visual C++,对我来说这是一种新的语言,现在已经开始看有关C++方面的书,开始学习使用它一些简单的使用方法。 4.完成本课题的工作方案及进度计划(按周次填写) 第1-3周:查找借阅相关书籍资料,确定系统的总体方案,完成开题报告; 第4-9周:进行上位机软件编程学习,软件界面设计 第10-11周:进行软件设计、进行数据解析; 第12-15周:系统调试,验证系统功能; 第16-17周:完成毕业论文,准备答辩 软件设计论文:计算机教学系统软件设计 摘 要 计算机在教学中的作用逐步显现。计算机技术和网络技术,可以打造教学交流平台,构造校园内的网络。让教学方法更为丰富,教育教学实时存在,更可以让教师和学生的信息沟通得到全面的进步。本文介绍了使用学校网络,打造网络平台计算机进行教学的系统设计和完善过程。 【关键词】校园网络 软件设计 教学系统 模块化 1 研究背景介绍 学校网络教学系统的设计目的是出于实际应用意义。首先从技术角度,计算 机开发技术已经趋于成熟,使用计算机高级编程语言具备完成系统制作的条件。在计划进行设计的初期,查阅了相关的文献与资料,计算机实现的教学平台系统已经有成型的作品。而且许多高等院校的应用都显示,利用网络教学系统,实现教学,是一种行之有效的与时俱进的现代化教学模式。通过这样的平台,学生可以提出问题,得到教师的解答。可以在线实现选修课程的选定,可以查阅自己的学分和单科成绩等等。意义众多,所以设计并完成基于网络模式下的教学系统工作是有实际意义的。 当前校园网络教学系统的情况:很多高校率先完成了网络平台教学系统的应用,好处前面已经简单介绍,这里不再赘述。但是仍然存在着很大的不足。比如教师在教学过程中的经验如何能通过教学系统展现出来,这是一大难题。学生在网络教学系统下的心态不同,在具体的教学中反映出的状态无法让教师观察到。如何通过网络的形式调动并发挥出学生学习的主观能动性。这些都限制了网络教学系统的发展。 2 软件设计工具选择与硬件需求: 软件设计采用服务器客户端模式和浏览器服务器模式交互。网页脚本设计在 和php中进行选择。二者各有利弊。综合设计者的使用习惯选用了数据库技术使用成熟的sql sever。高级语言选用java,这些技术成熟且具有一定的先进性、流行性。硬件需求本身并不很高,主流计算机皆可。但是在设计中,为了加大网络承载能力,选用了硬盘组为服务器,在压力测试中发现可承受同时间片200人登录工作。在并行计算中,主要利用了java的特性,并没有进行额外的并行算法设计。 3 部分模块、子系统功能介绍 这里只简单介绍部分子系统模块的工作功能。 首先信息管理子系统 信息管理子系统是辅助平台的唯一入口,里面包括各 种资料和师生的个人信息。它能根据用户的需求检索各种公告信息,能帮助教师或学生和搜索课件、教案等。其次,学习管理子系统 学习管理子系统的主要功能是分专业课程的管理、教学计划和大纲的设置以及各项内容的修改和调整等。为学生的主动学习提供基础。再如课件管理子系统 课件管理子系统的主要功能是教师上传或修改课件,方便学生及时共享教师的学习资料和学习理念,另外,也有助于这些资料的学习推广。再如师生交流子系统 师生交流子系统的功能是让师生互动起来,使得教师能及时、全面的接受到学生的反馈,也使得学生通过和教师的交流,对知识有进一步的理解。又如在线考试子系统 在线考试子系统的功能是最大限度满足各学科教师和每一名学生的要求,实现无纸化的各种科目考试以及试卷批阅、成绩统计分析等工作。如作业子系统 作业子系统的功能是给教师提供了在网上布置作业和批改作业的平台。比传统的作业处理方式效率更高、应用更为灵活。 4 特点介绍 4.1 系统架构 合理采用了双交互模式。当服务器处于开放作业时候,用户可以用密码和口令登录网页,接受相关服务。 4.2 用户设置灵活 有教师角色、学生角色、管理员角色和录入员角色。不同角色实现不同的功能。比如教师可以登录试卷批阅模块,可以登录信息答疑模块,为学生的提问做出解答。录入员角色,是为了组织网络试题的录入工作而设置的,在短时间内允许登录和输入试题。这种角色设置有时间的限制。在工作完成过后,要由管理员取消权限和用户。当然还可以根据特殊需求,在管理员授权下,设置特殊角色,给予不同模块权限的设置。 4.3 在安全方面进行了考虑 使用了md5以及初步加盐技术的应用。在网络应答和网络模考模块中,使用了蚂群算法的遗传算法应用。出题难度和题量整体较为平均,趋于合理状态。 4.4 系统在检测和实际使用中 具有较好的稳定性,在编写过程中,语言和数据库选用合理,为软件后期维护和功能 拓展,提供了空间。 5 结束语 综上所述,在校园网络中使用计算机技术完成教学系统的设计,具有实际应用意义。可以为各个中高等院校服务。系统设计合理,工具选用皆为当前主流语言与工具。实现系统具有自身的特点。灵活稳定。可以让教师、学生在校园网络中更好的完成学习任务。减少了学校为教学而付出的人力与物力。设计过程中仔细研究了已有的产品和具体的需求,完成了主体功能,较好的完成了设计任务。 软件设计论文:新时期移动电子信息软件设计技术探讨 摘 要 本文重点分析了当前流行的android、jdbc、ajax、jquery等计算机新技术,探讨新时期移动电子信息软件开发的技术趋势,对计算机从业者和爱好者都具有一定的参考意义。 【关键词】计算机 新技术 移动 软件 1 引言 android这个单词的原意是“机器人”,2007年,google推出了一款基于linux技术的手机开源系统,也命名为android,这个智能手机平台由中间件、操作系统、应用软件和用户界面组成。美国著名的科技博客在2012年曾评选十款对二十一世纪影响最大的电子产品,其中就有android智能手机操作系统。随着andriod手机系统不断开发与应用,消费电子、媒体播放器、移动终端都广泛应用移动电子信息软件。据有关数据指出,我国2013年平板电脑和智能手机的占有量占全球的25%。随着全球智能终端市场的中心逐步发转移到中国,同时安卓系统也在平板市场广受消费者喜爱。随着wifi和3g网络的普及,智能手机等其他智能终端能够随时随地连接互联网,使用者轻而易举获取网络服务。在现实生活中,安卓智能系统移动电子信息软件占有很大市场。 2 新时期移动电子信息软件应用发展 首先是消费群体成熟,目前国内安卓开发应用社区非常活跃,国内运营商和厂商都积极加入安卓阵营,许多厂家推出了基于安卓系统的移动电子信息软件。android在我国具有十分广阔的前景,很多企业开始认识到app的重要应用,安卓企业客户端的设计开发越来越受重视。现在我国智能手机的软件开发正处于飞速发展时期,通过一路探索和对以往经验的总结,产生了一批致力于安卓系统app开发的优秀互联网供应商。移动电子信息软件已经包括酒店、商城、美容、旅游、医疗、汽车、地产、娱乐、传媒等服务产业,致力于提供一站式移动开发给企业客户。 一款名叫“飞常准”的航班实时查询的移动电子信息软件已经支持80%国际航班和99%的国内航班查询航班动态,提供到达、起飞、取消、延误、备降和返航等六种航班状态的结果。这款应用软件还能提前预测航班延误,及时提供延误航班的预报。 一款叫“淘宝旅行“的移动电子信息软件应用是为人们提供酒店、火车票、机票服务的。通过这款应用软件,还能够查询预定的部分景区门票。只要在客户端输入所处位置和目标城市,就能提供用户目的地周边详细的酒店价格和地址给客户,同时为客户提供导航。 一款叫“高德地图”的gps导航移动电子信息软件可以提供交通实时路况的播报,还可以预测到达目的地的时间、合理规划出行路线、提醒摄像头等服务。另外,为了减少使用流量,这款应用还可以离线下载。同时,这款手机应用软件整合天气、火车、公交等资源,方便用户出行。 一款名叫“蝉游记“的移动电子信息软件可以方便分享和制作旅行游记。下载这款软件后,可以用豆瓣、新浪微博和qq等网站账号登陆。这款手机软件支持离线全程操作,不受网络的限制。另外,当联网的时候,可以将手机游记更新到网站,和好友一起分享精彩旅程。 一款名叫“墨迹天气“的移动电子信息软件专门用于天气信息免费查询。这款手机软件采用人性化设计,使用方便,现在能够预报2000多个地区的天气。使用这款手机应用软件所需的流量很少,每次不到3k。占用的内存也很少,可以独立运行在主程序之外并且支持显示在桌面。 一款名叫“快的打车”移动电子信息软件风靡一时。这款手机应用软件可以帮助人们预约叫车和实时打车。目前,这款打车软件使用城市超过50个,有2000多万用户。使用这款手机软件打车,还有返还部分车费的优惠。 3 新时期移动电子信息软件核心技术 3.1 jdbc技术 java语言用于执行sql语言的api叫jdbc,这个应用接口可以为不同类型的数据库提供相同的访问,jdbc由java编写的接口和类组成。jdbc的出现极大地方便了数据库程序开发人员,为他们提供了一个统一的api,可以在此基础上构建更高级的接口和工具,使数据库程序开发人员方便写出数据库相关的应用程序。 jdbc的出现使sql语句的发送变得很简单。开发人员只需要调用数据库接口编写程序就可以了,它自动向相关数据库进行sql调用。另外,jdbc和java语言的结合避免开发人员为不同的开发平台重复开发相同的应用程序,实现应用程序一次编写,到处运行,这同时体现了java语言的优势。 对于java开发人员来说jdbc是api,是 实现数据库连接的接口模型。作为应用程序接口,jdbc提供统一的接口给程序开发人员,并且为第三方厂商实现数据库与中间件的连接提供统一的方法。jdbc支持sql标准和数据库其他的连接标准。jdbc真正实现了面向目标的连接,并且有严格类型、简单但高性能的接口。 3.2 jquery技术 jquery是基于javascript语言的一个优秀框架,jquery兼容css标准,是精简版的js库,能够很好地应用于各种浏览器。jquery方便用户处理html,实现动态功能,提供灵活的ajax交互给网站。另一个优势是拥有详细的使用文档,实现html内容和代码的分离,简单易用。 3.3 ajax技术 ajax是一种交互性强、创建快、性能好的web开发技术。xmlhttprequest是ajax的核心技术。ajax在服务器和浏览器之间采用异步传输数据。通过ajax,可以直接提出请求给服务器,用户堵塞少。 智能终端的程序开发比桌面程序有许多优点,它们开发简单,安装方便,用户群大。 4 结语 随着计算机科技的飞速发展和移动开发的蓬勃兴起,这些新型计算机技术已经广泛应用于智能手机、平板电脑等智能终端领域的程序开发。移动互联网对人们越来越重要,这些计算机技术的应用前景也会更广阔。 软件设计论文:Linux环境下即时通信软件设计与实现 作者简介作者简介:李伊林(1984-),男,江西省水利科学研究院助理工程师,研究方向为网络通信;傅小英(1987-),女,南昌大学信息工程学院硕士研究生,研究方向为计算机应用。1qt简介 qt是一个跨平台的c++图形用户界面库,由挪威trolltech公司于1995年底出品。qt的对象间通信采用信号/槽(signal/slot)机制,其中signal犹如mfc中的事件,而slot则是响应事件的方法。如果要实现对象间的通信,只需要把一个对象的slot和另一个对象的signal连接起来即可实现事件驱动[1]。 由于本系统是通过qt[2]图形开发工具来实现与用户之间的接口设计,所以在eclipse中如果要使用qt,则需添加qt插件方可建立qt gui工程文件。 2系统总体设计 本系统实现了linux系统下的简单通信,同时可以动态刷新在线用户列表,并与其他用户进行聊天通信或传送文件等[3]。如果用户想与其中某位好友聊天,则应该与其建立连接,此时两个客户端有一个作为服务器,另一个作为客户端。本系统的主要架构如图1所示。 系统主要分为客户端和服务器,服务器并不对用户发过来的信息进行转发操作,因为该做法会增加服务器的工作量。它只负责监听客户端的连接请求,同时,在与客户端建立新连接时,服务端会对客户端的端口号进行注册,之后将端口信息提供给每个连接上的客户端[4]。因而两个客户端之间的通信则不需要以服务器作为转发站,而是可以直接进行通信,从而减少了用户之间的通信响应时间。客户端主要可以进行注册、查找密码、添加/删除好友等一些基本操作[5],与好友建立连接之后,还可与好友进行聊天,互传文件等。 图1系统架构 3关键技术实现 3.1客户端listfriend类实现 listfriend类主要用来显示当前用户的好友列表,并按好友的不同组号将其进行分类。同时,用户可以通过触发右键事件对自己的好友列表进行修改,如添加、删除、移动好友,修改好友备注,修改用户信息等。在该类中,用户还要对自己的端口号进行监听,如果有好友提出聊天请求,用户可以根据自己的意愿接受或拒绝。或者用户自己向好友提出聊天请求,如果好友拒绝,则关闭对话框。 软件设计论文:基于MATLAB GUI坐标转换软件设计与实现 【摘 要】matlab软件是以矩阵为单位进行数据的运算与处理,matlab的程序设计过程中,对象的句柄是非常重要的一个概念。每个对象都有自己独立的句柄,通过操作句柄,来实现对象的控制和修改。gps测量的成果是基于wgs84椭球的纬、经度坐标和大地高,而我们实际应用中需要用到的是北京54或西安80的高斯投影平面坐标或者是地方坐标,因此就存在一个坐标转换的问题。本文介绍两种坐标转换方法:空间三维七参数坐标转换方法和平面二维四参数转换方法,利用这两种方法通过matlab设计界面并编写程序实现对excel中的坐标数据进行坐标转换。 【关键词】matlab;全球定位系统;七参数;四参数 0 引言 matlab软件是“矩阵实验室”——matrix laboratory的缩写,是用c语言进行编写的。它具有语言书写简单,语句功能强大,封装了丰富的数学函数,我们可以直接调用这些数学函数。matlab对于数学运算,特别是矩阵运算,非常高效,而文件批量坐标转换又涉及复杂的数据计算,这就是为什么利用其进行程序编写实现的原因。 excel是微软公司的办公软件microsoft office的组件之一,它可以进行各种数据的处理、统计分析和辅助决策操作。将原始数据存放在excel中,excel可以批量对原始数据进行预处理,达到我们想要的数据格式,可以将文本导入到excel中,读取与存储都易于操作。 随着全球导航定位系统的发展,尤其是美国的gps技术发展,其具有全天候,连续性,实时性等优势,已经逐渐取代了传统的测量方式。gps测量成果是基于wgs84椭球的大地坐标,即:大地纬度b,大地精度l,大地高h。而我们通常所需要的是基于克拉索夫斯基椭球的北京54坐标系或基于第16届iguu大会推荐的1975年国际椭球的西安80坐标系。因此我们需要将gps所测的wgs84大地坐标转换成我们所需的北京54或西安80坐标。 本文主要介绍两种坐标转换方法:七参数空间坐标转换方法和四参数平面坐标转换方法,通过matlab设计界面并编写程序实现这两种方法,然后通过转换得到的坐标比较分析这两种的精度及适用范围。 1 matlab简介 1.1 matlab系统概述 matlab是美国mathworks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括matlab和simulink两大部分。 matlab是英文“矩阵实验室”——matrix laboratory的缩写,其全部采用c语言编写。具有如下特点: (1)基本数据单位是矩阵,矩阵运算如同其他高级语言中的变量操作一样方便,矩阵无需定义即可采用; (2)高效的数值计算及符号计算功能,能使 用户从繁杂的数学运算分析中解脱出来; (3)具有完备的图形处理功能,实现计算结果和编程的可视化; (4)友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言,使学者易于学习和掌握; (5)功能丰富的应用工具箱(如信号处理工具箱、通信工具箱等) ,为用户提供了大量方便实用的处理工具。 1.2 matlab程序编写的基本原则 突破以往其它程序语言经常采用的循环思想,尽量采用matlab矩阵式语言书写程序,使得程序简洁,执行效率高。在程序设计中尽量避免重复的脚本代码,多用matlab提供的函数。系统中的函数要比用一般代码编写的函数执行效率高很多。在编写比较大的程序时,应该对各个细节以函数或子过程方式处理,避免矩阵混淆。 在程序编制过程中,各个功能部分尽量封装在函数中,这样不但可以减少全局变量个数,而且对各个函数的修改要比对整个程序的修改方便得多。 1.3 matlab的文件类型 m文件:用于存储函数过程; figure文件:用于显示、存储图像; 在matlab中,最常用的是m文件。matlab是一种解释性语言,用户发出的指令需要送到matlab系统内解释,而m文件实际上就是记录指令的文本,用以统一将命令送入系统内进行解释。 m文件有命令式(script)和函数式(function)两种形式。命令式文件就是matlab内部命令的简单叠加,matlab会按顺序执行文件中的命令,这种方式常用来形成主函数。函数式文件用以解决参数传递和函数调用的问题,每个具体的功能一般用此方式实现,它的第一句以function语句为引导。 2 坐标转换相关理论 2.1 三维空间坐标转换 wgs84与bj54的坐标转换问题,实质是wgs-84椭球体到bj54椭球体的转换问题。 如果我们是需要把wgs84的经纬度坐标转换成bj54的高斯投影坐标,那就还会涉及到投影变换问题。而如果我们所需的坐标是地方坐标,那么我们还要利用四参数法将北京54坐标转换成北京地方坐标。因此,这个转换过程,一般的gps数据处理软件都是采用下述步骤进行的: 1)wgs84(b,l)——wgs84(x,y,z),空间大地坐标到空间直角坐标的转换。 2)wgs84(x,y,z)——北京54(x,y,z),坐标基准的转换,即datum转换。通常有三种转换方法:七参数、简化三参数、molodensky。 3)北京54(x,y,z)——北京54(b,l),空间直角坐标到空间大地坐标的转换。 4)北京54(b,l)——北京54(x,y), 高斯投影正算。 5)北京54(x,y)——地方坐标(x,y),四参数转换。 通过下面的流程图,我们可以更清晰地了解整个流程。 图1 wgs84、北京54、北京地方坐标转换流程图 2.2 二维平面坐标转换 二维坐标转换适用于小范围内gps坐标向地方坐标的转换,在实际测量时,必须将gps接收机测得的大地经纬度坐标b、l(基于wgs一84椭球)转换成本地平面直角坐标x、y(基于本地椭球) 。其转换过程为: (1)将公共点的wgs84坐标投影到其对应椭球的高斯平面上,得到wgs84的平面坐标; (2)利用两个以上的点,采用最小二乘方法求解四参数; (3)先将需要进行坐标转换的wgs84坐标投影到其对应椭球的高斯平面上,得到wgs84的平面坐标,然后根据第二步求得的四参数,将其转换为本地平面直角坐标。 为了使上面的过程更为清晰,现以wgs84的大地坐标与转换到北京54坐标所作的流程图为例进行说明: 图2 二维平面坐标转换流程图 3 matlab gui界面设计及程序实现 通过参考南方测绘gps数据处理中的坐标转换软件和coord mg坐标转换软件界面,经过综合分析比较,我设计出了这款基于matlab gui实用、简洁、界面友好的zbjh2013坐标转换软件,zbjh2013主要用七参数和四参数两种转换方法进行三维空间和二维平面坐标转换。 3.1 matlab gui相关内容介绍 matlab具有创建图形用户界面(gui)的功能。gui是用户与计算机或计算机程序的接触点或交互渠道,是包含诸如窗口、图标、菜单和文本等图形对象的可操作界面。通过定制用户与matlab交互的命令窗口,gui能有效组织数据流程,使处理方法易于使用和推广,同时也使人机交互更加友好。 在这次坐标转换 软件设计与实现过程中主要用到了以下几种控件: (1)面板(panel):panel是gui对象的容器,当移动panel的位置进行gui编辑时,panel的子对象也随之移动,并保持它们在panel中的相对位置。 (2)弹起式菜单(pop-up menu):pop-up menu与listbox类似,都使用string属性显示一组选项,区别为:①pop-up menu更节省界面空间,需要左键单击才能调出这些选项;②pop-up menu不能同时选择多个选项。 (3)单选按钮(radio button):radio button通常组合使用,用于显示一组互斥的状态。 (4)复选框(check box):check box与radio button类似,用于显示一对互斥的状态,通过鼠标左键单击,可在“选中”与“未选中”两种状态之间切换。(5)静态文本(static text):static text通常用于显示其它对象的数值、状态。 (6)可编辑文本(edit text):edit text允许用户修改文本内容,用于数据的输入与显示。若max-min 1,允许edit text显示多行文本;否则,只允许单行输入。 (7)列表框(listbox):listbox用于显示一组选项,通过鼠标单击左键,可选中任意一个或多个选项,当max-min 1时,允许同时选中多个选项;否则,只允许一次选择一项。 (8)触控按钮(push button):通过点击push button可以调用回调函数,实现某项功能。 (9)表格(table):table为二维的可视化表格,可用于显示控制点坐标,通过编写程序来实现点击按钮添加和删除数据。 (10)选项卡控件(tabstrip control),通过tabstrip control可以进行局部区域界面之间进行切换。 3.2 matlab程序实现相关代码 框架搭建好之后,在matlab gui对应的m文件进行程序编写过程中,解决以下几个难点: (1)不同gui间参数传递、回调函数调用问题; 主界面的代码 [scs1,scs2,scs3,scs4] = conversionmethod; handles.dx = scs1; handles.dy = scs2; handles.xzj = scs3; handles.cdyz = scs4; 子界面的代码 varargout{1} = handles.scs1; varargout{2} = handles.scs2; varargout{3} = handles.scs3; varargout{4} = handles.scs4; delete(handles.conmet_scs); (2)将子界面的所有控件复制到主界面上,通过tabstrip实现选项卡功能; 将子界面的所有控件复制到主界面上的代码 hsub = sub('visible','off'); hpal2 = copyobj(findobj(hsub,'tag','filetransfer_uipanel'),hobject); set(hpal2,'position',get(handles.point_uipanel,'position'),... 'visible','off'); handles.hpal2 = hpal2; delete(hsub); 通过点击选项卡实现点坐标与文件坐标转换的切换的代码 tabstripval = hobject.selecteditem.index; switch tabstripval case 1 set(handles.point_uipanel,'visible','on'); set(handles.hpal2,'visible','off'); case 2 set(handles.point_uipanel,'visible','off'); set(handles.hpal2,'visible','on'); end (3)对table空间的操作,通过点击相应按钮逐行添加和删除数据。 逐行添加数据的代码 global coord; b = str2double(get(handles.edit1,'string')); l = str2double(get(handles.edit2,'string')); x = str2double(get(handles.edit3,'string')); y = str2double(get(handles.edit4,'string')); raw = {b,l,x,y }; coord = [coord;b l x y]; set(handles.calculateqcs_uitable1,'data',coord); 逐行删除数据的代码 data = get(handles.calculateqcs_uitable1,'data'); [row,column] = size(data); for k = row:-1:1 data(row,:) = []; set(handles.calculateqcs_uitable1,'data',data); end (1)选择源椭球类型,待转转换坐标类型; (2)选择目标椭球类型,目标坐标类型; (3)通过点击菜单“设置”“投影设置”,通过投影设置界面,设置投影方式、中央子午线,投影尺度及x常数和y常数; (4)通过点击菜单“设置”“四参数”或“七参数”,选择一种坐标转换方式,通过四参数或七参数设置界面,输入四参数或七参数,如果四参数或七参数未知,则通过点击四参数或七参数设置界面中的计算四参数或七参数进行四参数或七参数的求解,四参数需要至少两个控制点坐标,而七参数需要至少三个已知控制点坐标,配置好参数坐标转换方式之后,选中转换设置中的投影设置和四参数或七参数复选框; (5)通过选项卡进行单点坐标或以文件的形式批量坐标转换。 4 结论 将matlab gui与坐标转换相关知识结合起来,matlab具有矩阵运算的特长避免了程序中出现大量循环体。gui界面设计简洁、直观、友好。既能够实现单个点的坐标转换,有可以excel文件的形式实现批量坐标转换。不管是三维空间或二维平面坐标,转换得到的成果完全能够满足工作的精度要求,到达最初的设计目标。 通过大地测量学课本与坐标转换相关的知识及网上下载的一些论文的阅读学习,对坐标转换的理论认知更加深入,受益匪浅。
机电设备故障诊断技术研究:机电设备故障诊断与维修技术分析 [摘 要]当前随着我国社会主义市场经济的推进以及现代化建设进程的加快,工业化生产的自动化水平不断提升,各类机电设备的使用也更为普遍,机电设备的安全运营直接决定着器械的稳定以及各类生产的经济效益,甚至于人们的生命安全与财产安全息息相关。因此,我们更应该做好机电设备的维护、检修工作,从分析机电设备常见故障类型入手,将机电设备在运作过程中可能会出现的故障纳入安全检查与日常维护的范畴之内,全面降低机电设备发生故障的几率,确保机电设备的安全运行,为我国现代化建设提供坚实的动力支持与保障。 [关键词]机电设备;故障诊断;维修技术 随着技术的不断发展,工业生产的自动化水平越来越高,机电设备在现代生产中的作用和影响越来越大,设备的运行 费用也越来越高。机电设备运行中发生的故障或失效不仅会造成重大经济损失,甚至还可能导致人员伤亡和恶劣的社会影响,因此设备或者系统的安全、可靠性极为重要[1]。这就要求我们在今后的实践工作中,要更为注重机电设备故障诊断与检修工作的开展,坚持实事求是与改革创新相结合的工作理念,全面分析与梳理机电设备的常见故障类型,并在借鉴国外先进经验的基础上,优化机电设备维修方案与技术,构建完善的机电设备安全维修体系,切实提高机电故障诊断与维修技术的作用力与实用性。 一.当前机电设备常见故障类型分析 从本质上说,机电设备故障诊断与维修是一项内容反复、项目众多的复杂工程体系,为提高机电设备故障诊断与维修工作的针对性与高效性,我们首先必须对机电设备的常见故障类型进行分析与研究。具体来说,针对故障发生的时间段,当前机电设备常见故障主要分为以下几类: (一)前期故障 长期故障是当前机电设备常见故障类型之一,一般来说,因为机电设备的运行需要一定的适应期(也可称之为磨合期),在这段时间内,机电设备往往要运行一段时间才能够适应施工现场环境、施工进度等等,这是在机电设备正式投入使用之前必须进行的重要工作。机电设备的前期故障主要是由机电设备制造以及设计工艺不合理引发的,在试运行阶段,工作人员要及时记录故障类型,并在第一时间进行调试,如果故障仍不能得到彻底解决,就需要向生产厂家更换机电设备或者要求返厂维修。 (二)运行故障 机电设备的运行过程实际上也是机电设备的耗损过程,任何机器设备在长时间的运行之后,都会因为各种原因,诸如使用频率较高、日常检修与检测工作不到位等等都可能引发机机器设备安全故障。不同的机电设备产生的运行故障是不同的: 比如煤矿提升机是煤矿生产中最为常见、使用频率较高的机电设备,主要用于运用施工人员,以及传输原煤、各种生产原材料等等,是煤矿机电设备安全管理的重中之重。煤矿提升机由制动系统、润滑系统以及传动系统等等构成,任何一个系统都可能产生安全故障,这就需要我们使用传感器检测装置在煤矿提升机运行前、运行后进行状态监测,并根据检测情况确定其能否继续安全使用。 另外,采煤机也是煤矿生产中经常使用的机电设备之一,采煤机的常见故障相对较多,但绝大多数故障属于液压系统故障。采煤机的液压系统分为高压与低压两个部分,如果没有协调好高压与低压之间的关系就有可能引发运行故障。因此,工作人员除了要做好采煤机的日常维护与检修工作之外,还要安排专人时刻检测采煤机的运行情况,尤其是液压系统的运行状态,通过多种方式最好内部高压与低压的协调与平衡,有效规避采煤机安全故障,确保采煤机始终保持良好的工作状态。 (三)偶发性故障 机电设备产生故障的原因是多方面的,除了人为性操作失误之外,机电设备在运行过程中极有可能产生多种偶发性故障,对于这类偶发性故障,我们既不可能完全规避,也不能彻底解决,只有通过加强机电设备日常检修、维护等等安全管理工作来尽可能减少机电设备发生偶发性故障的几率。 二.机电设备维修技术分析 随着现代科学技术的发展与进步,机电设备维修技术也更为多样,我们要根据机电设备的故障类型,对相关维修技术进行有效分析,从中选择最高效、最科学、操作性较强的技术,以确保机电设备安全故障能得到及时排除,减少机电设备安全故障与严重事故的发生。 (一)振动诊断技术 振动诊断技术是当前用于检修机电设备的常用技术,检测准确性相对较高、操作相对简单、程序也并不复杂,同时也能够有效检测机电设备运行中可能隐藏的安全威胁,大大降低机电设备发生安全故障的几率。振动诊断技术的工作原理是,将机电设备与计算机系统相连,并通过计算机系统展示机电设备的相关信息,维修人员可以根据振动监测的结果判断机电设备的运行状态。另外,当前随着计算机网络技术的普及,计算机系统能够对机电设备振动诊断数据进行自主化、自动化分析,相对于人为分析,这种分析更为精确、快速,是今后机电设备检修技术的发展趋势。 (二)温度诊断技术 温度变化是影响机电设备整体性能的重要因素之一,因此,对机电设备的温度检测也是机电设备维修与检修工作的重点。首先,工作人员要将机电设备与计算机系统相连,使机电设备的温度能够在计算机系统中显示出来,这样一来,工作人员就可以时时比对机电设备温度与设备温度许可范围,发现机电设备温度过高或者远远超出温度许可范围时,要马上启动降温方案或者直接暂停使用。其次,工作人员还可以用润滑油作来检测机电设备的温度,温度越高,润滑油分解速度越快,工作人员可以根据润滑油分解速度判定机电设备温度是否过高,并采取相关处理措施,同样可以达到控制机电设备运行温度的目的。 (三)红外线诊断技术 机电设备的内部结构较为复杂,一般的诊断技术可能很难精确检测机电设备的内部情况,红外线诊断技术以温度检测为手段,通过测定机电设备各个部位的温度来判定机电设备的安全状况,同时也可以较为精确地指出引发机电设备温度过高的原因(一般来说,机电设备液压系统性能差、发动机排烟管堵塞等等都会使得机电设备内部温度较高),弥补一般温度检测对机电设备某些性能,诸如材料的整体质量、油料的优劣等等无法进行有效监控的不足,确保温度检测的全面性与精确性。 (四)铁谱诊断技术 铁谱诊断技术是一种新兴的机电设备诊断技术,同样拥有诊断结果精准、诊断速度较快的优势,成为当前工作人员常用的机电设备故障诊断技术。铁谱诊断技术的工作原理是借助一个高梯度、高强度的磁场产生的磁场力从机械的润滑油中往出分离铁磁性磨霄,让分离出来的铁磁磨霄沉淀在基片上,形成谱片[2],工作人员通过观察谱片上磨霄颗粒的大小等等,分析与判定机电设备的运行情况。铁谱诊断技术本是用于诊断煤矿机电设备的一种技术,由于其检测范围较广、成本较低、效果较好,被广泛用于各类机电设备的故障诊断中,成为当前使用较为普遍的诊断技术之一。 三.结束语 总而言之,对机电设备采取合理维护与维修,才能够确保机电设备长期处于正常运行状态,为实现这一目标,我们必须采取合理的诊断措施去查找机电设备可能会出现的各类故障,并选择合理的维修技术,以保证机电设备运行故障能够在第一时间内得到解决 [3],并尝试对机电设备的常见故障进行分析与分类,深入研究引发机电设备运行故障的原因,积极寻找规避机电设备安全故障的检修技术与管理方式,始终确保机电设备的安全运行,实现机电设备安全管理工作实际效用的最大化。 机电设备故障诊断技术研究:故障诊断技术在机电设备维修中的实际运用研究 [摘 要]随着经济的快速发展以及科学技术水平的提高,我国在进行工业生产的过程中,越来越离不开机电设备。另外,机电设备的运行状态对工业产品的质量、生产率等方面都有着很重要的影响,而且,机电设备的运行状态还可以反映出企业管理水平的高低。在进行工业生产的过程中,可以导致机电设备发生故障的因素有很多,由此对机电设备维修的要求就比较高,故障诊断技术能够快速的诊断出机电设备的故障,进而有效的提升机电设备维修的效率。在本文中,阐述了机电设备常见的故障,并提出了故障诊断技术的实际应用。 [关键词]故障诊断技术;机电设备;维修;实际运用 现今,在施工生产的过程中,机电设备已经成为不可缺少的组成部分,有了机电设备的利用,生产的效率得到了大大地提高,而且产品的质量也得到了有效的保证。但是在机电设备运行生产的过程中,会出现设备磨损、零件老化等问题,如果不及时的进行处理,机电设备就会出现故障。另外,机电设备一些突发的问题也会导致其出现故障。这就要求在进行机电设备维修时,为了尽量减少施工生产的损失,就需要既保证维修的速度,又保证维修的质量。在应用了故障诊断技术之后,机电设备维修工作的效率及质量得到了保证。 一、机电设备常见的故障 (一)损坏型故障 机电设备在生产的过程中,会出现不同程度的损坏,比如未进行及时的保养、操作人员的不当操作等,另外,当机电设备出现故障时,诊断的结果不正确也会导致机电设备出现损坏型故障。实际上,损坏型故障属于机电设备最主要的故障。 (二)退化型故障 所谓退化型故障,是指机电设备由于出现老化而造成的故障。在生产过程中,机电设备并不是单一存在的,而是需要配套使用,由此,购买机电设备的成本就会比较大,这对于企业来说,这么大的一笔开销都会难以承受,因此,出于资金的考虑,企业采购回来的机电设备都会超龄使用,导致机电设备的老化现象比较严重。另外,机电设备在组装结构方面,也存在着不合理的问题,这不但影响了机电设备的运行效率,而且使机电设备带有不同程度的故障隐患。 (三)失调型故障 这是一项比较重要的问题,随着科技的发展,机电设备在生产过程要实现自动化,但由于失调型故障的存在,影响了自动化的实现。从当前的机电设备来看,安全设施和保护装置方面并不健全,应该装有的缓冲装置缺乏,绞车所承受的实际提升负荷远远的超过了其能力范围,同时,机电设备的工作人员责任意识比较薄弱,在操作机电设备时经常会出现误操作,而且也缺乏必要的维护知识及技能,导致机电设备出现失调型故障。 (四)堵塞与渗漏型故障 这类型故障主要是由机电设备的质量不合格导致。企业在采购机电设备时,过分的注重了成本问题,因此忽略了机电设备的质量问题,导致采购回来投入使用的机电设备经常出现故障。除了质量方面的问题,工作人员清理不彻底也会导致堵塞问题的出现,而当机电设备长时间的处于超负荷运行时,也极容易发生渗漏型故障。 (五)功能减退故障 前面已经提到,出于经济方面的因素,机电设备使用的时间都比较长,这就会导致机电设备出现功能减退的现象。机电设备在投入使用的过程中,当需要更新时企业并没有及时的更新,这也会导致功能减退。另外,在使用机电设备的过程中,工作人员要定期的清理灰尘,并对机电设备进行保养,但是在实际的生产过程中,工作人员并没有做好这两方面的工作,导致机电设备正常的使用受到影响,无法发挥其应有的功能。功能减退故障对机电设备的影响比较大,而且还会伴随着安全隐患问题,因此要十分的重视。 二、故障诊断技术在机电设备维修中的实际运用 实际上,故障诊断技术是一种维护手段,当机电设备处于正常的运行状态时,故障诊断技术不会对其产生任何影响,但是当机电设备在运行时存在故障隐患时,故障诊断技术就会对机电设备产生一定的影响。在对机电设备的运行情况、性能等方面进行检测时,要依靠科学的仪器和仪表。通过对机电设备运行时各方面情况的检测和分析,研究出故障问题的隐患程度,并及时的发展存在的问题,找到原因,最终正确的判断出故障将会发生的地方及特点。在机电设备维修中,故障诊断技术实际运用方法有三种。 (一)历史记录诊断法 通过对机电设备历史故障记录的查询和分析,对其存在的问题进行严格的维护和检查,从而准确的找出故障发生的主要位置。另外,在对机电设备进行维护时,历史记录诊断法也是非常重要的一环,经过长期的诊断之后,就会形成不同的诊断信息记录,通过对诊断信息记录的整合及分析,科学的构建故障信息数据库,从而有效地节省机电设备故障诊断的时间,并有效地提高效率。 (二)温度、压力监测诊断法 对于机电设备参数的监测来说,传感器的监测效果非常好,通过各方面传感器的监测,能够有效地掌握机电设备参数的变化。在监测的过程中,还要将温度、压力等参数的变化情况记录下来,以便能迅速的诊断出故障发生的频率。 (三)人工神经网络诊断法 这是一种技术水平非常高的方法,因而具有极其关键的价值。人工神经网络诊断法具有人性化的特点,而这一特点恰恰适用于机电设备的非线性映射关系,通过此种诊断方法,可以准确的诊断出机电设备不同的问题以及出现的原因。 三、结论 在施工生产的过程中,机电设备是必不可少的组成部分,尽管机电设备的运用使得生产效率大大地提高,但是在机电设备运行的过程中,经常会发生一些故障问题,导致机电设备不能进行正常的生产。为了保证机电设备的正常运行,在对其维修时应用了故障诊断技术,通过恰当的诊断方法,发现机电设备存在的故障隐患,进而及时的进行维修和维护,保障其正常运行。 作者简介 单德玉(1985―),男,汉族,安徽临泉,2010年毕业于安徽理工大学电气自动化,现职单位皖北煤电集团朱集西煤矿,助理工程师,学士学位,研究方向:机电一体化。 机电设备故障诊断技术研究:机电设备故障诊断及维修技术分析 摘 要 随着经济全球化发展,各种资源的需求量在不断增加,煤矿更是重要资源之一。要确保煤矿正常生产,不但要做好各种管理措施还必须要确保各种机电设备正常工作。因此,就必须要对机电设备可能出现的故障进行预测,为确保正常工作做好基础工作。本文就是笔者依据多年工作经验,分析如何诊断煤矿企业中的机电设备故障,并在该基础上探索维修技术。 关键词 维修技术;机电设备;故障诊断 0引言 一直以来,机电设备都是煤矿生产中的重要组成部分,也直接会影响着煤矿产量。可以说,机电设备在煤矿安全生产的地位是越来越重要。但是从现状来看,因煤矿的生产条件与生产环境具有多样性与复杂性,必定给机电设备的管理带来新要求。在这种环境下,探究诊断机电设备的故障及其维修技术具有实际意义。 1 诊断机电设备的故障 在煤矿生产中所用到的机电设备比较多,必须要掌握其诊断方法,这也是煤矿生产中重要的组成部门。 尤其是现代化技术大量应用的今天,机电设备更是衡量各个煤矿企业产量重要标志。分析机电设备故障以及维护管理上更是生产经营管理之基础。依据设备故障的构造、工作状况差异及运行状态,最终其表现形式必然不同。对于机电设备的故障诊断之后总体有如下几个方面:机电设备的性能参数忽然降低;振动出现异常;声响异常;剧烈增加了磨损残留物;排气的成分发生变化,过热现象等等;其故障多样变化就表明机电设备故障的产生原因比较多,并不是单一。对于煤矿机电设备的发生故障率大多是随着时间变化而发生变化。设备出现故障大体划分成三个阶段: 其一是早期故障;如果设备位于早期故障期,开始具有较高故障率,但是随着时间逐渐变化而快速降低故障几率,这个故障期间也叫机电设备的磨合期;这个故障时间的长短大多是随着产品及系统设计和制造的质量相关。在该时段出现故障几乎都是因设计与制造上存在缺陷造成,或者是所用环境不但所致。 其二偶发故障期;一旦机电设备处于了偶发故障期,那么故障率基本上就在稳定状态,靠近定值。在该期间出现故障就是随机的,而且这个时段中故障率比较低,大多属于稳定状态。其三就是损耗故障期;就是机电设备使用一段时间之后故障发生率随之上升。因此按照上面所示曲线,就必须要有针对性对机电设备进行维护及修理,这样才能够确保机电设备正常工作。一旦设备发生故障就必须要进行诊断,为下一步维修打下基础。当然,不同的机电设备诊断方式不同,本文对矿井提升机及采煤机的诊断做一些阐述。 1)煤矿提升机;在煤矿生产中提升机是主要设备之一,承担着提升矸石、原煤、升级人员、下放材料以及运送设备之任务;提升机是否能够安全运行直接关系着煤矿生产,影响着生产人员生命及财产安全。构造如下图: 图1 煤矿提升机示意图 对于提升机的故障处理上,一直都被煤矿企业高度重视,如今采用最多就是使用单一的传感器检测提升机的控制系统,分析其频谱而诊断出故障。因为提升机主要是由机械传动系统、制动系统及润滑系统等等,当运行时各个部件都可能发生故障,要想准确诊断出故障类型存在一定困难。如果采用多传感器信息融合技术来诊断提升机故障,就能够导出一些新信息,任何单一的传感器都不能够获取到该新信息,采取这种诊断方法有效扩大了时间覆盖范围,提升了置信度,改善了检测系统可靠性; 2)采煤机的诊断;采煤机是煤矿所用主要设备之一,直接关系着煤矿的产量,从煤矿设备发生故障统计可知,采煤机出现故障75%属于液压系统故障,该系统可靠性直接影响着采煤机故障率。这个设备的液压系统分为高压与低压两个部分,随着负载增加高压升高,而低压恒定,负载变化不会影响低压变化。如果低压正常而高压降低,一旦增加了负载,高压不升高反而降低,表面该系统存在漏损,而且漏油处位于主油路高压侧,就必须要停机处理。如果高压降低了,而低压上升,就表明液压系统存在高低压窜通,就必须要检查旁通阀、安全阀以及梭形阀是否存在窜液。对于液压系统进行故障诊断时,就要采取主动维护,从而有效提升采煤机的使用可靠性,从而才能够延长使用寿命; 2 维修技术 在使用过程中,机电设备因磨损必定会造成一些零部件劣化而出现故障,必定会影响到设备性能、效率、精度及经济性,乃至不能够运行。因此必须要维修机电设备,并且要结合实况采取合理的维修技术。 1)温度诊断;一旦机电设备发生了故障必定出现稳定异常,因为机件损伤时温度升高的速度总是比故障先出现。把采集温度数据绘制成图表,而且逐点相连成一条直线,并运用这个直线斜率来分析温度变化趋势,求出直线斜率值就能够推算在某时刻温度值,一旦超出了设备所允许最高温度值,那么就能够分析是否可能发生故障; 2)振动监测;这种方式是预防性维修中采用比较普遍手段,大体能够划分成两个大类,简易诊断仪与精密诊断系统,简易诊断仪就是用测量放大器把测振传感器所感受振动信号增大,然后用检波器显示出振动峰值或者有效值,就能够了解到机械振动。而精密诊断系统就是定期或者在线检测设备,并把振动信号记录到磁带上或者用检波器显示出来。并用计算机或者中央处理机进行分析处理,从其分析结果来判断出故障的部位与原因,从而确定出维修对策。 事实上,维修故障技术比较多,还有铁谱监测、电压法等等,具体采取那种方式还要视具体情况来分析。 3结论 总而言之,对机电设备采取合理维护与维修,才能够确保设备处于长期正常运行状态。就需要采取合理的诊断措施查找机电设备的故障,并选择合理的维修技术尽快处理故障,确保机电设备正常运转,确保煤矿生产效益最大化。 机电设备故障诊断技术研究:关于机电设备故障诊断技术发展研究 摘要:机电设备制造技术的不断发展,使得机电设备故障诊断技术获得突飞猛进的发展,日益发展成为一门独立的综合信息处理技术。充分利用机电设备故障诊断技术,有效发现机电设备中存在的故障,避免恶性事故以及重大安全事故的发生,是公众关注的热点。本文主要对机电设备故障诊断技术的现状及其存在问题进行详细探究,在此基础上,对机电设备故障诊断技术的发展趋势作进一步的展望,以期有助于把握机电设备故障诊断技术的发展规律,促进机电设备故障诊断技术的可持续发展。 关键词:机电设备;诊断技术;趋势;问题 机电设备故障诊断主要是通过有效把握机电设备运行中的工作状态,准确、及时的发现运行中出现的各种问题,从而确保机电设备运行安全可靠。而掌握机电设备故障诊断技术则是有效发现机电设备中存在的故障,及其原因的重要保证,能够有效的避免恶性事故以及重大安全事故的发生。尤其是在现代化的生产中,机电设备的运用范围日益广泛,有关机电设备的安全问题也日益引起公众的极大关注。 一、有关机电设备故障诊断技术的发展现状 一般来说,机电设备故障诊断技术的发展经历了三个阶段:初级阶段的专家经验以及专业知识的阶段;计算机时代的动态监测以及故障处理阶段;智能化时期,监测、诊断以及管理一体化的阶段。由于经济以及科学技术的迅速发展,我国机电设备故障诊断技术也随之发展迅猛。[1] (一)机电设备故障诊断常用技术 机电设备的诊断包括了收集、分析、识别、整理以及检验信息的全过程。其中有关机电设备故障诊断理论方法中较具代表性的主要有:基于逻辑的诊断方法以及基于分析与时序模型的平稳振动信号分析方法。而且一些数学新兴领域的理论体系的不断完善为故障诊断技术带来了巨大的推动作用。当前机电设备故障诊断技术已不是一门简单的科学技术,其涉及到数学、物理、计算机科学、通讯技术、化学、电学、信息技术以及人工智能等领域的理论与技术,成为交叉性极强的综合学科。虽然现代化的科学技术在机电设备故障诊断中的成功运用,使其更为实用准确,但是在实践操作中传统的诊断技术以及方法仍有其市场,一般有嗓音测验法、红外线检测法、振动检测技术以及射线扫描检测。 (二)机电设备故障检测方法中存在的问题 1.机电设备故障诊断技术当前已经得到广泛的应用,但是有关机电设备故障诊断技术的理论仍然没有一套完整的体系,也没有相关的参考技术规范。多数的技术主要针对于机电设备的特定部位。没有相应的代表性以及规范性,而且往往依据故障的类型确定机电设备的诊断方法,这就使得真正的理论以及方法难以得到实际的运用。[2] 2.当前急需解决的另一个关键问题就是机电设备故障诊断的准确性,唯有切实的提升机电设备故障诊断的准确率,才可以确保减少修理时间,最大程度的减少经济损失。但是实践中,确保故障诊断的准确性在于故障的特性。而这是相当复杂的问题,由于机电设备故障往往不是单个的故障,可能涉及到多个方面的问题,主要有电机制造技术、安装、运行以及维护等方面。此外,电机故障一般以连续性和间接性的方式出现,因此,有关检测仪表的质量、精密性以及功能对故障诊断的准确率都会有很大的影响。 3.传统的检测方式一般着眼于电机的运行状态,依赖于固有的经验知识。但是经验的局限性与事物运行的发展规律之间存在不可调和的矛盾。机电设备的零件一定存在某种差异,直接导致故障判断的过程中存在较大的不确定性。由于处于正常状态与故障情况下的零部件没有较为明显的界限,在机电设备初期的故障不明显的情况下,设备能够正常运行,就难以判断,而只有当故障威胁到设备的正常运行的时候才能被发现。因此,机电设备故障的渐变是造成故障判断失误的重要原因。 4.当前对机电设备故障诊断技术的研究属于开放性课题,有必要建立一套完整而又系统的故障诊断体系。但是在现实中往往出现这样一种现象:机电设备故障由于无法确定有关的诊断界限,使得一些诊断方法,如小波分析法,只能停留在理论层面上,缺乏实际中的具体应用。这种理论的操作极不规范,诊断看起来很容易,但是之后的修理工作难以有效开展。因此,当前迫切需要一种成熟的机电设备故障诊断技术。
铁路客车论文:酸侵蚀底漆在铁路客车上应用性初探 [摘 要]结合酸侵蚀底漆在铁路客车上的具体应用情况,分析该漆种在轨道车辆上适用性,总结和提出了轨道客车制造行业应用酸侵蚀底漆实际问题,为酸侵蚀底漆在轨道客车制造行业的推广应用提出建议和参考。 [关键词]酸侵蚀底漆 铁路客车制造 应用现状 存在问题 1、前言 随着轨道车辆制造量的增加,对于轨道车辆制造过程中涂装工序使用的漆种的功能性要求越来越丰富。例如防火性、绝缘性等新功能就是非金属材料发展突飞猛进的产物。同时对于涂料本身的传统功能,例如防腐性能、装饰性能等也提出了很多新的要求。近期,我们成功涂装了不锈钢车体的大铁路客车,并取得了不错的成果。 2、不锈钢车体涂装原理 车体选用的不锈钢材料为304型不锈钢,该种不锈钢具有高耐腐蚀性。但是由于装饰性需求部分不锈钢表面需要喷涂面漆。由于不锈钢板在车体焊接前需要进行拉丝处理,破坏了原有的钝化膜,利用传统的双组分环氧底漆进行涂装,附着力较差。利用不锈钢表面含有游离铁的特点,使用酸侵蚀底漆与之反应形成磷酸盐络合物,一方面可以反应掉表面的游离铁防止生锈,同时生成稳定产物又有防锈及提高附着力的作用。 3、涂层设计 根据不锈钢车体涂装的功能性需求及轨道车辆的涂装特点设计出了应用于大铁路客车不锈钢车体涂装的涂层结构如(表1): 4、酸侵蚀底漆涂装工艺 (1)前处理: 用400-600号海绵砂纸将不锈钢侧、端墙需要涂漆的部位均匀打磨一遍,然后用洁净的擦布蘸底漆稀释剂擦拭二遍,做到清洁无灰尘。用洁净的擦布擦拭车体内表面的碳钢小件表面,有油污的地方可蘸稀释剂擦。要求侧、端墙打磨到位,无漏打磨位置,以免影响底漆附着力。各表面清理干净,不得有油污及影响涂装质量的焊渣、焊烟和灰尘等浮物。 (2)调漆 按(1比1)比例调制好双组份酸侵蚀底漆(不锈钢侧、端墙用),粘度(15-25s),喷涂距离为250-450mm,手动喷涂速度为300mm/s-800mm/s,混合后熟化30分钟。熟化要求:主剂和固化剂混合后运至场地或运至场地混合后室温静止放置至少30分钟,待诸组分间的反应被引发至气泡消失。要求用称准确配比,粘度用浸杯量取。 (3)侧墙端采用空气喷涂、车下端部采用无气喷涂对规定尺寸的位置喷涂两遍底漆。涂层要严密、均匀,不得漏涂,不得有明显流坠。用漆膜测厚仪测干膜厚度,酸侵蚀底漆干膜设计厚度10μm,允许厚度范围5-20μm,检测部位80%在8-18μm范围内,10%在5-8μm范围内,10%在18-20μm范围内。检测点为30个,检测部位分别是车外侧端墙、车下两端共6组,5个一组,记录平均值。用划格器检测以上6个部位的油漆附着力,每个部位划格一次,附着力要求小于等于1级。 5、施工中需注意的问题 (1)前处理到位:俗话说:“三分涂料,七分涂装。”而涂装工序的重中之重是前处理。由于基材不能进行打砂处理,只能进行打磨处理。一定程度上制约了附着力,所以打磨时务必谨慎,做到无漏打磨。要特别注意油漆边缘部位,既要打磨到位,又不能破坏分色胶带。 (2)涂层厚度:酸侵蚀底漆属于反应型底漆,最终成膜物质有一部分反应产物,如过后会造成涂层本身的交联密度较低,防腐蚀性及附着力等力学指标降低。综合考虑本项目涂层厚度5-20μm,尽可能薄一些。 6、出现的问题及分析 该项目在转序其他工序后出现了一些油漆问题,出现了撤保护胶带时漆膜附着力不佳的问题。 根据车辆划格试验,检测车辆均符合附着力等级要求(≤1级),结合此结果分析造成此问题的可能性原因: (1)基材前处理个别位置打磨不均匀、拉丝板清洁不彻底。 (2)油漆未完全干燥即粘贴保护胶膜,造成漆膜内部稀释剂未挥发完全。 (3)拆除保护胶膜时用力不均匀,用力过大。 (4)由于酸侵蚀底漆漆膜较脆的特性,受外力容易成片被粘起。 综上所述,经过车辆划格试验及前期工艺试验结果,油漆附着力不达标属于个例。车辆施工时需严格按照文件施工,做好前处理,并做好过程控制。 7、结语 酸侵蚀底漆应用在我国不锈钢车辆上的案例较少,但是从原理及施工过程控制上十分可行,并节约制造资源。有利于推广,而在细节方面需要着重控制。否则极易出现质量问题。 铁路客车论文:DC600V供电铁路空调客车车下电源运用检修 摘要:供电铁路空调客车的电源是否正常使用直接影响整列客车正常运驶与安全。DC600V供电铁路空调客车车下电源在进行检修时要做到停车整体检修与落地检修相结合。本文将详细介绍DC600V供电铁路空调客车车下电源检修,以提升DC600V供电铁路空调客车的运驶质量。 关键词:DC600V;铁路空调客车;车下电源;检修 0 引言 DC600V供电空调客车大大提升了乘客的舒适度和运驶舒适,为广大乘客提供了更为舒适的乘运服务。但在该空调车的使用过程中,相关部门发现该车的车下电源是其故障检修的一个难点。其原因主要是因为各空调客车的车下电源都是专属的,不能通用;检修技术能及时更进,需要第三方进行维修。这在一定程度上限制了车下电源的使用效果。 1 DC600V供电铁路空调客车车下电源概况 目前DC600V供电铁路空调客车车下电源的生产厂家主要有常州新誊、铁科院、株洲时代、南京化士、武汉阵元、青岛四方等[1]。但每个生产厂家生产的车下电源规格、型号和内在结构都不一样。车下电源主要分为两类,即集成型和非集成型。一般集成型的电源主要与DC600V电源和控制电源接通后便可以使用,如常州新誊生产所生产的车下电源就属于此类型。但有些电源需要将外围电路设置在框架模块外,在进行检修时不仅需要拆卸,还要将外围电路信号反馈给模块后才能进行。如此加大了落地检修的成本和复杂性,株洲时代和武汉正远属于此类。而铁科院和南京华士的车下电源为非模块化结构,不宜进行落地检修。 尽管铁道部们在2011年就对DC600V客车的车下电源进行了规范统一,详细制定了电气接口、技术图纸、结构配置和抽屉化模式[2]。在一定程度上促进了各家电源的相互通用,但也为电源类型增加提供了条件。 2 车下电源的维修方式讨论 2.1 第三方承担修理 第三方维修即是根据相关政策有相关部门委托第三方承包对车下电源进行维修[3]。维修的方式可以是现场维修,也可以是落地返修。但在落地返修时需要保证空调客车有替代电源维持运行。该维修方式的优点:能减轻车间维修部门和人员的压力,降低维修的人力和物力成本。但同时该方式也会导致对第三方维修技术的依赖,无法进一步提升维修部门的专业能力。此外,该方式需要花费较多的维修成本。即便是一个小故障,所花费的成本也同一个重要故障一样。在电源返修时,无形中又增加了维修的时间成本。 2.2 自主维修 自主维修是通过建立培养内部的维修队,以完成对车下电源的检修工作。该方式能有效提升维修部门的专业素质,大大节约了维修的经济成本与时间成本。该方案在前期投入的成本过大,需要花费大量的时间、财力和物力来培训维修人员。但该方案实行的难点在于,由于每个电源的规格、型号均不一样,因此其维修方式也是不一样。厂家在进行维修时,不仅是因为其了解自身产品的结构与特点能及时进行零部件的更换;同时也是因为他们具备专门的设备能检测出具体的故障位置。 2.3 自主维修与第三方维修共同实行 该方式是通过建立专门的维修小组,有第三方维修配合进行。维修小组主要负责车下电源的故障排查与维修,并与第三方合作完成电源的维护报修工作。这样的方式能够将日常维护工作交予第三方,让维修小组能有更多的时间和精力去提升维修技能。在购买相关配件时,对于一些难买的零配件,可以采用“拼修”的方式。如果实在不行,再交由第三方进行维修。该方案的优势能有效的节约维修成本,并且培养维修的人才,提升本维修小组的专业技能。但其不足在于要想真正实行,则会受到各个车间的技术压力、设备等条件的制约。 3 有效对车下电源检修的办法 在对车下电源检修时,可以按照以下步骤进行:静态检查通电检查电源故障排除。静态检查主要是检查车下电源内部各个部件的外观[4]。从外观上观察电源内部各个部件,查看是否存在零部件损坏的情况。在确认没有外观损伤后,进行通电检查。将电源接入DC110V控制电源和DC600V的主电源。检查车下电源在通电后的运行情况。仔细分析启动、运行、带载时状况。结合静态检查与通电检查时的结果,再根据故障信息码、各指示灯的颜色变化与颜色状态及相关资料判断故障类型并排除。在诊断故障并排除时可以使用以下几种方式:测量法、替换法、模拟实验法、反复试验法和更换模块法[5]。 4 结论 DC600V供电铁路空调客车车下电源在进行检修时,可以采用多种检修方案,但要注重培养自己的维修队伍。注重提升维修队伍的专业技能,注重完善日常维修工作与检修制度,及时发现车下电源的问题以便维护其使用。只有掌握维修车下电源的核心技术,注重培养专业技术人才,才能有能力修好DC600V铁路空调客车的车下电源,最大限度保证车下电源的正常使用。 铁路客车论文:铁路客车车体轻量化问题的研究 摘要:伴随着科学技术的迅猛发展,铁路交通运输市场的竞争愈来愈强,铁路交通运输市场也在不断迎接机遇和挑战,因此,提升铁路客车的运输速度迫在眉睫。在铁路客车车体轻量化问题中,车体所承载的结构的轻量化是关键之处,所谓的车体所承载的结构的轻量化,就是要使客车车体的强度、刚度及动态特性等符合铁路客车的提速标准。目前来看,我国铁路客车车体轻量化的工作质量还有待进一步提高,由于铁路客车车体的自身重量比较大,所以就出现了车体轮轨之间的存在比较大的作用力,同时车体的制造费用及成本也是比较高的。本文将对我国铁路客车车体轻量化的意义、实现途径进行简要的概述,并提出相应的解决方案。 关键词:铁路客车;车体轻量化;问题研究 0 引言 铁路客车运输和汽车运输、航空运输相比,具备运输成本较低、环保能力较强等优点。但是,由于铁路客车自身的重量比较大,使得一部分无益的能量在铁路运输过程中被消耗。由于能源的存有量日趋减少,并且伴随着愈来愈大环境保护压力的的到来,国内外铁路交通运输市场一直在改进铁路客车的车体结构设计,从而达到降低铁路客车无益能量消耗的目的。 1 铁路客车车体轻量化的意义 铁路客车车体能量的消耗与许多因素有关,但是最主要的因素还是车体自身的重量,能量消耗的多少与车型及其运输速度有关,运输速度越低,那么其消耗的能量也就越多。瑞典研究者通过研究,得到X2000告诉列车大约有百分之二十五的能量消耗与客车自身重量有关,在我国运行数量较多的列车是25型客车,但是它的最高运输速度不得超过160km/h,与X2000相比较其运输速度要慢很多,所以它的能量消耗也比X2000多。客车车体结构是组成车辆的重要部件之一,与此看来,想要减小客车车体自身的重量,可以通过降低客车车体结构的重量来实现。 铁路客车车体轻量化,能够降低车辆的轴重,进而降低了轮轨之间的作用力,把轮轨之间的摩擦损耗降到最低;能够降低客车车体的制造成本及其运输途中的费用支出;能够降低铁路客车的噪声和地面振动;能够降低客车车体对道路的冲击力以及减轻线路维护工作人员的工作压力。 2 实现铁路客车车体轻量化问题的途径 2.1 对客车车体结构进行合理的优化 在对铁路客车车体进行总体设计的时候,要求对以下三个方面进行合理的设计: (1)由于客车车体的各种设备与车体结构的载荷输入有关联,因此,要对各种设备进行合理的设计与布局; (2)运用弹性悬挂的方式在铁路客车车身底下悬挂重量比较大的设备,并且车体设备悬挂的频率应当比真背后车体的一阶垂向弯曲自振频率要小,在这种情况下,接可以使得整备状态下车体的一阶垂向弯曲自振频率得到提升; (3)应当选择接近铁路客车车体端部或者接近铁路客车车体中央的位置作为车体的侧门开口,避开转向架的周围。倘若将车体的侧门开孔设计在转向架周围,不仅容易导致客车车体侧门开口应力集中,还容易导致客车车体结构刚度的下降。 由于客车车体应力比较大的部位主要集中在某些部位,所以客车车体结构的整体应力比较小。在对车体结构进行色剂的时候,要求对以下几个方面进行合理的优化: (1)对客车车体结构的梁柱进行合理的设计和布局,尽可能的让大量的底架横梁、侧墙立柱以及车顶弯梁形成一种环形结构,使客车车体的整体刚度得到提升; (2)应当尽量避免客车车体的侧墙和车顶纵梁在中间部位断裂,特别是要对车体侧墙上的边梁(一般是通长结构)进行合理的优化,使其通长结构的作用得到体现,使其把底架横梁、侧墙立柱以及车顶弯梁组成的环状结构连接在一起,从而使客车车体的整体结构性得以提高; (3)要对车体的梁柱断面进行合理的优化 (4)为了避免客车车体局部应力集中现象的产生,要对车体结构进行合理的设计和圆滑过渡; (5)为降低牵引梁、缓冲梁等部位的板厚,在对这些部位制造时要采用强度等级较高的钢材料,例如碳钢、耐候钢等; 2.2 采用新材料 2.2.1 不锈钢车体结构方案及材料选择 在我国,铁路客车车体结构是板梁结构,这种结构的整体及其组成和我国的碳钢车体结构有相似之处。因为碳钢、耐候钢等具备高疲劳强度和高焊接性,所以被应用在牵引梁、缓冲梁等位置,在其他位置使用其他各种型号不同的不锈钢。 表一 铁路客车不锈钢车体结构材料选择 表一表明,不锈钢客车车体结构采用材料的强度比碳钢车体结构采用材料的强度大,另外,不锈钢的耐蚀能力比较高,所以在客车车体结构的运用中不用过多考虑腐蚀会造成的影响,相对来讲厚度就可以薄一点;但是碳钢、耐候钢的耐蚀能力比较弱,所以要考虑腐蚀造成的影响,厚度要相对厚一点。所以不锈钢客车车体结构的重量小于碳钢客车车体结构的重量。 2.2.2 铝合金车体结构方案及材料选择 方案一:客车车体的牵引梁、缓冲梁运用高强度的钢材料制造,比如碳钢;车体的地板、车顶以及侧墙通过大型中空挤压型材纵向焊接完成;车体的端墙运用中空挤压型材和骨架组焊结构。 方案二:全部采用铝合金的结构。通过焊接铝合金型材和铝板制造牵引梁、枕梁和缓冲梁,通过纵向焊接大型中空挤压型制造地板、车顶和侧墙。在制造牵引梁、枕梁以及缓冲梁的时候,不要采用7系材料,因为这类材料的焊接性能比较差,容易使车身出现裂纹。 表二 表二表明,铝合金车体结构采用材料的强度比不锈钢车体采用材料的强度大,同时,因为车体的地板、车顶以及侧墙是通过纵向焊接大型中空挤压型材而制造成的,所以稳定性较高,刚度较强,可以做的薄一点。所以铝合金客车车体结构的重量小于不锈钢客车车体结构的重量。 2.2.3 混合复合材料车体结构 采用复合材料进行制造,能够有效的降低客车车身的重量。复合材料夹层结构在航空、航天等领域有着较为广泛的应用,由于采用复合材料的成本比较高,所以在铁路交通市场中的应用有待进一步的推广。但是相信在在科学技术发展的推动下,复合材料在铁路交通运输中的应用指日可待。 3 总结 通过本文分析,希望我国铁路运输市场能够多加制造不锈钢客车和铝合金列车;在对铁路客车车体结构进行优化的同时,加强对转向架的研究,使铁路客车自身重量能够得到进一步的降低。另外,结合现代复合材料技术,不断探究如何让采用复合材料对车体结构进行设计。 铁路客车论文:铁路客车库内检修面临的问题及应对策略 摘要:库内检修是铁路客车运输保养的重要环节,对铁路运输有重要意义。但从当前普通和快速列车的库内检修现状来看,还存在一些问题。本文分析了国内客车库内检修面临的问题,提出了国内客车库内检修问题的应对策略。 关键词:库内检修;铁路运输;库内整备 0 引言 铁路运输在社会生活中扮演着重要角色。普通和快速列车是国内重要的铁路运输客车。客车库内检修是保障客车安全行驶的重要日常维护措施。客车库内检修可以及时发现问题及时处理,提升乘客乘坐体验,提高客车服务水平。在现代运输事业竞争越来越大的情况下,提高客车服务水平迫在眉睫。重视客车内检修的问题研究是非常必要的。 1 国内客车库内检修面临的问题 客车库内检修主要是指客车的整体检查和维护工作。客车运输运载量大,运行时间长,列车乘务人员有限。受种种因素的影响,普快和快速列车的库内检修工作面临着一些问题。下面以兰州铁路局兰州车辆段库内检修面临问题为例进行分析。 (1)客车库内检修造成上部服务设施损坏情况严重。一方面,客车日常检修是以检查列车的机动运行能力为主,主要由车辆部门对列车上、下部质量进行全面检修,通过库内检修确保列车达到出库质量标准。另一方面,由客运部门对列车上部服务设施卫生进行全面保洁,通过库内对上部服务设施的保洁,为旅客创造良好的乘车环境。然而,客运部门对保洁人员库内作业环节盯控检查比较放松,造成保洁人员硬干、蛮干、违章干等现场屡禁不止,例如:水冲通过台,水擦电暖气罩,强酸、强碱清除污垢,踩踏座席、边凳、洗面台等设施进行清洁等作业方式造成客车上部服务设施损坏、损伤。同时,此类作业方式不会立刻对客车上部服务设施产生严重伤害,但日积月累一旦设施不能正常使用必定无法修复,只能进行整体更换处理,不仅处理周期长而且消耗检修成本巨大。 (2)客车库内检修基础设施条件有限。随着铁路发展,客车从普速绿皮车已发展至快速、特快、直达等AC380V和DC600V供电制式车型,加之列车对数、组数的不断增加,造成库内检修线路及地面供电电源严重不足,无法满足库内检修需求。例如:列车入库后,地沟线及地面电源紧缺,只能采取压缩技检时间的方式,地沟线检修作业完毕后列车立即转线,以供下一列车入线供电检修,库内频繁转线使库内作业时间大幅度减少。其次,库内检修条件受天气状况影响显著,特别是检修库缺少和排水设施落后,造成雨天无法对车下电器设备进行开盖检修;排水不良产生积水,冬季检修场地大面积结冰,造成作业人员作业困难,甚至直接影响人身安全,存在严重的劳动安全隐患。客车库内检修环境得不到有效改善的最终原因是因此为没有良好的基础设施保障库内检修工作的有效开展。 (3)客车库内检修技术比较落后。铁路运输在国内发展已经有一定历史了,在客车检修保养方面形成了一定规章体系。但随着社会经济的发展,社会对客车提供的服务水平也有了新的要求,而国内客车当前执行的许多规章制度还是十年前甚至几十年制定形成的体系。大量新技术和新设备被应用到客车运输中,需要制定科学的检修体系。例如:除了客车机动性能的检修,客车库内直流电供电设备的检修、空调设备的检修、播音设备等也是库内检修的范围。另一方面,随着信息化技术和计算机技术在客车中被广泛的应用。目前国内的铁路调度系统已经进入了信息化时代,相应的库内检修技术和检修范围都需要有所提高。 2 国内客车库内检修问题的应对策略 客车库内检修是保障客车运行,提高客车服务质量的关键。面对客车库内检修暴露出的问题,积极开展库内检修项目的研究是非常必要和有意义的。本人在铁路运输单位工作多年,结合自己多年的工作实践,对客车库内检修工作提出以下应对策略。 (1)重视列车乘务人员服务综合素质的提升。首先,在列车乘务人员中开展有效的学习和培训,宣导服务在客车运输事业中的重要性,在思想意识上不断加强列车乘务人员对爱车工作的重视度。通过乘务人员服务意识和思想意识的提升形成对客车库内检修的有效监督。其次,将客车服务乘客满意情况与库内检修工作人员的工作绩效挂钩。通过乘客的监督促进检修工作人员工作积极性的提高,保障检修工作有效开展。最后,重视对乘务人员和列车检修人员的技能培训,通过有效的分工合作发挥有限的人力做出高效的工作业绩。 (2)结合客车库内检修生产工作的现状不断更新库内检修基础设施并完善检修管理制度。首先,增加库内检修线路,根据现有客车配属数量和运用需求增建地沟线路并增配地面电源,每条检修线路保证配置一组地面电源,以实现列车从入库至出库期间,始终固定在一条检修线路内进行检修,降低频繁转线产生的技检时间不足问题。其次,修建检修库并更新检修场地排水系统,使库内检修列车不受天气因素影响并解决检修作业人员劳动安全隐患,提高检修效率。最后,因客车供电设备、空调设备、供暖设备的检修需要具备相应专业技术的专业人员进行的实际,采取周期性且专人负责的检修方式进行检修,根据不同性质的设备和设施制定科学检修管理制定,并且落实到直接负责人。相应负责人必须严格按照检修流程开展检修工作,同时做好检修记录。对于客车运行过程中暴露出的问题要查找问题出现的原因,追究当事人的责任,通过科学有效的检修制度提高库内检修的执行力。 (3)引进客车库内检修网络管理系统。库内检修网络管理体系是计算机技术、网络技术发展后对客车事业的又一大贡献。该网络体系很好的将库内检修的各个环节有机结合为一体,实现了库内检修流程化。客车库内检修网络管理体系由入库列车股道及编组显示、检修作业动态网络控制图、换挂作业网络控制图、配件更换检修跟踪等模块组成。引进客车库内检修网络管理系统可以大大提高库内检修工作效率。例如:在配件更换方面,通过该系统的管理不仅大大提高了工作的效率,还实现配件的科学管理,有效降低的配件管理成本。库内检修网络管理系统是客车运输管理信息化发展的必然过程。 3 结束语 铁路运输在社会生活中扮演着重要角色。客车库内检修是保障列车安全运行的基础,同时也是提高乘客乘坐感受的关键。客车库内检修是客车库内整备、设备故障排查、设施损坏情况检查的重要环节。面对客车检修过程中暴露出的问题,积极开展相应改善措施。相信在全体铁路运输工作人员的努力下,铁路客车服务水平一定能上到一个新的台阶。 铁路客车论文:铁路客车制造中焊接机械手的应用研究 摘 要:焊接机械手在铁路客车制造中广泛应用,不仅保证了焊接质量,而且提高了焊接效率,具有较高的经济效益。文章介绍了无外围装置的焊接机械手和添加变位机和传感器的焊接机械手在客车制造上的应用,分析了相关的应用技术,并从应用对象、工件结构设计、设备配置、工序质量、人员素质等方面研究了焊接机械手应用中应该注意的问题。 关键词:铁路客车制造;焊接机械手;应用 作为一种自动焊接技术,焊接机械手在欧美工业发达国家中的应用十分广泛,与手工焊和其他焊机相比可以获得更为稳定的焊接质量和更快的工作效率。我国铁路客车制造中引入焊接机械手是在九五期间,提升了客车制造的质量和效率,获得了较大的经济效益。焊接机械手的应用是一个复杂的系统性工业工程,与其他相关工业的技术水平的关系比较密切,因此焊接机械手的应用也经历了一个较长时期的发展过程。本文就铁路客车制造中焊接机械手的应用情况、存在的问题和对策进行探讨。 1 铁路客车制造中焊接机械手的应用 铁路客车制造中常用的焊接机械手有下面两种类型,一是无外围装置的焊接机械手,二是添加变位机和传感器设备的焊接机械手,下面进行具体探讨。 1.1 无外围装置的焊接机械手的应用 无外围装置的焊接机械手就是标准的焊接机械手本体,其不包含任何变位机和传感器系统,通常有6轴机械手,该系统适合焊接长度在1.2 m以下的需要较大焊接量的机车部件,铁路客车转向架的横梁具有方形的几何结构,有4道焊缝,板材厚度在16 mm,每个焊缝的长度大约1.1 m,具有V字形状的坡口,需要焊接3层,因此所需要的焊接量非常大,在其焊接中配合使用焊接变位机,可以实现与机械手的协同工作,这样可以以最小的投资实现对构架衡量的自动焊接工作。 1.2 添加变位机和传感器设备的焊接机械手的应用 1.2.1 龙门配头尾架变位器的焊接机械手的应用 该机械手的结构为龙门架上悬挂标准的焊接机械手,龙门支持机械手可以在其上移动6 m左右,龙门下面是一个可以调节行程的头尾架变位器,同时配置有电弧传感器、接触传感器、自动清理焊枪的外围配置等,该机械手多用于客车构架直侧梁的焊接,直侧梁厚度为16 mm,长度约4 m左右,每道焊缝的长度为4 m,焊接层为3层,这种较大的焊接量为机械手的使用提供了空间,也显示了机械手使用的优越性。 1.2.2 龙门配框架式双轴变位机的焊接机械手的应用 客车准高速构架侧梁焊缝是曲线与直线的组合,而要保证机械手焊接的质量,所有的焊缝应该在水平位置进行焊接,如果使用单轴变位器进行焊接,就必须在曲线位置实施立焊,否则不能保证焊接的质量。因此对于这样的客车准高速构架侧梁,应该采取框架式变位机和龙门机构相配合,使焊接机械手和焊接工件实现协同移动,从而保证焊缝在水平位置进行焊接,为了确保焊接作业以一定的速度效率进行,使用效率比单丝焊高一倍的双丝焊进行焊接。 1.2.3 配置L型双轴变位器的悬臂式焊接机械手的应用 动车侧梁、客车构架的摇枕等工件的焊缝是一个闭环式的焊缝,如果使用头尾架或框架式的焊接变位机,就会在卡具夹持部分形成一个焊接盲区,这种情况下使用L型双轴变位器,以工件中心空位进行夹紧固定,就可以实现水平焊接,由于焊接工件的长度在3米左右,因此使用L型双轴变位器的悬臂式焊接机械手对工件进行焊接时,必须将工件两端锁死。 1.2.4 配置悬臂式行走机构焊接机械手的应用 铁路客车的车顶需要2条25 m长纵横焊缝和28条3 m长的环焊缝,因此需要的焊接量很大,使用手工方式对车顶腰横缝进行焊接时,其质量很难保证,为此需要使用在一个悬臂式行走机构上悬挂2个焊接机械手,悬臂可以在地面上前后移动30 m的距离,悬臂上的2个焊接机械手就可以自动地完成车顶所有的纵横焊缝的焊接,使用激光传感器对焊缝进行跟踪,这样可以很好的保证焊接质量。 1.2.5 铝合金客车部件焊接机械手的应用 铝合金客车的牵引梁、枕梁等工件中引入了焊接机械手进行焊接,设备的基本组成为一个悬臂式焊接机械手固定在长度为10米的轨道上并且可以移动行走,在轨道和焊接机械手的下方搭建焊接平台,铝合金工件使用气动卡具固定在平台上,配备激光传感器的机械手负责对铝合金工件进行焊接,这样可以获得稳定的焊接质量和可观的焊接速度。 2 铁路客车制造中焊接机械手应用中应注意的问题 作为一个复杂的综合系统工程,焊接机械手的顺利应用要求在应用对象、工件结构设计、设备配置、工序质量、人员素质等方面做好必要的配置和配备,这样才能保证工件焊接的质量、速度和效益。下面进行具体分析。 2.1 应用对象 焊接机械手适合焊接工作量大、辅助时间较短的工件的焊接,或者使用手工焊接或其他焊接方法无法保证焊接质量的工件的焊接,这样才能突显使用焊接机械手的优势。如果焊接对象所需的焊接量较小、辅助时间较长,特别是一些具有复杂几何构型、传感器使用困难的工件,这时使用焊接机械手进行焊接可能会比手工进行焊接更慢,这时就不应该选择使用焊接机械手,因此焊接机械手的应用对象选择上一定要注意工件的焊接量大小和辅助时间长短,同时应该确保使用焊接机械手可以完成对工件的全部焊接工作。要提高焊接机械手的工作适应性和柔性,机械手上的卡具安装更换应该保持一定的灵活性,以便可以为不同结构形式的工件进行焊接。 2.2 工件结构设计 要使用焊接机械手进行焊接,应该在工件结构设计时给机械手的焊接作业留出充足的空间,这是因为在实际的焊接作业中,更换焊枪或更改机械手焊枪设计要比优化工件结构的设计困难。使用机械手焊接时,电弧跟踪传感器对角接焊缝和V型坡口比较有效,而对打底焊缝和J型坡口封面焊缝的跟踪要差一些,所以在工件结构设计上应该尽量采用V型坡口角接焊缝。 2.3 设备配置 使用焊接机械手焊剂比较厚的板材时,一般使用电弧传感器和接触传感器,接触传感器多用于焊接初始点的寻找,电弧传感器多用于焊接过程中焊缝的跟踪,接触传感器使用过程中容易收到工件表面油污、底漆等的影响而导致焊接初始点寻找困难或不准确,所以在焊接机械手使用过程中,焊接初始点的位置应该事先予以准确定位,或者在产品设计之初就预留出弧点距离,使用电弧传感器进行跟踪。 2.4 工序质量 焊接机械手使用中要处理好工件的组对质量,根据实际情况灵活使用,要重点保证起弧处的组对质量和定位,对于特别的焊接位置进行特殊处理,适当的调整焊接程序,人工参与介入改变机械手自动化运行的模式,这在整体工业化水平不配套的情况下是十分有用的使用方法。 2.5 人员素质 焊接机械手在大部件的焊接中很难完全采用国外的模式,不可避免地要求焊接操作者灵活地使用焊接程序,因此焊接作业者的技能和素质要求也就相应的提高了,因此不但需要精通焊接工艺,还要学会机械手编程,并对焊接机械手的操作进行全程现场跟踪。 铁路客车论文:浅析精益物流在铁路客车制造企业中的应用 [摘要]随着中国铁路客车制造企业与国际制造企业的竞争愈演愈烈,降低企业成本、提高企业竞争力已成为企业发展的重要因素。而源于汽车行业的精益思想被公认为是降低企业成本、提高企业竞争力的管理体系,是一套追求最低成本/库存、最少的浪费和最短的交货期的管理体系。通过先进制造技术、现代企业管理手段和高科技装备物流设施等手段,逐步在中国铁路制造企业中建立以精益思想为基础的全信息化的物流管理模式。 [关键词]物流管理;铁路客车;精益物流;信息化物流 1引言随着中国高铁的迅速发展,铁路客车制造业在经济、社会发展中发挥着越来越重要的作用。然而,在铁路客车制造业中,一部客车由三万个零件组成,这些零件由不同的供应商提供,其关联度广且深,而客车制造商之成本结构,包括人工、材料、制造费用、销售管理费用等。公司财务分析报告显示,物料成本几乎占了60%以上,而物料的配送、仓储等管理成本是形成物流总成本的主要部分。整合物流资源、降低客车制造业物流成本对于提升企业竞争力具有重要意义,但目前我国铁路客车制造企业在物流运作方面与发达同行差距巨大,普遍存在物流成本过高、效率低下、竞争力不足的问题。作为铁路制造业的重要组成部分,物流管理逐步成为企业竞争的主要因素[1]。但是由于各种内外因问题,物流管理仍然面临着从管理理念的建立、物流功能性的拓展直至提升为战略性的指导方向等一系列的问题。故此,从整个铁路客车制造业的战略发展高度出发,分析物流管理的发展历程,找其病灶,寻其根源,才能有针对性地进行改善,使之成为促进企业发展的核心因素。 目前,铁路客车制造业为实现自身的国际化跨越式发展,在物流信息化管理层面的认识逐步提高,并且实现了初期的尝试。企业物流管理的理想状态为各个环节实现智能化、自动化,最终集成为信息化,从而贯通整个生产单元。但是由于铁路制造业的配套设施,包括管理理念、人员素质都存在着一定的差距,在软件与硬件上亟待解决和提高[2]。从初期的库房账目管理入手,由电子账目取缔手账记录,仅对出入库进行盘点写实。并未从供应链入手,系统地考虑从订单的需求开始,进行采购、技术准备、数据录入、生产匹配等信息的全过程控制,也就是对采购、生产、成本物流进行信息化管控,其中包括回收物流管理的尝试。 铁路制造行业的物流管理水平虽处于逐步发展、完善的阶段,在引进欧美、日本的精益物流管理的同时,探索出一个适合我国国情和企业发展的模式才是我们最终的目的。目前,国内各铁路客车制造企业都在积极地引入精益物流,实现精益物流,可以对物流不断改善,消除浪费,降低物料库存成本,提高管理效率。客车制造企业实施精益物流能满足客户不断变化的需求,从而提高企业的竞争能力,在市场竞争中取得优势,树立品牌形象。为此,在详细解读铁路制造行业的业内物流管理方式的前提下,将精益物流与物流的全信息化管理相结合,此研究已达到下述目的[3]:首先,在深入领会精益物流管理的基础上,找寻差距,寻求最有效、最直接的方法,解决铁路制造业物流管理的瓶颈问题。其次,引进全信息化物流管理的概念,分析精益物流管理与全信息化物流管理的内在关系,梳理制度流程,解决铁路制造业的业务流程与信息流不对等的问题。 2精益物流 精益物流来源于精益生产,是精益思想在现代物流活动中的应用,即要求在每个运作环节上做到精确、高效,消除浪费,将成本降到接近最低限度。20世纪70年代,日本丰田汽车公司独创的“丰田生产系统”开创了精益生产的先河。在90 年代,美国麻省理工学院的Womack Jones 等最早对精益生产进行了研究和总结,概括出精益思想的五项基本原则[4]:“精确的确定特定产品的价值;识别出每种产品的价值流;使价值流不间断的流动;让用户从生产者方面拉动价值 ;永远追求尽善尽美。”1996年理查德・威廷提出了精益物流的五项基本原则[5]:①从顾客的角度而不是从企业和职能部门的角度来研究什么可以产生价值,并且用这个价值来进行一系列环节的推动;②以价值为基点分析价值流,按整个价值流来确定所有物流流程中所必需的步骤和活动;③让价值流实现有效的流动,通过消灭无效和浪费,形成没有中断、没有对流和迂回、没有停滞等待、没有丢失和损毁的物流活动,这种活动必然为用户创造增值的条件;④价值的创造,必须按用户的要求,由用户进行拉动,而且必须做到“恰值其时”;⑤不断对整个活动进行修正和完善,不断消除无效、损失、浪费,追求尽善尽美。我国著名物流学专家王之泰教授总结了精益物流系统的四个特点,即拉动型、高质量、低成本和不断完善的物流系统[6]。田宇、朱道立将精益物流的目标概括为企业在提高满意的顾客服务水平的同时,把浪费降到最低程度[7]。 3铁路客车制造业物流管理存在的问题 31物流功能性未得到全面的应用 物流管理的具体功能中,存储、运输、配送被称为物流的主要功能,拆包装、装卸倒运和流通加工被称为辅助功能。仅从物流的功能性分析,仍然处于个体功能实现的单一化管理阶段,在这个阶段物流的概念尚未准确建立,物流管理也没有纳入一个系统化的体系来研究分析。实时性、时动性的数据分析及成本控制属于空白阶段[8]。仅从简单的库房存储管理入手,采用较为低级的信息化管理手段,利用电子表格统计数据,进行库房的单一性盘点。在此期间,物流管理并未得到高度的重视,在铁路制造业的行业竞争中位置没有建立起来。 32物流系统化建设的发展及建立 在铁路制造业的管理逐步与国际先进的科学管理接轨的同时,科学的物流管理也进入了一个新的阶段,对于物流的定义有了更为科学合理的解释[9]。物流管理即在实物流动的过程中,从客户的需求、订单的下达、采购合同的建立、计划的分解、库存的控制、成本的降低等方面形成系统化的管理。在此基础上,物流开始由专门独立的部门来管理,尽管尚未以生产和销售的目的为前提进行,但是已初步形成了由整个铁路制造业的物流链为纽带、在同一平台下进行、实现物流各个功能的最佳组合。 33物流进入一体化的整体管控阶段 也就是由生产、计划、采购、入库、出库、反向物流等各个生产环节所组成的,从而提升了物流管理在整个企业生产链条中的重要性。但是在关系协同管理中,还存在诸多的信息数据缺失、数据流通不畅、数据的时动性严重匮乏等现象。故此,达到所有链条的互动共控,实现跨越式发展,铁路制造业物流必然向着一体化、信息化的方向发展。信息化手段的落后已日显突出,成为亟待解决的问题。提高铁路制造业的物流速度,实现科学化发展,也是提高铁路行业在国内外的竞争力的必经之路。为此,物流信息化是铁路制造业当前必须考虑的核心问题[10]。 4铁路客车制造业的全信息化精益物流管理模型建立 为适应铁路客车制造业逐步实现国际化发展战略,企业物流作为整个管理环节中重要的因素,必须顺应发展趋势,总结国内外物流管理的成功案例,使之快速进入良性发展的轨道,信息化建设是必经之路。分析其原因,总结概括为以下几个方面。[1,11-14] 41建立管理层面多、数据量庞大的信息管理化系统 综括而言,即存储、运输和配送等为物流的主要功能。包装、装卸搬运和流转加工被称之为辅助功能。其中的管理层面诸多,且每个层面的数据量巨大,要想几个层面的数据一致,业务协作贯通,信息化支持是必须,也是必然的管理手段,其他一系列的管理因素也是在信息化数据的采集和统计中实现快速响应,提高生产效率。为此,信息化建设是企业物流健康发展必不可少的一个战略步骤。 42建立仓储分级管理、采集共享数据的信息管理系统 铁路制造业的物流一般设置为公司级别的生产物控系统,下设物流仓储中心,负责暂存、转储、上架、下架和倒运等工作,按照责权的分配、分区设置、打包分拣、按需倒运。工作职责的分级管理,必须在数据共享的基础上实现动态采集,最终尽可能地降低库存,减少物流成本,在完善信息化建设的基础上,适时采集信息数据,提取贯穿整个业务的所有信息,信息化是唯一的最佳途径。 43建立管理决策的信息化系统 现代企业管理者的决策完全依附于人的信息传递,造成了信息滞后、信息不共享、信息不准确等诸多弊端。在企业物流管理的成功案例中,信息化的建设居于主导地位。一个集团的效益直接取决于领导者的正确决策,所以只有认识到信息化的重要性,才能支撑企业的快速发展。 44建立专门的信息化管理部门 铁路客车制造业的信息化管理部门,因精益物流管理的上线应用,由单一的分支信息研发到组建专门的部门进行精益物流管理系统的整体管控。对全程的业务枢纽进行控制,协调各部门进行标准化的应用。因岗位职责不同又分别设置不同的专业组。例如:数据维护组、网络技术组、程序开发组、系统技术组等。 45建立决策领导小组 在应用实践中,由企业的第一负责人担任领导小组组成,负责决策应用过程中的里程碑节点性关键环节,由企业各高管作为领导小组成员,按照分别负责的职责权限不同,组织本领域的系统应用工作。实践证明,一个好的领头人,才能起到真正的推动作用,利用科学的管理理念,将铁路客车制造业的物流管理水平提升到一个新的高度,利用精益物流管理系统,在应用中不断总结经验,重视实施过程中的各类问题,找出与目前管理的差异,使信息化系统与实际管理业务同步。 46强化培训是应用系统的关键 培训是提升精益物流管理系统应用能力、统一思想的一种途径。培训本身就是发现人才、培养人才的契机。在物流全信息化系统应用层面,人才的匮乏是很突出的问题。培养既熟知管理、又有娴熟的系统操作能力是所要追求的人才培养目标。同时,开展精益物流管理系统应用竞赛及知识问答等活动,快速建立起一支支撑系统应用的人才队伍。 47建立系统监控及奖惩措施 为了系统有效的应用,各个业务板块按照规范的操作流程进行系统维护,避免违规操作,减少误操作,在制定各业务标准化作业规范的同时,强化监控及奖惩工作,使系统应用快速进入正常轨道。建立系统监控平台,囊括所有板块的业务,利用数据监控直观地体现各业务的操作及业务流程执行层面的状态。 5结论 在全信息化精益物流管理的课题探索中,精益物流作为精益生产管理的重要组成部分,成为国内外企业深入研究的重点领域。作为铁路客车制造业,因其物流管理难度大、项目多、物料种类多、职责部门分工不同等特性,研究其全信息精益物流管理更具有深远的意义。提高整个铁路客车制造业的竞争能力,抓住物流的管控,利用先进的管理手段和信息化系统来实施战略创新,是企业长足发展的必经之路。 铁路客车论文:铁路客车真空集便器常见故障的判断处理 【摘 要】本文从真空集便器检修中遇到的常见故障入手,着重介绍了判断集便器故障的思路和方法,并举例进行了说明。 【关键词】真空集便器;故障;判断;处理 0 引言 随着铁路客车新技术的快速发展,真空集便器已经得到了广泛使用,与传统的直排式便器比较, 真空集便器不但用水量少,节约资源,而且降低了对车辆和外界环境的污染,有利于环保。但从故障处理方面来讲,真空集便器相对于直排式便器的检修也更加复杂,需要不断摸索和改进。 1 集便器故障的判断方法 1)观察判断法――它是根据观察指示灯亮、灭情况、压力表的读数、供给系统的状态等来判断故障,是一种最直观有效的方法。 2)替代判断法――它是用新配件代替旧配件来进行判断的一种方法,一般用于不可拆分的配件,如真空发生器等。 3)拔管判断法――主要用于判断集便器水(气)路上的部件状态,“拔管”简便易行,是判断集便器阀类配件作用的主要方法。 4)短接判断法――适用于判断集便器电路中开关类电气部件,例如冲洗按钮、压力开关、真空开关等。 5)排疑判断法――排疑法是查找水、电、气路中关联部件故障时经常使用,一般是从源头查起,按顺序依次排除配件故障。 6)辅助判断法――是指借助于一些简单可行的手段来查找故障,常用的有手摸、表测、水试、纸吸等。 2 在故障实例中的应用 在查找集便器故障时,熟练掌握以上几种判断方法,就可能减少一些不必要的误判,从而在故障处理中少走些弯路。下面举例说明几种判断方法的实际应用。 2.1 “集便器系统无电”故障的判断 (1)使用观察法检查Monogram型集便器控制箱门是否关严,门到位开关工作状态是否正常等。 判断处理:①集便器控制箱门未关严,则门到位开关不闭合、系统不得电。此时关严控制箱门即可。②门到位开关作用不良,造成系统无电。需更换门到位开关。 (2)使用辅助法检查集便控制柜工作指示灯是否正常,有无输出过压、过热现象。万用表检测配线是否有短路、断路问题。 判断处理:①集便系统逆变器输入过、欠压;输出过载、过流时停止输出。此时应按集便器逆变器指示灯所示内容,处理相应故障。②配线断路会造成电路不通,短路会造成空开跳闸,需更换配线。 2.2 “按下冲洗按钮集便器无动作”故障的判断 (1)使用排疑法从总风源开始到水增压器为止,依次检查各正风压气路环节的状态。 判断处理:①查看总风表,过滤调压阀表压力,确保客车总风压力在420~900kPa之间;调整过滤调压阀表压力―Monogram集便器为(500±20)KPa ;EVAC2000P集便器为(450±50)KPa 。②确认风路塞门是否打开,再次打开集便系统供气塞门。③系统内风路管道是否有折弯、堵塞现象,如有则需疏通气路管道。 (2)使用观察法检查100%箱满指示灯是否亮起。 判断处理:①箱内污物满,100%灯亮;系统自动切断电源,强制停止使用。此种情况下应先抽空箱内污物。②箱内污物未满,100%灯亮;则表明浮球存在故障,更换浮球开关。 (3)使用短接法检测冲洗按钮,短接按钮进出接点。 判断处理:①短接后恢复正常,则为按钮故障,修理或更换冲洗按钮。②如短接按钮不能恢复,则检查接线盒、冲洗控制单元FCU。首先排除接线盒进水漏电因素,如冲洗控制阀故障,则更换FCU。 2.3 “便器抽真空正常,但无冲洗水” 故障的判断 (1)使用排疑法从水箱开始到便器喷嘴为止,检查供水系统是否通畅。 判断处理:喷嘴的水管路、排便管等冻住或堵塞时,对喷嘴水管路与便斗下的排污管解冻或疏通。 (2)使用拔管法先将增压冲洗电磁阀排气端快速接头拔下,按冲洗按钮后,观察该阀口是否排气,然后分别将气控冲洗阀的进出口的水管、气控冲洗阀通往便器喷嘴的管路拔下,观察是否出水,最后分别将系统进出口压力管路拔下,观察水压大小。 判断处理:冲洗管路是冲洗水必经之地,不出水则判断该水管路堵塞。①电磁阀作用良好则该阀口排气;若阀口不排气,则表明电磁阀失灵,更换增压冲洗电磁阀。②气控冲洗阀是冲洗水的重要通路,冲洗阀失效则无法进水、出水,检修或更换气控冲洗阀。③排气压力不足,冲洗系统空气管路被堵塞或卡住,阻力大,压力降低,此时要处理或更换水管路折弯、冰冻、堵塞的部位。 (3)使用观察法检查便器各冲洗喷嘴是否出水。 判断处理:便器的喷水嘴、冲洗环是常见易堵部位,便斗无水喷出,则为喷水嘴全部堵塞,需用4%柠檬酸浸泡喷嘴、清洗冲洗环,清除污物。 2.4 “便器冲洗正常,但不抽真空”故障的判断 (1)使用替换法更换真空发生器电磁阀,通电后检查是否动作。 判断处理:替换真空发生器电磁阀正常,则说明原真空电磁阀失灵,检修或更换真空电磁阀。 (2)使用短接法短接真空开关两接点。 判断处理:按下按钮后,真空发生器无动作,短接后若发生器能正常工作则表明真空开关失灵,检修或更换真空开关。 (3)使用辅助法确认真空发生器进气口有压力,但排气口不排气。 判断处理:不排气说明真空发生器堵塞,压力空气不能通过,无法抽真空,需用压缩空气吹扫发生器上下进出口,清理污物。 2.5 “便器真空度不足,抽力小”故障的判断 (1)使用辅助法首先用手感觉发生器排气口流量,然后听便斗内的进气声音,冲便阀汽缸是否动作;最后将薄纸片放在发生器排气口或怀疑漏泄的真空管路上,观察是否被吸入,如被吸住,则说明此处漏泄。 判断处理:①手感压力流量小则说明真空发生器排风不畅,用压缩空气吹扫发生器上下的进出口。②冲便阀气缸被卡住或活塞油润不好造成活塞杆不动作,应拆卸冲便阀,清理污物、注润滑油后重新安装。③如纸片被吸入成凹形,说明摆门止回阀的单向导通作用失灵,出现逆吸,造成真空漏泄,更换摆门止回阀。 (2)使用观察法确认真空发生器抽真空时间。 判断处理:如时间很短说明真空度值上限调整过低,此时应重新调整真空开关上限值。 Monogram集便器为(-32±1.7)KPa ;EVAC2000P集便器为(-45±2KPa) (3)使用辅助法检查车下污物箱各阀门是否关闭到位或漏泄。 判断处理:如各阀未关严或漏泄,会造成系统真空度下降,需关严或更换污物箱上的排泄、排气和冲洗阀门。 2.6 “便器冲洗正常,但污物排不下去”故障的判断 (1)使用拔管法拔管检查冲便电磁气阀是否工作。 判断处理:如冲便电磁阀动作、排气口排气,则表明阀良好;不排气则该阀失灵,更换冲便电磁气阀。 (2)使用观察法:在车下卸下冲便阀保护罩,一个人按"冲洗按钮",另外一人在车下观察冲便阀的气缸是否动作。 判断处理:①如果气缸不动作则冲便阀打不开,冲便阀及蝶阀气缸被卡死,需拆卸检修冲便阀,并对气缸杆进行油润,调整。②如果气缸动作,则冲便阀正常,说明有污物堵塞管道,拆下便器至污物箱的管道,清理污物。 (3)使用排疑法检查单向阀和真空发生器排气口排气量。 判断处理:排气口堵塞、单向阀失效同时发生时,压力空气逆流而上,造成污物排不下去,此时需用压缩空气吹扫发生器上下的进出口,清理污物,并更换单向阀。 3 结束语 客车真空集便器故障的产生大都是由水、电、风和集便器自身故障引起的,所以故障的分析判断也要紧紧围绕几个关键项点来进行。 首先要检查真空集便系统的水、电和压力空气的供给情况,并通过仪表观察风压、水压和电压是否正常;确认正常后再进行2~3次的冲洗循环操作,以冲洗、抽空两种基本工作条件的故障现象为切入点,确认故障类型;最后再通过上面介绍的几种分析判断方法有针对性地进行排查,从而能够准确找出故障点。 铁路客车论文:铁路客车单元制动缸保压不良的危害及措施分析 摘 要:我国的铁路客车行业发展的越来越迅速,对于铁路客运的要求也运来越高。但在长期的铁路及客车运行中,各受制动的部件从设计开始,到制造及最后的安装,都存在一定的质量缺陷。这些都导致了铁路客车在运行过程中遇到一定的问题。本文从客车单元制动缸目前存在的问题出发,重点研究单元制动缸保压不良的危害,并提出相应的措施分析。 关键词:铁路客车;单元制动缸;保压不良;危害;措施 单元制动缸是铁路客车制动系统中一个非常重要的组成部分,对于保证客车安全停留和运行等方面起着十分关键的作用。客车的单元制动缸的体积一般都比较大,而且由于其型号的复杂性,整个的试验的程序也很复杂。在采用人工的试验中,试验的精确度很低,而且费时费力,效率低下。因此,单元制动缸需要利用先进的技术,使单元制动缸的运行更加自动化和制动化。 1 铁路客车单元制动缸的概况 单元制动缸,是由制动缸盖、活塞、活塞杆、皮碗及缓解弹簧等组成,当压缩空气进入制动缸时,推动活塞通过一套基础装置而起制动作用。单元制动缸是铁路动车系统的重要组成部分。单元制启对客列车运行及停留提供安全保证。随着铁路客运向着“提速、舒适、安全”的快速发展对客车制动系统的可靠性、安全性等提出了更高的要求。但长期以来由于受制动部件在设计、制造、乃至安装等诸多方面造成的质量缺陷使制动系统的使用状态满足不了使用要求的情况时有发生,严重影响了车辆的使用效率和停留安全。我部在用的Z25B型客车就存在停留时单元制动缸保压时间严重不足的问题。 在旧型的空气制动机中,一般采用的是三通阀的控制形式。它的基本性能比较简单而且功能作用也没用明确的进行区分,在一定的情况下,它只能够适用于一些尺寸比较固定的制动缸,在检修过程中遇到了很多不利。基于此,为了改善单元制动缸的性能,使单元制动缸更多的适用于很多车型的通用性要求,并且合理的配合空重车的调整以及防滑器等新技术的要求,我国目前多采用104型制动机和F8阀型制动机。在104型制动机中,它采用控制形式与三通阀的原理不同,运用的是分配阀控制形式。也就是说,将原来的直接作用的方式调整为目前的间接作用的方式。在制动机的结构上,也比原来增加了几个部分,包括工作风缸、容积室、均衡部等,这些都为实现间接的作用方式发挥着自己的作用。与此同时,一些专门配备的充气部机构,也起到了协调副风缸和工作风缸之间的充气作用。 2 铁路客车单元制动缸保压不良的危害 制动机保压不良会带来以下几点危害:第一个是自然缓解。在正常保压状态下,制动管、副风缸和制动缸互不相同,但当节制阀泄露时,副风缸压力大,空气会流入制动缸;活塞不能够正常移动,节制阀与滑阀粘连,均造成节制阀不能遮断制动孔,这样下去,副风缸与制动管的压力平衡被打破,主活塞由于查呀带动滑阀到缓解位置而造成自然缓解。对分配阀而言,压力停止上升,均衡阀将副风缸与制动缸的道路切断而形成保压位。当容积室压力达到一定值,空气泄露,活塞两侧的压力平衡被打破,压力迫使均衡活塞下移,制动缸排向大气的通路打开,发生自然缓解。第二个是再制动。由上述分析我们可以知道副风缸的压力空气因故流入制动缸,副风缸和制动管的压力平衡会被破坏从而产生自然缓解,所以三通阀不会再制动。对分配阀而言紧急二段阀或者增压阀的密封圈泄露时。制动管或者副风缸空气露出,容积室在保压情况下压力依旧上升,富凤岗继续向制动缸输入空气产生再制动。对控制阀,节制阀或局减阀密封出现问题都会使制动管中的压力空气进入制动缸,产生再制动。第三个是列车管压下降。容积室压力发生改变决定着均衡阀的开关,从而控制副风缸向制动缸的充气或制动缸压力空气的排放。制动缸漏泄,容积室压力比制动压力大,促使均衡活塞重开均衡啊,副风缸向制动缸补气,制动缸空气大量损失,压力也大大损耗,制动管压力经压力风缸洞开的充气阀向副风缸补充,制动管压力下降。 3 解决铁路客车单元制动缸保压不良问题的措施 考虑到单元制动缸的连通管是根据每个车型的不同自带的,所以连通管是配套且不可以改变的。但我们可以通过改变制动缸侧面所有的管接头来处理单元制动缸保压不良的问题。将管接头处理完以后,就要调整原有的锥管螺纹的聚四氟乙烯薄膜的密封形式,用传统的调和漆加麻刀的密封形式进行替代。在密封形式完成以后,可以对客车的单车漏泄问题进行试验。试验结果表明,经过调整后的密封形式的处理,客车的漏泄量与以前相比有了很大的提高和完善。 在分配阀中,可以选用新的结构形式和材料,这样会比较方便检修以及延长检修期限。以104型客车为例,在其分配阀的各零部件中,应当做到比较好的统一和互换,在众多的通用件中,只有减少一些零件的规格,才能方便各类的零件制造和检修。另外,设置一些滤尘器也可以有效的提高其防止油垢、尘埃的侵入的功能,对于延长检修期也有一定的好处。 其次,可以联合机务和车务部门,将原来的排净车辆主管压力的作业方式调整为减压100Kpa的方式。也就是说,将原有的制动形式,即紧急制动方式(放大风)调整为常用的制动方式,这样,再从435Kpa提高到460Kpa的副风缸的储风压力的保障下,副风缸就能够拥有足够的压力来对制动缸进行必要的补风。在一定程度下,这样的工作方式可以达到了我们想要的延长停留车的有效制动保压时间的目的。 4 结束语 随着交通运输行业的快速发展,人们对于铁路和客车等交通运输行业的要求也越来越高。除了必要的速度以外,频繁发生的交通事故更让人们对交通运输的安全有了更大的关注。本文所提到单元制动缸的保压不良的问题,是由多种因素造成的。如果处理不当,会直接影响铁路客车在运行过程中的安全保障情况。因此,本文根据实际实验情况,提出了两种解决方式,这在一定程度上解决了保压不良的问题。 铁路客车论文:新型钢化玻璃在铁路客车车窗的应用 摘要:伴随中国铁路客车高速化发展,对车窗玻璃的要求也越来越高,双层玻璃气体夹层由于优越的节能、隔音效果,抗风压能力高,消除霜露等特点得到广泛应用。有效的控制双层玻璃气体夹层失效现象的发生,是促进铁路客车高速化发展的必要途径。 关键词:铁路客车;双层玻璃;气体夹层 引言 双层玻璃气体夹层是指在双层玻璃中间夹有干燥空气层,或抽真空加入惰性气体(氮气),厚度大约为8mm。这种玻璃不仅具有隔音的性能,还具有隔热节能、阻挡风力及抗击外冲力等特性。由于双层玻璃的湿气渗透率很低,在内外温差较大的环境下使用也不会出现结霜现象。 一、铁路客车车窗双层玻璃特点 铁路客车车窗双层玻璃目前具有以下特点: 1、采用双道密封:第一道密封采用热溶丁基胶,主要起密封作用,即防止外界的水汽进入中空玻璃空气层内;第二道密封采用双组份聚硫胶,主要起结构作用,即在外界温度高低变化及高湿度和紫外线照射下仍能保持中空玻璃的结构整体。 2、采用槽铝定位:具有定位可靠、承压能力强、分子筛灌注方便等特点。铁路客车区别于民用建筑的特点之一就是需满足其高速运行适用要求,双层玻璃应具有的抗风压强度及耐气温变化能力,因而暖边(复合胶条)式双层玻璃不适用于铁路客车使用,铁路客车采取槽铝式双层玻璃。 3、槽铝内腔灌注分子筛:分子筛具有吸湿性能,保障双层玻璃露点要求,低温下无结霜、结露现象,具有优良的使用性能。 二、双层玻璃气体夹层失效的主要原因 结合双层玻璃结构特点,双层玻璃失效的原因一般有以下几种: 1、双层玻璃透气。水汽直接进入双层玻璃璃间隔层内,使玻璃内表面发生霉变、反碱,槽铝电解粉化,分子筛失效,直接影响双层玻璃璃的质量,导致双层玻璃失效。 露点上升。双层玻璃的露点是指密封于间隔层的空气湿度达到饱和状态时的温度。国家标准GB18045―2000中规定露点为-40?C,低于该温度时间隔层中水蒸气就会凝结成液态水,水蒸气的含量越高,空气的露点温度也就越高。当玻璃内表面温度低于间隔层内空气的露点时,空气中的水就会在玻璃内表面结露或结霜。当环境温度降低到露点以下,表面温度高于0?C时,间隔层内的水汽便在玻璃内表面产生结露;表面温度低于0?C时,间隔层内的水汽便在玻璃内表面产生结霜。 三、铁路客车车窗双层玻璃与其他类型玻璃的区别 1、夹层玻璃和带有气体夹层的双层玻璃的区别 夹层玻璃,就是在两块玻璃之间夹进一层PVB中间膜。玻璃即使碎裂,碎片也会被粘在薄膜上,破碎的玻璃表面仍保持整洁光滑。这就有效防止了碎片扎伤和穿透坠落事件的发生,确保了人身安全。 带有气体夹层的双层玻璃的玻璃与玻璃之间,留有一定的空腔。因此,具有良好的保温、隔热、隔声等性能。如在玻璃之间充以各种漫射光材料或气体质等,则可获得更好的声控、光控、隔热等效果。 2、带有气体夹层的双层玻璃与普通双层玻璃的区别 双层玻璃是一种以两片或多片玻璃组合而成,玻璃与玻璃之间的空间和外界用密封胶隔绝,里面是空气或其他特殊气体。双层玻璃具有优良的隔热和隔音性能,相比砖墙或混凝土墙体又轻得多。对于节省能源的要求,双层玻璃以其不可替代的优越性能而被广泛使用。 然而带有气体夹层的双层玻璃具有保温节能、隔音以及防霜露的功能。即使车外气温在-30℃以下,而车内温度达18℃,相对湿度达到85%以上,夹层中也不会结霜而影响视线和采光。并且普通双层玻璃与带有气体夹层的双层玻璃有着本质的区别,最大的区别就是普通两层玻璃的周边不密封,这会使夹层中的空气有一定的湿度,并与外界(车内、车外)的空气产生对流。车内外空气与玻璃夹层中的空气对流会造成结露结霜,既影响视线和采光,当气温升高、玻璃内表面的霜化成水时在夹层下部造成积水。其次是空气中的悬浮粒子、灰尘在夹层内外对流中不可避免地被带入夹层中黏附在玻璃内表面,久而久之会污染玻璃夹层内面,清洗困难。 四、铁路客车双层玻璃气体夹层的研究 1、隔热性能的研究 通常面向客车车窗外的一层玻璃为钢化玻璃,可耐高温达300℃,而内层普通玻璃则稍差。钢化玻璃的韧性,可以使其在被硬物击碎时如小米粒般洒落而不会伤及他人。 双层玻璃是由两片或多片平板玻璃,周边用间隔框分开,并用密封胶密封,使玻璃层间形成有干燥气体空间的玻璃深加工产品。需要提醒注意的是双层玻璃的边缘是用密封胶严格密封的,双层玻璃气体夹层充有干燥的空气或惰性气体,该部分气体之被长期密封在腔内,无法与外界空气进行对流,因此,双层玻璃两边的热量不会因为玻璃间气体的对流而带走热量。另一方面,空气是热的不良导体,用密封气体隔开的两层玻璃相互热传导很少,从而起到良好的隔热作用。此外,在双层玻璃两边出现很大温差时,由于一片玻璃只感受一侧温度,单片玻璃的两个表面不会有很大的温差。因此,在双层玻璃内外温差不是特别大时(≥100℃)时,不会产生结霜、结露的现象。另外,还有一点需要说明的是双层玻璃不是真空玻璃,双层玻璃内腔气体的压力基本与外界一致,否则非常容易造成玻璃的破碎。 通过以上解释,可以知道带有气体夹层的双层玻璃和普通双层玻璃有着本质的区别。两者最本质的区别是前者密封,后者不密封。正是由于双层玻璃的不密封使得灰尘、水汽很容易进入玻璃内腔,水汽遇冷结霜,遇热结露,附着在玻璃内表面的灰尘永远不能清除,安装使用不久,就会使车窗的玻璃模糊一片,污秽不堪。当然,普通双层玻璃在一定程度上也能起一定的隔音、隔热作用,但性能却和带有气体夹层的双层玻璃相差甚远。 2、隔音性研究 随着我国国民经济和铁路事业的快速发展,旅客对于乘坐舒适性的要求越来越高,而车内噪声级别的高低,是影响乘坐舒适性的重要因素之一。通常情况下,车内噪声主要来源于车外,由轮轨撞击和摩擦等原因产生的噪声直接经路过的建筑反射后经车体透射至车内。并且和客车其他部位相比,车窗是整个车体隔音的薄弱环节,而车窗玻璃的隔音效果又是决定车窗隔音性能的关键,因此,,通过研究车窗玻璃的选择来改善车窗的隔音效果是降低车内噪音的最为有效的途径。 铁路客车玻璃产生隔音效果的原理:车窗外各种声源产生振动发出噪音,噪音通过空气介质进行传播,当噪音传递到双层玻璃车窗上,再经玻璃以及气体夹层逐次衰减,特别是噪音在经过如静隔音阻尼胶的物质时,中频噪音和高频噪音被隔音阻尼胶吸收、扭曲、减震、衰减,能将中、高频噪音有效地滤除,最后进入客车内的噪音只有5%左右。平常最常见最烦人最恼火最让人睡不着觉的“唿唿”、“嚯嚯”的中、高频噪音基本没有了,也听不大见了,车内的感觉一下子柔和下来了,待在铁路客车内也就舒适多了。 带有气体夹层的双层玻璃是由两层玻璃构成,四周用高强度、高气密性复合粘结剂将玻璃与密封条、玻璃条粘接密封,中间有6-9mm的空气层充入干燥气体,边框内充以干燥剂,以保证玻璃片间空气的干燥度。因留有一定的空腔,在隔音性能方面,带有气体夹层的双层玻璃中对交通低频噪音噪音有良好的隔音效果,因为普通的双层玻璃会在低频区与外界的低频噪声发生共振(指两物体因共同振动而发声的现象,如两个频率相同的音叉靠近,其中一个振动发声时,另一个也会发声 ),低频噪音比较容易穿过玻璃进入车内。而带有气体夹层的双层玻璃中的气体夹层可以在一定程度上减少铁路客车所产生低频噪音产生的共振做到良好的隔音效果。 结语 总之,在选用车窗玻璃的时候也要适当考虑钢化玻璃的特性,为了安全起见慎用单层的钢化玻璃。在对钢化玻璃应用的时候可以考虑多种玻璃结合的方式,充分考虑车窗的安全,舒适及经济等实际情况! 铁路客车论文:铁路客车车辆安全管理要点分析 【摘 要】随着我国经济水平的不断提高,铁路运输事业作为经济发展的大动脉也迎来了良好的发展契机,但铁路客车车辆安全问题也屡见报端,成了社会各界关注的焦点。加强铁路客车车辆安全管理,是确保铁路运输安全以及旅客的生命财产安全的基础,显得尤为重要。下文就铁路客车车辆的安全管理要点进行分析。 【关键词】 铁路 客车 安全管理 1 加强铁路客车车辆安全管理的重要性 近年来,随着铁路客车车辆设施设备不断完善,技术装备能力不断提高,对铁路客车安全保障的要求也逐步加大,然而铁路客车车辆安全控制手段方面、管理体制建设方面,以及从业人员安全意识方面的问题还普遍存在,安全管理制度并不完善,存在诸多的安全隐患问题。另外,目前的安全管理多在教育、宣传和定期检查上徘徊,大多数的控制手段只能靠发生事故后的分析或者采取亡羊补牢的措施弥补,这样的管理方式和当代的社会要求是相背离的,此外,检修作业质量控制不严格,客车装备保养不到位等引发的设备故障不断增多,在一定程度上影响了铁路事业的发展。 因此,利用新兴技术来提高铁路客车车辆的质量和安全控制水平,有利于推进铁路安全管理能力。铁路客车车辆安全管理工作在任何时候都不能够松懈,其作用的发挥是保证整个铁路运输平稳、设备正常运行的关键。因此,铁路企业应当注重铁路客车车辆的安全管理,强化铁路客车车辆管理人员的安全意识,采取有效的措施对铁路客车车辆的安全性能进行管理和控制,这样才能够为铁路运输更加安全、高效、稳定的发展做铺垫。 2 铁路客车车辆安全管理要点 2.1 贯彻落实安全风险管理 客车车辆安全风险管理,要从加强管理入手,注重从源头上防范安全风险,强化安全管理基础,推动安全管理规范化工作,提升客车车辆安全管理的水平。要把推进安全管理规范化作为深化安全风险管理、强化安全管理基础的重要抓手,安全管理规范化是指导现场作业标准化的方法,具体应用于管理领域。通过制定和贯彻科学的管理标准,使生产过程各环节、各要素达到有机、合理的配合,使管理定量化、科学化,在此基础上,以各岗位工作标准化为依据,从组织行为角度,确定组织成员必须遵守的行为准则,并用于约束、指导和激励管理人员的行为,健全完善管理岗位安全职责、工作标准和工作流程,强化安全过程管控,严肃干部履职考评,努力实现安全管理职责明晰、制度健全、决策严谨、指导有力、方法科学、考核到位的规范化管理格局,不断提高安全管理水平,紧密围绕管理这一铁路安全的主要风险源,开展风险评估、研判、控制等一系列工作,为确保铁路客车安全持续稳定提供可靠保障。 2.2 规范安全管理制度 铁路客车车辆安全管理机构应着眼对原铁道部相关安全管理标准、制度的适用性和可行性进行调研,对之前一些好的管理方式予以借鉴,并更好的运用近年来推行的安全风险管理机制,将新体制下的安全管理制度尽快的予以出台和规范。通过对管理制度和技术标准的优化和实施,将源头预防过程管控和结果评价管理有机联系协调起来,使各方面的安全管理工作适应铁路新形势下的要求。 2.3 建立安全信息管理系统 制约铁路安全管理的弊端很大程度上是因科技手段的缺失,导致客车速度在提高,管理行为和手段并没有显著的改善,极大地阻碍了铁路客车尤其是客车运用安全管理。首先,客车安全管理的主体单位要利用可操作的安全信息管理系统对铁路客车发生的信息进行分类汇总,对车辆运用的历史数据进行登记、累计和研判,包括车辆设备信息、故障信息、检修痕迹等,使信息管理系统对待车辆信息能够像医院的“诊断病历”一样清晰,借鉴和研判车辆故障的发生、变化规律,管理层利用信息系统研判的结果对技术方面的问题进行有针对性的指导,更好的控制和管理铁路客车车辆的安全。 2.4 强化安全设备的保障 (1)改善铁路客车车辆的基础设备条件,加强硬件投入,这也应是铁路系统对硬件的基本要求,是保障安全结果的基础条件。在每种技术装备的强度、可靠性上予以提升,不断完善设备故障的自动检测、远程控制、自动控制、防护报警甚至自动诊断修复等先进方式。(2)提高从业人员技术素质和能力,严格控制从业人员的准入机制和岗位适应性培训,及时对铁路客车的设施和设备定期检查,及时发现存在的问题,并采取合理的解决措施,防患于未然。(3)对于铁路客车运行车中出现的故障,应该按铁路总公司规定的运行办法执行。对列车运行途中的品质、行车安全装备故障等情况,应同时由信息手段和车辆乘务员分别将发生故障的时间、地点、现象进行记录。当车辆终到后,分别由车辆乘务员和信息设备能及时向检修人员反映故障情况。 2.5 做好日常检修 客车的日常检修工作包括客整所(库检)、客列检(站检)和客车乘务(乘检)三部分组成,客车技术整备所(库检)是对到达入库的旅客列车彻底进行技术检查、修理、试验及整备工作,使其达到出库质量标准后交给车辆乘务组。旅客列车列检所(站检)是利用旅客列车在车站的停留时间对客车进行技术检查和不摘车修理,并协助车辆乘务组应急处理客车故障,保证由该车站发出的列车技术状态良好。车辆乘务组(乘检)是旅客列车运行途中,按作业要求对客车进行技术检查和维修,保持客车的技术状态良好。 近年来,随着从业人员年轻化带来的专业技术能力不足现象是制约铁路客车安全的严重问题,铁路部门要加大教育的投入,并要力戒形式主义,充分利用有效的教育方式和奖惩机制调控从业人员的积极性,努力适应客车高新技术需要。 3 结语 综上所述,安全管理在铁路客车车辆管理中所起的作用是至关重要的,因此,必须给予高度重视。现在铁路部门要求转变干部作风,用务实的作风来对待工作,这正是抓安全管理的具体体现。加强铁路客车车辆安全管理,必须从建立健全的安全管理体制着手,加强对列车运输的设备设施的科技投入,加强客车车辆设备检修,用现代化技术保障铁路运输的安全。 铁路客车论文:铁路客车发电车动力系统 摘 要: 本文首先介绍了25G型空调发电车的发展背景,及客车的发展方向。其次从发电车的燃油系统、冷却系统和控制系统出发介绍了发电车各主要零部件的功能及工作原理,对发电车燃油系统、冷却系统的控制单元进行了详细分析。 关键字: 轨道客车,发电车,动力系统 一 、铁路客车发展的现状与前景 改革开放30多年来,我们的铁路系统取得了迅速的发展,先后经历了绿皮车、25G型车、25T型车和动车的发展,相应的从1997年到2007年经历了6次大提速,使全网平均时速从48.1公里/小时提高到65.7公里/小时,现在运行客车的主力军是160公里/小时的25T型车及120公里/小时的25G型车,从2010年开始我国正式步入高铁时代。 随着我国铁路行业蓬勃发展,国家政策资金的不断投入,必然会进一步加快铁路行业的发展,同时为适应新时期经济区(长三角经济区、环渤海经济区、珠三角经济区)的发展要求和人们对乘车环境要求的提高,高铁与城际动车组无疑会得到更大的发展。但对人员稀少,经济欠发达地区(东北地区,西北地区),铁路客车深受欢迎。特别是在非电气化区段发电车集中供电空调客车依然广泛使用。 二 、发电车动力系统组成 2.1 发电车的主要由柴油发电机组、冷却装置、控制柜和蓄电池等部件组成 2.1.1 柴油发电机组 机房内设 3 台 300kW 柴油发电机组。柴油发电机组能够实现并机运行,为单路提供600kW电能,以应对供电不足的情况。 2.1.2冷却装置 发电车设整体式冷却装置。内设有三套独立的由散热器组、集水管、风扇组成的装置,与柴油机进出水管相连,构成封闭式冷却水循环系统。设有轴流式冷却风扇,采用双速异步电动机驱动,电动机功率为18.5kW/380V,当机组出水管温度高于95℃时风机高速为1460rpm,当温度低于85℃时风机低速为960rpm。 2.1.3 控制柜 控制柜主要包括柴油发电机组的启动、发电、供电、冷却、停机、供油、电热、漏电报警等功能。同时负责: 1.对DC24V、DC48V 蓄电池的充电以及对发电车用电设备进行控制。 2.具有过载、失压、过压和短路等保护功能。 3.柴油机调速,运行状态监控。能够根据负载功率的大小自动调节发电机组的运行速度,并监控发电机组的运行状态,在出现故障时及时报警。 4.膨胀水箱液位控制显示和报警,防止因为长期运行膨胀水箱出现缺水的情况。 5.柴油机冷却水温、机油压力、油温和超速运转监视、报警或自动停车。 6.上燃油箱油位控制燃油泵自动开、停,油位显示极高、低油位报警。 7. 柴油机启动提醒电铃开关。因为柴油机组启动时启动电流大、防止机房内有人作业出现事故。 2.1.4蓄电池组 发电车为满足柴油发电机组直流启动电机、应急灯和保护电路的直流供应。设有DC48V电池组,容量为200Ah,可为车上应急负载供电,并设中间抽头线,对DC24V 启动电路进行电压补偿。设有DC24V电池组,容量200Ah,为柴油机组启动供电。 三、 燃油、冷却和控制系统 3.1 燃油系统 燃油系统主要由上燃油箱、机组、燃油加热装置和下油箱等组成。又可以分为上油部分、供油部分和油加热三个部分。 上油部分主要包括一个双桶过滤器,两个电泵、一个手摇泵。柴油经过油箱的上油口,首先经过滤油器再通过电泵或手摇泵将油泵进上油箱中。出于冗余考虑,在其中一个电泵不能工作时还能保证系统正常运行。手摇泵主要是为了上油起始阶段需要先用手摇泵保证电泵能够正常工作,同时能够保证电泵都不工作时手摇泵还可以继续泵油。 供油部分主要由上油箱和过滤器组成。机组的供油过程是一个连续循环的过程,所以机组的油管设置有进油和回油管,进油管每个机组一个,回油管则是共用一根油管。供油部分采用双桶油滤器,主要是为保证3个机组的供油管上的油滤器有一个损坏时,机组正常运行。 油加热部分主要由燃油加热装置和上油箱组成。燃油加热装置与每一个下油箱都有进回油管通路,且与机组的进水管和排水管相连。油加热部分主要是借助柴油发电机组排出的热水在燃油加热装置中将油箱中抽上来的油加热到一定温度后,冷水回到机组进水口,加热的油流回下油箱中,防止油因为温度低而出现结蜡现象,进油口安装油温传感器,当油箱内油温低于一定温度时燃油加热装置启动,当高于一定温度时则停止。 3.2 冷却系统 冷却系统主要由冷却塔、膨胀水箱、补水箱和机组组成如图3-1所示,主要分为循环水部分和补水部分。 循环部分主要是机组内流出的高温冷却液经过冷却装置进行冷却再流回到机组中,流体温度主要是由安装在件号13和件号14处的水温传感器来控制,件号14为65℃水温传感器,负责检测冷却装置的出液温度,件号13为85℃和95℃温度传感器,用于检测发电机组出液口的温度,检测信号反馈到主控制柜调节冷却机组的运转情况,当温度高于85℃冷却装置开始运行,当温度高于95℃冷却装置开始全速运行,当冷却装置出液温度低于65℃时停止运行。这个循环过程,对流体的消耗很少。 补水部分主要分为当机组内循环液消耗后由膨胀水箱为循环液进行补充,当膨胀水箱内液不足时则由补水箱通过手摇泵进行补液。同时为保证冷却液循环流动顺畅。 3.3 控制系统 燃油系统的供油由选择开关来选择供油方式是手动供油还是自动供油,在自动位置时采用上油箱高低位液位传感器进行控制,如果低位和高位检测信号无效时,油位继续降低或升高时极低和极高位就会立即动作启动或停止燃油泵的工作。 在手动控制时燃油泵将一直工作,将不受检测信号的影响。 冷却装置的风机启动过程分析:由手动开关来选择冷却装置启动方式是手动还是自动,当选择自动时,高速档选择开关常开,当温度传感器检测温度高于85℃时,冷却风扇开始低速运行,当温度高于95℃时时冷却装置高速运行。 当选择手动档时,选择低速时,风机低速运行,将手柄调到高速档,风机开始高速运行,直到按关闭按钮后停止。 结 论 本文通过发电车的制造过程,对发电车上燃油系统、冷却系统的工作情况、各个系统控制电路进行了系统的分析,分析了各个系统的功能描述,通过近20年的优化和改良基本满足现有25型客车的供电需求。 铁路客车论文:铁路客车不锈钢水箱漏水故障分析及防治措施 摘要:通过材料显微分析结果,结合不锈钢腐蚀机理,对铁路客车不锈钢水箱漏水故障进行现象-机理分析,焊接热影响区贫铬和金属表面存在活性Cl离子是造成不锈钢水箱快速腐蚀漏水的主要原因,为减少直至消除不锈钢水箱漏水故障,提出防治措施。 关键词:铁路客车;水箱;腐蚀漏水;防治措施 1.背景 304材质不锈钢水箱是铁路低速客车水汽系统重要储水装置,容积为1000L,由冷轧304不锈钢板拼焊而成,客车制造厂在完成水箱组装焊接后,需进行充水试验,充水试验过的水箱在搁置一段时间后(1~2个月)发生了漏水现象,漏水点主要集中在水箱箱体焊缝附近。漏水点形貌为贯穿板厚的小孔(如图一所示)。 图一 水箱渗漏点外观形貌 客车制造厂的工程技术人员根据以往经验,首先对库存不锈钢板材进行了外观检查和理化性能检测,检验结果表明水箱材料的宏观组织和理化性能全部符合标准要求,初步判定漏水孔为试水后的腐蚀穿孔。 2.不锈钢腐蚀机理分析 不锈钢的耐腐蚀性主要是因为在钢中添加了较高含量的Cr元素,Cr元素易于氧化,能在钢的表面迅速形成致密的Cr2O3氧化膜,不锈钢的耐腐蚀性能主要依靠表面覆盖的这一层极薄的(约1nm)致密的钝化膜,这层钝化膜与腐蚀介质隔离,是不锈钢耐腐蚀的基本屏障,如果钝化膜不完整或有缺陷被破坏,不锈钢仍会被腐蚀。铁路客车水箱材料为304不锈钢,304不锈钢为奥氏体耐蚀不锈钢,其铬含量超过12%,正常情况下其材料在加工过程中被破坏的钝化膜有自愈性,只有当被破坏的钝化膜处的母材出现贫铬现象或钝化膜长时间处在腐蚀介质中时,才能造成钝化膜不能自愈或钝化膜破坏,致使不锈钢能够在腐蚀介质中被腐蚀。 3.显微分析 对漏水水箱采取冷加工方法截取了实物试样,对漏水孔洞用金相显微镜和扫描电子显微镜进行观察,并进行能谱分析。 结合扫描电子显微镜显示的不锈钢水箱孔洞特征,腐蚀孔洞恰好分布在焊缝热影响区。通过对实样进行能谱分析的结果表明,热影响区晶界孔洞处的铬含量高于基体材料,能谱分析同时还发现试样裂纹断面处和内表面都有Cl元素存在(如图二所示)。 图二 断裂面能谱分析 Cl元素的存在更加速了不锈钢水箱的腐蚀。一般情况下,处于钝态的金属仍有一定的反应能力,即钝化膜的溶解和修复(再钝化)处于动平衡状态。当介质中含有活性阴离子(常见的如氯离子)时,平衡便受到破坏,溶解占优势。其原因是氯离子能优先地有选择地吸附在钝化膜上,把氧原子排挤掉,然后和钝化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物,结果在新露出的基底金属的特定点上生成小蚀坑(孔径多在20~30μm),这些小蚀坑称为孔蚀核,亦可理解为蚀孔生成的活性中心。根据电化学腐蚀机理,处于活化态的不锈钢较之钝化态的不锈钢其电极电位要高许多,电解质溶液就满足了电化学腐蚀的热力学条件,活化态不锈钢成为阳极,钝化态不锈钢作为阴极,腐蚀点只涉及到一小部分金属,其余的表面是一个大的阴极面,在电化学反应中,阴极反应和阳极反应是以相同速度进行的,因此集中到阳极腐蚀点上的腐蚀速度非常显著,有明显的穿透作用,这样形成了点腐蚀。 结合扫描电子显微照片,漏水孔洞同时具有点蚀特征(如图三所示),因此分析判定漏水孔洞是晶间腐蚀和电化学点蚀共同作用的结果,亦即焊接热影响区贫铬和金属表面存在活性Cl离子是产生不锈钢水箱快速腐蚀的直接因素。 图三 水箱渗漏点迎水面显微镜下形貌 4.不锈钢水箱漏水故障防治措施 通过腐蚀试样金相显微镜和扫描电子显微镜观察到的特征现象以及能谱分析得到的数据,可以分析判定不锈钢水箱制造和充水试验过程中存在焊接热影响区贫铬和金属表面存在活性Cl离子是造成漏水孔洞的直接原因,根据问题原因建议以下防治措施: (1)加强不锈钢水箱用原材料的采购过程管理,加强原材料复检监督,出现铬、镍、碳元素接近上下极限值时做必要的耐蚀性试验。 (2)水箱生产过程中严格按焊接工艺规程操作,强化对焊接操作者的技能要求,在确保焊接工艺参数的情况下尽可能提高焊接速度,以减小焊接热影响区停滞时间,加快焊接冷却速度,防止热影响区贫铬现象发生。 (3)严格控制母材和焊材含碳量,焊缝金属含碳量越高, 碳和铬形成碳化物的机率越大,在晶界上产生的晶间腐蚀的倾向越大。 (4)严格控制水箱焊接后焊接飞溅打磨质量,尤其要杜绝过量打磨,打磨过量会造成点蚀加速。 (5)对原材料复检项目增加显微组织评定,对水箱母材碳化物分布严格控制。 (6)水箱生产过程中严禁用铁锤等尖锐器具进行板材调修和装配,避免板材钝化膜破坏。建议采用木锤、塑料锤或包裹非金属材料的金属锤。 (7)不锈钢点腐蚀的直接原因之一是充水试验用水活性氯离子含量过高,因此必须杜绝用工业管网水做充水试验,建议采用生活饮用水做充水试验。 5.结束语 以上措施在实际生产中已经得到实施,不锈钢水箱漏水故障明显减少,本文提出的防腐措施可供同类产品制造过程中借鉴参考。 铁路客车论文:铁路客车电气综合控制柜应急电源控制的探讨 摘要: 介绍了铁路客车电气综合控制柜应急电源系统的构成与控制, 分析了存在的问题, 并提出了改进的建议。 关键词: 铁路客车、电气综合控制柜、应急电源、控制 前言:铁路客车电气综合控制柜是集供电电源转换控制、 空调机组控制、 应急电源控制、 照明控制、 全列车网络监控等功能于一体的智能型综合控制柜, 应用于新型 25G 型空调客车上, 是铁路客车电气系统的一次重大技术革新。 1、应急电源系统构成及控制 铁路客车电气综合控制柜( G 型) 的直流电源单元采用模块化结构, 分为整流模块和充电模块。客车直流负载分为一般负载( 水位显示仪、 厕所有无人显示等) 、 应急负载( 应急灯、 尾灯插座) 和重要负载( 防滑器、 轴温报警器、 PLC、 传感器等) 三大类。图 1 为应急电源电气控制原理图。 交流供电主电路正常工况下, 整流模块 UA ) 2工作正常, PLC 的 I/ O 扩展单元 20EDR1 的输出点1403 为 ON, 中间继电器 KA8 线圈得电, 其常开触点闭合, 使得接触器 KM3 线圈得电, KM3 常开触点闭合、 常闭触点断开, 应急负载的供电由整流模块提供。交流供电主电路因故停止供电时, 整流电压传感器 JK6 测得整流输出电压为零, PLC 的 I/ O 扩展单元20EDR1的输出点 1403 为 OFF, 中间继电器 KA8 线圈失电, 其常开触点断开, 使得接触器 KM3 线圈失电, KM3 常开触点断开、 常闭触点闭合, 应急负载的供电自动切换, 由蓄电池经空气开关 Q30, 再通过 KM3的常闭触点向应急负载供电。随着蓄电池的持续放电, 当蓄电池电压传感器JK8测得蓄电池电压降到 42 V 以下时, PLC的I/ O扩展单元 20EDR1 的输出点 1403 为 ON, 中间继电器KA8线圈得电, 其常开触点闭合, 使得接触器 KM3 线圈得电, KM3 常闭触点断开, 切断蓄电池向应急负载的供电电路。蓄电池电压降到42 V 以下时, 充电模块 UA) 1 电源的内部继电器也同时动作, 输出端 VL 为 ON, 向直流 系统的蓄电池欠压保护电路提供一个冗余控制信号。当蓄电池电压回升, 大于或等于 45 V 时, PLC 的I/ O 扩展单元 20EDR1 的输出点 1403 又变为OFF, 蓄电池恢复向应急负载供电。 2存在问题及原因分析 目前客车应急蓄电池多使用铅酸蓄电池。随着使用时间的增长及平时运用过程中使用不当, 导致蓄电池出现过放电或过充电等非正常使用情况, 同时由于维护不及时, 出现蓄电池失水过多、 板栅生长和铅膏脱落的现象, 甚至蓄电池组中个别单节电池内部极板硫化严重, 正负极板弯曲短路、 破裂甚至反极, 造成蓄电池容量降低, 经常出现假饱和现象, 充电时一充就满,放电时一放就亏。当交流供电主电源因故突然停止, 由蓄电池给应急负载和重要负载提供电源时, 蓄电池因其虚容量而不能满足负载的用电需求( 特别是硬座车, 由于设计了4只 15 W 日光灯、 3 只 40 W 日光灯为应急灯, 共计180 W 应急照明, 总放电电流为 4 A 左右) , 蓄电池电压从额定电压短时陡降到 42 V 以下, PLC 立即控制自动切断应急负载。而在只有重要负载的情况下, 负载电流约为 0 14 A, 蓄电池电压又即刻恢复到 45 V 以上, PLC 随即又控制接通蓄电池向应急负载的供电电路。当接通后又被应急负载将电压下拉至 DC 42 V以下, PLC 将再次切断应急负载供电。如此周而复始, 综合控制柜应急系统长时间频繁转换( 最高转换频率可达 2 次/ s) , 使 KA8 继电器、 KM3 接触器、 KM6接触器以及应急灯频繁在得电与失电两状态间变化,形成振荡现象, 造成接触器与继电器的触点、 线圈以及应急灯等电气元件的损坏。 3改进建议 为了解决以上问题, 在不增加任何电气元件和不改动现有配线的情况下, 可以利用 PLC 的逻辑判断和控制功能, 局部增加内置程序的控制逻辑, 添加一个输出点 1403 的状态 计数器。在 PLC 的 I/ O 扩 展单元20EDR1的输出点1403 转换几次输出状态后(笔者设定为3 次) , PLC 1403 口的输出状态不再随蓄电池端电压的变化而改变, 而是锁定输出为 ON 状态, 蓄电池终止向应急负载供电, 同时触摸屏上闪烁提示/ 请检查蓄电池0。应急输出系统只有经车辆维修人员检查确认后,通过触摸屏按键操作, 或在供电主回路重新供电后方能解除对输出点1403 的锁定状态。控制程序流程见图 2。 4结束语 通过局部增加 PLC 内置程序的控制逻辑, 可以充分利用 PLC 的智能判断功能对客车应急输出系统进行监测。当客车应急输出系统在运用中出现问题后,可以通过 PLC 的初步诊断, 提示车辆维修人员有针对性地对故障车辆进行重点检查和确认, 以减轻劳动强度, 提高工作效率, 保障旅客列车安全运行。 铁路客车论文:浅谈铁路客车技术管理过程中的故障检测和防范措施 摘 要:铁路客车技术管理关乎铁路客车的运行安全和高效,因此在铁路客车技术的日常维护管理过程中必须加强日常维护管理的力度,严格按照故障检测要求进行故障防范以保证设备的正常运行,进而降低铁路客车的故障率,为此是文详细分析了铁路客车技术管理过程中所存在的故障问题,并结合故障的实际状况分析了其产生的原因,提出了合理有效的防范方法。 关键词:铁路客车技术 故障检测 故障防范 我国铁路客车技术管理过程中的故障检测和防范技术虽然取得了一定的发展和进步,但是仍然存在一些亟待解决的问题,与国外相关技术相比较仍然具有很大的差距,这些问题主要有,一方面是检测技术含量低,防范技术可靠性差,铁路客车的故障检测整体效率不高,以及零部件使用寿命短等问题严重困扰着国内列车的正常发展,导致事故隐患呈现加剧的态势;另一方面是铁路客车相关系统技术使用不够成熟,一些零部件的标准化系数低,缺乏自主品牌,甚至相关零部件不符合国家铁路行业技术标准规范。所以随着铁路客车技术的发展,对铁路客车技术的发展提出了更高的要求,不仅需要提高铁路客车的动态性能,也要注意提高车辆关键零部件的效能和精度等。 1 铁路客车技术的故障检测和防范措施 1.1 PLC系统故障及防范 PLC控制系统故障故障操作可分为固定故障和突发性故障,其中突发性故障需要重装系统才可以恢复正常,而固定故障则需要更换硬件或软件。PLC外部传感器的设备故障直接影响PLC控制系统的控制功能,这种故障一般是由于设备本身的质量和寿命引起的,或者由于制度设计不当或系统的长期运行引起的,通常情况下,PLC本身很少发生故障,而大多数控制系统故障常常发生在各种开关、传感器、执行器和其他设备。当PLC发生故障,首先需要进行合理的诊断和检测,通常情况下,由于PLC控制器具有一定的自我诊断能力,无论PLC的内部故障还是其外部故障,其中大部分故障可以由PLC控制面板的状态指示灯来进行初步判断故障位置,按照PLC状态指示器,结合其输入指示灯和输出指示灯的状态进行判断,然后根据初步判断结果采取相应的维护措施。 1.2 空调系统故障及防范 当铁路客车上的空调制冷系统出现故障时,一般不能直接看到故障的定位,也不能将制冷系统部件一一分离进行检查,而只能从外观来观察故障产生的原因。一般情况下,首先要观察空调制冷系统的压力和温度变化情况,查看操作压力和温度是否超过正常范围同时当出现制冷能力降低的故障时候,这类故障可能是由于制冷系统制冷剂缺乏、吸气压力低、低电压开关失效等情况所致,这类故障通常主要发生在制冷系统及压缩机,另外在铁路运行客车的空调机组运行过程中,产生运动噪声是正常的噪音现象,是不可避免的,但是如果噪声异常高,出现不正常的噪音故障,若不及时诊断和治疗,将损坏的空调内部零件和空调机组的正常运行,这类故障通常发生在电源线和控制线等位置处。 1.3 控制部分故障及防范 在铁路客车技术管理过程中,铁路客车设备的控制部分也会发生故障,并且控制部分的故障通常表现为控制电路的电源电压、连接器的接触状况以及选择开关的内部短路等情况,当铁路客车的控制部分发生故障时,需要结合客车设备的整体运行情况进行合理的检修和维护,首先要对整体运行设备的运行状况进行电气设备外壳是否带电的检测,以及检测相关部件的绝缘性能是否良好,同时在铁路客车技术管理过程中要针对控制部分的故障发生情况进行定期检查,严格监测电气设备的温度变化以及机组运行的声音状况,做到及时检查设备的整体运行情况,有效确保控制部分的优良性能。 1.4 装置安全性故障及防范 铁路客车技术的安全性和可靠性是确保铁路客车运输的基础,铁路客车的运行环境,比如低气压、沙尘暴等气候变化,会影响制动装置的正常功能而影响其安全性和可靠性,但是在一定程度上,我国铁路客车技术的可靠性和安全性仍然缺乏系统的理论研究分析以及没有大量的统计数据作为分析基础,在转向架制动装置,氧气和空气调节设备,供水和卫生设施和电气系统等装置方面存在安全性故障,同时由于受到恶劣的天气条件影响,其安全性和可靠性也会存在一定的故障隐患。所以在维护过程中,采取轻量化车体钢结构,合理选择各种设备之间的材料,进行科学的结构设计以及振动模态和车辆振动模态必须符合技术标准规范,这可以在一定程度上促进铁路客车中的制动装置能有效缓解客车在运行过程中的制动阶段存在的动力不足问题,进而确保制动摩擦系数能够具有很高的热容量和稳定性,保障铁路客车的运行正常。 2 故障检测和防范工作的发展趋势 随着我国铁路客车技术的不断迅速发展,促进客车技术实现了更高的发展水平。为了适应这种发展趋势,在铁路客车故障检测和防范过程中,发展铁路客车集成设计技术将是今后铁路客车技术发展的趋势,其中集成的概念需要从微观和宏观两个方面来理解,从微观的角度来看,主要是指总线的集成模块化,在这一过程中不仅要考虑技术原理和专业要求的性能,而且还考虑其他专业领域性能的要求,同时从宏观的角度来看,将综合模块化产品集成在一起,并最终形成一个完整的产品,即集成产品可以根据不同专业和不同模块组合形成最终产品。在未来铁路客车技术发展过程中,集成设计技术是铁路客车用户需求开发的基础。随着客车产品品种固定和车内总线的可靠性、可操作性和安全性越来越受到用户的关注。铁路客车必然会向集成化方向发展,才能可从根本上提高产品质量。铁路客车集成设计技术将促进劳动力实现解放,可以让设计者摆脱繁琐重复的工作,而投入更多的时间和精力来研究产品关键技术的创新;促进整个故障检测过程过程的简化,消除了诸多中间环节,有效简化采购流程,进而缩短工艺技术准备周期;促进产品质量和生产效率的提高,集成设计技术的使用,可以节省大量的中间生产过程,降低了生产成本,有效提高故障检测和防范工作的效率,所以,铁路客车技术管理过程中故障检测和防范的集成技术设计是一个复杂的系统工程,涉及到设计、储存、包装、运输和安装等一系列问题,因此,需要科学的研究和试验,不断提高总线技术水平,合理运用集成设计技术,有效发挥集成设计技术的作用。 3 结语 在信息化程度日益提高的今天,针对故障检测和防范工作,故障管理信息系统将逐渐成为一种成熟的技术,以计算机作为信息处理的工具进行信息传递,最大限度的屏蔽了时间和空间的限制,合理运用信息管理系统,充分利用现有的网络技术,开发铁路客车故障防范管理信息系统,同时在实际应用中,为了确保系统的安全性,可用性和可靠性,需要对铁路客车故障防范管理信息系统采取数据库系统的安全管理措施,加强数据库的安全性,进而不断提高铁路客车技术的故障检测和防范水平。 铁路客车论文:铁路空调客车电气控制系统故障的处理方法 摘要 : 针对我国铁路空调客车电气控制系统的主要故障,在传统电气控制系统故障诊断基本方法的基础上,提出一种全新的、快速地处理铁路空调客车电气控制系统故障的方法,可为从事铁路空调客车乘务员及其他检修人员提供一定的参考和实用价值。 关键词 : 铁路空调客车; 电气控制系统; 故障; 诊断; 方法研究 前言:铁路空调客车的空气调节装置是保障旅客在乘车旅行中具有较为舒适的乘车环境。 据调查研究:我国铁路空调客车故障中属于空调电气控制系统故障为 85% [1] 。 我国铁路空调客车的种类很多,但空调装置电气控制系统的基本原理却基本相同 [2] ,因此,针对我国铁路空调客车电气控制柜系统的主要故障, 在传统电气控制系统故障诊断基本方法的基础上,提出一种较先进、快速处理铁路空调客车电气控制柜故障的方法 [3] 。 该研究方法打破传统的电气控制系统的常规检修方式,具有一定的先进检修理念。 一、铁路空调客车电气控制系统故障诊断方法 铁路空调客车电气控制系统故障主要有:(1)电气接头松动、脱落,接触不良;(2)电源断路,保护电器动作,切断工作主电路; (3)烧毁空调装置各种电器线圈等。 由于铁路空调客车电气控制系统的电器元件均安装在空调控制柜中,检修人员在处理故障时既看不见电流流向, 也不能直接触摸电器,因此快速判断并及时处理铁电气控制系统故障是一个难题。 在认真研究空调客车电气控制系统基本原理的基础上,结合长期检修工作实践经验探索出一套可按电路逻辑关系,通过观察接触器、继电器、指示灯、计时器等电器元件的工作情况分析故障方法,经实际应用,这种方法具有一定的先进性、实用性与推广价值。 下面以 25 型客车 KLC40C[2] ― 1T1 型空调电气控制系统为例进行介绍,图 1 为 KLC40C[2] ― 1T1 型空调控制系统的电气原理图 [4] 。 1、停位故障分析 当 SA1 在停位时,合上 1Q 、 2Q ,时间继电器 KT3 红色指示灯点亮,电源指示灯点亮,温度调节器指示车内温度。 若无此现象,说明停位电路有故障。 根据电路逻辑关系,应按下列步骤进行分析检查:欠电压继电器 FLV 是否动作;过电压继电器 FOV 是否动作;时间继电器 KT3 是否有故障;判断故障时,应按正常电流通路检查,一般采用试电笔和万用表检查 [5] 。 二、制冷位故障分析 1、 手动制冷位 手动制冷位包括手动全冷位和手动半冷位。正确操作后,按照以下步骤观察、分析、检查故障:通风机控制接触器 KM1或 KM2 是否上电吸合,通风指示灯是否点亮;冷凝风机控制 接触器 KM4 是否上电吸合; 时间继电器 KT1 或 KT2 是否上电并延时吸合; 全冷位时两个均上电, 半冷位时其中一个上电。 时间继电器线圈上电则其上标有“ on ”的指示灯点亮,延时后“up ”的指示灯点亮。时间继电器吸合后,制冷压缩机的控制接触器 KM6 、 KM7 上电吸合,相应的制冷指示灯点亮,计时器开始计时。全冷位时, KM6 和 KM7 均上电吸合,制冷 1 和制冷2 指示灯均点亮,计时器 H1 和 H2 开始计时;半冷位时, KM6 或 KM7 其中一个上电吸合,相应的制冷 1 或制冷 2 指示灯点亮,计时器 H1 或 H2 开始计时。 若均未观察到上述现象,应按上述步骤以及正常工作时电流通路查找故障。 2、自动制冷位 自动制冷位包括自动全冷位和自动半冷位。 自动制冷位时,温度调节器控制车内温度。 图一、客车空调机组控制电气原理图 3、自动全冷位 正确操作后,按以下步骤观察、分析、检查故障:通风机控制接触器 KM2 是否上电吸合,通风指示灯(强风)是否点亮;观察车内温度。 当车内温度超过 25.5 ℃ 时,观察冷凝风机控制接触器 KM4 是否上电吸合; 当车内温度超过 27.5 ℃ 时, 时间继电器 KT1 和 KT2 两个均上电并延时吸合;时间继电器吸合后,制冷压缩机的控制接触器是否上电吸合,相应的制冷指示灯是否会点亮,计时器是否计时。 即KM6 和 KM7 均上电吸合, 相应的制冷 1 和制冷 2 指示灯点亮,H1 和 H2 开始计时。 当车内温度降到 26 ℃ 时,观察是否有一个时间继电器掉电,制冷压缩机的控制接触器其中之一是否掉电当车内温度降到 24 ℃ 时,观察冷凝风机控制接触器是否掉电释放;机组是否停止制冷,冷凝风机是否停机。 若未观察到以上任何现象,则应按以上步骤以及正常工作 时的电流通路查找故障。 4、自动半冷位 正确操作后,按以下步骤观察、分析、检查故障故障:通风机控制接触器 KM1 或 KM2 是否上电吸合,通风指示灯点是否亮;观察车内温度。 若温度调节器的设定温度分别为: L 为 24 ℃ , H 为 26 ℃, 其差值为 1.5 ℃ (以下温度设定相同)。 当车内温度超过 25.5 ℃时,观察冷凝风机控制接触器 KM4 是否上电吸合;时间继电器是否上电并延时吸合, KT1 或 KT2 上电并延时吸合; 时间继电器吸合后, 制冷压缩机的控制接触器KM6 、 KM7 是否上电吸合, 相应的制冷 1 或制冷 2 指示灯点亮, H1 或 H2 开始计时。 当温度下降到 24 ℃ 时,制冷压缩机的控制接触器、时间继电器、冷凝风机的控制接触器均会掉电释放,相应指示灯未点亮 [6] 。 三、 制暖位故障分析 1、手动全暖位 选择弱风,按以下步骤观察、分析、检查故障:通风机控制接触器 KM1 是否上电吸合,通风指示灯(绿灯)是否点亮; 时间继电器 KT1 和 KT2 是否上电并延时吸合;全暖位时,两个时间继电器均上电;时间继电器 KT1和 KT2 吸合后,电加热器的控制接触器 KM8 和 2、手动半暖位 选择弱风,按以下步骤观察、分析、检查故障:通风机控制接触器 KM1 是否上电吸合, 通风指示灯点是否点亮;时间继电器 KT1 、 KT2 是否上电并延时吸合;半暖位时一个时间继电器上电吸合后,电加热器的控制接触器 KM8 、 KM9 上电吸合,相应制暖指示灯点亮 [3] 。 3、自动全暖位 选择弱风,按以下步骤观察、分析、检查故障:通风机控制接触器 KM1 是否上电吸合, 通风指示灯是否点亮;观察温度调节器指示的车内温度。 温度调节器的设定值为: L 为 16 ℃ , H 为 18 ℃ ,两者差值均 1.5 ℃ (温度设定相同);当车内温度低于 16 ℃ 时,时间继电器 KT1 和 KT2均应上电并延时吸合, 电加热的控制接触器 KM8 和 KM9 均应上电吸合;制暖指示灯制暖 1 和制暖指示灯 2 亮;当温度升高到 17.5 ℃ 时,一个时间继电器会掉电释放,相对应的控制接触器也会掉电释放, 对应的制暖指示灯灭; 当温度升高到19.5 ℃ 时,另一时间继电器也会掉电释放,相对应的控制接触器也掉电释放, 2 4、自动半暖位 选择弱风,通风机控制接触器 KM1 是否上电吸合,通风指示灯是否点亮;观察温度调节器指示的车内温度。 当车内温度低于 16 ℃ 时 , 时间继电器 KT1 或 KT2 有一个上电并延时吸合,电加热的控制接触器 KM8 或 KM9 均应上电吸合;制暖指示灯 1 或制暖指示灯 2 亮; 当温度升高到 17.5 ℃ 时,时间继电器掉电释放,相对应的控制接触器也掉电释放,对应 结 论 我国铁路空调客车空调装置的故障主要分为电气系统故障和制冷系统故障两大类,而电气系统的故障约占 85% 以上 [8] 。 正确及时地处理电气系统故障,是空调客车乘务员和检 修人员必须面对的现实问题。 作者在长期广泛调研和实践的基础上提出一种全新的、实用的以铁路空调客车控制系统逻辑电路关系为理论基础的,按照步骤观察现象,按照 电路正常工作时的电流通路进行判断和检查的空调控制系统故障处理的新方法,并在生产实际操作中加以应用,证明这套方法行之有效,具有很好的实用和推广价值 [9] 。
网络安全技术论文:浅析计算机网络安全技术及其存在的问题 论文关键词:计算机 安全技术存在的问题 论文摘要:随着计算机信息化建设的飞速发展,计算机已普遍应用到日常工作、生活的每一个领域,比如政府机关、学校、医院、社区及家庭等。但随之而来的是,计算机网络安全也受到全所未有的威胁,计算机病毒无处不在,黑客的猖獗, 都防不胜防。 计算机网络安全是指利用网络管理控制和技术措施,保证在一个网络环境里,数据的保密性、完整性及可使用性受到保护。从技术上来说, 计算机网络安全主要由防病毒、防火墙等多个安全组件组成,一个单独的组件无法确保网络信息的安全性。目前广泛运用和比较成熟的网络安全技术主要有:防火墙技术、数据加密技术、pki技术等。 一、计算机网络安全技术 (一)防火墙技术。防火墙是指一个由软件或硬件设备组合而成,处于企业或网络群体计算机与外界通道之间,限制外界用户对内部网络访问及管理内部用户访问外界网络的权限。防火墙是网络安全的屏障,配置防火墙是实现网络安全最基本、最经济、最有效的安全措施之一。当一个网络接上internet之后,系统的安全除了考虑计算机病毒、系统的健壮性之外,更主要的是防止非法用户的入侵,而目前防止的措施主要是靠防火墙技术完成。防火墙能极大地提高一个内部网络的安全性,并通过过滤不安全的服务而降低风险。通过以防火墙为中心的安全方案配置,能将所有安全软件配置在防火墙上。其次对网络存取和访问进行监控审计。如果所有的访问都经过防火墙,那么,防火墙就能记录下这些访问并做出日志记录,同时也能提供网络使用情况的统计数据。当发生可疑动作时,防火墙能进行适当的报警,并提供网络是否受到监测和攻击的详细信息。再次防止内部信息的外泄。利用防火墙对内部网络的划分,可实现内部网重点网段的隔离,从而降低了局部重点或敏感网络安全问题对全局网络造成的影响。 (二)数据加密技术。与防火墙相比,数据加密技术比较灵活,更加适用于开放的网络。数据加密主要用于对动态信息的保护,对动态数据的攻击分为主动攻击和被动攻击。对于主动攻击,虽无法避免,但却可以有效地检测;而对于被动攻击,虽无法检测,但却可以避免,实现这一切的基础就是数据加密。数据加密技术分为两类:即对称加密和非对称加密。 1.对称加密技术。对称加密是常规的以口令为基础的技术,加密密钥与解密密钥是相同的,或者可以由其中一个推知另一个,这种加密方法可简化加密处理过程,信息交换双方都不必彼此研究和交换专用的加密算法。如果在交换阶段私有密钥未曾泄露,那么机密性和报文完整性就可以得以保证。目前,广为采用的一种对称加密方式是数据加密标准des,des的成功应用是在银行业中的电子资金转账(eft)领域中。2.非对称加密。在非对称加密体系中,密钥被分解为一对(即公开密钥和私有密钥)。这对密钥中任何一把都可以作为公开密钥通过非保密方式向他人公开,而另一把作为私有密钥加以保存。公开密钥用于加密,私有密钥用于解密,私有密钥只能有生成密钥的交换方掌握,公开密钥可广泛公布,但它只对应于生成密钥的交换方。非对称加密方式可以使通信双方无须事先交换密钥就可以建立安全通信,广泛应用于身份认证、数字签名等信息交换领域。 (三)pki技术。pki技术就是利用公钥理论和技术建立的提供安全服务的基础设施。pki技术是信息安全技术的核心,也是电子商务的关键和基础技术。由于通过网络进行的电子商务、电子政务、电子事务等活动缺少物理接触,因此使得用电子方式验证信任关系变得至关重要。而pki技术作为一种相对安全的技术,恰恰成为了电子商务、电子政务、电子事务的密码技术的首要选择,在实际的操作过程中他能够有效地解决电子商务应用中的机密性、真实性、完整性、不可否认性和存取控制等安全问题,而进一步保护客户的资料安全。 二、计算机网络安全存在的问题 (一)互联网络的不安全性。1.1网络的开放性,由于现代网络技术是全开放的,所以在一定程度上导致了网络面临着来自多方面的攻击。这其中可能存在来自物理传输线路的攻击,也有肯那个来自对网络通信协议的攻击,也包括来自于本地网络的用户,还可以是互联网上其他国家的黑客等等。1.2网络的自由性,大多数的网络对用户的使用没有技术上的约束,用户可以自由的上网,和获取各类信息。 这也为了影响网络安全的一个主要因素。 (二)操作系统存在的安全问题。操作系统作为一个支撑软件,使得你的程序或别的运用系统在上面正常运行的一个环境。操作系统提供了很多的管理功能,主要是管理系统的软件资源和硬件资源。操作系统软件自身的不安全性,系统开发设计的不周而留下的破绽,都给网络安全留下隐患。 1.操作系统结构体系的缺陷。操作系统本身有内存管理、cpu管理、外设的管理,每个管理都涉及到一些模块或程序,如果在这些程序里面存在问题,比如内存管理的问题,外部网络的一个连接过来,刚好连接一个有缺陷的模块,可能出现的情况是,计算机系统会因此崩溃。所以,有些黑客往往是针对操作系统的不完善进行攻击,使计算机系统,特别是服务器系统立刻瘫痪。2.操作系统支持在网络上传送文件、加载或安装程序,包括可执行文件,这些功能也会带来不安全因素。网络很重要的一个功能就是文件传输功能,比如ftp,这些安装程序经常会带一些可执行文件,这些可执行文件都是人为编写的程序,如果某个地方出现漏洞,那么系统可能就会造成崩溃。3.操作系统不安全的一个原因在于它可以创建进程,支持进程的远程创建和激活,支持被创建的进程继承创建的权利,这些机制提供了在远端服务器上安装“间谍”软件的条件。若将间谍软件以打补丁的方式“打”在一个合法用户上,特别是“打”在一个特权用户上,黑客或间谍软件就可以使系统进程与作业的监视程序监测不到它的存在。 (三)防火墙的局限性。防火墙指的是一个由软件和硬件设备组合而成、在内部网和外部网之间、专用网与公共网之间的界面上构造的保护屏障.它是一种计算机硬件和软件的结合,使内部网与外部网之间建立起一个安全网关(security gateway),从而保护内部网免受非法用户的侵入。 三、结束语 计算机网络安全是一项复杂的系统工程,涉及技术、设备、管理和制度等多方面的因素,安全解决方案的制定需要从整体上进行把握。网络安全解决方案是综合各种计算机网络信息系统安全技术,将安全操作系统技术、防火墙技术、病毒防护技术、入侵检测技术、安全扫描技术等综合起来,形成一套完整的、协调一致的网络安全防护体系。我们必须做到管理和技术并重,安全技术必须结合安全措施,并加强计算机立法和执法的力度,建立备份和恢复机制,制定相应的安全标准。此外,由于计算机病毒、计算机犯罪等技术是不分国界的,因此必须进行充分的国际合作,来共同对付日益猖獗的计算机犯罪和计算机病毒等问题。 网络安全技术论文:简谈校园网络安全技术 摘要 网络安全越来越受到人们的重视,本文从系统安全、网络运行安全和内部网络安全方面,对校园网的安全性谈了自己的看法和做法,供大家参考。 关键词 网络安全 系统安全 网络运行安全 内部网络安全 防火墙 随着网络技术的不断发展和internet的日益普及,许多学校都建立了校园网络并投入使用,这无疑对加快信息处理,提高工作效率,减轻劳动强度,实现资源共享都起到了无法估量的作用。但教师和学生在使用校园网络的同时却忽略了网络安全问题,登陆了一些非法网站和使用了带病毒的软件,导致了校园计算机系统的崩溃,给计算机教师带来了大量的工作负担,也严重影响了校园网的正常运行。所以在积极发展办公自动化、实现资源共享的同时,教师和学生都应加强对校园网络的安全重视。正如人们经常所说的:网络的生命在于其安全性。因此,如何在现有的条件下,如何搞好网络的安全,就成了校园网络管理人员的一个重要课题。 作为一位中学电脑教师兼负着校园网络的维护和管理,我们一起来探讨一下校园网络安全技术。 网络安全主要是网络信息系统的安全性,包括系统安全、网络运行安全和内部网络安全。 一、系统安全 系统安全包括主机和服务器的运行安全,主要措施有反病毒。入侵检测、审计分析等技术。 1、反病毒技术:计算机病毒是引起计算机故障、破坏计算机数据的程序,它能够传染其它程序,并进行自我复制,特别是要网络环境下,计算机病毒有着不可估量的威胁性和破坏力,因此对计算机病毒的防范是校园网络安全建设的一个重要环节,具体方法是使用防病毒软件对服务器中的文件进行频繁扫描和监测,或者在工作站上用防病毒芯片和对网络目录及文件设置访问权限等。如我校就安装了远程教育中心配置的金山毒霸进行实时监控,效果不错。 2、入侵检测:入侵检测指对入侵行为的发现。它通过对计算机网络或计算机系统中的若干关键点收集信息并对它们进行分析,从中发现是否有违反安全策略的行为和被攻击的迹象,以提高系统管理员的安全管理能力,及时对系统进行安全防范。入侵检测系统包括进行入侵检测的软件和硬件,主要功能有:检测并分析用户和系统的活动;检查系统的配置和操作系统的日志;发现漏洞、统计分析异常行为等等。 从目前来看系统漏洞的存在成为网络安全的首要问题,发现并及时修补漏洞是每个网络管理人员主要任务。当然,从系统中找到发现漏洞不是我们一般网络管理人员所能做的,但是及早地发现有报告的漏洞,并进行升级补丁却是我们应该做的。而发现有报告的漏洞最常用的方法,就是经常登录各有关网络安全网站,对于我们有使用的软件和服务,应该密切关注其程序的最新版本和安全信息,一旦发现与这些程序有关的安全问题就立即对软件进行必要的补丁和升级。许多的网络管理员对此认识不够,以至于过了几年,还能扫描到机器存在许多漏洞。在校园网中服务器,为用户提供着各种的服务,但是服务提供的越多,系统就存在更多的漏洞,也就有更多的危险。因此从安全角度考虑,应将不必要的服务关闭,只向公众提供了他们所需的基本的服务。最典型的是,我们在校园网服务器中对公众通常只提供web服务功能,而没有必要向公众提供ftp功能,这样,在服务器的服务配置中,我们只开放web服务,而将ftp服务禁止。如果要开放ftp功能,就一定只能向可能信赖的用户开放,因为通过ftp用户可以上传文件内容,如果用户目录又给了可执行权限,那么,通过运行上传某些程序,就可能使服务器受到攻击。所以,信赖了来自不可信赖数据源的数据也是造成网络不安全的一个因素。 3、审计监控技术。审计是记录用户使用计算机网络系统进行所有活动的过程,它是提高安全性的重要工具。它不仅能够识别谁访问了系统,还能指出系统正被怎样地使用。对于确定是否有网络攻击的情况,审计信息对于确定问题和攻击源很重要。同时,系统事件的记录能够更迅速和系统地识别问题,并且它是后面阶段事故处理的重要依据。另外,通过对安全事件的不断收集、积聚和分析,有选择性地对其中的某些站点或用户进行审计跟踪,可以及早发现可能产生的破坏性行为。 因此,除使用一般的网管软件系统监控管理系统外,还应使用目前已较为成熟的网络监控设备,以便对进出各级局域网的常见操作进行实时检查、监控、报警和阻断,从而防止针对网络的攻击与犯罪行为。 二、网络运行安全 网络运行安全除了采用各种安全检测和控制技术来防止各种安全隐患外,还要有备份与恢复等应急措施来保证网络受到攻击后,能尽快地全盘恢复运行计算机系统所需的数据。 一般数据备份操作有三种。一是全盘备份,即将所有文件写入备份介质;二是增量备份,只备份那些上次备份之后更改过的文件,这种备份是最有效的备份方法;三是差分备份,备份上次全盘备份之后更改过的所有文件。 根据备份的存储媒介不同,有“冷备份”和“热备份”两种方案。“热备份”是指下载备份的数据还在整个计算机系统和网络中,只不过传到另一个非工作的分区或是另一个非实时处理的业务系统中存放,具有速度快和调用方便的特点。“冷备份”是将下载的备份存入到安全的存储媒介中,而这种存储媒介与正在运行的整个计算机系统和网络没有直接联系,在系统恢复时重新安装。其特点是便于保管,用以弥补了热备份的一些不足。进行备份的过程中,常使用备份软件,如ghost等。 三、内部网络安全 为了保证局域网安全,内网和外网最好进行访问隔离,常用的措施是在内部网与外部网之间采用访问控制和进行网络安全检测,以增强机构内部网的安全性。 1、访问控制:在内外网隔离及访问系统中,采用防火墙技术是目前保护内部网安全的最主要的,同时也是最在效和最经济的措施之一。它是不同网络或网络安全域之间信息的唯一出入口,能根据安全政策控制出入网络的信息流,且本身具有较强的抗攻击能力。它是提供信息安全服务。实现网络和信息安全的基础设施。防火墙技术可以决定哪些内部服务可以被外界访问,外界的哪些人可以访问内部的哪些服务,以及哪些外部服务可以被内部人员访问。其基本功能有:过滤进、出的数据;管理进、出网络的访问行为;封堵某些禁止的业务等。应该强调的是,防火墙是整体安全防护体系的一个重要组成部分,而不是全部。因此必须将防火墙的安全保护融合到系统的整体安全策略中,才能实现真正的安全。 另外,防火墙还用于内部网不同网络安全域的隔离及访问控制。防火墙可以隔离内部网络的一个网段与另一个网段,防止一个网段的问题穿过整个网络传播。针对某些网络,在某些情况下,它的一些局域网的某个网段比另一个网段更受信任,或者某个网段比另一个网段更敏感。而在它们之间设置防火墙就可以限制局部网络安全问题对全局网络造成的影响。 2、网络安全检测:保证网络系统安全最有效的办法是定期对网络系统进行安全性评估分析,用实践性的方法扫描分析网络系统,检查报告系存在的弱点和漏洞,建议补救措施和安全策略,达到增强网络安全性的目的。 以上只是对防范外部入侵,维护网络安全的一些粗浅看法。建立健全的网络管理制度是校园网络安全的一项重要措施,健康正常的校园网络需要广大师生共同来维护。 网络安全技术论文:网络安全技术的应用研究 摘 要:如果我们的计算机安装了操作系统, 并处于网络中。那么在计算机黑客肆虐的今天, 作为一名用户如何保护自己的网络安全? 如何进行有效的防御?当今开放的信息系统必然存在众多潜在的安全隐患,黑客和反黑客、破坏和反破坏的斗争仍将继续。在这样的斗争中,安全技术作为一个独特的领域越来越受到it业的关注。主要论述了网络安全技术在个人计算机和商业领域中的研究及应用。 关键词:计算机网络; 网络安全;安全技术 1 个人计算机网络安全 1.1 个人计算机在网络中所遭受攻击与入侵手法的分析 (1)安全漏洞。 许多系统都有这样那样的安全漏洞。其中一些是操作系统或应用软件本身具有的, 如tcp/ip 协议的缺陷常被用于发动拒绝服务入侵或攻击。这种攻击的目的通常是消耗带宽或消耗网络设备的cpu 和内存。入侵者通过向目标服务器发送大量的数据包, 并几乎占取和消耗该服务器所有的网络带宽, 从而使其无法对正常的服务请求进行处理, 导致网站无法进入, 网站响应速度大大降低或服务器瘫痪。对个人上网用户而言, 可能遭到大量数据包的入侵使其无法进行正常操作。 (2)电子邮件入侵方式。 电子邮件是internet 上运用得十分广泛的一种通讯方式, 入侵者往往会使用一些邮件炸弹或cgi 程序向目标邮箱发送大量内容重复、无用的垃圾邮件, 从而使目标邮箱被塞满而无法使用。 (3)防范特洛伊木马程序。 特洛伊木马程序是一种黑客软件程序, 它可以直接侵入计算机系统的服务器端和用户端。一旦用户打开附有该程序的邮件或从网上直接下载的程序后, 它们就会像古特洛伊人在敌人城外留下藏满士兵的木马一样留在用户计算机中, 当用户连接internet时, 此程序会自动向入侵者报告用户主机的ip 地址及预先设定的端口。网络入侵者在获取这些信息后, 就可任意修改用户主机的参数设定、复制文件、窥视硬盘中的内容信息等, 从而达到控制目的。 1.2 对网络攻击与入侵进行防御的方法 (1)把guest 账号禁用。 打开控制面板, 双击“用户和密码”, 单击“高级”选项卡, 再单击“高级”按钮, 弹出本地用户和组窗口。在guest 账号上面点击右键, 选择属性, 在“常规”页中选中“账户已停用”。另外, 将administrator账号改名可以防止黑客知道自己的管理员账号, 这会在很大程度上保证计算机安全。 (2)禁止建立空连接。 具体方法是打开注册表“hkey_local_machine/system/current control set/control/lsa”, 将dword 值“restrictanonymous”的键值改为“1”即可, (3)删除不必要的协议。 鼠标右击“网络邻居”, 选择“属性”, 卸载不必要的协议, 其中netbios 是很多安全缺陷的根源, 对于不需要提供文件和打印共享的主机, 还可以将绑定在tcp/ip 协议的netbios 关闭, 避免针对netbios 的攻击。选择“tcp/ip 协议/属性/高级”, 进入“高级 tcp/ip 设置”对话框, 选择“win”标签, 选择“禁用tcp/ip 上的netbios”一项, 关闭netbios。 (4)保障电子邮件的使用安全。 ①选择安全可靠的邮件服务。 目前, internet 上提供的email 账户大都是免费账户, 这些免费的服务不提供任何有效的安全保障, 有的免费邮件服务器常会导致邮件受损。因此最好选择收费邮件账户。 ②确保邮件账号的安全防范。 首先要保护好邮箱的密码。不要使用保存密码功能以图省事, 入网账号与口令应重点保护。设置的口令不要太简单, 最好采用8 位数。 ③对重要邮件信息加密处理。 可使用某些工具如a- lock, 在发送邮件之前对内容进行加密, 对方收到加密信件后必须采用a- lock 解密后方可阅读, 可防止邮件被他人截获而泄密。 (5)防范特洛伊木马程序常用的方法。 ①预防特洛伊木马程序。 在下载文件时先放到自己新建的文件夹里, 再用杀毒软件来检测, 起到提前预防的作用。尽量避免下载可疑软件, 对于网上某些可疑的, 诱惑性动机比较明显的软件或信息, 一般不要下载, 以防染上“木马”程序。 ②禁止不明程序运行。 在“开始”“运行”中msconfig, 在“启动”选项中查看有没有可疑项目, 去掉前面的勾。 2 网络安全技术在商业领域中的研究及应用 2.1 防火墙技术 防火墙技术和数据加密传输技术将继续沿用并发展,多方位的扫描监控、对后门渠道的管理、防止受病毒感染的软件和文件的传输等许多问题将得到妥善解决。未来防火墙技术会全面考虑网络的安全、操作系统的安全、应用程序的安全、用户的安全、数据的安全,五者综合应用。在产品及功能上,将摆脱目前对子网或内部网管理方式的依赖,向远程上网集中管理方式发展,并逐渐具备强大的病毒扫除功能;适应ip加密的需求,开发新型安全协议,建立专用网(vpn);推广单向防火墙;增强对网络攻击的检测和预警功能;完善安全管理工具,特别是可疑活动的日志分析工具,这是新一代防火墙在编程技术上的革新。 2.2 生物识别技术 随着21世纪的来临,一种更加便捷、先进的信息安全技术将全球带进了电子商务时代,它就是集光学、传感技术、超声波扫描和计算机技术于一身的第三代身份验证技术——生物识别技术。 生物识别技术是依靠人体的身体特征来进行身份验证的一种解决方案,由于人体特征具有不可复制的特性,这一技术的安全系数较传统意义上的身份验证机制有很大的提高。人体的生物特征包括指纹、声音、面孔、视网膜、掌纹、骨架等,而其中指纹凭借其无可比拟的唯一性、稳定性、再生性倍受关注。 2.3 加密及数字签名技术 加密技术的出现为全球电子商务提供了保证,从而使基于internet上的电子交易系统成为了可能,因此完善的对称加密和非对称加密技术仍是21世纪的主流。对称加密是常规的以口令为基础的技术,加密运算与解密运算使用同样的密钥。 不对称加密,即“公开密钥密码体制”,其中加密密钥不同于解密密钥,加密密钥公之于众,谁都可以用,解密密钥只有解密人自己知道,分别称为“公开密钥”和“秘密密钥”。 目前,广为采用的一种对称加密方式是数据加密标准(des)。在电脑网络系统中使用的数字签名技术将是未来最通用的个人安全防范技术,其中采用公开密钥算法的数字签名会进一步受到网络建设者的亲睐。这种数字签名的实现过程非常简单:①发送者用其秘密密钥对邮件进行加密,建立了一个“数字签名”,然后通过公开的通信途径将签名和邮件一起发给接收者,接收者在收到邮件后使用发送者的另一个密匙——公开密钥对签名进行解密,如果计算的结果相同他就通过了验证。数字签名能够实现对原始邮件不可抵赖性的鉴别。②多种类型的专用数字签名方案也将在电子货币、电子商业和其他的网络安全通信中得到应用。 网络安全技术论文:浅谈校园网络安全技术 摘要 网络 安全越来越受到人们的重视,本文从系统安全、网络运行安全和内部网络安全方面,对校园网的安全性谈了自己的看法和做法,供大家 参考 。 关键词 网络安全 系统安全 网络运行安全 内部网络安全 防火墙 随着网络技术的不断 发展 和internet的日益普及,许多学校都建立了校园网络并投入使用,这无疑对加快信息处理,提高工作效率,减轻劳动强度,实现资源共享都起到了无法估量的作用。但教师和学生在使用校园网络的同时却忽略了网络安全 问题 ,登陆了一些非法网站和使用了带病毒的软件,导致了校园 计算 机系统的崩溃,给计算机教师带来了大量的工作负担,也严重 影响 了校园网的正常运行。所以在积极发展办公自动化、实现资源共享的同时,教师和学生都应加强对校园网络的安全重视。正如人们经常所说的:网络的生命在于其安全性。因此,如何在现有的条件下,如何搞好网络的安全,就成了校园网络管理人员的一个重要课题。 作为一位中学电脑教师兼负着校园网络的维护和管理,我们一起来探讨一下校园网络安全技术。 网络安全主要是网络信息系统的安全性,包括系统安全、网络运行安全和内部网络安全。 一、系统安全 系统安全包括主机和服务器的运行安全,主要措施有反病毒。入侵检测、审计 分析 等技术。 1、反病毒技术:计算机病毒是引起计算机故障、破坏计算机数据的程序,它能够传染其它程序,并进行自我复制,特别是要网络环境下,计算机病毒有着不可估量的威胁性和破坏力,因此对计算机病毒的防范是校园网络安全建设的一个重要环节,具体 方法 是使用防病毒软件对服务器中的文件进行频繁扫描和监测,或者在工作站上用防病毒芯片和对网络目录及文件设置访问权限等。如我校就安装了远程 教育 中心配置的金山毒霸进行实时监控,效果不错。 2、入侵检测:入侵检测指对入侵行为的发现。它通过对计算机网络或计算机系统中的若干关键点收集信息并对它们进行分析,从中发现是否有违反安全策略的行为和被攻击的迹象,以提高系统管理员的安全管理能力,及时对系统进行安全防范。入侵检测系统包括进行入侵检测的软件和硬件,主要功能有:检测并分析用户和系统的活动;检查系统的配置和操作系统的日志;发现漏洞、统计分析异常行为等等。 从 目前 来看系统漏洞的存在成为网络安全的首要问题,发现并及时修补漏洞是每个网络管理人员主要任务。当然,从系统中找到发现漏洞不是我们一般网络管理人员所能做的,但是及早地发现有报告的漏洞,并进行升级补丁却是我们应该做的。而发现有报告的漏洞最常用的方法,就是经常登录各有关网络安全网站,对于我们有使用的软件和服务,应该密切关注其程序的最新版本和安全信息,一旦发现与这些程序有关的安全问题就立即对软件进行必要的补丁和升级。许多的网络管理员对此认识不够,以至于过了几年,还能扫描到机器存在许多漏洞。在校园网中服务器,为用户提供着各种的服务,但是服务提供的越多,系统就存在更多的漏洞,也就有更多的危险。因此从安全角度考虑,应将不必要的服务关闭,只向公众提供了他们所需的基本的服务。最典型的是,我们在校园网服务器中对公众通常只提供web服务功能,而没有必要向公众提供ftp功能,这样,在服务器的服务配置中,我们只开放web服务,而将ftp服务禁止。如果要开放ftp功能,就一定只能向可能信赖的用户开放,因为通过ftp用户可以上传文件 内容 ,如果用户目录又给了可执行权限,那么,通过运行上传某些程序,就可能使服务器受到攻击。所以,信赖了来自不可信赖数据源的数据也是造成网络不安全的一个因素。 3、审计监控技术。审计是记录用户使用计算机网络系统进行所有活动的过程,它是提高安全性的重要工具。它不仅能够识别谁访问了系统,还能指出系统正被怎样地使用。对于确定是否有网络攻击的情况,审计信息对于确定问题和攻击源很重要。同时,系统事件的记录能够更迅速和系统地识别问题,并且它是后面阶段事故处理的重要依据。另外,通过对安全事件的不断收集、积聚和分析,有选择性地对其中的某些站点或用户进行审计跟踪,可以及早发现可能产生的破坏性行为。 因此,除使用一般的网管软件系统监控管理系统外,还应使用 目前 已较为成熟的 网络 监控设备,以便对进出各级局域网的常见操作进行实时检查、监控、报警和阻断,从而防止针对网络的攻击与犯罪行为。 二、网络运行安全 网络运行安全除了采用各种安全检测和控制技术来防止各种安全隐患外,还要有备份与恢复等应急措施来保证网络受到攻击后,能尽快地全盘恢复运行 计算 机系统所需的数据。 一般数据备份操作有三种。一是全盘备份,即将所有文件写入备份介质;二是增量备份,只备份那些上次备份之后更改过的文件,这种备份是最有效的备份 方法 ;三是差分备份,备份上次全盘备份之后更改过的所有文件。 根据备份的存储媒介不同,有“冷备份”和“热备份”两种方案。“热备份”是指下载备份的数据还在整个计算机系统和网络中,只不过传到另一个非工作的分区或是另一个非实时处理的业务系统中存放,具有速度快和调用方便的特点。“冷备份”是将下载的备份存入到安全的存储媒介中,而这种存储媒介与正在运行的整个计算机系统和网络没有直接联系,在系统恢复时重新安装。其特点是便于保管,用以弥补了热备份的一些不足。进行备份的过程中,常使用备份软件,如ghost等。 三、内部网络安全 为了保证局域网安全,内网和外网最好进行访问隔离,常用的措施是在内部网与外部网之间采用访问控制和进行网络安全检测,以增强机构内部网的安全性。 1、访问控制:在内外网隔离及访问系统中,采用防火墙技术是目前保护内部网安全的最主要的,同时也是最在效和最 经济 的措施之一。它是不同网络或网络安全域之间信息的唯一出入口,能根据安全政策控制出入网络的信息流,且本身具有较强的抗攻击能力。它是提供信息安全服务。实现网络和信息安全的基础设施。防火墙技术可以决定哪些内部服务可以被外界访问,外界的哪些人可以访问内部的哪些服务,以及哪些外部服务可以被内部人员访问。其基本功能有:过滤进、出的数据;管理进、出网络的访问行为;封堵某些禁止的业务等。应该强调的是,防火墙是整体安全防护体系的一个重要组成部分,而不是全部。因此必须将防火墙的安全保护融合到系统的整体安全策略中,才能实现真正的安全。 另外,防火墙还用于内部网不同网络安全域的隔离及访问控制。防火墙可以隔离内部网络的一个网段与另一个网段,防止一个网段的 问题 穿过整个网络传播。针对某些网络,在某些情况下,它的一些局域网的某个网段比另一个网段更受信任,或者某个网段比另一个网段更敏感。而在它们之间设置防火墙就可以限制局部网络安全问题对全局网络造成的 影响 。 2、网络安全检测:保证网络系统安全最有效的办法是定期对网络系统进行安全性评估 分析 ,用实践性的方法扫描分析网络系统,检查报告系存在的弱点和漏洞,建议补救措施和安全策略,达到增强网络安全性的目的。 以上只是对防范外部入侵,维护网络安全的一些粗浅看法。建立健全的网络管理制度是校园网络安全的一项重要措施,健康正常的校园网络需要广大师生共同来维护。 网络安全技术论文:网络安全技术浅析 摘要:本文针对防火墙的三种技术方式进行说明,并比较各种方式的特色以及可能带来的安全风险或效能损失。 并就信息交换加密技术的分类及rsa算法作以分析,针对pki技术这一信息安全核心技术,论述了其安全体系的构成。 关键词:网络安全;防火墙;pki技术 一、防火墙技术 包封过滤型:封包过滤型的控制方式会检查所有进出防火墙的封包标头内容,如对来源及目地ip、使用协定、tcp或udp的port 等信息进行控制管理。现在的路由器、switch router以及某些操作系统已经具有用packet filter控制的能力。封包过滤型控制方式最大的好处是效率高,但却有几个严重缺点:管理复杂,无法对连线作完全的控制,规则设置的先后顺序会严重影响结果,不易维护以及记录功能少。 封包检验型:封包检验型的控制机制是通过一个检验模组对封包中的各个层次做检验。封包检验型可谓是封包过滤型的加强版,目的是增加封包过滤型的安全性,增加控制“连线”的能力。但由于封包检验的主要检查对象仍是个别的封包,不同的封包检验方式可能会产生极大的差异。其检查的层面越广将会越安全,但其相对效能也越低。 封包检验型防火墙在检查不完全的情况下,可能会造成问题。被公布的有关firewall-1的fast mode tcp fragment的安全弱点就是其中一例。这个为了增加效能的设计反而成了安全弱点。 应用层闸通道型:应用层闸通道型的防火墙采用将连线动作拦截,由一个特殊的程序来处理两端间的连线的方式,并分析其连线内容是否符合应用协定的标准。这种方式的控制机制可以从头到尾有效地控制整个连线的动作,而不会被client端或server端欺骗,在管理上也不会像封包过滤型那么复杂。但必须针对每一种应用写一个专属的程序,或用一个一般用途的程序来处理大部分连线。这种运作方式是最安全的方式,但也是效能最低的一种方式。 防火墙是为保护安全性而设计的,安全应是其主要考虑。因此,与其一味地要求效能,不如去思考如何在不影响效能的情况下提供最大的安全保护。 二、加密技术 信息交换加密技术分为两类:即对称加密和非对称加密。 1、 对称加密技术 在对称加密技术中,对信息的加密和解密都使用相同的钥,也就是说一把钥匙开一把锁。这种加密方法可简化加密处理过程,信息交换双方都不必彼此研究和交换专用的加密算法。如果在交换阶段私有密钥未曾泄露,那么机密性和报文完整性就可以得以保证。对称加密技术也存在一些不足,如果交换一方有n个交换对象,那么他就要维护n个私有密钥,对称加密存在的另一个问题是双方共享一把私有密钥,交换双方的任何信息都是通过这把密钥加密后传送给对方的。如三重des是des(数据加密标准)的一种变形,这种方法使用两个独立的56为密钥对信息进行3次加密,从而使有效密钥长度达到112位。 2、非对称加密/公开密钥加密 在非对称加密体系中,密钥被分解为一对(即公开密钥和私有密钥)。这对密钥中任何一把都可以作为公开密钥(加密密钥)通过非保密方式向他人公开,而另一把作为私有密钥(解密密钥)加以保存。公开密钥用于加密,私有密钥用于解密,私有密钥只能有生成密钥的交换方掌握,公开密钥可广泛公布,但它只对应于生成密钥的交换方。非对称加密方式可以使通信双方无须事先交换密钥就可以建立安全通信,广泛应用于身份认证、数字签名等信息交换领域。非对称加密体系一般是建立在某些已知的数学难题之上,是计算机复杂性理论发展的必然结果。最具有代表性是rsa公钥密码体制。 三、pki技术 pki(publie key infrastucture)技术就是利用公钥理论和技术建立的提供安全服务的基础设施。pki技术是信息安全技术的核心,也是电子商务的关键和基础技术。由于通过网络进行的电子商务、电子政务、电子事务等活动缺少物理接触,因此使得用电子方式验证信任关系变得至关重要。而pki技术恰好是一种适合电子商务、电子政务、电子事务的密码技术,他能够有效地解决电子商务应用中的机密性、真实性、完整性、不可否认性和存取控 制等安全问题。一个实用的pki体系应该是安全的易用的、灵活的和经济的。它必须充分考虑互操作性和可扩展性。 1、认证机构 ca(certification authorty)就是这样一个确保信任度的权威实体,它的主要职责是颁发证书、验证用户身份的真实性。由ca签发的网络用户电子身份证明—证书,任何相信该ca的人,按照第三方信任原则,也都应当相信持有证明的该用户。ca也要采取一系列相应的措施来防止电子证书被伪造或篡改。构建一个具有较强安全性的ca是至关重要的,这不仅与密码学有关系,而且与整个pki系统的构架和模型有关。此外,灵活也是ca能否得到市场认同的一个关键,它不需支持各种通用的国际标准,能够很好地和其他厂家的ca产品兼容。 2、注册机构 ra(registration authorty)是用户和ca的接口,它所获得的用户标识的准确性是ca颁发证书的基础。ra不仅要支持面对面的登记,也必须支持远程登记。要确保整个pki系统的安全、灵活,就必须设计和实现网络化、安全的且易于操作的ra系统。 3、 密钥备份和恢复 为了保证数据的安全性,应定期更新密钥和恢复意外损坏的密钥是非常重要的,设计和实现健全的密钥管理方案,保证安全的密钥备份、更新、恢复,也是关系到整个pki系统强健性、安全性、可用性的重要因素。 4、证书管理与撤消系统 证书是用来证明证书持有者身份的电子介质,它是用来绑定证书持有者身份和其相应公钥的。通常,这种绑定在已颁发证书的整个生命周期里是有效的。但是,有时也会出现一个已颁发证书不再有效的情况这就需要进行证书撤消,证书撤消的理由是各种各样的,可能包括工作变动到对密钥怀疑等一系列原因。证书撤消系统的实现是利用周期性的机制撤消证书或采用在线查询机制,随时查询被撤消的证书。 四、安全技术综合应用研究热点 1976年美国学者提出的公开密钥密码体制,克服了网络信息系统密钥管理的困难,同时解决了数字签名问题,它是当前研究的热点。而电子商务的安全性已是当前人们普遍关注的焦点,目前正处于研究和发展阶段,它带动了论证理论、密钥管理等研究,由于计算机运算速度的不断提高,各种密码算法面临着新的密码体制,如量子密码、dna密码、混沌理论等密码新技术正处于探索之中。因此网络安全技术在21世纪将成为信息网络发展的关键技术,21世纪人类步入信息社会后,信息这一社会发展的重要战略资源需要网络安全技术的有力保障,才能形成社会发展的推动力。在我国信息网络安全技术的研究和产品开发仍处于起步阶段,仍有大量的工作需要我们去研究、开发和探索,以走出有中国特色的产学研联合发展之路,赶上或超过发达国家的水平,以此保证我国信息网络的安全,推动我国国民经济的高速发展。 网络安全技术论文:对计算机网络安全策略及安全技术的若干思考 摘要:随着计算机技术和通信技术的发展,计算机网络将日益成为工业、农业和国防等方面的重要信息交换手段,渗透到社会生活的各个领域。因此,认清网络的脆弱性和潜在威胁,采取强有力的安全策略,对于保障网络的安全性将变得十分重要。本文结合工作中常常遇到的一些实际情况,分析了网络安全受到的一些威胁,并论述了常用的网络安全技术。 关键词:网络安全 威胁 技术 0 引言 网络安全技术指致力于解决诸如如何有效进行介入控制,以及何如保证数据传输的安全性的技术手段,主要包括物理安全分析技术,网络结构安全分析技术,系统安全分析技术,管理安全分析技术,及其它的安全服务和安全机制策略。一影响计算机网络安全的因素很多,有人为因素,也有自然因素,其中人为因素的危害最大。 1 计算机网络的安全策略 1.1 物理安全策略 物理安全策略的目的是保护计算机系统、网络服务器、打印机等硬件实体和通信链路免受自然灾害、人为破坏和搭线攻击;验证用户的身份和使用权限、防止用户越权操作;确保计算机系统有一个良好的电磁兼容工作环境;建立完备的安全管理制度,防止非法进入计算机控制室和各种偷窃、破坏活动的发生。 1.2 访问控制策略 访问控制是网络安全防范和保护的主要策略,它的主要任务是保证网络资源不被非法使用和非常访问。它也是维护网络系统安全、保护网络资源的重要手段。各种安全策略必须相互配合才能真正起到保护作用,但访问控制可以说是保证网络安全最重要的核心策略之一。 1.3 信息加密策略 信息加密的目的是保护网内的数据、文件、口令和控制信息,保护网上传输的数据。网络加密常用的方法有链路加密、端点加密和节点加密三种。链路加密的目的是保护网络节点之间的链路信息安全;端-端加密的目的是对源端用户到目的端用户的数据提供保护;节点加密的目的是对源节点到目的节点之间的传输链路提供保护。用户可根据网络情况酌情选择上述加密方式。 信息加密过程是由形形色色的加密算法来具体实施,它以很小的代价提供很大的安全保护。在多数情况下,信息加密是保证信息机密性的唯一方法。据不完全统计,到目前为止,已经公开发表的各种加密算法多达数百种。如果按照收发双方密钥是否相同来分类,可以将这些加密算法分为常规密码算法和公钥密码算法。 1.4 网络安全管理策略 在网络安全中,除了采用上述技术措施之外,加强网络的安全管理,制定有关规章制度,对于确保网络的安全、可靠地运行,将起到十分有效的作用。 网络的安全管理策略包括:确定安全管理等级和安全管理范围;制订有关网络操作使用规程和人员出入机房管理制度;制定网络系统的维护制度和应急措施等。 2 常用的网络安全技术 由于网络所带来的诸多不安全因素,使得网络使用者必须采取相应的网络安全技术来堵塞安全漏洞和提供安全的通信服务。如今,快速发展的网络安全技术能从不同角度来保证网络信息不受侵犯,网络安全的基本技术主要包括网络加密技术、防火墙技术、网络地址转换技术、操作系统安全内核技术、身份验证技术、网络防病毒技术。 2.1 网络加密技术 网络信息加密的目的是保护网内的数据、文件、口令和控制信息,保护网上传输的数据。网络加密常用的方法有链路加密,端点加密和节点加密三种。链路加密的目的是保护网络节点之间的链路信息安全;端点加密的目的是对源端用户到目的端用户的数据提供加密保护;节点加密的目的是对源节点到目的节点之间的传输链路提供加密保护。用户可根据网络情况选择上述三种加密方式。 信息加密过程是由形形色色的加密算法来具体实施的,它以很小的代价提供很牢靠的安全保护。在多数情况下,信息加密是保证信息机密性的唯一方法。据不完全统计,到目前为止,已经公开发表的各种加密算法多达数百种。如果按照收发双方的密钥是否相同来分类,可以将这些加密算法分为常规密码算法和公钥密码算法。 在实际应用中,人们通常将常规密码和公钥密码结合在一起使用,比如:利用des或者idea来加密信息,而采用rsa来传递会话密钥。如果按照每次加密所处理的比特来分类,可以将加密算法分为序列密码算法和分组密码算法,前者每次只加密一个比特而后者则先将信息序列分组,每次处理一个组。 网络加密技术是网络安全最有效的技术之一。一个加密网络,不但可以防止非授权用户的搭线窃听和入网,而且也是对付恶意软件(或病毒)的有效方法之一。 2.2 防火墙技术 防火墙(firewall)是用一个或一组网络设备(计算机系统或路由器等),在两个或多个网络间加强访问控制,以保护一个网络不受来自另一个网络攻击的安全技术。防火墙的组成可以表示为:防火墙=过滤器+安全策略(+网关),它是一种非常有效的网络安全技术。在internet上,通过它来隔离风险区域(即internet或有一定风险的网络)与安全区域(内部网,如intranet)的连接,但不防碍人们对风险区域的访问。防火墙可以监控进出网络的通信数据,从而完成仅让安全、核准的信息进入,同时又抵制对企业构成威胁的数据进入的任务。 2.3 网络地址转换技术(nat) 网络地址转换器也称为地址共享器(address sharer)或地址映射器,设计它的初衷是为了解决ip地址不足,现多用于网络安全。内部主机向外部主机连接时,使用同一个ip地址;相反地,外部主机要向内部主机连接时,必须通过网关映射到内部主机上。它使外部网络看不到内部网络,从而隐藏内部网络,达到保密作用,使系统的安全性提高,并且节约从isp得到的外部ip地址。 2.4 操作系统安全内核技术 除了在传统网络安全技术上着手,人们开始在操作系统的层次上考虑网络安全性,尝试把系统内核中可能引起安全性问题的部分从内核中剔除出去,从而使系统更安全。操作系统平台的安全措施包括:采用安全性较高的操作系统;对操作系统的安全配置;利用安全扫描系统检查操作系统的漏洞等。 美国国防部(dod)技术标准把操作系统的安全等级分成了d1、c1、c2、b1、b2、b3、a级,其安全等级由低到高。目前主要的操作系统的安全等级都是c2级(例如,unix、windows nt),其特征包括:①用户必须通过用户注册名和口令让系统识别;②系统可以根据用户注册名决定用户访问资源的权限;③系统可以对系统中发生的每一件事进行审核和记录;④可以创建其他具有系统管理权限的用户。 2.5 身份验证技术 身份验证(identification)是用户向系统出示自己身份证明的过程。身份认证是系统查核用户身份证明的过程。这两个过程是判明和确认通信双方真实身份的两个重要环节,人们常把这两项工作统称为身份验证(或身份鉴别)。 它的安全机制在于首先对发出请求的用户进行身份验证,确认其是否是合法的用户,如是合法的用户,再审核该用户是否有权对他所请求的服务或主机进行访问。从加密算法上来讲,其身份验证是建立在对称加密的基础上的。 2.6 网络防病毒技术 在网络环境下,计算机病毒具有不可估量的威胁性和破坏力。cih病毒及爱虫病毒就足以证明如果不重视计算机网络防病毒,那可能给社会造成灾难性的后果,因此计算机病毒的防范也是网络安全技术中重要的一环。 网络防病毒技术的具体实现方法包括对网络服务器中的文件进行频繁地扫描和监测,工作站上采用防病毒芯片和对网络目录及文件设置访问权限等。防病毒必须从网络整体考虑,从方便管理人员的工作着手,通过网络环境管理网络上的所有机器,如利用网络唤醒功能,在夜间对全网的客户机进行扫描,检查病毒情况;利用在线报警功能,网络上每一台机器出现故障、病毒侵入时,网络管理人员都能及时知道,从而从管理中心处予以解决。 网络安全技术论文:网络安全技术初探 摘要:本文从防火墙、生物识别、加密及数字签名技术三个方面进行了网络安全技术的探讨。 关键词:网络安全 防火墙 生物识别 加密及数字签名 随着internet的迅速发展,电子商务已成为一种潮流,人们可以通过互联网进行网上购物、银行转账等许多商业活动。现在商业贸易、金融财务和其他经济行为中,不少已经以数字化信息的方式在网上流动着。在下个世纪伴随着电子商务的不断发展和普及,全球电子交易一体化将成为可能。然而,开放的信息系统必然存在众多潜在的安全隐患,黑客和反黑客、破坏和反破坏的斗争仍将继续。在这样的斗争中,安全技术作为一个独特的领域越来越受到全球网络建设者的关注。 一、防火墙技术和set规范 防火墙技术和数据加密传输技术将继续沿用并发展,多方位的扫描监控、对后门渠道的管理、防止受病毒感染的软件和文件的传输等许多问题将得到妥善解决。未来防火墙技术会全面考虑网络的安全、操作系统的安全、应用程序的安全、用户的安全、数据的安全,五者综合应用。在产品及功能上,将摆脱目前对子网或内部网管理方式的依赖,向远程上网集中管理方式发展,并逐渐具备强大的病毒扫除功能;适应ip加密的需求,开发新型安全协议,建立专用网(vpn);推广单向防火墙;增强对网络攻击的检测和预警功能;完善安全管理工具,特别是可疑活动的日志分析工具,这是新一代防火墙在编程技术上的革新。 理论上,防火墙就是指设置在不同网络(如可信任的企业内部网和不可信任的公共网)或网络安全域之间的一系列部件的组合。在逻辑上它是一个限制器,也是一个分析器,能有效地监控内部网和internet之间的活动,保证内部网络的安全。由于硬件技术的进步,基于高速internet上的新一代防火墙,还将更加注重发挥全网的效能,安全策略会更加明晰化、合理化、规范化。技术的进步将进一步减少时延、提高网络效能。目前,全球连入internet的计算机中约有1/3是处于防火墙保护之下,而到了下个世纪这个比率会大幅提升。 二、生物识别技术 人类在追寻文档、交易及物品的安全保护的有效性与方便性经历了三个阶段的发展。第一阶段也就是最初的方法,是采用大家早已熟悉的各种机械钥匙。第二阶段是由机械钥匙发展到数字密钥,如登录上网的个人密码(password)以及使用银行自动提款机所需的身份识别码(pin-personal identification number)、身份证(id cards)或条形码等,它是当今数字化生活中较为流行的一种安全密钥系统。随着21世纪的来临,一种更加便捷、先进的信息安全技术将全球带进了电子商务时代,它就是集光学、传感技术、超声波扫描和计算机技术于一身的第三代身份验证技术——生物识别技术。 生物识别技术是依靠人体的身体特征来进行身份验证的一种解决方案,由于人体具有不可复制的特性,这一技术的安全系数较传统意义上的身份验证机制有很大的提高。人体的生物特征包括指纹、声音、面孔、视网膜、掌纹、骨架等,而其中指纹凭借其无可比拟的唯一性、稳定性、再生性倍受关注。 20世纪60年代,计算机可以有效地处理图形,人们开始着手研究用计算机来处理指纹,自动指纹识别系统afis由此发展开来。afis是当今数字生活中一套成功的身份鉴别系统,也是未来生物识别技术的主流之一,它通过外设来获取指纹的数字图像并存贮在计算机系统中,再运用先进的滤波、图像二值化、细化手段对数字图像提取特征,最后使用复杂的匹配算法对指纹特征进行匹配。时下,有关指纹自动识别的研究已进入了成熟的阶段。随着指纹识别产品的不断开发和生产,未来该项技术的应用将进入民用市场,服务大众。 三、加密及数字签名技术 加密技术的出现为全球电子商务提供了保证,从而使基于internet上的电子交易系统成为了可能,因此完善的对称加密和非对称加密技术仍是21世纪的主流。对称加密是常规的以口令为基础的技术,加密运算与解密运算使用同样的密钥。 不对称加密,即“公开密钥密码体制”,其中加密密钥不同于解密密钥,加密密钥公之于众,谁都可以用,解密密钥只有解密人自己知道,分别称为“公开密钥”和“秘密密钥”。 目前,广为采用的一种对称加密方式是数据加密标准(des),des对64位二进制数据加密,产生64位密文数据,实际密钥长度为56位(有8位用于奇偶校验,解密时的过程和加密时相似,但密钥的顺序正好相反),这个标准由美国国家安全局和国家标准与技术局来管理。des的成功应用是在银行业中的电子资金转账(eft)领域中。现在des也可由硬件实现,at t首先用lsi芯片实现了des的全部工作模式,该产品称为数据加密处理机dep。另一个系统是国际数据加密算法(idea),它比des的加密性好,而且计算机功能也不需要那么强。在未来,它的应用将被推广到各个领域。idea加密标准由pgp(pretty good privacy)系统使用,pgp是一种可以为普通电子邮件用户提供加密、解密方案的安全系统。在pgp系统中,使用idea(分组长度128bit)、rsa(用于数字签名、密钥管理)、md5(用于数据压缩)算法,它不但可以对你的邮件保密以防止非授权者阅读,还能对你的邮件加以数字签名从而使收信人确信邮件是由你发出。 总之,网络安全是一个综合性的课题,涉及技术、管理、使用等许多方面,既包括信息系统本身的安全问题,也有物理的和逻辑的技术措施,一种技术只能解决一方面的问题,而不是万能的。因此只有严格的保密政策、明晰的安全策略以及高素质的网络管理人才才能完好、实时地保证信息的完整性和确证性,为网络提供强大的安全服务——这也是21世纪网络安全领域的迫切需要。 网络安全技术论文:浅谈计算机网络安全技术 [摘要]本文针对网络安全的三种技术方式进行说明,比较各种方式的特色以及可能带来的安全风险或效能损失,并就信息交换加密技术的分类作以分析,针对pki技术这一信息安全核心技术,论述了其安全体系的构成。 [关键词]网络安全 防火墙 加密技术 pki技术 随着计算机网络技术的飞速发展,尤其是互联网的应用变得越来越广泛,在带来了前所未有的海量信息的同时,网络的开放性和自由性也产生了私有信息和数据被破坏或侵犯的可能性,网络信息的安全性变得日益重要起来,已被信息社会的各个领域所重视。 计算机网络安全从技术上来说,主要由防病毒、防火墙等多个安全组件组成,一个单独的组件无法确保网络信息的安全性。目前广泛运用和比较成熟的网络安全技术主要有:防火墙技术、数据加密技术、pki技术等,以下就此几项技术分别进行分析。 一、防火墙技术 防火墙是指一个由软件或和硬件设备组合而成,处于企业或网络群体计算机与外界通道之间,限制外界用户对内部网络访问及管理内部用户访问外界网络的权限。防火墙是网络安全的屏障,配置防火墙是实现网络安全最基本、最经济、最有效的安全措施之一。当一个网络接上internet之后,系统的安全除了考虑计算机病毒、系统的健壮性之外,更主要的是防止非法用户的入侵,而目前防止的措施主要是靠防火墙技术完成。防火墙能极大地提高一个内部网络的安全性,并通过过滤不安全的服务而降低风险。通过以防火墙为中心的安全方案配置,能将所有安全软件配置在防火墙上。其次对网络存取和访问进行监控审计。如果所有的访问都经过防火墙,那么,防火墙就能记录下这些访问并做出日志记录,同时也能提供网络使用情况的统计数据。当发生可疑动作时,防火墙能进行适当的报警,并提供网络是否受到监测和攻击的详细信息。再次防止内部信息的外泄。利用防火墙对内部网络的划分,可实现内部网重点网段的隔离,从而降低了局部重点或敏感网络安全问题对全局网络造成的影响。 二、数据加密技术 与防火墙相比,数据加密技术比较灵活,更加适用于开放的网络。数据加密主要用于对动态信息的保护,对动态数据的攻击分为主动攻击和被动攻击。对于主动攻击,虽无法避免,但却可以有效地检测;而对于被动攻击,虽无法检测,但却可以避免,实现这一切的基础就是数据加密。数据加密技术分为两类:即对称加密和非对称加密。 1.对称加密技术 对称加密是常规的以口令为基础的技术,加密密钥与解密密钥是相同的,或者可以由其中一个推知另一个,这种加密方法可简化加密处理过程,信息交换双方都不必彼此研究和交换专用的加密算法。如果在交换阶段私有密钥未曾泄露,那么机密性和报文完整性就可以得以保证。目前,广为采用的一种对称加密方式是数据加密标准des,des的成功应用是在银行业中的电子资金转账(eft)领域中。 2.非对称加密/公开密钥加密 在非对称加密体系中,密钥被分解为一对(即公开密钥和私有密钥)。这对密钥中任何一把都可以作为公开密钥通过非保密方式向他人公开,而另一把作为私有密钥加以保存。公开密钥用于加密,私有密钥用于解密,私有密钥只能有生成密钥的交换方掌握,公开密钥可广泛公布,但它只对应于生成密钥的交换方。非对称加密方式可以使通信双方无须事先交换密钥就可以建立安全通信,广泛应用于身份认证、数字签名等信息交换领域。 三、pki技术 pki(publie key infrastucture)技术就是利用公钥理论和技术建立的提供安全服务的基础设施。pki技术是信息安全技术的核心,也是电子商务的关键和基础技术。由于通过网络进行的电子商务、电子政务、电子事务等活动缺少物理接触,因此使得用电子方式验证信任关系变得至关重要。而pki技术恰好是一种适合电子商务、电子政务、电子事务的密码技术,他能够有效地解决电子商务应用中的机密性、真实性、完整性、不可否认性和存取控制等安全问题。一个实用的pki体系应该是安全的易用的、灵活的和经济的。它必须充分考虑互操作性和可扩展性。 1.认证机构 ca(certification authorty)就是这样一个确保信任度的权威实体,它的主要职责是颁发证书、验证用户身份的真实性。由ca签发的网络用户电子身份证明—证书,任何相信该ca的人,按照第三方信任原则,也都应当相信持有证明的该用户。ca也要采取一系列相应的措施来防止电子证书被伪造或篡改。 2.注册机构 ra(registration authorty)是用户和ca的接口,它所获得的用户标识的准确性是ca颁发证书的基础。ra不仅要支持面对面的登记,也必须支持远程登记。要确保整个pki系统的安全、灵活,就必须设计和实现网络化、安全的且易于操作的ra系统。 3.密钥备份和恢复 为了保证数据的安全性,应定期更新密钥和恢复意外损坏的密钥是非常重要的,设计和实现健全的密钥管理方案,保证安全的密钥备份、更新、恢复,也是关系到整个pki系统强健性、安全性、可用性的重要因素。 4.证书管理与撤消系统 证书是用来绑定证书持有者身份和其相应公钥的。通常,这种绑定在已颁发证书的整个生命周期里是有效的。但是,有时也会出现一个已颁发证书不再有效的情况,这就需要进行证书撤消。证书撤消的理由是各种各样的,可能包括工作变动到对密钥怀疑等一系列原因。证书撤消系统的实现是利用周期性的机制撤消证书或采用在线查询机制,随时查询被撤消的证书。 四、结束语 网络安全是一个综合性的课题,涉及技术、管理、使用等许多方面,既包括信息系统本身的安全问题,也有物理的和逻辑的技术措施,一种技术只能解决一方面的问题,而不是万能的。因此只有严格的保密政策、明晰的安全策略才能完好、实时地保证信息的完整性和确证性,为网络提供强大的安全服务。 网络安全技术论文:试论网络安全技术的教学模式创新 论文摘要:在网络安全技术教学中,以培养学生成为高技能应用型网络人才为基本目的,运用新的教学理念和教学方法,让学生了解并掌握网络安全系统构成及功能,掌握网络安全的基础知识,增强网络安全意识,提高学生病毒解码能力,把受到的网络威胁降到最低。并通过案例教学、多媒体教学等教学模式,弥补传统教学中的不足。 论文关键词:网络安全技术;防范;教学模式 学习网络安全技术不仅是为了让学生掌握网络安全的理论知识,增强学生的网络安全意识,提高学生的法律意识和职业素养,更重要的是树立他们正确的人生观和价值观,把他们培养成为高技能的应用型网络人才。 一、网络安全的探析 网络安全是指网络系统的硬件、软件和数据受到保护,不因偶然的或恶意的原因遭到破坏、更改和泄露,确保网络系统正常的工作,网络服务不中断,确保网络系统中流动和保存的数据具有可用性、完整性和保密性。网络的安全在技术上应综合考虑到防火墙技术、入侵检测技术、漏洞扫描技术等多个要素。不断提高防范病毒的措施,提高系统抵抗黑客入侵的能力,还要提高数据传输过程中的保密性,避免遭受非法窃取。因此,对网络安全问题的研究总是围绕着信息系统进行的,主要包括以下几个方面: (一)internet开放带来的数据安全问题。伴随网络技术的普及,internet所具有的开放性、国际性和自由性以及各方面因素导致的网络安全问题,对信息安全也提出了更高的要求。为了解决这些安全问题,各种安全机制、策略和工具被研究和应用,但网络的安全仍然存在很大隐患,主要可归结为以下几点:1.就网间安全而言,防火墙可以起到十分有效的安全屏障作用,它可以按照网络安全的需要设置相关的策略,对于进出网络的数据包进行严密的监视,可以杜绝绝大部分的来自外网的攻击,但是对于防范内网攻击,却难以发挥作用。2.对于针对网络应用层面的攻击、以及系统后门而言,其攻击数据包在端口及协议方面都和非网络攻击包十分相似,这些攻击包可以轻易的通过防火墙的检测,防火墙对于这类攻击是难以发现的。3.网络攻击是开放性网络中普遍难以应对的一个问题,网络中的攻击手段、方法、工具几乎每天都在更新,让网络用户难以应对。为修复系统中存在的安全隐患,系统程序员也在有针对性的对系统开发安全补丁,但这些工作往往都是滞后于网络攻击,往往是被黑客攻击后才能发现安全问题。旧的安全问题解决了,新的攻击问题可能随时出现。因此,应对开放性网络中的黑客攻击是重要的研究课题。 (二)网络安全不仅仅是对外网,而对内网的安全防护也是不可忽视的。据统计,来自内部的攻击呈现着极具上升的趋势。这是因为内网用户对网络结构和应用系统更加熟悉。以高校的校园网为例,网络用户人数众多,而学生的好奇心和渴望攻击成功的心理,使得他们把校园网当作网络攻击的试验场地,且其中不乏计算机应用高手(特别是计算机专业的学生),防火墙对其无法监控,这种来自内部不安全因素对网络的破坏力往往更大。2008年7月的旧金山的网络系统内部的侵害事件,2008年6月深圳“泄密门”等网络内部的安全事件向我们警示着内网安全防范的重要性。 (三)网络中硬件设备的安全可靠性问题。对计算机网络而言网络硬件设备在其中起到了重要的作用。比如:路由器,交换机,以及为网络用户提供多种应用服务的服务器等,这些设备的可用性、可靠性,以及设备自身的高安全保护能力都是网络安全中应该加以研究和认真对待的问题。 二、通过教学研究,提高学生对网络安全体系的管理与防范 由于网络技术水平和人为因素,以及计算机硬件的“缺陷”和软件的“漏洞”的原因,让我们所依赖的网络异常脆弱。在教学过程中,我们必须加强对网络安全体系管理与防范意识的传授,才能提高学生的管理和防范能力,常用的方法如下: (一)防火墙是在内外网之间建立的一道牢固的安全屏障,用来加强网络之间访问控制,提供信息安全服务,实现网络和信息安全的网络互联设备。能防止不希望的、未授权的信息流出入被保护的网络,具有较强的抗攻击能力,是对黑客防范最严、安全性较强的一种方式,是保护内部网络安全的重要措施。防火墙可以控制对特殊站点的访问,还能防范一些木马程序,并监视internet安全和预警的端点,从而有效地防止外部入侵者的非法攻击行为。 (二)入侵检测是指对入侵行为的发觉。它通过对网络或计算机系统中的若干关键点收集信息,并对其进行分析,从中发现是否有被攻击的迹象。如果把防火墙比作是网络门卫的话,入侵检测系统就是网络中不间断的摄像机。在网络中部署入侵检测系统可以有效地监控网络中的恶意攻击行为。 (三)网络病毒的防范。对于单独的计算机而言,可以使用单机版杀毒软件来应对病毒的问题,由于其各自为政,在应对网络中的计算机群时,则无法应对网络病毒的防杀要求,且在升级方面也很难做到协调一致。要有效地防范网络病毒,应从两方面着手:一是加强网络安全意识,有效控制和管理内网与外网之间的数据交换;二是选择使用网络版杀毒软件,定期更新病毒库,定时查杀病毒,对来历不明的文件在运行前进行查杀。保障网络系统时刻处于最佳的防病毒状态。 (四)对于网络中的email,web,ftp等典型的应用服务的监控。在这些服务器中应当采用,应用层的内容监控,对于其中的传输的内容加以分析,并对其中的不安全因素加以及时发现与处理,比如可以利用垃圾邮件处理系统对email的服务加以实施的监控,该系统能发现其中的不安全的因素,以及垃圾内容并能自动的进行处理,从而可以杜绝掉绝大部分来自邮件的病毒与攻击。 (五)主动发现系统漏洞是减少网络攻击的一个重要手段。在网络中单靠网络管理人员人为的去发现并修复漏洞显然是不够的。因此主动的分析网络中的重点安全区域,掌握其主要的安全薄弱环节,利用漏洞扫描系统主动的去发现漏洞是十分总要的一个手段。同时在网络中配以系统补丁自动更新系统,对于网络中有类似安全隐患的主机主动的为其打上系统补丁。事实证明上述两种机制的结合可以有效地减少因为系统漏洞所带来的问题。 (六)ip地址盗用与基于mac地址攻击的解决,这个可以在三层交换机或路由器中总将ip和mac地址进行绑定,对于进出网络设备的数据包进行检查,如果ip地址与mac地址相匹配则放行,否则将该数据包丢弃。 三、通过教学改革,把学生培养成高技能应用型的网络人才 网络安全技术是非常复杂,非常庞大的,对初学者来说,如果直接照本宣科,学生肯定会觉得网络安全技术太多太深,从而产生畏学情绪。为了提高学生的学习兴趣,让他们更好地掌握网络安全技术的知识,就要培养学生的创新能力,就必须改革教学方法,经过几年的教学实践证明,以下几种教学方法能弥补传统教学中的不足。 (一)案例教学法 案例教学法是指在教师的指导下,根据教学目的的要求,通过教学案例,将学习者引入到教学实践的情景中,教会他们分析问题和解决问题的方法,进而提高他们分析问题和解决问题的能力,从而培养他们的职业能力。我们在教学实践中深深感受到,在计算机网络安全技术教学中,引入案例教学,将抽象的、枯燥的网络安全的理论知识和精湛的、深邃的网络安全技术涵寓于具体的案例中,打破传统理论教学中教师要么照本宣科,要么泛泛而谈,以至于学生学起来枯燥无味,用起来糊里糊涂的局面,变复杂为简单,变被动为主动的学习过程,调动了学生的学习积极性,培养了学生的职业能力。在具体案例中,将古城墙的功能和作用与防火墙比较;选择学生接触最多的校园网作为典型的案例,向学生系统地讲授网络安全体系结构、安全策略的制定、安全技术的应用、安全工具的部署,以及安全服务防范体系的建立等理论,从而降低网络安全的复杂度,使学生对网络安全体系有比较全面、透彻的理解。 (二)多媒体教学法 多媒体教学是指在教学过程中,根据教学目标和教学对象的特点,通过教学设计,合理选择和运用现代教学媒体,以多媒体信息作用于学生,形成合理的教学过程结构,达到最优化的教学效果。它具有交互性、集成性、可控性等特点。可以把抽象的、难理解的知识点直观地展示和动态地模拟,充分表达教学内容。例如:pgp技术的操作步骤、防火墙的配置和使用等。通过多媒体教学,边讲边操作, 做到声像并行、视听并行,使学生在有限课堂时间内获得更多的信息,从而激发了学生的学习兴趣,提高了教学效果。 (三)实践教学 根据高职院校学生的岗位能力和培养目标, 实践教学是职业技术教育的中重之重。运用学校提供的网络实验室和网络设备,为学生搭建良好的计算机网络学习平台,突出实用性,做到“专机专用”。例如,将3台计算机搭建一个小型局域网,安装微软网络监视器,使用网络监视器来嗅探ftp会话,解释捕获的数据,确定使用的用户名和口令。从抽象的概念上升到理性的认识,使学生真正体会到网络安全的重要性。为了使学生全面了解计算机网络,可带领学生到电信公司或网络公司进行参观学习和实训,培养学生的岗位技能和工程意识。 四、结束语 通过几年来的实践探索证明,运用合理的教学模式,来实施具体的教学活动,从而达成良好的教学目标,可以充分调动学生的学习兴趣,培养学生的创新能力,对提高教学质量有着深远的影响。同时,还要求我们在教学中不仅要让学生全面地掌握网络安全的基础知识,而且要让他们增强网络安全意识,树立他们的法律意识和职业素养,培养他们正确的人生观和价值观。 网络安全技术论文:浅谈校园网络安全技术 摘要 网络安全越来越受到人们的重视,本文从系统安全、网络运行安全和内部网络安全方面,对校园网的安全性谈了自己的看法和做法,供大家参考。 关键词 网络安全 系统安全 网络运行安全 内部网络安全 防火墙 随着网络技术的不断发展和internet的日益普及,许多学校都建立了校园网络并投入使用,这无疑对加快信息处理,提高工作效率,减轻劳动强度,实现资源共享都起到了无法估量的作用。但教师和学生在使用校园网络的同时却忽略了网络安全问题,登陆了一些非法网站和使用了带病毒的软件,导致了校园计算机系统的崩溃,给计算机教师带来了大量的工作负担,也严重影响了校园网的正常运行。所以在积极发展办公自动化、实现资源共享的同时,教师和学生都应加强对校园网络的安全重视。正如人们经常所说的:网络的生命在于其安全性。因此,如何在现有的条件下,如何搞好网络的安全,就成了校园网络管理人员的一个重要课题。 作为一位中学电脑教师兼负着校园网络的维护和管理,我们一起来探讨一下校园网络安全技术。 网络安全主要是网络信息系统的安全性,包括系统安全、网络运行安全和内部网络安全。 一、系统安全 系统安全包括主机和服务器的运行安全,主要措施有反病毒。入侵检测、审计分析等技术。 1、反病毒技术:计算机病毒是引起计算机故障、破坏计算机数据的程序,它能够传染其它程序,并进行自我复制,特别是要网络环境下,计算机病毒有着不可估量的威胁性和破坏力,因此对计算机病毒的防范是校园网络安全建设的一个重要环节,具体方法是使用防病毒软件对服务器中的文件进行频繁扫描和监测,或者在工作站上用防病毒芯片和对网络目录及文件设置访问权限等。如我校就安装了远程教育中心配置的金山毒霸进行实时监控,效果不错。 2、入侵检测:入侵检测指对入侵行为的发现。它通过对计算机网络或计算机系统中的若干关键点收集信息并对它们进行分析,从中发现是否有违反安全策略的行为和被攻击的迹象,以提高系统管理员的安全管理能力,及时对系统进行安全防范。入侵检测系统包括进行入侵检测的软件和硬件,主要功能有:检测并分析用户和系统的活动;检查系统的配置和操作系统的日志;发现漏洞、统计分析异常行为等等。 从目前来看系统漏洞的存在成为网络安全的首要问题,发现并及时修补漏洞是每个网络管理人员主要任务。当然,从系统中找到发现漏洞不是我们一般网络管理人员所能做的,但是及早地发现有报告的漏洞,并进行升级补丁却是我们应该做的。而发现有报告的漏洞最常用的方法,就是经常登录各有关网络安全网站,对于我们有使用的软件和服务,应该密切关注其程序的最新版本和安全信息,一旦发现与这些程序有关的安全问题就立即对软件进行必要的补丁和升级。许多的网络管理员对此认识不够,以至于过了几年,还能扫描到机器存在许多漏洞。在校园网中服务器,为用户提供着各种的服务,但是服务提供的越多,系统就存在更多的漏洞,也就有更多的危险。因此从安全角度考虑,应将不必要的服务关闭,只向公众提供了他们所需的基本的服务。最典型的是,我们在校园网服务器中对公众通常只提供web服务功能,而没有必要向公众提供ftp功能,这样,在服务器的服务配置中,我们只开放web服务,而将ftp服务禁止。如果要开放ftp功能,就一定只能向可能信赖的用户开放,因为通过ftp用户可以上传文件内容,如果用户目录又给了可执行权限,那么,通过运行上传某些程序,就可能使服务器受到攻击。所以,信赖了来自不可信赖数据源的数据也是造成网络不安全的一个因素。 3、审计监控技术。审计是记录用户使用计算机网络系统进行所有活动的过程,它是提高安全性的重要工具。它不仅能够识别谁访问了系统,还能指出系统正被怎样地使用。对于确定是否有网络攻击的情况,审计信息对于确定问题和攻击源很重要。同时,系统事件的记录能够更迅速和系统地识别问题,并且它是后面阶段事故处理的重要依据。另外,通过对安全事件的不断收集、积聚和分析,有选择性地对其中的某些站点或用户进行审计跟踪,可以及早发现可能产生的破坏性行为。 因此,除使用一般的网管软件系统监控管理系统外,还应使用目前已较为成熟的网络监控设备,以便对进出各级局域网的常见操作进行实时检查、监控、报警和阻断,从而防止针对网络的攻击与犯罪行为。 二、网络运行安全 网络运行安全除了采用各种安全检测和控制技术来防止各种安全隐患外,还要有备份与恢复等应急措施来保证网络受到攻击后,能尽快地全盘恢复运行计算机系统所需的数据。 一般数据备份操作有三种。一是全盘备份,即将所有文件写入备份介质;二是增量备份,只备份那些上次备份之后更改过的文件,这种备份是最有效的备份方法;三是差分备份,备份上次全盘备份之后更改过的所有文件。 根据备份的存储媒介不同,有“冷备份”和“热备份”两种方案。“热备份”是指下载备份的数据还在整个计算机系统和网络中,只不过传到另一个非工作的分区或是另一个非实时处理的业务系统中存放,具有速度快和调用方便的特点。“冷备份”是将下载的备份存入到安全的存储媒介中,而这种存储媒介与正在运行的整个计算机系统和网络没有直接联系,在系统恢复时重新安装。其特点是便于保管,用以弥补了热备份的一些不足。进行备份的过程中,常使用备份软件,如ghost等。 三、内部网络安全 为了保证局域网安全,内网和外网最好进行访问隔离,常用的措施是在内部网与外部网之间采用访问控制和进行网络安全检测,以增强机构内部网的安全性。 1、访问控制:在内外网隔离及访问系统中,采用防火墙技术是目前保护内部网安全的最主要的,同时也是最在效和最经济的措施之一。它是不同网络或网络安全域之间信息的唯一出入口,能根据安全政策控制出入网络的信息流,且本身具有较强的抗攻击能力。它是提供信息安全服务。实现网络和信息安全的基础设施。防火墙技术可以决定哪些内部服务可以被外界访问,外界的哪些人可以访问内部的哪些服务,以及哪些外部服务可以被内部人员访问。其基本功能有:过滤进、出的数据;管理进、出网络的访问行为;封堵某些禁止的业务等。应该强调的是,防火墙是整体安全防护体系的一个重要组成部分,而不是全部。因此必须将防火墙的安全保护融合到系统的整体安全策略中,才能实现真正的安全。 另外,防火墙还用于内部网不同网络安全域的隔离及访问控制。防火墙可以隔离内部网络的一个网段与另一个网段,防止一个网段的问题穿过整个网络传播。针对某些网络,在某些情况下,它的一些局域网的某个网段比另一个网段更受信任,或者某个网段比另一个网段更敏感。而在它们之间设置防火墙就可以限制局部网络安全问题对全局网络造成的影响。 2、网络安全检测:保证网络系统安全最有效的办法是定期对网络系统进行安全性评估分析,用实践性的方法扫描分析网络系统,检查报告系存在的弱点和漏洞,建议补救措施和安全策略,达到增强网络安全性的目的。 以上只是对防范外部入侵,维护网络安全的一些粗浅看法。建立健全的网络管理制度是校园网络安全的一项重要措施,健康正常的校园网络需要广大师生共同来维护。 网络安全技术论文:水下传感器网络安全技术探析 摘要:水下传感器网络是一种新型的水下网络系统,它的功能十分强大,是帮助人类应对水下世界开发利用的一个非常富有意义的工具。本文针对水下传感器的网络特征、安全问题进行分析,并探讨水下传感器网络安全技术的应用。 关键词:水下传感器;网络安全;问题;技术 从世界范围来看,海洋资源是非常丰富的,为了监控海底环境的变化,开发海洋资源,需要应用到水下定位技术。传统水声定位设备成本高、部署难度大、维护困难、灵活性差,导致其工作范围受到了较大的制约。随着技术的发展,水下传感器网络安全技术逐步完善,有效解决了传统水下传感器的应用问题。 1水下传感器的网络特征 水下传感器的工作环境特殊,会受到各类节点硬件资源的限制,由于传感器节点处于水下位置,充电困难,在部署完成之后,更换起来十分困难,因此,在设计时,必须要首先关注设计的安全算法问题。由于水下传感器的硬件资源有限,储存空间小,CPU运算能力也不甚理想。且水声道也存在不可靠、高延迟、不稳定、可用带宽窄的问题,因此,在设计安全算法时,还需要充分考虑到容错问题的要求,根据水声信道的特征来设置协议,尽可能解决时间同步的问题。水下环境多变、复杂,对于保密性,也有着严格的要求,在安全设计时,还需要考虑到失效问题、节点被俘问题、恶意节点入侵问题,避免网络出现瘫痪。此外,还要兼顾到网络拓扑的变化性和未知性,一般情况下,节点是随机投入到目标区域的,研究人员很难提前预知到节点的地理位置信息,由于水流因素变化多样,水下节点来回往复的移动,因此,在设计协议时,必须要重点关注节点位置的变化。 2水下传感器网络安全问题分析 水下传感器网络的安全威胁包括物理攻击、传输数据攻击、拒绝服务攻击、伪装攻击四个类型。其中,传输数据的攻击最为常见,其攻击的内容主要为水声信道中传输的数据,攻击者利用监听设备来窃取信道,篡改或者删除数据;物理攻击则是针对节点物理安全实施的攻击,水下节点的部署非常广泛,难以满足各个领域的应用要求,对手会利用信道监听来获取发射源位置,俘虏节点,破解秘钥,还可以将修改后的节点重新注入网络,如果安全技术不到位,很容易影响整个网络的运行安全。伪装攻击则是利用恶意节点伪装进行的攻击,典型的代表就是复制攻击与女巫攻击,在普通节点发送数据包时,节点会误以为其中有一个新的节点,这样,恶意节点就轻而易于的获取了数据包,这种攻击对于地理位置路由的威胁非常大。其中,女巫攻击的应用会严重影响容错方案效率,如分散性、分布式储存、拓扑结构、多路径等等。拒绝服务攻击则是为了破坏、削弱网络服务,内容包括针对信道与节点两个方面的攻击,拒绝服务攻击具有致命性、发现难、成本低廉的特征,与其他攻击类型相比,拒绝服务攻击对水下传感器网络的运行安全威胁更大。 3水下传感器网络安全技术的应用 3.1陆地传感器网络安全系统 传感器网络在运行过程中会受到各类问题的威胁,必须要设计出合理的安全机制,目前常用的安全机制有SPINS与TinySec两种。其中,SPINS安全协议的内容由uTESLA与SNEP两个部分组成,前者可以实现点到点的传播认证,后者可以提升通信的完整性与保密性。TinySec则是链路层加密机制,核心部分就是秘钥管理机制与块加密演算法,在传输消息前,节点会对数据进行加密处理,接收者确认数据的完整性之后,即可接收、解密。TinySec是一种链路加密机制,只能够保证数据的保密性与完全性,但是难以维持整个网络的运行安全,因此,现阶段的TinySec大多应用在Mica与Mica2上,可移植性与可扩展性不足。 3.2水下安全技术 3.2.1密码技术 密码技术的应用可以保证数据传输安全性,避免其中的敏感数据被攻击者截取,密码技术的核心技术是秘钥,水下传感器的部署有其特殊之处,往往难以预先确定节点的位置关系,为此,可以采用非交互式基于身份的配对秘钥管理机制。 3.2.2入侵检测 入侵检测可以及时发现入侵行为,并采取相应的措施,是提升网络运行安全的重点技术,常用的入侵检测技术有异常检测、误用检测两类。水下传感器网络的外部入侵是多种多样的,利用入侵检测技术可以有效解决常见的入侵攻击问题。 3.2.3数据融合安全 对于大规模水下传感器网络,出于节能和高效的目的,多采用分簇的网络拓扑结构。分簇的拓扑结构涉及数据的融合和处理安全数据聚合的目标是尽可能地排除虚假数据对聚合值的影响,安全数据聚合需要在普通数据聚合的基础上引入安全技术来保证数据的完整性、机密性和认证性。 4结语 在技术水平的完善下,水下传感器网络取得了迅速的发展,但是在外部因素的限制下,还面临着一系列的问题与挑战,综合来看,水下传感器网络安全的相关研究,还处于初级发现阶段,关于网络安全技术的推广与应用,还任重道远。 网络安全技术论文:云计算下网络安全技术实现路径 摘要:随着我国科技的的飞速发展,人们对电子技术的重视程度也日益加深,电子信息产业作为新兴产业,其发展依赖于电子信息技术的发展,促进电子工程技术的现代化发展,进而为我国综合国力的提高做出更大贡献。云计算技术可以说是电子工程现代化技术中的具体表现,本文将根据这一实际情况,以云计算技术下的网络安全技术为研究对象,对云计算技术下的网络安全技术实现的路径进行探究。 关键词:云计算技术;网络安全;路径 0前言 现代经济的发展以吸收科技成果为主要方向,利用更深刻的电子技术将网络安全进行一个相对深度的探索,对于其社会热点的地位,考虑各个方向上的问题,进行网络安全的建设不论是就业还是社会发展对这个行业发展来说需求都较大,推动我国科技的发展完善,调整产业结构,面向新型高新技术产业的经济效益,建设信息技术强国,对于计算机网络建设以及推进其在社会上的使用都有很好的效果。 1相关概念概述 1.1云计算技术 云计算技术是指一种利用现有网络技术能达到系统优化的作用,加快信息处理等功能的一项技术,其数据处理、信息传输的能力都在现有基础之上充分利用网络资源,并运用各种新技术降低数据占用空间,提高计算机使用性能,保证信息安全性,也保证了网络畅通。 1.2网络安全问题背景 随着计算机的普及,人们对互联网的使用越来越多,网络安全问题日益突出,网络安全的问题也受到越来越多人的重视,病毒入侵等问题也日益增多,谈到黑客人们也都感到恐慌,为了防止出现这些计算机问题对人们的日常生活造成困扰,同时减轻人们对信息安全的担忧,就必须要开始培养致力于计算机安全的现代人才,也就产生了关于新技术的探讨,云计算技术下的网络安全技术的路径探究也就成为了一个社会热点的问题。 1.3网络技术的现代化应用领域 (1)在信息网络建设中的应用基于我国14亿人口的国情,需要管理的的人口众多,最原始的靠人工记录和信息更新,包括国家的政令颁布层层下达,都是相当大的工作量,谈到效果也是一个很不确定的因素,很难实现绝对的精准和规范,存在一定的缺口和问题,所以,计算机网络技术在我国国家信息网的建设中起到一个重要作用,完善国民信息及时的对于信息更新进行处理,对任何变动作出准确的记录,实现了国家的数字化管理和信息的上传下达。(2)在日常设备信息化中的应用我国经济的发展带动人们对于生活质量的提高,对于日常生活中所以应用到的设备等智能化科技水平要求更高,越来越多的设备也都着眼于对电子信息技术的合理应用,确保人们生活需求的满足与高质量服务的实现。(3)在航天航空领域中的应用在卫星发射上利用信息技术是最好的体现,通过电子工程现代化技术可以最精确的进行卫星发射预估,可实现对卫星轨迹的预判和监控,消除了很大一部分的不安全因素所存在的隐患,在航天领域的应用也是相同,电子工程现代化技术为我国的航空航天事业做出了巨大贡献。 2云计算技术环境下网络安全威胁分析 2.1存储因素 数据存储方面的威胁主要表现在以下几个方面,主要是由于用户数据保密措施不到位、相应的资料保护不到位,一旦计算机遭遇恶意攻击,受到软件漏洞影响或者恶意人为攻击,将使数据安全受到极大威胁,有风险。在网络中,受存储介质的安全性影响,存储介质被攻击方控制,入侵系统,转而为主体,进而造成数据篡改、泄露等。还有一种是由于数据备份缺失造成的不安全因素,因为在缺失备份的情况下,一旦遭遇数据损坏或系统问题,就会很难得到完整恢复,造成某些数据永久性的丢失。 2.2网络因素 在云计算技术环境下,由于网络攻击造成服务器运营受损或失效,进而出现数据传输风险,风险类型主要有如下几种,其一是数据被窃取,因为用户数据可能会在云计算技术环境下遭到窃取盗用或者恶意监听,使个人信息以及数据安全面临巨大风险。更深层次地探讨,就是数据被篡改的风险,云计算技术环境下未经用户授权而对其数据进行篡改或删除,自身的资料在不知情的情况下,就遭到破坏或入侵,使数据完整性和隐秘性受到破坏,隐私被侵犯。最大的一种风险还是服务器受到攻击,通过云计算技术向服务器提出各种数据请求,进而使服务器拒绝服务,在这样的简单操作下,却极有可能造成用户数据严重破坏,很难恢复。 2.3身份认证及访问限制因素 身份认证风险一般有三项,首先,对合法用户已经通过认证的信息进行盗取或者篡改,造成用户信息泄露或者隐私侵犯,数据安全难以保障。第二,通过第三方信息服务设备盗取用户信息,会出现第一种问题的后果,使用户信息安全或者系统遭到破坏。第三,用户利用非常规手段进行信息操作或是随意打开未认证链接后,却否认操作行为,出现身份抵赖现象,使得无法正常介入进行系统修复,或是工作量增大,再加上非法入侵者利用推理通道越权操作,造成用户数据安全性下降。 3云计算技术环境下的网络安全防御措施 3.1强化技术监督措施 通过一定的技术监控,随时监测,保障云计算技术环境下的用户安全,实现稳定、畅通、安全的云环境,主要可以通过及时更新软件,来消除软件自身漏洞造成的安全风险,并及时针对问题作出相应解决修补措施,建立针对云计算技术体系的安全防御构架,能够对风险的预判以及实现风险事前防御,进一步完善数据隔离制定,也要强化安全技术的研发和运营,注意风险的预先防护,对系统定期进行检查和保护,根据存储中存在的数据风险,建立起相应的数据存储安全空间,从而保障数据存储具有高度安全性,给予使用群体信任。 3.2完善身份认证以及访问监控机制 对于由身份认证造成的威胁,可以将第三方认证体系的完善作为基础,从而构建起更为多样化的认证方式。完善系统在验证身份时的缺陷,多种方式进行身份验证,多种方式可以是通过指纹语音技术等进行认证,利用电子口令建立安全防线,在整体访问安全控制中,要进一步完善访问控制机制,建立更为安全、稳定的云环境。由于在云计算技术内同时存在若干类型用户,不同用户的权限与空间功能需求具有明显差异,尤其是在不同云计算技术下,同一用户的权限也会发生不同变化,会存在资料泄露或地址公用,甚至信息盗用等,因此,在访问控制方面需要建立更为完善的控制机制,这样便于用户针对自身权限进行角色配置,从而消除访问监控不利造成的网络风险,实现绝对的网络安全。 4云计算技术环境中的网络安全技术实现路径策略 4.1设置智能防火墙技术 防火墙技术对大家来说都不陌生,在手机上的应用也是受到了广泛的认可,其优势是能根据用户需求对信息进行分辨和处理,保证数据的安全性,对于恶性入侵和病毒,防火墙技术能够在病毒向计算机传递不稳定信号和破坏动作时,进行智能的分辨,实现准确的判断,对于会对系统造成威胁的病毒进行拦截和及时处理,降低对系统的危害,也能实现部分的拦截,做出预判,对系统进行保护,对于恶意修改IP地址的问题可以有效地解决,对地址进行全天候保护,阻挡病毒篡改地址的行为,并且有能实现预防的作用。 4.2应用系统加密技术 计算机系统中的加密可以通过对称加密技术,又叫做共享密钥加密,指数据传输双方用相同的密钥且保证没有泄露,才能保证数据传输安全性。也可以通过公钥加密,指传输双方用不同的密钥进行加密,分成相应的部分即公有密钥和私有密钥,相对提高了数据传输的保密性和安全性。又因为计算机自身对于信息管理本质上是没有设定保密形式的,都是后期逐渐在应用中所反馈出来问题然后进行的完善,应用时间不长,所以密保措施的发展仍存在问题,给了病毒很大的可乘之机。黑客也就是在这样的环境下成长起来,针对计算机漏洞进行研究,进行破译,壮大,所以,进行计算机的数据加密也是可以在一定程度上降低木马入侵或者攻击对数据进行破坏的几率。 4.3反病毒技术 避免木马危害的最行之有效的方法就是及时升级操作系统,更新补丁,木马横行除了使用欺骗手段外,很大一部分就是因为各种系统软件漏洞的存在,像是IE浏览器这种存在的漏洞更多,只有通过平时对系统漏洞的及时检查,升级操作系统,并且注重更新补丁,才能尽量减少木马的威胁。选择安全的操作系统,因为各个邮件服务器的安全设置不同,可以过滤代码的能力也不同,很多的邮件服务器都存在漏洞,一些大的软件,运行时间较长的软件相对来说会完善一些,但是知名度较小的邮件服务器在安全方面做的不够完善,使用动态技术在其中加入反病毒程序,实现云计算技术环境下的网络安全。 4.4防护技术 在网络技术安全保障中,预防远远比修补更为重要,可以在系统和使用人两个主体上实现防护,保证云计算技术下的网络安全,在使用群体方面,要提高网络警惕性,培养其安全意识,在日常使用计算机过程中,一定会有这样的情况:当出现不确定的窗口,陌生人的邮件,或者是一些不明来历的链接时,会在好奇心的驱动下去打开或者下载,在这个过程中,木马就会下载并成功运行,不可以认为这些不是软件就随便打开,这都是木马为了麻痹人的防范心理所进行的一些手段。所以,只有保持一个很高的警惕性,培养安全意识,才能真正避免木马带来的风险。在系统中进行防护性质的软件的下载并保证其正常运行,实现网络安全的绝对化。 5总结 本文对当前云计算技术下的网络信息技术中网络安全问题进行了介绍,随着网络信息技术的发展,网络信息技术应用范围越来越广泛,逐渐渗透到各项事业当中,计算机网络技术在生活中扮演一个重要的角色,甚至是必要的角色,不可或缺,很难想象失去了计算机网络后的时代和我们会变成什么样子,对于网络系统不安全性因素,保证了人们上网的隐私性和安全性时必须要研究的问题,是促进计算机网络技术的发展完善的必要经过,减少计算机网络安全给人们带来的困扰,推动网络安全整体发展。 作者:祖晓明 单位:山西大同大学大同师范分校 网络安全技术论文:信息网络安全技术及未来发展趋势 摘要:在全球经济飞速发展,科学技术水平不断提升的今天,互联网技术也随之而快速的发展起来。如今,互联网已经成为人们日常生活的一部分,广域网络的建立,为大众提供了一个相对自由的信息交流渠道,使每一个使用者能够在上面获取有用信息,发表内心想法,但其中也逐渐暴露众多有关信息安全的问题。本文以此为背景综合分析了网络安全的现状,总结提出了网络安全的影响因素,同时针对网络安全的现状及其影响因素、对未来网络安全的发展趋势做出构想,弥补网络漏洞,加强网络安全。 关键词:互联网;网络安全技术;广域网;发展趋势;信息安全 0前言 随着互联网技术的出现和发展,计算机服务器不再单单是独立的运算处理数据的设备,它可以通过互联网构建的信息交流平台与其他已经串联在该平台的单独的计算机进行连接,实现了信息的互通互联,做到我可以访问你的,你也可以查看我的。这就导致了之前信息安全发生了本质的改变,它不再是单一的信息安全问题,而是在此基础增加系统性防护的网络安全问题。但是随着现代网络技术发展过快,网络环境鱼龙混杂,这就促使网络安全成为互联网技术继续快速发展的首要问题。因此,通过分析现阶段网络技术的发展情况,针对网络安全的影响因素,重新规划网络技术未来的发展途径将是新时展网络技术的必经之路。 1网络安全技术的现状 网络安全技术其实包含了网络设备、网络软件以及网络信息三个方面的安全技术,其主要目的就是保护网络系统中的硬件、软件以及信息的安全,使它们不因偶然因素或者恶意攻击而导致硬件损坏、软件数据被篡改、有效信息泄露等种种状况,维护计算机网络的整体安全和保证计算机网络的正常工作。当下,计算机网络通信已经被普及到人们生活的方方面面,视频通话、移动支付、线上购物等功能的开发,互联网和物联网技术的结合,使我们的生活模式向高智能化又迈出了一大步。与传统生活模式相比,高智能的生活模式更容易满足我们的需求,使我们的生活趋于简单,高效便捷。经过十几年的努力和不断探索,可以说我国在网络安全技术方面取得了极大成果。我国对计算机网络安全的分析,从早期的只有单一的防火墙,到现在拥有报警、防护、恢复、检测等多个方面的网络安全管理系统,并在此基础之上建立了PPDRR网络安全模型,可以说在技术上已经取得了巨大的进步,同时为用户提供了更加多样化的选择。但这并不意味着网络安全已经没有威胁,而是存在着更大的挑战。 2网络安全的影响因素 网络安全方面的问题并不是一个在特定环境下偶然发生的问题,它是历史性问题,是一直伴随着网络发展过程而出现的种种问题,网络安全问题是不可能全部消除的,它受到众多社会因素的影响。具体而言,大致有以下几个方面:(1)网络信息被泄露、篡改以及非法传输。当前,互联网技术被大量应用在政府以及企业的办公中,有相当部分数据是保密的。但是,由于技术不成熟以及设备的不完善,导致计算机中还是有众多漏洞可以被不法分子攻击,导致计算机中关键数据被窃取,更有甚者对这些信息进行篡改,导致工作单位无法正常工作。(2)现有开发软件的漏洞。我们都知道,只有计算机你只相当于有了一个处理器,要开展具体的工作,你就需要安装特定的开发软件辅助你完成具体工作。工作中,数据都会被所用软件读取,若安装软件本身存在漏洞,同样会导致用户信息以及关键信息被外泄。(3)黑客的恶意攻击。随着互联网技术的普及,互联网上面信息的价值逐渐提升,在利益的诱惑下,黑客们的恶意攻击行为也越来越多。同时,黑客中不缺运用互联网技术的顶尖高手,既然互联网技术是人发明的,那么就一定有人能够找出其中的漏洞,这同样给我们的网络安全带来很大的困扰。(4)网络安全策略相对匮乏。目前情况来看,一些中小型网站在开发设计中,虽然考虑到网络安全的问题,增加了防火墙。但为了满足客户人群的需要,扩大用户的访问权限,在实际中可能会忽略一些不法分子对权限的保留,使其达到不合法的目的。(5)网络接口的复杂化。随着互联网技术的不断发展,云存储等新型网络技术的实现,导致了资源访问方式的多样性和资源访问管理控制的复杂性。在这个庞大的复杂的数据处理过程中,极有可能会出现网络漏洞。(6)局域网的开放性。现在,我们说的互联网大部分是指广域网,其实,还有一种在企业中通常都会有的局域网。他主要实现在固定空间范围内的网络连接,以便于访问该区域内的各计算机数据,也可以称之为内网。正式这样,我们把其当成一种开放式的数据库,并不对其设置非常严格的端口切入点,这就导致其局域网内部存在着非常严重的安全漏洞。 3网络安全技术的发展 3.1网络安全技术模型 网络安全技术模型其实就是现在我们所构建的一种专门分析计算机网络缺陷的模型,它通过模拟网络攻击者攻击网络,来发现网络中潜在的漏洞,一次来分析网络的安全等级,提高计算机的安全级别。所以,为了计算机网络更加安全可靠,我们应该分析以上提到的种种问题,针对影响计算机网络安全的因素,来构建合理的网络安全技术模型。目前,计算机网络技术模型主要有两种:第一种是拓扑结构模型。这是一种点与线构成的模型,其中点就是计算机本身或可以传送信息的其他设备,线就是互联网。主要可以评估网络性能,进行资源配置。第二种是攻击模型。这种模型简单的说就是模拟黑客的攻击线路对系统进行攻击,同时对从访问权限到核心数据一系列防火墙进行全程监控,随时发现系统漏洞,进行补漏,有效地提高计算机网络的安全级别。 3.2网络安全技术发展 上述部分,通过建立网络安全技术模型可以准确的分析计算机网络中潜在的漏洞,网络安全技术的发展,就是要提前去弥补这些漏洞,提高计算网络的安全等级。下面给出计算机网络未来发展趋势的几点建议:(1)建立合理合法的安全制度,构建完善审计系统。根据网路安全技术的发展趋势,政府应该加强在网络安全方面的作用,建立一系列合理的网络安全制度。通过这些制度的建立,加强对互联网中技术以及相应知识产权的保护,为互联网提供更好的发展环境。(2)云计算技术中设置安全级别更高的密钥。云计算技术、云存储等技术作为近年来互联网技术中一种新型技术,给互联网技术的发展又打开了一扇新的窗户,但在其设计技术上依然存在着一些缺陷。这些技术上的缺陷主要体现云数据的保护方面,一些常规的加密技术很难实现对云数据的保护,因此,云计算技术、云存储等领域中的加密技术必须要升级换代,需要一种更难以破解的密钥,来保证云数据的安全性,使用户能放心使用这种新型的互联网技术。(3)建立完善的监控体系。在未来互联网技术的发展中,不仅要做到及时发现潜在的漏洞,弥补漏洞,还要建立一套完善的能够实时监测互联网数据访问的动态监控体系。通过对数据的动态监测,可以提前做出预警,能有效防止对数据的恶意破坏或窃取。(4)建立完整的评估体系。在一个完善的计算机网络安全管理系统中,一个完整的评估体系是非常有必要的,正如吾日三省吾身一样,计算机网络的安全管理也需要有一个评估体系,这将对弥补缺陷,提高工作效率有着重大的意义。 4结论 总而言之,随着现代网络技术的飞速发展,互联网技术的大规模普及,线上交易的方式不断增加,人们对互联网技术的安全问题也变得越来越重视。因此,根据现阶段网络技术安全问题的现状,结合其特有的影响因素,制定现代网络信息安全策略,把握网络安全的脉搏,构建安全的互联网环境是网络安全技术的发展趋势,也是构建现代化信息社会的必经之路。 网络安全技术论文:电网调度自动化网络安全技术 【摘要】 现今随着信息时代的逐步推进,我国信息网络技术也在快速发展与进步,也在被不断的优化和完善,因其各种优势而被运用到各个领域当中,尤其是在电力系统当中,也受到很大的重视,被广泛的应用起来,信息网络技术成为电力系统当中一重要的基础设施。在电网调度自动化系统运作当中,信息网络技术的应用具有非常大的作用,因此在工作当中必须要重视信息网络技术的安全性,这样才能保障电网调度自动化系统的正常运作,从而有效提升电力系统的工作效率,增强其整体水平。 【关键词】 电网调度;自动化;信息网络;安全技术 在电力系统当中,保障电网输变电网络系统安全稳定的重要部分,就是要不断增强电力调度自动化系统整体水平,这也是保障电力系统能够正常运作的关键环节,因此必须要重视电网调度自动化信息网络技术的安全性,明确当前影响电网调度自动化信息网络安全性的因素,并根据其问题制定相应的管理措施,更好的保障电网调度自动化信息网络能够在安全的状态下良好运作,从而更好的提升电力系统工作效率。 1在电网调度自动化中信息网络安全隐患问题的主要表现 对于当前的网络安全问题,多数情况下都是利用非法截获用户通讯信息的形式,有极大的可能会给自动化系统带来很大的安全隐患,甚至会给电网安全运行带来严重威胁,这些威胁和问题在电力调度自动化网络系统当中的表现有以下各个方面: 1.1网络病毒问题 由于MIS系统以及外部网络系统是相互连接的,因此MIS网络是非常容易被感染上不同类型的病毒。而在MIS网被感染上了病毒,那么这些病毒就会以最快的速度进行扩散和传播,更严重的情况下会对SCADA系统带来一定的危害,影响其正常运行,而在这样的情况下,对调度工作会带来一定的安全隐患,影响其正常运行。 1.2网络安全问题 在某种情况下WEB服务器是属于媒介的一种,通过利用WEB服务器能够有效的连接MIS系统以及SCADA系统。其作用主要就是对所有的登陆者进行权限管理和身份的确认与认证等。但是在WEB服务器在只能开展简单隔离操作状态下时,无法对网络安全带来具有稳固性的保障和保护。对于那些网络黑客而言,他们通过利用登录MIS系统,在利用一定的手段对系统管理员所提出的口令进行窃取和盗用,之后就能轻而易举地进入到SCADA系统中去;他们还能够利用SPD-NET来对SCADA系统进行控制,从而达到最终目的。 1.3网络安全管理问题 在电网调度自动化信息网络运行当中,主要是涵盖三个部分,包括调度专线数据网、电量采集及计费系统以及能量管理系统三个方面。对于这三个系统来说,其相互之间都是具有交互信息资源的作用和功能,并且也包括一定的对外开放的能力,包括telnet服务、WWW服务等开通一些没有必要的功能,这些系统明显会导致整个系统运行中的不安全性。并且由于不同的电网自动化系统使用者对安全的认知有所不同,所以所运用的安全措施也会有所不同,这也会给网络安全管理工作带来安全问题。 2实现电网调度自动化信息网络的安全技术的有效策略 2.1不断提升网络操作系统的安全性 在计算机网络运行当中,操作系统是最重要的部分。所以必须要选择恰当的操作系统,并且要有效的考虑两个方面,包括系统设计以及访问控制两个部分,在网络操作当中必须要考虑到这两个方面内容的完善与优化。如果在运用这两个内容时出现系统版本不同的情况时,应该选择用户较少的版本运用。而在有条件的情况下时,可以利用LINUX以及U-NIX操作系统。但无论运用哪一种操作系统,都应该在最早的时间内将最新补丁程序安装在相应的系统当中,从而通过运用这样的形式来保障操作系统的稳定性和安全性,保障整体系统能够正常运行。 2.2对网络病毒进行防止 无论是网络版病毒还是单机版病毒都必须要运用防病毒的手段对其进行预防与管理。可以选择在工作站上安装上单机防毒系统,从而能够有效的防止工作站受到病毒的损害。也可以在网关为主安装防病毒墙,通过对网关处的重要数据进行有效的检查,并且能够在第一时间检查出附近是否有网络病毒等问题,并有效的将相应的病毒全面铲除,降低病毒问题对网络带来的伤害,提升整体安全性。也可以在主机上安装有效的主机防护系统,通过利用LINUX、UNIX来当中主机的重要操作系统,保障主机的正常运行。还应该在群件服务器当中按照相应的群件防毒程序,也可以在网络机器上按照防毒控管中心系统,通过对整个网络的病毒情况进行监控和管理,从而保证网络系统不被病毒问题所侵害,保障整体系统的正常运作。 2.3不断提升对安全管理的重视 对于网络的安全管理来说,其内容包含很多种,并不是单一的对系统进行安全管理,也要对信息资源进行合理的管理,所以必须要根据不同的业务形式,有效的在专用的网络当中运用安全技术进行管理。如,一些访问控制技术、加密技术或是身份验证技术等不同特点的技术形式,在网络管理人员对网络与系统进行管理时,必须要验证才能进入,而对于一些外部的访问用户来说,必须要根据制系统安全性原则对外部访问用户的使用系统信息进行限制,进而保障整个系统的安全性。 2.4对设备的安全性进行管理 对于电力企业来说,必须要设立专门的网络管理部门,要全面明确其管理责任和作用,并且要有效对网络管理人员进行良好管理,防止网络管理人员能够借助电网调度自动化信息网络来查阅其他无关的信息内容,并对相应系统进行定期维护和管理,降低相应的网络问题对网络造成瘫痪或相应问题,保障整体的安全性,确保相应网络能够正常运行。 3建立完善的二次安防系统的主要策略 3.1建立完善的主站环节 应该有效对纵向互联交换机进行合理配置,其目的主要就是通过运用这样的形式能够有效的进入到安全Ⅰ区的纵向数据业务中,从而达到更好的访问与控制与之相关的接入系统部分。之后在对纵向互联交换机配置进行合理的操作,这也是为了能够与安全Ⅱ区的纵向数据进行合理的通信,从而做到对相应数据进行访问和控制。还要进行纵向加密认证工作的设置,有效的开展本端和远端安全Ⅰ区模块和业务间数据通信进行身份的认证和明确,并对其进行有效的控制,保障系统的安全性。并且对于这一工作内容,还有另一个重要作用就是能够对传授的数据进行解密或是加密。还要进行互联防火墙的配置,有效的对本端与远端间安全Ⅱ区中所涉及到的数据通信进行有效访问和控制。最终就是要配置两台横向互联硬件防火墙,将其放置在两个安全区网络的边界处,从而更好的达到安全性,让两个区域间更好的开展相应工作,也能够更好的保障两个区域的相关业务系统能够有效的相同的时间内进行实时和非实时的信息传输工作,进而对信息进行安全保障。 3.2对整体的业务接入情况进行合理的管理 在电网调度自动化系统中倡导提前介入以及规范化实施的业务接入形式,在建立变电站时,应该在投产前要与工程建设单位进行有效的沟通,不行要保障站端严格预先制定好的实施方案开展工作,并及时对相关工作进行审核和管理,从而保证各个环节能够按照相应的标准进行运作,保障业务接入工作能够合理开展,这样才偶能保障数据网络调动工作的安全性,进而保障电网调度自动化系统的安全和稳定,为后续工作奠定坚实有利的基础,为电力企业的发展提供有利条件。 4结束语 要想保障电网调度自动化信息网络安全性,就应该要明确影响其安全性的因素,找到阻碍其良好运作的原因,在根据相应的问题制定相应的安全措施,从而更好的保障网络的安全性,保障电网调度自动化信息网络的完全运作。 作者:高夏生 单位:安徽电力调度控制中心
1研究背景 在2020年中国城市轨道交通协会发布《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》(以下简称:纲要)后,全国各地城市纷纷启动城轨智能化和智慧化探索,尤其是城轨车辆智能运维方面取得了较多成果和进展,但在数量庞大而价格低廉的车站机电设备方面,试点验证以单设备增加视频或传感元件并搭载特征算法方案居多,投资经济性不高无法规模化推广。本文通过对机电设备智能运维需求和现有综合监控系统数据现状进行分析,按照“全息感知、数据共享”的理念,提出基于综合监控系统数据的机电设备智能运维技术解决方案,以期为城轨行业推行车站机电设备智能运维提供参考和借鉴。 2研究必要性 当前城轨行业车站机电设备无论是自主维修还是委外维修,其运维方式本质上还是故障维修和计划性预防维修相结合的方式,导致设备欠修、过修、错修和慢修等问题长期存在,浪费维修资源,有必要借助智能运维技术寻求一种精准维修方案。近年来,产业界试点的单设备增加视频或传感元件并搭载特征算法的方案,能解决部分运维痛点问题,但对数量庞大而专业众多且价值低廉的车站机电设备来说,新增成本投入太高,无法规模化推广,而且无法整体改变运维模式,因此,有必要寻求一种低成本的机电智能运维方案。综合监控系统以工业互联网技术架构为基础,实现机电设备的状态实时监视和远程控制,对实施智能运维所需的全息感知具备天然的接入和传输条件。综合监控系统已经采集有机电设备的开关状态、故障状态、传感器数据,以及系统设备联动关系和操作日志数据,可直接利用此类数据或经过数据挖掘间接利用进行智能运维应用开发,可节约投资成本和后期运维成本。 3地铁机电设备运维现状 3.1 机电设备运维现状 车站机电设备主要包括环控通风和制冷设备、低压配电和照明设备、给排水系统设备,以及站台门和电扶梯设备,维修模式为故障维修与计划维修相结合,其中计划性预防维修耗费大量人工和物料成本。计划性预防维修规程的制定目前主要根据设备出厂技术资料、设备故障规律和工程师经验判断,而实际上每台设备工作时间、工况和工作环境都不同,同类设备制定统一计划检修周期缺乏科学依据和数据支撑,其维修周期精准性不足,导致过度维修和欠维修形成的成本过高。故障维修是一种事后维修,其发生机理和时间规律应与计划性预防维修时空数据息息相关,但目前缺乏状态检测和数据分析手段,仅靠人工分析难度较大且效率低,导致维修项目对设备故障和状态变化针对性不强,以至于长期投入无效维修活动。机电设备的操作已经实现完全远程自动化,常见的操控功能也基本实现模式群组控制和时间表控制,但设备管理却仍然采用传统的人工台账记录模式,无法有效利用维修数据资源,无法快速响应设备新变化,无法进行设备生命周期高效管理。 3.2 技术难点 需要机电设备数据的全息集成采集,形成基于时空、状态和检修活动的机电设备大数据,而传统综合监控系统虽然具备大多数数据采集条件,但原设计是基于工业控制设计,仅保存报警数据、操作日志数据和部分传感器数据,对设备状态数据和衍生数据用于显示和运算逻辑控制后并没有保存,因此,需明确基于综合监控系统实时数据库的数据转发存储范围和格式。综合监控系统是轨道交通车站重要设备实时操作系统,与服务环境品质、灾害模式和设备安全性密切相关,有严格的接口协议控制和网域隔离。而机电设备智能运维系统是辅助管理系统,服务于维修技术人员和企业管理人员,需要与工单和资产管理系统接口,以及员工移动端应用交互,往往设置在管理网。因此,如何将不同网域之间数据单向安全转发是必须解决的另一技术难题。数据的应用协同和综合利用是最为关键的问题,如何利用基于综合监控系统数据辅助决策维修保养周期的制定,如何利用故障数据分析指导保养项目的动态优化,如何利用典型状态参数变化评估检修作业质量,是决定技术方案成败的关键,也是价值所在。 4深圳地铁基于综合监控系统数据的智能运维实践 4.1 综合监控系统数据上云和数据共享服务方案 4.1.1 综合监控系统数据上云技术方案 本文以深圳地铁11号线机场站智慧车站功能升级科研项目为例,通过在NOCC中央级综合监控系统新增M3数据接口服务器,将各车站实时I/O数据服务器产生的数据进行集中清洗处理,并转发至测试中心过渡云平台智慧车站数据共享服务器,不同网域之间采用防火墙实现共享服务器和数据接口服务器之间点对点路由控制和隔离,另外,云平台侧采用业务定向发布机制,生产侧采用软件接口控制,拓扑如图1所示。 4.1.2 数据共享服务技术方案 通过在测试中心过渡云平台安装虚拟数据共享服务器,搭建数据共享服务软件平台,提供综合监控系统数据接口服务器和智慧车站各第三方运维子系统的数据接入,数据存储和服务治理,并提供统一的通用数据接口服务。实现统一的用户管理、应用管理、数据管理、服务管理,其中,应用管理指对所有接入平台的第三方系统库表及访问地址等进行集中信息管理,服务管理包括平台服务、外部服务、路由管理、服务授权,数据管理包括数据库和数据表的统一管理。本课题已向机场站区协同管理系统、给排水系统健康管理系统、智慧车站系统和智绘深铁App(客一通)提供数据服务,功能架构如图2所示。 4.2 基于综合监控系统数据的智能运维实践案例 基于综合监控系统的数据主要包括报警数据、操作日志、状态数据和衍生数据4类,本文利用时空大数据和场景大数据的理念,共推导验证出18种智能运维数据应用场景,如图3所示。本文以区间排水泵故障智能诊断及健康管理应用为例,利用水泵启停状态、运行时间、水位变化、流量值、电流等动态参数,以及集水坑长宽高和水泵额定值等静态参数,对给排水系统进行多维数据融合分析,加载特征算法,计算输出平均入水流量、单泵平均排水流量、单泵平均排水时间、单泵平均运行电流、启泵间隔等特征参数,实现水泵故障诊断、水泵健康度诊断、传感器异常自诊断及维检修异常数据排查以及综合诊断功能。在算法流程设计及部署过程中,对实时性要求不高的故障判断部署于车站服务器,对实时性要求较高的故障判断部署在边缘智能控制器,诊断完成后结果直接上传至服务器。其中9类故障智能诊断如下:泵轮换机制故障;浮球卡阻;电气故障;水泵堵塞/止逆阀堵塞;水泵电机易损件磨损;消防水管破裂/防洪预警;止逆阀破损;水泵运行实时电流异常报警;水泵控制系统异常报警。水泵健康度算法采用“启泵水位,停泵水位,累积运行时间,平均运行功率,平均抽水流量,启泵间隔”作为数据输入,水泵健康度诊断采用参数加权重的方法,将权重分为静态权重和动态权重2种类型。其中,静态权重说明了各个参数对健康度的固定贡献,一般根据经验值或者某种机制来决定,比如该参数的变化程度(方差)、某个时间内该参数超界发生故障的次数等。针对水泵的运行健康度,静态权重一开始由专家打分确定,然后在运行过程中,自动不断修正,以反映水泵运行的实际情况。不同参数在取值不同时对设备健康程度影响有很大差别。当参数值在健康区域周围时,参数静态权重起主要作用。但是当采样参数值偏离正常区域越大,越接近报警区间,其对设备健康状态的影响也越大,呈指数关系。区间排水泵属轨道交通正线区间重要设备设施,尤其在南方防汛防洪形势较为严峻的城市,与列车运行安全息息相关,而且区间设备维护维修不便,因此,通过技术手段使健康管理和智能运维更加具有现实意义。 4.3 基于综合监控系统数据的机电智能运维价值及趋势展望 (1)基于综合监控系统数据的机电设备智能运维技术方案无需增加太多的传感设备,无须重新增加传输设备,子系统数据采集较为全面,只需在中央级增加存储和计算设备,逐步开展业务建模和应用开发,整体投入成本较低,后期维护成本也不高,易于推广落地。 (2)该方案是对现有综合监控系统数据的有效利用,避免数据资源浪费,而且可对跨系统、跨网域智能业务获取综合监控系统数据提供通用统一数据和接口服务,减少接口开发费用,实现数据驱动业务的增值价值。 (3)该方案将加速机电智能运维技术的推广落地,将对下一代综合监控系统功能升级和技术架构产生深远影响,一方面在边缘接入层将逐步形成兼顾传统监控和智能运维的统一数据需求及接入标准,另一方面技术架构将向“云边协同的运控运维一体化系统”迭代演进,以及数据的开放性、友好性会大幅提升。 (4)随着综合监控系统数据共享服务技术的成熟推广,传统封闭的综合监控系统与设备检修管理系统的业务闭环将成为可能,将大大提升管理效率和质量。 5结语 当前针对单专业设备和单业务场景的城市轨道交通车站机电设备智能运维技术方案较多,前期投入和后期维护成本过高无法规模化推广。本文提出基于综合监控系统数据的机电设备智能运维方案,以综合监控系统数据上云及共享服务方案为基础,利用时空大数据和场景大数据的核心理念,创新性地提出机电设备智能运维18种数据应用场景和4项价值及趋势展望,可为城市轨道交通业主单位和业界承包商提供参考。作者简介:罗昌权(1978-),男,四川仁寿人,深圳市地铁集团有限公司工程师,研究方向:轨道交通控制技术和企业数字化转型技术应用及趋势研究。 参考文献 [1]中国城市轨道交通协会.中城轨[2020]10号中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要[Z],2020. [2]徐忠.地铁综合监控系统中的数据交互共享方案研究[J].信息安全与技术,2012(3):79-81. [3]娄亭.轨道交通车站机电设备智能运维系统研究与实践[J].交通世界,2022(18):57-60. [4]周志林.城市轨道交通机电设备运维智能管控系统研究[J].中国设备工程,2022(12):67-69. [5]李中浩.建设标准化的城市轨道交通云和大数据平台[J].城市轨道交通研究,2021(6):227-228. [6]赵凯.城市轨道交通智慧化运营转型工作研究[J].中国信息化,2022(4):63-65. 作者:罗昌权 单位:深圳市地铁集团有限公司
计算机设计毕业论文:大数据应用背景下的超级计算机设计 摘 要 在大数据应用时代背景当中,超级计算机迎来了前所未有的挑战,这些挑战主要体现在数据的计算、存储、通信以及编程方面,因此基于大数据的实际特征以及需求来设计一个超级计算机系统是十分有必要的。本文围绕如何基于大数据特征以及需求进行超级计算机设计、大数据时代应用背景下编程模型的设计两个方面展开讨论,对大数据应用背景下的超级计算机设计进行了分析,并提出了一些笔者自己的见解,希望能够对大数据应用背景下的数据处理问题提供一些对策建议。 关键词 大数据应用背景 超级计算机 数据处理 在电子信息技术的推动下,大数据已成为了当代潮流前线的主流技术,所谓大数据,从狭义上理解主要是指各种大规模的数据,具体来说是指难以在既定的时间范围内使用常规软件以及技术进行收集、统计、储存以及管理的数据集合,必须通过新型处理模式才可将其决策力、洞察力、发现力以及流程化进行充分发挥、具有规模大、复杂程度高、实时性强、高增长率以及多元化等特征的信息资产。由此可见,大数据是一种不同于传统数据的信息化数据资产,仅仅应用传统的软件或工具进行统计或管理是难以显效的,我们必须针对大数据的特征以及需求设计一款超级计算机,用于满足大数据的计算需求。 通过超级计算机来构建大数据处理中心,是现阶段最为主流的应用趋势。相比于传统计算机来说,超级计算机在性能方面具有显著优势,可以为大数据提供高效的计算以及处理服务。超级计算机早在二十世纪七十年代初就已被很多国家作为了一种战略性资源而进行使用,在国家经济建设、国防安全、社会发展、科学研究等方面得到了广泛的应用,并作出了极大的贡献,因此现阶段,超级计算机技术基本已经成为了衡量国家科技水平以及国防力量的重要指标之一。天河二号超级计算机是由我国国防科学技术大学研制而成的,它实现了每秒钟三点山九亿亿次的浮点运算速度,并以此成绩蝉联五次夺得全球运行速度最快超级计算机奖项。但是,超级计算机虽然具有如此高效的运行速率,它仍然只能在自己所擅长的以科学与工程运算为主的领域中发挥作用,例如一些计算密集型的任务中。此外,超级计算机具有计算模式单一的特点,它的处理过程通常由批量处理计算、流式运算、迭代运算、图运算等数据密集型运算方式组成,因此传统上的超级计算机很难直接被应用在大数据的计摘 要 在大数据应用时代背景当中,超级计算机迎来了前所未有的挑战,这些挑战主要体现在数据的计算、存储、通信以及编程方面,因此基于大数据的实际特征以及需求来设计一个超级计算机系统是十分有必要的。本文围绕如何基于大数据特征以及需求进行超级计算机设计、大数据时代应用背景下编程模型的设计两个方面展开讨论,对大数据应用背景下的超级计算机设计进行了分析,并提出了一些笔者自己的见解,希望能够对大数据应用背景下的数据处理问题提供一些对策建议。 关键词 大数据应用背景 超级计算机 数据处理算以及处理中。 1如何基于大数据特征以及需求进行超级计算机设计 显而易见,大数据的出现给人类技术带来了极大的挑战,而超级计算机具有十分强大的计算能力以及极其高效的数据处理能力,它将海量的信息高度集中在自己的系统当中,并通过工具媒介、数据存储等多元化角度对这些庞大的数据进行处理、分析以及应用,由此可见,不同的超级计算机在对信息处理以及计算时所呈现出的性能水平也是有所差异的。我们之所以要通过超级计算机来实现高性能数据计算,主要目的就在于提升数据计算效率,并通过对大数据的应用来增强通信效率。在本文中,笔者将围绕硬件和软件两个层面来设计大数据应用背景下的超级计算机。 1.1硬件体系结构 信息量大以及操作简单是大数据应用的显著特征,大数据应用能够确保计算指令维持在一个相对来说较低的状态,实际上间接增加了数据访问所需的成本,由此可见,在使用超级计算机管理大数据的过程中主要存在的问题在于数据吞吐率与数据计算效率之间的失衡性。针对这一问题,我们可以重点以两个切入点进行解决,一是针对片上缓存实施彻底优化处理。大数据应用指令等级相对较低,跳转频率较高,且不具备充分的局部性,再加上大数据通常只能使用一次,我们可以基于上述特点来降低指令缓存,并构建一个连接处理器与二级缓存的通道,以确保数据吞吐率与计算效率之间的失衡状态得到相对改善;二是提高大数据计算能力。在大数据的影响下,信息逐渐呈现出高密集化状态,这使得传统的处理器已无法满足信息处理需求。因此必须通过超级计算机来部署一个具备良好实时性的处理器,其中异构并行处理器是一项很好的选择,具体来说,也就是把R档募铀倨鞯既胫镣ㄓ么理器核心当中,在加速器的推动作用下,使数据处理过程中能够实现数据并行的效果。大数据应用过程中,对于数据的处理频率相对较高,因此必须想方设法改善节点计算效率并强化通信效率。顾名思义,大数据就是代表庞大的数据信息量,因此相应的储存模式也较为复杂,种类繁多,其中最为常见的数据储存模式为集中式存储模式以及分布共享式存储模式。为了较好地应对大数据通信频率较高这一问题,必须通过合理的手段来提高节点与节点或与设备之间的连接效率以及。对上文内容进行总结后得知,要想有效解决大数据应用中存在的问题,其中最关键的环节在于加大互联通信技术层面的研究开发力度,提高在节点连接效率优化方面的研究力度,一般可以通过两种方式来实现,一种为研发一款软硬件结合的多借口网络芯片,另一种为通过光互连技术来改善数据传送过程中的问题。 1.2硬件体系架构 在大数据中包含着海量的结构化数据、非结构化数据以及半结构化数据。这三种数据类型对应的存储方式也各不相同,结构化数据通常使用数据库结构实现存储,而非结构化以及半结构化数据的存储则更多地以依靠于不同文件与系统之间的协调与配合来实现。数据处理与数据计算是两个完全不同的过程,在数据计算的过程中,当数据加载已经结束时,则需要对各系统之间的交互频率进行合理地调整和控制,所以说应该选择单一的分布式文件系统来实现。而针对大数据的处理方式则相对来说更为丰富,同时也更加复杂,其中使用频率最高的数据处理方式有图处理以及批处理两种,这样据必须得到不同文件与系统之间的良好配合已结支持。由此可见,在设计超级计算机时,单一的文化系统完全不能满足计算机运行需求,应将多种文件组合在一起进行超级计算机系统的设计。 通过对非结构化数据的存储模式进行深入研究后可以发现,它所使用的存储结构通常为分布式文件系统。为了能够进一步提升大数据的处理效率,Google对大数据储存的文件系统进行了一定的创新,在原有基础上设计了一款具有扩展功能的GFS文件系统,创新后的文件系统在对应用层的运用下实现了对控制流以及数据量进行分离的目的,可以说是一个真正意义上的分布式文件系统,即使面对规模庞大的数据信息,该文件系统也能够实现高校的储存以及处理。GFS文件系统由以下三个基本部分构成,分别为若干块服务器、单一的主控服务器以及客户端。本论文以GFS文件系统为出发点,对目前已研发上市且具有代表意义的阿里巴巴分支ADFS系统进行了分析。在阿里巴巴的ADFS系统中,主要针对HDFSNameNode在使用过程中暴露出来的单点故障以及内存不足等一系列问题实施优化,工作原理主要为将内存中不属于热点范围内的数据转移至外部数据库当中,通过这种方式来缓解NalneNode所承受的内存压力,从而提升数据的处理质量以及效率。而在对半结构化数据以及结构化数据进行研究后发现,半结构化数据以及结构化数据在存储方式上有着十分显著的共性特征,他们通常都优先选择数据库以及分布式表结构作为存储方式,只有一些结构相对较为简单的半结构化数据更倾向于选择Key/Value分布式系统,其中较为典型的为亚马逊公司的Dynamo系统以及Facebook的Cassandra系统,亚马逊的Dynamo主要是运用Key/Value作为数据存储模式,这一存储模式相比于其它模式的优点在于具有强大的可扩展性以及可用性。Facebook的Cassandra系统同样也是采用Key/Value作为数据存储模式,通过对这一存储模式的运用进一步实现了数据存储可扩展性以及一致性的增强。 2大数据时代应用背景下编程模型的设计 在大数据时代@一背景下,编程模型所面临的挑战也是日益凸显出来,传统的编程模型也开始表现出一定的动力不足趋势,并无法满足大数据的编程要求,为了有效解决这一矛盾,必须基于大数据的特征以及需求来设计一种有别于传统编程模型的全新的编程模型。大数据时代下的编程模型必须满足简单易操作的基本原则,并在此基础上尽可能提高性能水平,构建一个清晰明确的编程抽象,确保程序员的编程工作能够更加顺畅,在这一过程中,程序员并不需要关注程序在集群中运行的具体状态以及情况,只需要针对每一项问题进行一一解决即可。在新的编程模型中,程序员的主要工作与任务在于关注一切有待解决的问题,以此来确保编程过程中各项任务的清晰化、明了化,同时还可以使代码后期的维护管理工作得到极大程度的简化,使程序员的工作更加方便、简洁、高效。此外,在构建编程模型时还应考虑到系统数据计算能力以及处理能力提升的目的,我们不仅要确保程序能够在集群上实现高效稳定的运行,同时也要保证不同类型的作业与任务能够在集群上并发运行,这样可以大大提高集群内部资源的共享有效率。但是在这一模型下,我们也会面临许多新的问题,需要后期通过探索与研究进行慢慢攻破,例如如何有效处理异构性问题、如何提升本地数据的有效利用率等。因此在基于大数据应用背景下进行新编程模型构建的同时,我们的考虑内容不能过于单一,必须综合衡量各方面的影响与利弊,在此基础上作出适当的取舍以及判断,从而构建一个简单、便捷、可靠、高效的大数据编程模型。 为了使效率得到进一步提升,超级计算机一般来说都会选择应用并行编程模型,例如Open MP以及MPI,其中,Open MP通常会与共享存储模式的融合而被广泛地应用在对称多处理器等架构的相关设备当中,而MPI所涉及的编程模型则相对来说更为复杂,一般来说需要在切换至信息通信计算模型下,要求编程工程人员针对所有的程序问题根据一定的规则进行一一分类,随后再将这些分类号的问题映射至分布式进程集合当中。Open MP以及MPI等并行编程模型并不适用于大数据的计算以及处理过程中,因此一些规模较大的互联网企业会根据自身公司的实际情况以及需求来研制具有针对性的大数据处理模型,这样一来不仅可以使工作人员的工作效率得到提升,同时也在很大程度上促进了大数据应用的有效实现。 3结语 综上所述,在大数据应用背景之下,对于超级计算机的设计可以适当导入一些高效模块结构,例如多核结构以及众核结构等。此外,宽带网络速度的提升也有利于超级计算机运行速度的改善,为其提供基本的保障条件。总而言之,在大数据时代背景之下,要想使数据处理以及计算速率得到有效提升,超级计算机的应用是必然的趋势所在,并取消以往计算机系统中的计算密集模式,取而代之的是数据密集模式。笔者相信在大家的共同努力之下,大数据应用背景下的数据处理以及计算问题自会得以有效解决。 计算机设计毕业论文:以计算机设计技术为“基因”的微课设计 摘 要:中国大学生计算机设计大赛是国内非计算机专业设计领域的最高水平赛事,分设软件应用与开发类,微课类等十大类。本文以2016年微课类的获奖作品《基于微分方程的犯罪动机分析》为例,详细阐述以计算机设计技术为“基因”的微课设计思路及制作方法,微课中微视频制作需注意的问题。 关键词:计算机设计技术;微课设计;微视频;基因 一、引言 微课是指按照新课程标准及教学实践要求,以视频为主要载体,记录教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点或教学环节而开展的精彩教学活动全过程[1]。微课作为基于网络的全新快餐教学模式得到广泛的认可和推广,微课的理论、设计、开发与实践应用研究成为众多教育工作者研究的热点。 近年来,广大中小学教师及高校教师在微课的探究实践上开展了大量的研究工作,并取得了一定的教学成果。范建丽[2]等深入分析“互联网+”时代高校微课发展的对策及应用;余胜泉[3]等基于微课设计、教学信息描述、微课聚合和开发模式,提出了基于学习元的微课设计思路;祁博[4]从微课的优势及计算机基础教学的特点出发,详细分析微课在计算机基础教学中的应用。这些微课研究主要是在“纯粹”性的微课设计基础上,以传统教学加之DV录像,旨在讲述知识,但微课设计方法不够新颖,无法充分调动学生的积极性。目前未有关于中国大学生计算机设计大赛微课类作品设计指导报道。 本文以2016年中国大学生计算机设计大赛微课类获奖作品《基于微分方程的犯罪动机分析》为例,全面介绍以计算机设计技术为“基因”的微课设计方法和流程,详细阐述设计方法的创新点,为高校学生参与中国大学生计算机设计大赛微课类比赛提供指导。 二、计算机技术 1.Microsoft Office PowerPoint2010 (1)软件介绍 PowerPoint2010 是Office办公软件中的演示文稿软件,用于制作演示文稿和放映幻灯片,能够有效清晰地展示信息[5]。 (2)在微课制作过程中作用 在微课件的制作过程中,首先利用PowerPoint2010制作简单演示文稿,再次利用工具栏中的字体功能,smartart功能,动画功能等将演示文稿的字体大小,图表布局及播放效果设计成自己所需的样式,美化演示文稿。 (3)软件操作 微课件完善大致经历五步:字体修改,段落修改,文本框格式设置,背景设置,动画设置。以《基于微分方程的犯罪动机》为例将较难掌握的段落修改,文本框格式设置,动画设置具体操作过程作以阐述。 ① 段落修改包括对行距及首行格式的修改,首先在开始工具栏中选择段落组栏,然后点击段落组栏右下角的箭头,最后根据界面提示依次选择所需的行距及首行格式,段落修改界面如图1所示。 ② 文本框格式设置是对微课件中的案例进行逻辑分块,使问题更加清晰,演示文稿界面更加美观。图2为《基于微分方程的犯罪动机分析》中使用文本框格式设置的界面效果。其具体操作步骤:首先在插入工具栏中选择文本栏,在文本栏中选择文本框输入所需文字,再选择格式工具栏,对文本框进行修改。 ③ 动画设置是对演示文稿中的文字图片等播放效果及顺序进行处理,使幻灯片按照期望播放。其具体操作步骤:首先选择动画工作栏,然后打开动画窗格,根据提示选择符合要求的动画效果。 2.视睿录屏剪辑软件 (1)软件介绍 视睿录屏剪辑软件是基于触摸屏操作的微课软件,适用于课堂教学素材录制,能够完成录屏、编辑、一键导出保存等强大的互动教学视频制作与编辑演示。 (2)在微课制作过程中作用 在微课制作过程中,该软件以麦克风为辅助,将已经做好的微课件在电脑上进行视频录制及配音。 (3)软件操作 首先将要进行录制视频的微课件打开调整为播放模式,然后将睿录屏剪辑软件打开,选择屏幕录制功能,接下来根据界面提示完成视频录制工作。 3.Aegisub字幕制作 (1)软件介绍 Aegisub是一款高级字幕制作编辑工具,完整支持Unicode,也支持超过30个地区的语言编码(ex: Big-5、 GB2312、Shift-Jis)。 (2)在微课制作过程中作用 微课制作过程中,利用该软件制作剪辑视睿录屏剪辑软件所录制的视频中的配音字幕。 (3)软件操作 首先确定微视频中每一段配音的时间间隔及画面,然后在Aegisub字幕制作软件中的设置字幕输出格式,然后设置时间点及字幕。比如将“各位同学们,大家好”这句话设置在00:01:56.29至00:02:00.00时间段,首先,在文本输入栏输入“各位同学们,大家好”,然后在时间栏的开始位置设置00:01:56.29,结尾位置设置00:02:00.00,如果需要对字体进行修改,可在字体栏根据需要进行修改,最后将最终字幕以*ass格式保存,字幕处理界面如图3所示,在整个微视频中的字幕设置方法同上所述。 4.魔影工S (1)软件介绍 魔影工厂是一款使用简单的全能格式转换工具,它是海外流行的视频格式转换软件WinAVI面向中国用户推出的官方中文版 。具有广泛的格式与移动设备支持、最完善的视频格式支持、真正高速的转换过程。 (2)在微课制作过程中作用 将配音字幕利用该软件导入视频中,利用该软件将视频进行剪辑及合辑。 (3)软件操作 首先选择魔影工厂的字幕功能,再将Aegisub字幕制作软件所完成的字幕导入,这就完成了给微视频匹配字幕的所有任务。接下来根据微课所需,利用魔影工厂的视频剪辑功能对微视频做最后的修剪(比如微视频时长,格式等),以达到赛事要求。 三、设计流程 好的微课,都要经过确定课题,制作教学设计,制作微课件,制作微视频,布置微习题五个步骤。其中,确定课题与制作教学设计是前提和基础,制作微课件是关键,制作微视频是核心,布置微习题是保障。现以计算机技术“基因”为基础,以《基于微分方程的犯罪动机分析》为例详细阐述其制作过程。 1.教学设计的制作 (1)设计动机 根据中国大学生计算机设计大赛微课类比赛相关要求及微课内容特点,教学设计将教学诸要素有序安排,确定合适的教学方案设想和计划。教学设计是微课《基于微分方程的犯罪动机分析》的基础,是后续工作的前提。因此,做好教学设计将对微课的走向作以简单的规划,从而达到掌控全局的作用。 (2)成果展示 以计算机设计技术为“基因”的微课教学设计既要体现出微课的特点,又要体现创新性。下面是该类型微课教学设计的基本流程。 ① 选题 微课的教学内容以 “精短”为特色,因此选择微课内容一定要以基础性,典型性,可推广性为基准,突出特色,形成一条线式的教学思路,使得微课这种快餐式教学模式能够达到预期目标。 ② 教学对象分析 微课最终要为广大学习者服务,它能够借助于PC手段得以广泛的传播,因此在制作微课时,要充分考虑学习者的心理认知,知识储备等实际情况,从而确定合适的教学对象。利用计算机技术,我们可以尽可能的设计出各类学习者所需要的知识传输模式,从而更符合各类学习者学习需求。 ③ 教学内容分析 由于微课所具有的“快餐”式教学特征,知识点针对性强,因此设计者应当在对教学对象进行充分分析后,合理安排重难点,将微课所涉及的知识点进行罗列,由简单到复杂,由具体到一般,循序渐进,达到“快餐”抵饱效果。以计算机设计技术为“基因”的微课能够利用技术手段将微课内容设计的更加形象化,对教学内容的有效传播起到事半功倍效果。 ④ 教学目标分析 教学内容分析中指出,微课知识点针对性比较强,因此教学目标的设置应当在三维目标的指引下,更加具体细化,这样才能体现出微课的教学特色,从而达到微课所具有的即学即懂教学目标。 ⑤ 教学策略设计 以计算机设计技术为“基因”的微课设计,因其微视频界面美观,在知识点处理上可以利用计算机技术进行美化等因素,因此可以利用这些积极因素来吸引学习者,激发学习者的学习积极性。 ⑥ 教学设计实践 在以上5点具体分析的指导下,以《基于微分方程的犯罪动机分析》为例制作教学设计,现把该教学设计传入百度云盘。 ⑦ 教学反馈分析 实践是检验真理的唯一标准,作为微课也不例外,由于微课广泛传播性,我们应建立线上线下回馈机制,积极收集学习者的学习反馈建议,进行充分分析并加以改进,才能够使得微课具有鲜活强大的生命力。通过信息反馈,我们可以对基于计算机设计技术基因的微课与一般微课作以比较如表1。 2.微课件的制作 (1)制作动机 微课件就自身作用来说,可以帮助学生更好的融入教学环节,激发学生学习积极性,从而更好的实现学习目的。微课件在本文的《基于微分方程的犯罪动机分析》中处于关键环节,具有承前启后的作用,它是将教学设计的内容再一次的精化,从而有利于后期的视频录制。 (2)成果展示 在教学设计的基础上,利用Microsoft Office PowerPoint2010制作微课件,微课件界面如图4所示。 3.微视频的录制及后期处理 (1)制作动机 微视频是微课最终的产物,微视频决定着微课整体内容的质量。微视频在本文的《基于微分方程的犯罪动机分析》中居于核心地位,具有牵一发而动全身的作用。首先利用视睿录屏剪辑软件和麦克风将微课件录制为有声视频,接着利用Aegisub字幕制作软件将录制的视频中的配音加入字幕,最后利用魔影工厂软件将字幕导入,进行视频合辑。具体操作方法在上述计算机技术中已作介绍。 (2)成果展示 由于微视频不能在文章中展示,现把视频传入百度云盘。 4.微习题的布置 (1)制作动机 微习题继教学设计,微课件,微视频之后,在本文的《基于微分方程的犯罪动机分析》中处于保障作用,保障教学环节的完整性,保障学习者的学习效果。 (2)成果展示 四、微课未来的发展方向分析 微课从初始的定义 “针对某教学环节和知识点的新型教学资源”到“以视频为主要载体记录教师围绕某个教学环节或知识点开展的简短、完整的教学活动”再到目前兴起的 “一种针对某个教学环节或知识点的情景化、支持多种学习方式的新型在线网络视频课程”,微课大体沿着“微课构成要素―微课实施过程―新型PC微课”轨迹发展,不难看出,由于计算机设计大赛的不断推广,一种新型的以计算机设计技术为基因的微课即将发展起来[6]。但是目前我国高校教师及中小学教师在微课研究方面多以传统制作方式为主,以计算机为基因的微课设计方法还未成为主流,这就使得在微课这种“快餐式”教学活动不能完全发挥作用。因此,作为微课设计者,根据本人心得体会,有两点建议:① 建立健全微课反馈机制:在核心内容“微视频”及其他辅助性材料齐全的情况下,要提高创新意识,正确处理好微课建设实施及效果反馈之间的关系,即利用计算机设计技术正确处理好微课中的授与受之间的关系。② 突出计算机使用能力,提高创新分:从参与以计算机设计为基因的微课类比赛来讲,顾名思义,凸显出作品所体现出来的计算机技术含量尤为重要,这就需要在作品的制作过程中尽可能多的运用计算机完成,且要在技术上进行创新,慎用传统手段。 五、结语 以计算机设计技术为基因的微课设计将会成为主流,它符合当下以改革创新为核心的时代精神要求,在计算机设计大赛微课类赛事的推动下,高校教师及学生特别是师范类的教师学生将以此为契机,为我国的微课教育事业奉献出不可磨灭的力量。 计算机设计毕业论文:以实训为核心的计算机设计软件课程教学革新 摘 要:随着我国对文化创意类和设计艺术类专业发展的高度重视,计算机设计软件成为了实现技术与艺术平衡的关键。应用技术型高校计算机设计软件课程应以现代设计市场需求为导向进行教学。本文结合作者多年教学实践经验,主要从教学思维转换、课程内容更新及教学模式与方法改革三个层面来对设计艺术类专业计算机课程的教学改革与创新进行研讨,希望能做好应用技术型设计人才储备。 关键词:应用技术型;设计艺术类;实训教学;设计软件;实战案例分析法 1 应用技术型高校设计艺术类专业计算机设计软件课程教学模式 《计算机设计软件》在应用技术型高校艺术设计专业课程设置中属于专业课。应用技术型高校应以就业为导向,培养创新机制,拔尖创新人才,突出课程的职业定向性。重技术、轻实训,重视“基本功”而忽视认知过程和实训过程的设计教育模式存在于多数院校。 普通院校设计艺术类专业的课堂教学模式和教学方法已不能完全满足应用技术型高校设计类专业人才能力培养的需求,应以“理论教学直观,实践教学模拟”的教学模式来为设计艺术类专业培养设计与技术并存的复合型人才。即坚持做好理论教学的同时,要重点进行实践教学的模拟性,最大化缩短普通院校与民办高校教育存在的距离。 2 应用技术型高校设计艺术类专业计算机设计软件课程教学革新 教学改革是一项带有方向性、全局性及开创性的工作。应用技术型高校设计艺术类专业计算机课程教学改革正以社会需求为目的,从设计实践出发进行人才培养。社会转型背景下应用技术型人才占主导地位,这正为高校设计软件课程教育教学研究指明了方向。 2.1 计算机设计软件课程教学思想的改革 存在于许多院校随着现代社会科学技术发展迅速,知识经济迅速崛起,应用技术型高校对于设计软件课程的教学尤为重视。计算机设计软件课程教学首先应不断进行教学思想转变及教学思维的转换,其次应调整设计艺术类专业人才培养方案中对于设计软件课程设置,如增加《设计软件课程设计》或《设计软件测试周》等课程。最后实现由“传授知识”为主转变为“传授知识和培养能力的有机结合”,以适应社会转型背景下设计人才的培养。 根据以上分析,作者对教学思想的改革途径有两点建议:首先,要求学生做到自由操纵电脑,不断研究电脑和软件的新功能及其应用扩展,以适应不断探索创新的设计要求。其次,明确电脑设计作品,不能参考、借鉴和模仿,要突出设计创意。这就要培养学生直觉、发散和聚合等艺术设计思维,才能在构思和设计表现上突出个性。 2.2 计算机设计软件课程教学内容革新 自2014年2月国务院出台《关于推进文化创意和设计服务与相关产业融合发展的若干意见》以来,即为中国设计教育未来发展指明方向。 第一,课程内容应增加计算机图形学和软件工具的内在逻辑性结构。如在《Photoshop》的教学中向学生讲解计算机位图和矢量图的定义方法、RGB、CMYK色彩模式、通道和路径的概念;在《AutoCAD》教学中阐释人机交互技术和数据库系统及管理方法;在《3DMAX》教学中对三维空间建模等基础进行重点教学。 第二,内容上由简到繁,选取针对设计艺术类专业的计算机辅助设计软件进行教学,激发学生学习兴趣。通过讲解设计软件中常用命令键,让学生掌握基本操作,个别代表性的问题,可以重点分析。 第三,认清设计的核心是创作,这就需要教学内容安排上不能仅局限于掌握软件,更要增加综合知识运用。因此,教学大纲应增设诸如色彩与图案关系,构图发展与色彩理论、美学修养及BIM实训等内容,突出现代艺术设计中创意、构思和意念等特点,从而提高学生审美和应用实践水平。 2.3 设计艺术类专业计算机课程教学方法的创新研究 计算机设计软件课程不同于其他课程,实践性非常强,这就需要学生在掌握理论知识的基础上,又要灵活将操作技能应用于实践。通过分析和讲解实际工程案例,让学生了解和掌握整套设计方案制作流程,激l学生的学习兴趣,以便取得好的教学效果。作者结合设计艺术类专业发展现状和自身教学经验,认为可采取实战案例分析的教学具体方法如下: 第一,以课内教学和课外作业紧密结合的方式。教师首先制定整个教学进度和课程内容的教学大纲,并针对每节课程内容设计合理的课后作业,最好能在实例教学和知识讲解后,安排一个综合性任务。例如,在《Photoshop》课程教学中,在完成对套索、路径、图层和色彩调整功能的基础讲解后,安排一个照片合成任务,随后组织并指导学生作品参加设计类比赛;在《AutoCAD》教学中,可以在讲解三维图形的绘制和编辑命令等功能后,安排绘制一个建筑物三维立体图的任务。 第二,提倡学生自己创作素材,以便培养学生的自主创新能力。设计本身是一种理性的创作活动,学生通过手绘稿或是自己拍摄的素材再经过软件调整设计,不仅可以利用设计软件来创造视觉上的感官刺激,还可以突出设计作品的原创性,提高学生的审美水平和对全局的把握能力。 第三,结合设计艺术类专业,引入实战案例分析的创新教学方法。如在《设计软件课程设计》中采用BIM实训系统,使学生通过对具体实际工程案例的模拟,在经过分析、辩论、演绎和推断等认知过程,调动学生的积极性和主动性,以提高学生对整体设计过程的了解。学生运用《3D MAX》在实际工程中的应用训练则需要与实际社会工程案例接轨,按照实际工程定性法则要求,去规范化设计要求与作图要求,使设计在现行社会法则中具有可行性。 3 结语 应用技术型高校教师应该着力于设计实例教学与实践应用相结合从而进行教学改革研究,与当代社会培养学生的设计能力与动手能力。教师提高自身艺术和人文素养的同时,要形成与社会经济相适应的教育思想,构建现代科技与传统文化、东西方审美理念融合的科学教育体系,以培养符合应用技术型发展趋势的设计人才。 计算机设计毕业论文:CPCI总线下的控制计算机设计方案研究 摘 要 本文讨论的主旨是就是CPCI总线下控制计算机的冗长设计,首先介绍的是CPCI总线下控制计算机的原理,接着是冗长方案的设计和实现,最后探讨的是选择数据共享的方式。 【关键词】CPCI总线 控制计算机 冗长设计 控制计算机作为整个系统的核心组合部分,可以实现控制信号的发送,以及采集和判断控制信号,并且还能够对外部通路的电阻进行测量,除此之外还可以捕获外部设备网络的地址,还可以对相应的IP地址进行动态的分配和管理。上面提到的是控制计算机在系统中的典型应用,除此之外还有其他的应用没有被写出,但是这也并不影响控制计算机作为核心部件的重大作用,下面我们就来具体的讨论CPCI总线下的控制计算机的设计方案研究问题。 1 CPCI总线下控制计算机的原理 CPCI总线下的控制计算机的优势来源就是冗余设计,冗余设计非常精巧并且可以采用的方式有很多,根据不同的分类方式,冗余会有不同的设计方式,比如按照在系统中位置的不同,冗余有原件级、系统级、部件级之分;还可以根据冗余的程度将冗余分为1:n的冗余,其中n可以取非零的正整数;除此之外冗余还有工作方式的区别,按照工作方式的不同,冗余还可以被分为冷备份的冗余和热备份的冗余,由此可见,冗余设计可以采用的方式非常丰富,这也是为什么冗余设计可以满足各种各样工作的需要。目前使用最广泛的是1:1系统级冷备份的冗余方式,这是根据CPCI总线下的控制计算机的特点,尤其是模块化的特点来考虑的,此外这种冗余设计对整个系统有很好的适应性,并且还可以简化装置,这些特点是其他冗余设计所没有的,和其他冗余设计相比较,1:1系统级冷备份的冗余方式的成本也比较低,所以使用的范围很广泛,下面本文就依据此系统来介绍CPCI总线下的控制计算机的工作原理。 CPCI总线下冗余设计控制的计算机系统总共有两个独立的互不干扰的计算机构成,并且这两台计算机都有自己的I/O信号,这样如果其中一台停止工作,就可以切换控制电路完成的信号,然后转接到另一台计算机的I/O信号接口上,使得可以工作的计算机信号接口对外进行连接,由于两台计算机的软硬件配套都完全相同,所以可以进行任意自由的连接,来保证整个系统可以正常工作。其中计算机系统中的扩展板装置,在CPU板的CPCI总线控制下,可以根据系统工作的需要,来设计控制的接口,整个系统设计的时候共有4个扩展板的槽位,但是在实际工作中可以根据需要,还可以再增加三个扩展板的槽位,为了保证系统的稳定运行,设计的有两个储存器,CPCI总线下的控制计算机的原理可以用图1来表示。 2 CPCI总线下的控制计算机的设计方案 2.1 双电源互锁的设计 互锁技术设计的主要目的是为了防止两个部件在同一时间段都进行工作,这样会产生很大的影响造成系统运行的障碍,互锁装置的设计就能够很好的保证只有一个部件处于工作的状态,只有在其中一个设备出现故障的情r下,另一个部件才会进行工作,互锁设计是整个系统稳定运行的保障,所以系统的两个计算机系统都有互锁设计的应用,下面我们根据具体的设计图来进行详细的介绍。 如图2所示,互锁设计采用的双电源,每个电源都可以有不同规格的电压输出,一般情况下有+5v和3.3v两种,本文介绍的系统是以+5v规格的电压输出为例子的。每个电源都有相同的输出端口,具体包括的有EN使能端、DC28v输入端、互锁控制信号的输出端、+5v输出端,其中的EN使能端能够控制电源的转换模式,只有DC-DC的模块进行转换之后,电源才会启动,EN使能端还有一个作用是和另一个计算机电源上的互锁输出信号端口进行互联。EN使能端的运行受到其他情况的限制,当处于低电平或者外部的输出电压为28v的时候,电源是不能够输出+5v的电压的,也就是说整个系统是不能进行工作的。但是当EN使能端处于低电平,输出+5v的电压的电压,系统处于工作状态的时候,互锁控制的信号输出端是处于低电平的。总结上述说法,双电源互锁设计的工作方式是,当电源1处于不工作状态的时候,如果外部的接入电压为28v,电源2就会输出+5v的电压,这个时候处于工作状态的还有DC-DC的控制电源的转换模块,并且互锁控制信号处于高电平的状态。 2.2 切换控制的设计 切换装置指的主要是两台计算机之间I/O信号之间的相互切换,不管是那一台计算机进行工作,切换装置都处于工作的状态,我们根据具体的工作原理图来对切换控制的设计即兴介绍,切换控制的工作原理图如图3所示。 两个电源能够进行不间断的工作的原因是2JT5-2继电器选择器的使用,这是因为两个电源输出的+5v和3.3v的电压输出信号都可以被继电器接收,这就能保证不管哪一个电源处于工作的状态,继电器都可以输出相应的电压来保证整个装置的正常运行。切换电路中切换器件可以有以下几个选择:不同的切换信号选择是不同的转换器,如VGA显示信号选用的是MAX4885专用切换器;一般的信号采用的是MAX4761切换器件。但是以太网信号不适合采用切换器件,所以对于以太网的信号切换设计了四条切换电路,来专门用于以太网信号的转换。 2.3 测量板和控制板的设计 测量板的设计需要考虑外部通道的电阻值,这是因为控制计算机要借助电阻的功能,但是系统的设计不适合设置直接测量电阻值的接口器件,所以对于这个问题,采用的是DA转换电路,其功能是为需要测量的设备提供电流的信号,并且为了测量电阻值,还需要用到AD转换接口,其目的是为了采集被测量设备两端的电压,测得电压和电流之后,运用欧姆定律,来就算需要测量设备的电阻值。为了减缓计算机CPU的压力,还在测量板上设计了FIFO缓存电路,同时还设计出了DA输出测量的电路,输出测量电路的作用是为了将输出的电流信号转换为电压的信号,这样便于AD电路的采集,实现自动测试的目的。 控制板的作用是为了采集和判断对外控制信号的输入和输出,为了实现局部总线和CPCI总线的连接,采用的是PCI9052;为了实现寄存器的分配、地址的译码、以及始终的调频等,FPGA采用的是EPM7256。信号输入输出电路都由两种不同的电路组成,其中光电隔离电路和信号的驱动电路组成了信号的输出接口电路;信号整形电路和光电隔离电路构成了信号输入接口的电路。其中对于通道的测试是设计控制板的重要工作,设计的原理是使寄存器产生TTL高电平的信号,这种信号最终是要被传输到需要测量的通道上的,但是在那之前,信号还需要通过光电隔离电路和驱动电路。 3 数据共享问题的讨论 数据是对每一个系统的安全稳定运行都有着重要的作用,并且如果系统的复杂程度比较高,还需要提高数据的使用率。冗余设计有两套计算机系统,并且两个计算机系统是彼此的备用,所以并不会同时处于工作的状态,但是每一台计算机在投入使用的时候,都会产生一定的数据,为了保证整个设备的完整运行, 需要将两个计算机系统中的数据进行共享的设置。传统的共享方式是使用第三方储存器将一台计算机里的数据拷贝到另一台计算机中,这个方法的原理非常的简单明了,便于理解,并且需要的操作技术也很低,很容易被人们掌握。但是这个共享的方式也存在着诸多问题,比如运行的时间比较长,并且还可能影响其他零部件的使用,还有一点需要注意的是如果设备出现故障,数据不能拷贝的情况下,这个共享的方式就失去了使用的价值。 所以为了使系统中的数据能够得到更好的使用,设计出一种新对IDE信号的切换方式,这样保证了不管是哪一台计算机处在工作的状态,系统都可以访问两个储存器。这个设计的原理是,因为两个计算机系统的储存器都配有下相同的操作系统和相关的若干软件,这样就可以通过任意一个储存器来启动系统,并且当系统启动之后,另一个储存器中的稻菀部梢员环梦剩这样就获得了两个计算机系统中的全部数据,实现了数据的共享,保障了整个装置的正常稳定使用。 4 结束语 CPCI总线下控制计算机的设计方案主要指的是冗余技术的设计,这个设计保证了系统的稳定工作,也提高了系统的可靠性。虽然从一方面来说,冗余设计在系统中的使用给增加了系统的复杂程度,也会消耗更大的人力和物力资源,但是我们要从整体看问题,总的来说,冗余设计给系统的带来益处还是大于弊端的,其中最显著的还是系统可靠性的增加。所以,控制计算机系统中引入冗余设计是非常明智且有必要的。 计算机设计毕业论文:基于DSP和FPGA技术的导航计算机设计与实现 摘要:为提高导航计算机的精度和处理速度,降低导航计算机的功耗和体积,采用DSP+FPGA的小型化设计捷联惯导计算机平台。FPGA完成传感器信号采集,实现对传感器信号的数字滤波和外围接口电路逻辑,同时实现导航计算机控制逻辑。采用高性能TMS320C6713为核心处理器完成姿态信息解算和温度信号采集和解算。经过调试验证本设计满足技术指标要求,且实现技术先进,具有广泛的应用前景。 关键词:TMS320C6713B; FPGA;IMU 从专业化角度出发,惯性导航系统主要是借助对航行体运动期间的实际加速度情况进行测量之后,所求得准确速度以及具体位置的系统。就构成来说,该系统由控制显示装置、惯性传感器以及计算机组合而成。惯性导航系统是推算导航方式,也就是说从已知位置参照连续性测得的载体航向角以及实际速度来进一步推算接下来的具体位置。传感器根据安装方式上的差异,可以将其划分为捷联式传感器以及平台式传感器[1]。具体来说,捷联惯导系统通常情况下是将惯性传感器安装到载体中,摆脱了机电平台,这种情况下,惯性平台所具有的功能是由计算机来完成的。由于惯性传感器直接安装在载体,在实际应用中导航精度易受外部环境等因素影响。为了提高导航精度在设计中采用DSP和FPGA技术实现采集惯性导航参数及惯性导航参数的数字滤波、导航参数解算和外部通信。同时该技术方案采用FPGA实现计算机系统外围设备扩展部分,提高了导航计算机的集成度,增加计算机可靠性,减小导航计算机体积重量。 1系统结构设计 惯性导航系统当中的惯性传感器关键组成部分有里程计、陀螺仪以及加速度计。在实际导航过程中,主要是利用加速度计来获得载体速度以及最终的位置信息,之后再借助陀螺仪对载体姿态信息数据进行进一步计算,并有效控制显示器的导航参数[2]。 导航计算机可以完成以下工作:对陀螺计中的信号、速度计中的信号以及里程计中的信号进行定时采集,然后输入相应的测温阻值。还可以通过及时处理数据信息实现导航解算功能;通过专业化的RS422总线来准确接收命令以及参数,从而在一定程度上对惯导系统实施定期修正。本设计采用的系统结构如图1所示。 2硬件平台设计 2.1DSP功能单元设计 导航计算机实时采集加速计和陀螺计信号等导航数据,对导航数据的解算和处理要求导航计算机必须具有高精度的浮点处理能力,设计中DSP采用了TI公司TMS320C6713B高性能32位浮点运算DSP芯片,工作主频为200MHz,处理能力为600MIPS/1200MFLOPS,外部支持8,16,32bit寻址,EMIF总线支持512Mbytes的寄存器寻址空间,可与SDRAM,FLASH存储器无缝连接[3]。SDRAM采用容量为16MB(4M×32bit)的MT48LC4M32B2TG-7IT芯片,用于DSP在导航数据解算中大量矩阵和积分运算。FLASH采用容量16MB(8M×16bit)的S29GL128N10TFIR1芯片。DSP的引导方式配置采用16位外部ROM引导Boot(默认ROM时序)。DSP 上电复位后将外部FLASH存储1KB空间的Bootloader程序搬到DSP内部RAM地址为0x0空间,执行Bootloader程序实现FLASH导航解算程序加载到DSP内部RAM中执行。 外部时钟电路采用40MHz的晶振作DSP时钟输入。经配置内部锁相环倍频后作,在由炔糠制堤峁CPU和其他外设使用。 DSP工作需要3.3V的IO电压和1.2 V的内核电压电源。供电电源采用TPS70345电压调整器,对上电顺序进行控制,首先完成内核电压上电,然后上电IO电压。本身DSP的工作电源上电顺序可以不考虑,但从系统设计考虑保证DSP的I/O buffer 接收到DSP的内核有效输入早于输出buffer上电,防止与其他系统产生总线竞争。 2.2传感器接口信号滤波设计 由于导航计算机采集的传感器信号品质差(带有噪声),为了便于后续信号采集处理,降低信号计数误差对采集传感器输入信号进行滤波、整形和驱动隔离处理(处理电路如图2所示)。滤波电路根据需滤掉噪声频率设计RC滤波电路参数。整形电路采用施密特触发器实现信号整形,经过驱动隔离进行电平转换后输入FPGA。 2.3惯导传感器信息采集集成技术 在惯性导航系统中,导航计算机的主要功能包括将导航传感器信号采集并进行处理。同时根据系统配置将通过CAN总线和RS422接口与其他系统设备进行导航数据通信。导航计算机采用Sparatan-IIE FPGA实现对输入惯性传感器信号进行采集处理。首先对输入的惯性传感器信号进行了数字滤波处理,然后进行计数,对标频信号进行分频处理,由分频信号对各个惯性传感器信号计数器值进行锁存,同时产生中断信号到DSP,DSP可以通过EMIF总线访问FPGA的内部寄存器。 FPGA对实现对输入惯性传感器信号滤波、计数处理工作原理如下。惯性信号输入包括陀螺仪、加速度计和里程计信号等。陀螺计信号(陀螺计数电路原理见图3)的处理是本设计的关键部分,因此下面对陀螺计信号处理进行重点说明。导航计算机共有三路陀螺计输入信号(X、Y、Z),每路陀螺输入包含两个相互正交的方波信号,AX超前BX信号 90°时计数器应增加,BX超前AX信号 90°时计数器应减少。在设计中,每路陀螺的两个信号在FPGA外经过施密特触发器,进入FPGA后首先进行数字滤波处理,滤波后的信号再进行鉴相,产生两路四倍频的可逆脉冲信号,然后对可逆脉冲进行计数,当频标信号分频产生定时中断时,将计数器中的净计数值锁入锁存器中并由DSP进行读数。 为了去除信号中的毛刺,信号在进入FPGA之前,先经过施密特触发器过滤掉低电平的噪声,然后进入FPGA后经过一个4位延迟数字滤波器[4]。数字滤波器的输入信号必须在三个连续的时钟上升沿保持同一电平,才能够通过4位延迟移位寄存器,因此小于两个时钟周期的噪声脉冲都被抑制掉。同时,保证输入信号通过滤波器的条件为tS 3tclk,tS为输入信号高电平或低电平的持续时间,tclk为clk的时钟周期,也就是说必须保证时钟频率fclk 6finput。 每路陀螺的两个信号经过数字滤波器输出后,进入鉴相电路[5],经过处理后,变为四倍频的可逆脉冲信号。以X陀螺输入为例,两路输入信号AX、BX分别经过两级移位寄存器, AX经过第一级和第二级的输出信号分别命名为A、C,BX输出信号分别是B、D,最后输出分别得到正、负通道信号+X和-X,+X=(AD)(BC),-X=(BC)(not(AD))。这种鉴相电路具有较强的抗干扰能力,即使AX或BX输入上有噪声信号通过前面的滤波电路,也会在+X和-X上产生对称的脉冲而互相抵消掉。 以上功能实现采用了高速大规模可编程逻辑器件(FPGA),利用VHDL硬件描述语言,在一片FPGA上实现数据采集,脉冲计数和数字滤波以及多路串口协议处理等功能,对惯导传感器信号进行实时的处理。该设计降低了导航计算机功耗,减小了导航计算机的体积。 2.4测温电路设计 由于环境温度的变化会引起惯性导航系统精度下降,所以在导航计算机中设计了测温信号处理电路,将温度传感器采集到的模拟电压信号进行AD转换,DSP根据解算AD转换数字量进行惯性导航系统传感器温度控制或温度补偿,保证导航系统的精度。 测温电路采用铂热电阻温度传感器进行环境温度的测量,测温电阻与模块上3个高精度电阻组成电桥,电桥两臂中点分别接入运算放大器进行跟随处理,再经过后级放大后由AD转换芯片采集温度测量结果,DSP通过McBSP(Multichannel Buffered Serial Port)接口(配置SPI工作模式)读取A/D转换结果进行解算。 3导航计算机软件设计 导航计算机软件开发环境采用TI公司推出的Code Composer Studio v3.3。包含TI器件的编译器、源代码编辑器、项目开发环境,调试器及其他功能,与C语言有良好的数据交互接口。 导航系统平台的数据采集和解算通过软件来实现的。DSP在该设计中主要用来完成IMU实时数据的处理,解算获得姿态信息,即完成大量的数学运算功能。DSP程序包括两部分:一是TMS320C6713的Bootloader程序,实现将导航解算程序从FLASH中加载到DSP的内部RAM中,导航解算程序从DSP炔RAM中执行;二是导航程序,实现整个姿态算法,包括对IMU的通过RS422总线接口加载初始对准信息,环境温度对采集传感器误差补偿,姿态解算和导航结果输出等。 航姿解算主要是指及时处理好IMU信息数据,进而得到载体速度、载体位置以及载体姿态。当惯导上电之后,DSP上电初始化从FLASH中加载导航程序,然后运行导航程序,接收IMU数据进行导航信息的初始对准,对准完成后进行解算,最后输出姿态解算结果。 4结束语 采用TMS320C6713高性能32位浮点DSP作为捷联惯导平台的核心处理器,利用FPGA的实现5路串口协议逻辑和采集导航信息的数字滤波和计数,该设计实现了体积小,功耗低,姿态解算速度快、精度高的捷联惯导平台。通过试验调试和应用验证设计达了捷联惯导系统的技术要求。 计算机设计毕业论文:浅谈计算机设计大赛在新疆医科大学的组织实施 摘要:该文介绍了中国计算机设计大赛在新疆医科大学的开展情况,对校内参加新疆赛区的大赛作品征集、参评等环节的组织实施工作进行梳理,总结了计算机设计大赛开展产生积极作用,为今后在各校开展相关大赛工作提供相关经验。 关键词:计算机设计大赛;组织实施;新疆赛区 1 引言 中国大学生计算机设计大赛是教育部高等学校文科计算机教指委为提高大学生运用计算机信息技术解决实际问题,培养学生创新创业能力,推动高校计算机课程教学不断向前发展所开展的一项全国性赛事[1]。大赛自2008年开始举办以来,至今已连续举办了9届。新疆医科大学教务处等相关职能部门十分关注这项赛事,在其努力下,新疆医科大学从2010年开始在校内组织在校大学生参加此项赛事。这项赛事促进了新疆医科大学校内计算机相关课程教学改革工作、同时在培养大学生计算思维和创新精神和实践能力等方面起到了积极推动作用。 2 校内大赛的组织和实施 2.1 校内大赛组织机构 新疆医科大学自举办计算机设计大赛以来,根据自治区教育厅下发的通知及大赛章程等文件精神,在校内成立了新疆医科大学计算机设计大赛组织机构的办公室(以下简称“大赛办公室”),大赛办公室负责全校计算机设计大赛校内赛的组织报名和评审工作,机构人员主要由教务处处办和计算机教研室教师兼职构成,教务处工作人员主要负责与新疆维吾尔自治区教育厅及新疆赛区计算机大赛组委会相关参赛文件和信息日常沟通工作,确保大赛相关文件上传下达,计算机教研室教师负责全校参赛作品评审及上推参赛作品参加新疆赛区省级赛工作。新疆医科大学大赛办公室于每年12月开始,在全校范围内开展参加中国大学生计算机设计大赛动员工作,在下一年的4月中旬进行校内参赛作品的评审及上推参加新疆赛区省级赛参赛作品公示工作。 参赛作品在校内评审阶段,为确保公正、公平、公开原则,新疆医科大学大赛办公室将组织相关专家成立参赛作品评审委员会,评审专家主要由校内计算机及相关专业教师组成,评审过程中使用了相应回避原则。 2.2校内大赛参赛作品评审工作 校内大赛作品评审工作本着公开、公平、公正的原则,对每件参赛作品进行客观公正的评比,为确保参赛作品评审工作的公开、公平和公正性[2-4],校内大赛在作品评审过程中严格按照新疆赛区及国赛大赛章程和参赛指南执行,参赛作品选拔工作分为两个阶段,即参赛作品校内评审选拔阶段和公示阶段。为了保证校内大赛评审阶段顺利进行,都规定了参赛作品提交的相应时间节点。 校内大赛各阶段具体工作流程如下: 第一阶段,校内参赛作品评审选拔。校内计算机设计参赛作品评审,由大赛办公室推选的校内专家对提交的参赛作品进行评议,参照新疆赛区及国赛相关章程和参赛指南,选拔出优秀的参赛作品。校内评审工作需要审核校内参赛作品是否有超项,作品质量和内容复合参加新疆赛区和国赛参赛作品要求。通过评审,评审专家组将代表学校推荐出参加新疆赛区省级赛参赛作品,并通过国赛报名平台完成参赛作品报名工作。校内大赛参赛作品评审时间一般在每年4月中旬举行。 第二阶段,公示。完成上述作品评审工作后,校内计算机设计大赛办公室将会在全校范围内对推荐参加全国赛的参赛作品进行公示,公示期为7天,以确保比赛的公平和公正。在公示期间结束,对公示作品无异议的情况下,才最终确定参加新疆赛区大赛的名单。 校内大赛的参赛作品不设立奖项,最终只负责推荐参加新疆赛区省级赛参赛名单。校内大赛的参赛作品根据学生类型分为两个组即本科组和高职高专组,评审中分类进行评审。 3 校内赛的特色 中国大学生计算机设计大赛在新疆医科大学举办校内赛,为学校的各专业学生搭建了展示自我才能平台,学生都积极踊跃参赛,作品除了结合所学的医学专业外,学生参赛作品也体现区域特色和民族特色,激发各民族大学生的参与热情,促使学生们运用信息技术实现对民族文化的传承。 新疆医科大学计算机设计大赛的参赛主体包括普通高校本科学生和高职高专类的学生。这样在校内大赛评审过程中也将参赛作品分为两个组即本科组和高职高专组,参赛作品根据作品内容和使用技术手段进行作品分类参评,确保大赛公平和公正。 4 对教学工作的促进作用 中国大学生计算机设计大赛校内赛的开展,促进了计算机教学改革,例如在计算机基础课程教学中增加了多媒体中动画处理、多媒体音频和视频处理等教学内容,同时加强了网页制作方面教学内容。大赛激励和引导在校大学生应用所学的计算机技术,发挥学生自己专业特长,提炼学生自己的生活实践,同时结合新疆独特的地理环境和人文环境,把个人兴趣爱好、个人所学的专业知识和新疆风土人情紧密结合,将各种元素体现到参赛作品中去,提升了学生自己的技能、极大激发了学习学习信息技术的激情。 大赛促进了教学工作,教学内容更加贴近学生需求,教学内容改变也激发了学生学习信息技术的热情,增进学生与教师的沟通。基于大赛平台,教师们相互学习,同时增进了疆内和疆外高校师相互学习交流,使他们有机会进行线上和线下的沟通。 5 结束语 新疆医科大学通过组织和举办校内计算机设计大赛,促进了校内计算机教学改革, 激发教师教学热情,增加了疆内教师与疆外教学相互学习交流。校内大赛平引导学生关注计算机知识、技术、技能的应用方向,有利于培养学生的综合素质。大赛也推动了大学计算机基础教学教学改革,充分展示计算机教学成果,大赛通过不断自我完善,必将成为校内最有影响力的大学生赛事之一。 计算机设计毕业论文:ARCS 动机设计模式在中职《计算机应用基础》教学中的应用 摘 要: 作者就中职《计算机应用基础》教学现状进行分析,提出中职学校教学过程中存在的一些问题,这些问题主要表现在学生普遍学习动力不足、痴迷于网络等方面,学生存在厌学和弃学现象,并结合ARCS动机设计模式,总结出其在中职《计算机应用基础》中的应用策略,希望为中职学校计算机教学提供帮助。 关键词: ARCS动机设计模式 《计算机应用基础》 教学应用 1984年,凯勒对大量动机研究成果进行了整合,并提出了“ARCS”模式。这是一种能够将教学设计宏观理论与学生的自我效能、心念态度及成就动机等相互结合的教学模型。他认为影响人们动机的原因一共有四个,分别是注意、相关、信心和满意[1]。 1.中职教学中存在的问题 1.1生源状况 目前看,我国大部分中职学校的学生均为九年义务制教育中的“高危学生”。詹森说过:人如果长期处于高压状态下,被称为苦恼。而这状态是难以根除的,处于这种状态下的人,其知觉焦点会被缩小,并妨碍人的记忆,降低人的创造力,从而阻碍其社会能力增强。因此,长期处于压力状态下的学生,其学习效率会降低。中职学校中存在许多这样的学生,因此在教学上面临一定的压力。 1.2中职老师 因为这些“高危学生”在课堂上常常表现出对学习不屑一顾的态度,所以在一定程度上影响教师的教学热情。同时,因为实施教学改革,给战斗在教学一线的教师带来巨大压力,往往使教师产生一定的挫败感。另外,中职学校中,教师的教学水平存在良莠不齐的现象。 1.3教学内容 中职学校开设的《计算机应用基础》中,有很多都与小学和初中重复。另外,学生在接受义务教育的过程中,其计算机水平存在很大差异。同时,中职《计算机应用基础》的很多内容过于老旧,与社会脱轨。 1.4教学方法 大部分学校还在采用传统教学中讲授为主的教学方式,强调将知识直接灌输给学生,忽略学生自主学习能力培养,导致学生学习兴趣低下,学习效率自然降低。 2. ARCS动机设计在中职《计算机应用基础》中的应用实践 2.1维持注意力 以维持注意力为牵引,在教学过程中教师根据教学内容设置相应的悬念,并提出问题。如在对Word中的图文混排进行教课时,首先教师用大屏幕为学生播放几个运用Word排版制作成的精美图片,然后让学生对其仔细观察,提问学生,贺卡上不同内容是通过Word中哪几个功能制作而成的。学生通过思考,并回答,从而其注意力被集中在课堂学习内容中。在计算机课堂上,教师还可以根据教学内容,创设合理的教学情境,进一步吸引学生的注意力,并通过此方法延长学生注意力集中在课堂内容上的时间,使学生产生学习动机,从而提高学生学习效率[2]。 2.2强调相关性 在运用Word制作图文并茂的图片的教学中,首先要让学生积极思考之前学过的“插入艺术字”、“文本框”、“绘制图形”等内容,然后利用多媒体教学技术对之前学过的内容进行演示,帮助学生巩固和熟悉操作中要掌握的技能,并演示本节课要讲的内容,让学生对将要学习的知识有一定了解,然后师生共同建立一个目标。接下来,根据学生对知识的反映,为学生布置难度适中的练习任务。这项任务可以是安排学生制作一张图文并茂的贺卡,让学生明确具体的操作方法和制作要求,然后开始制作贺卡。学生在操作过程中还会遇到之前学习的内容,从而对之前学习的内容加以复习,并将其与新知识相结合,了解新知识的用途。 2.3帮助学生建立学习信心 高职学生普遍对学习没有足够信心,因此教师要帮助学生建立学习信心。当学生利用Word制作贺卡时,可以根据学生的完成情况,布置新的具有一定挑战性的任务;当学生认为这个任务具有一定难度的时候,教师要为其提供清晰的操作思路和操作方法,这样有助于学生自主练习。在学生自主练习时,学习积极性有所提升。在这一过程中,有些学生可以自己单独完成任务,有些学生则需要教师的帮助才能完成任务。但不管怎样,学生的学习能力都会提高,并且牢固掌握课堂知识,这时教师要给予其一定的奖励或者表扬。学生得到相应的表扬,自信心倍增,对计算机课堂产生浓厚的兴趣,会自主学习计算机相关知识。 2.4教师为学生创设满意感 利用Word制作的贺卡完成以后,教师应布置学生对自己的作品进行相应的讲解,让学生对彼此作品进行评价,并在这些作品中评价出一个优秀的作品,然后让这位优秀作品的制作者对自己作品的完成过程做出一定的阐述,讲述其在制作过程中遇到的问题,然后是怎样解决的,从中总结经验。这样,学生在课上的练习积极性及能力不断提高,知识水平不断提升,从而对自己产生一定的满意度和成就感。 3.结语 上文通过对ARCS动机设计模式在《计算机应用基础》课堂的应用分析,得出一定激发学生学习动机的方法。通过一定的实践,学生的学习兴趣有所提高,自主学习能力有所增强。ARCS动机设计教学模式不仅对计算机教学有明显的效果,对其他学科学习也有非常大的帮助。 计算机设计毕业论文:ARCS动机设计模型在《微型计算机原理及接口技术》课堂教学中的应用 摘要:针对《微型计算机原理及接口技术》课程教学中存在的问题,将ARCS动机设计模型的思想引入到课堂教学中来。实践证明,该方法能激发学生学习兴趣,增加自信心,获得满足感,使学生在轻松愉快的气氛中掌握较难理解的知识点,对提高课堂教学效果有一定帮助。 关键词:ARCS动机设计模型;微型计算机原理及接口技术;课堂教学 ARCS动机设计模型是美国弗罗里达州立大学心理学教授John Keller在1983年提出的。模型的核心思想是,影响学生学习动机的因素分为四种:注意(Attention)、相关(Relevance)、自信(Confidence)和满足(Satisfaction)。 注意是指教师应唤醒学生的好奇心并吸引注意力。相关是指学习内容与过去的经验或以往学习的知识或某种利益有关联。自信是指学生对自己的学习能力充满信心。满足是指学生能够从学习经历中获得满足感。本文结合《微型计算机原理及接口技术》课程,探讨了ARCS动机设计模型在课堂教学中的应用。 1.课程现状 《微型计算机原理及接口技术》是高校工科专业一门重要的专业基础必修课。目前我院面向自动化专业、测控技术与仪器专业、机械设计制造及其自动化专业开课。课程内容主要介绍微型计算机基本工作原理、汇编语言程序设计基础、存储器、接口技术和应用设计,目的是使学生掌握计算机的基本组成,工作原理、各类接口部件功能及其与系统的连接、建立计算机系统整机的概念,并以此为基础培养学生的计算机应用系统软、硬件开发能力,以便为后续专业课的学习和技术开发打下基础。 目前,本课程仍然采用“理论+实验”的方式进行授课。即主讲教师先以讲授几十个学时的理论知识来引导学生入门,然后由实验教师讲解并开展若干个学时的实验-引。各实验项目的设置主要基于DICE-5212单片机综合实验箱,实验内容主要包括数据传送实验、多位数加法实验、查表程序实验、数据排序实验、外部中断实验、定时器肘数器实验、串行通信实验等。学生进行实验时,需要亲自动手完成的仅仅是一些接孔连线,而这些硬件接法往往是固定不变的,学生不必动脑思考只是机械的照做即可,实践动手能力和创新思维能力得不到很好的开发。这种授课方式导致在结课以后,大多数理论考试分数较高的同学,并没有真正理解微型计算机的工作原理,甚至不知道微机芯片为何物,更谈不上利用芯片进行系统设计了,“高分低能”的现象十分严重。因此,如何讲解晦涩难懂的理论知识,提高学生学习兴趣,进一步培养学生的实践动手能力和创新思维,是目前课程组改革的重点。 2.ARCS动机设计模型在课堂教学中的应用 中断系统历来是微机原理课程中的重点和难点,教学内容主要包括:中断及中断源的概念、中断系统结构、中断允许控制及优先级控制、中断处理、外部中断的实现、多外部中断源系统设计等。该部分内容知识点繁多,内容抽象,尤其对于多外部中断源系统设计来说,教师讲起来难以生动,学生很难提起学习兴趣,大部分教师选择避开不讲,或只是简单介绍。但该部分内容在许多场合都有实际应用,若讲授方法得当,是培养学生动手能力的有效平台。以下具体介绍如何将ARCS动机设计模型应用到多外部中断源系统设计的课堂教学之中。 2.1选择恰当实例,吸引注意力 ARCS动机设计模型第一个因素是注意(Attention)。教师要想抓住学生的注意力,必须选择恰当的实例,为此课程开始开门见山的举出多外部中断源系统设计的一个典型实例―抢答器的设计。由于大多数同学都观看或参加过知识竞赛,对抢答器有一定的了解,这样的实例更贴近生活实际,所以能很好的吸引学生的注意力。 2.2明确学习目的,强调相关性 ARCS动机设计模型第二个因素是相关(Relevance)。在抓住学生的注意力以后,教师要马上告知学生,现在进行的学习活动与他们过去的经验或以前学习的知识是有关联的,而且对以后的学习有帮助。本次课教师要强调抢答器的设计涉及到以前学习的按键开关和指拨开关基础知识、LED数码管基础知识、蜂鸣器基础知识等。而且本次课的内容对以后进行课程设计、毕业设计及参加电子竞赛等都有很大的帮助。 2.3合理设置任务,建立自信心 ARCS动机设计模型第三个因素是自信(Confidence)。为了使学生更好地建立起自信心,不怀疑自己的学习能力,教师要合理设置教学任务。所谓合理指的是任务即不能太复杂也不能太简单,“太复杂”学生很容易失去信心,“太简单”学生又不会获得成功感。如何掌握“合理”这个度,本次课设置了三个层次的教学任务,使学生循序渐进的掌握多外部中断源系统设计的原理。 第一层次先讲解一个单一中断控制LED的程序。要求通过开关K0实现单一外部中断,开机后点亮8只LED,当有外部中断0发生时,8只LED闪烁5次。注意此时要重点强调K0连接P3.2引脚,表示控制外部中断0。教师要在课前利用ProteusISIS绘制好系统硬件原理图,然后在课上通过Keil软件工具讲解如何编写程序,并产生目标代码文件,添加到硬件电路的主芯片中,运行后学生可直接看到仿真结果。这样学生可以快速掌握单一中断源的设计。 第二层次练习两级中断控制。教师在第一层次的硬件原理图中,现场添加一个开关Kl,连接P3.3引脚,控制外部中断1。之后在Keil中调出单一中断的软件程序,在初始化程序中讲解如何设置优先级,其中外部中断0为低优先级,外部中断1为高优先级。然后要求学生自行编写外部中断1的中断服务程序,为了便于观察仿真结果,可编写8只灯中的两个灯左右移动4次,之后恢复闪烁。通过此实例学生巩固了中断源的设计,同时又深人理解中断优先级的概念,为学习多外部中断源系统设计起到了很好的铺垫作用。 第三层次进行8路抢答器的设计实例。有了前两个层次的基础,在第三层次可将学生分成若干小组,每组4-6人,由学生自行完成设计任务,教师从旁指导,重点强调三个方面:一是要求设计主持人按键,控制是否允许抢答;二是抢答成功后,蜂鸣器响,同时可显示座位号;三是优先级要按时间优先原则,还应考虑多个按键同时按下的情况。 经过这三个层次的实例学习,学生的自信心呈阶梯式增长,教学效果也得到了显著提高。 2.4给予外部激励,获得满足感 ARCS动机设计模型第四个因素是满足(Satisfaction)。为此,教师要在学生每完成一个学习任务时,及时地给予外部激励,如适当地表扬、设置平时成绩加分等手段,以强化学生心理上的满足感。 3.应用效果 将ARCS动机设计模型的思想引入到《微型计算机原理及接口技术》课堂教学中来,教师与学生之间的交互得到了充分地发挥,学生在课堂上的学习情绪也得到了充分地调动,大部分同学都主动地参与到课堂学习活动中,在轻松愉快地氛围下很好的掌握了难以理解的多外部中断源系统设计的问题。参照这种教学模式,可在其它章节的教学中进行推广。 计算机设计毕业论文:分析旅游企业门户网站计算机设计 旅游企业的门户网站计算机设计对于当今社会的旅游企业来说至关重要,因为它关系到企业形象的塑造,关系到旅游企业对外宣传旅游线路和产品信息,展示企业实力等重要作用。因此,如何做到将旅游企业的门户网站合理的规划和设计,利用计算机软件和应用来展示一个完美的旅游企业门户网站对于当代的旅游企业来说是必要的一个宣传环节。本文就从计算机应用设计网站的角度出发,来分析和阐述旅游企业门户网站的计算机应用设计。 说道旅游企业的门户网站,它所指的就是通向互联网信息并提供信息服务的一个计算机系统,是一个综合性的使用系统。它的综合性体现在多方面,包含了大数据资源和互联网的多资源共享以及其他相关的方面,是一个综合性的管理和应用的平台和展示企业文化的平台。在这个系统之上可以提供多用途的旅游产品,例如出行线路、文化观光景观、导游展示等。这样的统一界面规划可以为客户带来方便的浏览,并可以给旅游企业的管理者和员工提供良好的信息传达的平台。由于旅游企业的的门户网站可以在互联网上被大多数的客户和企业接受,因此,企业的经营可以在网站上进行,对于门户网站的计算机应用设计,可以利用设计软件和其他相关的技术来进行,例如JSP、MySql、Tomcat等技术综合进行旅游企业的门户网站设计。 一、前期的旅游企业门户网站需求的规划 旅游企业门户网站需要大量的信息存储和良好的界面设计,因此,门户网站的设计是一个综合性的设计,我们可以将其分为前后两个子系统来进行探讨。首先是前台子系统,它是一个旅游企业门户网站的脸面部分,包含了大量的旅游公司简介、历史概况、旅游线路图、产品信息、景区风光、票价信息、最新旅游概况新闻等,这些都可以被视为是前台子系统,是一个旅游企业门户网站的宣传节界面,可以为客户提供简单的信息咨询和浏览,掌握企业的文化和概况,体现企业的整体形象,突显企业的实力。因此,在设计的时候要将前台界面的设计力求简单而美观大方,界面的设计结合企业的标志和宣传口号进行界面的搭配,体现一个旅游企业门户网站界面的文化感。其次,就是后台子系统,它包含了企业的新闻展示、产品的用途以及一些客户与管理者的交流留言功能等,这事一个信息传达和交互性的平台,是一个具有信息延续性的和可扩展性的内容延伸。 二、旅游企业门户网站的概况设计应用 由于旅游企业网站的功能定位,要求客户可以有效地浏览到前台子系统的旅游企业的各个功能和简介,要求将产品信息和旅游规划路线等进行详细的了解,并可以给客户提供信息的支持,此外,网站的管理员可以在后台功能基础上实现新闻的管理和产品的管理,实时进行规划和调整,使旅游产品进行合理化的配置。 三、旅游企业门户网站数据库应用 旅游企业门户网站的数据库设计还包含了诸多的设计模型,将其开发成满足客户需要的实体结构,通过实体与模型之间的关系进行规划。这样的系统规划可以形成产品实体、类别实体、新闻实体、客户实体等多种,数据库的逻辑结构设计实现了特定模式下的数据逻辑应用。一些旅游企业门户网站就使用了MySql数据库,使概念变成了数据表,形成了用户表、产品表、新闻表等多种形式。 四、旅游企业门户网站设计中的功能模块 旅游企业门户网站一般分为前台和后台的模块设计,因为功能不同,前台的模块设计是为了展示企业文化特征所需的,它结合了网站的内容,目的是为了使大多数的客户浏览网页和界面,因此,在网页的界面规划上要体现出旅游企业的功能特点,使主题鲜明,内容突出,让其印象深刻。例如,网站首页的设计就包含了企业的标志、概况、产品特点和服务内容、用户登录、管理员登陆等链接内容,在首页的处理上还可以加入一些其他的内容,如信息浏览量、中心产品的内容、动态的信息展示、企业新闻和企业产品的窗口等内容。产品的展示这块可以将产品和旅游者所关注的新闻相结合,通过兴趣可以进行搜索,来浏览相应的企业新闻和产品信息。旅游企业的产品和新闻模块就尤为重要了,网站体现出了产品的信息特点。后台的模块设计主要是针对登陆、新闻,产品这里来进行设计的。后来登陆设计可以视为进入后来管理界面的窗口,在此可以进行管理员的登录名和密码输入,通过进入可以验证用户名、密码等信息,如出现错误会提示我们相应的错误信息。新闻模块的设计,就是管理员进入后来管理界面时候,可以进行新闻的分类、新闻管理等,当新闻分类、新闻管理等链接进行增添和删减登操作的时候,会出现相应的者。新闻名称和内容等,会有相应的字数限制。新闻管理的界面也可以调整成为具有增加和删减信息操作的步骤,可以进行相应的操作。产品模块的管理与新闻模块的管理大同小异,也是管理员进入网站后台进行操作设计,实现产品的更新和就内容的删减,还可以添加相应的分类搜索和显示功能,这里面的内容包括了产品的类别、产品的描述、产品的详细信息等,可以自由选择相应的属性进行选择旅游产品。 (作者单位:秦皇岛职业技术学院) 计算机设计毕业论文:计算机设计大赛在计算机教学改革与创新中的应用研究 【摘 要】本文在简述计算机设计大赛对计算机教学课程教学重要意义基础上,改革计算机教学模式,强化实践教学;打造计算机开发性、专业化的实验实践基地;充分体现学生的主体性,发挥教师主导作用;实行“学长”制,建立竞赛团队等方面探讨了计算机设计大赛在计算机教学改革与创新中的应用。 【关键词】计算机设计大赛;计算机教学;改革;创新 教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会、软件工程专业教学指导委员会、大学计算机课程教学指导委员会、文科计算机基础教学指导分委员会、中国教育电视台决定联合主办“中国大学生计算机设计大赛”。大学生计算机设计大赛有助于提升学生的实践技能,提高学生的综合素质,促进学生的全面发展,符合高校创新型、实用型、复合型人才培养目标。 一、计算机设计大赛对大学计算机课程教学的意义 1.有效促进课程教学改革 计算机设计大赛的要求是学生的参赛作品必须是原创,这就给学生增加了参赛难度,不仅要了解计算机,还要通过了解的计算机知识设计出有新意的参赛作品。其次,还要掌握计算机的操作,这样才能选择合适的计算机软件,更好地完成自己的作品。这与大学计算机教学要求相一致。 对学生而言,要想完成一个完善的计算机作品,单靠简单的计算机知识和技术是远远不够的。这就要求学生不断学习更多的计算机知识,掌握多种计算机软件的操作技能,激发学生自主学习的兴趣。在这个过程中,教师要合理安排计算机课程,引导学生不断学习,从完成学生的作品出发,完善课堂的教学内容,创新教学方法,通过了解学生的需求,教授他们想要的知识和技能,丰富课程内容,不断提高学生的知识水平。 2.有效促进课程与专业融合 计算机设计大赛的规则中对参赛作品进行了类别划分。这也体现出了不同专业的教学内容不同,无论在哪个专业的学生都可以运用学到的专业知识完成自己的参赛作品。在大学计算机教学上也一样,根据不同专业学生的创作作品开展教学工作,在帮助学生完成参赛作品的同时教授学生专业知识。此外,在学生完成作品过程中,可以引导不同专业的学生相互配合。 例如,中文专业和动画专业结合起来,共同创作一个参赛作品,可以是动画作品,能在一个作品中体现两个专业的特色。在这个组合中,中文专业学生可以发挥他们的特长,如作品构思、材料准备、文案等工作,动画专业学生根据中文专业学生的设计进行实际的操作,完成技术准备、作品实现等工作。这样,既体现了每个专业的自身优势,又对完成整个作品的任务进行了明确分工,还能帮助学生掌握所学知识在社会中的应用范围,指导学生今后的学习方向。 这种以计算机技术为基础的专业结合,不仅能激发学生的学习兴趣,还能提高学生自主学习的积极性,这对大学计算机课程教学有着重要的影响,也是一件值得关注的事情。 3.提供有效的课程实践平台 计算机设计大赛正好给予了大学计算机教学一个检验学生学习成果的实践平台。学生在作品创作过程中,需要完成类别选择、计算机软件选择、构思、资料整理、完成作品等准备工作,具体如下:①客观分析已掌握的计算机知识,确定作品创作中会运用到的其它知识;②为完成作品不断学习新的计算机知识和技能;③搜集资料,并进行分类整理,满足创作所需;④综合运用所需的知识和技能,完成构思的参赛作品;⑤总结创作过程中的经验和教训,并进行存档。 二、计算机设计大赛在计算机教学改革与创新中的应用 1.改革计算机教学模式,强化实践教学 为了增加学生的学习兴趣,提高学生的实际操作和创新能力,我们对课程体系进行了改革,适当增加了实践教学的时间,完善了实践教学体系。并对实践教学课程进行了层次划分.在实际教学过程中,通过构建多层次阶梯式实践教学体系,提高了学生的计算机操作能力,拓展了学生的学习思维。 通过这个实践教学体系,学生在掌握计算机基础知识和基本操作技能后,通过有针对性的实践课程提高应用能力,通过综合性实践课程培养学生解决问题的能力,通过参与计算机设计大赛的比赛项目,考核和培养学生的知识综合运用能力,通过期末的学科竞赛或对学生的实践训练培养学生成为社会需要的应用型人才。因此,我们需要完善培养内容,使其与我们的教学体系相辅相成。 计算机设计大赛,既符合我们层次教学的要求,又提高了学生的实操能力,同时培养了学生综合利用知识的能力。由于学生的学习水平不同,首先,可以安排学生参加校内或校际之间的小竞赛,主要是依靠综合实验教学,比赛相对较容易;一种鼓励学生参加全国性质的计算机设计大赛,主要依靠项目实践教学,比赛对象是综合运用水平较高和有一定创新能力的学生。 2.打造计算机开发性、专业化的实验实践基地 学生通过实践,不仅能更好的掌握教师教予的知识,还能提高知识综合运用能力和实操能力,培养学生的创新思维,因此,学校设置实验室尤其重要。 综上所述,我们应对实验室建设进行改革,将校园实验室真正作为培养学生实践能力和创新能力的基地。首先,实验室对全体学生开放,鼓励学生去实验室体验和学习。其次,丰富实验室的实践内容,准备有意义的实验和竞赛课题,由专业的教师对参与研究和实验的学生进行针对性的指导,鼓励学生独自完成实验课程.通过在计算机开发性、专业化的实验实践基地进行实践,学生可以完成实验主动搜集资料、构思作品、寻找完成方法、发现和解决过程中出现的问题,从而使学生真正爱上所学专业,为参加全国性的大赛奠定坚实基础。 3.充分体现学生的主体性,发挥教师主导作用 无论是教学还是竞赛,一切都要以学生为中心,学生的主体地位不变。在竞赛中,以学生为中心才能真正发挥学生的创新能力。学生提出的参赛设计思路和方案,尽管有时不切实际或异想天开,作为教师不能打击学生的积极性,要从学生的角度给予相应指导。通过讨论、争论让学生明白参赛方案存在的漏洞及不足,并锻炼学生自己解决问题。正是多次不完善的方案才促进了学生的成长,在解决问题的过程中提高了创新能力。 4.实行“学长”制,建立竞赛团队 创新是一种团队运动,团结协作精神和社会活动能力是人才在社会立足的基本条件,是事业发展的基础。我们要充分调动每个组织成员的创造力,形成团队创造力。实践中,教师要培养学生组成学习竞赛小组,高年级和低年级学生互帮互助,一起学习,一起比拼,形成老带新的和谐学习画面。 学长制一方面帮助新生尽快适应学习环境,高年级学生因为已经有了学习经历,可以将经验传授给低年级学生,帮助低年级学生解决实践过程中出现的问题和疑惑;另一方面培养了高年级学生的团队协作精神和项目策划能力,在帮助低年级过程中,要对团队的任务进行分配,明确团队纪律,这就激发了他们的集体荣誉感和责任感,完善了他们的人格,提高了他们的综合素质。 计算机设计毕业论文:基于MATable的一种连杆机构的计算机设计 摘 要:连杆机构是一种典型的机械机构,运动设计是一个比较复杂的和困难的问题,常用的设计方法有几何综合法,解析综合法。文章以MATLAB语言为基础,利用计算机对连杆机构进行运动分析,结果表明,此方法能够有效降低由于几何法和解析法的所带来的设计和计算难度,设计效率高,效果好。 关键词:连杆;MATLAB;运动分析 引言 MATLAB是一种高级技术语言和发展环境。是用于分析数据开发算法和应用面向函数的语言,可以方便的进行工程数值分析、优化分析、数据处理、自动控制也可以实现计算可视化,图形绘制图像处理、仿真等功能,在工业和研究领域具有极大的使用价值,逐渐成为优化领域的主要工具之一。通过MATLAB快速解决传统解决办法解决的问题,在实际应用中有很大的优势。 1 设计步骤 (1)针对连杆运动,建立连杆机构数学参数模型。(2)根据参数的数学模型运用Mtable进行编程,确立主程序和子函数并进行调试和运算。(3)输入相应的参数,估算初始值。利用非线性方程组的数值求解函数,得到结果。 2 连杆机构的设计分析(给定连杆极限位置和最小传动角) 上面式中表明了连杆机构的运动几何关系,共有8个参数,已知极位夹角θ(行程速比系数K)摇杆长度 l3和摆角Ψ的条件下,再补充最小传动角γmin 曲柄长度l3,机架长度l2等结构参数中的其他条件,通过非线性方程得到未知其他杆的长度,以及在左极限时摇杆的位置Ψ0。 3 实例分析及结果 已知行程速比系数k=1.2, l3=200mm,Ψ=30°,要求机构的最小传动角γmin?芏40°。该设计中已知参数4个,求解4个,采用传统的不管是图解和综合法在效率和精度上都存在很大困难。考虑采用Mtable计算机辅助分析。先建立运动几何方程函数文件,输入极位夹角,摇杆长度l3等已知条件,估计待求初始值,运用非线性方程组的数值求解FSLOVE 函数求解。 程序文件和运算结果 4 结束语 针对连杆机构的运动设计解析法和综合法的复杂性和困难性,根据机构运动几何关系,在建立数学模型的基础上,运用MATable中求解非线性方程,线性方程组和优化计算功能,可以方便快捷的得到准确的计算结果。 计算机设计毕业论文:计算机设计类专业学生美学欣赏能力培养的探索 摘 要:本文针对计算机设计专业的学生的特点、培养的途径、培养的意义等方面进行了一些探索。 关键词:职业院校的计算机设计类专业;美学欣赏课程;能力培养 随着计算机技术的迅猛发展,计算机辅助设计技术的日益成熟,职业院校的计算机设计类专业也得到了蓬勃发展,计算机设计类专业学生与日俱增。可是职业院校的学生普遍缺乏美术基础,缺乏美学欣赏能力。为了培养的学生的美学欣赏能力,使学生具备独立从事平面设计、环艺设计、网页设计等多种工作能力的应用人才。针对计算机设计专业的学生的特点、培养的途径、培养的意义等方面进行了一些探索。 1 计算机设计类专业学生的特点 1.1 不能正确认识自我,缺乏自信心 职业院校计算机设计类专业大都是升学考试失败的学生,由于社会上存在的对职业院校学生的偏见与歧视,往往使职业院校学生在理想与现实发生矛盾时,不能正确地认识自我,在学生群体中自惭形秽,对自身能力缺乏信心,从而丧失努力学习的动力,加之他们原有的知识基础薄弱、学习能力较差,面对陌生的专业理论与技能训练难免感到束手无策,困难重重,久而久之,便缺乏自信心。 1.2 专业基础较弱 专业基础较弱是目前职业院校计算机设计类专业学生的共性。他们大多在未进入学校前没有系统学习过美术的专业知识,学生专业基础很差。专业基本功的薄弱程度可想而知。 1.3 部分学生自我定位不准 职业院校学生普遍缺乏对自身的准确定位,对就业前景盲目,对自己的未来没有规划,造成学习目的不明确,学习态度不端正,学习动力不足。而在实际生活和学习中,缺乏一般本科院校大学生的自我管理能力和自学精神。 因此,职业院校中美学欣赏的教学要改变“美术教育只是技能技巧的学习和训练”这个错误的观念,把美学作为一种文化来学习,实现在教学中提高学生的文化素质、审美素养的教学目的。使学生都能接受美的熏陶,从而提高他们感受美、表现美、创造美的能力,在艺术的感染下形成良好的个性,增强对生活的热爱及责任感。 2 美学欣赏能力培养的途径 2.1 注重培养学生的兴趣和爱好,树立自信心,尊重个性,培养美学意识 兴趣和自信心是学习的动力和基础,只有对未知事物感兴趣、渴望探究,才有创造的愿望。教师要充分尊重每个学生的个性,承认学生的兴趣和性格的多样性,积极引导他们去发现问题、解决问题,激发他们的兴趣爱好和求知欲望,培养他们的自信心引导学生提高对学习的兴趣,提高学生对专业的兴趣。 2.2 注重对自学方法和自己获取知识能力的培养,掌握受益终身的思维方法 当前知识技术发展速度越来越快,更新周期不断缩短,这点对于计算机领域更是如此。学校的教育不可能涵盖学生终身所需要的所有知识。因此,教师要改变授课方式,实行启发式和讨论式教育,引导学生掌握科学的自学方法和自己获得知识的能力,培养学生逐步学会利用所学知识去分析、解决实际问题,养成创新的思维习惯、受益终身的科学思维方法和分析解决问题的技能。 2.3 注重在美学欣赏教学过程中教学方法的不断创新 社会总在不断地发展和进步,美学欣赏教学也应如此。教师要注重运用恰当的方法进行教学,排除“满堂灌”“一言堂”的旧观念,用新的教学理念指导课堂教学,根据本校学生对于美学欣赏的学习兴趣特点和认知规律,努力激发学生学习的积极性,将美学欣赏课程内容与学生的生活经验紧密联系在一起,让学生在实际的生活中领悟美学的独特价值;争取为学生创造一个轻松愉快、有趣的学习环境和气氛,消除学生心中的学习压力,让他们能够感到学习美学欣赏课程没有负担,而成为一种享受,一种娱乐。 2.4 教师应多运用多媒体进行教学 在信息技术高度发展的今天,多媒体软件在教学中的广泛运用为传统美学欣赏教学提供了新的教学载体。多媒体能最大限度地调动学生的感官,促进他们积极参与学习。教师可以通过多媒体搜集与教学内容相关的资料,让学生观看、欣赏。 2.5 在教学过程中多为学生创造成功的机会 成功的体验是学生成长的动力和催化剂。中学学习阶段是学生价值观、人生观、审美观逐渐形成的重要阶段,而这个时期的学生大多正处于青春期,个人意志比较薄弱、自信心不强,尤其是职业院校的学生要较普通学校的学生更早地去接触社会,因此在美学活动中,一些学生在进行大胆尝试时,教师的指导、鼓励和肯定将起到重要作用。 3 美学欣赏能力培养的意义 美术欣赏是一个观察、体验、品味艺术作品的过程,在这个过程中,人们进行感受、体验、分析、判断,从而获得审美享受以及一定的美学知识。通过不断的欣赏、学习可以提高人们的审美趣味,陶冶人们的高尚情操,直接或间接地接受教育,从而发挥其社会功能。普通高校加强和实施美术欣赏教育,是抓好学生素质教育的重要环节。培养计算机设计类专业学生的美学欣赏能力,是计算机设计类专业学生学习过程中必不可少的一部分。美学欣赏能力的培养有利于陶冶学生的情操,提高审美能力;有利于发展学生的感知能力和形象思维能力,形成学生的创新精神和技术意识;有利于促进学生的个性形成和全面发展。 欣赏能力的培养,对计算机设计类专业学生来说是非常重要的。通过“美”的理论指导“美”的实践,产生“美”的艺术,帮助计算机设计类专业学生的从而达到益智增识,提高文化修养和陶冶情操的目的。 计算机设计毕业论文:面向对象的发电机保护整定计算机设计 摘要:在电力系统中,继电保护装置是保障电力系统安全运行的重要环节,对电力系统的安全稳定的运行有着很重要的作用。继电保护的构成必须要能够符合电力系统的内在规律,并且继电保护会在电力系统中构成一个严密的整体,从而形成继电保护的系统性,而整定计算就是对电力系统进行全面的分析计算,整定配合,以此来满足继电保护配置需要,整定计算方案的优劣会直接影响着继电保护装置的技术实现。本文主要是对面向对象的发电机保护整定计算机进行了研究与设计。 关键词:面向对象;发电机保护;整定计算;设计 前言 随着我国社会的不断发展,电网规模也在逐渐的趋于复杂化,同时出现了很多新型的技术,一些超高压、交直流等技术都频繁出现,这对于电网安全生产运行的要求逐渐的增高。而整定计算则是对电网的各种原理、结构以及接线的方式都要进行大量的计算,并且对各种情况下的电流以及电压进行分析,整合整定方案,从而保证结果的精确,避免出现故障,随着科技的进步,对于整定计算水平也有了很大程度上的提高,以此对其进行了简单的设计。 1.继电保护以及面向对象的发电机保护整定计算的特点 1.1发电厂继电保护的主要特点 在电力系统中,发电机的稳定运行能够影响到整个电力系统的正常工作,对电能质量起着很重要的作用,并且发电机也是一个十分重要的电气元件,必须要针对其中存在的各种故障以及性能进行分析,从而采取正确的措施,保证电力系统的稳定运行[1]。由于发电机的保护配置十分的复杂,发电厂主要是对于元件的保护,其中保护的主设备是以差动为基本原理,主要是利用阶段式的保护,在时间上能够进行配合。另外,发电厂的保护整定原则十分的不统一,其中保护的类型很多,主要是针对不同的类型采取不同的继电保护方式,所以电厂的整定计算十分的复杂。在实际的整定原则中,由于运行的条件以及方式存在很大的差异,并且为了能够满足不同的电厂保护配置的要求,在继电保护整定计算软件中采取通用性的原则,以此来解决传统的整定原则中存在的问题。 1.2面向对象的发电机保护整定计算的特点 目前,面向对象以及图形化的程序设计整定计算软件逐渐的问世,并且与传统的整定计算的软件相互比较,具有很大的优点,主要是可视化以及图形化,用户能够直接浏览电网的结构,并且能够完成相应的数据信息的输入,同时也能够对故障进行设置。同时在进行计算完毕之后,能够直接查询到相关的计算结果,具有很高的效率,操作也十分的简单。 2.系统的构成 2.1图形模块的构成 对于图形模块的构建,能够使用户对系统直接方便的使用,并且用户能够能够通过图形界面直观的了解到电厂的结构以及设备的信息等,从而实现对数据的修改以及管理[2]。在图形模块上主要是用户提供相应的绘图工具箱,其中包括了发电机、变压器以及断路器等设备,这些被统称为图元,用户可以根据自身的需求进行绘图设置,在设计时,能够输入相关数据,以及图元的各项参数。在具体的设计中,必须要对电器设备进行全面的考虑,对其属性进行分析,主要是利用VC面向对象的编程思想,在本程序中,其中最为基础的便是对象和类别的组建,并且各个元件都具有自身的属性,因此将其进行定义为一个虚基类,作为元件的父类,这样各图的元件将会派生出来,在图元中的数据以及功能将会以成员变量以及函数的关系封装在各个类型的图元中。 2.2数据库模块 数据库是系统中的基础,在后台数据库中主要是储存发电厂电网结构参数以及设备的参数,并且其中的设备参数主要是包括多发电机以及母线电器参数的保护配置信息[3]。在系统中的每个模块都是利用ODBC接口进行访问后台数据库,同时在任何一个模块中进行数据的修改,其结果都会在其他的模块中进行显示,以此来有效的保证系统中饭数据的一致性。ODBC是VC提供的一个数据库访问技术,这样能够为用户提供方相应的数据库类型,同时ODBC所提供的应用程序接口都是统一的,使其访问任何ODBC驱动程序的数据库。在数据库界面的设计上,主要是分为列表说明以及详细说明,用户根据自身的需求进行自由切换,列表方式主要是以表格的方式对数据记录的显示,详细说明方式则是对具体的数据进行记录,利用一些单选框以及编辑框等空间,对各种数据进行使用。 2.3短路计算模块以及整定计算模块 这两大模块是发电厂主接线的基本界面,主要是在短路计算模块以及整定计算模块中添加了短路计算以及整定计算的方式,用户能够点击图元进行计算,但是在这两个模块中,用户无法对图元进行删除以及移动。在模块中是利用多种控件的方式,使界面内容十分的丰富,并且能消除用户在使用时的单调感,从而来提升系统的稳定性以及安全性。这两个模块是系统中最为重要的两个模块,短路计算模块能够计算出电网系统中的故障,并且能计算出带那里系统的运行方式,将计算的结果通过报表的形式显示出来,整定计算模块能够对发电机变压器以及电动机等设备进行全面的计算,将其以定值单的形式显示出来。在对其设计中,两个模块主要是利用传统的设计思路,利用Fortran语言编写的短路计算以及整定计算程序,简单的将其中部分进行修正,使其转变成函数或者是子程序,并且在相关的主系统中调用,主系统是利用VC6.0编写的,因此最好是利用混合语言编程程序对其进行编程,这具有很强的优点,能够有效的提升数据的处理能力以及工作效率。 3.结语 以上主要是对面向对象的发电机保护整定计算机设计进行了简单的设计分析,并且提出了一些设计方案,以此来提升工作的效率,促进电力系统的稳定运行。 计算机设计毕业论文:探讨体验式教学在计算机设计类课程上的应用 摘要:本文从体验式教学在计算机设计类课程上的应用类型、在课程教学上的应用、在第二课堂建设上的应用和在专业文化建设上的应用四方面对体验式教学在计算机设计类课程体系中的系统应用进行了探讨,提出了体验式教学在计算机设计类教学体系的系统应用需要情感体验、形象体验、思维体验、技法体验及操作实践体验以及职场体验五种类型的有机结合的理念,在专业素质培养中突出学生的主体地位,可以提高专业整体教学水平,增强学生的就业适应性,为计算机设计类的教学改革提供借鉴。 关键词:体验式教学;计算机设计类;专业训练 计算机设计类专业(网页设计、广告设计、景观设计、工业设计、软件设计等)的课程属于实践训练所占比重较大的课程体系,技能的训练以思维方式的培养为前导,在形象思维层面上非常注重对学生美学思想的引导,培养学生美学形象上的感受、体验以及美学素养的积累,在专业技能训练上强调电脑软件平台操作的熟练性、实现意图的明确以及实现效果的评判,在设计作品中又非常强调美学理念的表现力和公众的可接受性,在抽象思维层面上强调把作品的设计作为一个工程项目对视觉空间想象力、形象表现力、图形图像评判认知能力、语言智力、逻辑智力、音乐韵律、人际沟通智力等多学科的知识和能力的综合应用,简单的灌输式的教育是达不到教学要求的,如何进行让学生参与性强,并能自主积极训练的素质教育是计算机设计类改革面临的一个大问题[1,2]。 体验式教学是素质教育的重要内容,是一种充分强调学生参与教学的主动性和形象化,有别于传统教学模式的全新教学模式,可以追溯到古希腊时期的哲学家、教育家苏格拉底的教育思想,其精髓是老师不轻易给出问题的结论,而是采用启发式的方法让学生在预设的体验环境和氛围中借助学生先前已有的生活体验或知识体验,发挥想象力,流露情感,表现感受,讨论价值取向,在此基础上在老师主导启发下利用群体的知识体验认同,主动收集分析问题的思维点和知识点,提升出解决问题的思路和对应的知识体系,具有学生的参与性强,知识体系和学生的思维活动结合紧密,容易被学生接受,利于激发学生的学习积极性等特点[3-8]。其理论思想和实践模式在教育学中有着广泛的影响力,在计算机设计类专业的教学体系中应有较高的探讨价值,本文旨在做一些探讨,为计算机设计类专业的教学改革提供借鉴。 一、体验式教学在计算机设计类课程上的应用类型 我们在教学实践中的研究表明:体验式教学在计算机设计类课程教学体系中的应用,可归结为课堂上把教学内容建立在学生的情感体验、形象体验、思维体验、技法体验及操作实践体验等基础上,引导提升成涵盖设计视角、设计理念、设计思路的思维方式和知识体系,在课余又注重培养学生在设计知识上的情感体验、形象体验、思维体验、技法体验及操作实践体验形成专业素养,二者有机结合起来,从专业基础课到专业课,贯穿在整个计算机设计类的课程教学体系中。 (一)情感体验 主要指计算机设计类的学生在开设专业课程之前“先入式”的对已有的好的设计作品及设计要素(线条、平面、空间)、环境、美术作品、图片以及作品与用户的交互性等感受体验和美学认知的心理倾向的积累,在与这些事物经常性的接触过程中,学生自然而然会对色彩、线条、平面、空间感、质感、构图、作品效果的愉悦性等建立起简单而朴素的认知和美学倾向,再加以正确的引导就可以形成正确的美学认知和专业素养,培养起正确的美学表达方式对后续的专业技能的培养起到很好的基础作用,在完成设计作业或参与项目中就会带有思维的活性,使作品具有灵性,而不是技法上简单地模仿和机械地实现。 (二)形象体验 主要指学生们在课余时间里对老师所教授的对象具有形体上生动的认知和形象记忆[9]。把老师讲授的各种软件操作技法与实现效果对照,把电脑影像效果与真实客观对象的仿真差距对照,这样对知识点的接受就不会落入空洞的表述和抽象的记忆,与教师课堂讲授的结合,大大突破有限学时的限制,利于对知识的理解成为鲜活的知识点的积累记忆,形成学生们丰富的专业知识储备,利于作品设计实践活动中独立的创新思维的激发,而不是盲目地模仿。 (三)思维体验 是指在教学活动中教师不把自己的思维方式强加给学生,而是采取案例教学、组织讨论等方式,从学生们所熟知的生活例子中引导学生们思考、讨论[10]。在教学过程中,把思维发散开,然后逐个分析各种情况和方案,把思维聚合起来,筛选出优化的方案,在此基础上提升出需要讲授的知识原理,以学生的知识认知为起点往上提升的教学方法取代以老师的经验认知往下灌的教学模式,让学生体验整个分析的过程,学生容易吸收结论,知识点记得活,能主动应用,可以大大提高教学效果。我们在平面设计、网页设计、3D建模设计、课件制作等课程中根据不同需要做案例教学、分组调查、分组讨论等教学设计。 技法体验及操作实践体验:计算机设计类的实践技能需要和设计的理论知识结合较紧密,在进行专业实践训练时,要让学生有足够的时间和机会,反复参与到专业实践技能训练环境中,在实践―总结―辅导―再实践的环节中反复进行,找到自己实践的心理体验,帮助他们总结出实践技能的认知,提升实践技能背后的专业知识理论。实践技能的熟练掌握需要和理论功底的积累结合起来,要避免“理论熟,实践生”或“理论浅,实践熟”的两种错误倾向[11]。 二、体验式教学在课程教学上的应用 多媒体教学手段全覆盖所有计算机设计类课程,探索以形象思维认知引导切入,调动学生积极参与体验的教学模式,从体验的环境设计入手营造教学气氛[12-16]。在课堂教学中,任课教师根据课程特点进行教学设计,多采取互动的,分析型的教学,课堂的图片展示、视频教学、网络教学要与教师多媒体课件教学结合,增加作品案例分析、作业讲授的学时,揉和情感体验和思维体验于教学气氛中。在提出每一种技法、思路或方案时,要重视与学生形象思维的交流,注意引导讨论情感体验,利于学生确立正确的美学思想,或做方案时具有人性化的思考,在讨论和分析过程中又要注意逻辑思维的条理、层次,让学生在接受知识的同时学习到专业特点的思维方式,培养发现问题、分析问题的能力,教学形式可融合案例教学、分组讨论、野外认知等多种形式进行,在效果表现力与技法实现上引导学生反复体验,找到技法的自我感受,探索含实践技能测试、作品评比、实习考核、口试等多种考核办法的考核机制。 同时,加大实践教学改革力度,一方面,积极在每一门课程中抽出一定比重的学时进行专业技能的强化训练,课程特点相近的教师组合或衔接,制定专门的训练教学计划,分年级分课程实施小班教学,强化基础训练(电脑技能测试),分方向交叉训练,延伸强化综合训练(带项目的概念性设计),实践教学要注意引导学生对技法体验和操作实践的体验,小班分组进行,加强个别辅导,增加学生交流经验和接受辅导的机会,注意课堂与课后的结合,布置一些项目性的课后作业给学生去做;另一方面积极探索走出学校,面向社会的技能训练,与多家广告公司、景观设计公司、网页设计公司等合作,积极建设集社会服务与专业实践教学为一体的校外实践教学基地,推荐学生到企业顶岗实习,可改善实践教学条件,积极探索校外专业实践教学的新模式,帮助学生对未来职业角色和职业环境进行职业体验,是专业教学在学生职业规划上的积极育人的实践行径,每个实习基地的实训内容与对应的课程匹配,集中在某个专项的技能训练上。 三、体验式教学在第二课堂建设上的应用 单凭课堂教学进行专业训练是不够的,也不符合“理论―实践―再理论―再实践”的人类认知实践过程的反复渐进的要求,需要把学生课余时间利用起来组织好第二课堂,开发出专业训练的潜在课程[16]。可通过开放管理计算机房、整合教学资源、组建以学生为主体,专业教师参与辅导、培训的一个学生的专业学习型的团队等举措来加强,集专业书籍阅览、专业资料收集、组织专业比赛、社会实习等功能于一身,培养学生们的专业素养和专业实践能力,营造课余专业学习氛围,适时举办专项技能提高的辅导班,帮助那些在课余时间有加强专业技能训练愿望的学生加强专业技能训练,由专业教师授课,根据授课学生的情况制定专门的培训方案,对专业的正规课程不能触及到的深度和答疑辅导进行补充,辅导了很多专业基础弱的学生进行专业技能的强化训练,同时也辅导了一些有志于在设计类领域就业的学生进行就业培训。 四、体验式教学在专业文化建设上的应用 除了在专业课程的学习上需要体验式的教学之外,计算机设计类的师生在专业价值观上的自我认知也需要加强“育人体验”和“职业自信心体验”[8,17-19],我们借鉴企业文化的建设思想,从教师和学生两条线入手,整合专业课程教学、第二课堂训练和校园文化等教学资源,加强专业学术交流平台的建设,提高教师专业教学与育人的职业认知感,引导学生复合型人才的成才模式,营造激励学生们热情参加专业实践、社会实践和社会服务的专业学习氛围;通过鼓励教师组织学生专业训练、作品评比、参加设计比赛等活动延伸专业课程教学,丰富专业学习资料,锻炼学生们的动手能力和创新思维,可以激励学生们的学习自信心;通过建立作品展室、到企业项目实习等举措,活跃专业气氛,提高学生专业学习在价值观上的自我认知感,提升学习热情和专业自信心,综合提高专业教学水平。 五、结语 体验式教学在计算机设计类教学体系中的系统化应用,需要情感体验、形象体验、思维体验、技法体验及操作实践体验以及职场体验五种类型的有机结合,在专业素质培养中突出学生的主体地位,注重学生的专业技能和思维方式的培养,比传统的“灌”式教育更符合计算机设计类人才培养模式的要求,可提高专业的整体教学效果,促进专业教学与行业发展的对接,增强学生的就业适应性,同时,也要看到,这需要在整个教学体系上加大改革力度,给予更大的软硬件上的投入,需要建立和谐的教学团队,整合各种教学资源进行统筹管理,也要求各位任课教师具更高的教学热情和事业心,研究学生的知识背景和认知特点,根据不同的课程特点探索更多有效的教学形式,丰富教案。