随着水资源的开发利用,水利工程的数量不断增加,这就影响到了河流的水沙情势。近些年来,国内的自然灾害时有发生,所以,加大对水利工程给水文站水文测验带去的影响分析具有重要意义,及时的了解和掌握水文的分布情况以及变化趋势有利于预防旱灾,提升对水力资源的利用效率,但是水利工程虽然可以促进水文站工作效率以及效果的提升,然而也给其带去了一些影响。 1水利工程对水文站水文测验的影响 1.1水利工程对水情环境的影响 在一些水利工程建设中,相关人员一般会忽视掉水文地质,特别是岩土地质、地下水等给工程带去的影响,这就给水利工程造成了严重影响,会留下很大的安全隐患,使得水利工程建设存在不合理问题,相应的也会影响到水文测验。一些水利工程的建设还使得河流以及径流的自然分布规律受到影响出现了变化,在空间布局和水情时间上能够进行控制。比如,建设水利工程就是要合理的调控水资源,一般会通过调整水流量或者是蓄水来实现。所以,在水位维持在正常情况的条件下,因为工程具备蓄水功能,这就会给工程上游的水位造成影响,使其出现变化,让其相应的获得提升,导致水文站在水文测验中会受到影响,数据在有水利工程前后呈现出差异。水利工程具有蓄水功能,这就会影响工程下游水流脉冲次数以及水流的维持时间。在河道水位下降的情况下,利用水利工程调控水流量,让河流的水流量出现了改变,这些就会逐渐对水文测验数据产生影响,使得无法确保其正确性以及真实性。 1.2水利工程对水文站建设的影响 水利工程不仅会给水文测验环境带去影响,还会影响到水文站的建设以及布局。比如,水利工程建设在水文站区域上时,因为工程改变了自然河道,就使得水文测验数据时无法确保真实性和可靠性;如果水利工程是建设在水文站控制区域下,那么水文测验是在水利工程控水以及返水领域中,进而让水文站水文测绘工作难度加大、复杂性提升;如果水利工程正好建设在水文站水文测验区域内,那么水文站也就无法发挥出其作用,不能将自身的抗旱防洪的作用体现出来。 1.3水利工程导致水文站迁址 水利工程如果在水文站控制范围内进行建设,那么水文站就失去其意义,无法发挥应有的作用,在这种情况下,一般水文站都会选择迁址,要是其迁址,那么水文监测条件也就出现变化,使得监测的难度提升,另外,水文站迁址会使得一些数据资料受到损坏,甚至是丢失,这样水文监测的依据就会无法确保完整性以及连续性。要是不迁址,那么就需要对水文测验技术进行优化以及完善,注重引进先进的测量器具以及技术,但是这样会需要增加资金投入,提升成本。 2缓解水利工程对水文站水文测验影响的措施 2.1水利工程单位需要将工程信息告知水文站,实现互惠互利 水利工程建设要是影响到了周围的水文站,水利工程单位就需要把工程扩建、改建的有关信息都提供给水文单位,这样可以让水文单位更加详细、正确的收集资料,进而让水利工程单位以及水文站能够同时保护自己的利益,共同为经济以及生产建设提供良好的服务。 2.2根据水利工程对水文站影响的大小,选择相应优化措施 水利工程的建设会影响到水文站的水位测验,使得数据缺乏真实性以及代表性,且水文站在迁址、改建以及撤销上都有较大难度,对于这些水文站,要改善问题,最好的措施就是增加设置辅助观测站或者是枯水测验断面。对辅助站以及调查点的设置,需要先收集流域内雨量、蒸发站配套资料,通过还原计算分析,进而促进水文站水文测验数据代表性的提升,展现出原设站应有的功能以及目的;对于水流工程给水文站水文测验带去影响不大的情况,要改善这一问题最好的措施就是增加设置枯水测验断面,这样就可以提升水文测验的效果,让其精准度提升。 2.3引进或研发先进水文测验仪器和设备 水利工程的数量以及规模都在不断扩展,对水文站的影响也不断加大,如,在引水、放水以及蓄水中,水文测验河段的水位以及水流速度就时常发生变化,进而导致测验结果受到影响,影响了数据的精准性。当前科技不断发展,要对水文网进行稳定、减少水文站的迁址、销毁或者是改建,就需要注重先进水文测验仪器以及设备的引进或者是开发,进而满足新情况下在水文测验方面的要求,更好的测验水流速度以及水位变化。 2.4结合社会需求,增加辅助断面 对于那些受到水利工程影响,然而并没有选择迁址的水文站,需要进行还原计算。对于灌区以及引水渠道较大的地方,要选择引水量对主河道断面水量影响较大的渠道,构建辅助站,并对其进行定期贯彻,要参与到区域水量平衡中。对于那些引水渠道还原计算影响微小的,就可以设置较为固定的水文调查点,在每年汛期后引水季节定期的调查水文情况。增加设置调查点以及辅助站具有积极作用,能够让那些重要基础测验站保持相对稳定,可以不断的收集序列水文资料,且同时还进行了一些社会信息服务工作,如,水利工程调度、水资源的管理工作等。 2.5探索新的测验方法,提高水文监测能力 2.5.1走航式ADCP法 ADCP就是声学多普勒流速剖面仪,其具有一些显著的特点,如,测流时间段、不会对天然水流状态进行破坏、性能稳定、劳动强度小、测速范围广以及安全性高等,很适合那些抢测洪峰和受水利工程、回水影响使得水位流量关系复杂性提升的观测站进行应用。 2.5.2水工建筑物法测流 那些对水文站水文测验造成影响的水利工程,在满足有关规范中规定的方法测验流量时,能够通过水工建筑物测流,加上收集到的水文资料,构建相应的模型以及经验公式,定期的开展率定以及校核。湖南省水文局某水文站在市区内,经过研究以及分析,其就应用了该方法进行测流,实践证明可以和该站水文测验要求相适应。 2.5.3在线监测法 该方法主要适合在水位流量关系复杂、很难把握变化规律,不能把握测流时间的观测站中进行应用。某水文站由于受到水利工程的影响,只是通过传统监测方法无法满足全面获取水情资料的要求,之后安装了非接触式洪水流量测验系统,能够随时测验流量,这就可以有效的对该站水位流量时常变化的问题进行解决。 3结束语 综上所述,水利工程对水文站水文测验具有一些积极作用,但是同时也对其造成了一些影响,当前水文部门需要加强统一规划,科学的进行布局,引进或开发先进的水文测验仪器以及设备,采取有效的措施,减小和解决水利工程对水文测验带去的影响,提升数据的可靠性和真实性。
控制系统论文:造纸配浆自动控制系统的设计与实现 导读:纸浆配浆采用绝干量比例控制方式,自治浆池和废纸浆池的纸浆以一定的绝干量配比打入成浆池充分混合,同时送往造纸车间的成浆的浓度需要控制在工艺给定要求范围内。控制程序采用自行开发的组态软件DDCRun进行设计,显示操作程序使用VisualC++6.0开发,接口程序利用WinDriver进行开发。在本系统中,控制程序采用软件组态方式实现。 关键词:纸浆,软件组态,动态链接库,DDCRun 0.引言 随着造纸机车速的提高和设备的更新,原来的配浆箱方式配浆已逐步被管道配浆方式替代,而在管道配浆方式中,采用的三种配浆方式包括流量给定控制方式,比率自动控制方式和绝干量配比自动控制方式。配比自动控制方式按参与配浆的绝干纤维量来计算和控制各种浆的配比,具有配浆效果好,浆种配比稳定等优点。 1.配浆自动控制系统总体设计 纸浆配浆采用绝干量比例控制方式,自治浆池和废纸浆池的纸浆以一定的绝干量配比打入成浆池充分混合,同时送往造纸车间的成浆的浓度需要控制在工艺给定要求范围内。为了保证生产的正常运行,防止成浆池缺浆和满浆,在控制废纸浆和自制浆的绝干量配比同时,需要控制废纸浆和自制浆的浓度和成浆池的液位。 2.配浆自动控制系统的硬件设计 2.1 硬件结构 2.1.1浓度的检测与控制 浓度计采用武汉宇通仪表有限公司的DBNZ-1200型的动刀式纸浆浓度变送器,电动调节阀选用上海中泰自动化仪表厂的ZAZC型电动调节阀。 2.1.2流量的检测与控制 流量计采用上海光华仪表厂的LDG-150S型的电磁流量计,检测精度为0.5%,长时间测量累计误差小于1%。伺服放大器采用上海自动化仪表十一厂的ZPE-2010型伺服放大器,变频器采用日本富士通公司的5000G11S/P11S变频器。 2.2 硬件抗干扰技术 在此主要采用那RC滤波抗干扰技术。我们选用了光电隔离的多功能HY-6040A/D板,该板使用三总线隔离的形式,使其抗干扰能力大大增强。在此基础上,我们在810接口板上设计了RC滤波电路。对于变化速度很慢的直流信号,在仪表输入端加入滤波电路可使混杂于信号的干扰衰减至最小,这样我们就有效的提高了系统的硬件抗干扰能力。参考网。 3.配浆自动控制系统的控制策略 本配浆控制系统控制部分可分为绝干量配比控制;废纸浆和自制浆浓度控制;成浆池液位的控制及联锁控制,各控制部分具有耦合作用。 绝干量配比的控制较为复杂,废纸浆、自制浆的浓度、流量变化等都会对配比控制产生干扰,同时配比控制时又要考虑到节省能耗。通过对配比的分析,对配比中比重占较大的自制浆,我们将自制浆泵满负荷运行,而让废浆泵根据给定的配比,采用带有延迟环节的增量PID控制算法控制。 废纸浆和自制浆的浓度的控制,由于两者相互不影响,且受其他影响较少,我们分别通过控制相应电动阀的开度来控制加水量,从而控制纸浆的浓度。参考网。采用较为典型的闭环控制策略,控制算法采用增量式PID控制。 纸浆液位的控制,纸浆液位的控制是本控制系统的一个难点,由于搅拌器的动作及液位本身的不稳定,给液位控制带来了困难。参考网。我们采用了带联锁的液位宽限开关控制策略: 3.1 以成浆池液位为主控制对象,设立成浆池液位高低限开关,成浆池液位高于高限开关时,自动关闭废浆池泵和自制浆池泵;如果成浆池液位低于低限开关时,根据自制浆池和废浆池液位要求,确定是否启动废浆池泵和自制浆池泵控制。 3.2 考虑到液位的波动,在对采集的液位数据进行平均滤波的同时,对限位开关值设立宽限,宽限值的大小通过实际试验确定。当液位波动值小于宽限值时,则不动作;只有当液位变化值大于宽限值时才进行相关动作。 3.3 考虑到废浆池与自制浆池的联锁要求,启动废浆池泵和自制浆池泵时必须满足:废浆池和自制浆池的液位必须同时都大于设定的下限值。同时,浓度控制电动阀也产生联锁动作。 4. 配浆自动控制系统的软件设计 在本控制系统中,软件必须安全可靠,可移植性和可扩展性好,参数修改方便,调试简单。本系统软件分为:控制程序,显示操作程序,数据采集程序。各个部分分别开发,并通过DLL结合成一个有机整体。 控制程序采用自行开发的组态软件DDCRun进行设计,显示操作程序使用Visual C++6.0开发,接口程序利用WinDriver进行开发。系统软件的各个组成部分通过DDL实现连接。 4.1 数据采集程序 WinDriver可用于各种接口程序的开发,在本系统中,我们 采用它开发系统的数据采集程序的接口,我们首先使用驱动程序开发工具Windriver创建基于PCI/ISA的设备驱动程序,在此基础上,我们就可以在Visual C++中利用上述工具产生的硬件操作函数编写相应的数据采集程序。同时我们把数据采集程序做成DLL形式,DDCRun控制程序通过调用它实现控制程序和系统硬件的接口。 4.2 控制程序 在本系统中,控制程序采用软件组态方式实现。具有大大缩短开发周期,减轻调试复杂性,方便控制程序修改,系统易于维护等优点。 DDCRun控制组态软件是我们自行开发设计的模块化的控制组态软件,它的各个模块是以DLL的形式存在的。首先编写好控制程序需要的各个功能模块DLL:增量式PID,加减运算,限幅运算,绝干量统计,条件开关,平均滤波等;然后将各个模块添加到DDCRun;最后便可以根据控制策略进行组态设计,设置控制参数和相应硬件接口板卡的地址。 控制程序通过调用WinDriver生成的数据采集程序与硬件直接联接;与此同时,在显示操作程序中,通过调用DDCRun提供的接口函数,实现对控制程序各个控制模块的输入输出读写和控制参数的修改。 在系统调试过程中,我们只须通过软件修改控制算法的参数即可达到预定的控制目标。 4.3 显示操作程序 显示操作程序是本系统必须的组成部分,具有以下特点:界面简单直观,用户操作方便,运行稳定可靠,满足人体工学要求,采用面向对象的编程语言Visual C++6.0设计。根据要求功能模块分为[主界面]、[流量浓度曲线]、[液位曲线]、[报警显示] 、[参数设置]、[统计报表]、[关于系统]、[退出系统]、[密码保护]等九个模块。 为了方便历史数据的查询和以后网络化的需要,我们将所有有关数据保存在关系数据库SQL Server中,通过ADO对象对数据库中的数据进行操作。 ADO是面向对象的OLE DB,它继承了OLE DB技术的优点,并且对OLE接口作了封装,定义ADO对象,使应用程序的开发得到了简化。ADO技术属于数据库访问的高层接口,其主要优点是易于使用、内存支出少和磁盘遗迹小。与DAO和RDO类似,ADO也是一种基于对象的集合 . 主界面 主要实现重要参数的显示,纸浆动态显示功能以及启动和停止自动控制的功能。主要参数包括:废纸浆池的液位.浓度.电动水阀开度和变频泵的电流信号大小;成浆池的液位,浓度和两个抽浆泵的纸浆浓度和流量,自制浆池和废纸浆池的液位,浓度,电动水阀开度和变频泵的电流信号大小。同时,主画面上的水流动态显示,使得系统状态更加直观。 流量浓度曲线、液位曲线、报警显示、参数设置、统计报表、密码保护 实现系统密码保护、修改等功能。 5.结束语 与手工配浆相比,成浆的纤维配比更加稳定,系统控制精度高,提供了配浆的质量与效率;与此同时减轻 了工人的劳动强度。 控制系统论文:试析自动控制系统 自动控制系统在现代化生产的各个领域越来越普及,作用也不断加大,文章介绍了现代化自动控制系统的基本概念,控制方式和整个系统的组成元件。 关键词:自动控制系统控制方式组成 1、自控系统的基本概念 1.1 自动控制的重要性 (1)自动控制技术水平的高低,标志着一个国家工业和科技先进与否。 (2)高水平的自动控制技术对一个国家的工业、国防和科学起着至关重要的作用。 (3)自动控制原的基本思想和基本方法可以用于各个领域。 (4)每个工程技术人员和高级管理人员必须具备自动控制原理的知识。 1.2 控制的定义 控制主要是指给一个运动过程施加约束,使运动过程按指定的路径,向期望的方向发展。自动控制的定义:是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置,使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。 2、自动控制系统基本控制方式 自动控制系统是指为自动达到某一目的,由相互制约的各个部分按一定规律组织成的、具有一定功能的整体。自动控制系统的组成主要包括控制器、被控对象、反馈环节、给定装置等。而自动控制系统基本控制方式主要有开环控制、闭环控制和复合控制三种。 2.1 开环控制如图1所示 其特点是在控制器和被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈作用,简单、控制精度低。 2.2 闭环控制如图2所示 闭环系统自动把输出量反送到输入端并与输入量进行比较,得到偏差信号,偏差越大,控制力度也越大。迫使输出量向输入量靠近。 故控制精度高。反馈是指将检测出来的输出量送回到系统的输入端,并与输入量进行比较的过程。负反馈主要是指偏差量=输入量-反馈量。负反馈的自动调节原理可简单总结为输出量反馈量偏差量控制量输出量反之,也一样。总之,能自动减小偏差,恒定输出。 2.3 闭环控制的特点包括以下两个方面 (1)自动检测偏差,不断调整控制量,克服前向通道上的各种干扰,控制精度高,稳定性好。 (2)对反馈通道上的干扰不能克服,对反馈设备要求高,价格贵,系统结构复杂。 2.4 复合控制如图3所示 该图为干扰补偿的开环控制和按偏差的闭环控制相结合,复合控制的效果也比单一的反馈控制或者单一的开环控制的效果都好。 3、自动控制系统的组成 图4为一个简单控制系统实例,主要包括: 给定环节——用于产生输入到控制系统的指令信号。指令信号通常称为输入量或给定量,常用r来表示。 比较环节——用于将给定量与反馈量进行比较,比较环节的输出量等于两输入量的代数和。箭头上的符号表示输入在此相加或相减。给定量与反馈量的差值,称为偏差,常用e来表示。 控制器——接受偏差信号,通过转换与运算,产生控制量u,以改善系统的性能。控制量常用u来表示。 中间环节—— 它的作用是将控制信号进行变换、功率放大等,以便对被控对象进行控制。达到纠正偏差的目的。 被控对象G——它是要求实现自动控制的设备。它接受控制量并输出被控制量。系统输出量常用c来表示。不希望的、影响系统输出的信号,称为扰动,常用n来表示。 反馈环节——将输出量转换为主反馈信号的装置,主反馈是与输出成正比或成某种函数关系,但量纲与参考输入相同的信号,用b来表示。 随着的自动控制系统在各行业应用的不断加深,自动控制系统开发与应用企业也面临着更高挑战。这就要求自动控制开发企业必须加大对相关人才培养与引进,通过人才战略提高自身的市场竞争力,提高对应用自动控制系统客户的售后服务,保障自动控制系统的精准性,为该技术的应用发展打下坚实的基础。 控制系统论文:我国电气工程和自动化控制系统的具体应用 近些年来,随着科学技术的不断进步,电气工程与自动化控制系统技术水平也日益提高,在工业生产中占据着重要地位,具有提高自动化水平、提高生产效率、延长设备使用年限等特点。因此,做好电气工程与自动化控制系统的实践是企业应当重视的工作。 1 电气工程与自动化控制系统的概述 (1)电气工程与自动化控制系统的设计。在电气工程与自动化控制系统设计中,主要有闭环控制、开环控制以及复合控制三种,其中,闭环控制控制过程是根据给定值和反馈量偏差来完成的,能够预防震荡,确保控制装置正常工作。开环控制的控制装置与受控对象之间是顺向作用,优点在于控制过程、系统结构简单,不足之处是控制精度差、抗干扰能力低,主要适用于对控制性能要求相对偏低的场合。复合控制是一种反馈控制方式,只有在被控量变化后,控制系统才会进行调节与控制,控制过程、被控量不会受复合控制的影响。 (2)电气工程与自动化控制系统的方式。电气工程与自动化控制系统主要可以分为集中式、分布式以及信息集成化三种,具体是指: 首先,集中式控制系统。此种控制系统只有一个处理器,承担着系统的所有功能的处理任务,其优点是系统结构简单、设计与操作简便、维护成本较低,其缺点有在监控对象增加时,处理器工作效率会降低,处理工作过程会受任务多少影响,主机使用空间减少,在功能增加时,只能通过增加电线方式解决,会增加成本,影响系统可靠性[1]. 其次,分布式控制系统。此种控制系统有多个控制回路,每个控制回路分别承担一部分系统功能,可以有效解决集中式控制系统的不足,同时实现对数据的集中获取、管理与控制。但是,分布式控制系统也存在一定不足,主要是受仪表类型复杂、标准不一影响,会增大维修工作难度。第三,信息集成化控制系统。信息化集成控制系统是在计算机技术、信息技术等基础上发展出来的一种控制系统,是指在电气自动化控制设施与机械设备之间以信息技术作为连接,比如微电子处理技术等,提高信息获取效率,提升控制系统自动化水平。 (3)电气工程与自动化控制系统的重要性。在工业生产中,电气工程与自动化系统起着十分重要的作用,具体体现在以下三方面: 首先,能够提高设备的可靠性,通过自动化系统,可以对电气工程相关设备状态进行自动检测,检验元件参数指标以及可靠性,确保在各种环境条件下,设备都可以良好运行,并对其进行相应改进与完善,确保电气工程的可靠性。 其次,可以增强系统的适用性,在生产过程中,电气工程与自动化系统能够自动记录所有的运行数据,并通过对数据的自动分析、对比,根据实际需求来对工作进行自动控制与调节,从而有效增强系统的适用性。 第三,可以提高生产的先进性,在工业生产中,自动化控制水平是一项十分重要的衡量指标,通过应用电气工程与自动化控制系统,可以自动完成对生产过程与产品的测试工作,在保证产品品质的同时,提高生产效率,从而实现生产先进性的提升[2]. 2 电气工程与自动化控制系统的实践 (1)在智能化方面的实践。在电力系统当中,其运行的可靠性、安全性等与智能化水平有着密切联系。因此,将电气工程与自动化控制系统应用于系统的智能化当中,可以提高系统的自动调节能力,解决电气工程早期自动化控制存在的不足,促进电气工程的进步,有效提升电气工程自动化控制的整体水平。对于智能化控制器而言,其优点主要是可以同时完成诸多不同数据的处理,也可以承担一些其他控制器难以完成的工作,比如难度较高、危险性较大的工作。电气工程与自动化控制系统在智能化方面实践,不仅体现在提高智能化技术的先进性、实用性方面,还体现在增加电气工程的稳定性上。在未来工业发展趋势中,智能化方面电气工程与自动化控制系统应用将会越来越加广泛,分布在智能化的各个领域,对智能化的发展与进步起着重要促进作用。因此,应当加强对电气工程与自动化系统在智能化方面实践的研究,针对不同问题采取相应的措施,可以提高智能化中电气工程与自动化系统可靠性与安全性,避免事故发生[3]. (2)在变电站配电的实践。在变电站配电中应用电气工程与自动化控制系统,会对变电站运行设备故障与事故进行自动记录,利用监控、操作的图像化与智能化特点,不仅可以提高变电站运行效率,也能够有效提高变电站配电自动化系统的管理水平,对变电站配电进步有着重要意义,有助于促进电气工程自动化控制的发展。 3 结语 综上所述,电气工程与自动化控制系统是国家社会经济发展的重要基础,加强对电气工程与自动化控制系统的了解,掌握其设计方式、控制系统模式等内容,将其合理应用于工业生产的实践当中,对于工业生产效率提升、产品质量等起着重要保障作用。因此,对电气工程与自动化控制系统的实践展开研究,借鉴先进技术,提高系统的稳定性与可靠性,对电气工程与自动化控制系统发展有着重要意义。 控制系统论文:浅析过程控制仪表与过程控制系统 摘 要:现代工业生产过程,随着生产规模的不断扩大,生产过程的强化,对产品质量的严格要求,以及各公司间的激烈竞争,人工操作和一般的控制远远不能满足现代化生产的要求,工业过程控制系统已成为工业生产过程必不可少的设备,它是保证现代企业安全、优化、低耗和高效生产的主要技术手段。 关键词:过程控制 仪表 系统 1、过程控制仪表与控制系统 如图所示是一个单元组合仪表构成的简单控制系统。图中控制对象代表生产过程中的某个环节,控制对象输出的被控变量(T P L F等),经变送、转换成相应的信号,送显示、记录、调节与给定单元来的给定值进行比较,将偏差值进行一定运算后,发出信号控制执行单元的动作,将阀门开大或关小,改变控制量,直到被控变量与给定值相等。 2、控制系统的工作原理 2.1 液位控制系统 图中,检测变送器检测到水位高低,当水为高度与正常给定水位之间出现偏差时,调节器就会立刻根据偏差的大小去控制给水阀,使水位回到给定值上。从而实现水位的自动控制。 2.2 温度控制系统 它由蒸汽加热器、温度变送器、调节器和蒸汽流量阀组成。控制目标是保持出口温度恒定。当进料流量或温度等因素的变化引起出口物料的温度变化时,通过温度仪表测得的变化,并将其信号送至调节器与给定值进行比较,调节器根据其偏差信号进行运算后将控制命令送至调节阀,改变蒸汽量维持出口温度。 2.3 流量控制系统 它由管路、孔板和差压变送器、流量调节器和流量调节阀。控制目标是保持流量恒定。当管道其他部分阻力发生变化或有其他扰动时,流量将偏离设定值。利用孔板作为检测元件,把孔板上、下游的差压接至差压变送器,将流量信号标准信号;该信号送至调节器与给定值进行比较,流量控制器根据偏差信号进行运算后将控制命令送至控制阀,改变阀门开度,就调整了管道中流体的阻力,从而影响了流量,使流量维持在设定值。 自控系统由被控对象、检测元件、控制器和调节阀四部分组成。组成方框图如下: 3、控制系统的分类 由于控制技术的广泛应用以及控制理论的发展,使得控制系统具有各种各样的形式,但总的来说分为两大类,即开环和闭环控制系统。 3.1 开环控制 这种控制方式又分两种、一种是按设定值进行控制。其操纵变量与设定值保持一定的函数关系,当设定值变化时,操纵变量随之变化。另一种是按扰动量进行控制,即所谓前馈控制,如图:在蒸汽加热器中,若负荷为主要干扰,如果使蒸汽流量与冷流体流量保持一定关系,当扰动出现时,操纵变量随之变化。 3.2 闭环控制系统 系统的输出(被控变量)通过测量、变送环节,又返回到系统的输入端,与给定信号比较,以偏差的形式进入控制器,对系统起控制作用,整个系统构成一个封闭的反馈回路,这种控制系统统称为闭环控制系统或反馈控制系统。 4、结语 通过上面论述表明,自动化程度的完善就等于生产力的提高,虽然先期阶段增大了投资费用,然而在长期正常的运转中可以实现各项能源的节约,其特点十分显着,其取得的收益远远大于先期的投入。 控制系统论文:智能家居控制系统设计 摘要:本文简单介绍了智能家庭控制系统的组成、旅行、功能、系统设计以及产品选择的要点,工程设计事例等。 关键词:家庭控制器 自动监控 安全防范 l 引言 随着国民经济和科学技术水平的提高,特别是计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术的迅猛发展与提高,促使了家庭实现了生活现代化,居住环境舒适化、安全化。这些高科技已经影响到人们生活的方方面面,改变了人们生活习惯,提高了人们生活质量,家居智能化也正是在这种形势下应运而生的。 2 智能家居控制系统概述 智能家庭控制系统是以HFC、以太网、现场总线、公共电话网、无线网的传输网络为物理平台,计算机网络技术为技术平台,现场总线为应用操作平台,构成一个完整的集家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范等功能的控制系统。 智能家居控制系统的总体目标是通过采用计算机技术、网络技术、控制技术和集成技术建立一个由家庭到小区乃至整个城市的综合信息服务和管理系统,以此来提高住宅高新技术的含量和居民居住环境水平。 系统通常由系统服务器、家庭控制器(各种模块)、各种路由器、电缆调制解调器头端设备CMTS、交换机、通讯器、控制器、无线收发器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等主要部分组成。 3 智能家居控制系统功能 智能家庭控制系统的主要功能包括家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范三个方面。 3.1家庭通信 家庭通信可采用电话线路、计算机互联网、CATV线路、无线局域网等方式。 (1)电话线路 通过电话线路实现双向传输语音信号和数据信号。 (2)计算机互联网 通过互联网实现信息交互、综合信息查询、网上教育、医疗保健、电子邮件、电子购物等。 (3)CATV线路 通过CATV线路实现VOD点播和多媒体通信。 (4)无线局域网 通过无线收发器、天线、各种无线终端,实现双向传输数据信号。 3.2家庭设备自动监控 家庭设备自动监控包括电器设备的集中、遥控、远距离异地(通过电话或Internet)的监视、控制及数据采集。 (1)家用电器的监视和控制 按照预先所设定程序的要求对热水器、微波炉、视像音响等家用电器进行监视和控制。 (2)热能表、燃气表、水表、电度表的数据采集、计量和传送根据小区物业管理的要求所设置数据采集程序,通过传感器对热能表、燃气表、水表、电度表的用量进行自动数据采集、计量,并将采集结果远程传送给小区物业管理系统。 (3)空调机的监视、调节和控制 按照预先所设定的程序,根据时间、温度、湿度等参数对空调机进行监视、调节和控制。 (4)照明设备的监视、调节和控制按照预先设定的时间程序,分别对各个房间照明设备的开、关进行控制,并可自动调节各个房间的照度。 (5)窗帘的控制 按照预先设定的时间程序,对窗帘的开启/关闭进行控制。 3.3家庭安全防范 家庭安全防范主要包括多火灾报警、可燃气体泄漏报警、防盗报警、紧急求救、多防区的设置、访客对讲等。家庭控制器内按等级预先设置若干个报警电话号码(如家人单位电话号码、手机电话号码、寻呼机电话号码和小区物业管理安全保卫部门电话号码等),在有报警发生时,按等级的次序依次不停地拨通上述电话进行报警(可报出家中是哪个系统报警了)。同时,各种报警信号通过控制网络传送至小区物业管理中心,并可与其它功能模块实现可编程的联动(如可燃气体泄漏报警后,联动关闭燃气管道上的电磁阀)。 (1)防火灾发生 通过设置在厨房的感温探测器和设置在客厅、卧室等的感烟探测器,监视各个房间内有无火灾的发生。如有火灾发生家庭控制器发出声光报警信号,通知家人及小区物业管理部门。家庭控制器还可以根据有人在家或无人在家的情况,自动调节感温探测器和感烟探测器的灵敏度。 (2)防可燃气体泄漏 通过设置在厨房的可燃气体探测器,监视燃气管道、灶具有无燃气泄漏。如有燃气泄漏家庭控制器发出声光报警信号,并联动关闭燃气管道上的电磁阀,同时通知家人及小区物业管理部门。 (3)防盗报警 防盗报警的防护区域分成两部分,即住宅周界防护和住宅内区域防护。住宅周界防护是指在住宅的门、窗上安装门磁开关,在对外的玻璃窗、门附近安装玻璃破碎探测器;住宅内区域防护是指在主要通道、重要的房间内安装被动红外探测器或被动红外/微波双技术探测器。当家中有人时,住宅周界防护的防盗报警设备(门磁开关、玻璃破碎探测器)设防,住宅内区域防护的防盗报警设备(红外探测器或被动红外/微波双技术探测器)撤防。当家人出门后,住宅周界防护的防盗报警设备(门磁开关、玻璃破碎探测器)和住宅内区域防护的防盗报警设备(被动红外探测器或被动红外/微波双技术探测器)均设防。当有非法侵入时,家庭控制器发出声光报警信号,并通知家人及小区物业管理部门。另外,通过程序可设定报警装置的等级和报警器的灵敏度。 (4)访客对讲 住宅的主人通过访客对讲设备与来访者进行双向通话或可视通话,确认是否允许来访者进人。住宅的主人利用访客对讲设备,可以对大楼入口门或单元门的门锁进行开启和关闭控制。 (5)紧急求救 当遇到意外情况(如疾病或有人非法侵入)发生时,按动报警按钮向小区物业管理部门进行紧急求救报警。紧急求救信号在网络传输中具有最高的优先级别,由于是人在紧急情况下的求救信号,其误报的可能性很小。 4 智能家居控制系统类型 4.1系统类型 智能家庭控制系统可分成采用公共电话网的智能家庭控制系统、HFC的智能家庭控制系统、以太网的智能家庭控制系统、LonWorks的智能家庭控制系统、KS485的智能家庭控制系统、无线网的智能家庭控制系统等类型。 4.2基本特点 、功能、适用范围 (1)采用公共电话网的智能家庭控制系统采用公共电话网的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计 ·基本特点:家庭智能控制器内配置了与电话线连接的收发器,利用电话网络作为信息传输网。该系统不仅在功能上能完全满足要求,而且大大地简化了布线,可以节省布线的投资。 ·系统组成:系统由系统服务器、家庭控制器(内置了与电话线连接的收发器)、路由器、收发器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。 ·系统功能:实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。 ·适用范围:该系统适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程,且特别适用于改造的智能化住宅(小区)工程,利用原有的电话线就可实现数据信号的共网传输。 (2)采用HFC的智能家庭控制系统 采用HFC的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计 ·基本特点:家庭智能控制器内配置了CableModem,利用有线电视的HFC网络作为信息传输网。该系统不仅在功能上能完全满足要求,而且大大地简化了布线,可以节省布线的投资。 HFC网络采用共享方式,其共享带宽为36Mbps。当上网人数较多时,上网的速度会变慢。由于Cable Modem设备费用较高,用户网络的开通费用高。 ·系统组成:系统由系统服务器、家庭控制器(内置了Cable Modem)、路由器、电缆调制解调器头端设备CMTS、有线电视传输网络、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成o ·系统功能:实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。 ·适用范围:该系统适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程,且特别适用于改造的智能化住宅(小区)工程,仅将原有的有线电视HFC网络进行双向改造,就可实现数据和图像信号的共网传输。 (3)采用以太网的智能家庭控制系统 采用以太网的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计 ·基本特点:家庭智能控制器内配置了以太网网卡,利用以太网作为信息传输网。以太网同时支持住户计算机和智能家庭控制系统。该系统不仅在功能上能完全满足要求,而且大大地简化了布线,可以节省布线的投资。 以太网传输速率较高,传输速率有10Mbps、100Mbps等。根据传输距离的要求,由小区物业管理中心至各楼交换机采用5类以上4对对绞线、多模光缆或单模光缆,由交换机至家庭控制器采用超5类4对对绞电缆。 ·系统组成:系统由系统服务器、家庭控制器、路由器、交换机、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。 ·系统功能:实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。 ·适用范围:该系统适用于新建、扩建和改造的智能化住宅(小区)工程,用以太网实现数据和图像信号的双向传输。 (4)采用LonWorks的智能家庭控制系统采用LonWorks的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计《智能家居控制系统设计施工图集如3X602第21、22、23页。 ·基本特点:采用一个覆盖全部ISO/OSI标准七层通信协议、开放性的LonWork总线技术,一台系统服务器最多可连接127台LONWorks路由器,一台LonWorks路由器最多可连接63台家庭控制器。每台家庭控制器为LonWork一个通道上的网络节点,每个网络节点包括有神经元(NEURON)芯片、振荡器、电源、一个通过媒介通信的收发器和与监控设备接口的I/O设备(电路)、存储器等。 LonWorks直接通信距离可达2700m(双绞线、78Kbps),其通信传输速度最大可达1.25Mbps(此时有效传输距离为130m)。LonWorks路由器至小区物业管理中心线路长度超过2700m时,需在总线上加装中继器。传输线通常采用双绞线,根据需要也可采用同轴电缆或电力线。 ·系统组成:由系统服务器、家庭控制器、路由器、LonWorks路由器、交换机、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。 ·系统功能:实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。 ·适用范围:该系统特别适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程。 (5)采用KS485的智能家庭控制系统 采用KS485的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计03X602第18、19、20页。 ·基本特点:KS485串行接口总线为主从式网络,它的通信为半双工、采用双向单信道连接方式。RS485串行接口总线的传输介质采用双绞线,它可以高速地进行远距离传输,传输速度与传输距离的技术指标如下:传输速率为10Mbit/s时,最大传输距离是12m;传输速率为1Mbit/s时,最大传输距离是120m;传输速率为100kbit/s时,最大传输距离是1200m。 ·系统组成:由系统服务器、家庭控制器、路由器、通讯器、控制器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。 ·系统功能:实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。 ·适用范围:该系统特别适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程。 (6)采用无线网的智能家庭控制系统 采用无线网的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计03X602第24、25页。 ·基本特点:利用无线作为信息传输网,该系统不仅在功能上能完全满足要求,而且从系统服务器至家庭控制器、家庭控制器至各种现场末端装置均采用无线传输方式,小区、楼内、户内无需布线,施工简单,可以节省施工的投资。 无线网的工作频率符合IEEE802.11b标准要求。 ·系统组成:由系统服务器、家庭控制器、无线收发器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。 ·系统功能:实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。 ·适用范围:该系统适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程,且特别适用于改造的智能化住宅(小区)工程,不用敷设线路就可实现数据信号的传输。 5 系统设计及产品选用要点 5.1智能家庭控制系统类型的选用 新建、扩建的智能化住宅(小区)工程,宜采用LonWorks的智能家庭控制系统、以太网的智能家庭控制系统或采用RS485的智能家庭控制系统。改造的智能化住宅(小区)工程,宜采用公共电话网的智能家庭控制系统、HFC的智能家庭控制系统或无线网的智能家庭控制系统。 5.2家庭控制器的选用 家庭控制器的选用主要包括功能、总线技术及模块化设计、扩展功能、可按用户的基本要求进行配置等方面的选用要求。 (1)家庭控制器功能的选用 家庭控制器通常具有以下功能: ·家庭防盗报警; ·家庭火灾报警; ·家庭燃气泄露报警; ·家庭紧急求助; ·远程设防与撤防; ·远程报警; ·访客对讲; ·家用电器监控; ·家用表具数据采集及处理; ·空调机监控; ·接入网接口; ·小区电子 公告; ·信息查询; ·家用设备报修等。 (2)家庭控制器功能的选择 在工程设计中,家庭控制器功能的选择可参见下表所示。 5.3总线技术及模块化设计 ·家庭控制器要求采用总线技术,如LonWorks、R5485、BACnet、C^NBlls、CEBus、X一10; ·家庭控制器要求采用模块化设计,以便用户可以根据需求选择不同的模块完成不同的功能。 5.4扩展功能 家庭控制器要有一定的扩展功能,考虑能适应今后发展的需要。 5.5可按用户的基本要求进行配置应能根据用户提出有哪些被控设备及监视控制要求(功能要求)等因素,来对家庭控制器组成进行配置,包含模块种类的选择和各种模块数量的选择。 6 设备的安装 6.1交换机、路由器、控制器、放大箱、分配箱、电话分线箱 康居住宅家庭控制器功能设置表 级嗣 消防 安防 访客对讲 家电监控 表具数据远传 基本级(1A) 1.在住户内安装紧急按钮开关。 2.在住户内安装入侵报警探测器。 具有语音对讲及控制开启楼道人口处防盗门功能。 1~2点 热能表、燃气表、水表、电度表的自动抄收及远传、超限判断、自动检查、分时计费、实时计量、管理功能。 提高级(2A) 在室内安装可燃气体泄 漏自动报警装置。且能就地 发出声光报警信号。 1.在住户内两处安装紧急按钮开关。 2.在住户内安装入侵报警探测器,在户门、及用台、外窗安装 人侵报警装置。 具有语音对讲及控镧开启楼道人口处防盗门功能。可实 现住户与安防监控中心的直接联系。 2点以上 热能表、燃气表、水表、电度表的自动抄 收及远传、超限爿断、自动检查、分时计费、实时计量、管理功能。 先进级(3A) 1.在室内安装可燃气体泄漏自动报警装置,当燃气体泄漏报警后能自动切断气源、打开捧气装置,且能就地发出声光报警信号。 2.在住户内设置火灾自动报警装置。 1.在住户内不少于两处安装紧急按钮开关。 2.在住户内安装入侵报警探测器,在户门及阳台门、外窗安装入侵报警装置。 具有语音、可视对讲及控翻开启楼道入口处防盗门功能,可实现住户与安防监控中心的直接联系。 2点以上 热能表、燃气表、水表、电度表的自动抄收及远传、超限判断、自动检查、分时计费、实时计量、管理功能。 这些设备均应安装在电气竖井内或公共走道的墙上(内)。 6.2家庭控制器 暗装(或明装)在墙内(上),其底边距地面1.4m左右。家庭控制器应设置在住户大门附近(宜距户门0.5m以内),且容易操作(包括设防与撤防)的地方。 6.3可燃气体探测器 安装在厨房内的燃气管道、灶具附近,当住户使用的是天然气,燃气探测器吸顶棚安装在距顶棚300ram以内的地方;当住户使用的是液化石油气,燃气探测器安装在距地面300mm以内地方。 6.4感温探测器设置在厨房内,它吸顶棚安装。 6.5感烟探测器设置在起居室、卧室等房间内,它吸顶棚安装。 6.6紧急按钮开关 设置在起居室沙发和主卧室床头附近的墙上,及卫生间的墙上。紧急按钮开关暗装在墙内,其底边距地面0.5m~1.2m。 6,门(窗)磁开关 安装在门扇和门框内或窗扇和窗框内。 6.8玻璃破碎探测器 安装在窗户和玻璃门(阳台)附近的墙上或吸顶棚安装。 6.9被动红外侵入探测器和被动红外/微波双技术探测器 安装在住户的主要通道、重要的房间内,它吸顶棚安装或安装在顶棚的墙角处。 6.10红外遥控器 安装在被控电器设备正面附近的墙上,距离不能超过红外线工作范围,且与电器设备之间没有遮挡。 7 工程设计实例 以二室户型为例介绍户内的智能家庭控制系统设计,设计标准采用康居住宅先进级(3A)。采用以太网的家居控制系统,家庭控制器与户内各模块之间采用R.$485总线,家庭控制器可通过电话线或计算机网络接收控制指令、发出信息,所选用的家庭控制器具有可视访客对讲功能。家居控制系统图参见国家建筑标准设计03X602第17页,二室户型家居控制平面图参见图1、2所示,家庭控制器与室内设备的连接参见图3所示。 在起居厅、卧室设置了感烟探测器,厨房设置了感温探测器、可燃气体探测器,各房间的窗户、阳台推拉门上及附近设置了门(窗)磁开关和玻璃破碎探测器,起居厅设置了被动红外侵入探测器,起居厅、卧室、卫生间设置了紧急按钮开关。对电、水、燃气进行计量;可对餐厅、起居厅、卧室的灯进行控制;当可燃气体探测器探测到有燃气泄漏后,联动控制关闭燃气管道上电磁阀、开启排烟风机;当有各种探测器报警后,联动警报发声器发出报警声音。 家庭控制器共提供13路输入:电度表(电度表安装在照明配电箱内)、燃气表、热能表、可燃气体探测器、感温探测器、感烟探测器、紧急按钮开关、被动红外侵入探测器、玻璃破碎探测器各1路,水表、门(窗)磁开关各2路。 家庭控制器共提供7路输出:警报发声器控制1路、燃气管道上电磁阀控制1路、排烟风机控制1路、照明控制4路。 三室户型、复式结构、别墅的智能家庭控制平面图及家庭控制器与室内设备的连接参见国家建筑标准设计 8 设计中应注意的事项 当防火规范规定必须设置火灾报警系统时,感烟探测器、感温探测器及可燃气体探测器的设置及系统的构成须遵循《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98的规定。 控制系统论文:电除尘器振打控制系统设计方法的改进 【摘要】:通过对某电厂一电除尘器的振打控制系统的现状的分析,提出提高电除尘器振打控制系统稳定性和自动化水平的方法,并根据现场工人多年的运行经验重新编写了振打程序。 【关键词】:可编程控制器;电除尘器;振打控制系统 我国是世界上大气污染最严重的国家之一,由于我国是以煤为主要能源的国家,大气污染以烟尘和二氧化硫为主的烟煤型污染,其中火电厂环境问题尤为严重。电除尘器将越来越受到重视。解决这一问题,就有必要对电除尘器振打控制部分进行研究分析,结合生产实际进行升级改造,从而提高电除尘器的可靠性。我国由于起步晚,技术基础底子薄,要满足国家的环保指标,其治理量大面广时间短,目前国内有少数企业在研究电除尘器集散控制系统并开始应用例如福建龙净环保股份有限公司等,大多数集成国外产品和自主开发少部分产品。国际上例如瑞典Flakt公司、德国Lurgi公司、美国GE公司、EE公司等均在研究电除尘技术。通过总结长期实验研究成果和消化吸收国剑。先进技术和经验开发研制出一批结构新颖的电除尘器。 1.电除尘器振打控制系统[:请记住我站域名/]结构分析 振打控制系统分为监控层,控制层,设备层三层。监控层由1台上位机组成,通过上位机可以在中央控制室监视现场设备的运行状况,并可以直接在上位机上启动现场设备;控制层由可编程控制器、空气开关、继电器、接触器、热继电器和电缆等组成,它接受并执行监控层的指令,是控制系统的重要组成部分;设备层是分布在现场的阀门、电机和检测仪表等。 改系统的监控层和控制层的任何一个出故障都会造成整个电厂的生产停机,给企业造成很大的损失。目前该电厂的电除尘器的振打控制系统控制层采用施耐德的PLC(非双机热备)作为主控制器,一台工控机作为监控层。在这种情况下如果监控层或控制层出现故障整个电厂的设备都的停机,给电厂造成不可沽量的损失。 2.系统控制系统的改进 针对上述对某电厂一的电除尘器的振打控制系统的分析,针对性的提出了解决方案。 (1)考虑到在电厂整个设备运行过程中电除尘器可以短时间停运和整个发电系统不停机的前提下: a.种输入输出备用模块和一备用CPU,当系统控制系统故障时,可以在短时间内换掉故障的器件; b.对监控层提出了热备用的方案,即采用再提供一台工控机,使它与原有的工控机并列运行,大幅度的提高了系统的可靠性。 (2)基于现场工人对系统多年运行的经验,发现现有系统的运行方式比较简单并且工人的劳动强度大,自动化水平低。现有的控制系统只有自动和手动的控制方式且自动的控制方式较为简单,还需要人工手动操作。针对这种情况,由现场工人提出的控制方式,我们又重新编写了控制程序,提高了振动控制系统的自动化水平,达到了可无人值守。 a.自动:八个料仓按照一定的时序自动启停阀门和风机,将灰排出。操作人员不需要任何操作,故障时系统自动停机。 b.半自动:操作人员可以任意选取运行的需要运行的阀门并可设定运行的周期(八个料仓全部卸灰一次为一个周期),启劝后,系统按一定时序启停选取的阀门,达到运行周期时系统自动停止。 c.手动:操作人员可以任意启停任一台阀门。这种方式用于系统调试。 在正常情况下系统的运行处于自动控制状态下;当系统出现故障时,可切换止半自动的控制状态下运行,此时维修人员可以将故障的设备进行更换。 3.软件设计 编程软件使用MODICON编程软件concept2.5。考虑到系统运行的稳定性,所有的功能和模拟量计算、累积、比较及逻辑判断均在PLC内完成,在正常工作条件下,可独立对整个系统进行全自动控制,不需要上位机的参与。 软件由主程序和4个子程序(自动、半自动、手动、模拟量转换)组成。分别为自动、半自动、手动分配标志位,在主程序中循环检测三个标志位,检测到那个标志位置1则调用相应的子程序。这样程序运行周期短。自动子程序按运行周期设置一个计时器,随着计时器的递增达根据时序依次启停阀门,达到排灰的目的。 4.结语 该电厂的电除尘器改造后,系统自动化程度极大提高,降低了现场工人的工作量,同时工人误操作的几率下降,提高了系统的可靠性。改进后的控制系统提供与全厂信息管理系统的接口,使得厂内管理层能随时掌握系统的运行状态,有利于全厂的调度。该系统自投运以来,用户反映良好,达到了预期的目标。 控制系统论文:对无线通信水下航模控制系统综述 1系统主要硬件电路设计 1.1HT6221键盘编码电路 不同的按键表示上升、下降、前进、后退、停车、左转、右转等控制信号,按键通过HT6221编码芯片编码后,OUT1输出38kHz的编码信号,通过507kHz中波调制后,经过功率放大、阻抗匹配,最后由L型天线输出.为了提高天线的辐射效率,L型天线与地面平行的部分采用20cm宽的铜板.HT6221键盘编码电路原理图如图3所示. 1.2频率调制与发射电路 MAX038是高频精密函数信号发生器,具有频率高、精度好等优点,广泛用于设计锁相环、压控振荡器、频率合成器、脉宽调制器等电路,本系统采用MAX038产生507kHz基波信号,频率调制IN1输入的38kHz编码信号(图3所示OUT1)后,输出给功率放大电路.陆基控制平台的功率放大电路采用TI公司的OPA561芯片,OPA561是典型的电流型运放,满功率状态下有1MHz的带宽增益,具有外围电路简单、安装调试方便等优点.频率调制与功率放大电路如图4所示. 1.3电磁波接收与解调电路 水下航模的电磁波接收电路采用CD9088专用集成芯片.CD9088广泛用于设计调频收音机,具有从天线接收到鉴频级输出的全部功能,还具有搜索调谐、信号检测、静噪以及频率锁定环(FLL)等功能.CD9088输出的信号经过电容耦合后输出给功放电路TDA2822,经过放大后的输出信号采用TLC372电压比较器进行比较,输出端(图5OUT-MCU)接水下航模的控制核心MSP430单片机.电磁波接收电路的原理图如图5所示. 1.4红外光波发射、接收电路 红外光波发射电路采用TSAL6200红外发射器,红外发射端的协议为自定义协议,载波频率为38kHz的方波;红外光波接收电路采用TSOP138红外接收器,TSOP138有接收红外信号、内置信号放大、滤波、检波输出等功能.红外解调后的信号经过单片机处理,即可恢复出原编码信号.红外光波发射、接收电路原理如图6所示. 1.5直流电机驱动电路 直流电机采用L298N驱动芯片,通过MSP430单片机改变L298N芯片控制端的输入电平,实现电机正反转控制;通过MSP430单片机产生PWM波信号,调整直流电机的转速.为了减小由于电机在启停过程中产生的感应电动势对单片机I/O口的影响,采用光电耦合器将控制部分与电机驱动部分隔离开来,可减少电机驱动电路对单片机的干扰.直流电机驱动电路如图7所示. 2系统软件设计 2.1编码与解码程序设计 中波通信的编解码过程以及通信协议是本系统程序设计的关键[13].中波编码采用HT6221编码协议,该协议由一位起始码、16位地址码、16位数据码组成.其中16位地址码包括8个连续的“0”和8个连续的“1”,16位数据码由8位数据原码和8位数据反码构成.起始码中的“0”和“1”分别用9ms的低电平和4.5ms的高电平表示,用0.56ms的低电平和0.56ms的高电平表示数据码中的“0”,用0.56ms的低电平和1.68ms的高电平表示数据码中的“1”.对应的解码方式为:当单片机检测到起始码并读到连续的8个“0”和8个“1”后,随后接收的16位码便为数据码.红外通信的编解码方式参考了HT6221编码协议.该通信协议也是由起始码、16位数据码和结束码组成.其中16位数据码包括8位数据原码和8位数据反码.起始码中的“0”和“1”分别用9ms的低电平和4.5ms的高电平表示;数据码中的“0”采用0.56ms的低电平和0.56ms的高电平表示,“1”采用0.56ms的低电平和1.68ms的高电平表示;结束码采用4.5ms低电平表示.解码方式与中波通信过程相同. 2.2系统软件设计流程图 陆基控制平台没有微处理器,简化了系统的程序设计.水下航模采用MSP430单片机为控制核心,主要负责检测来自陆基控制平台的无线电波的解码信号,根据译码指令控制红外光波发射电路和状态指示电路,水下航模子系统流程图如图8(a)所示.水面传动单元同样采用MSP430超低功耗单片机检测红外光波接收电路的解码信号,根据解码指令控制直流电机驱动电路,完成牵引水下航模的升降和位移测量功能,并将当前的工作状态通过LCD显示,水面传动单元控制流程图如图8(b)所示[14]. 3系统测试与分析 3.1水下航模运行时间测试与分析 当L型天线的水平部分与水面距离为2m时,设定快速上升时间为3s,快速下降时间为4s,慢速上升时间为6s,慢速下降时间为8s,分五次测量的结果见表1.从表1可以看出,快速升降的时间最大误差为5%,而慢速升降的时间最大误差为10.6%,主要原因是水下航模在下降过程中受到向上的浮力作用而存在摆动,影响观察者判断其停止的准备位置. 3.2天线高度对电磁波通信的影响 水下航模离水面的距离为0.5m,天线距水面的距离变化范围为2~10m,通过陆基控制平台设定状态和水下航模指示灯状态的对应关系测试无线通讯建立是否有效,规定L1亮表示前进,L2亮表示倒退,L3亮表示停车,L4亮表示左转弯,L5亮表示右转弯.具体测试结果见表2.从表2可以看出,当天线高度为10m时,系统的指示运行状态与陆基控制平台设定的状态仍然一致,综合测试系统通信的误码率小于2%,说明在此范围内,天线与水下航模的垂直距离对无线电波的传输效率影响甚微.由于条件所限没有进行天线高度与通信建立有效性的完整实验,但是从理论分析可知,电磁波信号在水和空气的界面处存在剧烈的反射效应,在水中传播时也有比较强的衰减,因此,当天线离水面的距离足够远时,无线电波通信将失效. 3.3设定速度与实际速度对比情况 本系统所使用的电机在最大转速情况下提供给悬索的线速度为15cm/s,考虑到水下航模的重量对电机转速的影响,本系统结合光电门的实测速度,采用PID算法控制电机转速,表3给出了10组测定数据,水面传动单元带动水下航模升降的实际速度可以通过液晶显示屏观察.从表3可以看出,系统存在一定的测量误差,但是3次实际测量速度的平均值与设定值非常接近. 4结语 水下无线通信系统以两片MSP430单片机为控制核心,采用中波和红外光波通信,通过HT6221编码和CD9088解码完成了陆基控制平台与水下航模的电磁波通信,实验测试结果表明,频率为507kHz的电磁波在经过空气与水面的界面反射和水下衰减后,仍然能够在水下有效传输50cm以上,说明中波相比高频电磁波在水下无线通信系统中有更加优越的抗衰减特性.因此,系统模型可以广泛应用于浅水区域的信息采集和无线电传输,或者作为深水区域与陆基设备通讯的中继站,在国防、工业和智能 农业等方面有着广泛的应用前景.本系统采用了电磁波通信讯、红外光波通讯、电机精确控制、编码解码、数据动态显示等技术,具有较强综合性和扩展性,特别是可以借鉴无线传感器网络技术的设计思想,通过一个陆基控制平台,同时控制多个水下航模执行相同的控制指令,完成在一定水域的多个水下接受终端的控制过程,可用于水面防区的探测器布防和水雷布点,也可以用于精细养殖区域的水下精密监测. 控制系统论文:控制系统在纺织机械中的实用性 自动化率和自动化技术差距将我国的自动化设备水平和纺机技术结合起来综合考虑,我国的整体水平与国际的纺机自动化技术水平差距显着。不过,对于不同的纺机产品来说他们有不同的差异。首先,是我国的纺织工业设备的水平只有占总体的四分之一能够达到国际的先进标准;再者,我国的棉织和制造新设备在技术上也只是达到了国际90年代的水平,可见我国的科技是多么的落后;再其次,毛纺织、印染类机械与国际水平的差异也相当明显。以上所述,不计这些在技术指标方便出现的差异,我国的纺机产品的设计理念和是否拥有可靠性也与国际有着非常大的差异。引起人们关注的是,整个纺机行业的自动化率国际站整体的50%,而我国的纺机自动化率也只能占了其中的15%~20%。 纺机机械工艺复杂、程序繁琐,因此各种不同的纺织机械,他们对于自动化的需求也各有不同,出现了五花八门的形式。不同的控制装置在不同的纺织设备上发挥着不同的价值,来满足纺机行业的需求,来提高纺机的效率。梳棉机近年来纺机采用计算机来控制自调匀整装置,提高高速时的控制效果,特别可以消除滞后现象。立达(Rieter)公司的C4-A型梳棉机釆用了混合环式自调匀整装置,用闭路循环方式,通过对一对阶梯罗拉进行检测,调控给棉罗拉速度来控制长片段的匀整;釆用联控形式(扰动可变补偿)来控制短片段匀整,即在出口处通过称量棉网重量,发现棉网超标立即进行调整,控制过程的干预是通过调控棉罗拉的速度来完成的。立达(Rieter)公司研制成的C.I.S.纺纱自动化生产线,在清缸工序中釆用了Aero-feed散棉喂给装置,再用ABC-Control型处理机控制清缸连续化和自动化生产线。操作人员可以通过VDU彩色图表管理机台,取代了开棉、清棉和梳棉的人工中心控制,具有控制、监视、报警和记录等多种功能。2.2并条机自调匀整是并条机自动化内容中很重要的一个动作。这种方法实现了棉条条干均匀,能够使纱的粗细相同,否则在纺机织布的时候,很容易引起细的纱出现断头现象。综合以上情况的叙述,如果在纺织过程中发现条干过粗或者过细,就需要利用设备来检测出来,并能够对这种情况及时作出调整,来达到符合要求的目标,以免事后无法挽回。自动调节的过程重点是要检测,然后在经过计算机的处理,最后运用电动机调频来进行操作。这一系列的自动化机制体系,是相当复杂的过程,而且难度也是很大。我国的产品水品在国际上还是比较落后,所以,这样的设备目前仍然需要从国外引进。 细纱机细纱机在落纱环节方面,传统的方式是采用人工换管,人工接头,细纱机的锭数以前采用人工换管和人工接断头的方法。每台细纱机的锭数都很少,而现在细纱机的技术有所进步,锭数从起初的300个到了现在的1000左右,如果仍然用人工换管,那么不但产生的断头多,而且纺织的效率也会大大降低,消耗工人的劳动量。其实,造成断头的原因是由纱管形状和张力的大小来决定的,双速电动机是一种能够解决此问题的一个最佳方式,可以有效的减少断头情况的发生。粗纱机有细纱必有粗纱,粗纱是用粗纱机来制作的,他的原理在于要将熟的棉条进行拉伸后处理,进一步分离度,有利于之后细纱机对细纱的加工。传统的粗纱机是采用了电动机,粗纱机的作用是将熟棉条进行拉伸后形成粗纱,以进一步增加取向和分离度,利于后道细纱机的加工。粗纱机的人机界面使用触摸屏,应用PLC来进行控制,传统的粗纱机也采用了运用电动机的方法由多种机构分别传动及升降。络筒机我国当前的络筒机结构主要是采用了电子齿轮和电子凸轮的数码结构,也就是由单锭来进行传动。可是由于机械上的电机没有能够直接进行传动的连接,所以用高速精密的计算控制来做辅助,就可以方便的高速精密的交叉卷绕,织纱的速度远超过了传统的络筒机,有效的提高了织纱效率。无梭织机随着机械自动化技术在社会上的广泛应用和推广,迎合趋势,有一种新的技术,无梭织机技术,这种技术在不断提高创新水平,也使得纺机技术得到了新的突破,不断实现自动化。现在有些汽车的程序控制就是运用其中的原理,像汽车的开关程序控制,他能够在规定的时间内给车自动加油,自动收集计算数据、将织机的各种参数显示出来,其中包括他的产量和效率等等的原因分析,这样就大大提高了生产效率。机械自动化的现在,电子选色,计算机自动纺织纺织品,还可以通过变换编织图形还改变编织物的图案。 实现纺机技术的自动化、科技化,领先化,是我们首要面对的课题,同样,这也是一个难以攻破的难关。时展的今天,我们国家在一些技术的发展上仍然落后于其他国家,在国际上没有优势地位,这与科技人员的探索精神不够强烈密不可分,虽然纺机行业自动化相对传统有所进步,但仍有很多严重的不足。政府应正视纺织机械的现代化进程,加大对自动控制设备的改进力度,与国际接轨,提高产品效率,节约社会资源,走可持续发展道路。 控制系统论文:射流混药农业控制系统 目前,我国农药的有效利用率仅为20%~40%,喷施的大部分农药流失到了环境中,不仅浪费资源,而且造成环境污染[1].提高植保机械技术水平,进行高效、低污染施药技术研究及机具开发是一项迫切的任务[2].射流混合技术[3]是利用管道中水的能量直接吸入液体农药,它在石油化工行业已经得到了广泛的应用,但在植保机械方面应用得还比较少.射流混药不但可以减少药液对机件的损害,降低对机件的要求,而且节约了使用过程中多余的农药,减少了农药的倾倒所造成的污染[4].因此,研制和开发在线射流自动混药装置,是安全、可靠、高效使用农药,以及降低残留物对环境污染的关键之一,同时也是发展植保机械的有力措施[5].对于在线射流混药[6],前人已经对其机理进行了相应研究,例如,何培杰等[7]对射流混药装置的混合管进行了数值模拟,得出了径向速度和轴向速度在混合管内的分布规律.邱白晶等[8]建立了射流混药装置数学模型,确定了射流混药装置数值模拟方案,并根据试验参数设计了射流混药器,进行了射流混药测试研究.但是存在的问题是混药比值远达不到实际生产中所需混药比要求,且无法精确控制射流混药器的进药量.为了解决上述问题,文中设计一种基于DSP和LabVIEW的在线射流混药控制系统,以增大混药比的可调范围,实现药量的精确控制. 1在线射流混药装置的结构 在线射流混药装置的结构如图1所示,由仪器控制柜、异步电动机、柱塞泵、电控阀、射流混药器、喷杆、电动机驱动模块、单向阀、流量传感器、压力传感器、转速传感器等装置构成.采用三相异步电动机为动力源,自行设计电动机的驱动板,利用TMS320F2812DSP的EV模块实现电动机的调速.电动机通过联轴器带动柱塞泵进而控制混药器进水口的流量.在线射流混药装置的核心部件射流混药器如图2所示,其基本结构参数:射流嘴收敛角α为16°,扩散管扩散角β为8°,混合管长度L为17.04mm,混合管直径dt为3.55mm,吸入角度γ为60°.在混药器进药口安装了流量控制阀,通过DSP的D/A模块控制阀门的开度来实时调节混药器进药量.在射流混药器的进水口、进药口及出水口都分别安装有压力及流量传感器,传感器的模拟信号通过DSP的A/D模块采集,DSP通过RS232将数据传给上位机.上位机实时显示管道中混药前后水的流量及压力的变化并保存试验数据. 2系统硬件组成 射流混药系统硬件组成如图3所示. 2.1工控机、TMS320F2812DSP处理器工控机作为上位机提供试验所需的基本参量如水流量和药流量等信息要求,通过RS232接口传递给TMS320F2812DSP处理器.DSP处理器的功能为采集流量、压力、转速信号,输出电动调节阀的控制信号,进行三相异步电动机的变频调速.同时,DSP将采集的信号通过RS232上传回工控机,实现数据信号的实时显示和保存. 2.2实时信号采集由于射流混药器的流量传感器、压力传感器及电动机转速传感器输出4~20mA的模拟信号,而DSP处理器的I/O口只能接受3.3V的电压信号,所以选用光电隔离芯片TLP521,对传感器检测信号进行转化,处理后的检测信号送入DSP的A/D模块. 2.3变量执行器变量执行器主要由三相异步电动机和高精度电控调节阀构成.三相异步电动机的控制芯片选用TI公司的TMS320F2812DSP,其硬件电路主要由DSP控制电路、供电电路、驱动电路、信号处理电路等组成.DSP输出的PWM信号经过光电隔离后送入驱动芯片,由驱动芯片驱动MOSFET,由其组成的三相全桥驱动电路对电动机进行控制.高精度电控调节阀的工作电压为24VDC,接受0~10V或4~20mA的模拟量控制信号,为此采用DAC8532扩展了DSP的D/A模块,通过D/A模块输出的模拟信号控制阀门的开度,进而控制进药口药液流量. 3系统软件设计 3.1系统的上位机软件设计选用LabVIEW为开发平台,设计简单友好的人机交互界面,实现数据的实时显示及实时保存,能够根据实际要求适时改变射流混药器的进水量和进药量.同时利用串口与下位机DSP进行实时通信.其人机交互界面如图4所示. 3.2系统的下位机软件设计系统的下位机软件采用C语言开发,软件的设计采用了模块化的方法.第1步对水流量控制模块进行设计.通过对电动机转速和管道中水的流量进行标定,拟合得电动机转速与水流量的关系曲线(见图5),函数关系为Qw=0.018n+0.84,(1)式中:Qw为管道中水的流量,L/min;n为电动机转速,r/min.电动机控制程序中定义Qw为给定管道中水的流量,n为给定电动机转速,nt为测得的电动机转速,则水流量的控制流程如图6所示.第2步对药量控制模块进行设计.在高精度电控调节阀的前后安装压力传感器,阀前安装流量传感器,通过DSP的D/A模块输出的电压信号控制电控阀的开度,进而对药流量调节.由于电控阀为机械装置,所以存在几十ms的响应时间和延迟时间,但是对试验结果影响极小.对电控阀两端的控制电压和实际药流量进行标定,得出药流量与电控阀的输入电压之间的关系曲线,如图7所示.图中U为电由图7可知,当药流量小于0.29mL/s时,电控阀的输入电压与实际药流量基本为线性关系;当药流量大于0.29mL/s时,两者的关系曲线近似为二次曲线,拟合得到两者的函数关系式为。 4控制系统试验 4.1试验方案设计流量控制是影响混药效果的主要因素,为了验证本控制系统的实际控制效果,对系统的软件及硬件进行综合测试.在水箱和药箱中分别加入纯水和红色的染色剂,用红色染色剂代替药原液,进行流量控制测试研究.试验分为水流量跟踪试验、药液吸入量随水流量的变化试验、不同混合比情况下药液的控制试验。 4.2水流量控制跟踪性能测试为了检测水流量控制系统的性能,测试了在电动机不同转速工况下,流量管道中水流量的跟踪性能,测试结果如表1所示,QT为目标水流量,QP为实际水流量,ΔQ与er分别为绝对误差和相对误差.试验表明,实际水流量能够较好地跟踪目标水流量.水流量控制系统的相对误差在2%以内. 4.3药液吸入量随水流量变化试验在不加入药液控制系统的情况下,测试在电动机不同转速工况下,混药比值及变化情况.试验结果见表2.表中n为电动机转速;Qw1为试验所得水流量,L/min,为了计算混药比,把单位转化为mL/s后的水流量用Qw2表示;QM为药流量;R为计算所得混药比.由表2可见,未设置药液控制系统时,随电动机转速增大,射流器吸入的水流量与药流量的比值即计算混药比值逐渐减小,但变化不大,其变化关系如图9所示.由表2及图9可知,该混药比的量值仅为(5~8)∶1,与实用施药过程中混药比(一般为几百∶1)[9-10]相差甚远. 按正常混药比(设为200∶1)计算,表2中工况所需吸入的药量范围应为0.72~1.63mL/s,而试验中吸入药量范围达18.16~65.15mL/s.说明此时射流器吸入的药液量远远大于所需吸入的农药量,即此时的混药比不能满足实用要求,这将导致无法在实际的混药机具上实施有效混药.为此必须加设药液控制系统,以实现对混药浓度的精确控制. 4.4药原液控制跟踪性能试验在加入药液控制系统以后,在恒定水流量的情况下,模拟实际混药过程,改变混药比,增大混药比的调节范围,测试药原液的跟踪情况.设定电动机转速分别为830r/min,水流量为16.61L/min,测试在不同混药比的情况下,药原液的跟踪情况.测试结果见表3,其中QMT为目标药流量,QMP实际药流量,ΔQ与er分别为绝对误差和相对误差.为了保证测试结果的可靠性,设计了对比试验,设定电动机转速为430r/min,水流量为8.7L/min,测试在不同混药比的情况下,药原液的跟踪情况.测试结果见表4.由表3,4可知,在加入药原液控制系统以后,无论电动机转速在830r/min还是430r/min的情况下,尽管改变了水药的混合比,但是实际药流量都能够跟踪目标药流量,且可以获得相对误差在3%以内的控制精度.可见混药控制系统对增大混药比的可调宽度、提高射流混药器的控制精度发挥了关键作用. 5结论 以DSP和LabVIEW为核心设计了一套在线射流混药浓度控制系统,解决了射流混药器混药比可调范围窄、控制精度低的问题,提高了混药的精度,能够根据实际要求适时调节混药比,实现精确智能混药.为射流混药机具的生产实用提供依据.1)该控制系统能实现对水量、药量的精确控制,从而可以获得适合实用的混药比值,显着(数十倍)增加混药比的调节宽度,优化控制性能,节能增效,提高安全性.2)水流量和药流量跟踪性能试验表明,水流量控制系统的相对误差在2%以内,药流量的控制系统的相对误差在3%以内.3)系统简便实用,能够根据实际施药过程,实时调节水流量和药流量,实现变量混药. 控制系统论文:城乡交通灯控制系统电路设计 摘要:分析了现代城市交通控制与管理问题的现状,结合城乡交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理,给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的硬件电路设计方案。 关键词:交通控制 交通灯 时间发生器 定时器 1 引言 随着社会经济的发展,城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调,已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统,它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。 随着城市机动车量的不断增加,许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况,因此,自80年代后期,这些城市纷纷修建城市高速道路,在高速道路建设完成的初期,它们也曾有效地改善了交通状况。然而,随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制,高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点,也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。所以,如何采用合适的控制方法,最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路,缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况,越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。为此,笔者进行了深入的研究,以下就城乡交通灯控制系统的电路原理、设计计算和实验调试等问题来进行具体分析讨论。 图1 2 交通灯控制系统设计 城市路通信号控制系统大体上分为三种类型:定周期的信号机、多时段且具有无电缆协调功能的微电脑型信号机以及联网式自适应多相位智能型信号机。具体采用哪种类型,应根据其应用场合及特点加以确定。其中,第一种类型以其成本低,设计简单,安装及维护方便等特点得到了广泛应用。本文讨论的城乡交通灯控制系统就属于该种类型。该交通灯控制系统主要由时间发生器电路、光电检测电路、控制电路等几个部分组成。其系统原理图如图1所示。 1.1 时间发生器电路 时间发生器电路由一片74191、时钟脉冲产生电路和几个门电路构成,其中时钟脉冲产生电路如图2所示。时钟脉冲产生电路用一片555定时器业构成多谐振荡器,设计脉冲周期为4s,其计算公式为:T1=(2R2+R1) Cln2=0.7×5.7MΩ×1μF,以此信号作为74191的CP。74191的四个状态输出端QAQBQCQD可用四个门电路进行译码。当QAQBQCQD=0000时,电路输出低电平信号给D触发器和控制电路的IO输入端;而当QAQBQCQD=1000时,电路输出高电平信号给黄灯驱动电路。74191接成减计数工作状态,LD信号由控制电路的O1提供,应将置数输入端A、C接高电平Vcc,B、D端接D触发器的输出端,还可根据D触发器的不同输出状态置入数5和数15。 2.2 控制电路 控制电路主要由单稳态触发器、RC电路和反相器构成、电路如图3所示。该电路有两个输入端和三个输出端。当QAQBQCQD=0000时,输入端IO为低电平,此时信号将直接经O1输出给LD以进行异步置数,因此74191的0000状态持续时间很短暂。输入端I1由光电检测电路的输出信号提供,当有车辆时,输出低电平;无车辆时输出高电平。输出信号O1=I1,而输出信号O2而由I1经反相器、RC电路和一单稳态电路得来。O1的作用是当乡间道无车辆时,保持主干道绿灯亮,乡间道红灯亮。当主干道绿灯变亮并检测到乡间道有车辆(即I1=0)时 ,O2触发单稳态电路并维持主干道绿灯亮66s,即T2 = RCln3=1.1×6MΩ×10μf=66(s)。 图3 2.3 光电检测电路 光电检测电路由光源和光电三极管构成,该电路可根据需要选择现成产品,如CP850系列的CP851,该器件的光电传感器输距离可达15m。 2.4 交通灯控制及驱动电路 交通灯控制电路由一个D触发器、一个三输入或门和两个反相器组成,其电路如图3所示。D触发器的作用是在乡间道非常繁忙时,对红绿灯的转换进行控制。三输入端或门的作用是当乡间道无车辆和主干道绿灯刚亮而乡间道就有车通过时维持主干道绿灯亮时间大于60s。 由于红绿灯的功率较大(十几瓦),一般集成门电路无法驱动,因此需要设计一个特定的驱动电路,该电路可用功率管和高驱动能力的电源构成,具体电路如图4所示。功率管及电源大小可根据交通灯的功率进行计算。电路仿真时,可用一小灯泡直接接在门电路的后面。 3 结束语 根据交通灯控制系统的逻辑电路,笔者采用加拿大交换图像技术有限公司推出的Electronics Work Bench(简称EWB)软件进行了仿真实验[4]。在众多的电路仿真软件中,EWB的工作 界面非常直观。仿真过程中,用光电检测器来模拟现场的各种情况,结果表明,该系统完全可以达到设计要求。 控制系统论文:浅议计算机联锁控制系统在北京城铁中的应用 论文关键词: 城市轨道交通 计算机 联锁 论文摘要: 介绍了北京城市轨道交通计算机联锁控制系统在系统结构方面的硬件改进, 阐述了诸如扣车、紧急关闭和轨道区段故障时单独操纵道岔等特殊联锁功能和与A TP 系统结合的安全编码逻辑功能的软件实现。 考虑到信号工程的技术趋势和经济上的合理性, 北京城市轨道交通13 号线信号计算机联锁控制系统, 采用铁科院开发研制的T YJL2Ⅱ 型系统。虽然此系统已在全路400 余个站场投入使用, 但在满足现有的各项技术条件要求, 实现进路上的道岔、信号机和轨道电路的正确联锁关系, 确保列车运行安全的同时, 还必须进行一系列的改进和完善, 以满足城市轨道交通所要求的特殊联锁功能, 并实现与A TP 系统结合的安全编码逻辑功能。 1 系统结构的改进 根据北京城市轨道交通的特点, 对T YJL2Ⅱ 型计算机联锁的系统结构做了如下的改进。 1. 各站通常不设信号维修人员, 为了确保系统在监控机或控制台故障的情况下仍能够不间断地可靠运行, 将监控机和控制台纳入到了双机热备的覆盖范围之中, 使其在故障时可由相应的联锁机申请切换。具体地讲, 对站场简单的车站, 直接将监控机安装在联锁机柜内, 取消联锁总线的切换电路。A 监控机和A 控制台随着A 联锁机的切换而切换, B 监控机和B 控制台也如此。而对站场复杂的车站, 除切换方式同简单车站外, 仍采用原有TYJL2Ⅱ 型计算机联锁系统的结构, 保留联锁总线的切换电路。 2. 由于计算机联锁控制系统的操作方式分为控制中心集中控制和车站分散控制, 且通常采用中心集中控制方式, 因此系统在各站的监控机部分增加了与CTC 分机的接口, 接收中心集中控制时的命令信息, 并向中心发送本站的表示信息, 接口采用RS2422 双网结构。车站分散控制时, 系统采用鼠标式控制台和按钮式单元控制台互为备用的原则进行设计, 使操作方式更加方便灵活。 3. 为了便于维修, 计算机联锁控制系统的采集、驱动电路板均改为6U 标准, 计算机电源、采集电源、驱动电源和地线检查器改为插接方式。同时, 为适应北京城市轨道交通机柜上出线的要求, 系统的联锁机柜结构也相应地改为采集、驱动层在上, 计算机层、电源层在下。 4. 在保持原有T YJL2Ⅱ 型计算机联锁系统电路结构不变的情况下, 为提高系统的可靠性和抗干扰能力, 采取的措施主要包括: 提高印制板采用的芯片等级, 按5V 计算机电路与12V 采集、驱动电路分别布线, 并且分开设置接插件; 在接口架的驱动条件线上增加防雷器件; 采集、驱动32 芯电缆靠电路板一侧增加抗电磁干扰磁环等等。 2 系统特殊联锁功能的实现 由于北京城市轨道交通计算机联锁控制系统增加了诸如自动进路、自动折返、扣车、紧急关闭和轨道区段故障时单独操纵道岔等一系列特殊联锁功能, 因此在联锁软件中又增加了相应的模块, 具体可分为3 类。 1. 原联锁软件中没有与其类似的功能, 需要建立全新的算法, 增加新模块。如, 扣车必须确定扣车状态的输入与哪些所要驱动的发车进路的信号控制输出有关; 扣车状态的输出与哪些扣车按钮的输入有关。在此基础上建立实现扣车这种特殊联锁功能的算法, 并予以实现, 完成扣车作业。 2. 原联锁软件中有与其类似的功能, 可利用原有算法。如, 紧急关闭与原有的超限绝缘检查功能非常类似, 其技术条件也基本相同。因此, 可利用原联锁逻辑模块中的超限检查的算法, 在股道的二端分别设置与超限检查模块类似的紧急关闭模块来实现紧急关闭作业。 3. 原联锁软件中虽有与其类似的功能, 但需对其算法稍加修改。如, 轨道区段故障时单独操纵道岔与原联锁逻辑模块中的单独操纵道岔稍有不同, 二者的区别在于是否进行区段占用检查。只要在原联锁逻辑模块中的单独操纵道岔模块的算法中, 去掉区段占用检查条件, 就可以得到轨道区段故障时单独操纵道岔模块的算法。在道岔区段轨道电路故障的情况下, 且人工确认该道岔区段无车时, 可以采用非常手段实现单独操纵道岔作业。 虽然实现各项特殊联锁功能的模块所采用的算法是不同的, 算法的确定也是不同的, 但由于原有的TYJL2 Ⅱ 型计算机联锁控制系统的联锁软件是按照故障2安全的原则设计的, 新增加或修改的模块也均按此原则设计, 不会影响原有计算机联锁控制系统软件故障2安全性的实现。 3 安全编码逻辑功能的实现 北京城市轨道交通计算机联锁控制系统, 增加了与ATP 系统结合的安全编码逻辑功能, 并通过软件加以实现。其软件的数据仍采用按站场图形基本模块链表进行连接的方式, 遇有站场改变时只需在相应位置插入对应的模块。程序采用模块化的设计方法, 如需增加或改动某个环节, 也只需增加或改动相应的模块。 与ATP 系统结合的安全编码逻辑软件的数据分为静态数据和动态数据2 部分。其中, 静态数据包括: 与站场结构紧密相关的编码模块的代码、在链表中的位置、其控制特征以及其他必须的信息, 如软件运行所需的索引表、控制表等相关内容。就编码模块而言, 对于非道岔区段, 每1 个轨道区段均设有1 套速度码继电器和1 个编码模块, 并入链; 对于道岔区段, 考虑到道岔区段设有定位发码和反位发码2 套独立的速度码继电器, 因此也分设2 个编码模块。动态数据则是在模块静态数据对应的缓冲区记录模块状态、在程序中当前所处的层, 以及程序运行所必须使用的变量等信息。定义了编码模块的数据结构之后, 在联锁逻辑运算模块中增加编码逻辑处理模块, 可以实现与ATP 系统结合的安全编码逻辑软件的技术要求。模块中包含2 类程序, 一类是不受进路控制的编码模块, 另一类是受进路控制的编码模块处理程序, 二者的区别在于模块扫描方式的不同, 不受进路控制的编码模块处理时按索引表扫描, 受进路控制的编码模块处理时按进路管理缓冲区扫描。 与ATP 系统结合的安全逻辑编码软件的实现, 无论是数据结构还是程序结构, 都借鉴了联锁逻辑运算模块在提高软件可靠性和安全性方面的经验。为减少形成危险侧错误输出的可能性, 软件采用冗余编码方式, 将有关安全的编码信息按不同规则分别存储于不同的缓冲区, 使用时需比较一致才认为其有效。同时, 软件采用分层递进的网络结构, 上一层的错误会被下一层发现, 不会由于错误扩展导致系统级错误。此外, 软件对可能发生的错误视情况不同, 采取不同的方式进行处理。对于数据错误, 程序从发现错误层开始终止执行, 对已进行的处理采取程序卷回的方法恢复执行命令前的状态, 并给出相应的提示。当影响安全的关键缓冲区发现错误后, 程序将采取切断输出的措施。对于硬件故障引起的错误, 如果硬件故障导致发生的错误是不影响安全的, 那么程序将给出报警提示, 并将故障可能影响的信息置为安全侧。如果当硬件故障可能导致发生影响安全的错误时, 程序将采取停止工作的措施。 4 结束语 北京市城市轨道交通计算机联锁控制系统是国内城轨领域首次采用国产计算机联锁设备。由于联锁控制系统在性能等方面具有强大的优势, 改进后的系统结构更为合理, 特殊联锁功能的实现方式安全可靠, 并成功地增加了与A TP 系统结合的安全编码逻辑功能, 完全满足了现场运营的实际要求, 因此, 在运营期间, 信号系统以运营状况稳定、性能安全可靠、维护便利, 获得了用户的认可, 并在提高作业效率, 改善 劳动条件等方面收到了良好的使用效果。 控制系统论文:有关机械制造中的安全控制系统 引言 机械的安全性就是机械安全使用说明书规定的预定使用条件下执行其功能和在运输、安装、调整、拆卸和处理时不产生伤害或危害健康的能力。任何一台机械都有风险,会导致危险。这些风险和危险都会导致事故的发生、对人员造成伤害。当我们能够关注机械本身的安全性能的时候,其安全功能应该由安全自动化控制系统来实现。安全控制系统的正确设计会影响到机械的安全性能。安全控制系统的可靠性是衡量该台机械是否符合安全要求的重要依据[1],本文对于机械制造中的安全控制系统相关问题进行分析。 1 安全控制系统 所谓的安全(控制)系统,是在开车、停车、出现工艺扰动以及正常维护、操作期间对生产装置提供安全保护。一旦当工厂装置本身出现危险,或由于人为原因而导致危险时,系统立即做出反应并输出正确信号,使装置安全停车,以阻止危险的发生或事故的扩散。它包括了现场的安全信号,如紧急停止信号、安全进入信号、阀反馈信号、液位信号等,逻辑控制单元和输出控制单元[2]。无论在机械制造领域还是在流程化工领域,安全控制系统是整个系统运转中不可或缺的一部分。 从安全控制系统的结构图我们可以看出,安全控制链由输入(如传感器)、逻辑(如控制器)、输出(如触发装置)构成。从逻辑上来说,对于安全信号的控制功能可以采用普通继电器、普通PLC、标准现场总线或DCS 等逻辑控制元器件,从表面上达到我们所需要的逻辑输出。但是,我们可以注意到,普通继电器、普通PLC、标准现场总线或DCS 不属于安全相关元器件或系统。它们在进行安全相关控制的时候可能会出现以下安全隐患:处理器不规则、输入/输出卡件硬件故障、输入回路故障(比如短路、触点融焊)、输出元器件故障(如触点融焊)、输出回路故障(如短路、断路)、通讯错误等。这些安全隐患,都会导致安全功能失效,从而导致事故的发生。所以,安全控制系统就是要求能够可靠的控制安全输入信号,一旦当安全输入信号变化或安全控制系统中出现任何故障,立即做出反应并输出正确信号,使机器安全停车,以阻止危险的发生或事故的扩散。 安全控制系统的硬件主要采取了以下措施来达到安全要求:1)采用冗余性控制;2) 采用多样性控制;3)频繁、可靠的检测(对硬件、软件、通讯);4) 程序CRC 校验;5) 安全认证功能块。 常见的安全输入设备包括由紧急停止设备、安全进入装置(安全门开关或联锁装置)、安全光电设备(安全光幕、安全光栅、安全扫描仪)。安全逻辑部分常采用安全继电器、安全PLC 和安全总线系统。 2 安全逻辑控制设备 逻辑控制设备是整个安全控制系统中最重要的一部分。它需要接收安全信号,进行逻辑分析,可靠的进行安全输出控制。现代自动化安全控制领域中,安全系统的控制元器件有安全继电器、安全PLC 和安全总线控制系统。 2.1 安全继电器 安全继电器,或者称为安全继电器模块,是最简单的安全逻辑控制元器件。其特点是采用了冗余的输出控制和自我检测的功能,实现了对输出负载的可靠控制。 该模块的存在2 个安全输出触点,这两个安全输出触点在内部是由来自2个不同的特殊继电器K1 和K2 的常开触点串连而组成。当K1 出现故障的时候,K2 依然可以实现安全触点断开的功能。同时,安全继电器模块可以通过内部电路进行自检,检测出外部接线故障和内部元器件的故障。 2.2 安全可编程控制器 安全可编程控制器采用了多套中央处理器进行控制,并且这些处理器来自不同的生产商。这样的控制方式符合了冗余、多样性控制的要求。这是安全PLC 与普通PLC最根本的区别。当一定数量的处理器出现故障后,完好的处理器依然执行安全功能,切断所有安全输出使系统停机。导致系统停机的处理器的故障数量取决于不同的系统。如,1oo2 系统(2 取1 的系统),一旦一个处理器出现故障,系统立刻进入故障安全状态;又如,2oo3 系统(3 取2 的系统),当一个处理器出现故障,系统并不会停机。系统只有在2个处理器同时出现故障的情况下才会导致系统停机。前者我们通常成为2 重冗余系统,安全可靠性较高、可用性较低;后者我们通常成为3 重冗余系统,其安全可靠性和可用性较高,但相比前者成本高。 对于信号的采集、处理和输出的过程,安全PLC 都采用了冗余控制的方式。当信号进入PLC 后,分别进入多个输入寄存器,再通过对应的多个中央处理器的处理,最后进入多个输出寄存器。这样,安全PLC 就构成了多个冗余的通道。整个过程之中,信号状态、处理结果等可以通过安全PLC 内部的暂存装置进行相互比较,如果出现不一致,则可以根据不同的系统特性,进入故障安全状态或将故障检测出来。 输入回路可以采用双通道的方式,通过2 条物理接线进入安全PLC。安全PLC也可以提供安全测试脉冲,用以检测输入通道中的故障。安全PLC 的输出内部电路也采用了冗余、多样性的方式,对一个输出节点进行安全可靠控制。安全PLC 可以通过2 种不同的手段,即切断基极信号和切断集电极电源两种不同的方式,将输出信号由1 转变为0。无论那种方式出现故障,另外一种方式依然完好的执行安全功能。同时,安全PLC 提供了内部检测脉冲,以检测内部故障。 安全PLC 的扫描时间要求为每千条指令1ms 以下。快速的中央处理功能不仅可以达到紧急停车的要求,同时能够以较短的时间完成整套系统的安全功能自检。 在软件方面,安全PLC 必须有可靠的编程环境、校验手段,以保证安全。这主要可以通过规范安全功能编程来实现。如Pilz 的安全PLC,提供了通过认证的MBS 安全标准功能块,以帮助编程人员进行合理的、安全的编程。这些安全功能块经过加密,不能够修改。我们只需要在功能块的输入和输出部分填入相应的地址、参数和中间变量,即可以完成对安全功能的编程。这些MBS 功能块涵盖了机械制造领域及流程化工领域的安全功能控制。 2.3 安全总线控制系统 安全现场总线系统是以安全PLC、安全输入输出模块、安全总线构成一套离散式控制系统。硬件和通讯的安全可靠是安全总线控制系统的可靠性判断依据。在硬件上,安全总线系统的模块都采用了冗余、高速的可靠元器件。 3 结论 安全控制系统是一个静态的系统,其监控系统中的安全相关的参数。在系统正常运行期间,安全控制系统不作出任何响应。但是当系统出现异常、或安全相关信号被触发,安全控制系统立刻夺去系统的控制权,根据其内部逻辑,对输出设备进行安全控制,从而保证了整个系统的安全。安全控制系统中的逻辑控制元器件是决定整个安全控制系统安全等级、设计成本、运行质量的重要因素之一。在安全自动化领域,常用的安全逻辑控制元器件包括有安全继电器模块、安全可编程控制系统和安全总线系统。针对不同的应用场合,这些安全逻辑元器件可以配置成合适的安全解决方案。 控制系统论文:基于单片机的微小型无人直升机姿态控制系统的设计 [摘要]本文主要介绍了一款微小型无人直升机的整体控制系统,完成了基于单片机技术的姿态控制系统的硬件设计,并且完成了检测信号的模拟输出和舵机控制的试验。 [关键词]微小型无人直升机 单片机 姿态控制系统 一、控制系统总体方案 整个微小型无人直升机控制系统可分为机载部分和地面部分,机载部分负责维持飞机的稳定飞行并提供图像信息给地面,地面部分根据飞机的姿态及得到的图像信息做出下一步飞行的指令并发给机载部分。考虑到使用环境的复杂情况,由人使用遥控器现场操作可以较好控制飞行,并可对飞行中出现的各种情况及时处理,确保飞行的安全。地面部分与机载部分之间有两条数据链路:一条负责传送图像,一条负责传送飞行状态和指令。图像传送的数据链路通过无线摄像头解决。地面部分可以分为地面工作站和图像处理平台,前者与机载飞行控制器通讯以发送控制命令并获得飞机的飞行状态信息,后者获取机载摄像头的图像并对图像进行处理用以辅助判断,帮助操作者进行遥控操作。机载部分系统包括:飞行姿态测量控制系统模块、图像设备模块、数据链路以及执行舵机群等。地面部分包括控制器、工作站、和图像处理平台。 二、姿态控制系统 微小型无人直升机姿态控制系统的主要功能是稳定直升机的飞行姿态,或者说是稳定直升机的角运动。主要实现方式是在微小型直升机的控制回路上加上一个用于姿态测量的反馈回路,通过传感器得到微小型直升机的姿态信号,然后与要求控制的姿态信号进行比较,通过设计的反馈控制规律使输出的控制信号控制微小型直升机稳定在预期的姿态角度上。微小型直升机姿态测量控制系统包括倾角传感器、控制电路、多个舵机、接收机及遥控接收器等硬件部分。 其中控制电路的功能是接收接收机的操控信号和倾角传感器的输出信号,可以直接输出接收机的信号或者切换到输出遥控信号与传感器反馈信号叠加处理的结果,然后舵机接收控制电路的PWM信号控制直升机的旋翼。倾角传感器实时接收直升机的姿态信号,输出到控制电路。 三、控制系统的硬件实现 对于一般微小型无人直升机而言,其测控系统采用单片机作为控制单元是一种理想的选择,因为其成本低,体积和重量小。本设计采用混合系统级MCU芯片——C8051F320型单片机作为控制中心的姿态控制系统,选用的传感器是双轴的加速度传感器ADXL202,它可在两个方向上检测无人机在姿态上的变化,并输出PWM信号给单片机进行处理。由于飞行有3个姿态角,所以要用2片ADXL202。 单片机处于系统的主导地位,是实现控制算法、完成信号采集和信号转化的核心器件。所有的传感器信号和遥控指令都由单片机来识别和处理。单片机将这些数据按照一定的控制算法运算后,将数据结果转化为控制信号输出到舵机,或者利用数据传输模块,传回到地面接收装置,从而完成对飞行器的航向的测控。由于单片机对电源有要求,为了保证其电源的稳定性,我们还设计了电源稳压保护电路。 直升机的飞行姿态有相互关联的3对方向(航向,横滚和俯仰),每对方向都是关系飞机飞行姿态的直接因素。ADXL202型加速器的测量信号和接收机发送的信号混合控制直升机的姿态。控制电路将加速器的测量信号和遥控器发送的信号进行比较,得到的控制信号来控制舵机的转速。微小型直升机在飞行过程中若受到外力的干扰产生方向的偏差,由加速器测量输出PWM信号发送给控制电路,经过单片机处理和接收机信号比较后输出,采用单片机脉冲计数的方法,向舵机输出PWM类型的控制指令,操纵舵机的变化,控制保持飞机的姿态。 在基于单片机的姿态测控系统中,选用舵机作为执行器件,控制执行结构的转角和位移。在舵机控制中,一方面需要完成单片机的控制指令输出,从而控制航向变化和航向保持,另一方面需要参考原始的控制指令和加速度的反馈信号完成姿态控制的算法。尽管这两者来源不同,但是对舵机而言并无太大区别。控制信号对舵机的控制就是改变PWM信号的占空比,利用PWM信号占空比的变化改变舵机的位置。 四、软件设计及调试 微小型无人直升机姿态控制系统的软件包括C8051F单片机的初始化、各通道数据的获得、控制算法的实现、输出PWM信号给舵机。C8051F单片机的初始化包括端口管脚的配置、定时器的初始化、PCA初始化。C8051要接收5个通道的PWM信号,即遥控器的三通道PWM信号,ADXL202的2个通道的PWM信号。控制算法是最关键的,首先根据遥控器输入的第三个通道PWM数值进行切换,比如接收到的第三个通过的PWM数值小于150(1.5ms)就切换到输出信号不受ADXL202影响的状态,即输出信号是遥控器的输入信号,中间不经过处理;如果数值大于150(1.5ms)就切换到输出信号是遥控器的输入信号和ADXL202的信号反馈到遥控器的输入信号,如果ADXL202测得有加速度证明航向角度偏离了预期的角度,就要通过修正输出信号保证旋翼保持在预期的转速。 PWM模块有C8051的PCA模块配置为高速输出方式,当PCA0H的值与该模块的寄存器PCA0CPLn和PCA0CPHn中的常数值相等时,CEXn引脚上的逻辑电平发生一次跳变,同时触发一次中断,实现PWM功能。为了试验设计出的印刷电路板是否能够满足输出控制信号的要求,设计了试验程序,来生成固定循环的能够控制舵机按照要求的方向来转动。设计的要求是舵机能够向左以固定频率转动,然后转回平衡位置,以此来循环转动。以此来检验以单片机为核心的控制电路是否能够产生控制信号并且驱动舵机来按要求转动。 经过调试,用数字式示波器证明舵机完全按照单片机的输出控制命令进行转动,方向和延迟都正确。
石油化工自动化论文:石油化工仪表中的自动化控制技术研究 摘要:工业工厂生产逐渐都朝智能化仪表和自动控制系统方向发展,文章主要对石油化工仪表中的自动化控制技术进行探讨。 关键词:石油化工仪表;自动化控制;控制系统;自动检测仪表;变送器 1 概述 自动化仪表的智能化,使仪表本身性能从整体上得到了改善。智能化的普遍使仪表不再单一地以一种结构运作,使其适应性和功能都得到了提升。对设备优化设计,不仅要考虑到功能的多样化,也要考虑到提高工作效率。本文根据实践经验对石油化工仪表中的自动化控制技术进行深入探讨和分析,以便为以后的研究提供参考。 2 石油化工仪表中的控制系统 随着科技的发展,仪表系统也开始步入了数字化、智能化和网络化的范围内。特别是在石油化工企业中,自动检测仪表更是需要系统的提升。对于现场总线控制系统,就要适应这些要求而使变送器快速发展起来,所以变送器肯定就是数字化仪表。比起一般变送器的性能,数字化仪表从分辨力、安全性能和稳定性能来说都要高出很多,并且其结构也较简单。从进出口贸易中的商品计量精确度来讲,我国一直都在研究并提高着产品的质量。一般在石化出厂的产品精确度为+0.1%或者更高。在对产品加强管理的同时,也为了使出口产品质量能比现在的产品或能与国际产品相抗衡,从而对在线油品质量分析仪和在线气相或液相色谱仪等仪表加大了使用量。以便得到的数据更为准确,从而提升产品的性能和质量。 2.1 DCS与FCS系统 我国在石化和石油化工系统中已经使用了3000多套DCS。而石化中应用的DCS就有一半之多。现代科技的发展也使DCS系统在一直不断地推出新产品,与传统的DCS相比,新产品在数字化智能控制、兼容性和OPC等系统的应用上都变得更开放了。从而使得不同型号和不同厂商生产的DCS都能相互进行联结,能组成大规模和由自动化控制的网络管理控制体系。这样的系统变得更加容易控制,也使性能变得更加强大。 2.2 新型DCS系统 炼油装置中生产出来的成品油和半成品油在经过调和后就会储存运输出厂,这是石油化工过程炼油厂的最后一道工艺。对石化企业的油品贮运系统使用DCS系统,不仅加强了自动化控制,也使管理变的容易了。我国在石化企业中用了DCS系统来控制,对其他新建装置也采用了DCS来加强控制和管理。但对于如此重视和加强使用的设备中,还是有很多企业无法完全地利用DCS的所有功能。这不仅造成了大量资源的浪费,由于使用率下降而造成自动化系统变得复杂并显得冗余。但我国自主生产的DCS新一代系统中配备了一些专门软件,此软件是适合于我国石化企业特色生产过程的。这样的新一代DCS系统功能还在不断增强,可靠性也会越来 越高。 石化企业在催化裂化和加氢裂化等炼油生产装置中采用了DCS系统来控制,后来在乙烯装置中也采用了DCS控制,对全厂各生产装置进行监视和管理。而控制管理等操作都集中在一个控制室内进行,因为现在的新一代DCS控制系统可构成多工段,并采用了多集控单元,能综合管理并控制综合信息自动化系统。这些都是新型DCS系统的成果,而以后还会变得更完善。 2.3 总线控制系统 全数字化、开放性、智能化和微型化是现场总线控制系统的特点。这已经成为了现代新型石化企业的发展方向。如今FCS自动化控制的应用变得越来越广,对其设备的操作和功能的开发也变得越来越完善。从而使得现场总线控制系统的发展空间变得越来越宽阔。据统计,目前的大部分石化企业的系统还是在应用FCS控制着企业生产装置。现场总线的控制工作是在现场总线和局域网中完成的。局域网的功能是使得多个计算机系统通过网络相互交换信息,其中的信息容量是相当大的,也可实现相互间的信息共享功能。现场总线的技术标准是实现技术信息共享,这就可以对所有制造商和用户公开化。FCS智能型现场仪表的测量和控制精确度都是有保障的。工作时是采用双向数字通信,使得系统的可靠性提高,也使得系统的调试和组态能方便地进行。对现场总线智能仪表还是有着统一的技术标准规范的,每个不同的厂家要按照标准生产产品,就可以相互交换或相互连接。即插即用,不仅能方便设备的提升更新,也能使系统更大规模地扩展。这样的设备除了有基本的功能外,还具有控制和运算的功能。这就能方便地进行分散控制管理。每一条总线可以连接多台现场仪表,节省电缆的同时也节省了大规模安装、调试和维修系统等的复杂工序,也更多地节省了其中的费用。 3 具体分析 3.1 检测执行仪表方面 石化现场设备或者管道内界质温度一般都在-200℃~1800℃之间。现场的水银玻璃温度计都会被双金属温度计取代。热电阻和热电偶信号都会直接进入DCS中。在所有仪表中压力仪表是最受重视的,因为它是与人们的安全联系最紧密的仪表。压力传感器和特殊压力仪表都是采用很多原理生产的,能抵御住高温,能在脉动介质、粉状和易结晶介质中测量压力等。再从物位仪表来讲,石化行业都以液位测量为主,并且除了浮力式仪表外,物料仪表都没有通用的产品。但从测量方式可分为浮力式、静电式、超声波式、电容式、磁致伸缩式和雷达式等等。仪表中还有流量仪表、分析仪器、在线过程分析仪和执行器等仪表。温度、压力、流量和液位都是工艺参数的保证,对生产过程中物料成分的分析和对最终产品的分析都是非常必要的。要对排放的物质进行详细的分析,不能对环境造成污染。所以对分析仪表的要求还是很强烈的,而且对其的科技含量和特殊材料的要求也是很高的。目前我国对分析仪表的资金投入在增强,这也会使得产品的质量越来越高。 3.2 控制策略 从如今的新一代DCS系统的变化可以看出,石化工业在自动化连接控制、批量控制和顺序控制等基本控制策略还是没有改变。智能化算法如智能PID控制器和多变量控制等都已经开始普遍采用,其都是以DCS为基础的控制,但也都可以独立控制。 传统的生产过程都是一个装置一个控制室,但现在几乎都是多个装置一个控制室或全厂都由一个控制中心进行控制,并且都是以LCD屏幕或CRT显示为主。现在人机界面方面都在以DCS操作站屏幕为主,这样能让公益操作人员轻松地进行操作。 石化装置的工艺过程复杂,很容易发生火灾或爆炸等。因此对安全性的要求在不断提升,若仅由DCS设备完成,则已经不能满足现在的要求了,如ESD系统就会在DCS之外单独运行。智能化和自动化控制仪表不仅使得安全生产成为现实,而且现在应用的SIS系统都是以人性化和安全性为主的生产系统。不仅要紧抓安全生产,还要在生产线的危险场所设置警报系统,一旦有可燃气体或有毒气体泄漏后能及时得到提醒。全厂的每个角落都要在火灾报警控制系统的监控下,对重要的工艺装置进行控制和检测。对安全系统的统一化管理是企业发展的方向。 4 结语 近年来我国的石油化工仪表的自动化控制技术的发展研究取得了很大的进步。要以我国自由的特色生产为主,在安全生产的同时,设计和研究自己的自动化仪表控制系统。在发展现有的信息系统的同时也要从企业的综合自动化系统和安全控制系统为主进行深入研究探讨。提高企业自身对自动化控制技术的水平,增强自身的市场竞争力是企业持续发展的基础。 石油化工自动化论文:石油化工企业中自动化控制的应用前景分析 摘 要:石油化工产业与我国的经济和能源安全有着直接的关系,对我国社会发展起着至关重要的作用。为了促进石油化工产业的发展,自动化控制系统逐渐在我国得到广泛的研究和应用。本文将对我国自动化控制在石油化工行业的发展及应用做了探讨。 关键词:自动化控制 石油化工行业 在我国,虽然石油资源总量较大,石油消费增长速度很快,但是就目前的石油产量并不能使人们对石油的需求得到满足,需要进口的石油数量越来越多。在这种形势下,石油化工产业需要在不断研究和引进新技术的同时,提高企业管理水平,采用自动化控制系统。自动化控制不仅能避免人工操作的危险,而且为提高产品质量、优化企业分布、节能降耗、延长运转周期、增加资产利用率、安全生产发挥了更大作用,同时推进了石油化工行业的发展转型。 一、石油化工企业人工操作的危险性 1.现场人工操作用人多,一旦发生事故件直接造成人员伤亡。 2.人工手动控制中很难严格控制工艺参数,稍有不慎即会出现投料比控制不当和超温、超压等异常现象,引发溢料、火灾甚至爆炸事故。 3.作业环境对人体健康的影响不容忽视,很容易造成职业危害。 4.设备和环境的不安全状态及管理缺陷,增加了现场人员机械伤害、触电、灼伤、高处坠落及中毒等事故的发生,直接威胁现场人员安危。 二、石油化工企业自动化控制运用历程 石油化工自动化系统的技术发展关系到这一支柱产业的发展水平,因此,十分引人关注。多年的经验证明,自动化已成为企业提高效率的有效手段之一,特别是随着信息技术的应用和发展,现代企业自动化的概念已不单是生产过程的自动化,还包括企业信息管理和实验室灾难性等的综合自动化,具体包括生产过程控制与管理、计划、仓库、设备、安全、财务、人事、市场和经营等的信息系统,是企业的综合信息管理系统。中国石油化工自动化经过50多年的发展,通过技术引进,消化吸收和不断创新,自动化水平取得了长足进步。主要体现在:现场已从手工操作发展到自动化控制,从低级的单回路控制发展到高级复杂系统控制,直到炼化一管控一体化。中国的大中型石油化工企业主要乍产过程在不同水平上均已实现了自动化控制,并取得显著的经济效益小型骨干石油化工企业的主流程也已具有比较成熟的控制系统和低成本自动化成套技术,并实现了生产信息在车间的集成常规仪表性能大大提高,已成为石油化工企业生产过程的主要检测手段,电子仪表、数字仪表、智能变送器与执行器的使用数量逐年增加现场总线控制系统的应用取得进展,近年来已成为石油化工自动化领域发展的热点之先进控制与优化技术、安全性控制、生产调度和管理中的开发与应崩进一步提高,并取得了良好的经济效益。 三、自动化控制的几种方法 1.自适应控制 自适应控制可以看作是一个能根据环境变化智能调节自身特性的反馈控制系统以使系统能按照一些设定的标准工作在最优状态。一般地说,自适应控制在航空、导弹和空间飞行器的控制中很成功。可以得出结论,传统的自适应控制适合没有大时间延迟的机械系统;对设计的系统动态特性很清楚。但在工业过程控制应用中,传统的自适应控制并不如意。PID自整定方案可能是最可靠的,广泛应用于商业产品,但用户并不怎么喜欢和接受。传统的自适应控制方法,要么采用模型参考要么采用自整定,一般需要辨识过程的动态特性。它存在许多基本问题:需要复杂的离线训练;辨识所需的充分激励信号和系统平稳运行的矛盾;对系统结构假设;实际应用中,模型的收敛性和系统稳定性无法保证。另外,传统自适应控制方法中假设系统结构的信息,在处理非线性、变结构或大时间延迟时很难。 2.最优控制 最优控制是现代控制理论的一个重要组成部分。成功应用于航天航空和军事领域,在许多方面改变了人们的生活。一个典型的最优控制问题描述如下:被控系统的状态方程和初始条件给定,同时给定目标函数。然后寻找一个可行的控制方法使系统从输出状态过渡到目标状态,并达到最优的性能指标。动态规划、最大值原理和变分法是最优控制理论的基本内容和常用方法。庞特里亚金极大值原理和贝尔曼动态规划是在约束条件下获得最优解的两个强有力的工具,应用于大部分最优控制问题。在实际应用中,最优控制很适用于航天航空和军事等领域,例如空间飞行器的登月、火箭的飞行控制和防御导弹的导弹封锁。工业系统中也有一些最优控制的应用,例如生物工程系统中细菌数量的控制等。然而,绝大多数过程控制问题都和流量、压力、温度和液位的控制有关,用传统的最优控制技术来控制它们并不合适。 四、自动化控制在石油化工企业的发展趋 石油化工自动化系统的发展新趋势将必然和智能控制在石油化工领域里面的应用研究相关。大型石油化工装置的一些控制难点与解决对策石油化工自动化的主要研究对象是过程控制系统的设计、分析和维护,其内容较为主富,涉及控制系统中的各个环节,如石油化:亡对象的特性分析、建模方法、控制器原理与相关计算,以及自动化仪表工具(如变送器、控制阀等)。其研究对象既包括简单控制系统,又包括复杂控制系统及先进控制算法,还涉及控制方案的设计,以及对控制器参数进行整定。大型石油化工装置的过程控制系统则是其重点各种过程及设备,如储罐、储槽、流体管道、换热器、加热炉、精馏塔、反应器、泵和压缩机都足被控制对象。这些对象有简单的,也有复杂的。应当说,炼油和乙烯领域里面的过程自动化控制系统(甚至于石油化工领域里面的大多数过程自动化控制系统,其控制难点都是和系统中的强耦合、大滞后、多惯性及慢时变等非线性系统环节相关。 五、结语 石油化工行业从未放弃对新技术的开拓和追求,这促进了石油化工自动化控制技术的不断发展,另一方面,自动化控制技术的不断创新也同时推进了石油化工行业的发展转型。石油化工自动化控制技术需要在自主创新的基础上,为提高产品质量、优化企业分布、节能降耗、延长运转周期、增加资产利用率、安全生产发挥更大作用,使得中国的石油化工行业跃升为世界范围内的强者之一。 石油化工自动化论文:浅析我国石油化工自动化的构成及关键技术 摘要:几十年来,石油化工工业自动化技术随着工艺和装备技术的不断发展而发展,从初期简单的手工操作到连续工艺及负荷不断加大,对生产稳定性要求越来越高,对控制的要求及自动化水平也越来越高,仪表使用越来越普遍,从简单回路的闭环控制到单元装置的全面自动化,使用的控制工具也从气动单元组合仪表、电动单元组合仪表到DCS的广泛应用,控制水平也从单参数简单控制回路到多变量复杂控制回路,先进控制系统、优化控制系统在各种场合都有成功应用的典范。 关键词:石油化工自动化关键技术 化学工业是国民经济中必不可少的重要组成部分,它不但直接影响国计民生而且与国民经济的其他部门密切相关,同时又是农业、轻工、纺织、国防、交通运输等部门发展的不可或缺的基础工业之一。化工生产过程,往往是在密闭的容器和设备中,在高压、真空、高温、深冷的情况下连续进行的。此外,不少介质还具有毒、易燃、易爆、有腐蚀的性质。因此,为使化工生产正常地、高效地进行,就必须把各项工艺参数维持在某一最佳范围之内,并尽量使生产过程自动化、现代化。所谓化工生产过程自动化,就是在化工设备上,配置一些自动化装置,代替操作人员的部分直接劳动,使生产在不同程度上自动地进行。 一、化工自动化释义及其重要意义 在化工设备上,配备上一些自动化装置,代替操作人员的部分直接劳动,是生产在不同程度上自动地进行,这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法称为化工自动化。实行化工自动化的重要意义: (1)加快生产速度,降低生产成本,提高产品产量和质量; (2)减轻劳动强度,改善劳动条件; (3)能够保证生产安全,防止事故发生和扩大,达到延长设备使用寿命,提高设备利用能力的目的; (4)生产过程自动化的实现,能根本改变劳动方式,提高工人文化技术水平,为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。 二、石油化工综合技术的结构构成 一般而言,流程工业企业对综合自动化技术的需求主要关注4方面的问题。(1)安全:即需要用高可靠性的控制系统、检铡和执行机构对设备与装置的运行提供保证,进而对关键装置进行故障诊断与健康维护。(2)低成本:通过先进的工艺及工艺参数以降低能耗和原料消耗,以及通过先进的建模技术、控制技术和实时优化技术来提高产品的合格率和转化率。(3)高效率:通过先进的计划调度与排产技术和流程模拟技术来提高设备利用率和劳动生产率。(4)提高竞争力:通过数据和信息的综合集成,如先进的管理技术(包括ERP、CRM、SCM等)、电子商务、价值链分析技术等,以促进企业价值的增值,最终提高企业的综合竞争力。 根据国内外综合自动化技术的发展趋势和网络技术的发展现状,流程工业综合自动化技术的总体结构可以分成3层结构。 (1)以PCs(过程控制系统)为代表的基础自动化层。主要内容包括先进控制软件、软测量技术、实时数据库技术、可靠性技术、数据融合与数据处理技术、集散控制系统(Dcs)、现场控制系统(FCs)、多总线网络化控制系统、基于高速以太网和无线技术的现场控制设备、传感器技术、特种执行机构等等。 (2)以MEs(生产过程制造执行系统)为代表的生产过程运行优化层。主要内容包括先进建模与流程模拟技术(AMT:AdvancedModelingTechnologies)、先进计划与调度技术(APS:Adv用信息。 (2)科学的决策支持 生产经营决策是企业生产经营活动中的重要内容。但是,传统的生产管理模式还处于经验决策、具有较大的随意性、而科学的决策支持则是企业经营成败的关键。成本效益分析是指对企业生产经营活动应用财务分析方法进行分析评价、以得到全企业综合经济指标的过程。在炼油企业综合自动化中,成本效益分析是炼油企业生产管理中的重要环节,也是炼油企业生产经营决策中的必需步骤。 成本效益分析以企业获得最大利润为目标。对企业生产经营进行成本效益分析、并在此基础上进行生产方案的盈亏分析,为企业领导提供实际生产经营过程和生产计划的经济指标,以提高企业决策水平,加强企业在市场中的竞争能力。 为了达到公司预先制定的利润目标,就必须协调好企业各部门的工作,即原油采购、生产计划的制定、生产调度和产品的销售等。由(RTO:Real timeopfimization)、故障诊断与健康维护技术、数据挖掘与数据校正技术、动态质量控制与管理技术、动态成本控制与管理技术等等。 (3)以ERP(企业资源管理)为代表的企业生产经营优化层。主要内容包括企业资源管理(ERP)、供应链管理(scM)、客户关系管理(cRM)、产品质量数据管理(PqDM)、数据仓库技术、设备资源管理、企业电子商务平台等等。 通过研究生产过程制造执行系统(MEs)及相关技术,可以实现在线成本的预测、控制和反馈校正,以形成生产成本控制中心,保证生产过程的优化运行,可以实施生产全过程的优化调度、统一指挥,以形成生产指挥中心,保证生产过程的优化控制;可以实现生产过程的质量跟踪、安全监控,以形成质量管理体系和设备健康保障体系,保证生产过程的优化管理。 三、企业综合自动化所需要的关键技术 (1)信息的集成、挖掘和增值 信息集成是综合自动化的核心,而数据库管理系统则是信息集成的基础。由于流程工业的特点,有大量的反映生产过程状态的实时海量数据需要处理,管理和有效地应用,因此实时数据库管理系统是采用实时数据对生产过程进行监督与控制,对生产状态进行分析与评价的基础。因而流程工业信息集成环境中需要同时设置关系数据库和实时数据库系统。作为整个系统信息的集散地。这两个数据库既可独立地操作,又可协同动作,及时并行或交叉地处理来自全厂的各种信息。真正做到信息集成与共享。信息挖掘和增值的目的是充分、有效地利于原油是炼油厂生产的主要原料,原油成本占了产品总成本的80-90%,因此,为了实现利润目标,必须首先控制原油成本,即控制原油的采购价格。 盈亏平衡分析是指利用财务分析方法和数学工具,对生产经营方案或计划进行分析,得出实现利润目标的原油最高采购价格(保利点)和保证不亏损经营(利润为0)的原油最高采购价格(保本点)。盈亏平衡分析对于原油采购,控制成本、提高经济效益具有重要的参考价值、是制定合理生产计划时的重要环节,对于控制生产成本、扩大利润,从而保证利润目标的实现,指导全企业的生产经营,具有十分重要的意义。 此外,还有软测量技术、设备过程故障诊断新技术、生产过程的安全保护技术以及对实时测量的数据进行处理的数据调整技术等,都是自动化领域急待解决的难题和研究的热点。 随着科学技术的飞速发展及其在工业生产中广泛和深入的应用,近几十年工业生产的发展体现着两个明显的特征,一是生产规模越来越大,二是生产技术水平越来越高。长期以来,我国化学工业技术水平较低,导致能耗物耗高,限制了化学工业的发展。要改变这种局面,根本的出路就是走科技进步的道路,采用先进实用的技术改造传统产业。将现场总线技术、信息技术应用于石油化工,发展综合自动化整体解决方素及集成技术,可以提高产品质量,增加产品产量,降低生产成本,取得显著的经济效益和社会效益,增强企业的竞争能力,是今后石油化工工业自动化技术发展与应用的趋势。 石油化工自动化论文:浅谈自动化控制在石油化工企业中的应用 摘要:石油化工自动化控制系统是一个极其丰富而广泛的技术领域,在该行业内当前的智能控制理论及控制算法的发展格外的引人关注,本文将浅要谈论一下自动化控制在石油化工行业的发展及应用。 关键字:自动化控制;石油化工行业;发展;应用 一、石油化工企业人工操作的危险性 1、危险性大小五要素: 化工装置的危险性大小通常用危险度来分级,分为高度危险级、中度危险级和低度危险级三级,构成危险度的五个要素是: (1)、物质:工艺过程中的物质本身固有的点火性、可燃性、爆炸性和毒性。 (2)、容量:工艺过程中物料量,量大危险性大。 (3)、温度:运行温度越高,点火温度低的危险性大。 (4)、压力:运行压力越高越危险。 、操作:不同的化工产品、不同的反应类型、不同的运行条件、不同的工艺路线、不同的原料路线造成化工操作异常复杂。 人工操作的危害 (1)、现场人工操作用人多,一旦发生事故件直接造成人员伤亡。 (2)、人工手动控制中很难严格控制工艺参数,稍有不慎即会出现投料比控制不当和超温、超压等异常现象,引发溢料、火灾甚至爆炸事故。 (3)、作业环境对人体健康的影响不容忽视,很容易造成职业危害。 (4)、设备和环境的不安全状态及管理缺陷,增加了现场人员机械伤害、触电、灼伤、高处坠落及中毒等事故的发生,直接威胁现场人员安危。 二、石油化工企业自动化控制运用历程 石油化工自动化系统的技术发展关系到这一支柱产业的发展水平,因此,十分引人关注。多年的经验证明,自动化已成为企业提高效率的有效手段之一,特别是随着信息技术的应用和发展,现代企业自动化的概念已不单是生产过程的自动化,还包括企业信息管理和实验室灾难性等的综合自动化,具体包括生产过程控制与管理、计划、仓库、设备、安全、财务、人事、市场和经营等的信息系统,是企业的综合信息管理系统。 中国石油化工自动化经过50多年的发展,通过技术引进,消化吸收和不断创新,自动化水平取得了长足进步。主要体现在:现场已从手工操作发展到自动化控制,从低级的单回路控制发展到高级复杂系统控制,直到炼化一管控一体化。中国的大中型石油化工企业主要乍产过程在不同水平上均已实现了自动化控制,并取得显著的经济效益小型骨干石油化工企业的主流程也已具有比较成熟的控制系统和低成本自动化成套技术,并实现了生产信息在车间的集成常规仪表性能大大提高,已成为石油化工企业生产过程的主要检测手段,电子仪表、数字仪表、智能变送器与执行器的使用数量逐年增加现场总线控制系统的应用取得进展,近年来已成为石油化工自动化领域发展的热点之先进控制与优化技术、安全性控制、生产调度和管理中的开发与应崩进一步提高,并取得了良好的经济效益。 自动化控制的几种方法 1. 自适应控制 自适应控制可以看作是一个能根据环境变化智能调节自身特性的反馈控制系统以使系统能按照一些设定的标准工作在最优状态。 一般地说,自适应控制在航空、导弹和空间飞行器的控制中很成功。可以得出结论,传统的自适应控制适合没有大时间延迟的机械系统;对设计的系统动态特性很清楚。但在工业过程控制应用中,传统的自适应控制并不如意。PID自整定方案可能是最可靠的,广泛应用于商业产品,但用户并不怎么喜欢和接受。传统的自适应控制方法,要么采用模型参考要么采用自整定,一般需要辨识过程的动态特性。它存在许多基本问题:需要复杂的离线训练;辨识所需的充分激励信号和系统平稳运行的矛盾;对系统结构假设;实际应用中,模型的收敛性和系统稳定性无法保证。 另外,传统自适应控制方法中假设系统结构的信息,在处理非线性、变结构或大时间延迟时很难。 最优控制 最优控制是现代控制理论的一个重要组成部分。成功应用于航天航空和军事领域,在许多方面改变了人们的生活。 一个典型的最优控制问题描述如下:被控系统的状态方程和初始条件给定,同时给定目标函数。然后寻找一个可行的控制方法使系统从输出状态过渡到目标状态,并达到最优的性能指标。 动态规划、最大值原理和变分法是最优控制理论的基本内容和常用方法。庞特里亚金极大值原理和贝尔曼动态规划是在约束条件下获得最优解的两个强有力的工具,应用于大部分最优控制问题。 在实际应用中,最优控制很适用于航天航空和军事等领域,例如空间飞行器的登月、火箭的飞行控制和防御导弹的导弹封锁。 工业系统中也有一些最优控制的应用,例如生物工程系统中细菌数量的控制等。然而,绝大多数过程控制问题都和流量、压力、温度和液位的控制有关,用传统的最优控制技术来控制它们并不合适。 自动化控制在石油化工企业的发展趋 世界级规模的工厂需要集成自动化的系统。对于当前的大型炼化一体化企业来说,为应对全球竞争,对于企业信息化系统的建设高度重视,这就要求DCS系统打破以往只是单装置控制形成一个个“信息孤岛”的状况,通过系统集成实现真正的全厂集中控制、操作和管理。与此同时,当前新建的大型石油化工企业,生产装置规模大且同步建设,控制系统规模多达几万点,涉及分散控制系统砚场总线控制系统(DCS/FCS)、安全仪表系统(SIS)、火灾和气体检测系统(FGS)、压缩机控制系统(CCS)、转动设备监视系统(MMS)、设备包控制系统(PECS)、分析数据采集系统(ADAS)、罐区数据采集系统(TDAS)、储运自动化系统(MAS)、设备管理系统(AMS)、操作数据管理系统(ODs)、先进控制(APC)、实时优化(RT-OPT)、操作培训仿真系统(OTS)等多种自动化控制系统,要实现全厂控制系统之间的集成,对于自动化系统的集成水平就提出了更高的要求。 石油化工自动化系统的发展新趋势将必然和智能控制在石油化工领域里面的应用研究相关。大型石油化工装置的一些控制难点与解决对策石油化工自动化的主要研究对象是过程控制系统的设计、分析和维护,其内容较为主富,涉及控制系统中的各个环节,如石油化:亡对象的特性分析、建模方法、控制器原理与相关计算,以及自动化仪表工具(如变送器、控制阀等)。其研究对象既包括简单控制系统,又包括复杂控制系统及先进控制算法,还涉及控制方案的设计,以及对控制器参数进行整定。大型石油化工装置的过程控制系统则是其重点各种过程及设备,如储罐、储槽、流体管道、换热器、加热炉、精馏塔、反应器、泵和压缩机都足被控制对象。这些对象有简单的,也有复杂的。应当说,炼油和乙烯领域里面的过程自动化控制系统(甚至于石油化工领域里面的大多数过程自动化控制系统,其控制难点都是和系统中的强耦合、大滞后、多惯性及慢时变等非线性系统环节相关。 结语 石油化工行业从未放弃对新技术的开拓和追求,这促进了石油化工自动化控制技术的不断发展,另一方面,自动化控制技术的不断创新也同时推进了石油化工行业的发展转型。石油化工自动化控制技术需要在自主创新的基础上,为提高产品质量、优化企业分布、节能降耗、延长运转周期、增加资产利用率、安全生产发挥更大作用,使得中国的石油化工行业跃升为世界范围内的强者之一。 石油化工自动化论文:浅谈石油化工自动化设备的应用 摘要:现代科学技术的蓬勃发展与工业生产技术水平的整体提高是新时期的工业生产设备面临着前所未有的发展机遇与挑战。石油化工自动化设备在整个化工业中所占据的地位日益关键。本文从石油化工自动化基本概述、当前石油化工自动化设备在应用中的缺陷分析、石油化工自动化设备的应用要点分析以及未来石油化工自动化技术的发展展望这四个方面入手,进行了详细分析与说明,希望能够为整个石油化工自动化设备的发展与进步提供一定的意见与建议。 一、石油化工自动化概述 随着科技信息化技术快速发展,石油行业化工自动化技术也随之飞速发展,目前石油化工设备的自动化是发展的趋势。作为我国经济建设发展的基础,我国在发展自动化技术方面投入了大量人力、物力,并取得了相当的成效。就现阶段而言,我国石化设备正向着设备大型化发展,所以更要提高相关石油化工自动化设备的水平,提高效率。 通常而言,石油化工自动化技术的要求包括三个方面: 1.安全控制 安全性控制需要控制系统的可靠、相关检测机构或部门对设备及其他装置的正常运行提供有效的保障,所以对关键部位的设备、装置进行专业化的故障诊断与基本保养、维修。 2.效率控制 通过科学、合理的计划调度安排与模拟流程技术以期提高设备与相关装置的生产效率与原材料使用率。 3.成本控制 通过先进的技术来实现降低能源与原材料的消耗、通过建模、控制、优化技术来相应的提升产品的合格率、利用率。 二、石油化工自动化设备在应用中的缺陷 石化行业自动化设备在应用中存在着一些问题亟待解决,主要包括设备系统内部控制原因不合理、石化工艺控制设备产生故障、现场操作不稳定等情况。 1.系统内部不合理 它主要体现在使用前对控制系统的选型不合理,并没有根据项目所在地实际情况进行考察、分析、研究、论证,而是直接采购,在很大程度上增加了使用的成本,导致石油化工的自动化设备使用难度大幅度增加。尤其中石化行业中串级、比值、分程等繁琐复杂的控制程序,其对控制用的初始条件要求繁多,针对不同工作环境,它需要反复、多次数的调整相关设备作业参数,且在调整参数在使用过程中较难,不能够完全的体现自动化设备的意义。除此之外,由于调整参数的工作难度大,导致多数自动化设备在未调整的情况下运行了很长时间,影响了正常生产作业的高效率运行。 2.控制设备故障 就是指石油化工自动化设备在使用过程中发生故障。其中包括调节阀关闭的严密性不够而产生的漏液漏气情况、操作设备动作缓慢,设备实现实时化相对低,甚至出现无响应情况等,对于比较重视数字化的自动设备来说,其数字信息丢失情况比较严重,在正常的实地作业环境中,数字化设备不能实时将各项诸如温度、压力等参数反应出来,滞后情况严重,导致部分操作人员只可采取手动操作,影响了设备的使用效率与施工进度。 3.现场操作不稳定 其与石油化工企业自身原因有关,目前石化企业经常会出现原料不足或是超负荷工作情况,这两种极端情况出现在作业设计的下限或是上限边缘。如在化工作业过程中的一个自动化装置往往因为上道工序中原料使用量不够,以造成后期溶剂量太低,进而导致自动化控制比例系统不能实现自动化运行,只能依赖人工替代机器,大幅度降低了自动化设备的使用效率,对原材料也形成了浪费。又如在加热炉作业时,由于原料增加导致将自动化设备的功能全开也未能满足其加热需要,产生这种现象,只有通过手动开启侧边阀门,以此满足增加炉内温度,满足加热需要,使自动化控制设备失去了其原来的作用。 4.其他原因 一般由化工企业设计初期,考虑不全面,在选择或采购设备时选择了不符合实际需要的设备与仪器,缺少对设备运行时遇到特殊情况的测试,导致后续自动化设备作业由自动变手动,违背企业要求自动化的初衷。 三、石油化工自动化设备的应用要点 1.明确工艺、流程,挑选适合的设备 在对自动化设备的应用中,应首先明确作业项目的工艺路线和作业的流程,全面考虑实地作业环境和气象气候变化等的客观条件,根据实际需求选择适合的自动化设备。在选择、安装、调试自动化设备参数过程之中,要重视对特殊情况下的测试操作,并以此为基本依据,确定自动化设备作业饱和极限能力。对于每一台设备的选择应该与企业的生产能力相匹配,要能合理衔接起企业每道工序。 2.重视应用细节,定期检查与保养 在自动化设备应用中,要重视设备的使用细节,对于诸如调节阀之类的设备,要做好定期检查与保养工作,时刻关注调节阀运行正常与否,测量系统是否准确等,定期对设备进行维护。现今绝大多数自动化设备都有设备操作记录储存在设备内部,可随时供技术人员读取,对自动化设备的维护、应用提供了数据支持,这些数据可以提供设备的状态分析,以此分析设备运行是否正常、运行参数是否合理、早期故障征兆是否存在等问题,并且对故障部位的定位有着很大的帮助。 3.专业技术人员的培养 培养自动化设备专业的使用人员。这些专业人员除了要知晓工艺设备、转动设备、控制设备管理的理论知识以外,还应该充分利用计算机,对自动化设备的运行使用情况及设备历史操作数据来判断设备所存在的问题,并加以合理解决,发挥自动化设备的优越性。 四、石油化工自动化设备的发展前景 1.控制系统优化 目前我国石油化工企业大部分设备装置还是采用传统的常规控制系统,其中大部分还是采用PID控制系统,基于此,导致自动化设备的潜力并没有全面的被发挥出来。所以开发及优化控制系统是自动化设备的发展必然趋势。 2.仪表升级 石油化工企业及其相关产业企业,所使用的仪器、设备中仪表数量庞大,品类繁多。我国目前仪表配套的品种不齐,缺口较大。制造仪表的辅助材料供应不全。所以自动化设备的方向应向着仪表优化升级、仪表使用的成套率发展。 3.过程控制 分散控制系统、编程控制器、自动化系统随着计算机技术与网络技术的不断成熟本着开放化、标准化的原则,采取国内外市场通用硬软件的方法,将向着开放的分布式监控控制系统发展。 4.总线应用 其主要被运用在作业现场,要在现场设备、仪表间实现全数字化、串行、双向、变量的数字通信网络,连接技术非常重要。总线技术的应用,使连接技术日趋势成熟,将对自动化设备控制技术领域产生重要的积极作用。 五、结语 总而言之,石油化工自动化设备在其应用中,应充分考虑实际作业环境,从设备的安装开始,做好特殊情况下的测试工作,在应用中应培养专业技术人员尽可能的使用设备的自动化相关功能,藉此发挥自动化设备的优势,提高企业生产力、提升作业质量、提高生产效率。 石油化工自动化论文:关于石油化工自动化设备的探讨 摘要:石油化工自动控制系统是一个极其丰富而广泛的技术领域,本文介绍了大型石化装置的一些控制难点与解决对策。顺应国家能源政策,分析了石油化工行业的能耗状况,最后提出了许多目前行业中行之有效的节能减排的先进方法。 关键词:石油化工;自动化;设备 中国石化自动化经过50 多年的发展,通过技术引进,消化吸收和不断创新,自动化水平取得了长足进步。虽然中国石化行业的自动化水平已取得长足进展,但与发达国家相比,仍然存在着相当大的差距。一些难点与长期未解决的问题,仍然造成企业自动化总体水平发展受阻。 一、 当前我国石油化工自动化发展现状 中国石化工业是指包括从原油生产汽油、煤油、柴油、润滑油等石油产品的石油炼制,以蒸汽裂解生产的乙烯、丙烯等为原料生产合成树脂、合成橡胶、合成纤维以及基本有机原料等的石油化工。当前,石化企业自动化水平发展不平衡,不同规模企业的自动化水平相差较大。大型石化企业自动化水平普遍较高,存在的不足是管理信息系统与国外尚有差距,而有些行业特别是染料、农药行业自动化基础仍然较差,大量小型化工企业及部分间歇生产过程企业自动化水平依然很低;二是在自动化技术和应用软件开发上,未能形成工程化、产业化、商品化、标准化,成果推广和转化困难重重;三是企业管理信息化工作观念更新落后于形势发展,在管理信息化建设上与企业机制的协调方面存在很多问题,造成总体进程不快。信息仍不能在企业内有效地传输和利用,“自动化孤岛”问题依然突出。 二、石油化工自动化设备的一些控制难点与解决对策 石化自动化的主要研究对象是过程控制系统的设计、分析和维护,其内容较为丰富,涉及控制系统中的各个环节,如石油化工对象的特性分析、建模方法、控制器原理与相关计算,以及自动化仪表工具(如变送器、控制阀等) 。其研究对象既包括简单控制系统,又包括复杂控制系统及先进控制算法,还涉及控制方案的设计,以及对控制器参数进行整定。大型石化装置的过程控制系统则是其重点各种过程及设备,如储罐、储槽、流体管道、换热器、加热炉、精馏塔、反应器、泵和压缩机都是被控制对象。这些对象有简单的,也有复杂的。 2.1炼化一体建设 随着炼油化工装置大型化、一体化建设进程的不断推进,设备构造越来越趋向复杂,技术要求也越来越高。炼化一体建设既是国家产业政策要求,也是世界石化产业发展趋势和方向。 2.2采用一些新的理论与方法 近几年来,一种基于SOS 约束的凸优化方法,在国外控制界引起广泛关注。在系统及控制理论中,许多系统分析与综合设计问题都不能表示或转化成相应的SOS 凸优化问题,运用近年提出的高效可靠的内点算法,从数值计算上给一些没有或很难得到解析的问题带来生机。SOS ,SOS 凸优化方法以及SOSTOOL S 工具箱是相辅相成的,目前已经成为一种研究控制问题的重要工具,不管是李亚普诺夫函数的构造,还是系统控制器的设计,还是最优控制问题的研究,都发挥了重要的作用。它是研究多项式系统最有效的工具。 2.3采用先进的管理手段 石化工业作为典型的流程企业,在资源优化配置上面临着规模庞大、流程复杂、产品多样、产品价格变化频繁等诸多因素影响经济效益。鉴于此,石油化工企业要提高经济效益必须借助于先进的管理手段,建立石化企业生产优化模型,然后利用线性规划的方法求解出效益最大的生产方案。 三、石油化工自动化技术的未来发展趋势 世界级规模的工厂需要集成自动化的系统。对于当前的大型炼化一体化企业来说,为应对全球竞争,对于企业信息化系统的建设高度重视,这就要求DCS系统打破以往只是单装置控制形成一个个“信息孤岛”的状况,通过系统集成实现真正的全厂集中控制、操作和管理。 当前的现代石油化工企业在网络架构上通常采用ERP/MES/PCS三层网络结构。一体化的网络结构,促使我们从规划伊始就要从硬件、软件以及维护等方面统筹考虑。随着智能HART技术、现场总线技术及无线技术等数字技术向控制系统和现场仪表的不断延伸,数据总线处理的信息将不断增加,对信息的安全传输和合理利用将是自动控制系统面临的重要考验。同时,大量采用计算机及网络技术逐步替代自动控制系统固有的软硬件设备。如何保证DCS系统的安全可靠将是工程公司及制造商共同面对的重要课题。 随着现场总线技术、产品的不断发展以及应用经验的不断丰富,现场总线技术在流程工业、制造工业的应用也在不断地开拓。从应用效果来看,可以说现场总线技术在大型石化项目中采用是可行的,可实现预测维护和远程维护,但是当前也仍存在包括用户理念的转变、对现场维护人员技术水平要求较高,以及技术本身有待进一步完善,使得现场总线技术在石油化工行业的应用发展比较缓慢。 工业以太网系统是大型数字化、自动化系统的命脉,推进信息化带动自动化的新选择、新技术,能够促进和提升生命管理、能源管理和安全管理水平。工业以太网的开放性和标准化。 此外,以低碳能源系统、低碳技术体系和低碳产业结构为基础建立低排放、低能耗、低污染的新经济发展模式促进了自动化技术的发展。我国二氧化碳排放量、工业能耗普遍偏高。其中,原油加工、乙烯加工、大型合成氨平均能耗水平均高于国际领先水平。而发展新经济无疑将促进自动化技术的发展,风能、核能、太阳能综合利用,市政、楼宇、环保等自动化技术将成为未来自动化市场的增长点。 中国石油石化工业目前仍处于规模已大而不太强、发展机遇与挑战并存、国际竞争力还需进一步提高为特征的发展时期。全行业的改革已进入解决深层矛盾和问题的攻坚阶段,产业的发展正处于由大走强、逐步升级、再上新台阶的过程。因而,作为石油化工行业水平高低象征性标志之一的石油化工自动化技术,处于更进一步的阶段。石油化工自动化技术需要在自主创新的基础上,为提高产品质量、优化企业分布、节能降耗、延长运转周期、增加资产利用率、安全生产发挥更大作用,使得中国的石油化工行业跃升为世界范围内的强者之一。 石油化工自动化论文:我国石油化工自动化技术理论的几点研究 几十年来,石油化工工业自动化技术随着工艺和装备技术的不断发展而发展,从初期简单的手工操作到连续工艺及负荷不断加大,对生产稳定性要求越来越高,对控制的要求及自动化水平也越来越高,仪表使用越来越普遍,从简单回路的闭环控制到单元装置的全面自动化,使用的控制工具也从气动单元组合仪表、电动单元组合仪表到DCS的广泛应用,控制水平也从单参数简单控制回路到多变量复杂控制回路,先进控制系统、优化控制系统在各种场合都有成功应用的典范。 一、我国石油化工自动化技术的现状 我国石油和化工自动化经过50年的发展,通过技术引进,消化吸收和不断创新,自动化水平取得了长足进步。随着我国经济建设的快速发展,我国的石油化工工业遇到了前所未有的发展机遇,同时也面临着越来越严峻的挑战。与先进国家相比,我国的石油化工工业还普遍存在着能耗大、产品质量差、生产过程工艺落后、自动化水平低、管理水平低、信息集成度低、综合竞争力弱等问题。而企业综合自动化系统是将先进的工艺装备技术、现代管理技术和以先进控制与优化技术为代表的信息技术相结合,将企业的生产过程控制、优化、运行、计划与管理作为一个整体进行控制与管理,提供整体解决方案,以实现企业的优化运行、优化控制与优化管理,从而成为提高企业竞争力的核心高技术。 国外大型流程企业、特别是石油化工企业均重视信息集成技术的应用,纷纷以极大的热情和精力,构架工厂级、公司级甚至超公司级的信息集成系统。1995年美国、日本、西欧等国已有100多家炼油、化工企业在实施CIMS计划,推动了流程工业综合自动化技术在实际生产中的应用,如日本三井石油化学工业公司、美国德曹达公司、高尔公司等化工企业都相继建立了综合自动化系统。 二、石油化工综合技术的结构构成 一般而言,流程工业企业对综合自动化技术的需求主要关注4方面的问题。(1)安全:即需要用高可靠性的控制系统、检铡和执行机构对设备与装置的运行提供保证,进而对关键装置进行故障诊断与健康维护。(2)低成本:通过先进的工艺及工艺参数以降低能耗和原料消耗,以及通过先进的建模技术、控制技术和实时优化技术来提高产品的合格率和转化率。(3)高效率:通过先进的计划调度与排产技术和流程模拟技术来提高设备利用率和劳动生产率。(4)提高竞争力:通过数据和信息的综合集成,如先进的管理技术(包括ERP、CRM、SCM等)、电子商务、价值链分析技术等,以促进企业价值的增值,最终提高企业的综合竞争力。 根据国内外综合自动化技术的发展趋势和网络技术的发展现状,流程工业综合自动化技术的总体结构可以分成3层结构。 (1)以PCS(过程控制系统)为代表的基础自动化层。主要内容包括先进控制软件、软测量技术、实时数据库技术、可靠性技术、数据融合与数据处理技术、集散控制系统(Dcs)、现场控制系统(FCS)、多总线网络化控制系统、基于高速以太网和无线技术的现场控制设备、传感器技术、特种执行机构等等。 (2)以MES(生产过程制造执行系统)为代表的生产过程运行优化层。主要内容包括先进建模与流程模拟技术(AMT:Advanced Modeling Technologies)、先进计划与调度技术(APS:Advanced Planningand Scheduling)、实时优化技术(RTO:Real-time Opfimization)、故障诊断与健康维护技术、数据挖掘与数据校正技术、动态质量控制与管理技术、动态成本控制与管理技术等等。 (3)以ERP(企业资源管理)为代表的企业生产经营优化层。主要内容包括企业资源管理(ERP)、供应链管理(scM)、客户关系管理(cRM)、产品质量数据管理(PqDM)、数据仓库技术、设备资源管理、企业电子商务平台等等。 通过研究生产过程制造执行系统(MES)及相关技术,可以实现在线成本的预测、控制和反馈校正,以形成生产成本控制中心,保证生产过程的优化运行,可以实施生产全过程的优化调度、统一指挥,以形成生产指挥中心,保证生产过程的优化控制;可以实现生产过程的质量跟踪、安垒监控,以形成质量管理体系和设备健康保障体系,保证生产过程的优化管理。 三、企业综合自动化所需要的关键技术 (1)信息的集成、挖掘和增值 信息集成是综合自动化的核心,而数据库管理系统则是信息集成的基础。由于流程工业的特点,有大量的反映生产过程状态的实时海量数据需要处理,管理和有效地应用,因此实时数据库管理系统是采用实时数据对生产过程进行监督与控制,对生产状态进行分析与评价的基础。因而流程工业信息集成环境中需要同时设置关系数据库和实时数据库系统。作为整个系统信息的集散地。这两个数据库既可独立地操作,又可协同动作,及时并行或交叉地处理来自全厂的各种信息。真正做到信息集成与共享。信息挖掘和增值的目的是充分、有效地利用信息。 (2)科学的决策支持 生产经营决策是企业生产经营活动中的重要内容。但是,传统的生产管理模式还处于经验决策、具有较大的随意性、而科学的决策支持则是企业经营成败的关键。成本效益分析是指对企业生产经营活动应用财务分析方法进行分析评价、以得到垒企业综合经济指标的过程。在炼油企业综合自动化中,成本效益分析是炼油企业生产管理中的重要环节,也是炼油企业生产经营决策中的必需步骤。 成本效益分析以企业获得最大利润为目标。对企业生产经营进行成本效益分析、并在此基础上进行生产方案的盈亏分析,为企业领导提供实际生产经营过程和生产计划的经济指标,以提高企业决策水平,加强企业在市场中的竞争能力。 为了达到公司预先制定的利润目标,就必须协调好企业各部门的工作,即原油采购、生产计划的制定、生产调度和产品的销售等。由于原油是炼油厂生产的主要原料,原油成本占了产品总成本的80-90%,因此,为了实现利润目标,必须首先控制原油成本,即控制原油的采购价格。 盈亏平衡分析是指利用财务分析方法和数学工具,对生产经营方案或计划进行分析,得出实现利润目标的原油最高采购价格(保利点)和保证不亏损经营(利润为O)的原油最高采购价格(保本点)。盈亏平衡分析对于原油采购,控制成本、提高经济效益具有重要的参考价值、是制定合理生产计划时的重要环节,对于控制生产成本、扩大利润,从而保证利润目标的实现,指导垒企业的生产经营,具有十分重要的意义。 此外,还有软测量技术、设备过程故障诊断新技术、生产过程的安全保护技术以及对实时测量的数据进行处理的数据调整技术等,都是自动化领域急待解决的难题和研究的热点。 将现场总线技术、信息技术应用于石油化工,,发展综合自动化整体解决方素及集成技术,可以提高产品质量,增加产品产量,降低生产成本,取得显著的经济效益和社会效益,增强企业的竞争能力,是今后石油化工工业自动化技术发展与应用的趋势。 石油化工自动化论文:我国石油化工自动化技术的若干探讨 摘要:化学工业是国民经济中必不可少的重要组成部分,它不但直接影响国计民生而且与国民经济的其他部门密切相关,同时又是农业、轻工、纺织、国防、交通运输等部门发展的不可或缺的基础工业之一。化工生产过程,往往是在密闭的容器和设备中,在高压、真空、高温、深冷的情况下连续进行的。此外,不少介质还具有毒、易燃、易爆、有腐蚀的性质。因此,为使化工生产正常地、高效地进行,就必须把各项工艺参数维持在某一最佳范围之内,并尽量使生产过程自动化、现代化。所谓化工生产过程自动化,就是在化工设备上,配置一些自动化装置,代替操作人员的部分直接劳动,使生产在不同程度上自动地进行。 关键词:石油化工 自动化 关键技术 几十年来,石油化工工业自动化技术随着工艺和装备技术的不断发展而发展,从初期简单的手工操作到连续工艺及负荷不断加大,对生产稳定性要求越来越高,对控制的要求及自动化水平也越来越高,仪表使用越来越普遍,从简单回路的闭环控制到单元装置的全面自动化,使用的控制工具也从气动单元组合仪表、电动单元组合仪表到DCS的广泛应用,控制水平也从单参数简单控制回路到多变量复杂控制回路,先进控制系统、优化控制系统在各种场合都有成功应用的典范。 一、化工自动化释义及其重要意义 在化工设备上,配备上一些自动化装置,代替操作人员的部分直接劳动,是生产在不同程度上自动地进行,这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法称为化工自动化。实行化工自动化的重要意义: (1)加快生产速度,降低生产成本,提高产品产量和质量; (2)减轻劳动强度,改善劳动条件; (3)能够保证生产安全,防止事故发生和扩大,达到延长设备使用寿命,提高设备利用能力的目的; (4)生产过程自动化的实现,能根本改变劳动方式,提高工人文化技术水平,为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。 二、石油化工综合技术的结构构成 一般而言,流程工业企业对综合自动化技术的需求主要关注4方面的问题。(1)安全:即需要用高可靠性的控制系统、检铡和执行机构对设备与装置的运行提供保证,进而对关键装置进行故障诊断与健康维护。(2)低成本:通过先进的工艺及工艺参数以降低能耗和原料消耗,以及通过先进的建模技术、控制技术和实时优化技术来提高产品的合格率和转化率。(3)高效率:通过先进的计划调度与排产技术和流程模拟技术来提高设备利用率和劳动生产率。(4)提高竞争力:通过数据和信息的综合集成,如先进的管理技术(包括ERP、CRM、SCM等)、电子商务、价值链分析技术等,以促进企业价值的增值,最终提高企业的综合竞争力。 根据国内外综合自动化技术的发展趋势和网络技术的发展现状,流程工业综合自动化技术的总体结构可以分成3层结构。 (1)以PCS(过程控制系统)为代表的基础自动化层。主要内容包括先进控制软件、软测量技术、实时数据库技术、可靠性技术、数据融合与数据处理技术、集散控制系统(Dcs)、现场控制系统(FCS)、多总线网络化控制系统、基于高速以太网和无线技术的现场控制设备、传感器技术、特种执行机构等等。 (2)以MES(生产过程制造执行系统)为代表的生产过程运行优化层。主要内容包括先进建模与流程模拟技术(AMT:Advanced Modeling Technologies)、先进计划与调度技术(APS:Advanced Planningand Scheduling)、实时优化技术(RTO:Real-time Opfimization)、故障诊断与健康维护技术、数据挖掘与数据校正技术、动态质量控制与管理技术、动态成本控制与管理技术等等。 (3)以ERP(企业资源管理)为代表的企业生产经营优化层。主要内容包括企业资源管理(ERP)、供应链管理(scM)、客户关系管理(cRM)、产品质量数据管理(PqDM)、数据仓库技术、设备资源管理、企业电子商务平台等等。 通过研究生产过程制造执行系统(MES)及相关技术,可以实现在线成本的预测、控制和反馈校正,以形成生产成本控制中心,保证生产过程的优化运行,可以实施生产全过程的优化调度、统一指挥,以形成生产指挥中心,保证生产过程的优化控制;可以实现生产过程的质量跟踪、安垒监控,以形成质量管理体系和设备健康保障体系,保证生产过程的优化管理。 三、企业综合自动化所需要的关键技术 (1)信息的集成、挖掘和增值 信息集成是综合自动化的核心,而数据库管理系统则是信息集成的基础。由于流程工业的特点,有大量的反映生产过程状态的实时海量数据需要处理,管理和有效地应用,因此实时数据库管理系统是采用实时数据对生产过程进行监督与控制,对生产状态进行分析与评价的基础。因而流程工业信息集成环境中需要同时设置关系数据库和实时数据库系统。作为整个系统信息的集散地。这两个数据库既可独立地操作,又可协同动作,及时并行或交叉地处理来自全厂的各种信息。真正做到信息集成与共享。信息挖掘和增值的目的是充分、有效地利用信息。 (2)科学的决策支持 生产经营决策是企业生产经营活动中的重要内容。但是,传统的生产管理模式还处于经验决策、具有较大的随意性、而科学的决策支持则是企业经营成败的关键。成本效益分析是指对企业生产经营活动应用财务分析方法进行分析评价、以得到垒企业综合经济指标的过程。在炼油企业综合自动化中,成本效益分析是炼油企业生产管理中的重要环节,也是炼油企业生产经营决策中的必需步骤。 成本效益分析以企业获得最大利润为目标。对企业生产经营进行成本效益分析、并在此基础上进行生产方案的盈亏分析,为企业领导提供实际生产经营过程和生产计划的经济指标,以提高企业决策水平,加强企业在市场中的竞争能力。 为了达到公司预先制定的利润目标,就必须协调好企业各部门的工作,即原油采购、生产计划的制定、生产调度和产品的销售等。由于原油是炼油厂生产的主要原料,原油成本占了产品总成本的80-90%,因此,为了实现利润目标,必须首先控制原油成本,即控制原油的采购价格。 盈亏平衡分析是指利用财务分析方法和数学工具,对生产经营方案或计划进行分析,得出实现利润目标的原油最高采购价格(保利点)和保证不亏损经营(利润为O)的原油最高采购价格(保本点)。盈亏平衡分析对于原油采购,控制成本、提高经济效益具有重要的参考价值、是制定合理生产计划时的重要环节,对于控制生产成本、扩大利润,从而保证利润目标的实现,指导垒企业的生产经营,具有十分重要的意义。 此外,还有软测量技术、设备过程故障诊断新技术、生产过程的安全保护技术以及对实时测量的数据进行处理的数据调整技术等,都是自动化领域急待解决的难题和研究的热点。 随着科学技术的飞速发展及其在工业生产中广泛和深入的应用,近几十年工业生产的发展体现着两个明显的特征,一是生产规模越来越大,二是生产技术水平越来越高。长期以来,我国化学工业技术水平较低,导致能耗物耗高,限制了化学工业的发展。要改变这种局面,根本的出路就是走科技进步的道路,采用先进实用的技术改造传统产业。将现场总线技术、信息技术应用于石油化工,,发展综合自动化整体解决方素及集成技术,可以提高产品质量,增加产品产量,降低生产成本,取得显著的经济效益和社会效益,增强企业的竞争能力,是今后石油化工工业自动化技术发展与应用的趋势。 石油化工自动化论文:石油化工仪表自动化控制系统分析 摘 要:在科学技术不断发展的情况下,工业生产也发生了很大的变化,在生产过程中使用的仪表和控制系统出现了智能化发展情况,这样也使得石油化工在生产过程中,化工仪表出现了自动化控制技术不断发展的情况,对出现的新情况进行更好的分析能够更好的促进石油化工企业发展,同时也能更好的促进我国经济的发展。 关键词:石油化工仪表 自动化控制 控制系统 在石油化工企业发展过程中,使用的仪表在科技含量方面发生了很大变化,这样也使得仪表出现了自动化控制和智能化发展的情况,在这种情况下,仪表本身性能发生了很大的改善。智能化仪表在发展过程中不仅仅在结构运作方面发生了很大的变化,同时在适应性和功能方面也发生了很大的变化,因此,对石油化工行业的发展也是非常有利的。对设备进行更好的设计,不仅仅在功能方面能够进行改善,同时在工作效率方面也发生了很大的变化,这样也能更好的对其进行分析,促进石油化工企业获得更好的发展。 1 石油化工仪表控制系统发展 在科学技术不断发展过程中,仪表系统也发生了很大的变化,正在逐渐向数字化、智能化以及网络化方向发展,有其对石油化工行业的发展是有很大的影响的。在石油化工企业中,自动检测仪表出现了非常明显的变化,对控制系统的性能改善是有很大影响的。对于现场总线控制系统来说,能够更好的对适应一些要求的变化,这样能够更好的促进变送器发展,同时,也能更好的实现数字化仪表发展。相比较一般的变送器来说,数字化仪表在性能方面出现了很大的变化,尤其在分辨能力和安全性能方面得到了非常明显的改善,同时,在稳定性方面也出现了很大的变化,这样在进行生产的时候能够更好的保证生产效率。数字化仪表在性能方面得到了很大的提高,同时,在结构方面也发生了很大的变化,这样在进操作的时候更加方便。为了更好的发展我国的进出口贸易,很多的企业在生产过程中对产品的质量提出了更高的要求,这样使用数字化仪表在产品精度方面也得到了更好的提高、对产品加强管理也能更好的保证我国的产品能够更好的和国际产品进行比较,这样能够更好的发展我国的进出口贸易,同时也能更好的提升产品的质量和性能。 1.1 DCS与FCS系统 在我国的石油化工系统中,都使用的是DCS系统,为了更好的适应科学技术的变化,DCS系统在不断发展过程中也发生了很大的变化,和传统的系统进行比较,新的系统在数字化智能控制方面得到了很好的发展,同时在兼容性方面也是非常好的。将不同的型号和厂家的DCS系统进行连接,这样能够形成更大规模的管理控制体系,同时在进行控制的时候也能更加方便的进行控制,这样在性能方面也是能够得到更好发展的。 1.2 新型DCS系统 对于石油化工企业来说,炼油装置是非常重要的生产设备,在进行生产的时候只要能够产出成品油和半成品有,在经常一定的处理以后,就能够将其进行储存和运输,这样也是石油化工企业在生产过程中最后的工艺。在石油化工企业中应用DCS系统,能够更好的提高自动化控制能力,同时在进行管理的时候也能更好的进行。石油化工企业应用DCS系统进行控制,在一定程度上能够更好的利用系统进行控制和管理,但是,还是有很多的企业在进行生产的时候无法更好的利用DCS系统的所有功能,导致自动化系统在使用的时候出现情况复杂的问题。我国在DCS系统生产方面也有很大的发展,在这种情况下,很多的软件开发更加适合于石油化工企业的生产,这样在功能方面也出现了更好的情况,同时在使用的时候可靠性也是非常高的。 石油化工企业在进行生产的时候经常是会使用催化裂化的物质来进行生产的,在这种情况下,在炼油生产装置中是可以利用DCS系统来进行控制的,这样能够更好的对各个生产的情况进行监视和管理。在控制管理中操作是可以在一个控制室内完成的,这样就使得系统控制要采用多集控单元,同时在综合管理方面也是能够实现信息自动化控制的。 1.3 总线控制系统 现场总线控制系统慢慢形成了全数字化、开放性以及智能化化的特点,这样就使得石油化工企业在发展过程中出现了新的发展方向。现在,FCS自动化控制在应用方面出现了越来越好的情况,这样就使得设备在操作和功能方面也发生了一定的变化。现场总线控制系统在发展过程中出现了空间越来越广的情况,这样就使得很多的石油化工企业在生产过程中应用了FCS控制系统。现场总线控制工作是通过现场总线和局域网来进行实现的,因此,在进行使用的时候是要利用众多的计算机来进行实现的,这样能够更好的实现信息的交换,同时也能实现信息的共享。 2 具体分析 2.1 检测执行仪表方面 石化现场设备或者管道内界质温度一般都在-200~1800 ℃之间。现场的水银玻璃温度计都会被双金属温度计取代。热电阻和热电偶信号都会直接进入DCS中。在所有仪表中压力仪表是最受重视的,因为它是与人们的安全联系最紧密的仪表。压力传感器和特殊压力仪表都是采用很多原理生产的,能抵御住高温,能在脉动介质、粉状和易结晶介质中测量压力等。再从物位仪表来讲,石化行业都以液位测量为主,并且除了浮力式仪表外,物料仪表都没有通用的产品。但从测量方式可分为浮力式、静电式、超声波式、电容式、磁致伸缩式和雷达式等等。仪表中还有流量仪表、分析仪器、在线过程分析仪和执行器等仪表。温度、压力、流量和液位都是工艺参数的保证,对生产过程中物料成分的分析和对最终产品的分析都是非常必要的。要对排放的物质进行详细的分析,不能对环境造成污染。 2.2 控制策略 从如今的新一代DCS系统的变化可以看出,石化工业在自动化连接控制、批量控制和顺序控制等基本控制策略还是没有改变。智能化算法如智能PID控制器和多变量控制等都已经开始普遍采用,其都是以DCS为基础的控制,但也都可以独立控制。传统的生产过程都是一个装置一个控制室,但现在几乎都是多个装置一个控制室或全厂都由一个控制中心进行控制,并且都是以LCD屏幕或CRT显示为主。现在人机界面方面都在以DCS操作站屏幕为主,这样能让公益操作人员轻松地进行操作。石化装置的工艺过程复杂,很容易发生火灾或爆炸等。因此对安全性的要求在不断提升,若仅由DCS设备完成,则已经不能满足现在的要求了,如ESD系统就会在DCS之外单独运行。智能化和自动化控制仪表不仅使得安全生产成为现实,而且现在应用的SIS系统都是以人性化和安全性为主的生产系统。不仅要紧抓安全生产,还要在生产线的危险场所设置警报系统,一旦有可燃气体或有毒气体泄漏后能及时得到提醒。全厂的每个角落都要在火灾报警控制系统的监控下,对重要的工艺装置进行控制和检测。 3 结语 在科学技术不断发展的时期,我国的石油化工仪表自动化控制技术也得到了很大的发展,在这种情况下,我国的石油企业在发展过程中也发生了一定的变化。石油化工在生产过程中实现了安全生产,同时在控制方面也发生了很大的变化,因此,企业在发展过程中要不断提高自动化控制水平,这样能够保证企业在激烈的市场中获得更好的发展控制,提高企业的竞争力。 石油化工自动化论文:石油化工自动化控制历程和技术应用前景 摘 要:石油化工技术繁多而复杂,自动化控制是其中较为重要的一个系统。多方位提升自动化水平,以适应石油行业现代化机械水平,有助于石油行业的发展。文章首先阐述石油化工自动化控制历程,在此基础上,分析石油化工自动化控制技术应用前景。 关键词:石油化工;自动化控制;应用前景 前言 当前,我国经济快速发展,石油化工行业也得到了飞跃式进步,对应而言,企业规模的扩大化要求匹配高水平的技术,材料、工艺和技术应用不断翻新,加上自动化控制技术在石油化工行业的应用越来越广泛,其受到越来越多的重视,因而,自动化控制技术越来越重要。然而,石油化工自动化控制的发展还需要遵守化工企业的发展规律,在应用和发展中不断提高化工自动化控制水平。 1 石油自动化控制历程 技术发展在石油化工自动化系统中占有举足轻重的地位,其关乎着产业的发展趋势和呈现出的水平。石油自动化控制是十分重要的一个命题,甚为引入关注。石油行业的发展实践经验告诉人们,自动化是帮助企业提高效率的驱动力,尤其是当今信息技术不断发展更新并应用于现代企业之中,渗透到各个行业和领域,生产过程的自动化、企业信息管理自动化等多种自动化控制组成了现代企业自动化控制的概念。具体来说,从过程控制与管理,从仓库管理到市场营销,从生产计划到财务统计,设备管理到人事管理,自动化控制已经贯穿到企业的综合信息管理系统。 中国石油化工涉及自动化已经经历了半百年的发展,通过引进自动化技术的手段,首先对技术进行研究和探讨,不断吸收消化其中的精要,在此基础上进行创新,从而不断提高石油行业的自动化水平。经过50多年的发展,石油行业的自动化进步主要体现在操作现场已经从传统的手工劳作转变为当今的自动化控制,低级的单回路控制已经被予以淘汰,高级复杂系统控制推向市场,直到炼化管控一体化。自动化控制已经蔓延至中国大中型石油化工企业的主要生产过程之中,虽然在水平上有所差异,但从总体来说,相对于传统的行业操作,自动化控制已经帮助取得更多的经济效益。与此同时,在小型的石油化工企业之中,也有很多骨干企业拥有比较成熟的控制系统和较低成本的自动化技术,并且,生产信息在车间的集成常规仪表性能大大提高,已经成为石油化工企业生产过程的主要检测手段。我们了解到石油自动化控制历程,还需对石油自动化控制应用前景做进一步探讨。 2 自动化控制设备和系统 石油化工企业把化工过程的控制作为企业日常生产管理控制的目标对象,自动化控制技术、算法和方案帮助石油化工企业可以有机调和控制理论,把整个生产过程纳入到自动化控制体系,实现化工过程中各种模拟量的自动化控制。为了使得自动化控制的全过程得以有效实现,自动化控制设备、控制系统是必不可少的,除此以外,还要制定出科学合理的实施方案,为自动化控制打造控制平台。高素质的操作人员也十分重要,可以实现对科学管理、操作自动化控制系统。在将设备和体系、方案和人员进行科学的结合的前提下,才能使得石油化工企业的自动化控制过程得以顺理成章地完成。从中我们可以发现,在化工行业中,其不仅对自动化控制的技术水平有所要求,还对自动化控制过程的匹配性有所要求。最优化化工过程的自动化控制,可以降低企业的投入成本、提高企业的生产效益,还可以降低企业所需能耗和生产成本,提高成品质量,从而保障化工企业的安全科学生产。因而,对化工过程的自动化控制进行研究,然后使用先进的系统设备和技术,为化工企业提供服务,是化工企业前进和发展的驱动力。 3 微电子技术和信息技术的应用 自动化控制系统和自动化设备中应用较为广泛的有微电子技术和信息技术,化工自动化控制网络和信息控制网络呈现出一体化趋势。在数据采集、自动化控制、技术调节等各个环节,都有化工过程的控制体现,通过化工过程控制一体信息平台集中到自动化控制系统中。这要求自动化控制硬件需要更加具有可供挑战的性能。过程控制的各个环节所采用的技术设备拥有各异的硬件设备,分别由不同的生产经营商家供给,而开发商对硬件设施进行自主经营。之所以,在多种资源进行整合的过程之中,很多时候会出现不兼容,接口不统一也时常出现,因而,技术产品的更新升级也会受到影响。综上所述,化工自动化控制硬件需拥有多种优点,如较好的兼容性、便于升级换代、速度快等。化工过程控制技术设备只有具备上述特点,才可以在控制领域中被广泛使用,从而实现化工控制全过程和各个系统之间的完美联合,保证任何的化工过程控制设备在升级换代的时候不会对化工企业的正常生产有所影响。控制硬件只有具备灵活性、精确度、抗干扰等各个方面的优点,才能够在化工过程自动化控制中发挥出显著的作用。化工自动化控制的核心是信息集成,信息集成的重要组成部分是数据库管理系统。大多数化工企业使用流程管理模式,需要通过软件平台处理和管理化工过程中的大量数据。,使用哪一种软件决定着化工控制过程自动化控制的信息有效集成性和共享性。 4 专业技术人才作用愈加重要 我国化工自动化控制操作技术人员素质普遍不高,原因在于我国自动化控制理论研究较为落后,存有的化工自动化控制研究成果不多。很多化工自动化控制操作技术人员不够了解化工过程自动化控制原理,对化工行业有关的专业技术知识掌握甚少,化工自动化控制复合型人才欠缺。在化工自动化控制发展的过程中,人才起着决定性的作用。要想实现对整个化工过程的最优化自动化控制,需要从以下几个方面着手。首先,需要引导广大的职工及时更新观念,化工企业领导层需要对化工自动化控制给予充分的重视,以切实行动引导更新全体职工的化工自动化控制观念,从而开放思维,培育出强烈的责任心来对待化工工作,制定出科学合理的化工自动化发展规划和信息化发展职工培育方法,把先进的技术手段和激励措施相结合,促进化工信息化建设的发展。其次,还需要对化工自动化设备的整体利用水平给予更多关注。其充分体现了化工企业技术人员的操作能力。在自动化控制技术的发展过程中,因为电子技术发展速度较快,电子产品更新换代频繁,在化工企业自动化设备的采购、安装及使用过程中,需要注意设备的这个特点,之后结合企业自动化控制现状,加大对相关技术人才的培养力度。在化工过程自动化控制的过程中,需要并重经济效益和社会效益,注重投入产出比的分析,在信息资源建设和化工自动化控制应用技术上投入更多的研究精力,从而不断地提高化工自动化控制设备的整体使用水平。 5 结束语 我国石油化工企业一直关注于新技术的开拓和应用,这促进了石油化工自动化控制技术的不断飞越。与此同时,我们不难发现石油自动化行业的发展和转型离不开自动化控制技术的不断开拓创新。因而,石油化工自动化控制技术需要不断进行自主创新,从而提高产品质量,在节能降耗、增加资产利用率的同时,促进中国石油化工行业的发展。 石油化工自动化论文:石油化工自动化控制仪表常见故障的原因探究 摘要在科技飞速发展的带动下,自动化技术取得了重大突破,各种自动化设备应运而生,极大地推动了石油化工生产的自动化和现代化。在石油化工自动化控制系统中,自动化仪表发挥着不可替代的重要作用,仪表的故障诊断和分析也成为石油化工行业的一项重要任务。文章首先对石油化工自动化控制仪表进行了简要概述,然后分析了石油化工自动化控制仪表的疑难故障,以期对石油化工行业的安全、稳定生产起到一定的帮助作用。 关键词石油化工;自动化控制仪表;故障 为实现石油化工生产的自动化,需要对生产过程中温度、压力、流量等数据进行全面监控,这些功能通过相应的检测仪表来实现,仪表一旦发生故障,将对化工生产的正常进行造成严重影响。因此,工作人员必须熟练掌握仪表的物理构造、测量原理以及性能指标等,能够准确地对仪表故障进行诊断和处理,从而保证化工生产的正常进行。 1石油化工自动化控制仪表概述 1.1 温度仪表 石油化工生产中所进行的化学反应及变化需要在特定的温度及压力环境下才能顺利进行,为实时监测温度变化、精密掌控温度范围,必须在生产中布设一定数量的温度仪表。目前对于生产温度主要采取接触测量,通过热电偶、热电阻等测温元件来测量温度数据,并借助现场总线技术来达到自动化温控效果。 1.2 压力仪表 压力仪表的类型比较多样,如压力传感器、压力变送器、特种压力表等,压力仪表可以用于高温、腐蚀等极端环境下的压力测量,也可用于易结晶及粉粒状介质的压力测量。通常情况下压力调节系统会借助压力变送器将采集到的信号输送至集散控制系统,实现自动化压力测量及控制效果。 1.3 物位仪表 根据测量方法的不同,可以将物位仪表划分为浮力式、直读式、差压式、辐射式、雷达式等,在石油化工生产中,雷达式物位仪表由于测量精度较高,同时对石化物料具有较强的适用性,正逐渐受到行业的青睐。 1.4 流量仪表 流量仪表基本上基于两种测量原理,一是体积流量测量,二是质量流量测量,具体来讲,有节流式、压差式和速度式几种。 2仪表故障的原因分析 通常情况下,自动化控制仪表由传感器、变送器、显示器三部分组成。其中传感器负责被测对象模拟信号的检测;变送器负责将传感器输出的信号转化为标准电流信号(4~20 mA),同时将信号输送至PLC控制器;显示器负责测量数据的直观显示。仪表故障通常表现为指示异常,如示数偏低、偏高、不动、异常波动等,导致仪表异常的原因有两种:一是工艺参数本身出现异常;二是测量系统的某一环节发生故障,导致数据显示不准确。要正确诊断故障原因,一是对仪表的测量原理、物理结构、使用特性等具有一定的了解;二是要熟知测量系统的整个工作流程;三是对化工生产的工艺流程、物料特性、设备性质等具有比较深入的了解。下面就化工仪表常见疑难故障进行具体讲解: 2.1 流量仪表故障 1)若流量仪表值达到最高,一般现场检测仪表也会显示最高,这时手动调节远程调节阀大小,若流量值减小,说明是工艺问题;若流量值不变,应该是仪表系统的故障,需要检测仪表信号传输系统、测量引压系统等是否存在异常。 2)若流量指数异常波动,可以将系统由自动控制转到手动,若依然存在波动状况,说明是工艺原因所致;若波动减小,说明是PID参数问题或仪表问题。 3)若仪表流量达到最低,首先检查现场检测仪表,若现场仪表同样显示最低,则查看调节阀开度,开度为零说明故障发生在流量调节装置上,若开度正常,极有可能是物料结晶、管道阻塞或压力过低所致。若现场仪表正常,说明显示仪表出现问题,其原因通常是机械仪表齿轮卡死、差压变送器正压室渗漏等。 2.2 物位仪表故障 1)液位仪表值达最高或最低时,根据现场检测仪表进行判断,若现场仪表正常,则将系统改为手动调控,查看液位是否变动,若液位能够在某一范围内保持稳定,说明是液位控制系统出现问题,反之则是工艺方面的原因。 2)对于差压式液位仪表,当控制仪表与现场检测仪表的显示数据不符,且现场仪表不存在明显异常时,检查导压管液封是否正常,若存在泄漏现象,补充密封液,仪表归零;若不存在泄漏情况,初步推断是仪表负迁移量出错,需进行校正。 3)液位控制仪表的数据异常波动时,要根据设备容量分情况进行判断,设备容量大的,通常是仪表出现问题;设备容量小的,要先检查工艺操作,若工艺操作有所变动,极有可能是工艺原因导致的波动,反之就是仪表方面的问题。 2.3 压力仪表故障 当压力仪表数据异常时,应当根据被测介质的物理状态――固态、液态、气态,进行针对性的检测和诊断。 1)压力控制仪表出现异常波动时,要首先确认工艺操作的变动情况,因为此类变化多是由工艺操作及PID参数异常所致。 2)当控制仪表停滞不动,即工艺操作变化的情况下仪表数据依然保持恒定时,通常是由于压力测量系统出现故障所致,这时应首先确认引压导管是否存在阻塞情况,若管道畅通,再确认压力变送输出装置是否处于正常状态,如果发现异常变化,则可确认问题出现在测量指示系统。 2.4 温度仪表故障 温度仪表故障通常表现为示数偏高、偏低或反应迟缓,当温度仪表发生故障时,要注意以下两点:一是温度仪表大都采用电动仪表;二是该系统仪表在检测时具有比较明显的滞后性。 1)温度仪表数据突然间变化到最高或最低,通常属于仪表系统方面的问题,这是由于仪表系统本身具有一定的滞后性,鲜少出现突发性的变动。若出现突发性的变动,一般是由热电阻、热电偶或变送放大器异常所致。 2)温度控制仪表发生高频异常波动时,通常是由于PID参数设置不当所致。 3)温度控制仪表发生比较明显的缓慢波动时,一般是由工艺操作方面的变动所引起的。若可排除工艺操作方面的影响,那么极有可能是仪表控制系统出现了故障。 3总结 石油化工自动化仪表控制系统的应用给石化行业带来了巨大的方便,重新定位了人与石油化工系统之间的互动关系。 在分析和处理实际的化工仪表故障时,不仅要掌握扎实的仪表理论和知识,还要对工艺实践有着详尽的理解,如此才能对仪表故障进行快速的诊断,然后采取合适的手段进行故障处理,保障化工生产的顺利进行,促进石油化工企业的进一步发展。 石油化工自动化论文:石油化工仪表中的自动化控制技术分析 摘 要 目前,随着我国社会主义市场经济的快速发展以及石油化学工业的不断进步,人们开始对自动化仪表提出越来越高的要求。过去传统的自动化仪表已无法满足现代化石油化学工业的需求,所以必须进一步提升自动化仪表的控制技术,使之实现网络化、集成化与智能化,只有这样才能取得最大化经济效益与社会效益。本文详细介绍了我国石油化工仪表的各项控制系统,并加以分析,以期为我国石油化工的健康、持久、稳定发展提供有利条件。 关键词 石油化工仪表;自动化控制技术;智能化 一般情况下,石油化工必须配合天然气才能顺利生产,二者相互提供半成品与原料,最终实现最大化经济效益和社会效益。而现阶段的自动化控制技术也开始从过去传统单一结构运作模式转变成网络化、集成化与智能化共同发展的新型运作模式,这不仅提高了自动化仪表的各项功能,还强化了自动化仪表的适应性,使之能够有效满足石油化工提出的要求。 1 我国石油化工仪表的控制系统 为了尽快适应现代化石油化工仪表提出的各项要求,现场总线控制系统必须把数字化仪表作为变送器,这主要是因为数字化仪表的分辨力高、稳定性能与安全性能好,而且结构相对比较简单。同时还要加强产品管理能力,适当增加液相色谱仪与在线油品质量分析仪的实际使用量,以获取更为精准的数据资料,进而显著提升产品质量与性能,让出口产品质量能够匹敌当前产品,甚至是国际产品。 1.1分散控制系统与未来战斗系统 根据有关调查数据显示,我国石化系统与石油化工系统已采用3000多套分散控制系统,其中石化系统的采用量占总数的50%。由于现代科学技术的发展过于迅猛,促使分散控制系统不停地研发新产品,而新产品的生产应用了许多不同的系统,例如数字化智能控制系统、OPC系统与兼容性系统等,导致不同厂商与不同型号的分散控制系统都能够有效结合在一起,最终形成大规模的网络管理自动化控制体系。该系统除了更易于控制外,还有效增强了产品性能,使经济效益与社会效益实现了最大化。 1.2新型分散控制系统 成品油与半成品油在炼油设备中生产出来后,一定要做好调和工作,这样才能贮存运送出厂,该过程即为石油化工制油的最后一道工艺。在石化企业运送油品过程中,合理应用分散控制系统,除了可以提高自动化控制水平外,还可以便于管理工作的实施。应用分散控制系统来实现我国石化企业的仪表控制,而其他新建设备也可以应用分散控制系统来完成各项控制与管理工作。但如果设备为加强使用型或是石油化工的重要组成部分,那么应用分散控制系统时,其效用就会无法充分发挥出来,使得资源出现不必要的浪费,同时还会因使用率减少而导致自动化系统复杂化。 1.3总线控制系统 石油化工仪表中的现场总线控制系统具有微型化、数字化、智能化与开放化等诸多特征,而且这些特征已成为当前新型石化企业的主要发展目标。现阶段,未来战斗系统已广泛应用于各个领域,其设备操作技术与功设备能开发也随之得到有效完善,这对于现场总线控制系统的可持续发展来说具有十分重要的作用和意义。根据有关调查数据统计,大多数石化企业在控制系统方面仍采用未来战斗系统对本企业生产设备进行控制,最后利用现场总线与局域网来顺利完成现场总线控制工作。局域网的主要效用是通过网络让多个计算机系统实现信息的相互交换,其中具有较大的信息容量,相互之间可以达到信息共享的效果。而现场总线控制系统的技术要求是完成技术的信息共享工作,这样除了可以让用户公开化外,还可以让全部制造商公开化。 2 我国石油化工仪表控制系统的分析 2.1执行仪表的检测方法 展开石油化工生产作业时,其现场设备与管道内介质的实际温度均为-200℃~1800℃,并采用双金属温度计代替水银玻璃温度计,以便分散控制系统直接获取热电偶信号与热电阻信号。压力仪表在石油化工中是极为重要的构成部分之一。利用诸多原理制成的特殊压力仪表与压力传感器,不但可以抵抗高温,还可以在易结晶介质、脉动介质和粉状介质的条件下测量工作所需压力。此外,从物位仪表的角度上看,石化行业通常把液位测量作为重要核心,只有浮力式仪表具有通用产品,其他仪表均无通用产品,例如物料仪表等。但根据测量方法可有效划分为雷达、浮力、电容、静电、磁致伸缩和超声波等诸多类型,而且仪表内还存在执行器、流量仪表、在线过程分析仪和分析仪器等装置。为了能够正确分析出生产过程中的各类物料成分,必须保证温度、液位、压力与流量等工艺参数的准确性与真实性。同时还要详细分析石油化工生产后排放的所有物质,以防止生态环境受到严重污染。 2.2执行仪表的控制方法 过去传统石油化工在生产过程中均是一个设备使用一个控制室,但现阶段均为多个设备共用一个控制室,也可以由一个控制中心来控制全厂所有设备,把CRT显示或LCD屏幕作为核心。以便操作人员更易于使用。由于石油化工设备具有十分复杂的工艺过程,而且在一定程度上还会出现爆炸、火灾等情况,所以必须进一步提升石油化工的生产安全性、可靠性与稳定性。如果只依靠分散控制系统完成所有控制工作,那么现代化石油化工提出的要求就无法满足其效。应用智能化控制仪表与自动化控制仪表展开石油化工作业,除了可以实现安全生产外,还可以实现人性化生产。除此之外,还要将报警系统安设在生产线的危险区域,这样有毒气体或是可燃气体泄漏时就能够立即提醒,便于采取防护措施。 3 结论 我国石油化工企业必须高度重视各项生产仪表,并进一步增强自动化控制技术,只有这样才能消除安全隐患,保证产品质量。在确保石油化工安全生产的条件下,对自动化仪表控制系统进行研究与设计,以强化企业本身的自动化控制技术,提高市场竞争力,最终取得最大化经济效益与社会效益,这对于我国石油化工企业的可持续发展来说具有一定的推动作用。 石油化工自动化论文:探究石油化工企业自动化技术的发展策略 摘 要:石油化工发展综合自动化整体解决方案,有利于提高和增加产品产量,降低生产成本,取得显著的经济效益和社会效益,增强企业的竞争能力,本文论述了石油化工自动化技术目前的发展现状,以及提高石油化工工业自动化技术的具体措施。 关键词:石油化工 自动化技术 发展 信息 在信息技术高度发达的今天,石油化工自动化技术随着工艺和装备技术的不断发展而进步,从初期简单的手工操作到连续工艺作业,对生产稳定性和对控制的要求及自动化水平也越来越高,从简单的闭环控制到装置的全面自动化,使用的控制工具也从实现了DCS的广泛应用;控制技术方便又先进的控制系统、优化控制系统.随着工业规模的进一步推广,快速反应、临界稳定工艺、能量综合平衡等工艺的开发成功,对自动化提出了更高的要求。石油化工发展综合自动化整体解决方案,有利于提高和增加产品产量,降低生产成本,取得显著的经济效益和社会效益,增强企业的竞争能力,是今后石油化工工业自动化技术发展与应用的趋势。同时,激烈的市场竞争也对自动化提出了新的要求。 一、石油化工自动化技术的发展现状 1现场总线的应用正在逐步推广 现场总线应用于生产现场,实现全数字化、串行、双向、多变量数字通信的网络互连技术。现场总线虽然没有实现“制定单一现场总线”,但与现有的DCS、PLC等相比,现场总线控制系统FCS由于具有的全数字多点通信、现场设备状态可控、开放性、互可操作并能实现分散控制等特点,仍然是石油化工行业基础自动化系统的发展趋势。 2.工业控制系统软件及各种应用软件开发、系统集成技术成为核心技术,取代系统硬件而成为高附加值的载体 具体的技术手段首先是FCS将与DCS共存.DCS技术实现了性能可靠,软件丰富,功能完善等优点.已经成为工业生产过程控制的主要手段,当前工业自动化系统应用,没有随着FCS的出现而退出历史舞台,在今后相当长一段时间内,DCS将会与FCS共存下去。其次是现场总线与DCS相结合。从集成到控制系统,将现场总线智能仪表连接到DCS上,利用DCS的控制功能和软、硬件产品带动现场总线来应用。利用现场总线的全数字通信功能,收集现场大量非控制信息,建立现场智能设备数据库,建立和完善智能设备的远程状态监控、故障诊断、预防维护、在线调校等远程管理功能,实现对现场设备的一体化管理与控制。 二、石油化工企业综合自动化的有效手段 1.实现企业的管控一体化。 自从计算机发明以来,自动化技术就和信息技术紧密结合到了一起。信息技术的发展,给自动化技术提供了便捷的工具,使得过去的均匀控制、解耦控制、模糊控制等变成了一段段比较容易实现的软件代码。如何把IT技术尽可能多地应用到自动化技术中的能力,已经成为决定企业竞争力的重要因素。 1.1是更好的应用IT技术,通过优化来产生效益,和具体的工艺、设备相结合,挖掘设备和工艺潜力,促进提高产量、降低消耗、并使生产过程更加安全。 1.2是将企业中的“自动化孤岛”变成一个统一的平台,具体措施是:实现信息共享,提高信息利用率,提高企业决策水平和实效性,实现管控一体化。 2.先进的自动化控制系统的建立。 以PCS(过程控制系统)为代表的基础自动化层。主要内容包括先进控制软件、软测量技术、实时数据库技术、可靠性技术、数据融合与数据处理技术、集散控制系统(DCS)、现场控制系统(FCS)、多总线网络化控制系统、基于高速以太网和无线技术的现场控制设备、传感器技术、特种执行机构等等。同时以MES为代表的生产过程运行优化层。 2.1信息的集成、挖掘和增值 数据库管理系统则是信息集成的基础。因此要利用数据库管理系统时数据对生产过程进行监督与控制,同时设置关系数据库和实时数据库系统。利用信息挖掘和增值的目的是充分、有效地利用信息。 2.2成本效益分析 应用财务分析方法进行分析评价,可以得到全企业综合经济指标的过程。在炼油企业综合自动化中,成本效益分析是炼油企业生产管理中的重要环节,也是炼油企业生产经营决策中的必需步骤。成本效益分析以企业获得最大利润为目标。对企业生产经营进行成本效益分析、并在此基础上进行生产方案的盈亏分析,为企业提供实际生产经营过程和生产计划的经济指标,加强企业的竞争能力。为了达到公司预先的利润目标,就必须协调好原油采购、生产计划的制定、生产调度和产品的销售,控制控制原油的采购价格。 3.实现企业生产经营优化层 主要内容包括企业资源管理、供应链管理、客户关系管理、数据仓库技术、设备资源管理、企业电子商务平台等等。通过研究生产过程制造执行系统,可以实现在线成本的预测,以形成生产成本控制中心,保证生产过程的优化运行;可以实现生产过程的质量跟踪、安全监控,以形成质量管理体系和设备健康保障体系,保证生产过程的优化管理。 4.进行流程模拟,建立过程模型 实现流程模拟,是流程工业综合自动化的关键技术。由于炼油生产具有高度复杂性的特点,必须将工艺机理建模与系统工程理论紧密结合起来。实践证明,结合应用线性规划或动态规划的办法建立计算机调度系统,实现优化调度的有效途径。过程操作优化根据市场原料和产品需求变化,技术难点是建立过程稳态数学模型。此外,还有设备过程故障诊断技术、生产过程的安全保护技术等。 石油化工自动化论文:谈中国石油化工自动化系统集成现状与发展 摘要:石油化工是化学工业重要组成部分,其自动化水平的高低直接影响着石化产品的产量、品种及质量,影响着现代石化企业生产经营效益。本文就我国石油化工自动化系统集成现状和未来发展趋势进行了探讨,对理清我国石油化工自动化发展有一定意义。 关键词:石油化工 自动化系统 集成现状 发展趋势 一、引言 石油化工是化学工业的重要组成部分,是国民经济的基础和支柱型产业,在经济发展与人民生活中起着极为重要的地位,石油化工自动化系统技术水平直接关系着石油化工产业的发展水平,尤其是随着信息技术和现代企业管理水平的不断提高,石油化工自动化已经不再局限于生产过程的自动化,还涵盖了生产过程、人事管理、市场营销等多个范畴,直接影响着现代石化企业的生产经营效益。近年来,我国石油化工自动化系统集成取得了巨大的进步,一些技术甚至走在了世界前列,促进了我国石油化工的发展,获得了良好的经济效益与社会效益,但同发达国家相比,我国石油化工自动化系统集成水平还有不少未解决的问题,影响了石化企业整体自动化水平。 二、石油化工自动化系统集成现状 1.现场总线技术被广泛应用 现场总线技术是应用于生产现场,实现现场仪表、仪器、控制设备等之间数字通信的网络互连续技术,这一技术被广泛应用于石油化工自动化系统之中,其开放性、可控制、分散控制性等特点,给石油化工自动化系统通信技术产生了非常大的影响,为完善石油化工自动化管控一体化功能提供了有力条件。虽然现场总线控制系统有着众多优点,但传统DCS系统已经相当成熟实用,在可靠性、安全性、开放性、灵活性、协调性等方面都有突出表现,且功能相较现场总线控制系统更为完善,因此目前在石油化工自动化系统中还占据着一定地位,处于同现场总线系统共存的状态。 2.信息化与自动化高度结合 随着计算机技术与通信技术的发展,实时数据库技术、测量技术、数据处理技术、控制与过程优化技术、ERP技术等取得了较大的突破,IT技术被大量应用到石油化工自动化系统之中,有效的提升了生产过程远程监控、故障诊断、设备维护等自动化水平。而随着IT技术在石油化工自动化系统中的应用,相关的生产工艺、设备选型、生产流程等也发生了巨大的变化,极大的提升了石油化工企业的生产能力,降低了生产成本,提升了生产过程的安全水平。总体看来,在IT技术高度融入石油化工自动化系统后,石油化工生产智能化、数字化、信息化水平都得到了巨大的提升。 3.企业管理综合自动化 我国石油化工自动化系统的发展经历了数十年的时间,在不断的引起进技术、创新研究的过程中,我国石油化工自动化系统集成水平越来越高。目前,石油化工自动化系统集成已经迅速拓展向整个企业生产经营流程,取得了较大的成果。石油化工自动化系统综合流程主要分为三层结构,分别是生产过程控制系统、生产过程制造系统、企业资源管理系统等,涵盖了生产现场自动控制、生产流程优化维护、企业生产经营管理的方方面面。 三、我国石油化工自动化系统集成发展趋势 1.自动化系统集成水平进一步提高 随着全球经济一体化进程的加快,我国石油化工企业将会进一步融入国际竞争之中,要在国际竞争中占据更为有效的地位,石油化工企业就必须集成自动化系统,打破传统自动化系统信息孤岛的情况,提升信息流通和系统管理水平,真正实现实现一体化生产经营。而随着石油化工企业生产规模的扩大,自动化系统控制规模将进一步提升,安全仪表、设备监视、分散控制、数据采集、储运管理、设备管理、实时优化等多个子系统之间的自动化控制协调需求越来越高,这些都对石油化工自动化系统集成提出了更高的要求,必然促进系自动化系统集成水平的不断提高,不断向大型化、集成化、智能化方向发展。 2. MAV策略将成为重要模式 MAV策略是一种全新的主自动化系统供应商策略集成模式,这种集成模式以自动化系统供货商为核心,建立石油化工仪表与控制一体化系统,提升系统的性价比和使用寿命,降低系统的综合成本。这一模式,将会涵盖系统集成方案、网络结构、设备配置、管控作业程序、功能规模、组态模块、操作维护等等多个方面,使系统公用工程和生产装置同步集成,通过各接口和人机界面,以统一的标准总体协调。MAV策略能很好的应对现代大型石化项目建设、运行方面的需求,有利于集中管理、优化资源,将成为未来石油化工自动化系统集成的重要发展方向。 3.系统安全水平不断提升 石油化工自动化系统涉及生产、经营等多个环节,系统安全直接影响着整个企业生产、经营的安全, 直接关系着企业的经济效益与社会效益。目前石油化工自动化系统多采用ERP/MES/PCS的三层网络架构,这种架构在系统安全上还存在不少缺陷。随着硬件、软件等技术的提升,尤其是智能HART技术、现场总线技术、无线通信技术等在自动化系统中的深入应用,信息安全问题将会变更越来越为重要,如何保证系统的安全性将成为众多企业共同关注的问题,将会催生自动化系统安全水平的提高,从硬件设备、软件平台、安全策略、风险应对等多个方面得到完善。 4.绿色低碳将会成为自动化系统集成的影响因子 长期以来,我国二氧化碳排放量、工业能耗都一直较高,在能源与环境问题越来越为严峻的背景下,绿色低碳已经成为时代的主题。我国目前石油化工自动化系统集成对绿色低碳的考虑相对较弱,这是一个迫切需要解决的问题。未来,将会建立起一套以低碳能源、低碳技术、低碳产业为基础的新的生产经营模式,这必然会影响石油化工自动化系统集成,促使自动化系统集成更多的考虑绿色、环保问题。 四、结束语 石油化工自动化系统集成水平直接影响着我国石油化工生产经营管理水平,随着我国经济的发展与人民生活水平的提高,对石油化工生产经营管理提出了越来越高的要求。我国现有的石油化工自动化集成水平同发达国家相比还有较大差距,在未来,石油化工自动化系统将会向大型化、智能化、规模化、绿色化方向发展,系统安全水平将会不断提高。 石油化工自动化论文:浅析石油化工企业的综合自动化变电所 【摘要】在科技、经济飞速发展的今天,变电所发展自动化领域中,先进的电气设备已逐渐去代替老的、传统化的电气设备;特别是智能化数字开关、光电式互感器、等机电一体化设备的出现,变电所自动化技术即将进入数字化新阶段。本文主要针对目前石油化工企业110Kv、 35Kv与10Kv变电所自动化系统的特点,对其结构及功能等进行概括地阐述。 【关键词】变电所 综合自动化 构成特点 1 综合自动化变电所研究的主要内容 变电所自动化技术经过近几年的发展已经达到了更高的水平。自动化技术的大范围采用,使得我国城乡电网改造与工厂建设都已经大部分实现了无人值班,同时,自动化新技术在110kV及以上的超高压变电所建设中也得到了大量的采用,从而使电网建设的现代化水平得到了很大程度的提高,输配电和电网调度的可能性得到了增强,不仅如此,自动化技术的应用也使得变电所建设的总造价还得以降低,这已经成为了不争的事实。 对石油化工企业的110Kv变电所,为了确保电力系统安全、经济运行,通过对于先进的计算机技术、通信技术的有效应用,使得新的电气设备的保护和控制技术应用得到了充分的技术支持,变电所监视、控制问题得到了有效的解决,各专业之间在技术上、管理上实现了有机的结合;配合的默契程度也得到极大的促进,自动化技术的采用为电力系统自动化进一步发展打下了坚实的基础,变电所的安全性、可靠性得到大幅度的提高,运行质量也更为稳定。例如,高压电器设备本身监视信息的采集工作,变压器、避雷器以及断路器等设备的绝缘和状态等;故障录波器和继电保护等装置完成的各种故障前后瞬态状态量和电气量记录数据的采集工作,在完成上述工作后将相关信息报送给调度中心,以便为检修计划的制定、电气设备的监视以及将来的事故分析提供准确的原始数据。全面实现变电所综合自动化,对新建变电所不再实行过去的常规测量监视、保护、控制屏,实现由少人值班逐步向无人值班的过渡;对于老变电所的控制、测量监视等各方面进行技术改造,以进一步达到少人甚至无人值班的目的。 对于35Kv与10Kv的变电所,应当将改进和提高用电质量,提高供电安全与供电质量作为工作重点。更为高效地利用变电所综合自动化系统,全面改造与提升变电所的二次设备,不再使用原有的测量、保护、控制和监视屏,全面提高变电所综合自动化程度,以使变电所的控制和监视技术水平得到全面提升,使变电所管理得到有效的改进,最终使变电所无人值班得以实现。 要实现变电所的综合自动化应当从以下几方面着手: (1)电网运行参数、设备运行状态的随时在线监视;设备本身异常运行的自检和自诊断工作。 (2)如果发现装置内部异常或变电所设备异常变化,为防止事态扩大,并保护其他设备安全,应当立即自动报警并闭锁相应的出口。 (3)如果电网出现事故,为将故障限制在最小范围,应当快速判断、决策,采样,并迅速隔离和消除事故。 (4)为确保自动和遥控调整电能质量,应当实现变电所运行参数的在线统计、计算、存储、分析报表和远端传输。 2 综合自动化变电所系统具有如下的特点 变电所综合自动化系统的主要特点包括系统结构微机化、功能综合化、操作监视屏幕化、测量显示数字化、运行管理智能化等几个方面。 2.1 微机化的分级分布式系统结构 不同配置的单片机或微型计算机共同组成了综合自动化系统内各子系统和各功能模块,其系统结构采用分布式结构,应用通讯技术,并通过总线、网络等,将数据采集、控制、微机保护等各个子系统连接起来,构成一个呈现分级分布式的整体系统。 2.2 综合化的功能 变电所综合自动化系统具有多种技术密集、多种专业技术相互配合、相互交叉的特点。它是以数据通信技术、计算机硬件和软件技术为基础逐步发展而来的。是变电所内全部二次设备(除交、直流电源以外)的综合集成。而微机监控子系统则是原来的模拟屏、操作屏、仪表屏、显示屏以及远动装置、变送器柜、中央信号系统等各项功能的综合集成;微机保护子系统替代了以前晶体管式或电磁式的保护装置;监控系统和微机保护子系统相结合,综合了故障测距、故障录波、中性点非直接接地系统和无功电压调节等子系统的各项功能。 2.3 屏幕化的操作监视 综合自动化变电所的实现,以CRT屏幕上的实时主接线画面来取代以前常规的庞大模拟屏;用屏幕上的鼠标操作或键盘操作来取代常规在控制屏上或断路器安装处进行的分、合闸操作;用计算机屏幕上的软连接片所取代了常规在保护屏上的硬连接片;以屏幕文字提示或语言报警以及画面闪烁取代了常规的光字牌报警信号;通过计算机上的CRT显示器,可以实现对整个变电所运行情况的实时监视并对各开关设备进行操作控制。 2.4 数字化的测量显示 常规的指针式仪表被CRT显示器上的数字显示所取代,实现了更为明了和直观的数据显示;而原来的人工抄表被打印机打印报表取代,这样一方面减轻了值班员的劳动强度或者直接节省了人力,另一方面还提高了测量精度及准确性,提升了管理的科学性。2.5 智能化的运行管理 变电所运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化;数据信息分层、分流交换自动化;变电所运行发生故障时能即时提供故障分析报告,指出故障原因,提出故障处理意见;系统能自动发出变电所设备检修报告,即常规的变电所设备“定期检修”改变为“状态检修”。 要实现无人值班(或少人值班),变电所综合自动化是一种最重要的手段,根据重要性和电压等级的不同,变电所实现无人值班的要求和手段有所差别。但是,通过采取各种技术手段,使变电所整体的自动化水平得以提高,发生事故的机会得以减少,这些都是实现无人值班的关键;只有这样,才能缩短事故处理和恢复的时间,使变电所的整体运行更为可靠和稳定。 3 综合自动化系统变电所可以实现的各种功能 3.1 微机保护功能 此种保护是对站内所有的电气设备进行的保护。主要包括母线保护,变压器保护,线路保护,设备自投及电容器保护,低频减载等自动安全装置。上述各类保护还具有存储多套定值、故障记录、适合当地修改定值等其他功能。 3.2 数据采集功能 3.2.1 状态量采集功能 隔离开关状态,断路器状态,变电所一次设备告警信号及变压器分接头信号等均属于状态量的范畴。目前这些信号大多数采用的是光电隔离方式输入系统,也可通过通信方式获得。保护动作信号与其他信号不同,采用的是计算机局域网通过通信方式获得。 3.2.2模拟量采集功能 线路电压,各段母线电压,馈线电流,电压和功率值,频率,相位,电流和功率值等,这些都是变电所采集的模拟量。此外还有变电所室温,变压器油温等一些非电量数据的采集。模拟量采集精度应当可以满足SCADA系统的需要。 3.2.3 脉冲量功能 脉冲量主要是脉冲电度表的输出脉冲,是也采用光电隔离方式与系统相连接的,内部采用计数器对脉冲个数进行统计,实现对电能的准确测量。 3.3 故障录波测距和事件记录功能 事件记录应当包含开关跳合记录以及保护动作序列记录两个方面。其SOE的分辨率一般应当在1~10ms之间,这样可以满足不同电压等级对SOE的不同要求。变电所故障录波配置专用故障录波器,并能与监控系统通信。 3.4 控制和操作闭锁功能 操作人员可通过CRT屏幕对隔离开关,断路器,电容器组投切,变压器分接头进行远程控制操作。为了防止由于系统故障造成的被控设备无法操作,在系统设计时应当保留人工手动直接跳合闸手段。操作闭锁有以下内容: (1)电脑五防及闭锁系统; (2)根据实时状态信息,自动实现断路器,刀闸的操作闭锁功能。 (3)操作出口有同时操作闭锁功能。 (4)操作出口有跳合闭锁功能。 3.5 同期合闸和同期检测功能 该功能可分别以自动和手动两种方式实现。可以选择由独立的同期设备实现,也可以通过微机保护软件模块得以实现。 3.6 无功和电压的就地控制功能 电压和无功的控制一般采用调整投切电容器组,变压器分接头,同步调相机,电抗器组等方式实现。操作方式可以手动也可以自动,人工操作的情况下,可以就地控制或者远程控制。 3.7 数据处理功能 数据处理的主要内容是数据处理和记录历史数据的形成和存储,其中,上一级调度中心,变电管理和保护专业要求的数据也包括在内。具体包括: (1)断路器动作的次数信息; (2)断路器切除故障时跳闸操作次数和截断容量的累计数量; (3)变压器的有功、无功、输电线路的有功、无功,母线电压定时记录的最小,最大值及其时间数据。 (4)独立负荷每天的峰谷值,有功、无功及其时间数据。 (5)修改整定值及的控制操作记录;根据需要,该功能既可以在变电所当地全部手动实现,也可在远程调度中心或操作中心实现。 3.8 系统的自诊断功能 系统内部各种功能插件应当具有自诊断功能,自诊断信息与被采集的数据一样,被周期性地送往后台主控计算机和远方调度中心或操作控制中心进行处理。 3.9 与远程控制中心的通信功能 本功能在常规远动‘四遥’的基础上又增加了远方修改故障录波、整定保护定值与测距信号的远传等,其信息量远远超过了传统的远动系统。根据现场的不同要求,系统应当具有通信通道的切换及备用功能,确保通信的可靠性,不仅如此,还应当具备同多个调度中心不同方式的多种通信接口,且各通信口及MODEM应避免干扰,相互独立。保护和故障录波信息可以采用独立的通信接口与调度中心连接,通信规约应满足调度中心的要求,符合国家标准及IEC标准等相关行业标准。 3.10 防火、保安系统插件功能 从设计原则而言,无人值班变电所应具有防火、保安措施。 4 变电所综合自动化系统的现状及发展趋势 综合自动化的变电所在新建的一些变电所的运行中表现出了很明显的技术先进、功能齐全、结构简单、安全可靠等特点;经过十多年的发展和完善,目前已经达到很高的水平。在我国城乡电网的改造与工厂的建设中,不仅中、低压变电所大范围采用了自动化技术而实现了无人值班,而且在220kV及以上的超高压变电所建设中也大量采用了各种新的自动化技术,从而使电网建设的现代化水平得到了极大程度的提高。综合自动化技术的运用,不仅使输配电和电网调度的可靠性得到增强,同时也使得变电所建设的总造价得以有效地降低。 5 结语 由以上的分析我们可以看到,变电所综合自动化技术的采用,对于提高电网的安全和经济运行水平、实现电网调度自动化和现场运行管理现代化可以起到极大的促进作用,它将使电网一次、二次系统的效能和可靠性得到大大增强,同时,对于保证电网的安全稳定运行也具有相当重大的意义。 变电所综合自动化,促进了无人值班变电站的实现,可以利用远动技术使电网调度迅速而准确地获得变电站运行的实时信息,完整地掌握变电站的实时运行状态,及时发现变电站运行的故障并做出相应的决策和处理,同时可以使值班管理人员根据变配电系统的运行情况进行负荷分析、合理调度、远控合分闸、躲峰填谷,把握安全控制、事故处理的主动性,减少和避免误操作、误判断,缩短事故停电时间,实现对变配电系统的现代化运行管理。 总之,变电所综合自动化系统具有可靠性高、抗干扰能力强、实时性好及维护简单等特点。随着计算机技术的迅速发展,变配电站的计算机化进程越来越快,变配电所计算机监控及无人值守已成为当今电气自动化领域的发展趋势,随着科学技术的不断进步以及硬件软件环境的不断改善,综合自动化技术的优越性也必将进一步地展现出来。 石油化工自动化论文:浅析石油化工自动化技术的应用与发展趋势 【摘要】在我国社会经济的取得发展与进步,人民的生活水平日渐提高,信息技术飞速发展的时刻,石油化工工业设个一直被我们熟知的传统工业,在当今时代仍然是一个国家经济发展支柱性产业。随着工业规模的扩大,经济全球化的迅猛发展,石油化工产业对石油化工的自动化提出了新的要求。与此同时,信息技术也对石油化工自动化技术的发展注入了新鲜的血液。 【关键词】石油化工 自动化技术 发展趋势 在国民经济迅速发展的背景下,我国的能源消耗量也日益增加,虽然我国是一个能源大国,资源丰富,但是如今的经济发展需要的能源的数量惊人,在激烈的市场竞争中,我国的石油开采量与我国人民的日常生活、工业生产所需渐渐拉开了差距,为了进行生产,我们从国外进口石油的现象越来越严重。但是从长远的发展来看,要想提高综合国力使国家长久稳定的发展,就要减小对国外能源的依赖,寻求新的方法推进我国资源的开采和利用,减少石油进口量。1 石油化工自动化技术应用必要性1.1 石油资源对我国经济发展的重要作用 石油是我国一项极其为重要的基础能源,也是全球需求量最大的能源,经济全球化的迅速发展,信息技术全球化的推广,让石油工业迎来了较大的发展机遇,同时也面临着前所未有的挑战。尽管我国号称能源大国,但是随着世界范围内的经济发展,国内的石油的提供量已经不能满足当今工业生产的需求。在社会不断发展的今天,传统的石油化工企业的生产设计理念不再适应当前的发展,具体的环境逼迫着生产理念的改变。如今的石油化工企业改变了航向开始朝着智能化的方向发展。 1.2 先进的科学技术逐渐渗透到石油化工企业 石油资源能够保障我国国民经济的平稳增长。世界范围内的经济发展趋势逐步把先进的科学技术融入到石油化工行业中。在分析了以往的人工操作的局限性和不准确性,逐步运用先进的科学技术模拟人工化,不仅达到了人工操作的效果,还高额度的,高精准性的完成了数百倍次的工作量。从工厂生产的操作、维护的不同的角度出发,先进技术的控制系统具有相对的开放性、易于管理性。不需要耗费太大的精力,只要熟悉操作程序,并且通过生产操作的自动化、经营管理模式的信息化、就可以简单的实现传统石油化工企业从原油选择、采购、生产加工再进一步得到石油以及石油附属产品的全部过程,不同的是这一过程具有智能性,简化了工人手工操作的人力耗费和时间耗费。这种智能化的石油化工的生产及管理,可以在相同的时间和空间上使企业的利润最大化。 1.3 传统石油化工企业中,人工操作的缺陷性及危险性 (1)在传统的石油化工企业中,生产需要人工操作,大量的作业量需要很大数量的工人协作完成,石油化工生产作业时具有一定的危险性,大量的工人集中作业的工作环境下,一旦发生安全事故,大量工人的人身和财产安全得不到保障,会造成大量的人员伤亡。 (2)人工操作,达不到石油化工产业要求的精准度。石油化工企业的生产工作有严格的精准性要求,但是人工操作生产过程中,精准度不易控制,在人工操作控制的情况下,想要达到精确的工艺参数要求有很大的难度。并且极易因为这种误差而造成投料不当,从而导致生产时超温超压等异常状况,埋下安全隐患,引起事故的发生。 (3)石油化工属于高污染性,高腐蚀性的工作环境,全人工操作的模式下,如果做不好安全防范工作,长期工作的人员的身体健康得不到保障,对身心极可能造成不可逆转的伤害,容易形成职业病。 2 石油化工自动化技术的应用及发展趋势 2.1 自动化技术的应用 石油化工自动化技术投入到石油化工企业的使用中,目前的使用主要有两方面的应用:自适应控制和最优控制。 (1)自适应控制。根据具体的工作环境,智能调节机器的性能生成反馈信息,接受反馈信息后系统自动按照事先设定的程序标准来进行工作。在我国目前的石油行业自动化生产过程中,自适应控制运用到了石油化工的不同部门,与以往的传统自适应控制模式相比较来看,如今的自控制系统更主要的是自整定与模型参考,具有具体的辨识过程的独特性。并且在辨识过程中激励信号平稳运行。 (2)最优控制。在当代的控制理论中,最优控制是一个占据极为重要作用的构成环节。最优控制给人们的生活提供了一个安定和平的大环境,使人民群众的生活的各个方面得到定改善。如今最优控制在石油化工产业上的应用成果较为显著,解决了传统人工操作的各种弊病,提升了石油化工产业在我国的产业地位。 2.2 石油化工企业的自动化控制发展趋势 2.2.1FCS将与DCS共存 DCS 自七十年代问世以来,采用了大量先进的成熟技术,经历了发展、成熟到集中应用几个阶段。DCS 技术成熟,性能可靠,软件丰富,功能完善,得到了用户的信任,而FCS还处于发展阶段,技术还不太成熟,可靠性还有待考证,功能不如DCS 完善。如今广大用户虽然关注FCS 的发展,但是多持观望的态度。DCS 至今已经发展得相当成熟和实用,仍是当前工业自动化系统应用的主导型,不会随着FCS的出现和发展而走向衰退或是退出历史的舞台,DCS将会与FCS在相当长的一段时间内共存下去。 2.2.2现场总线与DCS相结合 现场总线技术集成到现有控制系统中,利用DCS丰富而成熟的控制功能带动现场总线的推广应用。现场总线与传统控制系统之间的集成通过三种途径:一是现场总线在DCS、PLC的I/O 层次上的集成,二是现场总线设备通过网关集成到DCS、PLC上,统一组态、监控与管理;第三是独立FCS 与DCS、PLC 之间的信息集成,两者之间通过网关实现信息交流与映射。通过以上几种方法可以利用DCS、PLC成熟的技术与经验,发挥现场总线的独特优势。在现场总线推广应用的基础上,尽快完善一体化功能。实现对现场设备的一体化管理与控制。 3 结语 在经济全球化的大背景下,石油化工企业决定着一个国家竞争力的命脉,石油化工产业融入的技术含量的多少也是彰显一个国家综合国力的重要指标。石油化工的自动化控制技术一直努力的寻找新的突破,处于不断改革、创新的阶段。石油化工自动化控制技术不断进步对石油化工行业在激烈的行业竞争中的生存与发展起着积极作用。
在交通运输领域中,道路桥梁是至关重要的基础设施,其在缓解社会就业压力、改善人们出行条件方面发挥着十分关键的作用。在道路桥梁工程施工过程中,防水路基面施工是关键性的组成部分,与工程整体建设质量息息相关。随着现代科技的不断发展,也对道路桥梁施工提出更高要求,但在防水路基施工方面却频频出现质量问题,必须要强化施工工艺和技术改进,从而为工程建设质量提供保障。 1道路桥梁施工管理现状 随着社会经济的发展以及人们物质生活水平的不断提升,各种车辆的数量逐年增加,由此也产生了十分严重的交通问题,给人们的日常出行带来了极大不便。为缓解上述现象,国家提升了对市政道路工程建设工作的重视程度,并加大了建设资金投入力度。市政道路工程属于大型、复杂、繁琐的工程,涉及内容较多,且具有作业难度大、工期长、投资巨大等特征,由此也直接增加了施工管理工作的难度,但施工管理又是企业生产管理中的关键性内容,其重要性不容忽视,一旦管理不当,便会对工程建设质量产生直接影响,甚至还会造成不可估计的经济损失。在具体施工过程中,是否能够合理的配置劳动力、选择材料和调配机械直接关系着工程建设的成功与否。因此,作为道路工程管理者,其必须要提升对施工管理工作的重视程度,明确自身的管理职责,保证工程建设任务能够在规定时间内保质保量的完成。 2市政道路桥梁施工中防水路基面受损的主要原因 首先,在道路桥梁工程建设过程中,若相关人员未能在设计阶段进行全面分析和预测,便极有可能出现各种各样的质量问题,而这也是防水路基面受损的主要原因,在具体设计过程中,任何微小的问题都不能忽视,其直接关系着工程建设方案的合理性与科学性。在工程设计环节中,若设计人员忽视了实际的防水需求或经验不足,都有可能会降低工程防水性能,从而产生严重的渗漏现象。其次,在市政道路桥梁施工过程中,目前个别施工单位还经常会出现偷工减料的现象,如此也会导致防水路基面受损的问题。个别施工单位由于过分追求经济效益,从而经常会选购一些劣质施工材料,违背行业道德标准,且材料在应用的过程中也未能进行及时的监控和检测,导致防水路基面失去防水功能,降低工程建设质量,同时也对道路桥梁工程的应用寿命产生了一定影响。最后,先进的技术和工艺能够为道路桥梁的良性运营提供良好保障,同时也是工程建设费用支出中的重要组成部分。为节约工程预算,个别施工单位经常会选择一些经验缺乏、价格低廉的技术单位,加之人员和机械配备上也存在一些问题,从而直接对工程建设质量产生影响,不同路段之间经常会存在明显的质量差异。正常情况下,在道路桥梁运营过程中,一旦产生外在应力,便极易导致道路出现“短板效应”,阻碍防水路基面的正常应用。 3提升道路桥梁中防水路基面施工质量的有效措施 3.1强化防水路基面结构设计 在道路桥梁工程施工过程中,施工设计是一个很重要的环节和步骤,将对工程建设质量产生直接影响。为提升工程建设质量,必须要选择资质齐全、信誉良好的施工团队来负责。在施工图纸设计方面,专业化的团队和人员所设计出来的施工图纸科学性和可行性更高,同时也能充分凸显防水路基面的实际特点。设计人员在正式开始设计之前,必须要对施工现场进行全面勘察,具体内容包括施工现场水源情况、地质情况、天气状况等等,同时对重点防护路段进行全面规划。此外,还要保证其他道路系统和防水路基面排水系统良性共存,提升防水路基面的功能性和安全可靠性。 3.2筛选合适的工程施工材料 施工材料的选择对于市政道路桥梁工程建设质量也会产生直接影响,因此,相关人员在对施工材料进行选择的过程中,一定要充分考虑到材料的防水性能,结合以往的施工经验和施工现场的实际情况,在对防水路基面施工材料进行选择的过程中,一般要重点关注以下问题:第一,确保材料的防水性能;第二,保证材料具备良好的拉伸强度和弹性;第三,良好的粘结力,在地表产生污水或存在降水的情况,保证材料不会从路基上脱落下来。为确保施工材料能够满足工程建设要求,可在工程预算中融入路基材料购置费,并对材料的应用流程和存放注意事项进行重点关注。此外,在工程施工过程中,施工人员还可结合施工现场的地质条件和气候条件,选择合适的防水材料,保证其防水效果良好。 3.3提升防水路基面施工技术水平 在防水路基面施工过程中,由于涉及到的要素较多,因此,施工人员需要结合各施工阶段的要求开展针对性施工工作,并对相关技术指标进行确定。对于关键性施工环节,可对各种特殊技术工艺进行应用。具体操作如下:第一,在对混凝土路面进行拉毛处理的过程中,施工人员可适当提升毛的粗糙度,必要时可使用机械设备彻底清除路基表面的浮浆。第二,正在进行拉毛处理的混凝土路面要禁止通车,重点关注承载混凝土和砂浆的车辆。第三,为提升防水路基面的平整度,需对路基表面的油污和垃圾进行及时清除。 3.4完善防水路基面施工管理体系 在市政道路桥梁施工管理体系中,具体包括施工材料、人员以及机械设备的管理等等。基于此,在正式开始施工之前,相关工作人员必须要进行全面处理,严格按照工程建设标准和要求开展材料选购工作,对于不合格材料一律禁止应用。与此同时,还要重点关注材料的存放工作,定期对施工设备进行维护和检修。关于施工过程中的技术管理和控制工作,需强化对施工技术人员的思想教育工作,提升其责任意识和安全生产意识。此外,还要重视对人员进行技术培训,提升其思想意识和专业技能水平。在设备方面,施工企业可加大投资力度,选择现代化先进设备,并保证其性能的充分发挥,要求施工人员严格按照设备操作程序进行操作,以免由于施工误操作问题的产生而对整体施工质量产生影响。 4结语 市政道路桥梁工程中的防水路基面施工属于一项系统性、复杂性的工程,施工过程中,经常会受到各种因素的限制和影响,具体如施工设计、材料、机械设备、人员等等。为此,必须要强化对防水路基面的监督和管理,优化设计,合理选择施工材料,完善施工管理工作,如此才能最大限度提升工程建设质量,确保防水路基面施工的可靠性与安全性。
传感器技术是一种在现代工农业生产中得到大量应用的电子技术。这种技术在电子技术中占据了重要的地位,生产生活中的应用极其广泛。在机械电子工程方面地应用便是典型之一。机械电子工程在减少浪费和提高机械制造生产效率和精度等方面有着优越的表现,它结合了两种技术的优点,在实际的生产应用中发挥极大功用。如今,其中的几种功能已经成功引入了电子技术。其中包括主功能、信息处理功能、动力功能和控制功能等。由此可见,在机械电子这一行业,大力应用和发展传感器技术必然会为机电行业带来进一步的发展和进步。 1当前机电行业发展状况 目前阶段,我国“机电一体化”进程实质上指的是机械电子。机械电子工程起源于融合机械技术和电子技术,其名称也来源于此。近些年来,我国的机电领域的建设上技术和理论都飞速发展,一系列不菲的成就展示了机电这一行业的生命力。不同于传统的机械设备,以数控机床和机器人为代表的新型机电设备明显具有更强大的生产效率和精度。首先,数控机床的应用是一种在机电行业在实际应用中的一大部分。数控机床许多生产方面的优点,例如生产效率高、可靠性高、适应性强、 加工精度高和劳动强度低等。建立在这些优点上,数控机床在工业生产的各个领域都起到了促进发展的作用。其次是机器人的应用。如今阶段,大多数机器人在汽车和电子产品的生产等领域中都大量应用。对工作者有更高灵活性和可靠性要求的工作,更多的选择了机器人。机器人能够完成人力无法完成的工作和任务,在多种恶劣的环境条件下也能够展开施工。近年来, 机器人的具体功能随着市场和研究者不断积极地加强对机器人研究变得更加多样和实用。最后是检测传感技术。它的媒介功能则在具体使用的过程中呈现出了较强的优越性。在进行数据检测的过程中,大多数技术仅从设备本身出发进行检测.而传感技术还充分地检测了设备运行环境的数据。在可预见的未来,机器人也会更多的应用于养老护理、医疗卫生等服务行业。机械电子是其中较为成熟并持续快速发展的典型技术。 2传感器技术在机械电子行业中的实际应用 从长远的角度来看,网络化、智能化、数字化、绿色化、模块化是机械电子产业未来的发展地重要趋势。 2.1智能化 智能化主要体现在机器人应用方面,它充分体现出了机械电子产业发展的趋势。机器人的智能化更加能够促使机器人对观察到的对象进行准确的判断。机器人在没有具体指令地情况下,能够进行更为准确的判断。这些判断能够帮助机器人运行更具针对性地指令,使得机器人在完成各种不同类型的任务方面表现出良好的适应性。如今传感器技术飞速发展,市场对传感器提供的功能需求越来越多,对其所提供的对象信息不但有了种类多样性地要求,还有了高度精确性地要求。智能化的发展趋势中,传感器在信息采集和传输这一方面上发挥出了重要作用。 2.2数字化 所谓数字化就是将自然界中各种物理数据,从不可度量的主观感受转化为更为精确的数字,并通过一定的技术,进一步构建出数学模型。从而真实明了的反映出来。而传感器的有效应用.就是实现信息采集以及传输的关键。以前,面对这些不可测量的事物,我们束手无策。随着传感器技术的普及,以及在机电方面的应用,多数无法进行度量的感受得表现出来。现阶段,在对数据进行提取的过程中.数据的精度,数量以及维度等方面我们都取得了不小的进步。而传感器的发展会进一步推动数字化精度和维度的提高。 2.3绿色化 在当今环境污染日益加剧的情况下,绿色发展显得尤为重要。机械设备在使用过程难免会出现故障问题,随着使用时间的增长,就会存在设备老化的现象,从而导致资源利用率降低、污染加剧。但是传感器的产生改变了这一局面,它是以产生的数据为基础,优化资源配置,实施停用相关的生产设备,从而降低污染物的排放,增加资源利用率,使机电设备向着更为绿色化的方向发展。 2.4网络化 在传感器应用的过程中,一个最主要的特点是网络接口的集成。它将物联网设备作为主体的,在传输的过程中,通过4G、5G、WIFI等传输方式,将传感器与互联网相连接。互联网地加入和应用,帮助操作者和监控者不受地理位置地限制,自由地操控机电设备。互联网还帮助实现了各个传感器之间形成网络,实现了数据共享和协同工作。传感器为网络化的实现提供了特定的接口,物联网中机电设备的重要地位在网络化的过程中得到了明显体现。 2.5人性化 试想如果机电设备能更为人性化的服务于人民,它会给人们带来不可估量的便利。一切事物的发展都朝着更为人性化的趋势进行着。由于传感器的出现,设备的使用方式也进一步得到改善,我们可以通过一些简单的手势、语音等途径对其进行操控。新的交互方式的广泛应用能够帮助设备在使用过程中突破多种限制,不受空间与环境条件的限制。 3发展前景 传感器是机电领域中关键的电子技术之一。传感器在未来的发展中具有不容忽视的重要作用。它在帮助提升信息采集质量和效率这一领域中的地位显得尤为重要。机电技术为改善和弥补传统机电设备运行过程中的缺陷提供了重要支持。这一技术在理论方面融合了机械与电子两个专业,在对多种网络接口进行集成的过程中,可以促使相关机械电子设备在数据传输中取得较大的优势。 4结束语 在信息化时代,广泛对传感器进行使用能够节约大量的人力物力。传感器的应用是机电设备更高效快捷连入物联网的重要选择。传感器技术还能够帮助机电技术实现远程监控。最后,信息的获取、积累以及挖掘会带来极大的进步。 参考文献: [1]刘慧,杨炙坤.机电一体化系统中传感器技术的运用[J].建材与装饰,2018(18):228. [2]刘凤瑞.传感器技术在机电技术中的应用[J].电子制作,2018,(08):27-28+46. 作者:肖江村 单位:中国质量认证中心广州分中心
0引言 在建筑行业不断发展的时代背景下,钢网架结构的应用范围在不断扩大,造型也越来越多样化,要想从根本上提高建筑工程的质量和整体水平,施工部门应对钢结构工程予以关注,利用标准化质量控制机制约束具体施工工艺流程。 1网架结构的应力控制 目前较为常见的网架结构主要包括螺栓球网架体系和焊接球网架体系。相较于传统的焊接球网架球体系,螺栓球网架节点更加注重高强度螺栓连接处理效果,在网架提升的过程中,要整合螺栓网架节点位置的杆件抗剪力参数及抗弯性能参数,有效提升结构应用效率,以保证管理水平和维护效果的最优化。 2网架结构保护装置的应用 在网架结构保护装置的制作过程中,技术人员要积极完善操作装置,提高制作水平和管理效果;进行钢丝绳定位处理,从根本上避免网架提升过程中出现的钢丝绳移位问题;维护网架结构保护装置,确保其能在提升过程中全面完善螺栓球吊点整合效果,为后续应力释放奠定坚实基础。 2.1网架拼装和提升 施工人员在施工操作开始前,要结合网架结构保护装置的提升过程,建立相应的处理机制,有效完善工况分析体系,以保证网架提升设备管控处理的时效性,维护测算效率。与此同时,在网架结构保护装置提升的过程中,提升点的受力杆件及拔杆等都是关键元件,技术部门要完善地锚、吊索绳及缆风绳等基础结构的应用效果。另外,在工程项目中,主要采用了28根拔杆,将其分别设置在东侧和西侧,基础布置要求中,要保证网架拼装管理的效果,并且维护其受力的均匀程度,提高基础牢固水平。在拔杆处理工作结束后,技术部门要对地面拼装网架予以控制,确保施工效率的最优化。除此之外,在网架结构保护装置提升的过程中,也要对固定性予以分析,有效完成地面拼装网架处理后,就能完善网架控制效率,确保能结合混凝土看台的实际位置,提高施工的实际水平。 2.2网架的空中就位 在网架结构保护装置管理工作中,技术部门要对框架体系和施工运行机制进行分析,真正发挥支撑作用的价值和优势。需要注意的是,在网架结构提升的过程中,往往会为了减少框架梁柱影响而进行地面拼装处理,在结合施工要求的基础上,也能维护拼装操作的实际水平,向南或者是向北有效偏移600mm位置,维护网架结构的处理效果和应用水平。 1)技术人员要将网架提升到设计标高的200mm位置。 2)要对钢丝绳和跑绳进行处理和监控,确保其能处于全部锁死的状态,有效避免网架结构的下滑,一定程度上提高应用和操作过程的完整性。 3)在拔杆处理工作进行过程中,一侧缆风绳要缓慢放缓,利用倒链进行钢丝绳处理,确保拉紧过程的有效性,保证网架能向北侧有效移动,在整合两侧钢丝绳配合程度的基础上,缓慢维护拔杆顶部处理工序,在平移的过程中,保证相应参数能满足设计标准,从根本上提高操作的时效性。 4)操作人员在网架结构平移操作结束后,要缓慢放下网架体系,在降落到200mm的位置后,利用其和支座进行固定处理。 5)完成网架结构保护装置处理体系应用后,就要逐步进行拔杆处理和操作,确保C形槽提升吊装处理效果的最优化,有效完善网壳检测和整体检验效果,保证顶部辅助钢结构施工效果能满足质量要求,从根本上提高整体操作项目的实际水平。综上所述,在施工方法选择的过程中,为了减少高空作业,降低网架结构保护装置安装项目和施工操作的安全风险,就要对过程进行监督和管控,合理提高施工项目的整体质量,在缩短工期的基础上也能降低成本。 3网架结构工程的提升应注意的问题 在网架结构工程施工过程中,施工部门要结合实际情况对科技集成化要求进行统筹监督,有效保证技术体系的独立性和完整性,针对提升过程中存在的问题采取相应的处理和优化措施,一定程度上推动技术发展。借助网架结构工程技术,能有效弥补我国大跨度整体螺栓球网架结构建设工程技术的空白,提高施工水平和整体质量。基于此,施工部门要建立具体问题具体分析的工作机制,提高网架结构工程项目的整体水平和质量。 3.1网架试提升 在网架结构提升操作开始前,相关技术部门要进行试提升操作,检验提升方案的时效性和合理性,为后续工作奠定基础。试提升不仅可以有效检查设备的安全性和可靠性、对提升点的网架刚度予以有效测定和分析,还能有效协调指挥机制和提升机制、保证操作的统一性。 1)要正确启动提升装置,完善网架控制机制,在离地面300mm的位置要静置12h左右,对其实际情况进行判定和分析。 2)技术部门要对提升机具进行检查和分析,不仅要对拔杆支撑系统进行控制,也要完善滑轮和卡环系统的时效性,对裂痕和锈蚀问题进行调控,在整合管理效率的基础上,完善管控效率。 3)要对缆风绳和地锚进行统筹管控,集中检查装置的固定效果,也要对保险装置的可靠性展开深度控制,确保安全操作的实际水平更加贴合管理需求。 3.2网架(壳)提升过程的控制与微调 在网架结构提升的过程中,技术部门要对网架各个吊点予以处理,在网架整体结构距离地面约1m时,要将设备静止,并对其进行集中分析和受力情况探讨,合理管控锚固点安装监督水平,在完善检查工作的基础上,保证匀速提升,维护两个提升点升差值处理效果。在检查工作结束后,则要匀速提升,将差值控制在相邻点1/4000范围内。 3.3同步保证措施 结合实际操作要求,技术部门要积极落实系统化的处理机制和管控措施,维护处理水平。 1)技术部门要保证滑轮组钢丝绳缠绕处理效果,确保其和滑轮操作一致,若是不能保持一致,会造成严重的安全隐患,需要引起相关技术部门的高度关注,积极完善建筑工程质量监督水平。 2)对起重机钢丝绳直径进行统筹分析,有效整合规格管理效果,在人工提升的过程中,要保证起重钢丝绳直径的有效性,避免其对线速度产生制约。 3)要提升钢丝绳初始长度,确保其能和整体数据体系保持一致,在提升操作开始前对钢丝绳张力进行控制。 4)要对网架提升过程和网架关键杆应用过程予以分析、判定,随时掌握基础受力情况,在完善应力变化分析效率的基础上,掌握网壳受力情况,对变化参数予以鉴定。 4结论 总而言之,在网架结构施工过程中,技术部门要结合实际要求进行统筹管理,有效落实具体问题具体分析的处理机制,整合管理流程,提高施工效率,结合技术操作要点提高整体操作水平,促进建筑工程项目的全面进步。
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。
0引言 经济快速发展,促使电力行业的发展模式发生了较大转变。为了更好地服务客户,需要改革传统的电力营销模式。远程用电检查技术作为电力行业中的一项新兴技术,将其应用在电力行业中,能够快速、准确地整理和收集各种信息,准确进行电费计算,加速电力系统中的数据共享,使用电信息更具可靠性和安全性,推动电力营销工作的实施及开展。 1电力营销和远程用电检查技术概述 1.1电力营销 我国传统电力行业属于具备行政职能的政府部门。国企改革的进一步实施,促使电力企业逐渐向市场化方向发展,行政职能的作用逐渐弱化。现阶段,电力企业获取收益主要通过电力营销实现,通过建立完善的电力营销系统,提升企业收益和电力用户的满意度,确保企业的稳定发展。为了保证电力企业营销工作的高效实施及开展,需要投入大量人力和物力,以保证电力营销质量。但是,电力企业的营销工作在实施及开展过程中受市场因素影响较大,存在投入成本过高、企业创新度不够及落实项目种类较多等情况,对电力企业营销工作的实施及开展造成了较大影响。 1.2远程用电检查技术 近年来,远程用电检查技术被广泛应用于电力企业营销中。该项技术在实际的适用过程中实现了对网络智能技术的充分利用,通过将不同的电气设备连接在一起,全程监控相关的电器设备及线路适用监控设备,能够及时发现设备在运行过程中出现的故障问题,有助于快速解决线路异常情况,降低人工巡视的漏洞,提升线路处理效率,提升企业的经济效益。另外,在电力企业营销中采用远程用电检查技术,实现了对用户用电质量和用电负荷情况的有效评估。通过将用户的用电数据与远程抄表中的数据信息进行对比,能够及时发现用户存在的窃电行为,降低用户违规用电发生概率。此外,获取电力营销中的基础数据信息,可为电力营销后续各项工作的高效实施及开展提供动力和支持。 2远程用电检查系统设计 2.1系统硬件设计 智能终端作为远程用电检查系统中的核心,由32位A/D转换器和32位智能微控制器芯片构成,工作在72MHz频率下,实现对电压值及电流的有效采集,并有效控制电网中的电量和电压,提升电网运行的可靠性和安全性。远程用电检查系统中的智能芯片展现出了强大的通信功能,通过与GPRS连接,实现了智能芯片与主站设备之间数据的有效互换。通常,在EEPROM中进行智能终端运行参数信息的存储,与智能芯片通信端口建立通信联系。通过对电网中的数据进行计算,能够直观看到用户的电量使用情况,为判断用户是否存在偷电行为提供依据。 2.2系统软件设计 在对远程用电检查系统进行软件设计时,主要采用模块化设计方法,运行平台为Windows系统,使用C/S架构模式和JAVA语言进行研发,服务器使用Linux系统,系统的安全性及稳定性较为突出。另外,远程用电检查系统由预付费用用电管理、电表数据采集及数据采集程序构成。 3远程用电检查技术在电力营销中的应用 3.1完善用电检查设备与技术 为了保证远程用电检查各项工作的高效实施及开展,需要对用电设备及相关技术进行统一检查。目前,我国大多数电力企业均已经建立了完善的远程电力检查系统,但是通过对各个地区的电力系统进行检查可知,电力信息采集存在较大差异,影响着电力营销工作的高效实施及开展。因此,为了提升电力信息采集效率,要求各个地区的电力部门应保证用电信息采集系统的完善建立,确保远程用电设备与检测技术的统一性。 3.2优化终端采集设备 电表属于一种计量设备,在电力系统中的信息采集及信息管理中发挥着重要作用,保证了电力信息采集的规范性和合理性。因此,应做好各个地区的电表安装更换工作。电子电能表应统一进行安装。目前,市面上销售的电能表主要为独立的电子式电能表。该类电能表在使用过程中,计量性能和防护性能较为突出。但是,在实际使用过程中,受功能显示影响较大,会出现抄表工作困难的情况。因此,为了提升电子计数的科学性,应安装多用户集中式全电子电能表。多用户集中式全电子电能表主要是指在同一表壳内完成对电子器件的组合和固定,使用先进的统计技术、计算机技术和电子技术,对多用户的电能数据进行有效采集和处理,在现代电力营销管理中被广泛应用,有助于降低电力营销管理成本,提升电能信息的采集效率。 3.3合理选择通信方式 现阶段,GSM、GPRS被广泛应用于电力营销。其中,GSM网络远程抄表系统主要包括GSM网络、用户端及管理端三部分。在进行电能数据采集时,需要对用电信息进行转化。当转化为脉冲信号后,再将其上传到数据界面中。另外,需要在中期进行用户相关信息及用电量的传输工作。设备在接收到数据信息后,可集中对数据进行统一存储、管理和统计。另外,通过使用联合通信系统,有助于确保电力系统中各子数据信息共享,并将数据共享结果上传至营销中心。GSM网络远程抄表系统具有高存储量、高集成性等特点,被广泛应用于不同的数据类型传输中。GSM系统由管理端开展各项管理工作,通信模块提供辅助作用,由计算机主程序承担控制工作,将相关的设备指令传输到电力用户中。而GPRS系统作为一种新型的数据分组承载业务,主要包括主站系统、多功能表及采集终端系统等。其中,主站系统实现了对采集终端和多功能表的统一管控。在接收到电力信息后,它能够及时有效地分析和处理数据信息,在终端系统中传输控制指令并作出相应反馈,凸显了电力营销的管理职能。多功能表和采集终端系统主要承担数据的传送、采集及存储功能,最终在主站系统端中进行数据传送。主站系统的主要作用是实现对不同距离下的缴费终端的有机连接,促使远程用电抄核收工作的高效实施及开展。 4结论 电力是生活中的重要能源,电力行业的发展直接关系我国经济的发展水平。我国用电量逐渐增加,出现了电力供不应求情况,因此加强用电管理尤为重要。远程用电检查技术作为电力系统中一种营销技术,有助于提升信息数据的采集、分析及处理效率,满足了广大用户的用电需求,推动着电力行业的快速发展。
引言 电力公司营销收费财务管理系统的主要特点是可靠性、实时性、准确性和高效性,并不断发展电力系统。未来电力行业中,财务管理系统会有非常重要的地位,一方面是管理系统本身的优势,另一方面是满足市场需求。统一营销数据、规范和参数,开发和应用财务管理系统不能更加方便电力用户用电,也能提供管理电力营销的水平,实现电力营销的智能化。 一、电力公司管理营销收费财务的现状 电力公司是建设电力工程的专业化施工单位,为人们提供稳定、可靠性电力。为此,电力公司要构建耗能低、高效优良且优质的营销系统,促进电力和社会经济发展。如今,我国电力公司在管理财务方面存在一些问题,其主要体现是:(1)没有建立管理财务的完善体系。如今,我国有不同规模的电力企业,造成施工部门出现混乱。电力公司应该设置成本核算体制、财务收支体制,然而因各种因素导致一些企业未及时设置。(2)电力营销收费管理系统具有一定风险。电力企业所建立的营销财务管理系统不可避免会出现一些风险,比如违规操作的风险、操作风险和技术风险等。其中技术风险的来源主要是设计的电力管理系统不够健全,导致管理系统本身不够稳定,并存在一些不安全因素。黑客或不法用户会强行侵袭信息化财务管理系统,可能导致电费统计出现误差、重复或遗漏等问题,电力营销也出现紊乱,对电力营销的正常工作造成影响。而操作风险主要就是操作人员的失误所导致。而违规操作的风险则是工作人员通过隐蔽技术和职务便利进行错误操作导致风险。 二、在电力营销收费中设计财务管理系统的原则 在财务管理系统设计中,应该严格遵循以下原则,以确保系统设计的科学化和规范化:(1)简洁原则。在财务管理系统中,计算机能将凭证、报告等全过程都完成,大幅度降低了人工干预水平。复杂核算比如数据汇总、凭证过账等都交给计算机完成,使核算过程得到简化。(2)多元性原则。信息处理方式多元化,不但能实时处理,也能成批处理,结合实际需求处理数据,并且信息提供方式多元化。(3)集成性原则。以互联网为基础建设企业会计的信息化系统,企业信息网中纳入所有经营和生活活动的信息采集点,网络管理子系统能借助网络直接对大量数据进行采集,并连接外部相关系统和公共系统,实时转化大多数信息。(4)智能性原则。在电力企业中,网络会计不但具备普通会计软件的工作,比如核算,同时也具有管理和控制功能,特别是辅助决策和预测方面,在人工控制下能从复杂决策中选择最优的决策,大幅度提升智能化水平。 三、设计电力营销收费的财务管理系统 1.总体设计财务管理系统 财务管理系统的总体架构主要指系统结构模块,主要有两种模块:B/S结构和C/S结构[1]。其中B/S结构模式能使客户端统一化,把实现系统功能的核心汇集在服务器位置。客户机在安装浏览器后,就可以借助WebServer和数据库实现数据交互。 2.设计系统的功能模块 电力营销收费财务管理系统的组成模块主要有:用户管理、对账管理、记账凭证、应收管理、实收管理、预收管理、科目管理、呆坏账管理和权限管理这九个功能模块。这些模块能借助信息整合化平台,和外部有关业务实施业务协作与数据交换,建立营销技术的完整体系,同时也能提供给客户各种类型的服务,实现流程协作和信息共享,并处理各个类型的业务,提供电力公司决策、经营和管理的信息化支持[2]。(1)设计应收管理模块。应收管理主要指每天都要将应收报提交上去,每月将这些应收报汇总为应收月报,并结合应收月报进行应收凭证的制作,之后编制应收报表与科目平衡表。(2)设计记账凭证的管理模块。管理记账凭证主要指制作凭证、记账和审核,凭证类型主要有付款凭证、收款凭证和转账凭证。(3)设计对账管理的模块。对账管理主要是对银行存款实际余额加以掌握,避免记账出现差错,要结合银行对账单对账目进行核对,确保银行存款完整与安全。在得到银行对账单后,要明确对账单和银行日记账之间的关系,结合对账结果制作调解银行余额的表格。(4)设计用户管理模块。用户管理的内容主要是删除、修改、查询和新增用户信息。 3.设计财务管理系统界面 (1)设计系统管理员的登录界面。在将财务管理系统打开后,点击系统就能进入系统管理员的登录界面。登录界面包括管理员登录名、登录密码,并有帮助、确定和放弃这些选项。(2)设计凭证管理的子系统界面。在进入到账务管理的系统之后,单击凭证管理就进入到管理凭证的子系统中。 四、结语 对于电力企业来说,财务管理有重要价值。在网络技术时代,电力企业要积极设计电力营销收费的财务管理系统,尽快实现财务管理的信息化,提高电力企业电力营销的信息化水平,从而推动电力企业的良性发展,为社会提供更好的电力服务。
本文将通过分析电子银行发展的必要性以及存在的问题,探索互联网时代下的电子银行未来发展趋势。 依托于互联网的优势,很多行业完成了产业结构的转型,实现了“互联网+”的生产与经营模式,将传统的发展模式融入到互联网平台上,以为传统的发展模式增添活力和竞争力。电子银行就是在传统银行业务的基础之上,依靠互联网优势进行业务升级的一种全新的服务模式。电子银行能够把业务通过移动终端展现在客户面前,有助于客户更加方便地获取银行服务内容,增加了银行和用户之间的联系,是解决银行业务在服务客户时“最后一公里”问题的有效举措。电子银行由原来的交易功能逐渐拓宽功能广度,比如银行内部的工作处理、对外的业务开展等,电子银行发挥的作用越来越明显,已经成为银行工作顺利开展的重要保障,电子银行是促进银行发展创新的重要形式。 一、互联网时代下的电子银行发展的必要性 (一)拉近与客户的距离 在互联网技术不断发展的状况下,电子银行的发展也依靠技术支持而逐渐加快,尤其是大数据技术和云计算等先进网络技术的出现,极大地推动了电子银行业务的拓展。由于互联网操作不受时间和空间限制的特点,使得电子银行在提供服务的时候能够更加方便快捷,当初以产品为中心的发展模式逐渐转变成以客户为中心,这种转变是依靠互联网的优势完成的。电子银行的操作简易,而且不受时空限制全天候服务,这增加了银行的工作效率和工作质量,减少了运营成本的投入,同时也能够节省客户排队的时间,为客户提供更加人性化的服务,是银行进行创新改革的重要途径。另一方面,电子银行的发展并不是脱离传统的服务模式,而是在传统服务模式的基础之上,增加互联网的资源优势,增加其业务种类,提升客户体验,是符合当下人们生活节奏和特点的便捷服务模式。电子银行的用户数量逐年增加,说明电子银行在人们的生产生活变得越来越重要。特别是在人手一部智能手机的现代化社会,电子银行的业务可以随时随地完成,这极大地增加了金融业务的便捷性和高效性,受到人们的广泛欢迎,并且随着安全性能和客户体验的逐渐优化,电子银行的发展必将更加迅速。 (二)创新银行发展模式 现代社会的发展已经离不开互联网的存在,这就使得银行在创新其发展模式的时候,也依托互联网优势推出了电子银行,以适应社会的发展和市场经济的发展特点。电子银行的种类也在不断扩大,比如手机银行、网上银行等等,都是为了创新银行的发展模式而出现的电子化服务模式。电子银行已经承担了银行很大一部分的产品服务,正在成为银行业务开展的主要渠道,而且电子银行在我国各个银行发展速度非常快,数量逐年递增,这是所有银行都已经意识到,要想创新银行的发展模式,提高自己的市场竞争力,就必须依靠电子银行的优势完成转型。 二、我国电子银行发展的现状 (一)网络技术架构劣势 电子银行的业务开展,需要以强大的技术支撑作为前提,但是很多电子银行在互联网架构方面的工作进展却不尽如人意,有的电子银行系统会因为大量的服务内容而出现崩溃的现象,严重影响了电子银行的服务质量与服务效率。流量宽带和响应速度上,电子银行的互联网架构也存在很大的问题,多个系统并行时往往出现系统的瘫痪,这也给电子银行的业务处理带来了麻烦。 (二)受到其它电子金融软件的冲击 随着互联网技术的不断发展,很多电子金融软件已经逐渐出现,甚至对于人们的金融业务产生了很大的影响。比如支付宝等支付软件的出现,以其高效便捷的特点占据了很大的市场,这对于电子银行的网上银行支付来说是一个不小的冲击,尤其是在智能手机如此普遍的情况下,支付方式的增加从一个侧面反映了电子银行正在经受着前所未有的行业冲击。 三、互联网时代下的电子银行未来发展策略 (一)利用大数据技术 大数据技术在很多行业已经得到了有力的验证,可以充分发挥大数据的作用,精准定位客户需求,帮助分析客户心理和市场动向,对于一个行业的不断纠错与未来发展具有至关重要的作用。电子银行应当充分利用大数据技术的优势,在银行发展模式创新的基础以数据的形式展现,大数据技术能够帮助工作人员获取大量丰富的用户业务数据,在进行数据信息筛选、整合、分析、反馈的过程中,逐渐掌握客户的业务需求特点和心理特点以及金融市场动向,为电子银行在业务功能的制定上提供可靠的数据支持。而且大数据技术最重要的是实现资源的共享,在电子银行平台能够进行金融业务的共享服务,不断增强客户的服务体验,同时,资源的共享服务又能够反过来为电子银行的发展提供更多的大数据支持,是一种良性的循环体系,能够保障电子银行具有充足的活力,在市场上保持竞争力。大数据技术能够充分收集线上线下的数据信息,并完成无效信息的过滤,管理者在制定电子银行发展规划上提供可靠的数据信息支持。 (二)完善互联网创新思维 电子银行是在互联网基础之上逐渐发展起来的金融服务模式,并且随着互联网技术的不断发展,电子银行在业务拓展和产品增设上也逐渐加快了脚步,其中互联网创新思维是其发展的根本动力,只有在创造力的启动之下,电子银行的发展才能更加具有活力与生命力。互联网一直是一个风险与挑战并存的事物,那么电子银行在其发展的过程中依靠互联网成长起来,自然也就存在风险与挑战。所以,电子银行应该完善互联网的创新思维,在服务模式、组织架构、风险管控等方面进行变革,以适应变化速度极快的互联网发展水平,在进行创新发展的过程中,电子银行应当充分利用互联网交互性、便捷性等优势,以促进银行的创新与发展。 (三)分布式系统架构 电子银行的分布式系统架构是在互联网发展趋势下的必然结果,银行业电子银行未来发展的关键是安全性的提升和业务能力的提升,只有做好这两个方面,电子银行才能在保障安全和服务质量的前提下,完成其自身的结构调整和战略规划等,这将有助于电子银行在互联网发展如此迅速的当下,高效处理繁杂的业务,解决系统并行和数据更新可能带来的我能提。为了及时应对业务中出现的不可预测性问题,电子银行应该对于其资源进行动态规划,以避免在出现问题的时候不知如何应对,以此提升电子银行的可靠性。 (四)信用体系建设 在对个人和企业的信用问题上,应当建立有效的机制进行信用的评估和记录,这就需要对于个人与企业建立信用档案,在电子银行进行信用资料查询的时候,可以方便快捷的找到相关信用信息,降低银行风险。此外,对于信用进行严格的监督也是促进电子银行良性发展的有效手段,现在的网络技术飞速发展,可以利用先进的互联网技术对信用信息进行筛选与披露,使得信用体系的建设能够更加完善与透明,也是促进电子银行在互联网趋势下不断增强竞争力的有效手段。 四、结语 互联网技术的不断进步,促进了电子银行的兴起和发展,成为了银行业务中必不可少的模式,是银行开展内部工作和对外业务的主要渠道,对于拉近与客户距离和创新银行发展模式方面至关重要。但是电子银行也面临着互联网架构方式落后的问题,同时受到其它电子金融系统的不断冲击,面临着很大的竞争压力,所以电子银行应该利用先进的技术手段提升架构合理性和可靠性,创新发展思维,促进银行的发展创新。
高层建筑设计研究篇1 按照我国国家规定,高层建筑是指建筑高度超过24m的公共建筑、工业建筑(非单层)和建筑高度超过27m的住宅建筑,而如果建筑高度超过100m时,无论是住宅亦或是公共建筑则统一称为超高层建筑。现代社会的发展导致城市资源日益紧缺,高层建筑顺应时代发展,在城市中不断出现,按照我国国家规定,针对高层建筑进行消防设备电气防火设计时,必须更加规范和严谨,要从根本上去保障高层建筑的电气安全和消防能力,这一方面也体现出我国高层建筑消防设备电气防火设计存在着一定的不足,需给予更为严谨的制度要求,才能够规范设计、保证科学。 1高层建筑消防设备电气火灾特点分析 1.1火势蔓延速度快 高层建筑消防设备一旦出现电气火灾,往往会呈现出火势蔓延速度极快的特点,而且随着高层建筑的高度越高,风速越大,蔓延的速度将越快。按照有关资料显示高层建筑离地面高度10m时,风速将达到5m/s;高度在30m处时,风速将达到8.7m/s;而当高度达到100m时,风速则能够达到18m/s。大风速将使火势得到风的助力,十分难以控制。在火灾发生的初期,空气温度尚且不高,火灾所生成的烟和气会集中在水平方向,速度在每秒0.3m/s左右,当火灾发展到中后期,温度将迅速提高,烟气扩散速度增加,烟和气体的扩散速度将达到0.8m/s,是原来的二倍以上,同时烟和气体会沿着高层建筑的外墙以及内部空间之中的管道迅速扩散,速度能够达到4m/s左右,风将助推火势的蔓延,风速越高,火势蔓延的速度就会越大,高温空气也会迅速蔓延,如果没有有效的进行防火分隔设计,高层建筑内的高温烟气就能顺着各种渠道,1min之内迅速地蔓延到高层建筑顶层,即便是超过百米的高层建筑从底楼燃烧,烟气蔓延到顶楼最多也仅需要10min。 1.2容易形成烟囱效应 高层建筑内部结构设计复杂,功能区域多,垂直方向上存在着各种管道、竖井,包括排气管道、下水管道、电梯井等等,这些都将成为火情蔓延的路径,一旦出现火灾,低层所产生的烟气将通过这些渠道快速蔓延,由于空气密度低,加上一些管道会产生抽风作用,大量的管道井就犹如高耸的烟囱,使火情和烟气集中于此,并迅速蔓延,高层建筑高度越高,这一现象就越为明显,极容易出现烟囱效应。而如果高层建筑内存放着大量的易燃物,遇到火情时幕墙将会迅速破损,之后将带来大量的新鲜空气,在充分的氧气支持下,火势将一发不可收拾,增加扑灭难度。高温气体不断在高层建筑的顶层内积蓄,容易在顶层内发生另一场火灾,危及周边的建筑物的同时,也会危及在天井疏散的逃生者生命安全。 2高层建筑消防设备电气防火设计原则 为了保障高层建筑消防设备电气设计的质量,我国要求必须采取可靠的防火措施,技术可靠安全,科学经济适用,并能够在一定程度上实现自防自救,所以,高层建筑进行消防设备电气防火设计时,所构建起的供电系统需要严格按照国家设计规范要求,并根据实际供电系统的特点来进行规划设计,应该达到具备良好的可靠性、耐火性和安全性的标准,而这其中最为主要的则是消防设备供电线路的可靠性,在出现火灾火情时,供电系统的可持续性以及电气设备线路的耐火能力都将直接关系到整个消防电气系统的安全保障能力。消防设备电气线路的可靠性意味着高层建筑出现火灾时,尤其是扑救过程中,电气设备应该具备良好的可靠性,不仅不会出现更进一步的火灾问题,也能够在一定程度上辅助营救工作。 3高层建筑消防设备电气防火设计策略分析 3.1消防设备电源负荷等级设计 对高层建筑中防电气设备电源的负荷等级进行科学合理的设计,可以更进一步的提高消防设备电气供电安全和可靠系数,这也将成为高层建筑防火设计过程中的基本内容。高层建筑中的消防电源负荷等级需要按照国家的规范要求来进行设计,一般可以分为2类,分别是一类等级和二类等级。一类等级为一类高层建筑消防用电负荷等级;二类等级为二类高层建筑消防用电负荷等级。具体而言,一类等级供电电源需要满足的设计要求是有两个独立的电源,如果出现负荷容量过大或者是高压用电设备较多时,应该适用两路电源提供稳定的高压电能。如果负荷容量不大,可以优先从整个电力系统内选择使用第二低压电源或者是应急发电机组设备。一级防负荷供电电源主要针对的是照明设备、通信系统电能源的使用,可以选择设计蓄电池组作为储备电源。一级消防负荷供电电源中,主要负荷来源除了以上供应系统外,必要的情况下也需要设计硬件电源设备。二级消防负荷供电电源在设计的过程中,应该满足出现电力变压器故障或者是电路系统出现故障时仍然能够保持稳定的电能源供应,即便出现中断也能够迅速得以恢复。按照国家设计规范要求二类高层建筑应该设计出两条回线路来保持稳定的供电能力,如果无法满足设计要求则应该设计一些柴油发电机组或者是蓄电池机组作为备选电源,以此来更进一步的保障高层建筑消防设备电气防火能力。 3.2消防设备配电方式设计 高层建筑消防设备电气设计的低压配电一般选择接电方式是将消防用电设备的供电回路电源端与变压器低压母线直接相连,这样可以设计成单母线分段和放射式供电,利用这样的设计方法如果出现非消防负荷故障,就可以使变压器空气开关自动闭合。与此同时,在对母线进行检修时,变压器自动空气开关也将实现自主断开,以此来更进一步的保障消防供电的安全可靠性。为了更好的提高高层建筑消防设备电气设计的安全系数,在进行设计的过程中,建议将消防用电设备的供电回路电源直接与变压器低压出现自动空气开关之前进行连接,这样的设计方法更加灵活,能够在一定程度上实现自动控制的目的。按照国家规定,高层建筑的消防控制室、水泵房、消防电梯、防排烟系统等电源应该在最末一级配电箱内设计出能够自动切换的设备,而其他消防用电设备,比如门窗、阀门、卷帘、自动灭火系统等尚没有详细的规定,需要因地制宜来进行科学的设计。一些电气设备容量较小,布局分散,如果在末一级配电箱内都设置自动切换装置,只能会导致配电系统结构过于复杂,徒增成本,却无法带来良好的使用效果,所以在进行设计的过程中必须要根据建筑项目的实际情况进行合理的规划,可以按照高层建筑不同的楼层和防火分区功能区域等内容来设计双电源自动切换装置,并采取运用耐火配线的方式对各消防用电设备进行分别的连接。 3.3消防设备配电线路防火设计 在进行高层建筑消防设备电气防火设计时,最基本的策略是应该积极的运用耐火耐热的配线装置来提高防火能力,比如线缆的选择敷设以及线路保护等等。在高层建筑内重要的消防电气设备的配电线路应该选择使用矿物性的电缆,可以更好地保障绝缘性能,比如M1电缆,电缆内部为纯铜材质,能够保持良好的通电能力,绝缘材料则为氧化镁等化合物,保护套为没有接缝的铜质管套。经过实验考证,在辐射热或者是高温火焰的燃烧下,矿物绝缘电缆能够保持非常优秀的耐热能力,即便经受一个半小时的高温灼烧,仍然能够实现良好的导电性能。矿物绝缘电缆不仅具备优秀的耐热能力,同时还有防水、耐腐蚀、导电能力强、耐物理损伤、耐电磁辐射等性能,另外矿物绝缘电缆所使用的铜保护套还能够实现直接接地功能,也就是可以做地线用。电缆可以明敷,施工较为简单,后期的维修也十分便捷,与其他的电缆类型相比较,矿物绝缘电缆虽然成本较高,但是如果从综合的角度分析,其可靠系数、敷设方法以及传导系数等都有极佳的优势,这样就会使后期的成本投资得到有效的降低,这对于高层建筑可持续发展而言是有其积极意义的。另一方面普通的电线电缆绝缘系数就相对较差,无论是绝缘老化和能力等等,都存在着极大的不足,有时甚至容易成为导致直接火灾的根本性原因。绝缘层和保护层在燃烧的过程中,普通的电缆都会产生大量的有毒气体,不仅会助燃,而且还会进一步的威胁人身安全。所以选择使用矿物绝缘电缆从根本上和经济效益上而言,可以更适用于高层建筑重要消防设备电气防火设计要求,能够更好地保持供电性能的连续性和整个电源线路的稳定性。高层建筑中防火设备电气设计中的低压配电干线则建议使用耐火性能强的密集型的母线槽,这样的设计方法相较于传统的设计方法,虽然缺陷是不如空气式母线槽分支回路易操作,但是却可以获得更好的机械性能,外壳接地可靠性强,安全系数高,而且具备良好的防火性能。密集型母线槽的敷设需要在现场进行实地勘测,安装的线槽距离必须有很强的精准度,母线槽的叉接方式、开关箱的高度都需要根据实际的情况来进行规划。消防设备配电线路如果是暗敷,应该采用普通的电信线缆,并且应该埋在不燃烧的结构体之内。暗敷的保护层厚度应该大于3cm;消防设备配电线路如果是明敷,则建议使用耐火系数强的矿物绝缘电缆,如果必须使用普通电缆,则必须优先选用具有防火保护层的金属管或者是封闭式金属线槽,必要的情况下应该再加喷防火涂料,以此来更进一步的保障防火能力。消防电气设备电源线路选择的绝缘和保护套应该是不具有可燃性的电缆,并将其敷设在电缆竖井内,因为市面上的电缆大多都已经具备良好的耐火性能,所以可以不穿金属保护套,但是如果将电缆敷设在同一个电缆井之中时,电缆之间必须要使用耐火材料进行阻隔。消防电气设备电源线路如果在高层建筑吊顶内进行敷设,所使用的耐火矿物绝缘电缆往往可以避免使用防火桥架,这样就可以避免吊顶导致增加层高度的问题,如果使用普通线缆,同样需要将线缆包裹金属管或者是在金属线槽内进行布线,必要的情况下应该使用硬质塑料管或者塑料线槽进行布线。 4结语 高层建筑消防设备电气设计作为高层建筑防火设计的重要内容之一,在设计的过程中必须充分根据工程实际,严格按照国家规定要求,尽可能提高防火能力。电气设备既要保持良好的供电性能,也要具备良好的耐火性,这样才能够维持高层建筑的使用安全,这对于广大建筑设计工程人员而言,既是挑战也是技术发展的机遇,值得我们深思。 作者:庄孝凡 毛仕汉 单位:浙江省嘉兴市嘉善县消防救援大队 浙江省嘉兴市平湖消防救援大队 高层建筑设计研究篇2 随着我国建筑行业的不断发展,越来越多现代化技术被广泛应用到工程建设中,项目设计、原材料、施工方法都发生了较大改变。为了实现可持续发展战略,建筑行业要朝着绿色化、节能化方向发展,解决资源短缺和过度消耗的窘境。其中,剪力墙的优化设计成为了建筑时关注的重点内容,一方面可以降低材料用量,另一方面也可提升结构强度和稳定性,和绿色建筑理念相符。因此,对绿色建筑理念下的高层剪力墙结构优化设计展开分析具有重要意义。 1绿色建筑和剪力墙结构概述 1.1绿色建筑的概念 绿色建筑,就是在全生命周期内,在保证项目质量与安全的前提下,使用绿色材料和施工技术,减少不必要的资源浪费与能源消耗,避免对生态环境带来破坏,同时实现土地、水电等各方面资源节约,降低污染,实现人与自然的和谐相处。绿色建筑的可靠性、稳定性更为突出,使用寿命长,可以将环境友好型、资源节约型社会的建设理念贯彻落实到位[1]。 1.2剪力墙的概念 从本质上来看,剪力墙结构就是钢筋混凝土墙板结构,强度和稳定性都有所保障,因此目前在建工程中得到了广泛应用,可以有效代替传统梁柱的框架结构,在高层建筑中的优势更为突出,可承受更多荷载内力,控制结构水平力。剪力墙结构的特点主要表现在这几个方面:墙体的肢长和厚度远远超出承载能力,刚度平面小,会受到剪力、弯距等作用。在自然灾害、地质灾害频发的地区,将剪力墙结构应用到高层建筑施工中,既能够控制能源消耗,满足非弹性变形的重复效应,又能够提升建筑刚度,其价值可得到充分展现[2]。 2剪力墙的分类与设计原则 2.1剪力墙的分类 2.1.1实体墙 墙体开洞面积小于整体面积的15%,就是实体墙,这种类型的墙体在高度变形之后会呈弯曲状态,线形的应力分布是其主要受力特点。 2.1.2整体小开口剪力墙 墙体开洞面积在15%以上,但是面积仍然不大的,就属于小开口整体墙,没有反弯点,受力应当考虑弯矩大小。 2.1.3双肢或多肢剪力墙 这种墙体的开洞面积比较大,或是洞口数量多,呈分裂排开状态。其受力形式和整体小开口剪力墙大致相同。 2.1.4壁式框架 是开洞最大、反弯点众多的剪力墙结构类型。 2.2剪力墙设计的原则 剪力墙结构设计最基本的原则,就是高安全性、高质量与经济性,不能影响建筑本身的强度,以最小的收益创造出最大价值。安装位置、位移限值都是要重点关注的内容,同时控制好剪力墙的数量、高度以及相关构件,即便是在地震或其他恶劣地质灾害的影响下,其倾覆力矩和总弯矩之间的比例仍然要符合要求[3]。 2.2.1楼层最小剪力系数的调整原则 在剪力墙设计的过程中,应当注意剪力墙的数目分布,对局部结构进行优化设计,比如提升其横向刚度,调整层间剪力系数等。这样做的主要目的在于,让结构整体自重更轻,不仅有助于实现成本目标,还可抵御地震以及其他地质灾害的影响[4]。 2.2.2楼层层间最大位移与层高比的调整原则 楼层之间的跨度、层与层之间的高度比,都是剪力墙设计应当关注的重点,可以准确计算出地震发生时建筑可能出现的位移,以及位移的确切范围,让设计人员了解到如何优化剪力墙结构与规格,才能够让建筑墙体成为整体,抵御弯曲变形。垂直构件的数量,和剪切变形控制之间有着十分密切的联系,但是这并不代表构件数量越多越好,而是应当按照设计图纸上的相关要求,布置在合理的位置,尽可能减少其扭转变形量,以满足层间位移的控制要求。从这个角度来看,在高层建筑剪力墙优化设计方面,应当充分重视垂直构件的刚度,避免产生过大的位移量[5]。 2.2.3剪力墙连梁超限的调整原则 如果剪力墙的跨高比在2.5以下,那么弯矩和剪力可能会达到极限值,为了保证建筑工程的强度,这一数值要确保在2.5以上。如果跨度在5~6之间,应当现场拆除连续墙,减少刚度,这既是优化设计的要求,同时也有助于降低成本投入,实现效益最大化。 3基于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计 3.1注重转换层结构设计 (1)建筑高度越高,其底部需要承受的压力就越大,过渡层质量也会相应的增加,对转换层和刚度上下比进行调整,是需要关注的重点内容。为了提升项目建设质量,转换层的刚度与质量不能过大,在水平力的作用下,利用专业仪器设备进行空间分析,确保其层间位移角符合要求即可;(2)在选择过渡层结构的刚度与重量时,可计算出其振动模态的数目;(3)安排专业人员对转换层结构展开全方位分析,查看是否存在薄弱点,掌握具体的内力分布特点,调整构件位置,针对性的做好结构加强工作[6]。 3.2确保剪力墙刚度符合要求 随着我国建筑行业的进一步发展,相关政策也越来越完善,高层建筑施工过程中,剪力墙截面一定要符合参数规范,独立的矩形墙肢的截面高度要在截面宽度的五倍以上。为了防止出现刚度、强度等方面的设计缺陷,通常会采用合并洞口的方式,或是根据实际情况来适当调整剪力墙的结构,将墙肢设计在靠近墙体的位置,用钢筋结构进行加固处理,让剪力墙处于良好的受力状态。剪力墙的延性也是需要关注的重点内容,可有效避免脆性的剪切破坏。此外,高层建筑对其内部结构的要求会更高,为了防止地质灾害和极端气候的影响,可通过提升剪力墙厚度满足建筑地点的地震预防需求,比如想要预防八级地震,剪力墙结构的强度就要达到二级。当其厚度符合设计标准时,墙体偏心荷载不会出现偏移,而且平面刚度有所保障。 3.3优化连梁设计 建筑行业对剪力墙连梁设计也有着明确规定,高跨比在2.5以下、2.5以上的,其承载力、加固、配筋等方面的规定有一定区别。为了确保剪力墙参数符合要求,有关人员应当充分意识到连梁设计的重要性,采用合理的手段进行塑性调整。在计算内力的过程中,先对梁的刚度进行折减,同时结合梁弯矩、剪力值、折减系数等参数。 3.4剪力墙底部加强 高层建筑的自重非常夸张,如果仅仅依靠剪力墙的承载力,显然无法满足项目的支撑要求,强度和稳定性会大受影响。为了解决这一问题,提升剪力墙的承重能力,就成为了设计人员需要关注的重点,过去一段时间内,在墙体底部设置加强墙,是比较理想的方式。但是这种处理手段,会改变墙体的受力结构,某种程度上来看,会给项目埋下一定的安全质量隐患。因此,应当在原有方式的基础上进行创新,采用全新的设计优化方式。对于一般的剪力墙结构,如果没有特殊要求,加强墙的高度控制在总高度的八分之一为宜,不可过高,以高度参数为依据进行计算,得到墙体厚度的具体数值。剪力墙结构本身具有一定的特殊性,可以在其底部增设部分特殊结构,优化边缘部件,做好底部固定工作。 3.5较多的使用一般剪力墙 普通的剪力墙,是优化高层建筑剪力墙的重要手段,能够有效控制短肢剪力墙与小墙肢的数量,结构的竖向、水平向刚度、承载力都需要合理分布。“L”型、“T”型剪力墙的应用比较普遍,主要是因为可以提升结构的侧向刚度。 3.6剪力墙开洞的处理 除了需要考虑到建筑工程的功能性需求来设置门窗洞之外,还要考虑到设计方案与工程结构特点,适当调整开洞的位置与大小。整片的剪力墙,其长度应该在设计图纸的合理范围内,开洞之后用弱连梁进行连接。剪力墙的长度与刚度之间呈正向关系,长度越大,表明其刚度也就越高,吸收到地震力也就更大。如果在这个时候建筑主体的墙体受到损伤,高层建筑的抗震性能将会大受影响,无法保证住户安全。因此,每一片区域的剪力墙长度不应过长,注意分散布置,均匀承受地震的作用力。 4实际案例研究 4.1项目介绍 某市某工程项目总用地面积5829m2,总建筑面积13512m2,为八层住宅结构,配备地下停车场、商业网点、社区办公用房等配套设施。(1)优化计划。建立了优化模型并明确标注了相关参数,包括混凝土容量、基本风压、连梁刚度折减系数等;(2)优化结构布置。通过调查该项目的实际情况,可以了解到结构布置方面还有多处需要调整的地方,比如结构自重不足、走廊、卫生间、厨房等楼板厚度太厚,小墙肢比较多,不仅强度难以满足要求,还会带来不必要的成本浪费。结构优化的主要目标如下:修正门窗、提升墙体利用率、减少钢筋、节约混凝土用量等。 4.2初步优化设计 要积极响应可持续发展战略,结构设计发生调整时,应当考虑到其他关联变量,注意不同变量变化之后,对建筑结构强度、排碳量以及抗震性能之间的关系,通常需要进行反复的试验,才能够实现预期目标。就高层建筑剪力墙结构来看,需要在分析以及校核的同时,进行综合和优先选择,确定好剪力墙结构数量与分布形式后,应当将碳排放量控制在最低水平,以实现绿色建筑发展目标。 4.3二次优化设计 对高层建筑工程项目的结构进行二次优化,应当注重剪力墙布置的形式以及数量要求。本项目优化初期,构建了相应的模型,原模型剪力墙结构数量与布置形式不变的基础上,改变了其厚度,在模型中设置了300mm、250mm、220mm、200mm厚度的墙体。通过计算可以了解到,当剪力墙结构厚度变小时,其刚度和碳排放量也随之减少,抗震性能以及整体的强度,仍然能够满足工程要求。不难看出,即便固定剪力墙结构的数量和布置方式,也并不代表没有优化的空间,这可以给设计人员提供全新思路。在明确的范围内,可以适当降低剪力墙结构的厚度,让抗震指标达到预先设计的标准,可利用计算机软件构建模型,并持续对其进行优化,在本项目中,使用了厚度为200mm的剪力墙结构,C30和C40混凝土,碳排放量也有明显降低。 5结语 总而言之,我国建筑行业目前正朝着高层化、绿色环保化的方向发展,在大趋势下,建筑结构自重更轻、适用的材料对环境无毒无害,强度与稳定性更为突出,剪力墙结构有着极为广阔的发展前景。在优化设计的过程中,设计人员要前往现场进行全面考察,分析地质、地形、自然环境等情况,针对薄弱处展开设计优化,提升建筑结构的抗震性能与承重性能,降低不必要的材料与资源浪费,让剪力墙的作用得到最大化展现,推动我国建筑行业的稳定、持续发展。 作者:孔庆秋 单位:广州市建工设计院有限公司 高层建筑设计研究篇3 1工程概况 广州鸿粤集团汽车集群大楼位于广州市白云区永平街东平村。地上塔楼19层,建筑总高度93.7m(消防高度98.00m);为框架剪力墙结构,本工程抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度7度,特征周期为0.35s;场地类别:Ⅱ类,地震加速度:0.10g。本工程塔楼Y方向高宽比93.7/18.4=5.09,小于高宽比限值6的要求。 2大空间大跨度结构布置的选型及比较 国家及地方出台的相关规范[1~5]以及全国几大设计院编写的结构统一技术措施[6~7],对本工程结构进行合理选型,确定计算参数,分析如下。 2.1钢-混凝土组合梁楼盖 此种结构为钢梁上托钢筋桁架楼承板,其之间设置抗剪栓钉抵抗两者在交界面处的相对滑移,使之形成一个整体,进而共同作业。但楼承板至少100mm厚,钢梁剩余750mm高。钢梁楼盖不容易设计成正交方向的梁双向受力,只能设计成主次梁的传力体系,因而沿Y轴方向布置较密的19m跨度主梁,柱列之间的钢结构主梁在K轴M轴处与边梁铰接,为受力均匀13轴、15轴处的钢结构主梁与柱也做成铰接,其传荷载路线由楼承板→次梁→主梁→边梁或柱。主梁受荷较大、跨度也大且两端为铰接,在梁中会产生较大的弯矩,挠度也大,也可能在人行走的作用下,产生较大的竖向加速度,产生震动。尤其是目前广东某超高层钢结构大厦已出现不明震动问题,更应慎重对待。还有防火问题及现场焊缝问题等难以把控,在近百米的高层建筑内,层层采用相对较大的19m单跨钢梁是不合适的。 2.2钢筋混凝土主次梁楼盖钢筋混凝土 井字梁楼盖由于Y向梁跨相对较大,若以主次梁方式传递内力,对于19m跨度主次梁楼盖结构,要么加大主框架梁高度,要么改用密肋梁。前者虽能解决受力问题,但因结构梁高偏大,对建筑功能所要求的大空间影响较大,而后者虽可减轻主框架梁荷载,但大跨度次梁梁高也不小,与主框架梁梁高一样高。因此,从建筑空间的使用及舒适度分析,以上的方法都稍显笨拙。另外,按主次梁楼盖布置,其传荷是由板→次梁→框梁→柱。最终所有荷载都集中到主框架梁传给柱,致使主框架梁产生过大的弯矩,而为满足正截面受弯承载力及挠度计算不超限,不得不采用较大的梁高。因而19m跨度的主框架梁,采用钢筋混凝土主次梁楼盖方案,850mm梁高是远远不够的[8],所以此方案不可行。 2.3钢筋混凝土井字梁楼盖 由于有2个对称布置的钢筋混凝土筒体具有较好的抗侧移及抗扭转作用,消除了13轴和15轴有2跨19m跨的单跨框架的不利影响,结合建筑内部柱网尺寸较规整的特点,最终选择了钢筋混凝土井字梁楼盖[9],如图2所示。井字梁楼盖好比一块大跨度的双向板,将板底一些对承载力无用的混凝土去掉,同时也减轻了结构重量,而且是双向受力,比一般的主次梁楼盖性能更为优越。这种楼盖的2个正交方向的梁不分主次,互相交叉形成井状网格,其互相协同工作,共同承受板上传来的荷载,改善了大跨双向楼盖受力情况,能实现的跨度远比双向板大得多。为了保证双向井字梁楼盖的双向受力特征,其长短跨度比一般控制在1.5以内,而大于1.5长短跨度比的井字梁布置,其受力特性随长短跨比值增大,而逐步倾向于单向受力,井字梁的性能亦趋下降。井字梁的梁距网格不应太大,本工程控制在2.7m以内,楼板截面厚度控制在100mm[8],尽量减轻楼面广州某百米高层建筑无内柱大空间结构设计探析卢启奇(深圳中灏国际建筑设计院有限公司,广东深圳518000)摘要:为实现百米高层建筑塔楼每层室内无内柱形成大空间,采用钢筋混凝土井字梁楼盖,通过增加边框梁宽度,合理加宽刚度较大的框架井字梁宽度,尽可能将较多的井字梁在支座处连续贯通以增加梁刚度,双层双向通常加强楼板配筋等措施。通过计算,对此种楼盖结构的承载力、挠度变形、裂缝宽度以及楼板舒适度计算结果进行分析,各项指标均满足规范要求,为大空间无内柱高层建筑结构设计提供了一个新的实例。关键词:大空间;无内柱;井字梁楼盖;挠度;裂缝宽度;竖向振动舒适度作者简介:卢启奇(1963-),男,湖北黄石人,工程学士,一级注册结构工程师,主要从事建筑结构设计。恒荷载。本项目井字梁的两端在X向基本上是连续贯通的,增加了双向井字梁楼盖的整体刚度,减小了跨中挠度及裂缝宽度,也提高了楼盖结构竖向震动舒适度。本工程标准层结构井字梁布置如图2所示,除K轴及M轴处边框梁梁高为900mm外,其余的内部梁梁高均为850mm。由于在13轴和15轴处有2根框架井字梁两端被框架柱约束,抗弯刚度比非框架井字梁大很多,吸收的楼层竖向荷载传来的内力(包括弯矩和剪力)也大很多,需要的梁宽也就比非框架井字梁大很多,取梁宽为600mm,1/L轴处框架井字梁梁宽也取600mm,其余内部非框架井字梁梁宽均为250mm,K轴及M轴处边框梁因抗扭需要,梁宽为500mm。10轴和18轴两处框架梁虽然是大跨度井字楼盖的边支座梁,但井字梁贯穿此支座,此2根框架梁为井字梁的中间支座,没有过大的扭矩,主要是承担次梁传来的弯矩和剪力很大,梁宽为600mm。 3结构计算和设计控制 本工程采用YJK-A进行结构计算分析与设计。按《广东省高层建筑混凝土结构技术规程》(DBJ/T15-92-2021)设计[4],按《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)计算地震作用[10];标准层办公楼面活荷载加活动隔墙活荷载共3.5kN/m;考虑楼面附加恒荷载(不包结构自重)2kN/m2;混凝土强度等级竖向构件采用C55~C30,梁板采用C30,钢筋强度等级均采用Ⅲ级螺纹钢(HRB400),其他计算参数如表1所示。计算中,框架井字梁端与柱及墙连接按固接计算考虑。X向非框架井字梁端基本上是连续贯通的,也按固接计算考虑。为减小Y向非框架井字梁梁端在M轴及K轴处对边框梁的扭转作用,尽量按铰接处理。但此处梁端无法做到理想的铰接,同时也是为了减小非框架井字梁跨中的挠度,此处梁端按半铰接计算考虑,转动释放比例取90%,接近于铰接,尽量放松了非框架井字梁梁端弯矩,减小了对边框架梁的扭转作用,计算结果如表2所示。以上指标除地下室顶板质量比1.52略大于1.5,X向最小剪重比3.65%,略小于3.70%外,均满足规范要求。所有楼层扭转位移比均小于1.2,结构为扭转效应不明显,全楼没有小偏拉竖向构件,13层以下没有大偏拉竖向构件,本工程无刚度突变现象,满足规范要求。Y方向风荷载作用下的楼层最大顶点位移84.23mm,与塔楼地上总高度93.7m之比84.23/93700=1/1112,满足按弹性方法计算的风荷载作用下结构的顶点位移与结构总高度之比Utop/H不宜大于1/600的要求。经过对计算结果的分析,数据显示大部分梁配筋率在0.6%~1.6%,与经济配筋率接近。边框柱除顶层外,绝大部分都是构造配筋,表明大跨度钢筋混凝土双向井字梁楼盖结构对框架柱的受力没有造成恶劣的影响。本工程按抗震性能目标等级C级,第3性能水准的结构进行了弹塑性计算分析,能够满足《广东高规》性能水准3对结构整体、构件的承载力及变形要求。抗倒塌分析表明,在假定的失效模式下,结构能够满足抗连续倒塌设计要求[3]。 4混凝土极限挠度和裂缝宽度计算 计算井字梁挠度和裂缝宽度之前,先按裂缝宽度≤0.3mm和钢筋直径≤25mm生存配筋,并沿梁全长顶面配筋不少于梁顶面、底面两端纵向配筋中较大截面面积的1/4[4];梁底配筋全部伸入支座锚固;楼板双层双向通长配筋,每层每个方向采用配筋,配筋率≥0.3%。 4.1楼面梁的挠度计算 通常来说,梁跨中挠度最大,也是最大裂缝宽度出现的位置。现以计算挠度最大的第14层第13轴与15轴之间Y向非框架井字梁为例。梁宽250mm,梁高850mm,梁中至梁中跨度L为18.6m,梁净跨LN为18.1m,梁的计算跨度Lo取min(L,1.05LN)即18.6m。本工程是近百米高度的高层建筑,而且从±0.00开始到顶层每层都是大空间较大跨度梁(中间2跨是单跨),所以挠度从严控制,按计算跨度Lo的1/400计算[3],挠度允许值为18600/400=46.5mm。计算出13轴与15轴之间Y向非框架井字梁挠度值为29.3+9.0+3.4=41.7mm<46.5mm,满足规范要求。 4.2楼面梁的裂缝宽度计算 本工程大空间井字梁都在室内环境,环境类别为一类,最大裂缝宽度的限值为0.3mm[3]。同样计算第14层裂缝宽度,最大裂缝宽度出现在井字梁的跨中部位,最大裂缝宽度为0.29mm<0.3mm,满足要求。 5楼盖结构竖向震动舒适度的计算 按《广东省高层建筑混凝土结构技术规程》(DBJ/T15-92-2021)第3.7.7条楼盖结构竖向振动舒适度的计算,应符合下列规定:①钢筋混凝土楼盖结构竖向频率不宜小于3Hz;②对于竖向自振频率不小于4Hz的楼盖竖向振动加速度限值,人员活动的住宅、办公环境,峰值加速度限值为0.05(m/s2)[4]。本文采用行走路线法,与时程激励相关的一些参数取值[11]如下:①阻尼比0.02;②人的体重为0.7kN;③步距取为0.75m;④单步落足激励的步频取人行步频的平均值2Hz。现抽取挠度最大的第14层计算结果,第14层钢筋混凝土楼盖结构竖向频率为6.59683Hz>3Hz,忽略瞬态响应,竖向振动加速度最大值为0.027(m/s2)<0.05(m/s2),均满足要求。由以上计算可知,本工程大空间井字梁主要由裂缝宽度及挠度控制,均满足规范要求,本工程井字梁设计上是可行的,但都接近规范限值。为解决较大跨度井字梁结构中,梁跨中弯矩大、挠度大、裂缝大以及跨中梁顶负钢筋过少、梁顶裂缝大等问题,可采取以下措施:①增加大跨度梁底钢筋及选用直径不大于25mm的钢筋;②配置一定量的梁顶贯通钢筋;③楼板配钢筋双层双向;④施工时起拱。 6结束语 由于在高层建筑内部层层不设内框架柱,并且梁高还受到限制的大跨度钢筋混凝土井字梁结构,在全国还属于首例,楼盖实际竖向振动加速度还有待观测。建议对广州鸿粤集团汽车集群大楼无内柱大空间井字梁楼盖结构内力、变形及竖向振动加速度进行监测,并对监测数据进行分析总结,以便能更好地服务于实际工程。 作者:卢启奇 单位:深圳中灏国际建筑设计院有限公司 高层建筑设计研究篇4 高层建筑泛指建筑高度大于27m的住宅建筑和建筑高度大于24m的民用建筑,凭借层数高、体量大的优点,增加了人们日常生活工作的活动面积。但其弊端也非常明显,由于建筑高度较高,使用功能多样化,高楼层与低楼层的建筑功能改变,对上下层的结构布置要求就会有所不同,建造成本也随之上升、施工过程难度大、消防救援困难等问题也逐步显现。现阶段高层建筑设计中,梁式转换层结构作为解决上下层建筑功能转变的一种形式,受到了建筑设计者和使用者的高度重视,为了保证高层建筑的安全性、合理性,将高层建筑优势最大化、弊端最小化,建筑设计者应重新审视高层建筑中梁式转换层的结构设计。 1高层建筑梁式转换层结构 1.1结构特点 转换层主要是使楼层的上部结构荷载通过转换层重新分配并传递给下部结构和基础,转换构件可以采用转换梁、桁架、空腹桁架、箱型结构、斜撑以及6度抗震设计和7、8度抗震设计地下室采用厚板。其中梁式转换层结构具有构造简单,传力明确,施工过程相对方便的特点,在保障高层建筑上下层安全对接的同时,极大限度满足了不同楼层空间的使用要求,因此,梁式转换层结构广泛用于高层建筑设计中。常见的梁式转换层结构如图1所示。由图1可知,梁式转换层结构的框支梁按照受力方向的不同分为单向和双向两种,框支梁又被称作转换梁,是通过水平结构与上下部构件竖向连接,使高层建筑传力、受力过程更明确,广泛用于高层建筑的底部构件中。在高层建筑施工过程中,《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称《规程》)明确规定了梁式转换层结构中钢筋和配筋的要求,转换梁的高度应大于跨度的12.5%,以此保障梁式转换层的受力能力,确保转换层的稳定性[2]。例如,某商用高层建筑,总层数共25层,建筑高度在100m左右,其中,地下2、3层作为停车库、地下1层作为大型超市和设备房、1层到5层作为购物中心、5层到顶层作为写字楼,转换层的设置层数应在5楼,这样能保障梁式转换层设置在高层建筑的偏低楼层,同时又能满足5层以下对大空间的使用要求。转换层设计的结构特点要充分考虑高层建筑受力分布对框支梁的影响,根据高层建筑的高度、用途不同,考虑框支梁的受力程度,配置与其相符的钢筋结构,提高高层建筑的安全性与稳定性。 1.2设计原理 高层建筑梁式转换层结构设计要遵循三维立体设计原则,利用BIM技术,打造三维立体模型,确保高层建筑施工的高效性。高层建筑在梁式转换层结构设计中,通过利用BIM技术,可实现模拟高层建筑的项目建设。在施工前,规范高层建筑梁式转换层施工人员的操作行为,准确发现梁式转换层结构在施工过程中遇到的问题和潜在风险,极大提高了高层建筑的安全性。梁式转换层结构设计遵循三维立体的设计原则,避免了CAD技术带来重复工作内容的可能,使建筑设计更有针对性地开展,利用BIM技术可视化的表现方式,使设计人员更直观地看到梁式转换层结构设计中的细节。通过数字信息构建仿真模拟的高层建筑物,在设计阶段可预测光照、地震等自然因素对梁式转换层的影响,并将高层建筑各部分信息归纳整合,分析梁式转换层在高层建筑各结构之间的作用,充分发挥多方协作功能,使高层建筑之间完成多方的信息交流,设计者利用数字信息模型,完成梁式转换层结构的设计工作,实现高层建筑的高效施工。 2高层建筑梁式转换层设计策略 2.1确定结构横竖布局 高层建筑梁式转换层设计首先要确定梁柱的横竖布局,搭建框架结构体系(如图2所示),确保转换层受力均匀。从图2可以看出,梁式转换层的横向框架梁和纵向联系梁通过节点相互连接构成,使高层建筑间的作用力以水平力为主,受力方式由墙(柱)到转换梁再到柱(墙)。梁式转换层框架的结构体系,使建筑平面布置更加灵活,在高层建筑内部获得较大空间,适用于商场、餐厅等娱乐场所设施的搭建。例如,在20层的建筑中,梁式转换层结构的横竖布局必须要与建筑的剪力墙结构相结合。剪力墙是建筑竖向的承重结构,在水平力的作用下,剪力墙是下端固定,上端自由的悬臂柱,属于刚性结构。那在梁式转换层结构的横竖布局中,必须要以强化下部为设计核心,增大高层建筑的底部强度,固定剪力墙下端,利用钢筋混凝土等结构,增加剪力墙厚度,厚度范围以0.35m~0.4m适宜。并在梁式转换层结构上层设计中,采取弱横强纵的设计原则。横向框架梁和纵向联系梁之间的连接节点常是薄弱点,框架梁的受力条件具有一定复杂性,在横纵结构设计中,要充分考量转换层的受力情况。例如,在纵向联系梁中的钢筋配比应具备科学性,当高层建筑设定抗震等级为1级时,纵向联系梁的钢筋配比应≥1%,钢筋间距应在75mm~220mm之间。此外,梁式转换层结构位置也要利用BIM技术,搭建数字模拟模型,分析高层建筑的受力形态,考虑梁式转换层的适用情况,严格控制剪力墙和转换层之间的受力分布,确保框架结构体系可在高层建筑中发挥自身优势。 2.2科学设计转换层 科学设计高层建筑梁式转换层结构,应从两方面出发:一方面,要充分计算梁式转换层的整体结构,利用有限元和补充计算法检测转化层的使用寿命[3]。根据梁式转换层的水平受力特点出发,横向框架梁和纵向联系梁与剪力墙紧密相连,因此,转换层的计算方法十分复杂,在计算时要将剪力墙作为基础运算单位,对转换层的受力面积和受力状态具体分析,明确高层建筑内部的三维空间结构。例如,以计算楼板支撑架为例,转换层板厚度为180mm,混凝土堆积高度取300mm。另一方面,要明确梁式转换层结构中框支柱的数量比例。框支柱是支撑框支梁的柱子,是转换柱的一种,如图3所示。框支柱是梁式转换层结构中的重要一环,例如,当梁式转换层下部分为框架结构,上部分为剪力墙时,就需要建立横向的转换结构——框支梁,那支撑框支梁的柱子就为框支柱。在设计框支柱的数量时,一般20层左右的高层建筑,框支柱数量在10根左右,根据转换层受力不同,框支柱的荷载量也不相同。如果选用10根以下框支柱,那各支柱的荷载量要不小于2.8%的基地剪力;如果选用10根以上的框支柱,那各支柱的荷载量要不小于3.5%的基地剪力。 2.3合理设计转换梁 转换梁是剪力墙和底层框架结构中的连接部分,能增加高层建筑的空间面积,符合建筑功能需求。在梁式转换层设计中,转换梁的设计要更具备合理性。首先,要通过有限元和补充计算法计算转换梁的减压比例,确立转换梁的大小截面。当梁式转换层中梁高受到限制时,转换梁的截面宽度应小于框支柱相应方向的截面宽度,且大于上部墙体厚度的2倍。例如,地下一层框架,地上15层剪力墙的高层建筑,框架跨度6m~7m,梁高在1m左右,首层转换梁截面不应超过1.2m,才可保障梁式转换层结构稳定。其次,转换梁的混凝土强度等级要达到C40,C40的混凝土具有抗压能力强、抗开裂、耐久性高等优点,对于提高高层建筑梁式转换层寿命起着有效助力。最后,在转换梁的浇筑中,要确保转换梁中的配筋率,也就是钢筋比例。《规程》第十章中明确要求,转换梁的配筋率应以高层建筑的抗震等级呈正比,非抗震设计的高层建筑配筋率应≥0.3%,抗震设计的高层建筑以特一级为例,配筋率应≥0.6%。转换梁中的配筋率直接影响高层建筑的抗震等级,因此,在设计高层建筑梁式转换层结构时要合理设计转换梁[4]。 2.4核定抗震等级 《规程》中明确规定了高层建筑的抗震等级,分别为标准设防类、重点设防类、特殊设防类和适度设防类。在高层建筑梁式转换层结构设计中,要根据抗震类型、房屋高度、防震等级等因素结合设计。以30层的高层建筑为例,地下1层、2层均作为地下停车场,层高2m~3m、1层到5层作为商业用途,层高5m~6m、6层及以上作为民用住宅,每层住宅的层高宜为2.8m。那在此建筑中,转换层应设置在7层,因其已经属于高位转换。在核定该建筑的抗震等级时,应结合《规程》中的明确规定,对梁式转换层的不同结构针对核定抗震等级,例如框支架的抗震级别应为2级、转换层以上的剪力墙抗震等级应强化为4级、转换层以下的剪力墙加强部分抗震等级为3级等。也可依托计算机技术,利用中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部开发的SATWE软件,将楼层作为数据参数输入到计算流程中,自动识别梁式转换层结构的抗震等级,提高高层建筑的使用安全性。 3结语 综上所述,随着经济时代的快速发展,高层建筑的建设更符合当代人民生活工作的需要,使用者也更看重建筑外观的美观性和使用安全性。转换层结构作为高层建筑中的重要一环,对提高高层建筑的安全性至关重要,设计人员应从确定转换层结构横竖布局、科学设计转换层、合理设计转换梁、核定转换层抗震等级四方面出发,优化梁式转化层的结构设计,确保高层建筑的使用稳定。 作者:杨志荣 曹坤 王薇 单位:南京金宸建筑设计有限公司
铁路信号论文:铁路信号控制系统故障导向安全研究 [摘 要]二十一世纪以来,经济的发展日新月异,从而带动其他产业的高速发展。铁路作为一种常用的交通工具也取得举世瞩目的成就。一些高科技技术也逐渐应用到铁路建设中,尤其是在铁路信号控制系统中,高科技的应用使得铁路信号技术逐渐成熟,并向着智能化、数字化、一体化的方向发展前进,切实保障铁路运输的安全。但是,受多种因素的影响,系统出故障的几率较高,造成安全隐患。因此,加强对铁路信号控制系统故障导向安全的研究至关重要。本文首先概述了铁路信号控制系统故障导向安全问题,并系统分析了其故障导向安全的设计。 [关键词]铁路信号;控制系y;故障导向安全;研究 高科技技术的应用使得铁路信号控制系统越来越智能化、数字化,对铁路运输安全问题意义重大。因此,一定要重视铁路信号控制系统的安全问题,在铁路信号设备发生故障之前,要对设备进行安全检测;发生故障时能够及时的处理,降低故障风险,确保铁路运行的安全。 一、铁路信号控制系统故障导向安全概述 (一)铁路信号控制系统故障 铁路信号系统是指在整个铁路网络中所包含的一切信息,包括各种设备及设施为整个铁路的工作人员提供的关于铁路的运行条件、行车状态以及一些指令等。这个系统显示了铁路正常运行的基本条件,是保障铁路安全运输的前提,因此,对铁路信号控制系统进行维护是一项非常重要的基础性工作,通过用科技方法排除故障,减少外界环境的影响,恢复铁路正常运行状态是电务工作中最基本的部分,这对于铁路安全运输意义重大。 (二)铁路信号控制系统故障导向安全 故障导向安全是指当系统内部发生故障的情况下,机器设备继续运行所产生的后果应该在一个相对安全的范围内,这样可以保障铁路运输的安全性。在设备即使出现故障的情况下仍能够提供安全的指令,确保铁路上列车运行的安全性,完成铁路信号控制系统的任务。故障导向安全原则,在铁路信号控制系统的实际应用中,起着无可替代的作用,尤其是在发生故障的情况下,仍能正确指导列车的运行情况。 二、铁路信号控制系统故障导向安全的分析 经过研究发现,要想确保铁路信号控制系统故障导向安全发挥出自己的价值,保证铁路运输的安全性,主要采取的措施如下: (一)合理设计铁路信号控制系统 要想铁路信号控制系统故障导向安全发挥出作用,必须要合理设计铁路信号控制系统。通过研究发现,采取动态闭环控制设计进行铁路信号的控制能够实现故障导向安全的设计初衷。在这种设计中,将输入和输出电路设计成闭环控制系统,然后在系统中设置危险侧和安全侧,分别对应动态信息和静态信息,最后再进行信号的检验,通过检验可以判断出整个电路中是否存在故障。如果检测结果显示电路中存在故障,则系统会发出静态信息,给安全侧下达指令来确保故障导向安全。但是,要想动态闭环控制设计能够正常工作,还要满足两个条件,第一,将输出动态脉冲作为控制信息;第二,对校验码进行验证时,为了确保闭环控制系统能够输出连续的动态信号,要采取代码计算机回读设计。在合理设计铁路信号控制系统的基础上还要进一步健全和不断完善,才能确保列车的运行安全性。 (二)结合安全性冗余方法 铁路信号控制系统主要有四大类:列车运行控制系统、调度集中控制系统、区间闭塞控制系统以及车站联锁控制系统等,除此之外还有一些其他小系统。这四大系统在运行的过程中既保持相对独立性,但同时,相互之间又有联系,共同保证铁路运输的安全性。由于各个系统的情况不同,因此,在对铁路信号控制系统故障导向安全进行设计的过程中,应综合考虑,对每个系统的安全性冗余环节多加分析,有针对性的进行设计,确保列车运行的安全性。在进行设计时,要每一子系统的指令都统一时,才能正确指令列车的运行情况。 (三)提高系统的稳定性 有专家研究表明,航空运输发生故障的概率要比铁路运输的概率大很多,但同时因为飞机靠多个发动机一起工作,因发动机故障造成事故的概率就相对较小了。而且,飞机与列车的运输系统不同,其可靠性远远高于列车,这都保障了航空运行的安全性。虽然,为了保障铁路运输的安全性,采取了多套冗余设备,但由于列车的运输系统的稳定性问题,发生故障的概率仍然较高,只得通过“多个发动机”一起进行控制,来达到安全运行的目的。因为这样,才能确保当某个部分发生故障时,其他部分仍能维持列车的运行,减少控制系统的错误指令,提高系统的稳定性。 (四)设计控制系统故障保障措施 为了实现列车的运行安全,在进行铁路信号控制系统故障导向安全设计时,还要采取了其他保障措施: (1)采用机械控制手段保障故障导向安全。这种手段利用重力的作用原理,来达到用机械控制的目的。因为重力的方向始终向下,所以在进行实际操作中,依靠重锤的重力,垂直向下,来带动臂板发生转动,从而保证臂板保持水平,给列车发出停车的指令。 (2)应用继电器对整个铁路系统进行控制。用这种安全性的继电器能保证在控制系统发生故障时仍能够正常的吸起落下,发出正常指令。在对这种电路进行设计时,一定要安全对应,实现电路的故障导向安全。 (五)增加“丢车”检查功能 铁路信号控制系统发生故障会对不同车厢发出不同的指令,从而导致“丢车”现象的发生。2011年温州发生的列车追尾事故中就是因为信号控制系统发生紊乱,导致信号被覆盖,从而导致“丢车”的情况发生。一般正常情况下,这种现象是不会发生的,因为控制指令不会出现覆盖情况,要从一个区段进入另一个区段,但是,当控制系统发生故障时就会导致信号的重叠发出,而导致“丢车”现象的产生。因此,为了保证列车运行的安全,应当在铁路信号控制系统中增加对“丢车”情况的检查功能,检查信号是否出现覆盖情况时,如果,有此情况出现,系统会发出停车指令,避免列车因“丢车”现象而出现追尾事故。 (六)对列车的头尾进行防护 因为实际生活中,列车出现追尾的现象发生过多次,虽然已经对控制系统进行了完善,但是仍有必要对列车的头尾进行保护,减少损失。在铁路信号控制系统中增设一种控制信号,能够检测到前后两列车的车距。当前车的尾和后车的头之间的距离少于安全距离时,能够发出信号,警告前后两列车可能存在的相撞危险,让列车做好紧急制动的准备,减少相撞的概率。而且,还要加强系统的抗干扰能力,确保信号的准确性。除此之外,还要设定闪光灯,起到警告的作用,降低追尾的发生率。 三、结束语 为了提高列车的运行安全,减少事故的发生,一定要加强对铁路控制系统故障导向安全的研究,将高科技手段应用到控制系统中,做好相应的措施,保障在控制系统发生故障时,列车仍然能接收到正确指令,并对系统中的故障点进行快速排查和解决,实现故障导向安全,保证列车的正常运行。 铁路信号论文:微机监测数据调看分析在包西铁路信号设备维护及管理中的实际应用 [摘 要]通过微机监测数据调看,对信号电源故障、区间轨道电路故障、站内轨道电路故障、站内电码化故障、车务部门误操作等几个方面进行分析,真实体现微机监测数据调看分析的重要性及必要性,为准确全面地发现设备隐患和预防信号设备故障提供有力保障。 [关键词]微机监测 数据 分析 随着铁路信号技术的智能化发展,铁路微机监测设备在信号设备维护管理中的重要性日益突显。微机监测系统能实时、动态、准确、量化地反映信号设备的运用质量,结合部设备状态,并具有状态信息存储、回放、查询和报警功能,这对于分析判断故障、特别是瞬间发生、时好时坏的“疑难杂症”故障,或结合部难以界定的复杂故障的分析提供了重要的手段和依据。更重要的是,对于维护者能提前发现设备隐患,避免设备故障的发生。下面结合日常信号设备维护工作中监测数据分析中的一些体会和认知,与大家共同探讨。 一、通过微机监测数据分析便于快速查找故障原因: 1、电源故障 2010年10月23日7:20分,曹家伙场站区间上行线2652G、S1LQG、2692G、2606G、2620G红光带(图1)。 机械室内检查发现,区间组合柜QZ5零层QKZ电源熔丝双断,造成所在组合柜5个区段QGJ落下,导致轨道区段红光带。调看微机监测报警记录,自开通后QZ5频繁出现熔丝断丝报警,大约每隔3~4天就会出现熔丝断丝。回放每一次熔丝断丝报警时的站场信息,发现出现熔丝断丝报警时,控制台均排列S行通过进路。 QZ5组合柜QKZ在用熔丝容量为1A,排列S行通过进路时(因S行一接近、二接近、三接近区段组合均在QZ5组合柜上,排列S行通过进路时QKZ保险负载最大)对QZ5组合柜QKZ电流进行实际测量,最大时达到1.2A。《维规》规定,熔断器设计容量应为最大负载电流的1.5~2倍,所用保险容量不符合规定,容量过小,造成频繁出现熔丝断丝。经与设计单位联系,将设计保险容量更改为2A,从而解决了熔丝频繁熔断的设备隐患。 2、区间轨道电路故障 ①2016年11月12日08:04分,米脂―镇川区间下行线3747G红光带(图2)。 调看微机监测相关数据,3747G送端分线盘电压为89.9V;主轨出电压为62mV,电压异常;小轨出电压为116.7mV,电压正常;列车运行方向后方区段3735G小轨出电压为130.4m V,电压正常。由此判断故障范围在室外主轨道电路之间,判断为主轨间有断轨情况(区间为无缝轨)。 在室外3747G轨道区段检查发现,确是由于K374+790m处断轨造成,经工务插入短轨、电务配合打眼加装塞钉线后,红光带消失,微机监测各项曲线无波动,设备恢复正常使用。 ②2017年2月13日04:38分,延安―甘泉北区间下行线5783G红光带(图3)。 调看微机监测相关数据,5783G功出电压为152V;功出电流为426mA,比正常情况下电流升高 (正常情况下为334mA);主轨出电压为0V,电压异常;小轨出电压为153mV,电压正常。列车运行方向前方区段5797BG小轨出电压为4.1mV,电压异常。由此判断故障范围在发送端。 后在室内测量区间分线盘发送电压为96.7V,甩开室外电缆后测量电压为185V;室外测量发送端调谐单元输入电压为0V,甩开电缆测量电缆电压依然为0V。从室内至终端方向盒间经分段进行测量,找出故障点就在F30-F41方向盒间两根电缆芯线混线,倒用备用芯线后红光带消失,设备恢复正常使用。 3、站内轨道电路故障 2011年3月2日,在延安北站调看微机监测,发现48DG、50DG频繁出现故障解锁,销记原因为48DG、50DG分路不良。查看控制台盘面,48#道岔定反位均频繁过车,不可能出现分路不良(图4)。 调看微机监测回放多次列车运行情况,发现当列车经过48#、50#道岔调车作业时,当车压入48DG时,50DG闪红光带,电压曲线异常波动;当车压入50DG时,48DG闪红光带,电压曲线异常波动;当列车单独经过48DG、50DG时,列车压入其中一轨道区段,另一轨道区段电压曲线也出现异常波动。分析48DG、50DG两区段g有短路情况,对两轨道区段现场进行检查,发现轨道区段绝缘接头处一横向连接线从两区段轨底斜着穿过,距轨底较近,当列车压入其中某一区段时,横向连接线与另一轨底相碰触,导致瞬间短路,造成另一区段轨道电路瞬间闪红光带。经对连接线进行绝缘处理后,此现象再未出现。 4、站内电码化故障 ①2017年2月5日14:15分,机车司机反映,包西线神木西车站S行发车通过31DG时,机车信号绿掉白(图5)。 经对微机监测进行回放、分析,机车在分别驶入45DG、31DG时,功出电压始终为169.8V正常,发送电流由268mA变为11mA;再调看开关量,机车驶入45DG时,31DG-CJ继电器正常吸起,但当机车驶入31DG时,31DG-CJ继电器非正常落下,11/31WG-CJ继电器未能正常吸起,导致SFMJ继电器非正常落下,切断发码电路,造成机车信号掉码(图6)。 经过分析判断,怀疑是由于31DG的GJ 或者GJF继电器性能不良造成,分别测试31DG-GJ、GJF继电器接点,发现GJF继电器11、13接点有39.8mV的压降,对GJF继电器进行更换后,测试31DG入口电流正常,且再未出现机车信号掉码现象。对更换下来的GJF继电器进行入所测试,第1组接点电阻大于50mΩ,确认是由于继电器性能不良造成接码异常。 ②榆林站自包西复线开通后,X行机车正线通过时,偶尔出现机车信号掉码(图7)。 经对微机监测进行多次回放、分析,发现一个共性点,每次发生X行机车掉码时,S行线均有Ⅱ道发车或通过车。进一步回放并调取电码化开关量信息进行反复比对,发现I道发车时,ⅠG-GJF继电器落下,当XⅠ信号机开放后,40DG-CJ继电器吸起;若此时S行Ⅱ道刚好有发车进路,ⅡG有车占用,ⅡG-GJF落下,当机车驶入15DG时,18DG-CJ、18/40WG-CJ继电器错误吸起;18DG-CJ继电器吸起后,切断了40DG发码电路,导致40DG接收不到电码化信息,造成机车信号掉码,初步判断为室内配线错误造成(图8)。 经查找确为室内配线错误,上下行正线发车电码化电路中的传递继电器条件间多了一根配线(ZH1-605-12~ZH2-605-1)造成,S(X)行发车时,另外一个方向的传递继电器误动,造成电码化电路瞬间切断,导致机车信号掉码。 5、车务操作失误 2010年6月28日23:06分,延安北车站通知:S进站信号机非正常关闭。调看微机监测进行回放,发现车站于22:56分排列上行通过进路,22:59分按压S总取消按钮和S始端按钮(此时,列车已压入二接近区段),23:00分S进站信号机绿灯关闭,而进路依然存在。《技规》规定,在列车运行速度超过120Km/h的双线区段,应采用速差式自动闭塞,列车紧急制动距离由两个及以上闭塞分区长度保证。此时列车已压入二接近区段,接车进路无法正常取消。确认是由于车站操作人员对新设备技术规范不熟悉造成操作失误,而非信号设备故障。 二、通过微机监测数据调看分析发现设备隐患,提前预防故障发生: 1、2016年8月30日,调看米脂站微机监测数据发现米脂至绥德上行区间4014G从8:24至30分主轨出电压由457mV下降至293mV,存在安全隐患。再调看对比其它数据,发现8:24至30分4014G功出电压从141V下降到59.6V。再对比主发送器和+1发送器数据4014G移频发送电流由349mV下降至0mV,S+1FS移频发送电流由0mV上升至340mV,由此可以判断为4014G发送器作用不良,瞬间倒向+1发送器工作。要点对发送器进行更换,更换后测试轨道区段各项数据正常,后续对此区段各项数据进行连续几天监测,未发现异常。 4014G功出电压曲线下降微机监测截图(图9): 2、2016年9月13日,调看米脂站微机监测发现XN-DJ点灯电流14:08至19:10分由148mA瞬间下降到92mA,存在安全隐患。经现场测试查找判断为XN-H灯LED点灯电源盒作用不良,要点对电源盒进行更换后,试验正常,后续进行持续观察,点灯电流曲线正常。 XN-DJ点灯电流瞬间下降微机监测数据截图(图10): 3、2016年11月13日,调看神木站微机监测时发现12日23:22分,2-4DG轨道电压曲线由18.2V下降至16.7V,相位角由94.1°下降至73.01°。经现场测试查找原因为室外BCQ-T型补偿器RD/1A保险两端压降大(20.8mV),要点对补偿器空开进行更Q,更换后电压曲线恢复。 2-4DG轨道电压曲线下降微机监测数据截图(图11): 4、2016年10月9日,调看蟠龙站微机监测发现11:35:45秒至50秒,蟠龙至子长下行区间5163AG区间移频送端分线盘电压为0V。经现场测试查找原因为5177信号机DJ继电器第三组前接点压降过大(54.7mV),导致5177信号机红灯灭灯,造成5163AG区间移频送端分线盘电压从117V降至0V。要点对5177信号机DJ继电器进行更换后,对区间轨道电路进行持续监测,曲线良好。 5163AG区间移频送端分线盘电压下降微机监测截图(图12): 通过以上几个日常维修中发生的真实事例,从维修的角度出发体现了微机监测数据调看分析的重要性,不但能在故障处理过程中判断故障点,更重要的是能提前发现设备隐患,避免造成设备故障的发生,从而使大家引以为戒,更深的认识到加强日常微机监测数据调看分析的重要性和必要性,为日常信号设备维修奠定基础。 铁路信号论文:铁路信号控制智能安全技术研究 [摘 要]本文主要对铁路信号控制智能安全技术进行了研究,介绍了当前铁路信号控制中智能安全技术主要的研究方向以及通常所采用的两种技术。实现了控制信号的智能化,不但可以提高铁路运行人员的工作效率,还能提高在控制过程中的安全系数。铁路信号是在铁路行车过程中最为重要的指挥设备,铁路信号的安全运行,对于保障铁路系统能够进行安全运行存在着重要的意义。本文在分析当前主要的安全技术研究方向基础之上,对两种主要的智能安全技术进行了详细的介绍,并且提出了技术所存在的不足以及技术研究过程中的缺陷。 [关键词]信号控制;智能;安全 一、引言 铁道信号作为铁路行车运行中重要的指挥设备系统,实现信号系统的自动化以及智能化技术,能够对铁路行车的安全、快捷以及高效产生重要的影响,对铁路行业今后的发展有着重要的作用。我国铁路事业经过多年的发展,铁路信号控制技术也已经从机械联锁、电气集中联锁发展到了信号微机联锁,智能控制技术能够为保障铁路行车安全起着关键的作用。实现铁路信息现代化基本是能够实现铁道信号的自动化、控制智能化以及信号现代化,信号控制技术水平越高,采用的技术装备也就更加先进,智能化控制也会越多,因此铁路运行的安全性也就越高。 二、信号控制智能化技术的研究方向 我国进行信息化发展有以下三个任务:一是以电子信息技术的应用作为发展重点,逐渐提高传统的产业在生产过程实现自动化、控制智能化以及管理信息化水平;二是将先进的制造技术应用作为重点,积极推进在制造业领域进行优质高效的生产,发展装备制造业;三是对重点产业中所使用的关键技术进行重点的改革、共性技术与系统中相关配套的技术水平、工艺以及装备水平。铁路信号的控制智能化技术能够为企业提高工作的效率,保障正常的运行,向着安全、清洁的生产方向发展。 铁路信号控制智能技术,主要是使用信号控制的智能技术用以保障安全运行,有很多种技术:全电子执行单元系统的技术、三取二冗余系统技术等。这两中技术逐渐成为铁路行车指挥信号安全最为重要的控制技术。 三、信号控制智能安全的主要技术 3.1 全电子执行单元智能控制安全技术 在控制安全技术中应有全电子执行单元智能的控制原理是在有软件以及硬件多层防护基础上实行的执行单元以及监测系统,并能够由信号的执行单元系统与微机监测系统两个部分组成。 执行单元系统是由多种类型驱动采集模块所构成的,使用了双重结构的形式,有两个联锁执行子模块、通信子模快以及智能采集子模块所组成。在能够实现联锁机构正常运行的同时,需要对系统外部的设备以及系统自身的设备进行实时监测,可以有效的增加系统可靠性以及安全性。 信号系统的监测系统是由通信处理机与系统监测站机所组成的。通信处理机经过一台工业控制机所构成,在系统进行信号设备状态数据以及对执行单元状态数据采集时,信号系统的监测网络所接到的驱动命令以及系统设备状态数据。 信号控制的系统基本功能是全电子执行的单元主要有:联锁执行区域、系统监测区域。 (1)联锁执行区域有两个基本模块构成:动采集模块、网络管理模块。 驱动采集模块有设备驱动子模块、设备状态逻辑子模块、安全子模块、通信管理子模块以及模块自测与故障等。在系统中,设备驱动子模块主要是依据联锁机所的控制命令对信号设备进行驱动;设备状态逻辑子模块主要负责进行逻辑判断;模块中的安全子模块主要是对模块内各种器件与使用的程序进行实时在线监测;隔离故障并能够防止故障的传播,提高信号系统运行的可靠性以及安全性。 网络管理模块是由联锁控制的网络模块以及系统设备监测网络模块所组成,联锁控制的网络模块是进行管理联锁机和执行单元之间的通信链路,能够为联锁系统以及执行系统提供更加安全的通信,以便可以_保系统安全以及可靠运行;系统在进行设备监测网络模块时是通过管理设备监测功能的模块以及与监测系统中的通信链路。 (2)监测区域有设备监测功能模块以及监测系统。 设备监测功能模块主要是智能信号设备输入模块以及信号模块内部自测。智能信号对设备输入模块是采用现场信号设备中各个状态的数据,完成对所采集信息的加工以及处理;模块内部自测与监测模块内部中状态信息,可以使用逻辑分析方法进行处理,并能够判断出发生故障的原因,并将信号传送给系统中的监测系统记录以及显示,方便电务部门进行相关的维修。 监测系统主要有通信处理机、监测机以及系统远程通信模块。通信处理机主要是进行监听以及记录在联锁网络中的命令与状态数据,并且还可以与设备监测功能模块进行通信,可以对设备与系统模块中的状态数据进行采集,并可以将信息传输给系统的监测机。监测机主要是对各种状态的信息进行加工与处理,并可以通过人机的接口显示出来,有利于电务人员维护。 3.2 三取二冗余信号控制智能安全技术 三取二冗余技术是使用了容错联锁主机系统结构,也就是三重化具有高安全性计算机处理系统,能够在硬件基础上解决系统存在的安全可靠性问题。为了能够保证系统工作的可靠性以及安全性,其结构图如下: 由上图可知,三台计算机可以进行同时工作,并能够进行两两的比较,出现两个结果一样的时候,则可以认为准确无误。三个微处理器是由同一个时钟进行同步,它们内部中总线上可以设置更多的判决电路。在内部总线中信息主要是以CPU的机械周期作为比较,因此可以检查出系统所出现的瞬间错误,并可以通过对多数判决电路进行修正。三取二冗余技术能够对系统中现有的信号设备以及部分开关量做出实时在线监测,能够有着很好的自检能力。在联锁数据处理过程中需要对信息进行采集、信息输入以及信息存储等过程。可能有些数据是因为设备硬件的故障或者受到一定程度的干扰所产生错误,导致了系统出现失败,并将危险对外输出存在着危险。因此,需要使用合适的数据编码以及差错控制技术对系统可靠性与安全性进行提升。 四、结语 铁路信号控制系统水平对铁路行车安全以及效率有着重要的影响。当前,很多较为先进的技术都可以得到实践与应用。然而,还存在着观念问题,重视问题,并且对信号系统控制过程中的硬件以及软件投资不足,对新技术的研发以及拓展不够,系统装备低等各种问题。随着我国加大对铁路运输结构的调整,运输过程繁杂,因此铁路信号控制的智能化技术还需要提高。 铁路信号论文:我国铁路信号系统智能监测技术探究 [摘 要]新世纪以来,各行各业都飞速发展,呈现勃勃生机,我国铁路运输业规模也迅速壮大。为了进一步提高列车的运行速度,采用高科技手段,将智能监测技术应用到铁路信号系统中将大大促进铁路事业的发展。智能监测技术的应用能加强对列车运行状况的监测,保证铁路运行的安全。本文简单分析了我国铁路信号系统智能监测技术的概况以及应用现状,并具体探讨了智能监测技术在铁路信号系统中的实际应用。 [关键词]铁路;信号系统;智能监测技术 目前在世界范围内,我国的高速铁路规模最大,高科技的应用使得我国铁路信号技术不断完善,向着系统化的方向发展,而且目前已经建立信号系统监测的自动化体系,能够切实保证列车的运行安全。但是就目前智能监测技术在铁路信号系统的实际应用来看,并不成熟,各个监测系统之间不能统一,无法实现信息的共享;并且,从目前的维修模式上来看,采用的仍是传统的人工检修方式,所得数据缺少综合性。因此,我们一定要针对智能监测技术在铁路信号系统实际应用中的弊端进行改进,科学利用先进技术,对铁路运输进行实时监控,提高列车运行的安全性。 一、我国铁路信号监测系统的概况 (一)信号集中监测系统 这个系统主要是进行信息监测和储存,是一个三级四层体系结构,可以利用信号设备输出的参数进行量信息以及少数开关量信息的模拟,从而实现及时联系,并提供通道,便于信息的获取和设备的维修。信号集中监测系统能够及时的对现场进行监测并对设备状态进行诊断,在列车发生故障时,能够及时的找出故障原因并进行维修,保障列车运行安全。 (二)列控监测检测子系统 列控监测检测子系统是一个非常关键的系统,对于列车的运输极为重要,能对数据进行实时采集和处理。该子系统包括车载司法记录器、微机联锁电务终端等,这些装置也都非常重要,各自发挥自身的作用。车载司法记录器主要是记录列车运行的数据;RBC维护终端可以对CTC系统的通信状态以及RBC系统的工作状态进行查阅;而微机联锁电务终端可以对故障进行诊断,并在TSRS故障诊断、管理及维护时设置临时限速服务器。 二、我国高速铁路信号系统智能监测技术应用现状 虽然近几年,我国已经在铁路信号系统的监测方面取得一定的进步,国家也非常重视智能监测技术在铁路信号系统中的应用,并为此开展很多工作,对于系统的检测和维护也下了很大的工夫。但是,智能监测技术在铁路信号系统的实际应用中仍存在很多问题,我国高速铁路的发展规模仍有待壮大。 (一)信号系统监测设备之间缺少关联 就目前我国使用的铁路信号检测设备而言,各设备之间没有形成统一的系统,而且数据之间没有关联性。铁路信号监测系统的核心设备是信号集中监测系统,该系统主要对电路、信号机以及一些电缆的电气参数进行实时监测,并同时与轨道电路和维修机相连,来获取相关的监测信息。但是,如果各个设备之间没有连接或者连接性不强,就会使彼此之间缺少互通,而且,如果列车在运行的过程中,列控系统出现问题,就会导致信号集中监测系统不能进行自我诊断,影响列车的运行。 (二)设备状态的智能分析不到位 由于列车运行是很多设备共同作用的结果,因此,要想列车能够正常的运行必须保证所有的设备都能处于正常工作的状态,一旦其中一个设备出现问题,将会导致整个运行状态发生改变,甚至会发生严重的后果。因此,在列车的实际运行中,一定要及时记录并分析各种设备的相关监测数据,保证列车的正常运行状态。 (三)监测数据不能共享 在列车的实际运行中,各个设备的的相关监测数据对列车的运行分析至关重要。GSM-R的主要功能是负责车与地之间信息传输的情况,据此,指挥系统做出各种判断。因此,对指挥系统来说,GSM-R的作用不可替代。但是在列车的实际运行中,经常出现通信超时、脱网的状况,从而影响列车的控制与调度工作。而且,通信网管与信号设备之间的监测数据如果不能实现共享,就无法对通信信号结合部分的故障进行全面分析,因而不能及时解决故障问题。阻碍我国列控系统的发展。 三、我国铁路信号系统智能监测技术的具体应用 (一)存储与共享机制 在列车的实际运行中,所有的相关设备都会产生相关的数据,共同体现列车的实际运行状态,因此,数据共享是关键,能够为各个系统提供最全面、科学的数据,便于系统对列车的整个运行状态进行分析和控制。通过智能检测技术提供的全面的数据,结合经济性原则,可以综合分析各个设备的布置情况,然后通过深入探讨,制定不同阶段的数据储存机制和分配机制,合理利用数据,实现数据的透明度。而且,还可以根据不同监测系统自身性质的不同,对数据进行自主选择,加强监测数据的存储,全面实现智能监测。 (二)建立监测数据集 列车的运行中,电务段所需要的数据最多,种类也比较复杂,不仅涉及到地面设备、车载设备,还有相关的模拟量和开关量等,这些数据的存储和处理对电务段非常重要,因此,建立监测数据集,可以使用智能化检测技术,对数据进行共享和存储,全面分析数据之间的相关性,对故障进行实时监控,并通过对数据的分析找到故障的原因,及时解决,提高列车的运行效率。 (三)智能化分析技术 通过对各设备及其路面的监控所得的数据还要通过智能化分析,才能更好的为我们服务,因此,加强智能化分析技术,充分利用监测数据实现列车的运行安全性和可靠性。在进行智能化分析时,不仅要对专项设备的故障进行分析,还要对设备之间的逻辑信号进行研究。具体分析有以下几个方面:(1)对设备间的各项信号之间的联锁关系进行故障分析,采用的方法主要有Ρ确治龇ǎ通过对数据的收集和对专家学者理论知识的分析,全面建立故障诊断系统,提高故障分析能力,提高工作效率;(2)对于专项设备的故障,在进行分析时,要通过监测系统提供的数据来判断设备的实际运行情况,并利用现代化技术手段对数据的趋势进行预测,通过数据的特点分析出故障发生的可能性,并及时采取措施进行维护,减少损失,促进铁路事业的发展。 (四)规范化和标准化操作 实现规范化和标准化操作可以得到更加可靠的监测数据,而科学的检测数据对于整个系统的管理又至关重要。因此,二者之间互相促进。在进行规范化管理时,最基本的就是对使用的各个设备进行规范化命名,建立综合的管理系统,对监测数据进行综合分析,并制定数据处理的规范化操作,来满足铁路部门对数据使用的要求,提高规范化操作。 四、结束语 铁路的信号系统对列车的正常运行非常重要,决定着铁路运行的安全。因此,加强对铁路信号系统的研究,将智能化监控技术应用到铁路信号系统中,全面实现智能化、自动化的监控操作,并且,对监测数据进行规范化处理,对列车的安全运行意义重大,能够保障铁路运输的安全性,促进铁路运输业的发展。 铁路信号论文:铁路信号施工技术管理与控制方法 [摘 要]随着我国经济的发展,铁路建设也进入了一个高速发展时期,铁路运输在国民经济中发挥着重要的作用,尤其在当今大规模兴建客运专线、电气化铁路改造的大形势下,铁路信号是保证列车安全运行的基本保证,铁路信号的施工安全、施工技术也越来越受到关注。本文结合石长线电气化改造项目对必备技术要点、联锁试验施工以及排除联锁故障等进行了介绍,进一步对施工技术的管理和控制进行了探讨,以供施工管理人员作为参考。 [关键词]铁路信号;施工技术;具体应用 引言 铁路信号是一个复杂的系统工程,近年来,由于科学技术的发展,铁路信号系统也发生了很大改变。为了减少对既有线运力的影响,信号系统的更新、改造、更替过程要求施工单位的施工质量、施工进度、信号系统可靠度极高。尤其是在过渡、开通的过程中,由于时间有限,施工单位必须在规定的时间内完成信号设备的开通工作,时间紧、任务重、精度高,因此,在施工过程中,针对各项施工编制可操作性强的施工方案,是保证施工安全、施工质量、施工进度的重要手段。 一、施工前期工作 信号施工前必须对施工蓝图进行审图,充分把握施工蓝图,对蓝图中存在的问题及时向设计提出,并积极联系设计给与解决。认真核查施工现场,包括站场情况,施工环境、电缆路径等。尤其是既有线施工,必须由设备管理单位进行既有管线的书面及现场交底,并将既有管线的走向、位置在线路上标明。 开工之前必须做好设计技术交底工作,设计交底应有设计单位、建设单位、施工单位、监理单位签字;施工交底是施工单位自身所做的层层交底。根据实际情况,编制各项专项施工方案,并对管理人员、作业人员及时进行交底,确定施工方法、工艺标准,并合理制定阶段性施工进度计划及总体施工进度计划。 根据施工蓝图,在施工前仔细核对电缆径路,并做好现场定位、测量工作。根据定测结果、现场施工条件调查结果,合理的对电缆进行配盘,并根据施工顺序合理安排电缆进场时间。根据现场情况合理组织人员、工具、机械组织生产。石长线桥涵较多,涉及多座特大桥,例如沅江特大桥(全长3737m),而桥涵电缆槽、声屏障等施工进度滞后,敷设电缆前很多桥梁上并无电缆槽,施工前通过现场与蓝图的对比分析,合理进行优化,并采用先放缆、后入槽的方式,不仅节省了信号电缆、减少了人工费用,同时也加快了施工进度。 二、联锁试验施工 信号设备导通是否全面、准确,关系着联锁试验、信号设备调试是否正确、顺利。铁路信号的导通分为三个方面:信号设备导通试验、故障处理、模拟联锁试验。信号设备导通试验,包含以下几点: 首先,应当对室内、外配线进行逐一核对,并对电缆芯线逐一导通,包含绝缘测试。配线检查可分成室内、外配线检查。对于电源屏,设定空载试验。电路导通离不开电源屏,导通试验应当符合试验方案要求、规定。 其次,组合架间配线,侧面电源环线,不可混同布设。测试配线绝缘,确认线间绝缘、对地绝缘符合要求。当室内、室外电缆配线导通、核查无误后,才可连接联锁机柜,送电试验。 最后,根据实际情况,制作站场模拟盘,并采用模拟盘模拟室外信号机、道岔、轨道区段的状态,根据联锁表,确认各条联锁关系是否正确。 三、排除联锁故障 所有故障排查完毕后进行单元电路试验,单元电路试验完毕后才能进行下一步的联锁试验。 1.恢复初始位置 信号系统内的各条逻辑电路,都应恢复到初始状态。要求室内、外的信号设备应处于正常工作状态,所有继电器能够正常吸起、落下,转辙机能够正常操动且定、反位信息正确,信号机灯位点亮正确,操作台能正常反应轨道电路、道岔、信号机状态。在故障处理中,首先要判断是室内故障还是室外故障;首先要排除简易故障,再去排除偏难的故障。排除故障时首先应断开室外电缆,通知室外作业人员核查室外设备情况,同时,室内作业人员排除室内电路故障。 2.排列各类进路 联锁表是排列各种进路的重要依据。根据联锁表、联锁关系合理进行各条进路的试验。对于联锁关系必须做到逐一核查,不光通过模拟盘核查,还要对相关继电器状态、信号设备状态进行确定。进路调试应先排列短调车进路,然后再排列长调车进路。所有进路必须都进行反复试验,确保联锁关系正常,进路排列、各种条件下的解锁正常。 3.开始联锁试验 完成联锁试验前的准备工作以后,检查控制台显出的信号机、道岔位置、轨道状态及各类按钮等工作正常。设备显示与电路状态、继电器状态吻合,鼠标操作以后,继电器应能做出正确反应。各类接口电路,常常很难予以定型,对于接口电路,应当反复试验。例如:闭塞架构下的半自动线路、区间自闭线路、连接场间线路、连接机务段的线路。联锁试验是信号开通前的预备阶段,它包括了导通试验阶段,设备单调阶段、模拟试验阶段、联锁试验阶段。对于信号工程,联锁试验的可靠程度反映了施工的精确程度。联锁试验以前,必须要做好导通试验、设备单调试验、模拟试验,只有各项试验无误,才能保证联锁试验顺畅。 四、在施工过程的管理和控制 在施工过程中,必须在设备管理单位配合人员全部到场后,施工单位才能进行施工作业,并严格按照施工规范及设备管理单位施工标准要求和有关方案进行施工。在施工时,对于在既有电缆区域进行施工时必须开挖探沟,确定既有管线的具体位置、走向,并做好线路标记,对于必须挖出的既有管线,施工单位采取必要的、有效的防护措施,方可进行施工。电缆路径发生变化时,要根据现场情况设置各类电缆标。道岔区段与股道相邻处的轨道电路过轨电缆需分开埋设。电力电缆、通信电缆应与信号电缆分沟敷设。铁路线路的贯通地线及相关接地引接线与信号电缆同沟时,应有有效隔离措施。电缆穿越桥、涵、隧、沟、公路时要进行钢管防护,钢管头必须做“喇叭口”处理,防止刮伤电缆,钢管外露部分必须采取防火包封处理。 在开通、过渡施工中,要做好前期的准备工作,包括增配线、拆配线的核查、需拆除设备的核查,确保拆除、新增的设备、配线无误,尤其是要避免误拆除既有设备。 桥梁地段的箱、盒安装不仅需要与务段进行确定,同时也需与工务段做好现场施工的对接,严禁破坏桥梁结构。 设备管理单位必须对隐蔽工程在隐蔽前进行质量验收并在相关记录文件上签字,在施工过程中做好安全监督工作。设备管理单位应安排专职人员随时对施工区域进行安全检查,杜绝各类安全事故的发生,对于存在的安全隐患,立即叫停,并要求施工单位立即进行整改。在施工完成后,要及时组织验收工作,并且提供相关的竣工资料。 结束语 铁路信号是铁路正常运行的重要保障,因此必须对铁路信号施工给与足够的重视度。不合理的压缩施工工期会给施工质量、施工精度、施工安全带来潜在的威胁,所以在施工过程中必须合理安排工期,科学组织施工。在广铁集团石长铁路增建第二线信号工程、新疆哈罗铁路信号工程中运用本方法得到较好的效果。同时,在整个施工过程中,建设单位、监理单位、施工单位要加强对施工过程各个环节的质量控制,在提高施工的效率的同时,保证工程质量,从而保证铁路运输的安全、可靠。 铁路信号论文:风险评估技术在铁路信号系统中的研究与应用 【摘 要】以风险评估技术在铁路信号系统中的应用为主题展开论述,首先对论文的背景进行了简要介绍,然后重点对危害识别以及铁路自动站闭塞系统定性风险评估进行了分析。对于前者,包括HAZOP方法简介以及HAZOP方法实施过程,对于后者,则包括系统危害识别、接口危害识别、风险分析和评价等三部分。 【关键词】风险评估;铁路信号系统;危害识别 1 引言 铁路信号系统的建立为列车的安全、准时、舒适等方面提供了良好的保障,而风险评估是为了确保信号系统的正常运行。具体而言,风险评估技术在铁路信号系统的应用过程中,首先需要进行前期的安全评估,通过这一阶段的评估,对可能存在的安全隐患进行分析,并做好记录,然后通过对系统的监测,从而实现对安全隐患的有效控制,由此可见,风险评估技术对于铁路安全的保障有着重要的意义。 针对风险评估技术在铁路信号系统中的应用,发达国家的研究比较早,而且在研究过程中,已经促使风险评估技术的应用逐渐走向成熟,论文则通过对国外风险评估技术研 究的借鉴,对我国铁路信号系统中风险评估技术的应用进行探讨。 2 危害识别――HAZOP方法 2.1 HAZOP方法简介 危害识别是风险评估技术应用的第一阶段,HAZOP方法是进行危害识别的主要方法,在这一方法的用过程中,重点工作是通过组织会议并对相应的实践操作细节进行分析,在具体工作开展时,要求各类专业工作者深刻分析每一个单元的内容,通过上述活动的开展,找出存在的偏差,并且对所查找偏差可能会导致的严重后果进行分析,在分析过程中,往往需要借助引导词来引出偏差。在整个过程中,专业人员通过对所出现的偏差进行锁定,然后深层次地分析偏差产生的原因及可能会造成的后果,然后对现有的安全防护进行重新评估,最后再通过必要的措施进行完善。HAZOP是整个系统的一部分,其主要作用是用来识别系统的本质特征,在HAZOP方法运用过程中,会涉及材料的调取、人员的调查以及相关设备的使用。为了充分发挥HAZOP方法的作用,在具体使用过程中,首先需要对系统进行单元划分,单元划分的主要目的在于能够使HAZOP方法所发现的偏差更加准确,如果单元划分不合理,则很容易导致评估结果不准确,进而影响到安全防护工作,在一些铁路信号系统中,可以从宏观角度考虑实施单元划分,例如,监测机、计轴设备、4050 智能1/0 模块、交换机及站间通信等,因此把每个组成部分作为一个单元进行分析。[1]而偏差的确立是HAZOP的核心部分,在偏差确立过程中,会使用到三种方法,包括偏差库筛选法、知识确立法以及引导词确立法。 2.2 HAZOP实施过程分析 HAZOP方法在具体实施过程中主要包括四个主要步骤。 第一阶段,作出定义。整个工作的开展,首先应该获得项目经理的批准,然后针对HAZOP的实施选定组员并任命组长,接着在组员的讨论下,对研究的范围进行确立,通常情况下,研究范围所涉及的内容包括系统设计表现、系统生命周期、系统物理边界等。 第二阶段,进行准备,研究小组的组长需要根据此次研究工作提出相应的引导词初始清单。 第三阶段,审查阶段。在这一阶段需要进行审查会议,在会议正式开始之前,需要对整个审查流程提前熟悉,其主要目的在于使研究小组的全体组员都能够熟悉研究目的和范围,在会议中,需要对所使用的引导词进行明确解释,而且要对具体操作中可能存在的问题以及应对方法进行讨论。 第四阶段,文件记录和跟踪阶段。这一阶段需要对会议中讨论的结果进行整理和记录,并且做好存档工作,还应该将讨论到的内容进行完整记录,而且需要对整个会议的讨论内容进行汇总,并提炼出结果,以此来形成HAZOP的报告文件。 3 铁路自动站闭塞系统定性风险评估 为了确保风险评估结果的准确性,评估人员主要依赖于HAZOP技术,在具体操作过程中,还应该结合风险矩阵法,在评估过程中,包括两方面的内容: 3.1 系统危害识别 在危害识别过程中,首先应该进行单元划分,单元划分主要是为了明确每一个模块的具体内容。其次,将偏差和引导词的确定因子予以明确,其中,包括多个方面的内容,如材料、操作活动以及设施设备等,设备的正常运作是系统运行的重要保障,这就意味着在危害识别过程中,在整个系统中,设备单元要素的体现,必须依赖于设备自身的功能。在闭塞机单元中,使用了双机热备,所以,在设备运行过程中,会进行主闭塞机和备闭塞机切换,切换过程中主要存在的问题有两个,第一是备闭塞机的功能失效,在这一问题的影响下,被确立的引导词包括两类,即间隔的和永久的,当偏差出现后,要素和引导词会进行合并,在这种情况下,所出现的偏差包括两种,分别是闭塞机永久失效和闭塞机间隔性失效。对于监测机单元而言,其与闭塞机单元的偏差确定方法基本一致,所存在的偏差也包括两种,即闭塞机永久失效和闭塞机间隔性失效。使用同样的偏差确定方法来对4050 智能1/0 模块进行偏差确定,最终确立的偏差内容则分为控制台亚当ADAN405O模块失效和组合架亚当ADAN4050模块失效。针对站间通信部分,其主要包括两个因素,其一为通信终端,其二为通信误码。针对前者,其引导词同样可以进一步分为间隔性问题和永久性问题两种,间隔性问题指的是站间间隔性中断,而永久性问题指的是站间通信永久性中断。针对后者,所产生的偏差则使站间通信信息误码,同样,这一方法也可以被用到闭塞机和计轴设备、闭塞机和检测设备的偏差确定方面。 3.2 接口危害识别 在风险评估过程中,所涉及的微机化自动站间闭塞系统及其附属系统的接口包括其与连锁系统相联系的接口、与计轴设备相连接的接口、与控制系统连接的接口等,针对上述接口,则需要根据相应接口的组成部分进行划分,而且使用危害识别中同样的方式对引导词和偏差进行确立[2]。 3.3 风险分析和评价 在系统的最初设计阶段,则需要通过全面的风险评估活动,对系统中的各类风险进行等级划分,最终确立的不同等级风险中,有四类风险不能够被接受,此类风险的存在很容易对系统产生较大的负面影响,如果不及时防范,则很可能引发巨大的损失,所以,为了确保铁路信号系统的正常运行,必须将此类风险降到最低。对于接口危害而言,被认为是不可接受的四类风险分别是事故复原按钮操作失误、到达复原按钮操作失误、模式切换按钮操作失误以及计轴复零按钮操作失误等,对待此类危害,应该慎重对待,并且尽可能降低风险等级。例如,在地铁风险评估过程中,采用HAZOP分析法进行危害识别,根据类似危害记录和专家观点对危险信号进行判断,其中,最为严重的危害是“DTG模式下运行权限错误”,然后借助故障树进一步查找“DTG模式下运行权限错误”的原因(见图1)。之后需要根据事件的后果进行损失分析,分析结果通常包括安全、出轨、人员伤亡等,其中人员伤亡可以进一步分为列车撞人,人员伤亡;撞车,人员轻微伤害;撞车,人员伤亡。 4 小结 综上所述,风险评估技术在铁路信号系统的应用中,首先应该利用HAZOP方法进行风险识别,然后在此基础上进行风险评估,并且根据评估结果采取恰当的方法将风险降到最低,从而确保铁路信号系统的正常运行。 铁路信号论文:铁路信号设备防雷要点分析 摘 要:经济的快速发展使得我国各地之间的人员与物资的联系更为紧密,交通的便利也使得我国的经济发展更富有活力。随着我国铁路网络的不断完善铁路已经成为了我国最重要的陆上交通方式。随着铁路运量的增加做好铁路列车的调度是确保列车安全运行的重要保证,在铁路列车的调度中铁路信号设备是列车调度控制的重要设备,在铁路信号设备的使用过程中会受到周边恶劣自然环境的影响,尤其是雷电这一自然现象的侵入会导致铁路信号设备出现故障或是瘫痪,从而对铁路列车的运行造成了极大的安全隐患。做好铁路信号设备的防雷措施的研究分析是现今乃至今后一段时间铁路信号设备安全防护的重点也是难点,文章将在分析雷击对铁路信号设备所造成的影响的基础上,对如何做好铁路信号设备的防雷进行分析阐述。 关键词:铁路信号设备;雷击;防雷 前言 随着电子信息技术及通信技术的发展,铁路信号设备中各类电子设备的应用越来越多也越来越广泛,电子设备在铁路信号设备的应用在提高了铁路信号设备高效性的同时也带来了一定的安全隐患,雷电这一自然现象会对铁路信号设备的安全运行带了极大的影响,为确保铁路信号设备的安全、稳定的运行应当加强对于铁路信号设备的防雷保护。 1 雷电对铁路信号设备的危害分析 (1)电磁脉冲影响。在铁路信号设备的运行过程中如铁路信号设备周边的建筑遭到雷击,雷电所含有的超高压在击中周边建筑时会向周边产生较强的电磁脉冲,这些电磁脉冲冲击铁路信号设备会在铁路信号设备中产生过电压或是过电流从而导致铁路信号设备故障或是损坏,影响铁路信号设备的正常运行。 (2)电磁感应。在雷雨天时,雷电在雷云中或是放电之时,户外的电力线、信号线等会处在一个强磁场内从而在电力线、信号线中产生电磁感应电流,这些感应电流通过线缆进入到铁路信号设备的终端从而会对铁路信号设备的正常使用造成严重的影响。 (3)冲击波。在铁路信号设备的运行过程中如防雷装置未能产生效果将会导致雷电侵入到铁路信号设备中,雷电所具有的高波幅值会导致变压器的初、次级绕组过载击穿从而导致雷电侵入到交流低压电源中,雷电所形成的冲击波会对低压侧的铁路信号设备造成损坏。当雷电所形成的冲击波电压幅度较低时其侵入到线路时会被变压器的初、次级回路所阻隔从而使得雷电冲击波通过变压器的绕组间的分布电容耦合的形式侵入到低压系统中并在铁路信号设备电源系统中形成过电流和过电压损害。 (4)雷电浪涌。在铁路信号设备运行时,周边范围内所产生的雷电会导致铁路信号设备的通信线路中产生感应电流浪涌,相较于直接雷击雷电浪涌更难防护,为更好的保护铁路信号设备需要加强对于铁路信号设备防雷措施的研究。 (5)直接雷击。直接雷击指的是雷电直接击中钢轨或是与其相连的其他建筑从而使得雷电直接作用在铁路信号设备的信号传输线路中的一种电击。 (6)雷电对铁路信号设备所造成的危害。雷电对于铁路信号设备所造成的危害主要分为直接雷击和感应雷击两大类,其中当铁路信号设备直接遭到雷电袭击时,雷电所具有的超高压及大量的电流涌入地下时会在雷击点附近形成极高的对地电压,此外,雷电巨大的电流会对铁路信号设备产生巨大的损坏。感应雷击时,铁路信号设备线路中所产生的过电压、过电流等会对铁路信号设备系统中的电子设备造成极大的损坏,相较于直接雷击所造成的影响,感应雷击在过电流、过电压方面都要小得多损坏也较轻但是不同与直接雷击,感应雷击所发生的机率要更高,此外,感应雷击多发生在带电云层的范围内且其所产使得过电压、过电流会通过电缆、通信线等向周边扩散从而造成较大的影响范围。 2 做好铁路信号设备的雷击防护 大秦铁路是我国重要的煤炭运输线路,近些年来在铁路信号设备大量运用微电子控制设备以提高铁路信号设备控制的准确性与高效性。在铁路信号设备的防雷保护上均采用了天网、地网、微机控制室电磁屏蔽、综合接地以及信号防雷电系统等的防护措施,取得了一定的防雷效果但是室内的微电子控制设备的雷击损坏现象仍时有发生通过分析造成这一现象的主要原因是地电位反击和感应电侵入所造成的。为做好对于铁路信号设备的防雷保护需要从以下几个方面入手:(1)对于铁路信号机械室需要采用法拉第笼来完成对于雷电电磁信号的屏蔽,在铁路信号机械室的法拉第笼的建立过程中,可以通过采用屋顶雷电避雷网、避雷带以及接电系统等几部分组成,通过对铁路信号机械室构建完善的法拉第笼能够有效的完成对于雷电所引起的电磁感应的屏蔽。确保铁路信号设备的正常使用。(2)针对雷电所引起的地电位反击问题关键是要做好铁路信号机械室的“等电位”,在铁路信号机械室内存在多类接地系统在遭受雷电冲击时接地电阻存在不均衡问题会导致地电位差从而导致“地电位反击”,因此应当做好铁路信号机械室内的地网的设置,通过在铁路信号机械室内设置单独接地系统,从而将铁路信号机械室的接地系统与综合接地系统隔离开来,单独接地系统与综合接地系统之间的距离应当设置为20米以上。 在铁路信号设备的防雷保护中应当加强对于室外铁路信号设备直击雷防护和防雷屏蔽,在铁路室外信号设备的箱、盒、柜等壳体都应当具备良好的电气贯通和电磁屏蔽能力。此外,在成铁路信号设备接地汇集线的等电位连接时对于铁路信号机械室内的控制台、继电器室以及机房电源等所形成的接地汇集线接线时可以按照条形、环形或是网格形等进行连接,需要注意的是在构成环形接地线时不得形成闭合回路,对于铁路信号机械室内的电源走线架、组合架、控制台、机柜等的设备在设置时需要做好与墙体、地面的绝缘设置,对于铁路信号机械室内的防雷接地为避免周边建筑防雷接地所造成的影响可以单独设置基地线来与其他建筑的综合接地线进行隔离,以免造成地电位差。在构建法拉第笼的过程中,构建在信号顶面和四周中主要使用导电良好的镀锌铜条为主要材质来进行地网的构建,针对铁路信号机械室内所具有的大量的微电子设备,做好对其防雷保护所采用的屏蔽网其网格的规格应当控制在3m×3m的规格范围内,在地网的各处所使用的均压环需要进行等电位连接。在等电位连接中,铁路信号机械室内的各种设备都需要与地栅进行连接从而构建起一种不规则的法拉第笼,形成这种不规则的法拉第笼能够使其具有良好的防雷屏蔽效果,在雷雨天气中,地网将所接收到的雷电电流导入地下,从而在接地体周边形成放射状的点电位采用等电位连接可以有效的降低此种危害现象所造成的影响。此外,在铁路信号机械室的防雷保护中应当对各设备加装电流保护器件,避免雷电在信号系统中所形成的浪涌电压所形成的电流涌入到铁路信号机械室中对机械室内的各微电子设备造成影响。 对于铁路信号设备应当设置专用防雷保安器,铁路信号设备的电源系统中的电务综合开关箱的输入端应当设置一级电源防雷箱,对于电源屏电源输入端则采用二级防雷箱来进行设置,对于铁路信号设备中的信号机的防雷应当在各信号机的进出线应当在各线接线排相应的端子上加装防雷保安器以实现对于铁路信号设备的纵向防护。对于铁路信号设备中的轨道电路的铁路信号机械室内送受电端加装防雷保安器以实现对于铁路信号设备中轨道电源的防雷保护。 3 结束语 雷电是影响铁路信号设备正常运行的重要影响因素之一。做好雷电的防护应当引起足够的重视。本文在分析雷电对铁路信号设备所造成的影响的基础上对如何做好铁路信号设备的雷电防护进行了分析阐述。 铁路信号论文:“学导式”教学模式在《铁路信号设计与施工》课程中的应用 【摘 要】《铁路信号设计与施工》这门课程的专业性很强,而且内容复杂,传统的教学方法已经不能适用,需要在教学方法上做出改进。本文通过对学导式教学法的概念和特点进行分析,对《铁路信号设计与施工》的课程特点进行总结,分析和研究了“学导式”教学法在《铁路信号设计与施工》课程中的具体应用。 【关键词】“学导式”教学法 教学步骤 铁路信号 一、引言 我国对教育的重视程度越来越高,教育界对于教学模式的探索也从未停止。经过不断的研究和实践发现,传统的教学模式只是从书本入手分析问题,按照书本的内容跟进教学。这种单一的教学模式不能让学生主动地接受和理解知识,使教学枯燥无味,教学效果也不好,不能将知识更好地传递给学生。《铁路信号设计与施工》这门课包含的内容较多且复杂,理论与实践必须紧密结合,应用传统的教学模式收效甚微。而“学导式”教学法却能与之完美地融合在一起,让学生更好地接受和理解知识,为今后走向岗位工作打下坚实基础。 二、“学导式”教学法概述 “学导式”教学法是在教学活动中常用的教W方法。它的主要特征就是把教学过程中的“教”着重地体现到“学”之上的教学,能够提高学生的主动性。教师给学生创造充足的条件引导学生自主学习,让学生由被动变为主动,发挥自身的探索力,积极动脑,变让我学为我要学。“学导式”教学不是一个固定的形式存在,也不能照葫芦画瓢,应该根据教学的科目、学生的自主学习能力、教学课程内容特点等,灵活采用不同方法穿插教学。 “学导式”教学主要是要提高学生自主学习的能力,教师主要起引导作用,贯彻一个中心思想,让学生自己去理解其中的道理。其特点在于:授课的重点从传统教育的“教”转移到学生的“学”之上,使学生能够积极主动地加入教学的整个过程中。因此在教学中要腾出至少一半的时间让学生自主学习探究,学生的个人学习和小组的讨论结合起来,让课堂以传统的“讲”式课堂变成学生自主的“学”式课堂,要把传统式课堂上以教师为中心的重在“教”转变为学生自己的“学”的课堂教育。 三、“学导式”教学法的优点 “学导式”教学能够发挥学生学习的主体性。在教学活动中,发挥学生在学习过程中的主体性尤为重要,“学导式”教学法就是根据这一特性而提出来的。学生是学习中的主体,教师起到的作用是引导和解惑。学生在学习中的主体性主要体现在以下几个方面:第一,自主性。学生在学习过程中可以自由支配自己的学习时间,按照自己的学习情况和状态制定合理的学习计划,能够完整地控制自己的学习活动。第二,能动性。能动性是主体性的一种特征,在学习活动中表现为学生能够主动地认识事物和接受教师传授的知识。第三,创造性,创造性是主体性的一种表现形式,要求学生在学习过程中不仅要能够理解和接受知识,还要能通过对书本知识的理解进行实践活动。 “学导式”教学法被运用于课堂教学时,教师只是在课堂上通过引导的方式来教学生怎么学习,让学生主动动脑思考。在课堂上,还可以让学生进行分组讨论,让成绩好的学生带动成绩差的学生,以便于提高差生学习成绩。这样既可以培养学生的主动性,还能带动学生的学习积极性。在“学导式”教学法中,教师扮演的是一个引路人的角色,而学生才是课堂的主人。 四、《铁路信号设计与施工》课程的主要内容与特征 《铁路信号设计与施工》这门课程不仅仅只有理论上的内容,它更多的是工程技术图纸的设计及应用、室内外信号设备的安装导通等实践环节。实践课涉及的方面比较广,其中主要包括:工程图纸部分的原理图、网络图、配线图、电源配置图、网络接口图、电码化电路图、单元控制电路图等;室内部分的分线盘、组合架、综合柜、移频柜、电源屏、控制台、人解盘的安装配线以及导通,计算机联锁车站,还有机柜、维护终端、监测机柜等设备的安装调试;室外部分的电缆敷设及箱盒安装,信号机、轨道电路、道岔等设备的安装调试。 《铁路信号设计与施工》这门课程主要是培养学生对相关图纸的认知及简单设计、对相关信号设备的实践操作能力,让他们能够基本胜任今后的工作岗位。其最主要的作用就是让学生利用自己对铁路信号相关图纸的认知及理解、对相关信号设备的认知及简单开路故障的排查,为以后在对口岗位的维修、施工、产品生产、信号设计与研发等方面打下坚实基础。《铁路信号设计与施工》这门课程具有涉及知识范围广、知识点多、综合性强、实践操作方式复杂多样等特征,涉及《信号基础》《车站信号》《区间信号》《信号电源》《列车运行控制》等多门核心课程的内容,是信号专业里面最重要的课程。 五、“学导式”教学法在《铁路信号设计与施工》课程中的具体应用 在《铁路信号设计与施工》课程的教学中我们引入了学导式教学方法,取得了突出的教学效果。在学导式教学下,学生接受知识的能力变强,可以及时了解自己在学习中的不足之处,对学习计划加以调整。教师也可以在课堂教学中与学生进行沟通,根据学生接受知识的能力对教学方案进行改进和调整。比如可以根据学生的学习情况调整教学进度以及知识重点和难点。实践证明,学导式的教学方式在我们这门课程中十分受用,它可以活跃课堂气氛,增强学生的求知欲,提高学生的学习积极性,就连在课后学生也会根据自己的不足之处主动查阅书籍进行弥补。这样的教学方式可以让教师与学生双方互相适应,互相了解,让教师的教学方法更加灵活,也让学生学习起来更加自主和更感兴趣,从而更好地进行教学活动。 (一)“学导式”教学法的步骤 “学导式”教学法在《铁路信号设计与施工》课程中主要分为四个步骤进行,分别是:布置任务、自主学习、解答疑惑、演练提高。 布置任务就是在课程的第一次上课之前就给学生布置作业。教师要预先把课本的知识点整理提炼出来形成作业,再以作业册的形式把重点内容串联起来。本门课程内容有条件根据学生人数把每一个知识点分别布置成内容相似的不同的作业;由于每一位学生的作业题目不一样,学生必须经过自我思考、自我做题,有效避免了抄袭作业的现象。第一次上课,教师首先要用一定的时间作课程介绍、教学过程介绍以及说明对作业的总体要求。 自主学习就是在上课时间以及课前课后,以学生经过查阅课本及相关资料后自主做作业、自我探讨为主,教师辅导为辅。考虑到作业的难度以及批改作业的工作量,也可以分成若干小组共同探讨、组长初步批改本组组员作业后再提交给教师做二次批改。 解答疑惑就是教师应该及时解答学生在做作业过程当中提出的问题,及时讲解作业当中比较普遍的错误现象。这些问题应该是经过组员共同探讨后仍无法解决的问题。这一环节主要集中在课内完成,跟学生做作业的过程是相辅相成的。教师也可以向学生提出问题,让学生们回答,从而了解学生的学习进度、学习的难点;再对重点难点作具体讲解。同时根据不同班级的学习情况对接下来的内容做出适当的调整补充。这样才能让学生充分理解理,并能够融会贯通, 演练提高就是在经过上述三个环节之后,学生对相关知识点已经有了不同程度的掌握,对于纯理论的内容可以进行阶段性的测验,对于需要实物验证的内容则应该安排实践操作。在阶段性的内容结束的时候,学生要对自己的学习情况进行自我评价,同时还要评价其他学生的学习情况,评价教学方式,评价教学效果,最后由教师根据学生的意见及建议做出小结以及改进措施。 (二)教学方法 在教学活动中,教师的教学方法在一定程度上将决定着教学的成败,因为这会直接影响到学生的学习效率。所以,在课堂教学之前,教师首先要制定一套严谨的教学计划。然后再根据教学计划规划好完整的教学方案。只有这样才能有条不紊地有针对性地把课程教学实施下去。为了让学生能够学到更多有用的知识,在授课的过程中要针对某个教学环境和学生能够消化的范围内而做出相应的调整。这样才能使教学的整体效果得到更好的体现。在《铁路信号设计与施工》这门课程中,根据“学导式”教学模式,将之分为激发学生学习动机、让学生自主学习、指导学生完成作业及实践操作这几个方面。 学习动机是学生能够自主学习的基础,激发学生的学习动机可以在很大程度上提高他们的学习效率。所以在教学时教师不仅要传授知识、答疑解惑,还要能够激发学生的学习兴趣。这门课程专业知识多,学习起来十分枯燥,教师应该建立良好的教学情境、活跃的互动环境,尽量将枯燥的课程变得生动起来。 “学导式”教学最重要的就是让学生能够自主学习,养成自觉学习、独立思考的习惯。运用于教学的目的就是将电路原理,专业理论知识和实践操作能力转化为学生的真知灼见,让学生能够把所学到的知识变化为自身的能力。所以,在教学活动中,教师要提供足够的机会让学生实践,从而提高他们对知识的吸收、消化以及运用的能力。这样才能保证学生能够尽快地适应今后的工作岗位。 六、结语 “学导式”教学模式应用于《铁路信号设计与施工》课程的整个教学活动过程中,学生的自主学习能力、实践能力和学习成绩将会得到很大的提高。这种主动自学的意识还会被运用到其他课程的学习当中,对今后的学习、工作和生活产生深远的影响,可以充分激发他们的探索能力和创造能力。 铁路信号论文:铁路信号车站防雷施工探讨 摘 要: 冶金企业铁路运输事业随着生产规模的不断扩大在近些年得到了非常快的发展,工厂站、炼铁站、成品站等车站担负着原燃料进场、铁水中转运输、成品外发等重点运输任务,是铁路运输生产的神经中枢,是企业生产经营的大动脉。做好车站铁路信号施工至关重要,其中需要面临的一个问题就是雷击问题。雷击会严重损害电子设备的安全,进而影响信号系统的运行,为此,应当加强做好信号车站防雷保护,保证信号系统的正常运行。 关键词:铁路;信号车站;防雷 1 铁路信号车站防雷设施的应用 在铁路运输中,所有的车辆信息都要经过汇总由铁路车站集中进行管理。现如今铁路信号车站推广应用微机联锁设备取代了原来的6502电气集中,列车监控中需要大量的电子设备共同完成。信号车站对于铁路车辆能否有序、安全地运行发挥着至关重要的作用。 铁路信号车站的防雷保护可以采取多种措施,实施全方位的保护方式。建筑物防雷网是铁路信号车站信号中心最为常用的一种防雷措施,能够有效地保护楼梯内的电路,保证电力系统得以正常运行,避免雷击造成瘫痪。建筑物雷电引导线安装与铁路信号车站的信号中心也能够起到很好的防雷作用,可以采取接地处理的方式进行引导线的布置。为了避免铁路信号车站受到外部电子信号的干扰,还好在信号车站中采取屏蔽处理措施,避免外界电子信号干扰到运行设备运行,避免扰乱干线列车的运营。 2 铁路信号车站防雷施工方法 2.1 综合地网安装工程 在信号楼四周距离信号楼墙体1 m以外,建设一个由水平接地体和垂直接地体组成的环形接地网,受条件限制时可设成U字形,有条件的必须建成环形地网。 避雷带引下线处设垂直接地体(角钢),垂直接地体与水平接地体可靠焊接。室内接地汇集线引出线与环形地网连接处,设置金属石墨接地体作为垂直接地体,与引出线先栓接后焊接,焊点用沥青防腐处理。在石墨接地体上方埋设地线标桩。综合接地网应距无线天线避雷针的接地装置15 m以上,特殊情况下应不小于5 m,确因条件限制距离达不到要求时,其接地引接线应与环形接地装置连接,至少铁塔的2个对角处应引出2根线与环形地网连接。在环形接地装置上,连接点的间距应不小于5 m。 特别注意:引下线与室内接地汇集线引出线不得靠在一起,在外墙的间距必须大于5 m,并且在环形地网上的连接点间距也必须大于5 m。在受条件限制达不到要求时,单独做1根垂直接地体,其距离环形地网必须大于5 m,再用40 mm×4 mm热镀锌扁钢与环形接地体连接。 2.2 铁路信号车站楼体设备电力线路连接方法 铁路信号车站的通信指挥系统由电源屏、微机联锁系统组合柜柜、防雷信号线分离盘、信号中心机房共同组成。这些设备之间通过大量电力线缆进行连接,为了保证设备运行良好,需要对电源的接入口设置接地线。车站楼体中的信号设备的接地线使用 35 mm ×5 mm 的紫铜插排,为了将电流引入地下,在安装时不能形成封闭的回路。 3 铁路信号车站防雷施工需注意的事项 3.1 施工设计方案以实际考察为准 施工设计人员首先要针对信号车站的特点进行考察和计算,以大量的测量数据作为实际设计的基础。在设计铁路信号车站防雷中首先要确定好车站建筑的电路图,对车站实际情况进行详细了解。其次应当对车站电力系统电流、电压以及防雷保o设备的尺寸等进行确定。再次,还要加强车站检查,确定雷电对信号车站的影响程度。 3.2 严格把控施工流程 质量是信号车站防雷施工中的重点,一旦防雷工作不到位,造成雷击问题出现会导致整个信号系统瘫痪,整个铁路系统将面临巨大风险。在施工前,应当对施工团队加强思想教育培训,牢固质量安全意识,加强施工技术培训,保证施工的质量。同时要有严格的标准和规章制度,规范化管理信号车站防雷施工。 3.3 预先做好后续工作的准备 在竣工阶段同样要提高对施工质量的重视,应当检查防雷施工的效果,对每个施工项目进行检查验收。在竣工阶段的验收控制能够有效地将交接问题减少。根据相关规范,应当装订整理信号车站防雷施工验收材料,做好备份,有铁路信号管理部门、防雷设施管理部门、防雷施工单位各自掌管一份资料,避免资料的丢失。 还可以采用分区分片的管理方式,明确划分管理区域和项目负责人,加强监督管理各个项目的施工,同时由各分区管理人员负责该区域的售后服务。为了避免无人问责的情况出现,应当做好责任的分配,同时加强维护工作的管理,定期检查和保养防雷设备,保证防雷设备的正常运行。 4 结束语 雷击事故时造成铁路信号车站安全运行的一大隐患,一旦发生雷击将造成难以预估的后果,为此应当加强对车站防雷施工的控制。本文就信号车站防雷施工方法和应当注意的一些问题进行了分析,希望本文的提出能够为相关工作者提供一定的参考价值。 铁路信号论文:浅谈铁路信号工程技术施工管理 摘 要:近年来冶金运输企业铁路运输行业发展迅速,铁路工程状况也影响着企业的安全生产效益,因此加强铁路工程技术的改进和发展具有非常重要的意义。铁路信号工程的发展也受到铁路工程管理水平的直接影响,本文从铁路信号工程的核心技术特点出发,深入研究现阶段冶金运输铁路信号工程中所存在的问题,通过实践得出切实有效的科学理论,对相关从业人员更好的开展工作给予有效的帮助。 关键词:铁路信号;工程施工;管理 1 前言 我国的铁路信号主要包括:声音信号、色灯信号和手势信号。在所有铁路信号中,色灯信号是其中最为常见的。铁路信号按照功能也可以分为以下几类:车站信号、区间信号、行车指挥信号和列车运行自动化信号。铁路信号还可以按照表现方式分为三类:标志、信号机、表示设备。 2 铁路信号工程技术施工管理措施 2.1 制定完善的施工方案和周密的施工计划 一套科学合理的施工方案对铁路信号工程起到至关重要的作用,因此在铁路信号工程的施工管理中,施工方案与施工计划的制定占据工程的核心地位,这就要求相关技术人员在开展铁路信号工程技术施工之前,能对铁路工程有一个整体性的认识,通过深入研究,掌握其特点,从而更加有针对性的开展铁路信号工程的施工工作。因此作为施工组织管理部门要在严格把握工程建设进度、质量、安全管理基础上,施工前制定切实可行的施工方案,做好与车务段、机务段等相关部门的沟通,充分考虑到施工作业安全,更要保证在线生产的连续性和安全性。 2.2 加强铁路信号工程施工材料管理 铁路信号工程施工材料是影响铁路工程质量的关键因素,因此,对铁路信号工程施工材料的管理将直接影响到铁路工程的施工质量,加强铁路信号工程施工材料的管理就成为工程管理中首要任务。 2.3 对于施工准备阶段的过程控制管理 工程施工前的准备阶段,是铁路信号工程施工管理的重要环节,合理的计划与精密的图纸对整个工程起到指导作用,施工前应组织相关技术人员观看图纸,并开展图纸会审工作,及时找出图纸在设计上的错误和不合理之处,交由设计人员进行优化和完善。 2.4 加强铁路信号工程施工人员的管理 施工人员是铁路信号工程的主体,因此加强人员的管理是整个工程管理的重中之重。由于铁路信号工程的特殊性,大部分工作都依靠人工操作完成,施工人员的一个很小的疏忽就可能给铁路信号工程带来极大的安全隐患。我国铁路信号工程长期存在相关工作人员综合素质不高的情况,针对这一情况,管理部门应通过开展专业技能培训,从根本上提高工作人员的综合素质,以应对日益复杂化的铁路信号工程。 2.5 对施工质量的控制管理 工程竣工之后,工程质量管理工作应及时跟进,这是关乎到铁路能否正常运行的大事。冶金铁路运输是确保冶金企业正常安全生产的重要生产环节,具有全局性f调沟通的性质,是必不可少的重要组成部分,在列车的行驶过程中,信号设备能否正常使用直接影响了列车的行驶安全。 3 铁路信号工程技术的应用 3.1 铁路信号工程中的技术方式 铁路信号施工一般包含信号光缆及电缆线路铺设、轨道电路、设备转辙、铁路信号调试等环节,施工单位需通过对以下方面进行施工管理,以保证铁路信号工程的施工质量。 3.1.1 电缆施工技术 先要通过提前勘察和预案确定电缆沟和过道挖掘的位置和具体挖掘方案。还要在施工前由专业机构勘测施工路段的深度,如有掩埋垃圾或杂物应及时清理,以确保电缆敷设工程顺利进行。正式施工前还应该对电缆的长度进行实测,确认实测数据后将电缆预配到施工段,再进行下一步的作业。 3.1.2 室内布线工作 施工技术人员在铺设信号机械室的线路时必须使用阻燃线缆。把分散的线缆按照类型和用途制作为护套线缆是当前较为常用的铺设方式,利用这种方式施工,不仅能使线路美观,也便于维修人员进行检查与维修。 3.1.3 室内电气设备的安装技术 首先,电气设备的安装应严格按照图纸设计的指定位置进行安装设备的走线槽之间必须做绝缘隔离处理,若设备以双排形式安装,后排设备各柜之间的通信电缆应铺设于前部,以便后排设备与前排设备相连接。 3.2 铁路信号工程调试 在完成设备安装与线路敷设之后,相关技术人员还需对信号系统和信号设备进行调试。确保工程按照国家现行规范和施工图纸完成,在相关部门验收通过后才能将铁路信号系统投入运行当中。技术人员在进行系统调试过程中,应先进行局部调试,再进行整体调试,特别是要认真细致按照联锁表试验联锁关系,针对站间联系电路更要重点测试并做好记录;对于双机热备系统要两套机器均试验到位,避免备用系统的试验不完整出现其它不可预知的错误。 4 结语 铁路信号工程的质量决定了铁路运输安全,因此,铁路信号工程施工技术的施工管理就显得尤为重要,铁路施工部门应该充分认识到铁路信号工程的重要性,制定严谨的施工方案和科学是施工管理措施,在工程施工过程中加强工程质量监管,不断提高施工人员的综合素质,各部门积极沟通配合,为我国冶金铁路事业发展奠定坚实基础。 铁路信号论文:浅析铁路信号集中监测系统之大数据运用 摘 要:铁路信号集中监测系统(Centralized Signaling Monitoring system,简称CSM)在当前铁路电务设备维修管理中的应用最为广泛。CSM系统发展至今,已实现了数据的实时采集及记录、分析,数据量已经非常可观,但随之而来的数据运用、处理成为一项重要挑战。如何更合理、更科学地分析采集而来的数据,为设备维修管理提供更加直观、便捷、更有参考意义的数据,使信号集中监测更加智能化,是CSM系统发展的主要方向。文章通过对各大主流CSM及软件相关功能的对比分析,探讨在实际设备维修及故障查找运用过程中更优质的数据分析方案,并对系统相关功能提出改进建议。 关键词:信号;监测;大数据;运用 1 CSM系统主要功能概述 CSM系统的数据采集、数据共享、数据安全各项功能均较为完善。集中监测采用独立的2M速率的数字通道,采用统一的底层通信平台,通过标准协议接口与CTC/TDCS、计算机联锁系统、ZPW-2000、智能电源屏、智能点灯单元、转辙机表示缺口、计轴等设备的数据互通;集中监测采用标准广域网通信协议,实现了“三级四层”的数据共享;CSM系统采用冗余、可靠性技术和网络安全技术,确保了系统与数据安全。 目前,大秦、大张、北同蒲线各站使用的集中监测使用交大、长龙、辉煌厂家的CSM系统。各大厂家提供的软硬件相关技术均较为成熟,可实现信号设备运用过程中的数据动态实时监测、数据记录、统计分析与监测报警。如:实现了转辙机、轨道电路、信号机、电缆绝缘、半自动闭塞、站(场)联电压、电源等模拟量测试与分析。实现了按钮、控制台表示状态、关键继电器状态、区间轨道及信号机运用状态等开关量变化的实时监测。 2 主流CSM系统大数据运用及分析 2.1 数据报表运用 2.1.1 实时值报表 随着铁路信号控制系统的发展、各项新技术的引入,CSM系统的采集点也随之增多。由于数据的生成量不断增加,实时处理能力是CSM系统功能是否强大的重要指标。目前集中监测实时值报表可显示各设备电压、电流等即时数据。现场运用作为广泛的是在查找一些已经自行恢复的故障、以及处理设备电压波动等隐性故障的过程中,使用实时值报表,可以轻松掌握一些瞬时的、轻微的数据变化,更为准确地确定故障位置。 2.1.2 月报表 CSM系统月报表统计每月各设备开关量的变化次数,如:道岔动作次数、信号机开放次数时间等。通过查看此报表,可以对某段时间内某些的设备使用情况一目了然,针对性地加强日常设备巡视及维修。 CSM-JD2006版集中监测系统可以对某月的数据进行排序,经过对2017年1月份某站道岔动作次数从高到低进行排序可以发现:该站38/42号道岔1月份动作次数为1418次,使用最为频繁,电务工区应加强日常设备的巡视检查、涂油润滑、天窗检修等工作,从而提高38/42号道岔设备质量,降低对行车的影响。同理,对信号机开放次数也可以进行查看,结合灯泡使用寿命,m当地对使用频繁的信号机灯泡进行更换。 CSM-CL2010版CSM系统也可以实现排序功能。其它各版本的CSM系统虽然可以生成此种形式的月报表,但是均无排序功能,报表的实用性不足,不便于电务段的设备使用分析。 2.2 数据图形运用 数据的折线图形式的图形分析,是信号CSM系统最经典、最主流分析方法。按横坐标分为:实时曲线、日曲线、月曲线、年曲线。按照纵坐标分为:电压曲线、电流曲线、时间曲线。本文选取日曲线、月曲线及时间曲线进行说明。 2.2.1 日曲线 CSM系统将实时采集的模拟量数据以折线图的形式绘制成为日曲线,形象地再现了设备状态及设备变化情况,在现场设备巡视及故障查找判断中的应用最为广泛。同时,对日曲线的放大分析、同屏对比分析功能的加入,更加方便了设备维修单位。 交大2006版微机监测曲线可以轻松实现横向、纵向的放大,有助于查看数据的短时间、瞬时的微量变化。但是不足之处在于无法实现同屏分析。 辉煌CSM系统的日曲线分析可以实现同屏对比分析,设备各相关曲线的同步变化情况一目了然,特别是针对采集数据较多的ZPW-2000A设备曲线,曲线同屏对比分析的优势较为明显。也可对曲线上任意时间点直接进行站场图的回放,为设备维修单位提供了极大的方便。但是辉煌微机监测的不足之处在于,为了实现各数据曲线的同屏对比,只能对曲线进行横向的放大,无法进行纵向放大,一些轻微的数据变化难以准确读取。 2.2.2 月曲线 相对实时报表、日曲线,CSM系统对每月的数据分析数据量较大,分析方法的难度相对叫较高。通过对交大2006版CSM系统轨道电压月曲线进行分析,软件并未将每日曲线进行机械地拼合,而是将每日轨道电路的“调整最大值”、“调整最小值”、“分路最大值”进行采样式的分析,绘制成为折线图类型的月曲线。由此图分析可以快速得出:某日轨道电路出现了较大的波动、某日出现过分路不良、某日因漏泄等因素而进行了轨道电压电平调整等信息。此种采样分析的曲线优点在于减少了数据分析量,软件更加轻便。其它版本的CSM系统均采用采样分析,并加入了调整电压平均值、分路电压平均值等信息。 2.2.3 时间曲线 辉煌软件将道岔每次的动作时间绘制成月曲线是一次创新,突破了以电压、电流等数据作为分析的常规思路。通过此曲线可以轻松查阅某日道岔动作时间较长而出现过道岔无表示故障,也可以观察某道岔动作时长变化,从而对道岔压力不足、道岔机械卡阻等安全隐患进行预判,及早采取措施。 3 CSM大数据运用优质方案 通过对主流的CSM系统的对比分析,综合其优缺点,总结出一套集中监测常用分析的最优方案,各设备厂家应以现场实际运用角度出发,取长补短,创新思路,开发更加完善的数据分析软件。 一是CSM系统的实时值报表要及时准确。二是月报表生成后需要加入排序、筛选等功能。三是曲线分析要实现同屏对比分析,并可以同步进行二维放大,精确显示需要的数据。四是月曲线采用最值数据智能采样分析的方法。五是曲线分析要实现与站场图回放、继电器开关量变化等信息的即时交互。六是创新运用时间曲线、距离曲线等形式的分析方法。 4 改进建议 (1)目前CSM系统普遍使用“折线图”类型的曲线进行数据分析,建议系统适当加入“饼状图”、“柱形图”、“雷达图”等图形分析,实现对大数据更直观、更形象的分析。(2)《维规》规定CSM系统的数据保存时间不少于30天,各主流监测软件数据保存虽已达到标准,但是电务段对典型事故、故障等重要相关数据、曲线需要长时间甚至永久保存。目前电务段仅限于截图记录,存在一定的局限性。建议CSM系统可以实现对个别时间段、个别设备的数据、曲线进行导出、导入功能,可实现对数据的跨站、跨系统的交互式分析、离线分析,使电务段的数据管理更高效、便捷。同时也为事故、故障的教训吸取、职工教育等工作提供便利。(3)目前大秦、北同蒲、大张线集中监测均采用2M速率的数字通道,随着CSM系统软件的升级以及采集点、采集数据的增加,日常使用过程中普遍存在卡顿、延时现象,严重影响了系统的用户体验。因此建议对系统软件进行升级的同时,对网络数据通道进行同步升级,必要时采用光纤通信。 铁路信号论文:提高铁路信号施工工艺确保铁路信号系统运行质量分析 [摘 要]铁路是国家重要的经济命脉,铁路的高速发展,促进了我国的经济发展,提高了综合国力,更为我们的生活带来了巨大的便利。提高铁路信号质量是确保铁路列车安全运行的关键,因此本文就提高铁路信号施工工艺确保铁路信号系统运行质量这一主题展开分析。 [关键词]铁路 信号施工 信号系统 运行质量 一、铁路信号施工中存在的问题 1.1 缺乏防雷接地设施。 糟糕的天气是阻碍交通安全出行的重要因素。雷雨天气,不仅会对铁路司机的视线造成干扰,还有一个严重的安全隐患就是雷电。2011年7月23日,北京南至福州D301次列车与杭州至福州南D3115次列车发生追尾事故,造成11人死亡,89人受到不同程度的身体伤害。事后铁道部就这一事故进行道歉,称是因为雷击致设备故障才导致这一事故的发生。从7.23事件中我们可以得知,由于铁路信号系统缺乏一个良好的防雷接地设施,导致铁路信号系统在遇到雷雨天气时往往不能很好的发挥作用,信号设备容易发生故障,增大了铁路列车出行的危险性。 1.2 电磁兼容不足 目前,微电子产品在我国的铁路信号系统中应用最广。不同于传统的信号设备,微电子产品要求的信息技术水平更高,产生的电磁环境也更加复杂。而电子a品要想正常的发挥作用,传输信号,就得处于一个平稳的电磁兼容的环境中不受干扰。因此,想要微电子产品在铁路信号系统中能够更好的运行,确保信号系统的运行质量,就得考虑电磁兼容不足这个问题,研发新技术,提高技术水平,减少各电子产品之间的相互干扰。 1.3 电缆成端存在问题 科技水平的不断提高带动了数字电缆的快速发展。为了提高铁路信号系统运行质量,我国铁路信号施工更青睐于这一电缆的应用。但是,有时在铁路施工建设中,由于工作人员不仔细不认真或种种细节问题,导致在铺设电缆时电缆成端就出现了问题。而电缆成端存在问题,对于铁路信号在铁路列车运行过程中的安全有效快速传输有严重影响。 1.4 电缆接续存在问题 我国经济、技术水平在不断提高。但是在铁路信号系统电缆接续这一方面还没研究出适合的接续方式。传统的电缆接续方式已不适应现在的铁路信号系统,一定程度上影响了铁路信号的及时传输,降低了铁路信号的传输质量,使铁路列车在运行时不能及时有效的接收到铁路信号,给安全出行造成了麻烦。 1.5 其他方面存在的问题 在铁路信号施工过程中,还存在着其他许多问题导致施工工艺水平较低,影响信号系统的运行质量。例如,信号设备陈旧简陋,没有及时更新。经济水平,科技水平的提高带动着我国的铁路的高速发展,历史遗留下来的一些信号设备过于落后,并不适应当今铁路信号的发展,而且设备用的时间较长,过于陈旧,由于没有得到及时更新,都严重影响铁路信号系统的运行质量。 二、确保铁路信号系统运行质量的措施 针对铁路信号系统中存在的种种问题,我们要对症下药,有效解决。采取有效的措施提高铁路信号施工工艺水平,进而提高铁路信号系统运行质量。 2.1 做好前期施工准备工作 2.1.1实地考察施工地点 要想保证施工建设的安全稳定进行,首先要对施工地点进行实地考察然后对其有全面系统的了解。因为在实地施工建设中经常会出现很多突发的状况,例如塌方,泥石流等地质灾害,暴雨,台风等气象灾害,与当地部门,人民的沟通障碍等等。如果在准备施工前,没有对施工地点的地势,地质,气候,江流分布情况,人文等方面情况进行考察,那么对实际施工建设会增加很多困难。2006年7月1日,青藏铁路实现全线通车试运营,青藏铁路的建成是我国铁路建设的重要里程碑,这条被国人誉为“天路”的铁路,建成之路异常艰辛。高原海拔高,冻土距离长,地势复杂多样,施工人员还面临着严重着的高原反应。但是,正是因为施工队对施工地点进行了实地考察,对施工地点有一个全面的了解,制定了科学合理的施工方案,才促进了青藏铁路的成功建成和通车。因此,要想提高铁路信号施工水平,首先要实地考察施工地点。 2.1.2打造专业施工队伍 在进行铁路信号施工建设时,要严格考核施工队伍人员的身体素质,思想素质,工作能力,知识技术水平,工作经验等方面的情况,选拔优秀的人才,打造专业的施工队伍。一支专业的施工队伍是施工建设的灵魂。首先铁路信号施工建设涉及很多物理,化学,计算机通信等专业性的技术难题,专业的施工队伍在遇到这些难题时能够做到有效应对。其次如果施工队伍人员的身体素质强,那么在遇到气候不好的施工地方时可以帮助他们应对种种困难,保重身体健康。 2.1.3审核图纸、制定计划 在进行施工前,负责人与专业人员要对施工设计图纸进行严格审核,包括它的设计理念,设计方法,设计原则,设计规划等等,要充分保证其是科学合理的,适合当地的人文地理情况。其次,要根据信号施工工程的要求,制定详细的施工计划,从采购材料到进行施工到完成信号系统建设都要一一进行仔细的安排,制定合理的采购计划、施工进度和时间安排,对所耗费的人力、物力、财力进行成本控制,争取以最低的成本实现最高的效益,提高铁路信号系统质量。 2.2 控制施工后期的质量 2.2.1竣工验收的质量监督 在施工队完成铁路信号施工建设时,相关监督部门一定要秉着“公正公开”的原则以及“为人民服务”的宗旨对竣工验收的质量进行监督。加大监督力度,依法办事,对一切贿赂行为说不,严格验收竣工质量,打击一切豆腐渣工程。这样有利于确保铁路信号系统的质量,提高铁路运行的安全水平,保护人民的人身和财产安全。 2.2.2做好养护管理工作 在铁路信号系统施工完成并投入使用后,国家还要重视对其的后期养护管理工作。定期安排专业人员对其进行检查,及时发现其存在的问题和安全隐患,对一些坏的,老化的零件进行更换,做好维修工作,提高安全性能。同时要按照科学规范的方法对其进行养护,确保运行质量,最大限度的延长铁路信号系统的使用寿命。 2.3 制定发展计划 要想最大程度的确保铁路信号系统运行质量,就要以发展的眼光看世界,制定有效的发展计划。 2.3.1实现铁路信号系统网络化。 如今计算机网络发展较快,在铁路信号施工这一方面,我们可以运用计算机网络技术水平,实现铁路信号系统网络化。这样,工作人员之间可以快速联系,也能通过铁路信号系统在短时间内准确的获取各条铁路的信号情况,实现资源共享,综合管理,在遇到紧急情况时也能及时得知做出有效应对,这对于确保铁路信号系统运行质量有着重要意义。 2.3.2应用无线数字通信技术 相比于传统的有线通信技术,无线数字通信技术有着相当大的优点。它的数据处理速度更快,数据处理规模更大,数据处理准确度更高,最重要的一点是抗干扰性能好,能有效解决电磁兼容不足的问题。在铁路信号系统中应用无线数字通信技术,快速准确的进行信号数据处理,有利于提高铁路信号系统的运行速度,确保运行质量。 三、结语 铁路安全问题是国家不可忽视的一个重大安全问题,它关乎着人民的人身安全和财产安全。确保铁路出行安全,关键是要确保铁路信号系统运行质量。如今,社会经济水平,科技水平还有人民的知识水平都在不断提高,铁路安全部门要利用有效的资源,针对铁路信号施工中存在的问题做出有效应对,提高施工工艺水平,确保运行质量,制定发展计划,最终提高铁路运行的安全水平。 铁路信号论文:铁路信号计算机联锁过渡施工的工艺方法 [摘 要]近年来,国内轨道交通事业迅猛发展,以铁路为主的出行、运输交通轨道已成主流。计算机联锁技术的安全性、可靠性和经济性在现代化铁路管理中是继电集中技术无法比拟的,车站联锁设备管理顺应高速铁路发展的方向,先进的计算机联锁应用在铁路建设方面有着广阔的发展前景。铁路新建和改建计算机联锁是车站联锁设备发展的重要环节,改建过程中能否顺利实施铁路信号计算机联锁的施工过渡决定铁路车站管理技术与铁路建设发展速度的衔接。 [关键词]铁路信号 计算机联锁 过渡 方法 引言 随着通信技术、嵌入式技术、计算机电子技术等的发展,为铁路信号提供了技术支持和安全保障,降低铁路行车故障、财产损失。由于铁路运输的特殊性,要求铁路交通信号必须全天候连续稳定保持正常运行,并能够保证信号安全可控制,基于计算机电子信息化的计算机联锁系统具有高可靠性、容错性、安全性等成为目前国内外应用于轨道交通信号控制技术的主要研究方向,是铁路信号最重要的新技术之一。计算机联锁技术的研究和推广加快了铁路信号的发展,促进铁路建设进入新阶段。 一、计算机联锁简析 1.1 计算机联锁工作原理 计算机联锁控制系统具有多层结构,各结构通过标准接口通讯,以联锁计算单元为核心,通过连结下层网络接口与控制模版进行数据交互实现对铁路下层各安全设备的控制,管理员通过上层网络端口经网关实现对控制模版的监测和调度。 1.2 计算机联锁系统功能简述 (1)联锁逻辑运算。管理员实施车站管理调度,设计进路命令,系统完成联锁逻辑运算后指令发送下层控制接口,与值班员或下层管理员对接完成信号机控制。(2)铁路电路信息处理,监测列车检测功能输出信息的完整性。(3)设定、解锁或关闭进路。(4)解锁、转换、封闭路岔。(5)控制铁路信号机,确保铁路信号的安全可靠性。 1.3 计算机联锁通信机制与可靠性技术 (1)通信机制。铁路信号要求计算机联锁不仅要具备较高的可靠性、安全性同时还需要强大且快速的数据处理能力,计算机联锁系统内部各模块和其他系统分工协同工作,完成大量数据交互。以太网通信、串口通信、总线通信等通信方式在计算机联锁系统和其他相关系统中得到了大量运用。 (2)可靠性技术。计算机联锁之所以能取代继电集中技术其优势之一是计算机联锁的容错性和可靠性。为提高铁路信号的可靠性指标,在计算机联锁的研究中发展了两种可靠性技术。一种是容错技术,即系统某工作模块故障仍能保证整个系统正常运行,通过系统级保障技术、设备级保障技术和通信保障技术三个层次来实现。另一种尽可能防范系统故障和减少故障产生叫做避错技术。避错技术又分为两个模块,分别是软件避错和硬件避错。 二、铁路信号计算机联锁控制系统发展概况 计算机电子技术的发展和现代控制理论的完善,特别是可靠性和容错性技术的提高,铁路信号联锁控制系统历经机械、机电、继电等传统控制技术的变革正式迎来了以微电子、计算机和现代控制技术为基础组成的计算机联锁控制系统。国内铁路最早引用计算机联锁控制技术在1991年V深线红海站,自此铁路信号开始新建、改建计算机联锁。 2.1 计算机联锁控制应用于铁路信号的优点 (1)计算机联锁体积小,安装、运输、维护费用降低,和继电相比,系统升级改造时施工作业量大大减少。(2)计算机联锁采用分布式系统结构可以省去冗余干线电缆,工程造价更低,性价比更高。(3)系统维修及日常维护作业量小,具有自行诊断及故障定位功能,方便管理人员在总控制机房进行远程维修,降低维修难度。 2.2 计算机联锁控制应用于铁路信号的不足 (1)计算机联锁控制系统对自身的安全性要求较高,由于系统本身工作需要应用大量的电子原件,抗电磁干扰及雷电防护就成为了必不可少的重要措施。另外,计算机联锁对工作环境的要求比继电器系统高。 (2)实现联锁逻辑运算部分的联锁计算机一旦出现硬件故障,对整个系统影响较大,严重时甚至导致系统无法工作。 三、计算机联锁过渡施工的工艺方法 铁路干线通常全天候运行,需要进行提速改造等铁路站场大规模改造时,为了确保行车安全,尽可能减少对交通运输的干扰,站场改造通常选用分期分批次逐步拆铺,需要对临时路岔过渡纳入联锁。如何新建、改建计算机联锁配合铁路改造过渡,在确保施工质量的前提下,研究计算机联锁过渡施工的工艺和方法具有重要意义,以下根据新建计算机联锁的主要工序步骤就计算机联锁过渡施工的工艺方法做简单叙述。 3.1 电缆工程施工 工程施工前的各技术参数测量应严格按照相关专业要求,重点关注施工图电缆路径应满足现场施工要求。施工作业时,线缆及材料的型号、规格、信号电缆铺设符合设计要求。信号工程质量控制的关键是电缆隐蔽工程,每道工序完成后应由质检员按照相关要求仔细检测,接续人员应考试合格后持证上岗。 3.2 信号设备安装 信号机基础、箱盒基础、变压器、轨道滑动变阻器、连接线、钢轨绝缘、灯转继电器等材料准备按照相关指定要求,预先铺设过渡电缆并预计准确移动设备的坐标位置设计图纸。配置好信号机、轨道线箱必须先进行导通试验,对过渡既有电缆芯线编号并设计好过渡配线图,过渡新铺设电缆应该进行导通编号,确保设备顺利工作。 3.3 计算机联锁试验 新建计算机联锁作用于过渡施工中对路岔、轨道、信号机等的检查和控制操作,保证过渡过程的正确作业。计算机联锁试验的步骤为:室内设备单独试验、室内执行部分单独试验、微机部分单独试验、全部室内外联调试验。其中所包含的工序有:(1)UPS试验,外观检查接地保护,全部开关断开检查无误后接入AC220V电源,打开电源开关并逐一部分用万用表测试输出电源是否符合设备要求。(2)接口柜试验,室外设备试验完毕,室内各电源连接接口柜,在接口柜侧面输出以直流24V电源模拟的计算机信息。(3)微机柜试验,先测试供给电源的正确性,打开微机电源开关,检查联锁机是否运行正常,并用万用表在接口柜插头上测量联锁机输入信息,记录核查正确性。 3.4 信号设备试验 铁路信号工程开通运行前,必须经过调试试验,信号设备调试关系到铁路改造能否顺利开通,调试质量对日后铁路的行车安全存在潜在威胁。信号设备试验主要包括室内调试、室外调试和联通调试三个方面。室内调试需要制定联锁试验表格,制作模拟试验盘,从控制台操作,严格按照试验项目做好记录。室外调试分别对信号机、路岔电机,按站场控制图对每个轨道区段进行单独送电试验。全站联通调试拆除模拟试验,恢复铁路各轨道区段信号设备,将接口柜零层插头插上,按联锁表要求对试验项目进行联合调试,所有工序验收合格方可进行过渡施工试验使用。 四、结语 铁路信号计算机联锁的发展加快以新型计算机联锁系统代替原有继电集中系统的发展趋势。对安全计算机电子技术的进一步研究,逐渐提高计算机联锁的兼容安全性,对恶劣工作环境的适应性,使其在铁路建设事业中发挥重要作用。计算机技术的通用化不仅可应用于铁路信号联锁控制,在其他领域的控制系统也有作为。改进和完善电子化计算机联锁系统,推广铁路信号计算机联锁,为轨道交通信号联锁控制技术实现跨越式的发展。 铁路信号论文:牵引供电系统对铁路信号系统的电磁干扰分析 摘 要:随着科学技术的全面发展,牵引供电系统对铁路信号系统的干扰也越来越严重。其常常让铁路电磁信号的发射出现错误,从而影响电磁系统的整体运行。为了能够让牵引供电系统对铁路信号系统的电磁干扰得到降低,需要采用多种方式对其电磁信号体系进行优化。本文主要针对牵引供电系统对铁路信号系统的电磁干扰进行分析,并提出了相应的优化措施。 关键词:牵引供电系统;铁路信号;电磁干扰;分析 引言 铁路信号系统对于铁路的通信十分关键,其不仅能够让整体的通信效率得到提升,还能让列车的运行更为安全。铁路牵引供电是一种较好地供电方式,其供电系统具有供电速率快,供电效率高等特点,但时常也受到电磁信号的严重干扰。从而让信号的传递出现错误。所以,为了能够有效地提升牵引供电的效率,需要对其电磁供电体系进行相应的优化,让牵引供电系统抗电磁干扰能力持续增强。 1 牵引供电系统电磁干扰进入铁路信号系统的途径 从理论上来说,电磁干扰是指一种能够在一定程度上导致设备、系统性能降低的一种电磁现象。从专业的层面来看,电磁干扰主要分为辐射干扰和传导干扰这两种形式,接下来我们就来对其进行分析: 1.1 辐射干扰 从理论性的角度进行分析,辐射干扰对网络干扰的原理是将干扰源通过空间来进行信号的传输,在传输的过程中需要通过辐射介质,并以电磁波的形式,来进行传播,在此过程中,会对一些电子设备造成一定的干扰,例如,在学生进行考试的时候,会用到的屏蔽仪,这就是以辐射干扰作为基本原理而制造的一种信号干扰的工具。辐射干扰所产生干扰磁场,除了会对信号造成干扰,还会在一些机电类的设备内部产生一定的感应电流,这些电流都会对设备的运作造成一定的影响。 1.2 传导干扰 与辐射干扰有所不同的是,传导干扰主要是以导电介质作为传导的基础,来进行网络的干扰,而进行传播的途径也非常有限,其传输的主要途径是在干扰源、敏感器间的电路中来进行传递,必须通过电路才能够进行传输。这种干扰方式在牵引供电体系中十分常见,而且还很难避免。其只能采取电磁补偿的方式,让电信号处于一种平衡的状态。但想要完全消除传导干扰难度较大。[1] 2 牵引供电系统对铁路信号系统的电磁干扰方式 2.1 电流回流时产生的传导性干扰 一般来说,铁路信号系统的信号主要就是通过电磁干扰的方式来进行信号的传输。为了能够更加方便地进行数据的传输,相关的设备通常都安装在钢轨与双轨道条电路的扼流变压器之间,从理论上来看,牵引电流在变压器中,所产生的通磁量为零,在这种状态下,所产生的牵引力电流不会对相关的信号设备造成一定的影响。而在实际工作的过程中,就会遇到一些问题,这些问题都会在一定程度上影响设备的正常运作,例如,在进行实际运作的过程中,两轨的牵引电流就会各不相同,这个时候,所产生的通磁量不为零,产生的干扰电压就会对轨道中的一些元件造成一定的影响,最终影响设备的正常运作。除此之外,在进行工程设计的时候,一定要对其中的变压器的电容量进行充分地考虑,避免发生电路烧毁等方面的问题。 2.2 运行中的感应干扰 在机车进行运作的过程中,电力系统就会对轨道造成一定的干扰,这种干扰就称之为感应干扰。当电网中发生电流的波动时,就会对其中的控制信号造成一定的影响,从而导致信号继电器发生错误,从原则性的调度来看,这种信号是一种极其危险的信号,不仅仅会使信号继电器处于一个非常危险的状态,还会对轨道电路造成一定的影响。可以说,这种感应电流对铁路的安全造成了很大的影响。 2.3 辐射、电磁感应干扰 关于铁路信号系统中辐射、电测感应的干扰,主要包括对信息传输通道联锁计算机、闭塞电子设备这两个方面的干扰。而在接触网中所产生的电磁场,可以通过辐射的形式,在传输的通道上穿绳感应电动势,从而对传输的质量造成一定程度的影响。除此之外,当牵引电流发生非常急剧的变化时,就会对信号的传输造成一定的影响,从而造成信息输出的错误。电磁感应干扰主要与电流的磁效应具有很大的联系,其电力磁场会对信号的频率作出相应的改变,从而让铁路信号的频率对接造成一定的影响。 2.4 电火花脉冲与谐波干扰 一般情况下,谐波干扰主要分为两种情况:电力系统本身产生与机车斩波分断电流。一般来说,大功率电子开关在进行应用的过程中,都会采用一定的控制系统。而通常情况下,铁路机车通常都是采用斩波器来进行相关的控制,因此,在进行实际工作的过程中,工作的效率非常高。但是在电流非常大的情况下,就会依靠斩波器来进行相关的控制,并进行分割,而在这个过程中,会产生大量的谐波由此可见,电火花与谐波干扰就是指大电流电路电源被切断或者是电流突然发生很大的比那护士,所产生的电火花,而在这个过程中,所产生的瞬时电流就会发生很大的比变化,并形成强大的电磁干扰。[2]而通常这种类型的电磁干扰,会造成信号异常、轨道信号输送错误等问题。 3 牵引供电系统对铁路信号系统的抗干扰应对策略 3.1 选择适合的设备 为了能够达到减少牵引力供电系统对信号系统的电磁干扰的目的,我们需要根据实际问题,来进行仔细分析,并制定出相应的应对措施。首先我们可以通过设备的选择,来做好相应的基础工作。选择一个适合的设备,是整个系统运行的基础,因此在进行设备选择的过程中,尽量考虑到供电系统的供电方式,以提高供电回路的对称性;与此同时,还需要采用适合的机车类型,在继承上进行适合的安装。 3.2 电磁信号的体系平衡 选择一个适合的设备非常重要,同样在进行实际工作的过程中,还需要对相应的工程措施进行一个比较适合的选择。在采用直供的方式进行供电的时候,需要对回流线进行一定的处理,例如,为了能够提高供电回路的对称性,可以通过架设空间回流线的方式,来进行电流回流的工作。在进行牵引供电系统的整体设计过程中,需要对其电磁系统进行平衡设计。这样,其信号频率在进行对接的过程中就不会出现混乱。而且还要做好相应的电流补偿工作,让电磁干扰的影响逐步降低,让牵引供电系统的供电效率得到持续提升。 3.3 对牵引供电系统进行合理的设计 3.3.1 干扰信号的滤出设计 在进行供电系统的整体设计过程中,其必然会面临各种信号的干扰。因此,为了能够让电磁信号的输出效率得到提升,需要对干扰信号进行整体的滤出。其通常会使用无源并联滤波器,对每一种频率的谐波需要使用一组滤波器,通常需要使用多组滤波器用以滤除不同频率的电磁信号。多组滤波器的使用造成结构复杂,成本增高,并且由于通常的系统中含有无限多种频率的谐波成分,因此无法将电磁信号全部滤除。通常会使电磁源产生更大的谐波电流,谐振在不同频率的滤波器还会互相干扰。[3]所以,在进行电磁信号的体系设计的过程中,需要对谐波电流进行整体的滤出,让各种电磁信号之间能够形成体系平衡,最终实现铁路信号的准确输出。 3.3.2 电磁信号的补偿设计 为了能够让铁路信号的抗干扰能力得到加强,需要结合实际情况对其电磁信号进行无功补偿。这种装置是由3MvarFC和3M型号的SVG组成的电磁干扰综合治理与动态无功补偿装置,其能够将无源滤波和有源滤波结合在一起使用。其不仅能够有效地抑制外来电磁信号的干扰,而且还能对已经分散的铁路电磁信号进行聚集,从而让电信号的各种信息得到准确的传达,最终让牵引供电系统的功率因数得到相应的提升。当运行时的平均功率因数在0.95以上时,整个系统可以稳定运行,解决了因负荷而带来的电磁干扰问题。 4 结语 牵引供电系统对铁路信号系统的电磁干扰十分常见。在进行牵引供电的过程中,需要结合实际情况,对其电磁干扰的途径进行具体的分析,然后结合其电磁信号运转的方式。对其电磁干扰体系进行全面地探讨。最后还要制定出合适的抗干扰策略,对其电磁信号体系进行相应地平衡,并做好无功补偿以及干扰电磁的信号滤除工作。从而让牵引供电系统的供电效率得到提升。 铁路信号论文:铁路信号施工的重点工艺措施 摘 要:作为我国交通系统的重要组成部分,铁路的发展比较迅速,大大提升了交通运输业的发展,同时方便了人们的出行。铁路信号施工在铁路施工中占有非常重的比例,随着新技术的不断改革和创新,作为列车神经中枢的铁路信号系统,其信号的质量及安全性能受到人们的日渐关注。因此,需要信号系统的设计及操作人员对铁路信号的安全和稳定进行深入的研究和分析。文章重点论述了铁路信号施工的重点工艺,以期提升和保障铁路施工的整体安全。供相关从业人员借鉴学习。 关键词:铁路;信号;施工;工艺 1 概述 铁路的运输效率和安全受到铁路信号水平的制约,二十一世纪到来之后,经济不断提升,人们生活水平也在不断提升。其中人们的出行安全成为铁路工程重点关注的话题。铁路信号的准确性可以使铁路区间之间的通过能力得到很大的提升,大大的提升了铁路的经济效益,因此,文章通过论述铁路信号施工的重点工艺,重点分析现代化的信号施工工艺,希望给相关单位一定借鉴。 2 铁路信号工程概述 铁路信号的准确性对我国铁路工程的运行状况有着非常重要的影响。这也在很大程度上对铁路信号的工作人员提出了更高的要求。简单地说,铁路信号灯按照功能性划分主要有三种,第一种是带有颜色的色灯信号,第二种是带有声音信号的信号灯,第三种则是带有手势的动作信号灯。三种信号灯的交替使用极大地保证了铁路的顺利运行,也成为铁路工作的重要依据,进一步影响着我国的经济发展。当今社会在不断发展,科技也在不断进步,铁路信号灯的变化也是日新月异,互联网时代的到来,信号灯的发展也朝着智能化的方向发展,这极大地方便了铁路信号工程的可行性。这对铁路信号的操作人员也有了更为严格的要求,铁路的工作人员要适当地转变工作职能,完成铁路安全工作监测的同时,把握好各个环节的铁路信号的施工管理工作,一方面根据铁路的发展需要,适当调整信号工程的施工水平,以_到质量合格的施工水准,从而促进铁路事业的安全运行。 3 铁路信号施工中存在的主要问题 3.1 防雷接地的问题以及电磁兼容性问题 铁路在运行过程中,信号系统难免会出现一些问题,主要的原因在于信号灯之间没有良好的连接性,也没有相关的防雷接地设备支持,当遇到不良天气的情况,例如雨雪雷电等不良天气,再加上接地连续性的问题,最终导致故障的发生。还会使铁路信号内部背负更大的安全隐患。另外一个比较重要的问题就是电磁兼容性的问题,传统的室内信号系统由于技术有限,不用考虑电磁兼容性等问题,随着信息技术的发展和进步,现在很多的铁路信号系统都采用电子产品,设计不够完善,还存在很多漏洞,信号系统上的元件机器不能很好地兼容,以至于铁路运行的过程中出现电磁干扰等问题。 3.2 信号电缆施工中的问题 第一是电缆开端的施工,我国现在铁路信号大多采用数字化电缆设备,系统内部屏幕采用的也是数字化屏幕,数字化电缆作用也十分显著,能够提升电缆信号频率的传输质量,但是弊端也十分明显,电缆开端施工时质量不达标,因此在数据传输的过程中常常接触不良,出现各种错误,这不但影响了电缆信号的传输质量,更对电气指标产生了不良影响。第二个过程就是电缆的连接,传统的电缆连接都是将电缆与地面的电缆箱盒子相连接,再根据现实情况进行续接,但是随着科技的不断发展以及经济的不断进步,当时的连接方式已经和当前铁路运行发展不符,并且与当今铁路信号的传输和结构发展十分不符,严重阻碍了铁路信号系统的健康发展,也为电缆信号的传输带来了安全隐患。 4 铁路信号施工的重点工艺分析 4.1 铁路信号工程中的电缆施工技术 需要先由电缆径路与电务段双方商议后,来确定具体的电缆沟挖掘与过道开挖方案、位置。并且在施工前及时检查施工路段的深度,并清除掉区域内的杂物、废弃物,以维护整个电缆敷设作业的高效顺畅。正式敷设前还应对工程电缆的长度予以实地测量,将电缆搬运、预配至施工位置后,再进行电缆铺设作业。施工完成后应及时设置电缆埋设标志,并将电缆挖掘沟进行增补回填。施工单位应在电缆敷设作业前后对其绝缘性做测试工作,并及时填写铁路电缆隐蔽记录,在施工前后将其记录将有铁路信号工程监理单位与电务段管理部门做审核检查。 4.2 信号机施工工艺 高柱信号机的安装必须保证其建筑限界,并安排有足够的劳动力来进行信号机的安装施工,以保证信号机安装的施工安全。确定好开挖的位置,开挖一个直径500mm、深3000mm的圆坑,在挖坑的过程中,靠立机柱一侧开挖“引导槽”(便于开挖机柱坑和立机柱)。在运营线上装机柱的时候,要安排驻站联系的人员,施工现场的安全员及指挥员,每个员工之间都要有联系,保持畅通。安装梯子时,要系上保险带,先装最下部梯子抱箍,依次向上安装,然后安装梯子和支撑臂,调整好间距后,装上梯子基础,复测安装尺寸,无误后,紧固螺栓。安装人员系上保险带、检查梯子安装是否牢固,爬上机柱,量好安装尺寸,在机柱上画上记号,安装机构托架,复测安装尺寸,符合标准后,紧固螺栓。 4.3 室内布线 关于室内布线,首先应该注意的是电线材料的选择方面,所有的电线均应采用无卤低烟阻燃材料,这样在长期使用过程中才不会因为使用时间长久导致发热而引起电线烧毁,甚至损害整个系统。另外,电线应根据用途制定护套线,这种分类既美观又方便工作人员辨识,同时也有利于故障发生时有针对性的对问题进行处理,最大限度地减轻损害。有一点需要特别提示,发送与接收的线缆必须分开敷设,以免造成干扰,影响传输性能。 4.4 室外设备单独试验 室外单独试验包括信号机单独试验、电动转辙机单独试验和轨道电路单独试验。室外设备单独试验时,由室内分线盘对室外电缆送模拟电源,对室外设备进行操作,保证电缆配线的正确性。利旧设备则只在电缆终端进行测试,不能接入设备。 5 结束语 综上所述,铁路信号工程质量的好坏对于铁路运输的安全非常重要,因此,必须完善铁路信号工艺,本文对铁路信号系统施工过程中存在的主要问题,并对相关的施工技术进行重点分析和研究,希望通过本文的论述能够给铁路信号施工一定的建议和意见。
电气设计论文:住宅电气设计中的一些体会 摘要: 随着《住宅设计规范》的实施,和广大设计人员的不断努力,住宅供电系统日渐合理,供电容量充足,用电安全可靠。但每当一幢新楼交付使用,用户入住装修时,总能见到对原有电气设施改、拆,甚至干脆废弃不用,造成巨大的人力,财物浪费。 关键词: 住宅 电气设计 供电系统 随着《住宅设计规范》的实施,和广大设计人员的不断努力,住宅供电系统日渐合理,供电容量充足,用电安全可靠。但每当一幢新楼交付使用,用户入住装修时,总能见到对原有电气设施改、拆,甚至干脆废弃不用,造成巨大的人力,财物浪费。细加分析用户主要改变的是,供电末端设施的位置和数量,并非供电系统本身。 电气设施的布置要求,是由住宅的布局,现阶段室内布置的方式,以及拥有的家电数量决定的,当然也有地域、年龄、职业的差异。具体到室内某一部分是由其功能所决定的,下面就室内几大功能区常见布置,电气设施设计谈一些个人的体会: 一、卧室卧室是人休息的地方是室内最重要的场所。卧室的家具主要有:床、床头柜、衣柜等。电气设计包括:照明、电源插座和电话、电视插座,设计时应该注意的是:灯具应设在除去衣柜位置的中央,否则家具一就位灯位就显偏了;灯具宜采用组合式吸顶安装(由于室内净高一般在2.6以下)双联开关控制,供不同使用功能选用不同照度。 电源插座应避开衣柜和床头位置,在两则墙上安装,距地0.4米为宜。电话插座设于床与床头柜之间,电视插座设于相对的墙面上,与电源插座平行安装。卧室空间较小宜采用窗式空调,空调插座应设于避开衣柜一侧窗户旁墙面上高度宜为2米。 二、起居室起居室是家人聚集,招待客人的场所。主要家具包括:沙发,茶几,桌椅等。电气设计包括:照明,各种插座,室内配电箱等。 一般起居室两面为墙,一面为窗。电视一般布置在较短的一面墙中部,沙发依较长一面墙布置,电话机布置在沙发转角的小茶几上。这样电视插座就应设在较短一面墙中部,电话插座应在沙发转角茶几旁的墙上,电源插座也布置相应的位置即可,高度0.4米为宜。 起居室应采用组合式灯具,设计时应考虑采用多联开关,灯具宜设于沙发合围的中央上方。 起居室根据其面积大小可采用窗式或柜式空调,在外窗附近的某一墙面上设一组插座,底边距地2米,以便为窗式空调提供电源,并在此插座垂直下方距地0.4米处设一组插座,以备将来使用柜式空调。 户内配电箱可安装在入户门附近的墙上,此箱仅在检修或故障时使用,故可安装在较高位置,考虑到住宅层高级结构梁的影响,此箱底边距地2米暗装比较合适。 三、厨房厨房内的用电设备比较多有:微波炉,电饭煲,冰箱,抽油烟机等。因此在厨房内应布置足够多的电源插座。 新装修的厨房一般做一排厨柜和吊柜,厨柜高度约为0.7米,厚0.5米,吊柜在其上方底边距地为1.6米,厚度为0.3~0.4米。电源插座宜设在厨柜与吊柜之间的墙面上,距地高度宜为1.5米设两组以上。抽油烟机一般嵌于吊框内安装,其插座宜设于吊柜内侧墙上,高度2米左右为宜。冰箱插座宜设于厨房角部。 厨房灯具设于房间中央采用吊线罩灯,普通跷板开关门外控制。 四、卫生间卫生间的电气设计一般包括:顶灯、镜前壁灯、排气扇,近一段时间按摩浴缸,暖风机,浴霸等较大负荷设备也逐渐进入卫生间。 镜前壁灯设于洗面盆高度1.8米,顶灯设于卫生间中央采用防潮型吸顶安装,排气扇设于风道口旁高2-2.4米,在室外墙上设多联开关控制。在洗面盆旁侧墙上设带隔离变压器的剃须插座距地高度1.5米。一般卫生间不考虑按摩浴缸,当需设置时,建议其供电回路设置现场隔离开关,隔离开关可配小开关盒暗设于卫生间就近外墙上,安装时再引出接线。另外,热水器,排气扇不宜直接用插座供电,可用暗盆出线预留1米左右长的导线,在安装时接入电器;卫生间的取得设备容量一般为800~1500W,可将零线引入设于室外的开关盒内,供二次装修时明管敷线,引入吊顶供电,设计时考虑其负荷。若洗衣机也放在卫生间,采用防溅插座距地1.5米供电。 这里注意的是,卫生间特别是带有洗浴功能的卫生间,属潮湿地区它的用电安全非常重要,设计时要注意:开关是人常要触措的设备,而其内部断开的又是相线不宜设于室内;插座安装要严格遵守规范划定的区域供电要求。 总之,电气设计师应与建筑师相配合,并了解室内布置,装饰的现状与趋势,熟悉家电拥有现状,努力做到设计能用、够用、好用,使用户满意。 电气设计论文:体育场馆电气设计 摘要:随着计算机技术、控制技术、网络技术以及大屏幕显示技术的发展,体育场馆的变配电系统、体育照明系统的智能化与常规的设计方式有着显著的不同。从各个系统出发,结合国际上先进的设计思想和设计方法,将体育场馆建设成既体现高科技含量、又完全满足实际需求的现代化体育场馆。 关键词:体育场馆 照明系统 智能化 奥运 2002年中国奥运组委会开始对体育场馆设计进行国际招标,根据奥申委在申办2008年奥运会时的承诺,要将2008年奥运会办成人文奥运、科技奥运和绿色奥运,这是可持续发展的战略思想,也符合全中国人民的心愿。如何规划设计奥运体育场馆,在体育场馆的设计中体现科技奥运的宗旨,这是2008年奥运会场馆建设中必须始终如一贯彻的基本方针。 近几年来,全国各省市为举办全国运动会、各省市运动会也投资兴建设体育场馆。但如何设计好体育场馆、如何将现代科技运用到体育场馆中来,使体育场馆的建设跟上时代科技进步的步伐,是摆在我们面前的重要任务。 自上世纪90年代开始,许多国家的体育场馆的建设逐渐发生了重大的转变,从过去的片面追求大规模向规模适中、功能多样、设备先进、安全舒适和节能、环保的方向发展。设备先进则充分体现在科学技术的发展与进步,尤其是信息技术的应用,使体育场馆朝着信息化、智能化方向发展。在注重这些高科技应用的基础上,充分体现着以人为本,使高科技更好地服务于社会,更加注重与环境的协调,充分体现节能与环保。2000年悉尼奥运会已给世人留下了深刻的印象。以下就体育场馆设计中,有关电气设计谈谈自己的想法: 随着计算机技术、现代控制技术、通信网络技术的飞跃发展,在建筑领域出现了智能建筑,它具有非常鲜明的信息社会的时代特征,也是人类社会进步、生产力发展的必然需求,对于改造提升传统产业和改善人们的生活水平起到了积极作用,为人们提供了更为安全、舒适、方便、高效的工作与生活环境。我国国民经济的快速持续发展,综合国力的增强与城市信息化建设的推进,为智能建筑的发展提供了保障,智能建筑的建成,从另一方面来看,又起到了节约能源、降低能耗、保护环境的目的。 上述技术的发展,也为我国建设智能化体育场馆,顺利举办奥运会提供了技术保障。 1 智能化变配电系统 现代体育场馆中的系统和设施,对供配电系统可靠性的要求越来越高,有许多系统在运动会期间是绝对不允许出现供电故障。因此首先应对体育场馆的用电负荷进行分级,不同等级的用电负荷,其供配电系统是有所区别。除消防设备用电属于一级负荷之外,根据《供配电系统设计规范》GB 50052-95 第2.0.1条 电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级,并应符合下列规定: 一、负荷下列情况之一时,应为一级负荷: 1.中断供电将造成人身伤亡时。 2.中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。…… 3.中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。例如:重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要负荷。 第2.0.2条 一级负荷的供电电源应符合下列规定: 一、一级负荷应由两个电源供电;当一个电源发生故障时,另一个电源不应同时受到损坏。二、一级负荷中特别重要的负荷,除由两个电源供电外,尚应增设应急电源,并严禁将其它负荷接入应急供电系统。 在《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92负荷分级及供电要求中: 3.1.1.1 一级负荷 (1)中断供电将造成人身伤亡者。 (2)中断供电将造成重大政治影响者。 (3)中断供电将造成重大经济损失者。 (4)中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。 对于某些特等建筑,如重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心,以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等的一级负荷,为特别重要负荷。 在该规范表3.1.2 常用重要电力负荷级别中,省、自治区、直辖市及以上体育馆、体育场中的计时记分用电子计算机系统电源、比赛厅(场)、主席台、贵宾室、接待室及广场照明,电声、广播及电视转播,新闻摄影电源均属一级负荷。并且对于计时记分用电子计算机系统电源为特别重要负荷。 3.1.3 一级负荷的电子计算机,其机房及已记录的媒体存放间的应急照明亦为一级负荷。 3.1.4 当在主体建筑中有一级负荷时,与其有关的主要通道照明为一级负荷。 因此,在进行体育场馆变配电系统设计时,应严格按照供电级别对用电负荷加以周密的考虑。并根据实际要求设置应急电源。 《体育建筑设计规范》送审稿10.3.1 体育建筑电力负荷应根据体育建筑的使用要求,区别对待,并应符合下列要求: 1.甲级以上的体育设施电力负荷为一级,国家级大型体育中心为特别重要负荷; 2.以上系指体育场、体育馆、游泳馆的比赛厅(场)、主席台、贵宾室、接待室、广场照明、计算机房、电话机房、广播机房、电台和电视转播、新闻摄影电源及紧急照明灯用电设备; 3.体育建筑的电气消防用电设备负荷等级应为该工程最高负荷等级; 4.一、二项中非比赛使用的电气设备及体育建筑使用要求为乙等的用电设备为二级。 体育场馆的变配电系统,除少数地区外,基本上都是10KV及以下的系统。目前多数还是采用传统的变配电系统,在这种系统中,所有高低压柜上配有大量的模拟指针仪表,柜内主回路的二次接线回路中,配有大量的继电器。高压侧以手动操作为主,低压侧则根据工程情况,实现部分自动(如联络开关),部分手动。这不仅给操作维护带来不便,而且对稍微复杂的控制实现起来也不方便,需增设一定数量的继电器等。一般来说,节点越多,出现的故障机率就越大。为了适应新技术的发展,在一些智能建筑中对变配电系统采用了以建筑设备自控系统的直接数字控制器(DDC)进行监测,随着断路器技术的发展,国内外一些厂家生产出了智能型断路器,从而进一步减少了在开关柜中安装CT等传感器,而且可以直接从这些断路器的接线端子上,根据需要引出相应的一些参数等。总之这些技术的发展,其目的就是朝着变配电系统的自动化方向发展。但是我们必须看到,在这些系统中,无论是采用智能开关,还是采用建筑设备自控系统的直接数字控制器,系统仅仅是朝着智能化方向迈出了一步,对于真正的变配电系统智能化还有相当的差距。尤其是采用DDC控制器的系统,一般仅仅是对系统的几个参数进行监测,根本无法达到自动化的目的。这种系统所采集的信息不全,数量有限,大量的参数和数据、故障和故障记录采集不上来,而仅限于电压、电流、断路器的开关状态等。另外每家从事建筑设备自动控制的承包商所采用的控制器,除少数采用开放型技术和产品外,一般均是自己的通信协议,与其它厂家产品之间互操作性差,协议转换困难。而且对于承担这些系统的建筑设备自控系统的承包商,绝大多数时从事自动控制的人员,对于变配电系统的工艺了解不深,因而很难做出符合要求的系统。 近几年,国内外一些公司,对于智能化变配电系统进行了广泛深入的研究,开发研制出了一系列用于变配电系统自动化的产品和设备,这些产品均是基于现场总线技术。现场总线是自动控制领域中一种互连通信网络,它是实现现场设备数字化通信的一种现场层网络通信技术。它具有协议简单,并具备开放性,容错能力强,实时性好,安全、成本低、适于频繁交换等特点。采用现场总线技术,可以快速、简单、低成本实现变配电系统的自动化。智能化变配电系统一般由计算机、通信网络、智能化开关和控制设备组成。它是由通信网络将变配电系统中带有通信接口的开关和控制设备连接起来,并与计算机相连,由工作人员在计算机上进行智能化管理和操作,从而实现集中数据采集和处理,集中进行监控,真正达到变配电系统的遥测、遥调、遥控和遥信。 但目前国内外采用的现场总线有许多种,例如:MODBUS、PROFIBUS、FF、CANBUS、CONTROL NET、INCOM、LONWORKS、INTERBUS、ETHERNET等,国际上已出台了IEC61158所推荐的8种总线标准,但仍未建立起国际统一的标准。随着通信技术的发展,自动化技术的提高,用户对变配电系统的可靠性和灵活性要求提高,在市场上将会出现多种类型的产品。这就造成了在一项工程中,可能会用到数种总线技术的产品。值得欣慰的是,针对这种多总线技术,现有大量的技术人员正从事于将多种总线技术用于一项工程的变配电系统的技术。采用通用型的现场总线、协议控制器,通过软硬件的方法,共同对现场总线协议进行处理,解决智能化变配电系统中多总线的兼容问题。 采用智能化变配电系统,对于系统的操作,可通过编制程序,对系统的各种操作进行预先设定,并以图形或表格的形式进行显示,非常直观、有效。对于信号的采集,一方面是信号的种类可根据实际情况的需要进行采集,尤其是一些直接关系到系统变化趋势的信息,系统能不断采集和分析,提前给出必要的提示或警告,便于系统安全可靠运行。智能化变配电系统可对每个回路上的断路器状态、柜内及母线温度、操作机构的机械性能、绝缘水平等进行检测,为系统运行的测量、保护、控制等提供必要的依据,并对发生故障的部分进行录波、故障记录,为故障分析提供可靠的数据。智能化变配电系统采用计算机技术、数据处理技术、控制技术、传感技术、通信网络技术、电力电子技术等,取代传统的二次回路,具有接线简单、性能可靠、易于维护的优点。尤其是对于具有数个变配电室的体育场馆而言,各变配电室的系统均具有通信接口,为实现变配电系统自动化和减少工作人员,提高工作效率提供了保证。 智能型变配电系统的产品,目前国内外有许多厂家均有成熟、实用的技术和产品,这些产品为标准的模块化结构,采用微电子技术,集成度高、体积小、功能全、便于各种功能的集成。而且这些设备布线简单、易于维护,给用户带来方便。例如施耐德电气公司的Powerlogic系统采用Modbus,能专业化地满足电能管理的要求,主要体现在对电能成本、电能质量、供电连续性三方面,这正是我们对于体育场馆供电系统中重点需要考虑的问题。对于供电成本,主要方面是在于减少损耗,系统可以识别主要的耗电源、在内部进行成本分配,让用户对成本有更直观的了解,利用多站点集合的优势,在降低成本方面,可随时查看能源消耗模式,控制用电高峰。对于电能质量,该系统可以对供配电系统进行谐波分析,电压波动探测,扰动探测,中性线电流监控。例如配电系统中的谐波,他导致设备运行效率降低,缩短设备的使用寿命,加大了容量,增大了系统的损耗。严重时,将会导致一些设备运行不正常,尤其是对于体育场馆中的弱电系统的电子设备。在保证供电系统供电连续性方面,该系统可以帮助用户分析和控制配电系统,从而提高供电的可靠性。该系统通过一个图形互动界面,将收集到的测量数据集中起来,并将其格式化,它可以提前发现问题,并加以解决,从而避免设备出现故障以及由此而引起的停电。当出现故障时,要迅速判断故障点以及故障原因往往是困难的,从而延误了及时恢复供电的可能性,而Powerlogic系统可以及时诊断出问题所在,给维护人员提供有效的信息,保证了即使出现故障,也比传统的供电系统能尽快消除故障,恢复供电。 2 场馆照明 现代的体育场馆建设,向规模适中、功能多样方向发展。因此,体育场馆的照明设计,往往不是仅仅考虑单一功能,而是要考虑多功能的应用。在一个城市,奥运会仅举办一次,但随着全民体育健身运动的兴起,这些场馆还要在漫长的时间内为人们提供各种服务。2000年悉尼奥运会、2002年韩、日世界杯有些场馆的照明,均是进行了综合功能考虑后而设计的,而且是利用现代科技,利用计算机进行照明控制,达到采用简单操作而实现不同功能和使用条件下的体育照明。 体育场馆的照明,根据不同体育竞赛的要求,对不同项目、功能的竞赛,有其照度值等各方面的要求,如水平照度和垂直照度、对观众和运动员的眩光指数、显色指数等。对于体育场地的照明方式,主要有四塔式、多塔式、光带式、混合式等,不管采用何种方式,对于场地的照明效果应满足不同功能的需求。而对于体育馆内的照明,其方式有满天星式、灯桥式、混合式等等。从智能照明的角度来看,不管体育场馆的何种照明,应本着有利于运动员技术水平的发挥,有利于裁判员的正确判断,有利于观众各方位的观看效果,有利于现代电视转播。照明一定要满足体育竞赛工艺的要求,并实现照明的现代化管理,节约能源,改变光空间,创造光变化,并应在设计中做到安装简便,适应性强,系统安全可靠。 长期以来,CIE的标准和我国的标准是指导我国体育照明基本的指导性文件,在上述标准的基础上,不断提出更新的、更切合实际需求的实用性标准。这些标准通过实际工程被应用到体育场馆照明系统的实现过程当中。 值得提出的是,随着彩色电视技术的发展,HDTV(高清晰度数字电视)转播已正式进入了国际体育比赛(尤其是足球赛)的技术范畴。而CIE到目前为止,还没有相关的标准出台,在这种情况下,FIFA(国际足联)制定了《足球场照明推荐值》,并将HDTV转播所需的光环境正式纳入其中。按照这样的要求,赛场在主摄像机方向的垂直照度应在2000Lx以上。 目前国内新建体育场的照度水平,一般水平照度都至少在1600Lx以上,垂直照度则多在1400Lx以上。这样的要求对现有的彩电转播来讲是足够了,但还不能完全满足HDTV转播的要求。HDTV转播已成功地应用于悉尼奥运会和韩日世界杯足球赛,我国目前也在大力推广这一技术,在2008年奥运会上采用HDTV转播(与普通彩电转播并存)可以说是势在必行,因此对于我国的奥运赛场和其他一些大型的、常用于国际比赛的体育场来说,采用FIFA的《足球场照明推荐值》作为照度指标的标准是非常值得考虑的。 由于体育场馆的功能和结构特点不同,创造基本光环境的手段和方法有所不同。并不是所有体育场馆的光环境越亮越好,对于举办国际赛事可能性很小的一些体育场馆,照度水平设置在满足一般彩色电视转播这个层次上足够了,而对于经常举办国际赛事和大型活动的大型体育场馆,为满足HDTV转播的需要,而将照度水平设计很高,这主要不是考虑现场观众的感受,而更多地是考虑到广大电视观众的感受。所以照明系统在充分满足比赛和活动自身需要的同时,更多地是为电视转播系统提供最好的光环境。 场地照明灯具是体育照明系统的核心,选择是否恰当非常重要。如何在众多的、各具特色的专业产品中选择最适合自己需要的灯具,则是一个较为复杂的问题。灯具的光学性能、电气性能、使用寿命、可靠性以及性能价格比,是最基本的衡量指标。 一旦确定选用的灯具,照度计算是场地照明设计最基本、最直接、最有力的设计效果的依据。照度计算书包括所采用灯具的型号、数量、布置方式、投射角度、瞄准点以及最终的合成结果。通常体育场馆照明均分成多级,在照度计算时,应对各级照度度给出水平照度、垂直照度、对应的均匀度、眩光指数等一系列数据。当这些数据均满足上面提到的基本光环境的要求时,则认为该设计基本符合要求。照度计算除了用于确定照度值外,同时成为灯具安装调试的指导性文件。 在灯具布置时,应注意对于不同功能的场馆,其照明灯具的布置是有严格的规定,设计人员一定要清楚这些规定。有时对于多功能的体育场馆,为了满足不同功能情况下的使用,须分别设置一些灯具,以满足实际需求。 从计算书中得出的计算结果,仅仅是一种理想的情况。要获得真正实际效果,需要在现场经过反复的调试。照明设计与现场实际之间存在着互动的调整,这是很正常的事情。当现场条件不允许将所有环节都做到最完美时,需要设计人员做出决定。所以说,照明的计算和实施,不但要依靠高素质的设计人员,而且还必须要有专业的施工力量来支持。如飞利浦、松下、希优等专业公司,由此可以看出,这实际是对照明设计和产品提供商综合实力的全面考验。 对于大型的体育场照明,采用通常的“窄光束型”或更窄的“投光型”灯具,往往很难达到满意的整体光环境的效果。而以“窄光束型”或“投光型”灯具为主体,辅以其他配光的灯具(一般应为同种光源)的方式,则能获得令人满意的照明效果。这样做的好处在于不但能保证场地大部分区域的光环境达到要求,而且对于个别特殊区域和观察角度,也能给出周到的关照,从而使体育场馆的整体光分布更趋于合理,照明效果更好。体育场馆的照明节能,首先是在满足基本功能要求的前提下进行节能。因此,需要在设计阶段,认真研究实际需求和选择高光效的灯具。一方面控制好眩光,另一方面尽最大努力减少光的溢散,合理决定分级照明的效果,从而达到节能的目的。 体育场馆照明控制系统,作为整个工程照明系统的一个重要组成部分,不但要有效实现各级开关灯方案,而且还要具备安全保障功能。各级功率配比、与供配电设计的配合、防止频闪、控制界面的反馈等都是必须仔细考虑的问题。做到在控制台上可实现分组控制和集中控制,并具备声光报警功能。 智能控制是目前体育照明的一个发展方向。另一方面要提供一定程度的灵活组合的预留以针对特殊情况时调整。这种需求是采用传统控制方式所难以达到的。 智能照明从目前技术发展来看,主要采用分布式集散控制方式。它是以计算机通信网络为平台组成的系统,将复杂的系统设计分层次进行,各层负责其须承担的任务。层次之间采用模块化设计方法,并提供层间接口的组合通道。以图形化界面监视整个照明系统的工作状态,包括各种控制器状态,供电回路状态。系统可对每个回路和各组灯具进行遥控,根据计算机程序的设定,分成多种场景,进行分门别类的控制。并根据各组灯具点燃时间进行统计,便于进行维护的提醒和管理,确保在竞赛过程种,各灯具始终处于良好的工作状态。采用计算机进行体育场馆的照明控制,能够对整个照明系统的工作状态进行实时监控,对每个回路、每个灯具的状态、故障进行监视,并能方便地进行各种照明场景模式的变换和更改,便于日常工作管理,减轻工作强度,确保照明的效果。智能照明控制系统采用模块化结构,能对灯具起到全面的保护控制和状态参数检测,这是采用常规控制方式所不能达到的。它采用软启动和软关断技术,限制电网电压浪涌,提高了灯具的使用寿命。 体育场馆的照明,除满足各类功能性的竞赛照明外,还需要综合考虑场馆的观众席照明以及应急照明,这是在体育场馆照明设计中一项重要工作。体育场馆人员密集,观众的安全至关重要。绝对不能由于照明的失误,而引起观众的骚乱,出现不必要的、人为的事故。智能照明系统能对场馆中应急照明自启动,确保场地内的安全。 对于多功能的体育场馆,其照明系统的控制也是一个复杂的系统。采用智能控制系统,不仅能提升照明系统的控制功能,而且还可以很方便地与整个体育场馆建筑设备综合管理系统连接,向上层系统提供照明系统实时状态和历史资料信息,同时也可接收来自上层管理系统的场景模式照明控制指令,实现统一的、综合的管理和控制。 电气设计论文:民用建筑中电梯的电气设计 论文关键词:电梯;主开关;照明;插座;配线 论文摘要:电梯的电气控制设备由制造厂成套供应,电气控制设备的电源进线及控制和配电出线由安装单位配套。电气设计只需为下列用电设备提供电源、选配断路器和配电线路。 1 概述 电梯电气控制设备由制造厂成套供应,电气控制设备的电源进线及控制和配电出线由安装单位配套。电气设计只需为下列用电设备提供电源、选配断路器和配电线路。 电梯主电源;轿厢、机房和滑轮间的照明和通风;轿顶和底坑的电源插座;机房和滑轮间的电源插座;电梯井道的照明;报警装置。 2 配电设计 2.1电梯的负荷分级和供电要求,应与建筑的重要性和对电梯可靠性的要求相一致,并符合国家标准《供配电系统设计规范》的规定。高层建筑和重要公建的电梯为二级,重要的为一级;一般载货电梯、医用电梯为三级,重要的为二级;多层住宅和普通公建的电梯为三级。高层建筑中的消防电梯,应符合国家标准《高层民用建筑设计防火规范》的规定。 2.2电梯的供电,宜从变压器低压出口(或低压配电屏)处分开自成供电系统。 一级负荷电梯的供电电源应有两个电源,供电采用两个电源送至最末一级配电装置处,并自动切换,为一级负荷供电的回路应专用,不应接入其它级别的负荷; 二级负荷电梯的供电电源宜有两个电源(或两个回路),供电可采用两个回路送至最末一级配电装置处,并自动切换。当变电系统低压侧为单母线分段且母联断路器采用自动投入方式时,可采用线路可靠独立出线的单回路供电。亦可由应急母线或区域双电源自动互投配电装置出线的、可靠的单回路供电。 消防电梯的供电,应采用两个电源(或两个回路)送至最末一级配电装置处,并自动切换。 三级负荷电梯的供电,宜采用专用回路供电。 2.3 每台电梯应装设单独的隔离电器和保护装置,并设置在机房内便于操作和维修的地点,应能从机房入口处方便、迅速地接近。如果机房为几台电梯共用,各台电梯的隔离电器应易于识别。隔离电器应具有切断电梯正常使用情况下最大电流的能力但不应切断下列设备的供电:轿厢、机房和滑轮间的照明和通风;轿顶和底坑的电源插座;机房和滑轮间的电源插座; 电梯井道的照明;报警装置。 上述照明、通风装置和插座的电源,可以从电梯的主电源开关前取得,由机房内电源配电箱(柜)供电或单设照明配电箱,或另引照明供电回路并单设照明配电箱。 2.4 主开关选择 电梯电源设备的馈电开关宜采用低压断路器。低压断路器的额定电流应根据持续负荷电流和拖动电动机的起动电流来确定。过电流保护装置的负载-时间特性应设备负载-时间特性曲线相配合。 2.5 照明、通风装置和插座的供电回路,根据设备所在部位和工作特点划分,至少应分为两个供电回路并分别设置隔离电器和保护装置: 轿厢用电设备(照明、通风、插座和报警装置)供电回路和保护断路器(如同机房中有几台电梯驱动主机,每个轿厢均应设置一个),此断路器应设置在相应的主开关旁。 机房、井道和底坑用电设备(照明、通风和插座)供电回路和保护断路器,此断路器应设置在机房内,靠近其入口处。 3 电气照明、通风装置和插座设置及控制 3.1 电梯井道照明 封闭式电梯井道应设置永久性的电气照明,在维护修理期间,即使门全部关上,井道亦能被照亮。井道最高和最低点 0.5米以内,各装设一盏灯,中间最大每间隔7m设一盏灯,照度应不小于50lx,分别在机房和底坑设置一控制开关。 3.2 电梯机房照明和电源插座 机房应设有固定式电气照明,地板表面上照度应不小于 200lx。在机房内靠近入口(或几个入口)的适当高度处设有一个开关,以便进入时能控制机房照明。机房内应设置一个或多个电源插座。 3.3 轿厢照明和电源插座 轿厢应装备永久性的电气照明,控制装置上的照度应不小于 50lx,轿厢地面上的照度宜不小于50lx。如果照明是白炽灯,至少要有两只并联的灯泡。 要有可自动再充电的紧急电源,在正常照明电源被中断的情况下,它能至少供 1W灯泡用电1h。在正常照明电源一旦发生故障情况下,应自动接通照明电源。轿顶应设置一个或多个电源插座。 3.4 底坑插座 底坑距底 0.5m处应设置一个电源插座。插座需有防护措施和有一定的防水能力,宜至少达到 IP21。 4 线路敷设 4.1 线缆选择 选择电梯供电导线时,应按电动机铭牌电流及其相应的工作制确定,导线的连续工作载流量应不小于计算电流,线路较长时,还应校验其电压损失(直流电梯电源电压波动范围应不大于± 3%,交流电梯±5%)。 4.2配线选型 根据不同用途,配线可选用导线、硬电缆和软电缆,应有不同的保护方式和敷设方式. 5 防灾及报警装置 5.1消防电梯和平时兼作普通电梯的消防电梯,在撤离层靠近层门的候梯处增设消防专用开关及优先呼梯开关,供火灾时消防队员使用。 5.2为使乘客在需要时能有效地向轿厢外求援,应在轿厢内装设乘客易于识别和触及的报警装置。该装置应采用警铃,对讲系统,外部电话或类似形式的装置。 5.3超高层建筑和级别高的公建,在防灾控制中心宜设置电梯运行状态指示盘。 5.4消防电梯轿厢内应设消防专用固定电话,根据需要可以设闭路监视摄像机。 6 防雷等电位联结 二类防雷建筑物超过 45m和三类防雷建筑物超过60m的建筑,应采取防雷等电位连接措施,电梯导轨的底端和顶端分别与防雷装置连接(接闪器、引下线、接地装置和其它连接导体等)。 7 电梯机房、井道和轿厢中电器装置的间接接触保护 7.1低压配电系统零线和接地线应始终分开。 7.2整个电梯装置的金属件,应采取等电位联结措施。接地支线应分别接至接地干线接线柱上,不得互相连接后再接地。 在各个底坑和各机房均设置等电位连接端子盒,并与防雷装置连接。端子盒分别单独用接地线接至等电位联结端子板,以便于检查和维护。采用铜芯导体,芯线截面不得小于 6mm2,当兼用作防雷等电位联结时,采用铜芯导体,芯线截面不得小于16mm2。 轿厢接地线如利用电缆芯线时,不得少于两根,采用铜芯导体,每根芯线截面不得小于 2.5mm2。 7.3 电位连接、保护接地及电梯控制计算机工作接地与建筑内其它功能的接地共用接地装置。 8 参考图 根据工程的具体情况,在符合国家标准的前提下,设计时可有多种组合方式,配电回路也可适当增减 电气设计论文:卫生间电气设计探讨 摘要:随着人们的居住水平提高,越来越多的电气进入卫生间,而由于在装璜中随意改动已有电气线路,忽视了电气整体安全,带来安全隐患,本文简要介绍卫生间电气安全方面问题。 关键词:电气设计 等电位联结 卫生间 今天,随着人们的住房面积不断扩大,生活质量逐步提高,卫生间承载的功能越来越多,各类电器进入了卫生间给用电安全带来了隐患。卫生间的电气设计要给予高度重视。以下是我的一些设计体会。 一、 电气设备、插座、开关布置 1. 顶灯、浴霸、排气扇都安装在吊顶内。吸顶灯应为防潮灯具。 2. 镜前灯设置与镜子上方,尽量不要使用金属外壳的灯具。 3. 镜下应设置电须刀、电吹风和烘手器等插座。 4. 电热水器插座、洗衣机插座应带开关和面板,安装高度为1.8米。 5. 卫生是潮湿环境,用湿手操作电源开关有一定的危险性,因此电源开关可装在卫生间外面的门旁墙上。若装在卫生间内,应采用拉线开关或防水开关。 二、 线路敷设 1. 所有插座回路都应采用漏电保护开关 2. 卫生间的配管应为暗配,吊顶内则为明配。为达到双重绝缘,提高用电安全,保护管应该用塑料管。 3. 卫生间内应配置电话出线盒。 4. 浴霸的电源线应直接从住户配电箱内引来,用3根2.5mm2的铜芯导线。浴霸用一只开关控制普通照明,用一只或两只开关控制红外灯。 三、 等电位联结 局部等电位联结为用电安全所必需,它对建筑物防雷和电子信息设备的防雷以及其干扰也是必不可少的,而它的实施不过是几根用于联结的导线的连接,花费不多,维护管理也很简单,安全效果却十分明显,因此发达国家对诸如商业、科研等高层建筑物的每一楼层都做一次局部等电位联结,收到了很好的效果。 局部等电位联结在一些电击危险特别大的场所也得到了广泛的应用。例如在浴室、游泳池等特别潮湿的场所内,人体皮肤完全湿透,人体阻抗大幅度下降,金属管道、结构等种种原因传导来的十几伏的不高的电压就可使人体通过大于心室纤维性颤动电 流阈值而电击致死。这种电气事故是不能靠装用漏电保护器、隔离变压器等保护电器来防范的,因为这种使人致死的电压是沿非电的金属管道传导的。唯一的防范措施是在此电击危险特别大的局部场所作局部等电位联结。这样做后,无论从哪一金属管道、结构或PE线导入了不正常电压,由于等电位联结的作用,该场所内所有导电部分的电位都同时升高到同一电位水平,不出现电位差,电击事故自然无由发生。电气人员必须理解这种场所的电气危险性和实施局部等电位联结的重要性,以有效维护人的生命安全。 GB50096—1999《住宅设计规范》6.5.2规定:住宅供电系统应采用TT、TN—c—s或TN—s接地制式,并进行总等电位联结;卫生间宜作局部等电位联结。 在规范的条文说明中对此条作如下说明:洗浴时人体皮肤潮湿,阻抗下降,沿金属管道传导来的较小电压即可引起电击伤亡事故,在卫生间内作“局部等电位联结”可使卫生间处于同一电位,防止出现危险的接触电压。人体触及带电体时会受到电击,电击电流的大小由接触电压和人体阻抗所决定。我国对安全电压作如下规定:在状况1(干燥或湿润的区域、干燥的皮肤、高电阻地面)下为50V;状况2(潮湿的区域、潮湿的皮肤、低电阻地面)下为24V;状况3指当人浸入水中时,皮肤电阻和水电阻可忽略不计,此时的安全电压IEC未作规定,但在编制说明中提出:“例如不超过12V”。在状况1或状况2下,人体触及电源的 N线是没有危险的.此时的N线和PE线之间的电压即使超过15V(通常可达10V左右)也没有危险。但在状况3的情况下,人触及N线也存在电击死亡的可能性。例如某电气设备的N线碰壳,此时该电气设备仍能正常工作,因此难以发现N线碰壳。若该电气设备的外壳与浴室水管相碰,人在浴缸内洗澡,浴缸的排水管处于地电位,进水管和N线的电位相同,两者的电位差远大于2.5V,甚至超过12V,此时人坐在浴缸里触及进水管,就有生命危险。如果把卫生间内所有金属体联成一体,就不存在电位差,从而避免电击的可能。 局部等电位联结的做法在图纸中是不画的,可参照建设部的97SD567“等电位联结安装”标准设计图册施工。具体做法如下:在卫生间内将各种金属管道、结构件(包括混凝土楼板中的钢筋)以及进入卫生间内的视线,用不小于4mm2的铜芯线,通过等电位联结端子箱互相连通。等电位联结导线在地板或墙内暗敷时要穿塑料管保护,其目的是更换导线方便。等电位联结范围内的金属管道等金属体与等电位联结箱内的端子排之间的电阻不应大于5。卫生间内的金属管道的连接处一般不需加跨接线,若发现导通不良时,应作跨接。当卫生间内的水管是塑料管或包塑金属管时,等电位跨接线可接在自来水龙头上;采用金属水管时,跨接线直接接在水管上。卫生间内的污水管因与进水管之间是不通的,因此污水管也要作等电位联结,可接在地漏的管子上。 四、 等电位联结设计安装中一些具体问题 (1)、现时有些管道系统以塑料管代替金属管,对这种管道作等电位联结时应如何处理。 作等电位联结的目的是防范人体同时触及带不同电位的可导电部分时可能发生的电击事故。塑料管不是可导电物质,它不传导电位,在作等电位联结时不需对它作联结,但对金属管道系统中的小段塑料管需作跨接。 (2)、金属管道的连接处裹有黄蘼或聚乙烯薄膜,要加跨接线否。 否。除自来水管的水表处需作跨接外,其他连接处不需跨接。因管道在作丝扣连接时,这些包裹材料的绝缘作用已被破坏,连接处仍然导电。但施工完毕后必须对管 道全长进行一次导通性的测试(详见后文),如发现某一连接处不导电或接触电阻过大,应在该处加作跨接线。 (3)、在一等电位联结系统内是否要对同一种管道重复作多次联结。 只要管道全长导电良好,对一种管道只需在干管上作一次联结,也可用一根联结线兼联相邻的不同管道。 (4)、如一建筑物有多回电源进线,是否每回进线都需作一次总等电位联结。 每回电源进线都需做各自的总等电位联结,所有总等电位联结系统之间必须就近互相联通,使全建筑物电气装置处于同一电位水平上。 (5) 总等电位的接地母排和局部等电位联结的等电位联结端子板之间要否连通。 因这两者间并非一配电系统内上级和下级配电箱之间的关系,等电位联结的作用只是使人体伸臂范围(2.5m)内所接触的电位相等或接近而已 (6)、浴室内本无PE线,其局部等电位联结是否需要与室外的PE线进行联结。 否。浴室内最忌出现不同电位,因不大的电位差就可能引起电击事故,而PE线可能因别处的故障而带电位,自浴室外引进无关的 PE线对防电击并无必要,反而引狼入室,增加一个引入不同电位的渠道。 (7)、 如何确认等电位联结的有效性 只要等电位联结的诸连接处电气上导通就可认为它是有效的。因它只传递电位而不传送电流,不存在连接处发热和增大电压降等问题。对它的连接处接触电阻的要求也不高,一个管道系统和其联结线的总电阻不大于3Ω即为合格。IEC标准对检测此管道电阻的要求是检测电源(交流或直流)的空载电压为4V至24V,检测电流不小于0.2A。现时已有符合此要求的检测联结线和PE线的导通性和阻抗值的仪器供应,其操作比较方便。也可在现场按图4组装来进行检测。检测前先用欧姆表测出接线的电阻值RW,然后如图示接通检测线路。检测时,先将开关S置于断开位置,记下电压表读数U1,然后闭合开关S,调节可变电阻器R使电流表显示大于0.2A的合适值,记下电压表和电流表的读数U2和I以及可变电阻器的电阻值R,可得出如下关系式: U1=I(R+RW+RP)=U2+I(RW+RP), 略加推导可得将测得值代入此式即可获得该管道和其联结线的总电阻值 (8)中性线、PE线、PEN线、联结线性能上的区别何在。 中性线(Neutral Conductor)是回路的带电导体,它正常时通过单相电流、三相不平衡电流和某些谐波电流,这些电流引起的电压降使它正常对地可带几伏电压。 PE线(Protective Conductor)通常指一回路中用于设备接地的导线,但它不是回路的带电导体,除微量的泄漏电流外(三相回路中为三相泄漏电流的失量和)它正常不传送电流,只在设备发生接地故障时传送故障电流并带故障电压。 PEN线指兼有PE线和中性线作用的回路导线。 联结线(Bonding Conductor)不在回路内,不是回路导体,它基本上不传送电流(包括故障电流),只传导电位,使建筑物内可导电部分电位相等或接近。它不似PE线那样紧靠相线敷设,故障电流通过它返回电源的回路电抗远大于PE线,所以它虽然在电路上与PE线是并联的,但故障电流在其上的分流极小,因此它的截面比PE线小许多。 等电位联结也是“连接”(connection),但此连接有只传送电位不传送电流的特点和含义,IEC标准给它取名另一术语“bonding”,译为“联结”,以与一般的“连接”一词相区别。等电位联结线(equipotential bonding conductor)常简称联结线(bonding conductor)。 (9)、上述不同用途的导线对颜色标志有何要求。 IEC标准规定凡用于安全保护目的的各类导线,包括联结线、PE线、PEN线以及接地极的引入线,其全长一概以黄绿相间的颜色标志作为国际通用的颜色标志(PEN线需在导线的首端另加浅兰色标志),以便于这些线路的正确施工和管理。我国施工验收规范也按此作了同样规定。但我国有些施工人员贪图省事,不加区分, 往往采用同一颜色的导线,因此常常接错线路,招致许多不应有的事故。例如PE线和中性线常因颜色相同而接错,使PE线流过中性线的电流,导致带防火漏电保护的电源进线断路器一合闸即跳开,人们误以为是因正常泄漏电流过大而 拆除断路器,其后果是听任接地电弧火灾频频发生,这是我国成为电气火灾多发国家的一个重要原因。 由于我国等电位联结的实施尚在起步阶段,等电位联结用的金具,端子板尚无定型产品供应,建筑材料(如金属门、窗框)设备(如浴盆)和一些铸铁管也尚未配置等电位联结端子,给施工带来诸不便,也影响连接的美观,需在现场克服。希望有关制造商能抓住这一商机及时开发出满足等电位联结的各种标准产品。 电气设计论文:小康住宅的电气设计技术 摘要:本文首先阐述了对小康住宅电气设计技术提出的新概念与新要求。电气安全最受人们的重视和关注,包括防人身电击技术、防电气火灾技术、电涌防护技术、电气检修安全技术和保安技术等。介绍了 适合于住宅小区的安全可靠的配电系统。讨论了小康住宅智能化的发展方向,在对住宅信息化、智能 化和综合布线系统研究的基础上,分析了住宅小区智能化系统方案。 关键词:住宅 电气安全 防人身电击 防电气火灾 电涌保护 智能建筑 综合布线系统 作为人类生存基本需求之一的住宅,已逐步从解困、安居型向小康型发展,实施文明居住。为此,对小康住宅的电气设计提出了新的概念。文明居住的内涵不仅仅只要求居住方便、舒适乃至华丽。现代化的文明居住区对过去没有实施,或者实施甚微的电气安全及住宅信息化、智能化提出了要求。因此,建筑电气设计内容必须更新、发展。 随着社会的进步、经济的高速发展,我们的生活方式发生了很大变化,对居住要求也有新的变更和企求。 一、安全 生活水平的提高、生活方式的变化及家庭形式多样化,使得人们对安全保障的要求愈来愈烈。这种高度安全性的要求主要体现在防盗、防犯方面,这是最为直观的安全,也最为人们所重视及关注。然而,不为多数人知晓的电气安全更是与人们的生命财产密切相关的。 1、防人身电击技术 在自动切断供电的保护措施中,采用TN或TT接地制式对低压配电系统的安全起到了一定的作用,同时也存在许多不足和缺陷。 漏电保护电器(RCD)作为实用的防电击措施之一,已为广大电气设计者、管理者及使用者所接受,并付诸实践。 RCD的应用大幅度地提高了安全用电水平,成为防触电事故的有效措施之一,然而,RCD在使用中也存在局限性。例如:RCD无法对因种种原因引起PE线(PEN线)电位升高进行检测。因为RCD所检测的仅只L1、L2、L3相线及N线导体中是否有剩余电流,而无法检测出具有保护功能 PE线是否带剩余电流。 RCD的这种不足是可以通过等电位联结保护措施来弥补的。1996年6月1日开始实 施的国际《低压配电设计规范》GB50054-95的第四章第四节明确规定,采用接地故障保护时,应实施总等电位联结。按规范规定,当采用低压断路器、熔断等保护电器实施自动切断供电时,应在建筑物内实施总等电位联结。等电位联结的目的不在于缩短保护电器的动作时间,而是降低接触电压值,某些情况下有可能将接触电压降到安全值以下。在正常条件下,安全电压值为50V。等电位联结有总等电位联结(又称主等电位联结)和局部等电位联结(又称辅助等电位联结)。 2、防电气火灾技术 近年来,电气火灾不断增加,已居火灾起因首位,电气设备或线路故障起火是十分常见的起火原因。 电气故障主要是带电导体之间的短路和带电导体与“地”之间的短路。这是所说的“地”是泛指与地有联系的设备外壳、金属管道及构架等外露可导电部分的短路,通常将前者称为短路,后者叫做接地故障。 接地故障虽也表现为短路形式,但它在短路电流值、故障后果和保护措施上与相间短路均不相同。 带电导体产、发生短路时,由于短路电流大,可令保护电器设备自动切断供电,防止电气火灾的发生。而接地故障却因短路电流小,特别是电弧性接地故障,无法令保护电器设备动作,它不仅能导致人身电击,也能引起电气火灾。通常电弧性接地故障起火的危险性及发生的几率大于一般的相间短路。 能引燃起火的电弧电流在500mA以上,IECTC64认为RCD是防范电气火灾的措施之一,但保护装置的IΔn 500mA。 在设计中,我们将防电气火灾的RCD保护设备设在进线处。在选择RCD的IΔn时,未选用其上限值,最佳的保护作用是IΔn 300mA。其动作时间为0.25S(据厂家提供的资料,跳闸时间误差为±20%,即t=0.25s时,跳闸区间为0.3~0.2s)。当电源总箱供电范围内任一处发生能引燃起火的接地故障时,进线处的RCD都能及时切断电源的,从而避免电气火灾的发生。 这里需要注意的是:干线上和支线上的RCD之IΔn配合。一般来说,漏电开关的额定漏电不动作电流IΔn0为额定漏电动作电流IΔn的50%。多个分支线的额定漏电不动作电流之和ΣIΔn0如果大于干线上RCD的50%IΔn,就会使干线上的RCD误动作。 据有关资料介绍,在一些发达国家,要求建筑物电源总进线上设置IΔn≤500mA的RCD,否则,当地的供电公司不予供电。 3、电涌防护技术 为了保护建筑物免遭雷电袭击,设计了由避雷带(针、网)、引下线和接地装置组成的外部防雷系统。 然而,雷电电涌可通过室外线路入侵建筑物内的设备,造成毁坏。同时建筑物内部投切过电压亦可造成设备的损伤,这些都是外部防雷系统无法保护的。 防止上述用电设备绝缘被击的主要措施是装设电涌防护器,如过电压保护器、放电间隙、避雷器等。当雷电电涌或内部过电压值大于电涌防护器的动作特性时,均能在瞬间使电涌防护器动作,并通过等电位装置,形成等电位。 也就是说,防范雷电电涌及过电压的措施,是在最短时间内(纳秒级)令其释入电路上产生的大量脉冲能量,通过等电位装置将其泄放至大地,从而降低设备各接口间的电位差,保护用电设备。 在电子时代的今天,住宅内设置的敏感电子设备数量和规模不断增大,而这些设备的工作电压却在不断下降,因此它们受到电涌的袭击而损坏的可能性就大大增加。其后果可能使整个系统运作中断,造成经济损失。 4、电气检修安全技术 住宅小区的低压配电系统,不论采用TN或TT制式,其PEN线或N线由于通过负荷电流、不平衡电流、三次谐波电流等等,令其带电位,对地呈现电压。正常工作时,这种电压视情况为几伏乃至十余伏。当然,不可能大过或等于安全电压50V。 如果正常工作时的PEN线或N线的对地电压等于或大于50V,那么设备端子电压则等于或小于120V,这种电压不能令设备正常运转的 ΔUPEN≥50V时设备不能工作然而,例如变配电所因某种原因发生故障,令PEN线或N线电位升高,此时,其对地电压大于安全电压,甚至高达百余伏,这种电压对设备及人体是十分危险的,并且会传至建筑物的进户处。 进户处的电源的总开关若为三级,检修是不会断开N线(请注意,PEN线是不能断开的),如果在N线电位升高时,人员正在检修或安装,由于没有电气隔离措施,这时危险电压会令检修人员发生触电伤亡事故。将电源的总开关选为四级,实施了电气隔离,即将所有带电导体断开,因而就避免上述事故的发生。 需要说明的是,PEN线是PE线与N线合二为一的线路,规范是严禁将其断开的。TN-C-S系统的PNE线在进户配电箱处分成N线及PE线,接入四极总开关的是三根相线及N线。对于TN-C系统而言,不允许装四极开关,在小区的配电系统中,不推荐使用TN-C系统。 在住户用的小配电箱中,进线开关多是选用微型断路器。目前市场上供应的合格MCR,其爬电距离、空气间隙等参数均能满足隔离电器的要求,因此常将其当作隔离电器使用,忽略了隔离电器对“明显断开点”的要求。 目前,某些断路器已有触头状态显示窗,即用红、绿两色分别表示触头是处于分于分断还是合闸的状态,应该说这种有明显断开点的断路器才是符合隔离电器的要求。 5、保安技术 对多层住宅而言,安全系统是进户处设置一道常锁的大门,住户只有使用钥匙方可进出。来访者则要通过设置在大门上的对讲盘和住户取得联系,方可进入。 对于高层住宅,是在入口的门厅处设置常锁大门,住户与来访者的进入程序同多层住宅,但增加了住户与高层管理人员间的对讲。 随着闭路电视技术引入对讲安全系统,住户对来访者的语言及容貌有准确的识别,从而提高了安全程度,这就是可视对讲安全系统。它是在前种系统的基础上增设了一个影像传输通道,在大门的对讲盘上装有摄像头,以观察来访者。 在设计中,可以将视频信号经调制后送入CATV或有线电视前端,住户可以打开电视机在专用频道上观察来访者的相貌,这种系统虽然投资较低,但有公开个人隐私之隙及诸多不便。 另一种则是视频信号直接通过专用同轴电缆送至住户装有显像管的对讲机。这种可视对讲系统是用微型电脑控制的,是目前较为先进的内线控制系统,它具有对讲、密码与开锁,与门卫、管理中心通话功能,还可配合其他周边设备实施可靠的家住安全保护。 用于家住安全保护的设备还有红外探测器、玻璃破碎探测器等,除了业主明确要求设计此类防盗保护设备外,在设计中,一般未设置。 二、安全可靠的配电系统 住宅小区的面积通常是几万平方米至十几万平方米,区内常设置一个或几个小区用低压变配电所(室)。 为节约面积,常将小区的低压变配电所设在住宅的首层、架空层或地下层,由于低压配电系统的工作接地与保护接地无法做到电气上分离且互不影响,所以低压变配电系统只能设计为TN-S式。不选择TN-C-S式的原因是因为PEN线中的工作电流会令PEN带电位,对地呈现电压,不利于安全,还有可能对一些敏感的家用电器产生干扰。 对于不设置变配电所的独立建筑物,其低压配电系统最好能采用TT接地制式。对于同一变压器供电的TN系统,不论是TN-S、TN-C或TN-C-S系统,其PE线或PREN线是连通的,当任一处发生接地故障时,故障电压会沿PE线或PEN传至其他未发生故障处,可能会引起新的电气故障,而TT系统的PE保护线是从各建筑物的接地装置引出的,彼此不会连通,因此某栋建筑物发生接地故障不会殃及其他建筑物,避免了TN系统“窜”电位的缺点。 小区各建筑物采用TT系统时,从低压配电所引出的线路为L1、L2、L3及N线四芯电缆,其配电线路接地故障保护动作特性是: RAIa ≤ 50V 式中 RA——外露可导电部分的接地电阻和PE线电阻(Ω) Ia——保证保护电器切断电路的动作电流(A) RA的值易为用户掌握,因而能较易地确定Ia的值。 以往较少采用TT系统的原因是多方面的,其中一个原因是在用电负荷趋大时,要满足RAIa≤50V,则RA应很低,而实际工程又很难满足低接地电阻的要求。自从优质的漏电保护设备问世后,这一难题得到解决,例如,在进户箱设置IΔn=300mA的漏电断路器作为过流保护和防电气火灾的电源开关,此时Ia=0.3A,则RA=50/0.3=166.7Ω,这种接地电阻的要求是极易满足的。 值得一提的是,小区内的小高层、高层建筑日渐增多,按消防规范要求,其内应设置加压风机、消防电梯等消防设备,此时仍选用漏电断路器是不合适的,应改设断路器及漏电继电器的组合。当发生接地故障时,引至小区监控中心的漏电继电器输出接点动作,发生故障报警,但不会令电源开关跳闸。 小区内也有设计TN(TN-S或TN-C-S)配电系统,这种系统的配电线路发生接地故障时,应满足: ZsIa≤V0 式中Zs——接地故障回路的阻抗(Ω) Ia——保证保护电器在规定的时间内自动切断故障回路的电流(A) V0——相线对地电压(V) 由于Zs较难确定,因此也难以正确整定Ia。 另外,由于PE(PEN)线是连通的,查找接地故障的原因、地点也比较难,这可能是许多供电公司不在公用电网中采用TN系统的原因之一。 一般来说,TN系统的保护灵敏度是能满足要求的,但发生电弧性接地故障时,其灵敏度就不能满足要求,因此也要求总电源开关具有漏电的保护功能。 三、合理的配电系统 按深圳供电局推荐,新开发小区一般住宅的安装容量为6kW/户,住户进户开关选32A或40A,其进户线截面不小于6mm2铜芯绝缘线,通常设计为BV-3×10mm2。室内的配线不小于2.5mm2。电度表选用与微机抄表系统接口的宽负荷表10(40)A。 在电子时代的今日,很难估计会出现什么新的家用电器产品,特别是厨房用电设备。为适应这种难以预料的发展,除了在厨房设置较以往多一些的插座外,其供电回路的容量也适当放大,可视住宅面积大小,其配电线路选为:BV-3×4mm2。 对于面积较大的高级住宅,其安装容量按家用电器的设置累计而成,通常大于10kW。单身公寓面积虽小,但“五脏俱全”,其用电量约为3~4kW/户。 在生活水平日渐提高的今日,提高用电可靠性、缩小停电范围也应给予足够的重视。在有些设计中,应给予厨房用电一个专用回路,其上设置IΔn=30mA的漏电断路器;客厅、餐厅及卧室用插座则由另一回路供电,其上亦设IΔn=30mA的漏电断路器;照明、空调用回路不设置RCD,原因是它们可视为固定安装设备(不含插头、床头灯等,)不会像电吹风、电熨斗这些时常要拔出插入的设备,使人们有发生间接接触触电事故的可能。如果照明、空调配电线路发生漏电,当漏电电流达到300mA时,则电流总开关跳闸,防止电气火灾发生的可能。 四、住宅智能化 由于科学技术的不断发展,目前对智能建筑尚无统一的定义。一般来说,多认为智能建筑是在建筑平台上由三大系统构成,即建筑设备自动化系统(BA)、通信自动化系统(CA)及办公自动化系统(OA),也就是俗称的3A系统。 小康住宅智能化,令其在跨世纪以后的相当长一个时间段内能保持其技术先进性。 在构思住宅小区智能化系统方案时,不拘泥不同的定义及各种提法,而是从智能建筑本质出发,充分考虑业主各种需求,以求小区智能化系统的设计结构上优秀、技术上先进,有扩展的可能,且经济合理。 住宅小区用户繁多,各用户对智能建筑功能的要求各不相同,着重点差异较大,对网络系统的需求、构架要求亦不相同,因此,在用户要求不明的情况下,不宜先行设计CA系统的网络机房及相关设备,避免给业主造成投资过大及浪费。 然而,为了不久的将来顺利实施CA、OA系统,现今合理设计综合布线系统是十分必要的。综合布线系统犹如人体内的神经系统,是实施CA、OA系统的基础条件。 通常是根据住宅小区的平面图及各住户对语音点、数据点设置的要求进行综合布线,并通过对管理区子系统的确定,以及主干光纤以及大对数电缆对各个管理区的连接,使住宅小区成为智能化、网络化的小区。 对一般的住户是设计两个语音点、一个数据点,大面积的住户还需酌情增加。在工作区内语音及数控点全部采用五类信息模块安装及采用五类线敷设,以达到高速信息的传输,并能够保证语音及数据点的通用性和互换性。 为了能使将来的数据系统达到100M以太网,因而采用光纤作为主干,选用六芯多模光纤。对于语音信息则采用大对数电缆进行连接。 每个管理区子系统配电室内设有配线架,利用跳线与设备进行连接。采用光纤连接盒进行主干光纤与各个管理区的设备进行连接。 小区设有中央监控中心,可以将机房设备间子系统的主设备设在监控中心内,其与每个管理区子系统间通过光纤及大对数电缆以星形拓补的方式进行连接,实现100Mb/s速率的传输,从而保证每个管理区的信息能在高的速率下进行工作。 新开发的住宅小区的建筑物日趋大型且多功能,服务项目也日渐增多,其使用的机电设备品种名目繁多,分布甚广,管理工作已非人力所能应付,因此采用自动控制技术及计算机技术已成为小区管理的重要手段之一。可以肯定地说,用计算机技术对各类项目进行控制及管理已成为必然。这种管理方法及前述各类电气设计技术的实施将使建筑物成为名副其实的现代化建筑物。 住宅小区设计的楼宇自动化控制系统可以对小区的送排风及排烟系统、变配电系统、给排水系统、绿化喷灌系统、公共照明系统、住户紧急救助系统、保安巡逻系统、周边红外报警系统及停车场收费系统等进行有效的控制管理,可以对小区的设备进行可靠的操作控制,具有动态监视、监控、报警检测、表格管理及打印,历史数据存储等特点,即时、准确地得到设备运行、故障、维修信息,提高管理信息,提高小区设备易操作性,也提高经济及社会效益。 电气设计论文:关于建筑电气设计施工中与结构相关若干问题的讨论 摘要:本文针对建筑电气设计施工中与结构相关的若干问题进行讨论,提出设计施工中应当注意的问题及解决方法,供设计、施工者借鉴。 关键词:建筑电气 结构 防雷 在工程设计中,很多设计师都存在这样一种认识:建筑电气专业所涉及到的管线管径小、数量少、敷设简单,以及防雷接地措施要求不高等,所以电气专业与结构专业的配合往往被忽视,其实不然。随着现代电子产业的发展和大规模智能化建筑的兴起,建筑电气设计中所涉及的各类管线将越来越多,对防雷、防电磁脉冲等保护措施的要求也越来越高,因此作为设备设计中的一部分,建筑电气设计与其他专业特别是与结构专业之间的协调、配合应该得到相应的重视。基于这一点,本文将分几个方面对电气设计、施工中与结构相关的若干问题加以讨论。 一、利用建筑中的结构钢筋进行防雷与接地 在《建筑防雷设计规范》(GB50057-94)中,多次提到在防雷设计时,应优先利用建筑本身的结构钢筋或钢结构等自然金属,作为防雷装置的一部分,使得在保证安全可靠性的前提下能兼顾经济性。因此,如何利用建筑物的金属导体是防雷设计中的重要问题。 1、屋面结构与接闪器 现代建筑艺术除了追求立面上丰富多彩的线条外,对建筑物顶部造型也力求变化。由于新颖的薄壳、双曲面网架等大量运用, 屋面已经不能再简单的分为平屋面和坡屋面, 这给防雷设计带来一定难度。在设计中除了应按《建筑防雷设计规范》(GB50057-94)中附录二要求的在屋顶外沿和突出部位等易受雷击处设置避雷带外,直接将屋面结构钢筋作为避雷网的一部分也非常必要。 出于防水抗裂考虑,屋面结构一般采用现浇混凝土板,其钢筋由上部钢筋和下部钢筋组成,配筋较密,连接点较多,并且板钢筋均与梁钢筋绑扎连接形成通路。突出屋面的塔楼、楼梯间等也均通过钢筋混凝土柱或构造柱与下层结构相连。因此, 当利用建筑本身的钢筋作为接闪器时,在结构钢筋连接的关键部位如柱内钢筋与梁钢筋绑扎点处进行焊接,即可满足形成电气通路的要求,也就是GB50057-94第3.3.5条条文说明中指出的:“在雷电流流过的路径上,有一些并联的绑扎点时,就会是安全的”。该条文说明同时指出:“利用屋顶钢筋作为接闪器其前提是允许屋顶遭雷击时混凝土会有一些碎片脱开及一小块防水,保温层破坏”。这对屋面结构损害不大,不会影响到建筑物安全。 还有一些值得注意的是,突出屋面的金属物如金属架、广告牌、旗杆、太阳能热水器、冷水塔、航空障碍灯等,除了其尺寸应符合GB50057-94第4.4.1条及4.1.2条规定外,由于上述金属物通常通过膨胀螺栓固定在屋面板上,或固定于素混凝土基础上,故需通过可靠的电气连接使其形成电气通路。突出屋面的非金属物,按GB50057-94第3.3.2条规定应安装接闪器并与屋面防雷装置连接。 2、利用混凝土柱、墙主筋作为防雷引下线 不同结构形式的各类建筑中均设有一定数量的钢筋混凝土柱,如在砌体结构中设置的构造柱,在混凝土结构中设置的框架柱、剪力墙等,柱中钢筋直径按《建筑物抗震设计规范》GB50011-2001第7.3.2条规定砖混结构中构造柱纵向钢筋最小为4φ12,在框架结构中框架柱配筋通常采用Φ14以上螺纹钢筋均可满足GB50057-94中第3.3.5及4.2.1条要求。柱中钢筋的连接形式通常采用绑扎连接、焊接和机械连接,按照《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(GB50169-92)规定,避雷引下线的连接为搭接焊接,搭接长度为圆钢直径的6倍,因此,不允许用螺纹钢代替圆钢作搭接钢筋。另外,作为引下线的主钢筋在土建中如果是采用对头碰焊的(在工程中常用的焊接形式有闪光对焊和电渣压力焊,均属于对头碰焊),应在碰焊处按规范补焊搭接圆钢。 3、利用基础地梁作为接地装置 建筑物地基的形式可分为无筋扩展基础、扩展基础、柱下条形基础、筏形、箱形基础、桩基础以及复合地基。按GB50057-94第3.2.4条、第3.3.5条、第3.4.3条、第4.4.3条规定,接地装置应在地面50cm以下,第4.3.5条还规定:防直击雷的人工接地体距建筑物出入口或人行道不应小于3m,当小于3m时水平接地体局部埋深不应小于1m或采取绝缘保护措施。建筑物基础埋深通常由基础自身高度、地面下预埋管线高度及防冻防腐蚀深度等因素决定,一般均大于0.5m。但是在如图1所示的砌体结构中,墙下条形基础由于建筑防水要求,基础圈梁通常设置于标高-0.060处,以代替防潮层, 因此不能作为接地装置。而柱下条形基础及筏形、箱形基础在基础底面设有肋梁,柱下独立基础及各种类型的桩基础均设有基础拉梁或承台梁,以上都可满足作为基础接地体装置的要求。 二、电气管线的预埋与结构布置 电气管线的敷设方式分明敷和暗敷两种。明敷是将管线安装于墙壁、顶棚的表面,对结构影响不大,而暗敷则完全不同。暗敷中,电气管线的预埋是建筑安装工程中的重要部分。电气预埋管线的特点是根数多,平面布置复杂,特别是在墙体中的垂直预埋管线和在楼板中的水平预埋管线由于削弱了结构构件截面,对结构构成一定影响,下面将从几个方面加以讨论 1、垂直预埋管线在结构墙体中的敷设 当垂直预埋管线埋设于在钢筋混凝土柱或者钢筋混凝土剪力墙中时,敷设方法相对简单,仅需将线路套管改为钢管,并与结构钢筋绑扎固定,防止在浇筑振捣混凝土时偏位。由于电气管线直径较小,对混凝土墙、柱影响不大,可根据需要灵活布置。但是,当管线垂直埋设于砌体墙体中时,埋设方式相对复杂,这也是电气安装工程与土建工程矛盾较多的地方。结构墙体的形式主要有砌体结构中的承重墙及混凝土结构中的非承重填充墙,下面就这两种情况分开讨论 (1)在砌体结构承重墙上的埋设 砌体结构包括砖砌体、混凝土砌块砌体、石砌体等。首先,在砌体结构中不允许开设水平及斜向通槽,水平预埋管线通常埋设于每层圈梁中。埋入墙体的垂直预埋管以前均直接在墙体上剔槽敷设,但是这种做法会对结构墙体造成损伤,特别是当并列埋设的管线较多时,对整个墙段的承载能力都有影响。按《砌体结构设计规范》(GB50003-2001)中第6.2.14条“不应在截面长边小于500mm的承重墙体、独立柱内埋设管线;不宜在墙体中穿行暗线或预留、开凿沟槽,无法避免时应采取必要的措施或按削弱后的截面验算墙体的承载力”。目前可行的方法是在砌筑砖墙时留下120深凹口,宽度可按并列管线数量采用一砖或半砖,待管线预埋后采用C20细石混凝土填实。 当采用空心砖或混凝土空心砌块时,也有一种方法是利用砌体中的孔洞埋设管线,按GB50003-2001中第6.2.14条注“对受力较小或未灌孔的砌块砌体,允许在墙体的竖向孔洞中设置管线”。但实际上常用的KP1型多孔砖孔径约20mm,DM1型多孔砖孔径约18mm,都较小,而且砌块较重,组砌时要求灰缝错开,故此方法施工不便。 当墙体为半砖墙时,按照规范,在半砖墙内不准暗敷管线,如不可避免,则采用局部加设混凝土构造柱的形式,将管线埋设于柱内。 (2)在混凝土结构填充墙上的预埋 混凝土结构中的填充墙仅承担墙体本身的自重,常用的有加气混凝土砌块、粉煤灰混凝土空心砌块等,此类材料的特点是强度低,自重轻,即使发生破坏对主体结构也无影响。因此,在填充墙上的预埋仅仅需要考虑抗裂、隔声等因素,在填充墙上开槽不宜超过墙体厚度的一半。 2. 水平预埋管线在结构楼板中的埋设 结构上楼盖主要有预制装配式楼盖、现浇混凝土楼盖以及无梁楼盖、肋形板楼盖、叠合板楼盖等,由于前两种形式较为常见,这里仅针预制装配式和现浇混凝土楼盖两种形式加以讨论。 (1)水平预埋管在预制装配式楼盖中的埋设 预制装配式楼盖包括预制双向预应力大楼板和预制预应力空心板,通常使用的是预应力混凝土空心板。虽然按板的受力钢筋种类分有冷拔低碳钢丝、冷轧带肋钢筋等区别,但板的截面形式及受力钢筋排布形式基本相同。在预制板楼盖中布置管线需要预先向结构专业了解预制板的布置方式使管线沿预制板中圆孔或板缝布置。需要注意的是,在圆孔中布置管线时,引出凿孔要避开板受力主筋位置。常见圆孔板的截面及受力主筋位置如图3所示。当管线沿板缝布置时,由于通常板缝宽度为20-30mm,预埋管线会导致灌缝难以密实,可与结构专业商量采取40-50mm板缝,在板缝中附加一根φ12钢筋加以解决。 (2)水平预埋管线在现浇混凝土楼盖中的埋设 随着混凝土材料变化和施工技术的进步,现浇混凝土楼盖成本逐步降低,施工工艺逐步简化,运用范围越来越广泛。电气管线在现浇板中的平面布置方式较为灵活,但应注意不宜将管线在现浇板内交叉,也不可并排布置,同时按《全国民用建筑工程设计技术措施》电气部分第5.1.9条中指出:敷设在钢筋混凝土现浇楼板内的电线管最大外径不宜超过板厚的1/3。这是由于现浇板的板厚一般为80-150mm,管线对混凝土截面的削弱比较大,而且通长的管线会在混凝土板内造成薄弱带,处理不慎就会引起混凝土板开裂,或留下工程隐患。 在现浇板中敷设的水平预埋管也应采取预防机械损伤措施,埋设于现浇板内的管线弯曲半径不小于管外径的10倍。 三、结束语 以上这些只是笔者在实际的设计、施工中的几点思考,希望能为广大读者提供参考借鉴之用。当然,在实际工程中,还有很多值得注意的地方。我们应该在完成本专业设计的同时,注意与其它专业的配合与协作。 电气设计论文:民用建筑中电梯的电气设计 论文关键词:电梯;主开关;照明;插座;配线 论文摘要:电梯的电气控制设备由制造厂成套供应,电气控制设备的电源进线及控制和配电出线由安装单位配套。电气设计只需为下列用电设备提供电源、选配断路器和配电线路。 1 概述 电梯电气控制设备由制造厂成套供应,电气控制设备的电源进线及控制和配电出线由安装单位配套。电气设计只需为下列用电设备提供电源、选配断路器和配电线路。 电梯主电源;轿厢、机房和滑轮间的照明和通风;轿顶和底坑的电源插座;机房和滑轮间的电源插座;电梯井道的照明;报警装置。 2 配电设计 2.1电梯的负荷分级和供电要求,应与建筑的重要性和对电梯可靠性的要求相一致,并符合国家标准《供配电系统设计规范》的规定。高层建筑和重要公建的电梯为二级,重要的为一级;一般载货电梯、医用电梯为三级,重要的为二级;多层住宅和普通公建的电梯为三级。高层建筑中的消防电梯,应符合国家标准《高层民用建筑设计防火规范》的规定。 2.2电梯的供电,宜从变压器低压出口(或低压配电屏)处分开自成供电系统。 一级负荷电梯的供电电源应有两个电源,供电采用两个电源送至最末一级配电装置处,并自动切换,为一级负荷供电的回路应专用,不应接入其它级别的负荷; 二级负荷电梯的供电电源宜有两个电源(或两个回路),供电可采用两个回路送至最末一级配电装置处,并自动切换。当变电系统低压侧为单母线分段且母联断路器采用自动投入方式时,可采用线路可靠独立出线的单回路供电。亦可由应急母线或区域双电源自动互投配电装置出线的、可靠的单回路供电。 消防电梯的供电,应采用两个电源(或两个回路)送至最末一级配电装置处,并自动切换。 三级负荷电梯的供电,宜采用专用回路供电。 2.3 每台电梯应装设单独的隔离电器和保护装置,并设置在机房内便于操作和维修的地点,应能从机房入口处方便、迅速地接近。如果机房为几台电梯共用,各台电梯的隔离电器应易于识别。隔离电器应具有切断电梯正常使用情况下最大电流的能力但不应切断下列设备的供电:轿厢、机房和滑轮间的照明和通风;轿顶和底坑的电源插座;机房和滑轮间的电源插座; 电梯井道的照明;报警装置。 上述照明、通风装置和插座的电源,可以从电梯的主电源开关前取得,由机房内电源配电箱(柜)供电或单设照明配电箱,或另引照明供电回路并单设照明配电箱。 2.4 主开关选择 电梯电源设备的馈电开关宜采用低压断路器。低压断路器的额定电流应根据持续负荷电流和拖动电动机的起动电流来确定。过电流保护装置的负载-时间特性应设备负载-时间特性曲线相配合。 2.5 照明、通风装置和插座的供电回路,根据设备所在部位和工作特点划分,至少应分为两个供电回路并分别设置隔离电器和保护装置: 轿厢用电设备(照明、通风、插座和报警装置)供电回路和保护断路器(如同机房中有几台电梯驱动主机,每个轿厢均应设置一个),此断路器应设置在相应的主开关旁。 机房、井道和底坑用电设备(照明、通风和插座)供电回路和保护断路器,此断路器应设置在机房内,靠近其入口处。 3 电气照明、通风装置和插座设置及控制 3.1 电梯井道照明 封闭式电梯井道应设置永久性的电气照明,在维护修理期间,即使门全部关上,井道亦能被照亮。井道最高和最低点 0.5米以内,各装设一盏灯,中间最大每间隔7m设一盏灯,照度应不小于50lx,分别在机房和底坑设置一控制开关。 3.2 电梯机房照明和电源插座 机房应设有固定式电气照明,地板表面上照度应不小于 200lx。在机房内靠近入口(或几个入口)的适当高度处设有一个开关,以便进入时能控制机房照明。机房内应设置一个或多个电源插座。 3.3 轿厢照明和电源插座 轿厢应装备永久性的电气照明,控制装置上的照度应不小于 50lx,轿厢地面上的照度宜不小于50lx。如果照明是白炽灯,至少要有两只并联的灯泡。 要有可自动再充电的紧急电源,在正常照明电源被中断的情况下,它能至少供 1W灯泡用电1h。在正常照明电源一旦发生故障情况下,应自动接通照明电源。轿顶应设置一个或多个电源插座。 3.4 底坑插座 底坑距底 0.5m处应设置一个电源插座。插座需有防护措施和有一定的防水能力,宜至少达到 IP21。 4 线路敷设 4.1 线缆选择 选择电梯供电导线时,应按电动机铭牌电流及其相应的工作制确定,导线的连续工作载流量应不小于计算电流,线路较长时,还应校验其电压损失(直流电梯电源电压波动范围应不大于± 3%,交流电梯±5%)。 4.2配线选型 根据不同用途,配线可选用导线、硬电缆和软电缆,应有不同的保护方式和敷设方式. 5 防灾及报警装置 5.1消防电梯和平时兼作普通电梯的消防电梯,在撤离层靠近层门的候梯处增设消防专用开关及优先呼梯开关,供火灾时消防队员使用。 5.2为使乘客在需要时能有效地向轿厢外求援,应在轿厢内装设乘客易于识别和触及的报警装置。该装置应采用警铃,对讲系统,外部电话或类似形式的装置。 5.3超高层建筑和级别高的公建,在防灾控制中心宜设置电梯运行状态指示盘。 5.4消防电梯轿厢内应设消防专用固定电话,根据需要可以设闭路监视摄像机。 6 防雷等电位联结 二类防雷建筑物超过 45m和三类防雷建筑物超过60m的建筑,应采取防雷等电位连接措施,电梯导轨的底端和顶端分别与防雷装置连接(接闪器、引下线、接地装置和其它连接导体等)。 7 电梯机房、井道和轿厢中电器装置的间接接触保护 7.1低压配电系统零线和接地线应始终分开。 7.2整个电梯装置的金属件,应采取等电位联结措施。接地支线应分别接至接地干线接线柱上,不得互相连接后再接地。 在各个底坑和各机房均设置等电位连接端子盒,并与防雷装置连接。端子盒分别单独用接地线接至等电位联结端子板,以便于检查和维护。采用铜芯导体,芯线截面不得小于 6mm2,当兼用作防雷等电位联结时,采用铜芯导体,芯线截面不得小于16mm2。 轿厢接地线如利用电缆芯线时,不得少于两根,采用铜芯导体,每根芯线截面不得小于 2.5mm2。 7.3 电位连接、保护接地及电梯控制计算机工作接地与建筑内其它功能的接地共用接地装置。 电气设计论文:建筑电气设计实习周记 建筑电气设计实习的进行能使学生通过实践磨练意志、发展个性、锻炼能力。下面是小编推荐给大家的建筑电气设计实习周记,希望能带给大家帮助。 建筑电气设计实习周记(一) 务做好生产实习的准备工作!首先了解了一下公司的基本情况以及经营范围,并且参观了公司。并且见到许多电源、变压器及互感器、电器成套装置、大开关电器、塑壳开关、控制仪表、线缆及敷设、用电设备等西多实际的东西。 现场指导教师先大致的向我介绍了一下这些电气设备及器件的功能等,说以后再慢慢学会去深入的了解它们和使用它们!指导老师说,让我在实习的这几天,多掌握电力系统的基本知识,电力负荷计算及无功功率补偿,三相短路分析、计算及效应,变配电所及其一次系统,电气设备的选择与校验,电力线路,供配电系统的继电保护,变电所二次回路及自动装置,电气安全、防雷和接地,电气照明,供配电系统的运行和管理等。在学习知识的同时,理论联系实际,以得到更加深入的学习! 建筑电气设计实习周记(二) 本周是实习的第一周,本周最主要的任务就是认识去好哈的使用和了解电源,原以为,电源是个很简单的东西,就是提供电源嘛!但是远不是我想的那么简单。比如说,今天指导老师向我介绍了三项应急电源(EPS)。称为Emergency(紧急)Power(电力)Supply(供给),是当今重要建筑物中为了电力保障和消防安全而采用的一种应急电源。它主要由输入输出单元、充电模块、电池组、逆变器、监控器、输出切换装置等部分组成。其原理为:在市电正常时,由市电经过输出切换装置给重要负荷供电,同时充电器为蓄电池进行充电或浮充;当市电断电后或电压超出供电范围,控制器启动逆变器,同时输出切换装置将市电供电状态立即切换到逆变器供电,为负荷设备提供应急供电;当市电恢复时,应急电源将恢复为市电供电。 真的没想到,一个电源,竟然会有这么多知识在里面。 建筑电气设计实习周记(三) 本周最主要的任务是学习和认识变压器。 现场指导老师主要向我介绍了怎样判别电源变压器参数:电源变压器标称功率、电压、电流等参数的标记,日久会脱落或消失。有的市售变压器根本不标注任何参数。这给使用带来极大不便。下面介绍无标记电源变压器参数的判别方法,此方法对选购电源变压器也有参考价值。 1、从外形识别常用电源变压器的铁芯有E形和C形两种。E形铁芯变压器呈壳式结构(铁芯包裹线圈),采用D41、D42优质硅钢片作铁芯,应用广泛。C形铁芯变压器用冷轧硅钢带作铁芯,磁漏小,体积小,呈芯式结构(线圈包裹铁芯)。 2、从绕组引出端子数识别电源变压器常见的有两个绕组,即一个初级和一个次级绕组,因此有四个引出端。 3、从硅钢片的叠片方式识别E形电源变压器的硅钢片是交插入的,E片和I片间不留空气隙,整个铁芯严丝合缝。音频输入、输出变压器的E片和I片之间留有一定的空气隙,这是区别电源和音频变压器的最直观方法。至于C形变压器,一般都是电源变压器。 建筑电气设计实习周记(四) 本周我在之前已经初步了解的情况下,较为深入地学习了互感器的相关知识。 互感器(instrument transformer)是按比例变换电压或电流的设备。其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压(100V)或标准小电流(5A或10A,均指额定值),以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统,以保证人身和 设备的安全。按比例变换电压或电流的设备。互感器分为电压互感器和电流互感器两大类,其主要作用有:将一次系统的电压、电流信息准确地传递到二次侧相关设备;将一次系统的高电压、大电流变换为二次侧的低电压(标准值)、小电流(标准值),使测量、计量仪表和继电器等装置标准化、小型化,并降低了对二次设备的绝缘要求;将二次侧设备以及二次系统与一次系统高压设备在电气方面很好地隔离,从而保证了二次设备和人身的安全。 建筑电气设计实习周记(五) 有了前几周的工作经验,在本周所完成的工作比预期要好的多,所以接下来的工作就会轻松一些了。现在我工作已经有一段时间了,对自己的工作也有了一定的了解。 本周是我实习以来第一次值夜班,带着我值夜班的是一个老师傅,技术特别精,人也特别的和蔼,对我也非常的照顾,因为晚上值夜班就师傅我们两个人,经过几个夜班的沟通,师傅不仅教我了不少的专业知识和技术,让我懂得更多的是在社会上也养才有立足之地,怎样才能在残酷的竞争中不被淘汰。夜班相对来说是比较轻松的。没有啥活,只是处理紧急的故障,必须得保持设备的正常运行,前两个夜班我非常的幸运,设备没有出现一个故障,后两个夜班活就比较多,比如摇测电机绝缘,处理一些设备无法正常启动,师傅教会了我不少图纸,一些简单的故障看着图纸也能处理了,通过值夜班让我学到了不少的技术,让我受益匪浅。 建筑电气设计实习周记(六) 在实习的过程中,自己学到了许多原先在课本上学不到的东西,而且我也深深地体会到了学校与社会的不同,也触摸到了市场跳动的脉搏。如果说在象牙塔是看市场,还是比较感性的话,那么当你身临企业,直接接触到企业的生产与销售的话,就会变得理性很多。 因为在市场的竞争受市场竞争规则的约束,从采购、生产到销售都与市场有着千丝万缕的联系,如何规避风险,如何开拓市场,如何保证企业的生存发展,这一切的一切都是那么的现实。于是理性的判断就显得重要了。在企业的实习过程中,我发现了自己看问题的角度,思考问题的方式也逐渐开拓,这与实践密不可分,在实践过程中,我又一次感受充实,感受成长。为自己和他人的工作创建一个和谐的氛围,又是那么的重要,于是也就更能体会在企业中人和万事兴的要义。 建筑电气设计实习周记(七) 在这过去的一个多月的时间里,我每时每刻都在告诫自己,我在公司里的表现不仅代表的是我个人的形象,还关乎着学校的声誉,所以我在各方面严格要求自己,我虚心向师傅们请教的态度得到了公司的认可。 回顾一个多月以来所经历的点点滴滴,发觉实习真的是一种经历,只有亲身体验过之后,才能切身体会到其中滋味。我知道了课本上学的知识都是最基本的知识,不管现实情况怎样变化,抓住了最基本的就能以不便应万变。通过实习,我学到了很多在大学生活里所学不到的知识。 比如,如何与同事,与领导相处。人际关系是刚踏入社会的大学生需要学习的重要一课,在实习时,我经常会留心周围的同事是如何相处的,也尽量虚心请教,与同事们相处,不但可以放松神经,也学了不少为人之道。 电气设计论文:对建筑电气设计中消防设计的探讨 摘要:近年来,随着社会经济的飞速发展,建筑行业也得到了较大的发展,建筑的功能和工艺要求也越来越高,其中电气设计的消防设计是建筑设计中最为重要的部分之一,因为建筑电气消防设计不仅关系着后期工程的可实施性和建筑资源的合理利用,而且决定着居民生命和财产的安全性,所以,在建筑电气设计中的消防设计必须依据相关规范,进行严谨的设计,满足相关工艺要求。本文首先阐明了建筑电气设计中消防设计的重要性,然后对对建筑电气设计中消防设计进行了深入的探讨。 关键词:建筑 电气设计 消防设计 1引言 目前,在社会经济发展的推动下,我国建筑行业的发展已经进入了一个新的阶段,随着建筑功能性要求的日益提高,出现了如民用建筑、办公楼、公共建筑等不同类型的建筑,相应的建筑设计和施工工艺要求也越老越高。建筑电气设计中的消防设计可以说是建筑设计中比较重要的一个环节,对于现代的建筑是至关重要的一步,需要相关设计人员进行深入的探讨和研究。在建筑电气设计中,消防系统的设计要根据居住型建筑、办公型建筑以及公共建筑等不同建筑类型的消防系统的实用情况、安全要求、重要性和可能出现消防事故的几率等因素进行全面的考虑,并且要因地制宜,无论是对建筑电气的消防设计还是施工工艺都要严格要求,全面分析,并及时采取相应的措施解决消防设计及施工过程中出现的问题。建筑电气的消防设计主要分为火灾自动报警系统的设计和消防配电的设计,电气消防设计依据的相关规定规范主要有《建筑设计防火规范》和《火灾自动报警系统设计规范》等,是否严格的按照规范进行设计是消防设计是否合格的重要检验标准。建筑电气设计中的消防设计是否合理和完善直接决定着建筑发生消防事故时能否及时、有效、有序的进行解决,能否在最大程度上保证相关人员的生命及财产安全等,因此在对建筑电气设计中的消防设计进行探讨时,不仅要明确消防设计在建筑电气设计中的的重要性,而且要深入挖掘其中的问题,严格要求设计和施工过程,确保建筑消防系统的有效性和运作能力。 2为何要强化建筑电气设计中的消防设计 近年来,随着我国社会主义的经济的飞速发展,社会各个行业也得到了很大程度的发展,其中,建筑行业的进步与发展是最为显著的,但是,随着城市的土地资源利用的局限性,建筑的用地需求却越来越大,所以,大部分建筑群如居住型建筑、办公型建筑以及公用建筑等都向着更高、更密集的形式发展。经济的发展同时带动了人民生活水平的提高,也越来越注重建筑的装修。在人们的生活中家用电器逐渐增多,其中也不乏贵重电器如电脑、冰箱、空调以及一些空调及室外设备等,再加上建筑安装的广告牌、玻璃幕墙、相关的信号灯以及节日时悬挂的彩灯等,在加重建筑群用电负荷的同时由于这些装修材料以及装修方式的复杂多样性,致使建筑物的火灾事故发生的可能性增大,存在极大的安全隐患。如果有火灾发生,火势难以被立刻控制,只是建筑高层的居民无法安全快速的疏散,不仅加大了消防人员援救的难度,而且为人民的生命及财产安全带来了巨大的损失。如果是在火势严重,情况紧急时,消防人员难以仅凭自己的力量去进行援救工作,不止会耽误救援的最佳时机,导致人们生民财产的安全受到威胁,而且还会因为消防工作的延误和低效而造成难以估计的经济损失,甚至影响到整个社会的安定和和谐。所以,建筑电气设计中消防设计作为构成建筑消防安全的重要环节,其重要性是显而易见的,因此,在建筑电气的消防系统设计过程中要严格按照国家的相关标准和规范,保证建筑物电气设计的消防设计的可靠性和安全性,以及施工的准确性。还要建筑消防设计人员加强自身的消防设计的法律法规意识,明确建筑电气设计中消防设计的重要性,以及消防设计之于人民财产安全和社会经济发展的重要意义。 3建筑电气设计中消防设计的要点与工艺要求 建筑电气的消防设计主要分为火灾自动报警系统的设计和消防配电的设计,电气消防设计依据的相关规定规范主要有《建筑设计防火规范》和《火灾自动报警系统设计规范》等。 3.1火灾自动报警系统的设计 建筑的火灾自动报警系统的设计要严格按照《火灾自动报警系统设计规范》 等相关规范和标准。建筑电气的消防设计中火灾自动报警系统的电源的设计与施工要严格根据一级供电负荷以及二级供电负荷的 工艺要求,安装两个以上(包括两个)的电源来供电,保证消防控制室可与其进行自动切换。一般建筑火灾自动报警系统以 ups 电源作为其crt 显示器与消防通讯设备的电源,同时还要安装直流电源作为备用电源。建筑火灾自动报警系统要在欠压和超压时有报警功能,并保证电源的标准性和规范性。 3.2消防配电系统的设计 建筑消防过程中要是可避免出现电源停止供电的现象,但是,一旦出现这种情况就要保证启动相关的配电系统,使其能在最短的时间内令消防设备恢复正常的工作。通常情况下消防配电系统中应急发电装置的功率做大能达到供电负荷的一半,为保证电机组的持续正常工作,及时为消防系统供电,一般要采用分批启动消防设备的方式。与此同时,在建筑电气消防设计和施工过程中,在对不属于消防系统电源的断开时要使用低压断路器的分励脱扣器,然而,因为低压断路器的型号各异,同时其分励线圈在进行分励脱扣时所需提供的电流和框架电流也在一定程度上存在着差异,所以需要通过在配电室的主配电箱上或是低压出线开关上实施消防系统电源的断开,如此一来,既能保证联动系统操作方便和电源的选择性断开,又保证了消防配电系统的安全性和可靠性。 3.3确定建筑的供电负荷 设计建筑消防系统的前提就是先确定建筑的供电负荷等级。建筑供电负荷等级的确定要严格根据《建筑防火设计规范》 等相关标准和规范。在等级确定的过程中要特别注意供电负荷的电源使用情况,对于一级供电负荷要有最少两个供电电源,如果其中一个电源出现供电故障,要保证另一个电源的供电不会受到任何影响;对于二级供电负荷主要是要保证供电的持续不断,当电力变压器发生故障或是供电线路出现故障时要使供电及时恢复。 4总结 总而言之,消防设计在建筑电气设计中是一项非常重要的设计工作,需要严格的设计规范和很高的工艺要求,还要相关的设计人员、施工人员具有很强的技术能力和全面的消防知识。建筑的消防设计直接关系着建筑的功能性的体现和使用过程中的安全可靠性,同时建筑电气设计中消防设计也是值得我们深入探究的领域。 电气设计论文:浅谈住宅楼电气设计 摘 要:随着人民生活水平的提高和 科学 技术的 发展 ,住宅楼电气的设计建设也应跟上时代的步伐。简述 现代 住宅楼电设计中应注意的几个问题。 关键词:住宅;电气设计;方向 随着我国社会 经济 的发展,人民生活水平的极大提高,各类家用电器逐渐增多,特别是空调、大荧屏彩电等大功率电器进入普通家庭,使住宅设计由原来纯照明向多功能的方向发展。 1 住宅用电负荷的预测 住宅面积分为三类:小型住宅60m2以下,中型住宅60~100m2,大型住宅100m2以上。一般小型住宅照明用电负荷500w,娱乐用电(包括电视机、音响、电脑等)负荷950w,厨房用电(包括电饭煲、电热开水器等)负荷3500w,卫生间用电(洗衣机、排气扇)负荷1170w,空调用电负荷2250w,综合上述各类用电负荷共8370w,中型住宅乘1.3系数10881w,大型住宅乘2.6系数21762w。根据统计调查,一般住宅用电负荷的高峰期是夏天晚饭后的时间,这时用电负荷有:电视、电冰箱、电热开水器、消毒碗柜、电脑、空调,共有住宅用电负荷的40%,查设计手册得需要系数0.4~0.6,所以根据实际情况,我们设计时取0.4系数便可以,则小型住宅负荷 计算 取3.5kw,中型住宅负荷计算取4.5kw,大型住宅负荷计算取8.5kw即可。 2 住宅的电源与配电系统 一般住宅供电由小区变配电所引入,应采用三相四线(tn-c系统),经重复接地后进入单元总电表开关箱,改成三相五线制(tn-s系统)后再放射到各用户,配电箱中应有短路、过载、漏电保护,断路器应选用能同时切断相线——中性线的断路器。住宅用电负荷计量应采用一户一表制,建议将单元总开关及分户电能表集中设置以便管理。户内配电系统:随着家用电器的增多,为避免电气线路过载和降低谐波电压的影响,户内配电系统应采用多回路形式,至少应设照明回路、一般插座回路和空调回路,如实际需要也可将厨房和淋浴室设为单独回路。此外考虑到家庭办公和信息化的发展,还应增加一条专用回路。 3 导线及电器设备的选择 室内外导线及电器设备的选择合理与否,直接关系到住宅用电的安全及经济效益,因而必须在工程设计中合理选用导线和有关电器设备。 3.1导线的选择 导线的选择主要是确定导线的型号和规格,其原则是既能保证配电的质量与安全又能节省材料,做到既经济又合理。其中导线型号应按使用工作电压及敷设环境来选择;导线的规格(导线截面)可按下列要求进行选择: (1)有足够的机械强度。为防止出现断线事故,导线必须有足够的机械强度,一般照明回路计算电流较小时(<10a),其导线都应按机械强度选择。 (2)能确保导线安全运行。选择导线时应保证其安全电流大于长期最大负载电流,同时应注意以下几点: a.在选择进户线及干线截面时应留有适当余量; b.单相制中的中性线应与相线截面相同; c.三相四线制中的中性线载流量不应小于线路中的最大不平衡负荷电流。用于接中性线保护的中性线,其电导不应小于该线路相线电导的50%,气体放电灯的照明线路因受三次谐波电流的影响,其中性线截面应按最大一相电流选用。 (3)能确保电压质量。对于住宅建筑来说,电源引入端至负荷末端的线路电压损失不应大于2.5%,如线路电压损失值大于规定电压损失允许值,应加大导线截面以保证线路的电压质量。 总之,在选择导线时要考虑实际使用及未来发展需要,适当留有余量,减少电压损失,保证导线使用的安全可靠和经济有效。 3.2电器设备的选择 电器设备主要指电源配电箱、电表、控制开关、漏电保护开关及电源插座等。电器设备的选择合理与否直接影响工程的质量。选用时应根据住宅的负荷情况、安装要求、使用环境、设备的工作电压和工作电流等合理选择电器设备的型号规格,注意设备的容量等级宁大勿小,但又要避免选得过大造成浪费,一般来说在计算工作电流的基础上选大一级即可。为确保其质量,应选用符合国际电工委员会iec标准和国内gb、jb有关行业标准,并具有产品质量认可证书的电器产品。总之,电器设备的选择尽可能做到安全可靠和经济合理。 4 防雷与接地 4.1防雷内容与措施 防雷内容一般可分为:防直击雷,防感应雷及防高电位入侵三个内容。就防直击雷而言,一般是在屋面易受雷击部位安装接闪器,然后通过引下线与接地电阻很小的接地装置可靠连接,安装时要注意屋面突出的金属部件与避雷针、带、网应全部可靠连接。目前一般利用屋面板钢筋作为避雷网,柱主钢筋作为引下线,基础钢筋作为接地装置,这是较为实用经济的作法。为了防止感应雷和高电位入侵的危害,可在电缆进出户处将绝缘子的铁脚支架可靠接地,同时安装避雷器或其它型式的过电压保护器。此外要强调进行等电位联结,也就是在设计施工中要把建筑物内、附近的所有金属物用电气的方法连接起来使整座建筑物空间成为一个良好的等电位体,这样能有效地降低建筑物内部和附近不同金属部件间的电位差,从而避免内部的设备被高电位反击和人被雷击的事故。 4.2安全接地的形式与要求 在住宅电气设计建设中为确保电器设备和人身安全务必做好用电系统的安全接地。目前我国的住宅配电系统方式一般有三种:tt、tn-c-s和tn-s系统,在进行设计施工时可根据实际情况选择接地系统。以下着重谈谈住宅配电系统中的保护接地。 在中性点不接地的低压供电系统中,电气设备必须保护接地,接地电阻r≤4ω。在中性点直接接地的低压供电系统中既可采用保护接地,也可采用保护接中性线。为确保接中性线保护系统的安全可靠,必须将中性线干线或支线的终端再次接地,这称为重复接地。重复接地有以下作用:增大流过线路保护装置的电流使其加速动作,从而减轻或避免事故的发生;设置重复接地后可降低漏电设备的对地电压,减少触电的危险程度。为确保接中性线保护的安全可靠,按规定必须做到以下几点:(1)重复接地的接地电阻必须小于10ω;(2)保护接中性线的其电导不得小于线路中相线电导的一半;(3)在任何情况下,同一供电系统中不可一部分电气设备采用“保护接地”,另一部份采用“保护接中性线”;(4)用于接中性线保护的中性线不能安装带熔丝的开关或熔断器。 此外,随着家用电器的增多及智能化的 发展 ,应作好防静电接地和屏蔽接地工作。 5 消防系统 大型 现代 住宅中由于电气设备越多就越容易发生火灾,因此应安装完善的消防系统。大型现代住宅在电气消防方面应做到以下几点: (1)供电电源应采用两路方式,一路为市电电源,另一路为应急电源; (2)有应急照明系统; (3)应用手动响鸣火警警报系统,如可能,可加装火灾自动报警系统; (4)开关和导线应选用符合防火规范的开关和阻燃型的电线电缆。 6 智能化发展 在 科学 技术日新月异的今天,随着微机自动检测及控制技术、 计算 机 网络 技术、通讯技术的发展,楼宇智能化的实现已成为可能。未来的住宅楼应有一个由检测单元、执行单元、数据采集单元、控制单元和微机组成的智能监控系统,由该系统对楼宇内的设备运行、电气故障、火灾、盗情等进行集中监控。再设置综合布线系统,将一定区域内的楼宇按星型拓朴结构建成小区局域网,进而所有局域网连接,同时与公安、消防、电讯、广播住宅管理等部门连网从而建成城市住宅管理信息网络,实现住宅的全天候、全方位监控和管理。 综上所述,随着人民生活水平的提高和科学技术的发展,住宅楼电气的设计建设也应跟上时代的步伐。在保证安全可靠、 经济 实用的基础上引入高科技技术,使人们的生活更美好。 电气设计论文:工业建筑工程电气设计分析 摘要: 建筑工程的用途比较广泛,可以在不同的用途内进行使用,不同的用途就有不一样的使用功能,除了在主体强度等建筑因素当中体现,电气设计的不同还可以体现。所以,为了实现不同工业建筑工程的功能性质,还要对电气系统进行差异化设计。这是针对工业建筑而言的,来使工程的电气系统能够正常的使用,体现出它的功能用途。 关键词: 工业;建筑工程;电气设计 引言: 电气工程是工业建筑项目当中重要的组成部分,我们要将工业建筑的电气设计与其他的电气设计区别开来的,我们要明白工业建筑电气设计的要求,明白在工业建筑当中的地位。下面就通过实际操作的工业建筑电气工程,分别可以从电气设计的过程、特点和工业建筑电气在设计过程中应该注意的问题来进行阐述。 一、电气设计在工业建筑工程的流程的特点 电气设计一般的步骤:方案的设计、初步设计、深度设计、施工图设计,以上的流程是相对于普通的建筑工程而言的。工业建筑工程电气设计与普通的建筑设计流程是一模一样的,但是工业建筑工程电气设计需要注意在工业投产的需求。 1、工业建筑工程电气设计的设计方案 在方案的设计上必须要符合工业工艺生产的要求,必须在这个前提下确定设计的方向。因此,在这个阶段,我们首先要对工业建筑要求的电气设计方向进行确定,然后提出计划新建的工业工程所需要的电气系统的类别,在对计划新建的电气系统当中需要匹配的变压系统和配电系统、照明等级等系统。这就是与其他普通建筑的电气设计区别于开来的特点,在其他方面,我们要更多的考虑到工业建筑工程所需要的电源电压、照明等级等,其次需要对工业设备的负荷进行选择载体回路方式和选择匹配的导体。 2、工业建筑工程电气的初步设计 我们要对工业建筑工程进行大概的设计,就是我们所说的初步设计的大概含义。在初步设计阶段,要对工业建筑的电气进行专业化的设计,在设计当中必须包括工业建筑电气项目的进行设计的说明书、设计的图纸、主要电气设备明细和建筑电气计划书。这就好与普通的电气设计进行区分开来,设计的说明书当中还要明确的标注工业设备的用电分配,在设计的图纸中要进行明确的标注,因为设备的使用是工业建筑特点之一,所以还要针对设备要做好电气计划书 3、工业建筑工程电气的施工图设计 在电气工程中需要对施工进行设计,要对在电气施工中,常常会遇到一些无法预计的问题,需要在工程中及时的进行修改,需要保障完工之后的成果与设计图上保持一致,避免维修时找不到问题的所在,因此我们还要对单独使用时出现的问题进行考虑,将施工方式结合起来,对设计图纸中出现的问题进行修改,在施工中能满足施工的要求,方便以后对施工进行维修和维护 二、工业建筑工程电气设计中常见的问题 在我们的电气设计当中,会存在各种各样的问题,设备和器件都没有安装的要求和明确的尺寸和数据参考。例如,在工业建筑电气设计中对配电箱的选择,需要设计人员在工业当中使用的配电箱与住宅的配电箱区别开来,避免造成配电箱功率的浪费。 1、设计的深度不够 设计深度对电气的设计尤其重要,设计的深度不够的话,会影响到电气的使用。如果工作人员在对电气设计时,没有进行仔细的进行设计的化,尤其是一些小的细节方面没有标注清楚,会造成工作人员在安装的时候不能按照图纸里面的设计进行安装,从而导致与设计图纸不符合,会对项目在电气工程当中的建设造成严重的影响,导致项目不能按照原来的计划进行。比如,按照规定在电力设计当中要对电气设备的型号、名称、规格参数及数量都要在设计中明确的标注出来,但是设计人员只有时忽略了在设计图中没有将规格、数量标注出来。在采购的时候,往往容易造成设备采购错误,在安装的时候容易出现错误。 2、相关专业的设计工作衔接不利 每个项目工程当中都设计到很多的专业,每个部门中都有相关专业的人员参与到工程项目当中,都有专门的工作人员进行负责。在每一项工程当中专业的人员相较于就显的比较的多,而且在工作上进行相关联的工作就容易出现问题,不能进行密切的配合。例如,在建筑的设计当中,将避雷针等装置以钢筋作为载体作为建筑的一部分,所以在电气设计当中,都要在设计图纸上进行标注清楚。在设计当中要明确,将避雷针的设计属于电气设计的范围内,要在设计图纸上面标注清楚,在施工当中,施工的人员要按照图纸来进行施工,如果没有将避雷针与建筑的钢筋进行连接,而导致项目的返工。 3、将工业建筑设计与普通电气系统的区别 工业建筑设计与普通的电气系统是由很大的区别的。例如,在工业建筑当中一般采用的是低层的建筑,建筑的高度与其他的相比都比较的高,建筑面积较大,电力的负荷也比较大。在工业建筑当中会大规模的接触到动力设备配电线路、明敷设线路等问题,所以我们要将工业建筑的工程规模、消防等级和工艺流程的特点认识清楚,方便在设计中提供相应的依据。因此在工业建筑电气设计当中有很多问题需要注意的。 结语 通过上面的分析,可以对工业建筑工程的电气设计有了初步的认识,了解了电气设计中的注意事项。 作者:张贵军 单位:瓦房店轴承集团有限责任公司 电气设计论文:多功能建筑工程电气设计探讨 摘要: 对高层建筑中电气设计开展形式进行详细的探讨,促进管理计划更高效完成,减少电气系统运行使用发生故障的几率。 关键词: 高层建筑;多功能;电气设计 1供电系统的设计探讨 1.1负荷分级确定。 在对高层建筑的电气系统进行设计时,供电阶段要根据用电器的使用需求来进行,这样的环境中供电任务才能更高效进行。负荷等级划分可以参照设备的使用说明书来进行,与设备的运行使用需求量也有很大的关系。基于负荷分级基础上开展的电气设计更具有安全性,能够在基层更高效的落实应用。加强消防设施中有关于设备运行安全性的检验,对设备后续使用也有很大的帮助。 1.2供电电源的选择。 供电电源要满足高层建筑的整体使用需求,并且在现场也要进行运行安全性检验,计算总的荷载是否与系统运行功率保持一致。电源部分在设计时要安装继电保护装置,这样当用电系统的运行出现异常时会自动断开保护设备安全性。电源选择是设计的重点部分,也是后续电气设备安装的依据。 1.3应急电源的选择。 应急电源是高层建筑电气中消防设施的重要组成部分,要在普通照明系统损坏后快速导通,设计标准要达到消防安全管理规定,使用独立与常规电源的发电设备,高层建筑投入使用后,常规电源故障会自动切换到应急电源,保障高层电气设备能够得到稳定的电能供应。导通时间要控制在10秒中以内,通常是以柴油为原料来发电的,日常静止断开时要定期对设备安全情况进行检验。应急电源安装位置的通风情况要达到标准,并远离依然物品。柴油发电机组设置在地下一层汽车库入口旁,通风方式为自然进风,机械排风。在柴油发电机房内设置储油间,其日用油箱储存量为1200L的燃油量。 1.4配电方案。 采用两路10kV市电电源(双重电源)作为常用电源,并满足当任何一路电源发生故障时,另一路电源仍能满足全部一级及二级负荷。自设柴油发电机组作为应急电源,在地下一层设置10/0.4kV变配电所。 1.5变压器容量和台数的确定。 变压器容量和台数要根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合确定,本工程选用包封线圈式干式变压器SCB10并带金属保护外壳。变压器容量为2×1000+2×800kVA,每台变压器的负载率大约为80%。 1.6供配电系统的运行方式。 低压系统的供电分为三大部分:主楼及地下室二级负荷由4#变压器供电;主楼及地下室一级负荷由3#变压器供电,1#、2#变压器给空调负荷供电;应急负荷由柴油发电机供电。 2低压配电和照明系统设计探讨 2.1低压配电系统。 配电系统的设计,采用组合的方法来进行,高层建筑电气系统供应方式比较复杂,结合不同楼层的实际方法来进行,低压系统的设计中稳压模块是很重要的。要保障所传输的电流处于恒定状态,并且不存在电流干扰。计算出电流产生到完成传输所需要的时间,进行有针对性的调查研究,并针对导通时间不合理的设备进行调查分析,探讨更有效的优化方法,提升设备运行使用安全性,以免设备使用期间出现不合理的现象。由于高层建筑内部较为复杂,一旦发生火灾在第一时间如果不能够出去,将直接导致内部人员的伤亡,所以为了避免在逃生过程中由于电源中断而造成的损伤,在公共区域设计醒目的疏散撤离标志是十分重要的,并且在设计中为了防止应急电路受楼梯垮塌受损,配置应急灯独立电源也是十分必要的。 2.2低压配电电缆。 电缆部分的设计安装,要考虑安全保护系统功能是否能够实现,绝缘层也要完整,一旦损坏绝缘与防火性能都会丧失,不利于电缆设备安全使用。所通过的电流一旦超出了安全范围,也很容易会引发火灾事故,因电缆温度升高而引起的,不利于使用安全,因此在电气系统中电缆设计与安装是十分重要的工作。在进行高层建筑物以及内部重要设施的防火处理过程中,应该采用阻燃低烟无卤交联乙烯绝缘电力电缆等相关的配电设备,并通过建立一种火灾自动报警系统对建筑的内部进行良好的保护,在进行消防设备的供电干线与分支干线的设计过程中应该采用一种矿物绝缘的电缆;只有保证相关线路的敷设保护措施达到了防火的要求,才能够采用有机绝缘耐火类的电脑,在进行应急照明配电主干线以及相关的分值低压电缆的敷设过程中一般应该采用一种有机绝缘的耐火电缆。在进行普通供电设备的低压供电电缆的选择过程中依旧应该选择一种无卤低烟阻燃的交联聚乙烯电缆。 2.3照明系统。 在照明系统的设计过程中一般安装的地点是非常的多的,最为主要的几个地点包括了变配电所、水房、值班室等相关的控制中枢部门以及一些具有大量人群聚集的地点。应急照明系统以及在发生事故过程中使用的疏散指示系统采用的全部都是双电源末端切换的一种控制方式,在疏散指示灯的内部为了提高其实际的应用价值,一般在里面都配备了镍镉电池。一旦在发生事故的过程中,正常的供电电源不能够为相关的设备继续供电,那么就必须使用设备内部的电源进行电力的供应,在备用照明以及疏散照明灯的系统设计过程中,一般对其使用的实践对进行了规定,在一般性质的平面疏散区域的内部大多数采用的供电实践都应该在三十分钟以上,在专用的消防区域一般的供电实践最长将会达到三个小时以上,一边消防工作、救援工作、逃生环节能够得到充足的时间。 3注重设计中接地形式的采用 高层建筑多功能建筑工程中对电器的接地设计也是十分重视的,在进行接地形式以及相关安全保护措施的安装过程中应该选用专业的电器设计安装人员进行实地的操作,虽然系统的选择是一项比较复杂的过程,但是工作人员只要在选择的过程中能够细致、谨慎的对当地的环境、用户的需求等相关的状况进行探查就可以制定合理的方案。通过以上分析,在进行建筑物内部供电的设计时,接地系统在整个施工过程中是十分重要的,他安装的成功与否直接与整个高层建筑物内部的供电可靠性、安全性产生了直接的影响。在建筑的内部由于大量的设备使用直流接地、交流工作,所以在进行安装保护的过程中还应该重视防雷接地的相关技术措施的应用。面对建筑内部由于安装了大型计算机、消防等相关的电子工作时而导致静电问题的发生,进而对内部电磁波的产生产生影响,导致精密仪器不能够正常的工作,所以在进行高层建筑内部电气接地设计的过程中,还应该充分的考虑防静电的技术措施以及相应的屏蔽接地的要求,然后采用屏蔽技术手段进行处理。 4做好电气设计中的防雷工作 对于大面积公共建筑这些属于二、三类的防雷建筑工程,综合分析该地区的气候状况,以一年为单位计算雷雨次数并预计建筑物念雷击次数,然后根据数据进行必要的防雷措施。只有采用科学有效地防雷措施才是建筑电力系统防雷工作的关键所在。因此在进行建筑物防雷设计时要严格按国内有关的电气设计规范对于一些民用建筑以及大型商业建筑的主要防雷措施进行细致分析以及对户外架空线路进行必要的防雷措施,并且建筑设计单位也要格外重视采取防雷改进措施的必要性,也只有建筑单位正确的实施了防雷技术,才能有效地确保防雷工作的可靠性。 作者:刘征 单位:黑龙江省创业农场建设科
一、大数据对会计和审计的影响 (一)对会计的影响分析 1.对资产计量产生的影响。首先影响初始计量单位的情况。在传统会计当中,初始计量成本主要包含了历史成本以及公允价值,计量公允价值是具有非唯一性和不可靠性的,会让公允价值实际应用效率大幅度下降。大数据到来之后,很多数据不断产生,会让公允价值更为透明清晰,能够让可信度和可靠性大幅度提高,另外在计量单位方面也会出现一定的影响。在传统会计当中,计量单位主要是元,而大数据时代可能将非元作为计量单位,比如说时间、数量等。2.对财务管理职能的影响。在传统会计领域当中,会计管理人员的职责是监管和核算相关的财务信息,当前大量数据逐步产生,会计管理者需要有较强的综合判断能力以及数据分析能力,可以对资源进行合理的调配,传统的财务会计人员主要负责进行记账、结账、复核等操作,大数据时代会计管理者需要进一步收集相关的信息,并且科学合理的对其进行分析,将有价值的信息提取出来,让会计财务工作更为有效。 (二)对审计的影响分析 1.对审计方式和方法的影响。传统的审计模式主要是完成业务之后进行的操作,属于事后审计,这样操作无法及时对审计信息进行获取,导致信息滞后等问题产生。与此同时,传统的审计方式主要通过财务审计为主,没有充分的审计监督。伴随当前信息化大数据时代的到来,审计的重要性逐步显现出来,在此过程中,需要逐步向阶段性审计向连续性升级转变,防止传统审计过程中的缺陷,让审计时产生的错误降低。2.对审计结果的影响。首先可以让问题更为系统全面,在大数据时代下,数据量纷杂繁多,在总结和归纳的过程中,往往具有多个层面、多个角度,这样管理人员需要对相关内容进行提炼,其次,审计单位把审计复核人员和设计人员进行联系,将审计底稿进行归档处理,在下次审计的过程中进行跟踪处理,可以有针对性的让了解实际情况的人员来完成审计工作。 二、大数据时代对会计和审计的应对措施 (一)会计在面临大数据时代的应对策略 1.转变财务职能,建立大数据资产理念。对企业的各项资源信息进行综合利用,进一步强化集团型财务管控模式,对财务管理的层次进行优化,进一步加强财务管理审核流程的完善,对企业资金流程进行改革,让资源优化的目的得以实现,先让财务职能转变,首先需要进一步了解企业的具体情况,对财务会计理论建设进行强化,符合时展的需要,加强会计信息的全面性和综合性,对非结构化数据进行合理使用,只有转变财务人员的职能,才能进一步让财务职能的转变得以实现。与此同时需要进一步强化大数据资产概念,首先需要将大数据资产建立起来,可以进一步对用户的效果和行为进行分析,对用户的趋势和行为习惯进行预测,有针对性的为用户提供相应的产品,其次对大数据资产进行掌握,可以让企业主动的对网络信息资源进行管理,让企业的经营效益提高。大数据不单单能够对企业的财务状况进行准确的反映,还能够让会计的发展水平提高。2.保障财务信息的安全。大数据在发展的过程中给人们带来很多的好处,也会出现非法访问、泄露用户信息、数据篡改等相关信息问题,一定要保证信息的安全性,可以使用主动加密的方式,完善用户身份安全访问系统,制定相关的计划,对数据进行快速的分析和处理,让相关人员更为了解操作业务,及时准确的对数据进行整理,加强监督机制的建立,不定期的对危险个人行为进行排查,并以此来保证数据的稳定性和安全性。 (二)审计在面临大数据时代的应对措施 1.建立完善配套的审计法律法规。在当前法律条件下审计,应用大数据技术没有法律依据,大数据技术在应用的过程中是否合法是对大数据与审计相结合产生阻碍的一大因素,一定要对大数据相关的审计管理体系进行完善,保证大数据审计的合法性和合理性。另外,如果没有审计法律的相关依据,无法确保大数据审计的合法性,就不能保证大数据在收集数据以及对数据进行存储过程中的合法性,大数据技术无法在审计当中发挥出应有的作用,在审计的时候一定要对大数据技术进行充分的利用,保证大数据审计的合法性,另外需要强化大数据审计法律法规的建设,进一步对配套法律体系完善。2.加强大数据审计分析模型和审计软件的研发。不同行业所需要的大数据开发环境和分析模型是不同的,审计行业需要依照自身特点来研发大数据的分析软件和模型,审计数据分析可以分为挖掘性分析、多维分析以及查询性分析等诸多类型,因为大数据涵盖的书内容相对广泛,在对具体审计问题进行处理的过程中,需要相关的高端人才,除了需要数据分析专家外,还需要依照统计、数学、社会、网络、心理等相关领域的专家参与大数据审计。在审计软件和模型方面,不单单需要具有审计功能,还需要具有一定的预测功能。大数据审计分析模型和审计软件的预测功能需要将数学算法与海量数据分析相结合,对事物发生的可能性进行预测,审计人员需要依照职业特点来对数据需要决定的相关事务进行分析,这是大数据需要做出的贡献,在职业判断方面建立相关事物的联系,不受成见或偏见的影响。 三、结束语 总而言之,大数据的快速发展为企业提供了全新的动力,在本质上转变了原有的会计审计模式,为审计和会计的发展提供了新的方向,企业需要进一步与大数据的发展相结合,提出相关的策略,有效的将企业经营过程中产生的问题解决,促进会计和审计的工作转型。 参考文献: [1]程平,张雅頔.大数据时代基于云会计的审计实施框架构建[J].会计之友,2015,24:134-136. [2]黄丹.大数据时代的会计、审计发展走向初探[J].中国乡镇企业会计,2015,12:196-197. [3]温月.大数据时代管理会计面临的挑战及对策[J].会计之友,2017,15:68-70. 作者:桂武平 单位:中铁十一局集团有限公司