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] 。
浅谈矿山机电设备故障诊断技术:矿山机电设备故障诊断技术分析 摘要:随着我国社会主义市场经济的迅速发展,矿产资源需求量逐渐增加。因此需要提高现有矿产资源开采工作效率。从矿产资源开采角度来看,矿山机电设备的应用尤为重要,机电设备的应用有效提高了矿山资源开采工作效率,因此有必要加强矿山机电设备的应用,并且做好矿山机电设备故障的研究。本文在分析矿山机电设备故障诊断技术原理基础上,进一步对矿山机电设备故障诊断技术及设备故障诊断技术应用注意事项进行介绍。以此对矿山机电设备故障诊断提供具有参考价值的建议。 关键词:矿山机电设备;故障诊断;技术分析 在矿山开采过程中,为了有效提高矿山开采工作效率,矿山机电设备的应用显得尤为重要。矿山机电设备在应用过程中,由于受到较多因素影响,特别容易发生故障,因此需要做好矿山机电设备故障诊断,从而能使得矿山机电设备的正常应用得到有效的保障。鉴于此,本文对“矿山机电设备故障诊断技术分析”意义重大。 一、机电设备故障诊断技术原理分析 矿山机电设备的应用有效提高了矿山开采工作效率,但是由于多方面的原因,矿山机电设备极易发生故障,因此需要提高矿山机电设备诊断效率,诊断主要依据以下原理: (一)建立数学模型 在机电设备在运行过程中,具有较多的数据,主要依靠这些数据来观看机电设备运行状态,从而机电运行数据在机电设备故障诊断中显得尤为重要。鉴于此,为了对机电设备运行数据进行分析,需要建立数学模型,以此来对机电设备运行数据及故障进行相关联[1]。从而有效通过观看数学模型来确认机电设备是否正常运行,从而有效判断出产生故障原因。 (二)采集、处理及分析信息 所谓采集信息主要是对机电设备运行数据进行采集,同时在机电设备上安装各类传感器,以此来发出机电设备运行中发出的各种信号进行采集,在此基础上,并对收集信息进行储存。在此之后进行信息处理。由于在机电设备运行过程中,收集的所有信息并不是都能对机电设备诊断有用,因此需要加强信息处理,将无用信息进行清理,以此真正完成信息采集。最后,对机电故障进行诊断,对收集到有用的信息进行分析,主要是将机电设备运行数据信息与机电设备的标准运行进行相对比,从而有效明确机电设备故障,找出机电设备故障原因[2]。 (三)故障预测 在机电设备运行过程中,由于长期的设备运行,机电设备会出现老化或者自然损坏现象,为了有效增加机电设备使用年限,需要加强机电设备的维修保养,因此需要加强机电设备运行故障预测,从而能够及时有效进行日常维护保养工作,为增加机电设备使用年限提供了有效的依据。 二、 矿山机电设备故障诊断技术 矿山机电设备在运行过程中,极易发生故障,因此需要矿山对电设备诊断技术进行分析,以此使得矿山机电设备的正常运行得到有效的保障。具体内容如下: (一)主观诊断技术 在进行机电设备故障诊断过程中,一般情况下,技术人员先通过自身诊断经验对机电故障进行分析,这种技术被称之为主观诊断技术,这种技术在运用过程中比较方便。目前为了有效提高机电设备故障诊断效率及准确性,通常情况下,技术人员将会借助一定技术设备进行机电设备故障诊断。目前,主观诊断技术对诊断技术人员要求较高,主要是需要技术人员专业知识技能过硬及工作经验较高[3]。此外,对机电设备运行故障进行分析,主要凭借技术人员进行主观判断,导致诊断准确性较低。 (二)仪器诊断技术 目前,为了有效提高机电设备故障诊断准确性,通常情况下,对机电设备运行故障进行仪器诊断。主要是通过各种仪器设备对机电设备运行数据进行分析,以此来对机电设备故障进行诊断,其主要优点在于诊断准确率较高,因此在机电设备运行故障诊断中得到广泛的应用[4]。随着科学技术的迅速发展,机电设备故障诊断仪器功能逐渐增加,并且流通在市场上。 (三)数学模型诊断技术 在机电设备运行故障诊断过程中,为了提高机电设备故障诊断的效率,一般情况下,会对机电设备运行数据进行采集处理,进而选择相关数据建立数学模型,从而对机电设备运行数据进行有效分析,从而实现快速机电设备故障诊断。数学模型诊断技术主要依靠数学知识,在此基础上,将动态检测技术及传感器技术进行相融合,以此使得机电设备故障诊断的及时有效得到保障。此外需要值得注意的是,数学模型诊断技术应用的关键在于能够通过数学知识建立一个合理并具有科学根据的数学模型,才能使得故障诊断准确性得到有效的保障。 (四)智能诊断技术 随着科学技术的迅速发展,我国人工智能技术同样取得了一定的成就,尤其是人工神经网络的迅速发展,促使机电设备故障诊断技术进入了新的阶段。智能诊断技术首先需要建立一个智能诊断系统,以此来进行能机电设备运行数据获取、传递及处理,以此来对机电设备运行故障进行诊断[5]。此外,对规定好的运行数据能够进行动态识别及预测,从而有效对机电设备进行监控管理,不但有效提高了机电设备诊断效率,而且能有效对机电设备故障进行预测,从而有效提高了机电设备使用年限。 三、结语 综上所述,随着社会的发展,矿产资源需求量逐渐增加,从而需要提高矿山开采工作效率,以此满足社会发展对矿产资源的需求。矿山机电设备的应用,有效提高了矿山开采工作效率,在实际的矿山机电设备运行过程中,由于多方面的原因,导致机电设备经常性发生故障,为有效提高矿山开采工作效率,因此需要加强矿山机电设备故障诊断技术分析。目前主要运用到的机电设备故障诊断技术有主观诊断技术、仪器诊断技术、数学模型诊断技术及智能诊断技术。以上诊断技术有效排除了机电设备中常见的故障问题,有效提高了矿山开采工作效率。 浅谈矿山机电设备故障诊断技术:矿山机电设备故障诊断技术的应用研究 [摘 要]随着我国科学技术的不断进步,社会各生产领域都开始向机械化方向发展,矿山企业生产中,也积极运用机电设备,以提升工作效率、保障人员安全。在机电设备的长期使用中,极有可能出现一些故障,还需要技术人员运用科学的故障诊断技术,减少故障隐患,以避免因设备故障引发的安全问题和消极影响。本文就矿山机电设备故障诊断技术的应用进行了研究分析。 [关键词] 矿山;机电设备;故障诊断技术;应用 前言:矿产资源是支撑我国经济发展的重要资源之一,近年来,我国经济水平得到了快速提升,新矿山也在不断的建设生产,为提升矿山生产效率和质量,矿山企业将大量的机电设备投入生产,由于机电设备产生故障具有不确定性,因此,还需要相关人员能够充分运用故障诊断技术,定期对设备进行保养维修,消除故障隐患,保证矿山稳定生产。 1 矿山机电设备故障产生原因 矿山机电设备中各零件关系的变化会引起自身故障的产生[1]。在机电设备长期使用中,会因多种因素造成零件的损伤,例如使用中零件受到损伤、设备老化等,导致零件尺寸、形态等发生一系列的变化,并与其他零件之间的关系产生变化,引发机电设备故障。 工作能力的大幅度损耗会使矿山机电设备产生故障。矿山设备在长期使用中,会出现老化、零件磨损等情况,工作能力受到不断的损耗,再继续使用,将会引发更多的故障问题。 超负荷运转也会使矿山机电设备产生严重的故障。每一台设备都有自己的运作极限,一旦实际运作输出的参数超出了设备规定的最大限度,将会因超负荷运转而引发严重的设备故障,需要相关人员立即对设备技术参数进行调整,并提升设备承受能力,以减少故障隐患。 2 矿山机电设备故障诊断技术方法 2.1 矿山机电设备故障主观诊断方法 主观诊断主要是工作人员在进行设备故障诊断过程中,依靠长期工作中获得的经验、借助一定的检验仪器进行诊断的方法。这种方法的使用对工作人员的技术水平和个人经验提出了较高的要求,虽然与其他诊断技术相比具有简单快捷的优势,但是仅适用于一些常见、易于诊断的故障,对于较为复杂的故障,这种方法尽可以作为参考。 2.2 矿山机电设备故障仪器诊断方法 仪器诊断主要是以设备内的液压系统温度、压力及振动等参数为依据[2]。诊断过程中,工作人员需要首先对这些参数进行收集,在运用信息化系统进行科学的分析,从而获得矿山机电设备故障诊断结果。目前在矿山机电设备故障诊断的仪器诊断中,主要运用的仪器为综合、通用、专用三种。 2.3 矿山机电设备故障智能型系统诊断方法 智能型系统诊断主要是运用计算机进行设备信息的收集整理,使其具备与人脑相似的思考过程,以便对数据进行合理的科学判断,得出诊断结果。这种诊断方法相对来说比较复杂,适用于产生复杂故障机电设备的故障诊断工作。 2.4 矿山机电设备故障无损坏检测诊断方法 无损坏检测诊断是在检测过程中,对机电设备主体、零件、金属材料之间的隐蔽部分进行的检查,这种诊断方式主要运用超声波、射线照相等先进技术,因此并不会对机电设备造成损伤。由于无损坏检测诊断的运用需要花费大量的费用,因而在我国矿山机电设备故障诊断中鲜少有人运用。 2.5 矿山机电设备故障压力诊断方法 压力诊断法主要是通过传感器,将机电设备运行中的各项参数传递给工作人员,由工作人员进行故障分析的一种诊断方法。这种方法不受环境和压力的影响,能够使工作人员进一步了解机电设备所处环境、温度、运行压力等,并具有快捷、精确等优势。 2.6 矿山机电设备故障诊断专家系统 故障诊断专家系统是一项先进的矿山机电设备故障诊断技术,适用于较为复杂的设备故障,能够结合多种诊断技术,对故障进行系统、全面的诊断,为工作人员提供最为完整的诊断结果。 3 矿山机电设备故障诊断技术应用过程 在故障诊断技术的应用中,工作人员首先需要建立数学模型,以便能够将接下来收集的设备数据融入模型中,使机电设备实际运行情况得以清晰展现,令工作人员充分了解机电设备中各部分数据与故障之间的联系,为诊断工作提供科学依据。 信息的采集是诊断工作中的重要内容[3]。工作人员需要利用机电设备上的传感器进行设备运行中各项数据的收集,所收集的数据会直接被储存在系统的数据贮存器中。随后,工作人员应对收集到的数据进行整理分析,将无用的数据去除,有用的数据转换成便于理解的内容,并将所得结果与标准运行参数进行比较分析,了解设备实际运行情况,明确设备故障及其产生原因。 另外,工作人员还需要根据设备的分析结果对其使用寿命等方面进行预测,以便为今后的设备保养、维修工作提供参考依据。 4 矿山机电设备故障诊断技术的具体要求 4.1 遵循机电设备故障诊断原则 在矿山机电设备故障诊断技术的应用中,要求工作人员严格遵循机电设备的诊断原则。在故障诊断前,工作人员应遵循准确性原则,收集机电设备故障相关信息,根据矿山特性,选择相适应的A/D采集模块、传感器等设备,以保证所收集信息的准确性。针对安全性要求较高的矿山,工作人员需要遵循“防水、防尘、耐高温、抗干扰、防震”等原则,选择符合要求的传感器。 4.2 科学提取机电设备故障信号特征 要想准确判断设备故障原因,必须要较好的识别出故障信号特征[4]。矿山这一地质情况较为特殊,工作环境十分恶劣,机电设备故障信号特征相对微弱,因此,工作人员在运用故障诊断技术时,需要从设备的轴承与齿轮的剥落、断齿、擦伤等较为明显的故障开始诊断。再运用自适应提升小波分解算法与特征匹配准则提出信号特征[5]。同时,工作人员也可以运用初始双正交滤波器组,对机电设备的提升算子、对偶算子等进行获取,以构建新的小波基函数,并运用预测期和更新器对原始信号进行预测更新运算,以获取设备产生的高频、低频信号,确保自适应提升小波分解算法的实现。 4.3 故障诊断后的设备维修 故障信号特征对工作人员的故障诊断提供了充分的科学依据,有助于工作人员快速诊断出设备的故障原因。在经过诊断后,工作人员需要对设备进行维修,维修工作可以分成四种方式。 第一种是预防性维修,即针对故障诊断过程中诊断出的故障预兆进行维修,以便将机电设备故障扼杀于萌芽状态。第二种是周期性维修,需要工作人员根据诊断结构,制定合理的周期,并按照周期对机电设备进行检查和维修,实现对早期故障的有效控制。第三种是计划性维修,工作人员通过对诊断结果的分析,预测设备可能发生故障的时间、内容等,并根据这一时间实时检查、维修,减少安全隐患。第四种是事后维修,是工作人员在故障发生后进行维修的方法,因工作人员已经获得故障诊断结果,因此维修工作效率能够得以提升。 结论 矿山机电设备的运行情况与矿山工作安全有着重要联系,一旦出现设备故障,不仅会给矿山企业造成巨大的经济损失,同时也会严重威胁工作人员的人身安全,因此,要求相关技术人员科学运用机电设备故障诊断技术、明确技术运用过程和要求,以保证设备的安全稳定运行,促进我国矿山开采事业健康发展。 浅谈矿山机电设备故障诊断技术:矿山机电设备故障诊断技术分析探讨 摘 要:矿山的生产效率与生产水平会直接受到矿山机电设备的运行情况影响,但是由于矿山中工作环境比较复杂或人为操作不当等原因,矿山机电设备经常出现各种故障,所以需要不断研究矿山机电设备的各种故障,并提出对应的处理方式,希望本文的分析探讨可帮助处理解决故障。 关键词:矿山机电设备;探索故障成因;诊断技术 1 前言 机电设备俨然已经成为工业生产发展中重要的机械配置,尤其是在矿山开采过程中矿山机电设备的应用更加重要。但是在操作矿山机电设备过程中,会不断出现各种故障,这些故障不但会影响生产效率,严重时更会导致安全事故发生。所以需要加强对矿山机电设备故障的诊断分析,才可确保在矿山生产过程中,机电设备始终保持稳定的工作状态。 2 探索导致矿山机电设备故障的因素 一般都是机电设备部件导致矿山机电设备出现故障,因为矿山机电设备的工作任务非常繁重,基本处于超负荷状态,在长时间、超强度的运转下,矿山机电设备不可能完好无损,很多零件部位都出现了大幅度的磨损,使得零件之间的杯和没有原本灵活,磨损过于严重就会导致出现故障。 3 简述矿山机电设备诊断技术 矿山机电设备在长期的工作使用中难免出现磨损及各类故障,而故障诊断正是针对矿山机电设备的故障提出的一种技术,其目的在于做好矿山机电设备的保养和维修,避免各类突发故障的出现而给矿山带来安全问题,排除安全隐患。故障诊断技术大概过程可分为数学建模、信息收集、分析识别技术、信息处理技术、预测等几部分。通过这一系列的步骤,相对准确的预测出矿山机电设备的基本情况,进而为故障的诊断提供相对可靠的依据。 4 诊断矿山机电设备故障的方式 下述从三个方面出发分析诊断技术: 4.1 主观诊断 所谓主观,即是指人的主观意识,主观诊断就是指凭借专业工作人员的主观意识,结合丰富的设备故障诊断经验以及扎实的专业技术知识,通过对已故障机电设备的情况进行分析,从而确定机电设备的故障类型,这就要求工作人员必须有过硬的知识基础以及丰富的工作经验,在主观诊断过程中,工作人员一般不需要借用检测仪器,这种方法可以用来检测矿山机电设备在平时运行中出现的小故障,但是对于比较大或比较复杂的故障,单凭主观诊断却有失准确性。 4.2 仪器诊断 顾名思义,仪器诊断就是指应用市场上现有的用于矿山机电设备故障检验的各种设备仪器来对矿山机电设备检验,主要通过在诊断过程中仪器所表现出来的各种参数来判断机电设备的故障原因,进而给出合理有效的解决方案。仪器诊断比较方便,而且准确率也较高,所以现在各个矿山企业基本上就采用仪器诊断这种方法。 4.3 智能诊断 智能诊断就是应用了目前正在兴起的智能技术,智能就是机器模拟人脑,通过在系统中建立数据库实现,智能诊断就是在系统内建立一个存储了机电设备各种各样故障情况的数据库,当矿山机电设备发生故障时,将故障进行采集和分析,再和数据库中原有的数据类型进行比较,从而较为准确地确定设备的故障。类似于模拟人脑智能的过程。 维护维修方式:第一,正确处理预防为主计划检修关系,预防为主就是要时刻注意观察检测,注意设备在使用中是否有故障隐患,计划检修就是定期对矿山机电设备进行检查,注意设备是否有磨损或者安全问题,都应进行及时的检修和维护,在矿山生产过程中一定要把预防与计划检修紧密的结合起来。第二,正确处理生产与检修的关系。对设备的检修也是矿山生产安全的重要一部分,不重视对设备的维护检修工作,有可能导致设备处于病态,影响生产,更有可能导致矿山事故的发生。第三,正确处理日常保养和定期专业维修的关系。我们要把日常保养与定期专业检查有机的结合起来,保证维护工作能够有序的进行。 5 结语 矿山机电设备故障诊断技术在实际运行过程中主要应用于矿井提升机、采煤机、通风机、高压异步电动机的故障诊断,通过对这些主要部件的诊断,从而确定整个运行过程的安全。矿山机电设备的故障诊断技术并不是单个部件的诊断,而是一个复杂、整体的过程,是一套完整的系统。矿山机电设备故障诊断技术对于矿山开发具有重要意义,对矿山机电设备的日常运行起到了保养和维修作用,是保证矿山开采工作安全稳定进行的基础,也对提高矿山的工作效率和经济效益具有重要意义。矿山企业应该对矿山机电设备故障诊断技术这一方面的工作提高重视,做好故障诊断的日常工作,不断总结经验,使矿山生产更加安全高效。 浅谈矿山机电设备故障诊断技术:矿山机电设备的故障诊断技术与管理的研究 [摘 要]矿山机电设备的工作环境相对复杂,煤矿生产工艺特殊,必须要保障矿山机电设备的整体质量,严格落实矿山机电设备故障的诊断、维修和管理工作,提高整体质量控制力度,确保矿山机电设备能够正常、稳定的运行,使煤矿生产更加安全可靠。本文主要对矿山机电设备运行中的故障原因进行了分析,阐述了故障诊断的技术类型,最后总结矿山机电设备的管理,以期提高矿山机电设备管理维护工作质量,制定积极故障处理方案,有效延长机电设备的寿命。 [关键词]矿山;机电设备;故障诊断;诊断技术;管理 煤矿生产的重要保障就是矿山机电设备的高效运用,由于煤矿生产的环境相当恶劣,必须要借助机电设备才能完成[1]。但在湿度较大、大量粉尘、外力作用的环境下,矿山机电设备很容易产生故障,无法正常工作,一方面影响了煤矿生产的效率,另一方面还会对矿井工作人员的安全产生威胁,甚至引发安全事故。掌握矿山机电设备的故障诊断技术,强化设备的监管工作,是保障机电设备高效运行的关键所在,也是提高煤矿产量的重要途径。 1 矿山机电设备出现故障的原因 矿山机电设备在使用过程中会发生故障,可以将引发设备故障的原因划分为以下几种:1)由于矿山机电设备在长期运行的过程中,内部零件发生异常磨损损伤、松动、剥落等现象,或由于老化、变质等原因引发的故障,从而使得设备原配件之间协调度变差,出现故障问题;2)如果矿山机电设备长期进行超负荷工作,会影响设备能效的发挥,不可避免的产生性能衰退和功能失调等问题;3)如果设备操作和管理人员的使用不规范,没有按照使用规范进行,没有及时对机电设备进行检查和维修,也会危害机电设备的运行状态[2]。 矿山机电设备的运行时间普遍较长,受外界环境中不同因素的影响,还会因行程失调、间隙不合理及压力超过标准范围而发生失调型故障。 2 矿山机电设备的故障诊断技术类型 2.1 主观诊断技术 该技术主要依靠的是诊断人员的专业技术能力和经验,诊断技术人员要通过以往积累的丰富经验,结合矿山机电设备的实际故障状况,调动多个感官能力,综合多方面的知识,运用逻辑分析思维或分段排除的途径进行主观的判断[3]。主观诊断技术虽然能够缩短故障诊断的时间,应用方便,但只适用于一些小范围的机电故障,准确性较差,有时还需要进行进一步的明确。 2.2 仪器诊断技术 借助精确度较高的检测仪器对矿山机电设备进行全面的检测,包括:综合型诊断仪器、专业型诊断仪器及通用型诊断仪器等,可以确定出故障的部位和原因,并将故障信息、参数提供给工作人员,这个过程即为仪器诊断技术的应用。 2.3 数字模型诊断技术 从该技术的名称上可以看出其利用了数学方法的优势,主要从特征参数的角度对机电设备进行诊断,实现了检测技术、传感技术的有机融合,综合性的判断故障问题,构建出相应的模型,利用获取的特征值掌握故障具体部位,为维修工作人员提供了可靠的数据保障[4]。 2.4 智能诊断技术 作为一种先进的机电设备诊断技术,智能诊断技术明显由于其他技术方式,确保了诊断的精确性,应用同人类大脑相似的软件,自动化完成取得、分析障碍数据信息等过程,并利用构建的数据库,对比查看设备的参数同标准的差异。 3 矿山机电设备的管理 3.1 设置完善的矿山机电管理部门 矿山机电管理是一项繁琐而艰巨的任务,在实际管理过程中,可以专门制定一套完善的管理规范和标准,由不同层次的管理部门进行管理,使矿山机电设备管理工作能够有条不紊的进行,规范煤矿企业的设备管理工作[5]。只有各个管理部门共同协调和配合,根据矿山机电设备管理流程,规范设备的操作,将设备管理工作渗透到整个工作中,实行动态监测及管理,定期进行维修和保养,才能使矿山机电设备能够稳定运行。 3.2 加强矿山机电设备的监管力度 矿山机电设备是煤矿企业生产顺利开展和进行的重要工具,要时刻加强对煤矿生产应用所有机电设备进行监督和日常管理工作[6]。安装设备必须做到严格、正确、有序地依照有关说明和程序进行,有关人员必须做好机电设备的安装、检测、运行的记录工作,同时做好验收和移交工作。矿山机电设备的管理人员在施工结束后要及时对机械设备进行清洁整理工作,检查以及重新调试工作,定时对所有机电设备和机械进行严密的维护工作,对于出现问题的矿山机电设备严禁违规作业并及时进行检测工作,从而保证施工工程的顺利开展[7]。此外,还要保证必要的资金用于矿山机电设备的监管,购买先进的机电故障诊断和管理设备,弥补旧设备在工作中的不足,运用新设备提升整个机电设备的管理水平。 3.3 提升企业人员的安全意识 矿山机电设备操作人员在正式进入工作岗位之前必须接受全面、系统、科学的矿山机电技术培训和职工素质的培养实践活动,保证矿山机电设备使用和管理人员具有充分的机电理论知识基础,灵活的运用矿山机电故障问题,掌握应急处理能力和技术。组织矿山机电设备操作人员参加资格认证考试,在成绩合格的情况下颁发以供持证上岗的证明、证件等[8]。矿山机电设备诊断及维修、管理人员除了要具备较高的职业技能外,还需加强自身职业道德素质,树立正确的职业价值观和安全生产意识,加强自身的事业心和责任感,在实际工作中要做到坚持不懈、吃苦耐劳、勤恳奋进、勇于创新、关注细节、应对敏捷、细心警惕等。组织有关矿山机电施工的实践活动,在有经验、优秀的机电操作员的引导和带领下,使得整个矿山机电施工组的能力水平得到全面提升,在掌握设备原理、机械构造、设备性能的基础上,从矿山机电设备的检查、故障诊断、运用、维修、保养等方面如数,培养出一支技能熟练的矿山机电设备操作人员,并评选出模范人员,不断提升矿山机电操作人员和团队的整体素质。 4.结语 我国作为煤矿生产和消费的第一大国,在未来相当长的时期内都会保持这种状况,面对煤矿生产需求量逐渐增大的现状,煤矿的安全生产能力仍处在较低水平,对机电设备的需求越来越大,然而对于矿山机电设备损耗严重和出现故障的问题,工作人员应明确故障的类型,深入的分析引发故障的原因,并采取有效的技术措施进行处理,落实日常维修和预防工作,定期进行检查,以免影响矿山机电设备的应用功能。此外,还应加强对矿山机电设备的监管力度,充分发挥多种先进故障诊断技术的优势,实现矿山机电设备故障的高效诊断,提高控制煤矿生产的质量,最大限度的降低矿山机电设备的折旧率、故障率,提高对矿山机电设备的整体控制力度,延长机电设备的使用寿命,保证矿山机电设备的高效运行,提升矿山机电设备的效益,从而有效的提高煤矿生产效率。
浅谈工程机械产品设计:环保节能工程机械产品设计与趋势 摘要: 随着国内外各大中城市对城市环境保护的日益重视,对机动车辆尾气排放用烟度、噪声等指标的限制愈来愈严格;特别是随着装载机等数量大的工程机械产品在市政建设中的使用量不断加大以及人们日益增强的环保意识,可以预见开发研制环保节能型产品是今后工程机械发展的趋势。 关键词:环保节能;工程机械;产品设计与趋势 为保护人类十分宝贵且有限的资源,实现全球可持续发展,提高操作人员的安全性及工作舒适性,努力达到人、机和环境的亲和,可以预见开发研制环保节能的绿色工程机械产品将是今后工程机械发展趋势的主流。目前国际上对中国工程机械出口提出更高要求,首先保证售后服务及时到位,其次就是实施再制造。严酷的国际市场逼迫我们必须对工程机械产品实施全生命周期管理,对用户实施保姆式的全程服务。因此,研制绿色工程机械产品以及实施产品再制造,是关乎企业生死存亡、稳定发展的大事。 绿色工程机械产品符合可持续发展的要求,是社会进步的标志,也是科技发展的必然趋势。实践证明,谁起步早、实施快,谁就能把握产品研发的主动权。发展绿色工程机械产品必须使工程技术人员,特别是企业决策者,应充分认识到绿色设计的必要性和紧迫性。从发展的战略角度看,绿色工程机械产品将会给企业及其产品树立良好形象,并最终带来不可估量的社会和经济效益。 1、环保型材料的利用 1)尽量采用能再生利用的材料和资源 在各系统及部件设计中所选用的材料尽量是可回收、易分解、能再生而且在加工和使用过程中对环境无害的材料,特别是结构件的设计应尽可能采用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒材料,提高工程机械材料的再生率。 2)长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则 通常来说,延长产品寿命就等于减少了机械的生产量和降低其报废量,降低产品能耗可减少对环境的污染,而减轻产品重量即可减少材料和资源的消耗。要从减少环境负荷的角度尽可以考虑各系列产品同类零部件的互换性和通用性。为此应在保持主机各项性能参数前提下,尽量减少主机和附属作业装置或机具的体积和重量,提高动力传动系统零部件的强度和耐久性能,实现液压系统的轻量化和高效率。 3)尽量采用低环境负荷材料 工程机械零部件设计中应尽可能不使用氟利昂(空调)、含氯橡胶、树脂及石棉等有害材料。如装载机驾驶室和内饰上使用难以自然分解且对环境有害的工程塑料及其它一些非金属材料都加重了资源浪费和环境污染;在仪表、散热器及蓄能电池等采购生产中,应尽可能减少或替代铅的使用量。因此在主机设计中一些附属零部件选用新型环保型材料很重要。 4)废弃零部件处理的污染最小化及综合成本最优化 工程机械产品在设计初始阶段就要考虑报废件处理简单、费用低和污染小,零部件要解体方便、破碎容易,能焚烧处理或可作为燃料回收。 2、环保型工程机械产品设计 1)选用低公害发动机 发动机是工程机械所有系统中对环境影响最大的部件,采用低油耗、低排放、低噪声、高效率的环保型水冷增压柴油机能大大降低对环境的负荷。目前欧美发达国家正在通过采用一系列新的技术手段、措施或应用新型的环保燃料来进一步降低排放、噪声等,努力适应第三次排放法规要求。 2)降低整机振动与噪声 减振与降噪应该是产品设计中最需关注的焦点问题。例如在装载机设计中,动力装置采用双向减振悬挂系统就能克服整机动力传动系统与车架之间的共振、噪声及对动力系统的疲劳破坏;后桥设计成中心摆动结构能使后桥摆动中心与动力输入中心重合,很好地减少附加力矩对传动系统不停冲击所产生的振动与噪音,避免在崎岖不平道路上整机各部件相互冲击所产生的噪声。除选择低噪声的发动机外,主机的结构布置或系统的结构设计也可以进行某些针对性的改进。如冷却风扇可不再由发动机直接驱动,而可单独由液压马达带动,这便于将风扇与发动机隔开并将整个发动机密封起来,从而使噪声不能通过风扇出风口传到外部,降低噪声对环境的影响;通过优化液压管路排列来降低液压油泵振动、阀节流和油管振动产生的噪声;可在机罩等覆盖件处设计粘贴吸音隔音材料;可设计全密封整体式驾驶室,密封减震,隔音降噪,真正体现“以人为本”的设计宗旨。 3)液压系统的清洁和防渗漏 保持传动液压油的清洁度对工程机械的液压传动非常重要,因此精心设计工程机械液压系统(如采用高效高精度过滤装置)十分必要,这样就可去除油液中微尘垃圾、机械磨损物等杂质,减少液压元件故障与磨损、延长常用液压元件的使用寿命,降低液压油的更换频率;同时可有效避免液压油在工作中温度升得过高过快,延长换油间隔时间,减少对周边作业环境的污染。另外通过采用增压液压油箱,可改善泵的吸油效果从而延长其使用寿命,并且能很好地防止外界灰尘和水分进入油箱,提高整个液压系统的清洁度。液压系统的渗漏对周围环境的污染是目前部分工程机械产品中普遍存在的,液压管路采用耐腐蚀、防老化、具备优良密封性能的进口优质胶管很有必要;为了减少损坏软管的废弃量,设计时应在可能的条件下尽量使用硬管;对设计过程中只能采用软管并且容易破裂时油液流出而污染环境。 4)系统高效节能的设计 工程机械的高效节能也是环境保护的重要一环,减少能源消耗即意味着减少对环境的污染。故选用电控高性能长寿命节能型发动机是研制环保型机械最基本的一环;另外在设计时采用双泵分合流技术、液压负荷传感技术、静液驱动技术等都可达到节能降耗的目的。 3、工程机械产品人性化的设计 1)环保安全关怀型驾驶室的设计 如采用防紫外线辐射玻璃的全密封整体式、经减震降噪处理的“安全环保型”驾驶室,室内配置无氟环保型冷暖空调,并设计FOPS及POPS驾驶室以确保驾驶员的安全;充分运用人机工程学设计原理,如司机座椅可全方位调节、功能集成的单操纵手柄、可调式转向驱动器、全自动换挡装置、电子监控与故障自诊断系统,再辅以合理美观的颜色搭配,可大大改善司机的工作环境,缓解疲劳,提高作业效率。 2)自动加脂装置或集中润滑系统的配置 传统的手动加注润滑脂费时费力,而且通常有多余的油液溢出来污染周边环境。因此研制环保型工程机械就能自动定时加注润滑脂的设备,如集中润滑系统就能自动定时给各铰销加注黄油,其加油量经过仔细计算后设定,可很好地保证各销轴得到足够的润滑而又没有多余的油溢出,既环保又方便。另外对于小型机械,鉴于降低设计成本,可采用密封的销轴或使用新型材料的特殊轴套、或设计二级防尘结构等防止外部异物的进入和内部油脂的排出,从而延长加注润滑油的间隔,减少对环境的污染。 3)外观美学设计 传统的工程机械产品一直是外形粗放、笨重的形象,环保型产品更应注重外观美学和车身的流线型设计,达到机器的环境的谐和,给人以视觉上的美感。如发动机机罩就可进行造型别致美观的流线型设计,整机的标识标牌应精心布置、设计,良好地体现环保特色。 4)人性化设计 工程机械控制技术的电子化代表了当今技术的发展趋势,采用微机控制技术,实现了各种工况下自动判断、挖掘机器发动机的功率输出,达到发动机的最佳功率匹配,减少发动机的燃油消耗,并自动诊断机器状态,使机器使始终能保持良好状态,因此控制和操纵的人性化能大大提高作业的安全性和舒适性。 5)系统可靠性设计 尽量运用高可靠性的成熟技术和借用经市场考验后的成熟系列零部件可延长各关键系统或零件的使用寿命,减少更换次数。例如降低制动元件的更换频率就相当于减轻了对周围环境的破坏与污染。 浅谈工程机械产品设计:解析现代设计方法在工程机械产品设计中的应用 摘要:随着我国经济的不断发展,我国机械行业在发展过程中面临着新的挑战。现代设计方法在工程机械产品设计中的应用,改变了以往工程机械产品在设计这一环节中老套模式,使工程机械产品的设计更加的新颖,能够满足工程机械市场中对于产品设计的标准与要求,对于工程机械产品的设计与发展有着非常重要的作用。 关键词:现代设计方法;工程机械产品;设计;应用 工程机械产品的设计,是工程机械产品在生产过程中一个非常重要的环节。工程机械产品设计中的传统设计方法,已经无法满足工程机械在发展中的需求,不能适应工程机械市场的变化,现代设计方法在工程机械产品设计中的应用,有效的解决了传统设计方法应用于工程机械产品设计中存在的问题,提高了工程机械产品设计的水平与质量。 1.现代设计方法的概述 随着我国科学技术的深入发展,计算机技术在我国各个行业中的应用非常广泛,现代设计方法这一门新兴的学科应用而生,它是一个决策、寻优、综合的过程,以对产品进行设计为总的方向,主要的内容有:虚拟设计、相似性设计、三次设计、反求工程设计、价值工程、疲劳设计、人机工程、人工神经元计算方法、工业艺术造型设计、计算机辅助设计、动态仿真设计、有限元分析、优化设计、模块设计、可靠性设计等。工程机械产品在设计过程中应用现代设计方法的时候,通常都是利用计算机进行相关设计中的计算、分析以及决策。 现代设计方法具有以下几个特点: 1、现代设计方法在设计理论中进行了延伸,设计思维的出现了变化,设计的范畴也得到了有效的扩展。 2、现代设计方法中,综合了多元化的设计理论、设计方法、设计技术。 3、现代设计方法中,设计手段逐渐的虚拟化、并行化、计算机化、自动化、精确化、智能化。 2.现代设计方法在工程机械产品设计中的应用步骤 工程机械产品在设计过程中,对于现代设计方法的应用,必须经过几个的阶段,以下几个阶段是现代设计方法在工程机械产品设计中的应用步骤。 1、三维实体造型 工程机械产品设计中,应用现代设计方法完成全部阶段的前期,必须要完成工程机械产品设计中的原方案,这样能够有效的确定工程机械产品中所有零部件的结构与形状。在这一基础之上,利用三维实体造型软件对工程机械产品中零件的三维模型进行构建,构建出来的零件三维模型能够有效的将设计人员的思想展现出来,还要对工程机械产品采取针对性的力学实验研究,对工程机械产品中每一个零件的所具备的力学特性进行确定。 2、有限元结构分析 工程机械产品的三维实体造型构建好之后,要对工程机械产品中每一个零部件的应变性能与动态性能进行分析,如果分析出来的结果无法满足相关规定中对于零部件的标准与要求,就必须修改零部件的三维实体造型。工程机械产品设计中的有限元结构分析这一阶段,主要的作用就是提升工程机械产品在设计过程中的精确度,防止工程机械产量的设计出现问题。 3、优化设计 在对同一类型的工程机械产品进行生产的过程中,可以采取很多种设计方案对工程机械产品进行设计,不同的设计方案在工程机械产品设计中资源消耗的程度也不相同,所以必须对工程机械产品设计中的设计方案进行优化设计,选择最合理的设计方案,节省工程机械产品在设计中所花费的时间与资金成本,同时确保优良的设计效果。 4、动态仿真设计 在工程机械产品的设计中,一直使用动态设计或者是静态设计,都会在一定程度上增大工程机械产品设计实验的风险,这一形势下的设计成本也相对的比较高。动态仿真设计利用计算机网络技术,对工程机械产品中的结构在各种情况下所能够承受的负载,随着时间变化而变化的这一种情况进行模拟,还对工程机械产品中的位移、速度等一系列事项,采取幅域、时域的统计分析方式。所以,工程机械产品在设计过程中,对于动态仿真设计的应用非常重要。 5、零部件的详细设计 工程机械产品设计在经过上述四个阶段之后,工程机械产品的三维实体模型已经基本上完成了,下一个阶段的主要工作就是利用已经完成的三维实体模型,对其进行二维工程图设计,然后完成工程机械产品设计中的整体设计图。工程机械产品中的每一个零部件都非常的重要,任何一个零部件在设计环节中出现问题,都会导致工程机械产品出现相应的问题,所以在完成三维实体模型之后还要对工程机械产品中的零部件进行详细的设计,确保每一个零部件的设计质量,这对于工程机械产品的运用有着十分重要的作用。 3.现代设计方法在工程机械产品结构强度进行设计时的应用 1、强度的计算 以某一个工程机械车架为例子,车架中的钢板材料为9Cr最佳,许用应力为180MPa,车架材料所能承受的负载极限是340MPa,安全系数则为1.9,在这一条件之下,计算截面如图1所示。 然后进行应力的计算,计算出来的结果,如表1所示。 根据表一中的信息数据,可以推断出工程机械车架中的架高应力区,处于I-I、II-II、III-III这三个位置的截面处,但是一些主要荷载力都作用于这三个位置的截面处,这就造成I-I、II-II、III-III截面处发生应力集中的现象,导致这三个位置的截面处存在的应力最高,三个截面处的强度却降低了。由此可知,选择的工程机械材料中的许用应力值要高于最高截面处的应力,所以应该加强工程机械车架中外侧的板铰,对于车架其他部位硬度的设计,应该适当的为较低。 结语: 现代设计方法在工程机械产品设计中的有效应用,有利于工程机械产品在设计过程中保持精确性、安全性、稳定性,解决了传统设计方法在工程机械产品设计的应用中存在的一些问题,对于工程机械产品的设计有着十分重要的意义。 浅谈工程机械产品设计:工程机械产品设计中的节能与环保 [摘 要]随着我国基础建设力度的不断加大,工程机械种类和数量不断增加,工程机械所消耗的资源和排出的污染物对环境的影响越来越大,从源头入手,高效地利用资源、能源,保护环境是我国社会发展对机械工业的必然要求。本文首先分析了我国工程机械产品节能环保设计的现状,然后详细阐述了工程机械产品设计中的节能与环保要点。 [关键词]工程机械;节能;环保;环保型材料;发动机 一、我国工程机械产品节能环保设计的现状 我国工程机械经过了几十年的发展,已在世界工程机械市场占有一席之地,涌现出三一重工、徐工、柳工等一些知名的企业。但是我国节能环保型工程机械起步较晚,还缺乏相应的技术法规和标准,有关环境、安全、人机等方面的指标过低,阻碍了我国绿色工程机械的发展。例如国产机械噪声大、尾气排放不达标的情况一直没有得到较好地解决。随着工程机械种类和数量的不断增加,大量工程机械所消耗的资源、排放的污染物以及施工中产生的噪声、粉尘等对环境产生了巨大的负荷。 再者,国内极少有企业能够生产出各种具有节能效果的多路阀和液压泵,难以实现液压泵与发动机的功率匹配。因此,我国的中高端工程机械产品的液压元件基本选用进口产品。此外,对于中型以上的工程机械产品,国产的柴油机的综合性能指标满足不了要求,且要比国外的扭矩储备低、可靠性差。由此可见,“两低一高”―――低油耗、低排放和高可靠性已是当今国内工程机械发展的重点攻关内容。 二、工程机械产品设计中的节能与环保 (一)环保型材料的应用 1、尽量采用能再生利用的材料和资源 在各系统及部件设计中所选用的材料尽量是可回收、易分解、能再生而且在加工和使用过程中对环境无害的材料,特别是结构件的设计应尽可能采用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒材料,提高工程机械材料的再生率。 2、长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则 通常来说,延长产品寿命就等于减少了机械的生产量和降低其报废量,降低产品能耗可减少对环境的污染,而减轻产品重量即可减少材料和资源的消耗。要从减少环境负荷的角度尽可以考虑各系列产品同类零部件的互换性和通用性。为此应在保持主机各项性能参数前提下,尽量减少主机和附属作业装置或机具的体积和重量,提高动力传动系统零部件的强度和耐久性能,实现液压系统的轻量化和高效率。 3、尽量采用低环境负荷材料和废弃零部件处理 工程机械零部件设计中应尽可能不使用氟利昂(空调)、含氯橡胶、树脂及石棉等有害材料。如装载机驾驶室和内饰上使用难以自然分解且对环境有害的工程塑料及其它一些非金属材料都加重了资源浪费和环境污染;在仪表、散热器及蓄能电池等采购生产中,应尽可能减少或替代铅的使用量。因此在主机设计中一些附属零部件选用新型环保型材料很重要。工程机械产品在设计初始阶段就要考虑报废件处理简单、费用低和污染小,零部件要解体方便、破碎容易,能焚烧处理或可作为燃料回收。 (二)选用低公害发动机 发动机是工程机械所有系统中对环境影响最大的部件,采用低油耗、低排放、低噪声、高效率的环保型水冷增压柴油机能大大降低对环境的负荷。 1、选用低油耗、低排放、低噪声、高效率的环保型水冷增压柴油机,能大大降低对环境的负荷。 2、选择具有高压共轨喷油系统的发动机。发动机工作中喷油系统响应灵敏,喷油量精度较高,喷射压力的提高(目前应用160兆帕,可达180兆帕),改善了雾化效果,使燃油与空气充分混合,使燃油得到充分燃烧。不仅节省燃油,还可大大降低有害气体的排放,降低了噪音,节能减排效果较好。 3、尽可能选择具有废气再循环技术(EGR)的发动机。在进气处理技术中,它是最有环保前景的技术,该技术是通过将部分冷却后的发动机废气,由电子EGR阀系统控制流量,再次送回燃烧室中燃烧,有效减少有害气体的排放。 (三)降低整机振动与噪声 减振与降噪应该是产品设计中最需关注的焦点问题。除选择低噪声的发动机外,主机的结构布置或系统的结构设计也可以进行某些针对性的改进。如冷却风扇可不再由发动机直接驱动,而可单独由液压马达带动,这便于将风扇与发动机隔开并将整个发动机密封起来,从而使噪声不能通过风扇出风口传到外部,降低噪声对环境的影响;通过优化液压管路排列来降低液压油泵振动、阀节流和油管振动产生的噪声;可在机罩等覆盖件处设计粘贴吸音隔音材料;可设计全密封整体式驾驶室,密封减震,隔音降噪,真正体现“以人为本”的设计宗旨。 (四)液压系统的设计 液压系统的清洁和防渗漏与系统高效节能的设计,保持传动液压油的清洁度对工程机械的液压传动非常重要,因此精心设计工程机械液压系统(如采用高效高精度过滤装置)十分必要,这样就可去除油液中微尘垃圾、机械磨损物等杂质,减少液压元件故障与磨损、延长常用液压元件的使用寿命,降低液压油的更换频率;同时可有效避免液压油在工作中温度升得过高过快,延长换油间隔时间,减少对周边作业环境的污染。 另外通过采用增压液压油箱,可改善泵的吸油效果从而延长其使用寿命,并且能很好地防止外界灰尘和水分进入油箱,提高整个液压系统的清洁度。液压系统的渗漏对周围环境的污染是目前部分工程机械产品中普遍存在的,液压管路采用耐腐蚀、防老化、具备优良密封性能的进口优质胶管很有必要;为了减少损坏软管的废弃量,设计时应在可能的条件下尽量使用硬管;对设计过程中只能采用软管并且容易破裂时油液流出而污染环境。 (五)采用新型传动装置 采用先进的成套化、信息化技术,将其安装在装载机上代替传统的传动系统,在完成相同作业量时,可减少油耗20,提高生产率40,减少发动机有害污染物的排放,而且操作舒适、可靠性高、使用寿命长。该系统节能降耗的关键技术之一是智能化控制模 块,它能根据液力变矩器的工况控制变速箱,进而控制发动机的转速,使发动机始终处于经济、节油的高效区内,从而达到有效地利用发动机功率,在确保液力变矩器输出功率的前提下节油。 (六)改进热管理系统 1、减轻部件重量 采用质优轻型的水箱、风扇、水泵等部件代替传统部件以减轻部件重量,从而减轻整机重量,有利于节油。如美国 R idge 国家实验室开发出一种热导率达 40W/(m・K )、比铝泡沫高10 倍的石墨泡沫材料,用该材料制成的散热器,传热性能优良。用该材料制成的尺寸为22.9 ×17.78 ×15.27cm 的散热器,与传统的 68.6×48.3 ×7.6cm 的散热器散热量相当,从而减少了散热器的体积和重量。 2、精准控制 挖掘机、装载机等工程机械工作油的油温在30~60℃的范围内比较合适,传统的冷却系统的风扇都是恒速运转,无法精准控制转速来实现精准调温,因此必须使用智能化控制元件调控风扇转速,减少能耗。卡特彼勒公司的H系列装载机和D系列挖掘机配置了电子控制的液压驱动变速风扇,能按照发动机冷却需要自动改变风扇转速,节约输入动力。另外用电子式节温器取代传统节温器可以精准控制发动机的运行水温。 浅谈工程机械产品设计:互联网时代下的工程机械车联网产品设计和研发运营体系建设 摘 要:文中介绍了工程机械车联网在互联网时代下的发展路线及趋势,重点针对产品设计和运营体系进行了详细的介绍,并对其技术现状及发展趋势进行了分析,为车联网在工程机械行业的发展提供了参考依据。 关键词:互联网;工程机械;车联网;产品设计;运营体系 0 引 言 这是一个什么时代?这是一个互联网时代。 这个时代要求我们必须按照互联网时代的思维去思考和生活,按照互联网时代的要求和标准去开展产品设计和研发运营体系建设。 车联网(Telematics)作为近几年非常热门的技术广泛应用于工程机械行业中,经过近几年的发展,目前已经非常成熟,其主要原理是通过具有环境感知能力的各类终端和GPS获取车辆各类数据,包括传感信号、位置信息和工况数据等,通过通信技术对数据进行采集、分发、解析和存储,应用主要包括构建信息管控平台、设备监控平台等。 但随着互联网技术的发展,工程机械车联网正经历一个从粗放到精益、从传统到现代的过程,以互联网为主的一整套信息技术(包括互联网、移动互联网、云计算、大数据等),在经济、社会、生活等环节中扩散、应用,互联网领域中的产品是满足互联网用户需求和欲望的无形载体,是满足用户需求而创建的用于运营的功能及服务,是产品功能与服务的集成。互联网时代的到来,要求工程机械车联网必须按照互联网思维去打造产品,按照互联网市场规则去研发和运营产品,因此,工程机械车联网的产品设计、研发、运营必须突破原有思维,不拘泥于以往的模式,重新构建思维体系,打造时代的产品,构建时代的研发运营体系,才能保证其一直伫立在时代前沿,不被淘汰。 本文正是基于此,结合了互联网时代的产品设计和研发运营的特点,希望对工程机械车联网行业的发展有所裨益。互联网时代的车联网总体示意图如图1所示。 1 工程机械车联网生态圈产品设计 1.1 总体介绍 工程机械车联网的产品设计遵循互联网行业产品规划设计原则,提供包括软件、硬件产品的设计,结合传感器、GPS、数据中心、云平台、Docker等技术,倡导平台产品的平台化、微服务化,为不同层次、不同领域的客户提供PaaS/Saas产品,基于Web、iOS、Android等平台的移动式产品,以及定制和非定制化的车载终端、硬件设备和大数据应用等服务,致力于打造工程机械行业车联网生态圈。 工程机械车联网生态圈的产品设计,按照环状结构,由外而内层层深化,由内而外层层开放,层与层之间相互依赖,互为支撑和扩展,每一层均可为特定用户提供核心产品,既自成体系又具有高内聚低耦合特性,保证了每层核心功能的独立性和不可替代性,也为产品的打造提供了真实有效的体系支撑。工程机械车联网生态圈示意图如图2所示。 1.2 数据中心 数据中心作为整个车联网体系的核心架构,既针对底层进行数据采集、分析、优化和存储,又为各数据层提供快速有效的实时支撑。数据中心的网关平台架构如图3所示。 数据中心采用云计算平台、分布式架构和模块化设计,具有可配置性、扩展性、兼容性和持续升级能力,能够适应用户规模性增长、新应用配置和新业务需求的不断变化。 该架构的技术优势是系统平台将数据处理和业务处理做了分离,数据的处理放在了PaaS层,业务的处理放在了SaaS层,此架构的设计充分保证了数据安全,提高了平台的可靠性和稳定性,降低了业务系统的开发/定制成本,多级负载均衡的体系提高了平台海量数据处理的能力和可伸缩性。 图4介绍了最新的基于Mongo+Hadoop技术的数据湖,即刚才提到的数据池应用的数据中心建设方案。 1.3 Docker+微服务化 用Docker+微服务化做为架设本层生态圈的主要技术,其主要目的是为真正的互联网化的服务提供数据支撑接口,不论以何种形式实现(接口、API、PaaS、SaaS化等)。 本层的目的是利用数据中心各种类型的数据为上层提供透明式服务,既要求上层调用方便、快速、有效,又要求具备平台可移植性、快速响应、容器化以及交互公正、明确、无疑,Docker+微服务化的设计是最合适的。 首先,Docker已经为企业和开发者提供了极大地便利。例如,降低系统部署复杂度,使系统维护更加容易,减少不必要的系统开销,加快企业对业务的反应速度。 其次,微服务是一种架构类型,属于轻量级的面向服务体系架构,这些服务都专注于严格执行同一件事并把它做好,在产品设计中,可以将底层功能设计成由单个微服务来实现。每个微服务都有单独的运行线程,并且可以独立于其他微服务进行部署。同样每个微服务都有自己的专用数据库,尽管每个微服务都会与其他微服务协作与沟通。分布式微服务设计模式如图5所示。 Docker的设计和应用可依托分布式开源管理框架进行设计,包括kubernetes、Mesos、OpenStack等。目前行业主流的Docker云平台大部分都是基于开源平台进行的二次开发。 此外,使用微服务作为主要架构类型的系统是一个拥有大量协调微服务的分布式系统,每个微服务分管自己的进程。由于微服务之间紧密协作,每个微服务只提供拼图的一小块,而系统作为完整的作品存在。协作时,各服务彼此通过一个不绑定具体平台的轻量级媒介进行沟通。 1.4 客户化应用 在数据中心的基础上,对于已经完成微服务的系统架构来说,下一步的工作就是尽可能的开展客户化应用,针对不同的领域、对象、种类、范围进行产品功能设计,但针对不同的应用对象不应该打造同质化的产品,要有针对性的设计和开发。客户化应用结构展示如图6所示。 客户化应用平台按照服务对象类型的不同,将整个系统划分为主机厂应用服务平台、大客户应用服务平台以及真正的互联网移动客户端。 1.4.1 主机厂应用服务平台 基于车联网系统的建立,为主机厂的科研机构和营销机构提供车辆生产过程、运输、销售、使用等全生命周期的实时跟踪监控和数据统计。包括位置监控、轨迹回放、工况参数监控、工作时间统计、报警分析、故障统计等。主机厂应用服务平台功能模块如图7所示。 1.4.2 大客户应用服务平台 为工程机械主机厂的终端客户定制化实施应用服务平台。为终端客户企业实时提供所购车辆的车辆位置和工况数据,为企业的生产调度提供数据服务及支撑其ERP等企业信息化系统。大客户应用服务平台功能模块如图8所示。 1.4.3 真正的互联网移动客户端 致力于打造一个真正的互联网式的移动客户端App,推出iOS、Android和微信版,为工程机械行业内的各个工作群体提供及时有效的服务,不再局限于车俩本身的监控,更要扩展到各个领域,包括电商、位置服务、社区/社交、金融、新闻和后市场等,此平台秉承工程机械行业,借助互联网的产品思维和运营模式,旨在打造一个行业内真正的车联网移动客户端。互联网移动客户端功能模块如图9所示。 真正的互联网移动客户端涉及到工程机械行业的诸多方面,是一个真正的互联网化工具,着力于打造这样一款产品,是顺应行业发展,适应互联网生态环境的必然要求。 1.5 用户行为分析及大数据应用 在互联网时代,要求我们必须尽可能正确、快速、有效地获取用户使用信息,对有关数据进行统计、分析,从中发现用户使用产品的规律,并将这些规律与产品策略等相结合,从而发现目前所使用的产品中可能存在的问题,并为进一步修正或重新制定产品策略提供依据,同时也为客户提供及时的预知服务和信息推送以及活动预判。 一切用户行为分析都离不开场景,只有制定出详尽的用户使用场景,才能达到以上目的,包括收集客户位置、购买习惯、个人喜好、访问周期以及用户群体和消费习惯等,这个信息的获取非常重要。 针对大数据应用,按照用户类型,几大平台的大数据应用各有不同,需要打造商业智能分析服务,具体包括出厂车辆在各地区的分布情况(车辆分布)、车辆在各地区的总工作时间统计(热点工作区域)、故障反馈统计等。最终达到辅助主机厂科研机构提高科研质量,帮助营销部门管理销售车辆,从而达到加强主机厂企业竞争力、降低管理成本的目的。此外,应该收集大客户生产经营活动中的各类重要数据,比如生产资料信息、实验室数据、车队管理日志等,一方面可以作为存储备用,另一方面也可以预判大客户的行为,从而为销售提供依据(如客户数据显示缺少某材料或者设备,销售人员就可以开始销售行为)。 1.6 智能化设备 工程机械车联网的实现离不开相关智能化硬件,这些智能化硬件如GPS设备、行车记录仪,或是针对某一工业领域的传感器,可以起到采集车辆位置信息、工况信息和传感器数据的作用,通过移动通信网络(GPRS/GSM)等方式传输至后台,在这个过程中,智能设备是基础设备,其耐受性、安全性和抗干扰性等特性非常重要,一般使用工业级产品。下面介绍几款常用的工业级智能化设备。 1.6.1 通用型无接线隐藏式GPS终端 此设备的特点十分突出,安装、调试和维护非常容易,只定位和上传数据,电池一般可用三年,可通过终端上配置的唯一二维码,结合车辆编号、车牌号、发动机编号进行绑定入网,且非常适合搭配移动App,打造真正的互联网化产品。通用型无接线隐藏式GPS终端如图10所示。 1.6.2 接入型CAN/串口GPS终端及配件 此设备通过与车辆底盘发动机或控制器对接(CAN/串口),获取工况数据,通过GPRS网络传输到数据中心,主要用于车辆定位和获取工况。接入型CAN/串口GPS终端及配件如图11所示。 1.6.3 双模双协议双存储行车记录仪 目前国家要求所有货运车辆必须安装行车记录仪,但许多主机厂也有物联网/车联网管控的需求,许多主机厂的解决方案就是在设备上安装GPS与行车记录仪,此设备可以完成这些功能并达到要求,实现了双模双协议双存储空间,实现了降低成本,优化高效的目的。双模双协议双存储行车记录仪如图12所示。 1.6.4 工程机械车载屏 车载屏作为车联网重要的设备,承载了数据传输、信息交互的作用,功能清单展示如图13所示。 1.6.5 其他相关智能化传感器 其他传感器作为与整车相关的传感器,将其安装于车辆上来获取车辆的传感信号,并通过智能终端设备传输至数据中心,下面介绍几款常见的传感器。相关智能化传感器展示如图14所示。 2 工程机械车联网生态圈研发运营体系建设 2.1 总体介绍 互联网时代下的研发运营体系是一个非常重要的课题,如何正确、快速和高效地搭建研发运营体系,并适应这个时代的需求,是产品能否快速响应、能否快速适应市场的关键所在。 传统的软件组织将开发、IT运营和质量保障设为各自分离的部门。在这种环境下如何采用新的开发方法(例如敏捷软件开发),这是一个重要的课题。按照从前的工作方式,开发和部署不需要IT支持或者QA深入的、跨部门的支持,但却需要极其紧密的多部门协作。 因此,在互联网时代,我们倡导开发运营一体化,DevOps技术是必然的选择。DevOps结构展示如图15所示。 DevOps是Develop与Operations的缩写,它是企业内开发、技术运营和质量保障的融合,用于促进开发、技术运营和质保部门之间的沟通、协作与整合。有研究显示,在那些引入了DevOps概念的企业中,开发与运营人员在设计、构建、测试工作中共同在内部应用上进行协作之后,可以将产品开发的效率提升20%。 DevOps实施路线如下: (1)明确DevOps的定义,调动开发和运营部门之间的协作,鼓励运营人员采纳软件开发方法,并利用云计算基础设施来完成真实的测试和代码部署。 (2)在软件开发、测试、质量保证(QA)、集成、预生产和生产部署等方面的任何旧小团队必须打散,因为每个小团队都可能拖延开发周期并且带来不可预料的问题。 上述策略能更好地整合开发和运营,通过整合团队成员来产生效益。 2.2 研发体系建设 产品是否适应市场的变化,是否能够满足客户的需求,是否能够快速响应等,这些都是考验研发体系的标准,因此需要构建一套适用于互联网时代需求的产品研发体系。产品设计结构图如图16所示。 2.2.1 设计原则及规划 完整的流程应分层次设计,自下而上去完成。 (1)策略层:定义产品使命、价值、目标人群; (2)愿景/功能层:定义核心场景、功能列表; (3)结构层:做流程图、信息架构,确定主导航、主菜单; (4)框架层:梳理每一个主界面的内容、布局; (5)表现层:视觉设计,涉及图标、配色及切图。 2.2.2 设计研发流程 设计研发流程遵循一般互联网公司产品设计流程,其整体结构非常适合打造互联网式的工程机械车联网相关产品。产品设计研发流程如表1所示。 2.2.3 敏捷开发 敏捷开发(Agile Development)是一种以人为核心,迭代、循序渐进的开发方法。 众所周知,瀑布开发模型以文档为驱动,究其原因,是因为在瀑布的整个开发过程中,要写大量的文档,把需求文档写出来后,开发人员都根据文档进行开发,一切以文档为依据;而敏捷开发只写有必要的文档,或尽量少写文档,其注重的是人与人之间面对面的交流,所以它强调以人为核心。敏捷开发模型如图17所示。敏捷开发任务看板如图18所示。 敏捷开发方法强调以人为本,专注于交付对客户有价值的软件。在高度协作的开发环境中,使用迭代方式进行增量开发,经常使用反馈进行思考、反省和总结,不停地进行自我调整和完善。 2.3 运营体系建设 运营体系的建立离不开数据中心的运维和产品的运维,其中数据中心的运维遵循一般性云平台的运维思路,提供包括数据中心、客户、IaaS、PaaS、SaaS等运维,为上层产品应用化提供必要支持。产品运营-改变-创新模型如图19所示。 2.3.1 运营思路 世界上的任何物体,若发生相互之间的传递、转化时,一定会导致损耗,换言之,投入的资源不可能完全转化为想要得到的东西。产品设计也一样,再先进的产品也不可能达到100%的转化率。 漏斗模型普遍适用于互联网产品,如网站、App、客户端,用户从刚进入到完成产品经理设计的产品目标,中间步骤肯定会发生很大的损耗。比如,用户进入一家电商网站,从浏览商品,到把商品放入购物车,直至最后支付,每一个环节都有很多的用户流失损耗,没有哪样产品能够做到100%的转化。漏斗模型如图20所示。 因此,产品运营人员要对用户群体进行有目的的组织和管理,增加用户粘性、用户贡献和用户忠诚度,有针对性地开展用户活动,增加用户的积极性并提高参与度,配合市场运营需要策划活动方案。对产品和市场数据进行分析,并以此为依据推进产品改进,始终保持敏锐的用户感觉。 2.3.2 运营方法与运营手段 产品运营方法划分示意图如图21所示。其运营手段可分为以下几点: (1)拉新:即为产品带来新用户。 (2)留存:即通过各种运营手段确保用户被拉到指定的产品和站点上之后,最终愿意留下来使用该产品。 (3)促活:即“促进用户活跃”,让用户愿意更频繁、更开心、更长时间的使用该产品。 运营方法还可细分为如下几点: (1)发现用户。为用户画像,开展调查、需求分析等工作,需要深刻理解自己的产品,并能够找到相应产品的用户群。 (2)以合理的成本发展用户,让其使用自己的产品。可以通过开展市场投放、渠道拓展、商务合作、内容编辑、社会化媒体策划等活动来发展,也可以找专业的第三方机构去推广和运营。 (3)保持用户持续使用自己的产品。可开展用户运营、社交运营、社区运营等。 (4)保持用户在不用产品时的联系。可开展产品召回、微博微信运营,持续关注反馈,并且与别的产品展开商务合作等活动。 3 结 语 互联网时代如何进行产品设计和研发运营体系建设,是一个历久弥新的课题,对于身处传统工程机械行业之中的我们更需要好好研究,工程机械车联网秉承“互联网+”的东风正逐渐成为行业的关注焦点,基于互联网时代的工程机械车联网的产品设计和研发运营体系建设将具有重要的研究价值。 本文介绍了在互联时代下用互联网的思路和方法设计工程机械车联网产品,并就时展和行业特点开展研发运营体系建设的讨论和研究,希望对工程机械物联网和车联网行业的发展有所裨益。 浅谈工程机械产品设计:环保节能工程机械产品设计论文 随着工程机械品种和数量的不断增加,大量工程机械所消耗的资源、排放的污染物对环境产生了难以估计的负荷。为保护人类十分宝贵且有限的地球资源,实现全球可持续发展,提高操作人员的安全性及工作舒适性,努力达到人、机和环境的亲和,很有必要按照汽车行业的环保标准来设计工程机械产品。尽管目前工程机械尚未归并入限制排放的机动车行列,但随着国内外各大中城市对城市环境保护的日益重视,对机动车辆尾气排放用烟度、噪声等指标的限制愈来愈严格;特别是随着装载机等数量大的工程机械产品在市政建设中的使用量不断加大以及人们日益增强的环保意识,可以预见开发研制环保节能型产品是今后工程机械发展的趋势。鉴于此,徐工科技在装载机行业中率先推出了ZL40G环保型轮式装载机。 本文以ZL40G环保型轮式装载机为例,就机械材料的选用与设计、所要遵循的要点和所需考虑问题,提出几点建议和设想。 1、环保型材料的利用 1)尽量采用能再生利用的材料和资源 在各系统及部件设计中所选用的材料尽量是可回收、易分解、能再生而且在加工和使用过程中对环境无害的材料,特别是结构件的设计应尽可能采用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒材料,提高工程机械材料的再生率。 2)长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则 通常来说,延长产品寿命就等于减少了机械的生产量和降低其报废量,降低产品能耗可减少对环境的污染,而减轻产品重量即可减少材料和资源的消耗。要从减少环境负荷的角度尽可以考虑各系列产品同类零部件的互换性和通用性。为此应在保持主机各项性能参数前提下,尽量减少主机和附属作业装置或机具的体积和重量,提高动力传动系统零部件的强度和耐久性能,实现液压系统的轻量化和高效率。 3)尽量采用低环境负荷材料 工程机械零部件设计中应尽可能不使用氟利昂(空调)、含氯橡胶、树脂及石棉等有害材料。如装载机驾驶室和内饰上使用难以自然分解且对环境有害的工程塑料及其它一些非金属材料都加重了资源浪费和环境污染;在仪表、散热器及蓄能电池等采购生产中,应尽可能减少或替代铅的使用量。因此在主机设计中一些附属零部件选用新型环保型材料很重要。 4)废弃零部件处理的污染最小化及综合成本最优化 工程机械产品在设计初始阶段就要考虑报废件处理简单、费用低和污染小,零部件要解体方便、破碎容易,能焚烧处理或可作为燃料回收。 2、环保型工程机械产品设计 1)选用低公害发动机 发动机是工程机械所有系统中对环境影响最大的部件,采用低油耗、低排放、低噪声、高效率的环保型水冷增压柴油机能大大降低对环境的负荷。目前欧美发达国家正在通过采用一系列新的技术手段、措施或应用新型的环保燃料来进一步降低排放、噪声等,努力适应第三次排放法规要求。 2)降低整机振动与噪声 减振与降噪应该是产品设计中最需关注的焦点问题。例如在装载机设计中,动力装置采用双向减振悬挂系统就能克服整机动力传动系统与车架之间的共振、噪声及对动力系统的疲劳破坏;后桥设计成中心摆动结构能使后桥摆动中心与动力输入中心重合,很好地减少附加力矩对传动系统不停冲击所产生的振动与噪音,避免在崎岖不平道路上整机各部件相互冲击所产生的噪声。除选择低噪声的发动机外,主机的结构布置或系统的结构设计也可以进行某些针对性的改进。如冷却风扇可不再由发动机直接驱动,而可单独由液压马达带动,这便于将风扇与发动机隔开并将整个发动机密封起来,从而使噪声不能通过风扇出风口传到外部,降低噪声对环境的影响;通过优化液压管路排列来降低液压油泵振动、阀节流和油管振动产生的噪声;可在机罩等覆盖件处设计粘贴吸音隔音材料;可设计全密封整体式驾驶室,密封减震,隔音降噪,真正体现“以人为本”的设计宗旨。 3)液压系统的清洁和防渗漏 保持传动液压油的清洁度对工程机械的液压传动非常重要,因此精心设计工程机械液压系统(如采用高效高精度过滤装置)十分必要,这样就可去除油液中微尘垃圾、机械磨损物等杂质,减少液压元件故障与磨损、延长常用液压元件的使用寿命,降低液压油的更换频率;同时可有效避免液压油在工作中温度升得过高过快,延长换油间隔时间,减少对周边作业环境的污染。另外通过采用增压液压油箱,可改善泵的吸油效果从而延长其使用寿命,并且能很好地防止外界灰尘和水分进入油箱,提高整个液压系统的清洁度。液压系统的渗漏对周围环境的污染是目前部分工程机械产品中普遍存在的,液压管路采用耐腐蚀、防老化、具备优良密封性能的进口优质胶管很有必要;为了减少损坏软管的废弃量,设计时应在可能的条件下尽量使用硬管;对设计过程中只能采用软管并且容易破裂时油液流出而污染环境。 4)系统高效节能的设计 工程机械的高效节能也是环境保护的重要一环,减少能源消耗即意味着减少对环境的污染。故选用电控高性能长寿命节能型发动机是研制环保型机械最基本的一环;另外在设计时采用双泵分合流技术、液压负荷传感技术、静液驱动技术等都可达到节能降耗的目的。 3、工程机械产品人性化的设计 1)环保安全关怀型驾驶室的设计 如采用防紫外线辐射玻璃的全密封整体式、经减震降噪处理的“安全环保型”驾驶室,室内配置无氟环保型冷暖空调,并设计FOPS及POPS驾驶室以确保驾驶员的安全;充分运用人机工程学设计原理,如司机座椅可全方位调节、功能集成的单操纵手柄、可调式转向驱动器、全自动换挡装置、电子监控与故障自诊断系统,再辅以合理美观的颜色搭配,可大大改善司机的工作环境,缓解疲劳,提高作业效率。 2)自动加脂装置或集中润滑系统的配置 传统的手动加注润滑脂费时费力,而且通常有多余的油液溢出来污染周边环境。因此研制环保型工程机械就能自动定时加注润滑脂的设备,如集中润滑系统就能自动定时给各铰销加注黄油,其加油量经过仔细计算后设定,可很好地保证各销轴得到足够的润滑而又没有多余的油溢出,既环保又方便。另外对于小型机械,鉴于降低设计成本,可采用密封的销轴或使用新型材料的特殊轴套、或设计二级防尘结构等防止外部异物的进入和内部油脂的排出,从而延长加注润滑油的间隔,减少对环境的污染。 3)外观美学设计 传统的工程机械产品一直是外形粗放、笨重的形象,环保型产品更应注重外观美学和车身的流线型设计,达到机器的环境的谐和,给人以视觉上的美感。如发动机机罩就可进行造型别致美观的流线型设计,整机的标识标牌应精心布置、设计,良好地体现环保特色。 4)人性化设计 工程机械控制技术的电子化代表了当今技术的发展趋势,采用微机控制技术,实现了各种工况下自动判断、挖掘机器发动机的功率输出,达到发动机的最佳功率匹配,减少发动机的燃油消耗,并自动诊断机器状态,使机器使始终能保持良好状态,因此控制和操纵的人性化能大大提高作业的安全性和舒适性。 5)系统可靠性设计 尽量运用高可靠性的成熟技术和借用经市场考验后的成熟系列零部件可延长各关键系统或零件的使用寿命,减少更换次数。例如降低制动元件的更换频率就相当于减轻了对周围环境的破坏与污染。
浅谈电梯远程监控技术的应用:分析电梯远程监控技术的应用及其发展 摘 要:电梯远程监控是建筑智能化系统的重要组成部分,在高层建筑运输中起着重要的作用。电梯是特种设备,结构复杂,安全运行的可靠性要求很高,很长一段时间以来,许多公司和科研院所从事电梯远程监控方面的学习和研究,相继出现了一些新方法、新思路。然而,目前国内外尚无一个完善、通用的电梯远程监控系统。针对这一问题,结合国内外电梯远程监控的现状,对近几年来国内外电梯远程监控技术和系统进行全面综述,并对电梯远程监控系统提出看法和发展方向。 关键词:电梯远程监控 智能建筑 特种设备 一、电梯远程监控的基本内容和组成 1.电梯远程监控的基本内容 电梯监控系统集计算机技术、通信技术、智能控制技术的优势于一身,可以实现基于网络技术的电梯远程监控和故障诊断。通过远程监控,实时监控电梯的状态,对电梯故障及时进行处理,甚至可以根据电梯运行的状态预测可能出现的故障信息,并将其排除在发生之前,变被动维护为主动维护。从而提高维修效率,降低电梯故障发生率和维保费用。 2.电梯远程监控系统的组成 电梯远程监控系统主要分为 3 个子系统:信号采集系统、信号传送系统和后台控制系统[3]。 2.1信号采集系统 信号采集系统与电梯是直接连接的,通过采集器收集电梯运行的各种信号。电梯监控数据采集器采集到的电梯控制柜和轿厢内的电梯运行数据和音频视频信号等,通过远程数据发送系统传送数据到远程监控中心。 2.2信号传送系统 信号传送系统把采集到的信号传送到后台进行处理,处理后的控制信号也通过此传送系统发送到电梯控制器,其主要方式有局域网、电话拨号、互联网、无线网等。 2.3后台控制系统 后台控制系统对信号进行分析处理,从而达到对远程电梯的监控,主要由远程数据接入系统和计算机管理系统等组成。 二、电梯远程监控技术和方法 从电梯监控系统的现状来看,开放性是其发展的唯一途径,因为无论是从电梯公司管理的角度来看,或者从建筑物或小区信息综合管理系统的角度来看,以最快的方式实现电梯信息最大限度的共享,是进行优化管理的重要基础,是实现网络化管理的根本前提。 1.基于客户/服务器模式的远程监控系统方案 基于客户机/服务器(Client/Server,C/S)模式的远程监控系统现在已经得到了越来越广泛的应用。 C / S模式是最常用的网络技术的计算模式,建立直接的客户端和服务器端,对于 C/S 模式的远程监控系统,客户端负责执行前台功能,如数据处理和报告请求等。而服务器端执行后台服务,如管理共享外设、控制对共享数据库的操作、接受并应答客户机的请求等。因此服务器端的工作模式一般是多线程的。通信部分编程则主要采用 Scoket 编程,Scoket 编程可以基于TCP,也可以是 UDP。 当客户端访问到远程服务器时,必须知道远程服务器的端口。因为客户端任务较重,服务器端的任务较轻,C / S模式实际上是被称为“胖客户端”模式。这种模式是更适合于小规模的、较少的用户,并且在单一数据库且有安全性保障地局域网环境下运行。随着客户数目的不断增加系统性能就会不断下降,甚至出现瓶颈的状况;在多用户、多数据库的环境下,可能造成用户长时间等待、死锁和系统崩溃的潜在可能性。系统不易扩展等。 2.浏览器/服务器模式的远程监控系统方案 随着互联网技术的发展,浏览器/服务器(Brows-er/Server,B / S)模式应运而生。 B / S模,是由C / S模式发展而来,是C / S模式在Web应用程序的例外,它提供了一个简单、一致的跨平台的应用环境。它具有良好的开放性的特点,并且这种模式具有成本低、扩展性好等优点,更适合于Internet / Intranet的数据库版本信息系统的开发和维护。B/S 模式的远程监控系统由两部分组成,即客户端和服务器端。在客户端由若干浏览器组成,它们负责接收用户请求,并将请求出 Internet/Intranet 送服务器:同时,浏览器将从 In-ternet/Intranet 获得的信息以 HTML 格式解释,并最终展现给用户。 浏览器/服务器模型是建立静态信息的基础上的,其数据格式为静态的 HTML文件。随着 Web 应用的普及,越来越多、越来越复杂应用要求的提出,使得 Web 本身的一些不足显现出来,并逐步成为必须要解决的问题,这些问题主要表现在: 2.1实时性差:Web信息基于静态HTML文件,这使得信息更新慢,不能满足实时数据应用。 2.2安全:在浏览器和服务器之间的信息交换的HTML格式的文本文件。没有提供可靠和安全的机制。无法给用户提供信用保护。 2.3数据管理模式单:Web服务器进行数据管理仍然停留在基于文件的管理模式。 3.基于 Brows e r/C lie nt/S e rve r 模式的远程监控系统方案 B / C / S模式的远程监控系统是使得B / S系统和C / S系统互连更好的解决方案,它们实现了对传统系统数据处理的继承功能。客户端发出的数据访问请求,首先交给 Web 服务器,再通过 Web 网关由应用服务器或中间件到达 SQLServer;而数据的返回则相反。这种计算模式的监控系统具有良好的开放性、开发及维护成本低、系统安全性好、扩展性好等优点。而且 Web 支持底层的 TCP/IP 协议,紧密结合了 Internet/In-tranet 技术,使 Web 与目前使用的局域网做到无缝连接[4]。 三、电梯远程监控的发展 1.智能建筑中电梯远程监控与智能化系统的集成 智能建筑的本质是以建筑物为平台,兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等,集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体,向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。 2.城市电梯远程集中监控 随着城市的不断扩大,电梯安全检查部门应该掌握全市各类电梯,从而及时有效的预防各类事故电梯的运行状态。系统由图形工作站和地理信息系统软件构成,可以动态显示城市的主要道路、单位、楼宇、医院的电梯分布,并通过导向的方法对任何一台电梯运行进行查询和检查。 所有主要的无线报警装置安装在电梯上,通常情况对,电梯安全监控中心可以是任何一个城市的电梯进行检验。电梯何时出现故障、维修人员何时到现场、电梯何时恢复正常等数据都会记录在数据库中。监控中心可以清楚了解到一个城市的电梯运行状况以及故障状况,还可以对维修人员在电梯故障后的到位情况、维修情况科学地、有效地监督管理。 四、总结 本文对近年来国内外出现的电梯远程监控技术和方案进行了综述。然而,到目前为止,还没有一个完全通用的电梯远程监控系统。这将导致不可能实现了普遍和广泛的电梯监视。如果可以将多种技术和方案融合,集各家所长,才能有可能拿出一个更实际的电梯远程监控系统。 浅谈电梯远程监控技术的应用:基于GPRS和物联网技术的电梯远程监控系统设计 [摘 要]随着GPRS和物联网技术的不断推广,该技术广泛应用于各行各业,具有非常好的发展前景。将GPRS和物联网技术应用于电梯行业,可实现实时监控,便于及时了解电梯的状态和故障情况,达到电梯安全性的要求。基于此,本文对基于GPRS和物联网技术的电梯远程监控系统设计进行分析。 [关键词]GPRS;物联网技术;电梯远程监控系统 1.GPRS和物联网技术 GPRS是General Packet Radio Service的简称,即通用分组无线服务技术,是一种移动数据业务,是一项重要的数据传输技术。GPRS是基于GSM网络发展而来的,在其基础上叠加了支持高速分组数据的网络,对GSM进行补充,可向用户提供WAP浏览以及E-mail等多项功能,促进了移动数据业务的快速发展,使移动通信技术与数据通信技术得以完美结合。 物联网技术,又称M2M,是一种网络化的应用与服务,核心是及其终端智能交互[1],该技术促进了我国信息发展,掀起了我国第三次信息革命。物联网根据应用服务的对象,可分成三类:个人、家庭和行业。物联网技术在机器的内部嵌入了无限通信模块,采用无线通信、光纤等接入方式,向顾客提供综合的、信息化的解决方案,实现指挥数据采集和测量、指挥调度以及监控等功能。 2.系统规划 电梯远程监控系统主要包括三部分,前端机、传输信道以及监控终端[2]。其中,前端机的主要作用是通过外接传感器,采集电梯的运行数据以及故障信息。采用外接传感器的方法不仅可以及解决采集终端的接口通用性问题,而且还能够有效防止采集器由于自身故障而影响电梯的正常运行;传输信道主要采用了GPRS技术;监控终端为用户提供了查询界面,用户可通过Inernet或手机WAP来查询电梯的运行情况。电梯远程监控系统将移动运营商的GSM网络构成监控网络,不仅节约了组网成本,降低了组网时间,而且便于维护,增加了网络的扩展性。 3.前端信息采集端 作为电梯远程监控系统的重要部分,前端采集端是一个具有多种功能的综合性电梯管理平台,具体包括电梯日常管理、故障预警、故障报警、隐患防范、质量评估以及困人援救等功能[3]。前端信息采集端通过多种传感器来对电梯的运行数据进行采集,然后再通过微处理器分析所采集的数据,最后可通过多种传输方式,如GPRS网络传输、局域网传输、公用电话线传输以及485通讯传输等,来实现其功能。 前端信息采集端的主要作用有收集电梯监控系统的数据、检测并判断故障,以及与上位机通讯等,具体内容为:(1)对电梯的运行状态信号,包括开关门信号、层站、方向以及呼梯等,进行实时采集;(2)对电梯的各种故障信号进行实时采集,故障信号主要涉及门锁故障、制动器故障、电源故障以及安全回路故障等;(3)在微处理器中对实时采集的电梯信息进行处理,并将其按照一定的格式储存在特定的区域;(4)若电梯外部的按钮被按下,则对这层门系统的外部等待区进行全方位的人像检测,在电梯运行过程中,如果发现没有人乘坐电梯,则电梯会自动将该停留位置取消,并且对下一个按钮进行自动响应;(5)前端机采集的信号通过串联接口形式来通信上位机。 4.上位机监控平台 下位机经由无线或有线的方式将相关数据信息传送至上位机,上位机不仅会显示当前电梯运行的各项采集参数,而且还会按照所获取的采集信号,来构建样本数据库。此外,上位机会展开实时在线故障检测,对故障信号进行直接检测,或者依据检测信号对故障进行检测,而后展开故障报警[4]。根据目标用户的需求不同,上位机可设计出不同的显示界面。 (一)对于电梯生产单位。上位机会记录并保存检修电梯故障的时间,然后进行统计,为后期评价与改进电梯性能提供有效参考。对电梯的各项参数进行统计分析,主要包括电梯出现的不同类型的故障的发生时间和频率、以及器件的运行状态数据,通过分析结果使产品的质量得到提升,提升用户的满意度,进而提高经济效益。 (二)对于使用用户或单位。电梯的使用效果、动力费用以及业主的满意度是用户关注的焦点,因此,上位机具有以下功能:(1)可对操作人员的信息进行编辑,如进行添加、修改以及删除等操作,对操作人员的使用权限进行设置,此外提供多种使用模式,如分权查看和分权查看等;(2)可对操作人员的基本信息,如名称、权限设置、密码等,进行显示;(3)对电梯外部进行监控,对门系统外部等待区域进行人像检测,若检测无人乘坐,则自动响应下一个按钮,从而缩短了时间,减少了能源消耗,降低了电梯磨损,不仅节能,而且确保电梯安全运行;(4)对电梯运行状况进行实时了解,若发生故障,则可及时采取措施,使业主的人身安全得到保障。 (三)对于监督管理部门。通常情况下,监督管理部门每月通过运维单位提供的检测报告来对电梯运维状况进行了解,只有接到业主投诉后才展开协调作业,无法准确、及时了解并处理故障。因此,电梯远程监控系统应具有以下功能:(1)对故障进行及时排除,主要经由网络对故障进行远程分析与处理;(2)通过控制命令对电梯的运行状态以及部分功能进行控制;(3)通过远程数据监测对电梯进行主动保养,提前预告和排除故障,便于维护,降低电梯的故障发生率和停梯时间;(4)通过记录、统计并保存电梯故障,评价并改进电梯的性能,同时有利于制定不同的电梯故障检测系统;(5)可制定故障应急预案,对潜在故障进行决策分析;(6)显示维保单位的档案信息;(7)实现信息化管理;(8)编辑维保单位的档案信息;(9)扩展多媒体电梯维保监护功能,采用先进的RFID技术,便于监督和管理定期维保工作;(10)记录、统计并保存电梯故障的检修时间。 (四)对于电梯维护保养单位。电梯远程监控系统主要包括以下功能:(1)显示电梯的档案信息,包括合格证编号、安装日期和地址、使用单位名称、上次维保日期等基本信息;(2)对电梯档案信息进行编辑,展开添加、修改等工作;(3)可查询、打印电梯的档案信息,提供多类查询方式;(4)在线显示单台或多台电梯实时运行信息,如电梯门的开关、当前所在楼层等信息;(5)显示电梯故障的信息,如发生时间、故障类型等;(6)查询电梯故障信息,提供多种查询方式。 浅谈电梯远程监控技术的应用:电梯远程监控技术及其发展 [摘要] 随着计算机技术和网络技术的飞速发展,以及信息化的快速实现,电梯网络化也是电梯行业管理发展的必然趋势。所以组建一个电梯监控专用的网络,即能确保电梯安全运行,又能实现故障诊断与排除,这是一个即经济又实用的好方法。 [关键词]电梯,远程,监控,发展 1.引言 在城市高速发展,高层建筑大量涌现的今天,电梯作为现代人们生活中的必不可少的运输工具,其安全性能也越来越受到广泛观注。当前国产电梯的技术水平和产品质量都已进入世界前列,但是电梯事故却时有发生,电梯的质量焦点反映在运行可靠性上。电梯运行的可靠性一方面需要通过改进设计,提高制造和安装质量来解决;另一方面要领先完善的维修保养体系和先进的监控手段来解决。从长远角度考虑,利用电梯监控系统组建区域电梯管理网络,对区域内运行电梯实行宏观规范化管理具有现实意义[1]。 2.电梯远程监控技术 2.1远程监控技术的优点 电梯远程监控技术是随着计算机控制技术和网络通信技术的发展而产生的一种对运行电梯进行中央集中遥控监测的新兴技术,它提出了一种全新的产品概念和服务观念,是当前电梯服务管理领域的前沿技术。它能24小时全天不间断地对电梯进行监视实时地分析并记录电梯的运行状况,根据故障记录自动统计电梯故障率,通过它可对电梯状况和修理单位工作质量实行有效的监督,并为检验考核提供可靠依据。 利用电梯远程监控系统不但可以在监控中心内接收到现场随时发回的电梯故障报警信息,还可通过计算机的监控界面很直观地观察到每台电梯的运行情况,预测电梯故障隐患,从而避免故障的发生,把被动的故障维修变为主动的维护保养。如果电梯出现故障,一方面能够及时通知相关管理人员及维修人员,并进行诊断,帮助工作人员及时排除故障,减少停运时间;另一方面可采取紧急救援措施,及时解救被困者。该系统为电梯的安全运行提供了极大的保障,为管理人员及维修人员带来了极大的方便,提高了工作效率和服务水平,同时提高了产品和服务的竞争力。 2.2远程监控系统的实现技术 早期的远程监控系统是DOS环境下的,之后发展为Windows操作系统下的、基于面向对象的可视化高级语言的。近些年来,随着组态软件的成熟和广泛应用,当前大多数的远程监控管理系统都以组态软件为平台,结合实际监控管理系统的具体需求,应用组态软件通用性强、良好的人机交互界面和图形处理工具、丰富的RTU设备驱动、高可靠性等优点,设计出远程管理系统。 因为电梯是特种设备,安全应是第一位的,这关系到电梯和乘客的安全,以及电梯生产企业的声誉,所以,电梯远程监控系统应包括远程操作和紧急操作等功能。 在每台被监控的设备上设置摄像头,采集监控数据和故障诊断数据,通过服务中心或MODEM,借助于公共电话与监控中心的服务器进行连接,实现远程设备和监控中心服务器实时数据交换。 从控制方式上,可将远程监按分为以下几类: (1)保持型远程监控方式 远程监控仅仅向设备控制系统发出控制命令,而由设备自主的完成这个命令,监控设备只对设备进行监视,在必要时对设备进行干预。这样就要求设备不断向远程监控系统发送设备运行信息,远程监控系统保持对设备的监控能力。 (2)完成型远程监控方式 远程监控系统仅仅向设备控制系统发出控制命令,而由设备自主的完成这个命令,监控系统不对设备的具体实现过程进行监控,设备完成任务后向远程监控系统报告。设备的操作控制完全在本地进行,设备在本地操作人员的监控下未完成。 (3)完全型远程监控方式 设备的本地控制系统仅仅控制设备的执行机构,全部的操作控制由远程监控系统完成。该方式的设备,其控制系统和设备是分离的,而在设备控制系统内信号的传递速度要求很高,控制系统能立刻对现场进行反应,因此要求通信要准确 、高速、可靠,所以该方式通常用在一些特殊的。 (4)人机交互式远程监控方式 设备在本地操作人员和远程监控系统的协调控制下工作,往往在远程监控系统的指挥下工作,由本地操作人员对设备进行控制和维护工作。在执行任务的过程中,可随时建立通信,进行人机对话,在远程监控端可随时能够采用设备的状态信息。 3.远程监控技术的发展方向 自改革开放以来,我国电梯的数量不断增长,为保证每台电梯都能够可靠运行,促进电梯技术进步和提高物业管理水平,开发具有远程监控、管理与故障诊断等功能完善且应用广泛的系统,是未来电梯技术的发展方向。 目前我国电梯远程监控、电梯管理和故障诊断系统等技术仍然处于起步阶段,系统的功能还需要进一步的完善和提高。主要体现在以下几个方面: (1)故障的早期诊断和预警,这个功能可以实现防患于未然。 (2)远程调试和故障排除功能,该功能可以在维修人员不能及时到达现场的情况下,进行电梯的调试和故障排除。 (3)电梯运行与故障、运行时间、停机时间及故障次数的数据库管理。 (4)需要提高同时监控的设备数量和数据传输的速度。 从更长远考虑,投资组建一个容量大、通用性好、兼容性强的电梯专用网络系统,组成地区电梯专用网站,把本地区电梯全部用该网络监管起来,可以说将是一个即经济又实用的好方法。 采用网络化全方位监管,把每台电梯及相关单位的资料全部放到网上,形成一个智能化的大网络体系,这样,电梯管理人员在值班室或监控室就可以通过电脑时刻了解电梯的运行状况,及时准确的定位报警,并且快捷地采取正确解救措施,从而提高管理及维修效率,保证电梯正常运行,确保了乘客的安全。 总之,集远程监控、管理、故障报警、预警、分析为一体,且适应性强,通用性好、价格合理的电梯远程监控系统将是未来发展的趋势[2]。 4.总结 随着计算机技术和网络技术的飞速发展,各行各业都将实现信息化,电梯网络化是电梯行业管理发展的必然趋势。所以组建一个电梯监控专用的网络,应该是一个经济、实用的好方法。 浅谈电梯远程监控技术的应用:基于GPRS和物联网技术的电梯远程监控系统 【摘要】电梯是现代高层建筑中最常用的一种垂直运输交通工具,由于电梯结构复杂,承担的工作(搭载人员)安全性要求非常高,因此实时监控、掌握电梯的运行状态和故障情况成为电梯管理、维护和安全运行的迫切需要。文章提出基于物联网技术的电梯远程监控系统,能有效解决当前在电梯运行过程中产生的各种问题。 【关键词】GPRS;物联网;电梯;远程监控; 1.引言 物联网技术作为能够掀起我国第三次信息革命浪潮,物联网(又称M2M),是一种以机器终端智能交互为核心的、网络化的应用与服务。它通过在机器内部嵌人无线通信模块,以光纤、无线通信等为接入手段,为客户提供综合的信息化解决方案,以满足客户对监控、指挥调度、数据采集和测量等方面的信息化需求。M2M根据其应用服务对象可以分为个人、家庭、行业三大类。电梯作为现代高层建筑中最常用的一种垂直运输交通工具,不仅极大的节省了人们的时间和体力,同时也为日常生活提供了诸多方便。然而电梯维护每年都要耗费大量的人力、财力。本文提出了一种基于GPRS和物联网技术的电梯远程监控系统,主要针对电梯生产单位、使用单位/用户、监督管理部门及电梯维护保养单位的不同需求出发,根据每个使用对象所获取的信息的侧重点不同,提出了不同的电梯监控管理方案。 2.管理方案规划 电梯远程监控系统由前端机、传输信道和监控终端三部分构成。其系统总体结构图如图1所示。前端机主要负责采集电梯的运行数据和故障信息。通过外接传感器采集电梯的相关参数。采取传感器外接的方式既能解决采集终端的接口通用性问题,又可以避免采集器自身的故障给电梯运行带来影响。 传输信道主要是通过GPRS(通用无线分组业务)技术实现的。监控终端用户可以通过Internet查询该用户监控的电梯的运行状况,也可以通过手机WAP的方式访问。该系统通过移动运营商的GSM网络组成监控网络从而大大的减少了组网时间,节约了组网成本,网络的维护也变得简单,而且网络的扩展性强。 3.前端信息采集端 前端信息采集端主要是采用多种传感器采集电梯运行数据,通过微处理器对采集的数据进行分析,经由GPRS网络传输、公用电话线传输、局域网传输与485通讯传输多种方式实现电梯故障报警、故障预警、困人救援、日常管理、质量评估、隐患防范等功能的综合性电梯管理平台。 前端信息采集端是电梯远程监控系统功能实现的核心。前端信息采集端主要完成电梯监控系统的数据采集、故障检测和判断并与上位机进行通讯等工作。该系统中前端信息采集端能够实现以下功能: (1)实时采集电梯的运行状态信号(如方向、层站、呼梯、开关门信号等); (2)实时采集电梯的各种故障信号(电源故障、门锁故障、安全回路故障、制动器故障等); (3)实时采集的电梯信息在微处理器内部进行处理,以一定格式存放在指定区域; (4)当电梯外部按钮被按下时,该层门系统外部等待区域就处于全方位的人像检测中,在电梯往该层移动过程中,若发现无人乘坐电梯,电梯将取消该停留位置,同时自动响应下一个按钮; (5)电梯前端机采集的信号采用串行接口方式与上位机通信。 4.上位机监控平台设计 当上位机接收到下位机通过有线或无线方式传送过来的数据信息后,上位机除了显示当前电梯运行状态的各采集参数外,还需要根据所获得的采集信号,建立样本数据库;同时,上位机进行实时在线故障检测,直接检测故障信号或根据检测信号判断故障,然后进行故障报警。 上位机的显示根据目标用户(电梯生产单位、使用单位/用户、监督管理部门及电梯维护保养单位)的不同需求可以设计了不同的显示界面。各用户的需求有很多交叉功能,在这里介绍主要功能。 4.1 电梯生产单位 对电梯故障的检修时间进行记录并进行保存,进行统计,以此作为日后对电梯性能评价和改进的参考资料。 对本品牌的电梯出现不同类型的故障发生的频率、时间,对器件的运行状态数据进行统计分析,通过分析结果不断提高产品的质量,提高产品的客户满意度,从而增加市场份额。 4.2 使用单位/用户 用户比较关心的是电梯设备的使用效果,业主的满意度,动力费用,在这方面系统的平台可以从电梯在不同时段的使用率来为用户方节省成本。主要实现以下功能: (1)操作人员信息列表功能 可显示操作人员的基本信息,如操作人员的名称、密码、权限设置等信息。 可对操作人员信息进行添加、修改、删除等操作,可设置操作人员的使用权限。系统提供了分级查看、分权查看等使用模式,只有具备相应权限的操作人员才可以查看符合其权限的信息。 (3)通过对电梯外部的监控,当电梯外部按钮被按下时,该层门系统外部等待区域就处于全方位的人像检测系统中,在电梯往该层移动过程中,若发现无人乘坐电梯,电梯将取消对本层的响应,而响应下一个按钮。这样就大大减少了时间、能源的消耗以及电梯本身的磨损,既能节能,又能保障电梯本身的运行安全。 (4)通过监控系统,实时了解电梯运行状态,一旦发生故障,根据故障等级及时采取措施,确保人员安全。一旦发生人员被困的情况,可通过视频系统和语音系统与电梯中的人员进行视频通话,缓解被关人员的心里压力,让被困人员安心等候救援。 4.3 监督管理部门 目前,监督管理部门都是每月由运维单位向他们提供设备检测报告报表来了解电梯设备运维情况,在接到业主投诉后再进行多方协调等工作,不能够做到及时、准确的了解和处理问题。对质检部门来说,电梯远程监控系统主要实现的功能如下: (1)及时排除故障,当电梯发生故障时,可以通过网络进行远程的故障分析和处理,能和困在轿箱中的用户进行语音视频通讯,以此来获得电梯内部具体状况,同时对用户进行心理安慰和尽快逃生指导;
农业机械故障诊断技术研究:农业机械故障诊断技术的研究进展 随着科学技术的发展,我国农业开始向着现代化的方向发展,农业机械的精密程度和复杂程度越来越高,如包含大量传感器的收割机、播种机、红外湿度检测自动灌溉系统等等。这些农业机械的广泛使用,一方面使得生产效率大幅提高,另一方面也对其故障诊断检测方面提出了更高的要求,因为现代化的农业机械一旦损坏就会导致严重的后果,首先是机械设备损坏带来的修理费用等经济损失,其次会严重影响农业工作的进行,而且还会缩短农业机械的使用寿命。因此,要对机械设备在运行过程中的状态进行检测、诊断,并根据诊断结果及时采取相关措施,力求将损失降为最小的同时,保证机械设备的运行安全、防止突发事故的产生。 1 传统农机故障诊断技术 1.1振动诊断技术 由于农业机械在运行过程中由于轴承、齿轮、曲轴以及叶片等的转动会产生各种振动,通过对这些振动特征的掌握就能判断是否存在潜在故障。振动监测诊断技术是目前机械设备故障检测诊断技术领域应用最广泛的技术,是根据机械设备的振动状态和振动特征来判断设备运行是否正常、是否存在潜在故障。一般来讲,振动监测诊断技术在监测过程中对设备无任何干扰,因此在实际工作中具有简便易行的优点。以曲轴为例,一般来讲曲轴在旋转过程中会分别在曲轴上径向和切向产生弯曲振动和扭转振动,其中弯曲振动基本不具备破坏能力,而扭转振动就会产生共振,从而可能对机械的破坏,因此,在实际工作中要认真分析产生的振动类型以及产生振动的原因,根据振动的速度、加速度、振幅等对可能发生的机械故障进行分析,通过传感器对相关数据进行采集,并通过A/D转换器将采集到的模拟信号转化为数字信号,将数据转化为图谱并通过显示器显示在电脑屏幕上,供工作人员分析。 1.2油样分析诊断技术 农业机械的工作环境比较恶劣,在工作过程中大量的风沙可能会进入到机械零部件中,由于轴承等的转动作用会导致这些沙土进入到润滑油中,另外齿轮自身的磨损也会产生各种形状的磨屑,因此通过将润滑油提取出来,分析其内在成分、液体粘稠度、污染指数等就可以得出机械的磨损情况,从而发现其潜在的故障隐患,便于分析。 1.3噪声监测诊断技术 农业机械在运转时各个部位都会产生机械振动,伴随这些振动就会产生不同类型的噪声,正常运行的噪声与故障噪声有较大区别,通过对这些部位的噪声进行检测,就可诊断出机械可能存在的故障位置。在实际工作中,可采用人工检测和频谱分析两种方法,其中人工方法就是利用人耳、声级计、声音放大器等对机械噪声的分辨来判断机械运行是否正常,并粗略判断机械故障产生的部位;而频谱分析法则是在噪声产生部位加装仪器,利用对噪声的声级、声频率等进行采集并生成的频谱图对噪声产生部位以及噪声类型进行分析。 1.4红外测温诊断技术 红外测温诊断技术就是利用农业机械在运行过程产生的摩擦温度,并利用红外测温仪器对零部件的温度进行监测,看是否存在温度异常部位,温度数据会反应在计算机终端上,一旦出现有温度异常升高现象,系统及时报警,以便工作人员及时采取相关的措施,防止事故的发生,延长农业机械设备的使用寿命。 2 最新农机故障诊断技术 2.1智能诊断技术 随着科学技术的不断发展和跨学科技术的实际应用,以及农业机械复杂程度的日益提高,使得如今的农业机械故障诊断技术已经向着多学科、多技术、智能化的方向发展。智能化的机械故障诊断技术主要是基于人工智能技术、计算机技术、数据库技术、神经网络技术、信息技术、仿生学技术以及遥感技术等发展起来的,如将计算机技术、神经网路技术以及数据库技术结合起来,建立智能化的专家系统,将本行业以及各个相关领域的专家经验和思想录入到数据库内,并能通过自学习以及自适应等对实际工作中的各种情况进行分析,将实际工作中需要专家分析的问题通过系统分析来实现,一方面充分提高了工作效率,另一方面也排除了在人工分析过程中造成的主观性误差,使得农业机械设备故障诊断的准确率更高。 2.2在线实时故障诊断系统 在实际工作中,由于没有一个固定的故障诊断标准,并且很难做到监测数据的实时性,经常是采用上门诊断或阶段性诊断等方式,对农机故障诊断的成本较高,因此可以在网络技术的基础上建立一个在线实时故障诊断系统,将一定区域内的大型农业机械的故障诊断工作集中到一个故障诊断中心,一旦有农业机械发生异常现象,实时故障诊断系统就会报警,故障诊断中心内的专家或在线专家系统就会根据这些异常现象给出处理措施,并及时将处理建议提供给现场工作人员,通过在线实时故障诊断系统,一方面可以对农业机械运行状态进行实时监控,另一方面可以实现资源的有效整合,降低检测和诊断成本;除此之外,还可通过将处理故障的经验归集到系统中,以便日后借鉴。 3 结束语 现代农业机械复杂程度越来越高,为了避免故障发生,必须对其运行状态进行监测,以便及时发现异常,将机械修理和使用的成本降为最低,并且可以延长使用寿命。在实际工作中,要运用多种技术有效结合,并取长补短,以便提高农业机械故障诊断效率,另外,在机械故障诊断工作中除了高科技含量、智能化等趋势外,还要充分考虑故障诊断成本,以便使农业机械故障诊断技术更好的为农业生产服务。 农业机械故障诊断技术研究:故障诊断技术下的农业机械论文 1机械故障诊断技术研究现状 机械故障诊断技术,顾名思义,就是采用某种技术手段来预测即将发生的机械故障,判断故障发生位置,为预防故障发生及排除故障提供技术支持,降低故障带来的损失。早期,人们主要通过听声音、触摸等方式判断故障是否产生以及故障产生位置,随着计算机技术的发展,各种计算机技术特别是现代信号处理技术被不断的应用到故障诊断技术中来,机械故障诊断技术已逐渐成为一门系统学科。 1)通用机械故障诊断技术研究现状。最早开展机械故障诊断技术研究的是美国。20世纪60年代以后,随着航天及航空技术的发展,对故障的预判及诊断提出了更高的要求,传统故障诊断方法已不能满足技术发展的需要,促使美国积极开展故障诊断技术的研究和开发工作。随后,欧洲、日本等发达国家相继开展机械故障诊断技术研究[1]。20世纪80年代,在相关部门的支持下,国内大学和科研机构也开始机械故障诊断方面的研究。在部件摩擦碰撞、松动等故障方面,清华大学裙福嘉课题组对其非线性动力学行为进行理论和实验研究,已取得重要进展[2]。小波变换为故障诊断时频域重要方法之一,西安交通大学何正嘉课题组[3,4]即采用小波技术进行故障诊断技术研究。在机械监测诊断领域,西安交通大学屈梁生课题组[5]创立了全息谱技术,采集机器振动过程中的幅、频、相信息,显著提高机器运行中故障的识别率,此外还有东南大学的钟秉林等学者均长期从事于机械故障诊断研究,出版了大量学术著作和论文,为推动通用机械故障诊断技术做出了重要贡献。 2)农业机械故障诊断技术研究现状。农业机械故障诊断方面,陈芳等在对农业机械故障发生的原因及征象进行分析的同时,应用希尔伯特一黄变换方法对农业机械的故障点进行了观测和诊断,通过经验模式分解(EMD)分离噪声,然后从希尔伯特谱中分析出故障振动信号的时频分布情况,从而确定故障发生的时间以及故障前后信号频率和幅值随时间变化的各种信息,以达到提取较为完整的故障特征的目的,实现对这类系统的某些特殊故障的诊断。刘明涛,孙斐采用小波变换技术分析农业机械运行过程中产生的振动信号,有效地检测出齿轮箱系统信号的变化,实现对齿轮箱系统的故障诊断。李杰,赵艳针对目前农业机械故障诊断采用人工方法排除步骤冗长、速度慢、效率低、准确率低等问题,提出并实现了一个基于正向推理的农业机械故障诊断、安全评价专家系统。该系统具有农业机械知识查询、农业机械故障诊断和农业机械安全评价等功能,有较好的稳定性与鲁棒性。李晓敏,李杰等在农业机械故障诊断中引入计算机动态模拟技术。 3)状态监测技术研究现状。在设备关键部件状态监测方面,应用最为成熟的是故障自诊断系统又称OBD(OnBoardDiagnosties)系统,该系统通过传感器监测控制系统各部件的工作状态,并根据传感器数值监测部件运行状态以及安装位置来确定故障产生位置,并自动形成故障代码,存储故障信息,为故障的排除提供线索。OBD系统最早用于汽车尾气排放监测,后来逐渐扩展到发动机故障检测,最后发展到刹车系统、气囊、车门等整车部件状态检测,甚至关键部件的螺钉松动都可以检测出来,以便及时发现隐患,保证汽车的安全运行。现在OBD系统又逐渐扩展到空调、冰箱、彩电等家用电器故障诊断中,这些设备中均安装微处理器控制单元(ECU),当设备出现故障时,一方面采用声光报警,另一方面产生故障代码,故障代码中包含故障类型、故障位置等信息,为排除故障提供方便。OBD系统比较复杂,其功能由软件和硬件共同实现。现有汽车OBD有超过150个可能的故障代码。汽车OBD系统经历OBDI、OBDII,现已发展到OB-DIII。现在汽车上的OBD系统已全部集成在汽车电子控制单元(ECU)中。国际上生产ECU系统品牌主要有,博世、摩托罗拉、德尔福、马瑞利、西门子。国内康佳、比亚迪等国产车开发商开始研发自主ECU系统品牌。据报道,潍柴自主研发的高压共轨电控ECU(含OBD系统)已开始小批量投放市场。 2机械故障诊断技术研究方法 机械故障诊断方法非常多,经过近半个世纪的发展,已形成机器振动和噪声信号测定、润滑油磨损碎片测定、温升测定等方法。在故障信号处理方面采用时域分析法、频域分析方法及时频分析法等。故障识别方面采用专家系统、模式识别以及神经网络等技术。故障预警方面主要采用状态监测方法,借鉴在汽车上运用相对成熟的故障自诊断系统(OBD系统)。现简要介绍与农业机械故障诊断相关,较多应用于农业机械故障诊断的方法。 1)采用时域信号分析的故障诊断技术。在机械设备的特定部位安装振动传感器,采集、记录并显示设备在运行过程中随时间变化的振动信息,如振幅、相位、频率等,得到机械设备特定部位的时间历程,也就是时域信号。时域信号中包含的信息量大,直观且易于理解,是机械故障诊断的原始依据,但时域信号数据十分庞杂,很难一眼看出故障特征,需要采用特定方法处理。时域信号处理技术主要包括,时域统计分析及相关分析等。 2)采用频域信号分析的故障诊断技术。频域分析实质上是将时域信号进行快速傅里叶变换,转化为频域信号,采用频域信号处理技术分析信号,并得出故障特征的分析方法。许多故障的发生和发展,振动信号的频率成分会发生非常明显的变化。例如,齿轮发生断齿、表面疲劳剥落等都会引起周期性的冲击信号,相应在频域就会出现不同的频率成分。监测这些信号频率变化,可有效预测故障发生与发展。频域信号处理技术主要包括频谱分析、倒频谱分析及包络分析等。 3)采用时频域信号分析的故障诊断技术。机械产生故障后,运行过程中的振动信号会产生显著的频域或时域故障特征,然而这些特征并不是不变的,而是随着时间变化的,即动态信号的非平稳性。特别是剥落、松动、裂纹等故障,非平稳尤其明显。实际故障检测过程中,非平稳性往往是普遍的,平稳性只是一种简化或近似。非平稳信号的相关函数、功率谱等统计量是时变函数,必须要得到这些信号的频谱随时间的变化情况才能更好的判断故障情况。因此,一般采用时间和频率的联合函数来表达这些信号,该方法称为信号的时频表示。实际应用中,时频域信号分析技术主要包括傅里叶变换、Wigner-Ville分布、小波变换等。 3农业机械故障诊断技术发展趋势 1)通用机械领域相对成熟的故障诊断技术逐步移植到农业机械故障诊断中来。可用于农业机械故障诊断的一是基于振动信号特征提取的故障诊断技术,二是关键部件工作状态监测故障诊断技术。基于振动信号特征提取的故障诊断技术大部分用于化工、电力等大型机械设备故障诊断,理论发展非常早,许多现代控制理论,计算机技术,信号处理技术均被应用基于振动信号特征提取的故障诊断技术中。关于关键部件工作状态监测方面,最成功的例子是汽车故障自诊断系统(OBD),以传感器监测关键部件状态,采集到的数据送汽车电子控制单元(ECU)处理,主要用于汽车发动机及汽车其他关键部件工作状态监测,技术发展已比较成熟。农业机械越来越复杂,对故障诊断的实效性、准确性要求越来越高,上述两种故障诊断与监测技术正逐渐移植到农业机械上来。 2)现代智能化技术不断运用到农业机械故障诊断中来。随着农业机械复杂程度加大以及对智能化水平提高的需求,农业机械状态检测与故障诊断技术将日趋完善。针对农业机械故障特征的专家系统、神经网络、模糊逻辑、遗传算法等智能诊断方法将不断的运用到农业机械故障诊断中来,在当前技术基础上,将新的理论和技术引入到农业机械故障诊断领域,不断出现不同智能故障诊断技术,形成综合性能更好的融合智能故障诊断技术。 3)多种故障诊断方法相互补充,逐渐融合。目前,综合各种诊断技术的综合诊断方法已经兴起,除了单一参数、单一故障的技术诊断外,还出现了多参量、多故障诊断技术。诊断手段多样化,处理方法除了采用振动信号外,还可以综合利用油液、噪声、电磁、应力、射线等多种信息。这些诊断方式取长补短,相互融合,逐渐发展出许多新型故障诊断方法,大大提高了故障诊断的准确性。多种手段相互融合,已成为提高故障诊断准确性的发展趋势。 作者:钟成义王素珍常春工作单位:农业部南京农业机械化研究所 农业机械故障诊断技术研究:农业机械故障诊断技术探析 摘要:我国农业机械化水平的不断提高的同时,也使我国农业生产的产量不断的上升,以及效率不断的加强。在农业的生产过程当中,对机械的利用率也在不断的增强,大型的和结构复杂的农机类型也逐渐的进入到人们的生产生活当中去,农业的机械化也在不断的向复杂化、大型化和精密化以及高效率化进行发展,同时也对农业机械在使用时的故障预警和诊断的技术提出了更高的要求,从而也使农业机械故障的诊断技术在故障诊断的全方面都面临着严峻的挑战,本文主要针对现阶段的农业生产的实际情况,以及农业机械故障诊断技术的不断发展,进行了深入的分析和探讨,并且还依据了未来农业机械发展的水平来对农业机械故障的诊断技术的发展前景进行了深入的分析。 关键词:农业机械;故障诊断;技术研究 因为各个地区的天气或者季节的影响,就会使农业机械经常出现各方面的故障问题,尤其是在田间进行工作的时候,会因为地域或者时间上的不便,就会使机械设备无法得到及时的维修,从而就很容易就造成比较严重的经济损失。因此要对农业机械发展的现状进行相应的结合,也是农业机械故障的诊断进行快速的发展,尽量的使农业机械的故障造成的损失进行逐渐的减少,也是我国现阶段农业机械发展的过程当中需要及时进行解决的问题。 1研究的现状 1.1震动的诊断。在农业机械工作的时候,其中内部的轴承的转动,机械运转的时候,齿轮和叶片的转动都会引起相应的振动,使用者也应该对机械的这些部位在正常情况下转动的声音进行合理的掌握,在机械实际工作的时候,使用者就可以通过对振动的声音和频率来对机械判断是否存在故障,这种方法也是我国目前对农业机械故障的诊断最好掌握的一种技术,并且也在我国的各个地区进行广泛的推广和应用。在正常的情况下,振动诊断的技术不会对机械的正常工作进行干扰,而且非常容易进行掌握和实施,而从实际应用的角度来看,非常简单而且方便。 1.2油样的分析。农业机械在农忙的时节应用的频率也是最高的,也是最容易出现农业机械故障问题的时候。一般机械在工作时候的环境会比较恶劣,会受到大风和土地以及季节的严重影响,机械在田间进行实际的运行当中,会将一些砂土卷到机械内部的零件当中,轴承的转动在带动机械运行的时候,就会将这些砂土卷入润滑油当中,而且齿轮在进行工作的时候也会因为相互的摩擦从而产生碎屑,这些碎屑最终也都会进入到润滑油当中。因此通过对润滑油进行提取,并且依据里面所含的杂质成分和油体的粘稠程度以及污染的程度,就可以对机械目前的磨损情况进行深入的分析,并且可以找出机械当中存在的故障,从而对安全隐患进行排除。 1.3噪声的监测。随着农业机械在工作过程当中产生的机械振动,也会出现各种类别的音频的噪音,农业机械在正常运转时候的噪音和故障时产生的噪音,在声音上会有很大的区别,使用者就可以依据不同部位的噪音来对机械产生故障的位置进行合理的分辨。在进行农业机械使用的时候,我们主要可以采取两种方法来对噪音进行鉴别。一是人工检测法,主要是对人的耳朵以及声音的放大器进行利用,并且针对机械发出来的噪音来对机械的运转是否出现故障问题进行深入的分辨,并且还要找出故障的大概位置。二是频谱的分析法。主要是在机械发出噪音的几个部分对分析噪音的仪器进行合理的安装,并且通过采集噪音的级别和频率生成的图谱,从而来对机械在运转的时候是否存在故障进行深入的分析。 1.4红外测温。农业机械在工作的时候,内部的零配件会产生摩擦的现象,红外的测温主要是对红外的测温仪进行利用,从而对摩擦的温度进行监测,通过检测寻找机械内部是否存在温度异常的地方。红外的测温仪也会将测温处的温度仪以数据的形式呈现在计算机的终端,如果机械的某个部位的温度异常,系统就会自动报警提示使用人员,这一诊断技术也为了工作人员在维修设备的时候带来了方便,并且对事故发生的次数逐渐的减少,也将农业机械损坏的程度降到最低,对使用的年限进行延长。 2发展趋势 2.1通用机械诊断技术的引入。我国目前的通用机械故障诊断的技术已经比较成熟,应用和农业机械故障的诊断主要有两种,一是提取机械振动产生的信号为主的基础的诊断技术,这类技术主要是将汽车部件的诊断技术移植到了农业的机械上,主要包括信号的处理和计算机的网络以及控制理论等专业的技术,二是针对性的对技术进行监测,就是对关键的部位进行技术诊断,这个技术可以对农机故障部位监测的准确性不断的提高,从而对机械内部的情况进行更好的了解。 2.2智能化程度的提高。随着我国农业生产的不断加快和农业化水平的不断提高,农业机械的类型也变得多种多样,结构也更加复杂,在操作时候的智能性也在不断的增强,对于农业机械故障的诊断技术和对日常的监测技术也越来越完善。在未来的农业机械的诊断过程当中,将会针对故障的特点来选用针对性的遗传算法,和神经网络以及模糊逻辑等智能化的故障诊断的技术。我国现有的诊断技术为基础,要依据农业机械化运行当中故障产生的不同智能的故障,有针对性的研发出解决的措施,从而对农机故障诊断的技术和综合化的发展进行不断的推动。 2.3多种技术的协调。随着我国农业机械类型不断的增加,其他的结构也越来越复杂化,也就使农机故障的产生也变得多样化,传统的单一的解决措施已经不能对农机诊断现在的要求进行相应的满足,为了有针对性的对农机的各类故障进行解决,就要采用多种技术相结合的方法,将各类诊断技术进行合理的融合,也已经成为了我国农机故障诊断技术向前发展和进步的一个必然的趋势,并且也越来越受到了人们的重视和关注,除了对故障的诊断之外,还不断的发展起了多故障的诊断模式。 结束语 综合上文所述,根据实际情况的分析,我国现阶段农业机械故障的诊断技术虽然发展的比较快,各方面的技术水平也比较高,但是还是无法对复杂多样的农业机械故障的要求进行满足,在实际的过程当中还存在着一定的不平衡性。因此只有不断的对科学技术的发展进行推动,并且深入的对导致农机故障的原因进行了解,也要对农机故障诊断技术的研究进行不断的加大,从而也对农机能够正常的运行进行保障,也是对农机使用寿命进行延长的一个非常重要的手段。 作者:杨茂林 单位:黑龙江省大西江农场 农业机械故障诊断技术研究:故障诊断技术农业机械论文 1噪声监测 随着农业机械在工作时产生的机械振动,也会出现不同种类的音频的噪音。农业机械在正常运转时的噪音与故障时产生的噪音在音频上有很大的不同,使用者可以根据不同部位噪音的不同来分辨机械产生故障的位置。在农业机械使用时,我们可以采取两种方法来辨别噪音:一是,人工检测法,主要是利用人的耳朵或者声音放大器等,针对机械发出的噪音来分辨机械的运转是否存在故障,并找出故障的大致位置。二是,频谱分析法,主要是在机械发出噪音的几个部位安装分析噪音的仪器,通过对采集噪音的级别和频率生成图谱[2],从而分析机械在运转时是否存在故障。 2红外测温 农业机械在工作时内部零配件会产生摩擦,红外测温主要是利用红外测温仪对摩擦的温度进行监测,通过检测,寻找机械内部是否存在温度异常的地方。红外测温仪会将监测处的温度仪数据的形式呈现在计算机的终端,如果机械的某个部位温度异常,系统会自动报警,提示使用人员[3]。这一诊断技术方便了工作人员及时维修设备,减少了事故的发生次数,并且将农业机械的损坏度降到了最低,延长了使用年限。 3发展趋势 3.1通用机械诊断技术的引入 目前,我国的通用机械故障诊断技术已经相对成熟,应用与农业机械故障诊断的主要有两种:一是,以提取机械振动时产生的信号为主的基础诊断技术,这类技术主要是将汽车部件的诊断技术移植到了农业机械上,其中包括了信号处理、计算机网络以及控制理论等专业技术。二是,针对性的监测技术,就是关键部位的诊断技术,该技术可以提高对农机故障部位监测的准确性,更好的了解机械的内部情况。 3.2智能化程度的提高 随着农业生产的加快与农业机械化水平的提高,农业机械的类型也变得多种多样,结构更加复杂,在操作时的智能性也不断增强,对于农业机械故障的诊断技术和日常的监测技术也愈发完善。在日后的农业机械诊断过程中,将会对故障的特点,选用针对性的遗传算法,神经网络和模糊逻辑等智能化的故障诊断技术[4]。以现有的诊断技术为基础,根据农业机械化运行中故障产生的不同智能故障,研发出针对性的解决措施,从而推动农机故障诊断技术的智能化、综合化发展。 3.3多种技术协调 随着农业机械类型的增加,其结构也越发的复杂化,使得农机故障的产生变得多样化,过去单一的解决措施已经不能满足农机诊断在现在的需求。为了针对性的解决农机的各类故障,采用多种诊断技术相结合的方法,将各类诊断技术互相融合,已经成为了农机故障诊断技术向前发展的必然趋势,并且越来越受到人们的重视。在处理农机故障时,除了故障的技术诊断外,还兴起了多故障的诊断模式,将不同的诊断技术相互融合,取长补短[5],进而找出解决故障的新措施。这种诊断模式,大大的提高了故障诊断的准确性和解决效率,保证了农机的正常运行。结论由以上的分析可知,虽然现阶段我国农业机械故障的诊断技术发展较快,水平相对较高,但是仍旧无法满足复杂多样的农业机械故障的要求,存在着一定的不平衡性。所以,不断推动科学技术的发展,深入了解导致农机故障的原因,加大对农机故障诊断技术的研究,是保证农机正常运行,延长农机使用寿命的重要手段。 作者:周翔
电子学论文:硅微电子学研究论文 摘要本文展望了21世纪微电子技术的发展趋势。认为:21世纪初的微电子技术仍将以硅基CMOS电路为主流工艺,但将突破目前所谓的物理“限制”,继续快速发展;集成电路将逐步发展成为集成系统;微电子技术将与其它技术结合形成一系列新的增长点,例如微机电系统(MEMS)、DNA芯片等。具体地讲,SOC设计技术、超微细光刻技术、虚拟工厂技术、铜互连及低K互连绝缘介质、高K栅绝缘介质和栅工程技术、SOI技术等将在近几年内得到快速发展。21世纪将是我国微电子产业的黄金时代。 关键词微电子技术集成系统微机电系统DNA芯片 1引言 综观人类社会发展的文明史,一切生产方式和生活方式的重大变革都是由于新的科学发现和新技术的产生而引发的,科学技术作为革命的力量,推动着人类社会向前发展。从50多年前晶体管的发明到目前微电子技术成为整个信息社会的基础和核心的发展历史充分证明了“科学技术是第一生产力”。信息是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式,与材料和能源一起是人类社会的重要资源,但对它的利用却仅仅是开始。当前面临的信息革命以数字化和网络化作为特征。数字化大大改善了人们对信息的利用,更好地满足了人们对信息的需求;而网络化则使人们更为方便地交换信息,使整个地球成为一个“地球村”。以数字化和网络化为特征的信息技术同一般技术不同,它具有极强的渗透性和基础性,它可以渗透和改造各种产业和行业,改变着人类的生产和生活方式,改变着经济形态和社会、政治、文化等各个领域。而它的基础之一就是微电子技术。可以毫不夸张地说,没有微电子技术的进步,就不可能有今天信息技术的蓬勃发展,微电子已经成为整个信息社会发展的基石。 50多年来微电子技术的发展历史,实际上就是不断创新的过程,这里指的创新包括原始创新、技术创新和应用创新等。晶体管的发明并不是一个孤立的精心设计的实验,而是一系列固体物理、半导体物理、材料科学等取得重大突破后的必然结果。1947年发明点接触型晶体管、1948年发明结型场效应晶体管以及以后的硅平面工艺、集成电路、CMOS技术、半导体随机存储器、CPU、非挥发存储器等微电子领域的重大发明也都是一系列创新成果的体现。同时,每一项重大发明又都开拓出一个新的领域,带来了新的巨大市场,对我们的生产、生活方式产生了重大的影响。也正是由于微电子技术领域的不断创新,才能使微电子能够以每三年集成度翻两番、特征尺寸缩小倍的速度持续发展几十年。自1968年开始,与硅技术有关的学术论文数量已经超过了与钢铁有关的学术论文,所以有人认为,1968年以后人类进入了继石器、青铜器、铁器时代之后硅石时代(siliconage)〖1〗。因此可以说社会发展的本质是创新,没有创新,社会就只能被囚禁在“超稳态”陷阱之中。虽然创新作为经济发展的改革动力往往会给社会带来“创造性的破坏”,但经过这种破坏后,又将开始一个新的处于更高层次的创新循环,社会就是以这样螺旋形上升的方式向前发展。 在微电子技术发展的前50年,创新起到了决定性的作用,而今后微电子技术的发展仍将依赖于一系列创新性成果的出现。我们认为:目前微电子技术已经发展到了一个很关键的时期,21世纪上半叶,也就是今后50年微电子技术的发展趋势和主要的创新领域主要有以下四个方面:以硅基CMOS电路为主流工艺;系统芯片(SystemOnAChip,SOC)为发展重点;量子电子器件和以分子(原子)自组装技术为基础的纳米电子学;与其他学科的结合诞生新的技术增长点,如MEMS,DNAChip等。 221世纪上半叶仍将以硅基CMOS电路为主流工艺 微电子技术发展的目标是不断提高集成系统的性能及性能价格比,因此便要求提高芯片的集成度,这是不断缩小半导体器件特征尺寸的动力源泉。以MOS技术为例,沟道长度缩小可以提高集成电路的速度;同时缩小沟道长度和宽度还可减小器件尺寸,提高集成度,从而在芯片上集成更多数目的晶体管,将结构更加复杂、性能更加完善的电子系统集成在一个芯片上;此外,随着集成度的提高,系统的速度和可靠性也大大提高,价格大幅度下降。由于片内信号的延迟总小于芯片间的信号延迟,这样在器件尺寸缩小后,即使器件本身的性能没有提高,整个集成系统的性能也可以得到很大的提高。 自1958年集成电路发明以来,为了提高电子系统的性能,降低成本,微电子器件的特征尺寸不断缩小,加工精度不断提高,同时硅片的面积不断增大。集成电路芯片的发展基本上遵循了Intel公司创始人之一的GordonE.Moore1965年预言的摩尔定律,即每隔三年集成度增加4倍,特征尺寸缩小倍。在这期间,虽然有很多人预测这种发展趋势将减缓,但是微电子产业三十多年来发展的状况证实了Moore的预言[2]。而且根据我们的预测,微电子技术的这种发展趋势还将在21世纪继续一段时期,这是其它任何产业都无法与之比拟的。 现在,0.18微米CMOS工艺技术已成为微电子产业的主流技术,0.035微米乃至0.020微米的器件已在实验室中制备成功,研究工作已进入亚0.1微米技术阶段,相应的栅氧化层厚度只有2.0~1.0nm。预计到2010年,特征尺寸为0.05~0.07微米的64GDRAM产品将投入批量生产。 21世纪,起码是21世纪上半叶,微电子生产技术仍将以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术为主流。尽管微电子学在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大进展;但还不具备替代硅基工艺的条件。根据科学技术的发展规律,一种新技术从诞生到成为主流技术一般需要20到30年的时间,硅集成电路技术自1947年发明晶体管1958年发明集成电路,到60年代末发展成为大产业也经历了20多年的时间。另外,全世界数以万亿美元计的设备和技术投入,已使硅基工艺形成非常强大的产业能力;同时,长期的科研投入已使人们对硅及其衍生物各种属性的了解达到十分深入、十分透彻的地步,成为自然界100多种元素之最,这是非常宝贵的知识积累。产业能力和知识积累决定了硅基工艺起码将在50年内仍起重要作用,人们不会轻易放弃。 目前很多人认为当微电子技术的特征尺寸在2015年达到0.030~0.015微米的“极限”之后,将是硅技术时代的结束,这实际上是一种误解。且不说微电子技术除了以特征尺寸为代表的加工工艺技术之外,还有设计技术、系统结构等方面需要进一步的大力发展,这些技术的发展必将使微电子产业继续高速增长。即使是加工工艺技术,很多著名的微电子学家也预测,微电子产业将于2030年左右步入像汽车工业、航空工业这样的比较成熟的朝阳工业领域。即使微电子产业步入汽车、航空等成熟工业领域,它仍将保持快速发展趋势,就像汽车、航空工业已经发展了50多年仍极具发展潜力一样。 随着器件的特征尺寸越来越小,不可避免地会遇到器件结构、关键工艺、集成技术以及材料等方面的一系列问题,究其原因,主要是:对其中的物理规律等科学问题的认识还停留在集成电路诞生和发展初期所形成的经典或半经典理论基础上,这些理论适合于描述微米量级的微电子器件,但对空间尺度为纳米量级、空间尺度为飞秒量级的系统芯片中的新器件则难以适用;在材料体系上,SiO2栅介质材料、多晶硅/硅化物栅电极等传统材料由于受到材料特性的制约,已无法满足亚50纳米器件及电路的需求;同时传统器件结构也已无法满足亚50纳米器件的要求,必须发展新型的器件结构和微细加工、互连、集成等关键工艺技术。具体的需要创新和重点发展的领域包括:基于介观和量子物理基础的半导体器件的输运理论、器件模型、模拟和仿真软件,新型器件结构,高k栅介质材料和新型栅结构,电子束步进光刻、13nmEUV光刻、超细线条刻蚀,SOI、GeSi/Si等与硅基工艺兼容的新型电路,低K介质和Cu互连以及量子器件和纳米电子器件的制备和集成技术等。 3量子电子器件(QED)和以分子原子自组装技术为基础的纳米电子学将带来崭新的领域 在上节我们谈到的以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术,可称之为“scalingdown”,与此同时我们必须注意“bottomup”。“bottomup”最重要的领域有二个方面: (1)量子电子器件(QED—QuantumElectronDevice)这里包括单电子器件和单电子存储器等。它的基本原理是基于库仑阻塞机理控制一个或几个电子运动,由于系统能量的改变和库仑作用,一个电子进入到一个势阱,则将阻止其它电子的进入。在单电子存储器中量子阱替代了通常存储器中的浮栅。它的主要优点是集成度高;由于只有一个或几个电子活动所以功耗极低;由于相对小的电容和电阻以及短的隧道穿透时间,所以速度很快;且可用于多值逻辑和超高频振荡。但它的问题是制造比较困难,特别是制造大量的一致性器件很困难;对环境高度敏感,可靠性难以保证;在室温工作时要求电容极小(αF),要求量子点大小在几个纳米。这些都为集成成电路带来了很大困难。 因此,目前可以认为它们的理论是清楚的,工艺有待于探索和突破。 (2)以原子分子自组装技术为基础的纳米电子学。这里包括量子点阵列(QCA—Quantum-dotCellularAutomata)和以碳纳米管为基础的原子分子器件等。 量子点阵列由量子点组成,至少由四个量子点,它们之间以静电力作用。根据电子占据量子点的状态形成“0”和“1”状态。它在本质上是一种非晶体管和无线的方式达到阵列的高密度、低功耗和实现互连。其基本优势是开关速度快,功耗低,集成密度高。但难以制造,且对值置变化和大小改变都极为灵敏,0.05nm的变化可以造成单元工作失效。 以碳纳米管为基础的原子分子器件是近年来快速发展的一个有前景的领域。碳原子之间的键合力很强,可支持高密度电流,而热导性能类似于金刚石,能在高集成度时大大减小热耗散,性质类金属和半导体,特别是它有三种可能的杂交态,而Ge、Si只有一个。这些都使碳纳米管(CNT)成为当前科研热点,从1991年发现以来,现在已有大量成果涌现,北京大学纳米中心彭练矛教授也已制备出0.33纳米的CNT并提出“T形结”作为晶体管的可能性。但是问题是如何去生长有序的符合设计性能的CNT器件,更难以集成。 目前“bottomup”的量子器件和以自组装技术为基础的纳米器件在制造工艺上往往与“Scalingdown”的加工方法相结合以制造器件。这对于解决高集成度CMOS电路的功耗制约将会带来突破性的进展。 QCA和CNT器件不论在理论上还是加工技术上都有大量工作要做,有待突破,离开实际应用还需较长时日!但这终究是一个诱人探索的领域,我们期待它们将创出一个新的天地。 4系统芯片(SystemOnAChip)是21世纪微电子技术发展的重点 在集成电路(IC)发展初期,电路设计都从器件的物理版图设计入手,后来出现了集成电路单元库(Cell-Lib),使得集成电路设计从器件级进入逻辑级,这样的设计思路使大批电路和逻辑设计师可以直接参与集成电路设计,极大地推动了IC产业的发展。但集成电路仅仅是一种半成品,它只有装入整机系统才能发挥它的作用。IC芯片是通过印刷电路板(PCB)等技术实现整机系统的。尽管IC的速度可以很高、功耗可以很小,但由于PCB板中IC芯片之间的连线延时、PCB板可靠性以及重量等因素的限制,整机系统的性能受到了很大的限制。随着系统向高速度、低功耗、低电压和多媒体、网络化、移动化的发展,系统对电路的要求越来越高,传统集成电路设计技术已无法满足性能日益提高的整机系统的要求。同时,由于IC设计与工艺技术水平提高,集成电路规模越来越大,复杂程度越来越高,已经可以将整个系统集成为一个芯片。目前已经可以在一个芯片上集成108-109个晶体管,而且随着微电子制造技术的发展,21世纪的微电子技术将从目前的3G时代逐步发展到3T时代(即存储容量由G位发展到T位、集成电路器件的速度由GHz发展到灯THz、数据传输速率由Gbps发展到Tbps,注:1G=109、1T=1012、bps:每秒传输数据位数)。 正是在需求牵引和技术推动的双重作用下,出现了将整个系统集成在一个微电子芯片上的系统芯片(SystemOnAChip,简称SOC)概念。 系统芯片(SOC)与集成电路(IC)的设计思想是不同的,它是微电子设计领域的一场革命,它和集成电路的关系与当时集成电路与分立元器件的关系类似,它对微电子技术的推动作用不亚于自50年代末快速发展起来的集成电路技术。 SOC是从整个系统的角度出发,把处理机制、模型算法、芯片结构、各层次电路直至器件的设计紧密结合起来,在单个(或少数几个)芯片上完成整个系统的功能,它的设计必须是从系统行为级开始的自顶向下(Top-Down)的。很多研究表明,与IC组成的系统相比,由于SOC设计能够综合并全盘考虑整个系统的各种情况,可以在同样的工艺技术条件下实现更高性能的系统指标。例如若采用SOC方法和0.35μm工艺设计系统芯片,在相同的系统复杂度和处理速率下,能够相当于采用0.18~0.25μm工艺制作的IC所实现的同样系统的性能;还有,与采用常规IC方法设计的芯片相比,采用SOC设计方法完成同样功能所需要的晶体管数目约可以降低l~2个数量级。 对于系统芯片(SOC)的发展,主要有三个关键的支持技术。 (1)软、硬件的协同设计技术。面向不同系统的软件和硬件的功能划分理论(FunctionalPartitionTheory),这里不同的系统涉及诸多计算机系统、通讯系统、数据压缩解压缩和加密解密系统等等。 (2)IP模块库问题。IP模块有三种,即软核,主要是功能描述;固核,主要为结构设计;和硬核,基于工艺的物理设计、与工艺相关,并经过工艺验证过的。其中以硬核使用价值最高。CMOS的CPU、DRAM、SRAM、E2PROM和FlashMemory以及A/D、D/A等都可以成为硬核。其中尤以基于深亚微米的新器件模型和电路模拟为基础,在速度与功耗上经过优化并有最大工艺容差的模块最有价值。现在,美国硅谷在80年代出现无生产线(Fabless)公司的基础上,90年代后期又出现了一些无芯片(Chipless)的公司,专门销售IP模块。 (3)模块界面间的综合分析技术,这主要包括IP模块间的胶联逻辑技术(gluelogictechnologies)和IP模块综合分析及其实现技术等。 微电子技术从IC向SOC转变不仅是一种概念上的突破,同时也是信息技术新发展的里程碑。通过以上三个支持技术的创新,它必将导致又一次以系统芯片为主的信息技术上的革命。目前,SOC技术已经崭露头角,21世纪将是SOC技术真正快速发展的时期。 在新一代系统芯片领域,需要重点突破的创新点主要包括实现系统功能的算法和电路结构两个方面。在微电子技术的发展历史上,每一种算法的提出都会引起一场变革,例如维特比算法、小波变换等均对集成电路设计技术的发展起到了非常重要的作用,目前神经网络、模糊算法等也很有可能取得较大的突破。提出一种新的电路结构可以带动一系列的应用,但提出一种新的算法则可以带动一个新的领域,因此算法应是今后系统芯片领域研究的重点学科之一。在电路结构方面,在系统芯片中,由于射频、存储器件的加入,其中的电路结构已经不是传统意义上的CMOS结构,因此需要发展更灵巧的新型电路结构。另外,为了实现胶联逻辑(GlueLogic)新的逻辑阵列技术有望得到快速的发展,在这一方面也需要做系统深入的研究。 5微电子与其他学科的结合诞生新的技术增长点 微电子技术的强大生命力在于它可以低成本、大批量地生产出具有高可靠性和高精度的微电子结构模块。这种技术一旦与其它学科相结合,便会诞生出一系列崭新的学科和重大的经济增长点,这方面的典型例子便是MEMS(微机电系统)技术和DNA生物芯片。前者是微电子技术与机械、光学等领域结合而诞生的,后者则是与生物工程技术结合的产物。 微电子机械系统不仅是微电子技术的拓宽和延伸,它将微电子技术和精密机械加工技术相互融合,实现了微电子与机械融为一体的系统。MEMS将电子系统和外部世界联系起来,它不仅可以感受运动、光、声、热、磁等自然界的外部信号,把这些信号转换成电子系统可以认识的电信号,而且还可以通过电子系统控制这些信号,发出指令并完成该指令。从广义上讲,MEMS是指集微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信系统以及电源于一体的微型机电系统。MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域,它几乎涉及到自然及工程科学的所有领域,如电子技术、机械技术、光学、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等〖3〗。 MEMS的发展开辟了一个全新的技术领域和产业。它们不仅可以降低机电系统的成本,而且还可以完成许多大尺寸机电系统所不能完成的任务。正是由于MEMS器件和系统具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、可靠性高、性能优异及功能强大等传统传感器无法比拟的优点,因而MEMS在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。例如微惯性传感器及其组成的微型惯性测量组合能应用于制导、卫星控制、汽车自动驾驶、汽车防撞气囊、汽车防抱死系统(ABS)、稳定控制和玩具;微流量系统和微分析仪可用于微推进、伤员救护;信息MEMS系统将在射频系统、全光通讯系统和高密度存储器和显示等方面发挥重大作用;同时MEMS系统还可以用于医疗、光谱分析、信息采集等等。现在已经成功地制造出了尖端直径为5μm的可以夹起一个红细胞的微型镊子,可以在磁场中飞行的象蝴蝶大小的飞机等。 MEMS技术及其产品的增长速度非常之高,目前正处在技术发展时期,再过若干年将会迎来MEMS产业化高速发展的时期。2000年,全世界MEMS的市场达到120到140亿美元,而带来的与之相关的市场达到1000亿美元。 目前,MEMS系统与集成电路发展的初期情况极为相似。集成电路发展初期,其电路在今天看来是很简单的,应用也非常有限,以军事需求为主,但它的诱人前景吸引了人们进行大量投资,促进了集成电路飞速发展。集成电路技术的进步,加快了计算机更新换代的速度,对CPU和RAM的需求越来越大,反过来又促进了集成电路的发展。集成电路和计算机在发展中相互推动,形成了今天的双赢局面,带来了一场信息革命。现阶段的微机电系统专用性很强,单个系统的应用范围非常有限,还没有出现类似于CPU和RAM这样量大面广的产品。随着微机电系统的进步,最后将有可能形成像微电子技术一样有广泛应用前景的新产业,从而对人们的社会生产和生活方式产生重大影响。 当前MEMS系统能否取得更更大突破,取决于两方面的因素:第一是在微系统理论与基础技术方面取得突破性进展,使人们依靠掌握的理论和基础技术可以高效地设计制造出所需的微系统;第二是找准应用突破口,扬长避短,以特别适合微系统应用的重大领域为目标进行研究,取得突破,从而带动微系统产业的发展。在MEMS发展中需要继续解决的问题主要有:MEMS建模与设计方法学研究;三维微结构构造原理、方法、仿真及制造;微小尺度力学和热学研究;MEMS的表征与计量方法学;纳结构与集成技术等。 微电子与生物技术紧密结合诞生的以DNA芯片等为代表的生物芯片将是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。它是以生物科学为基础,利用生物体、生物组织或细胞等的特点和功能,设计构建具有预期性状的新物种或新品系,并与工程技术相结合进行加工生产,它是生命科学与技术科学相结合的产物。具有附加值高、资源占用少等一系列特点,正日益受到广泛关注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片。 采用微电子加工技术,可以在指甲盖大小的硅片上制作出包含有多达万种DNA基因片段的芯片。利用这种芯片可以在极快的时间内检测或发现遗传基因的变化等情况,这无疑对遗传学研究、疾病诊断、疾病治疗和预防、转基因工程等具有极其重要的作用。 DNA芯片的基本思想是通过生物反应或施加电场等措施使一些特殊的物质能够反映出某种基因的特性从而起到检测基因的目的。目前Stanford和Affymetrix公司的研究人员已经利用微电子技术在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片〖4〗。他们制作的DNA芯片是通过在玻璃片上刻蚀出非常小的沟槽,然后在沟槽中覆盖一层DNA纤维。不同的DNA纤维图案分别表示不同的DNA基因片段,该芯片共包括6000余种DNA基因片段。DNA(脱氧核糖核酸)是生物学中最重要的一种物质,它包含有大量的生物遗传信息,DNA芯片的作用非常巨大,其应用领域也非常广泛:它不仅可以用于基因学研究、生物医学等,而且随着DNA芯片的发展还将形成微电子生物信息系统,这样该技术将广泛应用到农业、工业、医学和环境保护等人类生活的各个方面,那时,生物芯片有可能象今天的IC芯片一样无处不在。 目前的生物芯片主要是指通过平面微细加工技术及超分子自组装技术,在固体芯片表面构建的微分析单元和系统,以实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞以及其它生物组分的准确、快速、大信息量的筛选或检测。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具体实现技术、基于生物芯片的生物信息学以及高密度生物芯片的设计、检测方法学等等。 6结语 在微电子学发展历程的前50年中,创新和基础研究曾起到非常关键的决定性作用。而随着器件特征尺寸的缩小、纳米电子学的出现、新一代SOC的发展、MEMS和DNA芯片的崛起,又提出了一系列新的课题,客观需求正在“召唤”创新成果的诞生。 回顾20世纪后50年,展望21世纪前50年,即百年的微电子科学技术发展历程,使我们深切地感受到,世纪之交的微电子技术对我们既是一个重大的机遇,也是一个严峻的挑战,如果我们能够抓住这个机遇,立足创新,去勇敢地迎接这个挑战,则有可能使我国微电子技术实现腾飞,在新一代微电子技术中拥有自己的知识产权,促进我国微电子产业的发展,为迎接21世纪中叶将要到来的伟大的民族复兴奠定技术基础,以重铸中华民族的辉煌! 电子学论文:光学与电子学相结合分析论文 0引言 光电检测技术是光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术[1]。它主要利用电子技术对光学信号进行检测,并进一步传递、储存、控制、计算和显示[2]。光电检测技术从原理上讲可以检测一切能够影响光量和光特性的非电量。它可通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接受的光学信息,然后用光电探测器件将光学信息量变换成电量,并进一步经过电路放大、处理,以达到电信号输出的目的[3]。然后采用电子学、信息论、计算机及物理学等方法分析噪声产生的原因和规律,以便于进行相应的电路改进,更好地研究被噪声淹没的微弱有用信号的特点与相关性,从而了解非电量的状态。微弱信号检测的目的是从强噪声中提取有用信号,同时提高检测系统输出信号的信噪比。 1光电检测电路的基本构成 光电探测器所接收到的信号一般都非常微弱,而且光探测器输出的信号往往被深埋在噪声之中,因此,要对这样的微弱信号进行处理,一般都要先进行预处理,以将大部分噪声滤除掉,并将微弱信号放大到后续处理器所要求的电压幅度。这样,就需要通过前置放大电路、滤波电路和主放大电路来输出幅度合适、并已滤除掉大部分噪声的待检测信号。其光电检测模块的组成框图如图1所示。 2光电二极管的工作模式与等效模型 2.1光电二极管的工作模式 光电二极管一般有两种模式工作:零偏置工作和反偏置工作,图2所示是光电二极管的两种模式的偏置电路。图中,在光伏模式时,光电二极管可非常精确的线性工作;而在光导模式时,光电二极管可实现较高的切换速度,但要牺牲一定的线性。事实上,在反偏置条件下,即使无光照,仍有一个很小的电流(叫做暗电流或无照电流1。而在零偏置时则没有暗电流,这时二极管的噪声基本上是分路电阻的热噪声;在反偏置时,由于导电产生的散粒噪声成为附加的噪声源。因此,在设计光电二极管电路的过程中,通常是针对光伏或光导两种模式之一进行最优化设计,而不是对两种模式都进行最优化设计[4]。 一般来说,在光电精密测量中,被测信号都比较微弱,因此,暗电流的影响一般都非常明显。本设计由于所讨论的待检测信号也是十分微弱的信号,所以,尽量避免噪声干扰是首要任务,所以,设计时采用光伏模式。 2.2光电二极管的等效电路模型 工作于光伏方式下的光电二极管的工作模型如图3所示,它包含一个被辐射光激发的电流源、一个理想的二极管、结电容和寄生串联及并联电阻。图中,IL为二极管的漏电流;ISC为二极管的电流;RPD为寄生电阻;CPD为光电二极管的寄生电容;ePD为噪声源;Rs为串联电阻。 由于工作于该光伏方式下的光电二极管上没有压降,故为零偏置。在这种方式中,影响电路性能的关键寄生元件为CPD和RPD,它们将影响光检测电路的频率稳定性和噪声性能。CPD是由光电二极管的P型和N型材料间的耗尽层宽度产生的。耗尽层越窄,结电容的值越大。相反,较宽的耗尽层(如PIN光电二极管)会表现出较宽的频谱响应。硅二极管结电容的数值范围大约在20或25pF到几千pF以上。而光电二极管的寄生电阻RPD(也称作"分流"电阻或"暗"电阻),则与光电二极管的偏置有关。 与光伏电压方式相反,光导方式中的光电二极管则有一个反向偏置电压加至光传感元件的两端。当此电压加至光检测器件时,耗尽层的宽度会增加,从而大幅度地减小寄生电容CPD的值。寄生电容值的减小有利于高速工作,然而,线性度和失调误差尚未最优化。这个问题的折衷设计将增加二极管的漏电流IL和线性误差。 3电路设计 3.1主放大器设计 众多需要检浏的微弱光信号通常都是通过各种传感器来进行非电量的转换,从而使检测对象转变为电量(电流或电压)。由于所测对象本身为微弱量,同时受各种不同传感器灵敏度的限制,因而所得到的电量自然是小信号,一般不能直接用于采样处理。本设计中的光电二极管前置放大电路主要起到电流转电压的作用,但后续电路一般为A/D转换电路,所需电压幅值一般为2V。然而,即使是这样,而输出的电压信号一般还需要继续放大几百倍,因此还需应用主放大电路。其典型放大电路如图4所示。 该主放大器的放大倍数为A=l+R2/R3,其中R2为反馈电阻。为了后续电路的正常工作,设计时需要设定合理的R2和R1值,以便得到所需幅值的输出电压。即有 3.2滤波器设计 为使电路设计简洁并具有良好的信噪比,设计时还需要用带通滤波器对信号进行处理。为保证测量的精确性,本设计在前置放大电路之后加人二阶带通滤波电路,以除去有用信号频带以外的噪声,包括环境噪声及由前置放大器引人的噪声。这里采用的有源带通滤波器可选通某一频段内的信号,而抑制该频段以外的信号。该滤波器的幅频特性如图5所示。图5中,f1、f2分别为上下限截止频率,f0为中心频率,其频带宽度为: B=f2-f1=f0/Q 式中,Q为品质因数,Q值越大,则随着频率的变化,增益衰减越快。这是因为中心频率一定时,Q值越大,所通过的频带越窄,滤波器的选择性好。 有源滤波器是一种含有半导体三极管、集成运算放大器等有源器件的滤波电路。这种滤波器相对于无源滤波器的特点是体积小、重量轻、价格低、结构牢固、可以集成。由于运算放大器具有输人阻抗高、输出阻抗低、高的开环增益和良好的稳定性,且构成简单而且性能优良。本设计选用了去处放大器来进行设计。 本设计选用了去处放大器来进行设计。 图6所示的二阶带通滤波器是一种二阶压控电压源(VCVS)带通滤波器,其滤波电路采用有源滤波器完成,并由二阶压控电压源(VCVS)低通滤波器和二阶压控电压源高通滤波器串接组成带通滤波器。 对于第一部分,即低通滤波器,系统要求的低通截止频率为fc,其传递函数为: 第二部分为高通滤波器,系统要求的高通截止频率为fc,其传递函数如下: 4完整的检测电路设计 本光电检测系统设计的完整电路如图7所示。为方便表示,电路中的R2、R3即为前面等效电路模型中的RT、RF。前级部分由光电转换二极管与前级放大器组成,这也是光电检测电路的核心部分,其器件选用高性能低噪声运算放大器来实现电路匹配并将光电流转换成电压信号,以实现数倍的放大。然而,虽然前级放大倍数可以设计得很大,但由于反馈电阻会引入热噪声而限制电路的信噪比,因此前级信号不能无限放大。 5结束语 本文研究了光电检测系统的原理和设计方法。通过从经济和实用的角度对相关的光电转换器件和前置放大器进行了选择和电路设计,从而确定了关键元器件的参数。实际使用证明:该设计可以满足一般光电检测场合的需要。 电子学论文:电子学院学习实践科学发展观实施方案 按照学校党委和学生工作处关于深入学习实践科学发展观活动的部署与要求,根据《*信息工程学院开展深入学习实践科学发展观活动的实施方案》和学生工作处《*信息工程学院学生党员深入学习实践科学发展观活动实施方案》,结合我院学生党员实际,特制定本方案。 一、指导思想和目标要求 我院学生党员的学习实践活动以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导,全面贯彻党的十七大精神,高举中国特色社会主义伟大旗帜,紧紧围绕紧紧围绕“办有特色的高水平的人民满意的高等教育,实现建设特色鲜明的教学研究型信息工程大学”的目标,按照“党员干部受教育、科学发展上水平、师生员工得实惠”的总体要求,深入开展学习实践科学发展观活动。 针对学生的全面健康发展需要,组织学生党员认真学习科学发展观的基本理论,准确把握科学发展观的重大意义、科学内涵、精神实质和根本要求,充分发挥党员的先锋模范作用,坚持正面教育为主,突出实践特色,将学习实践活动与理想信念教育、学生党建、学风建设、文明修身等各项工作相结合,与学生的社会实践、科技创新活动相结合,与促进大学生成长成才相结合,与增强学生就业竞争力相结合,引导广大学生党员讲党性、重品行、做表率,知行统一,立志成才,积极为学校的科学发展建言献策,为创建优良学风、培养高素质优秀人才、推动和谐校园的建设和高水平大学建设作贡献。 通过学习实践活动,使学生党员的政治理论水平高于普通学生,遵纪守法观念好于普通学生,服务奉献意识强于普通学生,学习创新能力优于普通学生,充分体现学生党员的先进性和先锋模范作用。 二、大学生党员开展学习实践活动需要解决的重点问题 (1)通过学习实践活动,切实加强学生党员的党性修养,进一步明确努力方向,增强志愿服务、提高综合素质和保持学生党员先进性的自觉意识。 (2)解决学生党员发挥先锋模范带头作用不够的问题,进一步优化基层学生党组织设置,发挥学生党支部在学生党建和思想政治工作中的作用,创新党支部活动方式,完善学生党员经常性教育长效机制,增强学生党支部的凝聚力、创造力和战斗力,更好地发挥战斗堡垒作用。 (3)解决部分学生学习动力不足的问题,促进学风建设上新台阶。 (4)开展多种形式的科技创新活动,全面提高学生的创新能力和综合素质。 三、对象范围 学习实践科学发展观活动的对象范围是学院全体研究生党员和本科生党员。以学生党支部为活动单位,以学生党员为重点,带动入党积极分子、全体团员和广大学生积极参加学习实践科学发展观活动。 四、活动内容、时间安排和方法步骤 根据学校统一安排,本次学习实践活动历时半年,从2009年3月下旬开始,到8月下旬结束,分三个阶段进行。 第一阶段:学习调研(2009年3月下旬至5月上旬) 各支部要精心组织学生党员,采取个人自学、集中培训、专题辅导、集体讨论等形式,对学校、学院《实施方案》规定的材料进行认真的学习,并组织好以下各项活动: 1、学院成立学生党员学习实践活动工作小组,并制定实施方案。 组长:彭勇 成员:朱正华徐俊朱竞羽毕务忠代芯姜宇忠卓文君 王楠 2、认真开好动员大会,为学习实践活动开好头。 学院在3月31日下午召开学生党员和入党积极分子大会,学院党总支书记张斌兵同志作动员,对学生党员参加学习实践活动进行思想发动和全面部署。使全体学生党员明确开展学习实践科学发展观活动的指导思想、目标要求、基本原则和具体安排。 4月1日下午4:00召开全体学生党支部书记会,传达学院深入学习实践科学发展观活动第一阶段的具体安排。进一步明确要求,保证学习实践活动的效果。 3、将学习内容抓紧抓实。 以学生党支部为单位,采取集中学习和个人自学相结合的方式,组织全体学生党员认真学习学习党的十七大精神、等中共中央领导同志关于科学发展观的一系列重要论述。以十七大报告、《邓小平论科学发展》、《科学发展观重要论述摘编》等为主要学习内容,4月底之前,各支部组织全体党员进行一次集中学习讨论、参加全院党员的集中学习、自学时间不少于每周6小时。要严肃学习纪律,建立学习考勤制度,保证参学率。以科学发展观为主题,普通党员要做到参加一次动员大会,参加一次辅导报告会,参加一次专题组织生活会,参加一次主题研讨活动,为学校(院)发展提一条建议的“五个一”基本要求。 4、以丰富多彩的主体活动为载体,强化学习实践活动的效果。 (1)学院以学生党员为骨干组织广大学生开展一次以“学习实践科学发展观,红色记忆革命情怀”为内容的主题教育活动,以知识竞赛为活动形式。 (2)学院以党支部为单位,组织学生党员开展科学发展观之“寓科学于乐”、生活中的科学常识等系列活动,通过举办生活科学知识讲座,开展生活科学常识竞赛活跃校园内的科技氛围,引导大学生学以致用、用中求学。 (3)组织全体学生开展“安全意识进宿舍”活动。在学院分团委设立安全保卫部,并在各班学生中推选出安全保卫委员,制定相应的制度和职责,并邀请学校保卫处进行安全防范意识、安全保卫责任及法制宣传等方面的培训,旨在进一步提高学生的安全保卫意识,让学生知法、懂法、守法,让学生的安全、财产等到更好的保护,真正让学生受益。 5、开展支部讨论。 各支部统一布置学生党员根据中央相关文件和有关精神,围绕科学发展观,结合大学生培养现状,积极展开深入讨论。讨论题目如下: 科学发展观与高等教育改革 科学发展观与人才培养模式改革 科学发展观与办学特色和优势 科学发展观与大学生党员成长 科学发展观与大学生择业、就业、创业 科学发展观与家庭经济困难学生资助 6、深入调研。 在深入学习的过程中,以学生党支部为单位,组织学生党员深入广大同学中开展一次调研活动。调研以“坚持科学发展,加强学风建设,促进学风根本转变”为主题,围绕学校和学院在基层党组织建设、思想政治教育、学风建设等方面内容展开,在深入实际调查研究后实事求是地撰写出调研报告,并于4月30日之前以学生党支部为单位提交调研报告报学院党总支。 第二阶段:分析检查(2009年5月中旬至6月中旬) 1、学生支部在继续抓好学生党员学习的同时,要认真梳理同学和老师提出的意见,认真进行分析检查。 2、在分析检查的基础上学生支部安排学生党员在本支部范围内开展相互谈心、交心、沟通思想的活动。要根据同学和老师提出的意见和建议对照党员的要求,查找自身存在的问题和不足,明确自己在校风、学风和班风建设方面所承担的责任及努力的方向。 3、开展优良学风、班风创建活动。学生党支部要通过丰富多彩的活动,引导学生党员和广大学生将学习实践活动与创优良学风校风紧密结合起来,排查我校学生学风建设中存在的突出问题,有力解决好学风不正和校园不文明行为的问题。 4、支部组织专题组织生活会,开展批评和自我批评。 5、在本支部覆盖范围,组织部分非党员同学对支部工作,党员个人进行民主评议。 6、举行学生党员献爱心、义务劳动日活动。 7、毕业生党支部组织全体学生参加以“感激留给老师、关心留给同学、文明留给母校”为主题的文明离校活动。发挥学生党员联系宿舍制度的作用,及时发现并协助处理“特殊群体”中存在的不稳定因素。 第三阶段:整改落实(2009年6月下旬至8月下旬) 1、党支部组织党员按照要求参加学校、学院学习实践活动满意度测评。 2、做好工作总结。 学习实践基本完成时,各学生党支部要认真总结开展学习实践活动的有效方式和经验,撰写工作总结,并上报学院党总支。 3、暑假期间组织学生党员开展访问社区、访问农村活动,进一步深化对科学发展观的认识。 五、工作要求 1.学院成立学习实践活动领导小组,负责活动规划、组织协调。各学生党支部要高度重视学习实践活动,不走过场,不流于形式,确保活动取得实效。学习活动要做到时间、地点、人员、笔记“四落实”。 2.各党支部要根据学院党总支总体安排,针对不同特点创造性地设计活动方案,全面推进,开展行之有效的学习实践活动。 3、对于集中学习活动,要严格考勤制度,切实履行请假手续,并及做好补课、补学工作。无论是集中学习和自学都要认真做好学习笔记,撰写心得体会。 4.各党支部和学院新闻中心,要加强宣传工作,通过各种形式营造学习实践活动的浓厚氛围。学院将建立宣传信息上报、通报制度。 5.总结经验,系统提升。各党支部要按照学习实践科学发展观活动的目标要求及时做好分阶段和整体活动情况的总结工作,巩固学生党建制度成果。各学生党支部总结报学院党总支。 电子学论文:中国电子学会 在2011年8月13日~8月20日于土耳其伊斯坦布尔举行的第三十届国际无线电科学联盟理事会上,中国电子学会成功申办第三十一届国际无线电科学联盟大会,并将于2014年在北京举行,这是有着近百年历史的、国际无线电领域最权威的科学大会首次在中国举办。 受中国科协委托和批准,中国电子学会代表中国申办第三十一届国际无线电科学联盟大会,中国电子学会URSI中国委员会主席吴健,中国电子学会副秘书长、URSI中国委员会秘书长林润华,URSI中国委员会各学术委员会主席、副主席及青年科学家等30多位代表参加了此次申办过程。参与本次申办联盟大会的国家城市还有加拿大蒙特利尔及日本东京。 中国电子学会URSI中国委员会主席吴健在理事会上做申办陈述报告,加拿大及日本两国也分别派代表做陈述报告。各国陈述报告后,理事会进行了紧张的投票环节。最终,中国北京以高票击败日本东京和加拿大蒙特利尔,顺利成为2014年URSI GASS的举办城市。在场各国家代表均报以热烈掌声祝贺中国取得此次会议的承办权。 此次成功申办是在中国科协的指导下,中国电子学会URSI中国委员会近20多年来不懈努力的结果。自1982年作为国家学会会员加入国际无线电科学联盟(URSI)以来,中国电子学会曾组团参加过历届国际无线电科学联盟大会,提交联盟大会申办报告共6次,但均落选。 国际无线电科学联盟 (URSI)作为直属国科联理事会(ICSU )的科学组织之一, 拥有42个正式会员,在国际无线电科学界具有崇高的科学地位和社会影响。中国电子学会受科协委托代表中国参加到该组织。 由国际无线电科学联盟主办的第三十届国际无线电科学联盟大会也同期召开。大会聚集了来自世界上42个国家和地区的约1400位无线电科学领域的著名学者、产业界知名人士、专业高层技术代表和青年科学家,与会者就世界国际无线电科学领域的发展与进步等议题进行了深入探讨。 本次国际无线电科学联盟大会还设有多场学术委员会报告及张贴论文展示环节,内容涉及电磁计量、无线通信系统与信号处理、电子学与光子学、电磁噪音与电磁干扰、电波传播、电离层电波遥感、等离子体波、射电天文学、生物医疗电磁学、雷达遥感、光学遥感等多个领域。各分会场学术气氛浓厚,来自无线电科学领域的专家及学者就相关领域问题进行了激烈的讨论,取得了很好的效果。大会期间,理事会还向对无线电科学领域做出突出贡献的青年颁发了青年科学家奖,中国有6位青年学者获此殊荣。 通过参加第三十届国际无线电科学联盟理事会和联盟大会,中国电子学会URSI各委员会了解了国际无线电领域的研究方向和最新成果,探讨了该领域的具体科研项目,促进了专门方向的国际合作与交流。第三十一届国际无线电科学联盟大会在北京的举行将为中国无线电领域与国际社会的交流与合作搭建更大更广的平台。 电子学论文:基于绩效评价的网上电子学档系统的设计 [摘要]电子学档是评价学生学业成就的重要工具之一,在阐述电子学档应用现状的基础上。引入绩效评价思想,设计、开发了基于绩效评价思想的基于因特网的电子学档系统E-portfolio。该系统以学生发展为本,倡导发展性评价与总结性评价相结合的原则,创建了一个全方位的网上评价社区。 [关键词]电子学档;绩效;评价;因特网;系统开发 档案袋是学生作品有目的的集合体,用来展示学生在一个或多个领域中的努力、进步和成就,、随着因特网技术与应用的迅速发展,电子学档应运而生,它允许开发者以多种媒体形式收集、组织档案袋内容(音频、视频、图形、文本),基于标准的档案袋采用数据库或超链接将标准(或目标)、典型作业和自我反思之间的关系清晰地呈现出来。基于网络的电子学档则是利用网络和数据库技术,在一定学习目的之下,学习者对于学习过程中关于学习目的、学习活动、学习进步、学习成果等情况的记录,以及学生或他人关于学习过程和学习结果的反思及评价的集合体,其要素包括目标、读者、体现能力的证据、测评的标准和反思等。 一、电子学档及其应用现状 电子学档是随着信息技术(特别是网络和多媒体技术)的发展和应用出现的。国内外有关电子学档的研究与应用已初见成效,例如美国的Helen C.Barrett博士等人所做的研究,国内华南师范大学、上海师范大学、北京师范大学、华东师范大学等高校的专家学者都对电子学档做过相关的研究与应用。近年来,电子学档的实践研究比理论探索更为迅速,特别是在与中小学相结合的项目中可见一斑。 1.研究视角 电子学档应用的最终目的是作为评价的辅助工具。例如,华南师大所开展的一系列实验,并将其与学习管理联系起来。也有学者将电子学档作为教学软件的一员,即作为一种认知]:具。另外,也有专家利用电子学档的管理功能,在有关师资培训的网络课程设计中尝试应用学生电子进行模块设计,提供了一种新的设计框架。 2.功能模块 从已有的电子学档系统来看,其功能模块主要包括:作品提交、自评信息、互评信息、反思信息、展示网络日志、网络学习记录等。根据适用的对象不同,其功能模块也有所差异。但总体来说,形式较为单一,缺乏学校自身的特色,并且在模块的设计、对话的运用以及界面的设计上,设计者大多是从教师或家长的角度出发的,而不是从学习者的角度来设计的。因此,在某种程度上缺乏生动性和灵活性。 3.应用形式 从电子学档的应用形式上,可以分成以下四个层次。第一层次是单一的电子学档,诸如各种多媒体的、基于网页的个人作品或主页式的电子学档,这是目前应用较广的一种形式,也是比较容易实现的;第二层次是嵌入到大型管理系统或电子学档集里,国外许多中小学乃至大学都在使用这种电子学档集进行学习者电子文档的集成、展示、上传、评价等;第三个层次是多种媒体组合下的电子学档制作系统,类似于目前教学机构所使用的多媒体集成,这种系统能记录学习情况,并作出统计及分析,定期向老师、学生家长提供学习进度报告,协助监督学生学习过程;第四个层次就是一种集成化的多用户电子学档系统,展现学习者对学习历程和学习绩效的反思、评价和管理。 4.应用领域 从当前电子学档的应用来看,电子学档可用于信息化学习、个人发展、学习管理、学习交流、教学评价、信息技术教学等等,而主流应用莫过于教学评价的应用。目前,网络学习是电子学档应用最广的一个领域,即应用于中小学教学的混合学习(Blended-leaming)中。 综上所述,目前众多的研究者和应用者只是将电子学档作为一种评估手段,仅仅局限于“使用”阶段,并未真正将其融入学习者的学习过程,也未能提升为一种学习理念。因此,有些学者提出,要将学习、使用电子学档看成是一种信息技术环境下的新型学习和培训,真正做到“学会学习”。 二、绩效评价思想的引入 在信息化教育中,教学形式是以学生为中心的,学牛承担着自我学习的责任,他们的角色由被动的接受者转变为主动的知识建构者,并将最终培养成为具有处理信息能力的、独立的终身学习者。要达到这个目的,必然要对学生成长的各个阶段,每个阶段的各个不同时期,每个时期的不同活动制订切实可行的评价标准,绩效评价就为信息化教育注入了新的生机。 绩效是相对于一个人的工作而言的,即按照其工作性质,员工完成工作的结果或改造职务的结果。换句话说,就是指组织成员对组织的贡献,或对组织所具有的价值。绩效是结果、能力、态度、勤奋以及人际关系的综合体现,它不仅被广泛地应用于企业培训行业,同时也逐渐渗透到教育领域。网络环境下基于绩效的学习评价是运用系统方法,以学生为中心来研究其学习的背景、手段、方法,从而寻求适合学生的学习方式,考察学生学习质量,并根据评价的结果形成绩效改进方案从而促进学生的学习。 网络环境下基于绩效的学习评价主要由三方面的内容组成: 1.学生的学业成就评价 学业成就主要指学生在知识和能力方面的学习成绩。这和传统的学习评价内容相似,是定量评价的一部分。 2.学生的个性心理品质评价 当前,全球范围内将形成学生良好的个性心理品质这一日标提高到了前所未有的高度。对学生个性心理品质的评价主要是对学生的学习态度和学习兴趣,以及在学习过程中克服困难、持之以恒的品质的评价。对该项内容的评价主要采用定性评价。 3.学生的表现性评价 绩效评价主要是通过成果展示,进行“展示表现”为主的评价方式。信息技术环境下,“以学习者为中心”的教学方式强调学生是认知的主体,强调学习者与学习环境的交互作用。因此,通过与环境、学习伙伴、教师和家长的相互作用,从学习态度、相互交流、资源的利用等维度上进行质的评价。 由此可见,信息化教育中的学习评价不仅仅是一种量化的评价,更多的是质的评价。这为电子学档的设计提供了很好的导向作用,即在电子档案袋的设计过程中,不仅要关注学生的学业成就,更要关注学生的个性心理品质,而网上社区型的超越传统档案袋的电子学档则可以在这方面发挥重要作用。 三、网上电子学档的设计 以绩效评价思想为理念,以系统理论为指导,借鉴当前电子学档应用的成功做法和经验教训,笔者设计和实现了基于绩效的电子学档系统,也称为“电子成长记录袋”,简称E-portfolio。由于该系统的使用对象是中小学学生,系统在模块设计上应当针对他们的生理和心理特点,符合他们的兴趣爱好,激发他们积极参与的热情,在界面设计也尽量使用明快的色调和活泼的风格。系统的主界面如图1所示。 1.系统结构设计 在进行E-portfolio系统结构设计时,综合考虑需 求的各个方面,选择最为合理的系统结构。根据学校对系统安全性和交互性要求高、专业性强、数据处理量大以及长远规划的特点,系统采用基于B/S(浏览器朋艮务器)模式,开发技术采用ASP+SQL,测试版采用ACESS数据库技术。ASP属于ActiveX技术中的Server端技术,在Server端自动产生和执行动态、交互式、高效率的站点服务器应用程序。由于ASP传送给用户浏览器的是程序的执行结果,从而可以保证网络的安全性,同时对客户端没有特殊的要求,而且维护相对简单,且支持跨平台。 2.模块结构设计 该E-porttblio系统的用户主要有四类:学生、教师、家长和系统管理员。根据用户的不同,系统所呈现的功能模块也有所不同,下面陈列了该系统设计的主要模块。 (1)公共模块 陔模块下设资料库、休闲所、艺术廊、读书室、动态新闻等栏目。 资料库包括:中华美德(记录及同学中的美德小故事,网络中的美德故事或视频)、大千世界(教育类的视频及文章)、总结交流(同学自己的学习经验及总结)、学生网页(学生自己根据系统提供的模板制作的网上家园); 休闲所包括:八面来风(聊天室)、游戏地带(学生flash游戏); 艺术廊是由学生的一些小作品组成,是学生展示才华和魅力的场所; 读书室则向学生推荐优秀书籍,并提供相关的读书资料。 (2)用户模块 学生、家长和教师通过主界面的登陆窗口分别进入到各自的界面,执行各自的功能。 学生用户:个人资料、通讯录、悄悄话、成绩档案(学生自己只能查看,每学期一份)、作品展示(在生活窍门、大千世界、学生网页、游戏地带、成功舞台等栏目中)、天天成长(同学的话、老师的话、家长的话、成长历程、不足回收站、打算小日历); 教师用户:教师的个人资料、悄悄话、班级学生的通讯录、学生的成绩档案管理(任教学科成绩、本班素质发展水平报告单、本班综合评价表)、作品展示管理(中华美德、生活窍门、大干世界、学生网页、游戏地带、成功舞台)和天天成长管理(同学的话、老师的话、家长的话、成长历程、不足回收站、打算小日历); 家长后台管理:个人资料修改、悄悄话、子女的成绩档案(子女素质发展水平报告单、子女综合评价表)、查看作品展示、天天成长管理。 (3)系统管理员模块 系统管理员执行的功能主要包括:系统信息管理、管理员管理、教师管理、班级管理、设置科目管理、信息审核管理、通知公告、读书室管理以及网站数据管理。 E―portfolio。系统的功能结构如图2所示。 3.功能特点 由整个系统的架构可以看出,该系统主要有以下几个方面的功能与特色。 (1)全方位的评价体系 该系统采用三位一体的评价方式,即教师、家长和伙伴共同参与评价,构成立体互动的评价方式。家长通过系统可以看到孩子公开的信息,使其对孩子的学业成就、身体、心理发展有一个全方位的了解,并可以将自己的意见反馈给教师和学生本人;学习伙伴可以通过对话的形式对作品、个人计划、学习情况提出意见,供参考;教师不仅看到了学生本人的成长历程,同时从家长、学生反馈的数据中获取大量有用的信息,为制订学生的下一个学习计划打下基础。全方位的评价不仅体现在评价的参与者上,而且还体现在评价的方式上。该系统不仅从横向、纵向两个维度全面记录着学生的学习成绩,同时也记载着学生的身体发育情况,使学生看到自己正在茁壮成长,并且对于学生的兴趣、爱好及其他的心理发展状况通过作品、作业和言论的方式记录在案,加强质的评价。 (2)记录成长功能 该电子学档要求学习者随时对自身的学习情况、心理以及日常行为进行反思,而且这种反思和评价贯穿整个学习的始终,电子学档可记录学习者的点点滴滴;同时,利用系统平台的记录功能记录和体现学习者在整个学习期间的阶段性成果,有助于教师进一步掌握学习者的整体情况。 (3)互动反思 该系统记录了每一位学生的所有记录,同时,教师、家长和学习伙伴可传送悄悄话,使每位学生看到自己成长历程的同时,也能够了解身边的亲人、老师和朋友是怎样评价他的,做到人性化和情境化的融合。系统还提供了不足回收站,让学生指出自己需要进一步努力的地方,并以此督促改进。 (4)辅助功能 八面来风、读书室以及个人资料的管理等为学生提供了丰富多彩的网络社区生活,这既可以增加同学间的交流,又可以丰富学生的业余生活,发展其兴趣爱好,为整个系统增添了无穷色彩。 四、网上电子学档的意义 该学习成长记录袋是在目前基础教育改革的背景下开发的,其使用对象是各中小学校。该系统不仅能多层面、多角度地评价学生的成长记录,为客观形象地反映学生各方面的进步、成熟提供了很好的平台,而且还增强了学生的自信心,提高了学生自我评价、自我反思的能力。同时,也为学生、教师和家长提供了交流、互动的舞台,增强学生的自我管理能力,并进一步地促进家校合作。 1.促进学生的转变性发展 在传统的教学中,评价只是作为区分等级和测定能力的工具,而在新课改背景下,学习是让学生进入主动探求知识的过程。因此,面对不同的问题情境,不存在单一的评价标准。初中阶段的学生,正处于转型期,除了学习成绩外,学生的身体发展、心理发展都至关重要,这关乎青少年的身心健康发展。学生由自己的成长记录袋当中看到自己生理、心理和成绩的健康成长,才能促使其建立“挑战性”的新起点。 2.用“对话”实现评价的基本活动 所谓对话,即主体之间通过互动进行意义的重构,而不仅仅是语意―亡的交流,更不是权威的征服。在这个社区里,学习者可以通过网络上传自己的作品、发表言论,对自己的作品和资料拥有修改权,这种有意义的超越时空的对学习者的身心健康的发展具有很大的意义。 3.利用评价的多元性实现自我反思 评价的多元性表现在不仅是教师评价学生,还有家长、其他同学的参与。E―portfolio在提供个人隐私保密的同时,学习者均能看到其他人公开的作品和评价,促使其进行自我反思。对任何人的评价都必须建立在学习者的自我反思的基础上,最终才能实现自我意义的建构。因此,通过师评、互评、自评等能使学习者积极参与其中。 4.建立一个开放的学习评价社区 E―portfolio。不仅能提供一个评价学习成就的场所,更重要的是为学生创设了一个学习评价的社区,是学习者展示自己,反省自己,重新树立形象的平台,也为家长、教师、学校以及学生提供了一很好的交流平台,促使家校的进一步合作。 电子学论文:微电子学概论多媒体课件的设计 摘要:基于微电子学概论课程的特点,介绍了微电子学概论课程多媒体课件的设计方法与过程,从教学实际出发,精心组合多媒体中的各要素,实现课件最优化,为学生的自助式学习提供一个具有交互式功能的多媒体课件系统。 关键词:微电子学概论;多媒体;交互式 随着信息技术的飞速发展,传统的教学方式已经很难适应现代教育的需要,将多媒体技术应用到教学过程是弥补传统教学教育方式的诸多不足,提高教学效果的有效手段。多媒体课件是开展计算机辅助教学的一种基本的教学软件,其设计方法直接影响到课件的开发质量和课堂教学的实际效果。 微电子学概论课程的主要内容包括了微电子技术的发展历史、半导体物理和器件物理基础、集成电路基础、集成电路制造工艺、集成电路及系统芯片(SOC)设计方法学及设计技术、微机电系统(MEMS)技术、封装技术、微电子技术发展的一些基本规律等,是一门与实际联系很紧密,形象化教学素材十分丰富的课程,将这门课程开发转化为多媒体CAI课件对提高教学效果、教学质量非常有益。 一、多媒体课件设计的指导思想 现代教育观念强调素质与能力的培养,重视学生在教学活动中的自主活动,要求将学生作为教学的主体。为此,应该把“以学生为主体,以教师为主导”作为多媒体课件设计的指导思想,把它设计成助学式的并且具有交互功能的课件[1]。此外,多媒体课件必须既符合相关课程的特点,又符合一般教学规律,且利用多媒体计算机辅助教学的多种技术手段进行设计和制作。对于微电子学概论课程,多媒体CAI课件应该满足以下基本特点: 1.微电子学概论课程中的版图技术、制造工艺、器件、封装等内容均需要演示较为复杂的图形或过程。因此,需要充分利用多媒体技术,将图像、动画、音频、文字、视频等进行合理的处理,做到图文并茂,形象生动,以有助于提高教学质量。 2.多媒体CAI课件应当有丰富的信息资源,便于扩大学生的知识面。在传统的教学中,信息来源非常有限,且缺乏灵活性、方便性和交互性;随着信息技术的发展,教师可以通过更多的渠道获得文字、图像、音频、动画、视频,甚至三维虚拟现实等多方位信息用于多媒体课件制作,使教学内容更丰富,教学方法灵活多样[2]。 3.微电子学是一门发展很快的学科,所以多媒体课件需要及时更新。由于受到教材限制,传统教学方式所覆盖的教学内容、教学深度和广度都十分有限。而多媒体技术可采用硬盘、光盘等存放教学内容,易于从互联网获取更新的信息,具有强大的可扩展性,便于教学内容的及时更新,这是传统教材所远远不能达到的[2]。 二、多媒体课件的设计制作 多媒体CAI课件制作的基本过程是:首先,用相应的计算机软件对文字、图形、图像、音频和动画等各种素材进行采集或制作。其次,根据教学大纲的要求,把教学内容编写成脚本,设计好计算机每一屏幕所要呈现的教学内容,并且把教学信息链接成网状的、非线性的教学程序。最后,用多媒体素材编辑合成软件将各种教学信息素材连接成完整的多媒体应用系统[1]。 目前市面上可用于多媒体应用程序创作的软件工具非常多,Authorware是一款交互式多媒体应用程序创作工具,它能够很好的支持多种格式的多媒体文件,并能够把这些多媒体文件集成到一起,起到丰富课堂内容优化课堂结构的作用[3]。通过Authorware实现微电子制造过程真实情景的再现和元器件内部载流子运动的模拟,有利于培养学生的探索、创造能力。 (一)素材的采集及制作 多媒体素材的采集和制作是CAI课件设计制作的前提。采集即收集各种相关材料如视频、音频、彩色照片等,而制作则是将多媒体素材转换为计算机所能识别形式的过程。 多媒体课件需要大量各种各样的素材,如声音、视频、图形图像、动画等等;对于微电子学概论课程而言,可有制造工艺流程录像以及版图层、封装结构、器件结构等各种各样的图形及动画。因此,素材的收集及制作需要大量的时间和各种各样的渠道,在平时应注意收集归类,以便日后方便使用。对于文本、图片资料可以用扫描仪等设备将书本内容直接扫描即可;但是对于制造工艺流程录像,则需要通过互联网获得;而一些演示器件内部载流子运动过程的动画,则需要亲自制作。但是,直接扫描和互联网得到的数据一般是非常原始的,必须经过处理过程才能用于多媒体制作。部分素材则需要采用专门软件进行设计制作,才能更好地满足多媒体课件系统的需要[2]。 (二)脚本的设计 多媒体课件软件脚本的设计应建立在对学生的学习心理和学习方式充分了解的基础上。对教学方式的描述,教学内容取舍的决定应具有很强的针对性,做到重点突出、中心明确、层次分明,并注重启发学生的思维,引导学生应用所学知识去创造性地分析问题、解决问题。因此,多媒体课件软件脚本的创作一般由教学实践经验比较丰富的教师来支持完成[2]。 (三)多媒体应用系统设计 一个助学式的并具有交互功能的多媒体课件应形成一个完整的系统,该系统在功能上应包括课件演示、动画演示、习题系统和课件管理等部分,并具有一个与之密切相关的多媒体文件集合。在完成多媒体课件素材的采集及制作和脚本的设计后,采用多媒体素材编辑合成软件将各种教学信息素材连接成完整的多媒体应用系统,使学生能够通过网络进行学习、作业以及答疑解惑。 三、多媒体教学课件设计总结 一个良好的多媒体课件要能够发挥教师的引导作用,充分发挥学生的主观能动性,要以学生为中心,让学生自己思考,通过丰富的课件内容去感知知识的内涵。此外,一个成功的多媒体课件更离不开教师的精心设计,使教学情境环环相扣,引导学生积极的思考,最终达到掌握知识,应用所学知识去分析问题、解决问题的目的。 多媒体课件虽然种类繁多,但其目标始终是为教学服务,优化课堂教学结构,提高课堂教学效率,既要有利于教师的教,又要有利于学生的学。因此制作多媒体课件要根据课堂教学的特点遵循教学性原则、控制性原则、简约性原则、科学性原则和艺术性原则等基本原则。 四、结束语 多媒体教学提供了一种学生主动参与、师生互动、协同学习的良好环境,运用多媒体教学,具有传统教学手段不可比拟的优势。在微电子学概论课程中采用多媒体CAI教学,既节省了很多板书和作图时间,又可以借助动画、视频等多媒体技术直观地表现课程的重点、难点,使学生易于理解和记忆,取得良好的教学效果。 电子学论文:电子学习系统对计算机教学改革的促进与作用 摘要:本文介绍了我院在教学改革中引入电子学习系统平台作为教学手段的扩充,充分体现了以教师为主导,学生为主体的现代教学理念。实践表明,扩大了课堂和实验教学效果,学生的认知能力和创新能力得到了明显的提高。 关键词:认知能力;创新能力;电子学习系统;建构主义 现代教育的目标是培养具有认知能力和创新能力的高素质专门人才,传统的教学模式已经不能满足要求,因此,必须在教学实践中引入新的教学理念和方法。与此同时,科学技术的发展也带动了教育信息化的发展,使得先进的信息技术能与革新的教育理念和优质教学内容相整合,产生更加适合高素质人才能力培养的教学模式和效果。 1建构主义理论与现行教学方法融合 现行教学方法以教师为中心,充分发挥了教师“授业”的作用,“授业”的依据是明确的教学目标,但此模式没有注重培养学生思考和探索的兴趣与能力。建构主义理论则侧重于使学生主动完成意义建构,教师的角色转变为学习的辅导者,学生的自主性和学习兴趣能得到培养,但对于有重要意义的教学目标及目标指导者教师的作用没有得到应有的重视。探索将现行教学方法与建构主义学习理论相结合,形成充分发挥教师的主导作用和确立学生的主体地位,培养认知能力和创新能力的现代教学理念。 计算机教学尤需注重能力培养。计算机知识更新快,新技术不断涌现。如仍依传统“填鸭”式教学,在有限的课时内既要讲授相对稳定的基础理论,又要讲解新知识、新技术,是无法获得良好的教学效果的。因此,教师在课堂教学时应使学生掌握课程知识整体框架,并有选择地讲解重点和难点,然后引导学生利用计算机和网络等进行自主学习和协作学习。 在教学理念上,要明确教师的主导作用和学生的主体地位;在教学方法上,要对传统的教学手段进行扩充。将先进的信息技术与教学内容相整合,形成具有支撑环境、学习工具和系统管理的教学平台,以及内容丰富、便于使用和共建共享的教育资源库。 现在正在兴起的电子学习系统(e-Learning)就是这种教学理念和方法的一种实践。电子学习系统成为学习知识、培养认知和创新能力的平台,它能最大限度突破课堂教学时空限制,将有限的课堂教学与自主和协同学习相结合,随时随地满足师生的教学需求,让学生在学习过程中 巩固课堂教学效果、探究新的知识,自觉发现、分析和解决问题,学习知识和培养自己能力。 2电子学习系统 教学需求引发科学研究,科研成果促进和反哺教学改革。我们研发的电子学习系统是这种教学与科研互促的平台,目的是为了培养具有认知能力和创新能力的高素质专门人才。它为电子学习提供支持情景创设、信息整合、资源共享、交互协作的教学环境、工具、资源和管理,主要功能如下。 2.1网上电子学习平台 电子学习系统平台包括与教学相关的综合功能,多种学习方式有利于激发学生的学习兴趣,让学生有意识地锻炼自己的认知能力,推动他们进行更深更广的研究。多种教学手段能让教师更有效地进行备课、上课、作业、答疑、评测、考试和管理,学生是相应教学的实施对象。平台如图1所示。 2.2教育资源库共建共享 教育资源库能为学习者提供内容丰富,数量庞大的学习资源,包括课堂教学录像、课件、作业、试题、实验、案例等。除了课堂讲授的主题知识外,资源库还容纳了相关知识以及师生上传的资源。学习网站上的内容还能实时或及时更新,便于师生对新知识、新技术的理解和运用。 2.3丰富的协作交流手段 学习的过程也是讨论和交流的过程,不同观点的碰撞和辩论可以补充、修正和加深学生对问题的理解,并使学生能从多种角度看问题,有利于产生创新性思维。基于互联网的电子学习平台能为师生之间以及学生之间的互动沟通提供多种实时和非实时的交流手段,如聊天室、BBS、电子白板、网络电台、E-mail等。 相对于其他教学手段,电子学习系统较充分地体现了教师为主导,学生为主体的教育理念。在学习平台上教师主要任务有两个,其一,参与设计教学目标和知识框架;其二,引导学生解答在学习过程中出现的问题。学生则根据自身情况,在教师的指导下制定学习计划,选择学习策略,完成学习任务,评价学习结果,并据此对自己的学习过程进行调整。这样,以教师课堂教学为基础,通过使用电子学习平台,巩固和扩充学生课堂所学的知识、训练学生的认知能力,开拓学生的视野,激发学生的创新性思维。 3电子学习系统在计算机教学中的应用 我们以“微机系统与接口技术”课程及其课程群(如图2所示)为例来展示电子学习系统在计算机教学中的应用情况。“微机系统与接口技术”是应用微处理器和接口技术设计各种功能模块、组成微机系统的基础。因此,在教学中不仅要对微处理器、接口技术和微机系统进行介绍,还要注重它与课程群中其他课程的关联,以便学生能对微机系统乃至各种计算机系统形成整体的认识。该课程难点较多且不易理解,学生很容易产生畏难情绪;并且该课程又是一门实践性、系统性强的课程。教学实践和教学改革的需求促使我们研究开发并在计算机教学中全面引入电子学习系统。 3.1教学环节 在教学环节上主要使用的是教学支撑环境和课程开发工具。教学支撑环境能为学生提供与现实学习基本一致的情境,它是实际学习环境的仿真与扩展。课程开发工具主要用于教师进行课件制作等备课活动,以便提供图文声像并茂的网上课程;也为学生提供相应学习环境和工具。 (1) 课堂教学与自主学习 在进行课堂教学的同时,教师将教案、课件以及录像上传到电子学习资源库,学生可以通过网站点播和下载所需的学习内容;也可以自主选择与课堂学习主题密切相关的问题作为学习内容。学习策略也是多样的,有知识型、趣味型和研究型。比如,对于微处理器的学习,在课堂上主要讲解的是Intel公司的32位微处理器,对于新出现的多核处理器等只作了一些介绍。为了弥补不足,教师可以将更详细的资源上传到电子学习资源库,然后学生通过选择相应的学习策略来深入了解多核技术和并行编程、64位微处理器、AMD等公司的微处理器系列。而这些新技术、新产品可以随时在电子学习系统的资源库中更新和增加。 此外,教师可以根据教学效果、学生需求以及技术发展的情况,通过系统的多媒体教室开设专题大讲堂,学生可有选择地参加大讲堂学习自己感兴趣的新技术,扩大知识面。在学习期间学生还可以根据学习的效果,对学习计划和策略做出相应的调整。 (2) 作业评阅与辅导答疑 教师在系统平台上给学生布置作业,并规定提交时间,学生完成作业后提交给系统。教师可以进行网上评阅,而学生也能及时看到评阅结果。通过这种方式能加速课后作业的反馈,使教师和学生都能及时了解教学效果并对教学和学习进行调整。 学生在学习过程中会产生各种问题,若不能及时对这些问题予以解答,将会影响其对后续内容的理解。比如,如果学生不能很好的理解32位微处理器的几种工作模式,那么就会影响后面对中断、DMA等内容的学习。这时,学生可利用辅导答疑提问,教师可以在线回答,也可以由系统从资源库中查找相应或相近的答案反馈给学生,问答过程可反复进行。 (3) 自动组卷和在线考试 电子学习系统试卷库中的试卷可以利用相应的工具手工制作生成,也可以通过电子学习平台提供的组卷工具自动生成。通常情况下,根据考试目标我们只需要设置试卷的一些整体属性参数和题型结构参数,便可以快速组成一份满意的试卷。 目前,我们主要将在线考试用于学生的平时自测和阶段考试,经教务部门批准,也可推广到期终考试等。学生自测可以在课后任何时候进行,而阶段考试和期终考试则有规定的考试时间和地点。考试完成后,学生可以提交给系统等待教师批阅,批阅的结果也会及时反馈给学生;对于自动组卷生成的试卷可以对照标准答案自动评分。 在上述学习环节中,学生可以形成对概念的多角度理解,并与具体情境联系起来,形成背景性经验,这将有利于学生在面对具体问题时建构解决问题的思路和方法。 3.2实践环节 (1) 教学实验 除了学习理论知识和培养认知能力之外,我们还利用电子学习系统的虚拟实验室辅助实物实验来培养学生的动手能力和创新思维。在电子学习平台上设置的虚拟实验室,既能进行每个章节的专题实验,也能进行综合实验,它与实体实验室互为补充。 学生在实体实验室进行专题实验后,可以利用虚拟实验室对实验内容进行仿真,探究同一个问题可能存在的不同解决方案。综合实验涉及的知识点范围较大,设计需要的参数和要调试的硬件部件较多,程序也较复杂,在有限的时间里,学生往往无法完成设计的实验过程和得到理想的实验结果。将电子学习平台引入教学后,学生可以先在虚拟实验室中模拟实验过程,对程序进行初步的调试,然后再在实体实验台上进行操作,实验的效率得到很大提高。 (2) 科研实践 电子学习系统中计算机系统课程群的丰富教育资源激发了学生科研的兴趣,他们在教师引导下进行更深更广的研究活动。学生们积极参加学校大学生科研立项、学院大学生业余科研项目,以及微软创新杯等各种计算机仿真大赛、嵌入式大赛,均获得了优秀成绩。他们在毕业实践中都参与到教师的科研团队,写出有价值的毕业论文并获奖,有些本科生还被推荐成为免试研究生。 4.3教学效果 电子学习系统引入到计算机教学中是对现行教学手段的一个有力扩充,教学效果很好,大学生的科研也出现了更多成果。 (1) 教师与学生的知识结构发生了变化 教师角色的转变,对其自身素质和知识提出了更高的要求。教师如果只了解本课程的知识是不能满足要求的,一是需要从总体上把握专业知识结构以及本课程群中课程之间的联系,二是不断追踪本学科发展的前沿,这样才能从整体上对学生的学习研究加以引导。学生不再是了解知识点,而是以点带面,以面带全,以整体知识框架为基础,熟悉、掌握并进而探索新知识、新发展。 (2) 学生对课堂教学的兴趣明显提高 由于通过电子学习系统接触到了丰富的、直至前沿的学习资源,使学生更有兴趣探究问题和带着问题到课堂听课。学生对课堂教学兴趣的提高,促进了师生在课堂内外的互动,使得学习氛围更加浓厚。学生对教学的评价也由过去的“太枯燥,不知道要怎样应用学到的知识”转变成为“能结合现在实际应用和未来发展情况讲解课程内容,学以致用,课堂效率高”。 (3) 教学与科研相互促进 教学改革促进了科技创新,我们研发的一系列电子学习、网络远程教育国家及省部级项目都源自计算机教学改革;而这些科研成果又反过来促进了教学理念、结构、方式和手段的改进。电子学习系统的研制和引入促进了教师知识结构的变化,教师专业知识的深度和广度有了很大的扩展,教师在教学过程中更加注重基础与前沿的结合、理论与实践的结合,在教学方式上也更加注重用多种方式进行知识讲解与思维引导。 (4) 学生的知识、素质和能力得到较大提高 我们在2005年将电子学习系统引入到计算机系统课程群的教学中,三年多来的使用结果表明,该系统对提高学生的认知和创新能力有着积极的作用,并在有力促进了学生的科研活动。比如课程群老师指导的毕业设计,2006年在省级毕业论文评奖中,一等奖1人,三等奖1人,提名奖4人;而2007年获得的一、二、三等奖分别提高到2、3、4人,学士论文质量有了较大的提高。又如教师指导的智能垃圾箱及其监测系统设计、Smart Library System、Learn Language Assistant(微软2007嵌入式设计大赛中位列全球前200强)、盲人学习帮助器、Acme Rural Education System等项目都是优秀的本科生科研成果。 4结束语 实践表明,将电子学习系统应用于计算机教学活动,体现了教师为主导和学生为主体的教学理念,能让学生掌握系统的专业知识和了解知识的新发展,对培养学生的认知和创新能力有着积极的作用。 电子学论文:电子学籍有望制止择校痼疾 关键字:电子学籍/IC卡 从五指山野菜、菠萝,到近日的香蕉有毒事件,海南农产品屡遭一些失实报道的损害。为此,海南省农业有关部门近日表示,海南省的农产品马上会推行农产品“身份证”(条形码)制度,将农产品的产期、规格、售价、产地等信息编码上网,在网上可以查到该产品出自哪里,十分便于监督管理和电子商务的开展。 每年到了小学升中学的时候,总会有许多学生家长想利用各种关系来打破按区域就学的规定,把孩子的学籍转到自认为较好的学校去。这一现象将随着电子学籍的出台被改变。 电子学籍这一信息化手段的应用,有望从根本上制止屡禁不止的非正当途径择校问题。在北京市2007年的小学升初中工作中,第一次使用的学生电子学籍管理系统,就是对按照规定方式升学就位的学生建立学生电子学籍,中学录取后的学生电子档案,学校只有补充或修改内容的权力,而不能随意增加或者减少一个电子档案的内容,同时这份电子档案还将作为3年后学生中考报名的依据。这项工作的关键是要做好IC卡的信息提取和信息导入。学生的始发地是哪个学校,在IC卡里必须得到真实、明确的记录,然后,由学生所在的区县教委,根据就近划片的原则,将该学生导入合适的学校,如果学生拒绝按照导入的学校报到,其他的导入系统对该IC卡不能识别。所用的卡一旦被识别,该卡存储的当年入学信息立即被清空,这也就意味着每个学生只有一次刷卡机会。 对于实现公平教育而言,电子学籍IC卡的出现确实是一件简便快捷的好方法。随着银联卡、公交IC一卡通、通用病历等信息技术手段的应用,信息化已经不仅仅是技术问题,而是一种制度和观念的变革和更新。美国和加拿大早在上个世纪就开始实施社会保险号码唯一的办法,但是它的功能要远远超过我国现行的身份证。美国和加拿大的社会保险卡是公民的最基本的证件,相当于一个人的电子档案。每个公民出生都要到社会保险部门办理保险卡,每个公民终生只能有一个保险卡号(SSN),它可以用于个人生活的所有领域,如医疗卫生、银行存取款、工作申请、移民申请、升学转学等等。而我国目前的身份证虽然有唯一的编号作为识别,但还没有电子档案的功能。 回头我们再来看这个电子学籍,它的功能可以逐步完善起来。也许未来,它应该能够从每个孩子上学的第一天起,到他参加工作为止,所有的教育记录都能够用一张小小的IC卡记录和保存。同时,这张卡还具备与教育相关的各类功能,例如报考、录用、参加各类等级考试等,相当于一个学生身份证。这个卡的内容还可以更丰富,比如对学生开放和优惠的场馆门检、寒暑假的火车票学生优惠卡等针对学生群的功能都整合起来,集中在一张卡上。 信息化给我们的生活带来越来越多的便利,未来,更多的社会行为,应该都能够整合成一卡通。这样,既能提高工作效率,也更能体现政府执政为民的精髓。 电子学论文:中国科学院电子学研究所:打造传感技术国家重点实验室 中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室成立于1987年。实验室面向国家战略需求和世界科技前沿,开展基础性、战略性、前瞻性的研究工作,致力于提高我国传感技术的自主创新能力和国际竞争力,推动我国传感技术的应用和产业的发展,为国民经济建设服务。 中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室立于1987年,实验室面向国家战略需求和世界科技前沿,开展基础性、战略性、前瞻性的研究工作,具有电子学、信息技术、生物技术、化学、材料科学等多学科交叉的综合优势,在微纳传感器及微系统的研究中获得巨大进展,取得了突出成绩,逐步形成了以基于微纳加工技术的微传感器和微系统为主要创新方向的研究特点,并已成为国内外广泛认可、具有一定国际影响力和较强竞争力的传感技术研究基地,同时形成了具有一流人才与完整学术梯队以及先进仪器设备与科研条件的国家级研究基地。 传感技术国家重点实验室侧重进行传感器的新原理、新方法、新技术、新器件、新系统的研究,实现传感器的微型化、集成化、智能化和网络化。 实验室自建立以来得到了迅速发展,先后承担和完成了“973”、“863”、国家自然科学基金、重大专项、国家科技攻关等一批国家级科研项目,在新型传感器和微系统研究领域取得了一批有特色、高水平的创新性研究成果,如电场传感器及系统、SPR生化分析仪、生物传感器及系统、气体传感器及系统、微流控芯片系统、集成气象传感器、高精度压力传感器、微惯性传感器等,具有雄厚的研究基础和技术攻关与自主创新能力。 实验室现有面积4000多平方米,其中1000平方米超净间,拥有一条完整的微电子机械系统(MEMS)加工工艺线,具有先进的工艺和测试设备,形成了一整套加工工艺规范,具备各种微结构器件的加工能力,并提供传感器及系统的设计、加工、封装等服务。 电场传感器 实验室研制出多种新型电场传感器,电场传感器在雷电预警、智能电网、气象预报、工业静电测量等领域具有广泛的应用前景。 高精度谐振式压力传感器 实验室研制出电磁激励、电磁感应检测的硅微机械谐振式压力传感器,可广泛应用于工业控制压力测试、大飞机气压高度计、天气预报气压检测、压力校验仪等。 抗高过载微惯性传感器 实验室研制出扭摆式抗过载微型加速度计和电磁式振动环微机械陀螺仪,抗过载冲击大于10000g,主要应用于惯性制导及惯性测量系统。 气象传感器 实验室研制出温度、湿度、压力单片集成传感器和固态仿生集成风速传感器芯片,主要应用于探空气象参数监测。 水污染监测传感器及系统 实验室研制总磷传感器、COD(化学耗氧量)传感器、磷酸盐传感器,用于水环境与水污染实时现场在线监测。 气体传感器 实验室研制出MEMS半导体金属氧化物气体传感器和固态电解质气体传感器,用于乙醇、CO、氨气等微化品和有毒有害气体检测。 微流控芯片系统(uTAS) 实验室研制出集成样品血样预处理芯片、集成光纤电泳芯片、微泵等微流控芯片系统,主要应用于疾病检测、食品安全等领域。 低成本手持式生化检测仪 实验室研制出手持式生化多参数检测仪和糖化血红蛋白检测仪,适用于个人、家庭、农村、社区便捷、廉价的预测和诊断。 SPR(表面等离子体谐振)生化分析系统 实验室研制出便携式、电化学联用、高通量等具有自主知识产权的系列SPR生化分析仪,可广泛应用于药物筛选、环境检测和食品安全检测等领域。 集成光波导生化检测仪 实验室研制出具有自主知识产权案的集成光波导生化检测仪,可开发出面向众多应用需求的低成本、便携式、快速检测装置。 离子迁移率谱仪(IMS) 实验室研制出离子迁移率谱仪(IMS),可实现对胺类、农药、神经药物、化学战剂等物质的检测,应用于痕量物质实时现场快速监测。 电子学论文:基于电子学档的大学英语口语翻转课堂设计研究 摘 要:英语口语表达能力是大学生和用人单位关注的主要英语应用能力之一。能否流利顺畅地用英语进行交流与大学生毕业后待遇和前途发展直接相关。但是,目前大学生的英语口语表达能力普遍欠缺。本研究在分析学生口语表达能力缺乏原因的基础上,提出基于电子学档的大学英语口语翻转课堂教学模式。这个模式可以充分利用计算机互联网技术,增强学生的口语输出量,提高口语表达能力。 关键词:电子学档;口语;翻转课堂 一、引言 大学英语课程是大学生们比较重视的公共基础课。但是由于长期以来的应试教育思想的影响,大学英语教学很难彻底摆脱应试教育模式,学生英语应用能力的提高并不乐观。其原因主要归结于大学英语大班制教学,学生课堂口语表达机会少,无法有效激发学生的积极性和以四级为导向的教学模式。针对此,笔者提出电子学档下的大学英语口语翻转课堂教学模式。 电子学档,顾名思义,就是电子化的档案袋,这是一种形象的表达法。利用电子学档,学生可以根据一定的标准有意识地选择、展示并收集自己的电子作品,还可以对自己的学习过程和学习成果自主进行评价与反思。电子学档的使用,使得学生的学习呈现出个性化、分布式的特点。国外目前对电子文档的研究主要是理论和应用研究且相对成熟。在国内,随着教学的改革和推进,对电子学档的相关研究和应用也逐渐发展起来,并得到了一定的进展。王佑镁(2009)进行了系统的电子学档的设计与应用研究;北京科技大学的李晓东(2014)对电子学档应用于课堂教学进行了实证研究。但是针对核心课程的基于电子学档的研究还是较少,研究空间较大。本研究拟在基于电子学档云平台上进行大学英语口语翻转课堂研究。 二、翻转课堂 “翻转课堂”起源于美国,是一种新兴的教学模式,依托现代化的教育技术。我国教育界的研究者们在几年前就对此给予关注。不少学者对“翻转课堂”进行了相关的探索、研究与实践。 如果以“翻转课堂”作为关键词在期刊论文库进行检索,笔者发现,近几年与“翻转课堂”相关的论文多达五百多篇。早在2013年,南京大学的梁乐明和张金磊就较为系统地对“翻转课堂”进行过研究。梁乐明认为翻转课堂的设计要以“微课程”为主要样本,而“微课程”的设计要结合相应的新型组织管理模式。张金磊进一步完善了翻转课堂的教学模型,夯实了翻转课堂的理论基础。虽然不少学者对此进行了相关的研究,但对此的实证研究还处于初级阶段,在国内将翻转课堂应用于英语口语教学实践为数不多。国外教学研究中,翻转课堂更多地是与教学实践相结合,研究信息技术在教学中的整合效果。课外活动主要为学习者学习提供所需的音频和视频等资料,而课内活动则涉及到学生之间,师生之间交互的学习活动。 三、基于电子学档的大学英语口语翻转课堂教学模式 由于受课堂规模限制,学生在大学英语课上用英语交流的机会很少,导致学生对英语口语能力表达缺乏自信心,因此基于电子学档的口语教学模式的提出能有效增加学生的口语表达的时间和提高口语表达的兴趣和自信心。 (一)电子学档的构建 本研究在云环境下,构建电子学档系统,包含两类空间,私有空间和公共空间。私有空间是为每个学生单独建立的操作空间。学生拥有自己的账号,有一定量的存储空间,学生可以保存各种口语学习资料。也可以将自己的口语作业,作品,反思报告等提交给教师查看,同时可以自我评价。公共空间是所有学生共享的操作环境。公共空间为学生搭建了一个公共的学习平台,教师可以上传班级需要的学习资料,每个学生都可以访问公共空间上的学习资料。 教师利用电子学档的公共空间,给学生共享关于英语口语的入门和进阶的相关音频和视频,学生可以由易到难,从掌握发音、跟读、模仿到自由表达,不断提高自主学习能力和目标语言运用能力。教师课上预留项目式口语作业任务,同时在电子学档的公共空间共享相关资源。学生在课下,通过个体或团队合作的方式完成项目,学生可经多次练习,将最优秀的项目成果提交到电子学档上,教师依此做出评估并给学生反馈。代表性的项目式的成果可以在课堂上共享,教师对此做出点评,学生可以相互学习,取长补短。目前微课程是翻转课堂成功的关键,因此本研究在微课程的选择上注重资料的系统性。微课程资料可以是文字的,音频的或视频的,但是内容上应该是系统化的,如:口语语音作业模块,教师上传发音规则音频或视频,学生自学后完成口语作业。 (二)评估手段 大学英语是一门综合基础课,不单独设口语n。虽然有听说课时,但由于课时量少,班级容量大,口语课的课堂效果不理想。大学生哑巴英语的现象很普遍。因此,充分利用网络技术和资源提高口语的输出量才能让学生克服讲英语时的紧张感,增强自信。适当的评价手段也是本教学模式的保障。因此,学生除了提交每次的口语作业之外,学生还可在期中,期末分别提交电子学档,内容包括:学习成果,评价标准,自我反思等。档案袋作为诊断工具记录学生的口语技能训练情况,这有利于学生自主学习能力的培养。 四、结束语 大学英语教学目前遭遇教学效果的瓶颈。我们大学英语教师要大胆的改变教学模式,与中学英语教学模式区分。大学英语教学方向不应该是以四,六级为方向,应该是建立在市场对人才能力需求上的。培养学生的口语表达能力,使其毕业后能直接用英语进行交流是目前大学毕业生的英语需求。但是,由于缺乏英语语境和输出机会,大学生英语口语输出量极度缺乏,因此,大学英语教师应该顺应时代潮流,运用计算机网络技术改变教学思路和方法。目前,在互联网+时代,教师也要大胆创新,改善教学方法,提高教学效果。作为大学教育的主体,高校也应适应互联网教育的潮流,优化学院的计算机网络设备,扩大互联网连接渠道,为师生提供强大的技术保障。 电子学论文:MATLAB仿真技术在《机械电子学》教学中的应用 摘要:为了克服常规教学方法的不足,提高机械电子学课程教学质量,在该课程教学过程中引入了MATLAB仿真技术,对基于MATLAB的课程教学方法与教学内容进行了分析,并以某型炮弹制导控制系统阻尼回路的设计为例,进行了MATLAB仿真技术的教学应用研究。实际应用表明,采用MATLAB仿真技术,可以有效解决机械电子学课程教学中的难点问题,为该课程的教学提供一种全新的途径和方法。 关键词:机械电子学;MATLAB;教学;仿真技术 引言: 机械电子学兴起于上个世纪80年代,是一门交叉性学科,随着现代科技发展逐渐形成的。机械电子学知识量大,并且机电融合,内容更新快,对实践的要求十分高,所以学生在学习过程中不仅要熟悉掌握各个专业知识和关键技术,还要去理解机械电子学的精髓,掌握机电一体化的理论实践方法,以便能够很好地运用这些技术。但在实际教学过程中发现,由于各种原因,学生对信息、控制及系统论方面知识比较欠缺,并且由于硬件教学条件的限制,许多机电实验无法正常进行,这给《机械电子学》课程的教学形成了一定的阻碍。 MATLAB作为工程领域最为流行的仿真软件之一,已被广泛应用于信号处理、电路设计与仿真、控制、机械、管理等领域,其提供的图形界面仿真手段――Simulink,使得机电系统的建模与仿真效率得到大大提高[2-3]。本文就MATLAB在《机械电子学》课程教学中的应用做一些探讨。 一、课程研究内容及难点 机械电子学是一个综合的概念,包含了技术和产品两方面的内容,首先是机电一体化技术,其次是机电一体化产品。机电一体化的原理、技术、设计理论和方法,构成了机械电子学的研究内容。 机电一体化技术是以系统论、控制论和信息论为理论基础和方法论,在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术等现代高新技术群体基础上发展起来的一种高新技术。概括起来,机电一体化共性关键技术主要有六项:机械技术、计算机与信息处理技术、检测与传感技术、自动控制技术、伺服驱动技术、系统总体技术,其基本体系结构如图1所示[4]。机电一体化产品是富含高新技术的技术密集型产品。机电一体化为机械产品注入了新的技术,把计算机和电子器件的传感检测、信息处理、自动控制等功能融合到机械装置中去,从而获得了过去只靠一种技术而无法实现的功能和效果,在功能、性能、质量和效率等方面都有高水平的发展。机电一体化技术应用系统工程的观点和方法来分析、研究机电一体化产品或系统,综合应用各种现代高新技术进行产品设计和开发,通过各种技术的有机结合,实现产品内部各组成部分的合理配置和外部的整体性能最佳。因此,机电一体化产品表现出整体结构最佳化、系统控制智能化和操作性能柔性化。 机电系统静态和动态设计是课程的核心内容,要求学生能够从系统设计的角度分析机械系统和微机控制系统的元部件特性,掌握机电系统稳态和动态设计的分析方法。但是,动态系统设计涉及到的知识既有系统论和控制论方面内容,又有诸如系统动态参数整定等实践性非常强的内容,学习难度相当大。鉴于此,在该课程的教学实践中,笔者以计算机为工具,借助于MATLAB仿真技术,充分利用其强大的优化设计及仿真分析能力,把该课程中抽象内容形象、直观地表达出来,取得了良好的效果。 二、基于MATLAB的教学方法 在《机械电子学》课程的整个教学环节中,需要涉及机械传动系统、执行元件以及控制系统等多个用于实现机电有机结合的功能模块,如何将这些不同系统、模块的共性表达出来,是帮助学生理解、消化并建立学习主线,是实现各个章节知识串联的一个重要环节。MATLAB工具可以实现该功能,通过采用该软件对不同类型的系统进行仿真和特性分析,不仅使学生对机电系统特性有了直观的认识,而且帮助学生掌握了一门有用的学习工具,为以后的学习和工作奠定一个良好的基础。 在教学过程中,可以通过MATLAB/Simulink实现机电系统动态仿真功能,解决学生对系统动态特性的理解只是停留在公式这一难题;可以通过调节模型参数,研究延迟力矩和积分控制器的效果,让学生对控制以及一些典型的调节手段有了更为直观的认识;还可以利用提供的大量机械模块的仿真工具包,通过这些工具,可以方便地对一些常见的机械元、部件进行特性分析,如液压元件、齿轮传动系统等,并能随时改变约束条件和连接方式,及时观察所设机构在变参数下运行时的工作特性。 综上所述,基于MATLAB建成一个能够模拟实际系统问题的虚拟实验室,从而加深学生对知识的认识和理解,掌握其基本分析方法。 三、基于MATLAB的教学内容 基于MATLAB的教学内容主要包括五个方面: 1.利用MATLAB分析系统时间响应。在完成系统间响应求解方法的讲解以及系统时域指标的讨论后,将利用MATLAB提供的函数系统在不同输入作用下的时间响应,并在单位阶跃响应的基础上,求取系统时域性能指标。在MATLAB中,可以采用impulse函数、step函数、lsim函数对线性连续系统的时间响应进行仿真计算。其中,impulse函数用于生成单位脉冲响应,step函数用于生成单位阶跃响应,lsim函数用于生成对任意输入的时间响应。在求出系统的单位阶跃响应以后,根据系统性能指标的定义,分析系统上升时间、峰值时间、最大超调量和调整时间等性能指标。 2.利用MATLAB分析系统频率特性。Nyquist图和Bode图是系统频率特性的两种重要的图形表示形式,也是对系统进行频率特性分析的重要工具。MATLAB提供了绘制系统频率特性极坐标图的nyquist函数和绘制对数坐标图的bode函数,通过这些函数不仅可以得到系统的频率特性图,而且还可以得到系统的幅频特性、相频特性、实频特性和虚频特性,从而通过计算得到系统的频域特征量。 3.利用MATLAB分析系统的稳定性。在MATLAB中,如果已知系统的特征方程,应用roots函数可以直接求出系统的特征根。根据特征根的分布情况,判定系统是否稳定。通过MATLAB提供的margin函数,求出系统的幅值裕度、相位裕度、幅值穿越频率和相位穿越频率,从而直接分析系统是否稳定以及系统的相对稳定性。 4.利用MATLAB设计系统校正。通过MATLAB进一步讨论系统校正的设计问题,所采用的设计方法仍然是基于Bode图的频率分析方法。教学过程中,设定某单位反馈控制系统可以通过调整增益满足稳态性能指标要求,但相位裕度过小,不满足相对稳定性要求,从而通过采用超前校正环节进行校正。 5.利用MATLAB分析线性离散系统。与可用于线性连续系统分析和设计的函数对应,MATLAB提供了用于线性离散系统分析和设计的函数。教学中,采用c2dm函数和d2cm函数实现系统模型变换。其中,采用c2dm函数将线性连续系统模型转换为线性离散系统模型,d2cm函数将线性离散系统模型转换为线性连续系统模型。另外,利用dstep函数、dimpulse函数和dlsim函数对线性离散系统的时间响应进行仿真计算[5]。 四、教学案例分析 利用MATLAB进行某型炮弹制导控制系统阻尼回路的仿真设计,是《机械电子学》课程教学中采用的经典案例之一。 对于轴对称弹体,俯仰通道和偏航通道结构相同,因此在制导控制系统设计时常以俯仰通道为例进行控制系统设计。控制系统的内回路是阻尼回路,阻尼回路主要由舵机环节、弹体环节和校正网络三部分组成。阻尼回路的结构框图如图2所示。 特征点选择与5.2.3节相同,特征点处的弹体传递函数为: 从弹体传递函数可以看出,在特征点T1处原弹体阻尼为0.1,属于严重欠阻尼,因此将特征点处阻尼回路的期望阻尼设置为0.8。 校正网络设计主要是对阻尼回路传递函数系数 弹体开环传递函数Bode图如图4、图5所示,由图可知在增加阻尼回路前,弹体已经是稳定的,在增加阻尼回路滞后,弹体保持较好的稳定性,弹体带宽变小,因此弹体振荡得到抑制。MATLAB仿真结果表明,阻尼回路明显改善了弹体动态特性。 五、结束语 通过上述研究可以得出,在《机械电子学》教学过程中采用MATLAB软件可以有效地完善课程教学内容,实现了理论教学与实践教学的有机结合,不仅对加强学生的理论学习有较大的帮助,而且也提高了学生对所学知识的运用能力和分析问题、解决实践中问题的能力。 电子学论文:虚拟仿真实验系统在电子学科的应用 摘 要虚拟仿真实验系统从学生,教师,实验管理员三方面对实验过程全面控制,满足了对学生基础理论的认知、专业技术的掌握和综合设计能力的要求。 【关键词】虚拟仿真实验系统 管理系统 多样性 近几年,教育部一直在提出并让高校贯彻执行教学资源的先进性和创新性理念,这是适应当前社会的高速发展对人才提出的综合要求。如今,高等院校在教育理念上一直在摸索和发展中前进,但光有深刻的理论基础尚且不够,创新性需要在实践中才能得到体现和应用。尤其工科是一门实践性非常强的专业,要求毕业生在工作岗位上有很强的动手实践能力。在以往的实践中,学生的实践大部分是局限于在实验室展开。这种传统的实践模式存在以下几个弊端,一是高校资金短缺,实验室无法满足日益扩招的学生数量,这样从教学资源配置上无法很好的满足学生的需求;二是对理论知识学习不深刻的同学直接进入实验室进行操作实验,很容易因为误操作而损坏仪器仪表,直接造成了资源的浪费;三是一些高危险和能源型的会造成污染的实验也无法在实际的实验室中操作完成。近年来,高等学校逐渐的大规模引入了虚拟仿真实验系统,并且也形成了学科体系。 1 传统仿真软件的特点 在使用虚拟仿真实验系统之前,高校工科专业近些年也在一直使用一些仿真软件作为对课堂和实践教学的补充,以电子专业为例,常用到的一些电路软件有EWB、Multisim,主要用于电子电路的功能仿真;还有由欧洲DesignSoft Kft.公司研发的Tina Pro软件,主要用于模拟及数字电路的仿真分析;美国Wake Forest大学基于SPICE开发的CircuitMaker软件,主要用于电子电路仿真实验;英国Labcenter electronics公司出版的Proteus软件不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。这些软件在很长一段时间里对教师和学生起到了很好的辅助作用,但在使用的过程中,也发现了一些弊端。一是这些国外的软件都是针对企业,工程使用开发,而不是针对学校的学生实验开发,很多软件的功能在基础学习中无法使用,没有针对性。二是国外的这些仿真软件更新换代太快,各门课程需不断的购买正版软件这对于学校和学生都不太现实,但是用下载的盗版软件又存在使用过程中有时软件不稳定的情况,对于一些电路的仿真和参数的分析会造成波动及误差。三是这些仿真软件的界面都是英文,对于英语基础较差或者是学生没有学习专业英语之前,是存在一定困难,从而造成了学生对软件的畏惧情绪。四是人机界面比较单一,没有配套的知识辅助资料和实验过程指导,教师要在很多学生中进行巡回指导,工作量大,效率低。 2 虚拟仿真实验系统的应用 2.1 虚拟仿真实验系统的特点 虚拟仿真实验系统是以计算机作为控制中心,采用多媒体技术手段在计算机上虚拟实验环境,软件构建逻辑结构模型,再和硬件相结合,构成虚拟系统。并利用互联网形成网络化虚拟系统在计算机人机界面上完成实验。该系统由课程实验仿真平台和实验管理系统构成,这也是和传统使用的仿真软件的最大区别之处。该系统引入了实验管理系统,也就是说,该系统搭建的平台可以针对学生,教师和实验管理员分别使用,每个学生,教师,实验管理员都有属于自己的管理账号。学生登录账号可以选课,可以提前预习实验要求,获取实验信息,并进行虚拟实验,最后提交实验报告和查询成绩接收实验结果反馈。而教师登录账号可以布置新实验,并提供一些实验案例和提出实验要求,还可以在线指导学生实验,对学生实验作出批改,实时与学生进行交流。实验管理人员登录账号可以添加和查看实验室,对学生和老师的考勤进行管理,对整个系统进行维护,做好后勤保障工作。这种基于网络的流程化管理完成了对实验过程的全面控制,大大的提高了效率。 2.2 虚拟仿真实验系统的发展 虚拟仿真实验系统充分的降低了实验实践成本,搭建了一座从理论到实践的桥梁,使得实验过程安全可靠。通过网络化的实验管理系统,突破了空间和时间的限制,打造了生动直观的教学环境,提高了师生的互动性。虚拟仿真实验系统是在课堂,实验室,传统仿真软件,企业实践四种环节的基础上汲取经验弥补不足发展而来的。该系统连同以上四个学习环节可以优化组合,发挥最大优势。比如原理性概念性的理论知识可以结合课件或动画的形式在课堂完成,基本操作型的实验可以通过传统仿真软件验证后在实验室操作来锻炼学生的动手能力。创新性的,开发性的实验可通过虚拟仿真实验系统完成,学生可以反复设置参数,反复调试验证,反复的进行修正直到最后满意的结果,这个过程极大的减少了资源的消耗,降低了实验的成本。 3 虚拟仿真实验系统在电子学科的应用 3.1 虚拟仿真实验系统的建设 全国信息技术标准化技术委员会教育技术分技术委员会在虚拟仿真实验教学系统的开发方面制定了一系列的规范和标准草案,为各高校学科资源的共享应用奠定了基础。一个虚拟仿真实验系统的建设是集成了多门学科资源的,在这个方面,我们国家像北京邮电大学等高校潜心研究开发出了结合高校学科专业特点的虚拟仿真系统,建立了信息电子类课程的虚拟仿真实验平台。通过该平台提供的仪器设备可进行几百个电路、电子、信息的典型实验项目,充分的满足了高校学生的基础需求。另外,把一些前言的科研项目渗入到虚拟仿真实验范围,丰富了实验内容,开拓了学生视野,充分的满足了高校学生的深层次拓展要求,有利于培养创新性的人才。 3.2 虚拟仿真实验系统在电路中的应用举例 以北京邮电大学开发的虚拟仿真实验系统为例分析,仿真平台模拟真实实验中用到的器材和设备,而且该仿真平台是中文界面,学生用起来直观方便。该实验平台提供了二十二种典型电路实验,在实际中,可以根据学科专业特点需要选取其中的典型性实验。下面以戴维南定理的验证与认识电路为例进行说明。该定理比较抽象,对其中的电路分析结果学生课堂难于掌握,通过虚拟仿真实验系统的流程化学习系统,学生可以轻松的对定理作出深刻理解。如图1所示,在界面的主器材库选取相应的器材设备,在右面的实验台搭建电路,完全模拟真实化的实验环境。如图2所示,是教师登录后的界面,教师可以在这个系统里对所有学生的实验进行批改,设置,操作。如图3所示,是学生登录后的界面,学生可以对老师提前选好的一些实验进行操作。 4 小结 虚拟仿真实验系统为电子类专业的学生提供了多样的可选择实验项目,利用虚拟技术实现了理论与实践的密切结合,拓展了理论的深度和广度,在综合设计和创新方面,为学生提供了一个良好的平台。 电子学论文:高职机械电子学专业项目驱动课程体系研究 摘 要 本文通过对高职毕业生面临的供需偏差进行了归因分析,并在分析的基础之上提出构建高职机械电子学专业项目驱动课程体系的必要性。提出高职机机械电子学专业项目课程的教学内容和课程体系的构建方案以及措施。 关键词 机械电子学 项目驱动课程 课程群 1研究背景 2012、2013、2014、2015连续这四年以来,高职机械电子学专业的毕业生的工作与所学专业的相关性均低于全国其他高职专业的平均水平。换句话来说就是近四年来的高职机械电子学专业的毕业生在毕业之后大部分人从事着与学校所学专业几乎无关的工作。因此,高等机械电子学专业的人才供给与市场需求之间还存在很大的偏差。分析出现这种偏差的原因,在很大程度上是因为高职院校机械电子学专业的课程设置已经不能适应当今的经济发展与社会需求了。所以各个高职学院的机械电子学专业要根据目前的市场和社会需求、重新确定专业定位,全面的整合教学内容, 选择能够提升学生就业潜力的课程内容。 2高职机械电子学专业教学内容的选择与课程体系的构建 2.1选取专业课程内容的方法与原则 2.1.1选择不同的课程模式来安排专业课程 在课程安排中可采用“以专业化生产过程为课程安排主线”、“围绕生产项目组织课堂教学和实训”以及“以职业实践为导向安排课程”等不同的模式来安排专业课程内容、在教学过程中采用案例式或者实例式教学。 2.1.2在课程选择过程中遵循实用原则 在课程选择过程中要安排好“描述性知识”和“程序性知识”这两部分的教学内容。“描述性知识”主要用来说明事物的各种性质、特征以及状态,通常用来区别和辨别事务。“程序性知识”是只能借助某种具体的作业形式间接推论其存在的知识。“描述性知识”用来解决“是什么”的问题而“程序性知识”解决“为什么”的问题。 2.1.3要改变课程内容选择的标准 高职机械电子学专业的课程选择要从原来力求单一学科知识的完整性逐渐向诸多相关学科知识的综合性转变。例如《机械设计基础》这本教材的课程内容可综合机械原理、机械设计、接口技术、机械工程材料等内容,在课程实施过程中按机械设计的过程组合上述内容的教学。 2.2专业课程内容综合模式 2.2.1综合基础专业课程 高职机械电子学专业的课程包含了机械制造、电子技术、计算机技术等模块的基础知识。传统高职机械电子学专业的课程安排中每个模块的基础知识都要由几门相关专业基础课程来完成。具体分析这些相关专业的教材,会发现其具有将这些课程综合的条件。例如机械制造技术这个模块的基础知识一般由机械制图、计算机基础、计算机绘图、机械设计基础、公差配合与技术测量、电工学及工业电子学、工程力学、机械原理、等课程组成。基础专业课程综合中可将计算机基础和计算机绘图这两门课程综合;将机械原理、机械设计基础以及机械制图这三门课程综合。 2.2.2综合核心技术课程 高职机械电子学专业在新的就业形势下要做到针对职业岗位安排教学内容。核心技术课程的课程内容安排要以核心技术为主线紧密的结合起来,综合为一门新的技术课程。由核心技术组合的课程不仅包含基础含理论知识,也包括理论与实践相结合的教学内容,具体如何组合就要根据各个高职院校的具体情况而定。例如:数控机床操作这个岗位是所有机械制造企业比较重要的岗位之一,以数控机床操作为核心技术可供综合的课程有:机械材料基础知识、零部件加工及装配工艺、计算机编程设计。如果高职学生能够认真学完这一综合课程之后,在企业的生产实践环节进行练习操作,毕业之后就能胜任数控机床的编程以及操作工作。 2.2.3综合核心技术与支撑技术课程 核心技术是专业技术的核心,而支撑核心技术的支撑技术普遍属于专业基础。如果将核心技术与支撑技术以及其他的相关课程综合,打破高职机械电子学专业传统的三段式课程设置,形成一种新的课程设置模式,或许会为高职院校学生的培养提供新的方向。目前国内外有不少学者在探讨打破基础课、专业基础课以专业课这三段式的传统课程结构的可能性以及利弊。许多学者主张将专业课与专业基础课综合起来,形成基础课和专业课的模式。这种综合核心技术与支撑技术课程模式的教学能够使学生投入更多时间学习专业课。 3实施高职机械电子学专业课程建设的措施 3.1重视课程的个体差异, 实行开放式教学 在机械电子学专业的课程安排中选择应用性、操作性以及技术性强专业课程,在专业课程的教学计划中针对市场需求的某种能力进行有目的的培养,根据培养目的组合课程模式。这样高职院校毕业生就能够满足社会上的职业需求,从事与所学专业相关的职业。 3.2 在教学过程中要严格控制教学质量 由机械电子学产业界、机械电子学专家、学校的管理层、相应专业的教师等编写机械电子学课程大纲,然后由专业任课教师根据课程大纲实施教学。在教学过程中,要有完整的严格的教学管理制度来保证教学质量。 3.3实施措施控制课堂教学质量 各高职院校要加强对专业课教学质量的监督和评估。建立一套适合本院校的、有理论依据的、具体可行的评价机制,并通过考试等各项措施及时反馈专业课的教学质量信息。 3.4积极发挥教师在专业课程建设中的作用 在高职机械电子学专业课程的建设中,不仅要有效发挥教师队伍的带头作用,而且要培养大量的能够把理论知识与实践过程结合起来的教师队伍,鼓励他们积极投入到课程建设和课程改革中。 电子学论文:工科留学生电工电子学实验课程教学实践 摘要:本文针对工科非电专业留学生特点,从实验内容、教学方法与手段入手,对留学生电工电子学实验课程的教学改革进行了探讨。实践表明,所采用方法有助于提升留学生学习热情,强化其对相关基础课程的掌握,具有一定借鉴意义。 关键词:留学生;电工电子学实验;教学改革;实验技能 随着我国石油企业海外项目的不断拓展,资源国企业及我国海外企业都迫切需要掌握石油开发、运输等技术的国际化人才。中国石油大学(北京)为了顺应高等教育向国际化发展趋势,提高综合办学实力,从1997年开始,陆续招收了来自中亚、中东、南美等50多个国家和地区的留学生。目前在校留学生人数达800多人,生源涵盖了本、硕、博各个层次。因此,设立针对提高留学生教学质量的课程教学改革也势在必行。 电工电子学实验是工科非电专业学生继大学物理实验之后的又一门实验课程,是培养学生掌握基本实验技能,提高动手能力和科技创新能力的基础。留学生是高校教学中一个特殊的受教群体,提高留学生实验教学质量,培养留学生的实践能力,对提高我校国际化办学规模和提升学校知名度都是至关重要的。作者在多年的留学生教学实践中,通过在教学内容、教学方法及教学手段等方面的不断探索和改革,取得了良好的效果,希望这些教学经验和体会对提高留学生的实践水平具有借鉴意义。 一、强化基础,参差兼顾,以突出留学生特点为主优化实验内容 我校与国内外石油公司合作,以联合培养模式招收的留学生大多来自石油资源丰富的国家,受教育的程度及个人学习能力参差不齐,实践动手能力也与中国学生相差甚远。例如,第一次使用万用表时,教师不需要给中国学生讲解,但对留学生却不然,需要详细讲解和演示万用表的使用方法。这种生源质量的差异,决定了对留学生的实验要求不能过高,应该以强化基础知识和基本技能训练为主,降低实验难度,选择相对简单、趣味性高、实用性强的实验内容,来激发留学生的学习兴趣。而对少数基础扎实、能力较强的留学生,则可以采取与中国学生使用相同教材,并视其能力和素质,适当增加一些综合设计性实验的培养方式,从而使不同水平的留学生都能找到适合自身状况的学习点。 二、分组合作,以优带差,充分发挥留学生之间语言沟通无障碍的优势 近年来,我校招收的留学生多数来自哈萨克斯坦、土库曼斯坦等俄语系国家,教学语言成为留学生课堂教学的主要困难。尽管这些学生在选择进入专业学习之前,要在预科班学习一年汉语,但即便如此,多数留学生的汉语水平也仅限于简单的日常对话和交流,完全理解和掌握老师所讲的内容或专业术语还存在困难。而多数专业课教师俄语基础薄弱,只能采用汉语进行授课。语言障碍给留学生在理论课上对关键知识点的理解带来困难,同时也制约了实验技能的提高。为了克服语言交流问题,在实验教学中,我们通常把留学生分成若干小组,每组确保有一位汉语语言表达及领悟能力较好的学生。老师在课堂上讲解完实验原理和实验内容后,先重点辅导各组中语言能力较好的学生,一旦该学生掌握了实验过程和方法,便可作为老师的助手,代替老师在小组中用他们自己的语言帮同学辅导,发挥助教的作用。该方法不仅可以在师生之间搭起语言桥梁,解决师生间的沟通障碍,也缓解了课堂上老师被学生频繁招呼的现象。 三、积极探索,改变模式,借助现代化教学手段提高留学生实验教学质量 受各方面因素的影响,留学生缺乏基本的实践能力,实验时经常不知从何入手。针对这种情况,我们采取了“仪器操作训练、接线能力训练、测试分析训练”三个单元训练法,从夯实基础入手,循序渐进,逐级强化,达到培养和提高留学生实验技能和素质的目的。课上课下注重与留学生沟通和交流,课程结束前,让留学生根据自身学习和对知识掌握的情况,填写对该实验课程现有教学模式及实验内容等方面的建议。通过信息反馈,可帮助教师及时改进教学方法和教学手段,进一步加强师生之间的互动交流。 在具体实施“三个单元训练法”时,我们主要采取以下措施: “仪器操作训练”单元。熟练使用电子仪器设备是完成实验过程的重要基础。在这个单元中会安排一次课的时间对仪器设备进行讲解和强化训练,并采取多种教学手段帮助留学生加深理解和掌握。例如,在介绍数字示波器使用时,首先要求学生登录学校课程网络教学平台,观看示波器使用视频,让留学生先对示波器操作有个直观的了解。随后在课堂讲解时,让学生将示波器的界面显示语言设置成自己的母语文字(如俄语、英语或其他语言文字),再对照老师的中文讲解慢慢消化吸收,这样学生便很快地掌握了示波器的基本功能和使用方法。 “接线能力训练”单元。实验初期,留学生的电路接线能力普遍较差,很简单的电路在他们看来都觉得很复杂。不能正确连接实验电路,就无法完成后续的参数测量。最初我们采用教师先演示实验,然后让学生自己动手接线的授课方式。这种方式的弊端是学生每接一根线都要先跑到演示台前看一次,不仅实验效果不好、效率低下,而且还影响课堂秩序。后来,我们将现代化的多媒体技术融入课堂,把电路接线过程做成动画,让学生跟着动画提示连接电路,既直观有趣,又提高了实验效率。经过几次训练,多数学生都能够脱离动画提示,独立完成实验电路的连接,效果立竿见影。 “测试分析训练”单元。该单元是培养实验技能的重点和难点。在这个训练单元中学生不仅要理解实验原理,正确使用仪器仪表并掌握不同参数的测量方法,同时,在实验中可能还会遇到各种故障或实际问题。为此,我们采取了以下教学手段。 1.课堂讲解实验原理时,充分利用电子电路仿真软件,通过电路仿真过程让学生对实验原理有更深层的理解,对实验结果产生一个直观的印象。例如,在做单级共射放大电路实验时,采用Multisim仿真软件,让学生观察工作点变化对放大电路的影响;通过改变工作点位置,使三极管工作在不同区域,观察各区域中放大电路输出波形的特点,从而使学生充分理解和掌握失真波形产生的原因及改善方法,把抽象的问题通过直观的方式显示出来,更便于留学生对知识的理解。 2.由于部分留学生理论知识掌握不足,课前又没有预习的习惯,所以实验课上许多留学生都不清楚实验该从何做起,该怎样用测量数据验证实验结论。针对这种情况,我们采用“课上提出问题讲解实验原理观察仿真结果根据动画提示测量参数课上互动、讨论并验证提出的问题”的授课程序,使学生通过分析实验结果彻底克服理论知识掌握不足的弊病。例如,在做直流电路基本定律实验时,老师先提出基尔霍夫电流、电压定律的概念,让学生根据动画提示测出电压、电流值,然后通过互动与学生讨论实验过程中出现的各种问题及解决办法,用测量数据反推并验证基尔霍夫电流、电压定律。通过这种方法,留学生不仅掌握了实验测量及分析的方法,而且很容易就理解了理论课上未搞清楚的基本概念。 3.为兼顾部分动手能力较差的学生,让大多数留学生跟上授课节奏,在做比较复杂、实验步骤相对烦琐的实验时,老师会把实验分成多个单元,等每个学生都完成该单元的测量之后,再进行下一个单元,以避免挫伤个别留学生的自信心而失去对实验课的兴趣。 4.充分利用网络教学平台,把每个实验的操作过程和仪器设备使用做成动画或视频,增强真实感和临场操作感。以形象直观的方式,把用语言难以表达清楚的问题,通过动画或视频表现出来,帮助留学生理解和记忆。 四、因材施教,层次教学,有效利用开放实验室培养留学生实践创新能力 有些留学生思维活跃,善于思考,想法较多,且对电子学方面的知识非常感兴趣。针对这部分学生,可以在他们掌握了基本实验方法后,鼓励他们进入开放实验室,实施分层次教学。在开放实验室轻松自由的学习环境中,学生可以继续做课上没有完成的实验,也可以根据个人爱好,尝试一些设计性的实验。另外,在开放实验室还备有焊接工具及一些小电子产品的套件,例如小音箱、电子门铃等。学生可以自行焊接组装这些小电子产品。这样不仅可以激发留学生的学习热情和求知欲望,同时也可以让他们意识到自己所学知识对将来职业发展的重要性。在整个开放环节,完全以留学生自主学习为主,充分发挥他们的主观能动性,对提高留学生的实践能力起到了很好的促进作用。 五、结束语 留学生教学质量是决定高校国际竞争力的重要因素之一,如何提高留学生实验课教学水平是广大教育同行所面临的共性问题。针对我校留学生特点,本文探讨了留学生电工电子实验课教学方面的一些有效措施,仅供广大教育同行参考。
机电一体化数控技术篇1 0引言 现代科技发展为机械加工行业向智能化以及自动化的发展创造了良好的条件,同时机械加工市场的竞争也更加激烈,在国家大力推动产业升级转型的背景下,传统的机械加工方式由于精度低、效率低、成本高已经很难在市场竞争中获得优势,针对这一问题,机械加工领域需要重视机电一体化数控技术在生产实践中的应用,以现代化的技术手段提升加工的精度以及加工的效率,促进行业的信息化发展。在这个过程中需要重视对机械加工进行系统化的分析,优化相关技术的应用以及配置,保证机电一体化数控技术能够在机械加工中充分的发挥作用,提升相关企业的市场竞争力,并促进我国产业升级转型战略的实施。 1机电一体化数控技术技术概述 从机电一体化数控技术的构成上来看,该技术具有比较强的综合性,融合了多领域学科的技术,将现代的微电子技术,信息技术以及机电控制技术进行了有机的结合,在生产实践中,相关技术的应用能够有效的提升工业生产领域的自动化水平,具有比较强的适用性。在系统运行的过程中,该技术能够根据系统运行的状态采取有针对性的控制策略来对系统进行控制,从而优化系统的资源配置,进一步降低相关生产机械的能耗,将提高相关机械运行的精度,并且能够在很大程度上提升机械运行的自动化水平,是一种现代化的、信息化的工业生产技术。数控技术的优势在于能够以数字化的指令对机械进行控制,与传统的人工控制方式相比,数控技术往往具有更高的控制精度,同时能够避免人工操作所导致的误差,在提升机械运行效率的同时,也能节省人力资源成本。通过将机电一体化技术与数控技术相结合能够保证二者的优势得到最大化的发挥,进一步提升工业生产的智能化、自动化以及网络化水平,在该技术支撑下的工业生产往往具有高精度以及高柔性的特点。 2机电一体化及数控技术的差异 具体来说,机电一体化包括可编程控制技术,与生产相关的电气控制设备、机械制图、单片机的应用,机械制造技术,液压传动技术,电子电工技术以及传感器技术等。机电一体化技术在设备制造、设备调试等方面能够发挥重要的作用。而数控技术主要包括计算机绘图、电子电工技术、机械制图、MasterCAM、公差配合与测量、机械设计基础、Pro/E、模具设计与制造、数控机床电气控制、传感器与检测技术等,在技术上与机电一体化技术有一定的重合性,该技术在金属加工、编程设计等方面能够发挥重要的作用,相关领域的人才主要集中在数控机床操作,模具制作以及设计等岗位。在生产实践中将机电一体化技术与数控技术进行结合,对于提升工业生产水平能够起到重要的作用。 3机电一体化数控技术在机械加工中的应用 3.1在故障排查中的应用 在机械加工中应用机电一体化数控技术能够实现在线监控、故障诊断以及自动报警的功能。该技术可以实现对机械加工设备关键结构的实时监控,在生产实践中主要对系统传动装置,电动机以及液压系统进行监控,在系统运行的过程中,一旦相关的模块出现故障,系统就能及时的发现故障并报警,同时还能提供故障的位置信息,系统操作人员在完善的系统服务下更好的进行操作,及时的发现故障并解决故障,提升系统运行的稳定性,并一步提升工作的效率,在降低维修时间以及维修成本的同时也能有效延长机械的使用寿命。 3.2提升资源利用率节约成本 在应用机电一体化数控技术的过程中机械加工所产生的能耗也会降低。由于机电一体化数控技术能够有效的提升系统的自动化水平,根据系统运行的状态,采取科学的策略对机械运行的状态进行调整,保证相关机械能够始终以较高的效率进行运行,因此系统运行的能耗能够得到有效的降低,同时由于系统的自动化水平提高,有相当一部分生产流程能够由机械自主完成,因此能够有效避免人工误操作导致的加工精度不足,造成材料浪费,因此机电一体化数控技术的应用对于降低能耗,节约成本也能起到作用。 3.3提升相关设备内部模块的配合水平 机电一体化数控技术的应用对于机械加工的提升作用是显而易见的。在进行机械加工的过程中,系统配置的传感器会对机械的运行状态进行检测,相关的检测数据能够上传到系统的控制中心,系统的智能算法能够对相关的数据进行分析,从而对机械进行智能化控制。从现代机械加工领域的发展情况上来看,智能化的发展趋势十分明显。而应用机电一体化数控技术不仅能够实现对机械的智能化控制,同时能够实现辅助制造以及设计,进一步提升设计制造的合理性以及科学性。机电一体化数控技术的优势能够在制造环节,系统集成以及柔性生产制造中得到充分的体现,促进系统各个模块之间有机结合,提升系统运行的协调水平。机电一体化数控技术的应用还能提升制造以及加工环节的网络化水平。加工制造的环节往往较为复杂,需要系统各个模块之间的有机配合。在机械控制车间内往往存在上百台设备,想要上百台的设备协调运行具有相当的难度。而在机电一体化数控技术的支撑下,能够利用网络对各个设备的执行单元的进行连接,相关的生产指令能够通过网络下达到每一台设备,从而实现机械加工过程的精密控制。想要进一步提升机械加工的网络化水平,就需要提升电子化设计水平,进一步提升控制系统的集成度,保证控制总机能够对系统进行有效的控制,同时在每台生产设备中都需要设置电子控制单位,从而能够接收系统发出的的指令信息,并方便对相关设备进行控制。 3.4提升机械加工自动化以及智能化水平 从传统的数控加工形式上来看,在很大程度上需要依靠设置好的加工程序来提升机床的自动化加工水平,但是这种加工模式也具有一定的繁琐性,对于程序的编写往往需要耗费大量的时间,在加工的过程中需要严格的按照编写的程序来进行,一旦在加工过程中出现了意外情况,系统并没有自主判断的能力,往往还会按照编写的程序来执行操作,这就很大程度上加大事故所造成的损失。而随着机电一体化数控技术的不断发展成熟,智能化的算法开始应用于机械加工中,在精密传感器以及智能算法的支撑下,已经能够实现加工过程中的自我分析以及自我测量,系统能够根据采集的数据及时的发现加工过程存在的问题,能够有效的避免加工事故的出现,对于降低相关生产企业的损失具有重要的意义。而这一功能的实现需要较高的系统集成水平,而机电一体化数控技术能够有效提升人与机械生产实践中的一体化水平,并促进了柔性生产概念引入到机械生产制造中,机械加工的自动化水平有了很大的提升,这对于我国产业升级转型具有重要的意义。 4机电一体化数控技术在机械加工中应用的意义 在科技不断发展的过程中,机械加工领域出现了很多的新技术以及新工艺,在相关技术的支撑下,现代生产企业已经能够实现更加复杂对精度要求更高的机械加工。尽管目前我国机械加工领域已经获得了很大的发展,但是与一些发达国家相比在机械加工的水平上仍有一定的差距。主要的原因在于,我国有相当一部分中小型的机械加工企业,受资金技术的限制,无法将机电一体化数控技术应用于生产实践中,目前很多企业在生产实践中用的都是传统的机床设备,而如果想要将这批设备进行替换无疑需要花费大量的资金。因此在将传统机械加工模式向现代机械加工模式转型的过程中,需要对资源进行合理的配置,保证机械加工相关企业能够逐步将生产方式进行过渡。在机械加工中应用机电一体化数控技术能够有效的提升加工的精度以及加工的效率,并进一步提升资源的利用率,避免在机械加工的过程中产生大量的浪费,同时能够保证设备稳定的运行,对于提升设备的使用寿命也能起到作用,并且能够缩短加工的周期,保证加工的精度。在机械加工生产实践中,机电一体化数控技术的应用已经取得了良好的成果,为机电一体化数控技术更广泛的应用打下了良好的基础。目前我国的机械加工领域已经基本掌握了现代化的机械加工技术,同时原本处于科研阶段的技术,也成功的应用于生产实践中,目前已经初步形成了数控生产基地,相关技术不仅在航天工程以及航海领域也得到了广泛的应用,相关技术已经基本成熟,支持进行批量的产品生产。 5机电一体化数控技术在机械加工领域的发展应用趋势 目前来看,机电一体化数控技术逐渐性提高精度以及提高自动化水平方向发展。对于相关产品的评价标准主要集中在精度,以及效率上。同时智能化的算法并广泛的应用于机电一体化数控技术中,尤其近些年5G技术以及物联网技术更加,已经开始与机电一体化数控技术相结合,并在机械加工领域初步发挥作用。另外机电一体化数控技术开始向柔性方向发展,在这个过程中,数控技术本身的柔性特征得到了加强,并将相关的特征拓展至群体控制。对于数控技术来说,功能性是该技术的基本属性,现代数控技术的功能性得到了极大的加强,系统设计的模块化特征相对明显,使得系统具有比较高的可塑性。同时在生产实践中,群体控制能够对信息流进行调整,保证能够适应不同的生产条件。 作者:计辉 单位:上海申沃客车有限公司 机电一体化数控技术篇2 0引言 机电一体化数控技术在机械加工中取得普遍运用,从而真正实现制造加工的网络化、智能化。并且通过对系统组织与结构配置进行优化,让设备得到合理应用,提高机械加工效率与质量,让企业能够在如今越发激烈的市场竞争中,占据一定优势。 1机电一体化数控技术 通过机电一体化数控技术构成层面来看,这一技术具有一定的综合性,其中包含了诸多专业的学科技术,并且把现代化信息技术、微电子技术、机电控制技术三者展开了有机结合。在实际生产过程中,该技术的运用,可以进一步提高我国工业生产的自动化质量,具备良好的适用性。而且系统在实际运转过程中,机电一体化数控技术可以与系统运转当下状态相结合,采用相应的控制对策,来对系统展开合理控制,进而起到完善系统资源配置的根本目的,大幅度减少有关生产机械设备的能源消耗情况,提升有关机械运转过程中的精密度,同时也可以起到进一步提高机械运转自动化水平,属于一类信息化、现代化的工业生产技术。对于数控技术自身而言,其所具有的优势,主要是可以将数字化指令来对机械展开有效控制,这和以往人力控制手段相比较而言,数控技术常常具备一定的控制精度,并且可以有效避免人力操作所造成的误差,在有效提高机械运转效率的同时,也能够大幅度降低人工操作成本。 2、机电一体化数控技术在机械加工中的应用 实时监控。机电一体化数控技术的运用,能够为机械加工诸多方面带来正面影响,不论是加工方式或者是技术手段,都可以充分发挥出智能化、信息化性能,能够对机械传动系统、液压电动机装置等进行在线实时监控。在机械加工过程中通过机电一体数控技术的运用,不但可以充分掌握系统当下运转的实际情况,储存、搜索有关数据信息,为机械加工提供有力依据,并且也可以对加工设备的实际运转情况进行实时掌握。若是在运转过程中出现安全故障,那么实时监控系统则可以立即发出报警,而相关人员只需与具体情况相结合,便可找出故障所在位置,从而对故障进行妥善解决,确保机械加工工作能够得到有序开展,如此能够大幅度减少安全故障出现的可能性。在总体运转过程中,机电一体数控技术还能够为有关人员提供有效的安全保障,减少设备维修管理的难度,优化加工步骤,进而延伸设备的应用年限。提高资源使用率。在对机电一体化数控技术进行实际运用进程中,机械加工时所产生的能源消耗情况,也会得到大幅度降低,这是因为机电一体化数控技术可以进一步提高系统自动化能力,与系统实际运转情况相结合,采用具有针对性对策,来对机械运转状态展开合理调整,确保有关机械可以长时间维持高效运转状态。因此,系统运转过程中所产生的能源消耗情况,也可以得到明显降低。与此同时,因为系统自动化水平的提升,有一些生产步骤可以运用机械来进行操作,因此则可以杜绝以往人力操作失误所造成的加工精密度不足,导致施工原材料出现不必要的浪费情况。由此可见,机电一体化数控技术的运用,还能够有效减少能源的消耗,为我国生产业的良好发展,提供有力支持。提升机械加工智能化水平。通过对以往数控加工模式进行调查与分析可以知道,其需要凭借预先设计好的加工步骤,来进一步提高机床自动化加工水平。但由于此种形式具备一定的复杂性、烦琐性,在编写程序时常常需要消耗大量时间,而且在实际加工进程中,应当严格依照预先编制好的程序来展开,一旦在实际加工环节时发生突发情况,系统则缺少良好的自主判断能力,通常情况下,还是会依照预先编写好的程序来进行操作。如此,则会进一步加大安全事故所导致的损失。而在如今机电一体化数控技术快速发展背景下,智能化算法开始在机械加工中得到大量运用,在智能算法与精密传感器的大力支持下,已然可以真正实现加工时的自我测量与自我分析,系统可以依据所采集到的数据信息,第一时间发现加工时所存有的问题,如此则充分杜绝加工安全事故发生的可能性,从而使有关企业获取到最大化的经济效益与社会效益。网络化创新。在机械加工环节,需要与诸多因素达到一定程度上的契合效果,才能在众多领域中发挥出良好的作用。而如此前提条件下,自身的多方面协作效果,就需要有一个良好的沟通环境来为其提供有力支持,需要以高质量、高效率的工作模式,来具体展开机械加工内容。因涉及的领域与内容相对较多,而一台机械所影响的车间就需要包含数百个设备,经过对各个设备发出运行指令,需要在网络环境下下达执行命令,执行命令会依据指令的具体信息与要求,实施相应的设备运行方式,可以在机械加工阶段达到网络化生产的根本目的,并且在与电子化设施进行结合设计的过程中,能够在总机上集合控制系统集体工作,保证所有设备能够依据电子控制单元的命令要求进行运转,促进机械加工与电子化科学技术的密切融合,为其整体效果,提供良好的基础作为保障。提高全程监控诊断故障效率。提高全程监控诊断故障的整体效率,也可以说是在线监测技术的一个重点内容,其能够更加科学的对生产过程进行监测和管理,主要在发动机和供油设施方面具体展开,依据设备具体的运行情况,如果在生产过程中发现设备存在异常现象,能够进行自动报警,如此便可以充分减少相关人员的整体工作量,以及对管理人员的总体配置数量,最大程度提高设备在日常生产过程中的管理与维护效率,同时也能够帮助管理者快速收集到有效的数据信息,再依据具体情况,采取科学、合理的方案。来降低其中所存有的安全风险。提升安全保障能力。与其他各个行业领域相比较而言,机械加工行业在运行过程中,会存在较多的安全隐患,因受到作业环境较为复杂的因素影响,导致人员出现危险的概率相对较高,对机械的相关工作监管也会更加严谨,在各环节设备中强化对于几点一体化技术的应用,能够使其安全系数得到显著提升,充分保障工作人员在工作过程中的人身安全,促进日常生产能够得到全面管理,并且通过现代化技术的应用,还能够促进远程监控及操作,有效提升其安全保障效果。柔性化方面的应用。柔性化对机械的加工工艺发展能够通过实际情况调整起到促进作用,需要相关企业对其进行高度重视,在原有基础上进行深入的分析,不断优化各项相关工作内容,与工作实际情况相结合,对生产形式进行合理的创新与优化。例如,对于各种农业机械、动力机械、运输机械等,各机械领域对产品有着自身的个性化要求,并且机械加工过程需要对各项生产需求进行满足。因此,结合不同产品所具有的特点,对其进行合理调整,从而达到柔性化的效果与价值。虚拟技术的应用。在自动化技术与机械加工制造实施虚拟化技术应用过程中,主要是将整体制造过程通过虚拟技术手段来进行显著提升,同时还要将信息控制技术与虚拟软件应用技术进行有效融合,促进对全过程的机械加工工作,进行高效的自动化管理与控制,唯有在机械加工制造领域融入更多的自动化技术,才能够进一步提高其整体工作效率和工作质量,而应用自动化技术中的虚拟化技术效果,不但能够充分分析作业阶段的各项参数数据,还能够快速发现工艺流程中所存有的问题,并解决问题,从而进一步提升机械化加工管理水平。 3结语 在我国制造业快速发展背景下,机电一体数控技术于机械加工进程中取得普遍应用。该技术的运用能够进一步提升生产效率,降低机械维修次数,及时发现并妥善处理有关故障,减少企业投资成本,延伸设备引应用年限,使相关企业真正取得良好发展。因此,企业应当结合实际情况,加大对于新型技术的运用,提高自身的竞争能力,使其在如今越发激烈的市场中,占据一定优势,真正意义上取得可持续发展。 作者:李成智 单位:河北天鸿游乐设备有限责任公司 机电一体化数控技术篇3 对于一个国家的经济发展而言,机械制造业在其中起到了重要作用,并且伴随综合国力的一步步提升,这种作用的重要性愈发体现出来。在机械加工领域中,机电一体化数控是一项重要技术,其发展发与创新已成为一个国家机械制造水平快速发展的保证,对于我国而言更是如此。目前,人们对商品性能的要求越来越高,使用传统技术已无法满足时代发展需求,因此必须积极创新制造技术,全面提升技术水平,这样才能更好的适应不断发展变化的市场。 1机电一体化数控技术简析 信息机电技术、电子技术、电工技术、传感器、接口等的结合,即机电一体化技术,该技术在事迹应用中可体现出强大的作用,不仅可以合理配置资源,同时还能在低能耗、高质量、多功能等方面实现其价值,对整个系统达到最优化的配置。数控技术则是指运用数字信息控制机械运动过程的有关技术,而数控设备则是指通过数控技术在制造业领域相互渗透形成的新产品。机电一体化数控技术是指机电一体化与数控技术二者的有机结合,该结合可推进加工自动化、网络化以及智能化的实现,可体现出高效率、高柔性、高精度等特征。 2机电一体化及数控技术的差异 机电一体化包含的课程有PLC(可编程控制器)技术、工厂电气控制设备、单片机应用技术、数控加工与编程、电工电子技术、机电一体化系统技术等。其就业方向包括机电设备的安装、调试与维护、技术与生产管理、机电产品制造与设计、质量管理与检测、销售及售后服务等。数控技术包含机械制图、电工电子技术、数控机床、机械制造基础、机械设计基础、金属工艺学、传感器与检测技术等磕碜。其就业方向包含数控编程、数控机床操作、数控设备维修及销售、模具制造与设计等。在其技术目标下可培养出可熟练操控数控加工工艺、熟练掌握数控程序的专业人员,还能培养出数控加工设备操作与维护等应用型人才。 3机电一体化数控技术在机械加工中的应用 3.1机电一体化在机械制造中的应用 3.1.1实时在线监控 就机械制造领域的各项工作来说,生产质量是重中之重,工作中哪怕是出现一个小的疏忽,都可能会使整个生产链瘫痪,使机械制造面临非常严重的后果。因此,为了提升机械产品质量,必须由生产工人全天在生产前线坚守,对生产过程进行监控,以确保生产过程中没有任何问题发生,一旦有问题发生立即采取措施处理。这种操作必然会为企业、工厂造成大量经济负担,对于经济效益的提升不利。机电一体化技术出现以后,很好的解决了这一问题,因为它自身设置了自动报警、故障自诊功能,可以对电动机、工作装置、传动系统、液压系统以及制动系统等运行状态进行在线监控。通过应用机电一体化技术可以对出现故障的位置以及相关故障进行有效预警,这样工作人员即可按照预警信息,在第一时间即对故障进行调整、修理与维护,这样一来不仅可以为机械生产质量提供保证,同时还能降低设备损耗程度,延长使用寿命。 3.1.2节约能耗,提高生产效率 在机电一体化技术尚未投入使用之前,传统机械制造中各生产设备都依靠人力方式运行,然而生产工人劳动强敌较低,这种情况下机械制造效率被限制,同时机械制造质量、能源损耗量也收到了一定影响。但是,当机电一体化技术在机械制造领域中应用以后,就充分发挥其自动化与半自动化等特征,从很大程度上提升了各设备的电劳动强度,为操作人员降低了工作负担。此外,传统机械制造领域中,经常由于人为操作的失误影响设备运行,对设备生产形成了阻碍,而应用机电一体化技术后,极大的改善了由于人员失误而引发的质量问题,并且PLC控制系统、通风机等设备适用,极大的减少了设备的能源损耗,使生产质量与生产效率都显著提高。 3.2数控技术在机械加工中的应用 3.2.1应用数控技术对设备的应用 在机械加工领域中,对数控技术的应用具体体现在生产设备上,目前,数控技术已广泛应用于机床控制方面,并得到了深入发展,数控铣床、数控车床、数控矬床等,这些设备已发展成为现代制造领域之中的关键性设备,这些设备的应用为现代制造业的高精度、高效率、高速度发展提供了有效保障。在机械加工领域中,对计算机数控技术的应用可很好的控制机床设备,利用代码方式可达到对各机床设备机电一体化的目的,同时还可以通过指令对其中各元器件加以控制,从而在操作上更为顺畅,达到自动化操作的目的。只有在该前提下,才能有效提升生产效率。 3.2.2应用数控技术对机械的作用 在技术水平等因素的影响下,传统机械设备生产始终在数量上、质量上以及样式创新上表现出大量问题和弊端,但当数控技术与机电一体化结合以后,就为机械加工领域拓宽了新的发展道路,在数控技术作用的发挥下,传统仿型技术被打破,可采用新型气割方式提升切割速度,促进质量水平的提升,这样一来不仅为机械制造质量提供了保障,同时也使机械生产效率得到了显著提升。在传统制造方式下,人们主要采用仿型技术实施加工制造,在该技术下是无法针对实际的机械构件轮廓进行精准把控的,因此生产制造的过程中调整构建将会消耗大量时间,还会造成大量的生产材料浪费。但应用数控气割技术与相关设备后,则可以对构件的轮廓进行精准把控,同时还可以有效调节切缝,以有效节省材料,不仅生产量显著提升,同时也为经济效益的提升提供了保障。应用数控技术时,可借助于计算机与相关软件构建全局性、完整性的制造系统,从而有效控制和管理机械制造技术。在以后的发展过程中,数控技术还将发挥其重要作用,为机械加工领域添砖加瓦,比如利用PC机等设备实现对相关技术的新突破与创新。 4机电一体化数控技术应用于机械加 工中的重要意义伴随着科学技术的快速发展,机械加工领域中增加了很多新的工艺与技术,在新技术的帮助下,企业已可以独立对零部件进行复杂的、精细的加工。但与很多发达国家相比,目前我国机械加工领域中依然存在大量不足,我国中小型企业在资金方面还不是非常充足,还不能承担起机电一体化数控技术安装所用的费用。当前,很多企业中投入应用的都是传统机床,如果利用机电一体化数控技术替换这些传统设备,势必需要大量资源,因此必须加快从传统机械生产到机电一体化生产的发展速度,达到优化资源配置的目的,进一步加快加工速度。目前,我国机电一体化数控的发展已取得了很大成绩,为数控技术奠定了基础,同时也基本上掌握了现代化的数控技术,很多技术都朝着商业化、产业化方向发展,数控产业基地初步形成,还建立起了航天、华中等数控技术,可实现对数控产品的批量化生产,生产技术水平也有显著提升。当下,已逐步建立了用于机电一体化数控技术进行开发、研究与管理的高素质队伍。同时,通过不断加强对机电一体化数控技术的应用研究,也能够更好的实现制造加工智能化发展。在未来制造、加工中,可以通过对计算机的辅助制造、设计、机械转动学等方面的有机整合,并在计算机集成化、制造单位等方面体现出来,以此来为加工智能化的实现奠定坚实基础。 5结语 综上,从目前的实际情况来看,机械加工已影响到了一个国家的经济发展,并且影响到了人民的生活水平。但由于我国这方面技术的发展要晚一些,对国家发展起到了一定阻碍作用,目前传统机械加工技术已无法满足机械加工领域发展需求,为此机电一体化成为这一领域发展的大趋势,对数控技术的应用必然会越来越频繁。因此,我们要充分重视机械加工领域中对机电一体化数控技术的应用,以充分发挥出其对国家、设备发展与进步的重要推进性作用。就企业而言,应该一些从实际情况开始出发,并且积极加大对新技术的引进力度,并且加大技术改进力度,全面提升自身竞争力,提升其生产效率与生产质量,从而更好的推进企业向前发展。 参考文献: [1]陈风明,赵光霞.机电一体化数控技术在机械加工中的应用研究[J].现代制造技术与装备,2021,57(03):196-197. [2]万春红.借助机电一体化数控技术提升机械加工成效的路径[J].现代制造技术与装备,2020,56(10):178-179. [3]周游.浅析机电一体化数控技术在机械制造中的应用[J].科学技术创新,2019(30):195-196. [4]谭惠忠.传统机械加工机床机电一体化改造研究[J].农家参谋,2018(23):239. [5]黄均安,蓝旺英.传统机械加工机床机电一体化改造策略[J].江西建材,2017(06):287+291. [6]雷一腾.机电一体化数控技术在机械制造中的应用[J].通讯世界,2015(23):265. 作者:叶子进 单位:广东省岭南工商第一技师学院
冶金技术论文:冶金自动化技术现状及发展趋势 摘要:目前我国冶金行业发展较快,但在去产能的大环境下,要求冶金企业进行结构合理化调整,大力发展冶金自动化技术,进而确保冶金企业的生产效率及质量。阐述了我国冶金自动化技术的发展现状,分析了当前我国冶金自动化进程中存在的问题,并指出了未来我国冶金自动化的发展趋势。 关键词:冶金自动化;过程控制系统;生产管理控制系统;企业信息化系统 近年来,我国经济及高新技术的迅猛发展,特别是自动化技术在冶金行业的大范围应用,促进了我国冶金行业的快速发展,但自动化技术在冶金行业实际应用的过程中仍存在较多问题,需要及时进行更新和改进。 一、冶金自动化技术发展现状 目前,我国冶金自动化技术发展较快,大多数冶金企业已推广应用,相关工艺流程不仅配备了先进的单机自动化系统,还安装了多功能管控一体化系统,尤其是宝钢股份等企业的自动化技术已达到世界领先水平。自动化技术的大范围应用,促进了冶金行业生产效率、产品性能、环保水平的提升和能源消耗的降低。目前,在基础控制和过程控制等方面,很多冶金企业的高炉、转炉和工业炉已经采用了DCS和PLC处理技术,并结合自身实际构建了企业信息网,且已成为当前冶金企业生产经营的关键性设施之一。 二、目前我国冶金自动化应用过程中存在的问题 虽然我国冶金自动化技术发展迅速,但是部分冶金企业在自动化应用过程中仍存在一些问题,可能会制约冶金自动化技术的深入应用,主要体现为以下3方面:——炼铁系统(铁、焦、烧)生产流程成本高,且存在大量生产残渣,影响周边环境质量;同时,其生产过程可视性差,物料投加及温度难以精确控制,可能影响生产质量。因此,为了确保炼铁生产过程的连续化和高效化,就要求相关计划控制及管理系统针对整体生产流程相关工序之间物流、能源消耗及生产时序进行精确预报,以保证相关信息能够及时反馈,进而在较短时间内即可对生产工艺及产品方案实施有效调整。——目前,仍有很多冶金企业在生产过程中采用人工经验控制炼钢终点的做法,这样不仅生产效率低、稳定性差、生产成本高,而且难以达到高质量冶金生产的需求。而目前,坚持产品万能化的传统冶金厂的生产规模和效益日渐缩减,激烈的市场竞争要求冶金企业产品专业化、生产集成化——产品生产工序少,生产设备可单机匹配,产品生产流程及时间明显降低——这就需要计算机系统对高复杂性的冶金生产过程进行统一管理,以实现生产信息和决策的及时传递。——企业信息化建设存在明显不足。当前部分冶金企业虽然实现管控一体化,但信息集成度低,且没有标准化的企业信息系统编码体系,难以实现对企业运营的实时管理。同时,部分企业供产销流程协调性较差,导致在整体流程的执行过程中经常出现各种问题,严重影响了运营效率。此外,一些冶金企业缺少市场、成本及质量等方面的相关数据信息和战略预测方法,限制了企业的发展。 三、冶金自动化技术发展趋势 针对上述问题,未来冶金自动化技术发展应集中于过程控制、生产管理控制和建立企业信息化系统3个方向。1.过程控制目前,我国冶金行业自动化已普遍实现了对冶金流程的在线连续检测及监控,未来应集成各种传感器、软测量、数据采集及数据处理等诸多技术,提升冶金流程在线检测及质量监控水平,对金属成分、温度尺寸、组织及缺陷等不同指标进行实时监测及判断;基于我国环保要求的日趋严格,未来要重点着手于实现对冶金过程全线废气及烟尘的实时监测;此外,集成机理模型、统计分析、预测控制、专家系统、模糊逻辑、神经元网络、支撑矢量机等各类技术,实现生产过程相关变量高性能闭环控制的目的,例如开发高炉顺行闭环专家系统。2.生产管理控制(1)生产流程信息集成冶金企业应重点开发铁—钢—轧横向数据集成及传递技术,实现生产过程管理、计划及控制等诸多方面信息的集成,构建并丰富企业相关数据库;基于数据挖掘技术,对生产管控过程决策提供信息保障。(2)计算机全流程模拟使用计算机仿真、多媒体、计算力学等技术,参考不同类型的冶金模型,实施流程离线仿真及在线集成模拟,进而提升生产组织、流程的高效性及新产品开发的质量。(3)增强冶金生产智能性冶金企业应从以下3方面着手,提升冶金生产智能性:——生产组织管理。依据事例推理及网络规则等相关技术,对于生产作业计划进行及时调整,进而增强生产组织柔性及敏捷性。同时,实现对不同生产工序参数的自动计算,重点针对相关生产计划实施全线跟踪及控制。——质量管理。重点集成数据挖掘、统计计算及神经网络分析等诸多技术,针对产品生产质量实施有效分析及预测,判断产品在生产过程中是否出现异常情况;基于各种故障诊断技术及相关计算模型,构建高效率设备使用情况预报系统,提升设备维修管理效率。——成本控制。引入数据挖掘及预报技术,构建成本管理、监控、预测模型,全面改进材料配比、能源使用效率,并实现成本动态核算,进而有效降低冶金生产过程的实际成本。3.建立企业信息化系统企业应建立高效的信息化系统,实现信息共享;实现企业信息系统编码体系标准化、企业异构数据/信息集成、协作制造企业的信息集成和管控一体化,实现企业实时性能管控;对供产销流程进行有效协调,实现订货合同、生产计划、制造作业指令、产品入库及出厂发运等诸多信息的统一,使企业从产品生产至销售形成有机整体,确保有效的计划调度及生产控制;确保对企业业务活动的成本及资金实现事前、事中控制;实现知识管理及商业智能等功能——基于企业或行业相关数据信息,依据一定规则构建数据库,采用在线分析及数据挖掘等方法,获得市场、成本及质量等方面的信息并进行战略预测,实现企业管理经验和集体智慧的形式化,以及对企业运营过程的合理化创新。 四、结束语 综上所述,目前冶金自动化技术应用范围大幅扩大,技术研发更新速度不断提升,市场竞争日益激烈。冶金企业必须推进自动化技术纵深发展,强化冶金生产各环节的质量、成本控制,才能从根本上提升企业的核心竞争力。 作者:戴峰 冶金技术论文:冶金行业电气自动化技术的应用 摘要:钢铁冶金行业作为我国的支柱性产业,在国民经济发展过程中扮演着关键性的角色。为了进一步提升产业自身的发展质量与生产效率,控制能耗,增强企业竞争能力,钢铁冶金企业在发展的过程中,以电气自动化为主要调整方向,持续深入对生产模式与经营模式进行调整和升级。从技术领域出发,促进企业的健康快速发展。本文以电气自动化技术为研究重点,在相关科学理论的指导下,全面分析钢铁冶金行业实现电气自动化技术良性应用的途径,为后续生产实践工作的开展提供了参考。 关键词:冶金行业;电气自动化技术;应用方式 引言 我国钢铁冶金行业在过往制度红利以及劳动力红利的促进下,其生产规模、生产能力以及生产技术等方面获得了长足进步,涌现出一大批具有世界影响力的钢铁冶金企业。随着劳动力成本的增加,钢铁冶金企业在的运营成本与人员费用所有提升,为了保证钢铁企业的利润空间,实现钢铁冶金企业的可持续发展,同时现阶段供给侧结构改革工作的持续进行,要求钢铁冶金企业立足于宏观经济发展需求,在现有的政策环境下,持续深入的提升生产效率,提升有效供给,发挥自身的经济作用与社会价值[1]。因此越来越多的企业将电气自动化技术应用与轧材、采矿、浇铸、选矿以及冶炼等不同的工艺流程中,希望借助于电气自动化技术的技术优势,保证钢铁冶炼工程中电力资源、氧气以及水资源的持续稳定供应,通过这种方式有效提升生产效率,减少不必要的资源浪费与损耗,控制企业运行成本,同时增强冶炼产品的质量水平,实现钢铁冶炼产业的有效供给,促进钢铁冶炼行业的可持续发展。文章立足于现阶段钢铁联合式生产模式的发展实际,全面分析冶金电气自动化技术的特点与优势,在此基础上,将星型拓扑结构代替原有的总线结构,实现钢铁冶金行业电气自动化技术应用方案的规划设置,增强钢铁冶金行业的发展质量。 1冶金行业电气自动化技术的特点 1.1电气自动化技术体系复杂 钢铁冶金生产流程繁琐、技术工艺要求较高,因此在实际生产的过程中,为了满足电力资源的使用需求,保证生产加工的有序进行,需要将电气自动化技术覆盖于整个冶金流程作业之中,借助电气自动化技术在电气设备安装、调试、维护以及技术升级等方面的优势,实现钢铁冶金生产硬件与控制运行软件之间的良性互动[2]。但是由于钢铁冶金生产工艺较为繁琐,电气自动化技术在覆盖的过程中,需要大量的技术、资金与人力支持,这就在一定程度上增加了电气自动化技术体系的复杂程度,也在增加了电气自动化技术在冶金企业生产实践过程中应用的困难性,使得冶金企业在短时间难以实现电气自动化技术在冶金生产过程中的有效落实。 1.2电气自动化技术对电气的依赖程度高 随着我国产业结构调整工作的深入开展,国内大中型冶炼企业在发展的过程中,逐步认识到企业发展过程中电气自动化技术的重要性,立足于企业发展的实际情况,不断进行技术优化与升级,吸收国外冶金电气自动化技术应用的有益经验,逐步构建起现代化的自动化生产线,而自动化生产线的运行,需要以电气技术为平台,对生产线运行过程中的各类信息数据进行传输与信号转换,增强了钢铁冶金企业生产线运行的流畅性与稳定性,提升了生产效率。 1.3冶金生产技术较为广泛 钢铁冶炼作为冶炼行业的重要分支,生产环节较多、生产内容多样,冶炼过程中不仅涉及到化学变化,还包含了物理变化等多样化的物质性态转变,这就要求钢铁冶炼企业在进行冶炼作业的过程中,对生产过程中的影响因素以及原料特性进行梳理,严格控制冶炼过程中物理变化以及化学变化过程中的各类参数[3]。电气自动化技术在应用的过程中,为了保证应用的质量与水平,需要从冶金流程出发,针对于不同的生产环节,推动冶金生产技术在冶金流程中的高效应用。 2冶金行业电气自动化技术的现实意义 2.1电气自动化技术在冶金行业中的应用能够有效提升冶金行业自身的自动化水平,推动其健康快速发展。电气自动化技术以信息技术为框架,实现了对钢铁冶炼流程的远程监测与科学调控,对原有钢铁冶金过程中所使用的相关技术与组件进行优化与升级,推动了我国冶金行业生产工艺与技术的现代化。同时电气自动化技术在很大程度上满足了冶金行业对于自身管理能力的提升要求,增强了钢铁冶金企业管理工作的科学性与高效性。电气自动化技术在冶金行业中的应用,在一定程度上促进了电冶金企业运行模式的改变,提升了企业自身的竞争能力,推动了冶金企业的健康快速发展。 2.2电气自动化技术在冶金行业中应用,降低了冶金行业设备维护与保养的成本,保证了电力资源的安全稳定供应。电气自动化技术体系下,计算机与冶金行业中各个终端相互联系,因此借助于相关软件应用程序就可以对系统运行过程中出现的各类故障与问题进行及时诊断与排除,借助于这种方式,在满足冶金行业中设备维护的基本需求的前提下,能够大大减少工作人员的工作难度与压力,提升了人力资源的利用效率,减少了不必要的费用支出[4]。 3冶金行业电气自动化技术应用遵循的原则 3.1电气自动化技术在钢铁冶金行业中的应用必须要遵循科学性的原则。电气自动化技术在钢铁冶金中应用目标的实现,要充分体现科学性的原则,只有从科学的角度出发,对电气自动化技术应用的现实意义以及技术操作流程,进行细致而全面的考量,才能最大限度地保证电气自动化技术满足钢铁冶金生产工作的客观要求,只有在科学精神、科学手段、科学理念的指导下,我们才能够以现有的技术条件为基础,确保钢铁冶金行业电气自动化技术应用工作的科学实现。 3.2电气自动化技术在钢铁冶金行业中的应用必须要遵循实用性的原则。由于电气自动化技术工作大多位于室外,使得电气自动化技术的应用环境较为简陋,难以实现电气自动化技术应用方案与相关施工技术的细致处理与操作。为了适应这一现实状况,电气自动化技术在进行实际应用的过程中,就要尽可能的增加自动化技术应用方案的容错率,减少外部环境对电气自动化技术应用活动的不利影响。电气自动化技术以及相关技术应用流程必须进行简化处理,降低操作的难度,提升应用方案的实用性能,使得在较短时间内,进行批量操作,保证钢铁冶金生产工作的顺利开展,减少不必要的费用支出,节约生产成本。 4电气自动化技术在冶金行业中应用的途径 电气自动化技术在冶金行业生产环节中的应用是一个长期的过程中,在这一过程中,需要相关技术人员明确电气自动化技术的特点与应用的现实意义,在科学性原则与实用性原则的指导下,以现有的技术为框架,促进电气自动化技术在冶金行业中的应用。 4.1继电保护在冶金行业中的应用 冶金企业电力系统在运行的过程中,为了实现对电力故障有效隔离,减少电力故障对于冶金生产活动的不利影响,增强电力资源供应的可靠性,需要进行继电保护机制的设置。电气自动化技术在冶金行业应用的过程中,技术人员可以将继电保护作为电气自动化技术应用的切入点,实现电气自动化技术体系下继电保护工作的有序进行[5]。为了达到这一目的,一方面技术人员要在科学性原则的引导下,需要根据冶炼行业的电力需求,进行输电线路纵连保护体系的建设,实现故障的有效排除,其结构如图1所示。在电气化技术体系下,技术人员可以借助于纵连保护的结构优势,一旦输电线路发生故障,输电线路两侧的开关根据电流与电压的变化情况,及时进行跳闸操作,实现故障部位的有效隔离,并在隔离的过程中,借助于相关设备对线路两侧的判量关系,对线路故障类型进行分析,为故障排除方案的设定准备了必要的数据参考。在进行纵连保护的结构设计的过程中,为了提升继电保护工作的效果,技术人员需要针对于单侧电源网络的电力特性,对短路电压以及电流进行有效保护。冶金生产过程中,对于电力资源有着较为旺盛的使用需求,电力系统内部的电压环境与电流情况与其他生产部门有着一定的差异,因此为了实现对电力系统内部电压与电流的有效调节,减少输电线路故障对于电压电流的影响程度,确保生产流程的有序开展,在实际应用的过程中,技术人员可以进行特定值的设置,当线路故障发生时,电流电压低于或者高于特定数值时,输电线路中的断路器自动断开,实现电力故障的有效排除。另一方面对冶金生产设备进行接地与电网保护,电气自动化技术应用于接地保护与电网距离保护的过程中,为了限制漏电电流,避免漏电电流对于设备的损耗,需要技术人员可实用性原则为指导,增加接地方案的实用性,实现电路保护装置工作质量与效率的提升。对于电网距离的设置则应根据线路故障的发生位置以及反应保护装置的距离,最终确定保护装置安装位置,从而最大程度的提升保护装置的工作性能,增强继电保护的实际应用效果。 4.2PLC技术在冶金行业中的应用 PLC作为编程逻辑控制器,借助于自身内部存储程序,实现了逻辑运算以及顺序的定时控制,有效满足了自动化生产线对于设备运行的客观要求。PLC在冶金行业中的应用可以实现不同生产环节间,信息数据的有效沟通与交流,进行通信环状网络的构建,提升冶金生产流程信息交互的流畅度。其在冶金生产过程中应用,极大地提升了冶金工作的管理水平,实现了工艺流程操控的科学化,例如在对炼钢吹风处理的过程中,可以使用PLC对风机的高低速进行编程,使其能够根据实际情况调节风速,满足生产需求。 5结语 为了推动冶炼行业的健康快速发展,提升我国冶炼行业的整体竞争能力,文章以电气自动化技术为切入点,全面分析冶金行业电气自动化技术的特点与优势,在此基础上以科学性原则与实用性原则为指导,从多个角度出发,采取多种形式,促进电子自动化技术在冶金行业中的科学高效应用。 作者:何英春 单位:本钢板材股份有限公司采购中心 冶金技术论文:计算机技术对冶金自动化控制的应用 摘要:我国地大物博,物产丰富,又有大量的矿产资源,金属矿产种类多样。面对着当前工业化的进行,冶金技术开始出现了新的形式,而随着信息技术的发展,计算机技术开始被应用于冶金技术当中。冶金自动化可以有效提高金属冶炼的效率,而目前计算机技术在冶金自动化控制中具有非常重要的作用,本文探究冶金自动化控制中计算机技术的有效应用。 【关键词】冶金;自动化控制;计算机技术 我国有丰富的矿产资源,我国一直重视冶金业的发展,随着我国经济建设的进行,冶金业已经成为我国当前非常重要的产业。面对着计算机技术的普及以及自动化潮流的来袭,冶金业也在逐渐使用计算机进行工作并且逐步走向自动化。我国的工业在我国整个经济体系中占有重要位置,而冶金业在工业中有占据了相当大的比重,可以说冶金业的发展对我国经济发展具有较大的促进作用。计算机技术对我国冶金业自动化控制是有着较大影响的,因此要注重冶金自动化控制中计算机技术的有效应用,保证我国冶金业与工业的发展,促进我国经济增长。 1我国冶金自动化控制中对计算机的使用 冶金自动化最早出现在上世纪50年代,那时的人会使用一些简陋的机械在冶金的生产过程中进行配合,等到计算机出现与使用,冶金行业在生产方面的管理系统以及全线控制才开始真正意义上的出现并且发挥作用,计算机技术能够对冶金自动化控制产生积极影响,促进其内部系统之间的配合。计算机技术是一种划时代的技术,它可以被应用于各个方面,在每个方面都能发挥出重大的作用,冶金自动化控制也是它的受益者之一。随着当今计算机技术的不断发展,其内容不断丰富,因此在应用于冶金自动化控制中也可以体现中更多的新内容。目前计算机技术能够应用于冶金自动化控制的各个方面,我国的冶金企业也正在以计算机技术作为依托来开发新的软件,让国产冶金软件在世界舞台上占有了一席之地,因此,我们可以得出这样的结论,冶金自动化控制十分依靠计算机技术,计算机技术能够在我国冶金自动化控制中发挥出更大的作用,计算机在未来还会继续发展,或许会为我国冶金自动化控制带来新的内容。 2冶金自动化控制中计算机技术的具体应用 2.1冶金企业信息管理 冶金企业自身的经营需要大量数据作为辅助,每一家冶金企业都拥有自身的制作工艺以及与工艺有所关联的工序,工艺与工序之间的配合促进了企业的正常运行,但是企业自身的活动也会因此而产生大量的信息与数据,只依靠人的力量没有办法对这些信息进行收集与整理,在企业需要这些信息的同时也无法对相关信息进行调动,人力不能做到的只能够依靠计算机技术来完成了,计算机技术自身拥有对信息的处理功能,企业还可以以计算机技术为依靠建立一个虚拟数据库,将企业在生产中出现的信息全部储存到该数据库中。对计算机平台应该聘请专业技术人员进行管理,保证其中信息的安全以及企业对信息的调度,对各种金属都应该有所记录,包括这些金属的来源、制作材料、制作工艺以及制作流程等,让企业在需要对这些资料进行应用时能够找到相应依据,提高企业整体的运行效率。 2.2冶金过程控制 我国的冶金企业已经以计算机技术作为基础建立相应的过程控制系统,控制系统中的每一个步骤都需要使用到计算机技术,我国各个冶金企业已经建成了与之相应的控制系统,其中包含了互联网、工业以太网等方面的内容,冶金企业对区域控制系统的管理因为计算机技术的使用而得到了加强,过程控制系统可以在冶金生产过程中将生产所需要的数据进行整理,以此来形成一个数据库,之后利用区域控制系统对该数据库进行分析,将其中所包含的信息整理出来,之后将各类信息发送到冶金过程中各个需要的流程之中。工业以太网是冶金控制系统中的核心组成部分,它在其中承担了许多功能,例如传感器、控制器以及检测器等,增强了过程控制系统本身的安全性以及控制系统中各方对信息的反馈能力与信息传输能力等,让冶金企业能够对整个工作过程进行实时掌握,了解每一时段的工作情况,一旦出现问题能够迅速反应,做出相应的解决措施,保证整个冶金过程的顺利进行。 2.3局域网络 计算机与互联网在冶金企业中的应用带动了局域网络的发展。在冶金企业整个自动化控制进程中,对相关的硬件的精度以及数量的需求都在逐渐提高,这无疑加大了计算机对设备进行控制的难度,当这些设备对计算机的指令进行接收时与自身进行实际操作时会产生一定的时间差,各个设备之间的交流目前也存在着较大问题,面对这样的情况,局域网络可以发挥出很好的效果,局域网络可以将整个系统划分为若干个部分,之后将各个部分以局域网络的形式进行连接与管理,加强了各个设备之间的交流,提高了冶金企业整体的工作效率。 2.4人工智能 计算机技术正伴随着它的大规模应用而进行发展,很多冶金企业也注意到了这一问题,开始进行对自家企业使用的自动化控制系统的优化与改良,让整个系统向着网络信息化的方向发展,很多冶金企业已经完成了这一部分工作并且取得了良好的效果。部分冶金企业也开始在冶金自动化控制中进行人工智能的研究,这一研究的内容为:运用当前网络自身所具有的优势,总结与冶金相关的各方面知识以及与之相关的处理方法,再利用计算机对自动化控制系统内的相关设备进行控制。可以说就是利用网络、利用计算机来对整个冶金过程进行管理。人工智能系统的技术依据仍旧是计算机系统,它利用计算机系统所拥有的强大计算能力以及对数据、信息的分析总结能力,对整个金属冶炼过程进行模拟,在实际进行中进行监管并且对错误进行指出与调整,让整个冶金过程能够更加顺利地进行下去。 3结语 科学技术与信息技术的发展带给许多行业新的面貌。冶金行业在我国古时就拥有长久的发展历史,到了现代更是我国经济支柱之一,格外受到重视,因此冶金自动化控制自从引入我国以来就开始受到关注,随着计算机技术的普及与使用让冶金自动化控制进入了一个新的发展时代,让它具有了更多的功能,带动了我国冶金行业的发展。 作者:韩骏 冶金技术论文:电气自动化技术对冶金行业的应用 摘要:电气自动化技术是现代社会发展的主要技术形式之一,新技术在社会发展领域的综合性探索,是提升冶金行业技发展速率,并逐步进行行业技术创新应用的发展新趋势,本文对电气自动化技术在冶金行业中应用分析,基于电气自动化技术的基本特点,对电气自动化技术在冶金行业的应用进行分析。 关键词:电气自动化技术;冶金行业;应用 网络信息传输结构的逐步完善,为现代社会的发展提供了技术开发的炫新渠道。电气自动化技术在传统工业应用技术的基础上,融合计算机自动化系统,实现技术应用效果的进一步创新,结合现代电气自动化技术的基本设计,对冶金行业的电气自动化技术进行分析。 一、电气自动化技术的特点 电气自动化技术是基于传电气技术的基础上,融合计算机系统中自动化技术,达到传统技术与新技术的综合性对接,提升冶金行业效率的作用,电气自动化技术的特点分析主要包括:其一,电气自动化技术的技术广泛性较强[1],技术兼容性大,电气自动化技术技术的融合发展是中包含计算机技术,生产系统技术等多方面技术,在社会发展的多个领域都可以得到融合应用;其二,自动化技术性高,电气自动化技术的实现主要是基于计算机设计系统的基础上,从系统的单一性操作向集中化转变,大大提升了现代冶金行业整体生产加工效率;其三,电气自动化技术的安全性高[2],冶金行业是工业生产的主要领域,冶金行业的金属冶炼整体技术的应用与分析具有相应的危险性,实施电气自动化技术可以实现冶金行业危险职业由自动化代替人工操作,使冶金行业的安全性得到保障。结合以上对电气自动化技术基本概念及特点的分析,结合现代冶金行业对电气自动化技术的应用进行综合性探索,实现现代电气自动化技术在社会发展中的作用。 二、电气自动化技术在冶金行业中的应用 电气自动化技术在现代冶金行业的应用,实现了现代冶金行业生产效率的提升,生产系统一体化发展,并在电气自动化技术的逐步应用中逐步进行技术额综合性探究,从而实现现代工业生产技术的综合性完善的探究。 (一)冶金电力保护中的应用 电气自动化技术在冶金行业的应用,实现了电力资源供应系统电力资源应用结构的自动化发展,电力供应是冶金行业的发展动力,电气自动化技术的应用中包含了电力供应,例如:冶金领域的电气自动化趋向能保障电力资源供应中及时为冶金机械的加工生产提供相应的电力供应保障,同时实现电力供应资源的科学循环发展;另一发面,电气自动化技术在冶金领域的应用也可以达到现代冶金体系职工继电器的保护作用。例如:电力供应系统中继电器的检测保护主要包括继电器的运转信号的采集,分析,判断以及诊断几部分,电气自动化技术可以将这一过程综合为一个整体,并及时将冶金领域的供电系统进行电力维护,实现冶金行业的继电装置供电稳定性提高,电压应用的稳定性提升。 (二)冶金生产传感器 冶金行业中电气自动化技术的应用,在冶金行业的生产传感器的应用上具有体现。电气自动化技术中传感器技术可以把外部接收的信号转化为内部信号,自动化系统在计算机系统的控制作用下,能够快速的进行信号传输整理,在较短的时间内将冶金中接收的外部信号转化为电信信号。这一过程是冶金生产得以全面性自动化实施的基础。例如:冶金行业的技术应用主要是通过外部冶金材料的信息判断,到达控制性内部冶金加工的温度,加工的时间等问题,由此可见,冶金生产中传感器的应用是发挥电气自动化技术作用的技术基础。 (三)冶金温度检测器 电气自动化技术在现代冶金行业的应用中,温度检测器也是主要技术之一,温度检测器与压力传感器的应用往往是结合使用。一方面,冶金温度检测器在冶金领域的应用主要是从冶金生产的外部控制对冶金自动化具有控制作用,例如:钢铁冶炼的最佳温度,钢铁冶炼的外部温度和钢铁熔点之间的关系,冶金温度检测器的作用是通过系统对冶炼中温度的辐射温度收集进行信号传输,为电气自动化技术操作系统提供冶金中所需要的信息内容,把握冶金中温度的均衡性发展;另一方面,压力传感器技术是对冶金中的受压情况转化为技术分析,并将收集到的压力直接转化为信号,实现信号PLC控制中心的冶金环节的综合性控制分析。 (四)PLC技术应用 PLC技术是电气自动化技术的核心部分,PLC技术也可以叫做可编程逻辑监控器,冶金领域的的自动化控制技术在计算机系统的基础上,实现冶金生产环节的的生产环节的一体化管理。例如:PLC技术在钢铁冶炼行业中应用,可以实现钢铁冶炼环节脱硫、熔炉、除氧、转化以及水循环等环节的一体化控制,同时及时进行冶金环节的生产电波综合性转换,PLC技术的实施大大提升了我国冶金行业技术转换与循环的结构循环;同时,PLC技术的应用也可以与化学处理技术,冶金材料的运输部分结合在一起,扩展了现代电气自动化技术在冶金领域的综合应用。例如:PLC技术与冶金钢材运输结合应用,现代冶金技术的综合运输交流中采用PLC编程系统设定冶金产品的加工包装,将冶金行业的技术应用与技术应用综合性融合。 (五)冶金生产变频器的应用 电气自动化技术在冶金行业的应用也逐步达到冶金生产变频器的综合应用,变频器可以实现冶金电力资源供应中实现直流电转化为交流电再转化为交流电的系统性电力应用应用过程,新的电力供应系统在冶金行业的应用大大提升了冶金技术设备的变频速率,同时保障电力资源应用整体规划结构的电力信号在较短的时间内可以与系统接收传输信号进行同步融合,变频器的综合性拓展完善了传统冶金行业单一的电力资源应用作用,从不同的角度对电力资源的供应与传输进行多样化的融合。结合以上对电气自动化技术在冶金行业的技术应用分析,积极探索现代工业生产加工技术的未来发展趋势,推进我国工业生产技术的创新探索。 三、结论 电气自动化技术的综合应用,是现代工业发展的主要技术形式,基于电气自动化技术的基本特点,对电气自动化技术在现代冶金领域的开发与应用提供新的探索空间。 作者:陈建宏 何寅钦 单位:宁波宝新不锈钢有限公司 宁波东投置业有限公司 冶金技术论文:电气控制技术对冶金产业的运用 摘要随着科学技术的迅速发展,我国冶金产业也随之发展起来,并逐渐向着现代化方向发展。冶金企业工作效率显著提升在积极引进电子技术及信息技术等之后,企业的自动化系统运行也更加稳定,其中的电气控制技术在冶金产业中具有更大作用,一方面促进了钢铁及冶金行业快速发展,另一方面满足了社会对钢铁、金属等的需求。本文将重点探讨下电气控制技术在冶金产业中的运用,为其未来发展指明方向。 关键词电气控制技术;冶金产业;运用 冶金企业受科学技术发展进步影响,企业的技术及设备也越来越先进,工作效率也随之提高。随着我国社会经济的迅速发展,人们物质生活水平也不断提高,对冶金产品也提出了更高质量要求,需求量也逐渐增大,面对这种情况,冶金企业应积极优化改进使用技术,进一步提升冶金产品质量,从而促进冶金产业快速发展。 1冶金电气控制技术的特点 1.1涉及技术内容比较广 冶金企业生产工作过程中会涉及多项环节,而且环节间连续性较强,生产加工冶金产品包括了物理变化及化学变化,其中也存在着多项不确定因素,突变可能性也较大,因为涉及技术较多,发生波动现象的几率也较大。冶金生产要想更稳定地开展,首先要控制好原料成分,提升生产技术,制定出最佳生产流程方案,并及时进行生产过程中动态调整,确保冶金产品的质量及产量。 1.2技术难度大,生产工艺较复杂 冶金产业的电气控制技术较复杂,难度也较高,需要软硬件积极配合使用才能更好地应用自动化系统,此外还应做好细节优化工作,根据企业实际生产情况,调整生产工艺流程。将提高冶金产品质量作为原则,积极提升生产效率,这种工作对技术人员要求较高,工作人员不仅要具备一定专业知识及技巧,还应具备一定工作经验。 1.3较强地依赖电子技术 冶金企业积极向现代化方向发展过程中,积极引进并使用自动化技术,电子自动化技术是冶金企业的自动化控制系统的必备之物,企业只有合理使用电子技术,才能更好地进行自动化生产,冶金电气控制技术对电子技术依赖性较强。 2电气控制技术在冶金产业的运用情况 随着计算机、通信及网络技术的迅速发展,计算机控制技术出现了巨大变革,电气自动化控制技术是计算机控制技术变革的代表,它广泛地应用于电力、能源及环境等行业中,有效地改善了人们的工作环境及生活质量,增强了企业竞争力。电气自动化控制技术中的SCADA系统(监测监控及数据采集系统)和DCS系统(分布式控制系统)是典型代表,也是应用最广泛的,下面具体分析下SCADA系统在冶金产业中的运用情况。 2.1SCADA系统结构 SCADA系统能够对分布距离远、生产单位分散的生产系统进行数据采集、监控及控制,它的物质载体是计算机,系统以此物质载体为基础控制生产过程并进行自动化调度,有效地实现了现场设备的监视与控制,系统结构主要由远程控制单元RTU、通讯网络及中心站构成,不同应用领域对SCADA系统的发展也存在差异。 2.2SCADA系统在冶金产业中的运用 冶金产业属于能源行业,因此SCADA系统在冶金产业中的运用属于能源SCADA系统,这个具体的电气自动化控制技术主要监视、控制能源相关设施设备,系统工作运行中会涉及风、水、电等多种能源介质。SCADA系统在冶金产业的运用主要表现为2种主要功能的实施:1)数据采集功能,在SCADA系统中输入企业所需的能源数据,这些能源数据从企业能源管理中心获取,然后经过远控、监视及数据分析、计算等后,就能实现生产的调度指挥。进行过上述一系列实际操作后,也能连接计量中心、ERP管理系统等通过数据交换获取能源的产供、生产及设备检修计划等一些数据信息,确保企业所有人员能够对能源数据进行共享管理。2)监控功能,能源SCADA系统使用了无人值守管理技术,将涉及到的煤气柜、煤气加压站等燃气区域内进行无人值守,能源中心集中监控这些区域的情况,这有效提升了冶金能源企业劳动生产率,也能及时调整能源平衡,减少煤气排放,在快速处理异常运行情况及提升能源系统整体安全性方面具有良好的效果。此外,还能对能源管理中心下的供配电站、压缩空气站等进行系统进行实时监控与调整。 3电气控制技术在冶金产业运用的发展方向 3.1电气控制技术核心科技更具有原创性 科学技术是产业改革创新的源泉,我国的冶金工业科技研究从建国以来取得了历史性进步,有些冶金企业已经进入了国际领先水平,但是因为基础薄弱、起步较晚及缺乏科技人才相对缺乏等等,还不能很好地与欧美、日本等国家在总体技术实力上进行抗衡。我国的相关科研人才应扬长避短、发挥自己优势,研制出一套先进的冶金工业自动化控制技术体系。衔接配套好相应的软硬件,促进产学研的结合,进一步改善操作控制系统,提升冶金生产工艺水平,积极走自主研发发展道路。我国的首都钢铁集团在这方面做得就比较好,创造了数字化炼钢模式,改善生产流程在原有冶金流程上,并在控制系统运算比对上使用智能仿真技术,经过仿真模拟计算之后,从而将最佳控制效果调整展示出来。 3.2整套控制系统实时性及可靠性提高 电气控制技术的最大优势是实时性及可靠性,电气控制系统会采集最新数据,并对其进行综合分析及科学处理,具有实时、可靠及高效的特点。钢铁企业如果单纯生产生铁、粗钢等一些低端产品时,实时性要求会较低,但是若生产那些高端的钢铁产品如镀锌板、彩涂板及钒氮合金等时,就需要对提升整个系统运算速度、进行实时诊断、布控及处理,更好地及时发现问题,然后调整参数配比,进一步改善冶金生产工艺。 3.3数据挖掘及运用的实现 未来冶金产业使用电气控制技术时,会重视数据挖掘及运用的实现。钢铁及冶金产业应积极改善整套控制平台系统运行质量及水平,确保能生产出优质的产品,这是提升钢铁及冶金产业竞争力的关键。企业实现自动控制及精细化管理,应重视收集、整理及分析实时数据参数,优化数字模型的全过程。冶金产业的工程技术研发更普遍地使用数据挖掘,数字模型及控制算法也被广泛地引入生产中,冶金及钢铁工业的自动化控制系统未来将有更为广阔的发展空间,也会有更强大的发展动力。 4结论 随着科学技术的不断发展,产生了冶金产业的电气自动化控制技术,这种技术是科学技术的产物,也为冶金产业健康可持续发展提供了支持。电气控制技术优化与改进,能够有效提升冶金产业的生产效率。使用这种技术,也能保证冶金生产流程的规范化,促进我国冶金产业向着良好方向发展,是冶金产业发展的主流趋势,因此冶金企业应积极引进先进的自动化控制技术及设备,分析冶金企业对电气控制技术的运用情况,结合技术特点及冶金企业实际发展状况,明确电气控制技术在冶金产业运用的发展方向。 作者:周志红 单位:中国一冶集团有限公司 冶金技术论文:冶金机械设计关键技术的应用 【摘要】随着社会经济的发展,我国污染问题日渐暴露出来,各行各业的“绿色发展”意识越来越强,并借助先进技术设备和手段进行了一系列的生产工艺改革、优化。在这样的环境背景下,冶金机械设计关键技术也顺应了时代的发展潮流,大有向绿色技术转变的趋势,为推动冶金机械行业的可持续发展创造了有利条件。本文以“绿色”为基点,在对冶金机械设计关键技术发展作出简要分析和论述的基础上,就冶金机械设计的关键技术应用进行了研究。 【关键词】冶金机械设计;关键技术;发展;应用 1前言 在先进科学技术的大力推动下,我国冶金行业展现了勃勃生机,未来的发展前景不可限量。冶金机械是冶金行业发展的基础,是冶金企业生产经营的重要资源,其先进与否直接决定了冶金行业及企业的发展层次。而冶金机械设计又是冶金机械制造、生产与使用的前提和基础工作,其对先进关键技术的引入显得尤为重要。知识经济、创新经济时代背景下,不断有新的冶金机械设计关键技术被开发出来,并被广泛应用于冶金机械设计领域,为冶金行业及冶金企业的发展创造了良好技术环境和条件。有关冶金机械设计关键技术的研究受到了社会各界的广泛关注和重视。 2冶金机械设计关键技术的发展 绿色理念指导下的冶金机械设计关键技术开发加上了更多的条框限制,也被赋予了多样化的技术色彩,它不仅强调了是满足冶金机械设计需求的关键技术,还实现了冶金机械的节能、环保。绿色关键技术支持下的冶金机械设计在某种程度上延长了冶金机械的使用周期,它通过封闭环形设计,帮助冶金企业实现了产品的循环再利用,对环境保护具有重要的作用和意义。同时,绿色冶金机械设计关键技术还把环境影响因素纳入到了考虑行列,对各阶段的物流输入输出进行跟踪,建立了环境损坏风险评估体系,可以对冶金机械运行环境进行更好地监测,有效保证了冶金机械设备运行安全,有利于环境保护。相比传统冶金机械设计关键技术,新型关键技术更加注重冶金机械的节能设计,大大提高了生产材料的利用率,减少了材料处理过程中有害物质的排除,最大限度地保护矿产资源的同时,保护了生态环境。 3冶金机械设计的关键技术应用 作者基于对冶金机械设计关键技术发展的认识,从材料甄选、噪声治理以及废弃处理三个方面谈论了冶金机械设计的关键技术应用,并提出了一些应用建议,以供参考。 3.1应用于材料甄选 材料甄选对冶金机械设计质量的影响无疑是重大的。冶金机械一般都会有固定的使用寿命,但是也会随使用环境的变化而有所变化,报废是其始终无法回避的结果。因此,为了进一步发挥冶金机械的社会效益和环境效益,我们在设计使用冶金机械材料时,应该尽量选择一些易分解、可再生的新型材料,把冶金机械设备报废对环境的影响降至最低。长期以来,铁、铜及其合金材料是冶金机械设计的主材料,它们的特性基本满足冶金机械设计的技术要求。但是,冶金机械单单依靠这些金属材料是不可能完成整体设计的,还会不可避免的使用到橡胶、玻璃以及塑料等,而这些材料又是很难分解和回收使用的。所以,冶金机械设计的过程中,应该时时关注材料市场的动态变化,在达到使用精度要求的基础上,尽量选用绿色材料,减少环境污染性材料的使用。 3.2应用于噪声治理 冶金机械工作的过程中,不可避免的会因振动而产生不同程度的噪声污染,不仅不利于职工的身体健康,还给周边居民的工作和生活带去诸多不便。我们在利用关键技术进行冶金机械设计时,应该充分考虑伴随机械振动产生的噪音污染,深入分析冶金机械振动发生的原因,有针对性地采取一系列减震措施,发挥绿色关键技术的功能和优势,例如,对部分零部件进行减震处理如发动机等,可选装一些减震性能优良的弹性支撑。与此同时,我们还可以在市场上选配一些减震效果好、噪音低的发动机以及装配精良的齿轮减速箱,并注重对各机械零部件的日常维护保养,根据实际情况,定期涂抹润滑油等,减少机械部件摩擦产生的噪音。除了合理选用冶金机械配件,冶金机械设计师还应该提高自身的技术要求,认真合算各设计部件的尺寸,保证部件连接的紧密性,提升部件之间的匹配度。 3.3应用于废弃处理 冶金机械生产的过程中,总会伴随着一些废气、废水、固体废弃物的产生与排放,如若处理不好很容易对自然环境造成严重污染。但是,受现有技术水平和条件的限制,还很难实现冶金机械的废弃物零排放。现阶段,我们能做的就是尽量减少污染物产生和排放,并加强废弃物处理。在冶金机械设计的过程中,我们应该始终秉承绿色设计理念,利用先进技术手段和设备,对冶金机械进行封闭循环设计,具体而言,可以在冶金机械排放废弃物的末端,加装对应的废弃物搜集和处理设备,在废弃物尚未消散在环境的阶段,把废气、废水以及固体颗粒等积聚在容器内,并采用先进技术设备和手段进行分类处理,在确定检测结果达到排放标准之后,方可排入环境当中。对于重复使用的资源,冶金机械还应该设计回流系统,通过先进技术处理后,把回收资源重新投入到新一轮的生产当中,如此降低环境污染的同时,还提高了冶金机械的资源利用率,对提高企业经营效益具有重要作用。 4结语 总之,冶金机械设计关键技术的发展将偏向于绿色化,而且其应用也会更加广泛。由于个人能力有限,加之冶金机械设计关键技术发展日新月异,本文的研究可能存在不足,因此,希望其他学者持续关注冶金机械设计关键技术的发展,并结合其技术特点,提出更多的应用策略,以提高冶金机械设计的质量,推动冶金企业及整个行业的可持续发展。 作者:赵春旺 单位:天津天铁集团第一炼铁厂 冶金技术论文:冶金企业节能减排生产技术分析 在实际的钢铁生产过程中,除了会消耗掉一些能量外,还会排放出一氧化碳、二氧化硫等有毒气体。在此种形势下,为全面降低对环境及大气层造成的污染,实现自然生态及人类身体健康的保护,冶金企业采取科学、有效的节能减排生产技术具有非常重要的现实意义。 1我国冶金企业当前节能减排生产技术情况 随着我国钢铁业技术水平的提高,一系列环境友好型工艺技术,如干熄焦技术、高炉喷煤技术、以及炉外精炼技术等,均得到了较为广泛的应用。然而,相比于国外,我国冶金企业在有效利用能源方面,有着不小的差距。具体展开分析,此种差距主要体现在烧结、焦化、炼铁及转炉等钢铁生产工艺上。由此可知,为实现能源的充分利用,达到节能减排及环保的目的,冶金企业就需要加大对传统工艺的改进及新技术的应用力度[1]。 1.1焦化方面 ①干熄焦技术:通过应用此种技术,可将80%左右的红焦显热进行回收,并降低焦化工序约60kg标煤/t左右的能耗。除了具有显著的节能效果外,干熄焦技术还能大大减少采用湿熄焦技术时排放粉尘、硫化物等有害气体的量,从而实现生态环境的改善。②炼焦配煤优化系统:配煤指的是根据一定的比例,均匀配合两种及以上的单种煤料,从而制造出焦炭;而炼焦配煤优化系统则是将经验配煤的方法有效转变为精确度高的数值化配煤方法,在节约煤炭资源、降低配合煤成本、确保焦炭质量的基础上,促进冶金行业朝着科学化、精细化方面发展。 1.2烧结方面 ①烟气烧结技术:在利用低温烟气余热进行发电时,需要应用到梯次科学利用废气温度以及高效、低耗余热回收系统等核心技术的。在开展低温烟气余热发电建设项目时,通过应用上述核心技术,可大大提高烧结矿的发电量。②催化燃烧烧结助剂:除电能外,烧结还需应用到焦粉或煤等,而将催化燃烧烧结助剂加入其中,则可进一步促进烧结效率及烧结矿强度与厚度的提高,进而达到节能减排的目的。 1.3炼铁方面 1.3.1高炉喷煤助燃剂:在采用高炉开展喷煤操作时,关键技术是将喷吹的煤粉燃烧完全。我们可通过检测除尘灰来得到煤的具体含量,但,除尘灰中会含有50%及以上的碳粉,这就表明在高炉中,将喷吹的煤粉并没有燃烧完全。此时,为实现喷吹煤粉的燃烧效率及利用率的提高,就需要将助燃剂添加在煤粉中[2]。1.3.2TRT与CCPP发电技术:①TRT(即回收透平高炉煤气余压发电装置)指的是将高炉炉顶煤气的余热及余压转化为机械能,从而实现驱动发电的一种发电装置。通过应用此种装置,可起到充分回收高炉内煤气余压能量的作用,同时还发挥出了改善炉顶压力控制品质、净化煤气的作用。②CCPP(即联合燃气与蒸汽的循环发电装置)指的是将低热值高炉煤气作为燃料的一种联合循环发电机组。此种发电装置可借助高炉中富余、放散的煤气进行发电,既可实现大量电能的获得,同时还能达到煤气零排放标准,极大程度上减轻对环境的污染,具有绿色环保的意义。 1.4炼钢方面 回收利用转炉煤气:转炉内部在冶炼过程中,一直处于高温状态,当温度为1600℃左右时,就会发生碳氧反应生成一氧化碳气体,也即转炉煤气。在转炉炼钢时释放的能量,其载体主要是高温媒体,此时,为达到负能炼钢的目的,继续将煤气回收的数量及质量尽可能提高。②干法除尘技术:当前,冶金企业主要采用煤气湿法与煤气干法来净化回收氧气转炉炼钢。其中,相比于湿法除尘,干法除尘具有更为显著的社会经济及环境效益,究其原因,主要是干法除尘技术具有非常高的净化效率,无需进行污水处理;且具有较小的系统阻损与较高的煤气发热值,可直接利用回收的粉尘,充分达到了节能的目的。 2冶金企业节能减排生产技术未来的发展趋势 2.1焦炉朝着大型化方向发展,非回收型炼焦技术应用愈发广泛 现阶段,我国部分冶金企业主要采用最为先进的7.63m超大型焦炉作为焦化系统,热能回收则采用了干熄焦技术,装煤系统则采用了负压抑尘无烟技术,可进一步促进焦化系统朝着节能减排的方向发展。此外,美国的Sesa炼焦公司为降低生产焦炭过程中造成的环境污染,加大了非回收型炼焦技术的开发及应用力度,通过直接燃烧化工副产品而获得热能,在生产时不会排放明显的污染物,大大改善了焦炭产量及质量[3]。 2.2COREX熔融还原炼铁技术的应用 当前,在炼铁系统中,应普遍应用的节能减排技术有煤气回收、富氧喷煤以及双预热高风温热炉等。而作为一种成熟的炉外炼铁技术,COREX熔融还原炼铁的概念便是在熔融状态下,通过借助碳转变成二氧化过程中释放的热量,从而完成铁氧化物的还原反应。在理论上,通过应用此种技术,可实现碳的最低消耗,实现节能减排的目的。 2.3氢冶金技术的应用 在冶金企业中,其炼钢系统采用的技术主要有煤气回收、全连铸以及气化冷却等,同时还加大了冶金固废的综合处理及再生利用工程的建设力度。通过应用这些新型的技术,可将污染物的排放降至最低。考虑到焦炭及炼焦煤等资源的匮乏,对传统冶金工业的发展造成了重要的影响,因此,加大氢冶金工艺的发展力度,是切实可行且具有显著优势的。在开展铁氧化物还原反应过程中,通过应用氢气,可实现二氧化碳的零排放。但需要解决的问题是如何采取有效措施获得廉价且丰富的氢气资源。 3结语 综上所述,当前,我国冶金行业利用资源的方式已逐渐朝着循环再利用的方向转变,并在炼铁、炼钢系统的能源消耗研究、废弃处理利用以及节能减排新技术应用等方面,取得了较为理想的成绩,但与国外先进水平还有着不小的差距。因此,在今后的生产过程中,需加强对生态冶金技术的认识以及对节能减排生产新技术的开发及利用力度,促进冶金企业全面朝着生态化、环保化的方向发展。 作者:李宏亮 单位:重庆钢铁集团设计院有限公司 冶金技术论文:冶金行业电气自动化控制技术分析 一.冶金工业自动化控制技术的创新与发展 随着我国冶金行业的快速发展,科学技术进步日新月异,我国冶金电气自动化技术应用取得了显著的成效。我国不断引进大量自动化控制技术,进一步提高冶金生产集成控制水平。企业经过初期的资本积累,从原料准备到生产出最终产品,注重将资金投入到研发新技术、新工艺上。繁杂的生产工艺既促进了自动化控制技术在冶金行业的应用,也给企业带来了旺盛的生机和活力。在冶金企业的生产过程采取引进部分先进技术,不断发展中对自动化控制技术,实现适合自身发展的电气自动化设备的功能提升和技术创新。 二.冶金电气自动化技术的基本特点 20世纪80年代以前,冶金电气自动化技术的特点主要表现在适应冶金企业生产需要,主要从国外引进冶金工程自动化系统控制软件,基本属于流程型。到后期,冶金工程自动化系统控制软件技术的应用与创新有较大提升,生产过程工艺环节逐渐变多、连续性增强,逐渐意识到自主研发的重要性和适用性,而且包含有复杂的物理和化学过程,实现了较大的历史性转变。随之而来,生产流程存在着各种突变和不确定因素,更加注重向技术要效益理念的培育。其中,原燃料成分和生产技术条件经常发生波动。为确保新一代冶金工业工程自动化系统控制软件平台的应用冶金生产的顺利进行,生产人员需要根据生产工艺要求对物料、能量、质量等,制定最优的生产作业计划,推行自动化管理,使得冶金工业自动化管控效率和水平达到了国际领先地位。 三、冶金电气自动化技术的重要作用 随着工业技术的进步和自动化控制软件的研发,在生存中求发展的历史阶段下,冶金电气自动化技术在生产过程中发挥着越来越重要的作用。兴起了自主研发的冶金工业工程自动化控制平台技术类软件,大幅度降低人工操作故障率。在应用水平、管控质量、运行效率等方面通过采用冶金生产应用电气自动化技术,在很多环节和细节,创造出可观的经济效益。变人工操作为自动化操作,逐渐取代进口软件,使所用相关设备按照程序逻辑,优于国外进口自动化系统控制软件。按部就班的进行,在工业生产中得到了较为广泛的采用和实践,大幅度减少人力,使得国有大中型企业领军的能源管理控制系统等领域有了长足的进步和提升,从而节约生产成本。基于节能环保与钢铁产品制造流程优化的设计,保证设备正常运转,提高工作效率。 四、冶金自动化控制系统的未来发展趋势 早期的冶金工业自动化控制技术的应用主要局限在装备性能、产品质量、生产成本、运行效率等。虽然在创新的路上经历一些磨难挫折,但我国的电气自动化冶金控制技术已经取得了很大的发展,基本实现了生产效率的最大化、生产能耗的最小化。但也存在一些问题,例如我国各地的冶金技术水平仍然存在未来亟待解决的不平衡问题,因此对钢铁工业生产的结构、功能以及效率进行进一步优化和改善,自主研发创新已经成为未来发展的趋势。(1)提高并改善自主集成数字化控制系统的水平加强对制造整体流程的研究和投入。在坚持原有钢铁工艺流程的基础上,加大计算机模拟仿真技术研究,对生产过程进行改善,引入绿色环保、节能降耗等理念。改进控制系统的同时,也提高了生产效率。在数据采集方面利用最新的仿真计算,防止不合格产品的产生和资源的浪费。对历史生产过程调整模拟,建立广义模型、优化和完善控制技术过程,在脱离冶炼过程下改变参数与模型,从毕建良而实现全程自动化控制。(2)自动化控制技术数据挖掘与应用通过改善自动化控制系统的水平,对钢铁工业各环节产品实行实时监测、评估与控制生产出优质的钢铁产品,运转高效、误差率较低,工业产品质量得到有效保障。在钢铁自动化控制系统中,基于在线分析检测监控技术,对生产过程的实时数据进行收集整合,实施动态实时监控。并通过数学模型的优化,研发出对生产设备实施全过程实时诊断的新型自动化控制技术,达到对生产过程的精细化管理以及生产的自动控制。(3)冶金自动化控制系统优秀的服务提高冶金自动化控制技术核心科技的服务是技术产业之源,需要由被动服务向主动服务转变。以科学理论的研发为基础,对服务的质量要求与日俱增,可以在冶金工业科技研究领域取得历史性进步。目前,冶金企业追求一种零故障的目标,这就要求自主研发一套先进的冶金工业自动化控制技术体系。除了设备软硬件配套衔接,本身的检修外,还需要产学研相结合,改善操控系统。提供标准化的服务,提高生产工艺技术水平。(4)冶金自动化控制系统要不断开拓创新自动化控制系统产业创新主要以技术创新为基础,要想长期生存并保持旺盛的生命力,必须走自主发展的道路,取人所长补己所短,发挥自身优势,不断开拓创新。未来一些新技术,在其原有冶金流程的基础上,融入到自动化控制系统中,例如将智能仿真技术运用在控制系统运算比对上。机电一体化测量也必将取代现代的测量技术,通过仿真模拟计算,将测量精度大大的提高,调整出最佳控制效果。 五、冶金工业自动化控制系统的建议 我国建国以来,冶金工业自动化控制技术取得了很大的进步,步入国际领先水平。但是由于科技人才相对缺乏,与国外的一些先进技术还有不小的差距,在总体技术实力上还无法抗衡。因此,笔者提出如下建议:(1)提高整套控制系统的实时性和可靠性当前,由于我国企业在某些方面技术的不成熟,对实时性要求偏低,硬件技术的差距仍然很大。想要产出优秀的大型自动化控制系统,需要对各项数据进行综合分析并进行科学处理;相关专业人才应该开拓创新,提高整个系统的运算速度,研发出属于自己的硬件技术与产品,及时调整参数配比,进而迅速缩小与世界领先技术的距离。(2)要实现数据挖掘和运用通过采集最新数据,改善整套控制平台系统的运行质量和水平,加大创新意识,走自主研发道路。加强宣传推广实时性和可靠性的优势,增加企业与科研机构等的合作研究。注重对实时数据参数进行收集,促成冶金生产的电气自动化技术及其应用的更新和发展。对数字模型经过全过程优化,实现冶金工业的健康、和谐和可持续发展。 作者:毕建良 冶金技术论文:计算机技术在冶金自动化控制的应用 虽然当前国内冶金行业已经广泛的引入了自动化控制系统,但和西方发达国家比起来,国内的自动化水平依旧还有很大的差距,部分关键技术依旧需要进口,国产化水平较低。所以,冶金行业技术人员应当更加深入的进行研究,开发出符合国内冶金行业实际的软硬件系统,为冶金企业创造更多效益。 1计算机在冶金过程中的应用 在自动化产品方面,以计算机为基础的分布式控制系统逐渐开始替代过去的DCS系统,尤其是最近几年开始应用的现场总线、工业计算机以及网络信息技术。计算机过程控制系统将工艺知识、数学模型、专家经验以及智能技术有机的融合在一起,从而构成了一个全面完整的数据信息资源库,利用分布式控制系统结构,借助于工业以太网和传感器、控制器等进行连接,能够实现冶金企业生产情况的实时监控,有效的增强了系统的稳定性与控制型。比如说轧制作业,如下图1所示,我们在轧线上安装好板型控制、位置控制、厚度宽度控制等仪器,将获取到的信息通过PLC控制器传输到过程控制计算机中,在计算机进行分析之后,再借助于工业以太网传送到管理机,管理机根据这些数据信息发出操作指令。这样一套完整的管控一体化信息系统能够帮助我们对轧制生产的全过程进行有效控制,在很大程度上增强了冶金企业的自动化控制水平。 2人工智能的应用 所谓人工智能系统即是将神经元网络、专家系统以及模糊系统联系组合而成的控制系统,借助于模糊逻辑方式对传感器获取的测量数据实施判断与评价,从而发出相应的控制指令。在冶金自动化控制系统中,借助于计算机网络的优势,对冶金企业各方面的专业知识以及核心处理方案进行评价,通过计算机对相关设备实施智能控制。简要的说,即是将实际生产需要的工艺计算以及实际控制输入到计算机之内,而计算机通过模糊的逻辑方式对产生的情况作出深入的分析,从而再发出具有更高精确性的操作指令。现阶段国内大多数钢铁冶金企业都实现了从基础自动化到网络信息化的转变,也实现了冶金生产全过程的自动化控制。在网络化的技术前提下,我们能够实现对专家系统的开发升级,从而让冶金生产过程中的各项数据信息得以共享,作业人员只需要在操控室便能够进行控制与作出技术决策。 3计算机在企业信息管理中的应用 在冶金企业的生产过程中往往会形成大量的数据信息,若我们通过人工采集的方式不但需要耗费大量的时间,同时也容易出现误差,这就会对企业的基础管理工作产生较大的影响。在这一情况下,我们可以利用计算机构建一个性能强大的管理平台来完成这一任务。现代钢铁冶金企业通常来说包含了铁矿采购、烧结、炼铁、炼钢、连轧等复杂的工序,同时在这一过程中还需要供水供电等辅助工作,各个作业流程之间必须要紧密配合,关系到一系列的质量、调度和通讯管理,因此我们借助于计算机技术开发出一个综合的信息控制管理平台,在企业内部构建管理信息网络,把所有的数据信息以及生产工艺流程虚拟平台包含在内,利用这一系统我们能够使用计算机来进行更加优化的管理,确保各项管理工作的协调性。另外,信息控制管理平台还能够依靠其现代化的管理思路,将钢铁冶金企业内部各种资源充分利用起来,针对生产管理过程进行规划与调度,实现最佳的策略配置。 4计算机生产管理控制系统的主要功能 首先是冶金生产流程的全息集成,能够有效实现铁——钢——轧横向数据集成与相互传递,实现管理——计划——生产——控制的信息集成,另外还能够整合生产实时数据与关系数据库为数据信息仓库,借助数据挖掘技术来为企业的生产管理活动提供更加科学的决策。其次是计算机模拟技术,让企业的设计制造更加科学。利用计算机仿真、多媒体技术以及全流程模拟,基于各类冶金模型,实现流程离线仿真以及在线集成模拟,进而让企业生产组织、生产流程和产品设计开发更加优化。最后能够让企业生产制造更加智能化。对于生产组织管理来说,基于事例推理、专家知识的生产计划和运筹学中网络规则技术,可以为企业带来快速调整作业计划的能力,从而帮助企业增强生产组织的灵敏度。对于生产质量管理来说,借助于数据挖掘技术、统计计算以及神经网络分析技术,能够对冶金企业产品质量实施预报、跟踪和综合分析,按照生产过程中产生的数据信息,对生产中可能存在的品质异常问题进行判断。对成本控制管理来说,通过数据挖掘技术的应用,我们建立了动态成本模拟系统来对生产成本进行预测,依靠跟踪控制技术来实现原材料配比、能源供应以及生产调度的优化,在很大程度上降低了生产成本。 5结语 总之,科学技术的发展给冶金行业自动化控制和工业计算机提出了更多的要求,虽然当前国内冶金行业的自动化水平有了很大的进步,但是从整体上而言依旧存在很多需要完善的地方。所以对于冶金行业技术人员来说,必须要积极借鉴国内外先进技术,就核心技术和重点环节展开深入细致的研究,争取掌握更多核心技术,推动我国冶金行业的稳健发展。 作者:钟鸣 梁鹏 肖斌 冶金技术论文:冶金行业电气自动化技术论文 1、电气自动化元件在冶金行业的应用 电气自动化元件在冶金行业的应用非常广泛,常见的一些自动化元件例如:继电器:一种输入回路和输出回路的电子控制装置,其运作方式是通过控制电流,从而在电路中达到一个转换电路、控制电流等作用,是常见的电路安全装置。高压隔离开关:自动化系统中稳定性较高的一种安全保护装置,保证电路使用过程中操作人员的人身安全,隔离高压电源对人身和设备可能存在的安全隐患。高压熔断器:当电路电流超过负载或者超出规定值的一段时间后,高压熔断器会自动融化从而分离电流,断开电源,有效保证电路及人身安全。传感器:感知外界的信息并将其转化为可用信号的一种检测装置,被广泛应用于各个生产加工环节。传感器由敏感原件和转换组件两部分构成,常见的传感器有压力传感器(将压力变化转变为电流或电压的传感器)、温度传感器(能感受温度变化并将其转换为可输出信号的传感器)、流量传感器(可以感受流体流量并将其转换为输出信号的传感器)。 2、PLC技术在冶金行业的应用 PLC作为电气自动化技术现已在冶金行业中得以广泛运用。其本身是一种数字运算操作的电子装置,在工业生产环境的各个角落都可以得到有效利用。PLC技术的工作原理是通过可编程储存器来执行各种逻辑顺序运算,正确的完成指令,在工业生产中,PLC技术可以通过数字模拟输入输出的进给量与操作量,从而控制各类机械的生产过程。目前,PLC技术也被广泛应用与冶金行业,以此保障高温高电压的工作环境下,设备和操作人员的安全。其常见的实际应用,例如:物料管理系统中,PLC技术可以控制不同仓库的物料管理,并且实现有效控制。对物料进行编码储存管理,高效的运算能力可以保证大型仓库的物流管理实现可调节、高效运作的模式。同时可以连接各仓库系统中的通讯网络,保证良好的通讯网络构建。在冶金生产中,常见的生产原料和生产单位称重、同时将所得数据进行有效整理,这都是现如今PLC技术实际应用中可以轻松完成的,其在很大程度上提高了控制系统的自动化程度,为冶金行业的生产提供了有力保障。冶金生产中最难以解决的废料、废水处理问题,现如今也已经采用PLC技术代替原有的处理系统。首先,原有处理系统是利用离子交换树脂,从而将废水吸收。但这种做法对于使用时效不长的树脂原料耗损巨大,缺点明显。如今所采用的PLC自动化控制系统,可以通过高效的控制,让树脂还原处理系统与离子交换系统同时运行,即保证了废水的有效清除,又能保证工作的可循环性和稳定性,极大的提高了工作效率。 3、电气自动化技术在冶金行业中未来的发展方向 3.1提高自动化控制程度 随着工业发展的不断进步,市场对于生产要求的不断提高,高效稳定的工业化生产才能更好的满足市场的需要。在冶金行业中,自动化控制系统已经越来越符合工业生产的要求,其综合性、有效性实现了冶金过程中的快速判断和快速处理,保障了工作质量,同时提高产量、减少原材料消耗、减少废弃物污染以及保障设备和人员的安全。因此,提高电气自动化的控制程度已经成为在众多企业的竞争中脱颖而出的重要因素。 3.2提高自主集成数字化的控制水平 通过对整套控制系统进行实时监控,从而提高控制的有效性和安全性,并且实现对冶金过程的准确把握,避免出现操作失误。对于自主集成的数字化控制系统,要做到实时监控有效把握,不断提高数据探索技术的应用水平。 3.3提高自动化服务的水平 自动化系统在冶金生产中的发展方向,就是要通过优化与升级,在服务水平上做到精确稳定,减少故障与误差,提高服务标准,在今后的电气自动化发展中向着智能化、信息化以及微型化的发展方向不断前进,实现自动化系统的更高效利用。 4、结语 综上所述,冶金行业生产多在环境恶劣的条件下进行,其制作工艺流程繁多并且要求精确,对生产的产品质量要求很高,因此对先进技术的应用就显得尤为重要。电气自动化技术在冶金生产的过程中具有非常重要的地位和作用,其本身就代表着先进的生产力,只有更好的将电气自动化技术与冶金行业的生产相结合,才能提高行业竞争力,为社会创造出更大的价值。 作者:唐琦 陈汝强 冶金技术论文:仿真软件在冶金技术教学中的应用 一、传统冶金技术实践教学的弊端 实践教学环节在职业教育中占有相当重要的地位,职业教育培养的是适应现代化建设需要的高技能专业人才,要求具有一定的实践技能和创新能力。长期以来,受相关条件的限制,我国高职冶金技术专业一直沿用比较传统的教育教学模式。教学过程沿用传统的“三段式”教学模式,即基础课、专业基础课和专业课,理论教学与实践教学没能有效地结合在一起,同时,专业课程教学内容与企业生产实际相差很大,实践教学少,学生实践操作技能缺乏,没能真正学到相应的专业操作技能,毕业后不能适应企业生产岗位的需求。由于教学过程枯燥,很多学生上课不想学、不愿学,教师教学过程单一,学生就业不理想,企业难招聘到适用人才。另一方面,在专业课教学活动中重理论、轻实践,实践操作教学还只是理论教学的辅助手段,教学过程采取先进行课堂理论知识学习,然后再进行短暂的实践教学。这样的教学模式,使学生很难把学过的理论知识与生产实践结合起来,从而提高他们自身的实践操作能力、巩固他们的专业基础知识。把理论教学与实践教学隔离开来,达不到预期的实习效果。实习方式完全由教师包办,带领实习。为了保证学生安全和企业生产安全,学生在企业岗位上真正实践操作得很少。这种实习过程使学生的动手能力和创新思维受到严重制约,从进入冶金企业生产岗位进行实习到结束,整个实习过程都由教师和企业的相关人员组织安排,学生只能看岗位工人的操作过程,真正动手的机会很少,这使学生的实践操作技能没能得到有效提高。学生在整个实习过程中,仍如课堂教学一样,只是被动地接受知识,没能在实习岗位上去实践操作,把学过的理论知识与实践结合起来,使实践操作能力的培养受到制约,影响了学生实习的兴趣。冶金生产是一个高危行业,生产的连续性强,生产的环境恶劣,生产的条件苛刻,生产的技术含量高。在高职院校中,受各种条件的限制,冶金技术专业在实践教学中存在以下弊端:1.冶金实践教学课程开设少冶金生产过程规模大、投资大,设备种类多,生产工艺流程长,生产技术条件苛刻。在实验室内不可能进行相关生产操作实验,实践教学课程难以开设。只能进行某些简单的、单一的生产工序演示实验,同时,学校由于经费有限,实验室设备配置也无法满足学生单人单机的需要。实验课通常是由教师在课堂上介绍实验原理、实验要求、实验步骤以及安全注意事项,然后再到实验室进行实验操作。由于设备有限,有些实验是几个学生甚至十几个学生围在一起进行一套实验装置操作。另外,由于实验室设备与企业实际生产的设备相差甚远,学生不能学到生产实际操作技能,而且学生动手机会少,动手能力差。专业理论知识不能与生产实践相结合。2.冶金实验的危险性大冶金生产过程的条件苛刻,一般都是在高温、高压或酸、碱等条件下进行的,生产过程中也会加入一些有毒有害的介质进行反应。在实验室进行实验,会使用高温电炉、高压反应釜等危险设备。这些设备时开时停,长时间不使用也会增加设备的危险性。另外,这些设备操作要求高,错误的操作极易引发重大事故。同时,实验过程需用到一些有毒有害的化学药品,实验过程不可避免会产生有毒有害的废气和废渣,这些废气、废渣处理不好,必将直接影响师生的身体健康,同时也会对环境造成污染。在企业实际生产中这些废气、废渣必须经过处理达标,才能排放。但实验室由于条件有限,不可能按实际生产要求进行处理。因此,教师在实践教学活动中,为安全起见,一些有危险性的实验都不敢进行教学操作,只能进行演示实验。学生本应学习的操作技能,由于实验条件的限制无法进行。3.校外冶金实训基地实训效果有待提高冶炼企业的生产过程是—个复杂而庞大的系统过程,学生要学到相应的专业实践操作技能,必须进入企业生产岗位进行生产实训。但是,到企业进行生产实训存在很多无法解决的实际问题:(1)冶金企业大型化、自动化的特点,决定了生产过程整体性强、各生产工序衔接度高,生产设备庞大,工艺流程长。学生在企业实习,受时间的限制不可能各个工序都能进行在岗实习,只能走马观花,简单了解整个企业生产情况,无法了解主要设备的结构及各生产工序的生产要求。(2)冶金生产过程必须连续稳定,不可能让学生在生产岗位上进行实践操作,更不可能让学生亲自动手进行相关生产事故、故障的处理工作,学生到现场只能看和听,根本达不到提升实践操作技能的目的。(3)冶金生产过程不可避免会使用或排放一些有毒、有害物质,同时,冶金生产过程是在高温、高压、高腐蚀等工作环境进行的。安全生产是企业的头等大事,学生年轻好动,很多企业为安全起见,都不愿意让学生进入企业进行生产实习,常常以各种理由拒绝学生到企业进行实训。 二、冶金仿真软件在实践教学上的作用 2011年至2013年我院冶金技术专业得到中央财政专项资金支持建设冶金实训基地,通过参观区外院校冶金技术专业建设情况,并结合区域实际情况,学院与东方仿真、北京金恒博远钢铁生产仿真合作,引进了湿法炼锌仿真软件、铝冶金仿真软件和钢铁生产仿真软件,并建设了一间拥有五十台电脑的多媒体仿真实训室。湿法炼锌工艺仿真软件包括:锌精矿氧化焙烧工序、中性浸出工序、热酸浸出工序、预中和工序、沉铁工序、净化工序、电积工序。铝冶金仿真软件包括:氧化铝生产工艺仿真软件以拜尔法氧化铝生产工艺为原型,以氧化铝生产的开车、停车及事故处理为主体内容,由原矿浆制备、管道溶出、赤泥洗涤、晶种分解、多效蒸发、苏打苛化和氢氧化铝煅烧七个单元操作组成。铝电解虚拟仿真实训软件具有设备演示、工艺演示、工艺仿真操作以及铝电解生产知识及其考核等功能。钢铁生产仿真软件分为炼铁、炼钢、轧钢三大板块,及烧结生产仿真实训、炼铁生产仿真实训、转炉炼钢生产仿真实训、电炉炼钢生产仿真实训、LF精炼生产仿真实训、板坯连铸生产仿真实训、方坯连铸生产仿真实训、中厚板轧制生产仿真实训、热连轧轧制生产仿真实训、冷轧带钢轧制生产仿真实训、棒轧制生产仿真实训等工序。这些冶金仿真软件通过大量的现场高清视频、图片,采用3D和2D技术,形象展现生产现场、重要设备参数和结构,生动再现企业实际生产的全过程。主要工艺过程的三维虚拟场景,可对工艺过程和设备动作细节进行景进入和自由浏览。辅助大量生动详实的教学资源,把相关知识点串联并形象化讲解,彻底解决了“认知实习”中的教学难点问题。分工种仿真实训模块,直观的操作界面让学生更加便于对工序的设备运行状态进行监控。齐全的设备操控窗口使学生对设备操作技能培训得以强化。学生可以通过操作界面输入相关技术指标,对每一工序的运行状态进行有效操作,真实地再现冶金操作实况;同时,通过完善的报表系统,可随时查阅历史操作数据,总结操作过程的得失,不断提高操作技能。尤其是促进学生理解操作中各个技术参数相互影响的关系,进而提高发现问题与解决问题的能力。真正实现了“在做中学、在学中做”的新型教学模式。让学生能学到相关技能和进行生产实践操作,通过仿真实训,使学生能亲身体验生产过程,通过模拟操作掌握操作技能,真正实现了理论与实践相结合。让学生不仅学到了专业知识,同时又提升了实践操作技能,为其今后上岗提供了良好的锻炼机会。这样的人才也正是企业所急需的。 三、结束语 应用冶金生产仿真实训软件系统进行教学,使学生不用到企业生产一线,在校内就能完成相关冶金实训任务。学生在电脑上亲自动手进行操作,可以全面了解整个生产操作规程和各生产工序的主要技术经济指标,通过视频或3D影像技术可以对主体设备的内部结构有更深刻的了解。同时,教师可以根据需要设定相应的事故故障,让学生进行处理、排除,从而安全、经济、有效地完成各种冶金技术实训任务,仿真实训也必将成为冶金技术专业校内实训的重要发展方向。作为教学部门的专业教师,我们要深刻地认识到,随着科学技术的不断发展,冶金技术也在不断创新和进步,冶炼方法的多样性使得不同冶金企业在生产工艺流程和设备选择上不尽相同。我们在教学中运用的仿真软件也会随着冶金技术的发展而滞后,这就要求学院专业教师在实际教学中要不断提高自身的专业知识水平,及时更新相关知识内容。加强与仿真软件公司及生产企业的联系,与时俱进,使仿真生产实训教学内容始终紧跟先进冶金技术;在教学过程中不断完善和充实冶金技术教学资源,为社会培养更多的具有一定专业理论知识和一定实际操作技能的冶金专业人才,为服务地方经济建设提供人才资源,从而促进地方经济的迅速发展。 作者:林忠 单位:广西现代职业技术学院 冶金技术论文: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 冶金技术论文: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 冶金技术论文: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
0引言 面对目前科技高速发展的新形势,将自动化融入到传统的机械设计制造中,既符合新形势的需求,也是制造业发展转型发展的必然趋势。机械制造业的自动化技术的应用,对机械设备自身的稳定性、节能性以及实用性得到提升来讲,呈现出十分出色的状态,推动了现代化机械设备的持续发展。 1自动化的使用 1.1计算机综合制造系统 该系统属于一类集成形式的制造生产系统,它借助于单向辅助技术将自身融合成一个整体,以实现创立信息共享平台以及规范的数据模型的目的,以此提升制造机械设备的工作效率。此系统涵盖了电子信息方面领先的生产技术、现代化开展管理工作的理论知识以及领先的材料,此系统是以全新类型的自动化在管理方面的理论知识、计算机以及传感器为基础,对机械设备的制造工作进行控制,以此方式让其制造效率得到提高。还有,机械设备是整个设计生产环节的集成部分,大范围的呈现在并行的项目当中,这一项目当中的强调中,从制作的需求出发,对产品的使用年限进行考虑,以此为前提,让减小研发和生产这两项工作的周期、减小设计以及维护工作出现的重复率问题等这几个方面的目标得以实现。 1.2柔性自动化制造技术 这一技术是按照产品的制造信息,对数字加工这项技术以及设备,还有其生产物料的储存、运输系统进行协调。以此为前提,提升对存在差异的加工以及制造产品的适应能力。这项技术能够对信息进行控制,主要是借助于计算机,其实质是使用计算机对产品进行制造期间的数据展开监督管理工作,以达成动态对制作规划实施调节;另外,第二层当中计算机承担的工作,是把最底层计算机开展工作的实际情况,传输到之前一层的信息中心;最底层区域计算机承担的对生产工艺设备接口位置的运行情况,进行收集以及监督检测,还有,根据之前一层下达的工作命令,在第一时间对制作环节的施工进行调节。还有这一制作技术当中储存和运输系统承担的工作,是根据下述的流程来实现对制作物料进行储存及运输工作:借助于前端生产环节的工业机器人,实现操控信息系统。 1.3自动检测技术 自动检测技术能够得到发展的前提条件,是传统意义上使用的仪器以及传感器。普遍而言,在对机械设备进行生产期间,自动检测这一技术的使用,不用将大量的人工投入到制造环节当中,能够让产品最终达到的合格率得到显著提高。还有,在这一系统内,使用的主要是对信息进行处理的系统,是微型计算机,以此方式确保了检测工作的可依赖性。 2发展趋势 2.1绿色环保 在对机械设备进行设计制造期间,要最大限度的减小废品出现的概率、拆卸性、运输环节造成的污染等问题。在工业生产当中,同样要十分重视环保工作的开展,机械项目生产和它的自动化工作,要朝着绿色可持续方向发展,大多数国家的创新领域已经证实了这一问题的可行性。国内的所有高校当中,关于环保的比赛项目逐渐增多,同样也证明了这一领域的重要性。在后期的发展当中,国内必然会在环保领域提出更为严格的要求,相关的法律法规同样将趋于完善。 2.2人机一体智能化 在之后的发展阶段,除了上述提到的绿色发展以外,智能化同样属于机械项目生产和其自动化进行发展的主要方向。因此必须要构筑出操作性极强的人机一体智能化系统,这样才可以让人机智能生产这项技术真正达成。该系统不止可以实施人工体力劳动,另外还可以实施脑力方面的劳动,也就是能够替代人脑。这一技术的使用,很大程度上减小了相关工作人员的工作量,另外,可以让公司对人力、财力以及物力等进行优化配置,让机械生产行业可以更为优质的发展。 2.3网络化 网络化的实现,是基于网络技术的不断发展。目前,网络的普及率十分高,这一技术的诞生,让经济全球化得到更快的发展,对所有行业都产生了影响,人民的生活同样由此出现了巨大的转变。若是机械设备自动化在对产品开展设计制造工作时出现了故障问题,有关的技术以及设计员工未处于第一现场,之前的处理方式是让设备停止工作,随后联系相关人员对出现的问题进行解决。此方式不止对生产进度造成影响,同样会导致工作效率减小。可是,若是使用网络化对制作流程进行控制,就算发生了上述提到的问题,技术人员也能够借助于网络化,及时对设备出现的故障问题进行处理,能够让机械设备以最快的速度重新投入生产,让制作加工的效率得到显著的加大。 3结束语 随着社会的发展与进步,将自动化融入到对机械进行设计制造当中已经是未来发展的必然趋势。目前能够做的,就是借助于现有的技术以及理论知识,为其最终的实现奠定坚实的基础,推动其快速实现与发展。
0引言 近年来,我国农业机械产业得到了快速发展,有力支撑了农业生产的顺利实施,畜牧业作为农业生产的重要分支,是社会肉、禽、蛋、奶及多种食品原料的重要供给产业,畜牧业的现代化发展已成为农业生产的重要工作任务。传统畜牧业的工作主要以人工操作实施,存在劳动强度大、工作环境恶劣、费时费力等问题,通过现代技术和机械设备优化畜牧生产过程,能有效提升畜牧业产出能力和产出质量,实现稳产、高产、低成本、低人工、低污染等多种优势。尤其在《农业机械化促进法》中多种条款的支持下,大量畜牧养殖设备的购置成本降低,畜牧机械的普及率逐渐提高,机械化生产的优势也得到了有效凸显。 1畜牧机械应用现状 从发达国家的畜牧业发展看,其机械化普及程度很高,已经形成了从畜牧养殖到产品深加工的完整现代化生产体系,尤其在英国、美国、新西兰等畜牧业发达的国家,畜牧机械的应用与现代化程度具有明显优势。以畜牧业发达的新西兰为例,其畜牧业的产值占农业总产值的90%以上,拥有大量大型牧场,亟需畜牧设备开展高效率、自动化生产。因此,新西兰的畜牧机械普及率很高,且经过多年的发展,设备实现了成套开发,所使用的设备本土适用性好,有利于提高肉制品、乳制品等的产量和品质。我国的畜牧机械设备研究与应用相对较晚,改革开放以来,畜牧行业逐渐向机械化方向转型,但速度较慢。2009—2016年,我国的畜牧机械完成了小型机械设备普及和设备逐渐向中大型转型,畜牧机械化普及率显著提升,农民对畜牧机械的认可度和依赖性得到提升,但很多中大型设备仍依赖进口,其购置和使用成本偏高。2017年以来畜牧机械行业实现了稳步发展,自主产品逐渐占据市场促进了畜牧养殖业的机械化转型。截至2020年底,我国的畜牧机械保有量达到811万台,有力保障了畜牧行业对生产设备的需求。但与大田种植和粮食生产的机械化普及率相比,畜牧机械化程度仍比较低,2020年,我国畜牧养殖机械化率仅为35.79%,与我国农作物耕种收71.25%的综合机械化率存在很大差距。主要表现为机械化普及率不均衡,一方面部分畜牧养殖机构的自动化程度较高,但很多中小规模的养殖户仍维持相对传统的人工作业模式另一方面,畜牧养殖的不同工艺步骤和工序的机械化程度差距较大,如奶牛挤奶的机械化率达95%以上,畜禽的饲料投喂、环境温度控制、粪污处理等方面的机械化普及率可达60%~70%,但生猪、牛羊禽类养殖的种养循环、工程防疫、废弃物收集与处理等工艺步骤和后期加工的机械化程度相对较低部分机械化普及率不足20%[1]。 2畜牧机械的分类与特征 近年来,我国的畜牧机械产业得到了长足发展,截至2020年底我国畜牧机械相关制造企业已达147家,畜牧机械企业的经营收入超过270亿元,畜牧机械行业具备较强的发展潜力,且相关机械产品的种类得到极大丰富,能够基本满足畜牧生产的多方面需求。 2.1饲料加工机械 饲料加工机械是畜牧业各项工作开展的基础近年来,饲料加工机械生产企业所研发的主流产品以中大型自动化生产线设备为主(图1),先进的饲料加工机械集成了机械电子工程、饲料加工现代工艺、营养学配比等众多理论与技术,相关产品逐渐形成自动化一条龙生产。典型的饲料加工设备生产线包括饲料清理机、饲料粉碎机、输送设备、饲料计算与混合设备、饲料制粒设备、饲料膨化设备、成品包装设备,通过自动生产加工的饲料具有良好的商业价值,更适用于自动饲喂的初期养殖设备使用 2.2畜禽饲养管理机械 畜禽饲养管理机械主要包含以下几大类设备1)自动饲喂设备。其主要功能是将饲料从饲料仓通过输送设备运送到畜禽食用的料槽,自动饲喂设备具有高度自动化特点,能够根据系统预设程序进行饲喂,饲喂过程通过电控开关、执行机构及传感器等实现,能实现不同生长阶段畜禽的分区饲喂能够定时、定量且均匀的实施饲料饲喂。2)环境控制设备。主要是对畜禽饲养的环境进行检测与合理调整的设备,环境控制设备多是多种小型设备的组合体,如光照控制、温度控制、湿度控制、通风控制等,通过传感器设备感知环境条件,当环境的温度、湿度等条件超出系统预设范围,则通过通风、光照、加湿等方式对室内环境条件进行调整。3)清洁设备。其主要针对畜禽的养殖环境和畜禽个体进行清洁,如自动化畜禽水浴或粪污自动冲洗及集中处理设备等,清洁设备能更好地保障畜禽卫生,降低患病概率,同时改善养殖工作条件,提高工作人员的工作舒适性。4)其他设备。除上述设备外饲养管理的机械还包括孵化设备、供水设备、育雏设备等[2]。 2.3畜禽产物收集设备 在畜禽养殖过程中,部分畜禽的价值在于其产物,例如奶牛、母鸡等,其产物的自动获取是养殖过程中的重要工作,产物收集机械设备也成为了养殖过程应用的重要设备。挤奶设备是牛奶收集的重要设备,在我国内蒙古、黑龙江、吉林、河北、新疆等牛奶主产地,挤奶设备的普及率很高,大规模养殖机构应用的挤奶设备逐渐由传统的提桶式、推车式向管道式、挤奶台式等自动化程度更高的设备转型。管道式挤奶设备实现了在奶牛牛舍全封闭收集牛奶,有效保证鲜奶质量;挤奶台式设备自动化程度更高,能在自动挤奶的基础上实现牛奶自动计重、设备自动脱落等功能。鸡蛋收集设备是畜禽产物收集的另一重要设备,现已广泛应用于鸡舍之中,其能够自动收集产出的鸡蛋,并在良好的保护条件下对鸡蛋进行输送和存储,实现了鸡蛋的高效率收集。 2.4牧草收获机械牧草 收获是畜牧业开展的基础,牧草作为牛、羊等牲畜的重要饲料,传统畜牧业需要耗费大量人力物力开展牧草收获工作。近年来,随着农机技术的发展,牧草收获也逐渐实现了机械化作业,所应用的机型由早期的割草机,逐渐发展为搂草机、打捆机等更多丰富机型,且牧草收获机逐渐向多功能的割草、打捆一体设备转型,进一步提高了牧草收集效率,如图2所示。 3畜牧机械的发展趋势 3.1设备自动化 受到农机行业发展的推动,畜牧机械逐渐由简单的机械产品向机械与电气控制相结合的方向发展。从国内大型牧场应用的先进设备特征来看,畜牧机械具有典型的成套化设备特征,先进的畜牧设备逐渐与智慧感知、环境监测、信息传输、远程控制等技术相结合,其趋势为智能化生产与自动化管理,促进了畜牧业由人工作业经机械作业向智能作业转型。 3.2技术整合化 畜牧机械的生产与研发很好地整合了我国传统畜牧养殖技术,很多成套畜牧产品的开发基于养殖企业或养殖户需求而设计,并深入结合了现代畜牧养殖理论,能实现饲料自动配制、营养成分计算与配比,并利用现代化遗传理论对畜禽养殖进行改良,显著提升畜禽的育种、产出能力,并优化畜禽生长的健康状态,做到了与畜牧兽医科学相结合,有效控制和预防畜禽疾病。此外,畜牧机械还与现代环境控制理论相整合,通过养殖过程的合理化设计,有效降低环境污染,提升养殖合理性。 3.3管理科学化 畜牧机械的广泛应用促使畜牧生产过程的管理模式发生转变,只有科学有效地实施管理,才能充分发挥畜牧机械的优势。在现代化畜牧生产过程中,很多管理过程可通过标准化和程序化的模式在计算机控制下自主实施,计算机结合多种传感器及视觉监控设备获取设备信息并对管理过程进行决策,理性判断生产过程的最优控制方式,对于关键决策还可通过人工核实计算机决策正确性的方式予以修正,从而保证管理过程的合理性与高效性。 3.4人员专业化 畜牧机械具有显著的高技术特征,其使用、维护、管理、维修需要大量的专业人才,很多畜牧企业在引进成套畜牧机械设备后均采用企业化的管理模式,引进专业技术人才,保障畜牧机械的合理使用。大量专业人才的引进,有效保证了畜牧机械在生产全过程的效能发挥,规范了畜牧行业的生产加工过程。 4结语 综上所述,畜禽产业作为我国农业的重要组成部分,其高质量发展不仅有利于提高农业经济水平,更能为社会供给充足的肉蛋奶等必需品。目前,我国的畜牧机械普及率仅为35.79%,与发达国家的畜牧业机械化程度存在较大差距,畜牧业养殖模式和经营规模存在明显的不均衡问题,中小规模的畜牧养殖机械化程度明显偏低,这也将成为未来畜牧机械化发展的难点与重点。尽管我国的畜禽生产机械化普及率仍偏低,但近年来,在国家政策的推动下,在农机管理、畜牧机械企业研发、技术推广部门的共同努力下,畜禽养殖相关机械产品的技术先进性及适用性显著提升,越来越多的农民对畜牧机械给与认可,有效促进了畜禽机械产业的发展与技术提升,相信随着我国农机产业的整体发展,畜禽养殖的机械设备也将实现品类的进一步丰富,并向着更加自动化和智能化方向转型。 参考文献: [1]杨航,黄振叠,陈康.我国畜牧机械发展趋势浅析[J].时代农机,2020,47(2):17-18. [2]杨文大.我国畜牧机械现状及发展趋势[J].农村牧区机械化,2000(1):7-8. 作者:张辉 单位:蒙城县畜牧兽医水产发展中心
设计论文范文:浅论电子政务公告系统的设计 电子政务的概念发源于美国,由英文E-government翻译而来,现为世界各国所采取。通俗地说,就是应用信息技术,尤其是网络技术进行政务管理。它能够使政务工作更有效、更精简、更公然、更透明,为使用者提供更好的服务,更利便的操作。 本次我做的电子政务公告系统是电子政务中的1个分支模块,针对于政务管理而开发的网上利用软件,该系统战胜了C/S结构的不足,采取了基于B/S结构的散布式Web利用程序结构。从实际利用问题的需要动身,该系统的设计环境采取了国内流行的MVC软件架构模式,网络开发平台J二EE的SSH框架、DB二数据库系统以及Java语言实现该系统。 通过该系统任何人均可以在网页上能了解到某个公司已经公然的不同栏目(如新闻, 通知等)的内容,和公司内部员工了解自己公司的1个新闻动态,和通知等。各部门可以发表栏目内容(如新闻,通知等),有关负责人对于需要的内容进行审批。需要注意的是,有的栏目(如新闻)必需经由审批才能,有的栏目(如通知)则不需要审批就能。该系统共设有4种权限:普通用户、管理员、内容管理、内容审核,系统管理人员要对于用户及其权限进行管理。内容管理可以新闻、通知,内容审核则负责评审提交的新闻,普通用户可以阅读新闻、通知。 电子政务系统也是将来的1种发展方向,公司可以将自己的东西及时到网上,可让公司员工更利便的了解1个政策,和看到公司的通知等、固然这些都仅仅是电子政务的1个小的方面,要想真正做到政务管理,还有良多技术、需求要斟酌。 设计论文范文:浅谈住宅楼室内燃气管道暗埋的设计与施工 摘 要:住宅室内燃气管暗埋是现代住房发展的必然趋势。由于国家颁布的《城镇燃气设计规范》对住宅室内燃气管道暗埋没有明确规定。故至今在室内燃气管道设计仍以明敷为主。笔者从事燃气设计工作多年,对燃气管道暗埋的设计和施工方面总结出几点心得,供大家参考。 随着生活水平的不断提高,人们对住宅室内装修的要求越来越高,而室内燃气管道的敷设方式直接影响到住宅室内的装饰效果。对住户来说,墙面光洁、平整是装修最起码的要求。现住宅室内强、弱电管线以及给排水管等已从原来的明敷逐步藏入隔墙及梁柱内进行暗设。但一直以来,室内燃气管道仍采用明敷方式,大大影响了装饰效果,给装修带来困难,被住户视为眼中钉。燃气管道暗埋成为燃气工程设计、施工发展的必然趋势;而1993年国家颁布的《城镇燃气设计规范》(GB50028-93)对住宅室内燃气管道睛埋敷设没有明确规定。鉴于这种情况,我们在设计室内燃气管道时,根据用户的要求,将多栋住宅楼的室内燃气管设计为暗埋式;从投入使用情况看,效果良好,现对设计和施工服务方面谈点滴体会供参考。燃气管道暗埋虽有不影响建筑美观的优点,但其造价较高,泄漏后不易发现,易发生事故,且故障处理较困难,如何克服这些缺点,正是本文要探讨的问题。 1 如何处理防泄漏问题 (1)由于镀锌管一般采用螺纹连接,接头处容易发生泄漏;因此,我们在管材上选择了10号或20号无缝钢管;接头采有焊接连接。 (2)管道设计走向尽量选择梁底或墙角;并在墙面、楼板埋管位置尽量标明管线走向;以方便维修及防止住户钻孔凿穿管道发生危险。 (3)管道隐蔽前应做强度及气密性试验,检验合格后方可封管,其试验压力应为0.4MPa。 2 如何处理好防腐问题 燃气管道暗埋后,由于受墙面(或混凝土体)内碱性液和水气的作用,管道易被腐蚀;所以必须做好防腐措施,以延长管道的使用寿命。具体措施是: (1)采用聚乙烯防腐胶带或热收缩胶带作外防腐层,使燃气管道与外界隔绝。 (2)燃气管道周围不得存在有尖利锋日物体、碎片、垃圾或存积水气;防止防腐层被戏伤或破坏及水气的侵入。 (3)应确保燃气管道被混凝土或墙面批当完全包围,覆盖燃气管道的混凝土或墙面批当的厚度不得小于2cm。 (4)混凝土楼板内的燃气管道引出处应设套管。套管伸出地面5—10cm。套管两端应采用柔性防水材料密封。 3 如何解决好施工问题 燃气管道暗埋应在住宅楼主体施工时配合土建工程施工;在早期预埋好管线,防止后期凿楼板、梁、柱及墙面破坏主体结构,增加造价。此外,还应注意以下问题: (1)管端螺纹应在预埋前加工,并用堵头封日,以免杂物进入管内。 (2)燃气管道不得与其它金属结构(如钢筋)或中性导电体接触。避免燃气管带电的可能性。 4 体会 燃气管道的设计与施工是造福千家万户的事业,在有可能的条件下,应使设计更合理、周到,尽量使各家各户都满意。燃气管道晴埋能使家居环境更整洁、更实用,符合社会发展的趋势,就得到广泛的尝试、推广。同时,热切希望国家有关部门加快室内燃气管道暗埋的规范编写工作,使设计者做到有法可依。 设计论文范文:砖混住宅结构裂缝处理以及加固设计 1.国内建筑结构加固技术的研究现状及发展趋势 近年来出现的一些新加固技术,如粘贴纤维复合材料加固法、钢丝网水泥砂浆加固法、纤维材料的嵌入式加固法等,这些技术从一开始引进和出现在国内,就以它们优异的性能、特点和加固效果得到了工程界的关注和青睐。广大科研技术人员在新加固技术方面开展了大量的试验研究和理论分析,国家也颁布了一些新加固技术规范,在工程实践中正逐步推广。预计不久的将来,随着新加固技术的逐步成熟,一定会在工程中得到广泛应用。 1.1 碳纤维加固技术的研究现状及发展趋势 我国在利用碳纤维加固技术的研究和应用起步较晚,发展却很迅猛。1997年国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心率先开始了“碳纤维材料加固修补混凝土结构”的试验研究开发与应用,并被定为国家“九五”重点科技攻关项目.随后通过采用进口的碳纤维材料在北京、上海、辽宁、江苏等省市进行了一些实际工程结构的补强加固,并取得了较好的效果。 1.2纤维复合材料嵌入式加固技术 纤维复合材料嵌人式加固技术是将加固材料放人结构表面预先开好的槽中,并向槽中注人粘结材料使之形成整体。目前国外已经有了一定规模的研究和应用,国内在国家工业建筑诊断与改造技术研究中心开展了这项技术的试验研究,但尚未应用于工程实践。 2.砖混结构裂缝种类及其产生的原因 2.1干缩裂缝:多发生在墙面抹灰层内,一般沿墙面长度方向每隔一段距离形成一条裂缝,这种裂缝开始随时问而发展,以后逐渐稳定。另一种干缩裂缝则呈不规则的龟裂或呈放射状裂缝,此类裂缝宽度较小。产生的原因有:①抹灰用砂过细或含泥量较大;②水泥安定性不好;③砂浆过稀,抹灰不实;④抹灰层失水过快,养护不好等造成抹灰层收缩较大而形成裂缝。 2.2砖墙温度裂缝:一般有如下规律:① 顶层重,下层轻;两端重,中间轻;向阳重,背阳轻;且这类裂缝与温度变化有关。②砖墙温度裂缝随部位不同而呈不同的形状。产生的原因有:① 屋面保温层,隔热保温性能差;② 砖墙砂浆标号较低,砌筑质量较差;③结构构造上处理不当,如采用半圈梁 。 2.3地基下沉裂缝:一般共同规律是:下层多,上层少;纵墙多,横墙少;外墙多,内墙少;斜向多,竖向少。产生的原因有:①地基不均匀下沉;②房屋过长未留缝,沉降不一;③平面复杂,转角较多;④ 高低层相差较大,未留沉降缝;⑤荷载与分布不均匀;⑥ 使用不当,地基浸水或地下水位上升(多发生于湿陷性黄土地区);⑦ 地基施工质量。 3.砌体裂缝的类型和防治方法 砌体结构裂缝的类型有斜裂缝、水平裂缝和竖向裂缝三种。斜裂缝有的发生在有现浇混凝土挑檐的平屋顶房屋和无保温屋盖的房屋顶层纵墙面的两端,一般长度在1开间~2开间范围内,外纵墙两端有窗时,裂缝沿窗口对角方向裂开。有的发生在底层至二层外纵墙的两端,斜裂缝通过窗口的两个对角向沉降量较大的方向倾斜,裂缝下大上小。水平裂缝有的发生在平屋顶屋檐下或顶层圈梁下2皮~3皮砖的灰缝位置,一般沿外墙顶部连续分布,两端较中间严重。有的发生在底层至二层窗间墙的上下对角处,成对出现,沉降量大的一边裂缝在下,沉降量小的一边裂缝在上。竖向裂缝发生在纵墙中央的顶部和底层窗台处,裂缝上宽下窄。 根据裂缝产生的原因,要消除砌体裂缝。必须从根源上进行防治,尽可能在夏季或温暖季节,浇灌屋顶挑檐及圈梁混凝土,一般不要冬季施工。挑檐上最好做保温层,并达到规定的厚度:这样就能减小钢筋与混凝士和砌体之间的温差,避免顶部出现裂缝。根据建筑物的实际情况设置沉降缝、伸缩缝,提高结构刚度和施工质量,都能减少裂缝的发生。当然,处理好地基是防止墙体底部出现裂缝最有效的方法。 4.常用建筑补强加固方法 4.1 加大截面加固法 加大截面加固法是采用与原有构件同类的材料,通过增大截面的面积,提高构件的承载能力和刚度,达到对原构件进行加固的目的。 4.2 外包钢加固法 外包钢加固法是把型钢或钢板等材料包在被加固(钢筋混凝土)构件的外侧,通过外包钢与原有构件的共同作用,提高构件的承载能力和刚度,达到加固的目的。 4.3 外加预应力加固法 外加预应力加固法是采用外设预应力拉杆或撑杆对结构构件或整体进行加固的方法。它通过改变原结构的内力分布、降低结构原有应力水平来间接提高结构的承载能力。 4.4 改变受力体系加固法 粘钢加固法方法是以减小结构的计算跨度和变形,间接提高承载能力的一种加固方法。为了减小构件的计算跨度,常采用增设支点(包括柱支座和弹性支座)和采用托梁技术,从而改变结构的受力体系,使承载能力得以提高。 4.5 粘钢加固法 粘钢加固法是将钢板用结构胶粘贴在混凝土构件的外部,以提高结构承载能力的一种方法。论文参考。这相当于构件的体外配筋。该项技术目前已趋于成熟。 4.6粘贴纤维复合材料法 粘贴纤维复合材料加固方法与贴钢加固法相似,只是加固用的材料是纤维复合材料,如玻璃纤维(GFRP)、碳纤维(CFRP)、芳纶纤维(AFRP)等。 5.结论 裂缝对结构有较大的危害。论文参考。主要表现在如下几方面:1)冰冻的影响。混凝土有了裂缝,水可渗入,当气温降到2℃以下时,水分就会结成冰,结成冰的水分膨胀,会导致沿裂缝边缘散裂。冻融循环每重复一次,这种散裂现象就会发生一次,这样裂缝符逐渐加宽:2)钢筋锈蚀 由于空气中二氧化碳长期作用使混凝土中性作用物质的碱度降低,丧失保护作用。当碳化到达钢筋表面时,若钢筋上有水溶液、氧和电位差,就会发生电化学腐蚀,使受力钢筋截面积不断削弱。另外,锈蚀的产物大约是钢筋被侵蚀体积的2倍~3倍,这种膨胀效应足以使外围混凝土产生相当大的拉应力,致使混凝土裂缝继续扩张。论文参考。影响钢筋和混凝土的粘结力 3)破坏结构整体性,降低结构刚度、结构承载力、耐久性,发生渗漏 4)加快混凝土碳化脱落,降低抗疲劳能力:5)影响美观效果。所以一旦建筑物出现裂缝就必须对其进行处理。建筑结构加固方法的不断进步都有利于建筑工程质量的提高,延长建筑物的使用寿命,对国民经济的发展有着积极的作用。 设计论文范文:农田水利工程中水闸设计的探索 【论文关键字】农田水利工程 水闸设计 特点 【论文摘要】农业发展是一个国家的重要基础,而水利工程的建设对农业发展会产生直接影响,所以我们必须掌握水利工程建设过程中的相关技术,比如说水闸的设计和施工技术。接下来,我们就来探索一下水闸设计的具体内容,以及水闸工作的特点,希望能为我国水利工程的建设提供一些具有可行性的建议。 我国是农业大国,农业在我国有悠久的发展史,在很早以前我国就开始修建水闸。新中国成立以后,我国更是在农业发展区大力的兴修水闸,特别是在黄河、长江、海河以及辽河流域。水闸在进行防洪、航运、灌溉和排涝工作上都起到了极大的作用,为社会和经济的发展做出了巨大的贡献。 我国平原面积广阔,这些地区地势比较平缓,农业发达,很容易出现洪涝灾害,为了克服洪涝灾害,满足灌溉和航运需要,我国大部分水利枢纽都需要修建水闸。另外在各种各样的渠道中,要想有效的控制河流的流量、水位,防止泥沙沉积在渠道中也要建设水闸。我们可以用水闸挡水,也可以利用水闸泄洪。通过控制闸门还可以调节水位。 一般来说我们都将水闸建立在软土地基上,但是它也可以修建在岩基或者是土基上。一般来说水闸既可以泄水又可以挡水,而造成水闸工作条件复杂的主要有两个原因,一是水头低而且变化大!,二是水闸的地基条件差。所以,水闸和其它用于挡水的建筑不同,它有许多自己的工作特点。 1、水闸的具体工作特点 1.1稳定问题 在正常使用水闸时,拦截上游的水位一般比较高,这样就导致水闸上游和下游之间产生很大的水位差,会出现水平压力过大的现象,从而使水闸向下游方向移动。要想稳定自身,水闸必须拥有一定的重量。另外,水闸在建成以后,如果还没有挡水或者是在正常使用的情况下遇到无水期,就会产生很大的垂直荷载,这样基底的实际压力就会大大超过地基能够承受的承载力,从而出现地基变形或者是出现闸基土被挤出的现象,这很容易造成水闸与地基出现滑动的危险。所以,在修建水闸时必须保证基础的面积,这样才能有效的降低基底的压应力。 1.2渗流问题 水闸在进行挡水时,就会造成上下游水位出现差值,在这种作用下,就会在水闸、闸基与两岸的连接处出现渗流的现象。如果出现渗流,就会在水闸的底部产生向上的扬压力,这就会缩小水闸的重力作用,从而使水闸的抗滑稳定性大大降低。如果两岸和闸基都是采用土基,再出现渗流时也会带走一些细颗粒,这就会在闸后出现翻砂鼓水的现象。如果严重的话还会掏空两岸和闸基。另外,如果出现侧向渗透,会产生水平的压力,对两岸的连接建筑物都会有很大影响,使其稳定性大大下降。还有可能导致岸坡上出现渗透现象,从而加大闸底的渗透压力。如果渗流水量过大,还会对水闸的挡水功能产生影响,妨碍蓄水。 1.3冲刷问题 在开闸泄水时,如果水闸下游水位很浅或者是没有水,在水位差的作用下,就会加大水流的流速,这种巨大的能量会对下游有严重的冲刷。一旦冲刷的范围过大,就会掏空闸基,造成水闸失事。另外,一般在水闸的两岸都是软弱的岩层或者是土层,如果修建水闸时开设过多的闸孔,一旦开启某一个闸孔就会形成折冲水流,这就会严重冲刷下游河岸,对水闸的安全和稳定性都会产生影响。 1.4沉陷问题 软土具有很大的压缩性,如果将水闸建设在软土地基上,就会在水闸自身以及外部的荷载作用下出现沉陷现象。特别是在底板传到地基上的荷载分布不均匀时,或者是分布在地基土层的荷载不均匀时,更容易出现沉陷现象。这种地基沉陷还会导致水闸出现下沉,或者是闸室倾斜。如果严重有可能造成水闸断裂,这对水闸的正常运行会产生很大影响。 2、水闸的具体分类 2.1进水闸 通过在河道、水库、渠道或者是湖泊上修建水闸,就可以进行农业灌溉、水利发电或者是其他水利事业,而控制入渠流量的水闸就是进水闸。一般进水闸都修建在渠道的渠首位置,所以这种水闸又被叫做渠首闸。 2.2节制闸 一般来说用于调节流量和水位的水闸被称为节制闸。它主要是用于在枯水期截断河流,从而使水位升高,这样就可以在上游进行航运或者是满足进水闸取水的需要。而在洪水期,节制闸可以有效的控制下游的泄流量。由于这种水闸主要是为了拦截河流建造的,所以又叫做拦河闸。 2.3排水闸 一般在江河的沿岸都会修建排水闸。当出现外河水位上涨的现象时,就关闭闸门,这样就不会出现江河洪水倒灌的现象。如果河水水位推落时就打开闸门,这样就可以将渍水排出。这种闸门的闸身较高,但是底板高程比较低,而且要受到双向水头的作用,这是因为排水闸既要负责排除洼地的积水,又要负责挡住外河水位。 2.4挡潮闸 沿海地区遭受潮水的影响,为了防止海水倒灌入河,需修建挡潮闸。挡潮闸还可用来抬高内河水位,达到蓄淡灌溉的目的;内河两岸受涝时,可利用挡潮闸在退潮时排涝;建有通航孔的挡潮闸,可在平潮时期开闸通航。因此,挡潮闸的作用是挡潮、蓄淡、泄洪、排涝,其特点亦是受有双向水头作用。 2.5分洪闸 在江河适当地段的一侧修建分洪闸,当较大洪水来临时开闸分泄一部分下游河道容纳不下的洪水,进入闸后的洼地、湖泊等蓄洪区、滞洪区或下游不同的支流,以减小洪水对下游的威胁。这类水闸的特点是,泄水能力大,以利及时分洪。 3、水闸设计要点 3.1拦河闸基本型式和尺寸的确定 拦河闸承担的任务主要是拦断河流和壅高河中水位以保证引水的需要。需要壅高的水位,称为正常壅水位,亦称正常挡水位。对于灌溉取水工程,该水位是根据灌区规划对引水高程的要求确定的。洪水时期,拦河闸则开闸泄水。为了满足泄洪要求,拦河闸应具有足够的闸孔尺寸。泄洪时,闸前的洪水位往往要高于闸前的正常壅水位,故拦河闸的闸前最高水位取决于闸前洪水位的高低。为了满足引水要求而确定的闸前正常壅水位是拦河闸的正常挡水高程,而泄洪量的大小和闸前洪水位的高低,则直接影响拦河闸的高度、闸孔的型式和尺寸、闸的上游淹没损失以及对闸下游消能防冲的要求和工程量的大小等。 3.2进水闸基本型式和尺寸的确定 从天然河道取水,按取水方式一般可分为无坝取水和有坝(闸)取水两种方式。当天然河道水量丰富,水位也能满足引水要求时,可采取无坝取水方式,即直接在渠首修建进水闸引水;当天然河道水位不能满足引水要求或引水流最较大时,由于引水有困难,常需采取有坝取水方式,即除了在渠首修建进水闸引水外,还需在河道中修建拦河坝(闸 ),拦断河流,壅高水位,迫水入渠,以满足进水闸引水要求。 进水闸是修建在渠首按需要引水的建筑物,当不需要引水时,则关闸挡水,以免河水进入渠道。显然,进水闸不但要有足够的闸孔尺寸,以满足引水要求;还要有一定的高度,以阻挡河中水流和洪水漫顶,否则就不能完成按需要引水的任务。 4、结语 设计水闸必须有正确的和足够的资料,以便作出符合实际的设计。在以往的水利建设中,有不少工程,由于资料搜集不完善或者不正确,致使有的工程重新设计,有的工程不得不临时停工,或给施工带来很大的困难,甚至于造成失事等等;这样的教训不少,应予以重视。 设计论文范文:对人大许可的制度设计与实践思考 【关键词】人大许可;制度设计;实践思考 在我国的人民代表大会制度法律体系下,各级人大代表的言论和人身自由受到法定前提的保护,非经法定程序的许可,相关国家机关不能随便限制人大代表的人身自由,这就是我们通常所说的对保障各级人大代表执行职务而设定的“人大许可制度”。这一制度设计溯源于宪法第七十四条的规定:“全国人民代表大会代表,非经全国人民代表大会会议主席团许可,在全国人民代表大会闭会期间非经全国人民代表大会常务委员会许可,不受逮捕或者刑事审判”。之后制定的地方组织法、代表法也相应赋予了地方各级人大及其常委会的人大许可权,尤其是2012年10月新修正的代表法对这一制度的设计更具目的性、更加具体化。下面,笔者从理论与实践的角度,就人大许可的制度设计与实践运用谈一管之见。 人大许可的制度设定和不断完善。 我国的人大许可制度与人民代表大会政体制度的确立是一致的。1954年9月20日经一届全国人大一次会议通过的“五四宪法”第三十七条就明确规定:“全国人民代表大会代表,非经全国人民代表大会许可,在全国人民代表大会闭会期间非经全国人民代表大会常务委员会许可,不受逮捕或者审判”。由于受“”影响,国家政体制度受到冲击和破坏,“七五宪法”删除了人大许可的这一制度规定,“七八宪法”也没能及时恢复。经历拨乱反正、正本清源,人民代表大会制度得到恢复和不断完善。1982年制定的现行“八二宪法”恢复了人大许可这一制度,之后的1979年7月1日经五届全国人大二次会议通过的地方组织法将这一许可制度扩大到县级以上,当时法律规定要报请本级人大常委会“批准”,到1986年地方组织法第二次修正时,才参照全国人大的做法,改为“许可”。1992年4月3日经七届全国人大五次会议通过的代表法,在宪法、地方组织法等相关法律规定的基础上,进一步扩大了人大许可的范围:一是除规定逮捕和刑事审判需要许可外,采取法律规定的其他限制人身自由的措施,也应当得到许可;二是对采取法律规定的限制乡镇一级人大代表人身自由的措施,执行机关应当立即报告人大。 2012年10月新修正的代表法关于人大许可的制度设计更具目的性、更加具体化。新增了“人民代表大会主席团或者常务委员会受理有关机关依照本条规定提请许可的申请,应当审查是否存在对代表在人民代表大会各种会议上的发言和表决进行法律追究,或者对代表提出建议、批评和意见等其他执行职务行为打击报复的情形,并据此作出决定。”(代表法第三十二条第三款之规定)的规定,限定了人大许可的审查范围和重点,进一步完善了人大许可制度设计的目的:“对代表执行的保障”。 透视代表法第三十二条之规定,人大许可制度设定的法定前提有: 一是许可层级的法定。县级以上各级人大代表,不包括乡镇一级人大代表。乡镇一级人大代表只要事后“立即报告”即可,代表法第三十二条第四款规定:“乡、民族乡、镇的人民代表大会代表,如果被逮捕、受刑事审判、或者被采取法律规定的其他限制人身自由的措施,执行机关应当立即报告乡、民族乡、镇的人民代表大会”。 二是许可主体的法定。在人代会期间由主席团许可,闭会期间由人大常委会许可。 三是许可情形的法定。代表法第三十二条第一款规定:“县级以上的各级人民代表大会代表,非经本级人民代表大会主席团许可,在本级人民代表大会闭会期间,非经本级人民代表大会常务委员会许可,不受逮捕或者刑事审判”;第二款同时规定:“对县级以上的各级人民代表大会代表,如果采取法律规定的其他限制人身自由的措施,应当经该级人民代表大会主席团或者人民代表大会常务委员会许可”。依法可见,许可的法定情形是“逮捕或者刑事审判”以及“法律规定的其他限制人身自由的措施”。 四是许可程序的法定。透过代表法第三十二条的一些关键用词(如:“非经……许可”,“不受……”;“采取……措施”,“应当经……许可”)不难看出:如果有关机关要限制人大代表的人身自由,必须要先行得到人大许可,否则就程序违法;除非是现行犯罪,才能事后报告,因为代表法第三十二条第一款只特别规定:“如果因为是现行犯被拘留,执行拘留的机关应当立即向该级人民代表大会主席团或者人民代表大会常务委员会报告”。 五是许可决定的法定,亦称审查范围的法定。代表法新增的第三十二条第四款规定了许可审查的两种情形,即:“应当审查是否存在对代表在人民代表大会各种会议上的发言和表决进行法律追究,或者对代表提出建议、批评和意见等其他执行职务行为打击报复的情形”;根据是否存在的法定情形,“并据此作出决定”,存在的应依法不予许可,不存在的应依法予以许可。 人大许可的程序操作与实践思考。 透视代表法第三十二条之规定,人大许可的程序应遵循先申请后许可的法定原则。具体来说,可通过以下步骤实现: 第一步,提出申请。由有关机关向人大提出书面许可申请,这里的“有关机关”是指能够依法限制公民人身自由的公检法机关,不包括党的纪检监察机关;因此,实践中出现的对党员干部的“双规”、“双指”,应该不属于人大许可的法定情形。这里的“人大”,如果在人代会期间向大会主席团提出申请,如果是闭会期间向人大常委会提出申请。许可申请的标题可以概括为“关于许可对×××采取强制措施的申请报告”,也可以具体到采取某种限制人身自由的措施,如《关于许可对县人大代表×××依法刑拘的申请报告》。许可申请的主要内容应包括:对拟采取限制人身自由措施的人大代表涉嫌违法违规的事实根据,拟依法采取何种限制人身自由的措施及后续可能,拟批准采取强制措施机关的审核意见,同时还应附相关事实根据的复印件。许可申请人一般应是拟采取强制措施的同级有关机关,如同级政府的公安机关和法院、检察院;如果是隶属的上下级机关,可以安排或报告同级相应机关提出许可申请;如果是不隶属的异地申请,应商情隶属的相应有关机关协同提出申请报告。 第二步,受理审核。如果在人代会期间,许可申请报告应交人代会秘书处,秘书处接到许可申请报告后应及时向大会秘书长进行报告,并根据秘书长的意见将许可申请材料交由人大及其常委会的相关机构(如:内务 司法机构、代表资格审查机构)进行初步审核;相关机构初步审核后,应向秘书处提出初步审核意见(许可还是不许可)。如果是闭会期间,许可申请报告应交人大常委会办公室,办公室接到许可申请报告后应及时向人大常委会主要负责人进行报告,并根据领导意见将许可申请材料交由常委会相关机构进行初步审核,再由常委会主任会议进行初步审查。 第三步,审查决定。人代会主席团(或人大常委会)对秘书处(或主任会议)提出的许可审核审查初步意见进行审议审查,决定是否许可;并向提请许可申请的机关作出书面决定。 纵观人大许可的实践案例,走人大许可程序仍有不可忽视的一些问题: (一)未经许可限制人身自由的问题。媒体曾报道,2012年,河南省横川县人大代表李万均未经许可被商丘市警方网上通缉并于4月30日至5月3日被非法羁押在商城县看守所;后经横川县人大方面交涉,才被释放。虽然说,早在2000年最高人民检察院就下发了《关于严肃查处非法拘禁人大代表犯罪案件的紧急通知》,但仍有少数地方司法机关人员置人大许可制度于不顾,非法拘禁人大代表。为有效避免类似于李万均事件的发生,一方面司法机关在限制公民人身自由的实践中,要落实好公民身份询问查询程序,以确认相关当事人是否具有人大代表身份;另一方面有人大代表身份的当事人一旦被限制人身自由,要主动表明自己的人大代表身份,以避免“误会”。笔者认为,限制县级以上人大代表人身自由必须坚持事前许可的原则,未经人大许可有关机关绝对不允许限制县级以上人大代表的人身自由,否则就要依法从严按涉嫌非法拘禁罪查处相关责任人。 (二)许可申请被否决的问题。关于人大否决司法机关限制人大代表人身自由的许可申请,实践中也时有出现。就媒体报道的李万均事件,横川县人大常委会就票决否定了商丘市警方的关于中止或取消李万均人大代表资格的请求。媒体还报道,2012年8月29日,浙江省温州市十二届人大常委会第四次会议,因投票表决赞成票不足半数,否决了广西玉林市公安机关对该市人大代表叶际宣采取刑事拘留强制措施的许可请求;不过在9月28日,温州市再次召开十二届人大常委会第五次会议,决定许可对叶际宣依法采取刑事拘留强制措施。以上两起许可被否定的案例有两个共同点:一是异地申请,二是投票表决。关于异地申请许可被否决,难免不让人联想到有“地方保护主义”在作祟;关于采取投票表决的方式否决许可对人大代表限制人身自由的申请,有所不妥。异地申请许可限制人大代表人身自由,应商请人大代表所在地的相应司法机关提出,最大限度地争取当地相关机关认同和协助。人大许可决定不宜采取投票表决的方式,应依据法定情形予以审查许可,有“对代表在人民代表大会各种会议上的发言和表决进行法律追究,或者对代表提出建议、批评和意见等其他执行职务行为打击报复的情形”,要依法予以否决,否则就应该许可司法机关的申请。笔者认为,法律设定人大许可制度,赋予人大代表的人身特别保护权,其目的在于保障人大代表执行职务言论免责和人身自由;人大机关不能滥用许可否决权,更不能让“人大代表”这一头衔成为违法乱纪的“挡箭牌”。 (三)主任会议代为许可的问题。关于人大常委会主任会议是否能够直接许可限制人大代表的人身自由,过去有过争议,实践中也的确有些地方就是主任会议许可,报人大常委会备案。2010年代表法修正时,草案征求意见稿就有“在本级人民代表大会常务委员会闭会期间,在紧急情况下,可以由主任会议决定许可,报下一次人民代表大会常务委员会会议确认。”的条款;但是代表法正式修正还是没有赋予主任会议许可权。笔者认为,新代表法第二次修正后,应该杜绝主任会议代行许可的现象出现,只要有司法机关的许可申请,必须经人代会主席团或人大常委会依法决定许可,主任会议不能越俎代庖。 (四)许可后代表职务的处置问题。实践中,一些地方人大在许可限制人大代表人身自由的同时,就决定其暂停执行代表职务。实际上,这一做法是有悖法律的。在许可限制人大代表人身自由的会议上,该代表的人身自由实际上还没有被限制,即使是要“被羁押”或“被判刑”符合代表法第四十八条规定情形的,也不宜在同一次会议上决定暂停其代表资格。笔者认为,在人大许可限制代表人身自由后,其代表职务的处置应顺其自然。代表涉嫌违法被许可限制人身自由后,如果“因刑事案件被羁押正在受侦查、起诉、审判的;”或“被依法判处管制、拘役或者有期徒刑而没有附加剥夺政治权利,正在服刑的。”符合暂停执行代表职务的情形,在下一次人大常委会上就应该依法暂停其执行代表职务;如果被判刑并“依照法律被剥夺政治权利的”,符合代表法第四十九条规定的代表资格终止,在下一次人大常委会上就应该依法终止其代表资格;代表因违法犯罪可以自行引咎辞职,也可以依法罢免,终止其代表资格。 (五)身兼多级人大代表如何许可的问题。2010年选举法第五次修正增加了“公民不得同时担任两个以上无隶属关系的行政区域的人民代表大会代表”(选举法第四十五条之规定),有效地防止了“梁广镇现象”的发生;但是,担任有隶属关系的多级人大代表的现象还是有的,也是合法的;那么,如何许可限制担任多级人大代表的人身自由呢?实践中,一些地方只报请最高一级的人大许可,如《锦州市人民代表大会常务委员会关于对市人大代表采取限制人身自由措施和实施刑事审判的许可办法》第二条第二款就规定“对担任两级以上人民代表大会的代表采取限制人身自由措施或者实施刑事审判,司法机关应当同时向相应的大会主席团或者人大常委会提请许可,由其中最高一级大会主席团或者人大常委会决定,并由其通报下级大会主席团或者人大常委会”。但是,这一规定没有法律依据,也不合法理。从法理上讲,上下级人大之间没有领导关系,有的只是一定的法律监督关系、业务指导关系和工作上的联系关系。只经最上一级的人大主席团或者人大常委会许可,实际上是剥夺了下级人大主席团或者人大常委会的许可权,不符合人民代表大会制度的设计。笔者认为,如果出现多级人大代表的许可,应依法多级分别进行许可;若出现许可不一致的,应以最高一级为准,因为上一级人大常委会依法有权“撤销下一级人民代表大会及其常务委员会的不适当的决议”(地方组织法第四十四条之规定)。 (六)对许可决定不服的问题。对人大许可决定不服,涉及两个方面:一是提请机关对人大的不许可决定不服,二是当事人大代表对人大的许可决定不服。如果是属于提请机关的申请报告不规范或材料不齐全等原因被否决的,应按要求补充材料再次提请许可;如果认为是被“莫须有”理由否决的,可以申请复议。申请复议的途径依法有三:申请人代会主席团或人大常委会再次复议许可;也可以申请该级人民代表大会审查复议,因为本级人大依法有权“改变或者撤销本级人民代表大会常务委员会的不适当的决议”(地方组织法第八条之规定);还可以通过上级相应机关申请上一级人大常委会审查复议,因为上一级人大常委会同样依法有权“撤销下一级人民代表大会及其常务委员会的不适当的决议”。如果当事人大代表对司法机关限制其人身自由不服的,可以依法行使公民的申诉权,向检察机关进行申诉,也可以向人大进行申诉;但是,这是涉嫌“罪 ”与“非罪”的实体申诉,而不是对人大许可程序的申诉。笔者认为,限制人大代表人身自由,司法机关不能对代表执行职务的言行进行追究,更不能打击报复代表执行职务的行为;人大行使许可权,应依据法定情形作出许可还是不许可的决定,不能“莫须有”地滥用否决权 设计论文范文:五觉设计原理的城市规划初探 1城市特色构成及评价 1.1东城新区城市特色概况 东城新区位于拉萨市东部,而拉萨本身就是一个特色资源富足区。自然生态方面,西藏有“世界屋脊”之称,野生动植物资源、水资源丰富,拉萨是世界上海拔最高的城市之一,光照充足,有“日光城”之称;历史人文方面,拉萨至今有1300多年历史,其建城制度和形制有着极高的学术价值和地方特色,拉萨拥有藏传佛教三大寺庙,是藏族朝敬的重要圣地,拉萨是国家级历史文化名城,有各级文物保护单位30处,其中有3处世界文化遗产。其次,拉萨在世界范围内具有极高的知名度和形象共识,“雪域高原、蓝天阳光、藏传佛教、低压缺氧、宁静虔诚”等是外来游客对西藏的典型评价,这为城市特色挖掘与总结奠定了良好的群众认知基础。 1.2城市特色采集及评价方法 城市特色采集按照“视、听、闻、味、触”五觉感知为线索,对拉萨市东城新区特色资源进行初级搜索整理。本次规划设置了评价项目和评价因子两个档次对旅游资源进行评估,评价项目包括资源要素价值(85分)、资源影响力(15分)两项,其中资源要素价值包含观赏游憩使用价值(25分)、历史文化科学艺术价值(25分)、珍稀奇特程度(25分)、规模丰度与几率(10分)4个评价因子;资源影响力包含知名度与影响力(10分)、适游期或适用范围(5分)2个评价因子。根据各类资源的价值、利用及影响力情况赋予不同分值,最终按照总分予以分档,形成一级(60~100分)、二级(30~59分)、三级(0~29分)三个档次,如表1所示。对城市特色资源的评价分类结果反映出了以下问题:(1)一级特色资源集中在自然资源和无形人文资源,即非物质文化资源,这说明东城新区的资源基底优良,有较多题材可以用来塑造城区特色。(2)三级特色资源集中在有形人文资源,即城市建成环境。通过实地踏勘发现,东城新区空间布局沿用了现代城市逻辑,因此其城市结构、城市肌理、道路系统、新建居住区模式以及各类建筑布局都与其他现代城市差异不大,仅仅在建筑立面装饰部分传达了藏式信息。在全国宏观层面比较,其特色较弱;在拉萨中观层面比较,与主城区传统风格有所差异,但其所表达的现代风格质量不高,与东城新区形象目标定位还有较大差距。(3)从五觉感知的角度来看,无论是外来游客还是本地居民对一处环境产生好感往往来自于多感官满足,比如每年4月日本富士山的樱花游,同时感受了雪山美景、樱花香味、乍暖还寒和拂面春风,所有感觉叠加形成的最佳体验吸引了大量人群。而目前东城新区特色资源的感觉类型过于单一,复合性较差,比如拉萨河、拉萨河湿地以及其他河网体系只能观赏,公共建筑包括二类特色资源中的西藏大学也只能停留在观赏层面,可以引发的感官刺激太少,则其发挥的作用就很有限,不具备长期吸引力。 2城市特色规划策略 2.1策略一:“五觉”设计策略——打造复合型感知体验 多感官复合体验,即打破单一的感知方式,根据体验对象特点进行策划,充分调动观赏者的感知器官,从而加深体验印象。在文化产业策划中,这是常用手段和发展趋势,比如音乐剧、演唱会、四维电影的流行,其舞台画面、完美音效以及观众的现场参与全面模拟了一个逼真的故事场景,使人印象深刻。在城市特色塑造中同样可以运用这种感知特点,根据特色资源特点,将视觉、触觉、味觉、听觉、嗅觉进行2~5种的叠合,产生多样的城市活动和场景效果,同时从需求角度推动了更多类型的城市空间产生(图2)。策划1:博物之城“博物之城”与“博物馆之城”一字之别,相差颇大,“博物”意指一种城市定位和功能系统,而“博物馆”仅仅是前者的一种表达方式。东城新区有许多可以展示的物质、非物质文化资源,每一种资源都蕴藏着一段历史、一个系统、一种流派,对这些资源的挖掘具有很好的传承、教育、科研、观赏作用,对其的展示根据资源特点的不同和所寄予的意义不同,可以呈现出丰富多样的形式,而这样一个“博物”系统的建成,不仅是对本土特色资源的梳理保护,对当地居民意识觉醒和自豪感的培养,也是一笔丰厚的旅游财富(图3)。结合东城新区城市特色资源,对其进行策划,如表2所示。 2.2策略二:图底关系设计策略——主题式城市场景设计 控制画面要素比例是摄影构图原则中的重要一条,因为它与要传达的信息和主题息息相关,摄影家瓦尔特?德?格鲁伊特曾说过“在大多数情况下,每幅照片中都有一个或一组形状或形式起主导作用,而照片中的色彩、体积、位置和其他形状等,都是为主导因素服务的”。如果把人对城市的移动体验裁剪为一帧一帧的画面,即可发现这条摄影构图原则对城市设计同样具有借鉴意义(图4,图5)。让人迷茫的画面多是主题不明确的画面,让人印象模糊的画面多是技巧滥用的画面。同样在城市设计领域,现代城市无特色往往来源于两个技术原因:一是元素过多,不知所云;二是技巧单一,四海皆同。因此,在东城新区的城市设计中通过主题确定、类型分区、方法设计三个步骤来实现特色塑造。策划2:天空之城高原城市的天空纯净、变幻多端,且在视觉上给人触手可及的感觉,所以有“天堂”之称,这是拉萨的无形魅力资源之一,因此在城市设计中以“天空”为主题背景。对于主题“天空”的表达,根据东城新区不同功能区和空间形式的要求,分为四种类型,具体分类和要求如表3所示。规划结合“天空之城”的设计主题,在东城新区形成“三双一区、五彩东城”的总体空间结构(图6)。具体空间策划则通过重点地段(包括商务中心、行政中心)的详细设计进行落实(图7,图8)。 2.3策略三:空间自组织设计策略——“上”“下”互动的特色塑造 城市系统运行包括自下而上的“自组织机制”和自上而下的“控制机制”两种动力。控制机制实现了对整体配合效率最优化的目标,然而对于社会系统这样一个复杂体系来说,其所表现出的稳定有序性是不可能依赖于一种高于一切的力量予以控制,其所表现出的丰富多样性更是基于正反馈的自发机制,即在某种约束条件和相互作用的影响下,大量随机过程最终形成了宏观结果的有序性和规律性。希利尔的空间句法理论及亚历山大的“模式语言为自组织规则”观点中均指出自组织结果背后经济、社会、宗教信仰等支撑因素发挥的重大作用。在传统城市中,自组织体现为无数建设个体的利益博弈、规则遵守及行为模仿。但在现代城市建设中,建设个 体被开发商取代,社会规则被经济利益主导,随之也就导致了形式和空间的疯狂复制,致使城市特色最终消失。因此,在充分发挥自组织多样性优势的同时,仍需要对建设规则进行全面的、有针对性的设计,实现“上”“下”互动的特色塑造。策划3:自在之城西藏传统的建筑与造城原则充分体现了自然与信仰发挥的重大作用,主要表现在以下几点:(1)自然崇拜——随山就势的造城规则。(2)信仰至上——同心圆式的空间模式。“转经”、“转山”、“转湖”,从藏族习俗中即可看出,其将崇拜之物置于圆心,所有膜拜行为和建造都呈同心圆式环绕进行,这与西方及汉族的轴线式空间模式有很大差别。(3)独特生境——围合式低层建筑院落。为抵御风雪、争取最大光照,藏式建筑多采用四面围合式院落或独栋建筑,同时因为高原地区低气压缺氧,建筑通常采用1~3层低层建筑(图9)。在《拉萨市城市总体规划》(2009-2020)的问卷调查中,针对问题“您期望的住房类型”一题,1201人选择低层独院住宅,占调查总数的60.1%。(4)生产特点——群体性室外休闲活动。藏族传统生产方式至今对其生活有较大影响,如游牧,藏族人钟爱郊外野餐与此有很大关系,在许多节庆活动中也都包含此项内容,因此在藏族生活方式中对城市绿地、郊野绿地的要求较高,这一点在《拉萨市城市总体规划(2009-2020)》所作的问卷调查结果中有所体现,40%(800份)的人认为绿地不够,占到了“影响居住环境主要原因”之首。针对以上自组织原则,规划设计从以下方面做出技术回应:(1)控制城区规模与范围,采用环城绿化带形式约束城市的生长,防止对山体、水系、农田空间的侵蚀,同时作为生态保育用地和安全防护用地。(2)通过全区及片区慢行环路设计、公共空间设计等方式体现这一传统特色,满足人行为模式要求。(3)在街区与建筑设计中,引入对传统空间和建筑形式的研究,并将其纳入现代城市的设计过程中,这种吸纳不仅包括表皮装饰,更重要的是其生态手法、空间模式以及在这种空间中形成的特色社会关系。(4)根据藏族人群日常与节庆习俗,适当增大绿地、广场比例,在绿地的类型、规模、形式、分布等方面与当地社会习俗相衔接。 3结语 在以人为本的视野下,我们必须强调,人才是城市的主角,城市应该是其安居乐业的家园,生活便利、就业及创业机会充分、生存安全、环境优美、生态良好应该是城市家园的理想品质。城市规划应该遵循人的物质、精神需求,为城市居民提供一种文化认同和空间归属。 设计论文范文:一个商业决策支持系统的设计与实现 内容摘要:本文介绍一个商流计划决策支持系统的设计思想和实现方法,并讨论开发基于知识的决策支持系统的策略。本文对决策支持系统中的问题处理系统和模型库的组织提出了新观点,给出PPS的功能结构和模型的三层表示法。把组件技术引入到系统设计与实现中来,用三层client/server结构来实现DSS。 关键词:决策支持系统 商流计划 问题处理系统 模型库 组件技术 决策支持系统(DSS)是一个日趋被人瞩目的计算机应用领域。目前DSS的研究正向群体决策支持系统(GDSS),智能决策支持系统(IDSS)方向发展。公认的DSS系统结构为四库一体,即模型库、算法库、知识库和数据库。在这一结构中模型及其管理是基础,也是系统成败的关键。本文介绍一个基于知识的四库一体的商流计划决策支持系统SLDSS的设计思想与实现方法。 系统设计思想和系统结构 商流计划是大型商业企业对本企业商品购进、销售、调配和存储各环节中各种经指标制定的目标规划,时间跨度一般为一年。商流计划应明确指出下一年度中各个季度,各个月份商品进、销、调、存中各个经营指标。商流计划的范围和内容不同的企业可能有不同的要求,但一般应包括进、销、调、存货物的数量和金额,毛利和利润额,各种费用额等。商流计划决策是典型的半结构决策问题,既需要对影响商流计划的诸因素进行定性分析又要对各因素的影响程度进行定量计算。为此,商流计划决策支持系统的主要目标是:如何对影响商流计划的各因素进行定性分析和定量计算,尽可能的帮助决策者把握市场变化的幅度,从而预测未来一年的销售总水平;根据预测结果对商品的购进、调配和存储以及企业各种经营指标提出多种商流计划的可行方案。 从实际使用的角度出发,系统应尽可能地准确模拟决策过程,所建立的模型也应尽可能是实际决策过程的描述,以期对决策者的支持更有效。另外,系统的设计应向DSS生成器的方向发展,应充分体现基于知识的特征。为此,系统的设计思想为:系统能获取、存储商业领域的经营决策经验(知识),并能准确地应用这些经验;系统使用方便,适应性强,便于修改、扩充;系统能帮助用户建立、集成、修改、查询以及正确使用各种模型;提供“友好”的用户界面;采用较先进的三层Client/Server系统结构,把组件技术引入到系统设计和实现中来。 为此,SLDSS的系统结构见图1: 在该系统结构中用户(客户端)发送请求,通过问题处理系统(中间层)对问题进行分解后,选择相应的决策模型(服务器端)对问题进行求解并返回结果,当然用户也可以直接访问各子系统。在这一结构中问题处理系统是关键,它协调各部件的运行。下面分别介绍系统结构中各部件的功能。 问题处理系统PPS PPS是用户与系统的接口,它起着衔接用户与系统环境的桥梁作用,系统通过PPS对决策问题进行分类并确定问题求解的策略。为此,PPS是反映系统功能的主要部件之一,也是整个系统的窗口。 PPS根据商流计划的一般要求把商品分成了12大类。SLDSS中的PPS根据商品的种类不同分别为用户提出制定商流计划指标决策的解决方案。SLDSS中PPS结构如图2: 识别器的任务是对用户提出的问题进行识别和判断,并引导其进入相应的处理入口。 推理机是PPS的关键部件,它根据模式知识,通过协调器调用系统环境来对用户提出的问题加以处理。其中模式知识是对具体决策模式的抽象化、规则化。模型知识的加工过程也是SLDSS的系统分析过程。协调器根据推理机的“智能”分析,完成系统调用,实现具体问题的构模任务。 系统状态参数是对决策过程的跟踪,从决策过程的非连续性出发,对系统的这种跟踪是必要的。 基于四库的系统环境 模型库管理子系统 模型及其管理是DSS的重要工作,本课题把组件技术引入到DSS模型的设计与实现中来,把DSS基模型定义为一个结构级组件,把DSS复合模型定义为由基模型经复合运算复合而成。定义如下: 定义1:我们把称为一个DSS模型模式。这里的S表示模型的属性集合,它包括模型的标示ID、模型的类型Type,以及反映模型功能和行为的变量;P可以包括对上述信息的操作和该模型向外界所提供的服务,P对S封闭;E表示模型所产生各类消息的事件集合;I为模型的多重接口,多重接口为模型的连接和了解一个模型的功能提供了一个窗口;O为模型中操作次序,它是反映模型中操作或子模型标示的一个构造数据类型,对基模型一般为空,对复合模型它反映了求解问题的步骤。 定义2:对任何DSS模型M(D(D为论域),DSS模型M为DSS模型模式的一个实例,DSS模型记为:M=;M=称为空模型,记为Mφ。 这里定义的DSS模型是一种结构级的组件。根据上述定义,我们可以定义模型的连接运算。 定义3:设M和N为两个DSS模型,如果修改模型M将影响模型N的运行或功能,则称模型N依赖模型M,记作:MN。如果模型N不依赖模型M,则记作:MN。如果模型N依赖模型M,而模型M又依赖模型N,则称模型M与模型N相互依赖,记为MN。 定理1:设A、B、C为三个DSS模型,如果AB,BC,则有AC。 定义4:设M1、M2、...、Mn和N为DSS模型,如果有M1N、M2N、...、MnN,则称N为由M1、M2、...、Mn组成的DSS复合模型。 DSS的基模型和复合模型是相对的,一个复合模型在构造更复杂的DSS决策过程模型时,又成为基模型。所以,在不造成混乱的情况下,可对两个概念不加区分。根据上述定义,我们可以使用组件开发工具实现DSS基模型,对DSS复合模型的设计与实现本课题采用下面策略。 构成DSS复合模型中所用的基模型M1、M2、...、Mn之间的关系有两种情形。其一是它们由纯粹基模型构造,并且它们之间不存在着依赖关系,即不存在基模型Mi、Mj使MiMj;其二是由基模型之间存在依赖关系,即存在基模型Mi、Mj使MiMj成立。对第一种情形我们可以通过组件容器把基模型组合成复合模型或通过编写程序的方法把基模型复合成复合模型,这里不再讨论。下面着重讨论第二种情形。两个基模型存在依赖关系意味着两个模型之间有消息的传递和方法的调用。我们可以采用在两个模型之间建立连接器的方法解决消息的传递和方法的调用,连接器与基模型的关系如图3。 这种DSS模型的调用关系与组件对象模型的调用关系有所不同。在组件对象模型的调用中,模型Mi 通常作为事件源,Mj做为事件的接受者,并在接到事件后执行相应的操作。而在DSS复合模型中Mj做为事件源,Mi作为事件的接受者,Mi在接到事件后执行相应的操 作或模型Mj回调Mi中的方法。 SLDSS的模型库管理子系统提供的功能包括自动建立模型、模型维护和模型的运算。 知识库管理子系统 SLDSS的知识库中存放了两类知识,事实类和规则类。对事实类的知识,如“今年银行利率增加”,表示为“ZJ(利率)”;再如,对于批处理的模型知识表示为GOTO(START,DLMXL);GOTO(DLMXL,JGSC),对规则型的知识以下列形式存放于规则库中,RULE(规则号,[条件1,条件2,条件N],结论)。例如,“如果工农业生产情况正常且银行利率不便且物价变化幅度不大,则用一元回归分析销售量,可表示为:RULE(22,[ZJ(“工农业”),BB(“利率”), BB(“物价”)] ,ZX(“一元回归”))。 SLDSS中的知识库由若干子库构成,不同的知识按其类别存放在不同的子库中,这样有利于知识的管理,同时也大大的提高了推理机的搜索速度。知识的推理采用正向推理和反向推理两种推理策略,对于专业领域知识的推理都采用正向推理,对系统知识的推理采用了反向推理策略,既方便又迅速。而对专业领域知识采用正向推理策略与实际情况较接近。 算法库、数据库的组织与管理 算法库的组织及管理SLDSS中算法库存放了一些与模型有关的算法,算法是模型的实现。这些算法以它们的计算机程序和有关算法使用的“智能”信息存放在算法库中,通过算法字典统一管理,算法库字典的结构为: 算法库字典是算法管理的主要依据,算法库的维护也就是其字典的维护,另外,算法库字典又是使用算法的事实性知识,系统推理机通过算法库字典的读取来完成算法的选择工作,算法库管理提供的功能有:算法建立;算法查询;算法修改;算法删除。 数据库的组织与管理SLDSS的数据有两种类型。其一是企业内部运行数据,这类数据可以采用关系模型加以描述并存储,这里不做讨论。其二是模型描述数据,这类数据描述了模型的属性、调用的条件、返回结果的要求和模型的功能(操作),它实际上是组件的接口。SLDSS中的模型采用三级结构表示法,这种表示法与人工智能中知识的框架——槽值表示法相对应。如线性规划模型,它的三级表示如下: 第一级结构:模型ID,模型名,模型用途,模型类型,算法名,同名序号,结果地址,二级结构ID;第二级结构:二级结构ID,变量数,方程数,同名序号,三级结构ID;第三级结构:三级结构ID,变量上限,变量下限,方程系数,方程系数2,方程系数3,方程系数n。 在上述三级表示中,第二级、第三级结构可以不同,这要根据具体模型而确定,但第一级结构对任何模型都是相同的,它是模型库的字典,是模型库管理的主要依据。 设计论文范文:利用磁场传感器KMZ52设计的电子指南针 摘要:介绍了目前用于定位系统中的电子指南针的工作原理,详细论述了磁场传感器芯片kmz52的工作原理,给出了用kmz52磁场传感器设计电子指南针的总体设计方案和电路,同时给出了设计中的一些特殊处理方法。 关键词:电子指南针;磁场传感器;kmz52 1 概述 指南针是一种重要的导航工具,可应用在多种场合中。电子指南针内部结构固定,没有移动部分,可以简单地和其它电子系统接口,因此可代替旧的磁指南针。并以精度高、稳定性好等特点得到了广泛运用。 Philips公司生产的半导体器件KMZ52是一种专门用于电子指南针的二维磁场传感器。它采用磁场传感器的磁阻(MR)技术,并用翻转技术消除信号偏移,而用电磁反馈技术来消除温度的敏感漂移。由于外界存在干扰,该系统集成了几种特殊的抗干扰技术来提高系统精度。 本文介绍了电子指南针的工作原理及电路设计,同时给出了其抗干扰设计以及信号和数据的处理方法。 2 工作原理与总体方案 图1是KMZ52的内部结构框图和引脚排列。图中,Z1和Z4为翻转线圈,Z2和Z3为补偿线圈。由于环境温度可能会影响系统精度,因此,在高精度系统中,可以通过补偿线圈对其进行补偿。KMZ52内部有两个正交的磁场传感器 分别对应二维平面的X轴和Y轴。磁场传感器的原理是利用磁阻(MR)组成磁式结构,这样可改变电磁物质在外部磁场中的电阻系数。以便在磁场传感器的翻转线圈Z1和Z2上加载翻转电信号后使之能够产生变化的磁场。由于该变化磁场会造成磁阻变化(ΔR)0并将其转化成变化的差动电压输出,这样,就能根据磁场大小正比于输出差动电压的原理,分别读取对应的两轴信号,然后再进行处理计算即可得到偏转角度。 整个电子指南针系统主要由传感器单元、信号调整单元(SCU)、方向确定单元(DDU)和显示单元四部分组成。电子指南针的总体设计框图如图2所示。图中,磁场传感器KMZ52用于将地磁场信号转化成电信号输出,信号调整单元用于将磁场传感器单元中的输出信号成比例放大,并将其转换成合适的信号hex和hey,同时消除信号的偏移。对于保证系统的精度来说,SCU是最重要的部件。通过DDU可将信号调整单元输出的两路信号hex和 hey进行放大,然后再按下式计算出偏转角度α: α=arctan煟瑁澹/hex 这样根据抗干扰技术算法对α进行处理就可得出该磁场的偏转角度,最后通过显示单元进行输出。 3 硬件设计 该电子指南针系统的电路设计如图3所示。由于KMZ52内部桥式结构的磁阻输出是差动电压,通过运算放大器可以成比例放大,因此,在测量地磁场信号时,为了将两个磁场传感器信号放大同样的倍数,可以将二者的翻转线圈串联,并对差动电压选用同样的运放结构。翻转信号从①口输入,X、Y轴差动电压信号则分别从②、③口输出。然后通过处理系统对传来的信号进行A/D采样、数值处理和校正后,即可得到所求的角度。 4 数值处理 由于KMZ52的输出信号很微弱,故信号干扰较大。在输出幅值很小的位置上,通常有300mV左右且变化很大的干扰;而在输出幅值时则近似保持恒值。两路信号幅值与角度的关系如图4所示。 为使二者的比值接近tanα煟埃鸡粒迹梗啊悖牭谋浠,可以在幅值较大且数值变化较小的角度范围内,使幅值保持基本不变;而在幅值较小且数值变化较大的角度范围内,用一个函数改变其幅值变化曲线。具体实现时,可按照一定角度对曲线进行分段,并对各段用一次函数y=ax+b去拟合。这样,就可以使幅值变化曲线接近tanα。角度划分越细,精度越高。磁场传感器KMZ52的精度为3°,若按15°划分,可将精度提高到1°。若按5°对其划分,精度可高达0.3°。如划分更细,精度还可进一步提高。若采用高阶函数去拟合,也可以提高精度。实际上,在精度要求不高的情况下,通常以15°划分就可以达到要求。 5 干扰校正 有时候,某些外来磁场叠加会产生一个恒定磁场,这个磁场对系统指示将造成影响。故可采用如下方法对其进行校正: 让整个系统在水平面上旋转一周,干涉磁场与地球磁场叠加会有一个最大值Vmax和一个最小值Vmin,记录下这两个值和达到最大值(或最小值)的角度φ,再经过校正,即可消除磁场的影响。现以图5所示的干扰校正方案为例来加以说明。 设地球磁场的大小为Vear,干扰磁场的大小为Vdis熢蛴校海郑澹幔颍剑ǎ郑恚幔+Vmin)/2 Vdis=(Vmax-Vmin)/2 这样,由正弦定理Vear/sinφ=Vdis/sinγ可求出γ。然后在α上加上γ角即可消除干扰磁场的影响。 6 结束语 本电子指南针采用特殊的数据处理方法提高了系统的精度。由于系统采用了抗干扰技术,因而减小了其它因素所造成的影响,使系统精度进一步得到提高。此外,该系统本身可测量2维磁场,故可以很方便地与另一个1维磁场传感器(KMZ51)组成3维测量系统,以消除倾斜现象。由于本系统可以采用各种处理平台来实现,因此具有良好的可移植性,可广泛用于定位系统,而且可靠性好,精度很高。 设计论文范文:有关企业信息发表与阅览系统的设计 1设计思想 本系统总体设计是客户端实现用户的注册和登陆界面设计与美化工作,利用Socket编程实现和服务器通信,服务器能处理客户端发出的请求,并能实现消息反馈。服务器实现与数据库连接,实现添加、删除和修改用户信息,实现多线程支持多个客户端用户同时在线。具体流程如下图: 2系统功能与实现 2.1功能设计 系统要求用户在登陆界面可以随时浏览企业的通知等动态信息,提供用户在日常生活中用到的日历、计算机等小工具,用户可以收藏自己感兴趣的网站并查看网页排名。用户在登陆前进行注册,为维护用户信息安全,需邮箱确认。为保证数据的安全性,采用C/S模式,通过服务器获取数据信息,减少客户端PC的运行负荷,充分发挥客户端PC的处理能力,提高响应速度 。 2.2模块分析 系统主要实现的功能模块有四个,分别是:用户桌面模块、系统管理模块、数据库模块、后台服务器模块。下面对这几个模块进行分析。用户桌面模块:用户桌面模块即客户端,用来显示主界面、注册界面、登录界面。主界面提供输入用户名、密码的登录操作;注册界面提供用户注册时需注册的姓名、性别、手机等基本信息;登录界面提供用户成功登录后显示企业的动态信息、用户日常使用的小工具及用户可以自己收藏的网站等。 系统管理模块:系统管理模块实现对系统进行维护和管理。数据库模块:数据库模块实现对整个系统的数据信息的存放和更新。后台服务器模块:后台服务器模块实现各模块之间数据的转发,实现多线程,完成数据更新,实现客户端、数据库及服务器三者的交互。 3系统实现的主要技术 3.1数据库设计 系统数据库配置是采用ODBC数据源加载SQL2008数据库,使用SQL数据库查询语言。数据库设计按照确定建立数据库目的和收集数据、建立概念模型、建立数据模型、实施与维护数据库四个步骤。 数据库模型采用关系(E-R)模型,关系模型是以二维表形式展现,对数据进行划分分析后,优化的关系数据模型的数据结构可分为3张表:表1(用户表)存放用户姓名、密码、邮箱等基本信息、表2(企业表)存放企业的通知等相关信息、表3(产品表)存放企业产品的编号、价格、库存等基本信息。 3.2客户端与服务器连接 客户端与服务器的连接是实现的难点。客户端是C#编写,客户端用C++编写。可以采用Socket编程。服务器端采用C++的Socket编程,完成对数据库SQL2008的登陆连接,保证数据库只存在于服务器端,通过对于不同权限的用户,设定不同的SQL执行权限,从而保证数据的安全性。客户端采用C#的Socket编程,利用TCP协议、与服务器端统一端口号与IP地址进行连接。具体步骤如下:服务器端: (1)加载套接字库,创建Socket; (2)绑定Socket到一个IP地址和端口; (3)将Socket设置为监听模式等待连接请求; (4)请求到来接受连接请求,返回一个新的对应于此次连接的Socket; (5)用返回的Socket和客户端进行通信; (6)关闭Socket,关闭加载的套接字库。 客户端: (1)用指定的端口号和服务器IP创建一个EndPoint对象 (2)创建一个基于TCP协议的套接字; (3)利用Socket对象的Connect()方法向服务器发送连接请求; (4)如果连接成功,利用Socket对象的Send()方法向服务器发送消息; (5)利用Socket对象的Receive()方法接收服务器发来的消息; (6)通信结束,关闭Socket。控制流程: 4结束语 本文通过C++、C#语言的研究,实现了一个基于C/S模式的企业信息与阅读系统。本系统在用户登陆模块实现界面友好,添加日常使用的小工具方便用户日常生活和工作安排。后台服务器端实现多线程编程,支持多个客户端同时在线。该系统可以便利企业对信息的以及用户对有关企业动态信息的阅读。加大信息传播的效率,增强用户企业之间的互动,从而提高企业的综合效益。 设计论文范文:人工景观湖生态水处理设计 一、生态水处理的社会需求 1、人的精神需求 随着社会的不断发展,人们的生活水平也在不断提高,尤其是住房条件有了明显的改善,住得宽敞,住得舒适,已经是人们对居住条件的最基本的要求。而更多的是期望生活在一个清晨推开窗,能呼吸清新的空气,能听到婉转的鸟鸣,在夕阳夕下,沐浴在如梦如诗的风景中,抛开尘世的烦恼,与自然亲密接触的环境里。 仅有翠绿,缺少了鲜活的气息,而精致的水景,使之成为水榭楼台,有了自然的灵气,使自然对人类更加亲近。平静的水常给人以安静、轻松、安逸的感觉;流动的水则令人兴奋和激动;瀑布气势磅礴,令人遐想;涓涓的细水,让人欢快活泼;喷泉的变化多端,给人以动感美……。水景不仅能增加周围空气的湿度,减少尘埃,提高负氧离子的含量,还能在小范围内起到调节气候的作用。 2、绿色环保需求 水是生命之源,不要让人类的眼泪成为地球上最后一滴水。所以人人都应该从身边的事做起,无论大小,都应考虑到我们的地球村。尤其是设计人员,在整体规划上就应该站在环保的高度,周密考虑。应该在水景水质要求和低耗能绿色环保之间寻找一个最佳的平衡点。循环过滤要投入大量人力物力财力,高耗能、高费水的设计首先就不应予以考虑。而投加药剂的方法虽然耗能不高,投资也不大,但是环境造成二次污染,威胁到人类的生存,影响到我们下一代的设计,也力求不让它成为现实。 下面我们来看一个房地产界的公式: A+B=C A——建设房屋的处理废水、能耗、维修的投入 B——房子建成后,在使用年限期间的所投入 C——全生命周期的投入 传统模式:A=336、B=340,总成本676 新型模式:提高A到390,将大大降低B的投入,B降至23. 即新技术、新材料、新的管理方式的使用,可使后期的投入成几何倍的减少,整个生命周期的成本降到413.真正的开发高手,增加建筑成本的5~10%,就能带来后期生命周期成本50~90%的降低,节约60~90%的后期管理成本。 采用何种设计能让人类与自然成为朋友,息息相关,和平相处达到环保社会效益双丰收呢? ——生态方式,最原始最自然也是最绿色的方法。 二、人工水景目前的状况 目前大多数的小区在规划设计中都考虑到了水景水质日常的维护,但大都是通过单一的手段来处理或物理或化学或生物,因而造成了前期投资大,后期运行费用多,成效却不显着的结果,水体的水质不稳定,或时而藻类泛滥,或时而水发黑发臭,蚊蝇滋生,并且整个水景常有人造的痕迹。 下面把人工湖、景观水的水处理方法进行一下简单的介绍: 1、物理方式: i.引水换水方式 当水体中的悬浮物(如泥、沙)增多,水体的透明度下降,水质发浑。可以通过引水、换水的方式,稀释水中的杂质浓度,以此来降低杂质的浓度但是需要更换大量的水,而水资源在我国是相当的匮乏,势必要浪费宝贵的水资源。 ii.循环过滤的方式。 在水景设计的初期,根据水体的大小,设计配套的过滤沙缸和循环用的水泵,并且埋设循环用的管路,用于以后日常的水质保养。如果水体面积较大,必定延长循环过滤的周期,使水质不能达到预期的效果。和引水、换水相比较,虽然减少了用水量,但日常的电能耗费增加了,同时也增加了设备的日常维护保养的费用。 2、化学方法:投加杀菌灭藻剂 敞开式的水体,在阳光的照射下,会使水中的藻类大量繁殖,布满整个水面,不仅影响了水体的美观,而且挡住了阳光,致使许多水下的植物无法进行光合作用,释放氧气,使水中的污染物质发生化学变化,导致水质恶化,发出难闻的恶臭,水也变成了黑色。 所以投加化学灭藻剂,杀死藻类。久而久之,水中会出现耐药的藻类,灭藻剂的效能会逐渐下降,投药的间隔会越来越短,而投加的量会越来越多,灭藻剂的品种也要频繁的更换,对环境的污染也在不断地增加,而这种污染会影响我们的下一代。 所以说用化学的方式处理水质,虽然是立竿见影的,但它的危害也是显而易见的。 3、微生物方法:投加微生物 微生物在自然界大量而广泛的存在,是生态系统的重要组成之一。它们能将自然界中的动、植物的尸体及残骸分解,将一些有害的污染物质加以吸收和转化,成为无毒害或毒害较小的物质。 可以在景观水水质恶化的时候,投加适当的适量的微生物(各类菌种),加速水中污染物的分解,起到水质净化的作用。微生物的繁殖速度惊人,呈几何级增长,每一次繁殖都或多或少的会产生一些变异品种,导致微生物处理水质能力下降,而且很难控制其数量,其生长又受环境的影响很大,例如温度、气压等等。同时微生物的分解物,会造成藻类的大量繁殖,再次导致水质变坏。 因此用微生物处理水质,必须定期进行微生物的筛选培育、保存、复壮等等一系列专业处理过程,而且不能保证水质状况长期处于良好的状态之中。 三、EWT模式(EcologicalWaterTreatment) 生态学是一门边缘学科,它所涉及的领域相当广泛,有气象学、水文学、环境土壤学、环境地质学、环境毒理学、环境化学、环境经济学、环境社会学、环境微生物学、环境最优化、植物学、动物学、生物生理学、环境概率统计学、环境艺术设计学等等。 简单地说,生态水处理就是在水域中人为地建立起一个生态系统,无需人类的外在干预,整个生态系统能适应外界环境对它的影响,处在原始的生态平衡状态,和人类共生共存。 这个看似简单的过程却需要在施实之前,进行缜密地规划设计。 (一)了解当地的气候和水生物种情况 不同的地域气候不同,降水量不一,会显着影响生物的分布情况和生物的种类。根据当地的物种,选择适合培养的生物,能适应当地的生存环境,或耐旱、或耐涝、亦或耐低温、耐高温、耐碱、耐酸。在选择物种的同时,还必须兼顾这些生物在水生生态系统中生态功能,不仅能使整个生态系统稳定运行,还必须对整个水体有着净化功能。虽然水生植物都能吸收水中的无机盐,将其在阳光的作用下,通过光合作用为生态系 统中的其他生物直接或间接的提供食物,但是不同的水生植物对不同的无机盐在吸收能力上不尽相同,必须依据当地的水源水的水质,科学合理地选择水生植物。水生动物是生态系统中的消费者,离开它,整个生物链不能很好地循环。如果数量过多将导致生态系统中的生产者(水生植物)大大减少,生物链出现断裂;如果数量过少,生产者(水生植物)大量繁殖泛滥,生态系统也不会稳定;这些都会影响生物链进行到底。水生动物的数量一定要经过科学地计算,并结合实践经验确定。水生动物包括鱼类、贝类、各种原生动物等等。将它们引种到水体中,必须考虑到它们能否适应当地的环境,和水生植物的种类和数量进行配比;鱼类的食性不同,例如草鱼是植食性的,青鱼是动物食性的,鲫鱼是杂食性的。同一种鱼在不同的生长期,它的食性也会有所改变,例如青鱼的幼鱼以浮游动物为食,当体长达到15cm左右,开始摄食螺蛳、蚬,而成鱼主要以软体动物、底栖性的虾、水生昆虫的幼虫为食。同一种鱼,在不同季节的摄食量也不同。例如团头舫,一年中摄食量4月~11月最大。相同食性的鱼,摄食强度也不尽相同,例如草鱼的食量较大,日食量可达体重的40~70%,而团头舫的摄食强度则低于草鱼。不仅如此,鱼类的滤食特性,也会影响水质状况,所有这些都要综合考虑。 (二)微生物菌种 生物界菌种的种类繁多,都有着相当复杂的生理特性,例如有固氮菌、嗜铁细菌、硫化细菌、发光菌等等,这些生物在生态系统中起着举足轻重的作用,离开了它们自然界将堆积满动、植物的尸体,到处都是垃圾。 微生物的繁殖速度很快,数量呈几何级增长,在不断繁殖的过程中,极易受外界环境的影响产生许多变异的种类,这也是为什么微生物的种类不全部为人类了解的原因。这种变异或者会有利于人类对微生物的利用,或者会出现退化的现象。 在水生生态中,作为分解者的微生物,能将水中的污染物(包括有机物,某些重金属等等)加以分解、吸收,变成能够为其他生物所利用的物质,同时还要让它能够降低或消除某些有毒物质的毒性,成为真正意义上的地球环境的美容师。 首先根据人工湖的水源水质情况,利用现有的微生物,进行驯化,培养出适应当地情况的微生物,接着进一步对培养出来的微生物进行筛选,筛选出生理活性强的菌种,然后大量繁殖,投放水体。为了保证筛选出的微生物能保持良好的活性,一直处在高效的工作状态,在日常的工作中,必须定期对微生物进行筛选、保存、复壮,将变异带来的对微生物的影响降至最低,保持微生物物种的稳定性,这也是生态水处理中水质稳定的关键因素之一。微生物菌种在水体中,不仅要完成它基本的分解有机物,降低或消除有害物质毒性的作用,还要能将水生植物的残枝败叶转换成有机肥,增加土壤的有机质,并且对土壤进行改良,改善土壤的团粒结构和物理性状,提高水体的环境容量,增强水体的自净能力,同时也减少了水土流失,抑制了植物病原菌的生长。 (三)人工湖的防渗漏过程 对于不同水域面积的人工湖,可以根据当地地质勘测部门提供的地质资料,设计不同的防漏设计。 人工湖的日常补水量的多少是降低日常维护开支的瓶颈,湖底防止湖水渗漏是人主观上能控制的,所以在人工湖开挖时,防渗漏工作就应该做到位。而降雨量、蒸发量虽然不能为人所控制,但可以从当地气象部门的资料上了解到相关信息,对日后的补水量的多少和何时会出现补水高峰、低峰做到心中有数,避免出现人工湖水位出现大起大落,影响生态系统的维护和人工湖的景观效果。 (四)人工湖的环境设计 人工湖投放了最佳的菌种,做成了最好的防渗层,配置了各种水生植物,放养了各类水生动物等等,才水质清澈,仅仅如此就能达到梦里水乡的效果吗? 环境设计是人工湖设计中画龙点睛之笔。 诗词有韵律美,音乐要有节奏感,水生植物的造景必须和周围的环境相协调,配合周围的陆地植物、建筑物、人工湖的土岸曲线,以及整个人工湖想体现的主题和气候特点,恰如其分地设计。 在配植构图上,要考虑色彩的调和。清澈泛绿的水色是整个水景的底色,根据水生植物的生长特性和观赏期,以及观赏部位不同(如观叶、观花等),错落有致,深深浅浅,绿色叠荡,或红或黄的花丛点缀,四季呈现色彩变化,充满韵律感。 (五)人工湖生态处理的优越性 1)无需循环设备的投资,无需额外的设备运行费用和维修保养费。 2)无需专人管理,也能达到水质要求。 3)整个水体自身调节能力增加,对水质的波动可以通过自身的生态来进行调整。 4)营造出一个更自然更优美的天然水景 设计论文范文:嵌入式设备鼠标接口的设计与实现 摘要:分析了PS/2鼠标的接口和通信协议,介绍了PS/2鼠标与单片机的接口设计方法,配合点阵LCD显示器,实现了嵌入式设备的图形化人机接口(GUI)。 关键词:PS/2接口 双向同步串行协议 GUI 当前嵌入式系统技术已得到了广泛应用,但传统嵌入式系统的人机接口多采用小键盘操作的文本菜单方式,用户操作较为不便。本文介绍了一种利用PS/2接口鼠标,在点阵LCD的单片机系统上实现图形化用户界面的方案。用窗口菜单和图形按钮取代了传统的键盘操作,具有成本低、效果好等特点,具有很强的实用性。 1 PS/2接口和协议 1.1 接口的物理特性 PS/2接口用于许多现代的鼠标和键盘,由IBM最初开发和使用。物理上的PS/2接口有两种类型的连接器:5脚的DIN和6脚的mini-DIN。图1就是两种连接器的引脚定义。使用中,主机提供+5V电源给鼠标,鼠标的地连接到主机电源地上。 1.2 接口协议原理 PS/2鼠标接口采用一种双向同步串行协议。即每在时钟线上发一个脉冲,就在数据线上发送一位数据。在相互传输中,主机拥有总线控制权,即它可以在任何时候抑制鼠标的发送。方法是把时钟线一直拉低,鼠标就不能产生时钟信号和发送数据。在两个方向的传输中,时钟信号都是由鼠标产生,即主机不产生通信时钟信号。 如果主机要发送数据,它必须控制鼠标产生时钟信号。方法如下:主机首先下拉时钟线至少100μs抑制通信,然后再下拉数据线,最后释放时钟线。通过这一时序控制鼠标产生时钟信号。当鼠标检测到这个时序状态,会在10ms内产生时钟信号。如图3中A时序段。主机和鼠标之间,传输数据帧的时序如图2、图3所示。 2 PS/2鼠标的工作模式和协议数据包格式 2.1 PS/2鼠标的四种工作模式 PS/2鼠标的四种工作模式是:Reset模式,当鼠标上电或主机发复位命令0xFF给它时进入这种模式;Stream模式鼠标的默认模式,当鼠标上电或复位完成后,自动进入此模式,鼠标基本上以此模式工作;Remote模式,只有在主机发送了模式设置命令0xF0后,鼠标才进入这种模式;Wrap模式,这种模式只用于测试鼠标与主机连接是否正确。 2.2 数据包结构 PS/2鼠标在工作过程中,会及时把它的状态数据发送给主机。发送的数据包格式如表1所示。 表1 鼠标发送的数据包格式 Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0Byte1Y overflowX oberflowX sipn bitX sign bitAlways 1Middle BtnRight BtnLeft BtnByte2X MovementByte3Y MovementByte4Z MovementByte1中的Bit0、Bit1、Bit2分别表示左、右、中键的状态,状态值0表示释放,1表示按下。Byte2和Byte3分别表示X轴和Y轴方向的移动计量值,是二进制补码值。Byte4的低四位表示滚轮的移动计量值,也是二进制补码值,高四位作为扩展符号位。这种数据包由带滚轮的三键三维鼠标产生。若是不带滚轮的三键鼠标,产生的数据包没有Byte4其余的相同。 3 设计与实现 3.1 接口设计 因为PS/2鼠标接口采用双向同步串行协议,时钟脉冲信号以下皆称CLOCK总是由鼠标产生。因此,可以考虑这种方案:鼠标的CLOCK接主机的一外中断线,数据线以下皆称DATA接主机的某一I/O口线,如图4所示。 在主机程序中,利用每个数据位的时钟脉冲触发中断,在中断例程中实现数据位的判断和接收。在实验过程中,通过合适的编程,能够正确控制并接收鼠标数据。但该方案有一点不足,由于每个CLOCK都要产生一次中断,中断频繁,需要耗用大量的主机资源。 由于鼠标与主机之间以双向同步串行协议传送数据,若不考虑CLOCK,仅考虑DATA,则其数据帧的时序与单片机的UART异步串行时序类似。所以,采用了另一种方案:鼠标的CLOCK仍旧接主机的外中断,但鼠标的DATA接UART的接收脚RxD。参照图4 DATA改接RxD。在初始化过程中,主机利用CLOCK的外中断和RxD脚的I/O口线功能实现数据的传输。初始化完成后,切换到RxD功能即UART的接收引脚功能。因为鼠标已处于Stream模式的工作状态,这时鼠标能主动发送数据。这样,主机可以在每收到一帧数据时才中断一次。中断次数大大降低,减少了主机资源的耗用。 不过,在此方案中,必须实现另一个功能:主机波特率的自适应。因为PS/2接口的鼠标一般工作在10kHz~20kHz时钟频率。不同厂家制造的鼠标工作的时钟频率不同。嵌入设备主机要做到与不同鼠标的波特率同步和自适应,才能够正确接收鼠标传送来的数据。波特率的自适应是这样实现:鼠标上电自检时会产生一串时钟脉冲,利用鼠标时钟脉冲产生的中断,结合主机的定时器测量时钟脉冲周期,可以得出所用鼠标的时钟频率,进而求出波特率。通过设置相应的波特率寄存器,实现了波特率的自适应。 3.2 软件实现 软件实现原理框图如图5所示。 (1)鼠标初始化 最简单的初始化就是当鼠标上电自检完成后,主机给鼠标发送一个使能鼠标数据传送命令字节(0xf4),鼠标就会在默认设置状态下工作。主机也可实现自定义初始化,如:复位三次(Snd_CMD(0xff),Snd_CMD(0xff),Snd_CMD(0xff);设置采样率:Snd_CMD(0xf3),Snd_CMD(0x0a);设置解析度(2点/毫米):Snd_CMD(0xe8),Snd_CMD(0x01);设置缩放比例(1:1):Snd_CMD(0xe6);使能鼠标数据传送:Snd_CMD(0xf4)。鼠标每收到一个命令字节都会给出一个应答字节(0xfa)。 (2)两种方案的实现过程 两种方案的软件实现过程基本相同。只是后一种方案中,初始化时还要实现主机波特率的自适应,关闭时钟脉冲中断和打开串口中断。此后主机利用UART的接收功能接收鼠标数据。 (3)图形化人机接口(GUI)的实现 在点阵式LCD显示屏上实现图形化的人机接口界面,主要有两个方面:一个是菜单图标的实现;另一个是鼠标光标的实现。实现菜单图标,显示屏一般工作在图形显示模式。菜单图标有正常显示状态和反显状态,它们都用函数实现:void Draw_ICON(signed int xICON, signed int yICON,unsigned char *pDatICON)。xICONyICON是图标所在位置的左上角坐标值,pDatICON是各个图标及其不同显示状态的点阵码值。反显状态是当图标被光标滑到或点取时才显现的。实现鼠标光标,又分两种情况。一种是单层显示的LCD,只能由程序画出鼠标光标。但是,当光标移动较快时,画出光 标的点阵图形需要耗用较多的主机资源。另一种是有双层显示和光标功能的LCD,只需程序控制它的光标移动位置,无需程序画出光标的点阵图形,因而耗用主机资源较少,实现起来效果较好。两种方案简单、明了,容易实现,都已在实验中得到验证。并且,后一种方案已在某一仪表系统中得到成功应用。总体来说,随着嵌入式处理器性能的不断提高,在嵌入设备中接入鼠标,既可灵活使用,也可减少因接入许多按键而占用的口线数,还能使LCD的图形化显示界面更美观、更人性化。 设计论文范文:TATbed无线自组织网络测试平台设计与实现 摘要: 设计了并建立了一个无线自组织网络测试平台系统——TATbed(Tsinghua Ad hoc network Test bed)。通过开发底层网卡驱动、路由算法协议模块,使得普通PC机成为独立的自组织网络终端;同时通过监测、统计多个终端之间的数据传输状况获得网络的实测性能指标。目前平台中已经实现对多种路由算法协议的测试支持。 关键词:自组织网络 测试平台 路由算法 多跳自组织网络(Ad hoc network)由多个独立的具有路由(交换)功能的用户通信终湍组成。网络中的相邻终端可直接建立端到端的通信链路;非相邻终端可动态地搜索路由,数据包借助其他终端转发,以多跳方式传递至索路由,数据包借助其他终端转发,以多跳方式传递至最终的目的终端。在自组织网络中,无线信道环境的快速变化及终端的移动性造成了网络拓扑结构不断变化。因此,如何搜索、维护有效的路由成为自组织网络研究中的难点问题。近年来,研究者提出了多种路由协议草案,如DSR、AODV、SAR等,其性能的评估数据基本上利用网络模块软件如OPNet、NS-2/GloMoSim等仿真得到。由于仿真软件中采用的无线信道、终端分布、终端运动等模型与真实的网络环境相比均有一定的简化,所以在自组织网络技术进入实现商业应用之前,构建实际的Ad hoc网络硬件测试平台对其各层次的网络协议算法设计进行性能测评是十分必要的。但现有的各种无线终端均不支持任何自组织路由协议。 本文设计并实际建立了一个无线自组织网络测试平台系统TATbed。通过加载相应的底层驱动及测试系统软件,使得配有无线网卡的普通PC机成为独立的自组织网络的实际终端;测试平台对各种路由算法协议提供了统一的模块接口,设定相应的路由算法和测试参数蝗,即可通过检测各个终端间的数据传输状况,得到此路由算法的实际性能的统计结果。同时,测试平台可兼容各种无线网卡标准,如IEEE802.11系列、HiperLan系列等。目前TATbed测试平台已经集成了多种Ad Hoc网络的专有路由算法协议,AODV、DSR、SAR、FSR、ZRP等,并可真实地再现Ad hoc网络应用所处的实际环境(包括终端的移动性与客观信道的实际情况),为研究Ad hoc网络在多种环境下的性能与特点提供可操作平台,对进一步研究Ad hoc网络的结构设计和其各层网络协议算法设计的测试、评估、优化更具有参考价值。 本文结构如下,第一节介绍测试平台系统的总体结构,第二节介绍系统的关键模块设计,第三节介绍其实际应用和总结。 1 平台结构 TATbed无线自组织网络测试平台的设计目标是开发支持多种Ad hoc网络路由算法协议的测试终端以构建实际的Ad hoc测试网络,并通过检测各个终端间的数据传输过程对自组织网络的各种实测性能指标进行统计、评估。 TATbed测试平台由一定数量的独立的自组织网络终端构成。在实际平台设计中,在配有无线网瞳的PC机(笔记本电脑)基础上开发了支持多种路由算法协议的自组织网络终端,每个终端依据设定的路由算法协议自行组建Ad hoc网络并进行数据传输。图1为TATbed平台的实际测试示意图。 TATbed测试平台的软件系统包括传输任何生成器、终端处理器和数据统计器三部分。 在测试开始前,传输任务生成器将根据设置的测试参数,生成每个终端的起始传输任务列表,以精确地控制测试过程网络的传输负荷。在传输任务列表中定义了整个测试过程中每组数据包的源发出节点、最终目的节点、数据包数量、发出时间。 测试开始后,每个终端上的终端处理器将读取其对应的传输任务列表,在规定的时间进入发数据包流程,处理需要发出的数据包,同时监听无线网卡接收到的数据包并进行相应的处理。在测试过程中,终端软件模块记录下本节点收到和发出的每个包的信息,包括收(发)时间、包头信息、包长度等。 测试结束后,根据本次测试的整个网络的起始传输任务列表和每个终端在测试过程 保存的收发包记录,数据统计器统计分析、计算出相应的测试指标,包括网络容限、节点平均吞吐量、数据包成功传输率、数据包平均传输延时、延时抖动、数据包传输路径平均跳数、系统路由开销等。 2 自组织网络测试终端设计 由于现有的各种通信终端设备均不支持任何自组织网络中由算法协议,因此开发自组织网络测试终端成为整个测试平台构建的关键。在TATbed测试平台中,通过在装备了无线网卡的PC机上安装终端处理器,使其支持多种自组织网络的路由算法协议,成为实际 自组织网络中的终端。 在现有的标准PC机系统下,网络层采用IP协议,终端之间的连接地址的标识来判别,应用层的传输任务经过数据打包处理后直接交无线网卡发送,并且只有当数据包的源节点和目的邛树熊处于相互无线网卡信号覆盖范围内时,才能成功发送IP数据包,终端本身并不支持任何路由功能。在TATbed测试平台系统中,终端的MAC层和网络层之间加载了自行开发的驱动模块,以支持无线自组织网络中的多跳传输,形成个虚拟的传输链路,为普通数据包的发送提供传输路由,如图2所示。 终端处理器在Windows操作系统提供的NDIS(Network Driver Interface Specification,网络驱动程序接口规范)层基础上开发,包括底层接口驱动、路由算法模块和数据包的监听记录三部分。其结构如图3所示。 为测评各种不同路由算法协议的性能,终端处理器中的接口驱动设计为一个自定义的标准路由算法接口。该接口将各种路由算法协议完成的寻找路由、确定路由民系统网络层完成的其他功能,包括与上下层之间的传递、包头内容的填写等工作分离,使得路由算法协议成为需要嵌入的单独子模块。不同的路由算法协议只需要遵循接口定义编写相应的子模块即可。目前,TATbed测试平台系统可支持AODV、DSR、SAR、WRP、Fisheye、CBRP、ZRP等多种自组织网络路由算法的测试、评估。同时,由于终端处理器接口驱动中载在NDIS层上,使得测试平台对MAC层协议透明,因此测试平台可根据测试需要选用各种基于不同传输标准的无线网卡。目前系统中选用了基于IEEE802.11b标准的网卡进行测试。 包头的第0~13字节为标准的Ethernet-MAC包头格式,第14~27字节为扩展的“路由信息”域,之后是实际的用户数据。对于来自高层(网络层)的数据包,终端从其IPv4标准包头中读出此数据包最终发送的目的地址并将这一“最终目的地址”保存在“路由信息”域的“最终目的节点IP地址”项内;同时调用路由算法模块,根 据其最终目的地址获取其对应的多跳路由信息,并将实际的下一跳的接收节点的地址写入第7”12字节处的“下一跳接收节点MAC地址”项内,然后将此数据包交下一层(MAC 物理层)无线网卡处理发出。对于来自底层无线网卡接收到的数据包,终端读取“路由信息”域的“最终目的节点地址”,如果此地址与其自身地址相符,则交上层网络继续牏如果不相符,则调用路由算法模块,得到对应的多跳路由中下一跳的接收节点地址,然后交无线网卡处理发出。对于路由算法协议中规定的其他非数据包,如路由搜索包、路由应答包、路由失败包、周期性握手信息包等,则在“包类型”域中标示区别,由无线网卡收发后直接调用相应的路由算法模块处理。3 系统应用 TATbed无线自组织网络测试平台在普通PC机上开发了支持多种自组织网络路由算法协议的实际无线终端,以构建一个实际的无线自组织网络测试系统。笔者利用此平台已经成功地对AODV、SAR路由算法在多种实际网络环境参数下进行了性能的实测比较分析。测试结果可应用于实际的自组织网络由算法的性能评估、设计优化等方面。同时,TATbed终端软件模块的设计使其可应用于任何基于Windows内核的硬件设备上,具有高度的通用性、灵活性和可扩展性,在无线自组织网络的实际网络系统性能测量、网络规划优化设计、网络各层次算法协议性能评估等诸多方面均有其独特的应用优势。 设计论文范文:红外线感应自动门的理论设计 以单片机为核心的自动门系统就是其中之一。单片机与门结合的产物即自动门系统。主要应用于通过单片机对步进电机的正转、反转进行控制,从而对门进行开、关的控制。在门的两侧各有一个感应器,分别感应从里面出去和从外面进来的人。当有人或物品进入到感应器的扫描范围内,感应器就会做出感应,向中央处理器提出申请,中央处理器转而 控制电机进行正转,实现了开门的过程。 一、红外线探测器的选择与设计 (1)红外线探测器的电路设计。由电压响应度表达式可知,传感器的电压响应度与入射光辐射变化的频率成反比,因此物体移动速度越快,同样的入射功率下输出电压就会越小,只有达到报警阈值电平时,探测器电路才会有电压信号输出。利用热释电探测器Pspice 等效电路模型设计实用探测器电路原理:当人体进入警戒区,人体温度会引起环境温度辐射场的变化,通过菲涅尔透镜,热释电红外探头感应到的是人体温度与背景温度的差异信号,则在负载电阻上产生一个电信号,采集的电信号触发外围电路,最终实现报警。热释电红外探测器外电路采用的器件:红外探测器专用芯片红外传感信号处理器BISS0001,热释电红外探头RE200B (传感器),及一些外围元件(电阻电容)。检测元件BISS0001 是CMOS 数模混合专用集成电路,具有独立的高输入阻抗运算放大器,可与多种传感器匹配,进行信号预处理,另外,它还具有双向鉴幅器,可有效抑制干扰,其内部设有延迟时间定时器和封锁时间定时器。 (2)红外专用芯片BISS0001。热释电红外线传感器是一种新型高灵敏度探测元件。主要用于电源开关控制、防盗防火报警、自动门等。本次设计采用红外专用芯片BISS0001,BISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。 二、红外感应自动门控制电路的设计 2.1主控芯片的选取与设计 外感应控制芯片种类繁多,如HT-7610系列,WT8075控制芯片,KC778B红外传感专用集成芯片,AT89C51红外专用芯片等。通过综合它们的性能及本设计的设计要求,本次设计选用AT89C51红外专用集成芯片。 (1)功能特性。AT89C51提供以下标准功能:4k字节Flash闪速存储器,128字节内部RAM,32个可编程I/O口线,2个16位定时/记数器,一个5向量两极中断结构,一个双工串行通信口,片内振荡器及其时钟电路。AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/记数器,串行通信口及中断系统继续工作,掉电方式保存RAM的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 (2)接口功能:Vcc:电源电压,GND:接地;P0口:P0口是一组8位漏极开路型双向I/O,即地址/数据总线复用口。作为输出口用时,每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路,对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址(低8位)和数据总线复用,在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时,P0口接收指令字节,而在程序校检时,输出指令字节,校检时,要求外接上拉电阻。P1口:P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口写“ 1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口。作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。Flash编程和程序校检时,P1接收低8位地址。P2口:P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口写“ 1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口。作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。在访问外部程序存储器16位地址的外部数据存储器(例如执行MOVX@DPTR指令)时,P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器(如执行MOVX@RI指令)时,P2口线上的内容(也即特殊功能寄存器区中的R2寄存器的内容),在整个访问期间不改变。Flash编程和程序校检时,P2亦接收高位地址和其它控制信号。P3口:P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对P3口写如“1”时,它们被上拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入端时,被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流。P3口除了作为一般的I/O口线外,更重要的用途是它的第二功能。端口引脚第二功能:P3.0 RXD (串行输入口) P3.1TXD (串行输出口);P3.2NT0 ( 外中断0);P3.3INT1(外中断1);P3.4T0(定时/记数器0)P3.5T1 (定时/记数器1);P3.6 WR(外部数据存储器写选通);P3.7 RD(外部数据存储器读选通);P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号;RST:复位输入。当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。ALE/PROG:当访问外部程序存储 器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于地址的低8位直接。即使不访问外部存储器,ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是:每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对Flash存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉冲(PROG)。可通过对特殊功能寄存器(SFR)区中的8EH单元的D0位置位,可禁止ALE操作。该位置位后,只有一条MOVX和MOVC指令ALE 才会被激活。此外,该引脚会被微弱拉高,单片机执行外部程序时,应设置ALE无效。PSEN:程序储存允许(PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号,当AT89C51由外部程序存储器取指令(或数据)时,每个机器周期两次PSEN有效,即输出两个脉冲。在此期间,当访问外部数据存储器,这两次有效的PSEN信号不出现。 2.2红外感应自动门的控制电路的设计 整个过程由红外探头探测人体红外信号,然后由S源极输出给BISS0001的14脚,1IN+脚为芯片内第一级运放的同相输入端,具有极高的输入阻抗,极易与外接PIR的源极S相匹配,能将PIR探测到的人体微弱红外信号无损耗的传过来,经第一级运放高增益放大后,由C4耦合至第二级运放再次放大,经比较器,双向鉴幅器后,检出有效触发信号,去启动延迟时间定时器,由2脚输出高电平的控制信号加至AT89 C51的P3.2脚。人体的移动频率一般在0.1~10Hz的范围内,因此在设计放大器时既要考虑需要放大的信号的频率,使人体辐射的微弱信号得以通过,又要考虑抑制其他物体辐射来的红外信号和干扰信号的混入,故选择0.2~8Hz的低频带通滤波器,计算:f = 1/2 C3R3=1/6.28×103×2M = 8 Hz;f =1/2 C1R1=1/6.28×3.3K×103=0.2 Hz 当f=1Hz时,其单级增益G1为:G1=20㏒2 fC2R3/(1+2 fC2R2)(1+2 FC3R3) 由分析可知:C2=47u;R2=47K;C3=103u;R3=2M;带入公式计算得G1≈35dB,故单级增益为35dB。 同理可计算二级增益。C4=10u;R4=10K;C5=103u;R5=1M;带入公式得G2 ≈ 40dB,故总增益为75dB。以满足后级所须的驱动信号。COP1、COP2为电压比较器,组成一个双相鉴幅器。由于V =3.15V,V =1.35V,所以当V 为+5 V电压时,可有效地抑制±0.9 V 的噪声干扰,提高系统的可靠性。COP3为一条件比较器,当输入电压VC 在开门和关门的过程中,系统通过光电编码器,一直监视电机的速度和位移。如果电机的速度远小于期望的速度,我们就认为撞到了障碍物或人,就会立即使门停下,然后执行倒转运动P1口的P1.0~P1.3口与行程开关相连,与行程开关相连电阻提供电流,当对引脚写“1”时,芯片通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,进而可驱动TTL逻辑门电路。其中四个行程开关为两个控制电机减速,两个控制电机停止。P1口的P1.4、P1.5口连接手动开关按纽,与上述同样的原理,作为I口用时,当对引脚写“1”时,芯片通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,进而可驱动TTL逻辑门电路。P2口的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3分别连接嗡鸣报警,电机过热报警,电压过高报警,速度异常报警,此时作O口用,由相应的检测模块检测状态,出现异常便输送信号给相应引脚,输出电流,导通二极管,驱动报警器。C1~C12采用RTX-1/8W型碳膜电容器;R1~R16采用RT-1/8W型碳膜电阻器。
摘要: 在农业全程机械化发展的大背景下,畜牧业的生产模式逐渐由传统人工生产向机械化生产转型,我国农机市场的畜牧机械产品在种类和先进性方面也得到明显进步,有力保证了畜牧养殖等一系列工作的开展。在分析国内外畜牧机械化发展现状的基础上,总结了我国畜牧机械的典型分类与技术特征,说明了畜牧机械行业发展的未来趋势。 关键词: 畜牧机械;特征;行业发展;分析 0引言 近年来,我国农业机械产业得到了快速发展,有力支撑了农业生产的顺利实施,畜牧业作为农业生产的重要分支,是社会肉、禽、蛋、奶及多种食品原料的重要供给产业,畜牧业的现代化发展已成为农业生产的重要工作任务。传统畜牧业的工作主要以人工操作实施,存在劳动强度大、工作环境恶劣、费时费力等问题,通过现代技术和机械设备优化畜牧生产过程,能有效提升畜牧业产出能力和产出质量,实现稳产、高产、低成本、低人工、低污染等多种优势。尤其在《农业机械化促进法》中多种条款的支持下,大量畜牧养殖设备的购置成本降低,畜牧机械的普及率逐渐提高,机械化生产的优势也得到了有效凸显。 1畜牧机械应用现状 从发达国家的畜牧业发展看,其机械化普及程度很高,已经形成了从畜牧养殖到产品深加工的完整现代化生产体系,尤其在英国、美国、新西兰等畜牧业发达的国家,畜牧机械的应用与现代化程度具有明显优势。以畜牧业发达的新西兰为例,其畜牧业的产值占农业总产值的90%以上,拥有大量大型牧场,亟需畜牧设备开展高效率、自动化生产。因此,新西兰的畜牧机械普及率很高,且经过多年的发展,设备实现了成套开发,所使用的设备本土适用性好,有利于提高肉制品、乳制品等的产量和品质。我国的畜牧机械设备研究与应用相对较晚,改革开放以来,畜牧行业逐渐向机械化方向转型,但速度较慢。2009—2016年,我国的畜牧机械完成了小型机械设备普及和设备逐渐向中大型转型,畜牧机械化普及率显著提升,农民对畜牧机械的认可度和依赖性得到提升,但很多中大型设备仍依赖进口,其购置和使用成本偏高。2017年以来畜牧机械行业实现了稳步发展,自主产品逐渐占据市场促进了畜牧养殖业的机械化转型。截至2020年底,我国的畜牧机械保有量达到811万台,有力保障了畜牧行业对生产设备的需求。但与大田种植和粮食生产的机械化普及率相比,畜牧机械化程度仍比较低,2020年,我国畜牧养殖机械化率仅为35.79%,与我国农作物耕种收71.25%的综合机械化率存在很大差距。主要表现为机械化普及率不均衡,一方面部分畜牧养殖机构的自动化程度较高,但很多中小规模的养殖户仍维持相对传统的人工作业模式;另一方面,畜牧养殖的不同工艺步骤和工序的机械化程度差距较大,如奶牛挤奶的机械化率达95%以上,畜禽的饲料投喂、环境温度控制、粪污处理等方面的机械化普及率可达60%~70%,但生猪、牛羊、禽类养殖的种养循环、工程防疫、废弃物收集与处理等工艺步骤和后期加工的机械化程度相对较低,部分机械化普及率不足20%[1]。 2畜牧机械的分类与特征 近年来,我国的畜牧机械产业得到了长足发展,截至2020年底我国畜牧机械相关制造企业已达147家,畜牧机械企业的经营收入超过270亿元,畜牧机械行业具备较强的发展潜力,且相关机械产品的种类得到极大丰富,能够基本满足畜牧生产的多方面需求。 2.1饲料加工机械 饲料加工机械是畜牧业各项工作开展的基础。近年来,饲料加工机械生产企业所研发的主流产品以中大型自动化生产线设备为主(图1),先进的饲料加工机械集成了机械电子工程、饲料加工现代工艺、营养学配比等众多理论与技术,相关产品逐渐形成自动化一条龙生产。典型的饲料加工设备生产线包括饲料清理机、饲料粉碎机、输送设备、饲料计算与混合设备、饲料制粒设备、饲料膨化设备、成品包装设备,通过自动生产加工的饲料具有良好的商业价值,更适用于自动饲喂的初期养殖设备使用。 2.2畜禽饲养管理机械 畜禽饲养管理机械主要包含以下几大类设备:1)自动饲喂设备。其主要功能是将饲料从饲料仓通过输送设备运送到畜禽食用的料槽,自动饲喂设备具有高度自动化特点,能够根据系统预设程序进行饲喂,饲喂过程通过电控开关、执行机构及传感器等实现,能实现不同生长阶段畜禽的分区饲喂,能够定时、定量且均匀的实施饲料饲喂。2)环境控制设备。主要是对畜禽饲养的环境进行检测与合理调整的设备,环境控制设备多是多种小型设备的组合体,如光照控制、温度控制、湿度控制、通风控制等,通过传感器设备感知环境条件,当环境的温度、湿度等条件超出系统预设范围,则通过通风、光照、加湿等方式对室内环境条件进行调整。3)清洁设备。其主要针对畜禽的养殖环境和畜禽个体进行清洁,如自动化畜禽水浴或粪污自动冲洗及集中处理设备等,清洁设备能更好地保障畜禽卫生,降低患病概率,同时改善养殖工作条件,提高工作人员的工作舒适性。4)其他设备。除上述设备外饲养管理的机械还包括孵化设备、供水设备、育雏设备等[2]。 2.3畜禽产物收集设备 在畜禽养殖过程中,部分畜禽的价值在于其产物,例如奶牛、母鸡等,其产物的自动获取是养殖过程中的重要工作,产物收集机械设备也成为了养殖过程应用的重要设备。挤奶设备是牛奶收集的重要设备,在我国内蒙古、黑龙江、吉林、河北、新疆等牛奶主产地,挤奶设备的普及率很高,大规模养殖机构应用的挤奶设备逐渐由传统的提桶式、推车式向管道式、挤奶台式等自动化程度更高的设备转型。管道式挤奶设备实现了在奶牛牛舍全封闭收集牛奶,有效保证鲜奶质量;挤奶台式设备自动化程度更高,能在自动挤奶的基础上实现牛奶自动计重、设备自动脱落等功能。鸡蛋收集设备是畜禽产物收集的另一重要设备,现已广泛应用于鸡舍之中,其能够自动收集产出的鸡蛋,并在良好的保护条件下对鸡蛋进行输送和存储,实现了鸡蛋的高效率收集。 2.4牧草收获机械 牧草收获是畜牧业开展的基础,牧草作为牛、羊等牲畜的重要饲料,传统畜牧业需要耗费大量人力物力开展牧草收获工作。近年来,随着农机技术的发展,牧草收获也逐渐实现了机械化作业,所应用的机型由早期的割草机,逐渐发展为搂草机、打捆机等更多丰富机型,且牧草收获机逐渐向多功能的割草、打捆一体设备转型,进一步提高了牧草收集效率,如图2所示。 3畜牧机械的发展趋势 3.1设备自动化 受到农机行业发展的推动,畜牧机械逐渐由简单的机械产品向机械与电气控制相结合的方向发展。从国内大型牧场应用的先进设备特征来看,畜牧机械具有典型的成套化设备特征,先进的畜牧设备逐渐与智慧感知、环境监测、信息传输、远程控制等技术相结合,其趋势为智能化生产与自动化管理,促进了畜牧业由人工作业经机械作业向智能作业转型。 3.2技术整合化 畜牧机械的生产与研发很好地整合了我国传统畜牧养殖技术,很多成套畜牧产品的开发基于养殖企业或养殖户需求而设计,并深入结合了现代畜牧养殖理论,能实现饲料自动配制、营养成分计算与配比,并利用现代化遗传理论对畜禽养殖进行改良,显著提升畜禽的育种、产出能力,并优化畜禽生长的健康状态,做到了与畜牧兽医科学相结合,有效控制和预防畜禽疾病。此外,畜牧机械还与现代环境控制理论相整合,通过养殖过程的合理化设计,有效降低环境污染,提升养殖合理性。 3.3管理科学化 畜牧机械的广泛应用促使畜牧生产过程的管理模式发生转变,只有科学有效地实施管理,才能充分发挥畜牧机械的优势。在现代化畜牧生产过程中,很多管理过程可通过标准化和程序化的模式在计算机控制下自主实施,计算机结合多种传感器及视觉监控设备获取设备信息并对管理过程进行决策,理性判断生产过程的最优控制方式,对于关键决策还可通过人工核实计算机决策正确性的方式予以修正,从而保证管理过程的合理性与高效性。 3.4人员专业化 畜牧机械具有显著的高技术特征,其使用、维护、管理、维修需要大量的专业人才,很多畜牧企业在引进成套畜牧机械设备后均采用企业化的管理模式,引进专业技术人才,保障畜牧机械的合理使用。大量专业人才的引进,有效保证了畜牧机械在生产全过程的效能发挥,规范了畜牧行业的生产加工过程。 4结语 综上所述,畜禽产业作为我国农业的重要组成部分,其高质量发展不仅有利于提高农业经济水平,更能为社会供给充足的肉蛋奶等必需品。目前,我国的畜牧机械普及率仅为35.79%,与发达国家的畜牧业机械化程度存在较大差距,畜牧业养殖模式和经营规模存在明显的不均衡问题,中小规模的畜牧养殖机械化程度明显偏低,这也将成为未来畜牧机械化发展的难点与重点。尽管我国的畜禽生产机械化普及率仍偏低,但近年来,在国家政策的推动下,在农机管理、畜牧机械企业研发、技术推广部门的共同努力下,畜禽养殖相关机械产品的技术先进性及适用性显著提升,越来越多的农民对畜牧机械给与认可,有效促进了畜禽机械产业的发展与技术提升,相信随着我国农机产业的整体发展,畜禽养殖的机械设备也将实现品类的进一步丰富,并向着更加自动化和智能化方向转型。 作者:张辉 单位:蒙城县畜牧兽医水产发展中心
浅谈煤矿机电一体化技术的应用: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。 浅谈煤矿机电一体化技术的应用: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。 浅谈煤矿机电一体化技术的应用: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。 浅谈煤矿机电一体化技术的应用:煤矿机电一体化技术应用探究 摘要:煤炭是我国重要的能源,煤炭 工业 的大力 发展 ,在我国的国民 经济 建设发展中占居重要的地位。因而,近年来各级煤矿 企业 领导都十分重视机电一体化技术在煤炭生产中的应用与推广。本文对煤矿机电一体化技术的应用进行研究。 关键词:煤矿 机电一体化 应用 1 概述 煤矿机电一体化产品是把各项高新技术融于一体的高科技产品,其主要技术包括:微 电子 、 计算 机、自动控制、人工智能、传感产品可靠性等等,这些都是科技高速发展的热门技术。在煤矿企业中,开始利用机电一体化技术对煤炭系统进行改造旧设备和开发新产品,并取得了巨大的成功,这让人们清楚地意识到,机电一体化技术和产品的发展是实现高效、安全、机械化采煤和煤矿机电产品更新换代的重要途径。 2 煤矿机电一体化技术产品的应用 2.1 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,那么随之对井下、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。在英国和意大利等国家,高性能、高可靠性的磁阻电机在煤矿提升系统中也得以应用。还有德国自主研发的内装式交——交变频调速提升机,它采用机电一体化技术把电机和滚筒做成一体,这样的融合技术不论在机械结构设计方面还是在电气控制系统方面在世界上都处于领先地位。 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。目前,我国直径在两米以上的提升机有1700多台,其中90%为交流提升机,并且均是采用转差功率消耗型的转子串电阻调速,电控系统部分绝大多数仍采用继电器——接触器系统,只有一小部分采用可控制编程器。直流提升机多数为发电机拖动,虽有部分可控硅供电系统,也均为模拟量控制。而plc可编程控制器使用比较简单,程序设计起来也比较容易,不需要一些复杂的输入输出接口装置,抵抗外界的干扰能力也很强,因此,它能在环境比较恶劣的情况下进行长时间工作。 2.2 综合机械化采煤 1970年,我国自主设计制造装配了第一套综合机械化采煤工作面,并在大同矿务局进行试验使用,一直试验使用到80年代后期,这项技术的使用标志着我国的煤矿综合机械化采煤有了重大的突破性发展,推动了煤矿自动化的发展进程,同样,采煤机也由液压牵引开始转向电牵引;液压支架的控制系统也逐渐向计算机化发展,以计算机为核心,采用电液控制,移架自动化得以实现。另外,对工作面刮板运输机也进行了微机监控装置的配置,实现计算机自动化控制。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。 2.3 矿井安全生产监控系统 从多数煤矿使用监控系统的效果来看,还存在一些问题,但是主要问题是传感器的不足,并且使用过程中,其稳定性相对较差,使用寿命不足,一些研究所和使用单位在这方面进行了大量的研究,对一些关键技术也实施多次再设计改进措施,但仍然没有得到预期的效果,因此这些在实际现场应用率不是很高。在国外,由于 计算 机 网络 软硬件技术 发展 很快,运行速度和质量也在不断提高,传输介质由同轴电缆发展到光缆,信息媒体由字符发展到声像,煤矿的安全监控系统有了很大的发展,他们的机电一体化技术在监控系统上的应用已有了非常高的水平。我国煤矿安全生产监控系统是煤炭行业内部机电一体化技术推广应用最快的产品,一些高校、科研所和 企业 正在研究和生产煤矿安全生产监控系统。 3 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优的状态工作,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,并保证其测量准确度,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。 4 结束语 煤矿机电一体化技术是煤矿综合自动化的发展基础,更是煤矿企业信息化建设的重要支撑技术,煤矿机电一体化技术在采、掘、运、装备等方面的应用和推广,大力地推动我国煤矿综合生产力,同时,为实现安全、高效、洁净、结构优化的现代化、高科技煤炭 工业 生产打下了坚实的基础。
电力系统当中,电力设备巡检主要的目的是为了维持电力设备的平稳运行,并且帮助协调设备与人之间的关系。有效的电力设备巡检工作不仅可以维持现阶段的电力使用情况,还可以有效帮助提升电力设备的管理有序性。成为促进电力事业发展的有效推动力。 1电力设备巡检管理系统技术基础 1.1电力设备运行数据采集技术 在进行电力设备巡检管理系统的建设之前,必须保证电力设备运行数据的有效采集,为整体管理系统的建立能够提供有效的数据信息支撑。一般情况下,进行电力设备运行数据的采集和监控使用的技术都是SCADA技术,这项技术的硬件设备购成主要包含了数据采集单元、通信总线以及数据库和应用服务器等,这项数据采集技术能有效帮助实现电力系统的各项实时信息监控。 1.2其他技术 为了构建电力设备巡检管理系统,还需要从PHPSCADA接口、HTML5+以及MUT框架等技术层面出发开展应用。在电力设备巡检管理的开发过程当中,移动APP领域的开发也逐渐取得了一些有效进步,就目前主流使用的一些APP来说,包含有NativeAPP、WEBAPP以及HybridAPP等,这些技术都具有自身的特点。在开展电力设备巡检管理系统的构建时,必须要了解到相关的技术,以此作为基础,才能够有效帮助实现电力设备的巡检。 2电力设备巡检管理框架系统设计 2.1系统总架构 在系统的总体架构建设过程当中,首先需要保证具有合理的逻辑结构,保证电力设备在现场可以传输准确的运行信息,并且还可以通过传感器进行实时的采集和存储。在系统的总体架构建设中,需要通过智能终端实现操作界面的激活以及使用,还需要通过巡检记录的上传,来实现历史任务的查询。其中,在硬件系统结构设计当中,配备的主要装置包含有无线传感器、数据采集器以及只能采集终端,把这几个设备一同放置于壁挂箱内,实时监控电力设备运行的质量。在软件系统的整体架构设计当中,通过SCADA系统,来实现数据采集和存储工作。数据采集系统主要分布在了光伏逆变箱、变电站现场等地区,目前较为常用的是Super2000系统。这项软件系统的使用过程当中,可以通过访问接口了解事实的数据,并且还可以利用其开展项目的程序脚本开发工作。整体的系统当中,设计到了用户账户的概念,这能够有效提升系统使用的安全性,因此可以通过对账户的把控,保证信息不会轻易外泄。 2.2云存储系统数据库 在电力设备巡检管理系统的建设过程当中,云存储系统数据库占据了重要的地位。在云存储系统数据库的建立过程当中,主要的数据库模型依托于LeanCloud建立。其中,针对巡检的工作流程来说主要包含了数据用户、设备、人物信息以及各项巡检的分组工作。利用云存储系统数据库开展电力设备巡检管理系统的建立,一个特点就在于信息的实时传输以及共享性。在云存储系统数据库当中,巡检任务针对每一个对象都进行了有效的记录,而在记录的内容当中有针对巡检工作进行了有效的分组。云存储系统数据库的巡检内容分组工作,需要在每一个元素上记录相对应的巡检信息,并且根据巡检任务的内容来传输图片以及文件。针对已经传输上云端的文件内容,会利用AVFile开展存储,并且记录到客户端当中,显示成为一个数组类型。云存储系统数据库的使用,最大的优势就是利用了目前较为先进的技术,促使整体的电力设备智能巡检工作效率不断提升,并且可以实现快速的开展。 2.3系统功能设计 在开展系统的功能设计过程当中,主要的工作内容涉及到了三个方面,分别是电力设备数据采集系统、移动巡检APP系统和云存储数据服务系统。这三个方面都分别具有自身的职能,首先在电力设备数据采集系统当中,主要的构成就包含了6个RS485接口以及2个以太网接口。在只能采集终端利用接口主要进行数据的采集和通信工作,保证信息的畅通。在智能采集工作当中通过移动终端,实现了就地的存储,保证存储信息的安全。移动巡检APP当中主要包含了用户的注册以及版本在线升级功能,能够有效通过APP实现巡视任务的新建和自定义,还突出体现出了只能采集终端的自动获取数据能力,降低了对于人力的依赖。最后在云存储和数据服务过程当中,电力设备巡检管理主要通过云端的技术,实现了对于照片和文件的存储,并且还为相关的工作人员提供了各项文件信息,以及快速访问的数据端口,能够及时查询出数据表记录,了解相关动态信息。 3结论 综上所述,伴随着电力事业的整体发展进步,针对电力设备开展运维巡检所需要的人力资源和时间也越来越大。为了有效解决这一问题,促进自动化技术的使用有较为良好的使用效果。因此,通过合理构建电力设备巡检管理框架系统,能够有效提升电力巡检工作的效率。
工程测量学论文:工程测量学发展管理论文 摘要:本文对工程测量学重新进行了定义,指出了该学科的地位和研究应用领域;阐述了工程测量学领域通用和专用仪器的发展;在理论方法发展方面,重点对平差理论、工程网优化设计、变形观测数据处理方法进行了归纳和总结。扼要地叙述了大型特种精密工程测量在国内外的发展情况。结合科研和开发实践,简介了地面控制与施工测量工程内外业数据处理一体化自动化系统——科傻系统。最后展望了21世纪工程测量学若干发展方向。 关键词:工程测量工业测量精密工程测量测量机器人工程网优化设计 一、学科地位和研究应用领域 1.学科定义 工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。 2.学科地位 测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现展的一级学科。该学科无论怎样发展,服务领域无论怎样拓宽,与其他学科的交叉无论怎样增多或加强,学科无论出现怎样的综合和细分,学科名称无论怎样改变,学科的本质和特点都不会改变。总的来说,整个学科的二级学科仍应作如下划分: ——大地测量学(包括天文、几何、物理、卫星和海洋大地测量); ——工程测量学(含近景摄影测量和矿山测量); ——航空摄影测量与遥感学; ——地图制图学; ——不动产地籍与土地整理。 3.研究应用领域 目前国内把工程建设有关的工程测量按勘测设计、施工建设和运行管理三个阶段划分;也有按行业划分成:线路(铁路、公路等)工程测量、水利工程测量、桥隧工程测量、建筑工程测量、矿山测量、海洋工程测量、军事工程测量、3维工业测量等,几乎每一行业和工程测量都有相应的著书或教材。 由Hennecke,Mueller,Werner3个德国人所编著的工程测量学,主要按下述内容进行划分和编写:①测量仪器和方法;②线路、铁路、公路建设测量;③高层建筑测量;④地下建筑测量;⑤安全监测;⑥机器和设备测量。 由于工程测量的研究应用领域非常广泛,发展变化也很快,因此写书十分困难。目前国内外没有一本全面涉及工程测量学理论、技术、方法和实际应用的现代专著或教材。 国际测量师联合会(FIG)的第六委员会称作工程测量委员会,过去它下设4个工作组:测量方法和限差;土石方计算;变形测量;地下工程测量。此外还设了一个特别组:变形分析与解释。现在,下设了6个工作组和2个专题组。6个工作组是:大型科学设备的高精度测量技术与方法;线路工程测量与优化;变形测量;工程测量信息系统;激光技术在工程测量中的应用;电子科技文献和网络。2个专题组是:工程和工业中的特殊测量仪器;工程测量标准。 德国、瑞士、奥地利3个德语语系国家自50年起组织每3~4年举行一次的“工程测量国际学术讨论会”。过去把工程测量划分为以下几个专题:测量仪器和数据获取;数据解释、处理和应用;高层建筑和设备安装测量;地下和深层建筑测量;环境和工程建筑物变形监测。 1992年第11届讨论会的专题是:测量理论与测量方案;测量技术和测量系统;信息系统和CAD;在建筑工程和工业中的应用。 1996年的第12届讨论会的专题是:测量和数据处理系统;监测和控制;在工业和建筑工程中的质量问题;数据模型和信息系统;交叉学科的大型工程项目。 从以上可见,工程测量学的研究领域既有相对的固定性,又是不断发展变化的。笔者认为,工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障,满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。 二、工程测量仪器的发展 工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。电脑型全站仪配合丰富的软件,向全能型和智能化方向发展。带电动马达驱动和程序控制的全站仪结合激光、通讯及CCD技术,可实现测量的全自动化,被称作测量机器人。测量机器人可自动寻找并精确照准目标,在1s内完成一目标点的观测,像机器人一样对成百上千个目标作持续和重复观测,可广泛用于变形监测和施工测量。GPS接收机已逐渐成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用。将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起,称超全站仪或超测量机器人。它将GPS的实时动态定位技术与全站仪灵活的3维极坐标测量技术完美结合,可实现无控制网的各种工程测量。 专用仪器是工程测量学仪器发展最活跃的,主要应用在精密工程测量领域。其中,包括机械式、光电式及光机电(子)结合式的仪器或测量系统。主要特点是:高精度、自动化、遥测和持续观测。 用于建立水平的或竖直的基准线或基准面,测量目标点相对于基准线(或基准面)的偏距(垂距),称为基准线测量或准直测量。这方面的仪器有正、倒锤与垂线观测仪,金属丝引张线,各种激光准直仪、铅直仪(向下、向上)、自准直仪,以及尼龙丝或金属丝准直测量系统等。 在距离测量方面,包括中长距离(数十米至数公里)、短距离(数米至数十米)和微距离(毫米至数米)及其变化量的精密测量。以ME5000为代表的精密激光测距仪和TERRAMETERLDM2双频激光测距仪,中长距离测量精度可达亚毫米级;可喜的是,许多短距离、微距离测量都实现了测量数据采集的自动化,其中最典型的代表是铟瓦线尺测距仪DISTINVAR,应变仪DISTERMETERISETH,石英伸缩仪,各种光学应变计,位移与振动激光快速遥测仪等。采用多谱勒效应的双频激光干涉仪,能在数十米范围内达到0.01μm的计量精度,成为重要的长度检校和精密测量设备;采用CCD线列传感器测量微距离可达到百分之几微米的精度,它们使距离测量精度从毫米、微米级进入到纳米级世界。 高程测量方面,最显著的发展应数液体静力水准测量系统。这种系统通过各种类型的传感器测量容器的液面高度,可同时获取数十乃至数百个监测点的高程,具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续测量等特点。两容器间的距离可达数十公里,如用于跨河与跨海峡的水准测量;通过一种压力传感器,允许两容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。 与高程测量有关的是倾斜测量(又称挠度曲线测量),即确定被测对象(如桥、塔)在竖直平面内相对于水平或铅直基准线的挠度曲线。各种机械式测斜(倾)仪、电子测倾仪都向着数字显示、自动记录和灵活移动等方向发展,其精度达微米级。 具有多种功能的混合测量系统是工程测量专用仪器发展的显著特点,采用多传感器的高速铁路轨道测量系统,用测量机器人自动跟踪沿铁路轨道前进的测量车,测量车上装有棱镜、斜倾传感器、长度传感器和微机,可用于测量轨道的3维坐标、轨道的宽度和倾角。液体静力水准测量与金属丝准直集成的混合测量系统在数百米长的基准线上可精确测量测点的高程和偏距。 综上所述,工程测量专用仪器具有高精度(亚毫米、微米乃至纳米)、快速、遥测、无接触、可移动、连续、自动记录、微机控制等特点,可作精密定位和准直测量,可测量倾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度,还可测振动频率以及物体的动态行为。 三、工程测量理论方法的发展 1.测量平差理论 最小二乘法广泛应用于测量平差。最小二乘配置包括了平差、滤波和推估。附有限制条件的条件平差模型被称为概括平差模型,它是各种经典的和现代平差模型的统一模型。测量误差理论主要表现在对模型误差的研究上,主要包括:平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断;模型误差对参数估计的影响,对参数和残差统计性质的影响;病态方程与控制网及其观测方案设计的关系。由于变形监测网参考点稳定性检验的需要,导致了自由网平差和拟稳平差的出现和发展。观测值粗差的研究促进了控制网可靠性理论,以及变形监测网变形和观测值粗差的可区分性理论的研究和发展。针对观测值存在粗差的客观实际,出现了稳健估计(或称抗差估计);针对法方程系数阵存在病态的可能,发展了有偏估计。与最小二乘估计相区别,稳健估计和有偏估计称为非最小二乘估计。 巴尔达的数据探测法对观测值中只存在一个粗差时有效,稳健估计法具有抵抗多个粗差影响的优点。建立改正数向量与观测值真误差向量之间的函数关系,可对多个粗差同时进行定位和定值,这种方法已在通用平差软件包中得到算法实现和应用。 方差和协方差分量估计实质上是精化平差的随机模型,过去一直仅停留在理论的研究上。实际中,要求对多种观测量进行综合处理,因此,方差分量估计已成为测量平差的必备内容了。目前,通用平差软件包中已增加了该功能,但还需要在测量规范中明确提出来。 需要指出的是:许多测量作业单位喜欢采用附合导线进行逐级加密,主要依据目前规范中有关一、二、三级导线和图根导线的规定。无疑附合导线具有许多优点,但由于多余观测少,发现和抵抗粗差的能力较弱,不宜滥用。建立一个区域的控制,首级网点采用GPS测量,下面最好用一个等级的导线网作全面加密。从测量平差理论来看,全面布设的导线网具有更好的图形强度,精密较均匀,可靠性也较高。 2.工程控制网优化设计理论和方法 网的优化设计方法有解析法和模拟法两种。解析法是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件,解求目标函数的极大值或极小值。一般将网的质量指标作为目标函数或约束条件。网的质量指标主要有精度、可靠性和建网费用,对于变形监测网还包括网的灵敏度或可区分性。对于网的平差模型而言,按固定参数和待定参数的不同,网的优化设计又分为零类、一类、二类和三类优化设计,涉及到网的基准设计,网形、观测值精度以及观测方案的设计。在工程测量中,施工控制网、安装控制网和变形监测网都需要作优化设计。由于采用GPS定位技术和电磁波测距,网的几何图形概念与传统的测角网有很大的区别。除特别的精密控制网可考虑用专门编写的解析法优化设计程序作网的优化设计外,其他的网都可用模拟法进行设计。模拟法优化设计的软件功能和进行优化设计的步骤主要是:根据设计资料和地图资料在图上选点布网,获取网点近似坐标(最好将资料作数字化扫描并在微机上进行)。模拟观测方案,根据仪器确定观测值精度,可进一步模拟观测值。计算网的各种质量指标如精度、可靠性、灵敏度。精度应包括点位精度、相邻点位精度、任意两点间的相对精度、最弱点和最弱边精度、边长和方位角精度。进一步可计算坐标未知数的协方差阵或部分点坐标的协方差阵,协方差阵的主成份计算,特征值计算,点位误差椭圆、置信椭圆的计算等。可靠性包括每个观测值的多余观测分量(内部可靠性)和某一观测值的粗差界限值对平差坐标的影响(外部可靠性)。灵敏度包括灵敏度椭圆、在给定变形向量下的灵敏度指标以及观测值的灵敏度影响系数。将计算出的各质量指标与设计要求的指标比较,使之既满足设计要求,又不致于有太大的富余。通过改变观测值的精度或改变观测方案(增加或减少观测值)或局部改变网形(增加或减少网点)等方法重新作上述设计计算,直到获取一个较好的结果。 在实践中,总结出了下述优化设计策略:先固定观测值的精度,对选取的网点,观测所有可能的边和方向,计算网的质量的指标,若质量偏低,则必须提高观测值的精度。在某一组先验精度下,若网的质量指标偏高了,这时可按观测值的内部可靠性指标ri,删减观测值。ri太大,说明该观测值显得多余,应删去;若ri很小,则该观测值的精度不宜增加。这种根据ri大小来删除观测值的方法称为从“密”到“疏”,从“肥”到“瘦”的优化策略。 从模拟法优化设计的整个过程来看,它是一种试算法,需要有一个好的软件。该软件除具有通用平差软件的功能外,在成果输出的多样性、直观性,在可视化以及人机交互界面设计方面都有更高要求。同时也要求设计者具有坚实的专业知识和丰富的经验。 用模拟法可获得一个相对较优且切实可行的方案,可进一步用模拟观测值作网的平差计算,同时可模拟观测值粗差并计算对结果的影响。这种方法称为数学扭曲法或蒙特卡洛法。对于一个精度、可靠性以及灵敏度要求极高的监测网或精密控制网,作上述优化设计和精细计算是十分必要的。国内在这方面的应用报道较少。多是为了安全起见,有较大的质量富余,建网费用偏高。网优化设计费用很少,所带来的效益较大,凡是较重要的工程控制网,都应作优化设计。 3.变形观测数据处理 工程建筑物及与工程有关的变形的监测、分析及预报是工程测量学的重要研究内容。其中的变形分析和预报涉及到变形观测数据处理。但变形分析和预报的范畴更广,属于多学科的交叉。 (1)变形观测数据处理的几种典型方法 根据变形观测数据绘制变形过程曲线是一种最简单而有效的数据处理方法,由过程曲线可作趋势分析。如果将变形观测数据与影响因子进行多元回归分析和逐步回归计算,可得到变形与显著性因子间的函数关系,除作物理解释外,也可用于变形预报。多元回归分析需要较长的一致性好的多组时间序列数据。 若仅对变形观测数据,可采用灰色系统理论或时间序列分析理论建模,前者可针对小数据量的时间序列,对原始数列采用累加生成法变为生成数列,因此有减弱随机性、增加规律性的作用。如果对一个变形观测量(如位移)的时间序列,通过建立一阶或二阶灰微分方程提取变形的趋势项,然后再采用时序分析中的自回归滑动平均模型ARMA,这种组合建模的方法,可分性好且具有以下显著优点:将非平稳相关时序转化为独立的平衡时序;具有同时进行平滑、滤波和推估的作用;模型参数聚集了系统输出的特征和状态;这种组合模型是基于输出的等价系统的理想动态模型。 把变形体视为一个动态系统,将一组观测值作为系统的输出,可以用卡尔曼滤波模型来描述系统的状态。动态系统由状态方程和观测方程描述,以监测点的位置、速率和加速率参数为状态向量,可构造一个典型的运动模型。状态方程中要加进系统的动态噪声。卡尔曼滤波的优点是勿需保留用过的观测值序列,按照一套递推算法,把参数估计和预报有机地结合起来。除观测值的随机模型外,动态噪声向量的协方差阵估计和初始周期状态向量及其协方差阵的确定值得注意。采用自适应卡尔曼滤波可较好地解决动态噪声协方差的实时估计问题。卡尔曼滤波特别适合滑坡监测数据的动态处理;也可用于静态点场、似静态点场在周期的观测中显著性变化点的检验识别。 对于具有周期性变化的变形观测时间序列,通过Fourier变换,可将时域内的信息转变到频域内分析,例如大坝的水平位移、桥梁的垂直位移都具有明显的周期性。在某一观测时刻的观测值数字信号可表示为许多个不同频率的谐波分量之和,通过计算各谐波频率的振幅,最大振幅以及所对应的主频率等,可揭示变形的周期变化规律。若将变形体视为动态系统,变形视为输出,各种影响因子视为输入,并假设系统是线性的,输入输出信号是平稳的,则通过频谱分析中的相干函数、频响函数和响应谱函数估计,可以分析输入输出信号之间的相干性,输入对系统的贡献(即影响变形的主要因素及其频谱特性)。 (2)变形的几何分析与物理解释 传统的方法将变形观测数据处理分为变形的几何分析和物理解释。几何分析在于描述变形的空间及时间特性,主要包括模型初步鉴别、模型参数估计和模拟统计检验及最佳模型选取3个步骤。变形监测网的参考网、相对网在周期观测下,参考点的稳定性检验和目标点和位移值计算是建立变形模型的基础。变形模型既可根据变形体的物理力学性质和地质信息选取,也可根据点场的位移矢量和变形过程曲线选取。此外,前述的时间序列分析,灰色理论建模、卡尔曼滤波以及时间序列频域法分析中的主频率和振幅计算等也可看作变形的几何分析。 变形的物理解释在于确定变形与引起变形的原因之间的关系,通常采用统计分析法和确定函数法。统计分析法包括多元回归分析、灰色系统理论中的关联度分析以及时间序列频域法分析中的动态响应分析等。统计分析法以实测资料为基础,观测资料愈丰富、质量愈高,其结果愈可靠,且具有“后验”性质,它与变形的几何分析具有密切的关系,是测量工作者最熟悉和乐于采用的方法。确定函数法是根据变形体的物理力学参数,建立力(荷载)和变形之间的函数关系如位移场的微分方程,在边界条件已知时,采用有限元法解微分方程,可得到变形体有限元结点上的变形。采用有限元法,可以计算混凝土大坝、矿山地表以及滑坡在外力(表面力和体力)作用下的位移值。这种方法不需要监测数据(监测数据仅作检验用),具有“先验”性质。只要有限元划分得当,变形体的物理力学参数(如杨氏弹性模量,泊松比,内摩擦角、内聚力以及容重等)选取得较好,该法无疑是一种多快好省的方法,目前有许多有限元计算软件如COSMOS/M供用。但变形体的物理力学参数的确定和所建立的微分方程都带有一定的假设,有时用有限元法计算的值与实测值有较大的差异,这就导致了将两种方法相结合的综合分析法,以及根据实测值按一定理论反求变形体物理力学参数的反演分析法,通过反演解算,重新用有限元法作修正计算。相对于有限元法,条分法用于边坡稳定性分析、计算和评价更为简单,其中萨尔码(SARMA)法应用最普遍,根据力学模型、几何条件和静力平衡方程,对平衡条件作迭代计算,可定量的得到边坡稳定性评价指标——稳定安全系统。一般要求对条分法和有限元法同时使用。上述方法对大多数测量工作者来说较为陌生,用确定函数法进行地变形的物理解释和预测属于学科交叉领域,需要与地质和工程结构方面的人员合作。 (3)变形分析与预报的系统论方法 用现代系统论为指导进行变形分析与预报是目前研究的一个方向。变形体是一个复杂的系统,它具有多层次高维的灰箱或黑箱式结构,是非线性的,开放性(耗散)的,它还具有随机性,这种随机性除包括外界干扰的不确定性外,还表现在对初始状态的敏感性和系统长期行为的混沌性。此外,还具有自相似性、突变性、自组织性和动态性等特征。 按系统论方法,对变形体系统一般采用输入—输出模型和动力学方程两种建模方法进行研究,前者系针对黑箱或灰箱系统建模,前述的时序分析、卡尔曼滤波、灰色系统建模、神经网络模型乃至多元回归分析法都可以视为输入—输出建模法。采用动力学方程建模与变形物理解释中的确定函数法相似,系根据系统运动的物理规律建立确定的微分方程来描述系统的运动演化。但对动力学方程不是通过有限元法求解,而是在对系统受力和变形认识的基础上,用低阶的简化的在数学上可解和可分析的模型来模拟变形过程,模型解算的结果基本符合客观事实。例如用弹簧滑块模型模拟地震过程的混沌状态和高边坡的粘滑过程,用单滑块模型模拟大坝的变形过程,用尖点突变模型解释大坝失稳的机理。对动力学方程的解的研究是系统论分析方法的核心,为此引入了许多与动力系统有关的基本概念,这些概念与变形分析和预报密切相关,它们是:状态空间或相空间(称解空间)、相轨线、吸引子、相体积、李亚普诺夫指数和柯尔莫哥洛夫熵等。例如相轨线代表相点运动的迹线,每一个相点代表状态向量(变形、速率或影响因子)在某一时刻的解;吸引子代表系统的一种稳定的运动状态,它可以是一个稳定的相点位,环或环面,也可以是相空间的一个有限区域,对于局部不稳定的非线性系统,将出现分数维的奇怪吸引子,表示系统将出现混沌状态。李亚普诺夫指数描述系统对于初始条件的敏感特征,根据其符号可以判断吸引子的类型以及轨线是发散的还是吸引(收敛)的。柯尔莫哥洛夫熵则是系统不确定性的量度,由它可导出系统变形平均可预报的时间尺度。对变形观测的时间序列(如位移量)进行相空间重构,并按一定的算法计算吸引子的关联维数,柯尔莫哥洛夫熵和李亚普诺夫指数等,可在整体上定性地认识变形的规律。另外,也可根据监测资料,反演变形体系统的非线性动力学方程。 系统论方法还涉及变形体运动稳定性研究,这种稳定性在数学上可转化为微分方程稳定性的研究,主要采用李亚普诺夫提出的判别方法。 系统论方法涉及到许多非线性科学学科的知识,如系统论、控制论、信息论、突变论、协同论、分形、混沌理论、耗散结构等。上述理论远不是工程测量工作者所能掌握的,将系统论方法与变形分析与预报相结合的研究只是初步的,希望有更多的青年学者加入到这一研究领域来。 四、大型特种精密工程测量 大型特种精密工程建设和对测绘的要求是工程测量学发展的动力。这里仅简单介绍国内外有关情况。 1.国内览胜 三峡水利枢纽工程变形监测和库区地壳形变、滑坡、岩崩以及水库诱发地震监测,其规模之大,监测项目之多,都堪称世界之最。不仅采用目前国内外最成熟最先进的仪器、技术,在实践中也在不断发展新的技术和方法,如对滑坡体变形与失稳研究的计算机智能仿真系统;拟进行研究的三峡库区滑坡泥石流预报的3S工程等,都涉及到精密工程测量。隔河岩大坝外部变形观测的GPS实时持续自动监测系统,监测点的位置精度达到了亚毫米。该工程用地面方法建立的变形监测网,其最弱点精度优于±1.5mm。 北京正负电子对撞机的精密控制网,精度达±0.3mm。设备定位精度优于±0.2mm,200m直线段漂移管直线精度达±0.1mm。大亚湾核电站控制网精度达±2mm,秦山核电站的环型安装测量控制网精度达±0.1mm。 上海杨浦大桥控制网的最弱点精度达±0.2mm,桥墩点位标定精度达±0.1mm;武汉长江二桥全桥的贯通精度(跨距和墩中心偏差)达毫米级。高454m的东方明珠电视塔对于长114m、重300t的钢桅杆天线,安装的垂准误差仅±9mm。 长18.4km的秦岭隧道,洞外GPS网的平均点位精度优于±3mm,一等精密水准线路长120多公里。目前辅助隧道已贯通,仅一个贯通面的情况下,横向贯通误差为12mm,高程方向的贯通误差只有3mm。 2.国外简述 国外的大型特种精密工程更不胜枚举。以大型粒子加速器为例,德国汉堡的粒子加速器研究中心,堪称特种精密工程测量的历史博物馆。1959年建的同步加速器,直径仅100m,1978年的正负电子储存环,直径743m,1990年的电子质子储存环,直径2000m。为了减少能量损失,改用直线加速器代替环形加速器,正在建的直线加速器长达30km,100~300m的磁件相邻精度要求优于±0.1mm,磁件的精密定位精度仅几个微米,并能以纳米级的精度确定直线度。整个测量过程都是无接触自动化的。用精密激光测距仪TC2002K距离测量,其测距精度与ME5000相当,对平均边长为50m的3800条边,改正数小于0.1mm的占95%。美国的超导超级对撞机,其直径达27km,为保证椭圆轨道上的投影变形最小且位于一平面上,利用了一种双重正形投影。所作的各种精密测量,均考虑了重力和潮汐的影响。主网和加密网采用GPS测量,精度优于1×10-6D。 露天煤矿的大型挖煤机开挖量的动态测量计算系统(德国)。大型挖煤机长140m,高65m,自重8000t,其挖斗轮的直径17.8m,每天挖煤量可达10多万吨。为了实时动态地得到挖煤机的采煤量,在其上安置了3台GPS接收机,与参考站无线电实时数据传输和差分动态定位,挖煤机上两点间距离的精度可达±1.5cm。根据3台接收机的坐标,按一定几何模型可计算出挖煤机挖斗轮的位置及采煤层截曲面,可计算出采煤量,经对比试验,其精度达7%~4%。这是GPS,GIS技术相结合在大型特种工程中应用的一个典型例子。 核电站冷却塔的施工测量系统。南非某一核电站的冷却塔高165m,直径163m。在整个施工过程中,要求每一高程面上塔壁中心线与设计的限差小于±50mm,在塔高方向上每10m的相邻精度优于10mm。由于在建造过程中发现地基地质构造不良,出现不均匀沉陷,使塔身产生变形。为此,要根据精密测量资料拟合出实际的塔壁中心线作为修改设计的依据。采用测量机器人用极坐标法作3维测量,对每一施工层,沿塔外壁设置了1600多个目标点,在夜间可完成全部测量工作。对大量的测量资料通过恰当的数据处理模型使精度提高了一至数倍,所达到的相邻精度远远超过了设计要求。精密测量不仅是施工的质量保证,也为整治工程病害提供了可靠的资料,同时也能对整治效果作出精确评价。 瑞士阿尔卑斯山的特长双线铁路隧道哥特哈德长达57km,为该工程特地重新作了国家大地测量(LV95),采用GPS技术施测的控制网,平面精度达±7mm,高程精度约±2cm。以厘米级的精度确定出了整个地区的大地水准面。为加快进度和避开不良地质段,中间设了3个竖井,共4个贯通面,横向贯通误差允许值为69~92mm(较只设一个贯通面可缩短工期11年)。整个隧道的工程投资预计约15亿瑞士法朗,计划于2004年全线贯通。 高耸建筑物方面,有人设想,在21世纪将建造2000m乃至4000m的摩天大厦,这不仅是建筑师的梦想,也是对测量工程师的挑战。 五、科技研究开发实践 将科研成果转化为生产力是科研的最终目的,作为一门应用性学科,这种转化尤为重要。它主要表现在软硬件的开发研制上。 基于掌上电脑的地面控制与施工测量工程内外业数据处理一体化自动化系统(简称科傻系统)是我们近年来所作的一项科技研究开发实践。科傻系统是对电子全站仪实现在线控制数据采集。掌上电脑上可固化两个软件包,一个用于地面控制测量数据采集、检查、预处理、概算以及网平差等(称科傻一);一个用于工程放样、道路测量以及碎部点数据采集(称科傻三)。另外,在微机上研制了一个“现代测量控制网数据处理通用软件包”(称科傻二)。上述3个软件包既可独立使用,又有密切的联系(特别是科傻一与科傻二之间)。科傻一可用于任意2、3维工程控制网,国家及城市等级网,一、二、三级导线网以及图根加密网的在线或离线数据采集到网平差,实现了内外业数据处理的一体化。同时也可作一、二、三、四等和等外水准测量从数据采集到网平差的数据处理。科傻二除具有任意网形、任意规模的地面平面、高程控制网的平差功能外,还包含近似坐标计算,稀疏矩阵压缩存贮,网点优化排序,闭合差自动计算,概算,粗差定值计算和改正,方差分量估计,贯通误差影响值估算,工程控制网模拟法优化设计,控制网数据管理,网图显绘,成果报表输出,以及与掌上电脑、全站仪的数据通讯等功能。 科傻系统集成了测量学、控制测量学、工程测量学、测量平差等课程的有关专业知识和长期科研成果,可广泛应用于生产、教学及科技开发活动。 基于科傻系统的主要功能,在索佳Powerset2000电脑型全站仪上,已成功地开发了全中文版软件包,这种全站仪通过软件开发,功能得到大大增强,故称为全能型全站仪。结合专业测量特点,我们在科傻系统的基础上还研制开发了“铁路施工测量数据自动化处理系统”。该软件包也通过了铁道部的鉴定,将在整个铁路系统的测量单位推广应用。对于城市工程测量、地籍测量、水利工程测量等各种测量,只要对科傻系统稍加修改,都可以满足测量工程数据采集和处理的一体化自动化要求。同时,可将科傻系统移植应用到不同型号的电脑型全站仪上和商品化掌上电脑上,进一步扩大用户。如果移植到测量机器人上,并进一步开发各种智能化应用程序,可应用到滑坡监测、施工测量中以及工业测量。若再开发与GPS网平差和实时动态定位软件的集成软件包,并研制开发相应的软件,可望大大改变目前工程测量领域的面貌。 通过科技研究开发实践,我们深刻体会到科技是第一生产力的科学论断,感受到了为社会作贡献的人生价值的乐趣。科技开发和成果转化必须有具备以下特点:是真正的转化而不是抄袭,必须有自己的研究成果;有一定特色;既要有通用性也要专业化;易于扩展和维护,要不断完善并推陈出新;要有市场观念、竞争意识和为用户服务的态度。 六、工程测量学的发展展望 展望21世纪,工程测量学在以下方面将得到显著发展: 1.测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展,其应用范围将进一步扩大,影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强; 2.在变形观测数据处理和大型工程建设中,将发展基于知识的信息系统,并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合,解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。 3.工程测量将从土木工程测量、3维工业测量扩展到人体科学测量,如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理; 4.多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用,如GPS接收机与电子全站仪或测量机器人集成,可在大区域乃至国家范围内进行无控制网的各种测量工作。 5.GPS、GIS技术将紧密结合工程项目,在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。 6.大型和复杂结构建筑、设备的3维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。 7.数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为工程测量学专业教育的重要内容。 综上所述,工程测量学的发展,主要表现在从1维、2维到3维、4维,从点信息到面信息获取,从静态到动态,从后处理到实时处理,从人眼观测操作到机器人自动寻标观测,从大型特种工程到人体测量工程,从高空到地面、地下以及水下,从人工量测到无接触遥测,从周期观测到持续测量。测量精度从毫米级到微米乃至纳米级。工程测量学的上述发展将直接对改善人们的生活环境,提高人们的生活质量起重要作用。 工程测量学论文:民办应用型高校非测绘专业《工程测量学》教学改革探索 【摘要】随着测绘学科的发展,非测绘专业原有的知识系统已经不能满足现代测绘的需要,作者通过分析测量教学中所存在的问题,提出了有针对性的改进措施,并通过教学实践的验证,得出其可行性与必要性,为今后测量学教学的改革提供了依据。 【关键词】工程测量;教学改革;课程建设 1.引言 《工程测量学》是土木工程、建筑工程技术、工程概预算等专业的技术性、专业性、实践性很强的专业基础课。一方面,随着社会的发展和科学技术的进步,老的知识体系和教学方法已经不能满足现代工程建设对测量人员"懂测绘、会应用、能测绘"的要求;另一方面随着高等学校教学改革的进行,课时压缩得越来越少[1],如何在有限的课时内保证教学质量的同时兼顾教学内容的实用性,成为每一名测量教师急需解决的问题。目前市面上几乎所有非测绘类《工程测量学》教材的安排都按照:绪论、水准测量、角度测量、距离测量、小区域控制测量、地形图的测绘与应用、施工测量的基本工作、民用建筑工程测量、工业建筑施工测量、线路测量与桥梁施工测量、建筑物变形监测和竣工图的编绘等来编排。 毕业生就业岗位分析表明,80% 以上学生在施工企业从事施工技术工作,它要求学生具有 "放线""抄平"及地形测量等职业能力[2-3]。但是由于课时量的压缩导致与土建类专业结合紧密的测设(放样)部分,只有极少课时甚至课时为零,造成"学"与"用"的脱节。因此,对工程测量学课程教学进行改革,势在必行。 2.非测绘专业《工程测量学》教学实践过程中存在的问题 2.1 测绘知识增加而课时减少的矛盾 工程测量课程教学一般包括理论课教学(含课内实验)与测量实习两部分,课程内容基本兼顾了传统与现代测绘的基本原理和方法。随着测绘"新理论""新仪器"、"新技术"的不断发展,工程测量的信息量也越来越大,但是随着高等学校课程的改革,在非测绘专业工程测量教学的教学课时不断被压缩,比如按照学科设置工程测量学的理论课时应该安排在60个学时才算合理[4],但是多数高校在课程改革后课时数都减少了不少,以WF科技学院为例,目前建筑工技术和工程概预算专业课时只有48个,刨除因法定节假日而减少的课时,实际上课时长还达不到48学时。 2.2 教学内容陈旧,与生产脱节 在工程测量学的理论教学中,部分教学内容陈旧,严重滞后于实际测量工作的需要:如在生产中已普遍采用全站仪进行角度测量、距离测量和测设工作,而在教学中仍以介绍光学经纬仪、钢尺量距等内容,明显滞后于生产实际,导致工程测量课程的"学"与"用"之间存在一定的脱节。此外,测量实习内容以测绘地形图为主,而实际上,非测绘专业学生毕业后大部分接触到的是施工测设工作,很少专门从事测图工作,而在校学习过程中对测设和施工测量的锻炼则明显不足! 2.3仪器设备老化,跟不上科技的进步 测量仪器是工程测量学教学必不可少的设备,它的数量和先进性直接影响《工程测量学》实践环节的教学效果,此外工程测量教学中许多仪器比较贵重如陀螺全站仪、超站仪、三维激光扫描仪等,许多学校经费投入不足,尤其是民办院校甚至不愿意投入这么多资金,造成仪器落后,品种不全,教师上课时只能简单地用图片介绍,从而影响到实践教学效果。 另外,随着高考扩招,班级逐年增多,仪器由于常年使用经常损坏,却得不到及时修理,存在误差较大的严重问题,有些甚至已经没法使用,造成学生实验结果不准确,以至于迷惑不解,甚至对测量方法产生怀疑。以WF为例:13级土木有18个本科班,建筑工程技术专业21个专科班,都需要用到测量仪器,仪器的使用率较高,维修效率跟不上。 2.4考核形式单一,不能完全反映出学生的水平 传统的工程测量考核方案是平时成绩+课内实验成绩+期末考试成绩,这样的考核方法不利于考查学生的实践技能,比如实习过程中同组的6-8个人有些同学能够按照课前要求进行实验,还有部分同学没有实训只是借用同组其他人的测量成果,不能反映出实习的真实效果,同组实习数据都是一样的,这会造成吃大锅饭的情况,成绩好坏与学生在操作过程中的表现影响不大,打击了好学生的积极性。 3.《工程测量学》教学实践改革的措施 为了解决以上矛盾,拟从以下各方面着手,采取措施: 3.1整合教学内容,优化教学体系 为了解决内容多课时少和教学内容陈旧,与生产脱节的矛盾,专业教师应结合各专业的特点合理取舍有关内容,确定授课的重点、次重点、选学内容,对教材上已经过时的内容,予以删减。对于新的测量理论和测量技术属于了解和选学的内容,比如GPS测量技术、遥感技术、摄影测量技术等采取专题讲座的形式进行,这样不仅可以让非测绘专业同学对测量的前沿知识有一定的认知,也可以节省课时学习与生产实际结合紧密的知识。 3.2加强实验室建设,加强校企合作力度 对于仪器不足的问题,学校层面上要加大资金的投入力度,通过深入生产企业调研,准确定位生产中常用仪器的型号和种类,充分利用有限资金购置与生产对接急需的仪器。对于部分特别贵重的仪器,比如超站仪、测量机器人、垂准仪等,可以同仪器的生产企业合作,采取展销会的形式,由校方提供场地,仪器生产商展摆仪器,并委派技术人员,进行现场讲解。这对双方来讲都是一个双赢的事情,仪器生产商通过展销调高了自己的知名度,学校不仅节省了资金,同时也达到了让同学们认识了解先进仪器的目的。 3.3多途径考核,避免一考定"生死" 鉴于传统考核采用平时+实习+期末成绩的局限性,对此进行细化:平时成绩以课堂出勤情况作为考核指标;实习成绩为避免同组人员吃大锅饭的现象,采取教师与组内成员打分相结合的方法,即专业老师针对实习的结果的正确性给出相应分数,同组人员根据操作过程付出工作量的大小,给出一个阶梯化的分数,二者所占权重各占50%;对于期末成绩可以采用试卷的形式,或者其他能反映专业能力的方法。例如,WF科技学院,鼓励在校专科生报名参加测量员考试,凡是取得测量员证书者,提出申请可以不参加最终的结课考试,期末成绩按照优秀对待。此外还鼓励学生参加学习举行的测绘技能大赛,凡是能够取得三等奖以上者,同样可以不进行期末考试,成绩依然按照优秀处理。 4.教学改革的成果 从2013年开始进行的教学实验以来,共经历了12级建筑工程技术,12级工程概预算,12级工程测量与监理及12级土木工程(还未毕业),这几个专业学生已经参加工作或者正在工作单位进行顶岗实习,从用人单位反馈的情况来讲看,现在的学生要比改革之前从事测量工作时,上手更快,经过简单的培训即可独立从事测量工作。由于实行以证代考,多数的专科学生在毕业之前已经拿到测量员证书,通过顶岗实习,使所学知识有一更大的提升。部分同学因为在顶岗过程中的优异表现,同用人单位达成协议,毕业之后只要愿意就可以到单位上班,称为一名正式员工。 5.结束语 实践证明,WF科技学院根据自身实际,进行的非测绘专业《工程测量学》教学内容、教学体系、实践教学的改革,是成功的。在改革后的教学体系下,能使学生更容易接受测绘理论,增加测绘技能,培养的学生更符合生产实际的需要,适应市场对人才的要求。同时也符合WF科技学院"素质教育五项工程"----思想品德提升工程、书香校园工程、应用文写作与口才锻炼工程、社会实践工程、身心素质训练工程中,要培养"坐下来能写,站起来能讲,走出去能干"的"三能人才"的要求。 工程测量学论文:“工程测量学”课程教学方法 [摘 要]本文主要针对当前工程测量学课程已经不能适应测绘技术的应用发展趋势现象所进行了“工程测量学”这门课程的教学方法的改革探究,从而对“工程测量学”课程的教材编写、教学内容以及教学方法上的改革提出了研究对策,希望工程测量学课程教法能适应实际工程建设需求,提升学生的专业技能与综合能力。 [关键词]工程测量学 教材 事例型教学方法 引言 对于测绘工程专业的学生来讲,工程测量学是一门必修的专业主课。当前测绘技术得到了发展,测绘技术及其实际的生产作业设备都已经得到了改变,使得工程测量学这门教学滞后于现代测绘,需要测绘专业教学进行相应的教学改革,通过教学内容和方法上的革新来适应现代测绘技术的发展进步,从而培养出优秀的适应社会需求的测绘专业人才。改革“测量工程学”这门课程,就需要对其教材、教学内容以及教学方法等都进行改革,补充先进的测绘技术,适当增加测量工程学的教学课时,这是“测量工程学”改革的必然趋势。 一、教材编写改革 工程方面的教材种类不多,很多高校所用的工程教材基本是《工程测量学》(武汉大学出版),这是由于这本教材具有全面、科学、先进的优点,具有编排特色;然而这本教材内容上有一些重叠的地方,整体内容篇幅过大。由此,需要在此基础上编订新的工程测量学的教材。 在编订新的工程测量学教材时,必须要根据时代要求将新的测绘技术与测量仪器编入教材中,并作为重点的教材内容进行简绍,对那些过时的测绘技术与仪器,只作概略介绍就可以。其次,对于测绘设备和方法的编制必须要符合实际工作,是实际工作中用到的,要从基本原理、工作步骤、方法、注意问题、适用场合等都进行详细的介绍,要求学生能够通过学习达到会用、管用和够用的目的。第三,针对前面教材篇幅过大问题,新教材的编订要求精简,要让学生容易掌握到教材中的重难点知识和技术,适当缩减重叠的篇幅内容,并上调学生学习该门课程的学分。第四,教材内容编订要体现出综合性,反应出工程领域中普遍的测绘技术,并能对特殊的测绘理论技术进行介绍,将工程主要类型得到全面覆盖。第五,对于应用性极强的工程测量学课程来讲,必须要使得教材内容要以实践为基础,描写总结实践,并提升为理论、原理以及工作流程。第六,对于内容编排上要显示教材的特色,以凸显出教材的鲜明个性。 二、教学内容分析 “工程测量学”这门课程根据工程建设过程主要分为三部分的教学内容,分别是规划设计中的测量工作、施工中的测量工作和运营管理中的测量工作。以工程进度作为工程测量学教材的编排内容,其出发点在于考虑到将工程过程中所有的测量内容都能全面、有条理地反应出来。然而这就使得教材内容不能突出工程测量的重点和要点,并且对于这三个过程中的工作内在联系没有得到明显的阐述。 规划设计阶段。由于其他课程已经专门介绍了数字化测图知识点,该阶段的测量工作重点则只是对各种比例尺的地形图进行测绘,由此,只需简要介绍此阶段的测量内容与方法,对另外的测量要求做好概述即可。 施工阶段。此阶段的测量重点是施工放样,由此,需要对施工控制网的建立理论和方法、放样原理和方法、特殊测量方法进行介绍。基于当前测绘技术的发展,有一部分过时的内容可以省去,只作大概介绍,但要补充一些新工程类型的相关内容。 运营管理阶段。变形监测是该阶段的重点内容,这个知识点在不同版本的教材中有不同的详略介绍,这主要是基于学时设置考虑的,学时较少,那么教材将重点集中在施工测量内容的讲解介绍上。运营管理中的变形监测内容与施工测量有着同等重要的作用,由此,必须要加强该教学内容的详细讲解学习,这部分内容的学习有助于增强学生的工作适应能力。然而事实是过去的教材对这部分内容的介绍比重较小,所阐述的知识点不够全面完整。 在工程建设中,必须要对工程的各个环节都做好建设服务,即从勘测设计、施工建设到运营管理等阶段都需要做好相关准备接洽的工作,使得每一个阶段的工作都能得到有机联系,从而服务好工程建设,做到一致的工作内容和工作标准,能够在工程始终都能将资料进行共享利用,加强工程测量的信息化管理,教材内容与授课需要体现出这样的内容。同时,还需要注意学生在测量中的责任心的培养,确保其在施工放样中做到数据结果的正确性和准确性。 三、教学方法探讨 (一)专业素质和生活理念的并重教育 在校大学生一般是年轻的90后甚至00后,他们有自己的个性特征,优点与缺点并存,例如较为灵活、变通,但缺乏吃苦精神。所以测量工程学的授课需要采取一些特殊的教学方法,根据该课程的内容、教学进程以及实际工作特征来进行介绍,让这些学生们做好对学习本专业课程和未来本专业工作的心理准备。该课程的应用性极强,要求教师要多对测绘工作的特点、胜任本专业工作的业务能力和必备的素质进行介绍,使得学生能够了解现代测绘技术人员必备的专业技能和其它综合能力,让学生能有有一个明确的学习目标和现代生活理念。 (二)创建轻松活泼的课堂教学氛围 针对实践性极强的技术学科而言,采用传统教法来教授学生工程测量学很难让学生产生学习共鸣意识,由此,必须采取启发式教法来吸引学生的学习注意力,让学生能够有一个自由发挥的空间,制造课堂教学气氛,促进教学效果的提升。 (三)发挥事例型教学方法的优势 在工程建设过程中所应用到的工程测量技术,实践性极强,对工程建设的作用非常重要,由此,必须要紧密联系工程实际,在教学中充分利用工程实际中的测量学的例子,进行典型的案例教学,通过案例教学的分析来加深对工程实例中的相关工程测量原理、方法、注意事项、数据处理技巧等,使得学生能对工程测量有一种直观的感知和理解,从而升华测绘相关知识理论。这可以在某个工程建设阶段中的特殊类型工程实例进行介绍,使得学生能够全面了解和掌握测绘专业基本知识。 四、结束语 综述,“工程测量学”学科与工程建设实际联系密切,必须要根据当前已经有的先进测绘技术与仪器、学生自身的特征等进行该课程教学方法的改革,适时更新教材教学内容,舍弃一些重叠的教材内容,使得内容编排上要合理、有特色、全面,能区分重难点,在教学方法上注意采用现代化教学方式理念,吸引学生的专业学习注意力,制造课堂氛围,充分发挥实例型教学法的优势,促进学生对专业基本知识的全面了解和掌握。 工程测量学论文:“以岗导学”土木工程测量学教学模式研究与实践 摘要:近年来,社会上“就业难”与“用工难”的矛盾日益突出,究其主要原因是学校教学与工程实际脱节,工程测量学作为土木工程专业必修的专业基础课也不例外。按照“以岗导学”人才培养模式,根据工程施工测量人员的岗位职责要求和土木工程测量学教学现状分析,提出基于“以岗导学”的“三段式”土木工程测量学教学模式,把教学过程与岗位职责要求对应,构建了工程测量的“三段式”教学方案并进行了实践,使学生的测量技能实现阶梯式提升,形成岗位职业能力,有效缩短了毕业生的就业适应期。 关键词:工程测量;以岗导学;教学模式 在工程项目建设中,最重要、最基础的工作就是工程测量,它贯穿于工程项目的始终,从项目规划、设计到施工,乃至运营管理阶段都离不开测量工作。在设计阶段,场地地形图、平面图是设计的依据;在施工阶段,将工程设计图纸转化为工程实体、测量放线等都属于测量的范畴;在其运营管理阶段,建筑物的变形观测离不了测量。目前,像我们这类二本院校的土木工程专业学生,毕业后直接去现场从事项目施工工作的较多,即使几年后晋升为工程师甚至高级工程师,也离不开测量工作或管理工作。因此,测量技能就成为了土木类专业学生的最实用、最急需的基本技能。 一、工程施工测量人员的岗位职责 所谓“岗”就是指任职岗位,即从事这个岗位的职责、最需要具备的知识、能力和素质要求等[1]。对于建筑行业的施工测量岗位,基本可归纳为三类[2]:一是测量工,他们只负责仪器具体操作,是在技术员、测量员的详细具体操作指令下,应用水准仪、经纬仪、全站仪或RTK等测绘仪器设备来完成具体测量任务,而自己并不具备独立完成工程测量任务的能力,在工程中往往只是作为测量辅助人员来使用的。二是测量员,既掌握测量仪器操作技巧,也具备独立完成一定的工程测量任务的能力。在工作中,他们只需技术员发出简单总体的任务指令,而无需详细的具体操作指令,便可完成一定的测量任务。在工程测量实际中,他们是可以独当一面的。三是测量工程师,他们既具备仪器操作技能,可以完成一定的工程测量任务,也具备完成一定的工程技术管理工作能力。在实际工程中,他们无需别人发出工作指令,自己可以根据工程进展来安排相关的测量具体事项,可以独立完成单项工程的测量工作。在具体工程实践中,具有双重身份,即测量员和技术员或施工员。目前,土木工程专业本科毕业生(特别是一线施工人员)步入工作岗位后,一般都需经历从低到高的岗位转变工程。第一阶段,就是一般的“测量工”,这个阶段所经历时间的长短与毕业生掌握的仪器操作技能的熟练程度和所接触的工程项目难易程度有关,有半年、一年甚至更长时间的,当然也有1~2个月的。跨过这个阶段,就进入了“测量员”阶段,这时他们就成为技术部的一员,与技术员一起工作,其所需时间长短同样由个人的工程素养及工程项目的具体情况决定。最后阶段,即成为“测量工程师”=“技术员+测量员”,也成为了技术部的主要成员、骨干甚至负责人,开始指导其他技术员、测量员开展工作,这个阶段时间的长短主要与个人的具体岗位升迁有关。 二、工程测量教学的现状 工程测量是土木工程专业必修的一门基础课程,内容包括测量学基本理论、基本方法、基本技能和各种测量仪器工具的技术性能、操作方法及其使用技术等,具有覆盖面广、实践性强、更新速度快的特点。课程教学目的就是要通过课堂教学、实验、实习等各个环节使学生掌握测量和放样的基本技能,培养学生实际操作能力,并能运用所学知识和技能,正确分析和处理工程中出现的各种测量技术问题,使其毕业之后达到就业“零适应期”。进入21世纪以来,随着计算机技术和信息技术的快速发展,测绘科学领域的理论、技术也发生了根本性的变化。在土木工程测量工作中电子全站仪、测量机器人、数字水准仪、GPS测量、激光三维扫描技术等已被广泛使用。这些技术的应用,使得控制测量、地形图测绘、施工放样、高程传递等技术已经与传统方法截然不同,而目前工程测量课程教学大多数仍然使用传统模式,以测量的基本理论为基础、以传统的水准仪、经纬仪等仪器为根据、以高差、角度、距离测量为内容开展教学,对新兴的工程测量仪器、技术等内容介绍甚少,即使有些院校已经购置了全站仪、电子水准仪等现代测量仪器,单由于课时、场地等原因,只是在实验课上以观摩的形式进行,学生对这些仪器的了解往往仅限于简单的使用,对一些深层次的原因甚至不知,更谈不上结合岗位、部位、阶段的具体要求来制定测量方案并实施,致使很多毕业生工作后遇到工程实践时无从下手。针对这些问题,结合多年教学工作的体会、土木工程专业学生就业和行业岗位的需求,构建了“以岗导学”的“三段式”工程测量教学模式并进行实践。 三、“以岗导学”的“三段式”土木工程测量学教学模式构建与实践 1.“以岗导学”的“三段式”教学模式。为了达到教学为实际工作服务的目的,我们根据课程特点和岗位要求,从岗位职业能力要求出发,以岗位执业能力为核心,构建了递进的“三段式”土木工程测量学教学模式。将他们工程测量学课程教学与工程测量的三个不同层次岗位要求对应,将其划分为三个时间阶段,即基础理论教学、基本操作技能训练(课程实习)、综合任务实训(专业实习)三个阶段,以项目作为任务驱动教学,实施全过程考核,引导学生在真实生动、严谨有序的训练中提升测量综合技能,加快学生在工作中不断实现岗位提升。 2.“以岗导学”的“三段式”教学模式的实施。以工程测量岗位职业能力为核心,将工程测量课程教学内容与岗位职责要求相对应,开展工程测量课程教学改革研究。①根据行业特点和土木工程专业教学的具体情况,依据国家相关职业标准,将岗位技能需求与教学内容对照,设定土木工程测量学课程教学的目标、内容、方法和要求。②通过对同类院校和企业调研,对测量工作各层次岗位和一些典型测量工作任务进行分析,针对职业能力需求不断优化项目式教学内容。③结合毕业生就业去向,按照不同层次岗位技能需求,选择对应的教学内容,构建了“三段式”的模块化课程。④组织编写“三段式”教学方案并在土木工程专业学生中开展实践,同时,不断总结优化,与企业技术骨干、相关院校专家一起编写“三段式”教学的配套教材,共同使用。 四、结语 以岗位需求为导向,以职业能力训练与职业能力培养为主线,以工程项目现场所需要的知识、能力为内容[8],坚持理论与实践结合的原则,将现场测量人员的不同层次岗位要求与教学各阶段相对应,构建了特色鲜明、与国家(乃至国际)行业标准紧密接轨的“三段式”土木工程测量学课程教学模式。自2001年以来,我们按照“三段式”教学模式在99-13级土木工程专业学生中开展课堂、实验、实习等各个环节教学,使学生的测量技能实现阶梯式提升,逐步形成岗位职业能力,使其毕业之后达到就业“零适应期”,直接步入第二层次(测量员)开展工作。 工程测量学论文:工程测量学的发展探析 摘要: 本文对工程测量学进行了定义,指出了该学科的地位及研究应用领域,阐述了工程测量学领域通用和专用仪器的发展。结合科研和开发实践,简单介绍了地面控制与施工测量工程内外业数据处理一体化自动化系统―――科傻系统。最后展望了 21 世纪工程测量学若干发展方向。 关键词: 测量学;工程测量;测量机器人 1 学科地位和研究应用领域 1.1 学科定义工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。 1.2 学科地位测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现展的一级学科。总的来说,整个学科的二级学科应作如下划分: ①大地测量学(包括天文、几何、物理、卫星和海洋大地测量); ②工程测量学(含近景摄影测量和矿山测量); ③航空摄影测量与遥感学; ④地图制图学; ⑤不动产地籍与土地整理。 1.3 研究应用领域工程测量遍布我国国民经济建设的各个方面,按照工程建设的对象可分为:建筑工程测量、水利工程测量、桥梁工程测量、矿山测量、军事工程测量等;按照工作顺序可分为:勘测设计阶段的工程测量;施工过程中的工程测量和竣工结束后的工程测量这三个阶段。 工程测量在不同的建筑工程施工阶段有着不同的职责,它是工程建设中最基本的工作之一,它为建筑工程的其他相关工作提供服务,同时也是保障施工建筑工程质量的最基本工作。由于工程测量学的研究应用领域非常广泛,很多的学者就工程测量的某一行业进行著书立说的比较常见,而全面涉及工程测量学理论、技术、方法和实际应用的现代专著或教材则尚未出现。 工程测量学的研究领域既有相对的固定性,又是不断发展变化的。笔者认为,工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障,满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。 2 工程测量仪器的发展和新技术的应用 测量仪器伴随着测绘科学发展而不断发展,工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。随着计算机技术和精密机械技术的发展,通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。专用仪器主要包括机械式、光电式及光机电(子)结合式的仪器或测量系统,具有高精度、自动化、遥测和持续观测的特点。 2.1 GPS 系统的应用在工程测量的工作中,GPS 技术发挥着至关重要的作用,是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统,它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能,而且具有良好的抗干扰性和保密性。RTK 技术对传统逐级布网的理念进行了更新,具有点位选择限制少,作业时光短,结果精度高,工程费用低等优势。过去测地形图时,都需要通过在测站上测出四周地貌的碎部点来完成,最少需要2-3 人才能完成该项工作。RTK 技术只需要一人背着仪器在要测的地貌碎部点呆上两秒钟左右,并同时输入特性编码,通过手簿能实时知道点位精度,把一个区域测完后回到室内,由专业的软件接口就能输出所要求的地形图,省时省力,工作效率大大提高。 2.2 地图数字化技术早期的纸质地图不利于保存和使用,信息技术的发展使得各工程测绘部门开始对早期的纸质地图进行数字化的处理工作,方便存取、传输、修改和排版。利用扫描矢量化技术进行地图数字化是提高数字化质量与速度的必由之路,针对大比例尺地形图,大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息,高效、便捷、保真地对地图进行数字化处理。 2.3 数字化成图技术传统的成图方法难以适应社会发展的需要。测绘向自动化、数字化、信息化方向发展。数字测图取代模拟测图将成为必然。数字化成图技术以其精度高、劳动强度小、便于保存和管理的特性受到了工程测绘人员的青睐。目前数字测图有内外业一体化和电子平板两种模式,主要设备为全站仪、电子手簿等,操作方便,成图效率高,现场可以方便、及时发现和纠正出现的错误和遗漏的信息,这是传统测图方法所无法比拟的,是一种理想数字测图模式。 2.4科傻系统科傻系统(COSA)是“地面测量工程控制与施工测量内外业一体化和数据处理自动化系统”的简称,它使工程测量行业发生了革命性变化。该系统由两个子系统组成:“基于掌上型电脑的测量数据采集和处理系统”(简称COSA-HC),该系统的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。该子系统具有水准测量、二、三维控制、碎部测量、道路测设、工程放样等测量作业模块;具有小规模水准网、二、三维工程网的平差功能;具有文件管理和数据通信功能;该系统灵活方便,适合外业环境。其自动化表现在通过和COSA 子系统COSAHC相配合,可以做到由外业数据采集、检查到内业概算、平差和成果报表输出的自动化数据处理流程;其通用性表现在对控制网的网形、等级和网点编号没有任何限制,可以处理任意结构的水准网和平面网,无须给出冗余的附加信息;其解算速度快,解算容量大表现在采用稀疏矩阵压缩存储、网点优化排序和虚拟内存等技术,在主频166MHz 的586 微机上,解算500 个点的平面和水准控制网不到1 分钟;在具有20MB 剩余硬盘空间的微机上,可以解算多达5000 个点的平面控制网。 3 工程测量学的发展展望 ①全球定位系统(GPS)技术、RTK、CORS 测量技术的广泛应用。随着社会的发展,科学技术的不断创新带来了现代测量技术的不断推陈出新,工程测量领域广泛应用GPS、RTK、CORS 等现代的数字化测绘技术,不但加大了工程测量的精确度,而且降低了在野外进行工程测量的难度。②测量机器人的应用范围进一步扩大。③工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量,如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理。④大型和复杂结构建筑、设备的三维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。⑤数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为工程测量学专业教育的重要内容。 工程测量对于工程施工的各个环节都起着至关重要的作用。如果没有工程测量人员的参与,工程的施工人员也将无法开展施工工作。在信息社会里,工程测量学的作用日益重要。因此,对测量工作要高度予以重视,大力提高我国测量的技术水平。 工程测量学论文:创造性思维模式在《工程测量学》课程中的应用 【摘要】《工程测量学》是一门工程性和实践性很强的学科。以宿州学院“厚基础、强技能、高素质”应用型人才培养目标为基准,基于创造性思维模式展开了《工程测量学》教学改革研究,通过师生角色转换、创造性思维教学活动设计来改善课堂教学效果,对课程改革提出建设性策略。 【关键词】创造性思维模式,工程测量学,应用 一、引言 目前,高等教育的人才有创新型人才、应用型人才和高素质劳动者三个层次。第一类主要由国家所属的研究型大学和省属研究型大学培养,第二类由普通本科院校培养,第三类由高职、中职院校培养。新建本科院校一般应定位于研究型大学与职业院校之间,属于应用型大学。宿州学院作为新建本科院校,以就业为导向,以服务社会为目的,确立了“厚基础、强技能、高素质”的应用型本科人才培养目标。 面对日趋激烈的竞争,测绘用人单位倾向于聘用具有创新能力的学生。鉴于此,本文基于创造性思维教学模式对《工程测量学》展开课程教学改革,以学生为中心,从师生角色转变、课程教学设计入手,注重理论联系实际、创新能力的养成,使其掌握扎实的理论基础和过硬的实践技能,培养基础广、知识面宽、能力强、素质高的应用型创新测绘人才,增强学生就业竞争能力,满足社会和用人单位所需。 二、社会对应用型创新人才的需求 学生是否掌握测绘相关岗位所需的理论知识、测绘技能及创新思维能力,解决实际工程中所遇问题,是培养应用型创新人才关键所在。应用型创新人才必须具备以下几方面的基本能力: 1.扎实的理论功底。只有具备深厚的基础知识,才能多渠道汲取知识,综合运用知识思考问题、敏锐地发现问题本质,找到问题的解决办法。在大学四年本科学习生涯中,不仅要一如既往重视英语、数学、计算机等课程的学习,打好公共基础关,扩大人文社会科学知识,还要打好专业基础课,积极关注学科领域前沿知识,才能激发创造思维,不断丰富、更新自身的知识架构。 2.过硬的实践技能。理论与实践相结合,是培养应用型创新人才的重要方式。《工程测量学》课程从根本上说,其主要任务是运用测绘仪器解决工程规划设计、施工建设、运营管理三阶段的测量工作,具有很强的工程性和实践性。实践出真知,注重社会需求调查和岗位分析对人才知识、能力、素质的需求,面向市场,以应用为主旨,把好实践环节项目设置关,狠抓实践技能训练,使学生在有深厚的理论知识下,具有过硬的实践技能。 3.树立创新意识。学生不仅要掌握一定的理论知识和实践技能,还要具备创新观念,能够生产新知识。通过积极关注国内外学术研究动态,扩大知识面,关注面对一些工程实际问题,能大胆提出新思想、新方法。显然,只有那些具备扎实的理论基础和过硬的实践技能的人才,能正确地把理论研究应用到实际工程中,才能有效表达创新意图,将书本知识转化为实际工作能力,实现知识向生产力的转化。 三、创造性思维模式概述 人类根据已有的知识和经验,从某些事实中进一步找出新关系、寻求新答案,这样的思维活动属于人类思维的高级阶段,即创造性思维。创造性思维概况起来主要具有新颖性、综合性、突跃性、变通性、独创性和价值性等特征。 创造性思维教学是为培养创造性思维能力的教学。其存在创造问题性解决的教学模式、问题解决型教学模式、多元才能发展教学模式、创造性思维教学三段模式四种形式。ATDE创造性思维教学模式在学生原有的知识和经验基础上,通过“问(Asking)”“想(Thinking)”“做(Doing)”“评(Evaluation)”四步训练,培养学生的创造性思维能力(包括敏锐力、流畅力、变通力、独创力及周密的思维能力等“五力”)。 四、《工程测量学》课程教学中创造性思维的应用 工程测量学是测绘学的重要分支。它是继《测量学》、《数字测图原理与方法》、《误差理论与方法》、《控制测量》等专业课程之后的又一门主干课程,其理论与实践并重。 1.教学过程中,师生角色转变 在创造性思维教学模式下,教学的中心从过去的“教”转移到“学”, 学生则由过去被动的接受者,成为问题主动探究者。教师在教学过程中,重在引导,说明思维和推理的过程,引导学生发现问题、分析问题,重视并培养学生学习的自主能力,激发其创新与创作热情,掌握良好的学习方法,发挥其主观能动性,进而创造性地解决问题,使得教学达到理想的成效。 2.创造性思维教学活动设计 (1)课程教学目标:按照知识、能力、素质的要求,培养学生掌握工程测量的基本理论知识和基本技能;掌握带测绘仪器和相关专业软件的操作技能,独立思考和分析解决问题的能力;具备良好的职业道德素质,较强人际交往能力,形成爱岗敬业、踏实肯干的专业素养。 (2) 课程教学内容优化。教学内容优化是课程教学改革的核心问题。目前,该课程选用武汉大学张正禄教授的《工程测量学》教材,主要是围绕工程建设的三个阶段规划设计、建设施工、运营管理中的测量工作来编写。《工程测量学》应结合测绘发展方向,以社会实际需求为依据,明确课程线路测量、建筑工程测量、桥梁工程测量等几条脉络主线。并搜集工程案例,将近年来的一些新仪器和测绘新技术穿插到教材相应章节,让学生了解新测绘仪器和大型工程案例,贴近社会生产实践,领会理论的产生是源于对实际工程的总结。 工程测量的实践内容要贴合工程实际情况,侧重于知识和技术创新,注重应用型测绘人才能力的开发与培养,诸如:掌握控制网布设原则及布置要求,完成测设任务,进行场地平整测量,学会土方量计算,学会坡度线测设,一般高程法放样,建立回归方程对变形监测数据进行处理等。 (3)教学方法革新。教学方法是提高教学质量的重要手段。从应用型创新人才培养的层面来看,迫切要求改变旧的教学手段与观念,在教学中,以学生为中心,教师要运用多种教学方法,案例法、讲授法、小组教学法等。针对典型工程进行分析、研究,积极开展体验式教学,以使学生在掌握工程测量学的基本理论基础上,紧密联系实际,熟悉将来要工作的环境,提高学生的综合业务素质。 (4)教学质量评价体系构建。教学过程是师生双向互动的过程。积极开展教师对学生学习情况的评价,综合工程测量学课程特点,构建学生评价、教师互评、督察组评教相结合的教师评价方式与教师对学生学习评价长效教学质量评价体系,确保及时发现教学过程中存在的问题并改之,督促教师全面提高个人业务素质,学习积极投入学习,提升教学质量。 基于创造性思维模式,学生首先带着疑问如何实测高程进行土方量计算,然后借助相关实验器材,设计方案用仪器测得高差信息,进而付诸实施实地测量高程。各小组依据各自方案比比哪组测量的更精确,方法更甚一筹,最后对实测的高程基于方格网进行土方计算,对手工计算方法和cass软件计算结果进行比较看有无差异。教师结合各小组实验方案实施可行性、实测高程时仪器操作熟练程度、计算土方过程严谨性及绘图质量等综合评价小组表现,完成“问-想-做-评”创造性思维活动训练。 五、结论与建议 基于创造性思维模式践行《工程测量学》教学改革,在教学活动中进行师生角色转换、优化课程教学内容、革新教学方法、构建教学质量评价体系来提高教学质量。在此基础上,提出以下几点教学改革建议: 1.制定新的教学大纲,编写实验讲义。宿州学院作为新建本科高校,成立专门的编审组每两年为一周期对培养方案进行修订。工程测量学实验重点通过实验项目训练,掌握典型工程中测量工作,为学生将来从事生产、科研等专业技术工作打下了必要的基础。为了提高实验教程实用性,方便教学,进行自主编写,在确保教材内容具较强学术性的同时,也要注意与实际的联系。 2.强化师资队伍创新意识培育。强化教师队伍建设,是新建应用型本科高校发展战略的必然选择。教师通过不间断的学习,具备创新意识,把创新作为组织教学的出发点,从教学理念、教学方法与手段、教学内容几方面入手着手研究创新,以适应教学环境的变化并重新塑造自己,有意识引导学生养成创新的学习方法。 3.建立严格的教学管理机制。严格的教学管理是保证应用型创新人才培养的重要环节。学生学了获取理论知识和实践技能,培养创新意识之外,尤为重要的是养成良好的纪律观。依据学生在教学过程中学习态度、学习纪律遵守情况、仪器操作熟练程度、完成任务的实习任务的质量、爱护仪器等情况对学生学习全过程进行合理考核、评价,严肃考风、考纪,形成公平竞争良性的教学管理机制,促进教学质量的全面提高。 工程测量学论文:工程测量学的发展评述 摘要:本文对工程测量学重新进行了定义,指出了该学科的地位和研究应用领域;阐述了工程测量学领域通用和专用仪器的发展;在理论方法发展方面,重点对平差理论、工程网优化设计、变形观测数据处理方法进行了归纳和总结。扼要地叙述了大型特种精密工程测量在国内外的发展情况。结合科研和开发实践,简介了地面控制与施工测量工程内外业数据处理一体化自动化系统——科傻系统。最后展望了21世纪工程测量学若干发展方向。 关键词:工程测量;工业测量;精密工程测量;测量机器人;工程网优化设计 工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。 研究应用领域 国际测量师联合会(FIG)的第六委员会称作工程测量委员会,过去它下设4个工作组:测量方法和限差;土石方计算;变形测量;地下工程测量。此外还设了一个特别组:变形分析与解释。现在,下设了6个工作组和2个专题组。6个工作组是:大型科学设备的高精度测量技术与方法;线路工程测量与优化;变形测量;工程测量信息系统;激光技术在工程测量中的应用;电子科技文献和网络。2个专题组是:工程和工业中的特殊测量仪器;工程测量标准。 德国、瑞士、奥地利3个德语语系国家自50年起组织每3~4年举行一次的“工程测量国际学术讨论会”。过去把工程测量划分为以下几个专题:测量仪器和数据获取;数据解释、处理和应用;高层建筑和设备安装测量;地下和深层建筑测量;环境和工程建筑物变形监测。 从以上可见,工程测量学的研究领域既有相对的固定性,又是不断发展变化的。笔者认为,工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障,满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。 二、工程测量仪器的发展 工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。电脑型全站仪配合丰富的软件,向全能型和智能化方向发展。带电动马达驱动和程序控制的全站仪结合激光、通讯及CCD技术,可实现测量的全自动化,被称作测量机器人。测量机器人可自动寻找并精确照准目标,在1 s内完成一目标点的观测,像机器人一样对成百上千个目标作持续和重复观测,可广泛用于变形监测和施工测量。GPS接收机已逐渐成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用。将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起,称超全站仪或超测量机器人。它将GPS的实时动态定位技术与全站仪灵活的3维极坐标测量技术完美结合,可实现无控制网的各种工程测量。 专用仪器是工程测量学仪器发展最活跃的,主要应用在精密工程测量领域。其中,包括机械式、光电式及光机电(子)结合式的仪器或测量系统。主要特点是:高精度、自动化、遥测和持续观测。 综上所述,工程测量专用仪器具有高精度(亚毫米、微米乃至纳米)、快速、遥测、无接触、可移动、连续、自动记录、微机控制等特点,可作精密定位和准直测量,可测量倾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度,还可测振动频率以及物体的动态行为。 工程测量理论方法的发展 1. 测量平差理论 最小二乘法广泛应用于测量平差。最小二乘配置包括了平差、滤波和推估。附有限制条件的条件平差模型被称为概括平差模型,它是各种经典的和现代平差模型的统一模型。测量误差理论主要表现在对模型误差的研究上,主要包括:平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断;模型误差对参数估计的影响,对参数和残差统计性质的影响;病态方程与控制网及其观测方案设计的关系。由于变形监测网参考点稳定性检验的需要,导致了自由网平差和拟稳平差的出现和发展。观测值粗差的研究促进了控制网可靠性理论,以及变形监测网变形和观测值粗差的可区分性理论的研究和发展。针对观测值存在粗差的客观实际,出现了稳健估计(或称抗差估计);针对法方程系数阵存在病态的可能,发展了有偏估计。与最小二乘估计相区别,稳健估计和有偏估计称为非最小二乘估计。 2. 工程控制网优化设计理论和方法 网的优化设计方法有解析法和模拟法两种。解析法是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件,解求目标函数的极大值或极小值。一般将网的质量指标作为目标函数或约束条件。网的质量指标主要有精度、可靠性和建网费用,对于变形监测网还包括网的灵敏度或可区分性。对于网的平差模型而言,按固定参数和待定参数的不同,网的优化设计又分为零类、一类、二类和三类优化设计,涉及到网的基准设计,网形、观测值精度以及观测方案的设计。在工程测量中,施工控制网、安装控制网和变形监测网都需要作优化设计。 变形观测数据处理 工程建筑物及与工程有关的变形的监测、分析及预报是工程测量学的重要研究内容。其中的变形分析和预报涉及到变形观测数据处理。但变形分析和预报的范畴更广,属于多学科的交叉。 工程测量学的发展展望 展望21世纪,工程测量学在以下方面将得到显著发展: 测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展,其应用范围将进一步扩大,影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强; 在变形观测数据处理和大型工程建设中,将发展基于知识的信息系统,并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合,解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。 工程测量将从土木工程测量、3维工业测量扩展到人体科学测量,如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理 ; 多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用,如GPS接收机与电子全站仪或测量机器人集成,可在大区域乃至国家范围内进行无控制网的各种测量工作。 GPS、GIS技术将紧密结合工程项目,在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。 大型和复杂结构建筑、设备的3维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。 数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为工程测量学专业教育的重要内容。 综上所述,工程测量学的发展,主要表现在从1维、2维到3维、4维,从点信息到面信息获取,从静态到动态,从后处理到实时处理,从人眼观测操作到机器人自动寻标观测,从大型特种工程到人体测量工程,从高空到地面、地下以及水下,从人工量测到无接触遥测,从周期观测到持续测量。测量精度从毫米级到微米乃至纳米级。工程测量学的上述发展将 直接对改善人们的生活环境,提高人们的生活质量起重要作用。 工程测量学论文:工程测量学科进展 摘要:工程测量技术有着悠远的历史,它的服务范围也极其广阔。在国民经济建设、国防建设以及科学研究领域,都占有很重要的地位,对国家的可持续发展发挥着越来越重要的作用。 关键词:工程测量、GPS、GIS、发展 近十几年来,随着信息科学和空间科学的快速发展,全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)技术已经成为当前工程测量技术的核心。并且,随着工程测量的数字化,为测量服务的相关软件也孕育而生,如:ARCGIS、MAPGIS、AutoCAD等。 一、工程测量学定义 工程测量学是研究在工程建设、工业和城市以及资源开发中,在规划、勘测设计、施工建设和运营管理各个阶段所进行的控制测量、地形和有关信息的采集和处理(即大比例尺地形图测绘)、地籍测绘、施工放样、设备安装、变形监测及分析和预报等的理论、技术和方法,以及研究对测量和工程建设有关的信息进行管理和使用的学科。[1] 二、工程测量学的研究应用领域 从应用的角度看,工程测量是一门服务性技术。除了其本身的理论与技术体系外,主要面向广泛的工程应用,为工程建设服务[2]。工程测量学的研究领域既有相对的固定性,又是不断发展变化的。工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供 测绘 保障,满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。 三、工程测量仪器的发展 工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。电脑型全站仪配合丰富的 软件 ,向全能型和智能化方向发展。带电动马达驱动和程序控制的全站仪结合激光、通讯及CCD技术,可实现测量的全自动化,被称作测量机器人。测量机器人可自动寻找并精确照准目标,在1 s内完成一目标点的观测,像机器人一样对成百上千个目标作持续和重复观测,可广泛用于变形监测和 施工 测量。GPS接收机已逐渐成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用。将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起,称超全站仪或超测量机器人。它将GPS的实时动态定位技术与全站仪灵活的三维极坐标测量技术完美结合,可实现无控制网的各种工程测量。 专用仪器是工程测量学仪器发展最活跃的,主要应用在精密工程测量领域。其中,包括机械式、光电式及光机电(子)结合式的仪器或测量系统。主要特点是:高精度、自动化、遥测和持续观测。 用于建立水平的或竖直的基准线或基准面,测量目标点相对于基准线(或基准面)的偏距(垂距),称为基准线测量或准直测量。这方面的仪器有正、倒锤与垂线观测仪,金属丝引张线,各种激光准直仪、铅直仪(向下、向上)、自准直仪,以及尼龙丝或金属丝准直测量系统等。 在距离测量方面,包括中长距离(数十米至数公里)、短距离(数米至数十米)和微距离(毫米至数米)及其变化量的精密测量。以ME5000为代表的精密激光测距仪和TERRAMETER LDM2双频激光测距仪,中长距离测量精度可达亚毫米级;可喜的是,许多短距离、微距离测量都实现了测量数据采集的自动化,其中最典型的代表是铟瓦线尺测距仪DISTINVAR,应变仪DISTERMETER ISETH,石英伸缩仪,各种光学应变计,位移与振动激光快速遥测仪等。采用多谱勒效应的双频激光干涉仪,能在数十米范围内达到0.01μm的计量精度,成为重要的长度检校和精密测量设备;采用CCD线列传感器测量微距离可达到百分之几微米的精度,它们使距离测量精度从毫米、微米级进入到纳米级世界。 四、工程测量现阶段的发展状况 1、空间技术在工程测量中的应用与发展 GPS的出现使定位、导航发生了革命性的变革。目前GPS伪距单点定位的精度为2~10m;载波相位单点定位为厘米到分米级;差分GPS(Differential Global Positioning)定位为亚米级到米级;实时动态定位(Real-Time Kinematic,RTK)为亚厘米到厘米级,而载波静态相对定位为毫米级。 2、数字测绘与空间信息的系统技术的应用与发展 我国数测绘技术从20世纪90年代处开始,经历十几年的发展已日渐成熟,形成了自己的方法和多个具有自主版权的国产软件。现在的数字测绘正在从二维向三维发展,形成三维测绘技术。 3、变形检测理论和方法的发展 变形检测是一项跨学科的研究,它是研究变形信息的获取、分析和解释,以及预报变形的理论和方法。 变形分析包括变形的几何分析和物理解释。前者用于模拟时空的特征,后者用于解释变形和引起变形原因之间的关系。 4、工业测量 现代工业生产要求对产品的设计、仿真、生产的自动化流程,生产过程控制,产品质量检验与监控等进行快速的、高精度的测量和定位,并给出复杂形体的数字模型或运算轨迹等,这对工程测量提出了新的任务,兴起了工业测量。工业测量技术发展飞速,技术设备向自动化、智能化、信息化的方向迈进。[3] 五、工程测量学的发展展望 随着科学的进步,工程测量学必将在以下几个方面取得快速的发展: 1. 测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展,其应用范围将进一步扩大,影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强; 2. 在变形观测数据处理和大型工程建设中,将发展基于知识的信息系统,并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合,解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。 3. 工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量,如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理。 4. 多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用,如GPS接收机与电子全站仪或测量机器人集成,可在大区域乃至国家范围内进行无控制网的各种测量工作。 5. GPS、GIS技术将紧密结合工程项目,在勘测、设计、 施工 管理一体化方面发挥重大作用。 6. 大型和复杂 结构 建筑、设备的三维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。 7. 数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为工程测量学专业教育的重要内容。 工程测量学的发展,主要表现在从一维、二维到三维、四维,从点信息到面信息获取,从静态到动态,从后处理到实时处理,从人眼观测操作到机器人自动寻标观测,从大型特种工程到人体测量工程,从高空到地面、地下以及水下,从人工量测到无接触遥测,从周期观测到持续测量。测量精度从毫米级到微米乃至纳米级。工程测量学的上述发展将直接对改善人们的生活环境,提高人们的生活质量起重要作用。 工程测量学论文:精密工程测量学在现实工作中的详细运用 摘要:我国的经济的发展是很快的,很多的工程上都是会运用测量的,精确的测量对工程的实施是有很大的帮助的,常用的测量方法有很多,精密工程测量在较为科学的地面测量仪器、三维工业测量技术、GPS定位技术、数字化测绘技术、数据库技术与GIS技术和大型精密精密工程测量的运用。最终提出精密工程测量科学的未来发展。 关键词:精密工程测量学;运用;发展 中图分类号: 文献标识码:A 文章编号: 精密工程测量科学是探索地球空间中详细几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测量实现的理论办法及科学技术的一项运用行科学。它着重对建筑工程、器械和设施加以探究服务对象。 精密工程测量科学关键包含工程建筑为对象的精密工程测量和以设备与机器装配为对象的工业测量两个主要方面。在学科上可划分为普通精密工程测量和精密精密工程测量。精密工程测量科学的重要工作是对各种工程建设供应测绘保障,满足工程所提出的要求。精密精密工程测量代表着精密工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进精密工程测量学科发展的动力。 一 精密工程测量学在现实工作中的详细运用 1、先进的地面测量仪器在精密工程测量中的运用 ⑴ 电子经纬仪和全站仪的运用,是地面测量技术进步的重要标志之一。电子经纬仪具有自动记录、自动改正仪器轴系统差、自动归化计算、角度测量自动扫描、消除度盘分划误差和偏心差等优点。全站仪测量可以利用电子手簿把野外测量数据自动记录下来,通过接口设备传输到计算机,利用“人机交互”方式进行测量数据的自动数据处理和图形编辑,还可以把由微机控制的跟踪设备加到全站仪上,能对一系列目标自动测量,即所谓“测地机器人”或“电子平板”野外直接图形编辑,为测图和工程放样向数字化发展开辟了道路。 ⑵ 激光水准仪、全自动数字水准仪、记录式精密补偿水准仪等仪器的出现,实现了在几何水准测量中自动安平、自动读数和记录、自动检核测量数据等功能,使几何水准测量向自动化、数字化方向迈进。激光准直仪和激光扫描仪在高层建筑施工和大面积混凝土施工中是必不可少的仪器。国产JDA系列多功能自动激光准直仪,具有6种自动保持精度的基准,可用于高层和高耸建筑的轴线测控;滑模测偏、测扭、水平测控;构筑物与设备安装放线控测;各类工程测平,结构变形观测等。 ⑶陀螺经纬仪是用于矿山、隧道等精密工程测量的另一类主要的地面测量仪器,新一代的陀螺经纬仪是由微机控制,仪器自动、连续地观测陀螺的摇动并能补偿外部的干扰,观测时间短、精度高,如Cromad陀螺经纬仪在7min左右的观测时间能获取3″的精度,比传统陀螺经纬仪精度提高近7倍,作业效率提高近10倍,标志着陀螺经纬仪向自动化方向迈进。 2、三维工业测量技术的兴起和运用 80年代以来,随着高新技术的发展和社会的进步,现代工业生产进入了一个新的阶段,许多新的工业生产要求对生产的自动化流程、生产过程控制、产品质量检验与监测等工作进行快速、高精度的测点、定位,并给出运行轨道或复杂形体的数字模型等,这是传统的光学、机械方法所无法完成的。三维工业测量系统是以电子经纬仪或近景摄影仪为传感器,在电子计算机的支持下而形成的三维测量系统,主要运用于以下的工业领域:汽车、飞机工业及空间技术等方面设计、试验、制造、组装过程中的测量和定位;工业用机器人的检测;卫星接收天线安装和维护的精度检测;生产自动化过程、生产过程控制、生产质量检验与检测的动态测量;负荷试验中变形与应变测定。 三维工业测量系统分为两大类,以电子经纬仪为传感器的工业大地测量系统和以近景摄影机为传感器的工业摄影测量系统。 工业摄影测量系统,通常是以近景摄影的方式实现的,其优点是通过像片提供大量信息,施测周期短,可在瞬间完成测量全过程,可对动态目标进行测量,可以多重摄影,有多余观测值,精度可靠。西欧北美一些国家的高精度工业摄影测量系统,最好的相对测量精度已达到百万分之一。在我国的工业摄影测量系统一般精度较低,但也较多地得到运用并取得显著成效。如北京市测绘设计研究院用于测绘大型飞机外型;武汉测绘科技大学用于葛洲坝船闸变形监测、龙口及上下游水面流速动态测量;武钢“4号高炉”煤气管道变形监测等。 3、GPS定位技术在精密工程测量中的运用 80年代以来,随着GPS定位技术的出现和不断发展完善,使测绘定位技术发生了革命性的变革,为精密工程测量提供了崭新的技术手段和方法。长期以来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定三维坐标的、高速度、高效率、高精度的GPS技术所代替,同时定位范围已从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间;定位方法已从静态扩展到动态;定位服务领域已从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。 在我国GPS定位技术的运用已深入各个领域,国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立与改造已普遍地运用GPS技术,在石油勘探、高速公路、通信线路、地下铁路、隧道贯通、建筑变形、大坝监测、地震的形变监测、海岛或海域测量等也已广泛的使用GPS技术。随着DGPS差分定位技术和RTK实时差分定位系统的发展和美国AS技术的解除,单点定位精度不断提高,GPS技术在导航、运载工具实时监控、石油物探点定位、地质勘查剖面测量、碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的运用前景。 4、数字化测绘技术在精密工程测量中的运用 大比例尺地形图和工程图的测绘,是城市与精密工程测量的重要内容和任务。常规的成图方法是一项脑力劳动和体力劳动结合的艰苦的野外工作,同时还有大量的室内数据处理和绘图工作,成图周期长,产品单一,难以适应飞速发展的城市建设和现代化工程建设的需要。 随着电子经纬仪、全站仪的运用和GEOMAP系统的出现,把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来,形成一个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统。系统的开发研究主要是面向城市大比例尺基本图、工程地形图、带状地形图、纵横断面图、地籍图、地下管线图等各类图件的自动绘制。系统可直接提供纸图,也可提供软盘,为专业设计自动化,建立专业数据库和基础地理信息系统打下基础。 根据调研的不完全统计,目前我国有60%城市与精密工程测量单位已不同程度的运用数字化测绘技术。目前存在的难题是数字化测绘系统的数据规格、标准还不能满足GIS的要求,所以,要制定一套标准化数据格式,使得数字化测绘成果既能满足地形图和专业图的需求,同时又能通过数据交换满足各类GIS的运用,才能更好地推动数字化测绘技术的发展。 5、摄影测量技术的运用 摄影测量由于高质量的摄影机,高精度测量仪器和GPS以及计算机技术的运用,加上软件的不断改进和完善,测量精度和效率显著提高。摄影测量技术由于可以提供实时的三维空间信息,无需接触被测物体,以及野外工作量少、效率高和成果品种多等优点,具有广泛的运用前景。 采用的仪器除利用高精度的模拟测图仪和解析测图仪成图方法外,还用立体坐标测图仪与微机连接进行数据采集,经微机数据处理输入绘图机自动绘图。近几年由于全数字摄影测量工作站的出现,为摄影测量技术运用提供了崭新的技术手段和方法。同时,由于GPS技术在摄影测量中的运用,大量减少野外控制点的连测,大大提高了航测的效率与效益,开创了摄影测量向自动化、数字化方向迈进。在国际上,如瑞士、美国、加拿大一些仪器厂商都先后研制和推出全数字摄影测量系统,并得到有效的推广与运用。 工程测量学论文:数学在公路工程测量学上的具体应用 摘要:数学在理工科学科方面有着举足轻重的作用。本文主要讨论数学与测量学的关系,数学在测量上的应用,尤其是在公路工程测量上的具体应用。最后说明数学思想对测量的指导作用。 关键词:数学、公路工程测量、应用 1.引言 数学,是自然科学之首,是一门研究数与量的学科,同时也是一门研究空间形式的学科。作为一门基础学科历史悠久,伴随着人类文明进步不断发展完善,至今数学这门学科的内容丰富,其下门类分科众多,与人类生活息息相关,不可分割。 与其他学科相比,数学是比较抽象的,但其应用又是十分广泛的,其应用范围遍及几乎所有学科,几乎每门学科都用数学解决自身的实际问题。实际问题为数学提供应用背景,数学为实际问题提供理论基础。数学在研究数量、结构、空间及变化上有一个很重要的分支——测量学。 2.公路工程测量学 工程测量学是研究工程建设和资源开发中,在规划、设计、施工、管理各阶段,进行的控制测量、地形测绘和施工放样、变形监测的理论、技术和方法的学科。由于建设工程的不同,工程测量又可分为矿山工程测量学、水利工程测量学、公路工程测量学以及铁路工程测量学等。 公路工程测量是一门重要的应用学科,在生活中所有工程建设项目都必须以社会与经济效益为依据,按照自然条件和预期目的,进行规划设计,测量工作是工程建设中的一项最基础的工作,在道路、桥梁、隧道工程建设中起着重要的作用,为选取一条最经济、最合理的路线,首先要进行路线勘测,绘制带状地形图,进行纵、横断面测量,进行纸上定线和路线设计,并将设计好的路线平面位置、纵坡及路基边坡在地面上标定出来,以指导施工,当路线跨越河流时,拟设置桥梁跨越之前,应测绘河流及两岸地形图,测定桥轴线的长度及桥位处的河床断面,桥位处的河流比降,为桥梁方案选择及结构设计提供必要的依据,当路线纵坡受地形限制,采用避让山岭绕线平面线形不能满足规范要求,而选用隧道方案时,测定隧道进出口大比例尺地形图,为隧道洞口布置选择提供必要的数据。 3.数学与测量学的关系 数学在测量中的应用历史悠久,数学与测量的关系源远流长,数学在测量的各个方面都得到了广泛应用。其应用总体上都是围绕“数”和“形”这两个数学的基本概念进行的。而测量的各个方面在数学的“数”和“形”的应用上又各有侧重。 数学与测量的关系可以追溯到远古时代,人类最早丈量土地就与“数”和“形”有密不可分的关系。科学的产生和发展是有生产决定的。测量科学也不例外,它是人类长期以来,在生活和生产方面与自然界斗争的结晶。由于生活和生产的需要,测量工作在远古时代的人类社会中就被用于实际。早在公元前21世纪夏禹治水时,已使用了“准、绳、规、矩”四种测量工具和方法。埃及尼罗河泛滥后在农田的整治中也应用了原始的测量技术,几何学应用而生。数学为测量的发展提供了有力的解决问题的工具。长期以来,像其他学科一样,测量学就不断应用各种数学方法,几乎所有的数学分支都在测量中取得了重要应用。 测量学中的大地测量学是一门古老而又年轻的学科,是地球科学的一个分支。大地测量系统包括坐标系统、高程系统、和重力系统。其中,大地测量坐标系统规定了大地测量起算基准的定义及其相应的大地测量常数,是大地测量的尺度标准和实现方式。在我国成立初期,我国暂时采用了克拉索夫斯基参考椭球,并与前苏联于1942年坐标系统进行联测,通过计算建立了我国大地坐标系统,称为“北京1954大地坐标系”。由于采用了前苏联的参考椭球使得与我国的大部地区产生了偏差。基于测量工程精确的要求,20世纪八十年代,我国采用国际大地测量和地球物理联合会的IUGG75椭球作为参考椭球,经过大规模的天文大地测量网计算,建立了较为完善的我国独立的参心坐标系统,称“西安1980坐标系统”。其克服了前一系统对我国大地测量计算的某些不利影响。这充分体现出测量学对于准确、精确客观的要求,这与数学对于其自身的客观准确性的要求是密不可分的。 4.数学在公路工程测量学上的具体应用 水准测量是测量学的一个重要组成部分,利用水准仪测量高差,用到了数学中最基本的几何关系,后期对水准测量成果的处理,如:高差闭合差的计算,高差闭合的调整,都是根据数学原理中的求和求差而计算出来的。 角度测量也是测量中非常重要的一个部分,测量角度的仪器——经纬仪,其本身就与数学有着千丝万缕的联系,如仪器架设,水平度盘、竖直度盘的刻度设置。另外测量成果的处理,也有着统计学的数学思想。 测量学上的坐标正算和坐标反算,跟数学上平面直角坐标系中的坐标算法可以说是一模一样。 测量误差的处理方面,利用到了数学中的算术平均值、众数、相对数等。 同样,导线的测量,也是测量学的一个重要的组成部分,在导线的测量过程中,各种复杂的计算,各种公式的代换,以及为减小误差而做的各种计算,都是以数学为基础的。 平面曲线测设中,利用数学中的回旋线作为缓和曲线,在曲线的计算中用到了三角函数、微积分、角度弧度转换、坐标系转换等数学知识。 归根到底,测量的很多方法,背后都离不了数学的支持。在工程测量的这门学科中,从仪器的使用到对所得数据的处理,从对误差的减小到对计算结果的最终检核,始终没有哪一个步骤,哪一个环节,能离得开数学的支持。未来,随着工程测量学的不断深入,知识的不断增加。相信数学和测量学的融入会更加的广泛。正如德国大数学家,号称“数学王子”的高斯曾说:“数学是科学的皇后”。从上述可见,就数学为人类提供精密的测量而言,“科学的皇后”这顶桂冠,数学是当之无愧的。5.数学思想对测量的指导 几乎所有学科都应用到了数学,用数学来解决自身的实际问题,而数学又以此为背景为实际问题提供理论基础。可见数学在其发展的同时促进了其他学科的发展,而其他学科的发展也促进了数学的进步,当然测量也不例外。将数学与测量相结合,对数学与测量都有重要的意义,有效的利用数学及其新的分支学科,更有利于测量的发展。 相信随着数学思想在测量应用的不断加深,一定会使得其有长足的进步与发展。 工程测量学论文:浅析工程测量学 摘 要:随着信息技术的发展,城市工程测量正处在从模拟方法测绘到数字化测绘的变革时期。本文对工程测量学重新进行了定义,指出了该学科的地位和研究应用领域;阐述了工程测量学领域通用和专用仪器的发展;结合科研和开发实践,简介了地面控制与施工测量工程内外业数据处理一体化自动化系统——科傻系统。对工程测量学发展作出了展望。 关键词:工程测量、工程测量学仪器 1、概述 由于工程测量的研究应用领域非常广泛,发展变化也很快。工程测量学的研究领域是相对的固定性,又是不断发展变化的。工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供工程保障,满足工程所提出的要求。 解析法和模拟法是网优化设计方法的两种方法。解析法是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件,解求目标函数的极大值或极小值。在工程测量中,施工控制网、安装控制网和变形监测网都需要作优化设计。由于采用GPS定位技术和电磁波测距,网的几何图形概念与传统的测角网有很大的区别。根据设计资料和地图资料在图上选点布网,获取网点近似坐标(最好将资料作数字化扫描并在微机上进行)。除特别的精密控制网可考虑用专门编写的解析法优化设计程序作网的优化设计外,其他的网都可用模拟法进行设计。 多元回归分析需要较长的一致性好的多组时间序列数据。也可用于变形预报。变形观测数据处理的几种典型方法。变形模型既可根据变形体的物理力学性质和地质信息选取,也可根据点场的位移矢量和变形过程曲线选取。变形的物理解释通常采用统计分析法和确定函数法。统计分析法包括多元回归分析、灰色系统理论中的关联度分析以及时间序列频域法分析中的动态响应分析等。系统论方法还涉及变形体运动稳定性研究,这种稳定性在数学上可转化为微分方程稳定性的研究,主要采用李亚普诺夫提出的判别方法。 科傻系统集成了测量学、控制测量学、工程测量学、测量平差等课程的有关专业知识和长期科研成果,可广泛应用于生产、教学及科技开发活动。科傻系统是对电子全站仪实现在线控制数据采集。掌上电脑上可固化两个软件包,一个用于地面控制测量数据采集、检查、预处理、概算以及网平差等称科傻一;在微机上研制了一个“现代测量控制网数据处理通用软件包”称科傻二。一个用于工程放样、道路测量以及碎部点数据采集称科傻三。 2、学科地位和研究应用领域 2.1 学科定义 工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。 2.2 学科地位 测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现展的一级学科。该学科无论怎样发展,服务领域无论怎样拓宽,与其他学科的交叉无论怎样增多或加强,学科无论出现怎样的综合和细分,学科名称无论怎样改变,学科的本质和特点都不会改变。总的来说,整个学科的二级学科仍应作如下划分: 大地测量学(包括天文、几何、物理、卫星和海洋大地测量); 工程测量学(含近景摄影测量和矿山测量); 航空摄影测量与遥感学; 地图制图学; 不动产地籍与土地整理。 2.3 研究应用领域 目前国内把工程建设有关的工程测量按勘测设计、施工建设和运行管理三个阶段划分;也有按行业划分成:线路(铁路、公路等)工程测量、水利工程测量、桥隧工程测量、建筑工程测量、矿山测量、海洋工程测量、军事工程测量、3维工业测量等,几乎每一行业和工程测量都有相应的著书或教材。 由Hennecke,Mueller,Werner 3个德国人所编著的工程测量学,主要按下述内容进行划分和编写:①测量仪器和方法;②线路、铁路、公路建设测量;③高层建筑测量;④地下建筑测量;⑤安全监测;⑥机器和设备测量。 由于工程测量的研究应用领域非常广泛,发展变化也很快,因此写书十分困难。目前国内外没有一本全面涉及工程测量学理论、技术、方法和实际应用的现代专著或教材。 国际测量师联合会(FIG)的第六委员会称作工程测量委员会,过去它下设4个工作组:测量方法和限差;土石方计算;变形测量;地下工程测量。此外还设了一个特别组:变形分析与解释。现在,下设了6个工作组和2个专题组。6个工作组是:大型科学设备的高精度测量技术与方法;线路工程测量与优化;变形测量;工程测量信息系统;激光技术在工程测量中的应用;电子科技文献和网络。2个专题组是:工程和工业中的特殊测量仪器;工程测量标准。 德国、瑞士、奥地利3个德语语系国家自50年起组织每3~4年举行一次的“工程测量国际学术讨论会”。过去把工程测量划分为以下几个专题:测量仪器和数据获取;数据解释、处理和应用;高层建筑和设备安装测量;地下和深层建筑测量;环境和工程建筑物变形监测。 1992年第11届讨论会的专题是:测量理论与测量方案;测量技术和测量系统;信息系统和CAD;在建筑工程和工业中的应用。 1996年的第12届讨论会的专题是:测量和数据处理系统;监测和控制;在工业和建筑工程中的质量问题;数据模型和信息系统;交叉学科的大型工程项目。 从以上可见,工程测量学的研究领域既有相对的固定性,又是不断发展变化的。笔者认为,工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供工程保障,满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。 3、 工程测量仪器的发展 工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。电脑型全站仪配合丰富的软件,向全能型和智能化方向发展。带电动马达驱动和程序控制的全站仪结合激光、通讯及CCD技术,可实现测量的全自动化,被称作测量机器人。测量机器人可自动寻找并精确照准目标,在1 s内完成一目标点的观测,像机器人一样对成百上千个目标作持续和重复观测,可广泛用于变形监测和施工测量。GPS接收机已逐渐成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用。将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起,称超全站仪或超测量机器人。它将GPS的实时动态定位技术与全站仪灵活的3维极坐标测量技术完美结合,可实现无控制网的各种工程测量。 专用仪器是工程测量学仪器发展最活跃的,主要应用在精密工程测量领域。其中,包括机械式、光电式及光机电(子)结合式的仪器或测量系统。主要特点是:高精度、自动化、遥测和持续观测。 用于建立水平的或竖直的基准线或基准面,测量目标点相对于基准线(或基准面)的偏距(垂距),称为基准线测量或准直测量。这方面的仪器有正、倒锤与垂线观测仪,金属丝引张线,各种激光准直仪、铅直仪(向下、向上)、自准直仪,以及尼龙丝或金属丝准直测量系统等。 工程测量学论文:《工程测量学》实践教学改革研究 摘要: 《工程测量学》实践环节在整个教学过程中占有重要地位,针对传统实践教学存在的诸多问题和不足,教改团队提出了多项改革措施并本校学生中进行实验,这是对商丘师范学院办学定位的有益探索尝试,不仅巩固和加深了学生对理论知识的理解与掌握,教学效果良好,更激发了学生们学习技能的积极性、主动性和创造性。 关键词: 土木工程测量;课程改革;实验改革 0 引言 《工程测量学》是土木类专业必修和专业基础课,是一门实践性很强,实践与理论结合严密的学科,因此要求其理论与实践教学并重。商丘师范学院是一所应用型本科院校,其中建筑与土木工程学院现有专业土木工程和建筑学两个专业,培养大量应用型人才,由于建院时间较短,在《工程测量学》的教学上存在很多不足,比如,最初由于设备有限,只注重理论教学,学生实践教学较少,后有所改善,但实践教学方面不足之处仍较多。如实践教学环节包括课后实验和课后实习,随着测绘行业新技术、新设备的出现,校园教学设施更新速度远不及行业进步,因此实践教学与实际工程脱节,教学目标中的要求学生创新能力的提高也难以实现。 1 实践教学环节存在的问题 1.1 教材内容落后,理论与实践脱节 教材内容一成不变,如水准仪和经纬仪构造部分,仍以微倾式水准仪和光学经纬仪为主,而在行业中,这两种设备已经尽乎淘汰。本校所用的水准仪也是自动安平水准仪和电子经纬仪。这就导致理论教学与实践教学脱节,学生不知所云。 1.2 实验内容单一,实验基地建设不足 实验学时少,课后实践环节仅停留在仪器的基本使用上,并且由于没有完善的实验场地,学生仅会进行仪器操作,却无法在实际工程中应用。 1.3 实验设备不足,实验学时少 由于建院时间较短,教学设备十分短缺。正常情况4-5人一组使用一台设备,而由于我院学生较多,设备严重不足,实际的实践环节甚至达到10人一组,又因实验课时较少,很多学生甚至还没轮到其操作就已经下课。两周的测量实习,由于学生多,不得不分批次进行,一学年中第一学期的实习时间,排到后面的学生不得不推到寒冬腊月,而第二学期的实习时间则推到酷暑,这两个时间均不利于测量工作的进行。 1.4 实习内容落后,与行业脱节 测量实习还停留在绘制大比例尺地形图,而在行业中多采用数字测图,且在建筑行业中,从事施工放样的人的比例远高于测绘地形图,因此实习环节与行业应用脱节。 2 实践教学改革内容 针对我院往年在上述实践环节中的不足,本教研团队就如何做好实验和实习,如何改进教学手段和方法,提高教学质量和教学效果,进行了探讨和实践应用。 2.1 从思想上重视实践环节 教师必须首先从思想上重视实践教学,因为实践教学是学生掌握理论知识的基本途径和方法,也是反映课堂理论教学效果好坏的一面镜子。教师不能把实践教学仅仅当作一个教学程序,对学生的实践过程放任自流,而应结合实际,思考理论和技能的应用问题,真正站在学生的角度来考虑学什么、教什么、怎么教和怎么学的问题;同时应重视新技术手段的应用,从观念上提高实践教学的自觉性,增强探索改革的意识。[1]从而帮助学生了解测量实践的重要性,激发学生实践兴趣,变传统的被动学习为主动学习。 2.2 教学设备革新、实训基地建立 学校非常重视测量学的实践教学环节,为解决以往测量设备少,学生多的问题,学校大量采购先进的测量仪器,电子水准仪、电子经纬仪、全站仪、激光测距仪、激光投线仪等一批土建施工中常用先进仪器被购进,一方面解决设备数与学生量不成比例问题,另一方面,使学生能接触工地常用仪器,提高上手速度。测量仪器除学生上课时可以使用外,只要有空闲,学生可随时借用。每种仪器都配有内容详尽的功能介绍和操作说明,配有专门的仪器管理老师,即使专业课老师不在,仪器老师也可进行指导。 建立实训基地。测量学实践教学环节应包括实验室、校内实习基地和校外实习基地建设三个方面。[2]为了提高实习质量,我们在校园内建立了一片独立的校内实习场地。并与国家水准点进行连测,建立了可长期使用的标准固定点。实习场地模拟土建工地实际情况建立,使学生在必做的水准仪、经纬仪、全站仪等实验项目上完全与工地接轨。学校与多家建筑企业建立联合培养学生计划,校外实习与建筑施工相结合,让学生能切身参与到施工的各个环节,为将来学生就业打下坚实基础。 2.3 实践教学内容改革 传统实践课都是验证性实验,不利于培养学生的独立观察、思考及分析问题的能力和独立设计实验的创新意识。因此需要减少验证性实验,探索开设设计性实验,注重发挥学生在实践教学活动中的主体作用。在实践课中,教师根据实际土木工程中所用到的测量知识,提出一个测量任务,如一个建筑物的基础放样,某栋新建筑物的变形测量等,让学生根据所学知识自己设计测量计划并进行实施,教师对学生的设计进行启发式指导。这种实践教学方法体现了以人为本的教育思想,有利于创新人才的培养。其打破了实验依附理论的传统教学模式,使实验教学真正成为学生学习知识、培养能力的基本方法和有效途径。[3]另外,根据对用人单位调研后得出的结果,可以适当减少地形图测绘方面的实验课,多增加施工放样、变形观测、竣工观测等工地应用较多的内容。 2.4 实践教学方法改革 多媒体课件多应用于理论教学环节,在测量实验环节,借助多媒体以三维动画的形式来模拟测量仪器的构造、测量的原理与过程,从而缩短了实验课教师的讲解时间,也使得教学内容更直观,学生更易接受,从而更好地完成实验教学任务。同时还可向学生展示新仪器在工程中的应用情况,引导学生将测量课程与所学专业紧密联系。[4]另外,将平时上课情况拍成教学视频,放在校园网上,方便学生学习。 3 结语 以上改革内容在我校11级土木工程专业进行实验,实验结果表明:学生上交的实习成果规范、数据可靠。不仅巩固和加深了学生对理论知识的理解与掌握,教学效果良好,更激发了学生们学习技能的积极性、主动性和创造性。工地实习发现,学生对仪器操作熟练度,解决工地实际问题的能力明显高于往届。另外,学生的团队意识、团队协作能力也得到了很好的提升。 工程测量学论文:论工程测量学的发展及测绘新技术的应用 摘要:工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障。满足工程所提出的要求,精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。本文主要对工程测量的发展历程作了简要概述,阐述了在工程测量中采用的新技术。 关键词:工程测量;测绘技术;展望 工程测量学新定义 工程测量学科是一门有着悠久历史的应用学科,它直接为各项工程建设服务,并与生产实践紧密结合,是测绘科学中最活跃的一个分支学科。对工程测量学科的一般定义是:城市建设、大型厂矿建筑、水利枢纽、农田水利及道路修建等在勘测设计、施工放样、竣工验收和工程监测保养等方面的测绘工作,统称工程测量学。为了适应国民经济的发展和社会进步的需求,有必要对工程测量学科进行新的定义。对工程测量学科的新定义是:工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科,它主要以建筑工程,机器和设备为研究服务对象,工程测量学科的研究服务领域主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分,在科学上可划分为普通工程测量和精密工程测量。 二、工程测量学的发展简介 工程测量学是的发展历史悠久,它是从人类生产实践中逐渐发展起来的。在很久以前的古代,工程测量学与测量学并没有严格的区分。直到发展到近现代,随着经济的不断增长,工程建设的大规模发展,才逐渐形成了我们所谓的工程测量学。 从工程测量学的历史来看,它经历了从简单到复杂、从手工操作到测量自动化、从常规测量到精密测量的发展道路,它的发展始终与当时的生产力水平相同步,并且能够不断满足大型精密工程中对测量所提出的愈来愈高的需求。 三、工程测量仪器的发展简介 跟工程测量学一样,工程测量仪器的发展,也经历了一个漫长的历史过程。自80年代以来,已经出现许多先进的测量仪器,为工程测量提供了先进的技术工具和手段。 在高程测量方面的发展,表现最为突出的应该是液体静力水准测量系统。这种测量系统通过各种类型的传感器测量容器的液面高度,可同时获取数十乃至数百个监测点的高程,具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续测量等特点。传感器测量容器间的距离最长可达数十公里,可以用于跨河与跨海峡的水准测量;通过一种压力传感器,允许两个容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。 工程测量专用仪器发展中最具显著特点的是多种功能的混合测量系统,该系统是采用多传感器的高速铁路轨道测量系统,用测量机器人自动跟踪沿铁路轨道前进的测量车,测量车上装有棱镜、斜倾传感器、长度传感器和微机,可用于测量轨道的3维坐标、轨道的宽度和倾角。 从上面看来,工程测量专用仪器具有高精度(亚毫米、微米乃至纳米)、快速、遥测、无接触、可移动、连续、自动记录、微机控制等特点,可作精密定位和准直测量,可测量倾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度,还可测振动频率以及物体的动态行为。 工程测量中的测绘新技术 4.1 数字化成图 传统测绘中最重要的内容就是对大比例尺图形的测绘和对工程图的测绘。与传统的测绘手段相比,数字化成图不需要大规模的野外作业,改善了作业环境恶劣和出图周期长的弊端。数字化成图是一种精度高、劳动力小、测绘工作更为便捷的一种新技术的测绘方法。目前,数字化成图分为两种模式,他们分别是内外业一体化成图模式和电子平板成图模式。内外业一体化是一种精度高、分工明确的数据采集方法,与传统的成图技术相比,具有更高的成图效率。 4.2 工程测量中的卫星定位技术 卫星定位技术简称GPS技术,GSP全球定位系统也是由两大系统组成的,这两大系统分别是空间卫星群和地面的监控系统。用户使用的GPS则是由GPS信号接收器、数字处理器、和终端软件组成。GPS接受器可以有选择的接收某个卫星的信号,并对接收的不同卫星的信号进行交换。当GPS设备运作以后,系统会自动产生一个GSP卫星观测文件,观测文件经过终端处理软件的处理,最终形成准确的测量数据。在使用GSP技术的过程中应该注意到一些问题,有些地方是不适合应用GPS测量技术进行量测的,比如短边测量。如果一定要用GPS测量技术对短边进行两侧,为了保证测量精度,一定要经过多次测量。 RTK是以GPS技术为基础的一种能观测到实时动态的测绘新技术,是GPS技术发展的里程碑。RTK测绘技术是在一个点上安装GPS信号接收机,通过定点的GPS信号接收机接收GPS卫星发出的信号,当GPS接收机接收到卫星发出的信号以后在把信号通过基准台发射出去;流动站在在接收GPS卫星信号的同时也能接收到基准台发出的信号,从而得到基准台的观测量。RTK可以根据控制一定量的基准台就可以测得高精度的地形点和相应物体的坐标等,在利用测图软件的基础上就可以生成电子版的地图。近年来RTK测量技术被广泛的应用到地基和房地产测绘领域。 4.3 工程测量中的地理信息技术 地理信息技术简称GIS,GIS是一种新型的科学,它具有集计算机科学、空间科学和环境科学等学科于一体的特点。GIS已经成为了集多学科于一体的不可缺少的信息显示手段。GIS不仅在数据采集、分析可视化方面发挥这巨大的作用,同时GIS也具有空间提示、预警预报和辅助决策的重要测绘功能。经过近些年的发展,GIS早已成为一种成熟的技术在多领域发挥着重要的作用。GIS、内外一体化测绘等测绘技术的应用,真正实现了工程测绘的科学化、标准化、和信息化。 4.4 工程测量中的数字摄影测量技术 数字摄影测量技术是以数字影像和摄影测量为基础,发展起来的一种新型的测绘技术。数字摄影测绘的过程应用了许多学科的理论和方法,它广泛的使用了计算机技术、数字影像处理技术的科学技术,也是一种集多种技术于一体的测量方法。航空摄影测绘是数字摄影测绘中的一种测绘方法,利用这种方法,可以准确的测得比例尺较大的地形测图,通过这种测绘方法可以获得数字、影像等多种地图版本。目前,我国有100多个城市或工测单位利用航测技术制大比例尺地形图和地籍图,最大比例尺为1/500。全数字摄影工作站和GPS技术在工程测绘中的综合利用,使得摄影测量技术更加自动化和数字化。随着数字摄影技术的快速发展,摄影产品正在向4D(数字高模型、数字正射摄影图、数字线切图和数字栅格图)摄影产品转变,数字摄影技术为工程测绘提供了准确的数据。 过去我国只有海图和陆地地形图,没有测量方法测绘海岸带地形图,对中越划分北部联合测绘的难度更是很大,利用传统的测绘方法最少也要两年,现在广州军区某测绘大队里利用航空摄影等高技术手段,并在测绘生产中第一次大胆采用全数字摄影测量作业,作业效率提高一倍多。他们用时7个月就测绘出了两种规范文字的海岸带地形图,为我国海岸带地形测绘建立新的规范和图示提供了理论和实践依据。 4.5 工程测绘中的遥感技术 遥感技术简称RS,RS技术有着自身的优点,它依靠着大面积同步观测、提供更实时有效的数据等优势正在快速发展,近些年来RS也被广泛的应用到卫星技术上去,利用遥感卫星可以获得到更多的地理信息。小比例尺的地图也可以应用遥感影像技术来获取,遥感影像成为了测量城市地图以及种大、中、小图片的重要方法和手段。 国土资源局利用遥感技术对土地进行动态监测:利用遥感技术,对土地的变更、土地调查和动态进行相关的检测。可以及时的发掘违法用地情况,对违法用地的情况上报给有关部门,随着计算机图像处理技术的成熟和完善,利用遥感技术的动态监测技术必将带来更大的方便。 结束语: 工程测量技术是工程施工的前提条件,现代化的工程技术为工程的施工建设提供了基础保障。但是,现代化测量技术相对传统的测量技术对测量人员的技术和素质要求的更高,这也迫使我国应该加快对现代化工程测量技术人员的培养,通过工程测量技术人员技术培训,能够使得工程测量技术人员正确的使用新的测量技术和设备,为工程建设提供更加准确的工程测量数据。 工程测量学论文:关于工程测量学的探讨 摘要:工程测量学主要是研究工程建设和自然资源开发中各个阶段进行的控制和地形测绘、施工放样、变形监测的理论和技术。本文主要对工程测量的发展历程作了简要概述,指出了该学科的研究应用领域,阐述了工程测量学领域涉及到的测量仪器的发展。本文针对多年以来相关领域科研和开发的实践经验,对工程测量在实际生活中的应用,以及一系列基于工程测量的产品应用做了相应的研讨。最后,展望了工程测量在21世纪的发展方向和前景。 关键词:工程;测量;应用 1、工程测量的发展 1.1工程测量的概念与分类 通常,工程测量是工程建设中的所有测绘工作,实际上它包括在工程建设勘测、设计、施工和管理等阶段所进行的各种测量工作的统称。工程测量是服务于各项建设项目的勘测、设计、施工、安装、竣工、监测以及营运管理等一系列工程工序的测量学。 可以将工程测量按照其工作顺序和性质分为以下几种:勘测设计阶段的工程控制测量和地形测量;施工阶段的设备安装测量和施工测量;竣工和管理阶段的竣工测量、变形观测及维修养护测量等。 1.2工程测量学的发展简介 工程测量学是的发展历史悠久,它是从人类生产实践中逐渐发展起来的。在很久以前的古代,工程测量学与测量学并没有严格的区分。直到发展到近现代,随着经济的不断增长,工程建设的大规模发展,才逐渐形成了我们所谓的工程测量学。 从工程测量学的历史来看,它经历了从简单到复杂、从手工操作到测量自动化、从常规测量到精密测量的发展道路,它的发展始终与当时的生产力水平相同步,并且能够不断满足大型精密工程中对测量所提出的愈来愈高的需求。 1.3工程测量仪器的发展简介 跟工程测量学一样,工程测量仪器的发展,也经历了一个漫长的历史过程。自80年代以来,已经出现许多先进的测量仪器,为工程测量提供了先进的技术工具和手段。 在高程测量方面的发展,表现最为突出的应该是液体静力水准测量系统。这种测量系统通过各种类型的传感器测量容器的液面高度,可同时获取数十乃至数百个监测点的高程,具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续测量等特点。传感器测量容器间的距离最长可达数十公里,可以用于跨河与跨海峡的水准测量;通过一种压力传感器,允许两个容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。 工程测量专用仪器发展中最具显著特点的是多种功能的混合测量系统,该系统是采用多传感器的高速铁路轨道测量系统,用测量机器人自动跟踪沿铁路轨道前进的测量车,测量车上装有棱镜、斜倾传感器、长度传感器和微机,可用于测量轨道的3维坐标、轨道的宽度和倾角。 从上面看来,工程测量专用仪器具有高精度(亚毫米、微米乃至纳米)、快速、遥测、无接触、可移动、连续、自动记录、微机控制等特点,可作精密定位和准直测量,可测量倾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度,还可测振动频率以及物体的动态行为。 2、 工程测量的应用研究 随着工程测量科技的不断进步,传统测绘技术向数字化测绘技术转化取得了显著的成绩。工程测量的应用发展趋势和方向是,GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中,并发挥其主导作用。下面介绍几种技术在工程测量中的应用。 2.1 GPS在工程测量中的应用 GPS测量的技术是依据1999年建设部的行业标准《城市测量规范》、1997年建设部的行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》 制定的。 相对于常规测量来说,GPS测量主要有以下几个特点:测量精度高、测站间无需通视、观测时间短、仪器操作简便、全天候作业、提供三维坐标等特点。因此,GPS被广泛应用于房地产测绘、数字化测图及施工放样等各种工作中。 2.2 RS技术在工程测量中的应用 遥感(RS)技术在工程测量中快速的普及,是因为其具有大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性及经济性等优势,多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地观测获取基础地理信息的重要手段。另外,各种中小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获取,为应用于工程测量领域的城市基本地形图、地籍图以及各种大、中、小比例地形图的快速更新提供了十分便利的方法和手段。因此,RS技术在工程测量中的应用意义非凡。 2.3 GIS技术在工程测量中的应用 GIS技术是一门集计算机科学、空间科学信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴学科。GIS技术,现在已成为多学科集成并应用于各领域的基础平台和地学空间信息显示的基本手段与工具。GIS技术的优势不仅仅在于它集地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程,还在于它的空间提示、预测预报和辅助决策功能。现在,GIS技术已经成为一门较为成熟的技术科学,而且已经成为一门新兴的产业,它已经在在测绘、地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划土地管理、区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用。采用数据库、GIS、扫描矢量化及全数字摄影测量等技术,为专业信息系统提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息,以建立各类专业信息系统,从而实现管理的科学化、标准化、信息化。 3、 工程测量学的发展前景 展望现在我国经济发展的局势,工程测量学将在以下方面将得到显著发展: 3.1测量机器人将在多传感器集成系统的人工智能方面取得非常重要的意义,其应用范围将进一步扩大,图形、影像和数据处理方面的能力将进一步增强; 3.2在大型工程建设和变形观测数据处理中,工程测量学将发展基于知识的信息系统,并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合,解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。 3.4工程测量将从原来的土木工程测量扩展到人体科学测量方面。 3.5GPS、GIS技术等相关的技术将紧密结合建设工程项目,在勘测、设计、施工等领域发挥重大作用。 3.6数学模型和物理模型的建立、分析与辨识将成为工程测量学领域在数据处理过程中的重要内容。 总结 综合上面的结论,可以看出工程测量学的发展与应用,主要表现在从点信息到面信息的获取,从静态到动态,从后处理到实时处理,从人眼观测操作到机器人自动寻标观测,从大型特种工程到人体测量工程,从高空到地面、地下以及水下,从人工量测到无接触遥测,从周期观测到持续测量,测量精度从毫米级到微米乃至纳米级。工程测量学的发展将直接对改善人们的生活环境,乃至生活方式产生影响,以及提高人们的生活质量起重要作用。 工程测量学论文:工程测量学课程CAI多媒体课件设计 摘要:在简要分析工程测量学的教学特点和计算机辅助教学优势的基础上,探讨了工程测量学课程研制课件的必要性,并对工程测量学课程CAI课件设计的理论依据、课件选题和设计制作原则和方法进行了有意义的探索和实践。 关键词:工程测量学;计算机辅助教学;CAI;课件 一 、引言 随着计算机技术的发展,多媒体技术也得到了广泛应用。由于其交互性好、表现力强、信息量大、视觉听觉效果突出等特点,逐渐成为现代教学方式的重要组成部分。工程测量学课程教学涉及大量的图形表达,注重学生空间想象力的培养,强调由空间到平面、由平面到空间的思维过程。这些特点决定其课堂教学不仅信息传输量大,而且包含了大量的抽象理论和方法。因此,在工程测量学的教学实施上,单纯依靠传统的教学手段已经很难达到教学目的,需要运用CAI课件等新的教学手段进行辅助教学。 在工程测量学教学中使用CAI课件能把工程测量学的基本原理、重要的公式推导等有机地结合起来, 使教师节约黑板书写时间,提高教学效率,更重要的是让学生看到相关模型的建立和利用数学工具解决实际问题以建立工程测量学基本理论和方法的整个过程,增强了学生分析问题、解决问题的能力,提高了学生的科学素质[1]。在利用多媒体技术进行计算机辅助教学时,还必须根据工程测量学的教学特点和相关学习理论进行计算机辅助教学课件的优化设计,以真正体现计算机辅助教学的优势。 二、工程测量学CAI课件设计的理论依据与基本原则 (一) 多媒体课件设计的理论依据 用建构主义学习理论及基于该理论的CAI课件的设计原则为指导进行工程测量学课件的设计,建构主义学习理论认为,学习过程是人的认识思维活动的主动建构过程,是人们通过现有的知识经验与外界环境进行交互活动以获取意义建构的过程,学习者的知识是在一定的情境下借助他人的帮助,通过意义的建构而获得的,理想的学习环境应包括情景,协作,交流,意义的建构四个部分, 意义的建构是教学的最终目标,一切教学过程都要围绕这一最终目标, 学习者是学习的主体,教师是学习者的促进者,辅助者,引导者,他的任务就是激发学生的兴趣,引导和帮助学生完成意义的建构,要为学习活动的开展尽可能多的创造有意义的学习环境,例如,学生对学习抽象的工程测量学课程往往感到枯燥无味,如果创设有意义的环境,使学生对该课程抽象问题的学习感到具体,形象,生动而乐意主动去学,这就可以有效地激发学生学习本门课程的兴趣。 因此,一个好的课件是要在建构主义学习理论的指导下设计的, 在课件中,利用多媒体课件提供某种符合学习要求的外部刺激,使学生积极主动同外部环境发生相互作用,完成知识结构重组的方法和策略,创设符合教学内容要求的情景和揭示新旧知识间联系的线索,用生动,活泼的方式呈现信息并与学生进行相互交流。 (二) 课件的设计原则 CAI课件的设计离不开教学设计,教学设计专家克拉克说过:“在教学中真正起作用的实际上不是媒体, 而是教学设计。”其含义不是贬低媒体作用,而是指导我们要运用“教学设计”的理论来设计CAI课件, 即CAI课件设计要体现设计者的教学思想,体现教者对于学与教的资源及过程进行系统规划的一套整体性操作程序的主要意图[2],科学严谨的教学设计是制作优秀课件的前提条件。在多媒体CAI课件的设计中, 要想在促进学生认识能力发展方面发挥其应有的作用,就要充分利用多媒体技术体现建构主义学习理论的优势,在工程测量学的课件设计时,应注意以下几点: 1、教学目标的合理安排。 教学目标主要是通过教与学使学生在认知领域,情感领域,动作技能领域达到的既定标准,要求在教学设计中必须明确给出, 此外,教学目标应该与学生学习环境中的目标相符合,教师确定的问题应能使学生感到就是自己的问题,建构主义认为学生不再是教学内容的被动者,而是意义的主动建构者,教师是教学活动的组织者。因此,教师针对教学主题所采用的策略,方法要有利于体现学生为主体的学习这一特点。 2、设计真实的任务。真实的活动是学习环境的重要特征, 建构主义理论提倡从现实情景中学,知识依赖于具体情景,脱离具体情景的抽象,枯燥的知识对学生来说是没有任何吸引力的,利用多媒体和仿真技术设计虚拟现实软件就可以模拟现实世界的真实环境,使学生身临其境,如同在现实生活中,这对知识的建构是很有好处的,一般来说,虚拟现实软件学习效果比较好,但开发起来也有一定的困难,它要求能够根据学生的输入数据进行分析处理并做出相应的场景变化,这是工程测量学教学课件开发的重点。 3、注意设置协作学习的环境。使学生成为独立自主的学习者, 建构主义认为,学生对知识的建构不仅依赖于自身原有的水平和经验,而且在一定程度上取决于同伴之间的对问题的共同讨论和理解,随着计算机网络的发展,多媒体与计算机网络结合起来,设计出支持合作学习的软件将会越来越引起人们的重视, 同时,课件的设计要支持学生对所学内容与学习过程的思考,发展学生自我控制能力,成为独立的学习者,例如:对工程测量学中有些学习主题具有很强的逻辑性分析过程的教学内容如影像匹配理论和技术,可采用探索方法,发现法去创设学习环境, 以利于适应认知过程的发展,使学生主动完成对主体知识的意义建构,还可以根据选题的特点,设置多种与以前学习主题不同但相关的情况,以便学生有多种机会在不同的情况中应用所学知识,从不同侧面来认识同一个主题。 4、要充分注意多媒体技术的特点。在建构主义学习理论中, 意义的建构是学习的最终目的,它靠学生自觉,主动地来完成,教师和外界环境的作用都是为了帮助和促进学生的意义建构,在这一点上, 多媒体技术的优势是其他媒体无法比拟的,因此,在课件设计中应注意到:以多媒体方式呈现教学信息,心理学认为,人的学习活动是多种感受共同参与和协调的结果,调动多个感觉器官共同参与学习活动,其效果最佳, 因此,在CAI课件设计中, 应根据需要尽可能用多种媒体呈现教学内容[3],如符号,语言,文字,声音,图形,动画,视频图像等,把各要素按教学要求进行有机的结合,呈现在屏幕上,为学习提供多样化的外部刺激,使学习效果更佳; 以超文本方式来组织教学信息, 学习者可通过节点间的链接关系方便地进行知识点间的切换,并对有关提问,反馈及帮助信息,提示或导航的呈现环节力求准确、可靠、规范, 方便学习者的学习。下面即是CAI课件设计流程图: 图1工程测量学CAI课件设计流程图 (三)工程测量学课程课件选题的重要原则 在整个工程测量学课程课件设计与制作中,科学性,针对性和实用性是最基本的原则,但这些原则在实际的课件制作过程中,却难以直接操作,因此,在教育理论,因材施教,充分发挥CAI课件的优点,提高教学效果思想的指导下,应制定一些浅显易懂, 操作简便的课件选题原则。 工程测量学CAI课件设计的选题应该遵循这些原则,选题的过程就是一个判断决策的过程,什么样的知识内容作为课件制作的对象,才能最大限度地体现其作为选题的必要性和可行性,这是一个大原则。分析工程测量学教学内容的特点以及制作的可行性和效益性,确定课件选题判断决策流程图, 针对工程测量学教学内容,该流程图最大程度地体现了选题的大原则,克服了常规手段不能很好表现的弊端,任何一节课或一个知识点, 如果按照流程前进,能走到最下层模块,便可以作为课件制作的对象,该节内容或知识点制作成为课件的必要性和可行性是充分的、反之,如果走到右边模块,建议放弃选题,因为该选题已经失去了制作成为课件的价值或者实际意义[4]。 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文 三、工程测量学CAI课件的制作步骤 (一)教学设计 制作电脑课件的目的是为课堂教学服务,在制作课件时,应首先写出授课教案,其内容包括教学目的、教学流程设计、问题和习题,并根据课程讲授的要求确定课件演示的表现手法。 (二) 脚本的设计 根据教学教案和表现手法,设计的课件脚本主要有课件简介、前言、课堂主题内容、总结、习题和退出6大模块。各模块内部包含电脑板书显示方式的过渡效果、画面背景图案、动画演示、重点突出、细节描绘等,并使各模块之间可相互连接和跳转。 (三)课件制作工具的选择 目前,多媒体课件制作工具多种多样,经比较,选择了Macromedia公司的Authorware 6.5。Authorware是一个规模较大、功能丰富、高效的多媒体创作工具,利用其函数变量能完成一些复杂的控制功能,很容易实现人机交互的过程控制,作品结构也比较清晰。Authorware的简单易学、易上手、效率高也是一个重要原因。除此之外,选择Windows自带的绘图工具和Photoshop软件来制作电路图,使电路分析的各个环节能更明确的体现,使同学们在课堂获得更多的理性认识[5]。 (四) 课件的运行、修改和打包 当课件的制作告一段落时,就要检验课件设计的效果,可一边运行课件看其效果,一边进行针对性修改。为满足课堂教学的需要,在教学课堂多次让学生观看,找出存在的问题,设计出更加直观的教学效果。在课件打包时,若的课件脱离Authorware平台的运行环境,就无法单独运行。为了解决这个问题,需重组设置,生成可以单独运行的exe文件,使课件成功。 图2工程测量学CAT课件系统总体框架 四、结论 工程测量学的发展为工程测量学课程教学提出了一系列的挑战,采用计算机辅助教学是解决这一问题的有效手段,计算机辅助教学停留在对传统课堂教学的补充上,对网络学校、虚拟学校、远程教育等概念还朦朦胧胧,但计算机在学与教过程中的优势,已被教师共识, 如何在现代教育科学理论指导下,完成计算机辅助教学课件制作过程中的模式选择,整体策略,制作出符合教学规律,高效能提高课堂教学质量的课件是目前工程测量学课程在采用计算机辅助教学过成中亟待研究的课题, 当前,新的教学手段,新的教育理念得到大力推进,在这个良好的氛围下,探讨工程测量学CAI 课件设计具有现实的意义, 我们有理由相信,只要坚持用教育科学理论指导课件制作实践,未来计算机辅助教学中高质量的课件将不断出自学校教师之手,为培养具有创新素质的人材,提供新的活力。
矿山机电论文:矿山机电电子设备故障诊断与维修 摘要:本文将对矿山机电所用设备产生故障的原因进行分析,提出故障诊断技术以及其在维修过程中的具体应用。 关键词:矿山机电设备;故障诊断;维修 引言 矿产资源具有十分广泛的用途,适用于多个工业生产领域。目前,矿产资源开发和利用的各种先进技术和先进设备层出不穷,大大提高了矿产资源的开发水平,提高了矿产资源的利用效率,对我国的经济发展做出了极大贡献。但是,矿山机电设备的故障问题一直是困扰矿产开发利用行业的主要问题。如果矿山机电设备出现故障,会造成人员伤亡和经济损失,阻碍矿产开发利用行业的发展。因此,加强矿山机电设备的故障诊断和维修水平,是我国矿产行业所要考虑的问题。 1机电设备的故障原因 1.1配合关系发生变化 矿山机电设备内部结构比较复杂,零件与零件之间具有密切的配合关系,各个零件共同配合形成设备的正常运转。一旦零件之间的配合关系发生变化,将很容易引起零件之间的配合失灵,轻则降低机械设备的性能和生产效率,重则引起机电设备报废。零件与零件之间的配合关系发生变化,一般是由于零件出现了损伤,尺寸和形状发生了变化,不能与其他零件进行很好的配合。这种损伤可能是因为零件长期使用出现了老化,也可能是因为意外事故导致。 1.2设备运行负担过重 在设计过程中,矿山机电设备的设计人员就已经对机电设备的各项参数划定了范围。如果矿山机电设备的运行参数超过设计人员规定的范围,那么说明机电设备运行负担过重,处于超负荷运转的状态下。如果长期保持这种状态,会对机电设备的内部造成损伤,影响机电设备的工作性能。一旦出现这种情况,技术人员要及时调整机电设备的工作参数,并且采取措施降低机电设备的运行压力。 1.3设备工作能力降低 机电设备有时会出现工作能力下降的状况,这是由设备内部因素和外部因素共同引起的[1]。比如,工作环境温度过高,散热通风情况不好,就会造成设备内部的零件摩擦生热,热量无法散发,最终导致零件温度上升而发生形变;或者是机械设备在安装时连接不恰当,造成连接部位负荷过重而发生扭曲或者磨损。 2故障诊断的步骤 机电设备的故障诊断由多个环节组成,首先是建立数学模型。机电设备的运行涉及众多运行参数,这些运行参数代表着机电设备的运行状态,也能够及早反映机电设备的故障。故障诊断就是要将这些工作参数综合起来建立数学模型,然后从定性和定量两个角度进行分析。其次是信息的采集处理。机电设备上都安装有传感器,传感器需将探测到的信息数据发送到存储器。这些数据信息不能用来直接判断机电设备的运行状况,而是需要经过有效处理。这些数据信息经过处理后,才能够与设备的运行标准进行比较,进而找出继电设备发生故障的原因。除了以上两个步骤,技术人员平时还要时刻关注机电设备各个部件的运行情况,结合机电设备的使用寿命进行故障预测,判断机电设备可能出现的故障种类和表现,从而为机电设备的维修工作提供有效的依据。 3针对矿山机电设备的故障诊断技术 对于矿山所用的机电设备,常见的诊断技术有三种:参考故障记录、压力和温度检测、利用专家系统诊断[2]。在矿山机电设备出现故障的时候,维修人员除了要采取必要措施对故障进行排除外,还要将故障的特征、原因、处理办法记录下来,以便日后出现类似状况时能够以最快速度解决问题,从而防止对矿产资源的开发利用造成影响。所以,在矿山机电设备产生故障的时候,技术人员首先要查看故障记录,查看是否曾经出现过类似故障,进而寻找解决办法。机电设备在正常运行的情况下,传动箱和轴承等部位的压力参数和温度参数都处于比较稳定的状态。所以,技术人员可用过检测机电设备各部位的压力参数和温度参数,来确定机电设备是否发生了故障。通过这种方式来进行故障诊断,能够快速判断出机电设备是否发生了故障。因此,这种方式的应用最为广泛。我国的矿产开发企业都要具备故障诊断相关的专家系统。故障诊断的专家系统包含了行业专家对故障诊断和故障解决的详细分析和经验总结,是我国矿产开发利用行业精英的智慧结晶。技术人员可以通过专家系统对设备故障进行定性分析和定量分析,制定解决办法。 4故障诊断技术在维修当中的具体应用 4.1采煤机故障诊断 我国在九五重点科技计划中明确指出:要将采煤机的故障诊断列为矿产行业的重点开发技术项目之一[3]。从此,我国的采煤机故障诊断技术出现了突飞猛进的发展。我国的采煤机故障诊断技术通过多个单元的共同配合,有效降低了采煤机出现故障的频率。这些工作单元有摇臂检测单元、变频器通信单元、高压控制箱检测单元、机身外围检测单元和工程概况检测单元。检测设备通过监督采煤机的各项工作参数,利用通信模块汇总信息,向技术人员发出预警信号,从而对采煤机采取温度、过流、欠压和过压等保护措施。总体来说,我国的采煤机诊断技术还存在一些缺点,如检测的参数不够完善、检测的范围不够广等,与世界发达国家还存在一定差距。 4.2提升机故障诊断 提升机是矿物资源开采的重要设施,能够将井下开采的矿物资源和井下工作人员运送到地面上[4]。提升机如果出现故障,会严重威胁工作人员的人身安全,给企业造成损失。提升机的故障分为软故障和硬故障,主要表现为提升机运转时发出异常声响、提升机的电动机底座出现振动、提升机出现漏灰现象、提升机的物料排出量不足等。以矿山开采常用的双筒提升机来说,松绳故障是一种常见的故障类型。如果出现这种故障,可以在提升机的天轮上安装小磁钢,通过传感器检测天轮的转动速度。如果天轮的转速保持一致,传感器的输出技术脉冲也差不多,则说明故障已经排除。 4.3其他设备故障诊断 除了采煤机和提升机,矿山开采的常见机电设备还有高压异步电动机和通风机。故障诊断技术同样可以应用到这些机电设备的管理中。这类故障技术典型的有金属超声探测技术、红外线热成像技术、铁谱探测分析技术等。这些技术的逐步运用,让技术人员可以及早发现机电设备的故障,从而有效避免造成更大的损失。 5结论 综上所述,矿山机电设备保持良好的运行状态,对于我国矿产开采作业水平和工作效率具有决定性影响,还能够保护矿物开采工作人员的人身安全。我国矿山机电设备产生故障的原因主要有配合关系发生变化、设备运行负担过重、设备工作能力降低三种。对此,矿山机电设备的维修人员要时刻保持对机电设备的监测,提前预测机电设备可能出现的故障,结合故障记录和专家系统分析故障原因,采取必要的技术和措施处理故障,以尽快排除机电设备的故障,确保机电设备能够安全、可靠、稳定地运行。 作者:马川 单位:东莞市技师学院 矿山机电论文:矿山机电设备故障诊断探索 摘要随着矿山机电设备的不断更新,其故障诊断领域出现的新问题也越来越多。在矿山开采过程中,机电设备发挥着重要的作用,加上其价格通常比较昂贵,一旦发生故障,将会造成不可估量的损失。本文在解读矿山机电设备故障诊断原理的基础上,对其诊断过程中所运用的技术做全面分析,制定详细的诊断技术运用方案。希望能够提升矿山设备故障诊断能力,提升矿山机电设备的使用效率。 关键词机电设备;故障诊断;研究 科学技术是第一生产力。如今,科学技术的更新日新月异,矿山机电设备作为精密仪器,所运用的科学技术比较先进,更新换代也比较快。也正是因为如此,其对负责故障诊断的工作人员的要求相对较高:工作人员不但要具有极高的专业技术能力,而且还需要掌握比较全面的矿山设备故障诊断知识,比如要可以熟练操作计算机、独立完成信号处理、掌握如何控制传感器等[1]。通过对矿山机电设备故障的诊断,能够大大增加矿山机电设备的工作寿命,减少矿山开采的成本投入,提升这一活动的整体收益。 1矿山机电设备故障诊断原理 有多种原因可以引起矿山机电设备故障,所以对其进行诊断需要注意工作的每一个环节,尤其是需要按照自己的真实情况来判断故障出现的缘由。而要做到这一点,首先要完成的工作就是要明确矿山机电设备故障诊断工作的原理:按照矿山的真实情形构建一个数学模型,把矿山机电设备非故障状态下的各个数据做统一登记,并以此为根据,将其与发生故障时机电设备运转的各项数据逐一比较,找出这些数据碱的区别,通过这些不同对故障出现的原因做一个大致的评估;其次,为了进一步确定故障的部位,要对机电设备运行的重点资料加以整理,使用计算机对之进行换算,将计算结果当作诊断故障部位的参考资料,对矿山机电设备的故障问题做进一步确定;再次,在对机电设备信息进行整理解析的过程中,必须要保证解析的透彻性,要通过识别技术来确定机电设备故障的种类;最后,把上面分析得出的结果加以转化,以技术人员能够识别的方式呈现出来,为他们最终做出诊断评估提供依据,帮助他们制定更为科学的故障解决方案,以此减少矿山机电设备故障造成的损失[2]。 2矿山机电设备故障诊断技术 1)主观诊断技术。主观诊断技术主要依靠技术人员自身的经验对机电设备的故障进行诊断,确定故障的类型以及具体的故障发生部位。此种诊断方式不使用或者很少使用仪器设备,技术人员只要根据故障的外在表现就基本上能够判断出故障发生的部位。有时候,为了验证故障的确切部位,技术人员会使用一些简单的仪器作为辅助,但主要还是凭借其积累的经验对故障的详细情况进行判断。因此,此种诊断技术可以运用于任何的机电设施。但是,另一方面由于这种技术是依靠技术人员自身的经验来实施的,其对工作人员的专业素养要求非常高,没有足够的经验累积是不具备这样的工作能力的,工作人员很难顺利地完成诊断工作。此外,鉴于此种技术依靠的主要还是技术人员的主观判断,在判断的准确性方面难免会出现一些误差。2)仪器诊断技术。仪器诊断技术依靠的主要是仪器。其主要通过诊断仪器的显示判断机电设备发生故障的部位。此诊断方式得出的结果更为精确,出现误差的可能性小[3]。所以在矿山机电设备故障诊断过程中运用较多。随着科学技术的更新,诊断仪器的精确度将会越来越高,其在判断故障方面的运用将会更加全面。3)数字模型诊断技术。顾名思义,这一技术依靠的主要是数字模型,其以数学知识为基础构建相应的模型,之后通过动态检验技术和传感器技术对矿山机电设施出现的问题进行检验,通过对所得监测数据的解析,对故障的具体情况做详细的诊断。4)智能诊断技术。智能诊断技术主要依靠的是故障判断体系,其把各种机电设施常见的故障症状收集在一起构建故障判断体系,之后对比工作状态的机床设备出现的症状和体系内记载的情况进行比对,以此判断故障的情形。5)故障诊断专家体系。一般情况下,矿山机电设备生成故障的原因都比较繁杂,具有明显的复杂性、推进性和隐蔽性等特征。此种情况下,使用原本的故障诊断方式很难得出准确地结果。通常,故障诊断专家系统会集合多个学科的知识,聚集多位专家的经验,以此为基础建立起来的专家体系可以给故障做出更为全面地解析,从而得到更为可信的结论。从诊断结果来看,这一体系是相对完善的,这个方式与数学方式有很多接近的地方,它们都使用定量和定性结合的方式给予解析,最后建立故障树模型,以此彰显引起故障的根源的基本特点。后来,此方式经过逐层推进,介入粗糙等理论,排除其中的非重点要素,从而把引起故障的根源更加直接明确地表现出来。 3矿山机电设备故障诊断技术运用 1)关注矿山机电设备的日常检查。经过对现实故障发生问题的缘由的解析,大多数都是因为没有做好日常的检查工作。因此,想要做好矿山机电设备的故障诊断工作,首先要做的就是增加对日常检查工作的关注度。机电设备出现故障,突发现象比较少,大多都是先有一些细微的迹象,从一些小问题逐渐发展成为大的故障的。经过详细的日常检查,一般都能够及时觉察到这些小问题的存在,制定有效的解决方案对这些问题进行化解,大多数的故障都不会再次发生,这样由机电设备故障带来的损失将会大大减少。想要实施日常检查,首先要做的就是编制完善的工作管理体制,对日常检查过程中涉及的每一个环节都要有清醒的认识,依据矿上技术人员的实际工作能力把检查工作落实到每一个人,确定每一名技术人员应该实现的工作目标,确保日常检查工作能够按时按要求完成。其次,要建立科学的故障检查体制。经过对故障细节的检查得知,部分技术人员按照真实情况构建了工作体制,但是其并不够科学,致使不能及时把故障提交上级领导部门,从而造成机电设备故障蔓延,故障损失大大增加。最后,增加对技术人员思想意识的掌控,让他们对机电设备更加关注,增加其责任感。以矿山企业大局为中心,一旦遇到问题立即上报,降低损失,确保技术人员可以及时履行自己的义务,保证矿山设备能够正常运转。2)增加对主要机电设备故障诊断的关注度。矿山开发过程会运用到很多种机电设备。只要它们都处于正常工作状态,矿山开采工作才能正常进行。而一旦其中有设备出现故障,将会造成整个开发过程全面停工,降低矿山开发过程的整体运行效率。特别是那些主要的机电设备,一旦出现故障,更是可能造成整个开发系统的瘫痪。所以,在真实开发过程中,应该增加对主要设备的监管工作,确保这些设备随时处于工作状态,保证开发过程正常运行。同时,应该增加对管理人员的监督,让他们加大对技术人员的管理力度,对他们进行技术培训,确保技术人员的工作能力都能达到一定水准,保证他们掌握的知识可以满足工作的实际需要,可以按照故障的种类制定科学的故障诊断方案,全面归纳工作中出现的各类矛盾,提高矿山的实际开发效率。 4结论 在矿山开发过程中,机电设备扮演着非常重要的角色,发挥着关键的作用。同时,矿山机电设备的价格比较昂贵,一旦出现故障,造成的损失将会不可估量。所以,在运用矿山机电设备的过程中,应该关注日常检查和养护工作,最大限度地减少故障的出现,提升矿山企业的使用效率。 作者:姚良彩 单位:山东微山湖稀土有限公司 矿山机电论文:矿山机电设备管理问题及改善途径 摘要矿山开采工作劳动强度较大、危险系数较高,并且矿山环境非常恶劣。随着采矿科技水平的快速发展,大量高性能的机电设备得到了广泛应用,大大提高了矿山开采的数字化、自动化水平。机电设备的广泛运用,大大提高了矿山开采效率,降低了工作人员的劳动强度,但也成为相当一部分开采工作事故发生的主要诱发因素。为此,首先对矿山机电设备管理工作存在的问题进行了分析,在此基础上对改善矿山机电设备管理工作的途径进行了探讨,对于确保矿山机电设备的高效运行有一定的参考价值。 关键词矿山机电设备;途径;安全生产 机电设备在矿山生产的各环节中发挥的作用越来越大,但大量机电设备的运行也在不同程度上诱发了相当一部分开采事故,据相关调查,每年的矿山事故中,由于机电设备管理问题所造成的事故伤亡超过总伤亡的1/2以上。目前我国矿山企业对机电设备的管理工作不够完善,存在管理方式落后、工作人员素质不高、检修计划不足等问题,导致机电设备在运行过程中,易出现安全隐患,继而引发安全事故。由于矿山开采工作对机电设备的要求较高,因此从机电设备的选型、采购到使用,矿山企业都需加强管理。矿山企业根据机电设备使用情况进行管理,不仅能够保障机电设备的正常运行,有效提高工作效率和生产效率,而且能够保障矿山开采工作的安全性,降低开采事故的发生率[1-5]。矿山机电设备已成为矿山开采最基本的设备,在提高企业经济效益的同时,有效促进了矿山企业的现代化水平。为此,本研究分别从管理理念、管理机构、使用规范、管理人员、检修计划等方面对矿山机电设备管理工作存在的问题进行分析,并对相应的改善措施进行探讨。 1矿山机电设备管理工作存在的问题 (1)管理理念。目前虽然矿山机电设备应用较普遍,但矿山企业对机电设备的管理仍然存在不足,矿山企业尚未认识到矿山机电设备管理工作的重要性,尚未制定较完备的矿山机电设备管理工作细则,导致相当一部分机电设备并未完全发挥出应有的作用。(2)管理机构。矿山企业在注重经济效益的同时,却忽视了矿山机电设备的管理,导致企业未针对机电设备设置完善的管理机构,导致管理系统不具有实效性。此外,我国矿山企业存在管理机构过于分散的问题,即机电设备的技术管理和经济管理机构较分散,矿山企业内部各部门对于矿山机电设备的管理职责存在重叠,不仅提高了管理成本,而且导致工作效率不高。(3)使用规范。矿山机电设备的安装和使用均会对矿山开采的安全性造成影响。工作人员在使用矿山机电设备时,由于各种因素的影响,导致机电设备出现不同程度的磨损,由于工作人员的操作失误,从而引发安全事故。安装人员未严格按照安装设计进行正确安装,或因工作失误,导致矿山机电设备在使用过程中出现问题,继而引发安全事故。此外,工作人员未对矿山机电设备进行良好的保养,易导致机电设备加速老化,给矿山企业带来较大的经济损失。(4)管理人员。矿山开采工作环境较恶劣,开采工作具有较高的危险性,导致矿山机电设备极易出现各种故障,加之操作人员专业素质不高以及工作失误,更增加了矿山机电设备的故障率。由于矿山机电设备管理工作尚未得到应有的重视,导致相关的矿山机电设备管理和维修人才缺乏,进而导致机电设备安装、使用、管理和维修均无法高效进行,不仅影响了矿山机电设备的使用寿命,而且影响了矿山企业的经济效益。(5)检修计划。任何机电设备都需要良好的检修和维护,方可在工作中最大限度地发挥其作用,并延长其使用寿命,进而提高生产效率,降低企业生产成本。矿山企业有必要制定完善的检修计划,及时解决机电设备运行过程中出现的各类故障,但由于相当一部分矿山企业尚未制定完备的检修计划,仅根据相关管理制度制定保养计划,导致无法及时发现和处理各类隐患。 2对策 (1)改善矿山机电设备管理理念。目前我国矿山企业机电设备管理理念与发达国家仍存在较大差距,为此,我国矿山企业需积极更新矿山机电设备管理理念。机电设备在矿山开采工作中发挥的作用越来越大,已成为促进矿山企业发展的主要因素,因此采用全新的机电设备管理理念,可有效促进矿山企业发展。矿山企业应转变以往机电管理等同于维护保养的管理模式,需引进国外先进管理理念,并加大对机电设备维护和改造的经费投入。矿山企业对机电设备的管理,不仅确保机电设备尽可能延长使用寿命,还应保证更加全面地发挥功效。矿山企业应更加注重对机电设备的改造,增加机电设备的功能和作用,使得机电设备在延长使用寿命的同时,更加全面地为开采生产服务。(2)改善矿山机电设备管理制度。目前,我国相当一部分矿山企业的机电设备管理制度不健全,导致矿山企业机电设备管理人员进行履行职责时无所依从。因此,矿山企业需结合当前管理制度中存在的问题和企业实际情况,不断进行完善和修正,制定健全的管理制度。此外,矿山企业可根据《机电设备检验标准》、《机电设备管理办法》等资料,制定相应的奖惩措施,增加管理制度的执行力度,从而提高矿山机电设备管理工作的成效。(3)完善矿山机电设备使用规范。矿山企业机电设备管理工作应落实到每一位工作人员,通过明确岗位责任制,改善矿山机电设备使用规范,针对机电设备管理和使用中存在的问题,进行明确分工,若发现管理不当,则追究相关人员的责任。此外,相关部门还需定期进行机电设备安全检查,若发现问题,需对相关责任人进行适当惩处,相关管理部门的负责人也应承担相应的责任。(4)组建高素质管理人才、维修人才队伍。由于矿山机电设备使用环境较恶劣,且其构造较复杂,因此在矿山开采作业中,有必要组建具有较高专业素质的管理和维修人才队伍。矿山企业需加强对各类人才的引进和培训,通过采取奖惩措施,促进相关工作人员不断提高自身的业务素质,此外,还可通过选拔人才的方式组建高素质管理团队,从而有效提高机电设备管理工作的整体质量。(5)完善矿山机电设备检修计划。矿山机电设备在长时间使用过程中,难免会出现磨损和老化问题,因此需安排检修人员定期对机电设备进行检修,确保机电设备在生产过程中,不至于突然停止运行,从而引发安全事故。矿山企业需根据机电设备的实际运行情况和类型,结合相应的规范和规章,制定周密的生产计划,及时掌握每项工程当日的生产进度及任务完成情况,合理安排人、料、机等,促使检修人员能够定期有效地进行机电设备检修,及时发现机电设备存在的问题并加以妥善解决,从而有效提高检修效果,保障机电设备的安全运行。 3结语 矿山机电设备作为矿山开采作业的主要辅助设备,加强对机电设备的管理,有助于提高采矿工作效率和矿山企业的经济效益。针对目前我国矿山企业机电设备管理工作存在的问题,提出了相应的对策,对于确保矿山企业机电设备的高效运行有一定的借鉴价值。 作者:鲍江峰 单位:山西焦煤西山煤电集团公司东曲煤矿 矿山机电论文:矿山机电安装工程施工安全管理研究 【摘要】近年来,在科学技术的推动下,我国的矿山生产也实现了向机械化作业方式的转变,采用机械代替人员进行劳动,不仅降低了工作人员的劳动强度,同时也大大提高了矿山生产的效率。机电设备是矿山机械化生产中不可或缺的部分,在安装过程中具有安装专业性强、安装规模大、具有复杂性等特点,很容易发生事故,因此,在机电安装工程中,必须做好工程施工的安全管理工作,保证矿山生产的安全性。 【关键词】矿山;机电安装工程;施工安全管理 引言 矿山机电安装是一项比较复杂的工作,涉及到的范围和内容非常广,对安装专业人员提出了更高的要求,随着矿山生产的规模的扩大,机电设备的规模也越来越大,机电安装工作难度也大大增强,受到各种外界因素和内部因素的影响,矿山机电安装常常面临着各种事故的发生,严重危害了施工人员的生命健康,同时还对机电安装工程的进度和质量造成了不利的影响,从而对矿山生产造成不利影响,因此,做好机电安装工程的安全管理非常必要。 1矿山机电安装的特点 (1)矿山机电安装涉及到的学科和内容非常多,包括机械工程、数控技术、机械自动化等,在实际的安装过程中,安装的复杂性高,要求施工人员必须对各方面的知识都了解并能够熟练应用,才能保证机电安装工程的有效进行。(2)在我国科学技术不断发展的过程中,矿山机电设备也在不断更新和进步,矿山机电设备的种类也越来越多,并且自动化和智能化程度越来越高,因此,在机电设备的安装过程中,要求安装施工人员掌握各种先进的使用方式,了解设备的运行原理,因此在安装过程具有技术强的特点。(3)近年来,矿山企业的规模在不断增大,机电设备的规模也在不断增大,使用的机电设备种类和数量都越来越多,因此,在安装过程中,具有安装数量大、规模大的特点,安装的难度也因此不断增大[1]。 2矿山机电安装中存在的问题 2.1机电安装队伍力量较弱 矿山机电安装具有复杂性高、技术性强、专业要求高以及数量大等特点,因此对机电安装人员的素质和能力提出了更高的要求。但是从目前矿山机电安装的工作人员的素质和能力来看,安装队伍的整体力量依然比较薄弱,不能满足矿山机电安装的高要求。很多从事机电安装的人员都是当地的农民,文化水平有限,在机电安装过程中,对机电发生的小故障等都不能有效处理。在实际的安装过程中,不能利用计算机等先进的技术对机电设备进行管理。一些企业由于对施工人员的培训教育不到位,导致矿山技术人员容易跳槽。部分企业虽然成立了施工人员的培训中心,但是培训的方式和模式非常落后,施工人员虽然掌握了一些理论知识,但是不能和实际情况相结合,培训效果非常不理想,机电安装队伍的整体力量也没有因此提升[2]。 2.2对机电安装的监督管理不严 对机电安装的监督管理是提高矿山机电安装质量的保障,由于矿山机电安装具有较强的专业性,因此对机电安装监督管理人员也提出了更高的要求,要求监督管理人员具备机电安装的专业素质,同时还具有较高的管理水平,掌握各种先进的管理理念和管理方式。在实际的矿山机电安装过程中,安装人员执行的安装标准有时并没有详细、正确的操作说明,对于安装施工的质量界限限定不清,导致机电安装监督管理人员难以把握。另外,从现阶段的情况来看,很少安装监督管理人员会自己动手去检查安装的质量,监督检查流于形式。 2.3机电安装管理的制度不完善 一些矿山企业对机电设备的管理不够重视,非常注重企业的产量,认为机电设备的管理是生产的辅助工作,因此没有制定完善的机电设备管理制度,无论是机电设备的采购、日常的维护保养、检修和维修等工作,都没有给予相应的重视。管理制度不健全,没有安装质量标准制定管理制度,甚至某些矿山企业没有建立专门的机电主管部门,没有成立设备管理小组,最终导致机电设备的管理职能没有充分发挥作用[3]。 3机电安装工程安全管理措施 3.1制定机电安装施工安全管理目标 为了保证机电设备安装过程中的安全性,应该制定机电安装施工的安全管理目标,这样才能有效地预防施工风险。制定安全管理目标过程中,首先就是要明确问题,也就是根据矿山机电安装过程的实际情况,总结出机电安装过程中容易出现的问题,并对安全问题的原因进行分析,通过风险管理理论对安装过程中的风险进行识别和分析,最终制定出矿山机电安装工程项目施工安全风险的总目标。其次,在安装过程中,对于机电设备安装过程中的风险环境信息应该收集起来,对安装工程的技术环境、经济环境等进行分析。最后,明确了风险问题并收集了相关的环境信息之后,可以制定出机电安装工程施工中的风险管理总目标,将总目标进行细分,并一步步实现[4]。 3.2加强对安装工程施工的检查 对安装工程施工的检查和监督是提高安装工程施工质量的有效手段,因此,在安装工程安全管理中,应该加强对安装工程施工的检查。通过对整个安装工程和过程进行全面的检查,对于安装施工过程中存在的各种问题和隐患可以及时发现,病对检查出的问题及时提出有效的改善措施。对安装工程施工的检查,要求检查人员具有较高的安装专业知识,因此应该加强检查监督人员的专业素质,对检查人员进行培训,包括安全知识的培训、安全安装技术的培训和质量管理培训,加强其各方面的技能,才能及时发现矿山机电安装施工过程中存在的问题。在对设备的检查过程中,可以对操作简单的工具进行检查,检查各种工具是否能够正常使用,施工人员对各种工具操作是否符合规范,同时还可以借助一些仪器设备对施工设备和工具进行检查。当安装完机电设备之后,还应该加强对设备的维护,做好设备的维护保养,减少设备发生故障的概率[5]。 3.3建立完善的机电安装安全管理制度 为了保证整个安装过程的安全管理,应该建立完善的机电安装安全管理,从而有效消除在安装过程中面临的各种问题和安全隐患,大大提高施工的安全性。建立完善的安全检查制度,还能够有助于安装管理目标的实现。对机电安装的安全管理可以从矿山机电设备管理系统来实现,如下图1所示,从设备管理的检查、报表管理的检查和设备查询等方面入手检查,其中重点是设备管理的检查。在整个企业的经营过程中和既定设备的安装施工过程中,设备的管理都是非常重要的一个内容,只有做好设备管理,才能真正提高设备安装的安全性。在设备管理检测中,一旦发现设备管理过程中存在不合理或者安全隐患,应该及时提出,纠正不规范的管理行为。其次,还应该落实整改措施,对于设备管理中存在的安全问题或者隐患应该有针对性的进行整改。 4结语 矿山机电安装是一项复杂性较高、专业性较强的工作,具有一定的难度,在安装施工过程中更容易出现各种安全事故,因此,更应该做好机电安装工程施工的安全管理工作,制定机电安装施工安全管理目标,加强对安装工程施工的检查,同时建立完善的机电安装安全管理制度,这样才能保证矿山机电安装工程施工的安全性和高效性。 作者:刘琳 单位:蓬莱巨涛海洋工程重工有限公司 矿山机电论文:故障诊断技术对矿山机电设备维修的应用 摘要:近些年来,随着矿产资源需求的不断提高,矿山开发得到了快速发展,矿山机电设备的自动化、大型化和重载化水平也日益提升,保持矿山机电设备运行的稳定安全,是当前矿山生产的重要工作。利用故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用进行探讨,以提高矿山机电设备使用的安全,提高矿山生产效率。 关键词:故障诊断技术;矿山机电设备;维修 引言 矿山机电设备是矿山生产顺利的重要基础,矿山机电设备运行的良好与否直接关系到整个矿山生产的水平与安全。在矿山机电设备运行过程中,受操作、设备本身及环境等诸多方面影响,总会有故障发生,给生产运行造成影响。故障诊断技术通过对机电设备的适当防护,降低了设备故障发生的可能,保证了机电设备运行的稳定与持续,延长了其使用寿命,对矿山生产有着重要的意义。 1故障诊断技术的概述 1.1故障诊断技术的概念 故障诊断技术是通过借助各种检测方法和手段,来对机电设备及其相关系统存在故障进行检测的过程,从本质上而言,故障诊断技术是一种防范设备故障发生、保护机电设备安全的技术。具体地说,故障诊断技术是通过使用各种精密的测量仪器来检测运行中的机电设备,得到相应测量数据后,通过对数据的处理得到有效信息,再将其与机电设备规定的标准参数来进行对比,分析机电设备本身是否有异常状况存在,如破损和老化等,如果有,则准确将其识别出来,并根据问题的具体原因提出相应维修方案。由上述可知,在矿山机电设备中使用故障诊断技术,可充分保证机电设备运行状态在规定的安全范围之内,其技术参数指标不超出标准参数,保证机电设备运行状态良好[1]。 1.2故障诊断技术的基本技术 故障诊断技术是一个检测、处理、分析的复杂过程,需利用各种手段与技术,通过多种技术的综合运用,来实现对机电设备状态的了解与控制,这些基本技术主要包括以下几种:a)数学模型技术。利用数学模型技术对机电设备进行数学模型的构建,准确反映出机电设备的参数变化情况,为判断机电设备状态提供依据;b)信息采集技术。通过使用各种感应器等装置对机电设备运行的各种信息进行采集,并通过对信息的处理和分析,及时发现设备存在的故障隐患,并做出相应处理,以有效预防设备故障造成的损失;c)信息处理技术。主要是指各种专业的处理软件,通过计算机系统对采集的信息进行快速、高效、准确处理,筛选出有效信息后,根据信息对设备做出相应调整,保持机电设备运行的稳定、安全,也是故障诊断技术必不可少的组成部分;d)识别与分析技术。是指在完成对信息的采集处理之后,还要利用相应筛选程序或软件来识别信息中有用的成分,以准确判断机电设备的状态;e)诊断与预测技术。主要是指在信息识别与分析后,要对机电设备的使用寿命进行诊断和预测,进而避免设备故障再次发生[2]。 2故障诊断技术的主要类别 在矿山机电设备中,由于其故障发生部位、发生原因等不同,在具体故障诊断上有许多不同,可将故障诊断技术大致分为以下几类。 2.1以诊断目的及条件不同为依据的分类 a)设备功能和运行情况诊断。功能诊断的对象主要是新安装的设备或被维修后的设备及部件,通过对其功能和运行状态的检测,来判断是否发生功能异常,并根据判断结果来进行调整。运行诊断主要是检测运行中的设备和系统,检查运行状态是否有异常,以便及早发现异常的存在与发生;b)设备的定期诊断和连续监测。定期诊断是一种常规诊断,是指每隔一定的时间对设备或系统进行1次普检;连续监测是通过借助计算机信号处理和仪器仪表来对设备或系统状态进行持续监测的过程;c)直接或间接的诊断。直接诊断是指直接根据设备关键零部件情况来对设备或系统整体进行判断的方法;间接诊断是指根据设备运行中二次诊断信息来分析关键零部件情况的方法;d)常规和特殊诊断。常规诊断是指在设备正常运转情况下进行采集信号并检测的方式,特殊诊断是指常规诊断无法发现信号,设备却存在问题时采用的特别诊断方法;e)在线和离线诊断。在线诊断是指直接检测运行设备的方法,离线检测是指分析现场设备运行测量录像带的方法;f)简单和精密诊断。简单诊断是指通过技术人员的闻、看、摸或简单诊断设备进行人工检测和判断的方式,精密诊断是指通过借助各种先进的传感器、分析手段和诊断仪器进行诊断的方式[3]。 2.2以诊断物理参数为依据的分类 在机电设备运行中会发生各种物理变化,并表现出相应物理参数,如振动情况、温度等,这些参数的正常与否也是诊断机电设备故障的重要措施。依据诊断的物理参数进行分类,诊断技术主要包括振动诊断、声学诊断、污染诊断、无损诊断、温度诊断、强度诊断、压力诊断、电参数诊断及趋向诊断等。 2.3以诊断的直接对象为依据的分类 机电设备的组成零部件十分繁杂,各个零部件和子系统都可能发生故障,在检测时,根据其检测零部件和子系统的不同,可将诊断技术分为:液压系统诊断、电气系统诊断、生产系统诊断、工艺流程诊断、机械零件诊断、往复机械诊断、旋转机械诊断及工程结构诊断等。 3矿山机电设备维修中故障诊断技术常用方法 3.1历史记录诊断法 历史记录诊断法在矿山机电设备故障诊断中应用较为广泛,其是通过分析设备以往的历史故障记录,针对性排除机电设备的故障,并进行相应维护,保证机电设备状态的良好。在历史记录诊断法中,可直观、快速地发现机电设备中容易发生故障的位置,并重点排查,在确保这些部件没有问题的前提下,再进行其它部位的诊断。在长期的应用过程中,历史记录诊断法已对机电设备的各种故障进行了有效记录,形成了较为完善的故障诊断集合,利用此集合,可在机电设备故障再次发生时,通过对历史记录的查询,及时准确地判断出故障类型,并做出相应维修,有效提高了诊断的准确性,并缩短了诊断时间,对于诊断效率的提高有着重要意义。 3.2温度压力监测诊断法 在机电设备运行中,压力、温度等是衡量设备运行状态的重要参数指标,通过对压力、温度等参数的检测来诊断机电设备状态,也是一种高效、便捷的诊断方法。在实际中,温度、压力的监测是通过传感器来实现的,这些传感器主要分布于轴承、齿轮传动箱等部位,能将设备参数变化直观、准确地传递出来,通过对这些关键部位温度、压力变化情况的持续监测,可有效地对机电设备故障做出准确预测和诊断[4]。 3.3智能诊断技术 智能化是当前社会发展的趋势之一,体现在生产生活的各个方面,机电设备的故障诊断也是其中之一。智能诊断技术是通过控制系统来对人脑特征进行模拟,提高对数据的传递、处理和利用效率,达到预测和诊断故障的目标,在实际应用中,主要有人工神经网络诊断和故障诊断专家系统两种。a)人工神经网络诊断法。相比于其它故障诊断技术,人工神经网络诊断方法在信息识别和处理上具有更好的效果,其针对的是矿山机电设备故障发生的初期设备状态信息会表现为复杂的、非线性映射关系,借助神经网络的自学习和自适应能力,可对这种非线性映射关系良好反映出来,判定故障类型和原因;b)故障诊断专家系统。矿山机电设备故障具有复杂性、隐蔽性的特点,传统的诊断技术对于很多故障只能在事后发现,而无法提前预测,且诊断效率较为低下,而运用故障诊断专家系统,通过借助其对设备故障相关知识的和经验的总结、模拟专家思维来分析设备故障,可有效提高诊断效率和效果。 4结语 矿山机电设备的故障非常复杂,其类型多种多样,发生原因也各不相同,在故障诊断中,根据诊断方式的不同,诊断技术也有所差异。故障诊断技术是一项系统性工程,对于提高机电设备运行安全有着十分重要的作用,因此,加强对故障诊断技术的研究,掌握各种先进的故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用方法,对于保证矿山企业效益和发展十分必要。 作者:张启亮 单位:大同煤炭集团有限责任公司四台矿液压队 矿山机电论文:机电一体化在矿山机械的应用 摘要:文章围绕机电一体化技术展开讨论,分析该技术在矿山机械中的具体应用以及应用思路的构建,针对机电一体化的应用意义以及该技术在矿山机械中不同方面的应用进行研究,目的是概括出机电一体化的优点和特质,能够有效带动矿山作业的效率和效能,值得在今后的实际工作中广泛应用。 关键词:机电一体化;矿山机械;应用思路构建;矿山作业;采矿业 伴随着科技时代的来临,矿山开发以及设备管理方面更加注重对现代化技术的实行和应用。在矿山机械体系中,机电一体化技术得到了广泛的宣传和利用,机电一体化能够利用远程控制和自动化技术实现矿山机械工作的效率和准确率,提升了矿山施工的整体进度和安全程度。机电一体化技术产生于现代信息化技术平台中,是集机械应用技术与电子信息技术为一体的综合型技术方式。随着我国高新技术产业不断发展,计算机技术的应用范围和程度都影响着各行各业,机电一体化技术正是建立在计算机技术的基础上,集合计算机与信息技术、自动化远程控制技术、空间传感检测反应技术、服务传动技术、电子机械技术形成一项全面化、多元化的科学技术。目前,机电一体化技术正在朝着光机电一体化技术的方向发展和演进,在利用光学的前提下保证了机电技术的完整性和综合性。 1机电一体化技术在矿山机械中的应用意义 自我国针对采矿业出台了新政策和新要求之后,矿山机械作业方面更加注重对现代信息化技术利用,目的就是为了能够规范化矿山生产,并提升采矿产量等一系列积极效应。伴随机电一体化技术研究工作不断深入,该技术已经达到成熟,通过在矿山机械中应用机电一体化技术,使得矿山作业的整体效率得到了大大提升,改善了我国采矿业效率偏低的现状。机电一体化技术产生于现代信息化技术平台中,是结合机械应用技术与电子信息技术为一体的综合型技术方式。机电一体化中的微处理技术通过建立在实施操控系统和链条式的程序应用,能够实现矿山机械在同一命令下完成同时作业,并且不发生程序混乱和“撞车”的现象,这能够大大提升采矿设备的工作效率,在一定程度上保证了能够按时完成采矿作业的任务和既定标准。并且机电一体化中的自动操控系统有效改善了矿山设备的滞后性,通过利用远程操控取替了人工操控设备,使矿山机械的工作效率大大提升,从而使生产总量得到了明显提升,为整个矿山的经营和发展都带来了良好的经济效益。随着矿山产量的提升,充分带动了采矿企业的经济效益,从而使矿山工作人员以及相关采矿人员的薪资收入得到大幅度提升,同时也会带动整个矿业链条相关产业的发展和经济增长,实现辐射性的经济效益。 另外,机电一体化技术能够使得矿山作业过程中的使用设备得到了规范和有效应用。利用自控技术使设备自动运转,使矿山机械设备的性能能够得到有效改善和提升,使设备的具体使用与矿山实际应用情况无缝对接,完成高效率的设备效益,满足了更加广泛的工作需求。并且机电一体化技术使工作人员的工作量和工作程度都得到明显缓解,降低了人工使用率和工作量,在一定程度上也改善了矿山工作人员的工作环境,也提升了工作人员的整体工作效率和积极性。所以,针对矿山机械角度来说,很多矿山作业设备存在滞后性、低效率、高能耗的缺点,通过利用机电一体化技术来提升矿山作业的进度、产量以及作业安全性,能够很好地保证采矿企业的整体经济效益和收益,具有很高的实际利用价值。 2机电一体化技术在矿山机械中的具体应用 2.1机电一体化在矿井带式输送机中的应用 在矿山生产作业的过程中,为了作业速度加快,提升整体采矿效率,会大量使用矿井下的带式输送机来完成煤矿的运输工作和传递工作。井下的带式输送机属于矿山机械中的大型机器设备,其在一系列采矿作业中具有非常重要和关键的作用,因此在进行井下作业时,带式输送机的使用量和使用度非常频繁,并且伴随社会的不断进步,带式输送机的工作效率也在不断提高。然而在作业环境中,带式输送机会受到很多外界因素的影响,从而左右了整个设备系统的运转率,比如会因为受到震动、水分、湿度、粉尘、重量等多种因素的影响而使输送机发生损坏,自身的使用寿命也会受到缩减,那么便会影响正常的工作进度。所以为了进一步使得带式输送机能够更加高效地完成工作,提升整体运输数量和运输效率,在带式输送机运行的过程中应用机电一体化技术,以此来实现远距离操控输送机自送完成运输、清理、减震、分类等一系列工作,并且利用机电一体化在带式输送机内部的抽动设备中,启用自动化软启动程序,能够在不同环境中智能切换工作手段,就算遇到大倾角、距离过长的输送条件时也能够很好地完成作业。同时,还可以利用包含了机电一体化技术的控制器,该控制器中心输入了可调节式的编程控制系统,针对不同重量和体积都可以自动识别并且通过变频器等电子设备选择最为合适的运输状态,提升了带式输送机对恶劣环境的适应性,也大大提升了实际工作的便捷性和可控性,从矿山机械的整体上提升了生产效率,也在一定程度上降低单耗成本并缩小了整个矿山的生产成本,使消耗资源数额降低到最小,提高采矿企业的利润空间。 2.2机电一体化在矿井提升机中的应用 在矿山的实际作业过程中,提升机在矿井作业上起到了非常重要的作用,是一项非常重要的矿山机械设备。针对提升机来说,不论是在机器的内部构造上,还是使用方式上,都非常容易和机电一体化技术相结合,以此来成为一个全新的、具有现代化技术标准的采矿提升机。当前采矿业中的提升机种类为交直流提升机,而为了使提升机整体操作性更加完善和高效,利用机电一体化技术与提升机实现有机结合,从而塑造出更加具有现代化生产价值的内装式提升机。内装式提升机在自身设备的系统处理中以及工作原理上都非常具有现代化矿山生产的意义是今后在矿山机械的整个体系中最常应用到的典型化机电一体化设备。内装式提升机在内部结构的构造中存在一个滚动结构,通过驱动程序来进一步启动滚动结构,以此来完成后续工作。在传统的交直流提升机中会存在一些问题,比如滚动结构的装置过于繁琐,无法非常敏捷地完成信息录入和输出工作,从而使实际的提升和下降速度较为缓慢,拉长了矿井作业时间。然而利用机电一体化技术应用在提升机的内在程序上,使提升机的内在结构更加精简和便捷,整个设备的运作都是建立在自动控制设备环节、计算机环节、电力电子设备、物理机械部分。通过这四个环节的高效融合来完成内装式提升机的整体运作,不会消耗过多的能源,又能使变速时间掌握到最小。因此在矿井机械中的提升机利用机电一体化技术,实现高效率的软件空间、系统启动、一键还原、高强度的自适应能力,大大加强了提升机的兼容性和可操作性。 2.3机电一体化在矿井安全监控系统中的应用 从矿山机械的整体出发,实际作业中最为重视的便是作业的安全性与作业人员的人身安全。以往矿井安全的检测监控系统都是建立在在线监控以及单方面化的控制,那么针对矿井内部日常作业过程中发生的一些安全隐患以及数据偏差等问题,会很难做到及时发现,采取措施的反应较为弛缓,那么就会大大提升矿山机械作业中的危险性,事故发生几率也会有所提高。因此,通过利用机电一体化技术在矿井内部建立一套安全监控系统,实现智能化的信息检测控制体系以及实施监控中心,对各项作业反映出来的数据都归集到一个数据库中进行智能分析和辨别,从而通过计算机来实现对危险信息的筛选,能够对实际作业中的具体情况做到宏观统筹和管理,大大提升了矿山机械的整体安全度和稳定度。 3机电一体化技术在矿山机械中的应用趋势 机电一体化技术是集合了计算机与信息技术、自动化远程控制技术、空间传感检测反应技术、服务传动技术、电子机械技术形成一项全面化、多元化的科学技术,通过在采矿业中的应用来提升整体矿山开采效率以及采矿安全等方面。机电一体化中的自动操控系统有效改善了矿山设备的滞后性,通过利用远程操控取代了人工操控设备,使矿山机械的工作效率大大提升,并且也使工作人员的工作量和工作程度都得到明显缓解,降低了人工使用率和工作量。建立在这些优点的基础上,为了进一步带动采矿企业的经济效益以及使消耗资源数额降低到最小、提高采矿企业的利润空间,那么今后机电一体化技术在矿山机械中的应用将会更加注重整体性和全面性,与高新技术信息技术实现高程度的结合,从而建立以提升矿山机械的自动化、智能化、信息化、程序化目标的基础上,来实现矿山机械核心技术的开发,实现采矿作业的大机械生产,以无人化操作为标准,使采矿业朝着集约化生产的方向发展。 4结语 综上所述,在矿山机械体系中,机电一体化技术得到了广泛的宣传和利用,机电一体化能够利用远程控制和自动化技术实现矿山机械工作的效率和准确率,提升了矿山施工的整体进度和安全程度。本文通过研究机电一体化技术在矿山机械中的应用意义,从而针对采矿业的实际作业角度出发,围绕机电一体化技术在矿山机械中的应用思路进行展开探究,从而构建出具体的应用方法和实施框架,进一步提升我国采矿类企业的产矿量,并有效地降低采矿过程中发生的环境污染和能源消耗,达到有效提升综合经济效益和利润空间的目的。 作者:顾偲议 单位:会理县鹏晨废渣利用有限公司 矿山机电论文:煤矿矿山机电设备维修问题与对策 摘要:随着我国经济的持续发展,我国的煤炭产业得到了快速稳定地提高。对于煤炭行业,提高从业者整体的安全意识,消除生产过程中的一切不安全隐患,是煤炭行业健康发展的最基本保障。因此,做好煤矿矿山机电设备的维修工作,是煤炭行业企业工作的重中之重。为了保证煤矿机电设备正常运转,不留隐患,确保设备使用完好率,从煤矿矿山机电设备维修中常见的一系列问题及相关的解决措施等方面展开了详细探讨和分析。 关键词:煤炭行业;矿山设备;维修工作 在国民经济的持续发展过程中,煤炭行业作为其中重要的支柱型产业,对于保证我国经济能否稳定高效地发展起着不可替代的作用。做好煤矿矿山机电设备的维修工作,解决其中存在的一系列的常见问题,并做出相关的对策,能从根本上保证煤矿企业的经济效益,进而为我国的经济发展做出应有的贡献。 1煤矿矿山机电设备维修过程中常见的问题 1.1机电设备操作使用不规范 由于煤矿矿山设备长期在艰苦的环境中进行作业,机器在开采的过程中慢慢的积累了一些难以发现的问题,这就使得机器本身的一些正常工作参数发生了或多或少的变化,其根本原因在于机电设备操作人员在工作的过程中没有进行科学规范的操作,缺乏机电设备的维护意识。长此以往,机器在工作人员持续不科学不规范的操作使用过程中,自身的安全系数慢慢下降,容易导致各类无法预料的问题发生,从而埋下了安全隐患。机电设备工作人员的操作不规范,不仅给机器本身的使用寿命带来了负面的影响,降低了机器的工作效率,还影响了煤矿企业整体的经济效益,造成了无法弥补的损失。这些客观不利的存在因素,为所有煤矿矿区的工作人员的生命安全带来了潜在的威胁。因此,只有培养好合格的机电设备操作人员,指导他们学会科学合理地规范操作机器,才能更好地消除一些潜在的威胁[1]。 1.2煤矿机电设备的使用寿命有限 煤矿的机电设备区别于常见的机电设备,它的工作环境极其恶劣,这就客观地影响了矿山机电设备的工作寿命。矿区特殊的工作环境,使得所有的机电设备经常处于超负荷、高速运转的工作状态,其中难免会受到一些大颗粒的矿区粉尘的污染,从而间接地打乱了原本的工作部署。煤矿机电设备的这种持续超负荷的工作模式,慢慢地缩短了机电设备自身的使用寿命。当机器的使用寿命达到一定的年限后,就会出现各种各样无法预料的安全事故,从而造成经济损失。在实际的工作过程中,一些煤矿企业为了节约相关的成本支出,即使在日常的机电设备检查维修中,发现了设备使用寿命年限超出的问题,也会刻意回避掩饰,从而埋下了更多的安全隐患[2]。 1.3煤矿机电设备维修人员的专业能力不高 煤矿机电设备在长期的使用过程中总会出现或多或少的问题,这就要求相关的机电设备维修人员必须要有较强的业务能力,较高的业务水平,能够从容地面对各种复杂的临场问题,并及时地制定出相关的解决方案。但在实际的调查中,可以发现煤矿机电设备维修人员自身的专业能力普遍不高,无法顺利地快速解决机电设备的各种问题,耽误了机器正常的操作使用,影响了机器设备整体的工作效率。某些机电设备维修人员的专业能力较弱,面对实际的工作问题,无法找到对应的解决方法,对机电设备整体的维修工作带来了不必要的影响。因此,只有当所用的机电设备维修人员的专业能力经过科学系统化的锻炼培养,才能保证他们在实际的工作过程中发挥自己应有的作用,保证煤矿机电设备存在的问题可以得到快速有效地解决。作为煤矿企业,只有对机电设备维修人员专业能力的问题进行及时地修正指导,才能避免他们在今后的工作岗位上出现更大的失误。 2煤矿机电设备的问题解决的对策 2.1建立科学的机器设备使用操作规范机制 所有的煤矿机电设备都有着严格的操作规范,这是避免由于操作人员在实际工作过程中的操作不规范导致的安全事故的发生,也是为煤矿机电设备的正常工作状态提供了有力的保障。因此,必须建立科学的机器使用操作规范机制,从根本上保障操作人员能够以正确的工作方式进行相关的设备操作,严格遵守机电设备正常工作的每一个科学的操作环节,为机器本身的正常工作状态做好充分的预先准备。建立科学的机器使用操作规范机制,是对所有机电设备操作人员最基本的工作要求,只有当操作者严格遵守规范的步骤,将安全理念时刻地记在自己的工作过程中,才能有效地保证自己工作效率的提高,为企业创造更广阔的利润空间。科学的机器使用操作规范机制的建立,不仅仅是煤矿企业对于机器设备操作人员有效的规范化工作约束,也是煤矿企业工作制度走向成熟的体现。作为庞大的国民性支柱型产业,煤炭行业应该尽早建立一套完善的矿山机器设备使用规范的操作机制,才能最大限度地避免安全事故的发生,从根本上保障煤矿工作人员的生命安全。 2.2完善相关的维修检查体制 煤矿区的机电设备在长期的超负荷工作状态下,极易造成机器的损耗甚至是瘫痪。因此,在原有的检修机制上,进行更加细致合理的科学体系,完善煤矿区机电设备的维修体制是很有必要的。比如,在定期的日常维修检查中,在保证不影响相关工作人员正常工作的前提下,尽量缩短检修时间。在机器设备可能出现问题的相关零件部位,做到多次的深入细致的保养检查,将一些细小的问题尽可能在平时的例行检查中做到快速解决,避免耽误机器正常的工作时间。同时,在例行的维修检查过程中,尽量加大检查工作的人员数量,依靠更多的技术人员全面细致地检查机电设备,将设备可能出现问题的概率尽量降低,提高维修检查的工作效率。煤矿区的机电设备能否正常工作直接影响着整体作业区的工作效率,完善的机电设备检查体制是机电设备正常工作的有效保证。在具体的落实过程中,最好建立对应的责任人机制,这样可以增强维修人员在机电设备维修检查过程中的责任感,减少工作失误,提高自己维修工作的准确性,为企业的生产提供必要的保障。这样的责任体制,即使在具体的工作中机电设备出现了故障问题,也能找到相关的负责人。这样从整体上做到了机电设备的维修体制的真正完善,从根本上保证了这样的体制发挥应有的作用。 2.3加快对机电维修人员队伍专业化建设 面对煤矿区众多大型机电生产设备,相关的设备维修人员应时刻做好充分的可能遇到各类问题的心理准备。煤矿区的机电设备,不同于普通流水线上的生产设备,煤矿区的大型设备都是相互关联、密不可分的统一整体,某台设备的停止工作,都会导致整体生产的瘫痪,由此造成的经济损失是无法估量的。所以,只有真正地做好机电设备维修人员队伍的专业化建设,是保证煤矿区机电设备正常工作的基础。而面对当今众多煤矿企业参差不一的机电维修人员,加强高质量的人才专业化建设,是所有煤矿企业必须认真考虑的长远问题。只有将机电维修人员的素质工作做好,才能从根本上消除机电设备工作过程中频繁问题局面的出现所造成的影响。而煤矿区机电维修人员队伍专业化建设是一项漫长的过程,需要投入更多的人力物力,需要强大的资金支持,这就客观地决定了煤矿企业领导者和决策者必须要有战略性的眼光正确看待这项工程,使得机电人才队伍专业化建设的步伐大大地加快。 3结束语 本文通过对煤矿区机电设备日常维修问题的存在分析,提出了相关的解决对策。通过这些解决方法的正确使用,相信煤矿企业对于机电设备的日常维修工作一定会做的更好。 作者:赵衍强 单位:汾西矿业集团南关煤业公司 矿山机电论文:矿山机电一体化的创新与发展 摘要:本文在简要介绍了机电一体化概念的基础上,分析了矿山机电一体化发展现状,进而对其创新及发展方向进行了探讨。 关键词:矿山;机电一体化;创新;发展 随着社会经济和科学技术的不断发展,矿山开采行业所采用的设备及工艺也得到了逐步的改良和精进,尤其是机电设备的一体化,不仅提高了矿产开采的效率,也使矿井作业的安全性得到了一定程度的改善,为煤矿企业实现可持续发展提供了必要帮助,因此,机电一体化被广泛应用于矿山开采领域中。 1机电一体化 计算机以及网络技术的飞速发展,带动了社会生产中各种机械设备的研发和科技升级,机电一体化也到了空前的进步和完善。机电一体化起初主要指电子和机械的简单结合,设备功能简单,伴随微型处理器、光电元件、计算机和网络技术逐步应用于机电产品中,机电一体化的涵意和内容也日渐丰富起来,不再单纯是电子装置与机械设备的简单组合和重装,是汇集了光学、电子以及自动化控制技术于一体的新型技术。目前,微电子技术的研发已日趋成熟并被应用于机电一体化之中,使机电一体化拥有了更强大的功能[1]。矿山的机电一体化指机电一体化的技术以及产品,技术机电一体化,是把该技术应用于产品生产过程,目的是是制造出具备机电一体化性能的产品,而产品机电一体化,是指集光学、计算机以及微电子等先进技术于一体的高新技术产品。 2矿山机电一体化发展现状 2.1产品制造技术落伍 统观国内矿山机电一体化生产技术比国外的技术水平落后很多。该技术以传统的机电一体化作为技术基础,对其实施技术改造和创新,将新型能源、材料以及计算机技术等先进工艺融合其中,通过与创新的管理技术相结合,在新产品和新技术的研发及创新中,全面、综合地考虑各种影响因素,获得技术水平和产品质量的显著提升,然而,国内的技术研发和应用在这方面落后很多。 2.2自动化技术 机电一体化的技术发展从仪器设备的自动化技术应用中得到了充分体现。微处理器被广泛应用于各种仪器设备和仪表中,不仅提高了仪器设备和仪表的可视性、可操作性以及可控制性,还实现了仪表物理体积和重量的明显减小,为结构设计降低了难度,在降低生产成本的同时,使得仪表更加精巧,仪表安装和使用的限制条件被大大减少,在矿山企业中广受好评。 2.3机器人技术 机器人技术就是将人脑的思维及行为方式通过机械仪器等进行模仿和操作,以代替人类进行某些具体脑力或者体力活动。由于经济成本以及管理难度的限制,该项技术目前尚未在矿山生产领域获得应用和实践。 3矿山机电一体化的创新 市场竞争日益激烈,矿山企业要想获得长足稳定的发展,就必须顺应市场需求,在机电一体化产品的结构、控制及造型等方面实施加以创新,为客户提供更加满意的服务和产品。 3.1创新产品造型 客户在选购产品时,首先关注的是产品外在形象,对产品造型加以创新,使其外观得以优化的同时而不影响其功能的正常发挥,这是产品造型创新的基本要求。要创造出新颖的产品造型,可以优先选择计算机软件设计的方法,不仅设计成果可视,还能提高造型创新的效率[2]。 3.2创新产品功能 利用机电一体化技术生产出的产品,功能创新主要侧重于两方面,一方面是对已有的产品进行功能创新和完善,这是对产品已有功能的扩充和延展,风险相当低,甚至可以忽略,不需要投入过多的资金与技术就能实现产品功能的改造和完善;另一方面是从矿山开采的生产实际出发,根据需要进行新产品的研发,使其功能能满足实际生产的需求,这一层面就需要企业投入相当一部分资金与技术,换个角度分析,也是企业创新能力和研发技术的较量,成功开发具有实际应用价值的新型机电一体化设备和产品,是企业快速、高效运转的强有力保障。 3.3创新产品结构 产品创新的一项关键内容就是结构的创新。机电一体化产品在设计中进行结构创新,通常体现在物理机械结构、传动方式、动力装置以及周边设备的搭接形式等方面的创新。 3.4创新产品材料 产品材料方面的创新大体分为:一是研发用于产品制造的新型材料,如纳米材料、高分子聚合材料等;二是选用刚度强、重量和体积都偏小,并且具有抗震性、耐高温和耐腐蚀等优良性能的材料。 3.5创新控制和传感 一方面,机电产品性能直接影响着控制系统,如对执行机构位移、速度及加速度的控制;另一方面,传感技术和传感仪器也是机电一体化的重要内容,对传感器的检测技术进行创新,研发性能更加优良的传感器,甚至是供矿山开采的专用型传感器,都是企业自主创新的制胜法宝。当前,机电产品智能化尚处于低级阶段,加快微处理器的研发进度,使机电产品在模糊控制以及网络控制等方面得到大幅度提升是机电产品技术研发面临的重要课题。 4发展方向的探讨 矿山机电一体化是一项综合性技术,依托信息科技的飞速发展,其发展趋势必将是越来越智能化、模块化、网络化和微型化。通过计算机模拟技术以及程序开发和编写,使机电产品和设备拥有类似于人类的逻辑判断及思维能力,使产品和设备的智能化程度越来越高,这将是矿山机电一体化发展的主流方向;相较而言,模块化就复杂得多,由于机电产品种类繁多,生产厂商大量存在,在产品的研发和生产标准方面、电气接口以及环境接口等方面各有不同,模块化难度高,这将是产品和技术研发面临的一大难题;随着网络技术在社会生产各行业中的普及,矿山开采行业要实现机电一体化建设,就要充分利用局域网以及家电网络等网络控制模式的优势,进一步提高机电一体化水平;所谓微型化,机电产品的微型优化,几何尺寸在1cm3以下的微型产品在矿山开采行业中深受青睐,也必将在该领域中获得更加广泛的应用,发挥更大的价值和作用。 作者:张盛钊 单位:福建省红炭山矿业有限责任公司 矿山机电论文:矿山机电设备维修问题及处理措施 摘要:伴随着我国科学技术的不断发展,人们的安全意识逐渐提高,尤其是在煤矿开采行业,随着煤矿发展步伐的加快,矿山机电设备的维修问题受到越来越多的关注。煤矿机电设备对矿工的生命安全具有重要的意义,同时对企业的发展也有着不容忽视的影响。本文对矿山机电设备维修中的常见问题进行了分析,并提出了一些建议措施。 关键词:矿山机电设备;维修;对策 作者简介:桑海鹏(1986—),男,河南林州人,2009年毕业于河南科技学院机电技术教育专业,潞安集团高河能源有限公司助理工程师 做好矿山机电设备的维修工作,能够提高煤矿机电设备的管理水平,延长煤矿机电设备的使用寿命,对煤矿企业的发展有着重要的意义。良好的机电设备维修工作能够更好地保证矿工的生命安全和企业的财产安全。当前,矿山机电设备的维修工作尚存在许多有待解决的问题,如何采取切实有效的解决措施,提高矿山机电设备的维修水平,已经成为一项十分重要的工作。 1做好矿山机电设备维修管理工作的重要意义 在煤矿生产中,机电设备的安全运行非常重要,机电设备维修管理工作对煤矿企业发展的影响主要体现在以下几方面:①能够大大提高矿山机电设备的管理水平。在矿山机电设备的管理中,维修工作是一项重要的内容,提高矿山机电设备的维修水平,能够在一定程度上保证矿山机电设备的正常使用,继而提高矿山机电设备的管理水平。②有助于促进煤矿安全生产[1]。近年来煤矿安全事故频繁发生,有的事故是煤矿机电设备出现故障所致。通过提高矿山机电设备的维修水平,能够减少煤矿安全事故的发生,对矿工生命安全是一个重要的保证,同时能够减少企业的损失。③有助于促进煤矿企业的快速发展。良好的煤矿机电设备能够保证煤矿企业的正常运行,提高企业的生产效率,减少安全事故的发生机率,使煤矿生产得以持续进行,促进煤矿企业的持续稳定发展。 2矿山机电设备维修中常见的问题 2.1缺乏专业维修人员和相应的专业知识 目前,在相当多的煤矿企业中专业的矿山机电设备维修人员较为匮乏,在矿山机电设备的维修工作中,无法及时发现存在的安全问题,导致机电设备在运行时存在诸多的安全隐患,极易引发安全事故。此外,由于企业没有专业的矿山机电设备维修技术人员,在设备出现故障后,无法尽快发现并找到合适的解决办法,导致煤矿生产无法得到有序开展,致使生产效率降低。同时,有些煤矿机电设备维修人员的责任心不强,在工作中并未认真履行自身的责任,在矿山机电设备的维修工作中不认真,由此造成安全生产事故,严重阻碍煤矿企业生产工作的正常进行。 2.2缺乏科学的使用和维修方法 随着现代科学技术的快速发展,煤矿机电设备也在不断更新,但一些煤矿工作人员对新型的生产设备不熟悉、不了解。在煤矿生产中,不正确的使用方法会引发机电设备出现损伤,假如维修人员无法及时发现这些问题,则会造成重大的安全生产事故,严重影响煤矿企业的发展。矿山机电设备的维修人员在对生产设备进行日常维修时,没有正确的检查方法,很容易导致矿山机电设备的安全隐患被忽视。假如长时间不能解决这些问题,在生产中就会难以避免地出现安全事故。此外,煤矿生产企业在引进新型生产设备时,没有同时引入相应设备的维护和维修方法,导致机电设备出现问题后无法得到有效且及时地解决,长此以往则会对设备造成损害,加快生产设备的老化,大大降低了生产效率。 2.3设备易发生磨损 同传统的机电设备相比,矿山机电设备工作的环境较为恶劣,而且工作的负荷相对较大,生产环境中存在的粉尘颗粒以及连续的工作等都会对机电设备造成损伤。在实际生产中,当矿山机电设备使用到一定程度时,往往需要减少其工作强度,如果让其超负荷工作,且不能及时进行检查、维修则容易出现安全事故。目前,大多数煤矿生产企业都没有建立完善的预警系统,使得设备出现安全问题时,维修人员无法及时发现和解决,由此造成安全事故,导致企业受到巨大的经济损失[2]。 3煤矿机电设备维修管理问题的解决办法 3.1强化设备选型的各项标准 机电设备的选型尤为重要。在生产设备的选型过程中,要根据国家的相关法律规定,并结合企业自身的实际生产情况,强化设备选型的各项标准,选择最适合的机型。要落实安全责任制,在设备选型、验收等整个过程中要有专业人员进行监督,防止不合格的设备进入生产现场。 3.2严格执行设备管理制度 为了能够按照相关规定进行维修和管理,首先应当建立健全管理制度。机电部门负责人应当具有强烈的工作责任心,当机电设备出现问题时,要想方设法积极解决,做好设备检修检查记录工作,在维修工作过程中,对生产中性能较差的机电设备,要及时予以更新换代。 3.3加强检修管理 加强设备的检修工作对于矿井大型机械设备具有重要意义。在当前煤矿企业生产模式中,比较常用的是设置台账管理制度,对主提升机、主排水泵和主通风机等重要设备,进行定期检修。对于一些特殊的生产设备,要聘请专业人员进行检测。对矿井生产具有重要影响的设备,应当制定有针对性的检测方案,采取科学合理的检测办法。 3.4完善预警机制 在矿山机电设备出现故障后,尽快地报警处理能够大大减少企业的损失,对设备的维护也十分重要。采取切实可行的维修手段,将设备存在的安全隐患予以解决,既可减少企业的经济损失,也为矿工的生命安全带来一定的保障。设备出现问题之前,往往会存在一段时间的磨损期,在此期间及时发现问题并予以解决,有助于减少设备故障率,使煤矿生产能够持续稳定地进行。因此,为了确保矿山机电设备能够更好地安全运行,仅仅依靠技术人员的检测是远远不够的,还应当构建起完善的机电设备预警体系。 4结语 要想真正做好矿山机电设备的维修工作,应当结合企业的实际情况,定期对设备进行全方位的检查和维修,进一步加强对井下机电设备的维修与管理,增强维修人员的业务素质及安全意识。在矿山机电设备的维修工作中,要不断寻求设备的优化及改进方法,确保机电设备的可靠运行。 作者:桑海鹏 单位:潞安集团高河能源有限公司 矿山机电论文:矿山机电设备管理与维护措施 1当前矿山机电设备管理维护中存在的不足 1)安全意识匮乏。为确保矿山生产的安全,我国政府制定了一系列的安全生产标准与指标,但在实际生产中诸多矿山经营管理者往往只顾短期的经济效益,缺乏“防患于未然”的安全意识。特别是在生产机电设备的管理与维护上,始终未树立“勤管理、常维护”的思想,只要机电设备还可运行就对其不管不问,直至必须进行维护时才进行抢救性修理。 2)制度管理不健全。国内现有诸多矿山企业在机电设备的管理与维护上始终未能依据自身矿井特点,制定针对性的设备管理制度。多是简单的照搬国家统一的宽泛性标准,这不仅使得生产工作人员无法在再实际生产中对设备的真正运行状态进行准确的判定,更使得设备无法获得真正合理有效的定期检修维护,这不仅极大的阻碍了生产的正常进行,亦埋下了严重的安全隐患。 3)专业人才不足。对于煤炭生产而言,其不仅工作环境恶劣且存在较高的安全风险,属于典型的艰苦行业。这使得诸多具备专业技能的机电人才或有经验的熟练工人最终选择离开该行业而转投其他环境更优,安全性更高的企业,从而导致矿山机电岗位存在严重的人才匮乏现象。除此之外,现有的矿山机电专业或培训机构在专业知识的传授上存在偏重理论、脱离实际的现象,导致其培育的学员根本无法满足实际的矿山机电设备管理维护需求。 4)对机电设备的维修、保养不充足。煤炭生产不仅生产环境较为恶劣且工作量十分繁重,这使得机电设备往往处于长时间的高负荷运转中,对于设备组件的磨损十分严重,这要求矿山企业必须为其配备完善的运行防护措施方可确保设备的高效稳定运行。但对于多数矿山企业而言,其在机电设备维修、保养上均存在严重的不足,不仅设备更新换代缓慢,使得其无法有效适应实际生产需求,而且素质偏低的设备管理人员亦使得设备检修、保养工作难以彻底落实,从而为生产埋下巨大隐患。除此之外,许多矿井在机电设备的日常使用中未能依据实际环境进行有效保护,诸如空气湿度大、粉尘多时,未对设备进行防潮处理并加装防尘罩,从而使得设备功能与寿命大幅下降。 2提升矿山机电设备管理维护质量的方法 1)增强初期管理规范程度。在矿山机电设备的管理维护中,有效的初期规范化管理对设备的后期高效稳定运行至关重要。具体而言,初期的规范化管理主要涉及设备型号的选择、质量检验和验收等内容。首先在机电设备型号的选择上,管理者必须充分考量生产的实际状况及设备操作需求,具体工作应当指派专人负责,负责人除了负责初期的型号选择外,还应全程负责设备的所有安装使用环节,并对相关数据资料进行妥当保存,以便于随时做到有据可查。其次,在设备型号确定后,还应严把质量关,对于不符合技术指标的设备坚决拒接接收。最后,设备安装后还应对设备的具体使用效果进行实地检验,检验时应当汇同设备管理人员、维护人员及其他相关人员一起验收,待所有人均认定设备运行稳定后方可真正进行设备的移交工作,并将其真正投入到实际生产中。 2)构建现代化机电设备管理体系。科学合理的管理体系是确保生产工作高效、有效进行的必要保障。因此,若想真正实现矿山机电设备管理与维护的高质、高效就必须创建现代化的管理体系。具体而言,首先要帮助机电设备管理维护人员树立“主人翁”意识,让其充分认识机电设备管理维护的必要性,从而主动参与其中,全力保障设备的高效运行;其次,构建健全的机电设备管理制度,并要求所有相关人员在实际工作中予以完全的贯彻和落实,从而确保机电设备管理与维护的高质、有序;坚决执行停产检修制度,在国家规定周期内对机电设备开展彻底的全面质量检测,对可能存在的安全隐患予以及时的发现与消除,并及时更换老旧、损毁的机电设备从而自根本上保障机电设备运行的安全稳定及生产工作的有效、高效。 3)增强专业技术人员的培养。人力资源作为企业长久发展的根本保障之一,长期以来一直深受企业管理者的重视。矿山机电设备的管理与维护作为一项具有较强专业要求的特殊岗位,其对专业人才的需求亦十分巨大。对此矿山企业一方面应增强对自身现有专业技术人员的再教育,定期组织其参与相关培训,学习全新的机电设备管理理念与维护技术,从而为企业发展创造内动力。另一方面,矿山企业应当加大人才引进力度,加大资金投入,提升专业人才待遇并建立完善的人才培养提升机制,从而增大对人才的吸引力度。除此之外,矿山企业还可同高校开展校企联合培养,同在校生签培养协议,从而为自身长久发展奠定良好的人才储备基础。 4)开展针对性的维护方案设计。矿山生产环境往往复杂多变,这对于所使用机电设备的管理维护工作也提出了较高的要求。譬如有的设备在地下硐室运行,有的设备在暴露的巷道中运行;有的设备运行环境干燥多尘,有的设备运行环境潮湿异常。这种环境的差异必然会对机电设备的管理维护提出存在显著差异的要求。因此,在实际工作中,管理维护人员必须充分考虑机电设备所处工作环境的独特性进行维护方案的制定,并对维护方案的实施状况进行亲自监督,从而为机电设备的长久运行提供有效保障。 5)促进机电设备技术改良。为更好的提升矿山机电设备的管理维护水平,企业应当加大相关投入力度,贯彻“以技术为核心”的发展理念,大力引进新型机电设备和全新的管理理念与设备维护技术,及时更换企业老旧、落后的机电设备,为矿山企业的机电设备管理的改良提供物质保障。与此同时,对当前仍可继续使用的机电设备,矿山企业应当组织技术力量对其进行技术改造,提升设备运行效率,从而实现设备性能的更好发挥。 3结语 我国当前矿山机电设备的管理与维护技术相交世界发达国家存在滞后现象,加之工作环境的恶劣性,使得相关专业人才亦极度匮乏,这均在很大程度上阻碍了我国煤炭企业的现代化进程。面对这一现状,我国矿山企业必须加大相应的投入力度,全力推动我国矿山机电设备管理维护水准的提升,从而为煤炭生产的安全、高效提供根本性保障,为煤炭企业的长久发展奠定基础。 作者:范中亮 单位:大同煤矿集体机电装备力泰有限责任公司
本文主要对电子信息技术的应用特点进行了研究,分析了电子信息技术未来的发展趋势,希望能够对相关领域的研究人员提供借鉴意义。二十一世纪是一个科技迅猛发展的世纪,电子信息技术作为新时展的产物,其应用的范围越来越大,并带动了社会生产力水平的提升,推动了我国经济的发展。电子信息技术不仅让人们的生活方式发生了改变,同时也让人们的工作习惯发生了变化,因此,我们必须更加重视电子信息技术的应用,推进电子信息技术的发展,使其能够更好的服务与人类的生活、工作和学习,推动社会的进步。 一、电子信息技术的应用特点 (一)什么是电子信息技术 所谓电子信息技术主要指的是通过电子技术相关技术手段实现对信息的传递、获取、处理和应用等功能,主要技术应用包括有计算机技术、通信技术、传感技术以及处理技术。随着社会的发展和科技的创新,电子信息技术得到了广泛的应用和普及,对我国的各行各业的发展都有着积极的推动作用,也为人们提供了更加便利的生活。计算机技术、网络技术等都提升了信息的传递速度,为人们提供了获取所需信息和资料的途径,随着时代的发展,电子信息技术必然会应用到更广泛的领域。 (二)电子信息技术的应用特点研究 首先,电子信息技术具有数字化和网络化的应用特点。随着科技的发挥在那,网络技术得到了非常广泛的应用,网络技术推广速度非常快,网络技术实现了对信息数字化的存储方式,全球建立起了融合无线通信与光纤通信的网络数字结构,引导了电子信息技术的传输,具有信息传播速度快、覆盖范围广、可靠性高的特点。此外,这种信息存储方式还具有信息存储量大、保存时间长、不易被破坏等优势,具有非常高的应用价值。其次,电子信息技术具有集成化和微型化的应用特点。随着集成电路的快速发展,电子信息设备也实现了微型化的发展。比如,学生课堂上应用的计算机和投影仪,就是结束微型设备,通教师形成互动,在教学过程中合理应用。集成电路之所以发展迅速,离不开半导体技术与传感器技术的快速发展,半导体技术为集成电路提供了发展基础,而传感器技术则大大实现了体积微型化,如今我们随处可见的学生电话手表、智能点读机等,都是集合了这些技术。最后,电子信息技术具有智能化和自动化的应用特点。电子信息技术在人们的日常生活中被广泛的应用着,不仅能够有效的节约人力资源,同时还能实现对各种资源、信息的快速整合,节省大量的时间。 (三)电子信息技术的应用现状 就电子信息技术应用的实际情况来看,仍然存在着专业人才缺乏、环境资源缺乏以及技术相对滞后等问题。首先,电子信息技术本身的发展同我国的经济环境和技术环境都是息息相关的。在研发新的电子产品的时候必然离不开资金支持和技术支持,社会的大环境将会对电子技术发展的方向造成影响。缺乏环境资源将会直接制约电子信息技术的发展。其次,虽然我国很多高校都开设了电子信息技术相关专业,但是所培育出来的人才普遍只能掌握一些基本知识,创新能力不足,实际操作能力较差,这种培养方法并不能够符合电子信息技术的发展需求,不能真正的推动我国电子信息技术的发展和进步。此外,虽然我国的电子信息技术发展速度迅猛,但是同西方国家相比,仍然有着较明显的差距,我国电子信息技术起步较晚,技术相对落后,必须借鉴西方电子信息技术发展的经验,努力研发核心技术,才能够缩小同西方发达国家的差距。 二、电子信息技术未来发展趋势 (一)奠定光电子领域发展基础 光电子是一项非常复杂的技术,能量光子学与信息光子学是在光电子技术发展的过程中逐渐形成的。电子信息技术在未来必然会发展到光电子领域,通过目前电子信息技术的实际需求以及变化规律进行分析笔者发现,这是一个对光子学以及能量光子学进行发展和调整的过程,已经基本奠定了电子信息技术在光电子领域的发展基础。 (二)实现个性化发展特征 电子信息技术的主要发展方向是满足更多用户的要求,最终实现多业务、高性能、大容量的个性化发展。在未来,电子信息技术的发展速度会远远超过因特网发展的速度。我国首代因特网的数据是非常单一的,电子信息技术则能够有效的整合语音、数据等,并且能够促进网络传输成本的有效降低,实现多媒体、无线宽带实时通信,可以说电子信息技术取代因特网是必然趋势。 (三)实现高效化发展特征 通信服务一直是电子信息技术要重点发展的领域,伴随着电子信息技术水平的提升,未来通信技术也会朝着高效化方向房展,结合运用卫星技术和无线技术,通信限制会被逐渐击破,每一个人都会享受到质量更高的通信服务。就目前情况来看,人们并没有广泛的对地轨卫星进行应用,所以卫星技术还有非常大的发展空间。如果增加对卫星技术的开发,使得卫星技术能够更加广泛的应用到人类生活中,那么人们的通信效率会有显著的提升,结合电子信息技术的应用,宽带速度还会有更大的提高。除此之外,电子信息技术也使得人们的生活、工作和学习的效率越来越高,信息传递效率也显著提升,加快了科技进步的速度。 参考文献: [1]武超.试论电子信息技术的应用特点与未来发展趋势[C]//首届国际信息化建设学术研讨会. [2]曾平红.电子信息技术的应用特点与未来发展趋势[J].电子技术与软件工程,2018(21):254-255. [3]龚成.论电子信息技术的应用特点与未来发展趋势[J].网络安全技术与应用,2014(08):197-198. [4]唐文良.电子信息技术的应用特点与未来发展趋势[J].电脑知识与技术,2015,11(16):245-246. [5]石燕舞.浅析电子信息技术的应用特点及未来发展趋势[C]//IT时代周刊论文专版(第317期).2015. 作者:叶舒 单位:重庆信科通信建设监理咨询有限公司
智能技术作为当前研究的热门领域一直备受人们喜爱,人们对于这类技术的研究也一直热度不减,至今已经取得了部分成果,而且已经应用到了许多行业中。智能建筑自动化设备安装技术作为与智能技术较早融合的技术,已经取得了一些不错的成果,帮助人们解决了一些自动化设备安装过程中的难题,提升了建筑设备的安装效率,确保了设备安全运行。但是智能建筑自动化设备安装技术仍然存在许多问题,需要广大研究者改进和完善。 1智能建筑自动化设备安装技术概述 智能建筑是指现代建筑艺术与计算机智能技术相结合建造的建筑,是现代化技术发展下的产物。智能建筑中融合了多种智能技术,包括语音控制、语音处理、红外感应、自动识别等各类技术,共同为人们提供舒适的服务。由于当前技术不够,普及智能建筑技术还存在一定难度,但智能建筑自动化设备安装技术已经取得了一定成效,在实际生活中有着一定应用。智能建筑自动化设备一般是指建筑内的机电设备,包括机电设备监控系统,通信网络系统,建筑综合布线系统等设备,是智能建筑极其重要的组成部分。因此,智能建筑自动化设备安装技术关系着整幢建筑的功能,是值得认真研究的智能应用领域。而智能建筑自动化设备安装技术能自动对建筑内的多种设备数据进行记录和分析,并且生成分析报告,以便于更好地对设备进行控制。在多种信息集成的前提下,智能建筑自动化设备安装技术更能发挥其作用,让人们享受到智能技术带来的便利。 2智能建筑自动化设备的关键技术 要想做好智能建筑自动化设备系统,必须掌握以下关键技术,才能做好智能建筑自动化设备的安装运行工作。 2.1搭建总系统架构 智能建筑自动化设备安装技术与其他系统技术一样,需要有一个总系统作为总指挥,合理安排协调其他系统的工作。因此,搭建智能建筑自动化设备安装总系统架构就显得十分重要。完整的总系统架构应该包括远程交换机设备、监控设备、控制总线设备、和中央处理单元设备等,这些都需要选用合理的设备作为支撑,再通过构建每一个模块单元最终组成完善的总系统架构,从而确保整个智能建筑自动化设备的正常运转。 2.2搭建智能建筑自动化设备控制网络 由于建筑中用到的自动化设备众多,导致智能建筑自动化设备的控制网络较为复杂,线路众多,因此搭建良好的智能建筑自动化设备控制网络就显得尤为重要。智能建筑自动化设备控制网络主要承担着建筑内的通讯和网络任务,由通讯线路和网络线路组成,是整幢建筑的核心,必须采用合理有效的方法进行线路设计和控制网络的搭建,确保整幢建筑的自动化设备智能控制技术的实现。 2.3搭建自动化设备集成控制平台 众多智能建筑自动化设备需要一个集中的平台进行管控,以确保自动化设备的正常运行。因此,在搭建自动化设备集成控制平台的过程中,应该科学合理地安排每一台设备的所属区域,将自动化设备合理归类,然后集成到同一台设备的同一区域上,在集成控制平台上按要求进行选项配置,便于智能建筑的自动化设备控制。另外,还要积极开发智能建筑自动化设备管理系统软件,用于对智能建筑自动化设备的控制和维护工作。 3智能建筑自动化设备安装技术的应用 由于智能建筑自动化设备安装技术有着极大的便利,因此在建筑中已经有了许多应用,下面将着重介绍机电设备自动化监控技术、通信控制管理自动化设备安装技术和自动化设备布线技术。 3.1机电设备自动化监控技术 由于自动化电气设备的工作参数各不相同,因此机电设备在运行过程中时常容易出现各种各样的问题,需要机电设备自动化监控技术实现对机电设备的有效监控,防止出现重大安全事故。其安装技术主要包括以下几个方面:首先,根据不同的电子设备说明书为每一台自动化设备配备安装不同的接地电阻;其次要根据电子设备抗干扰能力的不同远离干扰源,设置不同的防雷接地安全距离;再者一定要确保每一台自动化设备都接地,防止漏电、触电事故的出现。 3.2通信控制管理自动化设备安装技术 智能建筑自动化设备通过通信光缆连接在一起,在安装时需要用到交换机和用户终端等设备。因此在进行通信控制自动化设备安装时,要注意通信设备与光缆的对应,确保接线盒和光缆连接正确。而且建筑在设计和建造时,要预留出连接自动化设备连接的通道,在具体连线时也要按照设计预留管道进行走线,争取做到连线条理清楚,便于后期维护。而且还可以在每层的合适位置设置通信设备分管处,便于管理。在条件允许下,还应该设置红外线传感器等传感设备,通过传感器获取信息,然后智能设备再做出相应的回应,真正让建筑智能化。 3.3自动化设备布线技术 智能建筑自动化设备线路数量较多,走线复杂,合理的布线技术能够让自动化设备的运行更加顺畅,让后期检修和维护变得更加简单。而且有些自动化设备的线路特殊,需要特殊布置,有时候还需要采用特殊材料,比如屏蔽相应的干扰信号。布线时要分清主线和支线,在可能情况下标明线路功能或者连接的设备,采用系统的线路让设备连线类别相同,做好自动化设备布线工作。 4结语 总而言之,智能技术的快速发展给人们的生活带来了无限可能,智能建筑自动化设备安装技术只是智能技术应用的冰山一角,而且尚且存在许多需要改进的地方,需要广大研究者不断改进和完善智能建筑自动化设备安装技术,相信未来智能技术在智能建筑领域一定能大放异彩。
仓储物流管理论文:探求仓储物流管理信息体系的革新 一、现代仓储物流管理信息系统需求模块分析 1物流仓储业务接单模块 公司仓储人员基于货物存储申请来受理操作存储货物,同时准备货物入仓库管理的判断,仓储业务接单模块需记录客户需要的货物仓储业务相关的信息,以利于做出合理的管理仓库管理解决方案。另外,还应提出一系列存储管理解决方案,用于仓储作业计划外的维护功能。 2货物入库管理模块 该模块基于接单货物清单,将货物入库的信息列出来,通过公司仓储管理人员审核校准后,依据不同客户所提的需求和货物本身的特性等为客户量身选择仓库,同时在仓储的过程中,根据仓库的占用面积等信息情况做出仓位的分配,并将修改的信息记录。经过这样的过程,才能算是完成了货物实际进入仓储入库的操作。同时,在信息管理系统中需自动生成入库明细单,以便于今后对货物进行仓储管理,并且在对仓库维护的过程中仓库的信息都需核实记录在案。 3库存维护管理模块 该模块主要负责各种材料的收货,发货,存货等管理,及时有效的处理货物入库后的相关管理信息系统。由于仓储的数据庞大,该模块的主要功能就是随时及时地更新当前的库存信息,这样才能够准确无误地反映当前仓储作业的动态过程。该功能模块主要包含如下几部分,收货、发货、存货管理,库存使用动态分析过程,不同类型货物分类储存和呆滞物料管理等。上述子模块的实现是整个库存管理模块的系统整合。 4外包仓储模块 外包仓储物流模式是指企业为了以增强企业核心竞争力为重,将仓储物流业务外包给第三方物流公司的模式。这种模式具有覆盖区域广泛、企业所付诸精力较少、利于社会物流资源的开发利用和提升企业核心竞争力等优点。然而,由于企业对物流的控制力较低的原因,造成对第三方物流的依赖性较强。企业业绩会受到第三方公司的水平的影响,从而使企业的发展产生一定的风险和不确定性。外包仓储物流模式适合仓储物流管理能力弱、企业资金实力一般的电子商务企业。它同样适用于平台交易数量小,但批次多的企业。企业在采用外包仓储物流模式时,需要选择适合企业自身特点的第三方物流公司合作,并维持与第三方物流密切沟通。 二、总结 本文根据现代仓储信息管理的需求,研究了当前仓储管理信息系统分析设计模块的主要功能,在当前企业激烈竞争的今天,企业需将仓储物流过程放入一个战略的高度,一个好的仓储物流管理系统,能够解决许多企业在材料采购,产成品销售过程中所遇到的难题,同时能够降低企业在供应链和销售链上的成本。 所以,物流信息化是企业在如今同质化激烈竞争的市场环境中脱颖而出的关键之一。与时俱进的仓储物流管理信息系统,对于某些仓储物流管理能力不强的企业,且物流成本优势较弱的企业来说,该系统管理是先进与时效性都是很重要的。共同集配仓储物流要求的管理能力更高。仓储物流联盟更有助于缓解单个企业的仓储压力。 作者:宓祁宏 单位:浙江省舟山市定海区 仓储物流管理论文:仓储物流管理信息系统分析 摘要: 当今时代物流产业在不断地发展,信息技术也在不断地推广,仓储物流管理信息系统开始将原有的独立的各个物流环节有效地集中在一起,能够在很大程度上不断地满足仓储物流服务的要求,同时也使得仓储物流的管理更加自动化、高效化和即时化。本研究基于此,主要分析现代仓储物流管理信息系统的设计分析,希望所得结果能够为相关领域提供有价值的研究。 关键词: 仓储物流信息;系统;设计 1现代仓储物流管理信息系统分析 1.1仓储业务的受理模块这一模块主要是物流公司对于客户仓储业务进行受理的模块,它能够对相关的仓储业务进行保存和配送,是运输业务管理的基础。所以公司的仓储管理人员需要根据仓储业务的申请,对仓储业务的受理进行操作和判定,这能够为相关的物流入库做好准备工作。而仓储业务的受理模块可以对客户的需求进行登记,同时也能够对货物的储存信息进行记录,这在很大程度上方便了管理人员进行合理管理的工作。同时,仓储业务的受理模块还需要对未安排仓库管理的方案和仓储业务进行相关的维护。 1.2入库作业模块入库作业模块,能够根据业务受理的清单将详细的入库信息进行一一罗列,然后通过相关的审查和确认,根据客户的相关要求或货物的相关性质,选择合适的仓库进行入库处理。它能够根据仓位的占用信息进行仓位的合理分配,也可以对仓库信息进行修改,进而将相关的实际操作进行完善[1]。这个模块可以同时生成入库货物的明细通知,及较为详细的作业流程。入库管理能够对入库货物进行明确的通知,同时也有助于对管理的维护和打印,在维护的同时可以对仓库的信息作出相应的修改。 1.3库存管理模块这一模块主要负责对多种物料的收发存放进行管理,它能够实时地对入库作业的管理系统进行操作和处理,而出库的作业管理系统能够为其提供必要的数据,能够使其更好地对入库的信息进行实时更新,详细地对库存的实际动态变化进行了解。这一功能模块涉及了收发存管理,能够对库存的状况进行合理分析,还能做好分类管理和呆滞物料的管理。收发存管理能够对某一时间段的详细物流信息状况进行确认,而且还能够对当前的库存量等信息进行显示并予以打印[2]。分析库存状况,能够根据库存中的现有量和计划收到量、已分配量等进行相关的库存信息的确认。而分离管理对于库存的货物能够进行有效合理的分类,并做好管理工作,呆滞物料的管理可以为其提供库存积压的货物品种,积压的货物数量和相关的积压金额,以便于做好及时的处理工作。 1.4出库作业管理模块仓库的管理人员可以根据客户的实际要求和实际的库存情况,提前做好相关的出库准备工作。确定出库以后需要以最快的速度完成相关的出库货物明细通知单的确认,同时对仓库的相关信息进行修改,做好配送业务信息和运输业务信息的修改工作,完成相关的出库作业,对于出库的申请进行审核,以便于最大程度上保证出库货物的正确无误。出库管理需要根据出口货物的明细通知,相关的维护管理。在维护的过程中,对于仓库的信息和配送业务的信息应该作出相关的修改。 2现代仓储物流管理信息系统的设计 2.1建立数据库信息系统的建立,首先要做的是确定数据库,根据系统的功能要求进行数据库表的建立,需要通过对用户的需求进行分析,因此需要记录的信息主要涉及物品的基本信息、仓库的基本信息、仓库的操作信息等。物品的基本信息主要涉及物品的编号和名称,物品的出厂信息,物品的种类和规格,物品的等级和所属。而物品的编号信息是一个主要的信息,所以需要建立一个物品列表,以此来标注存储物品的相关信息。同时也需要在物体的基本信息当中,加入物品的生产厂商和物品的种类以及物品的所属客户。物品厂商表当中应该包含生产厂商的名称和代号,物品种类当中应该涉及物品的名称和代号,而客户列表当中应该涉及客户的名称联系人和联系电话等。这样设计就能够完全将表格之间的条理理顺。同时也需要做好仓库基本信息,这主要用于对职工的基本信息和仓库人员管理表进行确定和记录。还要做好仓库的操作信息,它主要应用于储存、入库和出库的移动操作记录。同时也能够用于对当前仓库中所储存的物品的记录,对于员工增删情况和人事变动情况能够明确。入库表当中应该对物品的编号和入库时间进行详细的,同时也要涉及经手人和存放地点,主要以物品的编码和入库时间联合起来作为主键,出库表当中应该对物品的编码进行记录,同时也需要记录到出库时间和经手人,而物品的编码和出库时间联合起来作为主键。除此之外,系统当中还应该涉及用户的登录信息和记录用户的登录信息功能。登录信息列表当中应该涉及登录的用户名和用户的密码,而登录名没主键。同时为了安全起见,在登录界面设计密码和存储数据库的时候,系统需要采用MD5进行加密。 2.2数据库中表的关系数据库中表,描述了数据库中的所有表和这些表之间的关系,而对于表之间的触发器、约束何谓程序设计的存储过程,本研究当中,并没有进行详细的罗列。而数据库中表的关系,请参见图1。 3结语 本研究主要就现代仓储物流管理信息系统的分析和设计进行讨论,阐述了现代仓储物流管理信息系统分析与设计的基本思路,在产品同质化和渠道同质化的背景下,明确了物流信息化当中的效益已经成为企业的重要战略。现代仓储物流管理信息系统,是现代仓储企业进行相关工作的操作系统,能够方便企业的相关操作,便捷了其工作的时效性,提高了准确性,因此其发展的前景十分明朗。 作者:张鹏霄 单位:中国人民解放军63985部队 仓储物流管理论文:仓储物流管理系统设计 摘要: 近年来,随着RFID技术的发展,RFID技术被广泛应用在物流、交通、医药等领域,针对传统仓储管理模式普遍存在的人力成本高、业务流程多、货物跟踪困难、资金和货品周转效率较低、物流管理的信息和手段落后等缺点,提出基于RFID技术的仓储管理系统的设计思路和实现方法,从而实现对物流全过程的实时跟踪和监控。RFID技术具有无接触、大容量、快速、抗干扰、安全可靠的信息识别等特点,在物流仓储管理中得到了很好的应用。 关键词: 射频识别技术(RFID),仓储物流,货品安全,信息安全 仓储配送信息化管理系统的建设目标,就是通过射频技术(RFID)的示范、应用,推动现代信息技术在仓储物流领域的应用。具体综合运用射频技术、虚拟现实与可视化技术、物联网和云计算技术等新一代信息技术,通过粘贴在每件产品上的电子标签,实现产品识别以及科学化管理。与此同时,电子标签读写设备及时读取信息并实时传送到后台,并进行存储、计算、数据挖掘和分析,从而分析出各种产品的仓储状况、需求情况,形成一个集产品储存、综合管理、辅助决策的智能化信息平台。实现产品信息的动态监测、深度处理、有效共享与综合应用以及在线服务,从而彻底改变生产管理的运营模式,达到规范化、标准化、数字化、网络化、智能化的总体目标。 1仓储配送业务流程 RFID物流仓储配送系统的目标是在物流体系中建立一条基于RFID技术的快速通道,实现库房高效管理,收发货高速自动记录,形成一个完整的基于RFID自动识别技术的仓储配送系统。具体流程如图1所示。工作人员将商品入库信息提前发送到仓储中心的物流管理系统,由物流管理系统自动处理,生成预入库信息。货物被放置在带有感应器的托盘上,入库时通过仓库入口通道处的RFID读取机,不需要拆开包装,即可将货物相关信息自动输入到仓库管理系统。系统将实际入库信息与预入库信息进行比较,如果无误或误差在规定范围内,则准许入库并将预入库信息转换成库存信息,如果出现错误,则由系统输出提示信息,由工作人员解决。物流管理系统按最佳的储存方式,选择空货位,通过叉车上的射频终端,通知叉车司机,并指引最佳途径,抵达空货位,扫描货位编码,以确定货物被放置在确定的货位。货物就位后,再扫描货物的电子标签,物流管理系统即确认货物已储存在这一货位,可供日后按订单发货。 货物配送时,订单到达仓库后,物流管理系统按预定规则分组,区分先后,合理安排。例如:交由快运的,要下午2时前发货;需由公路长途运输的,要5时前发货;有些货物需要特别护送等。仓储管理系统按这些需要,确定安排如何最佳、及时地交付订单的货物,并在系统内生成货物拣选方案。物流管理系统按照货物拣选方案,安排订单拣选任务。拣选人由射频终端指引到货位,显示需拣选数量。经扫描货物的电子标签和条码,仓储管理系统确认拣选正确,货物的存货状态转换成待出库。货物出库时,同入库一样,通过出库口通道处的RFID读取机,货物信息传入仓库管理系统并与订单进行对比,若无误,则顺利出库,货物的库存量相应减除;若出现错误,则由仓库管理系统输出提示信息,由工作人员解决。货物配送时,系统可以根据标签和标签读写设备信息对货物进行定位,实时了解货物状态等信息,货物抵达下一级配送中心或零售商处时,系统更新产品状态。 2系统设计 2.1系统架构按照系统架构划分,该系统自下而上分为四级,如图2所示。其中设备层包括手持机、读卡器、电子标签等硬件基础设施,他们通过有线通信接口、无线局域网连接上位机系统以实现与数据服务器的交互。与此同时,各个配送中心或仓库计算机通过互联网与数据服务器进行连接。设备层:由电子标签、手持读写器等模块组成。电子标签:采用无源电子标签标识货物,无源电子标签造价低廉、不可重复使用,适用于数量庞大的物流货物。手持读写器:用于进行电子标签的扫读工作,在货物入库、出库以及配送时,都需要使用手持读写器获取货物当前信息。通信层:包括RS232/RS485通讯设备,自有/通用的通讯协议,有线/无线网络设备,以太网传输设备等。数据包经由RS232/RS485通讯设备和通讯协议,在以太网或无线局域网的环境下,与电子标签的控制软件相交互。数据层:包括电子标签控制软件的应用服务器和数据库服务器。应用层对通信层传递过来的数据进行分类、分析处理、存储等工作,将处理完的数据域数据库服务器交互。因此,数据层的两个服务器既有纵向的数据传输功能,同时还需要进行横向的内部通信。应用层:向仓储配送业务工作人员提供服务。系统向服务对象(配送人员、物流信息监管人员等)提供查询和应用接口,服务对象共同监控货物的交互和安全信息,也可以对物流过程中异常情况做出及时反应。 2.2管理系统组成依照仓储配送业务流程,方案将仓储配送信息化管理系统划分为以下几个模块 :(1)订单处理模块订单处理模块直接面向商户服务,是物流配送系统的对外接口。其主要功能是:1)订单接收。接收商户发送来的配送需求订单,按一定的规则对订单进行分组排序(如按照商户的送货时间要求和商户信誉度优先级);2)订单审核。根据商户订单查询商户货物存量、商户信誉资质、商户财务情况,以确定是否接受货物运送任务,并向商户发送这一信息的反馈;3)订单查询。为订单处理中心管理人员和商户提供订单查询服务。 (2)配送决策模块配送决策模块是系统各模块的协调和联系的核心,主要功能:1)合并计算订单。按照不同的送货方式、送货路线对订单进行分类,再按一定时间内需要运送的货物进行合并,为下一步配送计划的生成提供依据;2)配载计划决策。根据订单合并计算的结果,调用配载决策算法生成本次送货的配货计划,并输出配货单,即仓库的预出库货单;3)运输路线决策。根据配货计划调用路线决策算法,生成本次送货的运输计划;4)车辆调度决策。根据配载计划调用车辆调度算法,生成本次送货的车辆调度计划,并输出提货单(发送到车辆调度中心作为从仓库提货的依据)和交易单(作为送货司机和消费者进行货物交割的依据)。 (3)车辆调度模块车辆调度模块主要根据配送计划进行车辆调度和驾驶员的安排,并对运输过程中的车辆进行跟踪。其主要功能是:1)车辆资料管理。对调度中心的车辆动态资料进行维护和管理,如车辆的种类、数量、运送能力等;2)车辆调度管理。根据配送决策中心发来的车辆调度计划,安排具体的车辆、驾驶员实施运送;3)运输跟踪管理。对车辆的货运状况进行实时的跟踪,如在途情况、送货计划变更等;4)驾驶员管理。提供对驾驶员信息的维护和管理。 (4)仓库管理模块仓库管理模块主要是为商户提供临时仓储服务,包括入库和出库管理。其主要功能是:1)入库管理。根据产品需求和生产情况组织货物入库,更新库存信息;2)出库管理。根据配送决策中心发送来的配送计划,组织配货、拣货和出货;3)库存盘点。根据需要,库管人员可以对货物的库存情况进行查询和统计分析;4)货物查询。提供其功能模块对货物进行查询的能力。 (5)仓储环境监测模块仓储环境监测模块主要用于工作人员对仓储环境的实时监控和管理,主要功能有:1)温湿度等仓储环境指标的检测;2)仓储环境指标的查询,工作人员可以查看历史环境指标;3)仓储环境调节,该功能与产品存放冷库有关,对仓库的温、湿度等指标进行调节。 3系统特点 使用先进RFID技术实现货物标识以及科学的管理模式:使用手持读写设备扫读电子标签,可以减少出错率;通过RFID技术盘点货物并且系统自动进行盘点对比,盘点效率更高;物品查询快捷,工作人员可以通过信息系统查询货物位置;在仓库门口设置防盗系统,电子标签在非规定时间出仓库时报警可以实现货物防盗;实现产品存储环境监测,有利于产品的存储。 作者:陶新洲 单位:中航工业洛阳电光设备研究所 仓储物流管理论文:“互联网+”仓储物流管理探究 摘要:随着我国社会主义市场经济的快速发展和“互联网+”时代的到来,为我国物流仓储业发展带来了较大的发展机遇。由于仓储管理活动的复杂性使得其有效的管理和控制较为困难,鉴于此,笔者将以互联网+为切入点,浅要论述其在仓储管理活动中的具体应用。 关键词:互联网+;仓储物流;管理 当前仓储管理已经从最初的人工管理逐渐进入到了自动化和智能化的管理阶段。但是大多数企业的仓储管理较为落后,在具体的管理活动中造成了较大的人力成本和物资成本的浪费,将“互联网+”的思维和技术应用到仓储管理的过程中能够使得其管理更加科学有效,因此,基于“互联网+”对仓储物流管理的探究有着较大的理论和现实意义。 1“互联网+”与仓储物流体系的关系分析 我国仓储管理的主要传感技术为无线射频识别技术和GPS技术,但是随着物联网的发展,使得物流仓储传感识别技术的种类越来越多,具体包括M2M技术、视频识别技术和蓝牙技术等,这些技术在冷链物流、物流安全防盗以及业务流程控制等方面有着重要的应用。物联网的是促进当前世界经济发展的主要动力,其主要由网络构架联网感知层,网络层和应用层构成。其感知层由甲级传感器和感应器组成。网络层是和互联网、无线通讯网以及其他网络相连接,而应用层和仓库管理系统相连接。其中RFID技术和嵌入式是其应用的主要传感技术,除此之外,智能对象标签、目标对象跟踪以及环境检测和智能控制是其应用层的主要三种运行模式。将物联网和仓储管理系统相对接使得物流管理的效率得到极大的提高。当前我国仓储管理系统中虽然应用到了物联网管理技术,但是其作为物流管理系统的信息库职能并没有真正的实现。因此要对物流管理系统中物流网的重新设置和组建才能够使得物流仓储管理系统得到优化和改善。 2“互联网+”在物流仓储管理中的应用现状 当前我国多数企业都认识到了物联网对企业管理效率提高的重要意义,将物联网应用到企业的物流管理系统中取得了一定成效,物联网的高技术性、综合性以及信息共享性的特点得到了一定程度的应用和体现,使得传统的仓储管理模式在一定程度长得到了较大的改变,增强了企业的整体管理水平。 3“互联网+”技术在仓储物流管理的应用研究 3.1在出入库管理中的应用 物联网在出入库管理中的应用,首先就是对入库物品的信息采集方面,其主要流程就是入库人员根据入库清单对入库物品进行核对后交接给仓库操作人员,仓库操作人员用自动识别设备将入库物品的信息输入到仓库管理系统后再通过自动搬运设备将其归放到相应的货位上。在物联网系统的支持下,入库的货物信息就会自动的形成库存报表,库存报表详细的记载着该批入库货物的详细信息。其应用于出库的信息采集流程基本上和出库相类似。 3.2企存货、库存量以及盘点中的运用 首先,物联网能够对货品和货位进行精确和快速的定位,例如RFID识别技术的应用。其次,由于库存存量对于是仓储管理适时进行核查和控制的对象,物流网以多级库存管理模式将库存货品的所有信息记录在仓库管理信息系统内,使得库存存量的信息更加全面和准确。再次,库存盘点是物流仓储管理的一项重要环节,由于盘点的过程涉及库存货品名称、数量以及存放时间和存放货位等几乎所有信息,其工作的量非常大。而物联网即时通过应用射频识别设备对货品的射频标签进行扫描,将扫描的信息自动传输到仓储管理系统内后系统内的货品信息会自动更新,从而完成盘点工作,使得盘点工作在效率和准确性方面得到了极大化的提升。 3.3在库存管理中的应用 物联网在库存管理中的应用主要针对于仓库之间货物的转移,由于货物在仓库之间进行转移的过程不仅仅涉及货物位置的变化,而且也伴随着其数量发生改变。仓库之间进行货物转移的目的就为了有效的节约储存空间、降低仓储管理成本,并且也能够为运输提供方便。物联网在仓库货物转移的主要应用主要是对其进行精确的定位和实时的跟踪。使得货品的库位以及摆放等相关情况能够及时的掌握,做出适当的调节。此外,物联网应用于库存管理的另一个作用就是仓储管理系统中的货物信息和实际的货物能够达到实时的一致性。而在货物转移过程的搬运环节通过物联网技术的应用能够实现智能化搬运,所谓的智能化搬运就是通过仓储管理系统向智能物流终端发出货物搬运命令,而智能搬运车接受智能终端的命令进行货物的搬运和摆放工作。4结语综上所述,“互联网+”技术在物流仓储中的应用是今后我国物流仓储发展的必然趋势,对于当前我国仓储业的现状和实际,相关的技术人员和仓储操作与管理人员要积极的进行探索,来提高“互联网+”技术在物流仓储中应用的效率和效果,只有这样才能够降低仓储管理的成本,提高仓储管理的效率。因此,“互联网+”技术在物流仓储中的应用应当得到行业从业者和政府部门高度的重视。 作者:杨正国 单位:中国人民解放军73906部队 仓储物流管理论文:对现代企业仓储物流管理的几点思考 (宝钢集团新疆八一钢铁有限公司物流分公司) 随着企业生产所需物资在流通过程中仓库仓储功能的开发和扩展,本文以企业物流仓储管理存在问题及改进建议,以期达到减少物流配送成本,降低所服务生产单元库存的目的。 一、现代物流的概念和仓储的作用 物流管理(Logistics Management)是指在社会在生产过程中,根据物质资料实体流动的规律,应用管理的基本原理和科学方法,对物流活动进行计划、组织、指挥、协调、控制和监督,使各项物流活动实现最佳的协调与配合,以降低物流成本,提高物流效率和经济效益。现代物流管理是建立在系统论、信息论和控制论的基础上的。 仓储包括储存、保管、维护、加工、装卸、搬运、信息传递等功能,而仓储管理就是用最经济的办法,在最合理的区域内实现仓储的这些功能。合理化的实质是在保证仓储功能实现并满足客户要求的前提下尽可能少的投入。 仓储的主要功能有:储存和保管、调节供需、调节运输能力、降低物流成本、配送和流通加工、提供信息等。其作用如下: 1.仓储是现代物流的不可缺少的重要环节 从供应链的角度看,物流过程是由一系列的”供给”和”需求”组成,当供给和需求节奏不一致,也就是两个过程不能够很好的衔接,出现生产的产品不能即时消费或者存在需求却没有产品满足,在这个时候,就需要建立产品的储备,将不能即时消费的产品储存起来以备满足后来的需求.供给和需求之间既存在实物的”流动”,同时也存在实物的”静止”,静止状态即是将实物进行储存,实物处于静止是为了更好的衔接供给和需求这两个动态的过程. 2.仓储能对货物进入下一个环节前的质量起保证作用 在货物仓储环节对产品质量进行检验能够有效的防止伪劣产品流入市场,保护了消费者权益,也在一定程度上保护了生产厂家的信誉.通过仓储来保证产品质量主要要进行两个环节:一是在货物入库时进行质量检验看货物是否符合仓储要求,严禁不合格产品混入库场,二是在货物的储存期间内,要尽量使产品不发生物理以及化学变化,尽量减少库存货物的损失. 3.仓储是保证社会再生产过程顺利进行的必要条件 货物的仓储过程不仅是商品流通过程顺利进行的必要保证,也是社会在生产过程得以进行的保证. 4.仓储是加快商品流通,节约流通费用的重要手段 虽然货物在仓库中进行储存时,是处于静止的状态,会带来时间成本和财务成本的增加,但事实上从整体上而言,它不仅不会带来时间的损耗和财务成本的增加,相反它能够帮助加快流通,并且节约运营成本,从而带来总成本的降低. 5.仓储能够为货物进入市场作好准备 仓储能够在货物进入市场前完成整理、包装、质检、分拣等程序,这样就可以缩短后续环节的工作时间,加快货物的流通速度. 二、企业物流仓储管理现状以及存在的问题 (一)库房布局缺乏统一筹划 企业物流往往没有充分考虑发展规模与物流库房布局的关系,仓库布局不合理,既物品在周转空间的浪费,也影响了仓库作业的效率。仓库设施不完善直接导致增加了人员工作量以及无效工作的重复。其存在的一些主要问题: 1、没有明确的区域划分,仓库内无指示牌,查找配件困难 仓库内运输器具随处可见,甚至有阻塞交通通道的情况发生,人与车辆分区不明。生产线返回来的破坏的器具没有明确的存放区域。零部件产品入库后超出指定层数罗列所造成的安全隐患问题,直接危害是包装破损,里面的零部件商品表面磨损。同时,零部件产品倒塌造成员工的人身安全问题。除负责管理的保管员以外人员查找零部件商品困难,给公司盘点造成困难。拆箱口、零件拆分口、斗装零件混托口区域划分不明显,增加了工作难度。 2、零部件产品分散在仓库不同区域,管理难度增加 这种现象所造成的直接后果是管理难度增加。有些金属零部件存放地点不合理所造成装卸搬运困难。仓库内存在一部分老化的器具,在搬运工装卸搬运时,时常发生踏空,绊倒等伤害情况的发生。一些老化的器具危及着仓库员工的人身安全。 3、货位管理混乱,标识不清。 三、对企业物流管理的建议 (一)合理规划仓库布局 针对部分库房布局不合理,造成的空间浪费,以及设施配不完善提出以下改善措施: 1、仓库平面布置的改善措施 (1)仓库平面布局区划 一个仓库通常由生产作业区、辅助生产区组成。 ①生产作业区:它是仓库的主体部分,是商品储运活动的场所。主要包括储货区、铁路专运线、道路、装卸台等。 ②辅助生产区:辅助生产区是为商品储运保管工作服务的辅助车间或服务站,包括车库、叉车充电室、油库、维修室等。 (二)仓库合理布局的具体要求 仓库平面布置要有利于提高仓储经济效益。要因地制宜,充分考虑地形、地质条件,利用现有资源和外部协作条件,根据设计规划和库存物品的性质能够更好的选择和配置设施设备,以便最大限度l挥其效能。装卸搬运与运输管理方面的改进,如何提高人员配置与仓库空间利用率,就消除仓储管理过程无效率或者低效率的活动展开 1、要尽可能地减少储存物资及仓储人员的运动距离。在仓库的作业过程中,储存物资、仓储人员及作业机具的运动,都要受上述各个部分的具体位置的制约。合理安排仓库各个部位,才能尽可能减少人员、物资、机具的运动距离,才能提高劳动效率,节约仓储费用。 2、仓库内部的合理布局,要有利于仓库作业时间的有效利用,要避免各种工作无效重复,避免各种时间上的延误。各个作业环节要有机衔接,尽量减少人员、设备的窝工,防止物资堵塞。 (三)货位与标识管理是仓储管理标准化的必然途径 。 1、统一划定货位。对现料场、料棚货位进行统一规划,重新划分,界定划分依据及间隔,杜绝仓管员随意编排货位的情况发生。对于货物的出入库进行严格的货位管理,逐步推广应用条码管理技术,实现实时货位查询和货位动态分配、管理,达到库存管理的前端应用与物资收发操作的实时联系,把出错率降至最低。以促进仓储管理规范化、标准化,也便于配合电子监控警报系统实现准确预警,快速响应。 2、统一标识格式。即对物资料签统一制作格式和所需填写的项目内容,逐步探索将条码引入物资标识,通过扫描商品的条形码,实现实时查询其存储的货位,同时基于库存货位信息分配货位或动态定义货位。基于出入库商品的批量动态地分配人力、物力资源,充分利用资源,提高系统的运行效率,减少资源的浪费。以实现库存实物管理与物资信息管理系y融合,推进实现库存自动化盘点和精细化管理。 3、明确标识管理,商品管理条码化。即对标识内容的填写、维护、更换划分责任,做到货位规范化、管理条码化。条码是商品的唯一标识,现代商业管理(包括仓库管理系统)的基础是商品的条码化。结合目前的物资管理信息系统,通过开发系统库存综合盘点功能,就可以分仓库、分区、分货位进行随机抽查,也可以针对特定类抽查,定期对整个仓库系统进行全面的盘点。 4、定期维护管理。一是对划定后的货位界线标识定期维护,二是对标识标牌定期维护或更新。确保实现实时货位查询和货位动态分配、管理。 “货位清则标识明,标识明则管理成”。清晰规范的货位,显明准确的标识,是仓储管理的根基。随着现代物流技术的应用,信息技术和仓储管理水平的不断提高,将大幅提高仓储运作与管理的工作效率,大幅度减少现有模式中管理货位信息的时间,提高库存查询和盘点精度,大大加快出、入库单据的流转速度,减少人、财、物的资源浪费。 (四)完善管理制度和强化物流管控信息化建设 1、完善工人岗前培训制度 建立各级培训审核制度,规定各级培训的内容及课时,工人需要考试上岗,考试成绩需逐级上报,考试合格方能上岗工作,对于以上岗工人定期考试加强岗位知识。组织各岗位操作与知识竞赛,鼓励工人学习岗位知识。 2、完善准时化生产制度 深化准时化生产制度,落实均衡要货模式。废除巡线员要货制度,零件供应由计划员按需定制。计划员根据每月和每日需求量统计出下一日与下一月的需求量,根据需求量每日分批次均衡发货。A零件重点关注,根据需求量统计出高低储备,及时补充零件。各种零件根据工位进行混装托盘,减少收件口拆分时间。制定车辆发车时间,定时发车,减少车辆集中供货现象。建立应急机制对于临时增加的产量,能及时供货。 3、强化物流管控信息化建设 现代物流以信息技术为支撑,电子商务是现代物流的重要组成部分。物流的信息化建设与降低成本息息相关,通过对物流信息的采集、输送、传输、处理和分析,提高物流供应链的协调性和有效性,提高企业的运营效率和降低物流成本。 四 结论 总之,相对于发达国家的物流产业而言,现代物流追求的是规模经济。我国的物流产业下的仓储管理尚处于起步发展阶段,企业内部物流管理模式下的仓储管理还没有引起重视;传统储运企业在向现代物流转型时,物流配送中心通过集中向用户进行多频次的配送业务,将支线搬运与小物流搬运统一起来,使物流过程得以优化和完善;通过高水平的配送,集中仓储,减少末端仓库,努力实现生产企业“零库存”生产模式,继而整合、优化供应链资源,提高供应链的竞争力。 仓储物流管理论文:当前钢铁企业仓储物流管理存在的问题及对策思考 [摘 要]随着我国经济社会事业的快速发展,钢铁企业之间的市场竞争日趋激烈。由于各种因素的影响,仓储物流管理工作已经成为制约钢铁行业发展的重要瓶颈之一。因此,要深入分析当前钢铁企业仓储物流管理中存在的突出矛盾与问题,采取针对性措施,建立起完善的钢铁仓储物流管理体系,提高钢铁企业的市场竞争优势。 [关键词]钢铁企业;仓储物流管理;市场预期;服务质量 随着我国经济社会事业的快速发展,物流管理工作的重要性日益凸显。在市场经济条件下,企业的盈利能力与竞争实力往往会取决于企业的物流管理水平。物流指的是物品从供应地向接收地的实体流动过程,是对物品运输、储存、搬运、包装、配送、信息处理等的有机结合。物流管理是从降低物流成本、提高服务质量的角度出发,对物流活动进行的计划、组织、协调以及控制等。仓储物流管理是钢铁企业的重要部分,钢铁仓储物流管理水平的高低,对钢铁企业的市场竞争及服务质量产生重要影响。因此,要高度重视钢铁企业的仓储物流管理工作。 1 当前钢铁企业仓储物流管理中存在的问题 1.1 市场预见不足,缺乏科学规划 对市场预见性不足,这是大多数钢铁企业仓储物流中面临的突出问题。由于钢铁物资从采购、运输到进仓库储存等环节非常烦琐,钢铁企业的市场预见性会对进货量及仓储量产生直接影响。钢铁企业的市场预见性不够,没有经过科学、严谨而周密的分析,会给钢铁企业带来严重后果:钢铁企业生产消耗量超过仓储量,会给企业的正常生产带来不利影响;仓储量过大,带来钢铁物资的大量积压。 对于市场预见不足,一个主要原因在于钢铁企业对于仓储物流缺乏科学系统的规划。例如,一些钢铁企业的仓储条件较差,不仅成品仓库少,而且容量小,导致很多产品混合堆放,给仓储盘点和库存管理带来困扰。一些钢铁企业仓储物流的起重吊具比较落后,在钢材产品进出货时效率低。还有些钢铁企业的仓储地处于高度潮湿的环境中,储存的钢铁物品出现锈蚀等问题,给企业造成较大经济损失。还有些钢铁企业在外租用分散的仓库储存货物,不仅增加了企业的物流成本,也对钢铁物品储运管理带来较多问题。 1.2 物资储备失当,无法满足需求 在很多钢铁企业中,物资储备失当主要表现为两方面。一方面,钢铁等物资的库存量超过企业实际的生产需要量,造成钢铁企业的生产经营成本显著增加,在仓库建设及维护、安排值班人员等方面的管理耗费会明显增大。另一方面,仓储中钢铁等物资的储存量低于企业生产所需的资源,使得企业面临由于缺货而引起成本的增加。同时,在钢铁企业的物资储备过程中,钢铁物品由于企业安全生产的要求以及生产机型改进等因素,会出现淘汰、积压等问题,也会引起物资储备失当,增加钢铁企业的生产成本。 尤其是近年来,由于国内外铁矿石等原材料价格波动较大,很多钢铁企业在仓储物流基础设施建设方面投入大量资金,用于购置机器设备以及仓储物流装备,以推动生产及销售等环节的发展。但是,随着钢铁产品的销量不断增加,盲目增加对钢铁产品仓储物流等设施及相关机器设备的投入,不仅没有显著提升产品的销量及满足客户需求,反而过多地增加了钢铁企业的仓储物流管理成本,损害了钢铁企业产品的市场竞争力。 1.3 专业人才缺乏,管理水平较低 仓储物流管理作为一种现代管理技术,涉及很多领域,这就要求物流管理人员不但要熟悉企业生产经营的整个流程,而且要掌握专业的物流管理知识,熟悉企业内部物流及产品向外延伸的供应链管理等知识。专业人才已经成为推动钢铁仓储物流行业发展的关键性因素。但是,我国钢铁企业以及钢材仓储流通领域管理人才缺乏已经成为制约我国钢铁企业健康发展的主要原因。从发达国家的经验来看,当前世界著名的大型钢铁企业都建立了多层次的物流管理教育体系,大力开展在职培训教育工作,还有一些国家建立了物流管理行业的职业资格认证制度。当前,对于我国很多钢铁企业来说,许多从事仓储物流管理工作的人员,是从其他生产部门过来的,不仅物流基础知识缺乏,而且甚至没有接受过系统培训。专业人才缺乏,导致很多钢铁企业的管理水平较低,无法适应仓储物流管理信息化的要求。 2 完善钢铁企业仓储物流管理的主要对策 2.1 重视钢铁仓储物流,合理规划仓储物流工作 由于仓储物流体系的运行状况,会对钢铁企业的生产、销售以及企业的经济效益产生直接影响。面对激烈的市场竞争,钢铁企业要高度关注仓储物流管理工作。 首先,要合理规划钢铁企业仓储物流管理工作。在钢铁企业的日常管理工作中,要细致做好钢铁企业仓储物流管理计划,统筹钢铁材料的供求关系,提高仓储物流工作计划的准确性,提高钢铁物资储运效率。 其次,要有效降低钢铁企业的仓储物流成本。钢铁企业应当根据市场形势和企业生产销售实际,建立起完善的仓储物流成本核算体系,控制钢铁仓储物流中的成本支出,确保钢铁企业在产品销售以及储运等环节的低成本和高效率运行。 最后,要重视钢铁企业仓储物流各环节之间的协调运行。钢铁企业的仓储物流管理与产品的生产、销售等环节之间相互衔接,钢铁企业的仓储物流管理工作需要其他部门之间的配合与协调,确保仓储物流工作合理推进。 2.2 优化钢铁储备物资,完善钢铁仓储工作流程 合理储备钢铁物资,不仅能够有效节约企业资源,减少企业成本,而且可以对企业资源进行有效管控。因此,要完善钢铁储运工作流程,加快钢铁企业仓储物流管理信息系统建设。 首先,搭建钢铁企业仓储物流服务平台。通过对客户、企业、运输车辆等资料的深入分析,缩短仓储物流环节及信息流转环节,提高仓储物流管理效率,降低储运成本。 其次,完善钢铁企业仓储物流运作标准。钢铁企业要适应信息化的发展要求,在仓储物流信息、仓储物流作业以及仓储物流运营等环节之间建立起统一的标准的运作体系,促进钢铁企业与客户之间的快速准确的信息交换。 最后,强化钢铁企业仓储物流的集中管理。借助于信息技术,钢铁企业可以仓储物流进行集中化管理。由于钢铁企业的业务范围比较广泛,通过对仓储物流的集中管理,不仅可以有效节约成本,而且规避了企业的市场风险。 2.3 培养钢铁物流人才,提高仓储物流信息水平 要从增强钢铁企业的市场竞争实力这一目标出发,培养专业的钢铁仓储物流管理人才,提高人才密度,优化队伍结构,提高仓储物流的信息化水平。 首先,员工队伍结构要和钢铁企业现代化仓储物流管理的发展需要相适应。要加大人才引进及培养力度,使从事仓储物流管理的员工职称结构、学历结构等要进一步优化,不断提高员工队伍的整体素质,建立起稳定、富有朝气和竞争力的员工团队。 其次,要加大仓储物流管理员工的培训力度。使员工能够灵活操作专业化的物流管理信息系统开展工作,不断规范钢铁企业的仓储物流管理工作,不仅要显著提高钢铁企业的物流管理水平,而且要有效控制钢铁企业的物流成本。 最后,要提高仓储物流管理人员的专业技能。钢铁企业要重视做好客户资料的收集、分析、存档及管理等工作,准确掌握客户的需求信息,有针对性地为客户提供各类服务,及时处理客户遇到的各种问题。 3 结 论 在当前钢铁企业竞争不断加剧,钢铁产能过剩的背景下,为了降低仓储物流成本,增加企业的经济效益,钢铁企业应当高度重视仓储物流管理工作,有效推动钢铁企业的供应流程合理运转,在节约企业生产经营成本的同时,提高钢铁企业的经济效益和市场竞争实力。 仓储物流管理论文:基于条码技术的仓储物流管理系统设计 摘要: 基于条码技术的仓储物流管理系统是为了实现企业精细化物流和库存管理的信息系统。系统建设的目标是取消传统的纸质流转入、出库单据,取代仓库管理员通过手工录入系统方式记录每笔出入库事务,实时追踪到成品使用的原材料批次,准确快捷的进行仓库盘点,更加科学的管理仓库各类业务操作。使仓库业务流转实现信息的一体化管理。 关键词:条码技术;仓库管理;物流管理;信息流转 目前企业仓储管理操作模式主要存在以下几个方面的弊端:一是仓库管理流程通过纸质方式流转。采购部门采购物料,在仓库确认入库后,手工填写入库通知单信息,明确入库数量,反馈采购部门,同时将入库通知单作为财务结算的依据。纸质的流转容易造成确认差错同时造成资源的浪费。仓库的主要业务入库、出库等操作都是通过现场确认后,再到电脑端通过手工录入事务信息,选择事务类型、物料名称、数量、库位信息等。操作设备不能移动,操作极不方便。同时通过人工核对物品、数量容易错漏,导致发错料、收错货等现象出现,影响生产和服务质量。仓库盘库时,操作人员需通过打印库存清单后,到现场库位进行清点,清点完成后在纸质单据上做好记录,再到电脑端调整记录好的物料库位信息,操作不及时,存在滞后现象。业务操作都是通过先记录后录入系统的方式,录入事务时繁杂易错、数据延时,导致库存信息不准确,不及时。物料未能很好地按一定的策略进行堆放和下架(如先进先出),物料后入先出等现象经常出现。先入物料未能及时领用,待领用到先入物料时,存在已经无法使用等情况。造成物料浪费,增加库存成本。因此建立一套完整的基于条码技术的仓储物流管理系统尤为重要。 1 系统设计总体架构 2 条码定义 条码分为三种:入库通知单条码、物料条码、库位条码。条码在操作中可以终端扫描。 2.1 入库通知单条码 入库通知单条码在入库信息生成时生成并体现。该条码信息在系统中可查询到包括入库数量、物料名称、规格等信息。同时包括所有验收所需要的资料的详细信息,如合同,技术协议等。通过扫描条码,可以跟踪查询此入库通知单的填写信息及流转情况。 2.2 物料条码 仓库物料条码按跟踪、循环与否进行分类,所以物料条码分为两种: 1)对于跟踪的物料每一个对应一个不同的条码,条码通过条码方式打印并粘贴在相应物料上作标识,一般包括:物代码(10位)+入库日期(8位)+物料跟踪号(4位)(根据年度结算周期物料跟踪号自动从头开始)。 2)对于非跟踪物料的每一批对应一个条码,一般包括:物代码(10位)+入库日期(8位)+0000(4位)。 2.3 库位条码 物料在仓库中存放的具体位置需要通过库位进行管理。库位条码根据每个库位在系统中分配一个唯一编码来标识,该编码通过条码方式打印并贴于仓库内对应的货架上(或托盘上)。库位条码标签有两个作用:1)定位,通过扫描库位条码可以快速定位物料存放的具体位置。2)查询,通过扫描库位条码可以查询到所有存放该库位的物料信息。 3 条码系统设计流程及实例 物料在仓储业务中主要有入库、出库及盘库三种操作。以某公司仓储业务管理为例说明条码应用的全过程。 入库操作流程如下: 采购部门物料采购分两种方式:一是在电子商务平台填写采购计划,供应商根据采购计划在电商平台中填写详细物料信息,安排送货。二是通过邮件方式发送给供应商,供应商根据要求进行送货。(此种采购方式供应商将物料送抵仓库需采购人员录入物料信息进系统)。供应商将物料送到采购部门,由采购人员核对送货物料指定具体送货仓库名称并发进门凭证,同时打印入库通知单条码。送货员入厂并将物料运送到指定仓库。仓库接收员接收核对物料,打印物料条码(供应商已经贴好条码的物料不需打印)并贴到该批次物料上。仓库接收人员扫描送货员提供的入库通知单条码,查询待入库物料信息,扫描物料条码和临时库位条码,实现临时入库操作。需多部门联合验收的,验收人员到达物料总库验收现场验收,填写实际验收情况反馈,并通过指定位置的刷卡机刷工作卡。仓库领导根据入库情况审核,通过后仓库管理员通过扫描实际库位条码和物料条码将物料入库到实际库位中。至此完成全部入库操作。 在仓储管理过程中,清盘库是核准库存数据的主要手段,通过扫描条码可便捷地进行清盘库操作,具体流程如下: 仓库管理员执行盘库操作时,可采用两种方式:一是通过手持终端扫描物料代码,核查该物料的库位信息是否和实际库位相符,如存在不符,则将该物料转库到实际库位中。二是通过手持终端扫描库位条码,核查该库位上的物料是否和实际堆放物料相符,如存在不符,则将不符的物料转库到实际的库位中。手持终端操作完成后,反馈信息到仓库管理系统中,仓库管理系统根据反馈信息实时调整库存信息。 出库管理操作流程如下: 领料员在仓库管理系统中编造领料计划,紧急领用的直接到仓库,仓库发货员根据领料计划,在手持终端扫描发货物料,领料员通过手持终端扫描确认领料物料。仓库管理系统根据接收的手持终端反馈信息自动调整库存。需汇总配送的物料由仓库管理员汇总。库管员通过手持终端扫描汇总物料信息,转到配送点。配送点人员扫描各库区管理员发送的物料信息进行核对,有异常的由库管员到仓库重新发料。确认无误后,配送物料送到对应领料点。领料员通过手持终端扫描配送的物料信息,确认无误后收货。如配送信息不符,则库管员重新发料。至此完成出库流程操作。 4 结论 论文通过条码技术的应用,实时运用在物料入库、出库、盘库等业务环节,最大限度地减少人工处理环节,从而提高企业内部库房、物流管理的效率,降低数据录入的差错率,进一步推进库房管理现代化。对需要跟踪的物料生成跟踪码进行物料跟踪及流转。解决物料在现场流转问题。实现物料在现场的准确定位。实现现场数据的实时采集。同时与仓储管理系统的接口连接,防止信息孤岛,有效形成仓储管理流程的闭环管理。 仓储物流管理论文:基于物联网技术的仓储物流管理系统应用研究 [摘 要]伴随计算机技术、信息化技术和互联网技术的不断发展,实现了多种现代信息技术融合集成的新型物联网技术。该复合型技术通过整合射频RFID技术、传感器技术和激光扫描技术,极大提升了物流仓储对货物管理的信息化程度。本文将现代物联网技术与传感器网络技术进行有机的结合运用,分析了智能化物流仓储管理信息系统,满足了新经济时代现代物流仓储对信息化技术的需求,并对物联网技术的应用前景进行了阐述。 [关键词]物联网技术;物流仓储;无线射频识别;WSN;EPC 物流行业作为商品流通的重要环节,控制着原料、成品和信息的流转,伴随着信息技术与社会经济发展的步伐,尤其是物联网概念的兴起,现代物流体系与秩序正发生着深刻变革。仓储作为现代物流体系的重要构成部分,历来是厂商、库管所关注和研究的重点,在物流环节中起着至关重要的作用。物流仓储管理中伴随订货、入库、管理和出库的事件而产生大量伴生信息,数据操作次数多、数据规模大和信息内容多样。 因此,伴随着新兴物联网技术的发展,研究如何更加高效地对仓储货物进行管理和调配管理、压缩出入库流程,提高人、财、物的使用效率,对于提高企业和物流商家自身竞争力具有关键意义。 1 物联网技术的发展状况 “物联网”概念的首次提出是在1999年美国召开的移动计算与网络国际会议,当时的定义为“基于互联网、无线射频识别(RFID)技术、产品电子代码(EPC)标准,构建的实现全球物品相关信息实时共享的互联网”,即简称为“物联网”,后来随数字通信时代的到来、新技术的加入,丰富和发展了物联网的概念。 国内对“物联网”技术的发展也高度关注,2009年总理考察无锡市高新微纳工程中心时,提议在无锡市建立传感网络中心,大力发展物联网,此后关于物联网发展的一些积极举措与相关政策纷纷出台,加速了我国物联网技术和新一代宽带移动通信网络的发展,逐步形成RFID、M2M、传感网等三种形式的物联网模式,初步实现了物品与互联网信息交互通信、定位跟踪、智能识别监管的网络构架。 2 物联网仓储物流系统的架构与关键技术 目前物联网技术已在物流仓储、智能楼宇、城市部件维护、城市自来水管网与智能电表等居民基础设施和医疗信息管理等相关领域得到了实际应用。但考虑到物联网技术尚未形成统一标准的行业规范、研究和应用均处于初级阶段的基本情况,应首先明确当前物联网体系的构架情况。 物联网技术的网络构架体系基本分为三个层级,即物联网感知层、物联网网络层和物联网应用层。物联网感知层主要由传感器信息采集设备、数据至网关间传感器网络与其他智能终端构成,具体来说包含M2M终端、RFID无线射频读写器、传感器与网关、摄像头等部件,其中RFID技术因为技术成本较低、手持终端简单,从而大大提升了货物分拣与选择效率,成为目前国内仓储管理行业应用较多的感知技术,年均增长率在18%以上,同时传感器终端有时根据货物种类的差异,常常会采用不同的类型,譬如农产品冷库又经常会用到温度、适度传感器;物联网网络层是依托现有互联网络与通信网络,结合物联网信息管理控制中心,完成货物商品的信息查询、发送、存储与更新管理职能,其中心特征就是网络化和智能化;物联网应用层主要是根据信息控制中心的监管数据,通过具体的终端或传感设备,完成交通、环境、医疗信息的共享使用,目前物联网应用层面开发的广度和力度仍不够深入,基本停留在商品货物自动识别、感知与定的层面,在深层次数据挖掘、网络信息融合、专家决策系统与智能调度方面的具体应用,还处于较为浅显的阶段。 当前国内物联网技术的实际应用多是基于无线射频识别技术RFID相关的EPC物联网络,数据传输多采用无线通信模式,现代物流仓储系统可通过对WSN无线感知网络与EPC技术进行融合,优系统的数据流与系统架构。 WSN(Wireless Sensor Network),即无线感知网络,通过布设安装在待监测区内的多源传感设备节点,以无线通信的方式组成一个数据采集、感知、监管的信息网络。智能仓储系统设计时可通过无线感知网络WSN与EPC进行技术融合,利用WSN网络进行物联网中EPC数据的传输,完成节点信息的无线通信,提高WSN数据传输稳定性的同时,还降低了EPC数据传输的运营成本。 RFID(Radio Frequency Identification)技术,即无线射频识别,采用无线射频电磁波信号来识别特定受众目标(EPC数字标识)并完成相关数据的读写工作,无须系统与目标间的机械或光学触碰,进而达到信息识别的功能;EPC(Electronic Product Code)数字标识,即产品电子代码,建立在全球统一标识系统条形编码的基础之上,可对物流产品供应链的对象(货物、货架、货盘与位置等)存储在RFID标签上,读取时即可完成动态数据连接,然后通过EPC这把数字钥匙获取相关信息;EPC中间部件,用户可根据特定的应用需求来开发定制、集成EPC部件,而其中最核心的部件便是EPCGlobal公司提出的应用层事件ALE(Application Layer Events),有效收集、传送EPC数据,ALE事件有助于RFID终端使用者自由选择所关注和希望接收到的RFID信息数据,避免数据冗余的发生,EPC服务主要完成中间部件信息存储与信息的秘钥查询,实现物联网之间的信息共享交流。 物流仓储伴随着生产的发展而进步,所经历的发展阶段大致为人工机械联动、自动化和智能化仓储。其中,智能化仓储是在自动化仓储的基础上,通过与其他相关信息决策系统整合集成而组建,目前仍处于初级发展阶段。通过EPC与WSN节点融合,推进物联网技术的更新发展,既可以传输阅读器扫描的货品EPC电子标签身份认证信息,又可以传送传感器所监测到的仓储环境实时动态变化信息数据,系统结构设计为网状树形自组织结构,从而较少单一组织节点损坏或故障对整个传输网络的影响,实现仓储物流系统的多源感知、动态监控、实施调度与大数据统计分析功能。 3 基于物联网技术的仓储物流系统 物联网技术是自能化仓储物流的技术支撑,通过互联网将不同的物体进行信息联通共享,使仓储的货物可被远程感知与操控,构建现代智能物流仓储配送方案。现代物流的发展,对现代化智能物流仓储提出了新的要求,诸如不单单要能完成出入库、移动调拨、货物盘点、退换货与基本报表功能,还要适应时代技术需要,满足仓储环境湿度、温度,甚至光线、火灾等多源传感器的监测需求。 基于物联网技术的物流仓储系统主要分为硬件平台和软件平台两部分。硬件平台主要为支撑和维护智能仓储管理系统的多种硬件设备、传感器与工具等,是仓储系统的基础;软件平台主要为仓储管理信息系统,主要根据现代物流仓储的业务数据流要求,对数据、资源、事件、货品与人员等调度与指挥,维持人、财、物的高效有序运转,并使整个仓储货物间与互联网间相实现网络对接,将货品基本信息传送至物联网中,进行在线操作与查询。 智能仓储物流系统之中货物的基本处理流程为: (1)货品入库。利用RFID射频技术完成待入库货品的EPC电子标签身份认证,读取货品的基本信息,同时以WSN节点将货物信息上传至数据库管理中心实现货品入库登记、分析适宜的货架仓位、优化配置传送线路,最后向移动机械(例如移动叉车)货品传送指令,通过传感器对货物定位跟踪,跟踪信息也采用WSN进行数据传输,直至货品入库放置于预订的适宜仓位。 (2)货品出库、库存盘点、移动调拨。通过管理系统平台,对库存货品实现内部操控处理,涉及对象指引到位监督、物品识别与数量自检、移动调配退货与报废信息上传等功能基本指令,这些指令与数据的传输,均依赖WSN节点完成数据信息的交流传输,实现调运机械硬件与仓储管理软件的物联结合,通过实时数据回传,判定货品的处理状态。 目前国内已有不少企业建立了物联网仓储物流系统,尽管处于初级的阶段,但还是取得了一定的经济效应。例如济宁金乡建立的“物联网大蒜冷库管理系统”,通过传感器对冷库内的湿度、温度、CO2等指标完成在线监测、无线传输,主控中心与设定的指标参数进行对比,自动冷库的加温、除湿、通风等指令,完成系统的自动运行;嘉兴电业局通过物联网技术,实现大小型燃料库房间的远程信息交互,堆垛机自动存取货物等功能,实现了燃料库间的物质资料智能调配。 4 物联网技术应用于仓储物流的展望 本文通过阐述物联网技术的发展状况,介绍物联网设计的EPC、WSN等数据传输与感知的关键技术,介绍了基于物联网技术的仓储物流系统的基本构架与运作模式,并根据社会中已存在的物联网仓储物流管理系统案例,分析了物联网技术普及应用的现实意义与所取得的经济效益。 伴随着无线感知技术、数字移动通信技术和自动化技术的日益成熟,物流仓储系统的智能终端设备不断更新发展,为构建“智慧物流”提供了软硬件条件,物联网技术的应用前景十分广阔。但同时也要清晰的认识到当前的物联网技术应用仍处于较为低端的阶段,数据的采集传输、系统的网络构架、信息的加密安全等方面还不甚成熟,离现代“智慧物流”、“智能仓储”的要求还差距很大,在以上方面还存在探索研究的空间。 仓储物流管理论文:关于现代仓储物流管理信息系统需求分析 【文章摘要】 伴随着当前我国经济的高速发展,现代与时俱进的仓储物流管理信息系统是在很久之前物流行业不发达的时候,物流行业中不断分开的子行业各自经营模式,已经不适应当前经济社会发展的基础上,将其逐步的联合起来,完成一个系统的整合。这样现代化的信息系统是符合当前物流行业发展的要求,尤其是当今电子商务蓬勃发展更是带动了物流行业以服务快效、及时、自动化配置订单的模式存在。这样不仅促使满足当前客户对物流配置时效性的需求,同时也在相当大的程度降低了物流服务运输成本。本文基于上述原因,通过对现代仓储物流信息系统进行需求分析,结合当前仓储物流特点,提出适应我国现代物流信息系统管理的建议与措施。同时阐明了建成现代仓储物流管理信息系统的新思路。 【关键词】 仓储物流;物流管理;信息系统 1 现代物流仓储特点 随着社会经济的发展,特别是人们购物思维从实体店转向网络购物的观念转变,基于淘宝,京东、阿里巴巴等平台,给电子商务的发展带来了长期持续的高效发展。在如此大环境下,现代物流业也得到了高速的发展。在此过程中,物流业的核心信息管理系统是把行业管理决策和应用等不同方面从以前的各自独立,互不联络的系统逐渐合理有效的联合起来,使得具有一定的集成化系统。这样,使得物流系统以高效、高质、廉价的成本为行业标准对现代物流行业提出了高要求。在整个物流信息管理系统模块中,仓储物流信息系统是一个核心模块之一。它是企业原材料和产成品采购与销售链条上的一个不可缺少的环节。 在仓储和物流管理活动的过程中,会出现巨量的物流信息,这些信息往往伴随着仓库订货,储存货物,保管货物,货物出库等一系列企业运营过程而带来大量的仓储经营数据,这种数据需进行频繁的数据处理,同时也具有一定信息复杂性的特点。为了达到加强对信息的存储管理的目的,企业必须快速建立能够快速处理如此庞大的信息量的现代现代仓储物流管理信息系统,这样才能够满足存储效率的巨大需求,降低库存成本以满足企业加快资金周转,减少库存量的经营需求。 2 现代仓储物流管理信息系统需求模块分析 2.1 物流仓储业务接单模块 该模块是基础,是接受客户的物流仓储配送业务或需要保存和运输业务管理的必要条件。公司仓储人员基于货物存储申请来受理操作存储货物,同时准备货物入仓库管理的判断,仓储业务接单模块需记录客户需要的货物仓储业务相关的信息,以利于做出合理的管理仓库管理解决方案。另外,还应提出一系列存储管理解决方案,用于仓储作业计划外的维护功能。 2.2 货物入库管理模块 该模块基于接单货物清单,将货物入库的信息列出来,通过公司仓储管理人员审核校准后,依据不同客户所提的需求和货物本身的特性等为客户量身选择仓库,同时在仓储的过程中,根据仓库的占用面积等信息情况做出仓位的分配,并将修改的信息记录。经过这样的过程,才能算是完成了货物实际进入仓储入库的操作。同时,在信息管理系统中需自动生成入库明细单,以便于今后对货物进行仓储管理,并且在对仓库维护的过程中仓库的信息都需核实记录在案。 2.3 库存维护管理模块 该模块主要负责各种材料的收货,发货,存货等管理,及时有效的处理货物入库后的相关管理信息系统。由于仓储的数据庞大,该模块的主要功能就是随时及时地更新当前的库存信息,这样才能够准确无误地反映当前仓储作业的动态过程。该功能模块主要包含如下几部分,收货、发货、存货管理,库存使用动态分析过程,不同类型货物分类储存和呆滞物料管理等。上述子模块的实现是整个库存管理模块的系统整合。 2.4 外包仓储模块 外包仓储物流模式是指企业为了以增强企业核心竞争力为重,将仓储物流业务外包给第三方物流公司的模式。这种模式具有覆盖区域广泛、企业所付诸精力较少、利于社会物流资源的开发利用和提升企业核心竞争力等优点。然而,由于企业对物流的控制力较低的原因,造成对第三方物流的依赖性较强。企业业绩会受到第三方公司的水平的影响,从而使企业的发展产生一定的风险和不确定性。 外包仓储物流模式适合仓储物流管理能力弱、企业资金实力一般的电子商务企业。它同样适用于平台交易数量小,但批次多的企业。企业在采用外包仓储物流模式时,需要选择适合企业自身特点的第三方物流公司合作,并维持与第三方物流密切沟通。 3 总结 本文根据现代仓储信息管理的需求,研究了当前仓储管理信息系统分析设计模块的主要功能,在当前企业激烈竞争的今天,企业需将仓储物流过程放入一个战略的高度,一个好的仓储物流管理系统,能够解决许多企业在材料采购,产成品销售过程中所遇到的难题,同时能够降低企业在供应链和销售链上的成本。所以,物流信息化是企业在如今同质化激烈竞争的市场环境中脱颖而出的关键之一。与时俱进的仓储物流管理信息系统,对于某些仓储物流管理能力不强的企业,且物流成本优势较弱的企业来说,该系统管理是先进与时效性都是很重要的。共同集配仓储物流要求的管理能力更高。仓储物流联盟更有助于缓解单个企业的仓储压力。 仓储物流管理论文:RFID技术在烟草仓储物流管理系统中的应用研究 【摘要】文章通过现代物联网科技手段,采用可靠的特高频RFID技术获取烟草行业关键资产在关键生产环节的动态信息,并通过网络进行传输,构建出一套汇聚于高性能数据库中的烟草仓储物流管理系统,实现烟草的仓储、生产、物流全链高度信息化管理。 【关键词】RFID 烟草仓储物流 信息化管理 物联网 2010年国家烟草专卖局在全行业局长经理座谈会上,明确提出了建设烟草行业物联网的目标,在全国物流现场会上明确了“全面覆盖、全面感知、全程控制、全面提升”的总体要求。国家烟草专卖局希望通过物联网[1]的建设,加强行业内部管控能力,实现打造“面向未来”和“不可替代”的烟草物流体系、提升行业核心竞争力的战略目标[2]。 传统的烟草行业在营销管理、仓储物流管理、专卖管理及日常办公中都或多或少存在着信息不共享、业务流转速度慢、人工成本过高、生产效率低下等问题[3]。本文以引入现代企业管理思想和方法、提高我国烟草企业的管理水平和企业核心竞争力为出发点,根据我国烟草企业传统的信息管理系统的现状及特点,针对烟草公司的具体情况,提出了基于物联网技术的烟草物联网系统。 1 烟草物联网系统平台搭建 1.1 系统采用的通信协议 现存的特高频RFID[4]协议有三个,ISO 18000-6 TypeA、TypeB和TypeC。2004年8月15日ISO/IEC宣布ISO/IEC 18000-6包括TypeA和TypeB两类协议,2006年EPC C1 G2正式进入ISO/IEC 18000-6,成为ISO/IEC 18000-6C,从此ISO/IEC 18000-6包括TypeA、TypeB和TypeC三类协议[5],本系统采用的器件支持后两种协议。 1.2 系统构成 整个系统主要由两个核心部分构成:基于特高频RFID数据采集系统;后台数据存储分析控制系统。其中RFID数据采集系统为最核心部分,是整个系统中需要完全重新构建的部分;后台系统可以以烟草行业固有的信息系统为基础进行相应改进即可,既节约资源,也节省时间。 (1)基于RFID的数据采集系统 一般RFID系统主要由三部分构成:阅读器、天线和电子标签。本系统的阅读器包括两种:一种是安装在各个车间的固定阅读器,通过以太网传输信息;一种是工人手中的手持阅读器,通过Wi-Fi传输信息。天线是根据现场环境定制的基于超高频的面天线,具有方向性强、阅读距离远的特点;电子标签是根据车间生产环境定制的RFID抗金属超高频标签。 1)SAAT-F805型固定式读写器 SAAT-F805型读写器是针对ISO 18000-6B和ISO 18000-6C(EPC Class1 Gen2)协议标准研发的RFID读写设备。该系列读写器具有读写距离远、稳定可靠、操作方便、功能强大和扩展性强等特性,适用于物流控制、交通管理、资产管理及生产管理等多个领域。该读写器同时提供2路I/O输入信号检测和4路I/O信号可控输出的功能。SAAT-F805型读写器在设计时考虑到RFID系统集成应用的需求差异,在硬件上采用模块化设计,除已有的硬件接口外,也可为用户单独定制其他类型接口。 2)C5000U特高频手持移动终端 C5000U采用ARM9高速处理器,支持EPC C1 GEN2/ISO 18000-6C协议标准;采用先进的Windows CE 6.0操作系统;可采集超高频(840~960MHz)射频标签及IC卡等载体数据;支持GPRS/Wi-Fi多种通讯模块传输方式;符合IP64工业级密封标准,防水、防摔、防尘功能更强;其坚固耐用的结构,保障极端的环境下的正常使用,显著减少停机时间和维修成本。 3)ORT-PL系列电子标签 采用ORT-PL系列UHF频段的RFID无源电子标签,符合ISO 18000-6B/6C标准,主要用于仓储和物流管理,具有识别率高、读写距离远、可靠性高等特点。 (2)后台数据存储分析控制系统 后台的工作主要体现在软件应用方面。以前烟草后台数据系统只有简单的数据存储和查询功能,与现今的信息化精细化要求相差甚远;而且其相关信息采集基本上都停留在烟草成品流通环节上,缺乏对烟草生产加工过程相关信息的采集,不能完整体现整个烟草行业的动态信息,无法为整个行业发展决策提供支撑信息。 因此,后台的改进主要体现在以下几个方面:增加实时收集烟草生产过程中相关信息的功能;根据烟草行业生产物流的特色开发相应服务软件以供中控室调用,协助做出相应决策,并实施监控;有关数据存储在数据服务器中,通过云技术实现与远程用户的数据共享。 2 TERS总体设计 2.1 系统介绍 Tobacco Efficient Responses System(烟草物联网信息系统,TERS)是一套以信息服务为核心,提供从原料、辅料跟踪到最后成品的完整信息化服务,并以物品的流通与信息沟通为基本元素,实现沟通多方的信息化平台。该系统特点如下:是针对烟草行业特性和企业特点的定制化解决方案;高效、精准,提高物品流通效能,规范作业流程;实现人员与人员、人员与物品的责任关联;是功能完善、行之有效、信息化的企业解决方案。 系统的核心服务包括:各厂的规范化服务、各部门间的通信服务以及为中烟物资流通做系统化的服务。该系统通过特高频RFID技术获取关键资产在关键生产环节中的动态信息,通过网络进行传输,汇聚于高性能数据库中,做到深度挖掘、科学分析、快速反馈,形成对整个生产流程的可视、可控管理。系统平台建设本着硬件可靠节约、软件切合实际、管理手段有效的原则,并充分考虑未来建设“高架库”等现代仓储管理模式的构想,使企业信息化投入长效化。 2.2 系统的整体框架 本系统主要由三部分构成:基于特高频RFID技术的终端信息采集系统;数据传输汇聚系统;后台服务器及中控室。系统结构如图1所示。 仓储物流管理论文:关于物流管理专业《仓储管理》课程设计的研究 《仓储管理》是物流管理专业的核心课程。从物流的功能角度分析,现代物流包括运输、搬运装卸、仓储、包装、流通加工、配送和信息处理七项基本功能,仓储是现代物流不可缺少的环节。从物流系统的结构分析,物流系统是由结点、连线构成的一个网络,其中结点又称为物流据点,仓库处于至关重要的节点地位,对整个物流系统的完善和优化具有重要意义。所以,《仓储管理》在物流管理专业的教学过程中占有举足轻重的作用,该课程的设计会影响整个专业的教学效果。 1.课程设计思路 1.1课程设计原则 教育部2006年出台的16号文件中明确提出:“高职高专教育要体现工学结合、工学交替,具有开放性、实践性、职业性特点,要培养企业工作一线所需的高技能型人才。”为此,在课程设计中教师需要结合企业的实际情况进行充分调研,了解各类企业的仓储或配送工作流程和一线工作岗位操作技能要求,以及岗位素质要求。 1.2课程设计目标 该课程的目标以职业性为原则,通过综合分析仓储工作一线所需的高技能岗位,确定课程所面向的职业岗位群。与仓储相关职业岗位群主要有:商品检验岗、仓库管理岗、仓储业务岗、仓库统计岗、订单管理岗、商品分拣岗、仓库安全岗等。 教师应以典型工作岗位的工作任务为中心设置课程内容,让学生在完成具体工作任务中掌握技能,构建理论知识体系,形成职业能力。也就是说,在教学阶段是以实践性为原则来安排各阶段的教学。这就需要对教学过程进行改革,由改革前教师独立开发课程、通过“虚拟工厂”实训、“学”“做”分离转变为校企合作开发课程、真实项目实训和学中做及做中学。 1.3教学内容设计 本着开放性原则,以客户一票货物进出库的工作过程为主线,综合分析所考查的企业仓储管理的工作流程,分解教学项目和工作任务,把理论和原理融入到实践教学中去。利用校外企业、校内实训基地,设置相对真实的实训项目,给学生提供丰富的实践机会。 2.课程定位 本课程体系应符合高技能人才培养目标,符合第三方物流企业、生产企业、流通企业仓储配送职业岗位的任职要求,对学生职业能力的培养和职业素养养成起到主要的支撑作用。另外,还要与前后课程衔接得当。 2.1知识能力分析 与仓储管理相关的知识包括物流基础知识、电子商务、ERP(企业资源计划)等,这些内容都涉及仓储知识或仓储环节。 仓储管理课程还与物流包装管理、采购与供应管理、配送管理、企业物流、特殊货物存储管理相关或相衔接。 所以在安排教学计划过程中,教师要注意仓储管理承上启下的作用。 2.2学情分析 教学离不了学生,在教学设计中教师必须考虑学生的情况。一般来讲,仓储管理需要学生具有一定的物流知识,这样他们才能更好地理解仓储在物流中的作用。学生还要有一定自学能力,除了课堂中教师带领学习外,在课外学生应从实际工作和生活中、从其他书籍中更深刻、更广泛地领会和灵活运用仓储知识。 学生还要有动手能力。《仓储管理》属于实践性较强的课程,如果没有动手能力或不喜欢实际操作,怎么学都基本是无效的,因为在实践性较强的工作中,才最能感受到理论与实践的差距。在实际操作中,学生更要具有团队合作精神,如何培养学生的团队精神,这是教学中要特别注意的、特别难把握的环节。 另外,学生要有锻炼技能、形成职业能力的愿望,这样才能主动学习、主动实践。 2.3课程内容 本课程主要包括仓库规划设计(建库)、仓储功能拓展(用库)和仓库管理维护(管库)三大部分。教师应以物流企业或企业仓储部门的仓储工作过程为导向,以客户一票货物进出仓库的工作过程为主线,按主线分解教学项目,构建学习和实训任务,依据项目任务,设置相对真实的实训内容,并考核。结合培养能力目标――“综合素质+一技之长”,在教学中穿插与职业道德、职业规划、交流沟通和团结协作等内容。 3.教学方法和手段 3.1教学模式的设计与创新 教学过程可以采用讲练结合、师生互动、反复演练透彻掌握。教师先将学生分组,然后将教学内容分配到小组,要求学生选出小组长,小组长相当于仓储部门的班组长,对各自的学习情境进行研究,学生利用课余时间到图书馆查资料,也可上网查资料,同时听老师上课的讲解,各个小组做出PPT和讲稿。当老师将学习情境全部讲完后,学生项目小组上讲台讲解,并当场接受老师和其他学生的提问,作出答辩,然后进入仓储配送作业的流程实训。这样反复讲解,反复演练,加深学生对课程内容的理解和记忆。考试既注重过程,又注重结果。评分可以采用教师评分、学生自评、学生互评相结合,教师评分、学生自评、学生互评的权重可以视情况不同。该课程采用以工作过程为导向,理论实践一体化,任务驱动式教学模式。 3.2多种教学方法的运用 3.2.1案例教学法 本课程按作业流程分为八个学习项目,按作业性质分为三个学习项目,每个学习项目设计一个案例,教师从案例分析入手,引导学生正确理解仓储的作业流程、操作步骤、操作要求。 3.2.2角色演练教学法 教师应通过对仓储职业岗位群的分析,设计出若干个不同的角色,由师生共同扮演各种角色,不同的角色在仓储配送作业的操作中履行不同的职责,相互配合,完成既定工作目标。 3.2.3讨论启发式教学法 在课堂教学中教师应巧妙设问,以此活跃学生思维。讲解习题时,常采用讨论式教学法,激发学生的创新思维。教师根据教学模块设计思考题,学生以项目小组为单位进行讨论分析,然后做出答案,在课堂上宣讲,教师给予点评。 3.2.4仿真模拟教学法 教师可以利用物流仿真实训室进行实际操作。学生在仿真实训室能基本仿真完成仓储相关的所有作业,操作过程与真实的职业环境基本相同。 3.2.5现场教学法 教师还应带领学生到校外实训基地参观,在第三方物流企业的仓储配送中心。学生观看企业员工的操作,观摩相关的设施设备,能感受企业文化,并对现场的新技术、新设备产生感性认识。 3.2.6六步教学法 六步教学法包括资讯阶段、计划阶段、决策阶段、实施阶段、检查阶段、评估阶段。在这六个过程中,教师充当幕后指挥者,学生在前沿。首先教师将任务布置给学生,学生经过资讯阶段,收集和查阅大量的资料,阅读操作要求、操作步骤,做出计划书,优选方案,付诸实施,在实施过程教师给予指导、检查、督促,学生做完后,由师生共同参与评价。 总之,教师通过多种教学方法和教学手段的灵活运用,将抽象的问题具体化、形象化,将理论分析与应用相结合;通过实际应用,从小的实训项目到综合性的实训项目的设计与制作,培养学生的创新意识,提高学生的学习兴趣和乐趣;将学生由被动接收知识转为在老师指导下的主动学习,这样所有问题都能迎刃而解。
随着互联网技术的迅速发展,大数据的各项技术应用模式也变得更加复杂,同时也便捷了人们的生活和工作。因而,需要我们合理地利用大数据并对其进行精确管理,使其更好地为社会服务。互联网大数据已融入到政治、经济、文化、外交以及军事等不同领域之中,也与我们每个人的日常生活息息相关,对数据进行甄别,从而有效利用,是数据信息处理过程的重要一环,影响深远。 1互联网大数据的采集方法 1.1传感器 传感器方法主要是通过测试一些物品的物理特性,通常情况下包括物体的音量,湿温度,电压等等物理符号信息,采集完毕后将这些数学值转变为一些电脑能够准确识别的信号,然后上传到数字终端进行归纳,完成数据的工作。 1.2系统日志采集方法 一般来说,数据源系统能够产生系统的日志文件数据,用来对数据源发生的各项操作过程进行实时记录,比如一些web服务器记录的用户访问行为和网络流量的实时监管和金融软件的股票记账等。许多的互联网企业都有自己的海量数据采集工具,多用于系统日志采集,如Hadoop的Chukwa,Cloudera的Flume,Facebook的Scribe等,这些工具均采用分布式架构,能满足每秒数百MB的日志数据采集和传输需求。 1.3Web爬虫 网络爬虫是指为搜索引擎下载并存储网页的程序,它是搜索引擎和web缓存的主要的数据采集方式。通过网络爬虫或网站公开API等方式从网站上获取数据信息。该方法可以将非结构化数据从网页中抽取出来,将其存储为统一的本地数据文件,并以结构化的方式存储。它支持图片、音频、视频等文件或附件的采集,附件与正文可以自动关联。数据类型十分的复杂,同时产生数据的方法和路径也在不断增多,数据的表现形式自然更为多变,由原先简单的文字、图片和视频转变为一些更为复杂的保留信息和具有时空信息价值的抽象信息。 2互联网大数据的处理技术 如果要把数据处理应用到一些处理其他领域的辅助资源,就需要极高的数据处理和价值提取价值,相对于当下的数据处理技术来说是一个巨大的挑战。现在比较流行的数据处理方法主要是批处理和流处理模式,这两种处理模式相对应的是静态数据和动态数据这两种不同的数据形式。 2.1批处理 对待静态数据主要是先对原始用户的数据进行分块释义,然后通过不同的任务处理区来进行工作,得出最终结论。这一技术在文本处理等领域运用的尤为广泛。这种批处理的技术对于那些先进行存储,然后进行计算的大数据来说十分适合。另一方面,交互式的数据分析系统则是去处理一些实时数据的另一个有效方法。 2.2流处理 对那些实时数据进行处理,交互式的数据处理方法相对与流式而言更加灵活多变,易于控制,处理的结果也更加方便进行读取,常见的应用实例是一些服务器的实时日志信息采集,网络上PB级数据的处理时间缩短到秒级,所以要求对这些实时数据的处理能够更加迅速和准确,这些是流数据处理的核心处理方法和目标。由于当下电子设备的技术革新和普遍应用,更多的图像和音视频信息出现在信息源当中,由于其自身就能够表现出数据特点和事物联系。图数据耦合的特性对图的规模日益增大达到上百万甚至上亿节点的大图数据计算提出了巨大的挑战,于此同时,一些图片数据源的关键字查询技术和图片的存储挖掘技术之间都有着共通之处,图数据的处理系统要对不同的图数据进行正确的分割和计算,运用写好的互联网模型来批量处理现在的大数据,这种技术已经在网络安全和公共安全领域已经运用的十分广泛了,比如通过大数据处理对一些用户感兴趣的内容进行微博的推荐阅读、微信的公众号推荐和如今一些视频流量软件和平台的用户视频选取推送等技术都是此类技术,在社会安全和公共安全方面,对一些可能存在的用户异常操作进行错误报告,医院内对病人的身体情况进行语义进行分析和协助,一些物联网系统则是通过用户的使用习惯对连接的物理装置进行实时操控,还有一些交通管理,环境管理和生物传感,物流快递和物流车辆形式的路线规划等领域有着广泛的应用。 3大数据发展展望 各种处理大数据的方法和技术在进行不断地革新,国内外的各类互联网企业也在对大数据处理的专业化架构技术进行研发。对开源系统进行优化,增大开发的规模,降低开发成本,强化开发的专业化程度,数据处理的模式多样化程度增加,有利于大数据在物联网环境下的良性发展。大数据的处理可以通过机器深度学习挖掘的进行实现,所以机器的深度学习是现在大数据信息分析的基础,将一些碎片化的信息结构整合成一个完整的数据源,来反应信息表达事物的全貌,增加大数据挖掘的深度。可视化技术不仅仅是数据分析的关键技术也是展现通过数据挖掘产生的数据结果的重要手段,通过强可视化辅助决策可以对大数据分析的准确性、有效性和对于人们能否及时获得决策信息非常重要。可以预见,将来大数据平台会以一种前所未有的方式改变着各行各业。 4结束语 综上所述,互联网的大数据采集与处理和信息计算方式息息相关,如何提高信息计算方法和机器建模的数据挖掘手段,对于提高数据采集的质量和速度都有着重要的意义,面对越来越复杂的数据,仅仅依靠一种数据处理方式也是远远不够,只有针对不同的数据类型,数据产生途径和数据特点进行分类处理,合理地综合运用各种不同地信息处理方式,才能够有效地处理数据。在实际地应用意义方面,大数据的采集和处理技术也有着广阔的应用价值,国内外对于该领域的研究尚且不完善,在该领域占得先机,对于我国的数据应用和处理有着重要的意义,产生对社会各层有益的影响。 参考文献: [1]王映丽.大数据时代的计算机信息处理技术分析[J].电脑知识与技术,2018,v.14(10):52-53. [2]何文韬,邵诚.工业大数据分析技术的发展及其面临的挑战[J].信息与控制,2018,47(04):398-410. [3]王建昆.大数据分析技术在采集运维业务中的应用[J].中国新通信,2018,v.20(12):107. [4]王健,杨清银.大数据分析技术在用电信息异常分析中的应用[J].自动化与仪器仪表,2018(03). 作者:苏文伟 耿贞伟 单位:云南电网有限责任公司信息中心
近些年,汽车工业领域的快速发展,使其在很大程度上带动了我国经济,同时,汽车的出现,也给人们的日常生活带来了极大便利,并已经成为人们出行的重要交通工具,这也使汽车维修行业成为一大热门行业,特别是科学技术的进步,使汽车检测与维修变得越来越自动化、智能化,极大程度的提高了汽车检测水平,有效保障了汽车驾驶安全。在汽车自动化检测中,如何更加合理的进行故障诊断,并采取针对性的对策来对故障予以维修,也已成为汽车维修行业的重要课题。为此,以下便对汽车自动化检测中的各种故障进行类别划分,以便于更好的采取相应的对策来进行解决。 一、汽车自动化检测中故障的划分 (一)以工作状态划分 在汽车自动化检测中,以工作状态对故障进行划分可将其分为间歇性故障与永久性故障,间歇性故障是指具备时有时无特点的故障。而永久性故障则是通过人工排除的方式才能明确的始终存在的故障。 (二)以故障程度划分 以故障程度进行划分可分为局部功能与整体功能故障,汽车内部结构中的某个零部件发生故障时,其自身功能难以正常运行,但却不会影响到其他零部件的运行,此故障为局部功能故障。而当某个零部件发生故障后还会波及到其他部分时,致使汽车的其他功能也无法运行时,则为整体功能故障。 二、汽车自动化检测中故障诊断的相关对策 (一)汽车诊断参数要尽量详细 在汽车自动化检测中,对诊断参数进行收集是十分重要的,诊断参数能够对系统、零部件及结构的状态变化进行真实的反映,从而为检测人员提供可靠的诊断依据。因此,在对汽车进行自动化检测时,应确保诊断参数能够尽量详尽,并通过技术与经济角度来对诊断参数的合理性进行分析,以此选择正确的诊断参数。 (二)汽车诊断方法要正确 汽车在运行过程中,其结构中的各个零部件均处于装配状态,在这种状态下是不能进行直接测量的,比如对汽车在行驶过程中的曲轴轴承间隙、汽缸的磨损程度等。因此,在对汽车故障进行诊断时,主要是通过间接测量方法来实现的,但这种方法必然会产生一定的不准确性。比如,在发动机运行过程中,其内部结构中的曲轴主轴承的运行状态既可能是正常的,也可能是不正常的,如果在对轴承工作状态进行判断时,以机油温度作为衡量标准,则其油温又包含过高与正常两种情况,这就会使检测结果发生误判。这是因为如果机油的温度过高,必然会是轴承不运转所造成的,同样其他原因也可能造成这种情况,比如机油量不足或者其黏度不合理等。 (三)确保维修信息合理 在汽车自动化检测系统中,对其进行检测时,需要确保维修信息合理。因此,在汽车故障诊断中,应根据汽车说明书来进行检测,如果原车说明书缺失,可以对其他相同类型的说明书进行参照检测。不过必须要对数据差异进行充分的考虑,这样才能使检修人员更好的对故障进行诊断,以避免自动化检测时产生问题及漏洞。此外,检修人员在对汽车的机构及电路进行自动化检测时,还要具备相应的机构图与电路图。在汽车生产厂家所提供的维修手册中也同样包含有详细的维修信息,可按照这些提供的维修信息来对汽车进行维修。同时,检修人员还可以利用传感器来对故障进行自动化诊断,当无法判断故障位置时,应按照相应的检查流程来对故障原因进行分析。 (四)主动探查故障原因 由于部分汽车故障为间歇性故障,因此较难诊断,只有在汽车正好出现该故障时,才能及时诊断出来。也就是说,在某些情况下,如果汽车没有明显的故障症状,检修人员不通过自动化检测技术的应用,是难以判断该车是否存在故障的。因此,当该车出现间歇性故障症状时,驾驶员应尽量不要启动汽车,这样不仅会使汽车的能耗增加,甚至还会进一步引发更严重的故障,此时,检修人员就必须要及时到达现场来进行诊断与维护,以便于及时排除故障。在汽车自动化检测中,当计算机中安装了能够进行拆卸的存储器时,应确保存储器中的信息得到及时刷新,如没有刷新,则可对其进行更换,不过这样会在一定程度上花费更多的精力与成本。此外,在汽车发生故障时,某些故障会产生故障代码,而这些故障代码并不一定就代表其内部某一零部件发生故障。比如,当排气阀被烧坏时,会造成汽缸出现压缩性变差,但其故障代码却表示氧传感器缺氧。因此,检修人员必须积极主动的探查故障原因,并结合自动化检测手段,这样才能更加有效的排除故障。 三、结语 总而言之,我国国力的不断增强,使民众的生活质量不断提高,这也使人们对汽车的舒适性及安全性有了更高的要求,这也在很大程度上促进了汽车自动化检修水平的进步,不过在汽车自动化检修中,仍旧存在许多问题有待解决,如果忽视了这些问题,势必会对汽车的维修质量造成严重影响。本文通过对汽车自动化检测中的故障分类进行探讨,提出了汽车自动化检测中故障诊断的相关对策,希望能为汽车检修人员带来一定的借鉴意义。
计算机控制论文:计算机控制技术在智能建筑自动化的作用 摘要:智能建筑物可以解释为把计算机应用技术同控制技术配合网络技术以及建筑艺术紧密结合在一起的科学成果。目前智能建筑是发展一个国家,一个地区科学技术与经济水平有力整体体现智能建筑水平是城市现代化发展水平的重要标志之一。计算机控制技术在该领域起到协调各个子系统,检测、协调、控制其它智能设备的作用。 关键词:智能建筑物;控制技术;自动化;计算机 前言 智能建筑是“将计算机技术”“控制技术和网络技术”和“建筑艺术”等综合技术的产物,目前智能建筑的规模,已经是一个国家或者是一个地区科学技术以及经济水平的良好体现,智能建筑的发展水平是城市现代化水平的最显著标志之一。伴随着信息时代的来临和信息产业的勃勃兴起跟随着人们对生活环境,居住条件要求地不断提高。建筑智能化的理念现己深入到了建筑物的灵魂中,并成为了衡量现代科技价值的“金标准”。建筑物的智能化成为了提高居民生活条件。是城市未来发展的主流方向。现今“物联网时代”已经到来,智能建筑的每个“子系统”将向着大规模、分散控制以及集中管理等方向发展。一般,智能化建筑中大多包括有多个子系统以及诸多设备的互联。于是就要通过对信息的综合和资源的利用,以便来统一协调监视“智能建筑”的状况便显得非常重要。通常一般情况下,每个分系统大多都选自不同的生产厂家所提供的;在“数据类型”“接口种类”和“信息储存方式”等诸多方面都很难答到共通。因此可能会严重影响了子系统在物理层面上以及功能上的互操作性以及开放性,为整栋智能楼宇的综合信息采集造成了非常大的困难。网络技术的不断进步,对建筑物内的信息监测的方式也不断更新,先已在经不再单纯是客户与服务器之间的资料信息共享。现在可以对系统监控或远程控制监测等诸多方式也日渐成熟。并且已经成为了系统当中非常必要组成部分。 1智能建筑的功能 一个可以被有效控制利用各种资源的建筑才能成为智能建筑,还需要具备有关的系统运营环境。同时生态系统上应满足能源与服务还有排污的综合需求,实现各个层面的协同运行和有机的结合。智能建筑的‘计算机控制技术’在建设设计最初时,应考虑到4个其最基本的功能: 1.1能源的管理 通过使用设计能源监控与管理的方式来达到有效节约能源的目标,减少其建筑物在周期内的资源消耗与浪费同时提高了建筑物的利用率。 1.2空间的管理 优化控制空间结构,掌握了解空间的使用等情况,合理分配不同应用空间提高空间使用率。 1.3设施的管理 掌握控制建筑物内各不同功能,不同类型设备运行的情况,并可以实施有效的管理利用,有效的延长设施使用周期。 1.4服务的管理 建筑的智能化应尊徐恩这以人为本的原则并不断地为住户提供具有一定个性化的优质服务服务,从而达到满足提升不同用户对生活的感受。但也不许考虑到降低用户的使用成本。 2供电 建筑在只能化的过程当中需要使用很多不同的应用设备来为其提供具有一定相当的针对性、个性化的智能服务。所以,为其提供保障的自动化装置与自动化办公设备以及通讯等,都会给供其共电保障、用电提出了难题。因此进行智能的建筑物内的供电设计时,必须应该要对供电系统中安全性与可靠性及稳定性还有灵活性加打重视。由于智能建筑物中的用电设备较多,用电负也荷比较大,进行设计时需要对其负荷进行分析评估,并对负荷的级别,进行合理划分。必要时可以根据设备需要的用电情况,个性化的具体选择所供电的系统,最大限度的避免造成浪费。同时应要考虑到供电的可靠性以及电源质量的要求,根据用电负荷,动态的确定其针对性个性化的供电方式。 3照明 照明系统的智能能化,不但可以保障建筑物内使用者的安全,也既要满足其基本生活。又要能应该具备或者达到其环保与外观的需要。智能化的照明系统应用原则为“安全与经济和适用与美观”的并存。安全是任何系统的绝对必要最基本的条件。要通过正确选择灯具的种类、安装的位置安装数量与灯具功率还有照度控制等方面。进行合理设计,提供生活与工作舒适的光度。一方面,要通过采取先进的采光技术,从而发挥照明系统地实际效益。在保障照明效果基础上减少费用开支。另一方面,要从我国实际电力供应与设备生产的水平出发,选择合理照明设备,来提升智能建筑中的照明系统的经济性。体现建筑内的空间立体感与装饰表现感,要注意色彩的协调,同时要避免出现眩光,根据工作与学习和生活的需要给予合理布置照明的亮度。 4计算机辅助系统集成化 4.1集成化服务程序 主要的功用是把,自动化的各种不同用途种类的办公设备互通互用的问题,实现信息共享。它主要负责完成,从每子系统应用的服务器上采集相关数据且同时向子系统下达相关控制指令,且实现与各个子系统之间的联动和控制功能。因此,此部分是,‘计算机控制技术’在‘建筑自动化应用’智能化的过程中的系统中关键所在。 4.2Web应用程序 大多采用B/S模式设计为主,主要是为了实现信息集成化,方便管理以及应用和在开发。Web服务器使用“Windows2003Server”操作系统,开发维护工具采用“MicrosoftVisualStudio2005”;以“C语言”为开发维护语言,配合数据采集与设备监控和故障诊断还有趋势曲线以及综合智能判断等,图文一体显示的人机交互功能。智能建筑是将“建筑技术”与“计算机应用技术”“网络通信技术”“和“计算机(控制\监控)技术”等多种技术集成的载体。,必须重视各个自动化设备之间地集成配合。自动化设备的集成化的是为了:搭建建设智能化的应用管理,通过对自动化化设备的自动控制把“信道通信技术”、“安全防范技术”以及“多媒体技术”等进行整合,从而达到实现智能化的目的。 5总结 智能建筑在计算机控制管理系统是把在不改变原来的自动化设备基础之上,将建筑内个各种不同应用设备网络控制与构建网络的每个应用程序。对独立的应用设备高度集成。进而形成更高的自动化综合监控与智能化的管理系统,从而就为建筑内得用户搭建了更高级的服务平台。“计算机控制技术”在智能建筑自动化应用系统的核心就是要实现不同应用设备的综合运用。必须要解决各个层面的设备、数据互访,改变各个层面设备的独立运行状况。实现自动化设备系统之间的联动控制。提高其运行的效率;在信息共享中心将数据分析后进行诊断,最终达到能源的最优化和维护设备安全平稳运行的重要目的。 作者:邹平吉 单位:兰州职业技术学院人事处 计算机控制论文:工业自动化控制中计算机控制技术的运用 摘要:伴随着时代的进步和科技的发展,工业生产已经逐渐摆脱了以人力、机器为主力的生产方式,实现了自动化和智能化产,减少了人力的工作量,也减少了生产成本,提高了生产效益。计算机技术和网络技术是实现现代化工业生产的技术保障,它在有效提高业生产效率的同时,也为工业的自动化和智能化发展奠定了基础。该文在简单概述自动化技术和计算机控制技术的基础上,分析了计算机控制系统的工作原理以及运用的特点,并重点论述了工业自动化控制中计算机控制技术的运用。 关键词:工业自动化控制;计算机控制技术;应用路径;网络技术 在市场经济快速发展的今天,工业企业面临着巨大的市场竞争,因此,对于工业制造企业而言,如何在确保产品质量的基础上,最大限度提高企业生产效率,已经逐渐成为了工业制造企业所普遍面临的难题。工业自化已经成为了行业发展的趋势,而计算机控制技术则在其中发挥着重要的作用,NC、PLC等先进技术的使用成为了计算机控制系统在工业自动化控制中应用的键,其自身的发展也逐渐向着精密化、灵活化、开放化的方向发展。 1工业自动化技术概述 石油、石化、建材、冶金等都属于工业生产,它所涵盖的范围广泛,可以是指一台生产的设备或是一条生产线,也可以指一间厂或是一家企业。在工业制造行业中,工业自动化技术指的是一项综合性技术,它强调的是在综合利用计算机技术、电子设备、控制理论以及相关的仪器仪表的基础上,实现对工业生产制造全过程的动态化、智能化监测和控制。在这个过程中,实现对生产工艺的优化、生产资料的合理配置,并为决策者的决策行动提供参考,其最终目的是提高产品质量和生产效率,降低生产消耗和成本,减少对环境的污染。总体而言,工业自动化技术包含了三个部分,分别是硬件系统、软件系统和系统技术。硬件系统中包含了各项控制设备和仪器,以及执行命令的执行器等。系统技术则包含了各项集成技术,具体包括硬件集成技术、软件集成技术、软件和硬件集成技术等。而各类软件则属于软件系统,在工业自动化系统中,包括了管理软件、控制软件和测量软件等。这三个部分的内司其职,又相互配合,共同实现了工业的自动化生产和控制。将自动化技术应用于工业生产制造行业,对提高企业员工素质、提高企业生产制造能力具有重要意义,同时,这也是优化工业行业产业结构,避免“三高”的重要举措。 2计算机控制技术概述 计算机控制技术质是以计算机技术为核心的一项技术,其主要的目标是采集和控制生产过程中的各项参数,并以计算机硬件系统为依托,利用相应的控制软件,实现对工业生产过程的自动化控制。换而言之,工业自动化控制系统的实现需要以计算机控制系统为基础。计算机控制系统由软件控制算法、硬件系统和上位机操控软件三个部分构成。在这个系统中,计算机拥有高速的计算能力和数据处理能力,因此被运用于各项命令的执行,通过对被控对象的控制,达到工业自动化控制的目的。事实上,从很大程度上来说,对计算机的控制也需要借助一些辅助部件。上位机操控软件的主要作用是现人机的交互,其最大的作用在于实现程序和数据的输入和输出,同时承担数据库构建的任务,以便于实现对工业生产过程的控制,在发现异常状况时能够发出警报。在辅助工业控制系统运行过程中,计算机控制系统需要进行经常性的信息交互,通常情况下,信息交互能够采用有线通讯和无线通讯两种方式。总而言之,计算机控制系统的要目的一方面在于实现对运动过程的控制;另一方面是实现被操控对象的优化。 3计算机控制系统的工作原理 硬件系统和软件系统是计算机控制系统两个重要组成部分,要想实现计算机控制系统的控制功能,需要采取专门的数字、模拟转换设备。在实际工业自动化控制过程中,通常会采用实时控制方式,大多数控制过程计算机运行的可靠性要求较高,但是对其运算速度并无硬性要求,只强调其必须能够响应及时。计算机控制系统实现工业自动化控制的工作原理主要分为三个步骤:第一,数据采集。通过对被控制目标的瞬时值进行检测,实现对相关数据的收集,随后将相关数据传输至工业自动化控制计算机中。第二,实时决策。通过计算机中的特定软件,对所采集到的数据的状态进行计算和分析,根据预定的控制规则,执行下一步控制计划。第三,完成控制任务。计算机所做出的决策会发送给控制系统,控制系统以控制信号为依据,对相关任务进行分配,并执行相关的控制动作,完成自动化控制的任务。在实际控制工作中,三个控制过程不断重复循环,确保系统能够按照相应的要求进行工作,且能够处理一些设备自身和控制对象的异常情况。 4工业自动化控制中计算机控制技术的运用 工业生产过程中,计算机控制技术在自动化控制系统中的应用路径可从数字控制、可编程逻辑控制器、分布式控制系统、计算机传感器等五个方面进行分析。 4.1数字控制 数字控制(NC)是自动化方法的一种,指的是借助符号和数字等对工业生产过程进行编程控制,因此,也简称为“数控”。要实现数字控制,需借助专门的计算机设备,将操作命令以数字的状态发送给设备,使得设备能够依据原先设计好的程序运行。在数字控制系统中软件技术是核心和关键所在,对设备的自动化控制具有重要影响,良好的数字控制技术是提高设备自动化运行能力的重点。在诊断设备故障和设备维修的过程中,数字控制能够诊断出AI故障,运用计算机网络技术,还可实现远程诊断和远程监控。另外,通过已建立的数据库功能,还可对系统进行检修和维护,修复相关故障,并在漏洞扩大之前实现零件的更换,最大限度提高数控系统的安全性、可靠性和稳定性。 4.2可编程逻辑控制器 可编程逻辑控制器(PLC)从本质上而言是一台计算机,其主要是为工业生产而专门研发的。数字运算操作是其基础性工作,而编程存储器则是其核心,模型和数字是其输入或输出的主要方式,通过这种数字或模型的输入和输出实现对工业生产过程和机械设备的自动化控制。可编程逻辑控制器在被运用于工业生产制造后,其工作内容也被分为个部分,主要是数据采集和输入、命令程序的执行、结果的输出和刷新,这三部分的工作内容共同形成了一个扫描周期。可编程逻辑控制器工业自动化控制中的使用较为广泛,归根结底是因为其自身在性能方面拥有诸多优势。首先,它具有使用便捷、操作简单的特点。其次,它的功能较为强大,设施设备齐全,表现出良好的性价比。再次,它的运行可靠性高,能够适应各种不同的生产制造环境,且抗干扰能力强。最后,它具有维护和检修方便的特点,能够实现相关程序的在线修改。 4.3分布式控制系统 工业自动化控制系统中分布式控制系统从本质和功能上来讲,就是一个中型的计算机控制系统。这个分布式的控制系统,能够通过计算机技术实现对生产过程中相关数据的收集、处理和分析,进而实现对生产过程的控制。这种多级计算机控制系统的运用是以计算机运行速度的提高和微型计算机的使用为基础的,它的出现使得自动化技术中计算机控制技术的使用更加科学可靠,其出现和发展与计算机技术的发展有着密不可分的联系。集散型计算机控制系统的主要工作则是实现对自动化生产工程中相关数据的分析,并将分析所得信息反馈给计算机,在这个分析和反馈的过程中,中央计算机只负责系统的集中管理和分散控制工作,使得工业自动化控制系统工作的可靠性大大增强。场控器是分布式控制系统的基础,通常情况下场控器中包含了I/0部件,通过该部件分布式控制系统可实现对数据的采集和控制、执行,再经由人机接口,实现执行命令的,再通过网络通讯设备,实现对数据信息的传递。在现场控制器中,又包含了控制回路等,回路控制中的相关算法预先存储于运行内存中,在实际操作中,能够依据自动控制需求,进行组态。 4.4计算机传感器 在工业自动化控制中计算机控制技术的运用和实现需要依赖于网络通信技术、软件技术和传感设备的支持,在这其中传感设备发挥了至关重要的作用,它是实现工业自动化控制中自动化监测的重要条件。传感设备具有数字化、智能化、系统化和精密化的特点,其相关性能从某种程度上来说决定着工业企业自动化生产的产品的品质。计算机控制系统通过传感器的使用,实现对相关数据信息的收集和整理,进而获取设备运行的状态信息,实现对设备各项参数的动态化监测和控制,确保自动化控制设备运行状态安全,最终达到提高工业产品质量的目的。现阶段,计算机传感器的使用正处于发展阶段,在未来的发展过程中,其运行的可靠性和精确性都将得到有效的提高,最终向着更高级的智能化和更低的能源消耗方向发展,其综合性能将得到大大提升。 4.5自动化生产中的现场总线应用 现场总线指的是数字化通信的检测和控制系统,其被广泛运用于工业自动化制造行业中。现场总线拥有专门的处理器,将这个处理器与测量控制器连接后,可实现计算和通信的能力。它使用双绞线作为通信的媒介,能够实现计算机网络与测量控制器的多个对等连接,自动化生产的现场总线能够将分散的测量控制器变成网络探测的节点,实现联机式的自动控制。现场总线的使用为自动控制设备和系统之间的信息交互和数据分析提供了保障,再通过计算机网络的作用,能够第一时间发现设备运行的异常状况,并实现异常状况的及时排除,使得工业企业的自动化生产过程中信息沟通更加便捷。现场总线在信息交互、数据更新和信息显示等方面都表现出了强大的优势,因此,在自动化技术未来的发展中,现场总线技术的使用是其必然的发展趋势。 5计算机控制系统的应用特点 计算机控制技术在工业生产领域使用广泛,其运用涉及到网络通讯技术、传感技术、控制软件、自动控制技术等。近些年来,伴随着计算机技术和工业产业的发展,工业自动化控制中计算机控制技术的应用水平越来越高,其科技含量也越来越高,有效加快了企业的现代化进程,其应用的优势主要表现在以下几个方面: (1)开放性特点。相对而言计算机自动化控制系统具有公开性和开放性的特点,其开放性特点主要表现在能够实现所有设备和系统的连接,确保各项设备正常运转。在实际操作中,工业企业可根据自身的实际需求,选择接入的系统和设备,表现出极大的灵活性和便捷性。 (2)交互性和可操作性特点。计算机控制系统中的各项设备能够相互连接,共同构成一个数据传递的系统,因此,在这个系统中各项设备是可以相互替换和代替的。 (3)智能化特点。计算机控制下的自动化系统的总线具有智能化的特点,现场总线通过传感设备,能够实现对现场各设备的分析和监控,并在此基础上,实现对设备的自动化控制,确保其能够实时监测设备运行状态,及时处理系统故障。 (4)精确性高。相对于一般调节器而言,计算机控制系统具有超强的数值运算能力,能够最大限度缩小和控制偏差,确保其控制精度不会受到元件老化、噪音等因素的影响。 6结语 总之,工业企业的自动化生产是一个复杂的过程,尤其是在这其中还掺杂了许多大型设备和先进技术的使用,大大增加了自动控制的难度。计算机技术在工业自动化控制中的使用,为其提供了强有力的技术支持,为其进步和发展奠定了基础,也为企业进一步降低生产成本,提高生产效率提供了可能。在未来的发展过程中,必须加强对计算机控制技术的研究,除了不断完善现有的技术之外,还应该加强对新技术的研发,使计算机控制技术能够更好地服务于工业自动化控制技术,促使我国工业产业健康、稳定、可持续发展。 作者:吴高杰 单位:装甲兵工程学院 计算机控制论文:计算机控制技术互联网论文 1集中控制与集散控制的分析 计算机控制技术发展初期,是以集中控制的工作方式进行计算机系统控制的。集中控制系统会建立统一的控制中心,由控制中心负责信息的收集、处理、加工等工作。如果集中控制系统出现了任何问题都能够及时发现,有助于企业及时制定科学合理的解决方案,系统的控制效率也因此得到了大幅度提升。集中控制技术主要是将信息的输入或输出作为控制主体的,主要包括信号采集、信号运算、信息处理及信息反馈、状态显示等工作内容,以上工作内容主要是通过IPC(一种工业控制计算机)控制完成的。IPC会收集温度、PH值、压力等相关数据,并通过接口卡来接受经过处理而得到的信号。集中控制技术具有一定的缺陷,一旦出现控制失误的情况就会使整个系统的运行都会受到某种程度的影响。而且,随着控制系统的日益复杂化,一台计算机已经无法负责控制多种信号的处理工作。为解决以上缺陷问题,以集散控制工作方式为主的计算机控制技术随之发展起来,集散控制又被称为分布式控制系统,根据功能的不同,集散控制又被分成了上位机与下位机,集散控制系统将通信作为系统的核心。整个系统的集中监视工作主要由上位机负责,而下位机则负责控制分布在各现场的用于分布控制的个体,集散控制系统的上、下位机通过通讯互联网进行信息传递,保持信息通畅。集散控制系统具有较高的安全性、有效性及可拓展性。但许多厂家为实现经营垄断常常采用封闭形式的集散控制系统,阻碍了集散控制系统的推广和发展。 2封闭集散控制系统到工业现场中线的发展分析 封闭式的集散控制系统缺乏较好的兼容性和开发性,系统存在无法共享信息的局限。为增强集散控制系统的兼容性和开发性,在构建系统过程中必须采用标准化、网络化的网络协议,工业现场中线技术随之发展起来。由该技术构建的工业现场总线控制系统可以确保工业现场中智能化仪器、控制器、执行机构设备之间保持信息通畅。整个控制系统按照总线方式有条不紊的运行着。工业现场总线控制系统采用的是开放式的现场总线协议,以该协议方式进行现场所有支线工作的协调工作,不仅可以降低投资成本、维护资金,该系统还具有操作简单、经济实用、工作效率高的显著优势,用户的功能需求也可以得到更好地满足。工业现场总线控制系统是一种开放的、互联的分布式系统。该系统将工业现场作为中线,通过收集中线中的信号或信息,并根据所收集的信息对其进行有效控制,将分散控制管理与集中控制管理进行了有效结合,将系统危险分散开来,实现控制分离。 3现场控制到企业自动化控制发展分析 以太网工业协议作为一种开放式的网络协议,实现了全方位的自动化控制。在计算机控制技术中引入互联网,有助于提升产品的安全系数和适用性。但目前,企业化基于以太网的自动化控制中存在着一个问题就是不稳定的网络信号,无法确保系统时刻保持在稳定的工作信号下。信息化工厂的提出是为了解决以太网不稳定问题。基于该技术下,系统将大量的数据进行转移,使信息的采集、传输和处理都能处于良好的环境中,最终实现信息的自动化控制,并提高控制效率。 4总结 基于互联网的计算机控制技术先后经历了集中控制到集散控制、封闭集散控制系统到工业现场总线控制系统、现场控制到企业自动化的几个过程,其技术越来越成熟、高效,计算机控制技术的自动化、智能化程度越来越高,为提高企业的生产效率、生产安全、产品质量提供了有力保障。 作者:党杰 单位:西安医学院 计算机控制论文:计算机控制中网络通信论文 1基于计算机的控制系统 在工业生产领域,计算机控制系统中包括了工业用计算机与各种工业对象。相较于普通控制系统,基于计算机的控制系统,包括了开环系统与闭环系统。现在,工业领域中主要采用闭环系统,主要是由于该类控制系统为一种最基本的控制方式。根据常用的计算机控制系统,其硬件主要包括了计算机、各种外设、输入和输出通道,以及各种工业操作台等。具体如图1中所示。根据控制系统所采用控制方式的不同,则可以将其划分成:操作指导控制系统、直接数字控制系统、计算机监督系统以及分级计算机控制系统等。 2基于计算机的远程网络通讯 在远程网络通信中,由于信息传输方向的不同,可以将该过程中所采用的通讯技术分为双工通讯、半双工通讯与单工通讯等几种类型。顾名思义,双工通讯就是通过比较复杂的通信结构与线路,确保通讯双方的信息都能够向着两个方向传送;而半双工通信则可以理解为信息虽然能够在两个方向传输,但是这种传输过程不是实时的,因为每次传输都只有单个方向的数据在传输;单工通信则更加简单,就是只有一个固定方向的信息能够被传送。在实际的应用环境中,远程网络通信中所采用的通讯方式主要为半双工方式,也就是人们常说的四线制传输方式,而在不同计算机之间的通信中,则主要采用单工通信方式,这样,就可以在满足各种实际要求的情况下,使得通信系统中所采用的线路能够得到更大程度的简化。在基于计算机的远程网络通讯系统中,其硬件构成根据不同的功能主要包括计算机终端、网络主机、各种网络数据交换设备、网络数据传输线路等。 在这些硬件设备中,计算机终端的作用主要为对各个企业用户的网络数据通讯量和信息规模等进行控制;数据交换设备则可以实现对各种网络传输数据的分类、归档、处理与存储等操作过程;在网络主机中,则又可以具体分为微型计算机和小型计算机,其中,我们常用的计算机可以作为微型计算机来使用;网络数据传输线路又可以划分成多种不同的线路,比如常见的电话线路、光纤线路以及微波线路等,在这些线路中,人们最常用的就是光纤线路,这主要是由于光纤的速度非常快。在整个网络通讯链路中,计算机终端、主机等硬件设备,主要通过数据传输线路完成下路连接,而各种终端设备则需要通过数据交换设备来接入网络,接着,远程网络通讯系统各种计算机终端,则能够通过实现制定的网络协议来实现对网络终端的控制过程。对于基于计算机的远程网络通讯系统中所采用的连接方式,根据现代计算机网络技术的发展现状,可以划分为分支式、多路复用、集线式以及点到点等多种方式。在这几种方式中,点到点方式最为常用,因为这种连接方式主要以计算机为核心,然后再通过各种传输线路和数据交换设备来实现网络数据的交换与传输。 3计算机网络通信的发展方向 3.1朝着网络化方向发展。在现代计算机技术和网络技术发展的双重推动下,各种基于计算机网络的控制系统得到广泛应用,且应用范围和规模也不断扩展,给传统回路控制系统中所展现出来的特性造成了根本性的变化,主要是在网络技术推动下,逐渐形成了控制系统的网络化发展趋势,而这也是现代网络技术的成功应用所带来的必然结果。基于现代网络技术,可以将网络中的各种接口连接到仪表单元,从而使得网络化条件中的仪表单元具备了直接通讯的能力。正是由于网络技术的推动,才使得网络能够逐步延伸和发展到各个控制系统的末端,然后在与原有控制系统的结构相结合的基础上,则可实现从控制任务的最基底层,到实现整个调度工作的最高层之间的网络优化与连接过程。对于整个控制系统中的各个仪表单元,其可以作为控制网络中的最小实现环节来使用,而这些仪表单元的网络化则是在对这些仪表单元的数字化的基础上才完成的;在完成原有仪表单元的数字化之后,才能添加必要的网络通讯单元,从而构成完整的总线系统。在现有的网络化控制系统与现场总线控制系统中,整个控制过程的实现与完成已经不再仅通过传统意义上的控制系统来执行,而是通过各种仪表单元在对各自工作独立完成的及基础上,进而通过网络来实现不同单元之间信息交互,最终完成程序和应用环境所赋予的各种控制任务。 3.2朝着扁平化的方向发展在各种功能不同的网络结构中,特别是在基于分布式的计算机控制系统中,整个控制系统可以通过网络来划分成不同的层次,进而将计算机通过网路来连接。考虑到在网络中所存在的不同层次之间的独立性,信息在网络交互过程中,将会受到计算机的影响,这也是信息或者数据在网络交互过程中,需要考虑的一些问题。同时,由于分布式控制系统的网络本身所体现的数据结构的封闭性,会给不同厂家产品的交互带来影响。 4结束语 基于现代计算机技术的控制技术得到了飞速发展,各个领域对控制系统所体现的控制技术水平的要求也逐渐提高,使得现有的控制技术水平朝着更高层次的方向发展。文中通过对计算机系统结构中控制系统的简介,阐述了常用计算机控制系统的构成和组件,对控制技术在网络通信中的应用进行分析。 作者:孙福成 单位:甘肃畜牧工程职业技术学院 计算机控制论文:油脂生产领域中工业计算机控制系统的运用 摘要:根据油脂加工工艺要求,选取了基于WinCCV6.2的上位机和S7-300系列PLC控制器构成的工业计算机控制系统进行结构设计分析和功能模拟。针对该控制系统在过程控制、实时监测、数据记录和查询功能进行了验证。结果表明:采用工业计算机控制系统大大提高了油脂生产过程中的自动化水平,实现了油脂生产过程的集成化和柔性化,对于保障油脂产品品质和工业生产安全意义重大。 关键词:油脂生产;工业计算机;自动控制;PLC 近年来,油脂市场需求不断扩大,油脂产品竞争日益激烈,技术也在不断的发展,传统以单一自动控制的技术手段已经不能满足大型油脂加工工厂的技术要求。当前,基于大中型集散计算机控制系统(DCS)结合可编程控制器(PLC)的工业计算机控制系统在电力、石油、化工等领域获得了广泛推广和应用[1]。但油脂行业的生产管理依然还是以PLC控制系统为主[2]。采用工业计算机控制系统将分散的控制室集成到一个主控台上进行管理操作,实现了油脂生产过程的集成化和柔性化,在提高产品质量,降低能源消耗的同时,改善了生产者的工作环节和劳动强度,对于保障油脂工业安全生产的意义重大[3]。因而,基于自动控制技术的工业计算机成为各油脂加工厂提高市场竞争力、降本增效的重要手段,并成为衡量现代化油脂企业的一个标志。 1油脂生产工艺流程 现代油脂制取工艺一般包括:对油料除杂、去皮、破碎、分离、烘干等预处理,为油脂的制取提供满足出油率要求的料坯;利用压榨技术(一次压榨法、二次压榨法、预榨浸出法、冷榨法)得到毛油;对毛油进一步精炼加工,得到符合质量标准的成品油。该制备过程中,若采用传统的人工控制,或者基于单一局部的控制技术很难满足现代化油脂大规模生产需求,如在油脂生产尾气压力、浸出器存料箱料位、毛油液位等关键点调节中[4],利用操作经验或单循环回路控制技术很难达到工艺要求。而通过组态软件设置PID智能自控模式,利用PLC主控器对关键点的全自动控制,能大大提高传统单回路控制的关联性和可靠性。 2工业计算机控制系统结构分析 工业计算机控制系统即利用工业控制软件和上位机组态软件,结合系统设计人员工业控制经验、系统软件水平和现场操作人员实际工作经验来达到油脂生产的自动化管理和控制效果。整个油脂制取工业计算机控制系统由上位机监控系统和下位机控制系统组成(见图1),通过上位机接口向设备发出指令,利用PLC进行系统数据信息和指令的采集和控制,在人机交互界面上动态显示系统运行状态信息。 2.1上位机监控系统 油脂制取自控系统中,上位机监控系统是用户和计算机间的交互点。监控人员通过交互性的人机界面实现对整个生产现场的实时监视,一旦出现异常,系统发出故障报警,满足操作人员对系统的控制。同时,操作人员通过上位机监控系统与PLC、系统设备进行信息交流,向PLC、控制设备发出指令,PLC也可利用通信模块将设备运行数据信息反馈给上位机,从而满足监视人员对现场工况的实时了解和数据查询、归档。 2.2PLC控制器 油脂生产工艺现场环境较为恶劣,存在较大干扰信号,为保证控制系统的可靠性和安全稳定性,采用PLC作为整个油脂生产流程的核心控制部件。PLC执行压力、温度、液位、流量等仪器设备现场信号的采集,阀门的启闭,各电机设备启停操作。现场采集的模拟/数字信号通过内置通信模块实现与PLC的数据交互,满足对油脂生产的自动化控制。图3为采取循环扫描工作方式的PLC流程图,一次循环扫描将实现对输入/输出信号的采集和刷新。 2.3PLC与上位机通信系统 PLC与上位机以及PLC与执行机构、测试仪表等的数据传输是保证信息传输和指令下达的关键。油脂生产中常见的通信方式有串行通信、现场总线、多主站通信、工业以太网等几种类别[5],本文针对SIMATICNETCP343-1通讯卡进行功能分析。采用自备处理器的SIMATICNETCP343-1通讯卡,能有效缓解中央处理器的通讯任务[6]。CP343配备的RJ45接口能够连接工业以太网,能同时独立处理工业以太网上发生的数据拥堵情况,从而保证油脂生产过程中庞大的数据采集量和下达指令能得到及时响应,满足远距离、多用户的访问连接。集成S5在通讯方面的兼容器,在不需要编程器的条件下进行现场调试,满足了油脂生产过程中复杂环境下设备维护更新的灵活性。 2.4PLC的I/O资源配置 PLC的I/O配置要满足现场传感器、一次仪表和现场控制设备相连接,便于数据信息的传输。根据油脂生产工艺特征和现场工况,现场信号包括对罐体液位、温度、压力检测信号,电机、油泵启停信号,电磁阀、流量阀、蒸汽阀的开度调节信号,蒸汽流量、温度调节信号,变频器频率调节等,因此整个系统应设置多路数字量输入/输出信号和模拟量输入/输出信号。 2.5现场设备和仪表 现场采集设备和仪器主要是针对油料预处理、压榨浸出、精炼等操作过程的温度、压力、料位和流量进行数据采集和控制,采集现场温度、压力、料位等模拟信号或数字信号,如压力变送器、温度变送器、速度变送器、雷达式料位器。系统的执行机构和电子元件,包括各类气动、电动调节阀门,蝶阀、变频器等,通过布置在设备上的仪器来采集变化的信号。 3系统的功能模拟 油脂生产中工业计算机控制系统控制对象包括了现场各类电机设备启停,各类阀门启闭;各储存罐液位控制等。交互界面上显示对象包括各储存罐、管道、阀门的温度、压力、流量等元素。通过界面监控各阀门开关、储存罐参数的变化,并调取变量的历史曲线等。交互系统画面组成包括主操作界面、监控界面、系统报警界面、数据浏览界面等。操作人员通过鼠标和键盘执行各项操作任务,并在不同画面之间进行切换,监控各运行程序的具体情况。组态软件通过现场I/O设备获得各系统的实时数据,对数据进行加工后以图像形式在显示终端显示,另外,根据操作指令和组态要求将输入指令传输到对应的I/O设备,控制执行机构改变运行参数或运行方式。对需要存储的数据写入到历史数据库中,当接收到历史数据的查询指令时,将从数据库中调取数据在终端显示。当设备运行触动报警值时,系统以图像、声音的方式反馈给操作员,同时存取报警信息,以备缺陷的反馈追踪。 3.1运行状态的实时监测及显示利用控制系统 对设备实时运行状况进行监控,对脱溶机、提升机、负压尾部风机等重要设备进行状态监测,一旦出现异常状况,传感器接收故障信号并通过控制器进行处理,系统人机界面发出声光报警,控制系统自动改变运行方式或运行参数调整来避免故障的扩大,与此同时,通知现场人员迅速采取措施进行调整。油料预处理阶段,通过工业计算机控制系统来实时监控油料储存仓。利用安装在料仓底部的料位传感器保证油料的正常供应,确保油料的正常损耗率以及最大限度避免由于空仓而造成的效率降低问题。同时,监控设备上的显示屏显示各电机、泵、阀门的运行工况,便于操作员针对工况做出预判,避免可能存在的故障发生。 3.2运行参数的调整 通过PLC主控制器设定温度控制范围,对参数报警值和报警记录设定;对系统压力、真空度控制值和变化曲线设定,对参数变化范围和报警值进行设定;对系统流量值进行设定并监控等。油脂制取过程中浸出器内部需维持一定的负压避免溶剂挥发而出现事故,要求浸出器存料箱和落料斗料位维持一定高度;为满足工艺要求,提高脱溶效果,要求蒸脱机料层稳定在一定高度范围;为保证第二蒸发器的温度值,避免温度过高或过低而造成的翻罐或不利于混合油蒸发的问题。利用工业计算机控制系统控制浸出器负压、蒸脱机料位、蒸发器温度,有效解决了人工控制存在的误差,满足了工艺要求。通过布置在设备上的测量容器负压、料位、蒸发温度,经过信号处理传输到控制器,控制器根据预先设定的参数对信号进行比较分析后,向电气执行元件发出指令调整运行方式,保证运行参数在设定范围内。 3.3历史数据的查询系统 实时显示和记录现场监测数据,并提供设定时段的数据报表打印功能。各设备的瞬时负荷值、设备故障时间、报警响应、故障参数的时间报表,生产过程的压力、流量、蒸发量等状况报表,结合人机交互界面提供选定参数的历史曲线,生产打印报表[6]。系统数据库存入各类参数信息,以便后续统计分析。工业计算机系统能够实时反映设备和工艺的运行数据,并及时将数据信息自动保存。一旦发生故障,操作员可通过应用界面调取相应时间点的参数信息,对故障进行分析和调整,保证安全生产需求和工艺品质标准。因此,相较于传统的人工摘录记事本的文本记录方式,采用计算机自动控制系统提供的数据记录和故障分析工具,提高了实时监测效率,且避免了人工记录和时间的制约。 3.4传动装置的启停控制 根据油脂制取工艺,在组态软件的支持下,通过交互界面实现对设备的启停控制,并对设备过流、过载、空载、故障停车控制处理,结合设定的逻辑控制单元和报警设置对生产过程进行全面跟踪监控,满足工艺需求。在浸出工艺中,负压蒸发中的尾气风机对真空度的要求非常高,尾气风机转速过高,则容易带出溶剂,转速过慢,则真空度下降,压力可能转为正值,影响安全生产。采用人工控制难度较大,而通过工业计算机控制则能很好解决。利用安装在尾气风机上的压力变送器获得相应的真空度信号和压力值,控制器对接收到的信号对比分析,向变频器发出指令,改变风机的转速,保证尾气风机压力和真空度保持在微小负压范围。 4结束语 随着生产力的发展,科学技术的进步,油脂加工行业所面临的市场竞争也愈发激烈,具备先进的加工工艺、优良的设备配给,卓越的自控系统将是油脂加工企业实现大吨位高度集成生产链的追求目标,基于PLC可编程控制器结合大中型集散计算机控制系统(DCS)的工业计算机控制系统,对油脂生产加工全过程进行工艺监控和信息管理,符合现代化油脂加工厂家的自动化控制理念,也是提高油脂生产品质的必然趋势。 作者:徐毅 单位:西北政法大学 计算机控制论文:网络与通信技术在计算机控制中的作用 摘要:随着先进的生产力的不断发展,信息化时代成为了时展的大趋势。信息化时代主要以网络信息技术为主体,是以创造知识与开发知识为首要目的。如今,网络与通讯技术已经成为现代社会发展的重要手段,它在计算机的领域中起着非常重要的作用。本文就对网络与通信技术在计算机控制中的运用进行分析阐述。 关键词:网络与通信技术;计算机控制;运用 在现代科学技术不断更新换代的社会里,全球的通信技术迅猛发展,在全球信息化的大潮流中,光线通信、广播电视网、国际互联网、电话网等通信互联网的建设也不断得到技术上的革新,网络人性化发展的趋势越来越明显。通信技术与网络成为了社会快速发展的基本要素,也为推动经济的发展做出了巨大的贡献。接下来就结合网络与通信技术,谈一谈在计算机控制中的运用。 1通信技术与计算机控制技术的有效结合 在计算机控制技术中,有一种技术是将通信技术与计算机网络技术两者完美地进行了结合,那就是今天所说的现场总线技术。可能大部分的普通群众对现场总线技术并不是很了解,不像以太网这些网络计算机技术一样,因为现场总线技术通常只是被用于微机化的测量与控制的设备方面,以及对生产现场进行一个有效的信息传输,目的是能够在建立一个高效开放的监督生产过程的信息数字化传输系统。现场总线技术具有很强的稳定性,对信号的抗干扰能力也很强,因为它主要是通过数据传输的方式进行基带传输,这样会使它的功能模块就被分解成几个部分,这不仅会增加它的性能方面的安全性,还能为以后的后续维护工作的实施提供了很大的方便。现场总线技术的技术是比较成熟和完善的,但是也会存在着不足的地方,那就是在传输数据的时候速度会较慢,以及一旦出现问题会因为总线比较复杂而导致问题不易找到和控制。 2网络技术在计算机控制技术的具体应用 网络技术在计算机控制技术的应用中最广泛和典型的就是以太网的应用。以太网在计算机控制技术中具有明显的应用优势,因为以太网的通信传输的速度非常快,而且网络成本的费用非常低,所以它的应用范围是非常广的,自身条件也不存在现场总线的标准复杂的问题。所以在普通家用和办公的计算机控制中,以太网比起其他的网络在计算机控制的应用中能够更好地实现通信和网络的信息传输以及资源共享。以太网是最具有市场发展的潜力的,它甚至还涉及到了工业领域上,它的兼容性的强大使信息在传输过程中不容易受到其他因素的影响。其中,以太网存在的缺点就是以太网在安全性上不如现场总线技术可靠。所以,在现实生活中的实际应用,人们常常会将这两种技术在计算机控制中进行有效融合,使它们之间能够更好地取长补短,各自发挥优势,以达到网络通信效率的最大化。 1、网络通信技术在计算机控制中的运用网络通信技术在计算机控制中的运用具体体现在人们的日常生活中,例如人们可以通过手机、计算机等终端设备对计算机的图像与信息数据进行保存与读取,可以提高资源的有效利用率,还可以加大网络信息的共享资源的效益,继而大大提高了信息的流通,使人们更加快速、方便地在一定时间内就能获取到有用的信息资源,节省了许多资源成本的消耗,提高了人们的生活水平与工作效率。 2、教学方面的运用网络通信技术还对教学方面有着非比寻常的重要性,对于教学改革来说,起着强有力的推动作用。教师可利用计算机网络技术对学生进行授课,借助网络通信技术还可以与学生进行视频远程教学,这样的教学途径改变了传统的教学形式,教师与学生不必局限于必须面对面地上课才能传授和接收知识,通过网络通信技术在计算机控制技术方面的有效运用,师生之间可以进行高效率的教学模式,不仅可以缩短多余的时间,还可以为教师与学生双方提供庞大的资源库,教师拥有大量的资源方便索取,学生这方面也拥有着海量的学习资源可以提供挑选,有效地实现了师生之间的资源共享,也为师生提供了便捷有效的教学途径。网络通信技术对于我国的教育可谓是创造了一个新的发展空间,同时也是扩大了文化教育与素质教育的覆盖范围。 3、气象方面的运用在气象预测上,通信网络技术更加发挥着重要的作用。通过通信网络技术进行对天气的卫星探测,能够更加及时、更加准确地将气象的变化情况通过计算机控制技术的传播。例如可以通过电台技术、广播技术以及电视等终端设备将天气预报传送到人们身边,有效帮助人们对未来天气做好预防工作,对于恶劣天气的预测,可以有效提醒人们提前对自身进行一个保护措施。网络与通信技术在计算机控制中的运用,对社会甚至是世界的发展是必不可少的,甚至还会呈现出越来越重要的趋势,因为它可以使国家与国家之间的文化、经济、政治等方面进行便捷有效的交流,使国家之间的资源进行互通有无,促进了世界各国的合作与发展。 作者:唐晓旸 单位:河北省任丘市华北油田第三中学 计算机控制论文:计算机控制中通信技术的应用 【摘要】 进入新世纪以来,网络和通信技术伴随我国经济的高速增长开始了几何式惊人发展。目前我国在计算机网络与通信技术的融合发展上,逐步推出计算机自动控制系统,且被多个领域广泛认可和接受。本文主要探析计算机控制中网络与通信技术的应用,以为相关工作和研究人员的工作和研究,提供有用参考。 【关键词】 计算机;网络技术;通信技术;应用 伴随现代科技的进步和发展,网络和通信技术正在逐步走向融合发展的轨道,而这一发展趋势也推动了通讯质量和效率的快速提升,进而刺激了信息通讯业的高速发展[1]。现代信息通讯业的不断创新和发展,把传统通讯技术和数字交换技术融合为数字通信技术,形成信息单一传送到多元信息同步传输的跨越式发展。现代信息通信技术的发展,不仅满足了人们生活场景中更多信息沟通需求的,而且为我国社会经济的发展起到了强劲的推动作用[2]。 1计算机网络与通信技术概述 1.1网络技术网络技术兴起于上世纪90年代中叶,是一种基于计算机的数字信息交换技术,其将互联网上分散的数据资源信息整合后,全面共享和高效协调这些信息资源的呈现,使互联网用户可以方便的获取和使用该信息资源[3]。网络技术提供的信息资源在具体提供过程中实际上需要调动大量设备资源和互联网资源,该过程需要调动的各项资源主要包括传感器、网络、大型数据库、专家资源、知识资源、信息资源、数据库资源、存储资源、高性能计算机等。目前的网络技术,处在互联网发展的第三阶段,互联网的功能主要在于信息资源共享。应用网络技术,可以方便的构建小型社区网络、企业内部网络、家庭网络等多种级别的局域网。互联网的根本特征就是资源共享,运用网络技术的最终目的就是消除资源孤岛,因此网络技术的应用并不强调网络规模,而是更加注重技术效果的实现。 1.2通信技术通信技术还被称作通信工程,也有叫信息工程或电信工程的,其是电子工程的重要分支技术,也是当前使用价值极大的基础学科之一。信息技术主要关注通信中信息传递与信号处理原理与应用。通常认为,计算机通信是两个或两个以上计算机间设置专门设备进行信息交换与传输的整个过程。通信技术,最开始采用模拟信号作为传输载体进行信息传递,如今其后则以数字信号作为信息传输载体进行数字信息传输,如今则以数据信号为载体进行数据通信。其中数据通信又分为报文、数据、电力三种数据交换方式。数据通信通常是借助网络协议完成计算机间信息资源传输与共享。网络协议就是计算机间通用的计算机通信语言,通常在不同计算机间设置相同的网络通信协议,也正是这个网络通信协议让多个计算机上的信息资源完成了传输和共享。 2计算机控制中通信与网络技术的应用剖析 2.1现场总线技术应用剖析上世纪80、90年代现场总线技术在国际上逐渐发展成形,该技术主要用在楼宇自动化、制造自动化、过程自动化等方面的现场智能设备的通信网络。现场总线技术为工厂提供基础数字通信网络,连接工厂现场生产过程和控制设备、高级管理设备间沟通,因此其还是开放的全分布控制系统。现场总线技术具有较为分散的功能性模块,该结构能够有效增强其通信稳定性,同时有利于现场总线设备的后期维护保养。现场总线技术的主要内容包括数字通讯、计算机、控制、智能传感等技术,是一项综合性的通信与网络技术,是自动化技术发展的热点技术,目前在世界范围内被广泛应用,且因此引起自动化系统结构与设备发生革命性变化。当前很多极具实力的知名企业都在致力于现场总线技术的研发和相关产品推广。现场总线设备通常设在过程设备底层,用来提供工厂用设备级基础通讯网络,其具有成本低廉、安全性好、通信协议简单、容错能力强等特点。具体应用中,现场总线技术还要求很高的实时性和时间确定性,同时还有信息交换频繁、多进行短帧通信、负载稳定性好的特点。总体而言现场总线技术具有安全性高、稳定性好、兼容度宽、技术成熟的多项优势,基于自身因素存在的技术弊端主要在于共享资源和传输数据的速度相对缓慢,该技术用于计算机间通信相对弱势,具体而言总线标准复杂度高,发生问题后防控难度较大。 2.2以太网应用剖析以太网是一种广为应用且技术优势显著的计算机控制技术,其优势在于网络通信成本低、通信数据传输速度极快、不存在总线标准的复杂协议问题且具有极为广泛的应用范围。采用以太网进行数据传输和共享,能够实现高质量的网络通信、信息传输、资源共享效果。以太网具有极为惊人的市场发展潜力,目前被网络和通信技术的相关市场广泛认可和看好其发展前景。目前,以太网已经将其应用范围扩展到工业应用领域。以太网在具体应用上,和现场总线技术不同,其在传播速度和效率上远远超过现场总线技术。以太网在应用领域中有着远超现场总线技术的超宽兼容度,应用实践中信息传递的整个过程能够表现出更高的稳定性。但在具体应用场景中,以太网传输信息的安全性和可靠性要远弱于现场总线技术,简单而言以太网对现场设备控制比之现场总线技术相对弱势,其在远距离的信息传输上更具优势。 2.3网络和通信技术的综合应用分析目前,网络和通信技术已经广泛应用在互联网和通信领域中,例如电子数据业务、个人移动通信、电子信箱、即时通信等多个领域。计算机控制中应用网络与通信技术的主要作用有:(1)降低能耗,高效推动信息资源互联共享。借助智能信息终端,方便存储和获取互联网上存储的数据、图像、声音等目标信息资料。网络与通信技术的广泛应用可以提升信息传输效率,降低数据重复输入的次数,减少数据存储管理占用的人财物资源,提升了信息的供给效率。(2)可实现远程教学,推动文化交流与传播。当前教学活动中比较流行的慕课和微课教学都是采用了互联网远程教学方式进行网络教学,该类教学方式能够更好的分享优质教学资源,对传统教学模式是一个很好的教学形式补充,并有利于推动成人教育、职业教育和终身教育的发展。借助网络和通信技术实现远程教学在技术上的瓶颈突破,为教育资源传播的开放性和公平性做好了技术支撑,有利于提升社会文化资源交流的频密度和传播的远度。(3)在气象领域得到广泛应用。我国发射的风云系列卫星,通过网络和通信技术广泛传播气象资讯,有效的保护了我国人民的日常生产和生活行为,为人们安全出行和安全生产提供了良好的防范预报。 3结语 现代社会经济高度发展和繁荣的今天,通信与网络技术的应用几乎在人们的日常生产和生活中占据不可分割的重要地位。通信和网络技术的多样化应用让工业生产更加高效和便捷,让普通民众的生活更加的丰富多彩。在计算技术控制中网络和通信技术的应用实践上,总线技术和以太网各具优势和缺陷,在具体选用时还需要根据应用场景的特点来匹配适合的技术方案。 作者:石建茂 单位:公诚管理咨询有限公司 计算机控制论文:计算机控制中通信技术的应用 【摘要】 进入新世纪以来,网络和通信技术伴随我国经济的高速增长开始了几何式惊人发展。目前我国在计算机网络与通信技术的融合发展上,逐步推出计算机自动控制系统,且被多个领域广泛认可和接受。本文主要探析计算机控制中网络与通信技术的应用,以为相关工作和研究人员的工作和研究,提供有用参考。 【关键词】 计算机;网络技术;通信技术;应用 伴随现代科技的进步和发展,网络和通信技术正在逐步走向融合发展的轨道,而这一发展趋势也推动了通讯质量和效率的快速提升,进而刺激了信息通讯业的高速发展[1]。现代信息通讯业的不断创新和发展,把传统通讯技术和数字交换技术融合为数字通信技术,形成信息单一传送到多元信息同步传输的跨越式发展。现代信息通信技术的发展,不仅满足了人们生活场景中更多信息沟通需求的,而且为我国社会经济的发展起到了强劲的推动作用[2]。 1计算机网络与通信技术概述 1.1网络技术网络技术兴起于上世纪90年代中叶,是一种基于计算机的数字信息交换技术,其将互联网上分散的数据资源信息整合后,全面共享和高效协调这些信息资源的呈现,使互联网用户可以方便的获取和使用该信息资源[3]。网络技术提供的信息资源在具体提供过程中实际上需要调动大量设备资源和互联网资源,该过程需要调动的各项资源主要包括传感器、网络、大型数据库、专家资源、知识资源、信息资源、数据库资源、存储资源、高性能计算机等。目前的网络技术,处在互联网发展的第三阶段,互联网的功能主要在于信息资源共享。应用网络技术,可以方便的构建小型社区网络、企业内部网络、家庭网络等多种级别的局域网。互联网的根本特征就是资源共享,运用网络技术的最终目的就是消除资源孤岛,因此网络技术的应用并不强调网络规模,而是更加注重技术效果的实现。 1.2通信技术通信技术还被称作通信工程,也有叫信息工程或电信工程的,其是电子工程的重要分支技术,也是当前使用价值极大的基础学科之一。信息技术主要关注通信中信息传递与信号处理原理与应用。通常认为,计算机通信是两个或两个以上计算机间设置专门设备进行信息交换与传输的整个过程。通信技术,最开始采用模拟信号作为传输载体进行信息传递,如今其后则以数字信号作为信息传输载体进行数字信息传输,如今则以数据信号为载体进行数据通信。其中数据通信又分为报文、数据、电力三种数据交换方式。数据通信通常是借助网络协议完成计算机间信息资源传输与共享。网络协议就是计算机间通用的计算机通信语言,通常在不同计算机间设置相同的网络通信协议,也正是这个网络通信协议让多个计算机上的信息资源完成了传输和共享。 2计算机控制中通信与网络技术的应用剖析 2.1现场总线技术应用剖析上世纪80、90年代现场总线技术在国际上逐渐发展成形,该技术主要用在楼宇自动化、制造自动化、过程自动化等方面的现场智能设备的通信网络。现场总线技术为工厂提供基础数字通信网络,连接工厂现场生产过程和控制设备、高级管理设备间沟通,因此其还是开放的全分布控制系统。现场总线技术具有较为分散的功能性模块,该结构能够有效增强其通信稳定性,同时有利于现场总线设备的后期维护保养。现场总线技术的主要内容包括数字通讯、计算机、控制、智能传感等技术,是一项综合性的通信与网络技术,是自动化技术发展的热点技术,目前在世界范围内被广泛应用,且因此引起自动化系统结构与设备发生革命性变化。当前很多极具实力的知名企业都在致力于现场总线技术的研发和相关产品推广。现场总线设备通常设在过程设备底层,用来提供工厂用设备级基础通讯网络,其具有成本低廉、安全性好、通信协议简单、容错能力强等特点。具体应用中,现场总线技术还要求很高的实时性和时间确定性,同时还有信息交换频繁、多进行短帧通信、负载稳定性好的特点。总体而言现场总线技术具有安全性高、稳定性好、兼容度宽、技术成熟的多项优势,基于自身因素存在的技术弊端主要在于共享资源和传输数据的速度相对缓慢,该技术用于计算机间通信相对弱势,具体而言总线标准复杂度高,发生问题后防控难度较大。 2.2以太网应用剖析以太网是一种广为应用且技术优势显著的计算机控制技术,其优势在于网络通信成本低、通信数据传输速度极快、不存在总线标准的复杂协议问题且具有极为广泛的应用范围。采用以太网进行数据传输和共享,能够实现高质量的网络通信、信息传输、资源共享效果。以太网具有极为惊人的市场发展潜力,目前被网络和通信技术的相关市场广泛认可和看好其发展前景。目前,以太网已经将其应用范围扩展到工业应用领域。以太网在具体应用上,和现场总线技术不同,其在传播速度和效率上远远超过现场总线技术。以太网在应用领域中有着远超现场总线技术的超宽兼容度,应用实践中信息传递的整个过程能够表现出更高的稳定性。但在具体应用场景中,以太网传输信息的安全性和可靠性要远弱于现场总线技术,简单而言以太网对现场设备控制比之现场总线技术相对弱势,其在远距离的信息传输上更具优势。 2.3网络和通信技术的综合应用分析目前,网络和通信技术已经广泛应用在互联网和通信领域中,例如电子数据业务、个人移动通信、电子信箱、即时通信等多个领域。计算机控制中应用网络与通信技术的主要作用有:(1)降低能耗,高效推动信息资源互联共享。借助智能信息终端,方便存储和获取互联网上存储的数据、图像、声音等目标信息资料。网络与通信技术的广泛应用可以提升信息传输效率,降低数据重复输入的次数,减少数据存储管理占用的人财物资源,提升了信息的供给效率。(2)可实现远程教学,推动文化交流与传播。当前教学活动中比较流行的慕课和微课教学都是采用了互联网远程教学方式进行网络教学,该类教学方式能够更好的分享优质教学资源,对传统教学模式是一个很好的教学形式补充,并有利于推动成人教育、职业教育和终身教育的发展。借助网络和通信技术实现远程教学在技术上的瓶颈突破,为教育资源传播的开放性和公平性做好了技术支撑,有利于提升社会文化资源交流的频密度和传播的远度。(3)在气象领域得到广泛应用。我国发射的风云系列卫星,通过网络和通信技术广泛传播气象资讯,有效的保护了我国人民的日常生产和生活行为,为人们安全出行和安全生产提供了良好的防范预报。 3结语 现代社会经济高度发展和繁荣的今天,通信与网络技术的应用几乎在人们的日常生产和生活中占据不可分割的重要地位。通信和网络技术的多样化应用让工业生产更加高效和便捷,让普通民众的生活更加的丰富多彩。在计算技术控制中网络和通信技术的应用实践上,总线技术和以太网各具优势和缺陷,在具体选用时还需要根据应用场景的特点来匹配适合的技术方案。 作者:石建茂 单位:公诚管理咨询有限公司 计算机控制论文:通风空调计算机控制技术分析 1主要控制功能需求 1.1变配电系统 1.1.1遥测、遥信对象附楼配电室技术屏低压I段主供回路、附楼配电室技术柜低压II段备供回路、附楼配电室动力屏低压供电回路、新闻网配电柜低压I段主供回路、新闻网配电柜低压II段备供回路、动力站新闻网低压I段送电回路、动力站新闻网低压II段送电回路、动力站全台网低压I段送电回路、动力站全台网低压II段送电回路。 1.1.2遥测信号每个供电回路线电压:Uab、Ubc、Uca;相电流:Ia、Ib、Ic;电源频率:PF;功率因数:cosφ;有功功率:P3;视在功率:S3;无功功率Q3;有功电度kWh;无功电度kVarh。 1.1.3遥信信号每个供电回路分闸信号、合闸信号。 1.2通风空调风机控制系统 1.2.1遥信、遥控对象排风机1#、排风机2#、排风机、1#回风机(备用)、2#回风机(备用)、3#送风机、3#回风机、4#送风机、4#回风机、5#送风机、5#回风机、1#送风机、2#送风机、1#回风机、2#回风机、1#送风机(备用)。 1.2.2遥信信号允许自动信号、停止/运行信号、热继电器故障信号、起动故障信号。 1.2.3遥控信号起动信号、停止信号。 1.3遥控信号发出当遥控信号发出后,风机实际未动作,经过延时后,发出操作故障信号,弹出报警窗口。 1.4日报表功能每日每小时记录一次所有供配电回路负荷情况,并附报表打印输出。 1.5供电回路负荷历史数据查询以历史趋势图形式查询,可按10min,任意时间段进行历史负荷查询。 1.6风机控制记录查询以历史趋势图形式查询,可按10min,任意时间段查询风机运行状态。 1.7报警事件查询热继电器故障信号、起动故障信号查询。 1.8操作事件查询对操作事件情况进行查询。 2控制系统开发 2.1色彩选择金属灰为背景,蓝色、黑色为字体主色,红色为强调。 2.2操作以菜单为主,按钮为辅,主系统图设置人性化开关点击等灵活多样的操作方式。 2.3主要画面设置低压配电系统图、低压系统遥测、日报表、风机控制、风机控制记录、事件查询、报警查询、用户管理、登陆、注销、退出。开发主界面如图2。 3主要控制界面开发 3.1低压配电系统图不带电状态下为绿色,带电状态下为红色;在画面上显示相电流:Ia、Ib、Ic;所有开关柜断路器位置均设置有透明按钮,点击后打开各开关详细的遥测画面;所有开关柜均判断开关分闸/合闸状态,并根据判断情况进行红绿色显示(如图3)。 3.2低压遥测画面主要显示每一开供电负荷的实时数据,包括线电压:Uab、Ubc、Uca,相电流:Ia、Ib、Ic,频率PF,功率因数cosφ,有功P3,无功Q3,视在功率S3,有功电度kWh,无功电度kVarh及断路器状态;用棒图形象显示负荷情况;用历史趋势图显示负荷情况(如图4)。 3.3日报表查询每天每小时记录一次三相负荷电流形成日报表,并计算一天中的最大值、最小值、平均值。可查询每一天的日报表,达到900操作权限可对报表进行打印、删除等操作。 3.4风机控制达到800操作权限,可进入风机控制画面。画面设置16台风机操作功能区;当就地/集中操作开关处于就地操作时,计算机不进行集中操作,但可对其运行状态进行遥测;当就地/集中操作开关处于集中操作时,计算机可进行集中起动/停止操作,并对其运行状态进行遥测。 3.5风机控制记录采用历史趋势图,对风机运行状况进行记录,可查询每台风机的运行状况,进行10min查询,参数查询,定义记录笔查询。 4总结 本项计算机控制技术的成功运用,使云南广电局动力站大大提高了供电可靠性,降低了工作人员的劳动强度,起到了节约劳动成本,提高劳动生产率的良好效果。特别是精细的供电监控方式,以DCS控制理论,实现了通风空调送风机、排风机通过PLC进行计算机监控,用户对此给予了很高的评价。 作者:张静单位:云南建工安装股份有限公司 计算机控制论文:网络与通信技术在计算机控制的运用 摘要:随着科技的发展,计算机控制逐渐渗透到各个领域,并且发挥着积极的作用。我国进入二十一世纪以来,计算机技术和通信技术的结合始于上世纪,并且经历了几十年的发展历程。据此,通过对网络通信技术与计算机控制的介绍,阐述了通信技术的重要作用及其计算机控制中的作用。 关键词:网络与通信技术;计算机控制;应用;发展 计算机网络技术与通信技术之间的结合使得信息通信的质量逐渐提高。是现代信息通信的主要特征之一。随着我国移动网络使用人数增多,网络速度和安全性的提高成为一种必然。对计算机的发展而言,网络的发展是滞后的,它应以计算机为基础。目前,我国网络通信已经达到了一个很高的水平。笔者将二者之间的关系以及网络与通信技术在计算机控制中的运用进行了具体的分析。 1计算机网络和通信技术相关概述 网络技术是计算机与通信技术二者之间的结合,网络技术对各个领域均有积极的影响。将不同区域的计算机通过设备天线进行连接,可以实现网络资源的共享。网络系统分为通信网络与资源网络量部分,包括电缆、无线通信和电话线通信等相关内容。通过一系列的线路和设备就可以保证节点之间的无障碍通信,硬件、软件和数据库均可以共享。在计算机网络中,常见的设备包括网管、网桥、中继器、路由器和交换器。交换方式包括电路交换、报文交换和分组交换三种,信息在计算机之间的信息共享与传输多是依靠通信协议来完成,计算机协议可以在不同计算机之间使用,信息共享更加方便。 2网络与通信技术在计算机控制中的发展过程 2.1联机时期特征。联机是指通过中央处理器将不同区域的计算机连接在一起,共同发挥作用,联机时期是计算机控制的第一阶段,信息的交换需要核心处理器的指挥与预算,同时中心处理器要具有数据的储存和收集功能。但是随着计算机接入的增多,核心处理器的工作量增大,处理速度就会下降,最终不能满足运行需求。在信息收集和获取上,核心处理器同样面临巨大的压力,要保证中央处理器的效率,就需要在处理器和通信线路之间安装前端处理器。这就是我们所说的通信控制器,数据处理器的速度因此得到基本保证。但是此阶段还不能实现全面的网络连接。2.2互联网时期。互联网时代的到来是随着互联网的快速发展,是指将不同的计算机之间互联形成统一的网络系统。互联网时代的信息的共享和交换成为一种必然。互联网可以将信息进行收集和存储,同时也可以完成通信系统信息的交换和控制,具有独立性,并且封闭性较好,可以很好的避免的网络风险,资源共享的效果不如从前,网络之间互通存在困难。2.3标准化网络时期。标准化网络时代始于上世纪80年代,这一时期随着集成电路和微处理器的使用,计算机网络更加合理化,既可以实现独立的运行,又能够保证信息运行的共享和互联。计算机的体积也逐渐缩小,逐渐接近现代我们所见的微型计算机。在计算机的运行速度上,较以往有很大的提高。网络的安全性极大的提高,并且局域网是通过路由器等设备连接,实现信息的传输与共享。2.4高速网络和互联时期。随着我国网络与世界接轨,信息高速公路这一概念提出。高速的网络开始出现,信息传输和处理速度达到了空前新高。尤其是在网络通信上,基于互联网的信息高速公路已经在世界范围内建立,信息资源共享十分方便。 3计算机控制中的主要网络与通信技术 3.1以太网以太网是计算机控制技术的典型网络,具有较多的优点。随着计算机网络速率的提高,其应用也不断的增加,这一技术的成本较低,通信速率低,且影响因素较少。以太网已经在各个地区开始使用,但是还具有较大的开发空间。对于以太网的研究,应集中于资源的开发上,我们知道以太网包含了大量的资源,如何将其正确的应用于计算机控制中,是下一阶段的主要任务。以太网已经在商业和工业领域具有广泛的应用,并且其特点明显,以太网不仅注重信息通信共享,还对信息共享起着主宰作用。3.2现场总线技术现场总线技术是计算机控制的主要方式之一,其应用可以保证现场设备的正常运行,将网络有效的连接。现场总线技术将基带传输作为基本方式,具有较高的安全性和较强的抗干扰能力。新厂总线采用独立的功能模块,相互之间不造成影响,这使得维护变得方便。另外该技术的开放式互联则实现了各个层次之间的练习,在通信协议的约束下,信息可以统一。现场总线技术在近年来的应用较多,其兼容性、安全性和可靠性成为其广泛应用的主要原因,但是其运行中依然存在一些问题,比如传输速度不高,总线较为复杂,其设计与以太网之间存在较大的差别,对于网络的传输而言,以太网的优势更加明显。在现阶段,依然需求两种技术相互配合。将两种技术联合使用的优势在于,第一,能源消耗减少,并且可以对数据进行全面的分析,共享能力增强,通过终端设备可以轻松的获得网络区域的计算机的声音、图像和数据信息,减少多次输入的麻烦,减少成本使用。通过网络通信技术进行远程教学,是文化得到传播。卫星通信已经成为现代远程授课的一种方式,这一技术深入到教育行业,并在该领域取得了不错的成就。第二,在网络通信过程中,远程技术的覆盖能力逐渐增大,对传统的学校教育起到了很好的补充作用。尤其使教学的开放性与教育的覆盖面积更加广泛。第三,对于现代通信而言,计算机控制已经在广播、电视等方面取得了很高的成就,基于网络通信的广告业发展,也使得本国文化与不同民族之间的联系更加频繁。对世界各国之间的网络交流而言,合作是必然的,在民主发展过程,民主艺术则是通过通信技术快速的传播,针对不同的民族特点,网络通信技术则应从继承和发展开始。网络通信技术的应用能够将这些特有的文化传统进行很好的保护和继承,防止其被破坏。第四:网络与通信技术在气象报道上具有积极作用,可以准确的报道气象状况,现代人已经可以轻松获得天气信息,方便行动。3.3应用实例网络与通信技术在我国计算机控制中的运用十分广阔,比如上海的模拟呼吸系统就是我国建立的首个模拟寻呼系统,数字呼吸系统也是计算机控制系统的代表。对于网络技术的发展来说,计算机需要接收端和发射端共同作用,集成电路在这一过程中会发挥积极的作用。近年来,对网络与通信技术的发展对于计算机交换机设备的研发提出了新的要求,随着以太网也不能适应网络的快速发展,对交换机和用户的分析与维护就成为计算机控制中的主要任务。需要改变以往的预先控制方法,实现程序化,并对存储器进行信息的保存。交换机执行后,可以通过使用换号码的方式实现相关程序,对计算机的变革使得网络通信进一步发展,在我国计算机控制已经深入到工业、服务业等多个领域,对新的网络模式而言,计算机变革将进一步进行。 4总结 对于移动通信网络的发展而言,经历了几个阶段。我目前我国网络通信技术已经空前先进,对于计算机控制起到积极作用。通过计算机控制来影响其他领域或行业,要进一步明确其积极作用,笔者将网络与通信技术的应用过程进行了具体的分析,阐述了不同时期的计算机网络与通信技术的发展与应用。以便于推进我国计算机控制的发展以及其在各个领域中的作用。 作者:李景纯 单位:广东海格怡创科技有限公司 计算机控制论文:汽车综合性能检测站计算机控制系统分析 摘要:详细阐述了汽车综合性能检测站计算机控制系统的问题预防和维护工作,以期能为相关人员提供有益的参考和借鉴。 关键词:汽车;综合性能;检测站;控制系统 汽车综合性能检测站是以计算机为核心的测量和控制系统。因此,计算机控制系统的正常运行对汽车综合性能检测站有着重要的作用,我们要做好计算机控制系统的维护工作。 1计算机控制系统可靠性问题的预防 1.1供电的可靠性 电源是整个系统的命脉,会在很大程度上影响系统的可靠性。制动检验台电动机的启停、底盘测功机涡流机的运行等都会造成供电网络电压大幅涨落,从而导致电压不稳,给计算机控制系统造成很大的干扰。实践表明,在计算机控制系统外部干扰引起的故障中,80%以上是由电源干扰引起的。计算机控制系统的供电原则是:①空调、照明等动力设施与计算机、工位机应分别供电;②工位机采用稳压电源,以保证AC220V的稳定;③服务器和计算机要采用不间断电源(UPS)供电,以防信息丢失;④三相负载要均衡;⑤工位机内交、直流电源线分开线槽走线,信号线与地线、电源线尽量不交叉,以减小交流电源对直流电源线和信号线的感应干扰。正确接地也是计算机控制系统抑制干扰的重要手段,接地原则是:工位机和设备采用串联屏蔽接地方式,用一根大截面铜线(至少10mm2)连接各装置的中心接地点,然后连接到接地母线;接地装置最好埋在距检测车间10~15m处。 1.2线路的可靠性 在自动检测线上,每个工位的模拟量、开关量的输入和输出是必不可少的。电气设备漏电、接地系统不完善或传感器绝缘性能不高等都会造成通道中传入很高的共模或差模电压。如果各通道的线路绑扎在一起,则各线路会通过电磁感应相互干扰,尤其是将-12~12V的信号线和交流380V、220V电源线绑扎在一起,其干扰更为严重——轻则使弱电信号出现误差,重则会覆盖住传感器等的弱电信号。在安装计算机控制系统时,要按信号类别将信号线与电源线、强电线与弱电线、模拟量线与开关量线、交流线与直流线等分开线槽走线,以减少各种耦合干扰;不同类型的信号要分别用不同电缆传输,信号电缆应按信号种类分别布置传输,严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号,避免信号线与动力电缆靠近并平行布置;要对传感器信号线和光电开关信号线采取屏蔽措施,将正确接地与屏蔽结合起来抑制干扰;对于模拟信号线,一律采用屏蔽电缆走线方式,同时穿钢管屏蔽保护,将屏蔽层接地,以减少静电干扰。另外,较短的信号线可以采用双绞线,双绞线上产生的大小相等、方向相反的电磁干扰可以相互抵消。 1.3硬件电路的可靠性 工位机、设备控制柜的设计采用模块化、通用化的方式,以便故障查询和更换。对于硬件电路,特别是主控板,要在其关键点上设计LED指示灯和报警装置,以便维护。比如控制举升器升降的继电器吸合电路可用LED指示灯来标识其工作状态;I/0通道中光电开关信号采用光电耦合器隔离,传感器信号采用隔离放大的方法来抑制干扰。硬件滤波电路是计算机控制系统中的重要组成部分。传感器信号在接入放大器前,可在信号线与地间并接电容,以减少共模干扰,并在信号两极间加装滤波器,以减少差模干扰。将常用RC滤波器接在一些低频信号的传输电路中,例如侧滑检验台的差动变压器输出端,可以有效削弱各类高频干扰信号。为保证整个计算机控制系统在局部发生故障时也能够正常工作,可以在工位机里设置一些备用部件。一旦发生故障,就启动备用部件。 1.4软件设计的可靠性 对整个计算机控制系统而言,软件抗干扰技术是防止计算机控制系统受到可预知干扰或当计算机控制系统受到干扰后使其恢复运行,或输入、输出信号受到干扰后,使计算机能去伪存真的一种软件支持技术。开发计算机控制系统时,可通过软件提高其可靠性,同时降低生产成本,减少维修时间。干扰信号是随机的,可以利用计算机控制系统的自检与诊断、软件陷阱、软件滤波和中断处理等提高计算机控制系统的可靠性,特别是非周期性的随机干扰信号,采用软件滤波是非常有效的。所谓“软件滤波”,就是通过多次采样,得到一个转换的数据系列,通过某种处理后,得到一个可信度较高的结果。比较常用的滤波法有程序判断滤波法、去极值平均滤波法和低通滤波法。在软件设计时,可使系统具备掉电保护功能,以提高其可靠性。例如进行现场保护,即保存当时重要的状态参数,当电源恢复正常时,计算机重新复位,恢复现场,继续完成未完成的工作。 2计算机控制系统可靠性的维护 计算机控制系统可靠性的维护可以从以下几个方面入手:①注意服务器、各工位机以及设备周围的环境、温度、湿度和灰尘等状况,一定要采取通风、防尘等措施,避免阳光直射。②定时用毛刷、吸尘器等清除工位机机柜和计算机控制柜内的灰尘。检测车间的空气中含有大量灰尘、烟粒和粉末,一旦它们落在计算机控制系统内工位机、计算机控制柜的印制线路或元器件上,就会引起元器件间绝缘电阻下降,甚至导致元器件和印制线路损坏。③经常检查传感器的工作状态,观察其是否有位移、积尘和受潮现象。不要人为破坏传感器的正常工作状态。④散热、通风是防止服务器、计算机和工位机过热的重要手段。为此,工作人员应每天检查各冷却风扇运转是否正常,每半年或一个季度检查风道过滤器是否有堵塞现象。如果过滤网上灰尘积聚过多,则应及时清理,否则计算机控制柜内的温度就会升高(一般不允许超过55℃)。⑤尽量少开工位机机柜的门。有的检测站在夏天打开柜门散热,这种方法不可取,因为这会导致计算机控制系统加速损坏。正确的方法是降低计算机控制系统的外部环境温度。因此,应该严格规定,除非进行必要的调整和维修,否则不允许随便开启柜门,更不允许在使用时敞开柜门。⑥利用Windows维护工具定期整理硬盘、备份数据库,并且只有具有一定权限的人才可以访问数据库。计算机要定期査、杀毒,杀毒软件也要及时更新。 3结束语 综上所述,为了确保汽车综合性能检测站的正常运行,我们要重视和做好计算机控制系统可靠性的问题预防和维护的工作,并要采取有效措施保障计算机控制系统的可靠性,从而促进汽车综合性能检测站工作的开展。 作者:邹夏骁 单位:惠州市汽车运输集团有限公司 计算机控制论文:计算机控制程序实验室创建 1高等职业教育实践教学中存在的问题 教育部在《关于加强高职高专人才培养工作的若干意见》中明确指出:“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]实验、实训、实习等实践教学是培养学生职业技能、锻炼学生职业意识、实现高职培养目标的主体教学环节之一。高等职业院校的教师开展实践教学活动,要以培养学生的动手能力和创新能力为主,以职业的典型工作任务为导向,锻炼企业所期望的工作能力,增强职业意识,强调教学过程的实践性和职业性。但目前职业教育实践教学中的几个问题需引起我们的注意。第一,现有实验设备制约着学生动手能力和创新能力的培养与提高。目前,实验设备大多采用以实验模块为基本单元的实验箱形式,往往以最基本的认知性和验证性实验为主,综合性、创造性实验很难实施。对于这样的实验,学生是被动的,是为完成任务而做实验,因而无积极性可言。第二,传统的实践教学过程大多围绕硬件实物,在实验室、实训室或企业车间等场所实施,因其直观易感性和接近生产实际,向来都是高职实践课程的主流教学方式。然而这种教学方式存在先天不足,因其投入大、适应性差且难于开放,往往使实践教学过程面临窘境[2]。对没有实践经验的学生来说,设计过程中容易造成器件和仪器仪表的损坏,故开展实践教学需要购置的元器件数量增多,开支增大。第三,实践性很强的专业课程学时有限,而设计型的实践项目要求学生在学习原理图的基础上设计出实物来,若原理图不正确会影响实物设计,延长学生的设计时间,又影响学习进度。 2虚拟仿真技术的优势 伴随着计算机软件和硬件技术的发展,各种虚拟仿真系统为实际系统的开发提供了可靠的保证,运用虚拟仿真技术进行实践教学有以下优势:(1)培养学生职业技能。围绕模拟和仿真条件开发的虚拟实验实训项目,是参考专业技术领域有关生产要素及岗位能力要求而开发的。通过训练,可增强学生实践技能,提高创新能力和就业竞争力。(2)教学成本低。基于计算机软件的虚拟仿真技术实践教学模式,在多媒体机房或专业实训室安装计算机仿真软件即可开展实践教学活动,维护、维修和管理工作量小,节约了教学成本。 (3)提升综合效益。借助Matlab,Proteus等软件强大的仿真能力以及丰富的资源库,可以有效替代硬件仿真器进行先期的软硬件调试,再利用仪器仪表的输入输出功能对实验结果进行检测,待仿真结果基本理想时再进行实际的硬件调试。这样,一方面学生了解应用系统硬件电路结构,锻炼了编程技术,也学习了仪器仪表的使用,提高了设计水平;另一方面开发过程高效,损失减少,解决了实验室资源紧张的问题[3]。 3计算机控制系统虚拟实验室的建设 充分利用现代信息技术,围绕具有模拟和仿真条件的校内多媒体实验机房或实训室,着力开发其虚拟实验、实训项目,充分发掘其教学功能,为实训操作前理论与实践结合的教学提供有效途径。开发的计算机控制系统虚拟实践教学项目举例见表1,并以项目三为例,证明虚拟实验室可以锻炼学生软硬件的综合开发能力。 3.1Smith纯滞后温度控制系统的Matlab辅助设计与仿真 电阻炉是一个具有自平衡能力的对象,可以近似为带有纯滞后的一阶惯性环节。根据被控对象实验数据,可确定被控对象的纯滞后时间τ=72s和对象时间常数Tp=2min,其比例τ/Tp>0.5,故采用带有Smith预估器的数字PID控制算法,在Matlab软件的Simulink模型窗口创建smith.mdl模型文件[4](如图1所示)。图1带有Smith预估器的数字PID控制系统仿真模型根据被控对象时间长短并结合工程经验,确定采样周期为1s,调试比例系数kp、积分系数ki,使系统闭环稳定,没有超调,使单位阶跃响应输出曲线的上升时间满足设计要求,可得仿真结果(如图2,图3所示)。由图2可知,引入Smith预估器后,闭环系统的单位阶跃响应曲线无超调,只是在时间上滞后τ=72s;由图3可知,控制系统单位阶跃响应输出曲线的上升时间小于6s。采用带有Smith预估器的数字PID控制算法可实现对电阻炉温度的纯滞后补偿控制。图2Smith预估控制系统仿真结果图3Smith预估控制系统仿真结果局部放大图经此虚拟设计,学生可结合对电阻炉温度对象的控制,学习smith预估控制器的设计原理及参数调试方法、技巧,为实际对象的控制及控制方法的合理选择积累经验。 3.2输入温度检测信号Proteus辅助设计与仿真 电阻炉的温度检测采用镍铬-镍硅热电偶,经信号调理电路转换成单片机方便识别的电压信号,再经A/D转换器输入单片机。使用Proteus的ISIS组件绘制的ADC0809与AT89C51接口原理如图4所示,在ISIS界面编辑源程序,经编译后向CPU(AT89C51)加载源程序,仿真运行、调试。可得到输入温度信号对应的8位二进制电压值,再经显示电路显示对应的温度值,同时根据实际情况输出对应的控制信号,达到控制温度的目的。图4模拟量输入通道的仿真运行与观测经此虚拟设计,学生可学习A/D芯片ADC0809转换性能及编程方法,掌握A/D转换器与单片机接口软硬件设计方法。 3.3项目报告 每一个项目,学生都要写出包括项目研究概论、方法与手段、查阅资料情况、完成形式、得失经验等内容的总结报告,将理论教学和工程训练有机结合,将企业真实的“岗位任务”转换成职业院校的“学习任务”[5]。这样,既能提高学生学习的主动性、参与性,又可提高学生对设计全过程的理解和掌握,改变以往实验只走简单操作过程的验证性实验形式,提高学生对具体问题进行深入探索的主动性,从而培养学生一定的科研思维能力。 4结束语 (1)Matlab,Proteus等仿真软件在计算机控制系统教学中的应用,提高了学生的学习兴趣和创新能力,对学生职业能力的培养具有现实意义。 (2)利用虚拟仿真软件替代价格昂贵的实验设备和测试仪器,可在课堂上进行仿真分析,便于学生深入理解和掌握概念;同时,实验结果可用来指导实际系统的设计,减少实物实验调试和耗材,既提高教学效率,又节约教学成本。 (3)仿真不能完全代替实物,在利用Matlab,Proteus等软件进行仿真分析的基础上将其应用于实物系统,才能真正将校内实践教学与企业实际工作岗位需求有机衔接与融通。 计算机控制论文:基于环形以太网洗煤厂计算机控制程序 本文依据某洗煤厂提供的洗煤厂计算机控制系统设计参数及技术性能要求设计。目前原设备生产能力为150万t/a,技术改造后为200万t/a,结合该矿建设标准,地面生产系统主要工艺装备均采用生产效率高、运行可靠的先进设备,但不具备远程管理监控功能,无法实现集中管理。本文是在此基础上实现全自动监控系统的改造。 1洗煤厂计算机控制系统的类型确定 当前分布式计算机控制的类型有:集散控制系统、现场总线控制系统和网络控制系统。 (1)集散控制系统(DCS-DistributedControlSystem)集散控制系统又称分布式控制系统。它以微处理器为核心,实现功能上和地理上的分布控制,同时通过高速数据通道把各个分散点的信息集中起来,进行集中监视和操作,实现了复杂的控制和优化。DCS的设计原则是分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调; (2)现场总线控制系统(FieldbusControlSystem-FCS)现场总线控制系统是20世纪80年代中期在国际上发展起来的新一代分布式控制系统结构。它采用了不同于DCS的“工作站-现场总线-智能仪表”结构模式,降低了系统总成本,提高了可靠性,且在统一的国际标准下可实现真正的开放式互连系统结构,因此它是新一代的分布式计算机控制系统; (3)网络控制系统NCS(NetworkControlSystem)网络控制系统是通过网络形成的反馈控制系统。在网络控制系统中,被控制对象与控制器以及控制器与驱动器之间是通过一个公共的网络平台连接的。它是一种空间分布式系统,通过网络将分布于不同地理位置的传感器、执行机构和控制器连接起来,形成闭环的一种全分布式实时反馈控制系统。它具有信息资源共享、易于扩展、连接线数减少、效率高、易于维护、性能可靠等优点。尽管NCS比传统的计算机控制方式具有许多优点,但由于数据在网络中传输,使数据包在传送的过程中不可避免地会产生排队或碰撞,导致数据传输延迟,从而使控制系统产生时滞,影响了系统的稳定性及其跟随性。因此本系统根据现场的条件,选择了基于工业以太网的现场总线控制方式。某洗煤厂生产工艺流程如图1所示。图1洗煤厂生产工艺流程图根据图1可知,该选煤厂具有车间分散、设备分散,生产连续,各环相扣,数据多,处理量大的工艺流程特点,因而采用了基于光纤环网冗余的工业以太网+PROFIBUS现场总线+ROFINET总线的集中管理、分散控制的新一代分布式控制方式(即FCS)。 2洗煤厂计算机控制系统的网络组建 通过图1对洗煤厂生产工艺的研究,统计出需要控制的系统包括集控楼集控室、动筛车间、洗选车间、压滤车间、筛分车间、原煤配电室和西泵房等几个系统。系统采用1台总配电柜+1台工作站+3套西门子S7-3003152DPPLC主站+3套ET200S分站+PROFIBUS现场总线+ROFINET总线+工业以太网控制。考虑数据远距离传输的准确性和系统的稳定性,以及需方的要求采用双环自愈型工业以太网通讯方式和冗余系统形成选煤厂环形工业以太网,系统提供丰富的模块多样化设计,可支持热插拔。 2.1现场总线PROFIBUS PROFIBUS是一种不依赖于设备生产商的国际化、开放式现场总线标准,用于现场设备层或工厂自动化车间级监控的数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络,从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。PROFIBUS协议采用ISO/OSI模型的第1层、第2层和第7层(ISO/OSI模型的1~4层是面向网络的,5~7层是面向用户)。PROFIBUS为用户提供了3种通信协议类型,即PROFIBUS-DP(DecentralizedPeriphery该总线成本低,速度高,用于分散式I/O的通信与现场设备级控制)、PROFIBUS-PA(ProcessAutomation该总线具有本征安全规范,适合于本质安全的场合,可使传感器和执行机构联在一根总线上,为过程自动化而设计)、PROFIBUS-FMS(FieldbusMessageSpecification,该总线是一个令牌实时多主网络的结构,用于车间级监控网络)。PROFIBUS传送速度可在9.6kbit/s~12Mbit/s任意选择,因此PROFIBUS可适应于不同控制对象和通信速率等要求,开放性好并且技术成熟,所以在该洗煤厂的车间级采用了PROFIBUS现场总线作为现场设备级的分散的I/O通信。根据要求,在筛分车间配电室及原煤配电室设立一个ET200S远程I/O站,实现远程控制,ET200S是西门子PLC的远程模块,通过西门子的PROFIBUS-DP总线将该ET200S作为子站挂靠在动筛车间PLC控制分站,通过总线的形式将采集的现场信号和对现场的控制信号由PLC到ET200S子站上。在硬件组态中,需要将ET200S挂到DP总线上,同时定义该ET200下的模块属性,包括各模块的地址以及各种属性。同样,在西泵房设计一个ET200M远程I/O站,通过西门子的PROFIBUS-DP总线接入洗选车间PLC控制分站。3套S7-300PLC采用PROFIBUS现场总线接口,并通过工业以太网交换机接入管控中心。 2.2工业以太网 虽然PROFIBUS的协议结构是以ISO/OSI为参考模型,但其3~6层并未出现在PROFIBUS的通信栈中,而且各种现场总线之间虽可通过网关进行互换,但设备和装置之间的操作性和互换性就几乎不存在;现场总线的数据吞吐能力只适合于底层应用层,对管理层因其对实时性要求非常高,现场总线满足不了要求,因此采用功能更强大的工业以太网将洗煤厂现场控制系统联接起来组成环形自愈网,提高系统的数据传输速度及可靠性。所谓工业以太网就是结合以太网技术和TCP/IP技术开发出来的一种工业通信网络。洗煤厂的工业以太网设计如下:(1)基本类型按照以太网传输速率大致可分为4种:10Mbit/s工业以太网、100Mbit/s工业以太网、1Gbit/s工业以太网、10Gbit/s工业以太网,根据现场及需方要求采用1Gbit/s工业以太网。(2)网络硬件①传输介质传输介质主要根据网络连接距离、数据安全、传输速率来确定,在工业以太网中常用的传输介质有屏蔽双绞线(TP)、工业屏蔽双绞线(ITP)和光纤。因光纤有重量轻、不产生电磁干扰、不受雷电影响、不受电磁干扰、无屏蔽电流及无电气接地问题等优点,因此在本设计中采用光纤作为传输介质;②工业以太网交换机在本系统中由于采用OLM光纤环网的拓扑结构,以及数据的检测采用载波侦听多路复用的方式,使系统传输延时,可靠性降低,采用工业以太网交换机可有效地改善系统的特性。本设计采用了MIER系列的以太网交换机。MIER-5428系列自愈环光纤交换机是由24个10/100Base–TX或10/100Base-FX/BX端口以及4个10/100/1000Base-TX或千兆SFP组合端口(1000Base-SX/LX/BX)组成。系统在重新组态时冗余倒换时间小于300ms,另可提供1个1000M以上联口与核心交换机上联。MIER-5428支持MR-Ring自愈环,适合用作中心端交换机,最大的特点是支持多组自愈环网,可由用户自行设定自愈环的环路端口,与MIE-5210自愈环光纤交换机组成多个自愈环网,而4个千兆口可以将多台MIER-5428组成千兆自愈环,保证多个中心交换机之间的千兆链路安全;③通信处理器工业以太网通信处理器包括用在3台S7-300站上的处理器CP343-1、PC机上的网卡CP1613,它们均提供了ITP、RJ45、AUI等以太网接口,以1000Mbit/s的速度将3台PLC和PC连接至工业以太网上。 2.3PROFINET PROFIBUS作为现场总线的一种,已经在我国得到认可,并广泛应用在各种场所,将TCP/IP技术应用在现场总线是西门子近年来的成果,这就是PROFINET,它是一种基于工业以太网技术的现场总线,并得到了国际电子委员会(IEC)的认可。采用PROFINET将集控室和现场联系起来,实现了管控一体化。PROFINET的物理层采用快速以太网的物理层、数据链路层(IEEE802.3标准),网络层和传输层采用IP/TCP/UDP技术。洗煤厂计算机控制系统中既有对实时性没有特别要求的过程参数设定值(如PID控制器的KP、KI、KD等参数设定),又有必须满足实时性要求的过程采样值,PROFINET对不同的应用要求使用相应的通信方案,解决了在同一个系统里有不同实时通信要求的问题。这是因为PROFINET采用IRT技术解决同步数据通信问题、采用SRT技术解决苛求时间数据通信问题、采用IP/TCP/UDP技术解决无苛求时间数据通信问题。 2.4ET200S控制方式 SIMATICET200S是西门子ET200分布式I/O系统的重要组成部分,它的按位模块化、高度可扩展性的优势使其广泛应用于各种工业控制场合。使用SIMATICS7-400/300控制器和ET200系列远程I/O所构成的基于PROFIBUS-DP或PROFINET现场总线的解决方案,目前已经成为众多工程项目的经典选择。ET200S是一款防护等级为IP20,具有丰富的信号模块,同时支持电机启动器,变频器,PROFIBUS和PROFINET网络的分布式I/O系统。SIMATICET200S同时支持PROFIBUS和PROFINET现场总线;拥有CPU314功能的集成PROFIBUSDP通讯口的IM151-7CPU和具有3个PROFINET接口的IM151-8PN/DPCPU接口模块;可以扩展最大7.5kW的电机启动器和最大4.0kW的变频器;拥有丰富的诊断功能,包括断线、短路和通道级的诊断功能;对于MODBUSRTU通讯功能,无需增加任何的选件即可完成;支持带电热插拔功能,使得在运行情况下也可以轻松完成模块的更换;同时提供包括集成光纤接口的PROFIBUS和PROFINET接口模块;洗煤厂的计算机控制系统的网络结构如图2所示。 3结语 分析了洗煤厂的工艺流程,确定了该系统的控制类型;并通过分析工业以太网、PROFIBUS、PROFINET的特点,组建了关于环形以太网洗煤厂的FCS系统;提高了系统的数据传输速度及系统的稳定性,完善了系统的功能,使操作更加方便、透明;为洗煤厂的计算机控制系统的实现提供了一定的参考。 计算机控制论文:P/T数字转台计算机控制课程设计 计算机控制技术是自动化专业的必修课。该课程是在自动化技术、计算机技术、控制技术,通信技术和网络技术及管理信息系统的基础上发展和建立起来的,它是实现综合自动化的核心技术,是一门综合性和实践性较强的课程[1-2]。 目前计算机控制技术课程设计多数是以围绕单片机或8088微处理器为控制核心的实验平台开展的,还有部分设计是要求运用仿真软件验证控制算法的正确性。上述要求很可能导致学生所掌握的知识与工厂实际设备脱节。由于学生对计算机控制相关硬件设备没有感性认识,所以导致学生经过学习,还是对计算机控制技术的内容不能合理、科学、自如地运用。利用P/T数字转台作为课程设计的平台,首先,可以使学生对计算机控制技术有最初的感性认识,其次,由于该设备采用的是工业级运动控制板卡,学生在熟悉相关资料的基础上能够进一步理解计算机控制系统的构成原理及计算机控制应用程序的设计,达到将综合专业基础知识与工程实际有机结合,从而培养学生的工程实践能力。通过资料搜集、方案分析、系统设计与报告撰写的整个过程,学生可以得到科学研究工作的初步训练。 1P/T数字转台实验系统介绍 1.1转台电机控制系统 转台电机控制系统主要由运动控制器、具有PCI插槽的PC机、具有增量式编码器的伺服电机、伺服电机驱动器、驱动器电源、原点开关和正/负限位开关等6个部分组成控制伺服电机时,控制器输出+/-10V数字电压控制信号。采用GT系列运动控制器组成的控制系统典型连接如图1所示。 1.2运动控制器 固高公司生产的GT系列运动控制器,可以同步控制4个运动轴,实现多轴协调运动。其核心由AD-SP2181数字信号处理器和FPGA组成,可以实现高性能的控制计算。它适用于广泛的应用领域,包括机器人、数控机床、木工机械、印刷机械、装配生产线、电子加工设备、激光加工设备等。GT系列运动控制器以IBM-PC及其兼容机为主机,提供标准的PCI总线产品。运动控制器提供C语言函数库和Windows动态连接库,实现复杂的控制功能。用户能够将这些控制函数与自己控制系统所需的数据处理、界面显示、用户接口等应用程序模块集成在一起,建造符合特定应用要求的控制系统,以适应各种应用领域的要求。 1.3视频采集 除运动控制以外,P/T数字转台还配备了Matrox的图像采集卡和摄像头,图像采集卡具有16MB内存,支持模拟视频的实时捕捉或JPEG2000压缩/解压缩功能。 2P/T数字转台实验系统可实现的内容 2.1转台控制 此部分主要是对转台轴电机的转动控制,在对转台控制编程时首先对控制卡进行初始化,在初始化过程中完成中断屏蔽字、限位开关有效状态、伺服滤波器零点偏移值、运动模式等设置。设定选定轴为当前轴,设置运动模式、速度参数、加速度参数,然后刷新当前参数,当速度参数发生变化时转台开始动作。 2.2图像获取及处理 视频采集部分是以固高科技公司随转台提供的Matrox采集卡、摄像头为平台,通过编写高级语言程序可以实现以下功能:将摄像头捕获的图像显示出来、对图像进行处理、利用处理后图像像素的不同查找到目标物体、求出目标物体的质心坐标[3-6]。当目标物体移动时,控制转台跟随其转动。 3题目的设计 根据实验平台的特点,课程设计的内容与转台的控制、视频图像的采集和图像处理相关。为学生提供的参考资料包括固高运动控制卡使用手册、编程手册、图像采集卡使用手册以及相关函数库,要求学生采用C++或其他高级语言编制程序。可以根据学生的个体差异,设计难易程度不同的题目。“C语言程序设计”在工科院校作为必修课开设,有了这个基础,学生再学习C++或其他的高级语言就能很快掌握。根据课程设计要求,教师可以有针对性地对图像处理和工业控制板卡方面的编程方法进行专门的辅导,要求学生查阅相关的书籍和材料。学生在教师的指导下掌握高级语言的基本知识和操作,学会对界面和图像编程,并学会程序的编译、调试和执行。“团队协作”也是新时期对科技人才素质的要求。由于课程设计一般在2周之内完成,为了培养学生的团队协作能力,可以将3人分为一个小组,然后出一些较为复杂的题目,每个学生可以根据自己的兴趣选择同一题目下的不同内容。组员间进行分工协作,共享知识信息,共同商讨、论证问题的解决方案,通过相互配合、互相帮助,达到互相促进、共同提高的目的[7-10]。例如“目标跟踪系统设计”,要求学生采用C++或其他高级语言编制程序,实现视频图像的采集、图像的简单处理、控制转台跟踪预先确定的目标。具体内容可以分为3个部分:第一部分要求完成界面的设计,要求界面友好、操作简单,达到工业控制软件的基本要求;第二部分要求完成图像处理功能,要求从采集的视频图像中能分离出预先确定的目标;第三部分要求完成转台的运动控制,要求加入控制算法和电机加减速控制。3部分由3个学生完成,最后通过联调实现目标跟踪的功能。 4结束语 在整个课程设计过程中,让学生通过了解工业控制板卡和图像采集板卡而激发了他们的学习兴趣,对工业控制的方法和实际应用有了一定了解。在强调基础理论学习的同时也提高了学生的工程意识和团队协作能力,为以后的工作和进一步的科研打下了良好的基础,从而取得了良好的教学效果。
应用电子技术论文:应用电子技术教学模式的探索与实践 1.目前工作室教学模式存在的问题 (1)工作室教学项目选择存在的困难目前电子专业工作室教学一般在本科教学的高年级阶段或者研究生教学阶段,对高职高专学生,由于专业学习的难度性,再加上学生在校学习阶段为2-2.5年,工作室教学的特殊性给课程开发和项目教学带来了不少困难。(2)师资力量不足工作室教学模式要求能根据社会的实际需要,以案例、项目为中心组织教学,课程具有一定的实用性和前沿性[2],但目前负责工作室的指导教师离上述水平还有很大的差距,工作经历和实践能力比较缺乏,按照企业的商业化运营模式存在一定的困难,还难以按照市场化的模式运作。。(3)教学管理存在的不足工作室教学能够顺利实施,强有力的组织机构是关键,目前各工作室已经制定了实施细则,但具体实施过程不一定切实可行。学校在工作室的前期建设中投入了大量的人力物力,后期工作室教学环境的完善所需要的经费等遇到比较大的困难,而这也是教学质量得到保证的重要因素。 2.工作室教学的具体实施 以工作小组为团队开展活动:每个工作室配备2名专职教师和1名校外指导教师进行教学活动的开展,根据学生的知识结构的不同和兴趣的差别,将学生分成若干小组,尽量做到学生总数在30人左右,每一小组由大二和大一学生共同组成,学生以小组形式完成项目。学生在工作室的学习时间由固定教学时间和课外时间两部分构成,完成项目后经过考核学生可获得专业选修课2个学分,同时工作室面向学生课外时间开放,学生可以在工作室完成课程以外的学习任务,增强师生之间的良性互动。充分发挥学生参与管理工作室:利用电子信息工程系学生科技协会平台,定期组织学生开始小型技能项目比赛,以新能源工作室为例,学生在结束一个学期的项目任务后,举办便携式小型光伏发电系统组装比赛。同时定期开展各工作室之间的沙龙活动,每期由一个工作室交流一个主题,各工作室之间相互交流活动的开展方式和进度安排等,以此来锻炼学生的沟通、活动组织、以及项目运作能力,促进学生综合素质的提高。组织参加各类专业比赛:针对当前工作室指导教师在选择真实项目进行教学过程有一定的难度情况下,通过定期组织学生参加各级各类专业比赛作为教学活动开展的一个有力补充,通过比赛来培养学生的创新思维、技能水平和团队合作意识等。应用电子专业学生组织他们参加学院科技文化节、大学生职业技能大赛和大学生电子设计大赛等。 3.实施后的效果 工作室教学模式较好地体现了陶行知先生所提倡导的“在学中做,在做中学”的教育理念[3],学生进入工作室后,由于企业项目的真实引入和各项专业比赛活动的开展,需要学生的专业知识更加系统性,突破了单一课程的内容,教学内容不能完全依附于教学大纲和教科书,客观上加强了了学生学习的主动性,拓宽了学生的视野,相互交叉和相互渗透的教学内容锻炼了学生对专业知识的综合应用能力。工作室教学活动开展以来,指导教师对教学的热情比过去有较大提高,每个专业方向的工作室与相应的企业建立了合作关系,拓宽了学生的就业渠道和专业对口率。教师充分利用该平台明确个人专业方向,提升科研能力。通过工作室的建设,学生接触到了更多本专业领域发展的最新技术,比如物联网工作室教学的开展,学生体验到未来智能家居的最新发展技术。工作室建设两年多来,应用电子技术专业学生参与各级各类专业技能比赛的规模和成绩比以往都由了显著的提高,先后获得国家级奖项5项,省级10余项,部分教师与企业签订合作项目,加快了学生个性化培养的步伐。 4.结语 在当前社会发展迅速,竞争日趋激烈的情况下,如何培养出能够使用社会需求的人才,有效解决学生就业和社会适应力的衔接,是应用电子专业教学改革的最终目标。工作室建设的教学方式具有融合性、开放性、互动性和可选择[4]等优势。是提升电子专业学生职业素养的主要手段和有效途径。 本文作者:胡国伟李伟曾佳工作单位:宁波职业技术学院 应用电子技术论文:略谈应用电子技术的创新路径 一、应用电子技术在中专教学中的改革。 1.使学生熟悉常用仪器的使用,了解电子元件的基础知识第一,在教学的内容方面开展多方位的教学方式,使学生多接触一些常用仪器,尤其注意学生对于仪表仪器的接触程度,在让学生全方位接触到常用仪器后,还要注意进行启发式的教学措施,使学生能自己动脑思考,以此来加深他们对于常用仪器的印象,然后通过全方位的考试方式来督促顺便检验学生的实际动手操作能力。第二,在进行动手能力培养时,理论知识的教授也是不可或缺的。以前的经验使我们知道,很多学生尽管动手操作能力比较强,但是对于一些基本的理论知识却是相对贫乏的,比如有的学生在就业岗位上甚至不知道怎样来进行有关元件的识别,对于基本的检测也是一无所知。因此,我们在中专教学中,必须加强对学生电子元件基础知识的普及与教授力度,使学生了解电子元件的种类、材料等基本知识,能够对于电子元件进行普通的识别与检测。过去,学生由于基础知识的缺乏,在实践中往往会出现无法识别是元件质量问题还是设计问题的笑话,从而导致其在实际的组装生产过程中,出现由于元件质量问题导致整体的工作效率偏低的现象。为此,我们在实践教学过程中要特别重视对于元件基础知识的练习,使学生不仅不会只停留在外观的识别程度上,而且还能熟练地使用电子元件的仪器设备进行相关的检验与检测,从而能够更好地适应社会的需求。 2.在教学过程中加强对于电子技能的训练。在教学过程中加强对于电子技能的培训,可以使学生熟悉掌握大量的元器件,使学生掌握焊接、插装等等的各项基本的技能,同时能够看懂各类电子产品的电路原理图,并能够对各类的电路进行不同的调试。在对电路进行调试及安装过程中,学生不仅能够熟练掌握各类基本理论知识,而且还会培养自己的动手操作能力,同时,还能够激发他们的创新思维水平,可谓是一举多得。此外,在对电子技能的训练过程中,学生还会培养起直观检查并且排除故障的能力,这对于电子应用技术专业的学生来说是有重要意义的,可以使他们更好地适应社会的需求,缩短他们对于社会的适应期。 3.加大综合性的实验的比例。第一,在传统的教学过程中,学生通常只能在指定的时间进入实验室来进行实验操作,但是各个学生的能力毕竟是不同的,这样就会出现部分学生在规定时间完不成试验任务的现象。同时,出于对学生自主开展电子电路设计与制作的鼓励,激发他们动手操作及创新思维能力的培养,我们可以在明确了实验室责任管理制度的前提下,对实验室进行适度地开放。同时,对学生提供器件或者专业技能的指导。第二,进行综合性的试验。因为,不管是提高创新能力的训练还是一个产品的最终完成,只靠理论知识是远远不够的,上述两个过程都必须是理论知识与动手实践操作的有机统一,更有甚者更多关注的是学生的动手操作能力。因此,在教学过程中,我们要加大综合性试验的比例,使学生不仅可以很好地巩固理论基础知识,而且还可以很好地培养动手操作能力,从而成为综合性的专门技术人才。 二、研究教材,合理安排教学内容在教材的处理上,以必须够用为原则。 1.把握教学目标,化解数学的难度。在教学的过程中应强调其知识的应用性,提高学生的分析问题和解决问题的能力,没有必要过分强调逻辑的严密性及思维的严谨性,对于某些定理可以只讲它们的应用方法,范围和实例。并且,在教学过程中,比如涉及比较抽象的概念时,可以先给出学生在中学学过的、易于理解的,并且与教学相关的引例,化解概念的抽象程度,使学生更容易接受。 2.根据不同的教学内容和目的,采取不同的教学方法。在教学过程中,一直采用讲授的方法,会使学生感觉单调、枯燥无味,可以根据不同的教学内容和目的,采用不同的教学方法和手段。 作者:马兵单位:河南省登封市第二职业高级中学 应用电子技术论文:略谈应用电子技术专业的革新 众所周知,应用电子技术专业是一门实践性很强的学科。俗话说:巧妇难为无米之炊。光有理论远不能培养对学生综合素质培养的需要。因此在专业设置上应当进行创新,改变单一科目如计算机课程、C语言,而加入电子设计、电子开发与应用等课程。在教学内容上的改变能够均衡学生的理论和实践知识。同时还应当把创新的思维提高到教学方法上。在电子技术专业的教学过程中,教师可以采用调查法、探究法和讨论法等方法教导学生探索知识的能力,提高学生的自主学习能力、独立思考的能力以及从不同角度找答案的能力。改变传统的教学模式不仅能够改变电子技术专业课堂的气氛,以独具专业特色的风格对学生进行教育,同时也能使学生的各项能力得到充分地发展。 一、电子技术专业各阶段创新的应用 1.基础操作阶段 这个阶段主要以打好学生的基础知识,训练学生的专业技能为主。在基础操作阶段主要是带引学生入门,认识和掌握专业常用的仪表、仪器的使用以及一些基本实验手段。相关的实验环境包括安排学生自主设计电路,计算机实验操作以及实习。从上课伊始,就不断地要求学生掌握与专业有关的常用软件,像基本的office软件,keill软件以及PROTEL、VB等等。通过实践性的环节,让学生初步掌握好本专业相关仪器的常用方法,例如万用表、示波器以及各种电源电表等等。需要说明的是,实验课并不是理论课的一个附加,而是与理论课平起平坐的课程,它在培养学生的能力上功不可没,不可缺少。对学习能力强,悟性高的同学鼓励他们更上一层楼,考取有关电子的证书,以为将来的就业铺金。 2.专业课实践阶段 专业课实践阶段主要结合本专业教学而进行的课程设计和课程实习或偶的那个。这个阶段的目标是使学生在掌握专业知识之后能够进行系统训练。这个阶段主要的课程有模电路、数、电力拖动、单片机以及电子设计等等。这些课程以设计和实习为主,结合课程教学活动,学习的内容可以综合理论与实践经验,结合实用性与趣味性技巧,要求学生根据所学的知识,设计出具有独创性的实习计划和设计图。实习的产品,是学生自身知识能力程度的体现,学生可以把自己的劳动成果保存起来,作为下一次设计成果的借鉴。经过此阶段的学习,学生的学习态度将会有大的改变,他们自觉得由要我学过渡到我要学,同时此阶段也是学生运用自己的目前知识处理面临困难的能力,学生的综合能力得到提高。 3.毕业设计阶段 在毕业设计阶段,学生的创新能力仍然不可或缺。因为在此阶段,学生面临着更大的挑战。他们需要运用自己所掌握的所有知识技能来寻找课题,来选择指导老师,来自主选择合作者,并制定大方案,方案设计业务交流、采购选择设备以及协作。不仅锻炼了学生的专业能力,同时提高了处理人际关系的能力。学生在毕业设计阶段的思考与操作能否符合实际情况,符合当前电子科技产业的要求,在毕业答辩中能够得到验证。毕业答辩小组也可以一改以教师为主的风格,可以选择具有实践经验的企业工程师与技术人员参与评价。在切实的交流中,学生也对自己的专业知识有一个良好的呈现与系统的认识。 二、结语 综上所述,电子技术专业是适应时展的需要而产生的。创新作为一个民族发展壮大的灵魂,在电子技术专业中也占据了一席之地。特别是当前的信息技术产业步伐不断前进的情况下,如何将创新应用于电子技术专业成为当前学校教育的主流话题。鼓励创新不仅要有扎实的基础知识,还要有丰富的实验室经验;不仅要求领导者加强重视,同时也鼓励学生自主创新。 作者:李杰单位:江苏省丰县中等专业学校 应用电子技术论文:刍议应用电子技术专业改革路径 一、参与工作任务分析会,与企业专家零距离接触 高校“应用电子技术”专业课程改革探析胡茗南昌工学院江西南昌330108由行业专家组织的“大学应用电子技术专业”的使命“,头脑风暴”的工作,项目,任务和职业能力是卓有成效的。通过“任务型会议的分析,建立了“装配“,组装”到“,“检测”,“调试”“,检查”五,类型,明确的元件形成,查排名,15个任务,并列举了具体的职业能力。专业核心能力和核心课程的教学项目的开发,是一家专业的培训是重要保障“适销对路”,以满足工业的重要专业绩效与企业需求。专业结构和电子技术越来越复杂,制造,电子产品,电子产品,专业的应用,修复和电子等行业的销售,尤其是专业能力是一个复杂的。专业的发展,我们必须确定核心技能,是基本的核心专业技能的延伸,并不是所有的地区都普遍发展或盲目自由发展。因此,专业核心技能课程的核心是非常迫切的。在调查分析的基础上,在电子技术应用的核心技术是:检测技术组成,电路图的阅读技巧,电子产品的调试技术,仪器技术。专业核心技能,专业发展应用电子技术的发展趋势,必须把握电子制造业及相关行业,不仅提高专业建设水平,调整专业设置,专业和步骤的优化,布局和结构,拓展专业方向 二、参与核心课程体系的建构和课程标准的编写 1.依据核心技能,确定核心课程。 核心课程是为了完成共同的任务,不同专业的职业能力,在一般课程的专业方向(或核心技能)为设计基础。虽然核心能力和应用电子技术专业理论,但真正形成一个核心课程,理解和爱有多年的教学经验和专业的教师是一个挑战。会遇到一些棘手的问题,在这里和你讨论。 (1):理论与实践脱节。专业理论课,和专业的培训课程,纯粹实践问题。解决方案:围绕核心能力,优化设计。在传统的教学中“,电子技术”课程,随着新课程改革的理念,是学生最感兴趣。一些学校已经开始尝试项目教学,教学计划,教学的发展任务,培养学生的职业能力。正是这些珍贵的先行者,集团决定“电子产品装配和调试的核心课程。核心课程是以培养学生的能力和实践能力,简化了传统教学的范畴,改变职业教育课程为中心的传统方法,基于学科专业核心课程体系的构建。 (2):忽视专业发展问题。本课程是一个综合性产业发展滞后,如何更好的?解决方案:关注的发展趋势,综合课程开发。在这一领域的新知识,突出的新技术,新技术和新方法,以满足电子技术专业的工作要求的应用现状,促进学生就业和职业生涯发展。对核心技能训练和学生群体的认知特点设计,应用“适用于课堂教学”和ProtelPCB生产,“电子技术”课程相结合的课程,两个,两个软件和硬件,尤其在电子技术生产的“合成中的应用”的核心技能,是一个管道的综合反映,的学生更多的发展潜力。在行业,企业,大学教师和课程专家,许多头脑风暴和可行性研究,达成共识,在电子专业核心课程的应用:元件和电路,组装和调试电路,电子产品装配和调试,Protel应用和PCB板的制作,电子技术及应用。如果核心课程是必要的,那么,专业课是可选的。根据市场的需求,学校和专业,根据经济和社会发展的实际在各个地区,特殊的课程,反映了当地经济的特点。 2.团队分工协作,编写课程标准。 (1)经验,写作思路清晰。目的建立核心技能训练课程,开发和建设的核心课程,对课程教学改革方案的主要思想。根据研究成果和实践经验的电子技术专业人员的应用特点,课程改革的经验,与写作课程标准。 (2)资源的整合,团队合作。建议的核心技术,行业专家,目前的教学,基于尊重认知规律,根据行业专家,应用电子技术专业工作任务分析表,构建新的教学体系,教学内容的确定,课程标准。经过反复研究,学校队五分,选择专业的特点,在各个学校的骨干教师,制定完备的课程标准。虽然我们有自己的任务,过程和方向,但思想内容,完整的格式,每个都有自己的风格。当然,有一些分歧和争论,最后作出调整。 3.专家指导,完善课程标准和教学指导方案。 应用电子技术专业,课程专家,行业专家的第一稿,一个完整的解决方案,他们提出的修正案,该小组进行了认真的修改完成。在课程改革的过程中,该研究项目,开发过程是一个专业,专业发展,专业教学指导。课程改革,需要尝试和探索,不断的改进和完善。 作者:胡茗单位:南昌工学院 应用电子技术论文:漫谈应用电子技术专业实训基地的构建 一、现代电子产品制造与设计综合技术应用中心的建设目标 中心建设的主要目标是:根据电子信息领域的国内外电子产品生产与制造发展状况和趋势,以服务电子信息工程技术、应用电子技术等专业学生的专业技能培养为核心,兼顾教师开展科研工作的需要,完成电子产品生产、电子产品设计、电子产品性能检测、电子新技术工程应用等实践教学条件的建设。满足电子信息工程技术、应用电子技术等专业学生的专业课程实验、课程设计、毕业设计等环节实践教学,并为学生创新型、创业型的实践活动提供支持。 二、现代电子产品制造与设计综合技术应用中心的建设内容 中心完全按电子企业真实产品设计、生产、检测流程与行业技术规范要求,整合已有的实训室优势,改扩建不能满足实践能力教学的实训室,将建成拥有一个电子技术理论与实践平台、三个创新实训室的新产品研发中心、五个技术应用中心的科技公司、三条生产线的生产车间和两个产品检测室的生产研发基地(如图一所示),使之具有“三个层次、四大功能、五化特色”。完成学生一线操作、技术应用与服务、产品设计开发与检测三个层次训练;达到学生实践教学、员工培训、职业技能鉴定、产品研发与生产四种功能;实现环境真实化、功能系列化、管理企业化、设备生产化和人员职业化五化特色。让学生在三年的学习过程中,按照图一所示①②③④⑤的训练顺序,完成产品设计、生产、测试一条龙的真实企业环境下的实训,职业规范、职业态度和职业习惯贯穿始终。形成既满足学生学习规律又直接对接岗位的实践教学体系。建成后的中心将形成如下特色: 1.对接产业中心以轨道装备制造业为立足点,对接湖南经济支柱的电子信息产业,服务区域经济和行业经济发展需要,为企业培养满足产业发展需要的创新型高素质技能型人才。 2.工学结合深化工学结合,促进专业深度融入产业链,有效服务区域经济和社会发展。中心构建了电子产品设计、试制、生产、测试一条龙的真实企业环境,让学生在“学中做,做中学”,提高学生的技能水平,训练学生的职业规范、职业态度和职业习惯,真正实现“零距离”上岗。 3.突出创新在已有实验设备条件的基础上,构建“基础创新实训室、微控制创新实训室、机器人实训室和嵌入式技术应用实训室”三个层级的综合创新实训室,满足三个年级不同基础学生科技创新活动的需求,着实提高学生的创新能力和应用实践能力,达到培养创新型高素质技能型人才培养的目的。 4.开放共赢中心实行开放式的实训室管理体制,倡导以学习者为中心,营造开放共享的教学环境,搭建“工作与学习结合、课内与课外相结合、专业学习与创新相结合”的个性化发展平台,实现“学生、企业、学校”三方共赢的模式。 三、现代电子产品制造与设计综合技术应用中心建设的预期成效分析 1.实践教学,校内教育教学成效分析中心建成后,可为学院电子信息工程技术、应用电子技术专业及其他电类专业师生的服务;每年可承担约1300名学生的电子电路的分析与应用、电子设计自动化等专业课程的教学与实践,年承担的时间教学任务约120000人·时;每年可承担电气与信息类专业综合实习、毕业实习及相关课题的毕业设计约1500人·周;承担电气与信息类专业学生的机器人竞赛培训。 2.社会培训,资源共享,示范辐射作用分析学院实训中心是中南五省唯一的国家级实训基地、中国南车集团“高技能人才”培训基地,应用电子技术专业是教育部“中德师资”培训基地、湖南省中职专业教师培训基地。现代电子产品制造与设计综合技术应用中心建成后,面向企业技术工人的技能培训容量在原有基础上将增加30%,面向中高职专业教师的专业实践能力培训容量在原有基础上将增加50%。同时,电子产品生产线以及各创新实验室等优势资源,可为株洲地区的三所其他高职院校及其他中职学校学生提供生产性实训与创新服务,实现资源共享。 3.技术服务,项目开发成效分析依托铁道供电与电气学院318自动化研究所这一校企合作平台,可充分利用中心的电子产品生产与制造车间、电子技术应用开发与技术创新综合实训室等,对外承接企业产品代工生产与产品检测实验,进行新产品研发与课题研究。 4.科技创新、学生创新能力和教师科研水平成效分析中心的电子技术应用开发和技术创新实训室,开设了“三个层次”的创新实训室,为学生创新和实践能力的培养提供一个循序渐进的过程。同时,教师也可以借助这一创新平台和先进的实验设备进行横向课题和纵向课题的研究,提高教师的科研水平。 四、结束语 “公司型”电子综合实训基地建设是校内生产性实训基地建设的一种模式。本文分析了现代电子产品制造与设计综合技术应用中心建设的意义,建设目标与建设内容已经达到预期成效,为“公司型”电子综合实训基地建设提供参考。 作者:谢永超单位:湖南铁道职业技术学院 应用电子技术论文:应用电子技术专业论文 摘要:文章从目前高职院校电子专业培养弊端、企业需求现状调查等谈专业教学改革,提出了在课程设置、教学方式等方面的改革措施,建立以学生为中心、能力为核心,满足市场需求的高素质技能型人才培养模式。 关键词:电子专业改革培养模式 中国高等教育经多年发展,现已成为在校生人数最多的国家,而高职发展更迅猛,几乎与普通本科平分半壁江山,但办学条件和质量实在令人担忧,提高教学质量,改革培养模式已成为各高职学院面临的一重要课题。 一、目前培养模式的一些弊端 1、课程设置和教学内容与专业需求不相适应 传统教学体系的课程设置(老三段的教学模式)是按照基础课、专业基础课和专业课的模式进行设置的。 (1)出现了课程设置比重不符合高职要求的状况。 (2)出现了课程设置比重不符合学科要求的状况。 (3)没有考虑职业院校专业的学科特点。 2、课程的设置与职业技能鉴定相互矛盾。 目前的课程体系并没有考虑国家的职业技能鉴定的内容,因此,出现授课内容与技能鉴定内容不符的问题,技能鉴定时临时抱佛脚,甚至停课集中复习考试,学得不扎实,企业不认可。 在对企业的调研过程中,我们发现:企业对学校的技能等级证的认可程度仅为20%。要想扭转这种局面,开发新的课程体系,必须充分考虑职业技能鉴定标准,让学生掌握真实的技能水平,使学生满意,企业认可。 3、实践教学课时的不足导致学生的技能水平不达标 4、单学科的授课方式导致缺乏综合知识的应用能力 传统的课程体系采用的是并联的学科体系,教师在授课的过程中,只注重本学科知识的逻辑性与系统性,并没有考虑本学科对专业的实际意义,而应用电子专业各学科间联系和运用很紧密。 授课方式单一,一些教师缺乏跨学科知识的应用能力,出现教师一辈子只教一本书,对外面的世界不闻不问,这样的教学方式如何能使学生学以致用,更谈不上满足企业对技能型人才的需求。 二、目前市场、企业对职业院校人才需求现状 对职业的认知程度是做好本课程体系开发的基础,因此,我们对重庆及沿海就业需求量较大的部分企业进行了调研,以问卷的形式了解在企业对电子专业学生岗位的分布情况和对课程、知识、技能需求程度,调研结果主要特点: 在技术难易度中,最简单为使用电子基本工具(15.7﹪);最困难为程序设计(40.3﹪);在重要等级中,最高为使用电子仪表(35.1﹪);最低为辨识及选用电子元器件(8.9﹪);在未来需求中,最高为组装微处理器电路(32.6﹪);最低为使用电子基本工具(15.2﹪)。 三、教学改革措施 由上述分析调查,我们主要作出如下改革: (一)课程设置模式改革 树立综合职业能力课程观,课程目标由“知识客体”转向“学生主体”;教育导向由“教育专家导向”转向“企业专家导向”;教育模式由传统的“教程”向“学程”转化;课程内容改革注重综合化、实用化、精简化;课程的结构注重有阶梯化、模块化、弹性化。 1、课程设置打破传统的三段式设置,增强课程的适应性,避免课程之间内容的简单重复,实现模块式设置。 摆脱“学科本位”课程设置思想的束缚,建立以电子“职业能力本位”的专业课程体系,根据职业实际工作岗位,构建若干个技术模块,将结构、原理、故障诊断、维修等融为一体。 2、实施替代学分制,加大限选课和任选课比重,突出学生个性发展。 3、充实完善专业课的一体化教学改革,将工作重点转移到对职业基础课的教学改革上。 4、开设综合实训课程,实施项目教学。 (二)教学方式的改革 1、理论教学体系的改革,从三个方面进行,一是大胆改革传统教学方法,克服教师一支粉笔、一本书满堂灌的方式,本着“必需、够用”原则,减少理论课的课时数,由过去的2000多学时减为1500多学时。 2、及时融入新知识、新技术,在课程安排上强化现代电子科学方面的较新技术,如开设“电子设计自动化(EDA)”、“单片机技术应用”等课程。 3、现代教育技术应用与教学改革 4、教学模式多样化 由于高职学生普遍存在基础差、偏科多,因此,基础课尽量采取分层次教学;为增强教学内容的针对性,专业课采取模块式教学;为充分发挥学生主观能动性,增强教师之间、学科之间的横向联系,鼓励教师采用行动导向的项目教学方法。公务员之家 (三)实践教学的改革 调查中,不少学生认为:“在学校的学习缺乏目的性,对为什么学认识不足”。这说明,老师在教学中只注重了理论知识的讲解,对知识的如何运用、实践教学不到位。 1、认真研究国家职业标准 课程体系应以职业能力为主体,充分考虑企业对电子技能型人才的需求,同时注重国家职业标准,使教师的教学有目的,学生的学习有目标。 2、改革实践教学体系,加强实训基地建设 实践课教学改革主要强化学生的基本操作、技术技能、职业综合素质三级能力平台的设计,电子应用能力的培养力求贯穿教学全程。 3、“双证融通、工学交替”的人才培养模式 在现有“分层次、模块化、项目化”的人才培养模式的基础上,实施“双证书、工学交替”,加强与企业的合作,实现工学结合(见下图)。 按照企业实际工作的要求,进行职业技能课程的教学改革,将国家电子行业技能认证标准与教学融合,建立模块化的课程体系;积极完善与工作相结合的“分散实训、顶岗实习”的工学交替模式。 四、专业教学改革的保障措施 1、成立电子工程专业指导委员会,对教学改革过程中出现的情况进行研究,提出指导性意见。“专业指导委员会”定期对课程的设置、实验、实训内容和计划及课程体系的改革广泛征求专家们的意见。 2、教学方式、教学内容的改革由专业负责人、学科带头人落实,电子教研室、系部定期检查和考核。 3、学院教务处、督导处及系(教研室)对教学纪律、教师工作实施督导。 应用电子技术论文:应用电子技术研究论文 1.熟悉常用仪器使用 模拟、数字电子技术实训是一门独立设置的专业技术基础课。为了强化实践动手环节、培养独立创新能力、提高实验课效果,首先在教学内容上开展多方位的教学环节,主要有注重工具和仪器仪表的使用,进行启发式教学,开放教学,工厂实践教学,电化教学,最后通过面试来考查每个学生理论和动手的实际水平。 首先了解仪器工作原理,其次掌握测量方法。例如示波器在电子实践中是常规的测试仪器,作为电子专业的学生,可以将示波器的原理和使用专门列为两个独立的实践课题,而且特别规定示波器的使用是“动手题”重点之一,要求学生在实验中进行多次重复的操作,最终达到像使用万用表一样的熟练程度。要求学生不但会“定性”观察波形,而且能“定量”测量信号的幅度、频率、周期等。在单管放大实践中,当输入为正弦波时,利用示波器不但可以看到放大后波形以及和输入信号进行相位比较,而且还可以通过对输入信号的增大或减小,对负反馈的增加或减少,对上偏置电位器调整等多种内容来实现晶体管三种状态的相互转换来观察波形的变化情况,这样学生不仅看到放大后的正弦波形,也观察到饱和失真、截止失真及双向失真的形波。从而更深刻理解在模拟电路中,条件的变化决定着晶体管状态的变化,这样全方位的训练,不但能把理论课中难以理解的复杂思维变得生动有趣、明白易学,也通过学生对示波器的反复操作加强了应用动手的训练,对于稳压电源、信号发生器、频率计、交流毫伏表等仪器,也在各个实践教学中熟练掌握及合理应用。 2.掌握电子元器件的基础知识 电子元件知识是电子产品应用的基础,以前有的学生就业时甚至还不能识别有关元件,不会进行基本的检测。因此首先必须加强大学生电子元件基础知识的传授,让学生了解电子元件的封装形式、种类、材料、标称值,尤其是使学生掌握电子元件测量方法及其使用注意事项,如何进行选择。 过去学生对各种电路的分析研究大多只注重理论上的设计和分析,与实际严重脱节。学生拿了设计图稿,进行实物安装调试时,由于没有元器件特性参数的概念,无法做到根据实际要求对元器件进行对比和选择,调试成功率往往较低,甚至做不出来,在产品设计调试过程中,无法辨别是设计问题还是元器件质量问题,使问题复杂化。甚至将本来是由于元器件的质量引起的问题,却往往错误地认为是设计问题,因此而把产品设计引入误区。在实际组装生产时,尤其要注意各种电子元器件的质量问题,因为它将会引起整机质量严重下降。 目前有些大学的专业测试实验课开得较少,导致学生对元器件参数的技术指标、测试条件、特性好坏、灵活运用等知之甚少,因此必须加强对学生元器件测试实验的教学。只有我们在实践教学中都重视了基础元器件的练习,才能使学生不再只停留在对电子元器件的外观识别上,而是能熟练地用仪器设备对其进行各种性能的检测,深刻掌握元器件的综合知识。 3.加强电子技能训练 在训练中熟悉各种元器件,掌握插装、焊接、导线加工、元器件引脚成型等各项基本技能,看懂各类电子产品电路原理图和印刷电路图,掌握各类电路不同的调试方法。在对各个电路的安装、调试过程中,不光要锻炼电子技能工艺水平,而且应注意对电路进行深入地分析,理解各类典型产品电路的工作原理,了解各元器件参数变化或线路局部改变等诸多方面因素对电路工作状态造成的影响等,并且利用技能训练中焊接、调试的机会,反复思索、检测、调试,让学生将专业课程中学到的理论知识及时消化吸收成为能够灵活运用的实践知识,并初步具备设计简单电路的能力。电路技能训练还有利于培养学生直观检测与排除故障的能力,这对应用电子技术专业的学生具有更加重要的意义。 许多电子产品的故障都是由于各种因素引起元器件损坏而造成的,可以凭借经验直观判断出故障元器件,从而分析出故障原因,省去许多繁琐的检测调试过程。因为许多常用元器件,由于电路的原因,损坏时都伴随有颜色、声音或者气味上的异常情况,而这些实际经验对在校学生而言尤为缺乏。电子技能训练可以较好地加强学生对这方面内容的学习。在插装、焊接和调试某个电路时,在实验教师指导下,学生可以对电路的运行做人为的“破坏”,使电路出现故障而造成元器件损坏,通过观察各种元器件的损坏现象,积累实际经验,并从本质上了解到造成各元器件损坏的原因。电子技能训练一方面能提高学生专业技能工艺水平,另一方面有助于实际能力的锻炼和培养,是实践教学中比较重要的一个环节。 4.逐渐加大综合性实验、研究性实验的比例,提高创新能力 一个产品的最终完成,光靠理论上的分析和研究是远远不够的,它必须是理论与实践的有机统一,要求学生有较强的动手能力,能熟练地掌握和使用各种相关的仪器,对元器件进行全面的测试,掌握各种元器件的技术参数,计算出各种元器件在电路应用上的数值,最终才能完成自己设计的电路图稿。通过认真地设计、制作、安装、调试,不但可以让学生全面了解和掌握整个课程设计的全过程及产品制作过程的具体环节,真正使学生从原有的感性认识逐步过渡到理性认识,再融合到实践操作中去,做到理论和实践的有机统一,从而达到质的飞跃;而且可以充分调动学生的主观能动性,最大限度地发挥各位学生的聪明才智,有利于加强学生的设计能力、动手能力和解决问题能力的培养,同时也是考核学生是否具有创新意识和能力的重要手段。在安排上,可以这样做: (1)在基础课程实习中加强综合性训练,综合性实践锻炼主要目标是深化所学知识,拓宽知识面,承前启后。例如我们自己设计制作的《模拟电路实验箱》就能实现一些综合性实践。如果只让学生遵循常规实验方法,他们则只是按照实验教材或教师的要求,按部就班地完成所要求的内容,对于观察到的现象和记录的数据,一般不能进行更深入的思考,或多问几个为什么。而综合性实践过程中常有故障出现,为了排除,他们就会积极地去思考,去探索和研究问题,并逐步掌握了一些排除故障的实用技术,不断提高实验技能。 (2)在专业课程实习中可以加强研究性实践、设计性实践。教师只提供若干有明确技术要求的实验题目,不把实验电路方案明朗化,让学生通过收集所需资料、优化拟定方案、组织实施、处理数据、对结果分析讨论、写出设计报告(根据学生的学习进度选择不同的实施层次)。尽管开始的效果肯定不理想,但是我们训练的目的是“过程”指导。使学生在逐步掌握了实践技巧,开阔了知识面的同时,激发了学生的思维,使学生学会从实践中发现问题、解决问题,并能将已有知识运用到实际中去,锻炼他们的探索热情和创新精神。 总之,只有通过不断加强学生的技能培养,让学生既掌握了一定的理论基础又具备较强的实践操作技能,他们将来才可能在竞争越来越激烈的现代社会中占有一席之地。 应用电子技术论文:应用电子技术专业学生职业能力培养论文 1课题背景 教高[2006]16号文件中提到“要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式,把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点,带动专业调整与建设,引导课程设置、教学内容和教学方法改革。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。要重视学生校内学习与实际工作的一致性,校内成绩考核与企业实践考核相结合,探索课堂与实习地点的一体化”,“要积极探索校内生产性实训基地建设的校企组合新模式,由学校提供场地和管理,企业提供设备、技术和师资支持,以企业为主组织实训;加强和推进校外顶岗实习力度,使校内生产性实训、校外顶岗实习比例逐步加大,提高学生的实际动手能力。要充分利用现代信息技术,开发虚拟工厂、虚拟车间、虚拟工艺、虚拟实验。” 我院较早进行了“工学结合、顶岗实习”的实践,应用电子技术专业也在不断探索中,人才培养质量逐年提高,学生的职业能力素质受到用人单位的充分肯定,但随着现代化生产模式的不断改进和新技术新工艺的不断涌现,市场对高素质技能型专门人才的要求也随之提高,促使我们要进一步充分利用校内和校外资源,提高学生的职业能力。 2目前现状 根据教学计划,应电专业的校内总课时约1600,其中包括通识课近800(这也是系科要求改革的原因之一),进行职业基础课和职业技术课课时就十分宝贵了,而一年级在马山校区进行职业能力训练的条件受到一定程度的限制,训练量非常有限,二年级是训练的重点,基本上要完成电子装配中级工的考核,三年级则进入顶岗实习,因此,我们认为,学生职业能力的培养的着重点是校内的二年级及校外的三年级,抓住了这两个不同的阶段,进行科学有效的规划,按照“进入、融入、深入”的认知规律,是能够取得明显效果的。 3具体实践 ①校内基地建设引入企业管理模式——培养学生岗位认知能力。我们的培养目标是要为生产、建设、管理、服务第一线的职业岗位培养高素质技能型专门人才,实际上就是操作能力强的技能型人才,这一般需要较长时间的训练才能培养出来,训练放在实验室与放在真实或相似的环境中效果肯定是不同的,因此,我们不能仅仅满足于有了实验室,更应该尽力营造相似的职业环境,引入企业普遍采用的“5S管理”,即整理(SEIRI)、整顿(SEITON)、清扫(SEISO)、清洁(SEIKETSU)、修养(SHITSUKE),因为5S管理始终着眼于提高人的素质,始于素质,也终于素质,在开展5S活动中,要实质性地贯彻自我管理的原则,“规范现场、挑战自我、提升素养、塑造形象”的方针要贯穿始终,尤其在我们规划新校区的校内基地建设时,必须将此模式引进。表1是电子实训基地5S规范示例。 ②从战略高度培养“双师型”教师——培养高素质人才的基本保证。 学生职业能力的培养在校期间主要取决于教师的实践能力,根据专业实际情况,2008年10月我们通过公开招聘方式,引进了原海鹰电子集团高级工程师黄交宏老师充实到专业教师队伍,随着专业的发展,今后还要继续加大引进力度; 原有教师以年轻教师为主,基本上是近一两年刚踏出校门的研究生,我们实施“青蓝工程”,由老教师进行传帮带,同时要求他们暑期自己联系或系里落实下企业不少于20天,以青年教师柳亚平为例,去无锡捷普电子生产线上和实习学生一起工作,既了解了生产实际,又理解了学生实习的甘苦,感觉收获很大; 锡的电子信息产业发达,高职院众多,我们经常采取走出去和请进来的方法与同行交流。08年我系先后邀请了无锡职业技术学院电子信息学院郭再泉副教授,无锡机电高等职业技术学校电子系杨海祥副教授,无锡居里中央空调总经理李学树先生来校讲学,同时系领导带队去无锡职业技术学院、无锡科技职业技术学院实验室学习,通过交流,明确了思路,确定了方向。 ③认真抓好校外专业顶岗实习——职业能力培养的关键。 首先要建立健全相关制度。这方面,我院教务部门已有原则性的指导意见,将整个第三年分为岗位认知实习、专业顶岗实习、就业顶岗实习和在岗毕业设计四个阶段。我系对每个阶段又有明确要求,如我们对第一阶段岗位认知实习(3周)的具体要求是:联系实习单位(可学校推荐或自主选择),提供实习单位的常规信息;进行实习动员、实习分组,指定校内实习指导教师;办理相关审批手续;领取实习指导书和实习手册,初选综合能力训练项目;认真填写实习周记,结束时由实习单位鉴定盖章。 通过以上要求,在管理制度上形成统一规范,有效进行管理。 严格进行过程控制。有了制度关键还是执行情况,为此,我们进行过程的全程监控,对学生我们原则上要求一个月回校一次,由指导教师和班主任检查实习进展和状态,对指导教师我们要求每周与学生的联系不少于一次,联系的电子记录或文字稿由教研室每周进行检查,形成实习学生——指导教师——班主任——年级辅导员——学生的信息闭环系统,整个环节中的核心是实习学生,这样一来,该学生实习怎样?处于怎样的状态?进展到什么情况,可以说系里是非常清楚的,也只有在学生离开学校后还能够与之保持密切的联系,各项工作的实施才能有保证。 想方设法进行职业能力培养。实施“2+1”的培养模式不是简单让学生在第三年找到一个实习单位,关键是在学校所学的知识与企业的需求有多少适应?我们专业的生命力一是看对专业岗位的适应能力,二是看在专业岗位上的可发展能力,尤其是第一条。为了解决好这个问题,我们的实践是:尽量要求学生的实习岗位与专业一致,学校推荐的岗位自不必说,对学生自主选择单位的我们也希望与专业一致,根据我们对学生实习岗位的调查,专业对口率在90%以上;提供根据专业特点进行设计的课题4个,每个专业学生根据自己所在岗位选择2个利用业余时间完成;每个学生配备一名专业教师担任实习指导教师,实习指导教师主要针对学生在完成课题时遇到问题给予及时指导,可以通过邮件、电话等方式,同时系里基本上每一个月要求学生回校一次,由指导教师给予当面指导;更为主要的是让学生在校期间打下良好专业基础,系里大力推进教学改革,同时在业余时间安排了一些适应社会需求的专业选修课,如PHOTOSHOP、3DMAX、AUTOCAD等,使学生的可持续发展能力得到显著增强;不仅安排学生回校,同时组织学校老师进行校外实习单位走访,以我系06级学生为例,我系老师走访了从上海到苏州到南京及本市的学生实习单位近20家。 ④加强学生非认知技能的培养——培养学生的可持续发展能力。 专业基本技能是高职学生在市场上获取工作岗位的基本生存能力,这一能力强调专业的应用性和针对性,是属于第一层次的能力,只有具备了这种能力,才能够真正地在企业“留得下”。社会适应能力是指高职学生与他人交往、合作、共同生活和工作中的人际交流、劳动组织能力、群体意识和社会责任心等,强调积极的人生态度、对社会的适应性和行为的规范性,它应包括积极的工作态度、思想道德水平、团队合作精神、人际交往能力、心理素质等,社会适应能力是企业考察高职毕业生是否“用得上”的重要指标。新的就业形势要求高职学生在多样性、多变性的职业生涯中具备专业发展能力,它包括学习能力、创新能力及分析和解决问题的能力。具备专业发展能力的学生,在进入用人单位后将逐渐表现出优越性。 调查显示,越来越多的用人单位认为,高职学生正确积极的工作态度和道德修养水平比专业技能更重要,特别是有较多的外企在招聘学生时把正确积极的工作态度作为最重要的因素进行考虑,道德修养水平也被用人单位认为是第二重要的因素。用人单位认为目前大部分学生在言行上存在较大差距,企业往往在培训方面花费大量的人力物力,学生在追求较高报酬的同时,往往忽略了对等付出和多一点奉献的思考,不安心工作,跳槽频繁,不辞而别的现象越来越多。而实习单位是学校的宝贵财富,虽然我们学生也为企业创造财富,但由于总体上的人才过剩,加之高职院校众多,用哪一个学校的学生就由多种因素决定。以我系应电专业学生在无锡华润安盛公司实习为例,该公司同时录用了我院、江苏信息职院、南京信息职院三所学校的各20多名学生,一年以后,公司领导明确表态,以后只用我院学生,原因何在呢?我们认为: ①我们将职业指导贯穿整个教学过程,学生从入学起就不断进行入职教育,努力让学生尽快实现由学生到学员到员工的转变; ②学生的基础及职业能力及岗位适应性与兄弟院校学生不相上下,但关键在于他们心态平和,有从基层干起的心理准备,这和系里平时的教育是分不开的,我常跟学生讲: 原来我最担心的是我们学生没有单位要,但接触企业后得知,企业最担心的是留不住合适的人才,因此,只要你踏踏实实地干下去,一定会得到企业重用。正是学生有了平时的教育,才使得学生在经历了基层的磨练后能够脱颖而出; ③我们经常利用讲座引导学生准确定位,正确认识当前的就业形势,适应我国高等教育从“精英教育”向“大众教育”转变的要求,提高把握就业机会的能力,避免盲目追求就业中的高层次、高薪酬,同时鼓励学生积极主动寻求就业。 ④主动加强和企业的交流与沟通,我们通过带学生篮球队与企业进行友谊比赛,带学生文艺积极分子与企业搞联欢活动,有效的缩短了与企业的距离,由于相互熟悉,感情日益加深。 4结语 通过几年的实践,我院应用电子技术专业学生的培养规格、职业素质及可持续发展能力已得到越来越多的企业认同,以2009届学生为例,共有5个班级188名学生,除去40多名同学继续就读扬州大学电子信息工程专业“专接本”外,08年5月份,我系首次开考的电子装配高级工考核51人参加,通过44人,合格率86.3%,在无锡市名列前茅。学生实习主要分布在无锡捷普电子63人,无锡强茂电子10人,无锡华润晶芯半导体公司10人,苏州大智集团41人,上海响亿电子14人等单位。实习单位给予我系学生高度评价,充分说明了我们人才培养的质量和水平。下一步我们要进一步加强教学改革和校企合作,努力将应用电子技术专业办成无锡市级示范性专业。 应用电子技术论文:以电子产品设计全过程统领分析应用电子技术专业课程 摘要:应用电子技术专业的专业课程很多,在教学的过程中有很多学生对于所学习的各门专业课程的体系不了解。基于目前高等职业教育基于工作过程系统化教学的改革的思路,结合对于电子专业课程教学的分析以及作为访问工程师在企业的实际工作经历,以实际电子产品生产的全过程为基础对应用电子专业的专业课程进行统领分析。 关键词:专业课程;专业技能;电子产品设计;电子技术专业;课程分析 一、综述 应用电子技术专业的专业课程很多,在教学过程中有很多学生对于所学习的各门专业课程的体系不了解。基于目前高等职业教育基于工作过程系统化教学的改革的思路,结合对于电子专业课程教学的分析以及作为访问工程师在企业的实际工作经历,以实际电子产品生产的全过程为基础对应用电子专业的专业课程进行统领分析。主要分析在电子产品的实际生产过程中所需要的各项专业技能以及各个专业技能与所对应的专业课程之间的关系。 二、电子产品的设计过程 结合多年的应用电子技术专业课程的教学经历以及在相关企业对于电子产品的实际过程的了解,本文用图1来阐述电子产品的生产过程中各个环节与电子专业的各种理论课程之间的联系。 要设计一个实用的电子产品,首先需要做的事情就是根据功能需求设计相应的功能电路,在这个过程中需要设计者有很强的电路理论知识以及相关的设计经验,同时设计出的产品要符合工艺的要求。作者认为在这个工作阶段的工作难度很大,需要先进行简单电路原理的设计逐步积累。设计出原理图一定要经过软件的测试,测试所设计的电路能不能与功能需求对应,各项参数能不能满足功能需求。在这个过程中要求设计者掌握测试软件,目前业内广泛使用的是multism仿真软件。 如果设计的原理图成功,说明我们离成功迈出了很大的一步,但是一个电子产品最终表现是一个PCB板。作者认为PCB有两个作用:一是承载电子元器件;二是要用铜膜线将电子元器件按照原理图连接起来。要将原理图做成与之对应的PCB,就需要应用protel软件来进行设计,在设计的过程中除了熟悉使用protel软件的操作以外,同时还需要掌握电子工艺的标准,这样才能设计出完善的PCB。 PCB设计成功以后就是元器件的安装与调试,当调试成功以后安装上外壳。这样一个电子产品就设计成功了。 三、电子专业课程与电子产品设计过程之间的联系 在电子产品的设计过程与电子专业的专业课程之间,作者认为联系二者的就是专业技能。在整个电子产品设计的过程之中需要相关的专业技能,而专业课程的开设就是围绕专业技能而进行的。 在电子产品设计的第一个阶段也就是原理图设计阶段,所需要的专业技能就是电路理论知识以及仿真软件的使用。围绕这个技能所以开设了《电路分析》、《模拟电路》、《数字电路》、《单片机原理与应用》、《高频电路》、《信号与线性系统》、《通信原理》、《移动通信技术》等专业课程。学生在系统地掌握了各种电路的基本理论、本电路的结构、常见的设计思维方法才有可能根据功能需求设计出相对应的电路。同时在设计的过程之中需要掌握电路仿真软件来仿真所设计的电路能否满足功能分析所需要的要求。 设计的第二阶段就是如何将设计成功的电路原理图转化成与原理图相对应的符合电子工艺标准的印制板。这个阶段所需要掌握的专业技能就是印制板文件(PCB)的制作。在这个阶段需要掌握设计软件Protel,以及设计过程中的工艺标准。所以所开设的课程《电子CAD》、《电子工艺标准》等就是为本阶段的专业技能服务的。 设计的第三阶段就是元器件的安装,这个构成中需要掌握的专业技能就是常见元器件的识别以及安装方法。围绕本阶段的技能,开设了《常见电子元器件》等课程。主要就是要了解常见器件的识别方法,安装的注意事项。同是本阶段也需要充分考虑电子产品的工艺标准。 设计的第四阶段就是产品的调试,本阶段所需要的专业技能就是产品调试的一般思路以及一般步骤,常见的测量仪器的使用方法以及操作规范。所以围绕这个专业技能开设了《电子测量技术》、《电工测量技术》等课程。 四、电子各专业课程之间的联系 电子专业的各个专业课程的开设都是围绕整个电子产品的设计过称中所需要的各种专业技能而展开的。各门课程之间也有一定的联系。在这里作者做简单的分析,希望能够是专业课程的体系更加清晰。 《电路分析》是电子专业最基本的课程,本门课程主要是用线性的方法对电路的基本原理以及基本结构做了详细的分析,以线性元件以及线性的分析方法为主。为电子专业的学生提供了基本的电路理论以及电路分析中的基本定理与分析方法。《模拟电子技术》主要讨论的是电子理论中的一个基本问题,就是如何不失真地放大小信号。主要就是围绕如何消除或者减小失真来放大信号。分析的基本方法是对于非线性的放大器件三极管进行线性的近似处理。《数字电子技术》分析的电路中另外一个基本问题,也就是如何采用合适的电路实现特定的逻辑功能,在本门课程之中主要是了解对于逻辑的建立化简以及电路实现逻辑的基本方法。同时提供了实现逻辑的常用的数字电路的集成芯片。《单片机原理与应用》主要是适应了现在电路的设计思路,用软件的控制功能来实现对于硬件电路的控制。《高频电子线路》主要解决了电路中的三个基本的问题,电路中电源的设计方案、电路中小功率信号的放大、振荡信号的形成。分析的方法主要建立在非线性的分析方法上。《信号与线性系统》、《通信原理》等主要是提供了对与实际的电子产品的功能需求的分析方法,对于各种设计方案的简化、对电子产品的分析以及评估。以上作者认为可以归结为电路理论课程。 应用课程中有《电子CAD》、《电路设计与仿真》、《电子工艺标准》、《电子测量技术》、《常用电子元器件》等。《电子CAD》主要讨论的就是印制板设计软件Protel软件的使用。《电路设计与仿真》主要讨论电路仿真软件multism的应用,分析所设计的电路是否满足设计的要求。《电子工艺标准》主要讨论分析了在电子设计的过程之中所需要考虑的工艺标准。在电路的设计中要充分考虑电路的功耗、电磁场效应等情况。《电子测量技术》主要是在电子产品的调试阶段对于常用的电子测量仪器的使用方法的讲解。 五、结语 总体来说,应用电子技术专业的专业课程都是依照电子产品设计的过程而开设的,也是为了学生需要掌握各专业技能而开设的,以电子产品的设计过程来统领分析电子专业课程易于让学生掌握整个电子专业课程的体系内部联系。能更进一步做到学以致用,为将来的就业打好基础。对于高等职业院校的课程改革以及实现高等职业院校的产学研的结合也具有一定的指导意义。 应用电子技术论文:高职院校应用电子技术专业人才培养方案研究 摘要:人才培养方案的设计和制定是整个人才培养过程的基础保障,只有建立了科学合理的人才派样方案,才能确保各种培养措施的正确实施,培养目标的真正实现。以技术应用能力和基本素质培养为主线,建立专业人才的知识、能力和素质结构;依据对毕业生知识、能力、素质结构的要求,构建新的课程体系,科学制定人才培养方案。 关键词:应用电子技术;高职高专;人才培养方案 近年来,我国高等职I教育规模迅速扩大,已经占据了高等教育的“半壁江山”,电子信息工业是当今世界经济社会发展的重要驱动力,电子信息产业的迅猛发展使其成为了我国国民经济的主要来源和国家非常重要的支柱性、引导性及基础性产业。人才培养方案是以教学计划为载体的人才培养规格和目标的总体设计,是安排、执行教学任务的依据,是监控和评价教学质量的准则。科学制定人才培养方案对于学校适应教学改革,保证教学质量有着重要意义。本文针对应用电子技术专业人才培养方案的制定和实施,从以下几个方面进行研究。 一、专业人才定位 电子行业的迅猛发展,涉及家电、家电控制部件、计算机组装、通信设备、仪器仪表、视听设备等领域。传统生产正被自动插件、自动焊接等新技术、新工艺所取代。生产人员的结构也相应地发生了变化,出现了诸如品质控制、工艺控制、现代化生产设备的操作与维护等技术含量较高的工作岗位。高职教育专业只有紧跟电子行业公司企业的工种岗位,分析岗位要求的知识、能力和素质,才能使人才培养与就业需求相适应。因此,必须以人才市场需求变化为导向,解决人才培养的定位问题。 二、专业人才培养目标 本专业培养德、智、体全面发展,适应现代化企业发展和地方经济建设需要,具有系统电子技术理论和实践操作能力,具有良好的人文素质与职业道德和创新精神,能从事电子类产品和设备的安装、调试、检验、运行、维修;具有单片机系统开发与设计能力,具有对常规电子产品进行分析、开发设计和生产管理能力的高等技术应用型专门人才。重点培养企业急需的具备生产一线精密工艺设备操作维护、工艺设计、生产管理及具备对新产品和新技术进行消化、吸收和利用能力的高技能专门人才。 以真实的电子产品作为学生学习、实训的载体,采用边学边练、学做合一的教学手段,将电子产品装、调、修的全过程融合到人才培养的各个环节,构建“产品导向、项目递进”工学结合人才培养模式,全面提高学生的基本职业素养、基本技能与专业综合能力。 三、课程体系构建 在制定专业建设目标时,我们打破传统的学科课程模式,立足电子技术职业岗位群按照实际工作任务、工作过程和工作实境组织课程,构建与人才培养方案相适应的人才培养模式;开发以行动为导向的教学设计方案,建设突出职业岗位能力的专业课程标准;打破学科界限,实训“一体化”优质教材;建设专业结构合理的“双师型”师资队伍,建设集生产、教学、职业培训多位一体的校内生产性实训基地。 构建与人才培养方案相适应的人才培养模式,是全面落实人才培养方案的重要保证。我院应用电子专业采用“岗、课、证相通融,教、学、做一体化”的工学结合、校企合作的人才派样模式。“岗、课、证相通融”就是按照岗位技能需求设置专业核心技能课程和专业拓展课程,参照职业资格标准设计教学内容,课程的考核评价要求学生去的职业资格证书。“教、学、做一体化”,就是在专业课程教学中,讲课堂设在实训室,以实际工作岗位的典型项目为载体,按照项目的实施过程开展教学,通过边教边学,边学边练,学做合一的“教、学、练、做”一体化教学方式对学生进行职业技能训练。我院人才培养模式充分体现产业、行业、企业、职业和时间五个要素相结合。 应用电子技术专业是一个宽口径的专业,分支比较多,不同的学校定位,必须结合服务相关行业与地方经济,以专业复合方向为突破口,以工学结合、模块化进行课程体系整合。构建专业基础课模块、专业模块和专业方向模块三个课程体系。 教学设计上采取“2+3+1”的组织形式,前2个学期主要安排通识教育平台和专业基础平台课程,为形成学生的可持续学习和发展能力奠定基础;第3、4、5学期安排专业平台课程,主要培养学生的岗位职业技能,获取相关的职业资格证书或技术等级证书;第6学期安排学生定岗实习,是学生在职业环境中深化专业知识、训练职业技能、养成职业素质。 通识教育平台课程主要是公共必修课程,包括:高等数学,工程数学,公共英语,思想道德修养与法律基础,思想和中国特色社会理论体系概论,计算机文化基础,心理健康教育等课程,必修28个学分。专业平台课程包括专业必修课程和专业选修课程,其中有电路基础,模拟电子技术,数字电子技术,PLC技术,工程制图与AUTOCAD,电子线路板设计与制作,电子工艺实训,等专业必修课77学分;专业英语,多媒体技术,小型电子产品外形设计,计算机网络技术等16个学分。 高职院校应用电子技术专业人才培养的目标时掌握应用电子技术专业技术知识,局用熟练的专业技能,精益求精的工作态度和可。 四、结语 高职应用电子技术专业人才培养模式改个的探索与实践,更好地实现了从学生到企业职员的完美衔接,同事也提高了高职应用电子技术专业人才培养的质量,培养出了高素质技能高职应用电子技术专业人才,壮大了企业的人才规模,为社会创造非凡的价值。 应用电子技术论文:“虚实结合、系列化功能”的应用电子技术性专业实训基地建设成效分析 【摘 要】按照电子产品设计开发、生产、技术服务流程,采用企业当前主流生产性设备和自主开发的先进虚拟仿真软件,虚拟现实与真实产品生产结合,开发基于真实产品的实训项目教学资源,建成了“虚实结合、系列化功能”的共享型实训基地,满足教学、培训、职业技能鉴定、产品研发与生产四大功能需求。 【关键词】“虚实结合、系列化功能”;共享型实训基地 电子信息产业结构从“生产制造”到“制造、研发、服务”、发展方式从规模型到创新效益型的转型升级,嵌入式技术、传感器技术等新技术的飞速发展与应用,需要大批与之相适应的高素质技术技能人才。基于上述背景,按照电子产品设计开发、生产、技术服务流程,采用企业当前主流生产性设备和自主开发的先进虚拟仿真软件,虚拟现实与真实产品生产结合,开发基于真实产品的实训项目教学资源,满足教学、培训、职业技能鉴定、产品研发与生产四大功能需求的共享型实训基地[1-4]。 1 形成了“公司+车间”的实训基地模式 按照电子产品设计开发、生产、技术服务流程,建成电工电子基础实训中心、电子产品生产实训中心、电子产品研发与技术应用中心、轨道交通装备综合实训中心、虚拟仿真实训中心等“五大中心”,形成“公司+车间”的实训基地模式。 2 校企共建了“虚实结合、系列化功能”共享型实训基地 与上海ABB、苏州博众合作,新建了国内一流的自动化综合与工业机器人实训室;与南海益晶合作在校内新建了能进行工业级半导体芯片精密测试、电子产品批量生产的电子产品检测与组装车间(校中厂);与珠海伟创力科技公司合作建设了国内一流的能进行电子产品手工焊接与调试的SMT焊接实训室;与广东嘉腾机器人自动化有限公司合作新建了 “AGV机器人应用中心”实训室;新建了机车车辆电气装置检测实训室和3D虚拟仿真实训中心。与INTEL公司合作改扩建了能进行CPLD/FPGA电子自动化设计的Altera联合实验室(EDA技术应用中心);与TI公司合作改扩建单片机联合实验室;与长沙科瑞特电子有限公司及苏州瑞苏电子有限公司合作;改扩建PCB制图制版实训室;改扩建ST联合实验室(嵌入式技术应用中心)。 3 实施了“电子信息技术专业群+基于项目、产品、服务综合性生产性实习实训基地”运行模式, 实现“管理企业化、人员职业化” 把企业 “精益生产”的先进管理理念、和“6S”等现场管理方法与“博采众长、赢向未来”等职业文化引入到基地。在学校的统一管理下,实施以“装备制造业专业(群)+基于项目、产品、服务综合性生产性实习实训基地”运作模式,协调做好教学、生产、培训、鉴定和技术服务工作。在真实的车间和技术中心中以乒羽比赛计分器等实际产品的设计开发为载体,学生在“车间、中心”中做产品、搞项目,实施生产性的项目化教学,实行“管理企业化、人员职业化”;按照企业、行业标准,结合教学要求,形成生产性实习、实训项目化、模块化教学、培训标准,规范实习实训教学实施过程与考核评价。近三年来,开展中高职院校的骨干师资培训、教学技能培训、新技术培训、企业培训等各类培训班22个, 达3981人次。校企共同完成等《可调30V、5A直流稳压电源实训装置》等技术服务22项,各类经费到账198万元,获得专利22项,其中发明专利3项。 4 体会与思考 建立良性循环体系是校企合作持续发展与深化的关键:学校和企业通过共同制定培养方案、共建实训室、共享教学资源等方式,实现“双主w育人”,为企业提供高素质技术技能型人才,企业通过提供“顶岗实习”与“就业”机会的方式,检验评价学校的人才培养质量,只有学校的培养质量获得企业的认可,企业就会更加积极主动地参与人才培养的各方面,真正实现“双主体育人”,最终形成良性循环体系。而保障良性循环体系运行的关键是建立完善的校企合作机制和制度。 应用电子技术论文:应用电子技术专业工作过程系统化课程研究 【摘要】课程基本思路的建设是,经过岗位调研、典型工作案例的分析、行动范围的规划、实际课程的转换这几点实际工作完成的。电子技术专业课程建设的研究是本文主要想过的探讨方向,是极富职业特色的课程建设研究,以工作任务分析为基础的课程开发技术,按照工作体系而不是知识体系来开发课程,即进行学科体系的解构与行动体系的重构,同时将国家职业标准和职业资格鉴定规范进行集成,从而让电力技术专业的课程体系得以建立。 【关键词】应用电子技术;工作过程系统;课程研究 一、前言 目前,当代企业和社会已经从传统的运转模式走向以过程为向导的新运转模式,在工作时除专业技能以外,关键能力、性格特征、心理素质也是劳动者应该具备的工作条件。现代的教育方式应该围绕解决综合问题进行教学,教师的教育理念也应该针对“解决社会工作综合型问题”进行转变,这种复杂的教学模式,会涉及到多方面的问题,其中的社会的因素也不能小视。所以说,教育的模式应该尽快打破传统模式的种种束缚,科学的把学习过程、工作过程和学生能力进行联系,所以在开发方法方面应该注意实现后面三点:一是从主观意义看来,我们应该把工作当中过程进行整体化分析,而不是对那笑细小的工作点进行专研;二是重点培养创造能力,而不是一味的强调适应能力的好处;三是构建学习过程时,应该看重“工作过程完整”而不是“学习过程完整”。只有这样,职业教育才可能让学生获得综合的职业能力,并保证这些与职业相关的经验知识和技能在结构上的系统化。抽象发展过程不是一个人能力发展该有的过程形式,其学习过程是要具备情景化和具体化的,因此,职业学习中必须包含两个方面的因素分别是“工作过程学习”和“课堂学习”,这两个方面可以在学生的学习历程当中化为一个整体。课程开发必须将资格研究(包括职业分析、工作分析、企业生产过程分析),个人发展目标分析与教学分析和教学设计结合在一起,其基础是整体化的职业分析。 作者有幸到德国进行电子技术专业课程的学习和考察,让我深刻的感受到德国这个工业强国先进的职业教学理念,基于工作过程的课程开发方法和基于行动过程方面的课程开发方法作者都可以熟练的运用,并且让开始计划好的任务圆满完成――用电子技术专业基于工作过程的学习领域课程开发和《电子产品生产工艺与管理》学习领域行动导向的教学设计,作者在北京的回国学术报告会上进行发言,德方和我国教育部门的专家团队都对作者所表意见深深赞同。 二、总体设计思路 (一)教学目标确定 要确定实际的教学目标,需要考虑的方面有两个: 1、企业对于人才的需求:国家的产业结构与国家的教育结构息息相关。国家的产业结构和政治要进行科学的分析,选择符合条件规定的企业(规模中等偏上的企业、企业集团中技术一般的企业)进行调研;根据所选企业中岗位的相应要求,分析岗位上的典型任务模式,结合企业员工的各种要求进行课堂设置。 2、学生个人的需求:从学生的角度来看,应该了解学生需要什么和学生的学习目标在哪里,从而制定教师的教学目标。 (二)学习领域确定 当学习目标确定之后,就要进行教学课程的研究和开发了。其课程要极富职业工作方面的特色,在以后的工作基础上,对学生的学习领域进行确定。简单来说就是解构整个学科的传统体系,重新构建新的行动体系,同时对国家的职业资格鉴定和规范进行科学集成。 1、工作过程分析:根据相关的工作岗位,进行典型工作的分析,从而了解工作的基本流程。 2、行动领域归纳:岗位典型工作与学校领域的结合,成为实用的综合领域。 3、学习领域转换:根据认知及职业成长规律递进,重构行动领域,并转换为学习领域课程。 (三)学习情境设计 学习情境是组成学习领域课程的结构要素,是课程方案在学习过程中的具体化。换句话说,学习情境是在职业的工作任务和行动过程背景下,将学习领域的目标描述和学习内容,进行教学论和方法论的转化,构成在学习领域框架内的“小型”主题学习单元。 实际上,学习领域是课程标准,而学习情境则是实现学习领域能力目标的具体的课程方案。学习情境的载体可以是产品、现象、工艺等等,学习情境因学校 因教师而异,具有范例性、可替代性和迁移性的特征。 (四)教学的实施 教学实施主要强调行动导向的教学及其实施方法,以及教学评价。行动导向教学实施的前提是实践条件的准备师资的配置以及教学方法选择。 1、实践条件:包括校内生产性实训条件和校外实习基地。校内生产性实训条件主要的体现是专业“一体化教室”装备的使用和管理;校外实习基地主要是满足在企业的教学和顶岗实习的需要。 2、师资配备:实现行动导向的教学,必须处理好校内教师与企业培训师的分工、协作问题,并需及时进行适应交流。只有这样才能实现教学目标的要求。职教教师主要承担“教学做一体”的教学任务,而企业兼职教师重点在实践教学方面发挥优势,特别是来自企业的订单项目以及顶岗实习环节的实施等。 3、教学方法:行动导向教学的基本意义是:学生是学习过程的中心,教师是学习过程的组织者与协调人,遵循“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”这一完整的行动过程,在教学中教师与学生互动,让学生通过“独立地获取信息、独立地制定计划、独立地实施计划、独立地评估计划”,在自己“动手”的实践中,掌握职业技能 习得专业知识从而构建属于自己的经验和知识体系。 行动导向的教学强调:学生作为学习的行动主体,要以职业情境中的行动能力为目标,以基于职业情境的学习情境中的行动过程为途径,以独立地计划、独立地实施与独立地评估即自我调节的行动为方法,以师生之间互动的合作行动为方式,以强调学习中自我构建的行动过程为学习过程,以专业能力、方法能力、社会能力整合后形成的行动能力为评价标准 (五)教学设计的优化 学生就业后,通过毕业生反馈、专家论证和企业调研等,进行下一轮的学习领域、学习情境修改和改进,进一步优化教学实施方案。 三、基于工作过程的课程开发 (一)经济社会背景 1、产业构架和产业规格。应用电子技术是国家重点看重的教育专业之一。我国的应用电子技术发展规划是受到国家各部门的重点关注,国家鼓励全面开发大中小型元件和新式集成电路,从更快的推动信息化技术的发展。 山东省把电子信息产业作为重点发展的支柱产业。山东省“十一五”发展纲要明确了着力建设制造业强省的战略目标,并把电子信息及家电产业作为优先发展的支柱产业,放在第一位。这就为本专业培养的高素质技能人才提供了广阔的发展空间。 山东电子产业区域优势明显。山东是电子信息产业大省,也是电子电器产品强省,有海尔、海信、浪潮、鸿富泰等全国知名的大型企业。同时山东也是电子电器产品的销售一级市场,世界及国产品牌都在抢占山东市场,纷纷在山东开店、设厂,形成了明显的电子行业区域优势 从全国范围看,已经形成广东、山东、江浙、京津唐四大电子产业区域。 2、人才需求。多数企业都需要应用电子技术的人才。从国家产业部和中国家用电器协会给出的数据看到,我国的电子信息技术人才并没有多少,全国从事相关专业的学生只有四十多万人,但是每年毕业人数只有不到十万;从山东这个电器大省每年给出的数据来看,全省每年都需要一万五名应用电子技术的人才,来填充各行业岗位的需求。 就业岗位发生变化。作者在经过了海尔、海信等三百余家大中小型电子企业用人情况调查之后发现,伴随着时代的发展,企业产品的技术不断的升级,新型科技的不断采用,其毕业生进入企业之后的岗位也随着变化。电子电器技术与销售岗位、技术服务岗位、产品管理岗位,是企业给应用电子技术毕业生所提供的工作岗位,这些也是比较常见的岗位。电子电器技术销售及服务岗位:电子产品的市场销售、维护、电子维护网络的开发和管理,其中的技术元素特别的多。在这些岗位当中人才更为紧缺的是,高端电子产品的销售和技术维修岗位,在这个岗位中急缺高素质人才。电子电器产品管理岗位:主要有电子电器生产出来之后的管理工作,其中包括装配、调试、检验、设备维护和生产管理,以及电子电器新产品的开发计划。最后说到电子电器工艺岗位,这个岗位关系到电子电器生产时的工艺是否到位,所以说高素质的人才在这个岗位当中也是屈指可数。 企业对于人才素质提出了新的要求。新时代背景下大多数企业选择人员,都要求,人员不仅要具备强大的职业能力,例如,职业知识、职业技能等,还要具备较高的情商,如团结精神、人员交际、敬业精神、行业洞察力等,即员工的能力是要多面化、全面化的。 (二)工作任务分析 对于企业来说,企业的整体工作过程是由数个小型工作进程所组成的。企业的这种理念也可以使用到职业教学当中,可以把其转化为教学式的工作任务,从而在教学中培养岗位人才。从电子技术方面看来,相对于的职业标准国家是有所制定的,所以我们应该把国家所制度的职业资格标准与鉴定指标进行融合理解。 (三)行动领域确定 行动领域的具体解释是工作生活当中的情景构架,与原本职业紧密相关的职业、生活和社会动态等一些情景结构所合成的任务总和。另外从企业方面看行动领域,是按照企业所指定的计划进行活动的领域,以达到完成企业工作的目的。 (四)学习领域确定 行动利于教学归纳中包含了学习领域,这种规划是按照教学流程进行的,对教育领域进行规划后,用于以后的教学行动领域当中。职业教育当中的职业行动领域存在每一个专业的学习领域当中。能力描述的学习目标、任务陈述的学习内容和目标给定的学习时间这三个基础因素,是学习领域构件的重要零件。想要表明学习领域的特性就需要目标的具体描述,而任务的学习则让学习领域更具专业化、精确化。当学生在进行该领域的学习时那么学习目标的描述就是得到的完整学习效果,可以使用职业行动能力进行描述;而任务陈述具有细化课程教学内容的功能;总量给定的学习时间作为基准学时,可灵活安排。 四、结束语 新时代的教育模式,在应用电子技术专业的教学中起到了很大的帮助,让学生的社会适应能力大大的提升,保证学生在以后的社会工作中能得心应手,从而让电子技术专业的学生为社会和国家更好的服务。 应用电子技术论文:多能力结构的应用电子技术人才的培养 【摘要】随着当今社会的飞速发展,应用电子技术逐渐成为时代的主流。目前最重要的就是加强对应用电子技术人才的培养。与此同时各个高等学校也加紧了对这类人才培养的速度。由于当今电子技术人才缺失严重,在保证这类人才人数的充足之外,就更应该重视其是否具备卓越的才干。在当今社会,具备多种能力的电子技术人才少之又少。怎样能够寻找到或培养出真正拥有多种能力结构的应用电子技术人才,本文针对这一问题进行了详细的阐述。 【关键词】多能力结构 应用电子技术 人才培养 应用电子技术在当今社会中发挥着举足轻重的作用,同时应用电子行业在社会的行业结构中不可取代。在飞速发展的产品结构下,高新科技也在不断的竞争,一种新的生活方式和经济秩序即将被创造出来。由于电子行业的不断发展,传统的产业发生了深刻的变化。许多的应用电子的专业人才转为了炫赫一时的职员。并且随着电子产业的发展,技术人才的需求量也在越来越大。这就需要那些开设电子技术产业的高校对自己的目标进行新的改动。怎样才能满足当今市场需求,培养出高质量多能力结构的人才,怎样才能让自己的电子专业学生在毕业之后成为社会的佼佼者,这些都是需要深思的。因为这一行业关系着社会的发展,关乎着我国高新技术的研究与创新。而在我国,这种应用电子技术专业的开设大部分都在一些高职院校中。这种高职院校对这一专业人才的培养难免会与社会中对高质量人才的需求产生矛盾。作为高职院校,就应该积极的去找到应对方式,恰当的处理这种矛盾,培养多能力结构的学生,帮助学生更好的适应社会。 一、多能力结构是社会、学校、学生三方面的共同要求 在以知识为主要生产力的21 世纪中,知识引领市场。根据一些材料指出,由于我国的企业职工文化低,技能差造成产品的通过率下滑,生产总值损失惨重。通过这一资料可以看出,我国之所以在生产力上落后于西方国家,是因为企业的劳动者技能太差。所以,其创造的生产价值也就微乎其微。这种现象既导致中国的生产力不足,又对自己本身的能源造成严重损失。随着社会的发展和时代的更新,企业若要取得成绩就应该着眼于劳动者的身上。提升所有劳动者的素质。包括从事于产品生产或推广等多个行业中的研发人员,只有提高每个参与者的素质,才能提升企业的综合水平。而作为培养电子技术人才的主干力量DD高职院校,更要投入于对多能力结构人才的塑造之上。高职院校与本科院校不同,其更注重实用性。所以高职院校的目标就应该立足于技术教育中。可是当今的一些学校却远远脱离了这一目标。其主要原因是由于高职院校的办学理念传统封建,没有特色,忽略了学生动手操作能力的培养,从而使教学没有取到很好的效果。 二、培养多能力结构人才的主要措施 (一)对教学模式、教学手段进行改革。 学生是学习的主体,教师在授课时要以学生为中心,打破过去传统的教学模式,紧跟时代的潮流,突出社会发展的特征。比如教师在上课中就不能单方面的只讲书本上的知识,更要学会融入社会电子发展的特点,通过这种方式让学生学到更多与社会相结合的知识,不至于在未来与社会脱离。 (二)对学生的创新能力进行培养。 在教学的过程中,教师为提高学生学习的积极性就可以采取一些奖励的措施,让学生乐于自己去动脑思考动手操作,有效的提高学生的想象力和创造力。比如教师可以利用一些课余时间创设类似电子创新的游戏,引导学生参与。在游戏中可以制定一些奖惩机制,充分调动学生学习的乐趣。教师在游戏中可以对学生的选题进行深入的指导,给学生明确思路。其中教师可以将出色的学生作品交给学校审查,通过之后对其作品进行推广,这种方式既提高了学生的创新能力又帮助学生找回自信,何乐而不为。 (三)对学生的动手操作能力进行培养。 在教学过程中,若要能够确保W生会运用软件,就必须将电子信息技术中的理论与实践合理划分。比如教师在授课中,就要合理分配课堂的时间,一半教理论,一半教实践。理论与实践俩不误,在这一过程中,教师能够及时的发现学生操作中的不足,并给予正确的指导。通过理论与实践的完美配合中提高学生的操作能力。同时教师还应该适时的组织一些上机操作课。将企业的一些新项目融于操作课中,让学生自己根据所掌握的知识对其设计。对于其中出现的问题学生自己去解决,然后老师对这一项目做出总结,给学生做一个正确的指导。通过这一方式提高学生的操作水平,在操作的过程中提升自己的专业技能。 (四)加快师资队伍建设步伐。 优秀的师资队伍,是培养多能力结构人才的关键。想要规划出良好的教学目标,就需要有一支结构严谨并且技能卓越的师资队伍。根据当今高职院校内的教师能力来分析,不少学校还依然出现学历不够职称太低的状况。对于学校和学生来说,这种情况十分影响其发展。所以本文倡议,高职院校为建设一支能力强水平高经验足的教师队伍,就应该设立职称考试,并对老师的专业水平定期进行指导。 (五)加强关于教材的相应改革。 随着时代的更新,许多高职院校的教学材料已经远离了社会的发展,不能很好的适用于学生的学习当中,所以,对教材的改革大势所趋。问题在于如何进行改革。教育部就当前社会发展趋势把一些新技术编到了书本当中。并且也要建立新的教材模式。根据当今社会的需要,教材的模式主要是以操作为主要内容,培养动手能力强的人才。其外一些院校还可以自己制定有特色的教材,将本校的专业全部融于教材内,提高学校的专业特色与办学水平。 (六)提高课程安排的合理性。 想要培养出优秀的人才,其最主要应该落脚于课程的安排上。因为当今的许多学校都是根据公共基础和专业基础与方向等平台来安排课程。由于电子专业课程中,知识面多,包含的内容也较广,所以对于电子专业的课程,首先要面对的问题就是如何能够帮助学生学到实用的知识。举个例子,对于电子设计自动化的课程中,首要目的就是提高学生的自主设计技能。教师在安排课程的过程中要学会按照单品机的特性来提升课程的内容,但在这过程中运用热点技术要适当。 三、结语 针对当今社会对这类高质量多能力结构的应用电子技术人才的需要,本文进行了阐述。并指出作为高职院校,应该如何对当今的教育模式进行改善。根据本文的陈述,不难发现改革教育是适应当今社会需求的必然选择。通过实施这些应对措施来帮助学生提高专业水平和创新能力。但是根据当今社会的需要来说,只做这些努力还不够。所以国家要加大对教育的改革措施,为社会培养出更加优秀的人才。 应用电子技术论文:“3+2”模式应用电子技术专业课程有机衔接分析 【摘要】相当多的中职生是通过“3+2”升学模式进入高职,但出现了中高职课程体系衔接问题,以应用电子技术专业为例,充分考虑中高职两个阶段课程不同的要求、层次和特点,要体现中职和高职之间是交互的递进关系,发挥高等职业教育引领职业教育作用,实现中高职 “3+2”模式课程有机衔接。 【关键词】“3+2”模式 课程衔接 中高职教育 应用电子技术 为了贯彻《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》,目前高职院校逐年加大对中职学生的对口单独招生规模,这是中等和高等职业教育协调发展的展的必然要求,以构建新型的现代职业教育体系。但体系内中职教育和高职教育在教育对象、学历层次、培养目标、课程体系、行业指导等方面都存在着差别,需要中高职教育有机衔接,完善现代国民教育体系。 中高职教育有机衔接,就是统筹协调中等、高等职业教育发展,发挥中等职业学校的基础作用,重点培养技能型人才;发挥高等职业学校的引领作用,重点培养高端技能型人才,本文以应用电子技术专业为例, 对“3+2”模式中高职课程衔接做分析。 一、“3+2”模式的生源状况 中考取得成绩较好的学生一般都直接进普通高中,而“3+2”模式的生源就是完成九年义务教育后初中毕业生,从初中升到中职的学生,显然“3+2”模式升学的学生一般文化基础较差、中考分数较低。 三年中职学习后,然后可免试直接进入高职院校。由于文化基础差,底子薄,在中职学习中,教学成果难以见效。再有中职教学中专业技能课时在总课时中比重过大,没有高考压力,减少了必要的文化基础课程的教学,在职业教育体系中中职教育没有起到培养高职教育人才的基础作用。 二、中高职应用电子技术专业课程衔接问题 (一)课程设置不衔接。 目前没有统一的中高职“3+2”模式职业教育课程标准。中职学校和高职院校各自构建自己的专业课程体系,确定课程教学内容时缺少沟通,造成一些专业课程重复学习。通过调查、对比大多数院校的中职应用电子专业和高职应用电子专业的教学计划,可以发现两者其中很多课程的内容是重叠的,如《电工基础》、《电子技术》、《计算机基础》等及技能训练内容。也有不少中职升入高职院校的学生反映,高职的课程又把中职课程重来一遍。造成教学资源、人力资源、学生学习时间浪费,学习内容丧失了新鲜感,从而影响学生的学习积极性。中高职各自课程设置重点不突出,高职院校的老师对教学内容没有充分组织和深入研究。 (二)文化基础课程薄弱。 不少中职学校“重操作,轻文化”,中职的专业课程体系强化了技能训练,因此影响了文化基础课程的教学内容,从而导致中职学生文化基础的薄弱,自学能力不强,学习习惯较差,中职生直升高职院校后,普遍感觉文化课的学习比较困难,比较典型的课程如《高等数学》、《英语》等,学习起来较为吃力,出现大面积挂科现象。显然,在思想上和原则上中高职课程体系构建存在一定的差异。 (三)技能训练设置脱离行业需求。 从职教育的特色而言,无论中职还是高职,都应该注重实践技能的训练,实践课与理论课的学时占比例都要1:1或1:1以上。但是,在专业技能培养方面,高职与中职理应体现出层次内涵上的差异。然而不少高职院校技能训练定位低,有些实践训练项目内容与中职相差不多,存在重复训练的现象;而且高职电子技能训练设置脱离行业需求,没有体现出电子信息行业发展趋势的生产大型化、集中化、规模化的特点,也没有体现出产品一体化、智能化的特点,应该整合的技能训练的技术含量,才能培养出适应相关岗位的工作需求的毕业生。 (四)中高职两个阶段职业资格证考证不衔接。 应用电子技术专业的学生在中职学校考计算机应用能力证、电工上岗证、中级电工证,高职学校学生也考这三证,为考证所安排的技能培训内容中高职两阶段有重复。职业资格证书不衔接,造成教学资源、时间和经济上的浪费,影响了学生的考证的积极性。 三、应用电子技术专业课程有机衔接 中职和高职之间是交互的递进关系,因此在建设课程体系时,要充分考量中高职两个阶段不同的要求、层次和特点。中职阶段应为高职阶段的学习打基础,中职学校的人才培养目标基本定位为操作型人才的培养,高职教育培养面向生产、建设、管理和服务一线的高端技能型人才,发挥引领作用。兼顾这两个层次之间的关系,科学地划分了各自课程,避免了内容重复,突出了中职课程的基础性、实用性和操作性,体现了高职课程的技术性、创新性和拓展性,中高职课程有机衔接主要课程设置。 (一)公共基础模块课程的设置。 中职公共基础课模块课程包括语文、数学、英语、计算机基础等公共课程,达到中职学生应达到中职学校的学历教育要求、素质教育以及相关专业教学基本要求;还应学会有关电子、电磁相关的教学内容,为学习专业技能课程和继续升学打好基础;以及选学语文、数学和英语课程教学要求达到高职相关公共基础要求,能够与高职公共基础模块中的《高等数学》、《大学英语》等课程衔接。高职公共基础模块中《高等数学》以“必需、够用”为原则,提高应用高等数学知识解决工程技术方面的问题能力,高职开设的英语课程是为将来学习专业方面的英语资料、达到全国普通高校英语的应用能力 B 级考证要求,英语基础好的学生可参加全国四级或六级考试。 (二)岗位职业技能基础模块。 中职开设《电工基础》、《电子技术基础》课程等,与高职开设的《电子电路分析与应用》等课程与中职课程衔接。《电子技术基础》重点加强电路知识的基础,使学生掌握基本器件和基本放大电路的结构和特点,《电子电路分析与应用》研究主要是电子电路的各类功能电路如功放、信号发生、电源、滤波、编码、译码、计数、脉冲信号处理等特性及应用;高职《单片机小型应用系统设计与制作》在中职学习51系列单片机的基础上提升到单片机通信技术及接口技术、I/O口扩展技术、AVR 单片机的综合应用;高职《传感器应用与信号检测》课程在学生掌握常用传感器的结构原理的基础上,学习传感器的新器件及新技术,培养学生信号检测能力和将新型传感器应用到实际工程中的能力;《高频电子技术》是低频电子技术内容的延伸,学习高频小信号放大、功放、调幅检波混频、调制与解调等知识,掌握通信电子技术的知识与应用。 (三)岗位职业综合能力形成模块。 紧跟电子信息产业转型升级需求,高职开设的《表面组装生产工艺与过程控制》课程,是在学生掌握了基本的电子元器件相关知识和电子装配焊接技能的基本操作上,让学生进一步深入学习电子产品相关的工艺技术、安全生产和管理知识;体现电子行业技术发展要求,高职开设《ARM嵌入式技术与应用》、《FPGA/CPLD设计》、《通信终端设备》等课程。 (四)职业技能模块。 中职开设的《电工实训》、《电子技术实训》、《电子焊接和装配实践》等综合实训课程,培养学生综合应用知识的能力。高职设置《电子电路分析与应用实训》、《电子线路板设计与制作实训》、《单片机小型应用系统设计与制作实训》、《FBGA/CPLD课程设计》、以及顶岗实习等,逐步递进的训练层次,提高技能训练的技术含量,才能满足电子行业岗位的工作需求。 (五)不同阶段获取职业资格证书。 通过各个阶段的实训课程训练,以及职业资格考证强化训练,达到国家职业资格技能要求。在中职阶段学生可以考取电工上岗证和计算机应用能力证书,高职阶段学生可以考国家电工中级证书、电工高级证书。 四、结束语 中高职对口学校的交流与研讨非常重要,有效地沟通协调,不断总结课程衔接经验,克服了原有教育课程体系中高职之间课程体系脱节、重复断档。鉴于目前对口招生以及单独招生在高职招生总量所占比例有逐年上升的趋势,认真研究中高职课程衔接问题,探索解决这些问题的措施,还应建立起高职与中职对口的学校协作机构,加强沟通与合作,发挥高等职业教育引领职业教育作用,同时要紧跟行业发展,要在与企业技术人员和管理专家合作的基础上,优化整个课程结构,实现中高职课程的有机衔接。 应用电子技术论文:汽车应用电子技术 摘要:经济的迅速发展,科学技术水平的不断提高,电子技术在各行各业得到了广泛的应用,并且发挥了重要的作用,故在本文中主要对汽车电子技术进行了详细的分析与探讨,以供参考。 关键字:汽车;电子技术;应用 一、汽车电子技术的发展阶段 现代汽车电子技术顾名思义是现代汽车技术与电子技术的结合,涉及两个技术领域。汽车电子技术的出现是汽车发展过程中一次重要革命性事件,并且成为衡量现代汽车发展水平的一个重要技术标志。纵观汽车技术发展史,汽车电子技术的发展主要有四个阶段,具体分析分别如下。 (一)20 世纪 50 年代初期到 1974 年为汽车电子技术发展的第一阶段,在这一阶段,致力于用现代的电子装置代替传统的机械部件,开发重点在于单一的电子零部件,改善汽车内部某些机械部件的性能。主要产品有电子点火控制器、交流发电机、电子式电压调节器,数字钟、电子式闪光器等。这是汽车技术开始与电子技术出现结合的第一步,上述电子产品在汽车中的广泛应用开启了汽车电子技术时代的大门,为未来汽车电子技术发展奠定了基础。 (二)1974-1982 年是汽车电子技术发展进程的第二个阶段。在这个阶段,汽车电子的发展更有目标性和方向,汽车工业开始为了实现某种特定功能而采用特定的电子技术和理论,这一时期较为典型的电子化设备就是集成电路和 16 位以下的微处理器。在汽车电子技术发展的这一阶段,集成电路和微处理器在汽车上得到大范围的使用,为了实现特定目的,技术人员基于电子技术理论研制出各种电子技术系统,比如汽车内部的安全气囊系统、刹车的防抱死制动系统以及用于控制汽油喷射的电子控制汽车喷射系统等。 (三)1982-1995 年是汽车电子技术发展进程的第三个阶段。这一阶段汽车电子技术得到了巨大发展,电子技术开始由普通控制向现代化电子控制系统过度,为现代智能化电子控制系统出现奠定了技术基础。这一阶段汽车电子技术发展的明显特征就是开始出现具有多种控制功能的计算机集中管理系统,这个管理系统以微型计算机作为控制核心,逐渐取代了传统电子技术的独立控制系统,应用范围不断扩大。这一时期出现的典型电子技术产品有发动机集中管理系统、车辆舒适性电子控制系统、传统电子控制系统等。 (四)1995 年至今是汽车电子技术发展进程的第四个阶段。这个时期最典型的汽车电子技术就是智能化电子控制系统,并且已经在汽车上得到大范围的使用。主要技术产品有汽车导航系统、电子地图以及自动无人驾驶系统等。 二、汽车电子技术应用现状 (一)发动机控制技术 1、点火提前的电子控制 该系统在 20 世纪初就被应用于汽车发动机上,由微机、传感器及其接口、执行机构等几部分构成。其中微机会根据曲轴和凸轮轴处传感器采集的各种信号,做出相应的处理并输出相应的控制信号,控制最佳点火时刻 。再根据冷却液温度传感器采集的信号和进气温度传感器采集的信号来对点火时刻进行调整,根据爆震传感器采集的信号对其修正,从而使发动机接近最佳理想状态,达到节约燃料、减少空气污染的目的。 2、电子控制喷油装置 随着科技的进步,传统的机电混合式燃油喷射系统已经逐步被淘汰,随之被广泛应用的是电控燃油喷射装置。在此装置系统中,由传感器检测进气量、曲轴转速和转角,转变为电信号传送到装置中的电控单元,电控单元根据需要的信号计算出油量。再根据得到的信号对最初的喷油量进行修正进而确定实际喷油量。 (二)车身电子控制 车身电子装置是在汽车环境下能够单独使用的电子装置,和汽车的自身装置没直接联系。常见的有空调装置、信息显示系统等等。 1、汽车空调控制 汽车的空调控制是微机根据车内外的各种温度传感器输出的信号,计算出车内应该达到的出风温度。从而对调节器开度、风扇电机转、冷却器风门(或者是加热器风门)等进行控制,使车内温度始终保持在设定的温度范围内,进而使车中的温湿度始终位于最佳状态,为车内人员提供最为舒适的环境。 2、信息显示系统 此技术正处于不断的发展与完善阶段,由车况监测、车载计算机、电子仪表组成。车况监测是通过液压温光等传感器监测汽车的故障。而由车载计算机提供来的不同信息,则能提高行车安全、燃油经济、乘坐舒适等性能。电子仪表则为驾驶员提供了行驶过程中需要的最基本的操作信息。 三、汽车电子技术发展趋势 如今,由于人们对汽车的安全环保、以及舒适度等要求的不断地提高 , 这就要求汽车电子技术在各方面取得更大的突破,例如环保、安全等和人们息息相关的方面,以及微处理程度和对高新技术的运用。 (一)环保化 众所周知,汽车每年造成的空气污染占据污染物中的一大部分,这就要求人类研制出性能更加完善的发动机装置和电子控制系统,使汽车电子系统更加电子化、环保化。 (二)安全化 在被动的安全技术上,我们已经取得了重大的进步,如在汽车碰撞时为车内人员提供保护,如气囊、安全带等。然而在主动安全性上,还有待开发。通过采用雷达、摄像、光学和超声波传感器等技术,开发不同的避撞系统与安全系统,甚至是自适应自驾驶系统以及对车的动态控制等等。 (三)微处理化 微处理的出现使得汽车越来越精细化,带给了汽车革命性的变化。微处理控制已经是汽车电子控制系统中的最为核心的部件。当前汽车所用的微处理机,其速度和精度要求还不如计算所用的微机高。但是未来随着汽车电子控制系统的不断扩增,伴随着其微处理器数量的剧增,其计算的精度和速度也将越来越高,性能也会越来越好,功能也必将越来越强大。 (四)软件新技术化 由于汽车电子技术的普遍应用,对相关的软件需求也将会增加,计算机联网更是大势所趋。这种情况下,采用多种软件,开发出高水平语言,便称为当下之需,以满足多种硬件的要求。汽车上的大部分部件将依据于软件,软件的多元化及其功能的提高,必将使得计算机越来越好地完成更加复杂的任务。 (五)传感器技术 未来汽车电子技术对传感器技术的要求更高,为了满足客户需求与汽车需要,智能化传感器应该拥有智能化、多功能化、集成化以及微型化等特点。具体来讲,未来的汽车传感器应具有模拟和处理信号的功能、对信号放大和处理的功能、较强的抵抗外部电磁干扰的能力、自动进行时漂、温漂和非线性的自校正功能等。 (六)多媒体娱乐与智能通讯系统 现阶段,汽车在移动通讯技术和计算机网络技术发展的支持下已经可以向司机和乘客提供各种丰富的多媒体设施环境(利用GPS、GSM 网络实现导航、行车指南、无线因特网以及汽车与家庭等外部环境的互动)和远程汽车诊断(紧急时能够引导救援服务机构赶到故障或事故地点)等功能,把汽车变为移动办公室和移动的家庭影院,并且能够把汽车道路和其他远程服务信息结合起来,构建出未来的智能交通系统(ITS)。 总之,随着科学技术水平的提高,汽车行业面临着巨大的挑战,汽车电子化程度的高低成为衡量汽车先进水平的重要标志,而汽车电子技术的发展以及广泛应用,对提高汽车水平有着重要的作用,对汽车行业的健康发展意义非凡,故正确把握汽车电子技术未来的发展方向,加快电子技术的研发是我们的当务之急。发展汽车电子技术,从而实现民族汽车产业的迅速崛起最终占据未来竞争中的优势位置。
航空新技术论文:“福特级”航空母舰新技术 一提起航空母舰,映入人眼帘的往往是其海上巨无霸的形象。作为现代海上作战体积最大的移动堡垒,航空母舰不仅是一个国家大国地位的象征,更拥有极为强大的战斗力,是一国海上军事威慑的重要战略力量。美国是当前拥有航空母舰数量最多的国家。载有大量战机的核动力航空母舰,无疑是美国强大军事实力的招牌。在各国的武器库中,还找不出一款比航空母舰战斗群更具有惊人战力的进攻性武器。航空母舰能够在远离路基支援的战场条件下,驰骋于占地球表面积70.8%的海洋之中,并可在数个月的时间内对特定目标展开持续攻击。战力如此卓越的航空母舰战斗群显然早已成为美国各战区指挥官的“宠儿”。这也导致美国航空母舰在海外的战备值班周期不断延长。除了航空母舰战斗群的攻击实力外,航空母舰上所配备的各类高科技武器与装备,也是支撑其得以驰骋深蓝的重要利器。 从“尼米兹级”到“福特级” 美国当地时间2017年4月9日,全球第一艘“福特级”航空母舰福特号进行了海上测试。当天,“福特号”航空母舰被拖船从位于弗吉尼亚州的纽波特纽斯造船厂内拖出进行出海测试。作为“福特级”的首舰,“福特号”航空母舰的设计、施工和制造前后耗时十余年,总造价高达130亿美元。“福特号”航空母舰原计划于2015年正式在美国海军服役。不过,核反应推、发电机等部件的故障问题,导致“福特号”的出海测试时间一拖再拖。美国海军称,“福特号”航空母舰在出海测试期间,将进行飞行甲板测试验证等事项。待“福特号”航空母舰正式服役后,美国的核动力航空母舰将拥有11艘。作为新一代的航空母舰,美军计划最迟于2058年建造十艘同级航空母舰,以取代当前承担主力任务的“尼米兹级”航空母舰。 在“福特级”正式服役前,“尼米兹级”航空母舰乃是美国海军现役的主力航空母舰,且在数十年间中均为美军乃至全球范围内最大的军舰。“尼米兹级”航空母舰首舰“尼米兹号”自1975年正式服役后,美先后共建造了10艘同型航空母舰。“尼米兹级”航空母舰均采用核动力推进,属于大甲板弹射型航空母舰。其设计长度为330米,宽度为40米,吃水11米,满载排水量在10万吨左右,可以搭载一支约70架战机的舰载机联队。根据作战任务以及性质的不同,航空母舰上搭载的作战飞机类型也有所区别,通常包括了战斗机、预警机、固定翼反潜机以及电子战飞机等。每艘“尼米兹级”航空母舰都装载有四台蒸汽弹射器、四条拦阻索以及四座升降机,平均每20秒钟时间即可弹射出一架舰载作战飞机。 可以说,“尼米兹级”航空母舰战斗群能够控制的海域面积大、攻击性能强,是当前世界范围内作战能力最为顶尖的海上机动作战编队。不过,航空母舰战斗群并非仅仅只有一艘航空母舰所组成。航空母舰自身除配备少量用于自卫的武器外,其主要的武器装备即为所搭载的各类舰载作战飞机。这些作为重要武器装备的作战飞机可以对敌方的舰船、潜艇、飞机以及陆地目标等进行攻击,直接将敌方消灭于航空母舰数千米以外的区域,并对海上舰队进行保卫。除航空母舰所搭载的战机外,以其为核心的战斗群通常会由巡洋舰、驱逐舰、潜艇和补给舰等混编而成。 尽管“尼米兹级”仍是现役航空母舰中无人能匹敌的佼佼者,但其设计与制造毕竟发端于20世纪60年代,舰上的各项技术已显得较为老旧。譬如,“尼米兹级”所使用的弹射系统、推进系统等基本均采用机械结构,不仅极为复杂可靠性较低,且需要大量人员进行操作和维护。在此背景下,新一代“福特级”航空母舰应运而生。 “福特级”航空母舰的新技术 “福特级”航空母舰从外表来看,与“尼米兹级”航空母舰并没有较大的差异,两者在飞行甲板上也极为接近。从数据上而言,“福特级”首舰“福特号”航空母舰长度为330米,宽度为41米,设计的满载排水量为10万吨,这些数据与“尼米兹级”亦相差无几。“福特级”在吨位和尺寸等方面较之“尼米兹级”并未有多少提升,但在舰船的电力容量、舰载机的数量、舰船故障率等诸多关键性指标上,“福特级”航空母舰与“尼米兹级”相比有了质的飞跃。譬如,“福特级”航空母舰搭载的舰载机联队数量可达到75架,大大提升了作战飞机的出动率。通过采用全新的电磁弹射系统、电磁阻拦系统等所使用的各类前沿技术,“福特级”航空母舰真正成为了一艘适应未来战争环境下作战的超级航空母舰。 电磁弹射技术的应用 航空母舰诞生之初,舰载机均是依靠自身发动机带动螺旋桨产生拉力,进而使轰炸机或战斗机从航空母舰飞行甲板上起飞。彼时,这种起飞方式对于以轻金属和木质为主的螺旋桨飞机而言并非难事。不过,随着喷气式飞机的普及,其在短短一百多米的航空母舰甲板上的起飞,需要借助于外界的推力帮助,这也使得弹射系统随之产生。 “尼米兹级”核动力航空母舰所使用的是蒸汽弹射系统。其由核动力装置生成的热能来产生蒸汽,进而推动舰载机非短距离起飞。蒸汽弹射装置从结构而言较为复杂,包括了蒸汽系统、液压系统、起飞系统、归位系统、润滑系统以及控制系统等。 舰载飞机在从航空母舰甲板上起飞前,需要由位持器钢圈把尾部扣在一处坚固点上。当蒸汽弹射系统运作时,蒸汽由航空母舰上的锅炉输出,经增压后输入弹射装置唯一露在飞行甲板之上的滑梭中。被位持器扣住的飞机在起飞时需要开足马力,当蒸汽弹射系统一启动,飞机引擎的动力加之蒸汽的压力,令钢圈断开,飞机立即向前冲去,在短短数十米的距离内即可将时速提升至250公里每小时。当舰载机被弹射起飞并脱离滑梭后,滑梭回到原位,并继续推动下一架舰载机起飞。 从数量上来说,“福特级”航空母舰与“尼米兹级”航空母舰一样,都装载有四部弹射器。但两者在设计理念和技术层面上有着显著的区别。由于舰载机在“尼米兹级” 航空母舰第四号弹射器时,其机翼已接近甲板边缘,这也导致该级航空母舰的四号弹射器无法弹射满载起飞的作战飞机。为了提升舰载作战飞机的出动能力,“福特级”航空母舰对飞行甲板的构造进行了改进,从而令其第四号弹射器能够弹射满载起飞的作战飞机。 “尼米兹级”航空母上所用的蒸汽弹射系统,其体积和重量均较大,不仅需要消耗大量的海水,还需要大量的人力和资金进行维护和更换,这显然不利于长时间的海上持续作战。此外,由于在弹射过程中需要消耗大量的蒸汽,“尼米兹级”航空母舰在连续弹射出几架满载起飞的作战及飞机后,其航速就会受到较大的影响,从而限制了下一个攻击波中能够出动的战机的数量。蒸汽弹射系统的最大局限性,还在于其输出功率有限。“尼米兹级”航空母舰采用的蒸汽弹射方式,决定其只能弹射载重30吨以下的舰载飞机,难以满足舰载机未来发展的方向。加之蒸汽弹射系统存在功率无法调节的限制,只能有效弹射重量较轻的无人机。若要进行强行弹射,很可能会造成飞机受力过大,从而影响其服役时限。 在此情形下,美军在其最新型的“福特级”航空母舰采用了前沿的电磁弹射技术,以规避和完善当前“尼米兹级” 航空母舰蒸汽弹射系统所存在的实际问题。所谓电磁弹射技术,即是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外进行运动。电磁弹射技术的主要应用是大载荷物体的短程加速,其起步与发展相对较晚,目前在航空母舰的舰载飞机起飞弹射上已得到高度重视和应用。相较于蒸汽弹射系统,电磁弹射系统不需要使用蒸汽来驱动活塞,而是使用电来驱动。同时,电磁弹射技术的容积小、效率高、质量轻,对航空母舰上的辅助系统相对要求较低,且运行和维护的费用较为低廉。在功率损耗方面,电磁弹射系统要远小于蒸汽弹射系统。其可控性能也优于蒸汽弹射系统。当蒸汽弹射系统的蒸汽阀门打开后,飞机起飞的弹射过程中基本无法控制。但电磁弹射的全过程均可以有效掌握,并可根据不同机型、飞机速度与负载变化等进行调整。这也使得电磁弹射技术成为了未来航空母舰发展的核心技术之一。 电磁阻拦技术的应用 除了将重型飞机送上天空外,如何能够令舰载机顺利降落在航空母舰甲板上也是一项困难重重的任务。舰载飞机在运动的航空母舰上降落,其风险之大、难度之高,被全世界公认为“刀尖上的跳舞”!通常情况下,陆地机场的跑道会长达数千米,而航空母舰上的甲板长度不会大于300米,可供利用的降落距离仅有100米。然而,舰载机降落的速度却高达300公里每小时。在如此高的速度、如此短的距离,再加之随时处于颠簸中的航空母舰,如果没有航空母舰阻拦系统,现代喷气式飞机在航空母舰上的安全着落显然是一项难以实现的“天方夜谭”。航空母舰上安装的阻拦系统,能够有效帮助舰载机在极短的距离内强制制动。 “尼米兹级”航空母舰所使用的是液压式阻拦系统。其由液压缓冲系统、制动器具以及冷却系统共同组成。当舰载机降落时,其机尾钩挂上阻拦索后,阻拦索一边利用滑轮阻尼器来减缓飞机的速度,另一方面则持续将动能转化为压缩空气罐,从而令飞机趋于平稳并有效制动。不过,液压式阻拦系统的阻拦能力较为有效,但缺乏灵活机动性。面对不同的机型降落,航空母舰上的海军航空兵需要依靠人工对配重物进行更换,这也直接影响到了舰载机的出动频率。如果不对液压式阻拦系统予以适当的配重,在阻拦过程中产生的过大峰值拉力甚至可能造成飞机损坏。 为此,在全新的“福特级”航空母舰上,设计者采用了前沿的电磁阻拦技术。在这一技术中,阻拦机和电脑控制系统是最为核心的两部分。阻拦机的构成较为简单,包括了水力涡轮、感应电机、旋转轴以及机械制动装置等,在阻拦系统中起到吸能的作用。电子控制系统则包括了操作人员工作平台、维护人员工作平台以及动态子系统。该系统可以精准地对飞机阻拦着舰的即时受力情况进行分析和控制,并反馈给电动机后施予阻拦索合适的拉力,从而令舰载机在阻拦着舰的过程中能够获得更为平稳的力,进而也可控制舰载机在飞行甲板上制动的距离。作为电磁阻拦系统中的重要一环,阻拦索采用了新型轻质合成缆索,这不仅可以减少结构载荷,降低系统惯性,并可由此缩小滑轮减震装置的尺寸。 电磁阻拦技术的工作方式主要可以分为两个环节。第一个环节也就是初始接触阶段时,舰载机的机尾钩一旦与阻拦索相接触后,其就会牵动阻拦索,进而带动换轮索牵出,并令旋转轴转动。这一工作的关键,是为了令舰载机和阻拦索之间得以平稳接触。在实现了第一环节的既定目标后,第二环节则是如何对于舰载机的动能吸收。舰载机在降落时,其自身带有极大的动能。电磁阻拦系统中的水力涡轮、感应电机和摩擦制动器就是为了吸收舰载机的动能。通常情况下,水力涡轮和感应电机正常工作,即可吸收舰载机的动能,并实现飞机的安全着舰。可是一旦发生水力涡轮或感应电机不能正常工作,阻拦机的摩擦制动器就作为备用的吸能装置,以保障电磁阻拦系统的安全、可靠。较之液压式阻拦系统,电磁阻拦系统更为简洁、可靠,且无需大量的人力、物力进行维护,令其维护成本得以大幅度降低。 无论是电磁弹射技术,还是电磁阻拦技术,都是用于提升航空母舰战斗力的关键技术和措施。考虑到航空母舰在未来会搭载有各类无人飞机,前述新技术的应用,也可为未来航空母舰的发展奠定重要基础。 航空新技术论文:遥感及航空摄影测量中的新技术探讨 摘要:随着当前生产的发展需求,大比例尺航测成图技术的应用在国内各城市测绘单位快速得到推广应用;同时一些与航空摄影测量和遥感相关的测绘高新技术也在不断的投入。本文首先对摄影测量与遥感的发展的重要作用进行阐述,进而分析遥感及航空摄影测量中的新技术以及应用。 关键词:遥感技术;航空摄影测量;新技术;应用 一、摄影测量与遥感的发展的重要作用 从摄影测量与遥感的发展来看,在近三十年来,摄影测量与遥感技术已经进入了测绘、农业、林业、水利、气象、资源环境、城市建设、海洋、防灾减灾等各个行业,在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。从上世纪七十年代后半程起,摄影测量已经开始从模拟摄影中跨越出来,已经进入了数字摄影阶段,摄影测量正在经过传统测绘技术向数字化测绘技术体系的转变。 (一)摄影测量与遥感有利于推动测绘技术的进步 从二十世纪七十年代后期开始,我国的摄影测量经过了一个系统的转变。摄影测量逐渐从模拟摄影测量转化到解析摄影测量,并最终进入到了数字摄影测量的发展阶段,也标志着我国的传统测绘技术体系的解体,新的数字化的测绘技术体系的兴起。 首先,从数字影像的类型来说,我国目前已经建立了数字正射影像(DOM,Digital Orthophoto Map)、数字高程模型(DEM,Digital Elevation Model)、数字线划图(DLG,Digital Line Graphic)、数字栅格图(DRG,Digital Raster Graphic),同时还有其他相应的地名数据库与土地利用数据库,多样化的数据库与模型为摄影测量在现实生产生活中的应用提供了可能性,推动了测绘技术的发展。 其次,国家利用摄影测量与遥感技术绘制了大量各种比例尺地形图。除此之外,还建立了大量的全国级别的基础地理信息数据库。例如1:1000000、1:250000、1:50000比例尺级别的地理信息数据库;除了国家级外,省一级的1:10000比例尺级别的基础地理信息数据库、市县级1:500至1: 2000比例尺级别的地理信息数据库等等。 另外,我国应用陆地卫星TM数据、中巴卫星数据等,于上世纪80年代中期、90年代中期和末期完成了全国土地利用调查,并建立了业务运行系统,具有每年耕地数据动态更新和每五年土地利用数据全面更新的能力。现正在利用高分辨率遥感数据,开展第二次全国土地详查工作。我国还利用彩色红外遥感数据开展地质找矿应用研究,并成功地在新疆博罗霍乐北山地区发现矿藏。 (二)摄影测量与遥感有利于提升 空间数据的获取能力经过近50年的发展,我国在空间数据获取能力方面有了巨大的提升。研发了具有自主知识产权的遥感数据处理平台,以此为核心建立了国产卫星遥感影像地面处理系统,并开展了定量遥感反演研究,为形成我国独立自主的对地观测数据获取、信息处理与分发服务体系奠定了基础。 首先,从数据获取能力方面来看,在国家973与863计划的支持下,成功研制了一系列传感器,发射了50多颗对地观测卫星,包括气象卫星、海洋卫星、资源卫星、通信卫星、导航定位卫星、返回式陆地卫星、科学实验卫星等,组成了风云、海洋、资源和环境减灾四大民用系列对地观测卫星体系,从地球同步轨道和太阳同步轨道上实现了对地球的多平台、多传感器观测,可以获取地球表面不同分辨率的光学和雷达图像,并将对地观测数据应用于气候、大气成分、水循环、植被变迁、海洋现象、自然灾害等地球空间环境变化的监测。 其次,在数据储备方面,已经积累覆盖全国陆地、海域以及周边国家和地区1500万平方公里的地球表面数据。 二、几种测量新技术的应用探讨 (一)GPS在航空摄影中的应用 (1)GPS用于航摄飞机导航 在航空摄影测量获取航片的过程中,航空摄影飞行必须按航摄计划中的要求,在一定的高度沿设计的航线飞行,以保证所得影像具有一定的摄影比例尺、航向重叠度及旁向重叠度。随着GPS的广泛应用,已普遍使用GPS对航空摄影飞机进行导航。 (2)GPS辅助空中三角测量中的导航与定位 GPS辅助空中三角测量的目的是利用GPS精确测定的摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心的位置,将所测数据应用于摄影测量内业加密,以便尽可能减少对地面控制点的数量要求。用于确定摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心的位置时需采用高精度相位差分的GPS动态定位方法,其实时差分定位可用于摄影导航,而确定航摄仪物镜中心的位置则利用布设在地面的2~3台GPS基准站的观测数据进行后处理获得。目前已采用QPS/IMU。 (二)LIDAR激光测高扫描系统的应用 LIDAR激光测高扫描系统利用GPS辅助空中三角测量技术,可以减少地面控制点,缩短作业周期,降低成本,可以真正应用于困难地区、无图区及边境区的基础测量。利用该种测量技术,在有地面控制点的四角带,完全可以满足1∶10000比例尺的地图精度要求;在地面特征丰富、影像较好时,可以达到1∶50000比例尺的精度要求。这种测量技术对于实施西部大开发战略、完善国家基本地形图有重要意义。 (三)机载侧视雷达技术的应用 机载侧视雷达是利用装于飞机机身两侧或下方的天线,随着飞机向前飞行而扫描飞机下方两侧的带状地面,进行高分辨率地形测绘的雷达。飞行器上的侧视雷达包括发射机、接收机、传感器、数据存储和处理装置等部分。侧视雷达具有下列特点: (1)具有全天候工作性能; (2)分辨率高,所摄照片清晰; (3)覆盖面积大,提供信息快,把飞行中连续拍摄的照片拼接起来可构成大面积的地形图; (4)不易受干扰 航空新技术论文:浅析航空摄影测量新技术的应用与发展 摘要:随着科学技术的进步与发展,航空摄影测量新技术被广泛应用于城市地形图测绘中,并取得了重大的成果。本文针对我国航空摄影测量的发展历程,分析我国航空摄影测量新技术的应用及注意事项,从而推动我国航空测绘的发展。 关键词:航空摄影测量;新技术;应用;发展 航空摄影测量即是在飞机上利用航摄仪器对地面进行连续拍摄,绘制地形图的过程,其原理是利用航摄仪器的摄影光束相交而确定地面点的位置。随着科学的进步,以及社会建设中对土地利用的现状,航空摄影测量技术在不断得到创新和完善,并推动了航测行业的发展。 一、我国航空测绘的发展现状 我国对航空摄影测量技术的应用可以追溯到20世纪80年代。当时,我国各大城市开始应用航空摄影测量技术进行对城市大比例尺地形图的测绘,以便科学合理的使用土地。在城市化进程以及生产的需要中,大比例尺城市测绘技术被广泛应用于各城市测绘企业单位。在科学技术不断发展的今天,数字化技术迅猛发展起来,在航空摄影测量技术上,涌现出数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR 激光测高扫描系统、雷达等先进技术设备,为城市大比例尺地形图的测绘创造了更多的技术条件,不断推动着航测行业的发展。然而,受诸多客观因素的影响,我国航空摄影测量技术力量还相对薄弱,其测绘精确度仍有待落实,航测工作有待进一步完善。 二、航空摄影测量主要新技术的应用 1、对数字航摄仪DMC的应用 数字化技术是现代信息社会不可或缺的技术手段呢,无论对人们生活和社会各项工作的开展都起到不可比拟的作用。而数字航摄仪DMC也是在数字化的基础上创造的航测产品,它是一种用于高精度、高分辨率的航空摄影测量的数字相机系统。这一航空相机摒弃了传统胶片相机的设计思想,由四个全色传感器及四个多波段传感器组成。其四个全色传感器用于捕捉每一个设想的特定区域,从而确定一个大的镶嵌影像;四个多波段传感器则主要用于捕捉红、蓝、绿色及进红外数据。因此,航摄仪DMC能满足小比例尺和高分辨率大比例尺航摄的需求。与此同时,在低空进行测绘时,DMC能够在无人控制的情况下实现机动、快速的摄影测量,其测量精度高。 2、对IMU/DGPS新技术的应用 IMU技术是惯性测量单元的简写,主要是由陀螺、加速度、电路构成,它能够独立提供高精度的导航参数,同时具有抗电子干扰、隐蔽性好等特点。但这一技术的不足之处在于不适合长时间单独飞行,否则容易造成导航位置参数的误差。而大家熟知的GPS全球定位系统功能强大,被广泛应用于航空摄影测量、工程测量等诸多领域。因此,将IMU与GPS集成起来构成组合导航系统,能有效提高系统的导航精度与其测绘性能,就是目前的IMU/DGPS航空摄影测量系统。这一新技术的应用能够减少地面控制的工作,提高了测绘效率,并降低了在高山荒漠等区域测绘的危险性,推动了航测事业的发展。 3、对LIDAR 激光测高扫描系统的应用 对LIDAR 激光测高扫描系统的应用,主要是针对困难地区、无图区及边界区而实施的新技术。该技术主要利用GPS辅助空中三角测量技术,从而减少地面控制点,完成对外空难度大的测绘区高精度及大比例尺的测绘工作,这一技术的应用有利于缩短作业周期,减低生产成本而提高生产效率。这一技术对于实施我国西部大开发战略、完善国家地形图有深远的意义。 4、SAR合成孔径雷达成像系统 SAR合成孔径雷达成像系统具有高分辨率的成像技术,不受客观恶劣天气条件的影响便能获取空间数据,大大改善了对困难地区地形图绘制的困境。这一成像系统的使用原理是将合成孔径雷达安置于飞机上,利用孔径雷达发射微波对地面目标扫描,从而经过对空间坐标的计算,记录回波特性得出地面目标的空间特性,再经过数据处理成像。这一系统的运行主要由天线系统、数据记录系统、监控系统、发射与接收系统协调运行而完成。 三、对航空摄影测量技术应用的和主要注意事项 1、落实测绘区选点工作 航测人员在开展航空摄影测量工作过程中,运用IMU/DGPS作业的前提必须对测绘区做好现场踏勘的选点工作,这一选点工作要按照前期设计图纸要求并结合GPS定位测量范围的选点要求进行实地选点定位。选点的点位要位于交通方便、便于安置设备便于埋石操作的区域;点位还要在视野开阔的地方,避开建筑物及水域便于信号及电磁波的传输。同时,点位之间还要做好加密与联测工作,以便测量工作的连续开展。 2、确定航摄仪、比例尺及航高 在航空摄影测量工作开展之前,首先要做好航摄仪、比例尺及航高的选择与确定工作。在选择航摄仪时要优先考虑其性能质量,进而保证航摄资料的准确性。在确定比例尺时,首先要按照国家对大比例尺地形图航空摄影标准并根据当地地形实际与相应的精度要求,以及配套仪器的利用,综合确定航摄比例尺与航高数据。 3、策划检校场的布设方案 检校场的布设方案主要针对IMU /DGPS 系统设备生产商而言的,这些生产商在从事 IMU /DGPS 系统设备生产过程中对于检校场的布设方案的策划,一般要考虑达到如下工作的因素:检校场要根据比例尺大小设置相邻的平行航线;检校场要能保证航向重叠和旁向重叠都是60%;采用直接定向法,使航测高度与摄区高度一致;对于检校场的位置可以选择在离摄区较远的区域或摄取中任意两条航线位置等。 四、结语 在科学技术迅猛发展的今天,我国航空摄影测量实现了岁数字测绘技术的应用与完善,取得了相应的进展。但是,我们也应看到在航空摄影测量新技术应用方面较西方先进国家还有很长的距离。我国的航测领域应该在认识航摄新技术优点的同时,找寻并探索其对于该技术应用中应注意的问题,有针对性的做好航摄工作,提高航摄效率,保证影像质量,进而推动整个数字摄影测量事业的发展,满足社会经济发展和环境的可持续发展需求。 航空新技术论文:航空摄影测量中新技术应用与发展 摘 要:随着科技进步,航空摄影测量技术广泛应用于城市测绘、复杂地形及国界等测绘区域。目前,航空摄影测量技术发展迅速,测绘技术向数字化转变,出现了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术。本文首先简要论述了航空摄影测绘技术的意义与研究现状,然后详细分析了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用与发展。 关键词:航空航摄仪;新技术;应用与发展 引言 自20世纪80年代,航空摄影测量技术陆续应用于我国各个大城市测绘城市大比例尺地形图。随着生产发展的需要,各城市测绘单位,在航测机构增添航空摄影测量业务,大比例尺航测成图技术在国内各城市测绘单位得以快速的应用推广。目前,随着数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LI-DAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用,航空摄影测量技术逐渐成为大比例尺地形图的主要测绘方法。但是,航空摄影测量技术应用于地籍测绘领域时间短,加之航测本身的技术缺陷以及测绘精度问题,有时仍然难以达到预期目标。 一、航空摄影测量技术的分类 (一)按处理方法分 在航空摄影测量技术的分类中按处理方法可分为模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量。模拟摄影测量通过模拟测量的方式,使测量达到最真实的效果,同时减少了使用过程中的出错率,用模拟的方式实现了对实际的掌控能力,使技术取得最好的实用效果。解析摄影测量是指通过对形状、大小、和数据进行解析达到对综合数据的了解,使出现的问题和错误得到改善,并增加对具体内容的了解,让数据达到还原效果,增加图像的准确率,并通过分析和应用提供最真实的影像和数据,更好的为地形摄影和非地形摄影的发展服务。数字摄影测量使测量的结果更接近于对数字的掌控,通过对数字摄影的掌握加强测量的数字化能力,通过对数字及影像的综合处理达到理论和实际的有效结合,使摄影测量达到数字化和科学化,使数据更加准确,更加接近测量的实际。 (二)按研究对象分 在航空摄影测量技术的分类中按研究对象可分为地形摄影测量技术和非地形摄影测量技术。地形测量是指对地形图的测绘过程,通过对地表和地形在水平面的投影中显现的数据,把数据按比例尺进行缩放来实现摄影和测量的目地。地形的测量一般采用航空摄影测量技术,在飞机上就可以拍摄和掌握各种测量数据,实现数据和图像的高标准。非地形测量不以地形测量为目的,而是通过对各种指标的精确测量使理论知识更加丰富,它为生物领域、军事领域、建筑领域、矿山工程领域、文物领域的发展提供更多的理论基础,使各领域的技术得到发展,并通过摄影和测量使这些领域得到实际的发展,使非地形测量应用到这些领域中,取得更长远和丰富的发展。 (三)按摄影的位置分 在航空摄影测量技术的分类中,按摄影位置进行分类,包括航天摄影测量技术、航空摄影测量技术和地面摄影测量技术。其中航空摄影测量技术通过航天摄影来完成整体测量,要根据具体的测量对象进行不同的研究。航天测量的测量距离相对更远,技术水平也更难达到标准,对摄影及测量人员的要求也更严格,并且环境造成的干扰对摄影的影响也更大。工作人员需要更精细的测量,并对地形进行精准的勘测,来保证摄影测量技术符合测量和勘测的规定。航空摄影测量技术是指在空中进行摄影并根据比例尺对具体的距离进行计算的过程,航空摄影测量一般是在飞机上。而地面摄影测量技术一般需要对摄影进行处理,使形状、大小等综合数据达到预期的效果,通过采用地面测摄影测量技术使很多难以测量、难以勘测、难以计算的地形得到勘测,很多大坝和地形复杂铁路的测量就采用地面摄影测量技术,它攻克了地形勘测带来的危险,为地域勘测服务。 二、航空摄影测量技术的任务 (一)非地形测量 在非地形测量中不以地形测量为目的,而是通过对各种指标的测量促使理论知识更加丰富,达到为各种领域服务的目的。非地形测量的发展促进了生物领域的发展,使生物医学领域可以通过对地形的利用,取得更多的生物医学资源,带动更长领域发展。同时也有利于公安机关侦破案件,通过对非地形的勘测,了解罪犯的藏身之处,和犯罪窝藏点,使案件得到侦破。在文物和建筑领域也得到了发展,很多文物就存放在复杂的领域内,通过测量可以找到它们的位置,开垦出更多的古文物。非地形测量也有利于军事侦查,通过非地形测量检查各军事地点,保证军事地域内没有军火和其它领域的军事人员。 (二)地形测量 地形测量指加强对地形图的了解,通过对地表和地形在水平面投影来掌握数据,按比例尺进行准确的缩放,以此达到测量的目的。在测量中第一点要掌握具体的数据和具体的图像,按照比例尺来还原真实的指标,要建立专题的图片,对各种地图要进行了解,掌握各种硬件条件,要了解具体的摄影影像,对各种图形要分类型掌握。第二点,要建立相关的数据库,通过对数据的掌握,通过对数据的分类、筛选和汇总来了解各种数据的不同,了解测量的变化,使数据可以互相参考、互相借鉴,达到为测量服务的效果,达到测量的数字化。数据库的内容要系统化,方便管理人员查阅和掌控。 三、航空摄影测量的要点和作业方式应用 (一)质量检查准确,成果提交合理 在航摄摄影测量的最后阶段要对质量进行高标准的检查,对整体的过程进行准确核实和分析,达到整体质量的准确性,在最后的检查中一定要严把质量关。针对作业方式要加强各步骤的联系,区别各步骤的不同,对内容进行整体计算,并对结果进行重复的分析,使结果符合真实的效果。要对数字精度、数据完整性和准确性进行检查,检查的单位是质量检查机构,对检查和验收工作要合乎规定,以合同为根据。在检查合格后进行相应的验收工作,当检查资料不合格时验收单位可以拒绝验收。当核实无异议后要把成果提交给相关部门,提交过程中要把内容标记的详细些,确保相关部门能够根据数据开展以后的工作,作业方式也要列出相关数据和相关表格,使内容清晰易懂。 (二)空中采集准确,数据处理合理 在航空摄影测量中要对控制采集的数据和图像进行准确的处理,采集过程要正确,作业方式要符合标准,通过找准正确的距离和采用正确的拍摄方式,使效果更真实、更具准确性。拍摄人员也要掌握合理的拍摄方法,针对不同的高度,拍摄的方法也要有所不同。同时对数据的处理也要合理,要经过科学的研究和科研人员的重复计算,实现对不同数据的合理分析和比较,使航空摄影测量任务完美的完成。要在飞机上安装摄影仪,对地面垂直拍摄,获取相片或影像,使数据采集向自动化和数字化方向发展。数据处理过程中用绘制比例尺进行空中测量,用模拟法和解析法测绘,使精度和质量达到高标准。要用正确的采集方式取得最优异的内容,并通过科学的数据处理,达到整体测量的准确性。 (三)航摄准确,航摄设计合理 在航空摄影测量中要对航摄进行精准的计算,促使其它指标合理发展,并且要加强对航摄的设计。作业方式要通过找准目标和进行合理角度的拍摄实现精准化计算。拍摄过程一定要符合实际,通过合理的比例来还原数据和图像 , 要加入大比例尺的数字图,提高航摄的精度要素,提高航高、比例尺、焦距和影像质量,通过上述要素加深设计的合理性。还原的方式一定要合理,数据和图像设计也要有根据,要根据具体影像来开展数据和图像设计,测量不要局限在绘画图上,需要信息性的影像图件。要用科学的方式和科学的设计达到预期标准,实现测量的目的,实现测量的高标准,使作业方式合理的完成。 结束语 随着计算机技术和互联通信技术的发展,航测技术由模拟测绘向数字测绘转变,由计算机代替“人眼”,迈向信息化测绘时代。航空摄影测量已成为当前大比例尺地图绘制技术中的热门话题,各种航空摄影新技术一定会逐步完善。根据航摄地区的特点选择合适的技术获取影像,极大地提高航摄效率,缩短获取影像周期,提高影像质量。 航空新技术论文:航空摄影测量新技术的应用与发展 摘要:伴随着计算机以及互联网通信相关的技术的开发与研究,航空摄影测绘技术已经从模式测量朝着数字化测量转化,从而做到了运用高科技技术来代替人进行测绘,令摄影测绘全面地走进数字信息化的测绘阶段。本文对航空摄影测量新技术的应用与发展进行了分析探讨。 关键词:数字航摄仪;DMC IMU/D GPS;激光测高扫描系统 引言 航空摄影测量就是在航空器中安装摄影仪器,进而在空中对需要测量的地形进行摄影。随着我国经济的发展,地形变化的速度非常快,同时由于我国地形结构复杂,依靠传统的测量技术很难对特殊地形进行实地测量,因此借助航空摄影技术可以实现对复杂地形的测量,并且航空摄影测量可以缩短测量工作周期,提高测量数据的准确。 一、航空摄影测量技术的任务 目前我国航空摄影测量技术的任务主要包括对地形面貌的测量和非地形测量两种: 1、地形测量 地形测量是航空摄影测量的主要任务,它是通过对测量地形的摄影,加强对地形的了解,并且按照比例尺寸对摄影的对象进行准确的浓放,以此实现测量的目的。在地形测量中需要做好以下三点工作:一是要保证摄影图形的具体数据和图形,并且按照预定的尺寸比例对航空摄影的图片进行数据还原,并且根据还原的数据图像,建立相应的图片库;二是要建立数据库,航空摄影要根据对地形的数据分析建立相应的数据库,掌握数据的不同分类以及数据之间参数的变化情况,以此实现在航空摄影时实现测量的数字化;三是积极掌握测量地形的相关数据,并且根据掌握的数据情况完成对地形的整体测量,最后实现摄影图像的真实还原。总之在航空摄影测量的时候要进行合理的分工,保证摄影的图像数据真实、准确,使测量数据更加符合标准。 2、非地形测量 航空摄影测量技术不仅仅应用在地形测量领域,其还应用在许多其它领域。非地形测量不是以测量地形为目的,而是通过对地形的摄影观察地形的变化,以此更加地形变化发现其中的问题,比如航空摄影技术应用在军事领域中,就可以通过航空摄影技术对某一区域内进行军事侦察,以此观察该地形是否存在军事设备以及该地区的变化情况;航空摄影技术应用在工程领域,通过航空摄影技术可以对地形进行勘测,分析该区域是否存在矿物质等,以此实现对该区域的合理开发利用。航空摄影技术的非地形测量功能被越来越多的领域所应用,其发挥的价值也越来越大。 二、航空摄影操作的关键和方式应用 1、摄影精确,设计科学 在航空摄影测绘的过程当中需要先对摄影实施准确的计算,从而令别的相关要求都有一个很好的发展,同时需要注意的是要优化航拍的设计。摄影办法是要先确定好摄影的地点以及实施一个适合的角度摄影从而能够进行准确的设计计算。进行摄影测绘必须要切合现实情况,利用适合的比例来对收集到的数据以及图像进行还原,此外还需要添加一个大比例尺的数字图,增加摄影的准确因子,增强摄影高度、比例尺、以及摄影的焦距以及图像的清晰度,经过以上的因素从而对摄影设计进行优化。另一方面,对图像进行还原的方案必须要是科学合适的,图片以及数据的收集设计需要有根有据,需要依据实际的图像从而进行数据以及图片的收集相关设计,测绘不能仅仅关注在绘制图像上,应当具有数据性的图像视频。 2、收集精确,处理科学 在航空摄影测绘过程当中需要对摄影器械摄影收集到的数据以及图片实施精确的计算分析,收集的方式要合理,满足相关的指标要求,利用精确的定位以及摄影的方式是科学合理的,从而使摄影的结果更加的切合实际情况、更加的精确。另一方面实施摄影的相关作业人员也需要对于摄影的方法有个准确的认识,根据摄影的高度不同,所采用的摄影办法都要根据实际做出调整。同样需要关注的是相关数据的处理方式,处理方式需要通过反复的分析探究以及相关人员的反复推算,从而可以完成对于各种数据的科学统计分析,因此令航空摄影测绘工作能够很好的被执行。航空摄影首先要在使用的飞机外体组装好测绘过程当中所需要使用到的相关装置,因此能够对地面实施竖直摄影,从而得到有关的图像视频,指导数据的采集朝着自主化以及数字化方面进行开发。 3、质量检测精确,结果提交科学有效 在实施航拍测绘的最终阶段需要针对收集到的相关数据实施高要求的检测,对于摄影的整个过程实施精确审核以及研究,从而达到整体的质量准确性标准,此外在最终阶段的检测作业中必须要把控好质量的这个标准。针对摄影的方式要增加每个操作单元智联的相互联系,能够分辨出各个操作单元之间的异同点,对于摄影的具体项目实施整体的计算,同时对于计算得到的结果要进行多次推导验证,验证结果是否符合实际情况,增加其真实性。此外对于数字的准确度、数据的完整性以及精确性都要实施验证,而进行验证的部门都是相关的质量检测部门,对于检测和验证的过程都需要依照相关的要求,将合同中的规定作为依据。在检测合格之后再实施相关的验证,如果出现检测资料不达标则验证部门能够拒绝验证。 三、航空摄影测量新技术的应用 1、数字航摄仪DMC DMC航空摄影相机是利用四个多频率的接收器分别接收红、蓝、绿三色光以及近红外数据;而四个全色传感器分别捕捉的影像,依靠少量的重叠区域生成一个大的768013824镶嵌影像。此系统能够在各种光线环境中,通过调整相机的曝光时间,保证图片的质量,该系统对于地面的分辨率能够达到5cm。低空数字航空摄影测量以2000万像素以上的小像幅数码相机为传感器,采用无人飞机进行低空航摄,具有机动、快速、经济等优势。此种技术可以在较短的时间内获得部门地区较为准确的高分辨率的数字图像,另外对于天气以及机场的依靠性较小,目前已经被广泛的应用在应急保证、防灾减灾、图形测绘等方面。 2、IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术 GPS,即是全球定位系统,运用在航空摄影测绘后,利用空三素的办法得到角元素,从而完成了部分直接得到投影光束。IMU/DGPS,即是惯性测量单元/差分GPS,运用在航拍之后,能够直接取得三个线元素以及三个角元素,极少需要甚至不需要地面控制点就能够实施航空摄影测绘,从而大大的简化了摄影测绘工作。IMU/DGPS协助航空摄影的工作原理是利用了IMU、DGPS两种新技术的综合分析验算,从而得到了具有十分高的准确度的航空摄影测绘相关的概念、技术以及方案。 这种摄影方法的工作方式是首先利用组装在飞机外体上的GPS接收装置或是地面站点的GPS接收装置,进行持续的并且同步的检测太空中的GPS卫星信号,接下来是利用GPS载波相位测绘差分定位技术的协助从而得到了航空摄影仪的有关定位数值。IMU/DGPS技术能够直接的得到每一张摄影到的图片外方位元素,把其当作加权检测值参加到摄影测绘区域网的平差,因此得到了准确度更加高的图片外方位元素结果,这种测绘的方法叫做IMU/DGPS协助航空三角测绘方法。高准度的差分GPS与惯性测绘部分得到航拍的曝光时间的图像定位期空间位置,之后再针对去实施变差的更正,因此得到个各张图片的高准度外方位元素的方法称作直接定向法。 3、LIDAR激光测高扫描系统 LIDAR激光测高扫描系统通过GPS辅助空中三角测绘技术,能够减小地表的控制点,减短测绘时间,降低成本,可以真正应用于困难地区、无图区及边境区的基础测量。 结束语 航空摄影测量技术的发展,为我国的经济发展提供了重要的贡献,带动了测量技术的发展。航空摄影测量技术的广泛应用,突破了地形复杂、摄影周期长等一些弊端,促进了我国测量事业的发展。 航空新技术论文:“地沟油”华丽转身新技术助其成为航空用油原料 “民以食为天”,中国人痛恨“地沟油”危害食品安全,却每天制造出成千上万吨的餐饮废油。如今能源技术的进步,给中国人带来了福音――“地沟油”转换成航空生物燃料。每多一千克“地沟油”转化成航空油,也就意味着餐桌上少了一份用“地沟油”回收做出来的“口水菜”! 2014年8月14日,波音中国公司在北京召开航空生物燃料油研讨会,并在会上宣布,波音与中国商飞合作的“废气油脂”(包括地沟油、食用油边角料、餐饮废油等)研究项目正式进入到了筹建“中试车间”阶段,最早于八月底开通一条日产500千克航空生物燃料的生产示范线。 2012年8月16日,波音公司正式与商飞合作成立了节能减排技术中心,中心的第一个项目就是研究如何将“地沟油”转化成航空燃油。该项目在此前的一年当中均处于试验阶段,试验目的是为了打通“地沟油”转变成航空油的技术路线。然而餐饮废油变航油,波音-商飞并非首例,国外有荷兰航空的成功案例,国内也有中石油1号生物航煤的技术先例,波音与商飞之所以耗费一年多时间打通技术路线,是因为中国的“地沟油”与其他生物油脂存在不同的特性。 荷兰航空旗下SkyNRG与中石油1号生物航煤采用的多为石油化工技术路线,比较适用于结构较稳定,成份较纯的餐饮废油,如肯德基,麦当劳炸鸡剩下的油。而波音与商飞此次针对具有“中国特色”的”地沟油“采用油脂化工技术路线,其目的是为了适应中国八大菜系,蒸煮炒爆涮等各式各样烹饪手法所遗留下来废油。如全国闻名的重庆火锅,最地道的做法就是用一锅被重复利用的老油涮食,试想火锅废油的成份会何其复杂! 解决这些“成份复杂”难题的最佳办法就是“去除杂质”。中国商飞-波音航空节能减排技术中心对此已研发出相适应的解决技术路线:“我们将首先对其进行去杂质处理,得到成份较纯的中间产品,之后再利用优化过的催化剂工艺对其进行转换。” 目前,中国商飞-波音航空节能减排技术中心已成功利用“地沟油”转换出了一定量的航空油,转换比例在40%左右,即100万千克“地沟油”可转化成40万千克航空油。但不得不承认,该转换技术在成本上仍需进一步优化,因为相对普通航油,“地沟油”转换航油的成本是其2倍左右。 在大多数人眼中,那些脏乱差的“地沟油”应该是一文不值,但事实并非如此。事实上,目前“地沟油”的收购并不容易,价格也远非我们想象的那么廉价。从食堂、餐馆回收的泔水价格很低,但现在并没有形成行业性的集中回收,而是被一些不法商贩零散回收炼制成泔水毛油获利,转手又卖回餐馆,扰乱食品安全环境。 对于民众一直期盼的“地沟油”转航油,其成熟商业化运作仍需要企业技术研发,社会自觉回收,政府政策扶持等多方面的持续努力。但好消息是通过诸如波音中国,中国商飞与中石油这类有社会责任感的企业的不懈努力,该事业离商业投产又更进了一步。 航空新技术论文:航空摄影测量中新技术应用与发展 摘要:随着测绘技术、信息技术和计算机技术的迅速发展,航空摄影测量技术也有了前所未有的发展和进步,其空间数据获取已从单一的野外测量发展到内外业综合以内业为主的采集方式。本文首先简要论述了航空摄影测绘技术的意义与研究现状,然后详细分析了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用与发展。 关键词:航空摄影测量;新技术;DMC;LIDAR 引言 摄影测量指的是通过影像研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。它的主要任务是用于测绘各种比例尺的地形图、建立数字地面模型,为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据。自20世纪80年代,航空摄影测量技术陆续应用于我国各个大城市测绘城市大比例尺地形图。伴随生产的不断发展,各航测机构都开始增添航空摄影测量业务,在我国个城市测绘单位中,大比例尺航测成图技术得到了广泛应用。 一、数字航空摄影测量的最新进展与应用领域 从本世纪初数字航空相机问世开始,ADS40、DMC、UCD、SWDC等航空摄影仪相继出现,近些年,GPS技术、惯导技术、数码扫描、激光扫描、雷达等高精端技术跟航空摄影联系紧密,产生了很多新的航空摄影技术,比如GPS辅助航空摄影技术、IMLJ(POS)/DGPS辅助航空摄影技术、运用高解像率的CCD阵列将胶片替换,获取地面的地物地貌光谱数字信息的数字航摄仪、SAR合成孔径雷达成像系统、LIDAR激光测高扫描系统等,都在很大程度上促进了数字航空摄影测量的良性发展。 二、数字航摄仪DMC 数字航摄仪(DigitalMappingCamera)简称DMC,是用于高精度、高分辨率航空摄影测量的数字相机系统(如图1)。基于替代胶片相机的设计思想,DMC具有历史意义的技术突破。DMC数字航空相机由8个内部传感器组成:4个全色传感器与4个多波段传感器。4个多波段传感器一个捕获红色数据,一个捕获蓝色数据,一个捕获绿色数据,一个捕获近红外数据。4个全色传感器每个捕获一个影像的某个特定区域,区域之间有少量重叠以便形成大的7680×13824镶嵌的影像。所有传感器的动态辐射分辨率均为12比特。 一次飞行中由4个全色传感器获取的数据产品:全色、真彩色与彩红外。还有由4个多波段传感器获取的分辨率为2048×3072数据产品:真彩色、彩红外、四波段和近红外。通过获取相机影像数据,可利用PPS软件得到各类影像输出。DMC兼顾小比例尺与高分辨率大比例尺航摄业务的具体需求,其地面分辨率为5cm。这一系统可光线不同的条件下,用多种曝光时间来曝光,保证影像的质量。 (一)1:20000比例尺摄影的试验 为了对DMC数字航摄仪1:20000比例尺摄影的成图精度情况进行研究,在某处选取一个Ⅱ地形测段进行航摄,共30个像对。控制点的布设采取双五点法,基线数16条,运用GPS对控制点进行观测。用VirtuoZo进行内业加密,全数字摄影测量系统进行量测,采用PATBNT光束法软件来平差,加密精度统计如表1。 表1 1:20000比例尺摄影的加密精度统计 从统计的加密精度看,完全符合规范要求。运用JX4数字摄影测量工作站恢复立体模型来测图,之后跟该区域GPSRTK实地量测的72个显著地物点进行精度统计,平面误差是0.167m,高程误差是0.15m。 (二)试验主要成果 1、DMC航空摄影分辨率高,影像清晰,加密自动选点成功率较好,连接差小,碎玉提升加密精度十分有利,且测图地物判读精度高。 2、运用DMC相机进行航空摄影,可放宽其摄影比例尺到传统摄影比例尺的115~ 2倍。 3、可在传统布设方法基础上将控制点的布设降一个地形等级。 4、通过现有设备,完全可完成DMC摄影的成图作业。 二、IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术 IMU/DGPS辅助航空摄影测量指的是运用装在飞机上的GPS接收机与设在地面上的一个或多个基站上的GPS接收机同步而连续地观测GPS卫星信号,通过GPS载波相位测量差分对技术获取航摄仪的位置参数进行定位,应用和航摄仪联系紧密的高精度惯性测量单元(IMU,InertialMeasurementUnit)对航摄仪的姿态参数直接测定,通过联合IMU,DGPS数据后的处理技术获取测图所需的每张像片高精度外方位元素的航空摄影测量理论、技术与方法。 IMU/DGPS辅助航空摄影测量的主要方法有直接定向法与IMU/DGPS辅助空中三角测量方法。 (一)直接定向法 运用高精度差分GPS与惯性测量单元(IMU),获得航空摄影曝光时刻影像的空间方位,通过校正系统误差,获取每张像片的高精度外方位元素。该方法就是直接定向法。 (二)IMU/DGPS辅助空中三角测量方法 把基于IMU/DGPS技术直接获取的每张像片的外方位元素,作为带权观测值参和摄影测量区域网平差,获取精度更高的像片外方位元素成果。该方法称为IMU/DGPS辅助空中三角测量方法。 四、LIDAR激光测高扫描系统 LiDAR(LightLaserDeteetionandRanging),是激光探测及测距系统的简称。用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是结合了激光技术和雷达技术的产物。主要是发射机、天线、接收机、跟踪架及信息处理等部分构成的。发射机是各种形式的激光器;天线是光学望远镜;接收机通过各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外与可见光多元探测器件等。激光雷达用脉冲或连续波2种工作方式,探测方法分直接探测和外差探测。 激光自身的测距能力就非常精确,其测距精度可达几厘米,而LIDAR系统的精确度不仅仅取决于激光自身因素,还由激光、GPS及惯性测量单元(IMU)三者同步等内在因素所决定。伴随商用GPS和IMU的不断发展,通过LIDAR从移动平台上(如在飞机上)获取高精度的数据已被广泛应用。 LIDAR系统包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。激光器产生并发射一束光脉冲,打在物体上并反射回来,从而被接收器接收。接收器准确地对光脉冲从发射到被反射回的传播时间进行测量。由于光脉冲以光速传播,因此接收器总会在下一个脉冲发出之前收到前一个被反射回的脉冲。因为光速为已知,传播时间即可被转换为对距离的测量。结合激光器的高度,激光扫描角度,从GPS得到的激光器的位置和从INS得到的激光发射方向,就可能够对每一个地面光斑的座标X,Y,Z准确进行计算。激光束发射的频率能够从每秒几个脉冲到每秒几万个脉冲。举例来说,一个频率为每秒一万次脉冲的系统,接收器将会在一分钟内记录六十万个点。通常情况下,LIDAR系统的地面光斑间距为2-4m不等。 激光雷达是一种在从红外到紫外光谱段工作的雷达系统,其原理与构造和激光测距仪非常相似。科学家将利用激光脉冲进行探测的称为脉冲激光雷达,把利用连续波激光束进行探测的称作连续波激光雷达。激光雷达的作用是可以对目标位置(距离和角度)、运动状态(速度、振动和姿态)和形状进行精确测量,对目标进行探测、识别、分辨和跟踪。在多年的努力之后,科学家们已经研发出火控激光雷达、侦测激光雷达、导弹制导激光雷达、靶场测量激光雷达、导航激光雷达等。 结语 我国航空摄影测量技术起步较晚,它用计算机代替“人眼”,在理论和实践中使数字摄影测量得到了快速发展,在三维可视化、GIS数据更新、数学近景摄影测量等方面它将会被应用的更加广泛。其发展使得胶片摄影被数字摄影所取代成为必然趋势,而新型数字航空摄影机的应用必将为航空摄影测量技术带来一次变革,并把我国航空摄影测量技术推向数字航空摄影时代。 航空新技术论文:探索民航空管新技术的应用情况 【文章摘要】 随着国家综合国力的提升,我国航空领域取得重大成就,民航空管新技术在现代高新技术的带领下,逐渐走向成熟;同时民航空管局也在尝试着改变发展模式,提高运行的安全性,以确保经济效益与社会效益的统一。在此民航空管新技术的应用发挥着不可代替的作用。 【关键词】 空管新技术;必要性;发展;问题 1 空管新技术应用的必要性 1.1 运输量逐渐提高为航空事业带来了巨大压力 改革开放以来,我国在航空运输领域有了很大突破,与往年相比,不管是安全性能还是技术层面都有了很大提高,同时我国也成为世界中航空总运输量排名第二的国家。根据最近几年的经济发展情况、以及我国现有的科学技术水平来推测,到二零一五年,我国的机队规模将超过两千六百架,全国的机场总数将增加到大约二百五十个,而每年的飞行次数将达到1143万,与二零一零年相比,将提高一倍。然而由于我国经济发展水平不平衡以及地理环境等因素的影响,我国的大部分机场位于华北、华东、中南以及西南这些地势相对优越的地区,随着技术条件的提高,西部等地质环境恶劣的这些地方,也将会感受到便捷航空带来的好处。正是这些运输需求的增加,对我国航空事业带来很大压力,这对于航空事业来说不仅仅是一次新的挑战,更是一次难得的机遇,因此空管技术的应用在很大程度上,促进了航空事业的快速发展。 1.2 航空运行环境复杂,有待进一步改善 我国的大部分机场,在建设过程中以及航线制定中,会受到当地经济发展水平的影响;一般情况下,机场建设地区是经济较为发达,或者具有非常显著政治地位的城市或地区,或者作为中转站而建设的,在机场运行过程中,会产生一定的放射圈,其中具有非常复杂的电磁波、地形特点等,这会在很大程度上影响到航空运输的安全性,再加上人民群众对航空运输安全性要求的提高,就增加了航空建设的难度。尤其是在西部地区一些机场的运行中,由于其经济发展水平有限、人流量有限,再加上地区环境十分恶劣,就需要在航空运行中,花费大量的财力物力去进行维护和检修工作,不仅仅没有实现经济效益,同时由于传统空管技术的落后,使航空运输的安全性、可靠性大大降低,因此空管新技术的应用就势在必得,也是确保航空运输实现精确性的重要手段。 1.3 是实现航空领域可持续发展的必然要求 伴随着我国经济的快速发展,现在航空领域面对的最大难题之一,就是资源供应不足,将可持续发展作为航空行业的发展宗旨,能够在很大程度上为未来的发展打下基础,具有非常重要的实际意义。针对这个问题,民航空管系统就不得不采取多种方式来提高航天领域的飞行效率,但是其前提条件是要确保飞行安全以及容裕度。我们要在科学统筹规划的基础下,对空域资源进行优化配置,缩短飞行距离、提高飞行准确率,尽可能的达到节能减排的效果,降低飞行成本,以实现经济最大化。 民航空管新技术的应用,需要在效率、服务、安全、容量等方面进行重点提高,这就对新技术的推广提出了更大挑战,同时也表现了提高飞行系统综合能力的迫切性,使新技术应用得到更快速的发展。 2 空管新技术的发展和问题研究 2.1 我国民航空管新技术的发展 我国民航局是在一九九四年成立的,在成立之初就特别重视新技术的研发和使用,并还开设了相应的技术研究部门,在相关法律法规的严格督促下,以及相关政策的支持下,将一系列先进技术投入研究实验中,如卫星导航、自动监视等;2000年,经过一段时间的研究,在我国西部地区建立了世界上第一条投入使用的FANS航路,即L888航路,这一成果为我国航空事业的发展奠定了扎实的基础,到如今,短短的十几年的时间内,在民航局的大力支持下,加强对新技术的研发力度,并成立了一系列科研基地,取得很大的科研成果。但是我们不能忽略在新技术研发应用中,所凸显的问题,要重视我们在实践中,积累的相关经验,并对航空领域的发展做进一步的贡献。现如今 2.2 空管新技术应用中应重点关注的问题 空管系统从构成上来讲,是一个相当复杂的系统,不管是哪一种的新技术,在实际应用中,总会或多或少的对目前的运行产生一定的影响,为了最大程度上确保飞行安全,在新技术投入使用时,要进行一定的测试工作,包括整体评估、工程验证、数据分析以及安全性考察等等,在新技术的应用中,我们需要对以下几点问题进行重点掌握。 首先是就是空管技术的软件功能,在科学技术的快速发展的影响下,空管设备的价值已经由原来的硬件主体转变成软件主体,并且逐渐实现了自动化操作系统;对于软件功能来讲,其主要的特点就是在系统性、兼容性以及验证性上,提出了更高的要求,需要在严格的管理中,提高运行效率,这些特征在间接说明了对新技术及逆行那个测试的必要性。 其次就是在系统验证方面,一项新技术从研发到最后的推广,需要经过一个非常复杂的验证工作,任何一种技术都是需要一定的外界环境或者操作技能来配合完成的,而是在一遍遍的实验中,不断整理相关数据,而明确其是否能够达到可靠、可用的效果,是否能够与我国的飞行条件和外界环境相适应,是否能够实现预期的运行效果。所以在整个测试过程中,我们要对评估、验证等工作进行严格的控制,并在新技术的测试中引进现代化、科学化的管理模式,为新技术的推广奠定基础。 然后就是在新技术应用中的过渡性,从多年工作经验中,我们可以看出,很多新技术的投入使用,都需要进行非常长的一段时期的过渡,在此过程中,要充分考虑到技术应用的可行性,对外界环境进行准确的测量,对技术的成熟度进行精确测定,在多种综合因素的考虑下,制定出长期的发展规划、以及各阶段的发展目标,以确保新技术的顺利使用。 最后就是在空管新技术的掌握上,我们要进行重点把握;纵观整个世界中的民航技术发展情况来看,每个国家之间在技术上都有一定的合作互助,但是国家与国家之间为了进一步保存实力,并不会将一些关键技术进行共享,一些西方发达国家仍旧在技术上保持着绝对优势,对于我国来说,我们要在技术上加大投资力度,将技术研发作为我们航空事业发展的重要内容之一,逐步实现国产化,并要逐渐提高航空管理的有效性。 3 结语 经过一段时间的发展,我国民航空管新技术的研发和应用,取得良好成效,在其中我们对民航空管新技术发展的必要性以及发展概况和要重点关注的问题,进行了简要的概述,希望能够为同行业的研究者提供一定的理论参考。 航空新技术论文:改变航空工业的制造新技术 引言 英国《经济学人》杂志2012年制作专题论述了当今全球范围内工业领域正在经历的第三次革命,认为这次革命是一种建立在互联网和新材料、新能源相结合的工业革命,它以“制造业数字化”为核心,并将使全球技术要素和市场要素配置方式发生革命性变化。新材料、新工艺、新机器人、新的网络协同制造服务,生产会更加经济、高效、灵活、精简。3D打印技术作为“第三次工业革命的重要标志”,被认为是推动新一轮工业革命的重要契机,已经引起全世界的广泛关注。3D打印技术作为具有前沿性、先导性的新兴技术,正在使传统生产方式和生产工艺发生深刻变革。3D打印技术将以其革命性的“制造灵活性”和“大幅节省原材料”在制造业掀起一场革命,它最适合应用于多品种、小批量、结构复杂、原材料价值量高的结构制造领域,因此有望在航空制造领域获得广泛应用。 3D打印技术(3D Printing)是快速成型技术(Rapid Prototyping Manufacturing)的一种,也叫做增材制造( Additive Manufacturing)。基本原理是把一个通过设计或者扫描等方式做好的3D模型按照某一坐标轴切成无限多个剖面,然后一层一层打印出来并按原来的位置堆积到一起,形成一个实体的立体模型。3D打印技术使用的方法有很多种,表1给出了美国科技政策研究所对3D打印技术按过程、主要厂商、所用材料和典型市场进行的分类。 国内外3D打印技术及产业发展情况 世界主要国家竞相从战略高度重视发展3D打印 3D打印技术的历史由来已久。1986年,美国3D System公司推出了第一款工业化的“3D打印”设备,1990年开始销售,短短几年中,形成了巨大的市场。近年来,美国以企业和大学及科研机构等半政府半民间的组织为主导力量,明显加大加快了对3D打印技术研发的组织力度。2009年,以美国相关大学为主的“增材制造路线(RAM)研讨会”就未来5~10年的技术发展进行了广泛的讨论,并发表了较有影响的路线图研讨报告。根据这一报告的建议,由爱迪生焊接研究所(EWI)牵头于2010年成立“增材制造共同体AMC(Additive Manufacturing Consortium)”,试图将相关的制造商与供应商同大学与研究机构联结成为一个互动良性促进发展的生态组织,共同解决3D打印技术中还存在着的大量问题。AMC目前已有30余家企业、研究所、大学、军方和政府等机构成员,以金属材料的增材制造技术为主,每季度活动一次。目前,AMC整合EWI及其成员的设备、技术和专业知识,初步构成了一个分布式、网络化的增材制造“国家实验平台中心NTBC(National Test Bed Center)”。AMC和NTBC的使命就是提高3D打印增材制造技术的成熟度,促进相应的产业投资,在全美范围内将这一新兴的制造方式早日转化为主流的制造方式。自2011年起,AMC每年都向其会员增材制造的现状报告。此外,近3年来美国政府、军方及企业还多次组织3D打印技术的有奖挑战大赛,希望以此加速相关技术的发展、应用和普及。 尽管美国在3D打印的整体技术上领先全球,但在基础研究设施、研发组织和政府支持上,欧盟明显领先。首先,欧盟在政府研发方面的投入要大于美国(不计不公开的国防军事投入),著名的大型合作项目包括英国的增材制造创新中心、欧盟第六框架项目大航空航天组件快速生产Rapolac(Rapid Production of Large Aerospace Components),全程专注航空航天的SMD(Shaped Metal Deposition)技术等。其次,欧洲工业界也主动组织形成3D打印产业群,开发增材制造的市场。一度形成原始创新技术源于美国,但其后的研发和应用及商业化却是由欧盟等国家完成的局面。此外其他一些国家也都竞相从国家战略高度重视发展增材制造业,澳大利亚近期制定了金属堆积制造路线,南非正在扶持基于激光的大型堆积制造机器的开发,日本也在着力推动堆积制造技术的推广应用。 3D打印行业处于迅速兼并与整合过程中,专利成为竞争的重要武器 2011年3D打印产业的市场规模为17亿美元。目前,快速成型技术的市场应用份额如图1所示,其中航空航天约占8%。目前,全球有两家3D打印机制造巨头,分别为3D System 和Stratasys,均在美国上市,2011年营业收入分别为2.3亿美元和1.6亿美元。3D Systems公司自2009以来已连续收购了25家公司,并于2011年11月收购了3D打印技术的最早发明者和最初专利拥有者Z Corporation公司之后,一举奠定了在3D打印领域的龙头地位。Stratasys公司继2011年5月收购Solidscape公司之后,又于2012年4月与以色列著名3D打印系统提供商Objet宣布合并。当前,国际3D打印行业正处于迅速兼并与整合过程中,行业巨头正在加速崛起。 3D打印行业巨头积极展开收购行动,在扩大公司规模的同时也吸收了大量的相关专利,并以此专利优势,在专利上限制对手的发展。目前全球拥有3D打印专利前5名的公司见图2、表2。 从2005年开始,3D Systems利用自己的专利优势成功狙击了纳博特斯克的7项专利申请。2012年底,3D Systems又控告Formlabs公司推出的初级3D打印机涉嫌侵犯其专利技术。 我国3D打印的技术水平基本与国际同步,但在产业化方面严重落后 20世纪90年代初,我国开始推进增材制造设备,即3D打印机的研发,在快速成型技术方面取得了长足进展。我国的华中科技大学、清华大学、西安交通大学、北京隆源公司、中航重机激光和南京航空航天大学等单位,于上世纪90 年代初率先开发快速成型设备,以及进行相关技术的研究、开发、推广和应用。其中,清华大学成功开发了无木模铸造工艺 (Patternless Casting Manufacturing),即采用逐点喷洒粘结剂和催化剂的方法来实现铸造沙粒间的粘结。华中科技大学研发出世界最大激光快速制造装备,使得我国在快速制造领域达到世界领先水平。西安交通大学研制出了激光快速成型设备LPS、SPS 系列成型机,并成功推向国内外市场。在国家科技部领导和组织下先后成立了近10家旨在推广应用快速成型技术的“快速原型制造技术生产力促进中心”,863/CIMS 主题专家组还将快速成形技术纳入目标产品发展项目。可以说我国在典型的快速成形设备、软件、材料等方面的研究和产业化方面获得了重大进展,我国快速成形技术的研究工作基本与国际同步。但在快速成形技术新设备研发和应用方面我国则落后于国外。国外快速成形技术在航空领域有超过8%的应用量,而我国在这方面的应用量则非常低。据估计,3D打印设备在我国企业级装机量在400台左右,2010年以来年增速均为70%左右,市场规模超过1亿元。 3D打印技术在航空领域的应用情况 欧美已将3D打印技术视为提升航空航天领域水平的关键支撑技术之一。3D打印技术在航空领域的应用主要集中在3类:1)外形验证,整机和零部件外形评估和测试、验证;2) 直接产品制造,例如无人机的机翼、云台、油箱、保护罩等,美国一些大飞机中也有多个零部件采用3D打印直接制造;3) 精密熔模铸造的原型制造,采用精密浇铸工艺来制作部件前的原型等。 国外应用情况 波音公司已经利用3D打印技术制造了大约300种不同的飞机零部件,包括将冷空气导入电子设备的形状复杂导管。目前波音公司和霍尼韦尔正在研究利用3D打印技术打印出机翼等更大型的产品。 空客在A380客舱里使用3D打印的行李架,“台风”战斗机中也使用了3D打印的空调系统。空客公司最近提出“透明飞机概念”计划,制定了一张“路线图”,从打印飞机的小部件开始,一步一步发展,最终在2050年左右用3D打印机打印出整架飞机。“概念飞机”本身有许多令人眼花缭乱的复杂系统,比如仿生的弯曲机身,能让乘客看到周围蓝天白云的透明机壳等,传统制造手段难以使用,3D打印或许是一条捷径。 GE航空2012年11月20日收购了一家名为Morris Technologies的3D打印企业,计划利用后者3D打印技术打印LEAP发动机组件。GE把这次收购看作是对新制造技术的投资,认为具备处理新兴材料与复杂设计的工艺制造开发能力,对GE的未来至关重要。 美国空军对3D打印也报以厚望,近日与3D Systems签约,投资29.5亿美元用于其开发打印F-35战机部件和其他武器系统的3D打印系统。 国内应用情况 中航重机激光技术团队早在2000年前后,就已经开始投入“3D激光焊接快速成型技术”研发。目前,中航重机激光产品已经应用于我国多款新型飞机上,并起到关键作用。除了军用飞机,中航重机激光还在开拓世界最先进四代航空发动机最核心技术之一——整体叶盘应用市场,以及大型水面水下舰艇市场。 北航同我国主要飞机设计研究所等单位“产学研”紧密合作,瞄准大型飞机、航空发动机等国家重大战略需求,历经17年研究在国际上首次全面突破了钛合金、超高强度钢等难加工大型复杂整体关键构件激光成形工艺、成套装备和应用关键技术,并已在飞机大型构件生产中研发出五代、10余型装备系统,已经受近十年的工程实际应用考验,使我国成为迄今世界上唯一掌握大型整体钛合金关键构件激光成形技术并成功实现装机工程应用的国家。2013年1月18日,王华明联合研发团队凭“3D激光快速成型技术”获国家技术发明一等奖。3D打印对生产方式的变革 相比较传统制造业,3D打印在制造模式、流程、供应链等方面发生巨大变化。1)定制成为新标准。制造模式上,过去是生产线规模化生产,今后则可能更多的是数字化、个性化、分散化的定制生产,不再需要库存大量零部件,也不需要大量生产。2)缩短上市时间。3D打印无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期。3)更优越的产品性能。3D打印的产品是自然无缝连接,结构之间的稳固性和连接强度要高于焊接等传统方法。4)开放式的产品设计。3D打印产品设计者与消费者之间可以通过互动改进产品,这个互动是双向的,消费者也可以自己设计产品。5)改变离岸经济模式。3D打印对产品供应链有重大影响,选择生产地时,劳动力成本不再那么重要,而是考虑如何接近消费者,传统过程的供应链就变得短了,使得传统的离岸经济模式得以改变。 3D打印产业的未来发展前景 对于3D打印未来的发展前景,业界普遍看好。作为全国工业的主管部门,工信部准备组织研究制订3D打印技术路线图、中长期发展战略,推动完善3D打印技术规范和标准制定,研究制定支持3D打印产业发展的专项财税政策。据报道科技部的3D打印相关战略规划也正在研究制定中,近期即将公布。高德纳( Gartner )公司2012年的新兴技术炒作周期报告判断:3D打印技术目前正在进入概念炒作的高峰阶段,在5~10年的时间内将迎来发展高峰(见图3)。 据Wohlers Associates报告分析,全球3D打印产业产值在1988~2010年间保持着26.2%的年均增速。2011年3D打印产业的市场规模为17亿美元,到2016年产业总产值将达到31亿美元,2020年将达到52亿美元,其中零部件制造将占80%。而对于快速成型应用领域,则市场更为广阔。2012年,全世界快速成型制造的产值估计为230亿美元,2015年产值将会达到350亿美元。 不过3D打印技术要进一步扩展其产业应用空间,目前仍面临着一些瓶颈和挑战:一是成本方面,现有3D打印机造价仍普遍较为昂贵,给其进一步普及应用带来了困难。二是打印材料方面,目前3D打印的成型材料多采用化学聚合物,选择的局限性较大,成型品的物理特性较差,而且安全方面也存在一定隐患。三是精度、速度和效率方面,目前3D打印成品的精度还不尽如人意,打印效率还远不适应大规模生产的需求,而且受打印机工作原理的限制,打印精度与速度之间存在严重冲突。四是产业环境方面,3D打印技术的普及将使产品更容易被复制和扩散,制造业面对的盗版风险大增,现有知识产权保护机制难以适应产业未来发展的需求。 3D打印技术未来发展的主要趋势 随着智能制造的进一步发展成熟,新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用到制造领域,3D打印技术也将被推向更高的层面。未来,3D打印技术的发展将体现出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趋势。 提升3D打印的速度、效率和精度,开拓并行打印、连续打印、大件打印、多材料打印的工艺方法,提高成品的表面质量、力学和物理性能,以实现直接面向产品的制造;开发更为多样的3D打印材料,如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及复合材料等,特别是金属材料直接成型技术有可能成为今后研究与应用的又一个热点;3D打印机的体积小型化、桌面化,成本更低廉,操作更简便,更加适应分布化生产、设计与制造一体化的需求以及家庭日常应用的需求;软件集成化,实现CAD/CAPP/RP的一体化,使设计软件和生产控制软件能够无缝对接,实现设计者直接联网控制的远程在线制造。 航空制造业整合3D打印技术的建议 我国是制造业大国,3D打印技术对中国诸多企业将是颠覆性的变革。我国航空制造业必须未雨绸缪,积极为迎接此技术革命做好准备。 (1)推进“产学研用”结合,拓展应用领域,延伸产业链,提高产业化程度。 (2)改变产品,如研发现有产品的数字版及3D打印所需相应的硬软件。 (3)改变制造过程和方法,将现有制造系统智能化自动化,引入3D制造系统,形成复合体系。增材制造和减材制造相辅相成,复合制造体系在今后将成为主流。 (4)改变商业模式。这一次新工业革命要求完全不同的价值获取与盈利模式,及相关的流程设计,资源配置和组织机构的形式。 (5)提前专利布局,在发展初期就要将目光放长远,不能满足于现有已经被国外企业掌握的核心技术,而是要更多的走自己的专利之路,努力发展创新技术,抢占技术先机,积极进行合理的专利布局,包括国际市场专利布局,同时摆脱对国外3D打印耗材的依赖,避免陷入不必要的专利泥潭,争取在未来的市场竞争中占据有利地位。 (5)GE收购3D打印企业,某种程度上给航空企业提供了借鉴:通过一些资本化运作手段,兼并收购一些具有核心技术的3D打印企业,以核心制造能力为重点,打造航空企业自身的价值元宝曲线,或许是在这次工业革命中实现快速赶超的有效途径。 (作者单位系中国航空工业发展研究中心) 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机燃烧室新技术 航空燃气涡轮发动机燃烧室的功能是将燃料的化学能通过燃烧转化为热能。在航空燃气涡轮发动机上燃烧室分为主燃烧室和加力燃烧室,主燃烧室是发动机核心机的三大高压部件之一,加力燃烧室主要用在战斗机发动机上以短时间增加发动机推力,使飞机加速,在除战斗机以外的其他飞机发动机上一般不设加力燃烧室。主燃烧室将燃料燃烧后形成的高温高压燃气驱动涡轮做功带动压缩部件,除去带动压缩部件所消耗的功之外,剩余的高温高压燃气的能量通过喷管排气产生推进力推动飞机前进,或通过动力涡轮带动螺旋桨、桨扇、旋翼产生拉力及升力。发动机吸入的空气中的氧气在主燃烧室燃烧过程中并未全部消耗,因此在涡轮后可以设置加力燃烧室,再次喷入燃料燃烧加热燃气,进一步提高燃气能量以增加发动机的推力,主燃烧室和加力燃烧室在发动机上的位置见图1。 随着航空发动机技术的发展,发动机的工作压力和涡轮前温度越来越高,燃烧室的工作条件和技术指标要求越来越苛刻,突出的技术矛盾是在燃烧室负荷越来高的情况下,满足高的燃烧性能和轻的重量要求,在传统燃烧技术基础上必须采用新的原理和技术方案以提高发动机总体性能指标。 主燃烧室新技术 航空燃气轮机主燃烧室的传统结构形式可分为单管燃烧室、环管燃烧室、环形燃烧室,这基本与航空燃气轮机的发展历程相对应。早期的燃烧室多为单管燃烧室,后来发展为环管燃烧室,上世纪60年代,环形燃烧室出现并成为燃气涡轮发动机的必然选择,随着燃烧技术的发展,短环形燃烧室是目前普遍采用的方案(图2)。在采用离心式压气机的燃气轮机中为了缩短轴距并利用离心压气机径向尺寸较大的特点,发展了环形回流燃烧室或环形折流燃烧室。 现代高性能发动机对主燃烧室提出了越来越高的要求,对于军用发动机主燃烧室而言,要求其具有更高的温升工作能力和更宽的工作范围;而民用发动机对燃烧室污染排放指标提出了极为苛刻的要求,以满足发动机适航取证。因此主燃烧室主要朝两个方向发展:高性能军用发动机使用的高温升燃烧室及民用发动机需要的低排放燃烧室;为应对上述挑战,提出了以下燃烧室新技术方案。 旋流器阵列多点喷射燃烧室(图3)。此类燃烧室是将常规燃烧室头部的旋流器和喷嘴的尺寸缩小,在传统燃烧室单个头部大小的空间内布置多个喷射点,每个喷射点的燃料和空气快速均匀的混合,每个喷射点有自己的回流区和燃烧区,燃烧时有多个火焰,由于每个喷射点的回流区长度短,燃烧驻留时间短,在降低污染物的生成方面有很大的潜力。同时该类型燃烧室由于有多个喷射点的存在,可以将喷射区域进行分区燃烧,兼顾燃烧室在低工况下的稳定工作及高工况下的高效燃烧,适合于工作范围宽广的高温升燃烧室;还可以对喷射点进行控制,具有温度场主动调节能力,能够满足高性能军用发动机高品质燃烧室出口温度场的需求。 驻涡燃烧室(图4)。驻涡燃烧室是一种采用独立凹腔进行稳焰的燃烧室,其原理是由超声速燃烧的背风台阶稳定火焰原理演变而来,最早在美国的IHPTET计划中提出。驻涡燃烧室由产生值班火焰的凹腔结构和钝体稳焰主燃区组成,其主要特点是可以实现分区分级燃烧,发动机在点火、慢车等小工况状态时,燃烧室只驻涡区工作,保证了燃烧室低工况稳定性;而在起飞等大功率状态下燃烧室驻涡区和主燃区同时工作,保证高工况下的高效燃烧性能;驻涡燃烧室其点火器位于驻涡区内,不易被吹熄,点火性能相对其他燃烧室更加优越。由于实现分级燃烧,能够有效控制氮氧化物等污染排放物的生成。美国GE公司在驻涡燃烧室研究方面处于领先地位,通过多年的研究已经发展了四代驻涡燃烧室,并开展了相关的试验,GE公司在2007年完成了全环形驻涡燃烧室设计和试验验证,拟应用在高推重比发动机上。 涡轮级间燃烧室及超紧凑燃烧室。涡轮内燃烧最初的目的是采用涡轮内燃烧取代主燃烧室建立定温循环, 定温循环的效率比常规燃烧室的定压循环高30%~40%,但定温循环超出了常规发动机的设计参数与运行参数,只能用于理论研究。在本世纪初,由Sirignano等人提出了在高低压涡轮之间的补燃燃烧形式,在此方案的基础上发展了涡轮级间燃烧室(Inter-stage Turbine Burner,ITB)及超紧凑燃烧室(Ultra-Compact Combustor,UCC)。 涡轮级间燃烧室(图5)是在高低压涡轮之间再布置一个小型燃烧室,由于有涡轮级间燃烧室的存在,可以拓展压气机总增压比的设计范围,适当降低涡轮前温度提高涡轮寿命,实现高飞行马赫数下发动机推力更大耗油率更低的目标。涡轮级间燃烧室由于受到结构布局的影响,需要在较小的空间内完成稳焰、燃烧等过程,所以一般采用驻涡凹腔稳焰燃烧的方案。 超紧凑燃烧室(图6)是涡轮间燃烧室的进一步提高和发展,其基本原理是将燃烧室与高、低压涡轮导叶整合,实现在涡轮导叶内燃烧,实现近似等温燃烧循环,提高发动机的热效率,此方案对发动机性能参数及结构的改变较多。超紧凑燃烧室是目前几种先进燃烧技术如:凹腔稳焰、多点喷射组织燃烧,周向燃烧、旋流燃烧、补气射流、驻涡燃烧等技术的综合应用的集成。 美国空军研究实验室针对超紧凑燃烧室开展了四个阶段的研究。阶段一:以替代主燃烧室为目标的研究;阶段二、阶段三:以替代涡轮级间燃烧室为目标的研究工作;阶段四:以实现涡轮内燃烧替代加力燃烧室为目标的研究工作,最终实施定温循环燃烧。超紧凑燃烧技术目前已经在涡轮间燃烧上进行了试验验证(图7),其贫油熄火油气比只有目前系统的25%~50%,同时在应用时可以和涡轮叶片整合一体,实现涡轮内燃烧构想,并且已经开始实施,更设想用以取代主燃烧室,实施定温循环,实现高效率动力输出,并且作为下一代燃烧室技术,减小发动机重量和尺寸。 低排放燃烧技术。其中包括:贫油预混预蒸发燃烧技术;富油燃烧技术。 贫油预混预蒸发燃烧技术燃烧室的污染排放物包括:一氧化碳(CO)、未燃碳氢(UHC)、氮氧化物(NOx)和冒烟等4种燃烧产物,目前除氮氧化物以外,其他排放物指标已相当低,低排放技术的重点是进一步降低氮氧化物的排放,直接的措施是缩短燃料的燃烧时间,降低燃烧区的燃烧温度。贫油预混预蒸发燃烧室是通过在燃烧区加入大量空气,并使燃油和空气预先混合并完成部分蒸发再进行燃烧,相对于传统的旋流扩散燃烧,燃烧均匀,燃烧温度低,因此燃烧产物中的污染排放特别是氮氧化物(NOx)显著降低,贫油预混预蒸发燃烧技术有很多种方案,目前取得成功的是GE公司研制的双环预混旋流(TAPS)燃烧技术(图8),燃烧室结合了分级分区燃烧和贫油预混燃烧的思想。由值班级(预燃级)和主燃级组成。值班级为扩散火焰模式,保证发动机启动点火可靠和较为宽广的燃烧边界;主燃级为贫油预混燃烧模式,主要工作于大工况,以减少NOx的生成。 目前,TAPS燃烧室已发展了三代,分别为TAPS1、TAPS2和TAPS3。TAPS1技术目标是要比传统富油头部设计的燃烧室或CAEP2标准降低NOx排放50%,成功用于GEnx发动机上;TAPS2的目标是在TAPS1的基础上再降50%,主要是针对总增压比大于40的发动机,比CAEP2标准NOx排放降低70%,首先用于我国大飞机C919的启动发动机LEAP-X上;TAPS3目标是比CAEP/6降低NOx排放75%,比CAEP/2降低85%。 富油燃烧技术。富油燃烧的基本特点是主燃区空气量低于燃料完全燃烧所需空气量,当燃烧区为富油燃烧时,因燃烧不完全,燃气温度较低,NOx生成量也较低,但是经过富油燃烧后,有大部分燃油未燃烧完全,随着燃气向下游流动,必定要在化学恰当比附近燃烧,此时,燃气温度很高,是NOx大量产生的区域,为了跳过该区域,通过在富油燃烧区末端加入大量空气瞬时降低燃气温度,此后未完全燃烧的可燃成分在贫油状态继续燃烧,从而整个燃烧过程的温度降低。典型的富油燃烧技术是PW公司研制的富油燃烧-快速淬熄-贫油燃烧(RQL,图9)技术。PW公司将RQL燃烧技术用在V2500发动机扇形试验段上试验,其结果比当时的排放标准低50%。之后,PW公司进行一系列的低排放燃烧室的研发,他的低排放燃烧室称为TALON燃烧室,分别发展了TALONⅠ、TALONⅡ和TALONⅩ等一系列低排放燃烧室,已在PW4084、PW6000、PW8000等发动机上成功应用。 加力燃烧室新技术 战斗机在起飞、爬升、规避导弹或机型作战机动飞行等状态需要更大的推力以实现短时间加速飞行,发动机使用加力是短时间内增加推力的最好办法。加力燃烧室是实现发动机加力的部件,它能保持发动机最大转速和涡轮前燃气温度不变的情况下,将燃油喷入气流中让剩余氧气再次燃烧,产生额外推力。现在军用涡扇发动机加力燃烧室(图10),大都采用V型稳定器来稳定火焰,这种加力燃烧室通过气流在钝体后形成的尾迹旋涡和回流区产生一个油气混合均匀的低速区,从而具备了火焰稳定的必备条件。 现代高推重比航空发动机加力燃烧室工作条件越来越恶劣,性能要求更高,主要特征表现在内涵进口温度更高、氧含量降低的情况下,进一步提高加力温度和燃烧效率,降低流体阻力,缩短长度,加力重量超轻。传统发动机加力燃烧室很难实现上述要求,未来加力燃烧室的发展必然将某些部件进行一体化设计,变得更加紧凑,以减少长度和降低重量,提高发动机推重比。涡轮后框架一体化加力燃烧室、旋流加力燃烧室、外涵加力燃烧室是目前研究的重要方案。 涡轮后框架一体化加力燃烧室。 涡轮后框架一体化加力燃烧室的主要特征是取消传统加力燃烧室的混合扩压器,将喷油杆和钝体稳定器整合到涡轮后支撑框架的支板上,形成超级紧凑的一体化结构,加力燃油从支板内的喷嘴孔喷入并进入支板后形成的回流区内稳定燃烧,涡轮后框架一体化加力燃烧室与传统加力燃烧室对比如图11所示。这种加力燃烧室的设计关键在于:合理的安排燃油喷射,既保证加力燃油浓度分布与氧浓度分布主动匹配,又避免燃油的自燃与结焦,还能保证燃油在支板后的回流区内形成稳定燃烧点火源,同时保证加力燃烧室较低的流阻损失;一体化加力燃烧室方案能适用于更高的加力热负荷,具有更简单的结构以及更高的喷杆和稳定器工作可靠性,在高推重比发动机研制中得到了深入广泛的研究。采用涡轮后框架一体化加力燃烧室的典型代表为美国PW公司研制的F119发动机,其推重比在10左右。 旋流加力燃烧室。旋流加力燃烧室是采用类似主燃烧室的旋流燃烧原理组织燃烧,以涡轮后承力框架作为旋流加力的叶片,燃油喷杆内置在叶片内,形成旋流器的流场结构,取消了喷油杆和钝体稳定器。该方案可大幅度强化油气混合,提高燃烧强度和燃烧稳定性,缩短燃烧段长度,降低尾喷流火焰辐射强度,从而缩短加力燃烧室的长度、减轻重量,提高发动机隐身性能,但旋流加力燃烧室出口气流存在较大的余旋,会引起发动机推力损失。 外涵加力燃烧室。 常规加力燃烧室是采用内外涵燃气和空气混合后再点火燃烧,外涵加力燃烧室是直接在外涵道贫油组织燃烧。与传统方案相比,外涵加力燃烧室结构尺寸更紧凑,有利于发动机减重设计;外涵空气含氧量高,有利于组织燃烧,但由于进气温度和压力较低,燃油蒸发困难,不利于油气混合,影响点火性能和燃烧效率。外涵加力燃烧室工作与常规加力燃烧室组织燃烧方式基本相同,采用喷油杆喷油与空气混合,钝体稳定器稳定火焰,原理图如图12所示。 外涵加力技术主要应用在两个方面:垂直/短距起降(STOVL)发动机技术和变循环发动机(VCE)技术。 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机涡轮新技术 航空燃气涡轮发动机涡轮部件的功能是将从燃烧室流出的高温燃气的热能和压力能转换成机械功,驱动风扇、压气机和附件工作。在涡桨或涡轴发动机中,涡轮还用于驱动螺旋桨或直升机的旋翼。按燃气流动方向,涡轮可分为轴流式和径流式。现代航空燃气涡轮发动机涡轮几乎都采用轴流式。在轴流式涡轮中,根据转子驱动的对象又可分为高压、中压和低压涡轮。 涡轮部件是发动机中单位重量最大、最复杂、成本最高的部件,所以,涡轮的设计目标是保证其应用所需的耐久性前提下,在高性能和经济可承受性之间维持一种平衡。为此,设计者们通过采用先进的气动、结构、冷却、强度设计,以及新材料和新工艺等多种技术措施来实现这一目标。 涡轮CFD技术 (1)非定常仿真技术 非定常仿真技术是对一个时间周期内离散瞬间的涡轮动静域流场进行求解,动静域之间采用直接数据传递的方式,能够真实详细描述瞬态的涡轮内流场变化。随着计算机技术的不断发展,现有的计算设备已能开展非定常仿真技术的大量研究工作。部分国外发动机公司不同程度的采用了此项先进设计技术,如美国的IHPTET(综合高性能燃气涡轮发动机)计划中将非定常仿真技术用于解决转子和静子之间相互作用的机械激振,并将此技术用于F119发动机设计。近年来国外开展了凹槽顶部间隙、轴向气封间隙、热斑、尾迹、气膜冷却等气动和传热非定常方面的研究和应用,极大地提高涡轮叶片设计水平。 (2)气膜冷却仿真技术 目前,工程设计中广泛采用气膜冷却方式对涡轮叶片进行冷却。如何准确模拟冷气与主流的掺混流动是准确评估冷却涡轮性能的关键所在。通常采用两种方式进行气膜冷却数值模拟。第一种是冷气喷射源项法,它在叶片表面和端壁给定质量、动量和能量源分布来考虑气膜冷却流动;该方法的优点是所需的工作量和计算时间较少、易于实现。第二种是真实气膜孔仿真方法,生成气膜孔甚至内腔网格,并对每个气膜孔甚至内腔流动均进行数值模拟;此方法划分网格复杂、时间长、计算量大,但优点是可以获得非常详细的流动信息,实现气热耦合计算,对温度场的求解更加准确。国外实现了基于结构化网格和非结构化网格的真实气膜孔仿真,例如:霍尼韦尔公司的Paul Vitt等(如图1)、美国加利福尼亚州空气动力中心的Ron Ho Ni等(如图2)、俄罗斯OJSC的Victoria Krivonosova等。 三维设计技术 (1)超高载荷叶片全三维设计 随着对发动机性能、重量、可靠性、经济性等的要求越来越高,涡轮叶片数量越来越少,涡轮叶片载荷也越来越高,涡轮处于跨声流动甚至超声流动状态,需开展超高载荷叶片的全三维设计技术研发。其中,包括了叶片复合倾斜技术、叶片端弯技术、叶片端壁融合技术、宽弦叶片技术、支板与叶片融合设计技术、跨声叶型设计技术、超声叶型设计技术等。 (2)非轴对称端壁技术 非轴对称端壁技术将端壁造型从二维发展到三维,通过调整端壁的三维曲面形状,能够有效减小涡轮二次流损失,从而提高涡轮效率。罗罗公司是第一个开始研究和应用非轴对称端壁技术的发动机公司,并申请相关专利,采用非轴对称端壁设计技术可提高涡轮效率1.0%左右。空客A380遄达900航空发动机的低压涡轮部件(如图3)和先进中等推力E3E发动机核心机的高压涡轮导叶及工作叶片端壁(如图4)均采用了该技术。MTU公司构建了一套非轴对称端壁设计体系。PW公司是首个进行非轴对称端壁设计对冷却效率影响研究的公司。 高效冷却叶片设计 (1)铸冷叶片技术 铸冷叶片源于艾利逊公司的“Castcool”概念,它是一种可以一次铸造出内部复杂形状的加工方法。利用Castcool可以将十分复杂的冷却结构一次铸成在单晶部件(如涡轮叶片)之内,同时,在IHPTET计划中Allison公司研发了一种Lamilloy冷却方案,此方案为多孔层板材料叶片。在IHPTET计划第二阶段,Castcool技术与Lamilloy冷却方案结合,研制出了铸冷高低压叶片(如图5,叶片前缘和尾缘采用气膜冷却,而叶片其余部分则采用双层壁Lamilloy冷却),并在CAESAR验证机中进行了强度和冷却试验验证。 (2)超冷叶片技术 超冷叶片源于普惠公司的“super cooling”概念。超冷叶片有几百个铸造的或激光打的小孔,外形与常规冷却叶片一样,但其内部是用CFD方法设计的。在IHPTET计划第二阶段,在CAESAR核心机中对超冷叶片技术进行了试验验证(如图6),并将此技术成功转化至F119核心机中验证。同时,惠普公司在F135发动机的高压涡轮上采用超冷技术,冷却效率提高20%。此技术已在F136、PW8000发动机高压涡轮叶片得到了应用。 先进结构设计 (1)高低压涡轮对转技术 高低压对转涡轮结构是高负荷单级高压涡轮后接对转无导叶低压涡轮。IHPTET计划中的GE公司COPE涡轮方案验证了这一技术。F136发动机就采用了此结构。F119发动机虽然也使用了高低压涡轮反转技术,但其高压涡轮和低压涡轮之间仍带有导叶。无导叶对转涡轮技术不仅可用在军用涡扇发动机上,也可用于民用涡扇发动机。 (2)双幅板涡轮盘 采用当前的镍基合金制造的常规(单辐板)高压涡轮盘其AN2值已达到极限,面临的局面是,提高AN2值必须有突破性技术的支持。因此,双辐板盘(图7)成为提高AN2的研究重点。双辐板盘在结构传力路线和AN2方面比常规高压涡轮盘有明显的优势。普惠公司在先进涡轮发动机燃气发生器XTC67/1上试验了焊接的双辐板高压涡轮盘技术,验证了涡轮盘重量减轻17%,同时转速提高9%。 (3)可变面积涡轮导向器 GE发展了四代变循环发动机:在第二代变循环发动机(GE21)的研制中实现了可调面积低压涡轮导向器技术突破;在第三代变循环发动机(F120)的研制中实现了可调面积高压涡轮导向器技术突破,并实现了发动机空中试飞验证;第四代变循环发动机是COPE方案,在GE与艾利逊公司(AADC)(罗罗公司参与)联合研究的COPE方案中关键技术之一就是高效可调面积高压涡轮导向器,采用了一种独特的凸轮驱动结构解决过去变面积导向器的冷却漏气引起的性能损失问题,能使部分推力状态下SFC降低10%~25%。日本在高超声速运输机推进系统研究计划下研究的组合循环发动机,其低速推进系统选用变循环涡扇发动机,低压涡轮采用了可变面积导向器,用于控制发动机的涵道比和调整高/低压涡轮的功率分配。 先进耐高温材料与工艺 (1)陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料在不带冷却的条件下耐温能力高达1650K以上,密度却是传统叶片材料的三分之一,热膨胀系数是传统镍基合金的四分之一。在大型军用涡扇发动机中,目前已经得到成功验证的陶瓷基复合材料涡轮部件主要有:涡轮间过渡段机匣部件,使冷却空气减少了100%,重量减轻50%;低压涡轮导叶,减重的同时减少了冷却气流;高压涡轮空心导叶,与典型的镍基合金导叶相比,重量减轻50%,冷却空气量减少20%。美国在IHPTET计划下开发了无冷却陶瓷基低压涡轮和端壁(如图8),并已用于F136发动机未来发展型。 (2)高温金属间化合物 金属间化合物具有重量轻、耐高温、提高部件效率等优点,在涡轮部件中的应用主要是低压涡轮后面几级的叶片。具体的研究对象主要有:钛铝、铌铝、二硅化钼、二硅化铌。涡轮叶片历来用铸造,为了减轻重量而采用金属间化合物材料,使涡轮部件结构和设计复杂化,从而改变了涡轮叶片的加工技术。 (3)热障涂层 热障涂层应用对象是工作温度超过1250℃的涡轮工作叶片表面。电子束物理气相沉积热障涂层具有良好的热疲劳特性,可用于高压涡轮叶片。微层压(Micro-Laminate)热障涂层可用于涡轮导向叶片和工作叶片。这些先进热障涂层的导热率和重量都大大降低,能有效提高涡轮叶片的工作温度,保证叶片寿命。目前,国外正在研制耐温水平1500℃以上的热障涂层。 叶尖间隙主动控制技术 涡轮叶尖间隙主动控制技术是一项通过控制涡轮叶尖间隙的变化来降低发动机耗油率、污染物的排放,提高可靠性和延长使用寿命的重要技术措施。高压涡轮叶尖间隙减小0.254毫米可减小1%的耗油率,排气温度减低10℃。主动间隙控制的目标就是让涡轮叶尖间隙在发动机工作过程中,尤其是在巡航状态下保持一个最小值,同时又能保证在整个发动机飞行包线内叶尖和涡轮外环不会发生碰磨。在高压涡轮采用主动间隙控制比压气机和低压涡轮有更加突出的好处,减小高压涡轮叶尖间隙所得的效益是低压涡轮的4倍,高压压气机的2倍,而在运输机上获得的效益又是战斗机的2倍。在大涵道比航空燃气涡轮发动机上广泛采用主动间隙控制技术。目前,热控制方法的主动间隙控制得到了广泛的应用。如CFM56、PW4000、V2500、GE90等都采用的是主动热控制方法。但由于主动热控制方法存在响应速度慢且无反馈信息,而无法精确控制间隙的原因,国外正在大力开展机械控制、压力控制等研究和验证,预计在不久的将来这些新的主动间隙控制方法会在大涵道比航空发动机和航改燃机上得到广泛应用。 先进刷式封严技术 刷式封严技术最初是上世纪70年代初英国罗罗公司提出的一种新型密封技术。这种新型密封结构可大大降低航空发动机空气系统的气流量损失,增加推力,降低耗油率,显著提高发动机性能。刷式封严是一种接触式密封,与传统的篦齿封严相比,重量轻、易于更换。GE公司的试验表明刷式密封的泄漏量只有篦齿密封的5%~10%。德国MTU公司的研究也发现,用刷式封严代替压气机和涡轮处的篦齿封严,则发动机的泄漏量可减少80%,相应的发动机耗油量能减小至少1%。1989年V2500-A1发动机成为以刷式密封取得执照的第一台生产型航空发动机。英国牛津大学于1990年提出了“压力平衡型低滞后效应的刷式封严”的专利设计,这种结构已经在GE90发动机的试验中通过了验证。在高密封压力、高环境温度和高表面速度的环境下,刷式封严存在刷丝掉毛现象,同时也存在密封的滞后效应,MTU研制了一种新型的刷式封严结构以解决此问题。 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机涡轮新技术 航空燃气涡轮发动机涡轮部件的功能是将从燃烧室流出的高温燃气的热能和压力能转换成机械功,驱动风扇、压气机和附件工作。在涡桨或涡轴发动机中,涡轮还用于驱动螺旋桨或直升机的旋翼。按燃气流动方向,涡轮可分为轴流式和径流式。现代航空燃气涡轮发动机涡轮几乎都采用轴流式。在轴流式涡轮中,根据转子驱动的对象又可分为高压、中压和低压涡轮。 涡轮部件是发动机中单位重量最大、最复杂、成本最高的部件,所以,涡轮的设计目标是保证其应用所需的耐久性前提下,在高性能和经济可承受性之间维持一种平衡。为此,设计者们通过采用先进的气动、结构、冷却、强度设计,以及新材料和新工艺等多种技术措施来实现这一目标。 涡轮CFD技术 (1)非定常仿真技术 非定常仿真技术是对一个时间周期内离散瞬间的涡轮动静域流场进行求解,动静域之间采用直接数据传递的方式,能够真实详细描述瞬态的涡轮内流场变化。随着计算机技术的不断发展,现有的计算设备已能开展非定常仿真技术的大量研究工作。部分国外发动机公司不同程度的采用了此项先进设计技术,如美国的IHPTET(综合高性能燃气涡轮发动机)计划中将非定常仿真技术用于解决转子和静子之间相互作用的机械激振,并将此技术用于F119发动机设计。近年来国外开展了凹槽顶部间隙、轴向气封间隙、热斑、尾迹、气膜冷却等气动和传热非定常方面的研究和应用,极大地提高涡轮叶片设计水平。 (2)气膜冷却仿真技术 目前,工程设计中广泛采用气膜冷却方式对涡轮叶片进行冷却。如何准确模拟冷气与主流的掺混流动是准确评估冷却涡轮性能的关键所在。通常采用两种方式进行气膜冷却数值模拟。第一种是冷气喷射源项法,它在叶片表面和端壁给定质量、动量和能量源分布来考虑气膜冷却流动;该方法的优点是所需的工作量和计算时间较少、易于实现。第二种是真实气膜孔仿真方法,生成气膜孔甚至内腔网格,并对每个气膜孔甚至内腔流动均进行数值模拟;此方法划分网格复杂、时间长、计算量大,但优点是可以获得非常详细的流动信息,实现气热耦合计算,对温度场的求解更加准确。国外实现了基于结构化网格和非结构化网格的真实气膜孔仿真,例如:霍尼韦尔公司的Paul Vitt等(如图1)、美国加利福尼亚州空气动力中心的Ron Ho Ni等(如图2)、俄罗斯OJSC的Victoria Krivonosova等。 三维设计技术 (1)超高载荷叶片全三维设计 随着对发动机性能、重量、可靠性、经济性等的要求越来越高,涡轮叶片数量越来越少,涡轮叶片载荷也越来越高,涡轮处于跨声流动甚至超声流动状态,需开展超高载荷叶片的全三维设计技术研发。其中,包括了叶片复合倾斜技术、叶片端弯技术、叶片端壁融合技术、宽弦叶片技术、支板与叶片融合设计技术、跨声叶型设计技术、超声叶型设计技术等。 (2)非轴对称端壁技术 非轴对称端壁技术将端壁造型从二维发展到三维,通过调整端壁的三维曲面形状,能够有效减小涡轮二次流损失,从而提高涡轮效率。罗罗公司是第一个开始研究和应用非轴对称端壁技术的发动机公司,并申请相关专利,采用非轴对称端壁设计技术可提高涡轮效率1.0%左右。空客A380遄达900航空发动机的低压涡轮部件(如图3)和先进中等推力E3E发动机核心机的高压涡轮导叶及工作叶片端壁(如图4)均采用了该技术。MTU公司构建了一套非轴对称端壁设计体系。P W公司是首个进行非轴对称端壁设计对冷却效率影响研究的公司。 高效冷却叶片设计 (1)铸冷叶片技术 铸冷叶片源于艾利逊公司的“Castcool”概念,它是一种可以一次铸造出内部复杂形状的加工方法。利用Castcool可以将十分复杂的冷却结构一次铸成在单晶部件(如涡轮叶片)之内,同时,在IHPTET计划中Allison公司研发了一种Lamilloy冷却方案,此方案为多孔层板材料叶片。在IHPTET计划第二阶段,Castcool技术与Lamilloy冷却方案结合,研制出了铸冷高低压叶片(如图5,叶片前缘和尾缘采用气膜冷却,而叶片其余部分则采用双层壁Lamilloy冷却),并在CAESAR验证机中进行了强度和冷却试验验证。 (2)超冷叶片技术 超冷叶片源于普惠公司的“super cooling”概念。超冷叶片有几百个铸造的或激光打的小孔,外形与常规冷却叶片一样,但其内部是用CFD方法设计的。在IHPTET计划第二阶段,在CAESAR核心机中对超冷叶片技术进行了试验验证(如图6),并将此技术成功转化至F119核心机中验证。同时,惠普公司在F135发动机的高压涡轮上采用超冷技术,冷却效率提高20%。此技术已在F136、PW8000发动机高压涡轮叶片得到了应用。 先进结构设计 (1)高低压涡轮对转技术 高低压对转涡轮结构是高负荷单级高压涡轮后接对转无导叶低压涡轮。IHPTET计划中的GE公司COPE涡轮方案验证了这一技术。F136发动机就采用了此结构。F119发动机虽然也使用了高低压涡轮反转技术,但其高压涡轮和低压涡轮之间仍带有导叶。无导叶对转涡轮技术不仅可用在军用涡扇发动机上,也可用于民用涡扇发动机。 (2)双幅板涡轮盘 采用当前的镍基合金制造的常规(单辐板)高压涡轮盘其AN2值已达到极限,面临的局面是,提高AN2值必须有突破性技术的支持。因此,双辐板盘(图7)成为提高AN2的研究重点。双辐板盘在结构传力路线和AN2方面比常规高压涡轮盘有明显的优势。普惠公司在先进涡轮发动机燃气发生器XTC67/1上试验了焊接的双辐板高压涡轮盘技术,验证了涡轮盘重量减轻17%,同时转速提高9%。 (3)可变面积涡轮导向器 GE发展了四代变循环发动机:在第二代变循环发动机(GE21)的研制中实现了可调面积低压涡轮导向器技术突破;在第三代变循环发动机(F120)的研制中实现了可调面积高压涡轮导向器技术突破,并实现了发动机空中试飞验证;第四代变循环发动机是COPE方案,在GE与艾利逊公司(AADC)(RR参与)联合研究的COPE方案中关键技术之一就是高效可调面积高压涡轮导向器,采用了一种独特的凸轮驱动结构解决过去变面积导向器的冷却漏气引起的性能损失问题,能使部分推力状态下SFC降低10%~25%。日本在高超声速运输机推进系统研究计划下研究的组合循环发动机,其低速推进系统选用变循环涡扇发动机,低压涡轮采用了可变面积导向器,用于控制发动机的涵道比和调整高/低压涡轮的功率分配。 先进耐高温材料与工艺 (1)陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料在不带冷却的条件下耐温能力高达1650K以上,密度却是传统叶片材料的三分之一,热膨胀系数是传统镍基合金的四分之一。在大型军用涡扇发动机中,目前已经得到成功验证的陶瓷基复合材料涡轮部件主要有:涡轮间过渡段机匣部件,使冷却空气减少了100%,重量减轻50%;低压涡轮导叶,减重的同时减少了冷却气流;高压涡轮空心导叶,与典型的镍基合金导叶相比,重量减轻50%,冷却空气量减少20%。美国在IHPTET计划下开发了无冷却陶瓷基低压涡轮和端壁(如图8),并已用于F136发动机未来发展型。 (2)高温金属间化合物 金属间化合物具有重量轻、耐高温、提高部件效率等优点,在涡轮部件中的应用主要是低压涡轮后面几级的叶片。具体的研究对象主要有:钛铝、铌铝、二硅化钼、二硅化铌。涡轮叶片历来用铸造,为了减轻重量而采用金属间化合物材料,使涡轮部件结构和设计复杂化,从而改变了涡轮叶片的加工技术。 (3)热障涂层 热障涂层应用对象是工作温度超过1250℃的涡轮工作叶片表面。电子束物理气相沉积热障涂层具有良好的热疲劳特性,可用于高压涡轮叶片。微层压(Micro-Laminate)热障涂层可用于涡轮导向叶片和工作叶片。这些先进热障涂层的导热率和重量都大大降低,能有效提高涡轮叶片的工作温度,保证叶片寿命。目前,国外正在研制耐温水平150度以上的热障涂层。 叶尖间隙主动控制技术 涡轮叶尖间隙主动控制技术是一项通过控制涡轮叶尖间隙的变化来降低发动机耗油率、污染物的排放,提高可靠性和延长使用寿命的重要技术措施。高压涡轮叶尖间隙减小0.254毫米可减小1%的耗油率,排气温度减低10°C。主动间隙控制的目标就是让涡轮叶尖间隙在发动机工作过程中,尤其是在巡航状态下保持一个最小值,同时又能保证在整个发动机飞行包线内叶尖和涡轮外环不会发生碰磨。在高压涡轮采用主动间隙控制比压气机和低压涡轮有更加突出的好处,减小高压涡轮叶尖间隙所得的效益是低压涡轮的4倍,高压压气机的2倍,而在运输机上获得的效益又是战斗机的2倍。在大涵道比航空燃气涡轮发动机上广泛采用主动间隙控制技术。目前,热控制方法的主动间隙控制得到了广泛的应用。如CFM56、PW4000、V2500、GE90等都采用的是主动热控制方法。但由于主动热控制方法存在响应速度慢且无反馈信息,而无法精确控制间隙的原因,国外正在大力开展机械控制、压力控制等研究和验证,预计在不久的将来这些新的主动间隙控制方法会在大涵道比航空发动机和航改燃机上得到广泛应用。 先进刷式封严技术 刷式封严技术最初是上世纪70年代初英国罗罗公司提出的一种新型密封技术。这种新型密封结构可大大降低航空发动机空气系统的气流量损失,增加推力,降低耗油率,显著提高发动机性能。刷式封严是一种接触式密封,与传统的篦齿封严相比,重量轻、易于更换。GE公司的试验表明刷式密封的泄漏量只有篦齿密封的5%~10%。德国MTU公司的研究也发现,用刷式封严代替压气机和涡轮处的篦齿封严,则发动机的泄漏量可减少80%,相应的发动机耗油量能减小至少1%。1989年V2500-A1发动机成为以刷式密封取得执照的第一台生产型航空发动机。英国牛津大学于1990年提出了“压力平衡型低滞后效应的刷式封严”的专利设计,这种结构已经在GE90发动机的试验中通过了验证。在高密封压力、高环境温度和高表面速度的环境下,刷式封严存在刷丝掉毛现象,同时也存在密封的滞后效应,MTU研制了一种新型的刷式封严结构以解决此问题。 航空新技术论文:浅谈新技术下的航空维修人员培训 【摘要】随着新技术的发展,制造水平的提高,复合材料的大量使用,以及自动化检测技术和计算机技术的使用等对于航空维修人员有了更高的要求,而设备的更新、新装备的操作难度、技术含量等问题,对航空维修人员提出了新的要求。 【关键词】航空维修;人员培训 随着INTERNET和数字化技术的发展,自动化检测技术,计算机技术,复合材料等新技术的大量应用,大大加快了飞机设计、制造和服务的速度。航空公司的飞机一旦发生故障和失效问题,不仅会增加企业维修成本,而且会严重影响企业的生产效率,使企业蒙受巨大损失。但由于飞机故障的不可预知性,航空公司无法预先制定完美的维修和航班计划。为了提高服务效率和质量,提高航空产品的竞争力,在这种情形下维修方式已由传统模式下民航飞机维修,发展为数字化的维修,这种数字化维修方式对航空维修人员提出了新的要求。 一、飞机维修新技术 1.维护手册的数字化 2.维修信息系统与飞机系统的数字化、智能化对接 目前,新一代的飞机都已经能够实现由空中向地面传送飞机参数、故障和维护信息。这种技术就是目前为人们所熟知的远程传递技术,即应用飞机的通讯寻址和报告系统(ACARS)实时下载飞机系统故障(CFD)和飞机性能参数(DFD)报文,把它们传递到地面信息站点上。然后这些飞机的信息先经过分析、过滤和处理,形成与维修信息系统格式一致,可以相互交联对话的数据,再由维修信息系统进行分析、评价、处理用以形成维修决策,生成维修方案。同时自动生成维修调度报告送达各个相关部门,在飞机落地前就可做好维护准备。这样可以大幅度减少飞机维修停场时间,降低飞机航班延误率,减少维修费用开支,提高维修效率和飞机运营周转率。 3.智能化维护系统(IMS) 二、国内外航空维修队伍分析 1.我国航空维修人员存在以下问题 ①维修人才综合素质需进一步提高:飞机维修人员队伍尚待成熟,缺乏技术带头人和技术骨干。 ②飞机维修人员队伍维修类别结构失调:据统计2009年5年以下维修人员占人数的54%,小龄化现象造成维修经验严重不足,不能进行深度维修等工作,深度维修人才严重不足。 ③维修人员队伍管理存在的问题:飞机维修人才储备不足,飞机维修人员的培训不够,机务人员待遇低,人才流失严重。 2.国际航空维修人员存在以下问题 在西方国家,加入飞机维修队伍的年轻人的数量比离开的要少。此外,一些高技能和有经验的人员离开航空到其他行业寻找高薪职位;在世界各地均存在飞机维修工程师、技术员和机械师短缺的问题;航空运输业是工作人员的工作时间不利于社交。飞机工程师可能会突然转行到金融或者IT 行业。 三、新技术新形势维修人员要求 由上可以看出,国内外维修市场新技术都对我国航空维修人员的培训,在数量和质量上都提出了较高的要求。这些发展和变化都在要求航空维修人员的培训将由人员密集型向技术密集型转化,由常规经验维修向高技术科学维修转化。尤其是空客A380大面积使用复合材料,对复合材料的维修人员有了较大的需求。 因此,新的工程与维修课程应包括更多的结构和复合材料的培训。对计算机、网络等有了很高的要求。多数新的技术人员都将是IT实用专家,易于了解新的航电设备。机务维修领域的变革决定了机务人才培养的方向将向着:工程化、系统化、综合化、 信息化、集成化、国际化方向发展。新技术新形势对航空维修人员的培训提出以下要求: 1.多学科开展,由基本的结构课程为主,发展集结构、计算机、网络、电子于一体的多学科教学。 2.增强与MRO间的交流,及时与先进技术接轨,倾听企业对维修人员的要求,与企业合作办学,学习最新的维修方法。 3.加强国际国内院校之间的交流合作,做到与世界同步,学习最新的世界维修方法。 4.开设专门的复合材料修理培训课,以适应市场的需要。 5.引进虚拟维修训练系统,可以及时更新维修信息并缩短人员的培训时间,降低耗材成本。 6.加强学生自学能力的培养,以满足工作后的再学习;加强动手实际工程能力及自信心的培养。 7.培养严谨独立的工作作风和较好的团队沟通协作能力。 航空新技术论文:中苏《国防新技术协定》转让的航空技术探微 [摘要]中苏《国防新技术协定》中规定苏联向中国转让米格-19歼击机和图-16轰炸机,就其技术水平来说,两者都是苏联当时最新装备或最新型号之一。苏联向中国转让新技术最基本的原因是为巩固其国内与国际政治地位并寻求中国的支持。除此之外,苏联的导弹威慑观使其认为图-16作为轰炸机已无实际意义,歼击机也将被导弹所取代,因而同意进行转让;在转让最新装备的同时,苏联在科学研究上对中国严格保密,以便限制中国超越苏联;航空技术转让的主动权完全掌握在苏联手中,重要的技术资料、特殊材料、特殊部件设备都可以成为限制中国发展、控制技术转让进程的手段。 [关键词]航空技术转让 飞机 中苏《国防新技术协定》 1957年10月15日,中苏签订了《中华人民共和国政府和苏维埃社会主义共和国联盟政府关于生产新式武器和军事技术装备以及在中国建立综合性原子工业的协定》,简称《10月15日协定》或中苏《国防新技术协定》。目前,学术界对中苏《国防新技术协定》的关注集中于原子弹或导弹部分的技术转让,鲜有关于转让航空技术的内容。本文将综合各种史料,厘清中苏《国防新技术协定》中航空技术转让的内容、执行过程中实际转让的飞机型号以及在当时的技术水平,进而分析苏联转让的原因。 一、转让飞机的具体型号与内容 《当代中国的航空工业》明确指出:“议定转让制造权的航空产品有米格-19歼击机、图-16轰炸机和四种战术导弹。” 由于米格-19有多种改型,按规定转让给中国仿制的具体型号是什么呢?《沈阳市志-军事工业》称:徐昌裕、112厂设计室主任徐舜寿等人随中国工业代表团谈判购买米格19埃斯(米格-19C)、米格19坡(米格-19л)和米格19坡埃母(米格-19лM)飞机,并选定米格19坡(米格-19л),于10月15日签订购买全套技术资料和样品的协议。由此可以确定转让仿制的歼击机型号是米格-19л。 《当代中国空军》记载:20世纪50年代,中国空军装备的歼击机有米格-19C、米格-19л。1959年4月,沈阳飞机制造厂仿制米格-19л成功,未正式生产。根据空军需要,转而仿制米格-19C,1963年12月仿制成功,命名为歼-6。不过,中国最后大规模仿制的是米格-19C而非协定中规定的米格-19л。这是因为1958年7月,中国空军在进驻福建前线通过与台湾当局空军的实战检验后,认为米格-19л机动性差,提出需要大量灵活机动的前线歼击机(即米格-19C)。但当时中国并没有就c型飞机向苏联订货。于是从1958年12月起,112厂在米格-19л的基础上进行改型设计,综合米格-19C和米格-19л的特点,利用米格-19л的后半部,并对米格-19c的机头稍作改进以提高机动性,自行设计了一个新型号,命名为东风-102。1959年2月投入试制,9月30日首次试飞。但后来由于东风-102质量不过关,于1960年停产整顿。从1961年起,重新选择原样仿制苏联米格-19c,1963年,飞机仿制成功,即后来有大量改型的歼-6。 事实上,转让图一16的时间比中苏《国防新技术协定》规定的时间有所提前。1958年9月16日,赫鲁晓夫在雅尔塔接见中国驻苏大使刘晓,主动提出苏联可派一批带有导弹的图一16轰炸机到中国,由苏联飞行员驾驶,以便为炮击金门时提供打击力量。10月12日,拒绝了此建议,但同时表示:中国决定提前制造图-16。10月,就提前试制图-16问题致电赫鲁晓夫。随即派张连奎、王西萍、陆纲等赴苏进行具体谈判。张连奎、王西萍、陆纲等23人于11月赴苏,主要落实各项技术资料和物资供应安排,经过谈判,苏方同意加班生产,备齐物资和资料,及时发货。1959年4月,中苏签订补充协议,苏方承诺1960年上半年供应中国20架份飞机本体、40台份P-3M发动机、96项仪表等机载成品及相应毛坯材料。 因此,根据中苏《国防新技术协定》的规定,苏联向中国转让的飞机型号是米格一19歼击机和图一16轰炸机,包括提供样机、零部件、图纸资料以及指导仿制的苏联专家。 二、转让飞机机型的技术性能 苏联方面普遍认为,对中国国防新技术的转让是毫无保留的,赫鲁晓夫甚至声称:“我们给了他们坦克、大炮、火箭、飞机、海军武器和陆军武器。事实上,我们的整个国防工业都是向他们敞开的。”而中方资料则通常指出,苏联转让的飞机大都是落后的型号。那么,苏联转让的航空技术水平究竟如何? 关于米格-19的技术性能 就当时而言,一般认为是很先进的:“以爬升快,加速性和机动性好,能全天候超音速作战、火力强和易于操纵等优势装备于苏联空军部队……米格一19为一件成功的设计”;“米格-19的机动性能极其出色”;“米格-19是前苏联研制的一种轻型超音速歼击机……主要用于空战,争夺制空权,也可实施对地攻击”。 苏联于1951年开始研制米格-19,1953年首次试飞,1955年开始装备部队。这是世界上第一种进入批量生产的超音速战斗机。1956年,米格-19首次公开亮相,由于其在爬升率、加速性、机动性、操纵性等方面的良好性能,先后有多种改型:c型(昼间型)、CФ型(高空型)、п型(加装雷达的全天候型)、YIM型(发射导弹的全天候型),1961年停产。米格-19C没有雷达,于1956年投产、服役,中国大量仿制并在此基础上进行多种改型。苏联向中国转让的米格-19п于1955年投产并装备部队,加装了雷达;而米格-19пM则由米格-19п改来,从携带火炮改为可发射导弹,由于采用了米格-17пM上的RP-2U雷达和APU-4导弹发射轨等成熟技术,该型很快于1957年底生产。 由于米格-19п与米格-19пM都装备了雷达,但这两种雷达都存在不少问题,有时甚至因雷达故障使战机无法升空,而且加装雷达的米格-19п机动性较差。通过实战检验后,中国最后选择了不能发射导弹、没有雷达的米格-19C,并在此基础上做了大量改型。在实战中,歼-6表现良好,曾击落多架美制RF-101,并以负速度差击落过RF-104,还创造过平流层击落战机(无人高空侦察机BQM-147G)的世界纪录。
机械工程类论文:机械工程测试装置设计的创新 目前常见的机械工程测试装置仅仅能够对机构系统或是加载液压系统等单一系统进行测试和分析,还很难对多个系统的参数进行综合性、系统性的测量和分析,因此在实际应用中的效果和价值难以令人满意。创新机械工程测试装置的设计,目的在于将多领域多学科知识进行综合性、系统化的实践运用,使各领域知识之间产生更为深刻而紧密的联系,并更好的服务于实际应用。本文中的机械工程测试装置,创新性的集合了机构系统、液压系统等多个系统,能够对多种参数实现高效的测试与准确的分析,在获得数据变化情况的同时获得分布曲线,以供论证和分析。 1、机械工程测试装置的创新设计 1.1总体结构的创新设计 文中所引的机械工程测试装置设计原理为:在启动变速电机开关后,变速电机立刻开始转动进入正常运行状态,该变速电机可调速范围在120转/分到1200转/分之间,可借助变速电机调速控制按钮对变速电机进行调速控制,通过光电转速传感器实时测量变速电机的转速,由数据输出接口将采集到的数据传送到计算机进行数据存储、处理、评定以及描述;按下急停开关后系统退出工作状态,以确保工作人员安全;电动机带动机构变速箱和轴承变速箱,机构变速箱为二级变速,由直齿和圆锥齿组成,借助皮带带动机构摇杆转动,手柄右倾时是空挡,左倾时机构摇杆转速保持电机转速的1/12,调节电机转速可间接控制机构摇杆转速在0-600转/分之间,轴承变速箱为三级变速,借助联轴器连接轴承箱,手柄右倾时是空挡,处于中间时轴承与电机保持相同转速,左倾时轴承转速保持电机转速的1/6,调节电机转速可间接控制机构摇杆转速在0-1200转/分之间;轴承施压加载依靠可视液压回路系统实现,加载压力显示由加载压力表实现,按下液压泵电机开关后,从液压箱油箱中吸油,通过调节先导溢流阀来控制系统压力,或借助远程调压来调整系统压力,由调压阀压力表显示调压阀压力,对电磁铁2DT开关通电后可借助远程调压阀控制系统压力,对电磁铁1DT开关通电后可保持卸荷状态。 整套机械工程测试装置既可以进行综合性测试,也可以单独测量,或是相互测量。单独对机构系统测量时将滑动轴承变速箱保持空挡,使液压泵电机开关断开,并使机构变速箱手柄左倾即可实现;单独对液压系统测量时将液压泵电机开关闭合,并断开变速电机开关即可;如果需要同时对液压系统和动压滑动轴承测量,只需闭合变速电机开关和液压泵电机开关,使机构变速箱保持空挡,并调整轴承变速箱手柄即可实现;如果需要同时对机构系统和液压系统测量,只需闭合变速电机开关和液压泵电机开关,使动压滑动轴承变速箱保持空挡即可;如果需要同时对液压系统、机构系统以及动压滑动轴承测量,只需闭合变速电机开关和液压泵电机开关,轴承变速箱和机构变速箱不处于空挡即可实现。 ①轴承箱;②轴承变速箱;③机构变速箱;④机构;⑤信号输出接口;⑥变速电机开关;⑦液压泵电机开关;⑧变速电机调速控制按扭;⑨急停开关;⑩变速电机;以下按次序为液压箱、液压泵电机、可视液压回路、电磁铁2DT开关、电磁铁 IDT开关、调压阀、先导溢流阀、加载压力表、调压阀压力表。 1.2 机构系统的创新设计 机构系统设计的目的在于对机构运动学进行深层次的解读,本文引用的机械工程测试装置中的机构系统选择的是可组可卸式。以四杆机构向六杆机构的转化为例,原四杆机构的结构组成较为简单,其中连杆的输出轨迹构成轨迹曲线,最终组成新的六杆机构,分析六杆机构的输出轨迹可以得知六杆机构输出构建上点的轨迹与对应的原四杆机构连杆上点的轨迹相同,是通过曲线移动来实现四杆机构向六杆机构转化的。在这一过程中,机构连杆的位移、角速度等参数可以借助传感器进行测量。 1.3 液压系统的创新设计 文中所用的机械工程测试装置中的液压系统设计为:液压系统与轴承箱连接,通过先导溢流阀对液压系统压力进行调节,由动压滑动轴承为液压系统提供所需强度的压力,旋转动压滑动轴承即可使压力弹簧发生一定程度的形变,从而产生适合的压力。与此同时,先导溢流阀与远程调压阀借助遥控口实现连接,可以借助远程调压阀对液压系统压力进行远程调控,使压力保持在合适的压力范围内。如果将先导溢流阀压力加到最大,对电磁铁1DT开关通电,连接远程调压阀与先导溢流阀,即可通过调节手柄来控制液压系统压力;如果断开电磁铁1DT开关,对电磁铁2DT开关通电,那么液压系统将处于卸荷状态,压力近乎为零。另外,为了对有关参数进行准确实施的采集和监测,在该液压系统的设计中对先导溢流阀出口处设有红外测温仪以及流量传感器,而且轴承系统的载荷根据液压系统压力进行调整。 1.4 动压滑动轴承的创新设计 整个机械工程测试装置共配备有若干个传感器对外载荷、油膜压力等实验数据进行监测和采集工作,直接将计算机系统连接到实验台测试控制系统上,从而进行数据汇总、处理、显示等操作。动压滑动轴承的设计,将轴承空套在主轴上,轴中间横剖面均匀分布测压孔,每个测压孔分别与压力传感器连接,油液温度数据选用红外测温仪监测采集,摩擦力数据选用摩擦力传感器监测采集,由液压系统对轴承加载压力进行调控,轴承载荷随液压油压力提高而增加,通过外载荷传感器对轴承加载压力进行测量和显示,因而十分稳定和方便。利用接口技术将压力传感器与计算机系统连接,利用计算机软件对采集到的压力数据进行处理后可得到压力分布曲线,从而计算出动压滑动轴承的压力分布情况和平均压强。 2、机械工程测试装置的功能分析 从上文介绍可知,该机械工程测试装置可以对机构、液压等系统进行单独测量或相互测量,或是进行多系统的综合测量,是一个综合性很强的测试平台,能够对各系统参数进行实时测量和准确分析,功能十分强大。为了更好的保证该机械工程测试装置的测量精确性,需要避免装置工作状态下的振动和噪声。因此,在该机械工程测试装置设计时,对工作台和传动装置等部位设有专门监测振动和噪声的传感器,借助传感器对振动与声波的测量来准确的掌握振动、噪声情况,从而对其进行有效控制。在压力传感器等其他传感器的配合下,该装置能够对压力、摩擦力、流量、位移、转速、温度等测试内容进行实施准确的测量,为测试系统的数据分析提供信息,能够满足测试人员对参数数据的需求。 3、结语 综上所述,本文借助传感器、虚拟平台、机构、测试等多方面技术和理论知识,创新性的设计了一个综合性的机械工程测试装置,与以往的测试装置相比可以对多个系统的参数进行测量和分析,很好的体现了现代测试技术的智能性、信息化和经济性特征,满足了测试仪器与系统测量分析工作融为一体的需求。 机械工程类论文:虚拟仪器技术在机械工程测试中的应用 随着机电产品一体化和生产过程自动化程度的不断提高,机械工程的测试系统越来越复杂。它已成为整个机械设备研制、开发、应用和教学过程中不可或缺的组成部分。机械工程测试系统的基本任务是从测试对象获取反映其变化规律的动态信息,一个功能完善的机械工程测试系统由传感器、信号转换装置、信号分析处理装置和显示与记录等功能模块组成,无疑,讨论和设计机械工程测试系统及其构成要素,是十分有意义的。本文主要分析了虚拟仪器技术在机械工程测试中的应用状况,望大家参考。 一、机械工程测试系统基本状况分析 测试是测量与试验的简称,测试中最基本的是测量。测量是利用各种装置对可观测量(或称被测参数)进行定性和定量的过程。测试的基本任务是获取信息。测试是发展和检验自然科学理论的实践基础。在工程技术领域,由于实际研究对象的复杂性,很多问题难以进行完善的理论分析、推导和计算,所以必须通过试验来获得研究对象的状态,变化和特征等,这正是通过测试来实现的。测试技术正是研究有关测试方法、测试手段和测试理论的科学,它应用于不同的领域并在各个自然科学研究领域起着重要作用。特别是现在机械工程测试技术引起了大型工业企业和高等院校极大的重视。 测试系统的第一个环节是信号的传感,即是将被测量的量或被观察的量通过一个被测量传感器或敏感元件转换成一个电的、液压的、气动的或其他形式的物理量,被测的或被观察的量与被转换的输出量之间根据可利用的物理定律应该具有一种明确的关系。传感器就是用来完成这种转换的装置。 第二个环节为信号的转换和调理。被测物理量经传感环节被转换为电阻、电容、电感或者电压、电流、电荷等电参量的变化,由于在测试过程中不可避免地遭受各种内、外干扰因素的影响,且为了用被测信号驱动显示、记录和控制等仪器或进一步将信号输入计算机进行数据处理。因此经传感后的信号尚需进过调理、放大、滤波、运算分析等一系列加工处理,以抑制干扰噪声、提高信噪比,便于进一步传输和后续环节中的处理。 第三个环节是是对这些信号进行分析处理以及显示记录,包括信号的时域分析、频域分析、相关分析等。原始波形显示、处理后波形显示等。从而还可以分析出机械运转的工况等。 机械工程测试系统有测量、监控、试验分析机械设备运行过程中的参数功能,但前序步骤必经信号的采集、分析才能得出。所以,本系统对于机械的后续分析作用意义重大。 二、虚拟仪器技术在机械工程测试系统中的应用现状 科学技术的日益发展,对现在的机械工程测试系统影响很大,特别是相对于传统的测试系统来讲。以前要用特定的仪器对信号进行分析,但是利用虚拟仪器组建的机械工程测试系统却不用专用的仪器,而是利用计算机作为连接虚拟仪器软硬件的平台,信号源通过调理后数据采集卡就可以获取数据进行分析处理。现代计算机技术对机械工程测试技术和仪器的发展产生了革命性的影响。 测试系统的发展经历了模拟测试仪器、计算机测试系统(智能仪器)及虚拟仪器三个阶段。现代机械工程测试技术以计算机为中心,计算机的发展必然促进测试技术和仪器的发展。在此背景下,虚拟仪器的产生也就水到渠成。 在虚拟仪器中,软件是虚拟仪器系统的关键,目前国内外这种软件主要有美国DSP公司的DADISP软件,以实验后数据处理分析和表示见长美国NI公司的系列虚拟仪器开发平台(LabVIEW、LabWindows/CVI、Virtual Bench和Component Works)、美国QUATECH公司的DASLab软件包和惠普公司的VEE软件平台都是可以搭建虚拟测试系统的软件平台,以图形化编程和界面灵活见长。华中理工大学的V198虚拟仪器系统和哈尔滨工业大学的仪器王以虚拟的单个仪器或仪器库见长。其中,美国NI公司的LabVIEW软件功能最为完善,LabVIEW软件以简单、直观的图形化编程方式、强大的图形显示和数据处理能力见长,运行速度快、开发周期短、界面灵活是其又一大优势,最能体现虚拟仪器的风格,所以基于LabVIEW的虚拟仪器应用相当广泛。 由于Pc的功能变得越来越强大,速度快,价格低,在标准PC上连接一个或多个仪 器模块构成测试仪器成为一种趋势。这种仪器即为虚拟仪器。虚拟仪器的软件开发平台LabVIEW中,“所见即所得”的可视化技术是应用于测试领域的雏形。虚拟仪器注重测试人员在进行工作中的感觉。用仿真的面板给人以真实仪器的感觉,用丰富的曲线图像向测试人员传递信息,是虚拟现实技术在机械工程测试领域中的广泛应用趋势。 几个测试站点连成一个大的测试网络,互通数据和信息,联合分析测试结果,实现 数据和信息共享的网络化测试是机械工程测试系统的一个发展趋势。虚拟仪器技术是现代机械工程测试系统的发展趋势,在丰富的虚拟仪器软硬件产品支持下,尤其是在被誉为“科学家和工程师的语言”LabVIEW的支持下,组建一个机械工程测试系统正变得越来越容易。在技术发展日新月异的今天,为了让测试系统就有开放性、兼容性和不断更新的可能,利用虚拟仪器的概念组建测试系统不失为一种好的选择。 在机械工程测试系统中,应用虚拟仪器编的越来越普遍,因为很多传统的硬件设备在虚拟仪器中都可以用软件代替,从而降低了大量的设备浪费,降低了成本,并且还可以直观化的显示其结果,将多种的传统仪器合并到一套虚拟仪器测试系统中,有利于编程,也有利于增强测试系统的准确度。 三、结论 总之,虚拟仪器技术在全球范围内的应用越来越普遍,在我国主要应用到了企业生产中。我们要对虚拟仪器技术加大研究力度,力争促使该技术应用于更广泛的领域,赶上世界水平,为我国的机械工程的发展做出贡献。 机械工程类论文:探讨机械工程材料课程教学改革 1 引言 机械工程材料是机械及近机类专业一门重要的专业基础课。本课程以材料的成分、加工工艺、组织结构与性能之间的关系为主线,重点介绍材料的本质,提出有关的理论和描述,说明材料结构是如何与其成分、加工工艺、性能以及行为相联系的。作为高等农业院校的机械设计以及农业机械化等专业的学生,学习本课程的目的,主要是使学生获得常用工程材料的种类、成分、组织、性能和热处理改性方法的基本知识。了解工程材料在机械工业特别是农业机械中的应用,通过对基础科学和知识的综合运用,使学生掌握常用机械工程材料的种类、成分、组织、性能以及改性方法等,初步具备根据零件的服役条件合理选材和妥善安排工艺路线的能力,为学习后续专业课程和从事机械设计及制造工作奠定基础。根据专业大纲安排,西北农林科技大学的机械工程材料课程在大学二年级第一学期进行。这一学期,学生所学的课程大部分还是数学、英语、物理等公共基础课,机械工程材料属于学生刚刚接触到跟自己专业相关的少数几门课程之一。 2 机械工程材料课程性质及教学现状 理论性强,微观概念多 机械工程材料课程,不像物理、力学等有着严密的逻辑推导和计算过程,也不像工程制图等相关课程,比较直观生动。机械工程材料课程总的特点是理论性非常强,涉及的原子、分子水平的微观概念很多。特别是与金属学相关的部分,如晶体结构、晶体缺陷、位错运动以及凝固结晶、相的概念、组织转变等,这些概念都是微观和抽象的,学生无法通过推导计算获得,更无法通过肉眼直接观察和亲身体验到,有时候需要通过一定的空间想象力来理解它们。这样就导致教师讲授起来有一定困难,而学生学习起来感到难以理解,从而感觉枯燥、乏味,失去学习的兴趣。 课程涵盖内容广 机械工程材料课程包含了材料科学专业中的力学、金属学、热处理原理、热处理工艺、金属材料、非金属材料以及失效分析等多门学科的专业知识,内容广而分散。而在“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的人才培养模式引导下,专业课程的学时数在不断压缩,而要求学生了解的内容却越来越多。这样就形成了一种矛盾,即教师上课的课时数减少了,而学生需要学到的知识却增加了。这就要求任课教师能够统筹安排上课课时,充分利用现代化的教学手段,精简课堂讲授内容,突出重点的同时拓宽知识面。 现有课本内容知识陈旧 大学教材内容陈旧,知识老化,这些是在我国高等教育中各门课程都有可能会遇到的,也是现在我国高等教育中普遍存在的问题。出版一本教材的过程是相当复杂的,要经过编写、审核、校对、出版、发行等多个环节,因此,当书真正出版出来以后,有些知识可能已经更新。而对于教师来讲,频繁更换教材,也不利于熟悉教案,积极备课。《机械工程材料》课本内容主要以金属材料为主,而近年来,随着科学技术的快速发展,各种新材料、新工艺在不断涌现。全球性的能源危机以及环境污染问题,对现代的新材料除了在性能、工艺和成本等方面的传统要求外,更提出了与环境协调、绿色环保、可循环再生等更高的要求。为了保证该课程的教学质量,并使学生能够尽量了解到本领域的发展动向,就迫切需要教师改变传统的以课本为主的教学方式,探索更加有效的教学模式,使学生理解并掌握课本基础知识的同时,能更多地了解和把握本领域的研究与发展动向。 3 教学改革探索 充分利用网络多媒体技术 多媒体技术是现代化教学的非常有效的辅助工具,教师要注重利用并充分发挥多媒体的特点,制作形象生动的多媒体课件。对那些学生难以理解、教师又难以讲解的比较抽象的内容,比如晶体结构原理、合金结晶过程、位错类型及运动过程等,通过收集以及自己动手制作一些简单的动画,生动形象地来演示复杂的变化过程。这样不仅加深了学生对相关知识的理解掌握,同时还活跃了课堂气氛,激发了学生的学习兴趣。如对钢铁材料的热处理工艺等,注意并积极收集工程训练实习以及工厂企业的热处理工艺过程的录像资料,在讲解课本内容的同时辅助播放实际热处理过程录像,注重理论与实际相结合,使课程内容具有真实感,更利于学生理解和掌握。 充分利用学校的网络教学平台,随时充实并完善课程信息,课堂讲授的重点、难点以及教学用课件及时上传至平台,便于学生随时下载并复习掌握当堂内容;利用网上作业提交和批改功能,可以快速有效地发现学生学习中的问题,了解学生对知识的掌握情况,并能及时得到反馈;通过网上答疑,增加了教师和学生的课后互动,改变了以往只有上课时才能见到教师,学生有问题得不到及时解决的现象;充分发挥网络平台信息量大的特点,注重将生活及科研中接触到的与课程内容相关的新闻报道、最新科研成果等,收集并上传至教学资源,供学生掌握基础知识的同时,更多地来了解社会发展在所学领域的需求,激发学生自我提高的热情和积极性。总之,网络平台让教学更加真实具体,更加强了教师与学生的互动。 精 简课堂教学内容 结合学校的优质课程建设项目,充分利用网络多媒体技术,精简课堂教学内容,做到够用就行。按照专业培养方案,机械类专业的学生学习机械工程材料的主要目的是掌握成分—结构—性能之间的内在联系,并能在零部件设计中合理地进行材料选择,因此,在课堂讲授中删减了那些理论较深的内容。如课本第二章材料的结构,其中晶面与晶向部分,对于非材料专业的学生不需要掌握;还有位错的理论,学生只需要知道位错是由于原子的错排造成的,不需要了解更多关于位错的形成机制等。再如铁碳相图的部分,因为高温包晶反应在生产中很少会用到,所以把包晶反应区省略,将相图简化,重点讲解共析和共晶反应部分。在工业用钢部分,因目前金属材料仍然占据工程材料中大约70%的市场,课堂教授主要内容仍然以金属材料中的碳钢和合金钢为主。对于课堂上不能详细讲解的知识,或者仅作为了解性的一些内容,如陶瓷、高分子的晶体结构、热处理新技术,以及非金属材料、复合材料等,将其上传至网络课程平台,作为学生自学内容,拓宽他们的知识面。 灵活选用教学材料 选用十二五规划教材作为教学用教材,基础内容深入讲解,包括材料的结构、铁碳相图、钢的热处理等。但在授课中,不仅仅局限于所选中文教材内容,还结合英文原版教材FOUNDAMENTALS OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING,更多地提供中英文对应专业词汇,并摘录一些章节,课堂上详细讲解,让学生学习到专业知识的同时,又能接触到纯正流利的英文表达方式。将某些章节相关的典型的中英文科研论文及掌握的最新的研究成果等介绍给学生,供学有余力以及对材料研究感兴趣的学生开阔眼界,并能使他们更加了解材料研究对社会发展的重要意义。 还在最后一章材料选择中,增加材料与环境的可持续发展。对于一名合格的工程技术人员,在选材中除了考虑传统的性能、工艺、成本等因素外,更要考虑材料的开发、服役、回收等环节可能造成的环境负荷。尽量选择环境友好材料,做到废弃零部件材料能够回收再利用或能生物降解,将对环境的影响降到最低。 4 结束语 总之,机械工程材料课程是机械类和近机类专业学生必修的一门重要技术基础课程,内容多且比较抽象。随着科学技术的发展和各种新材料的不断涌现,需要不断地对该课程的教学体系、教学内容、教学手段和方法等进行改革和实践,以充分调动学生学习的积极性和主动性,不断提高教学质量,加强基础知识的同时,增加辅助教学材料,为学生学习后续专业课程和毕业后从事机械设计及制造工作奠定坚实的基础。 机械工程类论文:探讨机械工程设备安装技术 1 安装准备阶段 安装准备工作主要包括了解设备基础的交付时间;调查设备及材料的供应情况;了解安装现场的条件及安装技术的复杂程度;了解人力、机具的部署情况等。具体而言,此阶段应注意以下几个环节。 (1)设备及材料的订货情况,货到安装现场的时间安排。 (2)设备的检查和材料的检验: 清点设备的零件、附件是否短缺,检查设备的外观及零附件是否有损坏和锈蚀的现象。做好开箱记录,检查说明书、出厂合格证是否齐全;主要材料进场时,必须有出厂合格证及检验报告。若出现材料代用,必须取得设计或有关部门的认可后,方能投入使用。 (3)设备安装前,要按照图纸及施工验收规范进行基础中心线标高、几何尺寸的验收。设备基础的尺寸极限偏差和水平度、铅垂度公差应符合施工验收规范的规定。此外,需对设备基础、预埋件、预留孔等进行交接验收,并复核坐标位置、标高、外形尺寸等是否符合要求。 (4)验收预埋螺栓的高度、规格、螺纹、长度及表面的清洁度等,对预埋地脚螺栓还要检查根部中心位置、不垂直度和顶部标高。另外,预埋地脚螺栓的螺纹和螺母应防护完好。 2 机械设备安装阶段 2.1设备就位 在安装设备前,先安装好车间的桥式吊车,再利用桥式吊车来安装其他设备。在吊运设备时,绳索应栓在设备适应受力的位置上,在绳索与设备表面接触部位应垫上木垫板,以防损坏其油漆表面或已经加工过的表面。 2.2设备找正 指设备的纵横中心线与基础上的中心线对正。在设备未安装之前,首先根据设计、安装和将来对设备进行检修的需要并结合本区设备布置图,绘制永久中心标板和永久基准点布置图,在图中标明永久中心标板和永久基准点的编号、设置位置。埋设永久性中心标板和永久基准点,以供设备安装调整使用,同时为了观测设备基础的沉降情况,还要在整个机组的基础和主要设备附近埋设基础沉降观测点。埋设时注意要在同一块基础的四周至少埋设四个基准点,以检查同一块基础的沉降情况。设备的定位基准一般在设计规范或说明书中都有规定。若无规定时,可采用几何作图法在设备的加工面上确定设备的中心点。 2.3设备的定位及调整 2.3.1设备的平面定位 为了保证设备在基础上准确就位,设备吊装就位后应根据已设置的中心标板,挂设基准线。基准线的挂设应根据设备安装精度要求和挂设跨距选用直径为0. 3mm。0.75mm的整根钢线,其拉紧力一般为钢线破断拉力的40%,80%,水平或倾斜挂设的跨距不宜超过40m。基准线应挂设在便于调整的线架上,用线锤对正中心点,当对正中心后用调整螺母锁定钢线,使其钢线在使用时不发生位移,但使用期间应定期进行复检。 2.3.2设备的标高调整设备的安装标高应选择设备的主要工作面作为测量基准,如轧机底座的上平面。由于永久性基准点一般离设备较远,因此应用精密水准仪,根据永久性基准点,投设在设备附近一个辅助基准点上,以便于设备在安装过程中的标高调整。对于较重要设备,最终还要用精密水准仪进行复测。 2.3.3设备的水平度调整 设备水平度调整方法分整体设备、分体设备。一般整体设备在设备的工作表面或组装结合部表面直接用水平仪测量,根据设备的安装精度可选用不同精度的水平仪。分体设备安装时可分别对各分体部件进行找平。如卷取机底座,先将两底座分别找正、找平,然后将长平尺放在两底座上,把水平放在平尺上进行测量。 2.3.4设备的清洗 清洗设备各零部件加工表面上的油脂、污垢及其他杂物,并使其表面具有防锈能力。设备表面如果有干油可用煤油清洗,若有防锈漆则可用香蕉水或丙酮清洗。设备清洗后,用棉纱擦净并涂以润滑油。设备无油漆的部分均应涂上有机油防锈。 2.3.5设备的润滑 设备内外各部清洗干净后,才可进行加油润滑。润滑油必须经过化验,确定符合要求后才可以使用。加入设备前润滑油必须过滤,所加油应达到规定油标位置;所有润滑部分及油孔应加满润滑油。使用润滑脂密封简单,不易脏污,减少损失,不必常加换润滑脂。特别是对高速电机、自动装置及不易加油的设备润滑实用意义很大。同时,润滑脂受温度影响不大,对荷载性质、运动速度的变化有较大适应范围,在垂直润滑面上不易流失。在润滑脂中加入适量石墨粉,能形成更坚韧的油膜,能在往复运动机构中起缓动作用,避免爬行,消除震动。润滑脂由于流动性差,导热系数小,因此不能作循环润滑剂使用。 3 机械设备试运转阶段 试运转的目的是进一步检查设备存在的缺陷,并进行使用前最后的修理和调整,使设备的运行特性符合生产的需要。试运转的步骤是:先空载、后负荷;先单机,后联动。必须在上一步骤检查合格后,才能进行下一步骤的运转。试运转中应注意以下几点。 (1)设备正常运转时声音时均匀、平稳的,反之会发出各种杂音。 (2)需要测量的温度主要有摩擦部位的温度及油温、冷却水温,对空气压缩机还需测量其出口温度。 (3)在考核设备运转情况的同时,更要注意考核系统的整体效果。 4 设备安装验收阶段 验收是机械设备安装施工过程中的重要环节,必须严格执行标准,认真验收,为机械设备的安全运行打好基础。验收的主要依据包括:设计文件;机械设备安装工程施工及验收规范;主要材料的出厂合格证及检验报告;设备资料(说明书、合格证等) ;隐蔽工程记录和各工序的检验记录等。需要注意的是,安装所产生的误差是不可避免的。而且随着设备的运行,各活动件都会产生磨损,一般初期磨损较快,以后磨损会渐渐减缓,由于磨损,一些原来校好的精度也会变动,我们安装工作总的目标是使设备在很长的稳定使用期内保持理想的精度,这就要求安装人员必须有一定的制造工艺知识,把制造厂形成的设备精度与安装允差结合起来考虑,使偏差向有利的方向发展,以最终确保设备使用性能。 结语: 随着冶金工程技术的不断深入发展,高科技、现代化的冶金设备不断涌现,对设备的安装精度要求也越来越高。机械设备安装工程的质量是依靠安装施工人员在每一道工序中认真负责的工作来保证的,这就对机械设备安装工程的施工人员提出了更高的要求。随着机械设备安装工程规范的进一步完善和发展,从业人员的技术水平和管理水平的提高,机械设备安装工程质量一定能得到切实有效的保障和提高。 机械工程类论文:机械工程中节材问题的探究 一、机械工程中材料消耗的现状 (一)在机械产品成本中,原材料费用过高。 根据国家有关部门对机械系统近万个企业进行的统计结果表明:每年消耗钢材1000万吨,占全国的15%-20%。原材料费用平均占机械产品成本的60%以上。 (二)钢材利用率低。 据统计,我国机械工业钢材利用率权为60%左右,与发达国家相比,有10%-15%的差距。每提高一个百分点就意味着可节约10万吨钢材。我国机械工业的铸、锻件综合废品率偏高,造成原材料和能源的浪费,有人调查过部分企业,铸铁件废品率为12%-14%,铸钢件废品率为10%-11%,有些厂甚至高达20%,而国外一般低于5%。另外我国重要的基础件的寿命短,如模具仅为发达国家的1/3。与国家有关机械系统节约材料技术政策中的要求相差甚远。 二、机械工程中节材的途径 机械工业节约材料的重点是钢材等金属材料,同时也要注意节约其他原材料。从技术经济角度来看,机械工业节材必须考虑以下四个方面:降低产品的材料消耗;减少制造过程中的材料消耗量;提高产品质量; (一)采用先进技术,提高利用率。 采用先进制造技术,提高铸件精度,推广精密性成形技术,在金属件生产中扩大中精锻件比例,使模锻、精锻件比例提高60%以上;继续推行集中下料、科学套材、改进下料工艺和装备,推广各种精密,自动、数控编排的切割技术,采用带锯床、中温剪切等下料新设备;大力采用先进焊接技术,减少焊条用量;采用先进的热处理技术,提高零部件寿命;推广可控气氛,少、无氧化热处理工艺和锻造用保护气氛加热工艺和装备,减少金属氧化损失;采用材料表面处理技术,提高材料表面性能,实现节材低耗;对于关键基础体(轴承、齿轮、弹簧、液压气动元件、模具等),扩大采用精炼钢和脱氧钢,以及行之有效的热处理和表面热处理新技术,显著延长其使用寿命。如上海某公司采用切削活塞,其材料利用率为43.5%,改用冷挤压后可达92%。某大型轴承厂采用高速镦锻生产线,使直径在50mm以下的套圈材料利用率从9.9%提高到42%,—年节钢1800吨。 (二)采用先进的防腐蚀技术,延长设备的使用寿命。 在国民经济中不论哪个部门都毫无例外地存在着腐蚀问题。腐蚀给人们造成的危害是很大的,它一方面造成设备、零件等材料的直接损失,另一方面还造成影响正常生产,恶化操作环境,影响产品质量,新工艺不能上马,设计保守,以及发生人身安全事故等一系列重大的损失。据有关资料介绍,估计全世界每年腐蚀损失100亿英镑(折合人民币约590.8亿元)。全世界每年金属的腐蚀损失约为全年总产量的20%,也就是说全世界每年约有1亿吨金属因腐蚀而损失掉。由此可见,腐蚀是自然界的浪费之一。因此,防腐蚀也是机械工程中节材的又一重大技术课题。随着科学技术的飞速发展,新的防腐蚀材料和方法的不断涌现,防腐蚀技术也在不断提高。例如:我军装备维修表面工程研究中心在海军猎潜艇上推广新型电弧喷涂防腐技术,可使猎潜艇钢结构的防腐寿命从5年延长到15年。 (三)扩大应用新材料,改善用材结构。 扩大应用新材料,改善用材结构,提高用材水平,积极推广各种高强度低合金钢、冷成形钢、冷拔钢管等高效钢,使用切削钢、新型模具钢、感应淬火钢等节能节材新材料;扩大硬质合金材料的使用,以及节约高速钢和模具钢等,扩大粉末冶金材料在汽车、拖拉机和家用电器等方面的应用;在汽车、农机和交通运输设备中,开发应用工程塑料和复合材料。比如用高强度低合金钢代替普通碳钢制作一般承载构件,重量可以减轻10%-30%的。 (四)提高产品设计水平,充分发挥材料潜力。 提高产品设计水平,充分发挥材料潜力,降低材料消耗以轻量化为目标,大力推广计算机辅助设计,优化设计,有限寿命设计、防腐蚀设计和价值工程方法,使产品既可靠安全又结构紧凑,用材合理;适当提高材料使用强度等级,充分发挥材料性能潜力,降低材料消耗。如对eq-]40汽车桥壳进行疲劳研究和优化设计后,每台减少5千克,新设计的经济型数控车床与普通塔车床相比,采用数控伺服机构后,省去刀架和溜板等,零件数目减少2/5。 (五)大力推广再制造工程的研究及应用。 再制造工程是正在发展中的一个新兴研究领域和新兴产业,在国外也仅有十几年的历史,国内有许多单位正在进行再制造领域的研究。全军装备维修表面工程研究中心、西安交通大学等单位使用表面工程技术进行设备零部件的再制造研究和应用;装甲兵工程学院、空军第一研究所、空军工程大学和海军工程大学对装甲车辆、军用飞机,舰艇的延寿作了大量的试验和研究工作。20世纪90年代初以来,国内的一些部门对修复热处理已经做了尝试工作,如对长期服役过的发电设备上的某些重要零件进行修复热处理。应用等离子喷涂技术对重载坦克车辆零件进行再制造修复和强化,实车考核证明用再制造技术修复和强化的零部件比新品的相对耐磨性提高1.9-8.3倍,寿命提高2-3倍。对首钢从比利时购进的二手连铸设备中的三百多件大型轴承座和轧辊,经再制造修复后,已使用数年。目前一些单位已经开始了汽车、计算机、空调、电冰箱、摩托车等产品零部件再制造的研究工作。再制造工程技术不仅能恢复原产品的技术性能,而且能及时引进新技术、新工艺和新材料,改进提高产品的技术性能和可靠性,从而延长产品的使用寿命。再制造产品的费用仅为新品价格40%-60%,达到废物利用,变废为宝的目的,为降低材料消耗,节约原材料开辟了一条新的途径。 三、对节材途径的展望 (一)面临进入wto新技术发展的机遇和挑战,发展再制造业是应付这种挑战的一种有效手段,使用再制造产品将再制造业降低成本,节约资源,减少污染。 (二)将节约原材料贯穿于原材料生产、产品设计制造及使用的全过程,其中在制造过程中节材是潜力最大、最易见效的—个环节。因此要大力开发和使用先进技术、工艺和装备,大幅度提高国产技术装备水平,加速传统产业技术升级。 (三)基于以上论述,我建议在上世纪90年代出台的有关节约材料技术政策的基础上,力争在行业平均钢材利用率达80%,铸造综合体废品率下降5%以下,重点骨干企业下降到3%以下,并将关键基础件的平均使用寿命延长到30%以上。 四、结语 随着现代工业的发展,资源、能源及环境保护的问题日益突出。因此,材料的工程应用必须对之有所考虑,特别是对于大批量生产的零件,所用材料应该来源丰富,顾及国内的资源及市场供给情况,并应尽量选用生产过程耗能低的材料。节材与节能的结果必然减少了环境的污染,有利于保护生态环境。从人类可持续发展的战略高度出发,节约原材料,代用稀缺物资应是现代机械制造工程必须继续探讨的重要内容之一。 机械工程类论文:谈机械工程设计中的创新 机械工程产品在工业生产中作用大,因此,在进行机械工程设计的时候一定要不断应用创新思维,这样才能更好的提高设计质量。同时也要在机械工程产品模块化发展中取得更好的成果在机械工程设计中,相似性理论的作用是非常大的,因此,在设计过程中一定要对相似性思维进行重视。 1 创新设计与创新思维 在进行机械工工程设计的时候,设计是否能得到成功是和设计中是否进行创新有很大关系,在机械工程设计中创新不是简单的构想,是要在知识和经验的积累上进行创新设计,因此,在进行设计的时候要有很强烈的创新意识和创新思维能力。无论在哪个领域知识都是非常有限的,但是想象力却是无限的,因此,在一定程度上想象力比知识更加重要。想象力能够更好的推动世界,同时也能更好的实现社会进步,想象力是知识进化而来的,因此,在进行科学研究中,想象力是非常重要的。创新思维不是逻辑上循序渐进得到的,而是通过形象化构思和想象得到的思维形式,在一定方面上要能够更好的对事物的本质进行掌握。创新思维要依据经验的积累,同时也要不断的超出经验,这样才能更好的形成直觉方面的思维。 创新思维是一种有意识努力和潜意识努力的结合,在一定程度上能够更好的形成人们的智能。潜意识通常都是非常的模糊的,同时也是非常的无意识的,但是在人脑中这种思维模式确实非常的频繁的,同时在人脑中也是要依赖知识、方法和经验的积累的。人们在学习和工作中只有知识积累非常丰富,信息储备非常多,才能在无意识的情况下进行思考,同时能够更好的将知识进行结合,这样才能产生很好的设想,出现灵感。潜意识的出现是无法离开人们的有意识,因此,潜意识通常会在人们对一个问题长期思考的过程中形成,而且对问题的解决是非常有帮助的。在通常情况下,潜意识经常会处于一种游离的状态,在某个不经意的瞬间就会出现一些灵感,因此,在一定程度上,潜意识能够更好的打开人们的思路,同时也能将出现的问题进行解决。创新思维是创新设计的灵魂,同时也是人们丰富经验和知识的积累,但是在一定程度上创新思维并不是知识加上经验。 2 机械工程创新设计的研究对象 在机械工程设计方面进行创新设计不仅要提高学术水平,而是为了获得更好的经济效益和社会效益。在机械工程设计创新设计方面进行研究是为了更好的在发明创造新机器和新机械方面提供理论依据和方法,同时也是为了更好的实现机械工程智能化发展,实现真正意义上的专家系统。这样能够促进机械工程设计水平向自动化、智能化以及集约化方向发展,同时在产品设计方面也能更好的提高同类产品的竞争能力。在专利产品技术不断实现产业化发展的时候,能够更好的实现经济效益和社会效益,同时在进行机械工程设计时不但培养设计人员的创造性思维也能更好的提高设计人员的创新能力,同时也能提高人们在创新设计方面的自觉性以及技术上的可操作性。机械工程设计方面的创新将成为一种新的工具和手段,在新产品更新换代方面也能取得更好的效果,能够为社会创造更多的财富。 在进行机械工程创新设计时一定要发挥设计者的创造力,同时在设计方面要不断的进行新颖性和实用性方面的改造,这样能够更好的保证机械产品在未来的使用效果。在对机械产品进行改造时可以对生产情况进行必要的改造,同时也要对机械产品的性能以及可靠性、经济性和实用性进行提高,同时在进行新机器和新产品设计的时候一定要保证其在生产中得到有效的应用,避免出现实用性不理想的产品。同时在机械工程创新设计方面要不断对其他方面知识进行掌握,这样在进行设计时能够更好的在设计技术和方法上进行提高。 3 相似性思维对技术创新的作用 工程技术在种类上是非常多的,同时在学科方面也是非常多的,但是在发展过程中也是存在着相似性,只是相似程度会存在着一定的不同。随着技术的发展,在相似程度上也出现了不断的转换,这样就使得很多事物在发展过程中出现了不是绝对存在的情况,这样也使得很多事物存在着划分越来越模糊的情况。 在对事物进行研究的时候,抓住事物之间的相似性能够更好对事物的本质进行了解。在工程技术领域中,在工程设备、工程系统以及工程建设之间都是存在着一定的相似性的。在进行工程设备研究的时候,要对其功能进行划分,这样就能得到设备的基础部分,动力系统、控制系统以及执行系统等,这些系统在工程设备中都是必备的系统,同时在本质上也有一定的相似性。很多的设备在构造原理和方法上是比较相似的,但是也存在着一定的差异,在科学技术不断发展过程中,技术也在不断提高,这样就使得设备在功能方面也出现了一定的变化。在对工程技术问题进行研究时,一定要对设备的相似规律进行掌握,这样才能更好的从工程相似论中进行设备设计。 在先进制造技术领域中,新技术在日新月异地发展,新术语和新概念层出不穷,着实让人眼花缭乱,如计算机集成制造、精益生产、并行工程、敏捷制造、全球化制造、分散网络化生产系统、大量定制化生产等等。通过考察不难发现,它们都具有本质相似性,即提高生产率以缩短制造周期、降低成本和提高质量,这是它们共同的根本任务,只是在不同时代背景和社会条件下措施不同。这种相似性思维在工程技术和创新中屡见不鲜。例如,在控制工程中,可以用具有相似数学模型的电系统来模拟一个机械系统,从而产生了物理系统的模拟技术。随着电子学与计算机科学的发展,这种物理量的模拟技术又发展成为数字化的仿真技术,并进一步发展成虚拟现实技术。在制造领域中,可以采用这些技术,通过相似性思维过程时行再创造,发展出产品设计拟实技术和制造拟实技术,有人称之为:虚拟设计和虚拟制造。善于创新的人与一般人的区别,就在于他能不断发掘现存事物中需要的变异,并将它与相关事物和相关技术进行相似性匹配,从而触发创新灵感,达到创新的目的。这就是从相似性思维达到创新的全过程。 4 相似性分类是创新研究的关键 按事物的相似性进行科学分类,是创新研究的第一步。在工程技术中,不仅要对结构相似、运动相似、功能相似、工艺相似的系统或部件进行分类,还要在分类的基础上进行分析分解,按层次找出相似的单元,最后进行综合和优化,根据客观需要对分类后的相关单元进行优化组合和融入新技术,形成新事物或新的技术过程。例如,在制造工程中,前苏联学者米洛凡诺夫将零件按其结构相似性进行分类后创立了成组加工,使原来只能用生产效率极低的单件生产方式加工的零件,通过分类并组,并根据各类零件的共性改进加工设备和工装,使之能采用类似大批量生产方式加工同类零件,大大提高了生产率和经济效益。 5 结束语 在机械工程设计中进行创新能够更好的提高机械的生产率,同时也能为经济发展做出贡献。机械工程设计进行创新一定要在设计中具有创新思维,要想获得创新思维,人们一定要对知识和经验进行积累,这样才能更好的实现思维创新。 机械工程类论文:机械工程智能化的现状及发展方向探讨 当今的社会是一个智能化的社会,智能手机、智能电视、智能移动网络终端等一系列智能化设备的问世掀起了智能化时代的高潮。科技水平的发展为智能化的发展提供了必要的技术支撑,经济的发展为智能化的大规模运用提供了必要的经济基础,智能化技术渐渐被应用到社会各领域。机械工程在社会发展中扮演着十分重要的角色,它为人们的生存提供了必要的生产资料。为了社会发展的需要,机械工程的智能化已是大势所趋,机械工程智能化的发展已成为研究的一个重要课题。在此大背景下,本文针对于此做出简要的分析。 一、机械工程与智能化 1、机械工程 机械工程是一门以自然科学和技术科学作为理论根据,通过研究各种机械的开发设计、制造安装、使用维护并对机械中存在的问题进行维修的应用性学科。从社会发展的角度看,社会发展离不开社会生产,但是社会生产十分依赖机械设备,机械设备具有大规模生产的作用,离开了机械设备,社会生产只能满足极小的生产需求。机械工程为社会发展进行大规模、大范围的生产活动提供了必要的条件,对于促进社会经济的发展十分重要。 2、智能化 智能化是当今世界发展的主要方向,其涵义较为复杂,涵盖的知识领域十分广阔,被应用的范围也较大。随着科技水平的不断创新,在技术的支持下,智能化的发展也不断取得进步,使得智能化的应用领域越来越广,渐渐不止应用于如今我们所知道的智能手机、智能电脑等移动设备领域,同时也被应用到工程建设等诸多方面。而科学技术的不断创新也为智能化提供了源源不断的动力,对于深化智能化的发展方向十分有利。另外,在变革的时代,智能化是大势所趋。 二、我国机械工程智能化的现状及其重要性 1、我国机械工程智能化的现状 上世纪科学技术的快速发展为现阶段机械工程的发展奠定了良好的基础,目前,机械工程的知识体系日趋成熟。而智能化是研究者根据人类大脑的构造与功能研究出来的,机械工程的智能化主要目的在于结合人脑的特点实现用机械替代部分的人工劳动。现阶段,我国的机械工程发展趋势较为明朗,多管齐下,既有引进外国先进技术水平,又有自身的探索与研发,还有政府的政策扶持,机械工程的发展处在十分有利的环境下,发展十分迅速。 智能化在机械工程的发展中十分重要。目前,我国的众多企业已经开始研发智能化应用于机械工程的可能性,尽管企业的运作方式上还存在一些不足,但是企业在管理模式、生产制造等方面有所变革,更多的公司越来越重视对创新能力的培养。但是现阶段我国的机械工程智能化发展仍存在诸多的困难:科技水平虽然有了长足的进步,但与世界顶级水平还存在差距;智能化虽然有了一定的成果,但创新能力不够;信息管理系统虽然建立,但还有待于进一步完善;企业的发展较为迅速,但是智能化的程度不高等。但是,这些困难都只是暂时,机械工程智能化发展方向是大势所趋,随着我国经济、科技等方面的深度发展,将为机械工程智能化提供更强大的支撑。 2、机械工程智能化的重要性 机械工程为人类提供大量的生产资料,维护着机械设备的正常运转,机械工程包括社会生产的多个方面,将机械工程与智能化相结合,能够为社会生产提供更为人性化的服务,机械工程智能化不仅能提高生产效率,不断满足人们多方面的需求,还能以对环境造成的最小化代价换回经济效益,机械工程智能化发展方式能实现经济与环境的和谐发展。 三、机械工程智能化的发展方向 1、生产产品智能化 产品是促进企业进行正常经营活动与持续发展的基本,也是企业实现经济效益的手段,尤其是机械设备直接生产出来的产品,不仅要保证产品生产出来的质量,同时也要保证生产效率,满足市场及消费者的需求。智能化的生产方式不仅能保证机械设备生产的产品在质量上精益求精,还能兼顾提高生产效率。除此之外,对于消费者越来越高的产品要求与多元化的产品需求,智能化的生产方式能根据消费者特殊的要求生产特色的产品。如实现电脑与手机的无线连接以达到传输文件的目的;手机的无线充电模式等都是产品智能化的体现。 2、管理方式的智能化 智能化管理方式在机械工程管理中的应用逐渐深入,势必会给机械工程企业所固有的管理方式造成冲击,促使企业管理方式发生变革,由原来交叉粗放的管理方式转变为细化到个人的管理模式,保证决策的实效性;由原来的人力管理转变为计算机系统管理。智能化的管理方式能确保机械工程企业的生产、销售、产品维护、市场开发等方面都得到及时的跟进与补充,实现一体化的服务模式,并且能给及时反馈运行的结果,方便后续的生产经营活动。智能化的管理方式,不仅能有效节约管理成本,还能有效提高管理的质量与效率。 智能化管理方式的创新能促进机械工程企业的整体发展,随着此种管理方式的深入,能有效提高机械工程企业对市场环境的风险防范意识,同时对于市场的变化有及时的反馈,不断适应市场变化的发展要求。因此,智能化管理方式在机械工程企业的应用发展前景很可观。 3、机械工程设备的智能化 在现阶段,伴随着科学技术水平的不断突破创新,机器设备也在朝着智能化、自动化的方向发展。机械工程智能化不止是生产产品的智能化、管理方式的智能化,同时也是机械工程设备的智能化,这种智能化的机器生产能有效提高生产效率,还能协助设备管理人员对机器设备进行智能化的管理,降低管理成本,通过机器管理机器,达到智能化管理机器性能与运行状态的目的,如当机器在生产过程中发生故障时,监管设备就会发出警报,停止该问题设备的运转,保证机器不会发生二次故障的情况。 机械工程设备的运行状况是机械工程生产效率的基础,在生产过程中至关重要。由于不同的机器设备存在设计、构造、性能、安装等方面的差异,机械工程的生产效率与生产目标也存在不同,智能化的机械工程设备能根据各机器的不同功能进行合理化的运作。 4、科技的智能化 科技智能化是实现生产产品智能化、管理方式智能化以及机械工程智能化的前提条件。科技智能化能广泛应用在机械工程生产的各个环节,如感应技术、联动控制技术、远程控制技术等。因此现代机械工程企业要密切关注科技发展趋势,紧跟科技发展步伐,与时俱进,将新型的科技应用到生产中。 创新科技的智能化,不仅能提高机械工程企业的生产经营效益,也是改善企业员工工作方式、提高企业生产效率、保证产品质量的关键所在。需要注意的是,对于不同领域的产品,生产规范、产品结构、 生产方式上各有不同,不能采取“一刀切”的方式简单粗暴的进行生产,需要根据实际的需求进行相应的设备、技术选择,使机械工程智能化生产的产品在保证质量的同时满足消费者的不同需求。 结束语: 总而言之,机械工程对于社会经济的发展十分关键,智能化是社会发展大势所趋。现阶段,虽然我国机械工程智能化发展面临一些问题,但是困难只是暂时的,随着科技与经济的继续深入发展,其发展前景十分明朗。 机械工程类论文:浅论机械工程技术教学研究 机械制造技术是一门非常重要的专业课,它包括金属切削机床、金切原理与刀具、机床夹具、机械制造工艺、数控加工工艺等内容。本课程的目的是使学生掌握机械制造技术的基本理论知识,同时通过生产实习、课程设计等实践环节使学生具备分析和解决机械加工技术问题的能力,学习机械制造的新工艺、新技术及发展方向,为学生走向工作岗位、从事生产实践打下坚实的基础。教师应认真研究教材,积极研究教学理论和教学方法,努力提高教学水平。 1. 教书育人,德育为本 教师是“人类灵魂的工程师”,不仅教授学生专业知识,更要对学生进行德育教育。教学中,应结合学生将来可能从事的技术与管理工作的性质,从本专业对人才培养等方面,对学生进行生动深刻的讲授,使他们了解本课程的重要性,激发其学习的兴趣。在教学中,必须把思想品德教育、职业道德与专业技术教育有机地结合起来,使他们成为德才兼备的有用人才。教师应身体力行,为人师表,做好表率,使学生不仅学到知识,而且学会怎样做人。 2. 注重内在联系 专业教育的目的是要使学生用全面和发展的眼光看问题。从教材前、后内容的联系上,从本课程与其他课程的关系,从机械制造技术与其他学科之间的联系,从理论与实践的联系上全面了解和掌握专业知识和技能。 教材是按着一定的顺序编写的,但前、后内容有着紧密的联系。比如,教师在讲授“机械加工工艺规程”和“机械加工精度”等基本概念时,经常要用教材中的例子和生产中的实例来说明,而“典型零件加工”的内容又与前面机械制造基本理论有重要联系,就应引导学生寻找各部分内容的内在联系,这样更容易系统深刻地理解教材。 机械制造专业的各门课程是一个有机的整体,密不可分。机制制造技术与“机械制图”、“机械原理与设计”、“数控加工与编程”等其它专业课和基础科有密切的内在联系。例如在介绍机床夹具的内容时,夹紧力可以由机械、液压或气动装置提供,夹具的结构就有变化[1]。教学中,要把机械原理、机械零件、气动和液压传动等课程的知识联系起来,使学生全面掌握要点,提高专业水平。 3. 教学互动,激发学生的学习兴趣 在机械制造技术的学习中,不少学生感到每节课的知识过多,不能及时理解消化,为了解决这一问题,可以使用多变的教学方法并提高教学艺术性。对教学内容要有的放矢,详略得当。对于易理解的内容,要求学生先预习,讲课一带而过;较抽象的内容除布置学生预习,还应认真讲解;理论性和实践性较强的知识重点讲解,理论联系实际。 教学中可采用讨论式教学方法,即学生按照教师布置的思考题在课前进行预习。课堂上先提出问题,再让学生略加思索之后回答。学生各抒己见,在充分地讨论之后,教师做总结,指出要点。例如在学习曲轴加工的内容时,曲轴与一般的轴不同,它由主轴轴颈、连杆轴颈和连接板组成,结构细长,多曲拐,刚性差,其加工过程很有特点[4]。组织学生参观曲轴加工现场并翻阅技术资料,自己根据零件加工特点,提出加工的方法并相互讨论,在此基础上,教师总结曲轴加工的工艺难点和解决方案。这样以学生主动思考、积极讨论为主,教师提示、答疑为辅,能够充分调动和发挥学生的主观能动性,将被动学习变为主动学习,可以收到很好的教学效果,便于培养学生自学能力,促使学生动脑筋想问题,使其思维能力和表达能力都得到锻炼,提高他们分析和解决问题的能力,有利于培养创造性人才。 4. 利用教具、实物等进行直观教学 机械制造技术的实践性和综合性较强,各部分教学应注意与生产实际相结合,可以利用各种教具、挂图、实物、模型、录像、多媒体等直观教学手段增强学生的感性认识。例如讲解各种刀具时就可以把常用车刀、数控刀具和刀柄、麻花钻、深孔钻头、浮动镗刀、珩磨头等带到课堂上,适时拿出来介绍。在介绍机制工艺规程制定的内容时,可通过观看录像让学生直观了解工厂生产的过程,包括生产技术准备、毛坯制造、零件的各种加工过程等。较大的典型零件如车床主轴箱:床身等可能用木材和纸板做成简易模型,较复杂的工装、机床结构也可做成模型,必要时还可以带学生到工厂参观,进行现场教学。对于工步、走刀、工序等较难掌握且容易混淆的概念,可以组织学生观看车削、铣削的加工录像,有针对性地讲解和区分。讲解数控加工工艺时,可利用数控加工仿真软件介绍数控车、铣和加工中心的对刀、设置刀具补偿、工件的定位和装夹、刀具运动轨迹等内容,带领学生深入工厂观看数控机床加工现场,都可收到很好的效果。 5. 搞好现场教学 根据不同的教学内容、不同的情况采用多种形式的现场教学。对于各种加工方法、各种机床、夹具、刀具和量具,可组织学生去实验室、工厂机加工车间参观实习。针对某一典型零件的加工,可组织专题现场教学,要详细了解图纸和工艺条件,学习工艺过程,了解其典型设备、工艺装备的机构特点和使用方法。对重点零件的加工,要求学生仔细观察、运用所学的理论知识,改进不合理的工艺方法;对生产中遇到的质量或其他技术问题,应指导学生分析并解决,必要时,向工厂的技术人员和工人请教。在实习中,把典型的工艺方法、夹具、专用刀具都记录下来,与所学的理论进行比较,来巩固理论知识和提高解决技术问题的能力。当然,课堂与现场要相结合,教师应根据工厂的情况编写出实习教案,精心组织实习的内容,首先在课上介绍零件图纸和技术要求,然后带领学生深入现场,最后回到课堂组织学生讨论分析,教师汇总,指出要点。 总之,机械制造技术是一门综合性、实践性都很强 的课程。任课教师认真研究教学方法,不断提高知识水平,真正做到理论联系实践,必然能教好这门课,取得理想的效果。 机械工程类论文:对自动化技术在机械工程中的应用研究 随着机械制造步伐的逐步加快,机械工程中自动化技术的应用也得到了全面的发展。在过去,自动化技术的应用通常是局部、单机形式的自动化,而如今,自动化技术不仅综合了集成技术,还囊括了一系列先进的智能设备,因而大大提高了生产效率,使得机械工程领域产生了巨大的变化。随着自动化技术在机械工程中应用范围的不断扩大,自动化技术在机械工程中的应用现状、应用策略以及发展趋势等问题也就成为当前热议的话题。 1、我国自动化技术在机械工程中的应用现状分析 我国自动化技术在机械工程方面的应用情况仍处于单子及刚性自动化阶段,同国外发达国家相比差距仍相对较大,因为国外发达国家自动化技术的应用已经实现了普遍的柔性化、集成化及其智能化。 对于我国的多数企业而言,在机械工程的生产管理的自动化方面采用的仍是传统落后的管理模式,发达国家早已实现了信息化管理,且对于工业管理、组织以及生产模式等方面仍在逐步升级和创新。对于人才管理来说,我国缺乏一个科学有效的管理机制,且所谓的人才多为理论型人才,真正的理论实践型的全面人才远远不够。此外,对于机械设计方面而言,我国无法做到及时地更新,在设计能力方面也并无大幅度的提升。对于工艺水平而言,数控加工等相关技术仍停留于初级的精细加工阶段,还未真正掌握复合加工等先进手段。 对我国机械工程中自动化技术的应用情况进行分析可知,我国在此方面存在着不少问题,较为突出的问题是机械自动化技术全面人才的缺乏、自动化技术较为落后,且应用范围较为狭窄等。作为机械自动化技术发展的基础,相关技术人才的培养相当关键,由于我国在此方面的技术人员多数仅仅空有理论知识,而缺乏实践经验,因此,进行人才的培养过程中必须注意理论同实践的联系,这样方可真正实现自动化技术能力的不断提高,进而推动现代机械工程领域的不断进步。此外,我国还应改变数控系统中传统的封闭体系结构,不断提高自动化技术的管理策略及其科研投入,拓宽自动化技术在机械工程领域的应用范围。 2、机械工程中自动化技术的应用分析 2.1柔性自动化技术在机械工程中的应用分析 对于柔性自动化技术而言,其主要是随着计算机信息技术的发展而产生的,因而是一种新兴技术,此技术不仅可以实现技术性操作的自动化进行,还可以在明确加工目标的情况下进行智能操作。因此,将柔性自动化技术应用于机械工程中可以实现生产效率的提高,从而实现机械领域的工业化发展目标。如今,柔性技术已经成为机械工程中不可缺少的一部分,其将数控技术为核心,同时结合先进的计算机信息化设备、信息科技技术及现代机械生产技术三个方面,推动了机械制造工业的不断发展和进步。由此可知,柔性自动化技术在机械工程中的应用,对于整个工业发展而言具有相当深远的意义,不仅能够实现生产数量及其生产效率的大幅提高,减轻劳动人员的工作强度,还大大提高了生产的质量,实现了生产成本的大幅降低以及产品效益的不断扩大。由此可见,柔性技术在机械制造行业的应用具有全球化趋势。 2.2集成自动化技术在机械工程中的应用分析 集成自动化技术主要指的是对目前现有信息技术不断进行改进,以确保机械制造过程更为具体化,此外,还负责将机械制造生产过程中相关的各种技术及其生产信息进行高效集成,以实现机械生产的不断扩大,最终实现集成能力的不断增强。正是由于具有如此多的优势,因此,如今集成技术在机械工程中的应用已受到了十分普遍的认可,且在信息集成系统不断发展和完善的过程中,集成自动化技术也得到了不断的发展。集成技术涵盖了众多方面,如数据库集成、质量系统工程以及一些复杂程度较高的工业系统设计。就如今的发展情况而言,集成自动化技术在机械工程领域的应用,无论对于产品研发,还是生产和控制都可以取得相当好的效益。 2.3智能自动化技术在机械工程中的应用分析 智能自动化技术指的是通过人工智能技术、神经网络等技术对某过程进行模拟,促使系统能够像人脑一样进行数据的分析或信息的采集,进而实现系统的自动化。此技术在实现机械智能化的同时,还通过集成化技术实现了控制的自动化,因而可以说是一门集智能技术和集成技术于一体的自动化综合技术。此技术在机械工程中的应用有效实现了人工智能技术以及机械制造过程的高效融合,不仅对生产过程的监控十分有利,有效降低了人力资源成本的投入,还实现了生产效率的大幅提高。此外,此技术通过神经网络实现信息的识别,因而使得机械系统运行时具有相对较强的自主适应能力,这对于生产过程中突发事件的快速响应及其解决十分有利。 3、自动化技术在机械工程中的未来发展情况分析 3.1自动化技术在机械工程中发展方向 机械工程中自动化技术应用的发展过程中必须以我国国情为依据,从简单技术入手,逐步朝着复杂技术进行发展,进而建立起一套我国特色的机械自动化系统。如今,虽然我国在机械工程领域已经得到了一定程度的发展,但同国外先进国家相比差距仍相当大,在自动化技术在机械工程的应用过程中先进技术及其相关经验仍相对缺乏,这就要求我国实现机械领域自动化的过程仍有相当长的一段路要走。因此,就我国而言,为了实现机械工程自动化技术的更好发展,必须以我国具体国情为依据,不断进行自动化技术应用经验的积累,同时注重吸收外国在这一方面的先进技术水平,逐步推动机械工程中自动化应用技术的不断发展。 3.2机械自动化技术在企业中的应用和发展 对于自动化技术在机械工程中的应用而言,其主要目的还是为了投入生产,因此必然要在相关企业中进行应用和发展,此时必须以实际情况为依据,确保机械自动化技术的应用能够有效推动企业的发展。对于机械相关企业而言,在进行自动化技术的引入过程中必须先要对企业的实际情况进行考虑,无论是企业的经济能力还是未来发展都要进行认真考虑,以确保机械自动化技术能够产生长远的效益。 3.3自动化技术在机械工程中的应用过程中应注意的问题 进行机械工程自动化技术的应用过程中,必须注意稳固的抓好此项技术的应用过程,对此项技术的基础应用工作进行大力地推广。一面进行主机的发展,同时还要进行配套控制系统及机械自动化元件等的发展。此外,还要确保各种传感器、编程控制器、控制系统、系统及计算机软件和微处理机等方面技术的不断发展,以便为将来的进一步发展打下基础。除此以外,还应不断进行性能优良且应用水平高的自动化机电产品的研究。自动化技术在生产中进行应用的过程中很容易受到系统质量、结构、刚性等方面要求的影响,因此必须不断对其进行更新,以满足机械自动化技术应用方面的需求。 结语 综上所述,自动化技术在机械工程中的应用已逐步成为机械制造领域相当重要的组成部分,机械工程中自动化技 术的应用不仅可以实现原料成本的大幅降低及生产效率的大幅提高,还是避免人力资源浪费的最为有效的途径,因此必须对其给予足够的重视。 机械工程类论文:机械工程图图形检索技术的研究 引言 在基于内容的视觉信息检索技术与计算机信息管理技术探究中获得的科研成果给处置这个问题带来了有用的参考,让迅速查寻所需要的设计图纸变成可能。鉴于此,本文对机械工程图图形检索技术进行分析与探究具有较为深远的意义。 1.机械工程图检索技术的分类 基于文本的图纸检索还有基于成组技术的图纸检索出现了很多的问题,寻找原因会发现问题的形成和举出这类方法的时候,人们对图形的认知水准还有处理问题的考虑点存在较大关联,所以这类问题是方法自身所特有的[1],只借助改变技术细节很难解决,必须通过不同的角度思考这类问题才会可能全部处理发生的困难。伴随基于内容的图像检索技术的进一步发展,国内外已经有某些研究人员将在基于内容的图像检索范围所获得的科研结果加入至CAD领域,通过图形特点的记叙方式完成CAD图形检索。系统首先必须提取到图纸的几何特征数据还有其空间关联数据,关于图纸的特点数据存储至图纸特征库里,客户在完成新设计的时候,只需要给系统提供具有某种特点的图形,系统就能够在拥有的计算机图库里检索到与所提供的图形拥有类似的几何特点或者部件相互拥有类似空间关联的图纸,这样用户就能够用检索出的结果当成参照,根据新的设计需求进行设计。本文所论述的主要是基于内容的图纸检索系统的完成问题。 2.机械工程图大致图形的叙述 第一,简单图形 包含了矩形、圆与三角形这三类图形。 第二,链式图形 通过直线、圆弧相互连接形成的图形,构成这些图形的直线或者圆弧首尾是相接的,图线相互不存在交互关系,所围区域都是单连通域,在其围成的区域里不包含其他的图形因素。 第三,复合图形 通过链式图形与简单图形利用邻接关联形成的图形,在这些图形中轮廓线以里的每个区域中都不存在单独存在的简单图形或者链式图形。图形分解的重要步骤叙述如下: 步骤一:分隔单独出现的图形 单独出现的定义指的是在这个图形的每个部分和轮廓的其他组成成分不存在相交、重合与连接关联,图形单独的出现在总体轮廓之间。这类图形假如是简单图形,则跳转至第4步,假如是链式图形,则必需跳转至第3步,不然其就是复合图形,跳转至第2步完成; 步骤二:复合图形分解 把复合图形根据其组成分解成为相互邻接的闭合图形[2],这类图形可能是链式图形或者是简单图形这两类状况,判别图形的形式,假如图形是简单图形,则跳转至第4步接着完成处置; 步骤三:把链式图形分解成为简单图形的组合 把链式图形分解成为简单图形,包含了图形分解还有判定所得的各类简单图形相互的存在关系这两类问题,也就是先完成分解,再判别各个简单形体相互的空间运算关联是并、差还是没有空间运算关联; 步骤四:存储处理结果 到这里整个的图形就已经被分解成了圆、长方形与三角形这三类简单图形的拼接形式。把图形的构成数据还有每个步骤获得的图形之间的空间运算关系存储至数据文件里。详细情况参照下图2-1所示。 3.机械工程图图形检索数据的组织和检索的完成 复杂机械工程图中的图形轮廓最后能够分解成三类几何图形的组合情况,这个分解的过程总共包含了三个阶段,在分解的第一阶段与第二阶段里,复杂图形被分解成了一些封闭的图形,这类图形相互之间是存在邻接或者互相包含的关联,封闭图形间的组合形式展现出了轮廓的整体构成结构;在分解的第三个阶段,那些不属于规定的几种简单图形的封闭图形被再一次的完成分解,最后通过长方形、圆与三角形这三类简单图形的拼接形式来代表它们,分解获得的简单图形的数量与相互关联代表了繁杂的封闭图形[3]。 在基于内容的图形检索当中,判断检索图形与其他图形相互的匹配程度是检索的重要步骤之一。过去数据库系统的查询往往是基于精准文字匹配的,但是在图形、图像这样的数据检索当中,关于给图形、图像的内容用语义叙述没办法完成全部精准,因此必须要通过相似性匹配来权衡评定检索结果的相符情况[4]。这个相似性情况是通过数值形式来完成表示的。相似性测量是某个模式领域当中关于模式的知识表述,可以度量该领域里对象间的感觉相似性的相应程度。在用户根据图形特点检索的时候,获取到的图形特征是关于图形实体的一类全面的表述,当使用相似性检索的时候要牵扯到两类重要的问题:一个是图形特征的相似性度量,另一个则是基于相似性的查询方法。 4.结语 通过本文探究,认识到机械工程图检索技术的分类,因此对机械工程图图形检索数据的组织和检索的完成进行加强便显得极为重要。然而,这是一项较为系统的工作,不能一蹴而就,需要从多方面完善,比如复杂图形被分解成为一些封闭图形。进一步为我国机械工程图图形检索的发展奠定尤为坚实的基础。 机械工程类论文:机械工程教育信息化发展现状 一、前言 在我国经济中,制造业是国家的支柱行业,占据国有经济的重要地位。随着制造业的快速发展,机械工程技术也迎来了新的发展形势。从目前机械工程技术的发展来看,在产品研发和生产制造中,机械工程技术正在缩小与国外发达国家的差距,在某些产品领域已经达到了世界领先水平。之所以取得这样的成绩,主要原因在于机械工程教育中引入了信息化的理念,不但提高了机械工程的教育效果,也促进了机械工程教育的发展,所以,我们应对机械工程教育信息化发展有全面正确的认识。 二、机械工程技术的特点分析 1、机械工程技术的先进性特点 (1)灵活(2)高效率(3)能源消耗低(4)无污染(5)产品性价比较高。 2、综合考虑设计与工艺的特点 在机械工程技术方面,设计与工艺紧密结合十分重要,在实际生产过程中,需要结合现场的工艺进行合理的设计,使设计一次性成功,这就是经常所说的并行工程。 3、全面考虑工业应用的特点 对于机械工程技术来说,最终的目的就是提高制造行业的经济效益和社会效益。这就要求在设计之前详细了解市场,针对工业应用情况进行设计、研发、生产、销售等等,使该技术能够达到理想中的效果,这样的机械工程技术才算是成功的。 三、机械工程教育信息化发展现状 考虑到机械工程的特点,在机械工程教育开展的过程中,引入信息化手段是十分必要的。从目前机械工程教育信息化发展现状来看,主要表现为以下几个方面: 1、机械工程教育信息化手段已经得到了充分的运用 出于提高机械工程教育质量的目的,在机械工程教育开展过程中,及时的引入了教育信息化的手段,主要包括CAD教学、网络化教学等,通过教育信息化手段的运用,机械工程引进了国外技术的先进理念,形成了对国外先进技术的消化吸收,保证了机械工程能够持续快速的发展。从目前机械工程教育的开展来看,信息化手段的运用范围越来越广,已经成为了机械工程教育的主要手段之一,为机械工程教育的发展提供了有力的支持。随着教育信息化手段的不断发展和提高,相信在未来机械工程教育信息化手段的应用范围更广,应用效果更加突出。 2、机械工程教育信息化采用了网络化发展的模式 计算机网络的发展,为机械工程教育提供了强有力的支持,不但提升了机械工程教育信息化发展的质量,还提高了机械工程教育的整体效果,改变了传统教育模式的束缚,为机械工程教育的发展提供了新的参考。从目前机械工程教育信息化的发展来看,网络化的发展模式为其带来了资源共享的便利,丰富了现有的教育内容,提高了教学实效性,为机械工程教育的发展注入了生机和活力。从这一角度来看,机械工程教育信息化发展成为了机械工程技术发展的必然趋势,为了机械工程技术的提高奠定了坚实的基础,保证了机械工程技术的发展质量。 3、机械工程教育信息化改变了传统教育理念 在传统教育理念中,机械工程的教育应尊重书本内容,应以现有技术为基础进行技术研发和技术教育,对先进技术的引入缺乏必要的手段。考虑到机械工程传统教育理念的缺点,以及计算机信息化的高速发展,在机械工程教育中引入信息化手段已经成为了必然的选择,对机械工程的发展产生了重要影响。基于这一判断,机械工程教育信息化改变了传统的教育理念,开始朝着新技术引入和新技术应用的方向发展,极大的提高了机械工程教育的实效性,满足了机械工程发展的现实需要,提高了机械工程发展的整体质量,为机械工程发展提供了新的参考。 4、机械工程教育信息化提高了教育效果和技术的先进性 通过采用教育信息化手段,机械工程的教育效果得到了持续的提高,为机械工程技术的发展提供了有力的支撑,保证了机械工程技术的发展质量。同时,教育信息化手段的采用,保证了机械工程技术的先进性,使机械工程技术能够及时的引入并借鉴国外的先进经验和成熟的技术,为我国机械工程技术的发展提供有力的支持。从目前机械工程教育的实际发展来看,机械工程教育信息化提高了教育效果和技术的先进性,为机械工程的发展提供了有力的支持。因此,从促进我国机械工程技术发展的角度出发,我们应对机械工程教育信息化手段有深入的了解。 四、结论 通过本文的分析可知,在我国机械工程技术的发展过程中,教育信息化手段起到了积极作用。教育信息化手段不但提高了机械工程教育的整体效果,还对机械工程技术的发展提供了有力的支持,满足了机械工程技术发展的要求。因此,我们要对机械工程教育信息化手段有全面正确的认识,要认真分析机械工程教育信息化发展现状,不断提高机械工程教育信息化的发展质量。 机械工程类论文:分析机械工程及自动化创新实践开发 引言:工程的本质在于创造,工程创造的内涵就是科学知识和技术的开发与应用。工程正是通过对辩学知识技术的开发与应用,创造世界上原先没有人工产品或系统来满足社会现实可能的需要。工程是一种创造力的专业,与社会生活中的其他专业有着不同的分工,以创造为自己的使命,这正是工程教育的本质特征和光荣任务。现代工程的定义具有鲜明的时代特征。2l世纪,世界将进入知识经济的时代,一切创新都依赖于高素质创造型人才,承担培养高素质创造型人才和发展科学文化双重任务的高等教育,必将成为国家创新体系的支柱和基础,寓有创造本质特征的工程教育应当更加突出创新意识和创造能力的培养等。 一、机械工程及其自动化专业创新实验开发研究的意义 随着世界经济一体化趋势不断增强,我国市场经济不断发展与完善,对现代工程的概念也产生了一种新的理论,即“工程是关于科学知识和技术的开发与应用,以使在物质、经济、人力、政治、法律和文化限制内满足社会需要的一种创造性专业”。从中我们可以看出,工程的本质在于创造,而创造的本质就是对科学知识和技术的开发与运用。从这个意义上理解,工程就可以理解为通过科学知识和技术的开发与应用,通过创造出当前没有的产品或者是系统,以此来满足经济和社会发展的需要。从某种意义上说,工程与其他的专业有着很大的区别,最为主要的就是工程专业可以理解为创造力专业,这也是工程教育的本质特征。当前,知识经济时代的到来,使得知识成为了人类社会进步的源动力,一切的经济活动和社会活动也都要依赖于知识的开发与运用,而高素质的创造型人才正是对知识的开发与运用的实施者,培养创造型人才也成为了当前我国教育事业的根本任务,对工程教育进行创新与改革也是当前高等教学改革的一个必然方向。 二、机械工程及其自动化专业综合创新实验的开发研究 通过对高校理工科专业教学体系的分析可以看出,实验教学被安排的位置是在理论教学之后,其实验的目的就在于为学生提供应用理论知识进行实践和应用的机会。工程能力也可以称之为创造能力,这是对于理工科学生基本的素质要求之一,因此可以说,创新实验教学的开发和研究,是为学生提供应用理论进行创造的平台,也是培养学生工程素质和创新能力的主要途径。综合创新实验的开发与研究是一项复杂的、系统的工程,需要以现代教育思想作为根本的指导思想,科学的处理实验教学与理论教学的关系。笔者认为,综合创新实验应当根据专业特点,同时结合学校教学的实际情况,在现有的实验设备的基础上,进行改进和研发,而不需要投入大量的资金进行新设备的购置,通过对现有的实验设备进行优化和整合,引入计算机技术和智能化技术,则能够实现对综合创新实验的整体优化,达到培养学生创新能力和实践能力的目标。综合创新实验的教学目的很明确,就是为了给学生提供一个工程应用教学环境,使学生通过实验来加强对理论知识的理解和掌握,并且学会用知识分析问题和解决问题,进而培养学生的综合能力。实施综合创新实验通常是在理论课教学结束之后,综合创新实验打破了学科之间的界限,其实验内容的设计以培养学生的创新能力作为指导思想。学生在完成一项创新实验的过程中,要对各种实验的设备进行熟练的掌握,也需要借助多个学科知识的综合运用,才能够完成实验。 机械工程及其自动化专业综合创新实验Ι 1、实验设备:细纱机,计算机,测试系统,机构测绘工具。 2、实验内容:(1)测绘细纱机钢领板运动机构;(2)应用测试系统检测钢领板运动规律;(3)根据检测的钢领板运动规律,反求设计控制凸轮机构;(4)对细纱机钢领板运动机构进行综合分析,提出新的设计方案;(5)在计算机上实现新设计方案的仿真设计或者虚拟设计。 机械工程及其自动化专业综合创新实验Ⅱ 1、实验设备:机器动力学实验台,计算机,测试系统。 2、实验内容:(1)应用测试系统检测机器动力学实验台,当载荷一定时,在安装飞轮和不安装轮飞两种状态下主轴转速的变化情况;(2)建立实验台等效主轴的运动方程,分析飞轮的调速作用;(3)按新给定的主轴运转不均匀系数反求设计飞轮;(4)在计算机上实现不同主轴运转不均匀系数条件下飞轮的仿真设计或者虚拟设计。 机械工程及其自动化专业综合创新实验Ⅲ 1、实验设备:1511织布机,计算机,测试系统,机构测绘工具。 2、实验内容:(1)测绘1511织布机打纬机构和棕框机构的机构运动简图;(2)应用测试系统检测检验棕框机构运动规律;(3)根据检测的棕框机构运动规律,反求设计棕框共轭凸轮机构;(4)对1511织布机打纬机构和棕框机构的运动进行综合分析,提出新的设计方案;(5)在计算机上实现新设计方案的仿真设计或者虚拟设计。 三、“机械工程及其自动化专业综合创新实验"的实施 系列“机械工程及其自动化专业综合创新实验”一般安排与课程设计同步进行。学生在指导教师的指导下完成基本实验内容,然后独立完成计算分析、创新设计以及在计算机上实现创新设计方案的仿真设计或虚拟设计等项内容,最后写出实验报告。系列“机械工程及其自动化专业综合创新实验”不仅重视学生动手能力的培养,更重要的是加强了学生综合应用所学知识分析问题、解决问题和创新思维能力的培养。系列“机械工程及自动化专业综合创新实验”是按照学生掌握知识由浅人深,认识问题由感性认识到理性认识过程设计的,它重视了学生综合创新能力的培养,形成了鲜明的特色。 明确培养目标制定具有工程特色的教学计划。随着科技进步,以计算机信息技术为标志的高新技术在机械制造领域的渗透、融合、应用,使得机械工程学科本身的内涵、外延同传统的观念相比有了质的变化, 企业要求该专业的毕业生不仅具备机械设计制造及其自动化方面的基础理论知识和应用能力,还应具备在工业生产第一线从事机械制造领域内的科技开发、设计制造、应用研究、运行管理和经营销售的能力,为了适应社会需求,就应在现代教育思想、教育理念的指导下,以培养具有工程素质的应用人才为目标,构建起新时期对该专业人才要求相适应的、与现代高新技术相融合的、与经济发展环境和资源条件相协调的教学计划体系,按照公共教育、专业教育、实践训练的培养策略,突出工程特色,既要有共性要求,又兼顾个性培养。公共教育部分要培养学生良好的人文素质, 人文与社会科学与自然科学从来就不是分割的, 很多科学技术中的突破来自于人文知识的灵感, 创新思维和创新精神的培养,也绝不是单纯的专业知识教育问题,通过对学生宽广的通识基础和深厚的自然科学理论基础的塑造,辅以工程哲学的教育,可以为工程素质培养奠定良好的基础。专业教育部分要系统学习专业基础课程和核心课程,重视坚实的专业技能的培养,培养工程师的基本素质。在条件允许的情况下,可以为学生提供专业技能认证课程。实践训练部分则着重进行上手快、后劲足的实践能力与创新能力的训练,任何一个学年均有不同的实践教学环节,保证工程实践训练4年不断线,倡导以科研项目、工程现场、实验室研究为背景,进行系统的动手实践能力和创新能力培养。除了上述共性教育,还要对学生进行个性培养,如鼓励学生参加辅修专业的学习,选修感兴趣的其他专业,通过学习,扩大学生的知识面,以此加强跨专业、跨学科的复合型工程人才的培养。 机械工程类论文:本体以及其在机械工程中的应用综述 一、前言 本体在经历了10多年的发展之后,已经实现了语言、环境构建和方法论,现已经构建了理论框架和技术体系,在各行业中广泛应用。 二、本体的基本概念 在信息科学中,作为一种知识表示方法,本体(ontology)包括了研究领域内对象的名称、对象属性和相互关系的逻辑描述,提供了领域内知识表示和交流的词汇集合和集合中各个对象的关系集合。采用这种方法表示知识的本体,是基于一定的目的人为设计的规范说明,这与它所建模的世界有着明显的区别。本体发展至今,其应用范围已经远远超出了传统人工智能和知识工程的范围,这主要是由于本体具有以下显着的优点: 1、异构系统互操作,在异构主体之间对交流的结构化信息达成共识,这是本体开发的一个主要目标; 2、通过本体复用、映射和集成等方式实现领域知识复用,这是本体研究的主要动力之一; 3、明确的领域认定,利用本体表示方法描述领域认定,当领域发生变化时,对应的领域认定的改变也相对比较容易; 4、分析领域知识,建立领域本体,实现领域知识的应用和管理; 5、将领域知识与操作性知识相分离。 三、知识工程中本体的含义 在知识工程领域,研究人员给出了面向人工智能的明确的本体定义,其中,最重要的一个是Gru-her在1993年采用人工智能界公认的概念模型为基础给出的:本体是概念模型的明确的规范说明。随后Studer在参考了Gruber和Borst的定义的基础上提出了本体是共享概念模型的明确的形式化规范说明。本体定义的核心内容本文由论文联盟//收集整理是概念模型,即研究领域内存在的对象、概念及其他实体以及它们之间的关系是研究领域的一个抽象的、简化的视图,每一个知识库、知识库系统或知识水平的主体,都或明确或隐含的依托于某些概念模型。分类法(taxonomy)是对科学分类的普遍规律的研究,是按照一定的思想观点,以科学分类为基础,结合领域内容和特点,将领域知识分门别类以术语的形式组成分类表。本体与分类法相比,主要有两个区别:本体具有更为丰富的内部结构并且反映了某种程度的共识。 理论上,可以通过5种类型的构件来形式化描述一个本体:概念、关系、函数、公理和实例。这里的概念可泛指论述的任何事物,如任务、功能、行为、策略和推理过程等等,有时为叙述方便,概念也称为类。关系用来表示领域中概念之间的相互作用,元关系形式化定义为个集合的笛卡儿乘积的子集:R:C×C×…×C。函数是一类特殊的关系,在这种关系中,前n一1个元素可以惟一决定第n个元素,函数的形式化定义为:F:C×C2×…×G一一C。公理用来表示领域中永真的陈述,实例表示领域中的具体元素即对象。 四、本体构建的规则 本体构建方法概述出于对各自问题领域和具体工程的考虑,构造本体的过程各不相同。目前没有一个标准的本体构造方法,最有影响的是Gruber在1995年提出的5条规则: 1、清晰:本体必须有效地说明所定义的术语的含义。定义应该是客观的,与背景独立的。当定义可以用逻辑公理表达时,它应该是形式化的,应该尽力用逻辑公理表达。定义应该尽可能的完整。所有定义应该用自然语言加以说明。 2、一致:本体应该是前后一致的,也就是说,它应该支持与其定义相一致的推理。它所定义的公理以及用自然语言进行说明的文档都应该具有一致性。如果从一组公理中推导出来的一个句子与一个非形式化的定义或者实例矛盾,则这个本体是不一致的。 3、可扩展性:本体的可扩展性是指,本体提供一个共享的词汇,这个共享的词汇应该为可预料到的任务提供概念基础。它应该可以支持在已有的概念基础上定义新的术语,以满足特殊的需求,而无须修改已有的概念定义。也就是说,人们应该能够在不改变原有定义的前提下,以这组存在的词汇为基础定义新的术语。 4、编码偏好程度最小(Minimalencodingbias):本体应该处于知识的层次,而与特定的符号级编码无关。本体的表示形式的选择不应该只考虑表示上或者实现上的方便。概念的描述不应该依赖于某一种特殊的符号层的表示方法,不能依赖于某种确定的语言,因为实际的系统可能采用不同的知识表示方法。 5、本体承诺最小,(Minimalontologicalcommitment):本体承诺应该最小,只要能够满足特定的知识共享需求即可。也就是说,本体应该对所模拟的事物产生尽可能少的推断,而让共享者自由地按照他们的需要去专门化和实例化这个本体。Gruber还指出,由于本体承诺是以词汇的使用为基础的,因此可以通过定义承诺最弱的公理以及只定义应用所需的基本词汇来保证。 五、基于本体的产品信息模型 来自华盛顿大学的Sudarsan和CMU的Fenves作为美国国家标准与技术研究院(theNationalInsti—tuteofStandardsandTechnology,NIST)的访问学者,与NIST的Sriram等人一起,为支持产品生命周期管理(ProductLifecycleManagement,PLM)各个方面的信息需求,以本体为表示工具,开发了一种产品信息模型框架口。该框架以NIST的核心产品模型(theNISTCoreProductModel,CPM)及其3个扩展版本:开放式装配模型(OpenAssemblyMod—el,OAM)、设计分析集成模型(DesigeAnalyticIn—tergratedModel,DAIM)和产品族进化模型PFEM作为基础。OAM定义了系统级的概念模型和相关的层次化装配关系;DAIM定义了产品的主模型以及一系列抽象功能模型和两个主模型与功能模型之间的变换,每一个功能模型对应于产品的某一个领域特性,两个变换分别为理想化和映射;PFEM表示产品族及其组件,与产品族进化相关联的设计原理。 开发产品信息模型框架的目的在于:①从产品的概念设计阶段开始,在其全生命周期的整个过程中捕捉产品、设计原理、装配、公差等信息;②便于下一代CAD/CAE/CAM系统的语义互操作;③捕捉产品和产品族的进化。该框架提供了产品信息和设计原理的细粒度描述,因而PLM系统可以方便地直接访问框架中的数据。 产品信息模型框架作为产品在设计过程各个方面的信息库,能够为PLM及其辅助系统提供一种单一的、一致的信息交换协议,支持CAx及其他相关系统之间直接互操作和无缝的信息集成。该框架具有以下特点: 1、以形式化语义为基础,通过采用合适的本体就能进行自动推理; 2、具有概括性,它描述的是概念实体(制品和特征),而不是针对具体的某种产品(发动机、泵等); 3、提供了产品全方位的丰富信息; 4、致力于促进新的应用和过程的开发,避免由于环境中信息的不齐备阻碍新应用的实现; 5、框架中结合了明确表示的设计原理,作为描述产品本身的重要内容; 6、作为产品级上不同系统间互操作的转换与接口。 六、结束语 总之,尽管当前,本体技术已经得到了发展,但是还是存在一定局限性,不能仅局限在对事实知识的表示,还应用对过程性的知识以及有效方法进行探索,这也是该技术今后的发展方向。
机械工程论文:机械工程测试装置设计的创新 目前常见的机械工程测试装置仅仅能够对机构系统或是加载液压系统等单一系统进行测试和分析,还很难对多个系统的参数进行综合性、系统性的测量和分析,因此在实际应用中的效果和价值难以令人满意。创新机械工程测试装置的设计,目的在于将多领域多学科知识进行综合性、系统化的实践运用,使各领域知识之间产生更为深刻而紧密的联系,并更好的服务于实际应用。本文中的机械工程测试装置,创新性的集合了机构系统、液压系统等多个系统,能够对多种参数实现高效的测试与准确的分析,在获得数据变化情况的同时获得分布曲线,以供论证和分析。 1、机械工程测试装置的创新设计 1.1总体结构的创新设计 文中所引的机械工程测试装置设计原理为:在启动变速电机开关后,变速电机立刻开始转动进入正常运行状态,该变速电机可调速范围在120转/分到1200转/分之间,可借助变速电机调速控制按钮对变速电机进行调速控制,通过光电转速传感器实时测量变速电机的转速,由数据输出接口将采集到的数据传送到计算机进行数据存储、处理、评定以及描述;按下急停开关后系统退出工作状态,以确保工作人员安全;电动机带动机构变速箱和轴承变速箱,机构变速箱为二级变速,由直齿和圆锥齿组成,借助皮带带动机构摇杆转动,手柄右倾时是空挡,左倾时机构摇杆转速保持电机转速的1/12,调节电机转速可间接控制机构摇杆转速在0-600转/分之间,轴承变速箱为三级变速,借助联轴器连接轴承箱,手柄右倾时是空挡,处于中间时轴承与电机保持相同转速,左倾时轴承转速保持电机转速的1/6,调节电机转速可间接控制机构摇杆转速在0-1200转/分之间;轴承施压加载依靠可视液压回路系统实现,加载压力显示由加载压力表实现,按下液压泵电机开关后,从液压箱油箱中吸油,通过调节先导溢流阀来控制系统压力,或借助远程调压来调整系统压力,由调压阀压力表显示调压阀压力,对电磁铁2DT开关通电后可借助远程调压阀控制系统压力,对电磁铁1DT开关通电后可保持卸荷状态。 整套机械工程测试装置既可以进行综合性测试,也可以单独测量,或是相互测量。单独对机构系统测量时将滑动轴承变速箱保持空挡,使液压泵电机开关断开,并使机构变速箱手柄左倾即可实现;单独对液压系统测量时将液压泵电机开关闭合,并断开变速电机开关即可;如果需要同时对液压系统和动压滑动轴承测量,只需闭合变速电机开关和液压泵电机开关,使机构变速箱保持空挡,并调整轴承变速箱手柄即可实现;如果需要同时对机构系统和液压系统测量,只需闭合变速电机开关和液压泵电机开关,使动压滑动轴承变速箱保持空挡即可;如果需要同时对液压系统、机构系统以及动压滑动轴承测量,只需闭合变速电机开关和液压泵电机开关,轴承变速箱和机构变速箱不处于空挡即可实现。 ①轴承箱;②轴承变速箱;③机构变速箱;④机构;⑤信号输出接口;⑥变速电机开关;⑦液压泵电机开关;⑧变速电机调速控制按扭;⑨急停开关;⑩变速电机;以下按次序为液压箱、液压泵电机、可视液压回路、电磁铁2DT开关、电磁铁 IDT开关、调压阀、先导溢流阀、加载压力表、调压阀压力表。 1.2 机构系统的创新设计 机构系统设计的目的在于对机构运动学进行深层次的解读,本文引用的机械工程测试装置中的机构系统选择的是可组可卸式。以四杆机构向六杆机构的转化为例,原四杆机构的结构组成较为简单,其中连杆的输出轨迹构成轨迹曲线,最终组成新的六杆机构,分析六杆机构的输出轨迹可以得知六杆机构输出构建上点的轨迹与对应的原四杆机构连杆上点的轨迹相同,是通过曲线移动来实现四杆机构向六杆机构转化的。在这一过程中,机构连杆的位移、角速度等参数可以借助传感器进行测量。 1.3 液压系统的创新设计 文中所用的机械工程测试装置中的液压系统设计为:液压系统与轴承箱连接,通过先导溢流阀对液压系统压力进行调节,由动压滑动轴承为液压系统提供所需强度的压力,旋转动压滑动轴承即可使压力弹簧发生一定程度的形变,从而产生适合的压力。与此同时,先导溢流阀与远程调压阀借助遥控口实现连接,可以借助远程调压阀对液压系统压力进行远程调控,使压力保持在合适的压力范围内。如果将先导溢流阀压力加到最大,对电磁铁1DT开关通电,连接远程调压阀与先导溢流阀,即可通过调节手柄来控制液压系统压力;如果断开电磁铁1DT开关,对电磁铁2DT开关通电,那么液压系统将处于卸荷状态,压力近乎为零。另外,为了对有关参数进行准确实施的采集和监测,在该液压系统的设计中对先导溢流阀出口处设有红外测温仪以及流量传感器,而且轴承系统的载荷根据液压系统压力进行调整。 1.4 动压滑动轴承的创新设计 整个机械工程测试装置共配备有若干个传感器对外载荷、油膜压力等实验数据进行监测和采集工作,直接将计算机系统连接到实验台测试控制系统上,从而进行数据汇总、处理、显示等操作。动压滑动轴承的设计,将轴承空套在主轴上,轴中间横剖面均匀分布测压孔,每个测压孔分别与压力传感器连接,油液温度数据选用红外测温仪监测采集,摩擦力数据选用摩擦力传感器监测采集,由液压系统对轴承加载压力进行调控,轴承载荷随液压油压力提高而增加,通过外载荷传感器对轴承加载压力进行测量和显示,因而十分稳定和方便。利用接口技术将压力传感器与计算机系统连接,利用计算机软件对采集到的压力数据进行处理后可得到压力分布曲线,从而计算出动压滑动轴承的压力分布情况和平均压强。 2、机械工程测试装置的功能分析 从上文介绍可知,该机械工程测试装置可以对机构、液压等系统进行单独测量或相互测量,或是进行多系统的综合测量,是一个综合性很强的测试平台,能够对各系统参数进行实时测量和准确分析,功能十分强大。为了更好的保证该机械工程测试装置的测量精确性,需要避免装置工作状态下的振动和噪声。因此,在该机械工程测试装置设计时,对工作台和传动装置等部位设有专门监测振动和噪声的传感器,借助传感器对振动与声波的测量来准确的掌握振动、噪声情况,从而对其进行有效控制。在压力传感器等其他传感器的配合下,该装置能够对压力、摩擦力、流量、位移、转速、温度等测试内容进行实施准确的测量,为测试系统的数据分析提供信息,能够满足测试人员对参数数据的需求。 3、结语 综上所述,本文借助传感器、虚拟平台、机构、测试等多方面技术和理论知识,创新性的设计了一个综合性的机械工程测试装置,与以往的测试装置相比可以对多个系统的参数进行测量和分析,很好的体现了现代测试技术的智能性、信息化和经济性特征,满足了测试仪器与系统测量分析工作融为一体的需求。 机械工程论文:虚拟仪器技术在机械工程测试中的应用 随着机电产品一体化和生产过程自动化程度的不断提高,机械工程的测试系统越来越复杂。它已成为整个机械设备研制、开发、应用和教学过程中不可或缺的组成部分。机械工程测试系统的基本任务是从测试对象获取反映其变化规律的动态信息,一个功能完善的机械工程测试系统由传感器、信号转换装置、信号分析处理装置和显示与记录等功能模块组成,无疑,讨论和设计机械工程测试系统及其构成要素,是十分有意义的。本文主要分析了虚拟仪器技术在机械工程测试中的应用状况,望大家参考。 一、机械工程测试系统基本状况分析 测试是测量与试验的简称,测试中最基本的是测量。测量是利用各种装置对可观测量(或称被测参数)进行定性和定量的过程。测试的基本任务是获取信息。测试是发展和检验自然科学理论的实践基础。在工程技术领域,由于实际研究对象的复杂性,很多问题难以进行完善的理论分析、推导和计算,所以必须通过试验来获得研究对象的状态,变化和特征等,这正是通过测试来实现的。测试技术正是研究有关测试方法、测试手段和测试理论的科学,它应用于不同的领域并在各个自然科学研究领域起着重要作用。特别是现在机械工程测试技术引起了大型工业企业和高等院校极大的重视。 测试系统的第一个环节是信号的传感,即是将被测量的量或被观察的量通过一个被测量传感器或敏感元件转换成一个电的、液压的、气动的或其他形式的物理量,被测的或被观察的量与被转换的输出量之间根据可利用的物理定律应该具有一种明确的关系。传感器就是用来完成这种转换的装置。 第二个环节为信号的转换和调理。被测物理量经传感环节被转换为电阻、电容、电感或者电压、电流、电荷等电参量的变化,由于在测试过程中不可避免地遭受各种内、外干扰因素的影响,且为了用被测信号驱动显示、记录和控制等仪器或进一步将信号输入计算机进行数据处理。因此经传感后的信号尚需进过调理、放大、滤波、运算分析等一系列加工处理,以抑制干扰噪声、提高信噪比,便于进一步传输和后续环节中的处理。 第三个环节是是对这些信号进行分析处理以及显示记录,包括信号的时域分析、频域分析、相关分析等。原始波形显示、处理后波形显示等。从而还可以分析出机械运转的工况等。 机械工程测试系统有测量、监控、试验分析机械设备运行过程中的参数功能,但前序步骤必经信号的采集、分析才能得出。所以,本系统对于机械的后续分析作用意义重大。 二、虚拟仪器技术在机械工程测试系统中的应用现状 科学技术的日益发展,对现在的机械工程测试系统影响很大,特别是相对于传统的测试系统来讲。以前要用特定的仪器对信号进行分析,但是利用虚拟仪器组建的机械工程测试系统却不用专用的仪器,而是利用计算机作为连接虚拟仪器软硬件的平台,信号源通过调理后数据采集卡就可以获取数据进行分析处理。现代计算机技术对机械工程测试技术和仪器的发展产生了革命性的影响。 测试系统的发展经历了模拟测试仪器、计算机测试系统(智能仪器)及虚拟仪器三个阶段。现代机械工程测试技术以计算机为中心,计算机的发展必然促进测试技术和仪器的发展。在此背景下,虚拟仪器的产生也就水到渠成。 在虚拟仪器中,软件是虚拟仪器系统的关键,目前国内外这种软件主要有美国DSP公司的DADISP软件,以实验后数据处理分析和表示见长美国NI公司的系列虚拟仪器开发平台(LabVIEW、LabWindows/CVI、Virtual Bench和Component Works)、美国QUATECH公司的DASLab软件包和惠普公司的VEE软件平台都是可以搭建虚拟测试系统的软件平台,以图形化编程和界面灵活见长。华中理工大学的V198虚拟仪器系统和哈尔滨工业大学的仪器王以虚拟的单个仪器或仪器库见长。其中,美国NI公司的LabVIEW软件功能最为完善,LabVIEW软件以简单、直观的图形化编程方式、强大的图形显示和数据处理能力见长,运行速度快、开发周期短、界面灵活是其又一大优势,最能体现虚拟仪器的风格,所以基于LabVIEW的虚拟仪器应用相当广泛。 由于Pc的功能变得越来越强大,速度快,价格低,在标准PC上连接一个或多个仪 器模块构成测试仪器成为一种趋势。这种仪器即为虚拟仪器。虚拟仪器的软件开发平台LabVIEW中,“所见即所得”的可视化技术是应用于测试领域的雏形。虚拟仪器注重测试人员在进行工作中的感觉。用仿真的面板给人以真实仪器的感觉,用丰富的曲线图像向测试人员传递信息,是虚拟现实技术在机械工程测试领域中的广泛应用趋势。 几个测试站点连成一个大的测试网络,互通数据和信息,联合分析测试结果,实现 数据和信息共享的网络化测试是机械工程测试系统的一个发展趋势。虚拟仪器技术是现代机械工程测试系统的发展趋势,在丰富的虚拟仪器软硬件产品支持下,尤其是在被誉为“科学家和工程师的语言”LabVIEW的支持下,组建一个机械工程测试系统正变得越来越容易。在技术发展日新月异的今天,为了让测试系统就有开放性、兼容性和不断更新的可能,利用虚拟仪器的概念组建测试系统不失为一种好的选择。 在机械工程测试系统中,应用虚拟仪器编的越来越普遍,因为很多传统的硬件设备在虚拟仪器中都可以用软件代替,从而降低了大量的设备浪费,降低了成本,并且还可以直观化的显示其结果,将多种的传统仪器合并到一套虚拟仪器测试系统中,有利于编程,也有利于增强测试系统的准确度。 三、结论 总之,虚拟仪器技术在全球范围内的应用越来越普遍,在我国主要应用到了企业生产中。我们要对虚拟仪器技术加大研究力度,力争促使该技术应用于更广泛的领域,赶上世界水平,为我国的机械工程的发展做出贡献。 机械工程论文:探讨机械工程材料课程教学改革 1 引言 机械工程材料是机械及近机类专业一门重要的专业基础课。本课程以材料的成分、加工工艺、组织结构与性能之间的关系为主线,重点介绍材料的本质,提出有关的理论和描述,说明材料结构是如何与其成分、加工工艺、性能以及行为相联系的。作为高等农业院校的机械设计以及农业机械化等专业的学生,学习本课程的目的,主要是使学生获得常用工程材料的种类、成分、组织、性能和热处理改性方法的基本知识。了解工程材料在机械工业特别是农业机械中的应用,通过对基础科学和知识的综合运用,使学生掌握常用机械工程材料的种类、成分、组织、性能以及改性方法等,初步具备根据零件的服役条件合理选材和妥善安排工艺路线的能力,为学习后续专业课程和从事机械设计及制造工作奠定基础。根据专业大纲安排,西北农林科技大学的机械工程材料课程在大学二年级第一学期进行。这一学期,学生所学的课程大部分还是数学、英语、物理等公共基础课,机械工程材料属于学生刚刚接触到跟自己专业相关的少数几门课程之一。 2 机械工程材料课程性质及教学现状 理论性强,微观概念多 机械工程材料课程,不像物理、力学等有着严密的逻辑推导和计算过程,也不像工程制图等相关课程,比较直观生动。机械工程材料课程总的特点是理论性非常强,涉及的原子、分子水平的微观概念很多。特别是与金属学相关的部分,如晶体结构、晶体缺陷、位错运动以及凝固结晶、相的概念、组织转变等,这些概念都是微观和抽象的,学生无法通过推导计算获得,更无法通过肉眼直接观察和亲身体验到,有时候需要通过一定的空间想象力来理解它们。这样就导致教师讲授起来有一定困难,而学生学习起来感到难以理解,从而感觉枯燥、乏味,失去学习的兴趣。 课程涵盖内容广 机械工程材料课程包含了材料科学专业中的力学、金属学、热处理原理、热处理工艺、金属材料、非金属材料以及失效分析等多门学科的专业知识,内容广而分散。而在“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的人才培养模式引导下,专业课程的学时数在不断压缩,而要求学生了解的内容却越来越多。这样就形成了一种矛盾,即教师上课的课时数减少了,而学生需要学到的知识却增加了。这就要求任课教师能够统筹安排上课课时,充分利用现代化的教学手段,精简课堂讲授内容,突出重点的同时拓宽知识面。 现有课本内容知识陈旧 大学教材内容陈旧,知识老化,这些是在我国高等教育中各门课程都有可能会遇到的,也是现在我国高等教育中普遍存在的问题。出版一本教材的过程是相当复杂的,要经过编写、审核、校对、出版、发行等多个环节,因此,当书真正出版出来以后,有些知识可能已经更新。而对于教师来讲,频繁更换教材,也不利于熟悉教案,积极备课。《机械工程材料》课本内容主要以金属材料为主,而近年来,随着科学技术的快速发展,各种新材料、新工艺在不断涌现。全球性的能源危机以及环境污染问题,对现代的新材料除了在性能、工艺和成本等方面的传统要求外,更提出了与环境协调、绿色环保、可循环再生等更高的要求。为了保证该课程的教学质量,并使学生能够尽量了解到本领域的发展动向,就迫切需要教师改变传统的以课本为主的教学方式,探索更加有效的教学模式,使学生理解并掌握课本基础知识的同时,能更多地了解和把握本领域的研究与发展动向。 3 教学改革探索 充分利用网络多媒体技术 多媒体技术是现代化教学的非常有效的辅助工具,教师要注重利用并充分发挥多媒体的特点,制作形象生动的多媒体课件。对那些学生难以理解、教师又难以讲解的比较抽象的内容,比如晶体结构原理、合金结晶过程、位错类型及运动过程等,通过收集以及自己动手制作一些简单的动画,生动形象地来演示复杂的变化过程。这样不仅加深了学生对相关知识的理解掌握,同时还活跃了课堂气氛,激发了学生的学习兴趣。如对钢铁材料的热处理工艺等,注意并积极收集工程训练实习以及工厂企业的热处理工艺过程的录像资料,在讲解课本内容的同时辅助播放实际热处理过程录像,注重理论与实际相结合,使课程内容具有真实感,更利于学生理解和掌握。 充分利用学校的网络教学平台,随时充实并完善课程信息,课堂讲授的重点、难点以及教学用课件及时上传至平台,便于学生随时下载并复习掌握当堂内容;利用网上作业提交和批改功能,可以快速有效地发现学生学习中的问题,了解学生对知识的掌握情况,并能及时得到反馈;通过网上答疑,增加了教师和学生的课后互动,改变了以往只有上课时才能见到教师,学生有问题得不到及时解决的现象;充分发挥网络平台信息量大的特点,注重将生活及科研中接触到的与课程内容相关的新闻报道、最新科研成果等,收集并上传至教学资源,供学生掌握基础知识的同时,更多地来了解社会发展在所学领域的需求,激发学生自我提高的热情和积极性。总之,网络平台让教学更加真实具体,更加强了教师与学生的互动。 精 简课堂教学内容 结合学校的优质课程建设项目,充分利用网络多媒体技术,精简课堂教学内容,做到够用就行。按照专业培养方案,机械类专业的学生学习机械工程材料的主要目的是掌握成分—结构—性能之间的内在联系,并能在零部件设计中合理地进行材料选择,因此,在课堂讲授中删减了那些理论较深的内容。如课本第二章材料的结构,其中晶面与晶向部分,对于非材料专业的学生不需要掌握;还有位错的理论,学生只需要知道位错是由于原子的错排造成的,不需要了解更多关于位错的形成机制等。再如铁碳相图的部分,因为高温包晶反应在生产中很少会用到,所以把包晶反应区省略,将相图简化,重点讲解共析和共晶反应部分。在工业用钢部分,因目前金属材料仍然占据工程材料中大约70%的市场,课堂教授主要内容仍然以金属材料中的碳钢和合金钢为主。对于课堂上不能详细讲解的知识,或者仅作为了解性的一些内容,如陶瓷、高分子的晶体结构、热处理新技术,以及非金属材料、复合材料等,将其上传至网络课程平台,作为学生自学内容,拓宽他们的知识面。 灵活选用教学材料 选用十二五规划教材作为教学用教材,基础内容深入讲解,包括材料的结构、铁碳相图、钢的热处理等。但在授课中,不仅仅局限于所选中文教材内容,还结合英文原版教材FOUNDAMENTALS OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING,更多地提供中英文对应专业词汇,并摘录一些章节,课堂上详细讲解,让学生学习到专业知识的同时,又能接触到纯正流利的英文表达方式。将某些章节相关的典型的中英文科研论文及掌握的最新的研究成果等介绍给学生,供学有余力以及对材料研究感兴趣的学生开阔眼界,并能使他们更加了解材料研究对社会发展的重要意义。 还在最后一章材料选择中,增加材料与环境的可持续发展。对于一名合格的工程技术人员,在选材中除了考虑传统的性能、工艺、成本等因素外,更要考虑材料的开发、服役、回收等环节可能造成的环境负荷。尽量选择环境友好材料,做到废弃零部件材料能够回收再利用或能生物降解,将对环境的影响降到最低。 4 结束语 总之,机械工程材料课程是机械类和近机类专业学生必修的一门重要技术基础课程,内容多且比较抽象。随着科学技术的发展和各种新材料的不断涌现,需要不断地对该课程的教学体系、教学内容、教学手段和方法等进行改革和实践,以充分调动学生学习的积极性和主动性,不断提高教学质量,加强基础知识的同时,增加辅助教学材料,为学生学习后续专业课程和毕业后从事机械设计及制造工作奠定坚实的基础。 机械工程论文:探讨机械工程设备安装技术 1 安装准备阶段 安装准备工作主要包括了解设备基础的交付时间;调查设备及材料的供应情况;了解安装现场的条件及安装技术的复杂程度;了解人力、机具的部署情况等。具体而言,此阶段应注意以下几个环节。 (1)设备及材料的订货情况,货到安装现场的时间安排。 (2)设备的检查和材料的检验: 清点设备的零件、附件是否短缺,检查设备的外观及零附件是否有损坏和锈蚀的现象。做好开箱记录,检查说明书、出厂合格证是否齐全;主要材料进场时,必须有出厂合格证及检验报告。若出现材料代用,必须取得设计或有关部门的认可后,方能投入使用。 (3)设备安装前,要按照图纸及施工验收规范进行基础中心线标高、几何尺寸的验收。设备基础的尺寸极限偏差和水平度、铅垂度公差应符合施工验收规范的规定。此外,需对设备基础、预埋件、预留孔等进行交接验收,并复核坐标位置、标高、外形尺寸等是否符合要求。 (4)验收预埋螺栓的高度、规格、螺纹、长度及表面的清洁度等,对预埋地脚螺栓还要检查根部中心位置、不垂直度和顶部标高。另外,预埋地脚螺栓的螺纹和螺母应防护完好。 2 机械设备安装阶段 2.1设备就位 在安装设备前,先安装好车间的桥式吊车,再利用桥式吊车来安装其他设备。在吊运设备时,绳索应栓在设备适应受力的位置上,在绳索与设备表面接触部位应垫上木垫板,以防损坏其油漆表面或已经加工过的表面。 2.2设备找正 指设备的纵横中心线与基础上的中心线对正。在设备未安装之前,首先根据设计、安装和将来对设备进行检修的需要并结合本区设备布置图,绘制永久中心标板和永久基准点布置图,在图中标明永久中心标板和永久基准点的编号、设置位置。埋设永久性中心标板和永久基准点,以供设备安装调整使用,同时为了观测设备基础的沉降情况,还要在整个机组的基础和主要设备附近埋设基础沉降观测点。埋设时注意要在同一块基础的四周至少埋设四个基准点,以检查同一块基础的沉降情况。设备的定位基准一般在设计规范或说明书中都有规定。若无规定时,可采用几何作图法在设备的加工面上确定设备的中心点。 2.3设备的定位及调整 2.3.1设备的平面定位 为了保证设备在基础上准确就位,设备吊装就位后应根据已设置的中心标板,挂设基准线。基准线的挂设应根据设备安装精度要求和挂设跨距选用直径为0. 3mm。0.75mm的整根钢线,其拉紧力一般为钢线破断拉力的40%,80%,水平或倾斜挂设的跨距不宜超过40m。基准线应挂设在便于调整的线架上,用线锤对正中心点,当对正中心后用调整螺母锁定钢线,使其钢线在使用时不发生位移,但使用期间应定期进行复检。 2.3.2设备的标高调整设备的安装标高应选择设备的主要工作面作为测量基准,如轧机底座的上平面。由于永久性基准点一般离设备较远,因此应用精密水准仪,根据永久性基准点,投设在设备附近一个辅助基准点上,以便于设备在安装过程中的标高调整。对于较重要设备,最终还要用精密水准仪进行复测。 2.3.3设备的水平度调整 设备水平度调整方法分整体设备、分体设备。一般整体设备在设备的工作表面或组装结合部表面直接用水平仪测量,根据设备的安装精度可选用不同精度的水平仪。分体设备安装时可分别对各分体部件进行找平。如卷取机底座,先将两底座分别找正、找平,然后将长平尺放在两底座上,把水平放在平尺上进行测量。 2.3.4设备的清洗 清洗设备各零部件加工表面上的油脂、污垢及其他杂物,并使其表面具有防锈能力。设备表面如果有干油可用煤油清洗,若有防锈漆则可用香蕉水或丙酮清洗。设备清洗后,用棉纱擦净并涂以润滑油。设备无油漆的部分均应涂上有机油防锈。 2.3.5设备的润滑 设备内外各部清洗干净后,才可进行加油润滑。润滑油必须经过化验,确定符合要求后才可以使用。加入设备前润滑油必须过滤,所加油应达到规定油标位置;所有润滑部分及油孔应加满润滑油。使用润滑脂密封简单,不易脏污,减少损失,不必常加换润滑脂。特别是对高速电机、自动装置及不易加油的设备润滑实用意义很大。同时,润滑脂受温度影响不大,对荷载性质、运动速度的变化有较大适应范围,在垂直润滑面上不易流失。在润滑脂中加入适量石墨粉,能形成更坚韧的油膜,能在往复运动机构中起缓动作用,避免爬行,消除震动。润滑脂由于流动性差,导热系数小,因此不能作循环润滑剂使用。 3 机械设备试运转阶段 试运转的目的是进一步检查设备存在的缺陷,并进行使用前最后的修理和调整,使设备的运行特性符合生产的需要。试运转的步骤是:先空载、后负荷;先单机,后联动。必须在上一步骤检查合格后,才能进行下一步骤的运转。试运转中应注意以下几点。 (1)设备正常运转时声音时均匀、平稳的,反之会发出各种杂音。 (2)需要测量的温度主要有摩擦部位的温度及油温、冷却水温,对空气压缩机还需测量其出口温度。 (3)在考核设备运转情况的同时,更要注意考核系统的整体效果。 4 设备安装验收阶段 验收是机械设备安装施工过程中的重要环节,必须严格执行标准,认真验收,为机械设备的安全运行打好基础。验收的主要依据包括:设计文件;机械设备安装工程施工及验收规范;主要材料的出厂合格证及检验报告;设备资料(说明书、合格证等) ;隐蔽工程记录和各工序的检验记录等。需要注意的是,安装所产生的误差是不可避免的。而且随着设备的运行,各活动件都会产生磨损,一般初期磨损较快,以后磨损会渐渐减缓,由于磨损,一些原来校好的精度也会变动,我们安装工作总的目标是使设备在很长的稳定使用期内保持理想的精度,这就要求安装人员必须有一定的制造工艺知识,把制造厂形成的设备精度与安装允差结合起来考虑,使偏差向有利的方向发展,以最终确保设备使用性能。 结语: 随着冶金工程技术的不断深入发展,高科技、现代化的冶金设备不断涌现,对设备的安装精度要求也越来越高。机械设备安装工程的质量是依靠安装施工人员在每一道工序中认真负责的工作来保证的,这就对机械设备安装工程的施工人员提出了更高的要求。随着机械设备安装工程规范的进一步完善和发展,从业人员的技术水平和管理水平的提高,机械设备安装工程质量一定能得到切实有效的保障和提高。 机械工程论文:机械工程中节材问题的探究 一、机械工程中材料消耗的现状 (一)在机械产品成本中,原材料费用过高。 根据国家有关部门对机械系统近万个企业进行的统计结果表明:每年消耗钢材1000万吨,占全国的15%-20%。原材料费用平均占机械产品成本的60%以上。 (二)钢材利用率低。 据统计,我国机械工业钢材利用率权为60%左右,与发达国家相比,有10%-15%的差距。每提高一个百分点就意味着可节约10万吨钢材。我国机械工业的铸、锻件综合废品率偏高,造成原材料和能源的浪费,有人调查过部分企业,铸铁件废品率为12%-14%,铸钢件废品率为10%-11%,有些厂甚至高达20%,而国外一般低于5%。另外我国重要的基础件的寿命短,如模具仅为发达国家的1/3。与国家有关机械系统节约材料技术政策中的要求相差甚远。 二、机械工程中节材的途径 机械工业节约材料的重点是钢材等金属材料,同时也要注意节约其他原材料。从技术经济角度来看,机械工业节材必须考虑以下四个方面:降低产品的材料消耗;减少制造过程中的材料消耗量;提高产品质量; (一)采用先进技术,提高利用率。 采用先进制造技术,提高铸件精度,推广精密性成形技术,在金属件生产中扩大中精锻件比例,使模锻、精锻件比例提高60%以上;继续推行集中下料、科学套材、改进下料工艺和装备,推广各种精密,自动、数控编排的切割技术,采用带锯床、中温剪切等下料新设备;大力采用先进焊接技术,减少焊条用量;采用先进的热处理技术,提高零部件寿命;推广可控气氛,少、无氧化热处理工艺和锻造用保护气氛加热工艺和装备,减少金属氧化损失;采用材料表面处理技术,提高材料表面性能,实现节材低耗;对于关键基础体(轴承、齿轮、弹簧、液压气动元件、模具等),扩大采用精炼钢和脱氧钢,以及行之有效的热处理和表面热处理新技术,显著延长其使用寿命。如上海某公司采用切削活塞,其材料利用率为43.5%,改用冷挤压后可达92%。某大型轴承厂采用高速镦锻生产线,使直径在50mm以下的套圈材料利用率从9.9%提高到42%,—年节钢1800吨。 (二)采用先进的防腐蚀技术,延长设备的使用寿命。 在国民经济中不论哪个部门都毫无例外地存在着腐蚀问题。腐蚀给人们造成的危害是很大的,它一方面造成设备、零件等材料的直接损失,另一方面还造成影响正常生产,恶化操作环境,影响产品质量,新工艺不能上马,设计保守,以及发生人身安全事故等一系列重大的损失。据有关资料介绍,估计全世界每年腐蚀损失100亿英镑(折合人民币约590.8亿元)。全世界每年金属的腐蚀损失约为全年总产量的20%,也就是说全世界每年约有1亿吨金属因腐蚀而损失掉。由此可见,腐蚀是自然界的浪费之一。因此,防腐蚀也是机械工程中节材的又一重大技术课题。随着科学技术的飞速发展,新的防腐蚀材料和方法的不断涌现,防腐蚀技术也在不断提高。例如:我军装备维修表面工程研究中心在海军猎潜艇上推广新型电弧喷涂防腐技术,可使猎潜艇钢结构的防腐寿命从5年延长到15年。 (三)扩大应用新材料,改善用材结构。 扩大应用新材料,改善用材结构,提高用材水平,积极推广各种高强度低合金钢、冷成形钢、冷拔钢管等高效钢,使用切削钢、新型模具钢、感应淬火钢等节能节材新材料;扩大硬质合金材料的使用,以及节约高速钢和模具钢等,扩大粉末冶金材料在汽车、拖拉机和家用电器等方面的应用;在汽车、农机和交通运输设备中,开发应用工程塑料和复合材料。比如用高强度低合金钢代替普通碳钢制作一般承载构件,重量可以减轻10%-30%的。 (四)提高产品设计水平,充分发挥材料潜力。 提高产品设计水平,充分发挥材料潜力,降低材料消耗以轻量化为目标,大力推广计算机辅助设计,优化设计,有限寿命设计、防腐蚀设计和价值工程方法,使产品既可靠安全又结构紧凑,用材合理;适当提高材料使用强度等级,充分发挥材料性能潜力,降低材料消耗。如对eq-]40汽车桥壳进行疲劳研究和优化设计后,每台减少5千克,新设计的经济型数控车床与普通塔车床相比,采用数控伺服机构后,省去刀架和溜板等,零件数目减少2/5。 (五)大力推广再制造工程的研究及应用。 再制造工程是正在发展中的一个新兴研究领域和新兴产业,在国外也仅有十几年的历史,国内有许多单位正在进行再制造领域的研究。全军装备维修表面工程研究中心、西安交通大学等单位使用表面工程技术进行设备零部件的再制造研究和应用;装甲兵工程学院、空军第一研究所、空军工程大学和海军工程大学对装甲车辆、军用飞机,舰艇的延寿作了大量的试验和研究工作。20世纪90年代初以来,国内的一些部门对修复热处理已经做了尝试工作,如对长期服役过的发电设备上的某些重要零件进行修复热处理。应用等离子喷涂技术对重载坦克车辆零件进行再制造修复和强化,实车考核证明用再制造技术修复和强化的零部件比新品的相对耐磨性提高1.9-8.3倍,寿命提高2-3倍。对首钢从比利时购进的二手连铸设备中的三百多件大型轴承座和轧辊,经再制造修复后,已使用数年。目前一些单位已经开始了汽车、计算机、空调、电冰箱、摩托车等产品零部件再制造的研究工作。再制造工程技术不仅能恢复原产品的技术性能,而且能及时引进新技术、新工艺和新材料,改进提高产品的技术性能和可靠性,从而延长产品的使用寿命。再制造产品的费用仅为新品价格40%-60%,达到废物利用,变废为宝的目的,为降低材料消耗,节约原材料开辟了一条新的途径。 三、对节材途径的展望 (一)面临进入wto新技术发展的机遇和挑战,发展再制造业是应付这种挑战的一种有效手段,使用再制造产品将再制造业降低成本,节约资源,减少污染。 (二)将节约原材料贯穿于原材料生产、产品设计制造及使用的全过程,其中在制造过程中节材是潜力最大、最易见效的—个环节。因此要大力开发和使用先进技术、工艺和装备,大幅度提高国产技术装备水平,加速传统产业技术升级。 (三)基于以上论述,我建议在上世纪90年代出台的有关节约材料技术政策的基础上,力争在行业平均钢材利用率达80%,铸造综合体废品率下降5%以下,重点骨干企业下降到3%以下,并将关键基础件的平均使用寿命延长到30%以上。 四、结语 随着现代工业的发展,资源、能源及环境保护的问题日益突出。因此,材料的工程应用必须对之有所考虑,特别是对于大批量生产的零件,所用材料应该来源丰富,顾及国内的资源及市场供给情况,并应尽量选用生产过程耗能低的材料。节材与节能的结果必然减少了环境的污染,有利于保护生态环境。从人类可持续发展的战略高度出发,节约原材料,代用稀缺物资应是现代机械制造工程必须继续探讨的重要内容之一。 机械工程论文:机械工程智能化的现状及发展方向探讨 当今的社会是一个智能化的社会,智能手机、智能电视、智能移动网络终端等一系列智能化设备的问世掀起了智能化时代的高潮。科技水平的发展为智能化的发展提供了必要的技术支撑,经济的发展为智能化的大规模运用提供了必要的经济基础,智能化技术渐渐被应用到社会各领域。机械工程在社会发展中扮演着十分重要的角色,它为人们的生存提供了必要的生产资料。为了社会发展的需要,机械工程的智能化已是大势所趋,机械工程智能化的发展已成为研究的一个重要课题。在此大背景下,本文针对于此做出简要的分析。 一、机械工程与智能化 1、机械工程 机械工程是一门以自然科学和技术科学作为理论根据,通过研究各种机械的开发设计、制造安装、使用维护并对机械中存在的问题进行维修的应用性学科。从社会发展的角度看,社会发展离不开社会生产,但是社会生产十分依赖机械设备,机械设备具有大规模生产的作用,离开了机械设备,社会生产只能满足极小的生产需求。机械工程为社会发展进行大规模、大范围的生产活动提供了必要的条件,对于促进社会经济的发展十分重要。 2、智能化 智能化是当今世界发展的主要方向,其涵义较为复杂,涵盖的知识领域十分广阔,被应用的范围也较大。随着科技水平的不断创新,在技术的支持下,智能化的发展也不断取得进步,使得智能化的应用领域越来越广,渐渐不止应用于如今我们所知道的智能手机、智能电脑等移动设备领域,同时也被应用到工程建设等诸多方面。而科学技术的不断创新也为智能化提供了源源不断的动力,对于深化智能化的发展方向十分有利。另外,在变革的时代,智能化是大势所趋。 二、我国机械工程智能化的现状及其重要性 1、我国机械工程智能化的现状 上世纪科学技术的快速发展为现阶段机械工程的发展奠定了良好的基础,目前,机械工程的知识体系日趋成熟。而智能化是研究者根据人类大脑的构造与功能研究出来的,机械工程的智能化主要目的在于结合人脑的特点实现用机械替代部分的人工劳动。现阶段,我国的机械工程发展趋势较为明朗,多管齐下,既有引进外国先进技术水平,又有自身的探索与研发,还有政府的政策扶持,机械工程的发展处在十分有利的环境下,发展十分迅速。 智能化在机械工程的发展中十分重要。目前,我国的众多企业已经开始研发智能化应用于机械工程的可能性,尽管企业的运作方式上还存在一些不足,但是企业在管理模式、生产制造等方面有所变革,更多的公司越来越重视对创新能力的培养。但是现阶段我国的机械工程智能化发展仍存在诸多的困难:科技水平虽然有了长足的进步,但与世界顶级水平还存在差距;智能化虽然有了一定的成果,但创新能力不够;信息管理系统虽然建立,但还有待于进一步完善;企业的发展较为迅速,但是智能化的程度不高等。但是,这些困难都只是暂时,机械工程智能化发展方向是大势所趋,随着我国经济、科技等方面的深度发展,将为机械工程智能化提供更强大的支撑。 2、机械工程智能化的重要性 机械工程为人类提供大量的生产资料,维护着机械设备的正常运转,机械工程包括社会生产的多个方面,将机械工程与智能化相结合,能够为社会生产提供更为人性化的服务,机械工程智能化不仅能提高生产效率,不断满足人们多方面的需求,还能以对环境造成的最小化代价换回经济效益,机械工程智能化发展方式能实现经济与环境的和谐发展。 三、机械工程智能化的发展方向 1、生产产品智能化 产品是促进企业进行正常经营活动与持续发展的基本,也是企业实现经济效益的手段,尤其是机械设备直接生产出来的产品,不仅要保证产品生产出来的质量,同时也要保证生产效率,满足市场及消费者的需求。智能化的生产方式不仅能保证机械设备生产的产品在质量上精益求精,还能兼顾提高生产效率。除此之外,对于消费者越来越高的产品要求与多元化的产品需求,智能化的生产方式能根据消费者特殊的要求生产特色的产品。如实现电脑与手机的无线连接以达到传输文件的目的;手机的无线充电模式等都是产品智能化的体现。 2、管理方式的智能化 智能化管理方式在机械工程管理中的应用逐渐深入,势必会给机械工程企业所固有的管理方式造成冲击,促使企业管理方式发生变革,由原来交叉粗放的管理方式转变为细化到个人的管理模式,保证决策的实效性;由原来的人力管理转变为计算机系统管理。智能化的管理方式能确保机械工程企业的生产、销售、产品维护、市场开发等方面都得到及时的跟进与补充,实现一体化的服务模式,并且能给及时反馈运行的结果,方便后续的生产经营活动。智能化的管理方式,不仅能有效节约管理成本,还能有效提高管理的质量与效率。 智能化管理方式的创新能促进机械工程企业的整体发展,随着此种管理方式的深入,能有效提高机械工程企业对市场环境的风险防范意识,同时对于市场的变化有及时的反馈,不断适应市场变化的发展要求。因此,智能化管理方式在机械工程企业的应用发展前景很可观。 3、机械工程设备的智能化 在现阶段,伴随着科学技术水平的不断突破创新,机器设备也在朝着智能化、自动化的方向发展。机械工程智能化不止是生产产品的智能化、管理方式的智能化,同时也是机械工程设备的智能化,这种智能化的机器生产能有效提高生产效率,还能协助设备管理人员对机器设备进行智能化的管理,降低管理成本,通过机器管理机器,达到智能化管理机器性能与运行状态的目的,如当机器在生产过程中发生故障时,监管设备就会发出警报,停止该问题设备的运转,保证机器不会发生二次故障的情况。 机械工程设备的运行状况是机械工程生产效率的基础,在生产过程中至关重要。由于不同的机器设备存在设计、构造、性能、安装等方面的差异,机械工程的生产效率与生产目标也存在不同,智能化的机械工程设备能根据各机器的不同功能进行合理化的运作。 4、科技的智能化 科技智能化是实现生产产品智能化、管理方式智能化以及机械工程智能化的前提条件。科技智能化能广泛应用在机械工程生产的各个环节,如感应技术、联动控制技术、远程控制技术等。因此现代机械工程企业要密切关注科技发展趋势,紧跟科技发展步伐,与时俱进,将新型的科技应用到生产中。 创新科技的智能化,不仅能提高机械工程企业的生产经营效益,也是改善企业员工工作方式、提高企业生产效率、保证产品质量的关键所在。需要注意的是,对于不同领域的产品,生产规范、产品结构、 生产方式上各有不同,不能采取“一刀切”的方式简单粗暴的进行生产,需要根据实际的需求进行相应的设备、技术选择,使机械工程智能化生产的产品在保证质量的同时满足消费者的不同需求。 结束语: 总而言之,机械工程对于社会经济的发展十分关键,智能化是社会发展大势所趋。现阶段,虽然我国机械工程智能化发展面临一些问题,但是困难只是暂时的,随着科技与经济的继续深入发展,其发展前景十分明朗。 机械工程论文:谈机械工程设计中的创新 机械工程产品在工业生产中作用大,因此,在进行机械工程设计的时候一定要不断应用创新思维,这样才能更好的提高设计质量。同时也要在机械工程产品模块化发展中取得更好的成果在机械工程设计中,相似性理论的作用是非常大的,因此,在设计过程中一定要对相似性思维进行重视。 1 创新设计与创新思维 在进行机械工工程设计的时候,设计是否能得到成功是和设计中是否进行创新有很大关系,在机械工程设计中创新不是简单的构想,是要在知识和经验的积累上进行创新设计,因此,在进行设计的时候要有很强烈的创新意识和创新思维能力。无论在哪个领域知识都是非常有限的,但是想象力却是无限的,因此,在一定程度上想象力比知识更加重要。想象力能够更好的推动世界,同时也能更好的实现社会进步,想象力是知识进化而来的,因此,在进行科学研究中,想象力是非常重要的。创新思维不是逻辑上循序渐进得到的,而是通过形象化构思和想象得到的思维形式,在一定方面上要能够更好的对事物的本质进行掌握。创新思维要依据经验的积累,同时也要不断的超出经验,这样才能更好的形成直觉方面的思维。 创新思维是一种有意识努力和潜意识努力的结合,在一定程度上能够更好的形成人们的智能。潜意识通常都是非常的模糊的,同时也是非常的无意识的,但是在人脑中这种思维模式确实非常的频繁的,同时在人脑中也是要依赖知识、方法和经验的积累的。人们在学习和工作中只有知识积累非常丰富,信息储备非常多,才能在无意识的情况下进行思考,同时能够更好的将知识进行结合,这样才能产生很好的设想,出现灵感。潜意识的出现是无法离开人们的有意识,因此,潜意识通常会在人们对一个问题长期思考的过程中形成,而且对问题的解决是非常有帮助的。在通常情况下,潜意识经常会处于一种游离的状态,在某个不经意的瞬间就会出现一些灵感,因此,在一定程度上,潜意识能够更好的打开人们的思路,同时也能将出现的问题进行解决。创新思维是创新设计的灵魂,同时也是人们丰富经验和知识的积累,但是在一定程度上创新思维并不是知识加上经验。 2 机械工程创新设计的研究对象 在机械工程设计方面进行创新设计不仅要提高学术水平,而是为了获得更好的经济效益和社会效益。在机械工程设计创新设计方面进行研究是为了更好的在发明创造新机器和新机械方面提供理论依据和方法,同时也是为了更好的实现机械工程智能化发展,实现真正意义上的专家系统。这样能够促进机械工程设计水平向自动化、智能化以及集约化方向发展,同时在产品设计方面也能更好的提高同类产品的竞争能力。在专利产品技术不断实现产业化发展的时候,能够更好的实现经济效益和社会效益,同时在进行机械工程设计时不但培养设计人员的创造性思维也能更好的提高设计人员的创新能力,同时也能提高人们在创新设计方面的自觉性以及技术上的可操作性。机械工程设计方面的创新将成为一种新的工具和手段,在新产品更新换代方面也能取得更好的效果,能够为社会创造更多的财富。 在进行机械工程创新设计时一定要发挥设计者的创造力,同时在设计方面要不断的进行新颖性和实用性方面的改造,这样能够更好的保证机械产品在未来的使用效果。在对机械产品进行改造时可以对生产情况进行必要的改造,同时也要对机械产品的性能以及可靠性、经济性和实用性进行提高,同时在进行新机器和新产品设计的时候一定要保证其在生产中得到有效的应用,避免出现实用性不理想的产品。同时在机械工程创新设计方面要不断对其他方面知识进行掌握,这样在进行设计时能够更好的在设计技术和方法上进行提高。 3 相似性思维对技术创新的作用 工程技术在种类上是非常多的,同时在学科方面也是非常多的,但是在发展过程中也是存在着相似性,只是相似程度会存在着一定的不同。随着技术的发展,在相似程度上也出现了不断的转换,这样就使得很多事物在发展过程中出现了不是绝对存在的情况,这样也使得很多事物存在着划分越来越模糊的情况。 在对事物进行研究的时候,抓住事物之间的相似性能够更好对事物的本质进行了解。在工程技术领域中,在工程设备、工程系统以及工程建设之间都是存在着一定的相似性的。在进行工程设备研究的时候,要对其功能进行划分,这样就能得到设备的基础部分,动力系统、控制系统以及执行系统等,这些系统在工程设备中都是必备的系统,同时在本质上也有一定的相似性。很多的设备在构造原理和方法上是比较相似的,但是也存在着一定的差异,在科学技术不断发展过程中,技术也在不断提高,这样就使得设备在功能方面也出现了一定的变化。在对工程技术问题进行研究时,一定要对设备的相似规律进行掌握,这样才能更好的从工程相似论中进行设备设计。 在先进制造技术领域中,新技术在日新月异地发展,新术语和新概念层出不穷,着实让人眼花缭乱,如计算机集成制造、精益生产、并行工程、敏捷制造、全球化制造、分散网络化生产系统、大量定制化生产等等。通过考察不难发现,它们都具有本质相似性,即提高生产率以缩短制造周期、降低成本和提高质量,这是它们共同的根本任务,只是在不同时代背景和社会条件下措施不同。这种相似性思维在工程技术和创新中屡见不鲜。例如,在控制工程中,可以用具有相似数学模型的电系统来模拟一个机械系统,从而产生了物理系统的模拟技术。随着电子学与计算机科学的发展,这种物理量的模拟技术又发展成为数字化的仿真技术,并进一步发展成虚拟现实技术。在制造领域中,可以采用这些技术,通过相似性思维过程时行再创造,发展出产品设计拟实技术和制造拟实技术,有人称之为:虚拟设计和虚拟制造。善于创新的人与一般人的区别,就在于他能不断发掘现存事物中需要的变异,并将它与相关事物和相关技术进行相似性匹配,从而触发创新灵感,达到创新的目的。这就是从相似性思维达到创新的全过程。 4 相似性分类是创新研究的关键 按事物的相似性进行科学分类,是创新研究的第一步。在工程技术中,不仅要对结构相似、运动相似、功能相似、工艺相似的系统或部件进行分类,还要在分类的基础上进行分析分解,按层次找出相似的单元,最后进行综合和优化,根据客观需要对分类后的相关单元进行优化组合和融入新技术,形成新事物或新的技术过程。例如,在制造工程中,前苏联学者米洛凡诺夫将零件按其结构相似性进行分类后创立了成组加工,使原来只能用生产效率极低的单件生产方式加工的零件,通过分类并组,并根据各类零件的共性改进加工设备和工装,使之能采用类似大批量生产方式加工同类零件,大大提高了生产率和经济效益。 5 结束语 在机械工程设计中进行创新能够更好的提高机械的生产率,同时也能为经济发展做出贡献。机械工程设计进行创新一定要在设计中具有创新思维,要想获得创新思维,人们一定要对知识和经验进行积累,这样才能更好的实现思维创新。 机械工程论文:浅论机械工程技术教学研究 机械制造技术是一门非常重要的专业课,它包括金属切削机床、金切原理与刀具、机床夹具、机械制造工艺、数控加工工艺等内容。本课程的目的是使学生掌握机械制造技术的基本理论知识,同时通过生产实习、课程设计等实践环节使学生具备分析和解决机械加工技术问题的能力,学习机械制造的新工艺、新技术及发展方向,为学生走向工作岗位、从事生产实践打下坚实的基础。教师应认真研究教材,积极研究教学理论和教学方法,努力提高教学水平。 1. 教书育人,德育为本 教师是“人类灵魂的工程师”,不仅教授学生专业知识,更要对学生进行德育教育。教学中,应结合学生将来可能从事的技术与管理工作的性质,从本专业对人才培养等方面,对学生进行生动深刻的讲授,使他们了解本课程的重要性,激发其学习的兴趣。在教学中,必须把思想品德教育、职业道德与专业技术教育有机地结合起来,使他们成为德才兼备的有用人才。教师应身体力行,为人师表,做好表率,使学生不仅学到知识,而且学会怎样做人。 2. 注重内在联系 专业教育的目的是要使学生用全面和发展的眼光看问题。从教材前、后内容的联系上,从本课程与其他课程的关系,从机械制造技术与其他学科之间的联系,从理论与实践的联系上全面了解和掌握专业知识和技能。 教材是按着一定的顺序编写的,但前、后内容有着紧密的联系。比如,教师在讲授“机械加工工艺规程”和“机械加工精度”等基本概念时,经常要用教材中的例子和生产中的实例来说明,而“典型零件加工”的内容又与前面机械制造基本理论有重要联系,就应引导学生寻找各部分内容的内在联系,这样更容易系统深刻地理解教材。 机械制造专业的各门课程是一个有机的整体,密不可分。机制制造技术与“机械制图”、“机械原理与设计”、“数控加工与编程”等其它专业课和基础科有密切的内在联系。例如在介绍机床夹具的内容时,夹紧力可以由机械、液压或气动装置提供,夹具的结构就有变化[1]。教学中,要把机械原理、机械零件、气动和液压传动等课程的知识联系起来,使学生全面掌握要点,提高专业水平。 3. 教学互动,激发学生的学习兴趣 在机械制造技术的学习中,不少学生感到每节课的知识过多,不能及时理解消化,为了解决这一问题,可以使用多变的教学方法并提高教学艺术性。对教学内容要有的放矢,详略得当。对于易理解的内容,要求学生先预习,讲课一带而过;较抽象的内容除布置学生预习,还应认真讲解;理论性和实践性较强的知识重点讲解,理论联系实际。 教学中可采用讨论式教学方法,即学生按照教师布置的思考题在课前进行预习。课堂上先提出问题,再让学生略加思索之后回答。学生各抒己见,在充分地讨论之后,教师做总结,指出要点。例如在学习曲轴加工的内容时,曲轴与一般的轴不同,它由主轴轴颈、连杆轴颈和连接板组成,结构细长,多曲拐,刚性差,其加工过程很有特点[4]。组织学生参观曲轴加工现场并翻阅技术资料,自己根据零件加工特点,提出加工的方法并相互讨论,在此基础上,教师总结曲轴加工的工艺难点和解决方案。这样以学生主动思考、积极讨论为主,教师提示、答疑为辅,能够充分调动和发挥学生的主观能动性,将被动学习变为主动学习,可以收到很好的教学效果,便于培养学生自学能力,促使学生动脑筋想问题,使其思维能力和表达能力都得到锻炼,提高他们分析和解决问题的能力,有利于培养创造性人才。 4. 利用教具、实物等进行直观教学 机械制造技术的实践性和综合性较强,各部分教学应注意与生产实际相结合,可以利用各种教具、挂图、实物、模型、录像、多媒体等直观教学手段增强学生的感性认识。例如讲解各种刀具时就可以把常用车刀、数控刀具和刀柄、麻花钻、深孔钻头、浮动镗刀、珩磨头等带到课堂上,适时拿出来介绍。在介绍机制工艺规程制定的内容时,可通过观看录像让学生直观了解工厂生产的过程,包括生产技术准备、毛坯制造、零件的各种加工过程等。较大的典型零件如车床主轴箱:床身等可能用木材和纸板做成简易模型,较复杂的工装、机床结构也可做成模型,必要时还可以带学生到工厂参观,进行现场教学。对于工步、走刀、工序等较难掌握且容易混淆的概念,可以组织学生观看车削、铣削的加工录像,有针对性地讲解和区分。讲解数控加工工艺时,可利用数控加工仿真软件介绍数控车、铣和加工中心的对刀、设置刀具补偿、工件的定位和装夹、刀具运动轨迹等内容,带领学生深入工厂观看数控机床加工现场,都可收到很好的效果。 5. 搞好现场教学 根据不同的教学内容、不同的情况采用多种形式的现场教学。对于各种加工方法、各种机床、夹具、刀具和量具,可组织学生去实验室、工厂机加工车间参观实习。针对某一典型零件的加工,可组织专题现场教学,要详细了解图纸和工艺条件,学习工艺过程,了解其典型设备、工艺装备的机构特点和使用方法。对重点零件的加工,要求学生仔细观察、运用所学的理论知识,改进不合理的工艺方法;对生产中遇到的质量或其他技术问题,应指导学生分析并解决,必要时,向工厂的技术人员和工人请教。在实习中,把典型的工艺方法、夹具、专用刀具都记录下来,与所学的理论进行比较,来巩固理论知识和提高解决技术问题的能力。当然,课堂与现场要相结合,教师应根据工厂的情况编写出实习教案,精心组织实习的内容,首先在课上介绍零件图纸和技术要求,然后带领学生深入现场,最后回到课堂组织学生讨论分析,教师汇总,指出要点。 总之,机械制造技术是一门综合性、实践性都很强 的课程。任课教师认真研究教学方法,不断提高知识水平,真正做到理论联系实践,必然能教好这门课,取得理想的效果。 机械工程论文:对自动化技术在机械工程中的应用研究 随着机械制造步伐的逐步加快,机械工程中自动化技术的应用也得到了全面的发展。在过去,自动化技术的应用通常是局部、单机形式的自动化,而如今,自动化技术不仅综合了集成技术,还囊括了一系列先进的智能设备,因而大大提高了生产效率,使得机械工程领域产生了巨大的变化。随着自动化技术在机械工程中应用范围的不断扩大,自动化技术在机械工程中的应用现状、应用策略以及发展趋势等问题也就成为当前热议的话题。 1、我国自动化技术在机械工程中的应用现状分析 我国自动化技术在机械工程方面的应用情况仍处于单子及刚性自动化阶段,同国外发达国家相比差距仍相对较大,因为国外发达国家自动化技术的应用已经实现了普遍的柔性化、集成化及其智能化。 对于我国的多数企业而言,在机械工程的生产管理的自动化方面采用的仍是传统落后的管理模式,发达国家早已实现了信息化管理,且对于工业管理、组织以及生产模式等方面仍在逐步升级和创新。对于人才管理来说,我国缺乏一个科学有效的管理机制,且所谓的人才多为理论型人才,真正的理论实践型的全面人才远远不够。此外,对于机械设计方面而言,我国无法做到及时地更新,在设计能力方面也并无大幅度的提升。对于工艺水平而言,数控加工等相关技术仍停留于初级的精细加工阶段,还未真正掌握复合加工等先进手段。 对我国机械工程中自动化技术的应用情况进行分析可知,我国在此方面存在着不少问题,较为突出的问题是机械自动化技术全面人才的缺乏、自动化技术较为落后,且应用范围较为狭窄等。作为机械自动化技术发展的基础,相关技术人才的培养相当关键,由于我国在此方面的技术人员多数仅仅空有理论知识,而缺乏实践经验,因此,进行人才的培养过程中必须注意理论同实践的联系,这样方可真正实现自动化技术能力的不断提高,进而推动现代机械工程领域的不断进步。此外,我国还应改变数控系统中传统的封闭体系结构,不断提高自动化技术的管理策略及其科研投入,拓宽自动化技术在机械工程领域的应用范围。 2、机械工程中自动化技术的应用分析 2.1柔性自动化技术在机械工程中的应用分析 对于柔性自动化技术而言,其主要是随着计算机信息技术的发展而产生的,因而是一种新兴技术,此技术不仅可以实现技术性操作的自动化进行,还可以在明确加工目标的情况下进行智能操作。因此,将柔性自动化技术应用于机械工程中可以实现生产效率的提高,从而实现机械领域的工业化发展目标。如今,柔性技术已经成为机械工程中不可缺少的一部分,其将数控技术为核心,同时结合先进的计算机信息化设备、信息科技技术及现代机械生产技术三个方面,推动了机械制造工业的不断发展和进步。由此可知,柔性自动化技术在机械工程中的应用,对于整个工业发展而言具有相当深远的意义,不仅能够实现生产数量及其生产效率的大幅提高,减轻劳动人员的工作强度,还大大提高了生产的质量,实现了生产成本的大幅降低以及产品效益的不断扩大。由此可见,柔性技术在机械制造行业的应用具有全球化趋势。 2.2集成自动化技术在机械工程中的应用分析 集成自动化技术主要指的是对目前现有信息技术不断进行改进,以确保机械制造过程更为具体化,此外,还负责将机械制造生产过程中相关的各种技术及其生产信息进行高效集成,以实现机械生产的不断扩大,最终实现集成能力的不断增强。正是由于具有如此多的优势,因此,如今集成技术在机械工程中的应用已受到了十分普遍的认可,且在信息集成系统不断发展和完善的过程中,集成自动化技术也得到了不断的发展。集成技术涵盖了众多方面,如数据库集成、质量系统工程以及一些复杂程度较高的工业系统设计。就如今的发展情况而言,集成自动化技术在机械工程领域的应用,无论对于产品研发,还是生产和控制都可以取得相当好的效益。 2.3智能自动化技术在机械工程中的应用分析 智能自动化技术指的是通过人工智能技术、神经网络等技术对某过程进行模拟,促使系统能够像人脑一样进行数据的分析或信息的采集,进而实现系统的自动化。此技术在实现机械智能化的同时,还通过集成化技术实现了控制的自动化,因而可以说是一门集智能技术和集成技术于一体的自动化综合技术。此技术在机械工程中的应用有效实现了人工智能技术以及机械制造过程的高效融合,不仅对生产过程的监控十分有利,有效降低了人力资源成本的投入,还实现了生产效率的大幅提高。此外,此技术通过神经网络实现信息的识别,因而使得机械系统运行时具有相对较强的自主适应能力,这对于生产过程中突发事件的快速响应及其解决十分有利。 3、自动化技术在机械工程中的未来发展情况分析 3.1自动化技术在机械工程中发展方向 机械工程中自动化技术应用的发展过程中必须以我国国情为依据,从简单技术入手,逐步朝着复杂技术进行发展,进而建立起一套我国特色的机械自动化系统。如今,虽然我国在机械工程领域已经得到了一定程度的发展,但同国外先进国家相比差距仍相当大,在自动化技术在机械工程的应用过程中先进技术及其相关经验仍相对缺乏,这就要求我国实现机械领域自动化的过程仍有相当长的一段路要走。因此,就我国而言,为了实现机械工程自动化技术的更好发展,必须以我国具体国情为依据,不断进行自动化技术应用经验的积累,同时注重吸收外国在这一方面的先进技术水平,逐步推动机械工程中自动化应用技术的不断发展。 3.2机械自动化技术在企业中的应用和发展 对于自动化技术在机械工程中的应用而言,其主要目的还是为了投入生产,因此必然要在相关企业中进行应用和发展,此时必须以实际情况为依据,确保机械自动化技术的应用能够有效推动企业的发展。对于机械相关企业而言,在进行自动化技术的引入过程中必须先要对企业的实际情况进行考虑,无论是企业的经济能力还是未来发展都要进行认真考虑,以确保机械自动化技术能够产生长远的效益。 3.3自动化技术在机械工程中的应用过程中应注意的问题 进行机械工程自动化技术的应用过程中,必须注意稳固的抓好此项技术的应用过程,对此项技术的基础应用工作进行大力地推广。一面进行主机的发展,同时还要进行配套控制系统及机械自动化元件等的发展。此外,还要确保各种传感器、编程控制器、控制系统、系统及计算机软件和微处理机等方面技术的不断发展,以便为将来的进一步发展打下基础。除此以外,还应不断进行性能优良且应用水平高的自动化机电产品的研究。自动化技术在生产中进行应用的过程中很容易受到系统质量、结构、刚性等方面要求的影响,因此必须不断对其进行更新,以满足机械自动化技术应用方面的需求。 结语 综上所述,自动化技术在机械工程中的应用已逐步成为机械制造领域相当重要的组成部分,机械工程中自动化技 术的应用不仅可以实现原料成本的大幅降低及生产效率的大幅提高,还是避免人力资源浪费的最为有效的途径,因此必须对其给予足够的重视。 机械工程论文:机械工程图图形检索技术的研究 引言 在基于内容的视觉信息检索技术与计算机信息管理技术探究中获得的科研成果给处置这个问题带来了有用的参考,让迅速查寻所需要的设计图纸变成可能。鉴于此,本文对机械工程图图形检索技术进行分析与探究具有较为深远的意义。 1.机械工程图检索技术的分类 基于文本的图纸检索还有基于成组技术的图纸检索出现了很多的问题,寻找原因会发现问题的形成和举出这类方法的时候,人们对图形的认知水准还有处理问题的考虑点存在较大关联,所以这类问题是方法自身所特有的[1],只借助改变技术细节很难解决,必须通过不同的角度思考这类问题才会可能全部处理发生的困难。伴随基于内容的图像检索技术的进一步发展,国内外已经有某些研究人员将在基于内容的图像检索范围所获得的科研结果加入至CAD领域,通过图形特点的记叙方式完成CAD图形检索。系统首先必须提取到图纸的几何特征数据还有其空间关联数据,关于图纸的特点数据存储至图纸特征库里,客户在完成新设计的时候,只需要给系统提供具有某种特点的图形,系统就能够在拥有的计算机图库里检索到与所提供的图形拥有类似的几何特点或者部件相互拥有类似空间关联的图纸,这样用户就能够用检索出的结果当成参照,根据新的设计需求进行设计。本文所论述的主要是基于内容的图纸检索系统的完成问题。 2.机械工程图大致图形的叙述 第一,简单图形 包含了矩形、圆与三角形这三类图形。 第二,链式图形 通过直线、圆弧相互连接形成的图形,构成这些图形的直线或者圆弧首尾是相接的,图线相互不存在交互关系,所围区域都是单连通域,在其围成的区域里不包含其他的图形因素。 第三,复合图形 通过链式图形与简单图形利用邻接关联形成的图形,在这些图形中轮廓线以里的每个区域中都不存在单独存在的简单图形或者链式图形。图形分解的重要步骤叙述如下: 步骤一:分隔单独出现的图形 单独出现的定义指的是在这个图形的每个部分和轮廓的其他组成成分不存在相交、重合与连接关联,图形单独的出现在总体轮廓之间。这类图形假如是简单图形,则跳转至第4步,假如是链式图形,则必需跳转至第3步,不然其就是复合图形,跳转至第2步完成; 步骤二:复合图形分解 把复合图形根据其组成分解成为相互邻接的闭合图形[2],这类图形可能是链式图形或者是简单图形这两类状况,判别图形的形式,假如图形是简单图形,则跳转至第4步接着完成处置; 步骤三:把链式图形分解成为简单图形的组合 把链式图形分解成为简单图形,包含了图形分解还有判定所得的各类简单图形相互的存在关系这两类问题,也就是先完成分解,再判别各个简单形体相互的空间运算关联是并、差还是没有空间运算关联; 步骤四:存储处理结果 到这里整个的图形就已经被分解成了圆、长方形与三角形这三类简单图形的拼接形式。把图形的构成数据还有每个步骤获得的图形之间的空间运算关系存储至数据文件里。详细情况参照下图2-1所示。 3.机械工程图图形检索数据的组织和检索的完成 复杂机械工程图中的图形轮廓最后能够分解成三类几何图形的组合情况,这个分解的过程总共包含了三个阶段,在分解的第一阶段与第二阶段里,复杂图形被分解成了一些封闭的图形,这类图形相互之间是存在邻接或者互相包含的关联,封闭图形间的组合形式展现出了轮廓的整体构成结构;在分解的第三个阶段,那些不属于规定的几种简单图形的封闭图形被再一次的完成分解,最后通过长方形、圆与三角形这三类简单图形的拼接形式来代表它们,分解获得的简单图形的数量与相互关联代表了繁杂的封闭图形[3]。 在基于内容的图形检索当中,判断检索图形与其他图形相互的匹配程度是检索的重要步骤之一。过去数据库系统的查询往往是基于精准文字匹配的,但是在图形、图像这样的数据检索当中,关于给图形、图像的内容用语义叙述没办法完成全部精准,因此必须要通过相似性匹配来权衡评定检索结果的相符情况[4]。这个相似性情况是通过数值形式来完成表示的。相似性测量是某个模式领域当中关于模式的知识表述,可以度量该领域里对象间的感觉相似性的相应程度。在用户根据图形特点检索的时候,获取到的图形特征是关于图形实体的一类全面的表述,当使用相似性检索的时候要牵扯到两类重要的问题:一个是图形特征的相似性度量,另一个则是基于相似性的查询方法。 4.结语 通过本文探究,认识到机械工程图检索技术的分类,因此对机械工程图图形检索数据的组织和检索的完成进行加强便显得极为重要。然而,这是一项较为系统的工作,不能一蹴而就,需要从多方面完善,比如复杂图形被分解成为一些封闭图形。进一步为我国机械工程图图形检索的发展奠定尤为坚实的基础。 机械工程论文:机械工程教育信息化发展现状 一、前言 在我国经济中,制造业是国家的支柱行业,占据国有经济的重要地位。随着制造业的快速发展,机械工程技术也迎来了新的发展形势。从目前机械工程技术的发展来看,在产品研发和生产制造中,机械工程技术正在缩小与国外发达国家的差距,在某些产品领域已经达到了世界领先水平。之所以取得这样的成绩,主要原因在于机械工程教育中引入了信息化的理念,不但提高了机械工程的教育效果,也促进了机械工程教育的发展,所以,我们应对机械工程教育信息化发展有全面正确的认识。 二、机械工程技术的特点分析 1、机械工程技术的先进性特点 (1)灵活(2)高效率(3)能源消耗低(4)无污染(5)产品性价比较高。 2、综合考虑设计与工艺的特点 在机械工程技术方面,设计与工艺紧密结合十分重要,在实际生产过程中,需要结合现场的工艺进行合理的设计,使设计一次性成功,这就是经常所说的并行工程。 3、全面考虑工业应用的特点 对于机械工程技术来说,最终的目的就是提高制造行业的经济效益和社会效益。这就要求在设计之前详细了解市场,针对工业应用情况进行设计、研发、生产、销售等等,使该技术能够达到理想中的效果,这样的机械工程技术才算是成功的。 三、机械工程教育信息化发展现状 考虑到机械工程的特点,在机械工程教育开展的过程中,引入信息化手段是十分必要的。从目前机械工程教育信息化发展现状来看,主要表现为以下几个方面: 1、机械工程教育信息化手段已经得到了充分的运用 出于提高机械工程教育质量的目的,在机械工程教育开展过程中,及时的引入了教育信息化的手段,主要包括CAD教学、网络化教学等,通过教育信息化手段的运用,机械工程引进了国外技术的先进理念,形成了对国外先进技术的消化吸收,保证了机械工程能够持续快速的发展。从目前机械工程教育的开展来看,信息化手段的运用范围越来越广,已经成为了机械工程教育的主要手段之一,为机械工程教育的发展提供了有力的支持。随着教育信息化手段的不断发展和提高,相信在未来机械工程教育信息化手段的应用范围更广,应用效果更加突出。 2、机械工程教育信息化采用了网络化发展的模式 计算机网络的发展,为机械工程教育提供了强有力的支持,不但提升了机械工程教育信息化发展的质量,还提高了机械工程教育的整体效果,改变了传统教育模式的束缚,为机械工程教育的发展提供了新的参考。从目前机械工程教育信息化的发展来看,网络化的发展模式为其带来了资源共享的便利,丰富了现有的教育内容,提高了教学实效性,为机械工程教育的发展注入了生机和活力。从这一角度来看,机械工程教育信息化发展成为了机械工程技术发展的必然趋势,为了机械工程技术的提高奠定了坚实的基础,保证了机械工程技术的发展质量。 3、机械工程教育信息化改变了传统教育理念 在传统教育理念中,机械工程的教育应尊重书本内容,应以现有技术为基础进行技术研发和技术教育,对先进技术的引入缺乏必要的手段。考虑到机械工程传统教育理念的缺点,以及计算机信息化的高速发展,在机械工程教育中引入信息化手段已经成为了必然的选择,对机械工程的发展产生了重要影响。基于这一判断,机械工程教育信息化改变了传统的教育理念,开始朝着新技术引入和新技术应用的方向发展,极大的提高了机械工程教育的实效性,满足了机械工程发展的现实需要,提高了机械工程发展的整体质量,为机械工程发展提供了新的参考。 4、机械工程教育信息化提高了教育效果和技术的先进性 通过采用教育信息化手段,机械工程的教育效果得到了持续的提高,为机械工程技术的发展提供了有力的支撑,保证了机械工程技术的发展质量。同时,教育信息化手段的采用,保证了机械工程技术的先进性,使机械工程技术能够及时的引入并借鉴国外的先进经验和成熟的技术,为我国机械工程技术的发展提供有力的支持。从目前机械工程教育的实际发展来看,机械工程教育信息化提高了教育效果和技术的先进性,为机械工程的发展提供了有力的支持。因此,从促进我国机械工程技术发展的角度出发,我们应对机械工程教育信息化手段有深入的了解。 四、结论 通过本文的分析可知,在我国机械工程技术的发展过程中,教育信息化手段起到了积极作用。教育信息化手段不但提高了机械工程教育的整体效果,还对机械工程技术的发展提供了有力的支持,满足了机械工程技术发展的要求。因此,我们要对机械工程教育信息化手段有全面正确的认识,要认真分析机械工程教育信息化发展现状,不断提高机械工程教育信息化的发展质量。 机械工程论文:本体以及其在机械工程中的应用综述 一、前言 本体在经历了10多年的发展之后,已经实现了语言、环境构建和方法论,现已经构建了理论框架和技术体系,在各行业中广泛应用。 二、本体的基本概念 在信息科学中,作为一种知识表示方法,本体(ontology)包括了研究领域内对象的名称、对象属性和相互关系的逻辑描述,提供了领域内知识表示和交流的词汇集合和集合中各个对象的关系集合。采用这种方法表示知识的本体,是基于一定的目的人为设计的规范说明,这与它所建模的世界有着明显的区别。本体发展至今,其应用范围已经远远超出了传统人工智能和知识工程的范围,这主要是由于本体具有以下显着的优点: 1、异构系统互操作,在异构主体之间对交流的结构化信息达成共识,这是本体开发的一个主要目标; 2、通过本体复用、映射和集成等方式实现领域知识复用,这是本体研究的主要动力之一; 3、明确的领域认定,利用本体表示方法描述领域认定,当领域发生变化时,对应的领域认定的改变也相对比较容易; 4、分析领域知识,建立领域本体,实现领域知识的应用和管理; 5、将领域知识与操作性知识相分离。 三、知识工程中本体的含义 在知识工程领域,研究人员给出了面向人工智能的明确的本体定义,其中,最重要的一个是Gru-her在1993年采用人工智能界公认的概念模型为基础给出的:本体是概念模型的明确的规范说明。随后Studer在参考了Gruber和Borst的定义的基础上提出了本体是共享概念模型的明确的形式化规范说明。本体定义的核心内容本文由论文联盟//收集整理是概念模型,即研究领域内存在的对象、概念及其他实体以及它们之间的关系是研究领域的一个抽象的、简化的视图,每一个知识库、知识库系统或知识水平的主体,都或明确或隐含的依托于某些概念模型。分类法(taxonomy)是对科学分类的普遍规律的研究,是按照一定的思想观点,以科学分类为基础,结合领域内容和特点,将领域知识分门别类以术语的形式组成分类表。本体与分类法相比,主要有两个区别:本体具有更为丰富的内部结构并且反映了某种程度的共识。 理论上,可以通过5种类型的构件来形式化描述一个本体:概念、关系、函数、公理和实例。这里的概念可泛指论述的任何事物,如任务、功能、行为、策略和推理过程等等,有时为叙述方便,概念也称为类。关系用来表示领域中概念之间的相互作用,元关系形式化定义为个集合的笛卡儿乘积的子集:R:C×C×…×C。函数是一类特殊的关系,在这种关系中,前n一1个元素可以惟一决定第n个元素,函数的形式化定义为:F:C×C2×…×G一一C。公理用来表示领域中永真的陈述,实例表示领域中的具体元素即对象。 四、本体构建的规则 本体构建方法概述出于对各自问题领域和具体工程的考虑,构造本体的过程各不相同。目前没有一个标准的本体构造方法,最有影响的是Gruber在1995年提出的5条规则: 1、清晰:本体必须有效地说明所定义的术语的含义。定义应该是客观的,与背景独立的。当定义可以用逻辑公理表达时,它应该是形式化的,应该尽力用逻辑公理表达。定义应该尽可能的完整。所有定义应该用自然语言加以说明。 2、一致:本体应该是前后一致的,也就是说,它应该支持与其定义相一致的推理。它所定义的公理以及用自然语言进行说明的文档都应该具有一致性。如果从一组公理中推导出来的一个句子与一个非形式化的定义或者实例矛盾,则这个本体是不一致的。 3、可扩展性:本体的可扩展性是指,本体提供一个共享的词汇,这个共享的词汇应该为可预料到的任务提供概念基础。它应该可以支持在已有的概念基础上定义新的术语,以满足特殊的需求,而无须修改已有的概念定义。也就是说,人们应该能够在不改变原有定义的前提下,以这组存在的词汇为基础定义新的术语。 4、编码偏好程度最小(Minimalencodingbias):本体应该处于知识的层次,而与特定的符号级编码无关。本体的表示形式的选择不应该只考虑表示上或者实现上的方便。概念的描述不应该依赖于某一种特殊的符号层的表示方法,不能依赖于某种确定的语言,因为实际的系统可能采用不同的知识表示方法。 5、本体承诺最小,(Minimalontologicalcommitment):本体承诺应该最小,只要能够满足特定的知识共享需求即可。也就是说,本体应该对所模拟的事物产生尽可能少的推断,而让共享者自由地按照他们的需要去专门化和实例化这个本体。Gruber还指出,由于本体承诺是以词汇的使用为基础的,因此可以通过定义承诺最弱的公理以及只定义应用所需的基本词汇来保证。 五、基于本体的产品信息模型 来自华盛顿大学的Sudarsan和CMU的Fenves作为美国国家标准与技术研究院(theNationalInsti—tuteofStandardsandTechnology,NIST)的访问学者,与NIST的Sriram等人一起,为支持产品生命周期管理(ProductLifecycleManagement,PLM)各个方面的信息需求,以本体为表示工具,开发了一种产品信息模型框架口。该框架以NIST的核心产品模型(theNISTCoreProductModel,CPM)及其3个扩展版本:开放式装配模型(OpenAssemblyMod—el,OAM)、设计分析集成模型(DesigeAnalyticIn—tergratedModel,DAIM)和产品族进化模型PFEM作为基础。OAM定义了系统级的概念模型和相关的层次化装配关系;DAIM定义了产品的主模型以及一系列抽象功能模型和两个主模型与功能模型之间的变换,每一个功能模型对应于产品的某一个领域特性,两个变换分别为理想化和映射;PFEM表示产品族及其组件,与产品族进化相关联的设计原理。 开发产品信息模型框架的目的在于:①从产品的概念设计阶段开始,在其全生命周期的整个过程中捕捉产品、设计原理、装配、公差等信息;②便于下一代CAD/CAE/CAM系统的语义互操作;③捕捉产品和产品族的进化。该框架提供了产品信息和设计原理的细粒度描述,因而PLM系统可以方便地直接访问框架中的数据。 产品信息模型框架作为产品在设计过程各个方面的信息库,能够为PLM及其辅助系统提供一种单一的、一致的信息交换协议,支持CAx及其他相关系统之间直接互操作和无缝的信息集成。该框架具有以下特点: 1、以形式化语义为基础,通过采用合适的本体就能进行自动推理; 2、具有概括性,它描述的是概念实体(制品和特征),而不是针对具体的某种产品(发动机、泵等); 3、提供了产品全方位的丰富信息; 4、致力于促进新的应用和过程的开发,避免由于环境中信息的不齐备阻碍新应用的实现; 5、框架中结合了明确表示的设计原理,作为描述产品本身的重要内容; 6、作为产品级上不同系统间互操作的转换与接口。 六、结束语 总之,尽管当前,本体技术已经得到了发展,但是还是存在一定局限性,不能仅局限在对事实知识的表示,还应用对过程性的知识以及有效方法进行探索,这也是该技术今后的发展方向。 机械工程论文:分析机械工程及自动化创新实践开发 引言:工程的本质在于创造,工程创造的内涵就是科学知识和技术的开发与应用。工程正是通过对辩学知识技术的开发与应用,创造世界上原先没有人工产品或系统来满足社会现实可能的需要。工程是一种创造力的专业,与社会生活中的其他专业有着不同的分工,以创造为自己的使命,这正是工程教育的本质特征和光荣任务。现代工程的定义具有鲜明的时代特征。2l世纪,世界将进入知识经济的时代,一切创新都依赖于高素质创造型人才,承担培养高素质创造型人才和发展科学文化双重任务的高等教育,必将成为国家创新体系的支柱和基础,寓有创造本质特征的工程教育应当更加突出创新意识和创造能力的培养等。 一、机械工程及其自动化专业创新实验开发研究的意义 随着世界经济一体化趋势不断增强,我国市场经济不断发展与完善,对现代工程的概念也产生了一种新的理论,即“工程是关于科学知识和技术的开发与应用,以使在物质、经济、人力、政治、法律和文化限制内满足社会需要的一种创造性专业”。从中我们可以看出,工程的本质在于创造,而创造的本质就是对科学知识和技术的开发与运用。从这个意义上理解,工程就可以理解为通过科学知识和技术的开发与应用,通过创造出当前没有的产品或者是系统,以此来满足经济和社会发展的需要。从某种意义上说,工程与其他的专业有着很大的区别,最为主要的就是工程专业可以理解为创造力专业,这也是工程教育的本质特征。当前,知识经济时代的到来,使得知识成为了人类社会进步的源动力,一切的经济活动和社会活动也都要依赖于知识的开发与运用,而高素质的创造型人才正是对知识的开发与运用的实施者,培养创造型人才也成为了当前我国教育事业的根本任务,对工程教育进行创新与改革也是当前高等教学改革的一个必然方向。 二、机械工程及其自动化专业综合创新实验的开发研究 通过对高校理工科专业教学体系的分析可以看出,实验教学被安排的位置是在理论教学之后,其实验的目的就在于为学生提供应用理论知识进行实践和应用的机会。工程能力也可以称之为创造能力,这是对于理工科学生基本的素质要求之一,因此可以说,创新实验教学的开发和研究,是为学生提供应用理论进行创造的平台,也是培养学生工程素质和创新能力的主要途径。综合创新实验的开发与研究是一项复杂的、系统的工程,需要以现代教育思想作为根本的指导思想,科学的处理实验教学与理论教学的关系。笔者认为,综合创新实验应当根据专业特点,同时结合学校教学的实际情况,在现有的实验设备的基础上,进行改进和研发,而不需要投入大量的资金进行新设备的购置,通过对现有的实验设备进行优化和整合,引入计算机技术和智能化技术,则能够实现对综合创新实验的整体优化,达到培养学生创新能力和实践能力的目标。综合创新实验的教学目的很明确,就是为了给学生提供一个工程应用教学环境,使学生通过实验来加强对理论知识的理解和掌握,并且学会用知识分析问题和解决问题,进而培养学生的综合能力。实施综合创新实验通常是在理论课教学结束之后,综合创新实验打破了学科之间的界限,其实验内容的设计以培养学生的创新能力作为指导思想。学生在完成一项创新实验的过程中,要对各种实验的设备进行熟练的掌握,也需要借助多个学科知识的综合运用,才能够完成实验。 机械工程及其自动化专业综合创新实验Ι 1、实验设备:细纱机,计算机,测试系统,机构测绘工具。 2、实验内容:(1)测绘细纱机钢领板运动机构;(2)应用测试系统检测钢领板运动规律;(3)根据检测的钢领板运动规律,反求设计控制凸轮机构;(4)对细纱机钢领板运动机构进行综合分析,提出新的设计方案;(5)在计算机上实现新设计方案的仿真设计或者虚拟设计。 机械工程及其自动化专业综合创新实验Ⅱ 1、实验设备:机器动力学实验台,计算机,测试系统。 2、实验内容:(1)应用测试系统检测机器动力学实验台,当载荷一定时,在安装飞轮和不安装轮飞两种状态下主轴转速的变化情况;(2)建立实验台等效主轴的运动方程,分析飞轮的调速作用;(3)按新给定的主轴运转不均匀系数反求设计飞轮;(4)在计算机上实现不同主轴运转不均匀系数条件下飞轮的仿真设计或者虚拟设计。 机械工程及其自动化专业综合创新实验Ⅲ 1、实验设备:1511织布机,计算机,测试系统,机构测绘工具。 2、实验内容:(1)测绘1511织布机打纬机构和棕框机构的机构运动简图;(2)应用测试系统检测检验棕框机构运动规律;(3)根据检测的棕框机构运动规律,反求设计棕框共轭凸轮机构;(4)对1511织布机打纬机构和棕框机构的运动进行综合分析,提出新的设计方案;(5)在计算机上实现新设计方案的仿真设计或者虚拟设计。 三、“机械工程及其自动化专业综合创新实验"的实施 系列“机械工程及其自动化专业综合创新实验”一般安排与课程设计同步进行。学生在指导教师的指导下完成基本实验内容,然后独立完成计算分析、创新设计以及在计算机上实现创新设计方案的仿真设计或虚拟设计等项内容,最后写出实验报告。系列“机械工程及其自动化专业综合创新实验”不仅重视学生动手能力的培养,更重要的是加强了学生综合应用所学知识分析问题、解决问题和创新思维能力的培养。系列“机械工程及自动化专业综合创新实验”是按照学生掌握知识由浅人深,认识问题由感性认识到理性认识过程设计的,它重视了学生综合创新能力的培养,形成了鲜明的特色。 明确培养目标制定具有工程特色的教学计划。随着科技进步,以计算机信息技术为标志的高新技术在机械制造领域的渗透、融合、应用,使得机械工程学科本身的内涵、外延同传统的观念相比有了质的变化, 企业要求该专业的毕业生不仅具备机械设计制造及其自动化方面的基础理论知识和应用能力,还应具备在工业生产第一线从事机械制造领域内的科技开发、设计制造、应用研究、运行管理和经营销售的能力,为了适应社会需求,就应在现代教育思想、教育理念的指导下,以培养具有工程素质的应用人才为目标,构建起新时期对该专业人才要求相适应的、与现代高新技术相融合的、与经济发展环境和资源条件相协调的教学计划体系,按照公共教育、专业教育、实践训练的培养策略,突出工程特色,既要有共性要求,又兼顾个性培养。公共教育部分要培养学生良好的人文素质, 人文与社会科学与自然科学从来就不是分割的, 很多科学技术中的突破来自于人文知识的灵感, 创新思维和创新精神的培养,也绝不是单纯的专业知识教育问题,通过对学生宽广的通识基础和深厚的自然科学理论基础的塑造,辅以工程哲学的教育,可以为工程素质培养奠定良好的基础。专业教育部分要系统学习专业基础课程和核心课程,重视坚实的专业技能的培养,培养工程师的基本素质。在条件允许的情况下,可以为学生提供专业技能认证课程。实践训练部分则着重进行上手快、后劲足的实践能力与创新能力的训练,任何一个学年均有不同的实践教学环节,保证工程实践训练4年不断线,倡导以科研项目、工程现场、实验室研究为背景,进行系统的动手实践能力和创新能力培养。除了上述共性教育,还要对学生进行个性培养,如鼓励学生参加辅修专业的学习,选修感兴趣的其他专业,通过学习,扩大学生的知识面,以此加强跨专业、跨学科的复合型工程人才的培养。
硬件技术论文:计算机硬件技术探讨 随着科学技术的发展,计算机在人们生活中的作用也越来越重要,成为生产生活中不可或缺的一部分。人们对于计算机的技术要求也越来越高,计算机硬件技术作为重要的组成部分,成为重点发展的项目。本文对计算机硬件技术进行了深入的探究。 【关键词】中专 计算机 硬件技术 随着科技的发展,计算机的应用越来越广泛,逐渐融入人们的生产和生活当中。计算机也在实践应用中在不断的更新完善,计算机的升级发展需要强大的计算机技术作为支撑,才能够使计算机功能更加全面,为人们带来更多的方便。计算机技术中,计算机硬件技术是其中较为重要的部分。计算机硬件技术有其独特的组成部分,在计算机技术发展的过程中,硬件技术也在不断的发展,下面就是对计算机硬件技术的探讨。 1 计算机硬件的组成部分 1.1 运算器 运算器在计算机的工作过程中主要起到数据的加工处理功能,运算器能够根据输入信号和指令的不同进行不同的数据处理,运算器的运算形式有逻辑运算、算术运算还有其他的数据运算形式。计算机之所以能够高效的运算,就是因为存在运算器的缘故,所以说运算器在计算机运行中起到了重要的作用。 1.2 控制器 控制器在计算机中的作用就好比人体的大脑,控制器在计算机硬件组成中接收其他部分传来的信息,然后进行相应的控制。控制器相当于一个指挥中心,会对计算机的内部指令进行分析,根据指令的要求让计算机的各个部件实现协调统一的运作。 1.3 存储器 存储器是计算机硬件组成中的记忆装置,存储器包含主存储器和辅助存储器两种。存储器在工作工程中主要是将数据进行二进制的转化,能够对信息进行处理同时还能够存储大量的信息。存储器能够接收大量不同的信息,在有需要的时候能够快速的对所需信息进行读取。存储器就是实现对信息大量存储功能的装置。 1.4 输入设备 常用的输入设备有鼠标、键盘和摄像头等,输入设备也是整个计算机硬件组成必不可少的部分。输入设备的作用就是方便外界对计算机系统进行信息的输入,鼠标能够通过人为操作对计算机屏幕进行坐标定位,处理操作过程中的图形及软件,键盘能够通过输入字母、符号、数字等信息对计算机指令。总之,输入设备就是实现外界和计算机之间的信息转换的媒介。 1.5 输出设备 输出设备与输入设备相反,是将计算机的处理结果输出,呈现在操作者的面前。计算机能够输出图像、声音、数据等多种形式,计算机处理过的数据以及一些程序都能够通过输出设备输出,常用的输出设备包括打印机、显示器和语音输出设备等,这些输出设备能够让计算机的工作状态展现在人的面前,实现了人与计算机之间的信息交流。 2 计算机硬件技术 2.1 诊断技术 所谓诊断技术就是对计算及运行过程中出现的故障进行诊断,诊断系统对出现的故障进行检测,在这一过程中,为实现故障的自动诊断,通常采用数据生成系统和诊断系统相结合的方式。数据生成系统能够将计算机内输入的相关数据生成系统的网络,对计算机的硬件部分进行检测。诊断系统则是利用数据生成系统提供的数字报告对计算机出现的问题进行解决和报告。通常的诊断过程中都需要一台单独的计算机作为诊断机,可实现远程诊断以及微诊断等多种形式的诊断。诊断技术能够对计算机出现的问题及时的进行检测和处理,是计算机正常运行的保障。 2.2 存储技术 随着计算机技术的不断发展,计算机硬件存储技术也得到了很好的发展和突破。存储有DAS模式、SAN模式、NAS模式等多种模式。各种模式有其不同的优缺点,比如DAS模式来说,操作起来比较简单,低成本高性价比,但是也有其不足的地方,在扩展性以及安全性方面比较欠缺。NAS 模式拥有良好的扩展性,占用服务器资源方面也比较少,但是数据传输速度比较低,影响网络的使用性能。SAN模式的优点就是扩展性强、传输速度快,但是这种技术比较复杂,在成本方面由于采用的是光纤与网络连接的方式也是比较高的。 2.3 加速技术 人们追求的就是计算机高速处理数据的特点,所以计算机在处理数据的速度方面要不断的更新,计算机硬件加速技术也成为研究的重点。近年来,在计算机硬件加速技术的发展下,更加注重以硬件自身的功能特点来代替软件算法的技术,硬件在处理信息的过程中充分发挥了数据分析处理和调用程序的功能,提升计算机的整体工作效率。要想实现硬件加速可以在计算机内部增加一些集成软件来实现,帮助CPU进行运算,这样就能够加快运行速度,提升计算机的运行能力和处理数据的速度。 2.4 开发技术 就目前计算机的发展来看,开发技术主要针对的是嵌入式硬件平台的开发。嵌入式硬件平台包括嵌入式处理器和嵌入式控制器和嵌入式芯片。嵌入式控制器能够在单片机内部芯片上集成总线,实现一系列的功能,降低了成本,同时也减小了体积,为计算机的微型发展奠定了基础。在数字信号处理器的开发方面也在不断的努力,比如DSP高速微处理器的开发,能够使计算机的速度得到很大程度的提升,推动计算机整体性能的提升。 2.5 维护技术 计算机维护技术是计算机硬件正常运行的保障,计算机在运行过程中有时候会发生一些故障,在硬件维护过程中要对容易出现故障的部分进行维护保养,要学会计算机的保养方法,养成维护保养的习惯。对出现的一些常见的小问题要及时处理,做好除锈、清洁等工作,让计算机在良好的状态下工作,提升工作效率。 3 总结 目前,我国计算机技术的发展水平正在不断的突破,计算机硬件部分在其中起着重要的作用,要想实现良好的性能,就要注重硬件部分的利用,明确硬件各组成部分的重要作用,从诊断、存储、加速和开发等方面的技术进行研究。在计算机硬件技术的研发方面应该加大力度,促进硬件技术的发展才能够使整个计算机的综合性能得提升。 作者单位 江苏省沭阳中等专业学校 江苏省沭阳县 223600 硬件技术论文:浅析计算机硬件维护技术 [摘 要]当前计算机已经深入到广大普通家庭,怎样维护与保养各自的计算机,尽量增加计算机的运行时间,是每个计算机用户十分关心的问题。计算机的维护与保养需要对硬件进行日常清洁以及科学有效的保养方法。 [关键词]计算机硬件;维护;应用 1 电脑硬件的日常维护以及故障的判断应当遵循的基本原则 (1)防尘和防潮在电脑主板的日常维护工作过程中比较重要,中央处理器、内存条以及显示卡等关键部件全部插在主机板上,假如上面有太多灰尘,容易使得主板和其它部件之间接触不好,出现一些未知故障,给用户的工作以及娱乐造成一定的麻烦;假如环境过于潮湿,主板极易变形而出现接触不良等问题,就会影响用户的正常使用。日常需要注意的事项:①电脑周围的环境状况:比如电脑的位置、电源、湿度与温度等。②电脑体现的故障问题、显示器所显示出来的内容和正常状况下的相同与不同之处。③电脑内外的物理状况:比如粉尘、线路板以及零件、部件的形状以及指示灯的显示情况等。④电脑的软件、硬件配置情况:比如所安装的软、硬件;系统资源的配置,软件方面使用何种操作系统,硬件配置的驱动程序的哪种类型的版本。 (2)通过所观察到的现象判断产生故障的原因,判断依据主要有:①元件、芯片方面的故障;②连线以及接插件等硬件故障;③部件产生的故障;④硬件兼容产生的故障;⑤跳线以及设置产生的故障;⑥电源产生的故障;⑦软故障。在对故障进行分析的时候,尽可能利用自己的知识与经验加以判断,不明之处,向有经验的相关人员请教。 2 电脑硬件故障排除的主要方法 (1)观察法。具体的做法包括:对电脑硬件的环境、插座、插头、用户操作电脑的习惯等进行仔细观察。 (2)最小系统法。电脑硬件最小的系统包括电源、主板和中央处理器。该系统并无信号线的连接,仅仅存在电源到主板的连接电源。在故障判断的时候是通过听声音或主板故障诊断卡来对该核心部分是不是能够正常运行进行判断;电脑的软件最小系统包括电源、主板、中央处理器、内存条、显示卡(或者显示器)、硬盘以及键盘等。通过判断确定系统是不是能够正常的启动以及运行。 (3)逐步添加法。该方法以最小系统为前提,每一次仅仅给系统添加一个设备或者软件,来判断故障现象是不是消失或者出现变化,从而判断并且准确定位故障产生的部位。 (4)隔离法。该方法是先将容易妨碍故障判断的软、硬件进行屏蔽。同时也是一种将相互冲突的软、硬件隔离开从而判断故障是不是出现变化的方法。 (5)替换法。该方法是通过好的部件去替换可能出现故障的部件,从而判断故障是不是消失的方法。好的部件并无型号方面严格的要求。 (6)比较法。这种方法和替换法较为接近,也就是通过好的部件和怀疑存在故障的部件的外观、配置以及运行现象等各个方面进行对比,也可以在两台电脑之间加以对比,从而判断故障电脑在环境的设置、硬件的配置这几个方面的区别,以便查明故障的准确部位。 总而言之,排除电脑的故障最好是遵循:先排除外部设备然后排除主机,先电源然后部件,先简后繁等原则。外设方面的故障比较容易查出并排除,首先应当依据系统的报错信息对鼠标、键盘以及显示器等外部设备的基本工作状况。假如不存在问题,就应当考虑主机方面存在的问题。 3 电脑硬件的日常维护与保养工作 (1)整机。电脑最好放在通风状况比较好、卫生清洁较好的房间,以免灰尘与高温对电脑产生不利影响。电脑如果长时间不用的话应当将电源切断,但是需要定期开机运行,以免由于潮气损坏电脑的零部件。 (2)电源。①确保所购置的电源质量,并且定期对电源盒进行清洁。②电脑电源必须使用专用的插座。 (3)显示器。对电脑的液晶显示器定期进行清洁是十分重要的,但是不能用酒精进行擦拭,由于酒精对其涂层产生腐蚀作用,容易对电脑的液晶屏幕产生损伤。正确的做法是利用擦镜头的镜头纸,稍微沾上纯净水就可以进行擦拭了。 (4)主板。在电脑的机箱不开启的情况下,通常不会接触到主板,日常存在最多的问题是任意热插拔电脑的零部件,容易对接口造成损坏,甚至会使得芯片或者电路板烧毁。 (5)中央处理器。①目前主流的中央处理器的运行频率速度非常快,超频没有必要。②中央处理器通常在75℃以下就能够工作。③中央处理器的风扇对保护CPU非常重要。风扇的叶片上应当定期清除其灰尘并且给在其轴承上添加适量的润滑油。 (6)内存。①如果只安装一根内存条的时候,首选与CPU插座类似的内存插座。②在对内存进行升级的时候,宜选择与原有内存一致的,否则容易出现无法兼容的问题。安装内存条的时候动作必须规范。 (7)硬盘。电脑中的硬盘比较脆弱,使用不正确比较容易出现问题。尤其是电脑在运行的时候切忌搬动,因为震动对硬盘的伤害比较大。此外,硬盘是电脑中最关键的存储介质,大部分人容易忽视了对硬盘进行维护与保养,常常使得硬盘超负荷运行:下载容量很大的各种影视剧、游戏等、频繁使用Windows的系统还原操作。一次性开启过多(超过3个)的上传或者下载的窗口。这些做法容易对电脑硬盘产生伤害。此外,在BT运行的时候,宜设置任务管理器将优先权调整到低于标准值。 (8)鼠标。鼠标出现故障的频率比较高。要求注重平常的维护。对于光电鼠标应当定期清洗光敏二极、三极管上面的灰尘、污垢。 (9)驱动器。光驱出现读盘的时候如果出现速度变慢甚至是不读盘的问题,主要是由于激光头存在问题造成的。除了激光头自身的寿命问题,灰尘也是对激光头寿命产生影响的重要原因。灰尘不但会对激光头的读盘以及寿命产生影响,还会对光驱内部的一些机械部件的精度产生影响。因此,确保光驱的清洁非常关键。光驱的机械部件的擦拭通常选择棉签酒精进行擦拭,但是激光头不可以使用酒精以及清洁剂,应该利用气囊对准激光头将灰尘吹掉。 硬件技术论文:计算机硬件系统的维护与保养技术分析 摘 要:近年来,人们的生活水平明显提高,计算机逐渐进入千家万户,已经成为人们工作、学习和生活的重要工具。计算机设备在长期的使用过程中,硬件系统很容易出现各种故障,严重影响计算机的安全、稳定运行,给人们带来很多的不便和麻烦,因此要积极采取有效的维护和保养措施,减少计算机硬件系统的故障率。本文分析了计算机硬件系统故障的影响因素,阐述了计算机硬件系统故障的维护措施和计算机硬件系统的保养策略。 关键词:计算机;硬件系统;维护;保养技术 当前,计算机已经成为人们办公和生活的一个不可替代的重要作用。和软件系统相比,计算机硬件系统在使用过程汇总更容易出现各种故障,因此必须做好计算机硬件系统的维护与保养,最大程度地延长计算机硬件系统的使用寿命,保障计算机安全、稳定的运行。 1 计算机硬件系统故障的影响因素 1.1 人为因素。人为原因是导致计算机硬件系统发生故障的主要原因,在长期的使用过程中,一些计算机用户忽视对计算机硬件系统的维护和管理,乱卸乱拆、乱改乱跳,导致计算机硬件系统的零器件丢失,或者在计算机操作过程中,用户用力过大,损坏计算机硬件设备。另外,计算机设备在运输和安装过程中,如果没有采取相应的保护措施,遭受剧烈的震荡,会严重影响计算机硬件系统的稳定性。 1.2 内部因素。内部因素主要是指计算机硬件系统自身质量存在问题,一些零器件性能较差,如硬件系统元件发生腐蚀、虚焊或者脱焊等,导致计算机硬件电路板铜断、触点被氧化、漏电等[1]。 1.3 外部因素。计算机硬件系统在使用过程中容易受到多种外部因素的影响,如计算机硬件系统设备老化严重、性能下降;电压不稳会导致计算机硬件系统电路出现短路甚至电源损坏;计算机长时间运行,内部散发大量的热量,如果散热不及时,会导致计算机硬件系统元器件被烧坏。 2 计算机硬件系统故障的维护措施 2.1 电源故障维护。计算机设备接通电源后,如果不能运行,指示灯不闪烁、电风扇也不转动,很可能是计算机电源发生了故障。计算机电源发生故障的原因主要有电源烧坏、计算机电源发生断路、启动按钮接触不良等。遇到这种情况,计算机用户要仔细检查电源的通电情况,判断计算机设备是否处于通路状态,同时检查计算机电源的插头和导线接头是否连接好。如果这些都没有问题,很可能是计算机电源已经被烧坏,用户要及时更换计算机电源。 2.2 计算机CPU故障维护。计算机CPU的散热情况对于硬件系统的运行状态有着直接的关系,一旦计算机硬件系统散热出现问题,大量的热量集聚在计算机设备内部,温度过高会影响计算机硬件系统设备的性能,导致计算机执行不畅、运行缓慢等,甚至会将计算机CPU烧坏。因此,用户在日常使用计算机设备的过程中,必须要注意计算机设备的散热处理,特别是在炎热的夏天,要及时清理计算机设备的排风扇,最好为计算机配置一个电风扇,加速计算机设备的散热速度。 2.3 计算机内存故障维护。计算机设备运行之后,显示器没有画面或者出现一些错误信息,始终不能进入操作系统,总是听到“嘟嘟嘟”的声音[2],这说明计算机的内存卡发生了故障。这时,用户要将计算机电源关闭,将计算机机箱拆开,把内存条取出,然后进行开机检测。对计算机进行多次检测,检查是哪一根内存条出现了问题。仔细检查之后,如果内存卡不存在问题,要仔细将内存卡插在沟槽中,确保接触良好。 2.4 显卡和声卡故障维护。显卡是计算机系统散热的主要位置,对于计算机显示卡故障,检查沟槽中显卡,特别需要仔细检查计算机显示器信号线的接头和显卡插座之间的接触是否良好,在计算机的日常使用过程中,要注意计算机显卡风扇,检查风扇是否产生噪声、运转是否有摩擦。对于计算机声卡,用户在使用语音操作时,要尽量避免带电进行,在拔或者插耳机时,最后关闭计算机电源,防止计算机硬件系统设备出现损坏。 2.5 硬盘故障维护。计算机硬盘故障主要是指计算机系统无法识别硬盘。用户要注意检查计算机的数据线和电源线是否接好或者是否发生脱落,确保计算机硬盘的扁平信号或者电源线装好,同时要合理插接硬盘,避免发生冲突,如果计算机的IDE接口上插接了CM-ROM,重新插接一些数据线,如果仍然不能正常运行,很可能是计算机硬盘发生了损坏,用户可以更换一个新的硬盘。 3 计算机硬件系统的保养策略 3.1 正确使用计算机。计算机用户要掌握一些最基本的常识,例如在雷雨天气,要尽量避免使用计算机,防止计算机遭受雷击。计算机设备要摆放在房间靠窗户的位置,确保计算机良好通风。同时用户要正确使用计算机,养成良好的习惯,例如,在计算机开机时,先打开电源,等待一段时间之后,再打开计算机,由于我国家庭用户的电源多是220V标准电压,但是通常情况下计算机电源的电压多是110V的,如果打开电源之后立即运行计算机系统,会使计算机系统突然遭受较大的电压,导致计算机硬件系统设备老化或者损坏。另外,在关闭计算机时,要尽量使用计算机系统关机,不能直接关闭计算机主机上的开关,要尽量延长计算机硬件系统的使用寿命,关闭计算机设备后,尽量关闭电源,不仅有利于杜绝火灾隐患,而且可以节约大量的电能。 3.2 检测到位,保持环境清洁。计算机设备的运行环境最好保持在15-28摄氏度之间[3],如果外界环境温度过高,会导致计算机硬件系统设备发生老化。因此,要避免将计算机设备放置在阳光直射的地方,阳光的直接照射会进一步提升计算机温度,影响计算机设备的运行状态。另外,要尽量控制计算机设备运行环境的湿度,如果空气湿度过小,计算机硬件设备很容易产生静电,损坏硬件系统元器件。如果空气湿度过大,计算机硬件系统电路板会出现发霉或者锈蚀等问题,造成电路板短路或者发生故障。 3.3 选择质量较高的硬件设备。在选择计算机电源时,用户不能贪图便宜选择劣质、功率不合适的电源设备,为了确保计算机硬件系统有持续、稳定和稳定可靠的供电环境,要尽量选择具有大品牌、优质的电源,配置插孔重组、具有自动断电功能的插座,严禁在同一个插座上安插很多计算机设备。另外,根据计算机硬件系统的设备型号,从防止静电、注意兼容性等方面,选择合适的硬件设备,为计算机CPU安装优质风扇,定期进行除尘,充分发挥风扇降温的重要作用。 3.4 加强计算机显示器维护保养。虽然计算机显示器只具有显示功能,长期暴露在灰尘较多的场所,不仅会影响显示器的运行状态,同时也会影响计算机用户的视力,因此用户要做好计算机显示器设备的防尘和除尘工作,在用户不使用计算机设备时,为计算机显示器盖上防尘罩,关闭计算机后要注意将显示器也关闭,定期使用专业的除尘液和除尘布轻轻擦拭显示器罩壳和表面,严禁直接使用水或者酒精擦拭显示器,高浓度的酒精很可能损坏计算机显示器。 4 结束语 计算机硬件系统维护与保养是一项长期的、复杂的系统工作,计算机用户在日常使用过程中,要注意掌握基本的使用常识和故障维护技巧,正确的诊断计算机硬件系统故障,从而有针对性的采取故障维护措施,尽量延长计算机硬件系统的使用寿命,确保计算机硬件系统安全、稳定的运行,提升计算机设备的运行效率,充分发挥其优势功能。 作者单位:遵义职业技术学院 计科系,贵州遵义 563000 硬件技术论文:硬件出奇制胜DIY领域产品的特色技术 Intel HT 超线程技术 Intel自从奔腾4后期就加入HT超线程技术试水,在旗下酷睿和至强等产品上得到广泛应用。按照Intel的说明,HT超线程技术在不增加物理核心的情况带来10~20%的性能提升。 对于普通家庭用户,超线程是否真如Intel所说的那么神奇?最常见的两个使用场景就是WinRAR这样的压缩解压缩软件和诸多视频后期软件,在开启超线程后确实会有10~20%不等的性能提升,直观体现在完成所需的时间上立竿见影。但在游戏领域又完全是另外一回事,绝大多数游戏对于多核心支持得并不好,在很多游戏还只是支持双核的当下,对超线程技术的支持更是无从谈起。玩家使用同一款CPU做过测试,有半数以上的游戏在关闭超线程技术时的平均帧数大于默认状态。这也让超线程技术在游戏领域十分尴尬。 不过随着2014年底游戏大作纷纷更换引擎,对PC硬件的压力达到史无前例的高度。不仅要6GB以上内存的游戏越来越多,切实支持处理器多核心(八核以上)的游戏也逐渐出现。对于超线程技术今后在游戏领域的表现是值得期待的。 可以装APP的电源 DIY领域发展到现在,机箱内部任何一个配件几乎都能通过对应的软件进行检测和调节,但负责整个系统电力和稳定的电源依旧孤零零地位于机箱角落,显得格格不入。其实电源的运行状态、稳定与否对整个PC系统至关重要,甚至超过传统“三大件”。 以往也有过通过PC前光驱面板安装控制台来监控电源的案例,不过那大多都是发烧友们自行改造实现,普通用户怕是难以企及。TT看准这一市场需求,推出80PLUS金牌的全模组电源Toughpower DPS TPG系列,不过规格高并非它的最大卖点,能够安装智能数位控制APP才是其独一无二的“绝活”。 TT能够智能监控电源的软件名为DPSApp,可以在PC端实时监控电脑功耗、温度和风扇转速等基本信息,还可以根据电源监控的功耗来计算电费。所有这些信息都不是死板的文字表述,都通过简单明了的图形和图表展现出来,软件的使用程度和表现力甚至超过了很多传统板卡控制程序。DPSApp还可以智能化管理资料,并通过微博等平台分享,是不是有一种智能手机的感觉?在DPSApp面前,Toughpower DPS TPG系列80PLUS金牌和全模组设计反倒不那么显眼了。 SLC 闪存的家用 SSD 固态硬盘在近年的发展突飞猛进,可供选择的品牌从最初的两三种发展到现在的数十种。为了能在庞大的SSD大军中脱颖而出,要不就在产品本身下足功夫,要不就另辟蹊径赐予产品更高的附加值。 SSD所用的闪存种类当中,SLC MLC TLC,这是由闪存颗粒的特性决定的。一般我们家用购买的都是中间这个档次的MLC产品,售价位于中游,性能也比较中庸。一般用户不会过分关心闪存种类问题,不过自从三星840 SSD系列开始使用TLC闪存,SSD闪存的老文件掉速问题也逐渐被用户重视起来。 富士通的至尊版系列SSD是他们最新的产品线,至尊版最大的卖点就是使用了Intel的SLC闪存。这类Intel 25nm SLC闪存性能比MLC闪存直接强上一个档次,而且寿命也远非MLC闪存产品可比。售价虽然并不便宜,但是比起顶级MLC产品,这样的SLC SSD更受爱好者欢迎。 三星 Magician 三星的SSD从830系列开始让人眼前一亮,旗下每代产品的性能都在市售同类产品前茅。不仅性能出色,三星还为其打造了独特的软件,辅助用户操作和管理自己的SSD,这就是Magician。 Magician的功能经过几代进化更简单易用,很适合初学者使用。用户界面通过图形化的显示方式,可以轻松查看SSD的健康状态、SATA及AHCI的兼容性和状态。对于新手更有意义的是,软件提供3个优化配置文件,包括最高性能、最大存储量和最佳可靠性,我们通过选项卡就能从中切换。 这三个选项并非是噱头,是有实际功效的。最高性能选项以稍微缩短SSD使用寿命为代价获取最快的性能,它开启了一些需在SSD中进行额外写入操作的功能来实现提速。最大存储量功能可以自动去掉系统的休眠模式、虚拟内存文件和一些自动备份功能,释放SSD的大量空间,非常适合一些购买64GB或者128GB的用户。最佳可靠性将禁止运行会产生额外写入操作的功能,以有效延长SSD的使用寿命。如果用户使用的是840系列TLC产品,这个功能可以十分有效地减少SSD写入/擦除的次数。 三星通过Magician软件轻松满足三类常见用户的需求:寻求最高性能的用户、寻求最大存储量的用户和寻求最长使用寿命(可靠性)的用户。以往复杂的操作系统的相关设置,现在可以通过软件轻松实现。 闪迪 SSD Dashboard 最早闪迪的SSD相关软件叫SSD Toolkit,不过当时由于界面不友好导致很难用。闪迪的SSD其实非常出色,但软件不好用难免美中不足,SSD Toolkit通过回炉重做变身为SSD Dashboard,各方面都有明显的改进。 SSD Dashboard的界面做得比较美观,而且功能也非常完善,通过图形化的界面,让用户监控了解SSD的运行状况。界面包括SSD状态、性能、工具、设置等功能,状态中可以查看硬盘的容量、剩余使用时间等等基本状况,温度和接口信息也可以显示在内。性能一项提供了SSD的性能测试,和主流测试软件一样也分为传输速度及随机性能,但比起其他测试软件密密麻麻都是文字的方式,SSD Dashboard以图表的形式直观呈现给用户。关于TRIM在一些操作系统中很难打开的现状,闪迪软件可以通过一键开启系统TRIM的功能十分适合新手。 工具中的Secure Erase、Sanitize、Cypto Erase不能乱点,是闪迪提供的三种SSD擦除功能。固件更新功能也非常方便,不用像以前那样去官网手动下载固件然后冒险升级,在这里就像更新手机APP一样操作就能完成SSD固件的更新。除此之外工具也提供了硬盘的S.M.A.R.T信息查看,有了这款软件我们就可以抛弃HDtune了。 从SSD Toolkit到SSD Dashboard,能很明显看出闪迪SSD软件的进步。虽然SSD Dashboard只支持闪迪硬盘比较可惜,但作为一款品牌SSD的功能软件已经相当出色了。 希捷混合硬盘 SSHD 希捷是传统HDD硬盘双雄之一,近几年传统硬盘被固态硬盘冲击严重,老牌硬盘厂商希捷虽然也推出了旗下的SSD,但市场反响不温不火。去年间接收购了两大主控之一的SandForce,但融合之后的实际产品还需时日才能推出。眼下希捷如何应对SSD对硬盘市场的攻势呢?答案就是SSHD。 SSHD主体依然是盘体与磁头,不过在SSHD的PCB上集成了一个SSD模块主控和小容量MLC闪存,SSHD的核心技术就是通过这个独特的设计实现。首先通过一种名为Adaptive Memory的技术实现一种自学习算法,它逐渐让系统最常用的应用程序和文件能够实现类似SSD的响应。比如说操作系统或者程序启动时会读取大量零散文件,HDD由于寻道原理速度有限,而SSHD将这部分压力转至闪存,启动和读取速度能够大大加快。 希捷的这种“SSD缓存记忆”技术其实并没有改变HDD的持续读写速度,而加强了随机性能。在最新一代SSHD当中希捷甚至将盘体转速降为5400rpm,而单单加强了主控方面的学习和记忆能力。有人可能会质疑5400rpm盘体的性能,但其实希捷如此处理是十分合理的。我们日常使用硬盘感觉到慢,十有八九是其随机读写性能满足不了我们的要求,绝非持续读写速度跟不上。如果用户的硬盘位只有一个,又想在硬盘容量和随机性能上有所兼顾,希捷这类SSHD是非常合适的。 东芝无线 SD卡 我们用单反照相,然后想把相片从相机存储卡里拷贝到手机或者平板电脑上观看,一般大家都怎么做?最原始的方法就是把存储卡取出,先将数据移至电脑,然后将手机/平板接入电脑拷入观看,这个步骤太麻烦了。后来有部分单反/微单品牌设计了独特的移动智能终端APP,旨在简化取卡步骤,直接用手机/平板访问相机存储内容,不过需要在同一个Wi-Fi环境下,同时移动端是否支持还需APP决定,总之多种限制并不方便。 东芝推出的这种无线SD卡解决了这种问题,SD卡从硬件上解决了无线连接问题。只需将SD卡插入相机并开机,打开手机或者平板电脑的无线开关,搜索到无线SD卡提供的无线网络连接(flashair_xxx),输入初始密码连接后打开浏览器就形成了连接。一般4MB左右的照片传输一张需要8秒左右,速度虽然不快但也不比很多相机无线传输APP慢。 问题也并非完全没有,首先部分单反机身由于是金属构造,无线SD卡形成的网络信号肯定会受此影响,速度和稳定性有待进一步提高。其次SD卡和其无线功能所需的电力肯定是相机提供,有很多相机屏幕自动关闭时进入省电模式,此时无线SD卡的无线功能也会随之一同关闭。最后比较关键的一点是由于手机或平板电脑在传输时连接的是无线SD卡形成的虚拟网络,并没有互联网功能,如果想边传边分享就是硬伤。手机可以利用3G信号,而多数平板电脑只能乖乖等传输完毕后才可以重新连接Wi-Fi进行分享。 金士顿 HyperX 闪存盘 大家印象里的闪存盘(U盘)的读写速度是多少?一般也就是30-40MB/s这个程度,满足一般的文件拷贝似乎问题不大,但高端用户肯定无法接受如此缓慢的传输速度。金士顿旗下的HyperX品牌是其高端的存储品牌,而现在HyperX也推出了顶级品质的闪存盘DataTraveler HyperX Predator。 DataTraveler采用USB 3.0接口,它没有像其他USB 3.0闪存盘一样只是规格上支持,在读写速度上标称可达240MB/s和160MB/s,完全突破了USB 3.0能够达到的速率。外观方面金士顿的解释是大巧不工,金属外壳方方正正的造型,十分符合其高端大气的身份。容量方面金士顿提供了512GB和1TB两种容量,4999元和9999元的售价也吓跑了大多数用户。 不过DataTraveler HyperX Predator的表现配得上这样的价格,多种软件实测其读写速度并非虚标,一部10GB左右的电影通过闪存盘不到1分钟就可以传输完毕,这是很多移动硬盘都难以实现的。 Cherry MX 轴键盘 要说键盘,这两年机械键盘火了。机械键盘本来是在薄膜键盘之前的产物,但随着薄膜键盘的盛行,造价相对高昂的机械键盘被薄膜键盘所取代。但近年来由于用户对外设品质的要求逐渐提高,机械键盘的关注度正慢慢回升。 目前市面上常见的机械键盘均使用德国确励公司(Cherry)的MX机械轴,爱好者们俗称樱桃,拥有标志性的十字口设计,目前我们见到的大多数机械键盘其实都属于这一派系。根据种类分为茶轴、青轴、黑轴以及红轴四种,也有白轴等稀有品种。用文字描述机械键盘与普通键盘的区别稍有难度,由于每一个按键都由一个独立的开关组成,按键的段落感根据轴体各异,但普遍都要大幅超越薄膜键盘。现通常为高端游戏外设,希望有条件的用户亲自体验。 微软蓝影技术 可能很多用户连光学引擎鼠标和激光引擎鼠标都分不清楚,现在微软又来了个号称集合二者优势于一身的蓝影鼠标,它们之间究竟有何区别?它们都该称作是光学引擎,不过不同的捕捉原理决定了光学鼠标必须借助鼠标垫,而激光鼠标则能够在更多的表面上自如使用。 微软全新推出的Blue Track蓝影技术更是要超过激光引擎,利用激光引擎的镜面反射原理,通过更强的光学传感器每秒钟拍摄数千张,经过对比最终得出鼠标移动的轨迹。蓝影技术的表面适应能力超强,定位能力比激光更为精确,在一些粗糙的表面依旧可以准确定位鼠标移动。 硬件技术论文:计算机硬件组装及维护技术的探讨 摘 要:随着社会进步与科技的快速发展,计算机的应用已经成为我们生活工作中的一个重要组成部分。因此,我们需要掌握一些基本的计算机硬件组装与维护技术。本文主要介绍了计算机硬件组装的基本部件,分析了计算机操作系统以及硬件驱动的两种安装方法,并总结了硬件维护一些要领。希望能够给广大的计算机应用人员带来一定的帮助。 关键词:硬件组装;维护技术;系统安装 1 计算机硬件的组装 1.1 计算机的组成。计算机是由硬件和软件两大部分组成,下图1是计算机硬件中常见的部件。 图1 计算机硬件组成 1.2 计算机硬件的组装过程。第一步:要先打开主机箱的盖。将主板固定在机箱里并拧紧螺丝;第二步:电源的安装,机箱电源通常是安装在机箱内左上方并固定好四颗螺丝,需要注意电源的风扇是朝机箱外面的,其好处就是起到散热的作用,否则无法正常安装;第三步:CPU安装:CPU是主板上的核心部件,由于CPU的针脚较细,容易插坏,所以一定要细心,对位入座。CPU发热量较大,为了增加散热功能,建议在CPU背面与小风扇间涂上散热的硅胶,然后再固定风扇上的四颗螺丝或者挂钩。另外还需要将风扇电源线接入主板对应的接口上;第四步:内存安装,将内存安装在主板的插槽上,插槽两边各有一个扣,扣住内存条。需要注意内存缺口要与插槽对应,然后再垂直压下内存即可;第五步:硬盘安装,硬盘需要用四颗螺丝拧紧到机箱前面中间的位置。同时需要将硬盘数据线和电源线分别接主板和机箱电源,以此实现了数据的存储及读取功能;第六步:显卡安装,找到主板上显卡插槽位置,将显卡对准主板插槽上接口往下压,并用螺丝拧紧在机箱上(说明:有些主板是集成显卡、网卡和声卡,不需我们手工安装);第七步:控制线的连接,首先要确定机箱面板上的指示灯以及开关机、重启按钮与主板之间的接口连接位置(有对应的英文文字),需要注意区分好正负极之间的连接。接线英文的说明:HDD LED是指硬盘灯、PWR SW是指机箱外开关机的电源线、Reset是指重启电脑、Speaker是指主板喇叭线、Keylock是指键盘锁的接口线以及PowerLED是指板电源灯的接线;第八步:上面的工作完成之后,需要完成机箱外部设备的安装,外设包括:鼠标、键盘、音箱、光驱(如果需要通过光盘安装操作系统的,一定需要装上光盘驱动器)以及显示器等接线;第九步:确保前面的工作准确无误后再接通电源,观察计算机屏幕显示情况,然后再安装操作系统。 2 计算机操作系统的安装 计算机操作系统安装前的基本设置。首先需要启动计算机,按DEL键进入到主板BIOS进行参数的设置。其次是从BIOS主菜单中找到Advanced BIOS Features 选项,按回车进入子菜单项。再次是在子菜单项中选择First Boot Device 选项,然后通过键盘上的上下方向键来设置为USB-CDROM或者USB-HDD(U盘启动),这样就把系统设置为光盘驱动(或者U盘)启动了。最后,按F10键保存设置并退出BIOS界面。 2.1 标准安装法。第一步,将市面上购买的Win8系统盘放入光驱,或者网上下载Win8系统存入U盘中并接U盘接口(细节略);第二步,通过BIOS自动引导光盘(U盘)启动;第三步,此时我们会见到屏幕上的提示:“press aany key to boot from CD or DVD...”看到这个提示时按任意键就可以进行win8的安装了;第四步:在安装界面的language to install项中选择English,其它两个选都选Chinese,点Next按钮,然后点击Install Now就可以正式安装Win8系统了,最后等待安装完成(细节略)。 2.2 快速ghost安装法。由于标准安装win8所花时间较长且麻烦。因此,我们可以通过Ghost来进行快速安装操作系统。有了ghost软件就变得十分方便,只需十多分钟就能够把Win8系统安装完成,下面说一说ghost安装Win8系统的详细步骤: 到市面上购买ghost克隆软件光盘(里面包含有ghost.exe文件及ISO系统镜像文件等),或者到网上下载ghost..exe和系统镜像文件到U盘。 第一步:开机后运行ghost程序,选择恢复系统,进入ghost;第二步:菜单操作顺序是:local- partition- from image;第三步:在Ghost新窗口的下拉列表中,选择之前已准备好Win8的gho文件所在路径;第四步:选择好后Wind8的ghost文件后,双击open按钮,并依次点击OK即可;第五步:此时会出现将系统安装到哪一个盘的选项,选C盘即可(通常系统是安装在C盘);第六步:按顺序点击确定就可以快速安装Win8系统了。 3 安装硬件驱动程序 系统安装完毕后需要在安装硬件驱动程序,主板,声卡,显卡,网卡等等。安装硬件驱动程序也有两种方法:第一种是最原始的方法一个一个驱动程序进行手工化安装,首先需要从主板光盘中找到主板驱动、声卡驱动、网卡驱动、显卡驱动。如果主板光盘中无法找到相匹配的驱动时,则需要到网上下载,相对来说复杂一点;第二种方法:自动安装法,即是借助于第三方驱动安装软件进行驱动程序的自动安装。常用的驱动安装软件有:驱动精灵、360驱动大师等。使用这些驱动软件可以自动识别主机驱动程序,然后直接到网上下载相匹配的驱动并自动安装。 4 计算机硬件维护技术要领 下面笔者总结了一些常见计算机硬件维护技术以供大家参考。 4.1 电脑的日常工作环境。通常电脑是工作在20~25℃之间的环境下;需要做好防静电的工作,另外电压不稳定会容易造成对电脑电路以及部件造成不良的损害;尽量防止机箱的震动以及外部的噪音,因为震动与噪音有可能会对电脑中的某一些部件造成损坏。 4.2 维护计算机时不要急着拆开机箱,首先需要认真观察计算机四围设备情况,例如:计算机的外设、连接线、电源、温度以及湿度等。其次是计算机机箱的内外面是否有过多的灰尘、电路板与元器件颜色是否有变化,如鼓起则需要拿去维修店维修。指示灯的显示是否正常等。最后分析计算机的软硬件配置是否正确,如不兼容的需要更换配件,系统资源的使用是否过多等;现安装了哪个版本的操作系统,已安装的软件是否有冲突;硬件驱动程序版本是否为最新的等。 4.3 按照观察到的实际情况来判断故障产生的具体原因,首先我们需要想到是一些什么故障,怎么样会产生如此的故障?我们该怎么样去处理呢。其次是,现在网络较发达,将发现的故障现象,到互联网上查找,这样可以快速解决故障,节省成本。另外一定需要坚持“先软后硬”的故障排除原则,即查找在整机维护判断过程中,我们需要先判断是否是属于软件的故障,如果可以正常开机时,那么可以考虑重新安装操作系统,假设故障无法从软件中排除掉,那么只好从硬件方面进行认真检查。 4.4 计算机环境维护即是电源接地是否属于正常,工作电压是否处于稳定状态,我们需要对计算机工作室环境的温度和湿度进行控制以及做好日常清洁工作等。灰尘是计算机的最大杀手,通常计算机的硬件故障大都是由于机器内部的灰尘过多而引起的。因此,我们需要在日常生活中多做好计算机内外部的清洁工作。 作者单位:广东省高级技工学校,广东惠州 516100 硬件技术论文:计算机硬件维护保养技术探讨 摘 要 随着社会经济的发展,计算机广泛的应用在各个领域,虽然计算机给人们生活带来了方便,但是计算机的硬件维护保养是用户的基本工作,若对计算机硬件故障不及时处理,容易给人们的生活造成极大的困扰,因此,本位探讨计算机硬件维护保养的常见方法,以作为计算机使用者的参考依据。 【关键词】计算机 硬件故障 维护 保养方法 计算机在各个领域中扮演着重要角色,不管是商业领域还是办公室,都需要利用计算机开展经营活动,所以计算机在生活、商业、娱乐等活动中具有重要作用。但是,如何排除计算机硬件故障是值得人们思考的问题,因此,本文对计算机硬件维护技术和日常养护方法进行探讨。 1 计算机硬件故障维护的基本原则 (1)计算机需要在良好的工作环境下运行,如果计算机工作场所有大量的灰尘,或工作场所比较潮湿,容易造成计算机使用寿命减端,在一定程度上影响了计算机电源的稳定性,若计算机工作场所的灰尘较多,容易导致计算机部件老化、设备接触不良等故障,因此,保持环境清洁是计算机硬件维护的基本原则,为了避免工作场所积累的灰尘对计算机硬件的影响,用户应将计算机放置在防尘、防潮的地方,若用户长期不使用计算机,则应在一段时间内持续开机2个小时左右,并做好计算机周围环境的灰尘清洁,使计算机正常运行。 (2)计算机故障分析应从各个环节和各个设备入手,计算机元器件、内部芯片故障;计算机设备接触故障;计算机部件老化现象;计算机外部设备的故障;电源稳定性、连接故障;计算机软件故障等。 2 计算机故障排除方法 计算机在使用过程中,容易出现硬件故障等现象,做好硬件故障的排除是计算机维护的前提,因此,探讨计算机故障排除法是非常重要的。第一,插拔替换法是计算机故障排除的最有效的方法,由于插拔替换法可以直接反映计算机出现的故障部位,因此,当前大多数计算机工作人员都采用插拔替换法排除计算机故障。插拔替换法的工作原理是用出现故障的相同部件更换到正常运行的计算机上,从而检查计算机硬件故障,例如计算机内存条故障检验,采用相同内存条更换到可以正常工作的计算机上,若计算机能正常工作,则说明计算机的内存条接触良好;第二,系统最小化法,若工程师无法确定计算机的故障部位,采用系统最小化法可以确定故障部位,其工作原理是将计算机硬件设备全部摘除,如主板、CPU等,待设备摘除完后,运行计算机,若计算机不能正常工作,则采用插拔替换法对计算机进行故障排除,如果没有出现计算机故障,则说明计算机主板、显卡等硬件出现了故障;第三,采用专门的诊断软件排除计算机故障,目前市场上使用较多的诊断软件是诺顿工具箱,其可以迅速检测出不容易发现的计算机故障,不仅可以检测出计算机硬件设备等运行情况,同时也可以检测计算机系统的稳定性和运行情况,诺顿工具箱对计算机故障检测完成后,将自动生成分析报表,以便于用户找出计算机故障部位,并采取有效的措施排除故障。 3 计算机硬件维护措施 计算机主要有显示器、主板、鼠标、内存、硬盘、电源等硬件设备组成,做好计算机硬件的日常维护,以提高计算机的使用性能。第一,计算机显示器的维护,虽然显示器由屏幕、外壳保护,但是显示器容易受灰尘的影响,若显示器上积累了大量的灰尘,不仅影响了计算机的显示效果,也造成使用者视力的损伤,因此,显示器的维护应做好防尘除尘处理,可以在显示器上带一个防尘罩或用专业的清洁剂清洗电脑显示器;第二,计算机内部CPU的日常维护,CPU是计算机运行的主要工具,CPU运行容易受到温度的影响,若环境温度过高,容易造成计算机运行缓慢,因此,控制CPU工作环境的温度,以70度为最佳温度,并且改用性能较好的风扇,如英特尔原装风扇,风扇可以降温除尘;第三,计算机硬盘的维护,计算机硬盘是使用者存储数据的主要设备,硬盘在计算机中具有重要作用,但是,由于使用者操作频繁,并且硬盘由于告诉运转而产生振动现象,导致硬盘设备容易损坏,因此,计算机硬盘的维护加强使用者的维护意识,即要求使用者减少硬盘的使用负荷,减少文件下载、读写等操作;第四,计算机内存的维护,若计算机长期处于未使用的状态下,电脑容易出现无法启动、黑屏等问题,其主要原因可能是电脑内存存在问题,在检查内存过程中,首先需要检查内存条是否接触良好,然后清理内存条、插槽后,重新插入内存条,最后重启电脑,内存维护应确保内存条接触良好性、防止静电、兼容性等;第五,鼠标维护保养,鼠标是使用者操作电脑的基本设备,由于使用者使用鼠标频率过高,鼠标容易出现控制失灵、和按键弹性消失等问题,针对鼠标出现的故障,首先需要拆开鼠标设备,其次对鼠标内部进行清洁检查,以排除鼠标故障。 4 计算机硬件的日常保养技术 计算机硬件日常保养有助于提高电脑的使用性能,尤其是计算机内部的灰尘清洁,首先将主机箱内部的连接线拆除,并将机箱内的主板、CPU风扇、驱动器吧、硬盘、显卡等设备安全拔出,采用毛刷清洁办卡接口的灰尘,并用吹风机清除CPU风扇、光驱、硬盘表面的灰尘;其次,灰尘清除干净后,需要将拆卸的各个部件按顺序依次安装,装上吉祥外壳后,需要对计算机的显示器屏幕进行灰尘清理;最后,启动电脑,检查计算机是否运行正常。使用者是计算机的主要实施者,在计算机使用过程中,使用者使用完后,应用防尘罩改善电脑,为了延长计算机电源的使用寿命,在运行过程中,应经常性设置电源的保护程序,避免手机、电子产品等设备靠近计算机,这些设备容易干扰计算机正常运行,使用者也应养成良好的使用习惯,如正确关机、开机等。 5 结束语 计算机的使用虽然给人们的生活带来了方便,但是人们的不正确使用容易造成计算机硬件出现故障,因此,做好计算机硬件的日常维护和保养,尤其是使用者的保养措施,维护和保养措施到位,才能提高计算机的使用性能。 作者单位 辽宁本溪市机电工程学校信息技术教研室 辽宁省本溪市 117000 硬件技术论文:体育馆中计算机的硬件维护技术及其应用探讨 摘 要:体育馆工作范围面积较大,内容复杂多变,计算机技术的涉入是必然趋势。但是在计算机的正常运行中,如果不对计算机硬件进行检查维护,就有可能带来计算机安全隐患,严重的话可能会造成系统瘫痪,体育馆工作管理不能正常进行。本文简要分析了计算机硬件的组成,指出在体育馆内计算机硬件将如何维护以及维护的重要性,探讨计算机在体育馆内硬件维护的应用。 关键词:计算机技术;体育馆;硬件维护和应用 在科技迅速发展的今天,计算机应用成为我们日常生活工作的一部分,对于体育馆内的计算机,由于体育馆的工作量大,涉及内容较多,就要求计算机硬件一定要过硬,以此满足高强度、多数据的体育馆工作。除了计算机硬件质量过硬的要求之外,计算机的日常维护和管理也是必不可少的,需要维修部门和工作人员保持定期检查和日常维护的习惯。 1 体育馆中计算机硬件构成 体育馆需要用到的设备都比较大型,硬件组成一般包括控制设备、存储设备、运算设备、输入设备和输出设备,除此之外,体育馆还配有专门的维修部门来定时对计算机设备进行日常检查和维护,保证体育馆内计算机设备的正常工作不受影响。 体育馆内计算机的控制设备是放在日常维护中的第一位的,一般采用工作效率更快的控制器,控制器是计算机的核心部分,其他硬件都是通过控制设备发送信号指挥而进行正常工作的。计算机的储存设备分为主动储存和辅助储存两种,通过接受控制设备的信息进行转换处理来保持正常工作的,对于体育馆需要储存大量数据而言,计算机的存储设备容量必须足够大才能满足需要。运算设备是计算机的重要组成部分,具有将数据加工为更具体化的信息的作用。输入设备运用鼠标和键盘将文字图片信息输入计算机内等待处理。输出设备是将需要的信息通过图片、文字和声音的形式展现出来的计算机设备。这五个硬件设备相互联系、相互作用,共同作用于体育馆内计算机系统的需要。 2 体育馆中计算机硬件的维护 计算机的硬件常见问题有计算机设备之间出现冲突、外部原因造成计算机硬件故障等。多种设备共同使用服务于一项工作时,可能会出现工作资源冲突问题,或是各个设备之间进行了混合安装,一起使用时会出现明显的冲突偏差。外部环境会对计算机硬件构成一定影响,比如说出现电压不稳或是停电现象,计算机硬件容易遭到损坏;电磁干扰也会出现意外重启或是显示器偏差等问题。 对于计算机硬件随时可能出现的各种问题,维修部门就需要一定的诊查技术,通过对硬件的检测和计算机的运行情况及时发现计算机可能产生故障的原因,养成对计算机硬件进行日常维护的习惯,掌握好正确的维修方法,保护体育馆内计算机设备,保证其良好的运行状态。对于体育馆内的硬件设备,要掌握相应的加速技术,通过适当的加速,有效率地使用计算机硬件,让计算机能更有效地输出显示。 掌握一定的维修技术就要将其应用到实践中,对于体育馆内的计算机硬件设备,首先要做的就是进行观察,通过观察发现计算机硬件是否正处于正常的工作状态,进行判断后再根据实际情况进行下一步检查。检查的原则为先外后内,先检查外部设备再检查内部设备,外部设备比较简单,一般是各种显示器外部鼠标键盘等的检查。内部设备要先检查电源再检查其他,其余部分按照由易到难的原则入手。当无法确定计算机故障发生在何处时,就要通过替换法进行检查,这样比较容易快速地发现问题所在。 3 体育馆中计算机硬件的维护应用 体育馆的占地面积较大,计算机硬件的日常维护比较困难,由于输出设备功率较大,主机一般有多台,选择合适的环境安放主机,防止过热导致硬件停止运行现象的出现。计算机不用时最好切断电源以防漏电现象而导致火灾的出现,选择合格的电源,对于旧电源的维护要频繁,插座以防乱搭乱插和松动情况的出现。对于显示器、显示屏、投影仪等外部设备一般进行定期清洁,清洁时防止注意腐蚀表面,对于镜头等敏感部件,要在镜头纸上沾上清水再进行擦拭。 计算机一旦出现故障就要接触主板,硬件插拔法是检查计算机故障的最容易方法,但是使用比较频繁,所以在计算机的维修前应充分运用诊断技术,避免不必要的损失。日常生活的处理器在75度以下进行工作,但是体育馆一般采用大功率工作,温度容易上升,在日常的维护中就要注意处理清洁处理器的散热器和风扇,为其工作提供一个好的环境,因为环境对计算机硬件的影响是不容忽视的,理想的工作环境温度应该在10℃-35℃之间,不论太高或者太低都会对计算机的硬件造成不良的影响。一般现在的体育馆中都安装了空调,因此要充分利用空调调节好体育馆内的温度。体育馆内的湿度应该保持在30%-80%左右,如果湿度过高就会使计算机硬件的性能受到影响,甚至会引起相关设备的短路。如果天气比较潮湿,最好保证每天都要使用电脑或者通电。不少人认为如果减少电脑的使用次数可以使相关硬件的使用寿命更长久,这种观点是片面的,如果长时间不用,那么硬件中就会变得潮湿并积攒灰尘,这样反而会损坏硬件。不过,如果天气过于潮湿,像显示器或者主机表面已经出现了水汽,在这种情况下绝对不可以给电脑通电。如果湿度太大,而维持时间较长,就会使硬件的电路板遭到侵蚀,所以,体育馆中最好也要配备抽湿机和吸尘器。 计算机对电源也有较高的要求,正常的交流电范围应该维持在220V±10%,频率应该维持在50Hz±5%,并且要装备好接地系统。如果条件允许,应该使用UPS电源来保护计算机,这样即便市电中断,计算机还能保持一段时间的运行,有助于及时存储数据和正常关机。体育馆内需要储存大量数据,安装的硬盘容量要大,存贮的内容较多,因此日常维护十分重要。 在日常使用的习惯也会对计算机各个硬件造成较大的影响。首先开关机的顺序要正确,开机时要先开外设电源,再开主机电源,而关机的顺序恰恰相反。这样可以减少对主机的伤害。如果主机通电,那么在开关外设的一瞬间,主机会受到很大的冲击。同时也不能频繁地开关主机,在关机后至少等待30s再开机,否则,会对计算机的硬件造成极大地伤害。如果计算机正在读写数据,切忌突然关机,不然会对硬盘造成损害。此外,关机时最好先关闭所有桌面上打开的应用程序,再按正确的开关机顺序关机,否则有可能损坏应用程序,导致下次不能正确运行。在电脑运行时不要随便搬动主机,避免不必要的震动,防止硬盘造成损伤而导致数据丢失。 4 结束语 现如今,体育馆的工作已经离不开计算机技术,除了在对计算机的利用之外,对计算机硬件的维护也是十分重要的。体育馆的维修人员要加强专业知识和技能的培训,采用综合的方法对计算机进行高效的维护,使其保持正常的工作状态。通过对体育馆内计算机硬件的维护,提高体育馆的工作效率,为体育馆的发展作出贡献。同时还可以通过网络寻求帮助,碰到的问题越多,相应也会积累更多的经验,在日常维护就会更加顺手,这有利于保证体育馆计算机硬件的维护和计算机的正常使用,从而使体育馆的工作效率得到有效地提高。 作者单位:淮阴工学院体育部,江苏淮 硬件技术论文:计算机硬件技术浅析 【摘 要】随着计算机应用技术的不断发展,对于作为底层系统的硬件,也提出了更高的要求。本文针对计算机硬件系统的相关技术,进行了由浅入深的分析。 【关键词】计算机应用技术;硬件;系统 1 计算机硬件简介 计算机硬件是指计算机系统中由电子、机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。这些物理设备按系统结构的要求构成一个有机整体为计算机软件的运行提供物质基础。简言之,计算机硬件的功能是输入并存储程序和数据,以及执行程序,把数据加工成可以利用的形式。从外观上看,微机由主机箱和外部设备组成。主机箱内部主要包括:CPU、内存、主板、硬盘驱动器、光驱、各种扩展卡、连接线、电源等;外部设备包括鼠标、键盘、显示器、音箱等,这些设备通过接口和连接线与主机相连[1]。 2 计算机硬件技术 计算机硬件技术,是以计算机硬件系统结构和工作原理为核心,逐步掌握各个硬件模块的原理与功能,从而能够利用硬件技术进行系统开发。 3 计算机硬件技术的范畴 计算机硬件技术主要面向计算机软方向专业开设,因此是一门综合性的硬件技术课程,其范畴包括:计算机系统概述、电路元器件、计算机数制、常用逻辑部件、硬件结构及原理、指令与汇编语言、接口与外部系统、单片机系统[2]。 其中,对每个知识点都做了详细的分析,以计算机组成为例,如下图所示: 图1 计算机硬件组成 图中涵盖了计算机五大硬件模块:运算器、控制器、输入设备、输出设备和存储器,箭头表明了各种信息流向。图中,我们首先要了解各个硬件模块的功能,从而根据箭头分析各种信息在硬件设备中如何传递。 4 硬件技术的核心 硬件技术的核心包括如下几个方面: (1)计算机硬件组成原理 计算机硬件组成原理为掌握硬件技术的基础。 (2)微处理器 微处理器是计算机核心部件,主要包括运算器和控制器。微处理器技术,重点是对指令和指令系统的理解。 同一厂商会在一个处理器产品的基础上不断研发下一代新的兼容产品,而新一代处理器与前一代要实现指令兼容,即新一代指令系统包含前一代处理器的全部指令,同时可能增加新指令。而不同厂商之间也可能生产指令兼容的处理器产品。如何提高处理器性能,也是各个厂商争先研究的对象,一般采取的技术包括:流水线、超标量、超线程、Cache、扩展指令集、多核心等。 (3)总线 总线就是严格定义的信号线集合,用于实现计算机各个部件之间信息传输的通道[3]。总线具备公共性、标准型和可扩展性等特征。通过总线可实现点对点连接或者多点连接。只能实现点对点连接的通道在概念上不是总线,习惯上也称为总线。 在计算机中,总线一般分三种:数据总线(DB)、地址总线(AB)和控制总线(CB)。 DB:传输数据内容,与内存、I/O之间双向传输; AB:传输的存储位置,如存储器地址、端口地址等,与I/O接口或之间单向传输; CB:传输各种控制信号,如存储器读/写、端口读/写等,与I/O接口之间单向传输。 (4)接口 接口是用于完成计算机主机系统与外设之间的信息交换[4-5]。接口由接口硬件(接口电路、连接器、连接电缆等)和接口软件(程序)组成。如下图所示: 图2 接口电路的构成 接口功能主要包括:数据传送、数据缓冲、信号变换、中断、差错控制、高层通信协议、即插即用、电源管理、动态配置等。接口构成都是通过数据变换机制来完成。对接口的操作是程序对接口的访问(读/写)的方式,不同接口电路支持不同的操作方式,常用方(下转第324页)(上接第128页)式包括查询、中断和DMA控制方式。 5 计算机硬件技术总结 熟悉计算机硬件技术,目的是提高计算机应用能力。不仅仅要熟悉各个硬件模块的功能,还需了解相关最新技术的发展趋势及新标准,利用硬件性能测试方法,能解决在实际使用中出现的问题。 硬件技术论文:基于连续页面合并以及缓存的硬件载入技术 摘 要: 提出了一种基于连续页面合并以及PTE基址缓存的硬件载入技术。对硬件载入改进有两种方法,分别是:合并Main TLB中物理页号、虚拟页号均连续的两个表项,扩大了Main TLB容量,降低TLB缺失率,减少硬件载入次数;缓存硬件载入过程中第一次查询页表得到的PTE基址,有相同PTE基址的虚拟页号将不需要进行第一次页表查询,节省了一半时间。 关键词: 旁路缓冲器; 连续页面归并; 页面回收; 硬件载入; PTE基址缓存 1 旁路转换单元载入技术概述 曾有研究表明TLB控制时间占普通系统运行时间的5%~10%,然而最显著的开销是在处理TLB缺失上。显示TLB缺失程序是最常见的执行原语,表明TLB确实处理可以占到总运行时间的40%。因此对处理TLB缺失的问题的研究具有重要意义。 当TLB出现缺失时,有两种处理方式,分别是硬件载入TLB和软件载入TLB。硬件载入TLB不需要清空流水线,它对流水线的干扰是相当小的。硬件载入TLB由硬件实现页表的查询、表项填入TLB操作,在进行这一系列过程时,处理器并不需要清空流水线,只需要冻结流水线,暂时不执行下一条指令即可。本文主要研究硬件载入TLB技术。 TLB prefetching技术通过硬件上的预测以及预载入翻译的方式来隐藏TLB缺失造成的时间开销。其主要思想是一个基于时效性的TLB缺失预测算法。时效性的概念是利用一个基于LRU替换算法计算出特定应用中每个被使用到的TLB表项的历史使用频繁度。 SpecTLB 针对TLB缺失的情况提供了投机的地址翻译,而不通过跟踪部分填充的大页面保留页表。当一次TLB缺失出现时,SpecTLB检查该缺失的虚拟页是否是大页面保留页表的一部分,如果是这样,缺页的物理地址可以使用大范围内保留的小页面的相对位置在该保留大页面的开始和结束物理地址之间进行插值。 2 基于连续页面合并以及缓存的硬件载入技术 针对硬件载入时间在整个TLB访问过程总时间中占有巨大比例的问题,本文提出对硬件载入改进的两种方法: (1) 合并Main TLB中物理页号、虚拟页号均连续的两个表项,扩大了Main TLB容量,降低TLB缺失率,减少硬件载入次数; (2) 缓存硬件载入过程中第一次查询页表的到的PTE基址,有相同PTE基址的虚拟页号将不需要进行第一次页表查询,节省了一半时间。 这两种方法分别从减少硬件载入次数和缩短单次硬件载入时间上提升了旁路转换单元的性能,同时降低了缺失率。 2.1 基于连续页面合并的硬件载入技术 为减少硬件载入次数,本文提出一种用于连续页面合并的LTLB(Large Page TLB),当TLB缺失时,进行TLB硬件载入,首先从页表中获得所需要的翻译信息,在将该信息填回MTLB之前先检查MTLB中是否有其连续页面,若有则将两个页面合并之后填入LTLB,同时将合并前原本在MTLB中的表项无效掉,使其可以在未来存放新的翻译信息。这样做也就是将LTLB作为一个页面是MTLB两倍的大页面TLB进行查询,可以部分扩大页面大小,增加第二级TLB容量,减少TLB 缺失次数。 在硬件载入到MTLB之前先检查MTLB中该表项的前后页面是否存在MTLB中,若在,则合并这两个页面存入LTLB,同时释放掉被合并的那个表项。两路组相联的MTLB中若有连续的页面,这两个页面一定出现在组地址连续的几个表项中,因此只需要根据要填入的表项的虚拟页号(VPN)最低位选择跟组地址减1或是组地址加1的两个表项进行比较。当Micro TLB命中,直接返回物理地址。当Micro TLB缺失,则同时查找MTLB和LTLB。若LTLB命中或者MTLB命中则可直接得到物理地址;若二者都缺失则需要进行硬件载入;在该机制下不会出现二者都命中的情况,一旦出现属于硬件错误。若要进行硬件载入到MTLB,首先根据虚拟页号找到要填的表项,查看该表项附近是否有连续页面,若有,则将两个页面合并放入LTLB,并将原MTLB中的表项置为空,若没有,则直接填入。 如果要进行合并检查,则先根据VPN的最低位判定奇偶页面,若是奇页面,那么检查是否跟前面一组中的两个表项虚拟页面、物理页面都连续;若是偶页面,那么检查是否跟后面一组中的两个表项虚拟页面、物理页面都连续。如果有连续页面则进行合并后再填入LTLB,否则不合并直接填入MTLB。 2.2 PTE基址缓存的硬件载入技术 对于两级页表,需要进行两次查找,硬件载入时查找页表是非常耗时、影响性能的。首先将MPGD寄存器中的14~31位PBA与虚拟地址中的20~31位拼起来组成30位地址,再左移两位得到32位地址。用这个地址查询页目录表,将得到表项的10~31位与虚拟地址中的12~19位拼起来组成30位地址,再左移两位得到32位地址才是页表表项的地址。用这个地址查询页表,将得到表项的12~31位物理页号与虚拟地址的0~11位页内偏移拼起来组成32位地址,这个地址就是转换好的物理地址。 针对两级页表查询耗时的缺点,本文提出PTE基址缓存的硬件载入技术,就是在第一次查询得到页目录表表项地址之前先查找一个PTE基址缓存表PTLB(PTE Base Address TLB),若命中则直接得到页目录表表象地址,而不需要再进行第二次查找。这可以大大减少页表查询的时间。 其中PTLB每个表项含两部分,分别是12位的VPN1和22位的PTE基址。四个表项同时与所要查找的虚拟地址中的VPN1进行比较,若命中,则不许查找页目录表,直接得到PTE基址,与虚拟地址中的VPN2拼接作为页表表项地址,得到所需要的页表表项。 2.3 实验与分析 本文选取EEMBC中的部分多媒体应用以及网络应用测试基准程序,以32位高性能嵌入式处理CK510及其平台为基础,在原有两级TLB 的基础上设计实现连续页面合并以及缓存及其控制逻辑进行实验。 3 结 语 本文首先对旁路转换单元载入技术做了介绍。然后对提出的基于连续页面合并一级缓存的硬件载入技术进行了详细说明。一是连续页面合并,当TLB缺失时,进行TLB硬件载入,首先从页表中获得所需要的翻译信息,在将该信息填回MTLB之前先检查MTLB中是否有其连续页面,若有则将两个页面合并并填入LTLB,同时将合并前原本在MTLB中的表项无效掉,使其可以在未来存放新的翻译信息。二是将PTE机制进行缓存,在第一次查询得到页目录表表项地址之前先查找一个PTE基址缓存表PTLB,若命中则直接得到页目录表表象地址,而不需要再进行第二次查找。最后通过实验证明本文提出的基于连续页面合并以及缓存的硬件载入技术能有效降低访问时间。 硬件技术论文:基于工业环境下单片机应用系统硬件抗干扰技术的研究 [摘 要]由于现实工业环境的恶劣,意想不到的干扰源所产生的干扰,会对单片机应用系统的可靠性与安全性构成极大的威胁。轻则会使控制误差增大,影响产品质量,严重时会使系统失灵、崩溃,造成重大损失。该文着重分析了工业环境下主要干扰源对单片机应用系统产生干扰的现象,同时就单片机应用系统采用硬件技术抵御干扰的对策和解决方法进行了探讨。 [关键词]单片机应用系统 工业环境下抗干扰技术 硬件抗干扰技术 1 引言 单片机在工业自动化、生产过程控制等工业领域的应用日趋广泛,它的应用大大提高了产品的质量,有效的提高了生产效率。但是,由于现实工业环境的恶劣,意想不到的干扰源会产生出各种各样的干扰,对系统的可靠性与安全性构成了极大的威胁。单片机系统必须长期稳定、可靠运行,如若没有可靠的抗干扰措施,轻则会使控制误差增大,影响产品质量,严重时会使系统失灵、崩溃,造成重大损失。本文着重分析工业环境下各种干扰对单片机应用系统的影响,并从硬件方面给出一些抗干扰对策和切实可行的解决方法。 2 干扰现象的分析 在工业环境下影响单片机应用系统可靠、安全运行的主要因素有多种。其干扰现象主要有: 1)在工业环境中当一些大型设备或用电量巨大的设备启动和停机时都会使局部电网的电压和电流产生较大的波动甚至造成电压瞬时跌落,从而造成附近的单片机应用系统直流稳压电源供电电压的骤升骤降,造成干扰,影响系统的稳定性。 2)大型用电设备的启停、工作与高压状态和高频状态的设备以及电磁开关工作时产生的电磁辐射干扰;雷电、电弧、广播电台等辐射的高频信号产生的电磁辐射干扰都有可能从信号采集系统、输入设备等输入通道或强电、伺服系统等输出通道进入单片机。另外形成寄生在电网上的各种高频干扰信号,也有可能通过供电系统进入对单片机,造成干扰。 3)由于任何电源及辅电线都存在内阻、分布电容和电感等,正是这些因素引发了电源的噪声干扰。此外在工业环境中由于电源系统的共用,多台设备之间通过电源、地线也会产生相互干扰。 4)在工业电网电源中50HZ 的工频干扰也会对单片机应用系统的输入通道造成干扰,影响测量精度、破坏单片机的可靠运行和正常控制。 5)另外大功率晶闸管在导通时产生的高次谐波大电流,也可能向空间辐射或通过传导耦合形成对单片机系统的干扰。 6)静电和电磁感应干扰。这些因素对单片机系统造成的干扰主要表现为:侵入单片机系统输入通道,使得数据采集误差加大,甚至淹没测量信号。破坏单片机片内RAM、外部扩展RAM、E2PROM中的数据,影响程序的正常运行。 3 硬件抗干扰对策和解决方法 硬件抗干扰技术是系统设计时首选的抗干扰措施,它能有效抑制干扰源,阻断干扰传输通道,保障单片机应用系统的安全。以下从四方面就单片机应用系统的硬件抗干扰技术展开讨论: 3.1 电源系统的抗干扰措施 对于单片机应用系统来说,最严重的干扰来源于电源。一般解决的方法是: 1)为防止大型设备启停时造成局部电网电压波动,影响到单片机系统直流供电电压的骤然升降,在单片机直流稳压电源前添加一台交流净化稳压电源以保证供电系统的稳定性,防止电源的过电压和欠电压;此外还应增大直流稳压电源的功率储备。 2)为防止电压的瞬时跌落,添加后备电源供电保护系统。 3)为抵抗电网上的各种高频干扰信号通过直流电源进入单片机,应采用隔离变压器,并使其一次侧、二次侧之间均采用屏蔽层隔离,以减少其分布电容,提高抗共模干扰能力。即在电源变压器初级绕组与次级绕组之间以及次级绕组之外包裹一层屏蔽层,同时将屏蔽层接入导通良好的地线;并将整个直流电源系统用金属外壳屏蔽起来接地。实践证明,接地技术是抑制噪音的重要手段。良好的接地可以在很大程度上提高系统的抗干扰能力。 4)利用低通滤波器滤除高次谐波,改善电源波形。 5)采用分散独立功能块供电,以减少公共阻抗的相互耦合以及公共电源的相互耦合。 3.2 输入、输出通道的抗干扰措施 输入输出通道是单片机与外设、被控对象进行信息交换的渠道。由输入输出通道引起的干扰主要是受到静电干扰噪声干扰和电磁波干扰,以及由公共地线引发的干扰。常用的方法有: 1)干扰和电磁感应干扰也有强的抑制作用。传输线采用屏蔽线。开关信号检测线和模拟信号检测线使用屏蔽双胶线可以很好的抵御静电和电磁感应干扰。 2)在实际工作中,用屏蔽双绞线作长线传输线能有效地抑制共模噪声及电磁场干扰,并应对传输线进行阻抗匹配,以免产生反射,使信号失真。对于模拟信号采样系统抵御干扰,可以采用具有差动输入的测量放大器,并采用屏蔽双胶线传输测量信号。变送器传递的信号应尽量采用电流型传输方式,因电流型比电压型抗干扰能力要高。 3)采用信号隔离措施将模拟电路通过隔离放大器隔离,数字电路通过光电耦合器隔离。模拟接地和数字接地严格分开,隔离器输入回路和输出回路的电源分别供电。同时考虑传输线的屏蔽技术,如采用屏蔽线、双胶线等。 4)为消除电源系统的50HZ 工频干扰,采用阻容滤波等技术,除在输入通道的模数A/D 转换电路中加入RC 滤波电路或50HZ陷波器外,也可在转换器件上动脑子,例如采用采样时间是50Hz 的工频周期整数倍的双积分式A/D转换器。 5)选择合适的接地点可以有效抑制地线噪声,在一个存在有数字地和模拟地的单片机系统中,数字信号的地线和模拟信号的地线绝不能够接错。在线路设计中,必须将所有器件的数字地和模拟地分别相连,但数字地与模拟地仅在一点上相连。 6)应当很好的处理单片机应用系统强、弱电系统的隔离,是保证系统工作稳定。现在常用的隔离方式是光电隔离,如在功率驱动电路中可以采用带双向可控硅驱动的光电隔离器件。需要注意的是:在光电耦合器的输入部分和输出部分必须分别采用独立的电源,若两端共用一个电源,则光电耦合器的隔离作用将失去意义。 3.3 印制电路板及电路的抗干扰措施 印制电路板是系统中器件、信号线、电源线的高密度集合体,印制电路板设计的好坏对抗干扰能力影响很大。故印制电路板的设计决不单是器件、线路的简单布局安排,因此在PCB电路布线中除应遵循PCB设计的基本原则外,还必须符合抗干扰的设计原则。通常有下述抗干扰措施: 1)将强、弱电电路严格分开,尽量不要把它们设计在一块印制电路扳上。易产生噪声的器件、大电流电路等应尽量远离逻辑电路。 2)电源线的走向应尽量与数据传输方向一致。电源的地线应尽量加粗。 3)为抑制噪声干扰应尽可能在大规模集成电路的电源引脚和接地引脚之间焊接20PF左右的高频滤波吸收电容,在各个供电接点上还应加足够容量的退耦电容。 4)器件布置方面应把相互有关的器件尽量安置在一起,这样可以获得较好的抗噪声效果。如时钟发生器、晶振和CPU 的时钟输入端都易产生噪声,要相互靠近些;CPU复位电路、硬件看门狗电路也应尽量靠近CPU 相应引脚。 本文根据实际应用经验总结了单片机应用系统在工业环境下硬件抗干扰技术一些常见的对策和解决方法。此外如若在硬件抗干扰措施的基础上,再采取软件抗干扰技术加以补充,作为硬件措施的辅助手段,则会大大加强单片机应用系统在工业环境下的抗干扰能力。 硬件技术论文:基于POE技术的船用视频监控系统硬件设计 摘 要:简要介绍了POE技术的原理及应用,然后根据视频信号传输的制式的不同,对目前视频监控系统做了分类并分别对其特点进行了简要介绍。提出了一种基于POE技术的船用网络视频监控系统的硬件设计方案。该方案按功能将整个网络视频监控系统划分成三大部分,并对各部分的组成及设计原理进行了详细阐述,最后对该视频监控系统的主要特点及其在后期的推广应用作了相应的评估。 关键词:视频监控;POE;网络交换;视频编解码器 0 引 言 POE(Power Over Ethernet)也被称为基于局域网的供电系统或有源以太网( Active Ethernet),有时也被简称为以太网供电。这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的最新标准规范,并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。POE技术在为一些基于IP的终端(如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等)传输数据信号的同时,还能为此类设备提供直流供电的技术。 在确保现有结构化布线安全的同时,保证现有网络的正常运作,最大限度地降低成本。一个完整的POE系统包括供电端设备(Power Sourcing Equipment,PSE)和受电端设备(Powered Device,PD)两部分。PSE设备是为以太网客户端设备供电的设备,同时也是整个POE以太网供电过程的管理者;而PD设备是接受供电的PSE负载,即POE系统的客户端设备。 1 视频监控系统简介 视频监控系统按照视频信号传输的制式不同,可分为模拟视频监控系统和数字视频监控系统两大类。其中,模拟制式视频监控系统组成框图如图1所示。 图1所示的模拟制式视频监控系统主要由前端设备(摄像机、镜头、云台、解码器等)、视频矩阵及监控系统主机三部分组成。其中,视频矩阵一般与主机在同一安装位置,视频矩阵至前端设备之间传输的是模拟复合视频信号。模拟复合视频信号为前端设备采集的现场信息,经视频矩阵传送至监控主机,监控主机的控制信号经串口传送至解码器,经解码器解码后实现对前端设备的控制。目前,模拟视频监控系统主要存在以下几个特点:一是电缆和部件数量多,不适宜远距离传输,遇到故障时排除效率低;二是可扩容性差;三是兼容性差,不利于与其他设备进行资源融合。 近年来,随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展,视频监控技术有了较快的发展,模拟视频监控系统已逐渐被网络化数字视频监控系统所替代,其系统组成如图2所示。 图2中的网络化数字视频监控系统主要由用户显示控制终端、接入/交换设备、网络编解码器、前端设备(摄像机、镜头、云台等)四部分组成。摄像机采集的现场视频信息经网络编解码器数字化后输出至接入/交换设备的网络接口板,然后再经接入/交换设备进入干线网传输。用户终端经授权后可进行查看,控制终端的控制信号经接入/交换设备、网络编解码器送至解码前端设备解码器,经解码器解码后实现对前端设备的控制。 因监视前端设备采用的是分布化接入、分布式处理,故大大降低了网络化数字视频监控系统主机的工作量。同时,因为系统的开放性,交换子网和资源子网相互独立,交换子网为资源子网提供开放的接口,这也为后期监控系统的可扩展性提供了无限的可能性。 2 基于POE技术的船用网络监控系统设计 针对目前传统监控系统的以上特点,结合目前成熟的POE技术应用,下面提出了一种面向船用的新型的网络视频监控系统的硬件系统设计方案。 系统硬件设备主要包含前端设备(室内一体机、室外云台、室外摄像机、防护罩等)、接入/交换设备、系统主机和多用户终端四大部分;系统组成如图3所示。 根据图3所示,室外摄像云台一体机以及室内摄像云台一体机的供电由带POE功能的接入/交换设备提供,云台及摄像机的控制由用户显示控制终端或主机通过网络接口送至接入/交换设备,进入干线,然后经交换设备内的路由选择、传输后输出至相应的接入/交换设备网络接口板,再经对应前端设备识别后输出至相应前端设备。由室内外摄像机采集的视频信息经前端设备编解码器数字化后经网络接口输出至接入/交换设备,然后再经接入/交换设备入干线,用户显示控制终端经授权后可进行查看。下面简要描述系统各主要分机的设计原理。 2.1 前端设备设计原理 前端设备主要分为室内和室外两种类型:室内型前端设备主要由摄像云台一体机和前端设备编解码器组成;室外型的前端设备主要由前端设备编解码器、摄像机、镜头、云台、护罩几部分组成。其中,除去前端设备编解码器需要自行设计外,其余部件可直接采购。前端设备编解码器为带PD功能的编解码器,为了兼容,室内外前端设备采用同一型号的编解码器。考虑到室外设备的防风性,云台的最大载重设计为5 kg,最大功率为30 W;摄像机和镜头功率约为15 W,因此供电端最大功率45 W即可满足要求。本设计采用MAX5986作为以太网供电的控制器,其可提供单端最大70 W的功率输出,可满足室内外前端设备的供电需求。图4所示是前端设备编解码器的设计原理图。 如图4所示,前端设备编解码器主要由视频AD(TVP5158)、DSP视频处理芯片TMS320DM6467、PD取电电路(MAX5986电路)以及DC-DC电路几部分组成。 来自摄像机的复合视频信号经视频AD(TVP5158)采样变换后经总线输出至DSP(本设计采用的TMS320DM6467为DSP+ARM9架构的数字媒体片上系统,是TI公司的一款新型达芬奇技术数字媒体处理器),经其进行相应格式的压缩编码后输出,然后经DSP片上系统集成的以太网外设发往接入/交换设备,经其进入干线传输。用户显示及控制终端的控制信息经接入/交换设备的带POE功能的网络接口板发送至前端设备的物理网络接口,一路由MAX5986进行取电、DC-DC变换为编解码器、摄像机、镜头、云台等设备供电;一路进入DSP,由其片上集成的ARM9处理器进行控制实现数据解码,实现对摄像机、云台、镜头的控制。其中,调试键盘为前端设备单独调试时使用。 2.2 监视系统主机原理 监视系统主机主要完成前端设备的录像、其他设备视频信号的接入、整个监视系统的监视及管理等工作。主要由一台工控机、视频采集及处理卡、大屏幕监视电视墙和硬盘阵列式长时录像机等几部分组成。均可通过采购部件解决,主机通过安装视频监控软件实现对监控系统的控制及管理。 2.3 接入/交换设备POE供电网络接口板设计原理 接入/交换设备POE供电网络接口板原理图如图5所示。 如图5所示,网络接入/交换设备网络接口板主要实现前端设备的网络接入及用户终端和前端设备间的网络交换功能。网络接口板主要由交换控制芯片VT6510、2M的SGRAM缓存、POE供电控制芯片MAX5982、微控制器STM32F103及相关外围器件组成。其中,VT6510交换芯片整合了8个10/100 Mb/s 交换口及 2 个 Gigabit 交换口为单一控制芯片,符合最新的 IEEE 网标准,包括 802.3x 流量控制、VLAN 功能、高效能交换引擎及 IP 多点传送功能,可完成8口的10M/100M自适应网络无阻塞交换、存储转发。E2PROM主要用于保存交换设备的配置数据,在设备开机或者复位时,设备将从E2PROM读出这些数据,用于系统初始化。微控制器采用ARM7架构的STM32F103,主要完成对寄存器的读写和与PC之间的通信,可以将网络接口板配成各种工作模式,以满足不同用户的需求。MAX5982为POE供电控制芯片,其与整流稳压电路配合完成PSE设备功能。 3 结 语 综上所述,基于POE技术的网络视频监控系统具有数字化、智能化、自动化和网络化等特点,其良好的扩充性、可管理性以及易于与其他系统的集成等诸多优点,使其大大地简化和提高了信息传递的方式和速度。随着网络技术和计算机技术的不断发展,基于POE技术和视频交换技术的网络视频监控系统将会成为船监控系统的新标准。 硬件技术论文:基于SOC技术的三相电力能效监测终端硬件设计 摘 要 随着智能电网的深入发展,为了满足国网公司对能效监测的要求,设计了一种基于SOC技术的三相电力能效监测终端。它采用锐能微RN8316(SOC)为主控芯片,通过管脚资源配置,实现了电流电压采样计量、直流模拟量采样、电压质量监测、通信等功能。文中介绍了电力能效监测终端的硬件设计,提供了完整的设计方案,该方案不仅能提高终端的稳定性和可靠性,还能降低物料数量和生产成本。 关键词 能效监测;SOC;RN8316 能源作为世界发展和经济增长最基本的驱动力,是人类赖以生存的基础。但随着人口的日益增加和能源的不断消耗,能源匮乏问题日益突出。电力作为重要的能源形式,在终端能源消费中所占比重不断增大,因此,建设更加安全、可靠、环保、经济的电力系统,不仅能在很大程度上化解资源、环境和投资压力,而且还将带来巨大的节电效益、经济效益、环境效益和社会效益[1-2]。国内外研究和实践证明,通过实施需求侧管理、用能服务及能效监测,可以优化终端用户用电方式、缓解电力供需的矛盾和提高系统可靠性、减缓电网设施的投资压力、提高耗能企业的能源利用水平、减少能源的消耗、提高能源利用率、缓解能源的供需矛盾[3]。 随着微电子技术和设计制造技术的发展,集成电路设计从晶体管的集成发展到逻辑门的集成,现在又发展到IP(Intellectual Property)的集成,即片上系统SOC(System-On-Chip)[4-6]。与单功能芯片相比,SOC芯片具有集成度高、体积小、印制电路板(PCB)空间占用少、功耗低、抗电磁干扰能力强、可靠性高、成本低等优势。同时,可以有效地降低电子、信息系统产品的开发成本,缩短开发周期,提高产品的竞争力[7]。 1 RN8316(SOC)简介 图1 RN8316系统框图 RN8316是深圳锐能微公司提供的一款低功耗、高性能、宽电压、高集成度、高精度的三相MCU芯片,产品系统框图如图1所示。该产品内嵌32位ARM Cortex-M0核,最高运行频率可达29.4812MHz,最大支持224Kbytes FLASH存储器、16Kbytes SRAM和16Kbytes EEPROM,内置单cycle乘法器(32bit*32bit)、CM0内嵌系统定时器、2个DMA控制器,支持外部中断等多种唤醒方式,提供完善的集成开发软硬件环境。该芯片支持高速GPIO,可与不同电压外设器件连接,最大支持10位ADC,8*32位的LCD,支持芯片电源电压及外部电压检测。通信接口最大支持6路UART,2个7816口,1路I2C和1路SPI。同时,RN8316还集成了RTC、看门狗和加密处理器。 2 硬件电路设计 电力能效监测终端主要由电源模块、计量单元、存储单元、载波模块、通信模块、直流模拟量采集等部分组成。系统的结构框图如图2所示。 图2 电力能效监测终端设计框图 2.1 电源模块设计 为保证终端能够稳定工作,并具有良好的电磁兼容特性,电源模块采用三路电源供电,分别为主电源8 V、两路12 V辅助电源,之间相互隔离。主电源VDD8V通过LDO降为VDD5V和VDD3.3V电源,主电源5 V为SOC、红外、电能质量监测模块供电,主电源3.3V给计量芯片供电。一路ZB12V辅助电源用于载波电路供电;另一路AUX12V辅助电源为遥信电路供电,同时通过LDO降为AUX5V,为RS485、直流模拟量电路供电。电源电路设计如图3所示。 2.2 采样计量单元 采样计量单元是电力能效监测终端的重要单元,设计中采用锐能微公司的RN8302计量芯片来实现对电压、电流、功率、功率因数、谐波等数据的计量,并输出有功、无功脉冲。RN8302占用SOC一路SPI,同时SOC配置中断、复位口从而能够实现对计量芯片的控制和通信。RN8302管脚资源配置如图4所示。 图4 RN8302管脚资源配置 采样电路中,考虑到生产成本和计量精度,电压采样采用电阻分压采样的方式,UA/UAN,UB/UBN,UC/UCN为采样信号,而电流采样采用电流互感器采样的方式,IAP/IAN,IBP/IBN,ICP/ICN为采样信号,电路图分别如图5和图6所示,电压采样电路中的1K电阻和电流采样电路中的5R电阻采用精度1%的精密电阻,电容用于去耦和滤波,以保障采样精度。同时电压采样信号可用于电能质量的监测,扩展电力能效监测终端的功能配置。 图5 电压采样电路 图6 电流采样电路 2.3 遥信电路 电力能效监测终端配置两路遥信端口,使用光耦LVT-816同SOC进行隔离。遥信电路原理图如图7所示。 图7 遥信电路 2.4 RS485电路 在实际工程运用中,由于受到工程人员操作能力,经验等因素的影响,RS485的A、B端子常常接反,导致不能够正常抄表。因此,在电力能效监测终端RS485电路的设计中,采用了无极性485芯片ECH485NE,A、B端子正反接都能够正常通信。终端配置两路RS485电路,分别用于抄表和维护,占用SOC两路UART端口,485芯片用光耦同SOC进行隔离。RS485电路如图8所示。 2.5 直流模拟量电路 直流模拟量电路主要针对非电气量的采集,该能效终端采用瑞萨电子的RL78/G13系列单片机进行控制,SOC通过一路UART端口进行通信,并配置复位脚进行控制。直流模拟量电路通过光耦同主电路进行隔离,终端配置了两路信号的采集,拓展了数据的采集范围,实现了采集和能效监测的多样化。直流模拟量采集电路图如图9所示。 2.6 载波电路 电力能效监测终端的载波用于同能效采集服务器进行通信,载波电路占用SOC一路UART端口用于收发数据,占用一路7816口实现载波的设置、复位、事件输出等功能,并通过光耦同SOC进行隔离,接口标准符合最新国网三相电表规范,可方便插拔和替换多个厂家的载波模块,提升了产品的兼容性。载波电路如图10所示。 3 结束语 本文在智能用电及能效管理的基础上,根据电力能效监测终端技术标准,采用SOC芯片RN8316,进行了硬件的设计。相对于传统的基于独立功能芯片的用电终端,基于SOC的电力能效监测终端在功耗,稳定性,可靠性等方面表现更加优异,并且体积小,所用元器件少,生产成本较低,具有良好的市场前景。 作者简介 黄月昊(1986-),男,江苏盐城人,助理工程师,硕士,任职于国电南瑞科技股份有限公司,从事智能用电技术方向。 岳鹏(1984-),男,山东济宁人,工程师,硕士,任职于国电南瑞科技股份有限公司,从事智能用电技术方向。 硬件技术论文:物联网技术下的综合信息采集单元ICU硬件设计分析 摘 要:随着我国信息技术的不断发展,互联网技术取得了巨大的进步。互联网技术主要是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统等信息传感设备,按约定的协议,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。在这种技术的推动下,环境监控系统中综合信息采集单元的硬件设计面临着全新的机遇和挑战。本文主要通过分析物联网技术下的综合信息采集单元ICU硬件特点,从而提出具体的设计方案。 【关键词】物联网技术 ICU硬件 设计分析 随着我国信息技术的不断发展,在物联网技术下的综合信息采集单元ICU硬件设计面临着更大的挑战。ICU作为环境集中监控系统中的采集传输设备,在物联网中起着重要的作用。面对当前信息技术竞争越来越激烈的现状,综合信息采集单元ICU要想摆脱传统环境集中监控系统的弊端,必须要利用物联网无线射频技术、传感技术,从而减少施工时间,提高工作效率。 1 综合信息采集单元ICU 综合信息采集单元ICU,即环境集中监控系统中的采集传输设备,主要有具备四个特征:一是传感器,二是短距离无线通信,三是自组织网络,四是低功耗路,在物联网技术中处于感知位置的传感设备,具备物联网传感设备所有的特征。综合信息采集单元ICU系统主要有四个组成部分:一是无线温湿度传感器、二是无线水浸传感器,三是无线智能协议转换器,四是无线中继/协调器。在环境集中监控系统的传感设备中,综合信息采集单元ICU主要通过运用物联网的无线射频技术以及嵌入式技术进行动力驱动,从而降低传感设备功耗,不断适应信息技术发展的需要。 2 物联网技术下的综合信息采集单元ICU硬件设计分析 2.1 无线温度湿度传感器 在现阶段,我国国内的无线温湿度传感器大多采用了ZGBEE无线射频通信技术与ARM Cortex-M3单片机技术,主要是通过监测环境的温度与湿度,结合ZIGBEE无线射频通信技术,将采集到的温度与湿度数据上传到监控单元的监控主机中。这种技术主要有三个方面的优点:一是降低功耗,二是具备自动休眠功能,三是具备自动唤醒功能。在电池的选择上,主要使用3节AA型电池,低电压预警功能突出,从而实现了现场工程的零布线。无线温度湿度传感器主要有四部分组成,即ZIGBEE无线通信模块、温湿度传感芯片、电源管理芯片以及微控制单元MCU模块。在技术的运用中,通过采用低功耗设计,从而增加电池的使用寿命。同时,在自供电模式的运用下,自动休眠和自动唤醒技术能最大限度地降低功耗,从而达到提高工作效率的目的。 2.2 无线水浸传感器 在技术的运用上,无线水浸传感器ARM Cortex-M3单片机技术以及结合了ZGBEE无线通信技术。ARM Cortex-M3单片机技术不同与传统的单片机技术,是一个32位的核,通过采用新型的单线调试(Single Wire)技术,从而降低设计难度和应用障碍。无线水浸传感器主要运用这两种技术,从而达到监测设备的目的。在自供电模式下,采用低功耗设计,从而达到自动休眠与自动唤醒的功能。在电池的设计上,主要采用3节AA型电池供电,降低了功耗;在两芯不定位漏水检测中,机械性能强,耐腐蚀、耐磨损,并且环保,能及时对水浸作出信号告警。无线水浸传感器主要有三部分组成,即MCU模块、ZGBEE无线通信模块、电源管理芯片。MCU,即微控制器,具有有限数字信号处理的功能模块和模拟电路,其应用也越来越广泛。ZGBEE无线通信模块主要采用国外的无线射频模块,通过运用的LM367l芯片,从而实现技术的革新。 2.3 无线智能协议转换器 在传感设备中,无线智能协议转换器主要是用于监控,通过遥测、遥信、遥调、遥控,将采集到智能设备的数据,结合ZGBEE技术上传至接受设备中。在环境集中监控系统中的采集传输设备中,无线智能协议转换器主要通过采用低压直流长供电设计,在满足动力监控实时性要求下,进行挂墙安装。无线智能协议转换器主要三个组成部分:一是MCU模块,二是通信模块,三是ZGBEE无线通信模块。 2.4 无线中继/协调 在环境集中监控系统中的采集传输设备中,无线中继/协调器主要通过协调和中继整个ZGBEE网络通信系统,从而保障ZGBEE网络的稳定性和安全性。在具体的运用中,对于无线中继/协调器的要求主要有一个方面,即满足动力监控实时性要求。在环境集中监控系统中的采集传输设备中,无线传感器网络在传感器节点功耗上,主要由四个方面来决定的:一是通信距离,二是可靠性。三是自动网络组织需求,四是在单一网络中所需支持的最大节点数。因此,无线中继/协调器主要是由MCU模块和ZGBEE无线通信模块组成,有利于降低功耗。 3 结束语 随着我国信息技术的不断发展,在物联网技术的不断推动下,综合信息采集单元ICU主要通过运用物联网无线射频技术以及传感技术,从而在环境集中监控系统的管理中,能更好地实现安装和维护的零布线,从而缩短施工时间,提高运行效率。基于物联网技术下的综合信息采集单元ICU硬件,在设计上主要通过运用无线温湿度传感器、无线水浸传感器、无线智能协议转换器以及无线中继/协调器,降低维护难度的应用障碍,从而达到降低功耗的目的,是我国信息技术上的一大突破。 作者简介 薛波(1984年1月-),男,汉族,河北省石家庄市行唐县人,本科,助理通信工程师。 作者单位 河北邮电通信工程建设监理有限公司 河北省石家庄市 050000
自动控制系统论文:自动控制系统控制工程论文 1自动控制系统的应用 1.1集成自动控制 集成自动控制系统是我国机械自动化工程当中是十分重要的一项。而集成化自动控制系统就是保留原有的信息技术,然后加以修改,取其精华,去其糟粕,使机械自动化系统变得更加完善。集成化自动控制系统能将原有的信息技术和与生产相关的信息糅合起来,不仅使得机械工程中的集中工程得到了加强,还将为械工程的生产与发展拓展到了更广阔的领域。计算机技术是机械自动控制系统的基础,而计算机技术在不断的发展,集成自动美国控制系统得到了多方面工程制造的认可,深入到了各个领域。同时,集成自动控制系统也在计算机技术的更新下得到了完善与提高。 1.2柔性自动控制系统 机械自动控制系统不能够保持原有的自动化成分,需要不断的更新研发与创造。而柔性自动控制系统就是新发展的一项自动技术,它不仅包含了其他自动化控制系统的特性,能够自动化生产,还能够在生产中智能化。在机械工程不断发展的同时,柔性自动控制系统已经成为了其中重要的组成部分。在机械工程的发展与应用中,柔性自动控制系统将信息技术、现代化机械生产技术与先进的计算机信息化设备进行结合,利用数控技术进行生产,这样的科学生产方式使得机械制造不断进步。 1.3智能自动控制系统的应用 所谓智能自动控制系统,就是在人工技术与计算机网络技术的共同作用下,对机械工程中的任意一个过程进行模拟和控制,让机器变得人性化,让机械自动控制系统工作时能够与人的大脑相类似,能够收集数据和采集信息。智能自动控制系统有效的结合了人工智能技术和机械工作的过程,这样,不仅使得生产效率大大提高,生产过程更易控制,还节省了人力,创造了更大的经济效益。 2自动控制系统的发展前景 未来的科技技术会比现在更加发达,而每一个国家和地区的经济水平都在不断发生着变化,我们国家的发展和经济水平也都在不断的提高。这些都离不开机械工程,而自动控制系统是机械工程的重要组成部分,只有自动控制工程不断的更新发展,机械工程才能够不断的创新,变得越来越科技化,才能呢个拓展到更多的领域。在自动控制系统在网络信息技术不断发展的背景下,在机械工程的应用中将实现先进的网络化发展,并通过网络的传播,迅速渗入到各个行业中。当今社会经济的发展更注重的可持续性,无论多啊么先进的自动控制系统,在生产生活中都应该更注重环保和节约。在生产自动化控制装置时,应该以环保为首要考虑,节约能源,这样才能够可持续发展。 3结语 在经济迅速发展和科技不断进步的今天,自动控制系统已经成为了我国生产中最有力的系统,也是不可缺少的一部分。而集成化自动控制系统、柔性化自动控制系统和智能化自动控制系统的发展不仅能够给我国的机械工程行业带来很大的经济效益,同时也能够帮助企业更好地管理机械工程,对我国机械工程的生产与发展有十分重大的作用。 作者:郭华 单位:阿勒泰地区七六〇三台 自动控制系统论文:自动控制系统的汽车电子技术 一、自动控制系统下的汽车电子技术 1.1创新汽车制动系统的研究 汽车制动系统性能好坏直接影响汽车行驶安全性和停车可靠性,多数汽车机械故障导致的事故是由制动系统引起的。据汽车安全性研究相关资料,如今众多交通事故中,由于制基于自动控制系统的汽车电子技术分析文/田荣随着科学技术的不断进步,电子电工工业技术不断更新,汽车行业高速发展,自动化、智能化的不断革新,这给汽车电子中的自动控制领域带来新的挑战和机遇。如何让人们更好地掌握汽车电子、电工技术,以便适应日新月异的发展需要。本文主要结合汽车电子的现状和当前汽车电子发展所存在的问题,阐述了自动控制系统对汽车电子技术的机遇与发展。。摘要动系统故障导致的高达45%。为了保证行车安全、停车可靠,对汽车制动系的工作靠可性问题的研究已成为汽车行业研究的重要课题之一。制动系统的作用主要是使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车,使已停驶的汽车在各种道路条件下稳定驻车,使下坡行驶的汽车速度保持稳定,在汽车领域内,一切都是以安全为前提,在此基础之上,对自动控制技术加以研究,能够在科学上加强安全性。 1.2汽车电子中的电子元件开发 汽车电子技术涉及到许多电子元件,每一个元件都有其相应的用处,有的甚至有着至关重要的作用,如何确保每一个电子元件都能够应用到位,如何开发创新新的电子元件,是汽车电子中的必修课。所谓的汽车电子一般是指车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置。车体汽车电子控制装置,包括发动机控制系统、底盘控制系统和车身电子控制系统(车身电子ECU)。汽车电子最重要的作用是提高汽车的安全性、舒适性、经济性和娱乐性。用传感器、微处理器MPU、执行器、数十甚至上百个电子元器件及其零部件组成的电控系统。由于汽车上的电子元器件的装置数量的急剧增多,为了减少连接导线的数量和重量,网络、总线技术在此期间有了很大的发展。总线技术是将各种汽车电子装置连接成为一个网络,通过数据总线发送和接收信息。电子装置除了独立完成各自的控制功能外,还可以为其它控制装置提供数据服务。由于使用了网络化的设计,简化了布线,减少了电气节点的数量和导线的用量,使装配工作更为简化,同时也增加了信息传送的可靠性。通过数据总线可以访问任何一个电子控制装置,读取故障码对其进行故障诊断,使整车维修工作变得更为简单。 1.3发动机系统的改善 目前汽车发动机主流是汽油发动机,对于环境污染严重的今天来说,汽油发动机可以说是罪魁祸首,只有在抛弃汽油发动机的提前下,对发动机系统的进行创新和技术开发,才能让汽车电子的发展显得更加有意义。天然气汽车逐渐得到了普遍的认同与应用,作为一种新型的能源汽车,发动机燃料主要采用压缩天然气。从某种程度上来讲,与一般的汽油发动机对比,一定限度地降低了碳氢以及一氧化碳的排放量。立足于柴油发动机,天然气发动机几乎没有排放任何颗粒物。目前,天然气发动机主要存在两种形式:一是由汽油机改装成双用燃料发动机,二是由柴油机改装成单燃料发动机。由此可知,当进气道处要实施天然气喷射时,将会存在诸多的问题,主要表现在四个方面:第一,降低了发动机充气效率;第二,平均有效压力出现降低;第三,动力性出现下降;第四,排放性能与原车水平保持一致。因此,必须要充分发挥天然气能源优势,不断完善稀燃技术、缸内直接喷射技术以及电控多点顺序喷射技术等新型的发动机控制技术,改善压缩天然气发动机的性能。 1.4利用计算机多媒体进行技术创新 计算机多媒体技术的运用已经应用在各个领域内,如3DMAX软件的运用,能够实现各种模型的创立,能够直观的反应于现实中,把相关图片、数据图以及视频分析穿插进自动控制系统的开发中。汽车电子技术的研究在许多人开来是非常专业化的领域,导致其局限性,其实不然。在信息化的今天,任何知识都可以通过上网和网上媒体进行快速了解,通过网络,能够把无法形象讲述该专业领域内汽车器件结构的安装、线路的走向清晰地呈现出来,对汽车电子技术的发展有着重要作用。 二、结语 综上所述,随着21世纪社会主义市场经济竞争日趋激烈,信息化、自动化、网络化的日新月异,市场对汽车电子技术的开发和创新要求越来越高,只有不断的专研和创新,才能在汽车电子行业中立足,但也不能冒进,对于我过汽车电子而言,自动化控制系统的研究只是一方面,还有许多不足之处,希望以后可以不断的发展和完善。 作者:田荣 单位:黔东南民族职业技术学院 自动控制系统论文:污水处理厂自动控制系统设计探讨 摘要:污水处理是治理环境的重要手段之一,能有效缓解我国当前的环境污染问题。在实际的污水处理过程中,其处理系统具有随机性与非线性特征,因此,在污水处理厂处理污水时,应设计配电系统,从而保证自动控制系统稳定运行。基于此,作者对污水处理厂自动控制系统设计进行详细的研究分析,以供人员参考。 关键词:污水处理厂;自动控制系统;设计 随着时代快速发展,人们用水量逐渐增大,产生的污水不仅严重影响自然环境,更影响人们的正常生活。当前,由于污水量逐渐增多,原有的污水处理系统逐渐满足不了当前的污水处理需求,因此,利用现有的自动化控制技术,提升污水处理效率,是当前污水处理厂的首要研究目标,以此来提升污水处理效率。 1污水处理工艺流程 污水处理厂的工作任务是将污水中部分有毒污染物质与水进行分离,同时将有毒的污染物质进行转化,得到无毒的物质,从而将水净化,充分利用资源。在实际的污水处理过程中,主要分为预处理、一级处理、二级处理、深度处理以及污泥处理五个阶段。在我国,常用的处理手段主要是过滤与混凝沉淀,并在实际的处理过程中,结合实际情况,进行详细的调节,当前,污水处理工艺流程为:格栅、沉砂、曝气、二次沉淀、生物过滤以及消毒排放。 2污水处理厂自动控制系统设计要求与原则 在对污水处理厂自动控制系统设计时,应严格遵循以下几点要求:首先,相关控制系统所涉及的电气设备应具备手动操作与自动操作两种形式,并且相关的系统运行状态与故障情况可以在终端监控系统显示;其次,在控制系统运行过程中,系统设定的具体数值与参数可以人为进行更改,方便相关工作人员结合实际情况进行调整,并设置保密措施,保证只有管理人员才能对数值进行更改;最后,在污水处理厂自动控制系统运行过程中,其系统本身应具备一定的监控能力,并对自身的系统进行全方位监控,以保证系统高效稳定地运行。与此同时,在污水处理厂自动控制系统设计过程中,还应遵循经济性、可靠性、先进性、开放性以及实用性原则,以此来满足污水处理厂的污水处理工艺、生产管理以及设备稳定运行对自动化控制的需求[1]。 3污水处理厂自动控制系统硬件与软件设计 3.1自动控制系统硬件设计 硬件设计是污水处理厂自动控制系统的重要组成部分,贯穿污水控制系统全过程。在污水处理控制系统中,存在大量的启停装置,以便于及时掌握系统的运行与故障。在自动控制系统设计过程中,其系统主要包括三条通讯链路、三个ET200M从站以及两套CPU412控制器,通过相关的监控软件,利用自动控制系统,实现对污水处理厂所有设备监控,并提供生产报表和水质数据记录等功能,从而实现污水处理。在系统实际运行过程中,自动控制系统的核心是自动控制柜,其功能是按照PLC编写的程序运行。PLC控制系统硬件是指,可编程逻辑控制器,在工业领域应用范围广泛,但在实际的设计应用过程中,应结合实际情况选择合适的PLC的种类。PLC控制系统自身的信号输出是利用模拟量与数字量的形式进行输出,改变了传统的继电器控制模式,其系统主要由CPU模块、电源模块、输出模块、数字模块、通讯模块以及模拟量输入等组成,其工作过程中主要分为三个阶段,即输入采样、程序执行以及输出刷新,从而保证系统稳定运行。 3.2自动控制系统软件设计 自动控制系统的软件设计,主要是保证控制系统具有良好的协调性,以此来使控制系统的操作指令可以在不同设备之间顺利执行,污水处理厂自动控制系统软件设计主要分为以下两点:第一点,上位机的监控软件设计,在实际的软件开发设计过程中,其各个步骤都需要在组态软件上完成,所以,相关的监控软件需要选择组态灵活、趋于人性化的界面以及功能较强的应用软件,以此来保证污水处理过程中的数据采集、工艺过程等得到有效的监控。监控系统在监控过程中,需要将污水处理过程中的所有工艺流程进行监控,基于此,在监控软件设计过程中,设计人员应将各部分的信息进行紧密的结合,以此来保证自动监控系统的稳定性。当前,上位机监控软件主要分为三部分模块:第一部分,监控模块;第二部分,预测模块;第三部分,登录管理模块。第二点,PLC控制程序在实际的软件开发过程中,应以污水处理厂的污水自动控制系统为基础,根据相关工作原理,研究循环扫描和建立映像区,由程序确定映像区的大小,保证系统的所有输入点与输出点在映像区内存在相关的对应点,为控制系统提供外部信息。同时,将程序开发作为主要的研究内容,并围绕污水处理工艺的流程进行开发设计[2]。 4结束语 综上所述,在污水处理厂自动控制系统研究设计过程中,相关设计人员应结合实际情况,设计符合当前国家相关部门基本要求的自动控制系统,并且注意控制系统的设计成本与后期维护支出等因素,提升污水处理效率。但在实际的设计过程中,还存在一些问题,需要相关人员不断改善,以此来缓解环境污染现状。 作者:刘洋 李爽 单位:国电东北环保产业集团有限公司沈水湾污水处理厂 自动控制系统论文:热力站自动控制系统电磁干扰问题分析 摘要:热力站自动控制系统的稳定直接关系到热力站的安全运行,来自自动控制系统内外的各种电磁干扰是对系统安全、稳定运行的最大威胁。针对热力站自动控制系统在设计、施工和维护中容易被忽视的电磁干扰问题,从自动控制系统的受干扰源分析出发对干扰源进行分类研究,并在此基础上提出一些自动化控制系统的抗干扰措施,以减少或避免电磁干扰的影响。主要对热力站自动化控制系统的抗电磁干扰方法进行了分析探讨,希望对相关从业人员具有借鉴作用。 关键词:热力站;自动控制系统;电磁干扰;屏蔽技术 随着社会的进步和工业技术的提高,生产设备的自动化控制程度越来越高,大部分企业都基本实现了生产过程的自动化控制。热力站也实现了电气化自动控制,在热力站内,循环泵、补水泵等动力设备不断地启停运行,自控设备和电气动力设备相互交叉,使得现场的电磁环境非常复杂,干扰严重,从而导致测量的数值误差较大或控制指令、通讯异常等影响自动化控制系统的正常运作。因此,加强对其工业自动化控制系统的抗干扰技术的研究就显得十分重要了。结合自身的工作实践经验,在设计中就要考虑如何避免和减少电磁干扰,并在施工调试的过程中严格按设计要求合理布线,可靠接地,尽量减少强弱电的交叉耦合,减少设备之间的电磁干扰。 1热力站自动控制系统受电磁干扰的影响 1.1热力站自动控制系统的简单介绍 热力站自动控制系统主要设备有现场PLC控制器、现场总线、通讯设备、温度传感器、压力传感器、流量计、电动调节阀、电子远程水表、循环泵和补水泵的变频控制柜等设备,其结构示意图如图1所示。 1.2自动控制系统受电磁干扰的主要影响 热力站自动控制系统受电磁干扰的主要影响有:传感器采集的数据产生较大偏差,数据传输过程引起数值的波动,PLC控制器受电磁干扰不能稳定工作发出错误指令,通讯不畅不能正常传输数据,执行机构(调节阀、变频器、电气控制柜)异常动作等。当热力站自动控制系统受到电磁干扰引起上述现象时,整个热力站将受到干扰不能正常工作,从而影响到供热系统的稳定运行。所以在现实控制中,如何减少和避免电磁干扰显得尤为重要。 2如何减少或避免电磁干扰 要想减少或避免电磁干扰,就得弄清楚电磁干扰是如何产生的。从电磁干扰原理得知,构成电磁干扰必须有干扰源、干扰耦合的途径和受干扰设备三要素,减少或避免电磁干扰的技术就是围绕这三要素所采取的各种措施。只有弄清了电磁干扰是怎样产生的,主要的干扰源又是什么,哪些设备容易受到电磁干扰的影响,如何减少电磁干扰进入系统的途径,才能针对不同电磁干扰问题采取不同的处理措施,从而有效地减少或避免电磁干扰问题。 2.1热力站自动控制系统的主要电磁干扰 热力站自动控制系统的主要电磁干扰有强电设备循环泵、补水泵、变频器的启停、调速产生的电磁干扰对弱电设备传感器、PLC控制器、通讯设备、传输线路的辐射干扰,以及各种传感器、控制器等弱电设备之间的电磁相互传导干扰等。主要干扰源有电机、变频器、电动阀、传感器、PLC控制器等。 2.2减少或避免电磁干扰的方法和措施 2.2.1合理的空间布置及布线根据热力站的空间布局,合理安排设备的安装位置,综合考虑器件或设备的布置及布线,将强电设备间和弱电设备间分开布置在房间的两侧,强电电缆入地走地沟,弱电电缆架空走桥架,各自控设备间保持适当的距离,综合考虑场地空间大小和大型设备的布局,合理安排布置各设备的位置,尽可能地增大干扰源与受扰电路之间的距离。增大空间距离能有效地减弱电磁辐射干扰的传播,从而降低了设备受干扰的概率,降低整个系统故障的风险。2.2.2屏蔽技术给主要的干扰源及受扰设备都安装屏蔽保护外壳。屏蔽外壳通常是由导电良好的金属材料做成屏蔽罩、屏蔽壳等,将被保护的设备电路放置在其中。将变频器放置在变频柜中,PLC控制器放置在自控柜中,其他设备都有金属保护外壳,这样既可以使屏蔽罩、屏蔽壳内的设备不受外部电磁干扰,又不让其电磁干扰外泄。系统连接的数据线、信号线必须采用屏蔽电缆线,这样能避免数据信号传输时受到电磁干扰。屏蔽线的屏蔽层必须可靠接地,并与主电路线及控制线完全分离。屏蔽一般分为静电屏蔽、低频磁场屏蔽和电磁屏蔽。2.2.3接地技术接地有保证安全和抑制干扰2个作用。正确的接地方式是保证人身和设备安全及抑制干扰的一种有效方法。设备的金属外壳接地是安全保护接地,是为了防止人身触电和保证设备安全;系统连接的数据线、信号线的屏蔽层接地是屏蔽接地,干扰电压对地形成低阻通路,干扰电流通过接地线导流入地,以防止干扰其他电子设备。自动化控制系统是由多台自动化电气设备和各类传感器构成,整个系统必须只能在一处接地,如多点接地,就会在电路中会形成多个接地回路,当低频信号或脉冲磁场经过这些回路时,就会引起电磁感应噪声,形成电磁干扰。2.2.4隔离措施隔离的作用是破坏电磁干扰传播的途径、切断电磁耦合的通道,从而达到抑制电磁干扰的目的,包括变压器隔离、光电耦合器隔离、继电器隔离等。在热力站变频柜和自控柜中都使用了单独的24V电源开关将强电信号和弱电信号隔离开来,减少了相互之间的干扰;在控制回路中使用了大量的继电器将控制回路得电气连接阻断,切断了电磁干扰的传播途径;在变频器和控制器接收传输信号端加装光电耦合器隔离,保证了输入回路和输出回路的电气隔离,能很好地解决不同电位、不同逻辑电路之间的信号传输和电气隔离,从而减少了电磁干扰。2.2.5滤波技术滤波技术就是将相应频带的滤波器接入信号传输通道中滤除或尽可能衰减干扰信号,使信号传输过程中不受外部电磁干扰的影响,以达到提高信噪比、抑制干扰的目的。在变频器的输入电流端安装交流电源滤波器和电抗器,能有效地抑制外来的高频干扰和电源的低频谐波电流干扰对变频器控制信号及其他电子设备的电磁干扰。在自动检测系统中,传感器的直流电源是共用的一个开关电源,为了避免在同一电源内造成几个电路之间的相互干扰问题,应在每个传感器电路中加上RC或LC退耦滤波器。 3总结 热力站自动控制系统的稳定与否直接关系到热力站能否安全运行,尽可能地减少自控系统内外的各种干扰是非常重要的事情。在热力站自控系统设计之初就应充分考虑,要根据场地空间的大小、设备设施的种类、主要干扰源和受干扰设备及干扰的途径等具体情况,采用与之相适应的各种抗干扰措施,尽可能地减少和避免电磁干扰,保证自控系统能可靠、稳定地工作。在施工和维护过程中,要严格按设计要求和规范进行,保证每项措施都能起到应有的作用。此外,在选用电子元器件、传感器等设备时,必须选用性能参数稳定、可靠,能适应工作现场条件的器件和设备,从而保证系统组成后能安全、稳定地工作。 作者:杨利勇 单位:太原市热力公司 自动控制系统论文:智能建筑楼宇自动控制系统探讨 【摘要】智能建筑是现代建筑行业的发展区域,越来越多的工程项目,设计成了智能建筑。智能建筑楼宇中,比较重要的结构是自动控制系统,加快了智能建筑楼宇的发展速度。智能建筑楼宇提高了对自动控制系统的重视度,采取高效的控制方法,规范自动控制系统在智能化建筑楼宇中的应用。本文主要探讨智能建筑楼宇自动控制系统的几点内容。 【关键词】智能建筑;楼宇;自动控制系统 自动控制系统是智能建筑楼宇的核心部分,通过自动化技术、通信网络以及计算机技术,规划了自动化控制部分,应用到智能建筑楼宇内,满足楼宇智能化的基本需求。目前,我国建筑行业表现出了智能化、自动化的发展特征,直接提高了智能建筑楼宇的服务能力,由此对自动控制系统有一定的需求,目的是通过自动控制系统,优化智能建筑楼宇自动化的运行环境。 一、智能建筑楼宇自动控制系统的设计 1.系统设计自动控制系统主要参与智能建筑楼宇的运行控制,其在设计中,注重功能性的运行内容,管控好楼宇的运行和消耗,促使楼宇内的各项自动化项目,保持在最佳的状态[1]。自动控制系统的设计,可以规划成3个模块,分别是:(1)安保管理,自动化监测智能建筑楼宇,实行防火防电及防爆,同时还要执行安全中的数据管理,提高数据传输的水平,达到数据传送的规范标准;(2)物业管理,自动控制系统中,辅助计算出智能建筑楼宇的资金消耗,监督各项设备的运行状态,及时发现有异常的设备,制定设备更新计划,更换异常设备;(3)环境能源管理,自动控制系统管控智能建筑楼宇内的照明、空调以及运输项目,重点规范照明系统和空调系统的能源分配,有效控制能源消耗,实现节能降耗,自动控制系统在运输方面的环境能源管理,是指电梯、停车场等项目的控制,保障能源分配的合理性,才能完善自动控制系统的设计。2.系统分区自动控制系统在智能建筑楼宇中的系统分区,分为两个部分。分析如:(1)控制分区,自动控制系统分为集中控制与集散控制两个部分,集中控制是指计算机为自动控制的基础,所有监控点均连接到监控中心的计算机体系中,计算机处理好运行数据后,重新传送到设备的执行器内,缩短了运行控制的时间,集散控制的核心是分布式控制,监控中心采用通信总线结构,在智能建筑楼宇的监控区,实行分级分布式的控制方法,分散的状态下,完成自动化控制;(2)协调分区,是指对智能建筑楼宇中的子系统,实行协调化的自动控制,不同子系统,其核心功能不同,采用自动化控制系统,确保子系统能够在协调的状态下独立运行,子系统单独连接到自动控制系统内,做到协调运行。 二、智能建筑楼宇自动控制系统的应用 本文以某商务型的智能建筑楼宇为研究对象,该案例中,建筑楼宇占地120585.21㎡,建筑总高度是85.3m,该智能建筑楼宇,集酒店、办公、商业、车库等功能于一体,该建筑在建设初期,就提出了智能化要求,落实了自动化系统的应用,探讨几点自动化系统在该楼宇中的应用表现,如下:1.智能卡系统该商务型智能建筑楼宇,自动控制系统的应用,构建了智能卡系统,专门用于保护楼宇内部的安全性,确保出入人员的安全性。自动化控制中,包含了智能化系统,出入人员通过刷卡的方式,通过智能化系统,向自动控制系统提交认证信息,符合认证才能正常出入[2]。该案例的门禁、车库等位置,均采用了智能卡服务,实现了自动化的识别。自动化系统中有数据库,其可主动识别智能卡的用户,身份匹配成功后,才能安全放行。该楼宇的人流量大,因为楼宇存在多项功能,所以在酒店、办公等位置,专门配置了自动化的门禁系统,采取自动化的识别方法,门禁属于智能卡系统的一部分,执行刷卡识别,保障楼宇内部的安全。2.视频监控系统自动化控制在楼宇视频监控中,表现出了高效的应用。楼宇的运行根本是安全,结合自动控制系统,在楼宇中安装视频监控系统,专门用于监督楼宇的内外环境。该楼宇中的安全管理方面,不仅安装了视频监控系统,还配置了防盗报警、信息巡防等模块,其在该建筑楼宇的公共部位,安装了视频监控,以便实时掌握楼宇内外的环境状态,避免发生突发状态[3]。该楼宇内,不同功能的区域,管理人员之间相互协调,尽量扩大视频监控系统的监测方法,遵循“以人为本”的保护方式,落实视频监控系统的应用。例如:该案例的商业区,突发了安全事故,周围居民及时按下了防盗报警,信号迅速传达到了安全监控室,值班人员根据视频监控系统与防盗系统,迅速找到了事故位置,及时排除了安保人员,解决了事故问题,有效避免了人员伤亡。3.设备管理系统智能建筑楼宇中,安装的设备非常多,增加了设备管理的负担,而自动控制系统,可以应用到设备管理上,缓解了各项设备的运行压力。设备管理上的自动化,在智能建筑楼宇中,营造了舒适的环境[4]。该智能楼宇在设备管理时,以自动控制系统为基础,引入了多项先进的技术,专门控制好智能建筑楼宇中的设备运行。例如:该楼宇中的空调设备,建筑内,安装了30台空调机组,其中8台是空气净化变频机组,空调机组中,采用了PLC编程控制,促使空调能够根据楼宇内的环境,自动调节变风量和温度,实现了室温控制空调的方式,空调机组中安装传感器,夜间会降低或停止空调运行,降低了空调设备的能源消耗,体现了自动化控制在设备管理系统中的优势,不仅具有管控的作用,还起到节能降耗的作用。自动控制系统除了在空调设备上,还应有到了通风排水、电器运行、电机等设备中,完善了智能楼宇的设备运行。 三、智能建筑楼宇自动控制系统的发展 智能建筑楼宇自动控制系统是信息时代的产物,其具备良好的发展前景。随着通信技术和计算机技术的发展,自动控制系统在智能建筑楼宇中,可以更为及时、便捷的实行功能管理。未来发展中,自动控制系统可以参与智能建筑楼宇的各方面管理,不仅仅是现代几点功能控制上,而是提供综合的管理方法,充分体现自动化控制系统的功能。自动化控制系统在未来发展中,朝向高级化的方向发展,在智能建筑楼宇中,形成高级管家,提升自动化服务的水平,还要和通信自动化、办公自动化相互配合,完善智能建筑楼宇的运营环境,充分发挥自动控制系统的功能优势。 四、结束语 智能建筑楼宇的自动控制系统应用中,以规划设计为基础,满足智能建筑楼宇的功能需求,体现自动控制系统的高效性。自动控制系统在智能建筑楼宇中,得到了积极的发展,结合系统的设计和应用,推进自动控制系统在智能建筑楼宇项目中的发展,以便在楼宇中,开发更多的自动化控制功能。 作者:吴涛 单位:四川省煤炭设计研究院 自动控制系统论文:自动控制系统在污水处理的改进措施 摘要:水资源在全球范围内都是重要的资源,水资源在我国经济发展中也占据很大的比重。因为水资源量在很大程度之上影响着我们国家经济发展的速度。伴随着近代工业的迅猛发展,以水资源为代表种种资源都受到相当大程度的污染,对污水处理的问题成为了目前最迫切的问题。文章分析了自动控制系统于处理污水时的的作用,先介绍了自动控制系统的组成特点,然后研究了自动控制系统在污水处理中的应用现状以及今后的改进措施进行探讨。 关键词:自动控制系统;污水处理;改进措施 前言: 目前,我国的环保力度逐渐加强,国家对污水处理上的处理方式也渐渐由点到面,进行了全方位的处理。因为我国国土很辽阔,各种工厂分布在很分散的位置为我国污水处理无形中增加了很大的难度。但是污染过水资源如果未经处理或者是处理不妥就排放到江海湖泊中,不仅为我国生活用水造成严重的影响,同时会对我国工业产业产生阻碍无法正常发展。因而,污水的处理是迫切的问题。电气自动控制系统在污水处理中的应用,可以提高处理污水效率,可以为我国经济的发展奠定出一个很良好的发展平台。得到很多有用的结论,自动控制系统能够提升自动控制系统整体性能,令污水的处理可以最高效率、最科学的进行,给经济的发展以及社会的整体发展扫除了麻烦。 一、自动控制系统的组成以及特点 自动控制系统的组成比较复杂,一般由数据采集、信号处理以及自动控制等各方面的内容组成。在实行污水处理时,只有这些部分协和配合,各尽其能,就会使污水达到最好的处理效果。主要负责系统运行的自动控制部分,令系统在没有人操控的情况下,也可以按照原来设立的系统进行运行,将人从危险、繁重的工作中拯救出来;主要负责系统监控的数据采集部分,当系统属于运行状态时,数据采集部分可以对污水处理的状况进行检验,能够保证系统的正常化运转;信号处理部分是对采集的数据进行处理,若发现系统出现异常状况时,就会迅速的对系统开始进行修复,保证污水处理的质量与效率。自动控制系统是一个多部分组成的整体化的设施,需要各部分之间相得益彰,污水的处理才可以实现高效化。 二、自动控制系统在污水处理中的应用现状 (1)电气自动控制系统所采用的检测设备检测精度不理想我国的科技发展不均衡,有些技术的发展还处于初级阶段,和总体科技水平差距太大,所以在使用设备的配套时,往往有些方面的落后会拖垮了设备整体的本能。当前我国的电气自动控制系统中,检测设备相当不完备,整体设备的性能的滞后。在电气自动控制系统进行处理污水时,很多的仪表、检测表由于精度不够,令系统没办法对突然出现的问题准时处理,造成了不必要的亏损,降低了处理污水的效率,减小了经济效益的空间,因而很大程度上限制了企业的发展。(2)污水的排放标准太低为了扩大经济效益空间有些厂家进行污水处理时,通常省略或简化水质的检验。近几年,由于我国环保部门监控力的加强,有些企业、工厂用PH、DOORP等进行对水质的限制,可是在电气自动控制系统进行操纵时,若检测系统检测到水质还有处于不合格状况时,系统接到反馈单单只是延长污水处理的时间,而却不是再一次进行对污水水质的检验,这样通常会造成处理的污水完不成预期的成效就直接排泄到环境中去。(3)设备维护不到位一些污水处理工厂一方面为提升污水的处理效率,另一方面为了减少污水处理成本,所使用的污水处理设备都是直接从国外直接买来。可是从外国买回来的设备基本都会有维护的要求,一旦没有满足维护标准设备不能正常工作,令污水处理效果不理想。 三、自动控制系统在今后的改进措施 因为我国污水的自动控制处理系统和经济发展现状没能完美的符合,这很阻碍到处理污水效率和质量,利用对我国目前污水处理现状,为相关方面采取必要措施,来提高处理污水效率和质量。(1)控制设备的检测精度在污水处理工厂引进新处理的设备后,必须注重对设备的检测,尤其是设备的精度问题。如果检测设备的精确度有缺陷,会令污水处理结果产生问题,经常令没有达标的污水因检测不出就被误排放了,这会造成无法挽回的各种方面的损失。因而,在引进新处理设备之时,就要注重检测设备精度的问题,我们必须要使处理的污水排放后不会产生较大的危害后果。(2)提高污水排放标准污水处理在实际生活中,排放的标准过低令污水处理现状和理想相差很大。利用对提高污水处理标准,从而减少不达标的污水被排放的量,这样可以从整体上将污水处理的效果得到保障。(3)相关设备的维护目前来说我国很多污水处理厂都是直接从国外引进设备,设备的维护问题有多方面的难题。可是只有好的处理污水的设备,才可以确保污水处理的结果。所以,工厂要必须加强设备维护的重视度,为克服各种方面的困难,把设备维护工作做到位,污水处理结果可以得到保证。(4)培养专业的人才培养专业的人才在污水处理方面是可持续发展有重大意义,可是我国目前污水处理人员都是接受简简单单培训就上岗,没有了解很多相关知识,这样使得在实际操作时易产生大问题。特别是在电气自动控制系统需要维护或者是出现问题时,特别难找到这方面专家进行指点。培养专业人才或者引进专业人才就十分重要了,这样不仅仅可以为我国污水处理的水平提高,也可以为污水的处理提供长期的保证以及将来的发展问题作出筹备。结语:综上所述,自动控制系统于污水处理之中有相当高的地位,一方面大幅度的降低污水处理的经济成本。另一方面,可以令污水处理效果获得明显的改善,创造出了很好的社会效应。文章利用对目前我国污水处理现状进行着手分析,提出很多改进措施,希望我国业内人员在提高污水处理质量以及改善污水处理等方面能有更大的进步。 作者:潘亚楠 赵磊 宋淼 单位:沈阳理工大学 自动控制系统论文:智能建筑楼宇自动控制系统研究 【摘要】随着我国建筑业的不断发展与进步,智能化建筑也得到了相应的发展,其中自动化控制系统在其中扮演着极其重要的作用。本文主要就智能建筑,简要分析自动化控制系统在其中的应用。 【关键词】智能建筑;楼宇自动化控制系统;空调系统管理 1前言 建筑中的自动控制系统在其中占有着非常重要的组成部分。它有着以下几方面的优点,第一能够有效的节约能源,第二能够确保设备的运行处于安全的范围,第三能够创造安全的工作环境。以上的这些优点使得当代的建筑已经发展为智能的建筑,发展为会为人类思考的建筑。 2自动控制系统的发展历程 随着自动控制技术的不断发展与进步,建筑内的自动控制系统也随之发展而来。在我国建筑行业的发展过程中,楼宇的自控系统经历了以下几个阶段的发展。第一个阶段是集中式控制系统,第二个阶段是集散式控制系统,第三个阶段是现场总线控制系统,第四个阶段是网络集成系统[1]。 3自动控制系统的发展趋势 智能化的自动控制系统,尤其是有着集成能力的自控系统这一概念出现的时间较短。故此,在系统的选型讨论时往往存在着一些争论。自动控制系统主要是由以下两方面结合产生的,第一方面是计算机的控制技术,第二方面是通信技术。所以,建筑的自动控制系统必定是会采用计算机领域的最新研究技术。 4自动控制系统在建筑工程中的应用 4.1工程概况苏州的南溪江路商务中心地处苏州吴中区,总建筑面积在十二万平米左右,建筑高度高大85.3米。主要有以下几方面的功能,第一就是商业功能,第二就是作为办公写字楼的功能,第三就是作为五星级酒店功能,第四可以作为地下停车场。其中该建筑采取了自动控制系统以达到能够对建筑进行智能管理的目的,下文主要介绍空调能耗管理系统在建筑中的应用。4.2设计依据采用国家规范标准进行建筑设计,如建筑设计防火规范、防雷设计规、智能建筑设计标准规范、低压配电设计规范等。4.3设计目标4.3.1一次设备的运行能够达到设计的标准“一次设备”指的是能够体现其使用功能的设备,如锅炉、电梯、路灯等能够直接方便用户使用的设备,建筑的自动控制系统就是控制类似以上的设备来为用户进行服务的,故此我们也可以称自动控制系统的设备为“二次设备”。楼宇的自控系统最主要的目的是能够保证“一次设备”的运行达到设计的要求,确保南溪江路商务中心获得舒适的工作环境。4.3.2降低设备的使用能耗在当代建筑工程中,为了尽最大可能的去满足用户的需求,机电设备在建筑中占据着越来越重要的地位,而这些机电设备的能耗也是建筑运行所要支出的主要部分。据调查研究发现,仅仅中央空调的能耗就在建筑中占据其中的百分之四十以上,在楼宇内采取自动控制系统有助于节约能约能耗,节省运行资本。4.3.3方便物业的管理为了给南溪江路商务中心大楼提供一个较为舒适的工作环境,那么其中的机电设备必然数量较多,然而由于这些设备分布较为分散,那么就会使得这些设备的管理非常困难,采用自动控制系统有助于物业管理者能够采用远程控制的方法来减轻工作人员的劳动强度,实现物业管理的现代化。对于那些使用较为规律的设备,我们可以用电脑时间程序管理来进行控制。4.4设计原则4.4.1合理性合理的自动控制系统不但能够满足用户的需求,更是以系统的实用为主要目标来对南溪江路商务中心进行控制。4.4.2先进性采用最为先进的技术来进行设计,方便日后的使用过程中能够跟踪行业的发展。4.4.3开放性不但能够兼容其他的设备监控,并且用户能够自主的选择其他的系统来进行更新维护。4.4.4友好性有些系统较为复杂那么就需要专业的操作人员来进行操控管理,而该软件的友好性则是使用较为简单,方便工作人员操控管理。4.5系统原理此次设计运用的是新型的集散控制系统,将其中的控制功能进行分配,分配到每个控制回路,并体现在现场的仪表之中,进而提升系统的可靠性,从而达到分布式的控制。本系统分为以下三个层面,第一层是设备层,第二层是控制层,第三层是管理层。主要的监控对象大体分为以下几类,第一是PAU空调系统,第二是水泵设备,第三是电梯设备等。南溪江路商务中心大楼的BA系统的监控设置在一楼的监控中心之内,大楼中共设有30多台空调机组,当中有5台采取了变频机组。一般而言,变风量空调的原理是送风传感器或者回风传感器来进行冷水、热水调节阀的控制,于此同时可以依据需要来进行风管电加热的分级调节,然后设置高温保护开关,当开关动作时,就需要对电加热器进行关闭操作,当风机停止运转时,要对电动二通阀进行关闭操作。对组装式空调器进行控制时,由室内温度来进行控制调节,调节冷水、热水的电动二通调节阀。然后设置高温保护开关,开关的设置在电热器后面。当开关动作时,就需要对电加热器的电源进行关闭处理,当风机处于停止的状态时,要将电动二通阀进行关闭处理。需要注意的是,风机开,电加热器才能进行开启处理。随着过滤器的阻力发生改变时,可以通过控制变频器来维持风量,以达到保证换气的稳定,进而延长过滤器的使用期限。4.6供电电源系统电源是由及控制室的配电箱引接进来,容量为三相5kw。DDC数字控制器安装在各空调机房内部,电源就通过最近的配电箱进行引出,容量为单向0.5kw。4.7电气接地在一栋建筑物中,其供电配电的设计至关重要,影响整个建筑物的有效使用。在其中,接地系统在其中占据着非常重要的组成部分,因其能够对供电系统的安全运转有着最直接的影响。尤其是近些年来,随着科技的不断进步与发展,建筑内的自动控制系统在给我们带了了巨大的方便的同时也产生了一些问题。在南溪江路商务中心大楼的工程中,采用的是TN-S系统。在进行系统的设置时,要注意以下几点问题,第一是它的工作零线,第二是其专用的保护线,第三是它们相连接的位置,以达到保证智能化建筑的安全。 5结语 建筑内的自动控制系统在智能化建筑中扮演着极其重要的角色,它能够实现整个建筑的智能化服务。智能化建筑的设计施工需要许多单位进行协调配合,如施工单位、业主、设计单位等。通过在建筑内设置自动控制系统,有助于实现整个建筑的节能效果。在今后的建筑业的发展过程中,建筑内的自动控制系统的发展也将会越来越成熟。 作者:张亮 自动控制系统论文:自动控制系统对污水处理的应用 摘要:在我国经济发展的过程中,水资源占据着重要的地位,他的资源量将很大程度上影响着我国经济的发展速度。而随着近代工业的崛起,以水资源为代表的各类资源均受到很大程度上的污染,所以对污水的处理已经成为当前最突出的问题。本文就自动控制系统在污水处理中的应用进行全面的分析,提高自动控制系统的性能,使得污水处理能够最大效率的进行,为社会、经济的发展扫除障碍。 关键词:自动控制系统;污水处理;应用 引言 近年来,随着我国环保力度的逐步加大,对污水的处理上逐渐由点到面,实行全方位的覆盖。由于我国幅员辽阔,各类工厂分布较为分散的状况给我国的污水处理增加了难度。而污染的水资源如果处理不当而直接排放进江海湖泊,不仅给我国的生活用水带来影响,也会阻碍工业等相关产业的发展,所以对污水的处理已经成为一件急需解决的问题。电气自动控制系统的应用,将提高污水处理的效率,为我国的经济发展奠定一个良好的发展平台。 1自动控制系统的组成以及特点 1.1自动控制系统的组成 自动控制系统的组成较为复杂,一般由自动控制、数据采集以及信号处理等方面的内容组成。在进行污水处理时,只有这几个部分协调配合,各尽其能,才能使污水的处理的效果达到最好。自动控制部分主要负责系统的运行,使得系统在无人控制的情况下,也能够按照原有设定的系统进行运行,将人从繁重、危险的工作中解救出来;数据采集部分主要负责系统的监控,当系统属于运行状态时,数据采集部分能够对污水处理的状况进行检测,保证系统的正常化运行;信号处理部分是对采集的数据进行处理,当发现系统出现异常状况时,就会及时的对系统进行修复,确保污水处理的效率与质量。自动控制系统是一个整体化的设施,只有各部分之间相辅相成,才能实现污水处理的高效化。 1.2自动控制系统的优点 从另一种角度而言,自动控制系统可以分为软件和硬件两部分。这两部分虽然完全不同,但是却是缺一不可。为了实现电气自动控制系统的方便化操作,自动控制系统中往往嵌入了目前发展较为成熟的软件工程技术。操作员进行操作时,可以结合软件的优点通过功能图块进行编程,提高系统操作的便捷性。除此之外,对于一些较为复杂的工程项目,可以利用高级语言完成相关的数学算法,在简化项目复杂程度的同时,可以实现功能块的嵌套,优化系统的性能。硬件与软件不同,但是在一定程度上被软件限制选择的范围。通常情况下,一款软件的集成程度越高、功能越强,那么对硬件的配置要求就越苛刻,污水处理工厂的成本就会增加。所以在软件的制作过程中,我们要兼顾硬件的选择,只有这样才能在不影响污水处理效率的情况下,节省开支,实现经济效益的最大化。 2自动控制系统在污水处理中的应用现状 随着科技的发展,越来越多的设备处在日新月异的变革之中,设备的更新周期远远低于历史上的任何一个时期。电气自动控制系统就属于其中发展较快的一类,且从整个经济结构角度来看,电气自动控制系统对于人类来说具有巨大的应用价值。然而事实表明,实际应用的情况并没有达到理想的效果,其中存在着较多的缺陷和不足。下面我们就简述一下电气自动控制系统在污水处理中具体应用的现状。 2.1电气自动控制系统所采用的检测设备检测精度不理想 我国科技发展不平衡,某些技术发展还处于基础阶段,与总体科技水平不相吻合,所以在设备的配套使用时,往往某方面的落后拖垮了设备整体的性能。目前我国的电气自动控制系统中,检测设备相当不完善,滞后了整体设备的性能。在电气自动控制系统进行污水处理时,很多的检测表、仪表由于精度不足,使得系统无法对突然出现的问题及时处理,造成了不必要的损失,降低了污水处理的效率,压缩了经济效益的空间,从而很大程度上制约了企业的发展。而且,如果处理的污水没有达到设定的标准就进行排放,那么其中的污染物就会对环境以及相关生物造成极大的危害,给国家和人民造成不可估量地财产损失。 2.2污水的排放标准太低 一些厂家进行污水处理时为了扩大经济效益空间,往往简化或者省略水质的检查。近年来,由于我国环保部门的监控力加强,一些企业、工厂用ORP、DO、PH等进行对水质的控制,但是在电气自动控制系统进行操作时,如果检测系统检测到水质尚处于不合格状态时,系统接到反馈仅仅只是加长污水处理的时间,而并非再一次进行污水水质的检测,这样往往造成处理的污水达不到预期的效果就直接排放到环境中去。 2.3设备维护不到位 我国的污水处理工厂为了提高污水处理的效率,减少污水处理的成本,一些污水处理设备都是从国外直接购买。而这些设备往往都有维护要求,只有满足维护的标准之后,设备才能够更好的工作,使污水的处理效果实现最大化,但是目前国内工作人员对这些设备的了解较少,很难满足设备的维护需求,使得设备的维护工作名存实亡。而且这些设备的造价往往十分昂贵,维护的费用也是一笔巨大的开支,严重挤占了工厂的利润空间,使得部分污水处理厂做的不够到位。 2.4缺少相关的专业性人才 从相关部门的统计数据来看,我国污水处理行业员工的能力普遍偏低,往往都是通过简单的培训就直接上岗。在这种情况下,如果处理系统一旦出现问题,或者处理设备需要维护的时候,由于缺乏专业人才,就会导致污水的处理效果与理想的标准相差较大。 3自动控制系统在今后的改进措施与发展方向 3.1自动控制系统的改进措施 由于污水自动控制处理系统与我国的经济发展现状不能够很好的契合,严重阻碍了污水处理的效率与质量,通过对目前我国污水处理现状的分析,对相关地方采取一些必要的措施,以提高污水处理的质量与效率。3.1.1体改电气自动控制系统检测设备的检测精度在进行污水时,我们要保证经过处理的污水排放到环境中时不会产生大的危害。然而由于检测设备的精确度有着严重的缺陷,使得污水处理的结果产生一系列的问题。检测设备搜集数据时,因精度问题,往往使得未经达标的污水因检测不出而被误排到环境中,造成了无法挽回的损失。所以,当污水处理工厂引进新的处理设备时,一定要注重检测设备的精度问题,只有这样,才不会影响处理系统整体的性能。3.1.2提高污水排放标准在实际的生产生活中,污水处理标准的过于低化使得污水的处理现状与理想相差甚大。通过对污水处理标准的提高,减少污水不达标而被排放的概率,从整体上提高污水处理的效果。3.1.3对相关设备进行维护由于目前我国大多数的污水处理工厂都是从国外直接引进设备,在维护的问题上存在着多方面的问题。但是只有良好的机器设备,才能保证污水处理的效果。所以工厂应该加强对设备维护的重视程度,克服多方面的困难,将设备维护的工作落实到位,为污水的处理结果提高保障。3.1.4引进和培养专业人才目前我国的污水处理工作人员基本都是仅仅接受简单的培训就直接上岗,缺乏相关方面的知识,在实际操作中往往容易产生大的漏洞。尤其是在电气自动控制系统出现问题以及设备需要维护时,很难找到相关方面的专家进行指导。所以引进和培养专业人才就显得十分的重要,他不仅能够提高我国污水处理的水平,又能为污水的处理结果提供保证。 3.2自动控制系统的发展方向 目前,控制理论向着两个方向进行发展,一是在科技飞速发展的大环境下,注重某一种方法的研究,将先进、成熟的科技技术应用到方法的实践中,提高污水处理的效率与质量;二是将多种方法结合使用,相互之间取长补短,发挥他们所具有的优势,共同提高污水的处理效果。就目前而言,第二种的发展趋势明显高于第一种,且已经取得了良好的效果。 4结语 自动控制系统在污水处理中占据着重要的地位,不仅大大的降低了污水处理的成本,而且使得污水处理的效果得到了明显的改善,创造了良好的社会效益。笔者通过对目前我国污水的现状进行具体分析,提出一系列相关改进的措施,希望在改善污水处理、提高污水处理质量方面能所帮助。 作者:李家栋 单位:曲阜师范大学工学院 自动控制系统论文:谈污水处理厂的自动控制系统 【摘要】随着国家、企业、社会等对于环境问题的重视程度越来越高,污水处理厂的自动控制系统和污水处理工艺也得到了企业的高度重视,污水处理厂的自动控制系统包括了硬件和软件等部分,每一个部件的正常工作才能保证整个污水处理自动控制系统的正常工作,本文将讨论和分析污水处理厂的自动控制系统。 【关键词】污水处理;自动控制系统;污水处理工艺 在实际的污水处理过程中存在着一些难点问题,污水处理自动控制系统的应用可以解决一些传统污水处理工艺面临的难点问题,但是污水处理厂的自动控制系统自身也面临着一些需要解决的难点问题,这就需要人们不断研究污水处理自动控制系统,不断改造和升级现有的污水处理自动控制系统,使其更好的发挥作用。 1污水处理厂中污水处理工艺的一般流程 污水处理厂中污水处理工艺的一般流程主要包括污水处理工艺,污泥处理工艺和出水消毒工艺等流程,在污水处理厂中污水处理工艺的每个环节都有相关的规定和标准需要遵循。第一,在污水处理工艺中首先要对进水水质进行技能分析,在进行进水水质技能分析使应该根据相关的污水厂进水水质技术性能指标进行操作,如当污水中水质5BOD/CODCr比值为0.565时,较适合的处理工艺是生化处理工艺;当C/N的比值为3.71时,此时较为适合的污水处理工艺是生物脱氮工艺;当5BOD/TP的比值为43.33时,这时最为适合的污水处理工艺是生物除磷工艺,且不需要与其他工艺混合使用,这些只是污水水质进技能指标中较为有代表性的一些指标,可以采取对应的适宜处理工艺进行处理,当污水水质指标出现其他数据时,也应该根据相应的标准进行污水处理。污水处理工艺中对于不同的污染物质需要采用不同的方法和工艺进行处理,如为了去除污水中的SS就主要采取沉淀的方式;为了去除水质中超标的5BOD主要采取微生物吸附和代谢的方式以及泥水分离方式;为了去除污水中的COD,可以采取与去除5BOD类似的处理工艺和方式;为了高效率地去除污水中的N,可以采用的工艺是脱氮工艺;对于P的去除来说,主要是依靠生物除磷的方式。第二,污泥处理工艺流程主要包括污泥稳定工艺,污泥浓缩脱水工艺和污泥的最终处置。厌氧消化,好氧消化,加热干化,加碱稳定和热处理等工艺都是能够达到污泥稳定的工艺,但是其中厌氧消化是污水厂最常用的处理方式,因为加碱干化,加热干化和热处理等直接稳定污泥处理工艺的成本耗费较高;在进行污泥浓缩脱水环节时,机械浓缩和脱水方式能够使处理后污泥含水量低于百分之八十,因此目前污水处理厂通常情况下会采用机械浓缩脱水方式来进行污泥的浓缩脱水处理;污水厂在处理污水的过程中,污泥的出现是一种必然现象,污泥虽然是固体废弃物,其中既含有一些有用的物质如氮磷钾等元素,而且污泥中也含有病原菌,寄生虫和重金属等有害物质,在进行处理时必须结合当地环境考虑其对于生态环境的影响。第三,污水厂的出水需要经过消毒过程,目前对污水厂进行出水消毒主要采用氧化法、加氮法、紫外线消毒法等,臭氧可以彻底的杀菌而且对于环境的影响非常小,因此进行出水消毒时最常用的氧化剂是臭氧;由于液氮成本低而且消毒效果比较稳定,液氮是利用加氮法进行污水消毒最常用的方式;紫外线的有点是可以在短时间内达到消毒的目的,而且不会产生二次污染,因此,紫外线也成为污水厂进行出水消毒过程中使用的方法,主要注意的是这三种出水消毒的方式在应用时也有其弊端,污水厂必须权衡这些消毒方式的利弊,选择具体的出水消毒方式。 2污水处理厂中自动控制系统的硬件设计 2.1现代污水处理厂自动控制系统的简单介绍 现代的污水处理厂自动控制系统主要有两种类型:一种是可编程序控制器PLC,另一种是现场总线控制系统FCS。可编程序控制器PLC是一种利用可编程序存储器进行操作和控制的电子系统,由于电子技术的应用,使得可编程序控制器PLC具有很高的控制能力,而且这种自动控制系统的可靠性也非常高,,即便在较为恶劣的污水处理环境中,也可以正常的工作。现场总线控制系统FCS可以实时地检测污水厂处理现场的相关数据,而且FCS采用智能技术和通信网络技术,能够使污水处理的现场形成一个智能的通信网络,可以提高污水处理过程的操作性和现场设备互联性。在实际的应用中,可编程序控制器PLC与交换机、工控机的结合使用是污水厂污水处理中实用性很强的污水处理厂自动控制系统,因此在下面的介绍中,会更侧重于对可编程序控制器PLC的介绍。 2.2现代污水处理厂自动控制系统的构成 在编程序控制器PLC、交换机、工控机结合使用的现代污水处理厂自动控制系统中,系统结构主要分为控制层和信息管理层。对于现代污水处理厂自动控制系统的控制层,主要采用PLC自动控制方式、就地手动控制方式和中控室集中控制方式等进行控制,通过对控制层的有效控制,不仅能够实现各个编程序控制器PLC之间的数据交换和协调,而且可以实现编程序控制器PLC中个智能化控制设备间的数据交换和数据协调,以及一些程序的编译和维护工作,如果远程设备中出现了错误也可以通过对控制层的控制查询错误。现代污水处理厂自动控制系统的信息管理层主要依靠通信网络进行信息的管理和传输等,信息管理层所采用的通信网络是标准以太网,这种网络可以有效快速地处理信息和管理信息。为了保证现代污水处理厂自动控制系统的正常运转,自动控制监控系统也是必不可少的一部分。 3污水处理厂中自动控制系统的软件设计 准确确定污水处理厂中自动控制系统的自动控制方式,设计下位机PLC程序,精确计算关键控制环节的相关数据,设计上位机人机界面等四方面的工作是确保污水处理厂中自动控制系统正常高校工作所必须做好的工作。自动控制方式在上文中已经做过简单的介绍,其中现场手动控制方式是污水厂应该优先考虑的一种控制方式,这种控制方式主要能够解决现场调试和检修等问题;PLC自动控制方式需要利用相关软件进行设计,主要完成对隔栅间,沉砂池A/O池,脱水车间,进水泵房和二沉池消毒池等区域的控制;中控集中室控制方式是一种远程的控制方式,操作人员需具备相当的分析能力和专业能力,因为采用这种方式时,虽然操作人员所做的操作主要是开或关,暂停或启动,但是进行这些操作之前需要对中控系统操作站或操作面板的监控画面和数据进行合理地分析。除此之外PLC的程序设计以及模糊自整定PID参数算法的确定及计算也是非常重要的软件设计步骤。 4结语 通过分析污水处理厂的自动控制系统,可以发现污水处理自动控制系统的结构复杂,而且对于电子技术和智能技术等的要求非常高,因此想要成功地实现污水处理自动控制需要大量的工作和学习,也需要研发人员的不断努力和创新,才能够使污水处理厂的自动控制系统更高校更成功地发挥作用。 作者:周亚楠 单位:河北省晋州市城市污水处理厂 自动控制系统论文:自动控制系统在污水处理的应用 自从我国工业化进程加快以来,污水的排放及其处理已经成为越来越受国家关注的一个重点。水资源的利用直接关系到人类生存,关系到人类可持续发展。早期工业废水、城市生活废水全部直接排放进自然中,直接利用自然的自我净化调节功能来分解废水。但是随着我国工业化程度的不断加深,仅仅通过自然自净能力已经很难将庞大的废水量处理完,这时建设城市污水处理厂的必要性就突显出来。早期的城市污水处理厂一般都是由工作人员到现场进行勘察以及调研,但是污水处理厂的构成复杂、建筑物繁多,在测量多种项目指标时,常常给现场勘测调研带来极大困难。随着科技革命带来各种新技术,污水处理厂渐渐开始引用自动控制技术,这项技术得到广泛应用是因为自动控制技术操作起来非常方便,可以进行实时监测,并且非常节省人力。在20世纪70年代的美国,部分污水处理厂可以实现对加药过程进行计算机控制,如污水处理厂通过计算机对加钒过程进行掌控,很好地降低了钒的使用量,与之同时发生的是管理效率的显著提高和水质的大为改善。除此之外,像德国、日本等国家的一些污水处理厂也较早实现了用计算机来控制污水处理过程。污水处理系统发展到现在已经取得很大进步,其自动化程度跟以前相比也更高。 1污水处理系统中自动化技术的应用现状 所谓自动控制系统就是把控制设备、执行器件、检测元件和主计算机之间利用通信网络连接起来,这样主计算机可以对它们进行集中控制,进而达到集中监控、集中调度、集中分析和集中数据处理的目的。经过对国外引进技术和设备的消化和吸收,我国的污水控制系统也有所进展。工业Ethernet配合着FCS,再与PLC控制站结合起来,这种自动控制系统是我国最新一代的控制系统。现在自动控制系统在污水处理中的应用有了新的进展,如FCS、PLC、DCS等。其中FCS是现场总线控制系统(FieldbusControlSystem),近年来它发展迅速,可以算得上是最新型的自动控制技术,它旨在用网络传输代替比较传统的硬件传输,这是FCS通过现场控制网络将众多控制器、传感器和执行器连接起来实现的。PLC是可编程控制系统(ProgrammableLogicControlSystem),它使用计算机技术以实现开关量的逻辑控制,其最大的优势就是具有超高的可靠性和抗干扰能力,这种优势使它在污水处理中占有很重要的地位。DCS是集散控制系统(DistributedControlSystem),它是一种新型的4C控制技术,实现了连续物理量的监视与调节,与PCL相结合的DCS控制系统在污水处理厂中的应用可以说已经相当成熟了。 2自动控制系统在污水处理过程中的特点以及主要表现 2.1自动控制系统的主要特征 相比于其他的自动控制系统,在污水处理中应用到的自动化控制系统比较繁琐复杂。因为其中涉及到的物理量非常多,而且其中不仅有模拟量,还有数字量。与此同时,控制方式也有开环控制和闭环控制、顺序控制和时间控制等多种控制方式。而要使处理后的水质达标,就要使处理过程中的各项参数都要合格。这就需要对处理设备的运行状态、进排泥量和排水量等进行综合控制,这无疑会加大自动控制系统的复杂性。现在的自动控制系统已经具有良好的开放性、适应性和经济性等,这和自动控制系统有简单的逻辑控制阶段发展成为分散控制阶段是密切相关的。 2.2自动控制系统在污水处理过程中的主要表现 2.2.1过程控制。自动控制系统对污水处理整个过程中的工艺参数以及流程进行实时监控和采集分析数据,然后根据分析结果对现场的设备的运行进行控制,这就是我们所说的自动控制系统的过程控制。其中可以实现运行数据的采集和存储、调度和管理。整个运行过程的系统是中央控制系统,中央控制系统可以对整个工艺的运行和停止以及一些紧急事件进行直接控制。2.2.2在线监视功能。在线监视功能使动态的工艺流程图显示在中央控制室的计算机屏幕上,同时可以显示在子站界面上的是现场设备的运行状态和一些非常重要的工艺参数的变化情况。必要的情况下,我们可以利用鼠标和键盘对系统的运行状态进行干预。2.2.3故障诊断及报警处理。当设备在运行过程中产生一些可以或者不可以避免的故障的情况时,故障诊断功能可以将其监测出来,并随后进行查找和报警。此外,故障诊断系统还可以分析和调整一些简单的事故,从而使系统运行更加稳定。报警时系统可以显示报警的画面,这样可以让操作人员在对故障进行处理时得到提示。 3自动控制系统在应用时存在的问题及今后的改进方向 3.1自动控制系统在应用时存在的问题 虽然上述过程中我们的确展示了自动控制系统的众多优势,但是自动控制系统的发展毕竟还是不够完善,从各个污水处理厂的调研中我们总结了自动控制系统现今存在的一些问题:3.1.1自动控制系统的在线稳定性不够。随着PLC、DCS以及FCS技术的发展,自动控制系统的稳定性已经得到了一定的提高。但是由于污水处理实在是一个很复杂的过程,系统中的设备在运行过程中会涉及很多参数,而且每个参数还在不断的变化中,这就给自动控制系统对整个污水处理过程进行有力的监督控制造成了障碍。所以,一般污水处理厂除了自动控制系统外,还需要现场的工作人员来操控运行过程,并对有些分析结果进行调整,以期保持整个处理系统的稳定性。3.1.2已建的污水厂存在仪器、工作人员方面的限制性因素。目前大部分已建的污水处理厂的自控技术水平落后,污水处理效能与自控关系不明确,与之配套的自控设备和仪器匮乏,同时现今的排放标准也普遍提高,再加上污水处理过程中与自动控制设备相关的自动化方面的知识比较复杂,引进的大部分设备都是外文说明书,厂区的工作人员缺乏必要的自动控制方面的知识,这些劣势只靠对厂内工作人员的培训是无法轻易转化的。3.1.3目前我国众多的污水处理厂虽然监视良好、但是控制能力却明显不足。对于监视过程中得到的数据,工作人员并不能很好地进行分析和利用,这样就使自动控制系统失去了一开始我们想要它能提供给的便捷。并且自动控制系统在污水处理厂的运行过程中带来的由于节能降耗引起的直接经济效益并没有被充分认识到,这从另一个方面阻碍了风险投资者在投资污水处理厂时对自动控制系统的投资欲望。与此同时,自动控制系统引入污水处理厂后可以保障污水的排放达到标准,提高环境效益和社会效益,在这点上污水处理厂监管部门的认识也不到位,他们缺少与风险投资者的协调,以上种种都是限制自动控制系统在污水处理厂推广的重要原因。3.1.4自动控制系统本身还有待完善。例如与自控技术相关的软件、仪器行业并不规范,先进的自动控制技术大都从国外引进等。更详细一点举例,像污水处理过程中使用的探头很多,它们用于数据的采集,且都是被淹没在污水中的。但是如我们所知污水中的成分相当杂乱,这些探头很容易被缠结进而影响采集数据的准确性,更有甚者会损害探头。 3.2自动控制系统今后的改进方向 一是在自动化控制系统的稳定性还没有得到确保时,污水处理系统中应该配备必要的工作人员,以弥补自动控制系统稳定性不够带来的分析结果的误差。二是接下来一段时间内应该在污水处理厂中配备相应自动控制方面的专业人员,这样既可以对其他厂区的工作人员有一定的培训和指导,也可以避免因工作人员专业素养不够引起的操作失误甚至事故。这对厂区的正常运行有很大的影响。三是依然要不断开发智能控制在污水领域的应用深度,如模糊控制、神经网络控制、专家控制等技术,这些技术仍然需要理论上的进一步发展。通过数学建模和仿真,结合污水处理新技术的市场需求,将这些智能控制方法相结合,争取提出更加行之有效的新控制策略。四是争取将污水处理厂的自动控制系统与高速数字技术和网络技术结合,通过遥感遥测遥控技术实现污水处理厂的自动控制,以解放所有的现场操作人员。 4结语 如上所述,自动控制系统在传统的污水处理领域已经取得了众多成果,可以极大地提高污水处理的效率,提高出水质量,大大减少了有害物质的排放,其产生的经济效益和环境效益是值得肯定的。但是,我国的污水处理中自动化技术的应用起步是比较晚的,所以在这方面我们不可避免地落后于西方发达国家,这集中体现在我们的控制系统大都从国外引进,缺少自主研发的系统,同时相应的污水处理设备、测量监测仪器的质量一直得不到提高。显然国家应该加大对这方面的投入,以缩小与世界先进水平的差距。我们有理由相信,随着我国科学技术的不断发展,污水处理系统会有更好的完善,而自动控制系统也会在污水处理领域发挥其应该有的作用。 作者:杨博英 单位:株洲市城市排水有限公司 自动控制系统论文:电气设备自动控制系统运用分析 1将PLC控制系统设计到电气设备自动化控制系统中 (1)设计科学合理的流程。明确电气自动控制的任务,并加以评估,将PLC控制范围确定下来。最后技术人员根据PLC的功能和性价比来确定程序控制器的主机。在此基础上确定各模块及相应的各单元,如显示设定单元、模拟量单元及位置控制单元等。(2)确定输入/输出地址。PLC接线端上的I/O信号的地址是PLC控制系统设计的基础。只有确定了输入/输出地址,才能进行下一步的软件编程工作;I/O地址的确定是控制柜及PLC外围接线绘制装配图、电气接线图、安装人员装配的基础。以表格的形式列出I/O的名称、代码和地址是很有必要的。(3)设计控制系统。控制系统分为硬件部分和软件部分。PLC控制程序的编写是系统设计中软件部分的组成。除了程序编写之外的控制系统设计基本都是属于硬件设计,如电气线路的设计、PLC控制器的设计、抗干扰的设计及PLC控制器外围线路的设计等。1)设计系统的硬件。硬件设计的主要包括确定电气控制元件;设计抗干扰措施;设计电气控制系统。2)设计系统的软件。主、子程序及中断程序是软件设计的三大主要部分。设计PLC控制程序时编程是主要的方法但更重要的依靠设计者自身累积并总结经验。应用较多的编程方法有流程图法、状态表法、逻辑代数法及功能图法等。设计程序常见步骤为:①查找输出对象,确定出其启动及关断条件;②输出对象的启动条件及关断条件有制约条件的,要找出来;③大多情况下,输出对象以FK=(X开+K)•X关关公式加以编程,有制约条件的,以FK=(X开•X关约+K)•(X关+X关约)公式加以编程;④代入相应数据入公式中,结合PLC编程的要求,建立梯形图;⑤全面检查并修改程序。梯形图编程设计系统程序与语句表编程相比,更直观,更加一目了然,但具有需要修改时比较麻烦工程量大的缺点。一般对于比较清晰的并发、单及选择顺序的控制任务,应用功能图进行设计程序较有优势。(4)调试系统。系统硬件的模拟调试工作必须在主电路断开的环境下实行,并且只能够调试手动控制部分的功能正确与否;只有模拟出各种开关信号输入的情况才能够对系统软件部分进行调试,通过综合应用电位器、万用表及开关模拟多种现场信号,观察此时PLC输出的逻辑关系是否与控制要求相符;与此同时,也可应用电脑直接模拟加以调试。通过反复修改与调试来确定程序的完全正确。(5)系统联机调试,下载已经编制并且调试好的程序到现场PLC控制系统中实行运用。首先断开主电气然后才开始调试,只能对控制电路实行联调。联调过程中,发现问题,要反复全面检查系统接线与软件设计里程序的编写与调试,只有系统控制功能正常,并满足控制要求才能交付使用。整个体系完成后,系统完成后,必须整理相关技术资料以存档,为以后系统的维护、检修及改进等提供依据。 2电气设备自动控制中PLC控制系统的操作过程 (1)选择合适的电源。选择电源时,最基本的要求时其额定输出电流各模块消耗的电流总和。(2)相匹配功能模块的选择。选择的基础是要选择可靠性高的机型,并且在系统运行的过程具有很好的稳定性。(3)设计控制元器件。设计辅助程序、故障应用措施,分配存储空间、编制功能子程序是设计系统控制元器件的主要内容。(4)正确的输入/输出模块的选择。1、输入/输出模块点数的确定;2、运用离散系统来实现输入与输出的模拟;3、编入具有特殊功能的输入与输出。(5)控制系统连接与安装的实现。PLC控制系统多个部件在配线板上的实现,按照相应的系统接线图对其进行安装工作。(6)调试实现PLC的运行。1、调试PLC控制系统硬件与软件,以保证试运行的稳定性;2、试运行过程中,设计人员必须注重PLC控制系统各个部分运行情况详细观察运行的细节,对出现的各种情况必须立即做出停机处理,找出出现问题的原因与源头,并及时的选择正确、有效的方式处理掉出现的情况;3、确定PLC控制系统试运行准确无误后,要整理好技术文件,并且交付使用。 3PLC控制系统应用领域 (1)PLC控制系统在数控系统中的应用。传统的控制系统具有多种控制方法,随着PLC控制系统的出现,在业内引起了非常广泛的关注。在数控系统中实现了PLC控制系统的应用,大大促进其控制定位变的精确与方便。(2)PLC控制在交通控制系统中的使用。交通控制系统中PLC控制系统的应用关键体现在控制交通系统总线方面。采用PLC控制系统使得交通系统工作效率得到极大程度改善,在一定程度上进一步完善和高效化了监控。(3)中央空调系统中的PLC控制系统运用。当下,控制中内空调系统的方法有如下三种模式:(1)继电器的传统控制模式。(2)数字化的直接控制模式。(3)控制器可编辑的控制模式。在此三种控制模式中,继电器的传统控制模式与直接数字控制模式由于其自身缺点原因,在实际中其应用广泛度逐渐减少。而PLC控制系统因抗干扰性能高、较稳定、便于维护等优势,在中央空调系统中的应用越发广泛。 4结语 电气设备中应用PLC控制系统后,使得传统复杂电器逻辑得到简化,在具备简单易操作特点同时,又大大降低了故障率,还提高了运行过程中稳定性。极大促进了电气PLC控制系统的运用。 作者:魏潇韩 单位:西安有色冶金设计研究院 自动控制系统论文:电气自动控制系统功能及发展探讨 1电气自动控制系统阐述 1.1电气自动控制系统概念 电气自动控制系统是指自动控制系统在无人为直接参与操作下,利用控制设备、检测仪器对电气设备或设施的运行进行控制的一种自动控制技术。电气自动控制系统的运行包括自身起到控制作用的控制器,如检测仪器和自动设备;被其控制的电气设备,称为控制对象。在整个自动控制系统中,需要各种参照数据进行控制指令的输入和输出,其参照数据称为被控参数,而输入或输出的过程则表示自动控制器与被控制对象的变化。 1.2电气自动控制系统的性能要求 电气自动控制系统根据其实用性及运作性质必须具有抗干扰的性能和跟随输入性能,由于电气自动控制系统应用到电气运行中,电气设备很多,自动控制在运行时有可能会受到其他因素的干扰,对控制系统的参数或数据等造成一定的偏差,为了提高控制系统的运转正常,提供可靠的数据依据,所以自动控制系统中必定要具有抗干扰的性能。同时,电气自动控制系统数据的输出一定是随着输入参数而改变的,有时候也会出现例外,由于输入数据不是按照时间输入的,则参量输入时也可不按时间输入,但总体来说还是根据输入方式的原则进行输入的。 1.3电气自动控制系统的分类 电气自动控制系统的分类方式很多,可根据其任务定型、数学模型、信号形式、系统规模、智能化情况等进行不同的分类。例如,按照数学模型可将自动控制系统分为线性或非线性两类控制系统,或者是时变或非时变量类;按照任务的分配方式可分为随动控制、调节控制和程序控制三类系统分型;按照信号形式分型可分为离散或连续两种控制系统分型。而电气自动控制系统整体上可分为开环、闭环及复合式三种控制系统类型。 2电气自动控制系统的功能 电气事业自动化生产水平在随着市场经济的不断发展而进步,推动自动化生产的主要机制是自动化控制系统,它是促进电气设施生产、运转的操作系统,不仅可替代人力不可操作的部分,而且可大大提升电气设施工作的效率,因而电气自动化控制系统具备很多功能。 2.1自动控制功能 电气设备运行过程中,自动控制系统必须安装,因为它具备自动切断电路的功能,可以在设备运行线路发生故障或设备发生故障时,自动将电路切断跳闸,对设备起到一种保护作用,从而对整体的运行也起到保护和控制作用。 2.2保护功能 电气系统的正常运行是各种设备、设施共同运行的体现,但在各类设备运行中有很多未知的故障发生,如电流或电压过大或过低均会影响线路的正常导电,引起设备发生问题;或者用电功率过大也会影响线路和设备的正常运行,而一系列问题的发现及制止,均需要一个能够起到保护作用、自动处理的系统来显示,因而自动控制系统是不可缺少的一种传达故障信号,对线路、设备起到保护作用的设施。 2.3监控功能 自动控制系统中均配有监控功能,因为设备控制的传感均需用电,电是利用传感器介质进行信号传输的,人用直观观察是看不见的,所以在判断对设备的控制、及设备是否有电,均需要传感介质进行输送,因而其具备这样一个监控系统,进行数据、信号等的传送。有了这样一个监控功能,在设备发生故障时,它会自行经过传导报警,提醒工作人员设备发生了问题。监控的方式分为三种:一种是集中监控,它的优点是可以集中管理、维护,比较方便,缺点是处理器的工作量比较大,由于内储会造成其运行速度的减慢,而且连接线路也比较多且繁杂,导致线路的查找比较困难;一种是远程监控,远程可以减少材料的利用,降低安装费用,但由于其通讯速率比较慢,所以适合小的设备系统应用;一种是现场总线监控,它具有省料、省钱的优点,而且可以减少电缆的利用率,连接通信线便可使用,不仅整体上节省了费用,而且还便于维护。 2.4测量功能 工作人员是通过眼睛看、耳朵听,根据设备数据的显示来判断其是否正常工作的,工作人员是利用外界测试工具对设备工作状态进行检测的,但自动控制系统自身具备对电气设备的电流、电压和功率进行检测的功能,它可以详细地检测其数据,从而提高了对电气设备的控制效率,为工作人员的管理和工作也带来了便捷。 2.5智能化功能 自动化控制系统具备智能化的功能,智能化功能是随着科技的发展、电子计算机及网络的发展不断研发的新技术,它利用电子计算机控制便可对设备的生产进行操作,并具有高效性和安全性,可以节省人力的工作。 3电气自动化控制系统的发展趋势 社会在不断进步,人类思想也在随之不断进步,越来越多的电子软件技术被广泛应用并得到了高度重视,随着科学技术的不断发展,电气自动控制系统也将会向集成系统的方向发展,从而改变传统单一的设备运行时代。随着电子商务不断发展和广泛利用,将电气自动化系统结合IT共融应用的联合方式,会随市场经济的不断发展而被广泛应用,它是将IT技术与多媒体技术与电气自动化系统融合的一种形式,可以通过内存系统的应用,利用显示器的浏览来从事各种生产的需求,不仅节省人力、物力、劳资,而且还提高了效率,所以说将电气自动化系统与IT结合应用是将来一大发展趋势。同时,随着电子计算机技术与互联网技术的快速发展,不仅提高了软件、通讯、组态环境的功能和利用效率,而且也提高了各项电子技术间的配合使用度,因而将计算机与互联网应用到电气自动化系统中是必然的发展趋势。 4结语 通过本文对电气自动控制系统功能与发展趋势的探讨和分析,电气自动控制系统就是一种在无人力直接参与工作的状态下,自行对电气设备进行控制和检测的技术系统,不仅可以提高电气设备运行的工作效率,对电气设备起到安全、保护和监控作用,而且可以减少工作人员的工作量,对电气事业的经济费用也起到一定的降低作用。同时随着科学技术的不断发展,将电气自动控制系统与IT、计算机和网络融合应用则是必然发展的一个趋势。 作者:李艳红 单位:国网吉林省电力有限公司延边供电公司调控中心 自动控制系统论文:DCS锅炉系统自动控制系统探析 1DCS系统的基本构成 DCS系统在很长时间就已经得到了相关方面的普及工作,而且其在实际中的应用效果也是非常好的,可以说在各个领域的自动化控制技术领域都有其不可取代的地位。DCS系统就是集散的控制系统,系统的核心思想是通过分散控制,进而进行集中操作的指导方针。DCS系统主要是由上位系统还有下位系统构成,上位系统应用的是工业控制计算机,现场的数据,存储,还有报警处理,打印以及控制参数的设定等,都是运用组态软件来完成实时的显示工作。在实际的作业工作中,通过借助于工业控制计算机,然后对上位系统进行全方式的控制,这方面的内容主要包括应用WinCC组态软件,实现对现场数据进行的实时的显示,处理,还有对各种参数进行的设定,以及对所有数据进行存储的工作,对一些可能出现问题的数据,实现自动报警,还有最终数据的输出功能等。而下位系统是由PLC构成的,同时还要连接现场的一些设备。在上下位系统之间,通过应用Ethernet来实现通讯,其根本目的就是要满足对数据的实时监控。就目前而言,基础的自动化控制系统组件主要有S7-300系列的PLC硬件,而系统平台的主要界面是Windows2010,其监控软件是WINCCV6.0,相应的编程软件是STEP7V5.3。 2针对于DCS系统的锅炉系统自动化控制系统的整体方案 2.1控制任务的运行方法。 (1)自动调节.通过对锅炉运行参数进行自动的调整,这样来适应外界的负荷,还有工质参数的要求,同时还能让锅炉保持在比较经济的工作状况下运行。(2)程序控制。在程序控制方面而言,比如引风机,鼓风机,还有炉排的启动顺序等,它们控制开关的启、停以及运行等动作,通过先进的技术进行自动化的控制。(3)保护联锁。如果是从保护联锁方面而言,比如锅炉在运行的过程中,这个系统配置对水位是否正常,以及压力是否正常等情况能够进行报警的系统功能,同时还包括那么针对保护作用的,对压力以及水位异常情况下的连锁保护功能。建立电气联锁保护系统,可以有效的预防和杜绝在设备关闭过程中的操作性失误。 2.2控制系统本身的功能 (1)控制燃烧系统.燃烧系统的控制的目的就是确保蒸汽管内的压力稳定,与此同时还要保证有足够的燃烧效率。所以为了平衡这二者的关系,操作人员在调节锅炉负荷以及燃料的时候,就需要及时的对送风,还有引风量进行有效的调节和改变。如果负荷增减的度量比较大,还可以选取调节措施为停开数层或某一层。(2)锅炉送风自动控制系统。锅炉送风的主要目的是让投入的燃料,在炉膛燃烧的时候,能够自动的投入合适的风量,进而保证锅炉的原料的有效燃烧,从而来提高锅炉的工作效率。这里需要涉及到控制参数,而对送风的控制参数而言,主要是送风参数,还有煤气的压力参数,这两个参数可以让锅炉的热效率得到保证,通过借助不断的对送风机挡板开度的大小进行调整,进而来实现送风压力的自动调节的目的。如果有两台送风机同时的在运行,就应该并列其中的一个,而对另一个的送风机的挡板进行调节。(3)对炉膛内负压力的调节。平衡量和引风量的目标,是当锅炉的运行处于稳定的状态时,要保持它的为微负压,做到这一点,系统就可以有效的并且安全的运行。炉膛中的负压自动控制机制,是通过调节引风机入口的风门开度来实现的,这个过程中,一定要保持炉膛内的负压在-20到10Pa的微负压状态之间,进而就可以保证锅炉安全的燃烧。(4)对蒸汽温度的调节.在蒸汽温度的调节方面,现在基本上都是选用自制的冷凝水喷减温装置。它的工作原理是按照蒸汽的出口处,对温度测量的结果来判断的,通过自动打开调节阀,然后对温度进行有效的调整,以此来保证温度处于正常合理的范围之内,也就是在430到450℃之间。这些就是DCS系统的锅炉系统自动化控制系统的整体方案,这个方案的有效落实,在实际的生产中,不仅能够给相关的操作人员以很大的方便性,而且还能有效的保障各个行业的生产加工工作,尤其是在对燃烧的锅炉的保护方面,只要按部就班的执行每一项的工作内容,而不是偷工减料的落实工作,锅炉在工作方面是不会出现比较严重的事故的,所以相关的领导和技术人员对一线的操作人员,一定要做好相关的培训工作,进而保证DCS控制系统在实际的生产中发挥其最大的作用,给企业创造出更大的价值。 3针对于DCS控制系统的控制联锁保护技术 3.1锅炉的保护设计和技术应用 为了安全的监控炉膛,更好的保证稳定的锅炉燃烧情况,所以就需要控制好DCS的软硬件。在运行的时候,被输送到燃烧炉跟前的高炉煤气,还有焦炉煤气分别从锅炉的燃烧器,送入到炉膛内部而进行燃烧过程,煤气燃烧所需要的空气是由鼓风机提供给,而鼓风机在工作的过程中,先要把冷空气送到空气的预热器内,然后通过加热后,再让热风道把热空气送进炉膛内。如果煤气的压力过低,或者鼓风的引风因为其他的故障而停止了工作,锅炉的内部就会发生回火而造成爆炸的事故,对锅炉中的所有气动阀来说,在切断层面上都必须要进行连锁控制,这样才能保证在出现异常的时候,所有的安全气阀都可以被自动的连锁系统给切断,也就是说,点火煤气压力控制点火小的气动阀,而喷气自动阀,还有高炉煤气压力控制高炉的大喷气动阀,在它们之间实现连锁和切断,这对于所有的气动阀来讲,如果让引风机以及鼓风机进行全部的控制,那么一旦出现鼓风,引风机停止作业的情况,就会造成所有的气动阀都会被快速的连锁切断。 3.2水位连锁保护技术的应用 针对于DCS控制系统方面,其在处理水位变化方面能够实现非常好的自动化控制。这个系统内设置了因压力的大小而导致水位偏高或偏低的声光报警装置,还有因水位偏低而停炉热工连锁保护保护功能。尤其是气泡水位的控制设计方案,其可以根据给水的流量,还有气泡液位和蒸汽的流量对给水阀进行合理化的调节,进而保护了锅炉水位的稳定性。 这种DCS系统的锅炉系统自动化控制系统,不仅能够达到上面的效果,而且还能很好地实现节能,环保以及降耗,并且最终能够达到良好的经济效益以及社会效益目的,以上通过对自动化控制系统设计经验的分析,尤其是在DCS系统反面下的锅炉系统自动化控制系统应用的阐述,希望能给业界人士提供一些借鉴。 作者:王玮琳 单位:西安磐石电力科技有限公司 自动控制系统论文:电缆屏蔽层自动控制系统分析 1概述 化工行业的自动化程度的提高对于各类控制系统的安全可靠程度提出了较高的要求。系统中各温度测量数据、压力测量数据、流量测量数据、转速测量数据、震动测量数据、阀门控制数据通常采用模拟量4~20mA电流信号进行传输。由于在控制现场设备频繁的启动、停止再加上现场动力线路与控制线路密布在一起,导致传输模拟量等信号的控制线路存在严重的电场和磁场干扰;化工工业系统中往往又分部几百乃至几千个输入输出通道,控制线路之间的相互耦合也会形成电磁干扰。在存在干扰环境中的控制电缆的屏蔽层若不能合理的进行处理,就会对整个控制系统的稳定性造成严重影响使其不能正常工作。自动控制系统经常出由于控制电缆受到的电磁干扰信号没有得到有效的释放进而影响到系统中的模拟量、数字量等信号,而由其中的跳车信号引的系统跳车现象。因此我们需对电缆屏蔽层在控制系统中所起到的作用引起高度重视,下面关于控制电缆屏蔽层的两种接地方式及如何才能做到最有效的防干扰来进行论述。 2控制电缆屏蔽两种接地方式和优缺点 2.1控制电缆屏蔽两种接地方式 (1)控制电缆屏蔽层的一端接地即是电缆屏蔽层的一端直接接地,电缆的另一端不做接地或者进行保护接地。电缆屏蔽层单端接地情况下,没有接地的一端金属屏蔽层与大地之间会产生感应电压,电缆中感应电压的大小与电缆的长度成正比,但不会产生电势环流通过电缆的屏蔽层。电缆屏蔽层一端接地的目的就是利用抑制电势电位差达到消除电磁干扰的效果。(2)控制电缆屏蔽层的两端接地就是将屏蔽电缆的两端的金属屏蔽层均与接地装置连接,电缆屏蔽层两端接地的情况下,这样就不会产生感应电压存在屏蔽层中,但是受到干扰磁通的影响时会在屏蔽层中产生环流,若果两端接地点的电势不相等,就会在屏蔽层中形成较大的电势环流,产生的环流就会对通讯信号产生抵消和衰减的影响。电缆屏蔽层两端都接地,电磁感应就会在屏蔽层上产生感应纵向电流,该电流会产生一个和主干扰方向相反的二次场,这样就会抵消主干绕场的影响,就会显著降低磁场耦合所产生的感应电压,查阅资料中的实验证明这种情况下可将感应产生的电压降到不接地时感应电压的10%以下。 2.2控制电缆单端接地与两端接地的优缺点 (1)控制电缆屏蔽层一端接地,一是:可有效阻止控制电缆的线芯与外界环境形成电容,这样控制电缆的线芯就不会因环境中的电场变化而产生充放电的现象,这样就可以防止静电干扰的影响。二是:屏蔽层采用一端接地,避免由电缆屏蔽层两端产生的电位差使屏蔽层内形成接地环流,造成设备误动或损坏的现象。控制电缆屏蔽层单端接地也存在问题,单端接地方式适合长度较短的线路和电磁感应的干扰不大的场合。静电感应电压有时会影响电路信号的稳定,还比较容易形成天线效应。(2)控制电缆屏蔽层两端接地的的优点,一是:当控制电缆由磁通包围时,将会感应出屏蔽电流在控制电缆屏蔽层中,这样屏蔽电流就会产生磁通可以抵消由磁通对电缆线芯的影响。若是屏蔽效果理想,在两种磁通共同作用下,就会使被屏蔽层完全包围的控制电缆线芯中的磁通为零,屏蔽层产生力一个理想的法拉第笼。二是:电缆屏蔽层的两端接地,可以降低由于大地电位升高产生暂态感应电压。当雷电通过避雷器引入到地网,使接地系统中的冲击电流增大时,就会在系统中产生暂态的电位波动,与此同时接地网的视在接地电阻也将升高。当电缆在上述电位升的区域敷设时,电缆就会因为电位的波动而受到干扰。控制电缆的屏蔽层两端接地也存在一定的问题,一是:当接地系统中出现短路电流或者雷击电流时,因电缆屏蔽层两端的电位不同,就会在屏蔽层内流过电流,会产生额外的冲击和干扰电压;二是:当电缆屏蔽层内流过电流时,就会对每个线芯将产生干扰信号,若果电缆芯在强电回路上时这样就因电缆屏蔽层中的电流产生的干扰信号影响就不大。 3自动控制系统中电缆屏蔽接地注意事项 (1)在现场施工时要尽量采用远离技术:通讯信号的控制线路要远离强信号的线路敷设,尤其是要远离动力电缆线路;敷设电缆式避免平行进行敷设,在施工现场可以采用敷设不同桥架的方式来隔离不同的电缆。这样来减少控制线缆之间的串扰。(2)抑制磁场耦合所引起的干扰,尽可能的屏蔽干扰源:对于像变频器这样的强干扰源设备要和控制电缆之间采取有效的屏蔽措施,可以把产生强电磁干扰的设备和控制系统的信号传输通道设计在不同的箱体。变频器的动力变频电缆建议选用带屏蔽层的电缆,采用单端接地的连接方式。(3)通讯信号的输入输出大多项目现场均选用带双绞屏蔽的电缆。这样设计的优点是感性耦合引起的干扰可以通过双绞屏蔽线的信号线与其返回线绞合来减少。双绞线的阻抗是一样的,这样线芯本身产生的磁场干扰或环境中磁场干扰都可以较好的抵消。同时,采用这种平衡式传输方式也具有很强的抗共模干扰的能力。 4结语 在控制系统中对信号精度要求较高,干扰比较严重的情况下,抑制信号传输过程中收到的干扰采取的方式要从多方面进行考虑。首先,必须正确的选择信号线路来抑制串模干扰的影响。现场传输的通讯信号精度要求较高的电缆要选择屏蔽双绞线或同轴电缆。选择了合适的通讯线缆滞后后,还必须正确地进行敷设:敷设的线路要尽可能的远离干扰源;传输模拟信号和数字信号的线路不能共用同一股芯线;传输信号的电缆与供电电缆必须分开敷设,尽量避免平行敷设。若是现场条件有限,信号电缆和电源电缆敷设在一起时,要采用设置与大地连接的隔板或者在电源电缆上安装屏蔽罩等措施。其次,在安装电缆时,传输信号的屏蔽层的接地方式要合理选择,原则上屏蔽层的接地应采取和信号源与接收装置端相同的接地方式,在施工现场屏蔽层大多都是在控制装置侧接地。不管使用哪种接地方式,根据接地理论,都必须遵守低频电路(频率 lMHz)应单点接地的原则,这样可以避免地环路的形成,来防止地环路产生的电流引入到信号回路中而引起干扰。无论是单端还是双端,原则是死的,实效才是目的,需以能解决现场问题和设备的稳定可靠运行为重,往往只能灵活处置。 作者:于传涛 单位:中国化学工程第三建设有限公司 自动控制系统论文:新工艺炭黑生产装置自动控制系统设计 1主要控制回路的设置及仪表选型 1.1反应部分 在炭黑生产的反应部分,进反应炉的燃烧空气、燃料油、原料油及添加剂的流量、压力等都有自动控制。这里介绍几个重要的控制回路。 1.1.1反应炉燃烧空气流量调节 准确测量空气量是这个调节回路的关键点。通过孔板测得的流量还要进行温压补偿,同时,还需要引入空气湿度值(露点)。再由DCS进行计算,从而得出准确的空气量,并以此为依据,来控制空气进空气预热器的流量。由于这里的管道口径较大,所以,控制阀选用气动调节蝶阀。 1.1.2进反应炉原料油流量调节 由于原料油温度较高(280℃),故需采用高温型质量流量计,以获得准确流量值,确保调节信号的精准,达到流量稳定的目的。 1.1.3添加剂流量调节 由于添加剂的流量很小,且精度要求高,所以,采用质量流量计。控制阀为小口径气动调节阀,过去是靠进口,现在国内也有生产,使用效果尚可! 1.1.4反应炉急冷温度调节 新工艺炭黑的最大特点,是采用双高温技术,即入炉燃烧空气高温(800℃),入炉原料油高温(280℃),而炉内的最高温度达1900℃以上,一急冷后为1050℃,对此点温度的调节关乎产品的品质,所以温度的准确测量与给水量的准确控制是关键。 1.2收集部分 收集部分主要控制对象是主袋滤器、排气袋滤器和再处理袋滤器。 1.2.1主袋滤器及排气袋滤器尾气出口反吹阀门顺控 主袋滤器和排气袋滤器各箱体都需要定时轮流吹扫。轮流定时关闭各箱体之一的出口蝶阀,打开反吹蝶阀,吹扫一定时间后,关闭反吹风阀,打开出口蝶阀。接着,再进行下一个箱体的吹扫,其时间间隔可用DCS设定。反吹时间一般为20~30s,几个主袋滤器箱体中,总有且只有一个在反吹,由DCS安排轮换的次序。在DCS画面上可用颜色显示阀门的开闭状态。 1.2.2再处理袋滤器阀门反吹脉冲控制 它是由设置在造粒厂房控制室内的脉冲控制仪来完成的。另外,主、排袋滤器各箱体袋子的压降情况,可通过差压变送器测得,DCS将根据差压值的变化,调整反吹的时长,当差压值过大时,更换过滤袋子。为防止引压管堵塞,测量管线应考虑加装吹扫装置。 1.3造粒干燥部分 湿法造粒干燥控制系统,是由诸多调节回路组成的调节系统。 1.3.1复杂调节回路 (1)粘合剂流量和造粒水流量组成双闭环比值控制系统,以水流量为主回路,粘合剂流量为副回路。(2)造粒水流量和造粒机功率组成串级调节系统,以造粒机功率为主参数,造粒水流量为副参数。(3)尾气燃烧器的尾气流量和燃烧空气组成双闭环比值调节系统,以尾气流量为主回路,空气流量为副回路。(4)尾气流量和造粒水组成双闭环变比值控制系统。 1.3.2其他主要监控回路 (1)造粒机温度自动调节:通过调节加热蒸汽的流量来实现。(2)尾气粉尘浓度检测:考虑到要满足环保的要求,近几年,在炭黑设计中,已增设了对脉冲袋滤器出口管的放空尾气,进行粉尘含量监测的仪表,即气体粉尘检测仪。需要注意的是,该仪表在使用时,应考虑配置吹扫装置。 1.4包装部分 包装部分的监控,主要是炭黑贮罐的料位超限检测,包括不合格品贮罐和产品贮罐。当料位超高时,DCS将有声光报警。该料位开关选用射频导纳式或电极式料位开关均可。新工艺炭黑装置的仪表均为隔爆型或本安型。其远传温度计,多为热电偶(K或B),控制阀中,口径≤150mm的,选用Globe气动调节阀,口径>150mm的,选用三偏心气动蝶阀。 2主要的报警、联锁 2.1主要的报警设置 仅在反应部分就有多个报警对象。 2.2主要的联锁设置 一急冷温度超高联锁停车(如温度大于1010℃时)。空气预热器出口烟气温度超高联锁停车(如温度大于710℃时)。当尾气加压风机(GB301)停机时,联锁打开主袋滤器放空蝶阀(FV-1131)。作为最重要设备之一的主供风机,其振动、轴温、电机电流及故障等信号,也都是紧急停车的依据。 3控制系统的选择 如今,选择DCS作为生产装置的控制系统已很普遍,只是DCS与现场仪表间的信号传输方式有所不同。“传统方式”是每台仪表与DCS系统,都有单独连线,信号为4~20mADC、1~5VDC、脉冲频率等,信号通过DCS电缆,由现场仪表直接进出DCS的I/O卡。另一种方式是采用现场总线来进行现场仪表与DCS间的信号传输。以PROFIBUS总线为例,其信号为PA、DP,信号不能由现场仪表直接接DCS,而是中间还需设置PA/PA接线盒、DP/PACOUPLER耦合器(见图1)或在现场加装ET200信号转换单元。可见,“传统方式”的信号传输结构简单明了,接线简单,只是电缆用量较大。而“现场总线方式”的信号传输结构较复杂,现场接线及调试的工作量较大,但电缆(总线专用电缆)用量很少。就总体投资来说,“现场总线方式”的资金投入更大。所以,当监控点较多(如大于2000点)且现场仪表分散时,“现场总线方式”有优势,若反之,还是“传统方式”更好!我们认为,对于中等规模的炭黑装置来说,更适合采用“传统方式”。 4几点需要注意的问题 一急冷后烟气温度TICAS-1104与TIAS-1104A的热电偶插入深度应短些,一般为入反应炉内壁200~300mm为宜。在开车时,反应炉烤炉的前几天用TE-1114(分度号K)(470℃),后几天用TE-1114A(分度号B)(1800℃),入反应炉内壁10mm即可,主要是观察炉壁温度。由于尾气中含有H2O、H2、N2、CO、CO2、H2S等多种成分,而主袋滤器中的尾气是有可能泄漏出来,而使其附近有少量CO和H2存在,根据《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》的规定,需要在主袋滤器附近,分别设置有毒气体探测器、可燃气体探测器。干燥机出口附近,由于温度较高,所以仪表电缆需采用耐高温型电缆。 5结语 自动控制系统的设计水平,是保证新工艺炭黑生产长期平稳可靠运行,产品质量达标创优的关键,只有不断提高自控设计水平,才能满足生产工艺不断创新的要求。只有以先进的控制方案以及合理的仪表选型进行设计,辅以正确的现场施工,才能使建成一条经济、高效、节能环保且产品品质一流的新工艺炭黑生产线成为可能! 作者:王勤 单位:天津市化工设计院
机械手设计论文:智能仓储机械手的结构设计 摘 要:工业机械手在工业生产的各个方面得到广泛使用。文章根据国内外先进的机械手技术,设计出一种用于物料搬运,结构简单,维护方便的机械手的结构。主要设计机械手臂部分和机械手抓手部分的机构。 关键词:机械手;机械手臂;机械手抓手,结构设计 1 引 言 目前工业机械手面临的问题主要还是成本的高昂和精度控制的不易达到要求。从工业机械手的具体应用情况来看,生产过程的机械自动化已成为现代工业的主要问题。虽然现代机械制造业中的加工、装配等各生产工序主要是间断的,但自动化生产中装卸、搬运等工序亟待实现机械化,工业机械手的出现便可满足这一需求。无论国内还是国外,工业机械手的应用前景广阔,而对机械手使用性能的要求则越来越高,面对越来越多样的产品需求,机械手结构上在向着小巧型,灵活型的方向发展,因此机械手结构设计的合理性变的至关重要。 2 机械手结构设计 2.1 机械手手臂部分原理 欲满足机械手的搬运功能,即将货物从某一水平高度提升至另一水平高度,可采用曲柄连杆机构实现规定搬运动作。本课题应用平行四边形机构的运动特点,依靠电动推杆驱动平行四边形机构转动实现货物高度上的变化。 平行四边形机构是一种平面连杆机构,由于构件联接呈平行四边形,因此也叫做平行四边形机构。平行四边形机构结构简单,易于分析,构件运动一致性好,广泛应用于各种实现平移搬运等功能的机构。 2.2 机械手手臂部分结构设计 机械手手臂在整个工作过程中起着至关重要的作用。本文所设计的机械手臂为平行四边形机构,由于机械手臂也是机械手负载的主要施加部位,故应具有良好的强度与刚度,保证在机械手工作中不能发生弯曲或折断的情况,同时搬运机构若过于沉重则会影响搬运功能的实现。 工业铝型材表面经氧化处理后,外观漂亮且耐脏,工作中沾染的油污易于清洗,可根据不同承重采用不同规格型材组装,同时搭配铝型材配件,无需焊接,安装拆卸方便,轻便环保,整体机械性能较好,广泛应用于生产制造行业。 本文的搬运机构选用密度小强度大并广泛应用于工业机械手行业的工业铝型材较为合适。机械手手臂结构整体布局及各个部件,如图1所示。 机构中的工业铝型材之间通过铰接的方式联接而成,支撑连杆梁1通过销轴5与固定在底座板材上的连接件联接,由角铝3将支撑梁与联接电动推杆4的横梁联接起来,而电动推杆4与底座板材则通过电动推杆连接座2固定于底座上。 2.3 机械手抓手部分原理 搬运机械手末端的机械手爪是机械手直接与货物接触的部分,机械手爪能够直接完成对货物的拾取和夹紧动作,它可以依据人手动作通过设计实现相应功能,通常机械手爪被安装在手臂的端部。机械手爪结构形式与人手有较大区别,它的结构外形拥有机械式的特点,通过不同部件的联接组合完成指定运动过程,依靠自身的运动而将物件抱住,故手爪即为主要的传力构件。 本课题所设计机械手的手部结构应为钳爪式,钳爪式手部结构包括手指和传力机构。如图2所示,机械手爪1在电动推杆的驱动下向右移动,当左部碰到左侧连杆机构时带动手爪2处,机械手爪的两部分1、2完成张开手爪动作;当右侧手爪在电动推杆缩回时,手爪2在弹簧作用下回复原来位置实现对货物的抓取动作。 2.4 机械手抓手部分结构设计 对机械手爪设计过程中,应考虑以下几个方面:机械手爪部件至少要有一定负载承受力,在将货物重量计入影响后,鉴于搬运动作中由于颤动所产生的影响也应适当增大设计强度,避免工件发生松动或脱落的情况。 为使机械手爪和被运输货物间保持较为稳定的姿态,应根据货物的实际外形设计相应的末端执行机构形状。所设计机械手爪主要受到被夹持物的反作用力,必须达到设计所需强度和刚度防止手爪断裂或弯曲变形的状况发生,同时设计机械手结构应该简单,缩小尺寸,尽量轻便以免影响运动过程。本文所设计机械手结构,如图3所示。 其中,机械手抓取动作的通过以下动作实现:由电动推杆1伸长驱动一体式小抓手向右移动,同时与一体式小抓手通过螺栓连接的连接杆4被带动向右移动,当连接板5接触到连杆6时,在连杆机构作用下,连杆8将沿水平方向向左移动直至小抓手突出部分完全缩回连接板9内,此时连接板右端面接触货物,电动推杆1缩回直至右侧一体式小抓手3上的连接板与货物接触并实现夹紧,在回缩过程中,当连接板5与连杆6不再接触时,连杆8在弹簧7的作用下回复原位,两个机械手爪的承重板通过支撑货篮的缺口位置,完成对货篮的抓取动作。 3 结 语 本文主要设计一种用于搬运货物的机械手,在生产过程中的搬运货物环节里替代工人,提高工作效率,节约更多的人力成本和物力成本。主要进行机械手的结构设计,通过对机械手臂和机械手抓手的结构设计,使整个机械手机构较为简单,维护方便。 机械手设计论文:一种新型空调换热器自动插翅机械手设计 摘 要:我国是全球最大的白色家电生产国和消费国,现在空调散热翅片国内几家大型空调厂的翅片插管大多都还是工人手动完成。本文介绍的空调换热器自动插翅机械手装置就是将空调换热器中的散热片无损伤地插到已经摆好的U型管中的机械设备。从而达到降低废品率,提高劳动效率和自动化的目的。 关键词:空调换热器;自动插翅;机械手 0 引言 作为全球最大的白色家电生产国和消费国,现在国内大型空调厂的空调散热片翅片插管大多都还是人工插翅,效率较低。而在国际上,日本的日高集团已经成熟的掌握了空调散热器的翅片插管问题。目前正在推广,该设备从翅片冲压到胀管等几个步骤都实现了全自动,不需要人为干预,废品率已经达到了行业要求。但是价格比较昂贵。本文介绍的空调换热器自动插翅机是一种由计算机控制的自动化翅片展开和翅片抓取并将翅片插到已摆好的U型管中的设备。 1 空调换热器插翅机工作流程 如图1,空调换热器插翅机包括:接料部分、翻转翅片、翅片展开、插片机械手和U型管循环5个部分,具有工作效率高,节省人力,废品率低的特点。其工作流程如下: 接料设备将冲压机冲出来的翅片接到接料设备上的接料针上,每20片一组进行循环,当翅片运到接料设备的取片处时,翻转机械手开始工作,翻转机械手先用接料针插入翅片孔内,然后夹取翅片,进行翻转,使得翻孔面是朝上。翻转过后,翻转机械手将翅片放在展开机构上,然后展开机构将按组等距离展开,每组距离为165mm。然后插片机械手开始工作,将展开机构上的翅片全部插入到U型管中后,U型管循环设备将已插好的U型管运走,并将新U型管运到插片位置,整个设备就这样不停地循环。 2 插翅机械手结构 机械手固定在Z轴上,控制其沿Z轴运动,控制机械手沿Z轴运动用线性模组控制。因为直线模组单体运动速度快、重复定位精度高、本体质量轻、占设备空间小、寿命长。因为我们设计的是20个翅片为一个单位,20个翅片落料的是时间为40s,所以分给机械手的时间为12s(一共要插2次,按一次6s,共12s),为了能跟上节拍,使用了两组机械手。同时进行工作,两组机械手同时从两侧向中间插。Y轴方向也用模组驱动。因为跨距为3000mm,而现有的线性模组,一般行程大都小于1600mm,行程过长会导致模组变形和精度降低,承载量会大幅降低。所以这里Y方向,采用两个线性模组。单个线性模组的行程为1400mm。X方向因为行程过大,一侧用行程为2000mm的丝杠和导轨组合驱动,另一侧用直线滑轨导向。 3 插翅机械手动作过程 插翅机械手有3个动作:夹爪左右加紧收缩,夹爪托住翅片上下运动和下压板的下压运动。下面我们就对这三个动作进行详细介绍: 3.1 夹爪左右加紧收缩 当机械手运动到指定位置,机械手开始夹取放在展开机构上的翅片,机械手沿着Z轴向下运动,当机械手上的定位针和展开机构上的定位针对齐并接触时,机械手夹爪开始运动,夹爪向内收缩,运动的距离为25mm,夹爪底部平托住翅片,一个机械手上一侧有4个夹爪托住翅片,防止翅片有过大的挠度变形,一侧机械夹爪托住的宽度,大约为一个翅片宽(翅片宽18.19mm)。 3.2 夹爪托住翅片上下运动 当夹爪左右手缩加紧完成后,夹爪向上运动,将翅片向上抬起,目的是将翅片脱离展开机构的接片针,接片针的长度大约为80mm左右,这就要求机械手夹爪要抬升100mm左右,机械手夹爪不能和翅片有过大的力作用,不能过分的加紧翅片,否则翅片会容易变形(翅片的厚底为0.1mm,易变形)。 3.3 下压板的下压运动 当机械手取翅片时,下压板不运动,当机械手沿Y轴运动到U型管循处时,机械手整体沿Z轴下降,当机械手定位针顶与U形管上的锥帽距离2mm时,机械手开始运动,夹爪拖着翅片向下运动,当夹爪底端到达U形管口下方30mm处(当一次插20片翅片,20片翅片的总厚度约为30mm)时,机械手夹爪开始向两端展开,展开的距离为20mm,因为U形管的直径与翅片孔的直径相差很小(翅片孔的直径为7.3±0.03mm,U形管直径7±0.1mm),所以翅片依靠自身的重力不一定能完全下落,所以这时,下压板开始下压,使翅片完全插进U形管中,同时还可以平整翅片。 4 插齿机械手驱动原理 4.1 夹爪伸缩运动原理 夹爪伸缩运动是通过连杆机构实现的,气缸(图片中左上角)推动推块(绿色)向前运动,推块是在微型导轨上进行滑动,导轨宽为10mm,推块上有4组推杆,推杆推动着4组夹爪进行左右移动,从而实现了前后运动转化为了左右运动。推杆在导轨上移动,同时推块推动着连杆展开,连杆推动着夹爪在滑道里左右运动,实现了展开与合并运动。 4.2 夹爪上下运动原理 夹爪上下运动是通过连杆机构实现的,气缸(左下)先推动着推块(红色)在直线滚珠导轨上向前运动,同时推块连接着连杆(上下),因为导轨底座被限制只能上下运动,所以,当推块带着连杆(上下)向前运动时,连杆顶着导轨底座向上运动从而实现夹爪的上下运动。为了阻止上下运动的支架不前后运动,设计了挡板,在上下运动的支架两端各安装了一个滚轮,滚轮在挡板的阻挡下,只能上下运动,实现了支架的上下运动。 4.3 下压板的下压运动原理 气缸(中间)伸缩带动固定板上下运动,固定板带动导柱进行上下运动,导柱通过螺栓固定在固定板上,同时导柱固定在下压板上,所以气缸运动就传动到下压板上,从而实现下压运动。下压运动的行程即为定位针的长度。 5 结语 本文主要介绍了一种空调换热器自动插片机中的插片机械手的结构与工作原理,该结构的优点在于不需停机的情况下,实现换热器的连续自动插片,减少了人力,提高劳动效率,对于大量依赖人力插翅的当前空调生产线的改进具有一定借鉴意义。 机械手设计论文:光盘库机械手的驱动控制系统的设计 摘 要:光盘库机械手驱动控制系统是光盘库系统的关键部件,对光盘库机械手驱动控制系统进行了设计与实现,控制系统使用STC12C5628AD系列单片机作为控制核心,采用L293及驱动电路实现对机械手电机的驱动控制。按照设计的控制程序流程,进行了驱动控制实验,实验结果表明本系统实现机械手的上升、下降、左移、右移、手爪抓盘、放盘等功能,快速性和稳定性能够满足光盘库机械手性能的要求,对提升国内光盘库的研究、应用水平有一定的现实意义。 关键词:光盘库,机械手,驱动控制系统,电机 引言 光盘库是以光盘作为存储载体的高可靠性的海量、安全机电一体化近线存储设备,对海量光盘数据进行集中管理,其主要由机械手、光盘架和光驱(CD-ROM驱动器)三部分组成。光盘库广泛地运用于煤矿监控系统,作为数据存储和备份的重要方式,它利用机械手从机柜中选出一张光盘送到驱动器进行读写。光盘库可通过光纤通道或 SCSI 端口与服务器相连,光盘驱动器则通过自身接口与主机交换数据。当用户要访问光盘库时,首先,由机械手将驱动器中的光盘取出并放置到光盘架上的指定位置,为光盘腾出位置,然后,再从光盘架中取出所需的光盘并送入驱动器中。 关于光盘库,国外进行了大量的研究与应用,技术相对领先,但由于技术保密等因素限制,相关研究文献很少,国内从事光盘库产业的公司主要有广州影达影像设备有限公司、上海美佳达计算机工程有限责任公司、福特瑞斯(北京)科技有限公司、北京鸿瑞智达科技有限公司等,但国内光盘库的起步较晚,他们中大多是外国公司的国内,即销售国外光盘库产品,而真正从事光盘库研发的公司很少[1]。 除了光盘驱动器以外,光盘自动换盘机构即机械手要保证安全、高速、准确地将光盘片从库中取出并送入空闲的指定光盘驱动器中,是整个系统中关键的执行机构。另外,光盘库数据的平均访问时间比磁带和磁盘高很多,磁盘的平均寻道时间在毫秒级,显然光盘库的机械手已经成为光盘库系统的性能瓶颈[2][3]。因此,对光盘库机械手控制系统进行设计、开发具有较重要的现实意义,本文设计的机械手将装、卸盘片的功能设计在一起,在主控制电路设计上,将机械手控制、定位检测部分和光盘驱动器中的光头控制部分结合在一起,由一片单片机控制。 1 机械手驱动控制系统设计 要实现机械手所期望实现的功能,机械手的各部分之间必然还存在着相互关联、相互影响和相互制约,它们之间的相互关系构成机械手控制系统的控制原理,如图1所示。 控制系统使用宏晶科技生产的STC12C5628AD系列单片机作为控制核心,扩展了必要的外围电子元器件。主机通过TTL-RS232电平转换实现与上位机通信,并和从机保持交换数据。接口板模式下根据上位机传来的指令设置输出,把检测到的数据送到上位机。 1.1 电机驱动控制。机械手各活动部件采用直流电机驱动,单片机发送的控制信号经过功率放大,转换后,控制直流电机转动与停止,各个电机的协调转动。设计的光盘库机械手共需4个直流电机,每个电机上均配有变速箱。一个控制上下移动的大电机额定电压为9V,功率为2.4W;另三个小电机额定电压也为9V,功率为1.1W,分别控制中间支点部分的旋转、机械臂的伸缩和机械手抓放物体。 电机驱动控制电路如图2所示,采用L293及驱动电路实现对电机的驱动控制。L293将2个H-桥电路集成到1片芯片上,这就意味着用1片芯片可以同时控制2个电机[4][5][6]。H-桥电路的输入量可以用来设置马达转动方向,使能信号可以用于脉宽调整(PWM)。另外,每1个电机需要3个控制信号EN12、IN1、IN2,其中EN12是使能信号,IN1、IN2为电机转动方向控制信号,IN1、IN2分别为1,0时,电机正转,反之,电机反转。选用一路PWM连接EN12引脚,通过调整PWM的占空比可以调整电机的转速。 1.2 位置检测。初始位置检测利用主机的P2.2、P2.3、P2.5和P2.6使各部分碰到行程开关,即达到指定位置后断开;INT0和INT1中断来进行位置检测;P1.1-P1.4引脚为电机驱动输出,最后通过P1.0-P1.3口对电机电流进行检测,判断是否堵转。 本设计限位行程开关安放在机械手的四个运行方向上。限位行程开关在没有触碰时信号处于低电平状态。当机械手运行时,触碰到限位行程开关,信号处于高电平状态。单片机采集到限位行程开关的高电平信号,发出指令,使机械手停止运行,并进行下一个动作。计数行程开关安装在齿轮旁边,计数行程开关在没有触碰时信号处于低电平状态。当电机转动时带动齿轮转动,计数行程开关被触碰处于高电平状态,齿轮每次触碰,单片机记下一个高电平信号,因此只需记录下行程开关的触发次数即可知道电机的转数,从而可控制手臂在垂直方向的位置。 2 控制系统调试 光盘的入库及出库是光盘库自动化管理的一个重要方面。光盘入库和出库不仅仅限于光盘的正确插入和抽取,还包括数据库信息的同步更新,保证光盘库和数据库内容的一致,从而准确地返回客户端请求。光盘正确入库和出库减轻了人工操作的负担,保证了系统正常运行,是光盘库自动化管理的重要组成部分。通过按键或者上位机远程控制,实现机械手的上升、下降、左移、右移、手爪抓盘、放盘等功能,控制程序流程图如图3所示。 在某个Linux终端向机械手服务端循环发送取盘、放盘指令,使机械手满负荷运行。经测试,该系统平均无故障时间大于30万次,换盘时间最长为7秒,具有运行速度快、工作稳定等特点,如表1所示。 另外,将光盘插入光盘库后,请求光盘的内容,机械手能正确地定位到光盘,并将请求的文件拷贝到本地光盘正确出库,再次请求光盘内容,提示光盘不在光盘库中。 3 结语 本文对光盘库机械手驱动控制系统进行了设计与实现,控制系统采用STC12C5628AD作为控制核心,采用L293及驱动电路实现对电机的驱动控制。按照设计的控制程序流程进行驱动控制实验,实验结果表明本系统实现机械手的上升、下降、左移、右移、手爪抓盘、放盘等功能,快速性和稳定性能够满足光盘库机械手性能的要求。本项目是对光盘库系统实际开发工作的一次尝试,对提升国内光盘库的研究、应用水平有一定的现实意义。 (作者单位:苏州市职业大学机电工程学院 来稿日期:2015-06-17) 机械手设计论文:基于液压驱动的注塑机上料机械手的设计与研究 【摘 要】本文依据液压机械手的组成和运作原理,以四自由度液压机械手为例,设计了一款注塑机嵌件自动上料液压机械手,并验证其功能的可靠性。 【关键词】四自由度;液压控制;机械手;嵌件上料 0 引言 随着工业生产自动化的快速发展,机械手因其高效和灵活的特点被广泛的关注和应用。机械手是一种可以模仿人手和臂的某些动作功能,并按照设定的轨迹、要求和程序抓取、搬运工件或进行操作工具的自动化装置,尤其适用于较大规模、自动化流程生产和一些复杂的生产环境中;例如高温、粉尘、放射性强、噪音较大的生产环境。机械手的应用对于提高机械生产率,降低工人的劳动强度,保障一线工人的安全都具有重要的意义。目前机械手常用的三种驱动方式为:液压驱动、气压驱动、电机驱动,其中液压驱动以输出转矩大,动作灵敏,可实现无极调速,调速范围较大的特点,多被用于运动速度较低并且扭矩要求较大的工作场合。 随着注塑行业的发展,人们对于塑料制品的需求量越来越大,对于塑件的工艺和强度也提出了新要求。为了提高塑件的局部强度,嵌件在塑件加工中被广泛使用。然而工厂在生产过程中手工安装嵌件的居多,这中安装方式效率低下,严重影响了注塑机的工作效率,降低了塑料制品的加工精度,自动上料机械手需求愈加强烈。 1 液压机械手基本组成 本文设计了一款四自由度液压机械手,通过液压缸进行控制,可以实现手臂的升降运动、伸缩运动、旋转运动,以及夹持部分的夹紧运动。其结构示意图如图 1 所示。 液压机械手主要包括控制系统、传动装置、执行机构、传感器装置等。其中,机械手的核心部分是控制系统,它是用以控制整个系统具体的运动过程。液压驱动是执行机构运行的传动装置。在机械手的组成中,最重要的是执行机构,而执行机构也同样是机械手内部的主体部分,机械手的执行机构是其夹持部分,主要由拉簧、杠杆、手指、楔块、杠杆支座、夹紧缸体等部分组成,其结构组成如图 2所示。 2 液压机械手运作原理 2.1 机械手运作原理 液压机械手可实现在两台立式注塑机之间交替进行安装嵌件的工作。机械手拥有四个自由度,分别为手臂的升降运动、手臂的旋转运动、手臂的伸缩运动,以及夹持部分的夹紧运动。采用液压驱动的控制方式,以圆柱坐标作为坐标形式,其动作原理如图3所示。液压机械手开始运行,首先手臂下降到嵌件上方预定位置A,张开机械手夹持装置,机械手手臂下降到嵌件上方,夹持装置夹紧嵌件,随后机械手臂上升到起始位置,并顺时针旋转90°到注塑机1上方位置,手臂开始向前伸出到注塑机上方预定位置B,手臂下降到指定位置,夹持装置松开,放置好嵌件后,手臂上升到起始高度,手臂缩回,顺时针旋转90°回到原点位置,注塑机1开始工作;其次手臂下降到嵌件上方预定位置A,张开机械手夹持装置,机械手手臂下降到嵌件上方,夹持装置夹紧嵌件,随后机械手臂上升到起始位置,并逆时针旋转90°到注塑机2上方位置,手臂开始向前伸出到注塑机上方预定位置C,手臂下降到指定位置,夹持装置松开,放置好嵌件后,手臂上升到起始高度,手臂缩回,顺时针旋转90°回到原点位置,注塑机2开始工作,机械手第一个工作周期完成,待注塑机1完成运作,机械手开始下一周期的工作。 2.2 液压系统的设计 机械手搬运物体是依靠液压系统实现的,液压系统是机械手运动的主要驱动方式,是机械手运动过程的核心控制部分。主要用来完成机械手的夹紧/松开、上/下伸缩、前/后运动以及旋转运动。机械手运动过程的液压系统主要由油泵、执行油缸、控制调节装置、以及辅助装置组成。此次设计中系统的主要参数如下表1、表2、表3所示。 2.3 液压系统元件的选择 (1)手部夹紧缸的分析计算 3 结论 本文简要介绍了液压机械收的组成及工作原理,设计完成一款由液压驱动的、可实现两台注塑机嵌件上下料的四自由度机械手,并对液压机械手的工作可靠性进行了验证。结合数据,液压机械手简单可靠,稳定性较好,可实现较重嵌件的安装工作。 机械手设计论文:搬运机械手仿真设计和制作探讨 [摘 要]搬运机械手根据坐标可以分为很多种,例如:直角坐标型和极坐标型还有圆柱坐标型以及多关节型等。搬运机械手是一个自动化的设备,对搬运焊接以及装配等有着很大的作用,国内外都在不断研究搬运机械手,企业的生产经营走向自动化。本文设计的搬运手主要是用于冰箱U壳的搬运。 [关键词]搬运机械手 仿真设计 制作探讨 引言 机械手主要是代替人的手和胳膊去完成一些动作,根据固定工序进行抓取和搬运物品的一种机械电子装置。可以帮助人们有效生产,降低劳动强度。机械手在生产中运用越来越广。 1、U壳搬运机械手的结构设计 1.1 滑座部件结构设计 U壳搬运手设备也是自动化设备,它的主要作用就是将冰箱U壳搬运到传送带上[1]。它的滑座部分支撑着设备的水平移动。衡器缸和z轴承载着设备的主要重量,但是它们之间的固定需要依靠滑座部件的中间部分,同时滑座中间部分的右侧还可以控制水平交流伺服电机和行星齿轮减速器,减速器和齿条的连接需要借助齿轮来实现。滑座在水平移动的最大距离为1.5米,并且滚珠丝不易于加工,以及它在市场上的价格比较高,所以选择齿轮齿条来减速。 1.2 z轴结构设计 Z轴结构是用于竖直移动。Z轴结构的最左端是交流伺服电机,电机是维持设备的安全,因为它具有过载能力且带有抱闸系统,一旦发生故障时,抱闸系统就可以对电机进行抱死[2]。与z轴相连的是片联轴器,它是有金属制作而成的,拥有减震和无需润滑和维护等特点。Z轴系部件的左边有2个角接触球轴承,角接触球轴承可以对竖直的载荷进行抵消。Z轴结构中间是丝杠螺母传动装置,特点就是损伤小和效率高。Z轴系部件的设计原理是一端固定一端移动,轴的移动方向是经过严格控制的,它是由固定制成装置完成的。轴的伸缩变化时随着温度变化的,游动轴控制着温度。Z轴两边运用直线的导轨,帮助z轴做竖直运动。Z轴上有两个行程开关和光电开关,它的主要功能就是确定对竖直方向限位和竖直零位。1.3开1.3合横梁结构设计 Z轴和手爪的连接需要依靠开合横梁装置,开合装置依靠六组螺栓就可以实现和z轴的连接,并且它前后有依次有开合气缸,气缸上安装了传感器的端锁,这样气缸的位置就是由传感器进行控制的,端锁是固定气缸,避免气缸在停止运行时还会继续运动。装置的大臂和小臂在直线导轨上的水平运动需要气缸的引领。 1.4 夹爪结构设计 夹爪结构包括大臂和小臂以及手爪挡板。大臂上端连接开合横梁装置,并且连接处需要加强加固处理,这样就可以保证装置安全性能。大臂下段与小臂相连,它们之间的连接需要连接轴来实现的,小臂的转动是需要连接臂和连接轴之间相互配合才能完成的。小臂上端是挡板装置,它的主要作用是当小臂停止转动,减少小臂和大臂阻尼撞击,达到减缓振动的作用。内支撑气缸和直线轴带动手爪挡板装置是用来帮助小臂进行夹持活动。开合气缸带动大、小臂对冰箱u壳进行夹持;小臂上的气缸保证u壳在夹持时,形状是完好的,所以它们的夹持都是由外而内进行的。 2、搬运机械手的仿真设计 2.1 小臂结构的仿真设计 为了满足生产需要通常将小臂的旋转过程时间控制在两秒以内,气缸的启动回路控制着进出口节流回路,所以通过控制调节节流阀的横截面积就能够对活塞运动速度进行控制,让小臂在两秒之内完成九十度的旋转,因为节流阀会影响活塞运动速度[3]。同时,小臂在旋转过程中,气缸力矩会大于或者等于重力矩,并且气缸力臂是在逐渐变小,重力力矩又不断变大,这就导致小臂的加速度数值越来越小。同时旋转时间越长缓冲力越小,并且负载厚度和负载质量也越大。在这里选取旋转时间为1.2秒时,计算出负载厚度压迫保持在0.66米 ,负载质量要控制在50千克,这时候的缓冲力就是10429牛顿,所以,通常设置小臂运动时间在1.2秒和2秒之间,负载厚度(U壳厚度)保持在0.49米和0.66米之间,这就要求负载质量(冰箱质量)控制在0和50千克之间。这就可以分析出小臂的应力是够满足生产需求。 对小臂结构的仿真设计不仅表现在对冲击力的校核,同时还要对小臂变形与强度进行校核。小臂的强度校核主要是运用相应的模型和ansys静力分析理论来完成的。并运用相应的数学计算可以得出,小臂不易发生变形,无论使用环境有多恶劣,它都可以正常工作。 2.2 连接臂结构的仿真设计 连接臂的结构设计也需要ansys进行分析,ansys分析程序包括:设计变量初始化,这就要求在进行分析前处理器应该根据设计变量的初始值进行输入;定义问题,前处理器的主要任务就制定出最优化的有限元模型;执行初始结构状态结构分析,应力和应变;力以及变形量就是来源于状态结构分析;获得计算结果,它的主要工作就是收集和存储目标函数和约束条件值;进行仿真设计分析,它的任务就是对相关文件以及变量和设计方法进行分析;结果输出,根据分析的数据绘制出相应的变化图表。根据相应的理论和运用ansys 系统分析,可以得出在对小臂进行设计时u,它的半径是九毫米,厚度保持在十三毫米之间。 2.3 支撑架结构的仿真设计 支撑架的仿真设计主要是通过对支撑架结构的瞬间动力学进行分析,得出它的振动幅度和的速度。在对支撑架结构进行仿真设计时,首先是通过运用软件ansys对支撑架建立相应的模型,并设计支撑架的参数。根据ansys软件分析的数据我们可以发现当u壳材料是Q235时,它的弹性木梁是210000mpa,泊松比为0.3,密度是7850千克每立方米。这就可以对支撑架进行瞬态动力学分析,并确定支撑架在不同冲击力喜爱振动幅度的变化以及支撑架的其他特点。 3、u壳搬运机械手的控制软件设计 3.1 机械手初始化 机械手初始化包括水平和竖直都归零,同时,所有的气缸恢复初始化。电机归零的方法可以通过对电机2坐标轴安装零位信号,并且在进行归零处理中选择先高速后低速的方式进行归零处理,归零处理一共要进过三次不同方向的瑰丽处理,才能达到让电机彻底的归零[4]。在首次归零处理时,就可以将正向高速归零;接着启动第二次归零程序,让反向的低速也归零,使用puls设置脉冲量,sped决定着是否执行操作;最后一次归零处理时让它向正向低速归零,sped是启动归零处理程序,ini则是让归零处理程序停止,这时候电机就彻底的归零 。同时,归零过程中脉冲值是在触摸屏中显示的,数值通过脉冲传送到寄存器中,寄存器就将数值显示在触摸屏中。它们之间相互配合才使得电机归零顺利完成。 3.2 触摸屏控制 搬运机械手的触摸屏控制是在气缸复位和机械手自动循环完成之后进行的,对触摸屏控制主要包括u型伴型号输入界面和主菜单界面以及手动运行和分布运行以及自动运行和坚实画面和系统设置[5]。其中,手动运行包括对伺服电机手动运行和气缸与吸盘手动运行,分布运行时针对自动循环单步运行,自动运行的主要包括:示教点参数设置1和示教点参数设置2以及自动运行调整界面,监视画面是对伺服电机坐标以及气缸与吸盘和系统故障报警实施监控,系统设置是对司机电机速度以及触摸屏系统的参数进行设置。 总结 U壳搬运机械手的设计运用先进的科学技术,并应用了ansys等系统软件来帮助u型搬运机械手的设计,对支撑架和连接臂以及小臂的仿真设计中分析它们相应的参数。冰箱u型搬运机械手的仿真设计和制作,让冰箱u壳的搬运实现自动化,为企业生产经营提供便利。 机械手设计论文:基于plc的三自由度机械手控制系统设计与实现 [摘 要]文章从三自由度机械手控制系统的角度入手,在plc可编程控制器支持下,对三自由度机械手控制系统的结构运动特点进行了简要分析,然后重点对plc下三自由度机械手控制系统的硬件、软件设计与实现要点展开研究,望能够使三自由度机械手控制系统的综合性能更加完善与可靠。 [关键词]机械手 三自由度 控制系统 PLC 设计 在工业化生产中,机械手能够对人的手臂部位动作进行模拟,操作人员可以通过预先设置机械手运行轨迹,动作程序等相关参数的方式,在实际工况中代替人手执行工件搬运、抓取、以及操持等相关工作,具有机电一体化的特点,在现代机械一体化领域中有着非常重要的应用价值。随着现代科学技术的不断发展与完善,机械手的应用范围也在不断扩大,为了能够满足现实工况对机械手操作的要求,当前已经成功研发了基于三自由度的机械手,即3D机器人。此类机械手能够支持对三个自由度方向(包括水平方向、垂直方向、以及旋转方向在内)的手臂操作,在机械化生产中具有操作灵活性好,应用范围广,以及操作范围大的特点。而通过引入plc的方式,能够使三自由度机械手控制系统的整体功能更为完善,以达到提高其综合使用价值的目的。 1 三自由度机械手控制系统结构运动特点 下图(如图1)为三自由度机械手控制系统的基本结构示意图,整个控制系统结构具有圆柱坐标型特点。结合图1来看,控制系统内,伸缩步进电机可以实现对机械手手臂左右方向运动的控制,而升降步进电机则能够实现对机械手手臂上下方向运动的控制。逆时针和顺时针旋转运动则由底盘直流电机的正反转控制。机械手的夹紧装置采用关节结构,其夹紧与松开用气压驱动,并由电磁阀控制。图1中,SQ1、2、5、6分别为水平风向以及垂直方向上的限位开关装置,SQ3、4则为原点所对应的光接近开关以及终点所对应的光接近开关。在整个控制系统的运行中,操作人员可以通过预先设置操作程序的方式,实现对工件的搬运、抓取、以及操持等相关操作。 2 基于plc的硬件设计方法 从三自由度机械手实际应用的角度上来说,为了满足不同工况对系统运行所提出的要求,机械手需要同时支持自动工作以及手动工作两种运行模式。同时,在自动控制模式中,需要根据操作需求,支持包括返回原点、单步骤、单周期、以及连续性四种工作方式。 在引入plc控制器的条件下,三自由度机械手控制系统优先选择具有晶体管输出特点的plc控制器装置(本文中选择三菱FX2N系列plc控制器)。该型号plc控制器共对应有10个信号输出点以及14个信号输入点,能够满足三自由度机械手控制系统对plc控制器中I/O点数的具体要求。且该型号plc控制器为晶体管输出,输出高速脉冲信号最高频率为100kHz,能够在系统运行过程当中直接面向步进电机驱动器提供脉冲信号支持。 与之相对应的输入控制信号地址分配情况为:①复位信号对应输出地址分配为IO.0;②步进电机正转信号对应输出地址分配为IO.1;③步进电机反转信号对应输出地址分配为IO.2;④电机转动停止信号对应输出地址分配为IO.3;⑤手臂伸出信号对应输出地址分配为IO.4;⑥手臂收回信号对应输出地址分配为IO.5;⑦手抓下放信号对应输出地址分配为IO.6;⑧手抓提升信号对应输出地址分配为IO.7;⑨手抓开信号对应输出地址分配为I1.0;⑩手抓合信号对应输出地址分配为I1.1;?自动演示信号对应输出地址分配为I1.2。输出控制信号地址分配情况为:①步进电机脉冲输出信号对应输出地址分配为Q0.0;②步进电机转动方向信号对应输出地址分配为Q0.1;③气缸4#电磁阀控制信号对应输出地址分配为Q0.2;④气缸5#电磁阀控制信号对应输出地址分配为Q0.3;⑤气缸6#电磁阀控制信号对应输出地址分配为Q0.4。 同时,步进电气驱动器选用SH-20403型。整个机械手控制系统的外部接线方案如下图所示(如图2)。 结合图2来看,在三自由度机械手控制系统的运行过程当中,当机械手在最上方(最右方),同时底盘旋转至X3光接近开关,夹紧装置处于松开状态下时,整个控制系统处于自动控制模式下的原点控制状态下。如图2中,X10为系统手动控制按钮,操作该按钮,能够对X20~X27的按键开关进行手动控制。而X11~X15则分别为系统自动控制模式下返回原点状态按钮,单步骤状态按钮,单周期状态按钮,以及连续工作按钮,通过按下X11~X15任意操作按钮并启动X0的方式,能够执行相应的工作模式。 3 基于plc的软件设计方法 在选择以单步骤、单周期、或连续工作方式运行前,整个控制系统应当处于原点状态,若未满足该条件,则需要选择返回原点的工作方式。在这一过程当中,相关操作指令的执行流程应当为:第一步,做上行方向移动至X1上限位;第二步,做右侧方向移动至X2右限位;第三步,做顺时针旋转移动至X3光接近开关装置;第四步,松开夹紧装置。 在 plc系统支持下,整个三自由度机械手控制系统的自动工作方式顺序功能可如下图所示(见图3)。结合图3,在控制系统对相关操作进行响应的过程当中,可通过对步进电机所输入脉冲频率参数进行调整的方式,实现对三自由度机械手手臂运动速度的合理调整。而脉冲数则决定了机械手臂在沿下行方向以及做性方向运动的距离。而脉冲频率参数以及脉冲数的设计可以在工业现场实际工况中进行设定,具有重复操作的特点。 整个基于plc系统的三自由度机械手控制系统在软件设计过程当中以基于plc技术的梯形图顺序编程为依据,脉冲个数基于MOV指令进行设定,脉冲输出则通过PLSY脉冲输出指令的方式进行设定。在指定脉冲输出完成后,指令执行完成标志M8029置1。需要注意的一点是,由于基于PLSY的操作指令仅能够使用一次,但控制系统中所配置的两个步进电机需要同时有脉冲输出信号。因此,在软件设计中,通过面向两个步进电机引入外部继电器的方式解决该问题。软件设计中,将Y0点输出脉冲与继电器动触点结合,常开触点则与电机驱动器脉冲信号输出端连接,上/下脉冲控制以及左/右脉冲控制则与两个外部继电器的控制端进行连接,根据这种方式,能够通过操作上/下脉冲控制以及左/右脉冲控制的方式,实现对步进电机脉冲输入的合理控制。 与此同时,从基于plc系统的三自由度机械手控制系统复位操作角度上来说,软件设计中可应用特殊存储器SM0.1位以及按键10.0的方式进行控制。在plc控制器收次扫描的过程中,状态取值为1,可直接用于机械手控制系统的上电复位操作。同时,操作人员可以根据现场运行情况,对plc控制器所产生的PTO脉冲信号进行合理设置,并经过Q0.0输出点输出信号,实现复位指令。 4 结束语 PLC可编程控制器是一种专门用于工业领域的电子控制装置,该电子控制装置是基于数字运算操作的方式所实现的。在PLC控制器的实际运行中,具有包括功能强大,可靠性高,编程简单,以及人机交互界面友好等多个方面的特点,在工业控制系统以及机电一体化产品设计中有着非常好的应用价值。本次研究中,从PLC的角度入手,对三自由度机械手控制系统的设计与实现进行了分析,该控制系统实现了电动式机械手与气动式机械手优点的融合,除了具有操作简单,定位精确的优势以外,还有效节约了行程开关以及I/O端口,综合优势非常确切。 机械手设计论文:基于“三自由度关节型机械手”对回转关节的研究与设计 摘 要:关节型机械手是一类具有与人手肘类似的“关节”,可以模拟人手操作的自动化装置。它主要以电气结合的方式驱动,再通过齿轮等进行机械传动。但因为机械摩擦较大,传动部位(回转关节)仍有改进的空间。结合开关磁阻电机的原理,该文探讨了一种利用电磁驱动的新型回转关节。这一设计有效地避免了齿轮传动带来的机械摩擦损耗。 关键词:三自由度关节型机械手 开关磁阻电机原理 新型回转关节 机械手是一种智能装置,能够实现模拟人手的所有动作。在实际的工作过程中,机械手会按照预先设计的固定程序进行对工件的工位转移等。关节型机械手是机械手的一种类型,但它具有与人类手肘类似的“关节”,比一般的机械手结构更精巧、操作更灵活,具有广阔的研究与应用前景。 现有的机械手主要以电气(即电动机和气缸)结合的方式进行驱动,应用齿轮等机械装置进行传动。但因为机械摩擦的缘故,传动效率仍有较大的提升空间。该课题在对一种现有“三自由度关节型机械手”[1]的研究基础上,对回转关节部位进行了更深入的调研,并提出通过电磁驱动减小机械摩擦的新型旋转关节设计。 1 三自由度关节型机械手的基本情况 1. 1 整体设计 该关节型机械手为圆柱坐标,包含3个自由度,其中机械手在进行工作时完成对工件的两个方向的回转和实现一个方向的转移。机械手运用回转关节实现所夹持工件的前后和左右的回转运动,而运用移动关键来实现所夹持工件的上下的移动,从而实现整个机械手的运动工作。 机械手的整体设计如图1,主要包括手部、腕部和臂部。 手部(亦称抓取机构)是用来直接握持工件的部件,根据设计要求,利用夹钳式手部结构。其中,夹钳式机械手有两个半圆形或者椭圆形的机械手指,手指由驱动电机通过连接传动装置实现其张合以及闭合,从而实现了机械手对所夹持工件的抓紧动作。这种方式的机械手抓具有很好的通用性,能够实现不同外形结构工件的抓紧,所以适用性比较强。 机械手的主要组成部件为手腕部分,手腕在机械手传动中起到传动中介的作用,其连接机械手的手部以及机械手的臂部,实现机械手在臂部的所有动作的转换,有效地实现了手部动作的完成。另外,机械手手腕还可以实现机械手工作范围的扩大化,使得机械手的工作范围有效提高,并对机械手的灵活度有了明显的提高。手腕的回转动作运用回转液压气缸来实现机械手在空间上270 °的回转动作,液压气缸机构简单,操作方便,很适合机械手的运用,但是,机械手的手腕要求工作严格,不能出现振动等现象。 机械手的臂部主要是对机械手整体起到支撑的作用,机械手在进行工作过程中所有的运动惯性以及自身和工件的所有重量都由臂部来承受,所以,机械手的臂部要求结构强度高、抗疲劳性强等特点。同时,机械手的臂部还能够实现机械手部分动作的实现,一般在机械手的臂部运动采用液压或者气压缸实现。文中所设计的机械手臂部主要包括大臂和小臂。 1.2 回转关节 大臂和小臂的回转运动由回转关节完成。回转关节由45BF005π型步进电机驱动,通过两个啮合的直齿圆柱齿轮进行传动,如图2。当电动机运行时,左侧的齿轮轴发生转动,右侧的啮合齿轮也相应转动起来,再通过轴的带动,与之相连的臂部也发生转动。 2 回转关节的分析 这种传动方式本身所需要的传动扭矩比较小,并且传动精度也比较低,所以在选择驱动的方式时应该考虑驱动源的误差积累等问题,研究者采用的驱动源为步进电机。经过查询资料《机电综合设计指导》中的表格2-11,关于步进电机的相关参数可以看出,此文选择的电机型号为:45BF005π型,其中,这种步进电机的主要参数包括如下:步矩角为1.5°,其中电机的额定电压为27 V,总体质量为0.4 kg,该电机具有外形结构比较紧凑,结构简单,控制方便等优点。 通过精度验证,机械手在传动过程中,如果只依靠步进电机的传动精度是远远不够的,还需要运用不同的传动机构以及变速机构等进一步实现传动精度的提高。文章中所提及的机械手的传动采用一级减速齿轮的传动,其中主动轮的传动齿数为20,从动齿轮的传动齿数为70,经过查询资料可以得到,该齿轮传动的传动模数应该选择m=1,齿轮的宽度应该设计为20 mm,在传动过程中,由于齿轮传动会有一定的振动,所以此文设计的齿轮的宽度为24 mm。 3 新型回转关节的研究与设计 3.1 电磁驱动的可行性探讨 通过查阅文献,利用开关磁阻电机原理进行电磁旋转的理论已经比较成熟。 开关磁阻电机的工作机理基于“磁通总是沿磁导最大的路径闭合”的原理。当定、转子齿中心线不重合、磁导不为最大时,磁场就会产生磁拉力,形成磁阻转矩,使转子转到磁导最大的位置。当向定子各项绕组中依次通入电流时,电机转子将进一步沿着通电相序相反的方向转动。如果改变定子各相的通电次序,电机将改变专向,但相电流同流方向的改变是不会影响转子的转向的。 一类新型的磁旋转地球仪[2]就是依据该原理设计而成的。 该地球仪沿赤道线每隔一段距离会贴上永磁片,通过FEMM软件仿真,可见永磁片的磁场呈对称周期排列,如图3。具体的磁场分布可以通过对永磁体本身的磁感应强度的检测进行分析确定,从而实现所设计的悬浮球体的旋转动作。 综上所述,利用开关磁阻电机原理,借鉴磁旋转地球仪的设计,可以利用电磁驱动替代回转关节本来的电机驱动和齿轮传动。这样的设计避免了齿轮传动机械摩擦的损耗,也避免了电机精度不高的缺陷。 3.2 新型回转关节的设计 新型回转关节利用贴永磁片的圆柱体和电磁线圈替电机和直尺圆柱齿轮。 圆柱体的设计尺寸参考原有的右侧齿轮大小,R=35 mm,h=24 mm。 沿圆柱体圆周中线每隔一段距离贴上小铁片,每个铁片上贴有一圆形的永磁片。在圆柱体周围安装两组电磁线圈。这两个电磁线圈组成一个弧度,弧度的圆心与圆柱体的柱心尽量保持重合。其中一个线圈正对一个永磁片,另一个电磁线圈正对相邻的另一个永磁片,如图4。正常工作时,通过检测永磁片位置,两个线圈同时通电使电磁线圈同时产生相同的极性。通过对流入线圈的电流进行控制,使得圆柱体实现了旋转。若要使圆柱体停止旋转,切断线圈中的电流即可。 旋转的圆柱体与原有的右侧的轴相连,如图5。当线圈通电时,圆柱体带动轴旋转,与轴相连的臂部也随之发生转动。 4 结语 新型回转关节利用电磁驱动的原理,用带永磁片的圆柱体替代本来的电机和直齿圆柱齿轮。这样的设计避免了齿轮传动机械摩擦的损耗,也避免了电机精度不高的缺陷,具有很高的研究价值。但是囿于研究者现阶段的知识储备与精力,该种设计仍存在许多待进一步讨论的问题。比如电磁驱动能否带来足够的驱动力、回转的精度是否能有效地控制等。 机械手设计论文:4轴机械手的STC单片机控制及PC组态监控设计 摘 要:为组建单片机实践教学系统,设计了一种4轴机械手。该机械手的水平移动由直流电机驱动,其它轴由舵机驱动,由一片STC单片机控制各轴运动,该单片机还能够与PC机进行Modbus网络通信。在PC端,通过运行组态画面实现对机械手的实时监控。通过机械手本体设计、单片机软硬件设计、PC组态画面设计及联网调试,对整个系统进行了验证。该设计方案对组建单片机工控网络实践教学系统具有参考价值。 关键词:机械手;STC单片机;Modbus;单片机控制 一、引言 本题目是我校2015大学生大创新项目“单片机机电控制及工控网络应用”的一个组成部分,其设计内容是:用STC单片机控制一台4轴机械手的运动,且单片机的串口与PC电脑通过Modbus网络协议进行通信,PC端则通过运行组态画面对单片机进行实时监控,详见图1机械手实物图。 在图1中,机械手的水平移动由直流电机经齿轮组减速驱动双螺线螺杆,在直流电机轴的另一端安装有光电码盘,以检测电机的角位移。螺杆的转动带动其上的滑块作X轴水平运动。在滑块上安装有一台三坐标机械手,其底盘旋转(A轴),手臂摆动(B轴),夹爪开合(C轴)分别由三只数字舵机S1501驱动。整个机械手由一片STC12C5A32S2单片机控制。该单片机的串口经MAX485与PC进行通信,以Modbus RTU协议实现主从联网。 二、控制电路设计 4轴机械手的控制电路如图2所示。 在图2中,STC12的P1.3/CCP0引脚用于接收与直流电机同轴安装的码盘的光电脉冲信号,并把PCA0设置为对该引脚上升/下降双边沿触发中断的工作方式,每当PCA0中断发生,就根据电机转向对码盘脉冲数加1或减1操作,由此确定出滑块(即X轴)的当前位置。P1.4/PWM1引脚的作用是向直流电机驱动电路发出PWM脉冲,实现直流电机的PWM调速。该PWM脉冲是通过把STC12的PCA1通道设置为8位PWM输出方式来实现的。此外,在X轴两端的极限位置,各安装有一个光电开关,其信号分别接入P3.2/1NT0和P3.3/1NT1引脚。两引脚的下降沿脉冲输入能够触发STC12的1NT0、1NT1中断。P0.0、P0.1、P0.2引脚用于向机械手底盘舵机、手臂舵机和夹爪舵机发出控制信号。STC12的P3.0、P3.1引脚通过MAX485芯片实现TTL/RS485转换,转换后的信号再接到FT232模块的A、B端,经FT232模块把RS485信号转为PC电脑的USB信号。STC12的P3.7引脚用于MAX485的收/发控制。 三、PC组态监控设计 PC端采用uscada组态软件进行上位机监控设计。在用uscada设计监控画面前,要配置串口设备(即从机)的参数和数据区,并进行模拟量和状态量管理。首先,应把串口通信协议设置为Modbus RTU,设置从站地址,该地址应与STC单片机自设的Modbus站址一致。然后再对串口设备数据区进行设置。uscada为从站设备配备了4种类型的数据区:Discrete Input,即DI,离散量输入;Input Registers,即AI,输入寄存器 ;Coil,即DO,线圈输出;Holding Registers,即AO,保持寄存器。在uscada这4个区设置的变量应与在单片机XRAM中DI、AI、DO、AO型变量区设置的变量相对应,但名称可以不同。主从机通信时,单片机的Modbus RTU函数将按照这种 对应关系处理变量。设置好从站的数据区后,就可以 定义模拟量和状态量,并进行监控画面设计。图4为4轴机械手组态监控画面图。 在图4的画面中,分别对机械手的X、A、B、C轴设置了数字框图元,用以显示各轴坐标值,各轴数字框图元右侧的阀门图元用于设定该轴的坐标值。机械手有手动/自动两种工作方式,由图中的档位开关图元进行转换。手动方式下,机械手按图4中左侧各轴坐标设定值进行动作。自动方式下,机械手以手动方式的设定值为起点,以图4中右侧的设定值为终点,进行自动往复循环动作。画面中,滑块起点和终点是DI型变量,手动/自动档位开关是DO型变量,X轴当前位置为AI型变量,其它为AO型变量。当主机与从机通信后,画面即显示出各变量的当前值。 uscada具有串口通道通信数据实时监视功能,图5为主从机通信数据实时监视窗口图。本系统的Modbus RTU从站函数能够处理Modbus 01,02,03,04,05,06,15,16功能码。 四、结语 本文所设计的4轴机械手,首先,具有一个由直流电机驱动的水平移动轴,与全部采用舵机驱动的机械手相比,增加了运动方式和控制方式的多样性,并用到了STC增强型单片机的多种片内资源,是更好的单片机教学与实践模型。其次,本机械手能够通过Modbus工控网络与PC机联网,在PC端通过设计组态画面实现对机械手的实时监控,这就把单片机的学习与实践提升到了网络应用的层面。再次,由于利用了STC单片机丰富的片内资源,并通过上位机监控实现人机交互,这就使得系统的控制电路简单,且uscada为永久免费的组态软件,所以使用本设计方案,能够经济的组建具有工控网络应用的单片机实践教学系统。 机械手设计论文:博世机械手采用最新D3模块化 设计实现整线自动化 作为针对一次和二次包装技术解决方案的领先机械手技术供应商,博世包装技术最新设计的Delta机械手包装设备,为食品厂家提供更多解决方案及提升性能。 最新的GD(齿轮驱动)系列Delta机械手采用开放式的框架和平台,在提供了标准化和模块化方案的同时,又可根据不同的应用配置各种可选项。博世包装技术提升了D3机械手的平台,将负载增加至3公斤,从而确保更快的速度来提升拾取率。其快速的产品切换、操作和维护简易的设计有助于生产商降低总拥有成本(TCO)以及减少投资回报期限(ROI)。 据博世包装技术(瑞士)的销售总监Marc de Vries介绍:“随D3平台机械手的推出,我们为一次和二次包装提供了更多样化的解决方案。这种新的模块化和可升级的设计提供了结合标准设备模块的多种机械手方案。通过增加模块化的设计,博世证明了其以客户为核心的承诺,从而提高生产效率,降低总拥有成本(TCO),同时更快速地推向市场。另外,通过提高灵活性,新的平台可帮助我们的客户利用机械手自动化来形成竞争优势。” 广泛的应用范围,增加多样化 D3机械手平台包含了多种特点用来提高生产效率以及帮助生产商满足日益增长的产品多元化需求,例如:饼干、糖排、巧克力、糖果、烘焙食品以及立式机包装的产品等。Marc de Vries说:“很多客户在寻找能够在同一台设备上包装多种产品的机械手设备。通过提升性能、增加有效负载和工作高度以及可选的用于产品转向的第4轴或第5轴,我们显著地扩大了产品应用范围。” 凭借行业领先的Gemini 4.0 Delta机械手控制器和软件设计,新的产品可以通过线下模拟运行而不需要实物,从而减少了安装和调试时间。更简洁的平台设计增加了产品切换速度和可操作性。 方便清洁,更有助于食品安全 D3平台机械手的另外一个优势就是,它的卫生性和开放式的框架设计,采用了更少的零部件和可视性更强的移动部件,这有助于制造商遵守日益严格的食品安全法规。电气控制柜被放置在设备的顶部,使得操作人员在设备的正反面都可进行操作,以减少清洁和维护时间。 模块化设计,提高生产的灵活性 作为博世模块化设计和一站式供应理念的一部分,D3机械手可以轻松地与博世或者其他第三方的一次或二次包装设备进行整合。D3机械手的设计是为了增强中小型企业和跨国公司的生产灵活性。这个新的产品组合提供了更为灵活和可升级的机械手解决方案,从而使得客户能够更迅速地适应当前生产的需求,同时达成未来的生产目标。 值得一提的是,博世包装新推出的Paloma D3进料和顶装式机械手将会被整合在Module++饼干包装整线中。 机械手设计论文:基于PLC的气动抓取式工业机械手设计研究 摘 要:机械手在设计过程中,注重其自动化控制,能够实现一些较为复杂的工业操作。文章对气动抓取式工业机械手设计的研究,主要是基于PLC自动化控制下的抓取式机械手的设计分析,注重提升机械手的灵活性和智能性,以期更好地实现工业发展自动化。 关键词:PLC控制;工业机械手;设计研究 前言 工业生产领域中,很多工业操作靠人工是无法完成的,并且,一些操作具有较大的危害性,因此,要想实现工业生产目标,保证工人施工安全,工业机械手得到了较为广泛的应用。工业机械手可以进行一些高温、有毒环境下的工业生产,极大程度上保证了工人安全,同时也在很大程度上减缓了工人的劳动强度。基于PLC的气动抓取式工业机械手设计,将注重相关程序的具体应用,注重把握机械手设计的灵活性和自动性特征,通过一系列编程控制,更好地实现机械手的实际效用。PLC气动抓取式机械手,具有较高的可靠性,并且编程简单、功能强大,延伸和扩大了人的手足和大脑功能,更加广泛地应用于工业生产中。 1 气动抓取式工业机械手的构成分析 基于PLC的气动抓取式工业机械手设计,需要具有较高的灵活性和自动化发展特征,能够根据相应的程序设计,满足实际生产需要。因此,在进行设计过程中,气动抓取式工业机械手应包含以下几部分:执行机构:执行机构是气动抓取式工业机械手的重要组成部分,包括了手部、手腕、手臂和立柱等部件,是机械手完成生产目的的关键部分;气动驱动系统:气动驱动系统是指挥机械手完成工业生产的重要部分,利用气体压力进行驱动,使机械手完成任务;控制系统:控制系统相当于机械手的大脑,对机械手执行任务进行指令下达。一般来说,气动抓取式工业机械手的控制系统,主要以PLC自动化工业控制系统为主;相关检测装置:检测装置是进行位置调节的装置,通过检测装置可以更好地确定抓取目标,为实现抓取目的提供依据。机械手的构成,以PLC控制系统进行指令下达,之后由气动驱动系统进行机械能传输,使执行机构能够进行实际行动,并且根据位置检测装置,进行目标操作[1]。 2 基于PLC的气动抓取式工业机械手设计研究 2.1 设计要点 基于PLC的气动抓取式工业机械手在设计过程中,要注重机械手的抓取性能,在实际工作中,能够实现快、准、狠的工作效果。机械手设计过程中,手臂的运行方式有所不同,在进行手臂设计时,需要考虑到生产的实际情况,使机械手设计能够与生产实际状况符合。关于PLC气动抓取式工业机械手设计,要把握以下几点:第一,机械手臂设计时,坐标可分为直角坐标式、球坐标式、关节式等方式。第二,手臂的升降、收缩和回转运动要保证灵活性,能够较好地适应生产和抓取情况。第三,手臂的上下升降、左右旋转、上下摆动动作要具有较好的灵活性。第四,手臂要保证五个自由度,符合抓取需要。 2.2 设计方案 文章对基于PLC的气动抓取式工业机械手的设计研究,将从手指、手腕、手臂、三个方面进行。 手指设计分析:机械手在设计过程中,要具有较好的通用性能,能够进行有效的更换,以实现设计的效率性和多用性。手指在设计过程中,主要以气动抓取方式为主。气动机械手是用压缩空气为动力源的机械手。其特点是方便、输出力小、气动迅速。但是由于空气的可压缩性使其运送过程不稳定,抓取力控制在三十公斤以下。手指设计时,要有足够的握力并且手指间具有对应的开闭角,能够对工件进行准确定位。 手腕设计分析:手腕设计时,同样要以生产实际需要为主,手腕要具有较好的灵活性,更好地满足生产需要。设计时,若是抓取的物件是水平放置,则可以设置成为上下摆动的形式即可,若是抓取物件存在一定的复杂性,就需要将手腕设计成“球坐标式”,能够进行有效地活动,从而完成抓取工作[2]。 手臂设计分析:机械手臂在设计过程中,要保证其具有较大的灵活性。手臂是进行抓取工作的重要设计点,其速度关系到了机械手手指的抓取速度,文章对机械手臂的设计参数为最大移动速度为1.0m/s,回转速度为90°/s,移动速度为0.8m/s。手臂设计要具有速度性,它是实现抓取效率的关键部位。 2.3 控制设计 控制设计是基于PLC的气动抓取式机械手设计的难点,具有较大的复杂性,同时,控制设计也关系到了机械手能否发挥真正的作用。在控制设计过程中,需要考虑到机械手的通用性,并且采用点位控制方式,实现精确控制。控制设计时,要注重PLC工业自动化控制系统的应用。关于利用PLC自动化控制系统进行机械手控制的问题,如图1所示[3]。 PLC在实现这一目标时,需要通过程序编制,并且对程序进行执行处理,才能实现。PLC应用于气动抓取式机械手设计时,主要涉及到了以下设备装置:中央处理器、系统存储器、用户存储器、电源、编程器五大部分。这五个部分当中,中央处理器是PLC系统的核心,对气动抓取式机械手进行控制,电源、线路是实现PLC系统进行相关程序操作的关键。同时,编程器、系统存储器、用户存储器之间,需要通过I/O信号输入,才能实现效果。 PLC控制作用发挥时,需要事先有PLC系统进行命令,并且通过总机的数据处理系统,将指令进行传达,实现信号输送。关于PLC的气动抓取式机械手的工作情况,主要如下:机械手位于初始位置,受到控制系统控制,执行系统将推动机械手进行运动。同时,机械手各个主要部位受到执行系统控制,执行系统通过完成主系统下达的任务,进行机械手控制,完成机械手操作任务。基于PLC的气动抓取式工业机械手设计,将更加广泛的应用于自动化生产线。国外很多国家已将其成功的应用于成套的自动化生产设备中。机械手未来的发展,将朝着自动化、智能化、网络化的发展方向迈进,将更好的代替人从事高危险、高危害的工作环境,实现生产管理的智能化和自动化。 3 结束语 综上所述,文章主要分析了基于PLC的气动抓取式机械手的设计原理、设计方案、控制设计三个部分内容,并就气动抓取式机械手的特点进行了分析,实现了气动抓取式机械手的设计。气动抓取式机械手在工业生产过程中起到了重要的辅助作用,在实际设计过程中,必须注重这一点,使机械手设计能够更好地促进工业生产的发展和进步,满足我国现代工业更加自动化、智能化的发展需要。 机械手设计论文:基于PLC的气动机械手控制系统现状和程序设计算法分析 【摘要】机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程以变动的多功能机器,在工业自动化生产中占据着重要位置。驱动方式可以液压传动,也可以气压传动,也可以是电气控制等方法。随着传感器技术、气动技术、计算机技术等发展,基于计算机技术为基础的控制技术发展较快,其中气动技术以经济、廉价、灵敏等优点,而成为研究热点之一。本文介绍的是气动机械手模型基于专用计算机―PLC的控制系统设计。 【关键词】机械手;现状;程序设计;算法分析 一、PLC的气动机械手控制系统现状 随着社会与科技的进步,工业生产自动化设备越来越广泛应用,其中机械手的诞生就是基于生产技术不断提高,是现代生产与科技应用相结合形成的一个重要技术。工业机械手的应用减轻了劳动强度、可提高产品加工精度、减少危险性生产由人工操作环节,尤其是在一些危险性大的行业生产中应用较为实用,如化工生产有存在有毒物质的;如核电厂等存在放射性物质的地方;如烟花等易燃易暴的生产场合等生产环境非常适合使用机械手进行生产。在机械行业中(铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配等)应用也十分广泛,如在柔性生产线中用气动机械手来搬运上下料材;机械零件的装配生产线中,利用机械手抓零件与另一零件装配在一起;如啤酒生产中用机械手把盖压在瓶子上等等。以上种种应用极大的减轻了劳动强度、促进安全生产、提高产品质量,适合现代化的生产趋势,具有较强的生命力。机械手的驱动方式有气压传动、液压传动、电气传动和机械传动。广泛使用的气压技术以压缩空气为介质,具有动作迅速、平稳、可靠、结构简单、较轻、体积小、节能、工作寿命长的特点,特别是对易于控制、易维护、无环境污染场合,因此气动技术常作为机械手的驱动系统的首选。气动机械手与其它控制方式的机械手相比,具有无污染、抗干扰性强、价格低廉、结构简单、功率体积比高等特点。在机械行业越来越多的自动化设备中采用了机械手,主要是液压控制和气压控制两种方式。其中气动机械手以其取之不尽、用之不完的气源,及较低的生产成本受用户喜爱,各国对气动机械手的研究越来越重视,现已发展成为满足生产需要的一种重要的实用技术。 在工业自动化中液压与气压均有较在应用,而气动技术被称为工业自动化的“肌肉”,其应用灵活,夹持工件的重量越来越重,在各种机械加工行业和制造行业中,尤其在有毒的环境下作业等其应用程序越来越受重视,并得到相应广泛使用。随着科技不断日新月异发展,自动化控制技术也不断更新,在微电子技术、计算机技术等技术的迅猛发展形势下,气动技术不断技术创新,以工程实际应用为目标,不断取得巨大的进步。另外气动技术作为一种相对来说比较廉价的自动化技术,由于其元器件的制造技术以及使用性能的不断提高,并且生产成本和流通成本不断的降低,气动技术现已被广泛的应用在现代工业、医疗业、生产以及输送领域。例如南昌市第一附属医院中引入了气动控制药品传输线,从药房配药师输出到住院部等各部门,每次提高了近5分钟,大大减少人力劳动及工作人员数量。 我国在机械手的应用方面,不是世界最发达国家,但已经较为广泛使用并取得了较成熟的技术。基于Programmable logic Controller为核心技术进行控制的液压机械手或气动机械手在工业自动化领域应用较多,非常适合PLC最基本功能,即逻辑控制。如用来上料下料、装卸机械零件、搬动物品等重复性的工作过程。我们国家原来的继电接触器控制系统大多已改造为基于 PLC 为控制器的自动化装置,通过最近20多年的应用实践表明,在机械制造及自动化领域具有强大生命力。研究的基于气动技术的可编程控制器控制的机械手是现代机电一体化自动生产线中重要辅助装置,可实现上下、左右、伸缩六个方向的三维空间运动,较适合经常变更批量生产与柔性制造生产的现代加工方法。它能按预定程序和控制要求完成物品、材料、机械零件等进行运送、上下料、搬运等作业,并可以在需要时修改程序实现动作变更。 二、PLC 程序设计算法分析 算法是决解决问题的清析思路的描述,对于一种可行的解决方案均有算法。当然对于不能解决的方案可能就没有算法可言。在本课题中编程环节要求按照机械手的工作要求实现控制要求,我们通过假定其初始位置为原点,其条件为右边、后退、松开状态为原始条件,基于此条件下实现自动操作与手动操作。 (一)分治法 设计中利用了重要的分治法实现各功能模块。依照气动机械手的工作顺序要求,划分为各小功能模块,如向左伸出与向右缩回、向下伸出与向上缩回、水平伸出与缩回等均可分为小的模块,设计中称为状态。从初始状态开始依次按要求将可画出相关系统流程图。各相关的状态中动作利用步进指令转换为梯形图程序,实现完整的控制功能。 (二)贪婪法 贪婪法的总体思路中把符合控制条件的所有情况均最大限度的列入考虑范畴,从中选取一个解决问题的办法。课题设计中考虑符合设计要求的思路会有多种,如采用最基本的思维,即把每一步均作最基本的“起-保-停”处理,并线圈内加入限制条件,在最开始作最基本的起动控制程序以实现控制功能。另一种方法可以采用 SET、RST 指令来实现控制功能。还有方法就是后续设计中用的用流程图把所有出现的动作当成状态,设计其流程图并转化为梯形图程序。 (三)递推法 对于设计的程序图中各状态的实现方法,采用逻辑递推法,依次基本逻辑关系递推。如课题设计中关于机械手控制工作顺序中的各状态中执行动作及各状态间转换关系,不断利用这种递推办法,把气动机械手的工作过程按顺序设计其控制逻辑图。在程序设计过程中存在各种逻辑限制关系,要依照控制要求反复推敲后加入程序以实现各种功能及相关条件限制。 机械手设计论文:机械手自动控制系统设计研究 摘要:随着科技的不断进步,工业自动化产品的性能日益加强。在工业生产和其他领域内,由于工作的需要,人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害,增加了工人的劳动强度,甚至于危机生命。因此,迫切需要一种东西代替人在恶劣的环境中作业的要求呼之欲出,机械手由此而诞生。本文就机械手自动控制系统的设计进行了分析研究,以供参考。 关键词:机械手 PLC 自动控制 系统设计 1、引言 随着可编程序控制器(PLC)在工业生产过程自动控制中的广泛应用,解决了在各种恶劣环境下工作的难题。机械手在工业自动化生产得到了很好的利用,它不仅灵活多样,而且耐高温、抗腐蚀,可以较强适应各种恶劣的工作环境完成人无法完成的操作,大大降低了工人的劳动强度,提高了生产效率。机械手是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备,是工业机械系统中传统的任务执行机构,它的出现不仅提高了产品的质量与产量,而且加快的实现了工业生产机械化和自动化的步伐。 2、机械手与PLC的概念 2.1机械手 机械手主要由手部和运动机构组成,可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化。主要由手部和运动机构组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式。运动机构,使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作,改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度 。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂。一般专用机械手有2~3个自由度。 2.2 PLC PLC为可编程序控制器(Programmable Logic Controller,简称PLC),是在继电顺序控制基础上发展起来的以微处理器为核心的通用自动控制装置。主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成。PLC的特殊功能模块用来完成特殊的任务。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则设计。PLC具有可靠性高、适应面广、控制性强、操作方便、抗干扰能力强、编程方便、对环境要求低、与其他装置配置连接方便等特点。在工业自动化控制系统中占有极其重要的地位。 3、机械手自动控制系统设计 3.1 I/O地址分配 I/O地址分配见表3.1。 表3.1机械手控制PLC输入/输出(I/O)分配表 3.2 PLC控制系统设计分析 由机械手的工作过程可知,这是一个典型的顺序控制系统。为此,可从机械手的连续工作方式入手编写程序。首先应绘出连续工作时的功能表如图3.2,然后直接列写逻辑表达式,用触点线圈指令编程,也可使用置位复位指令或顺序控制继电器指令来完成。为了将每一步的工作状态显示出来,动画模拟软件使用了内部存储器位 M5.1 、 M5.2 、 M5.3 、 M5.4 、 M5.5 、M5.6 、 M5.7 、 M4.0 、 M4.1 来分别表示①~⑧的运行状态。编程过程中,需要注意特别处理的问题是①、⑤和③、⑦步的动作问题,虽然①、⑤步都是下降操作,但却具有不同的意义,①步下降是空钩下降,而⑤步下降则是夹着工件下降。③、⑦步的上升操作也是这样。 图3.2机械手动作功能表 图3.3机械手控制系统程序结构图 单周期操作的程序实现可在连续工作程序的基础上通过经验修改实现。其要点是是设法阻止机械手在一个周期工作结束后自动进入下一周期,一般在下降的启动回路想办法。 单步操作的实现与单周期工作的实现是相似的。即设法在每一步工作结束后,不是直接启动下一步的工作,而是等待启动按钮的命令后再工作。 以上是在同一个顺序控制程序中完成的连续工作、单周期工作和单步工作的程序编制思路。实际上本文采用分段跳转的办法来完成这三种操作,这使得程序结构如图3.3所示。这种方法编制的程序结构清晰,但程序数量长于前一种方法。 4、系统调试 4.1控制系统的程序调试步骤 (1)对于比较复杂的控制系统,需要绘制系统流程图,用以清楚的表明顺序和条件。 (2)设计梯形图,这是程序设计的关键一步,也是比较困难的一步,要设计好梯形图,首先十分熟悉控制要求,同时还要有一定的电气设计的经验。 (3)将程序输入到PLC的用户存储器,并查找程序是否正确。 (4)对程序进行调试和修改,直到满意为止。 4.2调试过程中注意的事项 (1)数据线与计算机的接口必须要与软件的端口保持一致,否则运行会产生通信错误问题。 (2)连接PLC上的输出端口对应的动作必须与程序中的输入输出点的定义动作保持一致。 (3)PLC上的输入输出点都必须接入电源,连接的外部模块也必须接通电源与接地线 (4)由于条件有限,外部接线模块中部分用开关代替按钮,在执行点动程序注意执行完应该将开关拨回到停止状态。对于限位开关也用普通开关代替,当执行完该步程序后,进入下一个步,需要将限位开关拨回OFF状态。 结束语 机械手控制系统采用PLC进行控制,大大提高了该系统的自动化程度,减少了大量中间继电器、时间继电器和硬件的接线,提高系统的可靠性。同时,使用PLC进行控制可以方便更改生产流程,增强控制功能。另外,在实际的生产中,可以设置远程控制,可以利用监控软件对控制系统进行实时控制,以提供较为直观、清晰、准确的机械手运行状态。也为维修、故障诊断提供多方面的可能性。 机械手设计论文:仿人机械手的结构设计与现实意义 【摘 要】本文阐述了仿人机械手研发的国内外发展现状与存在的问题,并针对这些问题对仿人机械手进行了三维建模以及运动学仿真,同时阐明了仿人机械手研究对社会生活的现实意义。 【关键词】仿人机械手;三维建模;运动学仿真 0 引言 机器人技术的发展是一个国家高科技水平和综合能力的重要标志,而服务机器人是未来社会发展的必然产物,对于服务机器人的研究,尤其是仿人机器人的研究是具有巨大经济价值和历史意义的,其原因有两个:第一,世界老龄化进程的加快,尤其是中国也正进入老龄化社会,照顾老人问题即将成为一个严重的社会问题,而仿人机器人在解决这一社会问题中有着不容置疑的作用;第二,由于各种灾难和疾病造成的残障人士也逐年增加,他们需要越来越多的关心和照顾,如果采用专门的人力将严重增加社会的负担。所以对于服务型机器人的研究,显得格外重要。 目前有很多服务型机器人,但是没有一个机器人可以像人一样有一双灵巧的手,完成只有人类才能实现的复杂动作,本课题就是针对这一问题从仿人机器人的机械手开始研究的。 1 国内外发展现状与问题 从1960年由通用电气公司设计制造的造型为两只手指的爪状物开始,为以后的各类机械手打下了基础,到现在为止美国的宇航局(NASA)、哈佛大学和耶鲁大学,日本的东京大学在机械手的研究上都取得了不小的突破。 我国机械手的研究比较晚但是也做了很多工作,国防科技大学[1]、哈尔滨工业大学[2]也研制出了多指灵巧手。尤其是哈尔滨工业大学机器人研究所研制的“仿人型机器人灵巧手”,2006年5月亮相德国慕尼黑国际机器人及自动化展览会,以其精美的外观、可靠的软硬件系统等赢得了众多参观者的赞赏,并率先进入了国际市场。 由此可见,目前多数国家和企业高校都在对仿人机械手进行研究与设计,不过现在还存在一系列问题,例如:价格昂贵,实时性不理想,设备笨重,并且大都停留在实验阶段,这些都制约其在实际当中的应用。 2 五指仿人机械手设计 本文设计的五指仿人机械手具有的优势有:采用欠驱动控制方式[3],所以机械系统大大简化,机械手大小基本与普通人手大小一致,便于安装到各种服务机器人的移动平台上;同时每个手指都靠手指末端拉力进行运动,也就是说只需要一个拉力便可以实现机械手指的人类手指运动方式,结构紧凑、便于控制、动作灵活;材料可以采用塑料纤维进行加工实现,因此质量轻、价格便宜,易于普及;可以采用嵌入式的控制方式进行控制,处理速度快,响应时间短。 本文通过Solidworks对五指仿人机械手进行建模,其单指与整手建模图形如下所示: 图1 单指结构与整手三维建模 本文通过ADAMS实现仿人机械手的运动学仿真,其仿真图形如下所示: 图2 约束添加以及手指运动效果图 3 现实意义 对于仿人机械手的研发对社会有着重要意义:其一,对于服务机器人的研制,尤其仿人机器人的研究应用,必将对机器人行业起到积极的促进作用;其二,仿人机械手的研发隶属于制造业,其研制成功与推广,可以增加就业,创造经济价值;其三,其技术的实现可以促进制造业的信息化、自动化和产品的智能化,提升产品技术含量和附加值,从而促进制造业相关技术领域的发展;其四,实现服务机器人上机械手的灵活运动与控制,对于老年人以及残障人士在心理上和身体上都非常有益处,为解决我国社会问题,创建和谐社会做出贡献。 机械手设计论文:炼胶生产线气动机械手的优化设计 【摘 要】本文介绍了气动机械手的基本功能,在此基础上,主要对气动机械手的结构进行设计与改善。在 PLC 和气动控制技术相结合的基础上,使其功能更加完善,运行更加精准、合理。它由 PLC 控制四个气缸来实现机械手横向和纵向的运动以及气动夹持机构的伸缩动作,利用气动能源分别完成对生产中使用到的工件进行抓取、放置等动作,实现了节能环保的特点。 【关键词】气动机械手;气缸;优化设计;PLC 0 引言 炼胶生产线一般包括上辅机(包括胶料、粉料和油料的称量及投送系统)、胶料混炼设备(密炼机)和下辅机(胶片挤出、冷却和称量系统)三大部分。由于密炼机和下辅机之间的胶料需循环返回多次精炼的要求,而气动机械手是传递机构中的重要部分,通过夹持机构将物料从某一位置和方位,按一定运动轨迹传递到另一位置和方位,且是以空气为介质,具有使用、维修方便、安全、可靠、成本低、寿命长等特点,采用气动方式控制机械手机构被很多场合所采用[1]。设计气动机械手的原则是:充分分析作业对象的作业技术要求,拟定最合理的作业工序和工艺,并满足系统功能要求和环境条件;明确工件的结构形状和材料特性,定位精度要求,抓取、搬运时的受力特性、尺寸和质量参数等,从而进一步确定对机械手结构及运行控制的要求。 1 气动机械手的工作原理 图1 气动机械手的运动示意图 图2 气动机械手工作流程图 如图1所示,此气动机械手具有两个弧线升降运动,一个旋转运动和一个直线运动的自由度,将炼胶机的出料搬运至左侧或右侧的炼胶机上。机械手的动作除了左右旋转应用电机控制之外,其余全部动作由气缸驱动,气缸由电磁阀控制,整个机械手在工作中能实现上升和下降、左转和右转、夹紧和放松的功能,是目前较为简单的、应用比较广泛的一种气动机械手。 在主臂立柱底座上安装电机以便控制其回转自由度。小臂a与主笔立柱之间用气缸A控制连接,以便控制小臂a的弧线升降。在小臂a与小臂b之间采用气缸B连接,以便控制小臂b的弧线升降,在小臂b和夹持机构之间采用气缸C连接以便当小臂运动时夹持机构在气缸C的作用下能保持平稳的运行和垂直度,气缸C的充放气特性以及运动轨迹根据气缸B和A的充放气特性来决定。夹持机构的开合和夹紧由气缸D控制。将气动机械手的零点(原始状态)定为开始工作位的回转限位、升降限位、伸缩限位及放松状态。气动机械手为实现移料动作,需要完成如图2所示的工作流程图。 2 气动机械手气动回路的构成及原理 气动回路主要是由气源、各种控制阀以及执行气缸等组成,下面介绍回路的关键部件-执行气缸。 执行气缸包括连接主臂立柱和小臂a的气缸A,连接小臂a和小臂b的气缸B,连接小臂b和夹持机构的气缸C,以及控制夹持机构的气缸D。由于不同的气缸控制不同机械结构,其输出力也不同,所以四种气缸的型号也不同。同时要求气动机械手能够在升降过程中任意位置实现精确定位,精度要求为 1mm以内。由负载性质及气缸运动速度选定负载率β值,即可求出所需的气缸理论输出力P=F/β。 气缸D所控制的夹持机构和物料最大重量约为50kg,气缸C所控制的最大重量约为55kg,气缸B所控制的小臂b的最大重量约为70kg,气缸A所控制的小臂a的最大重量约为80kg。 一般来说,气缸可以保证起点和终点的定位精度,因此,对于夹持机构Z轴方向的定位,应用一般的气缸就可以保证其定位精度和使用要求。而对于小臂a和小臂b的升降精度要求,则可以使用 SMC公司一种新型CEI型气缸,在结构上增加了位移传感器件,使之与气缸浑为一体,整体结构紧凑合理,设计新颖,提高了气缸位移监测的性能,CEI型气缸在杠杆的两侧刻有细纹磁栅,当气缸左右移动时,位移传感部分将以双向脉冲方波形式输出能够实现中间任意位置的定位[4],而且其定位精度可达到1mm以内,因此,应用上述气缸可以满足小臂a和小臂b的升降定位精度的要求和使用要求。根据以上原则和条件,详细选型见下表1。 总体气动系统原理图如图3所示。气源首先经过滤减压阀处理,通过相应的电磁换向阀后进入各个气动执行元件。 图3 气动系统原理图 1、2、3、4―2位5通双电控电磁阀;5―气源处理组件;6―气罐 3 气动机械手控制系统配置 根据机械手运动仿真方案,机械手的循环动作依次为:上升正转下降伸出夹紧上升反转放松缩回反转下降下一循环。为了根据实际工作环境确定机械手工作时磁性限位开关的位置并调试机械手,对机械手的每一动作设定一个手动控制按钮。同时,为了保证气动机械爪工作时,整个机械手只能执行其一个动作,需要在程序上设计互锁功能。气动控制系统一般由控制器,电―气控制元件、气动执行元件、稳压气源、传感器和接口电路组成[2]。控制器一般指计算机、单片机或可编程控制器等控制器件,气动执行元件常用的有气缸、气爪、控制阀等,传感器一般指位置传感器、速度传感器和加速度传感器,接口电路指控制器与控制元件、控制器与传感器之间的接口[3]。 气动机械手有两种控制方式:操作面板控制和个人计算机控制,两种控制方式均以 PLC 为主要控制模块,其中个人计算机控制要求 PLC 与上位机实现有效通讯,通过上位机程序的改变来实现 PLC 程序的更新与运动参数的变化。为了实现气动机械手操作面板控制和个人计算机控制两种操作方式,拟采用PLC 为下位机,PC 机为上位机的控制模式,PLC 与 PC 机之间通过 RS232 协议实现通信,完成控制过程中的数据交换[5]。可编程控制器的程序运行方式是循环扫描方式,而非顺序方式,因此任何一个气缸在条件满足后即开始动作,在机械手运行中遇到突然停电时,可以关闭气源,对工件进行处理, 来电后重新初始化各项个元件与程序。 我们所要控制的系统中,有8个行程开关信号、一个按钮开关信号、一个由定位系统动作结束发出的信号共10个输入点,因此我们选用了西门子S7-200系列CPU224型号PLC,它有14路数字量输入点和10路数字量输出点,具有体积小、处理数据和通讯能力强、存储器容量大等优点。基本位布尔运算执行时间为0.22μs,用户存储器容量SK字节[6]。而且它还具备6路30kHz单相高速计数器和2路20kHz高速脉冲输出可以分别用来接收旋转编码器信号和直接控制步进电机运行。有模拟量输入/输出模块、高速计数器模块、位置控制模块、数据输入/输出模块、通信模块等,可以实现模拟量控制、位置控制和联网功能,在功能上完全满足了控制系统的要求,并留有一定数量的FO通道作为照明电路和其它储备用途。 4 结论 本文主要研究了气动机械手的执行机构和驱动系统的原理并进行了设计,采用气动驱动作为机械手的驱动方式,通过分析设计执行气缸及其控制阀等模块,以满足相应的动作要求,根据气动机械手的功能要求绘制了机械手的控制系统流程图,使机械手能实现多点连续的控制,同时分析气缸C和气缸B的充放气特性,以便优化两者的先后动作,再结合S7-200可编程控制器,使气动技术在顺序动作的逻辑控制系统的优点得到充分发挥。
工程机械论文:谈在工程机械中远程监控及智能化系统的应用 在我国进行基础设施建设时,使用的重型机械比较多,但是由于管理上或使用中存在不足,经常会出现丢失或者被损坏的现象,在这种情况下就必须停工,对工程工期造成很大的影响,而且工程机械在长期的使用当中,会出现一些提供故障,使用远程监控及智能化系统能够将故障及时的传送给售后,尽早解决问题,也方便了用户的统一管理,提高了设备运行的效率。 一、系统基本功能 ①机械紧急保护。在机械长期的运行中会出现老化、磨损等,引起的机器的故障,使用远程监控及智能化系统能够在操作人员采取措施之前,就会停止系统的运行,进入保护模式,避免机器出现其他的故障。这样就降低了机械损坏的程度,不仅缩短了维修的时间,而且降低了维修的费用。②统一管理。在GPS定位的基础上,能够实现对重型移动机械动态位置的确定,然后传输给用户中心,就实现了对机械的运行状况的实时了解,所以在很大程度上提升了系统的管理能力。③提高售后的质量。在机械出现故障时,通过GSM网络将故障的原因传送给生产厂家的数据中心,然后对故障进行分析处理,将处理的措施反馈给用户,减短了维修的时间。④性能参数的反馈。在系统的设定中在定期内就会将机械的运行参数通过网络传送到生产厂家,然后对运行参数进行分析,如果出现潜在的隐患,就能够及时的解决,为改进机器和创新产品提供了有效的技术支撑,同时也提升了产品的市场竞争力。 工程机械监控系统的主要的结构是集散型分布式处理结构,其组成部分包括主要由地面中心站、井下监控分站、传感器、控制执行器、图形工作站、集线器及远程终端等组成。其中监控中心站是整个工程机械安全监控系统的核心,该部分的监控软件能够实现系统任务调度、设备组态、定义配置、数据通信、数据处理以及网络数据共享任务。而监控分站主要是具备各类数据实时采集、预处理、报警、控制以及与监控中心站间的数据通信等功能。其中监控系统中心站的设计主要有通信协议与交互连接设计。 配置接口提供了请求数据和更新数据两个方法实现外界与动态数据库间得交互连接。配置接口能够设计各种配置程序,来满足用户对系统的各种需要。该配置接口的程序配置的过程主要,首先通过传递一个参数向动态数据库进行请求数据,然后动态数据库对传递的参数进行相关的处理,并将核实的数据传回给请求者。当配置程序对配置修改以后, 可以通过数据更新方法把新的配置更新到动态数据库。所以在煤矿安全远程监控系统中,配置接口能够实现设计了数据库配置、分站类型配置、模拟量类型(传感器类型) 配置等配置程序的功能。 二、可满足的技术指标参数 在设计的指标上要满足以下几种参数的范围:工作温度:—20℃——50℃之间;存储温度:—25℃——70℃之间;系统电源功率不能超过60W;交变湿热保持在95%以上,(30℃——60℃);部件的重量不能超过12KG;平均无故障工作时间:MTBF要大于2000小时。通过子系统的作用下,对智能仪表的所有数据能够进行有效的处理分析,实现系统的安全可靠运行。 在GPRS无线网络的运输上要满足:使用三级网络控制系统。传输的过程为:首先是操作人员,然后传送到用户控制中心,最后传达到生产制造厂的网络控制中心。 三、具体的技术应用 远程监控及智能化系统采用了三层网络结构,在底层网络上使用了CAN总线技术;上层网络采用GPRS传输技术,在底层系统中能够将各种参数通过传感器的作用传递给CAN总线,然后再传送给监测分析嵌入系统,经过系统的处理,将数据通过上层的GPRS网络传输给生产厂商。 1、移动机械性能检测分析综合系统的应用 主要是将智能仪表的数据信息进行相关的处理,然后对机械的整体运行情况做出评测,使操作人员能够清楚的了解机械的使用性能,如果在检测中性能参数出现问题,在应急系统的作用下能够实现机械的快速保护。监测分析主要的性能参数包括:机械发动机的转速、工作时间、总计时间、冷却液的流出、机油的温度、液压油的温度以及输出电流电压等。只有对这些参数及时的评测,才能保证系统的正常运行。通过GPRS的网络传输,能够将所检测到的机械运行的性能参数传送到用户中心的上位机处理系统中,这样用户就能够掌握机械的运行状态,同时制造商也可以通过远程监控的系统来监测机器的运行情况,提供更加优质的售后服务。在GPS定位模块上能够准确的定位到机械的位置,主要是通过在通信模块的基础上,将地理位置信息传送到用户中心,然后在嵌入式系统的作用下,将机械的位置信息存储在存储器当中,为用户查询机械位置信息提供了很大的方便。由于操作人员在操作上出现失误,会导致机械的性能的改变,如果程度不严重,在报警后会提醒操作人员及时的修复;如果对机械的损害非常的大,就会强行的采取保护措施,比如自动切断电源、停止机械运行。 2、人机页面的应用 远程监控及智能化系统使用了移动机械车载操作监控界面,操作人员能够直观的在液晶显示器上看到机械运行的状态,该界面操作简单、信息量大,能够满足重型机械生产环境的使用要求。在用户中心监控界面中,用户可以通过输入机械型号的形式来查询机械的性能参数,同时接收远程系统传送来的报警信息,在这个界面上,能够对报警信息、机械的损坏信息以及位置信息都能及时的掌握。 总而言之,目前在我国的重型机械越来越多,通过使用远程监控及智能化系统能够使用户及时的掌握设备的运行状态和性能参数,当在运行中出现故障时,快速的给用户提供解决措施,保证了机械的正常运行,实现了工程机械的智能化的发展,提升了系统自身的性能,所以该系统具有广泛的应用价值和发展前景。 工程机械论文:工程机械故障诊断系统设计研讨 1系统总体设计 1.1系统规划 系统由手持式智能工业终端(PDA)模块、专家故障诊断模块、数据录入模块、工作原理结构检测装配与调整模块、维修方案生成模块、训教模块、帮助模块和打印输出模块等组成,图1为程序流程。 1.2专家故障诊断软件 故障专家诊断的主要功能是根据使用维修人员提供的现场故障信息,综合系统所融合的维修保障领域专家有关故障现象分析、故障原因识别、总成或系统工作原理、结构、分解、检修、装配与调整等方面的经验、技能信息,对工程装备的故障进行系统的诊断与分析解剖,并能根据故障原因的不同给出故障维修方案,包括维修方法、维修时间、维修编组、维修器材与工具等技术方案。另外,专家诊断模块也可用来进行维修操作人员的维修保障训练、实习等工作。该模块的流程图如图2所示。 1.3数据录入软件 为防止初学者输入无效数据,破坏故障数据库内容,所以数据录入模块面向高级用户,在进入数据录入功能时要求输入高级用户密码,只有正确输入密码才能进入数据录入界面。数据录入界面除下拉式操作菜单外,也提供了方便的操作命令按钮,如“插入节点”、“插入子节点”、“更改节点名称”等,用户可以利用菜单或命令按钮,方便地进行新型工程机械故障的数据录入工作。各个故障数据节点均由自身编号(ID)和父编号(parent)组成,如图3所示。上级节点和下级节点由par-ent链接,下级节点的父编号(parent)与上级节点的ID号相同,形成从上级节点到下级节点的单向链接关系。故障树的层次结构成为动态扩展的树形结构,有效地解决了大数据量存储与数据库结构的固定分配空间约束这一难题。 1.4维修方案生成软件 维修方案主要包括故障现象、故障分析判断、故障原因分析、故障的排除和调整方法、故障零部件的更换与修理时间、零部件维修的编组、机具设备、工具材料及辅料等内容。维修方案和排除步骤是在专家诊断并确定故障原因后,提供的给维修人员的维修方案和维修操作步骤。维修方案数据的存储方式与故障数据存储方式相似,也是采用单向链表的形式,不再赘述。 2系统设计中的关键技术 2.1故障层次结构数据库与检索方案的设计 由于新型工程机械的结构与工作原理的复杂性,在设计故障信息数据库时面临极大的困难。实际工程应用中,同一故障现象,可能由多种原因引起,而每种故障原因又可能由不同的零部件引起。同一零部件又会产生多种故障原因。因此,故障零部件、系统、故障原因、故障现象等元素之间的关系错综复杂,再加上领域专家的相关的经验知识,这些元素在数据库的存储时很难处理。在设计数据库时,合理的融合了链表式结构与层次化结构,构建了故障现象、故障原因和故障分析过程数据表,满足了专家推理的需求和程序的高效运行的要求。 2.2工作原理、结构、检修、分解、装配与调整数据信息高效存储与显示 每一个新型工程机械,其组成零部件至少上万,考虑到其检修、分解、装配与调整等信息数据,其数据量几乎是海量的。如何存储这些数据,并恰当地显示出来,这是一个巨大的挑战。经过对当前所能见到的帮助系统和工程装备信息化管理手段进行仔细分析和比较。应用了Word文档格式转换为Html格式,将相应的主题信息存储到SQLServer数据库中,开发了编译软件,对转换后的html文件和数据库进行编译链接,较好地处理了数据库信息检索、html文档数据存储和可执行文件数据查询三者联合作用的工作原理等数据存储与显示模式。程序执行效果与人机界面都是比较优秀的。 3结论 新型工程机械故障专家诊断系统在研制开发过程中,认真贯彻了有关设计标准、规范,主要性能指标满足了规定的技术指标要求。所采用的嵌入式工业级移动数据终端、嵌入式数据库技术、面向对象软件开发技术和数据库技术等,具有先进、成熟、可靠等优点。系统的开发设计充分贯彻了模块化、一体化、结构化、面向对象和面向应用的设计思想,使系统的软件稳定、可靠,达到了使用要求。 工程机械论文:谈工程机械机电一体化技术应用 在机械工程中,有效利用智能化和机电一体化不仅可以提高机械工程中的生产效率、减小能量的损失、节约能源,而且可以有效地保证施工质量,提高自动化水平,使其具有较高的精度。广泛使用机电一体化不仅可以使机械工程有较好的经济性和较高的技术价格比,而且可以使操作更加简单、轻便,在当前,我国的机电一体化在工程机械中具有以下功能: 1.1自动报警、电子监控以及故障自检功能 在工程机械中,电子监控就是对其传动系统、工作配件、制动系统、发动机以及液压系统等的工作状态进行监控,一旦在监控过程中发现了异常现象,自动报警系统就会对出现故障的部位进行准确地定位,然后便能有效改善工作人员的工作条件,迅速提高机械设备的效率,还可以使设备的维护检修工作变得更加简单,使停机维修的时间减少,降低维修使用的费用,尽量延长机械设备的使用寿命。 1.2有效控制柴油机的功能 在工程机械中,有效利用电子油门的控制装置、自动停机装置、自动升温控制装置以及电子调速器等机械设备可以真正实现控制柴油机的功能。 1.3使作业精度提高的功能 在沥青以及水泥混凝土搅拌的现代设备中,为了能够提高成品料的作业精度,都广泛采用了微机控制的电子称量系统,而且实现了称量过程的自动化。因为应用了自动化的找平系统,所以大大提高了沥青混凝土摊铺机的施工质量。另外,沥青混凝土摊铺机因为使用了有超声波技术的自动供料系统而完全实现了调节的自动化,进而在一定程度上提升了摊铺的质量。对铲运机铲斗刀刃、平地机刮刀以及土机铲刀进行机电一体化的控制,不仅可以有效减轻机械工作人员的劳动强度,而且真正提高了工程机械作业的精度和效率。 1.4使生产率提高、降耗节能的功能 在传统的工程机械中,一般能量利用率比较低,比如液压挖掘机的燃料能量的利用率在30%左右,这样低的能量利用率使得工程机械必须注重节能发展。在发达国家,他们的挖掘机都已经采用新型的节能控制器,这种控制器不但有良好的节能效果,而且采用卡特电子效率的控制系统,通过综合控制泵和发动机,大大提高了工程机械的生产效率。 1.5工程机械作业过程的半自动化或自动化功能 为了真正减轻工作者的工作效率,提高机械的生产效率,大量的企业在工程机械中开始实行半自动化或自动化控制。这种功能还减少了由于工作者的经验不足而对作业精度的影响。在我国一些先进的企业中,其挖掘机都设有特殊的轨迹控制系统,即挖掘轨迹控制系统。在控制板上,有关的工作人员只要把挖掘机运动轨迹的路线设计好,就可以依照各种角度传感器的信号利用微机控制系统对动臂、铲刀和斗杆进行自动控制,这样不仅实现了对工程机械作业进行自动化控制,而且还能够精确挖掘各种特定开口与断面的斜面、沟槽。 2我国机电一体化在工程机械中的应用前景 由于控制、电子、计算机、光学等多种学科与技术的快速发展,我国的机电一体化也得到了前所未有的发展,如今在工程机械领域机电一体化的应用前景可以分为以下几个方面: 2.1模块化 由于科学技术不断进步,社会分工不断精细,我国机电一体化的产品数量和产品种类也变得越来越多,所以,应该加快实现机械产品的动力接口、机械接口和电器接口的标准化,虽然这项工作比较复杂而且困难,但是却尤为重要,因此说,工程机械机电一体化的发展变成模块化是一项任重而道远的任务。但是,只要实现了工程机械机电一体化的模块化,就可以有效匹配各单元和部件,比如:具备视觉、识别以及图像处理等功能的控制单元、减速于一体的动力单元等等。只有这样,整个社会才能进一步分工,新产品才能更快被研发,工程机械才能不断扩大生产规模。 2.2智能化 在21世纪的工程机械领域,机电一体化将会把智能化应用作为一个重要的发展方向,现如今,有越来越多的人开始研究人工智能方面的内容,主要表现在机器人和数控机床的智能化应用上。一般所说的智能化就是指在有关的控制理论的基础上,利用人工智能、模糊数学、心理学、运筹学等新思想、新手段在工程机械上中进行应用和分析,让工程机械通过自己的判断推理、逻辑思维以及自主决策等能力进行运作,这样就使得机电一体化满足了更高的要求。为了符合时代的发展趋势,工程机械的智能化发展将成为必然。 2.3网络化 机电一体化之所以在工程机械中获得广泛应用,这与计算机信息网络技术的快速发展是分不开的。目前,大多数新型的机电一体化都具有较高的质量、强大的功能,而且有相当好的社会价值和经济价值,因此只要借助网络就会在很短的时间内迅速畅销。与此同时,在工程机械中监视技术和远程控制技术也已经应用越来越广泛,现在看来,机电一体化的发展趋势将逐渐趋向信息化和网络化。 2.4可持续化 不可否认,工业化的进程在很大的程度上提高了我们的生活质量和水平,然而,对我们的生活环境也造成了一定程度上的破坏,严重浪费了大量的自然资源。新世纪以来,人们越来越关注环保问题,公民也一直在不断加强自己的环保意识,绿色产品的概念和设计制造越来越受到欢迎。已经有越来越多的企业在制造、使用、设计以及销毁工程机械产品时都注重环保的要求,尽量提高资源的利用效率,满足人们的健康需要。所以,在工程机械中,可持续化的绿色机电一体化产品将会越来越受人们的欢迎。 3结语 在工程机械领域,机电一体化技术占据越来越大的优势,而且已经被广泛地应用,因为大量企业对机电一体化都很重视,也使机电一体化技术有了很大的发展。作为工程机械的使用者和管理者,就应该及时顺应时展的潮流,赶上科学技术的发展速度,快速地了解、掌握和学习机电一体化技术,只有做到了这些才能更好地参与到现代化的工程建设中去,为我国的工程机械建设事业做出更大的贡献。 工程机械论文:工程机械智能化和信息化发展概况 由于网络信息化、计算机智能化在工业技术领域有了空前的发展,我国的现代化建设事业也在发生着变化,对于工程机械的需求不再是数量多,也提高了对工程机械技术水平的要求。对工程机械智能化与信息化的要求主要是表现在对工作部件的进一步控制,目前在现代化的机械工厂,从最开始的材料输入到机床启停,以及调整参数,再到工件拆卸直至运输都可以实现全数字化、全自动化,不需要人来看守。计算机技术的快速发展和更新,给各个传统的行业带来了一定的影响,当然工程机械行业也随之发生变化。 1. 国内外工程机械智能化与信息化的发展概况 工程机械智能化与信息化在国内外都有着不同的发展情况,但是由于我国各方面因素的影响,国内的机械智能化与信息化发展状况与国外相比比较低。长期以来国际市场上的工程机械技术产品被欧美、日本等企业集团垄断,我们可以用国外的797F型矿用卡车来对国外的工程机械智能化与信息化发展概况进行分析。大部分的矿山企业里大型的机械每天工作长达十二小时,一般情况下是一个操作人员坐在大约有四层楼高的驾驶室里,忍受着噪音、酷暑和严寒等恶劣环境的影响进行工作,但是797F型矿用卡车具有远程遥控操作功能,那么操作者就可以坐在舒适的办公室里驾驭这一机器完成各种工作任务[1]。797F型矿用卡车拥有VIMS 3G监控系统,机器上的传感器使VIMS系统能够快速的交换和监控所有的系统传来的信息,操作人员可以轻松的在办公室里或者是车间里迅速的下载数据并将数据生成报告,这些数据可以用于提高定期维护计划的效率,尽量的延长机器的使用寿命。797F型矿用卡车还拥有生成和有效负载管理系统,这个系统可以用来提高卡车或者是装载工具的效率,从而提升车队的生产能力,有助于延长卡车机架、轮胎等部件的寿命,这款卡车还有外部有效负载指示器,能够正确的致使操作人员什么时候停止装载,以达到最佳有效的负载,此外还可以对道路进行分析控制[2],能够有效的改善维护养护的周期时间,延长机架和轮胎的寿命。我们可以看出国外的智能化工程机械已经具备了远程监控和智能维护、工程机械智能化管理等方面的功能。 在我国智能化工程机械的研究工作起步较晚,在二十世纪九十年代初期,国内首先开展了工程机械机器人化技术的研究工作,很多的高等学院和科研机构等多家工程机械生产企业联合进行了开发研究。我国的工程机械智能化与信息化在最初开始发展时期,所有控制系统软件都是依赖进口,而在国内的主机厂家设计人员也主要是以电气系统设计和元件选型为主,这种情况制约了我国工程机械化技术的发展。随后我国开始引进国外生产的控制器,设计人员根据工程机械主机控制策略进行再次开发[3],在这一阶段设计人员开始关注控制模型的搭建,但是由于控制器主要还是依赖于进口,我国的工程机械在智能化、信息化领域还是处于初期阶段。随着后期的不断研发以及大量人力和物力的投入,我国的机械工程也在逐渐的推出一些产品,直到现在我国开始了现代化手段开发,并且验证了工程机械控制策略,目前我国的工程机械行业已经进入到高速的发展时期,但是变速器和高液压件等关键零件还是依赖于进口,那么也就在一定程度上限制了我国整体工程机械厂商的战略扩张。 2. 工程机械智能化与信息化的发展方向 工程机械智能化与信息化指的是在工程机械中应用信息采集和智能控制技术,使工程机械有一定的自我感知和自动控制等功能。随着科学技术的进步以及现代化施工项目大型化的需求,新一代的工程机械不仅需要实现集成化操作智能控制,还需要将他们组成基于网络智能化机群协同控制系统,以便能够获得项目施工的高效率和降低耗能。目前工程机械化产品的智能化与信息化已经成为世界工程的重要发展方向之一,工程机械的智能化是指工程机械利用工程机械集成信息,应用计算机微控制器通过系统的程序最终达到理想的控制目的,工程机械的信息化包括了售前信息和售后信息,如果售前信息和售后信息得到了有效的集成并且方便读取,那么对于机器的使用和管理以及后期的维修养护等程序将会变得更加方便快捷。 3. 结语 工程机械智能化与信息化是计算机和自动控制以及网络技术等多层领域的集成应用,随着计算机技术的发展,工程机械的智能化和信息化必将不断的发展,给我国的工程机械和农业机械等传统行业的智能化控制提供更多的改进方向,工程机械将会得到更好的发展空间,为我国的社会经济发展做出贡献。 工程机械论文:工程机械技术保养计划管理 1各等级技术保养时机的计算 无论是制订季度保养计划还是月保养计划,都必须计算出各台工程机械的各级保养时机,这样才能进行各种工程机械的保养次数统计,才能确定具体的保养日期。为便于计算,现以工程机械运行时间(h)为矢量坐标,得出如图1所示的某型号工程机械运行时间与各等级保养的关系,其中TD表示大修间隔期(h),TZ表示中修间隔期(h),TⅢ表示三级保养间隔期(h),TⅡ表示二级保养间隔期(h),TⅠ表示一级保养间隔期(h);同时,设某台该型机械至本月底已运行了T0小时,按使用计划,该机下月需运行T1小时,即该机至下月底总的运行小时数为T=T0+T1;并假设:本月的保养项目已按计划实施完毕,没有推迟到下月进行。需要特别说明的是:1)按照保养规程的规定,在做高等级保养时,应完成低级保养的内容;2)由于中修的停修时间比较长(1个月左右),所以某型工程机械若在某月需进行中修,则在之后至本月底基本上不能承担施工作业任务。 2当0 如果T0TZ,则该机在下月需进行1次中修;否则,继续向下推算。如果T0n×TⅢ,则该机在下月需进行1次三级保养;否则,继续向下推算。其中:n为保养间隔期的倍数,正整数。如果T0n×TⅡ,则该机在下月需进行1次二级保养;否则,继续向下推算。如果T0n×TⅠ,则该机在下月需进行1次一级保养;否则,该机在下月可以不进行任何等级的保养。 3当TⅠ (1)如果T0TZ,则该机在下月需先进行1次一级保养,再进行1次中修;否则,继续向下推算。(2)如果TZ-T1 4当2TⅠ (1)如果T0TZ,则该机在下月需先进行2次一级保养再进行1次中修;否则,继续向下推算。(2)如果T0TZ,则该机在下月需先进行1次一级保养再进行1次中修;否则,继续向下推算。(3)如果TZ-T1 5实例说明 下面以某型机械为例作简要说明。该机的相关定额参数分别为:TD=4800h,TZ=2400h,TⅢ=1200h,TⅡ=400h,TⅠ=100h;同时,该机械至本月底已运行小时数为T0=1090h,按使用计划,该机下月需运行小时数为T1=230h。那么根据以上方法,可推算出该机下月的保养时机为:该机在本月运行到1000h已完成了一级保养之后,又运行了90h,那么在下月运行10h(即总运行时间达1100h)时,需进行1次一级保养,之后再运行100h(即总运行时间达到1200h)时,需进行1次三级保养,之后继续运行100h(即总运行时间达1300h)时,还需进行1次一级保养。因此该机在下月总共应进行2次一级保养1次三级保养,分别在其总运行时间达到1100h、1200h和1300h之时进行。 6执行技术保养计划应注意的几个问题 (1)如果工程机械使用计划因受自然条件或其他因素影响而调整,则保养计划的保养日期也将随之变化。保养计划在执行中,可依据工程机械实际运转小时数,视完成任务的需要和工程机械技术状况等情况,允许适当提前或推迟,但提前或推迟时间一般不应超过各级保养间隔期定额的10%。(2)下达保养计划时,工程机械技术保养计划应与工程机械使用计划同时下达,技术保养计划应同时下达给工程机械使用单位和保修单位,月保养计划还应抄送通知工程机械使用操作人员,以确保技术保养计划的落实。(3)工程机械技术保养计划与施工或培训任务发生矛盾时,不可因施工或培训任务重而挤掉保养工作,应本着既要坚持定期保养制度,又要满足施工或培训需要的原则处理。(4)工程机械技术状况确实较差,不能延期保养,而施工作业任务重,可利用施工作业的空闲时间,分时分段进行保养,即将规定的保养项目分几次进行,这样既完成了规定的保养内容,又不影响施工或培训任务的完成。 7结论 根据文中给出的关系图和计算方法,可准确地推算出各种类工程机械的等级保养时机,为科学制订技术保养计划提供了依据。把握好文中所提出的几个应注意的问题,可有效解决保养计划与施工任务之间可能存在的矛盾,确保技术保养计划得到有效落实。 工程机械论文:营销模式在工程机械中的应用 广大朋友们,关于“几种营销模式在工程机械中的应用”是由精品学习网论文频道小编特别编辑整理的,相信对需要各式各样的论文朋友有一定的帮助! 随着国民经济的不断发展壮大,对工程机械的需求也是突飞猛进, 市场上的需求已发展到目前高质量全方位的竞争, 迫使厂商不断的提高产品质量, 改变经营方式,各个工程机械制造企业所采用的营销方式不尽相同。工程机械制造企业立足于市场,除了要重视产品质量、售后服务等因素外,还要重视营销。 一、不同营销模式特点 工程机械企业主要采用以下几种营销模式:直销、一般销售、授权销售、区域独家( 专营)销售、融资销售和租赁销售。 1.直销。直销方式就是企业自身建立营销机构、设置办事处,在所属区域内开展营销工作,与终端客户面对面交流沟通,由企业与终端客户直接签订最终的合同。由于工程机械产品的专业性、复杂性及工程机械技术的快速发展,营销和售后服务人员具有较高的综合素质。在国内,对于经营规模较小且产品专业性较强的一些工程机械产品适合采用直销方式营销。 2.授权销售。授权销售被定义为“ 执行联系生产者和用户,以完成营销任务的活动的组织机构网络”。工程机械产品的终端客户较为分散,产品价值较高,销售过程需要特别的服务,销售周期较长。一般来讲,授权商无权独立制定销售政策,如价格、折扣等。 3.区域独家(专营)销售。区域独家(专营)(以下简称区域总)销售是企业在一个界定的营销区域内仅仅授权一个商,这种制具有排他性和唯一性。区域总以其特有的经营方式,在制的发展过程中,表现出强有力的优势和巨大的发展潜力。 4.融资销售。融资销售是利用社会资本进行销售的一种运作方式,也是企业拓展市场的有力措施之一。融资销售的主要优点是:较好解决了终端客户资金不足的问题,终端客户在购买工程机械产品时,仅仅需要支付部分货款,就可以取得设备的使用权,降低了终端客户资金运营成本,解决了客户资金短缺而又急需设备的难题;制造企业可以快速回笼资金,加速资金周转,扩大再生产,避免了其他营销方式中的经营风险;商可以在短时间内获取利润,完成资本积累;有利于企业、商拓展市场。 5.租赁销售。租赁营销是生产企业或商为了拓展市场,提高产品的市场占有率或将新产品尽快推向市场,为用户提供的具有金融服务性质的销售。租赁销售建立在高度诚信基础之上的分期付款销售的一种特殊表现形式。 工程机械论文:正确认识和开展施工企业工程机械设备管理 摘 要:本文主要介绍了当前施工企业机械设备管理过程中存在的几个问题及其相应的解决方法,为施工企业提高机械设备管理水平提供借鉴作用。 关键词:施工企业 工程机械 管理工程机械是当前施工企业从事施工生产极其重要的工具。随着建筑工程市场竞争的日益激烈,企业改革的进一步深化,工程机械在现代化建筑施工中的作用已尤为突出,机械设备管理在施工企业中也越来越受到重视。但由于各方面因素的影响,施工企业在机械设备管理过程中仍面临着许多实际问题需要解决,如:工程机械装备落后与施工要求逐步提高之间不配套,专业技术力量薄弱与机械装备技术先进之间不满足,企业设备管理水平低与施工机械化程度高之间不适应等。而古语有云:“工欲善其事,必先利其器”。由此可见,如何设法搞好施工企业机械设备管理工作,正确分析与解决管理过程中的各种矛盾关系,管好、用好、养好、修好施工机械,对提高企业设备管理水平和技术水平,加快施工进度,提高工作效率,降低劳动强度,增强企业的市场竞争力都有十分重要的现实意义。 1、当前机械设备管理中存在的问题及原因 1.1、管理机构不健全,管理制度不完善 (1)一个施工企业要搞好机械设备管理工作,需要适当建立和健全相应的管理机构,明确制定各级机构、人员的职责,这是机械设备管理工作顺利进行的组织保证。在施工过程中,工程项目往往点多线长,设备、人员调动频繁,而施工企业却普遍存在着管理班子不全,人员力量薄弱等现象。因为他们错误地认为,机械设备管理是施工现场的事,管理部门与基层单位只局限于个别业务上的联系,以致盲目地精简机构、压缩甚至取消设备管理机构及管理人员,或将其工作职能并入其他部门兼管。由此必然导致管理层与操作层之间上下脱节,出现谁也不管的局面,设备管理工作很难实施。 (2)其次,相当一部分施工企业仍缺乏完整、严格的机械设备管理制度,对机械设备的台账、技术资料档案的建立等工作尚未完善,管理工作无章可循、管理无序,有的企业甚至在购买了新设备后,没有及时或根本不入账,造成管理工作相当被动,设备糊涂使用,严重的甚至造成国有资产的流失。 1.2、机械装备落后,设备盲目购置 (1)随着建筑市场竞争的日益激烈,建设单位对施工企业的工程质量、工程进度的要求也越来越高,市场竞争已演化为人才与设备的竞争。与此同时,由于高新技术的高速发展,施工企业现有的机械设备已显得过于陈旧,其机械设备整体技术状况已进入老化阶段,大半处于落后水平,造成企业在部分大型项目的投标及施工组织上受到限制,在一定程度上制约了企业的发展。 (2)为了适应当前形势,施工企业的确需要适当引进一些国内外较为先进的机械设备,以提高企业的技术装备水平。但有些企业没有根据自己企业发展的需要,未能科学地制订机械设备的发展规划和购置计划,未能正确预测所引进机械设备的市场使用前景,导致所购设备不能满足工程项目的施工要求,新置设备如成“废物”。 (3)还有的企业为了一味追求设备的生产率,盲目购置一些大型设备,但又未能充分考虑所购设备会受到资源、市场消耗能力、搬迁运输、施工场地、环保、操作使用等诸多因素的限制,投入使用后的运转费用难以维持,以致设备平均利用率很低,不得不停机处理,这些都给企业造成巨大的经济损失。 1.3、舍不得智力投资 (1)虽然目前大部分施工企业都根据自己企业的实际情况,设立了机务管理部门,但由于机构、人员更迭较为频繁,设备管理及维修人员接受专业教育时间短,管理人员对设备管理的整体认识尚较模糊,技术管理水平参差不齐,在实施管理过程中,还未能规范地开展机管工作。 (2)而有些企业只是片面注重眼前利益,宁愿花耗大量资金用于购买先进设备,但在管理人才培训等智力投资方面却显得过分吝惜,舍不得花钱。这样,就算有再先进的设备,但管理跟不上、人员素质低劣,是很难适应机械自动化、机电液一体化程度高的设备管理需要。 1.4、机械设备的使用与保养相互脱节 (1)目前大多数施工企业虽然都实行定人定机制度,即每个操作人员固定使用一台机械设备,但却忽略了定人保养制度,没有把机械设备维修保养的各项规章制度明确落实到个人。正因为如此,操作人员往往只是“包用不包修”,维修人员也是马虎应付了事,每当机械设备出现故障,操作人员与维修人员往往互相推卸责任。这样,不但影响了产量、质量,也增加了维修费用、运转费用以及降低了设备的使用寿命。 (2)此外,不少项目负责人只考虑眼前利益,没有从长远打算,短期行为严重,只注意产值与效益挂钩,在设备管理使用上表现为“重用轻管”,为了赶工期、抢进度,而不惜拼设备,造成机械设备常常处于超负荷状况工作,或带“病”作业,甚至违章操作,其结果是该工程项目完工后,机械设备严重磨损老化,而调运到新工程又需花费大量的精力与费用进行整修,造成施工工期贻误,项目部之间在维修费用上互相推诿,固定资产无形流失。 1.5、设备维修“滞后”,浪费严重 (1)由于目前大部分施工企业还未能有效地实行点检制度等保养措施,设备维修管理往往局限于“事后维修”,“预防维修”意识不够重视,对设备的故障及劣化现象也就未能早期发觉、早期预防、早期修理,以致造成人力、物力、财力不必要的浪费。 (2)施工企业机械设备“浪费维修”的现象也十分严重,个别维修人员为了贪图方便,对一些仍有很大修复价值的旧件不加以修复利用,任凭其主观随意地报废,更有甚者,不考虑其它设备的整体性能,采取“拆东墙补西墙”的做法,得过且过,只要机械能动就交差了事,结果也只会是事倍功半。 2、提高机械设备管理工作的方法要解决上述问题,搞好施工企业工程机械设备管理应抓住以下几个方面的工作: 2.1、完善管理体制,健全规章制度 (1)建立并完善机械设备管理机构,实行统一 规划,专人负责,进行全面的综合管理。努力做到专业管理与群众管理相结合,明确专管和群管人员的职责与权限,充分发挥各级职能人员的积极性。 (2)贯彻执行定机、定人、定岗位责任的“三定”制度,让每台机械都有专人负责保管、检修、操作。由于“三定”制度是机械化施工生产和设备管理工作的基础,其执行的好坏将直接影响到企业劳动生产率、施工安全、机械的完好率与使用率,因此在执行过程中除应配备相应人员外,还需注意不要随意变动其工作岗位,以免影响机械设备性能的了解与掌握程度。 2.2、加强设备维修保养制度,坚持设备评优工作 (1)我们知道,机械设备的保养、维修、使用这三者是相互关连,互为条件的。任何设备在使用了一段较长的时间后,都会出现不同程度的故障,为了降低故障率、延长设备使用寿命,应根据机械设备的使用情况,密切配合施工生产,按照设备规定的运转周期(公里或小时)定期做好各项保养与维修的工作。设备管理部门在制定维修及保养计划时须认真分析各类设备的具体情况,针对新旧设备的不同特点,采取不同的措施。对于老旧设备,要以保证运行、消除隐患、及时修理为重点;对新设备,则以提高人员的技术水平、加强维护为重点,从而有效地保证每台设备的使用性能和安全生产。 (2)对于施工企业已装备的具有先进技术水平、价格昂贵的机械设备,因其技术含量高,单凭经验与普通工具已难以对这些设备进行正确的修理。因此,这些机械设备应采用现代的手段,以经济合理的方法开展维修,改变以往计划经济背景下实施的强制修理制度,实行“视情修理法”,即视乎设备的功能、工作环境、磨损大小,在充分了解与掌握其故障情况、损坏情况、技术情况的基础上进行状态维修、项目维修,这样既保证了设备的完好率,在确保正常使用的同时,又能充分发挥设备的最大工作效率,避免了机械不坏不修,坏了又无法修的局面发生。 (3)为了促进各基层单位的管理工作,每年应组织开展机械设备检查评比活动。检查评比宜采用不定期抽检的方式,以防止基层单位平时不重视设备现场管理,检查时再搞突击应付。检查评比的结果还应与奖惩制度相结合,要体现增产节约有奖,损失浪费要罚的原则,对管理优秀的单位与个人给予奖励,对管理差的予以处罚。这样,不但有效地推动了企业的设备管理工作,还减少了设备的故障停机率,保证了企业的正常生产。 2.3、加大技术培训力度,选拔优秀设备管理人才 (1)随者现代科技的不断发展,机械设备也在不断更新换代,其自动化程度将越来越高,技术含量也越来越重。它要求管理者要有全新的思想、全新的观念,科学地对机械设备的购置、安装、维修、更新改造等进行有条不紊的综合管理。因此,施工企业要想从根本上提高全体管理和维修人员的专业技术素质,就应采取“走出去、请进来、集中培训”的方法,加大技术培训力度,选拔和培养一批懂技术、会管理、会核算的“一专多能”型人才,以满足企业今后的发展需要。 (2)施工企业也可以有重点地组织由设备管理、维修、操作人员共同参加的设备管理研讨会,大家集思广益,出谋献计,形成学技术、钻业务的氛围。并根据施工的具体情况,采用示范表现、专题讲座、参观学习等形式,及时推广、宣传有实效的经验体会,以点带面,逐步提高企业各级人员理论知识水平和实际操作技能。 2.4、加强职业道德教育职业道德,不仅是个人修养的问题,它与企业的经济效益也息息相关,可以说是一种无形的资本。当前施工企业设备使用与管理上存在的野蛮操作、缺乏保养、随意浪费、马虎维修、以劣充优等行为,都是缺乏职业道德的表现。因此,施工企业仍需不断加强政治思想和职业道德教育,让广大职工树立爱惜设备的良好风气,使机械设备发挥最佳效能。 3、结 语 总结经验,我们深刻体会到机械设备管理是一个系统工程,需要各方面人员的全面参与、积极配合;其次,要认识到机械设备管理工作无论在任何情况下,都要以提高设备完好率、保证设备稳定运行为目标;都要紧紧抓住搞好设备现场管理、强化维修保养这项中心工作;都要重视各级管理人员技术素质的提高。只有这样,机械设备管理工作才能做得更好。 工程机械论文:工程机械行业融资租赁应用问题的浅议 摘要:由于工业化进程不断加快,中国95%以上的产品都处于供大于求的状态,企业销售难的问题越来越突出。传统的销售模式的路越走越窄,并一直困惑着中国的设备制造企业。融资租赁业务作为一种边缘产业,将融资与贸易有效地结合起来,形成一种独特的交易方式。它不专属某一特定行业的边缘性,可以组合成若干种灵活的结构,降低对信用的过渡依赖,提高控制风险的能力,从而可以解决工程机械企业销售困境的难题。 关键词:工程机械行业;融资租赁;厂商 1工程机械行业融资租赁应用现状分析 1.1业务开展尚处于起步阶段 面对国内工程机械市场的激烈竞争,制造企业为了扩大自己产品的市场份额,采用了“分期付款”、“以租代购”或“先租后购”等灵活销售手段,有点类似融资租赁,但还不是具体的融资租赁业务。融资租赁进入我(文秘站:)国虽然时间不短,由于各方面的原因,其发展一直滞后于我国的经济发展,在工程机械领域的应用就更少。对目前具体业务的开展更是很少,基本上处于理论认知与实践探索阶段。除卡特彼勒(中国)融资租赁有限公司依托其全球融资租赁经验在中国市场为客户提供融资租赁服务外,国内现有的融资租赁公司涉足工程机械融资领域的并不多,而国内制造厂商开展融资租赁的更是很少。这与国外发达国家相差甚远。在融资租赁发展的比较成熟的国家,租赁公司中的大部分是有银行或厂商背景的。 1.2工程机械融资租赁的前景广阔 我国实行的西部大开发、振兴东北老工业基地,以及南水北调、西电东输、西气东输等重大工程,需要的大量的设备投资,单靠银行贷 款、直接购买,既行不通也不现实。通过融资租赁,即可满足上述地区、工程的投资需要,又能盘活东部发达地区的闲置设备、存量资产,促进中国设备制造业的发展。在新经济环境下,为数众多的中小企业由于贷 款的相对困难,对生产设备的融资租赁,对库存商品和闲置资产的租赁,表现出高度的热情。当下,对大多数中小企业来讲,贷 款、上市这两条融资渠道尚难走通,融资租赁是中小企业解决融资难的现实选择。 目前,中国工程机械的租赁需求量仅占全国工程机械设备需求量的10%左右,与高达80%的相应的国际水平相距甚远。2004年,美国租赁业对GDP的贡献已接近2%,而我国仅为0.17%。比例低正说明市场空间大。市场经济有一定的共性,对比发达国家,面对全国供、求市场都非常巨大的工程机械设备,工程机械租赁业发展前景是十分广阔的。 2工程机械企业融资租赁模式比较分析 2.1直接融资型厂商租赁 直接融资型厂商租赁指融资租赁公司和厂商达成合作销售产品总意向,当用户需要租赁设备时,融资租赁公司则向厂商直接购买设备,然后租给用户,用户再分期向租赁公司缴付租金的租赁形式。 一般情况,直接融资型厂商租赁中的承租人大都对其自身承担的责权利有清楚了解,采用租赁形式也是以解决分期付款的融资需求为主,而金融租赁公司则以收取租赁手续费或租金价差为主要目的。这种模式虽然具有参与各方角色明确、操作程序简单的优点,但是已经不适应租赁业“专业化、规模化、多元化”的发展趋势,若不予以操作模式创新,不适合融资租赁公司提高综合服务水平,加强市场竞争力的经营需要。 2.2转租赁 转融资租赁是由出租人从另一家融资租赁公司或厂商租进设备,然后租给下一个承租人使用。转融资租赁与其他融资租赁的主要区别在于转融资租赁是从租赁公司或开发商取得融资便利,其他是从银行或非银行金融机构取得融资便利。转融资租赁的关键在于多了一个第三人充当转租人,其功能可以通过最终承租人和转租人两方面以体现。对转租人而言,当租赁公司在其借贷能力较弱,融资技术也不发达,资金来源有限的情况下,为了利用别家租赁公司条件优厚的融资便利,往往会采用转租赁的方式。 转融资租赁在租赁中引进了转租人这样一个中间人,解决了承租人信用额度不足的缺陷和贸易壁垒的障碍,使承租人通过转租人完成融资,使承租人在直接融资租赁成本的基础上,还要增加转租人的成本利息、转租人承办租赁业务的费用、转租人向承租人提供租赁服务所赚取的利润,这样就不可避免地增加了租金,使融资成本远远高于其他融资租赁方式。 2.3委托租赁 委托型租赁指厂商作为委托人,将产品委托租赁公司分别给其指定用户达到销售目的的租赁形式,而租金额等租赁款项则由厂商与用户事先约定。 在委托型厂商租赁中,融资租赁公司一般不承担风险,只是担当租赁中介角色,以收取委托租赁手续费为目的。租赁物的所有权归厂商。这种方式一般适用于拥有较多闲置资产的工程机械厂商、综合实力较强的大型设备制造厂商、能控制用户租金归还风险的厂商等。在当前租赁市场,该模式的创新现实意义也很大,融资租赁公司也可以打破常规,在承担部分租赁风险、代为寻求承租客户、增加中介经纪或二手设备供应商参与合作等诸多方面进行创新构想。 2.4杠杆租赁 对于建设和运营中所需的一些购置成本特别高的大型设备的融资,利用直接融资租赁的方式难以实现,杠杆租赁则为此提供了一个较好的解决办法。杠杆租赁指租赁公司以现金投资设备成本费的20%~40%,其余购置费用通过向银行或保险公司等金融机构借款获得,然后把购得的设备出租给承租人。租赁公司要把租赁物的所有权、融资租赁合同的担保受益权、租赁物的保险受益权及融资租赁合同的收益权转让或抵押给贷 款人。对于隧道挖掘的专用机械设备等购置成本特别高的大型设备,采取杠杆租赁方式可以分担资金风险、解决融资困难。 在杠杆租赁中,对于出租方而言主要体现在债务杠杆作用。出租方自有资金投资利润率的提高,出租方的收益由两部分构成:一部分是出租方使用权益资金所获得的收益。另一部分是出租方使用负债资金所获得的收益负债对权益资金收益能力的放大效应,称为 财务杠杆正效应,财务杠杆正效应的条件是:息税前全部资金利润率高于债务资金的利息率;税收的屏障效益,负债筹资可以给出租方带来税收上的优惠,因为按照规定,生产经营期间的负债利息作为出租方的财务费用可以在当期或以后若干期内的税前利润中扣除,从而减少应纳税所得额,表现为国家财政少收了税款而给出租方带来价值的增加。企业的负债越多。利息抵税效用就越大。 3工程机 械企业融资租赁的可行性分析 3.1融资租赁对工程机械企业的功能优势 工程机械制造商投资融资租赁公司,有着企业长远的战略考虑。因为现阶段相当多的制造商销售受到了很大的外部力量牵制,随时会有来自银行的不确定因素。尽管有了银行的介入,其风险控制的专业手段和给客户的心理压力确实有助于项目的风险控制;但当银行亦要求厂商、商提供回购担保时,信用风险的最终落脚点仍然落在了厂商和商身上。因此,当工程机械企业发展到一定阶段的时候,用自己的融资租赁公司改善销售产品的风险控制、降低销售门槛、提升产品市场占有率更为有效直接。 对于工程机械企业来说,融资租赁在法律上明确地界定了所有权问题。银行按揭是一个抵押担保问题,但是如果涉及到承租人破产及三角债问题,从法律上来讲没有清晰地界定物权。而融资租赁过程中,法律已经十分清晰地界定了物权,只有当承租人缴纳完全部租金,并付清最后的设备残值费之后,设备的所有权才转移到承租人手中。融资租赁将所有权和使用权分离,一旦承租人不还租金,一可以收回物件;二可以保留债权,避免三角债;三可以处置担保资产。法律上,租赁物件不参与承租企业的破产清算,一旦承租人经营不善、企业破产,租赁物件不会灭失,债权不会全损,避免了许多不必要的纠纷促销租赁创新模式的探寻过程,实际上就是金融租赁公司和厂商之间不断寻求共同创利方法的过程,厂商租赁创新必须服从于获取利润的需要,否则就失去了现实意义。 3.2应对国外厂商的冲击 中国的工程机械市场和金融租赁市场都是世界上最大的潜在市场(《2004年世界租赁年报——中国分报告》)。从2000年以来,外国工程机械厂商、外国金融机构和投资者纷纷抢滩进入中国工程机械金融租赁市场。近年来,一些欧美大的跨国公司及其工程机械厂商开始进入中国租赁业。这些大公司介入中国融资租赁业的首要目的就是为推销他们产品提供金融服务,以扩大市场占有份额。因此,国内企业要想在市场上保持并提高自己的市场占有率,必须结合实际借鉴国外制造商发展融资租赁业务的经验,引入融资租赁业务,抢占先机。 结语 在我国国民经济快速发展的新形势下,我国工程机械行业在拥有巨大市场的同时也将面临整个行业竞争加剧的问题。我国工程机械企业一直采用厂商销售模式来销售产品,但是目前这种方式的局限性日益突出,因此,我国工程机械厂商引入融资租赁业务是其发展的当务之急。 工程机械论文:工程机械修理方式的研究 摘 要:工程机械现场修理可以缩短设备的维修周期,降低设备的故障率,它直接关系到施工的效率、质量和经济效益。开发一系列功能较全、使用可靠和实用性强的工程机械修理车,将对保障工程机械在各种复杂环境下的高效率运行产生积极的作用。 在高度现代化建设的今天,我国各地都有大规模的基础设施建设工程,投入了大量的工程机械、车辆和设备。各种施工机械、设备在运行中发生的故障和维修保养任务绝大部分应在现场予以解决。现场修理能力强可以缩短设备的维修周期,降低设备的故障率,它直接关系到施工的效率、质量和经济效益。 现场修理有许多特殊的要求,它的能力强弱首先取决于它使用手段的现代化程度。一般情况下,工程机械作业现场高度分散,机械的使用强度大,发生故障的突发性高,施工时间紧迫,因此,现场修理现代化首先是要求所使用的维修设备、仪器、工具和工艺材料的现代化,并要求能将这些维修设备、仪器、工具和各种材料等成套装车,形成不同功能机动灵活的修理车系列,便于及时、迅速靠近作业机械,组织实施紧急抢修和预防性检修。有些施工单位也曾因陋就简地设计改装过若干修理车,但皆因配套设备陈旧、落后,不能适应车载要求、功能不全、故障率高加之机动能力差等原因,逐渐被淘汰。 我们长期从事工程机械设备的研制、开发工作,并要求经常不断地到工地上去对大量的工程机械组织维护保养和修理。其中有不少修理项目,如各种机械的修复;电气电子设备的修复;柴油机的修复;液压部件的修复等等,在所使用的维修设备、仪器和工具方面,都已获得了不少新的科研成果,并具有很强的通用性,尤其是在工程机械的维修中,可汲取的内容很多。如能将这些成果加以修改、组合,就不难推广到工程机械修理的广阔领域里来。因此,开发一系列功能较全、使用可靠和实用性强的工程机械修理车,将对保障工程机械在各种复杂环境下的高效率运行产生积极的作用。 开发新颖的工程机械修理车系列,目前条件比较成熟,随着我国汽车工业和军用修理车制造业的发展,各种新技术、新工艺、新材料的引进和广泛应用,各种专为修理车车载配套设计的设备、仪器和工具的相继研制成功,都为其打下了良好的基础,如能充分利用这些条件,将能缩短其开发周期,节省开发的费用。 1、现场修理手段现代化的内容 对修理现代化手段的主要要求是:首先,是在故障诊断、零部件拆装、净化处理、修复工艺和组装调试等各个环节,要求所使用的维修设备、仪器、工具和工艺材料的性能能满足维修质量的要求;其次,要有足够的精度和可靠性;第三,操作简单,容易掌握,不污染环境,不伤害人体健康。 1.1大力推进电子技术的应用。电子技术在维修设备、仪器中应用的广度和深度,是衡量维修手段现代化水平的重要标志。 在检测设备中,大量地采用计算机技术和先进的传感器,可使发动机和液压系统在故障诊断、参数测量和调试时达到不解体、快速和准确的目的,使维修工能在较短时间内掌握测试技术和提高故障诊断能力。 采用电力电子逆变技术检测喷油泵试验台的主轴转速,其瞬时稳定度极高,转速可以预先设定;采用计算机技术和高性能传感器,可使试验台的集油、量油数字化,且快速、直观,测量精度大为提高,量油的准确率可达10-5L以至更高,操作实现了半自动化并十分可靠。 采用电力电子逆变技术,还可将直流弧焊机的质量从200多千克降到20几千克,它的焊弧稳定,焊接质量极好,工作可靠,尤其适合在野外机动使用。将焊机的外特性稍加改变,再配上自动送丝机和电弧喷涂枪等,即可变成一套轻便的高速电弧喷涂设备,就可在现场对各种零件的磨损、腐蚀部位进行修复和保护。 采用超声电子技术,可在液压系统油管外测其流量,判断故障部位;超声波清洗机配上高效、无毒、无磷的常温水基金属洗涤剂,就可以快速、安全、低成本地清洗许多手工难以清洗的零部件;超声电子技术还可进行无损探伤、测厚等。 1.2大力发展各种表面工程技术。表面技术是维修工程中的一门既古老又新兴的学科和实用技术,是现代化维修手段中不可缺少的项目。它可以提高在现场修复各种零部件的能力,还可根据需要改变零件的表面性能状态和消除其缺陷。 电刷镀和高速电弧喷涂是在野外容易进行的表面维修工艺。广泛引入先进的化学材料和处理工艺,可以弥补在表面工程技术中一般物理、机械方法的不足。 采用各种性能优异的有机和无机粘接剂,能较好地解决各种强度要求的零部件的粘接修复。克服螺栓连接和铆接的一些致命弱点;采用一种新型的常温下固化的粘接剂,能快速修补轮胎和橡胶零件;采用多种性能的化学密封剂,可解决在复杂条件下使用的油、水、气的密封和堵漏;采用一些高抗腐涂料,可解决南方湿热和沿海盐雾地区工程机械使用过程中的防腐问题。 采用一种特殊的清洗剂,通过自动循环装置,对发动机的燃油系、冷却系、润滑系进行不解体清洗,净化程度高,不腐蚀机体,不污染环境。和分解机体后清洗的办法相比,工时仅为其几十分之一,发动机的功率、油耗、排放也随之大幅度改善。按期清洗,对延长发动机使用寿命有明显的好处。 发动机和用油液润滑的各种机械部件,如果所用润滑油管理不善或者盲目换油,都将造成浪费;如果更换不及时,将使机器严重磨损。一种新型的鉴别润滑油质量好坏的成套化学试剂,能在野外快速、准确地辨别润滑油的质量状况。可以随身携带,随时检测,十分方便。 引进一系列新型的用于发动机的化学养护材料,能自动提高其机件表面润滑能力,使机件减少磨损;或能使发动机气缸内燃烧充分,提高功率输出,降低燃油消耗,减少污染排放,值得在现代维修工程中加以推广。 1.3采用多功能、轻型的机械加工设备。多功能小型设备可以在野外独立无援的情况下,临时加工仿制部分急需的零部件。这是在现场修理时经常会遇到的情况,十分必要。如一种重量较轻、功能很强、专为修理车设计制造的多功能小型机床,利用变换多种功能附件,便能实现车、铣、磨、钻等多种功能,尤其适合在现场修理时使用。 要大力发展各种高效、多功能、适用的电动、液压和手动的工具,以便快速、安全地拆装零部件。 2、现场修理手段的现代化 应根据实际需要组装成一系列不同用途的多功能工程机械修理车,按照不同的性能价格比供用户选用。如有的以检测为主;有的以通用机械修理为主;有的以发动机、液压系统修理为主;也可以是单项功能的,如专门调修喷油泵或专门用于不解体清洗发动机等等。当然如有用户需要,也可生产功能较全的综合型的修理车或车组(即由几辆车组成的一套修理车)。 3、人才队伍建设和观念的转变 现场修理手段的现代化只为维修工作创造了一个良好的物质基础,能否使这些新型的、现代化设备充分发挥作用,关键在于要有一支掌握现代化修理能力的队伍,两者缺一不可。 3.1业精于勤。这支队伍应能刻苦学习,有潜心钻研、不断创新的精神,使先进的设备充分发挥潜力,得到事半功倍的效果。维修设备现代化后,操作使用往往更加简单可靠、容易掌握,训练的周期将相应缩短,但仍需要努力钻研,要想得到预期的好效果,不付出辛勤劳动是不行的。 3.2要转变观念。维修工作尤其是现场修理,长期不被真正地重视,被认为是一种修修补补、辅助性的工作,它的建设和投入被放 在次要的地位。现在提出手段现代化问题,和现实情况相比反差很大。不少人抱观望态度,或者“敬而远之”,觉得这些要求太“超前”了。仔细分析起来,这主要是因为我们过去长期受经济条件和知识结构的限制,看不到问题的实质。 实际情况怎样呢?当我们大胆地采用一系列新的维修技术和工艺后,不但能使那些陈旧、落后的修理手段得到更新,变为高效、准确、可靠且操作简单的技术和工艺,而且能给工程机械现场技术保障带来一片新的气象。 3.3现代化的设备坏了怎么办?设备现代化的概念中很重要的一条是不仅要求设备有很高的可靠性而且还要有很高的可维修性。在一般情况下它是不会出故障的,万一出了故障就要尽可能地缩短故障的现场修复时间。这是设计开始时就必须考虑的事,也是设备研制最着力的地方。许多新型设备十分复杂,其设计制造的难度很大,没有一定的工艺技术水平是做不出来的,但它的操作使用却十分简单、可靠,修理也不困难;对操作者不需要进行长期的培训,但对维修设备的制造厂,则应要求做好售后服务工作。 工程机械论文:工程机械电液比例阀的特点及其应用研究 摘要:电液比例阀是阀内比例电磁铁根据输入的电压信号产生相应动作,使工作阀阀芯产生位移,阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出的元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电的形式进行反馈。由于电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制的各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点,因此应用领域日益拓宽。近年研发生产的插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械的使用特点,具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。它的出现对移动式液压机械整体技术水平的提升具有重要意义。特别是在电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好的应用前景。 关键词:电液比例阀 负载感应 压力补偿 先导控制 遥控 1 引言 电液比例阀是阀内比例电磁铁根据输入的电压信号产生相应动作,使工作阀阀芯产生位移,阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出的元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电的形式进行反馈。由于电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制的各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点,因此应用领域日益拓宽。近年研发生产的插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械的使用特点,具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。它的出现对移动式液压机械整体技术水平的提升具有重要意义。特别是在电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好的应用前景。 2 工程机械电液比例阀的种类和形式 电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。根据工程机械液压操作的特点,以结构形式划分电液比例阀主要有两类:一类是螺旋插装式比例阀(screwin cartridge proportional valve),另一类是滑阀式比例阀(spool proportional valve)。 螺旋插装式比例阀是通过螺纹将电磁比例插装件固定在油路集成块上的元件,螺旋插装阀具有应用灵活、节省管路和成本低廉等特点,近年来在工程机械上的应用越来越广泛。常用的螺旋插装式比例阀有二通、三通、四通和多通等形式,二通式比例阀主要是比例节流阀,它常与其它元件一起构成复合阀,对流量、压力进行控制;三通式比例阀主要是比例减压阀,也是移动式机械液压系统中应用较多的比例阀,它主要是对液动操作多路阀的先导油路进行操作。利用三通式比例减压阀可以代替传统的手动减压式先导阀,它比手动的先导阀具有更多的灵活性和更高的控制精度。可以制成如图1所示的比例伺服控制手动多路阀,根据不同的输入信号,减压阀使输出活塞具有不同的压力或流量进而实现对多路阀阀芯的位移进行比例控制。四通或多通的螺旋插装式比例阀可以对工作装置实现单独的控制。 滑阀式比例阀又称分配阀,是移动式机械液压系统最基本的元件之一,是能实现方向与流量调节的复合阀。电液滑阀式比例多路阀是比较理想的电液转换控制元件,它不仅保留了手动多路阀的基本功能,还增加了位置电反馈的比例伺服操作和负载传感等先进的控制手段。所以它是工程机械分配阀的更新换代产品。 出于制造成本的考虑和工程机械控制精度要求不高的特点,一般比例多路阀内不配置位移感应传感器,也不具有电子检测和纠错功能。所以,阀芯位移量容易受负载变化引起的压力波动的影响,操作过程中要靠视觉观察来保证作业的完成。在电控、遥控操作时更应注意外界干涉的影响。近来,由于电子技术的发展,人们越来越多地采用内装的差动变压器(LDVT)等位移传感器构成阀芯位置移动的检测,实现阀芯位移闭环控制。这种由电磁比例阀、位置反馈传感器、驱动放大器和其它电子电路组成的高度集成的比例阀,具有一定的校正功能,可以有效地克服一般比例阀的缺点,使控制精度得到较大提高。 3 电液比例多路阀的负载传感与压力补偿技术 为了节约能量、降低油温和提高控制精度,同时也使同步动作的几个执行元件在运动时互不干扰,现在较先进的工程机械都采用了负载传感与压力补偿技术。负载传感与压力补偿是一个很相似的概念,都是利用负载变化引起的压力变化去调节泵或阀的压力与流量以适应系统的工作需求。负载传感对定量泵系统来讲是将负载压力通过负载感应油路引至远程调压的溢流阀上,当负载较小时,溢流阀调定压力也较小;负载较大,调定压力也较大,但也始终存在一定的溢流损失。对于变量泵系统是将负载传感油路引入到泵的变量机构,使泵的输出压力随负载压力的升高而升高(始终为较小的固定压差),使泵的输出流量与系统的实际需要流量相等,无溢流损失,实现了节能。 压力补偿是为了提高阀的控制性能而采取的一种保证措施。将阀口后的负载压力引入压力补偿阀,压力补偿阀对阀口前的压力进行调整使阀口前后的压差为常值,这样根据节流口的流量调节特性流经阀口的流量大小就只与该阀口的开度有关,而不受负载压力的影响。 4 工程机械电液比例阀的先导控制与遥控 电液比例阀和其它专用器件的技术进步使工程车辆挡位、转向、制动和工作装置等各种系统的电气控制成为现实。对于一般需要位移输出的机构可采用类似于图1的比例伺服控制手动多路阀驱动器完成。电气操作具有响应快、布线灵活、可实现集成控制和与计算机接口容易等优点,所以现代工程机械液压阀已越来越多地采用电控先导控制的电液比例阀(或电液开关阀)代替手动直接操作或液压先导控制的多路阀。采用电液比例阀(或电液开关阀)的另一个显著优点是在工程车辆上可以大大减少操作手柄的个数,这不但使驾驶室布置简洁,而且能够有效降低操作复杂性,对提高作业质量和效率都具有重要的实际意义。图2是TECNORD公司JMF型控制摇杆(joystick),利用一个摇杆就可以对如图2中的多片电液比例阀和开关阀进行有效控制。该摇杆在X轴和Y轴方向都可以实现比例控制或开关控制,应用十分方便。 随着数字式无线通讯技术的迅速发展,出现了性能稳定、工作可靠、适用于工程机械的无线遥控系统,布置在移动机械上的遥控接收装置可以将接收到的无线电信号转换为控制电液比例阀的比例信号和控制电液开关阀的开关信号,以及控制其它装置的相应信号,使得原来手动操作的各个元件都能接受遥控电信号的指令并进行相应动作,此时的工程机械实际上已成为遥控型的工程机械。 无线遥控发射与接收系统已成功地应用于多种工程机械的遥控改造。从安全角度考虑,它发射的每条数字数据指令都具有一组特别的系统地址码,这种地址码厂家只使用一次。每个接收机只对有相同地址码的发射信号有反应,其它无线信号即使是同频率信号也不会对接收装置产生影响。加上其它安全措施的采用使系统的可靠性得到了充分的保障。在装载机、凿岩机、混凝土泵车、高空作业车和桥梁检修车等多种移动式机械的遥控改造中获得成功。工业遥控装置与电液比例阀相得益彰,电液比例阀为工程机械的遥控化提供了可行的接口,遥控装置又使电液比例阀得以发挥更大的作用。 5 电液比例阀在工程机械上应用实例 图3所示为某型汽车起重机的液压系统简图,图中仅画出了与电液比例阀有关的部分。该机采用了3片TECNORD TDV-4/3 LM-LS/PC型比例多路阀,负载传感油路中的3个梭阀将3个工作负载中的最大压力选出来送至远程调压溢流阀的远控口,调整溢流阀的溢流压力,使液压泵的输出压力恰好符合系统负载的需要即可,从而达到一定的节能目的。压力补偿油路使得通过每一片阀的流量仅与该阀的开度有关,而与其所承受的负载无关,与其它阀片所承受的负载也没有关系,从而达到在任一负载下均可随意控制负载速度的目的。 图4 是某推土机推土铲手动与电液比例先导控制实例。当二位三通电磁阀不通电时,先导压力与手动减压式先导阀相通,梭阀选择来自手动先导阀的压力对液动换向阀进行控制;当二位三通电磁阀通电时,先导控制压力油通向三通比例减压式先导阀,通过梭阀对液动换向阀进行控制。 6 小结 以上简要介绍了电液比例阀的工作原理和结构形式、工作特点,对比例阀的负载感应和压力补偿原理进行了分析研究。对电液比例阀的不同应用,特别是在工程机械的先导控制和遥控方面的应用进行了论述。电液比例阀对简化工程机械操作、提高效率和作业精度以及实现智能化作业都有着极其重要的意义,其性能的进一步提高和应用范围的日益拓宽必将使工程机械产品的技术水平得到较大程度的提高。 工程机械论文:工程机械现场的应急维修 摘要:在工程机械工作中,机械设备一旦损坏,往往会由于缺少个别零部件而影响机械的使用和施工工期,因此应该能够在工程机械的使用维护工作中,灵活处理一些看来比较棘手的问题。文章从寻找零部件不能正常工作原因、掌握几种应急维修技巧、使用日用品应急代用三个方面,介绍了工程机械应急维修的方法。 关键词:工程机械;应急维修 在工程机械工作中,现场环境往往是不佳的,例如在工程施工中,由于施工多在比较偏远的地方,加之工程施工经费偏紧、机械设备的品种多且型号杂,因此机械设备一旦损坏,往往会由于缺少个别零部件而影响机械的使用和施工工期;在机动车维修中,机动车行驶突然出现故障,一时买不到标准配件时。因此我们应该能够在工程机械的使用维护工作中,灵活处理一些看来比较棘手的问题,这样常能收到事半功倍的效果,例如可以采用某些容易得到的日常用品应急代用,能够收到比较好的效果。 在这里,本文介绍几种简便易行的应急维修方法。 一、零部件不能正常工作的原因及现场如何解决 1.零部件的安装失误 例如有些工程机械中液压缸密封件中的支撑环(主要由充填四氟乙烯材料制成)的弹性较差,因此在安装前应先将其在100oC的油中浸泡10~20分钟,使其变软,然后乘其弹性较大时安装上。 2.零部件操作上的问题 这方面引起的问题较多,尤其时在工程车运行中,新驾驶员不熟悉机器性能的情况下。例如,有台工程车的半轴的花键经常磨损,后来发现是驾驶员使差速锁一直未脱开,导致使用时加重了传动部位的负荷,使其磨损严重,因此要改善操作。 3.相关部位的故障引起零件的损坏 例如,一台挖掘机上的两个行走液压马达同时坏了,经检查,是多路回转接头上的油封损坏而堵塞了回路所致,因此要及时解决这个问题,否则日后液压马达还会损坏。 4.零件的质量问题 例如有台挖掘机,其液压马达、液压泵、减速器的轴承都损坏过,更换了原厂的轴承后还是坏,最后安装了进口轴承就解决了问题。同样,这台挖掘机动臂缸的油封在夏天也经常损坏,后来发现是原厂的活塞与缸筒的配合的间隙太大之故。现场重新加工活塞后,油封就没再坏过。 二、几种应急维修技巧 1、巧用扳手拧螺栓 有时由于缺少合适的扳手导致拆装零部件困难,特别是进口工程机械的有些螺栓,拆装时用国产扳手非大即小。另外,有时由于随机携带的扳手不全,拆装也会出现问题。此时采用下面的办法可解燃眉之急(主要针对梅花扳手、开口扳手(呆扳手)和内六角扳手而言,尽可能少使用活动扳手和管钳等工具,否则易损坏部件),如果所使用的梅花或开口扳手比所要拧的螺栓头(或螺母)大,内六角扳手比所要拧的螺栓头小,可在扳手内(梅花、开口扳手)或扳手外(内六角扳手)垫一些铜皮、铁丝或螺丝刀等物,而后慢慢加力拆、装;而当开口扳手比螺栓头(或螺母)小、内六角扳手比螺栓头大时,可分别用锉刀将开口扳手开口锉大、将内六角扳手的六方尺寸锉小。通过以上处理多数情况下可以解决应急拆、装工作,而且经改制的扳手可以留作以后使用。 2.巧拆轴承座圈 W4一60挖掘机打气泵(SKI一82型)的连杆轴承常易损坏,损坏后轴承外圈仍镶在连杆孔内很难取下,因外圈坚硬用钢锯锯时易打滑,而硬打硬敲又易使连杆损坏。这时,可将连杆夹于台钳上,选用重型套筒扳手中的套头,一侧使用比轴承外圈稍小的套头顶住轴承外圈,另一侧用比连杆轴承孔尺寸稍大的套头顶住连杆孔侧面,然后逐渐加力夹紧台钳,这样轴承外圈就会慢慢被压出来。如有气割工具,则可直接用气割割断轴承外圈。 3.巧拆轮胎 在拆卸大型轮式装载机、推土机的轮胎时,分离轮胎和轮辋是一件较困难的事,由于长时间使用而未拆卸过,轮辋可能发生锈蚀,使轮胎和轮辋粘得很紧。采用放气、来回行走碾压的方法拆卸,效果并不十分理想,而用下述方法则能取得较好效果:即在取下锁圈后(有些进口工程机械如WD140推土机其轮胎装有外边环),在轮胎和轮辋之间加水以利润滑,用两台推土机铲刀分别压轮胎两边,中间用长短合适的一根铁棒横在轮惘上,而后穿上钢丝绳用起重机或装载机等起吊,这样轮胎和轮辋就很容易分开。 4.巧换销套 W4一60C挖掘机各销轴处销套因长时间使用,缺乏润滑而损坏,更换时如不注意方法,常使销套安装不到位,造成端部损坏。对此,可将销套套在对应的销轴上,再将销轴穿人销套座孔对中定位,而后用手锤锤打销轴端头,使销轴头部将销套压入销套座孔内。此法不损坏销套、不产生歪斜,简单可靠。 三、使用日常用品进行应急代用 使用日常用品应急代用是不得己时的应急措施,必须从实际出发:一是要简便易行,制作时间短;二是要保证行车安全;三是要不损坏原有装置,不造成其它零件的损坏;四是应急之后,要及时调换正规的配件。 1.使用自行车零件应急 1.1如果柴油机喷油器顶杆内孔的小钢球丢失,可以用自行车飞轮滚珠代替,也可以用报废的黄油嘴内的小钢珠代替。 1.2当农用车离合器分离轴承回位弹簧断裂,可以用自行车车座下的拉伸弹簧代用。 1.3东风一12型手扶拖拉机上固定转向拨叉与转向臂的销子若磨损,可以用自行车曲拐销代替。 1.4在给轮胎充、放气时,经常需要把气门芯拧出来,有时因用力不当,或经长期使用后气门芯的螺纹下部折断在气门嘴内,而断头部分较难取出。这时,可取一根自行车辐条,将其带螺纹一端强行向断芯的气门嘴内拧入,使辐条螺纹攻人断芯内,而后用力猛地将辐条向外拔出,即可将残留在气门嘴内的断芯取出。此法简便易行,屡试不爽。 2.使用生活用品应急 2.1清洗发动机油底壳或者机体内表面时,如果铁屑和杂质太多难以洗净,可以用适量的面团粘吸。 2.2当汽油机化油器的浮子破损时,可以用热水瓶的软木塞改制代替。 2.3如果机动车的制动液泄漏流失,可以用白酒或一定浓度的肥皂水代替。 2.4牙膏中含有研磨材料,可以用牙膏研磨气门与气门座、柴油机三副精密偶件以及机动车车灯玻璃上的经微划痕。 2.5家庭用的洗洁精等,可以用来清洗机械零部件,尤其适合清洗橡胶零件,洗后不会发生溶胀和变形现象。 2.6用洗衣粉加锯末清洗沾有润滑油的零件。 2.7如果发现蓄电池电解液液面过低,为防止极板硫化,可以购买市场的纯水、太空水倒入蓄电池内。 2.8剪开易拉罐壳,可以很方便地制作机动车上的铝垫圈或者加油、加水的漏斗。 2.9当发现水箱、机油冷却器和液压油散热器等多管(芯)部件损坏导致漏油、漏水和漏气时,为迅速判断损坏部位,可利用香烟吹气法找到泄漏处。即点燃一支香烟,深吸几口,含烟于口中,将怀疑有故障管(芯子)的一端堵死,对准另一端吹烟,则管(芯)上冒烟处即为故障部位,然后再查找下一个部位。此法简便易行,有效可靠,但要注意安全。 3.使用电器用品应急 3.1如果柴油机高压油管接头台肩处漏油,剪一段16号电工保险丝绕在紧固螺母下面。 3.2如果拆卸磁电机时不慎丢失高压触点炭棒,造成磁电机不能产生高压电,可以用干电池的炭芯磨短一段代用。如果汽车分电器盖中心电极碳棒损坏或丢失,可以用5号干电池中的碳棒稍磨后代用。 4.其它应急方法 4.1如果高压油管乳头处漏油,可以用塑料片或软金属片剪成一个小环形,垫在接头凹穴内。 4.2当发电机碳刷磨损过度或弹簧力不足影响发电时,可以用木块或树皮削成炭刷长宽一致的小块,垫在弹簧与炭刷之间,以增加炭刷与整流子的接触压力。 4.3可以用洗净的丝瓜络代替空气滤清器的铁丝滤芯。 4.4如果橡胶油封的自紧弹簧过松,可以用加添橡皮筋的方法予以弥补。 4.5零件的接合表面常用密封垫片密封,并在垫片上涂一层耐油密封胶以增加密封效果,但如一时没有密封胶,也可使用油漆代替;油漆的粘性较大并干后变硬,使密封可靠,效果较好。如一台日产WD140-4型推土机打气泵出现故障,修理后安装时由于没有密封胶而在泵盖密封垫上涂上一层油漆,经使用证明效果很好。 工程机械论文:论常用工程机械液压系统的维护 论文关键词:工程机械;液压系统;维护 论文摘要:本文分析了常用工程机械液压系统维护不当而对其造成的危害,探讨了如何适当维护液压系统。 就液压传动的工程机械而言,液压系统的正常运行是其良好技术状况的一个主要标志。合格的液压油是液压系统可靠运行的保障,正确的维护是液压系统可靠运行的根本。为此,本人根据工作实践,就一般作业环境中工程机械液压系统的维护作一粗略的探讨。 1选择适合的液压油 液压油在液压系统中起着传递压力、润滑、冷却、密封的作用,液压油选择不恰当是液压系统早期故障和耐久性下降的主要原因。应按随机《使用说明书》中规定的牌号选择液压油,特殊情况需要使用代用油时,应力求其性能与原牌号性能相同。不同牌号的液压油不能混合使用,以防液压油产生化学反应、性能发生变化。 深褐色、乳白色、有异味的液压油是变质油,不能使用。 2防止固体杂质混入液压系统 清洁的液压油是液压系统的生命。 液压系统中有许多精密偶件,有的有阻尼小孔、有的有缝隙等。若固体杂质入侵将造成精密偶件拉伤、发卡、油道堵塞等,危及液压系统的安全运行。一般固体杂质入侵液压系统的途径有:液压油不洁;加油工具不洁;加油和维修、保养不慎;液压元件脱屑等。可以从以下几个方面防止固体杂质入侵系统: 2.1加油时 液压油必须过滤加注,加油工具应可靠清洁。不能为了提高加油速度而去掉油箱加油口处的过滤器。加油人员应使用干净的手套和工作服,以防固体杂质和纤维杂质掉入油中。 2.2保养时 拆卸液压油箱加油盖、滤清器盖、检测孔、液压油管等部位,造成系统油道暴露时要避开扬尘,拆卸部位要先彻底清洁后才能打开。如拆卸液压油箱加油盖时,先除去油箱盖四周的泥土,拧松油箱盖后,清除残留在接合部位的杂物(不能用水冲洗以免水渗入油箱),确认清洁后才能打开油箱盖。如需使用擦拭材料和铁锤时,应选择不掉纤维杂质的擦拭材料和击打面附着橡胶的专用铁锤。液压元件、液压胶管要认真清洗,用高压风吹干后组装。选用包装完好的正品滤芯(内包装损坏,虽然滤芯完好,也可能不洁)。换油时同时清洗滤清器,安装滤芯前应用擦拭材料认真清洁滤清器壳内底部污物。 2.3液压系统的清洗 清洗油必须使用与系统所用牌号相同的液压油,油温在45~80℃之间,用大流量尽可能将系统中杂质带走。液压系统要反复清洗三次以上,每次清洗完后,趁油热时将其全部放出系统。清洗完毕再清洗滤清器、更换 新滤芯后加注新油。 3防止空气和水入侵液压系统 3.1防止空气入侵液压系统 在常压常温下液压油中含有容积比为6~8%的空气,当压力降低时空气会从油中游离出来,气泡破裂使液压元件"气蚀",产生噪声。大量的空气进入油中将使"气蚀"现象加剧,液压油压缩性增大,工作不稳定,降低工作效率,执行元件出现工作"爬行"等不良后果。另外,空气还会使液压油氧化,加速油的变质。防止空气入侵应注意以下几点: 维修和换油后要按随机《使用说明书》规定排除系统中的空气,才能正常作业。液压油泵的吸油管口不得露出油面,吸油管路必须密封良好。油泵驱动轴的密封应良好,要注意更换该处油封时应使用"双唇"正品油封,不能用"单唇"油封代替,因为"单唇"油封只能单向封油,不具备封气的功能。 3.2防止水入侵液压系统 油中含有过量水分,会使液压元件锈蚀、油液乳化变质、润滑油膜强度降低,加速机械磨损。除了维修保养时要防止水分入侵外,还要注意储油桶不用时,要拧紧盖子,最好倒置放置;含水量大的油要经多次过滤,每过滤一次要更换一次烘干的滤纸,在没有专用仪器检测时,可将油滴到烧热的铁板上,没有蒸气冒出并立即燃烧方能加注。 4作业中注意事项 4.1机械作业要柔和平顺 机械作业应避免粗暴,否则必然产生冲击负荷,使机械故障频发,大大缩短使用寿命。作业时产生的冲击负荷,一方面使机械结构件早期磨损、断裂、破碎,一方面使液压系统中产生冲击压力,冲击压力又会使液压元件损坏、油封和高压油管接头与胶管的压合处过早失效漏油或爆管、溢流阀频繁动作油温上升。还有一个值得注意的问题 :操作手要保持稳定。因为每台设备操纵系统的自由间隙都有一定差异,连接部位的磨损程度不同因而其间隙也不同,发动机及液压系统出力的大小也不尽相同,这些因素赋予了设备的个性。只有使用该设备的操作手认真摸索,修正自己的操纵动作以适应设备的个性,经过长期作业后,才能养成符合设备个性的良好操作习惯。一般机械行业坚持定人定机制度,这也是因素之一。 4.2要注意气蚀和溢流噪声 作业中要时刻注意液压泵和溢流阀的声音,如果液压泵出现"气蚀"噪声,经排气后不能消除,应查明原因排除故障后才能使用。如果某执行元件在没有负荷时动作缓慢,并伴有溢流阀溢流声响,应立即停机检修。 4.3严格执行交接班制度 交班司机停放机械时,要保证接班司机检查时的安全和检查到准确的油位。系统是否渗漏、连接是否松动、活塞杆和液压胶管是否撞伤、液压泵的低压进油管连接是否可靠、油箱油位是否正确等,是接班司机对液压系统检查的重点。常压式油箱还要检查并清洁油箱通气孔,保持其畅通,以防气孔堵塞造成油箱真空,致使液压油泵吸油困难而损坏。 4.4保持适宜的油温 液压系统的工作温度一般控制在30~80℃之间为宜(危险温度≥100℃)。液压系统的油温过高会导致:油的粘度降低,容易引起泄漏,效率下降;润滑油膜强度降低,加速机械的磨损;生成碳化物和淤碴;油液氧化加速油质恶化;油封、高压胶管过早老化等。为了避免温度过高:不要长期过载;注意散热器散热片不要被油污染,以防尘土附着影响散热效果;保持足够的油量以利于油的循环散热;炎热的夏季不要全天作业,要避开中午高温时间。油温过低时,油的粘度大,流动性差,阻力大,工作效率低;当油温低于20℃时,急转弯易损坏液压马达、阀、管道等。此时需要进行暖机运转,起动发动机,空载怠速运转3~5min后,以中速油门提高发动机转速,操纵手柄使工作装置的任何一个动作(如挖掘机张斗)至极限位置,保持3~5min使液压油通过溢流升温。如果油温更低则需要适当增加暖机运转时间。 4.5液压油箱气压和油量的控制 压力式油箱在工作中要随时注意油箱气压,其压力必须保持在随机《使用说明书》规定的范围内。压力过低,油泵吸油不足易损坏,压力过高,会使液压系统漏油,容易造成低压油路爆管。对维修和换油后的设备,排尽系统中的空气后,要按随机《使用说明书》规定的检查油位状态,将机器停在平整的地方,发动机熄火15min后重新检查油位,必要时予以补充。 4.6其他注意事项 作业中要防止飞落石块打击液压油缸、活塞杆、液压油管等部件。活塞杆上如果有小点击伤,要及时用油石将小点周围棱边磨去,以防破坏活塞杆的密封装置,在不漏油的情况下可继续使用。连续停机在24h以上的设备,在启动前,要向液压泵中注油,以防液压泵干磨而损坏。 5定期保养注意事项 目前有的工程机械液压系统设置了智能装置,该装置对液压系统某些隐患有警示功能,但其监测范围和程度有一定的局限性,所以液压系统的检查保养应将智能装置监测结果与定期检查保养相结合。 5.1250h检查保养 检查滤清器滤网上的附着物,如金属粉末过多,往往标志着油泵磨损或油缸拉缸,对此,必须确诊并采取相应措施后才能开机。如发现滤网损坏、污垢积聚,要及时更换,必要时同时换油。 5.2500h检查保养 不管滤芯状况如何均应更换,因为凭肉眼难以察觉滤芯的细小损坏情况,如果长时间高温作业还应适当提前更换滤芯。 5.31000h检查保养 清洗滤清器,更换滤芯,清洗液压油箱,更换液压油。长期高温作业换油时间要适当提前。当然,如能通过油质检测分析来指导换油是最经济的,但要注意延长使用的油,每隔100h应检测一次,以便及时发现并更换变质油。 5.47000h和10000h检查维护 液压系统需由专业人员检测,进行必要的调整和维修。根据实践,进口液压泵、液压马达工作10000h后必须大修,否则液压泵、马达因失修可能损坏,对液压系统是至命性的破坏。 工程机械论文:环保节能工程机械产品设计与趋势 随着工程机械品种和数量的不断增加,大量工程机械所消耗的资源、排放的污染物对环境产生了难以估计的负荷。为保护人类十分宝贵且有限的地球资源,实现全球可持续发展,提高操作人员的安全性及工作舒适性,努力达到人、机和环境的亲和,很有必要按照汽车行业的环保标准来设计工程机械产品。尽管目前工程机械尚未归并入限制排放的机动车行列,但随着国内外各大中城市对城市环境保护的日益重视,对机动车辆尾气排放用烟度、噪声等指标的限制愈来愈严格;特别是随着装载机等数量大的工程机械产品在市政建设中的使用量不断加大以及人们日益增强的环保意识,可以预见开发研制环保节能型产品是今后工程机械发展的趋势。鉴于此,徐工科技在装载机行业中率先推出了ZL40G环保型轮式装载机。 本文以ZL40G环保型轮式装载机为例,就机械材料的选用与设计、所要遵循的要点和所需考虑问题,提出几点建议和设想。 1、环保型材料的利用 1)尽量采用能再生利用的材料和资源 在各系统及部件设计中所选用的材料尽量是可回收、易分解、能再生而且在加工和使用过程中对环境无害的材料,特别是结构件的设计应尽可能采用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒材料,提高工程机械材料的再生率。 2)长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则 通常来说,延长产品寿命就等于减少了机械的生产量和降低其报废量,降低产品能耗可减少对环境的污染,而减轻产品重量即可减少材料和资源的消耗。要从减少环境负荷的角度尽可以考虑各系列产品同类零部件的互换性和通用性。为此应在保持主机各项性能参数前提下,尽量减少主机和附属作业装置或机具的体积和重量,提高动力传动系统零部件的强度和耐久性能,实现液压系统的轻量化和高效率。 3)尽量采用低环境负荷材料 工程机械零部件设计中应尽可能不使用氟利昂(空调)、含氯橡胶、树脂及石棉等有害材料。如装载机驾驶室和内饰上使用难以自然分解且对环境有害的工程塑料及其它一些非金属材料都加重了资源浪费和环境污染;在仪表、散热器及蓄能电池等采购生产中,应尽可能减少或替代铅的使用量。因此在主机设计中一些附属零部件选用新型环保型材料很重要。 4)废弃零部件处理的污染最小化及综合成本最优化 工程机械产品在设计初始阶段就要考虑报废件处理简单、费用低和污染小,零部件要解体方便、破碎容易,能焚烧处理或可作为燃料回收。 2、环保型工程机械产品设计 1)选用低公害发动机 发动机是工程机械所有系统中对环境影响最大的部件,采用低油耗、低排放、低噪声、高效率的环保型水冷增压柴油机能大大降低对环境的负荷。目前欧美发达国家正在通过采用一系列新的技术手段、措施或应用新型的环保燃料来进一步降低排放、噪声等,努力适应第三次排放法规要求。 2)降低整机振动与噪声 减振与降噪应该是产品设计中最需关注的焦点问题。例如在装载机设计中,动力装置采用双向减振悬挂系统就能克服整机动力传动系统与车架之间的共振、噪声及对动力系统的疲劳破坏;后桥设计成中心摆动结构能使后桥摆动中心与动力输入中心重合,很好地减少附加力矩对传动系统不停冲击所产生的振动与噪音,避免在崎岖不平道路上整机各部件相互冲击所产生的噪声。除选择低噪声的发动机外,主机的结构布置或系统的结构设计也可以进行某些针对性的改进。如冷却风扇可不再由发动机直接驱动,而可单独由液压马达带动,这便于将风扇与发动机隔开并将整个发动机密封起来,从而使噪声不能通过风扇出风口传到外部,降低噪声对环境的影响;通过优化液压管路排列来降低液压油泵振动、阀节流和油管振动产生的噪声;可在机罩等覆盖件处设计粘贴吸音隔音材料;可设计全密封整体式驾驶室,密封减震,隔音降噪,真正体现“以人为本”的设计宗旨。 3)液压系统的清洁和防渗漏 保持传动液压油的清洁度对工程机械的液压传动非常重要,因此精心设计工程机械液压系统(如采用高效高精度过滤装置)十分必要,这样就可去除油液中微尘垃圾、机械磨损物等杂质,减少液压元件故障与磨损、延长常用液压元件的使用寿命,降低液压油的更换频率;同时可有效避免液压油在工作中温度升得过高过快,延长换油间隔时间,减少对周边作业环境的污染。另外通过采用增压液压油箱,可改善泵的吸油效果从而延长其使用寿命,并且能很好地防止外界灰尘和水分进入油箱,提高整个液压系统的清洁度。液压系统的渗漏对周围环境的污染是目前部分工程机械产品中普遍存在的,液压管路采用耐腐蚀、防老化、具备优良密封性能的进口优质胶管很有必要;为了减少损坏软管的废弃量,设计时应在可能的条件下尽量使用硬管;对设计过程中只能采用软管并且容易破裂时油液流出而污染环境。 4)系统高效节能的设计 工程机械的高效节能也是环境保护的重要一环,减少能源消耗即意味着减少对环境的污染。故选用电控高性能长寿命节能型发动机是研制环保型机械最基本的一环;另外在设计时采用双泵分合流技术、液压负荷传感技术、静液驱动技术等都可达到节能降耗的目的。 3、工程机械产品人性化的设计 1)环保安全关怀型驾驶室的设计 如采用防紫外线辐射玻璃的全密封整体式、经减震降噪处理的“安全环保型”驾驶室,室内配置无氟环保型冷暖空调,并设计FOPS及POPS驾驶室以确保驾驶员的安全;充分运用人机工程学设计原理,如司机座椅可全方位调节、功能集成的单操纵手柄、可调式转向驱动器、全自动换挡装置、电子监控与故障自诊断系统,再辅以合理美观的颜色搭配,可大大改善司机的工作环境,缓解疲劳,提高作业效率。 2)自动加脂装置或集中润滑系统的配置 传统的手动加注润滑脂费时费力,而且通常有多余的油液溢出来污染周边环境。因此研制环保型工程机械就能自动定时加注润滑脂的设备,如集中润滑系统就能自动定时给各铰销加注黄油,其加油量经过仔细计算后设定,可很好地保证各销轴得到足够的润滑而又没有多余的油溢出,既环保又方便。另外对于小型机械,鉴于降低设计成本,可采用密封的销轴或使用新型材料的特殊轴套、或设计二级防尘结构等防止外部异物的进入和内部油脂的排出,从而延长加注润滑油的间隔,减少对环境的污染。 3)外观美学设计 传统的工程机械产品一直是外形粗放、笨重的形象,环保型产品更应注重外观美学和车身的流线型设计,达到机器的环境的谐和,给人以视觉上的美感。如发动机机罩就可进行造型别致美观的流线型设计,整机的标识标牌应精心布置、设计,良好地体现环保特色。 4)人性化设计 工程机械控制技术的电子化代表了当今技术的发展趋势,采用微机控制技术,实现了各种工况下自动判断、挖掘机器发动机的功率输出,达到发动机的最佳功率匹配,减少发动机的燃油消耗,并自动诊断机器状态,使机器使始终能保持良好状态,因此控制和操纵的人性化能大大提高作业的安全性和舒适性。 5)系统可靠性设计 尽量运用高可靠性的成熟技术和借用经市场考验后的成熟系列零部件可延长各关键系统或零件的使用寿命,减少更换次数。例如降低制动元件的更换频率就相当于减轻了对周围环境的破坏与污染。 工程机械论文:工程机械电液比例阀的特点及其应用研究 摘要:电液比例阀是阀内比例电磁铁根据输入的电压信号产生相应动作,使工作阀阀芯产生位移,阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出的元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电的形式进行反馈。由于电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制的各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点,因此应用领域日益拓宽。近年研发生产的插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械的使用特点,具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。它的出现对移动式液压机械整体技术水平的提升具有重要意义。特别是在电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好的应用前景。 关键词:电液比例阀 负载感应 压力补偿 先导控制 遥控 1 引言 电液比例阀是阀内比例电磁铁根据输入的电压信号产生相应动作,使工作阀阀芯产生位移,阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出的元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电的形式进行反馈。由于电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制的各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点,因此应用领域日益拓宽。近年研发生产的插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械的使用特点,具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。它的出现对移动式液压机械整体技术水平的提升具有重要意义。特别是在电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好的应用前景。 2 工程机械电液比例阀的种类和形式 电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。根据工程机械液压操作的特点,以结构形式划分电液比例阀主要有两类:一类是螺旋插装式比例阀(screwin cartridge proportional valve),另一类是滑阀式比例阀(spool proportional valve)。 螺旋插装式比例阀是通过螺纹将电磁比例插装件固定在油路集成块上的元件,螺旋插装阀具有应用灵活、节省管路和成本低廉等特点,近年来在工程机械上的应用越来越广泛。常用的螺旋插装式比例阀有二通、三通、四通和多通等形式,二通式比例阀主要是比例节流阀,它常与其它元件一起构成复合阀,对流量、压力进行控制;三通式比例阀主要是比例减压阀,也是移动式机械液压系统中应用较多的比例阀,它主要是对液动操作多路阀的先导油路进行操作。利用三通式比例减压阀可以代替传统的手动减压式先导阀,它比手动的先导阀具有更多的灵活性和更高的控制精度。可以制成如图1所示的比例伺服控制手动多路阀,根据不同的输入信号,减压阀使输出活塞具有不同的压力或流量进而实现对多路阀阀芯的位移进行比例控制。四通或多通的螺旋插装式比例阀可以对工作装置实现单独的控制。 滑阀式比例阀又称分配阀,是移动式机械液压系统最基本的元件之一,是能实现方向与流量调节的复合阀。电液滑阀式比例多路阀是比较理想的电液转换控制元件,它不仅保留了手动多路阀的基本功能,还增加了位置电反馈的比例伺服操作和负载传感等先进的控制手段。所以它是工程机械分配阀的更新换代产品。 出于制造成本的考虑和工程机械控制精度要求不高的特点,一般比例多路阀内不配置位移感应传感器,也不具有电子检测和纠错功能。所以,阀芯位移量容易受负载变化引起的压力波动的影响,操作过程中要靠视觉观察来保证作业的完成。在电控、遥控操作时更应注意外界干涉的影响。近来,由于电子技术的发展,人们越来越多地采用内装的差动变压器(LDVT)等位移传感器构成阀芯位置移动的检测,实现阀芯位移闭环控制。这种由电磁比例阀、位置反馈传感器、驱动放大器和其它电子电路组成的高度集成的比例阀,具有一定的校正功能,可以有效地克服一般比例阀的缺点,使控制精度得到较大提高。 3 电液比例多路阀的负载传感与压力补偿技术 为了节约能量、降低油温和提高控制精度,同时也使同步动作的几个执行元件在运动时互不干扰,现在较先进的工程机械都采用了负载传感与压力补偿技术。负载传感与压力补偿是一个很相似的概念,都是利用负载变化引起的压力变化去调节泵或阀的压力与流量以适应系统的工作需求。负载传感对定量泵系统来讲是将负载压力通过负载感应油路引至远程调压的溢流阀上,当负载较小时,溢流阀调定压力也较小;负载较大,调定压力也较大,但也始终存在一定的溢流损失。对于变量泵系统是将负载传感油路引入到泵的变量机构,使泵的输出压力随负载压力的升高而升高(始终为较小的固定压差),使泵的输出流量与系统的实际需要流量相等,无溢流损失,实现了节能。 压力补偿是为了提高阀的控制性能而采取的一种保证措施。将阀口后的负载压力引入压力补偿阀,压力补偿阀对阀口前的压力进行调整使阀口前后的压差为常值,这样根据节流口的流量调节特性流经阀口的流量大小就只与该阀口的开度有关,而不受负载压力的影响。 4 工程机械电液比例阀的先导控制与遥控 电液比例阀和其它专用器件的技术进步使工程车辆挡位、转向、制动和工作装置等各种系统的电气控制成为现实。对于一般需要位移输出的机构可采用类似于图1的比例伺服控制手动多路阀驱动器完成。电气操作具有响应快、布线灵活、可实现集成控制和与计算机接口容易等优点,所以现代工程机械液压阀已越来越多地采用电控先导控制的电液比例阀(或电液开关阀)代替手动直接操作或液压先导控制的多路阀。采用电液比例阀(或电液开关阀)的另一个显著优点是在工程车辆上可以大大减少操作手柄的个数,这不但使驾驶室布置简洁,而且能够有效降低操作复杂性,对提高作业质量和效率都具有重要的实际意义。图2是TECNORD公司JMF型控制摇杆(joystick),利用一个摇杆就可以对如图2中的多片电液比例阀和开关阀进行有效控制。该摇杆在X轴和Y轴方向都可以实现比例控制或开关控制,应用十分方便。 随着数字式无线通讯技术的迅速发展,出现了性能稳定、工作可靠、适用于工程机械的无线遥控系统,布置在移动机械上的遥控接收装置可以将接收到的无线电信号转换为控制电液比例阀的比例信号和控制电液开关阀的开关信号,以及控制其它装置的相应信号,使得原来手动操作的各个元件都能接受遥控电信号的指令并进行相应动作,此时的工程机械实际上已成为遥控型的工程机械。 无线遥控发射与接收系统已成功地应用于多种工程机械的遥控改造。从安全角度考虑,它发射的每条数字数据指令都具有一组特别的系统地址码,这种地址码厂家只使用一次。每个接收机只对有相同地址码的发射信号有反应,其它无线信号即使是同频率信号也不会对接收装置产生影响。加上其它安全措施的采用使系统的可靠性得到了充分的保障。在装载机、凿岩机、混凝土泵车、高空作业车和桥梁检修车等多种移动式机械的遥控改造中获得成功。工业遥控装置与电液比例阀相得益彰,电液比例阀为工程机械的遥控化提供了可行的接口,遥控装置又使电液比例阀得以发挥更大的作用。 5 电液比例阀在工程机械上应用实例 图3所示为某型汽车起重机的液压系统简图,图中仅画出了与电液比例阀有关的部分。该机采用了3片TECNORD TDV-4/3 LM-LS/PC型比例多路阀,负载传感油路中的3个梭阀将3个工作负载中的最大压力选出来送至远程调压溢流阀的远控口,调整溢流阀的溢流压力,使液压泵的输出压力恰好符合系统负载的需要即可,从而达到一定的节能目的。压力补偿油路使得通过每一片阀的流量仅与该阀的开度有关,而与其所承受的负载无关,与其它阀片所承受的负载也没有关系,从而达到在任一负载下均可随意控制负载速度的目的。 图4 是某推土机推土铲手动与电液比例先导控制实例。当二位三通电磁阀不通电时,先导压力与手动减压式先导阀相通,梭阀选择来自手动先导阀的压力对液动换向阀进行控制;当二位三通电磁阀通电时,先导控制压力油通向三通比例减压式先导阀,通过梭阀对液动换向阀进行控制。 6 小结 以上简要介绍了电液比例阀的工作原理和结构形式、工作特点,对比例阀的负载感应和压力补偿原理进行了分析研究。对电液比例阀的不同应用,特别是在工程机械的先导控制和遥控方面的应用进行了论述。电液比例阀对简化工程机械操作、提高效率和作业精度以及实现智能化作业都有着极其重要的意义,其性能的进一步提高和应用范围的日益拓宽必将使工程机械产品的技术水平得到较大程度的提高。
矿山机电毕业论文:矿山机电电子设备故障诊断与维修 摘要:本文将对矿山机电所用设备产生故障的原因进行分析,提出故障诊断技术以及其在维修过程中的具体应用。 关键词:矿山机电设备;故障诊断;维修 引言 矿产资源具有十分广泛的用途,适用于多个工业生产领域。目前,矿产资源开发和利用的各种先进技术和先进设备层出不穷,大大提高了矿产资源的开发水平,提高了矿产资源的利用效率,对我国的经济发展做出了极大贡献。但是,矿山机电设备的故障问题一直是困扰矿产开发利用行业的主要问题。如果矿山机电设备出现故障,会造成人员伤亡和经济损失,阻碍矿产开发利用行业的发展。因此,加强矿山机电设备的故障诊断和维修水平,是我国矿产行业所要考虑的问题。 1机电设备的故障原因 1.1配合关系发生变化 矿山机电设备内部结构比较复杂,零件与零件之间具有密切的配合关系,各个零件共同配合形成设备的正常运转。一旦零件之间的配合关系发生变化,将很容易引起零件之间的配合失灵,轻则降低机械设备的性能和生产效率,重则引起机电设备报废。零件与零件之间的配合关系发生变化,一般是由于零件出现了损伤,尺寸和形状发生了变化,不能与其他零件进行很好的配合。这种损伤可能是因为零件长期使用出现了老化,也可能是因为意外事故导致。 1.2设备运行负担过重 在设计过程中,矿山机电设备的设计人员就已经对机电设备的各项参数划定了范围。如果矿山机电设备的运行参数超过设计人员规定的范围,那么说明机电设备运行负担过重,处于超负荷运转的状态下。如果长期保持这种状态,会对机电设备的内部造成损伤,影响机电设备的工作性能。一旦出现这种情况,技术人员要及时调整机电设备的工作参数,并且采取措施降低机电设备的运行压力。 1.3设备工作能力降低 机电设备有时会出现工作能力下降的状况,这是由设备内部因素和外部因素共同引起的[1]。比如,工作环境温度过高,散热通风情况不好,就会造成设备内部的零件摩擦生热,热量无法散发,最终导致零件温度上升而发生形变;或者是机械设备在安装时连接不恰当,造成连接部位负荷过重而发生扭曲或者磨损。 2故障诊断的步骤 机电设备的故障诊断由多个环节组成,首先是建立数学模型。机电设备的运行涉及众多运行参数,这些运行参数代表着机电设备的运行状态,也能够及早反映机电设备的故障。故障诊断就是要将这些工作参数综合起来建立数学模型,然后从定性和定量两个角度进行分析。其次是信息的采集处理。机电设备上都安装有传感器,传感器需将探测到的信息数据发送到存储器。这些数据信息不能用来直接判断机电设备的运行状况,而是需要经过有效处理。这些数据信息经过处理后,才能够与设备的运行标准进行比较,进而找出继电设备发生故障的原因。除了以上两个步骤,技术人员平时还要时刻关注机电设备各个部件的运行情况,结合机电设备的使用寿命进行故障预测,判断机电设备可能出现的故障种类和表现,从而为机电设备的维修工作提供有效的依据。 3针对矿山机电设备的故障诊断技术 对于矿山所用的机电设备,常见的诊断技术有三种:参考故障记录、压力和温度检测、利用专家系统诊断[2]。在矿山机电设备出现故障的时候,维修人员除了要采取必要措施对故障进行排除外,还要将故障的特征、原因、处理办法记录下来,以便日后出现类似状况时能够以最快速度解决问题,从而防止对矿产资源的开发利用造成影响。所以,在矿山机电设备产生故障的时候,技术人员首先要查看故障记录,查看是否曾经出现过类似故障,进而寻找解决办法。机电设备在正常运行的情况下,传动箱和轴承等部位的压力参数和温度参数都处于比较稳定的状态。所以,技术人员可用过检测机电设备各部位的压力参数和温度参数,来确定机电设备是否发生了故障。通过这种方式来进行故障诊断,能够快速判断出机电设备是否发生了故障。因此,这种方式的应用最为广泛。我国的矿产开发企业都要具备故障诊断相关的专家系统。故障诊断的专家系统包含了行业专家对故障诊断和故障解决的详细分析和经验总结,是我国矿产开发利用行业精英的智慧结晶。技术人员可以通过专家系统对设备故障进行定性分析和定量分析,制定解决办法。 4故障诊断技术在维修当中的具体应用 4.1采煤机故障诊断 我国在九五重点科技计划中明确指出:要将采煤机的故障诊断列为矿产行业的重点开发技术项目之一[3]。从此,我国的采煤机故障诊断技术出现了突飞猛进的发展。我国的采煤机故障诊断技术通过多个单元的共同配合,有效降低了采煤机出现故障的频率。这些工作单元有摇臂检测单元、变频器通信单元、高压控制箱检测单元、机身外围检测单元和工程概况检测单元。检测设备通过监督采煤机的各项工作参数,利用通信模块汇总信息,向技术人员发出预警信号,从而对采煤机采取温度、过流、欠压和过压等保护措施。总体来说,我国的采煤机诊断技术还存在一些缺点,如检测的参数不够完善、检测的范围不够广等,与世界发达国家还存在一定差距。 4.2提升机故障诊断 提升机是矿物资源开采的重要设施,能够将井下开采的矿物资源和井下工作人员运送到地面上[4]。提升机如果出现故障,会严重威胁工作人员的人身安全,给企业造成损失。提升机的故障分为软故障和硬故障,主要表现为提升机运转时发出异常声响、提升机的电动机底座出现振动、提升机出现漏灰现象、提升机的物料排出量不足等。以矿山开采常用的双筒提升机来说,松绳故障是一种常见的故障类型。如果出现这种故障,可以在提升机的天轮上安装小磁钢,通过传感器检测天轮的转动速度。如果天轮的转速保持一致,传感器的输出技术脉冲也差不多,则说明故障已经排除。 4.3其他设备故障诊断 除了采煤机和提升机,矿山开采的常见机电设备还有高压异步电动机和通风机。故障诊断技术同样可以应用到这些机电设备的管理中。这类故障技术典型的有金属超声探测技术、红外线热成像技术、铁谱探测分析技术等。这些技术的逐步运用,让技术人员可以及早发现机电设备的故障,从而有效避免造成更大的损失。 5结论 综上所述,矿山机电设备保持良好的运行状态,对于我国矿产开采作业水平和工作效率具有决定性影响,还能够保护矿物开采工作人员的人身安全。我国矿山机电设备产生故障的原因主要有配合关系发生变化、设备运行负担过重、设备工作能力降低三种。对此,矿山机电设备的维修人员要时刻保持对机电设备的监测,提前预测机电设备可能出现的故障,结合故障记录和专家系统分析故障原因,采取必要的技术和措施处理故障,以尽快排除机电设备的故障,确保机电设备能够安全、可靠、稳定地运行。 作者:马川 单位:东莞市技师学院 矿山机电毕业论文:矿山机电设备故障诊断探索 摘要随着矿山机电设备的不断更新,其故障诊断领域出现的新问题也越来越多。在矿山开采过程中,机电设备发挥着重要的作用,加上其价格通常比较昂贵,一旦发生故障,将会造成不可估量的损失。本文在解读矿山机电设备故障诊断原理的基础上,对其诊断过程中所运用的技术做全面分析,制定详细的诊断技术运用方案。希望能够提升矿山设备故障诊断能力,提升矿山机电设备的使用效率。 关键词机电设备;故障诊断;研究 科学技术是第一生产力。如今,科学技术的更新日新月异,矿山机电设备作为精密仪器,所运用的科学技术比较先进,更新换代也比较快。也正是因为如此,其对负责故障诊断的工作人员的要求相对较高:工作人员不但要具有极高的专业技术能力,而且还需要掌握比较全面的矿山设备故障诊断知识,比如要可以熟练操作计算机、独立完成信号处理、掌握如何控制传感器等[1]。通过对矿山机电设备故障的诊断,能够大大增加矿山机电设备的工作寿命,减少矿山开采的成本投入,提升这一活动的整体收益。 1矿山机电设备故障诊断原理 有多种原因可以引起矿山机电设备故障,所以对其进行诊断需要注意工作的每一个环节,尤其是需要按照自己的真实情况来判断故障出现的缘由。而要做到这一点,首先要完成的工作就是要明确矿山机电设备故障诊断工作的原理:按照矿山的真实情形构建一个数学模型,把矿山机电设备非故障状态下的各个数据做统一登记,并以此为根据,将其与发生故障时机电设备运转的各项数据逐一比较,找出这些数据碱的区别,通过这些不同对故障出现的原因做一个大致的评估;其次,为了进一步确定故障的部位,要对机电设备运行的重点资料加以整理,使用计算机对之进行换算,将计算结果当作诊断故障部位的参考资料,对矿山机电设备的故障问题做进一步确定;再次,在对机电设备信息进行整理解析的过程中,必须要保证解析的透彻性,要通过识别技术来确定机电设备故障的种类;最后,把上面分析得出的结果加以转化,以技术人员能够识别的方式呈现出来,为他们最终做出诊断评估提供依据,帮助他们制定更为科学的故障解决方案,以此减少矿山机电设备故障造成的损失[2]。 2矿山机电设备故障诊断技术 1)主观诊断技术。主观诊断技术主要依靠技术人员自身的经验对机电设备的故障进行诊断,确定故障的类型以及具体的故障发生部位。此种诊断方式不使用或者很少使用仪器设备,技术人员只要根据故障的外在表现就基本上能够判断出故障发生的部位。有时候,为了验证故障的确切部位,技术人员会使用一些简单的仪器作为辅助,但主要还是凭借其积累的经验对故障的详细情况进行判断。因此,此种诊断技术可以运用于任何的机电设施。但是,另一方面由于这种技术是依靠技术人员自身的经验来实施的,其对工作人员的专业素养要求非常高,没有足够的经验累积是不具备这样的工作能力的,工作人员很难顺利地完成诊断工作。此外,鉴于此种技术依靠的主要还是技术人员的主观判断,在判断的准确性方面难免会出现一些误差。2)仪器诊断技术。仪器诊断技术依靠的主要是仪器。其主要通过诊断仪器的显示判断机电设备发生故障的部位。此诊断方式得出的结果更为精确,出现误差的可能性小[3]。所以在矿山机电设备故障诊断过程中运用较多。随着科学技术的更新,诊断仪器的精确度将会越来越高,其在判断故障方面的运用将会更加全面。3)数字模型诊断技术。顾名思义,这一技术依靠的主要是数字模型,其以数学知识为基础构建相应的模型,之后通过动态检验技术和传感器技术对矿山机电设施出现的问题进行检验,通过对所得监测数据的解析,对故障的具体情况做详细的诊断。4)智能诊断技术。智能诊断技术主要依靠的是故障判断体系,其把各种机电设施常见的故障症状收集在一起构建故障判断体系,之后对比工作状态的机床设备出现的症状和体系内记载的情况进行比对,以此判断故障的情形。5)故障诊断专家体系。一般情况下,矿山机电设备生成故障的原因都比较繁杂,具有明显的复杂性、推进性和隐蔽性等特征。此种情况下,使用原本的故障诊断方式很难得出准确地结果。通常,故障诊断专家系统会集合多个学科的知识,聚集多位专家的经验,以此为基础建立起来的专家体系可以给故障做出更为全面地解析,从而得到更为可信的结论。从诊断结果来看,这一体系是相对完善的,这个方式与数学方式有很多接近的地方,它们都使用定量和定性结合的方式给予解析,最后建立故障树模型,以此彰显引起故障的根源的基本特点。后来,此方式经过逐层推进,介入粗糙等理论,排除其中的非重点要素,从而把引起故障的根源更加直接明确地表现出来。 3矿山机电设备故障诊断技术运用 1)关注矿山机电设备的日常检查。经过对现实故障发生问题的缘由的解析,大多数都是因为没有做好日常的检查工作。因此,想要做好矿山机电设备的故障诊断工作,首先要做的就是增加对日常检查工作的关注度。机电设备出现故障,突发现象比较少,大多都是先有一些细微的迹象,从一些小问题逐渐发展成为大的故障的。经过详细的日常检查,一般都能够及时觉察到这些小问题的存在,制定有效的解决方案对这些问题进行化解,大多数的故障都不会再次发生,这样由机电设备故障带来的损失将会大大减少。想要实施日常检查,首先要做的就是编制完善的工作管理体制,对日常检查过程中涉及的每一个环节都要有清醒的认识,依据矿上技术人员的实际工作能力把检查工作落实到每一个人,确定每一名技术人员应该实现的工作目标,确保日常检查工作能够按时按要求完成。其次,要建立科学的故障检查体制。经过对故障细节的检查得知,部分技术人员按照真实情况构建了工作体制,但是其并不够科学,致使不能及时把故障提交上级领导部门,从而造成机电设备故障蔓延,故障损失大大增加。最后,增加对技术人员思想意识的掌控,让他们对机电设备更加关注,增加其责任感。以矿山企业大局为中心,一旦遇到问题立即上报,降低损失,确保技术人员可以及时履行自己的义务,保证矿山设备能够正常运转。2)增加对主要机电设备故障诊断的关注度。矿山开发过程会运用到很多种机电设备。只要它们都处于正常工作状态,矿山开采工作才能正常进行。而一旦其中有设备出现故障,将会造成整个开发过程全面停工,降低矿山开发过程的整体运行效率。特别是那些主要的机电设备,一旦出现故障,更是可能造成整个开发系统的瘫痪。所以,在真实开发过程中,应该增加对主要设备的监管工作,确保这些设备随时处于工作状态,保证开发过程正常运行。同时,应该增加对管理人员的监督,让他们加大对技术人员的管理力度,对他们进行技术培训,确保技术人员的工作能力都能达到一定水准,保证他们掌握的知识可以满足工作的实际需要,可以按照故障的种类制定科学的故障诊断方案,全面归纳工作中出现的各类矛盾,提高矿山的实际开发效率。 4结论 在矿山开发过程中,机电设备扮演着非常重要的角色,发挥着关键的作用。同时,矿山机电设备的价格比较昂贵,一旦出现故障,造成的损失将会不可估量。所以,在运用矿山机电设备的过程中,应该关注日常检查和养护工作,最大限度地减少故障的出现,提升矿山企业的使用效率。 作者:姚良彩 单位:山东微山湖稀土有限公司 矿山机电毕业论文:矿山机电设备管理问题及改善途径 摘要矿山开采工作劳动强度较大、危险系数较高,并且矿山环境非常恶劣。随着采矿科技水平的快速发展,大量高性能的机电设备得到了广泛应用,大大提高了矿山开采的数字化、自动化水平。机电设备的广泛运用,大大提高了矿山开采效率,降低了工作人员的劳动强度,但也成为相当一部分开采工作事故发生的主要诱发因素。为此,首先对矿山机电设备管理工作存在的问题进行了分析,在此基础上对改善矿山机电设备管理工作的途径进行了探讨,对于确保矿山机电设备的高效运行有一定的参考价值。 关键词矿山机电设备;途径;安全生产 机电设备在矿山生产的各环节中发挥的作用越来越大,但大量机电设备的运行也在不同程度上诱发了相当一部分开采事故,据相关调查,每年的矿山事故中,由于机电设备管理问题所造成的事故伤亡超过总伤亡的1/2以上。目前我国矿山企业对机电设备的管理工作不够完善,存在管理方式落后、工作人员素质不高、检修计划不足等问题,导致机电设备在运行过程中,易出现安全隐患,继而引发安全事故。由于矿山开采工作对机电设备的要求较高,因此从机电设备的选型、采购到使用,矿山企业都需加强管理。矿山企业根据机电设备使用情况进行管理,不仅能够保障机电设备的正常运行,有效提高工作效率和生产效率,而且能够保障矿山开采工作的安全性,降低开采事故的发生率[1-5]。矿山机电设备已成为矿山开采最基本的设备,在提高企业经济效益的同时,有效促进了矿山企业的现代化水平。为此,本研究分别从管理理念、管理机构、使用规范、管理人员、检修计划等方面对矿山机电设备管理工作存在的问题进行分析,并对相应的改善措施进行探讨。 1矿山机电设备管理工作存在的问题 (1)管理理念。目前虽然矿山机电设备应用较普遍,但矿山企业对机电设备的管理仍然存在不足,矿山企业尚未认识到矿山机电设备管理工作的重要性,尚未制定较完备的矿山机电设备管理工作细则,导致相当一部分机电设备并未完全发挥出应有的作用。(2)管理机构。矿山企业在注重经济效益的同时,却忽视了矿山机电设备的管理,导致企业未针对机电设备设置完善的管理机构,导致管理系统不具有实效性。此外,我国矿山企业存在管理机构过于分散的问题,即机电设备的技术管理和经济管理机构较分散,矿山企业内部各部门对于矿山机电设备的管理职责存在重叠,不仅提高了管理成本,而且导致工作效率不高。(3)使用规范。矿山机电设备的安装和使用均会对矿山开采的安全性造成影响。工作人员在使用矿山机电设备时,由于各种因素的影响,导致机电设备出现不同程度的磨损,由于工作人员的操作失误,从而引发安全事故。安装人员未严格按照安装设计进行正确安装,或因工作失误,导致矿山机电设备在使用过程中出现问题,继而引发安全事故。此外,工作人员未对矿山机电设备进行良好的保养,易导致机电设备加速老化,给矿山企业带来较大的经济损失。(4)管理人员。矿山开采工作环境较恶劣,开采工作具有较高的危险性,导致矿山机电设备极易出现各种故障,加之操作人员专业素质不高以及工作失误,更增加了矿山机电设备的故障率。由于矿山机电设备管理工作尚未得到应有的重视,导致相关的矿山机电设备管理和维修人才缺乏,进而导致机电设备安装、使用、管理和维修均无法高效进行,不仅影响了矿山机电设备的使用寿命,而且影响了矿山企业的经济效益。(5)检修计划。任何机电设备都需要良好的检修和维护,方可在工作中最大限度地发挥其作用,并延长其使用寿命,进而提高生产效率,降低企业生产成本。矿山企业有必要制定完善的检修计划,及时解决机电设备运行过程中出现的各类故障,但由于相当一部分矿山企业尚未制定完备的检修计划,仅根据相关管理制度制定保养计划,导致无法及时发现和处理各类隐患。 2对策 (1)改善矿山机电设备管理理念。目前我国矿山企业机电设备管理理念与发达国家仍存在较大差距,为此,我国矿山企业需积极更新矿山机电设备管理理念。机电设备在矿山开采工作中发挥的作用越来越大,已成为促进矿山企业发展的主要因素,因此采用全新的机电设备管理理念,可有效促进矿山企业发展。矿山企业应转变以往机电管理等同于维护保养的管理模式,需引进国外先进管理理念,并加大对机电设备维护和改造的经费投入。矿山企业对机电设备的管理,不仅确保机电设备尽可能延长使用寿命,还应保证更加全面地发挥功效。矿山企业应更加注重对机电设备的改造,增加机电设备的功能和作用,使得机电设备在延长使用寿命的同时,更加全面地为开采生产服务。(2)改善矿山机电设备管理制度。目前,我国相当一部分矿山企业的机电设备管理制度不健全,导致矿山企业机电设备管理人员进行履行职责时无所依从。因此,矿山企业需结合当前管理制度中存在的问题和企业实际情况,不断进行完善和修正,制定健全的管理制度。此外,矿山企业可根据《机电设备检验标准》、《机电设备管理办法》等资料,制定相应的奖惩措施,增加管理制度的执行力度,从而提高矿山机电设备管理工作的成效。(3)完善矿山机电设备使用规范。矿山企业机电设备管理工作应落实到每一位工作人员,通过明确岗位责任制,改善矿山机电设备使用规范,针对机电设备管理和使用中存在的问题,进行明确分工,若发现管理不当,则追究相关人员的责任。此外,相关部门还需定期进行机电设备安全检查,若发现问题,需对相关责任人进行适当惩处,相关管理部门的负责人也应承担相应的责任。(4)组建高素质管理人才、维修人才队伍。由于矿山机电设备使用环境较恶劣,且其构造较复杂,因此在矿山开采作业中,有必要组建具有较高专业素质的管理和维修人才队伍。矿山企业需加强对各类人才的引进和培训,通过采取奖惩措施,促进相关工作人员不断提高自身的业务素质,此外,还可通过选拔人才的方式组建高素质管理团队,从而有效提高机电设备管理工作的整体质量。(5)完善矿山机电设备检修计划。矿山机电设备在长时间使用过程中,难免会出现磨损和老化问题,因此需安排检修人员定期对机电设备进行检修,确保机电设备在生产过程中,不至于突然停止运行,从而引发安全事故。矿山企业需根据机电设备的实际运行情况和类型,结合相应的规范和规章,制定周密的生产计划,及时掌握每项工程当日的生产进度及任务完成情况,合理安排人、料、机等,促使检修人员能够定期有效地进行机电设备检修,及时发现机电设备存在的问题并加以妥善解决,从而有效提高检修效果,保障机电设备的安全运行。 3结语 矿山机电设备作为矿山开采作业的主要辅助设备,加强对机电设备的管理,有助于提高采矿工作效率和矿山企业的经济效益。针对目前我国矿山企业机电设备管理工作存在的问题,提出了相应的对策,对于确保矿山企业机电设备的高效运行有一定的借鉴价值。 作者:鲍江峰 单位:山西焦煤西山煤电集团公司东曲煤矿 矿山机电毕业论文:矿山机电安装工程施工安全管理研究 【摘要】近年来,在科学技术的推动下,我国的矿山生产也实现了向机械化作业方式的转变,采用机械代替人员进行劳动,不仅降低了工作人员的劳动强度,同时也大大提高了矿山生产的效率。机电设备是矿山机械化生产中不可或缺的部分,在安装过程中具有安装专业性强、安装规模大、具有复杂性等特点,很容易发生事故,因此,在机电安装工程中,必须做好工程施工的安全管理工作,保证矿山生产的安全性。 【关键词】矿山;机电安装工程;施工安全管理 引言 矿山机电安装是一项比较复杂的工作,涉及到的范围和内容非常广,对安装专业人员提出了更高的要求,随着矿山生产的规模的扩大,机电设备的规模也越来越大,机电安装工作难度也大大增强,受到各种外界因素和内部因素的影响,矿山机电安装常常面临着各种事故的发生,严重危害了施工人员的生命健康,同时还对机电安装工程的进度和质量造成了不利的影响,从而对矿山生产造成不利影响,因此,做好机电安装工程的安全管理非常必要。 1矿山机电安装的特点 (1)矿山机电安装涉及到的学科和内容非常多,包括机械工程、数控技术、机械自动化等,在实际的安装过程中,安装的复杂性高,要求施工人员必须对各方面的知识都了解并能够熟练应用,才能保证机电安装工程的有效进行。(2)在我国科学技术不断发展的过程中,矿山机电设备也在不断更新和进步,矿山机电设备的种类也越来越多,并且自动化和智能化程度越来越高,因此,在机电设备的安装过程中,要求安装施工人员掌握各种先进的使用方式,了解设备的运行原理,因此在安装过程具有技术强的特点。(3)近年来,矿山企业的规模在不断增大,机电设备的规模也在不断增大,使用的机电设备种类和数量都越来越多,因此,在安装过程中,具有安装数量大、规模大的特点,安装的难度也因此不断增大[1]。 2矿山机电安装中存在的问题 2.1机电安装队伍力量较弱 矿山机电安装具有复杂性高、技术性强、专业要求高以及数量大等特点,因此对机电安装人员的素质和能力提出了更高的要求。但是从目前矿山机电安装的工作人员的素质和能力来看,安装队伍的整体力量依然比较薄弱,不能满足矿山机电安装的高要求。很多从事机电安装的人员都是当地的农民,文化水平有限,在机电安装过程中,对机电发生的小故障等都不能有效处理。在实际的安装过程中,不能利用计算机等先进的技术对机电设备进行管理。一些企业由于对施工人员的培训教育不到位,导致矿山技术人员容易跳槽。部分企业虽然成立了施工人员的培训中心,但是培训的方式和模式非常落后,施工人员虽然掌握了一些理论知识,但是不能和实际情况相结合,培训效果非常不理想,机电安装队伍的整体力量也没有因此提升[2]。 2.2对机电安装的监督管理不严 对机电安装的监督管理是提高矿山机电安装质量的保障,由于矿山机电安装具有较强的专业性,因此对机电安装监督管理人员也提出了更高的要求,要求监督管理人员具备机电安装的专业素质,同时还具有较高的管理水平,掌握各种先进的管理理念和管理方式。在实际的矿山机电安装过程中,安装人员执行的安装标准有时并没有详细、正确的操作说明,对于安装施工的质量界限限定不清,导致机电安装监督管理人员难以把握。另外,从现阶段的情况来看,很少安装监督管理人员会自己动手去检查安装的质量,监督检查流于形式。 2.3机电安装管理的制度不完善 一些矿山企业对机电设备的管理不够重视,非常注重企业的产量,认为机电设备的管理是生产的辅助工作,因此没有制定完善的机电设备管理制度,无论是机电设备的采购、日常的维护保养、检修和维修等工作,都没有给予相应的重视。管理制度不健全,没有安装质量标准制定管理制度,甚至某些矿山企业没有建立专门的机电主管部门,没有成立设备管理小组,最终导致机电设备的管理职能没有充分发挥作用[3]。 3机电安装工程安全管理措施 3.1制定机电安装施工安全管理目标 为了保证机电设备安装过程中的安全性,应该制定机电安装施工的安全管理目标,这样才能有效地预防施工风险。制定安全管理目标过程中,首先就是要明确问题,也就是根据矿山机电安装过程的实际情况,总结出机电安装过程中容易出现的问题,并对安全问题的原因进行分析,通过风险管理理论对安装过程中的风险进行识别和分析,最终制定出矿山机电安装工程项目施工安全风险的总目标。其次,在安装过程中,对于机电设备安装过程中的风险环境信息应该收集起来,对安装工程的技术环境、经济环境等进行分析。最后,明确了风险问题并收集了相关的环境信息之后,可以制定出机电安装工程施工中的风险管理总目标,将总目标进行细分,并一步步实现[4]。 3.2加强对安装工程施工的检查 对安装工程施工的检查和监督是提高安装工程施工质量的有效手段,因此,在安装工程安全管理中,应该加强对安装工程施工的检查。通过对整个安装工程和过程进行全面的检查,对于安装施工过程中存在的各种问题和隐患可以及时发现,病对检查出的问题及时提出有效的改善措施。对安装工程施工的检查,要求检查人员具有较高的安装专业知识,因此应该加强检查监督人员的专业素质,对检查人员进行培训,包括安全知识的培训、安全安装技术的培训和质量管理培训,加强其各方面的技能,才能及时发现矿山机电安装施工过程中存在的问题。在对设备的检查过程中,可以对操作简单的工具进行检查,检查各种工具是否能够正常使用,施工人员对各种工具操作是否符合规范,同时还可以借助一些仪器设备对施工设备和工具进行检查。当安装完机电设备之后,还应该加强对设备的维护,做好设备的维护保养,减少设备发生故障的概率[5]。 3.3建立完善的机电安装安全管理制度 为了保证整个安装过程的安全管理,应该建立完善的机电安装安全管理,从而有效消除在安装过程中面临的各种问题和安全隐患,大大提高施工的安全性。建立完善的安全检查制度,还能够有助于安装管理目标的实现。对机电安装的安全管理可以从矿山机电设备管理系统来实现,如下图1所示,从设备管理的检查、报表管理的检查和设备查询等方面入手检查,其中重点是设备管理的检查。在整个企业的经营过程中和既定设备的安装施工过程中,设备的管理都是非常重要的一个内容,只有做好设备管理,才能真正提高设备安装的安全性。在设备管理检测中,一旦发现设备管理过程中存在不合理或者安全隐患,应该及时提出,纠正不规范的管理行为。其次,还应该落实整改措施,对于设备管理中存在的安全问题或者隐患应该有针对性的进行整改。 4结语 矿山机电安装是一项复杂性较高、专业性较强的工作,具有一定的难度,在安装施工过程中更容易出现各种安全事故,因此,更应该做好机电安装工程施工的安全管理工作,制定机电安装施工安全管理目标,加强对安装工程施工的检查,同时建立完善的机电安装安全管理制度,这样才能保证矿山机电安装工程施工的安全性和高效性。 作者:刘琳 单位:蓬莱巨涛海洋工程重工有限公司 矿山机电毕业论文:故障诊断技术对矿山机电设备维修的应用 摘要:近些年来,随着矿产资源需求的不断提高,矿山开发得到了快速发展,矿山机电设备的自动化、大型化和重载化水平也日益提升,保持矿山机电设备运行的稳定安全,是当前矿山生产的重要工作。利用故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用进行探讨,以提高矿山机电设备使用的安全,提高矿山生产效率。 关键词:故障诊断技术;矿山机电设备;维修 引言 矿山机电设备是矿山生产顺利的重要基础,矿山机电设备运行的良好与否直接关系到整个矿山生产的水平与安全。在矿山机电设备运行过程中,受操作、设备本身及环境等诸多方面影响,总会有故障发生,给生产运行造成影响。故障诊断技术通过对机电设备的适当防护,降低了设备故障发生的可能,保证了机电设备运行的稳定与持续,延长了其使用寿命,对矿山生产有着重要的意义。 1故障诊断技术的概述 1.1故障诊断技术的概念 故障诊断技术是通过借助各种检测方法和手段,来对机电设备及其相关系统存在故障进行检测的过程,从本质上而言,故障诊断技术是一种防范设备故障发生、保护机电设备安全的技术。具体地说,故障诊断技术是通过使用各种精密的测量仪器来检测运行中的机电设备,得到相应测量数据后,通过对数据的处理得到有效信息,再将其与机电设备规定的标准参数来进行对比,分析机电设备本身是否有异常状况存在,如破损和老化等,如果有,则准确将其识别出来,并根据问题的具体原因提出相应维修方案。由上述可知,在矿山机电设备中使用故障诊断技术,可充分保证机电设备运行状态在规定的安全范围之内,其技术参数指标不超出标准参数,保证机电设备运行状态良好[1]。 1.2故障诊断技术的基本技术 故障诊断技术是一个检测、处理、分析的复杂过程,需利用各种手段与技术,通过多种技术的综合运用,来实现对机电设备状态的了解与控制,这些基本技术主要包括以下几种:a)数学模型技术。利用数学模型技术对机电设备进行数学模型的构建,准确反映出机电设备的参数变化情况,为判断机电设备状态提供依据;b)信息采集技术。通过使用各种感应器等装置对机电设备运行的各种信息进行采集,并通过对信息的处理和分析,及时发现设备存在的故障隐患,并做出相应处理,以有效预防设备故障造成的损失;c)信息处理技术。主要是指各种专业的处理软件,通过计算机系统对采集的信息进行快速、高效、准确处理,筛选出有效信息后,根据信息对设备做出相应调整,保持机电设备运行的稳定、安全,也是故障诊断技术必不可少的组成部分;d)识别与分析技术。是指在完成对信息的采集处理之后,还要利用相应筛选程序或软件来识别信息中有用的成分,以准确判断机电设备的状态;e)诊断与预测技术。主要是指在信息识别与分析后,要对机电设备的使用寿命进行诊断和预测,进而避免设备故障再次发生[2]。 2故障诊断技术的主要类别 在矿山机电设备中,由于其故障发生部位、发生原因等不同,在具体故障诊断上有许多不同,可将故障诊断技术大致分为以下几类。 2.1以诊断目的及条件不同为依据的分类 a)设备功能和运行情况诊断。功能诊断的对象主要是新安装的设备或被维修后的设备及部件,通过对其功能和运行状态的检测,来判断是否发生功能异常,并根据判断结果来进行调整。运行诊断主要是检测运行中的设备和系统,检查运行状态是否有异常,以便及早发现异常的存在与发生;b)设备的定期诊断和连续监测。定期诊断是一种常规诊断,是指每隔一定的时间对设备或系统进行1次普检;连续监测是通过借助计算机信号处理和仪器仪表来对设备或系统状态进行持续监测的过程;c)直接或间接的诊断。直接诊断是指直接根据设备关键零部件情况来对设备或系统整体进行判断的方法;间接诊断是指根据设备运行中二次诊断信息来分析关键零部件情况的方法;d)常规和特殊诊断。常规诊断是指在设备正常运转情况下进行采集信号并检测的方式,特殊诊断是指常规诊断无法发现信号,设备却存在问题时采用的特别诊断方法;e)在线和离线诊断。在线诊断是指直接检测运行设备的方法,离线检测是指分析现场设备运行测量录像带的方法;f)简单和精密诊断。简单诊断是指通过技术人员的闻、看、摸或简单诊断设备进行人工检测和判断的方式,精密诊断是指通过借助各种先进的传感器、分析手段和诊断仪器进行诊断的方式[3]。 2.2以诊断物理参数为依据的分类 在机电设备运行中会发生各种物理变化,并表现出相应物理参数,如振动情况、温度等,这些参数的正常与否也是诊断机电设备故障的重要措施。依据诊断的物理参数进行分类,诊断技术主要包括振动诊断、声学诊断、污染诊断、无损诊断、温度诊断、强度诊断、压力诊断、电参数诊断及趋向诊断等。 2.3以诊断的直接对象为依据的分类 机电设备的组成零部件十分繁杂,各个零部件和子系统都可能发生故障,在检测时,根据其检测零部件和子系统的不同,可将诊断技术分为:液压系统诊断、电气系统诊断、生产系统诊断、工艺流程诊断、机械零件诊断、往复机械诊断、旋转机械诊断及工程结构诊断等。 3矿山机电设备维修中故障诊断技术常用方法 3.1历史记录诊断法 历史记录诊断法在矿山机电设备故障诊断中应用较为广泛,其是通过分析设备以往的历史故障记录,针对性排除机电设备的故障,并进行相应维护,保证机电设备状态的良好。在历史记录诊断法中,可直观、快速地发现机电设备中容易发生故障的位置,并重点排查,在确保这些部件没有问题的前提下,再进行其它部位的诊断。在长期的应用过程中,历史记录诊断法已对机电设备的各种故障进行了有效记录,形成了较为完善的故障诊断集合,利用此集合,可在机电设备故障再次发生时,通过对历史记录的查询,及时准确地判断出故障类型,并做出相应维修,有效提高了诊断的准确性,并缩短了诊断时间,对于诊断效率的提高有着重要意义。 3.2温度压力监测诊断法 在机电设备运行中,压力、温度等是衡量设备运行状态的重要参数指标,通过对压力、温度等参数的检测来诊断机电设备状态,也是一种高效、便捷的诊断方法。在实际中,温度、压力的监测是通过传感器来实现的,这些传感器主要分布于轴承、齿轮传动箱等部位,能将设备参数变化直观、准确地传递出来,通过对这些关键部位温度、压力变化情况的持续监测,可有效地对机电设备故障做出准确预测和诊断[4]。 3.3智能诊断技术 智能化是当前社会发展的趋势之一,体现在生产生活的各个方面,机电设备的故障诊断也是其中之一。智能诊断技术是通过控制系统来对人脑特征进行模拟,提高对数据的传递、处理和利用效率,达到预测和诊断故障的目标,在实际应用中,主要有人工神经网络诊断和故障诊断专家系统两种。a)人工神经网络诊断法。相比于其它故障诊断技术,人工神经网络诊断方法在信息识别和处理上具有更好的效果,其针对的是矿山机电设备故障发生的初期设备状态信息会表现为复杂的、非线性映射关系,借助神经网络的自学习和自适应能力,可对这种非线性映射关系良好反映出来,判定故障类型和原因;b)故障诊断专家系统。矿山机电设备故障具有复杂性、隐蔽性的特点,传统的诊断技术对于很多故障只能在事后发现,而无法提前预测,且诊断效率较为低下,而运用故障诊断专家系统,通过借助其对设备故障相关知识的和经验的总结、模拟专家思维来分析设备故障,可有效提高诊断效率和效果。 4结语 矿山机电设备的故障非常复杂,其类型多种多样,发生原因也各不相同,在故障诊断中,根据诊断方式的不同,诊断技术也有所差异。故障诊断技术是一项系统性工程,对于提高机电设备运行安全有着十分重要的作用,因此,加强对故障诊断技术的研究,掌握各种先进的故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用方法,对于保证矿山企业效益和发展十分必要。 作者:张启亮 单位:大同煤炭集团有限责任公司四台矿液压队 矿山机电毕业论文:机电一体化在矿山机械的应用 摘要:文章围绕机电一体化技术展开讨论,分析该技术在矿山机械中的具体应用以及应用思路的构建,针对机电一体化的应用意义以及该技术在矿山机械中不同方面的应用进行研究,目的是概括出机电一体化的优点和特质,能够有效带动矿山作业的效率和效能,值得在今后的实际工作中广泛应用。 关键词:机电一体化;矿山机械;应用思路构建;矿山作业;采矿业 伴随着科技时代的来临,矿山开发以及设备管理方面更加注重对现代化技术的实行和应用。在矿山机械体系中,机电一体化技术得到了广泛的宣传和利用,机电一体化能够利用远程控制和自动化技术实现矿山机械工作的效率和准确率,提升了矿山施工的整体进度和安全程度。机电一体化技术产生于现代信息化技术平台中,是集机械应用技术与电子信息技术为一体的综合型技术方式。随着我国高新技术产业不断发展,计算机技术的应用范围和程度都影响着各行各业,机电一体化技术正是建立在计算机技术的基础上,集合计算机与信息技术、自动化远程控制技术、空间传感检测反应技术、服务传动技术、电子机械技术形成一项全面化、多元化的科学技术。目前,机电一体化技术正在朝着光机电一体化技术的方向发展和演进,在利用光学的前提下保证了机电技术的完整性和综合性。 1机电一体化技术在矿山机械中的应用意义 自我国针对采矿业出台了新政策和新要求之后,矿山机械作业方面更加注重对现代信息化技术利用,目的就是为了能够规范化矿山生产,并提升采矿产量等一系列积极效应。伴随机电一体化技术研究工作不断深入,该技术已经达到成熟,通过在矿山机械中应用机电一体化技术,使得矿山作业的整体效率得到了大大提升,改善了我国采矿业效率偏低的现状。机电一体化技术产生于现代信息化技术平台中,是结合机械应用技术与电子信息技术为一体的综合型技术方式。机电一体化中的微处理技术通过建立在实施操控系统和链条式的程序应用,能够实现矿山机械在同一命令下完成同时作业,并且不发生程序混乱和“撞车”的现象,这能够大大提升采矿设备的工作效率,在一定程度上保证了能够按时完成采矿作业的任务和既定标准。并且机电一体化中的自动操控系统有效改善了矿山设备的滞后性,通过利用远程操控取替了人工操控设备,使矿山机械的工作效率大大提升,从而使生产总量得到了明显提升,为整个矿山的经营和发展都带来了良好的经济效益。随着矿山产量的提升,充分带动了采矿企业的经济效益,从而使矿山工作人员以及相关采矿人员的薪资收入得到大幅度提升,同时也会带动整个矿业链条相关产业的发展和经济增长,实现辐射性的经济效益。 另外,机电一体化技术能够使得矿山作业过程中的使用设备得到了规范和有效应用。利用自控技术使设备自动运转,使矿山机械设备的性能能够得到有效改善和提升,使设备的具体使用与矿山实际应用情况无缝对接,完成高效率的设备效益,满足了更加广泛的工作需求。并且机电一体化技术使工作人员的工作量和工作程度都得到明显缓解,降低了人工使用率和工作量,在一定程度上也改善了矿山工作人员的工作环境,也提升了工作人员的整体工作效率和积极性。所以,针对矿山机械角度来说,很多矿山作业设备存在滞后性、低效率、高能耗的缺点,通过利用机电一体化技术来提升矿山作业的进度、产量以及作业安全性,能够很好地保证采矿企业的整体经济效益和收益,具有很高的实际利用价值。 2机电一体化技术在矿山机械中的具体应用 2.1机电一体化在矿井带式输送机中的应用 在矿山生产作业的过程中,为了作业速度加快,提升整体采矿效率,会大量使用矿井下的带式输送机来完成煤矿的运输工作和传递工作。井下的带式输送机属于矿山机械中的大型机器设备,其在一系列采矿作业中具有非常重要和关键的作用,因此在进行井下作业时,带式输送机的使用量和使用度非常频繁,并且伴随社会的不断进步,带式输送机的工作效率也在不断提高。然而在作业环境中,带式输送机会受到很多外界因素的影响,从而左右了整个设备系统的运转率,比如会因为受到震动、水分、湿度、粉尘、重量等多种因素的影响而使输送机发生损坏,自身的使用寿命也会受到缩减,那么便会影响正常的工作进度。所以为了进一步使得带式输送机能够更加高效地完成工作,提升整体运输数量和运输效率,在带式输送机运行的过程中应用机电一体化技术,以此来实现远距离操控输送机自送完成运输、清理、减震、分类等一系列工作,并且利用机电一体化在带式输送机内部的抽动设备中,启用自动化软启动程序,能够在不同环境中智能切换工作手段,就算遇到大倾角、距离过长的输送条件时也能够很好地完成作业。同时,还可以利用包含了机电一体化技术的控制器,该控制器中心输入了可调节式的编程控制系统,针对不同重量和体积都可以自动识别并且通过变频器等电子设备选择最为合适的运输状态,提升了带式输送机对恶劣环境的适应性,也大大提升了实际工作的便捷性和可控性,从矿山机械的整体上提升了生产效率,也在一定程度上降低单耗成本并缩小了整个矿山的生产成本,使消耗资源数额降低到最小,提高采矿企业的利润空间。 2.2机电一体化在矿井提升机中的应用 在矿山的实际作业过程中,提升机在矿井作业上起到了非常重要的作用,是一项非常重要的矿山机械设备。针对提升机来说,不论是在机器的内部构造上,还是使用方式上,都非常容易和机电一体化技术相结合,以此来成为一个全新的、具有现代化技术标准的采矿提升机。当前采矿业中的提升机种类为交直流提升机,而为了使提升机整体操作性更加完善和高效,利用机电一体化技术与提升机实现有机结合,从而塑造出更加具有现代化生产价值的内装式提升机。内装式提升机在自身设备的系统处理中以及工作原理上都非常具有现代化矿山生产的意义是今后在矿山机械的整个体系中最常应用到的典型化机电一体化设备。内装式提升机在内部结构的构造中存在一个滚动结构,通过驱动程序来进一步启动滚动结构,以此来完成后续工作。在传统的交直流提升机中会存在一些问题,比如滚动结构的装置过于繁琐,无法非常敏捷地完成信息录入和输出工作,从而使实际的提升和下降速度较为缓慢,拉长了矿井作业时间。然而利用机电一体化技术应用在提升机的内在程序上,使提升机的内在结构更加精简和便捷,整个设备的运作都是建立在自动控制设备环节、计算机环节、电力电子设备、物理机械部分。通过这四个环节的高效融合来完成内装式提升机的整体运作,不会消耗过多的能源,又能使变速时间掌握到最小。因此在矿井机械中的提升机利用机电一体化技术,实现高效率的软件空间、系统启动、一键还原、高强度的自适应能力,大大加强了提升机的兼容性和可操作性。 2.3机电一体化在矿井安全监控系统中的应用 从矿山机械的整体出发,实际作业中最为重视的便是作业的安全性与作业人员的人身安全。以往矿井安全的检测监控系统都是建立在在线监控以及单方面化的控制,那么针对矿井内部日常作业过程中发生的一些安全隐患以及数据偏差等问题,会很难做到及时发现,采取措施的反应较为弛缓,那么就会大大提升矿山机械作业中的危险性,事故发生几率也会有所提高。因此,通过利用机电一体化技术在矿井内部建立一套安全监控系统,实现智能化的信息检测控制体系以及实施监控中心,对各项作业反映出来的数据都归集到一个数据库中进行智能分析和辨别,从而通过计算机来实现对危险信息的筛选,能够对实际作业中的具体情况做到宏观统筹和管理,大大提升了矿山机械的整体安全度和稳定度。 3机电一体化技术在矿山机械中的应用趋势 机电一体化技术是集合了计算机与信息技术、自动化远程控制技术、空间传感检测反应技术、服务传动技术、电子机械技术形成一项全面化、多元化的科学技术,通过在采矿业中的应用来提升整体矿山开采效率以及采矿安全等方面。机电一体化中的自动操控系统有效改善了矿山设备的滞后性,通过利用远程操控取代了人工操控设备,使矿山机械的工作效率大大提升,并且也使工作人员的工作量和工作程度都得到明显缓解,降低了人工使用率和工作量。建立在这些优点的基础上,为了进一步带动采矿企业的经济效益以及使消耗资源数额降低到最小、提高采矿企业的利润空间,那么今后机电一体化技术在矿山机械中的应用将会更加注重整体性和全面性,与高新技术信息技术实现高程度的结合,从而建立以提升矿山机械的自动化、智能化、信息化、程序化目标的基础上,来实现矿山机械核心技术的开发,实现采矿作业的大机械生产,以无人化操作为标准,使采矿业朝着集约化生产的方向发展。 4结语 综上所述,在矿山机械体系中,机电一体化技术得到了广泛的宣传和利用,机电一体化能够利用远程控制和自动化技术实现矿山机械工作的效率和准确率,提升了矿山施工的整体进度和安全程度。本文通过研究机电一体化技术在矿山机械中的应用意义,从而针对采矿业的实际作业角度出发,围绕机电一体化技术在矿山机械中的应用思路进行展开探究,从而构建出具体的应用方法和实施框架,进一步提升我国采矿类企业的产矿量,并有效地降低采矿过程中发生的环境污染和能源消耗,达到有效提升综合经济效益和利润空间的目的。 作者:顾偲议 单位:会理县鹏晨废渣利用有限公司 矿山机电毕业论文:煤矿矿山机电设备维修问题与对策 摘要:随着我国经济的持续发展,我国的煤炭产业得到了快速稳定地提高。对于煤炭行业,提高从业者整体的安全意识,消除生产过程中的一切不安全隐患,是煤炭行业健康发展的最基本保障。因此,做好煤矿矿山机电设备的维修工作,是煤炭行业企业工作的重中之重。为了保证煤矿机电设备正常运转,不留隐患,确保设备使用完好率,从煤矿矿山机电设备维修中常见的一系列问题及相关的解决措施等方面展开了详细探讨和分析。 关键词:煤炭行业;矿山设备;维修工作 在国民经济的持续发展过程中,煤炭行业作为其中重要的支柱型产业,对于保证我国经济能否稳定高效地发展起着不可替代的作用。做好煤矿矿山机电设备的维修工作,解决其中存在的一系列的常见问题,并做出相关的对策,能从根本上保证煤矿企业的经济效益,进而为我国的经济发展做出应有的贡献。 1煤矿矿山机电设备维修过程中常见的问题 1.1机电设备操作使用不规范 由于煤矿矿山设备长期在艰苦的环境中进行作业,机器在开采的过程中慢慢的积累了一些难以发现的问题,这就使得机器本身的一些正常工作参数发生了或多或少的变化,其根本原因在于机电设备操作人员在工作的过程中没有进行科学规范的操作,缺乏机电设备的维护意识。长此以往,机器在工作人员持续不科学不规范的操作使用过程中,自身的安全系数慢慢下降,容易导致各类无法预料的问题发生,从而埋下了安全隐患。机电设备工作人员的操作不规范,不仅给机器本身的使用寿命带来了负面的影响,降低了机器的工作效率,还影响了煤矿企业整体的经济效益,造成了无法弥补的损失。这些客观不利的存在因素,为所有煤矿矿区的工作人员的生命安全带来了潜在的威胁。因此,只有培养好合格的机电设备操作人员,指导他们学会科学合理地规范操作机器,才能更好地消除一些潜在的威胁[1]。 1.2煤矿机电设备的使用寿命有限 煤矿的机电设备区别于常见的机电设备,它的工作环境极其恶劣,这就客观地影响了矿山机电设备的工作寿命。矿区特殊的工作环境,使得所有的机电设备经常处于超负荷、高速运转的工作状态,其中难免会受到一些大颗粒的矿区粉尘的污染,从而间接地打乱了原本的工作部署。煤矿机电设备的这种持续超负荷的工作模式,慢慢地缩短了机电设备自身的使用寿命。当机器的使用寿命达到一定的年限后,就会出现各种各样无法预料的安全事故,从而造成经济损失。在实际的工作过程中,一些煤矿企业为了节约相关的成本支出,即使在日常的机电设备检查维修中,发现了设备使用寿命年限超出的问题,也会刻意回避掩饰,从而埋下了更多的安全隐患[2]。 1.3煤矿机电设备维修人员的专业能力不高 煤矿机电设备在长期的使用过程中总会出现或多或少的问题,这就要求相关的机电设备维修人员必须要有较强的业务能力,较高的业务水平,能够从容地面对各种复杂的临场问题,并及时地制定出相关的解决方案。但在实际的调查中,可以发现煤矿机电设备维修人员自身的专业能力普遍不高,无法顺利地快速解决机电设备的各种问题,耽误了机器正常的操作使用,影响了机器设备整体的工作效率。某些机电设备维修人员的专业能力较弱,面对实际的工作问题,无法找到对应的解决方法,对机电设备整体的维修工作带来了不必要的影响。因此,只有当所用的机电设备维修人员的专业能力经过科学系统化的锻炼培养,才能保证他们在实际的工作过程中发挥自己应有的作用,保证煤矿机电设备存在的问题可以得到快速有效地解决。作为煤矿企业,只有对机电设备维修人员专业能力的问题进行及时地修正指导,才能避免他们在今后的工作岗位上出现更大的失误。 2煤矿机电设备的问题解决的对策 2.1建立科学的机器设备使用操作规范机制 所有的煤矿机电设备都有着严格的操作规范,这是避免由于操作人员在实际工作过程中的操作不规范导致的安全事故的发生,也是为煤矿机电设备的正常工作状态提供了有力的保障。因此,必须建立科学的机器使用操作规范机制,从根本上保障操作人员能够以正确的工作方式进行相关的设备操作,严格遵守机电设备正常工作的每一个科学的操作环节,为机器本身的正常工作状态做好充分的预先准备。建立科学的机器使用操作规范机制,是对所有机电设备操作人员最基本的工作要求,只有当操作者严格遵守规范的步骤,将安全理念时刻地记在自己的工作过程中,才能有效地保证自己工作效率的提高,为企业创造更广阔的利润空间。科学的机器使用操作规范机制的建立,不仅仅是煤矿企业对于机器设备操作人员有效的规范化工作约束,也是煤矿企业工作制度走向成熟的体现。作为庞大的国民性支柱型产业,煤炭行业应该尽早建立一套完善的矿山机器设备使用规范的操作机制,才能最大限度地避免安全事故的发生,从根本上保障煤矿工作人员的生命安全。 2.2完善相关的维修检查体制 煤矿区的机电设备在长期的超负荷工作状态下,极易造成机器的损耗甚至是瘫痪。因此,在原有的检修机制上,进行更加细致合理的科学体系,完善煤矿区机电设备的维修体制是很有必要的。比如,在定期的日常维修检查中,在保证不影响相关工作人员正常工作的前提下,尽量缩短检修时间。在机器设备可能出现问题的相关零件部位,做到多次的深入细致的保养检查,将一些细小的问题尽可能在平时的例行检查中做到快速解决,避免耽误机器正常的工作时间。同时,在例行的维修检查过程中,尽量加大检查工作的人员数量,依靠更多的技术人员全面细致地检查机电设备,将设备可能出现问题的概率尽量降低,提高维修检查的工作效率。煤矿区的机电设备能否正常工作直接影响着整体作业区的工作效率,完善的机电设备检查体制是机电设备正常工作的有效保证。在具体的落实过程中,最好建立对应的责任人机制,这样可以增强维修人员在机电设备维修检查过程中的责任感,减少工作失误,提高自己维修工作的准确性,为企业的生产提供必要的保障。这样的责任体制,即使在具体的工作中机电设备出现了故障问题,也能找到相关的负责人。这样从整体上做到了机电设备的维修体制的真正完善,从根本上保证了这样的体制发挥应有的作用。 2.3加快对机电维修人员队伍专业化建设 面对煤矿区众多大型机电生产设备,相关的设备维修人员应时刻做好充分的可能遇到各类问题的心理准备。煤矿区的机电设备,不同于普通流水线上的生产设备,煤矿区的大型设备都是相互关联、密不可分的统一整体,某台设备的停止工作,都会导致整体生产的瘫痪,由此造成的经济损失是无法估量的。所以,只有真正地做好机电设备维修人员队伍的专业化建设,是保证煤矿区机电设备正常工作的基础。而面对当今众多煤矿企业参差不一的机电维修人员,加强高质量的人才专业化建设,是所有煤矿企业必须认真考虑的长远问题。只有将机电维修人员的素质工作做好,才能从根本上消除机电设备工作过程中频繁问题局面的出现所造成的影响。而煤矿区机电维修人员队伍专业化建设是一项漫长的过程,需要投入更多的人力物力,需要强大的资金支持,这就客观地决定了煤矿企业领导者和决策者必须要有战略性的眼光正确看待这项工程,使得机电人才队伍专业化建设的步伐大大地加快。 3结束语 本文通过对煤矿区机电设备日常维修问题的存在分析,提出了相关的解决对策。通过这些解决方法的正确使用,相信煤矿企业对于机电设备的日常维修工作一定会做的更好。 作者:赵衍强 单位:汾西矿业集团南关煤业公司 矿山机电毕业论文:矿山机电一体化的创新与发展 摘要:本文在简要介绍了机电一体化概念的基础上,分析了矿山机电一体化发展现状,进而对其创新及发展方向进行了探讨。 关键词:矿山;机电一体化;创新;发展 作者简介:张盛钊(1986-),男,福建龙岩人,大专,助理工程师,研究方向:机电一体化(矿山方向) 随着社会经济和科学技术的不断发展,矿山开采行业所采用的设备及工艺也得到了逐步的改良和精进,尤其是机电设备的一体化,不仅提高了矿产开采的效率,也使矿井作业的安全性得到了一定程度的改善,为煤矿企业实现可持续发展提供了必要帮助,因此,机电一体化被广泛应用于矿山开采领域中。 1机电一体化 计算机以及网络技术的飞速发展,带动了社会生产中各种机械设备的研发和科技升级,机电一体化也到了空前的进步和完善。机电一体化起初主要指电子和机械的简单结合,设备功能简单,伴随微型处理器、光电元件、计算机和网络技术逐步应用于机电产品中,机电一体化的涵意和内容也日渐丰富起来,不再单纯是电子装置与机械设备的简单组合和重装,是汇集了光学、电子以及自动化控制技术于一体的新型技术。目前,微电子技术的研发已日趋成熟并被应用于机电一体化之中,使机电一体化拥有了更强大的功能[1]。矿山的机电一体化指机电一体化的技术以及产品,技术机电一体化,是把该技术应用于产品生产过程,目的是是制造出具备机电一体化性能的产品,而产品机电一体化,是指集光学、计算机以及微电子等先进技术于一体的高新技术产品。 2矿山机电一体化发展现状 2.1产品制造技术落伍 统观国内矿山机电一体化生产技术比国外的技术水平落后很多。该技术以传统的机电一体化作为技术基础,对其实施技术改造和创新,将新型能源、材料以及计算机技术等先进工艺融合其中,通过与创新的管理技术相结合,在新产品和新技术的研发及创新中,全面、综合地考虑各种影响因素,获得技术水平和产品质量的显著提升,然而,国内的技术研发和应用在这方面落后很多。 2.2自动化技术 机电一体化的技术发展从仪器设备的自动化技术应用中得到了充分体现。微处理器被广泛应用于各种仪器设备和仪表中,不仅提高了仪器设备和仪表的可视性、可操作性以及可控制性,还实现了仪表物理体积和重量的明显减小,为结构设计降低了难度,在降低生产成本的同时,使得仪表更加精巧,仪表安装和使用的限制条件被大大减少,在矿山企业中广受好评。 2.3机器人技术 机器人技术就是将人脑的思维及行为方式通过机械仪器等进行模仿和操作,以代替人类进行某些具体脑力或者体力活动。由于经济成本以及管理难度的限制,该项技术目前尚未在矿山生产领域获得应用和实践。 3矿山机电一体化的创新 市场竞争日益激烈,矿山企业要想获得长足稳定的发展,就必须顺应市场需求,在机电一体化产品的结构、控制及造型等方面实施加以创新,为客户提供更加满意的服务和产品。 3.1创新产品造型 客户在选购产品时,首先关注的是产品外在形象,对产品造型加以创新,使其外观得以优化的同时而不影响其功能的正常发挥,这是产品造型创新的基本要求。要创造出新颖的产品造型,可以优先选择计算机软件设计的方法,不仅设计成果可视,还能提高造型创新的效率[2]。 3.2创新产品功能 利用机电一体化技术生产出的产品,功能创新主要侧重于两方面,一方面是对已有的产品进行功能创新和完善,这是对产品已有功能的扩充和延展,风险相当低,甚至可以忽略,不需要投入过多的资金与技术就能实现产品功能的改造和完善;另一方面是从矿山开采的生产实际出发,根据需要进行新产品的研发,使其功能能满足实际生产的需求,这一层面就需要企业投入相当一部分资金与技术,换个角度分析,也是企业创新能力和研发技术的较量,成功开发具有实际应用价值的新型机电一体化设备和产品,是企业快速、高效运转的强有力保障。 3.3创新产品结构 产品创新的一项关键内容就是结构的创新。机电一体化产品在设计中进行结构创新,通常体现在物理机械结构、传动方式、动力装置以及周边设备的搭接形式等方面的创新。 3.4创新产品材料 产品材料方面的创新大体分为:一是研发用于产品制造的新型材料,如纳米材料、高分子聚合材料等;二是选用刚度强、重量和体积都偏小,并且具有抗震性、耐高温和耐腐蚀等优良性能的材料。 3.5创新控制和传感 一方面,机电产品性能直接影响着控制系统,如对执行机构位移、速度及加速度的控制;另一方面,传感技术和传感仪器也是机电一体化的重要内容,对传感器的检测技术进行创新,研发性能更加优良的传感器,甚至是供矿山开采的专用型传感器,都是企业自主创新的制胜法宝。当前,机电产品智能化尚处于低级阶段,加快微处理器的研发进度,使机电产品在模糊控制以及网络控制等方面得到大幅度提升是机电产品技术研发面临的重要课题。 4发展方向的探讨 矿山机电一体化是一项综合性技术,依托信息科技的飞速发展,其发展趋势必将是越来越智能化、模块化、网络化和微型化。通过计算机模拟技术以及程序开发和编写,使机电产品和设备拥有类似于人类的逻辑判断及思维能力,使产品和设备的智能化程度越来越高,这将是矿山机电一体化发展的主流方向;相较而言,模块化就复杂得多,由于机电产品种类繁多,生产厂商大量存在,在产品的研发和生产标准方面、电气接口以及环境接口等方面各有不同,模块化难度高,这将是产品和技术研发面临的一大难题;随着网络技术在社会生产各行业中的普及,矿山开采行业要实现机电一体化建设,就要充分利用局域网以及家电网络等网络控制模式的优势,进一步提高机电一体化水平;所谓微型化,机电产品的微型优化,几何尺寸在1cm3以下的微型产品在矿山开采行业中深受青睐,也必将在该领域中获得更加广泛的应用,发挥更大的价值和作用。 作者:张盛钊 单位:福建省红炭山矿业有限责任公司 矿山机电毕业论文:矿山机电设备维修问题及处理措施 摘要:伴随着我国科学技术的不断发展,人们的安全意识逐渐提高,尤其是在煤矿开采行业,随着煤矿发展步伐的加快,矿山机电设备的维修问题受到越来越多的关注。煤矿机电设备对矿工的生命安全具有重要的意义,同时对企业的发展也有着不容忽视的影响。本文对矿山机电设备维修中的常见问题进行了分析,并提出了一些建议措施。 关键词:矿山机电设备;维修;对策 作者简介:桑海鹏(1986—),男,河南林州人,2009年毕业于河南科技学院机电技术教育专业,潞安集团高河能源有限公司助理工程师 做好矿山机电设备的维修工作,能够提高煤矿机电设备的管理水平,延长煤矿机电设备的使用寿命,对煤矿企业的发展有着重要的意义。良好的机电设备维修工作能够更好地保证矿工的生命安全和企业的财产安全。当前,矿山机电设备的维修工作尚存在许多有待解决的问题,如何采取切实有效的解决措施,提高矿山机电设备的维修水平,已经成为一项十分重要的工作。 1做好矿山机电设备维修管理工作的重要意义 在煤矿生产中,机电设备的安全运行非常重要,机电设备维修管理工作对煤矿企业发展的影响主要体现在以下几方面:①能够大大提高矿山机电设备的管理水平。在矿山机电设备的管理中,维修工作是一项重要的内容,提高矿山机电设备的维修水平,能够在一定程度上保证矿山机电设备的正常使用,继而提高矿山机电设备的管理水平。②有助于促进煤矿安全生产[1]。近年来煤矿安全事故频繁发生,有的事故是煤矿机电设备出现故障所致。通过提高矿山机电设备的维修水平,能够减少煤矿安全事故的发生,对矿工生命安全是一个重要的保证,同时能够减少企业的损失。③有助于促进煤矿企业的快速发展。良好的煤矿机电设备能够保证煤矿企业的正常运行,提高企业的生产效率,减少安全事故的发生机率,使煤矿生产得以持续进行,促进煤矿企业的持续稳定发展。 2矿山机电设备维修中常见的问题 2.1缺乏专业维修人员和相应的专业知识 目前,在相当多的煤矿企业中专业的矿山机电设备维修人员较为匮乏,在矿山机电设备的维修工作中,无法及时发现存在的安全问题,导致机电设备在运行时存在诸多的安全隐患,极易引发安全事故。此外,由于企业没有专业的矿山机电设备维修技术人员,在设备出现故障后,无法尽快发现并找到合适的解决办法,导致煤矿生产无法得到有序开展,致使生产效率降低。同时,有些煤矿机电设备维修人员的责任心不强,在工作中并未认真履行自身的责任,在矿山机电设备的维修工作中不认真,由此造成安全生产事故,严重阻碍煤矿企业生产工作的正常进行。 2.2缺乏科学的使用和维修方法 随着现代科学技术的快速发展,煤矿机电设备也在不断更新,但一些煤矿工作人员对新型的生产设备不熟悉、不了解。在煤矿生产中,不正确的使用方法会引发机电设备出现损伤,假如维修人员无法及时发现这些问题,则会造成重大的安全生产事故,严重影响煤矿企业的发展。矿山机电设备的维修人员在对生产设备进行日常维修时,没有正确的检查方法,很容易导致矿山机电设备的安全隐患被忽视。假如长时间不能解决这些问题,在生产中就会难以避免地出现安全事故。此外,煤矿生产企业在引进新型生产设备时,没有同时引入相应设备的维护和维修方法,导致机电设备出现问题后无法得到有效且及时地解决,长此以往则会对设备造成损害,加快生产设备的老化,大大降低了生产效率。 2.3设备易发生磨损 同传统的机电设备相比,矿山机电设备工作的环境较为恶劣,而且工作的负荷相对较大,生产环境中存在的粉尘颗粒以及连续的工作等都会对机电设备造成损伤。在实际生产中,当矿山机电设备使用到一定程度时,往往需要减少其工作强度,如果让其超负荷工作,且不能及时进行检查、维修则容易出现安全事故。目前,大多数煤矿生产企业都没有建立完善的预警系统,使得设备出现安全问题时,维修人员无法及时发现和解决,由此造成安全事故,导致企业受到巨大的经济损失[2]。 3煤矿机电设备维修管理问题的解决办法 3.1强化设备选型的各项标准 机电设备的选型尤为重要。在生产设备的选型过程中,要根据国家的相关法律规定,并结合企业自身的实际生产情况,强化设备选型的各项标准,选择最适合的机型。要落实安全责任制,在设备选型、验收等整个过程中要有专业人员进行监督,防止不合格的设备进入生产现场。 3.2严格执行设备管理制度 为了能够按照相关规定进行维修和管理,首先应当建立健全管理制度。机电部门负责人应当具有强烈的工作责任心,当机电设备出现问题时,要想方设法积极解决,做好设备检修检查记录工作,在维修工作过程中,对生产中性能较差的机电设备,要及时予以更新换代。 3.3加强检修管理 加强设备的检修工作对于矿井大型机械设备具有重要意义。在当前煤矿企业生产模式中,比较常用的是设置台账管理制度,对主提升机、主排水泵和主通风机等重要设备,进行定期检修。对于一些特殊的生产设备,要聘请专业人员进行检测。对矿井生产具有重要影响的设备,应当制定有针对性的检测方案,采取科学合理的检测办法。 3.4完善预警机制 在矿山机电设备出现故障后,尽快地报警处理能够大大减少企业的损失,对设备的维护也十分重要。采取切实可行的维修手段,将设备存在的安全隐患予以解决,既可减少企业的经济损失,也为矿工的生命安全带来一定的保障。设备出现问题之前,往往会存在一段时间的磨损期,在此期间及时发现问题并予以解决,有助于减少设备故障率,使煤矿生产能够持续稳定地进行。因此,为了确保矿山机电设备能够更好地安全运行,仅仅依靠技术人员的检测是远远不够的,还应当构建起完善的机电设备预警体系[3]。 4结语 要想真正做好矿山机电设备的维修工作,应当结合企业的实际情况,定期对设备进行全方位的检查和维修,进一步加强对井下机电设备的维修与管理,增强维修人员的业务素质及安全意识。在矿山机电设备的维修工作中,要不断寻求设备的优化及改进方法,确保机电设备的可靠运行。 作者:桑海鹏 单位:潞安集团高河能源有限公司 矿山机电毕业论文:矿山机电设备管理与维护措施 1当前矿山机电设备管理维护中存在的不足 1)安全意识匮乏。为确保矿山生产的安全,我国政府制定了一系列的安全生产标准与指标,但在实际生产中诸多矿山经营管理者往往只顾短期的经济效益,缺乏“防患于未然”的安全意识。特别是在生产机电设备的管理与维护上,始终未树立“勤管理、常维护”的思想,只要机电设备还可运行就对其不管不问,直至必须进行维护时才进行抢救性修理。 2)制度管理不健全。国内现有诸多矿山企业在机电设备的管理与维护上始终未能依据自身矿井特点,制定针对性的设备管理制度。多是简单的照搬国家统一的宽泛性标准,这不仅使得生产工作人员无法在再实际生产中对设备的真正运行状态进行准确的判定,更使得设备无法获得真正合理有效的定期检修维护,这不仅极大的阻碍了生产的正常进行,亦埋下了严重的安全隐患。 3)专业人才不足。对于煤炭生产而言,其不仅工作环境恶劣且存在较高的安全风险,属于典型的艰苦行业。这使得诸多具备专业技能的机电人才或有经验的熟练工人最终选择离开该行业而转投其他环境更优,安全性更高的企业,从而导致矿山机电岗位存在严重的人才匮乏现象。除此之外,现有的矿山机电专业或培训机构在专业知识的传授上存在偏重理论、脱离实际的现象,导致其培育的学员根本无法满足实际的矿山机电设备管理维护需求。 4)对机电设备的维修、保养不充足。煤炭生产不仅生产环境较为恶劣且工作量十分繁重,这使得机电设备往往处于长时间的高负荷运转中,对于设备组件的磨损十分严重,这要求矿山企业必须为其配备完善的运行防护措施方可确保设备的高效稳定运行。但对于多数矿山企业而言,其在机电设备维修、保养上均存在严重的不足,不仅设备更新换代缓慢,使得其无法有效适应实际生产需求,而且素质偏低的设备管理人员亦使得设备检修、保养工作难以彻底落实,从而为生产埋下巨大隐患。除此之外,许多矿井在机电设备的日常使用中未能依据实际环境进行有效保护,诸如空气湿度大、粉尘多时,未对设备进行防潮处理并加装防尘罩,从而使得设备功能与寿命大幅下降。 2提升矿山机电设备管理维护质量的方法 1)增强初期管理规范程度。在矿山机电设备的管理维护中,有效的初期规范化管理对设备的后期高效稳定运行至关重要。具体而言,初期的规范化管理主要涉及设备型号的选择、质量检验和验收等内容。首先在机电设备型号的选择上,管理者必须充分考量生产的实际状况及设备操作需求,具体工作应当指派专人负责,负责人除了负责初期的型号选择外,还应全程负责设备的所有安装使用环节,并对相关数据资料进行妥当保存,以便于随时做到有据可查。其次,在设备型号确定后,还应严把质量关,对于不符合技术指标的设备坚决拒接接收。最后,设备安装后还应对设备的具体使用效果进行实地检验,检验时应当汇同设备管理人员、维护人员及其他相关人员一起验收,待所有人均认定设备运行稳定后方可真正进行设备的移交工作,并将其真正投入到实际生产中。 2)构建现代化机电设备管理体系。科学合理的管理体系是确保生产工作高效、有效进行的必要保障。因此,若想真正实现矿山机电设备管理与维护的高质、高效就必须创建现代化的管理体系。具体而言,首先要帮助机电设备管理维护人员树立“主人翁”意识,让其充分认识机电设备管理维护的必要性,从而主动参与其中,全力保障设备的高效运行;其次,构建健全的机电设备管理制度,并要求所有相关人员在实际工作中予以完全的贯彻和落实,从而确保机电设备管理与维护的高质、有序;坚决执行停产检修制度,在国家规定周期内对机电设备开展彻底的全面质量检测,对可能存在的安全隐患予以及时的发现与消除,并及时更换老旧、损毁的机电设备从而自根本上保障机电设备运行的安全稳定及生产工作的有效、高效。 3)增强专业技术人员的培养。人力资源作为企业长久发展的根本保障之一,长期以来一直深受企业管理者的重视。矿山机电设备的管理与维护作为一项具有较强专业要求的特殊岗位,其对专业人才的需求亦十分巨大。对此矿山企业一方面应增强对自身现有专业技术人员的再教育,定期组织其参与相关培训,学习全新的机电设备管理理念与维护技术,从而为企业发展创造内动力。另一方面,矿山企业应当加大人才引进力度,加大资金投入,提升专业人才待遇并建立完善的人才培养提升机制,从而增大对人才的吸引力度。除此之外,矿山企业还可同高校开展校企联合培养,同在校生签培养协议,从而为自身长久发展奠定良好的人才储备基础。 4)开展针对性的维护方案设计。矿山生产环境往往复杂多变,这对于所使用机电设备的管理维护工作也提出了较高的要求。譬如有的设备在地下硐室运行,有的设备在暴露的巷道中运行;有的设备运行环境干燥多尘,有的设备运行环境潮湿异常。这种环境的差异必然会对机电设备的管理维护提出存在显著差异的要求。因此,在实际工作中,管理维护人员必须充分考虑机电设备所处工作环境的独特性进行维护方案的制定,并对维护方案的实施状况进行亲自监督,从而为机电设备的长久运行提供有效保障。 5)促进机电设备技术改良。为更好的提升矿山机电设备的管理维护水平,企业应当加大相关投入力度,贯彻“以技术为核心”的发展理念,大力引进新型机电设备和全新的管理理念与设备维护技术,及时更换企业老旧、落后的机电设备,为矿山企业的机电设备管理的改良提供物质保障。与此同时,对当前仍可继续使用的机电设备,矿山企业应当组织技术力量对其进行技术改造,提升设备运行效率,从而实现设备性能的更好发挥。 3结语 我国当前矿山机电设备的管理与维护技术相交世界发达国家存在滞后现象,加之工作环境的恶劣性,使得相关专业人才亦极度匮乏,这均在很大程度上阻碍了我国煤炭企业的现代化进程。面对这一现状,我国矿山企业必须加大相应的投入力度,全力推动我国矿山机电设备管理维护水准的提升,从而为煤炭生产的安全、高效提供根本性保障,为煤炭企业的长久发展奠定基础。 作者:范中亮 单位:大同煤矿集体机电装备力泰有限责任公司 矿山机电毕业论文:矿山机电设备维修故障诊断与维护 1矿山机电设备出现故障的常见原因 根据以往矿山机电设备维修的经验看,造成矿山机电设备出现故障的原因有三个,即配合关系发生变化、设备超负荷运转、设备工作能力损耗,这三个原因既是外部作用的结果,也与设备内部运转离不开关系。配合关系发生变化是指相互配合工作的零件其中一方发生损伤,从而导致零件之间无法像没有发生损伤之前那样合作,致使设备无法正常运转。零件损伤大多数是因为零件老化或者意外,当零件受到这些作用力之后,形态和尺寸就会发生变化,无法保持原本设计的性能。设备的超负荷运转是指设备所进行的工作量超出了其原本的承受能力,通常表现为设备运转的时间过长和设备的承载力过重,从而让设备的正常运行状态遭到破坏。设备工作能力损耗是设备随着使用次数的积累不可避免会发生的变化,是内外因共同作用的结果,常常伴随着部件老化和磨损、承载力增大、热量变高、零件变形等现象出现,针对工作能力损耗问题,只有加强对设备的维护与升级。 2矿山机电设备的故障诊断方法 2.1小波神经网络应用 由于神经网络自身具备独特的信息处理方式与结构,因此神经网络在人工智能、自动控制、信号处理以及模式识别等相关领域中的应用范围十分宽广。选用某种网络拓扑结构对活性网络进行构建,通过学习能够将全部任意的非线性系统描述出来;另外,神经网络还具备自适应、自学习等功能。诊断矿山机电设备故障的过程中,对于故障源的寻找应当从故障初始征兆入手,初始故障征兆至故障源的映射一般存在非线性映射关系,所以在采煤机等系统诊断中应用人工神经网络具有十分显著的效果。 2.2模糊数学 根据此类非线性复杂映射关系,在确保诊断合理的基础上,在诊断采煤机故障的过程中引入模糊数学,建立一个完整的模糊诊断数学模型,将定性分析、专家经验以及定量分析有机结合在一起,在计算机上进行实践,以此在诊断采煤机故障的时候为相关工作人员提供一定的参考。建立数学模型的时候,首先应当考虑采煤机在故障知识方面具备的特性,选取相应的知识表示方式,建立一个将各种征兆与故障原因之间的模糊因果关系相对应的矩阵,在确定矩阵中的隶属度值的时候,必须对实验测试结果与故障诊断经验进行参考,根据诊断过程中出现的概率数据可以对隶属度值进行实时的刷新,为了进一步提升诊断精确性,诊断时可以根据经验积累修改权矩阵。 3矿山机电设备维修故障诊断与维护策略 3.1加强岗位培训 就目前情况来看,全面落实设备电子化与自动化是提高劳动效率与降低运营成本的关键所在。因此在进行设备的采购与管理时,首先需要将技术培训工作放在首要位置,因为无论是从事管理工作还是机械设备的操作与维修工作,都需要具备良好的技术操作能力与相应的理论知识基础。尤其是在机工、电工培训时,需要确保二者培训工作的相互渗透,才能够从根本上保证机电共同维修基础专业课程教学质量。另外在现场工作教学中需要做好继续教育工作,机工不仅需要了解机械部分的工作要求及相应的功能,还需要掌握基本的故障诊断与辨别技术。 3.2技术改造工作 为了切实保证机械设备的使用寿命,降低设备检修与更换成本,技术改造工作的重要性无疑日益凸显。一般来说,在对设备进行技术改造的时候有两个方面的工作的需要技术人员去完成,第一方面是设备技术改造部门需要联合机电部门联合作业,从宏观上对机械设备的运行状态进行实时监测以及保护,另外还要考虑电气部分运营的可行性,综合多种因素,从实际情况出发,保证电气运行的安全、可靠,完成技术改造工作。 3.3健全机电设备维修管理体制 对于设备维修部门而言,在日常技术管理的过程中需要从宏观出发,建立健全机电设备维修管理体制,以体制规范维修工作质量,严禁出现操作人员未经岗前培训便上岗的情况,规范工作人员的操作行为,定期组织部门内部人员参加公司的业务培训,提高部门员工的专业素质。别外,机械技术与电气技术管理的对立与统一矛盾需要得到有效解决,从某种意义上来说,健全机电设备维修管理体制是保证设备运行稳定性、延长使用寿命的关键所在。 3.4重视矿山机电设备的维护工作 对设备进行维护工作是在设备没有发生故障之前进行的,设备维护是一种规避发生故障风险的工作,可以在设备没有出现故障之前排除可能促使设备发生故障的因素,降低设备发生故障的概率。当设备发生故障以后,更应该重视设备的维护工作,可以有效减少下次再出现同类故障的次数。同时也应注意到,设备维护工作对于保障员工的人身安全具有非常特别的意义,企业可以减少因员工负伤或死亡而带来的经济赔偿,提高企业经济效益。 4结束语 矿山机电设备管理人员不仅要重视矿山机电设备的故障诊断与维修工作,还要做好设备的维护工作,消除一切可能会使设备发生故障的因素。矿山机电设备管理人员要抓住机遇进行设备升级,加强对矿山机电设备故障诊断技术的研究,从而促进煤矿行业的进一步发展。 作者:陈淼 单位:山西兰花集团东峰煤矿有限公司 矿山机电毕业论文:矿山机电设备维修故障诊断的作用 0引言 随着我国科学技术的不断发展,越来越多的机电设备得到广泛的运用。煤矿行业中,运用高科技机电设备带动了行业的发展,但是由于受到各方面的影响,机电设备在运用过程中也会出现很多的问题。故障诊断技术能够更加深层次地了解到机电设备在运行过程中的状态,故障诊断技术还能够检测出机电设备在运行过程中是否有任何异常情况。并且能够及时发现设备故障,以及了解其发生的原因,此外还能预测到故障的发展状态趋势并及时进行报告。在矿山工作中,机电设备种类繁多且复杂,设备经常发生故障。这就要求我们必须及时对矿山的所有机电设备进行故障诊断以及及时维修。所以,故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用是十分必要的。 1故障产生的主要原因 1.1配合关系的变化 矿山机电出现故障的原因大多是因为设备零件损伤或者是设备零件间的关系产生了变化而造成的。例如,零件损伤是指在设备使用过程中,很多方面不同的因素对零件造成影响,使零件自身的形态以及尺寸等与之前本身设计的性能不一致。大部分是设备老化以及意外损伤等。 1.2设备的超负荷运转 每一台设备都有其极限,在设计初,设计者都会对设备的输出参数进行一个极限设置。当每一台设备在运行过程中实际输出的参数高于设计输出的参数时,此时设备就有很大的可能性会因为超负荷而出现故障。当设备出现超负荷运转故障时,就必须马上对设备技术参数进行修改调整,以及采取一系列措施来增加设备的承受能力,减少设备超负荷故障。 1.3设备工作能力损耗 设备在运行过程中会遇到各方面的影响,外部因素和内部因素等等。设备使用时间越长,设备受到的影响越大,由于设备自身的零件等不断出现磨损等情况,设备的综合工作能力就会随之不断耗损,从而导致设备故障问题越来越多。 2故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用 2.1人工神经网络的运用 目前,我国科技水平不断提高,人工神经网络诊断法的技术水平也不断提高,目前已经达到一个很高的层面,它的优势在于它的人性化以及前瞻性。当矿山机电设备出现故障时,机电设备会有很复杂的非线性映射关系,人工神经网络的运用就能很全面地表现这种关系,从而快速地找到设备故障的原因以及问题根源所在。所以这种方法在矿山机电设备故障诊断中拥有很重要的作用和地位。近些年,我国很多矿山企业采用了该技术,也获得了不错的成效。 2.2参考故障历史记录诊断法 当设备出现故障时,必须及时对造成该设备故障的所有原因进行检查分析,找出故障的主要原因。这是根据矿山机电设备的组成原理进行诊断的一种方法。当设备出现故障时,必须对导致故障的因素以及过程进行检查并得出分析结果,把这些分析结果进行有效归纳总结,形成一个故障诊断集册。此后,如若出现类似情况,就可以通过查找故障诊断集,对故障进行处理。这就是参考故障历史诊断法,这种方法可以减少诊断时间,及时快捷地处理设备故障问题。 2.3智能检测技术 智能诊断技术是根据系统控制来模拟人脑特征,有效地获取、传递、处理、再生和利用故障信息,用系统中已经做好的专家的诊断经验和策略的一种方法。这种方法目前在我国研究成果较好的是神经网络和专家系统,在矿山企业工作中运用相当广泛,拥有很大的发展性。此外,矿山机电设备的故障一般都具有很大的隐蔽性以及复杂性,这就导致从前采用的传统故障诊断方法无法对其进行及时、准确的诊断。但是智能检测系统就可以利用其独特的优势解决此问题,从而对故障进行准确分析,得出科学合理的诊断结果。 2.4温度、压力监测诊断法 在矿山机电设备维修的实际情况运用中,其中十分重要的一点是传感器的运用。传感器最大的优点在于它的准确、灵敏、及时、快速性等。它可以通过轴承、齿轮传动箱等各个部位的温度、压力传感器,直接监测到设备参数的变化状况。在对机电设备的该部位进行温度、压力等情况的持续监测时,记录温度、压力每个时段的变化状况,从而对设备进行有效的诊断和预测。 2.5仪器诊断技术 仪器诊断技术通过机电设备的液压系统中的一些内部参数来进行控制,然后再通过计算机运算和各仪器的显示从而得出相关结果。这种技术的主要优点是其功能较多、方便携带及高智能化等。 3故障诊断技术在矿山机电设备应用中的维修对策 3.1矿山机电设备的故障诊断原则 通过图1可知,要顺利开展故障诊断技术就必须准确地了解矿山机电设备的故障信息以及信息源。然而,铅锌金属矿具有其特殊的挖掘性质,必须依靠研制出适合于矿山的特殊传感器等设备,从而方便及时获取故障信号。此外,由于铅锌金属矿的要求极高,在故障传感器的选择方面必须遵循“防水、防尘、抗振、抗干扰、耐高温”的原则。 3.2故障信号特征的提取方法 各种信号分析技术都只有一个标准,那就是简单实用。要想准确地判断出设备故障的原因以及设备故障的状态,那就必须能够较好地识别出设备故障的信号特征。由于矿山的特殊地质情况,导致故障信号的各方面特征有着与其他方面的故障信号特征差异性。但是,这也并不是很大的问题,我们可以通过研究机电设备的特点来诊断设备故障问题。在机电设备的诊断过程中,我们可以根据相关准则,找出机电设备中各类型故障的相关信号特征,对设备故障进行诊断分析。 3.3机电设备维修 机电设备维修主要是根据发生故障的信号特征,结合相关的理论知识以及仿真模拟和实验研究等,建立一些针对于不同的设备故障问题的数学力学模式。通过诊断出的原因以及预测的故障问题,对设备进行维修。矿山机电的种类繁多,问题必然也会很多且各不相同,那么这就要求我们必须根据设备发生故障的分析结果,有针对性地对设备进行维修。 4结语 故障诊断技术是我国目前一个比较新兴的科学技术,设计的方面相对广。但在我国由于该技术发展起步比较晚,目前我国在矿山机电设备中的故障诊断技术应用还不够成熟。但故障诊断技术的运用对矿山机电设备维修有着很大的作用。它大大减少了设备故障的发生率,不但提高了企业的社会效益和经济效益,还能保障企业的健康持续发展。所以,必须大力研究故障诊断技术在矿山机电设备维修中的运用,从而促进矿山企业实现其经济目标以及安全目标。 作者:李艳婷 单位:同煤集团机电管理处 矿山机电毕业论文:矿山机电安装与施工对策探讨 1矿山机电安装与施工白饼寺点和影响因素 1)矿山机电安装与施工白饼寺点矿山机电安装与施工是一项复杂的项目工程,设计的等踌斗和内容有机械自动化、信息技术、数控技术和机械工程技术等[1]。其次,矿山机电安装与施工的技术含量较高,机电的种类多、自动化胜能也在不断的提高。矿山机电设备的技术含量的提高能够有效白勺节省人工,提高矿山施工的安全系数,但也为机电的安装与施工带来了更高的难度和更复杂的工序。最后,矿山机电设备的数量很多,对机电设备的需求量不断勤口,加大了矿山机电安装与施工的难度。矿山对于安全施工的王里念越来越重视,对矿山机电安装与施工的要求也在不断提高。刀影响矿山机电安装与施工的主要因素。影响矿山机电安装与施工的主要因素有首理不到位、安装设计缺陷和安装人员素质不高等。在矿山机电安装与施工中如果没有对安装与施工人员进行有效的管理,对任务量进行台理白勺分酉歹口监督,就民可能出现安装与施工人员不按相关程序安装而出现质量问题。由于每个矿山的实际清况都不同,因此在矿山机电安装和施工之前必须对矿山机电安装进行设计,结合矿山的实际清况和实际需要,对矿山机电安装与施工的要点和技术进行明确。如果一旦出现设计失误,会造成很严重的后果。最后,矿山机电的安装与施工的技术含量较高,要求技术人员必须具备一定的技术水平,否则难期生任机电的安装与施工工作,很容易出现技术问题。 2矿山机电安装与施工中的现状 当前我国的矿山建设施工中安全生产的理念已经逐渐普及,对矿山机电安装与施工的重视程度也越老越高。但由于各种原因,我国当前的矿山机电安装与施工仍然存在很多问题。1)吊装环预埋出现遗漏。矿山所使用的机电设备一舟赌日属于大型机电设备,重量和体积都很大,在安装与施工的过程中就要结合托、吊工作。很多矿山在进行大型机电设备的安装与施工中,遗漏了装吊环的预埋,给之后的安装以及维护修理等工作造成了严重的困难[2]。刀设备尺寸和位置与施工图纸不符。在我国当前的矿山机电安装与施工中经常出现机电设备的安装位置以及基础尺寸与施工图纸出现偏差的现象。这就会造成机电难以安装和施工,只能临时对施工方案和图纸进行们毓女,影响机电安装与施工的进度和质量。习没有预留足够白勺电缆孔洞转弯半径。在矿山机电的安装与施工中对电缆白勺需求量很大,如果安装前没有在电缆转弯处留出足够白勺空间,则会导致电缆难以转弯,损坏电缆的保护月莫3]。勺预留孔洞的尺寸与位置与施工图示不符。造成预留孔洞尺寸与位置问题的主要原因通常是混凝土在浇筑时的重力下垂止矽卜模板质量出现问题也是一个原因。如果没有准确的定位尺寸的基准线也会导致这一问题。匀机电安装与土建不够协调。在澎于机电的安装与施工之前必须保沼昆凝土的强度达到相关的标准,如果矿山机电设备的秒料寺殊,土建还必须预留出机电安装与施工的必要空间。如果机电的安装与施工与土建不能协调,则会对机电的安装与施工造成很大的影响。句没有处理好基础二次混凝土。机电设备安装和施工完成后要进行二次混凝土的浇筑。在二次混凝土浇筑的之前,要用电焊将垫板、基础板和垫铁先焊在一起,进而对差肠出表面进行清理,将垫铁捣实蛛平。在捣实蛛平的过程中如果使用振捣机械而没有使用钢筋机械,则会出现机电安装与施工的偏差。 3基于安全背景下矿山机电安装与施工对策探讨 为了减少矿山安全事故的发生提高矿山的经济效益和安全指数就必须对矿山机电安装与施工给予足够白勺重视。针对我国当前矿山机电安装与施工中出现的一些问题,结合本人的实际工作经验,提出了一些对策探讨。1)机电安装与施工之前。矿山的机电安装与施工具有一定的复杂胜和技术性,安装与施工具有一定的油度。因此,要在矿山机电安装与施工之前枯妇子相应的设计和准备,准备好施工的图全阶口方案。安装与施工人员要先与土建负责人进行沟通,将机电安装与施工的技术要求提供给土建负责人,将其反映到土澎吉构设计图中,以免二者不协调而造成设备安装与施工的困难。在穿墙管道的预埋、通风设备构件的预留、电缆孔洞的预留等方面做好相应的土建结构设计。为了确保二者的协调最好由专业技术人员对机电安装与施工图全阶口土建施工图纸进行审核确保其不存在冲突。在矿山机电安装与施工之前,还要对机电安装与施工人员进行一定的技术培训,保障其能对相关的土建知识有一定的了解,例如能够看懂结构预留孔洞图纸。设备的安装与施工人员要对土建的施工进行掌握,而土建施工也要兼顾设备安装与施工,做到相互协调。刀机电安装与施工的方案确定。要确定科学可行的机电安装与施工方案,与土建方案进行良好的配合。二者经常出现交叉作业的情况例如工程机械白勺安装与主机组的调试等等。在进行设备安装与施工过程中,要注意对预埋部件和预留孔洞的定位要准确,否则就无法进行石乞尧注,但鉴于振捣、石乞尧注和立模又会影响预留部件和预留孔洞的位置产生影响[4],因此更加需要对整个机电安装与施工澎于合理的洲七,制定科学合理的方案。习重视基础工程中机电的安装与施工。基础工程中机电的安装与施工必须与土建配合,提高机电安装与施工的质量和效率。机电安装与施工人员要对管道、电缆、吊环等进行预埋,并在土建图纸对孔洞进行标注。机电的安装与施工人员还要核对图纸,确保孔洞预留无误,保障机电能够!llN利的安装与施工。在机电安装与施工的过程中要注意对管道、预埋管线、基础垫层等的施工,及时安装各种预埋物件。勺对机电的安装与施工阶段进行有效的控制。矿山机电安装与施工既要保障矿山生产的安全,也要提高机电安装与施工的效率和质量提高矿山的绍齐效益。在矿山机电安装与施工中经常出现交叉作业。交叉作业是节省工期,提高矿山绍齐效益的一个常用手段,因此机电安装与施工要注意与其他工程项目进牙于良女孔勺配合。有些机电对于安装和施工的现场环境要求无华十以及足够白勺面积,如果此时其他工程进行施工则一定要采取一定的防尘措施。 4结语 在安装背景下的矿山机电安装与施工首先要保障的就是施工的安全,在安全的前提下不断提高机电安装与施工的质量与效率,带动矿山绍齐效益的提高。 作者:刘志刚 单位:陕西煤炭建设公司 矿山机电毕业论文:矿山机电设备故障检测的诊断技术 不断发展的煤矿产业推动了经济的发展,在煤矿的生产过程中,其生产安全也受到了人们高度的重视。在矿山的机电设备中,其故障检测的诊断技术在实际的应用中缺少对设施的维修与先进的技术,相比于西方国家,我国在这一方面是比较落后的,当前故障检测的诊断技术与市场经济是无法相匹配的。矿山的机电设备故障检测的诊断技术是以保障设备正常运行、不发生事故为基础的,对于矿山机电设备存在技术问题,通过综合技术给予解决,对设备的参数及运行状态等进行掌握,从而对其工作性能与安全性进行判断。为矿山机电设备更好地服务于矿山生产,必须加强该技术在机电设备中的应用,提高其生产效率与安全运行的性能,使其能够促进经济的更好增长。 1矿山机电设备的应用现状 1.1煤矿机电设备的隐患存在。在机电设备的运行中,存在的主要隐患有:防腐措施不到位,井简装备有锈蚀现象,且比较严重;井下的电气设备未按照规定对其做电气测试,真空表、电流表、压力表及安全阀等均未按照规定进行定期的检查;煤矿的机电设备普遍存在带病运转的现象,其设备杂、老、旧,拥有不齐全的安全设施保护装置;输送棚保护与漏电保护、照明信号综合保护等记录不规范;机电设备的绞车设计提升力低于实际提升力的负荷;煤矿的提升系统、电控系统与制动系统保护不足,并缺少缓冲与托罐装置。 1.2不完善的机电设备管理机构。大多数的企业其管理体系形成都不完善,机电设备的维修与保养都是由电工完成的。在实际的操作过程中,电工的注意力主要集中于实际的生产,而对其维护与保养的工作只能说是捉襟见肘。就目前来说,矿山企业负责人对其管理理念没有足够的重视,因此造成企业员工在机电设备的管理工作上力度不到位,认识上也不成熟。在大部分的企业中没有专门的机电管理部门,也就更不用说对其进行维护与保养的工作。 1.3煤矿的设备存在老化的现象比较严重。煤矿的设备在煤矿建设时要成套投入使用,这就造成其资金在投入时的数目是非常庞大的,在实际的生产中,造成其设备老化比较严重的原因为:煤炭产量在我国急速增加,大多数的企业在利益的驱动下,只注重产量,而忽略了其运行的安全;在煤炭行业中,由于其设备制造业的检测手段、零件设计、加工制造及工艺设计等综合的配套能力不足,其整体的装备也相对落后,造成其维护工作的工作量很大;在部分的煤矿企业中,机电设备存在欠账问题,并且存在老绞车、旧的防爆开关、老主扇等老化设备;大多数的煤矿企业在资金的投入上都是重视产量,致使其设备在更新换代上的速度较慢,造成设备的严重老化。 2矿山机电设备中故障检测的诊断技术 在其应用的过程中,是为了防止矿山在生产过程中因其发生故障而致使经济受到损失,故而在实际运用中有预防检测的作用。机电设备的诊断与检查在矿山生产中的目的性较强,并且已向信息化的方向发展。诊断技术在目前的应用中主要有几下的几种: 2.1主观的诊断技术。在对其设备进行维修时,工作人员是依据实际情况与工作经验来主观判断的,其诊断的准确性与可靠性的降低是实际问题的局限性所造成的。在实际诊断的过程中,要避免运用主观的诊断技术,机电设备产生故障问题要给予正确诊断技术,才可得到解决。 2.2信息化的诊断技术。矿山的机电设备诊断技术由于不断运用与推广的信息技术,在对其进行故障维修时,受到维修人员的青睐与推崇,这也促使故障检测的诊断技术在矿山的机电设备应用中向着现代化与智能化及自动化的方向发展。该技术主要是利用计算机软件完成的,对其系统进行操作与控制,并全程检测其故障的产生与耗损的程度及运行的情况,其传递信息形式是以数据为主对故障进行分析,可促进问题得到有效的解决,机电设备恢复运行。 2.3数据的诊断技术。数据诊断在矿山的机电设备中对故障问题的处理是通过信号进行的,依据其故障产生数据,对实际情况进行分析,为保证其分析的结果具有有效性,矿山机电设备进行测量指定数据,促进故障问题尽快得到解决。 2.4仪器的诊断技术。仪器的诊断技术在矿山的机电设备中主要有三种:综合型与通用型及专有型,其机电设备故障问题的检测是通过测量其内部的液压系统参数来完成的,根据具体情况,仪器显示出其故障产生的原因。 3矿山机电设备中故障检测的诊断技术的应用 矿山生产为保证正常运行,机电设备要尽量避免故障发生,在实际运行的过程中,要保证对其进行有效得诊断检测。矿山机电设备随着现代的信息技术运用与推广,使其故障检测的诊断技术以向现代化与智能化及自动化发展,其诊断技术在矿山机电设备中主要有几下几种: 3.1诊断与检测通风机。诊断矿山机电设备中,诊断与检测通风机的产品不多,对其在诊断与检测中产生了极大的影响。检测与诊断通风机仪器的主要使用特点为:八个中断源、十六位的监视定时器、十六位的中央处理器、两个定时器十六位、丰富且高效的指令系统等,这些特点都具备了鲜明的时代特征,促使诊断技术在矿山机电设备中向现代化与智能化及自动化的方向发展。 3.2采煤机的故障诊断与工况的检测。诊断采煤机故障主要为检测工况的故障、检测机身的外围、检测左右摇臂、检测变频器的通信及检测高压的控制箱等,以保证矿山可正常生产。现阶段的采矿机检测的水平在我国呈现的趋势较低,需给予重视,近几年随着政策的扶持与重视的力度加深,其基础技术已在实际的生产中得到提升,提高了工作效率。 3.3诊断与检测矿井提升机的故障。矿井机在正常的运行中与煤矿生产的工作人员及矿山的正常生产有着直接的联系,故此,诊断与检测矿井提升机的故障尤为重要,其故障主要有重故障与轻故障。由于严重的原因产生的故障为重故障,其原因需检测人员进行深入的调查,依据实际的参数规定与所查数据进行分析对比,以免造成安全事故与经济损失的发生。故障出现的问题对其生产的影响比较下品且比较简单为轻故障,只需对工况参数与实际情况的检测进行分析,故障产生原因就可被检测出,可及时给予问题故障的处理。 4结束语 在现代化的进程中,矿山机电设备逐渐与新兴技术相融合,不断推进的信息化技术,促使煤矿产业在生产的过程中其安全性与生产效率得到了提高,也为煤矿企业获取了极大的经济利益。为使其适应市场的经济要求,需对其进行新工艺水平与生产装备水平及产业质量与经济效益的提高,进行产业结构的调整,促进煤矿企业提高市场的竞争力。 作者:赵启乐 单位:双鸭山矿业集团有限公司安泰煤矿 矿山机电毕业论文:矿山机电设备检修管理浅析 0引言 伴随现代科技不断发展,运用于矿山生产的机电设备种类也日益丰富,加上井下生产的连续不间断性使机电设备易出现磨损与老化等问题,使矿山机电设备维护检修管理难度极大。但机电设备作为矿山生产高效高质持久进行的必要基础,对煤矿经济效益有直接影响,如何确保矿山机电设备日常检修管理工作的有效性成为矿井日常管理的重点与要点之一[1]。 1机电设备检修类别划分 机电设备检修作为井下生产高效开展的必要保障,是矿山生产不可或缺的维修体制,依据维修目的不同可分为以下四种类型:a)预防性检修。这种维修目的在于将可能存在的故障风险扼杀在萌芽中。设备运行时,对设备实施全面监控,一旦发现其工作状态出现异常,立即对其展开全面检测与维护,实现对可能存在的故障有效预防。通过这种方法能够有效避免机电设备零部件损坏,是机电设备故障诊断维修中的关键环节;b)事后检修。这种形式是指设备故障已发生后对其进行及时处理与补救,属于被动性维修手段,以尽快恢复生产为目的,维修效果往往差强人意;c)周期性检修。这种形式是指无论设备运行是否良好,在固定时间间隔下全面检修和维护机电设备,其时间间隔周期多依据实际经验确定。这种方法可有效消除设备运行中存在的故障隐患,是机电设备检修管理的重要环节之一;d)创新性检修。这种方法亦被称为技术改造,是指机电设备管理技术人员为更好满足实际工作需求而对设备进行技术改造。一般而言,任何机电设备其应用效果的优劣均是相对的,随运行使用环境的改变,其多少会存在一定的不足之处。因此,矿井机电设备管理人员在日常的设备检修中应多总结经验,结合矿井生产实际,对设备运行存在的不足之处进行有针对性地创新改良,确保设备高效、高质运行[2]。 2矿山机电设备检修管理的不足 2.1缺乏管理意识与相应的管理制度 中国政府虽对矿山机电管理进行一定的规范,但在实际生产中依照规范管理操作的矿井数量有限,一方面是由于在既得利益的推动下,生产管理者过度关注生产效益,忽视机电设备检修管理,抱着设备还可用就无需检修的态度,许多应当按月检修的设备被按年检修,需要年检的设备则投入以来从未检修,使故障隐患不断积聚,严重威胁设备有效运行。另一方面,科技日益革新,使原有管理制度早已无法适应新型机电设备检修需求,对检修工作开展造成一定影响[3]。 2.2专业检修人才缺乏 由于井下工作环境恶劣及高风险性,使许多具备良好专业技能的技术人员纷纷离开这一行业而进入其它更安全的企业中,使矿山机电设备检修管理人才匮乏现象极为严重。与此同时,各大高校机电专业及社会上专门从事矿山机电检修培训的辅导机构,所教授的内容多限于理论层面,忽略实践操作,使培训出的人员往往专业素养相对不足,很难立即适应实际工作。除此之外,井下施工的部分机电设备属于特种装备,其检修操作必须由经过专业培训的人进行,此类人才多只能由煤矿企业自己在日常工作中逐渐培养,难以从外引进,对检修管理高效进行造成不利影响。 2.3安全管理投入相对不足 安全管理资金投入不充裕是又一个普遍存在的问题。许多矿井为节约资金、提升产效,机电设备在长时间工作后没有检修维护,甚至部分设备老旧不堪,应当更新的未能及时更换,使矿山机电设备检修管理困难重重。特别是近年来井下开采深度不断增加,设备更新与改良势在必行,而资金不到位使这些工作停滞不前,设备检修管理难以有效开展,增加井下生产风险性。 3增强矿山机电设备检修管理水平的措施 3.1增强前期管理的规范化程度 前期规范化管理是实现设备检修管理高效进行的必要保障,主要体现在设备选型与质量检验两个方面,必须充分考虑矿井实际施工状况与操作需要。选型工作必须安排专人全权负责,监督设备自验收到安装使用的全过程,并有效留存相关设备资料,以便后续使用。设备质量检验上,应当配置专业技术人员在安装前全面检测设备,对存在瑕疵、缺陷的设备坚决不予安装;对整个安装过程实施动态监督,确保其操作全部遵守相关操作规范。安装完成后,应当会同技术人员、管理人员、设备维修人员一起验收设备,验收无误后方可投入使用。 3.2加强思想管理与制度建设 认真负责的态度与有效的管理制度是确保检修管理工作有效进行的必要前提。a)应当帮助检修管理人员树立主人翁意识,以认真负责的态度全力投入工作中,促使其工作高效进行;b)针对实际工作状况,完善原有机电设备检修管理制度,严格要求工作人员认真执行制度规范[4]。 3.3建立严格的岗位责任制 矿山机电设备检修管理人员作为井下特殊岗位,必须针对实际情况制定严格的责任制度。a)应当依据井下设备运行距离、服务范围、使用量等诸多要素划分不同责任区,并依据各岗位责任高低进行任务合理分配。譬如进行泵站、变电所等重要岗位应实施多人包岗制度,确保工作准确无误;b)综合考量设备运行磨损程度、岗位出勤状况、能源损耗等多项指标,创建科学岗位考核奖惩机制,定期或不定期对各个岗位进行全面综合考评,表彰优秀个人或集体,提升技术人员的工作热情。 3.4改良矿山机电设备检修管理技术 机电设备检修管理技术优劣对井下生产效率的高低有直接影响。从根本上推动矿山机电设备检修管理质量不断进步,必须坚持以技术进步为推动力的发展道路,转变旧有粗放型生产工艺,不断推动新型工艺与设备应用升级,推动综合效益全面提升。在实际工作中,煤矿企业必须积极学习与引进国外先进技术,以科技为推动力,以最小投入获得最佳成果,提升机电设备检修管理工作质量。煤矿企业应以技术总工为带头人,组建科技小组,针对自身实际机电检修管理中存在的问题,集中人力、物力进行技术攻关,并将相关成果有效应用到实际生产中,实现矿山机电设备检修管理无缺陷开展。 4结语 矿山机电设备检修管理不仅任务繁重且内容复杂,其检修管理质量的高低直接影响矿井生产能否高产、高效、安全进行,因此一直是矿山日常管理的重要环节之一。要真正实现矿山机电设备高质检修管理,就必须从安全生产与技术革新等多方面着手,在充分考虑矿井实际生产状况的前提下,开展机电设备定期与非定期检修,实现机电设备动态流动管理。煤矿管理层应针对现有机电设备管理人员专业技术水平不足的现状,对其开展定期培训以促进其思想认识水平与专业素养水准全面提升。此外,还应构建完善的管理制度,明确检修人员的职责与权力,构建完善的奖惩体系,有效激发检修人员工作主动性,从根本上推动矿山机电设备检修管理高质进行,为矿井生产安全、高效提供保障。 作者:白志光 单位:山西煤炭运销集团能源投资开发有限公司
电子测试论文:电子设备强迫风冷散热特性测试与数值仿真 摘 要:针对电子设备发热导致其可靠性下降的问题,对某电子设备机箱内部PCB(Printed Circuit Board)板强迫风冷的散热特性进行热测试实验,利用热分析软件ICEPAK对该设备的工作情况进行热仿真,并比较实验结果和仿真结果,结果表明二者一致性较好. 分析数值仿真产生误差的因素并提出改进数值仿真的方法. 该研究表明数值仿真可以为电子设备的热设计开发提供依据. 关键词:热仿真; 热测试; 电子设备; ICEPAK 0 引 言 随着现代电子技术的发展,电子设备不断向高功率、高密度方向发展,如果各种发热元件散发出来的热量不能及时散发出去,各个元器件的温度就会超过各自所能承受的极限,导致电子设备可靠性大大降低.这就要求对工作温度有较高要求的电子设备进行结构的热设计.[1]目前,对电子设备的热设计工作主要采取数值仿真与实验相结合的方法.在对电子设备进行风冷热测试实验所产生的大量实验数据基础上,进行软件热分析仿真,通过实验数据检验模拟结果,从而指导软件热分析,为进一步做好电子设备的热设计,保证电子设备正常、可靠的工作打下基础. 1 热测试方案与实验设备 1.1 热测试方案 实验在西安电子科技大学机电工程学院自行研制的DF―1型低速风洞中进行,被测试电子设备结构形式见图1.在PCB(Printed Circuit Board)板上用型号为HW200JB8的厚膜电阻模拟发热元件,电阻值为25 Ω,其安装形式见图2. 每块PCB板按顺序排列25个发热元件,6块PCB板构成5个通道,其中5和6号板为光板,1号板为元件并联板,2,3和4号板为元件串并联混合布置,通过加载不同的电压可得到元件上不同的功率分布变化.[2] 1.2 实验设备 (1)低速风洞: 工作段面积为300 mm× 400 mm,风洞通过严格设计完成,在工作段无物体时可保证段内各点风速相等. (2)风速测量仪:用以测量风洞的实际流速. (3)ATM―3型多点温度测试仪:可1次测量63个温度点. (4)铜―康铜热电偶:测温范围为-260~ +300 ℃. (5)稳压电源:模拟PCB板加电状态. 实验的主要目的是研究电子设备在不同工况条件下的散热特性,因此测试时将被测电子设备放在低速风洞工作段中,分别对4块板加不同的电压,以模拟功率变化的情况:1号板加电压为1~3 V;2号板为5 V,10 V,20 V,30 V变化;3号和4号板为 10 V,15 V,20 V变化.通过改变入口风速与PCB板间距等进行热测试,主要测试元件表面、背面与入出口的温度以及风洞内不同测点的流速. 2 数值模拟 2.1 模型的建立和求解 用ICEPAK进行热仿真的过程可分为5个基本步骤[3]:建立计算模型,设定问题参数,划分网格,求解计算和后处理. 图3为在ICEPAK中模拟该电子设备实际工作环境所建立的物理模型. 被测电子设备水平放于风洞工作段内,用openning模拟风洞的入口与出口,在入口openning处可设定不同的流速;风洞用cabinet模拟,4面绝热;PCB板与底板固连,底板材料为铝;设置厚膜发热电阻与PCB板紧密固连.在数值仿真中先根据每个PCB板所加不同电压计算出每个发热元件的热功率,再将所得热功率加载到每个热源上. 该模型的主要参数为流体状态.通过软件自动计算得到的普朗特数和雷诺数可以确定流体类型为紊流.根据不同的实验工况,设置环境温度和风速等边界条件[4].实验主要为强迫风冷,因此忽略辐射换热与重力影响. 由于PCB板上的发热元件排列紧密,为了得到较精确的计算结果,要保证在发热元件周围有较细的网格划分.然而整个风洞容积较大,如果采用相同精细的网格对整个风洞进行网格划分,将使得求解时间大大增加.因此,对每块PCB板及其安装的发热元件建立1个assemble ,适当调整assemble的大小,以保证在PCB板与元件周围有较细的网格划分,风洞内其他部分使用较粗的网格,而计算精度不受影响.最终网格划分HEXAS数量为128 830,NODES数量为142 084.在设置好求解残差和迭代次数之后开始求解并最终收敛. 2.2 计算结果 对热测试中几组不同工况下的实验进行仿真计算,图4为1号PCB板在入口风速为1.5 m/s和25.5 ℃环境温度条件下的温度云图. 从图4中可见在流体入口处元件温度低于出口处元件,与热测试结果相同.热分析结果相对于热测试的大量数据结果显得更加直观明了. 对热测试中几组不同工况下的实验数据与仿真计算结果进行对比.图5为环境温度25.5 ℃,风速1 m/s条件下2号PCB板加不同电压时,中间元件温度变化的测试与计算结果.从图中可以看出,当电压改变时,元器件的温升有较大幅度增长,显示计算结果与测试结果具有良好的一致性. 图6为环境温度25.5 ℃,U1=U4=3 V,U2= 5 V ,U3=15 V条件下1号PCB板上某一元件正面和反面测点温度的测试与计算结果.从结果可见随着风速的增大,发热元件正反面的温度逐渐降低,这表明仿真结果与测试结果吻合较好.从图中可以发现在0 m/s工况下计算结果较实验数据存在较大偏差,这主要是由于此时被测设备处于自然散热状况,而在仿真中没有考虑重力与辐射传热的影响,造成温度偏高. 图7为环境温度25.5 ℃,U1=U4=3 V,U2= 5 V ,U3=15 V条件下2号PCB板入出口测点温度测试与计算结果.数值仿真结果表明随着风速的增大,PCB板入出口的温差逐渐降低,与测试结果一致.由于在入出口处无热源且流体相对处于层流状态,因此数值仿真误差较小.图 7 不同风速下PCB2入出口测点温度 将数值仿真结果与热测试数据对比发现,计算发热元件表面的温度要高于实际测量结果,而计算PCB板入出口处的温度要低于实际测量结果,这主要是因为实际发热元件与PCB板之间存在由热源管脚到PCB板的热传导,而在热仿真中只是模拟热源与PCB板的固连热传导,没有模拟管脚的热传导,造成部分热量没有从热源传导至PCB板上,从而产生上述结果.预计如果考虑上述影响,通过更详细的建模分析,可以得到更精确的仿真结果,这对进一步改进热分析,提高数值仿真精度具有指导意义. 3 结 论 在对电子设备进行强迫风冷热测试的基础上,运用热分析软件进行数值仿真,并将计算结果与热测试结果进行对比,表明计算结果与测试结果具有较好的一致性,并从数据对比中得出改进热仿真的方法.电子设备的热测试与数值仿真都是进行热设计的重要手段,只有将两者更好地结合运用,才能进一步做好电子设备的结构设计,保证电子设备正常、可靠的工作. 电子测试论文:基于虚拟仪器的新型汽车电子测试平台 上海聚墨仪器有限公司 邢咏红 摘要:针对汽车电子的测试要求的日益增高,本文介绍了一种基于虚拟仪器的测试平台,可以极大地方便汽车电子产品的测试。 关键词: 虚拟仪器;汽车测试;LabVIEW PXI 随着半导体及软件技术的快速发展,汽车电子在汽车产业中所占比例越来越大。从汽车的舒适性到稳定性乃至安全性的实现中,汽车电子产品都担任着至关重要的角色,并且正发挥着越来越广泛的作用。汽车电子产品厂商也正面临着巨大的市场挑战――提高产品质量、加快生产周期、降低生产成本等等。 在这样的条件下,对汽车电子产品的测试设备的要求日益增高,主要体现在以下方面。 复杂的测试要求 汽车电子产品在整车系统中的比例和实现的功能不断增加,要求其具有丰富的功能;随着基于CAN、K-Line、LIN等总线的车身网络的发展,还需要实现单个设备与整车网络之间可靠的实时通讯。这都要求汽车电子产品出厂前需要经历复杂的功能和参数测试过程,从而保证产品满足车厂所规定的功能上及质量上的诸多要求。 严格的质量管理流程 除了能够实现测试功能,测试设备还需要保存测试数据、提供测试数据在线分析功能,并能方便地据此进行生产过程统计(SPC),如测量系统分析(MSA)和工序能力指数(Cpk)等,从而作为企业质量管理的数据来源。 开发现测试周期 目前汽车厂商推出新车型的周期越来越短,以满足不断发展的市场要求。对于在国外设计,国内生产的汽车电子产品而言,国内厂商需要在短时间内建立完整的测试线;而对于国内自主设计的汽车电子产品,往往要求测试线不但能够进行出厂前测试,还需要承担部分设计验证任务,因而在产品研发阶段就要实现测试系统,同时需要预先考虑由于产品改进而引起的测试设备变动。 苛刻的时间要求还体现在提高测试效率上。对于大批量生产的产品,利用功能单一、需要操作人员手工操作的传统测试设备很难达到时间和质量上的要求。因此使用自动化测试设备成为提高产品质量和产量必不可少的条件。 成本控制 汽车电子厂商往往需要生产多种型号、具有类似测试要求的产品,这就要求测试设备具有可复用性,可以简单的实现多种产品共用同一条测试线,以达到降低生产成本的目的,同时也降低了设备维护的开支。 如果完全采用进口测试设备,则设备的引进及维护成本高、检修周期长,已经有越来越多的厂商在考虑将进口设备国产化,利用本地的供应商或自行开发和维护。 由以上可见,在汽车电子产品测试中,所采用的测试设备是一种需要根据被测产品的不同而快速灵活定制、能够提供丰富的测试功能、便于本土工程师快速开发及维护的软、硬件平台。 测试平台 针对以上应用需求,本文介绍一种基于虚拟仪器技术的汽车电子测试平台,可以极大地方便各厂商进行汽车电子产品测试。 如图1所示,该测试平台基于虚拟仪器技术构建,由两部分组成――软件和硬件。硬件采用美国国家仪器公司(NI)的PXI模块化仪器;软件采用NI的LabVIEW图形化编程语言和TestStand测试管理软件开发。 硬件组成 PXI是一种专为工业数据采集与自动化应用度身定制的模块化仪器平台,具备系统的模块化、容易集成、容易装卸和连接,以及方便提高设备同步与触发精确度等卓越特性。 同时PXI模块化仪器具有丰富的产品,如NI所生产的PXI模块在汽车电子产品测试领域中所适用的有各种模拟和数字信号采集、调理、信号多路复用及矩阵连接控制、各种总线接口、射频及任意信号发生器等等。可为汽车电子厂商提供宽广的选择余地。 图2示出一组典型的用于汽车电子产品检测的PXI模块化仪器,其中包括了基于Pentium CPU的PXI控制器、由数字万用表和多路复用开关及矩阵开关组成的多路电流,电压测试系统、用于产生汽车收音机电台信号的射频信号发生器、汽车收音机音频分析仪等设备。为了实现自动化测试,汽车电子产品厂商通常利用产品本身具有的总线,如CAN、K-Line等,开放特定的控制指令用于产品状态控制,从而无需人工干预。因此在这些模块化仪器中,通常包含一个总线控制器(如CAN、K。Line、LIN控制器等)。除此以外,通常配置一块具有宽电压输入输出和光隔的DIO卡,用于与自动化生产线之间进行时序同步和夹具控制等。 图2的示例中包括了各种经常用到的汽车电子产品测试仪器。在大多数应用中,可以对上述模块化仪器进行定制,选用其中的一部分仪器,即可实现如汽车收音机(包括VCD/D V D/导航)、仪表板、行车记录仪、HVAC(Heating,Ventilation and Air Condition―ing)等产品在PCB及整机状态下的功能及参数测试。 软件组成 如图3所示,汽车电子测试平台中的软件部分由产品驱动程序、测试设备驱动程序、测试项目实现、测试序列(Test Sequence)和用户定制程序(如用户操作界面、测试数据库管理软件)等部分组成。 产品驱动程序――用于实现被测产品的程序控制,通常由各种总线方式(如CAN、K―Line、串口等)进行控制。以达到无需人工设置产品状态而进行测试的目的。对于特定类型的产品,需要进行控制的参数通常是统一的,与型号无关的。例如对于汽车收音机的音频测试,不论任何型号,所需要控制的参数通常有音量、波段、调谐频率、音效控制等。从而保证在为新型号产品开发测试软件时,无需修改调用它们的函数,只需要重新开发一组符合预先定义的接口类型的收音机控制程序即可。 测试设备驱动程序――主要指PXI模块化仪器的驱动,用于保证仪器的正常操作和向开发者提供应用程序接口(API)。这一部分无需用户自行开发,PXI模块化仪器的生产厂商会随硬件提供相应的驱动程序,通常还具备界面简单、易操作的硬件管理环境(如NI的MAX),通过这个硬件管理环境,用户无需编程即可实现硬件自检、手动测试、硬件配置等功能。 测试项目实现部分――是产品驱动程序和测试设备驱动程序的结合。汽车电子产品厂商针对其不同产品,都会有特定的测试规范,而同一类型产品的测试规范通常是相同的。一旦根据厂商的要求开发完成,在构建同类产品测试线时不用或很少更改测试项目的执行程序。 测试序列――按照厂商所有的测试要求,将测试项目组合起来,就构成了一个测试序列。在此平台中,测试序列的表现形式为.seq文件(TestStand文件)。在这个测试序列中实现了所有的数据采集、分析、记录功能。 用户定制程序――包括用户操作界面和 测试数据库管理软件等。在此测试平台中,用户操作界面和测试数据库管理软件作为一个通用的组件,可以应用于各种产品的测试线上,而无需任何修改。 该软件平台具有以下特点: 同一个测试软件平台可以测试不同型号的同类产品。 由于同类产品的测试内容和测试方法通常是相似的,因此软件中的测试项目实现部分只需要针对不同产品进行相应的配置,就可用于所有具有相同测试方法的测试项目,用户无需重新编写代码。 同一个测试序列可以在不同测试站上运行。 考虑到产品平均出厂时间的限制,厂商在选择PXI模块化仪器时,通常会选用多个测试站来分担全部测试时间。这些测试站可以具有相同或相似的配置,在某些测试站上还会采用GPIB仪器以充分利用现有资源。如果其中一台测试站发生故障,该站上的测试软件可以在无需重新编写程序的条件下完成测试站的互换,只需要更改测试设备的资源名称。而测试设备驱动程序中已经同时支持了PXI模块化仪器和传统GPIB仪器。 开发及维护时间大大缩短 从图3中可以看到,除了被测产品驱动程序和测试序列会随着被测产品不同而变化,其它部分在一次开发完成后无需或很少改动。因此大多数情况下,无论是系统集成商还是厂商自己的开发工程师都只需要将精力投入到特定的被测产品控制和实现测试序列上。 同时,由于在一个工厂内采用了统一的软件平台,极大地减少了软件维护的时间开销。不同的测试线对工程师的要求也趋于统一,从而降低了因人员流动而造成的风险。 应用实例 某汽车电子厂商选用了上海聚星仪器有限公司的汽车电子测试平台组成汽车收音机的测试线,为了满足产品Cycle Time的要求,采用七个PXI测试站来分担上百个测试项目。其中两个测试站进行PCB形态的测试,如PCB上的测点电压、电流等参数;另外的测试站均为整机形态的测试,如调校、CD/MP3、AM/FM、音效控制、写入产品追踪及生产信息等等。如图4所示。 每个测试站上运行不同的测试序列,但采用相同的用户操作界面和测试数据管理软件。 由于采用了基于虚拟仪器技术的汽车电子测试平台,目前该测试线同时承担了三种类型、十几个型号的汽车收音机自动测试任务,而该测试平台的维护只需要一个工程师即可完成。 结语 基于虚拟仪器技术的汽车电子测试平台能够有效的满足日趋复杂的测试要求,提高测试线的开发效率并降低生产成本,正逐渐成为汽车电子产品测试领域中新的趋势。 电子测试论文:新形势下电子测试技术需求新趋势 摘要:伴随着经济形势的变化,电子制造产业受到很大冲击,与电子产业密切相关的测试技术也随着市场重点的变化而变化,本文通过对多家公司的访谈,探索新形势下电子测试技术需求新趋势。 关键词:电子测试;无线测试;测试测量;3G 对于电子技术来说,测试测量几乎贯穿了每个电子产品的设计、开发与生产的全过程,并且成为电子工程师必须掌握的一项技能。受电子业整体低迷的影响,电子测试市场近期有所下滑。但总的来说,测试行业市场需求有升有降,技术发展的需求增强。普通家用电子产品和通信产品行业许多企业处于困难时期,产量下降。近期没有生产扩容需求。因此。作为质量控制的生产线测试市场需求有所下降。随着目前3G的兴起和发展,一些技术领先的企业和研发以及检测机构,要求测试测量行业提供顺应通信标准和技术发展的仪表。因此针对研发和检测市场需求是增长的。 中国市场的测试测量需求依然在提升,有数据显示,2008年国内电子测试仪器进口量有明显的增长。而中国扩大内需的政府举措更是给测试测量产业发展带来巨大的空间。据粗算。2009年一季度大部分测试仪器厂商在中国国有企业和科研院所方面的销售有相当程度地提升。 抓住市场成长的热点 虽然遭遇经济危机,但并不是每个行业都受到牵连,有些产业依然蓬勃发展,因此,一些市场发展的热点领域依然存在着促使测试测量厂商取得突破的机遇,比如对先进生产技术的支持,又如一贯是测试测量重要应用的国防和航天,更有最近逐渐兴起的3G网络。 测试与测量技术的发展与电子行业的发展密不可分。即使遇到一些问题,电子行业的发展动力依然来自于消费者对体积更小、功能更强、更多互连计算和通信产品的需求。为满足这些需求,电子企业不断推出新产品,将新无线协议、新电池技术、新元件和半导体技术等各种功能集成在这些电子产品中,并且这一趋势在每一代新产品中的应用似乎逐渐加快了,所有这些都促使测试行业必须采用新的方法去测试这些新型产品和前沿技术。吉时利公司认为,目前这方面的热点包括:对于每种新的无线协议都相应需要新的测试方法和测量仪器;工艺尺寸低达45nm甚至更小,半导体小型化的每一次新进展都要求测量技术相应进步;要想制造出世界上最便宜的笔记本电脑或手机,也需要对测试技术进行革新,不断降低购买价格,降低测试成本。解决所有复杂的问题都需要进行更多的测试。在生产条件下以最高的产能进行更多的数据采集和分析工作,以改进这些新工艺。 上海横河国际贸易有限公司市场总监吴启尧则认为,一方面随着新兴国家的崛起,带来了能耗的直线上升,使全球变暖及污染日趋严重,为了应对能源紧张及环境保护。节能、环保、新能源成为全球发展的共同课题。另一方面,中国国内的3G牌照发放也会带来新一轮的大规模建设和投资,而在3G建设的同时已经在逐步向4G领域迈进。无线通信已经不再单单局限在通话这一简单的功能,而是从照相功能、音乐功能向网络功能和电视功能等全面迈进。而这些也给作为领域排头兵的测试测量行业带来了新的机遇和课题。随着新能源的逐步开发和节能技术的不断成熟。变频控制器越来越被广大行业领域所重视。另外、芯片功能的不断加强也同时带动了多通道数字领域测试测量要求的提高。同时网络的广泛应用将对高速、快捷的通信领域提出更高的要求。这些领域都要求测试技术在多通道、高频率、高精度等方面能更上一层楼。 同样看好3G市场的还有罗德与施瓦茨中国有限公司产品支持部产品经理陈峰,他认为近期在测试测量领域有两大热点:3G移动通信和航天与军用测试。3G通信测试可以分很多方面,如关于核心网的测试、基站子系统的测试以及终端的测试等,可能需要进行射频辐射测试(包括EMC测试)、射频传导测试、协议测试、SIM测试、音频测试、CTIA/OTA测试、SAR测试、产品安全性测试等。航天和军事领域的测试涵盖范围极广。在射频微波测试方面,包括卫星测控、雷达测试、环境仿真、材料测试、元部件测试、基带测试、天线测试、信号仿真与分析等等。对于罗德与施瓦茨公司而言,保持技术领先并不断创新是公司的基本方针。在通信测试领域,保持着与3Gpp标准的同步和前瞻性的统一,随着目前3G和LTE的飞速发展,带来的是公司新的机遇;在航天与国防领域,无论是飞船和卫星、新型飞机和雷达还是舰船和航母,都给公司的发展带来机遇,同时也是挑战。 泰克亚太区市场开发经理孙志强则从我们身处的“全新的数字时代”的5大市场驱动力具体分析了测试技术发展新趋势。 ・基于数字RF技术的全新RF和微波市场: ・需要对随时间变化RF信号进行跟踪、监视和捕获分析; ・需要对“宽带”RF信号无缝“复制”、分析; ・可定制的灵活测试完整方案。 ・基于数字视频技术的全新视频应用: ・既要对传统的视频技术又要对全新的数字视频进行测试; ・对全新的数字视频内容进行测试分析; ・高效灵活的数字视频测试方案。 ・基于高速串行技术的全新计算、通信和娱乐应用: ・对复杂的高速系统进行“全信号通路”检测和分析(从发射端,到中间连接,到接收端); ・针对高速信号系统测试。要设备具有极高的信号保真度(即要测试设备有“全量程”的最低“噪声”); ・高效灵活的测试解决方案,缩短用户产品开发周期。 ・基于嵌入式系统技术的全新而广泛电子应用: ・需要对大量“新技术”一之前只在高速系统中使用的技术,现在也广泛应用在嵌入式系统; ・需要对混合信号环境进行测试分析; ・针对多样化的总线,需要高效灵活的测试方案。 ・基于无线通信技术的全新下一代网络应用: ・以中国为例,需要最全面的能够支持包括CDMA2000,WCDMA,TD以及核心网的NGN、WiMAX、LTE在内的各种技术的网络和终端测试解决方案; ・需要有支持2G/3G融合互操作的网络优化解决方案和管理QoS客户体验的质量分析方案;下一代通信不只是技术的竞争,更重要是网络应用和用户管理。 挑战与解决策略 对于测试测量厂商来说,不仅仅要针对技术需求的重点来进行策略调整,同时还要面对测试工程师提出的更多新要求,像如何满足多样化的测量需求和任务?如何降低选择和使用测试仪器的风险?如何加快用户产品设计和调试周期?如何帮助用户仪器投资最大化和产品创新?以上种种 挑战,归结到一点就是:现在我们身处在一个以方案为中心,以需求为导向,以服务为根本的新型电子测试市场。 面临的挑战中很重要的一点是如何在改进性能的同时降低测试成本。当然,改进性能涉及到很多方面,与实际应用是不同的。在研发实验室中,改进性能通常意味着实现更高的测量精度。在生产条件下,中心问题是提高产能同时保持测量可重复性和精度。在这两种情况下,最复杂的事情是上一问题中所提到的快速变化的环境;每当一种测量系统或测量方案变得比较完善时,似乎另外一种新的无线协议又需要进行测试,或者半导体器件的几何尺寸又在迈向45nm的道路上经过了新一轮“缩小”,从而必须要对测试系统进行重新设计甚至重新构建。降低这种情况下的测试成本意味着仪器制造商必须在设计新产品时极富创意。他们的设计是否向后兼容之前的产品?是否能够将多种仪器的功能集成到一套工具中,或者在尺寸更小的设备中集成更多的通道?是否集成了智能的固件和软件功能。从而缩短系统配置和调试所需的时间? 吉时利公司认为。应对挑战必须不断创新,其中包括研制出灵活而实用的测量仪器。例如。一种能够在不同环境下用于不同测试的仪器,或者集成多种功能的单台仪器,能够节省用户购买多台仪器分别执行各个任务的投资成本。很多先进材料。包括纳米技术和基于半导体的材料,都需要进行多种电气测量,例如超低电流和/或超高电阻特征分析。吉时利已经在低压测量领域获得了经验。虽然吉时利在这一领域处于领先地位,仍不断推进测量技术,降低对产能增大的敏感性,提高生产良率,降低测试成本。 罗德与施瓦茨陈峰则展望了在通信和航天与军用测试领域的技术发展需求及挑战。新的电子技术的发展主要体现在通信技术和航天与国防技术的发展,具体频率和带宽以及数字处理的能力的提高,因此,测量技术在这方面也要随之提高。需要有更高的速度、更宽的带宽和更高的精度。在通信领域,LTE的应用是近期发展的目标;在航天与国防领域,新的测控技术、新型飞机与舰船、电子对抗以及隐形飞机和对应的雷达技术带来新的测试需求。 从性能上讲,技术革新体现在数字处理技术的发展及其与射频器件的优化配合,将会有更高的精度和速度、更大的带宽,从而帮助通信技术和国防应用的技术发展。从功能上讲,测试仪器会在通用性集成功能方面带来突破。简单说就是一台多功能仪器完成以前一套测试系统的工作。例如,一台接收机,同时具有频谱分析、场强分析、调制分析、噪声分析、矢量分析以及功率测试等等各项功能。同时,测试仪器要具有通用性和前瞻性,开放用户接口,给用户开发空间,从而帮助技术人员在研发中尝试新技术和方案,推动技术发展。 结语 随着电子技术的飞速发展,线路复杂性的不断增加,环保节能的要求越来越严格,作为基础工具的测试测量仪器被提出了更高的要求,精度、测试范围、应用领域的拓展和功能的多样性都成为各测试厂商不断追求的目标。 全球的金融危机已经对各行各业造成了重大的影响。各行业也都在不断的消减经费,压缩研发预算,这些都对测试测量行业有一定的影响,由于总体用户的需求下降,也造成各测试仪器厂商对于销售预期的不确定性。技术上各仪器测试厂商可能对一些前景并不理想的行业产品进行消减。这就要求测试仪器厂商本着如下原则进行战略调整: ・提供更精确的仪器硬件平台,最大限度地提高信号保真度,减少测试方案的导入误差量; ・提供高效的应用解决方案,包括针对各种技术标准的专有软件方案和探测方案{探头和夹具等); ・提供可定制的测试中心平台。既能执行标准测试流程,又能定制专有条件下的极限测试; ・提供世界级的专家咨询网络,最大限度地为用户增值。 以上这些测试方案的创新,必将贯彻到电子行业从设计、开发到生产制造每一个环节,会极大推动用户的技术创新进程。尤其在当前,那些意识到这些变化的电子测试设备厂商必将和中国用户一起,最终实现了产品和产业的技术升级。 IPC职业培训与认证项目走进中国大专院校 5月14日,IPC(国际电子工业连接协会)中国区总经理彭丽霞与来自南京职业技术学院、哈尔滨工业大学的代表签属协议,该协会将免费赠送一定数量的标准文件作为两所学校的教学使用。 目前,IPC在电子制造方面共有五项带有培训认证的标准,它们是:IPC-A-600、IPC-A-610、IPC/WFLMA-A-620、IPC J―STD-001和IPC-7711/7721。 另外,IPC还与南京电子学会电子制造专业委员会签署合作协议,双方将开展互换会员行动,彭丽霞还宣布IPC的航空航天标准向中国开放。 电子测试论文:基于CAN总线及蓝牙技术的汽车电子产品的开发及测试 摘要:为某整车厂商开发了一款基于cAN总线及蓝牙技术的车载娱乐设备,实现了免提通话、音频流音乐播放等功能,本文结合产品开发与测试经验,介绍综合运用cAN总线和蓝牙技术开发汽车电子产品及测试中的关键技术。 关键字:cAN;汽车电子;蓝牙 引言 在汽车电子系统中,CAN总线通信技术不仅减少了线束减轻了汽车重量从而提高了效率,更重要的是它实现了汽车电子网络的信息共享和数据传输,利用它可以把某项应用按照功能分拆在不同的组件中实现,这样在实现各个功能子系统时非常灵活,系统中组件的使用更广泛更充分,单个组件可以在多个功能系统中被应用。可以说CAN总线的出现更好地体现了网络复用的特点。蓝牙技术在消费电子领域中的成功运用经验推广到汽车电子领域后,其开发与测试遇到了一定的挑战,笔者结合为某整车厂商开发的一款基于CAN总线及蓝牙技术的车载信息娱乐设备,介绍基于CAN总线及蓝牙技术的汽车电子产品开发及测试中的关键技术。 产品开发 该产品是一个集成usB音频播放、蓝牙免提、蓝牙音频流播放等功能于一体的汽车电控单元(以下以USB-BOX来表示),通过CAN总线与车内音响系统组合为一体,实现播放普通u盘内音乐文件(MP3、WAV、wMA等),同时可以通过蓝牙功能实现免提接听、拨打电话及播放流媒体音乐等。音响系统包括液晶屏、收音机、方向盘和USB-BOX,其中液晶屏用于实现歌曲文件信息、电话相关信息以及电话本的显示等功能,收音机实现CD音乐播放及控制等功能,收音机和方向盘上带有按键控制接口,实现对USB-BOX的音乐控制和免提操作,系统结构如图1所示。 在这个CAN网络汽车音响系统中,收音机和方向盘CAN节点提供人机操作接口控制USB-BOX,而USB音乐播放和蓝牙免提功能相关的液晶屏显示页面则由USB-BOX来控制。USB-BOX的程序设计采用基于有限状态自动机的软件架构,将整个控制流按照功能分解为若干并发的子状态机,每个状态机被实现为一个任务,在子状态机中将该功能实现的过程节点做为子状态,以过程的推进作为状态机的跳转,这样使得整个系统构架清晰,简化了实现,便于系统调试和后续功能扩展。 在状态机的实现中,关键跳转条件是CAN帧和蓝牙信号,CAN帧方面主要是标识符的管理,标识符是指当前液晶屏应该显示什么样的页面。提供什么样的显示信息和导航选择,在该页面下收音机和方向盘按键操作对应哪些控制命令,可以实现哪些选择性的操作(选择、退出、向上向下导航、向前向后导航),由USB-BOX和收音机共同管理。而蓝牙信号涉及到不同手机在同一功能上的不同差异,信息组合不完整,次序不固定,这就会带来一定的兼容性问题。下面以电管理为例描述一下状态机的设计。 首先根据整个来电管理的过程设计Ready、IncomingCallEstablish、ActiveCall三个状态,USB-BOX默认起始状态为Ready,当手机来电时,手机把蓝牙信号CALL SETUP IND(呼叫过程提示)、RING IND(来电响铃提示)和CALLER_ID_IND(来电号码)等来电信息传给USB-BOX,USB-BOX进入IncomingCallEstablish状态。通过CAN帧将响铃提示信息发送给管理功放音响的收音机,把来电号码发送给液晶屏,这时收音机播放铃声,同时液晶屏上弹出显示页面。包括该电话号码,并提供是否接听的两个可导航选项,这个页面的标识符便是来电管理标识符。这时可以利用收音机上的导航按键选择是否接听,在导航到接听按键上按下选择键时,收音机会把接听来电命令发送给USB-BOX,USB-BOX通过蓝牙信号把接听来电命令发给手机,手机接听来电,通话建立后手机把蓝牙信号CALL IND=1(呼叫建立)发送给USB-BOX,USB-BOX进入ActiveCall状态,在该状态下,在收音机上按下选择键时,USB-BOX接收到该按键操作命令,发送CAN帧给液晶屏,弹出一个可导航页面,包括挂断、保持选项,选择挂断,收音机把挂断命令通过CAN帧发送给USB-BOX,USB-BOX通过蓝牙信号发送给手机挂断电话,挂断后手机把蓝牙信号CALL IND=0(通话结束)发送给USB-BOX,USB-BOX进入Ready状态,同时通过CAN帧把通话结束发送给液晶屏和收音机。 产品测试 下面以该产品蓝牙特性的测试来说明一下如何综合采用CAN总线及蓝牙技术完成对该产品的蓝牙测试,在这里将被测试的产品以EUT来表示。 由于无法搭建产品运行时需要的所有外部环境去直接测试产品的各项功能,所以设计了测试工装在生产线上对产品进行测试,同时由于EUT实现的功能比较多,完成单个BUT测试需要的时间比较长,这样为了满足生产节拍的快节奏,在生产线上需要多个工装分别测试多个BUT。EUT的蓝牙特性是指其蓝牙射频通信上是否稳定,软件是否正常运行,不涉及具体的功能项,我们通过确定EUT的信号强度来判断其射频通信,通过一个具体的功能项一配对来判断其软件是否正常运行。 下面首先描述一下测试环境及测试方法,然后详细介绍测试方法的实现。 由于EUT是有效范围为10m的Class 2蓝牙设备,而生产线本身就10米左右,在10m范围内存在多个测试工装和多个EUT,所以为了保证测试工装确实在测试其测试台上的EUT,需要确定工装测试台上这个特定EUT的蓝牙地址以进行后续的配对功能以完成测试。由于测试工装与其测试台上的EUT距离是固定的,而且在某测试工装和多个EUT之间,工装与其测试台上的EUT的距离是最近的,所以在测试工装上实现可以测量被搜索设备的信号强度的搜索功能,对有效范围内的BUT进行搜索,只要测试台上的EUT的信号强度是OK的,那么信号强度最强的蓝牙地址便是工装测试台上的EUT所对应的蓝牙地址。 而EUT配对过程的实现(图2)是一个典型的采用CAN总线及蓝牙技术综合实现的功能,首先EUT将来自蓝牙手机的配对请求通过CAN总线发送到液晶屏上显示,然后利用收音机上的按键允许配对,通过CAN总线发送给EUT,BUT接着把弹出PIN码虚拟键盘请求发送到液晶屏上,接着在液晶屏上的虚拟键盘上通过收音机上的按键输入PIN码,然后通过CAN总线把PIN码发送到BUT上,BUT接受蓝牙手机配对,发送PIN码完成配对。 在这里约定一个统一的PIN码,只需要在测试工装上实现蓝牙配对、接收BUT通过CAN总线发送的配对请求、通过cAN总线发送允许配对命令及发送PIN码到BUT的功能即可完成对BUT配对功能的测试。如果测试台上EUT蓝牙特性OK,便可以顺利完成配对操作,如果该EUT的信号强度没有满足要求,而通过搜索最强信号强度得到的蓝牙地址是另外一个EUT的话,由于测试工装跟另外一台工装测试台上的BUT不存在CAN总线连接,所以无法接收配对请求,在这里设定一个超时时间,便可以得出EUT测试不OK的结论。 结语 笔者开发了一款基于CAN总线及蓝牙技术的汽车电子产品,该产品运行稳定可靠,目前已经成功装车应用,本文分析了其产品开发及测试的原理及特点,并结合具体实例介绍了开发及测试的实现。 电子测试论文:基于虚拟仪器技术的航空机载电子设备自动测试系统 机载电子设备自动测试系统需要对上百种部件进行功能测试,涉及的信号种类和数量都很多,这些信号按照频率分为低频和高频两种,按时域特性分为连续和离散信号,按照形式分为电信号和非电信号(如温度、速度、高度、气压、航向等)。为满足复杂的测试需求,我们采用虚拟仪器技术。 系统硬件设计 PXI模块化仪器相对于GPIB、VXI、RS232等仪器而言,具有速度快、体积小、易扩展等优势,因此作为硬件的主体。再选用常规信号源(SOURCE)和信号测量模块(SENSOR),通过GPIB和RS232总线扩展专用和自研设备。整个系统硬件原理如图1所示。 由于PXI模块较多,且为了今后的扩展,选用了18槽的PXI-1045机箱;为了进一步提高系统平台的集成度,选用PXI-8187零槽嵌入式控制器,摒弃了以往系统中利用MXI-2将工控机作为主控器的方式。PXI-8187带有GPIB接口,可以方便的扩展GPIB总线设备。部分仪器资源和部件需要串口通信,故选用PXI-8421扩展4个串口。 1 信号采集 以61/2数字万用表PXI-4070和51/2数字万用表PXI-4060作为常用的测试模块,可以测量0~300V的电压,0~1A的电流,0~100MΩ的电阻。 示波器PXI-5112(2通道8位分辨率,100MHz带宽)和模拟输入PXI-6070E(16路单端输入/8路差分输入,12位分辨率,1.25M采样率)配合使用,可以满足常用的连续波和单点电压信号的采集。PXI-6070E在进行数据采集时,前端连接了两块SCXI-1125,用于信号的调理(10kHz或4Hz的低通滤波、衰减)。此外,PXI-6070E还可用于控制器与SCXI机箱之间的通信。 高速DIO PXI-6534可以采集和输出高低速离散量。特殊和复杂信号的采集处理则采用GPIB设备和RS232自研设备,如频谱分析仪。 2 信号输出 函数发生器PXI-5421(16位分辨率,100MS/S采样率,带宽43MHz)和高速模拟输出PXI-6733(8路输出,16位分辨率,刷新率1MHz)配合使用,可以满足常用的连续波和单点电压信号的输出;SCXI-1124用于隔离模拟电压和电流的输出。 特殊和复杂信号的输出采用GPIB设备和RS232自研设备,如交直流电源、射频信号源、大气数据测试系统、模拟器等。 3 信号路由 由于大部分机载电子设备的信号数量众多,不可能将所有信号同时直接连接到资源上,必须经过继电器矩阵进行切换。因此继电器必须有足够快的响应时间,才能通断较大的信号。选用两块继电器矩阵模块SCXI―11 29和附件SCXI-1333、SCXI-1339,组合成合适的继电器矩阵(最大通断能力150Vdc/A,150Vrms/250mA)。在信号的连接、断开过程中,为了实现最优路径的自动选择和安全保护(避免源于源相连),我们重新编写了继电器矩阵驱动,在实际使用中取得了满意的结果。 4 资源接口和适配器 资源接口是所有资源接口的集合,每个部件根据需要通过适配器连接部分资源。一个或多个UUT共用一个适配器,因此测试系统根据UUT的信号情况,可以配置一个或多个适配器。 系统软件设计 CVI在标准C语言(Ansi C)的基础上增加了仪器控制和工具函数库的虚拟仪器开发软件,提供了很多实用的例程,具有友好的图形用户界面,并且c语言是大家都比较熟悉和易于使用的开发工具,因此选用CVI可以加快测试程序(TP)的开发。系统软件原理见图2。 为了方便和规范TP的编写,TP开发管理软件根据输入的测试信息自动生成测试程序代码框架和仪器操作代码。测试程序编写完成后编译生成动态库,由测试程序执行管理软件调用和管理。在测试程序开发过程中,仪器操作和虚拟仪器界面的开发是两个重点。 1 IVI仪器驱动的开发和使用 仪器驱动的用途是对仪器进行程控,简化测试程序开发人员对仪器的操作。传统的仪器驱动与仪器耦合太紧密,仪器发生变化,驱动也要重新编写,进而使用此驱动的测试程序也要重新编写和编译。 IVI(可互换虚拟仪器)驱动采用了类驱动的概念,实现了同一类仪器之间的互换,同时增加了仪器仿真和状态缓存的特性,提高了TP开发调试的效率。CVI提供了方便的IVI驱动开发工具,因此可在开发测试程序过程中选用IVI驱动来控制仪器。 目前,IVI驱动标准只了八大类仪器的类驱动,为了保证非IVI标准的仪器在一定范围具有可互换和仿真功能,我们借鉴了标准IVI驱动的机制,开发了自定义IVI驱动。利用IVI驱动,我们成功实现了NI公司的PXI-4070卡式万用表与Agilent公司的HP34401GPIB台式万用表之间的互换,实现了不同公司生产的单相交流电源和三相交流电源之间的互换。 IVI驱动采用逻辑名和XML配置文件机制,在硬件资源描述发生变化时,只需更改配置文件,不需要更改和重新编译测试程序,就能保证测试程序的正常运行。如果不采用IVI驱动,就必须更改所有用到函数发生器的测试程序,将在很大程度上延误工程进度。 此外,利用IVI驱动的仿真功能,使得测试程序开发人员可在自己没有安装任何硬件的计算机上进行仿真调试,提高了平台的使用效率和测试程序开发效率。 2 虚拟仪器界面的开发 虚拟仪器界面提供人机接口,可以让操作员根据需要施加信号,实时监测信号。CVI提供了开发虚拟仪器界面的用户接口资源文件(*.uir)和各种控制和显示控件,用于模拟实际仪器界面。目前,NI LabVIEW、CVI和HP VEE是最为出色和方便易用的虚拟仪器界面开发软件。图3是其中一个TPS的虚拟仪器界面。 此例中,打开激励开关时,PXI-6733连续输出RMS 1.5V,频率400Hz的正弦波作为磁传感器的激励;用PXI-6070E的三路模拟输入通道同时采集磁传感器输出的三路航向信号(最大幅度小于100mV,频率为800Hz),并显示在同一个波形显示控件中,再利用算法计算出角度,显示在表盘控件中。由于增加了信号调理板SCXI-1125和端子板SCXI-1313,将PXI-6070E的测试范围扩展到2.5mV~300V,从而精确的测量了磁传感器输出的小信号,测算出精确的角度。 应用成果 采用NI PXI模块、CVI、IVI工具、MAX管理软件,以及第三方的设备,我们成功构建了多套通用、开放的航空机载电子设备自动测试系统。利用这些系统成功开发了多机型、总数量达三百多种的TPS,帮助用户实现了UUT快速的定检、维修。相对于用传统仪器搭建测试台的方式,自动测试系统在效率和质量上有了很大提高,为机载电子设备提供了有力保障。 电子测试论文:面向航天嵌入式电子系统的测试语言研究 摘 要:测试语言主要分2类:面向仪器的测试语言和面向信号的测试语言。通过分析2种测试语言的优缺点,结合我国航天嵌入式电子系统测试系统的特点,提出一种基于虚拟仪器的面向航天嵌入式电子系统的测试语言,该语言主要借鉴ATLAS的关键语句,将其解释为测试框架配置文件和测试文档;同时还描述该测试语言的程序格式和执行机制。 关键词:航天嵌入式电子系统;虚拟仪器;测试语言;ATLAS;自动测试 随着我国航天技术的发展,航天嵌入式电子系统的复杂度不断增加,可靠度要求越来越高,产品研制周期也越来越短。这就给航天嵌入式电子系统的测试提出了新的挑战。在新一代自动测试系统中,自动测试语言――如ATLAS语言,在系统级仿真、测试与验证中起着非常重要的作用,人和机器均可翻译的自动测试语言不但可以作为用户与测试人员沟通的桥梁,而且可以编译成可执行测试代码,在目标机器上运行。 本文通过分析面向信号和面向仪器2类测试语言的优缺点,结合我国航天嵌入式电子系统测试系统的特点,提出一种基于虚拟仪器的面向航天嵌入式电子系统的测试语言,目的是将测试过程中的各种资源和功能单元进行组态,并将其涵盖于既定的测试框架中,实现“积木式”软件开发。同时,该测试语言还融入了软件工程的思想,加入测试文档和测试程序的自动生成功能,进一步提高了测试系统开发效率。 1 测试语言综述 测试语言大体上可分为2类:面向信号的测试语言和面向仪器的测试语言。 面向仪器的测试语言,如LabView主要通过直接调用仪器驱动实现测试过程,面向仪器的测试语言与具体仪器紧密相关,因此程序移植比较困难,可重用性也比较差。而面向信号的测试语言,如ATLAS(Abbreviated Test Language for All Systems),则主要通过对信号的操作(施加激励信号,测试响应信号)来映射底层测试仪器的操作,达到与仪器无关的目的,因此面向信号的测试语言具有较好的可移植性和可重用性。ATLAS语言作为一种面向信号的测试语言,还采用了类似于英语自然语言的语法格式,使得它成为一种人机均可翻译的测试语言,既可以作为工程师和测试人员之间交流的文档规范,也可以经编译后作为测试程序执行,鉴于此,ATLAS成为美国国防部首推的军方测试语言。 但由于ATALS语言是一种接近于英语自然语言的测试语言,并不适合国内用户使用;同时,为了能够满足各个方面的测试需求,IEEE组织不断对ATLAS进行修改,使得其语句非常臃肿,仅语言关键字就有1 000个(IEEE ATLAS STD-95),使得ATLAS语言的培训费用十分高昂;再者,ATLAS的编译器价格极其昂贵,使得其优势难以在国内测控领域发挥。 而另一方面,面向仪器的测试语言却在商业领域取得了长足的发展,鉴于仪器互换的问题,NI和惠普等公司联合推出了一系列的仪器驱动标准:VISA(Virtual Instrument Software Architecture)和IVI(Interchangeable Virtual Instrument)。VISA是VPP(VXI plug play)联盟于1996年2月推出的新一代仪器I/O标准,VISA具有与仪器硬件接口无关的特性,即VISA是面向器件功能,而不是面向接口总线。使用它控制VXI,GPIB,RS 232,PXI等仪器时,不必考虑接口总线类型。如图1所示。 为了进一步提高仪器驱动程序的执行性能,达到仪器的互换,1998 年由9家公司成立的IVI基金会,在VXI-PNP 技术基础上为仪器驱动程序制定新的编程接口,在VISA 标准驱动程序上插入VXI-PNP 框架结构和类驱动程序,它通过定义类驱动器和专用驱动器实现了部分通用仪器之间的互换,缩短了程序开发时间,提高了系统的运行性能。如图2所示。 针对于此,IEEE推出ATLAS 2版本,它整合了VISA,IVI和面向对象技术,给ATLAS语言注入了新的活力。总体来讲,面向信号的语言和面向仪器的语言各有优势,面向仪器的语言具有直观,易用的特点;而面向信号的语言编写的测试程序具有较好的可重用性和仪器可互换性。 2 航天嵌入式电子系统测试需求 航天嵌入式电子系统测试主要是针对航天专用的三模冗余或两模冗余嵌入式电子计算机,这些系统在出厂前必须进行全面的测试,测试主要可分为内部测试和外部测试,内部测试主要是指那些无需借助外部测试仪器,而可以直接通过嵌入式系统内部执行测试程序所进行的测试,如CPU测试、ROM测试、RAM测试、端口测试等;外部测试则是指需要外部测试仪器配合所进行的测试,如开关量测试、串口测试、计数器测试、AD/DA测试等。 航天嵌入式电子系统测试的传统方法为:根据测试需求分别设计内部测试程序和外部测试仪器及测试程序;嵌入式电子系统和外部测试系统分别上电初始化后,外部测试系统向嵌入式电子系统上传测试程序(嵌入式系统本身的ROM内固化有1个RTOS);嵌入式系统加载测试程序后向外部测试系统发握手信号,并等待外部激励;外部测试系统向嵌入式系统发送激励信号,嵌入式系统接收激励并做出响应,如此循环下去。 为提高测试系统可重用性和测试的准确性,开展了面向航天嵌入式电子系统的测试技术研究,并对一些测试模块(软件)进行了标准化工作,如CPU测试、ROM测试、RAM测试、AD/DA测试等;同时还采用标准的基于PXI的测试仪器,以达到仪器可重用,系统可配置的目的。 3 面向航天嵌入式电子系统的测试语言 面向航天嵌入式电子系统的测试语言不但要解决外部测试问题还要解决内部测试问题,这里在融合面向信号测试语言与面向仪器测试的各自优势的基础上,通过系统建模的方法,定义了适用于航天嵌入式电子系统测试应用的测试语言,以达到测试系统的可重用及可配置的目的。 系统建模包括3个方面:信号建模,UUT(Unit Under Test,被测对象)建模和测试仪器建模3个方面。信号建模主要针对航天嵌入式电子系统所常见的接口信号类型及特点,定义出一组常见信号,用户可以通过参数设定,达到描述UUT或测试仪器接口信号特征的目的;UUT建模主要是通过对UUT外部接口,内部组件参数及体系结构的描述,达到内部测试测试程序的自动装配,UUT建模同时支持黑盒建模(仅描述其外部接口)和灰盒建模(同时描述其内部体系结构及组件参数);测试仪器建模则通过描述测试仪器的本质信号特征及关键接口特征,并最终映射实际仪器(所建立的测试仪器模型与实际仪器可能存在一对多或多对一的对应关系),达到测试程序可重用,仪器可更换的目的。 因此,本文所描述的面向航天嵌入式系统的测试语言主要包括5个部分: 信号描述及定义通过定义一组航天嵌入式电子系统常见的基本信号,如数字信号(包括开关量和脉冲量)、模拟量(DC,AC)等。用户可通过配置信号参数设定信号; 被测对象描述通过描述被测对象的接口关系,并建立状态机功能模型,仿真被测对象的功能模型,并自动生成内部测试程序。在未建立状态机功能模型时,系统可以将被测对象作为一个黑盒考虑,此时不生成被测对象内部测试程序; 测试仪器描述通过描述测试仪器,达到建立测试需求模型,并最终与1个或多个实际测试仪器相映射,测试仪器本身相当于一个信号描述集合,通过定义虚拟测试仪器,提高了测试仪器的可互换性和测试程序的可重用性。这样既保留了面向仪器测试语言的直观性和易用性,也提高了程序的可重用性; 连接关系描述连接关系描述定义了UUT与测试仪器之间的连接关系,连接关系描述还可以包含适配器描述,使得测试系统的层次性更加明显,也更有用; 测试策略描述测试测量是测试语言中的最重要的部分,通过一系列的测试动作:apply,measure,verify等,控制测试仪器完成测试过程。测试策略描述语句选择提取ATLAS关键测试语句:单信号语句、多信号语句、总线操作语句、定时和事件相关语句,并对其进行了一定的改进,使之更直观,且更易于实现到图形化语言的转换。测试语言的具体格式如下: 每一个TEST_ITEM(也即测试策略描述)对应于测试框架中一个测试细则,测试细则是图形化的测试执行界面的一个子界面。 测试语言经编译/解释后生成测试框架配置文件和测试文档,用户通过加载测试框架配置文件,设置执行次数和选择测试项目,系统即开始进行测试,测试界面主要分两部分:测试总览和测试细则,其中测试总览主要采用文本框的形式显示当前的测试记录,包括当前正在进行的测试项目和捕获的错误信息等;测试细则是由一个或多个图形化的详细测试分项构成。 4 结 语 通过研究国内外测试语言发展现状,结合面向信号测试语言和面向仪器测试语言的优势,采用软件工程的思想,建立了基于虚拟仪器的面向航天嵌入式电子系统的测试语言模型,为以后的进一步研究奠定了基础。基于虚拟仪器的测试语言还处于研究的初级阶段,仍有不完善的地方,需要进一步改进。 电子测试论文:高过载下电子元器件测试方法研究 高过载条件下测试电路需要达到高速测试要求,本文从研究电容、电阻、二极管以及电感等电子元器件的测试方法入手,在高过载下电子元器件测试过程中,设计与之相配套的测试电路,以此保证测试电路能够符合特定要求,为高过载下引信系统运行的稳定性与可靠性提供文献参考。 【关键词】高过载 电子元器件 测试方法 我国电子元件的平均每年的生产总量占全球的39%左右,但是我国电子元器件检验技术的发展并不成熟。而检测电子元器件是维修电器的一个基本内容。一般而言,采取的是从电阻器、电容器、二极管、电感器变压器这四个方面进行检测的方法。电子元器件检测朝着自动化方向的不断发展,使得研究高过载下电子元器件测试方法成为了热点话题。 1 研究高过载下电子元器件测试方法的必要性 在检测电子元器件的过程中,一般利用LCR数字电桥以及UT708新型数字万用表进行检测。LCR数字电桥的测试精度较高,但是它的测试频率却偏低,每秒平均10个。UT708新型数字万用表的测试频率比数字电桥还低,每秒平均3个,难以满足高过载下高速测试的要求。此外,一般情况下,利用本万用表只能有一个测试通道,无法同时对多组数据信息进行实时监视。虽然本万用表配备了相应的计算机接口,然而其数据信息的传输速度很慢,且不利于数据信息的记录。因此探究在强应力场环境下,电子元器件参数的动态监检测方式是十分有必要的,以此才能够达到不同试验情况下与不同环境下的各种要求。 2 高过载下电子元器件测试方法研究 2.1 选择试验方法 文中探讨的高过载是指由机械冲击产生的高过载。笔者将标准锤击机作为本试验设备。因为标准锤击机与加速传感设备具备较强的重复性能,所以能够用作恒定应力的试验设备。利用锤击机产生高过载,然后发生惯性力,以此进行试验。标准锤击机上的棘轮中,有三十个齿,且每个齿的转角为12度。在实验中,锤击机的转动齿数多,锤击过程中的产生惯性加速度也就更大。用棘轮上的齿数,来控制锤击机模拟的具体惯性力。通常情况下,击锤的碰撞时间大约为150μs,占实际时间的几十分之至几百分之一。 在高过载试验条件下,电子元器件的具体特征参数多会出现不同程度的变化,过载水平地不断增加,特征参数也会不断地发生改变,当冲击结束后,待测参数将会恢复为初始值。 2.2 设计测试电路 2.2.1 设计电阻测试电路 (1)运放测电阻阻值的利用。测试原理公式如下: Uo=-Ui (1) 在本公式中:Ui为基准电压,Rx为待测电阻,R1是基准电阻,Uo为输出电压。在明确基准电压Ui和基准电阻R1的基础上,输出电压Uo与Rx是存在一定的联系,所以将待测电阻Rx更换为与之相符的输出电压Uo,然后利用下述公式进行换算,就能够得出待测电阻Rx的实际阻值。 Uo=-Ui ,Rx=-R1 此实验结果显示,该测试电路适用于高速测试以及高温测试环境。 (2)利用RC振荡法测试电阻值。此测试原理为:在电路中,当待测电阻和电容形成一个完整的RC振荡回路时,电容的放电与充电均要通过被测电阻。因此放电时间与充电时间是相等,且振荡集成电路自带2个恒流源,并以控制电容充电的实际电流作为恒值,由此,在电容两侧的电压将会出现线性变化。通过实验证明,本测试电路达到了高速测试要求。 2.2.2 电容测试电路 (1)RC振荡方法对电容充电特性与放电特性的测试。测试原理:笔者利用电路形成RC多谐振荡设备,在电容中的电压为Vcc的情况下,电路内将会出现1个短路通道,且电容放电;当电容电压为Vcc时,电路中的短路通道将会被关闭,电容充电,同时还将会输出波信号,而方波高电信号在幅值上和Vcc相等,可以利用此方波信号进行定时。试验中,取电容端压是以分析放电、充电时间来反映实际的容值,由于其只对电容单向进行放电、充电,因此适用于无极性电容以及有极性电容的测试。然而,此测试法的缺点在于:难以保证充电时间与放电时间的一致,振荡频率在20kHz以下,电容端压值为非线性。经过实测与仿真后,证明本测试法操作简单,符合高速测试要求。 (2)改进RC振荡法。利用改进后的RC振荡法对电容进行测试。测试原理是:运用集成函数发生设备,在本电路中,电容与电阻构成一个完整的RC振荡回路,而电容放电、充电经过电压后,放电与充电相同,发生设备自带的2个恒流源,将其中的控制充电、放电电流作为一个恒值,由此,在电阻两侧电压呈三角波形状。当振荡频率为100kHz的情况下,三角波的线性度是0.1%。通过实验证明,本测试电路符合高速测试要求。 2.3 二级管的测试电路 此测试原理是:在电路中,利用LF353和ICL8038形成交变信号电源,并将该信号加在由待测二极管与一线性的基准电阻形成的分压网络上,采集二极管两侧的电压,大约是0.5V。该测试结果证明,本测试电路符合了高速测试要求。 2.4 电感参数测试电路 在本电路中,明确某一电阻以及待测电感的串联电阻,利用本信号发生器所引发的正弦波试验信号,以及待测电感两端的电压,然后经过电感与电压这两者进行转换,最后从示波器中输出导纳,并获得待测电感的实际感抗。 3 结论 综上,对实验结果进行研究分析后得出,将笔者所阐述的测试电路用于高过载试验中,待测二极管、电感参数、电阻以及电容等电子元器件参数,与实际数值相比误差偏小,测试结果有效。因此本文所阐述的4种测试电路满足了高过载实验条件下的高速测试要求。 电子测试论文:光学玻璃折射率测试仪电子学系统设计 摘 要:为达到较高精度测量光学玻璃折射率的要求,研制了基于直角照准法、最小偏向角法和三最小最小偏向角法的光学玻璃折射率的测量设备。文中介绍了该测量设备的电子学系统控制和测量的设计方案,并对关键元器件的选用进行了分析。结果表明:电子学系统控制和测量设计方案可满足高精度光学玻璃折射率的测量精度要求。 关键词:光学玻璃 折射率 电子学系统 控制和测量 伴随光学精密仪器的高速发展,对光学玻璃的折射率的测量精度要求越来越高,光学玻璃折射率的数据精度对保证光学系统像质起着非常关键的作用。新型光学玻璃材料的研发也对光学玻璃折射率提出较高的要求。 很多人对光学材料折射率的测量提出了多种有价值的测量方法[1-2],主要有测角法和干涉测量法。文章介绍了基于测角法中使用的直角照准法、最小偏向角法和三最小偏向角法测量光学玻璃折射率的测试仪中的电子学控制和测量设计方案。 1 电子学方案 高精度光学玻璃折射率测试仪主要由底座、测角系统、传动机构和微调机构、自准光管、平行光管、载物台和光源箱组成。 1.1 系统 电子学部分是以单片机为前台机,系统机为后台机对位敏传感器(PSD)和轴角编码器进行数据采集,以步进机为执行机构,系统机进行数据运算的光电瞄准实时控制系统。 1.2 关键元器件的选用 1.2.1 轴角编码器 示值分辨率0.05″;精度0.5″;转速≤90°/S;显示箱:XXX°XX′XX″XX,按BCD码以度(百、十、个)分(十、个)秒(十、个)小数秒(后1、2位)顺序连续发送。其内容高4位(D7-D4)为标识位码(0-8),后4位(D3-D0)为BCD数据码。传输速度15?s1/字节-20?s1/字节。 1.2.2 位敏传感器 采用位敏传感器(PSD)作瞄准探测器是本系统的重要特点。它反应快、灵敏度高、精度高。与CCD不同,属于非离散性器件,适配电路也比较简单。PSD是具有横向光电效应的PIN光电位置传感器,I1、I2的输出和光点位置有关,经适配电路处理有: 式中:X:光点偏离中心位置座标;L:PSD光敏面长;I1、I2:PSD两端输出电流。 设计中选用滨松(HAMAMATSU)线阵PSD S3931,其主要技术指标如下: 上述PSD 0.2 ?m的位置分辨率,相当于度盘角度0.075″。6 mm的探测范围,折合角度为37.5′。 1.2.3 步进机和驱动器 步进机和精密微调机构相连,采用四相步进机和驱动器。整步模式下步进角可达0.9°,对应轴角0.2″,谱线在PSD上移动0.5 ?。 1.2.4 A/D转换器 AD转换器的位数 = 取14位AD,转换时间小于步进周期的10倍,以便多次平均。取100?s。本设计采用了12位逐次比较型AD转控器AD574。在接近PSD中心时,精瞄将位置信号切换到放大8倍,从而达到15位AD的跟踪精度。 1.2.5 瞄准时间 当步进脉冲取600 Hz/S时,从边缘到中心整步6000步,粗瞄所需时间为:(6000/600)=10s。 1.3 单片机测控系统设计 单片机是该系统的前位机,承担PSD和轴角编码器的角度数据采集,步进机的驱动控制,键盘和LCD显示的人机交互和数据予处理(例PSD的多次采集平均,加减除运算等)以及和系统机的串行通讯。 1.4 显示 采用240×64中小屏幕有背光的点阵液晶显示器,可进行汉字显示,并用电子游标模拟出谱线在PSD上的粗略和精确位置。给出角度数码和PSD上谱线位置偏移码。 1.5 系统机 系统机不附加接口板,它通过RS232串行口与前台机(单片机系统)相连。在0帧(监控0)联机状态下(联机2)它的功能和前台机一样,通过键盘对系统进行遥控,PSD和轴角码进行实时CRT显示。在1帧(监控1)联机状态下,接收前台机某模式下的逐项参数(角度值),进行运算,给出折射率的精确值。还可输入当时的温度、气压值、对折射率进行修正。 1.6 软件设计 前台机的逐程序由8051汇编语言编写,系统机的程序由C语言编写,采用模块化结构。包括程序清单和功能、全部程序列表、软件框图(主程序和监控0程序框图、调整和显示子程序框图、电机调整(跟瞄)子程序框图)、PSD值采样A/D转换防干扰平均值法子程序(INTO中断服务程序-读AD、给出模式1(直角照准法)测试流程框图、给出模式1叠代法解方程模块)。 2 结语 该文介绍了高精度光学玻璃折射率测试仪电子学设计方案,并对关键元器件的选用进行了分析,通过实际应用表明,电子学方案可满足高精度光学材料折射率测试仪的指标要求。 电子测试论文:汽车空调电子调速器老化测试系统的设计 摘要:介绍了一种汽车空调电子调速器老化测试系统的设计。采用三菱Q00JCPU为主控器,MT4414T触摸屏作为人机界面。用户可直接在触摸屏上设置工作主电压、信号类型、5段老化参数;同时具有风机工作电流、风机转速、产品温度等参数的显示和历史趋势查看功能。并集成了烟感报警、声光报警器等报警装置,实现无人化安全监控。系统最终实现了电子调速器功能和性能的在线老化测试,可自动检测出产品的隐藏缺陷,为产品质量改进提供了决策依据。目前该系统已经应用于汽车空调电子调速器的产品老化测试中。 关键词:电子调速器 风机 老化 随着社会经济和科学技术的快速发展,汽车已经成为人们生活中的主要消费品之一,并逐渐影响和改变人们的生活。汽车空调电子调速器作为汽车空调的重要组成部分,市场需求也逐年扩大。目前市场上电子元器件的质量良莠不齐,真假难辨,严重影响了电子整机产品的质量。汽车电子因其工作环境的特殊性,本身比一般电子产品要求高,如何保证汽车空调电子调速器的质量能满足客户的要求,显得十分迫切。设计一种专门针对汽车空调电子调速器的老化测试系统可有效降低产品的故障率。电子整机产品的老化,是指接通电源在室温或高低温情况下进行连续若几个小时甚至几十个小时的正常工作,然后再检测产品的性能是否符合要求。在产品出厂前及时发现有异常的产品,送往检修部门检修。这种异常产品往往是由于元器件质量或生产工艺比如虚焊等造成的,一般检测工序不容易发现。同时在产品开发阶段,对样品进行老化测试,还可以全面了解产品的性能,对后期进行批量生产提供依据[1]。 1 硬件设计 汽车空调电子调速器老化测试系统主要由以下单元模块组成:PLC主控单元、人机界面单元、稳压电源单元、信号发生单元、风机转速检测单元、电压/电流采样单元、温度检测单元、报警单元等。另外还包括工作电压为12V/24V的大小功率风机若干个,基本可满足各型号电子调速器要求,所有模块和风机都安装固定在一个铝合金工作台上。系统主要结构框图见图1。 1.1 PLC主控单元 PLC主控单元负责系统各单元的协调控制,执行用户设定的各项操作。Q00JCPU是三菱MELSEC-Q系列PLC中的基本型CPU,是以小规模系统为对象的,最适合于简单而又紧凑的控制系统。所支持的最大I/O点数为1024点,可以使用梯形图、语句表、ST(结构化文本,类高级语言)、SFC、FB等5种编程语言对基本型QCPU进行编程。Q00J为CPU、电源和主基板(带32点输入输出)一体机,同时内置串行通讯功能RS-232和RS485接口能与使用MC通讯协议的外部设备进行通讯[2]。系统中使用其RS-232接口与上海步科的MT4500触摸屏通信。RS-485接口与电源单元的数控直流稳压电源通信,用于设定当前电源输出。另外在0#插槽上额外配置了一个QJ71C24N通信模块连接信号发生单元。 1.2 人机界面单元 人机界面选用的是上海步科生产的MT4414T触摸屏,7寸TFT、65536显示彩色、800*480分辨率、4线精密电阻网络等,并具有COM0和COM2两个串口,支持RS-485和RS-232通信接口[3]。可直接与三菱Q00JCPU的RS-232接口连接进行通信数据交换。使用的通信协议是 MC协议,使用兼容3C帧,4格式。波特率 57600,数据位8,停止位1,奇校验。 1.3 稳压电源单元 为使系统操作更加简单和智能化,风机工作电压直接在触摸屏上设置。使用具有远程控制功能的数字稳压直流电源作为风机主电源,电源电压范围0~30V,最大输出电流50A,自带过流、过热等保护功能。完全可满足当前12V/24V常见功率的汽车空调电子调速器的测试老化需要。数字稳压直流电源与PLC之间采用的是自由通信协议。PLC可对电源进行开/关机、改变电压大小等操,并能实时读取当前输出电压、电流值和电源故障状态指示。 1.4 信号发生单元 产品老化过程中,需要定时间隔调整风机转速控制信号的大小,进而改变风机输出。常规的直流或函数信号发生器已经无法满足要求。系统采用的信号发生器是自制的汽车空调电子调速器专用信号发生器。可支持0~10V分辨率0.1V的直流输出;频率10~1000Hz,占空比0~100%的PWM输出;LIN-BUS总线输出;并且支持RS-485远程通信控制。PLC可通过QJ71C24N通信模块对其进行远程控制。 1.5 风机转速检测单元 在Q00JCPU的1#插槽上增配了一个脉冲I/O模块QD60P8-G,该通用模块可以测量转速检测装置输入脉冲的个数[2]。转速传感器采用的是霍尔型转速传感器SC12-20K,单片集成、高可靠性、温度特性好、响应频率大于20KHz、检测距离4mm、工作电压DC6~36V,三线NPN常开输出。在风机主轴上镶嵌一个直径10mm的永磁铁,将SC12-20K垂直对准永磁铁截面并固定离其4mm处。传感器使用24V供电,并将输出信号接到QD60P8-G的脉冲输入端。 1.6 电压/电流采样单元 Q64AD模拟输入模块,支持4通道模拟量输入。使用其中的3个通道分别检测风机两端电压、工作电流和电子调速器散热铝壳的温度。风机两端工作电压最大不超过主电源电压30V通过50K和10K电阻分压后接到Q64AD的通道1。将风机电源回路电缆穿过一个直流电流变送器LHB-50A,即可检测风机工作电路,变送器采用24V供电,输出4~20mA电流信号,在回路中串联一个250Ω的精密电阻,转换为1~5V电压信号送到Q64AD的2号通道。温度传感器使用的是K型热电偶变送器,温度范围设置为0~200度,输出4~20mA,同样使用24V供电,串接一个250Ω精密电阻后接到Q64AD的通道3。使用时只需将探头抵在电子调速器的散热铝壳上。 2 软件设计 系统软件分为触摸屏端上位机程序和PLC端下位机程序。MT4414T程序使用EV5000_V1.6_CHS开发环境编写,选择连接PLC型号为Mitsubishi Q00J,站号1、RS-232方式、波特率 57600,数据位8,停止位1,奇校验;上位机界面设计见图2。 本界面为系统用户操作界面,可直接在界面上设定主电压、信号类型、五段参数值、循环次数等;同时显示风机电流、风机转速、产品温度等参数,并绘制出风机电压、风机电流、风机转速、产品温度四个参数的历史趋势。主电压设置范围,0~30V;信号类型可选择DC、PWM、LIN-BUS三种目前主流的信号类型。当出现风机短路、烟感报警现象时,报警指示显示“故障”。 PLC端下位机程序在GX Developer Version 8开发环境下编写。程序主要分为下面几个模块程序。通信模块程序,包括PLC与触摸屏、数控直流稳压电源、信号发生器之间通信;风机电压检测模块、风机电流检测模块、风机转速检测模块、故障报警模块。 3 结语 本方案设计的汽车空调电子调速器检测老化系统已经形成产品,在汽车空调配件企业的产品老化车间使用,有效的检验了产品的性能和可靠性,大大降低了产品的出产故障率,提高了产品的市场竞争力。本文提出的电子调速器检测老化系统设计方案对其他电子产品老化检测具有一定的参考意义。
学校安全管理论文:小学学校安全管理思路研究 摘要:安全管理作为小学管理工作的重要组成部分,其意义和作用不言而喻,同时也是进一步实施素质教育的前提条件和有效保障。本文作者就小学学校的安全管理工作进行探讨,并提出几点加强校园安全管理的有效措施,旨在提高校园的安全管理,并尽可能地降低学校安全事故发生的概率,同时也为小学生创建一个安全、和谐的校园。 关键字:小学;安全管理工作;研究;思路 只有为小学生提供一个安全和谐的校园环境,才能让小学生更加安稳的学习和生活。由于小学生还处于身体机能和心理不断形成和发展的阶段,所以对于某些问题认识还不够充分,而且自我保护能力和防范意识也是非常薄弱的,使得他们在校园中极其容易出现安全问题。无连是从素质教育的角度来说,还是从小学生的人身安全来说,都需要学校采取有效的措施加强安全管理工作,来保证小学生快乐、健康地成长。 1加强学校校风与制度的建设 一般来说,一个学校校风的好坏会直接影响到学校的安全环境。为学生提供一个良好的校风,可以让教师与学生间形成相互尊重的关系、学生与学生间形成谦让的关系;而如果所提供的是一股不良的校风,那么一定会增长学生间打架斗殴事件的发生,并且使得学校中帮派的形成与发展,如此往复,造成恶性循环,而校风建设就成为了当前学校所急需解决的问题,这一问题可由学校领导做起,将这项工作作为首要任务抓起。对于加强学校制度方面的建设可以从以下几点来做:第一、对学生的行为做出正确的引导。如学生某些良好的行为,学校可通报表扬并给予一定的奖励;而不正确的行为,要严加制止,并给予严肃的批评,让学生充分认识到错误。第二、资源共享。校长应该将资源开放,让所有人共享,并在校园中带头创造正向的风气。第三、组织学校的所有人员共同修订并执行校纪校规,这里的“所有人”应包含教师、学生、行政人员以及家长。第四、改进并不断完善对学生的评价方式,并不应该将期中或期末考试成绩作为衡量学生学习成果的唯一标准第五、对于学生在学校中做出的违反校规校纪以及违法犯罪的行为,应及时相应的处理,而不是无原则的原谅。第六、为学生和家长以及教师提供相应的咨询服务,以此来解决他们三者间的矛盾和问题。对于有严重问题的学校应该采取相应的措施,如设置安全警卫,这样可以有效保证学生和教师不受校内外暴力行为的侵犯。 2加强对学生的安全教育,提高学生自我保护能力 学校安全管理工作,不仅是要将安全管理的事中控制和事后控制做好,而且事前控制也必须要做好。做好事前控制最为有效的措施之一就是加强对小学生得到安全教育,让小学生认识到安全的重要性,提高自身的安全保护意识和保护能力。对小学生进行正确的安全教育指导,可以通过举办相关的讲座和组织活动来增加学生的参与度,引起学生的重视,并指导学生一些有效且实用性强的安全防范措施,以此来加强学生的自我保护意识和提高学生自我保护能力。此外,学校还应该定期组织学生进行安全消防演练,这样在实践的过程中,不仅可以传授学生安全教育知识,提高学生的安全防范意识,而且使得小学生的安全技能得到切实有效地提高。同时,在为小学生举办此类活动的时候一定要充分考虑到小学生的实际情况,这样可以保证活动更加成功,并取得满意地效果。 3重视校园保险的作用 众所周知,事故的发生总是让人防不胜防,随时都有可能,无论采取怎样的措施来加强安全管理,事故却依然会发生,只是会减少一些发生的概率。除了一些人为因素外,还有许多不可控制的自然因素。那么,我们有什么办法可以将损失降低到最低程度呢?笔者认为,让学生参加保险是一项针对此类情况发生的有效措施,可以极大地降低学校所需要承担的风险,同时这也是加强学校管理工作的重要内容。 4严格将安全管理体制落实到位 当前,我国所有学校的安全管理体制是“政府监督、教育行政部门管理、学校负责、师生员工共同遵守校规校纪、家长参与”,以共同目标为中心,从各个方面、各个角度来推动“安全第一”这一方针的进一步实施和落实,以此来做好学校安全管理工作。这种管理体制的进一步实施和落实,可以有效促进相关人员、相关方面等,各司其职,各尽其责,这样不仅决定了安全管理体制在学校安全管理工作中的重要作用和地位,而且一旦发生任何安全事故,那么就可以追究其责,并做到严肃处理。 结语 总之,加强小学安全管理不仅对保证小学正常教学具有非常重要的意义,而且对于保障小学生人身安全也有非常重要的作用。但是当前的小学安全管理工作却没有做到位,因此,相关工作人员任重而道远。笔者认为,提供一个安全、和谐的校园环境于学生、教师而言是非常有必要的,只有这样才能有效提高教学效率,为社会培养出更多的优秀人才。学校在实施安全管理措施的过程中,务必要加强安全管理措施的监管工作,并且要树立“安全无小事”的观念,为学生创建一个安全和谐的校园环境。 作者:杨辉 单位:辽宁阜新经济开发区实验小学 学校安全管理论文:学校消防安全管理工作研究 摘要:消防安全管理工作的重点是防治火灾,它是一项需要全社会参与的工作。科学化、体系化的分类可以让不同的人群掌握消防安全知识和技能。而学校消防安全工作就是消防工作中至关重要的一部分。简要阐述了学校消防安全工作的必要性、其中存在的问题和具体的解决方案,旨在让学校师生掌握更多的消防安全技能,从而保证他们的生命财产安全。 关键词:校园防火;消防安全管理工作;教育培训;消防安全技能 2003-11-24,俄罗斯人民友谊大学发生火灾,造成41名外国留学生死亡,近200人受伤;2005-11-02,北京林业大学发生火灾,造成2人死亡;2006年,马尼拉大学发生火灾,8人死3人伤;2007年,东北师范大学发生火灾,500名学生被困;2008-05-05,中央民族大学女生宿舍发生火灾,数千名学生被紧急疏散;2008-11-14,上海商学院徐汇校区一学生宿舍楼发生火灾,4名学生在消防队赶到之前从6楼宿舍阳台跳楼逃生,不幸全部遇难。 1学校消防安全的重要性 近年来,很多学校都发生了火灾,许多莘莘学子被大火无情吞没。究其原因,主要是学校管理疏忽和学生疏忽造成的。年轻生命的逝去让人心痛,无数血的教训告诉我们,学校必须要重视自身消防安全管理和对学生消防安全知识的培训。学生在校期间是学习精力最旺盛和吸收能力最强的阶段,如果能把消防安全常识等作为生存课程重点学习,那么,一定能够取得良好的效果。教育一个孩子就是教育一个家庭,他们是家庭的重心,更是未来社会的建设者,所以,学校教育胜于任何形式的社会宣传教育。 2学校消防安全存在的主要问题 2.1消防安全管理制度不健全 学校的消防安全管理制度不健全,缺少专门的组织机构,管理不到位。在学校中,大型阶梯教室,学生食堂,计算机房,物理、化学实验室还有学生宿舍等重点地方没有专人专管,而且学校管理人员对消防器材的维护不到位,甚至不会操作灭火器等消防设施。这些都是亟待解决的问题。 2.2消防安全与校园治安管理有矛盾 消防安全与校园治安管理之间存在矛盾,人员疏散难度大。学校人员密集,作息时间比较统一,上课时教室内人员集中,下课时走道和楼梯拥挤。在日常工作中发现,很多学校为了加强校园治安管理,在学生宿舍门、窗上都安装了防护栏,还有的学校私自加盖围墙,很多学校在学生就寝后将所有安全出口锁闭,一旦发生火灾或其他紧急情况,极易造成人员伤亡。 2.3宣传教育工作不到位 对学生的宣传教育工作不到位,缺乏安全常识。在学校火灾案例中,究其原因,大多是因为学生宿舍用火不慎引起的——有的学生宿舍违章用电,乱拉乱接电气线路的情况突出;有的使用电热器具,比如电热杯、电炉、电饭煲、电吹风、“热得快”等,极易引发电器故障;有的使用煤油炉、酒精炉;有的北方地区和农村地区的学校采用明火取暖;有的学生在宿舍内使用蜡烛照明、蚊香驱虫,这样也很容易引发火灾。 3保证学校消防安全的措施 3.1学校要严抓自身管理 在日常工作中,学校要把人员的生命安全放在第一位,重视消防安全工作,从上到下建立专管消防的组织机构,制订学校消防管理制度,根据不同场所的需要拟定管理方法,并确定专人专岗。同时,要定期维护和保养学校的消防设施,确保其完整好用。另外,要从实际情况出发,治安管理和消防安全管理两不耽误,采用灵活、有效的处理方法保障疏散通道、安全出口的畅通,并设置符合国家规定的消防安全疏散标志,制订培训制度,定期组织全体师生参加必要的培训和演练。 3.2学校要抓全员的教育培训 由于工作需要,笔者给学生们上过很多次消防安全知识课。笔者感觉,大家都很喜欢这样的课程,而且这些课程越早上效果越好。如果在小学阶段开设这门课程,因为孩子们学习知识的能力比较强,所以,学习效果比较好。因此,学校应该与消防队保持良好的联系,根据学生的年龄和接受能力制订适合的培训方案,例如,幼儿园可以采取看动画片、组织孩子们参加集体逃生演练的方式提高学习效率。所有的学校都应该根据实际情况每年至少组织新生参观一次消防队,进行一次消防常识互动宣讲,观看一次学校火灾案例,全员参与一次消防演练,让学生们学习到逃生、自救的技能。 3.3消防监督部门要做好指导工作 消防监督部门要帮助社会单位成立自己的消防组织机构,组建由教职工和学生组成的义务消防队,建立微型消防站,保证有险情时能够第一时间处置,有效疏散群众,报警,并维护现场秩序。另外,要充分调动在校学生的积极性,由被动消防变为主动消防,发挥老师、学生的主观能动性,从根本上解决消防安全问题。 作者:牛燕婷 单位:太原公安消防支队高新大队 学校安全管理论文:中小学校消防安全管理工作 部分中小学校的学生管理部门出于防盗或是方便学生管理方面的需要,经常在学生休息期间将消防疏散楼梯、消防疏散通道或消防安全出口封堵、锁闭或是占用,从而导致消防疏散通道、消防安全出口不畅通。在人员密集场所的消防通道、疏散楼梯、安全出口处设置铁栅栏和在学生公寓楼房间的外窗加装影响安全疏散和应急救援的铁栅栏,这样的设置或改装极易形成消防隐患,一旦事故发生,会造成严重的后果。疏散楼梯、消防疏散通道和消防安全出口的宽度和数量达不到消防规范要求,特别是校园内的一些老旧建筑,跟规范要求更是相距甚远;消防疏散指示标志牌缺少、损坏后没及时更新或是标识出现错误;消防安全应急照明灯和疏散指示标志的设置位置、场所和配置要求不符合消防技术规范要求,应急照明灯出现损坏或者失效等一系列消防安全配置问题也广泛存在。 (一)提高认识,加强领导 各中小学校应成立以分管校长为组长的消防安全专项治理工作领导小组,加强对消防安全治理工作的领导,由该小组具体负责全校的消防安全隐患排查工作和消防安全治理工作。认真贯彻落实《中华人民共和国消防法》和《机关、团体、企业、事业单位消防安全管理规定》等各项与消防相关的法律法规,严格落实消防安全责任制,具体落实到人,切实加强消防安全管理工作,从而确保中小学校的校园消防安全工作顺利开展。在校园内普及消防安全知识,组织部分有特长的教师收集消防安全教育视频资料,进行消防安全知识宣讲。针对不同年龄段的学生编写消防安全知识普及读物,可以通过“消防安全知识问答”的形式进行普及教育。部分有条件的学校可以与消防部门联合开展消防教育工作,让师生真正认识到消防的重要性并在活动中学会如何使用常用的消防器材。 (二)对重点消防安全问题进行专项治理 地方教育局组织召开由各中小学校消防安全责任人或消防安全管理人参与的会议,对重点消防安全问题的专项治理工作进行动员和部署。消防安全的组织部署工作要结合各个学校的实际情况,制定出具体、操作性强、有针对性的消防安全治理工作实施方案,并且明确职责范围,周密部署安排,精心组织实施。关于具体的工作流程,各中小学校应首先进行自查整改,摸清存在的安全问题和隐患所在,根据自身能力进行突出问题的整改工作,然后组织公安消防部门进行检查验收。为了预防和遏制群死群伤火灾事故,坚决杜绝堵塞消防疏散通道和锁闭消防安全出口的违法行为,首先要保证消防疏散设施的完好和消防安全出口的畅通。在中小学校的校园内应当采用广播、书面、多媒体等各种宣传方式,告之本校师生消防安全出口的位置、消防紧急疏散通道和消防安全疏散的线路,并形成制度,加强日常管理。在各相关部门检查验收工作结束后,专项治理领导小组要及时总结自查整改和检查验收的工作情况,排除火灾隐患,并交流一些好的做法和推广一些成功的经验,推动整个区域内的校园消防安全管理工作。 (三)加大经费投入,完善消防设施 各中小学校要落实日常消防工作经费,确保基础消防设施的基本开支和消防设施的维护。对于部分老旧建筑,可以有针对性地采取消防防范措施,确保安全消防疏散通道和消防安全出口的畅通。对于新建的教学楼和公寓楼,一定要严格按照《建筑设计防火规范》和《建筑灭火器配置设计规范》等条文规定进行设计和建设,并且明确专人对消防器材进行定期管理与维护。 (四)加强宣传教育,提高师生的消防意识 广播、电视、报刊等宣传媒体要大力宣传消防安全管理工作的重要性和必要性。同时,要将逃生自救知识和防火安全常识纳入到社会公益宣传的内容中,利用社会力量来普及消防安全知识,从而不断地增强全体公民的消防安全意识。在中小学校的校园内,还要根据季节的不同有针对性地进行消防安全工作。如在冬季,由于天气寒冷,在学生公寓内可能广泛存在使用高功率用电器的情况,对此应加强安全管理,提高学生的消防安全意识。在各种途径的教育活动中要全面提高师生、员工的“四个能力”,即检查消除火灾隐患能力、扑救初起火灾能力、组织疏散逃生能力和消防宣传教育能力。 (五)结语 认真做好消防管理工作既是中小学校的基本责任,也是维护中小学校校园安全与稳定的一项重要内容。首先,要从思想上高度重视,同时要加大消防安全建设方面的经费投入,完善消防基础设施建设;其次,对于具体消防安全问题和重点消防安全隐患要集中力量进行专项治理工作,防患于未然,尽最大力量避免人身伤害与财产损失;最后,要通过加强消防安全宣传教育工作,提高师生的消防意识,达到“教育一人、影响一家、带动一片”的教育效果。 作者:陈伟强 单位:浙江省缙云县教育局 学校安全管理论文:高等学校电气类实验室安全管理系统 摘要:针对电气类实验室存在的安全管理问题,阐述了基于现代技术手段的安全预警管理系统的实施方案,详细介绍了通过传感器技术、RFID无线射频技术、ZigBee无线传输技术与远程访问技术相互融合,对实验室存在的火灾、漏水、失盗等安全隐患进行监控预警的过程,为高等学校实验室安全管理提供了技术指导。 关键词:电气类;实验室安全管理;RFID;ZigBee 一、引言 高校实验室安全问题对任意一所高校都是至关重要的。近年来,随着高等教育体制改革向着“创新应用型人才培养”的发展趋势,实验课程学时增加,实验室规模扩建,安全已经被列为实验室建设管理的首要条件。实验室安全的保证不仅需要建立详细的安全操作规范与负责人管理制度,更要结合先进的技术手段建立完备的预警机制与紧急预案。 二、电气类实验室存在的安全问题 实验室安全问题包括两个主要方面:一是实验操作过程中操作者的人身安全,二是贵重实验材料设备保管防盗安全。电气类实验室涉及高电压大电流实验以及电子焊接实验,虽然目前的实验平台已经高度集成,已经尽量避免学生直接接触裸露高压线,但操作失误或管理不当都会引起事故,学生在不明确电路图的条件下连线短路会直接造成设备损毁甚至引起火灾,实验室湿度过大或者灰尘堆积都会对设备造成侵蚀埋下安全隐患。此外,电气类实验室学生集中上课流动性大、实验仪器设备昂贵且类别繁多,经常出现丢失的现象。针对高等学校电气类实验室存在安全管理问题,结合智能化、自动化管理系统的发展现状,设计一套适用于实验室安全预警的管理系统,能够减少安全事故的发生,改善实验室的安全管理。 三、安全管理系统的构架组成 实验室安全管理系统由事故预警模块、防盗预警模块、环境参数控制模块、远程访问模块三个主模块组成,通过多种终端传感器采集信息作为预警和控制的参数。结构图如图1所示。 事故预警包括对火灾、漏水以及设备过压过流运行的监测,通过设定参数范围即可实现对事故进行提前警报。(1)环境控制模块。照明控制可以根据检测人体位置实现不同灯管的开关控制,并在无人情况下自动熄灯,温度传感器分散安装于墙面、棚顶,通过平均运算得出参数控制空调的启停。(2)防盗预警模块。门禁控制采用无线射频技术,在每个设备上安装电子标签,防范非许可情况下将设备带出实验室。每个实验室安装无线视频摄像头实现无死角在线监控。获取的控制参数保存至数据库,管理员可以通过网络随时随地访问系统状态。 四、技术原理 1.传感器采集参数信息。火灾是电气类实验室较易发生的事故,一旦发生火灾及时发现有效灭火是极为重要的。火灾烟雾是由气、液、固体微粒群组成的混合物,具有体积、质量、温度、电荷等物理特性。离子型烟雾探测器是通过相当于烟敏电阻的电离室引起的电压变化来感知烟雾粒子的微电流变化装置。当烟雾粒子进入电离室,改变了电离室空气的电离状态,从而宏观表现为电离室的等效电阻增加引起电离室两端的电压增大,由此来确定空气中的烟雾状况。 房屋或窗户漏水也是电气类实验室的安全隐患之一,虽然这种情况发生的几率相对较小,但如果在无人值守的情况下发生漏水,对实验设备和材料的损害是巨大的。在易发生漏水的位置,如水池周围地板下方、窗台附近安装湿度传感器,以备发生漏水时及时通知管理员。电流电压传感器连接在实验设备敏感单元内部,实现电流电压过大时自动断电。无线温度传感器安装于刀闸、电缆接头、接触器触点、母线连接点等各类高低压设备连接点,通过监测其温度,预防温度过高引起的事故。另外,墙体周围分散安装温度传感器,作为空调启停的控制参数。人体感应传感器安装于灯具旁。人体进入传感器感应范围内时,传感器就会输出一个高电平脉冲信号或高电平延时信号,输出的感应脉冲或延时信号可以直接驱动照明灯。 2.RFID-EAS无线射频-电子标签。无线射频技术RFID(Radio Frequency Identification)是在阅读器和射频卡之间进行非接触双向数据传输,以达到目标识别和数据交换的目的,相对于传统的条型码、磁卡及IC卡,RFID具有非接触、阅读速度快、无磨损、不受环境影响、寿命长、便于使用的特点和具有防冲突功能。EAS(Electronic Article Surveillance)是一种设置在需要控制物品出入门口的RFID技术。这种技术一边应用于商店图书馆等场所,当未被授权的人从这些地方非法取走物品时,EAS系统会发出警告。实验室门禁EAS系统由检测器、电子标签、解码器组成。检测器包括接收、发送两个模块,分别安装在门禁左右两侧,发送模块利用发射天线发出一定范围的扫描信号,接收模块的接收天线与发射天线相对应形成带状扫描区域,采用电磁波的共振效应搜索带状扫描区域内有无电子标签经过,检测到电子标签随即产生报警信号。电子标签是由Lc振荡回路组成的电子传感器,在每个实验设备外壳内部贴装电子标签,可以防止将标签随意揭掉,解码器是电子标签的灭活装置,由实验室管理员保管,只有通过解码器灭活之后才可以授权设备正常出入实验室门禁。此外,在实验室出口安装监视器,形成一定区域的监视空间,当出现实验设备未授权通过门禁时,系统自动发出警报,并控制监视器拍摄视频保存于系统特定存储区。 3.ZigBee无线传输技术。zigbee技术是一种近距离、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术,其主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。实验室空间有限,安全管理系统采用的传感器数量多、布线复杂、不易于维护,因此无线传输是实验室安全管理系统数据传输的首选方法。系统采用ZigBee协议实现各个传感器与主控制器间的数据通讯。每个传感器匹配一个ZigBee终端组成数据采集模块,ZigBee终端通过IO口间歇性读取对应传感器采集的数据,并将数据打包发送给ZigBee无线路由器进行中转,无线路由器再将数据包发送给ZigBee协调器,协调器用于组建无线网络,并将数据发送至主控制器的特定处理模块。环境控制模块中,主控制器会对接收的数据进行分析,根据程序中预先设定的参数范围,直接对空调和照明灯发送控制信号。在事故预警与防盗预警模块中,主控制器对数据进行处理后,判断是否存在事故隐患或防盗警报,如果存在,通过androidPN服务器向实验室管理员的手机发送预警信息。 4.数据库远程访问。实验室安全管理系统采集的数据包括视频格式、图片格式、字符格式,通过ZigBee无线传输至主控制器,主控制器对数据进行分析处理,将可作为控制参数或报警参数的数据存放于数据库A区永久留存,冗余字符数据(即无异常情况下各个传感器获取的环境数据)存放于B区,冗余视频数据存放于C区,数据库B区与C区数据每学期清空一次。管理员可以在办公室或家里电脑以及手机随时登录安全管理系统访问数据库,了解实验室状态。 五、结语 随着电气类学科实验室规模不断扩充的发展需求,面对实验室运行过程中存在的安全隐患与管理问题,有效的利用现代科技手段实现自动监控与预警,能够减少安全事故发生的概率,降低管理员的劳动强度,进一步保证了实验室的安全运行,使学生能有一个良好的课堂环境。 学校安全管理论文:浅谈农村寄宿制学校的安全管理 摘 要 近几年,随着合校并点工作的开展,寄宿制学校的学生在不断增加。加强安全管理,确保校园安全,是当前寄宿制学校工作的重中之重。笔者现就安全方面出现的隐患进行分析,希望能引起各方面的重视,从而提高学校的安全防护能力。 关键词 农村 学校 安全 管理 1注重学生和教师 学校加大了对学生的宣传教育和管理,而对教师的安全重视程度则不够。如教师的宿舍内乱拉电线、用电器超负荷、使用液化气等易燃易爆物品;楼道内停放自行车、摩托车,影响师生紧急逃生;师生早、晚自习的路途安全等,都需要去认真抓好。学校实行寄宿制,而后勤工作的重担又多数落到了教师的肩上,工作时间增加,这无疑会影响到教师的身心健康,能否及时缓解教师的心理压力,减轻他们的工作负担,这也是迫切需要主管部门和学校领导重视的。 2注重行为和心理 学校制定了较为全面的管理制度,学生有了明确的行为准则,而学生的心理健康也不容忽视。寄宿的学生大多年龄偏小,普遍自理、自制能力差,心理承受能力也很弱,自私、易怒、固执、任性、不善交流,心理健康状况堪忧。这就需要学校营造出健康和谐的生活环境,提高教师的心理辅导能力,进一步探索寄宿学校如何与家长沟通来共同培养。 3注重校门和校墙 大多数学校门口有值班、有监控,而学校那不高的围墙,实际的保护能力有限。小学生都能轻松爬过去,学生夜间出去多数是爬墙出入的。学校安保力量普遍偏弱,校外不法之徒如果入内,学生安全很难保障。学校是一个相对封闭的学习场所,要加强校园安全基础设施建设,加强学校安全保卫队伍建设,这是学校安全保障的第一道“防火墙”。 4注重防控和引导 一些学校为防止意外发生,取消了所有的校外活动,校内活动也给予了很大的限制,好多体育活动也进行了“压缩”,学生课间什么活动也不让做,活动课变成了有老师守着的“作业课”,这大大压制了学生的发展,不利于学生身心的健康成长。因此,要合理安排、引导学生活动,通过丰富多彩的课外活动缓解学生学习的压力,启发和鼓励学生多动脑、勤动手,开阔学生的视野,增强学生的体质,从而培养出全面的人才。 5注重校内和校外 一些学校门口,有不合格、不合法的车辆在接送学生;一些学校门口仍然聚集了一些小商小贩,向学生出售一些不合格的食品,有的甚至隔着学校的栅栏在卖;一些学校附近的网吧、游戏厅仍然向学生“张着大口”;有的家长让学生骑电动车、摩托车来上学;周末时,一些学校门口乱成一团,交通拥堵现象时有发生,等等。这些都是监管没有到位,是对学生生命安全的漠视。因此,学校应和当地政府部门及公安机关密切配合,进一步加强对学校及周边环境的整治。 6注重治病和防病 一些学校平时对学生的防病意识比较淡漠,总是大规模发起病来了才去“亡羊补牢”,像流行性感冒、水痘、麻疹、百日咳、肠道传染病等带有传染性的疾病,不能在发病初期进行很好的防控。因此,学校要征得卫生防疫部门的支持,定期对师生进行体检,制定出可操作性强的措施,加强对疾病的预防特别是传染性疾病的预防,控制传染病的发生、流行,保障师生的身体健康。 7注重食堂和书包 学校认真抓好了食堂卫生,但对学生从家里带来的食品和家长送来的食品缺乏严格的管理,有些食品放久了已经变质,有的本身就是不合格的食品,有的虽然合格,但学生食用方式或时间不合理,也会带来影响。这都需要学校去细化管理,正确引导,帮助学生养成一个良好的健康的饮食习惯。 8注重防盗和逃生 一些学校为了防止财产的丢失和加强学生的管理,在各处加了防盗网,封堵了一些通道,殊不知把师生紧急疏散的出口也堵上了,一旦有危险发生,师生们很难在短时间内安全撤离。因此,在加强安全管理的同时,学校也要确保安全通道畅通无阻,配备安全逃生所需的器材和设施,建立一套易于实施的逃生自救模式,从而培养师生基本的安全逃生能力。 9注重演练和保持 学校进行了演练,并且很成功,但是这些演练都是在师生有充分准备的基础上进行的,各方面配合也是全方位的。但是,危险不是在你有准备时才降临,这就需要学校定期检查防护设施,多次进行训练,不断发现漏洞,提高师生的自护、自救能力。只有这样,在危险降临时才能把损失降到最低。 10注重学校和社会 为了安全,层层签定责任书,最后落款是校长、班主任,难道仅仅靠学校几个教师,就能撑起这张保护校园安全的大伞吗?学校的安全涉及到方方面面,寄宿制学校的安全工作更是需要多方参与支持,绝不能把责任推给学校。只有政府加大对教育的投入,改善学校条件,完善配套设施,全民动员,以学校为主体,建立起长效机制,齐抓共管,才能为学校营造出一个安全、和谐的学习和生活环境。 “安全无小事,警钟要长鸣”。总之,学校要适时充实、完善校园安全制度和预案,不断创新安全教育的管理模式,牢固树立安全意识,通过自查、互查、主管部门督查和社会监督,及时排除安全隐患,确保校园安全。 学校安全管理论文:浅析如何做好学校消防安全管理工作 【摘 要】近几年,火灾事故在学校时有发生,加强学校消防安全管理,还学校一个安全环境,这项工作尤为重要。做好学校消防工作需要多方努力,才能构建学校的安全。学校是为社会培养输送人才的地方,也是学生学习生活的主要园地。本文将简要阐述学校火灾频发的原因及目前的现状,还有针对学校消防安全管理工作的一些有效管理措施,杜绝学校火灾的发生。仅供参考阅读。 【关键词】学校消防安全 火灾原因及现状 改善措施 良好的学习环境不仅可以提高学生们学习效率,而且对学生们的健康养成长有着积极的作用。但是近年来多起典型的学校火灾事故,给社会和家庭带来了不可挽回的巨大损失。剖析火灾发生的背后,有客观因素,但更多的是主观方面造成的不利结果,怎样看待这一问题?怎样更好的预防和消除学校火灾隐患,笔者就此提出自己的看法。 1 学校消防安全存在的隐患因素 (1)消防安全管理制度不健全,消防安全责任人及消防安全管理人不明确,未建立消防安全管理档案。学校人员众多,用火用电多,致灾因素多。由于当前各类学校办学规模的逐年扩大,学生数量成倍增长,导致宿舍设施与学生供求矛盾愈加突出。同时宿舍是广大学生休息、生活、学习的综合场所,私接、乱拉电线现象严重,电闸板使用未经阻燃处理的木板,电线未穿管保护,用电管理不规范。在校的学生多为未成年人,他们自我保护能力差,一旦发生火灾,即便是小火灾,也会引起学生们的惊慌,造成秩序混乱,相互拥挤,组织疏散也就更加困难,从而容易造成巨大的人员伤亡和极大的社会影响。 (2)学校建筑功能复杂,先天性火灾隐患重重。地方政府领导和教育主管部门对学校建筑消防安全重要性认识不足,导致一些新建学校项目打着“为民办实事”的旗号,未经消防审核和验收就开工建设或者投入使用,留下先天性火灾隐患,而且一些隐患整改难度很大或者根本就无法整改,从而造成火灾隐患长期存在的局面。例如未设置消防车道,防火间距不足,建筑布局不合理,建筑缺少楼梯和必要的消防设施等问题。还有一些学校擅自增建、改建和搭建违章建筑,甚至是使用可燃有毒的建筑材料建设装修,一旦发生火灾容易导致人员中毒伤亡。乡镇、农村寄宿制中小学校校舍耐火等级低、消防水源缺乏、安全出口数量不足或疏散通道不畅等问题更是比较突出。 (3)学校消防设施不完善,维护保养不到位。据统计大部分学校教学楼、综合楼、办公楼、宿舍楼等重要场所消防设施设置不完善,如室内消火栓布点严重不足、灭火器、应急照明灯和安全疏散指示标志等基本的消防安全设施更是少之又少。而所配置的消防器材当中,也存在消防设施无人管理、无人维护的问题,导致消防设施损坏严重,无法正常使用,如室内消火栓长期缺乏维修保养导致锈蚀、灭火器软管断裂及压力不足等。 (4)学校消防安全宣传教育不到位。根据调查了解,学校发生火灾与师生消防安全知识缺乏有着密切的关系。在美国、日本等发达国家,消防安全知识已经纳入学生重要的学习课程,并且定期开展演练,在培训师生消防安全知识的同时,潜移默化的提升师生的消防安全意识。但我国目前仍受到许多因素的制约,使得学校消防安全宣传工作未全面普及,加之学校领导的不重视导致大部分学校从未开展过消防安全教育,师生的消防安全意识淡薄,不懂得基本的消防安全常识。 2 对做好学校消防工作的几点建议 (1)建立健全消防安全管理制度,明确职责。学校要结合本单位实际建立健全消防安全检查、巡查、消防设施管理等制度,使消防安全工作与教学工作统筹考虑安排,协调发展。坚持实行每日进行消防安全巡查,定期组织防火安全检查,通过检查及时发现并消除火灾隐患。切实加大对消防管理工作的投入力度,配齐配好消防器材,建立健全消防安全管理制度。 (2)不断完善消防设施,做好维护保养工作。学校所有消防设施都要建立管理档案,指定专人负责,将学校所有消防设施型号、配置时间和部位、维修时间、运行检查等基本情况记录在案,做到底数清、情况明。学校应当每年将消防设施维护保养费用纳入正常经费开支计划中,对损坏丢失、过期的消防设施定期进行维修更换,确保完好有效。 (3)积极开展消防安全教育,培养师生消防安全意识。学校首先要把消防安全教育纳入学生教育课程。消防安全教育课程可以针对防火基本常识、初起火灾的扑救方法、灭火器的使用方法、自救逃生和疏散方法为主要内容。其次要结合实际情况,不定期模拟真实火场,突出应急实战演练。从课堂到课外,从理论到实践的过程是一个重大的跨越,没有理论的实践是盲目的,没有实践的理论是空洞的,把从书本、课堂、培训等平时教育学习获取的消防安全知识和实际应用结合起来,才能真正提升自防自救的技能。三是是组织学生开展各种参观活动,通过采取组织学生参观消防站,观看消防录像片,出消防黑板报等形式,切实提高学生的消防安全意识。 (4)加大检查排查力度,及时消防火灾隐患。学校应采取必要的措施,消除安全隐患,确保校园消防安全。针对经常性使用电、气、火、油等部位,楼梯通道、灭火器材、应急照明灯具、电线路等进行检查维护管理,确保正确使用。督促学校要对校园内外进行排查,彻底清查隐患,定期拆除集中场所内封堵和占用疏散通道上的杂物,保持通畅。 3 结语 学校的消防安全直接关系到广大师生生命财产的安全,关系到每一个家庭的幸福稳定,关系到社会的和谐稳定。我们必须坚持不懈的开展消防安全教育,加强消防安全宣传的广度和力度,强化消防意识,普及消防知识,使更多的人了解消防,重视消防工作,通过学校、家庭、学生三方面的努力,让消防意识伴随新生一代成长,让惨剧不再发生! 学校安全管理论文:关于高等学校实验室安全管理改革浅谈 摘要:近年来,随着国家对教育的投资逐年增多,学科的发展呈现加快的态势,高等教育中实验室建设与安全管理的地位也显得尤为重要,而当前形势对相应的工作提出了更为严格的要求。通过借鉴国内外知名高等学校的相关安全管理经验,可以更快地结合自身现状,对不足的地方提出新的发展思路。本文通过学习国内外一些先进大学的实验室安全方面的管理办法,从多维度对实验室的安全管理方面的不足提出了一些建议,以加强目前实验室的安全管理。 关键词:高等学校实验室;安全管理;改革 近年来,随着国家对教育的投资逐年增多,针对高等学校实验室软件和硬件建设的投入均有很大增加,实验室建设的速度和数量都达到了一个新的高度。与此同时,各级高等学校学科专业的逐渐增加,每年入学学生人数持续增长,使得实验室的开放时间延长、流动人员增多,实验室安全管理工作面临的问题也日益凸显,如仪器设备短路起火、有毒气体泄漏、随意丢弃固态和液态废弃物等事故时有发生。 一、高等学校实验室安全管理的意义和目标 随着社会经济发展,市场对人才的实践能力和创新能力的要求不断提高,高等学校为了培养社会需要的综合型人才,不断进行深入的教学改革,实验课程在日常教学中所占的比重越来越高,实验室成为教学工作的主战场,实验室的管理工作也被放到了一个突出的位置,其中实验室的安全管理工作尤为重要。高等学校实验室安全管理工作关系到广大师生的切身利益,关系到教学和科研活动能否顺利开展,对高等学校的安全稳定发展具有举足轻重的作用。因此,实验室安全管理工作受到学校各层领导的高度重视。近年来,高等学校由于师生防范意识较弱、实验室设备老化和危险化学试剂遗失等原因导致的国有资产丢失、火灾和人员伤亡等事故时有发生,对国家公共财产造成了不可挽回的损失,实验室急需建立一整套切实有效的管理制度,防患于未然。高等学校实验室安全管理的最终目标就是要建立一个以合理的运行经费为支持,能够使师生获取最大的安全保障,经过危险承受能力测评的实验室,以减少日常实验教学和科学研究过程中发生安全事故的概率,保障广大师生的健康和安全,满足师生对安全工作环境的需求。 二、实验室安全管理工作的改革建议 在实验室安全管理工作方面,参考国内外高等学校的管理方法,笔者提出以下几点改革建议。 1.排除实验室的安全隐患。针对前期已经发现的实验室安全隐患,组织实验室的相关负责人进行深入分析,建立实验室安全隐患排查备忘录,提出解决的具体方法并限期整改,指定具体的跟踪负责人,在整改期间查看安全隐患解决的进度如何,进展是否顺利;解决的效果如何,是否达到了预期的目标;如果没有,是什么阻碍了问题的解决;商量讨论出具体有效的解决措施;整改报告是否提交给上级主管部门。 2.确保仪器设备的安全使用。制定一套系统完整的实验室仪器使用规则,使用实验仪器之前仔细检查实验仪器是否有损坏,使用实验仪器后必须详细填写使用记录,清除残留的化学试剂,确保仪器设备没有被腐蚀;对于那些含有有害物质的仪器设备,是否已经粘贴了相关危险标识;对于可能发生的危险事件,是否已经制定了相应的预防方案及急救措施;仪器设备是否有相关的专业人员进行定期的维护和检查;实验设备中供水系统是否进行了定期的水质检查。 3.确保防火措施的有效到位。消防安全通道禁止放置任何物品,定期对防火警报、应急灯和烟雾监测器进行维护和检查;在明显的位置张贴相关的安全防火标识;定期组织实验室进出人员进行消防演练和相关安全教育;实验室不同条件下需要的灭火器是否准备齐全;有无专业工作人员定期对灭火器进行检查;灭火器是否有按照要求放在指定位置,数量是否足够;易燃物是否按照要求放在指定位置。 4.实验室“入”的管理。实验室的所有实验人员在进入实验室之前,必须经过相关的实验室培训,具体内容可包括:各项安全规章制度的学习,认识实验室中各种类型警示牌的意思,大型仪器设备的操作,实验操作技能,安全防护措施的使用等。如果涉及特殊领域,没有统一培训可选择,可由实验室管理人员指派一名具有资质的专业人员进行一对一的辅导培训。对新进入的人员进行严格的考核,考核合格后,再经实验室管理人员的允许后,方可进入实验室进行日常的工作学习,若不合格不允许进入,必须经过重新培训和考核;在实验室所有门上安装门禁系统,本单位内部人员进出实验室需要门禁系统记录出入,非本单位的外来人员进出实验室,必须进行签字记录,被允许后方可进入。 5.配备确保实验室及实验人员安全的设施和物品。学校实验室应该配备全面的安全应急设施及物品,如防火墙、灭火器、烟雾报警器、紧急呼叫器、急救箱、洗眼器、消音降噪设备、通风设备、实验室换气设备等。尤其是化学实验室和生物学类的实验室,应配备防护实验人员身体各个部位的用具,应用于颈上部位的常见物品有防毒面具、护目镜、抗紫外眼镜、降噪耳机、耳塞和各类型口罩等;应用于手部的常见物品有高温手套、绝缘手套、乳胶手套和PE套等;应用于身体的常见物品有常规实验服、防静电实验服、防酸碱实验服等;应用于足部的常见物品有防酸碱鞋套、防滑鞋、绝缘鞋等。 6.实验设计方案的安全审核。高等院校实验室中制定实验方案通常由导师和学生共同商议制定,但是由于导师和学生缺少对实验室的全面了解,计划进行的实验操作在现有实验室的条件下无法提供或是对实验室和实验人员有极大的安全隐患,所以实验室管理部门十分有必要对导师和学生制定的实验方案进行审核。应先由导师与学生一同制定实验方案,以书面形势提交申请,交实验室管理部门进行安全审查,若无问题通过审查即可进行实验操作;若发现存在安全隐患,需要进行整改,再次审查通过后,方可进行实验操作。对使用剧毒或易燃易爆化学试剂的实验方案,需执行更加严格的审查程序,比如,涉及哪些剧毒或易燃易爆试剂、如何进行控制、是否需要增加相关专业培训,通风设备是否能达到要求、反应过程存在哪些潜在危险、急救设施和物品是否能满足要求等。 7.化学试剂的安全管理。危险化学品是指具有毒害、腐蚀、爆炸、燃烧、助燃等性质,对人体、设施、环境具有危害的剧毒化学品和其他化学品。应做好药品标识,安排双人双锁进行管理,并且必须做好使用人员的使用记录。以下是不同的危险化学药品及其存放要求。 8.废液废固的回收和处理。一般来说,化学实验室和生物学类实验室产生的实验废液废固的数量和种类均较高,其中好多有毒或是易挥发的废液废固是在实验过程中产生的,因此及时回收和处理实验室中的废液废固是十分必要的。首先,高浓度的实验废液如果直接排入下水管道中会对排水管道造成腐蚀,更有甚者会对周边地区的地下饮用水造成污染;其次,实验废液废固如果没有及时处理很有可能在存放的过程中进一步发生不可知的化学反应。因此,必须严格执行废液废固处理的相关管理规定,根据废液废固的种类分类回收处理,及时处理废液废固,严禁长时间在实验室中存放废液废固。 9.实验仪器设备的使用和检查。实验室的每一台实验仪器设备都必须配备安全指导书;第一次使用前,必须安排厂家专业人员进行培训和指导;每次使用前后,都必须进行安全检查;每次使用时,都必须按照要求,依次填写各项内容,进行书面登记;需对电气设备进行定期的维护和安全检查,如果通过检查,可继续使用,如果没有通过检查,则根据实际情况进行维修或废弃。 10.安全事故的应对措施。实验室安全事故无小事,高等院校是人员密集单位,尤其应该注意应对安全事故的方式和方法。高等学校应该根据自身办学特点,有针对性地给不同类别的实验室建立一套完整的安全事故快速响应机制。根据安全事故的类型,采用合适的安全事故快速响应机制,能及时救助伤者,可以有效地将损失降到最小。如若遇到安全事故发生,事故的全过程必须形成书面报告,提交给实验室安全委员会和上级主管部门,召开会议总结经验,做出相应的整改方案,防止类似事故再次发生。 随着我国各级高等学校办学规模的逐步扩大,教学工作和科研工作的任务量也随之增加,实验室所承载的工作内容更加复杂,对实验室的安全管理也不断提出新的要求,实验室安全管理也不断面临新的问题。但是,无论怎样变化,实验室的工作都必须满足师生的学习、工作需求,确保他们的人身财产安全。伴随着国家对实验室软件和硬件建设投入的不断增大,实验室安全管理工作也正朝着标准化、专业化和多元化方向发展,提供给师生更加全面的安全保障。 学校安全管理论文:提升高等学校实验室固定资产管理效益和安全管理保障 摘要:高等学校实验室的发展决定着教学和科研水平,如何科学地管理实验室,使实验室高效并且安全运转,是一个非常重要的课题。本文通过分析高校实验室管理工作普遍存在的问题,提出相应的管理措施和建议。 关键词:实验室;固定资产管理;安全管理 实验室是高校的重要组成部分,是进行社会主义现代化素质教育、培养高科技创新型人才、发挥社会服务功能的关键,决定一个高校的教学科研水平,是高校教育管理及科技创新能力的重要标志。在实验室中,学生能够学习知识技术,培养动手实践能力,开发科研创新思维,有着与单纯传统理论学习完全不同的作用。所以,实验室的仪器设备、物质资料等的质和量,直接影响着实验室的科研水平、学生的学习情况及学校的办学效益。对实验室进行系统化、科学化的管理,能够大幅提高高校的科研水平、教学质量和办学效益。所以,实验室管理工作是高校充分发挥职能、提高办学水平的关键环节。目前,经济文化全球化发展,我国社会主义各项事业全面深入,国家开始重视高等教育事业并逐年增加经济投入,同时各个高校积极提高办学水平,向现代综合型、大规模大学方向发展。因此,各高校投入巨大资金购置、更新实验室仪器设备,使实验室现代化大型科技设备在价值和数量上迅速增长,实验室规模和科技水平有了大幅提升。但是,实验室规模的大幅提升,也会相应地给管理工作带来极大挑战。多数高校的实验室管理工作水平,并没有跟上设备更新的步伐,之前的惯例模式与当今新形势下的高科技设备需求的矛盾日益突出,如设备购置、淘汰和更新衔接、设备重复购买与闲置、设备利用效率低下、缺乏有效系统监管制度、没有良好实验室文化氛围等问题。因此,加强完善实验室管理工作,对充分发挥实验室职能、保持实验室高效合理使用、进行资产保值与合理资源配置,具有重要意义。 一、实验室管理现状 实验室管理工作通常是目前高校管理中的薄弱一环。加之近年来,高校改革及扩招致使各高校的实验室出现快速、持续的增长势头。由于全国各高校的实验室总量的日益庞大和数量的急剧增加,对高校的实验室管理工作提出更新更高的要求。所以,高校实验室管理成为重要课题。在对这一课题的研究中发现,高校在实验室的管理工作中出现若干不容忽视的问题。 1.实验室的资产管理意识理念淡薄,有重投资轻管理的情况。由于高校实验室资产价高数多,所以对实验室资产的管理责任问题显得尤为重要。全国大部分高校长时间以来普遍存在着重视资金投入而忽视实验室资产的管理,财政拨款是高等学校实验室固定资产投资的绝大部分来源。对成本核算,学校实验室进行的很少,一般不进行资本折旧,直接导致资产的运用与管理严重脱节,在投资效益和投资监督评估上,非常缺乏相关的管理机制。 2.实验室的管理制度与机构不健全。高校实验室的设计原则以相关资源的配置和各学科的设置为根据建立起来,常常采用两级分层管理模式,属学院级统一管理,但并没有设专门的主管部门对实验室管理工作进行日常性管理。大部分高校教务处与实验室相对独立,给日常管理带来很多麻烦,对高校创新实验教学开展的研究性和综合性实验的需要,得不到很好的满足。此外,因为实验室管理工作没有相应的工作考核制度,对实验室工作人员的评估通常得不到重视,因此导致实验室可能出现的各种日常问题得不到解决,效能降低。同时,在管理工具和手段上的落后,造成实验室缺乏实时、动态的管理。 3.实验室管理人员建设制度不完善。由于近年来的需要,全国大部分高校普遍扩大引入高水平实验教学人才的力度,但总体上并没有从根本上提高对实验室人员的重视程度。好多高校,实验室管理人员大多停留在“辅助教学”性质,处在相应的理论教学的从属地位,与之带来的是,同普通教学岗位相比,地位低,薪酬少。地位的不平等,使实验室管理人员在工作主动性和积极性上有很大影响,人员流失时有发生。 4.安全隐患问题。目前,高校实验室规模扩大,部分实验化学药品种类繁多,有部分易燃易爆甚至有毒物质;实验过程中,会产生“三废”物质,及过期、失效试剂药品等。若上述问题处理不当,将会构成环境污染。为了防止环境污染、中毒、火灾等事故的发生,为保证科研工作及实验教学的安全进行,需要采取详尽的安全保障措施。 二、加强实验室管理措施 1.加强实验室资产管理,重视实验室日常管理。(1)及时清查,保持资产数目准确,设立专人,在规定时间内及时清查实验室设备、仪器、耗材等,进行统计,使实验室资产实时更新,保持准确,以把握实验室资产动态。同时,为避免实验室仪器设备的重复购置和供应不足现象,须及时将实验室现有仪器等进行全面、彻底的检查清理,清楚地统计出报废仪器设备台数、可正常使用仪器设备台数、已坏待修仪器设备台数等,以此为基础制订仪器设备年度添置计划。同时,应注意教学科研工作需要,按轻重缓急列出购置顺序。(2)加强设备仪器的日常维护。在实验室的日常使用中,将检查仪器设备的使用情况作为一项常规工作,若发现问题,须及时处理,妥善处理好设备供应、维修与管理之间的关系。由于高校实验室设备仪器种类多样,服务功能单一,所以管理人员必须加强实验室的全方位管理,重视全过程技术跟踪管理,其中包括设备选择、购买、接收、安装调试、应用、维修及报废等环节。无论哪一环节出问题,都会打乱教学计划,影响科研工作进行。 2.健全实验室管理制度与机构。(1)建立健全规章制度,提高实验室管理意识,制定切实可行的规章制度。规章制度需要符合学校的规定,顺应当前的时展趋势,能够从宏观协调整体运转,同时符合学校实际操作情况,与本单位的实际情况相结合。规章制度要不断完善,根据实际情况更新调整,以适应当前实验室的管理需求。除实验室中的基本规章制度,如《实验室管理办法》、《仪器设备管理办法》等,还应有设备购置制度、验收领用制度、检查维修制度、报废制度等,不仅涉及仪器设备等硬资产,还要涉及科研教学文件、技术操作资料等与科研技术、师资队伍及社会服务等在内的软资产。(2)落实规范机制,使规章制度具有约束力和强有力的规范作用,落实到个人的操作机制。将实验室管理工作进行合理分工,按照分级管理机制和实际应用情况的要求,将各项工作落实到个人,权利到人,责任到人,权责清晰,使每项制度具有可操作性,提高管理人员遵守制度的自觉性,整体提高实验室的管理层次。 3.加强实验室队伍建设以及对实验室管理人员的培训。在实验室建设中,实验室管理人才队伍建设是实验室建设中的重要组成部分。学校实验室应重视对实验人员实践技能的培训,积极鼓励实验人员参加有助于提高业务水平的会议,拓宽实验人员业务水平,全面熟悉实验室的仪器设备,提高对设备的维护维修水平。学校实验室应建立一支相对稳定、精干高效、素质较高、结构合理的专兼职结合的实验室管理队伍,这是提升实验室教学质量和提高实验室管理水平的有力保障。有目的、有计划地安排实验室管理人员进行在职学习和岗位培训,使实验室管理人员能够掌握实验室管理的专门知识和基本理论,是提高实验室管理人员管理水平和思想政治素质的有效途径。 4.运用先进的管理方式。在实验室固定资产的数据管理中,配置一台专门的固定资产数据管理服务器,运用网络化管理方式,增加各院系的实验室管理人员对资产管理工作的时效性,由校一级实验管理中心对服务器的数据进行统一实时有效管理。在管理中,我们应注意:资产科目的规范性,账务、名称、型号要保持一致,将实验室设备进行明确分类,固定摆放位置,建立条形码快速管理等,以及建立实验室管理清册、移交清册,将管理责任落实。实验室固定资产的统筹管理,要想做到简便、规范,以提高固定资产的管理水平,重要的措施是采用先进管理工具和先进管理方式。高校实验室资产利用率的上升,对提升实验室管理水平、提高实验设备利用效益,有着重要的促进作用。首先,加强各院各部之间对实验的信息共享和合作交流。利用校级网络条件,建立实验室资产共享平台,使实验室设备的互联互通渠道顺畅,提高实验室各实验设备仪器的使用效益。这有利于各院各部间的相互沟通和了解,避免低水平实验室的重复建设,极大地保证实验室仪器及设备的最优配置。其次,提高实验室利用率的另一方式是加大实验室的开放力度,在满足本院本部实验室需求的前提下,利用实验教学的时间间隙,对外开放,提高实验资源的利用率,扩大效益。 5.加强实验室安全保障。首先,制定严格的安全制度,加强安全教育,将安全意识贯彻到实验室的每一处、实验的每一步。其次,增加消防设施,及时进行检查维修,更新保养,同时使消防通道保持通畅,及时消除可能的危险因素。再次,组织实验室使用人员进行有效的学习,提升遇到突发事故的应对能力。在实验设备材料的购置与使用存放时,根据特点进行分类放置,危险品要存放在指定地点,避免扩散污染等。在实验室的使用过程中,加强对实验设备的常规性检查,及时消除潜在危险因素,尽量减少废弃物,妥善处理“三废”物质。 学校安全管理论文:做好学校安全管理工作的实践思考 【关键词】 学校管理;安全管理;学校;家庭;应急预案 近几年,学校安全方面的事件时有发生,这让学生安全问题成了热门话题。因为千万学子的身体健康关系到千万家庭的幸福,关系到社会的安定团结。随着社会的稳定、教育的发展,学校安全管理也成了学校工作中的重中之重,是一项常抓不懈的工作。学校安全不但是学校的重要工作之一,也是家长们关注的问题,是社会对学校的期望。为了让小学生能在学校里快乐学习、健康成长,在安全管理方面,作为负责的老师要和学校各方面的工作配合起来,给学生一个和谐、安全的学习、生活环境,让学生有一个愉快的成长空间。下面,笔者结合工作实践谈几点自己的看法。 一、学校要重视安全管理工作,做好学生安全教育 学校安全管理已经成为社会普遍关注的问题,也牵动着学校和家长的心。因此,学校安全管理不但要学校做好保卫安全的监管监督工作,而且还要给学生灌输安全常识,让他们有自我保护、远离危险的意识。 为此,学校要时常开展一些有关安全教育的讲座,让学生学习一些保护自己的常识和分辨是非、善恶的能力。比如,每学期在学校开展一两次以“珍爱生命、远离危险”或者“消防安全伴我行”、“安全校园,和谐校园”、“法津小讲堂”等为主题的讲座或者活动。学校也可以利用早读、主题班会、校园广播 、板报、橱窗等方面,多角度地给学生宣传安全方面的知识,让他们也能从不同角度,时时处处接受到安全的教育,配合学校的安全管理工作。 二、学校和家庭建立安全网,给学生的安全双保险 学生的安全除了学校的负责,学生自己要学会保护自己外,还要家长与社会的积极配合。学校要设法和家长建立联系网,比如校校通,学生到校家长就能收到信息,学生什么时候离校家长也能收到信息。家长也要在管理孩子写好家庭作业外,给学生看看报纸上关于安全事件的报道,让学生加强安全意识,学会保护自己的同时,也能增加一些常识和对事情判断的能力。 学校的安全管理工作对学生来说是非常重要的,当然,在这个过程中家庭的安全教育也不能忽视。在加强学校生命安全教育的过程中,我们要提高家庭环境建设,为学生搭建一个安全的学习环境。这方面,学校要给家长也做一些宣传,或者给学生和家庭联合开展一些安全教育方面的交流活动,如召开学校生命安全教育与家庭环境建设研讨会等。让家庭也积极参与学校的安全管理工作。家长也可以给学校提出有效的建议,让学校的安全管理工作落到实处且更加完善。这样,我们可以在保证学生健康快乐成长、学习的同时,还能培养学生积极的人生态度和进取精神。 三、建立应急方案,组织应急演习,让学生在危险来临时能机智避害 很多学校组织了各种各样的防震应急措施,让学生参加了各种预防、撤离的演习活动。其实,这远远不够,学校安全管理是长期的工作,我们不能脚疼医脚,头疼医头。要常抓常练各种危险应急演习,让学生在危险面前,不再惊慌失措。学校要给学生经常讲一些如何应对火灾、地震、泥石流的讲座。我们也可以利用科学课、自然课给小学生讲讲这些危害方面的知识,如地震时为何要有序撤离,火灾时为何要俯身捂住嘴、鼻撤离等等。当然,在不可预料的事件发生后,学校应立即采取措施,控制事态发展,组织救援工作,也要及时向有关部门作出汇报。 学校的应急安全管理不但要建立健全各方面的管理规则与制度,还要始终坚持应急管理方面的五项原则:以人为本,安全第一;预防为主,预防与应急相结合;统一领导,分级负责;快速反应,协同应对;依法规范,加强管理。如果学校能做到这些,学生、家长也能积极配合,学校的安全管理工作也一定能起到应有的效果。 总之,近几年小学生的安全成了社会、学校、家庭关心的头等大事。所以,小学生的安全管理也就成了小学教育管理的重要组成部分,成了学校管理工作的重中之重,更是小学生全面实施素质教育的前提和保证,是小学生自我安全保护的必要教育科目。学校要提高安全管理方面工作人员的管理水平与综合素质,杜绝学校安全事故的发生,为小学生营造一个安全稳定的校园环境。当然,做好学校安全管理工作还有很多要注意的事项和管理技巧,学校要和社会、家庭联系起来,做好小学安全管理这份工作,保证学校工作的正常开展,同时确保学生的安全,让学生健康快乐地成长。 略谈农村寄宿制学校的安全管理 摘 要:农村寄宿制学校的建设,农村寄宿制学校的办学水平的提高,对于统筹均衡城乡教育发展具有非常重要的作用,相对于非寄宿制学校来说,寄宿制学校更容易发生安全事故。因此加强对寄宿制学校的安全管理就显得意义非常重大。落实好安全责任、建立健全安全制度、严格安全管理、强化安全防范,提高寄宿制学校安全管理问题。 关键词:农村;寄宿制;学校;安全管理 中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:1673-9132(2016)18-0168-155 DOI:10.16657/ki.issn1673-9132.2016.18.103 学生的安全关系到千万家,因此学校安全工作也是社会各界都非常关注的一个问题,小的安全事故对学校教学会产生一定的影响,大的安全事故会威胁到学生以及教师的生命安全。因此学校要做好安全管理的工作,让学生在安全、健康的环境下积极成长与学习。 一、将学生的安全工作落实到具体的部门和负责人是做好农村寄宿制学校安全工作的关键 寄宿制学校的学生长时间待在学校里,远离父母,因此,他们对学校生活的适应有一定的难度。为了让家长放心,加强社会的和谐稳定,教师与学校的相关工作人员要做好学校安全管理的工作,争取做到全心全意为学生服务。首先,要建立安全责任机制。从学校安全管理的第一负责人--校长到部门科长、再到班主任,再到学校职员,自上而下形成一个管理机制。其次,每一个部门与相关教师都要明确安全责任的内容,在每季度开学的时候,校长应该与学校的各部门、科室、班主任签订安全承诺书,班主任要与各学生家长签订安全承诺书,这样学校的安全管理任务就被分解得更加具体,同时也使责任内容深入人心。最后,也是最关键的,要检查安全责任的效果,学校要定期对各部门、科室、班主任等进行检查,避免学校对学生的安全管理落于形式,同时学校还要将对学生安全管理进行一项专门的考评,坚决实行一票否决制,对于在学生安全管理方面出现重大问题的教师一票否决,坚决不给予评先晋升的机会。 二、建立和完备安全制度是农村寄宿制学校安全管理工作的保证 寄宿制学校的安全管理工作同其他工作一样,要想做好就要建立起一套行之有效的安全管理制度。第一,入校门这一关要把握好,学校可以通过建立《外来人员入校登记验证制度》《学生出入校门制度》等制度,为学校进行分时段的封闭式管理工作奠定理论与制度基础,使学生在校内的人身和财产安全有一定的保障。第二,课堂、活动、晚间就寝这些时间段的关要把好,建立《教师、学生值日制度》、《学生请假、销假制度》等,教师争取在课堂与活动中点名,安排专职教师进行查寝,对于点名缺席的学生要记录在册,并进行实时跟踪,保护学生的人身安全。第三,饮食安全的入口关要把握好,建立《食堂安全管理制度》《餐具消毒制度》等,防止出现食物中毒、盗窃等安全事故的发生,保障学生的生命安全。第四,学生往返学校的交通安全关要把握好,建立《学生往返日学生家长接送制度》、《建立学生安全信息卡制度》等,加强学校同学生家长之间的联系,使学生放假在家期间的安全能得到保障。 三、提高学生的安全意识,加强学校的安全教育工作,为寄宿制学校做好安全管理工作的奠定基础 1.做好学校安全教育的计划,争取做到月月有主题、周周有活动、天天有教育。 2.对学生进行安全教育要抓住重点的时间和重点的活动,如安全教育日、法制教育日、安全宣传周等;除了要注重时间外,还要抓好教育的内容,在平时可以对学生进行安全知识专题教育,比如:个人卫生安全、饮食健康安全等。 3.要抓住特色,学校在对不同年龄的学生要进行不同层次的安全知识教育。 4.学校的安全知识教育活动要选择一个好的平台。 四、加强安全防范是做好农村寄宿制学校安全管理工作的要求 寄宿制学校更容易发生安全事故,做好有效预防和处置学校突发事件,是做好学校安全工作的必然要求。 农村寄宿制学校只有做好安全管理的各项工作,才能给学生提供一个更好的环境,为学生健康成长与学习提供一个保障,才能办好教育。 学校安全管理论文:学校计算机公共机房的安全管理与维护 【 摘 要 】 论文首先对计算机公共机房管理和维护工作进行了概述,之后根据多年在学校计算机公共机房工作的经验,总结了工作实施的几点建议。 【 关键词 】 公共机房;管理与维护;病毒入侵 1 引言 近年来,公共计算机机房数量迅猛增长,规模也不断扩大,这就使得机房的管理与维护工作越来越繁重。工作人员要对硬件的管理、软件更新、病毒检测与清除、机房课程安排、学生的自由上机安排等工作进行统筹。因此,有必要对公共机房的管理与维护工作进行讨论,总结出合适的工作模式,以便机房的管理工作变得有条不紊,让公共机房更好地发挥为学生服务的作用而不是成为学校的管理负担。 2 机房管理和维护的内容概述 学校公共机房面向全校师生,管理和维护涉及面较广、要求的电脑专业技术高,并且机房涉及必修课程和学生业余需求,事务复杂、工作量大。这些特点无疑给机房管理维护工作带来了困难。机房管理工作大致可以从使用与维护两大方面入手。首先,使用方面,分为计算机必修课的使用以及学生上机使用两大类。细分主要是,必修课程的上课时间和教室的协调,学生自由上机的教室分配,学生上机登记以及计费缴费的问题。其次维护方面,主要包括计算机软件硬件的维护以及机房环境的维护。仔细分类则包括硬件设备的配置、维护及故障检修、计算机软件的定期更新以及病毒的检测,机房内部局域网和应用系统的建设及维护、用电的安全保障,此外还有机房环境的维护等都属于机房管理的内容。总之,机房管理维护工作十分复杂和繁琐。 3 机房维护与管理工作的实施 公共机房的管理如此重要,工作内容又这样繁琐,传统的管理模式是专人专项负责,即电脑技术有专业老师维护,学生上机课程安排有专门的人员负责等。目前看开运行效果较好,但还是存在一些问题,为了更好地为学生服务,有必要总结机房日常运营中的主要问题,对这些问题着重专项处理。 3.1 硬盘资料保护 硬盘作为计算机中十分重要的组成部分,对于计算机安全以及正常使用起着关键性的作用。硬盘中含有主要的系统文件维护,这也是最重要的部分。公共机房作为学校里学生上机的主要场所,除了要承担平时必修课的任务还要满足学生自由上机的需要,计算机使用频率较高,任务艰巨。如果不对系统文件加以保护,系统往往遭到破坏,最终造成 计算机无法正常启动,影响正常使用。公共机房为了避免大规模病毒往往不安装光驱,这就使得重装系统费时又费力。所以,最好的解决办法就是,加强对机器上的系统文件的保护措施。第一,硬盘克隆精灵软件,它能在短短几分钟内完成对硬盘的复制工作,成为硬盘备份和恢复类软件中的首选。第二,安装硬盘还原卡,此方法安装简单,每当系统出现问题时,能较好较快地恢复系统设置。第三,安装具有网卡功能的硬盘保护卡,此种方法更适合大型机房的电脑维护。三种方法各有利弊,要根据不同的机房的规模选择方法。 3.2 防止病毒入侵 计算机病毒有其特有的特点,具有潜伏性、传染性、可触发性,不易被使用者察觉。当代互联网高速发展,计算机病毒大多借助互联网进行传播,破坏性网络病毒远比单机病毒传播速度更快,扩散范围更广,传播方式更多。这些无形中增加了计算机维护的难度,使得预防和清除计算机病毒成为机房管理最伤脑筋的事。因此,为了保障计算机正常运行,工作人员要从技术上和管理等方面同时入手,减少病毒的感染,保护计算机的正常使用。根据平时工作的总结,建议采用几种处理方法。第一,机房必须安装正版的软件,对于那些来历不明,尤其是网络下载的免费软件,首先要确定无病毒,之后方可使用。第二,对机房电脑安装杀毒软件,由于学生的专业电脑知识不足,互联网上的有害病毒又很多,因此安装杀毒软件对于维护电脑起着重要作用。建议公共机房使用升级服务最及时,对新病毒响应和跟踪最迅速有效的反病毒产品。 3.3 机房管理系统构建 学校的计算机公共机房承担多项任务,不仅要保证计算机必修课程的教学任务,而且还要为学生提供自由上机课余学习的场所,因此大多数学校的机房都是全天开放,这也给机房的日常管理增加了难度。工作人员要对机房进行合理的分配。首先就是要分区,将教学机房和自由上机机房分开,由专人对教学机房进行排课,同时兼顾学校平时承担的考试任务的布置。学生机房要制定出合理的计费缴费标准。由于大多数学校学生普遍配备校园一卡通,因此学校公共机房可以实行实名登记制度,刷校园卡,同时计时收费,关机离开机房时刷卡停止计费。这种方法公平公正,便于机房日常工作管理,减轻了工作人员的劳动强度,机房可以实现全自助上机模式,大范围提高了工作效率。 3.4 人员安全意识的培养 公共机房的安全也是机房管理与维护的重要内容。这里的安全包括计算机信息的安全以及计算机机房的安全。互联网时代,计算机与人们生活之间的信息传递很频繁也很便捷,这些信息有好有坏,工作人员首先要对不良信息进行过滤,其次还要对学生进行网络安全意识宣传培训,提升学生的安全意识,不要被网络上的不良信息蒙蔽。此外,计算机机房作为一个公共场所,人员聚集密集,机房电路复杂,这就要求工作人员要有高度的安全意识,及时清理计算机灰尘,保持其散热良好,注意定期检查电路的养护状况等。安全无小事,每一个工作人员应该时刻警惕安全事件,为师生提供安全良好的上机环境。 4 结束语 计算机管理和维护是一个学校信息化进程的重要体现之一,学校公共机房要建立健全各项管理维护制度,保障机房管理工作有序高效进行。机房管理人员应深知自身所肩负的责任,努力提升自身素质,学习新技术、新管理方式运用于公共机房的维护中,使机房成为学生的学习生活的得力助手。 学校安全管理论文:职业学校安全管理问题研究 摘要:近些年,随着社会经济的快速发展以及西方文化和价值观的不断冲击,社会矛盾和问题逐渐突显,校园安全事故不断出现,校园安全也成为社会关注的热点问题。不断创新职业学校的安全管理形式,构建和谐校园,是推动职业学校向科学化、规范化方向发展的有利保障。本文在分析职业学校校园安全管理现状的基础上,探究其有效路径。 关键词:职业学校;安全管理;自主意识;以人为本 1.职业学校校园安全管理的现状分析 国内外职业学校安全管理工作的发展可以分为四个阶段,第一阶段是,本能反应的初始型。在这一阶段,职业学校主要是面对学生出现的安全问题,想出一些应对的方法,总结为管理要求;第二阶段是,制度约束下的安全型。这一阶段,职业学校的管理理念受到科学管理观的影响,对学生安全的保证就是对学生的学习生活进行约束,包括硬性规定学生进出校园的时间,规定自习室和学生寝室的关灯时间,制定严格的请假制度,并付之于一套相对完善的惩罚制度,通过"管"来保证学生的思想;第三个阶段是,主动安全意识下的独立型。在这一阶段,受到人文主义等多种后现代管理思想的影响,各职业学校逐渐认识到,学生是独立的个体,学生作为成人年有权独立处于自己的学习生活,并认为通过硬性的制度管理会影响学生的发展,并因为约束产生更大的心理问题和安全问题,在这样的思想下,开始关注学生自身的安全意识;第四个阶段是,全员共同追求的互助性。在以人为本和服务性理念的影响下,人们逐渐认识到管理不是上级对下级的监督和制约,而是相互协作,服务学生、服务教师,促进共同发展的过程。目前,我国职业学校校园管理水平大都处于第一或者第二阶段,有的开始向第三阶段过渡,管理理念和管理方式上还有许多需要改进的部分。 2.职业学校校园安全管理的有效策略 2.1 树立以人为本的管理理念。职业学校的传统管理模式采用的是层次管理理念,通过制度的约束和惩罚来保证学校的正常运转和学生的安全,随着管理理念的不断发展,安全管理理念也发生了变化。一是,职业学校安全管理中要突出以人文本的理念;职业学校的学生是有一定程度自主意识和自主行为的,安全管理要考虑学生的年龄特征,安全管理的任务是在保证学生基本安全的前提下,最大限度为学生的工作学习提供条件,而不是通过剥脱一部分权利来实现安全。例如,职业学校的学生会自行组织社团活动,学生会利用周末时间到社会进行实践,这个时候学生就无法按时回到学校,学校需要制定弹性的管理方法既满足学生的需求,又促进学生的发展。笔者,通过对国外安全管理的资料查找发现,国外许多职业学校采用的是智能化的管理系统,学校和学生寝室的进入不再有人员进行管理,而是通过指纹识别,指纹对应学生可以在任何时间回到学校和宿舍,同时也可以自由安排自己的学习时间,不再受到管理的束缚。这样,在学校管理者和师生的关系上,不再是上下级之间的管制,而是一种服务的关系,安全管理由重视监督向重视责任业绩转化,其目的保证教育教学工作的正常运行。 2.2 培养学生的安全意识。学生安全工作的保证仅仅依靠制度的约束是无法完全实现的,需要提高学生自身的安全意识。目前,许多职业学校在教学中只注重专业知识的传授,很少由教师在课堂上对学生的校外实践行为进行有效地指导,以增加学生面对社会事件的处理能力,提高学生的安全意识;同时,学校的安全教育课程又基本流于形式,很少由学校专门开设课程进行教学,在指令性的学习中大多也是直接宣读文件内容,这样的形式是无法对学生的实践进行有效指导的。笔者认为,学校环境和社会环境存在着很大的差异,职业学校又是学生走向社会的过渡阶段,这个阶段需要教师的有效指导,包括在外出行中基本的交通安全、人际交往中的内容交流安全、应聘过程中的识别技能等,以为学生提高具体详细的指导,真正使学生在指导性行为的引导下提高自己面对社会的自我保护能力。在此基础上,也要借助社会上出现的反面案例,通过案例分析对学生进行教育,并指导学生讨论和交流在面对这种情况下的处理方法,增加学生对问题的理性化思考,锻炼学生的社会处理能力。 2.3 建立信息化的管理方法。信息技术和经济全球化是当代的两大基本特征,利用信息技术进行管理已经成为职业学校学校安全管理的一种重要的手段,也是职业学校安全管理的改革的方向。一是,利用信息技术,建立请假制度。目前,职业学校校在管理中仍然采用的是人员请假方法,学生有事需要向辅导员请假,并填写相应的请假手续,这样无形中增加了请假的流程,在时间上也相对增加。很多学生在面对突发事件后无法及时地履行请假制度,同时班主任也无法对学生的请假情况进行整体上的了解;二是,利用信息技术,建立及时的应急设备。通过网络平台建立学生应急事件报告平台,学生在遇到困难和威胁后可以通过语言、文字等形式快速地向学校汇报,学校能力在第一时间内给予指导;三是,利用信息技术,丰富安全教育课程。通过网络平台向学生推荐优秀的安全教育视频和典型的安全教育案例,并规定学生基本的阅读量,将阅读感受上传进行分享,以真正实践安全教育的开展,增加安全教育的实效性。 综上所述,校园安全管理对于提高职业学校的校园管理水平具有重要的作用,尤其在全面落实科学发展观,加快构建社会主义和谐社会的形势下。职业学校校园安全管理工作在实施过程中,需要树立以人为本的管理理念,关注学生的发展,建立为学生服务的安全管理体系;开展有效的安全教育课程,对学生的工作学习提供细致的指导,培养学生的安全意识;利用信息技术,建立信息化的管理方法。 学校安全管理论文:如何强化学校的安全管理 校园安全越来越被各级行政机关重视,怎样更好地强化校园的安全管理呢? 一、加强制度建设 细化宿舍、食堂、消防、水电暖、道路交通、安保管理制度;完善突发公共卫生、防震、防恐、实验室特种设备发生意外等的应急预案及指挥系统;与教学楼、公寓楼、餐厅、实验室、体育设施等重点部位管理人员鉴定责任书,明确管理人员职责。 二、加强安全教育 1.做好校园内的安全教育宣传及其管理。要结合学生的年龄特点,使安全教育入校、入课、入心。 2.做好老师和学生在上班和学习时间之外的安全教育宣传及其管理。 3.健全应对突发自然灾害和公共安全事件的应急预案和演练制度。 4.努力推进安全法制教育。县城中学放学后打架闹事学生多,有时还有社会闲杂人员参与,有针对性地丰富内容、创新形式、拓展渠道,实现对师生法制教育培训全覆盖、常态化。 三、加强安全隐患排查 1.建立有安保人员参加的日常安全隐患排查制度 (1)注重学校安全排查过程中的每一个细节,重点检查教学楼道、公寓楼、综合馆的应急指示灯、安全指示灯及护栏;学生宿舍、餐厅、办公室的安全用电、实验室、体育场地、卫生间的设施设备等重点场所和重点部位的安全情况。 (2)要求各班经常性地排查学生中是否隐藏管制刀具;排查师生之间、学生之间存在的矛盾,做好心理疏导;另外,保安不是守门员,学校要把保安用好用活,要求保安熟悉学校的角角落落,掌握各班的学生情况,做到防患于未然。 2.建立专项安全排查工作制度。在日常安全排查基础上,针对不同时期的安全工作特点,专门组织食品卫生、消防设施、水电暖、体育设施、特种设备等综合性或专项安全检查,提高学校安全工作的针对性和实效性。 3.坚持学校安全隐患排查与整改登记制度。日常安全隐患排查和专项安全排查后都应填写“学校安全隐患排查与整改表”。 四、落实安全责任 1.校长是学校安全管理工作的第一责任人,主管安全工作的副校长是具体责任人,应履行领导职责,真正把学校安全工作作为日常管理工作的重要内容,摆在更加突出的位置,抓紧抓好。 2.建立和完善学校安全工作责任制度。学校要制定安全目标管理细则,细化每个岗位的安全责任,分解落实到人,落实到每项工作、每个环节,实行岗位责任制。 我们在学校的日常工作中加强了制度建设,做好了安全教育宣传,又强化了安全隐患排查,并很好地落实了安全责任追究制度,学校就一定能够把安全工作做好,而这也是抓好学校常规工作的一个具体体现。 学校安全管理论文:浅析思想政治工作在学校安全管理中的作用 [摘要]思想政治工作是经济工作和其它一切工作的生命线。本文扼要分析了当前学校安全中存在的主要问题,阐述了思想政治工作在学校安全中的重要作用,就大力构建学校安全文化,创新安全思想政治工作文化平台作了具体探讨。 [关键词]思想政治工作;学校安全;安全文化 学生安全是教育工作的天字号工程。校园安全是永恒的主题,学校安全稳定工作只有起点没有终点,无论任何时候、任何情况下,只能抓得紧而又紧、严而又严、实而又实,绝不能掉以轻心,绝不能松劲懈怠。抓好校园安全,是当前全国各地重点工作之一,党委、政府各职能部门切实担负起监管责任,建立健全社会、家庭、学校“三位一体”的共同监管体系。安全思想政治工作是抓好校园安全的重要保障和有力抓手,要教育引导师生深刻理解学校安全的重要性,牢固树立科学发展的安全意识,大力构建校园安全文化,不断创新学校安全思想政治工作文化载体建设,为学校安全起到实实在在的思想引导作用。 一、当前学校安全管理中存在的主要问题 从中央到地方,党和政府高度重视学校安全工作,但是,随着校园内部的环境和外部的政治、经济、社会形势发生了许多新的变化,这些变化对学校师生的思想和意识形态等带来许多新的挑战,也给学校思想政治工作提出了新的课题。例如:2011年11月16日9时40分许,甘肃省庆阳市正宁县榆林子镇西街道班门口发生一起交通事故,一辆货车与一辆榆林子镇幼儿园接送校车迎面相撞,事故共造成21人死亡43人受伤,其中19名死者是幼儿。学生安全事故教训是惨痛的,当前学校安全工作中存在的问题主要表现在以下方面:一是“安全第一”理念树立还不够牢固,个别学校负责人仍存在麻痹松懈思想;二是管理制度重建轻用,落实不到位,还没有真正做到“党政同责、一岗双责、齐抓共管”;三是安全教育在开全课程、开足课时还达不到要求;四是农村中小学安全基础工作比较薄弱;五是安全投入严重不足,在物防、技防上舍不得花钱;六是安全隐患和不稳定因素还不同程度地存在;七是校园周边环境还有不尽如意的地方等。安全隐患,无时不在;安全事故,防不胜防。学校是人员密集场所,学生是最需要保护的未成年人群体,特别是当前社会深层次矛盾凸显,交通、治安、食品卫生等社会环境远远跟不上形势发展变化的情况下,更容易发生安全事故,也容易造成群体性人员伤亡。 二、思想政治工作在学校安全管理中的重要作用 指出,人命关天,发展决不能以牺牲人的生命为代价,这必须作为一条不可逾越的红线。学校安全是社会发展永恒的主题,加强校园安全思想政治工作,对教育事业发展有着重大现实意义和长远的保障作用。 第一,坚持以人为本,落实科学发展,必须加强学校安全思想政治工作。首先是要尊重和保障人的生命权健康权;科学发展,首先要体现在安全发展上。维护好、发展好广大师生的根本利益,构建和谐校园,学校必须实现安全发展。要加强学校安全思想政治工作,牢固树立安全思想与意识,建立浓厚的安全文化,营造浓厚的安全氛围,为校园安全提供坚强的思想保障、组织保障和技术保障。 第二,推进安全工作责任落实,必须加强学校安全思想政治工作。严格实行学校安全目标管理责任制,落实“党政同责、一岗双责”机制,把学校安全稳定指标作为考核各级领导班子、领导干部的一项重要内容,加大考核奖惩和责任追究力度,落实好部门主管责任。积极推进“网格化”管理,对网格内的所有单位逐一落实监管、主管责任,确保安全工作责任落实无缝隙、全覆盖。 第三,强化学校安全基层基础工作,必须加强学校安全思想政治工作。坚持预防为主的方针,深化细化工作措施,推进学校安全管理工作重心下移和关口前移,严格办学条件审批,深入开展隐患排查治理,加强“三防”(人防、物防、技防)建设,对新建、改建、扩建的校舍工程,严格执行建设项目安全设施“三同时”(建设项目安全设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用,简称“三同时”)制度。从源头上消除事故隐患和不安全因素。 第四,推进师生安全防范意识教育和培训,必须加强学校安全思想政治工作。指出,公共安全连着千家万户,确保公共安全事关人民群众生命财产安全,事关改革发展稳定大局。采取多种形式开展安全教育、法制教育、反邪教教育、心理健康教育,切实提高学校公共安全教育的针对性和实效性,使师生员工的法制观念、安全防范意识、卫生保健意识、心理调节能力进一步增强,做到安全教育“计划、师资、教材、课时、考核”五落实。 三、强化思想政治工作,大力构建学校安全文化 学校安全文化建设是预防校园安全事故的基础性工程,是提高师生员工安全文化素质的一项系统工程,是校园营造安全环境的实质要求。因此,大力弘扬校园安全文化,积极推进校园安全文化建设具有重要的现实意义和战略意义。一是建设校园安全文化体系。发挥思想政治工作的优势,做好教职员工思想政治工作。加强安全文化理论研究,组织课题攻关。充分发挥各种宣传教育载体作用,通过校园广播、校园网、板报、校讯通等平台,加强校园安全文化的宣传教育,做到与时俱进,切合学校师生实际,为广大师生员工所接受。二是深入贯彻安全文化理念。对学生在日常学习生活中形成安全观念进行加工提炼,形成具有指导作用的安全目标及价值观,利用多种形式进行宣传教育,比如:印制安全读本、国旗下讲话、主题班会、文艺汇演等。 四、加强学校安全思想政治工作的平台创新 思想政治工作与学校安全工作紧密结合,通过学校安全文化建设平台,丰富思想政治工作的内容,拓宽思想政治工作外延,使安全文化建设更具特色,发挥出更大的感召力与吸引力,形成强大的保安全促发展的正能量。一是建设学校安全文化园地。在学校门口、走廊、操场等学生经常活动场所,创建富有特色的安全文化长廊,悬挂张帖安全制度、警句、漫画、标语等,力求图文并茂、生动活泼,具有警示性和感染力。二是组建学校安全文化宣讲队伍。学校安全文化宣讲队伍,是一支富有生机活力的加强安全文化的生力军,宣讲员通过扎实的理论功底,丰富的政策水平,使学校师生员工深刻了解党中央领导同志的重要指示,进一步强调学校安全工作的极端重要性,明确当前和今后一个时期学校安全的重点工作和主要任务,意义深远,发人深醒,催人奋进。 总之,做好新形势下学校安全思想政治工作,要坚持以关于安全生产系列重要讲话精神为指导,用和谐教育作引领,不断探索和创新学校安全思想政治文化建设的新途径,用安全文化力激活安全保障力,为推动学校科学发展、安全发展、和谐发展提供思想保障和文化支撑。 学校安全管理论文:浅谈学校安全管理工作 学校安全工作关系到千万学生的健康、千万家庭的幸福、关系到社会的稳定。珍爱生命,关注安全是每个公民应尽的义务和责任。构建和谐平安校园更是全校教职工和学生们共同的愿望,更是时代赋予学校的职责和使命。如何确保学校不出现安全事故,笔者认为必须建立健全具有可操作性和实效性的规章制度,依靠完善的制度、科学的管理、社会各界的支持和全体师生的参与,以预防为主,杜绝校园安全事故发生。具体就应该做好以下几个方面: 一、建立健全安全机制 学校必须认识到安全工作事关全校师生安全、健康,责任重于泰山,必须警钟长鸣、常抓不懈。学校必须把安全管理工作纳为学校重中之重的工作,成立以校长为组长、分管副校长为副组长的学校安全工作领导组,实行校长负总责,分管领导具体抓、其他成员共同抓的办法。学校安全工作领导组负责学校安全管理工作,分解、细化和落实学校安全工作责任人、职责及责任,研究安全工作中出现的新情况、新问题,以及贯彻、落实上级的新要求。形成分工负责,齐抓共管,全员参与的工作格局。 1.建立安全工作领导责任制和责任追究制度 由学校校长负责,将安全工作列入各相关人员的目标考核内容,并进行严格考核;严格执行责任追究制度,对造成重大安全事故的,要严肃追究有关领导及直接责任人的责任。 2.实行分级管理、层层签订安全责任书 学校与各部门、班主任、科任教师层层签订责任书,明确各自的职责。将安全教育工作作为对教职员工考核的重要内容。贯彻“谁主管,谁负责”的原则,做到职责明确,责任到人。 3.完善学校安全规章制度 建立健全定期检查和日常防范相结合的安全管理制度,进一步强化安全保卫工作奖惩细则、防火、防盗、饮食卫生管理等规章制度。对学校安全工作要做到有章可循、有章可依、违章必究,不留盲点、不留死角,堵塞漏洞,确保安全。 4.建立健全学校各类安全应急预案 为了应对各种突发事件,学校必须根据学校的实际情况,建立健全学校各类安全突发事件应急预案。明确一旦发生学校安全事故时,学校安全工作领导小组应按各自的工作岗位和工作职责,迅速而有效地开展应对工作,将突发安全事件的损失降到最低限度。 二、加强教育,提高防范常识、增强防范技能 提高学生安全意识、自我防范和自护自救能力是学校减少或杜绝安全事件发生的重要前提。学校必须高度重视对学生的安全教育,提高学生的安全意识、自我防范和自护自救能力。要根据实际情况,开设安全教育地方课程,认真落实。以消防安全日、防震减灾日等各种节日或纪念日为契机,开展丰富多彩的教育活动。利用校会、班会、黑板报、墙报、学科渗透、广播、悬挂横幅、张贴标语、张贴各种安全教育资料、散发安全教育材料等途径,开展学校安全教育。通过讲解、演示和训练,对学生开展安全预防教育,使学生接受比较系统的防交通事故、防食物中毒、防病、防体育运动伤害、防火等安全知识和技能教育。还可利用学校通过《致家长的一封信》、《告学生家长书》、发放《学校安全教育知识手册》等形式将安全知识传递给学生家长,增强家长的安全意识。同时,还必须提高学生的自救自护能力。每学期学校根据季节特点,进行不少于一次的“防震、防火及自然灾害安全疏散或逃生、食物中毒自救、消防”等方面的演练。 三、认真排查隐患发现问题立即处理 学校安全工作领导组必须随时了解各地发生的学校安全事故,分析事故发生的原因,了解事件的情况。根据已发生的学校安全事故,对照学校的实际情况,认真排查校园内的教学设施、师生矛盾、教师间矛盾、校内住户安全等一切隐患,做到不留盲点、不留死角,堵塞漏洞,确保安全。 学校安全工作领导组在日常工作中,要不定期不定形式地开展学校安全隐患排查,对存在的安全隐患进行及时的整改。对于一些学校无法整改或解决的安全隐患,及时向相关部门进行汇报,争取得到尽快的处理。 总之,安全管理是治校之本,安全生产是治本之策,“安全发展、国泰民安”。学校应本着“对学生负责、对家长负责、对学校负责、对社会负责”的高度负责的态度,做好学校的安全工作。以“安全第一,师生至上”的工作理念为指导,经常性地总结经验教训,时刻绷紧安全稳定工作这根弦,及时解决安全工作中发现的新问题,努力把学校建成和谐校园、平安校园。
智能控制技术在智能建筑中的应用:照明系统智能控制在建筑工程中的应用分析 摘要:在现代的建筑工程中,为了装饰或者照明,建筑物里设计了越来越多的照明系统。但是庞大的照明系统不仅浪费能源,并且一旦损坏,不但影响美观,维修也不能非常及时,这样就促使人们设计出了智能照明系统。经过有效数据表明,使用智能照明系统后,不仅没有影响到照明效果,还有效的节约了能源,为企业节约了成本。本文就照明系统的智能控制在建筑工程中的应用作了简单阐述。 关键字:照明系统、智能控制、建筑工程、应用 随着社会的进步,世界的能源也越来越少,节约能源已经是世界向前发展的趋势,是全球各个国家不约而同努力的目标。而除了工业等用电之外,现代建筑物用电也是相当大的能耗。据权威部门收集的资料显示,建筑物的耗能相当于整个国家耗能总量的30%以上。建筑物的耗能主要是用于其设备的消耗上。建筑物耗能中照明及办公设备用电占其总量的39%。传统的照明控制都是一个开关控制一个设备或一系列设备,很难达到“总体把握,成批监视,独立控制”的要求。那么新型的智能照明系统又是怎样的呢? 一、照明系统智能控制的概念 照明系统智能控制简单说来就是指将传统的照明系统融入“智能“,把计算机技术、电子通讯技术以及数字调光技术结合进来,是照明智能化、系统化、人性化,把百年来的传统开关进化为新型的智能开关、数字开关。这样照明智能控制系统可以足不出户就对整个建筑物的照明和其他供电功放进行综合控制,同时还可以将其与楼宇智能控制系统融合,在不同的场景设置不同的照明设备,不同的环境更换不同的照明装饰,实现时间控制和空间控制。 二、采用照明系统智能控制的优点 1.良好的节能效果 节能是人们发明、使用照明系统智能控制的初衷。九十年代初,美国本着节约能源和保护环境的目的首先提出了绿色照明的理念,很快得到了全球各个国家的支持。接着,中国也制定了具有中国特色的绿色工程计划。 智能照明系统包括传统照明系统包含的大部分组成:光源、灯具、配电线路、电气附件等等,它与传统照明系统不同的就是运行管理方式和控制方式。智能照明控制系统中运用了计算机技术和通信技术,借助许多不同的“预设置“的控制命令和控制元件、对不同场景、不同时间段的照明进行预先设置和合理调节,实现节能的初衷。这种控制照明的方式充分利用利用自然光,结合场景需要,在适当的必需时才运行照明设备或者调高照明亮度,最大程度的保证利用最少的能源消耗达到最大的照明水平,节电效果非常明显,大约可以节省30%以上。 除此之外,还可以对灯光进行滤波技术,降低谐波含量,提高照明效率,也能达到节电的效果。 2.延长光源的寿命 照明系统中数量最多的就是光源配件,如果能够延长光源配件的使用寿命,既可以节省大量的照明成本,还可以大大减少人工更换光源的工作量,同时减少了照明系统的维护费用。 如果建筑物所在的电网电压不稳的话,也会在某种程度上影响电源的寿命。把电源按照发光原理划分的话,光源通常被分为热辐射光源、气体放电光源两种。日常生活中最常见的光源――荧光灯和白炽灯即为最典型的两种光源。热辐射光源是通过电能转化为热能的一个过程,物体热度达到白炽程度而发光即为热辐射光源,其寿命主要的影响因素就是电网电压。电压升高,光源的寿命加速减少。(如图1所示)因此,合理的降低照明供电电压也是延长光源寿命的一种有效的方法。气体放电光源是利用气体的放电法官的电源,其寿命主要的影响因素就是电网电压的波动,电压过高,会使电极过热,电压过低,会影响电源启动,缩短电源寿命,因此,抑制电压的波动也是延长光源寿命的有效途径。 3.改善照明环境,提高工作效率 要想提高工作效率,首先要有一个良好的工作环境。现在的人们忙于工作,一天除了休息的时间基本上都是在办公室里度过。一个良好的工作环境完全可以影响一个人一天的工作情绪。照明工作也是工作环境的组成部分之一,在营造工作氛围的工作中有着不可忽视的作用。在办公场景中,合理的选用光源灯具:造型美观、装饰效果佳、照明质量高都能一定程度的影响办公环境的舒适度。举例来说,使用传统镇流器的荧光灯工作电源闪动频率是100kHz左右,这个频率会让人眼睛疲劳,头昏脑胀,影响办公效率。智能照明系统就完美的解决了这个问题,它再用电子镇流器来控制闪动频率,将其提高到40kHz~70kHz,人们视觉舒适,不在感到视觉疲劳。 除了以上特点,照明系统智能控制还有很多优势,比如,可以实现多元化的照明效果,除了单纯满足照明效果之外,还可以做出更多装饰,增加生动性和艺术性,给人们丰富的美感和视觉冲击。比如,智能控制的基础是源自计算机,存储信息量大且准确,程序一旦运行不易出错,避免传统照明人工变换的错误操作。比如操作安全可靠,全部电路在控制箱内,避免的人工操作的触电危险。 三、不同类别建筑工程采用不同的照明系统 1.电梯、车库等公共区域 电梯、车库等公共区域都是使用照明系统比较频繁的的地方,采用智能照明系统,能够做到“有人使用供电,无人使用断电“,这样既方便了用户照明的方便,也节约了耗电。这里采用的智能系统根据时间段的不同,例如”早上上班高峰“、“上午”、“下午”、“清扫”“晚上”等。当进入“晚上”时段,出入人流几乎为零的时候,照明智能控制系统就选择关闭较耗电的照明设备,仅运行低耗能等供基本照明使用。过了这个时间段,系统的命令会自动运行,控制照明设备进行增加亮度或者数量,从而有效的保证了人们的正常生活,同时也节约了能源。 2.办公区、住宅区的设备区域 办公区和住宅区的设备区域是属于使用照明设备频率较低的地方,一般时间光源都是关闭的,只有管理人员才会定期进入进行检查或者维护。在智能照明控制下,当管理任运进入时,动静探测器或者声纳探测器会觉察到有人进入,自动点亮官员,当房间内无人时,同样的道理,探测器会自动将光源关闭。这样不仅方便了工作人员使用照明设备,更避免了工作人员因失误而忘记关闭电源而引发其他事故的可能性。 总结:通过多年的努力、研究,照明系统智能控制技术发展的越来越成熟,功能也越来越完善。照明系统控制解决了传统照明系统无法解决的问题,例如,整体监视,独立控制。它的出现,是照明控制系统的设计、安装、维护等工作流程的费用和时间大大的减少,原来复杂的设计图纸、布线图变得一目了然,标准插件安装简单、快捷,使人力、物力大大的减少,稳定性也大大的提高,故障诊断能力也大大提高,系统的维护和维修变得轻松容易起来。 智能控制技术在智能建筑中的应用:建筑工程中智能控制技术实现节能的途径 摘要:在国际能源日趋紧张的今天,如何能降低能耗是很重要的也很现实的的话题。据统计早在1999年我国建筑能耗占社会总能耗的比例已达到20%~25%。如此高的比例说明了建筑能耗必须得到控制。因此降低建筑能耗是贯彻可持续发展战略,实现低碳环保,实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施,是符合全球发展趋势的。在实际操作中,我们可以利用智能控制系统提高能耗控制系统的效率,从而降低终端能源使用量,达到节能的目的。提高终端用户用能效率 关键字:建筑工程 智能控制技术 节能 1、建筑工程中的节能问题 智能建筑是信息时代的产物,应用新技术,在建筑物内建立-一个计算机网络,使建筑智能化,给人们提供一个安全、舒适的生活空间。而随着人民生活水平的不断提高、城镇化进程的加快以及住房体制改革的深化,我国的建筑能耗必将进一步增加。建筑能耗在我国增长空间很大,是我国今后能源消耗的一个主要增长点。智能建筑的智能控制中心对建筑照明进行自动控制如何用有限的资源和最小的能源消费代价取得最大的经济和社会效应将是我们今后的建筑业所面对的一个重要的问题。而在目前看来,我国的采暖空调和照明用能量近期增长速度己明显高于能量生产的增长速度,因此,减少建筑的冷、热及照明能耗是降低建筑能耗总量的重要内容。 2、中央空调智能控制系统在实际节能中的运用 随着全球气候的变暖,自然环境的恶化,世界各国对建筑节能的关注程度正日益增加。人们越来越认识到,建筑使用能源所产生的二氧化碳是造成气候变暖的主要来源。空调技术创新势在必行,节能建筑成为建筑发展的必要趋势。 智能控制系统不仅对中央空调中的各种冷冻水系统、冷却水系统、冷却塔风机等各个环节进行全方位的控制,而且采用系统集成技术将各个控制系统在物理上、逻辑上和功能上互连在一起,实现它们之间的信息综合、资源共享。在一个计算机平台上进行集中控制和统一管理,实现中央空调全系统的整体协调运行和综合性能优化。系统突破了传统中央空调冷媒系统的运行方式(定流量模式或冷源侧定流量而负荷侧变流量模式),实现最佳输出能量控制,即空调主机冷媒流量自动跟随末端负荷需求而同步变化(即变流量),因此,在空调系统的任何负荷状况(满负荷或部分负荷)下,都能既保障中央空调系统末端的服务质量(舒适性),又实现最大的节能。 而同时在高能效的采暖上根据建筑的特点和功能,设计高能效的暖通空调设备系统,例如:热泵系统、蓄能系统和区域供热、供冷系统等。然后,在使用中采用能源管理和监控系统监督和调控室内的舒适度、室内空气品质和能耗情况。如欧洲国家通过传感器测量周边环境的温、湿度和日照强度,然后基于建筑动态模型预测采暖和空调负荷,控制暖通空调系统的运行。在其他的家电产品和办公设备方面,应尽量使用节能认证的产品。这样就能最大限度的环保节能。 3、照明智能控制系统在实际节能中的运用 照明同时也是建筑工程中能耗消耗的很大的一个项目,对他的管理控制同样的也是应该引起我们的重视的。能源高效的照明设计或具有能源意识的设计是实现建筑照明节能的关键环节。那么我们应该怎样来控制这类的消耗呢?以下我们就来做出一番分析。在建筑照明上,我们应该除了要采取集中控制更要采取自动智能的方法。目前我们有四种常用的方法。(1),红外线,超声波控制开关,检测到有人出入时自动感应实现开闭,在人离开后还延迟一段时间。(2)预先设置合适的工作强度,根据对自然环境的检测。由光控制调光装置随时调整人工照明各区域的灯光照明。这样的话,无论环境如何的变化,系统均保持建筑室内的照明度维持在预先设定的水平。(3)时钟控制,可要求照明灯光按照预定设计的不同时序来自自动控制照明开关。(4)调光开关、单通道或多通道开关、无线开关、计算机智能控制开关等。在这方面主要控制方法有:时间程序控制计算机程序设计时间,通过定时器等电器元件,实现对各区域的照明灯具定时控制。时间程序控制成本低、使用方便,常用于校园内一些简单的照明线路控制,如校园广告灯箱、绿化环境照明等。(5)光敏控制。光敏控制是根据外部环境光线的强弱大小。感应控制感应控制是通过传感器(动静探测器、超声波探测器、声音接收器等)检测照明环境的变化来控制照明状态。传感器一般安装在天花、墙壁、走道、楼梯等位置,适合使用在人流量不大且不同步的场所,如校园公厕、附属建筑的公共楼梯等。 4、充分利用智能控制实现建筑节能的最大化 在当今资源日渐匮乏,新能源尚未开发完全的时期,我们不能没有节制的浪费我们的资源,不仅是为了国家的可持续发展,也是在提倡环保的今天为保护地球做出一番自己的贡献。节能建筑的节能需要多部门的努力,通过执行节能标准、建立终端节能优先的观念、加强管理,精确与优化控制,引进节能设备,实现主动式节能。与此同时工程技术人员也应树立全方位节能意识、提高能源利用效率,体现智能建筑在节能方面的优势,实现可持续发展为了达到有效的建筑节能只靠建筑师是根本不够的,还需要其他行业开发出技术含量高的节能产品,如节能型电梯、节能型空调、节能型灯具等,并开发出新的能源利用技术,使建筑逐渐实现低能耗、零能耗。只有在全社会的支持下,各部门的合作下,我们的节能事业进行到底。 智能控制技术在智能建筑中的应用:探讨智能控制技术在智能建筑中的应用 【摘要】随着经济和技术的发展,智能控制技术和智能建筑应运而生,而且在人们的生活中占据越来越重要的位置。本文首先介绍了智能控制技术和智能建筑的内涵与智能控制技术在智能建筑中的应用现状,然后分析了智能控制技术在智能建筑应用中存在的问题,再次提出了相应的解决措施。 【关键词】智能控制技术;智能建筑;应用 智能控制技术和智能建筑的发展是相互依存的,不仅为人们提供了舒适的居住和工作环境,而且不断进步的智能控制技术在智能建筑的应用也令人们感觉到信息化社会的优越性。但是,智能控制技术在智能建筑的应用中还存在一些问题,亟待需要解决。 1 智能控制技术在智能建筑应用的现状 1.1 智能控制技术与智能建筑 所谓智能控制技术,就是指计算机技术、控制技术和通信技术等现代化信息技术的结合,它是不断发展前进的,依托于智能建筑的发展,又推动着智能建筑的发展。所谓智能建筑,就是指现代化建筑技术与智能控制技术等体系相结合的产物,它大大提高了人们的生活质量、工作效率和管理水平。随着经济社会的发展,人们对生活质量的要求日益提高,智能建筑的建设和发展更加快速。 1.2 智能控制技术在智能建筑中的应用现状 就我国而言,我国的智能建筑仍然处于初级和探索阶段,现在智能建筑技术与绿色建筑技术结合起来,更加丰富了智能建筑的内涵,既为使用者提供健康、舒适、安全的居住和工作空间,也能够提高资源的利用率、降低对环境的影响。现在,控制技术经过了DCS(集散式控制系统)、PLC(逻辑控制系统)技术的发展,DDC(直接数字控制)在这一领域的应用也日益广泛。智能控制技术在智能建筑中的应用也日益深化,但是在应用过程中还存在一些问题,需要相关部门积极寻求解决的措施。 2 智能控制技术在智能建筑应用中存在的问题 智能控制技术在智能建筑中的应用日益广泛,但是还存在一些问题,主要以下几个: 2.1 控制网络协议的标准化工作有待进一步深化 现在,智能控制技术在智能建筑中的应用进一步深化,但是控制网络协议还没有完善的标准,这不仅造成了智能控制技术在智能建筑应用过程中缺乏统一的标准,而且也会降低技术应用的效率。例如,BACnet协议中的与CCTV相关的标准还没有制定出来,而CCTV是楼宇自控系统的重要组成部分,因此,在BACnet中实现其相应的对象标准是必须的。 2.2 agent技术的应用许多还停留在规划阶段,许多相关的技术细节需要进一步深入研究 agent技术是智能控制技术的重要组成部分,虽然它在智能建筑中已有所应用,但是大多仍然停留在规划阶段,很多与之相关的技术细节不深入、细致,还需要进一步深入研究,这也影响了智能控制技术在智能建筑中的应用的深度和范围。例如,agent运行平台的优化,适合智能楼宇的agent通信语言的研究等; 2.3 智能agent技术与日益标准化的控制网络协议之间的融合还没有得到充足的重视 目前,研究者还没有将智能agent技术与日益标准化的控制网络协议之间的融合提上议事日程,说明其还没有得到研究者的充分重视。这也不利于智能控制技术在智能建筑中的应用,因此,将agent更好地构建于统一的控制网络之上应该成为下一步研究的重点。 2.4 支撑agent运行的嵌入式平台,应该是另一个研究重点 它包括底层运行的嵌入式操作系统的研究和agent运行的嵌入式平台的研究,简言之,智能建筑已经发展到第三代,它的发展有赖于第三代建筑智能建筑技术的发展,特别是人工智能技术以及与控制相关的agent技术。但是就目前的发展水平而言,我国在智能建筑领域的技术平台还不是很完善,支撑agent运行的嵌入式平台还没有得到广泛的运用,这会不利于智能控制技术在智能建筑中的应用。 3 应采取的策略 为了解决上述问题,相关部门应采取相应的措施加以解决,主要以下几个: 3.1 计算机技术是智能建筑的主要依托 计算机技术发展到一定水平,特别是计算机应用的广泛到很高的程度之后,计算机已成为人们生活中不可缺少的重要工具。这与其能力、效果、规模、以及联络范围有关,所以大型计算机效果更好。起初可能只是一间办公室的设备,之后逐渐发展成整栋办公楼的数据库的计算机系统及各种子系统和各种附属设备,使计算机转化为建筑物的一个部分。与此同时,为了提高控制的方便性、可靠性,又可达到科学地节约能源的目的,建筑物内的各种设备控制管理也应用计算机进行。因此智能化建筑可以为用户提供业务活动。 3.2 通讯技术是智能建筑的重要内容 由于技术发展,通讯已成熟的采用各种各样的传播为社会服务层次越高的科研管理等。对通讯的水平要求也就越高。通讯给人们带来了能量巨大的信息通道,达到了信息资源全球性共享。这样的科技发展具有深远的意义,甚至成为时代的象征,所以有“21世纪是信息时代”之说。在这样的背景下,建筑物必然需要为用户配置足够多的各种运行十分可靠的通讯系统,通过不同的网络渠道为用户服务。这可以说是智能建筑的又一特点。 3.3 智能化集成是智能建筑体现功能的神经中枢 如目前所公认,建筑物智能化包括三大系统:建筑物自动化系统(BAS)办公自动化(OAS)及通讯自动化系统(CAs)。这三大系统所涉及的各种传感器、控制器、信息传输设施等设置在整个大厦的各个部位,而其主系统的主机,子系统的主机也都按楼宇管理者的不同要求设置在各部位。每个系统的数据~信息流,都按各系统的技术逻辑要求进行传输。因此宽频带,高速度,大容量的不线综合布线系统应运而生。在这个基础上,系统集成的目标就是将上述三大系统进行信息综合管理,形成一一个统一协调的整体,构成各子系统的有机结合,实行信息交换和共享,而不是个大系统子系统的简单的堆集。此外这项技术应该是先进的、经济的,而且能方便的适应技术的发展和扩容的需要。显然智能集成是智能建筑体现功能的神经中枢,这一比喻十分形象。智能的建筑不一定要豪华,应让使用者舒适方便。 4 结语 智能控制技术在智能建筑中的应用日益广泛,通过智能设备与网络的结合建立一个完整、统一的监控管理平台,以实现对楼宇设备自动化系统(BAS)、通讯自动化系统(CAS)和办公自动化系统(OAS)的整合,从而建立现代化的信息服务和物业管理系统,促进智能控制技术在智能建筑中的应用。 智能控制技术在智能建筑中的应用:公共建筑变风量空调系统智能控制的探讨 摘要:本文介绍了变风量空调系统在公共建筑中的应用以及变风量空调的控制方法,分析了智能控制应用于变风量空调控制系统的可行性。并通过工程改造方案说明了变风量空调智能控制系统的有点及发展前景。 关键词:智能建筑变风量空调智能控制节能 一,概述 随着我国人民生活水平提高,空调技术已在医院、宾馆、商店、办公楼等公共建筑中广泛应用。另外,空调自动控制系统已经成为楼宇自动控制管理系统(BAS)的一个重要子系统。因此, 合理设计一个集节能、舒适、便捷于一体的空调控制方案是一项非常重要课题。 智能建筑是近年来建筑业重要的研究课题。当今科技发展的时代,建筑智能化是建筑发展的必然趋势,建筑智能化程度随科学技术的发展而逐渐提高。智能建筑应当通过对建筑物的结构、系统、服务和管理等要素,以及它们之间的内在联系,以最优化的设计,提供一个投资合理又拥有高效率的舒适、便利、安全的环境空间。谈到智能建筑环境,不得不谈到智能建筑中的公共建筑设备,公共建筑设备是智能建筑实现的基础,公共建筑设备的控制及管理维护是实现智能建筑环境精度要求及设备有效使用的保证。而公共建筑设备控制又离不开能源,据统计,工业发达国家的建筑能耗占总能耗的40%~50%,我国的建筑能耗也占总能耗的30%以上,当今社会能源问题已经成为一个很严峻的问题,所以,合理有效的利用能源已经成为重要的课题,而在建筑能耗里,用于空调的能耗又占建筑能耗的30%-50%,并且这个数值在逐年上升。 二,变风量空调系统的特点 变风量空调系统(简称VAV系统)是通过变风量末端装置调节送入空调房间的一次风量,并根据送风管道的静压变化等相关参数调节空调机组的处理风量来控制某区域空调房间温度的一种空调系统。变风量空调系统的基本组成为:空气处理机组、送回风系统、末端装置 和相关的自动控制系统。其中,变风量末端装置是变风量系统的关键设备,它根据室内温度调节器发出的关于室内温度高低的信号,自动调节送入房间的风量,达到控制室内温度、满足空调房间负荷变化的需求。如图1所示。 图1变风量空调系统结构图 变风量空调系统是属于全空气式的一种空调方式。有着灵活性高、节省能耗、提高舒适度的优点。鉴于变风量空调系统在我国智能建筑高速发展中的应用情况及其特点,变风量空调系统的应用已经成为智能建筑建设中焦点技术问题之一,引起了工程界和学术界的重视。变风量控制系统有以下优点: 1 变风量空调能够实现房间的灵活控制,可根据负荷的变化或个人的舒适要求自动调节自己的工作环境;不再需要加热方式或双风道方式就能适应多种室内舒适要求或工艺设计要求;完全消除再加热方式或双风道方式的冷热混合损失。 2 变风量空调能够自动调节各个空调区域的送入风量,在考虑同时使用系数的情况下,空调器总装机容量可减少10%-30%左右。 3 安装变风量空调系统的房间室内无过热过冷现象,由此可减少空调负荷15%-30%左右。 4 变风量空调系统可应用于民用建筑、工业厂房等各类相应的场合。可适应于采用全热交换器的热回收空调系统及全新风空调系统。 5 变风量空调系统安装可避免凝结水对吊顶等装饰的影响,并方便二次装饰分割。 三,智能控制 目前,变风量空调系统已经逐步应用于各种各样的工程中,但根据其特点,变风量空调主要适用于负荷变化较大、多区域控制以及使用公共回风通道的建筑物。如办公楼、大型商场、宴会厅、会议中心、演播大厅等。在变风量空调的系统控制中,对于建筑内的空气环境系统的分析有以下困难: 1.环境干扰大:如人员活动原因等; 2.设备因素多:被控量多,区域大; 3.非线性:调节过程和执行器固有的特性; 4.大滞后:被控对象的固有特性; 5.不确定性:各控制区域和控制参量相互影响; 6.动态性:各参量时刻在变化,调节过程也是动态的; 7.非预测性:设计与实际的差别。 由于以上特点,变风量空调系统精确的数学模型很难得出,外部干扰多,采用一般的控制方法,是难以达到满意的效果的。而智能控制具有智能化特点,因此,引入智能控制技术十分必要,并在暖通工程师与电气工程师的通力合作的基础上,利用建筑内大量分布的各种传感器和空调系统的执行器,不断优化合理的控制算法,对空调系统的控制才有可能达到满意的性能指标和节能效果。 智能控制系统目前主要分为以下几个系统:分级递阶控制系统,专家控制系统,人工神经网络控制系统,模糊控制系统,学习控制系统。 在公共建筑变风量空调系统的智能设计中,要针对智能建筑的负荷特点,明确主要服务对象是人,要“以人为本”,确保室内环境,并力求能满足不同人的多种需求,还应具有经济性和高效性,和节能要求。 四,工程改造方案 在对某公共建筑中的实际检测中,我们发现房间温度不能控制、不能调整、冷热不均。而且主要办公室和会议室冬季超温严重。鉴于这些情况和业主的使用要求,在改造方案中决定将原有的定风量系统改造为变风量系统,并采用智能控制。改造思路简要如下: 变风量系统的末端装置控制器将办公室的温度传感器监测到的实际温度和设定温度传送至控制器,VAV控制器根据设定值来调节变风量末端装置的风阀,来改变送风量,使室内温度基本保持在设定的范围内。 在送风管道内加设风量测量装置,在设备机房装设变频控制器和DDC控制器。通过测量风量来控制风机的转速,调整出风量,满足整个系统的需要。在系统中由变风量末端装置根据室内负荷变化调整末端出风量满足负荷要求,从而引起系统管路中静压变化,主风道中的静压测量设备会测量出静压的变化传给现场DDC控制器,DDC控制器根据测量值和设定值控制变频器,来调整空调机电机转速,整定出风量,维持送风管路系统的静压平衡。根据新风、回风温度及设定值自动调节新、回、排风阀的开度,控制其新风量,最大限度的利用回风,以节约能源。通过安装与新风送风管道的送风温度传感器,测量出送风温度,并根据室外温度、送风温度决定混风阀的开度。即室内温度较低时,混风阀开大,以保证送风室内的新风温度稳定在一定的范围内。变风量空调系统总风量的控制采用的是定静压控制法,即采用变频驱动器,当末端风量的变化引起送风管路系统的静压产生变化时,通过改变风机电机的转数来实现总送风量的调节。 五,结束语 本文提出的一些观点在实际应用中还存在着困难和不足,如对多功能建筑的智能控制,对空调系统的综合因素(湿度,二氧化碳浓度等)的考虑,在使用软件中采用何种算法等。此外,还需要大量的历史运行数据作为基础。总之,在公共建筑的变风量空调系统中,采用智能控制方法能克服存在的滞后、惯性,抗干扰性问题,从而达到良好的控制效果。如果能深入的发展和推广,不但可以达到节约能源,而且还可以提高在公共建筑中空调使用的舒适度。 智能控制技术在智能建筑中的应用:民用建筑电气防火智能控制装置的设计与实现 摘要:21世纪,是中国经济飞跃发展的时期,随着经济水平与科学技术的发展,居民的生活水平不断提高,居住条件大为改善。但由于人口的集聚和人口基数的扩大,民用建筑渐渐趋向于向高层发展,建筑群也逐渐密集;在改善居民生活同时,也伴随着一系列问题,比如民用建筑因电气故障而发生火灾,因电气的线路等偶有停电断气等,这些问题在这些年间已经变得越来越多,不仅给居民生活带来了不便,更让居民或区域的生命财产受到损失与威胁。本文在展示民用建筑电气防火现状的基础上,介绍探讨电气防火智能装置控制的设计与实现,并提出笔者浅薄建议。 关键词:民用建筑;电气防火;智能控制;设计实现 1引言 在民用建筑和功能比较复杂的多层民用建筑中, 科学合理的电气防火智能装置的设计能够有效的避免或者减少发生电气事故火灾, 而且即使一旦发生火灾或者发生故障, 也能够使建筑物内各种消防用电设备持续可靠运行, 方便居民及时快速的疏散,保证居民的生命财产安全。同时减少了财产的损失和控制火势的蔓延。近年来, 一些民用建筑的结构和功能发生了显著变化,功能个性化独特化日益彰显,但由于民用建筑面积开始扩大,各种电气系统日趋复杂,线路纵横密布,因电气配线选择、安装和使用不当所造成的火灾逐年增多。如何将现代科学技术运用于民用建筑的电气防火智能装置控制,对完善居民的防火防灾系统设计与实现,保证居民的生命财产安全,具有重要意义。 2民用建筑电气防火发展现状与存在问题 2.1电气设备线路设计不合理,缺乏科学性 从近年来所发生的火灾看, 由电气事故引发的火灾居各类火灾原因首位。发生事故的原因是各式各样的, 有电弧接地短路故障造成的火灾事故, 有电气设备年久失修仍超负荷运行导致线路短路、断路而引发的火灾事故, 有因架空进线时进户处未采取防高电位侵入措施而引发的电气火灾, 其中大量的是在建筑物内部装修施工时, 不能严格执行国家有关技术规范, 大量敷设不符合消防要求的电气线路和配电装置, 有的将电气线路直接敷设在可燃、易燃材料内不进行穿管保护, 有的采用易燃塑料或穿管保护不到位而留下先天性火灾隐患, 有的直接将大功率灯具安装在可燃物材料内不采取任何保护措施, 有的则是由于使用不当而造成的电气火灾, 这些都是引发电气火灾事故的主要原因。综观这些电气火灾事故起因, 大量的是由于施工不能严格执行国家有关技术规范造成的, 在电气设备的线路上设计不合理,缺乏科学性,从而导致了更多隐患的出现。 2.2设备质量存在问题,难以长久负荷 长期的过负荷运行很容易引起线路的绝缘老化从而引发火灾隐患, 这就要求我们在设计中应避免此类情况的发生。在长期的设计实践中认为, 在设计选型时电缆考虑远期发展应适当放大, 开关可根据近期负荷需要选择整定电流, 这样既能满足近期负荷需要也能满足今后发展的要求。同时在设计中也应在具体回路分配上严格执行相应的规范, 如规范规定“照明系统中的每一单相回路, 不宜超过16A ,灯具为单独回路时数量不宜超过25 个”,“当插座为单独回路时数量不宜超过10 个”, 诸如此类规定从字面上看好像和电气防火并无多大关系, 实际上他们都是避免线路过负荷的必要条件, 我们设计中必须遵守。因此,加大对设备的维护监控,杜绝设备材料的假冒伪劣,刻不容缓。 2.3消防供电系统与其他用电系统混用,缺乏独立性 消防供电应处于本工程最高供电等级。《民用建筑电气设计规范》第24. 9. 2 条规定,“火灾消防及其他防灾系统用电, 当建筑物为高压受电时, 宜从变压器低压出口处分开自成供电体系, 即独立形成防灾供电体系。”规定强调说明消防系统的供电电源等级应处于本工程最高供电等级, 且自成供电体系是为了保证消防供电的可靠性、消防配电应形成独立系统。《高层民用建筑设计防火规范》第9. 1. 3 条规定:“消防用电设备应采用专用的供电回路。”本条规定应理解为消防用电设备的电源应从配电室直接引入, 中间不允许与其他非消防电源混用。完善区分供电系统,是电气防火智能化装置的重要组成部分。 2.4应急系统不够科学完善 在很多民用建筑,由于各种原因,在整个电气防火智能系统中,应急系统在设计,实施方面存在着很多缺陷。一些居民建筑设计比较复杂,功能多变,在报警系统设计中,干线支线没有明显区分,而且,报警系统的设计缺乏具体实际性,没有能从居民生活区,工作区等不同特点来设计报警系统的路线,并根据情况实际的特殊性选择不同的实施方案,例如在一些特殊场合应考虑使用线型探测器。在应急系统中,最为关键的一点,也是许多人容易忽略的一点即是,要能保证非消防用电可以再及时切断,而在现代民用建筑中,许多地区没有能够将这些区分开来,消防和其他用电相连,在发生紧急情况时候,无法将消防与其他用电及时分开切断,严重阻碍了人员的分散,为居民的生命财产造成了潜在的威胁。
机电类论文:机电类实训机构建设与效用 “双师型”师资是既有扎实的理论基础又具有熟练的操作技能,既能从事一线学生理实一体化教学,又能从事为企业员工和农民工等社会培训,既肯刻苦钻研学习专业前沿技术,又能富有改革创新精神,从而不断传授学生理论知识、实践操作、创新能力和创业能力,始终使学生紧跟新知识、新技术发展的步伐,引导学生知识、能力和素质全面发展。 教学方法创新 在实训教学中要求教师要打破传统的教学模式、教学手段,采用全新的教学方法体系,转变教学教学观念。更重要的是以发展学生智力,发掘学生内在创造潜能,全面提高学生综合素质为主。实训应以“实践为主,注重创新,重在能力培养”,根据课程改革要求,结合实训教育教学经验,形成了“以学生为主体,教师辅导,重在动手实践”的启发式、多样化的教学方法,并在实训教学中加入创新实践项目,由5名学生为一组,通过查阅资料、询问教师、互相讨论等方式自主设计制作产品,如,传动机构、减速器、模型等,从而不断启发、发掘学生的思维意识,激发学生学习的主动性和创新意识。以技能竞赛带动素质教育和实践教学,通过技能竞赛促进教学,提高实践教学的有效性,技能竞赛要以学生为中心,以学生发展为主线,以培养学生的实践技能为主要目的,通过实践,发现利用竞赛来带动与考评学生的学习,即“以考代练”的方式,有利于提高学生实践技能的学习积极性,比以往的考核方式更具有促进力,通过技能竞赛,能更好的展现学生的专业水平和技能风采,反映教师的硬功夫,促进专业教师队伍的建设。 校本教材编制 在实训教学过程中,每个学校的实训教学器械不同,根据实训的教学目标和教学内容要求,很难制定与之配套的实习教材,使其实习教学难度加大,所以根据学校各工种的教学器械和学生的实际情况,形成各工种校本教材研究小组,定期交流研究情况,对研究过程中出现的问题及建议予以交流和解决。校本教材的编制要求教师要亲身实践研究,并不断总结在实践教学中的经验和教训,才能开发有效的校本教材,在实践教学中要不断总结成果,并通过教研平台不断推广,听取意见,积极探讨,使校本教材得到更好的教学效果和反响。校本教材的编制要明确专业定位,确定课程设置,组织课程内容,设置教学活动和强化技能训练等内容,使教师在研究过程中不断积累科研经验,教师素质得到很大的提高,并能促进教师挖掘案例资源,吸纳老教师的教学经验,解决新教师的困惑,形成了经验共享、相互促进的环境,为学校的实训教学发展提供了有利的平台。 实训基地共享 实训基地不仅供学生进行核心专业课程教学和实验实训的需要,还要立足于技能培训、职业鉴定、校企合作等,实训教学与培训相结合,多功能、多层次服务,为农村劳动力转移培训和企业员工等提供培训。实训与生产相结合,突出能力本位,提高实践操作能力,充分利用实训基地中数控加工、机械加工、电气技术设备的优势,发挥各专业骨干教师的专业理论和技术优势,并结合企业发展的需求,实施校企合作人才培养模式。实训基地不仅对本校学生提供实习教学,强化实训练习,突出学生的实际动手操作能力,要向本区域地区其它学校教师和学生开放,增强实训基地的辐射作用,实现实训基地资源共享。还要向社会开放,开展各类培训和职业技能鉴定,为考级服务,还要向各类企业开放,承接各类工种的零件加工,使实训“消耗性”转变为实训“收益性”,根据加工的零件的不同也能不断促进教师进行工艺创新、技术研发,帮助学生提高学习兴趣和认知企业理念。 总之,实训基地建设要不断完善,实训基地负责人应由“双师型”教师担任,并且实训基地要规范合理使用,并制定明确精细化管理制度,提高实训基地的使用率,增加效益,降低成本,把实训基地的效能发挥至最大化。 作者:姜伟军单位:衢州市工程技术学校 机电类论文:高职机电类专业毕业设计工作指导与实践 摘要 本文就高职教育机电类专业毕业设计重要性进行了分析,总结了长期以来采用毕业设计+顶岗实习一体化的模式指导机电类专业毕业设计的经验及做法,体现了高职机电类专业毕业设计的特色。 关键词 高职 机电类专业 毕业设计-顶岗实习一体化 1 高职机电类专业毕业设计(论文)的目的与意义 2004年教育部办公厅14号文《关于加强普通高等学校毕业设计(论文)工作的通知》指出,毕业设计(论文)是实现培养目标的重要教学环节。其在培养大学生探求真理、强化社会意识、进行科学研究基本训练、提高综合实践能力与素质等方面,具有不可替代的作用,是教育与生产劳动和社会实践相结合的重要体现,是培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环节。① 机电类专业是高职教育中专业技术性强、就业行业口径最宽专业之一,专业技术性、综合性突出,其毕业设计是专业技术与行业企业生产实践的综合,是各单项技术、单项技能的综合运用,是培养学生发现技术问题,从文献、技术资料、生产实践和调查研究中获取信息,分析问题、并解决问题能力的关键教学环节。另外对提高学生写作基本技能,提高学生综合素质有着重要作用,可为学生的可持续发展提供源动力。 2 机电类专业毕业设计工作指导与实践 笔者自2005年以来,一直担任我校机电一体化技术专业、电气自动化技术专毕业设计指导教师,并负责毕业设计的管理工作,对于采用“毕业设计+顶岗实习” 一体化模式,介绍一下我们的做法。 2.1 毕业设计与顶岗实习一体化 (1)时间安排一体。高职教育一般三年制,时间短,教学课程多,把毕业设计安排在顶岗实习期间,学生边顶岗,边毕业设计,时间上得到了保证。 (2)毕业设计、顶岗实习指导教师一体。顶岗实习期间,学生是双重身份,既是企业新员工,又是学校学生。毕业设计指导教师同时也是顶岗实习指导教师,在进行毕业设计指导同时,进行学生岗位指导,使其更好的适应工作岗位。 (3)毕业设计课题内容与岗位工作一体。一般来说,课题由指导教师与学生一起探讨确定。常见课题可分为以下几类情况:层次较高的技术应用设计类,比如:RS智能绕丝机电气系统的设计、钢铁生产火焰切割机PLC改造、基于TPC7062K触摸屏的微生物发酵PLC控制系统等;装配调试类: 高铁用电器组件的装配、单晶炉控制系统安装与调试、橇装式加油机的安装与调试等;维护管理类:变电所系统管理及维护、英派斯跑步机使用及维护等;操作生产类:包装机操作与维护、电缆生产操作流程、计算机主板SMT的生产工艺流程、二极管生产工艺等;技术文献类:硬盘原理及其修复技术、机电一体化在纺织行业的应用与发展等。 可见,每一个课题均涉及不同的行业、企业,且与岗位工作密切相关。在毕业设计+顶岗实习一体化模式下,毕业论文内容与企业行业实际相结合,体现了工学结合的教改思路,体现了教学过程的实践性、开放性和职业性。② 2.2 校内师生双选、校企共同指导 校内指导教师实行双选,教研室公示每位指导教师的基本情况、擅长的领域,学生选择适合的老师, 而教师选择专业和方向对口的学生。教研室根据学生工作单位、学生岗位、教师指导人数集中协调,确定每位学生的校内指导教师。企业教师一般由企业安排的师傅、班组长、部门负责人担当,学生把相关师傅信息上报给校内指导教师,校内指导教师在走访学生时,要与企业师傅详细交流,了解学生顶岗实习、毕业设计的详细情况。 2.3 规范毕业设计格式标准 高职毕业设计论文,虽然在内容深度上降低了要求,但在逻辑性、规范性方面对培养学生文字书写、表达水平,提升学生文案处理能力方面具有重要意义。高职毕业设计格式一直没有自己独到标准,一直以来都向本科设计看齐。我们在本科院校的基础上,加以调整,形成自己的格式标准。实施中,适当降低语句表达要求,但是论文层次、逻辑条理、文字格式、图表格式严格按照标准执行,培养学生严谨、一丝不苟的工作作风。 2.4 多形式组织答辩 提高教师服务意识,采用多样化的答辩方式。大部分在学校周边参加顶岗实习学生,返校参加集中答辩。人数相对较多的企业学生,可以申请企业现场答辩,教研室业余时间组织教师深入企业,与企业师傅共同进行。个别学生因参军、异地工作,采用书面答辩方式,提交答辩报告。 2.5 立体化指导、检查监督 毕业设计过程中,指导教师采用电话、QQ、飞信、Email等方式加强联系指导、督促,要求学生严格按毕业设计工作计划实施,学生要定期向指导教师汇报阶段成果。规定指导教师要利用业余时间,走访学生。教研室统一组织中期检查,加强检查监督,每月要求指导教师上报指导学生状态数据,如所指导的学生工作单位、工作岗位、企业指导师傅及电话、课题名称、进度等信息,督促教师加强指导。 同时,学校组织实施“百名教师下百企业”专项毕业工作检查,组织教师们交叉检查学生设计情况及教师指导情况。学校教务对每届毕业设计论文开展抽查、优秀论文评选活动,优秀论文推荐参加省级评选,起到了很好的监督、促进作用。 3 成效及思考 采用一体化的毕业设计模式,大大提高了学生毕业设计的积极性,打破由教师出题,学生择题,理论完善,缺乏实践的传统毕业设计模式,较好地实现了每人一题,起到了师生互动交流及教学相长效果。这样培养出来的学生,独立思考能力强,专业发展潜力大,近年来的毕业生就业跟踪调查,充分证明了这一点。 “毕业设计+顶岗实习” 一体化模式,适应高职学生现状,可操作性强,也体现了机电专业毕业设计的高职特色,对实现专业目标培养目标起到了很好的促进。然而,从最终形成的文章上来看,内容上包括学生顶岗实习工作,又不仅是学生简单的劳作总结,而是结合行业、岗位、工作内容及专业技术的再学习、再提升、再应用。这种总结性、应用性的文章书写过程,帮助学生在平凡、简单的岗位上,充分认识自己所从事的工作意义,更深入的了解企业、了解行业,从而更好地实现专业技术、职业技能的应用。但是,笔者认为,这样的文章深度、广度、设计性、原创性存在不足,严格意义上说,不能叫设计,笔者个人认为称之为顶岗实结更为合适。 可以这么说,通过机电类专业毕业设计教学环节,提升了学生技术、技能、管理的可持续发展力,为其事业进一步发展和提升打好了基础。希望不久将来,高等职业技术教育的毕业设计能够形成自己的标准及规范,更好地指导一线教学实践。 机电类论文:光机电一体化实训装置在机电类课程教学中的应用 摘要:传统的教学仪器设备主要为了满足某门课程验证性实验的需要,缺乏对学生实践动手能力和创新能力的培养。光机电一体化实训装置融合了机械、电气、PLC、气动、传感等多种技术,采用了开放式和模块式结构,方便对学生进行综合技能的培养。本文主要针对光机电一体化实训装置的基本构成、主要功能进行了阐述,并基于此装置进行机电类课程模块设计与项目设计。在此基础上,以《电气控制与PLC》课程为例,探索理实一体化教学模式。 关键词:光机电一体化;实训装置;理实一体化教学;项目化教学;模块化教学 1 概述 职业教育的核心是提高学生的实践动手能力和分析解决实际问题的能力。传统的职业教育模式是专业理论课和实训课分开进行,其弊端是理论和实践相分离,重理论而轻实践,教师教学缺乏新意,上课枯燥乏味,学生听课不感兴趣,上课昏昏欲睡,这样直接造成的后果就是培养的学生动手能力差,解决实际问题的能力差,课程教学难以达到职业教育培养目标的要求。解决该问题的关键是适当引入实训设备,探索理实一体化教学模式。 理实一体化教学作为职业院校专业教学中探索创新的一种教学模式,它强调充分发挥教师的主导作用,将理论学习和实际训练紧密结合起来,注重培养学生的动手能力,全程构建素质和技能培养框架,丰富课堂教学和实践教学环节,提高教学质量。理实一体化教学要求学校建立专业教室,配备相应的专业设备和计算机辅助教学设施,将有关专业设备和教学设备同置一室,将专业理论课和生产实习等实践性教学环节安排在专业教室中进行教学[1-2]。 高职高专机电类课程教学大多需要实验实训设备的支撑。传统的教学仪器设备主要为了满足某门课程验证性实验的需要,缺乏对学生实践动手能力和创新能力的培养。光机电一体化实训装置融合了机械、电气、PLC、气动、传感等多种技术,采用了开放式和模块式结构,可满足《电气控制与PLC》、《机电一体化设备安装与维护》等多门课程理论实践一体化教学的需要。正是基于以上考虑,我校在省财政的支持下,面向机电一体化、数控技术、电气自动化等专业课程教学的需要,引入了光机电一体化实训装置和模块化生产线等设备,并积极探索理实一体化教学模式,取得了初步成效,显著提高了学生的实践动手能力和社会竞争力。 2 光机电一体化实训装置的基本构成 2.1 光机电一体化实训装置的总体结构 光机电一体化实训装置由型材导轨式实训台、典型机电一体化设备机械部件、PLC模块、变频器模块、按钮模块、电源模块、低压电器模块、模拟生产设备实训模块(包含上料机构、搬运机械手、皮带输送线、物件分拣等)、接线端子排、各种传感器、警示灯和气动电磁阀等组成。整体结构采用开放式和拆装式设计,学生可以组装、接线、编程和调试由上料机构、搬运机械手机构、皮带输送线和物料分拣组成的光机电一体化设备。装置的总体结构示意图如图1所示。 2.2 装置主要模块的基本组成 1) PLC主机:采用了CPU226 AC/DC/晶体管(24路数字量输入/16路晶体管输出)、两个RS-485通信口、EM222(8路数字量输出),在PLC的每个输入端均有开关,PLC主机的输入/输出接口均已连到面板上,方便用户使用。 2) 变频器模块:采用西门子MM420变频器,三相380V供电,输出功率0.75KW。集成RS-485通讯接口,提供BOP操作面板;集成3路数字量输入/1路继电器输出,1路模拟量输入/1路模拟量输出;具备过电压、欠电压保护,电机过热保护,短路保护等。提供调速电位器,所有接口均采用安全插连接。 3) 电机模块:包括三相交流异步电动机,步进电机和步进电机驱动器等。 4) 低压电器模块:配备了交流接触器、热继电器、电子式时间继电器、中间继电器、变压器、整流电路、能耗制动电阻、带灯按钮、断路器、熔断器、行程开关、组合开关、转换开关、速度继电器、磁性开关、急停按钮、复位按钮、自锁按钮等低压电器。 5) 气动模块:包括了静音气泵、单杆气缸、双杆气缸、气动手爪、单控电磁阀、双控电磁阀、旋转气缸等。 6) 传感器模块:具备了电感传感器、漫反射式光电传感器、对射式光电传感器、光纤传感器,可区分金属物料和非金属物料、不同颜色的物料。 7) 触摸屏与组态模块:配备了深圳步科EVIEW MT4200工业触摸屏和EV5000组态编程软件。 2.3 装置主要部件的工作原理[3] 1) 机械手搬运机构 当存放料台检测光电传感器检测物料到位后,机械手手臂前伸,手臂伸出限位传感器检测到位后,延时0.5秒,手爪气缸下降,手爪下降限位传感器检测到位后,延时0.5秒,气动手爪抓取物料,手爪夹紧限位传感器检测到夹紧信号后;延时0.5秒,手爪气缸上升,手爪提升限位传感器检测到位后,手臂气缸缩回,手臂缩回限位传感器检测到位后;手臂向右旋转,手臂旋转一定角度后,手臂前伸,手臂伸出限位传感器检测到位后,手爪气缸下降,手爪下降限位传感器检测到位后,延时0.5秒,气动手爪放开物料,手爪气缸上升,手爪提升限位传感器检测到位后,手臂气缸缩回,手臂缩回限位传感器检测到位后,手臂向左旋转,等待下一个物料到位,重复上面的动作。在分拣气缸完成分拣后,再将物料放入输送线上。 2) 物料分拣机构 当入料口光电传感器检测到物料时,变频器接收启动信号,三相交流异步电机以30HZ的频率正转运行,皮带开始输送工件,当料槽一到位检测传感器检测到金属物料时,推料一气缸动作,将金属物料推入一号料槽,料槽检测传感器检测到有工件经过时,电动机停止;当料槽二检测传感器检测到白色物料时,旋转气缸动作,将白色物料导入二号料槽,料槽检测传感器检测到有工件经过时,旋转气缸转回原位,同时电动机停止;当物料为黑色物料直接导入三号料槽,料槽检测传感器检测到有工件经过时,电动机停止。 3 基于实训装置的课程模块与项目设计 光机电一体化实训装置融合了机械、电气、电动机、PLC、气动、传感等多项技术,并面向职业教育发展的需要,采用了开放式和拆装式结构,可根据课程内容需要选用不同的模块组合,满足《电气控制与PLC》、《液压与气动控制》、《变频调速技术》、《检测与传感技术》、《机电一体化设备安装与维护》等多门课程理实一体化教学的需要。表1为利用该实训装置开发的课程模块和教学项目。 4 基于实训装置的理实一体化教学 4.1 理实一体化教学场地安排 传统的职业教育模式是理论教学和实践教学分开进行,造成理论与实践分离,而且实验实训室功能单一,设备利用率低。为了改变这种现状,突出职业教育的实践性,我校引入了光机电一体化实训装置,并根据现场化教学的需要,将教学环境设计为现场教学模式, 建立理论与实践一体化教学的专业教室,融教室、实训、实验、考工于一体, 使专业教室具有传统教学、多媒体教学、实物展示、演练实训、考工强化训练和考工等多种功能, 营造出良好的职业氛围和环境。整个一体化实训室面积达150m2,室内配备了九台光机电一体化实训装置,一套MPS模块化生产线实训装置,以及46台电脑和投影、音响教学设备,配备了统一的实验桌椅、黑板、仪器柜等,可满足单班课程现场化教学的需要,实现课程教学做于一体,教学场地布置如图2所示。 电脑与操作台区属于基础教学部分,主要用于知识讲解、课程讨论、软件编程、低压电器实训等。实验桌上安装了网孔板,既用于液晶显示器的保护,又可固定常用的低压电器,作电工实训用。光机电一体化实训区属于应用部分,既可用于单门课程的实训需要,也可满足课程综合教学的需要,如PLC实训、变频调速实训、机电设备安装与调试操作等。模块化生产线区属于高级扩展部分,配备了自动传输、立体仓库、三坐标测量、模拟加工等八个模块,模块与模块之间采用了以太网和现场总线进行相互连接,侧重于生产线的总体控制实训等。 4.2 《电气控制与PLC》理实一体化教学思路 我校的《电气控制与PLC》课程在2005年被确定为省级精品课程,四年来项目组老师根据我校学生的特点探索了多种现代化教学方法,其中效果最显著的当属基于光机电一体化实训装置的理实一体化教学模式。以下为实施该教学模式而采取的一些有效措施: 1) 课前根据实训装置的特点,合理设计教学项目,编写教学讲义,制作多媒体教学课件和仿真动画,以提高课程教学的实用性和针对性,提高学生学习的积极性和趣味性。这部分工作是关键所在,直接关系到理实一体化教学模式能否顺利进行。 2) 在课程教学之初,组织学生到校工程训练中心进行参观,增加感性知识,了解普通车床、铣床、钻床的工作原理和控制要求,以及实际的电气控制电路;了解常用低压电器、PLC在数控车床、数控铣床、加工中心、电梯控制系统中的应用等。 3) 在讲解电气控制部分时,每个实验桌上放一套常用的低压电器和电工工具,方便学生了解各种低压电器的结构,学习基本控制电路的安装、调试方法等。 4) 在讲解PLC基础部分时,每个实验桌上放一个PLC和一套常用的低压电器,方便学生了解PLC的结构、接线方法等;方便学生自己动手设计、调试基于PLC的电机控制电路等。 5) 根据学生的特点,实行分类教学,充分发挥学生间的传、帮、带作用。对于平时表现优秀的学生,给与较高的要求,安排较难的设计任务,并要求不光自己学会设计和操作,还需要帮助组内的同学完成设计任务。对于平时表现一般的学生,需要加强引导和督促,适当加以鼓励,激发学生的学习兴趣和求知欲。对于平时表现较差的学生,则需要给予较多的关注,必要时采用强制措施,迫使他们掌握本课程的基础知识和基本技能。 6) 加强中间过程考核和期末实践考核,增添答辩环节,提高学生的口头表达能力,强化学生综合技能的培养。对教学过程中的每个项目组织考核,并根据学生的表现进行打分,计入平时成绩。在期末再安排一次实践考核,随机抽取平时训练过的项目任务,并给予评分,计入总评成绩。在实际操作过程中,这一招对平时不太爱学习的学生有很大的促进作用。 5 结束语 将光机电一体化实训装置引入课程教学,实现理论与实践一体,不仅提高了学生的学习兴趣和实践动手能力,同时也提高了教师的教学业务能力。整个实训装置包括了机械、电气、PLC、组态设计、气压、传感器等多项知识,不仅要求教师要有过硬的理论知识,更重要是具备综合运用知识和解决问题的能力,随时解决学生在操作中碰到的各种问题。另外新的实训设备引入,也需要教师根据实训装置编写合适的讲义,探索新的教学模式,这样对教师个人能力的培养也有很大的促进作用。 机电类论文:高职院校机电类专业“双师结构”教学团队建设探讨 摘要:高职院校的师资建设是一项重要工作,确定师资建设的方向性是具有指导意义的课题。本文针对高职院校的教学特点,剖析了“双师”建设过程中存在的一些题,有针对性地提出了机电类专业建设“双师结构”教学团队的构想与建议。 关键词:高职院校机电类专业 “双师结构” 教学团队 当前,高职教育己从量的发展转入到提升办学质量、加强内涵建设上。“双师”建设成为了高职院校教育改革的重点,很多高职教育研究者也提出了自己的见解及建设方案。但如何打造一支“双师”队伍,许多高职院校在认识方面还存在不同观点,在某种程度上制约了“双师”队伍的建设成效,对人才培养质量的提高没有起到积极的作用。 一、“双师结构”教学团队的概念 “团队”这一概念源自企业,后引入教育领域。教学团队是指以教书育人为一致目标,在此前提下明确分工协作,彼此承担责任,以达到某个具体教学目标而组建的知识技能互补的团体。 目前,我国高职教育领域对“双师结构”教学团队较为一致的看法是:“双师结构”教学团队旨在为完成教学任务,以专业及课程建设为平台,由学校专职教师及行业兼职教师两类教学人员组成的一种教学团体形式。 “双师结构”的概念明显区别于“双师型”和“双师素质”的说法,“双师结构”的对象并非教师个体,而是针对整个教学团队。它不要求团队成员都达到“双师素质”的要求,重点强调团队成员在各方面的能力素质上要相互搭配、彼此补充。一方面,人无完人,每个人都有自身的特长与特点,不可能面面俱到、样样精通,要想使每个教师既是理论教学的“行家”又是实训指导的“里手”,只能是一种美好的设想和规划,事实上是难以做到的。另一方面,探索职业教育的教学规律,其教学活动分阶段进行,在不同阶段的教学实施过程中,教师的岗位也有明确分工,这就需要具有不同教学特长的各类师资保持一定的比例,相互补充,既要有专门的理论教学者,也要有专攻实践教学的技术能手,还要有理实结合的综合性师资。 成功的职业教育案例表明,只靠高职院校自身的教学师资难以满足日益更新的社会发展对师资队伍知识及技能的要求,从企业聘请技术人员补充师资队伍,并由他们来传授行业新知识、新技能,是优化高职院校师资的较好方法。事实上,不可能也没必要苛求每个教师都具备“双师素质”。比个人的“双师素质”更为重要和合理的是构建一支人员搭配合理的“双师结构”教学团队,避免从身份上认定“双师型”教师,以此来解决“双师型”教师队伍在数量及质量上跟不上高职教育发展需求的问题,这也反映出国家对职业教育师资建设的总体要求。 再把范围扩大一些,不仅仅局限于教育这个层面,在世界范围内,各种成功团队的组合都是遵循这样的规律建设的。最典型的案例就是以何塞・穆尼尼奥为主教练的足球教练团队,就何塞・穆尼尼奥本身而言,他并没有什么光辉的职业踢球经历,他自己的踢球技能并不怎么高超,在足球技能方面,他对球员的指导作用是很小的,但是这并不影响他成为当今世界足坛最优秀的教练。除了本身具有在赛场上运筹帷幄的指挥能力之外,他的成功还在于有一个优秀的足球教练团队,包括助理教练、战术分析师、体能教练、门将教练、队医团队等各个方面的配合和支持。整体协调运转了,一支球队的建设才能有条不紊,球队的成绩才能提升。而足球教练团队的人员组成正和“双师结构”教学团队建设的概念一致,不要求团队每个成员都具备“双师素质”,而是要求团队整体上要配备能力素质各有所长的成员。教育要的不是一个全能教师,而是一个兼顾各方面人才的教学团队。 二、“双师结构”教学团队的建设思路和建设现状 在高职学校师资建设中强调“双师结构”教学团队建设,是因为高职教育教学的目的为技能传授,不同于本科及更高层学校的学术性研究,这势必需要占据较多的教学比例来进行实践训练。因此,大多数的高职学校都是按照以下模式来构建师资队伍的。 从企业聘请兼职教师组成“双师结构”师资队伍。根据学校实践教学工作的需要,高职学校从企业聘请实践经验丰富的行业专家来优化教师队伍的整体结构,形成“双师结构”教学队伍。 校企合作构建“双师结构”师资队伍。校企双方根据各自的利益和要求,本着互惠互利、双向共赢的原则,签订校企合作协议,建立校企合作关系,共建生产型实训基地,从校企合作层面构建“双师结构”队伍。 引入企业技术能手,充实专业教师队伍。根据实践教学工作的需要,从企事业单位引进高级技术人员,特别是技术能力突出的技师与高级技师,充实专业教师队伍,从而满足高职教育培养技能型人才的需要。 加强在职教师培养,促进其“双师素质”的形成。选送骨干教师到国内职业院校、科研机构和行业企业参观考察、进修培训,学习国内外先进的职业教育理念、科学的教学及管理方法。由师资培训基地或学校聘请国内外职业教育专家与企业技术能手,开展职业教育理念或教学方法的专题课程培训等。定期安排专业教师顶岗实习,参加一线实践活动,同时开展行业及专业调研,使教师了解对应专业的生产、技术、工艺、设备现状及发展趋势,并将这些新知识、新技术、新工艺及时补充到教学中,做到理论与实践紧密结合。 三、“双师结构”教学团队建设的误区和不足 按照以上的想法和原则建设“双师结构”教学团队,其思路在理论上是很好的,最终的团队人员构建比例也能很好地符合教育行政部门对各类教学人员关于职称结构、学缘结构、年龄结构等各项指标的要求。然而,从从事一线教学的教师和受教的大多数学生的反映来看,这其中仍有许多不足。 1.稳定的兼职教师队伍及教学质量难以实现 这里主要存在两个方面的问题:一是企业人员受企业管理制度、用工制度等方面的制约,不可能利用工作时间到学校兼职授课,因此只能利用业余时间担任教学工作。兼职教师在上班之余还要上课,精力有限,积极性不高。而对学校来说,聘请企业人员担任兼职教师,如果按照兼职教师的时间来安排教学工作,就要打破正常的教学秩序,教学效果不理想。 二是企业的兼职教师往往缺乏教学经验,难以胜任教学工作。兼职教师的优势在于实践经验丰富、技术能力娴熟、对企业生产和市场较为熟悉,但在教学划的系统性、教学方法的灵活性等方面缺乏必要的教育教学理论知识与教学经验。还有个别兼职教师到学校任教的目的性不明确,把兼职看成一个挣钱的渠道,上课较随意,不认真备课、写教案,因此,学生对兼职教师的教学效果整体评价不高。 2.校企合作没有充分发挥企业的功能 校企合作的目的是学校与企业共享信息、资源,实现学生将在校所学与企业实践有机结合,让学校和企业的设备、技术实现优势互补,节约教育与生产成本,同时,在这个合作过程中加强师资培养。 然而,校企合作中存在的一些问题却让师资的培养很难达到预期目的。第一,校企合作没有有力的政策及财政支持,这些合作大多是短期的、不规范的、靠感情和人脉关系维系的低层次合作,合作的成效参差不齐。第二,学校与企业之间的长期效益和短期效益难以协调,部分中小企业盲目追求经济利益的最大化,不愿意长期与学校进行深度合作。第三,企业参与职业教育发展没有足够的动力。一部分企业将参与职业教育视为直接或间接的利益损失,参与职业教育的发展,对企业的投入与收益均不造成影响。受限于这些问题,要想依靠校企合作来完成技能型师资的培养很困难。 3.师资引进门槛高,企业技术能手难以进校工作 局限于高职院校教师人才考核指标中对研究生比例的要求以及对科研能力的要求,大多数高职院校在引进师资的时候均有硕士及以上学历的硬性要求,一线的操作型技能人才很难有进入学校工作的机会与渠道,大量的拥有丰富理论知识的硕士、博士研究生来到了高职院校,而他们对学生操作技能的培养作用微乎其微。 4.师资转型效果不理想 加强对在职教师的培养,促进其“双师素质”的形成,很重要的一点就是师资转型,但这也存在着诸多问题。 局限于高职院校师资考核以及对研究生比例的要求,企业的技能型人才难以引进到学校,结果出现了让研究生带实训这样无奈的做法,而且效果并不理想。从主观上看,这些研究生经过多年的理论学习,具有较高的学术水平,让他们从事一线的技能实践教学,心理上或多或少都有一些不情愿;从客观上看,他们没有实训经验,没有一线的加工操作经历,特别是机电类专业的专项技能,只能靠日积月累的反复练习,光靠观摩、了解、走访、调研,甚至短期的企业顶岗是无法获得提高的。 这里需要强调几点:第一,技能是靠日积月累的反复训练才能形成的,教师仅凭简单的顶岗学习不可能实现拥有高技能的目标;第二,在实际顶岗学习中,学校的受训教师和企业的管理人员有时会达成一种“默契”,教师项岗学习的过程往往成了一种形式,顶岗学习的效果大打折扣,没有达到预期目的;第三,高职院校教师取得技能等级证书相对容易,学校本身就提供了这样一个平台,是技能鉴定考核的组织者、考评方,教师能较为容易地获得相关技能的等级证书,但往往手里持有技师等高级技能等级证书,教师实际的操作能力和技术还有一定的差距;第四,高学历人才经过多年的高校培养,具有较高的学术水平,让他们转型从事一线的技能实践教学,如何从心态上对教师进行转变和引导,这是一个不可忽视的课题。 5.办学重点不明,重科研、轻技能 为了能够在办学中获得较为突出的成绩,有些高职院校在办学过程中较为重视那些容易出成果的建设项目而忽略了内涵建设,没有按照职业教育的规律办学。教师的职称评定沿用普通高校本科的相关标准,看重教师的学术科研水平,缺少对教师专业实践能力的考核标准,不利于教师实践能力的提高,最终的体现是抓科研,重学术成果,轻基础训练。在急功近利的思想下,某些高职院校甚至提出“科研兴校”的口号,大力提倡教师做课题、发论文,在师资建设的导向上走入了一个极端,忽视了高职学校技术教育的本质,走向学术性高校的发展道路。 四、“双师结构”教学团队建设的建议和案例解读 在原有建设思路的基础上,针对目前“双师结构”教学团队建设的不足,笔者补充以下几点建议。 1.明确办学方向,树立正确的教学导向 就高职院校大力提倡教师做科研的问题,笔者曾到美国、加拿大进行职业教育的交流,接触了许多国外各类职业院校,职业技术教育的精神实质是以职业能力作为教育的基础、目标和评价标准,教育必须适应市场经济对人才的需求,这也正是我国职业技术教育改革所需要的指导思想。 本科院校与职业院校的教育教学应该泾渭分明。大学就是做学术、做研究的地方,是科研开发的重要场所,而职业院校的教育教学任务主要在于学生职业技能的培养,培养出会做事、能做事的专业技能人才。二者之间互不干涉,界限明显,绝不越界培养不属于自己培养规格的学生。高职院校即使在政策引导下升级为本科院校,其本质也是应用型本科院校而非学术型本科院校。因此,在师资建设的引导上,高职院校应该侧重于会工程应用、能以技能解决一线实际问题的技能型人才,而不以学历作为评价人才的标准。 2.规范兼职教师的使用 第一,对聘用的兼职教师进行严格考核,明确其权利、义务和责任等。第二,针对行业企业专业技术人员缺乏教学经验的情况,重视对兼职教师的培训,培训内容应包括高职高专教育教学理念与理论、现代教育技术,学习与教学有关的教学文件和规章制度等。第三,促进专职、兼职教师的深度融合,将兼职教师安排到相应的教研室参加各类教学活动。第四,加强对兼职教师教学的考核,通过督导、学生反馈、问卷调查、随机听课等方式对兼职教师的教学质量进行评价,并将评价结果以适当的方式反馈给兼职教师。 3.人才引进注重实效,不拘一格引进人才 在人才引进方面,降低学历的门槛,注重个人的实际技能,不拘一格选用优秀人才,引进技术能力突出的技师。以笔者亲身感受为例,目前,企业中35~40岁这个年龄段的人员,即使只有中专文凭,但是考虑到全国高校扩招,以及当时中专学校的考试难度,这批人才在今天应该是大学本科,甚至绝大多数是重点本科的学历水平,而他们走进企业一线也成了行业的佼佼者。 笔者学院机电工程系于2014年从某国企破格引进一名钳工高级技师,该教师曾经在市级技能竞赛中获得第一名。该教师进入学校以后,除了完成自身的实践教学工作以外,还牵头完成了系部实习车间所有设备,包括车床、铣床、焊机等机械设备的安装、调试、维修等工作,改变了以往需要外单位协助的被动情况,大大改善了整个系部的实习运转状况。 4.深刻理解“双师结构”团队的内涵,不从形式上强求“双师素质”的培养 “双师素质”的培养很有必要,但是不能为了“双师”的称号而从形式上刻意培养“双师”。人无完人,每个人都有自身的特长与特点,不可能面面俱到、样样精通,与其在师资建设过程中为了获得“双师素质”这样一个称谓而构建师资,不如切实构建“双师结构”教学团队,充分利用团队成员各自的特长,物尽其用,这样更有利于课程教学和专业发展。具体可考虑从以下四个大类组成“双师结构”教学团队。 第一类是理论教学型教师,这是任何一类型的学校都必须具备的师资力量,他们需要熟练掌握所授课程的理论知识系统,并掌握一定的实验实训技能,给学生带来理论知识的引导。例如力学类课程、机械原理与机械设计课程,通过这类教师的授课,让学生掌握企业各项工作所必须遵守的最基本的原理,从而达到理论指导实践的目的。 第二类是技能教学型教师,他们需要掌握适应企业一线工作所需要的一些专业技能,每个教师至少掌握两种以上的核心操作技术,通过他们的教学,使学生具备企业生产所需的动手能力,让高职学校的学生一出校门便能直接到企业上岗。 第三类是课改型教师,他们以指导专业建设和承担课程改革为主要任务,需要实时掌握高职教学的最新动态,提供专业建设和课程改革的建议与支持,承担课程的开发与创新、精品教学资源库的建设等工作,为教学提供策略和技术支撑。 第四类是科研型教师,高职院校还承担着科学研究和社会服务功能,这类教师主要为企业提供技术与智力支持,与企业合作完成横向科研课题,解决企业在管理、生产、设计、制造等过程中的各种技术难题,帮助企业攻坚克难,并通过这些应用型科研项目推动学校教学的改革与发展。 这样一来,从原来的多专多能型的师资培养思路朝一专少能的专攻方向师资建设发展。人的精力有限,不可能在以上四个方向面面俱到,尽善尽美。让教师精通某一方向的教学技能和特长,在团队中充分发挥自己的特长才能真正体现“双师结构”团队的优势。在团队中,做到相互补充、相互支撑,虽然没有完美的个人,却能够组建一个完美的团队。 机电类论文:机电类全日制专业学位研究生培养模式改革与实践 摘要:武汉理工大学机电类专业学位研究生培养依托汽车、建材行业,注重实践训练与理论学习并重。随着机电学院招收专业学位研究生人数的不断增加,如何更好地培养学生学习的主观能动性,充分发挥双导师在理论学习引导和实践技能指导方面的优势,是值得深入探讨的问题。本文从加强专业学位研究生实验室的考勤管理、完善奖惩条例两个方面,探讨了相关改革措施,营造良好的实验室学习氛围,以充分发挥专业学位研究生学习的主观能动性,达到自主管理、自我约束、互促互进的目标。 关键词:专业学位研究生;培养模式;双导师;自主管理 一、引言 武h理工大学机电工程学院每年免推和考取的硕士研究生达200多人,其中专业学位研究生招生规模日益扩大,主要服务于汽车、建材行业,行业背景针对性强、对毕业生工程实践能力要求高。专业学位研究生类似于本科培养中的卓越工程师,是国务院学位委员会于1990年开始设立的,专业覆盖范围逐步从法律、MBA、临床医学等扩展到工程、教育、建筑等学科,其目标是在研究生学习期间掌握一定的职业技能和独立从事科研工作的能力,为今后在相关工作岗位从事科研、技术管理等工作奠定重要的基础。 在美国、日本等发达国家,在入职前获得专业学位已成为从事某项职业的必备条件,经过多年的发展,已逐步形成了一整套完整的职业教育培养体系,覆盖了本科阶段与研究生阶段。我国的工科研究生培养最初以培养理论创新性人才为主,在工程实践技能、专业技能方面的培养较为薄弱,且在行业应用背景方面强调不够,难以满足我国工业的快速发展对高级专业技术人才的需求。工科专业硕士学位的设置是我国研究生教育改革的一项重大举措,经过近年来的探索实践,工科专业硕士招生规模不断扩大,毕业生以实践技能强、理论知识丰富的优势,广受用人单位的欢迎。 武汉理工大学机电类工科专业学位研究生培养以起点高、平台宽、应用广、特色强为特点,不仅吸引了众多应届生报考,还面向企业在职技术人员进行定向培养。由于专业硕士研究生招生规模不断扩大,且其培养模式具有一定的特殊性,为保障研究生培养质量,首先必须明确其培养模式的内涵,明确培养目标;然后需要构建一支能够紧密协作的校内导师与企业导师队伍;最后应充分发挥学生的主观能动性,通过制定一系列的实验室管理措施,使得工科专业硕士在此框架下能够实现自主学习和自主管理。 二、专业硕士研究生培养模式的内涵 专业硕士研究生与学术性硕士研究生在培养模式方面,前者注重培养学生的理论创新能力,因此在培养过程中,强调基础理论的学习,并设法在新理论提出、理论创新应用与实践探索方面进行突破,是属于“研究型”硕士研究生;后者注重培养学生的实践创新能力,因而在培养过程中,一方面强调基础理论的学习,另一方面强调将理论用于工程实践,实现实践创新,并掌握必需的职业技能。 武汉理工大学机电类工科专业学位研究生目前已全部推行了全日制教育,避免了以往利用节假日进行集中学习、走马观花的弊端,符合当今社会发展对高层次应用型专门人才的迫切需求,将研究生教育融入职业教育体系、实现终身教育的理念,充分发挥了校企联合培养的优势。目前采用“0.5+0.5+0.5”或“0.5+0.5+1”的培养模式,即利用半个学年的时间在校学习理论课程,然后在企业从事约半个学年的工程实践,最后依据工程实践情况,提出毕业论文的研究方向,利用半个学年或1个学年完成毕业论文。 在导师队伍建设方面,由于涉及企业实践环节,一般由校内导师牵头,通过学院聘任企业研发部门实践经验丰富的工程师担任企业导师,双方协作,校内导师与企业导师分别在校内理论学习期间与企业实践学习期间充当主要角色,在实践学习阶段结束后,结合企业的实际工程需求,签订技术合作协议或合同,同时签订人才联合培养协议,由专业硕士研究生承担项目研发的主要工作,并以此提出毕业论文的方向。 三、机电类全日制专业学位研究生培养模式改革探索 专业学位硕士需具备实践能力,不仅要有完善的知识体系,也要能灵活应用最新科技。专业型硕士理论课程主要集中在第一学期,第二学期主要授予一些实践性较强的专业课,实践课程主要围绕着各个实验室的科研队伍、设备以及自己导师的科研项目进行,为以后的研究、工作打下良好的基础。 每个实验室应加强日常管理。细节决定成败,只有从平时做起才能养成良好的习惯。为提前走入工作岗位做准备,打下牢固的基础。规范实验室的正常学习、工作秩序,确保实验室成员正常的工作时间和良好的工作状态,严肃实验室工作作风。例如,实验室采取严格的考勤方法――每天用指纹打卡机分别在四个考勤时间节点的前半小时内进行打卡签到,错过打卡时间不得补签,特殊情况因故迟到的需经负责教师同意并备案后方可补签。实验室每个人应从自我做起,“随手关闭一盏灯,随手拧紧水龙头,随手拾起垃圾,随时提醒他人”,真正做到全员“顺把手”。实验室桌面应摆放与实验室相关的物品,其余不必要的物品不放置在桌面上;摆放物品应整齐有序;不仅创造一个安全舒适、清洁优美的工作场所和空间环境,并且养成遵章守纪的习惯,使自己成为一个有素养的人,真正做到“人造环境、环境育人”,保障实验室的学习环境和学习效率。 实验室成员应遵守实验管理规定,对严格遵守者予以表扬、优先安排项目工作、优先推荐参评各级奖励、年度表彰、特别奖励等。对违反实验室各项管理规定者,按累计扣分,照以下规定处理:凡在一学期内累计违规扣分达5分者提出告诫,应向实验室例会提出书面说明与检讨,进入为期2周的考察期,若态度端正,表现良好,效果明显,经实验室例会讨论,可撤销该次惩罚,并消除5分;被告诫3次者按记10分处理;累计达10分者由实验室例会提出批评并在实验室例会做检讨,同时进入为期4周的考察期,若态度端正,表现良好,效果明显,经实验室例会讨论,可撤销该次惩罚,并消除10分。考察期内表现不佳并仍然犯错者,按相应扣分的双倍进行处罚,当扣分累计达15分者直接由实验室例会讨论,停止其所有实验室学习和研究工作,勒令离开实验室并报学院研工办备案。 四、结语 本项目研究得到了武汉理工大学教学研究项目“机电类全日制专业学位研究生培养模式改革与实践”与华新水泥实习实训基地建设项目“湖北高校省级示范实习实训基地”的资助,深入研究了机电类全日制专业学位研究生的培养模式及其改革措施,并进行了实践探索。全日制专业学位研究生不只是简单地理论学习,必须遵循专业学位研究生培养思想和目标,以理论学习为基本,以应用能力为中心,有效地将机电理论和实践、工程相结合,严格遵守实验室的管理条例,提高研究生的执行力和规范性,这样才能造就出社会需求的合格人才。 机电类论文:机电类特种设备钢丝绳安全检验技术的发展与创新 摘 要:在我国,在使用机电类的特种设备的过程中会发生很多事故,其中钢丝绳断裂就是一项非常多发的事故。发生这种情况会对设备以及工作人员构成一种严重的威胁。本文根据我国现在的机电类的特种设备中钢丝绳的安全状况为切入点,分析和推进的一种全新的技术,就是应用先进的无损检测技术来检验钢丝绳的安全,从而可以促进机电类的特种设备中的钢丝绳可以高效、安全并且节约的运行。 关键词:机电类特种设备;钢丝绳;安全检验;发展;创新 社会经济不断的迅猛的发展,近几年来在我国特种设备的规模也在不断地扩大。根据国家的质检总局所公布的相关信息,我们可知,在2008年我国已经办理的使用登记的特种设备高达521.11万台。虽然特种设备的数量达到了一定的程度,但是,特种设备的安全形势是非常严峻的。据相关调查结果显示,每年都有特种设备问题引起的事故发生,造成了一定的人员伤亡以及经济上的损失。所以,我们应该重视起机电类的特种设备的安全隐患问题,并指出问题的成因从而提出相关的对策以及对技术的创新。 一、我国机电类的特种设备,钢丝绳的当前使用状况 目前,在我国用机电类的特种设备的钢丝绳存在着一定的安全隐患。根据公布的具体的统计数据,我们可知,在某年的电梯事故就占据全部特种设备事故总数的很大一部分比重。在一共八种的特种设备中排名第二。当前我国的使用的电梯还有很大一部分是在上世纪90年代以及21世纪出的电梯,由此看来对于钢丝绳的更新是一个非常普遍的我们所要面临的问题,然而不能不进行区别就全部的更换钢丝绳,因为这样做就会消耗没必要的巨大的钱财以及人力和物力。电梯的钢丝绳断裂的发生会严重的威胁到人们的生命的安全。根据新闻播报以及相关的数据统计显示,在我国的商场或者公司等地点就发生多起由于钢丝绳断裂而引发的电梯坠落事故,后果严重。 二.我国机电类特种设备的钢丝绳的安全隐患的产生原因 在使用钢丝绳的过程中,主要是由于钢丝绳承受了各种的高强度的力学作用,在钢丝绳开始投入运行的时候就会产生各种各样的缺陷。例如断丝、锈蚀、磨损、脆变、疲劳以及形变等,这些缺陷逐渐的积累最终就会导致整条钢丝绳的断裂从而造成严重的后果。钢丝绳的结构非常复杂而且钢丝绳的运行环境是多种多样的,对于钢丝绳的检测方法也存在着一定的局限性,这就决定了在对钢丝绳的缺陷进行检验时是存在弊端的和一定的困难,所以在使用钢丝绳的过程中会存在一些问题,比如浪费以及低效。 根据总结我们知道,钢丝绳存在的安全隐患具有一定的特性,其中包括潜伏性、复杂性以及内部性等,这是一种真正的隐患。我们必须要依靠可靠的科学的无损检测技术来预防以及控制在运行过程中存在的安全隐患问题。 三、钢丝绳安全检验技术的发展以及创新 一直以来,世界各地的相关工作者都在努力的探索检验钢丝绳安全的各种各样的方法,努力的去延长钢丝绳的使用寿命,同时也要在钢丝绳的断裂之前进行及时的更换。一般来说,对于钢丝绳的检验可以分为内部的检验以及外部的检验。其中外部检验指的是应该在平时经常观察钢丝绳表面的情况,比如是否存在腐蚀以及变形的外部缺陷,并且应该正确使用游标卡尺对钢丝绳的直径进行测量,看钢丝绳的直径是否减小,从而来检验并且判断钢丝绳的磨损程度。并且仔细的观察钢丝绳的断丝数和报废标准进行对比。根据钢丝绳的检验以及报废的经验,我们知道钢丝绳的内部的损伤是因为辅食以及正常情况下的疲劳而造成的,这也是大部分钢丝绳失去作用主要的原因。经过一般的对外不得检验不能发现钢丝绳内部的损伤程度,即使是马上锻炼非常危险的地步也是不能很好地发现的。因此,必须要对钢丝绳的内部进行仔细的检验。 比较传统的方法是,使用夹钳适当的固定在钢丝绳上。在操作过程,必须使用适当的力度以避免造成永久的变形。这种传统的对钢丝绳的内部检验方法有比较多的缺点,比如并没有办法去检验钢丝绳内部的层丝损伤的状况;操作过程非常繁琐,效率低下,各个部位的检查非常的不方便;如果操作不恰当,就会造成钢丝绳的结构遭到破坏,不能很好地发挥其作用;因为钢丝绳的内部损伤非常的隐蔽,检验人员如果没有积累丰富的经验,就不会准确的发现钢丝绳内部的缺陷。 从1986年一直到1996年,研究小组研究加拿大矿业能源的技术中心时,采用了一种对钢丝绳的缺陷进行检测的一种电磁技术,在强磁的技术前提之下,使用电子的检测探头,检测了钢丝绳的缺陷。通过事故发生的深层次的研究,对对现在已经普遍采用的钢丝绳的性能的监测指标进行了准确的定义。 在对钢丝绳的安全问题进行检验时,应该采用无损检测技术。所谓无损检测技术就是利用物质的一些物理性质存在的缺陷或者这些物质的组织结构存在的差异而促使其物理量发生一定的变化,在对钢丝绳进行检验时,不损坏钢丝绳的使用性能以及其形态的前提之下,通过精确测量这些物理量的变化可以了解并且准确的评价出钢丝绳的性质、质量、状态以及内部结构,这是一种非常科学的高效的检测技术。目前已经存在着对钢丝绳进行检验的一些检测技术方法,其中包括电磁检测发、射线检测法、声发射检测法、以及光学检测法等。近几年来,有许多的检测技术的使用范围非常有局限性。 对于钢丝绳的内部的检测,我国的科技人员发现了一种技术高超的检测方法便是弱磁检测技术。这是世界上唯一的可以的准确的判断钢丝绳的剩余使用寿命以及剩余承载能力的检测技术。这种技术通过对钢丝绳的内部和外部的断丝、疲劳、磨损以及锈蚀等各种各样的损伤而导致的状况进行定量检测,精准的判断出钢丝绳的剩余使用寿命以及剩余的承d能力,这是一种有力的科学依据,可以有效地预防钢丝绳的断裂事故的发生。并且合理的大大的降低了钢丝绳的使用成本同时也可以有效地提高钢丝绳的运行的效率。也可以研发新型的远程监测系统,可以对钢丝绳进行有效的远程监视,进行集中的控制,全方位的分析管理并且创立创新技术体系。可以帮助用户检测所使用钢丝绳的目前的安全状态从而预防钢丝绳的安全事故的发生,有效地提高钢丝绳的使用效率。 我国从2008年开始,在对电梯以及起重机的钢丝绳的检验中就开始成功的应用了若磁检测技术,从而确保了机电类的特种设备使用钢丝绳的节约、安全以及高效运行,从而避免了由于钢丝绳断裂而产生的事故的发生,保证了使用钢丝绳的安全性,有着一定的经济效益以及社会效益。 结语: 综上所述,面对目前的我国的机电类特种设备用钢丝绳的无损检测技术的现状,我们应该不断的努力的去探索并创新合理的科学的钢丝绳无损检测的新方法,并针对现有的方法和技术进行完善和优化,这是目前的形式所需,也是历史发展的必然要求。在传统技术上进行不断的创新,努力做到自主创新并且安全生产,同时也要注意节能减排并且符合社会发展的要求,从而提高我国机电类特种设备中钢丝绳的安全检测技术的发展以及创新,从而提高其经济效益以及社会效益。 机电类论文:产教融合下机电类人才培养体系构建研究 【摘 要】本文以广西交通职业技术学院机电一体化技术专业为例,探讨从专业课程体系构建、产教融合实训基地建设、校企合作人才培养模式实施、校企共享型教师队伍建设等方面构建产教融合下的机电类人才培养体系。 【关键词】产教融合 机电类人才 人才培养体系 校企合作 构建 “高等职业教育是培养高素质的技能型人才,而产教融合、校企合作是高职院校生存与发展的命脉之门。”由此可见产教融合、校企合作在高职院校提高人才培养质量上的重要作用。广西交通职业技术学院机电一体化技术专业结合专业实际和区域产业实际,与企业广泛开展深入的实质性合作,积极创新校企合作新模式,建立了产教融合的实训基地,使学生得以在一个近乎真实的环境中学习必需的各种知识和能力,提高了创新能力。本文拟以广西交通职业技术学院机电一体化技术专业为例,探讨产教融合下机电类人才培养体系的具体构建。 一、专业课程体系构建 按照机电一体化技术专业人才培养目标与规格、就业面向的职业岗位,遵循学生职业生涯发展规律,根据教育部对相关专业课程的要求,结合广西交通职业技术学院机电一体化技术专业的实际情况,构建专业课程体系。专业课程体系由基础课程、专业课程、综合实践课程、职业技能课程四部分组成: 第一部分着眼于学生的职业生涯和可持续发展,是培养学生可持续发展能力的基础课程。由军事理论与训练、就业指导与创业基础、大学生创新创业实践、两课、高等数学、实用英语、体育、计算机应用基础、人文素质等课程组成,贯穿于整个人才培养全过程。 第二部分是依托W生毕业后所从事岗位群而设置的专业课程,包括电工技术、电子技术、机械设计基础、机械制造基础、单片机原理及接口技术、液压与气动技术、PLC原理及应用、电梯结构原理与安装维修、电机控制电路设计实训、单片机电路设计实训、机电一体化系统设计实训、工业控制技术实训等理论与实践高度融合的课程。 第三部分是以职业素养培养为主导的校外综合实践课程,设置了毕业实习及综合实践(顶岗半年或以上)校外实习项目,以培养学生的职业精神、职业养成、职业道德。 第四部分是以职业技能考核为主导的职业技能训练课程,由中级维修电工、电梯电气安装与维修操作、低压电工作业操作等考证实训及鉴定系列课程构成,考证实训结合相关专业课程,作为“职业资格证书”教育教学内容,帮助学生获得相对应工种的中级或以上职业资格证书。 二、产教融合实训基地建设 目前广西交通职业技术学院机电一体化技术专业的产教融合实训基地的设施设备相对齐全,能够满足该专业学生实训要求。该校校内产教融合实训基地建设具体如下: (一)校企共享型实训基地建设 校企共享型实训基地建设由企业投入资金、设备、教具和教学软件,学院提供场地和配套设施,校企双方共建品牌培养基地。以广西交通职业技术学院的通力电梯实训基地为例,该基地由企业提供实训设备,实训场地按企业要求进行改造、装修,企业负责设备安装及调试等。主要设备包括:MX32、MX18马达及模拟控制运行设备;MX14马达及模拟控制运行设备;配套的E-Link5.1电梯管理系统、门机系统等。通力电梯实训基地按照企业标准配置专用工具、维修保养等设施,场地营造品牌文化氛围,实现学员在实训中心学习场景与企业实际环境一致。实训基地配置信息化现场教学教室,教室配置完善的多媒体教学硬件、演示教具,用于订单班教学,同时教学硬件满足对通力电梯员工的培训。 校企共享型实训基地以为企业培养高素质高技能型人才为抓手,由企业制订实训基地场地建设和实训设备配置标准,为学校品牌订单班教师进行师资培训及资格认证,企业参与订单班组班、教学以及实习就业过程,学校则为企业培训学生,按照企业标准对学生进行考核和认证,直接在本地区进行企业员工培训,承接企业在本地区的品牌文化推广,达到校企“双赢”的合作局面。校企共建的实训中心成为企业员工培训、企业文化培养、企业品牌推广的基地。企业为学校培训教师,不仅是订单班授课资格培训,而且持续提供新技术、新梯型培训,打造一批始终与企业实际电梯维保过程相结合的专业师资队伍。这样,学校和企业的场地、设备、技术、人才实现优势互补、资源共享,形成协同发展的合作机制,为本地区企业发展和产业升级提供人才保证。在校内建立校企共享型实训基地,双方共享共用,既满足在校生开展实训实习的需要,又承担企业员工业务培训和技能考核职能;既为通力电梯在职员工提供内部技术学习与交流的平台,也为机电一体化技术专业的学生提供实训操作的平台,为电梯行业储备更多的技术人才。 (二)生产性实训基地建设 生产性实训基地生产主体为:学院“科研团队+机电创新团队”及机电一体化技术专业学生。以研发产品和生产指导为主,以产品生产组装为辅。对于一些校内难以加工完成的机电零部件,可以寻找在国内有能力提供该服务的企业,进行外协加工。目前已有产品为模块化电子电路开发箱,采用“所见即所得”的研发理念,目前已经应用于机电一体化技术专业实训教学5年,性能优越。开发箱由一块主板和7块插接板组成,可以方便地为学生提供真实电子电路设计实训。该产品配套了“理实一体化”实训教材,目前,市面上没有同款产品。产品立体停车系统为景观式立体停车系统,是集机械、电子、传感器、自动控制为一体的教学设备,荣获国家发明专利,在东盟职教展上获得了国内外嘉宾的广泛好评,可方便地为学生提供自动控制、传感器、电机拖动等课程的实训。产品研发团队按校内外生产企业对产品的设计要求,研发出具有自主知识产权的电子产品,促进大学生创新创业成果生成与转化。学院荣获国家发明专利的“八面玲珑立体停车系统产品”及为学生服务5年的“模块化电子电路开发箱”等,都是依托生产性实训基地平台师生自主研发的。通过生产性实践平台,充分发挥桥梁和纽带作用,连接校园与社会,沟通学生和市场,服务于大学生素质教育、科技创新、就业创业和社会服务,为推动创新创业教育的蓬勃发展贡献全力。 (三)创新创业实践基地建设 创新创业实践区依托产教融合、特色办学的先进理念,以注重大学生的创新设计能力,加强学生动手能力的培养和工程实践的训练,提高学生针对实际进行机械创新思维、设计和制作等实际工作能力及基础教育为目标,通过构建交通特色的创新创业实践基地,推动学院毕业生更高质量的创业和就业,努力造就“大众创业、万众创新”的生力军,以期推进产教融合,实现以创新引领创业,以创业带动就业。创新创业实践区的建设,将成为学院机电机械类专业的大学生创新实践平台、大学生学科竞赛中心、大学生创业孵化基地、大学生科研团队研发中心,并将成果转化以及推广应用,为行业、企业以及政府部门人员提供技术培训。 创新创业实践基地设有机电和机械等学科专业的机械加工中心、机电创新协会、产品研发中心等,以创新的思维构建了一个全面开放的培养大学生创新思维、创新精神、创新意识等创新能力,以及创新成果技术转化与创业孵化的平台,为大学生提供了科技制作与研发的场所。同时,创新创业实践基地以科技创新活动为载体,积极开展有专业特色的学生科技创新活动,加强创新创业教育。把企业引入校园,在院内建立“IT创新创业孵化器”等实践锻炼平台,让学生“真刀真枪”在真实课题中得到锻炼。根据专业特色,成立专业社团和学习阵地,举办电子设计大赛、电工技能大赛等专业特色的学习竞赛活动,为学生科研创新搭建平台。通过这些措施,极大地激发学生学习和创新的积极性,机电一体化专业学生在全国的电子设计竞赛、广西“挑战杯”课外科技作品大赛、广西机械创新设计大赛、广西创新设计与制作大赛等活动中都取得了不错的成绩,其中多项作品荣获国家专利。 三、校企合作人才培养模式实施 以通力订单班为例,广西交通职业技术学院相关专业群与全国通力电梯有限公司已合作4年,企业为订单班提供实习实训岗位,并提供奖学金,学院则按企业要求,与企业共同制订人才培养方案、共同开发专业课程及教材、共建实训实习基地、共同推进学生就业,使校企联合培养的学生成为企业稳定型储备人才。机电一体化技术专业围绕电梯的技术研发、设计制造、市场营销、安装维修、售后服务等各个工作环节构建专业群课程体系,使专业具有鲜明的电梯特色。通力订单班的课程是由企业和学校共同制订人才培养方案,课程分两个阶段:第一阶段(第五学期):学生在学校集中培训,课程由企业和学校专业教师共同授课;第二阶段(第六学期):学生到企业生产实习,由专业教师和企业指定导师共同指导。具体培养过程如图1所示。 订单班大胆实施课程教学改革,专业培养目标与产业需求一致,R悼纬烫逑涤敫谖荒芰Χ杂Γ专业课程内容与职业标准对接,教学组织过程与企业生产同步,毕业生能够“零距离”上岗就业或自主创业。订单班的师资来源更丰富,采取“校企互动、专兼互聘”的教师聘用方式,聘请企业工程师担任专业课程及顶岗实习指导教师,专业教师到企业兼职技术专家、技术顾问等职务,互派人员进入工作站开展课题研究、技术攻关等实质性工作,合作共赢,大大促进了毕业生高质量就业。学院在多个专业推广该育人模式。从2012年至2015年,广西交通职业技术学院与通力电梯合作培养学生人数108人,为公司的发展提供人才支持。据统计,到通力电梯实习的学生,实习结束留下的学生达75%。部分学生已经成为通力电梯公司的技术骨干,通力电梯给学生提供了学习的平台和提升的空间。从2011年开始,广西交通职业技术学院与通力电梯有限公司开展校企合作,几年间学生整体质量得到提高,大大提高了企业维保技工素质水平;通过近4年实习生的情况来看(见图2数据),实习生留用率高达75%,在很大程度上满足了电梯公司对电梯人才的需求。 四、校企共享型教师队伍建设 广西交通职业技术学院先后派送机电一体化技术专业5名专业教师到通力电梯南宁分公司参加生产实践;派送2名专业教师到昆山通力电梯工厂参加企业培训;派送2名专业教师到武汉交通学校参加通力电梯员工培训;邀请企业工程师到学校给专业教师进行专项培训及聘请行业工程师走上讲台,担任专业主干课程的教学。这种积极选派专业教师到企业参加生产实践的做法,提升了教师的实践能力,选聘实践经验丰富的企业工程师进行专业指导,帮助教师了解行业新技术和发展趋势,实现了校企间的人才双向流动。通过这些途径,专职教师的工程知识和工程实践能力得到提高,逐渐打造了一支有理论、懂技术、会管理的“双师型”教师队伍。 五、结语 广西交通职业技术学院经过多年的实践探索,产教融合带来的好处展现出来。首先,技能人才培养质量得到了极大提高;同时,也极大提高了教师队伍技能素质和技术水平。产教融合,校企合作,让企业参与学校人才培养全过程,共同承担培养工作及企业参与制订专业发展规划、人才培养方案、专业培养计划,推进教学与课程改革,极大地促进了专业建设;学生提前一年解决就业,毕业实习结合企业工作过程,由校企双方共同指导学生毕业实习,很好地解决了学校与企业衔接这一普遍存在的难题。学校专业教师到企业参加实践锻炼与培训,提升师资能力;校企共建实训基地,改善办学条件,凸显办学特色。几年以来的校企合作实践证明,广西交通职业技术学院机电一体技术专业人才培养质量提升明显,学生就业竞争力增强,就业率达96%,用人单位满意度高,多数学生迅速成长为技术骨干和中高层管理人员。 机电类论文:浅谈VR技术在机电类专业中的应用 摘 要:目前VR技术在诸多社会领域得到了广泛应用,尤其在职业教育教学领域中,VR技术所提供的直观性、沉浸性、互动式的教学体验,对依附于传统教学设施设备上的教学模式、教学手段和教学理念带来了巨大的冲击。本文对如何在机电类专业中利用VR技术进行教学改革,并对如何促进VR技术与机电类专业建设相结合进行了一些探讨。 关键词:VR技术;机电类专业;理论教学;实训教学;实践教学 目前VR技术作为一种新型的教学手段已经越来越多的应用于职业教育教学中,针对机电类专业教学中某些理论知识、结构原理难懂难学,而学生基础薄弱、学习积极性不足的矛盾,VR技术所具有的良好交互性、直观性、场景逼真性等优势,很好地解决了教与学面临的困境;同时VR技术也能一定程度上解决机电类专业实训实践内容对场地、材料、设施设备、人员等的限制性要求,这对专业建设面临资金不足、基础设施设备不够完善的学校提供了解决方案。 1 VR技术概述 1.1 VR技术概念与特征 VR技术集成计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术,是计算机产生的一种人为虚拟的环境,可以直接观察、操作、触摸、检测周围环境及事物的内在变化,并能与之发生“交互”作用。 VR技术具有以下主要特征: (1)沉浸性 使用者完全融入虚拟环境,并且认为该环境是真实的,自己就是该环境的一个组成部分,使用者由观察者的角色转变为主动参与者,具有主导性。 (2)交互性 改变传统人机交互利用鼠标和键盘的一维、二维交互模式,利用人在客观世界中的实际动作,借助特殊虚拟现实设备进行交互,产生和真实世界一样的感知。 (3)想象性 虚拟现实不仅仅是一个软件一个平台,其能突破时间和空间,进入宏观或者微观世界,让使用者完成在现实中由于各种条件制约而难以完成的事情。 1.2 VR技术分类 根据用户参与虚拟现实的不同形式以及沉浸的程度不同,虚拟现实技术可分为三类。 (1)桌面式 利用个人计算机或图形工作站等设备,产生虚拟场景,通过位置跟踪器、数据手套、力反馈器、三维鼠标或其它手控输入设备,将计算机的屏幕作为观察虚拟世界的一个窗口,在一些专业软件的帮助下,参与者可以在仿真过程中设计各种环境。 (2)沉浸式 通常采用头盔式显示器、洞穴式立体显示等设备,利用空间位置跟踪定位设备、数据手套、其他手控输入设备、声音设备让使用者沉入其中。 (3)共享式 是一种基于网络连接的虚拟现实系统,它将多个用户通过计算机网络连接在一起,同时参加一个虚拟空间,达到协同工作的目的。 2 VR技术在机电类专业中的应用 2.1 理论教学中的应用---VR课堂 理论课堂教学是学生学习的主要途径,VR技术应用于机电类课堂教学主要是依据不同教学内容而采取不同的实现形式。 (1)VRPPT应用 机电类专业课程中,如机械原理、液压与气动原理等涉及原理、概念等的内容,如果依据传统的课件、视频学生难以理解,借助VRPPT使老师从传统的二维PPT教学转化成3D 教学,依托桌面虚拟显示平台与3D 投影相结合,让平面物体可视化,这样学生和老师就能真实感受机械系统的内部结构与工作原理及实践应用,能促进学生对理论知识的理解和掌握。 (2)VR视频应用 机电类课程涉及到实物展示、加工维修、拆装等内容通常利用图片、视频或者真实物体来进行教学,例如机械制图课程中组合体读图、零件结构认知、装配结构认知等,由于学生位置角度和参与度或者实物不方便拆卸等因素的限制使教学效果大打折扣。通过VR技术,构建一个与实物同样的三维物体,如可采用3dsMAX建模,在VRML播放器中使用,或者利QUICKTIME VR等进行形象、生动、直观的教学,学生学习的兴趣会有极大提升。 一般而言,传统n堂理论教学中利用VR技术进行辅助教学,要课程资源兼容普通电脑和VR 设备,教师可通过普通电脑进行编辑,然后导出编辑内容到VR 设备,即可实现VR 课堂从编辑到授课。 2.2 实训教学中的应用----VR实训室 VR技术在实训教学中的应用是该技术和职业教育相结合的最主要表现形式。VR实训室依托虚拟现实设施设备以及配套的机电类专业课程实训VR 软件,可以完成传统实训难以达成的一些项目并取得良好效果。 (1)弥补资金不足,实训设备陈旧落后。机电类专业的特殊性,导致实训设施设备价格高昂,占地面积巨大,学校资金不足,不能及时更新换代导致学非所用,学校甚至租用、借用设施设备进行实训教学,严重影响了教学效果。利用VR技术创造生产现场模拟的实践环境,实训教学不再受场地、设备限制,满足教学的实际需求。 (2)突破时空限制,实训更形象直观。机电类实训过程中,采用VR技术可以打破时间和空间的限制,模拟还原某个情境或者场景。例如,电工课程中的,触电急救课程,在现实条件下无法完成,学生通过操作VR 设备,可以进行现场虚拟实训,作为真正实训前的“预实训”。 (3)学生自主选择,实训可重复。利用VR技术,学生自助选择实训模块及次数,增强实训效果,不产生耗材成本问题。例如大型机械的拆装,利用VR技术不仅实现产品模型以装配图和爆炸图的形式出现, 同时又能满足机械维修训练, 实现产品的反复拆装模拟。 (4)避免风险,实训更安全 。VR技术可以避免实训环节中的危险风险,提升实训效率,同时节约实训成本。例如,电工电子实训中,电流热效应带来的爆燃,学生误操作导致设备损坏、触电风险等。在焊工实训中,不需要真实焊机的情况下,VR设施设备将焊接演练过程中焊枪的位置、速度和角度等进行采集处理,并实时生成虚拟焊缝。 2.3 实践教学中的应用----实训基地 VR实训基地的打造,可以解决机电类专业面临的校内外实训基地数量不足、质量不高,校企合作很难实质性融入,学校投入难、学生实践管理难等问题。机电类VR实训基地是一个集多个专业的教学实训、VR 资源开发、VR 人才培训、参观体验展示四大功能于一体的基地。 基地大致布局为:围绕综合功能分区、硬件建设及VR 教学实训软件与配套教学资源的安装与部署等建设需求,含六大区域,即专题展示区、全景教学区、桌面实训区、沉浸体验区、体感交互区及虚拟仿真区。 基地基础功能是: (1)多专业综合实践平台 基地根据不同课程配备相适应的桌面式、头盔式、体感式等各类虚拟交互设备,以各专业人才培养方案为依据定制开发VR 软件、资源等内容,可全面满足机电类专业的实践需求。 (2)VR 人才培训平台 结合机电类专业教师资源、课程资源,可承接周边院校学生及社会人士的VR 技术技能培训,不断满足社会对VR 领域人才的需求。 (3)VR Y源开发平台 基地和校企合作单位、VR技术开发企业等合作开发VR 教学资源,老师参与共同研发VR 软件和配套资源及承接相关VR 资源开发需求;学生可获得实习实践岗位。 (4)VR展示体验平台 基地对本地中小学生、企事业单位开放,学校对VR 技术应用、实践的成果展示,作为学校创新职业教育发展品牌的传播窗口。 3 VR技术对机电类专业建设的要求 (1)教育教学理念转变 教师要对VR新技术的应用有积极的态度,要不断更新和完善人才培养方案,能把新技术融入到人才培养的知识目标、技能目标、素质目标中。特别是要善于将机电类专业知识、资源等通过VR技术进行转化,不断发现和研究实践中遇到的问题,把教师在传统设施设备上依附的演示者角色向VR技术中要求的指导者角色转换,培养学生的探究意识、创新意识。 (2)教育教学内容重构 根据VR技术的特点重新架构教学内容,一般而言,机电类专业涉及到的理论、原理等复杂深奥的知识或者机械加工技能训练、机械装置拆装技能训练等课程可以采用桌面式设施设备进行教学,对于因时间、空间限制无法讲清的内容,可采用沉浸式设施设备进行讲授等,通过教师参与设计教学资源,选择恰当的虚拟现实设施设备,重构教学内容、创新人才培养方案。 (3)教育教学管理创新 VR技术应用使得传统 “师生互动、生生互动”课堂结构增加了两个变量“教师与设备互动、学生与设备互动”,这对教师的教学管理提出了更高的要求,如何使学生适应并善于利用VR技术进行有别于传统教学模式的学习实践亟待探索。 总之,VR技术应用于职业教育当中是信息技术和职业教育相融合的未来趋势,其直观、互动、沉浸和可重复性等特性易于教师教学、易于学生学习,是机电类专业教学改革、创新发展的必由之路。 机电类论文:以学术社团为载体实践高职机电类学生创新创业能力培养 [摘要]针对高职机电专业学生缺乏创新能力和创业热情不高的现象,以机电一体化技术专业创新创业人才培养为中心,以专业学术社团为载体,实践“三阶段、立体型、多元化”创新型人才培养体系。通过采取控制总学分、分层分类教学等形式,满足不同基础、不同发展意向学生的需求。创建“社团活动―课程建设―学生训练”三位一体协同创新模式,自觉对接和延伸第一课堂内容,开发出融知识、技能、产品和趣味于一体的课程与创新教学项目。开展融科技创新、素质教育、对外技术服务等内容,提升学生创新和就业竞争力,涌现一批优秀毕业生。实践证明:以专业学术社团为载体开展各类创新创业活动是培养学生创新创业能力的一种有效方式。 [关键词]学术社团;高职机电;创新创业 0引言 近年来,党和国家高度重视大学生的创新创业教育,教育部先后启动了“大学生创新创业计划训练”“大学生人才培养模式创新试验区”等建设项目,以促进创新、创业和管理高层次人才的培养[1,2]。同时,根据大量企业调查发现,高职机电类学生除了应具备必须的专业知识外,更应具有较强的创新实践能力和管理能力。然而目前创新创业教育在高职院校的开展情况并不乐观,主要体现如下:高职机电类学生大多墨守成规,禁锢于书上的标准答案而缺乏创新思维和求异精神,这跟重视技能的教育方式有关;学生缺少创新创业的实践,大多数学校的学术社团活动主要针对于少数学生;对开展创新创业教育的制度和管理还不完善[46]。 随着高职院校创新创业教育的不断深入,浙江工业职业技术学院机电一体化技术专业以课程改革与人才培养方案改革为重点,以创新创业人才培养机制为引导,以培养具备实践创新能力、企业管理及创业能力的高层次人才为目标,将创新创业教育理念融入到人才培养方案和课程教学。目前建立了专业学术社团“大学生机电产品创新协会”,本着“以科技为创新源泉,以实践为创业动力”的理念,积极开展一系列科技创新与创业活动。通过这些社团活动提升了高职机电类学生的创新创业能力、就业竞争能力和持续发展潜力,涌现出了一批优秀毕业生,并建成了一支优秀的师资队伍。 1创新创业人才培养的探索与实践 1.1实践“三阶段、立体型、多元化”的专业人才培养方案为做好以学生为本的创新创业能力教育,在专业人才培养体系的设计中始终坚持统一性与多样性相结合,具体实践中采取控制总学分、课程优化、分层教学、辅修专业等多种形式,满足不同基础、不同发展意向学生的需求,促进学生的个性发展,增强培养的弹性,促进学生自主提高。通过对学生培养目标的系统设计,构建了机电一体化技术专业的“三阶段、立体型、多元化”人才培养方案,总体结构如图1所示。其中,“三阶段”是指创新创业意识融通人文课程体系,创新技术融入专业核心课程,创新创业训练渗透专业方向课程;“立体型”指以实验实训室、学生工作室为依托的课内外“创新实践平台”,和以绍兴市工业设计基地、绍兴市科技馆等为依托的校内外“创业训练平台”互补立体型结构,为学生创新创业教育和锻炼提供了保障;“多元化”指创新创业成果多样性和评价体系多元化。学生根据自己的能力取得超出培养方案规定的课外学分,可用来替代相关专业拓展课的学分,比如参加竞赛、开发作品、对外服务、、学生项目等获取课外学分,这为学生自主性创新创业能力的锻炼提供了更多机会和更加宽松自由的空间,实现了培养目标多样化、课程体系柔性化、培养方式个性化、实践形式差异化。 1.2实践以学术社团为载体的三位一体协同创新人才培养模式以机电一体化技术专业为支撑建立的学术社团“大学生机电产品创新协会”通过科技竞赛、项目互动、对外技术服务等内容将创新教育贯穿于人才培养的全过程,自觉对接和延伸第一课堂内容,开展“社团活动―课程建设―学生训练”三位一体的协同创新人才培养,促进学生创新创业能力的提高。通过社团活动使得学生从“要我学―我要学―我爱学”的过程转变,在离开教师监督时学生能自主学习和管理,从而推动专业转型升级和优化课程体系。具体做法如下。 1) 增强社团主体地位。为体现学术社团的地位和价值,成立学生工作室、创新活动中心等场所开展科技创新活动,其中学生工作室设置社团办公区、资料查询区、作品及荣誉展示区、社团文化展示区;学生创新活动中心设置了材料安放区、产品设计区、加工区、装配区,并配备了各类加工机床和工具,满足学生进行科技创新活动的要求;Robot工作室配备了机器人开发所使用的软硬件,并展示了开发的各类机器人,包括舞蹈机器人、武术机器人等。 制定完善的管理制度、组织机构和社团文化。管理制度对社团开展的各类科技活动、社团人员分工、社团招新和宣传、工作室卫生等规定了详细的任务和要求。社团的组织机构采用“两长三组一室”,其中“两长”指协会会长和副会长,“三组”指成立的机械创新设计、机电产品控制、机器人三个兴趣小组,“一室”指办公室(设主任一名),下设财务处和宣传处。为了让W生在社团中建立起自己的归属感和荣誉感,社团重视文化建设,包括社团发展历程、优秀社团成员成果及毕业后获得的荣誉展示、社团成员在各媒体中的宣传报道等。 学术社团的可持续发展离不开一支高素质的导师队伍,学院以教师科研平台为依托,建成一支教学团队,配合社团开展创新创业教育活动,制定教师奖励和评职晋升等方面的政策。学院、导师和社团成员的关系如图2所示,这种方式可以有效促进导师和学生的协同创新,共同提高他们的创新能力。 2) 开发出融知识、技能、产品和趣味于一体的课程与创新教学项目。通过平台建设和创新人才培养的实践经验积累,促进了"机器人调试与制作"等课程的改革,实践了“职业活动导向教学模式+跨课程项目化教学设计+创新型”一体化教学过程,构建了初级动手训练、系统动手训练、科技创新活动的三级创新教学体系,比如构建了基于燃料温控卡等纺织电子产品的跨课程项目化教学设计和基于舞蹈机器人等融趣味一体的创新型教学项目。 以"机器人调试与制作"课程为例,开发出融知识、技能、产品和趣味于一体的机器人教学项目,如武术擂台、灭火、探险游等项目,构建了初级动手训练(掌握机械、电气、传感器及控制软件等基础知识并训练学生的团队意识、表达能力等)、系统动手训练(构建一个较复杂的系统以培养学生的综合能力,根据学生特长和爱好选择不同的训练模块进行创新训练,实现各类机器人的功能设计)和科技创新活动(对学生有潜力的项目给予特别支持和孵化,帮助学生利用各种技术技能将他们的发明创造由创意转变为有形的创新成果并转化为生产力)三级教学体系。 3) 开展规模化、多样化、系统化的创新创业活动。机电一体化技术专业每年组织社团成员参加各类学科和技能比赛,通过这些创新创业类竞赛培养了学生的创新创业思维,增强了学生综合分析能力、工程实践能力,加强了团队合作和竞争意识,激发了自主学习的激情与斗志,全面考验学生的个人素质、领导能力和团队精神。社团做好的科技活动包括:每年下半年开学初社团配合做好专业创新创业教育和技术指导;每年上半年做好学校技能文化节宣传和组织工作,学生参与度达到专业总人数的70%以上;做好国家和省级各类竞赛的选拔和总结工作,社团成员在做好“传帮带”、参加竞赛和成果总结、社团管理等工作中提高自己的创新创业能力,同时学校和社团根据贡献度给予相关奖励,具体内容如图3所示。 自2010年以来,机电一体化技术专业学术社团成员在全国大学生机械创新设计大赛、浙江省大学生机械设计大赛、中国机器人大赛暨RoboCup公开赛、中国智能机器人大赛、机械部件创新设计与制造技能比赛、浙江省挑战杯大学生创新创业大赛等赛事中累计获奖118项,学生作品申报专利15项(已授权10项),学生主持浙江省大学生科技创新活动计划项目(新苗计划)5项和绍兴市大学生科技创新项目9项。 另外,对外交流和服务活动是大学生开展创业实践的一种重要形式。高职机电类专业学生除了利用自己所学的技术技能参加一些志愿者活动外,结合专业学术社团的整体实力,开展一些大型普及教育和交流活动,比如学生完成创新设计与制作后将作品展示给不同群体,在帮助别人的同时不断提高自身服务社会的综合能力,形成市场开拓和承受挫折的意识,社团通过绍兴市科技馆、各类学校开展一系列对外技术活动,比如“携手志愿,对话科技――绍台大学生义工科技交流活动”“与智能机器人的亲密互动”“科普知识进幼儿园活动”“科学达人秀”等等。 在提高学生创新与对外服务的过程中,积极探索学生从创业意识培养、创业竞赛训练到自主创业的递进学习过程。为推进学生自主创业的平台,学校设置了绍兴市工业设计基地,鼓励学生进行创业活动,并对入驻的学生工作室给予免3年租金的条件,为学生提供创业的实践机会,对具备创业条件的学生,导师参与策划创业方向和技术指导。目前众七智能科技有限公司等4个由学生组建的公司入驻了基地。 2成效 多年来,机电一体化技术专业以学术社团为载体开展创新创业意识、创新创业训练、创新创业实践等各项活动,吸引了一大批学生的参与,取得了良好教学效果,培养了一批优秀毕业生,典型成效如下。 1) 人才培养质量显著提高,提高了学生毕业生就业质量和专业吸引力。目前基于学术社团为载体培养的高素质创新型人才受到了企业的高度认可,几家合作企业对这个群体的毕业生接受度极高,甚至超越了对普通重点本科毕业生的期望度。目前上海铁路局在本专业中招聘学生数为318人,大型企业来校设置奖学金,比如杭汽轮、罗克韦尔专门为机电类专业学生设置了企业奖学金。大型企业(比如上海铁路局)每年单独或组团开专场招聘会;校企合作单位(比如绍兴旭昌科技有限公司)积极参与校技能文化节,组织技术人员参与活动、提供经费支持以及开展讲座等。 2) 专业课程建设成效显著。基于课程建设过程中所构建开放式项目化教学模式、跨课程项目教学设计获市级和校级教学成果奖,成果已经应用于专业的教学活动、课程建设和教材建设中。目前本专业为中央财政支持专业、浙江省优势专业和浙江省特色专业,建成5门省级精品课程和5门市级精品课程,出版10本省级教材。 3) 社会影响力不断提高。在2014年和2015年的浙江省自动化教指委年会上向同行介绍了基于社团开展创新创业的成果经验,同类院校来校参观和交流经验;以绍兴市科技馆为通道开展各类大型成果普及教育活动,得到电视台、报纸等媒体的大力宣传;绍兴市职教中心、桐乡技师学院、绍兴县机关幼儿园等师生来校参观和学习创新成果。 4) 学生创业活动。近三年来,学生社团中涌现出了如任德铭、钱招利、陈超等一批学生创建的公司,并得到浙江教育报、绍兴电视台、绍兴日报等媒体的宣传报道。比如由机电一体化技术专业学术社团核心成员创建的绍兴市众七智能科技有限公司,目前除了对外开展机器人技术培训、技术开发、产品宣传等相关活动外,也积极为社团成员的创新c创业能力培养提供实践平台。 机电类论文:中职学校机电类“双师型”教师培养探究 摘要:现代机电设备大型化、自动化程度的不断提高,机电类企业对机电类毕业生的专业知识和实践技能的要求也日益提高,机电专业师资队伍综合素质也必须随之加强。“双师型”师资队伍是人才培养质量的根本保证。本文对机电专业“双师型”师资队伍建设存在问题进行了分析,并提出了相应的改进建议。 关键词:机电类;双师型;分析 一、加强“双师型”教师队伍建设可满足社会人才培养的需要 我院机电一体化技术专业的人才培养目标是“培养适应社会主义现代化建设需要,德、智、体、美全面发展,具备良好职业道德及敬业精神,掌握本专业必备的基础理论知识和专业知识,具备机电一体化设备操作、维护、维修和管理的技术和技能,服务于现代机械制造业生产和管理一线的技术技能人才”。这就对本专业的任课教师提出了较高要求,即专业教师不仅要具有扎实的理论基础,还应具备丰富的实践经验;不仅要具有组织实施教育教学的能力,还应具备指导学生开展实习实训的能力。只有这样,才能满足当前社会的人才培养需要,培养出“下得去、用得上、留得住”的高素质技术技能人才。 二、加强“双师型”教师队伍建设可提高中职院校核心竞争力 国家的繁荣昌盛需要人才,引进、培养并留住人才关系到中职院校的生存和发展。建设一支高素质、高水平的“双师型”教师队伍无疑是各中职院校工作的重中之重。改革开放三十多年来,我国的高等职业教育事业取得了迅猛发展,占据了半壁江山。但随着我国中职招生适龄人口的变化,各院校在招生过程中将面临十分严峻的生源大战,甚至决定了一所中职院校的生存。因此,近年各中职院校都开始将工作的重心由规模发展向内涵发展转移,大力开展专业建设、课程改革和实习实训基地建设,而上述所有的建设都需要教师去做,故教师队伍的水平高低就决定了上述工作的质量,决定了一所中职院校的核心竞争力。 三、自我反思与评价 自我反思可以帮助青年教师逐步改正自己的缺点,完善自己的不足,使自己逐渐走向成熟。在教学实践中进行反思,有利于教师及时改正自己的错误,提升学生学习的质量,促进学生能力的提高;在教学实践后进行反思,教师可以根据学生的学习情况对教学过程进行全面而客观的评价,从而使教师清楚地认识到教学中出现的问题,以便下次课可以改进。 例如,在教学《机械模具》时,大部分教师都采用多媒体进行教学,让学生通过直观的视觉感受去理解,但是由于有些学生的空间想象能力比较差,他们很难将模具的形状在脑海中完全地呈现出来,从而会造成学习效果降低。那么,教师在教学之后进行反思就会找出问题的症结,在下次课上教师就可以拿出实际的模具让学生观看,从而让学生很容易就掌握了这些知识。 四、机电类专业教师“双师”素质能力要求 机电类专业教师掌握系统的机电专业理论知识,同时在其专业领域内具有娴熟的机电技术应用能力是该类专业教师“双师”素质的基本要求,具体能力体现在以下几个方面: (一)教育教学能力 掌握高等教育的教学理论,熟悉职业教育的教学方法,了解机电行业岗位工作性质和岗位技能要求,能根据机电行业岗位知识要求开发项目课程,掌握现代先进教育技术,会利用多媒体、计算机辅助教学、网络技术等先进的教学设备,提高教学的直观性和教学质量。 (二)专业技术应用能力 熟悉机电行业典型工作岗位的技术工作内容,具有机械构造的设计与应用能力、电气控制技术的设计与应用能力、液压控制技术的设计与应用能力等具体机电技术的应用能力。具有熟练的专业技术操作能力和实验能力,在实践教学环节中能动手师范指导学生进行技能训练,能亲手解决实际技术问题。 (三)具备科技推广素质 职业学校的发展必须贴近经济和社会发展的实际,面向市场、面向社会,积极改革传统的办学模式,为当地经济发展培养适销对路的人才,这是职业教育生命力的所在。这就要求专业教师要清楚掌握当地经济发展的现状,以及人才结构,结合当地经济的实际到高校、科研单位引进新品种、新成果及科研项目,以增强学校科技开发与推广的能力,掌握新材料、新设备,并及时传授给学生,在多位一体的教学体制中推广应用,以推动当地经济的发展。由于产品更新周期越来越短,专业教师应及时经常地到工厂、企业、机电门市部,了解先进的机器设备,及时给学生讲解;应密切配合当地实际设计出先进可靠、经济合理、造型美观,有市场竞争能力,受用户欢迎的新产品;平时应多注意积累有关的科学研究、科技开发等成果,进一步完善产品设计,提高产品可靠度;萌生新的设计构思,开发新产品。 通过一系列的科技活动,机电专业教师才能掌握社会市场信息,积累生产实践经验,提高自身业务素质,更提高专业课教学的质量,同时也扩大学校在社会上的声誉和影响力,提高社会对职业学校的认识,增强学校的办学活力,充分发挥职校在兴市富民中的作用,取得一定的经济效益和社会效益。因此,机电专业教师应具备科技推广的素质。 (四)职业素养与职业素质 熟悉行业背景,了解企业文化,掌握行业企业技术规范,具有良好的职业道德。了解机电类企业主要生产岗位对从业人员的基本素质要求和专业技能要求,关注并了解机电行业职业标准和技术规范的不断革新。能及时接受行业企业新标准和新规范,并将其融入教学内容。 五、加强校企之间的合作 双师团队建设离不开校企合作,企业的配合与支持是双师团队建设的重要保证。中职院校可以依据自身实力建设校中厂,鼓励企业在学校内投资建厂,由企业来安排技术人员的指导,使企业技术人员来担任兼职教师,对企业来说,在学校内投资建厂也有很大的积极作用,一些小型机械的零部件制造、机械设备的简单组装等都可以在校中厂进行,不但能够锻炼学生的动手能力,还节约了企业的人力资源,企业还可以利用学校的设备来进行开发研究,减少了企业的设备投入,由企业技术人员来给学生上课,既能够完成学生的实训任务,还能够完成企业的生产计划,再为企业减少成本的同时扩大的企业效益,由此可见,校中厂的校企合作是一共双赢的局面,并且具有很大的可行性。 加强中等职业学校“双师型”教师队伍建设,增加“双师型”教师比例,不仅直接影响职业教育职能的实现,而且关系到职业学校发展的规模、速度和人才的质量。加强“双师型”教师队伍建设,已成为职业教育的重要课题。提高教师的素质是提高教学质量的前提。我们的中职学校机电专业要想尽快培养出更多受欢迎的技能型、应用型专业人才,就必须尽快建立起一支高水平的“双师型”机电教师队伍。因此,机电专业教师应坚持一切从实际出发,在教学实践和教学研究中积极探索中职教育的特点、把握其发展规律。工作中不断积累教育教学和实践经验,努力成为机电专业的教育教学骨干,成为“双师型”教师。 机电类论文:机电类专业中高职衔接的课程体系研究 摘要:中高职衔接的人才培养模式对于加快现代职业教育体系构建具有重要作用。文章通过对中高职人才培养目标、岗位需求和人才需求分析,明确了高职阶段的培养目标,建立了依托花都工学结合示范园的机电类专业中高职衔接的课程体系。 关键词:中高职衔接;课程体系改革;学生 一、绪言 伴随着市场经济与市场需求的变化,用人单位对具有一定技能的专科以上层次人才的需求量越来越大。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》中明确提出了构建能够体现终身学习、中高等职业教育有效衔接、协调发展的现代职教体系的要求,而做好中高职衔接,不仅体现在人才培养方法上,在课程体系上也要做好衔接。本研究依托广州铁路职业技术学院花都示范园对机电类专业中高职衔接的课程体系进行了改革与实践探索。 二、人才培养目标分析 在中职教育中主要注重学生操作技能的培养,培养目标以技能型人才和高素质劳动者培养为主,培养学生具有一线生产的工作能力和较强的职业能力;具备良好的职业道德和素养,能够热爱本职岗位;身心健康,具有一定的创新意识和能力。 在高职教育中不但要重视学生技能的培养,还要注重创新意识和创新能力的培养。以广州铁路职业技术学院花都示范园机电一体化技术专业为例,该专业的人才培养目标是:以市场为导向,主动适应珠江三角洲传统优势产业和新型特色制造业发展需要,面向生产、建设、服务和管理第一线,以“产教一体,寓学于工”模式培养具有创新精神和良好的职业道德,具备机电一体化技术基础知识和专业技能,适应轨道交通站台、车辆、机车机电一体化设备的安装调试、维护维修、管理以及机电一体化产品设计、改造和销售等工作岗位,具备职业生涯发展能力和开拓创新精神,培养人格健全的高级技术技能型人才。 三、课程体系建设 广州铁路职业技术学院机电类专业中职招生对象主要是面向广东省的中职院校。以市场为导向,以及本学院的铁路行业背景,机电类专业毕业生就业主动适应广东省及珠三角地区等地方区域经济发展需要,主要以轨道交通类企业为主,面向轨道交通尤其是高铁站场和车辆维修制造企业一线。为了做好花都示范园实施机电类专业中高职衔接,针对中高职不同的人才培养目标,必须对课程体系进行改革。 1.典型企业岗位设置情况分析。本研究对包括广州地铁、深圳地铁、湖南铁路联创技术发展中心、广州铁道车辆厂、日立电梯、广州升华科技、珠江钢管集团等在内的(珠海公司)企业进行调研,调研企业涵盖了包括轨道交通行业、装备制造等行业。这些企业的产品或设备涉及机加工设备、起重设备、钢铁加工设备、电梯。企业规模从50人到上万人,调研企业无论大小都是技术和资金密集型企业,装备水平较高,主要岗位技术和技能要求较高,机、电、液技术的综合应用是这些企业产品或生产设备的主要特点。参与调研的企业都是具有机电设备维修与管理岗位,大多数岗位对素质总体要求高,需要具备机、电、液技术综合应用能力的高技能人才。 2.人才社会需求分析。由于经济发展和技术进步,企业装备水平提高,对机电类人才技能要求逐渐提高,需求数量也稳中有升。无论是轨道交通的车辆修造工厂或是装备制造行业,都具有大量现代化装备,这些设备为了满足各自特定的工艺需要,形态各有不同,但是从设备原理来看,仍就没有跳出基本常见的机械传动机构,或由电力拖动,或由液压气压驱动,控制系统由低压电气控制器件控制,或结合PLC或单片机控制。对维护人员的需求要求是尽量能够掌握机电液综合理论知识,经过几个月的顶岗实习后可以独立处理一般设备故障。从需求数量来看,轨道交通的车辆修造行业、车站设备维护、装备制造业设备装配维护需求人员在未来几年内保持增加趋势。尤其是高铁车站设备维护方面,湖南联创公司是开拓性从事高铁和城轨车站设备维护的企业,目前由于车站设备门类众多,维护人才匮乏,企业主要是负责高铁车站设备值守,出现问题再联系不同的生产厂家售后服务。对于高铁车站或其他轨道交通车站设备,目前没有专门的院校为其培养适用的专门人才,考虑到广东省近几年的高铁建设,高铁和城轨等轨道交通车站设备维护目前来看是人才培养空白,因此具有一定的发展前景。对职业资格证书不同岗位有不同要求,如从事电气设备维修要求具备电工上岗证,从事电梯维修要求具备电梯维修证,等等。 3.课程体系设计思路。中职教育主要面向初中毕业生或者具有同等学力者,在基础理论知识方面以必需和够用为原则,突出技能的养成和实际操作,课程分为公共基础课程和专业技能课程两大类。公共基础课的任务主要是引导学生能够树立正确的世界观、人生观和价值观,提高学生的思想觉悟、职业修养和科学文化素养,同时为学习专业知识、培养职业技能奠定基础,既满足了学生的职业生涯发展需要,又促进了学生的终身学习。两年高职阶段的课程体系,将理论基础知识、专业应用能力和创新素质融为一体,遵循“厚基础,强能力”的思路设置课程体系,除了“公共基础课”按照国家和省教育主管部门的有关精神设置基础性人文课程以外,根据专业特点和就业市场需求,精心设置了“机械+电气”双支撑的“专业基础课程”,夯实专业知识的平台性基础,重点培养学生的创新学习能力和实践操作能力。在此基础上,根据就业市场需求和学生的职业发展需要,设置“专业课程”包,突出学生的专业技能和职业素质的培养。在专业知识技能培养的主线指引下,充分兼学生的个性化差异发展需要,设置专业拓展课程及公共选修课程,拓宽学生的知识面,培养学习迁移能力和创新思维。将理论与实践深入融合并进一步深化实践,提高学生的实践创新意识和能力,使其成为具有较强理论基础、实践技能、责任意识和创新能力的应用型技术人才。以广州铁路职业技术学院花都示范园机电类专业为例,主要是依据轨道交通车辆修造企业和站场设备维护企业,分析岗位群的工作职责,针对职责履行中所必需的知识和技能,以及后续技术发展和相应岗位群调整而需要的学习能力开设的课程。 4.课程体系的构建。课程体系设计的主要格局是以维修电工的岗位需求安排课程,依据机电设备维保、技术改造所必需的机、电、液核心知识与技能设置专业基础课和专业课。在校内所有课程结束后安排毕业顶岗实习,培养学生在特定工作条件下的适用性和针对性。专业选修模块开设的课程主要考虑针对车辆修造企业或站场设备维护岗位群所需技能不足而开设的课程,这是对专业课的扩展或补充。根据调研分析结果,课程按照能力本位的原则设置,同时依据学生的知识、能力和成长的综合基础来搭建课程体系的框架和课程路线,如图1所示。 四、结语 通过对区域经济发展和市场需求的分析,为了做好中高职衔接,在课程设置上进行了改革实践。 机电类论文:应用型机电类专业创业教育课程模式与实践教学体系研究 摘要:在高等教育逐渐普及的今天,各类专业对创业教育的重视程度逐渐提升。在应用型机电类专业教育中,关于创业教育的课程模式探索与实践教学体系构建,已经出现了一些优秀成果,如专业群建设、校企政府三级联动、学徒试点、建设校外实践基地等,这些措施不但培养出了优秀的应用型机电人才,而且还有效推进了创业教育与专业教育的有效融合。本文将对这些措施予以分析研究,为应用型机电类专业的创业教育实践与革新提供理论支持。 关键词:应用型机电专业;创业教育;课程模式;三级联动;学徒试点 当下我国改革开放已经进入纵深发展阶段,高校发展获得更多自主性,教育规划越来越注重实际需求,专业教育和经济发展的联系越来越密切。面对当下大学生“就业难”和企业“人才荒”的双重困境,高校开始大力提倡创业教育以缓解紧张局势。在此种大背景下,应用型机电类专业教育也开始引进创业教育,并致力于课程模式和实践教学体系的积极探索和构建。 一、应用型机电专业创业教育的基本现状 在传统观念中,应用型机电类专业教育的技能性很强,此类人才毕业后的走向主要是企业厂矿等单位,创业者甚少。目前应用型机电类专业大学生对创业的认识和理解比较浅显,尽管他们有多种渠道可以获知创业知识,如创业课堂、大众媒体、家庭影响等,但总体来看,大部分学生对创业并不十分了解。与其他专业相比较而言,应用型机电类专业的创业教育相对比较薄弱,甚至是落后的,一些高校甚至没有开设相关课程,也没有提供创业教材。在创业教育形式上,一些课程教师自身并没有创业经验,只是借助一些案例照本宣科,导致学生无法获得真正有用的创业知识。此外,校园环境缺乏创业氛围、大学生缺乏创业意识、创业课程不成体系等,都是当下创业教育遭遇的常见问题。 二、创业教育的课程模式构建 (一)创业素质教育与机电专业技能培养相结合 创业素质教育与机电专业教育相结合的课程模式,实质上是一种新型的产学研产物。当下专科机电教育探索出一种“1+0.2+1+0.8”四段制人才培B模式,2年在校学习,1年在企业实习,分两次实施,二年级0.2(2个月)和三年级0.8(约8个月)。[1]这种模式同样适用于本科应用型机电专业教育,其核心在于边学习专业技能,边参加实训,这有利于学生提前感受企业氛围,感受创业熏陶,及时了解自身情况以调整专业学习计划,为创业素质的形成与专业技能提升奠定基础。与此同时,创业教育的理论教学也应同步增加比重,积极开设相关实用性课程,如“机电类职业生涯规划”“机电创业心理学”“机电营销学”“机电就业与创业指导”“机电创业实训”等,真正将创业教育和技能培育结合起来,强化大学生的创业素质,掌握创业技巧,提高创业能力。 (二)创业意识教育与机电类专业群建设相结合 所谓专业群是指专业之间存在一定内在联系,知识点要求相近,岗位技能要求类似,即要求一定数量共同的实验和实训设备,培养目标相近或者重叠的专业都可以归为同一专业群。[2]机电类专业群建设,可以实现机、电、光、计算机、信息技术的集成化发展,推动传统机械制造走向智能型道路,一方面满足制造业提升“含金量”的需求,一方面满足应用型机电专业发展的需求,全面适应市场,这一模式能使高校集中人力、物力和财力资源建设核心专业,在提高教学竞争力的同时,降低教学成本。创业教育与专业群建设的结合,有利于学生实现专业互补,此种形式不但可以“校―企”合作展开,也可以联合不同院校开展“校校―企”的共同合作,创建校企合作群,使学生在辅岗实习的过程中学会整合技术力量,体验多种企业经营模式,感受市场的需求变化,启发创业意识,掌握多种实用技能,使自己成为更具有竞争力的复合型人才。 (三)创业方案规划与应用型人才培养有机结合 从实际情况来看,应用型机电类专业的创业教育大多流于形式,相较于理论层面的创业案例分析而言,大学生更倾向于创业机遇与环境分析、人际沟通技巧、市场分析与营销等的学习,而且他们普遍期望拥有真实创业经验的人来授课。针对这一需求,应用型机电类专业的创业教育,应立足应用型人才培养的实际需求引导学生从事创业方案规划,使大学生在拟定创业方案的过程中,对一些实际问题进行模拟分析和解决,既能强化创业意识,又使其形成一定心理预期,避免盲目创业。 (四)优化创业课程,构建实践主导型课程模式 目前应用型机电类专业的创业教育课程体系存在诸多问题,尤其是课程模式不合理,在课程结构中,专业课占据重大比例,理论课满堂灌,学生的人文素养不到位,此类课程模式难以引导学生拓展知识结构,导致人才技能单一。还有些学校过于注重实操课,学生本就缺乏理论指导,因而在创业操练中体验到的失败总是多于成功。当然,前文提及的创业课程开设较少也是一个重要原因,由于缺乏整体性的创业教育课程体系,导致学生很难学到有用的创业知识和经验,使创业教育缺乏实效性。基于应用型机电类专业人才培养的特征和需求来看,我们主张构建实践主导型的创业教育课程模式,在夯实理论基础的前提下创建“教、学、练、创”一体化的模块化教学平台,联合学校、企业和政府的资源优势开发创业一体化教育课程,为学生提供全方位的创业指导。鼓励学生积极参加教师带队的创业课题,以综合能力为考评标准选拔优秀人才参与企业科研团队的项目开发,使学生真正学会怎样应用专业特长,在企业氛围中领悟创业精神。 三、创业教育的实践教学体系构建 (一)校企政府“三级联动” 基于当下高等教育的大形势来看,构建“国家制定教学质量、学校修订培养方案、企业构建专业人才评价体系[3]”的人才培养质量标准体系,已经成为推动创业教育走向实践的有效途径。对于应用型机电类专业来说,创业教育不仅仅是把学生推到企业中,令其在经营氛围的感受中激发创业意识,更需要基于这一专业固有的复杂性、技能性等要求,将学生培养成高标准的人才。在联动体系中,政府应发挥自身连接学校和企业的桥梁作用,及时将相关企业的人才需求传达给学校,使专业教育有针对性、计划性的开展,有目标性地引导学生树立创业意识,积极进取。 (二)学徒试点式实践教学 学徒是传统工学结合的产物,现如今这一形式在和创业教育、职业教育的融合下,得到了拓展和革新。现代学徒试点教学相较于传统师傅带教的模式,更系统化,流程和操作要求也更加规范化。从人才培养方案的制定,到组建专业指导委员会、制定教学计划、拟定师资配备标准、确立带教单位、配备实践设施,再到教学监控、反馈和评价,这一系列环节始终都能使学生受到全面保障。创业教育的全程渗透,是学徒试点教学的难中之难,其关键在于如何拟定完善的人才培养方案。人才培养方案的制定除了考虑常规要求外,还需要将创新精神、创业意识和创新创业能力的培养融入其中,促进专业教育与创新创业教育有机融合,挖掘和充实专业课程的创新创业教育资源,从而在传授专业知识过程中加强创新创业教育。[4] (三)构建数字化教学体系 上文建议优化创业教育课程,但对于提升创业教育的实效性而言,仅从课程模式构建入手是不够的,更重要的是持续创新创业教育的教学体系,使其发挥出更大的创业指导作用。伴随着电子信息技术的发展,越来越多课堂被搬到线上,数字化教学因其自主性、开放性、交互性和可重复性成为各种专业教学的新型手段。应用型机电类专业的创业教育,应关注两个基本点,一是培养应用型机电人才,二是提供优质的创业指导,而数字化教学体系的构建可以同时满足这两个需求。当前高校的网络设施已经普及,各个高校可以发挥共享精神,依托网络云端共建一个创业教育教学大课堂,如此一来,这个教学体系不但拥有最全面的创业教育素材、师资力量、就业创业资源,而且还能为具有创业意愿的学生提供最广泛的交流和切磋平台。这一大型创业教育教学体系还可以为不同教学科研团队提供交流渠道,使优质资源实现跨学校、跨地区甚至是跨国家式的共享,令更多师生共同受益。 (四)建设学校外实践基地 在创业教育中,建设校外实践基地是必须的基本手段。对于应用型机电类人才来说,校外实践基地是非常难得的学习和锻炼资源,学生可以从中发现诸多实际问题,通过独立思考和解决问}的过程,提升社会认知能力和积极创新的意识。此外,校外实践可以锻炼学生的实际动手能力、人际交往能力和心理承受能力,这些素质都为创业教育的开展奠定了良好的基础。校外实践基地的建设应遵循三点基本原则,一是稳步拓展,无论地域还是企业规模,逐步扩大合作范围;二是保障纵横联系,合作实践应落到实处,深入社会,避免形式主义;三是加强创业教育,以客观案例引导学生理性对待创业。 在就业压力日益严峻的当下,大学生不再执着于就业,大胆尝试创业。同样面临着窘迫就业形势的应用型机电类专业人才,也开始走向创业之路。大学生创业可以创造就业机会,缓解当下社会的就业压力,拉动经济增长,但是能否创业成功却是一道难题。作为一个受到高等教育的特殊群体,他们的成功潜力是无限的,但这需要在专业教育的过程中贯穿卓有实效的创业教育,才能使其避免盲目创业,提高成功概率。 机电类论文:机电类专业创新精神和实践能力培养模式研究 [摘 要]随着素质教育改革的进一步推进,在高校的教学中更加重视对学生综合素质的培养,,而机电类专业中存在着创新精神和实践能力不足的问题。在这种情况下,为了强化对机电类专业学生创新精神及实践能力,结合机电类专业课程的具体情况,研究和讨论了具体的培养模式,最终认为只有将创新精神和实践能力贯穿于整个教学过程中,才能培养出综合素质比较高,具备较强的实践能力和创新意识的高素质机电人才。 [关键词]机电类专业;创新精神;实践能力;培养模式 机电行业在我国的工业体系中有着非常重要的地位,是国民经济中的基础性行业,其发展水平的高低对于工业竞争力的发展有着直接的影响作用。而机电类专业则是以培养具备良好专业知识以及较高应用能力的高素质机电类人才,使他们具备机械、电子、测试以及计算机技术,可以在之后的工作岗位中具备良好的工作能力。而创新精神和实践能力在机电类专业的教学中有着重要的作用,在当前我国制造业转型的关键时期,机电类专业的学生将担负起重要的责任,在这种大背景之下,培养机电类专业学生的创新精神和实践能力已经成为当前社会发展的现实需求。 一、 创新精神和实践能力在机电类专业教学中的重要作用 根据当前机电类专业教学的目标和当前社会发展的实际需求,机电类专业的学生要具备较高的专业知识水平和应用能力,可以在机电工程领域从事一些设计、制造、开发等综合性的工作,具体的包括以下几个方面的能力。 (1) 能够熟练的掌握专业基础知识,学会机电设计的基本理论、方法以及相关的技能; (2) 有着主动学习和掌握信息的能力,通过各种方式及时掌握相关的新技术、新方法以及信息,具体的可以通过查阅相关的文献资料、实验研究以及网络手段等; (3) 创造性能力,即在处理具体问题的过程中有着自己独特的见解和想法,并且能够将这些付诸于实际行动中; (4) 较强的决策能力,即可以在大量的设计方案中通过一定的分析和研究寻找出最适合的方案,做出正确的决策; (5) 团队协作精神,在当前的社会发展中,单纯依靠个人能力无法有效解决问题,因此需要和他人进行协作,充分发挥团队作用。 上述这几方面的能力的培养都和创新精神和实践能力有着十分密切的联系,学生只有在具备了创新意识和实践能力之后,才能适应当前机电工程行业发展的需要,在从事相关方面的工作时具备良好的能力,保证机电类专业教学目标的实现,为机电工程行业培养高素质的人才[1]。 二、 机电类专业学生创新精神培养模式 (一)利用数学方法提升学生的创新思维 数学方法是促进学生创新思维能力的基础,在学习过程中,通过数学学习,学生可以获得相关的数学原理,为科学创新奠定基础,同时可以掌握相关的数学思维方法,在机电类专业课程教学中,通过数学学习,提升学生的素养,培养出学生的基本运算能力以及空间想象,从而提升学生的创新思维能力[2]。 (二) 强化专业知识的学习 专业知识是学生创新精神的直接来源,而专业知识的学习主要是依靠教师的课堂教学,因此在实际教学中要求教师要在观念上具备一定的超前性,提升实施创新教育的自觉,注重培养学生的创新意识和精神,根据培养模式的需求,强化教学研究和实践,将专业课程作为关键的环节,使得学生在掌握专业知识的基础上进行创新。 (三)将创新能力作为人才培养的重要依据 大学生的思维比较活跃,勇于创新,是当前我国从事科研开发设计的后备力量。因此高校要充分发挥课堂教学作用,确立全新的教学观念,将创新精神作为衡量依据,在教学过程中既要树立符合实际的教学观念,充分发挥教学评价的引导作用,构建出有助于学生进行创新的良好氛围,将创新精神的培养贯穿于人才培养的全过程。 三、 机电类专业学生实践能力培B模式 (一)加强实践环节在教学中的比重 实践教学环节对于机电类专业有着非常重要的作用,单一的理论知识教学会使得学生失去学习兴趣,同时并不能够使得学生对专业知识有深入的理解。因此为了改善这种情况,要在教学过程中加强实践教学环节的比重,在具体的实践教学中,使学生对每一次实验都进行总结,养成严谨的科学态度,同时将科研结果引入实践教学中,使学生由条件进行验证和探索[3]。 (二) 引导学生参与科研项目 科研项目一般都是将理论和实践进行有效结合,通过教师有计划的将其引入教学中,引导学生积极参与部分项目的工作,能够提升学生的钻研热情,充分挖掘出学生的潜力,引导和鼓励学生对科研项目的相关内容进行具体的研究,通过查阅资料,及时了解到最新的技术动态,同时在参与科研项目的过程中,学生通过和相关人员进行接触,学到更多的知识,和思维方法,提升自身的实践经验和动手能力。 (三) 组织多样化的科技活动 对于机电专业的学生来说,开展各种科技活动能够有效地激发学生的主动性和积极性,从而形成比较浓厚的创新和实践氛围,使学生在不断的创新实践中总结经验,提升综合素养在创新实践中获得更大的收益。要重点分析和把握学生科技活动的方向,将各种等级的科技竞赛和活动进行有效结合,鼓励学生组成各种科技创新团队,引导学生进行深入的探索。 结语 创新精神和实践能力对于培养高素质人才有这非常重要的作用,机电类专业应该根据当前的实际情况,创新精神的培养应注重对学生思维能力、专业知识学习、和创新能力的导向作用,实践能力的培养应该注重实践教学环节的比重,引导学生积极参与科研项目和科技活动,最终提升学生的创新精神和实践能力,培养出高素质的专业人才。 机电类论文:高职机电类专业高等数学课程现状分析 【摘要】高等职业教育是高等教育的重要组成部分,是工业化和生产社会化、现代化的重要支柱。随着高等职业教育的发展,传统形式的基础学科高等数学的教学现状已很难适应当前的高职教育,本文就高职院校机电类专业高等数学课程现状进行了分析。 【关键词】机电类专业 高等数学 现状 高等职业教育是按照职业需求组织和实施的教育,注重人才应用能力和综合素质的培B,其培养目标是面向基层、面向生产、面向服务和管理第一线需要的高级实用型人才。机电类各专业也不例外,所培养的是高级技能型、应用型人才,学生毕业以后将在一线从事生产、经营管理及质量管理等工作。根据这一特点,学生在高等职业教育过程中,通过系统地学习,应具有一定的专业知识和专业技能,为了更快更好地适应工作岗位的要求,学生在校期间应注重自己的综合素质的提高,高等数学课程的开设,正是为了这一需求,在日后的工作中要学会用严谨的态度和较强的逻辑性去解决问题。为了更好的搞好高职机电类专业高等数学的教学,现就目前的课程现状做如下分析。 一、高职机电类专业学生现状 这些年的高考扩招,使得高职类院校中学生的整体基础不是很好,数学基础相对较差,有的学生是刚刚达到高职建档线,理解能力较差,再加上数学的学科特点,抽象的逻辑思维使得基础本来就差的学生对这门学科的学习没任何兴趣。对于数学的意义和价值更是毫无认识,他们甚至认为数学是无用的。再加上机电类专业男生较多,男生的数学基础两极分化比较严重,大部分会在应试教育的背景下,已经丧失了学好数学的自信心,认为无论我多么努力也不可能学好数学。这就导致在课堂上很少有同学会积极回答教师的问题,多数同学害怕老师提问,这就使得在教学过程中师生沟通起来很困难。 二、高职院校机电类专业教师现状 高等职业是近些年发展起来的高等教育,很多院校都是有中专升为高职的,这类院校中的教师会延续原来中专的教学方法,在新的教育理念的运用上会存在一些问题,有的甚至还是沿用原来的教学方法,这些也阻碍了高职院校的发展。很多高等数学的教师没有工科背景,对机电类专业的实际技术了解不多,不能很好地了解机电类专业对高等数学的需求,这就会导致在教学中做不到有的放矢、因材施教。这就导致教师只一味地责怪学生基础差,忽略了从自身找原因,不知那些内容更适应专业的需求。 三、高职机电类专业高等数学教材现状 高职机电类专业高等数学教材,版本很多,但大同小异,没有太大的针对性。也没有根据专业的特点设置教学内容,大部分教材强调的只是数学知识的系统性、完整性,没有考虑这些知识是否和具体专业有关。例如一般都是在复习高中数学函数的基础上,开始讲解极限与连续,导数与微分,不定积分和定积分,再加上常微分方程和级数,这基本就是高等数学的知识结构,可能任何一个专业都可以用,缺乏针对机电类的专业特点设置教学内容。 四、高职机电类专业高等数学教学手段现状 基于教师现状和教材现状的分析,我们不难看出,在目前高等职业院校中大多数数学教师还是延续传统的教学方法,这也和高等职业院校的特点有密切的关系,在数学课堂教学中,老师们还是以粉笔和黑板为主要的教学工具,很少会用到现代化的教学设备,也很少会努力开发更适应机电类专业的教学资源,有时可能为了教学比赛用一用一些先进的教学软件,但是在实际教学中还是整节课都是教师在讲授,可以设想这些抽象的数学知识,再加上枯燥的教学方法,使得原本就对数学学习没有太大兴趣的高职院校的学生更是难以接受,这样下去也不会有良好的教学效果。 综上所述,在高职院校中机电类专业高等数学的现状已不能适应高等职业教育培养人才的需求,结合机电类各专业的特点,建立合理的知识结构,弱化数学学科的系统性和完整性,强调专业需求,学生毕业工作的需求,本着够用、实用的原则,设置教学内容。教师本身也要了解专业特点,抛开传统的数学的教学方法,更好地搞好机电类高等数学的教学。 机电类论文:机电类专业实践性教学体系的开发与实施 摘要:常州刘国钧高等职业技术学校围绕机电类人才培养目标,以机电类专业岗位能力要求为出发点,按照中职技能型人才成长规律,由学校、企业共同构筑实践教学体系中的四大线路,可形成以能力线为核心、课程线为路径、环境线为载体、实施线为手段等多线整合的机电类实践性教学体系。 关键词:机电类专业;实践性教学体系;开发;实施 一、机电类实践性教学体系构建的方法 (一)以“校企一体、多线整合、学做合一”思想构建实践教学体系 常州刘国钧高等职业技术学校围绕机电类人才培养目标,以机电类专业岗位能力要求为出发点,按照中职技能型人才成长规律,由学校、企业共同构筑实践教学体系中的四大线路,形成了以能力线为核心、课程线为路径、环境线为载体、实施线为手段等多线整合的实践性教学体系。 (二)以“校企共建、整合互动”的方法建设“产学合一”教学工厂 学校与企业联合设计、共同建设数控设备装调车间、电子产品装调车间等生产性与学习性结合的教学工厂,实现了校企间实践环境与物质资源的整合互动、实践教学师资的整合互动、实践项目资源的整合互动。使教学过程对接生产过程,课程内容对接岗位能力要求,软硬件资源优质化。 (三)以“虚实结合、以实为主”思路开发多样化课程资源 依据科学的开发流程,学校开发了机电行业工作情境中的项目化教材、学生工作页、生产型安装操作指导书、评价方案等资源,同时开发信息环境下的数字化学习空间、网络课程资源,多样化虚拟资源,对实境资源起到了很好的补充作用。 二、机电类实践性教学体系的主要内容 (一)实践教学体系框架 “校企一体、多线整合、学做合一”实践教学体系(如图1)以机电专业岗位群实践能力要求为基点,由学校、企业共同开发的实践性课程,校企共建校内校外实训基地及工作过程导向的课程实施方案等构成,形成以能力线、课程线、实施线、环境线四大线路构成的多线整合体系,体系结构完整。其中能力线指基础能力、专项技术能力、综合实战能力的上升线;课程线含一般实践课程、单项技术实践课程、综合技术实践课程;实施线包含具有工作过程导向特征的课程实施形式,根据不同的课程内容特点构建相适应的实践环境,形成“实验平台上的验证式、操作平台上的任务式、单项训练平台上的任务式、实境平台上的项目式”等多种实践教学形式。 实践教学体系中纵向层级分明、有机联系,横向相互关联、互为依存、共同作用,满足从新学徒―普通技工―熟练技工―高技能人才的职业生涯成长规律,易在实际教学工作中有效实施。 该体系体现了以职业能力为本位、以职业活动为主线,将专业知识与专业技能培养、理论传授和实践训练场所融合,使理论教学体系和实践教学体系的功能相互交错,知识、技术和技能培养的相互融合,通过设置模块化的“专业核心教学与训练项目”实现“学做合一”。该模块化的专业核心教学和训练项目涵盖了一般专业课程模块、专业技术课程模块、专业技能训练模块和综合实践课程模块,整体化的设计实现了理论实践一体化。综合技术训练课程将典型的工作过程系统化和项目化,着重培养专项技能,突出熟练技术应用能力的培养。 (二)开发以能力为本位的多样化实践课程资源 1.实际工作环境下的课程资源系统性强。实践教学体系中课程资源建设是重要内容,应按照科学流程开发实践性课程资源,从职业能力分析,人才培养方案、课程标准和评价体系构建,课程整体设计,课程单元设计,教材开发,教学任务书和学生工作页的编制,教学实施案例的提炼,分层落实,层层推进,整体深化课程改革。体现了实践课程内涵,课程资源应具有系统性并形成系列的特点。如项目教材、课程的整体设计与单元设计、引导学生学习的学生工作页、任务书,用于学生实习的生产型安装操作指导书、用于检测学习效果的课程评价方案、顶岗实习的毕业设计任务书等,教师共建共享,便于推广应用。 2.信息环境下的课程资源形式多样性。在信息环境下,还应开发数字化学习空间,学生可在业余时间观看学习空间的教学微视频、实践操作微视频,形成多样的立体化的课程资源,以供学生巩固学习或提前学习,延伸学习的时间和空间,改变单一的学习方式,提高学习效果,提升学生的信息素养。 3.课程资源应具有校企共建特征。实践课程的资源主要来源于企业,如零件图纸、技术标准、行业标准、工艺流程、安装指导书、毕业设计的技改项目等。操作视频的操作员是企业人员,操作设备是企业的设备,部分操作工具也由企业提供,操作现场也大都是企业5S管理的真实车间。课程资源建设中校企双方缺一不可。 (三)形成“行动导向、学生主体”的机电类实践课程实施策略 机电类专业一般专业模块应将机电技术领域中必备的技术理论和基础技能有机整合,实现综合化;单项技术课程应将机电技术领域中某种技术知识和技术应用方法有机整合,突出技术的实现过程,实现理论实践一体化;综合技术训练课程应将典型的工作过程系统化和项目化,着重培养专项技能,突出熟练技术应用能力的培养。 建设体现“做中学、做中教”理念的理论实践一体化的专业教室,为实践课程服务,实现“六合一”,即教室和实验室合一、教师和师傅合一、理论学习和实践活动合一、教学内容和工作内容合一、教学过程和工作过程合一,教学和科研合一。通过创设模拟情境、工程情境和问题情境等教学情境,贯彻过程导向的教学理念,主要体现于基础实践课程实验平台的验证式或操作平台的任务式、单项技术实践课程的任务式、综合技术实践课程的项目式,全面开展“行动导向”的实践教学方法改革。 (四)以“校企共建、整合互动”的方法建设“学做合一”的教学工厂 1.引企入校,共建产学合一的校中厂。学校引入以常州航天创胜数控技术有限责任公司为代表的多家企业,通过学校提供场地,企业提供设备、技术和师资支持,校企联合设计,共同管理,践行了“整合―互动”式校企合作实践教学基地建设的理念,建立“校中厂”,实现校内多种资源统筹、校外企业市场化运作。 2.合理规划、适度超前,建成对接课程、对接职业资格证书的校内实训基地。学校在实训基地建设过程中,除种类、项目、数量的规划论证外,在现场设备布置中反复经过方案、实施、反思的过程,以建设适合班级人数、设备数量能协调、满足课程内容、便于理实一体化操作的实训基地。校内实训基地包括基本技能训练的一般实训室,单项技术训练的实训室、综合能力训练的教学工厂。教学工厂引进企业生产线,以“生产、教学”为核心,并按照企业生产和管理要求,引入企业文化,共建校内实训基地。并开展生产性实习,使学生直接体验企业真实项目和产品制作工艺,缩短学生与企业之间的距离;为保证实训基地有效有序运行,学校还制订完善了校内实训基地管理规章制度。校内实训基地整体布局合理、功能齐全、适度超前,既适应教学、考工,又适用于产教加工、社会培训,还承担省市技能大赛。 (五)校企共建课程开发团队,提高实践性课程实施能力 为丰富专业建设内涵,提升教师的教研能力,学校与技术及资源优势明显的企业组建了开发专业核心课程的工作团队,形成了校企合作课程开发的运作机制,专业骨干教师和企业优秀人才共同开展教材开发、课程建设以及多元评价模式的改革;开发课程的教学内容,遵循培养学生的职业能力和可持续发展能力为宗旨,针对未来工作岗位所需要的知识和技术进行设计,在内容选取上兼顾职业资格认证的知识、素质与能力要求,由企业技术骨干和专业教师共同指导生产性实习。企业人员强化安全意识、不断巩固学生的职业操作规范,保证产品的合格率。专业教师弥补企业人员对学生教学管理的不足,双方共同配合、相辅相成。 实施教师、工程师“双向工程”。一方面,教师直接参与企业的科技项目,按教师达到项目水平评级,提高教师挂职实践的实效;另一方面,工程师直接参与教学,使课程内容“保鲜”,按工程师授课水平评级,提高兼职教师的质量。教学团队能力的整体提高,为课程实施提供了有力保障。 在机电类实践教学体系的开发与实施过程中,常州刘国钧高等职业技术学校硕果累累:建成国家紧缺人才培养基地1个,数控技术、机电技术应用基地为江苏省高水平示范性实训基地,机电一体化专业、数控技术专业被评为省品牌专业,机电技术应用专业为省职业教育课程改革实验点。学校被评为江苏省职业教育课程改革实验学校、江苏省职业教育技能教学研究基地。机电技术应用和数控技术专业成为国家示范性重点建设专业。开发了《电工技术》《CAD/CAM软件应用技术》等4门课程的数字化学习空间,《机电设备电气控制技术基础》成为江苏联合职业技术学院精品课程。“双师”素质显著提高,机电类教师实践性课程实施能力迅速增强,并有5人次在全国、全省信息化大赛及评优课中成绩优异。机电类实践教学理论研究成效明显,共发表与成果相关的论文25篇,江苏省教育规划课题“机电专业实践教学体系与实践基地的研究”等4项课题已结题。