煤矿机电设备安全管理篇1 现代化的煤矿正朝着机械化、自动化以及智能化的方向发展,在这个过程中越来越多的先进机电设备投入到煤矿生产中。先进机电设备的使用大幅度提高了煤矿的生产效率,解放了生产力,为企业创造了巨大的经济效益。由于煤矿恶劣的生产环境,必须对机电设备进行正常的维护,以减少故障的发生,这就要求对机电设备进行有效的管理。然而很多煤矿企业在获得经济利益时,忽略了对机电设备安全管理的投入,导致机电设备故障频发,造成了严重的安全事故[1-3]。此外,由于现在的机电设备大多比较先进,很多煤矿旧的管理观念很难满足安全生产的需要。因此,必须加强对机电设备的安全管理。在进行机电设备管理时,要从技术和管理上全面改善。下面将围绕中国机电设备安全管理中存在的问题和解决这些问题的对策展开论述。 1机电设备安全管理存在的问题 在现代化煤矿生产过程中,煤矿企业注重先进机电设备的引进,却忽视了加大对机电设备安全管理的投入,导致机电设备的安全管理很难满足现代化煤矿生产的需要。当前,煤矿机电设备安全管理主要存在的问题包括机电设备管理信息化进展缓慢、机电设备管理方面的人才匮乏以及采购的机电设备不合格。下面将对这些问题展开分析。 1.1机电设备管理信息化进展缓慢 为了能更加有效地管理和使用设备,必须依靠完善的信息化管理系统。信息化管理系统通过计算机网络技术可以实时监测设备的运行状态,并将机电设备的主要运行参数显示到计算机上;与此同时,可以更早地发现机电设备运行过程中的异常情况,并发出警报。然而,很多煤矿由于资金的原因,还没有建立相应的机电设备信息化管理系统,或者在机电设备管理信息化建设方面进展缓慢,导致对机电设备的管理效率非常低,不利于设备的安全使用,具体表现为对设备的一些关键信息记录不清或丢失、不能及时地发现设备运行过程中的故障以及很难建立有效的检修机制。特别是一些机电设备的维修记录保存不完善,很难为后续维修提供有用的参考。采用纸质的记录方式,很容易出现字迹不清或对设备关键故障描述不清楚的情况[4]。 1.2机电设备管理方面的人才匮乏 煤矿行业本身就属于危险行业,能招聘的人才十分有限,特别是有丰富经验的机电方面的技术人才,这导致很多煤矿在开展机电设备管理时,多找一些其他部门的人员兼任,很容易出现机电设备管理不规范甚至违规的现象。这些人员在进行机电设备管理时,不了解设备的性能及主要参数,以至于不能对设备故障进行很好的处理[5]。与此同时,很多人员还不具备相应的技术证书,从而在源头上限制了机电设备管理的有效落实。在机电设备管理中,定期检修是一项十分重要的任务,然而由于很多维修工没有经过专业的培训,导致这项工作流于形式。若不能对机电设备进行有效的检修,一方面可能会引发严重的设备故障,另一方面可能会加速设备老化,降低设备的性能。因此,对机电设备进行有效的安全管理,还需要一些有丰富经验的机电技术人才。 1.3采购的机电设备不合格 由于机电设备的采购涉及到的资金较多以及采购人员对设备缺乏必要的了解,采购的机电设备为一些质量低下的产品。这些产品虽然表面上能满足生产的需要,但在实际中运行不稳定,故障频发,严重影响到煤矿的正常生产。一些采购员在拿到劣质设备厂家的好处后,就经常与这些厂家合作,采购煤矿的机电设备,久而久之就形成了利益链。这种不良现象严重影响了设备的正常使用。与此同时,很多采购员对需要购买的设备性能缺乏必要的认识,导致购买设备时存在一定的盲目性。 2机电设备安全管理问题的解决对策 2.1加快煤矿信息化建设 现代化煤矿必须要加快信息化建设,从而保证实现机电管理的信息化。通过建立信息化管理系统,可以实现对设备的自动化管理,实现无人值守,如图1所示。图1中,KJJ102为矿用防爆交换机。信息化技术主要依赖于计算机技术、网络技术以及信息处理技术,这就要求煤矿企业在这方面给予较大的资金投入。与此同时,煤矿管理的信息化也是国家发展的需求,企业应该尽可能地运用先进的技术。机电设备管理的信息化主要体现为设备的关键信息存储在计算机上、维修记录录入到机电设备故障系统中、维护要按照给出的时间点来进行,其主要优势在于运用了传感器技术和视频监控技术等,能更早地发现设备的故障,从而在极大程度上减轻设备故障带来的后果。 2.2加快机电方面人才的引进和培养 虽然机电设备管理的信息化能在最大程度上保证机电设备的安全,但是有些工作还需要人来完成,例如机电设备的维修和维护。现代机电设备技术含量越来越高,对机电方面人才的要求也越来越高。为了能满足机电设备安全管理的需要,机电方面的人才不仅要有丰富的理论知识,包括机械设计理论、电路理论、电子技术理论等,还应该具有丰富的现场经验,现场检修时能拆解和安装设备。由于煤矿行业属于危险行业,很多人才不愿意来,主要原因是煤矿企业不能提供好的待遇和上升的空间。为此,煤矿企业应该重视机电方面人才的引进,加大对人才的投入和支持力度。此外,企业还应该对内部的机电人员进行培训,使他们多与先进的机电管理企业交流,这样不仅能提高内部机电人员的素质,还能增强人员的责任感和认同感。 2.3加强对机电设备的维修和维护 在煤矿机电设备安全管理中,一项重要的任务是对机电设备进行维修和维护,从而保证设备的安全运行。这就要求在检修过程中,能及时地发现设备存在的安全隐患,并及时消除;在设备发生故障后,要及时确定故障的原因,并及时快速地消除设备的故障,使设备恢复运行。为了能提高设备维修和维护的效率,对于维修和维护过程中的关键内容,要做成台账,并予以记录。对于故障发生较为频繁的设备,要查看相关的台账,检查设备有无缺陷。对于有缺陷的设备,要对缺陷进行改良,这点通常比较困难;改良后仍存在缺陷的,要报废,下次采购时尽量不采购类似型号的设备。对于处于报废期的设备,要加快报废进程,不能为了节省成本而使设备处于不稳定状态运行。 3结语 煤矿机电设备的安全管理是煤矿安全工作的重要内容之一,但是由于煤矿企业自身的原因,机电设备安全管理过程中存在较多问题,其中的关键问题是机电设备管理信息化进展缓慢、机电设备管理方面的人才匮乏以及采购的机电设备不合格。对于存在的问题,煤矿企业应该从加快煤矿信息化建设、加快机电方面人才的引进和培养以及加强对机电设备的维修和维护等方面来完善。 作者:李正山 单位:山西兰花科技创业股份有限公司 伯方煤矿分公司 煤矿机电设备安全管理篇2 1.煤矿机电设备安全管理中存在的问题 煤矿机电设备安全管理中当然存在一些令人值得肯定的地方,但也有一些地方需要进行一些改进和完善。对于大多数的煤矿企业主来讲,追求效益永远是企业经营永恒的主题,从而导致对于员工的安全管理问题不够重视。如果一个企业想要得到长期稳定可持续的发展,不仅是要重视企业的经济效益,而且也要严格管控安全问题,这是最为重要的一点。经过分析和考察,列出了我国煤矿机电设备安全管理问题中存在的一些问题: 1.1煤矿工人对于安全问题意识不足且素质普遍较低 在进行煤矿开采工作时,一般使用的煤矿机电设备一般都属于大型设备,操作起来颇为复杂,需要专业人员进行严格规范的操作,要求员工不仅能够明白机器的操作原理和方法,还需要员工能够根据实际情况进行判定这台机器的故障原因。但是在大部分的矿工招聘中,招聘者不完全是具有专业素质的专业人员,而是一些外地来的务工者,由于不具备专业的素质,而且也没有经过专业的岗前培训,就直接由老员工带领上岗,虽然知道机器怎么操作,但没有深入研究,从而成了事故发生的一个潜在因素。工作人员对于工作时的安全问题不够重视,也缺乏相应的安全意识,他们的教育程度也参差不齐,对于岗前的安全教育知识接受程度也不一样,甚至有些与员工对接受安全教育不以为然,没有按照工作岗位规定和设备操作规定操作煤矿机电设备,从而导致了煤矿安全事故的发生。 1.2煤矿机电设备日常保养存在问题 由于社会上对于煤炭的需求量逐渐上涨,导致部分企业在进行煤矿开采时,为了追求较大的经济效益,对于煤矿的开采安排两班倒的工作机制,导致煤矿机电设备长期的在一个高负荷的环境下进行工作,且煤矿机电设备的工作环境较为复杂和恶劣,煤矿企业为了追求高产量而不能够保证机器得到按时的维护和保养以及检修,从而留下了安全隐患。甚至在某些煤矿企业内部的机电维修工作技术人员的专业素质不够合格,对于日常检测设备不够严格,甚至在出现故障时,不能够较为准确的分析故障原因,而选择敷衍了事。在对设备进行制定保养方案时,方案制定的不够科学和准确,导致在保养机器时不够全面和专业。 1.3企业对煤矿机电设备的后期资金投入较少 对于一些规模不大的煤矿企业来讲,前期的寻找矿源、购买机器设备、招聘员工就已经花费了较多的资金,导致在后期进行资金投入时出现资金短缺的状况。而煤矿主为了增加效益而选择节约成本,在对设备进行保养过程中出现的零件磨损问题和零件报废问题不够重视,对于有磨损问题的零件选择性的忽视,对于有报废问题的零件选择以次充好;对于使用年限超龄的设备和已经老化的设备进行选择性的维修,而不是更换新设备;对于后期招聘上岗的技术人员,由于缺少资金投入而没有系统的对这些员工进行相关的培训;这些由于资金出现的问题都为之后出现的安全事故埋下隐患,同时也大大地增加了安全事故发生的频率。 2.改进煤矿机电设备安全问题的措施 对于在煤矿机电设备安全管理中出现的一些问题,我们进行了认真的研究和探讨,提出了一下措施: 2.1建立合适的规章制度并提高专业素养 根据目前煤矿机电设备中存在的安全问题,我们应该针对每个方面来制定相应的改革措施并认真履行。首先要建立专门负责安全管理部门,这个部门要和维修检测部门进行相互衔接相互监督,监督维修和检测的全过程,对于日常的保养也要进行监督,由专门的技术人员负责相应的版块,并将每次检测维修和保养的数据记录在库,从而可以为以后的操作提供数据参考。对于维修和检测部门,企业应该定期对他们进行培训,不断的提升他们的技术水平,也要对他们的技术水平进行定期的检测,以免有所退步,影响工作。安全管理部门还要定期对煤矿工人进行严格的安全教育和培训,提高煤矿工人的安全意识。对于在施工过程中容易出现安全事故的地方以及存在安全隐患的地方,应该采用醒眼的标识进行警示。对于煤矿工人也要教授他们一些简易的自救方法,在煤矿机电设备操作过程中出现的事故能够做到自我救助和互相救助,增大煤矿工人的存活率。 2.2增加资金投入,减少安全事故 对于资金的使用应该做到合理的规划,不能因为扩大效益而选择节约成本,不能不对煤矿工人的生命负责。在对企业进行管理的过程中,管理人员要了解该行业的发展状况从而改变自己的管理理念,注意国内外先进的设备和科学的管理理念,考虑本企业的实际情况,决定是否将这些先进设备和管理理念应用于自己的企业,从而利用增加资金投入来使本公司的效益上涨。在对出现问题的零件和设备进行维修时,不能敷衍了事,而要选择质量优良或者和原型号相同的零件进行更换。 2.3加强煤矿机电的标准化管理 建立健全的标准化管理体系,用标准化的管理方法的提高煤矿管理人员和工人的安全意识和质量标准化意识。管理人员和煤矿工人要按照标准去进行管理和操作,制定有关煤矿机电标准化的奖惩机制,激发工人的工作积极性。 3.结束语 中国是一个不断发展不断强大的国家,所以我国的煤矿这一行业也必须能够保证其长期稳定的发展,煤矿企业在不断追求利益最大化以及煤矿机电设备生产设备效益最大化的同时,更要注重煤矿机电设备的安全管理问题。安全管理部门要不定期的进行安全宣讲、安全教育和培训,提升煤矿工人的安全意识和技术人员的专业水平,维修和检测部门要定期对煤矿机电设备进行检测和保养,只有这样才能保证企业长期可持续发展,为企业的经营带来高效益。 作者:唐传静 单位:中国平煤神马能源化工集团六矿洗煤厂 煤矿机电设备安全管理篇3 煤矿企业虽然需要重视利益,但不能太过于重视。因为煤矿开采的环境较为恶劣,对机电设备的依赖性较大,需要长时间的使用设备,设备长期处在高负荷的条件下,肯定会出现一些问题,给工人的安全留下隐患。企业应该进行调整,使得设备得到定期的检修,从而减少机电设备的故障,提升企业的效益。现在的煤矿企业应该重视工人的安全,为了给工人创造一个安全的工作环境,首先应该加强设备的安全管理工作,从而排除机电设备带来的隐患。 1煤矿机电设备的作用 机电设备是保证煤矿生产的基础,也是不断提高煤矿技术水平的基本条件。煤矿的发展速度较快,对机电设备的要求也随之提高,需要企业对机电设备的管理更加重视。煤矿生产最重要的便是安全生产,所以必须严格要求机电设备安全可靠。如果设备存在一定的问题,那么可能会导致一些安全隐患。 2煤矿机电设备安全管理存在的问题 2.1机电设备的日常保养存在问题 煤矿的机电设备通常处于较为恶劣的环境下,并且高负荷的运作,对煤矿的机电设备会造成极大的损害,使得设备容易出现故障。企业对机电设备的保养工作不够重视,对机电设备的维修力度也不够,再加上企业为了提高采煤量,会使机电设备长时间的处于高压、高负荷的状态下运转,留下了很大的安全隐患。一些煤矿的维修人员技术不到位,对机电设备的故障无法做出准确的判断,意味着机电设备的故障无法及时得到有效的解决,使设备在运转中可能会产生安全隐患。 2.2对设备的安全资金投入力度低 机电设备对煤矿企业来说极为重要,但是一些煤矿单纯的追求利益最大化,忽略了对机电设备的检修和维护。设备的检修和维护都需要大量的资金,一些企业只追求产量,不对机电设备的检修和维护工作投入资金,造成了机电设备或多或少可能存在着安全隐患。另外,对设备的安全资金投入力度低,也会造成企业员工的安全意识淡薄,容易使他们对设备过度操作,给设备造成不可逆的伤害。长此以往,可能会因为设备而产生严重的安全事故,到时候,企业所要面临将会非常严重。 2.3机电管理的责任不够明确 机电管理工作需要被分为很多小的版块,管理工作也得有不同的部门来进行。尽管我国已经规定了必须成立专门的机电管理小组,直接对煤矿机电设备负责,但是目前,仍然有很多煤矿企业没有成立相关的管理小组。机电管理工作仍然由各个部门来负责,这样会导致机电管理工作的责任划分不够明确,可能会出现各个部门互相推卸责任的情况,不利于机电设备的管理。 2.4认识不足 目前,很多的煤矿的机电设备管理人员都会担任多项职务,这样会导致工作人员对机电设备的安全管理工作不够重视,对电气管理、电缆管理、小型电器管理、防爆检查、设备管理等不到位。另外,部分职工的标准意识较低,没有做到上标准岗、干标准活等。还有管理的职能部门没有充分发挥应有的作用,机电科管理人员的精力大多放在生产煤炭产量上,没有发挥出它的管理作用。一些小型的煤矿领导对机电管理的重视程度低,大幅度的减少机电人员,导致缺乏专业的机电人员,使得机电管理网络存在经常中断的问题。 2.5技术力量薄弱 一些中小煤矿极为的缺乏专业的机电技术人员,导致技术管理无法有效的指导煤矿生产。另外,供电系统没有设计或者设计不规范,施工措施不够具体,这些问题反应出了煤矿的技术力量较为薄弱,导致煤矿生产量无法得到有效的提升。对固定场所的设备没有进行定期的性能测试,井下供电三大保护没有按照相关的技术要求进行测试与检查,再加上一些仪器等设备老化,技术手段较为落后。技术力量薄弱,使得煤矿生产时不能得到有效的指导,容易产生一些安全问题。 2.6队伍素质低 一些煤矿的机电设备安全管理人员的文化水平不高,专业技术不过关,没有掌握与机电设备相关的专业知识,仅仅凭借自己的经验进行机电设备安全管理工作。煤矿机电设备安全管理人员的素质普遍较低,导致该项工作没有得到有效的实施,对设备没有起到真正的保护作用。另外,一些职工未接受过专门的技术培训,理论知识缺乏,实践经验更加缺乏。没有规范的进行用电,存在违规用电的行为,使得煤矿留下了很大的安全隐患。 3解决煤矿机电设备安全管理问题的具体对策 3.1做好维护工作 因为煤矿的特殊环境以及对机电设备的依赖性较大,使得设备长时间运行,很容易产生故障。对于机电设备的维护,企业也应该制定一系列的规章制度,确保维护方法正确。对维护人员也要做出特殊的要求,维护人员应该有着过硬的技术水平,能够通过自身的经验以及水平准确的找出设备的故障,从而使得机电设备被有效的治理。企业应该加大监督力度,对设备的维护工作要严格的监督,避免某些人在岗位上玩忽职守,对设备的维护工作不到位,使得设备有一定的安全隐患。 3.2对设备管理实施岗位责任制 机电设备一旦出现安全事故,那么影响将会非常的大,除了影响煤炭资源的生产之外,还会影响人们的生命财产安全,所以一定要明确煤矿机电设备的责任制度。企业应该将责任具体到个人,制定明确的责任制度。企业应该设定合理奖惩制度,促进机电设备安全管理工作的进行。对于落实机电设备安全管理工作的人员,企业应该设定一定的薪酬作为奖励;而对该工作玩忽职守的人员,企业应该设定惩罚制度,严重者可予以开除等处罚。还要建立严格的监督制度,确保机电设备的安全管理工作彻底落实。 3.3提高机电管理人员的技能水平 对于煤矿机电设备的安全管理与维护,需要专业的维护技术,所以需要企业提升相关管理人员的技能水平。要对煤矿机电设备的维修人员和管理人员进行定期的培训,使得他们能够在培训中提升自身的水平。并且通过培训,能够提升相关人员的综合素质水平,使他们彻底熟悉相应的机电设备。培训内容应该加入对机电设备的注意事项以及操作方法,还要向工作人员讲解不规范操作可能对设备造成的损害以及可能造成严重的安全隐患,间接提升他们的安全意识。 3.4加大机电设备的投入力度 煤炭资源是我国的重要资源,并且开采煤炭资源对机电设备的依赖度很高,所以企业应该加大机电设备的投入力度。在机电设备管理中增大资金投入,配备相应的设施,增加机电设备。在选择机电设备时,要多多与现场的工人交流,并且对现场的施工环境进行考察,从而找到开采效率最高、安全系数高的设备。另外,企业应该多多招揽相应的技术人员,给他们较好的薪资待遇,从而留住人才。通过人才,使煤矿机电设备安全管理存在的问题得到妥善的解决。 3.5扎实做好设备综合管理工作 机电设备的管理任务是为了掌握机电设备动态,以及建立和保存设备的档案,办理设备调拨转移手续,掌握设备技术性能状态。煤矿企业应该对机电设备重视起来,扎实做好设备综合管理工作,从而保证在生产时设备能够正常使用。矿井机电管理人员不仅需要学习相关的维修管理理论,还要学习现代设备管理理论和企业管理理论。企业还应该采取合适的措施,将员工的积极性调动起来,使得员工能够参与到机电设备的管理中来,从而促进机电设备的 3.6加强机电设备的标准化管理 企业应该以提高全体机电人员的质量标准化意识、开展机电工作标准化为目标,设立标准化的管理组织。机电设备的标准化是为了保证矿井机电的安全生产,相关的煤矿应该重视起来,逐步的完善机电的标准化工作,成立相关的标准化队伍,明确标准化建设的目标,并且根据煤矿的具体情况制定合理的措施。另外,还可以建立相关的机电标准化奖惩制度,提升机电职工的积极性,使得全员标准化的进程加快,从而合理的推动机电标准化的全面开展。 3.7积极推行新技术和新工艺 煤矿企业应该积极的推行使用新的技术设备与工艺,积极的引进先进的机电设备,从而提高企业的煤炭生产率。采用先进的工艺技术,对作业点和作业面个数进行合理的控制,从而降低安全隐患,实现高产高效的生产情况。生产工作要优先使用大功率的采煤机、变电所监测监控系统等先进的技术设备。对于新设备更要做好它的维护管理工作,严格要求按照标准使用和维护设备,避免存在安全隐患的设备被投入生产中。 4结束语 综上所述,煤矿机电设备安全管理面临的最大问题就是维修工作。一些企业对设备的维护保养工作不够重视,投入的安全管理资金较低,导致设备会产生故障,可能引起安全事故。为了减少设备的故障,需要相关企业对机电设备做好维护工作,加大资金的投入力度,配备安全质量合格的机电设备。另外成立相关的机电管理小组,直接对机电设备负责,使责任制度清晰分明,便于机电设备的安全管理工作。 参考文献 [1]薛国朋.探讨煤矿机电设备安全管理措施[J].矿业装备,2020(2):88-89. [2]贺江泽.煤矿机电设备安全管理措施探析[J].当代化工研究,2020(5):22-23. [3]杨竞巍.煤矿机电设备安全管理维护措施研究[J].价值工程,2020,39(05):39-40. [4]唐向国,任玉华,于发强.煤矿机电设备安全管理与维护措施探析[J].设备管理与维修,2019(4):19-20. [5]张三维.加强煤矿机电设备管理确保设备安全运转[J].海峡科技与产业,2017(11):146-148. [6]焦东瑞.浅谈煤矿机电设备的安全管理与维护[J].能源与节能,2017(3):61-62. 作者:刘兵兵 单位:霍州煤电集团紫晟煤业有限责任公司
硬件技术论文:计算机硬件技术探讨 随着科学技术的发展,计算机在人们生活中的作用也越来越重要,成为生产生活中不可或缺的一部分。人们对于计算机的技术要求也越来越高,计算机硬件技术作为重要的组成部分,成为重点发展的项目。本文对计算机硬件技术进行了深入的探究。 【关键词】中专 计算机 硬件技术 随着科技的发展,计算机的应用越来越广泛,逐渐融入人们的生产和生活当中。计算机也在实践应用中在不断的更新完善,计算机的升级发展需要强大的计算机技术作为支撑,才能够使计算机功能更加全面,为人们带来更多的方便。计算机技术中,计算机硬件技术是其中较为重要的部分。计算机硬件技术有其独特的组成部分,在计算机技术发展的过程中,硬件技术也在不断的发展,下面就是对计算机硬件技术的探讨。 1 计算机硬件的组成部分 1.1 运算器 运算器在计算机的工作过程中主要起到数据的加工处理功能,运算器能够根据输入信号和指令的不同进行不同的数据处理,运算器的运算形式有逻辑运算、算术运算还有其他的数据运算形式。计算机之所以能够高效的运算,就是因为存在运算器的缘故,所以说运算器在计算机运行中起到了重要的作用。 1.2 控制器 控制器在计算机中的作用就好比人体的大脑,控制器在计算机硬件组成中接收其他部分传来的信息,然后进行相应的控制。控制器相当于一个指挥中心,会对计算机的内部指令进行分析,根据指令的要求让计算机的各个部件实现协调统一的运作。 1.3 存储器 存储器是计算机硬件组成中的记忆装置,存储器包含主存储器和辅助存储器两种。存储器在工作工程中主要是将数据进行二进制的转化,能够对信息进行处理同时还能够存储大量的信息。存储器能够接收大量不同的信息,在有需要的时候能够快速的对所需信息进行读取。存储器就是实现对信息大量存储功能的装置。 1.4 输入设备 常用的输入设备有鼠标、键盘和摄像头等,输入设备也是整个计算机硬件组成必不可少的部分。输入设备的作用就是方便外界对计算机系统进行信息的输入,鼠标能够通过人为操作对计算机屏幕进行坐标定位,处理操作过程中的图形及软件,键盘能够通过输入字母、符号、数字等信息对计算机指令。总之,输入设备就是实现外界和计算机之间的信息转换的媒介。 1.5 输出设备 输出设备与输入设备相反,是将计算机的处理结果输出,呈现在操作者的面前。计算机能够输出图像、声音、数据等多种形式,计算机处理过的数据以及一些程序都能够通过输出设备输出,常用的输出设备包括打印机、显示器和语音输出设备等,这些输出设备能够让计算机的工作状态展现在人的面前,实现了人与计算机之间的信息交流。 2 计算机硬件技术 2.1 诊断技术 所谓诊断技术就是对计算及运行过程中出现的故障进行诊断,诊断系统对出现的故障进行检测,在这一过程中,为实现故障的自动诊断,通常采用数据生成系统和诊断系统相结合的方式。数据生成系统能够将计算机内输入的相关数据生成系统的网络,对计算机的硬件部分进行检测。诊断系统则是利用数据生成系统提供的数字报告对计算机出现的问题进行解决和报告。通常的诊断过程中都需要一台单独的计算机作为诊断机,可实现远程诊断以及微诊断等多种形式的诊断。诊断技术能够对计算机出现的问题及时的进行检测和处理,是计算机正常运行的保障。 2.2 存储技术 随着计算机技术的不断发展,计算机硬件存储技术也得到了很好的发展和突破。存储有DAS模式、SAN模式、NAS模式等多种模式。各种模式有其不同的优缺点,比如DAS模式来说,操作起来比较简单,低成本高性价比,但是也有其不足的地方,在扩展性以及安全性方面比较欠缺。NAS 模式拥有良好的扩展性,占用服务器资源方面也比较少,但是数据传输速度比较低,影响网络的使用性能。SAN模式的优点就是扩展性强、传输速度快,但是这种技术比较复杂,在成本方面由于采用的是光纤与网络连接的方式也是比较高的。 2.3 加速技术 人们追求的就是计算机高速处理数据的特点,所以计算机在处理数据的速度方面要不断的更新,计算机硬件加速技术也成为研究的重点。近年来,在计算机硬件加速技术的发展下,更加注重以硬件自身的功能特点来代替软件算法的技术,硬件在处理信息的过程中充分发挥了数据分析处理和调用程序的功能,提升计算机的整体工作效率。要想实现硬件加速可以在计算机内部增加一些集成软件来实现,帮助CPU进行运算,这样就能够加快运行速度,提升计算机的运行能力和处理数据的速度。 2.4 开发技术 就目前计算机的发展来看,开发技术主要针对的是嵌入式硬件平台的开发。嵌入式硬件平台包括嵌入式处理器和嵌入式控制器和嵌入式芯片。嵌入式控制器能够在单片机内部芯片上集成总线,实现一系列的功能,降低了成本,同时也减小了体积,为计算机的微型发展奠定了基础。在数字信号处理器的开发方面也在不断的努力,比如DSP高速微处理器的开发,能够使计算机的速度得到很大程度的提升,推动计算机整体性能的提升。 2.5 维护技术 计算机维护技术是计算机硬件正常运行的保障,计算机在运行过程中有时候会发生一些故障,在硬件维护过程中要对容易出现故障的部分进行维护保养,要学会计算机的保养方法,养成维护保养的习惯。对出现的一些常见的小问题要及时处理,做好除锈、清洁等工作,让计算机在良好的状态下工作,提升工作效率。 3 总结 目前,我国计算机技术的发展水平正在不断的突破,计算机硬件部分在其中起着重要的作用,要想实现良好的性能,就要注重硬件部分的利用,明确硬件各组成部分的重要作用,从诊断、存储、加速和开发等方面的技术进行研究。在计算机硬件技术的研发方面应该加大力度,促进硬件技术的发展才能够使整个计算机的综合性能得提升。 作者单位 江苏省沭阳中等专业学校 江苏省沭阳县 223600 硬件技术论文:浅析计算机硬件维护技术 [摘 要]当前计算机已经深入到广大普通家庭,怎样维护与保养各自的计算机,尽量增加计算机的运行时间,是每个计算机用户十分关心的问题。计算机的维护与保养需要对硬件进行日常清洁以及科学有效的保养方法。 [关键词]计算机硬件;维护;应用 1 电脑硬件的日常维护以及故障的判断应当遵循的基本原则 (1)防尘和防潮在电脑主板的日常维护工作过程中比较重要,中央处理器、内存条以及显示卡等关键部件全部插在主机板上,假如上面有太多灰尘,容易使得主板和其它部件之间接触不好,出现一些未知故障,给用户的工作以及娱乐造成一定的麻烦;假如环境过于潮湿,主板极易变形而出现接触不良等问题,就会影响用户的正常使用。日常需要注意的事项:①电脑周围的环境状况:比如电脑的位置、电源、湿度与温度等。②电脑体现的故障问题、显示器所显示出来的内容和正常状况下的相同与不同之处。③电脑内外的物理状况:比如粉尘、线路板以及零件、部件的形状以及指示灯的显示情况等。④电脑的软件、硬件配置情况:比如所安装的软、硬件;系统资源的配置,软件方面使用何种操作系统,硬件配置的驱动程序的哪种类型的版本。 (2)通过所观察到的现象判断产生故障的原因,判断依据主要有:①元件、芯片方面的故障;②连线以及接插件等硬件故障;③部件产生的故障;④硬件兼容产生的故障;⑤跳线以及设置产生的故障;⑥电源产生的故障;⑦软故障。在对故障进行分析的时候,尽可能利用自己的知识与经验加以判断,不明之处,向有经验的相关人员请教。 2 电脑硬件故障排除的主要方法 (1)观察法。具体的做法包括:对电脑硬件的环境、插座、插头、用户操作电脑的习惯等进行仔细观察。 (2)最小系统法。电脑硬件最小的系统包括电源、主板和中央处理器。该系统并无信号线的连接,仅仅存在电源到主板的连接电源。在故障判断的时候是通过听声音或主板故障诊断卡来对该核心部分是不是能够正常运行进行判断;电脑的软件最小系统包括电源、主板、中央处理器、内存条、显示卡(或者显示器)、硬盘以及键盘等。通过判断确定系统是不是能够正常的启动以及运行。 (3)逐步添加法。该方法以最小系统为前提,每一次仅仅给系统添加一个设备或者软件,来判断故障现象是不是消失或者出现变化,从而判断并且准确定位故障产生的部位。 (4)隔离法。该方法是先将容易妨碍故障判断的软、硬件进行屏蔽。同时也是一种将相互冲突的软、硬件隔离开从而判断故障是不是出现变化的方法。 (5)替换法。该方法是通过好的部件去替换可能出现故障的部件,从而判断故障是不是消失的方法。好的部件并无型号方面严格的要求。 (6)比较法。这种方法和替换法较为接近,也就是通过好的部件和怀疑存在故障的部件的外观、配置以及运行现象等各个方面进行对比,也可以在两台电脑之间加以对比,从而判断故障电脑在环境的设置、硬件的配置这几个方面的区别,以便查明故障的准确部位。 总而言之,排除电脑的故障最好是遵循:先排除外部设备然后排除主机,先电源然后部件,先简后繁等原则。外设方面的故障比较容易查出并排除,首先应当依据系统的报错信息对鼠标、键盘以及显示器等外部设备的基本工作状况。假如不存在问题,就应当考虑主机方面存在的问题。 3 电脑硬件的日常维护与保养工作 (1)整机。电脑最好放在通风状况比较好、卫生清洁较好的房间,以免灰尘与高温对电脑产生不利影响。电脑如果长时间不用的话应当将电源切断,但是需要定期开机运行,以免由于潮气损坏电脑的零部件。 (2)电源。①确保所购置的电源质量,并且定期对电源盒进行清洁。②电脑电源必须使用专用的插座。 (3)显示器。对电脑的液晶显示器定期进行清洁是十分重要的,但是不能用酒精进行擦拭,由于酒精对其涂层产生腐蚀作用,容易对电脑的液晶屏幕产生损伤。正确的做法是利用擦镜头的镜头纸,稍微沾上纯净水就可以进行擦拭了。 (4)主板。在电脑的机箱不开启的情况下,通常不会接触到主板,日常存在最多的问题是任意热插拔电脑的零部件,容易对接口造成损坏,甚至会使得芯片或者电路板烧毁。 (5)中央处理器。①目前主流的中央处理器的运行频率速度非常快,超频没有必要。②中央处理器通常在75℃以下就能够工作。③中央处理器的风扇对保护CPU非常重要。风扇的叶片上应当定期清除其灰尘并且给在其轴承上添加适量的润滑油。 (6)内存。①如果只安装一根内存条的时候,首选与CPU插座类似的内存插座。②在对内存进行升级的时候,宜选择与原有内存一致的,否则容易出现无法兼容的问题。安装内存条的时候动作必须规范。 (7)硬盘。电脑中的硬盘比较脆弱,使用不正确比较容易出现问题。尤其是电脑在运行的时候切忌搬动,因为震动对硬盘的伤害比较大。此外,硬盘是电脑中最关键的存储介质,大部分人容易忽视了对硬盘进行维护与保养,常常使得硬盘超负荷运行:下载容量很大的各种影视剧、游戏等、频繁使用Windows的系统还原操作。一次性开启过多(超过3个)的上传或者下载的窗口。这些做法容易对电脑硬盘产生伤害。此外,在BT运行的时候,宜设置任务管理器将优先权调整到低于标准值。 (8)鼠标。鼠标出现故障的频率比较高。要求注重平常的维护。对于光电鼠标应当定期清洗光敏二极、三极管上面的灰尘、污垢。 (9)驱动器。光驱出现读盘的时候如果出现速度变慢甚至是不读盘的问题,主要是由于激光头存在问题造成的。除了激光头自身的寿命问题,灰尘也是对激光头寿命产生影响的重要原因。灰尘不但会对激光头的读盘以及寿命产生影响,还会对光驱内部的一些机械部件的精度产生影响。因此,确保光驱的清洁非常关键。光驱的机械部件的擦拭通常选择棉签酒精进行擦拭,但是激光头不可以使用酒精以及清洁剂,应该利用气囊对准激光头将灰尘吹掉。 硬件技术论文:计算机硬件系统的维护与保养技术分析 摘 要:近年来,人们的生活水平明显提高,计算机逐渐进入千家万户,已经成为人们工作、学习和生活的重要工具。计算机设备在长期的使用过程中,硬件系统很容易出现各种故障,严重影响计算机的安全、稳定运行,给人们带来很多的不便和麻烦,因此要积极采取有效的维护和保养措施,减少计算机硬件系统的故障率。本文分析了计算机硬件系统故障的影响因素,阐述了计算机硬件系统故障的维护措施和计算机硬件系统的保养策略。 关键词:计算机;硬件系统;维护;保养技术 当前,计算机已经成为人们办公和生活的一个不可替代的重要作用。和软件系统相比,计算机硬件系统在使用过程汇总更容易出现各种故障,因此必须做好计算机硬件系统的维护与保养,最大程度地延长计算机硬件系统的使用寿命,保障计算机安全、稳定的运行。 1 计算机硬件系统故障的影响因素 1.1 人为因素。人为原因是导致计算机硬件系统发生故障的主要原因,在长期的使用过程中,一些计算机用户忽视对计算机硬件系统的维护和管理,乱卸乱拆、乱改乱跳,导致计算机硬件系统的零器件丢失,或者在计算机操作过程中,用户用力过大,损坏计算机硬件设备。另外,计算机设备在运输和安装过程中,如果没有采取相应的保护措施,遭受剧烈的震荡,会严重影响计算机硬件系统的稳定性。 1.2 内部因素。内部因素主要是指计算机硬件系统自身质量存在问题,一些零器件性能较差,如硬件系统元件发生腐蚀、虚焊或者脱焊等,导致计算机硬件电路板铜断、触点被氧化、漏电等[1]。 1.3 外部因素。计算机硬件系统在使用过程中容易受到多种外部因素的影响,如计算机硬件系统设备老化严重、性能下降;电压不稳会导致计算机硬件系统电路出现短路甚至电源损坏;计算机长时间运行,内部散发大量的热量,如果散热不及时,会导致计算机硬件系统元器件被烧坏。 2 计算机硬件系统故障的维护措施 2.1 电源故障维护。计算机设备接通电源后,如果不能运行,指示灯不闪烁、电风扇也不转动,很可能是计算机电源发生了故障。计算机电源发生故障的原因主要有电源烧坏、计算机电源发生断路、启动按钮接触不良等。遇到这种情况,计算机用户要仔细检查电源的通电情况,判断计算机设备是否处于通路状态,同时检查计算机电源的插头和导线接头是否连接好。如果这些都没有问题,很可能是计算机电源已经被烧坏,用户要及时更换计算机电源。 2.2 计算机CPU故障维护。计算机CPU的散热情况对于硬件系统的运行状态有着直接的关系,一旦计算机硬件系统散热出现问题,大量的热量集聚在计算机设备内部,温度过高会影响计算机硬件系统设备的性能,导致计算机执行不畅、运行缓慢等,甚至会将计算机CPU烧坏。因此,用户在日常使用计算机设备的过程中,必须要注意计算机设备的散热处理,特别是在炎热的夏天,要及时清理计算机设备的排风扇,最好为计算机配置一个电风扇,加速计算机设备的散热速度。 2.3 计算机内存故障维护。计算机设备运行之后,显示器没有画面或者出现一些错误信息,始终不能进入操作系统,总是听到“嘟嘟嘟”的声音[2],这说明计算机的内存卡发生了故障。这时,用户要将计算机电源关闭,将计算机机箱拆开,把内存条取出,然后进行开机检测。对计算机进行多次检测,检查是哪一根内存条出现了问题。仔细检查之后,如果内存卡不存在问题,要仔细将内存卡插在沟槽中,确保接触良好。 2.4 显卡和声卡故障维护。显卡是计算机系统散热的主要位置,对于计算机显示卡故障,检查沟槽中显卡,特别需要仔细检查计算机显示器信号线的接头和显卡插座之间的接触是否良好,在计算机的日常使用过程中,要注意计算机显卡风扇,检查风扇是否产生噪声、运转是否有摩擦。对于计算机声卡,用户在使用语音操作时,要尽量避免带电进行,在拔或者插耳机时,最后关闭计算机电源,防止计算机硬件系统设备出现损坏。 2.5 硬盘故障维护。计算机硬盘故障主要是指计算机系统无法识别硬盘。用户要注意检查计算机的数据线和电源线是否接好或者是否发生脱落,确保计算机硬盘的扁平信号或者电源线装好,同时要合理插接硬盘,避免发生冲突,如果计算机的IDE接口上插接了CM-ROM,重新插接一些数据线,如果仍然不能正常运行,很可能是计算机硬盘发生了损坏,用户可以更换一个新的硬盘。 3 计算机硬件系统的保养策略 3.1 正确使用计算机。计算机用户要掌握一些最基本的常识,例如在雷雨天气,要尽量避免使用计算机,防止计算机遭受雷击。计算机设备要摆放在房间靠窗户的位置,确保计算机良好通风。同时用户要正确使用计算机,养成良好的习惯,例如,在计算机开机时,先打开电源,等待一段时间之后,再打开计算机,由于我国家庭用户的电源多是220V标准电压,但是通常情况下计算机电源的电压多是110V的,如果打开电源之后立即运行计算机系统,会使计算机系统突然遭受较大的电压,导致计算机硬件系统设备老化或者损坏。另外,在关闭计算机时,要尽量使用计算机系统关机,不能直接关闭计算机主机上的开关,要尽量延长计算机硬件系统的使用寿命,关闭计算机设备后,尽量关闭电源,不仅有利于杜绝火灾隐患,而且可以节约大量的电能。 3.2 检测到位,保持环境清洁。计算机设备的运行环境最好保持在15-28摄氏度之间[3],如果外界环境温度过高,会导致计算机硬件系统设备发生老化。因此,要避免将计算机设备放置在阳光直射的地方,阳光的直接照射会进一步提升计算机温度,影响计算机设备的运行状态。另外,要尽量控制计算机设备运行环境的湿度,如果空气湿度过小,计算机硬件设备很容易产生静电,损坏硬件系统元器件。如果空气湿度过大,计算机硬件系统电路板会出现发霉或者锈蚀等问题,造成电路板短路或者发生故障。 3.3 选择质量较高的硬件设备。在选择计算机电源时,用户不能贪图便宜选择劣质、功率不合适的电源设备,为了确保计算机硬件系统有持续、稳定和稳定可靠的供电环境,要尽量选择具有大品牌、优质的电源,配置插孔重组、具有自动断电功能的插座,严禁在同一个插座上安插很多计算机设备。另外,根据计算机硬件系统的设备型号,从防止静电、注意兼容性等方面,选择合适的硬件设备,为计算机CPU安装优质风扇,定期进行除尘,充分发挥风扇降温的重要作用。 3.4 加强计算机显示器维护保养。虽然计算机显示器只具有显示功能,长期暴露在灰尘较多的场所,不仅会影响显示器的运行状态,同时也会影响计算机用户的视力,因此用户要做好计算机显示器设备的防尘和除尘工作,在用户不使用计算机设备时,为计算机显示器盖上防尘罩,关闭计算机后要注意将显示器也关闭,定期使用专业的除尘液和除尘布轻轻擦拭显示器罩壳和表面,严禁直接使用水或者酒精擦拭显示器,高浓度的酒精很可能损坏计算机显示器。 4 结束语 计算机硬件系统维护与保养是一项长期的、复杂的系统工作,计算机用户在日常使用过程中,要注意掌握基本的使用常识和故障维护技巧,正确的诊断计算机硬件系统故障,从而有针对性的采取故障维护措施,尽量延长计算机硬件系统的使用寿命,确保计算机硬件系统安全、稳定的运行,提升计算机设备的运行效率,充分发挥其优势功能。 作者单位:遵义职业技术学院 计科系,贵州遵义 563000 硬件技术论文:硬件出奇制胜DIY领域产品的特色技术 Intel HT 超线程技术 Intel自从奔腾4后期就加入HT超线程技术试水,在旗下酷睿和至强等产品上得到广泛应用。按照Intel的说明,HT超线程技术在不增加物理核心的情况带来10~20%的性能提升。 对于普通家庭用户,超线程是否真如Intel所说的那么神奇?最常见的两个使用场景就是WinRAR这样的压缩解压缩软件和诸多视频后期软件,在开启超线程后确实会有10~20%不等的性能提升,直观体现在完成所需的时间上立竿见影。但在游戏领域又完全是另外一回事,绝大多数游戏对于多核心支持得并不好,在很多游戏还只是支持双核的当下,对超线程技术的支持更是无从谈起。玩家使用同一款CPU做过测试,有半数以上的游戏在关闭超线程技术时的平均帧数大于默认状态。这也让超线程技术在游戏领域十分尴尬。 不过随着2014年底游戏大作纷纷更换引擎,对PC硬件的压力达到史无前例的高度。不仅要6GB以上内存的游戏越来越多,切实支持处理器多核心(八核以上)的游戏也逐渐出现。对于超线程技术今后在游戏领域的表现是值得期待的。 可以装APP的电源 DIY领域发展到现在,机箱内部任何一个配件几乎都能通过对应的软件进行检测和调节,但负责整个系统电力和稳定的电源依旧孤零零地位于机箱角落,显得格格不入。其实电源的运行状态、稳定与否对整个PC系统至关重要,甚至超过传统“三大件”。 以往也有过通过PC前光驱面板安装控制台来监控电源的案例,不过那大多都是发烧友们自行改造实现,普通用户怕是难以企及。TT看准这一市场需求,推出80PLUS金牌的全模组电源Toughpower DPS TPG系列,不过规格高并非它的最大卖点,能够安装智能数位控制APP才是其独一无二的“绝活”。 TT能够智能监控电源的软件名为DPSApp,可以在PC端实时监控电脑功耗、温度和风扇转速等基本信息,还可以根据电源监控的功耗来计算电费。所有这些信息都不是死板的文字表述,都通过简单明了的图形和图表展现出来,软件的使用程度和表现力甚至超过了很多传统板卡控制程序。DPSApp还可以智能化管理资料,并通过微博等平台分享,是不是有一种智能手机的感觉?在DPSApp面前,Toughpower DPS TPG系列80PLUS金牌和全模组设计反倒不那么显眼了。 SLC 闪存的家用 SSD 固态硬盘在近年的发展突飞猛进,可供选择的品牌从最初的两三种发展到现在的数十种。为了能在庞大的SSD大军中脱颖而出,要不就在产品本身下足功夫,要不就另辟蹊径赐予产品更高的附加值。 SSD所用的闪存种类当中,SLC MLC TLC,这是由闪存颗粒的特性决定的。一般我们家用购买的都是中间这个档次的MLC产品,售价位于中游,性能也比较中庸。一般用户不会过分关心闪存种类问题,不过自从三星840 SSD系列开始使用TLC闪存,SSD闪存的老文件掉速问题也逐渐被用户重视起来。 富士通的至尊版系列SSD是他们最新的产品线,至尊版最大的卖点就是使用了Intel的SLC闪存。这类Intel 25nm SLC闪存性能比MLC闪存直接强上一个档次,而且寿命也远非MLC闪存产品可比。售价虽然并不便宜,但是比起顶级MLC产品,这样的SLC SSD更受爱好者欢迎。 三星 Magician 三星的SSD从830系列开始让人眼前一亮,旗下每代产品的性能都在市售同类产品前茅。不仅性能出色,三星还为其打造了独特的软件,辅助用户操作和管理自己的SSD,这就是Magician。 Magician的功能经过几代进化更简单易用,很适合初学者使用。用户界面通过图形化的显示方式,可以轻松查看SSD的健康状态、SATA及AHCI的兼容性和状态。对于新手更有意义的是,软件提供3个优化配置文件,包括最高性能、最大存储量和最佳可靠性,我们通过选项卡就能从中切换。 这三个选项并非是噱头,是有实际功效的。最高性能选项以稍微缩短SSD使用寿命为代价获取最快的性能,它开启了一些需在SSD中进行额外写入操作的功能来实现提速。最大存储量功能可以自动去掉系统的休眠模式、虚拟内存文件和一些自动备份功能,释放SSD的大量空间,非常适合一些购买64GB或者128GB的用户。最佳可靠性将禁止运行会产生额外写入操作的功能,以有效延长SSD的使用寿命。如果用户使用的是840系列TLC产品,这个功能可以十分有效地减少SSD写入/擦除的次数。 三星通过Magician软件轻松满足三类常见用户的需求:寻求最高性能的用户、寻求最大存储量的用户和寻求最长使用寿命(可靠性)的用户。以往复杂的操作系统的相关设置,现在可以通过软件轻松实现。 闪迪 SSD Dashboard 最早闪迪的SSD相关软件叫SSD Toolkit,不过当时由于界面不友好导致很难用。闪迪的SSD其实非常出色,但软件不好用难免美中不足,SSD Toolkit通过回炉重做变身为SSD Dashboard,各方面都有明显的改进。 SSD Dashboard的界面做得比较美观,而且功能也非常完善,通过图形化的界面,让用户监控了解SSD的运行状况。界面包括SSD状态、性能、工具、设置等功能,状态中可以查看硬盘的容量、剩余使用时间等等基本状况,温度和接口信息也可以显示在内。性能一项提供了SSD的性能测试,和主流测试软件一样也分为传输速度及随机性能,但比起其他测试软件密密麻麻都是文字的方式,SSD Dashboard以图表的形式直观呈现给用户。关于TRIM在一些操作系统中很难打开的现状,闪迪软件可以通过一键开启系统TRIM的功能十分适合新手。 工具中的Secure Erase、Sanitize、Cypto Erase不能乱点,是闪迪提供的三种SSD擦除功能。固件更新功能也非常方便,不用像以前那样去官网手动下载固件然后冒险升级,在这里就像更新手机APP一样操作就能完成SSD固件的更新。除此之外工具也提供了硬盘的S.M.A.R.T信息查看,有了这款软件我们就可以抛弃HDtune了。 从SSD Toolkit到SSD Dashboard,能很明显看出闪迪SSD软件的进步。虽然SSD Dashboard只支持闪迪硬盘比较可惜,但作为一款品牌SSD的功能软件已经相当出色了。 希捷混合硬盘 SSHD 希捷是传统HDD硬盘双雄之一,近几年传统硬盘被固态硬盘冲击严重,老牌硬盘厂商希捷虽然也推出了旗下的SSD,但市场反响不温不火。去年间接收购了两大主控之一的SandForce,但融合之后的实际产品还需时日才能推出。眼下希捷如何应对SSD对硬盘市场的攻势呢?答案就是SSHD。 SSHD主体依然是盘体与磁头,不过在SSHD的PCB上集成了一个SSD模块主控和小容量MLC闪存,SSHD的核心技术就是通过这个独特的设计实现。首先通过一种名为Adaptive Memory的技术实现一种自学习算法,它逐渐让系统最常用的应用程序和文件能够实现类似SSD的响应。比如说操作系统或者程序启动时会读取大量零散文件,HDD由于寻道原理速度有限,而SSHD将这部分压力转至闪存,启动和读取速度能够大大加快。 希捷的这种“SSD缓存记忆”技术其实并没有改变HDD的持续读写速度,而加强了随机性能。在最新一代SSHD当中希捷甚至将盘体转速降为5400rpm,而单单加强了主控方面的学习和记忆能力。有人可能会质疑5400rpm盘体的性能,但其实希捷如此处理是十分合理的。我们日常使用硬盘感觉到慢,十有八九是其随机读写性能满足不了我们的要求,绝非持续读写速度跟不上。如果用户的硬盘位只有一个,又想在硬盘容量和随机性能上有所兼顾,希捷这类SSHD是非常合适的。 东芝无线 SD卡 我们用单反照相,然后想把相片从相机存储卡里拷贝到手机或者平板电脑上观看,一般大家都怎么做?最原始的方法就是把存储卡取出,先将数据移至电脑,然后将手机/平板接入电脑拷入观看,这个步骤太麻烦了。后来有部分单反/微单品牌设计了独特的移动智能终端APP,旨在简化取卡步骤,直接用手机/平板访问相机存储内容,不过需要在同一个Wi-Fi环境下,同时移动端是否支持还需APP决定,总之多种限制并不方便。 东芝推出的这种无线SD卡解决了这种问题,SD卡从硬件上解决了无线连接问题。只需将SD卡插入相机并开机,打开手机或者平板电脑的无线开关,搜索到无线SD卡提供的无线网络连接(flashair_xxx),输入初始密码连接后打开浏览器就形成了连接。一般4MB左右的照片传输一张需要8秒左右,速度虽然不快但也不比很多相机无线传输APP慢。 问题也并非完全没有,首先部分单反机身由于是金属构造,无线SD卡形成的网络信号肯定会受此影响,速度和稳定性有待进一步提高。其次SD卡和其无线功能所需的电力肯定是相机提供,有很多相机屏幕自动关闭时进入省电模式,此时无线SD卡的无线功能也会随之一同关闭。最后比较关键的一点是由于手机或平板电脑在传输时连接的是无线SD卡形成的虚拟网络,并没有互联网功能,如果想边传边分享就是硬伤。手机可以利用3G信号,而多数平板电脑只能乖乖等传输完毕后才可以重新连接Wi-Fi进行分享。 金士顿 HyperX 闪存盘 大家印象里的闪存盘(U盘)的读写速度是多少?一般也就是30-40MB/s这个程度,满足一般的文件拷贝似乎问题不大,但高端用户肯定无法接受如此缓慢的传输速度。金士顿旗下的HyperX品牌是其高端的存储品牌,而现在HyperX也推出了顶级品质的闪存盘DataTraveler HyperX Predator。 DataTraveler采用USB 3.0接口,它没有像其他USB 3.0闪存盘一样只是规格上支持,在读写速度上标称可达240MB/s和160MB/s,完全突破了USB 3.0能够达到的速率。外观方面金士顿的解释是大巧不工,金属外壳方方正正的造型,十分符合其高端大气的身份。容量方面金士顿提供了512GB和1TB两种容量,4999元和9999元的售价也吓跑了大多数用户。 不过DataTraveler HyperX Predator的表现配得上这样的价格,多种软件实测其读写速度并非虚标,一部10GB左右的电影通过闪存盘不到1分钟就可以传输完毕,这是很多移动硬盘都难以实现的。 Cherry MX 轴键盘 要说键盘,这两年机械键盘火了。机械键盘本来是在薄膜键盘之前的产物,但随着薄膜键盘的盛行,造价相对高昂的机械键盘被薄膜键盘所取代。但近年来由于用户对外设品质的要求逐渐提高,机械键盘的关注度正慢慢回升。 目前市面上常见的机械键盘均使用德国确励公司(Cherry)的MX机械轴,爱好者们俗称樱桃,拥有标志性的十字口设计,目前我们见到的大多数机械键盘其实都属于这一派系。根据种类分为茶轴、青轴、黑轴以及红轴四种,也有白轴等稀有品种。用文字描述机械键盘与普通键盘的区别稍有难度,由于每一个按键都由一个独立的开关组成,按键的段落感根据轴体各异,但普遍都要大幅超越薄膜键盘。现通常为高端游戏外设,希望有条件的用户亲自体验。 微软蓝影技术 可能很多用户连光学引擎鼠标和激光引擎鼠标都分不清楚,现在微软又来了个号称集合二者优势于一身的蓝影鼠标,它们之间究竟有何区别?它们都该称作是光学引擎,不过不同的捕捉原理决定了光学鼠标必须借助鼠标垫,而激光鼠标则能够在更多的表面上自如使用。 微软全新推出的Blue Track蓝影技术更是要超过激光引擎,利用激光引擎的镜面反射原理,通过更强的光学传感器每秒钟拍摄数千张,经过对比最终得出鼠标移动的轨迹。蓝影技术的表面适应能力超强,定位能力比激光更为精确,在一些粗糙的表面依旧可以准确定位鼠标移动。 硬件技术论文:计算机硬件组装及维护技术的探讨 摘 要:随着社会进步与科技的快速发展,计算机的应用已经成为我们生活工作中的一个重要组成部分。因此,我们需要掌握一些基本的计算机硬件组装与维护技术。本文主要介绍了计算机硬件组装的基本部件,分析了计算机操作系统以及硬件驱动的两种安装方法,并总结了硬件维护一些要领。希望能够给广大的计算机应用人员带来一定的帮助。 关键词:硬件组装;维护技术;系统安装 1 计算机硬件的组装 1.1 计算机的组成。计算机是由硬件和软件两大部分组成,下图1是计算机硬件中常见的部件。 图1 计算机硬件组成 1.2 计算机硬件的组装过程。第一步:要先打开主机箱的盖。将主板固定在机箱里并拧紧螺丝;第二步:电源的安装,机箱电源通常是安装在机箱内左上方并固定好四颗螺丝,需要注意电源的风扇是朝机箱外面的,其好处就是起到散热的作用,否则无法正常安装;第三步:CPU安装:CPU是主板上的核心部件,由于CPU的针脚较细,容易插坏,所以一定要细心,对位入座。CPU发热量较大,为了增加散热功能,建议在CPU背面与小风扇间涂上散热的硅胶,然后再固定风扇上的四颗螺丝或者挂钩。另外还需要将风扇电源线接入主板对应的接口上;第四步:内存安装,将内存安装在主板的插槽上,插槽两边各有一个扣,扣住内存条。需要注意内存缺口要与插槽对应,然后再垂直压下内存即可;第五步:硬盘安装,硬盘需要用四颗螺丝拧紧到机箱前面中间的位置。同时需要将硬盘数据线和电源线分别接主板和机箱电源,以此实现了数据的存储及读取功能;第六步:显卡安装,找到主板上显卡插槽位置,将显卡对准主板插槽上接口往下压,并用螺丝拧紧在机箱上(说明:有些主板是集成显卡、网卡和声卡,不需我们手工安装);第七步:控制线的连接,首先要确定机箱面板上的指示灯以及开关机、重启按钮与主板之间的接口连接位置(有对应的英文文字),需要注意区分好正负极之间的连接。接线英文的说明:HDD LED是指硬盘灯、PWR SW是指机箱外开关机的电源线、Reset是指重启电脑、Speaker是指主板喇叭线、Keylock是指键盘锁的接口线以及PowerLED是指板电源灯的接线;第八步:上面的工作完成之后,需要完成机箱外部设备的安装,外设包括:鼠标、键盘、音箱、光驱(如果需要通过光盘安装操作系统的,一定需要装上光盘驱动器)以及显示器等接线;第九步:确保前面的工作准确无误后再接通电源,观察计算机屏幕显示情况,然后再安装操作系统。 2 计算机操作系统的安装 计算机操作系统安装前的基本设置。首先需要启动计算机,按DEL键进入到主板BIOS进行参数的设置。其次是从BIOS主菜单中找到Advanced BIOS Features 选项,按回车进入子菜单项。再次是在子菜单项中选择First Boot Device 选项,然后通过键盘上的上下方向键来设置为USB-CDROM或者USB-HDD(U盘启动),这样就把系统设置为光盘驱动(或者U盘)启动了。最后,按F10键保存设置并退出BIOS界面。 2.1 标准安装法。第一步,将市面上购买的Win8系统盘放入光驱,或者网上下载Win8系统存入U盘中并接U盘接口(细节略);第二步,通过BIOS自动引导光盘(U盘)启动;第三步,此时我们会见到屏幕上的提示:“press aany key to boot from CD or DVD...”看到这个提示时按任意键就可以进行win8的安装了;第四步:在安装界面的language to install项中选择English,其它两个选都选Chinese,点Next按钮,然后点击Install Now就可以正式安装Win8系统了,最后等待安装完成(细节略)。 2.2 快速ghost安装法。由于标准安装win8所花时间较长且麻烦。因此,我们可以通过Ghost来进行快速安装操作系统。有了ghost软件就变得十分方便,只需十多分钟就能够把Win8系统安装完成,下面说一说ghost安装Win8系统的详细步骤: 到市面上购买ghost克隆软件光盘(里面包含有ghost.exe文件及ISO系统镜像文件等),或者到网上下载ghost..exe和系统镜像文件到U盘。 第一步:开机后运行ghost程序,选择恢复系统,进入ghost;第二步:菜单操作顺序是:local- partition- from image;第三步:在Ghost新窗口的下拉列表中,选择之前已准备好Win8的gho文件所在路径;第四步:选择好后Wind8的ghost文件后,双击open按钮,并依次点击OK即可;第五步:此时会出现将系统安装到哪一个盘的选项,选C盘即可(通常系统是安装在C盘);第六步:按顺序点击确定就可以快速安装Win8系统了。 3 安装硬件驱动程序 系统安装完毕后需要在安装硬件驱动程序,主板,声卡,显卡,网卡等等。安装硬件驱动程序也有两种方法:第一种是最原始的方法一个一个驱动程序进行手工化安装,首先需要从主板光盘中找到主板驱动、声卡驱动、网卡驱动、显卡驱动。如果主板光盘中无法找到相匹配的驱动时,则需要到网上下载,相对来说复杂一点;第二种方法:自动安装法,即是借助于第三方驱动安装软件进行驱动程序的自动安装。常用的驱动安装软件有:驱动精灵、360驱动大师等。使用这些驱动软件可以自动识别主机驱动程序,然后直接到网上下载相匹配的驱动并自动安装。 4 计算机硬件维护技术要领 下面笔者总结了一些常见计算机硬件维护技术以供大家参考。 4.1 电脑的日常工作环境。通常电脑是工作在20~25℃之间的环境下;需要做好防静电的工作,另外电压不稳定会容易造成对电脑电路以及部件造成不良的损害;尽量防止机箱的震动以及外部的噪音,因为震动与噪音有可能会对电脑中的某一些部件造成损坏。 4.2 维护计算机时不要急着拆开机箱,首先需要认真观察计算机四围设备情况,例如:计算机的外设、连接线、电源、温度以及湿度等。其次是计算机机箱的内外面是否有过多的灰尘、电路板与元器件颜色是否有变化,如鼓起则需要拿去维修店维修。指示灯的显示是否正常等。最后分析计算机的软硬件配置是否正确,如不兼容的需要更换配件,系统资源的使用是否过多等;现安装了哪个版本的操作系统,已安装的软件是否有冲突;硬件驱动程序版本是否为最新的等。 4.3 按照观察到的实际情况来判断故障产生的具体原因,首先我们需要想到是一些什么故障,怎么样会产生如此的故障?我们该怎么样去处理呢。其次是,现在网络较发达,将发现的故障现象,到互联网上查找,这样可以快速解决故障,节省成本。另外一定需要坚持“先软后硬”的故障排除原则,即查找在整机维护判断过程中,我们需要先判断是否是属于软件的故障,如果可以正常开机时,那么可以考虑重新安装操作系统,假设故障无法从软件中排除掉,那么只好从硬件方面进行认真检查。 4.4 计算机环境维护即是电源接地是否属于正常,工作电压是否处于稳定状态,我们需要对计算机工作室环境的温度和湿度进行控制以及做好日常清洁工作等。灰尘是计算机的最大杀手,通常计算机的硬件故障大都是由于机器内部的灰尘过多而引起的。因此,我们需要在日常生活中多做好计算机内外部的清洁工作。 作者单位:广东省高级技工学校,广东惠州 516100 硬件技术论文:计算机硬件维护保养技术探讨 摘 要 随着社会经济的发展,计算机广泛的应用在各个领域,虽然计算机给人们生活带来了方便,但是计算机的硬件维护保养是用户的基本工作,若对计算机硬件故障不及时处理,容易给人们的生活造成极大的困扰,因此,本位探讨计算机硬件维护保养的常见方法,以作为计算机使用者的参考依据。 【关键词】计算机 硬件故障 维护 保养方法 计算机在各个领域中扮演着重要角色,不管是商业领域还是办公室,都需要利用计算机开展经营活动,所以计算机在生活、商业、娱乐等活动中具有重要作用。但是,如何排除计算机硬件故障是值得人们思考的问题,因此,本文对计算机硬件维护技术和日常养护方法进行探讨。 1 计算机硬件故障维护的基本原则 (1)计算机需要在良好的工作环境下运行,如果计算机工作场所有大量的灰尘,或工作场所比较潮湿,容易造成计算机使用寿命减端,在一定程度上影响了计算机电源的稳定性,若计算机工作场所的灰尘较多,容易导致计算机部件老化、设备接触不良等故障,因此,保持环境清洁是计算机硬件维护的基本原则,为了避免工作场所积累的灰尘对计算机硬件的影响,用户应将计算机放置在防尘、防潮的地方,若用户长期不使用计算机,则应在一段时间内持续开机2个小时左右,并做好计算机周围环境的灰尘清洁,使计算机正常运行。 (2)计算机故障分析应从各个环节和各个设备入手,计算机元器件、内部芯片故障;计算机设备接触故障;计算机部件老化现象;计算机外部设备的故障;电源稳定性、连接故障;计算机软件故障等。 2 计算机故障排除方法 计算机在使用过程中,容易出现硬件故障等现象,做好硬件故障的排除是计算机维护的前提,因此,探讨计算机故障排除法是非常重要的。第一,插拔替换法是计算机故障排除的最有效的方法,由于插拔替换法可以直接反映计算机出现的故障部位,因此,当前大多数计算机工作人员都采用插拔替换法排除计算机故障。插拔替换法的工作原理是用出现故障的相同部件更换到正常运行的计算机上,从而检查计算机硬件故障,例如计算机内存条故障检验,采用相同内存条更换到可以正常工作的计算机上,若计算机能正常工作,则说明计算机的内存条接触良好;第二,系统最小化法,若工程师无法确定计算机的故障部位,采用系统最小化法可以确定故障部位,其工作原理是将计算机硬件设备全部摘除,如主板、CPU等,待设备摘除完后,运行计算机,若计算机不能正常工作,则采用插拔替换法对计算机进行故障排除,如果没有出现计算机故障,则说明计算机主板、显卡等硬件出现了故障;第三,采用专门的诊断软件排除计算机故障,目前市场上使用较多的诊断软件是诺顿工具箱,其可以迅速检测出不容易发现的计算机故障,不仅可以检测出计算机硬件设备等运行情况,同时也可以检测计算机系统的稳定性和运行情况,诺顿工具箱对计算机故障检测完成后,将自动生成分析报表,以便于用户找出计算机故障部位,并采取有效的措施排除故障。 3 计算机硬件维护措施 计算机主要有显示器、主板、鼠标、内存、硬盘、电源等硬件设备组成,做好计算机硬件的日常维护,以提高计算机的使用性能。第一,计算机显示器的维护,虽然显示器由屏幕、外壳保护,但是显示器容易受灰尘的影响,若显示器上积累了大量的灰尘,不仅影响了计算机的显示效果,也造成使用者视力的损伤,因此,显示器的维护应做好防尘除尘处理,可以在显示器上带一个防尘罩或用专业的清洁剂清洗电脑显示器;第二,计算机内部CPU的日常维护,CPU是计算机运行的主要工具,CPU运行容易受到温度的影响,若环境温度过高,容易造成计算机运行缓慢,因此,控制CPU工作环境的温度,以70度为最佳温度,并且改用性能较好的风扇,如英特尔原装风扇,风扇可以降温除尘;第三,计算机硬盘的维护,计算机硬盘是使用者存储数据的主要设备,硬盘在计算机中具有重要作用,但是,由于使用者操作频繁,并且硬盘由于告诉运转而产生振动现象,导致硬盘设备容易损坏,因此,计算机硬盘的维护加强使用者的维护意识,即要求使用者减少硬盘的使用负荷,减少文件下载、读写等操作;第四,计算机内存的维护,若计算机长期处于未使用的状态下,电脑容易出现无法启动、黑屏等问题,其主要原因可能是电脑内存存在问题,在检查内存过程中,首先需要检查内存条是否接触良好,然后清理内存条、插槽后,重新插入内存条,最后重启电脑,内存维护应确保内存条接触良好性、防止静电、兼容性等;第五,鼠标维护保养,鼠标是使用者操作电脑的基本设备,由于使用者使用鼠标频率过高,鼠标容易出现控制失灵、和按键弹性消失等问题,针对鼠标出现的故障,首先需要拆开鼠标设备,其次对鼠标内部进行清洁检查,以排除鼠标故障。 4 计算机硬件的日常保养技术 计算机硬件日常保养有助于提高电脑的使用性能,尤其是计算机内部的灰尘清洁,首先将主机箱内部的连接线拆除,并将机箱内的主板、CPU风扇、驱动器吧、硬盘、显卡等设备安全拔出,采用毛刷清洁办卡接口的灰尘,并用吹风机清除CPU风扇、光驱、硬盘表面的灰尘;其次,灰尘清除干净后,需要将拆卸的各个部件按顺序依次安装,装上吉祥外壳后,需要对计算机的显示器屏幕进行灰尘清理;最后,启动电脑,检查计算机是否运行正常。使用者是计算机的主要实施者,在计算机使用过程中,使用者使用完后,应用防尘罩改善电脑,为了延长计算机电源的使用寿命,在运行过程中,应经常性设置电源的保护程序,避免手机、电子产品等设备靠近计算机,这些设备容易干扰计算机正常运行,使用者也应养成良好的使用习惯,如正确关机、开机等。 5 结束语 计算机的使用虽然给人们的生活带来了方便,但是人们的不正确使用容易造成计算机硬件出现故障,因此,做好计算机硬件的日常维护和保养,尤其是使用者的保养措施,维护和保养措施到位,才能提高计算机的使用性能。 作者单位 辽宁本溪市机电工程学校信息技术教研室 辽宁省本溪市 117000 硬件技术论文:体育馆中计算机的硬件维护技术及其应用探讨 摘 要:体育馆工作范围面积较大,内容复杂多变,计算机技术的涉入是必然趋势。但是在计算机的正常运行中,如果不对计算机硬件进行检查维护,就有可能带来计算机安全隐患,严重的话可能会造成系统瘫痪,体育馆工作管理不能正常进行。本文简要分析了计算机硬件的组成,指出在体育馆内计算机硬件将如何维护以及维护的重要性,探讨计算机在体育馆内硬件维护的应用。 关键词:计算机技术;体育馆;硬件维护和应用 在科技迅速发展的今天,计算机应用成为我们日常生活工作的一部分,对于体育馆内的计算机,由于体育馆的工作量大,涉及内容较多,就要求计算机硬件一定要过硬,以此满足高强度、多数据的体育馆工作。除了计算机硬件质量过硬的要求之外,计算机的日常维护和管理也是必不可少的,需要维修部门和工作人员保持定期检查和日常维护的习惯。 1 体育馆中计算机硬件构成 体育馆需要用到的设备都比较大型,硬件组成一般包括控制设备、存储设备、运算设备、输入设备和输出设备,除此之外,体育馆还配有专门的维修部门来定时对计算机设备进行日常检查和维护,保证体育馆内计算机设备的正常工作不受影响。 体育馆内计算机的控制设备是放在日常维护中的第一位的,一般采用工作效率更快的控制器,控制器是计算机的核心部分,其他硬件都是通过控制设备发送信号指挥而进行正常工作的。计算机的储存设备分为主动储存和辅助储存两种,通过接受控制设备的信息进行转换处理来保持正常工作的,对于体育馆需要储存大量数据而言,计算机的存储设备容量必须足够大才能满足需要。运算设备是计算机的重要组成部分,具有将数据加工为更具体化的信息的作用。输入设备运用鼠标和键盘将文字图片信息输入计算机内等待处理。输出设备是将需要的信息通过图片、文字和声音的形式展现出来的计算机设备。这五个硬件设备相互联系、相互作用,共同作用于体育馆内计算机系统的需要。 2 体育馆中计算机硬件的维护 计算机的硬件常见问题有计算机设备之间出现冲突、外部原因造成计算机硬件故障等。多种设备共同使用服务于一项工作时,可能会出现工作资源冲突问题,或是各个设备之间进行了混合安装,一起使用时会出现明显的冲突偏差。外部环境会对计算机硬件构成一定影响,比如说出现电压不稳或是停电现象,计算机硬件容易遭到损坏;电磁干扰也会出现意外重启或是显示器偏差等问题。 对于计算机硬件随时可能出现的各种问题,维修部门就需要一定的诊查技术,通过对硬件的检测和计算机的运行情况及时发现计算机可能产生故障的原因,养成对计算机硬件进行日常维护的习惯,掌握好正确的维修方法,保护体育馆内计算机设备,保证其良好的运行状态。对于体育馆内的硬件设备,要掌握相应的加速技术,通过适当的加速,有效率地使用计算机硬件,让计算机能更有效地输出显示。 掌握一定的维修技术就要将其应用到实践中,对于体育馆内的计算机硬件设备,首先要做的就是进行观察,通过观察发现计算机硬件是否正处于正常的工作状态,进行判断后再根据实际情况进行下一步检查。检查的原则为先外后内,先检查外部设备再检查内部设备,外部设备比较简单,一般是各种显示器外部鼠标键盘等的检查。内部设备要先检查电源再检查其他,其余部分按照由易到难的原则入手。当无法确定计算机故障发生在何处时,就要通过替换法进行检查,这样比较容易快速地发现问题所在。 3 体育馆中计算机硬件的维护应用 体育馆的占地面积较大,计算机硬件的日常维护比较困难,由于输出设备功率较大,主机一般有多台,选择合适的环境安放主机,防止过热导致硬件停止运行现象的出现。计算机不用时最好切断电源以防漏电现象而导致火灾的出现,选择合格的电源,对于旧电源的维护要频繁,插座以防乱搭乱插和松动情况的出现。对于显示器、显示屏、投影仪等外部设备一般进行定期清洁,清洁时防止注意腐蚀表面,对于镜头等敏感部件,要在镜头纸上沾上清水再进行擦拭。 计算机一旦出现故障就要接触主板,硬件插拔法是检查计算机故障的最容易方法,但是使用比较频繁,所以在计算机的维修前应充分运用诊断技术,避免不必要的损失。日常生活的处理器在75度以下进行工作,但是体育馆一般采用大功率工作,温度容易上升,在日常的维护中就要注意处理清洁处理器的散热器和风扇,为其工作提供一个好的环境,因为环境对计算机硬件的影响是不容忽视的,理想的工作环境温度应该在10℃-35℃之间,不论太高或者太低都会对计算机的硬件造成不良的影响。一般现在的体育馆中都安装了空调,因此要充分利用空调调节好体育馆内的温度。体育馆内的湿度应该保持在30%-80%左右,如果湿度过高就会使计算机硬件的性能受到影响,甚至会引起相关设备的短路。如果天气比较潮湿,最好保证每天都要使用电脑或者通电。不少人认为如果减少电脑的使用次数可以使相关硬件的使用寿命更长久,这种观点是片面的,如果长时间不用,那么硬件中就会变得潮湿并积攒灰尘,这样反而会损坏硬件。不过,如果天气过于潮湿,像显示器或者主机表面已经出现了水汽,在这种情况下绝对不可以给电脑通电。如果湿度太大,而维持时间较长,就会使硬件的电路板遭到侵蚀,所以,体育馆中最好也要配备抽湿机和吸尘器。 计算机对电源也有较高的要求,正常的交流电范围应该维持在220V±10%,频率应该维持在50Hz±5%,并且要装备好接地系统。如果条件允许,应该使用UPS电源来保护计算机,这样即便市电中断,计算机还能保持一段时间的运行,有助于及时存储数据和正常关机。体育馆内需要储存大量数据,安装的硬盘容量要大,存贮的内容较多,因此日常维护十分重要。 在日常使用的习惯也会对计算机各个硬件造成较大的影响。首先开关机的顺序要正确,开机时要先开外设电源,再开主机电源,而关机的顺序恰恰相反。这样可以减少对主机的伤害。如果主机通电,那么在开关外设的一瞬间,主机会受到很大的冲击。同时也不能频繁地开关主机,在关机后至少等待30s再开机,否则,会对计算机的硬件造成极大地伤害。如果计算机正在读写数据,切忌突然关机,不然会对硬盘造成损害。此外,关机时最好先关闭所有桌面上打开的应用程序,再按正确的开关机顺序关机,否则有可能损坏应用程序,导致下次不能正确运行。在电脑运行时不要随便搬动主机,避免不必要的震动,防止硬盘造成损伤而导致数据丢失。 4 结束语 现如今,体育馆的工作已经离不开计算机技术,除了在对计算机的利用之外,对计算机硬件的维护也是十分重要的。体育馆的维修人员要加强专业知识和技能的培训,采用综合的方法对计算机进行高效的维护,使其保持正常的工作状态。通过对体育馆内计算机硬件的维护,提高体育馆的工作效率,为体育馆的发展作出贡献。同时还可以通过网络寻求帮助,碰到的问题越多,相应也会积累更多的经验,在日常维护就会更加顺手,这有利于保证体育馆计算机硬件的维护和计算机的正常使用,从而使体育馆的工作效率得到有效地提高。 作者单位:淮阴工学院体育部,江苏淮 硬件技术论文:计算机硬件技术浅析 【摘 要】随着计算机应用技术的不断发展,对于作为底层系统的硬件,也提出了更高的要求。本文针对计算机硬件系统的相关技术,进行了由浅入深的分析。 【关键词】计算机应用技术;硬件;系统 1 计算机硬件简介 计算机硬件是指计算机系统中由电子、机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。这些物理设备按系统结构的要求构成一个有机整体为计算机软件的运行提供物质基础。简言之,计算机硬件的功能是输入并存储程序和数据,以及执行程序,把数据加工成可以利用的形式。从外观上看,微机由主机箱和外部设备组成。主机箱内部主要包括:CPU、内存、主板、硬盘驱动器、光驱、各种扩展卡、连接线、电源等;外部设备包括鼠标、键盘、显示器、音箱等,这些设备通过接口和连接线与主机相连[1]。 2 计算机硬件技术 计算机硬件技术,是以计算机硬件系统结构和工作原理为核心,逐步掌握各个硬件模块的原理与功能,从而能够利用硬件技术进行系统开发。 3 计算机硬件技术的范畴 计算机硬件技术主要面向计算机软方向专业开设,因此是一门综合性的硬件技术课程,其范畴包括:计算机系统概述、电路元器件、计算机数制、常用逻辑部件、硬件结构及原理、指令与汇编语言、接口与外部系统、单片机系统[2]。 其中,对每个知识点都做了详细的分析,以计算机组成为例,如下图所示: 图1 计算机硬件组成 图中涵盖了计算机五大硬件模块:运算器、控制器、输入设备、输出设备和存储器,箭头表明了各种信息流向。图中,我们首先要了解各个硬件模块的功能,从而根据箭头分析各种信息在硬件设备中如何传递。 4 硬件技术的核心 硬件技术的核心包括如下几个方面: (1)计算机硬件组成原理 计算机硬件组成原理为掌握硬件技术的基础。 (2)微处理器 微处理器是计算机核心部件,主要包括运算器和控制器。微处理器技术,重点是对指令和指令系统的理解。 同一厂商会在一个处理器产品的基础上不断研发下一代新的兼容产品,而新一代处理器与前一代要实现指令兼容,即新一代指令系统包含前一代处理器的全部指令,同时可能增加新指令。而不同厂商之间也可能生产指令兼容的处理器产品。如何提高处理器性能,也是各个厂商争先研究的对象,一般采取的技术包括:流水线、超标量、超线程、Cache、扩展指令集、多核心等。 (3)总线 总线就是严格定义的信号线集合,用于实现计算机各个部件之间信息传输的通道[3]。总线具备公共性、标准型和可扩展性等特征。通过总线可实现点对点连接或者多点连接。只能实现点对点连接的通道在概念上不是总线,习惯上也称为总线。 在计算机中,总线一般分三种:数据总线(DB)、地址总线(AB)和控制总线(CB)。 DB:传输数据内容,与内存、I/O之间双向传输; AB:传输的存储位置,如存储器地址、端口地址等,与I/O接口或之间单向传输; CB:传输各种控制信号,如存储器读/写、端口读/写等,与I/O接口之间单向传输。 (4)接口 接口是用于完成计算机主机系统与外设之间的信息交换[4-5]。接口由接口硬件(接口电路、连接器、连接电缆等)和接口软件(程序)组成。如下图所示: 图2 接口电路的构成 接口功能主要包括:数据传送、数据缓冲、信号变换、中断、差错控制、高层通信协议、即插即用、电源管理、动态配置等。接口构成都是通过数据变换机制来完成。对接口的操作是程序对接口的访问(读/写)的方式,不同接口电路支持不同的操作方式,常用方(下转第324页)(上接第128页)式包括查询、中断和DMA控制方式。 5 计算机硬件技术总结 熟悉计算机硬件技术,目的是提高计算机应用能力。不仅仅要熟悉各个硬件模块的功能,还需了解相关最新技术的发展趋势及新标准,利用硬件性能测试方法,能解决在实际使用中出现的问题。 硬件技术论文:基于连续页面合并以及缓存的硬件载入技术 摘 要: 提出了一种基于连续页面合并以及PTE基址缓存的硬件载入技术。对硬件载入改进有两种方法,分别是:合并Main TLB中物理页号、虚拟页号均连续的两个表项,扩大了Main TLB容量,降低TLB缺失率,减少硬件载入次数;缓存硬件载入过程中第一次查询页表得到的PTE基址,有相同PTE基址的虚拟页号将不需要进行第一次页表查询,节省了一半时间。 关键词: 旁路缓冲器; 连续页面归并; 页面回收; 硬件载入; PTE基址缓存 1 旁路转换单元载入技术概述 曾有研究表明TLB控制时间占普通系统运行时间的5%~10%,然而最显著的开销是在处理TLB缺失上。显示TLB缺失程序是最常见的执行原语,表明TLB确实处理可以占到总运行时间的40%。因此对处理TLB缺失的问题的研究具有重要意义。 当TLB出现缺失时,有两种处理方式,分别是硬件载入TLB和软件载入TLB。硬件载入TLB不需要清空流水线,它对流水线的干扰是相当小的。硬件载入TLB由硬件实现页表的查询、表项填入TLB操作,在进行这一系列过程时,处理器并不需要清空流水线,只需要冻结流水线,暂时不执行下一条指令即可。本文主要研究硬件载入TLB技术。 TLB prefetching技术通过硬件上的预测以及预载入翻译的方式来隐藏TLB缺失造成的时间开销。其主要思想是一个基于时效性的TLB缺失预测算法。时效性的概念是利用一个基于LRU替换算法计算出特定应用中每个被使用到的TLB表项的历史使用频繁度。 SpecTLB 针对TLB缺失的情况提供了投机的地址翻译,而不通过跟踪部分填充的大页面保留页表。当一次TLB缺失出现时,SpecTLB检查该缺失的虚拟页是否是大页面保留页表的一部分,如果是这样,缺页的物理地址可以使用大范围内保留的小页面的相对位置在该保留大页面的开始和结束物理地址之间进行插值。 2 基于连续页面合并以及缓存的硬件载入技术 针对硬件载入时间在整个TLB访问过程总时间中占有巨大比例的问题,本文提出对硬件载入改进的两种方法: (1) 合并Main TLB中物理页号、虚拟页号均连续的两个表项,扩大了Main TLB容量,降低TLB缺失率,减少硬件载入次数; (2) 缓存硬件载入过程中第一次查询页表的到的PTE基址,有相同PTE基址的虚拟页号将不需要进行第一次页表查询,节省了一半时间。 这两种方法分别从减少硬件载入次数和缩短单次硬件载入时间上提升了旁路转换单元的性能,同时降低了缺失率。 2.1 基于连续页面合并的硬件载入技术 为减少硬件载入次数,本文提出一种用于连续页面合并的LTLB(Large Page TLB),当TLB缺失时,进行TLB硬件载入,首先从页表中获得所需要的翻译信息,在将该信息填回MTLB之前先检查MTLB中是否有其连续页面,若有则将两个页面合并之后填入LTLB,同时将合并前原本在MTLB中的表项无效掉,使其可以在未来存放新的翻译信息。这样做也就是将LTLB作为一个页面是MTLB两倍的大页面TLB进行查询,可以部分扩大页面大小,增加第二级TLB容量,减少TLB 缺失次数。 在硬件载入到MTLB之前先检查MTLB中该表项的前后页面是否存在MTLB中,若在,则合并这两个页面存入LTLB,同时释放掉被合并的那个表项。两路组相联的MTLB中若有连续的页面,这两个页面一定出现在组地址连续的几个表项中,因此只需要根据要填入的表项的虚拟页号(VPN)最低位选择跟组地址减1或是组地址加1的两个表项进行比较。当Micro TLB命中,直接返回物理地址。当Micro TLB缺失,则同时查找MTLB和LTLB。若LTLB命中或者MTLB命中则可直接得到物理地址;若二者都缺失则需要进行硬件载入;在该机制下不会出现二者都命中的情况,一旦出现属于硬件错误。若要进行硬件载入到MTLB,首先根据虚拟页号找到要填的表项,查看该表项附近是否有连续页面,若有,则将两个页面合并放入LTLB,并将原MTLB中的表项置为空,若没有,则直接填入。 如果要进行合并检查,则先根据VPN的最低位判定奇偶页面,若是奇页面,那么检查是否跟前面一组中的两个表项虚拟页面、物理页面都连续;若是偶页面,那么检查是否跟后面一组中的两个表项虚拟页面、物理页面都连续。如果有连续页面则进行合并后再填入LTLB,否则不合并直接填入MTLB。 2.2 PTE基址缓存的硬件载入技术 对于两级页表,需要进行两次查找,硬件载入时查找页表是非常耗时、影响性能的。首先将MPGD寄存器中的14~31位PBA与虚拟地址中的20~31位拼起来组成30位地址,再左移两位得到32位地址。用这个地址查询页目录表,将得到表项的10~31位与虚拟地址中的12~19位拼起来组成30位地址,再左移两位得到32位地址才是页表表项的地址。用这个地址查询页表,将得到表项的12~31位物理页号与虚拟地址的0~11位页内偏移拼起来组成32位地址,这个地址就是转换好的物理地址。 针对两级页表查询耗时的缺点,本文提出PTE基址缓存的硬件载入技术,就是在第一次查询得到页目录表表项地址之前先查找一个PTE基址缓存表PTLB(PTE Base Address TLB),若命中则直接得到页目录表表象地址,而不需要再进行第二次查找。这可以大大减少页表查询的时间。 其中PTLB每个表项含两部分,分别是12位的VPN1和22位的PTE基址。四个表项同时与所要查找的虚拟地址中的VPN1进行比较,若命中,则不许查找页目录表,直接得到PTE基址,与虚拟地址中的VPN2拼接作为页表表项地址,得到所需要的页表表项。 2.3 实验与分析 本文选取EEMBC中的部分多媒体应用以及网络应用测试基准程序,以32位高性能嵌入式处理CK510及其平台为基础,在原有两级TLB 的基础上设计实现连续页面合并以及缓存及其控制逻辑进行实验。 3 结 语 本文首先对旁路转换单元载入技术做了介绍。然后对提出的基于连续页面合并一级缓存的硬件载入技术进行了详细说明。一是连续页面合并,当TLB缺失时,进行TLB硬件载入,首先从页表中获得所需要的翻译信息,在将该信息填回MTLB之前先检查MTLB中是否有其连续页面,若有则将两个页面合并并填入LTLB,同时将合并前原本在MTLB中的表项无效掉,使其可以在未来存放新的翻译信息。二是将PTE机制进行缓存,在第一次查询得到页目录表表项地址之前先查找一个PTE基址缓存表PTLB,若命中则直接得到页目录表表象地址,而不需要再进行第二次查找。最后通过实验证明本文提出的基于连续页面合并以及缓存的硬件载入技术能有效降低访问时间。 硬件技术论文:基于工业环境下单片机应用系统硬件抗干扰技术的研究 [摘 要]由于现实工业环境的恶劣,意想不到的干扰源所产生的干扰,会对单片机应用系统的可靠性与安全性构成极大的威胁。轻则会使控制误差增大,影响产品质量,严重时会使系统失灵、崩溃,造成重大损失。该文着重分析了工业环境下主要干扰源对单片机应用系统产生干扰的现象,同时就单片机应用系统采用硬件技术抵御干扰的对策和解决方法进行了探讨。 [关键词]单片机应用系统 工业环境下抗干扰技术 硬件抗干扰技术 1 引言 单片机在工业自动化、生产过程控制等工业领域的应用日趋广泛,它的应用大大提高了产品的质量,有效的提高了生产效率。但是,由于现实工业环境的恶劣,意想不到的干扰源会产生出各种各样的干扰,对系统的可靠性与安全性构成了极大的威胁。单片机系统必须长期稳定、可靠运行,如若没有可靠的抗干扰措施,轻则会使控制误差增大,影响产品质量,严重时会使系统失灵、崩溃,造成重大损失。本文着重分析工业环境下各种干扰对单片机应用系统的影响,并从硬件方面给出一些抗干扰对策和切实可行的解决方法。 2 干扰现象的分析 在工业环境下影响单片机应用系统可靠、安全运行的主要因素有多种。其干扰现象主要有: 1)在工业环境中当一些大型设备或用电量巨大的设备启动和停机时都会使局部电网的电压和电流产生较大的波动甚至造成电压瞬时跌落,从而造成附近的单片机应用系统直流稳压电源供电电压的骤升骤降,造成干扰,影响系统的稳定性。 2)大型用电设备的启停、工作与高压状态和高频状态的设备以及电磁开关工作时产生的电磁辐射干扰;雷电、电弧、广播电台等辐射的高频信号产生的电磁辐射干扰都有可能从信号采集系统、输入设备等输入通道或强电、伺服系统等输出通道进入单片机。另外形成寄生在电网上的各种高频干扰信号,也有可能通过供电系统进入对单片机,造成干扰。 3)由于任何电源及辅电线都存在内阻、分布电容和电感等,正是这些因素引发了电源的噪声干扰。此外在工业环境中由于电源系统的共用,多台设备之间通过电源、地线也会产生相互干扰。 4)在工业电网电源中50HZ 的工频干扰也会对单片机应用系统的输入通道造成干扰,影响测量精度、破坏单片机的可靠运行和正常控制。 5)另外大功率晶闸管在导通时产生的高次谐波大电流,也可能向空间辐射或通过传导耦合形成对单片机系统的干扰。 6)静电和电磁感应干扰。这些因素对单片机系统造成的干扰主要表现为:侵入单片机系统输入通道,使得数据采集误差加大,甚至淹没测量信号。破坏单片机片内RAM、外部扩展RAM、E2PROM中的数据,影响程序的正常运行。 3 硬件抗干扰对策和解决方法 硬件抗干扰技术是系统设计时首选的抗干扰措施,它能有效抑制干扰源,阻断干扰传输通道,保障单片机应用系统的安全。以下从四方面就单片机应用系统的硬件抗干扰技术展开讨论: 3.1 电源系统的抗干扰措施 对于单片机应用系统来说,最严重的干扰来源于电源。一般解决的方法是: 1)为防止大型设备启停时造成局部电网电压波动,影响到单片机系统直流供电电压的骤然升降,在单片机直流稳压电源前添加一台交流净化稳压电源以保证供电系统的稳定性,防止电源的过电压和欠电压;此外还应增大直流稳压电源的功率储备。 2)为防止电压的瞬时跌落,添加后备电源供电保护系统。 3)为抵抗电网上的各种高频干扰信号通过直流电源进入单片机,应采用隔离变压器,并使其一次侧、二次侧之间均采用屏蔽层隔离,以减少其分布电容,提高抗共模干扰能力。即在电源变压器初级绕组与次级绕组之间以及次级绕组之外包裹一层屏蔽层,同时将屏蔽层接入导通良好的地线;并将整个直流电源系统用金属外壳屏蔽起来接地。实践证明,接地技术是抑制噪音的重要手段。良好的接地可以在很大程度上提高系统的抗干扰能力。 4)利用低通滤波器滤除高次谐波,改善电源波形。 5)采用分散独立功能块供电,以减少公共阻抗的相互耦合以及公共电源的相互耦合。 3.2 输入、输出通道的抗干扰措施 输入输出通道是单片机与外设、被控对象进行信息交换的渠道。由输入输出通道引起的干扰主要是受到静电干扰噪声干扰和电磁波干扰,以及由公共地线引发的干扰。常用的方法有: 1)干扰和电磁感应干扰也有强的抑制作用。传输线采用屏蔽线。开关信号检测线和模拟信号检测线使用屏蔽双胶线可以很好的抵御静电和电磁感应干扰。 2)在实际工作中,用屏蔽双绞线作长线传输线能有效地抑制共模噪声及电磁场干扰,并应对传输线进行阻抗匹配,以免产生反射,使信号失真。对于模拟信号采样系统抵御干扰,可以采用具有差动输入的测量放大器,并采用屏蔽双胶线传输测量信号。变送器传递的信号应尽量采用电流型传输方式,因电流型比电压型抗干扰能力要高。 3)采用信号隔离措施将模拟电路通过隔离放大器隔离,数字电路通过光电耦合器隔离。模拟接地和数字接地严格分开,隔离器输入回路和输出回路的电源分别供电。同时考虑传输线的屏蔽技术,如采用屏蔽线、双胶线等。 4)为消除电源系统的50HZ 工频干扰,采用阻容滤波等技术,除在输入通道的模数A/D 转换电路中加入RC 滤波电路或50HZ陷波器外,也可在转换器件上动脑子,例如采用采样时间是50Hz 的工频周期整数倍的双积分式A/D转换器。 5)选择合适的接地点可以有效抑制地线噪声,在一个存在有数字地和模拟地的单片机系统中,数字信号的地线和模拟信号的地线绝不能够接错。在线路设计中,必须将所有器件的数字地和模拟地分别相连,但数字地与模拟地仅在一点上相连。 6)应当很好的处理单片机应用系统强、弱电系统的隔离,是保证系统工作稳定。现在常用的隔离方式是光电隔离,如在功率驱动电路中可以采用带双向可控硅驱动的光电隔离器件。需要注意的是:在光电耦合器的输入部分和输出部分必须分别采用独立的电源,若两端共用一个电源,则光电耦合器的隔离作用将失去意义。 3.3 印制电路板及电路的抗干扰措施 印制电路板是系统中器件、信号线、电源线的高密度集合体,印制电路板设计的好坏对抗干扰能力影响很大。故印制电路板的设计决不单是器件、线路的简单布局安排,因此在PCB电路布线中除应遵循PCB设计的基本原则外,还必须符合抗干扰的设计原则。通常有下述抗干扰措施: 1)将强、弱电电路严格分开,尽量不要把它们设计在一块印制电路扳上。易产生噪声的器件、大电流电路等应尽量远离逻辑电路。 2)电源线的走向应尽量与数据传输方向一致。电源的地线应尽量加粗。 3)为抑制噪声干扰应尽可能在大规模集成电路的电源引脚和接地引脚之间焊接20PF左右的高频滤波吸收电容,在各个供电接点上还应加足够容量的退耦电容。 4)器件布置方面应把相互有关的器件尽量安置在一起,这样可以获得较好的抗噪声效果。如时钟发生器、晶振和CPU 的时钟输入端都易产生噪声,要相互靠近些;CPU复位电路、硬件看门狗电路也应尽量靠近CPU 相应引脚。 本文根据实际应用经验总结了单片机应用系统在工业环境下硬件抗干扰技术一些常见的对策和解决方法。此外如若在硬件抗干扰措施的基础上,再采取软件抗干扰技术加以补充,作为硬件措施的辅助手段,则会大大加强单片机应用系统在工业环境下的抗干扰能力。 硬件技术论文:基于POE技术的船用视频监控系统硬件设计 摘 要:简要介绍了POE技术的原理及应用,然后根据视频信号传输的制式的不同,对目前视频监控系统做了分类并分别对其特点进行了简要介绍。提出了一种基于POE技术的船用网络视频监控系统的硬件设计方案。该方案按功能将整个网络视频监控系统划分成三大部分,并对各部分的组成及设计原理进行了详细阐述,最后对该视频监控系统的主要特点及其在后期的推广应用作了相应的评估。 关键词:视频监控;POE;网络交换;视频编解码器 0 引 言 POE(Power Over Ethernet)也被称为基于局域网的供电系统或有源以太网( Active Ethernet),有时也被简称为以太网供电。这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的最新标准规范,并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。POE技术在为一些基于IP的终端(如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等)传输数据信号的同时,还能为此类设备提供直流供电的技术。 在确保现有结构化布线安全的同时,保证现有网络的正常运作,最大限度地降低成本。一个完整的POE系统包括供电端设备(Power Sourcing Equipment,PSE)和受电端设备(Powered Device,PD)两部分。PSE设备是为以太网客户端设备供电的设备,同时也是整个POE以太网供电过程的管理者;而PD设备是接受供电的PSE负载,即POE系统的客户端设备。 1 视频监控系统简介 视频监控系统按照视频信号传输的制式不同,可分为模拟视频监控系统和数字视频监控系统两大类。其中,模拟制式视频监控系统组成框图如图1所示。 图1所示的模拟制式视频监控系统主要由前端设备(摄像机、镜头、云台、解码器等)、视频矩阵及监控系统主机三部分组成。其中,视频矩阵一般与主机在同一安装位置,视频矩阵至前端设备之间传输的是模拟复合视频信号。模拟复合视频信号为前端设备采集的现场信息,经视频矩阵传送至监控主机,监控主机的控制信号经串口传送至解码器,经解码器解码后实现对前端设备的控制。目前,模拟视频监控系统主要存在以下几个特点:一是电缆和部件数量多,不适宜远距离传输,遇到故障时排除效率低;二是可扩容性差;三是兼容性差,不利于与其他设备进行资源融合。 近年来,随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展,视频监控技术有了较快的发展,模拟视频监控系统已逐渐被网络化数字视频监控系统所替代,其系统组成如图2所示。 图2中的网络化数字视频监控系统主要由用户显示控制终端、接入/交换设备、网络编解码器、前端设备(摄像机、镜头、云台等)四部分组成。摄像机采集的现场视频信息经网络编解码器数字化后输出至接入/交换设备的网络接口板,然后再经接入/交换设备进入干线网传输。用户终端经授权后可进行查看,控制终端的控制信号经接入/交换设备、网络编解码器送至解码前端设备解码器,经解码器解码后实现对前端设备的控制。 因监视前端设备采用的是分布化接入、分布式处理,故大大降低了网络化数字视频监控系统主机的工作量。同时,因为系统的开放性,交换子网和资源子网相互独立,交换子网为资源子网提供开放的接口,这也为后期监控系统的可扩展性提供了无限的可能性。 2 基于POE技术的船用网络监控系统设计 针对目前传统监控系统的以上特点,结合目前成熟的POE技术应用,下面提出了一种面向船用的新型的网络视频监控系统的硬件系统设计方案。 系统硬件设备主要包含前端设备(室内一体机、室外云台、室外摄像机、防护罩等)、接入/交换设备、系统主机和多用户终端四大部分;系统组成如图3所示。 根据图3所示,室外摄像云台一体机以及室内摄像云台一体机的供电由带POE功能的接入/交换设备提供,云台及摄像机的控制由用户显示控制终端或主机通过网络接口送至接入/交换设备,进入干线,然后经交换设备内的路由选择、传输后输出至相应的接入/交换设备网络接口板,再经对应前端设备识别后输出至相应前端设备。由室内外摄像机采集的视频信息经前端设备编解码器数字化后经网络接口输出至接入/交换设备,然后再经接入/交换设备入干线,用户显示控制终端经授权后可进行查看。下面简要描述系统各主要分机的设计原理。 2.1 前端设备设计原理 前端设备主要分为室内和室外两种类型:室内型前端设备主要由摄像云台一体机和前端设备编解码器组成;室外型的前端设备主要由前端设备编解码器、摄像机、镜头、云台、护罩几部分组成。其中,除去前端设备编解码器需要自行设计外,其余部件可直接采购。前端设备编解码器为带PD功能的编解码器,为了兼容,室内外前端设备采用同一型号的编解码器。考虑到室外设备的防风性,云台的最大载重设计为5 kg,最大功率为30 W;摄像机和镜头功率约为15 W,因此供电端最大功率45 W即可满足要求。本设计采用MAX5986作为以太网供电的控制器,其可提供单端最大70 W的功率输出,可满足室内外前端设备的供电需求。图4所示是前端设备编解码器的设计原理图。 如图4所示,前端设备编解码器主要由视频AD(TVP5158)、DSP视频处理芯片TMS320DM6467、PD取电电路(MAX5986电路)以及DC-DC电路几部分组成。 来自摄像机的复合视频信号经视频AD(TVP5158)采样变换后经总线输出至DSP(本设计采用的TMS320DM6467为DSP+ARM9架构的数字媒体片上系统,是TI公司的一款新型达芬奇技术数字媒体处理器),经其进行相应格式的压缩编码后输出,然后经DSP片上系统集成的以太网外设发往接入/交换设备,经其进入干线传输。用户显示及控制终端的控制信息经接入/交换设备的带POE功能的网络接口板发送至前端设备的物理网络接口,一路由MAX5986进行取电、DC-DC变换为编解码器、摄像机、镜头、云台等设备供电;一路进入DSP,由其片上集成的ARM9处理器进行控制实现数据解码,实现对摄像机、云台、镜头的控制。其中,调试键盘为前端设备单独调试时使用。 2.2 监视系统主机原理 监视系统主机主要完成前端设备的录像、其他设备视频信号的接入、整个监视系统的监视及管理等工作。主要由一台工控机、视频采集及处理卡、大屏幕监视电视墙和硬盘阵列式长时录像机等几部分组成。均可通过采购部件解决,主机通过安装视频监控软件实现对监控系统的控制及管理。 2.3 接入/交换设备POE供电网络接口板设计原理 接入/交换设备POE供电网络接口板原理图如图5所示。 如图5所示,网络接入/交换设备网络接口板主要实现前端设备的网络接入及用户终端和前端设备间的网络交换功能。网络接口板主要由交换控制芯片VT6510、2M的SGRAM缓存、POE供电控制芯片MAX5982、微控制器STM32F103及相关外围器件组成。其中,VT6510交换芯片整合了8个10/100 Mb/s 交换口及 2 个 Gigabit 交换口为单一控制芯片,符合最新的 IEEE 网标准,包括 802.3x 流量控制、VLAN 功能、高效能交换引擎及 IP 多点传送功能,可完成8口的10M/100M自适应网络无阻塞交换、存储转发。E2PROM主要用于保存交换设备的配置数据,在设备开机或者复位时,设备将从E2PROM读出这些数据,用于系统初始化。微控制器采用ARM7架构的STM32F103,主要完成对寄存器的读写和与PC之间的通信,可以将网络接口板配成各种工作模式,以满足不同用户的需求。MAX5982为POE供电控制芯片,其与整流稳压电路配合完成PSE设备功能。 3 结 语 综上所述,基于POE技术的网络视频监控系统具有数字化、智能化、自动化和网络化等特点,其良好的扩充性、可管理性以及易于与其他系统的集成等诸多优点,使其大大地简化和提高了信息传递的方式和速度。随着网络技术和计算机技术的不断发展,基于POE技术和视频交换技术的网络视频监控系统将会成为船监控系统的新标准。 硬件技术论文:基于SOC技术的三相电力能效监测终端硬件设计 摘 要 随着智能电网的深入发展,为了满足国网公司对能效监测的要求,设计了一种基于SOC技术的三相电力能效监测终端。它采用锐能微RN8316(SOC)为主控芯片,通过管脚资源配置,实现了电流电压采样计量、直流模拟量采样、电压质量监测、通信等功能。文中介绍了电力能效监测终端的硬件设计,提供了完整的设计方案,该方案不仅能提高终端的稳定性和可靠性,还能降低物料数量和生产成本。 关键词 能效监测;SOC;RN8316 能源作为世界发展和经济增长最基本的驱动力,是人类赖以生存的基础。但随着人口的日益增加和能源的不断消耗,能源匮乏问题日益突出。电力作为重要的能源形式,在终端能源消费中所占比重不断增大,因此,建设更加安全、可靠、环保、经济的电力系统,不仅能在很大程度上化解资源、环境和投资压力,而且还将带来巨大的节电效益、经济效益、环境效益和社会效益[1-2]。国内外研究和实践证明,通过实施需求侧管理、用能服务及能效监测,可以优化终端用户用电方式、缓解电力供需的矛盾和提高系统可靠性、减缓电网设施的投资压力、提高耗能企业的能源利用水平、减少能源的消耗、提高能源利用率、缓解能源的供需矛盾[3]。 随着微电子技术和设计制造技术的发展,集成电路设计从晶体管的集成发展到逻辑门的集成,现在又发展到IP(Intellectual Property)的集成,即片上系统SOC(System-On-Chip)[4-6]。与单功能芯片相比,SOC芯片具有集成度高、体积小、印制电路板(PCB)空间占用少、功耗低、抗电磁干扰能力强、可靠性高、成本低等优势。同时,可以有效地降低电子、信息系统产品的开发成本,缩短开发周期,提高产品的竞争力[7]。 1 RN8316(SOC)简介 图1 RN8316系统框图 RN8316是深圳锐能微公司提供的一款低功耗、高性能、宽电压、高集成度、高精度的三相MCU芯片,产品系统框图如图1所示。该产品内嵌32位ARM Cortex-M0核,最高运行频率可达29.4812MHz,最大支持224Kbytes FLASH存储器、16Kbytes SRAM和16Kbytes EEPROM,内置单cycle乘法器(32bit*32bit)、CM0内嵌系统定时器、2个DMA控制器,支持外部中断等多种唤醒方式,提供完善的集成开发软硬件环境。该芯片支持高速GPIO,可与不同电压外设器件连接,最大支持10位ADC,8*32位的LCD,支持芯片电源电压及外部电压检测。通信接口最大支持6路UART,2个7816口,1路I2C和1路SPI。同时,RN8316还集成了RTC、看门狗和加密处理器。 2 硬件电路设计 电力能效监测终端主要由电源模块、计量单元、存储单元、载波模块、通信模块、直流模拟量采集等部分组成。系统的结构框图如图2所示。 图2 电力能效监测终端设计框图 2.1 电源模块设计 为保证终端能够稳定工作,并具有良好的电磁兼容特性,电源模块采用三路电源供电,分别为主电源8 V、两路12 V辅助电源,之间相互隔离。主电源VDD8V通过LDO降为VDD5V和VDD3.3V电源,主电源5 V为SOC、红外、电能质量监测模块供电,主电源3.3V给计量芯片供电。一路ZB12V辅助电源用于载波电路供电;另一路AUX12V辅助电源为遥信电路供电,同时通过LDO降为AUX5V,为RS485、直流模拟量电路供电。电源电路设计如图3所示。 2.2 采样计量单元 采样计量单元是电力能效监测终端的重要单元,设计中采用锐能微公司的RN8302计量芯片来实现对电压、电流、功率、功率因数、谐波等数据的计量,并输出有功、无功脉冲。RN8302占用SOC一路SPI,同时SOC配置中断、复位口从而能够实现对计量芯片的控制和通信。RN8302管脚资源配置如图4所示。 图4 RN8302管脚资源配置 采样电路中,考虑到生产成本和计量精度,电压采样采用电阻分压采样的方式,UA/UAN,UB/UBN,UC/UCN为采样信号,而电流采样采用电流互感器采样的方式,IAP/IAN,IBP/IBN,ICP/ICN为采样信号,电路图分别如图5和图6所示,电压采样电路中的1K电阻和电流采样电路中的5R电阻采用精度1%的精密电阻,电容用于去耦和滤波,以保障采样精度。同时电压采样信号可用于电能质量的监测,扩展电力能效监测终端的功能配置。 图5 电压采样电路 图6 电流采样电路 2.3 遥信电路 电力能效监测终端配置两路遥信端口,使用光耦LVT-816同SOC进行隔离。遥信电路原理图如图7所示。 图7 遥信电路 2.4 RS485电路 在实际工程运用中,由于受到工程人员操作能力,经验等因素的影响,RS485的A、B端子常常接反,导致不能够正常抄表。因此,在电力能效监测终端RS485电路的设计中,采用了无极性485芯片ECH485NE,A、B端子正反接都能够正常通信。终端配置两路RS485电路,分别用于抄表和维护,占用SOC两路UART端口,485芯片用光耦同SOC进行隔离。RS485电路如图8所示。 2.5 直流模拟量电路 直流模拟量电路主要针对非电气量的采集,该能效终端采用瑞萨电子的RL78/G13系列单片机进行控制,SOC通过一路UART端口进行通信,并配置复位脚进行控制。直流模拟量电路通过光耦同主电路进行隔离,终端配置了两路信号的采集,拓展了数据的采集范围,实现了采集和能效监测的多样化。直流模拟量采集电路图如图9所示。 2.6 载波电路 电力能效监测终端的载波用于同能效采集服务器进行通信,载波电路占用SOC一路UART端口用于收发数据,占用一路7816口实现载波的设置、复位、事件输出等功能,并通过光耦同SOC进行隔离,接口标准符合最新国网三相电表规范,可方便插拔和替换多个厂家的载波模块,提升了产品的兼容性。载波电路如图10所示。 3 结束语 本文在智能用电及能效管理的基础上,根据电力能效监测终端技术标准,采用SOC芯片RN8316,进行了硬件的设计。相对于传统的基于独立功能芯片的用电终端,基于SOC的电力能效监测终端在功耗,稳定性,可靠性等方面表现更加优异,并且体积小,所用元器件少,生产成本较低,具有良好的市场前景。 作者简介 黄月昊(1986-),男,江苏盐城人,助理工程师,硕士,任职于国电南瑞科技股份有限公司,从事智能用电技术方向。 岳鹏(1984-),男,山东济宁人,工程师,硕士,任职于国电南瑞科技股份有限公司,从事智能用电技术方向。 硬件技术论文:物联网技术下的综合信息采集单元ICU硬件设计分析 摘 要:随着我国信息技术的不断发展,互联网技术取得了巨大的进步。互联网技术主要是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统等信息传感设备,按约定的协议,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。在这种技术的推动下,环境监控系统中综合信息采集单元的硬件设计面临着全新的机遇和挑战。本文主要通过分析物联网技术下的综合信息采集单元ICU硬件特点,从而提出具体的设计方案。 【关键词】物联网技术 ICU硬件 设计分析 随着我国信息技术的不断发展,在物联网技术下的综合信息采集单元ICU硬件设计面临着更大的挑战。ICU作为环境集中监控系统中的采集传输设备,在物联网中起着重要的作用。面对当前信息技术竞争越来越激烈的现状,综合信息采集单元ICU要想摆脱传统环境集中监控系统的弊端,必须要利用物联网无线射频技术、传感技术,从而减少施工时间,提高工作效率。 1 综合信息采集单元ICU 综合信息采集单元ICU,即环境集中监控系统中的采集传输设备,主要有具备四个特征:一是传感器,二是短距离无线通信,三是自组织网络,四是低功耗路,在物联网技术中处于感知位置的传感设备,具备物联网传感设备所有的特征。综合信息采集单元ICU系统主要有四个组成部分:一是无线温湿度传感器、二是无线水浸传感器,三是无线智能协议转换器,四是无线中继/协调器。在环境集中监控系统的传感设备中,综合信息采集单元ICU主要通过运用物联网的无线射频技术以及嵌入式技术进行动力驱动,从而降低传感设备功耗,不断适应信息技术发展的需要。 2 物联网技术下的综合信息采集单元ICU硬件设计分析 2.1 无线温度湿度传感器 在现阶段,我国国内的无线温湿度传感器大多采用了ZGBEE无线射频通信技术与ARM Cortex-M3单片机技术,主要是通过监测环境的温度与湿度,结合ZIGBEE无线射频通信技术,将采集到的温度与湿度数据上传到监控单元的监控主机中。这种技术主要有三个方面的优点:一是降低功耗,二是具备自动休眠功能,三是具备自动唤醒功能。在电池的选择上,主要使用3节AA型电池,低电压预警功能突出,从而实现了现场工程的零布线。无线温度湿度传感器主要有四部分组成,即ZIGBEE无线通信模块、温湿度传感芯片、电源管理芯片以及微控制单元MCU模块。在技术的运用中,通过采用低功耗设计,从而增加电池的使用寿命。同时,在自供电模式的运用下,自动休眠和自动唤醒技术能最大限度地降低功耗,从而达到提高工作效率的目的。 2.2 无线水浸传感器 在技术的运用上,无线水浸传感器ARM Cortex-M3单片机技术以及结合了ZGBEE无线通信技术。ARM Cortex-M3单片机技术不同与传统的单片机技术,是一个32位的核,通过采用新型的单线调试(Single Wire)技术,从而降低设计难度和应用障碍。无线水浸传感器主要运用这两种技术,从而达到监测设备的目的。在自供电模式下,采用低功耗设计,从而达到自动休眠与自动唤醒的功能。在电池的设计上,主要采用3节AA型电池供电,降低了功耗;在两芯不定位漏水检测中,机械性能强,耐腐蚀、耐磨损,并且环保,能及时对水浸作出信号告警。无线水浸传感器主要有三部分组成,即MCU模块、ZGBEE无线通信模块、电源管理芯片。MCU,即微控制器,具有有限数字信号处理的功能模块和模拟电路,其应用也越来越广泛。ZGBEE无线通信模块主要采用国外的无线射频模块,通过运用的LM367l芯片,从而实现技术的革新。 2.3 无线智能协议转换器 在传感设备中,无线智能协议转换器主要是用于监控,通过遥测、遥信、遥调、遥控,将采集到智能设备的数据,结合ZGBEE技术上传至接受设备中。在环境集中监控系统中的采集传输设备中,无线智能协议转换器主要通过采用低压直流长供电设计,在满足动力监控实时性要求下,进行挂墙安装。无线智能协议转换器主要三个组成部分:一是MCU模块,二是通信模块,三是ZGBEE无线通信模块。 2.4 无线中继/协调 在环境集中监控系统中的采集传输设备中,无线中继/协调器主要通过协调和中继整个ZGBEE网络通信系统,从而保障ZGBEE网络的稳定性和安全性。在具体的运用中,对于无线中继/协调器的要求主要有一个方面,即满足动力监控实时性要求。在环境集中监控系统中的采集传输设备中,无线传感器网络在传感器节点功耗上,主要由四个方面来决定的:一是通信距离,二是可靠性。三是自动网络组织需求,四是在单一网络中所需支持的最大节点数。因此,无线中继/协调器主要是由MCU模块和ZGBEE无线通信模块组成,有利于降低功耗。 3 结束语 随着我国信息技术的不断发展,在物联网技术的不断推动下,综合信息采集单元ICU主要通过运用物联网无线射频技术以及传感技术,从而在环境集中监控系统的管理中,能更好地实现安装和维护的零布线,从而缩短施工时间,提高运行效率。基于物联网技术下的综合信息采集单元ICU硬件,在设计上主要通过运用无线温湿度传感器、无线水浸传感器、无线智能协议转换器以及无线中继/协调器,降低维护难度的应用障碍,从而达到降低功耗的目的,是我国信息技术上的一大突破。 作者简介 薛波(1984年1月-),男,汉族,河北省石家庄市行唐县人,本科,助理通信工程师。 作者单位 河北邮电通信工程建设监理有限公司 河北省石家庄市 050000
1引言 近年来,在“互联网+教育”时代背景下,混合式教学改革及实践得到了迅速发展[1]。相比于以教师为中心的传统课程教学,线上线下混合式教学通过引入现代信息化技术,创新工程教育理念、内容和方式,能够有效实现教学空间、时间、方式和评价等的混合[2]。其充分结合在线教学和面授教学的优点,以学生为课堂教学的主体,借助多样化的全过程教学活动及手段,激发学生学习积极性和主动性,满足个性化及高阶性需求,从而提升人才培养成效。在混合式教学模式下开展课程思政建设,是回应“为谁培养人、培养什么样的人、怎么培养人”等重大理论和实践问题的重要途径,是实现“立德树人”和“三全育人”的重要举措[3]。与思政课程的显性教育不同,课程思政立足于专业教育,依托教学大纲与内容,通过挖掘和提炼相关思政元素,在进行专业知识授课的同时,隐性开展思政育人,从而达到“润物细无声”的教学效果,实现专业课程与思政课程的协同育人、同向而行。由于其专业性、客观性和科学性等特征,工科专业课程思政育人开展仍旧存在一定困难和问题。如何在工科课程线上线下混合式教学中,有效避免思政教育和专业教育的“两张皮”问题,真正的实现立德树人,是需要解决的当务之急。汽车理论作为典型的车辆工程类及交通运输类专业必修课,其先修知识要求高,需要掌握理论力学、机械原理与汽车构造等课程的相关内容,同时课程教学内容量大,知识重点和难点多,要求学生具备较高的逻辑思维和理解能力,因此无论是教师授课还是学生学习,都存在一定的难度[4-5]。为了进一步提高学生学习积极性和自主性,强化课程专业知识及思政育人的教学效果,课程组进行了基于超星学习通教学平台的线上线下混合式教学改革,将现代信息化技术贯穿于整个教学全过程,提供丰富多样的教学活动及全面立体的考评体系,提高学生学习效率和效果。同时,结合专业特色与课程内容,深入挖掘和提炼与汽车理论知识点相关的思政元素,有机融入混合式课程设计,从而实现学生专业能力和政治素养的共同提高。 2基于思政育人的课程目标设计 课程目标作为整个课程体系中关键的一环,是落实课程最终教学效果的立足点和出发点。结合汽车理论课程特色及最新研究成果,根据交通运输类专业培养的知识、能力、素质要求,完善和优化课程教学目标是课程改革的关键。为了切实贯彻立德树人根本任务、积极推动《汽车理论》课程思政建设,需要寓价值观引导于知识传授和能力培养之上,确立知识传授、能力培养、价值塑造“三位一体”的课程目标[6]。为满足本专业人才培养需求,《汽车理论》课程知识传授目标要求学生掌握汽车理论的专业基础知识,能够通过分析汽车各使用性能的主要影响因素,提出改善汽车性能的有效方法和合理途径,具备解决复杂工程问题的初步能力;能力培养目标要求学生能够运用汽车理论基本原理和知识,采用科学方法分析相关复杂问题的特征,计算汽车主要性能评价指标。能充分考虑汽车使用性能所涉及的试验方法与性能指标的影响,正确选用或搭建实验系统,完成实验数据的采集、整理;价值塑造目标体现为在授课过程中结合汽车发展史、技术创新、节能减排、交通安全等内容,进行思政元素的全过程隐性融入,培养学生的家国情怀、环保意识、创新意识和职业道德等。 3融入课程思政的混合式教学实践 3.1融入思政元素的线上课程建设 围绕基于课程思政理念修订后的《汽车理论》课程大纲及教学目标,结合专业特色与要求,进行课程知识点的提炼及整理,完成线上教学视频及章节测试习题的建设(如图1所示),并于课前发布学习任务点,通知学生提前完成教学内容预习及自我检测;在进行线上教学资源建设时,充分发掘与课程知识点相关的思政材料,如我国汽车产业发展史、科技前沿、能源与环保、安全与社会责任等,对收集材料进行汇总与筛选,并有机融入教学视频与测试习题,同时提供相关扩展阅读材料,开阔学生专业视野,激发学习兴趣,满足个性化学习需求,为课堂教学提供良好的基础与准备。 3.2以学生为主体的课堂教学 传统课堂教学模式以教师为主体,忽视了学生群体在教学活动中参与、体验和反馈的重要性,而先进便利的信息化教学平台为提高学生参与度,扩展课堂教学时间和空间,满足个性化及高阶性需求提供了可能。在课堂教学中,依据学生课前任务点的学习情况及章节检测统计结果,对重难点知识进行针对性讲解,实现线上基础知识自学和线下重难点进阶的良性互补,达到深化教学内容和提升教学效果的目的;借助线上教学平台的多样化功能,如扫码签到、随堂练习、主题讨论、分组任务等,开展丰富多元的教学活动,充分调动学生的课堂积极性,扩大参与范围并提升参与程度[7]。在授课过程中因势利导融入“课程思政”元素,结合课程相关前沿与热点素材、时事新闻、行业发展与科技创新等内容,对线上教学素材中设置思政点进行内容更新及再讨论,深化课程思政育人成效。以学生分组任务教学活动为例,根据课程学习内容,所提供的课程思政相关参考专题如表1所示,主要包含科技发展、节能减排和道路安全三部分,学生可根据提供专题或自主选题进行调研和总结分析,形成研究报告并进行课堂ppt汇报,从而提高学生文献搜集能力和综合分析能力,锻炼团队协作能力和交流演讲能力,并引导学生树立正确的人生观和价值观。 3.3体现育人成效的全过程考评 传统课堂教学更多依赖期末考试的成绩进行课程目标评定,考核方式较为单一,不能充分反映育人成效。借助超星学习通教学平台的数据分析和统计功能,建立多主体、多维度和多方式的全过程考核评价方式及体系。针对基于思政育人理念修订的“三位一体”课程目标,采用过程化评价、同学小组评价等多种考核体系,全面系统的进行课程目标达成度分析,从而为教师改进和完善教学方式提供全面参考[8]。不仅对知识目标和能力目标进行考评,而且在过程性考核及期末考试全过程中,针对性设置思政育人考核内容,体现课程思政目标达成情况。课程教学考评由期末考试成绩(70%)和过程性考核成绩(30%)综合评定,改变以往平时成绩简单由考勤签到和课后作业两部分按权重计算的模式,其中过程性考核包括线上学习、课堂活动、实验实践等,具体如表2所示。在分组任务活动中,除了教师打分之外,同时将各组互评成绩纳入统计范围,提升考评结果的客观性,提高学生作为课堂主体的参与感,促进学习积极性。同时,建立考核评价反馈机制,课程教学及考核结束后,采用匿名投票、邮件发送、课程评价等方式收集学生反馈信息,课程组进行针对性改善和提升,优化专业知识与思政元素融合方式,提升教学方式方法,改进教学评价体系,不断提升课程教学效果。 4课程改革成效 在一年多的汽车理论课程教学改革实践中,坚持以学生为中心,通过融入思政元素的线上线下混合式教学,实现了课程教学全过程的效果反馈及动态调整,使知识点的掌握程度与运用水平有所提升。对比同一专业、不同年级学生发现,2020-2021学年学生综合成绩平均分为78.50分,而2021-2022年则提高至83.77分,说明教学改革效果显著。同时多样化的教学活动及考核方式,以及课程思政协同育人有效提高了学生学习的积极性,在促进汽车理论专业知识的学习的同时,拓宽了学生的专业视野,培养了思想政治修养。分组任务学生汇报ppt具体内容包括“汽车节能减排技术论述—以EGR系统与发动机启停技术为例”、“从草根到巨头—吉利汽车进化史”、“道路交通事故的主要原因及预防措施”、“汽车动力性与科技发展—我国动力性关键零部件研发生产历史与现状”等,学生通过自主选题、小组分工、查阅资料、报告编写、ppt制作等,较为圆满的完成了分组任务,其文献资料搜集汇总、团队交流协作、专业知识综合运用等能力得到了充分锻炼。通过分析课程考核结果和计算课程目标达成度发现,该课程的所设计的三个教学目标达成度分别为0.83、0.78、0.92,均达到课程目标标准值0.65以上,尤其是素质目标达到了0.9以上,说明课程思政元素的融合内化有效提升了育人成效,融入思政理念的课程改革,在提高专业知识水平的同时,培养了学生的思想政治素养。 5结语 在当前信息化快速发展的背景下,混合式教学模式由于其特有的优势,逐渐成为课程教学的一种必然趋势。在多元化全过程教学活动中有机融入“课程思政”,是实现立德树人培养目标的有效方法。针对专业特色及课程特点,开展了基于课程思政理念的《汽车理论》线上线下混合式教学课程改革。通过深入挖掘和持续提炼思政元素,将思政育人贯穿至课程目标、在线课程、课堂教学及考核评价中,在培养学生专业知识的同时,提高学生思政素质,实现立德树人的培养目标。改革实践结果表明,通过在混合式教学中融入思政元素,有效提高了学生专业知识学习成效,较好的实现了所设计的课程目标,同时提高了学生思想政治素养。 参考文献: [1]吴岩.建设中国“金课”[J].中国大学教学,2018(12):4-9. [2]张锦,杜尚荣.混合式教学的内涵、价值诉求及实施路径[J].教学与管理,2020(09):11-13. [3]张大良.课程思政:新时期立德树人的根本遵循[J].中国高教研究,2021(01):5-9. [4]张坤,魏东坡,王学军,等.《汽车理论》课程教学改革研究与实践[J].汽车实用技术,2020(13):233-235. [5]慕文龙,王振锋,王恒,高献坤,王庆朋.工科课程思政教育探索与实践——以“汽车理论”为例[J].时代汽车,2021(19):65-66. [6]黄相璇,刘啸天,邵友元,等.“课程思政”融入高分子化学混合式教学改革的实践[J].高分子通报,2021(11):89-93. [7]吴心平,韩亚赛,冯天培.模块化课程思政在汽车理论课程教学中的应用实践[J].河南教育(高等教育),2021(12):54-56. [8]彭才望,孙松林,唐琦军,等.“发动机原理”混合教学模式中融合课程思政的教学探索与实践[J].南方农机,2021,52(20):174-178+190. 作者:慕文龙 王振锋 曲建华 高献坤 周开塬 单位:河南农业大学机电工程学院
石油化工设备论文:关于石油化工设备安装控制管理的探讨 摘要:随着石油化工装置产品的单套产量不断提高,大型塔器作为石油化工装置中完成汽提、精馏、萃取、吸收、闪蒸等单元操作的核心设备,越来越向大型化发展, 超高、超重、超长设备的安装要求和难度较高,必须统筹规划,精心组织。以石化关键设备的安装管理为研究对象,深度探讨了关键设备的安装管理流程和要素。 关键词:石油化工;设备安装;控制管理 前言 石油化工关键设备安装的控制与管理是一项非常复杂的工作,它涉及到诸多方面的问题,因此应当加强思想重视和管理制度创新,只有这样才能保证石油化工关键设备安装过程中不会出现问题,才能保障石油化工企业的持续、快速和健康的发展。 关键设备的安装特点 在石油化工重点建设项目中,一些关键设备在交货验收、安装调试过程中组织管理不到位,未能及时发现问题,或不及时进行验收和解决问题,影响工程建设。甚至有些设备质量问题在开箱检验交接时没有发现,失去索赔证据,造成无法挽回的经济损失。现就设备(包括进口设备)安装管理过程中应该注意的问题和要点谈一些看法。 2.1设备安装周期长,人力、物力、财力投入大。大型关键设备安装过程往往需要较长时间,多个专业协作配合,多项作业交叉。 2.2涉及电气仪表、机械、工艺安装及土建多个专业,需要建设单位、监理方、施工单位以及设备生产厂家和设计单位共同参与,综合性强。 2.3设备技术含量高,安装调试和操作程序复杂,安装质量对建设项目能否按时投用及装置平稳运行影响大。 2.4设备采购合同一旦涉及对外贸易,金额较大。由于合同争议的解决不同于国内买卖合同,一旦发生纠纷,处理时间长,会影响整个项目建设。因此,要重视合同管理和设备检验验收工作。 3 熟悉技术协议、技术资料和相关技术合同 技术协议、技术资料和相关技术合同是设备验收和组织施工管理的重要依据,也是处理合同索赔的重要依据。因此,参与设备安装的管理人员必须提前仔细阅读技术协议等有关资料,熟悉供货范围、性能保证、质量要求、交货条件以及合同条款等。为设备进场验收和安装管理、组织协调等工作做好技术准备。 4 认真做好设备检验工作 设备的检验工作是非常重要的环节,包括工厂验收、商检用户开箱检验,工厂验收是厂家制造完成时进行,主要检查验收设备制造质量和装配质量,了解制造质量控制等情况,有条件试车的设备必须进行性能测试。检查发现的问题要记录,并要求制造商解决,但不能作为买方验收认可的依据,也不能替代用户开箱检验。工厂验收的目的主要是了解设备制造质量等情况,预防现场验收发现重大问题而带来难以弥补的损失。例如,乙烯扩建项目部选派技术人员依据技术协议鉴证了裂解气压缩机组等重要进口设备的出厂性能测试试验,只做相应的记录,不能成为接受的条件。开箱检验和商检通常合并进行,是在设备到货后,买方应立即联系设备厂商、保险公司和商检局共同验收。首先,共同对设备外包装箱检查,发现包装有问题的箱子要先开箱验收,及时检查设备是否有损坏,接着检查其他箱子。开箱验收要严格按装箱清单核对实物并进行外观质量检查,要认真做好检验记录并由参与验收的各方签字认可。检查发现的缺件、错供件及存在缺陷的零部件要通过商检局出具正式的商检证书,作为索赔依据要求外商尽快解决,以免影响现场安装及整个工程施工进度。 如乙烯装置裂解气压缩机组、两聚装置挤压造粒机组等设备由厂商代表、保险公司和商检局、海关(对于进口设备)、报关(对于进口设备)、项目部有关技术人员共同开箱验收,检查设备及配件的外包装、外观,核对包装上的唛头、件数和发票提单、装箱单等是否相符,包装方法是否符合合同要求。开箱检查包装内部如发现残损,造成设备零部件损坏、锈蚀,尽量保持原样,对残缺部分照相进行取证。设备开箱后根据装箱单逐一清点数量是否缺少,件号是否相符,设备有无缺陷、损环、锈蚀、弄错等现象,检验记录由参与验收的各方签字认可。汇总检查发现的缺件及存在缺陷的零部件通过商检局出具证书,及时向外商索赔。因索赔及时、证据充分,外商采取了较快的补救措施,没有影响工程质量进度。 5、做好设备安装过程质量管理工作 为了确保裂解气压缩机组、挤压造粒机组等进口设备安装质量,参与乙烯扩建项目关键设备安装调试工作的各方在实施前设立了统一的协调领导小组加强管理,周密组织,制定设备安装质量控制方案。方案实施过程中,注重检查、协调各方工作,实行动态控制。抓好设备安装质量管理,主要应做好以下几个方面工作。 5.1健全组织机构,加强质量管理保证体系。督促安装单位建立健全项目部、施工队、作业班组由专职和兼职质量人员组成的三级质量管理体系,通过上述保证体系实现对安装质量的管理,达到全方位、全过程的控制。 5.2实行工程质量监理制。监理工程师要以规范、规程为依据,对工程进行全过程、全方位的超前质量控制,每一单项工程均要提出具体监理职责,深入现场、严格把关、确保工程顺利进行。 5.3做好工序质量检查,对质量状况进行综合统计与分析,及时掌握质量动态。一旦发现质量问题,随即研究处理,自始至终使各工序质量满足规范和标准的要求。 6、做好与外商专家的协调工作 如果是进口设备,则按合同约定,在设备安装、调试阶段,外商技术专家应到现场指导。因为涉及外事工作和技术服务合同规定的时间天数限制,所以安装管理任务复杂而繁重。应做好现场协调管理工作并遵循以下原则。 6.1根据施工现场情况制定详细的施工安装方案、安装进度控制计划和外商技术人员现场安装指导时间计划。翻译好技术资料交给有关单位,提前做好安装准备。 6.2双方互相配合,建立友好关系,充分调动外商现场技术人员的积极性,以顺利完成进口设备的安装、调试任务。例如,安装调试裂解气压缩机组,中外双方技术人员存在不同意见。但是,双方态度诚恳,协商解决争议,问题很快得到处理,促使了设备安装的质量提高、进度加快。 7、结语 总而言之,应当加强思想重视和管理制度创新,尤其是关键设备的安装管理与控制。在当前的形势下,加强对石油化工关键设备安装有效控制与管理的研究,具有非常重大的现实意义。 石油化工设备论文:论石油化工设备用材的基本要点分析 [摘要]石油化工设备在生产时会遇到高温、高压、强腐蚀性等特点,为了保证化工设备的安全正常运转,全面了解石油化工设备在加工工艺时对材料的要求,熟悉金属材料的性能,研究它的耐腐蚀性、可焊接性以及常用金属的牌号及意义,对石油化工设备操作具有重大意义。 [关键词]石油化工设备 高温 高压 钢材的各种性能 石油化工设备操作具有多样性,使其用材种类繁多,既有金属材料又有非金属材料,掌握金属材料的性能是设计石油化工设备的重要环节,根据设备的具体操作条件,本文专门对石油化工设备用材中的金属材料做专门研究。 1石油化工设备用材的要求 根据石油化工设备操作的特性,合理选用石油化工设备材料,一般选材的基本原则是,材质要具有足够的强度和硬度,一定的塑性和韧性,耐腐蚀,具备良好的加工制造性能和焊接性能;保证其使用寿命;经济合理;供货及时。对于特殊的设备还有特殊的要求,要具有较高的室温强度,足够的蠕变强度、持久强度;组织的稳定性、较低的敏感性、良好的加工工艺性能和焊接性能等。 2石油化工设备常用金属材料的种类及性能参数 2.1常用金属材料的分类 钢材做为石油化工设备常用的金属材料,按元素组成可分为两大类,碳素钢和合金钢。碳素钢又分为两类,一类是按含碳量多少分为低碳钢、中碳钢、高碳钢;另外一类按有害杂技含量分为普通碳素钢、优质碳素钢、高级优质碳素钢。合金钢按照含合金量的多少分为低合金钢、中合金刚、高合金钢。 2.2金属材料的性能参数 常用金属材料的机械性能主要包括:弹性、塑性、韧性、强度、硬度等。以及了解伸长率(6)、断面收缩率(φ)、冲击韧性值(ak),硬度:布氏硬度(HB)、 洛氏硬度(HRC)、维氏硬度(Hv)等。 3石油化工设备常用金属材料的耐蚀性分析 常用金属材料的化学性能是指金属材料具有的耐腐蚀性、抗氧化性、物理性能、加工工艺性能等。耐腐蚀材料一般认为腐蚀速率在0.1mm/a以下的材料。 金属被腐蚀破坏后的形态有均匀腐蚀和局部腐蚀。造成腐蚀的原因有两类,化学腐蚀和电化学腐蚀,例如金属的高温氧化、钢的脱碳、氢脆、氢腐蚀、腐蚀原电池、微电池等都是造成钢材腐蚀的原因。所以石油化工设备常用的金属材料要选用具有耐腐蚀性能的钢材。18―8钢具有良好的耐腐蚀性,对于浓度为65%以下,温度70℃以下的硝酸以及硫酸盐、硝酸盐、硫化氢等化学物质中,具有良好的耐腐蚀性,抗氢、氮的腐蚀。但在盐酸、稀硫酸、氯离子溶液中易受耐蚀。为了防止晶间腐蚀,采取的办法:对钢材重新进行淬火处理,以便于cr、c溶入奥氏体中,这样减少了钢中的含碳量,还可以加入Ti、Ni等元素。 4石油化工设备常用金属材料的热处理方式 将固态钢、铁高温下加热,加热到一定温度使其保温,采用不同的冷却方式将其降温,从而改变金相组织,来满足石油仪器所要求的物理、化学与力学性能,被称为热处理。生产中的热处理主要有普通热处理和表面热处理。普通热处理包括退火、正火、淬火、回火;表面热处理包括表面淬火和化学热处理。下面具体介绍一下热处理的技术。 退火:将金属材料缓慢加热,当加热到临界点以上的某一温度时,保温,过一段时间以后,缓慢冷却。这样可以提高力学性能;硬度降低,提高塑性,便于进行冷加工;同时还可以消除内应力,防止仪器变形。 正火:将金属置于空气中进行冷却。使晶粒变细,提高金属韧性。锻件、铸件切削加工前都要进行退火或者正火。 淬火:对金属加热至30℃―50℃时,为淬火温度,将其保温一段时间,然后投入淬火剂中使其冷却。得到马氏体,增加了家属的强度、硬度和耐磨性。空气、油、盐水、水都属于淬火剂,冷却能力在盐水中最强。 回火:淬火后,进行的一种更低温度的加热和冷却热处理工艺。回火可有效降低零件在淬火后的内应力。在150℃―250℃范围内进行回火称为“低温回火”。低温回火可使马氏体提高硬度和耐磨性,降低内应力和脆性。量具、刃具要进行低温回火处理。在300℃―450℃范围内进行回火称为“中温回火”,轴类、轴套、刀杆等工具需进行中温回火。在500℃―680℃范围内进行回火称为“高温回火”,高温回火后综合性能较好。如果淬火和“高温回火”一起进行被称为“调质处理”。可用于轴类零件、齿轮、连杆、螺栓等的加工。 表面淬火:对金属进行快速加热后立即进行淬火冷却,热量还未传至中心时,迅速予以冷却,表层被淬硬变为马氏体,而中心仍是未淬火的组织。 化学热处理后,渗碳可提高零件的硬度;渗铝可提高金属的耐热、抗氧化性;渗硅可提高金属的耐酸性。 5石油化工设备以压力容器为例进行选材分析 根据压力容器的特性选用不同的钢材,常温下压力容器要求其材料的冲击韧性值不得低于50J/cm;低温操作时,要求其材料的冲击值不得低于30J/cm。根据这一特性,压力容器选用的钢材有:09MnNiDR、15MnNiDR、16MnDR、09Mn2VDR等钢板;16Mn、09MnD、16MnD、20MnMo、09MnNiD等钢管。压力容器和多层高压容器一般选用16MnR钢材;低温压力容器选用16MnDR、 15MnNiDR、09MnNiDR钢材;15MnMoR用于制造壁温不超过560℃的压力容器;20MnMo用于制造-40℃―470℃的重要锻件;09MnNiD用于制造-40℃―-60℃的低温容器;12CrMoV用于制造高压压力容器。 压力容器选用高合金钢:压力容器和它的内件钢号有0Cr13、1Cr13、2Cr13、0Cr18Ni9、00Cr19Ni10、0Crl8Ni10Ti、0Cr17Ni12M02等。如制造轴、活塞杆、螺栓、阀件一般选用0Cr13、1Cr13、2Cr13等钢材;抗腐蚀性较强的设备一般选用0Cr18Ni9、00Cr19Ni10、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12M02等钢材。 6小结 根据石油化工设备操作时的多样性,结合材料的各种基本性能及其应用范围,合理选用化工设备材质,值得研究。 石油化工设备论文:浅谈如何提升石油化工设备运行可靠性 摘 要:随着我国经济的飞速发展以及科学技术进步,石油化工企业其设备水平大幅度提升,其硬件设备配置向着精密化、大型化、复杂化的方向发展,进而对石油化工设备的可靠性运行提出了更高的要求与标准。在石油化工企业生产环境日益复杂的今天,如何更好的加强设备的管理与维护,提升设备管理质量,成为摆在我们面前的重要研究课题。接下来,该文将站在石油化工企业的生产实际上,以设备管理、运行为研究对象,对涉及到的问题进行详细分析。 关键词:石油化工 设备运行 可靠性 企业展开生产经营活动的前提与基础就是良好的设备运行,一旦设备出现故障,就会严重阻碍企业的正常经营生产。站在生产管理者的角度来分析,在企业日常管理中加强以生产设备为中心的对象管理,对企业的健康、顺利发展,起到越来越重要的作用。尤其是石油化工企业,属于易燃易爆、高温高压的行业,一旦生产设备出现问题,很可能导致非常严重的经济损失与安全事故。石油化工企业进行全面性、高质量的设备管理与维护,具有非常重要的作用。 1 现阶段,我国石油化工企业设备管理的重要意义 1.1 石油化工行业的生产运营特点分析 在全世界的每个角落,都遍布石油原材料的生产。比如说,机械制造使用的机械材料,在服装生产过程中采用的划线原料,运输过程中需要的燃料等等,几乎各行各业的生产都离不开石油化工行业。在本质上来说,石油化工行业属于连续性的生产行业,具有下面几个重要特性:第一,石油化工是技术密集型的企业,涉及的学科范围比较广,需要各个方面的技术性人才。生产工艺非常复杂,技术要求比较高。与此同时,石油化工行业多使用高温、高压以及催化剂技术,属于高危行业。第二,石油化工行业所需要的介质非常复杂,这些介质的毒性比较强,易腐蚀、易燃易爆。第三,生产设备的规模种类繁多,生产条件比较苛刻,生产工艺非常复杂,在不同的生产环境下需要不同的生产设备。另外,大部分的作业都是在密封的系统中,进行高温高压作业。第四,石油化工企业对于从业人员的素质要求非常高,在复杂的设备以及复杂的生产工艺环境中,需要高素质、专业化人才,从而保障生产的安全运行。第五,石油化工企业属于投资巨大的生产行业,所需要的基础设施以及生产设备的资金投入量非常大。 1.2 石油化工设备可靠运行的重要性 设备运行的可靠性包括固有可靠性以及使用可靠性。固有可靠性指的是在产品设计、制造过程中形成的。使用可靠性指的是产品在运输以及保管作用下,使固有可靠性更加充分、切实的发挥。 由于石油化工企业自身的生产环境以及生产工艺,其对于生产设备的要求非常高。良好的生产设备,是石油化工企业进行安全生产与运行的前提条件;设备运行质量无法保障,石油化工就无法安全运行,更何谈经济效益的提高。设备运行的安全性与可靠性直接影响着石油化工的安全运行。由设备缺陷的存在,直接或间接导致的生产事故,会给企业带来巨大的损失,进而导致企业停工,影响其正行的生产、运营。尤其是在经济飞速发展的今天,必须加强石油化工企业设备管理的有效性。通过设备的日常维修、保养以及设备选型的可靠性,大幅度提高设备使用寿命,促进石油化工企业安全、健康运营。 1.3 石油化设备可靠性运行的基本要求 第一,石油化设备可靠性运行管理,必须适应该行业连续性生产的需要。从而保障各项生产设备的顺利、正常运行,并严格执行相应的设备管理制度与维护保养制度。第二,尽可能降低石油化工设备与腐蚀性材料的基础,及时清除设备表层的污物。保持设备运行的清洁性,为石油化工的健康运行创造良好条件。第三,尽可能降低物料损失以及能源消耗,尽可能减少物料泄露过程中造成的环境污染、爆炸等重大事故。与此同时,建立健全完善的安全保障措施,对于管理连接处进行严加控制,积极采取措施,将危害降到最小。第四,一旦石油化工设备发生故障,必须进行及时维修,尽可能在最短的时间内保障设备的正常恢复。与此同时,完善设备管理与检查制度,及时发现问题,及时处理。 2 石油化设备可靠性运行中的主要问题分析 在石油化工行业日常的生产经营活动中,加强对生产设备的安全、有效管理,是保障各项工作顺利开展的前提。在企业的生产实际来看,设备投入在石油化工企业投入中的比重非常大。为了保障生产过程的稳定与连续,必须对设备的管理流程进行规范化与制度化。在石油化工企业的生产经营活动中,设备管理主要涉及到设备的运行与保障,设备的剪修,设备的技术创新等环节。进行设备管理最重要的目标就是优化配置设备要素、人力要素等相关要求,从而最大限度的发挥要素协同的积极性。另外,通过设备管理的加强,还能在环境恶劣的前提下,保障生产设备的稳定、高效生产,尽可能降低事故发生率。结合石油化工企业的生产实际,近年来,频频发生安全事故的重要原因就是设备管理中的缺陷与不足,这必须要引起相关人员的重视。特别是在新形势下,各种新型的技术、生产设备积极投入运行,在追求经济效益的同时,设备处于高压、高负荷状态,设备故障与问题的发生几率大幅度上升。具体来说,石油化工设备管理运营中的主要问题有以下几方面: 第一,站在设备投资管理的角度来分析。目前来说,在选取石油化工生产设备的过程中,主要以设备的价格以及生产的需求来决定的,对于指标的考虑不完善。也就是说,在进行投资方案选择的过程中,没有综合考虑实际生产过程中设备的保障费用、维护费用以及生产消费费用,导致实际的企业生产与设备性能、指标等出现脱节现象。 第二,在设备的管理角度来分析,在选择、确定预算设备维修资金的过程中,对于预算方式的选择,依赖于往年的经验与数据,缺乏完善、标准的设备预算方式。另外,在实际的运营过程中,经常采用折旧计提的方式,这会导致部分设备虽然提满折旧,但是,仍然可以持续且完好的运行。而部分老化的生产设备虽然没有折旧计提,但是,在不良技术性能的影响下,会严重影响其使用价值,进而出现多种问题。从整体上来分析,设备实际状态与折旧计提不相吻合。 第三,站在设备管理范围立场上分析,石油化工设备的管理涉及到方方面面的学科与内容,涉及单位非常广。专业的横向性发展与纵向性发展继续深化。目前来说,石油化工企业设备管理过程中,经常采取专业化、职能化的目标进行划分。在质量管理措施以及人员配备方面存在一定的滞后性,进而导致具体生产过程中,设备管理环节的脱节。 3 新形势下,如何更好的提升石油化工设备运行可靠性策略分析 3.1 石油化工设备的日常维护与管理 (1)对化工设备的日常维护 需要结合企业实际的产生情况,制定比较合理、完善的设备维护标准。在生产过程中,每班操作工人必须对设备的各个环节、部位进行全面检查。是否需要加注润滑油、能否正确使用。如果在检查过程中发现问题,需要及时处理。对于处理不了的故障必须上报相关解决部门备案。 (2)技术改造 综合利用先进经验以及现代科学技术,对现有的设备结构进行变化,更换或装上新附件、新装置,从而对设备的磨损进行有效补偿。通过对设备进行技术改造,能够进一步优化设备的使用性能,使设备达到更优的水平与标准。技术改造的针对性比较强,现实性强、经济实惠,能够最大限度的发挥设备的整体功效。 3.2 石油化工设备维修机制 (1)制定完善的维修计划 首先,定期维护。结合设备的固定使用周期进行维修。通过固定维修,大幅度提高设备利用率,充分发挥人力、物力、资源等优势,在降低生产成本的基础上,提高维修效率。但是,这种维修方式不适合无时间规律的故障以及复杂成套的故障。 其次,视情维修。结合设备的检测状态,来决定故障处理模式的一定维修策略。 再次,机会维修。实际上,机会维修是一种有效的补充方式,是建立在定期维修、视情维修基础上的有益补充,其目的是为了提升费用有效度。需要结合实际生产需要,掌握维修时机。若频繁发生,则必须定期维修,视情况选择后两种维修方式。 另外,还有一定比较笨的维修方式就是时候维修。不管在什么条件下,都等到一切条件准备完备后进行维修。这种维修方式的成本较低,是最后考虑的维修方式。 (2)加强维修机构的改革力度 一方面,积极提高所有维修人员的工作积极性与主动性,进一步打造一只团队合作能力强、专业水平高、综合素质强的维修团队。比如说,理化检测团队、冷却设备清洗队伍、机组检修团队等等。与此同时,在化工系统中,还应该积极成立备检中心、预防中心、维护中心等专业化队伍。 一方面对企业内部的检修机构也必须进行深入变革。尤其是对企业依靠性较强的维修机构,必须积极转变思路,促进其独立性发展,更好的面对市场进行独立核算与经营,进一步提升维修团队的市场竞争意识与独立意识。随着科学技术突飞猛进发展,传统的依靠经验、感官方式进行的设备检查方式,已经无法更好的满足现代化工作环境的需求。所以说,积极打造一批高素质、高质量的维修团队,是进一步提升维修质量的关键。必须积极引入高技术维修人才,为维修团队积极引入新鲜血液。对在职维修团队成员进行全面培训,积极打造一批能够及时排除故障、准确判断设备异常、掌握新型检测方式的技能型高素质人才。培训方案的实施,必须符合企业实际发展情况,适当增加磨损规律与设备操作等相关知识,提高维修人员的设备保养、维护技能。维修人员必须懂得设备正确操作规程,懂得设备性能以及结构原理。快速、准确的判断设备故障,并做出相应处理措施,最大限度保障设备的正常运行。并采取激励措施,积极鼓励技术人员加强学习与研究,不断提高自身综合素质,保障设备运行质量。 (3)积极引进先进的设备维修技术 要想从根本上提高企业的现代化维修水平,必须提高团队工作人员的现代化知识水平,在加强相关知识、技能培训的基础上,积极吸收与借鉴西方等发达国家的维修技术。比如说,氩弧焊技术、热喷涂技术、粘接技术、离子焊接技术等先进的修复性技术。比如说,高压清洗、液压吊装等自动化、机械化的维修机具等。通过现代化技术的应用,在大幅度降低人工劳动的基础上,提高劳动生产率,大幅度提高了维修的质量与水平。 3.3 石油化工设备的故障检测与处理 设备的点检主要分为定期点检与日常点检两种方式。日常点检应用比较广泛,利用人的感官对设备状态进行检查与判断。现阶段的设备状态监测由两部分组成,第一,在人工检查的基础上发现存在的问题。第二,通过计算机以及现代化监测仪器进行精细检查。通过计算机接受检测信号,会定期显示设备的压力、震动等参数,大幅度提升了设备状态监测的安全性与可靠性,避免了人为因素导致的误差。 要进行设备在线监测,必须加大员工的培训力度,全面提高工作人员的技术水平与专业技能。与此同时,加强在线监测软件以及状态监测项目的开展。上述准备工作充分完成之后,进行故障诊断与设备监测,从而进一步提高工作效果。 基本的设备诊断技术包括以下几个方面:预测技术、识别技术、信号处理、检测技术等等。在实际的运营生产过程中,设备的整体使用寿命,决定了其定量检测的信息以及数据分析的科学性与准确性。如果想进一步提升设备的使用寿命,必须在设备使用的各个环节、各个阶段都应用诊断技术,与此同时,加强各种资源、数据、信息的收集与整理工作,进而提升设备的整体管理水平。设备的管理工作是一项长期性、持续性的问题,不能随着新技术、新材料的应用而疏忽设备管理的安全性。 4 结语 综上所述,本文针对现阶段我国石油化工企业设备管理的重要意义石油化设备可靠性运行中的主要问题开始入手分析,从三个方面石油化工设备的日常维护与管理,石油化工设备维修机制,石油化工设备的故障检测与处理,详细论述了新形势下,如何更好的提升石油化工设备运行可靠性策略分析。 石油化工设备论文:谈石油化工设备的腐蚀分析和寿命评价 【摘要】在石化企业,设备的腐蚀问题一直是困扰着企业安全生产和设备长周期运行的一个重要难题。因腐蚀所导致的石油化工设备跑油、漏油、冒油以及设备的非计划性停工,我们应当加强对石油化工设备的防腐蚀管理,并通过做好石化设备的腐蚀分析及相关寿命评价,使设备的腐蚀问题能真正处于可控状态,以保障设备的安全、稳定运行。本文结合实际工作经验,主要就当前我国石油化工设备所面临的腐蚀问题进行了分析,并研究和探讨了设备寿命评价的具体应用。 【关键词】石油化工设备;腐蚀分析;寿命评价 石油本身对设备并不产生腐蚀作用,而导致设备出现腐蚀的原因主要包括了两个方面,一方面是原油中含有少量杂质,如硫化物、无机盐类、环烷酸、氮化合物等,这些介质在化学作用或者电化学作用下对石油化工设备产生腐蚀;另一方面则是在石油的炼制工艺中,所添加的溶剂、氨以及酸碱类化学药品所形成的腐蚀性介质,加速了设备的腐蚀进程。对近年来不同石油化工设备类型及泄漏情况进行分析(如下图1所示),其中管道泄漏占据总故障问题的61%,其次为冷换设备占据了16%。 一、石油化工设备中常见腐蚀问题分析 1、湿硫化氢腐蚀 加工含硫原油的所有装置和设备系统均存在着此类型的腐蚀。湿硫化氢腐蚀包括了减薄腐蚀和应力腐蚀这两种形态,硫化物腐蚀过程中生成氢并渗入金属中,造成氢致开裂和使钢材分层、鼓泡。其中,氢致开裂有多种形态,包括了氢致开裂(HIC)、硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)以及应力导向氢致开裂(SOHIC)。湿硫化氢腐蚀问题的机理是由于硫化氢与液相水共存时,由硫化氢所引起的设备腐蚀,当设备容器承装的介质含有H2S且符合以下条件时,即为湿硫化氢应力腐蚀环境:当H2S分压≥345Pa;介质中含有液相水或操作温度处于露点以下;介质pH值 2、氯离子腐蚀 氯离子腐蚀主要发生在常减压蒸馏装置的初馏、常压塔顶冷凝冷却器中,容易导致冷凝冷却器的管束出现堵塞,不仅影响管束的正常使用寿命,而且影响到装置的满负荷生产。其腐蚀机理是由于原油中含有氯盐组分,其中的氯化镁和氯化钙容易在原油的加工过程中受热水解,并生成具有较强腐蚀性的氯化氢。而在脱盐装置中无法去除的有机氯化物在高温和水蒸气的共同作用下,也会分解产生出HCI,并随之进入分馏塔顶部,再进入冷凝冷却系统中。且由于初凝区的水量极少,导致盐酸的浓度可达到1%~2%,成为一个腐蚀性非常强烈的稀盐酸腐蚀环境,引发塔顶系统出现严重的腐蚀。对于氯离子腐蚀问题的防治,其重点应当是控制氯离子等腐蚀介质的含量。一方面可采用低含硫原油与高含硫原油混炼的方法;另一方面则应强化装置的“一脱三注”管理,即深度脱盐、注水、注缓蚀剂和注氨。 3、胺腐蚀 胺处理装置中,包括气体与烃脱硫装置、酸性水处理装置等均存在胺腐蚀。其腐蚀的机理是由溶解在溶液中的酸气(H2S、CO2)、胺的降解产物、热稳定胺盐(HSAS)以及其他杂质作引起的。由于胺处理中含有H2S、CO2、氰化物等腐蚀介质,也带来了应力腐蚀问题。胺腐蚀的情况和胺类型、腐蚀介质浓度、温度、流速等相关。对于胺腐蚀问题的防治,主要是通过选用耐腐蚀材料以及对设备结构进行重新合理设计等方式进行。 4、高温硫腐蚀 对近年来石化企业设备的腐蚀调查表明,高温硫腐蚀问题存在较为普遍,在重油高温部位的腐蚀平均速率为0.5~1mm/年,而在流速流态交变的部位,腐蚀速率甚至达到1~3mm/年。高温硫腐蚀的机理是:在使用温度大于240℃和工业介质中含有活性硫化物,例如单质硫、硫醇、硫醚、二硫醚、H2S等时,能形成高温硫腐蚀环境,并可直接与金属设备发生反应,对设备会产生严重的均匀腐蚀。其中,在240℃以上时,H2S与硫醇可直接与铁发生反应;在340~430℃之间时,H2S的腐蚀率最大,在340~460℃之间时,单质硫可直接与铁反应;当温度在430℃以上时,高温硫腐蚀有所减轻,在480℃以上时,H2S几乎完全分解,高温硫的腐蚀率下降。对高温硫腐蚀问题的防治,主要是选用耐腐蚀的材料,如含有Al、Cr、Si等元素的合金钢材料。 二、石油化工设备的腐蚀寿命评价 本文以输油管道的寿命评价为例,分析了石油化工设备在腐蚀寿命评价时的方法及相关内容。 1、设备寿命评价的目的 对输油管道的寿命评价,主要是基于可靠性理论和腐蚀理论,以给定管道的目标可靠度,并评估管道的腐蚀剩余寿命。 2、影响输油管道寿命的因素 根据历年来输油管道失效原因的统计分析,腐蚀问题是引发的管道失效的最主要因素,并约占据了80%以上的比例。腐蚀的主要原因是由管道输送液体所引发的内腐蚀,其次是土壤等因素引发的外腐蚀。 3、输油管道腐蚀剩余寿命的评价方法 总结 本文首先就我国石油化工设备所面临的主要腐蚀问题及防治措施进行了分析和探讨,并系统阐述了石油化工设备寿命评价的目的及具体应用方法。随着当前我国石油化工生产中高硫、高酸原油总量的增加,以及社会对环境保护要求的日益提升,都对石油化工设备的防腐技术提出了更高和更严格的要求。而做好对石油化工设备腐蚀问题的分析及设备腐蚀剩余寿命的评价工作,不仅可使得设备腐蚀问题的防治与修复更具有针对性,而且还能综合性的提升石化企业在设备防腐中技术水平,从而为企业取得更好的防腐效果。 石油化工设备论文:论石油化工设备防火措施 [摘要]石油化学工业的不断发展,使之成为在国民经济的发展中它可谓是我国的支柱产业之一,在农业的发展、能源的发展、交通业的发展、还有电子机械等各方面的发展中,它都有着无可厚非的作用,同时为人民的生活也提供了服务与方便。但是当我们看到这些璀璨光辉的业绩的时候,我们也不得不考虑它的负面的影响,石油化工产业是一个十分危险的产业,一不小心引发的各种安全问题造成的人民的健康伤害还有财产安全问题是我们所不容忽视的,尤其是爆炸还有火灾,都有着巨大的破坏力,如何有效的预防,减少甚至说可以杜绝这种情况的出现,是每一个人所希望的,也是我们必须做的,本文通过一些常见的化工安全隐患还有引发的原因来探讨如何的有效的预防火灾和爆炸的出现。 [关键词]石油工业 化工设备 安全 防火措施 1石油化工安全隐患的特点 在石油化工中最为一个显著的特点便是爆炸问题,并且爆炸的可能性十分的大。一般石油化工设备容易在发生火灾后受热从而引起爆炸,而且伴随着一些可燃性的气体的泄漏极易出现化学爆炸,这种爆炸造成的危害是十分的巨大的,轻者建筑物倒塌设备损害,严重的还会造成工作人员的伤亡,尤其在化工厂这种特殊地方,由于一些可燃性燃料的泄漏使得事故现场十分的难以处理,对消防人员的救援工作造成了很大的困扰。 第二个方面便是燃烧的面积十分的大,大家都知道,燃烧的特点,那就是十分的容易串燃,当一些化工设备内部泄放的时候,可燃气体便会瞬间向着四周不断蔓延,一旦遇到一丁点的火源便会产生燃烧,并且立刻大面积蔓延。化工设备还有一些化工容器容易会爆炸,明火四散,这也会造成大面积的火灾情况的出现。再加上化工设备中经常有可燃物或者可燃液体的存在,这就十分的容易出现立体火灾,火势一旦向着四面蔓延,十分的难以控制。 特点三就是化工业中出现的火灾十分的快速蔓延,燃烧的速度比较的快,令人防不胜防。因为一般的化工厂出现的火灾十分的容易爆炸,这样就会比较容易形成一些高温的燃烧区域,加上一般的化工物质的热值都比较的大,这样一旦燃烧起来,产生的热辐射将会把周围的物体等迅速的加热,这样就会造成化工设备的内部压力迅速的增加,一些化工物质迅速产生分解反应,这就会造成二次爆炸,使得大火得到更有利的蔓延助力。 特点四便是一般的化工厂出现火灾,它的救援成功率比较的低,及时参加救援的消防人员十分的多,但是带来的救援效果却不是十分的明显,因为火灾的扑救难度系数太大。首先是石油化工火灾中十分的容易产生爆炸,这样的火灾救援人员如果稍有不当,便也会陷身与危险之中;还有就是一般的化工设备中的物质都有一定的毒性,这样一旦化工设备损坏的话,有毒气体的扩散就会提高救援人员的扑救难度系数,加上化工设备中的可燃物质的不同类型,就需要使用各种对应类型的灭火剂,这增加了扑救的难度系数,而且当遇到化工火灾的时候一定要讲究战略战术,需要专业人员的巧妙配合,这样的话也会增加救援难度,并且由于化工火灾十分的容易蔓延,所以如果在前期救援工作做不到位的话,那么火势一旦加大,就会更加的不容易控制住。 2引发石油化工设备火灾的原因 (1)首当其冲的便是化工设备的隐患问题,化工设备中才能在的化工物质都有着腐蚀性和可燃性,十分的危险,在反应的过程中都会有温度压力的参与,一旦化工设备的气密性和完好性有任何的纰漏,都会造成火灾或者是爆炸现象的出现。 (2)其次就是在生产的过程中,由于操作不当现象的出现,比如说温度或者加压拿捏不准或者失误,就会使得化学反应出现不正常化,当反应产生的后果使得化工设备不能够承受,也就是说超出了化工设备的承受范围,那么就会出现爆炸或者火灾问题。 (3)第三点便是一些电器设备引发的问题,由于化工生产离不开电气设备的支持,所以电气设备产生的电火花、电弧等都会使得一些可燃性气体或者是可燃性的粉尘等可燃物燃烧,进而引发火灾和爆炸, (4)还有就是静电引发的火灾事故,由于大多数的化工物料都具有带电性,在生产的过程中,一些固体物料产生摩擦,这样就会产生静电,进而引发火灾爆炸现象。 此外就是主观的原因了,化工操作人员的业务技术水平过低,还有安全消防素质过低,违章操作等,都会引起火灾或者爆炸危险现象的出现。 3石油化工设备防火措施 (1)必须要做好防雷设施,由于雷电而其发的化工厂的火灾事故十分的频繁,所以在设计化工设备的时候应做好防雷设施的设计问题,对于一些化工设备要做适当的接地措施。 (2)防止静电的产生,油品与固体或者油品与气体等之间不断相对运动的时候都会产生静电,所以化工设备都要做好静电接地,接地点必须要牢固,如果丝扣连接的部分电阻值过于大的时候,那么就要利用跨接,这样才能够保证生产设备和管线接地的店主只不小于规范的要求。 (3)对于电气设备还有电器防爆设备都必须慎重选择,一定要注重质量,合理的使用电气设备,并且要按照说明规定使用,这样是减少火灾的危险现象的有效途径。 (4)对于化工设备要进行合理的保护,尽量的减少热辐射对化工设备的损害,在一些必要化工设备上图上防火的隔热涂层,这样就会形成一层隔绝热辐射的保护膜,这样便会十分有效的增加了化工设备的寿命,减少了灾害的出现。 (5)对于一些必要的设备一定有良好的水冷却系统,对于一些化工设备而言,它是十分的必要的,它可以对着火的设备立刻进行冷却,这样的话可以减少产生爆炸危险的系数。 加强安全检测的力度,对于化工设备一定定期进行细致的检查,对一些有问题的设备,进行仔细的观测实验,消除安全隐患的出现,对于员工要加强安全意识的培训,时刻谨记安全第一,杜绝操作不当或者违章操作现象的出现,这样也有利于减少化工设备火灾的出现。 4结语 石油化工企业一定要本着安全第一的宗旨,时刻保持警惕,对于化工设备一定要定期维护,定期检查,加强设备的保养工作,这样才能够保证设备的可用性可安全性,操作人员一定要有职业责任心,有安全意识,这样才能够保证自身的安全,保证化工设备的安全,只有安全达到了,才能创造出更高的经济效益。 石油化工设备论文:石油化工设备安装工程控制技术研究 摘要:随着现代科学技术和工业经济的飞速发展,各类建设工程的规模不断扩大。大型、超大型石油化工设备的安装工程越来越多,标准不断更新,施工技术、施工手段也越来越先进。随着经济的发展,质量管理和质量控制的原理、方法也在不断地发展。质量管理指挥系统的管理者也要掌握这些新的理论,才能胜任这项工作,从而在新的形势下,建造出一个优质工程。 关键词:石油化工;设备安装;质量控制;成本控制 引言 石油化工设备的安装是机械设备正式运作前的关键步骤和重要环节,石油化工设备通常都是大型的重工设备,不论运输还是安装,工程量都很庞大,技术人员需要借助特定的仪器和工具,通过一系列的技术施工,安装程序,将石油化工设备正确的安装到预定的位置上,安装完毕后,技术人员还要进行一系列的调试,使其能够正常运转。设备安装工程是石油化工企业生产的重中之重,也是石油化工企业生产的第一环节,企业生产运行质量的好坏,就在于石油化工设备安装的质量,石油化工企业所用到的大多数机械设备都是承压设备,此类设备都有一个共同的特点,设备的工作环境十分恶劣,温度居高不低,空气中易燃易爆的气体含量很高,稍有不注意,就会引起爆炸与火灾,而一旦发生安全事故,往往会造成巨大的生命和财产损失。因此,加强对石油化工设备安装工程的质量控制,保证其安全稳定的运行,是发展安全生产的必由之路。 一、石化设备安装的特点 石油化工行业有其特殊性存在,石化设备往往是在高温高压的环境下工作,这就要求石化设备的安装有一定的规范和独特性。笔者对此进行了梳理分析,得出石化设备主要包含如下几个特点: 石化设备大都具有很高的技术含量,这就造成了它们的操作程序和安装调试都比较繁琐和复杂,处理不当往往会出现质量问题,影响设备的投入使用和具体功能的实现;石化设备的安装要涉及到很多相关环节,实施周期长,需要庞大的人力物力的支持。特别是还涉及到了仪表、电器、土木建筑、工艺安装和机械等不同工种专业之间的交叉,需要各个部门做好配合,具有很强的综合性;一般的石化设备具有很大的重量,这些笨重设备安装不仅关系到石化技术的实施成果,更会影响相关人员的安全。 二、PDCA循环理论 PDCA是目标控制的基本方法。 计划P (Plan)包括质量管理指挥系统制定的工程质量目标,例如某石化工程的质量目标是单位工程交验合格率100%,设备试车一次合格率100%,工程材料正确使用率100%,焊缝无损检测一次合格率100%。 实施D (Do) 包含两个环节,即计划行动方案的交底和按计划规定的方法与要求展开工程作业技术活动。例如,某石化工程 项目800t重反应器的安装需要1000t履带吊车的进场到位,需要吊装道路的压实和索具的准备,这些具体的事项的实施都直接关系到反应器的安装质量,这些步骤的实施直接关系到整个工程的质量,因为这台反应器是整个工程质量的关键一环。质量管理指挥系统给予了严密的关注,抓住实施的每一个环节,确保重点设备反应器的安装质量。 检C (Check)指对计划实施过程进行各种检査,包括作业者的自检、互检和专检,各类检查都包含两大方面。例如,反应器安装的检查,索具是否符合方案的要求,吊车性能是否良好,吊装前是否进行交底,所有这些检查都是确保反应器的安装质量,保证一次吊装成功。 处置A(Action)是对于质量检查所发现的质量问题或质量不合格,及时进行原因分析,采取必要的措施,予以纠正,保持质量形成的受控状态。例如反应器安装经过计划、实施、检查发现地脚螺栓距离有一定偏差,安装时要出现干涉现象,在安装前进行处置,将地脚螺栓调整到适合的位置,从而保证顺利安装。 三、石化设备安装质量控制 对于石化设备安装的质量控制,按照安装的工序流程从设备安装工程前的质量控制、设备安装工程实施过程中的质量控制两个方面来论述。 (一)、设备安装工程实施中的质量控制 在安装施工过程中,质量控制人员要在现场时刻观察安装情况,并对出现的各种技术问题及时请教专家予以解决,对于隐蔽工程、关键部位的安装实施,一定要在专家的监管下进行,保证一次到位,避免隐患。同时还要做好各安装工序之间的衔接,保证衔接部位的安全可靠。另外,要采用测量评价、技术例会等有效手段对安装现场给予质量控制。 (二)、设备安装工程前的质量控制 这一阶段主要侧重于制定合理的设备安装计划和质量规范,确保有一套切实可行的质量控制体系,以便后期有统一的标准对设备安装进行检测。另外,也要做好安装技术的交底、待安装设备的检验和复查、所用材料的质检、相关人员的分配及培训等直接影响石化设备安装质量的工作。 四、石油化工设备安装工程质量控制措施 (一)、培训、优选施工人员 要控制石油化工设备的施工质量,化工企业就必须对公司的员工进行专业的培训,挑选技术过关、责任心较强的员工,提高他们的素质和质量意识。生产人员应有精湛的技术技能、一丝不苟的工作作风,严格执行质量标准和操作规程的法制观念。在设备安装工程开始之前,必须对施工单位设备安装质量保障体系的建立以及设备安装质量控制等情况进行全面的审查,从而确保设备的正常安装。 (二)、加强对安装材料的管理 在石油化工设备的安装工程中,技术人员必须对机械设备的组件材料进行严密的监控和管理,从而保证设备组件的质量完好,而对于一些需要特别对待的组件,必须给予特别处理。在石油化工设备的安装工程中,由于安装材料的监检工作是现场进行,而安装现场环境十分凌乱,因此,技术人员应当加位小心对材料实物和质量证明文件进行严格的检查和验证,注意证明资料是否真实有效,是否具有相应有效的特种设备制造许可证或压力元件产品安全注册证,是否具有可追溯性,加强材料监管力度,严格控制用于特种设备工程的材料质量,对不合格不符合要求的材料应坚决清除出施工现场,确保工程的质量。 五、石油化工设备安装阶段 (一)、设备调运 这一阶段,要先安装好车间的桥式吊车,再利用桥式吊车来安装其它的设备。在吊运设备时,应保证绳索固定在设备适应受力的部位,并且要在绳索与设备表面接触部位垫上木垫板,进而防止损坏设备油漆表面以及已经加工过的表面。 (二)、设备找正 所谓设备找正,就是指使设备的纵横中心线与基础上的纵横中心线相互之间对正。在安装之前,要综合考虑设计、安装以及将来进行设备检修的需要,并结合设备布置图,绘制永久基准点布置图和永久中心标板,并且要在图中标明永久二者的编号和设置位置。埋设永久性中心标板和永久基准点以供设备安装调整使用,与此同时,还要在整个机组的基础和主要设备附近埋设基础沉降观测点,以便于观测设备基础的沉降情况。在进行埋设时,要注意在同一块基础的四周至少埋设四个基准点,以检查同一块基础的沉降情况。通常情况下,设备的定位基准会在设计规范或说明书中加以规定。如果未对其进行规定,通常要采用几何作图法在设备的加工面上确定设备的中心点。 (三)、设备的定位与调整 为了保证设备在基础上准确就位,在设备吊装就位后,需要根据已设置的中心标板挂设基准线。挂设基准线必须要满足设备安装精度要求,挂设跨距选用直径为0.3 mm~0.75 mm的整根钢线 ,其拉紧力一般为钢线破断拉力的40%,80%,水平或倾斜挂设的跨距不宜超40 m。基准线一般要挂设在便于调整的线架上,用线锤对正中心点,当对正中心后用调整螺母锁定钢线,保证其在使用时不发生位移,但是要注意在使用期间要定期进行复检。 结束语 石化设备的质量控制、进度控制和成本控制三者之间具有紧密的联系,进度控制中要预留出质量控制的时间,二者又都涉及到成本控制,进度快、质量好,那么成本就低。另外,质量控制中强调了工序衔接时的质量检测,而进度控制也是按照衔接部位来合理控制各工序的起始和终止时间的。 石油化工设备论文:石油化工设备安装工作建议 摘要:随着现代化工的不断发展,对于化工设备安装有了更高的要求。尤其是石油化工业的大力发展更加推动了石油化工设备的生产和应用,而石油化工设备的安装是进行石油化工生产的前提,是物质基础所在。那么如何做好石油化工设备安装工作则是关键。本文主要就石油化工设备安装工作进行了分析研究。 关键词:石油化工石油化工设备安装 引言 近年来,随着现代石油化工生产的不断发展,石油化工设备安装问题受到人们的高度重视,主要原因在于倘若石油化工设备安装出现问题就会给后期的正常生产带来不必要的麻烦,甚至会造成严重的经济损失。相应的合理科学的设备安装工作则有利于石油化工的生产,促进石油化工业的快速发展。由此看来,石油化工设备安装需要得到充分的重视,只有这样才能进一步的提高机械安装工作的效率和质量,保证石油化工设备正常运行。 一、石油化工设备安装的重要性 1、设备安装影响企业经济效益。企业要想获得良好的经济效益,必须适应市场需要,产品物美价廉。产品的优劣受生产设备的影响,生产设备工作不良,不仅影响了产品质量,还浪费了时间,从而降低了企业经济效益。 2、设备安装影响企业安全生产。产前设备安装质量差是发生设备事故和人身伤害的重要原因,也是排放有毒、有害气体、液体、粉尘,污染环境的重要原因。消除事故、净化环境,是人类生存、社会发展的长远利益所在。坚持按照标准安装设备,使设备保持良好的运行状态,是减少人身伤害、伤亡事件的重要一点。 二、石油化工设备安装的特点 1、工种交叉频繁 石化设备在安装过程中涉及的专业很多很复杂,如设备、管道、土建、仪器等等,几乎每一个石油化工生产设备与其设备安装系统是分不开的,在安装的过程中,仪器、电器、管道、设备、土建等专业知识都是不可缺少的,彼此之间是需要相互协调的,在此基础上,还需要生产、建设、施工和监理单位共同努力,所以,石油化工设备的安装处于一个更复杂的集成项目中,由于其涉及的设计专业诸多,那么各个工种相互交叉呈现出复杂多样性也是在情理之中的。 2、技术含量高 不同的产品,它的生产设备有很大的区别结构也是有所不同的,而且大多数能够耐高压,耐高温,耐腐蚀等等,从而使技术含量增加。石油化工设备具有超级大、超量以及高自动化的特点,使安装和调试和操作程序都变得非常复杂,而石油化工设备安装的好坏在很大程度上能影响建设项目是否能够如期投入运营,并对其安全运行有很大影响。石油化工设备制造过程容易出现问题,如果设备的各个组件的定位误差,替代材料和设备偏差的大小不合格,而且这些问题没有有效的控制,设备在施工现场的地方就会出现问题,从而造成更多的麻烦。 3、风险大 石化设备具有加工周期长,设备的采购和合同涉及的金额大的特点,所以,在测试的过程中,施工和调试人员的每一个步骤出现问题都很容易出现一些不必要的意外。一些超级高,超质量和大型设备运输过程中的风险较大,如果在发现问题时,维修很困难,处理时间长,并且可以在很大程度上影响整个建设项目进展,因此,在石油化工设备安装过程中,必须特别注意的过程中各阶段验收的设备。 三、有关石油化工设备安装工作的几点建议 1、石油化工设备装置的安装要符合一个厂的总体的规划要求和步骤 石油化工设备安装符合厂子的总体规划要求和步骤主要体现在全厂的整体建设规划上,在这一过程中,每一个设备都有它适当的安装时间,不能本末倒置,安装要有阶段性,不可无顺序地安装;另外,为了设备安装更合理化,这一过程还应遵循一个厂的总体的流程设计,可以根据设备的用途及性质将它们进行合理的组合时期发挥更大的价值。最后,在安装时也应符合一个厂的平面的设计风格,设备的安装位置不能毫无规划,应将它们按一定的风格布置,从而彰显规划内涵。 2、石油化工设备安装要能够满足方便之后的维修,检查和施工 这主要表现在:首先,设备的安装要为以后的检查提供方便,这样有利于设备的更好工作;其次,在检查出问题之后,还要对其进行维修和施工,因此,在安装的环节就应注意这一方面,确保安全施工,做到这些才能防患于未然,从而做到从安装到使用整个环节的合理,提高总体效率。 3、石油化工设备的安装要符合当地的自然环境 石油化工设备安装要充分联系当地的实际情况,不能盲目的进行安装。一个地区是否适合安装石油化工设备,这需要进行实地考察。没有进行实地的研究,怎么能够知道这个地区到底适不适合呢?当地的气候怎样,才能进行有效并且符合实际情况的设备安装。如果当地风沙很大或者雨水较多,这些设备就应该安装在厂房里面。现在比较流行设备露天安装,但要进行设备的露天安装就需要考虑当地的雨水量、温度、地形以及地质情况。做到符合实际,进行有效安装。 4、设备的安装应该充分满足用户的普遍要求 每个用户都会因为自身的实际情况不同而提出符合他们利益的要求,所以设备的安装就应该为用户服务,根据用户的不同情况,做出适合用户的安装计划,对设备进行安全、高效率的安装,充分满足用户的基本需求,才能更好地适应市场,得到充足的发展和进步。 5、设备的安装要经济合理 经济合理不仅体现在资金方面,还有资源方面。在资金方面,安装设备之前就需要做好计划,做出预算,以最节约但也符合设备安装需要的预算对设备进行安装。在资源方面,一方面表现为要减少占地面积,最好能做预估,对设备进行整体安装,又能使占地面积减少到最小化。另一方面就是要合理利用能源。在我们国家,能源虽多,但是人口所占比重大,能源分到每个人时,已经没有多少了能源是珍贵的,用了就不会再有,所以在安装设备时要合理的利用能源。 6、设备的安装要有一定的外观美 设备的安装有一定的外观美,这将是设计人员、设计部门实实在在的广告。在这个经济社会中,任何一样事物都需要打广告。有的大公司甚至不惜血本也要请到大牌明星为他们的产品公司代言,因为这样将会给他们带来巨大的利益。广告的力量是强大的,有广告效果的外观更能引人注意。安装的设备具有外观美,是很重要,如果安装的设备内在的质量也不错,这个设备将是值得人们信赖的产品。所以,外观美在设备安装的时候需要注意。 7、在安装设备过程中要根据工艺设计及流程进行,对设备的安装要符合与之对应的流程图和设计图,分门别类,但又要适应总体要求。对于性质相当的设备或是性质特殊的设备要考虑集中在一起另行考虑安装的途径与方法,比如对于有毒的设备要采取必要的手段,比如设置围堰就是一个见效的方法。总之,在安装这些设备时遵照工艺流程图是进行工作的前提,也是做好工作的重要保障。 结束语 总之,石油化工设备安装工作对于石油化工业的生产和发展有着重要影响,我们必须高度重视石油化工设备安装的质量与效率,提高石油化工设备运行的效率,从而促进石油化工业的不断进步。因此,石油化工设备的安装工作,一定要充分重视对各种设备安装技术措施的合理应用,同时还要结合化工设备的安装特点,在不断的对化工设备安装的技术经验的总结中,提高石油化工设备的安装的效率以及质量。 石油化工设备论文:石油化工设备的修理与维护保养措施探讨 摘要:石油企业的重要技术基础和物质基础就是石油化工设备,石油化工设备的管理使用以及维护修理直接与企业的生存发展与市场竞争能力挂钩,设备自身就需要维护保养,这是不变的问题。本文通过对石油化工设备的修理与维护保养过程进行剖析,对其中存在的问题进行了归纳剖析,以期在实际操作过程中,可以提供简单的理论借鉴与指导,为促进整个行业的进步贡献自己的一份力量。 关键词:石油化工设备 修理与维护保养 相应措施 前言 石油化工行业是国民经济支柱产业之一,为我国的经济发展提供着强有力动力来源。石油企业的重要技术基础和物质基础就是石油化工设备,石油化工设备的管理使用以及维护修理直接与企业的生存发展与市场竞争能力挂钩。随着科学技术的不断进步,自动化已经达到了一个很高的程度,同时设备的作用也日益凸显出来,并且对企业的产品质量、产品数量、以及生产成本等一系列因素产生了影响,最终对企业的竞争以及生存产生影响。化工设备的分类很多,简单的可以分为反应、传热、混合、以及干燥等设备,这些设备对于精确度的要求都很高,所以对于设备的修理和维护保养措施就显得很重要了。 一、石油化工设备故障原因分析 石油化工设备出现故障的原因主要是:设备在设计、制造、装配过程中存在先天缺陷;不合格的原材料因为实验以及化验环节把关不严被使用在了设备上;操作的不规范,当设备出现磨损、变形以及疲劳等状况的时候没有及时进行处理,导致设备受损的现象出现;设备维修的方式不正确,存在失误;设备的保养没有按时进行,长时间的却反保养。设备初期故障期和偶然发生故障期组成了设备故障。石油化工设备初期故障期的时候,往往是由于设备存在缺陷、安装时未按照要求进行或者操作者操作不当造成设备的故障率较高;偶然发生故障期,设备在进行磨合之后,因为长时间的使用,设备的零部件磨损严重或者老化所导致机械故障。 二、石油化工设备故障问题的解决措施 1做好设备的检查工作 化工设备的技术状况和磨损情况要通过全面检查及时掌握,维修前的各项准备工作要提前做好,为了保证设备能经常保持完好状态应根据检查结果及时消除设备的故障或者隐患,进而有效提高维修的质量和效率,从而大幅度延长设备的使用寿命期限。 2设备维修与保养的内容 2.1为了减少故障停工率以及减少安全事故发生率,以保持设备清洁、整齐及良好的润滑状态从而保证整个装置的安全运行,维修费用减少,产品质量提高,从而延长设备的使用寿命;我们必须认真总结设备运行过程中如磨损规律,故障规律等技术规律,运用先进的检测、维修手段和方法,能够灵活运用各种维修方法和措施来维修保养所用的设备,使其处于最佳状态;按生产特点和要求,实行设备包机制,作到台台设备、条条管线、个个阀门、块块仪表有专人负责,严格按化工工艺操作规程正确合理使用设备,按维护保养规程精心维护设备,使设备达到应有的使用寿命,发挥其最大的综合效率; 2.2做好定期检查工作,及时的巡回检查可以有效及时的的发现生产设备中存在的问题,在科技不断发展的今天,巡回检查可以采用古老的人工巡查手段;或者是采用精密的仪器进行实时监控,通过精密仪器的监测对生产设备的各项功能指标进行测定,并以此为依据,发现设备存在的某些局部问题和细微的异常状况; 2.3工作人员的检查工作的时候首先应该了解设备正常运行状况,然后再对实际设备进行充分观察,最后进行科学分析,及时发现设备存在的异常状况并且予以调节和修理,保证化工设备的正常运营。对设备的运行状况、工作精度、磨损程度进行检查及时消除隐患,设备未进入磨损期时提前对设备进行预防性质的维修,设备管理人员必须重视这项工作。维修工作应正确判断设备技术状况和吃透设备故障产生的原因,这应才能有针对性的制定出适合的维修保养措施。无论是定期的或根据具体情况安排的,还是故障发生后安排的设备维修,维修人员都必须做好维修记录,特别是设备重要参数的测量和调整记录,作为设备以后检维修的重要依据。 三、化工设备在投产前和使用中一般的维护保养 化工设备在使用过程中,由于自身运动和化学腐蚀作用,必然带来设备零部件的机械磨损、腐蚀磨损和性能的不断减退。设备劣化,并不单纯指发生故障而使设备停止工作,即使设备仍在工作,然而产量、质量和收率下降,或者效率过低,消耗增大等均应看成是设备劣化。化工设备维护保养的任务就在于采取各种措施,以减少各种因素对设备使用中的影响。根据设备劣化现象的分类,我们分析了设备劣化的具体原因和技术对策。对设备要作到以“维护与保养为主”的原则,努力对再用设备做到正确使用、精心维护与保养,使设备经常处于良好的技术状态,保证设备长周期、稳定、安全运行,基本做法: 1.设备在投产前必须作好维护保养的管理准备工作 编写设备的操作规程及维护保养规程;绘制设备润滑示意图;对工人进行培训,指导工人学习设备的结构、性能、使用、维护保养、安全操作等方面的知识,并进行理论和操作的技术考核,合格者方可操作该设备;准备维护设备的工具和设备用的润滑油、脂;准备设备易损件;对设备安装精度、性能、安全装置、控制和报警装置等进行全面的检查,对所有附件进行核对,一切就绪后,操作者方能使用设备。 2.在设备使用中,必须严格执行岗位工作标准,认真执行巡回检查,并填写记录。使偶发故障苗头及不正常状态及早发现并处理。尽快使设备恢复正常功能及安全运行。认真搞好设备润滑,执行润滑标准和规程,严格按“五定”“、三级过滤”的要求又引没备进行润滑;贯彻维护为主,检修为辅的原则,严格执行设备维护保养制度。为了保证设备维修保养的各项任务能得到认真的贯彻落实,还需制定了各类人员的维护保养责任制,通过制度加强管理。 3.化工产品的生产具有自己的特点,即生产上的连续的多系统协调运作的过程,不同的生产设备或者不同操作系统间子系统、子设备构成的完整系统设备通过管道的形式进行连接,生产的系统化和一体化进行了有效实现,这是批量化生产实现的一个重要前提;要求工作人员对设备进行同步的维修护养的同时,对于某一设备中子系统或者子设备存在的异常问题需要及时解决。该种维修护养的实现要根据化工产品生产运作周期及设备运行特点,充分利用设备的停车机会等,保证生产设备安全的同时也保证生产的持续性。 结语 要提高化工设备维护保养水平,提高有关人员的技术素质也是很重要的。总而言之,随着科技的发展以及石油化工设备日益现代化,日常化工生产中维修和保养技术显得尤为重要。因此,为了延长石油化工设备的使用寿命必须深入探索和研究石油化工设备的维修与保养技术,以保证装置的长周期运行,从而提高石化企业的竞争力,同时不断使操作工正确使用设备,维护保养设备,造就一支技术过硬的员工队伍。 石油化工设备论文:浅谈石油化工设备防腐对策 摘要:随着现代石油化工企业不断发展,设备的逐渐向规模化、精密化和智能化发展。由于石油化工企业在生产中所处环境条件比较特殊,对设备产生较大的影响,如何进一步实现石油化工设备管理质量的发展与提升,此问题备受各方 工作人员的特别关注与重视。 关键字:石油化工 化工设备 防腐对策 化工机械设备在给企业创造利润的同时存在着易腐蚀的问题,这对机械设备的使用年限有很大的影响。通过对施工过程进行实地研究,并结合相关专业知识,预防机械设备腐蚀的方法和措施进行了研究。研究结果发现,在生产过程中对材料的选用和生产方法进行严格控制,不但可以增强化工机械设备的防腐蚀能力,而且对延长化工机械设备的使用年限,减少企业生产成本,提高企业利润有重要的帮助。 一、设备腐蚀的原因和种类 腐蚀是一种很普遍的现象,它是由于物体与化学物质接触,而发生某种化学反应,从而导致该物体被损的情况。机械化工设备是一种较易被腐蚀的物体,发生腐蚀现象后,设备的外表和性能都有可能遭到破坏,从而使企业蒙受损失。因此,很有必要对机械设备的腐蚀原理进行研究,并采取相应的措施降低设备被腐蚀的程度,促进化工企业的发展。 1、设备腐蚀原因及分类 ①设备腐蚀原因。由于机械设备是由金属制成的,金属的结构使其在外界温度和湿度等条件下容易发生锈蚀,这是机械设备发生腐蚀的根本原因。在化工企业的工作环境中,充斥着较多二氧化碳、二氧化硫和氢氧化物等具有腐蚀性的物质,加上工作车间较高的温度和较大的湿度,使得金属机械设备更容易和这些物质发生化学反应,从而被腐蚀。②腐蚀的分类。根据腐蚀发生机制分类,腐蚀被分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀主要是由于金属所处环境的温度过高且较为干燥引起的,使金属表层与环境中的介质发生化学反应,导致其被损坏。电化学腐蚀是一种氧化还原反应,主要是由于环境较为潮湿引起的,是金属与电解质溶液接触后,出现了电极反应,导致金属遭到破坏。 在工业环境中,空气中的二氧化碳、二氧化硫和氢氧化物含量较高,还存在着一些挥发物质和一些粉尘,这些介质都会导致环境中金属被腐蚀。如果周围的环境比较潮湿,空气中的酸性气体就会在水的作用下合成无机酸,这是一种腐蚀性极强的物质。在工业气体环境中,机械设备的腐蚀主要是由于直接化学腐蚀和电化学腐蚀的共同作用导致的。这两种化学腐蚀都是一种氧化过程,只是发生的背景有异,化学腐蚀在高温且干燥的环境中发生的,电化学腐蚀在超市的环境中发生。 二、设备腐蚀的防护措施 1、设备的防腐结构设计 防腐蚀结构设计指的是在设计的时候考虑如何防止设备的腐蚀,它不仅包括单个设备的设计,还包括设备间安装情况以及管道系统的布置,也就是系统设计的问题。主要有以下几种情况,避免间隙的产生,许多设备都容易存有缝隙,液体流通不畅的地方易形成缝隙腐蚀,如碳钢、铝、不锈钢、低合金钢等设备都有这种现象。缝隙腐蚀产生后又往往引发孔蚀和应力腐蚀,造成更大的破坏,而良好的结构设计是防止缝隙腐蚀最好的方法。经常存在问题的部位是密封面和连接部位。由于焊接能避免连接部位的缝隙,因此比螺栓连接要好。 避免死角的出现,设备中局部液体残留或固体物质沉降堆积,不仅会在设备操作时局部浓缩或聚集、引起腐蚀,并且会在设备停车时引起腐蚀。设计时要尽量避免死角和排液不尽的死区等。 2、合理使用防腐涂料 防腐涂料法是目前石油化工设备在使用过程中有效预防腐蚀的另一重要方法,其作用主要体现在以下几个方面:其一,具有较强的屏蔽作用,将腐蚀介质和材料之间的接触能够有效的进行阻止,而且将腐蚀电池的通路也能够进行有效的阻隔,对于电阻就有一定程度的增大。其二,防腐蚀涂料具有一定的缓腐蚀作用,例如一些颜料和其它与之成膜或者水分的反应等,对于化工机械的金属材料的腐蚀有着缓解的作用。其三,具有相应的阴极保护作用。漆膜的电极电位较底材料金属低,在腐蚀的电池当中可以将它作为阳极进行“牺牲”,这样对于底材金属就有一种保护作用。 3、“一脱四注”的措施 “一脱四注”是脱盐、注碱、注氨(胺)、注水和注缓蚀剂。这种方法能有效的缓解常减压蒸馏设备低温轻油系统腐蚀。因氯化物盐类物质的存在,导致石油化工设备常减压塔顶冷凝冷却系统面临较大的腐蚀风险,降低腐蚀的最根本方法是对石油化工的原材料进行深度脱盐,达到腐蚀介质数量最小化的效果,可延长设备的运行的周期。同时要增强工作人员的防腐意识。 三、化工机械设备防腐蚀设计 1、材料选择 碳素钢是机械制造业使用较为普遍的设备材料,其价格较同类材料较低,而且购买较为方便,同时具有易加工的特点。此类材料在普通的环境中不容易发生腐蚀,如果机械设备采用这种材料,也较能满足设备的防腐蚀需求。但是在化工行业这一特殊的环境中,这种材料则不能满足设备防腐蚀要求,可能会发生较严重的腐蚀现象。因此,在化工企业中,需要选择耐腐蚀的材料才能保护机械设备免受强烈的腐蚀,普通低合金钢则是一种合适的制造基材。 2、机械结构与工艺选择 在实际应用中如果机械设备结构设计太过复杂或者设计不合理,则很有可能会导致热应力、积尘和积液等,从而设备的某些接合部位发生腐蚀现象。因此,我们应该对机械的结构进行合理设计,从而提高机械设备的防腐蚀能力。设计过程中要满足以下要求:①机械部件的形状应该尽量简单。②机械部件表面不能有缺陷或损坏。③机械部件尽量使用一样的金属材料。④机械部件中尽量不要有缝隙。⑤机械表面要使用较好的防锈漆,这样可以避免机械部件和腐蚀介质的直接接触,起隔离作用。在对焊缝涂漆时一定要注意,要保证机械部件的每一个部位,包括接缝处,都要涂漆。⑥在机械设备的设计方面,要尽量避免凹形状的出现,或者在设备上设计排水孔,预防水分在设备上滞留所导致的金属腐蚀。⑦在焊接的过程中,要尽量采用连续焊接技术,且对焊接处的夹缝要进行合理设计。 3、设备防腐蚀方法 机械设备的防腐蚀方法有很多种,但大都是从金属本身特质方面考虑,尽量减少金属和具有腐蚀性的介质的接触,或者是在金属的表面涂上防腐蚀的材料等。电化学保护法主要是利用电化学机理,对设备进行改进,使金属设备变为腐蚀电极中的阴极,从而对设备进行防腐蚀保护,一般主要采用外加电流法和牺牲阳极保护法。外加电流法是指,将需要保护的金属作为电池的一极,将另一种附加电极作为电池另一极,而且把需要保护的金属作为阴极,然后外加电流,对作为阴极的金属进行保护。牺牲阳极保护法,是指将与被保护的金属材质相同的金属作为阳极,固定在被保护的金属上,作为腐蚀电池,被保护的金属则作为阴极被保护起来。这是一种科学合理的方法,被很多企业采用,且效果很好。 腐蚀现象的存在给化工企业造成了困扰,因此,防腐蚀措施的研究显得尤为重要。本文对设备发生腐蚀的原因进行分析,对腐蚀产生的化学机理进行了研究,并对化工机械设备的防腐蚀设计从材料的选择和工艺的选择方面进行了阐述,最后提出了防腐蚀的两种有效的方法,对化工企业解决机械腐蚀问题具有重要的参考意义。 石油化工设备论文:石油化工设备安装的现场管理研究 摘 要:随着社会的发展与机电一体化的进步,各行业的生产活动越来越依赖与设备,石油化工设备在市场需求下得到了飞速的发展。石油化工设备的构造与运行也逐渐变得复杂。本文结合笔者多年工作经验,对石油化工企业设备的可靠性及其作用以及设备安装现场管理对石油化工设备的影响进行以下分析。 关键词:石油化工 设备安装 现场管理 化工设备是指在化工生产过程中将原料进行多次加工,经过各种工序最终形成成品,所使用的一系列设备的总称。化工设备在合适的环境下,在一定时间内发挥应用功能的能力被称为化工设备的可靠性。 一、石油化工设备科学安装的意义 1.石油化工设备的科学安装直接决定了企业效益 随着我国市场经济的不断发展,石油化工产品的使用规模得到了较大的提升,大量的基础设施在社会上得到建设。同时,随着科技的进步,石油化工设备的机械化程度得到了飞速的发展,石油设备构造越加复杂,石油化工生产对于设备的依赖性及设备的可靠性逐渐增大。主要表现在以下几点:一是石油化工设备的可靠性有利于产品的产量与效率的提升。设备具备较好的可靠性可高效率的发挥设备的作用,为企业创造更多的利益;二是可有效的避免停产问题。石油化工设备的可靠性能够使其长时间的正常运行,进行生产,降低设备闲置时间,提高生产效率;三是正确的安装石油设备可最大限度的降低设备维修费用。反之,则需要企业投入大量的维修资金进行设备保养维修等不必要的支出[1]。 2.使施工人员与环境得到良好的安全保障 加强石油化工设备安装的现场管理,是保证安全生产的主要手段之一,近些年我国先后出台了多项法律规章,并成立了专门的安全生产管理部门。不断对企业安全生产提出要求,特别对于化工行业更为重视。石油化工行业的产品可能具备一些危险的性质,若不能进行有效的管理,将对社会对人民造成一定的危害。因此,为了有效的进行安全生产,应从石油化工设备的安装阶段加以重视。在设备的安装过程中加强管理,使设备正确组装并运行,能够从根本上解决设备问题导致的爆炸或火灾事故,也能降低工作人员患职业病的机率。企业石油化工设备的安装过程,是安全管理应重视的环节,应提高设备安装的可靠性与准确性。 二、加强石油化工设备安装现场管理的具体措施 1.制定标准,扎实基础,构建体系 石油化工设备的安装应从基础做起,首先应将设备的安装及保养的标准进行量化。其次应合理制定工作标准,构建完善的考核体系。怎样进行设备保养指标的量化,应致力于做好设备安装管理的“四率”,即保证设备安装的完好率、运行率、泄露率以及保养率。安装管理以设备运行率为核心内容,确定各项考核指标,以保证石油化工设备正常投入生产。在指标进行量化后,结合设备的安装及维修制定后续的保养措施,采取工作责任制,制定谁操作谁负责的体制,并建立班组、车间及企业的多级考核体系[2]。 2.安装细致化,管理日常化,保养固定化 在进行制定体系的基础上,把设备维修保养落实到设备的管理活动中去,做好的安装、管理、保养等工作,以高质量、高效率为目标进行施工,并经常性的对设备进行保养维修。可在车间采取责任范围的方式进行“机组承包活动”根据生产岗位与维修人员的分配情况,对设备的维修责任区进行划分,可成立以“机、仪、电、操”等人员组成的小组。进行“三包”策略,即“包保养”“包检验”“包整改”等机组承包活动。合理的分配小组的职责,使职责明确将取得较好的效果。并定期举行设备故障检测分析活动,使工作人员进一步的了解设备的相关技术性能。 设备的完好率是直接体现石油化工设备技术素质优劣的指标,也直接反映了设备安装与维修保养的质量。对此,可在车间定期举行设备状态故障检查活动,由车间技术人员、操作人员及维修人员成立设备状态故障检查小组,对石油化工设备进行定期的检查,对设备的运行与故障制定出科学合理的处理方案。致力于加强“三级四检”从根本上降低设备故障。“三级”是指班组、车间及企业对设备的三重检查。“四检”是指企业机动部的月检、车间的周检、专业管理人员及维修人员的日检、施工人员的巡检等。机动部的专业管理人员应每日到车间,对专业管理人员等的日检情况进行监督与检查,正确引导员工按照操作规章等进行作业。在施工人员的巡检时,主要采取人体的感官对运行中的设备进行分析,着重对重点部位与易故障部位进行检查,并做好相关记录,以及时上报。用这些方式来判断石油化工设备的安装正确性,并分析设备存在的故障隐患等,将化工设备的隐患在安装过程中就做好防护。此外还应做好设备的润滑,并满足“五定”与“三过滤”。润滑是石油化工设备安装与保养的重要步骤,在石油化工设备安装与维修中,相关人员应重视其中三点:一是将施工人员职责细化并制定详细润滑标准,做到定时、定人、定量、定点、定质等“五定”。使施工人员对设备的润滑点及润滑油类别得到明确的认识,并采取图表的形式做好记录,使石油化工设备每个安装工序都有人负责,事事有人监管;二是针对设备较为集中的区域设置多个润滑点,配置适当的润滑工具,做好过滤工作;三是制定严密的考核制度,巩固设备的安装与维修。 3.加强人本管理制度,提高员工素质 在石油化工设备安装中,认为因素占据着重要的地位,只有将施工人员的主观能动性充分发挥,才能使石油化工设备的安装取得优秀的结果。因此,在设备的安装与维护中,应始终把更新施工人员的思想观念以及提高综合素质为重要工作进行狠抓。并在石油化工设备安装时举行“降低设备故障,便是获取效益”的主题讨论会议。使员工在进行设备安装时从被动做好安装转变为主动做好安装。对于设备安装现场的管理,不仅需要提高施工人员的思想理念,也应不断加强员工的实际操作技能与维修技术,只有将两者有机结合,才能使员工在设备安装与保养的工作上具备良好的主观能动性。在设备的安装现场的管理中,领导层的重视起到关键性的作用。各级领导应共同协作,将设备的安装列入企业重要的工作日程中,进而取得良好的效果。使石油化工设备在安装现场的管理工作,做到最好[3]。 三、结束语 综上所述,石油化工设备安装的现场管理,对设备后期的正常运行及企业的盈利,有着直接的联系,在现场管理中应重视设备的安装与维护,以加强设备的效率重点,全面提升管理水平,制定科学的管理思路。结合石油化工设备的实际情况与上诉观点,了解石油化工设备科学安装的意义,制定合适的标准,构建完善的体系,将设备的安装与维护列为工作日程,加强施工人员的综合能力培养。使石油化工设备发挥出应有的价值。 石油化工设备论文:强化石油化工设备管理措施 【摘要】随着现代石油化工企业不断发展,设备的逐渐向规模化、精密化和智能化发展。由于石油化工企业在生产中所处环境条件比较特殊,对设备产生较大的影响,如何进一步实现石油化工设备管理质量的发展与提升,此问题备受各方工作人员的特别关注与重视。本文主要以石油化工设备管理工作的开展为研究对象,针对设备管理所涉及到的相关问题展开了较为详细的分析与阐述,希望能够引起各方工作人员的特别关注与重视。 【关键词】石油化工;设备管理;维修;措施 石油化工企业正常生产运行离不开设备,设备是企业生产经营最基本的物质基础。石油化工企业生产连续性强,自动化水平高,且具有高温、高压、易燃、易爆、易中毒的特点。设备一旦发生问题,会带来一系列严重的后果,往往会导致装置停产、火灾爆炸、环境污染、人身伤亡等事故的发生。因而,对石油化工企业来说,化工设备管理显得更加重要。 1、化工设备的管理概述 1.1石油化工企业生产特点 (1)设备种类繁多,规格复杂。化工生产工艺复杂多样,生产条件苛刻,化工生产大部分是在高温、高压及密封系统中进行。必须由各种各样的设备来适应。 (2)石油化工装置的介质复杂。石油化工生产接触到的介质具有易燃、易爆、有毒有害、腐蚀性强等特点。 (3)石油化工行业属技术密集型生产企业。需要多学科合作,集中多种专业技术人员;生产工艺复杂,技术含量高;工业更多的利用催化、高温、高压等技术。 1.2石油化工设备运行可靠性的重要性 化工企业复杂而又苛刻的生产工艺条件对设备有很高的要求,设备是一个企业生产运行的基础,设备运行的可靠性直接影响化学反应过程的连续稳性及设备运行的稳定性。如果由于设备的缺陷造成直接或者间接的事故会给企业带来巨大的经济损失,另外由于设备缺陷造成装置停工,也会影响企业正常生产,带来的经济损失也是巨大的。所以,从整个设备管理过程来看,设备选型可靠性和维修可靠性在设备整个寿命周期中是相当重要的。可靠性的提高可以大大减少这两部分带来的费用投入。 2、化工设备管理措施 强化设备管理的主要措施是寻找新新思路,探讨新方法,努力做到全员参与管理,提升预知维修设备的水平,设备全年检修时懂得取舍,设备管理制度要注重实效,注重设备管理人员的培养。 2.1全员参与管理。设备真正的使用者是一线的操作人员,因此,要想强化化工设备的管理工作,不仅仅是设备管理部门的任务,也要让全体的工作人员参与。一线工作人员需具备一定的专业素质:石油化工装置一般要求做到三懂四会,即懂生产原理,懂工艺流程,懂设备构造;会操作,会维护保养,会排除故障和处理事故,会正确使用防护和消防器材,这样才能保证设备的良好运行。 2.2提升预知维修设备的水平。设备的维护保养工作是化工设备管理的一项重要内容,但为了提升设备的利用率,我们不能等设备处理问题才进行维修维护,要做到提前预知,这就要求管理人员要定期对设备进行维护工作。例如,石油化工企业里面的仪器仪表要定期进行检验,压力容器压力管道要严格按照规程由专业队伍进行定期检验。这样提前对设备进行保养,对于设备和安全生产也是非常重要的。 2.3设备管理制度要注重实效。石油石油化工企业作为高危的生产行业,其设备的管理制度一定要严明,不能只是流于形式,一定要注重实效。设备管理制度是在长期的实践中不断的总结出来的,制度要随着生产条件的技术改进而不断的革新,相关管理人员可以根据实际的应用效果,对制度进行相关的改动,以期达到最好的管理效果。设备使用人员一定要在使用设备的时候,严格按照制度进行使用,不能只对制度当作一种形式。同样,管理人员进行管理时也必须严格按照制度,对于那些不按照制度违规使用设备的人员,要予以相应的惩罚,以起到警戒的作用。 2.4注重设备管理人员的培养。培养良好的管理人员是非常有利于石油化工企业设备管理工作的。作为石油化工企业,一定要挖掘人才潜力,定期对设备管理人员进行培训,让其学习先进的管理技术,在管理中学会应用各种先进的管理技术,比如在线监测技术、网络信息技术等等。同时,作为设备管理人员个人来说,一定要不断的利用空余时间加强自身的学习,寻找相关资料补充最新的设备管理工作,这对于工作能力的提高具有非常重要的作用。另外,相关部门的设备管理专业的人员要多加强交流,通过相关的交流,学习更多的设备管理知识,起到相互促进的作用,不但加强了企业之间的交流,更有利于企业的稳步发展。 3、石油化工企业维修措施 3.1制定维修策略的维修方式 定期维修。通常也称计划维修,是按照一定周期进行维修的传统体制。这种维修体制的优点是可以有计划地利用生产空隙离线操作,人力、备件均有充分的准备。对于故障特征随时间变化的设备,这种维修方式仍不失为一种可利用的方式。但对于复杂成套、故障无时间规律的设备,这种维修方式就不适合;视情维修。通常也称状态维修,是根据状态检测出的故障模式决定维修策略;事后维修。是无需任何计划的维修。但必须在人力、备件、工具上有一定的准备和保障。成本较低,可以当作最后考虑的一种维修策略。 3.2采用先进的维修技术 随着改革开放的不断深化,国内外先进的维修技术,诸如氩弧焊、等离子焊、电刷镀、热喷涂、镶嵌、粘接等修复技术已在石油化工企业得到应用;各种先进的机械化、自动化维修机具,诸如各种液压吊装、 高压清洗,机械抽芯等维修施工机具广泛得到应用,既提高了效率又 减轻了劳动强度,保证了维修施工质量。另外,X射线、γ射线、超声波、磁粉、涡流、表面着色渗透等探伤及金属光谱鉴别和现场快速分析等手段也在设备维修施工中广泛应用。特别是近几年来发展起来的加热炉内衬耐火纤维喷涂及油罐表面刷涂隔热降温防腐涂料等高新技术在石油化工企业维修中广泛得到应用,获得了节能的突出效果。这一切都大大地提高了石油化工企业设备维修的现代化水平。 4、总结 通过提高设备完好率、利用率与可靠性、降低企业运行维护成本、优化企业设备资产管理各项工作流程,合理安排设备资产的运行、检查、维修等各项工作与相关资源的配置,大大提高设备管理人员的工作效率,夯实设备管理基础工作,促进设备管理水平,提升企业整体管理能力,从而达到优化、提高设备资产对企业高效、安全生产运行的保障能力这一核心效益目标。 石油化工设备论文:石油化工设备安全风险评价和方法技术的分析 摘要:由于石油化工装置在企业的运转过程中都具有易燃、易爆、高温、高压、危险性大、安全要求高等特点, 使人们越来越重视石化企业安全风险管理, 以实现系统安全目标。本文说明了石油化工设备安全风险评价的重要性,并对如何检测提供了方法和具体的技术防范措施。 关键词:安全风险 石油化工 设备 评价 方法技术 随着现代化社会的进一步发展,社会对资源的需求不断增加,石油社会进步以及经济发展提供较大的动力,它深刻地影响着一个国家的经济发展及社会安定。我国目前国民经济增长的速度很快,石油供应始终处于紧张状态。维持国家石油的安全及时供应,是确保我国有充分的能源供应的前提,作为我国的能源巨头中国石油,应当强烈意识到现代化石油供应的重要性,不断引进新技术,提高生产效率。 一、石油化工实现安全风险防范的重要性 我国的供油网络设备覆盖整个中国,许多为无人区,如石油化工设备受破坏,要进行修复,将花费大量人力物力,如未及时发现,将造成重大财产损失,并且会对环境造成污染,要确保这个庞大的网络正常传输,风险评价是针对危险源发生的概率和危险发生后造成后果的严重程度做出定性或定量的评价,从而能够合理运用人力、财力和物力等资源条件,采取最为合理的措施,达到最为有效地减少风险的目的。同时可减少对环境的污染,面临多方面的困难。由于石油化工设备需要在确保安全风险运行的前提下才能运行,延长设备的连续开工时间以降低生产成本,采取技术措施来有效地防止事故的发生,并可以把可能造成的损失限制在最低程度。 因此,风险评价结果是实现风险控制与管理的依据。对于风险评价的结果,不是风险越小越好,因为减少风险是以资金、技术、劳务的投入作为代价的,通常的做法是将风险限定在一个合理的、可接受的水平上,去研究影响风险的各种因素,经过优化,寻求最佳的措施方案。 二、石油化工设备安全风险评价方法 1.安全检查表法 安全检查表是事先将要检查的项目,以提问的方式编制成表,在编制安全检查表时要结合关事故资料,原则是要根据国家及行业有关的安全法律、法规、标准。 2.危险与可操作性研究 通过系统、详细地对工艺流程和操作进行分析,评价对整个生产过程的影响。基本分析步骤是:选择一个工艺单元或操作步骤,收集相关资料 了解设计意图找出工艺过程或状态的变化 研究偏差所造成的结果分析造成偏差的原因。 3.失效模式与影响分析 通过识别石油化工单个设备或单个系统,确定分析项目和边界条件,说明现有安全控制措施,建议风险控制措施。 4.故障树分析 将导致石油化工设备事故的逻辑关系列出,构成一种逻辑模型,然后通过对这种模型进行定性或定量的分析,通过最小割集的计算,找出事故发生的基本原因。 5.火灾、爆炸危险指数评价法 火灾、爆炸危险指数评价法是以在标准状态下的火灾、爆炸或放出能量的危险性潜在能量的“物质系数”,把操作条件和化学反应的特殊过程危险性等作为追加系数加以修正,计算出“火灾爆炸指数”,并根据指数的大小计算暴露面积、财产损失、停工损失等事故损失后果,对损失后果进行分组,再根据不同的等级提出相应的安全对策措施。 三、石油化工设备安全预防性维护措施 1.维护设备的生命周期和预防性 结合维护经验,对设备进行生周期成本分析,测算设备生命周期,量化设备维护管理,在设备故障发生前有计划、有预见性地进行维护检修或更新。 2.加强设备检、维、修管理工作, 尤其是设备选材和运行状况 稳定原料性质,提供平稳的床层温度和催化剂线速;严格控制水质,定期排污;严把安装质量关,降低应力水平;严格遵循加热管道的焊接规程,消除焊接残余应力加强工艺指标管理,严格执行内外取热操作规 程操作,严禁干烧。 3.采用数字化监测系统 数字化监测系统的类型有:光电液压等传感器、数字化图像处理、嵌入式计算机系统、数据传输网络、等.全新的数字监测管理模式,具有快速处理数字信息抗干扰能力,而且发挥了宽带网络的优势,可以对管道监测系统远程、实时、集中、全面的掌握,通过全面的监测,将前端管道的参数通过网络摄像机视频采集、流量测试设备,通过网络摄像机的数据通道一起转换成 IP 数据包,将数据通过解码器将视频显示出在电视墙或大屏幕上,后端可建立相应的预警机制,对无法预知不定时活动区域,采取移动侦测,对有语音监控需求的环境,准确、有效地处理和控制关联事件。对于数据传输采用多种方式进行选择,如果设备的空间跨度大,可以采用无线网络的方式。 4.加强技术管理,优化操作方案 加强三旋运行监控: 在主风量不变的情况下,三旋压降正常为13k p 左右。石油化工设备实行二级维护,一 级维护是全员维护,设备按区域承包到人。重要设备在一级维护基础上实行二级维护,每周一次,由区域主管工程师负责,检要设备运行状况,监督一级维护的 维护质量,并进行可预见性维护及故障处理;对重大关键设备再实行每月一次的特别护理。实行分级维护可以使维护人员的职责明确,突出重点及关键设备,提高设备维护水平,减少石油化工设备运行故障的发生。 综上所述, 石油化工设备的风险防范及技术措施, 对生产系统中的各种危险进行辨识、评价和控制对系统存在问题有针对性地提出对策、措施确定重点管理的对策和范围, 预防事故特别是重大事故的发生并把可能造成的损失限制在最低程度。对在改扩建生产装置进行安全评价, 不但在石化行业, 而且在其他化工行业也是可行的, 这样使管理者掌握系统的安全状况, 修订、完善安全规章制度, 完善防灾设施和组织, 提高安全管理水平, 无疑是具有重大的积极意义。 石油化工设备论文:浅析石油化工设备防腐的有效措施 摘要:近些年来,随着步入市场经济时代,我国石油化工产业蓬勃发展。可是腐蚀问题在石油化工中造成的损失越发严重,因此在石油化工行业设备防腐蚀的安全防护与管理方面更应采取积极有效的应对措施,以此来保证工作人员安全和减少石油化工行业内由于腐蚀产生的巨大损失。本文旨在讨论石油化工行业中设备腐蚀现状及各种腐蚀原因还有对化工企业如何做好防腐蚀管理工作进行论述。 关键词:石油化工、设备防腐、管理措施 一、前言 石油化工行业的机械设备在受到的腐蚀之后,不管是这些设备呈现出来的物理性能,还是机械设备在使用的过程中所表现出来的其它方面性能,都有着不同程度的变化,在腐蚀较轻的情况下,这些设备的美观会造成一定程度的损坏,腐蚀严重的则会影响到设备正常使用寿命,这些都将影响到石油化工企业的经济效益。因此,关于石油化工设备的腐蚀问题,就需要采取及时有效的防腐措施,进一步提升这些设备的抗腐蚀能力。 二、设备腐蚀的原因和种类 1.腐蚀的定义 广义的腐蚀指材料与环境间发生的化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象。狭义的腐蚀是指金属与周围环境发生的化学反应、电化学反应或物理溶解作用而导致金属损坏。最直接来讲就是,材料的自身功能受到了某种程度上的损伤,而这种损伤的直接原因就是腐蚀,其产生原因往往是环境和材料之间所产生的电化学和化学作用。这种损伤的最直接结果就是化工企业经济上的损失,因为其机械设备产生损耗之后,在机械性能、色泽、 外形等方面都受到了不同程度的影响,这就造成了资源的严重浪费和化工机械设备的损坏,进而让企业的生产成本大大的增加,负担加重。所以现今化工及化工相关的产业面临的一个重大课题就是:如何采用有效的积极防腐举措才能提高化工机械设备的防腐能力。 2.设备腐蚀的原因 设备腐蚀的主要原因是在石油化工企业生产过程中含有较多的SO2、H2S、CO2、卤化物、硫化物以及盐雾等有害的物质,这些物质在高温或者是阴潮的环境中发生了相互反应,这些设备本身结构受到有害物质的影响发生了化学以及物理的反应,最终导致发生腐蚀的结果。 3.设备腐蚀的分类 从腐蚀的外观形态看,金属腐蚀可分为全面腐蚀和局部腐蚀。全面腐蚀一般表面均匀覆盖着腐蚀产物膜,在不同程度上能使腐蚀减缓,如高温氧化和易钝化金属(如不锈钢、钛、铝等)在氧化环境中形成的钝化膜,都具有良好的保护性,甚至能使腐蚀过程几乎停止。全面腐蚀分布较均匀,危害较小。局部腐蚀的腐蚀反应集中在局部表面上,又可分为电偶腐蚀、应力腐蚀破裂、缝隙腐蚀、小孔腐蚀、磨损腐蚀和腐蚀疲劳等。在化工生产系统中,由于局部腐蚀造成的化工机械的腐蚀损坏事故要比全面腐蚀引起的事故多的多,因此,对于局部腐蚀的研究与控制愈益受到重视。 金属腐蚀按机理可分为物理腐蚀、化学腐蚀和电化学腐蚀等。物理腐蚀是指金属由于单纯的物理溶解作用所引起的破坏。许多金属在高温熔盐、熔碱及液态金属中可发生这类腐蚀。例如用来盛放熔融锌的钢容器,由于铁被液态锌所溶解,钢容器逐渐被腐蚀而变薄。化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学反应引起的损坏。通常在一些干燥气体及非电解质溶液中进行。反应过程的特点是金属表面的原子与非电解质中的氧化剂直接发生氧化还原反应,反应过程中无电流产生。电化学腐蚀是金属与周围的电解质溶液相接触时产生的电化学反应而发生的腐蚀。它的特点是在腐蚀过程中有电流产生。电化学腐蚀是很普遍的,为人们所常见,其腐蚀原理与原电池一样。 笔者按照腐蚀现象所产生的原因,以及表面现象等,将腐蚀现象有效的总结划分成为以下几点:①高温氧化腐蚀;②剥层腐蚀;③点状腐蚀;④晶间腐蚀;⑤缝隙腐蚀;⑥焊接应力腐蚀;⑦疲劳腐蚀;⑧电化学腐蚀;⑨工业大气腐蚀。 三、设备腐蚀的防护措施 1.设备的防腐结构设计 化工设备的防腐要从设计阶段开始,在设备的设计阶段,要充分运用有关腐蚀和腐蚀控制的全部经验和知识,设计出性能好、使用寿命长、既经济又安全的设备和装置。这样的设备既能符合工艺过程的需要,又能保证使用寿命长和降低生产成本。具体说来,防腐蚀设计从设计到运转大体可分为四个阶段:设计时的防腐措施、制造施工时的防腐措施、设备安装时的防腐蚀措施以及设备运转时的防腐措施。 首先,防腐设计包括强度设计、正确的防腐蚀结构设计、材料选择及防腐保护方法的选择;其次,制造质量对设备腐蚀影响极大,某些材料从耐蚀性来说是好的,但制造质量达不到要求,设备也不会达到预期的防腐效果。制造时应充分考虑包括防治腐蚀在内的加厂、装配及制造过程中的管理;再者,安装质量直接影响设备的使用性能,安装不正确,会导致改变流体流动状态和流速,在一定环境下还会导致应力腐蚀破裂。安装时的防腐措施主要包括包装、运输、施工、装配时的防腐问题,而在安装过程中还要特别注意非金属材料质脆、强度低的特点;最后,设备运转时的防腐措施包括正常运转时的防腐管理,异常运转时的早期排除、维修、保养、监控、开车及停车时的防腐管理。主要有以下几种情况: (1)避免死角的出现。 设备中局部液体残留或固体物质沉降堆积,不仅会在设备操作时局部浓缩或聚集、引起腐蚀,并且会在设备停车时引起腐蚀。设计时要尽量避免死角和排液不尽的死区等。 (2)避免间隙的产生。 许多设备都容易存有缝隙,液体流通不畅的地方易形成缝隙腐蚀,如碳钢、铝、不锈钢、低合金钢等设备都有这种现象。缝隙腐蚀产生后又往往引发孔蚀和应力腐蚀,造成更大的破坏,而良好的结构设计是防止缝隙腐蚀最好的方法。经常存在问题的部位是密封面和连接部位。由于焊接能避免连接部位的缝隙,因此,比螺栓连接要好。 2.“一脱四注”的措施 “一脱四注”技术自19世纪初发展至今,一直是被国内外的石油化工企业普遍采用的工艺防腐措施,“一脱四注”主要是脱盐、注碱、注氨(胺)、注水和注缓蚀剂。这种方法能有效的缓解常减压蒸馏设备低温轻油系统腐蚀。因为氯化物盐类物质的存在,导致石油化工设备常减压塔顶冷凝冷却系统面临较大的腐蚀风险,所以,降低腐蚀的最根本方法是对石油化工的原材料进行深度脱盐,达到腐蚀介质数量最小化的效果,进而可以延长设备的运行周期。 3.增强工作人员的防腐意识 建立石油化工企业工程人员、管理人员在注重企业生产同时,企业应高度重视企业防腐蚀工作的有效机制,使他们在安排生产、指导生产的同时要对企业所属设备防腐蚀工作同时安排、同时检查。只有从思想上、组织上落实,防腐蚀才能真正从源头抓起,做到预防为主,防治结合。 4.合理使用防腐涂料 防腐涂料法是目前石油化工设备在使用过程中有效预防腐蚀的另一重要方法,其作用主要体现在以下几个方面: 其一,具有较强的屏蔽作用,将腐蚀介质和材料之间的接触能够有效的进行阻止,而且将腐蚀电池的通路也能够进行有效的阻隔,对于电阻就有一定程度的增大。 其二,防腐蚀涂料具有一定的缓腐蚀作用,例如一些颜料和其它与之成膜或者水分的反应等,对于化工机械的金属材料的腐蚀有着缓解的作用。 其三,具有相应的阴极保护作用。漆膜的电极电位较底材料金属低,在腐蚀的电池当中可以将它作为阳极进行“牺牲”,这样对于底材金属就有一种保护作用。 四、结束语 石油化工企业和其他企业之间相比较,其生产设备的腐蚀速度相对比较快,这就要求我们必须要采取相应有效的防治措施,根据实际情况选用合理、有效、经济的防腐方法,积极采用成熟的新技术,进行设备改造和完善生产工艺,才是21世纪中国石油化工企业重点需要解决的问题。 石油化工设备论文:石油化工设备制造中关于材料质量控制分析 【摘 要】随时石油化工业的不断飞速发展,石油化工的最为主要的建设内容就是设备制造。制造石油化工的设备的过程需要协同多个专业,是一个需要很多技术的复杂过程,而且还需要有较高的质量,实际操作也比较困难,并且需要各种各样的器材设备,而且检验的标准也相对比较严格。因为有很多因素可能影响到石油化工设备的制造,所以其过程必须要有严格的管理,质量的检验也必须要严格控制。制造石油化工设备的材料也需要很多品种、较高的质量和高标准的检验,因此在制造设备时严格控制材料的质量是整个质量控制过程中非常重要的一个环节。 【关键词】石油化工;设备制造;材料;质量控制 1.常见的材料质量问题 1.1设计选材的设计考虑不够周全 例如某乙烯工程的配套项目——动力中心单元使用两个月之后,该单元中2#分汽缸套在温度计表面的保护管表面被腐蚀,腐蚀坑深达1.2mm。 分汽缸为12Cr1MoV材质。因为设计人员没有考虑周全,忽略了该温度计具体的使用环境以及温度计在使用过程中各种外在环境和自身材质的变化,因此便使Cr-Mo系列低合金钢很容易产生腐蚀。因此设计人员应该考虑实际情况,选择合适的温度计保护套管。 1.2没有落实材料订货的技术要求 在某设备安装中,按《技术要求规格书》的设计规定,要对所需的不锈钢管配件进行相关试验。但是随机抽检设备资料时发现厂家提供的质量证明文件中没有相关的试验结果。 发生这种情况是因为设备制造厂没有完全了解并且掌握所提出的的技术要求,同时在没有向供货商提出具体的质量和技术的相关要求。 1.3材料的质量审核重视度不够 检查某动力设备档案文件时发现这些问题:螺栓、螺母的质量检验报告中,螺母的化学成分中Mo 元素质量分数不符合相关标准中4 级螺母的具体要求。与此同时螺栓的质量也存在一定欠缺。 材料的质量检测没得到足够的重视一是因为检验人员不熟悉标准对工作不负责任另一个原因是相关的管理部门和人员的重视度也不够。产品质量保证的最重要组成部分就是材料质量证明书,它是满足产品质量标准和设计要求的重要保证,如果质量证明书出现了问题那么相关的材料的质量一定也会存在一定的质量缺陷。 1.4焊接材料选择不恰当 在石油化工设备制造的具体工程实践中,主要是使用焊接方式连接钢制设备,很多安全事故都是由焊接质量问题引起的。石化设备制造的难点之一就是控制焊接的质量,同时也是整个石化设备最为关键的质量控制点。所以要对焊接的实际质量进行控制和管理,这需要不断地完善工作程序和相关制度。 2.设备制造中的材料质量控制 根据上文分析,具体制造过程中控制材料质量的几个关键点,随着石化工业规模的不断扩大和材料工程的复杂化,控制设备材料的质量成为非常重要的课题,这必须采取合理的管理和检验方式才能达到预防的效果。 2.1设计环节的材料质量控制 使用设备的单位的设计任务应该交由和其水平相当的设计单位来完成项目所需的相关设计任务。通过设计图详细了解设计意图并分析其技术要点的设计的可行性。重点是关注设备的\质量和其安全性。 选用设备材料的是一项非常重要的设计工作任务,应该根据环境的具体情况来选用材料,选定合理的材质。所以,设计人员在选择材料时要综合考虑成本和质量之间的关系,以选出最为合理经济的选材方案。要完全掌握和理解相关标准以避免因误解产生的一些质量事故和矛盾。为了防止因选材失误造成的安全风险和经济损失要严格审核判断产品的质量。 2.2对设备材料采购环节的管理要强化 制造设备的单位要根据设计和工程技术要求编制好采购文件,做好彩果过程中的相关调查和评审工作。因为焊接材料和相关消耗材料在具体使用过程中必须要满足设计要求,所以如果货源或材质发生变化就必须和原设计单位取得联系已得到材料变更手续。 单位制造设备时,质量体系的运行应该被相关监管部分严格监管,可以采用抽样方式对采购部门的进行实时的质量监控活动。但是要对材料计划材料质量和材料制造单位的选择等等要警醒重点抽样调查,以掌握质量标准的落实和转化情况。 2.3材料的验收和检验要强化管理 材料入库时质量控制夫人关键点是材料检验和验收的整个过程,因为随着科技的发展新的材料和技术陆续出现,这就一者需要检验部门要对工作程序和检验制度做好相应的完整和调整工作,从制度和程序等各个方面做好质量控制的保障工作。同时还要对检验人员的业务技能做及时定期的考核和培训,以尽可能快地提高人员的技术水平以提高质检的效率和质量。同时质量监管部门也应重点关注检验部门的制度落实和完善情况。 2.4对材料的保管、发放和使用要严格管理 报关材料必须具备合格的堆积场地和厂房,要满足材料存放的相关必备条件。从材料入库开始在后续的一系列过程中要做好最重要的标记管理工作。每一种材料都要尤其固定可辨别的标志,所以有关部门应该制定一套合理可行的标记方法制度。如库场的待检材料、合格材料和不合格材料的分区隔离标识,材料标识及其检验试验状态标识等。监管人员应抽查材料标识程序的实施是否得到了有效的执行。 3.结语 控制石油化工设备的质量问题涉及到形成设备的整体过程中的每一个细小环节,而控制设备质量最为关键的一个环节就是设备制造时所用材料的质量,这个设备能够安全运行最为关键的保证因素。选用了不合适的材料,不仅仅会引起经济上的损失,更为严重的是可能留下事故隐患。所以,材料关一定要严把,材料的选择要合理材料的订购要正确合适,质量检查过程更要严格细致。只有整个制造系统中的每一个部门都能发挥其应有的保障作用,才能使设备的质量水平得到提高,同时以满足发展石油化工工程的具体要求。
煤矿机电设备篇1 0引言 定期对煤矿机电设备进行检查和技术改造能够有效规避设备出现故障问题,进一步提高机电设备的工作效率,在煤炭开采企业生产作业中具有深远的意义。 1煤矿机电设备的检修 煤炭开采企业进行检修作业的目的在于及时、准确地排除相关设备运行时的故障,保证设备在日常生产中能够顺利进行,从而大大减少了安全事件的实际发生率。所以,煤炭开采企业要不断树立安全生产意识,不断提升机电设备检修质量和技术水平。 1.1煤矿机电设备检修的分类 1.1.1常规性检修 首先,制订日常的维修工作体系。在实践中,技术人员应该全面理解常规性检修作业的相关内容,制订详细的检修规章条例,以确保技术人员在进行常规性检修时的工作质量。其次,使CSR的质量与效果得到更好的保障,必须制订一套科学合理的规范,详细介绍在不同作业环境下,设备的检修必须遵守规范内相应的标准与原则。在实际操作中,由于设备的日常检修,会极大地降低设备的发生故障机率,大幅度加强设备的安全。所以,在实际检修工作中,专业技术人员要充分结合检修的具体条例,并制定一个完整、科学的检修计划,以最大限度地发挥煤矿机电设备的实际价值。 1.1.2周期性检修 定期维修往往是指在规定的时间内,机电设备进行全方位的维修。通常,每年都会针对煤矿设备的工作性能、工作条件和实际需求,制订一个比较细致的检修方案。在定期维修中,要特别关注两方面:①保证维修周期的科学性和合理性。在此过程中,必须大幅度降低设备出现故障的机率,缩短设备检修时间,确保设备在日常维修中工作质量与技术水平。②若是技术含量大、设备高,煤炭开采企业,应在了解技术鉴定的结果后,建立较为合理的质量检测周期。另外,要使常规的操作更加稳定,必须在停机时进行操作,以避免故障扩大影响其稳定性和可靠性,为煤矿机电设备的技术改造打下了坚实的基础。 1.1.3大范围检修 针对煤矿机电设备实施大规模检修是一项工作量大、检修范围广的工作。为了解决出现故障的关键设备,必须给出具体的监控方式,制定科学合理的维修计划。同时,要制定相应的操作设备。具体方法如下:①实际工作中要充分了解检修对象。②积极突出检查重点。在机电设备的大规模检修中,技术人员需要有一个比较清晰的目标。另外,要根据维修团队的具体情况,对维修工作进行全面的细化。首先是对金属材料部分的测试,涉及到金属材料部分的锈蚀程度和受损程度的检测。其次,对电线整体的损耗、微风振动的频率、导线振动的频率进行检验。在大型设备的大规模检修过程中,需要制订科学的目标与规划。由于机电设备的大规模检修,涉及到的设备很多,所以必须在实际工作中制订一个较为详尽的工作体系,并在此过程中要对抗检测工作的全面加以强化,以避免在维修工作中出现一些不良现象。 1.2设备检修中的注意事项 1.2.1日常维护中应注意的问题 第一,要制订评价标准,并对其进行细致的检测。若发现问题,应及时进行处理。第二,要规定作业的时间以及时长。第三,保证设备在发生故障之前,相关技术人员就能够及时发现出现故障的准确位置,并能及时地解决问题,消除安全问题。 1.2.2定期维护中应注意的问题 第一,根据日常使用设备的频率和实际检修数量,编排设备的维修时间和顺序。高频率使用或易发生故障的设备实际维修次数和维修时间要越多和越长。第二,平常不能停机设备,要对其进行全面的检修。要认真地对各零件的磨损、腐蚀状况、螺丝脱落等情况进行检测,以便对新零件的损伤进行及时的更换,以避免在运行过程中出现零件损伤而没有及时的更换。 1.2.3大范围检修中的注意事项 第一,制定煤矿机电设备的相关维修规章条例,务必按规章条例安排至少一次全面维修工作。在计划编制后,报企业同意,在企业监管和管理下进行检修工作。第二,制定煤炭开采企业的检修、检验、试验相关规范,对检修后的机电设备进行了检验、测试,试验检测合格后方可持续运转。不合格的,重新检查。 2煤矿机电设备技术改造分析 2.1注意新技术的应用 近几年,随着科学技术的进步,煤矿机电设备的维修方式已经从定期检修转向不定时检修。技术的不断更新与改造优化,标志着我国设备的运作和管理工作科学化水平的转变,也表明我国的设备修理水平进入了一个新的发展阶段。随着科学技术的进步,煤炭资源的需要也在不断提高。一方面,计算机技术以及传感器技术近年来发展迅猛。另一方面,煤炭开采企业应针对机械元件的工作特性进行更新与技术改造,尤其是利用先进计算机技术和传感器技术,以实现对煤矿机电设备状态的远程操控。 2.2异常情况应反复检查 在检查过程中,应注意二次回路绝缘层的损坏和老化。如果出现此类问题,应立即采取适当措施解决,并更换或修理。在检查绝缘电阻的过程中,了解机电设备的正常运行,定期进行设备上的灰尘清理,避免因其他问题导致运行故障的出现。在进行继电保护的相关系统检修过程中,并不是依据定时、定期来进行检修,而是依据具体的使用情况以及近期设备的状态来进行维护,明确设备在正常运行过程中是否安全,加强对设备以及系统的使用状态检测,从而科学地选择检修间隔以及具体的检修项目。只有日常管理与检修工作到位,相关条例完善,做好设备全面分析工作,责任落实到人头,才能保证煤矿机电设备的正常运行。 2.3实施责任管理 维护人员责任制。机电设备的责任制管理强调设备管理工作实现精细化,全面提高设备检修水平和工作质量,提倡责任制管理,通过精心操作、认真巡回检查,从管理网络、管理制度和保障措施等几个方面科学化、规范化管理机电设备,逐步推进程序化,实现设备全寿命周期运行经济的最大化和设备本质的安全化。管理责任制。工作人员之间应实行分工管理,每个人负责一项事务池。如任何一环都存在质量问题,找出了分管哪个环的管理者,并对工作过失予以了适当的惩罚,从而使得员工更能关注于自身的职责任务和管辖范围。而主管人员负责制则保障了煤炭开采企业内机械设备的正常使用和企业生产工作的质量。 3提高煤矿机电设备管理工作的有效途径 3.1技术人员方面 加强员工评估,加大考核力度。加强采矿、装载和运输设备及其辅助设备的日常例行检查,加强机电设备例行检查和维护制度的实施和评估。考核有考核标准,即明确日常检查的内容。将表格等日常检查项目落实到日常检查员个人,并签字确认。对考核项目不到位或未签署例行检查的,给予相应处罚。煤矿机电设备的日常检查和维护相对简单,相关人员应用继电保护完善的机电设备管理体系,如果没有完整日常管理体系,即便利用继电保护对出现的故障进行处理后,工作人员对其后续工作不能正确对待,也会对整个机电设备的正常作业有较为严重的影响。 3.2检修与制度条例方面 3.2.1日常检查和维护的制度化 设备内部传感器对机电设备进行全面检测,随后将相关数据传输至主机进行数据、检测与数据分析。相关人员运用扎实的理论知识与宝贵的工作经验,结合电流分析成果,对大电流煤矿机电设备中可能发生的故障给出了具体的维修对策,从而及时控制设备出现故障,并使经济损失减至最大最低点。煤矿机电设备管理与维护工作应根据实际需要,配备现代化的煤矿机电设备。在维修中,要采取煤矿机电设备作业许可证、检修监测作业许可证等,保证煤矿机电设备检修的安全,保证煤矿机电设备管理与维修的全面检查,避免事故风险。日常检查以及维护的制度化是目前煤矿机电设备整体管理水平的重要体现。只有日常管理到位,相关条例完善,责任落实到人头,才能保证设备的正常运行。煤炭开采企业应加强对相关管理与维护人员的监督和管理,创造更加便利的条件,让煤矿机电设备管理与维护人员可以更加充分学习。在此基础上为技术人员创造更加宽松和自由的作业环境,让技术人员可以在更加积极的工作氛围当中,不断地对煤矿机电设备管理与维护的相关技术进行创新和研发,有效的促进煤矿机电设备管理与维护的发展。同时,只要掌握熟练的专业技术,具有娴熟的实践能力的技术人员才能在短时间内对煤矿机电设备进行管理与维护。只有对煤矿机电设备的维护和管理有了规定,才能减少煤矿机电设备的问题,发挥应有的效作业率,使煤矿机电设备进入正常的作业状态[1]。 3.2.2维修包机制度 为大幅度提高故障诊断的精确度,设备修理技术人员可把不同实验或检测结果组合起来。比如:对故障设备内部部件的无损检查、机械性能试验、设备的断裂宏观和微观检验、硬度、机械疲劳和断裂的力学检验等。这些都可以成为对机电设备故障诊断的重要参考指标。另外,还应重视与作业技术人员之间的信息交流,以利于准确诊断由人为因素所引起的机械故障,使维修人员能够清楚地监控煤矿机电设备的运行状态,确保煤矿机电设备的维修质量,保证煤矿机电设备的健康运行和运输设备的可持续运行[2]。 3.2.3日常检修 为了最大限度地提高煤矿开采产量,一些煤炭开采企业忽视了煤矿机电设备的定期检查和维护,给煤矿机电设备内部故障,埋下了隐患。煤矿机电设备维修工作是一项相当漫长的过程,需要煤矿机电设备维修人员必须具备坚强的社会责任感,并熟悉专业的维修技能与专业知识。 3.3创新机电设备检修模式 虽然对煤矿机电设备监管规定已经比较完善,但在具体执行中出现了不少困难,如资金落实不到位、设备管理工作混乱等。煤矿机电设备管理工作难度比较大、范围广、专业化性强。如果平时检修工作中没有严格管理,没人督促检查煤矿机电设备管理工作,也会大大降低煤矿机电设备管理水平。 3.3.1预防性检修技术 预防性检修是一个比较实用的检修模式。预防性检修的要点是强化对煤矿机电设备全面检查。当煤矿机电设备出现故障时,技术人员对设备进行早期检查并且第一时间将故障排除,能够大幅减少故障停机时间。而预防性检修工作则包含了日常按时维护以及基于故障状态的维护。在判断设备故障的确切部位时,要坚持先易后难的原则。即先检查容易检查的部位,然后检查难检查的部位,先对设备外部进行检查,然后检查内部设备。按照这些原则进行设备故障排除,提高机电设备故障排除工作效率,保证了设备检修的质量[3]。 3.3.2故障性检修技术 之所以实施这种检修手段,一方面是由于在煤矿机电设备检查和诊断过程中不可能将所有的隐患暴露出来。同时,在煤炭开采企业生产作业中,煤矿机电设备故障时经常发生。另一方面,后期维护方法相对经济。这种维护方法可用于对煤矿机电设备影响不大的零件或易于更换且储存了备件的零件。采用这种维护方法,会大幅度降低煤矿机电设备故障发生率。然而,对于重要煤矿机电设备,如果采用这种维护手段,会加大煤矿机电设备故障的发生率,维护时间长,维护成本高,这是非常不经济的。 4结语 煤矿机电设备是煤炭开采企业进行开采工作的重要设备,其工作稳定性影响开采的效率和煤炭开采企业的经济效益。所以,煤炭开采企业应该时刻注意机械设备的检测,结合实际提出切实可行的检测措施。同时,加大对机电设备技术改造的投入,及时改造相关机电设备,为高效采煤和经济效益最大化创造良好条件。 作者:王龙 单位:陕西陕煤曹家滩矿业有限公司 煤矿机电设备篇2 在煤矿井下开采时,需要用到大量的机电设备。由于工作面的推进,机电设备需要重新安装。因此,做好机电设备的安装与调试工作,对于保证煤矿开采的效率十分重要。若不能对机电设备进行正确的安装与调试,则在机电设备运行过程中发生故障的可能性会大大增加,这不利于煤矿的安全高效开采[1-3]。本文围绕煤矿机电设备安装与调试的重要性展开,重点探讨了煤矿机电设备安装与调试的要点。 1机电设备正确安装与调试的重要性分析 机电设备的安装是指将设备安装在指定的位置服务于煤矿的开采,而调试就是在设备安装完成后,对设备进行试运行,测试设备的性能。图1为井下变电站的现场安装与调试图。机电设备的正确安装与调试对于其使用的重要性主要体现在可以保证机电设备的正常使用寿命、降低设备的故障率和降低设备运行维护成本方面。下面将分别对这几方面进行具体的分析。 1.1保证机电设备的正常使用寿命 机电设备在运行过程中都存在一定的磨损。当机电设备的安装不正确时,会导致机电设备的磨损加剧,从而缩短机电设备的使用寿命[4]。造成这种现象的主要原因是在机电设备安装不正确时,设备内部会产生不均匀分布的力,导致某些位置磨损会加剧。在设备调试时,通过将设备运行于极限状况下,可以发现设备存在的一些缺陷。通过对缺陷的分析,可以使设备在设计缺陷范围以内稳定地工作,这有助于对设备的磨损进行有效的控制。 1.2降低设备的故障率 在正常情况下,机电设备故障是难以避免的。然而在没有进行调试的情况下,机电设备发生故障的可能性会大大增加。例如:在设备安装不正确时,机电设备的磨损加剧,这会导致设备某些元件突然断裂,从而引发故障。此外,在机电设备调试时,如果没有对某些极限情况下设备的工作状态进行调试,则有可能在紧急情况下设备的保护装置不能动作,也可能导致设备发生故障。由此可见,机电设备的正确安装与调试,对于降低设备的故障率起着十分重要的作用,应当引起每位煤矿工程师的重视。 1.3降低设备运行维护成本 在煤矿生产中,很多机电设备属于重型设备,十分昂贵。在运行维护时,也需要花费较高的成本,例如设备的一个配件可能需要几千元。通过机电设备的正确安装,可以减轻设备的内部磨损,有助于减少对设备的维护量。通过对机电设备的有效调试,可以减轻极限情况下对一些设备元件的损坏,这也有助于降低对设备维护的需求。设备的运行维护量降低后,不仅可以节省人力成本,还可以节省维护所需的材料费。 2机电设备安装与调试的要点分析 以上分析了煤矿机电设备正确安装与调试的重要性,需要根据实际情况做好机电设备的安装与调试,具体可从做好机电设备安装与调试计划、保证机电设备安装施工的精度和保证设备调试的执行效果几个方面出发。下面将进行具体的分析。 2.1做好机电设备安装与调试计划 为了保证能对机电设备进行正确的安装与调试,必须进行周密的计划并形成相应的计划书和图纸,以供安装人员和调试人员参考。这是因为设备的安装过程涉及到的人员和设备较多,需要提前进行分配。而在进行调试的过程中涉及过多的调试细节内容,这些内容需要提前规划。对于不同的设备,安装与调试的内容可能存在明显的差异,例如在对采煤机进行调试时需要调试的是截齿能否按照设计切割,而在对皮带输送机进行调试时要特别注意对异常情况的处理。在形成相应的安装与调试计划书后,需要报送煤矿工程部进行审批。在审批过程中,一旦发现设计内容存在不合理的部分,则应该立即处理,以免在进行设备安装与调试的过程中影响安装与调试的有效性。在过去,设备的安装与调试过程中通常会存在计划书中的内容难以执行的情况,这非常不利于设备安装与调试工作的进行。为此,煤矿有关部门应该重视计划书的编写,并组织有经验的工程师对计划书进行审批。 2.2保证机电设备安装施工的精度 通常情况下,设备的安装与调试是按照煤矿制定的计划书来执行的,这就要求在现场施工时保证安装施工的精度。具体应该从以下几个方面做起:a)按照施工设计说明书进行施工,不可随意调整设备的安装顺序和安装的位置,在遇到特殊情况时,应该上报煤矿工程部来决策;b)在施工完成后,应该采用专用的测量仪器对设备安装施工的精度进行测量,如果发现某个位置的安装精度低于说明书中的要求,则返工重新进行施工,同时还应该查明精度出现较大偏差的原因,并做好相关的记录;c)做好设备安装施工的现场管理,在施工需要较多的人员时,为了保证人员能按时按量完成安装,则应该对人员的任务量进行详细的安排,例如在安装需要协同作业时,则需要采用相同的指令形式进行作业[5]。 2.3保证设备调试的执行效果 设备的安装与调试对于确保设备后期运行的安全性起着十分重要的作用,为此,应该保证设备安装与调试的效果。具体应该做好以下几个方面的工作:a)按照计划说明书中的要求,对设备的每一项功能进行调试(见表1),在调试过程中,不可降指标调试。换句话说,在调试时,应该保证每个设备有充足的运行时间,在设备的性能趋于稳定后方可停止调试。b)在调试时,需要专业的技术人员,由于设备的调试需要人员对设备的性能有着充足的了解,一旦发现异常,则应该立即找出设备异常的原因。c)在调试完成后编写设备的调试报告,在报告中应该详细地记录设备调试运行中出现的问题,要重点记录设备调试的主要功能。 3结语 在煤矿生产过程中需要不断地进行设备安装与调试。为了保证设备的正常使用,应该对设备进行正确的安装与调试。通过分析设备安装与调试的重要性,主要体现在可以保证机电设备的正常使用寿命、降低设备的故障率和降低设备运行维护成本三方面,应该从做好机电设备安装与调试计划、保证机电设备安装施工的精度和保证设备调试的执行效果三方面出发做好设备的安装与调试。希望所研究内容可以为煤矿机电设备的安装与调试提供一定的参考。 作者:王世杰 单位:华阳新材料科技集团有限公司 煤矿机电设备篇3 在煤矿生产中,需要用到众多机电设备。随着工作面的推进,一些机电设备需要移动位置,例如采煤机、液压支架、皮带输送机等,这就需要对机电设备进行安装和拆除。由于井下作业空间狭小且机电设备体积庞大,在安装和拆除设备时十分不便。与此同时,在安装拆除时若出现一些不当的操作,不仅会影响安装拆除的效率,还会埋下重大安全隐患[1-2]。因此,需要对煤矿机电设备安装拆除工艺进行优化。本文围绕煤矿机电设备安装拆除工艺中存在的问题展开,重点探讨了机电设备安装拆除工艺优化的措施。 1机电设备安装拆除工艺存在问题分析 经过对大量的煤矿机电设备安装拆除进行统计,发现机电设备安装拆除工艺存在一些问题,主要有准备不充分、施工时间过长和存在重大安全隐患。下面将对存在的这几个方面的问题进行具体的分析。 1.1准备不充分 在机电设备安装拆除过程中,遇到的最大问题就是准备不充分。造成这种情况的主要原因有两个方面:a)施工组织人员未能充分熟悉需要安装和拆除的设备,导致未能做好有效的规划;b)由于煤矿工作面现场情况比较复杂,设备安装和拆除存在较大的不同。准备不充分具体表现为人员配置不合理、辅助运输设备选型不恰当及运输线路不合理。 1.2施工时间过长 为了保证工作面生产的高产高效,要求机电设备安装拆除时间要短。然而,由于各种原因,煤矿机电设备的安装拆除时间过长。在机电设备安装拆除期间,综采工作面不能进行正常采煤,不能创造经济效益。所以安装拆除消耗的时间越长,则越影响生产运行成本。一般情况下,造成这种现象的主要原因有以下两个方面[3]:a)工程技术人员的熟练程度不高。由于煤炭行业属于一种工作比较艰苦的行业,技术人员流动比较大,新招聘进来的技术人员对煤矿现有机电设备的安装拆除不熟悉,导致浪费了太长的时间。b)出现了太多的突发状况。煤矿机电设备属于重型设备,在运输过程中路线选择不恰当或辅助运输设备选型不恰当,导致运输设备被卡住。 1.3存在重大安全隐患 在机电设备安装拆除过程中,还会存在重大安全隐患。在对设备进行拆解时,由于一些设备部件连接处进入了灰尘或者生锈,一些技术人员图省事而暴力拆卸,这会导致设备出现损坏,在使用时很容易出现机电故障,引发安全事故。一些工人在移动电缆时,为了省事,未按照正确的方式运输,使得电缆表皮出现不同程度的磨损,在使用时很容易出现漏电或短路问题,严重威胁到生产安全。此外,在进行设备运输时,由于未充分了解辅助运输设备的性能,一次性转入太多的机电设备,导致在运输时可能会发生翻车事故。 2机电设备安装拆除工艺优化措施 以上分析了煤矿机电设备安装拆除工艺中存在的问题,需要对这些存在的问题进行改进。考虑到安装和拆除存在一定的差异,这里分别从机电设备安装工艺和机电设备拆除工艺两个方面予以说明。 2.1机电设备安装工艺优化措施 为了避免在机电设备安装过程中出现上述三个严重的问题,应该对机电设备安装工艺进行优化,具体应该做好以下几个方面[4]:a)做好机电设备的安装设计。由于机电设备都有着各自的特点,在进行安装设计时,应该充分考虑到安装过程中的重点,例如煤矿刮板输送机放置的平整性、皮带输送机托辊的水平度(见图1)及采煤机与开切眼的平行度等。b)做好机电设备的施工组织工作。在综采工作面安装机电设备时,需要大量的工人,由于人员流动比较大,施工队伍中存在大量的新手,而新手对施工的熟练度较低。为此,在关键的工序中应该分配一些技术操作熟练的工人,与此同时,还要根据现场施工的情况对工人进行合理的调度。c)对整个施工过程进行有效的监督。在以往的施工过程中,由于缺乏有效的监督而导致安装中存在大量不到位的情况。因此,应该在每一道工序完成后立即进行检查,一旦发现问题,则立即整改。此外,在对一些液压机电设备进行安装时,要特别注意液压接口处的清洁情况。例如:在连接液压支架的输油管路时,接口处粘有大量的煤尘,不仅会导致接口处连接存在问题,还会导致输油管路存在一定的堵塞问题。针对这种情况,要采用专用的防尘抹布清理接口处的煤尘和机油。 2.2机电设备拆除工艺优化措施 在综采工作面进行机电设备拆除时,关键要做好机电设备的拆解工作和运输工作。在以往的机电设备拆除过程中,因考虑不周全而存在多种问题。为此,需要对机电设备的拆除工艺进行优化,具体应该做好以下几个方面[5]:a)改善照明条件。过去,机电设备拆解时多使用局部照明灯,看不清要拆解设备的整体情况。为此,需要使用更多的照明灯,使工人拆解时能看清设备全貌,从而便于实现对设备的快速拆解。b)规范设备的拆解方式。对不同的机电设备执行不同的标准,严禁暴力拆解。由于一些设备使用时间较长,有的螺栓已经生锈或进入大量煤尘,拆解起来十分不便。针对这种情况,不能采用暴力的方式进行拆解,应该先使用专用的清洗剂清洗。在对一些精密的设备进行拆解时,要轻拿轻放。c)使用无轨胶轮车(见图2)运输设备。过去,在拆除煤矿机电设备时使用有轨平板车进行运输,不但运输的时间长,而且不便于移动,随着时代的发展,无轨胶轮车技术已经日益成熟,非常适合用于煤矿井下机电设备的运输中。d)优化设备的拆解顺序。在综采工作面搬家时,需要拆解的设备比较多,应该根据对井下机电设备的安装能力选择合理的机电设备拆解顺序。若拆解的顺序不当,则会导致拆解的设备无处堆放。3结语在煤矿生产中,由于工作面的位置发生变化,需要对井下机电设备进行频繁的安装和拆除。在实际施工过程中,由于安装拆除工艺存在一些问题,主要有准备不充分、施工时间过长和存在重大安全隐患,非常不利于煤矿开采的高产高效。考虑到安装和拆除存在一定的差异,应该从机电设备安装工艺和机电设备拆除工艺两个方面进行优化。在进行机电设备安装时,应做好机电设备的安装设计和机电设备的施工组织工作;在进行机电设备拆除时,应该规范设备的拆解方式和使用无轨胶轮车运输设备。希望所研究内容可以为煤矿井下机电设备安装拆除工艺的优化提供一定的参考。 参考文献: [1]成锐.煤矿机电设备安装拆除工艺优化研究[J].当代化工研究,2021(15):155-156. [2]卫星.煤矿机电设备安装拆除工艺优化分析[J].当代化工研究,2019(14):93-94. [3]任宏伟.煤矿机电设备安装拆除工艺优化探讨[J].石化技术,2019,26(9):358. [4]祝鹏远.煤矿机电设备安装拆除工艺优化研究[J].内蒙古煤炭经济,2019(17):193. [5]张晓峰.煤矿机电设备安装拆除工艺优化分析[J].机电工程技术,2019,48(8):76-77. 作者:秦楠 单位:晋能控股煤业集团 白洞矿业大同有限公司
近年来,公路在人们的生产生活中发挥着越来越大的作用,公路沥青混凝土路面具备抗滑性强、平整度好、稳定性高、噪声及振动小等诸多优点。要想确保公路建设质量,必须加强材料管理,尤其是沥青混凝土原材料。作为公路施工的重要环节,沥青混凝土试验是影响整体工程质量的重要因素之一。建筑施工企业应当正确认识公路沥青混凝土试验的重要性,加强施工质量控制,确保公路运行的安全性、稳定性与可靠性。文章主要探讨当前公路沥青混凝土试验。 1公路沥青混凝土材料分类 根据所用结合料的差异,沥青混凝土主要分为四大类,即沥青砼路面、沥青碎石路面、沥青贯入式、沥青表面处治。沥青通常为:道路石油沥青、乳化石油沥青、液体石油沥青、改性沥青、改性乳化沥青部分地区也使用天然沥青进行拌制;根据混合料最大粒径的不同,可分为0.075~4.75mm的砂粒4.75~13.2mm的细粒、13.2~31.5mm的中粗粒;根据混合料密实度的差异,可分为密级配、半开级配以及开级配三种。开级配混合料又被称为沥青碎石。采取热拌热铺方式进行加工的密级配碎石混合料具有许多优点,包括强度高、耐久性强、整体性好等,在高级沥青路面工程施工中得到了广泛应用;根据集料品种的差异,可分为砾石、碎石、矿质以及矿渣集料等,其中,应用最为广泛的是碎石集料。不同国家针对沥青混凝土制定了不同的规范,目前国内热拌热铺沥青混合料技术规范明确要求:空隙率不超过10%的沥青混凝土主要分成两种类型:Ⅰ型和Ⅱ型。前者属于密级配类型,空隙率基本在2%~6%;后者属于半开级配类型,孔隙率基本在6%~10%。沥青混凝土混合料的物理学指标主要包括流值、孔隙率以及稳定度等。 2对当前公路沥青混凝土试验的探讨尝试 2.1沥青混凝土路面质量检测分析 2.1.1质量检验与抽样检验理论 通过检查、测量、度量及试验的方式分析某工程的一种或者多种质量特性,将结果和规定要求进行比较,在此基础上对工程各项质量特性是否符合进行确定的活动,就叫做质量检验。质量检验的作用如下:通过质量检验得出相关结论,为项目工程质量的确认及验证等提供有效依据;及时发现工程质量问题,并采取必要的预防措施;准确反映项目工程的质量信息。在公路工程建设施工中,质量检验通常分为三种类型,即原材料和半成品材料检验、工序、成品检验。工序检验指的是在公路施工现场,通过检验工序半成品,及时发现不合格半成品,以免对下道工序造成影响;对工序质量是否稳定、是否符合相关规范进行判定。成品检验是质量检验的最后一道关卡。。根据检验对象数量的不同,可以将质量检验分成两种,即全数检验和抽样检验。后者以统计学原理为基础,根据相关要求抽取并检查某一批产品的部分产品,然后对检查结果进行分析,以此对这批产品是否合格进行判定。将概率统计作为基础,计量型抽样方案必须确保抽样数量具有合理性,以此对双方风险进行平衡、降低。通过抽样理论对取样数量、频率等参数进行确定,其方案类型主要有两种:计数型抽样、计量型抽样。前者只对产品合格与否进行检测,在一个产品中获取的信息量并不是太大,因此要想确保判断准确,必须保证样品数量充足。质量特征可设定为正态分布的随机变量,计量型抽样方案可实现样本数量的减少,但是测值需要确保精确。 2.1.2沥青混合料各项指标测定 (1)测定物理指标。采取击实法将沥青混合料制作成圆柱体,在12h之后利用水中重法对其表观密度进行测定,然后以混合料组成材料的原始数据为基础,计算出沥青饱和度、体积百分率、空隙率以及矿料间隙率等数值。第二,测定高温稳定性指标,包括沥青混合料流值及马歇尔稳定度等。利用稳定度仪,在60℃条件下,测定标准击实试件的破坏变形量及破坏荷载,通过这两个指标对试件在高温条件下的抗变形能力进行表征。第三,测定水稳定性指标,即沥青混合料的残留稳定度。利用浸水法对混合料进行软化,浸水时间为48h,之后对其马歇尔强度进行测定,然后比对标准值;第四,测定热稳定性。在夏季高温时段,测定沥青混合料在温度约60℃时,受车辆长期、反复荷载而不出现病害的性能,包括路面波浪、车辙等。第五,测定低温性能指标,即沥青混合料的劈裂冻融强度。根据规定要求,测定冻融试件和标准试件的强度比。 2.1.3路面施工质量检测 (1)检测压实度。在公路施工中,检测路面压实度的方法多种多样,包括灌砂法、环刀法以及钻芯法等,其中取芯法的使用最为普遍。在试验检测之前,首先,使用取芯机在现场取芯样一组,晾干后,使用天平测定样品密度,现场试验所得的密度,与通过试验室标准击实试验所得的理论密度,二者之间的比值就叫做压实度。在路面结构层不同的情况下,其压实度规定值、检查频率等也存在一定差异,如果数值超出规定值,即可判定路面压实度合格,反之不合格。 (2)检测弯沉值。在对公路路面、路基的弯沉值进行测定时,主要采取贝克曼梁法。通过对路面路基强度进行检测,可以明确其承载性能。1km范围内的测定路段需设置80~100个检查点,利用相应公式对其标准差、代表值及平均值进行计算。当路面、路基的弯沉代表值在设计要求之内时,即可判定路面路基弯沉值合格,反之不合格。 (3)检测平整度。利用直尺对路面平整度进行检测,直尺规格为3、200m路段测定两处、10尺。当直尺和路面之间间隙最大值低于规定值时,即可判定路面平整度合格,反之不合格。之后通过测值将合格率计算出来。 (4)检测抗滑性。首先,采用手工铺砂法进行检测。每200m路段测定一处,同一位置平行测定应在3次以上,三个测点之间的间距控制在3~5m。根据砂体积、摊平直径计算出构造深度;其次,采用摆式摩擦系数仪进行检测。在对摆值进行测定之前,首先要调平仪器,摆动指针需调零,并对滑动长度进行校核,然后进行摆值测定,测定次数5,测值中最大值和最小值之间的差距应当在三倍摆值以内,在满足条件的情况下,摆值取5次平均值。测定温度应当控制为20℃,在修正温度后获取摆值。摆值测定结果、构造深度均要满足设计要求。 2.2沥青路面施工试验检测与质量控制 2.2.1沥青混凝土面层试验 (1)设计试验室配合比。先对原材料进行筛析试验,然后采取图解法对各个材料的用量、比例等进行计算,最后以标准值为基础,对矿料配合比进行合理调整、确定;第二,按照试验室配合比,确定生产配合比;第三,在试验路段进行试拌铺,做好工地试验工作,包括马歇尔试验、抽提试验和筛分试验,对矿料级配指标、沥青用量进行检验,确保其满足设计标准。 2.2.2施工过程中对集料的控制 为了防止混合料出现离析现象,在生产阶段的矿料级配和生产配合比级配曲线应当在最大程度上吻合。对于进场材料,试验人员需要对集料级配进行严格把控,每批进场集料都要做好筛分试验,以免出现集料级配与设计配合比相差太大的情况,导致混合料级配受到影响。一旦出现偏差过大问题,坚决不能投入使用,否则会对公路施工质量造成影响。如果集料清退数量较多、难度较大,可以根据实际情况适当调整生产配合比与目标配合比,同时还要定期筛分热料仓的集料级配,进一步核对混合料级配。 2.2.3施工过程中对配合比的控制 集料具有变异性特点,在实际施工中,很少会出现矿料级配与配合比设计值相一致的情况,要想实现集料级配波动性的降低,不仅要严格检验进场材料,还要对热料仓的集料级配进行及时追踪。在每天施工之前,施工人员应当筛分热料仓的集料,比对筛分结果和生产配合比,一旦出现差异过大的情况,需要对其进行及时调整,确保矿料级配的波动范围满足规定要求。 3结语 综上所述,随着科学技术的进步,公路施工质量得到了明显提升。在公路工程建设施工中,沥青混凝土试验属于关键环节,是一项基础性技术工作。加强沥青混凝土试验检测,有利于实现公路施工质量的提升,缩短施工周期,减少施工成本,对于施工企业经济效益和社会效益的提升具有重要意义。因此,施工企业应当重视公路沥青混凝土试验检测工作,加强公路施工质量控制,从而保质保量地完成施工任务。
公路工程论文:论公路工程成本监管的研究 1材料费用的控制 (1)材料用量的控制 实际施工中,材料成本占总成本的比例很大,一般为70%,因此材料费的控制显得非常重要。工程建设完成后,一般都有材料费的结余,这对整个工程的结余影响很大。在实际施工中,施工队并不注意材料的合理使用,许多施工环节都出现了材料浪费的情况。针对这一现象,企业可将通过理论计算出来的材料用量及损害情况定量、限额购买钢材、水泥,施工队若能够节约材料成本,那么可给予一定的奖励,反之,则有施工队承担多出来的那部分成本,让施工队意识到这是关乎自己的利益,在以后的施工中必然会更有效的利用好材料成本。 (2)材料价格的控制 材料价格的高低也显着影响着总成本的变化。企业在确定材料价格时,应积极收集各销售材料企业的资料,在充分调查的基础上货比三家,找出货源充足、价格优惠、服务最好的企业。然而价格并不是最主要的部分,而是必须在保证达标的基础上讨论价格问题。要把好材料质量关,就必须要把握好材料的物理性能和化学性能,所有的材料必须经过质量检验。 (3)材料的管理控制 优化材料管理环节,减少材料采购、运输、保管等方面的损耗,从而节约采购费用;现场材料的合理堆放能够避免和减少二次倒运,从而减低成本。材料进场时应先验货,保证材料合格才能进场,并规定进场材料的数量;采用新技术,使得材料物尽其用,防止浪费。 2机械费的控制 (1)机械的科学选用,能够降低机械费用。先科学制定好施工所需的机械,然后合理规划好机械设备及进出常次序,保证机械发挥最大的效能。 (2)要落实单机单车核算制度。施工人员应制定科学的施工任务,通过人机结合实现机械的最大化利用。在日常施工中,相关人员应做好机械的保养工作,防止出现大修、大检现象;此外,严格控制油消耗也是施工人员必须做好的工作,把机械维修、消耗控制在合理的指标范围内。 3目前成本管理有待完善的地方 随着公路市场竞争的进一步加剧,要求我们公路人必须利用有限的资源来保证工程的开工及完工后的质量,成本管理就急需从以下三个方面进行完善: (1)完善成本考核、奖励、处罚机制。企业应对工程项目成本管理工作作出及时的总结和评价,对整个成本控制的优劣进行评分,根据考核评分高低来决定奖励、处罚,这大大调动了员工的努力降低成本的积极性。每一道工序的责任制必须具体落实,不可到了出现问题的时候找不到责任人。成本考核可分多次进行,每月、分项工程及竣工考核都可作为考核的周期,在施工中进行考核评分,能够提高员工的斗志,有助于及时发现问题及时解决。在竣工后进行考核,能够对整个工程进行系统、客观的评价,检查总结,对于做不好的地方加以注意、改正。 (2)完善工程成本管理制度,规范预结算格式从制度上对项目成本管理进行明确,将项目部每个岗位、工程中每道工序的责任制度进行详细制定,并按要求进行落实。 (3)将成本管理工作在公司各部门和各个环节进行推广,培养节约的意识,防止不必要的开支和浪费提高成本。 总而言之,公路工程成本的有效管理需要全体人员的主动参与、协调合作,不能忽略微小的费用,须知“积少成多”的道理。在成本管理中,不可避免的会出现一些不如意的地方,我们应该积极总结经验和教训,为未来的项目管理提供经验和教训。只有深入、全面、细致的成本管理,才能最大限度的降低成本,提高企业的竞争力。 公路工程论文:分析公路工程施工要点 1公路工程中软土路基施工中所存在的问题 公路工程中软土路基施工中所存在的具体问题有:第一,软土路基在路堤填土施工完成之后和路堤填筑施工过程,公路的路基就会产生一定的路基沉降,以及剩余沉降。怎样才能有效的对路基沉降进行控制,并保证其沉降控制在预期的设定目标,同时还要保证公路路基不同结构结合处的平稳以及公路路基高度预留高度保障道路达到预期的设计标准,这些问题已经成为现代路基施工中所必须要解决的问题。第二,软土路基在正常的施工过程中,经常发生路堤滑坡的现象,这样就很容易的造成路基基础的失稳,而产生这一问题的主要原因就是因为软土路基中固结速度过慢,路基强度较低。怎样才能有效的对地基进行稳定性的保护,以及对施工工程的进度和质量进行保证,同时还能够有效的对提高填土速率,也已经成为必须要解决的问题。 2公路工程中软土路基施工中的关键技术 2.1排水法 通常可分为三种:一是砂井排水固结法,二是挤密砂桩法,三是振冲碎石桩。这种直排水法在软土层较厚的软土地基比较适用。一般情况下,为增强软土的强度,常通过两种途径实现,一是清楚表层淤泥,二是砂井排水固结,砂井排水,即通过预压砂井法先使排水固结,地基提前沉降。此方法能取得较为良好的效果,需注意的是,软土地基要想完全固结需要一个漫长的过程。 2.2换填管理法 换填管理法就是将基底下的软土挖出来,换一些材料进行填补,再加以夯实,不过有两点需要注意,第一,这些填补的材料必须满足低压缩性、无腐蚀性的要求;第二,挖出的软土必须在基底下一定的深度范围内。此方法有一定的限制,需根据具体的需求进行具体操作。换填的材料有相应的垫层,如砂和砂垫层,碎石与矿渣垫层。底层的材料不一样,相应的垫层也随之变化,垫层的功能很大程度上是不一样的,但也有共同点,最大的共同之处就是,代替软土来承载基础压力,填筑的材料要具备较高的抗剪度,其压缩性要小。在填充的同时,会有一些空隙出现,通过此刻发挥其透水性能,提高排水速度,使软土在较短时间内迅速固结,避免出现低温冻胀的情况。在水利施工中,利用此方法进行软基处理时,上部软土朝下施加的应力很小,能取得良好的效果。当然,在实际操作中,还是要考虑工程的规模和稳定性等问题。 2.3化学固结法 即通过一些化学手段对地基进行固结,以加强其强度,提升其稳定性。经常用的处理手段通常有三种:一是深层搅拌法。二是灌浆法,三是高压喷射注浆法。深层搅拌法,即在软土中掺加固化剂,经搅拌机搅拌,软土和固化剂会发生物理化学反应,从而提高地基强度和稳定性,将软土硬化,加强其整体性。固化剂的主要组成部分多是水泥石灰等,搅拌机为特质搅拌机,另外,软土和固化剂的黏合尽量在地基深处就开始进行。利用此方法,主要就是为了增强软土的强度,提升承载力,以达到减少沉降量的目的,从而为边坡的稳定性提供必要保证。此外,之所以要用搅拌机加固,主要是为了让软土和固化剂之间发生物理化学反应,它与混凝土的硬化有着很大区别,混凝土的凝固速度比较快,因为其进行的是水解水化作用。 2.4旋喷法 为加强地基的强度,常采用旋喷机制造旋喷桩,这就是旋喷法。将带有特制喷嘴的注浆管放在土层预定的深度,提升其高度,喷嘴会按照设定的速度开始旋转,同时喷射出水泥固化浆液,与软土合并并发生作用,进行凝固硬化,形成的桩就是旋喷桩,旋喷桩压缩性小,强度高,主要用于对粉细砂和软粘土地基的加固,但是对有机成分较高的地基加固效果较差。 2.5灰土挤密桩 当软土地层的含水量过大或过小时,应选择灰土挤密桩,含水量过小,需先将加固范围内的土层浸湿,接着按先外后内的间隔进行成孔的顺序;含水量过大,需利用干土粉或石灰粉吸收部分水分,或者快速成孔浇灌。在进行孔填料之前,先对孔底夯打大约三锤,夯锤形状以梨形和枣核形为佳,重量要在100公斤以上,然后以所测出的密实度为标准,对夯击次数和下料速度实行严格控制。对于已出现疏松、断裂或夹层的情况,应先将其取出,再依据设计要求填夯灰土,按照规范进行施工。此外,还有预压砂井法、加筋法、爆炸排淤法以及强夯法、井点降水发等许多方法。 3结束语 综上所述,当前,我国的交通量和公路路面工程技术已发展到一定的水平,为顺应发展,某些级别较高的公路的路基面通常会采用科学化、规范化和定性化的施工技术。其中软路基施工技术对路基施工有严重的影响,要解决公路软路基施工的技术问题,就必须在准备阶段就给予重视,强化施工的关键施工技术,正确分析影响施工的原因,并能及时采取有效的措施,从根本上保证工程的质量和社会效益。 公路工程论文:浅论业主对公路工程项目投资的控制 公路工程项目的投资,就是指该公路工程项目从决策到竣工的全部费用,工程项目完成的过程就是实现投资目标的过程.对投资的控制目的就是为了确保投资目标的实现。业主既是工程项目的决策者,又是工程项目实施的主持者,业主对工程项目的投资控制应进行全过程控制,在项目决策阶段、设计阶段、招投标阶段、施工阶段、竣工结算阶段,都要实施投资控制,力求在公路工程建设中取得良好的投资效益和社会效益。 一、在项目决策阶段对投资的控制 项目决策阶段对公路工程项目投资的影响主要在三个阶段:项目建议书阶段、可行性研究阶段、项目评估与决策阶段,业主在项目决策阶段对投资的控制主要就从这三个方面进行。 1、在项目建议书阶段对投资的控制 公路工程项目建议书就是根据国民经济和社会的长期规划,国家及地方的公路网规划,经过调查研究、市场预测及技术经济的分析,对拟建的公路项目的总体轮廓提出设想。是政府选择建设项目和进行可行性研究报告的依据,是公路基本建设程序中前期工作阶段的第一个工作环节,具有极其重要的作用。项目建议书应该着重从客观上对项目立项的必要性和可能性进行分析,对拟建公路项目的必要性分析应从项目本身和国民经济两个层次进行,对拟建公路项目的可能性分析应从项目建设和生产运营必备的基本条件及其获得的可能性两个方面进行;充分做好外业调查工作,编制好项目建议书投资估算。 2、在可行性研究阶段对投资的控制 公路工程可行性研究报告是公路基本建设程序中决策的前期工作阶段,是建设项目是否可行的重要论证依据。在可行性研究阶段,必须对投资的影响因素:市场分析、项目规模选择、项目实施条件分析、技术选择、财务评价、国民经济评价、社会评价和项目风险进行分析论证;可行性研究报告投资估算编制人员应积极配合设计人员深入现场调查研究,掌握基础资料,了解工程项目的设计方案和工程量情况,合理选用估算指标和各种费率,准确编制好可行性研究报告投资估算。 3、在项目评估与决策阶段对投资的控制 在项目评估与决策阶段对投资的控制主要做好以下几点:1)、认真做好各种资料的搜集,要确保基础数据资料的真实、准确;2)、做好市场分析工作,对拟建公路项目的需求状况、类似项目的建设情况、国家的产业政策和发展趋势进行分析,详细论证项目建设的必要性;3)、做好设计方案的优化工作,用动态分析法进行多方案技术经济比较,通过方案优化,使设计更合理,投资最少;4)、合理确定评价价格,进行项目经济效益评价,强化项目前期工作,规范项目投资决策。 二、在设计阶段对投资的控制 在工程设计阶段对投资进行有效控制,必须要做到技术与经济相结合: 1、在工程设计阶段吸收工程造价人员参与全过程设计,从设计一开始就建立在经济基础之上,设计人员在做出重大设计变更时必须要充分认识到其所带来的经济后果,注重设计的经济性。 2、重视设计多方案比选,引人设计竞争机制,有效控制投资。 3、在设计阶段采用限额设计,在项目投资限定条件下,经济技术上的改进和方案优化,提高项目标准水平。 4、推行设计招投标、设计监理、设计市场化管理。 通过优化设计控制投资是一个综合性的问题,也不能片面地强调节约投资,要正确处理好技术与经济的对立统一的关系,必须要满足项目的该了功能要求。 三、在工程招投标阶段对投资的控制 业主在工程招投标阶段对投资的控制主要在以下几个方面: 1、业主必须完善施工招投标文件的编制及招投标的组织管理。 2、业主必须掌握与项目有关的工程造价的基本情况,确定合理的招标工程上限价,选择合理低价中标,允许中标人有一定的利润空间。 3、根据工程的实际情况采取合适的合同形式,如固定总价合同或固定单价合同,将工程实施过程中的部分风险转移给承建商来承担。 4、选择有资金实力、有施工能力的施工队伍。 四、业主在施工阶段对投资的控制 工程项目的投资主要发生在施工阶段,这一阶段需要投入大量的人,财,物,是建设费用消耗最多的时期。业主应该把计划投资额作为投资控制的目标值,在施工中定期分析投资实际值与目标值之间的偏差原因,采取有效措施加以控制,确保投资目标的实现。 1、业主应该加强对施工组织设计的审核,采用经济技术比较法进行综合评审,不同的施工方法,对工程造价的影响很大。 2,业主应该加强对工程进度款的支付严格控制,工程进度款支付是投资控制的有效手段,是工程质量和进度的有力保证。 3、业主应该严格审查工程变更,保证总投资限额突破。在很大程度上,对工程变更的控制成了施工阶段投资控制的关键。 4、正确处理与防范施工索赔,并积极做好反索赔工作。 5、严格控制施工进度,切实落实工程质量保证措施。进度、质量会反作用与费用,进度控制不好,质量得不到保证会引起投资的增加。 五、业主在竣工结算阶段对投资的控制 业主在竣工结算阶段对投资的控制中,应认真及时审核竣工结算,审核的具体内容包括:竣工结算是否符合合同条款、招投标文件,结算是否按定额和工程计量规则、造价主管部门的调价规定;根据合同、图纸对工程变更、工程量的增减、材料替换、甲供材等进行审核。 1、工程量的审核 工程量是竣工结算的基础,应以招标文件和承包合同中的工程量为依据,考虑工程变更,同时要对施工签证单 的符合性和合理性进行审查。 2、定额套用的审查 定额套用也是一个非常重要的工作,因为在结算审查时经常会发现定额套错、高套、定额替换等情况。 3、合同外项目结算单价的审核 工程量清单中原有项目的工程量有误或设计变更引起的工程量增减属合同约定的幅度以外的,及工程量清单遗漏或设计变更引起的新工程项目,对承包商上报的单价,业主要严格审核。 六、结束语 业主对工程项目的投资控制是一个系统工程,需要进行全过程、全方位的管理和控制。只有加强对工程项目每个阶段的投资控制和审查,找出项目管理中存在的问题和不足之处并加以改进,才能对工程项目的投资进行有效的控制,提高投资效益。 公路工程论文:公路工程软土地基的施工方式 处理公路工程软土地基表层的方法 1表层排水法 软土地基的形成有多种原因,通常一些土质很好的地基之所以成为软土地基多是含水量过多引起的。针对这样的软土地基,工程作业人员在开展填土工作前,要先在地的表层开挖出来一道沟槽,排掉地面和软土地基表面的水分,从而为机械设备的正常运转提供有力保障。为了使开挖沟槽的功效发挥到最大程度,工程作业人员常会选择透水性极佳的沙砾或者碎石来进行回填。 2砂垫层法 1)施工中进行砂垫层操作时要把机械设备自身的厚度、机械轮胎跟地面接触时产生的压力以及机械的偏心程度和地基表层的承载强度都纳入考虑范围之内,制定出准确的砂垫层厚度。针对极软地基的施工,施工单位常把表层排水法、敷垫材料和砂垫层法三者有机结合起来使用,这样就能促使大型施工机械正常运行,还节省了成本,既经济又实用。2)在进行砂垫层施工时要预先安置样板。对路面进行摊铺时通常会将自卸汽车和推土机联合起来进行操作,并保持二者进度同步。另要妥善处理砂垫层的端部位置,以免侧面排水不便。 3敷垫材料法 这种方法适用于土层分布不均匀的地基,可以避免出现部分区域沉降不均匀或者出现侧向变位的情况。敷垫材料具有很好的抗剪和拉抗力,有利于施工机械通行的增强,促使地支承填土荷载量能够均匀分布,从而提升地基的承载力。 4添加剂法 在路基表层粘性土里加入适量的添加剂可以提升地基的强度、改善压缩性能,还可以稳定填土,取得良好的施工效果。添加材料通常由生石灰、熟石灰以及水泥三种原料组合而成,这种石灰类添加材料一般都是现场进行搅拌或者厂拌,目的不单单是为了减少土壤里的含水量、产生团粒,更是从根本上固结粘性土壤使其发生质变,从而巩固整个土体。 实施粉喷桩加固措施 1)粉喷桩施工前的准备工作:施工场地的工程地质报告、土工试验报告、室内配比试验报告、粉喷桩设计桩位图、原地面高程数据表、加固深度与停灰面高程以及测量资料等。2)开展平整场地、清理障碍物的工作。3)所有的机械在使用前要先组装,再试运转,确保无问题时方可正常投入使用。4)粉喷桩的施工方案主要是依据工程设计要求的配比以及实际测量所得的各种参数,试桩稳定之后再行确定的。 竖向排水固结法 施工过程中对于粘性土的地基常常会安置垂直的排水柱,从而减少排水的面积,固结住地基排水,进而提高地基的抗剪强度。垂直排水柱一般会采用沙井和纸板两种材料。砂井排水法因为施工方案不同,方式也就不同,常有打入式、水射式等,多与加载法和缓速填土法结合使用,用于层厚大的均质粘土的地质使用效果最为明显,但不太适用于泥炭质地基。在对排水砂井进行设计时要预先制定施工方案,再测量砂井直径和排水的距离,并预估改良的范围;最后计算地基的稳定和沉降率。 处理方案评价 1)处理公路工程软土地基一般采用排水固结措施,这种方法非常经济适用,效果也很好。2)在国内对轻质路堤施工时常用的材料是粉煤灰,这种路堤常见的三种类型是:①单一型;②粉煤灰;③粉煤灰和土互层形成土砂等混合。这种路堤成本低,效果好,很受欢迎。3)施工时采用土工布以及塑料加劲格栅等一些简单实用的材料,不仅有助于提高地基整体的稳固性能,也避免了地基出现不均匀沉降的现象,同时,还能减少滑移,促进工程早日竣工。 公路工程论文:浅谈公路工程沥青路面施工技术与质量控制 论文关键词:公路工程 沥青路面 施工技术 质量控制 论文摘要:随着我国经济发展,我国公路也有了很大发展,并且人们对公路行车安全、舒适性及行车速度等要求越来越高,相应地对公路工程路面的施工技术及质量要求也不断提高,在这种情况下,公路工程就要不断加强施工技术提高及质量控制,以确保公路工程质量能够符合相关要求。 路面施工作为公路工程里的重要组成,路面施工好坏会直接影响行车安全、舒适、速度及运输成本,由于沥青路面具有强度高、噪音小、行车舒适及施工方便等优点,在公路工程施工中受到广泛欢迎,可是随着车流量、车载不断增加及车速提高,沥青路面容易出现早期损坏现象,这与路面的施工技术及质量是密切相关的,为确保路面质量,应加强沥青路面施工的技术及质量控制。 1沥青路面施工准备 1.1材料来源确定与进场控制 在公路工程施工之前,要做好相关材料检查工作,尤其是沥青、砂、矿粉、石屑及石料等有关材料检查及验证,要从源头上就加强质量控制,同时,还应该从质量及经济方面进行材料合理选择,通常应该选择正规及大型沥青厂商或石料场。当原材料进行施工现场时,要有专门监督人员进行原材料数量、质检报告、日期及厂商等方面检查及审核,特别是填料及粗细集料质量要格外注意,防止不合格材料混入施工现场,还应依据有关技术指标进行每批材料的抽样检查,当检验合格后才能够放入施工现场进行使用。 1.2机械检查 公路工程施工之前,要对相关机械设备给予全面检查,确保施工机械及设备能够稳定运行,尤其是路面施工过程所需要的运输设备、拌和设备、矿料撒布车、洒油车、压路机及摊铺机等有关设备进行全方面的性能检查,以确定设备配件齐全,并且在使用之前,要做好调试及养护工作,防止施工时候出现故障,耽误路面施工时间,减少了路面施工的效率。 2混合料配比控制及质量控制 2.1混合料配比控制 沥青混合料在生产之前,要试拌试铺,对拌和时间、拌和温度及矿料的加热温度进行确定,拌和机操作工艺也要进行确定,计算机的打印装置可信度进行考察,还应对配合比设计与混合料压实性进行验证,从而确定混合料配合比及沥青用量的最佳点进行确定。在混合料拌和过程里,有待料及溢料就表示冷料仓供料比是不相配的,应依据待料及溢料集料粒径对冷料仓转速作出相应调整,经过调整后让冷料仓的供料比达到平衡,拌和机在调整稳定后,应该取样进行马歇尔试验及抽屉试验,对生产配合比的试验结果及取样实验结果给予对比,其沥青含量及混合料配比与马歇尔的设计及特性是否一致,进行钻孔取芯,主要是通过压实度及压实的孔隙率来检验混合料压实的效果。 2.2混合料质量控制 在生产过程里,要对各进场材料依照相关规定进行项目检查或者抽样试验,保证材料质量与相关技术要求相符,在平常质量检验里,其检验频率应依据质量及材料波动情况进行确定,以确保质量稳定性。在混合料的温度控制里,沥青路面的施工温度主要包含沥青材料的出场、到场、摊铺及辗压等温度的具体参数,在这些温度参数里,起决定作用的是沥青混合料的出场温度,其温度高低直接影响着接下来的到场、摊铺与辗压温度,造成出场温度发生变化的原因主要有沥青混合料的级配稳定性、集料的干湿度及出场温度的设定值等具有很大关系。在沥青含量的控制方面,其含量变化对沥青混合料性质造成较大影响,特别是稳定度、孔隙率及流值指标等,沥青含量比较少的时候,沥青混合料的水稳性会变差,会对沥青路面耐久性产生影响,特别是沥青用量较少的情况下,路面的孔隙率增大,其沥青膜会变薄,当公路沥青路面在空气及阳光影响下,就会发生较快老化,降低沥青含量的变异性,要保证沥青拌和的楼计量系统能够稳定,混合料的取样均匀,设定温度也要保持恒定,另外还要对沥青含量的变化情况进行时刻掌握,发现异常情况时,及时给予解决。 3沥青路面施工技术 3.1摊铺及辗压的施工技术 摊铺机运行速度要依据搅拌机产量、摊铺宽度及厚度、相关施工设备情况等来确定,通常按照2-6m/min进行预先设定,路面施工过程要均匀、缓慢及一次摊铺,不能够随便改变摊铺速度,在摊铺过程一般不用人整修,当遇到交叉口及十字路口等特殊情况时,可在专业的人员指挥下,进行混合料更换或者人工找补,当摊铺缺陷较多时,要铲除重新摊铺;摊铺所应用钢丝是扭绕式,其直径要控制在6mm以下,每5m设置一钢丝支架,并且拉力要在800N以上,在摊铺机前面左侧可设立钢丝,安装横坡仪进行控制,摊铺机后面的右侧也设立钢丝,其左侧可在摊铺完层面之上走雪橇。辗压作为沥青路面施工中的最主要步骤及施工最后步骤,是非常重要的,要积极提高沥青路面压实度,这需要增加压路机压实功能,并且对压实机速度给予密切关注及控制,有效保证沥青路面压实质量。辗压过程里,辗压次数及速度是互相作用及制约的,当辗压速度快的时候,为确保质量,辗压次数会相应增加,这样压实效率就会降低,辗压速度合理性是非常重要的,通常速度控制在2-4km/h之内,如果是轮胎压路机的话,可以适当提高压路机速度,可也要控制在5km/h以下;压路机速度过慢的话,也会对压实度产生影响,尤其是会在压实及摊铺间产生孔隙,从而对施工质量产生了影响,为确保沥青辗压质量对压路机速度给予合理控制是很有必要的。通常在沥青路面的辗压过程里,会出现辗压不明、漏压及重复辗压的现象,还有辗压间隔时间较长等问题,要解决这些问题,需要对辗压方式进行改善,使用黄红绿对辗压区段进行初压、复压及终压等标明,防止重压及漏压现象发生,还可以运用排压方式进行作业,使其成为流水形式,环节紧密,在辗压的过程里,还应注意辗压车道变换问题,要在已辗压路段,及压路机停止振动情况下进行变道;变道的时候,方向变换要缓慢进行,防止沥青路面破坏。 3.2接缝施工及压实技术 在沥青路面施工过程里,混合料配合比及压实是很重要的两步骤,当配合比比较合理科学时,沥青路面没充分压实,路面使用功能就会降低,进行路面压实主要是为了降低混合料缝隙,增加路面密实性,从而提高公路路面耐久性。在沥青路面施工中,经常会见到纵向及横向的施工缝,对于纵向施工缝可运用两台摊铺机共同作业,使用梯队联合的摊铺方式进行纵向接缝,先在已摊铺混合料中,留下1-2dm位置,这位置不进行压实,这样就会有5-10cm的摊铺层发生重叠,可以运用热接缝方法进行跨接辗压,从而消除缝隙;对于横向的施工缝,应该运用平接缝,在3m直尺的纵向延伸位置,其端部直尺要呈悬臂状,把直尺脱落及摊铺层地方当做裂缝处理位置,使用锯缝机进行切割铲除,在摊铺之前,要把接缝部位的粉尘进行清理,再添加一些沥青进行摊铺,进行辗压的时候,要用钢筒式的压路机进行横向压实,从跨缝向新铺的层面逐渐进行压实。 4沥青路面施工质量检测及评定 在公路工程里,对沥青路面进行质量检测的时候,主要针对的是沥青混合料温度、原材料及沥青面层给予检测的,原材料检测是为了防止不合格材料混入施工现场,为混合料拌和、辗压及压实提供基础保证,沥青路面检测,能够改善不合格路面施工质量,加强沥青路面施工过程里的动态管理,并运用多媒体技术进行数据分析及检验,对于发现问题及时进行解决处理。质量评定作为沥青路面施工质量重要依据,应该给予仔细认真检查,同时还应该制定合理科学路面质量评价标准,保证公路建设质量。 5结语 沥青路面施工作为公路工程重要组成,其施工技术及质量控制是个系统的工程,可由于各地施工手段、气候条件及原材料不同,使得沥青路面施工质量存在一定差异性,要加强沥青路面施工技术提 高及质量控制,需要对所需原材料、混合料及施工工艺等进行全面控制及管理,规范施工技术要求、方法及完善施工工艺,加强沥青路面施工质量控制,有效提高公路工程的经济效益及社会效益。 公路工程论文:关于高速公路工程造价管理改革思路建议 近年来,我省高速公路建设发展迅速,在建里程、通车里程都不断增加。高速公路建设项目在数量上快速增长的同时,公里造价也出现递增趋势,并且出现不少项目实际建设费用突破概算的情况,究其原因除工程内容增加,材料价格上涨,各项税、费增加等因素外,造价监督管理模式滞后也是一个主要的原因。这就要求交通造价管理监督部门要以党的十七大精神为指导,深入学习实践科学发展观,解放思想,创新工作思路,大力推进造价管理监督科学化、制度化、规范化建设,努力提高造价管理服务水平,进一步开创造价管理服务工作的新局面。以下谈谈我们对高速公路工程造价监督管理体制和模式方面的一些思考。 一、项目是否突破概算的评判方法 概算作为投资控制的最高限额,是我国基本建设制度中的重要内容之一,在我国已经实行了许多年。评价一个项目的管理水平如何,包括优良工程的评定都与是否突破概算有着重要的关系,项目决算一旦突破了概算,往往会对项目管理的水平评价大打折扣,且失去了评选优良工程的资格。 对于项目决算是否超概算的问题,我们认为还需要有一个更加科学的评判方法。从这几年项目建设的情况来看,现行以批准的概算控制投资存在比较严重的缺陷,因为批准的工程概算实际上是一个静态的投资水平,也就是概算批准时期的造价水平,当市场长期稳定状态下,其价格水平基本没有大的波动时,则工程建设以概算控制投资是合理的,也是符合实际的,在我国实行计划经济的年代基本可以作到,但目前复杂的国际、国内经济形式下已不相适用。 当然,这并非要否定概算控制作用,毕竟这是国家有关部门控制投资的一个重要手段,而是需要进一步完善,把批准的概算由一个纯静态的投资控制变为动态的投资控制,从这个角度出发,我们评价项目是否超概算的评判方法提出一些思考和建议供参考: 1、在批准的概算中,应将建设项目工程实体消耗的主要材料用量,如钢筋、水泥、沥青、汽柴油等,一同审批作为控制因素。当一个项目决算投资费用突破了概算,而构成工程实体的材料总量并未突破批准概算用量时,不应简单作为超概来对待,因为这种情况极有可能是材料价格上涨幅度过大引起的。由于材料价格原因引起超概,造成对项目管理的负面评价是不公正的,甚至导致管理较好的工程不能参加评优,则更不能体现出建设者和管理者的辛勤劳动。 2、目前的材料市场价格波动幅度比较大,以钢材为例,从今年年初的4500元/吨飚升到6200元/吨,又从6200元/吨暴跌到3500元/吨,整个一个过山车走势,变化幅度相当大。由此我们认为在项目概算编制时期应重新计列价差预备费,以应对材料价格的波动对总体造价的影响。 一个公路建设项目概算的确定一般以批复时期的价格为基础,按照目前的材料市场情况,同样的项目如果在不同时间段实施就有可能有相当大的差距。如果在概算编制办法中没有必要的调控措施,那么批准概算作为最高投资控制很难实现。 目前国家公路工程概算编制办法中对于价差预备费已经作了规定,提出了以年工程造价增长率计算项目建设期的价差预备费,且年工程造价增长率是有关部门公布的工程投资价格指数。但目前我们编制概算时,仍然按照1999年国家计委的文件不计取价差预备费,与当前实际情况不相符合,因此,有必要在工程概算编制中的考虑造价上涨的因素。 在国家有关部门没有公布投资价格指数的情况下,我们认为可以考虑将概算总金额同消费者物价指数(cpi)、生产者物价指数(ppi)、国际大宗工业商品指数挂钩,可由省交通主管部门根据上年度的上述指数的情况综合一个本年度的公路建设投资价格指数作为价差预备费的计算依据,从而将价差预备费计入工程概算中。 对于项目建设过程中价差预备费的使用,应采取较为严格的控制手段,当工程实体消耗主要材料数量在批准概算主要数量范围之内时,建设期内由于价格上涨幅度过大导致增加的材料价格差价,项目实施过程中的合同管理,要严格按照合同及有关文件履行材料价格调差程序调整材料差价。首先要考虑在招标结余中列支,如招标结余不足,经省厅批准方可动用价差预备费。 二、项目设计变更的管理 总结这几年高速公路工程建设项目实际建设投资超概算的另一项重要原因是设计变更过多,且大多为增加投资的设计变更。设计变更的发生有许多方面的因素,有设计方面的原因、施工方面的原因、业主方面的原因、地方政府方面的原因等等,具体原因不再一一列举和分析。 交通部、省交通厅对于高速公路设计变更的管理有明确的文件规定。文件规定设计变更分为一般设计变更、较大设计变更和重大设计变更等三类。对于较大设计变更和重大设计变更实行审批制,业主在申报设计变更时需要将设计变更理由和论证材料一同上报;一般设计变更由业主自行审批,但每半年应将汇总情况上报省交通厅备案。 从目前对于文件的执行情况来看,存在的主要问题是落实不到位的问题。 一是较大设计变更、重大设计变更申报不及时。建设项目业主单位往往在较大设计变更、重大设计变更已经实施以后,形成了既成事实,才将有关材料上报审批,造成此类设计变更的审批仅仅成为了完善建设程序的过程,不能起到控制变更的目的,而且此类变更往往引起投资的较大增加,处于被动管理的状态。 二是一般设计变更不能做到及时汇总备案。文件已经下发了近三年时间,尚没有一家项目建设单位将一般设计变更台帐资料报送备案,使得项目监督/!/管理部门对项目建设的变更情况不了解,对其存在问题难以及时发现和纠正。 为了使设计变更的管理切实落实到位,应加强对重大、较大设计变更的管理,在程序上应坚持未经批准的重大、较大设计变更一律不能实施,已经实施的要追究有关责任,引起的投资增加不能纳入到决算中。同时,加强对项目自行审批的一般设计变更情 况的管理,落实定期备案制,组织定期检查或抽查,核查变更及其费用变化的合理性。从而形成切实有效的工作制度,加以落实。三、合理预测我省高速公路工程建设项目成本 我省高速公路经省政府批准的总体规划是6280公里,20__年底我们已经建成了4556公里,目前在建项目里程大约900公里(含加宽项目380公里)。我们已经积累了近几年建成的近50条高速公路项目的概算、预算和部分项目的工程决算数据,应该对以往建设项目的造价情况进行较为全面的分析。总结出我省豫西、豫北、豫南、豫东等不同区域,山区、平原区、丘陵区等不同地形条件的高速公路路基工程、路面工程、桥梁工程、交叉工程、隧道工程、交通工程等各分部工程的典型造价情况。以此典型造价为衡量的标准,计入物价水平变化修正因素后,作为新建项目的勘察设计限额,一项设计的工程预计造价应控制在限额的一定范围之内,如超出过多,则应优化设计,使工程建设项目的造价在设计阶段就预先得到合理、有效的控制。 我们根据我省高速公路建设成本资料进行全面调查总结、分析,除了综合分析不同区域、不同地形条件下各分部工程造价情况外,还以神经网络方法提出了方便、快捷预测高速公路建设成本模型方法,使得高速公路建设项目的成本预测更科学,可以为项目前期宏观决策及设计阶段的限额设计提供参考。 四、工程决算的管理 概算、预算仅仅是建设项目工程造价的预测值,工程决算却是对建设项目实际造价的反映,因此有必要加强对工程决算的管理工作。交通部20__年印发了公路工程建设项目工程决算编制办法,从目前我省高速公路的执行情况来看,正在逐步走向正轨。但从当前项目工程决算编制情况来看,部颁编制办法还有需要完善的地方,如“工程或费用名称”各分部工程中的项目不全面,缺少一定的灵活性,还需要进一步研究完善。 按照部编制办法的要求,工程决算应在进行竣工验收前向交通主管部门报送,并未要求是否审核,我们认为应对工程决算采用核备的方法,特别是对那些超概项目要进行严格的审核,要对计量支付资料、变更台帐、财务支付凭证、各种支出合同协议、设备购置合同及清单等详细对照,审核工程决算的真实性及合理性。真实性是工程决算的各项费用与实际发生是否吻合;合理性是指各项费用支出与一般情况下的费用标准是否有较大出入。对于没有超概的项目则可采用抽查的方法进行核备或仅备而不核。 公路工程论文:高速公路工程建设安全管理措施研究 摘要:伴随着社会经济突飞猛进的发展,为了适应新的发展要求,我国的交通事业也要与时俱进,积极配合社会经济的发展需要。高速公路建设作为我国交通事业的重要组成部分,是我们交通基础设施,随着当前我国高速公路网日渐普遍,高速公路施工的安全也逐渐受到重视,安全管理问题也成为了高速公路工程建设中的重要内容。本文通过对高速公路工程建设安全问题有关内容进行论述,从而进一步探析关于高速公路工程建设安全的管理方法。 关键词:高速公路;工程建设;安全管理;建设安全 公路建设事业是关系着我国经济发展的重要事业,自新中国成立之初,我国就积极大力发展公路建设,至2008年为止,我国的高速公路的里程为6万km,在世界高速公路里程排名第二,随着经济全球化进程的不断推进,现代化进程不断发展,我国高速公路建设不仅为经济的全面腾飞做出了举世瞩目的贡献,而且在改变人们生活水平,加强国内交通运输,工业产业化布局等多方面都发挥了十分重要的作用。然而在我国高速公路建设事业发挥作用的同时,高速公路建设中安全管理的问题也日渐在工程管理中至关重要。由于高速公路建设自身的范围广的特点,在工程施工中需要人员数量过大,因此其中存在的安全问题时有发生,社会对工程施工的安全也更加关注。 一、现阶段我国告诉公路工程施工项目安全管理存在的问题 1、施工队伍安全管理水平较低、人员综合素质差 由于我国高速公路工程安全管理起步较建筑业晚,从规范性的管理上也要落后于建筑业,再加上公路工程最初的建设项目多以道路为主,涉及存在安全事故隐患的类别相对较少,使得长期以来在工程现场形成了重生产、轻安全的情况。加上安全管理人员对各类安全技术标准和规范也不了解,这也直接导致了现场安全管理不到位,安全检查起不到有效作用,使得安全事故隐患不能立即消除或制止,最终导致了安全事故的发生。 2、施工项目在机构设置上比较薄弱。 随着国家相关法规的出台,许多项目已经设置了安全管理部门。但是也存在个别现象,由于受传统观念的影响,为了追求资金投入的最小值,从组织机构人员配备上忽视安全生产,没有按要求设置专职安全管理人员,或是没有为安全管理人员开展工作提供必须的资金保证和人力物力支持,使得安全管理部门起不到应有的作用,其存在的意义仅仅是为了应付上级主管部门,从而项目内部的安全教育工作很难执行,根本起不到安全管理的作用。 3、施工队伍安全管理的意识匮乏 专职安全员的设置是对工地现场安全管理的一种保证。一些工程项目安全员多是临时上岗,既不具备上岗证,也缺乏必要的安全专业技能知识,所凭借的仅仅是以往的现场施工管理经验。无法做到及时发现、汇报和排除安全隐患。施工企业对专职安全管理人员缺乏系统性培养的考虑,忽视上岗培训的重要性。企业对外聘民工更是招之即来,来之即用,无从谈起持证上岗和对其进行必要的安全培训。 二、高速公路工程建设安全管理的重点内容 高速公路工程建设作为直接关系着我国经济发展与人们生活水平的基础性设施建设,在整个施工的程序及工程管理内容上都是十分重要的。整个施工程序不仅要符合国家有关法律标准和当地交通部门的项目要求,而且还要在内容上符合国家的发展战略,不仅要遵循可持续发展及以人为本的价值观,而且要从有助于构建社会主义和谐社会的角度来规划施工的相关内容,高度重视安全管理。 1、工程建设要遵守国家相关法律规定 依法办理相关法律手续,对施工中使用的危险性物品及措施要确保符合国家相关安全规定,而且要明确各岗位及部门之间的安全配合与责任分工,做到安全问题,人人有责。 2、对工程技术人员和施工人员在专业技术上要进行培训 加强建筑安全工作培训,确保参与工程建设人员在技术上和安全观念上都有一个明确的认识和技术上的保障,做到安全管理,安全施工。 3、对工程中重点环节的施工的安全问题要重点管理 例如隧道、桥梁施工和高坡施工等危险系数比较大的施工,工程施工部门应对其指定具体的安全专项施工方案,并需要对其进行严密的审查和认真落实。 4、建立完善的紧急救援体系和奖惩制度 不仅要有完善的救援方案和相应的救援器械,而且要定期组织施工人员进行救援演练,加强施工人员的应急救援技能掌握,确保在施工中出现紧急事故的时候,能迅速做出救援,降低事故危害程度,方式事故扩大化,将损失降到最小。另外,对安全问题管理较好的组织部门要进行适当的奖励,形成有效地奖惩体制,按时考评。 三、当前公路工程安全生产管理的对策 随着我国高速公路安全管理体系的不断完善,相关的高速公路施工安全的有效管理模式和方法也在不断形成。最好依法监督、安全管理,在当前社会经济突飞猛进发展的背景下,具有更加重要的作用。 落实参建各方安全责任,形成横向到边、纵向到底的安全监管体系 在当前公路工程安全管理中,要贯彻落实参建各方的安全责任问题,完善工程安全监管的体系。从建设单位开始,包括项目业主、监理等生产经营活动中必须对工程安全负责,参建各方要建立完善的单位的安全生产责任制,必须做到安全和生产,两手抓,两手硬,积极贯彻,“安全第一,防治为主”的总方针,严格遵守相关法律法规,按要求对安全管理人员进行有效管理,形成横向到边、纵向到底的安全监管体系。 公路工程论文:谈高速公路工程中膨胀土路基的施工工艺 1该土壤的独特点。 根据名字我们也可以大体的推算出它的特性,所谓的膨胀土,自然是当遇到水分之后会自动变大,而一旦水分供应不充足就会出现很大程度的收缩现象,它的亲水能力非常强大,而且还有很多独特的性能,总之在力学性能方面表现出来的特点是非常的不具有稳定性能的。 2施工过程中常会遇到的各种弊端。 在进行项目的时候,我们发现该土壤一直是一个很大的问题,长期以来得不到有效的解决,严重的影响到我们的工程。因为它一旦碰到水源之后就会变大,而远离之后又会非常明显的出现收缩的现象,会给我们的各类工程项目以非常不利的作用。在这几年,我们国家相关的机构组织针对上述的这一问题展开了详细认真地研究,而且也取得了一定的成绩,发现了它易于出现的各种问题,并针对问题提出了合理的解决方案。 3如何对其进行判定 我们在具体的施工过程中,第一要做的是对土壤进行区分,要分清施工的突然是不是我们上述的这种土质,如果是再具体的对其性能特征的强弱进行总结,之后我们才能够根据问题合理的进行分析,然后寻找最有力的方法。通过过去的实践活动我们得出一个结论,这种土壤虽然性能对我们的施工不利,但是我们可以通过合理的方法来降低这种不利因素,不过最应该担心的是我们在实际工作中常常会出现判断不合理的情况,常常会因为判断出现误差而导致出现很多不必要的问题,影响到我们的工程。针对上述的这个状况,我国的很多专家学者都展开了非常细致的研究调查,而且也获得了很多成就。目前国际上并没有对此土壤的判定给出严格的规定,不过目前,采用比较广泛的是现场定性和室内简易定量指标相结合的方法,即根据工程地质特征及土的自由膨胀率指标来综合判定: 第一,裂缝,我们在施工中最常遇到的裂缝有两大类,一类是表面比较光滑的情况下出现的裂缝,另一中国你是表面有痕迹的时候出现的,一些缝隙里存在粘土,而且一般多是灰色或者绿色等,当外在条件一定的情况喜爱是一种塑性形式呈现的。 第二,最常见的区域是丘陵地区以及盆地的四周地区,通常地势比较平躺,不会出现非常显着的坡度问题。 第三,项目的中的缝隙常常会随着外在环境的改变而出现一定的变化,比如当气温比较高的时候,缝隙就会自然扩张,而气候条件比较恶劣的情况下,又会自然的收缩等。 第四,自由膨胀率大于或等于40%。如果我们在实际工作中发现一种难以辨别的土壤的时候,我们可以根据上面的这些要素进行判断,如果该土完全的符合上面的各项标注,那么我们就可以将其定位为上述的土壤,当初步断定之后,我们在具体的分析它的指标性能等特点。 4膨胀土路基的施工工艺 4.1路基断面。我们在确定路基的断面尺寸的时候,应该尽量的保证坡度问题,要对坡度进行合理的设置,如果工程需要最好对其进行防渗处理。而且在设置路肩的时候,要尽量的将其设置的较宽点,这样可以确保道路下的水分维持稳定,如果过于窄小,就会影响到这种性能,我们通常将这种宽度设置为两米到二点五米之间。 路肩横坡要尽可能大一些,以利于排水;路肩与路面结构层用相同的材料铺砌,以利于保持路幅内土基水分的均匀性,并铺较薄的不透水面层或做防渗处理,以防水分下渗;边沟适当加宽、加深,沟底应在土基顶面以下至少20—30cm,并尽可能离路面结构层远一些;路侧不应种树,特别是不应种生长快、吸水和蒸发量大的树种,如桉树等;若成排种树,其距离应在边沟外侧1.4—1.5倍成长后的树高以外,至少也得是成长后的树高以外,但不得小于5m。 4.2路基排水。路基排水设施对膨胀土路基的稳定尤为重要,所有排水设施均应精心设计,要做好路基地面排水工程,使排水通畅,防止地表水下渗,浸润土质。所有地面排水沟渠,尤其是近路沟渠均应铺砌和加固,防止冲刷渗漏。边沟应比一般地区适当加宽加深,路堑边沟外侧应设平台,保护坡脚免遭水浸,并防止剥落物堵塞边沟。堑顶设截水沟,以防水流冲蚀坡面和渗人坡体,截水沟纵坡应利于排水。对于台阶形高边坡应在每一级台阶内设截水沟以截排上部坡面水,且在截水沟与坡脚之间设一定宽度的平台以利坡脚稳定。另外还要注意防止基底蒸发失水引起膨胀土干裂收缩。 5施工注意事项 第一,使用膨胀土作为路基填料时,要求掺灰处理后的膨胀土其涨缩总率接近零为佳。 第二,路基两边边坡部分和路基顶部要用非膨胀土作为封层,必要时需铺一层土工布,从而形成包心填方。 第三,膨胀土的含水量应控制在最佳含水量的3%以内。 第四,填挖交接处2米范围内挖方地基表面上的土应挖台阶,翻松并检查其含水量与填土含水量是否接近,同时选择适宜的压实机具,使压实度达到规定要求。 第五,开展工作的时候最好是躲避开阴雨天气,如果必须要在这种天气进行工作,要认真地做好排水工作。 结语 通过上面的分析我们明白该土壤是一种对我们的道路或者倍的项目有非常不利影响的一种物质,在以往的案例中,我们发现它给我们带来的危害是非常严重的。要想合理的解决这种弊端,我们首先应该分析它的性能特征等,只有将它的不利性能进行更改之后我们才可以合理的使用到我们的工程之中,为经济建设服务更多更有效的力量。 公路工程论文:公路工程建设企业应加强危机管理 摘要:危机管理是一个新的管理理论,在目前的公路建设市场中,建设企业竞争比较激烈,为了提高企业竞争力,保持企业持续发展,进行危机管理将对企业的发展起到深远的意义。 关键词:公路工程;建设企业;持续发展;危机管理; 为了适应我国市场经济发展的需要,国家近年来对公路的投资逐年增加,规模逐年扩大,这给公路建设企业带来了广阔的市场。在公路建设市场开放的情况下,其它行业的有关企业也涌入了公路市场,造成目前公路建设市场竞争异常激烈。在这竞争比较激烈的市场中,各施工企业要把握好企业利润与持续发展的关系,将危机管理纳为企业经营管理的重要组成部分。 公路桥梁工程是一项投资额较大,技术较复杂,产品质量要求较高的工程,一旦发生危机不但会给企业带来巨大损失,而且会给国家带来巨大损失。因此,施工企业应该提高企业管理水平,加强企业危机管理。 一、危机存在的必然性 公路工程的施工建设有着其自身的特点,决定了其作业过程中危机存在的必然性,特别是在我国目前公路施工生产中,施工人员素质相对较低,施工技术水平参差不齐,机械化水平不高,信息化施工还处在试验阶段的情况下,潜伏的危机因素应该引起企业的高度重视。 1、危机因素的来源: 公路工程施工环节较多、工序复杂,涉及的部门、范围很广。从外部因素来看,主要表现在市场经济环境、社会政治影响,不可阻挡的自然环境条件;在内部,企业机构设置、管理规章制度、人事资源环境、技术发展水平、财务状况、机械设备性能、人员素质及技术水平,公司文化因素等部存在着许多不确定的因素。 2、公路工程及危机的特点: 公路工程是一个产品较单一,形体比较庞大,其组成部分(路基、路面、桥梁、涵洞、隧道等)相互组合建成一个整体,施工周期较长。在其投资建设期间占用着大量的人力、物力、财力。由于公路桥梁工程建设中,材料成本占总成本的70%左右。因此,在当前市场经济条件下,材料价格的上涨下跌,直接影响企业的利益,危及企业的生存。 公路施工建设流动性较大的特点,造成施工人员、设备、设施及机具等流动的频率大大增加,使得在人员机具设备流动过程中,隐藏了更多的不充分的信息,突发事件发生的概率明显提高。 施工工序环节较多,技术环境条件公开,一般施工地理位置较偏,施工环境较差,施工现场机具设备较多,高空作业量较大,生命危险比较突出,施工过程中若某一方面出现问题都会带来很大的破坏与损失。 随着机械施工的发展,越来越多的施工组织采用更先进更经济的机械施工,机械是否完好,检修保养是否准确到位,操作人员的作业熟练程度及责任心如何,这些因素都可能导致事故的发生。潜在的危机因素无时无刻不在。 公路施工大部分是露天作业,地势高低、天气冷暖、暴雨雪的突发事件,这些都是人不可阻挡的,都会给作业带来巨大的破坏性,危机的本身具有突发性,再加上危机处理时间的迫切性,造成处理危机的资源严重缺乏。 二、加强危机管理的意义 危机因素在公路工程施工建设中的巨大潜伏性,应引起各建设企业对危机的重视,应加强危机管理。加强危机管理可以提高施工质量,防止工程意外事故的发生,减少施工时间的延误,使工程进度得以加快,从而降低工程成本。 危机管理得到加强,工作人员危机意识提高,这就使其在作业过程中重视技术操作的规范性与标准性,有利于工作人员对现有技术的改进创新,进一步提高技术水平,从而使企业技术水平整体得到提高,提高企业竞争力,促进企业发展进入良性循环。 加强危机管理有利于树立企业形象。由吴炳新创建的三株公司不就是由于一场“人命诉讼”而打倒了“三株神话”的旗帜吗?尽管公司最后胜诉,但其形象地位都一落千丈。正如巴顿(Barton)所说的“一个引起潜在的负面影响的具有不确定性的事件,这种事件及其后果可能对组织及其员工、产品、服务、资产和荣誉造成巨大的损害”。可见在公路建设企业中加强危机管理,对企业的长期发展有着深远的意义。 三、如何进行危机管理 既然危机存在于企业每一项工作中,那么就要对危机进行全面管理,尤其要加强公司在建的工程项目的危机管理。 危机管理是一个系统性工作,决不能将危机和管理停留在危机发生时才采取行动上,一定要将针对可能发生的危机所进行的管理统一起来,达到系统而连续全面的管理,这才能使管理更加有效,不致使由于危机的突发性、破坏性、紧迫性,信息不充分性及资源严重缺乏性而手足无措。也就是说要强调危机管理的基础工作,日常危机管理及危机事件管理。 1、重视危机基础管理。 危机管理基础工作是贯穿于危机管理全过程的管理工作,是危机管理工作的基础。要做好管理的基础工作,首先必须成立危机管理的组织机构,其次健全危机管理规章制度,再次健全危机管理工作的内外沟通机制,要加强在建工程项目危机管理的组织机构及沟通机制的建立。 为了能够有效的对危机进行管理,罗伯特希斯危机管理小组设计了一个CMSS结构。 对规模不是很大的公司或者小的工程项目来说,危机发生的概率小,可不专门设立危机管理部门进行危机管理,可在公司或项目进行全局规划部门中,指定专门的人员行使危机管理部分的职能,但一定要完善危机的沟通机制。将媒体管理纳入危机管理工作,处理好与媒体的关 系将有利于危机管理和组织的长远发展。 2、加强危机日常管理。 危机的发生绝对不是偶然性的,有其产生、爆发及持续阶段。在日常工作中对潜在的危机进行管理,预防危机的发生并采取措施消灭或减少导致危机发生的因素,以减少危机发生时带来的损失和提高公司及项目对危机的恢复能力。 日常危机管理的内容主要包括以下方面: 第一,危机风险的识别:掌握公司危机的来源(内部和外部),辨认可能发生的危机有哪些,辨识影响危机发生的因素,并确认其所具有的性质。 第二,危机风险分析与评估:根据危机风险的识别情况,对各种危机发生的可能性大小和各种危机将造成的潜在影响进行衡量,为危机预防提供依据。 第三,危机风险的预防和控制:了解危机发生的环节,避免危机的发生或减少引起危机发生的因素,采取预先的措施降低危机发生时可能造成的损失,对危机风险可进行回避、转移、接受等方式处理。 第四,制定危机反应计划和恢复计划,根据衡量的潜在危机破坏性的大小,配备适当的人力、财力、物力,有利于指导组织在危机发生时采取有效的反应和恢复措施。 3、进行高效的危机事件管理: 当危机发生时,危机的基础管理及日常危机管理工作的好坏直接决定着危机事件能否进行高效的管理,以尽快控制危机,减少危机造成的损失,并尽快从危机中恢复过来,使公司或个人保持持续的发展,甚至使组织或者个人获得新的发展。 危机事件的管理包括以下几个方面:第一,危机萌芽阶段:即指危机的第一个征兆出现到危机爆发造成的可知的损失的这段时间。一般情况下,相关人员都会对此不够重视,甚至视而不见。此时,若要尽早的发现危机的到来,必须提高危机意识,提高对危机的可能认识,并利用开发危机识别的辅助手段,然后采取阻止、延迟、危机爆发,降低损失的有效行动。 在水上、高空作业时,更要加强对危机信号的收集整理,并及时采取相关的行动,避免事故的发生。 第二,危机爆发后的反应管理:危机爆发后迅速成立危机反应小组,危机反应小组必须有统一的指挥中心,协调地全面展开危机反应工作。阻止或减少人、财、物的继续损失、损害,阻止或延缓危机的蔓延,防止危机的连续反应,减少避免人员的伤亡。有重点、分主次地采取行动隔离危机,做好危机反应的信息沟通,危机反应经验总结,着重做好对人的管理工作。 第三,危机发生的恢复管理:危机发生后,进行恢复管理工作,首先建立包括各组织各部门的主管、所需的技术人员和部分反应人员,了解危机的破坏性和严重程度,确定危机恢复的目的,危机恢复的资源,危机恢复的对策及其重要性排序,制定危机恢复的计划策略,确保做好对人员的恢复,以维持公司的生存和连续性,使公司获得新的发展。 总论 高速公路的建设和发展是国家经济发展水平的风向标,中国高速公路的发展同世界还有一定的差距,建设和管理方面的体制都不是很完善。全面了解公司建设的特点,深入对公路建设中的危机的认识,应是现代公路建设企业组织管理者,技术人员必须储备的知识之一。面对我国目前公路建设的巨大效益,经营管理者绝不能为了片面追求效益,而忽视了其背后巨大的危机。 “事未有不存于微而见于着”,引起危机的每个因素都是不能忽视的,“圣人之虑远,故能谨其微而治之,众人之识近,故待其着而后救之。治其微,用力寡而功高;救其着,则竭力而不能及也”。工程的某一环节出现危机,直接对此分项工程造成损失,进而将会影响危机整个工程,甚至危及到企业。因此进行公路工程的建设必须认真对待危机,采取有效的管理措施,加强对危机的管理。将危机管理落实到实际组织管理的工作中,绝不能是防火措施只是拨打119,急救措施只是拨打120. 公路工程论文:公路工程建设的质量控制及管理的几个策略 0 引言 近些年来,我国对于交通基础建设的投资力度呈现出一种逐年增长的趋势,公路建设进行的如火如荼,开工项目之多、投资数量之大也受到了世界各国的瞩目。据交通运输部公布的《2012年公路水路交通运输行业发展统计公报》调查显示,截止到2012年底,全国公路通车里程已达到423.75万公里,比上年末增加13.11万公里。江苏省作为全国经济发展的领头军,公路建设也一直处于全国领先地位,在“十一五”期间,江苏省公路交通基础设施就已经基本实现现代化,到“十一五”末,省内公路总里程已经超过15万公里,截止到2012年底,江苏省公路密度已经由“十一五”末的120公里/百平方公里提升至142公里/百平方公里,其中二级以上公路占省内公路里程的23%,高出全国平均水平的10%,已经基本形成一种结构合理、总量充分、密度适当的公路网络。但是,在道路工程的发展过程中,频发的质量问题也引起了社会各界的关注,如何在保证施工进度的同时控制好公路的质量也成为道路工程管理人员在施工过程中时刻关注的重要问题。 1 公路承建中质量问题出现的原因 虽然近年来我国公路工程建设质量实现了稳步的提升,但是在整体质量的控制方面还存在着各种不足,一些工程项目缺乏工程可行性研究报告就拍案定板、一些工程项目在未调查好地质水文情况前就仓促施工、一些工程还存在无图施工、无证设计以及任意修改图纸的情况,在工程施工完成后未经过验收就匆匆交付,这都会给公路的后续使用带来安全隐患。总结而言,导致公路建设中出现质量问题的原因主要包括以下几个方面: 1.1 设计问题 在现阶段下,我国施工单位和设计单位是分开运作的,在这种运作方式下,很多设计人员没有深入的调查施工现场地质情况,也未与施工单位进行充分的沟通就“闭门造车”,一些设计人员也没有对工程项目的设计方案进行技术和经济性的论证,这就直接导致公路工程项目的设计中存在着资源浪费和设计不合理的情况,甚至留下了严重的质量隐患。 1.2 施工质量问题 目前,由于现阶段我国施工企业实施的均是一种经营责任制,对于工程项目的承包都是自负盈亏,有些单位为了取得承包权,在竞标时故意压低价格,在中标后,为了获得最大的利益,就暗中将工程分包,分包的单位缺乏施工经验,就导致偷工减料的情况频发,整个工程的质量也难以得到保障。 1.3 政府监管问题的影响 公路工程项目具有周期长、投资大的特征,且公路的建设也往往关系着当地政府的形象,因此,在公路工程的建设过程中政府也会对工程的进度进行干涉和监管,少数施工单位为了迎合政府要求,没有客观的分析实际情况就急于开工、验收,这就给安全事故的发生铺设了条件。 2 公路工程建设的质量控制策略和管理措施 2.1 提升员工的质量意识 质量是公路建设的生命,想要提升公路的质量,必须要增强施工企业、施工人员的质量意识,当然,质量意识的提升不仅仅是施工企业的任务,也是政府的任务,为此,政府机构必须要做好宣传工作,在企业内部强化对施工人员的质量教育工作,保证“质量是企业的生命”这种意识能够深入员工的内心。站在政府的角度来考虑,公路工程质量的保障不仅能够有效带动地区经济的发展,也能够全面降低公路工程的安全隐患;站在施工企业的角度上考虑,提升公路工程的质量才能够保障企业得到长治久安的发展。 2.2 做好工程的质量监督工作 为了提升公路工程的施工质量,必须要做好工程的质量监督工作,制定好相关的技术标准,保证质量监管工作能够做到有章可循、有据可查,同时,还要做好工程的质量检查工作,质量检查工作涉及的内容较多,需要政府与施工企业的共同配合,施工企业内部也要设!置好相关的质量检查部门,定期对工程的质量进行检测,从根本上避免质量问题的发生。此外,还要以数据来指导施工,精确的质量数据能够保证企业和政府对工程质量进行科学的评估,也能够帮助企业及时的发现问题,并根据问题发生的原因制定完善的应对措施。最后,施工企业要在内部实行施工责任制,将责任落实到人,充分的发挥好施工人员和管理人员工作的积极性。 2.3 深化细节管理,提高工程质量 2.3.1 在实际的施工过程中,要严格把好材料的质量关,坚决禁止不达标的工程设备、不合格的工程材料进入施工现场,同时,要严把材料的“审查关”,如果在审查过程中发现材料存在质量问题,就要在第一时间与供货商联系,做好材料的退换工作。 2.3.2 在施工的过程中要实施动态管理的方式,严格的根据国家标准规定进行施工,同时根据工程的实际情况优化施工方法和施工工艺,实现工序标准化、作业流水化、工地工厂化和程序规范化,及时的检查好工程的质量情况,按照时间将其记录在案,在施工过程中,监理工程师必须发挥好应有的作用,以便全面实现工程质量的全过程监控。 2.3.3 在施工时要开展精细化的管理活动,对整个公路工程的施工质量进行全过程、全方位的精细化管理工作,同时加强对工程关键环节的质量控制,尤其是要加强对水泥、钢绞线、钢筋、锚具,沥青等材料的检测,并加大对混凝土配合比、路基压实度、路面平整度等指标的检测,对沥青拌合设备、沥青加工设备进行远程监控,及时的公布检测报告,确保重点部位、隐蔽工程和关键环节能够符合技术标准。 2.4 规范检 验,保证数据的准确性 为了保证检测数据的准确性,应该严格遵照《公路水运工程试验检测管理办法》配置好相应的试验检测设备和技术人员,并严格的选择实验室的位置和设备安放区域,为数据的检测奠定良好的基础。同时,为了全面调动起检测人员工作的主动性和积极性,施工企业需要在内部推广一种标准化和规范化的试验管理制度,加强对检测人员的培训和考核,制定好完善的奖惩制度,对于积极性高的检测人员予以适当的奖励。此外,为了保证检测的及时性和准确性,应该通过室内试验、现场检测、工地巡查等方式及时的对施工过程、工程实体以及原材料的质量进行检测。 2.5 开展专项整治,防止质量通病 在公路工程施工完成后,可以通过召开施工现场会、专家咨询会等形式,开展公路质量通病的治理活动。为此,需要组建专业的专家委员会,发挥好专家的咨询作用,对公路施工过程中存在的各类质量通病进行分析和研究,并提出针对性的防治措施。同时,还可以积极的引进第三方检测单位,加强对混凝土强度、预应力压浆饱满度、桥梁桩基等重点部位的检查力度,为日后的公路工程施工提供有力的借鉴。 2.6 规范项目管控,实现全面发展 在整个施工过程中,应该对项目进行科学的管控,协调好工作中出现的各类问题,定期汇总工作进度,召开专题会议,创新管理,为施工企业的全面发展奠定坚实的基础。 3 结语 随着我国经济的发展,公路工程项目越来越多,对其质量的控制也成为社会各界关注的焦点,为了提升公路工程的施工质量,必须要提高施工企业工作人员的责任意识,对施工过程进行有效的监管,实现公路建设的稳步发展。 公路工程论文:公路工程施工合同管理存在的问题及对策 摘 要:公路工程施工合同管理是工程项目管理的重要内容之一,文章结合笔者的体会和认识,探讨了在公路工程施工合同管理过程中存在的问题及如何加强合同管理的建议 项目管理者联盟,项目管理问题。 关键词:公路工程施工;合同管理;施工管理 公路工程施工,是建设项目在完成工程设计和施工招标后进行公路产品生产的最后实施阶段,具有投资大,周期长,涉及面广,管理难度大的特点。签订好公路施工合同,无论对发包人(建设单位)还是对承包人(施工单位)都是十分重要的。 公路工程施工合同是经济合同的一种。是发包人和承包人为完成商定的工程建设项目的目标和目标相关的具体内容,明确相互权力与义务关系的协议。公路工程施工合同把技术、经济、法律三者科学的结合在一起,它是订立合同当事人在工程建设中的最高行为准则,经济活动的依据,明确各方权利和义务,协调工作关系,以及解决合同纠纷的依据,达到顺利完成工程目标管理的重要内容之一,加强公路工程施工合同管理,规范、完善工程合同,做到管理依法,运作有序,有利于在工程建设中,做好公路工程的质量、工期、投资三大控制,规避风险,减少不必要的扯皮、纠纷和经济损失,确保按期完成公路工程目标和任务。 项目管理者联盟,项目管理问题。 一、当前公路工程施工合同管理中存在的主要问题 1.公路工程合同发包人不遵守合同约定,随意调整合同单价或提高公路验收标准。目前在广西的路网工程中,发包人(业主)系公路行政主管部门,而承包人(施工单位)则多数系该公路行政主管部门的一些下属单位。行政干预过多,往往在签订合同后,开始进场施工时,业主开始采取一些行政手段对原来施工单位投标的单价进行调整,并且抬高公路中间验收标准。(如原设计是三级路标准的公路要求施工单位按二级公路标准进行施工),致使承包人(施工单位)要用建低等级公路的造价来建设比原设计高一个等级的公路。 2.“阴阳合同”充斥市场。 “阴阳合同”是指发包人在有形建筑市场通过公开招标选择承包人,并按照招标文件及中标通知书要求,与中标承包人签订施工合同,俗称“阳合同”;在有形建筑市场以外,另行与承包人签订一份合同书或补充协议,该合同未经建设行政主管部门审查备案,但在实际施工活动中被双方认可,即所谓的“阴合同”。各种“阴阳合同”尽管表现形式各异,但归纳起来“阴合同”主要在以下几方面与“阳合同”存在明显差异:发包人利用自己在建设工程发包中的主导地位,将自身的一些风险转移到承包人身上。 3.施工企业合同意识淡薄,缺乏专业的合同管理人才 主要表现在: (1)不严格按合同办事。出现问题后不能按依照合同办事,而是习惯于找领导协调,即便是正当的索赔也不能理直气壮的提出。 (2)不设立合同管理部门,缺乏专业的合同管理人才。大多数项目管理机构都未设立合同管理部门,缺乏可行的有效的动态合同管理制度和具体的操作流程,不能对工程进行及时的跟踪和有效的动态合同管理。合同管理是高智力型的,涉及全局的,又是专业性、技术性强、极为复杂的管理工作,对合同管理人员的素质要求很高。管理人才的缺乏极大的影响了我国的施工企业合同管理水平的提高。 4.合同索赔工作难以实现。 由于社会条件,自然环境的变化,公路业是一个索赔多发的行业。索赔是合同和法律赋予受损者的权利,也是合同缺陷的补充,其实质是承发包双方承担工程风险比例的再分配。对于承包人来讲工程索赔是一种保护自己正当权益、弥补工程损失的有效手段。而由于公路市场行政干预过多,给索赔工作造成了许多干扰因素,导致合同索赔难以进行,承包人往往是受损害者。 二、加强施工合同管理的建议 本文转自项目管理者联盟项目管理者联盟,项目管理问题。 1.做好公路工程合同的谈判与签约工作 签订公路工程施工合同,应充分注意并处理好下列问题:仔细阅读使用的合同文本,掌握有关公路工程施工合同的法律、法规规定。细心研究合同条款,要结合项目特点和当事人自身情况,设想在履行中可能出现的问题,事先提出解决的措施。合同条款用词要准确,发包人和承包人的义务责任、权利要写清楚,切不要因准备不足或疏忽而使合同条款留下漏洞,给合同履行带来困难,使施工单位合法权益蒙受损失。 2.在工程施工合同的履行中规范管理 项目管理者联盟,项目管理问题。 公路工程签订后,合同双方就形成一定的经济关系和法律上的效力。合同规定双方在合同实施过程中的经济责任、利益、权力和义务,双方就必须严格遵守,严格履行,不应违反。但从根本来说,合同双方的利益是不一致的,容易导致工程建设过程中的利益冲突,造成在工程施工和管理中双方行为的不一致,不协调和矛盾。合同履行作为质量控制、进度控制、造价控制的重要环节,在施工合同履行过程中,应采取积极主动管理,组织项目管理人员学习合同条文,熟悉合同中的主要内容,工程范围,责任、权力与义务,分析各种违约行为,按照工程施工合同规定的全部条款内容完全履行。 (1)必须协调和处理好各方面的关系,使相关的合同和合同规定的各工程活动之间不相矛盾,以保证工程有秩序,按计划地实施。 (2)加强对施工合同的监督和跟踪,按专用条款约定的时间做好增减、变更项目工程量的确认签证工作,特别是隐蔽工程验收签证,涉及工期、费用记录要记录清楚,减少因各种原因引起的纠纷,以保证工程建设的顺利进行。 项目管理者联盟,项目管理问题。 (3)严格遵守工程合同约定的标的、数量、期限、价格,进行保修条款的履行管理。 (4)做好工程签证,记录、协议、补充合同、备忘录、函件、图表等整理保存工作。 (5)应用现代化管理手段,建立和利用计算机网络,监控合同的履行情况,运用法律的手段,保证工程项目的质量、投资、工期、安全按计划实现。 3.承包人应加强合同法律意识和合同管理意识,设立专门的合同管理机 构,重视培养专业的合同管理人才,建立严格的施工合同管理工作制度,逐步建立以合同管理为核心的组织机构。 通过以上措施的实施,在签订施工合同过程中,承包人要对合同合法性、严密性进行认真审查,减少签订合同时产生纠纷的因素,把合同纠纷控制在最低范围内,使合同管理贯穿于合同签订前后和施工管理的全过程中,以保证合同的全面履行。 4.承包人应积极开展施工合同风险管理,推行工程担保制度,加强施工合同索赔管理工作。在激烈竞争的公路市场上做好风险预测、控制与转移工作可使风险发生的概率和导致的损失降到最低程度。合同中引入工程担保制度,可适当转移合同当事人的风险。施工合同是索赔的依据,索赔则是合同管理的延续,是解决承发包双方合同纠纷的特殊方法,也是制约合同双方认真履约的强有力的约束手段,合同管理索赔要求承包商人:在签订合同时要充分考虑各种不利因素,为合同履行时制造索赔机会;明确合同规定的权利和义务,预测合同风险,分析合同变更和索赔的可能性,采取最有效的合同管理策略和索赔策略;在合同整个履行过程中,要随时结合施工现场实际情况,结合法律法规进行分析研究,以合理履行合同,保护好自己的合法权益。 5.营造良好的合同管理法律氛围。市场经济首先是法制经济,加强施工合同管理,保证公路市场正常健康发展、离不开有效的法律机制作后盾。目前这方面的法制建设已有了可喜的变化。最近最高人民法院拟出台的《关于审理建设工程纠纷案件适用法律若干问题的解释》(征求意见搞)中倾向于确认“阳合同”的法律效力。 6.对工程施工合同履行情况进行评价。公路工程施工合同内容多,涉及法律法规也多,工程较大,履行时间较长,工程施工合同是一种丰富的文字信息资料,也是整个工程建设的真实反馈,既有经验又有教训,应认真做好工程施工合同资料的收集、保存、整理、分类、登记、编号、装订、归档备案工作,保证合同档案齐全,使工程施工合同档案管理程序化,规范化;通过对公路工程施工合同履行的情况与实施计划进行比较、分析,对合同履行情况进行评价,总结经验或教训,找出差异和干扰因素,分析原因,指导今后工作,提高公路工程施工合同谈判成交率、合同履行率,提高公路工程的现代化管理水平。 公路工程论文:公路工程管理的问题与解决路径 公路工程管理由于模式的多样性和管理层次的复杂,在工程试验检测、工程监理及后期工程维护管理中不同程度地存在着许多管理乱象,诸如监管不力,偷工减料,关系标、人情标,采购混乱等,这都给安全运行带来巨大隐患,出现了人们热议的“走路死”等工程质量话题和许多重大安全事故,这都需要不断提高管理水平和加强制度创新。安全事故频发的背后也暴露出工程档案管理的滞后,与建设管理的发展步调不协调。一些工程事故发生以后责任难以追查。在工程建设中,工程负责人的档案意识不强。在实际工作中,公路工程建设管理人员普通存在着重建设、轻档案的思想,不重视工程前期文件收集工作,档案资料收集工作没有和项目建设进程工作同时开展。项目管理相关部门没有给予现场工作监督和各项工作的审查足够的重视,监管不到位,档案质量难以保障。 公路工程管理的对策 1加强培训,提高员工综合素质 完善的人员培训机制是提高管理人员素质的必经之路。培训中既要提升管理人员的基本业务素质,也要有发展的眼光,建立长效机制,注意组织全体人员进行多层次、系统的学习活动;既要补充新生力量,引进高学历、高水平人才,也要注意培养现有人员的素质;既要组织选派骨干人员去先进地区学习,进行系统专业的培训,也要注重团体内部的传帮带;既要对年轻人员强化学习指导,也要让年老员工加大学习力度。新工艺、新技术、新方法要积极地推广、大胆地试用,形成良好的学习风气,建成一支学习型队伍。既要学习业务技术知识,也要对工程管理人员进行思想培训,提高其思想政治、职业道德、廉洁奉公等水平,努力学习新时期党的各项路线、方针和政策,树立良好的管理者形象。 2建立有效机制,强化公路工程各个环节管理 有效的公路工程管理必须在勘查、试验检测、招标、施工管理、工程监理等各个环节建立有效的机制。在公路勘察设计工作方面,要进行有效的、严格的管理,强化质量意识,提高勘察设计水平,使管理人员明确目标和责任,既保证工程的质量,又保证工程的进度。始终坚持把工程试验检测作为检测工程质量的有效手段,不能一味盲目凭借旧有的经验施工,要始终让试验数据把关。在试验检测工作中要大力引进新技术、新材料,加快工程进度,推进施工技术的进步。必须加强建立完善公路工程质量保证体系,各级质量管理部门群策群力,严把质量关,通过一些切实可行的措施,使质量管理水平迈上新台阶。必须使公路项目招投标工作透明廉洁,坚决遏制关系标、人情标等歪风邪气。在工程招标的过程中,要坚持公平、公开、择优的原则,严格按照招标程序办事。 3坚决贯彻工程监理制度 工程监理程序必须进一步完善,要细化监理实施细则,做到监理项目的“四化管理”,即程序化管理、标准化管理、规范化管理和制度化管理。各方面的关系必须协调好,力争把工程建设为品牌工程、精品工程。对于工程监理制度,各级政府、行业管理部门要足够重视,督促和监管其认真执行。必须大力推进监理制度,这样既能使工期缩短,又能节省造价,而且质量也能得以保证。 综上所述,现代公路工程管理工作是一项系统工作。在新形势下,我省公路建设需要我们运用科学的管理方法,构建科学的管理组织与管理体系,完善有关法规和制度,加强对工程人员素质的培养,整合内部资源、优化组织结构,促使工程管理向规范化、法制化、科学化发展,从而实现管理水平的高效、高质、规范、严谨。只有这样做,才能保证高质量、高效率地完成公路工程建设,为我省转型跨越发展提供强有力的支持!(本文作者:苗彩虹 单位:吕梁公路分局临县公路段) 公路工程论文:公路工程施工质量管理 随着公路建设的发展和经济制改革形势的深化,各种经济承包责任制扩大了施工管理的内容,同时也使数量、成本与质量的矛盾愈显突出。因此,现代公路建设施工质量管理的内涵比过去更为丰富,它不仅受到思想、技术、组织、经济等方面的制约,并兼有咨询、顾问、参谋、控制的涵义,还涉及到工程法规、行为科学及技术美学等诸多因素。探索适合我国国情和时代特点的施工质量管理方式和质量保证体系就显得更为重要。本文通过工程施工实践,围绕工程质量管理这一课题,作粗浅的探讨。 关键词:施工质量管理 公路工程 经济承包责任制质量保证体系 质量管理方式 工程质量管理 公路建设 技术美学 一、建立以工程监理为核心的质量管理体系 1.建立一个严密的强有力的质量管理体系是确保质量的关健,并且有利于工程监理工作的开展和全过程质量管理的监控。为此,要加强三个层次的控制和各层次的职能,即政府监督,项目(施工)监理和企业自检。要在建立公路监理制度上,逐步建立起三个层次的管理体制,又要理顺三者的关系,即建设单位、监理单位(监理工程师)和承包单位三者的关系。并概括为:(1)建设单位与承包单位的关系,是依据工程建设发包和承包合同或协议,构成承发包的关系;(2)建设单位与监理单位的关系,是委托与被委托的关系,通过监理服务协议或合同确认职责、权限和经济关系;(3)监理单位与承包单位之间没有合同关系,也没有任何经济关系,而仅仅是监理与被监理的关系。 2.要建立以工程监理为核心的监理、检验和质管组织。(1)监理工程师依据监理办法和监理合同,独立、公正地行使监理职权,对建设单位和承包(施工)单位均具有监督权,以负责保护双方利益。(2)建设单位要组织检验小组,对施工单位进行质检和抽检。(3)施工单位要成立各施工点质管小组,负责自检、专检和互检。 二、加强质监基础工作 基础工作是有计划、有目的、有步骤地实现质量管理总目标,也是为质量管理创造前提条件的最基本的工作。只有重视基础工作,才能坚持做到施工中的“四有”、“五化”,即:有方案、有标准、有制度、有目标;施工规范化、操作规程化、技术标准化、管理制度化、数据科学化,才能确保建设总目标最合理地实现。 1.明确技术标准、强化标准工作。(1)各项工程的设计资料、施工规范、操作规程、工艺要点,质量检验方法和评定标准,以及工程监理办法和实施细则等文件资料,统一印发至建设单位和施工单位,使其人人目标明确,有章可循、有法可依。(2)现代工程建设要注意技术美学,强调审美功能和实用功能的统筹考虑。(3)各施工单位编制的施工组织设计和施工方案等文件,在开工前送交建设单位和监理工程师。 2.强化检测手段,做好计量工作。计量检测工作的加强与否,直接影响着工程质量和质量检验评定的准确性。为强化检测手段,要求各地、市公路部门和施工单位建立健全试验室,配备专职人员负责常规试验和抽验工作,省公路局对各地、市拨发专款配置仪具。 3.重视质量信息,用数据指导施工。项目建设在开工前,由建设单位(指挥部)将各种原始记录表、检验记录表、测试报告表及统计表格等发至施工单位,并规定向建设单位和监理单位(监理工程师)定期报送各种资料。通过检验测试人员提供的资料掌握现场随时发生的质量情报和数据,以便及时分析质量动态,采取应急措施。 4.建立健全责任制。建立和健全质量责任制,制定各级职责范围,实行奖惩制,发挥经济杠杆的作用。 三、加强质量控制 加强施工质量控制对工程质量起着保证作用,其核心是贯彻“预防与把关相结合,以预防为主”的方针,其目的是控制影响工程质量的各种因素,以保证工程质量达到预定的目标。影响工程质量的直接因素主要有设计、材料、施工、检验四个方面,并且要在全施工过程中进行有效的事先控制、中间控制和事后控制。当然,其它因素也是不可忽视的。 1.设计质量的控制。对路基、路面、桥涵结构设计的图表、资料文件因未经施工实践,有很多不尽合理及遗漏的地方,这些错误部分往往不易暴露,除开工前通过设计文件会审控制外,在施工过程中发现的问题应通过以下途径解决:(1)重大变更应严格按设计变更报批手续,按规定程序办理。(2)非重大变更由设计、施工、监理三方现场会审处理,也可以由设计单位授权监理工程师审处。(3)对设计中不详、漏误及容易引起误解的问题,监理工程师可以书面明确解释或补充规定。 2材料质量的控制。原材料是工程实体的组成部分,对工程质量有着直接关系。因此,要求施工单位:一是把好材料采购关;二是对各种原材料进行测试鉴定;三是严禁使用不合格材料和半成品。 3.施工质量的控制。(1)抓好各施工阶段的质量控制,以防患于未然。对施工单位的各施工阶段要通过定期检查评比,有的放矢地对重点问题进行现场检查、评比和交流,对存在的问题,如施工要点、注意事项等,质监部门以书面形式发至施工单位,目的是为了提高工程质量。(2)对影响质量的要害问题或普遍性问题,要坚持质量第一,以保证工程质量。(3)对虽未发生但根据质量情报信息预测可能发生的问题,要及时采取预防控制措施,避免事故发生。 4.对检验判断准确性的控制。质量检验属于质量管理中的把关环节,往往会因为检验人员的素质不高及工作中的差误和检测仪具的精度不高而做出错误的判断,影响和危害了工程质量。为此,要选用高素质的检验人员,并对他们进行必要的技术培训,对仪具要经常校正,以提高检验工作的质量。 5.其它因素的控制。民事纠纷、报酬不合理、劳动强度高、劳保条件差、干部作风不深人、施工人员情绪不佳等问题,都可能导致人为的工程质量事故的发生,这些因素不可忽视。因此,领导干部要深人施工现场,做好 思想政治工作,及时解决实际问题。监理人员和检验人员也要经常深人施工现场抓好质监工作。 四、严格质盆检验 质量检验是评检施工质量能否保证工程质量达到预定目标的重要手段,也葫;志着质量好坏的程度,其关键在于做好下面几点。 1.明确质量检脸标准、内客和手段。检验标准包括主要技术规范、操作规程和质量检验评定标准。检验内容主要是对原材料、半成品或成品、结构整体和部件进行物理、力学性能检验,使工程质量符合规定的标准。检验手段是通过仪具测试和试验数据结果反映出来。对技术标准高、工艺较复杂的项目,其检验标准另有设计规定的要求,并经质量监理人员检查后方可签认。 2.检验的组织形式。质量检验应坚持专职检验和群众自检相结合,日常检验和重点抽验相结合,定期和不定期的自检、互检和全面检查相结合。专检人员必须从施工准备、竣工交验等各个环节进行严格检验。 3.高标准、严要求、把好质量关。无论管理制度、工艺措施、规范、规程、规定要求,还是从平时检查到具体指导,从关键部位到每道工序,都必须强调一个“严”字,对出现的质量问题,更要严肃认真,一丝不苛地进行妥善管理。各级技术负责人对质量管理要做到事先指导、中间检查、成果评审和信息反馈工作,纠正过去偏重事后把关,管结果不管中间检查的习惯。 五、结束语 为加强公路工程质量管理,确保工程质量,必须加强基础工作、施工质量控制和检验把关工作。当前,要想建立科学、严密的质量保证体系,我们还受到许多条件的限制,仍有许多困难。如公路工程线长面广,有些工程施工季节性强,施工队伍的条件和素质要求还不相适应,工程监理工作起步晚,缺乏成熟经验,检测手段还不先进,这些问题都有待于我们作出更大的努力去探索,逐步加强完善质量管理工作。 公路工程论文:公路工程施工现场管理的几个关键问题 随着我国经济的飞速发展,我国的公路建设也出现了跳跃式发展的态势,公路作为国民经济发展的重要基础设施所发挥的作用也越来越明显。因此,一定要重视公路工程建设。公路工程建设是一项复杂的活动,具有流动性大、协作性强、建设周期长、受自然因素和天气干扰的影响大等特点,同时涉及到众多的社会群体的利益的制约。所以,如何根据公路施工的特点,加强公路施工现场管理,科学、合理有序的开展施工,实现工程项目快速、优质、低耗,已经成为建设者普遍关注的焦点。 1 公路施工现场管理的重要性 1.1可以优化资源配置,节约成本,减少不必要的消耗 公路施工的过程复杂的技术和经济活动,在整个建设过程中需要消耗大量的资金和建设成本,怎样使资源得到有效的利用、减少浪费、降低消耗主要集中在施工现场的管理活动中。加强施工现场的管理,可以使施工现场的人和物更好的合作,一方面可以减少不必要的消耗,另一方面可以提高工作效率,为整个施工项目增收节支。 1.2是衡量施工企业好坏的关键性要素 衡量一个施工企业的建设是否符合国家的相关要求,主要从以下四个方面进行;质量、安全、成本、工期。而这些环节恰恰在施工现场体现出来。因此说,一个施工企业能够对施工现场能够很好的管理和控制,这个企业就成功了一半。 1.3是建设优质路、放心路的根本保障 公路在社会发展和经济建设中作用决定其建设质量一定要过关,否则国家和人民的生命财产安全得不到保障。建设出优质路、放心路是国家和百姓的要求,其根本保障就在于公路施工的现场管理环节。 2 当前公路施工现场管理现状 2.1安全意识淡薄 很多施工企业尽管意识到安全对于一个企业的生存发展的重要程度,但在实际工作中的重视程度却不够,也仅仅停留在喊口号上,没有相应的安全管理措施。一旦发生事故,后果不堪设想。 2.2施工现场管理的组织机构不健全 许多企业都有自己的施工现场的管理人员,但是相应的组织机构配备的并不健全,很多情况下都是一些部门负责人在管理,并没有一个专门的施工现场管理的机构,也没有相应的现场管理的规章制度,这样就造成人浮于事,造成了人力物力的浪费。例如:现场建筑材料管理的混乱、技术资料的缺失等等。 2.3施工程序混乱 好多企业存在施工程序混乱的情况,不严格的按照工程建设的程序执行,例如:没打报告就开工等。 2.4施工质量监管不到位 质量数公路施工项目验收的关键,高质量的施工企业可以对外树立企业良好的形象。但是,部分施工企业在质量监管方面可以追求降低成本,将工程质量置之不理,有时会酿成严重的质量事故,从这一点看,部分企业的施工质量监管不到位。 3 高速公路施工现场管理的基本原则 3.1科学合理原则 施工现场的各项工作都应当遵循科学合理的原则办事,以其达到现场管理的科学合理化和资源的有效利用。 3.2经济性原则 在保障工程质量的前提下尽可能的节约成本,有效的利用各种资源。例如:降低建筑材料的运输成本;提高建筑材料的利用率尽可能选用可重复使用的材料,尽量对工农业废弃物材料进行再利用。根据不同情况,力求回收利用。变废为宝,产生循环经济效益。材料施工现场管理一定要克服只抓进度和质量而不计成本,从而形成单纯的生产观和进度观。 3.3标准化规范化原则 公路施工工作是一项协作性较强的工作,施工现场设计的人员多、部门杂。因此,制定和完善相应的规章制度是保障标准化、规范化现场管理的前提。它可以高效低协调施工生产活动,规范施工人员的行为,充分调动施工人员的积极性,克服主观随意性。从根本上提高施工现场的工作效率,从而建立起一个科学而规范的现场作业秩序。 4 加强公路施工现场管理的措施 4.1做好宣传动员工作,提高全员的安全意识 安全是企业发展进步的基础,因此,加强安全教育,提高安全意识是每个企业应当重点抓的工作之一。在施工前和施工过程中一定要对全体工作人员做好安全教育工作,提高安全意识,做到任何施工环节不出现安全事故。同时,还要定期的排查安全隐患,做到不留死角。成立相关的组织机构,制定相应的规章制度来约束和督促工作人员时刻注意安全问题。 4.2建立健全施工现场组织管理机构 在施工现场建立健全施工现场组织管理机构,制定相应的规章管理制度,来统一指挥协调施工现场的管理活动。避免建设材料和资金的浪费,让资源得到有效利用。在施工过程中,人力、材料和机械需求量不断变化,在配置施工资源时应力求均衡。要根据进度计划编制人力、材料、机械进场计划;根据材料供应与使用情况决定材料储备量;根据主导机械配置与之能力相适应的附属机械;根据天气情况和实际进度对资源进场计划进行调整。做到人、机、料、法、环协调统一。 4.3加强进度控制 进度计划是控制工程进度的依据,施工组织中的月、旬作业计划以及材料、机械使用计划都要服从进度计划的要求。进度计划反映工程从准备到竣工的全过程,反映施工中各分部、分项工程及工序之间的衔接关系,是现场管理者统筹全局,合理调配施工资源,正确指导生产活动的基础。能否按照计划旗实施,既体现施工单位的合同意识,也体现施工单位的组织协调能力和管理水平。当工程进度受到自然和人为因素的影响而与计划偏差较大时,现场管理者要结合实际,对进度计划进行调整,并做到: (1)根据网络计划或进度管理曲线,查找实际进度与计划进度的差距,分析影响进度的原因。 (2) 调整滞后项目的施工方案,适当增加资源投入,科学安排施工顺序,采用多作业面的平行流水作业或立体交叉平等流水作业,加快施工进度。 (3)合理压缩关键线路上的作业时间,尽量保证总工期实现,必要时倒排工期。 综上所述,公路工程施工的现场管理是一项复杂的系统工程,不同的工程项目,所采取的管理措施应有所不同,作为施工单位的现场管理者要与时俱进,大胆探索新的管理思路,通过加强施工的现场管理,使工程质量、进度和效益不断得到提高。
1、660MW火力发电厂电气节能降耗问题 现阶段660MW火力发电厂电气节能降耗方面存在问题较多,其大体表现为下列五个方面。 1.1电气设备电能消耗量过大 随着国家对环保的要求越来越高,对于新投运的火力发电厂要求达到超净排放的标准,而达到这些要求,则需增加更多的环保电气设备。实际火力发电厂运营过程中,要求使用一些静电除尘设备,为了满足环保要求还另外接增加了湿式电除尘设备,假使发生电场短路情况,实际设备运行阶段电能消耗量过大,这样难以实现高质量除尘效果,这样明显增加火力发电厂电气损耗量。火力发电厂不仅使用静电除尘设备及湿式电除尘设备,而且还使用其他类型设备,假使这些设备并未依据相关标准荷载实施具体运行,常发生重载低负荷运载以及空载等诸多情况,其限制提升火力发电厂电气损耗程度。 1.2火力发电厂电气运行规范性较差 火力发电厂实际用电率与火力发电厂企业效益具有直接性影响,这样要求火力发电厂加强电能管理制度规范化处理。现阶段一些火力发电厂电能管理制度缺陷较多,这样致使一些火力发电厂企业效益遭受明显影响,工作人员对于火力发电厂用电率重视程度不足,这样也会产生大量不必要电气损耗情况,特别是各种设备功率型号及材料选用不合理,致使电气损耗较为严重。 1.3铁磁损耗过多 基于交变磁场条件下,铁制材料易产生一定程度磁滞损耗及涡流损耗,而上述损耗致使火力发电厂出现明显的电气损耗,也会导致交变磁场线路内部产生大量热量,这些热量基本积聚于交变磁场内部,其会相应提升交变磁场内部局部温度,这对于相关装置性能产生显著影响,并明显增加电气损耗程度,而这部分损耗会明显降低设备使用年限。 1.4照明损耗过多 对于火力发电厂来说,其实际运营过程中使用照明灯具寿命过短,这样会使得火力发电厂照明灯具更换频次高,也易产生各种故障问题。如果火力发电厂未能及时应用各种节能灯具,照明节能技术开发应用质量不足,这样导致火力发电厂运营阶段难以起到显著节能降耗效果。同时火力发电厂布线问题较多,其照明电路及动力负荷电路基本为同一电力,而动力负荷电路电压很高,其具体电压值为400/230V,由于照明系统运行电压过大,易导致照明系统产生一定程度电能浪费情况。 1.5节能降耗意识不足 一般来说,火力发电厂用电基本为自身生产电,所以火力发电厂整体电力节能意识极差,而基于火力发电厂产电情况,实际电力器材采购过程中并未充分考虑节能降耗具体影响,单纯重视电气效能使用影响。同时火力发电厂对于员工节能降耗方面教育及宣传较少,这样致使员工普遍不具备一定程度节能意识,并且火力发电厂员工也未能对于电气节能降耗问题进行充分重视。基于火力发电厂员工节能意识情况,易致使火力发电厂节能降耗问题常被工作人员轻视,这样明显增加火力发电厂电气能耗量。 2、针对660MW火力发电厂电气节能降耗问题的技术应对措施 2.1健全电气节能降耗管理体制 实际火力发电厂发电运行极大,管理有效性及规范性对于发电厂经济效益具有直接关联性,这也是火力发电厂电气节能降耗关键性措施,所以火力发电厂应重点健全电气节能降耗管理体制。对于火力发电厂来说,其应将节能降耗作为基础目标实施具体管理,全面开展各种节能降耗措施,进一步提升设备运行效率以及资源利用效率。同时火力发电厂严格执行岗位责任制,确保具体岗位职责落实至各个工作人员,增强这些人员工作责任心及责任意识。另外,火力发电厂重点构建科学合理的激励机制,这样全面提升工作人员实际工作积极性及主动性,确保工作人员能够主动参与发电工作,进而防止实际发电过程中出现各种问题。 2.2合理筛选发电设备 一般来说,火力发电厂发电过程中使用设备种类及数量多,特别是各种大功率设备,发电厂选择上述设备过程中,严格依据火力发电厂实际情况筛选合适设备,然后使用正确连接方式实施有效安装,并依据设备类型不同筛选相应安装方法。实际设备运行前,相关工作人员应对于设备实施有效性能检测,保障设备能够保持正常运行状态。基于防止设备运行阶段易产生各种低负荷或空载情况,设备应适当添加辅助回路,继而保障设备可达到实际发电运行需求。实际设备选择过程中,尽量选择型号适宜的节能变压器,这样才能确保相关设备具有良好节能效果,这些设备空载状态下能够降低一定程度能耗,实际负载状态下也能有效减少设备能耗,进而起到高质量节能效果。 2.3减少输电过程的铁磁性损耗量 实际发电系统运行过程中,导体材料差异性也会对于电能传输效果产生直接性影响,基于减少电气能耗量,确保输电导体材料质量及性能均达到相关标准要求。同时提升经济效益的目的,尽量减少输电过程中铁磁性损耗程度,有效优化载流导体与钢材料之间作用关系。保障设备钢结构合理性,防止由于材料质量或性能不当,难以有效确保钢结构性能。另外,对于不同传输线路的安装位置进行有效确定,确保线路及钢结构位置合理性,而传输材料电阻值也应达到相关标准要求,尽可能筛选不具备磁性传递效果材料。 3、结语 综上所述,对于火力发电厂来说,其实际运营过程中易出现能耗过多情况,其对于运营质量影响较为明显,因此电气节能降耗技术应用质量尤为重要。因此火力发电厂相关部门应重点执行各种节能降耗措施,提升节能降耗管理质量,进而确保火力发电厂实际运营质量,提升发电厂经济效益。
数据处理论文:三维足部扫描系统中数据处理的基本设置 摘 要:三维激光扫描技术是近年来出现的新技术,在国内越来越引起研究领域的关注。它是利用激光测距的原理,通过记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息,可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。由于三维激光扫描系统可以密集地大量获取目标对象的数据点,三维激光扫描技术也被称为从单点测量进化到面测量的革命性技术突破,具有高效率、高精度的独特优势。三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据,因此可以用于获取高精度高分辨率的数字模型。 关键词:三维激光扫描;数据;点云;模型 三维足部激光扫描系统的数据处理包括主控计算机、图像识别、畸变差更正、建模。通过计算机控制平移采集图像,采用黑白棋盘格标定靶和张正友算法,标定图像中心坐标(Cx,Cy),畸变系数(k1、k2、p1、p2)等摄像机内部参数,研制适于足部激光扫描系统标定的细丝标定靶,并在摄像机标定的基础上,采用直接线性变换方法,得到像素坐标(Xf,Yf)与世界坐标(Xw,Yw)的映射关系矩阵,进而通过高斯滤波等除去杂点,最后建模,完成三维足部激光扫描系统的数据处理。 一、主控计算机的基本配置 针对于长度方向的扫描范围是290mm的足部扫描系统,考虑余量,需要行程大于300mm的移动平台。运动分辨率应优于本系统长度方向的分辨率:20μm。同时,本系统需要在平台的台面中轴线下方安装下光机模组(包括CCD和激光器),在台面两侧安装两个支撑臂用来支撑左右光C模组,同时,考虑到成年人的一般体重,这就要求台面允许的承载大于lO0kg(估计值)。随后根据电机的相关参数选择驱动器对电机进行控制。根据图像采集速率,计算得到在不细分的情况下,每秒需要的脉冲数为1500pulse,在上述情况下,分辨率为0.025mm。若采用最大的256细分,每秒需要脉冲数变为384000个,因此需要控制卡能提供的脉冲频率大于该参数。 基于上述计算,选择单轴步进电机控制器。它是一块多轴运动控制卡,可驱动步进/伺服系统,可实现单轴运行或两轴联动插补控制,并由硬件实现机械装置的超限保护。其功能特点有:32位PCI总线(PCI2.1标准);最高速可达1 MHz(即每秒1000000个脉冲);自动回原点功能,可读回运动中实际位置。整个系统除了计算机、平移台自身有配套的电源,还需要给运动控制器、CCD摄像机以及激光器配备直流电源。 二、图像的采集和识别处理 图像采集系统由接口、CCD摄像机和控制软件组成,通过控制软件编程实现对图像信号的采集和保存。接口有USB、Net、1394等,根据系统使用要求设置采集参数,采集时先将图像保存在缓存中,最后再将采集到的图像从缓存中以不同的命名保存到文件中以便于后续的处理和重建。 对图像进行识别时需要首先进行光带中心提取,对灰度图像进行光带提取时采用质心法,分两步来实现:首先对作二值化图像每一列的像素点的进行扫描,对灰度值为1的点(即白像素点)进行质心运算,即可得到当前列的光带中心像素坐标,然后逐列移动,即可得到所有列上的光带中心坐标,此时得到的光带中心坐标只是一个近似值;在第一步得到的像素坐标近似值的基础上,从原始灰度图像上寻找这一坐标在列方向上的一个邻域,然后利用质心法重新计算每一列的光带中心,即可得到更为精确的光带中心坐标。 摄像机标定是从二维图像获取三维空间信息的关键和必要步骤,如基于图像的物体重建,基于图像的测量等。现有的摄像机标定方法大致可以分成两类:传统的摄像机标定方法和摄像机自标定方法。传统的摄像机标定方法是在一定的摄像机模型下,基于特定的实验条件,如形状、尺寸己知的标定参照物,经过对其图像进行处理,利用一系列数学变换和计算方法,求取摄像机模型的内部参数和外部参数。但在很多情况下,由于存在经常性调整摄像机的要求,且设置己知的标定参数也不现实,这时就需要一种不依赖标定参照物的摄像机自标定方法。用二维平面靶标和张正友算法对摄像机进行标定。 其中为了获得己知的精确的世界坐标,需要设计精密标定靶。标定靶作用是为各视觉传感器提供相应的标定控制点对:即精确的世界坐标和像素坐标。它应满足:标定点的空间范围应该能够近似覆盖整个测量范围,才能保证测量精度;在标定过程中,要对多个传感器进行标定,因此标定靶的设计应该使得标定过程尽量简单,减少标定过程中的工作量。 三、标定方法选取与标定实验 如何实现摄像机和激光器组成的传感器的标定,即标定光平面与摄像机之间的位置关系;如何实现系统全局的标定,即标定各组传感器之间的位置关系。这就要考虑全局标定方法。全局标定要把各个视觉传感器的测量数据统一到一个总体世界坐标系中,也就是确定各个视觉传感器坐标系相对这一总体世界坐标系的位置与方向,即旋转矢量和平移矢量。主要有以下三种常用的全局标定方法同名坐标统一法、中介坐标统一法和世界坐标唯一法。 其中世界坐标唯一法的基本思想是直接利用世界总体坐标系下的标定点对处于测量状态的各个视觉传感器单元进行局部标定,从而将局部标定和全局标定统一到了一起。其优点在于:实现了在测量现场视觉传感器局部标定和全局标定的统一;减少了坐标转换次数,从而减少了由坐标系转换所带来的精度损失;减少了标定点的采集次数,降低了劳动强度。因此采用世界坐标唯一法对系统进行全局标定。 利用平面靶标对摄像机进行标定的关键是含有坐标信息的特征点也称控制点的检测。常用的特征点是黑白棋盘格靶标上的角点。目前的检测方法可以分为两大类:一类是基于图像边缘的特征,通过用轮廓点来拟合直线或计算边缘曲率、夹角,从而判定角点。概括来说,图像处理的整体步骤是: 1.读入拍摄的棋盘格图像,利用Canny算子进行边缘检测; 2.利用BW算子求出边缘区域的CBW响应值,并设置闽值取出前M个; 3.设置角点邻域阈值,将同一角点邻域内的点取均值,最终得出与实际角点数量相同的N个角点的图像坐标。 准确检测了一幅图像的角点像素坐标之后,就能利用张正友算法进行标定,该方法基于以下思想:标定过程中,摄像机的内部参数始终保持不变,发生变化的只是外部参数。所以要求摄像机在两个以上不同的位置对同一平面靶标进行拍摄,摄像机或靶标两者之一可以自由移动,不需要知道它们之间的相互位置关系和运动参数等。像机的标定完成之后,就能将角点的世界坐标结合摄像机内外参数矩阵,将各点投影到图像坐标系中,比较重投影点与实际检测出的角点之g的误差。为了说明角点检测的准确性,对于直线拟合和BW算子检测出的角点也按照张正友方法求解摄像机内外参数,之后投影到图像坐标系中。 四、模型构建 建模需要依次进行以下步骤,进行以下步骤:首先进行机械调整。调整玻璃平台与导轨面平行,即与扫描方向平行;调整两个扫描臂平面与导轨平行,且等高、等间距;然后进行传感器调试。保证脚底面与玻璃平面相交的位置不会超出CCD相机的视场并留有一定余量,保证数据的完整性。可以通过调整CCD安装座的俯仰角度实现。因为图像亮度、对比度的设置如果太低,会使光带的亮度降低,不易于黑暗的背景区分;如果设置太高,会使得噪声点亮度增加,产生误差和多余点云。随后进行运动控制调试。保证CCD在电机匀速运动阶段采集图像。在平台运动过程中,若人为碰触近端的零位开关和远端的限位开关,电机将立即停止运动,这就保证了系统的安全。其次进行激光平面调试。通过调整激光器安装座的俯仰、平移,将三个激光平面调整到完全重合且与扫描方向垂直的状态。最后通过点云真实地还原脚模的外形轮廓变化,多个角度视图清晰。用高斯滤波滤除杂点,进而得到更为完善的模型。 数据处理论文:TTC与LGO在GPS工程控制网数据处理中的应用 摘 要:对两种商业LGO和TTC进行了简要介绍,以GPS工程控制网为基础,采用两种软件处理了基线数据,基线处理后均采用后处理软件CosaGPS进行平差,对两种解算方式的结果进行对比分析,对类似的工程控制网解算有一定借鉴意义。 关键词:GPS 基线;数据处理;工程控制网 1 引言 GPS测量数据的处理是研究GPS定位技术的一个重要内容,选用好的数据处理方法和软件对结果影响很大。在GPS静态定位领域里,几十千米以下的定位应用已经较为成熟,接收机厂商提供的随机软件可满足大部分的应用需要[1]。 目前测绘单位大都采用进口的随机软件解算基线、国产平产软件进行网平差的方式来进行GPS网数据处理[2]。TTC和LGO作为目前工程应用中两种进口的随机商业软件,均能够进行GPS和常规地形测量数据处理、数据质量保证和质量控制[3]。本文结合该工程实例,采用两种软件进行GPS工程控制网的基线处理,基线处理后,采用国产平差软件CosaGPS进行网平差,并围绕两种处理结果展开讨论。 2 软件介绍 LGO,全称Leica Geo Office,是瑞士徕卡测量有限公司开发的用来进行数据传输、数据编辑、浏览及质量控制等的办公软件。一般与该公司的全站仪、GPS等相互配合使用。该软件以统一的方式管理TPS、GPS和水准数据,功能强大,而且对于GNSS的基线解算,在同类软件中处于上等水平[4]。 TTC,全称Trimble total control,是Trimble公司为高端客户定制的集空间信息采集、存储、分析、显示和数据检索于一体的产品,与Trimble公司退出的TGO出具处理软件类似,但不同之处在于TTC软件可以进行上百公里至几千公里长距基线的高精度解算,TTC操作过程简单,近乎傻瓜化,可满足中低档客户掌握高精度GPS数据处理的需求[5]。 3 实例分析 某工程控制网共7个控制点,按《全球定位系统(GPS)测量规范》要求进行D级GPS布网和观测,基线长度0.9~6.0km,数据采集采用leica GX1230,采样间隔30秒,卫星高度截止角15°[6]。控制网图形如下图1所示。分别以TTC和LGO对观测结果进行基线数据处理,下表1为两种软件基线平差结果。 LGO由于软件本身采用的基线精度评定标准与其他软件不同,因此不能直接与其他软件的RMS进行比较[7]。从上表可以看出,两种软件处理的15条基线,二者基线长度差值最小为0mm,最大为17mm。若按基线精度要求及复测基线长度较差进行比对,结果均满足规范要求,说明两种软件解算的基线结果是相吻合的。 CosaGPS软件是武汉大学编写的一套测量控制网通用数据处理软件包。完成任意测量控制网的平差解算和精度评定等工作。该系统最大特点是自动化程度高,通用性强,处理速度快,解算容量大,成果报表自动化输出[8]。本例中利用CosaGPS自动读取TTC/LGO软件输出的基线向量文件,进行三维无约束平差,三维向量无约束平差基线分量改正数结果见表2。 从三维向量无约束平差结果来看,基线分量改正数绝对值均满足规范要求。两种解算方式得到的最弱边相对中误差分别为:TTC/CosaGPS(1/307000))、LGO /CosaGPS(1/664000),这说明基线向量没有明显系统误差和粗差,该控制网内符合精度较高,数据处理质量可靠。从两种解算方式得到的结果对比来看,LGO输出的基线分量改正数整体性优于TTC,说明LGO软件处理的基线结果优于TTC软件处理的结果。 接下来,在三维向量网无约束平差的基础上,为获取控制点在工程控制网下的平面坐标,进行二维约束平差。二维约束平差后,两种解算方式得到的控制点间最弱边相对中误差分别为:TTC/CosaGPS(1/204000)、LGO/CosaGPS(1/322000),满足平面控制网最弱边相对中误差要求。二维平差平面坐标结果见表3。 从上表二维约束平差的点位误差方面可以看出,两种解算方式的坐标分量X方向最大差值为9mm,Y方向最大差值为13mm,点位最大差值为15mm。从两种解算方式处理的精度对比来看,LGO/CosaGPS相较TTC/CosaGPS处理的结果,点位误差较小,精度较高,从《工程测量规范》[9]施工控制点±20mm限差要求来看,两者结果均能够满足需要。 4 结语 本文以某GPS工程控制网为例,通过LGO与TTC两种软件进行基线处理,后处理均采用CosaGPS网平差,对其解算结果进行比较分析。结果表明:LGO软件较TTC软件在数据处理方面占优,但二者处理数据结果相一致,均满足规范要求。在工程应用中,二者均具有操作方便、快捷、处理速度快、结果直观清晰等优点,两种软件均可以用于类似GPS工程控制网的数据处理。 数据处理论文:高中物理实验数据处理中误差理论的应用研究 摘 要:本文主要分析了误差理论在高中物理实验数据中的重要性,阐述了误差理论的具体应用,最后总结了误差理论对物理实验的作用,旨在加强误差理论在物理实验数据中的应用,促进学生对物理的真正认识和理解。 关键词:高中物理实验;数据处理;误差理论;应用 一、误差理论应用的重要性 首先,高中物理实验中的实验是真实存在于现实生活中的,但是仍然必须经过一些严谨的操作步骤才能够完成验证。为了确保实验的正确性,通常会采用大量的数据来证明,数据的可靠性必须达到一定的标准。然而在实验过程中,由于一些不确定因素的影响,常常会让实验数据产生误差,这种误差通常是不可避免的,但是对于实验又有一定的影响。为了让实验准确性更高,必须在实验原理没问题的情况下,科学地使用误差理论的原理来解决这个问题。在物理实验中,误差的存在有其必然性,而实验者对误差的分析也是实验的一个重要环节。 其次,误差理论在物理实验数据处理中有着重要作用。误差理论和实验数据处理属于考试高频考点,但是实验数据处理相对而言不容易被忽视,而误差理论往往容易被忽略,教师在讲解相关理论知识和题目时,对误差理论知识一笔带过,学生掌握得也不够透彻,处于似懂非懂的状态。因此当实验过程中出现误差时,学生容易将误差归结到偶然性的误差和系统的误差上,没有深入研究和探索实验真正存在的问题,对学生处理物理实验数据并没有帮助。另外,在高中物理学习阶段,学生对误差的理解停留在“误差的存在是正常的,不需要对误差进行研究和计算”,这是因为学生对于误差理论没有进行定量分析,从而将误差理论和实验数据理论分割开,实际上这二者是紧密联系的。 最后,误差理论实际包含了许多物理实验数据的处理方法,不仅是对误差的分析,也有严密的法则方便对数据进行处理,主要被广泛应用于工业生产中。而在考虑和处理问题的方法中,误差理论也常常被用到,尤其是处理高级数据,可见误差理论与物理实验数据处理有着不可分割的关系,合理、科学地运用误差理论,能够在高中物理实验数据处理中发挥重要的作用。 二、高中物理实验数据处理中误差理论的具体应用 1.力的平行四边形定则验证实验 力的平行四边形定则验证实验是高中阶段一项重要的基本实验,在实验过程中,需要获得的是:两个共点分力相同作用效果和实际的测量数据的合力,是否和这两个共点力构建的理论合力符合,两个共点力应用的原理是平行四边形定则。这个实验涉及实验的测量数据和理值之间的误差,在合理的误差范围内,两者的合力相同,那么印证了平行四边形的定则。这个实验需要的材料有木板、橡皮、白纸等,原理是如果两个作用力F1和F2的作用效果和一个力F的作用效果一样,那么力F就是F1和F2的合力。实验过程中,由于误差的存在,F1和F2与合力F很难完全相同,数值甚至可能相差甚远,此时教师需要及时引导学生,观察实验过程中的小细节,争取将误差降到最低,确保实验的准确性,完成实验的验证过程。 经过研究分析,误差的来源可能有以下三个方面:第一,运用平行四边形的定则进行作图时,由于作图不准确产生的误差;第二,弹簧测力计没有调零;第三,在使用弹簧测力计时,弹簧外壳与纸张的摩擦以及弹簧与外壳的摩擦造成的误差。 2.探究匀变速直线运动的实验 实验中,匀变速直线运动涉及测量加速度的方法,加速度是一个极为抽象的概念,如果教师简单地通过理论教学,学生不能够将其概念理解得很透彻。因此教师可以通过直观的方式进行实验教学,如通过打点计时器和纸带,将加速度转化为较直观和可以进行测量的具体数值。在实验过程中,教师应该引导学生在加速度实验设计中分析误差,选择合适的实验参数,从而降低误差。误差理论的应用在一定程度上能够培养学生对待实验严谨和细心的态度。教师在这个过程中,通过误差理论教学,提高学生分析问题和误差的能力。在匀变速直线运动实验中,小车带着纸带在轨道上做加速运动,穿过打点计时器会留下一连串的数据点。通过逐差法计算出小车运动的加速度 T是打点计数器的周期,为了让学生处理数据更方便,这里一个周期为五个时间间隔。S1、S2、S3…是纸带上相邻的点的距离,学生可以通过测量得出相邻距离。实验的误差主要有两个部分:第一,测量位移;第二,测量时间。降低纸带测量的误差,能有效提高小车加速度的准确性。 综上所述,误差理论应该广泛应用于高中物理实验数据处理中,让实验的结果和过程更加合理化、科学化,准确性更高,让学生彻底明白误差理论知识的概念,增强学生分析物理实验数据的能力,提高学生处理数据的能力,以后能够以严谨的态度对待相关物理实验。 数据处理论文:正点地面观测数据维护中异常数据处理 摘 要:调整地面气象观测资料报文传输方式后,值班人员应将逐时观测的气象要素数据信息在正点后借助地面测报业务软件“正点地面观测数据维护”来检查观测数据,一旦有异常或错误出现,应及时分析和处理疑误数据,做好自动气象站观测数据质量控制。 关键词:地面观测;数据维护;异常数据;处理对策 科学技术水平快速提升推动了我国气象事业发展和进步,对观测资料完整性、实用性和时效性提出了更高要求。在实际观测工作中,采集的各个气象要素数据质量受外界因素影响较大,降低了自动台站观测资料使用价值。一旦发现观测数据异常,可凭借日常工作经验及时分析处理疑误信息,以增强自动气象站观测数据可用性,提升地面气象观测业务质量。 1 基本操作要领 为方便正点时刻进行地面观测工作,在维护软件中设置正点观测值和小时内分钟观测值实时对比功能。当焦点经过当前时次相对湿度、气温、降水量和本站气压等气象要素对应单元格时,工作人员按住“Shift”键,右击对应单元格,该时次内相关气象要素逐分钟观测数据信息和对应曲线图就会显示在“分钟降水量”窗口上方。 台站整点时刻会编发加密天气报和天气报,应在正点时刻点击OSSMO软件对应整点地面观测数据维护功能,在正点5min内将人工观测气象要素数据信息输入系统内,还要认真检查录入数据信息是否完整,若自动台站不能正常运行,应第一时间实施科学合理人工干预。在非天气报或加密天气报时次,观察自动站逐时采集数据情况,当软件运行中有异常,认真分析并针对性处理,同时保存,控制质量完成后会生成新的长Z文件。 取消天气报后,当新型自动气象站观测气象要素值异常时可通过人工方法来干预,单击“数据维护”下拉菜单中“正点地面观测数据维护”,进入界面后在OSSMO窗口中同时点击“Ctrl+T”键,在“正点地面观测数据维护”中查看人工观测数据和本时次相关统计、自动气象站观测数据、应急加密观测、累积降水量值,以滚动表格方式将与本时次统计值相关所有观测资料信息罗列。 2 正点地面观测数据维护中异常数据处理 2.1 数据输入异常 2.1.1 降水量输入 通过人工方法录入降水量数据信息,若“正点地面观测数据维护”窗口上有“降水天气现象无编报降水量”信息提示,此时无法录入降水量数据信息,删除对应天气现象编码信息后根据正确顺序录入即可。 2.1.2 云的输入 可以正确输入云量数据信息,但不能输入云状态时,应检查输入模式是否为英文;如果有“云高不能为空!”提示信息,应在现有云高栏中输入正确云高数据后删除编报栏中云量信息,结合本站实际决定是否删除云高信息。因输入方式错误引起的软件异常也可关闭软件不保存数据信息,再重启业务软件,按正确方法输入气象要素数据信息,有效避免异常。 2.2 记录超出历史极值 2.2.1 观测数据超过极值 在正点地面观测数据维护中,一旦发现气温、气压、相对湿度、降水量数据超过极限值,要通过人工方法J真审核气象要素数据信息,将正点观测气象要素数据和逐时分钟内观测数据信息进行比较,借助操作软件判断气象要素合理性,若发现气象要素值变化与客观规律相符的正常数据信息,在发送数据信息后并做好保存。 2.2.2 地温等其它要素超过极值 若地温等要素值超过极值,应查看逐分地面观测数据文件,分析分钟内数据文件是否合理,如果分钟数据跳变异常而不能使用或超过气候学界限值时,可按缺测处理。要科学合理设置软件中地面审核规则库数据,预审人员可结合预审报表中超过历史极值可疑信息,在审核规则库中设置合适极值。 3 降低地面正点观测数据异常的对策 3.1 做好观测仪器设备维护 做好观测仪器设备保养和维护,确保新型自动气象站长时间稳定运行。新型自动站仪器设备为较敏感元器件制成,在建站选址时,应选择在电磁干扰程度较小区域,避免电磁信号干扰影响地面观测工作。 3.2 做好恶劣天气下地面测报工作 新型自动气象站观测仪器设备运行过程中受恶劣天气影响较大,可借助于先进观测仪器设备加强对特殊天气掌握程度,了解恶劣天气条件对观测仪器设备的危害,采取有针对性防御对策。 3.3 升级测报软件 应做好备份工作并及时保存相关数据信息,详细了解升级后测报软件内容,通过可靠软件网站进行升级,做好补丁安装,防止因软件升级失败造成观测数据信息丢失。 3.4 数据备份 应高度重视数据备份工作,做好新型自动站正点地面观测数据维护,防止观测气象要素数据信息异常。做好人工监测工作,真实、全面记录气象要素数据信息。将20h作为1周期,由测报人员将备份工作做好,一旦发现观测数据异常,可录入备份数据信息。 数据处理论文:大数据时代下的电力自动化系统数据处理 摘 要:我国电力市场发展度较快,电力系统也正逐步向自动化迈进,并且在运行过程中产生了大量数据,我们将其称之为"大数据时代"。本文主要阐述了电力自动系统在运行过程中产生的具体数据情况,并分析了基于大数据时代背景下如何做好电力数据处理工作。 关键词:大数据时代;电力自动化系统;数据处理 电力自动化数据的处理工作中,要针对不同的数据类型以及系统不同部分对数据的不同要求建立起对应的系统数据资源处理体系。通过建立并整合综合数据库、完成电力系统安全防护规范、形成完善的调度数据体现功能等实现对电力自动化系统中数据的有效处理。 一、电力自动化系统的类型分类 1.基础型数据:主要是与电力自动化系统中的电力设施设备属性相关的数据,如,发电机、变压器等电力设施设备的基础数据。对于这些数据一般是电力单位根据相关的数据规划各自进行管理,并通过相关数据服务器对其数据进行数据同步,便于调度中心对这些数据进行集中存储、整理和相关计算。 2.实时数据:大多数是在电力系统运行过程中进行实时采集的数据,其数据量很大,对存储空间的要求比较高。这些数据是在电力系统运行过程中产生的,通过对其进行纠错处理后,能够为调度部门或市场运营提供决策参考依据。目前,我国电力自动化系统在实时数据处理方面比较成熟,对收集到的实时数据不需要进行相关的处理,只需要在数据输入、输出过程中建立一个稳定的接口即可。 3.日常管理的数据:主要是在电力系统运行过程中对各种相关数据进行统计,各部门对在工作中遇到的问题进行相关处理后的数据信息。一般情况下,这些数据只需要在特定的范围内进行同步和共享即可。在电力系统运行过程中,建立这一类型数据同步和共享的数据平台是十分必要的。主要原因表现在以下几个方面:①这些日常管理的数据在某种程度上反映电力系统中电力设施设备的运行情况;②方便电力系统中各个部门对日常管理数据的获取,以便更好的开展部门工作。 4.市场经济数据:随着市场经济的发展,电力系统的经济效益越来越突出,电力系统运行中的相关数据对电力单位的发展具有重要影响,将其作为经济性数据十分有必要。市场经济数据对城市建设规划中的电力规划有很重要的决策参考依据。市场经济数据具有非常大的扩展空间,其数据规划的重点将是实时数据。 二、电力系统化系统中数据的获取 电力系统化系统中数据的获取就是整个数据的采集过程。在电力自动化系统中,主要包括了数据采集、数据处理以及数据转发三个环节。在电力系统中,实现数据传输是进行数据获取与采集的重要目的。在进行数据传输过程中,可以采用有限传输与无线传输两种方式进行。在采用有限传输的过程中,主要通过使用电缆或者光纤进行传输。而在无线传输过程中,则可以使用微波或者无线扩频的方式进行传送。由于有限传输信号稳定可靠,因此,在电力自动化系统当中主要是使用有线传输方式。但是,由于无线传输方式能够减少线路的铺设工作量,而且在较为偏远的地区能够方便的采集数据,而使得其在部分地区得到广泛应用。 三、电力自动化系统中的数据处理 3.1数据共享 数据共享的主要方式主要包括以下几种:(1)内存数据库。利用内存数据库有着安全性高、访问速度快和结构灵活的特点,但是也存在着一些问题,那就是其开放性较低。(2)利用网络进行通讯。网络通讯的方式有UDP、TCP、IP等,在对数据进行打包发送的过程中,网络通讯的方式相应速度较快,而且数据在处理的过程中,使用的是二进制的方式,这种方式在编程的时候较为复杂。(3)直接内存访问。利用直接内存访问的方式进行共享,有着传输速度较高、进入的速度较快的特点,但是在数据处理的过程中,对于整个系统的安全性会造成一定的影响。电力自动化系统使用的是DCOM技术来进行内存数据库的访问的,例如,远程主机在进行数据共享的过程中,可以使用网络映射的方式将远程主机进行映射,使其映射到本地的磁盘中,这样是便于数据的下载与更新的。 3.2数据流 数据流也是电力自动化系统运行中十分重要的组成部分,在数据处理中扮演着关键性得角色。随着计算机技术和网络技术的快速发展,数据流呈现出了连续性、顺序性和实时性,整个过程的起点是在数据进入到了系统中开始,而数据在流动的过程中,那么信息的流动策略就会与整个系统的功能有着紧密的联系。随着电力自动化技术的不断提高,电力系统在运行的过程中,数据量在逐渐的增加,整个系统结构也变得越来越复杂,必须要对相应的数据量进行科学的分析,这样才能够合理的部署,提高数据传输的效率,使数据流在运行的过程中,能够充分的保证其可靠性、安全性和实时性。数据流技术在处理的过程中,一定要将接口的统一性进行相应的处理,在这样的情况下,就要充分的解决各个子系统之间的在接口统一性上的问题。 3.3电力自动化系统中的数据整合 电力自动化系统的建立及发展是基于“建立调度综合数据应用与交换平台,规范和整合调度系统数据”的基本要求,通过数据让你过河、功能完善等方式使得不同的专业技术以及信息安全技术在系统中得到应用和体现。同时,电力自动化系统的整合工作必须基于国家电网调度系统的数据整合原则及基本工作框架进行。当前,系统建设的主要目标在于建立一个综合数据库、形成一个与电力二次系统安全防护要求相一致的信息交换体系,实现通用调度数据的体现。在具体的实施过程中,可以采取如下步骤进行:(1)基于既有系统开发多种分散数据的采集与整合工具,形成统一数据规格的管理规范,建立一个基于对象的数据处理数学模型,进而实现系统信息的相互关联,实现信息区域的管理中心。(2)利用通用调度数据展现技术给电力自动化系统用户提供便捷的数据分析、加工及理途径。同时,开发并实现基于用户自定义规则的调度数据综合处理信息系统,实现对数据的重复利用。(3)开发横向调度数据接口技术,通过完善并统一对外调度接口的方式,避免出现数据多重交叉的以及重复输出问题。(4)形成上、下级纵向调度数据的标准接口,构建起广域范围中的金字塔式形式的立体数据体系。 四、智能电网 1.智能电网中的网络拓扑结构 智能电网中的网络拓扑结构具有坚强、灵活的特点,能够有效的解决电力系统中能源和生产力分布不均匀的问题,满足电力企业大规模生产运输过程中产生大规模数据的处理功能,实现资源的优化配置,减少电能损耗。同时,智能电网中的网络拓扑结构能够有效的应对一些自然灾害,如雨、雪等。 2.开放、标准、集成的通信系统 智能电网能够对电力自动化系统进行及时有效的监控,主要在其具有识别故障早期征兆的预测能力和对故障做出相关的相应的能力。智能电网是电力自动化企业的发展方向,能够为电网规划、建设和运行管理提供全面的数据信息,有利于大数据时代下电力自动化运行系统的稳定、安全和高效的运行。 结语 自动化系统的正常运行,一定要充分考虑到系统运行中数据信息的数量信息,便于数据的维修和存储空间的无限扩展。文章主要是分析了自动化系统的数据类型,并且对其进行了详尽的分析,对于相关问题进行了阐述,给电力自动化系统提供了更加广阔的空间,并探究了智能电网在电力自动化运行系统中运行的优势和未来的发展方向。 数据处理论文:大数据处理平台比较研究 摘要:大数据环境下,传统的数据处理方式不再适用,以云计算技术为支撑的大数据处理平台应运而生。比较了开源Hadoop和Spark平台各自的优缺点,发现各自的适用范围:Hadoop适用于数据密集型任务,并广泛应用于离线分析;Spark因其基于内存计算,在迭代计算和实时分析领域占据优势。二者在功能上有较强的互补性,协同使用可以发挥更大效益。 关键词:大数据平台;Hadoop; Spark;比较研究 1大数据处理平台 1.1大数据特点 目前,大数据还没有一个标准定义,但是把握大数据的特征,有助于加深对大数据内涵的理解。数据具有的3V特征,即规模大(Volume)、种类多(Variety)、速度快(Velocity)。规模大,意味着数据量不断扩张,数据量级从现在的GB、TB增长到PB、EB甚至ZB级;种类多,指数据类型有结构化、半结构化和非结构化,其中文字、图片、音频、视频等非结构化数据占很大比例;速度快,表示大数据有强时效性,数据快速产生,需要及时处理及分析才能实现大数据的经济价值。 大数据的处理过程为数据抽取与集成、数据分析以及数据解释 [1]。巨量的数据往往也意味着噪声较多,这给数据清洗工作造成困难。传统的关系型数据库处理对象单位通常为MB,适合处理存储结构化数据,而面向大数据的数据库技术能够解决海量的非结构数据存储问题。传统的数据分析方法以算法的准确率作为重要的衡量指标,而大数据的高速性要求算法必须牺牲一部分准确性以更高效地处理数据。 1.2大数据处理平台 为从规模巨大、种类繁多、生成快速的数据集中挖掘价值[2],针对大数据的技术和方法应运而生。GFS、NoSQL、ITHbase、MapReduce等云计算技术发展,使大数据有效存储、管理和分析成为可能。但从众多复杂的大数据技术中进行选择,并搭建完备的大数据处理框架难度很高,不利于挖掘大数据中的经济价值。大数据平台能在用户不了解架构底层细节的情况下,开发大数据应用程序。全球领先的科技巨头纷纷提出了建设与应用大数据处理平台:IBM公司推出了云端版InfoSphere BigInsights[3];HP推出了HP Vertica6.1分析平台[4];Google提出的GFS、MapReduce等云计算技术催生了大数据处理平台的事实标准Hadoop。目前,Google使用的是自己开发的Caffeine[2];Facebook结合自身需求实现了Corona、Prism。完备、高效的大数据处理平台为大数据应用提供一站式基础服务,支持应用系统从清洗、集成、分析到结果可视化展现全过程建设,降低了用户技术门槛[5]。 2大数据处理平台比较 Hadoop的支撑技术(MapReduce等)成熟,实现了海量数据分布式存储和批量处理,应用广泛,成为大数据处理平台的事实标准。Spark以其近乎实时的性能和相对灵活易用而受到欢迎,它同Hadoop一样都是Apache旗下的开源集群系统,是目前发展最快的大数据处理平台之一。 2.1Hadoop与Spark比较 2.1.1Hadoop及特c Hadoop是由Apache开发的开源云计算平台,实现在大量计算机组成的集群中进行分布式存储和计算。Hadoop框架最核心的技术是HDFS和MapReduce。HDFS是可部署在廉价机器上的分布式文件系统,采用主/从结构,将大文件分割后形成大小相等的block复制3份,分别存储在不同节点上,实现了海量数据存储。MapReduce编程模型实现大数据处理,它的核心是“分而治之”[1]。Map任务区将输入数据源分块后,分散给不同的节点,通过用户自定义的Map函数,得到中间key/Value集合,存储到HDFS上。Reduce任务区从硬盘上读取中间结果,把相同K值数据组织在一起,再经过用户自定义的Reduce函数处理,得到并输出结果;将巨量资料的处理并行运行在集群上,实现对大数据的有效处理。 Hadoop具有如下优点[69]: (1)高扩展性。Hadoop的横向扩展性能很好,海量数据能横跨几百甚至上千台服务器,而用户使用时感觉只是面对一个。大量计算机并行工作,对大数据的处理能在合理时间内完成并得以应用,这是传统单机模式无法实现的。 (2)高容错性。从HDFS的设计可以看出它通过提供数据冗余的方式提供高可靠性。当某个数据块损坏或丢失,NameNode就会将其它DataNode上的副本进行复制,保证每块都有3份。所以,在数据处理过程中,当集群中机器出现故障时计算不会停止。 (3)节约成本。首先,Hadoop本身是开源软件,完全免费;其次,它可以部署在廉价的PC机上;“把计算推送给数据”的设计理念,节省了数据传输中的通信开销。而传统的关系型数据库将所有数据存储起来,成本高昂,这不利于大数据产业发展。 (4)高效性。Hadoop以简单直观的方式解决了大数据处理中的储存和分析问题。数据规模越大,相较于单机处理Hadoop的集群并行处理优势越明显。 (5)基础性。对于技术优势企业,可以根据基础的Hadoop结合应用场景进行二次开发,使其更适合工作环境。比如,Facebook从自身应用需求出发,构建了实时Hadoop系统。 Hadoop系统局限性 [1011]:①不适合迭代运算。MapReduce要求每个运算结果都输出到HDFS,每次初始化都要从HDFS读入数据。在迭代运算中,每次运算的中间结果都要写入磁盘,Hadoop在执行每一次功能相同的迭代任务时都要反复操作I/O,计算代价很大。而对于常见的图计算和数据挖掘等,迭代计算又是必要的;②实时性差。Hadoop平台由于频繁的磁盘I/O操作,大大增加了时间延迟,不能胜任快速处理任务;③易用性差。Hadoop只是一个基础框架,精细程度有所欠缺,如果要实现具体业务还需进一步开发。MapReduce特定的编程模型增加了Hadoop的技术复杂性。 2.1.2Spark及特点 Spark的整个生态系统称为BDAS(伯克利数据分析栈),包括Tachyon、Spark Streaming、Spark Core、MLlib等。其核心框架Spark是为了实现大数据的快速处理而设计的,可以用来构建低延迟应用。Spark以RDD(弹性分布数据集)为基础,实现了基于内存的大数据计算。RDD是对数据的基本抽象,实现了对分布式内存的抽象使用。由于RDD能缓存到内存中,因此避免了过多的磁盘I/O操作,大大降低了时延。Tachyon是分布式内存文件系统,类似于内存中的HDFS,基于它可以实现RDD或文件在计算机集群中共享。Spark没有自己的文件系统,通过支持Hadoop HDFS、HBase等进行数据存储。Spark更专注于计算性能,其特点如下[1113]: (1)高速性。Spark通过内存计算减少磁盘I/O开销,极大缩小了时间延迟,能处理Hadoop无法应对的迭代运算,在进行图计算等工作时表现更好。高速数据处理能力使得Spark更能满足大数据分析中实时分析的要求。 (2)灵活性。较之仅支持map函数和reduce函数的Hadoop,Spark支持map、reduce、filter、join、count等近80多种操作类型。Spark的交互模式使用户在进行操作时能及时获得反馈,这是Hadoop不具备的。Spark SQL能直接用标准SQL语句在Spark上进行大数据查询,简单易学。尽管在Hadoop中有Hive,可以不用Java来编写复杂的MapReduce程序,但是Hive在MapReduce上的运行速度却达不到期望程度。 2.1.3Hadoop与Spark特点比较分析 Hadoop具有高扩展性、高容错性、成本低、高效性、不适合迭代运算、实时性差、易用性差等特点,与之相比,Spark最突出的特点是高速性和灵活性,基于这些特点分析总结如下:Hadoop更注重存储性能,而Spark更专注于计算,可以形象地将二者的处理方式比作“大砍刀”和“剔骨刀”,前者可以胜任更加繁重的任务,但难免粗糙,后者则胜在快速、灵巧上。 2.2Hadoop与Spark应用场景比较 2.2.1Hadoop应用场景 Hadoop的高扩展性、高容错性、基础性等优点,决定了其适用于庞大数据集控制、数据密集型计算和离线分析等场景。针对Hadoop的局限性,为提高Hadoop性能,各种工具应运而生,已经发展成为包括Hive、Pig、HBase、Cassandra、YARN等在内的完整生态系统。HBase新型NoSQL数据库便于数据管理,Hive提供类似SQL的操作方式进行数据分析,Pig是用来处理大规模数据的高级脚本语言……这些功能模块在一定程度上弥补了Hadoop的不足,降低了用户使用难度,扩展了应用场景。 2.2.2Spark应用场景 与Hadoop不同,Spark高速、灵活的特点,决定了它适用于迭代计算、交互式查询、实时分析等场景,比如,淘宝使用Spark来实现基于用户的图计算应用[11]。但是,其RDD特点使其不适合异步细粒度更新状态的应用[1],比如,增量的Web抓取和索引。RDD的特点之一是“不可变”,即只读不可写,如果要对RDD中的数据进行更新,就要遍历整个RDD并生成一个新RDD,频繁更新代价很大。 2.2.3Hadoop与Spark的互补竞争关系 Hadoop与Spark同榇笫据处理平台,必然在市场中存在一定的竞争替代关系,二者在功能上有较强的互补性。Hadoop解决了如何将大数据储存起来的问题,Spark在此基础上考虑的是更快速、易用地实现大数据分析,这点从Spark仍采用HDFS作为文件系统就可看出。它们适用于不同的应用场景,有时协同工作会达到更理想的效果,在Spark和Hadoop的许多发行版(如CDH、MapR、InfoSphere BigInsights)中,它们都已经互相支持实现。 3结语 本文分析了大数据的3V特点,论述了大数据处理与传统数据处理的不同,指出了传统处理方式在大数据环境下的局限性。通过分析常用的大数据处理平台,并分析Hadoop和Spark的核心技术,对其优缺点进行了归纳。Hadoop实现了海量异构数据的存储和处理,虽然在处理速度和易用性方面存在缺陷,但由于它的基础性还是得到广泛应用,企业可根据自身应用特点进行改进。虽然Spark不适合异步细粒度更新状态的应用,但在处理性能和易用程度上较Hadoop优势显著,发展也十分迅速。通过比较两者的优缺点,可以发现它们在功能上有较强的互补性,协同使用可以带来效益优化。目前Spark和很多Hadoop发行版都已经互相支持。期望本文对大数据处理平台的选择、利用和研发有所启发。 数据处理论文:公路工程试验检测的数据处理与分析 [摘要]为了确保公路工程的质量,需要在施工的各个环节实行试验检测工作,在材料、施工工艺和技术、工程验收等方面进行检查,形成的数据资料经过分析和处理,是公路工程质量的重要保障。本文着重分析介绍试验检测的数据处理以及相关分析。 [关键词]公路工程;数据;试验检测;分析和处理 在施工中要保证建筑材料不使用劣质产品,施工工艺和技术是否符合工程建设标准,工程的实用性是否满足投入使用后的需求,都需要专业的试验检测来验证和把关。在我国大多数公路工程中,试验检测在其中都发挥重要的监督和鞭策作用。对于试验检测的数据要进行科学客观的处理和分析,得到最公正的检测试验报告,工作人员要认真履行试验检测职责,为公路工程的质量负起责任。 1.公路工程试验检测数据分析 在进行公路工程试验检测数据的相关分析时,要注意选择正确有效的分析方法。数据分析需要大量的精密运算、绘图与建立表格来开展数据的分析。工作人员要掌握专业的W科知识,并灵活运用于试验检测工作当中。根据精密运算和解析得到的重要参数以及图表等分析依据,才能为工程的各项施工技术和功能去粗存精,找出问题发生所在以及制定整改措施。 1.1图示法 概括来讲,图示法就是应用图形具体表现检测数据,能够使人们清晰的看出函数的变化趋势和规律。但图示法仍有它的缺点,在图形中不能很清晰的表现函数关系,使得无法进行精确的科学分析。如果用图示法对数据进行处理,首先要准确把分度值、名称和有效数字的位数等重要数据标注在坐标轴上,在书写过程中,要尽量将文字的书写方向和坐标轴保持平行。第二点值得注意的是,要让测量数据的精度和记录分度相对应,作图时一定要采用平滑曲线的连接方法,坚决杜绝绘制成一条没有任何意义的工程折线,而是要使其成为一条平滑曲线。 1.2表格法 表格是一种直观、全面的工具,对于试验检测工作来说,表格法是通常在实际工作中使用的方式,企业的报表、工程各项参数以及各项试验数据都可以转化为表格的形式表现出来,让人一目了然,清晰陕速的了解事物的属性和重要数据分析。但是,在表格法的使用过程中我们发现了一些问题:表格是一种标准设计,其内容和重要的数据都放置于规定的方格内,空间有限,如果有其他重要的数据,就会出现遗漏或者错漏,导致试验检测的数据分析出现问题,精确度下降,对于事物的了解虽然迅速高效,但是只能做到初步粗浅的理解,深入的反映事物的关联和内在联系是很难通过表格呈现出来的,在施工中就无法进行很好的衔接,会造成施工环节的不连贯,给施工进度造成一定的影响。表格法所呈现的数据虽然简易明了,通俗易懂,但数据都是孤立性的存在,表格无法体现我们通常需要的一般线性规律,其重要程度大打折扣,虽然通过表格数据分析可以知道工程检测的结果,但相关的具体分析和前因后果都无法做到全面的了解和补充。 1.3经验公式法 我们在绘制完成曲线后,可以很直观的发现它与一些特定函数有相似之处,我们把这种与曲线对应的函数称之为经验公式。实际上,要想简明扼要的表达所有数据之间的关系,最简单的方法就是用一个公式来表达,这样可以直接得到自变量和应变量的关系。 2.公路工程试验检测的误差处理 2.1误差的来源 公路工程的试验检测数据要求精确精准,但是在实际检测工作中,工作人员发现误差是无法避免的,专业知识扎实、检测经验丰富的工作人员也会发生一定概率的误差,再精密的检测设备和仪器都会发生理论上的误差,更何况是人了,所以数据误差的来源是由于工作人员或者设备仪器的本身误差造成的。而在大多数试验检测数据分析和处理工作中,出现一定范围内被允许的误差是正常的。但是检测人员要全力避免误差的扩大,避免对检测结果造成不良影响,延误施工进度。 2.2误差的表示 误差有两种最基本的表达方式,即绝对误差和相对误差。绝对误差指的就是实际测量值和真实值之差。在具体工作中,我们通常把用精度较高的仪器设备测量得到的数据称为实际值。实际值比较接近真实值,所以用它来替代真实值。绝对误差要有单位,要与被测值的单位保持一致,然后是用绝对误差表示实际偏差,但是却不能够得到误差的精确程度。所以,相对误差不单能够表示绝对误差,还能表示精度,同时还可以表示误差的方向。 2.3误差的处理与分析 尽管误差很可能出现或者已经存在于检测结果中,也是有办法可以进行补救的,最常用的办法就是多次进行重复的试验检测,将每次的检测结果进行对比和整理,依靠数学中的统计学原理进行取值,以此方法得到的数据就会更加可靠和准确。在一般情况下误差是普遍存在的,而很有可能是人为过失的因素酿成的,而不是检测设备或者仪器本身存在的误差率造成的,因此,要进行重复试验,找出错误所在,排除第一次错误的数据,然后进行多次试验验证,直到满足检测需求的准确结果。在检测工作中应该全力避免人为失误或犯错导致的数据误差,这就要求检测人员不断提高自身素质和检测水平,检测机构也要加大对硬件设备和先进仪器的维护保养,创造更加专业和适合检测工作的环境氛围。 3.结语 试验检测的数据处理与分析是检测结果的基础和来源,而数据分析的准确度关系到检测结果的公正性与客观性,在工作中要避免误差,保证准确度,从公路工程施工的角度考量,也需要一份专业精准的检测数据来衡量施工技术水平和工程质量的高低,所以,检测机构和人员要不断提升检测能力,增强业务素质和专业技能。 数据处理论文:大数据处理技术在智能电网领域中的应用研究 【摘要】 文章首先对智能电网和大数据处理技术进行了简介,进而分析了智能电网的大数据特点,最后提出了大数据处理技术在智能电网领域中的具体应用。 【关键词】 大数据处理技术 智能电网 具体 应用 前言:随着我国工业的高速发展以及居民生活的丰富化,目前我国的电力行业取得了巨大的发展,跨区联网的规模处于不断扩大中。而就电网结构而言,也处于不断复杂的趋势下,存在的不稳定因素也越来越多,使用中的风险以及故障的机率特增加了很多。进而大数据分析处理技术得以在电网中使用,实现了电网管理的智能化,提升了电网使用的稳定性和安全性。基于此,文章围绕大数据处理技术在智能电网领域的应用为中心,分三部分展开了细致的分析探讨,旨在提供一些该方面的理论参考,以下是具体内容。 一、智能电网和大数据处理技术简介 1.1智能电网 所为智能电网指的是以基本的物理电网为基础,通过应用目前的现代信息技术、通信技术以及计算机处理技术等技术,同时和传感测量技术一控制技术进行结合,进而形成的一种高度集成的新型电网。智能电网在电网运输的安全性和可靠性上都于很大的保障,同时从功能上观察,也具备电网实时信息的处理、分析、集成、安全以及显示等诸多功能[1]。 1.2大数据处理技术 所谓大数据处理技术就是对数量庞大的数据进行分析和处理的技术。目前主要使用的大数据处理技术都是基于互联网的云处理技术的,在社会中的各行各业中均有得到了广泛的应用。 二、智能电网的大数据特点 2.1规模大 就智能电网所产生的大数据而言,其首先存在的一个特点即规模大。在电网的不断发展过程中,其负荷节点和电机节电会不断增加,再加之电网和负荷之间的双向交互因素的影响,就会大大增加电网数据的量,M而所产生和需要储备的数据也就随之大量增加[2]。 2.2速度快 因为在电网的运作过程中,负荷的波动具有极大的随机性,因此在电网的随时监测工作上所产生的随机性就很大。而电网一旦出现故障,导致的进一步事故发展的速度很快,并且造成的事故损失也会很大,因此智能电网的大数据也具有速度快的特点。 2.3多样性 多样性也是电网所具备的一个特点之一。因为智能电网在运作过程中,所涉及到的面很多,因此其所产生的数据,包括内部数据、外部数据等多个方面的数据,其种类十分繁多。 三、大数据处理技术在智能电网领域中的具体应用 3.1支持基建决策 首先大数据处理技术在智能电网的基建决策中起着十分重要的作用。例如可以通过大数据处理技术对电网基建地的天气系统数据进行细致的剖析,并且和电网企业的发电机数据进行综合分析。进而根据企业所累积的数据以及天气系统所提供的风速、风向以及气温、气压湿度等数据作为基础数据,并采用数据建模技术,对这些因素可能导致的对电力的影响,进行模式运算,最后得出电网基建的最佳位置[3]。 3.2进行客户分析 其次在智能电网中,大数据处理技术还被广泛的应用于对客户的分析工作中在电网的运作过程中会产生大量的用户数据,而通过对这些数据的分析和归类可以对电网用户群体有一个清晰的认识,进而就可以展开针对性营销,对于提升电网企业的市场竞争力具有重要的意义。 3.3实现协同化管理 从整体上观察,对于电网企业而言,其在市场中的运作并不仅仅只涉及到电网企业一家,和市场的诸多行业均有一定的涉及,因此要保障电力企业的发展就必须和其他行业的企业做好协同工作。通过大数据处理技术的应用可以提升行业之间的联系,进而可对行业的前景有一个动态的了解。而这不仅仅局限于电力企业一家,同时对其他和电力行业密切相关的企业也有十分巨大的影响,可促进电力企业的内外共同发展。 结束语:综上所述,智能电网指的是以基本的物理电网为基础,通过应用目前的现代信息技术、通信技术以及计算机处理技术等技术,同时和传感测量技术一控制技术进行结合,进而形成的一种高度集成的新型电网。其在自身的大数据上具有规模大、速度快以及种类多样的特点。而大数据处理技术在智能电网领域支持基建决策、进行客户分析、提升智能控制以及实现协同化管理等多个方面都有十分广泛的应用,是保障智能电网运作稳定性和安全性的一个基本技术。 数据处理论文:检重机称重信号的数据处理研究 [摘 要]动态称重是指通过称重设备获得商品的重量。静态称重是固定在称重设备除了商品本身没有其他干扰,所以更容易得到准确的称重值,而动态称重设备更适合快节奏的称重需求。本文首先简要介绍了动态称重的原理,对称重设备的信号采集与数据处理进行了分析研究。 [关键词]称重机;信号;数据处理;研究 使用重型机器设备有:预输送机,称重输送机,剔除下输送机的三部分。称重输送机称重,称重输送机由支撑称重输送机的传感器输送和称重。称重系统收到传感器的称重信号后,得到商品的重量值,然后根据袋装商品的允许误差,对位于剔除输送机上的商品进行剔除或者不剔除处理。 1 动态称重系统工作原理 商品放置在称重平台上时,称重传感器由于压力而变形,传感器内部的电桥平衡被破坏,输出的mv信号和承载的压力与接收到的信号结束时成正比,称重传感器收到收尾信号时说明商品称重完毕,称重设备将信号传输给电子称重仪器并放大传感器信号,通过A/D芯片将转换为数字模拟量,称量仪器后数字滤波器得到商品的实际值,然后通过串口到IPC机主机程序。 1.1 动态系统硬件组成 动态称重系统的组成包括:称重传感器(中航ZEMIC称重传感器)、称重仪表、光电开关、PLC控制仪、数据对比设备等。其部分彼此之间的融合,分别负责将自己的信息传送给PLC控制器,然后由仪器和工业计算机连接确定相关信息。原理图如图1所示。 1.2 PLC控制仪 电子称重仪器是动态称重系统的核心部件,相当于动态称重系统的“大脑”。 主要负责接收传感器数据和其他部件的信息以及控制。基本工作流程为:电子称重仪器接收称重传感器信号、称重传感器信号放大、A / D转换为中央处理器进行刻度转换等;传输给PLC控制器;若合格气缸停止;若不合格传动链停止气缸动作。 2 动态称重设备信号采集 有效信号处理的前提是信号采集准确,信号采集的重要性非常显着,与计算机和传感器蛄接。在称重传感器中使用的动态称重系统,时间轴和振幅轴的输出是连续的模拟量,电子称重仪器在接收模拟信号时需要先对信号进行调节处理,即0-10mv的信号转换为0 -5mv电压信号,然后将模拟负载信号转换为数字信号,这就要求电子称重仪表A/D模块进行处理。 该系统采用EPC系列PC/104嵌入式工业主板,具有接口完整、功耗低、可靠性高、资源丰富等优点,采用8/16位PC/104扩展总线,可稳定运行宽温度范围广泛的工业应用。用于信号采集的模块采用PCM-8208BE,它是基于PC/ 104总线的高精度模拟输入数字输入和输出。主要功能是:8条模拟输入通道;内置6个可调PGA;输入范围为±10V至+0.25 V可选;高达4KHZ采样率;内置1024深度FIFO;具有AD转换中断;可以直接读取单个采集数据组,并具有8个隔离数字输入和8个隔离隔离数字输出的形式。 PCM-8208BE广泛应用于工业现场传感器多通道信号高精度采集。该系统采用PCM-8208BE可以捕获现场的模拟信号功能,实时检测称重传感器信号,通过简单的过滤器对电子称重仪进行进一步的信号分析。 3 称重信号数据处理方法 3.1 加权平均值算法 对于传感器信号的n次连续采样,分别由大到小的加权系数的系列,然后加上有效采样值,这种方法称为加权平均法。每个加权因子要求小于1,所有加权系数的累积值为256,加权运算结果除以256可以很容易地计算出来。假设从数据依次开始,将总共8个采样存储在存储器单元中,所有加权因子都存储在ROM表中,滤波结果保留在累加器A中。 加权平均算法简单,应用范围广泛,但不适用于动态称重传感器信号的处理。当待处理信号被振动扰乱时,结果不能表示商品重量信号的真实值。而加权因子选择不能固定,每次计算都必须根据实际情况选择适当的加权因子,无人值守动态称重系统显然不适用。 3.2 平均值算法 算术平均值滤波方法基于从称重传感器收集的数据。该算法的特征在于,当采样次数少时,波形平稳度不够好;采样次数大时,波形灵敏度降低,系统参数趋势不明显。假设共有8个样本,样本值从DATA开始存储在连续地址单元中,滤波结果存储在累加器A中。在实际应用中,商品通过的时间段很短,因为自身的振动或外部干扰因素的影响,这种算法不能信号的时频域来解决,这让该信号处理方法已不能满足我们的要求。 3.3 傅立叶变换滤波法 传统信号分析的基础是傅立叶变换,这种方法被广泛应用,尤其是信号处理方面和量子物理。假设是的周期函数且满足化里赫利条件: (1)在任意区间内连续或只有有限个第一类间断点; (2)在一个周期内,只有有限个极大值或者极小值点; (3)在单个周期内绝对可积。 由于主要研究了动态称重系统的振动,所以收集的信号是非线性的,非周期性的信号,这就需要在信号分析过程中对频域信息进行分析,但傅立叶变换算法完全没有波形中的时域信息,为了满足动态负载信号处理的需要,可以使用可翻译的窗口函数到原始信号窗口,删除我们称为短时傅里叶变换。傅立叶变换的思想即选择一个窗口函数来获取一段原始信号,如果截获信号是稳定的,则使用傅立叶变换来确定窗口内信号的频率。沿着波形曲线移动窗口函数会给出信号频率随时间的变化,即我们需要的时域分布。STFT算法有两个困难:一是窗口函数的选择,一个是窗口函数长度问题的选择,因为动态称重信号是非线性非平稳信号。 傅立叶变换将概念从一个空间域建立到另一个空间域,从时域或频域的角度对信号进行分析,但也是由于时域和频域信息不能有机地结合的特征,这不是适用于动态称重信号的非平稳信号分析。我们使用短时傅里叶变换来分析频域信息,而不会丢失时域平面中的信号信息。短时傅里叶变换计算简单,可以有效分析非平稳信号。 3.4 小波变换法 小波变换是基于短时傅里叶变换定位思想的新算法。小波变换不仅可以避免不能跟随频率变化的窗口大小的缺点,还可以提供频率变化的“时频”窗口。 小波算法可以分析和处理诸如称重信号的复杂非平稳信号的时间和频率。WT变换中的小波可以是具有有限持续时间的函数,以及突变的频率和幅度,平均值在有限时间范围内。小波变换是基本的小波函数位移,然后在不同的尺度a中用测量信号XW做内积,即: 式五中,称为尺度因子,其作用是对基本小波做伸缩,是位移值。通过调整的该值可用于观察不同时间段的本地信息。 通过调整比例因子a,假设a的调整较大,则视野宽分辨率低,适合观察信号的一般情况。假设a值的调整相对较小,视野窄且分辨率高,适合信号局部信息观察,这种粗细信号分析方法称为多分辨率分析法。 4 结语 本文介绍了信号处理模块的硬件结构,信号采集和处理。然后,通过描述几种常用的信号处理算法来提出称重传感器的非平稳信号数据处理方法,为寻求更高精度,更具成本效益,更可靠的动态称重设备提供借鉴。 数据处理论文:MAPGIS在地质填图及化探数据处理中的应用 [摘 要]在本文中,笔者以MAPGIS技术的应用特点与可实现功能为论述切入点,详细分析了该技术在地质填图与化探数据处理工作中的实际应用情况,旨在为后续的地质工作提供科学参考依据。 [关键词]MAPGIS技术;地质填图;化探数据处理;应用 前言 在当前我国城市化进程持续推进的时代背景下,地质工作的重要性日益凸显,地质工作的环境也日趋复杂,此时,地质技术人员所要应对的地质填图、化探数据处理等具体工作的难度会随之提高,而传统的地质工作技术已远不能满足实际工作的发展需求[1]。为了提高地质工作质量、优化地质填图及化探数据处理准确性,同时进一步加快实际成图速度,相关技术人员则应积极将现代化的MAPGIS技术用到地质填图及化探数据处理中,以数字化、信息化处理手段全面促进地质工作效率的提升。 1.MAPGIS技术的应用特点与可实现功能 MAPGIS技术属于当前最为先进、前沿的地质测绘技术,在该项技术的应用过程中,相关技术人员可轻松实现地质测绘工作的自动化或半自动化,同时,其测绘数据主要以数字化形式呈现,其测绘结果较为规范、测绘精度高且作业速度快误差小相对较小。MAPGIS技术还集成了定位、导航、测量的综合功能,可以将实际工作中所收获的地质数据进行高效的分析、计算、存储等,有效提升了数据管理的工作效率。此外,MAPGIS技术中最为鲜明的特点就是融入了MAPCAD成图功能,技术人员可以利用这一功能轻松实现图幅快速提取、多源图像处理以及图库建立修改等复杂操作。从操作系统上说,MAPGIS技术具有优良的开放性与多层次性,技术人员可以通过编辑ActiveX、VC++、VB、Delphi以及API等函数实现DC Server、RSP、TDE、IG Server以及EMS操作平台的运行在系统辅助工具方面,MAPGIS技术也具有十分强大的特性功能,嵌入式工具、GIS工具、矢量数据处理工具、遥感数据处理工具均能在实际地质工作起到重要的辅助服务作用[2]。与传统的地质测绘技术相比,MAPGIS技术可有效克服地质工作量繁重的难度,并在有效保障数据处理与地质填图质量的同时最大程度地满足当前地质工作需求。 2.MAPGIS技术在地质填图中的运用 地质工作中的地质填图主要是指运用一定的比例尺、按照统一的规范技术要求,将各种地质体以及相关的地质现象在地理地图上进行填充描绘,最终再进行一定的整理加工使之形成地理地质图。地质填图不仅关系这地质图的准确性与信息质量,更会影响到实际的地质找矿工作,但由于填图区地质地貌情况往往相对复杂,所有收集的地质资料较为繁琐,因此,在技术人员的实际地质填D工作中,其工作量与复杂性也相对较高[3]。相关工作实际表明,在地质填图工作中积极应用MAPGIS技术,便可实现对上述问题的轻松解决。具体来说,在应用MAPGIS技术时,技术人员应先以GPS对所观察的地质进行定位,再将具体的观察点投放指矢量地图中进行填图操作。通常情况下,GPS定位形成的文件数据可以存放在EXCEL文件里,当要运用到GPS定位数据后,技术人员则可以通过文本转换实现对数据的即时编辑,此后,数据编辑完成后则可以利用文件批量生成功能讲GPS点位添加到已经矢量化的地形图中。其中,在进行GPS数据转换操作时,所处理的第一行数据一般定性为定位属性字段,这一字段并不能够作为数据转换的起始位置,因此,技术人员一般会将第二行作为数据起始位置,同时,根据具体的情况适当地设置分隔符,并以工作设置合适的读取方式,设定详细的图元参数并生成图像结构。值得注意的是,所应用到的GPS数据必须要符合相应地理地质信息的实际情况,在选取适当读取方式以及合理设置分隔符的情况下保障所生成地质填图的结构质量与数据准确性。 3.MAPGIS技术在化探数据处理中的应用 化探数据处理属于地质工作中的重要组成内容,更是地质研究中不可或缺的一个重要环节,在这一工作中,相关技术人员可以完成对地球化学数据的分析、解释以及加工等重要工作,并为地质找矿、资源勘探等诸多地质工作提供准确而科学的参考依据。由于化探数据处理难度相对较大,在进行相关数据处理过程中又极易出现分析偏差事故,传统的地质信息处理技术已经难以满足化探数据处理工作中复杂性与专业性需求,此时,积极应用更为先进、高效处理技术的重要性也不言而喻[4]。对于MAPGIS技术而言,其融入的DTM模块与GRD模块对提升系统化探数据处理性能具有极大的促进作用,技术人员只需要在原始的化探数据背景值上确定好相关的化学异常分布图后,就能够通过DTM模块实现地形模型的自动绘制与形成,同时,DTM模块还能自动进行量测值计算,无论是地质化学元素含量值还是地质特征信息都能够依靠该模块的数据处理功能得以全面反映。具体来说,技术人员可以先对采样点文本文件进行批量生产收集,利用“投影转换”使得点位文件转换为点位投影文件,此时,将点位数据文件通过DTM模块打开后以GRD模块进行离散数据分析,最后实现成图输出这一化探数据处理效果。 4.结语 MAPGIS技术是未来地质工作发展主流方向,该技术集成了前沿的地理信息处理系统软件平台,含括GPS、GIS、数字制图以及数据库管理等一系列功能,在地质勘查、地质测绘、地质找矿、城市规划以及建筑测量等诸多领域均具有优良应用价值。此外,在地质工作中应用MAPGIS技术不仅能够有效提升地质工作效率与工作水平,更能够为地质工程项目提供勘察误差低、准确性高的优质地质信息。 数据处理论文:一种面向航天领域的实时数据处理框架研究 【摘 要】提出一种面向航天领域的实时数据处理框架,采用插件式框架设计方法,实现行业数据的高效实时处理。 【关键词】实时;数据处理;框架 1 引言 信息与通信技术的飞速发展,已深刻影响到航空、航天、能源、钢铁、电力等工业领域的生产模式与流程,促使行业生产模式由传统的粗放式的以人工为主向精确化、自动化、智能化方向转变。通过信息系统对工业生产过程中产生的大量数据进行实时处理分析,实时监控,为生产决策提供自动化智能化的数据支撑。 航天领域的实时数据处理一般以实时传感与实时采集的数据为数据源,包括各类传感器采集的数据、现场各类控制终端的数据等,数据量大,数据采集的频率高。特别是随着物联网概念的出现与技术的应用,航天领域实时产生的数据量在成倍增加。随着云计算与大数据等IT技术的出现与发展, 互联网领域中产生了诸多数据处理框架,如Hadoop、Spark等,此类框架采用批处理方式的MapReduce技术,实现海量数据的实时处理,数据处理的延时一般为秒级,能够满足互联网领域大部分数据实时处理需求。但在工业领域,由于监测与控制的精度更高,一般要求在毫秒级完成数据的实时处理,现有批处理方式的MapReduce大规模数据处理技术难以满足此类计算需求。本文提出一种面向行业应用的实时数据处理框架,实现满足多种数据源、多种数据类型的实时数据处理。 2 数据处理方法 在航天领域中,测量系统作为飞行器、航天测控系统中的重要组成部分,用于获取飞行器内部各系统的工作状态参数和环境数据,为评定飞行器的性能和故障分析提供依据[1]。而数据处理是测量过程中的一个重要环节,其任务是将接收到的原始信息,经过挑路、拼接和运算,完成各类参数的处理,处理结果以时间函数值表或时间函数曲线提供[1]。数据处理包括从数据块中提取数据帧、对数据帧进行后处理、处理数据帧中的参数、输出处理结果。 3 实时处理框架设计 3.1 软件框架的概念 软件框架是整个系统或系统的一部分的可重用性设计,由一组抽象出来的类及其实例间的相互作用方式组成。框架把一个系统有机地分解成一组相对独立的构件,并定义了各个构件间的接口和作用关系,符合软件工程中设计的模块化、独立化和信息隐藏等特征。框架提供了一个大粒度的重用技术,即不仅支持源代码级的重用,而且支持分析和设计以及体系结构的重用,因而被认为是一种最有前途的面向对象技术。 框架必须是健壮的、可扩展的、灵活的,它要求基于开放或共享标准。框架的设计要力求做到完备性、灵活性、可扩展性、可理解性,同时抽象能用于不同的场合;用户能轻松地添加和修改功能,定制框架;用户和框架的交互清晰,文档齐全。框架设计的一个核心问题就是发现可重用的设计和“热点”,以保证框架具备充分的灵活性,使用户能在已有构件的基础上生成应用程序,实现“零代码编写”的理想目标。 3.2 实时处理框架设计原则 实时处理框架设计采用框架与插件相结合的设计方式,把数据处理各功能从框架中剥离出来,降低框架的复杂度,让框架更容易实现。数据处理功能与框架以一种很松的方式耦合,两者在保持接口不变的情况下,可以独立变化和。采用该设计原则,具有以下好处: ①无需更改或编译程序就可以扩展程序的功能; ②可以在不需要源代码的环境下扩展程序的功能; ③在一个程序的业务逻辑在不断发生变化仍能灵活适应。 4 实时处理框架实现 4.1 框架接口 框架对各插件进行统一管理,软件启动时,自动识别并加载指定目录下的所有插件。框架共抽象出数据提取器、帧提取器、数据处理器、输出器共4类插件接口,各类插件需要实现相应类型的插件接口,才能被框架正确的调用。框架与插件之间的关系如下图所示。 4.2 框架实现 程序框架包括主程序模块、数据源模块、缓冲区管理模块、数据处理模块、状态管理模块、配置管理模块、插件管理模块与日志管理模块共8个模块。主程序模块负责管理各模块中的对象,并完成各对象的创建与初始化工作。通过调用数据源与数据处理模块的启动与停止接口实现对两个模块的控制。数据源模块通过调用缓冲区管理模块的写入数据接口向缓冲区中写入数据,数据处理模块调用缓冲区管理模块的读取数据接口从缓冲区中读取数据进行数据处理。各模块均可调用日志记录模块的记录日志接口写操作日志或错误信息。 主框架模块类关系如下图所示,main函数是整个软件的入口函数,调用日志录模块中的相应接口完成日志初始化工作,并将命令行参数传递给CMainApp类,调用CMainApp类的Execute接口启动软件。 CMainApp类通过ProgramOption对象解析命令行参数,获得命令行中设置的各个选项,创建插件管理模块中的CPluginManager对象,完成所有插件的加载工作,并将CPluginManager对象传递给CMultiAddrDataSource类,调用CProgressTimer类的对象实现程序计时工作。 4.3 插件实现 数据处理软件总体框架采用插件式架构,抽象出数据提取器、帧提取器、数据处理器、输出共4类插件接口,插件采用统一接口设计,每一个插件均是实现了标准接口的动态链接库(Windows平台为.dll文件、Linux平台位.so文件),由插件管理器进行统一管理,实现自动识别与加载。实时处理框架根据系统配置创建若干个数据处理线程,根据配置中插件的类别,数据处理线程对象向插件管理器请求创建插件服务,生成所需的各插件,各插件相互协作,完成数据处理与输出的功能。
材料科学论文:金属材料科学专业实习教学改革 摘要: 生产实习是高校人才培养的重要环节之一,也是工程教育认证现场考察的重点环节之一。本文针对金属材料科学与工程专业生产实习中存在的问题,进行了教学改革的尝试,获得了良好的实习效果。 关键词: 金属材料科学与工程专业;生产实习;教学改革 据统计,我国每年工科大学毕业生的数量居世界之首,但毕业生的质量却令人堪优。在工程教育认证新形势下,如何强化工程意识,培养解决复杂工程实践能力是高等工程教育中刻不容缓的事情之一[1-3]。生产实习的目的是将理论教学与企业生产密切结合,提高专业兴趣,扩宽专业认识,为同学即将选择考研专业和就业提供指导,培养同学专业工程实践和复杂工程实问题的解决能力。因此,生产实习承前启后至关重要。目前尽管建立了众多的校外实习基地,但企业考虑到实习安全、生产效率、生产车间场地空间等问题,导致生产现场停留参观时间短。同时,车间噪音大,实习小组人数多,在“只许看,不许动”动的束缚下,实习变成了参观、走马观花[4,5]。因此,同学对生产设备、生产工艺过程的了解和认识浮浅,甚至是囫囵吞枣。在工程认证新形势下,探索教学模式改革将具有重要的意义。 一、生产实习教学改革 1.生产实习基地的选择。在市场经济和目前企业经济运行困难形式下,企业在生产活动中均把经济效益作为首要考虑因素,学生实习一般不会给企业带来直接的经济效益,反而可能会对工厂正常的生产秩序和安全造成或多或少的影响。因此,企业对接纳学生实习一般持消极态度,能安排学生实习时间和次数有限。同时,由于实习经费限制,对生产实习基地只能就近选择。因此,在实习经费和实习基地均有限的情况下,合理资源安排尤为重要。(1)建立校外精习基地。所谓精习,选择典型的产品,熟悉零件的整个生产加工过程,既包括材质选择、进厂检测、生产设备型号、生产工艺制定、相关的性能检测与质量控制、产品的市场定位与销售情况、企业管理与企业文化。让同学以工程技术人员的角度去熟悉、分析产品零件图、加工工艺图、焊接工艺图等生产工艺过程。采用先课堂讲解(兴趣引导)—同学现场实习(感性认识)—课堂交流讨论(启发深入)—再次现场实习(理解领悟)—课堂讨论交流(融会贯通)的方式进行。精习基地选择一是交通方便,便于学生多次实习往返,节省实习经费;二是精习基地要有独立功能产品或运动部件,既涵盖金属原料质量控制、加工成型(铸造、锻压、焊接、塑性成型、热处理中的一种或一种以上成型工艺)、质量检测、装配等工序。三是厂家积极配合,能提供产品生产图纸、生产和检测工艺文件、生产设备资料,并可接纳多次实习。精习基地给同学一个全面系统的材料成型工程概念,让同学由浅入深,由表及里,归纳总结其工艺选择的理论依据、质量控制的方法,根据工况和经济性,选择零件热处理、耐磨、耐蚀处理方法,探索思考该产品生产质量提升空间,进而培养解决复杂工程实践问题的能力。(2)建立校内精习基地。大学一般建有科技成果转化孵化器,既高校技产业园。虽然高校企业产业园的企业规模小,对生产实习来说,具有得天独厚的优势。辅助教学是高校产业园的职责之一,便于联系落实实习任务,时间安排灵活。二是交通便利,便于往返多次实习。另外,高校科研成果成功转化案例的学习,有助于激发同学学习的兴趣和激情,培养同学创业的意识。(3)建立校外泛习基地。所谓泛习基地是指学生在企业实习1~2次,主要是让同学了解熟悉不同零部件的生产成型工艺过程,掌握金属零件不同的成型工艺,扩宽对产品生产加工视野。由于企业接纳实习时间的限制,同学对泛习基地的生产工艺过程难以深入的理解和贯通,因此指导老师的预先讲解、同学对企业相关产品、工艺的预先资料的收集、查阅和实习后现场答疑讲解是决定泛习基地实习效果的关键环节。一般精习基地选择1~2个企业,每个小组安排3~4次进厂实习机会,每次实习0.5~1天。泛习基地安排4~6个企业,每个企业安排1~2次进厂实习机会,每次0.5~1天。精习基地、泛习基地实习时间和次数的安排,可根据企业生产工序、生产规模、设备开工使用情况灵活调整。 2.指导教师工程素养的培养。目前高校师资评聘过分依重科高层次科研项目和论文,忽视了高校教师的工程应用能力的培养和引导。同时,很多高校教学重课堂理论教学的考核与评价,轻工程实习的投入与考核。另外,实习现场环境工况复杂,指导生产实习不仅需要投入时间和精力多,还要求老师具有较好的身体素质。因此,要到达预期的生产实习效果,具有工程开发或企业工作背景的指导老师尤为重要。选择有经验的老教师带年轻教师,培养实习指导教师教学梯队,是完成实习的有效保障[6]。指导教师到精习、泛习基地企业同技术人员交流座谈,预先调研、制定实习计划,收集编制实习报告。同时,做好预先动员,讲解和指导工作。这些工作已远远的超出了“教学工作量”所能体现出的工作量,需要指导老师相互合作,共同完成。指导教师工程背景培训需要学院、学校领导的重视和教学规章指导的引导。 3.教学模式改革。(1)实习前沿。同学第一次到企业实习,带着对未来工作环境的憧憬,也充满了对企业的好奇与迷茫。愿望是美好的,但现实是残酷的。所选择的精习、泛习基地在企业规模、技术先进性、企业管理、车间环境等诸多方面可能差强人意,实习动员要预先化解同学心中的就业观与实习现实企业的落差,树立正确的择业观念,引导同学走进企业,培养兴趣,扩宽对专业的认识。同时,鼓励同学不仅带着眼睛去实习,更要带着脑子去思考,去发现问题,并运用所以理论,探讨解决实践工程问题的可行性。(2)编写实习报告。指导教师根据安排企业实习时间、企业设备开工情况,修改、编写实习报告,避免同学实习报告流水账、抄袭雷同、言之无物。实习报告采用启发、讨论,研究与探讨的方式,引导同学对产品选材、成型工艺、质量控制、产品性能逐渐深入分析研究,将所学理论与产品加工制造工艺、技术相结合,培养同学解决复杂工程问题的能力。因此,实习报告的编写是针对精习基地、泛习基地有的放矢,引导同学在实习过程中抓住重点环节,透过实习产品,回归到理论的运用,将课堂理论与生产实践融汇贯通。(3)实习考核。实习成绩的考核与评定是实习学风引导的指挥棒。同时,考评制度也影响下一级同学学风和实习态度。制定合理的实习考核办法是实习效果保障之一。一般从实习纪律(10%)、实习笔记(20%)、实习报告(40%)、实习答辩(30%)四个环节进行评价。实习笔记采用时抽查,即可可以监督同学,也可以及时了解同学实习掌握情况,合理的安排实习时间。实习答辩采用分组座谈式答辩,同学主动讲述和提问回答相结合,为同学进行理论的深化和梳理。 二、生产实习改革应用及效果 金属材料科学与工程专业生产实习教学计划3周15天,我们安排青岛扎克船用锅炉有限公司、青岛金海纳有限公司作为精习基地,莱钢锚链、青岛海立、城阳丰东热处理、潍坊丰东热处理、高密高锻5家公司作为泛习基地,其产品包括:船用锅炉、采煤机截齿、海上平台锚链、冰箱变频压缩机、活性屏离子氮化炉、压力机等。实习参观公司按其产品成型工艺分,焊接成型:锅炉压力容器埋弧焊、CO2保护焊、氩弧焊、锚链闪光对焊、截齿钎焊。塑性成型:炉体的卷压成型、汽车壳体零件的板料冲压成型、锚链横档的热锻成型。铸造成型:压力机及其零件的砂型铸造、消失模铸造成型。机械加工成型:变频冰箱压缩机机械加工。板料和棒料下料:剪板机下料(≤8mm)、火焰和等离子气割,棒材和管材的带锯切割下料。此外还涉及热处理工艺:截齿的感应淬火、渗碳淬火、离子氮化、气体氮化及其喷丸、喷砂除锈预处理工艺。按检测方式可以分为探伤检测:压力容器X射线探伤、着色探伤和锚链超声探伤。力学性能检测:锅炉焊缝的拉伸试验、冲击实验。产品性能检测:锅炉的水压检测、变频压缩机噪声检测。锅炉材料和锚链材料的元素检测分析。从实习内容看涉及了本科课程中的金属材料学、材料的力学性能、成型原理与工艺、热处理工艺与装备、无损检测等课程。 学生在实习过程中,经过与指导老师、企业技术人员互动,在实习报告的引导下,通过课堂探讨交流,能够积极主动地完成各项实习任务,实习效果良好。另一方面,生产实习企业与学生获得了互相认可,既企业在进行安全教育的同时,也给同学做了下一年度的招聘需求,同学可以带着企业的技术问题在企业完成本科毕业设计,促进了学生的就业工作。 三、结论 在新的工程认证形势下,通过学校、教师、学生、企业多层次全方位的精习基地、泛习基地建设、实习指导报告的引导、实习指导教师队伍的形成,探索培养养具有解决复杂工程问题的工程技术人才新的生产实习改革正在付诸实施并初显效果。 作者:孙金全 谢鲲 李敏 崔洪芝 单位:山东科技大学 材料科学与工程学院 材料科学论文:材料科学研究教学的体会 1展示结果引导入门,直观易懂 《材料科学研究方法》涉及知识面广,综合性强,且是一门应用性强的课程。很多基础知识在课本上不可能详述,因此该课程相对来说比较难入门。笔者尝试采用展示测试结果的方法来引导入门,能让学生直观易懂,从开始就知道一种研究方法能得到什么结果,解决什么问题。比如在讲解热失重分析方法时,开头列出一张热失重曲线图,横坐标是样品温度,纵坐标是样品质量份数。让学生明白,热失重方法能得到一种材料在不同温度下的质量变化结果,表征热稳定性能。从而引发学生兴趣,去深入学习这种研究方法的细节和原理。这种方法在其他章节如红外光谱、核磁共振、电子显微、光电子能谱和X射线衍射等中都可以采用。有些结果学生可能开始看不懂,但这样更引发了他们的求知欲望。这样,从实例分析测试结果出发,引发学生好奇,能让学生主观能动的听讲和学习。 2强调注意事项,阐述原理 细节决定成败。《材料科学研究方法》中的仪器测试原理虽然明了,但是实现该原理的前提是要让测试条件符合理论,因此有很多细节必需注意。这些细节不但影响测试的准确性,更能够深入全面反应仪器的测试原理,从而让学生更深刻掌握该仪器的原理、操作和应用。比如热失重分析中,样品质量份数能准确测量的理论前提是样品在一个恒定气体氛围中,还要保护好天平。为达到这个条件,需要往炉子中通平衡净化气体,往天平装置中通平衡惰性气体和冷却水。这些细节强调了,学生对热失重分析的条件就会印象深刻,从而在测试中得到客观准确的结果。 3结合性能规律讲应用,提升兴趣 《材料科学研究方法》的课程目标是要让学生掌握各种材料分析方法,灵活应用各种材料分析工具。因此必须结合材料研究应用实例来讲解分析仪器的应用。但如果只将例子泛泛而谈,学生知其然不知其所以然,结果只能是蜻蜓点水,过眼云烟。如果能结合学生以前学到的材料物理和化学知识,阐明某种分析方法在材料结构性能规律上发挥作用的原理,则不但让学生温故了以前学到的理论知识,而且加深了学生对该分析方法在材料应用中的印象,极大提升了学生的学习兴趣。例如笔者在讲述DSC在聚合物结晶上的应用时,便结合DSC图谱,给学生回顾了大量聚合物结晶学知识,包括不同晶型、再结晶作用、结晶度、热历史的影响等。这使得学生不但学习了DSC的应用,更学会了对理论知识的科学论证,引发了强烈的学习兴趣。 4制作操作视频,增强实践 《材料科学研究方法》不仅要让学生学会基本原理,更要让学生会操作和应用。但是不同仪器具有不同的操作步骤和条件设置。这些操作步骤和条件设置即使记忆再好的人第一次学会后,在以后的操作中也会忘记某些细节。而制作操作视频则可以将一台仪器的操作步骤和条件设置完整的记录下来。这不仅有助于学生的操作实践,而且能起到保护仪器的作用。因此操作视频可以让学生学习该课程后有信心对该仪器和相应研究方法进行进一步的实践和探索。 5结论 材料科学研究方法是一门综合性和应用性很强的课程。对该课程事半功倍教学效果的方法有:授课教师知识面广;对分析方法讲解要通俗易懂;对仪器知识讲解细致入微;对应用实例讲解深入浅出;制作操作视频,增强实践。 作者:欧阳星陈大柱单位:深圳大学材料学院高分子材料与工程系 材料科学论文:剖析材料科学教学的微观机理 一、MaterialsStudio软件在教学中的应用 (一)简介材料计算模拟软件Materialsstudio是美国Accelrys公司为材料科学领域开发的一款科学研究软件,用于帮助用户解决当今材料科学中的一些重要问题。MaterialsStudio软件包集成了Visual-izer、CASTEP、Dmol3、Reflex等二十几个计算模拟模块,是一款强有力的计算模拟工具。用户可以通过Visualizer可视化模块进行一些简单的界面操作来建立材料分子的三维结构模型,之后通过软件包中相应的计算模块,对材料分子的构型优化、性质预测、X射线衍射分析及量子力学方面进行计算。通过计算得到的结果可以对各种晶体、无定型与高分子材料的性质及相关过程进行深入的分析和研究,其计算的结果精确可靠。CASTEP是CambridgeSequentialTotalEnergyPackage的缩写,最早由英国剑桥大学的一个凝聚态理论小组开发,是广泛用于计算周期性体系性质的一个先进量子力学程序。它可用于金属、半导体、陶瓷等多种材料的相关计算,可研究晶体材料的光学性质(折射率,反射率,吸收及发射光谱等)、缺陷性质(如空位、间隙或取代掺杂)、电子结构(能带及态密度)、体系的三维电荷密度及波函数等。 (二)教学环节设计1.知识点的设置。在材料科学的专业课中,如晶体物理、固体物理、半导体物理学、硅材料科学与技术等课程中,都会涉及材料的晶体结构,能带结构,带隙的分类,X射线衍射、缺陷,掺杂等知识点,也会涉及到材料的反射率、折射率、介电常数等材料的光学或化学性质。在完成这些基础知识点的讲解后,可以利用Mate-rialsStudio软件进行计算和演示,为这些基础理论给出直观形象的解释,把材料的宏观性质与微观机理衔接上,这样学生对材料科学的知识体系就会有一个整体的认识和了解。2.密度泛函理论及波函数的介绍。密度泛函理论是一种研究多电子体系电子结构的量子力学方法,其本质是以电子密度分布函数为变量代替波函数中的自变量来求解薛定谔方程,使求解复杂体系波函数的本征值成为可能。目前,密度泛函理论已广泛应用于物理、化学及材料相关领域,特别是用来研究分子和凝聚态的性质。目前密度泛函理论DFT(DensityFunctionalTheory缩写)被广泛应用到计算模拟软件中来求解薛定谔方程,可对材料的结构、性质、光谱、能量、过渡态结构和活化势垒等方面的进行计算研究。在与分子动力学结合后,在材料设计、合成、模拟计算等方面有明显进展,成为计算材料科学的重要基础和核心技术。3.软件的操作及相关内容的演示。MaterialsStudio程序包中的二十多个计算模块是通过Visualizer这个可视化核心模块整合在一起的,用户可以很方便地应用Visualizer模块构建有机、无极、聚合物、金属等材料分子、及周期性的晶体材料、表面、层结构等模型,通过鼠标控制这些分子构型,可从不同角度查看并分析体系结构,容易形成直观的概念。MaterialsStudio自带的数据库中的晶体结构可以用于教学演示,如在硅材料科学与技术和半导体物理等课程的教学过程中,需要用到单晶硅的晶体结构,可以很方便地从MaterialsStudio软件的Structures/semiconductors数据库文件夹中导入Si这个晶体数据文件,在课堂上为学生们演示,从(100)、(110)、(111)不同的晶面来进行展示(如图1),以说明硅单晶的晶体结构。也可以通过Visualizer模块中的菜单选项Build- Sym-metry- Supercell建立n×n超胞结构,通过调整角度,可以从不同晶向观察晶体的晶面,通过超胞结构也可以演示各种晶体的密堆积结构。这样就给学生一个生动、形象、直观动态的概念,使其易于在头脑中建立空间模型,理解所学知识点。通过Visualizer模块对硅单晶的元胞进行演示,我们可以知道每个硅原子至多与另外四个硅原子相连,借此可以说明硅原子的共价键取向及硅晶体属于金刚石型结构,源于硅原子的sp3杂化,形成了四个共价键。通过CASTEP模块对硅单晶的元胞进行计算,可以得出其能带结构和态密度,通过对计算结果的分析,可以得出硅单晶材料的带隙特点。在稀土化学的教学过程中,可以通过CCDC英国剑桥晶体数据库及WebofScience网站来获取稀土配合物的晶体结构,然后通过MaterialsStudioVisualizer读出晶体结构,用于课堂演示,有助于学生理解复杂的稀土配合物结构。在固体物理教学过程中,可以利用MaterialsStudio中的Re-flex模块模拟粉晶体材料的X光、中子以及电子等多种衍射图谱,可用于验证实验结果及演示教学。4.知识点的拓展。对于缺陷、杂质掺杂、空位等对晶体材料的影响,可以通过MaterialsStudio中Visualizer模块建立相应的模型,然后通过CASTEP计算模块进行计算。通过对计算结果的分析,说明这些因素对半导体材料性质的影响。MaterialsStudio软件同样可以计算材料的折射率、反射率、介电常数等性质。其计算的结果数据和图表可以与教科书或文献上的数据图表进行对比,来说明计算方法的正确性,以此为支点,采用同样的计算方法,我们可以尝试设计更多的新型材料并进行计算。通过这些详实的计算实例我们可以更生动地说明教学中的知识点,学生可以根据自己的兴趣爱好,尝试进行材料分子模型的设计并进行模拟计算。通过计算结果的对比,可以初步探讨晶体中缺陷、杂质、空位等因素对材料性质的影响,在此过程中增加了学生的学习自主性和兴趣。 二、GaussianView和Gaussian软件在教学中的应用 (一)简介Gaussian是一个功能强大的量子化学综合软件包。应用它可以计算分子能量和结构、过渡态的能量和结构、化学键以及反应能量、分子轨道、热力学性质、反应路径等等,功能非常强大。计算可以模拟气相和溶液中的体系,模拟基态和激发态,进而通过含时密度泛函研究材料分子体系的激发态,算出吸收和发射光谱。Gaussian扩展了化学体系的研究范围,可以对周期边界体系进行计算,例如聚合物和晶体。周期性边界条件的方法(PBC)技术把体系作为重复的单元进行模拟,以确定化合物的结构和整体性质。而GaussianView是一款为Gaussian设计的配套软件,其主要作用有两个:1.构建Gaussian的输入分子模型,2.以图形显示Gaussian程序的运算结果。 (二)知识点的设置1.在材料科学有机电致发光材料及稀土化学课程的教学过程中,会涉及到有机或稀土发光材料的吸收及发射机理。通过把Gaussian软件教学过程,我们可以很好结合这些算例讲解三重态,单重态发射过程,给出与发射过程相关的分子最高占据轨道HOMO和最低非占据轨道LUMO的电子密度图,这样就可以很形象地解释发射过程中的电子转移过程,对低能吸收和发射过程的电子跃迁性质进行判断。2.软件的操作及相关内容的演示。(1)通过CCDC晶体数据库或者WebofScience网站获得相应的配合物或者稀土配合物晶体的晶体结构(通常为cif文件)。(2)应用Mercury软件或者MaterialsStudio软件读取相应的晶体结构,转存为GaussianView程序可以读取的格式(一般选用*.cif、*.pdb、*.mol2格式),通过Gaussian-View转存为Gaussian输入程序(*.gif-Gaussianinputfile)。(3)采用Gaussian程序进行计算。(4)通过GaussianView程序读入Gaussian03/09计算结果,通常为log文件,或者fchk文件,GaussianView可以很方便地读取Gaussian的计算结果并且以图形的形式显示出来,并可应用它对计算结果进行分析。(5)通过GaussianView对计算结果的进行处理,通过它显示出发光材料的分子轨道电子云密度分布情况,吸收光谱,发射光谱等情况,结合这些图形信息,我们可以对有机电致发光材料或者稀土发光材料的发光机理进行教学。3.知识点的拓展。GaussianView是由Gaussian公司开发的一款非常好的分子建模及显示工具,学生可以通过对它的使用,很方便地进行分子设计并输入到高斯程序中进行计算。可以安排学生在基础发光材料分子的基础上,在分子配体的外围添加外围取代基或者改变配体,进行尝试,进行配合物分子的设计,增强其动手能力,为今后走进实验室进行有机合成做准备。 三、预期的效果 计算模拟软件所用的计算资源可以采用多媒体教学中的电脑和学生自带的笔记本电脑。通过对软件进行简单的操作讲解,学生可以很方便进行建模和计算。在此教学过程中,可以培养学生的学习主动性、动手能力、以及一些基本的科学研究技能,增加其对材料科学的兴趣,对科研领域的了解。 作者:吴玉辉吴盼单位:长春理工大学材料科学与工程学院吉林大学附属中学 材料科学论文:材料科学引入计算模拟教学的研究 20世纪80年代以来,计算机已经成为各个材料领域研究专家的必备工具,并且随着计算机技术和算法的发展,计算模拟方法也已经成为材料研究新的重要手段.计算模拟技术以物理学、化学等相关的基本理论为基础,在计算机模拟环境下对宏观、介观以及微观的不同尺度的材料进行多层次的模拟研究,计算材料的力学、热学、光学、电学和磁学等多方面的物理性质,并进一步探求这些材料的组分、结构和功能之间的本质规律和内在联系,为实验制备新材料提供理论支持,变盲目的材料合成为针对材料性能的某类特定需求来主动地、有意识地设计材料的结构.计算模拟在材料科学中的作用已经不仅仅停留在计算机辅助和数据处理上,人们已经认识到计算模拟已经与实验、理论研究一样能够发现新的科学现象、新的科学概念,从而计算模拟已经成为第三条科学发现的途径.因此,现代材料科学已经不再是单纯的实验科学,计算模拟方法已成为与理论研究和实验方法同样重要的研究手段,实验、理论和计算成为材料研究的3大支柱[4].而且随着计算材料科学的进一步发展,计算模拟方法在未来的材料研究中将显示出越来越大的应用潜力.因此,了解和掌握材料计算和模拟的基本知识已成为现代材料研究工作者必备的技能之一. 材料的计算模拟方法介绍 材料的计算模拟研究是近年来飞速发展的一门新兴学科和交叉学科.它综合凝聚态物理学、理论化学、材料物理学和计算机算法等多个相关学科.它的目的是利用现代高速计算机,模拟材料的各种物理化学性质,深入理解材料从微观到宏观多个尺度的各类现象与性能,并对材料的结构和物性进行理论预言,从而达到设计和开发新材料的目的.材料的多尺度计算模拟方法主要有以下几种: (1)第一性原理计算方法(First-principlesMethods)基于密度泛函理论的第一性原理计算方法是目前研究微观电子结构最主要的理论方法.第一性原理计算方法只用到普朗克常数(h),玻尔兹曼常数(kB),光速(c),电子静态质量(m0)和电子电荷电量(e)这5个基本物理变量和研究体系的基本结构.从量子力学出发,通过数值求解薛定谔方程,计算材料的物理性质.在密度泛函理论,局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)框架下的计算已广泛应用于第一性原理的电子结构研究中,并已经取得很大的成功.结合一些能带结构计算的方法,对于半导体和一些金属基态性质,如晶格常数,晶体结合能,晶体力学性质都能够给出与实验符合得很好的结果,同时能够比较精确地描述很多体系的电子结构(如能带结构、电子态密度、电荷密度、差分电荷密度和键布局等)、光学性质(介电函数、复折射率、光吸收系数、反射光谱及光电导等)和磁性质,从微观理论角度分析和揭示材料物理性质的起源,使实验者主动对材料进行结构和功能的控制,以便按照需求制备新材料. (2)分子动力学方法(MolecularDynamicsMethods)分子动力学是一种确定性方法,是按照该体系内部的内禀动力学规律来确定位形的转变,跟踪系统中每个粒子的个体运动,然后根据统计物理规律,给出微观量(分子的坐标、速度)与宏观可观测量(压力、温度、比热容、弹性模量等)的关系来研究材料性能的一种方法[5].分子动力学方法首先需要建立系统内一组分子的运动方程,通过求解所有分子的运动方程,来研究该体系与微观量相关的基本过程.对于这种多体问题的严格求解,需要建立并求解体系的薛定谔方程.根据波恩-奥本海默近似,将电子的运动与原子核的运动分开来处理,电子的运动利用量子力学的方法处理,而原子核的运动则使用经典动力学方法处理.此时原子核的运动满足经典力学规律,用牛顿定律来描述,这对于大多数材料来说是一个很好的近似.只有处理一些较轻的原子和分子的平动、转动或振动频率γ满足hγ>kBT时,才需要考虑量子效应. (3)蒙特卡洛方法(MonteCarloMethods)蒙特卡洛方法是在简单的理论准则基础上(如简单的物质与物质或者物质与环境相互作用),采用反复随机抽样的手段,解决复杂系统的问题.该方法采用随机抽样的手法,可以模拟对象的概率与统计的问题.通过设计适当的概率模型,该方法还可以解决确定性问题,如定积分等.随着计算机的迅速发展,蒙特卡洛方法已在材料、固体物理、应用物理、化学等领域得到广泛的应用[6].蒙特卡洛方法可以通过随机抽样的方法模拟材料构成基本粒子原子和分子的状态,省去量子力学和分子动力学的复杂计算,可以模拟很大的体系.结合统计物理的方法,蒙特卡洛方法能够建立基本粒子的状态与材料宏观性能的关系,是研究材料性能及其影响因素的本质的重要手段. 材料专业引入计算模拟教学的探索 材料计算的目的在于理解和发现新的材料性能及其物理本质.计算已经与实验和形式理论一样成为材料研究的3大支柱之一.为学生将来能够有更高的起点研究材料科学,适应新形势下材料研究方法,培养具有宽广材料科学基础,掌握材料现代研究手段的“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的材料科学专业人才.我们在本科教学阶段就应该有计划的引入和加强计算模拟方法的教学.采用的教学形式可以结合实际情况,灵活的应用.近年来我们采取的教学方式主要有以下3种方式:(1)开设计算材料学类课程在2006年物理与电子信息学院材料物理与化学专业培养方案中已经确定《计算机在材料科学中的应用》和《计算物理》课程为专业选修课程,学时分别为36学时和54学时.《计算机在材料科学中的应用》课程偏重实践教学,通过上机操作学习计算软件的基本原理和使用方法.主要教学内容包括:材料学的发展现状及计算机在材料科学与工程中的应用;材料科学研究中的数学模型;材料科学研究中常用的数值分析方法;材料科学研究中主要物理场的数值模拟;材料科学与行为工艺的计算机模拟;材料数据库和新材料、新合金的设计;材料加工过程的计算机控制;计算机在材料检测中的应用;材料研究科学中的数据和图像处理;互联网在材料科学研究中的应用等9部分内容,基本涵盖当今计算机技术在材料科学研究中应用的各个方面.《计算物理》课程则以理论教学为主,偏重物理基本原理的介绍.主要教学内容包括:计算物理学发展的最新状况;蒙特卡洛方法及其若干应用;有限差分方法;分子动力学方法;密度泛函理论;计算机代数;高性能计算和并行算法等8部分内容.计算材料类课程的开设注重理论和实践并重的原则,在讲解基本原理的同时加强学生动手上机实践能力的培养,因此,经过课程的学习,学生已经初步具备利用计算机进行材料模拟的能力.部分选修计算材料类课程的同学在学习中对计算模拟产生了极大的兴趣,在大四时选择材料计算相关课题作为本科毕业论文选题.例如,08届学生的毕业论文《ZnS掺杂Cu光学性质的第一性原理研究》和《布朗运动的蒙特卡洛模拟》,09届学生的毕业论文《ZnO电子结构和光学性质的研究》,11届学生的毕业论文《晶格热容的理论计算》和《简立方晶体结构能量分布的理论模拟》等均为材料计算和模拟相关课题,并且有多人的毕业论文被评为优秀毕业论文.个别优秀的学生读研后继续从事材料的计算模拟相关研究.通过几年的教学实践,计算材料相关课程的开设对于扩大学生的知识面,提高学生的理论分析能力有极大地帮助.(2)在材料相关的理论课程中加入计算模拟方法介绍虽然已经在材料专业开设《计算机在材料科学中的应用》和《计算物理》等材料计算相关的课程,但这两门课均为专业选修课,只有选修相关课程的学生才能得到相应的计算模拟培训,受众面还比较窄.因此,为使更多的学生了解到材料模拟计算的相关理论和知识,在材料专业主干课的教学中也适时地加入相关的计算模拟方法的介绍,从而扩大计算模拟知识的普及面.例如,在《固体物理》课程中,当讲解到能带理论一章时,我们会在本章结束时,加入一次课,着重介绍基于第一性原理的平面波赝势计算方法计算材料的能带结构、电子态密度等以及第一性原理计算的常用软件(CASTEP、VASP等).一方面,对学生学习的理论知识加以直观化和适度的扩展,另一方面也进一步普及第一性原理计算的相关知识.在《材料科学基础》教学中讲解到相平衡与相图一章时,我们会在本章内容结束后介绍相图计算近年来的发展现状,包括CALPHAD(CalculationofPhaseDiagram)计算方法、热力学与动力学的结合、第一性原理与相图计算方法的结合,并简要介绍今后相图计算可能的发展方向[7].在晶体缺陷内容的教学中,穿插介绍利用分子动力学计算面心立方金属空位和间隙原子点缺陷的形成能的方法.通过在课程教学中穿插入计算模拟方法的介绍,一方面也加深了学生对所学内容的理解,另一方面开阔了学生的眼界.(3)举办计算模拟相关的学术讲座.自从2009年以来,物理与电子信息学院从事计算模拟研究的教师每学期都结合自身的科研情况举办面向全院学生的学术讲座.例如在2011至2012学年第二学期,我们举办两场学术讲座,分别是《氧化锌晶体及其掺杂的第一性原理研究》以及《可见光响应半导体光催化材料的结构和能带设计》,教师在讲座中介绍自己的科研情况,同时也使学生了解到如何把学到的计算模拟知识应用到科研实践中去,让学生体会到如何利用计算模拟预测材料的物理性质以及指导材料设计的研究方式,提高学生自觉学习计算模拟方法的积极性. 结束语 当今,随着计算机技术的高速发展,计算模拟方法在材料物理性质预测、材料设计、合成和评价诸多方面有许多突破性的进展,计算模拟已经和实验、理论成为材料研究的3大支柱,掌握计算模拟方法成为现代材料科学研究的必备手段之一,因此在材料科学相关专业中开展计算模拟方法的教学是十分迫切的.经过这几年对材料相关专业的教学实践发现,学生对计算模拟表现出极大的兴趣,教学上也取得相应的教学成果.总之,在材料科学专业教学中引入计算模拟方法的教学是可行的,也是十分必要的,它对于培养学生的思维和探索的能力具有重要的支持作用. 作者:刘建军尹新国张金锋路彦峰单位:淮北师范大学物理与电子信息学院 材料科学论文:材料科学教学体系研究 一、南昌大学材料专业人才培养与江西的资源和产业特色 南昌大学地处江西,江西有着非常丰富的铜、钨、稀土等矿产资源,经过几十年的发展,江西已经形成了从矿产开采、冶炼、再到加工的一套比较完整产业链。但江西金属企业多集中在产业链上游,利用高新技术生产高附加值产品的企业不多,特别是在铜、钨的深加工方面,无论是研究水平还是生产技术水平都与国外存在一定差距。由于缺乏相关专业人才使得江西省资源得不到充分的开发和利用,造成资源优势的浪费。作为中国高等教育的重点大学,南昌大学有义务也有必要积极培养与省情相适应的专业人才,将江西的资源优势转化为技术优势,为江西和国家的发展做贡献。然而此次调查发现,南昌大学虽然每年都培养出很多材料专业学生,但真正能进入到江西铜、钨和稀土领域的学生却很少。就目前情况来看,南昌大学虽然设置了大量的实践教学内容,但其实践教学体系研究内容相对比较分散,都是根据各个课程的特点开设一些实验课,没有形成比较系统的有针对性的实验实践教学体系。要改变这种现状,就需要对实验教学和实习实践进行有效的整合,开展富有江西资源和产业特色的材料科学与工程专业实践教学体系研究。通过本次对江西的资源特色和产业结构以及国内外著名大学实践教学模式的调查和研究发现,南昌大学可以从以下几个方面进行改进: 1.教学理念的转变发展着眼于省情,江西有着非常丰富的矿产资源,一方面,作为江西省教学和科研实力最强的重点大学,培养这方面的技术和研究型人才来服务于江西建设;另一方面,正因为有这种很好资源和产业的外在优势,南昌大学就应该充分的加以利用,在以后的研究和探索中形成自己独有的专业和技术优势。 2.课程设置方面首先,铜、钨生产和加工工艺都比较传统,学生在掌握好专业课的基础上完全可以自学;但稀土材料就不同,它涉及内容广泛,又自成一体,同时也是一门新兴学科,知识理论对本科生来讲还是有一定深度。为此,学校应该聘请在相关方面有深入研究的专家和教师,开设相关课程,教授学生相关方面的专业知识。其次,学校可以开设相关专题讲座,邀请一些大型企业的工程师或是技术人员进行定期或不定期技术介绍或给学生授课,这不仅可以促进学生对企业的生产过程、生产设备、生产技术以及产品的了解,也为将来的工作打下扎实的基础;同时也可以促进学生对专业知识的消化[3]。再次,学校应加强与国内外高校和研究所相关方面的交流与合作。 3.实验设置方面虽然实验课程较多,但就目前的实验安排来看,与本土优势资源相关的较少,实验设置可以向这方面有所侧重。 4.实践教学改进可借鉴麻省理工学院的实践教学模式。麻省理工学院(MIT)有一个本科实践机会计划(UPOP),它由三个阶段组成:第一阶段:安排一周富有挑战性的、集中而全面的学习培训;第二阶段:由两部分组成。前部分在春季学期雇方与学生的双向选择,达成协议后,双方签订协议。后部分为10—12周的夏季实践;第三阶段:参加由助教们安排的讨论会。讨论时学生必须提供一份报告并做答辩,答辩通过后得到3个学分。虽然UPOP实施的社会环境和实施方式与我们的实践教学大不相同,但它有以下几个方面值得我们借鉴:UPOP有一个专门的部门或者说是管理队伍负责UPOP协调、学生服务以及与校友联系等管理工作,这就保证了学生的实践活动能够顺利实施,如果过程中遇到问题也可以及时得到解决。所以我们的高校也需要设立相应的管理部门来专门负责学生的实践教学工作。在实习之前,管理部门要给学生安排一个集中培训,除了专业技能的培训之外,最主要的是训练他们的沟通与协作能力。学生的实践活动不一定局限于学校的统一安排,可以鼓励学生主动与企业联系,分小组实习肯定会比大批量人员的实习质量更好。无论是哪种实习方式,学生和企业一定要签订协议,以保障学生的安全和企业的利益不受损失。实习结束之后,学生为了得到学分,还必须从本学院找一位教师评阅实习报告和参加答辩,讨论整个实践情况。当然,在实践教学过程当中,除了可以参考以上几个方面,我们还应注意选择大型的正规的企业进行实习,这不仅可以较好的保证学生的人身安全,也可以让学生学到更专业更前沿的知识;同时我们还应该注重学生兴趣和爱好的培养,兴趣是学习的最大动力。 二、国内外大学材料科学与工程专业实践教学差别及其原因 着眼于世界,我们发现,美国,德国,英国,日本,澳大利亚等工业比较发达的国家,他们的高等教育尤其是工科教育水平远远超过其他国家。这与他们本国的国情、教学理念、文化等因素存在着密切联系。经过此次调查发现,他们的工科实践教学都具有以下几个特点:1、学生人数少,实践教学资源充足,实验室随时向学生和教师开放,而且学校会举办很多的学术交流活动。2、社会对大学生的实践实习活动非常支持,保证学生有大量的机会去培养自己的实践动手能力。3、对学生理论知识的培养较弱,更注重培养学生的动手能力和实践创新能力。4、重视学生兴趣和特长的培养,从事研究的教师和学生的专业素质相对较高。以上几点都是我国大多数高校所不具备的,其原因有多个方面:第一,高等工科教育受国情的制约和影响。虽然我国高校的实验教学资源比较完善,但由于学生人数多,就很难保证实验和教学质量;同时,人数多也不便于学生和实验设备的管理,所以我国大部分高校的实验室很难做到随时向学生和老师开放,这种现状导致的结果就是我国学生的实践动手能力和专业素质普遍不如发达国家的学生。第二,我国高校的实践教学得不到社会的足够支持。一般的中国企业都不太愿意接受学生在其单位实习,其原因是多方面的:一是现在我们还没有一套比较正规合作协议来保证学校和企业双边利益;二是学生实习必定会影响企业正常的生产工作,可能会损害企业的经济利益。三是企业担心自己的技术专利或科研成果外泄。第三,中国传统的教学方式———灌输式教学,虽然能够使我们的学生有较高的理论水平,但同时也使我们的学生缺乏自主学习的能力和实践创新能力。 三、我国未来实践教学的发展趋势 在与发达国家的比较中可以看出,我国高校在工科实践教学过程中还面临的众多问题,在今后的发展道路上,我国的材料科学与工程专业实践教学到底该如何走下去?首先,必须改变现有的教学理念和教学模式。在本科教育阶段,在打好基础的前提下,我们应尽可能地摒弃灌输式的教学方式,尽早地培养学生的创新思维,锻炼学生的研究能力。其次,企业应该转变发展观念,站在长远的角度去看问题。虽然企业也有自己的研发团队,但高校的科研力量更强。如果能把高校的科研优势和企业的生产需求相结合,肯定能够达到双赢。实际上,许多企业在遇到技术难题的时候经常会向高校教师寻求帮助,如果能让这种简单合作方式正规化、制度化,并且让学生参与其中,在各种生产和科研项目中培养学生的实践创新能力和专业素质,那结果将不止是双赢。最后,国家必须重视对材料研究型人才的培养。材料是当代社会经济和科学技术发展的四大支柱之一,它渗透于社会建设的各行各业,尤其是在高科技领域和军事领域显得更为突出。计划经济时代,企业是国家的,为了加快国家的发展,每个企业都设有实习科,专门接待高校学生实习。现在,我国已然是市场经济,但我们的实习体制却没能及时转变过来,也就是国家没有及时出台相关的政策来支持高校的实践活动,从而导致现在高校实践教学的开展出现瓶颈。所以,国家应该尽快出台相关的政策,鼓励企业给学生提供实习机会,确保我国的工科教育能够健康快速的发展。 作者:谭敦强赵渊博刘建英刘阳单位:南昌大学材料科学与工程学院 材料科学论文:材料科学与工程专业人才培养问题的若干认识 【摘 要】结合我校材料科学与工程专业的现状和人才培养规律的认识和思考,提出了构建“大材料”(Material)教育背景下开放式(Open)个性化(Individuation)的人才培养模式(简称MOI人才培养模式)的必要性。并通过本模式的实践,以人为本,因材施教,在新形势下为社会培养复合创新型材料科学工程专业精英人才做出了突出的贡献。 【关键词】材料科学与工程 MOI人才培养模式 复合创新型 在现代科学技术中,材料、信息和能源被誉为国民经济发展的三大支柱。新材料是现代科学技术发展的物质基础和技术先导,材料学科的发展和进步对工业的发展和进步起着关键性的作用。材料科学与工程专业以材料学、化学、物理学为基础,系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能,并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面研究的学科。主要培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料学科领域的科学与工程方面扎实的基础理论知识和过硬的专业技能,能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作,适应社会主义市场经济发展的具有创新意识的高层次、高素质全面发展的科学研究与工程技术复合型人才。 一、我校材料科学与工程专业的现状 江西理工大学(原名南方冶金学院)是我国有色金属工业和材料学科领域重要的人才培养和科技创新的重要基地之一,被誉为“有色冶金人才摇篮”,学校先后隶属于国家冶金工业部和中国有色金属工业总公司,具有鲜明的有色金属行业特色。1958年创办炼铁、炼钢、轧钢专业,1972年创办有色金属压力加工专业,之后又陆续创办了无机非金属材料工程、材料化学、材料物理和材料成型与控制工程等专业,在上述专业的建设发展基础上,形成目前的材料科学与工程专业学科,涵盖以下五个二级学科专业:金属材料工程、材料成型及控制工程、无机非金属材料工程、材料物理、材料化学,其中,金属材料工程是江西省“九五”、“十五”、“十一五”重点学科、省级品牌专业、省级示范硕士点。并建有国家铜冶炼和加工工程技术研究中心、国家钨与稀土产品质量监督检验中心、钨资源高效开发及应用技术教育部工程研究中心、江西省有色金属加工工程技术研究中心、江西省铜冶炼和加工工程技术研究中心等科研平台。 二、材料科学与工程专业人才培养规律的认识与思考 社会的不断发展对人才提出了更高的要求,这一客观要求也就使得学校必须创新人才培养模式,建立新的人才培养机制,采取更加科学、更为人性化的教育方法和手段,最大限度地开启挖掘人才的创新思想。[1]我校材料科学与工程专业历经53年的教学实践积淀,使我们对本学科、本领域的人才培养规律有了较深刻的认识,主要体现在以下几个方面: 1.对人才培养过程的认识与思考 人才培养过程是一个庞大的系统工程,它一般包括:“入口――培养环节――出口”三大阶段。入口与出口是人才培养的两个关键环节,二者相互制约又是相互促进的过程。出口畅,入口才能旺;入口强,出口才可能畅。而出口畅(就业好)的前提是以学生培养质量作为保证的。学生培养质量的高低关键在于培养环节,因此,培养环节是整个教学的重要环节,是教学工作的核心。这一环节,主要包括培养目标的定位;培养方案或教学计划的制定;教材建设以及教学环境、条件的改善等。这些方面都是教学改革的重要内容,也是实现人才培养目标的重要保证。 2.对人才培养目标定位的认识与思考 人才培养目标是人才培养模式的方向,对整个人才培养过程具有重要的指向作用。要实现人才培养目标,关键是“找准定位、发挥优势、办出特色”。关于人才培养目标的定位,在高等教育阶段大众化、普及化的当今,不同类型、不同规格、不同专业的人才有着不同的质量评价标准。例如:学术性、研究型的精英人才、通识教育的复合型人才、技术应用型人才和实用型人才等,社会对不同规格的人才在知识、能力、素质等方面的要求是不同的。人才培养模式受社会的政治、经济、文化等因素的制约,不同的社会及不同的时代有着不同的人才培养模式。通过总结我国几十年的教育教学经历及其人才培养规律,可归纳出如下三种具有鲜明时代特色的人才培养类型: 一元“专才型”人才:[2]该人才培养实行统一招生和固定学制,专业划分细,口径狭窄,其社会背景是高度统一的计划经济体制。一元型人才的特点是:学生重点掌握自己所学的专业,专业之外的知识相对薄弱。这种模式在我国生产力水平较落后,各行各业急需各种专业人才的计划经济时挥了积极作用;而随着我国社会主义市场经济的建立和国民经济的迅猛发展,传统的专才型人才培养模式已明显落后于时展的步伐,因而构建新的创新型人才培养模式势在必行。 二元“T型”人才:[3]所谓T型人才培养模式是以继续学习能力的培养为核心,以实践能力的培养为重点,使受教育者具有较强的创新精神与创新能力而构建的一种新型的人才培养模式。该人才培养模式既能适应市场经济发展的需要,又可激发个人学习的兴趣和主动性。T型人才虽然有了更多领域的知识,但学习过程仍是在规定课程、规定学习计划和培养目标下完成的,这种过于死板的“职业定向型人才培养”仍不能完全适应动态、变化和发展的社会需求。 多元复合型人才:[4]即“厚基础、宽口径、强能力”的人才类型。该人才培养的特点是基础知识丰富,专业知识扎实,具有针对性。同时,在其它相关领域又具有一定的选择性和弹性,能够根据学习或工作的需要及时掌握非专业知识,处理相关信息,从而使知识和能力呈现多元化的特点。显然,多元复合型人才更能适应当今社会和时代的需要。 3.对人才培养质量的认识与思考 材料科学与工程专业人才的培养应注意“三个避免”,[5]即避免过于理念化、避免专业过窄、避免过于实务性和操作性;提高人才培养质量,应注重“三个结合”,即理念与实践相结合、学校与企业教育相结合、国际先进做法与我国实际情况相结合。通过人才培养模式创新,传承和发扬本学科特色和品牌效应,在国内材料类专业人才培养方面占据一席之地。 4.对学生素质教育的认识与思考 现代化社会的关键是人的现代化,是人素质的现代化。而传统的教学模式束缚了人的素质提高。我们认为,素质教育是一种教育观,也是一种教育思想,并且素质与知识、能力往往是融为一体的,三者密不可分。因此,我们要树立“知识+能力+素质+人格”的人才质量关。大力推进素质教育:一要提升学生的素质,二要培养学生的能力,三要训练学生的思维方式。通过这些措施,促进素质教育水平的提高,使学生更好的全面发展。 三、MOI人才培养模式创建的必要性 作为江西省有色金属材料工程人才培养重要基地和新材料研发中心,我校材料工程专业坚持“教学研究型”定位,紧密结合地方资源优势和行业特色,“服务行业、服务地方”,历经53年的建设与发展,形成独特的人才培养模式和科研特色,在行业内具有较大影响力。 然而,随着经济、社会和科技的发展,材料物理与材料化学之间,金属材料与无机非金属材料之间的界限逐渐模糊,几大材料之间有着更多的内在联系和共性,如在知识体系上,材料结构、性能及检测方面具有很大的共性;在课程设置上,如都开设了《材料科学基础》、《材料力学性能》、《材料物理性能》、《材料研究方法》等学科基础课程。因而仅具有单一材料专业基础的人才已远不能满足现代社会发展需求,材料科研和生产需要有宽广知识面的复合创新型人才。[6]我们所认为的复合创新型材料专业人才应当具备以下几个标志性特征:一是具有比较扎实的材料学科基础理论功底和复合的知识结构;二是具有从事材料工程领域实务工作的能力和较强的创新能力;三是具有更宽的专业视野、法学及管理观念和较高的外语水平;四是具备良好的职业操守和人文素养。 材料科学论文:材料科学与工程专业《晶体学基础》教学改革的探讨 摘要:《晶体学基础》是材料科学与工程专业的重要专业课程之一,也是进一步学习材料专业其他课程的基础。本文根据材料专业《晶体学基础》教学中存在的问题,从教学内容和次序、教学手段以及教学模式三个方面,提出了课程教学改革的详细思路。 关键词:晶体学;教学内容;教学手段;研讨式教学;教学改革 一、前言 《晶体学基础》课程是为地质学、材料科学、矿物学等专业学生在完成高等数学、普通化学和物理学等公共课程后而开设的一门专业基础课[1-4]。对于材料科学与工程专业的学生而言,《晶体学基础》课程中的晶体结构、晶体对称性、倒易点阵、晶体投影、晶体生长、晶体缺陷等晶体学基本知识,是进一步学习《X射线衍射》、《电子显微分析》、《材料科学基础》、《材料力学性能》以及《材料物理性能》等专业课程的基础[2]。在材料科学领域,调控材料的性能是人们追求的目标。如果一种材料的成分确定,那么它的电学、光学、磁学以及力学等性能将取决于材料的晶体结构类型和晶体中存在的缺陷特征(如杂质原子的浓度、位错密度和晶粒尺寸等)。因此,《晶体学基础》课程的基础知识不仅在材料科学与工程专业各门专业课程的教学中起到重要的作用,而且将对学生们将来的材料科学与工程实践起到重要的指导作用。 开设《晶体学基础》课程以前,北京航空航天大学材料科学与工程专业的晶体学教学计划主要安排在《材料科学基础》课程中,大约讲解4学时。另一方面,在《X射线衍射》和《电子显微分析》等专业课程教学过程中,过去通常要利用2~4学时来讲解布拉斐点阵、倒易点阵等晶体学知识。这使得部分晶体学知识被重复讲授,而一些重要的晶体学知识没有得到无法全面、系统和深入地讲解。基于以上原因,北京航空航天大学自2010年起对材料专业的本科2年级学生开设了《晶体学基础》课程。 通过过去几年的《晶体学基础》课程教学实践,学生们普遍反应对晶体学基础知识的理解更加全面和深入了,同时在学习与晶体学相关的其他材料专业课程时,也更加得心应手。但是,目前的晶体学教学中还存在以下3个主要问题。 1.晶体学涵盖的内容十分广泛,它是多个学科的重要基础课程,不同学科对于晶体学知识的侧重点有所差别。目前,国内《晶体学基础》的教材主要是面向地质和矿物专业而编写的[5],其包含的内容以及章节编排次序也是为了使地质和矿物专业学生更好地掌握相关晶体学知识而设计的。所以,现有教材的教学内容以及讲授次序并不完全适用于材料专业《晶体学基础》课程的教学。 2.《晶体学基础》课程中包含着很多晶体学基本概念,同时还有非常抽象的宏观和微观对称操作以及晶体的投影操作。在以往的晶体学教学过程中,主要借助一些静态的二维或者三维图片进行讲解,其表现力度有限,无法有效地使学生理解和掌握抽象的晶体学基本概念和理论。 3.在《晶体学基础》的授课形式上,过去主要以教师讲授为主,学生主动参与较少。仅仅通过教师对《晶体学基础》中复杂空间对称变换进行讲解,难以使学生深入理解晶体中对称特点、内部质点的堆积规律以及复杂的空间概念。同时,这样也不利于学生创造性思维和解决实际问题能力的培养。 由以上分析可见,现有的《晶体学基础》教学已经难以满足材料科学与工程专业学生培养目标的要求。因此,我们有必要对该课程的教学内容、教学手段和教学模式进行改革,以充分调动学生的学习积极性和主动性,提高学生的学习兴趣,使学生真正理解和掌握晶体学知识的精髓,为学生在将来的材料科学与工程实践中打下良好基础。 二、教学内容和讲授次序的改革 目前,本校《晶体学基础》的教学课时共32学时,与地质学和矿物学专业相比,总授课时间较少[3,4]。为了在有限的教学时间内讲授材料科学专业学生所必需掌握的晶体学基础知识,有必要将那些与材料科学专业相关性不大的内容进行删减。例如,晶体理想形态和晶体规则连生方面的内容对地质学和矿物学专业十分重要,但是对于材料专业学生来说,只需要在课程绪论中加以概述就能够满足本专业的教学要求了。同时,对于后续材料科学的其他专业课程将详细讲解的知识点,也可以进行适当删减,如晶体相变、晶体物理学等内容。另一方面,对于进一步学习材料专业其他课程而需要用到的一些重要晶体学基础知识,应该增加讲解内容的深度。例如,倒易点阵、吴氏网等基础知识对于分析材料的微观结构特征至关重要,但是,现有教材中的以上相关内容过于简单,无法满足材料专业学生的培养要求,所以,需要增加相关的授课内容。 教学内容的变更促使我们进一步思考授课内容编排的逻辑性。由于晶体学授课内容和侧重点发生了变化,所以,我们就不能按照现有教科书中针对地质和矿物专业的教学目的来安排授课次序,而应该按照材料专业对晶体学教学内容的要求,研究如何安排授课次序才能更有利于本专业学生由浅入深、循序渐进地学习相关晶体学基础知识。例如,在讲解晶体宏观对称性之前,有必要先讲解一些典型晶体结构的实例,以帮助学生形象地理解复杂的空间对称操作;将晶体的微观对称和空间群知识从原教材的第七章提前到第三章[5],使其与晶体宏观对称合并成晶体宏观和微观对称一章,这样有利于从宏观和微观相互联系的角度进行讲解;另外,倒易点阵知识应该从原教材的第一章后移到第四章,在讲解完晶体定向和晶体学符号之后,学生们熟练掌握了晶体正空间的晶面和晶向指数,此时讲授倒易点阵知识更有利于学生理解复杂的正空间和倒易空间的相互变换。 三、教学手段的改革 《晶体学基础》课程的难点是晶体宏观和微观对称、晶体的投影以及内部质点的堆积。除了采用传统的板书和二维图形对这些晶体学难点知识进行讲解以外,我们应该更加注重利用一些三维模型。例如,在讲解晶体的球面投影和吴氏网过程中,利用地球仪作为三维实物模型,能够更好地说明晶体的各个晶面在进行球面投影过程中的操作次序,以及解释如何利用吴氏网来计算晶面夹角。在讲解晶体的旋转对称时,可以利用一些特制的三维立体模型,形象地显示出不同轴次的旋转对称;另外,在讲解晶体的极射赤平投影时,可以针对一些具有特殊对称特点的宏观晶体,让学生自己动手制作相关的三维实物模型,通过观察各晶面的投影特点,加深对极射赤平投影知识的理解。 同时,为了使学生更加形象地把握各种对称变换特征和晶面投影规律,我们应该进一步利用三维多媒体软件,制作一些三维动画作为辅助教学手段[6]。这样能够通过三维旋转来观察晶体的宏观对称特点以及晶体结构中的质点(原子、分子或离子)位置,满足晶体宏观和微观对称要素及其操作等抽象教学内容的教学目的,使学生能够直观地观察不同宏观和微观对称操作的特点,从而加深对这些抽象晶体学概念的理解。 四、研讨式教学模式的改革 本校《晶体学基础》课程在开课初期的授课形式为大班整体授课,包括所有材料专业大二的学生(约150名)。由于听课学生人数较多,导致教师难以实时掌握学生的听课效果。故而,本校自2013年起对《晶体学基础》课程进行了“小班化”教学实验(每班70~80人),有效地提高了授课效果。但是,目前的教学模式基本上还是以教师的“填鸭式”教学方式为主要授课模式,学生缺乏学习的主动性,没有积极地思考问题。因此,应该实现教师和学生共同主导本课程的教学过程,通过师生之间以及学生之间“研讨式”的教学模式,使学生在研讨过程中理解和掌握《晶体学基础》的基本概念和抽象知识。针对每堂课的重点讲授内容,教师在课堂中提出相关问题,将学生分成若干小组,每组4~6人,在教师的引导下,通过学生之间反复讨论将复杂的晶体学问题进行逐步阐明,这样也有利于检验学生对每堂课知识的掌握情况。同时,将分组讨论的结果纳入平时成绩的考核体系,鼓励学生主动提出问题,并积极地通过讨论来相互启发,进而解决各个难点问题。 另外,师生应该充分利用本校在校园网上建立的晶体学课程中心平台。一方面,鼓励学生在网络上进行自由讨论,另一方面,让学生针对以上问题在课堂上以小组为单位进行发言和讨论。通过以上“研讨式”教学模式及时获得学生学习效果的反馈,从而调整讲课速度,提高学生的学习效果。 五、总结 《晶体学基础》是材料科学与工程专业的重要基础课程,应该按照材料科学专业学生应该掌握的晶体学知识,优化编排授课内容和次序,提高授课效果;利用三维晶体学动画模型,加深学生对晶体对称要素及其操作等复杂晶体学概念和理论的理解;建立“研讨式”教学模式,针对课程的重点和难点,提出学生课堂和课后研讨的主题,检验学生对授课内容的掌握情况,提高学生通过主动提问以及相互讨论而获取知识的能力,最终使学生更好地掌握材料科学专业必需的晶体学基础知识,培养学生分析问题和解决问题的能力。 材料科学论文:金属材料科学与工程专业生产实习教学改革与探讨 摘要:生产实习是高校人才培养的重要环节之一,也是工程教育认证现场考察的重点环节之一。本文针对金属材料科学与工程专业生产实习中存在的问题,进行了教学改革的尝试,获得了良好的实习效果。 关键词:金属材料科学与工程专业;生产实习;教学改革 据统计,我国每年工科大学毕业生的数量居世界之首,但毕业生的质量却令人堪优。在工程教育认证新形势下,如何强化工程意识,培养解决复杂工程实践能力是高等工程教育中刻不容缓的事情之一[1-3]。生产实习的目的是将理论教学与企业生产密切结合,提高专业兴趣,扩宽专业认识,为同学即将选择考研专业和就业提供指导,培养同学专业工程实践和复杂工程实问题的解决能力。因此,生产实习承前启后至关重要。 目前尽管建立了众多的校外实习基地,但企业考虑到实习安全、生产效率、生产车间场地空间等问题,导致生产现场停留参观时间短。同时,车间噪音大,实习小组人数多,在“只许看,不许动”动的束缚下,实习变成了参观、走马观花[4,5]。因此,同学对生产设备、生产工艺过程的了解和认识浮浅,甚至是囫囵吞枣。在工程认证新形势下,探索教学模式改革将具有重要的意义。 一、生产实习教学改革 1.生产实习基地的选择。在市场经济和目前企业经济运行困难形式下,企业在生产活动中均把经济效益作为首要考虑因素,学生实习一般不会给企业带来直接的经济效益,反而可能会对工厂正常的生产秩序和安全造成或多或少的影响。因此,企业对接纳学生实习一般持消极态度,能安排学生实习时间和次数有限。同时,由于实习经费限制,对生产实习基地只能就近选择。因此,在实习经费和实习基地均有限的情况下,合理资源安排尤为重要。 (1)建立校外精习基地。所谓精习,选择典型的产品,熟悉零件的整个生产加工过程,既包括材质选择、进厂检测、生产设备型号、生产工艺制定、相关的性能检测与质量控制、产品的市场定位与销售情况、企业管理与企业文化。让同学以工程技术人员的角度去熟悉、分析产品零件图、加工工艺图、焊接工艺图等生产工艺过程。采用先课堂讲解(兴趣引导)―同学现场实习(感性认识)―课堂交流讨论(启发深入)―再次现场实习(理解领悟)―课堂讨论交流(融会贯通)的方式进行。 精习基地选择一是交通方便,便于学生多次实习往返,节省实习经费;二是精习基地要有独立功能产品或运动部件,既涵盖金属原料质量控制、加工成型(铸造、锻压、焊接、塑性成型、热处理中的一种或一种以上成型工艺)、质量检测、装配等工序。三是厂家积极配合,能提供产品生产图纸、生产和检测工艺文件、生产设备资料,并可接纳多次实习。 精习基地给同学一个全面系统的材料成型工程概念,让同学由浅入深,由表及里,归纳总结其工艺选择的理论依据、质量控制的方法,根据工况和经济性,选择零件热处理、耐磨、耐蚀处理方法,探索思考该产品生产质量提升空间,进而培养解决复杂工程实践问题的能力。 (2)建立校内精习基地。大学一般建有科技成果转化孵化器,既高校技产业园。虽然高校企业产业园的企业规模小,对生产实习来说,具有得天独厚的优势。辅助教学是高校产业园的职责之一,便于联系落实实习任务,时间安排灵活。二是交通便利,便于往返多次实习。另外,高校科研成果成功转化案例的学习,有助于激发同学学习的兴趣和激情,培养同学创业的意识。 (3)建立校外泛习基地。所谓泛习基地是指学生在企业实习1~2次,主要是让同学了解熟悉不同零部件的生产成型工艺过程,掌握金属零件不同的成型工艺,扩宽对产品生产加工视野。由于企业接纳实习时间的限制,同学对泛习基地的生产工艺过程难以深入的理解和贯通,因此指导老师的预先讲解、同学对企业相关产品、工艺的预先资料的收集、查阅和实习后现场答疑讲解是决定泛习基地实习效果的关键环节。 一般精习基地选择1~2个企业,每个小组安排3~4次进厂实习机会,每次实习0.5~1天。泛习基地安排4~6个企业,每个企业安排1~2次进厂实习机会,每次0.5~1天。精习基地、泛习基地实习时间和次数的安排,可根据企业生产工序、生产规模、设备开工使用情况灵活调整。 2.指导教师工程素养的培养。目前高校师资评聘过分依重科高层次科研项目和论文,忽视了高校教师的工程应用能力的培养和引导。同时,很多高校教学重课堂理论教学的考核与评价,轻工程实习的投入与考核。另外,实习现场环境工况复杂,指导生产实习不仅需要投入时间和精力多,还要求老师具有较好的身体素质。因此,要到达预期的生产实习效果,具有工程开发或企业工作背景的指导老师尤为重要。选择有经验的老教师带年轻教师,培养实习指导教师教学梯队,是完成实习的有效保障[6]。 指导教师到精习、泛习基地企业同技术人员交流座谈,预先调研、制定实习计划,收集编制实习报告。同时,做好预先动员,讲解和指导工作。这些工作已远远的超出了“教学工作量”所能体现出的工作量,需要指导老师相互合作,共同完成。指导教师工程背景培训需要学院、学校领导的重视和教学规章指导的引导。 3.教学模式改革。 (1)实习前沿。同学第一次到企业实习,带着对未来工作环境的憧憬,也充满了对企业的好奇与迷茫。愿望是美好的,但现实是残酷的。所选择的精习、泛习基地在企业规模、技术先进性、企业管理、车间环境等诸多方面可能差强人意,实习动员要预先化解同学心中的就业观与实习现实企业的落差,树立正确的择业观念,引导同学走进企业,培养兴趣,扩宽对专业的认识。同时,鼓励同学不仅带着眼睛去实习,更要带着脑子去思考,去发现问题,并运用所以理论,探讨解决实践工程问题的可行性。 (2)编写实习报告。指导教师根据安排企业实习时间、企业设备开工情况,修改、编写实习报告,避免同学实习报告流水账、抄袭雷同、言之无物。实习报告采用启发、讨论,研究与探讨的方式,引导同学对产品选材、成型工艺、质量控制、产品性能逐渐深入分析研究,将所学理论与产品加工制造工艺、技术相结合,培养同学解决复杂工程问题的能力。因此,实习报告的编写是针对精习基地、泛习基地有的放矢,引导同学在实习过程中抓住重点环节,透过实习产品,回归到理论的运用,将课堂理论与生产实践融汇贯通。 (3)实习考核。实习成绩的考核与评定是实习学风引导的指挥棒。同时,考评制度也影响下一级同学学风和实习态度。制定合理的实习考核办法是实习效果保障之一。一般从实习纪律(10%)、实习笔记(20%)、实习报告(40%)、实习答辩(30%)四个环节进行评价。实习笔记采用时抽查,即可可以监督同学,也可以及时了解同学实习掌握情况,合理的安排实习时间。实习答辩采用分组座谈式答辩,同学主动讲述和提问回答相结合,为同学进行理论的深化和梳理。 二、生产实习改革应用及效果 金属材料科学与工程专业生产实习教学计划3周15天,我们安排青岛扎克船用锅炉有限公司、青岛金海纳有限公司作为精习基地,莱钢锚链、青岛海立、城阳丰东热处理、潍坊丰东热处理、高密高锻5家公司作为泛习基地,其产品包括:船用锅炉、采煤机截齿、海上平台锚链、冰箱变频压缩机、活性屏离子氮化炉、压力机等。 实习参观公司按其产品成型工艺分,焊接成型:锅炉压力容器埋弧焊、CO2保护焊、氩弧焊、锚链闪光对焊、截齿钎焊。塑性成型:炉体的卷压成型、汽车壳体零件的板料冲压成型、锚链横档的热锻成型。铸造成型:压力机及其零件的砂型铸造、消失模铸造成型。机械加工成型:变频冰箱压缩机机械加工。板料和棒料下料:剪板机下料(≤8mm)、火焰和等离子气割,棒材和管材的带锯切割下料。此外还涉及热处理工艺:截齿的感应淬火、渗碳淬火、离子氮化、气体氮化及其喷丸、喷砂除锈预处理工艺。按检测方式可以分为探伤检测:压力容器X射线探伤、着色探伤和锚链超声探伤。力学性能检测:锅炉焊缝的拉伸试验、冲击实验。产品性能检测:锅炉的水压检测、变频压缩机噪声检测。锅炉材料和锚链材料的元素检测分析。从实习内容看涉及了本科课程中的金属材料学、材料的力学性能、成型原理与工艺、热处理工艺与装备、无损检测等课程。 学生在实习过程中,经过与指导老师、企业技术人员互动,在实习报告的引导下,通过课堂探讨交流,能够积极主动地完成各项实习任务,实习效果良好。另一方面,生产实习企业与学生获得了互相认可,既企业在进行安全教育的同时,也给同学做了下一年度的招聘需求,同学可以带着企业的技术问题在企业完成本科毕业设计,促进了学生的就业工作。 三、结论 在新的工程认证形势下,通过学校、教师、学生、企业多层次全方位的精习基地、泛习基地建设、实习指导报告的引导、实习指导教师队伍的形成,探索培养养具有解决复杂工程问题的工程技术人才新的生产实习改革正在付诸实施并初显效果。 材料科学论文:电子理论在材料科学中的应用 摘 要 材料科学本身就是建立在研究微观离子的基础上的,电子理论以其特性占据这材料科学研究中的重要位置。可以说,现在材料科学领域中对电子理论的应用是必不可少的。同时,电子理论是一个庞大的体系,其中包含着多种子理论,本文就以实践种应用广泛的密度泛函理论为例,简要叙述电子理论在材料科学的各个领域中的重要作用,并阐述其部分内在规律,以期无论是对电子理论还是材料科学都能具有发展和推动的作用。 关键词 电子理论;密度泛函理论;材料科学 近几年,密度泛函理论与分子动力学相结合,在材料设计、合成、计算等诸多方面有明显进展,成为计算材科学的重要基础和核心技术。其他量子力学多体问题往往会具有一些“硬伤”,在计算的效率上,计算结果的精确度上,甚至于计算的方法上都难以达到一定的高度,随着密度泛函理论的出现,使量子力学的研究又提升到另一个层次,与其他解决量子力学多提问题的方法相比,采用密度泛函理论所进行的研究能够给出让人满意的结果,尤其使数据的精确,更能够应用到其他领域的研究中,例如化学、数学等,甚至应用于工业生产和人们的生活中。 1 电子理论概述――以密度泛函理论为例 近年来随着物理学的快速发展,人类在探索与发现量子力学和微观事物本质问题上的研究成果越来越多,现今科学学科的分支确定更加细致化,仅就材料物理学科来说,建立了计算机材料分支学科。物理材料的基本性质多数会受到电力结构的影响,故而研究电子理论也必须借助于量子力学。发展电力理论为研究材料科学奠定了坚实基础,同时也给材料科学的研究提供了有利的预测依据,能在一定程度上提高材料科学的发展速度,因此在材料物理科学中论述电力理论的意义和可行性是十分明显的。 电子理论是一种传统理论的统称,但实际上电子理论中包含很多小的概念和理论,不同的理论也有不同的表述方式,密度泛函理论是较早的一种量子理论,他是以Thomas-Fermi的理论为基础,产生于1960年到1970年。对于密度泛函理论来说,它与传统的量子理论的不同在于对基本物理性质的描述方法,也是一种基准。前者是将粒子密度作为基本物理量,而后者则将研究重点放在粒子密度上,使得二者有很大的不同。 密度泛函理论并不是一成不变的,而是随着科学研究的愈加深入而逐步发展的。从基本理论到现在的非局域泛函,不断有新的理论来扩充这一理论所涵盖的范围,同时,这些理论互相弥补,也使得计算结果越来越精确和有效。可以说,这一理论是一种活的理论,它不但在本身领域不断深入发展,还与其他理论相互联系,活跃前进。 我们所称的密度泛函理论具有很强的特点,主要在于需要通过计算机的运算来进行,运行的计算机中需要装载相联系的软件。在市面上我们可以看到许多有关软件,上面我们说到,不同的密度泛函理论所计算出的结果也不尽相同,主要差别在于数据的精确性,中间的差别在一定程度上与所使用的软件有关。这一理论由于它的应用性广泛,被用于多个领域的计算中,但也存在其本身的问题。但是,总体来说,密度泛函理论是一种相对较成熟的理论体系,今后其发展也将会更加多样。 2 密度泛函理论在材料科学中的应用 如上所述,密度泛函理论在应用中已经得到了广泛的实践。“近几年来DFT同分子动力学方法相结合,在材料设计、合成、模拟计算和评价诸多方面有明显的进展,成为计算材料科学的重要基础和核心技术”。 2.1 电性材料科学中的应用 在电能与热能之间的转换的领域上,各国的研究者都在深入进行研究,试图找到一种新的电子特征。有的科学家利用密度泛函理论研究出某种材料的导电性能与金属相比的优劣;有些科学家利用密度泛函理论框架中的小的理论,研究了电子、磁及其相互作用的问题,“结果表明,体系的性质随原子位上库仑相互作用参数U的改变而显著变化”。有的科学家运用密度泛函理论,将增强的表面超导和图像翻转现象进行了计算和预判。 2.2 磁性材料科学中的应用 磁性材料科学是起源很早的一门科学,我们都知道,铁是最早被发现具有磁性的物质,千百年来,人们对磁性科学的态度从神秘到了解,现在已经通过多种方法在研究。有些科学家通过密度泛函理论获得了FeN的结构、结合能和磁矩,并且研究出团簇的尺寸的不同对原子的磁矩没有必然的影响,反而原子会在某一范围内变化。 2.3 光学材料上的应用 光学材料一般是指传输光的介质材料,有些科学家利用密度泛函理论研究而得出:“在有机多层光电子发射二极管、光族材料和高密度光数据贮存材料上有潜在应用。” 2.4 在纳米材料上的应用 纳米材料是指物质的3个纬度中至少有一个纬度的量级是纳米。纳米材料自被发现以来,逐步广泛应用在生产、生活中,我们生活中所常见的纳米防爆膜、纳米微针等,现在在信息产业、能源产业、环境产业等都有广泛的应用,同时科学界对纳米的研究还在更加深入和精确。一些科学家利用密度泛函理论,研究出某些物质能够吸收红外,并且这种吸收能力极强。 3 结论 经典的电子理论认为,正离子所形成的电场是均匀的,而自由电子由于是运动的而不具有这种特性,自由电子和正离子相互碰撞不能形成新的物质,而仅仅是作为一种机械运动。正因为自由电子的不规律运动,所以没有显性的表现形式,但一旦给自由电子一个外在的力,例如磁场,自由电子就会有规律有方向地进行移动,从而形成电流。本文所讨论的密度泛函理论,是在电子理论中具有重要地位的一种理论,尽管它现在已经广泛应用于化学计算中,但是电子理论是包含多种其他理论,因此密度泛函理论更需要其他理论作为依据和支撑,其本身也能够为其他理论研究提供理论支持,因此,无论是主要利用该理论或者是借鉴密度泛函理论的原理或计算方法,做出的研究也渐渐投入到实践中,从而真正有益于人类。 材料科学论文:研讨与展望高分子材料科学的发展进程 摘 要 高分子材料科学作为一种前沿学科,在当前保持了一种持续发展的态势。本文从基本概念以及发展的过程向大家介绍这一门科学。 关键词 高分子材料 现状 可持续发展 1高分子材料的相关概念 1.1高分子材料的基本概念及来源 高分子材料(macromolecular material),以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料。按来源可分为分为天然、半合成(改性天然高分子材料)和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料,并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成织物,用木材、棉、麻造纸等 1.2高分子材料的分类 高分子材料按照特性分为橡胶、纤维、塑料、胶粘剂、涂料和高分子基复合材料等,其中前三种被称为高分子的三大材料。 橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链柔性好,在外力作用下可产生较大形变,除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和合成橡胶两种。纤维分为天然纤维和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料,经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高,一般为结晶聚合物。塑料是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要成分,再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。 2高分子材料科学的发展进程 2.1高分子材料科学的发展历史 高分子学科的建立,至今不到80年。从远古时期开始,人类就已经学会使用天然高分子材料,比如天然的树脂、橡胶、棉花、木材等。 20世纪20年代,才出现高分子科学的概念。到了20世纪30年代,高分子材料工业才步入发展阶段,而到了20世纪50年代配位聚合的出现极大地推动了高分子材料的发展。进入20世纪下半叶,高分子取得了一系列突破性的进展,比如聚烯烃的多元聚合,设计合成嵌段,超支化等聚合物等。 2.2高分子材料科学的发展现状 进入21世纪,单单从一个大方向来描述高分子材料的发展现状是不可取的也是不全面的,所以将简单分为几个领域分别介绍目前的发展现状。 在电气工业领域,高分子材料也有杰出的表现。随着时代的发展,高分子材料在电子、家电和通信领域。我国电气生产大国,全行业对高分子材料需求量较大用量。高分子材料轻质、绝缘、耐腐蚀、表面质量高和易于成型加工的特点正是生产各种家用电器的最佳材料,而家用电器是人们的必须生活用品,所以高分子材料在电气工业的发展是会一直进行下去的。 在机械制造领域更加少不了高分子材料。比如,目前世界不少轿车的塑料用量已经超过 120千克/辆,德国高级轿车用量已经达到300 千克/辆。可见在汽车制造方面,高分子的发展还是比较成熟,系统的。并且可以预见,随着汽车轻量化进程的加速,塑料在汽车中的应用将更加广泛 高分子材料还在航空航天,建筑工程,医疗,包装行业等众多领域发展已经比较成熟,并且正在朝着一个更加规范,更加科学,更加和谐的方向稳定发展 2.3高分子材料科学的发展前景 高分子材料科学代表的是一种前沿技术,其发展趋势也必然要适应社会发展的潮流和最先进工业发展的需求。 2.3.1精细化 随着时代的发展,精细化必然成为材料的主流趋势,未来将纳米技术融入其中也是势在必行的。高分子材料的纳米化可以依赖于高分子的纳米合成,这既包括分子层次上的化学方法,也包括分子以上层次的物理方法。利用外场包括电场、磁场、力场等的作用,采用自组装或自合成等方法,靠分子间的相互作用,构建具有特殊结构形态的分子聚集体。 2.3.2绿色友好化 在强调可持续发展的21世纪,任何事物都在渐渐转型,高分子材料也不例外。实现绿色友好化,需要在材料的合成,生产,运用三方面全方位实现。现在的高分子合成材料对石油的依赖性特别强,寻找可以替代石油的其它资源,则成为21 世纪的高分子化学研究中的一个迫切需要解决的问题。调节原子和分子在物质中的组合配置,控制物质的微观性质、宏观性质和表面性质,就可能使某种物质满足某种使用要求,这种物质就能作为材料来使用。 2.3.3智能化 在这个智能材料的时代,高分子化学同样承担着不可替代的作用。智能材料是材料的作用和功能可随外界条件的变化而有意识的调节、修饰和修复,如若实现,也必然会对人类发展发挥巨大的作用。 3结语 本文通过比较浅层次的语言向大家介绍了高分子这门前沿科学,相信在今后的生活中,随着科技的发展,技术的进步,越来越多的人会认识高分子材料,并投入到这门与人类生活息息相关的科学研究中去。 材料科学论文:基于高职―本科3+2分段培养体系的材料科学基础专业课程的教学与实践 摘 要:本文从3+2分段培养体系的人才培养方案出发,对支撑光伏专业的材料科学基础的关键知识点进行梳理和筛选,阐述了详细的材料科学基础教学内容及重难点知识。并且结合教学实际和学生特点,提出了材料科学基础课程的具体教学方式。 关键词:3+2分段培养体系;高职;本科;教学;实践 高职-本科3+2分段培养这种模式为学生的继续深造和升格为高级技术管理人才提供了一条行之有效的途径,能够充分发挥高职和本科院校的优势,为企业提供具有发展潜力的技能型人才,实现学校、学生、企业三方共赢。这种模式在江苏首先试点,常州工程职业技术学院(以下简称“我院”)与常州工学院已经开展多届合作,共同制订了比较完善的人才培养方案,而高职、本科衔接课程体系的建设无疑是人才培养的关键,我院光伏材料制备技术专业在3+2转段衔接阶段开设材料科学基础这门专业基础课有其针对性和必要性。材料科学基础这门课程主要揭示固体材料结构和性能之间的关联,实际上是用数理化的知识分析实际的材料问题,其内容庞杂,理论性强,抽象,是材料类专业的必修专业基础课,具有普遍指导意义。3年高职学段培养学生的专业实践技能,要求感性认识颇多,2年本科学段着眼专业和管理技术提升,要求有更深的理论基础和解决问题的能力。以下结合笔者的教学实践,说明如何开展有效的材料科学基础教学。 一、以光伏产业链为主线精选教学内容 材料科学基础的内容包括晶体结构和缺陷、固体热力学和动力学、固体结构和电子理论三大块,具体知识要点有晶体结构、固体电子结构、合金固溶体结构、范性形变、缺陷、相图、相变、界面、扩散、凝固结晶、回复再结晶等。全部讲完至少400学时左右,实际上既没有这么多学时,也没有必要面面俱到。课程具有普遍意义,但对专业来说,只要筛选出密切相关的内容即可,做到必需和够用即可。这样一方面可节省时间,另一方面也能够很快切入应用。所以,一定要梳理光伏产业链的应用点和材料科学基础内容相匹配,形成少而精的教学大纲内容,以利于少学时教学和专业应用。 纵观光伏产业链,从硅原料的制备和提纯,单晶硅多晶硅的生产加工,光伏电池和组件系统的生产,与材料科学基础关联的地方还不少。硅晶体的表面形貌、生长方向、生长棱线、层向生长过程对应晶体学知识、晶向晶面及特征的描述;其中融入硅和化合物半导体的结构和电性能对应着合金结构和固态电子论的知识,并牵涉到结合键,能带理论、半导体性能、光伏原理和光伏电池效率;晶片生产中缺陷位错的控制(颈缩工艺等)以及电池片效率改进对应着晶体的缺陷理论;单晶多晶的形核生 长、环境控制、质量控制对应着凝固结晶理论;硅中杂质含量及分布以及栅线印刷、焊接、欧姆接触对应合金知识相图相变知识;PN结形成、焊接合金化过程、光生少子的扩散和寿命、I-U特性曲线的扩散方程推求对应扩散理论中的稳态和非稳态扩散;晶硅加工生产过程中的变形和损伤对应固体范性形变和再结晶;多晶的晶界和单晶多晶的制备过程中的固液界面对应界面理论。此外,掌握热力学基本知识对分析缺陷、表面、相图相变、凝固结晶都非常有用,对材料分类论述的三大类别材料如金属、陶瓷、高分子各论也要介绍,这部分内容具体涉及银浆与硅的欧姆接触、互联条焊接、石英容器性能、封装用铝合金、TPT、EVA的使用性能。基于以上分析,形成的课程知识点和相关内容以及重点难点见表1。 二、依据学生特点改革教学方式 此阶段学生的主要特点有:①理论基础较为薄弱。②从应用型到研究型的学习习惯还未转变。对这两特点,在制订学习内容后还有一个如何让其有效接受消化的过程,不适当地灌输会使学生理解困难,对学习失去兴趣,从而也失去了教学意义。结合教学实践,笔者认为从以下几个方面可以改善效果。 (1)精选教材。教材的选用原则是中等难度,有基础的数理化知识衔接,便于自学和理清课程体系,也便于学生发现问题和受到启发,提出问题。不宜一下子导入艰深的理论。好的教材阅读能够激发兴趣,深入浅出,让人受益。材料科学基础作为普适课程,教材种类繁多,深度广度侧重点各有不同。贵州大学的张晓燕教授主编的《材料科学基础(第二版)》具有以上特点,笔者认为比较适用。 (2)提供配套的参考资料和习题册。作为经典理论,材料科学基础暂时不会过时,现有的参考资料应该是比较丰富的,应该选择性地看一些,特别是习题册,更是和教材一样必备,因为理论的定性和定量同样重要,需要结合实际进行计算和练习,习题能够加深学生对抽象理论的认识,效果明显,能增强学生的成就感和求知欲。 (3)实验验证有助于理解理论。配套实验可以帮助学生巩固加深课堂理论知识,让学生掌握基本实验技能,培养学生自己分析问题、发现问题、解决问题的能力,让学生获得更多的感性体验和创新体验,在光伏材料生产中,处处有材料外观、缺陷、性能以及工艺参数等的检测,过程检测更是质量保证的关键,一些实验项目和检测有密切相关,应该加以训练。如晶体结构实验中的典型金属结构的钢球堆积结构模型分析实验、单偏光下晶体光学性质,非晶态的结构性质和玻璃析晶实验(与长晶过程的坩埚析晶有关)、扩散和固相反应动力学实验,以及电阻测定实验等。 (4)明确概念,将理论讲解浅显化、简化或省略推导,过程让学生对基本概念产生深刻印象,后续教学才能顺理成章。教师应重点讲解参数的物理意义和相关概念,对求解过程作一般介绍和原则说明,以便于学生快速接受知识。 (5)利用网络资源如魔课,爱课程等多媒体手段开展教学。应该承认,有些东西确实难以讲清,因此晶体结构的三维图、原子进入间隙位置的动画演示、扩散微观过程动态展示、缺陷产生增值过程和运动方式的直观视频显示,这些似乎都离不开多媒体展示,可以极大提升学生的空间想象力。这些都得益于现代数码技术可以把最微细的结构和复杂过程进行立体展示。网络资源也要好好利用,网上课堂是主要方式,具有简明易懂的优点。 (6)互动答疑及时解决疑问,按照逻辑体系进行内容顺序重排。由于材料科学基础是一门逻辑体系严密的理论课,在教学过程中不能生搬教材中的章节安排,应该从学生的知识结构来重新安排内容序列,力图使学生运用现有的力学、数理化知识就能理解各种规律,由于先后次序很重要,因此及时解决问题可为下面章节授课铺路。 (7)从理论到实践,再从实践回到理论,实现良性循环,螺旋上升。用理论分析和解决是最好的服务生产实践方式,也是学习基础理论的价值所在。 通过以上针对3+2衔接阶段教学方式的改进,学生的学习积极性得到提升,专业基础知识得到巩固,结合专业实践,也促进了其他课程的学习,这对以后的学习和创新是有益的。3+2分段培养能够成就技能和学术兼备的人才,可满足未来光伏产业发展对人才的需求,应该是一种值得倡导的模式。 材料科学论文:材料科学基础课程启发式教学改革探讨 摘 要 《材料科学基础课程》作为材料物理专业本科核心课程,对本专业知识体系的建立和后续专业课程的学习至关重要。本文针对《材料科学基础课程》存在的教学问题,围绕启发式教学思想,从创新教学内容,丰富教学手段,增加课堂互动等方面对材料科学基础教学改革进行探讨,以期培养学生学习的积极主动性,提高教学效果。 关键词 材料科学基础 启发式教学 教学改革 材料科学基础是一门重要的专业理论基础课程,它以材料的组织结构为出发点,涉及了各种材料的共性基础知识。材料科学基础课程是后续专业课程的基础,在今后相关专业的工作和科研都有重要作用,但结合实际教学经验来看学生普遍反映课程内容枯燥、难学。究其原因,是因为该课程理论知识点多并且内容较为抽象,如涉及名词定义近300个。如何解决材料科学基础教与学的问题,一直是该课程教学改革的重点。本文旨在结合启发式教学改革的一系列思想,探讨材料科学基础的教学改革。 启发式教学对于培养应用型人才具有重要积极作用,它不是一种简单的教学方法的创新,而是一种教学思想的转变。启发式教学是从学生的需要出发,处理好教与学之间的关系,使学生成为学习的主体,教师起到指导与推动的作用,变教师的单纯传授为教师与学生间的互动。因此,启发式教学能丰富材料科学基础课程的教学改革内容,深化教学改革意义,对于创新型人才的塑造具有重要意义。 1创新教学内容,提高学生学习的积极主动性 材料科学基础知识点抽象,课程内容有一定的理论深度,需要学生理论推导和逻辑思维能力。抽象繁多的知识点很容易打击学生求知欲,使得学生丧失学习积极性。因此授课过程中,要注重启发式教学手段,内容的趣味性。利用“联想法”,通过一系列与生活或生产相关的实力或热点话题引入知识点,通过实际案例演绎基础理论的内涵与应用。 在每一章开头,以实例开头回答“为什么学”这一问题。如在讲第五章材料的形变与再结晶时,教师首先询问学生汽车轮毂是怎么制备而成,引起了学生学习的求知欲。然后通过汽车轮毂的加工锻造过程,给学生具体讲解工业生产中加工硬化和再结晶的应用。这种启发式教学模式能够减少学生对理论概念的陌生感,帮助他们理解基础理念和基本概念科学内涵丰富性。 另外在课堂教学时,需要不断引入科技前沿与研究热点问题,能够扩大学生的知识面,激发学习热情。例如在讲解第三章晶体缺陷的时候结合铁电薄膜材料中位错对其的影响等前沿,增加不同角度的正负位错对铁电薄膜单畴结构的影响介绍。这些讲授内容能培养学生的科学精神,提高学习的积极主动性。 2改变教学方法和教学手段,帮助学生记忆和理解 材料科学基础课程知识体系庞大复杂,需要记忆的知识点比较多,是教学过程中一大难题。另一方面,传统的教学模式采用“注入式”教学,忽略了学生学习的主观能动性,造成了教师难教学生难学的境地。如果教学方法过于刻板很难引起学生的共鸣。因此改变传统的“注入式”教学方法和手段,不再只单一的重视讲授而轻视指导。启发式教学方式之一就是采用导学制,指导学生运用自己的思维模式,选择最合适的思考与探究方式学习课程内容,使学生能对专业知识点感兴趣深刻理解并记忆。 多媒体教学方式无疑是启发式教学的一种重要实现途径。多媒体教学方式可以化抽象知识为直观,其优越性在材料科学基础课程中能得到充分体现。例如,晶体结构三维图像、位错的分类和运动、材料的变形等内容是材料科学基础教学中的重点和难点。采用多媒体技术中的二维、三维动画进行演示,图文并茂、声形俱佳,学生通过形象形式深刻理解和掌握了抽象的概念。但同时,多媒体教学也存在着弊端,它会让学生习惯于被动接受信息,削弱了学生的想象力和逻辑思维能力。这就要求教师在教学实践中要把多媒体的应用与教学内容相整合运用多种教学手段的结合,因材施教、因课施教。 如在讲授第三章固体结构中,对于体心、面心和密排六方等三种重要的结构参数,对于缺少立体空间概念的学生很难理解。讲课的时候借助葡萄和牙签等日常用品,以葡萄为原子牙签为原子键给学生详细讲解了三种典型的晶体结构,并以作业的形式让学生自己课下动手来做。这种教学方式能让学生真正参与进来,打开了学生思路,获得了很好的教学效果。 3翻转课堂和课堂讨论,增加师生互动 教学的一个重要内容就是指导学生怎样去学习,这需要充分调动学生的主体地位,增加教师和学生之间积极的互动。启发式教学要求把学生作为课堂的主体,为学生提供充分展示自己才能的机会。翻转课堂作为一种新兴的教学模式,它将传统的课堂学习过程翻转过来,让学生在课堂外通过教学视频或资料自主学习课程,而在课堂上教师对学生进行测评和相应指导已完成教学目标。另外在课上对于一些问题可以分组学习的方式展开交流和讨论,每个学生参与其中获得自己满意的答案。翻转课堂和适当的课堂讨论能作为课堂教学的重要辅助环节,实现了以学生为主的主动式个性化学习,充分了体现了现代教育教学的基本内涵,值得我(下转第73页)(上接第53页)们发挥其优势并运用到材料科学基础的教学进程中来。 但由于材料科学基础基本概念抽象繁多,并不是所有的课程或知识点都适用于翻转课程。具体来说,对于一些复习性质很强但又起到启后作用的内容,可以预先设计出一系列问题让学生查阅资料自学,然后在课堂上组织学生进行讨论或让学生亲自到讲台上进行讲解,涉及到新的知识点再由教师补充,这样既活跃了教学气氛,也可避免学生在学习熟悉的内容时产生厌倦从而提高教学效率。例如讲授第五章晶体的塑形变形时,由于里面的许多知识点跟第三章相近,适合利用翻转课堂的形式让学生课下自学,课上由老师指导讨论。这种教学模式增强学生的自信心和主动性,得到了事半功倍的效果。 4结语 总之,启发式教学思想对于材料科学基础教学改革具有重要指导意义。它要求教师在阐明概念、理论的基础上,强调知识架构间的相互关系,注重讲授理论的来源、思路、方法、意义和应用,讲清它们之间的内在联系。启发式教学方法的应用能抓住学生的好奇心,提高学习主动积极性。在传授课程知识点启发式教学方法能给学生提供广阔的思维空间和分析解决问题的能力。 材料科学论文:航空航天方向材料科学与工程专业英语教学改革 摘要:通过对航空航天材料专业英语教材、课堂教学内容与方法的改革与优化,培养学生具有较强的专业文献的阅读能力,进一步提高学生的听、说、写、译能力,使学生能够熟练应用英语交流、获取知识。同时促进学生掌握良好的语言学习方法,提高文化素养,以适应社会发展和航空航天技术进步的需要。 关键词:航空航天材料;专业英语;教学;改革 航空航天材料是指飞行器及其动力装置、附件、仪表所用的各类材料,是航空航天工程技术发展的决定性因素之一,也是材料科学中富有开拓性的一个分支。飞行器及其装置的设计,不断地向材料工程提出新的课题,推动了航空航天材料科学的进步。各种先进材料的出现也为飞行器及其装置的设计提供更多的可设计性,极大地促进了航空航天技术的发展。因此,先进航空航天材料的开发、研究与应用反映了一个国家的工业水平与航空航天技术,关系到一个国家的综合实力与国际影响力。因此,各国都把先进材料的研究和开发放在重要地位。尽管我国近年来在航空航天材料的研发方面取得了巨大进展,但仍然与发达国家存在较大的差距。因此,需要不断学习和引进国外的先进技术和经验。而国外相关资料都是英文出版,这就需要航空航天材料方向的学生具有较高的材料科学与工程专业英语的听、说、读、写能力,以完成获取专业所需信息等任务。 材料科学与工程专业英语是一门语言应用与材料专业知识紧密结合的课程。它不但涉及英语科技文体的语法特征和材料专业技术文献的语言特点,而且涉及一定的专业技术内容及科技信息交流。课程目标是培养学生具有较强的专业文献的阅读能力,进一步提高学生的听、说、写、译能力,使学生能够熟练应用英语交流、获取知识。同时促进学生掌握良好的语言学习方法,提高文化素养,以适应社会发展和航空航天技术进步的需要。课程的教学目标是:掌握一定量的与材料科学与工程专业有关的常用单词和常用词组,并掌握一定的构词法知识,具有识别生词的能力,能顺利阅读专业相关的英文原版教科书、参考书及专业论文。但现行的教学模式在教学管理与培养方式中存在许多问题亟待解决,目前也没有针对航空航天方向的材料科学与工程专业英语教材。因此,迫切需要完善教学内容,优化教学方式,改编教材,以全面提高材料科学与工程专业英语的教学质量。 一、改编现有专业教材,扩展学生专业视野 浏览现有大部分的《材料科学与工程专业英语》教材可发现,内容基本是《材料科学概论》或《材料科学基础》的英文版本的改编,实际是英文版的专业教材,不具专业英语教材特点。而且教材内容的更新速度慢,与国际上材料科学的快速发展不相适应,学生阅读起来单调、枯燥。因此,在现有教材的基础上,急需编写新版实用性教材。新版教材需兼顾英语的语法特点和材料专业技术知识,既强调专业基础理论知识又涵盖国际研究前沿趋势。 从提高学生的听、说、读、写及翻译的综合能力着手,按照从难到易的教材内容顺序,突出航空航天行业背景及新技术特点,完成《材料科学与工程专业外语》教材的设计与撰写。从教材章节编排上,按照先介绍语言知识后介绍材料专业的顺序布局。可以在开始的章节介绍科技英语的构词、语法的特点以及专业学术文章的撰写规则。随后的几个章节,简单介绍材料的基础理论知识,学生可以结合以前学习的材料专业知识进行这部分的学习。目的是给学生介绍英文专业词汇,让学生逐渐熟悉专业英语的阅读。随后,在材料学的专业知识内容上,结合专业基础课程,着重介绍和航空航天技术紧密相关的材料研究内容,例如飞机结构复合材料、高温材料、隐身材料、非晶材料、太阳能材料等。同时,为了进一步提高学生阅读和理解专业文献资料的能力,提高学生从专业文献中获取重要信息和跟踪学术研究前沿的能力,教材还可以向学生介绍利用互联网站和相关的学术期刊网站获取最新专业文献的方法。并且,从材料专业高质量的国际期刊上精心选取一些难度适中的综述性和研究型的论文作为课堂教学内容。由于这些论文内容新颖且紧密跟踪本领域的研究前沿,学生也易于接受。这样,既提高了教学效果,也使学生对专业英语的重要性有了更深地认识和理解。 二、丰富课堂教学内容,夯实学生基本功 调研各高校材料专业的本科生教学计划,发现专业英语课程设置在第七至第八学期,大四学生对英语学习逐渐变得陌生,如果直接面对专业英语的学习,势必会造成学生学习的困难。因此,教师除了教授教材的内容外,可以适当拓展相关内容的英语学习,提高学生的学习兴趣。 从知识结构设置上,可以根据学生毕业后学习、就业及工作的实际需要,突出对学生专业英语实际应用能力的培养和训练。为了突出实际应用能力培养及常用交流,可按照先读后写,先听后说的思路,来对学生进行专业英语实际应用能力的训练。通过由学习模仿到实际应用的教学模式,重点培养撰写英文摘要、写推荐信、求职信、会议常用发言以及模拟求职对话等能力。除此而外,还可以就学生即将面临的毕业设计论文撰写,展开介绍和讲评。“学以致用”,而实际应用是学生学习的动力。学生一旦体会到能从专业外语的学习中获益,便会提高学习的积极性,促进专业英语的教学。 为了增加教学内容的趣味性,在实际教学过程中增加一些与课文内容相关的最新外文视频。材料科学与工程是一个大专业,其中又有金属材料、高分子材料及陶瓷材料等二级专业,因此除了完成教材的教学内容外,还应针对不同专业分门别类地介绍材料的最新的实际应用。介绍时,可以从互联网上搜索最新的文字资料,也可以搜索最新的视频资料,其中视频资料更生动,因此受到学生们的欢迎。比如在讲解金属材料和复合材料时,可以给学生播放波音、空客等制造飞机发动机及机身结构的最新技术视频。还可以通过播放如太阳能电池、风力发电技术及3D打印技术等视频,加深学生对陶瓷材料、功能材料及复合材料在新能源及新技术领域的应用认识。因此,通过利用多媒体技术的视频资料,不但可以提高学生的英语听力,扩充学生的词汇量,还可以使学生在轻松的学习氛围中了解相关技术的应用前沿,深化在学生对航空航天材料科学与工程的认识。 三、改革课堂教学方法,提高课堂教学质量 材料专业英语是一种正规的书面体,专业词汇多词形复杂、句子长,且与专业知识结合紧密,相对于基础英语来说,缺少文学作品中的韵律、节奏感,读起来抽象、枯燥,造成教师讲授、学生学习的兴趣不高。如果采用传统的专业课程的讲课为主的教学方法,势必不能有良好的教学效果。因此,应该结合英语课堂教学和专业课的教学特点,采取多元化的教学方法,对学生进行课堂教学。 可以采取英语课堂的教学,让学生随堂朗读教材内容,学生在读的过程中,既熟悉了教材内容,又对英语的“说”有提高。随后,对学生进行分组,讨论分析教材内容,或者也可以提出一个小话题,学生可进行问题的分析并提出解决方案。这样,既提高了学生的英语口语技能,也加强了学生分析专业问题的能力。课后布置适量的课后翻译作业,可以是对教材内容的翻译也可以是对课堂增补内容的翻译,通过英汉互译的环节,巩固课堂教学内容。在课程结束前,还可以穿插学生就自己的毕业设计方向,做一个简短的英文讲座,既可以对课堂教学效果进行测试,也可以提高同学们的口头表达能力,增加同学们英语交流的信心。 在进行课堂教学的时候,如前所述,可以围绕课堂教学时的内容,充分利用互联网技术,为学生补充国际上航空航天材料的最新研究成果和先进的应用实例,可以是文字资料也可以是视频文件的学习。进行文字资料的学习时,可以采用先朗读后分析、翻译的方法,逐步分解。进行视频资料的学习时,教师应提前将语音资料转换成文本资料,课堂上可以进行边视听边进行讲解,让学生在愉快的氛围中进行学习,进而达到良好的课堂效果。 四、结语 我国航空航天技术的发展对航空航天材料的研究提出更高要求。航空航天材料的研究人员必须及时关注国际发展,密切和国外学术交流,才能保障材料领域的不断进步,这就对科技人员的专业英语要求也不断提高。因此,通过对航空航天材料专业英语教材、课堂教学内容与方法的改革与优化,来全面培养学生的读、听、说、写、译的综合能力,增强学生的国际竞争力,为航空航天材料技术领域输送优秀人才。 材料科学论文:化工材料科学与工程的发展现状及趋势研究 【摘 要】随着社会不断进步,化工生产备受关注,化工生产为社会发展提供相应的材料,是社会工程建设中的重点内容。化工材料科学与工程研究是化工生产中的重点内容,本文对化工材料科学与工程的发展现状进行分析,针对其中存在的问题,提出促进化工材料科学与工程发展的对策,并对未来社会发展的化工材料科学趋势演变进行畅想。希望相关的研究能够促进我国化工产业的发展。 【关键词】化工材料科学与工程 发展现状 趋势分析 研究 化工材料科学与工程是社会经济发展的主要驱动力之一,同时能够带动信息技术与生物技术的发展。在以科学技术为主导的当今社会中,无论是高校中还是化工企业中,都需要培养化工材料科学与工程的专业人才,创新材料科学与工程的发展。从化工材料科学与工程的发展中找寻其中存在的问题,以便于后期的工程技术研发。 1 化工材料科学与工程的发展现状分析 1.1 化工材料科学与工程的发展历程 化工材料科学与工程的从个个单一分来的学术系统中,逐渐实现走向了科学之间的相互融合。在社会发展的进程中,材料科学的应用与社会建设步伐息息相关。单一化的材料科学发展不能适应社会发展需求,各个材料学科之间应该实现相互交叉、渗透、移植,从细分最终走向综合化的发展。在20世纪40年代,基础科学与工程之间的相互渗透较差,固体物理学与材料工程学之间的互不融合。从60年代起,材料科学与工程学能够实现交互,材料科学与材料工程之间的大部分内涵能够实现重叠,化工材料科学与工程得到了教育界的广泛认可[1]。 1.2 化工材料科学与工程在教育界的发展 化工材料科学与工程是高校教育中的重点内容,该门学科经过多变的研究与演变,衍生出中诸多的子学科。以美国麻省理工学院材料学科专业演变为例,与化工材料科学与工程相关的专业课程有:地质与采矿工程、采矿与冶金、冶金与材料科学等。欧美等国家将在材料教育方面的认识比较深,将很多高校中的冶金、陶瓷、电子材料等科目统称为材料,材料教学内容逐渐扩大,应用到社会建设中的诸多领域中。目前,我国重点高校相继设立材料科学与工程学院,针对于化工方面的教学改革,在原设置专业的基础上,补充了非金属的工程材料的内容。化工材料科学与工程的发展能够打破原专业设置的界限,加强专业间的渗透和联系,教学内容实现了更新。截止至2003年7月份,具备材料科学与工程的院校占据我国的高校的总数的34%。化工材料科学与工程的教学逐渐展现出了新思路[2]。 2 化工材料科学与工程的发展趋势 2.1 化工材料科学与工程教学中创新性人才培养 化工材料科学与工程的发展,以来社会化工企业的技术研发还远远不够,为了更好的促进化工材料科学的发展,在未来的科技社会中,化工材料科学与工程还需要与教育实现紧密结合。促进化工新材料的研发与应用,需要在高校中培养优秀的材料科学人才,与社会高精尖材料研发机构构成联动机制。对于材料科学的人才培养要求极为严格,一方面需要学生具有较好的结构力学基础,另一方面还要向学生传授学生微系统、纳系统、生物系统。同时还需要进行材料结构、性能、工艺等工程的研究,以计算机技术进行材料科学的模拟研发。高校能够为社会输送创新性的人才,是社会化工企业实现稳步发展的关键。创新性人才的能够促进化工新材料的研发,保障化工材料领域更新[3]。 2.2 化工新材料的研发 在科技信息不断发展的当今社会中,对于化工材料的研发技术越来越先进,我国化工材料科学与工程的未来发展,需要与科技信息技术相互融合,研发出具有更多功能的化工新材料。这些新材料的研发与应用能够在传统材料的优势基础上,为人们的生活提供更多的便利。 2.2.1 纤维材料 化工新材料“十三五”发展规划在即,很多具有高技术含量、高价值知识密集和技术密集的新型材料,在社会建设中能够发挥出无线的潜力。这些新材料与传统的材料相比,在质量上更加的轻便,在性能上的更加的好,在功能上更加的强大,附加值更加的高。那么何为化工新材料,化工新材料是指一些包含高性能纤维复核材料,这些才能够在国防军工、航空航天、新能源及高科技产业中应用广泛,同时化工新材料在建筑、通信、机械、环保以及海洋开发中用途更大。有专家指出,全球纤产量在近十年内的长幅为3%,而高性能的纤维在全球范围内产量增长能够达到30%,也就是说,在未来的几年间是高性能纤维发展的黄金期[4]。 2.2.2 聚酰亚胺 有机高分子材料也是化工新材料的另一类,与传统的高分子材料相比,聚酰亚胺的综合性比较强,特点突出。聚酰亚胺作为一种特种工程材料,已广泛应用在航空、航天、微电子、分离膜、纳米、液晶、激光等领域。在物理性质上,耐高温达 400℃以上,长期使用温度范围-200~300℃,熔点特征不明显。并且该种材料绝缘性能极高。通常情况下,103赫下介电常数为4.0;在化学性质上,聚酰亚胺可以被分为脂肪族、芳香族、半芳香族聚酰亚胺三种。聚酰亚胺,因其在性能和合成方面的突出特点,不论是作为结构材料或是作为功能性材料,其在微电子领域发挥着重要的作用。 3 结语 综上所述,化工材料科学与工程化工研发领域中的重点内容,提升对于化工材料科学与工程的研发,能够有效的促进化工领域发展。本文对化工材料科学与工程的发展现状进行分析,与社会发展趋势相互结合,研究其在未来的发展方向。在未来,需要对化工材料科学与工程教学中进行创新性人才培养,鼓励化工新材料的研发,实现科技创造未来。 材料科学论文:材料科学与工程专业的实验室教学地位思考 [摘要]站在一级学科专业角度理解“材料科学与工程”实践教学的含义,剖析目前我国高等学校本科实验室在实践教学方面存在的问题。提出高等学校的实践教学应该以培养大学生科学实验及工程实践的能力为目的,以传授科学发现的实验方法、研究手段以及工艺技术为任务,并在认知学科知识、掌握专业技能基础上实现大学生创新能力的培养;实验室应该是完成实践教学任务的主要基地,实验室建设应该是高校实践教学基地建设的落脚点与主要方向。 [关键词]实验室;实践教学;工程实践能力;人才培养 0引言 “材料科学与工程”专业是一级学科专业,深刻理解专业内涵,是保证实现专业人才培养目标的关键。从培养专业人才的角度,专业教学自然包括学科理论知识与专业实践能力协调统一的两个部分。如何进行专业实践能力的培养是高校普遍关注的问题,也是目前高校教育工作者的重点研究课题[15]。伴随国家对教育的重视和大量投入,用于培养学生实践能力的基础设施得到完善。然而,这并不意味着专业实践能力培养的问题得到解决,恰恰相反,社会要求高校改革实践教学模式,培养高素质工程实践能力人才的呼声日益强烈。深刻思考高校实践教学现状,目光聚焦教学实验室,高校教学实验室的性质、作用与地位值得再审视。高校教学实验室的建设方向对高校实践教学模式改革的影响作用值得探究。 1从“材料科学与工程”的学科内涵理解专业实践教学的涵义“材料科学与工程”学科是研究有关材料成分/结构、制备/合成、性能和使用效能及其关系的科学技术与生产。对此,材料科学与工程专业的基本教育要面向学科的要素,自然科学知识与工程技术知识应该是构成知识结构的主要方面。就理论教学而言,要以系统的知识学习和综合思考能力培养为主,强调宽厚的基础、学科知识横向与纵向间的联系。理论教学的核心任务,就是培养专业理论素质。实践教学不应该仅是理论的再现和简单证明,而是强调理论在应用中的相关性和综合性,同时引导和激发学生走向科学研究和工程实践的起点。实践教学的任务和目的就是培养大学生获取科学知识的能力与工程实践的能力。基于此,确立了高校实践教学改革以及实践教学基地建设的方向。高校教学实验室是完成实践教学任务,实施学生工程实践能力培养计划的主体,高校实践教学改革以及实践教学基地建设的对象是教学实验室(以下简称实验室)。 2我国材料科学与工程专业教育的发展现状对实践教学的要求2.1重视宽口径材料类人才的培养 材料类型已经覆盖了金属材料、无机非金属以及高分子材料材料工程方面,覆盖了金属的成型与加工、无机非金属工程、高分子材料工程以及冶金工程等。材料科学与工程专业的实践教学应该与此对应,重视宽口径的科学研究和工程实践能力的培养[3]。 实际上,在专业人材培养过程中,各个学校依据自身条件和发展定位而限定“宽口径”的“度”,即办学特色。由此,也决定了“宽口径的科学研究和工程实践能力的培养”的实践教学内涵对于每个学校来讲是有一定限度的。实验室对于实现“宽口径”的科学研究和工程实践能力的培养目的具有了可行性。 2.2培养模式由“专业培养”向“学科培养”方向发展各教学环节的学科性特点日益突出:在课程设置上,普遍注重学科式课程,专业课程已从中心地位转向了载体地位;在课程内容上,围绕学科发展和技术进步,培养学生适应社会科技发展的大方向。实践教学与学科性内容的关联性日益紧密[4]。例如,大功率X射线衍射仪、透射电子显微镜等高、精、尖设备大量向本科教学开放;普遍提倡本科生低年级开始进入科研团队,参与导师的科研工作;毕业论文或设计题目普遍要求真题真做。实验室对于实现宽口径的科学研究和工程实践能力的培养的有效性日益彰显。宽口径的科学研究与工程实践能力培养的主体地位也日益凸显。 2.3实践教学方面的投入由基础转向专业 伴随国家对教育的重视和大量投入,培养学生实践能力的基础设施得到完善,学生的实际操作动手水平、分析和解决问题的能力得到了明显的提高。以天津理工大学为例,在经历“十五”、“十一五”基础实验室专项投资建设基础上,投资0.24亿元进行了“十二五”建设,以学科与专业综合建设作为重点,加强教学科研创新平台以及人才培养质量建设。实践教学方面的投入已由基础转向专业,投入的趋向突显学科性。科学研究和工程实践能力的培养越来越可以立足于实验室。 2.4材料科学与材料工程相结合的综合性人才的培养日益受到重视随着社会的发展及国际竞争日趋激烈,社会对材料研究专门人才的需求淡化了材料科学与材料工程的概念,对材料科学与材料工程相结合综合性人才的需求增加。 伴随专业教学内容学科化、综合化,实践性更强,探索性更强。以专业认识实习或企业化的现场实践为实施方式的教学模式呈现出不适应性。实验室建设作为学校教学改革的重要部分,其建设易于朝向保障实现材料科学与材料工程相结合的综合性人才培养目标发展。从高校的性质与任务、高校实验室建设的目的,以及从现实条件来看都是符合逻辑的。 3高等学校实验室实践教学现状的思考与改革措施3.1高等学校实验室实践教学现状的思考 1) 以科学实验教学涵盖实践教学。实验室的实践教学过于强调学科性:教学内容突出学科化,教学方式强调科学探索。与此对应,用于实践教学的投资趋向于科学研究设备。实验设备现代化、高精尖化以及专门化。这种实践教学现状使科学探索深度不断加大,基础实践能力逐渐淡化。虽然对教师与大学生双方的科学素质要求越来越严格,但基本技术的实际操控能力越来越弱化。如果以宽口径的科学研究与工程实践能力的培养标准来衡量高等学校实验室的实践教学,对学生工程实践能力的培养会被弱化。 从材料测试分析方法的课程教学来讲,由于侧重电子探针、原子探针等现代分析手段,材料成分分析最基础的化学分析方法被淡化,而化学分析方法是工程实际中测定钢平均成分的基本方法。大学生就业主体还在企业,仍面向工程实际。大学教育,特别是工科的大学教育,工程知识的教学偏弱,大学生就业难,社会接受度低,这些也是需要考虑在内的客观原因。 另外,先进科研手段层出不穷,先进工程技术不断发展。在先进科技面前,面对高精尖、高价值科技手段,存在看得见却摸不得的客观现实。不能上手,实践能力无从培养。 除此之外,在科技飞速发展的今天,要求大学生群体在一个相对较短的、确定的时间段内了解新的科学研究方法,培养出相适应的科学研究能力,是不可能的,也是不可行的。 2) 实验室实践教学存在明显的教学实验性。高等学校实验室的实践教学受传统的思想影响,实验教学依课程开设,且在内容上注重理论知识的验证,正所谓教学实验,而非实验教学。而且,在实验教学内容中对科学发现的历史缺乏重视。科学发现的历史,不仅在于体现知识体系的形成过程,有助于学生更好地理解、掌握知识,而且在于展现了探究科学的思想方法、在探究科学问题中所采用的技术手段以及技术手段的选择使用、改进与发展的过程,这些恰恰表现的是工程实践的核心内容。 在实验教学形式上,所谓基础性、设计性及综合性实验的划分,多是从实验内容的量、涉及知识性的面及工作难度角度,而非从实验教学的内涵上来考虑。项目之间相互独立,缺乏系统性,且实验项目在内容设置上重复现象严重;实践教学在培养学生创新意识、专业实验能力及科学研究基本能力方面的主体地位与作用上没有有效体现;学生创新意识不能得到有效激发;教学过程未能切实体现以学生为本、学为主体的教育理念。 传统的实验室教学模式不适应宽口径的科学研究与工程实践能力的培养这一实践教学的内涵,实验室教学的实质作用未有效体现。 3) 高校实验室教学的优势尚待发挥且不能与工程实践相协调。按照传统观念,实验室的实践教学注重科学理论相关的工作。在此观念下,设立的实验室多属于科学实验型实验室,而非工程实践基地。为弥补这一不足,高校多致力于建设校外工程实践基地,使本属于学校自身的实践教学体系,被分成校内的实验室实践教学与校外的工程实践教学两部分,使得科学研究和工程实践能力的培养出现脱节,不能协调统一。 校外实践基地的建设有效支撑高校实践教学。因而,许多高校大力建设校外产学研基地,实施“卓越工程师”培养计划等。在“十二五”期间,天津市投资了4.25亿元用于实施卓越人才教育培养计划,建设10个可共享的工程实践教育中心。在实践中发现,所谓工程实践基地实践教学的内容与形式偏向工程,一定程度上弱化实践教学的科学研究与工程实践能力的协调统一,对材料科学与材料工程相结合的综合性人才培养目标的实现具有一定局限性。同样,工程实践基地建设为适应科技飞速发展的现实,满足大学生群体在一个相对较短的、确定的时间段内掌握不断涌现的新的科学技术是不可能的,也是不可行的。另外,由于企业客观现实的限制,校外产学研基地的工程实践教学效果确实大打折扣。况且,在信息交流高度发展的今天,是否需要花大力气建设校外产学研基地以完成工程实践教学是一个值得商榷的问题。 3.2高等学校实验室实践教学改革措施 1) 提高对实验室工作重要性的认识。高等学校实验室是学生实践能力培养及实施工程素质教育的重要场所,保证教学质量及实现人才培养目标的重要基地。党的十八届五中全会已经明确,内涵发展、提升教育教学质量是“十三五” 高等学校改革的核心。必须树立以学生为本,实施知识传授、能力培养、素质提高协调发展的实验教学观念,提高实验教学对培养创新型人才重要性的认识,深化实验教学改革,支撑教育教学质量的提升。 2) 加强实验室建设,深化实验教学改革。首先,通过管理体制创新,实现实验室的角色转换。高等学校实验室建设,要以深化改革现有实验教学体系和管理体制为核心。通过体制创新,打通实验教学与理论教学的教师身份界限,在建立起满足实验教学需要的高素质实验教学队伍基础上,形成设备先进、资源共享与开放服务的实验教学环境,提高实验教学水平,支持实践教学质量的提升,使实验室真正成为实施实践教学任务的主要基地。 其次,通过理念创新,打通科学研究与教学实践之间的界垒,有效地实现教研相长,培养了学生的实践能力。通过理念创新,形成科学研究与教学实践协调一致、科研研究室与教学实验室协调统一的机制,实现教研相长。学术性的教学模式,打通了科研研究验室与教学实验室的管理界垒,专业教学任务由团队协调处理,应该是一个积极的探索。 4结束语 实践教学改革是高校特别是工科院校教育改革的重要部分。实践教学改革是保障学校培养满足社会发展需要的,科学发现与工程实践能力相结合的综合性人才的重要支撑。从高等教育发展面临的形势要求、高校的性质与任务,以及学科专业建设内涵与发展方向的逻辑出发,高校实验室应该培养大学生获取科学知识能力与工程实践能力的能力。借助体制创新,使实验室真正成为实施实践教学任务的核心载体。教育者应通过理念创新,打通科学研究与教学实践之间的界垒,使实验室真正成为学生获取科学知识与进行工程实践能力培养的主要基地。
煤矿综掘机论文:煤矿综掘机的选型与改进探析 [摘要] 综合机械化掘进工作面和采煤工作面的运用是现代化高产、高效矿井的标志。要保证安全生产、高效生产必须根据实际条件合理选择综掘工作面和综采工作面机械设备。要实现工作面高产、高效采煤,需要作好掘进工作面设备的选型、设计、配套、使用和科学管理。 [关键词] 煤矿;综采设备;选型;改进 随着社会的发展和科技的进步,我国机械工业也在不断发展和革新,随之,综合机械化掘进设备需要不断升级改造,综掘设备的适应范围需要不断扩展,但是,到目前为止还没有任何一款综掘机械能完全适应所有的地质条件。这就需要对综合机械化掘进工作面内相关设备进行合理选择,以实现最佳综掘工作面效果。如果选型超高会造成机械设备生产能力的浪费;如果选型不足就会达不到综掘工作面的掘进速度的预定期望值。因此,根据各煤矿、各采区和各工作面的实际情况,合理选用各种型号的煤巷、岩巷、半煤岩巷综掘设备,是工作面高产、高效,保质保量保时完成任务的根本保证。 一、根据矿井的具体地质条件,合理选择综掘机的类型 作为综合机械化掘进工作面内最重要的机械设备——综掘机。综掘机的高效运转是综掘工作面高产高效的重要保证。根据矿井的地质条件,选择合理的综掘机,才能发挥综掘工作面的最大生产能力,实现安全生产。 掘进设备的“破、装、运”三大功能与支护系统的支护功能互不干涉,刮扳机与装载机构分开控制,避免装载机构和刮扳运输负荷过大造成死机现象。掘进机的检修方面,液压系统必须密封,以防止液压油的污染,给液压系统造成堵塞、泄露。掘进机加油方式应尽量采用自吸式。装载机构如果采用三爪转盘,每个转盘都应用单独的马达驱动。为解决液压油的过热现象,掘进机的冷却系统必须实时运转,而且掘进的油箱内必须加装冷却器。各油缸的外露部分及液压件应加防护装置。可实现各油缸动作速度及行走速度的手工元级调速。在重载情况(如遇到硬岩)时可通过慢速进给降低切割载荷,以切断硬岩,减少停机。截割头采用国际一流技术,设计单刀力大,截齿布置合理,破岩过断层能力强。选用具备伸缩性能的切割头,便于挑顶、刷帮和挖柱窝,在同样的条件下可以多进一个循环,整个机器的灵活性也能得以提高。安全方面,必须有预警装置和照明装置及机载式瓦斯断电仪。另外综掘机上还必须具备内外喷雾装置,掘进机两侧必须有急停按钮等安全保护设施。 二、综采设备配套使用中出现的问题原因分析及改进措施 综采设备的采煤效率是炮采和普采所无法比拟的,但是如果设计和使用操作不当,可能出现很多问题,如液压支架护帮板开焊、液压支架调向困难、支架与刮板输送机互为依托移动困难、采煤滚筒进刀困难和三角煤不能尽采等。 1.原因分析 第一,设计方面:运输机:运输机的机头架与过渡槽采用螺栓连接,形成不了一个钢性整体。运输机的中部槽与底板有一定的空隙。液压支架:液压支架的工作阻力均是较大,但是没有底侧护,前梁和护帮的总厚度太厚,护帮板、伸缩前梁与推移千斤顶没有实现连动。采煤机:采煤机的行星头太大,煤机的加油方式是人工加油。 第二,机械设备配套方面:液压支架的前梁与采煤机行星头相互干涉,滞后支架不能实现超前移架。采煤机配套的原运输机的中部槽宽度与运输机配套,煤机行星头与运输机的铲煤板间隙过小,跟机推溜时,煤机的行星头与运输机的铲煤板相互干涉,造成煤机行星头磨损和割铲煤板。机械设备使用方面采煤机用的是镐型截齿(u92)割底板,底板很容易出现凸凹状态,铲煤板和挡煤板将整个采煤机抬起,铲煤板扎底,中部槽变形。液压支架进回液高压胶管过长,移架时常挤断。煤机的加油、检修不力,抗磨液压油污染,操纵阀堵塞,牵引系统常出故障。支架工操作时,经常不按照正规程序操作。移加过程中支护之大忌,如高射炮、拉弓等。更有甚者,前梁顶梁与顶板不能保持平行支护,整架受力不均,而各千斤顶安全阀的开启压力是一样的,由此造成液压支柱窜液、结构件从局部开始疲劳,进而造成整个液压支架的损毁。 2.改进措施 另行加装一套自吸泵,改为自吸式采煤机加油方式。当移架时,护帮板、伸缩前梁收回;当推溜时,护帮板、伸缩梁打开。护帮板、伸缩前梁与推移千斤顶实现互动。重新核定液压支架护帮千斤顶安全阀开启压力,支架与互帮办的连杆销轴更换为刚度更大的连接件。运输机的过渡槽采用哑铃销一节连接。液压支架四联杆底部增加一套侧推装置,防止液压支架侧滑。在煤机的加油布棚增加滤网。煤机滚筒尽量少割底板,以减轻铲煤板的负荷。如果因此而造成刮板输送机推进困难,立即停止工作查看原因,解决问题后再推溜。将液压支架的进回液高压胶管吊起并绑缚在固定位置加以保护。移架时,没有特殊情况均采取滞后支护。三架液压支架联合作用保证同步推溜。 三、结论 综采、综掘工作面是现代化高效矿井的标志。可行性强、高性能的综和机械化设备是安全生产、高效生产的根本。综掘设备的选型、设计、配套、使用和科学的管理是顺利完成各项经济指标的保证。我们要积极主动的采用各种手段发现并解决综采系统的各种问题,发挥综采设备的潜能,实现综采工作面的高产高效目标。 煤矿综掘机论文:煤矿综掘机电技术管理分析 摘要:简述了煤矿机电技术在煤矿安全生产中的意义,分析了煤矿机电技术的管理现状,并对如何做好煤矿综掘机电技术管理提出了一些方法和措施,以期为相关工作人员提供借鉴。 关键词:煤矿;综掘机电;技术;管理 引言 煤矿安全关系着群众财产与生命安全,怎样解决煤矿生产安全问题成了每个企业必须面对的问题。大多数煤矿事故都是人为因素造成的,尤其是煤矿机械技术与管理方面。快速掘进技术作为矿井作业的常用设施,在煤矿机械作业中发挥了重要作用,在生产力不断改善的当下,各种新产品、新设施的出现,对提高机电技术管理和综合应用至关重要。 1煤矿机电技术在煤矿安全生产中的意义 1.1提高机电设施安全性很多煤矿企业为了节省开支,超负荷使用老化设施,让已经有安全隐患的机械频繁出现故障,严重时会发生事故。将机械设施技术安全管理应用到煤矿生产中,能最大程度改善机械设施的应用效率,进而提高生产的安全性。1.2改变机电技术煤矿企业普遍存在技术水平低或技术管理的问题,利用煤矿机械进行管理有助于工作人员加强知识学习,提高专业素养,然后再利用竞争机制,帮助工作人员提高责任意识与危机意识,以形成规范的工作模式,从而大幅度地提高机械能力与安全生产[1]。 2煤矿机电技术的管理现状 2.1管理机制不健全规章制度对推进企业安全生产具有重要影响,就国内煤矿企业的总体发展来看,大部分矿井制度与建设过程都存在问题,激励机制与绩效考核不科学,虽然少数大型国有煤矿企业在体系建设上有了较大进步,但仍缺乏足够的资金支持,直接影响着煤矿企业的管理水准。当前,各煤矿企业的管理水准参差不齐,甚至有些小煤矿为得到高额利润,完全不顾及相关制度,造成安全隐患[2]。2.2机电设施维护不科学除管理制度外,很多煤矿企业在机电设施的应用与维护上都存在问题。具体体现在以下几个领域:机电设施升级过程中需要投资,从当前的形式来看,中小型煤矿企业根本不愿意在机电设施的升级上投入资金,使得很多老旧的机电设施依然处于运作状态,必然存在安全隐患。此外,很多无证经营的小煤矿,主系统都面临着更新换代的要求,同时安全设施不齐全,生产规模与系统能力不匹配。在机电设施应用中,没有依照规范使用,存在超负荷运作的情况。更有少数煤矿企业为了赢得黄金期,对再生产缺乏限制,没有综合分析机电设施实际承担的负荷,让主机器长时间处在超负荷状态中,对机电设施带来严重危害,也可能带来安全事故。2.3机电设施管理水平不完善许多中小型煤矿机电管理水平欠缺,与生产规模存在差距。具体体现在煤矿机械设施管理不均、缺乏涵盖领域、过于注重排水与通风管理、忽略了综掘区域设施管理等,在缺乏重视度的情况下,让综掘区域始终存在问题,这些都对一线生产构成了严重的危害。机电设施管理落后,尤其是基础领域,机械设施的图纸根本得不到良好的保护,资料图纸与技术档案始终存在问题,一旦机电设施发生问题,参考资料就会陷入困局。机电设施管理欠缺,或者杂乱无章,让很多检测仅限于应付上级工作。机电质量标准化不够,设施问题严重,一旦管线吊挂、安全间距存在问题,就会严重影响正常生产[3]。2.4管理人才不充足在煤矿企业的不断发展中,一切竞争最终都归结为人才竞争,特别是在建设企业时,企业经营与管理水平都受管理人才综合素养的影响。煤矿企业在进行专场招聘中,不能给予毕业生很好的待遇和工作条件,缺乏吸引力,虽然有的企业招聘工作做的很好,但毁约情况依然存在,这都是煤矿机械管理人才缺少的根本原因。很多管理人员都是培训期间临时提拔的,缺少相关管理知识,一旦发生突发事件,都是纸上谈兵,缺乏冷静思考,为煤矿安全生产埋下隐患。 3做好煤矿综掘机电技术管理的措施 3.1优化煤矿机电管理体系拟定煤矿机电管理体系作为煤矿企业生产安全的条件,同时也是依法治国、有法可依的条件,要严格控制相关制度,而不是让制度仅限于表层和形式。在优化机械配置管理人才的同时,处理好各个管理部门之间的协调工作。此外,机电设施的管理工作要做到责任到人,执行问责制度并和绩效考评挂钩。3.2增加资金投入投资必定有回报,煤矿企业管理人员必须具备长远的发展眼光,从全局出发,做好机电设施的保养与升级工作。将先进技术设施应用到煤矿企业中,尤其是机械化的瓦斯监控与采煤设施,能在扩充生产方面能最大程度地减少安全事故的发生率,如:瓦斯浓度超标造成的爆炸。另外,各地政府还必须做好中小型煤矿的资金扶持工作,在保障中小煤矿生产条件的同时,确保生产安全与竞争体系相符合。煤矿企业必须定期做好保养维护与安全检查工作,让安全监察以动态的形式展现[4]。3.3做好煤矿机电设施安全建设生产安全必须以制度与体系为依据,在优化和完善安全责任的同时,将责任落到具体人员上,这样才能确保各项规章制度的有效实施。在不断落实与贯彻的同时,还必须增强监管部门的监管工作,促进安全管理向崭新的台阶递进。针对当前煤矿企业生产中潜在的问题与情况,必须做好分析工作,在确保实施效果的同时,避免各种新问题的出现。另外,必须采用有效方针,以增强绩效考核机制与工作人员的责任意识。3.4做好人才培养与技术岗管理在煤矿机械化运作力度逐渐增强的情况下,机电设施安全运行逐渐成为煤矿生产安全的保障,机电设施安全由煤矿综掘机管理与技术人员掌控。因此,煤矿企业必须掌握机电设施安全操作与安全知识,把管理责任落实到具体的基础管理中,以保障生产安全,通过强化机电技术档案资料审核与编制,做好设施报废与改造记录,其他职员除了要做好更新记录与检修工作外,还必须结合实情进行登记,让履历表更加完善,保障生产顺利完成[5]。 4结语 在各种新设施、新技术的应用中,煤矿机电技术管理出现不配套、管理缺乏实效等问题,严重影响着煤矿企业发展。机电技术作为煤矿机械生产的关键指标,关系着煤矿机电设施正常进行。因此,必须针对煤矿机电设施运行存在问题,及时解决煤矿综掘机电设施在技术管理中的不足,并且使用有效方法优化和改善综掘机电技术的管理工作。 作者:冯磊 单位:阳煤集团三矿机电工区 煤矿综掘机论文:煤矿综掘机械设备维修研究 0前言 目前,随着社会科学技术的发展,高效、自动的煤矿综掘机械设备在煤矿生产系统中广泛应用,煤矿综掘机械设备维修中的故障问题,逐渐成为煤矿企业高效生产的一种制约因素。如何进行煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断分析,使之不会影响煤矿企业的正常生产非常重要。为了进一步提高煤矿企业的生产效率,结合煤矿企业的实际生产工作状况,在应用煤矿综掘机械设备的时候,重视煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术的研究,有利于促进煤矿企业生产工作高效、稳定的进行下去,为社会经济的发展作出积极的贡献。 1煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术的内涵 在煤矿企业的实际生产工作中,煤矿综掘机械设备维修的方式,主要分为预防性维修、事后维修、预知性维修等方式。通常情况下,故障诊断技术的适用煤矿综掘机械设备的各类维修方式。煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术在应用的过程中,主要是通过传感技术、通信技术及信息处理技术来实现对设备运行状态的监控。其次,在煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术应用的过程中,还会涉及到构建数据模型技术、信息收集技术、信息处理技术及整理分析分析等综合运行,才能在最短的时间内解决煤矿综掘机械设备故障问题,保障煤矿综掘机械设备正常的运行。 2煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术分析 2.1振动诊断技术 在煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术的应用中,诊断技术的是其中必不可少的一部分组成内容。在对煤矿综掘机械设备进行故障检测及维修的环节,经常需要用应用振动诊断技术,利用振动信号中含有的丰富的故障信息,综合振动曲线的频谱进行分析,进而得到直观的分析数据,帮助维修人员确定煤矿综掘机械设备是否存在故障或者发生故障的类型。其次,在采集和分析振动信息和声信号的时候,要注意在诊断过程中排除其他影响因素,尽量确保煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术结果的可靠性和准确性。 2.2无损检测技术 在进行煤矿综掘机械设备故障维修的过程中,无损技术始终发挥了重要的影响。无损检测技术主要是指在不破坏零件表面的基础上,采用一种渗透的检测方式对零件表面、零件内部轻微损伤进行检测,以确保设备运行是否存在故障。无损检测技术应用的方式,通常分为渗透检测、涡流检测、超声检测、声发射检测、光全息检测等方式。通过这些检测方式,进行煤矿综掘机械设备故障的检测,可以在有效的时间内完成煤矿综掘机械设备维修的任务,促进煤矿综掘机械设备生产效率不断提高。 3煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术的发展趋势 为了更好将煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术,应用到煤矿生产的具体环节中,结合煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术的应用状况,分析煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术发展的趋势,在一定程度上可以有效的促进煤矿综掘机械设备维修工作顺利的开展下去。在现有科学技术发展的前提下,煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术的发展趋势,主要表现在故障诊断技术的有效融合、多元传感器信息的融合及虚拟仪器技术的应用与发展等方面。因此,在实际工作中,深入分析煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术的发展趋势,也有利于煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术应用水平的提高。 4结语 综上所述,随着煤矿生产技术的不断发展,煤矿生产已经逐渐实现了自动化、智能化的发展。但是煤矿生产的稳定性,离不开煤矿机械设备的高效、正常运行,其中煤矿综掘机械设备的运行状态尤其重要。煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断问题,成为煤矿综掘机械设备运行的影响因素之一。因此,在实际工作中,结合煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断问题,在现有科学技术的基础上,深入研究煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术成为非常重要的工作问题。 作者:闫丽丽 单位:河南省义马市煤炭高级技工学校 煤矿综掘机论文:煤矿综掘机电技术管理及研究 摘 要:当前我国的煤矿开采主要以井下为主,为了提高煤矿的生产水平,在矿井作业中一般采用快速掘进技术,技术管理也就成了煤矿管理的重要组成部分。随着生产力水平的不断提高,新设备和产品不断研发,将机电技术和综掘技术结合起来,加强机电技术管理就显得非常重要。该文首先分析了煤矿综掘机电技术管理一体化系统的特点,重点论述煤矿综掘机电技术管理的措施。 关键词:综掘技术 机电技术管理 高效掘进 因为国内的煤层条件比较复杂,所以不少煤矿企业都要求开掘煤岩巷道,从而开展煤矿的生产工作。结合有关资料显示,在2005年之前国内的煤矿企业开采绝大多数都是一些原煤,其中综掘设备的应用占据较小的比重。鉴于此,人们逐步地明确了传统的采煤装置与方法不但消耗很多的物力、人力、财力,而且难以提高煤矿开采质量与效率。基于煤矿科研机构与煤矿企业逐步研发综掘机械技术的影响下,出现了煤矿综掘机电技术。结合实际应用证实,煤矿综掘技术有利于减小煤矿开采成本以及提高煤矿生产质量和效率。下面,笔者对煤矿综掘机电技术管理的有关问题进行了简要研究。 1 煤矿综掘机电技术管理一体化系统的特点分析 当今,在逐步地提升煤矿生产机械化水平的影响下,应当逐步地完善煤矿机电技术的管理工作。煤矿企业需要具备健全的技术管理系统,且在机电部门设置电气技术、电管技术、设备小件等专门的管理技术工作者,以及在采掘单位设置机电管理技术工作者,机电技术责任人能够借助网络管理机电技术系统。健全的机电技术管理系统还要求定期地举行机电技术管理工作会议,对培训工作人员的要求进行科学地制定,且认真地记录检修机电的状况。另外,还应当优化矿井的条件,建构矿井数据库系统,进而便于检修和检查大型煤矿机电装置。 作为一种计算机技术的机电一体化有着非常强的综合性,其不仅牵涉到机械技术,而且还涵盖信息技术,其通过先进计算机处理和检测技术的应用促进了煤矿综掘机械的发展。随着煤矿综掘技术的不断进步,跟外负荷的实际现钕嗤骋唬综掘机电技术能够自动地调节功率,从而提高了电动机的应用效率,最终大大地提升了生产效率。将机电技术应用于综掘机械中与开展自动化的操作,从而简化了操作和实现了工作者劳动负荷的降低,以及大大地提高了安全性。除此之外,机电一体化还可以对综掘的电动机和传动系统进行在线监控,倘若故障出现在运行的过程中,那么监控系统可以准确地指示存在故障的位置,从而方便维修工作者可以迅速地进行维修事项,最终保障机器运行的顺利。当今,业已将电子控制器安装在一些综掘机上,这样不但使自动化操作实现,而且能够更加稳定地进行操作。 2 煤矿综掘机电技术管理的措施研究 2.1 煤矿机电装置管理制度的完善 首先,需要根据实际现状来完善工艺流程和工作岗位指标,且清楚所有员工的工作职责。能够以专人包机责任制的形式管理机电装置,以及健全煤矿综掘机的管理系统;所有的班次都安排专门的员工维修和检查机电装置;需要实现机电设备检修工作者专业知识能力的不断提升与更新,从而增强其实践能力;操作人员需要积极地配合检修工作者,如果出现故障问题,那么需要迅速地进行处理,避免因为装置故障问题而出现事故。其次,定位地检修和维护机电设备,以及保障真正地执行每一次的检修工作,如果出现故障,那么检修工作者应当担负职责,从而保证机电装置可以顺利工作,实现装置故障率的大大减小,保障煤矿生产的高效开展。再次,需要有效地配合各个岗位与工作环节,制定科学的规章制度保障机电装置的有序运行。在完成每一次的任务之后,综掘机的维修工作者和操作人员都需要认真地记录其运行状况,且在交接班的时候予以说明,倘若发生故障问题,那么务必迅速地进行处理,以保障综掘机的高效化运行。除此之外,需要定期地检查和整理煤矿机电技术资料,实时地记录机电装置的改造和停用状况,防止装置存在超负荷运行的现象,从而实现煤矿机电设备可靠性与稳定性的大大提升。最后,规范综掘机的操作流程,最大程度地减小故障出现率。 2.2 煤矿机电装置应用的规范性 务必确保煤矿机电装置有着优良的防爆性能、防触电性能、较高的强度,如此才可以保证装置的安全和稳定运行。在机电装置运行的过程中,应当避免漏电故障的出现,这是由于漏电故障使雷管的保障时间大大地缩短,以及还会出现煤矿瓦斯爆炸的情况。不但这样,过于陈旧的机电装置也会造成事故的出现。为此,务必实时地更换报废或者是陈旧的机电装置,对于机电装置的选用,需要保障其有着良好的保护装置,以及具备安全性和稳定性,进而最大程度地保障煤矿生产的安全性。 2.3 有效地管理综掘机电技术岗位工作者 直接应用综掘机电技术的工作者是综掘机电技术岗位人员,而严格地管理综掘机电技术岗位人员是保障有效地应用该技术的关键所在。因此,煤矿企业需要立足于下面几点:首先,建设和健全综掘机电技术岗位工作人员的管理制度。这就需要煤矿企业在制定有关管理制度的过程中密切联系该工作岗位的生产需要与实际工作事项,且借助奖励和惩罚等对策有效地贯彻实施该制度。其次,制定标准的综掘机电技术岗位的操作规程。除合理与科学的管理制度之外,确保有效应用该技术的一个重要方面是标准的操作规程。因此,煤矿企业需要有效地统一自身的应用实践、操作该技术的方法等资料,一一地规范有关的操作规程,最后整合为一套健全、标准的综掘机电技术岗位操作规程,然后实施有效地对策认真地执行岗位操作规程。 2.4 注重培训综掘机岗位技术工作者的专业技能 针对综掘机电技术而言,技术工作者的专业水平高低与技能强弱会严重地制约该技术的应用。为此,这就需要煤矿企业在培训技术工作者,从而实现其专门水平与技能的提高。首先,煤矿企业需要结合自身应用的综掘机电技术的实际情况制定有关的培训与教育内容,然后定期地培训技术工作者。另外,为了保证技术工作者结合培训实现专门水平和技能的提升,煤矿企业需要结合培训的知识实施考核上岗机制,也就是考核完成培训的技术工作者,只有合格者才可以进行上岗操作,而对于不合格的人群,需要继续进行培训。其次,除培训和教育之外,煤矿企业需要聘请企业和行业的优秀人才、专家进行交流,从而使煤矿企业技术工作者的专业水平与技能获得提升。 3 结语 总而言之,综掘机电技术管理在煤矿企业中是十分关键的一项工作,其密切联系煤矿企业机电装置的稳定与安全运行。为此,煤矿企业务必注重煤矿机电装置管理制度的完善和煤矿机电装置应用的规范性,有效地管理综掘机电技术岗位工作者,以及注重培训综掘机岗位技术工作者的专业技能。只有如此,才可以实现煤矿综掘机电技术管理效率与管理质量的大大提升。 煤矿综掘机论文:综掘机在煤矿岩巷掘进中的应用分析 摘 要:我国经济的快速发展离不开煤的作用,煤炭是赋存于地下的非再生性化石能源资源,素有“工业粮食”之称。随着经济的发展和科学的进步,我国仍将在未来相当长一段时间内以煤为主要能源,在进行煤矿岩巷施工过程中要使用综掘机进行开采。本文就综掘机的工作原则以及在使用过程中所遇到的情况进行分析。 关键词:综掘机;煤矿;岩巷;应用分析 随着市场经济的逐渐推进,在某种程度上加大了煤炭企业的竞争,如何有效的、高效率的开采煤炭,是每一个煤炭企业必须思考的问题。只有在现有的基础上不断改进设备、方法,同时引进先进的、高端的开采设备,才能更好地促进煤炭生产过程的自动化和智能化 1 综掘机的构成 综掘机又称为掘进机,综掘机是用于开凿平直地下巷道的机器。主要由五部一机四系统组成。五部包括截割部、铲板部、本体部、行走部和后支撑部,一机是中心运输机,四系统包括润滑系统、液压系统、水系统和电控系统。机器也是既有利也有弊。它的优点是安全、高效和成巷质量好;它的缺点是造价大、构造复杂和损耗大。由于我国是产煤大国,所以煤矿综掘机在我国有很大的发展空间。 1.1 “五部”的构成和作用 综掘机中的五部包括截割部、铲板部、本体部、行走部和后支撑部。其中本体部是综掘机最为核心的组成部分,本体部由小零件组成整体采用的是焊接的联接方式,因为焊接这种联接方式能将各个部分有效地结合,使它有足够的力量支撑起整个综掘机。本体部由回转台、回转支承、本体架等组成,而它们之间不能使用焊接,只能通过螺栓进行联接。回转台的耳孔分别与截割电机和截割升降油缸进行联接,铲板和本体架之间的联接也是通过耳孔联接进而完成铲板的升降任务。截割部可以分为四个部分包括截割头,截割臂和两个截割减速机。在综掘机在使用过程中,综掘机的截割臂与截割头相连,截割臂与截割减速机相连,截割减速机又与截割减速机相连,截割部四部分的连接是用螺栓进行联接。铲板部是在截割部把煤炭截割下来之后将煤炭放入第一输送机,然后在液压马达的驱动作用下,实现星轮转动,进而完成装载作用。铲板使用高强度的螺栓将侧铲与本部进行联接,而油缸则为铲板的上下运动提供动力。行走部主要功能是实现行走功能,综掘机的行走全靠行走部,而行走部主要依靠减速器来实现综掘机的行走功能,另外还要使用制动气弹簧来停止岩巷综掘机的运动。 1.2 “四系统”的构成和作用 综掘机中的四系统包括液压系统、水系统、电控系统和润滑系统。润滑系统由集中型润滑泵、递进式分配器、专用加注设备、高压油管和管路附件组成。润滑系统就是把这些摩擦所需要的润滑脂通过一个封闭的系统定时、定量地加注到这些部位,从而保证摩擦可以在较长的时间内使摩擦程度降到最低,摩擦副可以保持良好的工作状态,从而提高车辆运行效率,也可以延长综掘机的使用年限。液压系统由液压油箱、多路阀、液压先导操作台、冷却器等组成。它主要是通过控制液压油箱对油进行推压作用为主泵、马达、油缸等提供工作所需要的油,以此为综掘机提供运动所需的动力。水系统由外喷雾和内喷雾组成,主要是对综掘机进行降温作用。外喷雾安装在截割部一来可以降低烟尘,二来可以冷却截齿;而内喷雾主要是完成综掘机内部零件的降温工作。电控系统是为岩巷综掘机提供动力的系统,并且在电路保护方面有着重要作用。在遇到故障时也可以根据电控系统提供的数据进行故障分析。 2 岩巷综掘机的工作原理 我国在很久以前就开始使用煤炭,原来人们挖掘煤炭主要采取打眼放炮的挖掘技术,但其挖掘速度较慢,产煤量少,导致随着我国人口的增加其无法满足市场对煤的需要。自综掘机出现后,它的出现将掘进的速度大大提高,在很大程度上提高了煤炭的生产效率。例如EBZ160纵轴式悬臂综掘机作为综掘机中运用较广的设备,它主要由铲板部、截割部、本体部、运输部和行走部组成。铲板部的作用是将挖掘下来的煤炭进行装载;截割部的作用是将大块的煤炭截割为小块煤炭方便装载;本体部的作用是将各个承载部件联接起来;运输部将截割部截割好的煤炭进行装载和运输;行走部的作用是控制综掘机的移动。EBZ160设备的作业体系主要由液压系统、水系统,电控系统等组成,电控系统中1140V/660V的交流电源为其提供动力源,90kw油泵电机为其提供电力。 3 综掘机的应用分析 综掘机的使用,提高了工作效率,降低工人的劳动强度,增加了现场的可操作性,有利于现场安全管理工作的展开。另外也改变了传统炮掘打眼爆破的程序,综掘机振动较小,对周围的煤岩的作用力小,有力的消除了不安全因素的发生,进一步保障了掘进工作的顺利展开。行走部可以控制综掘机的前进,但是不能控制它的后退,所以在设备的后退问题上,我们需要改进设备。阻碍综掘机后退的是综掘机后方安装的带式输送机,所以在后退时我们需要将带式输送机拆下来。由于综掘机工作时是在不通空气的环境里进行,粉尘对工作人员和机械的影响非常大。由于综掘机作业时粉尘多,我们采用了安装除尘风机但效果并不明显或者说并没有起到作用,所以如果不及时采取有力的除尘措施,会使作业的危险系数增大,不管是对人员还是机械都会造成极大的威胁。在任何时候都不能忘记安全,“质量为本,安全第一”。在没有采用C掘机之前我国采用人工挖掘岩层时,设备极易损坏;且倾斜状态下的煤层会在重力作用下垮落,给施工带来困难。利用综掘机挖掘岩层时,可以将煤层撇在底部,其余掘顶板岩石。安全问题大大减少。 4 总结 随着科技的进步,新机械的出现是不可避免的。新机械的出现,推动着我国经济的发展。综掘机在煤炭开采中作用最为明显,它能直接的提高煤炭的生产量,间接的增加企业的利润,进而促进我国GDP的增长。 煤矿综掘机论文:综掘机在东保卫煤矿大倾角煤层掘进推广应用 [关键词]综掘机;施工工艺;实施效果 传统的炮掘工艺施工,工艺简单、容易掌握,但专业性不强,施工安全可靠性差、效率低、工人劳动强度大,单进水平较低。综掘施工工艺优于传统炮掘工艺,减少了打眼、放炮等工序带来的一系列安全隐患,巷道成型好,对围岩扰动小,有利于支护,工人劳动强度低,单进水平高,同时对施工人员素质要求较高,迫使项目施工单位要加强对各种岗位的技能培训,提高队伍的整体素质,从而提升项目施工单位整体适应能力。东保卫36层、41层煤层倾角平均40°。掘进施工困难,单进低,安全系数低,榱伺ぷ局面,提高掘进单进,改善工人劳动环境,引进综掘机为建立安全高效矿井做好准备工作。 1 工作面地质概况 工作面位于二水平一采区-425标高,拉门点一采区36层-425回风巷e3点前94米1号点处施工半煤岩巷道,坡度沿煤顶板,施工长度660米,预计工期3个月,巷道方位304°00′00″。为一采区36层-500右面形成回风、下料系统。 2 巷道参数 巷道断面:毛宽3.7米,净宽3.6米,中线至左帮1.8米,中线至右帮1.8米;巷道净高:2.8米。 顶板选取预应力螺纹锚杆,沿中线呈矩形布置,四排管理,间排距1.0m×1.0m。 巷道右帮(上帮)护帮,前进右帮护帮采用W型钢带。规格:3000mm×250mm×3mm,将钢带上部压弯后,钢带紧贴煤壁上部眼,压在顶板上打设一根螺纹钢锚杆,铅垂方向配合3套树脂锚杆下压塑钢网紧锁煤壁高。间距1.0米的方式管理前进右帮煤壁。见附图1-1。 3 施工工艺 采用EBZ-150A型综掘机割煤,打眼放震动炮拉三角岩石底,综掘机装货,经SPJ-80型带式输送机出货装载到一采区-425煤仓。 综掘机刨头全断面割煤一刀0.55m,综掘机割煤一循环为三刀,即1.65m。综掘机刨头全断面割煤三刀(详见刨头割煤行走路线拉底炮布置图2-2),出货后,放震动炮拉三角岩石底,即一循环施工完成。 施工顺序:安全检查(检查顶帮、瓦斯、工程质量、探头位置)――上临时支护――综掘机载割出货――完善临时支护――敲帮问顶――打眼――放震动炮――打设永久支护――出货及收尾整理工程质量。 放炮前必须将综掘机退后20米,防止放炮崩坏。 综掘机割煤后,在临时支护下打设顶板锚杆,再放炮拉三角底,之后护帮。 4 拉底爆破方式 使用煤矿三号许用乳化炸药、毫秒延期电雷管。正向偶和装药,串联联线。见附图3-3 5 实施效果 综掘技术在大倾角煤层半煤岩巷道应用,有效解决了打眼、放炮等工序带来的一系列安全隐患,巷道成型好,对围岩扰动小,有利于支护,工人劳动强度低,单进水平高,取得了良好的效果,创造了更高的经济效益,具有推广应用前景。 东保卫矿自投入EBZ-150A型综掘机后,大倾角综掘半煤岩巷道月进尺达350m,掘进巷道断面11m2,相当于两个炮掘工作面。 更好的保证了采煤接续,大大降低了掘进成本,减少了工人劳动强度,促进了安全高效生产。 6 结束语 掘进技术、装备和工艺水平,直接关系到煤矿的生产能力、经济效益和安全状况,随着我国综合机械化程度的逐步提高,综合机械化掘进程度已成为我国煤炭生产和安全高效矿井建设的必不可少的技术支撑。随着高产高效矿井的建设发展,成功经验的推广和示范,使矿井开拓、巷道布置,采煤工艺、设备配置、管理模式都发生了深刻变化,大功率、高可靠的采掘技术的成功应用,极大地提高了矿井功效。 综掘机推广使用,实现了我矿综掘机械化程度“零”的突破,有力地推动了双鸭山煤炭系统掘进机械化的发展进程,综掘机械化的探索和成功实践。 煤矿综掘机论文:黄玉川煤矿大坡度煤巷综掘机掘进技术应用 摘 要:随着煤矿井工开采深度不断增加,开采难度不断加大,复杂的地质构造成为制约煤矿生产的重要因素之一,由此造成的采掘接替问题日趋严重。煤矿企业的煤巷掘进生产是一项复杂的系统工程,目前,煤巷已经基本采用了综合机械化掘进。但较长时间以来,综掘工作面单产和效率水平较低,巷道掘进正在成为煤矿高效安全集约化生产的技术瓶颈。本文主要针对黄玉川煤矿掘进6上煤层大坡度巷道时产生的掘进机下滑、支护作业困难、采取了人工造底、并根据存在的安全隐患,提出了相应的技术措施。实践表明,该实践有效提高了掘进设备适应性、生产安全性。 关键词:大坡度巷道;掘进;安全 工作面辅运输巷,施工坡度较大,势必影响掘进速度,存在一定的安全隐患,影响矿井正常生产接续。如何实现大坡度快速、安全掘进,称为摆在工程技术人员面前的技术难题。 一、黄玉川煤矿大坡度煤巷单位简介 黄玉川井田位于准格尔煤田中西部。行政区划隶属于准格尔旗薛家湾镇管辖。井田东西长约8.9km,南北宽约5.5km,面积42.68km2,煤炭资源量15亿t,可采储量9.3亿t。核定生产能力1000万吨/年。井田内可采煤层自上而下有五层,即4、5、6上、6、9号煤层。主采煤层为4#和6上煤层。矿井开拓方式为“斜井-立井”联合开拓。主要采煤方法为长壁后退式综合机械化采煤方法,全部垮落法管理顶板;掘进面采用掘锚机、综掘机掘进。 二、黄玉川煤矿大坡度煤巷综掘机掘进技术工程概况 神华神东黄玉川煤矿6上煤层位于太原组上部,为井田内主要可采煤层,煤厚2.45m~20.25m,平均12.37m,6上煤老顶为粉砂岩,厚8.22m,暗灰色、灰色,坚硬;直接顶为细砂岩,厚8.12m,浅灰色、灰白色,坚硬;直接底为泥岩,厚6.45m,灰黑色、暗灰色,半坚硬。按设计大体上沿底板掘进,216上02辅运顺槽程上下起伏倾角3°~20°,在3°~12°时可正常掘进,但在掘进至1520m处时突然倾角突然增大至+18°,最大倾角达+20°~+22°,而EBZ200综掘机最大掘进倾角为14°。具体顶底板情况见表1,巷道断面为矩形,巷道断面基本参数见表2。 依据地质资料和巷道设计图,根据黄玉川煤矿相邻巷道的支护经验和本巷道的用途及服务年限,确定顶板采用“螺纹钢锚杆+钢筋网+锚索+“π”型钢带”联合支护;副帮采用“螺纹钢锚杆+铅丝网+梯形钢带”联合支护;正帮采用“玻璃钢锚杆+塑料网”联合支护。 黄玉川煤矿综掘综掘工作面使用EBZ200岩巷掘进机,目前对掘进的使用已经较为成熟,坡度较大的上山施工和过断层、陷落柱等难地质构造段采取一定措施后均已成功使用。现以黄玉川矿216上02辅运顺槽大坡度段掘进工艺为例进行简要说明。216上02辅运顺槽掘进采用三一重工生产的EBZ200岩巷掘进机,掘进机主要技术特征参数见表1,在巷道坡度超过+14°时,面临施工困难、安全性较差等问题。 三、黄玉川煤矿大坡度煤巷综掘机掘进工艺 生产工艺:检查工作面迎头及支护情况开机前准备割煤运煤调机支护下个循环。 四、黄玉川煤矿大坡度煤巷综掘机掘进技术面临的问题 大坡度巷道掘进主要面临如下难题: (1)巷道上山坡度较大时综掘机受自身重力影响易下滑生产下滑力。 (2)综掘机截割进刀时,会产生进刀阻力,当下滑力与进刀阻力叠加,增大了综掘机下滑趋势,使进刀更加困难。 (3)巷道支护作业困难,锚杆机受自身重力影响下滑,巷道综掘施工流程一般为掘进机截割完毕后,后撤一定距离,然后在锚杆机到掘进机前方进行支护作业,这导致很难掘进机和锚杆机的相互调机。 五、黄玉川煤矿大坡度煤巷综掘机掘进技术存在问题应采取的措施 采取措施: (1)EBZ200岩巷掘进机爬坡能力为±14°,当巷道坡度大于14°时很难保证正常掘进。为此采取如下措施:首先在截割前将铲板前方适当落底,在铲板行至此落底段时将后支撑支起,用枕木将履带后半部垫实,可以防止掘进机下滑的阻车器。通过此方式来保证掘进机的前行截割等操作的正常完成。 (2)针对大坡度巷道支护作业困难,提出如下技术措施:掘进机截割后退机,将截割头摆向巷道一侧然后落地并停电闭锁,锚杆采用与掘进机相同办法进如工作面进行支护施工。大坡度巷道截割完毕后,迎头煤层易片帮,在进行巷道两帮支护时,人身安全威胁较大。采取截割的迎头上部超前下部拖后、两帮支护拖后顶板支护一排的措施,并每隔10min由有经验的工作人员进行敲帮问顶,及时摘松、敲落离层煤矸。 六、黄玉川煤矿大坡度煤巷综掘机掘进技术在实践中的应用效果 黄玉川综掘九队现已成功施工坡度大于20°的巷道超过2000m,其中坡度最大段达到20°。采用上述方法施工保证了综掘机在大坡度掘进工作面的的正常掘进,并且保持了每班至少4排的掘进速度,提高了经济效益、保证采掘接续,实现了安全生产。这充分说明了上述方法是切实可行的,是安全可靠的,是值得推广的。该技术实践增强了掘进机爬坡适应能力,使EBZ200掘进机能够适应20°以内的坡度,拓展了掘进机的使用范围,有效的提高经济效益,增强现场施工的安全系数,确保了人员安全,并为类似条件下巷道施工提供了可以参考的先例。 结语 通过对以上情况的简单分析,本文得出以下结论:采用上述方法施工保证了综掘机在大坡度掘进工作面的的正常掘进,并且保持了每班至少4排的掘进速度,提高了经济效益、保证采掘接续,实现了安全生产。此工艺不仅能满足一般掘进巷道使用的要求,且操作方法比较方便,为施工节省巨大的开资,更重要的是为采面的接续赢得宝贵的时间,可在同类工程中借鉴和推广。 煤矿综掘机论文:煤矿综掘机常见故障分析及处理方法 摘 要:随着现代科技水平的不断提高,在煤矿生产事业中开始注重大规模运用大型机械设备,对此,对大型机械设备的维护与检修就成为了当务之急的事,以及对大型机械的故障诊断也变得同等重要。在此,通过充分分析掘进机中常见或者可能出现的的电气系统故障问题,及其掘进机中常见或者可能出现的液压系统故障问题,进而尝试提出相应的故障问题诊断方式,分析、思考其相应的解决措施。 关键词:煤矿;掘进机;故障;分析 近十多年来,我们目睹着我国煤炭行业的快速发展,这使得在煤矿生产事业中开始注重大规模运用大型机械设备,各类大型机械设备产品在煤矿事业矿山井下作业过程中得到了普遍应用。掘进机在检修与维护中存在着诸多难题,本文通过对掘进机常见故障的分析来提出对专家系统构建的理论依据,通过合理、科学地构建专家系统,煤矿事业煤炭生产效率能够得到更好地提高,也能够更合理地指导煤矿事业现场工作。 1 掘进机常见故障及分析 1.1 电气系统问题及解决方案 电气系统理论伴随科技发展有着逐步的完善,电气系统技术也有着不断地进步,而作为煤矿开采领域最重要的掘进机电气系统也随着科技的发展出现了长足的进步,目前绝大部分矿井的综合掘进机均采用集中控制和保护的电气元件,使得掘进机的系统结构大大的简化,系统出现故障的概率也大大减小。另外采用的PLC控制系统来控制掘进机电气系统的启动、开停等状态的变动,保护系统的回路电流可防止出现过载过流等问题。 (1)PLC输出异常 。PLC状态警示灯的状态可以直观的反映出PLC输出情况,综合掘进机常常会出现PLC输出不正常的故障,根据现场经验可以得知,主要原因有综合保护器出现问题、损坏了控制按钮、破坏了自动保护节点以及有关线路接触不良等情况。如果掘进工作面现场出现PLC输出异常情况,需要加强对PLC状态灯的观察,分析判断电流输入状态,或通过试验短接输入端的方法来分析PLC输入端是否仍然在正常工作,进而确定系统故障的真正原因。 (2)接触器及继电器线圈导通异常。接触线圈回路常常会导致电气系统导通异常故障,现场经验总结原因如下,第一,接触线圈过热被烧毁,第二,电气系统电源接入异常,第三,继电器被损坏。 对于以上对掘进机电气系统所造成的故障问题,采用万用表对掘进机电气系统中继电器线圈回路进行检测,找到其不能导通的原因。 1.2 液压系统常见故障及分析 由于煤矿事业中长期工作环境的恶劣,过大的负荷、过强的冲击均影响综掘机液压系统的正常运行,从而出现系统故障。[4]动力装置、控制装置、执行装置、辅助装置及液压动力油五个元素构成了一个完善的液压系统。综合掘进机液压系统温度过高,液压油纯度不达标等均容易造成综合掘进机的故障。 (1)液压油温过高 。掘进机液压系统中液压油的温度一般不超过60℃,超过60℃将会损坏掘进机液压系统,可能会出现一系列故障问题,从而对液压系统的密封性等造成不良的影响。由于掘进机液压系统中液压油油温在不断地升高,从而增大了液压油经过节流小孔或者阀芯的流量,之前正常运行部件的运行速度因此会变得缓慢,进一步影响掘进机液压系统。 (2)液压油纯度不达标。综掘机元件之间极其精良精密的的配合表面使得各个零件与零件之间存在相当狭小的间隙,液压油中的杂质进而极有可能进入阀体与阀芯之间的间隙中。基于其精良精密的配合表面,可能由此会对配合表面造成划痕,这将会破坏配合表面的精度,甚至会卡住阀芯,使各元件失去相关功能。如果液压油内存在过多的杂质,其进而会造成液压系统中油泵吸油口处阻塞过滤装置,使吸收液压油的阻力变大,严重情况下可导致损坏油泵。 2 综合掘进机专家智能诊断分析系统的构建 一个掘进机的故障诊断专家系统就能够尝试构建完成。基于人类专家长久以来形成的知识体系,及其人类专家在日常、历史诊断中的故障判断的相关经验,这些都能够得到充分的发挥,于此同时专家系统还能够在一定程度缩减流程,使效率大大提升。专家系统能采集综掘机电气系统关键参数的变化情况、液压系统中的关键参数包括压力、温度等的数值变化情况,并能通过软件智能判断,分析整个目标系统的工作状况,对掘进机既有故障分析上传等诸多功能。综合掘进机专家智能诊断分析系统功能齐全,具有很好的市场前景,其开发也需要一个复杂的过程,特别是在智能分析判断模型的研究上,需要做大量的工作,本文预先提出初步的构想,后续具体的完善及实现需要煤矿工作者共同实现。 3 结 论 通过对煤矿综掘机电气、液压系统等常见故障的分析,提出了对PLC故障,接触器故障等的解决方案,以及液压系统油温异常及辅助元件故障的解决方案,为现场煤矿技术人员提供一定的借鉴意义。 煤矿综掘机论文:全岩综掘机在新铁煤矿中的应用 【摘 要】介绍了EBZ260H纵轴悬臂式全岩综掘机在新铁煤矿的应用情况,详细说明了EBZ260H纵轴悬臂式全岩综掘机结构及工作原理,实践应用中效果良好,降低了人的劳动强度,提高了效率。 【关键词】全岩综掘机;工作原理;应用问题 0.前言 新铁煤矿隶属于龙煤集团七台河分公司,矿井设计生产能力为120万t/a,服务年限60a。现在一水平生产,一水平标高为-100m,开拓方式为斜―立井综合开拓,大巷分区石门,架线机车牵引3t底卸矿车运煤,1t矿车通过立井排矸。EBZ260H纵轴悬臂式全岩综掘机在新铁煤矿的应用降低了设备故障率,从而提高设备的使用效率,降低了使用成本,大大降低了工人的劳动强度,对以后类似的设备应用提出了建议。 1.EBZ260H全岩综掘机的工作原理 EBZ260H纵轴悬臂式全岩综掘机主要由截割部、铲板部、本体部、行走部、运输部组成,行走部实现掘进机的移动,截割部实现对被采掘对象实施截割,铲斗部实现对被采掘下来的物料实施铲装,装运部实现对截割物料的装载与运输,本体部为连接各个部件的主要承载构件。 EBZ260H纵轴悬臂式全岩综掘机主要工作系统由电气系统和液压系统主成。主要动力源由1140V交流电源提供,132KW的油泵电机提供动力。电气系统由电控箱及各电气回路组成,分别对各电器部件实施控制。液压系统主要由液压泵站、液压马达、液压回路及液压操作系统组成,油泵电机提供主泵的动力,主泵产生高压油源,通过液压阀的控制来完成各油缸的伸缩和马达的转动。截割电机通过截割减速机减速后驱动截割头转动。 机器工作时,首先启动油泵电机,打开喷雾装置,并开动第一运输机与铲板部,将截割部处于水平和机器中心位置,启动截割电机,然后开动履带行走机构,让机器慢速推进,使截割头逐渐插入岩石,插入深度300-400mm。推动截割部回转油缸操作手柄,使截割部向左向右横扫,再推动升降油缸,使截割部向上向下截割。利用截割头上下、左右移动截割,可截割出初步断面形状,如此截割断面与实际所需要的形状和尺寸有一定的差别,可进行二次修整,以达到断面尺寸要求。 2.安装及试用情况 2008年8月8日到货,然后下井安装,经过9d主机便安装完毕,再安装二运、除尘风机,于2008年8月15日开始试割,9月份EBZ260H纵轴悬臂式全岩综掘机正式在新铁煤矿进入试运行阶段。巷道掘进采用全断面截割,月进尺为890m,11月10日遇到构造后,该巷道岩性发生变化,岩石硬度f=14.2,由于掘进机最大能截割,f=11的岩石,根据实际情况改为配合松动炮进行掘进。EBZ260H纵轴悬臂式全岩综掘机掘进进尺数据见表2,从中可以看出EBZ260H纵轴悬臂式全岩综掘机的投入使用为该矿提高单进和掘进速度、缓解采区接替紧张局面、稳定矿井产量起到积极的作用。 3.EBZ260H全岩综掘机的应用效果 单进有明显提高,扣除安装调试时间,月进在500m以上,EBZ260H纵轴悬臂式全岩综掘机的成功应用,不仅大大减轻了工人的劳动强度,降低了工作中的噪音,降低了设备故障率,而且提高设备的使用效率,降低了使用成本,从而达到了提高单进的目的。 4.施工中需要注意的事项 (1)由于综掘机截割的矸石块小、碎末多,碎末与皮带不能有效的脱离,造成二运皮带往二运横梁后方带货,在皮带出料口处增设了一道与皮带紧密接触的刮货板,实践证明刮货效果很好。 (2)截割齿旋转工作时冷却不充分磨损量大,设计时需在截割头的截割齿座上增加一个专门的冷却水出口。这样就可以减少更换截割齿的次数。 (3)综掘机与二运皮带架连接在一起出货移动时,矿车不能随着移动,建议设计时在二运皮带架立柱处增设卡车器。这样矿车与综掘机、二运皮带架就能同时移动,从而增加工作效率。 (4)综掘机防炮崩挡板采用液压缓冲装置,挡板进行打孔对放炮产生的冲击波可卸压缓冲。 5.可行性分析 5.1 EBZ260H纵轴悬臂式全岩综掘机可靠性高 (1)以可靠为第一目标:液压泵、专用控制器、所有轴承、主要液压阀及附件、密封件、电气元器件均采用国际品牌产品,并与供方共同开发设计。 (2)行走部采用国际品牌的液压马达和减速机,平均无故障工作时间可提高两倍以上。 (3)液压系统具备低压自动部分卸载功能,既减少了能耗,又杜绝了系统发热失效的可能性。 (4)行走部采用抽缸张紧,既保证了张紧效果,又方便快捷,减少了故障点。 (5)第一运输机部和铲板部均采用进口低速大扭矩液压马达直接驱动,无需减速箱,减少故障环节。 (6)切割震动小,有提高机器稳定性的支撑装置,工作稳定性好,使得整机可靠性提高。 (7)回旋升降油缸为40MPa密封结构,其它油缸为34MPa密封结构。 (8)采用全封闭油箱,确保了油液清洁度,增加了液压系统的可靠性。 (9)采用负载敏感多路阀,液压系统发热量少。 (10)主要电机均埋设PTl00热敏电阻。 (11)采用进、回油及高压管路三级油滤,可有效降低液压元器件磨损。 (12)采用先进的加工设备、管理模式以及检验手段,从多个层面来保证产品的质量。 (13)内外喷雾系统能最大程度降尘及避免火花。除尘效果明显,用水量少、操作维护方便、除尘效率高,能将粉尘基本控制在操作手前侧,操作手因此可不带口罩工作,最大限度地保证了矿工的身体健康。 5.2作业效率高 (1)可实现各油缸动作速度及行走速度的手工无级调速。在重载情况(如遇到硬岩)时可通过慢速进给降低切割载荷,以切断硬岩,减少停机。 (2)可选配独立的锚杆动力接口单元,为2台锚杆钻机提供动力,提高了锚固作业效率。 (3)截割头采用国际一流技术,设计单刀力大,截齿布置合理,破岩过断层能力强。 (4)智能化程度高。 (5)电气系统具有过滤、过载、断压、欠压和失压保护功能,提高了安全保护能力。 (6)具备齐全的保护、故障诊断和排故方法显示。 (7)可维修性好,如可从履带架侧面小窗口取出张紧缸等。 (8)降尘效果好。 6.结束语 EBZ260H纵轴悬臂式全岩综掘机的成功应用,填补了新铁煤矿全岩巷道由打眼放炮掘进的一块空白,发挥了承上启下的重要作用,必将引领该矿全岩巷道施工工艺实现跨越式发展。 煤矿综掘机论文:煤矿综掘机械设备维修及保养研究 [摘 要]综掘机械设备是煤矿企业生产运营的重要机械设备,在长时间使用中,容易出现各种故障,严重影响综掘机械设备的使用性能和稳定性,因此必须做好煤矿综掘机械设备的维修保养,使综掘机械设备处于良好的运行状态,保障煤矿生产安全,减少煤矿事故发生率和经济损失。本文通过分析当前煤矿综掘机械设备维修和保养存在的问题,阐述了煤矿综掘机械设备维修和保养策略,以供参考。 [关键词]煤矿;综掘机械设备;维修;保养 煤炭是我国重要的矿产资源,其埋藏深度比较深,在煤矿开采过程中需要使用综掘机械设备,而综掘机械设备的运行状态和使用性能直接关系着煤矿生产运营效益和安全高效生产。由于煤矿工作环境比较恶劣,综掘机械设备的运行易受到多种因素的影响,应结合当前煤矿综掘机械设备维修养护存在的问题,采取有效的维修保养手段,提高综掘机械设备运行的安全性和稳定性。 一、当前煤矿综掘机械设备维修和保养存在的问题 1、维修养护方法不合理 煤矿综掘机械设备的维修多是事后维修,在综掘机械设备出现故障之前没有科学的预防性计划,当综掘机械设备出现运行故障后才进行维修,工作人员需要分析综掘机械设备故障原因,准备维修工具,再采取有效方法进行维修,整个维修过程耗费较长时间,增加了综掘机械设备维修费用。 2、 维修人员综合素质偏低 煤矿综掘机械设备的维修养护多是企业安排专门维修人员进行自行维修,由于维修人员的实践经验和技术水平存在较大差异,使得综掘机械设备维修质量受到很大影响,并且在对综掘机械设备进行维修时,维修人员主要通过观察、听、看等方式以及自身经验进行维修,经常出现不检、错检、漏检等问题[1],无法保障综掘机械设备维修质量。 二、煤矿综掘机械设备维修和保养策略 1、预防性检修 预防性检修是通过全面监控煤矿综掘机械设备的使用频率和运行周期,准确计量机械设备的相关数据[2],一旦发生异常情况,及时进行解决。对于综掘机械设备进行预防性检修,煤矿企业应设立专门的机械设备检修部门,针对综掘机械设备的运行特点和使用情况,制定多种维修养护计划,确保综掘机械设备处于良好的运行状态,避免在煤矿生产运营过程中突然发生运行故障造成机械设备停机,影响煤矿的安全、连续开采,保障煤矿企业的安全生产,提高经济效益。预防性检修,在日常工作中应注意状态维修和定期维修,可有效降低综掘机械设备的故障发生率,确保综掘机械设备始终处于安全、稳定运行状态。 2、 事后维修 煤矿综掘机械设备的事后维修必须采用先进的维修技术和手段,针对综掘机械设备的故障情况,仔细分析故障原因,找出故障源,争取在最短时间内恢复综掘机械设备的正常运行,避免影响煤矿企业的正常生产开采。事后维修对于维修人员的专业素质要求较高,因此煤矿企业应加强对维修人员的专业技能培训,鼓励维修人员学习先进的维修方法和技术,不断提高自身的维修技能。 3、 改善维修 改善维修是指结合煤矿综掘机械设备的运行状态,采用先进的维修方法和技术,不断改善综掘机械设备的一些小问题和缺陷[3],逐渐提高综掘机械设备的可靠性和先进性,延长综掘机械设备的使用寿命。随着煤矿行业的快速发展,传统的维修方法已经无法满足煤矿生产需求和综掘机械设备应用要求,应积极推广综掘机械设备的改善维修方法,不断提升煤矿生产效益。 4、 采用先进的故障检测方法 (1) 噪声和振动检测 当煤矿综掘机械设备发生故障时,采用噪声和振动检测方法,以综掘机械设备运行过程中产生的噪声和振动为特点,分析机械设备的故障情况,及时找出故障源,采取有效的维修措施,提高综掘机械设备运行稳定性。 (2) 无损检测 无损检测是检测煤矿综掘机械设备故障的一种重要方法,其在保持综掘机械设备不损坏的情况下,检测机械设备内部故障。无损检测常见的有超声波检测法、渗透检测法等[4],通过射线、微波等检测综掘机械设备内部零部件是否出现故障。对综掘机械设备使用无损检测技术,应仔细分析煤矿综掘机械设备的材质,采用合适的检测方法,并且还可采用湿度检测、电气检测等检测方法。近年来,集成电路技术、微电子技术快速发展,远程协作检测技术和小波分析检测技术在煤矿综掘机械设备故障检测方面表现出重要优势,并且有助于延长综掘机械设备的使用寿命。 (3)运行检测 煤矿综掘机械设备故障主要分为软故障和硬故障,硬故障是指综掘机械设备固定参数发生变化或者不正常而导致的设备故障;软故障是指综掘机械设备的运行参数比较复杂,包含多种变量,故障检测要求较高。综掘机械设备的安全、稳定运行是煤矿顺利开采的重要保障,为了提高综掘机械设备的检测诊断水平,科技人员为综掘机械设备故障诊断开发了检测系统,如ASCC控制监测系统,可实时监测综掘机械设备的运行状态,一旦发现问题,及时发出报警信号,可快速处理综掘机械设备的超速、制动失灵等故障,有效提高综掘机械设备运行的安全性。 (4) 油液磨屑检测技术 油液磨屑检测技术是指提取综掘机械设备润滑和液压系统的油液,通过铁谱分析、光谱分析等技术,根据油液微粒和磨屑的变化,诊断综掘机械设备故障,有针对性地采取故障维修保养措施。 5、 做好机械设备养护 煤矿综掘机械设备维修结束后,应做好养护工作,对容易出现摩擦的零部件添加润滑油,合理调节安全保护设备的配合间隙,及时记录综掘机械设备的运行状态,注意检查电气设备和线路的绝缘性。同时,煤矿企业应设立专门的机械设备维修保养部门,配置完善的维修保养工具,提高维修保养人员的责任意识,高度重视综掘机械设备的维修保养,并且强化工作人员的安全防范意识,规范自己的操作和使用,避免综掘机械设备受到人为的损坏,使操作人员和维修保养人员共同协作,做好日常的养护和检查,一旦发现问题及时进行处理,对综掘机械设备停机率和完好率进行考核,落实综掘机械设备维修和养护责任制,提高综掘机械设备的使用性能。另外,煤矿企业应结合综掘机械设备的实际运行情况,制定科学合理的维修保养计划,使综掘机械设备的维修保养制度化、规范化,定期对综掘机械设备进行检查维修,使机械设备处于良好的运行状态。 结束语 近年来,我国经济快速发展,各个领域对于煤矿资源的需求量大幅上涨,综掘机械设备在煤矿开采生产中发挥着不可替代的重要作用,为了提高综掘机械设备运行的安全性和稳定性,应加强综掘机械设备维修保养,采取有效的故障检测和维修方法,提高综掘机械设备的稳定性和使用性能,延长使用寿命,推动我国煤矿企业的可持续发展。 煤矿综掘机论文:石壕煤矿综掘机防尘系统改造与应用 [摘 要]针对石壕煤矿综掘工作面粉尘较大的现状,对综掘机防尘系统使用效果较差的原因进行了分析,结合现场地质条件,提出综掘机防尘系统改进方案。即通过在原外喷雾系统中加入压风的方式,增加防尘水压力使外喷雾效果得到明显提升。改造结果表明,优化后的防尘系统比原系统降低工作面含尘量达到57.02%。通过实践中不断总结,石壕煤矿形成了一套效果较好的综掘机防尘系统,对类似条件下综掘防尘系统改造优化具有指导借鉴意义。 [关键词]综掘机 喷雾 防尘系统 前言 综掘机主要应用于井下掘进巷道的施工,截割头切割煤体产生的粉尘是综掘工作面的主要尘源[1]。石壕煤矿综掘机使用过程中,综掘机喷雾降尘系统效果差,严重的恶化作业环境、制约综掘机的截割效率[2]。经现场实测,掘进工作面时产生呼吸性粉尘达26.6mg/m3,全尘达545.25mg/m3,严重影响了掘进作业及员工身体健康。因此,本文展开对综掘机防尘系统的分析和改造,以充分发挥综掘机效率的同时改善劳动作业环境。 1、综掘机防尘系统存在的问题分析 1.1 地质概况 石壕煤矿主要开采M6-3、M7-2、M8煤层,其中M6-3、M7-2为薄煤层,M8煤层为中厚煤层。综掘机大部分用于煤巷或半煤岩巷掘进施工(M6-3、M7-2煤层巷道为半煤岩巷,M8煤层巷道为煤巷),综掘机在半煤岩巷施工时需要截割1m左右的泥岩及30cm左右泥质灰岩。此泥岩遇水易泥化,易产生粘附作用。 石壕煤矿使用综掘机型号为EBZ-132CZ,装机功率为214.5KW,倾角8°下山掘进,截割电机132KW(132/75KW-4/8P隔爆,双速切换,水冷方式)。 1.2 综掘机防尘系统存在的问题 1.2.1 综掘机原防尘系统简介 综掘机原有喷雾防尘系统采用内外喷雾综合降尘,内喷雾系统由地面供水,经过综掘机伸缩部外筒、特殊密封、截割头轴,最后通过截割头上的内喷雾齿座到达内喷雾喷嘴,形成内喷雾;外喷雾水源由地面供水,分别经油冷却器和截割电机冷却器后,到达外喷雾喷嘴,形成外喷雾,外喷雾分为侧喷雾和环形喷雾。如图1所示。 1.2.2综掘机防尘系统存在的问题 综掘机截割煤体过程产生大量粉尘,防尘系统使用效果直接决定了工作面作业环境的优劣程度。原防尘系统在使用过程中主要存在以下问题: (1)、内喷雾系统不能正常工作 内喷雾系统由于故障点多;旋转水密封不好,易漏水;内喷雾齿座中水道加工复杂;内喷雾喷嘴孔径小,在井下水源不洁、粉尘大的情况下,极易堵塞等原因,一般在巷道开掘200m~300m之后,内喷雾系统基本失效。 (2)、受巷道地质条件影响,喷雾水量不宜过大 综掘机喷雾系统水量较小时降尘效果较差。若增大喷雾水量,易造成底板积水,导致截割的矸石装载效果差、综掘机行走困难。石壕煤矿使用综掘机的巷道中含有一层吸水性较强的泥岩,泥岩遇到喷雾水泥化,易粘结在截割头、刮板输送机溜槽上,降低综掘机截割效率、增大刮板输送机负荷易造成刮板断链等事故,影响工作面正常生产。 (3)、喷雾水压受限 由于综掘机油冷却器和截割电机设计耐压限制最高不得超过3Mpa,综掘机设定的喷雾水压力为2Mpa左右,喷雾水压力的不足,使外喷雾不能直接作用于喷雾对象。若人为的增加喷雾水的压力,容易导致综掘机油冷却器和电机冷却器被水击穿,致使综掘机油箱和电机内部进水,损坏整个液压系统原件和切割电机。因此在受地质影响的条件下控制水量,且喷雾水的压力又不能满足现场需要的前提下,导致喷雾效果差。 2、综掘机喷雾防尘系统改造 根据现场综掘机使用时喷雾系统实际存在问题,由于技术力量的限制,对综掘机内喷雾改造难度太大,因此石壕煤矿对综掘机外喷雾防尘系统展开研讨分析,并进行了如下改造。 2.1、改进外喷雾系统管路布置 根据综掘机喷雾防尘系统存在问题的分析结果,外喷雾主要存在问题为喷雾水压力不够致使喷雾雾化效果较差,因此对喷雾防尘系统增压改造的同时不能增加喷雾水量。石壕煤矿经多次研讨,将喷雾水的增压点设置在冷却器与喷嘴之间,选取压风为喷雾水的增压动力来源,保证外喷雾系统供水对水压的要求。此改进既解决了冷却水的压力不得超过3Mpa限制,又使喷雾水的压力满足了降尘要求,实现防尘水增压不增量的目的,改造后防尘系统图2所示。 外喷雾系统将原综掘机上的侧喷雾取消,直接采用四组喷嘴配合环形喷雾对截割进行降尘处理。外喷雾供水一路由地面来水经油冷却器经三通加压截割部下方两个喷嘴;另一路由地面来水经截割电机冷却器经三通加压截割部下方两个喷嘴和环形喷雾。 而对外喷雾的管路将原来的原装管更改成普通钢编管,各管接头采用快速接头的形式,方便了井下的维修、更换。同时也降低了维修成本(同等长度的原装管价格是钢编管的3倍)。 2.2、改进喷嘴结构 综掘机防尘系统加入压风增压后,根据现场使用情况,原喷嘴孔径较小,不能满足喷雾需求。经过反复试验,在使用过程中不断探索改进,使用效果较好的一种喷嘴结构如图3所示,其具有雾化质量好;喷射范围大;耗水量小;尺寸小;不易堵塞;拆装方便等优点。 2.3、气动降尘增压装置的设计 经过反复试验、多次改进优化,石壕煤矿自行设计加工的气动降尘增压装置设计如图4所示。 3、综掘机防尘系统改造后使用效果 石壕煤矿在N1631回风巷掘进碛头改进降尘系统后,运行结果表明,该装置运行正常,降尘效果如表1所示。目前我矿推广应用气动降尘系统至各个综掘碛头。 综掘机防尘系统改造以后,喷雾水不但起到了降尘的作用,而且对截齿起到了的冷却作用,同时由于压力高,使喷雾水对综掘机的截齿和截齿座结合处产生冲击作用,减少了截齿和截齿座结合处煤矸的积存,使综掘机截割头旋叶上的截齿能转动灵活、均匀磨损,大大增加了截齿的使用寿命。以N1631北回风使用气动降尘装置前后截齿消耗为例,未使用气动降尘装置前的截齿消耗为0.25颗/米。而使用气动降尘装置后,截齿的消耗降到0.16颗/米。以此计算,仅一个综掘碛头因改进喷雾系统每年能节约截齿消耗费用近30000余元,为企业生产经营节约了成本。 综掘机防尘系统经改造后,巷道的粉尘大幅度的下降,现场操作员工的可视度大大增加。极大的改善了劳动作业环境,降低了员工职业病的发病率。 4、结论 (1)、通过在原喷雾系统中加入压风增压装置的方式,增加喷雾水压力,使喷雾雾化效果得到较大提升。 (2)、现场使用结果表明,综掘机防尘系统改造后粉尘降低了45.25%,大大提高了机器作业的喷雾除尘效果,较大改善了现场劳动作业环境,同时降低了综掘机截齿消耗,该技术的改进推广为综合机械化掘进和安全生产带来较大的经济效应。 煤矿综掘机论文:煤矿综掘机的控尘技术探讨 【摘要】在现代煤矿的开采技术应用中,我国的除尘技术,大多借鉴国外的除尘技术。在实际的实施过程中,还需要结合地方煤矿的煤质特点,进一步提高对采煤工作面的合理调配,实现干净生产。本文针对综掘机的控尘技术进行探讨分析,为井巷掘进采煤提供一个优质的工作环境。 【关键词】煤矿综掘机;控尘技术;井巷掘进 伴随着现代化机械采煤技术的不断提高,在开采上,通过采煤工艺的发展情况来看,传统的生产工艺,在生产形式上,已经难以满足现阶段的社会发展规模。因此需要大力开发机械综合采技术,而在这样的生产环境下,综掘机的防尘技术,就需要放入重点研究之中。下面我们对如何在煤矿综掘机的环境保持进行简要分析讨论。 一、局部通风系统 就拿我们蒲白矿务局控股的建新煤矿除尘来说,其除尘系统根本就是建立在通风系统上,而为满足巷道掘进的环境,就需要加强局部通风系统的有效性。建新煤矿通风系统主要采取的是压入式通风,其原因就在于这一类通风体系,设备投入少,管理简便,能够及时的完成通风任务。而局部通风工作,也能够更便捷的完成工作面的防尘应用,通过尘面的安全瓦斯(建新瓦斯浓度为0.10到0.14)使用规范,从根本上实现对工作巷道面上的有效管理。确保工作面的粉尘在拒不通风环境下,能够得到有效控制。而在进行局部通风系统的管理应用中,还需要注意以下几点。第一,局部通风方式的选择。在进行通风方式的选择上,应根据我国煤矿综掘工作面安全规范要求进行合理的分配调整,并采取有效的通风方式,改善对各项设施通风条件的有效调整,并根据实际的除尘情况,选择合理的通风方式。而在传统的通风方式上,主要有抽出式、长压短抽式、长压短抽式和压入式通风四大类,在选择上,应根据除尘风力需求选择合理的通风方式。避免因局部风压不足而导致尘面无法控制,影响正常生产。第二,通风机选择。选择合适的通风机是保证井下工作面循环风系统安全性的根本所在。在进行选择的过程中,需要结合实际的使用功率进行风流供应能力上的选择。对于井下风量的选择,主要针对的问题就在于工人的呼吸风量,瓦斯气体稀释能力等方面的空气需求。因此做好局部通风机选型,即可有效的完成对主通风机实际使用规范上的有效利用。第三,风巷布置。在进行井巷通风系统的设置过程中,巷道的布置是保证工作面安全性的重点,而在进行布置过程中需要注意的还有两地单,一是煤炭落地点,二是截割头,只有克服了在这两个地点的重点巷道布置,才能够确保井下除尘风的合理性,并保证井下巷道的载风能力。第四,挡尘帘布置作用。对于井下的行车操作,需要在车辆安置合理的挡尘帘,以保证行车四季的实现不受影响。在进行设置时,就应考虑到实际流动的具体操作,并结合其扩散的形式,完成对不同状态组合的实际应用,这对于合理的使用形式等,都能够提供一个安全的工作环境。 二、喷雾降尘技术的使用 在井下综掘工作面的施工中,现在主要运用的除尘技术中喷雾降尘是应用最广的,其主要的形式分为风流净化水幕和转载喷雾两大类。风流净化水幕:通常在3Mpa的环境下完成喷嘴的测定检测,同时根据实际的实验数据分析实现对不锈钢材料的锥形喷嘴形式上的有效控制,并结合孔径的实际使用,完成对不同环境下的合理应用。而在孔径的选择上则应当根据实际的使用规范进行合理的选择。转载喷雾:这种形式主要通过常压小于1Mpa的压力雾流形式来完成对形状内的低压操作,其作用可供圆锥形的煤尘防护,通过的选择模式以重力操作为主要操作形式。在使用雾滴的使用过程中,应保证有效的水流操作,并以此完成对煤尘的有效检测。 三、实例应用分析 在实际的使用过程中,要结合不同岩层环境下的使用操作环境进行合理选择。在本次的研究中,以建新煤矿5309采煤工作面防尘操作应用为主要的研究对象,并针对回采区域内防尘操作机械的使用情况进行类比分析。其使用情况如下。首先,在轨道顺槽的掘进工作中,粉尘分散度的检测中,经实际检测,其分散度小于2μm,2~5μm,5~10μm和大于10μm的范围内的除尘工作,均得到了实现,并在合理的排布过程中,完成了对粉尘分散度形式上的合理安排。然后,在检测实际应用效果上,工作面现场的防尘措施设备布置,也符合验收标准,其现场制作的尘性分布情况,如下图2所示。 最后,经综合对比,通过水雾喷洒形式结合拒不通风管理,能够有效的实现空气净化,并实现对巷道整体防尘操作的有效控制,并通过这一防护作用,为井下工作提供安全的生产条件。 总结 经现场检测分析,在进行工作面的通风检测中,通过局部通风方式上的认证分析,采取综合防尘操作,可有效完成对规程内的安全防护,并保证矿井的安全,在这一使用过程中,通过不同的防尘操作,可为井下工作空气提供质量保障。 作者简介 关歆:学历:大专,后(专升本),职务:掘进队技术员。 煤矿综掘机论文:有关故障诊断技术于煤矿综掘机械设备维修的应用研究 【摘 要】煤矿综掘机械设备是煤矿生产的重要组成部分,将会对煤矿生产质量和效率产生直接影响,所以,做好煤矿综掘机械设备的维修工作便显得尤为重要了。本文围绕故障诊断技术于煤矿综掘机械设备维修中的应用进行相关研究,首先阐述了做好煤矿综掘机械设备维修工作的意义,其次介绍了几种常用的故障诊断技术(矿井提升机检测技术、振动与噪声检测技术、无损检测技术、油液磨屑分析检测技术),最后讨论了煤矿综掘机械设备诊断专家系统的构建与应用。 【关键词】故障诊断技术 煤矿综掘机械设备 维修 应用 1做好煤矿综掘机械设备维修工作的意义 随着社会经济水平的不断提高,人们对煤炭的需求量也是与日俱增,然而煤炭大部分深埋地下,其开采工作往往需要借助各种煤矿机械设备,由此可见,煤矿机械设备是保障煤炭开采工作顺利进行和安全进行的重要条件[1]。现如今,我国煤矿开采工作已经由传统的人工方式渐渐过渡到更为先进的机械化方式,然而在实际开采工作中,煤矿机械全天运转情况相当常见,普遍处于超负荷状态,这将会给煤矿机械的工作性能带来一定的影响,甚至埋下安全隐患,因此,重视和做好煤矿挖掘机械设备维修工作便显得尤为重要了。 2常用的故障诊断技术 随着科技水平的不断提高,我国煤矿行业普遍迈入了机电一体化行列,煤矿综掘机械设备在煤矿生产中得以广泛应用。该类机械设备的广泛应用给相应的故障诊断技术提出了更高的要求。目前,我国煤矿综掘机械设备的故障诊断技术主要有矿井提升机检测技术、振动与噪声检测技术、无损检测技术、油液磨屑分析检测技术等[2]。下面一一进行详细介绍。 2.1矿井提升机检测技术 矿井提升机故障主要有两种,一种是硬故障,另一种是软故障。硬故障指的是由固定参数异常而导致的故障,一般借助相应保护装置即可解决;软故障检测工作需要借助专业的分析软件,然而受成因多样的影响,其诊断准确率有待提高。由软故障可对硬故障进行相应的预测,所以,重视设备的软故障诊断工作具有相当积极的意义。在煤矿开采中,提升机属于不可或缺的组成部分,所以,应尽可能地保障提升机的运行安全系数,这也是相关科研人员主要攻关的部分,为该设备的故障诊断设计了一系列设备装置,如ASCC控制系统装置便是其中的代表[3],该装置能够对提升机的各项运行参数展开全天候的实时监控,同时提供预警服务,另外,当提升机出现制动失灵等故障时可快速对其保护,效果较为理想。 2.2振动与噪声检测技术 所谓振动与噪声检测技术指的是,将检测设备安装在煤矿综掘机械设备的适当位置,对其工作状态下的振动以及噪声信息加以收集和分析,从而实现对设备工作状态的有效评价以及相关故障的及时有效预警。振动与噪声检测技术原理简单且比较实用,因而在煤矿行业中得以广泛应用。 2.3无损检测技术 无损检测技术凭借自身的诸多优势在多个行业获得了良好应用,其突出优势在于能够在不破坏煤矿综掘机械设备的条件下对其内部故障进行诊断和分析。对设备的表面故障进行诊断时,一般采用渗透检测法或超声波检测法;对设备的内在故障进行诊断时,一般采用微波检测法或射线检测法。在运用无损检测技术之前,首先要做的工作是明确选择哪一种无损检测技术,所以,应对煤矿综掘机械设备的制作材料进行仔细分析和准确确定。除此之外,其他比较常见和常用的无损检测技术还包括电气检测技术以及湿度检测技术等。随着微电子技术和大(超)规模集成电路技术的不断发展,小波分析诊断技术和计算机远程协作诊断技术凭借自身优异性能在煤矿综掘机械设备诊断领域得以广泛应用[4],在很大程度上保障了该类设备的工作性能和延长了该类设备的使用寿命。 2.4油液磨屑分析检测技术 油液磨屑分析检测技术的原理是,从煤矿综掘机械设备的液压系统或润滑系统中抽取一定量的油液,借助以光谱分析为代表的油液分析技术对油液中含有的微粒变化进行精准确定,进而找出故障,最终实现对整台设备的健康状态的科学判断和确定。 3煤矿综掘机械设备诊断专家系统的构建 专家系统是一种以知识为基础的且具有一定智能化特点的故障诊断技术的应用系统,凭借知识以及推理过程,对那些高难度问题进行快速且准确的求解[5]。 煤矿综掘机械设备诊断专家系统指的是,借助不同类型的诊断知识对监测装置收集到的一系列信息予以分析和处理,从而实现对设备当前工作状态进行科学判断和严谨推理的软件系统。当设备出现不正常状况时,诊断专家系统便会根据相关信息进行推理和判断,从而确定故障原因,并确定故障的具体位置,最终提供诊断过程的关键解释以及故障解决措施,在设备故障萌芽阶段进行主动地预防式维修。诊断专家系统的应用能够为设备的安全运行、稳定运行、长周期运行、全性能运行以及优质运行提供坚实的技术以及管理保障。某煤业公司综掘机械设备诊断专家系统以设备工作状态以及计算机网络构成为基础依据,同时将数据库技术以及.NET技术用作设计开发手段,采用常规的C/S架构模式[6],能够实现对所有在役机械设备的有效覆盖,主要由设备综合管理模块、故障诊断模块、维修助手模块以及预警提醒模块等组成。 3.1设备综合管理模块 设备故障诊断工作需要足够的关于设备状态的准确数据,换而言之,需要获得充足的数据以供分析和决策,这就是所谓的设备数据综合管理。这一模块系统管理和存储机械设备的如下信息:(1)设备资产清单;(2)设备台账图纸;(3)设备设计数据;(4)设备安装状况及系统图;(5)维修历史数据;(6)设备变更与维修记录;(7)设备状态监测与诊断数据;(8)事故及异常记录;(9)测点设置;(10)设备可靠性状态统计分析等。 3.2故障诊断模块 故障诊断模块的功能主要包括两大方面:(1)专家库维护。维护专家库内收集的各种知识以及经验,即有效维护选定设备所对应的征兆库、故障库以及二者之间所对应的逻辑关联;(2)诊断推理。对选定设备展开相应的故障诊断,推理方式主要包括三种,一是正向推理,二是反向推理,三是正反向混合推理,最终立足于推理结果提供针对性的维修措施。 3.3维修助手模块 维修助手模块中以分门别类的方式科学存放了设备信息、维修信息、专家信息以及应急预案在内的所有信息和数据,肩负着规范统一管理设备全部信息的重任。在有需要的情况下,可以通过该模块及时且准确地找到相关资料,主要包括:(1)设备说明书;(2)设备性能参数;(3)设备图片;(4)设备图纸;(5)设备视频;(6)维修作业标准;(7)维修技术标准;(8)维修方法;(9)专家资料;(10)应急预案的能够。维修助手模块为煤矿综掘机械设备的安装工作、维护工作、调试工作以及检修工作等提供了有效的技术支持以及操作帮助。 3.4预警提醒模块 预警提醒模块的功能主要包括两大方面:(1)故障预警。结合在线监测设备提供的一系列性能数据对选定设备发生的故障予以及时且准确的预警,以便提前采取针对性的应对措施;(2)维修提醒。结合选定设备所对应的维修周期,提醒相关人员在规定的时间内对设备进行相应的维护或维修。对单一设备进行维修时,应在参考其运行方式以及维修方式的基础上,合理运用技术经济分析方法,对维修费用等进行综合评估,形成和提供最合理的维修决策报告[7]。 4煤矿综掘机械设备诊断专家系统的应用与分析 煤矿综掘机械设备诊断专家系统在该煤业公司得以实践应用,能够对所有设备资源以及技术资源予以统一集成管理,进一步完善了既有的综掘机械设备管理体系,在很大程度上精简了综掘机械设备的管理以及维护过程,并实现了对故障的智能化诊断,如此一来,大幅提高了综掘机械设备管理质量,使得企业安全生产管理工作迈入了一个新的台阶,为企业创造了更高的经济效益和社会效益。 然而,智能诊断专家系统在取得不错应用成绩的同时,也表现出了一定的局限性,主要包括以下几个方面:(1)故障诊断的准确度在很大程度上依赖知识库中的专家知识丰富程度以及专家知识水平高低[8];(2)知识库的建立工作存在一定的困难,部分经验很难甚至无法采用形式化的方式进行描述;(3)当系统规模扩展到一定阶段之后,将会面临以“组合爆炸”为代表的一系列问题;(4)推理效率不高,自学功能以及自适应功能还有待加强。 5结语 对于煤矿企业而言,煤矿综掘机械设备属于不可或缺的组成部分,发挥着十分重要的作用,所以,煤矿企业应关注该类设备的正常运行和安全运行,换而言之,应积极采用先进的故障诊断技术以实现对该类设备的及时有效维修。只有如此,才能发挥该类机械设备的最大效能,为企业创造更大的经济效益和社会效益。 煤矿综掘机论文:综掘工作面机载式液压临时支护在煤矿的应用 【 摘要 】 综掘巷道采用锚杆、锚索、网片支护时, 临时支护是必不可少的一道工序。临时支护的可靠与否直接影响到支护作业的安全。针对目前煤矿锚杆支护巷道使用的临时前探梁所存在的缺点以及目前临时支护现状时常发生伤亡事故,新型的机载式液压临时支护机在煤矿巷道支护中起到至关重要的作用。通过对这种新型巷道支护机的结构、参数及工作原理及其试验情况进行了详细的分析,认为使用该设备可以大大提高巷道的掘进速度并减轻工人的劳动强度。 本文介绍了我矿采用综掘机机载液压式前探梁临时支护系统,由掘进机油泵进行液压控制,通过安装液压阀对机载液压油缸进行压力调节。在我矿的实际运用的结果表明了该系统具有结构简单,支护安全可靠,实用方便等特点。 关键词:掘进机临时支护液压式机载前探梁护顶机 一、液压式机载前探梁在综掘巷道中应用的意义 推广煤巷锚杆 (网 ) 支护是我国煤炭工业继综采后的第二次支护技术革命, 锚杆 ( 网 ) 支护的应用范围和应用量在各类井巷支护中所占的比重逐年上升。而目前综掘锚杆 ( 网 ) 支护巷道普遍采用掘进机切割工作完成后对空顶区进行临时支护,再行锚网支护的工艺方式,其空顶区采用多条前探梁 ( 钢管或方钢 ) 沿巷道方向悬挂在顶板上探至空顶区,对顶板起到临时支护作用。但这种 临时支护的缺点有:前探梁对空顶区的支护没有初撑力,安全可靠性差;前探梁与顶板为点接触,不能对空顶区顶板进行有效保护;操作过程复杂, 其移动靠手工作业,支护作业时间长, 劳动强度大,相对减少了掘进作业时间。针对目前煤矿锚杆支护巷道使用的临时前探梁所存在的缺陷,研究应用安全、可靠、快速的机载式空顶区临时支护设备势在必行。 随着煤炭行业的迅速发展,机械化程度的飞跃提高,采掘速度突飞猛进,这就要求必须有一套安全的设备保障掘进时作业人员的安全,这在煤矿的安全生产中尤为重要,所以机载式液压前探梁在煤矿综掘巷道的应用具有重要的现实意义。 二、机载液压式空顶区临时支护设备在我矿应用概况 1、主要技术要求 采用与掘进机叠加的配套方式, 掘锚交叉作业, 当掘进作业时将其退至掘进机的中部, 不影响掘进机切割、装载作业, 不干扰司机的操作视线;由油缸提供支撑力支护空顶区; 顶板支护时必须适应倾斜巷道; 必须考虑护网与钢带的托举固定方式; 结构件必须有足够的强度、刚度和使用寿命;要求支 护系统机械化 程度高, 动作 快捷, 操作方便, 安全可靠, 便于井下安装使用。 机载式临时支护机主要折叠机构设置在掘进机升架上部, 收拢后不影响司机操作。主折叠油缸尾部铰耳与掘进机叉升架铰轴同轴固定, 主折叠架铰接耳座与叉升架固定连接。液压系统的双向锁、安全阀、节流阀、截止阀安装在各自油缸体外, 由掘进机提供高压液体通过操纵阀组进入各个油缸。 2、适用范围 适用我矿高度在2.5米-4.5米的矩形和拱形巷道,根据掘进机型号的不同配置了相应型号的液压式机载前探梁。工作压力在10至16MPa,实验压力可达21MPa。可在-5摄氏度到40摄氏度的温度范围内正常工作,而且改装量很小,对掘进机正常工作无影响。 三、主要结构和工作原理 机载液压式临时护顶前探梁( 以下简称护顶机) 主要由伸缩架、护顶梁、主臂架、连接器四大部件及油缸、泵站、油箱、伸缩油缸、高压油路过滤器、插装双向锁、高压油管路、分流集流阀、溢流阀、操作阀等液压系统组成。依靠掘进机本身的液压系统改装,采用全液压传动。 主臂采用双层套筒式伸缩结构, 并受支臂油缸的支撑, 支臂油缸可使主臂伸缩变幅。主臂后端与掘进机机身铰接, 可实现上下运动。主臂前端安装仰俯油缸并与护顶梁铰接。仰俯油缸用以调整护顶梁的仰俯角, 使护顶梁始终平行于巷道顶板。护顶梁由延伸油缸、斜撑油缸、里外双层护板、左右两侧护板及导向杆等组成。工作时,用掘进机的原站供油通过二位三通阀,进入高压油路过滤器,经溢流阀到操作阀,进入双向锁,双向锁打开进入油缸,实现主臂伸缩与护顶梁伸展的联动。可通过斜撑油缸调节角度,保证护顶梁中心线与巷道中心线平行。延伸油缸和导向杆用以推动里层护板向前伸长1m, 使护顶长度增到3.1 m。斜撑油缸用以展开两侧铰接的侧护板, 使护顶宽度增至3.4 m。该护顶机能与 MRH、ELMB、EBJ、EBZ系列机型配套使用。 如图所示: 四、 机载式临时护顶机的结构特点 ( 1) 该护顶机采用机载式配装在掘进机的中上部, 选位合理、配套简便, 对掘进机的改制量很小, 不干扰掘进机的运动、截割和装载作业。 ( 2) 该护顶机工作时, 采用长滑道整体推进及主臂变幅伸长的两级推进机构, 使主臂将护顶梁托起并紧贴在空顶区顶板, 及时支护。不工作时, 整体退至掘进机中后部, 不影响其截割作业。 ( 3) 该护顶机以护为主, 护顶梁的承载力大于40 kN, 满足临时支护的要求。护顶梁配置延伸油缸和斜撑油缸, 可使护顶面积达到3.4 m * 3.4 m。在顶板条件允许时, 可实现一掘多锚, 而护顶机收拢时体积小, 不干扰掘进作业。 ( 4) 护顶梁的中护板与侧护板采用铰接方式连接, 能够满足矩形和拱形等不同断面巷道的使用要求。 ( 5) 该护顶机设有液压平行摆动机构, 在掘进机停放位置偏离巷道中心线时, 可使护顶梁仍然对准巷道中心线, 有利于加宽掘进机一侧通道, 便于移动锚杆机具。 ( 6) 主臂采用方形套筒式伸缩结构, 伸缩距离大, 承载力大。主臂油缸前后端头铰接,使油缸横向不受力, 有效改善油缸的工作状况。 五、 主要技术参数 适用巷道尺寸: 六、 井下试验概况 前探梁型号ZLJ-10/21、综掘机型号EBZ-200,使用该设备完成掘进进尺 800 m。在掘进机不出故障的情况下, 采用该机临时支护, 每天三班最快完成 180 根锚杆及 18 根锚索,最快日进尺为22 m。考虑工人熟练程度的影响, 在掘进机不出故障的情况下, 采用该临时支护方式, 每天三完成锚杆支护进度稳定在 150 根锚杆及15 根锚索,正常日进尺为 都能保证在15 m以上。 2203顶抽巷机组前探梁临时支护试验结果表明, 两机配置基本合理, 联接可靠。采用该护顶机进行临时支护, 护顶速度快, 并能实现一掘三锚, 加快掘进速度。这种临时支护方式安全可靠, 能主动支护顶板, 其护顶面积大,最大程度地避免人身伤亡事故的发生。采用这种临时支护还能减轻工人劳动强度。 七、两种临时支护方式在我矿的使用对比分析 目前我国煤矿的综掘巷道普遍采用窜管式作为临时支护。在同样条件下的巷道中, 采用机载式临时护顶机和采用窜管式进行临时支护方式的对比结果如表:(按照日进尺支护最好记录结果比对) 此外, 采用窜管式临时支护护顶, 需要多名工人向前窜管, 需要支架或者梯子才能配合完成支护,支护速度慢, 导致迎头空顶时间过长, 增加顶板冒落的几率。再者, 这种临时支护方式是依靠已锚固的锚杆作为其生根点, 一旦发生冒落势必加大冒顶面积, 造成大事故。而采用机组前探梁护顶能提高临时支护速度, 及时支护空顶区; 且护顶机的受力生根点为掘进机, 生根有力, 支护的可靠性大。最大程度地避免迎头发生安全事故。 八、结语 通过井下实践试验结果表明, 机载式临时前探梁支护实行两机配套, 其综合性能、设计的主要技术参数基本满足实际使用要求, 设备运行可靠。该护顶机不仅为机掘巷道锚杆支护作业提供安全保障, 而且可以加快掘进速度, 缓解采掘紧张的矛盾。此外, 该护顶机还具有以下性能特点: ( 1) 与掘进机配套独特新颖, 总体布局合理, 结构巧妙,活动机构的液压管路全部采用高压管; ( 2) 机械化程度高, 能快速 将护顶梁送入空顶区, 速度快, 实现快速临时支护,大幅度的降低职工劳动强度,明显提高劳动效率,使锚护工作的安全提到了有效的保障。 ( 3) 两机配套方便, 掘进机仅为其提供生根点,不损坏掘进机的任何部件, 基本不影响掘进机的作业,利用掘进机的泵站做动力,全液压控制,操作平稳,展开迅速,有利于对机器实现自我保护。 ( 4) 改变了传统的临时支护的工作方式, 使被动 护顶变主动护顶, 且护顶力大,支持面积大,初撑力和工作阻力较大,可在低顶板巷道的工况下,顺利反转打开和收拢。 煤矿综掘机论文:浅谈煤矿综掘机液压系统故障处理及分析 摘要:本文分析了快速掘进是保证矿井采区接替的重要因素,在生产过程中,对综掘机运行中可能出现的各类故障,提出了相应的处理对策,以期降低设备的故障几率,充分发挥其技术优势,为实现企业经济效益奠定基础,提高了工作效率。 关键词:煤矿;掘机;故障处理 1 前沿: 煤矿综掘机上使用了液压系统作为主传动系统,其结构也变得紧凑、工作 平稳、操作简便了,并且省力。但是,它既带了了方便,也带了许多麻烦。如果操作、检修、维护不当,故障率也会大大提高,并严重影响综掘机的使用可靠性和寿命,也给生产效率的提高带来影响。所以,规范操作综掘机液压系统和提高检修、维护质量很重要,这对提高综掘机的开机率,提高综掘工作面生产效率会起到很大的作用和影响的,对此应该引起高度重视。 对于EBZ120掘进机在我矿的实际运用,不但要正确知道设备使用的范围,更重要的是要保养和检修,特别是液压系统最容易出现故障的地方,现在根据多年的经验,对该设备的常见故障部分进行探讨。 EBZ120掘进机主要适用于煤岩硬度≤60Mpa煤巷、半煤岩巷道的掘进,也可适用于条件类似的其它矿床及工程巷道的掘进。该机机身矮,适用于具有中小断面的巷道掘进。通过第二运输机,可与自卸车、梭车、皮带运输机等配套,实现掘进、运输连续作业。 2 技术特点 (1)液压系统具有恒功率、压力切断、负载敏感控制功能,高效节能。采用比例先导控制,操作方便。 (2)传动箱中所有齿轮均采用适用于低速重载、耐冲击、芯部硬度高的优质合金材料。 (3)电气系统采用模块化设计,操作箱具有液晶汉字动态显示故障自诊断功能,智能化程度高。可配置无线遥控装置,实现离机控制。 3 液压系统常见故障及处理 (1)故障现象:四联阀单片滑阀卡槽定位失效。分析原因:滑阀后部轴用挡圈损坏。解决方法:更换轴用挡圈。 (2)故障现象:执行机构工作正常,但测压力为0。分析原因:压力表损坏。解决方法:更换压力表。 (3)故障现象:阀杆操作不灵敏,有卡滞、不复位现象。分析原因:内部油液不清洁或外部杂质堆积太多。解决方法:清洗阀杆或清理外部灰尘杂质。 (4)故障现象:执行元件达不到最大压力。分析原因:限压阀设定压力低;漏油。解决方法:重新调整限压阀设定压力。 (5)故障现象:某一油路上的执行元件不能达到最高压力。分析原因:梭阀泄漏。解决方法:清洗杂质。 (6)故障现象:执行元件动作太慢。分析原因:阀芯的流量小。解决方法:调整手柄座处限制流量挡块。 (7)故障现象:当第二个功能动作时,执行元件(第一个功能)迅速减速分析原因:泵的流量太小。解决方法:核对泵的流量。 (8)故障现象:当阀芯朝一个或两个方向移动时,执行元件没有响应。分析原因:LS采集处堵塞。解决方法:清理节流嘴处污物。 (9)故障现象:冷却器芯子鼓了(往里)。分析原因:水减压阀失效,水压过高。解决方法:维修或更换水减压阀。 (10)油箱的油温过高:分析原因:(1)液压油量不够(2)液压油质不良(3)系统压力过高(4)油冷却器冷却水量不足(5)油冷却器内部堵塞解决方法:1)补加油量。2)换油。3)调整油泵输出压力。4)调整水量。5)清理内部。 1)油泵有异常音响: 分析原因:(1)油箱的油量不足(2)吸油过滤器堵塞(3)油泵内部损坏解决方法:①加油。②清洗。③检查内部或更换。 2)油压达不到规定压力: 分析原因:(1)油泵内部损坏。(2)压力控制阀出现故障解决方法:(1)更换。(2)检查 压力控制阀内部。 3)换向阀杆不动作: 分析原因:(1)阀杆研伤,或有异物。(2)阀杆联接件过紧或损坏解决方法:(1)检修。(2)调整或更换。 4)换向阀动作不良: 分析原因:(1)钢球定位弹性挡圈损坏(四联阀)。(2)弹簧损坏。(3)弹簧锁紧螺栓松动解决方法:(1)分解检查更换(2)更换弹簧。(3)分解检查调整 5)换向阀,卸荷压力始终保持20bar以上分析原因LS回油箱背压高,解决方法:(1)检查中位时的LS油口压力。(2)检查回油口(E1终端板)是否直接和油箱连接。 分析原因(二)卸荷口被堵(LS回油箱口堵住) 解决方法: (1)对阀芯上1mm的孔用压缩空气清理。(2)更换阻尼螺钉。(3)对于PSL…U型检查低压卸荷阀。 4 液压系统用油的选择 4.1 我们通常选用液压系统用油分析: 造成液压系统故障的原因,其70%是由于液压油管理不善,如能充分的注意管理,则可减少液压系统故障的发生。有关液压油的管理,要注意以下几点: (1)防止杂物混入液压油内; (2)当发现油质不良时,应尽快更换新油; (3)按要求更换过滤器; (4)油箱油量应符合要求; (5)油冷却器内保证有足够的冷却水通过,以防止油温的异常上升。 4.2 液压油的检查 (1)按一定时间(一个月)从油箱内抽取约一升的油样,注入清洁的试管内(数个试管),在分别保管十天后和一个月后与新油相比较,观察其颜色、透明度、杂物的混入程度及沉淀物等的外观检查。由于人眼的能见度下限为40μm,这样可初步确定油液清洁度。然后用滤纸过滤液压油,滤出其不纯物,再根据滤纸颜色来判断油液的清洁度,这要求观测者有丰富的经验; (2)更严格的检查,则是依据厂家的标准,对粘度、抗氧化、水分的含量、沉淀物、色相、比重、闪点进行检查。根据检查结果及抽取油样的时间,来决定更换液压油的时间,则更为有利。 停止位置,然后改为后退。操作其它手柄也应如此 4.3 液压系统用油的选定标准 所用液压油,必须是适合于高压系统的油类,要选用具有耐磨耗性、抗氧化性、润滑性等特性良好的油类。 当使用环境在零下五度以上时,作为所选用的液压油应该是抗磨液压油或极压抗磨液压油YB-N68。 其 质 量 指 标 如 下 : 运 动 粘 度 : 3 7 ~43mm2/S(50℃) 凝点:≤-25℃粘度指数:≥90 5正确操作综掘机 在综掘机的操作过程中,应严格执行操作规程,防止粗暴与随意操控、操作。在进行截割、装料、行走、等作业的操作时,其每个动作一定要平稳准确.要经过中间位置,收放操纵杆及时,避免过猛过快,以免突然打开或关闭液压缸和液压马达等执行机构进、出油口时,产生压力冲击,导致各部油封加速损坏、高压软管起泡破裂、管接头处松动渗漏,甚至还有可能使溢流阀因瞬时开启过大而使阀芯卡死,发生内漏,以致造成作业无力,工作效率降低,使用寿命缩短等。 结束语 近年来随着煤炭事业的迅猛发展,为适应矿井高产高效的要求,采用综掘机进行煤矿巷道掘进能实现连续切割、装载、运输作业,提高掘进进度,降低劳动强度,保障高产高效矿井生产接替的连续,所以综掘机在煤矿中将得到更大的发展。随着技术和产品质量的提高,使国内掘进机在井下使用越来越可靠。为了使综掘机在淮南矿区使用好,发展更加健康有序。
0引言 路基路面施工是公路工程建设的重要组成部分,也是质量控制的关键。调查显示,部分施工人员责任心不强,没有严格落实相应的管理制度与措施,对出现的质量和安全隐患也没有及时排查,最终可能导致不必要损失出现,难以保证路基路面工程质量和施工效益,有必要采取完善措施。 1公路路基路面施工管理的作用 施工管理是路基路面工程建设的重要内容,也是必须重视和关注的问题。作为施工单位,有必要制定健全的管理制度与措施并严格执行和落实相关规定,更好规范工程施工,让公路工程建设取得更好效果。 1.1规范公路工程现场施工 如果管理制度不健全,施工过程中没有严格落实管理制度与措施,很难以有效约束施工人员各项工作,影响工程质量和效益提升。为弥补这些不足,施工单位有必要深入公路工程施工现场巡视和检查,根据现场具体情况制定健全的管理制度与措施。然后严格执行各项规定,更好约束和规范路基路面现场施工。 1.2预防质量和安全事故发生 路基路面施工复杂,工序繁多,需要大量施工材料。如果忽视现场管理,不仅导致施工现场秩序混乱,还可能引发质量和安全事故,延误施工进度,降低工程质量和效益。作为施工单位,在路基路面施工中有必要制定健全的管理制度与措施,然后严格落实各项规定,加强施工全过程管理。进而确保工程施工顺利进行,预防质量和安全事故发生。 1.3提高工程建设质量和效益 一旦出现质量和安全事故,不仅会延误路基路面施工进度,还会导致不必要索赔出现,降低工程效益。而在工程建设中,施工单位通过制定健全的管理制度与措施,加强施工原材料管理,重视安全、质量、进度、施工机械设备管理,有利于更好规范和约束路基路面施工。让施工人员严格遵循规范要求开展工程建设,确保施工任务按时完成,最终实现提高路基路面工程质量和效益的目的。 2公路路基路面施工管理的不足 尽管加强施工管理,落实相应的管理制度与措施,有利于更好约束和规范公路路基路面施工,对保证工程质量和效益也具有重要意义。但不能忽视的是,目前部分管理人员忽视该项工作,没有严格落实相应的管理制度与措施,制约施工管理水平提高,存在的问题表现在以下方面。 2.1材料管理的不足 要想提高路基路面工程施工效果,加强材料管理是必要的。作为施工单位和工程建设人员,应该提高对材料管理的思想认识,从可靠的单位采购材料并严格检测和验收,保证材料质量合格。但部分施工人员没有严格落实这些规定,导致不合格的粗细集料、水泥、外加剂、钢筋等被用于路基路面施工,最终影响工程质量提升。 2.2安全管理的不足 部分施工管理人员将工作重心放在如何提高工程质量和效益方面,对施工安全管理重视不够,未能根据路基路面施工需要,建立健全完善的安全管理制度。或者安全管理责任制没有落实,安全管理人员数量配备不足,未能按要求加强路基路面施工现场巡视和检查,也没有及时排除安全隐患。最终可能导致安全事故发生,给路基路面施工带来不必要损失。 2.3质量管理的不足 质量管理是路基路面施工非常关键的环节,也是重要内容。但调查显示,部分施工单位在路基路面施工中,没有根据项目工程建设具体情况,制定健全的质量管理制度,甚至照搬其它项目质量管理措施,导致相关规定不能很好发挥作用。此外,质量管理制度不健全,没有严格落实质量管理责任制,忽视材料质量管理,不注重路基路面施工每道工序质量管理。进而可能导致质量缺陷发生,难以提高工程建设效益。 2.4成本管理的不足 施工预算被忽视,或者预算方案不合理,未能对资金使用情况作出科学合理安排。在路基路面施工过程中,忽视成本动态管理与控制,人工费、材料费、机械费控制不到位,甚至出现超支现象。最终加大施工成本,对整个工程施工带来不利影响。 2.5施工机械管理的不足 部分施工单位对机械设备管理的重视程度不够,没有采购最先进的施工机械,或者忽视施工机械养护维修,对存在的缺陷没有及时修复,制约施工机械综合性能提升。此外,部分施工单位在施工机械采购和租赁方面资金投入不足,忽视采用最新施工机械,制约工程建设效率提升,甚至可能导致延误工期的情况发生。 3公路路基路面施工管理的对策 为预防质量缺陷发生,提高路基路面施工管理水平,增强路基工程的稳定性与可靠性,确保路面平整度和外形美观,施工单位有必要采取以下管理措施。 3.1材料管理对策 提高对施工材料管理的重视程度,确保材料质量合格,为提升路基路面施工效果奠定基础。根据工程建设需要,从供货及时到位,质优价廉的供应商采购原材料,使其有效满足施工需要。加强粗细集料、外加剂、钢筋、水泥、沥青等原材料试验检测,详细掌握施工材料综合性能,确保各项指标合格。制定完善的材料管理制度,严格材料验收和发放。对于不合格的材料,不允许将其运往施工现场。对施工现场材料也要抽检并重视防潮防水,使其在路基路面施工中更为有效地发挥作用。 3.2安全管理对策 提高对施工安全管理的重视程度,将其摆在重要位置。建立健全的安全管理制度并严格执行和落实,有效约束和规范路基路面施工安全管理各项活动。严格落实安全管理责任制,明确施工安全管理人员具体职责,让他们严格按要求开展安全管理。加强路基路面施工现场巡视和检查,及时排除可能存在的安全隐患,防止发生安全事故,保证施工现场秩序良好。一旦出现安全事故,应该立即采取控制措施,尽量降低损失。 3.3质量管理对策 构建完善的路基路面施工质量管理体系,健全相关制度并严格执行和落实,实现路基路面施工质量管理的制度化与规范化。明确施工人员质量管理具体职责,让他们遵守质量管理制度开展工程施工。注重每道工序质量管理,确保路基路面施工每道工序质量合格。路基施工中,一般采用分层填筑和碾压方式,每层厚度在20~30cm之间为宜。路面施工中,提高混合料配合比设计水平,加强混合料拌和、摊铺、碾压、养生质量控制,保证路基压实度和路面平整度,提高工程质量和施工效果。 3.4成本管理对策 重视施工预算,按要求认真编制施工预算方案,有效指导路基路面施工。加强人工费、材料费、机械费控制,避免成本超支。重视施工成本动态管理与控制,及时做好对比分析工作,对存在的不足适当采取调整措施,提高成本控制水平。严格审核设计变更,确保设计变更符合施工规范要求,避免成本增加。加强合同管理,严格遵循合同规定,认真履行义务,避免出现不必要索赔,实现对成本的有效控制。 3.5施工机械管理对策 提高对施工机械管理的重视程度,制定健全的管理制度与措施,确保路基路面施工现场秩序良好,机械设备性能得到最佳发挥,让工程建设取得更好效果。适当增加资金投入,租赁或购买综合性能良好的施工机械设备,使其有效满足路基路面施工需要。重视施工机械养护维修,建立完善的养护维修和管理制度,及时排除可能出现的故障。从而让施工机械设备处于良好性能和运行状态,使其在路基路面施工中更为有效地发挥作用。 4结语 施工管理是路基路面工程建设的重要内容,受到管理人员普遍重视和关注。作为施工单位,在公路工程建设中,应该重视现场调查,详细掌握公路工程建设基本情况,制定健全的管理制度与措施,明确管理人员具体职责,加强材料、安全、质量、成本和施工机械管理。从而避免安全和质量事故发生,防止出现不必要损失,提高资金利用效率,让公路工程建设取得更好效果,也为车辆安全顺利通行提供保障。
自动控制系统论文:自动控制系统控制工程论文 1自动控制系统的应用 1.1集成自动控制 集成自动控制系统是我国机械自动化工程当中是十分重要的一项。而集成化自动控制系统就是保留原有的信息技术,然后加以修改,取其精华,去其糟粕,使机械自动化系统变得更加完善。集成化自动控制系统能将原有的信息技术和与生产相关的信息糅合起来,不仅使得机械工程中的集中工程得到了加强,还将为械工程的生产与发展拓展到了更广阔的领域。计算机技术是机械自动控制系统的基础,而计算机技术在不断的发展,集成自动美国控制系统得到了多方面工程制造的认可,深入到了各个领域。同时,集成自动控制系统也在计算机技术的更新下得到了完善与提高。 1.2柔性自动控制系统 机械自动控制系统不能够保持原有的自动化成分,需要不断的更新研发与创造。而柔性自动控制系统就是新发展的一项自动技术,它不仅包含了其他自动化控制系统的特性,能够自动化生产,还能够在生产中智能化。在机械工程不断发展的同时,柔性自动控制系统已经成为了其中重要的组成部分。在机械工程的发展与应用中,柔性自动控制系统将信息技术、现代化机械生产技术与先进的计算机信息化设备进行结合,利用数控技术进行生产,这样的科学生产方式使得机械制造不断进步。 1.3智能自动控制系统的应用 所谓智能自动控制系统,就是在人工技术与计算机网络技术的共同作用下,对机械工程中的任意一个过程进行模拟和控制,让机器变得人性化,让机械自动控制系统工作时能够与人的大脑相类似,能够收集数据和采集信息。智能自动控制系统有效的结合了人工智能技术和机械工作的过程,这样,不仅使得生产效率大大提高,生产过程更易控制,还节省了人力,创造了更大的经济效益。 2自动控制系统的发展前景 未来的科技技术会比现在更加发达,而每一个国家和地区的经济水平都在不断发生着变化,我们国家的发展和经济水平也都在不断的提高。这些都离不开机械工程,而自动控制系统是机械工程的重要组成部分,只有自动控制工程不断的更新发展,机械工程才能够不断的创新,变得越来越科技化,才能呢个拓展到更多的领域。在自动控制系统在网络信息技术不断发展的背景下,在机械工程的应用中将实现先进的网络化发展,并通过网络的传播,迅速渗入到各个行业中。当今社会经济的发展更注重的可持续性,无论多啊么先进的自动控制系统,在生产生活中都应该更注重环保和节约。在生产自动化控制装置时,应该以环保为首要考虑,节约能源,这样才能够可持续发展。 3结语 在经济迅速发展和科技不断进步的今天,自动控制系统已经成为了我国生产中最有力的系统,也是不可缺少的一部分。而集成化自动控制系统、柔性化自动控制系统和智能化自动控制系统的发展不仅能够给我国的机械工程行业带来很大的经济效益,同时也能够帮助企业更好地管理机械工程,对我国机械工程的生产与发展有十分重大的作用。 作者:郭华 单位:阿勒泰地区七六〇三台 自动控制系统论文:自动控制系统的汽车电子技术 一、自动控制系统下的汽车电子技术 1.1创新汽车制动系统的研究 汽车制动系统性能好坏直接影响汽车行驶安全性和停车可靠性,多数汽车机械故障导致的事故是由制动系统引起的。据汽车安全性研究相关资料,如今众多交通事故中,由于制基于自动控制系统的汽车电子技术分析文/田荣随着科学技术的不断进步,电子电工工业技术不断更新,汽车行业高速发展,自动化、智能化的不断革新,这给汽车电子中的自动控制领域带来新的挑战和机遇。如何让人们更好地掌握汽车电子、电工技术,以便适应日新月异的发展需要。本文主要结合汽车电子的现状和当前汽车电子发展所存在的问题,阐述了自动控制系统对汽车电子技术的机遇与发展。。摘要动系统故障导致的高达45%。为了保证行车安全、停车可靠,对汽车制动系的工作靠可性问题的研究已成为汽车行业研究的重要课题之一。制动系统的作用主要是使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车,使已停驶的汽车在各种道路条件下稳定驻车,使下坡行驶的汽车速度保持稳定,在汽车领域内,一切都是以安全为前提,在此基础之上,对自动控制技术加以研究,能够在科学上加强安全性。 1.2汽车电子中的电子元件开发 汽车电子技术涉及到许多电子元件,每一个元件都有其相应的用处,有的甚至有着至关重要的作用,如何确保每一个电子元件都能够应用到位,如何开发创新新的电子元件,是汽车电子中的必修课。所谓的汽车电子一般是指车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置。车体汽车电子控制装置,包括发动机控制系统、底盘控制系统和车身电子控制系统(车身电子ECU)。汽车电子最重要的作用是提高汽车的安全性、舒适性、经济性和娱乐性。用传感器、微处理器MPU、执行器、数十甚至上百个电子元器件及其零部件组成的电控系统。由于汽车上的电子元器件的装置数量的急剧增多,为了减少连接导线的数量和重量,网络、总线技术在此期间有了很大的发展。总线技术是将各种汽车电子装置连接成为一个网络,通过数据总线发送和接收信息。电子装置除了独立完成各自的控制功能外,还可以为其它控制装置提供数据服务。由于使用了网络化的设计,简化了布线,减少了电气节点的数量和导线的用量,使装配工作更为简化,同时也增加了信息传送的可靠性。通过数据总线可以访问任何一个电子控制装置,读取故障码对其进行故障诊断,使整车维修工作变得更为简单。 1.3发动机系统的改善 目前汽车发动机主流是汽油发动机,对于环境污染严重的今天来说,汽油发动机可以说是罪魁祸首,只有在抛弃汽油发动机的提前下,对发动机系统的进行创新和技术开发,才能让汽车电子的发展显得更加有意义。天然气汽车逐渐得到了普遍的认同与应用,作为一种新型的能源汽车,发动机燃料主要采用压缩天然气。从某种程度上来讲,与一般的汽油发动机对比,一定限度地降低了碳氢以及一氧化碳的排放量。立足于柴油发动机,天然气发动机几乎没有排放任何颗粒物。目前,天然气发动机主要存在两种形式:一是由汽油机改装成双用燃料发动机,二是由柴油机改装成单燃料发动机。由此可知,当进气道处要实施天然气喷射时,将会存在诸多的问题,主要表现在四个方面:第一,降低了发动机充气效率;第二,平均有效压力出现降低;第三,动力性出现下降;第四,排放性能与原车水平保持一致。因此,必须要充分发挥天然气能源优势,不断完善稀燃技术、缸内直接喷射技术以及电控多点顺序喷射技术等新型的发动机控制技术,改善压缩天然气发动机的性能。 1.4利用计算机多媒体进行技术创新 计算机多媒体技术的运用已经应用在各个领域内,如3DMAX软件的运用,能够实现各种模型的创立,能够直观的反应于现实中,把相关图片、数据图以及视频分析穿插进自动控制系统的开发中。汽车电子技术的研究在许多人开来是非常专业化的领域,导致其局限性,其实不然。在信息化的今天,任何知识都可以通过上网和网上媒体进行快速了解,通过网络,能够把无法形象讲述该专业领域内汽车器件结构的安装、线路的走向清晰地呈现出来,对汽车电子技术的发展有着重要作用。 二、结语 综上所述,随着21世纪社会主义市场经济竞争日趋激烈,信息化、自动化、网络化的日新月异,市场对汽车电子技术的开发和创新要求越来越高,只有不断的专研和创新,才能在汽车电子行业中立足,但也不能冒进,对于我过汽车电子而言,自动化控制系统的研究只是一方面,还有许多不足之处,希望以后可以不断的发展和完善。 作者:田荣 单位:黔东南民族职业技术学院 自动控制系统论文:污水处理厂自动控制系统设计探讨 摘要:污水处理是治理环境的重要手段之一,能有效缓解我国当前的环境污染问题。在实际的污水处理过程中,其处理系统具有随机性与非线性特征,因此,在污水处理厂处理污水时,应设计配电系统,从而保证自动控制系统稳定运行。基于此,作者对污水处理厂自动控制系统设计进行详细的研究分析,以供人员参考。 关键词:污水处理厂;自动控制系统;设计 随着时代快速发展,人们用水量逐渐增大,产生的污水不仅严重影响自然环境,更影响人们的正常生活。当前,由于污水量逐渐增多,原有的污水处理系统逐渐满足不了当前的污水处理需求,因此,利用现有的自动化控制技术,提升污水处理效率,是当前污水处理厂的首要研究目标,以此来提升污水处理效率。 1污水处理工艺流程 污水处理厂的工作任务是将污水中部分有毒污染物质与水进行分离,同时将有毒的污染物质进行转化,得到无毒的物质,从而将水净化,充分利用资源。在实际的污水处理过程中,主要分为预处理、一级处理、二级处理、深度处理以及污泥处理五个阶段。在我国,常用的处理手段主要是过滤与混凝沉淀,并在实际的处理过程中,结合实际情况,进行详细的调节,当前,污水处理工艺流程为:格栅、沉砂、曝气、二次沉淀、生物过滤以及消毒排放。 2污水处理厂自动控制系统设计要求与原则 在对污水处理厂自动控制系统设计时,应严格遵循以下几点要求:首先,相关控制系统所涉及的电气设备应具备手动操作与自动操作两种形式,并且相关的系统运行状态与故障情况可以在终端监控系统显示;其次,在控制系统运行过程中,系统设定的具体数值与参数可以人为进行更改,方便相关工作人员结合实际情况进行调整,并设置保密措施,保证只有管理人员才能对数值进行更改;最后,在污水处理厂自动控制系统运行过程中,其系统本身应具备一定的监控能力,并对自身的系统进行全方位监控,以保证系统高效稳定地运行。与此同时,在污水处理厂自动控制系统设计过程中,还应遵循经济性、可靠性、先进性、开放性以及实用性原则,以此来满足污水处理厂的污水处理工艺、生产管理以及设备稳定运行对自动化控制的需求[1]。 3污水处理厂自动控制系统硬件与软件设计 3.1自动控制系统硬件设计 硬件设计是污水处理厂自动控制系统的重要组成部分,贯穿污水控制系统全过程。在污水处理控制系统中,存在大量的启停装置,以便于及时掌握系统的运行与故障。在自动控制系统设计过程中,其系统主要包括三条通讯链路、三个ET200M从站以及两套CPU412控制器,通过相关的监控软件,利用自动控制系统,实现对污水处理厂所有设备监控,并提供生产报表和水质数据记录等功能,从而实现污水处理。在系统实际运行过程中,自动控制系统的核心是自动控制柜,其功能是按照PLC编写的程序运行。PLC控制系统硬件是指,可编程逻辑控制器,在工业领域应用范围广泛,但在实际的设计应用过程中,应结合实际情况选择合适的PLC的种类。PLC控制系统自身的信号输出是利用模拟量与数字量的形式进行输出,改变了传统的继电器控制模式,其系统主要由CPU模块、电源模块、输出模块、数字模块、通讯模块以及模拟量输入等组成,其工作过程中主要分为三个阶段,即输入采样、程序执行以及输出刷新,从而保证系统稳定运行。 3.2自动控制系统软件设计 自动控制系统的软件设计,主要是保证控制系统具有良好的协调性,以此来使控制系统的操作指令可以在不同设备之间顺利执行,污水处理厂自动控制系统软件设计主要分为以下两点:第一点,上位机的监控软件设计,在实际的软件开发设计过程中,其各个步骤都需要在组态软件上完成,所以,相关的监控软件需要选择组态灵活、趋于人性化的界面以及功能较强的应用软件,以此来保证污水处理过程中的数据采集、工艺过程等得到有效的监控。监控系统在监控过程中,需要将污水处理过程中的所有工艺流程进行监控,基于此,在监控软件设计过程中,设计人员应将各部分的信息进行紧密的结合,以此来保证自动监控系统的稳定性。当前,上位机监控软件主要分为三部分模块:第一部分,监控模块;第二部分,预测模块;第三部分,登录管理模块。第二点,PLC控制程序在实际的软件开发过程中,应以污水处理厂的污水自动控制系统为基础,根据相关工作原理,研究循环扫描和建立映像区,由程序确定映像区的大小,保证系统的所有输入点与输出点在映像区内存在相关的对应点,为控制系统提供外部信息。同时,将程序开发作为主要的研究内容,并围绕污水处理工艺的流程进行开发设计[2]。 4结束语 综上所述,在污水处理厂自动控制系统研究设计过程中,相关设计人员应结合实际情况,设计符合当前国家相关部门基本要求的自动控制系统,并且注意控制系统的设计成本与后期维护支出等因素,提升污水处理效率。但在实际的设计过程中,还存在一些问题,需要相关人员不断改善,以此来缓解环境污染现状。 作者:刘洋 李爽 单位:国电东北环保产业集团有限公司沈水湾污水处理厂 自动控制系统论文:热力站自动控制系统电磁干扰问题分析 摘要:热力站自动控制系统的稳定直接关系到热力站的安全运行,来自自动控制系统内外的各种电磁干扰是对系统安全、稳定运行的最大威胁。针对热力站自动控制系统在设计、施工和维护中容易被忽视的电磁干扰问题,从自动控制系统的受干扰源分析出发对干扰源进行分类研究,并在此基础上提出一些自动化控制系统的抗干扰措施,以减少或避免电磁干扰的影响。主要对热力站自动化控制系统的抗电磁干扰方法进行了分析探讨,希望对相关从业人员具有借鉴作用。 关键词:热力站;自动控制系统;电磁干扰;屏蔽技术 随着社会的进步和工业技术的提高,生产设备的自动化控制程度越来越高,大部分企业都基本实现了生产过程的自动化控制。热力站也实现了电气化自动控制,在热力站内,循环泵、补水泵等动力设备不断地启停运行,自控设备和电气动力设备相互交叉,使得现场的电磁环境非常复杂,干扰严重,从而导致测量的数值误差较大或控制指令、通讯异常等影响自动化控制系统的正常运作。因此,加强对其工业自动化控制系统的抗干扰技术的研究就显得十分重要了。结合自身的工作实践经验,在设计中就要考虑如何避免和减少电磁干扰,并在施工调试的过程中严格按设计要求合理布线,可靠接地,尽量减少强弱电的交叉耦合,减少设备之间的电磁干扰。 1热力站自动控制系统受电磁干扰的影响 1.1热力站自动控制系统的简单介绍 热力站自动控制系统主要设备有现场PLC控制器、现场总线、通讯设备、温度传感器、压力传感器、流量计、电动调节阀、电子远程水表、循环泵和补水泵的变频控制柜等设备,其结构示意图如图1所示。 1.2自动控制系统受电磁干扰的主要影响 热力站自动控制系统受电磁干扰的主要影响有:传感器采集的数据产生较大偏差,数据传输过程引起数值的波动,PLC控制器受电磁干扰不能稳定工作发出错误指令,通讯不畅不能正常传输数据,执行机构(调节阀、变频器、电气控制柜)异常动作等。当热力站自动控制系统受到电磁干扰引起上述现象时,整个热力站将受到干扰不能正常工作,从而影响到供热系统的稳定运行。所以在现实控制中,如何减少和避免电磁干扰显得尤为重要。 2如何减少或避免电磁干扰 要想减少或避免电磁干扰,就得弄清楚电磁干扰是如何产生的。从电磁干扰原理得知,构成电磁干扰必须有干扰源、干扰耦合的途径和受干扰设备三要素,减少或避免电磁干扰的技术就是围绕这三要素所采取的各种措施。只有弄清了电磁干扰是怎样产生的,主要的干扰源又是什么,哪些设备容易受到电磁干扰的影响,如何减少电磁干扰进入系统的途径,才能针对不同电磁干扰问题采取不同的处理措施,从而有效地减少或避免电磁干扰问题。 2.1热力站自动控制系统的主要电磁干扰 热力站自动控制系统的主要电磁干扰有强电设备循环泵、补水泵、变频器的启停、调速产生的电磁干扰对弱电设备传感器、PLC控制器、通讯设备、传输线路的辐射干扰,以及各种传感器、控制器等弱电设备之间的电磁相互传导干扰等。主要干扰源有电机、变频器、电动阀、传感器、PLC控制器等。 2.2减少或避免电磁干扰的方法和措施 2.2.1合理的空间布置及布线根据热力站的空间布局,合理安排设备的安装位置,综合考虑器件或设备的布置及布线,将强电设备间和弱电设备间分开布置在房间的两侧,强电电缆入地走地沟,弱电电缆架空走桥架,各自控设备间保持适当的距离,综合考虑场地空间大小和大型设备的布局,合理安排布置各设备的位置,尽可能地增大干扰源与受扰电路之间的距离。增大空间距离能有效地减弱电磁辐射干扰的传播,从而降低了设备受干扰的概率,降低整个系统故障的风险。2.2.2屏蔽技术给主要的干扰源及受扰设备都安装屏蔽保护外壳。屏蔽外壳通常是由导电良好的金属材料做成屏蔽罩、屏蔽壳等,将被保护的设备电路放置在其中。将变频器放置在变频柜中,PLC控制器放置在自控柜中,其他设备都有金属保护外壳,这样既可以使屏蔽罩、屏蔽壳内的设备不受外部电磁干扰,又不让其电磁干扰外泄。系统连接的数据线、信号线必须采用屏蔽电缆线,这样能避免数据信号传输时受到电磁干扰。屏蔽线的屏蔽层必须可靠接地,并与主电路线及控制线完全分离。屏蔽一般分为静电屏蔽、低频磁场屏蔽和电磁屏蔽。2.2.3接地技术接地有保证安全和抑制干扰2个作用。正确的接地方式是保证人身和设备安全及抑制干扰的一种有效方法。设备的金属外壳接地是安全保护接地,是为了防止人身触电和保证设备安全;系统连接的数据线、信号线的屏蔽层接地是屏蔽接地,干扰电压对地形成低阻通路,干扰电流通过接地线导流入地,以防止干扰其他电子设备。自动化控制系统是由多台自动化电气设备和各类传感器构成,整个系统必须只能在一处接地,如多点接地,就会在电路中会形成多个接地回路,当低频信号或脉冲磁场经过这些回路时,就会引起电磁感应噪声,形成电磁干扰。2.2.4隔离措施隔离的作用是破坏电磁干扰传播的途径、切断电磁耦合的通道,从而达到抑制电磁干扰的目的,包括变压器隔离、光电耦合器隔离、继电器隔离等。在热力站变频柜和自控柜中都使用了单独的24V电源开关将强电信号和弱电信号隔离开来,减少了相互之间的干扰;在控制回路中使用了大量的继电器将控制回路得电气连接阻断,切断了电磁干扰的传播途径;在变频器和控制器接收传输信号端加装光电耦合器隔离,保证了输入回路和输出回路的电气隔离,能很好地解决不同电位、不同逻辑电路之间的信号传输和电气隔离,从而减少了电磁干扰。2.2.5滤波技术滤波技术就是将相应频带的滤波器接入信号传输通道中滤除或尽可能衰减干扰信号,使信号传输过程中不受外部电磁干扰的影响,以达到提高信噪比、抑制干扰的目的。在变频器的输入电流端安装交流电源滤波器和电抗器,能有效地抑制外来的高频干扰和电源的低频谐波电流干扰对变频器控制信号及其他电子设备的电磁干扰。在自动检测系统中,传感器的直流电源是共用的一个开关电源,为了避免在同一电源内造成几个电路之间的相互干扰问题,应在每个传感器电路中加上RC或LC退耦滤波器。 3总结 热力站自动控制系统的稳定与否直接关系到热力站能否安全运行,尽可能地减少自控系统内外的各种干扰是非常重要的事情。在热力站自控系统设计之初就应充分考虑,要根据场地空间的大小、设备设施的种类、主要干扰源和受干扰设备及干扰的途径等具体情况,采用与之相适应的各种抗干扰措施,尽可能地减少和避免电磁干扰,保证自控系统能可靠、稳定地工作。在施工和维护过程中,要严格按设计要求和规范进行,保证每项措施都能起到应有的作用。此外,在选用电子元器件、传感器等设备时,必须选用性能参数稳定、可靠,能适应工作现场条件的器件和设备,从而保证系统组成后能安全、稳定地工作。 作者:杨利勇 单位:太原市热力公司 自动控制系统论文:智能建筑楼宇自动控制系统探讨 【摘要】智能建筑是现代建筑行业的发展区域,越来越多的工程项目,设计成了智能建筑。智能建筑楼宇中,比较重要的结构是自动控制系统,加快了智能建筑楼宇的发展速度。智能建筑楼宇提高了对自动控制系统的重视度,采取高效的控制方法,规范自动控制系统在智能化建筑楼宇中的应用。本文主要探讨智能建筑楼宇自动控制系统的几点内容。 【关键词】智能建筑;楼宇;自动控制系统 自动控制系统是智能建筑楼宇的核心部分,通过自动化技术、通信网络以及计算机技术,规划了自动化控制部分,应用到智能建筑楼宇内,满足楼宇智能化的基本需求。目前,我国建筑行业表现出了智能化、自动化的发展特征,直接提高了智能建筑楼宇的服务能力,由此对自动控制系统有一定的需求,目的是通过自动控制系统,优化智能建筑楼宇自动化的运行环境。 一、智能建筑楼宇自动控制系统的设计 1.系统设计自动控制系统主要参与智能建筑楼宇的运行控制,其在设计中,注重功能性的运行内容,管控好楼宇的运行和消耗,促使楼宇内的各项自动化项目,保持在最佳的状态[1]。自动控制系统的设计,可以规划成3个模块,分别是:(1)安保管理,自动化监测智能建筑楼宇,实行防火防电及防爆,同时还要执行安全中的数据管理,提高数据传输的水平,达到数据传送的规范标准;(2)物业管理,自动控制系统中,辅助计算出智能建筑楼宇的资金消耗,监督各项设备的运行状态,及时发现有异常的设备,制定设备更新计划,更换异常设备;(3)环境能源管理,自动控制系统管控智能建筑楼宇内的照明、空调以及运输项目,重点规范照明系统和空调系统的能源分配,有效控制能源消耗,实现节能降耗,自动控制系统在运输方面的环境能源管理,是指电梯、停车场等项目的控制,保障能源分配的合理性,才能完善自动控制系统的设计。2.系统分区自动控制系统在智能建筑楼宇中的系统分区,分为两个部分。分析如:(1)控制分区,自动控制系统分为集中控制与集散控制两个部分,集中控制是指计算机为自动控制的基础,所有监控点均连接到监控中心的计算机体系中,计算机处理好运行数据后,重新传送到设备的执行器内,缩短了运行控制的时间,集散控制的核心是分布式控制,监控中心采用通信总线结构,在智能建筑楼宇的监控区,实行分级分布式的控制方法,分散的状态下,完成自动化控制;(2)协调分区,是指对智能建筑楼宇中的子系统,实行协调化的自动控制,不同子系统,其核心功能不同,采用自动化控制系统,确保子系统能够在协调的状态下独立运行,子系统单独连接到自动控制系统内,做到协调运行。 二、智能建筑楼宇自动控制系统的应用 本文以某商务型的智能建筑楼宇为研究对象,该案例中,建筑楼宇占地120585.21㎡,建筑总高度是85.3m,该智能建筑楼宇,集酒店、办公、商业、车库等功能于一体,该建筑在建设初期,就提出了智能化要求,落实了自动化系统的应用,探讨几点自动化系统在该楼宇中的应用表现,如下:1.智能卡系统该商务型智能建筑楼宇,自动控制系统的应用,构建了智能卡系统,专门用于保护楼宇内部的安全性,确保出入人员的安全性。自动化控制中,包含了智能化系统,出入人员通过刷卡的方式,通过智能化系统,向自动控制系统提交认证信息,符合认证才能正常出入[2]。该案例的门禁、车库等位置,均采用了智能卡服务,实现了自动化的识别。自动化系统中有数据库,其可主动识别智能卡的用户,身份匹配成功后,才能安全放行。该楼宇的人流量大,因为楼宇存在多项功能,所以在酒店、办公等位置,专门配置了自动化的门禁系统,采取自动化的识别方法,门禁属于智能卡系统的一部分,执行刷卡识别,保障楼宇内部的安全。2.视频监控系统自动化控制在楼宇视频监控中,表现出了高效的应用。楼宇的运行根本是安全,结合自动控制系统,在楼宇中安装视频监控系统,专门用于监督楼宇的内外环境。该楼宇中的安全管理方面,不仅安装了视频监控系统,还配置了防盗报警、信息巡防等模块,其在该建筑楼宇的公共部位,安装了视频监控,以便实时掌握楼宇内外的环境状态,避免发生突发状态[3]。该楼宇内,不同功能的区域,管理人员之间相互协调,尽量扩大视频监控系统的监测方法,遵循“以人为本”的保护方式,落实视频监控系统的应用。例如:该案例的商业区,突发了安全事故,周围居民及时按下了防盗报警,信号迅速传达到了安全监控室,值班人员根据视频监控系统与防盗系统,迅速找到了事故位置,及时排除了安保人员,解决了事故问题,有效避免了人员伤亡。3.设备管理系统智能建筑楼宇中,安装的设备非常多,增加了设备管理的负担,而自动控制系统,可以应用到设备管理上,缓解了各项设备的运行压力。设备管理上的自动化,在智能建筑楼宇中,营造了舒适的环境[4]。该智能楼宇在设备管理时,以自动控制系统为基础,引入了多项先进的技术,专门控制好智能建筑楼宇中的设备运行。例如:该楼宇中的空调设备,建筑内,安装了30台空调机组,其中8台是空气净化变频机组,空调机组中,采用了PLC编程控制,促使空调能够根据楼宇内的环境,自动调节变风量和温度,实现了室温控制空调的方式,空调机组中安装传感器,夜间会降低或停止空调运行,降低了空调设备的能源消耗,体现了自动化控制在设备管理系统中的优势,不仅具有管控的作用,还起到节能降耗的作用。自动控制系统除了在空调设备上,还应有到了通风排水、电器运行、电机等设备中,完善了智能楼宇的设备运行。 三、智能建筑楼宇自动控制系统的发展 智能建筑楼宇自动控制系统是信息时代的产物,其具备良好的发展前景。随着通信技术和计算机技术的发展,自动控制系统在智能建筑楼宇中,可以更为及时、便捷的实行功能管理。未来发展中,自动控制系统可以参与智能建筑楼宇的各方面管理,不仅仅是现代几点功能控制上,而是提供综合的管理方法,充分体现自动化控制系统的功能。自动化控制系统在未来发展中,朝向高级化的方向发展,在智能建筑楼宇中,形成高级管家,提升自动化服务的水平,还要和通信自动化、办公自动化相互配合,完善智能建筑楼宇的运营环境,充分发挥自动控制系统的功能优势。 四、结束语 智能建筑楼宇的自动控制系统应用中,以规划设计为基础,满足智能建筑楼宇的功能需求,体现自动控制系统的高效性。自动控制系统在智能建筑楼宇中,得到了积极的发展,结合系统的设计和应用,推进自动控制系统在智能建筑楼宇项目中的发展,以便在楼宇中,开发更多的自动化控制功能。 作者:吴涛 单位:四川省煤炭设计研究院 自动控制系统论文:自动控制系统在污水处理的改进措施 摘要:水资源在全球范围内都是重要的资源,水资源在我国经济发展中也占据很大的比重。因为水资源量在很大程度之上影响着我们国家经济发展的速度。伴随着近代工业的迅猛发展,以水资源为代表种种资源都受到相当大程度的污染,对污水处理的问题成为了目前最迫切的问题。文章分析了自动控制系统于处理污水时的的作用,先介绍了自动控制系统的组成特点,然后研究了自动控制系统在污水处理中的应用现状以及今后的改进措施进行探讨。 关键词:自动控制系统;污水处理;改进措施 前言: 目前,我国的环保力度逐渐加强,国家对污水处理上的处理方式也渐渐由点到面,进行了全方位的处理。因为我国国土很辽阔,各种工厂分布在很分散的位置为我国污水处理无形中增加了很大的难度。但是污染过水资源如果未经处理或者是处理不妥就排放到江海湖泊中,不仅为我国生活用水造成严重的影响,同时会对我国工业产业产生阻碍无法正常发展。因而,污水的处理是迫切的问题。电气自动控制系统在污水处理中的应用,可以提高处理污水效率,可以为我国经济的发展奠定出一个很良好的发展平台。得到很多有用的结论,自动控制系统能够提升自动控制系统整体性能,令污水的处理可以最高效率、最科学的进行,给经济的发展以及社会的整体发展扫除了麻烦。 一、自动控制系统的组成以及特点 自动控制系统的组成比较复杂,一般由数据采集、信号处理以及自动控制等各方面的内容组成。在实行污水处理时,只有这些部分协和配合,各尽其能,就会使污水达到最好的处理效果。主要负责系统运行的自动控制部分,令系统在没有人操控的情况下,也可以按照原来设立的系统进行运行,将人从危险、繁重的工作中拯救出来;主要负责系统监控的数据采集部分,当系统属于运行状态时,数据采集部分可以对污水处理的状况进行检验,能够保证系统的正常化运转;信号处理部分是对采集的数据进行处理,若发现系统出现异常状况时,就会迅速的对系统开始进行修复,保证污水处理的质量与效率。自动控制系统是一个多部分组成的整体化的设施,需要各部分之间相得益彰,污水的处理才可以实现高效化。 二、自动控制系统在污水处理中的应用现状 (1)电气自动控制系统所采用的检测设备检测精度不理想我国的科技发展不均衡,有些技术的发展还处于初级阶段,和总体科技水平差距太大,所以在使用设备的配套时,往往有些方面的落后会拖垮了设备整体的本能。当前我国的电气自动控制系统中,检测设备相当不完备,整体设备的性能的滞后。在电气自动控制系统进行处理污水时,很多的仪表、检测表由于精度不够,令系统没办法对突然出现的问题准时处理,造成了不必要的亏损,降低了处理污水的效率,减小了经济效益的空间,因而很大程度上限制了企业的发展。(2)污水的排放标准太低为了扩大经济效益空间有些厂家进行污水处理时,通常省略或简化水质的检验。近几年,由于我国环保部门监控力的加强,有些企业、工厂用PH、DOORP等进行对水质的限制,可是在电气自动控制系统进行操纵时,若检测系统检测到水质还有处于不合格状况时,系统接到反馈单单只是延长污水处理的时间,而却不是再一次进行对污水水质的检验,这样通常会造成处理的污水完不成预期的成效就直接排泄到环境中去。(3)设备维护不到位一些污水处理工厂一方面为提升污水的处理效率,另一方面为了减少污水处理成本,所使用的污水处理设备都是直接从国外直接买来。可是从外国买回来的设备基本都会有维护的要求,一旦没有满足维护标准设备不能正常工作,令污水处理效果不理想。 三、自动控制系统在今后的改进措施 因为我国污水的自动控制处理系统和经济发展现状没能完美的符合,这很阻碍到处理污水效率和质量,利用对我国目前污水处理现状,为相关方面采取必要措施,来提高处理污水效率和质量。(1)控制设备的检测精度在污水处理工厂引进新处理的设备后,必须注重对设备的检测,尤其是设备的精度问题。如果检测设备的精确度有缺陷,会令污水处理结果产生问题,经常令没有达标的污水因检测不出就被误排放了,这会造成无法挽回的各种方面的损失。因而,在引进新处理设备之时,就要注重检测设备精度的问题,我们必须要使处理的污水排放后不会产生较大的危害后果。(2)提高污水排放标准污水处理在实际生活中,排放的标准过低令污水处理现状和理想相差很大。利用对提高污水处理标准,从而减少不达标的污水被排放的量,这样可以从整体上将污水处理的效果得到保障。(3)相关设备的维护目前来说我国很多污水处理厂都是直接从国外引进设备,设备的维护问题有多方面的难题。可是只有好的处理污水的设备,才可以确保污水处理的结果。所以,工厂要必须加强设备维护的重视度,为克服各种方面的困难,把设备维护工作做到位,污水处理结果可以得到保证。(4)培养专业的人才培养专业的人才在污水处理方面是可持续发展有重大意义,可是我国目前污水处理人员都是接受简简单单培训就上岗,没有了解很多相关知识,这样使得在实际操作时易产生大问题。特别是在电气自动控制系统需要维护或者是出现问题时,特别难找到这方面专家进行指点。培养专业人才或者引进专业人才就十分重要了,这样不仅仅可以为我国污水处理的水平提高,也可以为污水的处理提供长期的保证以及将来的发展问题作出筹备。结语:综上所述,自动控制系统于污水处理之中有相当高的地位,一方面大幅度的降低污水处理的经济成本。另一方面,可以令污水处理效果获得明显的改善,创造出了很好的社会效应。文章利用对目前我国污水处理现状进行着手分析,提出很多改进措施,希望我国业内人员在提高污水处理质量以及改善污水处理等方面能有更大的进步。 作者:潘亚楠 赵磊 宋淼 单位:沈阳理工大学 自动控制系统论文:智能建筑楼宇自动控制系统研究 【摘要】随着我国建筑业的不断发展与进步,智能化建筑也得到了相应的发展,其中自动化控制系统在其中扮演着极其重要的作用。本文主要就智能建筑,简要分析自动化控制系统在其中的应用。 【关键词】智能建筑;楼宇自动化控制系统;空调系统管理 1前言 建筑中的自动控制系统在其中占有着非常重要的组成部分。它有着以下几方面的优点,第一能够有效的节约能源,第二能够确保设备的运行处于安全的范围,第三能够创造安全的工作环境。以上的这些优点使得当代的建筑已经发展为智能的建筑,发展为会为人类思考的建筑。 2自动控制系统的发展历程 随着自动控制技术的不断发展与进步,建筑内的自动控制系统也随之发展而来。在我国建筑行业的发展过程中,楼宇的自控系统经历了以下几个阶段的发展。第一个阶段是集中式控制系统,第二个阶段是集散式控制系统,第三个阶段是现场总线控制系统,第四个阶段是网络集成系统[1]。 3自动控制系统的发展趋势 智能化的自动控制系统,尤其是有着集成能力的自控系统这一概念出现的时间较短。故此,在系统的选型讨论时往往存在着一些争论。自动控制系统主要是由以下两方面结合产生的,第一方面是计算机的控制技术,第二方面是通信技术。所以,建筑的自动控制系统必定是会采用计算机领域的最新研究技术。 4自动控制系统在建筑工程中的应用 4.1工程概况苏州的南溪江路商务中心地处苏州吴中区,总建筑面积在十二万平米左右,建筑高度高大85.3米。主要有以下几方面的功能,第一就是商业功能,第二就是作为办公写字楼的功能,第三就是作为五星级酒店功能,第四可以作为地下停车场。其中该建筑采取了自动控制系统以达到能够对建筑进行智能管理的目的,下文主要介绍空调能耗管理系统在建筑中的应用。4.2设计依据采用国家规范标准进行建筑设计,如建筑设计防火规范、防雷设计规、智能建筑设计标准规范、低压配电设计规范等。4.3设计目标4.3.1一次设备的运行能够达到设计的标准“一次设备”指的是能够体现其使用功能的设备,如锅炉、电梯、路灯等能够直接方便用户使用的设备,建筑的自动控制系统就是控制类似以上的设备来为用户进行服务的,故此我们也可以称自动控制系统的设备为“二次设备”。楼宇的自控系统最主要的目的是能够保证“一次设备”的运行达到设计的要求,确保南溪江路商务中心获得舒适的工作环境。4.3.2降低设备的使用能耗在当代建筑工程中,为了尽最大可能的去满足用户的需求,机电设备在建筑中占据着越来越重要的地位,而这些机电设备的能耗也是建筑运行所要支出的主要部分。据调查研究发现,仅仅中央空调的能耗就在建筑中占据其中的百分之四十以上,在楼宇内采取自动控制系统有助于节约能约能耗,节省运行资本。4.3.3方便物业的管理为了给南溪江路商务中心大楼提供一个较为舒适的工作环境,那么其中的机电设备必然数量较多,然而由于这些设备分布较为分散,那么就会使得这些设备的管理非常困难,采用自动控制系统有助于物业管理者能够采用远程控制的方法来减轻工作人员的劳动强度,实现物业管理的现代化。对于那些使用较为规律的设备,我们可以用电脑时间程序管理来进行控制。4.4设计原则4.4.1合理性合理的自动控制系统不但能够满足用户的需求,更是以系统的实用为主要目标来对南溪江路商务中心进行控制。4.4.2先进性采用最为先进的技术来进行设计,方便日后的使用过程中能够跟踪行业的发展。4.4.3开放性不但能够兼容其他的设备监控,并且用户能够自主的选择其他的系统来进行更新维护。4.4.4友好性有些系统较为复杂那么就需要专业的操作人员来进行操控管理,而该软件的友好性则是使用较为简单,方便工作人员操控管理。4.5系统原理此次设计运用的是新型的集散控制系统,将其中的控制功能进行分配,分配到每个控制回路,并体现在现场的仪表之中,进而提升系统的可靠性,从而达到分布式的控制。本系统分为以下三个层面,第一层是设备层,第二层是控制层,第三层是管理层。主要的监控对象大体分为以下几类,第一是PAU空调系统,第二是水泵设备,第三是电梯设备等。南溪江路商务中心大楼的BA系统的监控设置在一楼的监控中心之内,大楼中共设有30多台空调机组,当中有5台采取了变频机组。一般而言,变风量空调的原理是送风传感器或者回风传感器来进行冷水、热水调节阀的控制,于此同时可以依据需要来进行风管电加热的分级调节,然后设置高温保护开关,当开关动作时,就需要对电加热器进行关闭操作,当风机停止运转时,要对电动二通阀进行关闭操作。对组装式空调器进行控制时,由室内温度来进行控制调节,调节冷水、热水的电动二通调节阀。然后设置高温保护开关,开关的设置在电热器后面。当开关动作时,就需要对电加热器的电源进行关闭处理,当风机处于停止的状态时,要将电动二通阀进行关闭处理。需要注意的是,风机开,电加热器才能进行开启处理。随着过滤器的阻力发生改变时,可以通过控制变频器来维持风量,以达到保证换气的稳定,进而延长过滤器的使用期限。4.6供电电源系统电源是由及控制室的配电箱引接进来,容量为三相5kw。DDC数字控制器安装在各空调机房内部,电源就通过最近的配电箱进行引出,容量为单向0.5kw。4.7电气接地在一栋建筑物中,其供电配电的设计至关重要,影响整个建筑物的有效使用。在其中,接地系统在其中占据着非常重要的组成部分,因其能够对供电系统的安全运转有着最直接的影响。尤其是近些年来,随着科技的不断进步与发展,建筑内的自动控制系统在给我们带了了巨大的方便的同时也产生了一些问题。在南溪江路商务中心大楼的工程中,采用的是TN-S系统。在进行系统的设置时,要注意以下几点问题,第一是它的工作零线,第二是其专用的保护线,第三是它们相连接的位置,以达到保证智能化建筑的安全。 5结语 建筑内的自动控制系统在智能化建筑中扮演着极其重要的角色,它能够实现整个建筑的智能化服务。智能化建筑的设计施工需要许多单位进行协调配合,如施工单位、业主、设计单位等。通过在建筑内设置自动控制系统,有助于实现整个建筑的节能效果。在今后的建筑业的发展过程中,建筑内的自动控制系统的发展也将会越来越成熟。 作者:张亮 自动控制系统论文:自动控制系统对污水处理的应用 摘要:在我国经济发展的过程中,水资源占据着重要的地位,他的资源量将很大程度上影响着我国经济的发展速度。而随着近代工业的崛起,以水资源为代表的各类资源均受到很大程度上的污染,所以对污水的处理已经成为当前最突出的问题。本文就自动控制系统在污水处理中的应用进行全面的分析,提高自动控制系统的性能,使得污水处理能够最大效率的进行,为社会、经济的发展扫除障碍。 关键词:自动控制系统;污水处理;应用 引言 近年来,随着我国环保力度的逐步加大,对污水的处理上逐渐由点到面,实行全方位的覆盖。由于我国幅员辽阔,各类工厂分布较为分散的状况给我国的污水处理增加了难度。而污染的水资源如果处理不当而直接排放进江海湖泊,不仅给我国的生活用水带来影响,也会阻碍工业等相关产业的发展,所以对污水的处理已经成为一件急需解决的问题。电气自动控制系统的应用,将提高污水处理的效率,为我国的经济发展奠定一个良好的发展平台。 1自动控制系统的组成以及特点 1.1自动控制系统的组成 自动控制系统的组成较为复杂,一般由自动控制、数据采集以及信号处理等方面的内容组成。在进行污水处理时,只有这几个部分协调配合,各尽其能,才能使污水的处理的效果达到最好。自动控制部分主要负责系统的运行,使得系统在无人控制的情况下,也能够按照原有设定的系统进行运行,将人从繁重、危险的工作中解救出来;数据采集部分主要负责系统的监控,当系统属于运行状态时,数据采集部分能够对污水处理的状况进行检测,保证系统的正常化运行;信号处理部分是对采集的数据进行处理,当发现系统出现异常状况时,就会及时的对系统进行修复,确保污水处理的效率与质量。自动控制系统是一个整体化的设施,只有各部分之间相辅相成,才能实现污水处理的高效化。 1.2自动控制系统的优点 从另一种角度而言,自动控制系统可以分为软件和硬件两部分。这两部分虽然完全不同,但是却是缺一不可。为了实现电气自动控制系统的方便化操作,自动控制系统中往往嵌入了目前发展较为成熟的软件工程技术。操作员进行操作时,可以结合软件的优点通过功能图块进行编程,提高系统操作的便捷性。除此之外,对于一些较为复杂的工程项目,可以利用高级语言完成相关的数学算法,在简化项目复杂程度的同时,可以实现功能块的嵌套,优化系统的性能。硬件与软件不同,但是在一定程度上被软件限制选择的范围。通常情况下,一款软件的集成程度越高、功能越强,那么对硬件的配置要求就越苛刻,污水处理工厂的成本就会增加。所以在软件的制作过程中,我们要兼顾硬件的选择,只有这样才能在不影响污水处理效率的情况下,节省开支,实现经济效益的最大化。 2自动控制系统在污水处理中的应用现状 随着科技的发展,越来越多的设备处在日新月异的变革之中,设备的更新周期远远低于历史上的任何一个时期。电气自动控制系统就属于其中发展较快的一类,且从整个经济结构角度来看,电气自动控制系统对于人类来说具有巨大的应用价值。然而事实表明,实际应用的情况并没有达到理想的效果,其中存在着较多的缺陷和不足。下面我们就简述一下电气自动控制系统在污水处理中具体应用的现状。 2.1电气自动控制系统所采用的检测设备检测精度不理想 我国科技发展不平衡,某些技术发展还处于基础阶段,与总体科技水平不相吻合,所以在设备的配套使用时,往往某方面的落后拖垮了设备整体的性能。目前我国的电气自动控制系统中,检测设备相当不完善,滞后了整体设备的性能。在电气自动控制系统进行污水处理时,很多的检测表、仪表由于精度不足,使得系统无法对突然出现的问题及时处理,造成了不必要的损失,降低了污水处理的效率,压缩了经济效益的空间,从而很大程度上制约了企业的发展。而且,如果处理的污水没有达到设定的标准就进行排放,那么其中的污染物就会对环境以及相关生物造成极大的危害,给国家和人民造成不可估量地财产损失。 2.2污水的排放标准太低 一些厂家进行污水处理时为了扩大经济效益空间,往往简化或者省略水质的检查。近年来,由于我国环保部门的监控力加强,一些企业、工厂用ORP、DO、PH等进行对水质的控制,但是在电气自动控制系统进行操作时,如果检测系统检测到水质尚处于不合格状态时,系统接到反馈仅仅只是加长污水处理的时间,而并非再一次进行污水水质的检测,这样往往造成处理的污水达不到预期的效果就直接排放到环境中去。 2.3设备维护不到位 我国的污水处理工厂为了提高污水处理的效率,减少污水处理的成本,一些污水处理设备都是从国外直接购买。而这些设备往往都有维护要求,只有满足维护的标准之后,设备才能够更好的工作,使污水的处理效果实现最大化,但是目前国内工作人员对这些设备的了解较少,很难满足设备的维护需求,使得设备的维护工作名存实亡。而且这些设备的造价往往十分昂贵,维护的费用也是一笔巨大的开支,严重挤占了工厂的利润空间,使得部分污水处理厂做的不够到位。 2.4缺少相关的专业性人才 从相关部门的统计数据来看,我国污水处理行业员工的能力普遍偏低,往往都是通过简单的培训就直接上岗。在这种情况下,如果处理系统一旦出现问题,或者处理设备需要维护的时候,由于缺乏专业人才,就会导致污水的处理效果与理想的标准相差较大。 3自动控制系统在今后的改进措施与发展方向 3.1自动控制系统的改进措施 由于污水自动控制处理系统与我国的经济发展现状不能够很好的契合,严重阻碍了污水处理的效率与质量,通过对目前我国污水处理现状的分析,对相关地方采取一些必要的措施,以提高污水处理的质量与效率。3.1.1体改电气自动控制系统检测设备的检测精度在进行污水时,我们要保证经过处理的污水排放到环境中时不会产生大的危害。然而由于检测设备的精确度有着严重的缺陷,使得污水处理的结果产生一系列的问题。检测设备搜集数据时,因精度问题,往往使得未经达标的污水因检测不出而被误排到环境中,造成了无法挽回的损失。所以,当污水处理工厂引进新的处理设备时,一定要注重检测设备的精度问题,只有这样,才不会影响处理系统整体的性能。3.1.2提高污水排放标准在实际的生产生活中,污水处理标准的过于低化使得污水的处理现状与理想相差甚大。通过对污水处理标准的提高,减少污水不达标而被排放的概率,从整体上提高污水处理的效果。3.1.3对相关设备进行维护由于目前我国大多数的污水处理工厂都是从国外直接引进设备,在维护的问题上存在着多方面的问题。但是只有良好的机器设备,才能保证污水处理的效果。所以工厂应该加强对设备维护的重视程度,克服多方面的困难,将设备维护的工作落实到位,为污水的处理结果提高保障。3.1.4引进和培养专业人才目前我国的污水处理工作人员基本都是仅仅接受简单的培训就直接上岗,缺乏相关方面的知识,在实际操作中往往容易产生大的漏洞。尤其是在电气自动控制系统出现问题以及设备需要维护时,很难找到相关方面的专家进行指导。所以引进和培养专业人才就显得十分的重要,他不仅能够提高我国污水处理的水平,又能为污水的处理结果提供保证。 3.2自动控制系统的发展方向 目前,控制理论向着两个方向进行发展,一是在科技飞速发展的大环境下,注重某一种方法的研究,将先进、成熟的科技技术应用到方法的实践中,提高污水处理的效率与质量;二是将多种方法结合使用,相互之间取长补短,发挥他们所具有的优势,共同提高污水的处理效果。就目前而言,第二种的发展趋势明显高于第一种,且已经取得了良好的效果。 4结语 自动控制系统在污水处理中占据着重要的地位,不仅大大的降低了污水处理的成本,而且使得污水处理的效果得到了明显的改善,创造了良好的社会效益。笔者通过对目前我国污水的现状进行具体分析,提出一系列相关改进的措施,希望在改善污水处理、提高污水处理质量方面能所帮助。 作者:李家栋 单位:曲阜师范大学工学院 自动控制系统论文:谈污水处理厂的自动控制系统 【摘要】随着国家、企业、社会等对于环境问题的重视程度越来越高,污水处理厂的自动控制系统和污水处理工艺也得到了企业的高度重视,污水处理厂的自动控制系统包括了硬件和软件等部分,每一个部件的正常工作才能保证整个污水处理自动控制系统的正常工作,本文将讨论和分析污水处理厂的自动控制系统。 【关键词】污水处理;自动控制系统;污水处理工艺 在实际的污水处理过程中存在着一些难点问题,污水处理自动控制系统的应用可以解决一些传统污水处理工艺面临的难点问题,但是污水处理厂的自动控制系统自身也面临着一些需要解决的难点问题,这就需要人们不断研究污水处理自动控制系统,不断改造和升级现有的污水处理自动控制系统,使其更好的发挥作用。 1污水处理厂中污水处理工艺的一般流程 污水处理厂中污水处理工艺的一般流程主要包括污水处理工艺,污泥处理工艺和出水消毒工艺等流程,在污水处理厂中污水处理工艺的每个环节都有相关的规定和标准需要遵循。第一,在污水处理工艺中首先要对进水水质进行技能分析,在进行进水水质技能分析使应该根据相关的污水厂进水水质技术性能指标进行操作,如当污水中水质5BOD/CODCr比值为0.565时,较适合的处理工艺是生化处理工艺;当C/N的比值为3.71时,此时较为适合的污水处理工艺是生物脱氮工艺;当5BOD/TP的比值为43.33时,这时最为适合的污水处理工艺是生物除磷工艺,且不需要与其他工艺混合使用,这些只是污水水质进技能指标中较为有代表性的一些指标,可以采取对应的适宜处理工艺进行处理,当污水水质指标出现其他数据时,也应该根据相应的标准进行污水处理。污水处理工艺中对于不同的污染物质需要采用不同的方法和工艺进行处理,如为了去除污水中的SS就主要采取沉淀的方式;为了去除水质中超标的5BOD主要采取微生物吸附和代谢的方式以及泥水分离方式;为了去除污水中的COD,可以采取与去除5BOD类似的处理工艺和方式;为了高效率地去除污水中的N,可以采用的工艺是脱氮工艺;对于P的去除来说,主要是依靠生物除磷的方式。第二,污泥处理工艺流程主要包括污泥稳定工艺,污泥浓缩脱水工艺和污泥的最终处置。厌氧消化,好氧消化,加热干化,加碱稳定和热处理等工艺都是能够达到污泥稳定的工艺,但是其中厌氧消化是污水厂最常用的处理方式,因为加碱干化,加热干化和热处理等直接稳定污泥处理工艺的成本耗费较高;在进行污泥浓缩脱水环节时,机械浓缩和脱水方式能够使处理后污泥含水量低于百分之八十,因此目前污水处理厂通常情况下会采用机械浓缩脱水方式来进行污泥的浓缩脱水处理;污水厂在处理污水的过程中,污泥的出现是一种必然现象,污泥虽然是固体废弃物,其中既含有一些有用的物质如氮磷钾等元素,而且污泥中也含有病原菌,寄生虫和重金属等有害物质,在进行处理时必须结合当地环境考虑其对于生态环境的影响。第三,污水厂的出水需要经过消毒过程,目前对污水厂进行出水消毒主要采用氧化法、加氮法、紫外线消毒法等,臭氧可以彻底的杀菌而且对于环境的影响非常小,因此进行出水消毒时最常用的氧化剂是臭氧;由于液氮成本低而且消毒效果比较稳定,液氮是利用加氮法进行污水消毒最常用的方式;紫外线的有点是可以在短时间内达到消毒的目的,而且不会产生二次污染,因此,紫外线也成为污水厂进行出水消毒过程中使用的方法,主要注意的是这三种出水消毒的方式在应用时也有其弊端,污水厂必须权衡这些消毒方式的利弊,选择具体的出水消毒方式。 2污水处理厂中自动控制系统的硬件设计 2.1现代污水处理厂自动控制系统的简单介绍 现代的污水处理厂自动控制系统主要有两种类型:一种是可编程序控制器PLC,另一种是现场总线控制系统FCS。可编程序控制器PLC是一种利用可编程序存储器进行操作和控制的电子系统,由于电子技术的应用,使得可编程序控制器PLC具有很高的控制能力,而且这种自动控制系统的可靠性也非常高,,即便在较为恶劣的污水处理环境中,也可以正常的工作。现场总线控制系统FCS可以实时地检测污水厂处理现场的相关数据,而且FCS采用智能技术和通信网络技术,能够使污水处理的现场形成一个智能的通信网络,可以提高污水处理过程的操作性和现场设备互联性。在实际的应用中,可编程序控制器PLC与交换机、工控机的结合使用是污水厂污水处理中实用性很强的污水处理厂自动控制系统,因此在下面的介绍中,会更侧重于对可编程序控制器PLC的介绍。 2.2现代污水处理厂自动控制系统的构成 在编程序控制器PLC、交换机、工控机结合使用的现代污水处理厂自动控制系统中,系统结构主要分为控制层和信息管理层。对于现代污水处理厂自动控制系统的控制层,主要采用PLC自动控制方式、就地手动控制方式和中控室集中控制方式等进行控制,通过对控制层的有效控制,不仅能够实现各个编程序控制器PLC之间的数据交换和协调,而且可以实现编程序控制器PLC中个智能化控制设备间的数据交换和数据协调,以及一些程序的编译和维护工作,如果远程设备中出现了错误也可以通过对控制层的控制查询错误。现代污水处理厂自动控制系统的信息管理层主要依靠通信网络进行信息的管理和传输等,信息管理层所采用的通信网络是标准以太网,这种网络可以有效快速地处理信息和管理信息。为了保证现代污水处理厂自动控制系统的正常运转,自动控制监控系统也是必不可少的一部分。 3污水处理厂中自动控制系统的软件设计 准确确定污水处理厂中自动控制系统的自动控制方式,设计下位机PLC程序,精确计算关键控制环节的相关数据,设计上位机人机界面等四方面的工作是确保污水处理厂中自动控制系统正常高校工作所必须做好的工作。自动控制方式在上文中已经做过简单的介绍,其中现场手动控制方式是污水厂应该优先考虑的一种控制方式,这种控制方式主要能够解决现场调试和检修等问题;PLC自动控制方式需要利用相关软件进行设计,主要完成对隔栅间,沉砂池A/O池,脱水车间,进水泵房和二沉池消毒池等区域的控制;中控集中室控制方式是一种远程的控制方式,操作人员需具备相当的分析能力和专业能力,因为采用这种方式时,虽然操作人员所做的操作主要是开或关,暂停或启动,但是进行这些操作之前需要对中控系统操作站或操作面板的监控画面和数据进行合理地分析。除此之外PLC的程序设计以及模糊自整定PID参数算法的确定及计算也是非常重要的软件设计步骤。 4结语 通过分析污水处理厂的自动控制系统,可以发现污水处理自动控制系统的结构复杂,而且对于电子技术和智能技术等的要求非常高,因此想要成功地实现污水处理自动控制需要大量的工作和学习,也需要研发人员的不断努力和创新,才能够使污水处理厂的自动控制系统更高校更成功地发挥作用。 作者:周亚楠 单位:河北省晋州市城市污水处理厂 自动控制系统论文:自动控制系统在污水处理的应用 自从我国工业化进程加快以来,污水的排放及其处理已经成为越来越受国家关注的一个重点。水资源的利用直接关系到人类生存,关系到人类可持续发展。早期工业废水、城市生活废水全部直接排放进自然中,直接利用自然的自我净化调节功能来分解废水。但是随着我国工业化程度的不断加深,仅仅通过自然自净能力已经很难将庞大的废水量处理完,这时建设城市污水处理厂的必要性就突显出来。早期的城市污水处理厂一般都是由工作人员到现场进行勘察以及调研,但是污水处理厂的构成复杂、建筑物繁多,在测量多种项目指标时,常常给现场勘测调研带来极大困难。随着科技革命带来各种新技术,污水处理厂渐渐开始引用自动控制技术,这项技术得到广泛应用是因为自动控制技术操作起来非常方便,可以进行实时监测,并且非常节省人力。在20世纪70年代的美国,部分污水处理厂可以实现对加药过程进行计算机控制,如污水处理厂通过计算机对加钒过程进行掌控,很好地降低了钒的使用量,与之同时发生的是管理效率的显著提高和水质的大为改善。除此之外,像德国、日本等国家的一些污水处理厂也较早实现了用计算机来控制污水处理过程。污水处理系统发展到现在已经取得很大进步,其自动化程度跟以前相比也更高。 1污水处理系统中自动化技术的应用现状 所谓自动控制系统就是把控制设备、执行器件、检测元件和主计算机之间利用通信网络连接起来,这样主计算机可以对它们进行集中控制,进而达到集中监控、集中调度、集中分析和集中数据处理的目的。经过对国外引进技术和设备的消化和吸收,我国的污水控制系统也有所进展。工业Ethernet配合着FCS,再与PLC控制站结合起来,这种自动控制系统是我国最新一代的控制系统。现在自动控制系统在污水处理中的应用有了新的进展,如FCS、PLC、DCS等。其中FCS是现场总线控制系统(FieldbusControlSystem),近年来它发展迅速,可以算得上是最新型的自动控制技术,它旨在用网络传输代替比较传统的硬件传输,这是FCS通过现场控制网络将众多控制器、传感器和执行器连接起来实现的。PLC是可编程控制系统(ProgrammableLogicControlSystem),它使用计算机技术以实现开关量的逻辑控制,其最大的优势就是具有超高的可靠性和抗干扰能力,这种优势使它在污水处理中占有很重要的地位。DCS是集散控制系统(DistributedControlSystem),它是一种新型的4C控制技术,实现了连续物理量的监视与调节,与PCL相结合的DCS控制系统在污水处理厂中的应用可以说已经相当成熟了。 2自动控制系统在污水处理过程中的特点以及主要表现 2.1自动控制系统的主要特征 相比于其他的自动控制系统,在污水处理中应用到的自动化控制系统比较繁琐复杂。因为其中涉及到的物理量非常多,而且其中不仅有模拟量,还有数字量。与此同时,控制方式也有开环控制和闭环控制、顺序控制和时间控制等多种控制方式。而要使处理后的水质达标,就要使处理过程中的各项参数都要合格。这就需要对处理设备的运行状态、进排泥量和排水量等进行综合控制,这无疑会加大自动控制系统的复杂性。现在的自动控制系统已经具有良好的开放性、适应性和经济性等,这和自动控制系统有简单的逻辑控制阶段发展成为分散控制阶段是密切相关的。 2.2自动控制系统在污水处理过程中的主要表现 2.2.1过程控制。自动控制系统对污水处理整个过程中的工艺参数以及流程进行实时监控和采集分析数据,然后根据分析结果对现场的设备的运行进行控制,这就是我们所说的自动控制系统的过程控制。其中可以实现运行数据的采集和存储、调度和管理。整个运行过程的系统是中央控制系统,中央控制系统可以对整个工艺的运行和停止以及一些紧急事件进行直接控制。2.2.2在线监视功能。在线监视功能使动态的工艺流程图显示在中央控制室的计算机屏幕上,同时可以显示在子站界面上的是现场设备的运行状态和一些非常重要的工艺参数的变化情况。必要的情况下,我们可以利用鼠标和键盘对系统的运行状态进行干预。2.2.3故障诊断及报警处理。当设备在运行过程中产生一些可以或者不可以避免的故障的情况时,故障诊断功能可以将其监测出来,并随后进行查找和报警。此外,故障诊断系统还可以分析和调整一些简单的事故,从而使系统运行更加稳定。报警时系统可以显示报警的画面,这样可以让操作人员在对故障进行处理时得到提示。 3自动控制系统在应用时存在的问题及今后的改进方向 3.1自动控制系统在应用时存在的问题 虽然上述过程中我们的确展示了自动控制系统的众多优势,但是自动控制系统的发展毕竟还是不够完善,从各个污水处理厂的调研中我们总结了自动控制系统现今存在的一些问题:3.1.1自动控制系统的在线稳定性不够。随着PLC、DCS以及FCS技术的发展,自动控制系统的稳定性已经得到了一定的提高。但是由于污水处理实在是一个很复杂的过程,系统中的设备在运行过程中会涉及很多参数,而且每个参数还在不断的变化中,这就给自动控制系统对整个污水处理过程进行有力的监督控制造成了障碍。所以,一般污水处理厂除了自动控制系统外,还需要现场的工作人员来操控运行过程,并对有些分析结果进行调整,以期保持整个处理系统的稳定性。3.1.2已建的污水厂存在仪器、工作人员方面的限制性因素。目前大部分已建的污水处理厂的自控技术水平落后,污水处理效能与自控关系不明确,与之配套的自控设备和仪器匮乏,同时现今的排放标准也普遍提高,再加上污水处理过程中与自动控制设备相关的自动化方面的知识比较复杂,引进的大部分设备都是外文说明书,厂区的工作人员缺乏必要的自动控制方面的知识,这些劣势只靠对厂内工作人员的培训是无法轻易转化的。3.1.3目前我国众多的污水处理厂虽然监视良好、但是控制能力却明显不足。对于监视过程中得到的数据,工作人员并不能很好地进行分析和利用,这样就使自动控制系统失去了一开始我们想要它能提供给的便捷。并且自动控制系统在污水处理厂的运行过程中带来的由于节能降耗引起的直接经济效益并没有被充分认识到,这从另一个方面阻碍了风险投资者在投资污水处理厂时对自动控制系统的投资欲望。与此同时,自动控制系统引入污水处理厂后可以保障污水的排放达到标准,提高环境效益和社会效益,在这点上污水处理厂监管部门的认识也不到位,他们缺少与风险投资者的协调,以上种种都是限制自动控制系统在污水处理厂推广的重要原因。3.1.4自动控制系统本身还有待完善。例如与自控技术相关的软件、仪器行业并不规范,先进的自动控制技术大都从国外引进等。更详细一点举例,像污水处理过程中使用的探头很多,它们用于数据的采集,且都是被淹没在污水中的。但是如我们所知污水中的成分相当杂乱,这些探头很容易被缠结进而影响采集数据的准确性,更有甚者会损害探头。 3.2自动控制系统今后的改进方向 一是在自动化控制系统的稳定性还没有得到确保时,污水处理系统中应该配备必要的工作人员,以弥补自动控制系统稳定性不够带来的分析结果的误差。二是接下来一段时间内应该在污水处理厂中配备相应自动控制方面的专业人员,这样既可以对其他厂区的工作人员有一定的培训和指导,也可以避免因工作人员专业素养不够引起的操作失误甚至事故。这对厂区的正常运行有很大的影响。三是依然要不断开发智能控制在污水领域的应用深度,如模糊控制、神经网络控制、专家控制等技术,这些技术仍然需要理论上的进一步发展。通过数学建模和仿真,结合污水处理新技术的市场需求,将这些智能控制方法相结合,争取提出更加行之有效的新控制策略。四是争取将污水处理厂的自动控制系统与高速数字技术和网络技术结合,通过遥感遥测遥控技术实现污水处理厂的自动控制,以解放所有的现场操作人员。 4结语 如上所述,自动控制系统在传统的污水处理领域已经取得了众多成果,可以极大地提高污水处理的效率,提高出水质量,大大减少了有害物质的排放,其产生的经济效益和环境效益是值得肯定的。但是,我国的污水处理中自动化技术的应用起步是比较晚的,所以在这方面我们不可避免地落后于西方发达国家,这集中体现在我们的控制系统大都从国外引进,缺少自主研发的系统,同时相应的污水处理设备、测量监测仪器的质量一直得不到提高。显然国家应该加大对这方面的投入,以缩小与世界先进水平的差距。我们有理由相信,随着我国科学技术的不断发展,污水处理系统会有更好的完善,而自动控制系统也会在污水处理领域发挥其应该有的作用。 作者:杨博英 单位:株洲市城市排水有限公司 自动控制系统论文:电气设备自动控制系统运用分析 1将PLC控制系统设计到电气设备自动化控制系统中 (1)设计科学合理的流程。明确电气自动控制的任务,并加以评估,将PLC控制范围确定下来。最后技术人员根据PLC的功能和性价比来确定程序控制器的主机。在此基础上确定各模块及相应的各单元,如显示设定单元、模拟量单元及位置控制单元等。(2)确定输入/输出地址。PLC接线端上的I/O信号的地址是PLC控制系统设计的基础。只有确定了输入/输出地址,才能进行下一步的软件编程工作;I/O地址的确定是控制柜及PLC外围接线绘制装配图、电气接线图、安装人员装配的基础。以表格的形式列出I/O的名称、代码和地址是很有必要的。(3)设计控制系统。控制系统分为硬件部分和软件部分。PLC控制程序的编写是系统设计中软件部分的组成。除了程序编写之外的控制系统设计基本都是属于硬件设计,如电气线路的设计、PLC控制器的设计、抗干扰的设计及PLC控制器外围线路的设计等。1)设计系统的硬件。硬件设计的主要包括确定电气控制元件;设计抗干扰措施;设计电气控制系统。2)设计系统的软件。主、子程序及中断程序是软件设计的三大主要部分。设计PLC控制程序时编程是主要的方法但更重要的依靠设计者自身累积并总结经验。应用较多的编程方法有流程图法、状态表法、逻辑代数法及功能图法等。设计程序常见步骤为:①查找输出对象,确定出其启动及关断条件;②输出对象的启动条件及关断条件有制约条件的,要找出来;③大多情况下,输出对象以FK=(X开+K)•X关关公式加以编程,有制约条件的,以FK=(X开•X关约+K)•(X关+X关约)公式加以编程;④代入相应数据入公式中,结合PLC编程的要求,建立梯形图;⑤全面检查并修改程序。梯形图编程设计系统程序与语句表编程相比,更直观,更加一目了然,但具有需要修改时比较麻烦工程量大的缺点。一般对于比较清晰的并发、单及选择顺序的控制任务,应用功能图进行设计程序较有优势。(4)调试系统。系统硬件的模拟调试工作必须在主电路断开的环境下实行,并且只能够调试手动控制部分的功能正确与否;只有模拟出各种开关信号输入的情况才能够对系统软件部分进行调试,通过综合应用电位器、万用表及开关模拟多种现场信号,观察此时PLC输出的逻辑关系是否与控制要求相符;与此同时,也可应用电脑直接模拟加以调试。通过反复修改与调试来确定程序的完全正确。(5)系统联机调试,下载已经编制并且调试好的程序到现场PLC控制系统中实行运用。首先断开主电气然后才开始调试,只能对控制电路实行联调。联调过程中,发现问题,要反复全面检查系统接线与软件设计里程序的编写与调试,只有系统控制功能正常,并满足控制要求才能交付使用。整个体系完成后,系统完成后,必须整理相关技术资料以存档,为以后系统的维护、检修及改进等提供依据。 2电气设备自动控制中PLC控制系统的操作过程 (1)选择合适的电源。选择电源时,最基本的要求时其额定输出电流各模块消耗的电流总和。(2)相匹配功能模块的选择。选择的基础是要选择可靠性高的机型,并且在系统运行的过程具有很好的稳定性。(3)设计控制元器件。设计辅助程序、故障应用措施,分配存储空间、编制功能子程序是设计系统控制元器件的主要内容。(4)正确的输入/输出模块的选择。1、输入/输出模块点数的确定;2、运用离散系统来实现输入与输出的模拟;3、编入具有特殊功能的输入与输出。(5)控制系统连接与安装的实现。PLC控制系统多个部件在配线板上的实现,按照相应的系统接线图对其进行安装工作。(6)调试实现PLC的运行。1、调试PLC控制系统硬件与软件,以保证试运行的稳定性;2、试运行过程中,设计人员必须注重PLC控制系统各个部分运行情况详细观察运行的细节,对出现的各种情况必须立即做出停机处理,找出出现问题的原因与源头,并及时的选择正确、有效的方式处理掉出现的情况;3、确定PLC控制系统试运行准确无误后,要整理好技术文件,并且交付使用。 3PLC控制系统应用领域 (1)PLC控制系统在数控系统中的应用。传统的控制系统具有多种控制方法,随着PLC控制系统的出现,在业内引起了非常广泛的关注。在数控系统中实现了PLC控制系统的应用,大大促进其控制定位变的精确与方便。(2)PLC控制在交通控制系统中的使用。交通控制系统中PLC控制系统的应用关键体现在控制交通系统总线方面。采用PLC控制系统使得交通系统工作效率得到极大程度改善,在一定程度上进一步完善和高效化了监控。(3)中央空调系统中的PLC控制系统运用。当下,控制中内空调系统的方法有如下三种模式:(1)继电器的传统控制模式。(2)数字化的直接控制模式。(3)控制器可编辑的控制模式。在此三种控制模式中,继电器的传统控制模式与直接数字控制模式由于其自身缺点原因,在实际中其应用广泛度逐渐减少。而PLC控制系统因抗干扰性能高、较稳定、便于维护等优势,在中央空调系统中的应用越发广泛。 4结语 电气设备中应用PLC控制系统后,使得传统复杂电器逻辑得到简化,在具备简单易操作特点同时,又大大降低了故障率,还提高了运行过程中稳定性。极大促进了电气PLC控制系统的运用。 作者:魏潇韩 单位:西安有色冶金设计研究院 自动控制系统论文:电气自动控制系统功能及发展探讨 1电气自动控制系统阐述 1.1电气自动控制系统概念 电气自动控制系统是指自动控制系统在无人为直接参与操作下,利用控制设备、检测仪器对电气设备或设施的运行进行控制的一种自动控制技术。电气自动控制系统的运行包括自身起到控制作用的控制器,如检测仪器和自动设备;被其控制的电气设备,称为控制对象。在整个自动控制系统中,需要各种参照数据进行控制指令的输入和输出,其参照数据称为被控参数,而输入或输出的过程则表示自动控制器与被控制对象的变化。 1.2电气自动控制系统的性能要求 电气自动控制系统根据其实用性及运作性质必须具有抗干扰的性能和跟随输入性能,由于电气自动控制系统应用到电气运行中,电气设备很多,自动控制在运行时有可能会受到其他因素的干扰,对控制系统的参数或数据等造成一定的偏差,为了提高控制系统的运转正常,提供可靠的数据依据,所以自动控制系统中必定要具有抗干扰的性能。同时,电气自动控制系统数据的输出一定是随着输入参数而改变的,有时候也会出现例外,由于输入数据不是按照时间输入的,则参量输入时也可不按时间输入,但总体来说还是根据输入方式的原则进行输入的。 1.3电气自动控制系统的分类 电气自动控制系统的分类方式很多,可根据其任务定型、数学模型、信号形式、系统规模、智能化情况等进行不同的分类。例如,按照数学模型可将自动控制系统分为线性或非线性两类控制系统,或者是时变或非时变量类;按照任务的分配方式可分为随动控制、调节控制和程序控制三类系统分型;按照信号形式分型可分为离散或连续两种控制系统分型。而电气自动控制系统整体上可分为开环、闭环及复合式三种控制系统类型。 2电气自动控制系统的功能 电气事业自动化生产水平在随着市场经济的不断发展而进步,推动自动化生产的主要机制是自动化控制系统,它是促进电气设施生产、运转的操作系统,不仅可替代人力不可操作的部分,而且可大大提升电气设施工作的效率,因而电气自动化控制系统具备很多功能。 2.1自动控制功能 电气设备运行过程中,自动控制系统必须安装,因为它具备自动切断电路的功能,可以在设备运行线路发生故障或设备发生故障时,自动将电路切断跳闸,对设备起到一种保护作用,从而对整体的运行也起到保护和控制作用。 2.2保护功能 电气系统的正常运行是各种设备、设施共同运行的体现,但在各类设备运行中有很多未知的故障发生,如电流或电压过大或过低均会影响线路的正常导电,引起设备发生问题;或者用电功率过大也会影响线路和设备的正常运行,而一系列问题的发现及制止,均需要一个能够起到保护作用、自动处理的系统来显示,因而自动控制系统是不可缺少的一种传达故障信号,对线路、设备起到保护作用的设施。 2.3监控功能 自动控制系统中均配有监控功能,因为设备控制的传感均需用电,电是利用传感器介质进行信号传输的,人用直观观察是看不见的,所以在判断对设备的控制、及设备是否有电,均需要传感介质进行输送,因而其具备这样一个监控系统,进行数据、信号等的传送。有了这样一个监控功能,在设备发生故障时,它会自行经过传导报警,提醒工作人员设备发生了问题。监控的方式分为三种:一种是集中监控,它的优点是可以集中管理、维护,比较方便,缺点是处理器的工作量比较大,由于内储会造成其运行速度的减慢,而且连接线路也比较多且繁杂,导致线路的查找比较困难;一种是远程监控,远程可以减少材料的利用,降低安装费用,但由于其通讯速率比较慢,所以适合小的设备系统应用;一种是现场总线监控,它具有省料、省钱的优点,而且可以减少电缆的利用率,连接通信线便可使用,不仅整体上节省了费用,而且还便于维护。 2.4测量功能 工作人员是通过眼睛看、耳朵听,根据设备数据的显示来判断其是否正常工作的,工作人员是利用外界测试工具对设备工作状态进行检测的,但自动控制系统自身具备对电气设备的电流、电压和功率进行检测的功能,它可以详细地检测其数据,从而提高了对电气设备的控制效率,为工作人员的管理和工作也带来了便捷。 2.5智能化功能 自动化控制系统具备智能化的功能,智能化功能是随着科技的发展、电子计算机及网络的发展不断研发的新技术,它利用电子计算机控制便可对设备的生产进行操作,并具有高效性和安全性,可以节省人力的工作。 3电气自动化控制系统的发展趋势 社会在不断进步,人类思想也在随之不断进步,越来越多的电子软件技术被广泛应用并得到了高度重视,随着科学技术的不断发展,电气自动控制系统也将会向集成系统的方向发展,从而改变传统单一的设备运行时代。随着电子商务不断发展和广泛利用,将电气自动化系统结合IT共融应用的联合方式,会随市场经济的不断发展而被广泛应用,它是将IT技术与多媒体技术与电气自动化系统融合的一种形式,可以通过内存系统的应用,利用显示器的浏览来从事各种生产的需求,不仅节省人力、物力、劳资,而且还提高了效率,所以说将电气自动化系统与IT结合应用是将来一大发展趋势。同时,随着电子计算机技术与互联网技术的快速发展,不仅提高了软件、通讯、组态环境的功能和利用效率,而且也提高了各项电子技术间的配合使用度,因而将计算机与互联网应用到电气自动化系统中是必然的发展趋势。 4结语 通过本文对电气自动控制系统功能与发展趋势的探讨和分析,电气自动控制系统就是一种在无人力直接参与工作的状态下,自行对电气设备进行控制和检测的技术系统,不仅可以提高电气设备运行的工作效率,对电气设备起到安全、保护和监控作用,而且可以减少工作人员的工作量,对电气事业的经济费用也起到一定的降低作用。同时随着科学技术的不断发展,将电气自动控制系统与IT、计算机和网络融合应用则是必然发展的一个趋势。 作者:李艳红 单位:国网吉林省电力有限公司延边供电公司调控中心 自动控制系统论文:DCS锅炉系统自动控制系统探析 1DCS系统的基本构成 DCS系统在很长时间就已经得到了相关方面的普及工作,而且其在实际中的应用效果也是非常好的,可以说在各个领域的自动化控制技术领域都有其不可取代的地位。DCS系统就是集散的控制系统,系统的核心思想是通过分散控制,进而进行集中操作的指导方针。DCS系统主要是由上位系统还有下位系统构成,上位系统应用的是工业控制计算机,现场的数据,存储,还有报警处理,打印以及控制参数的设定等,都是运用组态软件来完成实时的显示工作。在实际的作业工作中,通过借助于工业控制计算机,然后对上位系统进行全方式的控制,这方面的内容主要包括应用WinCC组态软件,实现对现场数据进行的实时的显示,处理,还有对各种参数进行的设定,以及对所有数据进行存储的工作,对一些可能出现问题的数据,实现自动报警,还有最终数据的输出功能等。而下位系统是由PLC构成的,同时还要连接现场的一些设备。在上下位系统之间,通过应用Ethernet来实现通讯,其根本目的就是要满足对数据的实时监控。就目前而言,基础的自动化控制系统组件主要有S7-300系列的PLC硬件,而系统平台的主要界面是Windows2010,其监控软件是WINCCV6.0,相应的编程软件是STEP7V5.3。 2针对于DCS系统的锅炉系统自动化控制系统的整体方案 2.1控制任务的运行方法。 (1)自动调节.通过对锅炉运行参数进行自动的调整,这样来适应外界的负荷,还有工质参数的要求,同时还能让锅炉保持在比较经济的工作状况下运行。(2)程序控制。在程序控制方面而言,比如引风机,鼓风机,还有炉排的启动顺序等,它们控制开关的启、停以及运行等动作,通过先进的技术进行自动化的控制。(3)保护联锁。如果是从保护联锁方面而言,比如锅炉在运行的过程中,这个系统配置对水位是否正常,以及压力是否正常等情况能够进行报警的系统功能,同时还包括那么针对保护作用的,对压力以及水位异常情况下的连锁保护功能。建立电气联锁保护系统,可以有效的预防和杜绝在设备关闭过程中的操作性失误。 2.2控制系统本身的功能 (1)控制燃烧系统.燃烧系统的控制的目的就是确保蒸汽管内的压力稳定,与此同时还要保证有足够的燃烧效率。所以为了平衡这二者的关系,操作人员在调节锅炉负荷以及燃料的时候,就需要及时的对送风,还有引风量进行有效的调节和改变。如果负荷增减的度量比较大,还可以选取调节措施为停开数层或某一层。(2)锅炉送风自动控制系统。锅炉送风的主要目的是让投入的燃料,在炉膛燃烧的时候,能够自动的投入合适的风量,进而保证锅炉的原料的有效燃烧,从而来提高锅炉的工作效率。这里需要涉及到控制参数,而对送风的控制参数而言,主要是送风参数,还有煤气的压力参数,这两个参数可以让锅炉的热效率得到保证,通过借助不断的对送风机挡板开度的大小进行调整,进而来实现送风压力的自动调节的目的。如果有两台送风机同时的在运行,就应该并列其中的一个,而对另一个的送风机的挡板进行调节。(3)对炉膛内负压力的调节。平衡量和引风量的目标,是当锅炉的运行处于稳定的状态时,要保持它的为微负压,做到这一点,系统就可以有效的并且安全的运行。炉膛中的负压自动控制机制,是通过调节引风机入口的风门开度来实现的,这个过程中,一定要保持炉膛内的负压在-20到10Pa的微负压状态之间,进而就可以保证锅炉安全的燃烧。(4)对蒸汽温度的调节.在蒸汽温度的调节方面,现在基本上都是选用自制的冷凝水喷减温装置。它的工作原理是按照蒸汽的出口处,对温度测量的结果来判断的,通过自动打开调节阀,然后对温度进行有效的调整,以此来保证温度处于正常合理的范围之内,也就是在430到450℃之间。这些就是DCS系统的锅炉系统自动化控制系统的整体方案,这个方案的有效落实,在实际的生产中,不仅能够给相关的操作人员以很大的方便性,而且还能有效的保障各个行业的生产加工工作,尤其是在对燃烧的锅炉的保护方面,只要按部就班的执行每一项的工作内容,而不是偷工减料的落实工作,锅炉在工作方面是不会出现比较严重的事故的,所以相关的领导和技术人员对一线的操作人员,一定要做好相关的培训工作,进而保证DCS控制系统在实际的生产中发挥其最大的作用,给企业创造出更大的价值。 3针对于DCS控制系统的控制联锁保护技术 3.1锅炉的保护设计和技术应用 为了安全的监控炉膛,更好的保证稳定的锅炉燃烧情况,所以就需要控制好DCS的软硬件。在运行的时候,被输送到燃烧炉跟前的高炉煤气,还有焦炉煤气分别从锅炉的燃烧器,送入到炉膛内部而进行燃烧过程,煤气燃烧所需要的空气是由鼓风机提供给,而鼓风机在工作的过程中,先要把冷空气送到空气的预热器内,然后通过加热后,再让热风道把热空气送进炉膛内。如果煤气的压力过低,或者鼓风的引风因为其他的故障而停止了工作,锅炉的内部就会发生回火而造成爆炸的事故,对锅炉中的所有气动阀来说,在切断层面上都必须要进行连锁控制,这样才能保证在出现异常的时候,所有的安全气阀都可以被自动的连锁系统给切断,也就是说,点火煤气压力控制点火小的气动阀,而喷气自动阀,还有高炉煤气压力控制高炉的大喷气动阀,在它们之间实现连锁和切断,这对于所有的气动阀来讲,如果让引风机以及鼓风机进行全部的控制,那么一旦出现鼓风,引风机停止作业的情况,就会造成所有的气动阀都会被快速的连锁切断。 3.2水位连锁保护技术的应用 针对于DCS控制系统方面,其在处理水位变化方面能够实现非常好的自动化控制。这个系统内设置了因压力的大小而导致水位偏高或偏低的声光报警装置,还有因水位偏低而停炉热工连锁保护保护功能。尤其是气泡水位的控制设计方案,其可以根据给水的流量,还有气泡液位和蒸汽的流量对给水阀进行合理化的调节,进而保护了锅炉水位的稳定性。 这种DCS系统的锅炉系统自动化控制系统,不仅能够达到上面的效果,而且还能很好地实现节能,环保以及降耗,并且最终能够达到良好的经济效益以及社会效益目的,以上通过对自动化控制系统设计经验的分析,尤其是在DCS系统反面下的锅炉系统自动化控制系统应用的阐述,希望能给业界人士提供一些借鉴。 作者:王玮琳 单位:西安磐石电力科技有限公司 自动控制系统论文:电缆屏蔽层自动控制系统分析 1概述 化工行业的自动化程度的提高对于各类控制系统的安全可靠程度提出了较高的要求。系统中各温度测量数据、压力测量数据、流量测量数据、转速测量数据、震动测量数据、阀门控制数据通常采用模拟量4~20mA电流信号进行传输。由于在控制现场设备频繁的启动、停止再加上现场动力线路与控制线路密布在一起,导致传输模拟量等信号的控制线路存在严重的电场和磁场干扰;化工工业系统中往往又分部几百乃至几千个输入输出通道,控制线路之间的相互耦合也会形成电磁干扰。在存在干扰环境中的控制电缆的屏蔽层若不能合理的进行处理,就会对整个控制系统的稳定性造成严重影响使其不能正常工作。自动控制系统经常出由于控制电缆受到的电磁干扰信号没有得到有效的释放进而影响到系统中的模拟量、数字量等信号,而由其中的跳车信号引的系统跳车现象。因此我们需对电缆屏蔽层在控制系统中所起到的作用引起高度重视,下面关于控制电缆屏蔽层的两种接地方式及如何才能做到最有效的防干扰来进行论述。 2控制电缆屏蔽两种接地方式和优缺点 2.1控制电缆屏蔽两种接地方式 (1)控制电缆屏蔽层的一端接地即是电缆屏蔽层的一端直接接地,电缆的另一端不做接地或者进行保护接地。电缆屏蔽层单端接地情况下,没有接地的一端金属屏蔽层与大地之间会产生感应电压,电缆中感应电压的大小与电缆的长度成正比,但不会产生电势环流通过电缆的屏蔽层。电缆屏蔽层一端接地的目的就是利用抑制电势电位差达到消除电磁干扰的效果。(2)控制电缆屏蔽层的两端接地就是将屏蔽电缆的两端的金属屏蔽层均与接地装置连接,电缆屏蔽层两端接地的情况下,这样就不会产生感应电压存在屏蔽层中,但是受到干扰磁通的影响时会在屏蔽层中产生环流,若果两端接地点的电势不相等,就会在屏蔽层中形成较大的电势环流,产生的环流就会对通讯信号产生抵消和衰减的影响。电缆屏蔽层两端都接地,电磁感应就会在屏蔽层上产生感应纵向电流,该电流会产生一个和主干扰方向相反的二次场,这样就会抵消主干绕场的影响,就会显著降低磁场耦合所产生的感应电压,查阅资料中的实验证明这种情况下可将感应产生的电压降到不接地时感应电压的10%以下。 2.2控制电缆单端接地与两端接地的优缺点 (1)控制电缆屏蔽层一端接地,一是:可有效阻止控制电缆的线芯与外界环境形成电容,这样控制电缆的线芯就不会因环境中的电场变化而产生充放电的现象,这样就可以防止静电干扰的影响。二是:屏蔽层采用一端接地,避免由电缆屏蔽层两端产生的电位差使屏蔽层内形成接地环流,造成设备误动或损坏的现象。控制电缆屏蔽层单端接地也存在问题,单端接地方式适合长度较短的线路和电磁感应的干扰不大的场合。静电感应电压有时会影响电路信号的稳定,还比较容易形成天线效应。(2)控制电缆屏蔽层两端接地的的优点,一是:当控制电缆由磁通包围时,将会感应出屏蔽电流在控制电缆屏蔽层中,这样屏蔽电流就会产生磁通可以抵消由磁通对电缆线芯的影响。若是屏蔽效果理想,在两种磁通共同作用下,就会使被屏蔽层完全包围的控制电缆线芯中的磁通为零,屏蔽层产生力一个理想的法拉第笼。二是:电缆屏蔽层的两端接地,可以降低由于大地电位升高产生暂态感应电压。当雷电通过避雷器引入到地网,使接地系统中的冲击电流增大时,就会在系统中产生暂态的电位波动,与此同时接地网的视在接地电阻也将升高。当电缆在上述电位升的区域敷设时,电缆就会因为电位的波动而受到干扰。控制电缆的屏蔽层两端接地也存在一定的问题,一是:当接地系统中出现短路电流或者雷击电流时,因电缆屏蔽层两端的电位不同,就会在屏蔽层内流过电流,会产生额外的冲击和干扰电压;二是:当电缆屏蔽层内流过电流时,就会对每个线芯将产生干扰信号,若果电缆芯在强电回路上时这样就因电缆屏蔽层中的电流产生的干扰信号影响就不大。 3自动控制系统中电缆屏蔽接地注意事项 (1)在现场施工时要尽量采用远离技术:通讯信号的控制线路要远离强信号的线路敷设,尤其是要远离动力电缆线路;敷设电缆式避免平行进行敷设,在施工现场可以采用敷设不同桥架的方式来隔离不同的电缆。这样来减少控制线缆之间的串扰。(2)抑制磁场耦合所引起的干扰,尽可能的屏蔽干扰源:对于像变频器这样的强干扰源设备要和控制电缆之间采取有效的屏蔽措施,可以把产生强电磁干扰的设备和控制系统的信号传输通道设计在不同的箱体。变频器的动力变频电缆建议选用带屏蔽层的电缆,采用单端接地的连接方式。(3)通讯信号的输入输出大多项目现场均选用带双绞屏蔽的电缆。这样设计的优点是感性耦合引起的干扰可以通过双绞屏蔽线的信号线与其返回线绞合来减少。双绞线的阻抗是一样的,这样线芯本身产生的磁场干扰或环境中磁场干扰都可以较好的抵消。同时,采用这种平衡式传输方式也具有很强的抗共模干扰的能力。 4结语 在控制系统中对信号精度要求较高,干扰比较严重的情况下,抑制信号传输过程中收到的干扰采取的方式要从多方面进行考虑。首先,必须正确的选择信号线路来抑制串模干扰的影响。现场传输的通讯信号精度要求较高的电缆要选择屏蔽双绞线或同轴电缆。选择了合适的通讯线缆滞后后,还必须正确地进行敷设:敷设的线路要尽可能的远离干扰源;传输模拟信号和数字信号的线路不能共用同一股芯线;传输信号的电缆与供电电缆必须分开敷设,尽量避免平行敷设。若是现场条件有限,信号电缆和电源电缆敷设在一起时,要采用设置与大地连接的隔板或者在电源电缆上安装屏蔽罩等措施。其次,在安装电缆时,传输信号的屏蔽层的接地方式要合理选择,原则上屏蔽层的接地应采取和信号源与接收装置端相同的接地方式,在施工现场屏蔽层大多都是在控制装置侧接地。不管使用哪种接地方式,根据接地理论,都必须遵守低频电路(频率 lMHz)应单点接地的原则,这样可以避免地环路的形成,来防止地环路产生的电流引入到信号回路中而引起干扰。无论是单端还是双端,原则是死的,实效才是目的,需以能解决现场问题和设备的稳定可靠运行为重,往往只能灵活处置。 作者:于传涛 单位:中国化学工程第三建设有限公司 自动控制系统论文:新工艺炭黑生产装置自动控制系统设计 1主要控制回路的设置及仪表选型 1.1反应部分 在炭黑生产的反应部分,进反应炉的燃烧空气、燃料油、原料油及添加剂的流量、压力等都有自动控制。这里介绍几个重要的控制回路。 1.1.1反应炉燃烧空气流量调节 准确测量空气量是这个调节回路的关键点。通过孔板测得的流量还要进行温压补偿,同时,还需要引入空气湿度值(露点)。再由DCS进行计算,从而得出准确的空气量,并以此为依据,来控制空气进空气预热器的流量。由于这里的管道口径较大,所以,控制阀选用气动调节蝶阀。 1.1.2进反应炉原料油流量调节 由于原料油温度较高(280℃),故需采用高温型质量流量计,以获得准确流量值,确保调节信号的精准,达到流量稳定的目的。 1.1.3添加剂流量调节 由于添加剂的流量很小,且精度要求高,所以,采用质量流量计。控制阀为小口径气动调节阀,过去是靠进口,现在国内也有生产,使用效果尚可! 1.1.4反应炉急冷温度调节 新工艺炭黑的最大特点,是采用双高温技术,即入炉燃烧空气高温(800℃),入炉原料油高温(280℃),而炉内的最高温度达1900℃以上,一急冷后为1050℃,对此点温度的调节关乎产品的品质,所以温度的准确测量与给水量的准确控制是关键。 1.2收集部分 收集部分主要控制对象是主袋滤器、排气袋滤器和再处理袋滤器。 1.2.1主袋滤器及排气袋滤器尾气出口反吹阀门顺控 主袋滤器和排气袋滤器各箱体都需要定时轮流吹扫。轮流定时关闭各箱体之一的出口蝶阀,打开反吹蝶阀,吹扫一定时间后,关闭反吹风阀,打开出口蝶阀。接着,再进行下一个箱体的吹扫,其时间间隔可用DCS设定。反吹时间一般为20~30s,几个主袋滤器箱体中,总有且只有一个在反吹,由DCS安排轮换的次序。在DCS画面上可用颜色显示阀门的开闭状态。 1.2.2再处理袋滤器阀门反吹脉冲控制 它是由设置在造粒厂房控制室内的脉冲控制仪来完成的。另外,主、排袋滤器各箱体袋子的压降情况,可通过差压变送器测得,DCS将根据差压值的变化,调整反吹的时长,当差压值过大时,更换过滤袋子。为防止引压管堵塞,测量管线应考虑加装吹扫装置。 1.3造粒干燥部分 湿法造粒干燥控制系统,是由诸多调节回路组成的调节系统。 1.3.1复杂调节回路 (1)粘合剂流量和造粒水流量组成双闭环比值控制系统,以水流量为主回路,粘合剂流量为副回路。(2)造粒水流量和造粒机功率组成串级调节系统,以造粒机功率为主参数,造粒水流量为副参数。(3)尾气燃烧器的尾气流量和燃烧空气组成双闭环比值调节系统,以尾气流量为主回路,空气流量为副回路。(4)尾气流量和造粒水组成双闭环变比值控制系统。 1.3.2其他主要监控回路 (1)造粒机温度自动调节:通过调节加热蒸汽的流量来实现。(2)尾气粉尘浓度检测:考虑到要满足环保的要求,近几年,在炭黑设计中,已增设了对脉冲袋滤器出口管的放空尾气,进行粉尘含量监测的仪表,即气体粉尘检测仪。需要注意的是,该仪表在使用时,应考虑配置吹扫装置。 1.4包装部分 包装部分的监控,主要是炭黑贮罐的料位超限检测,包括不合格品贮罐和产品贮罐。当料位超高时,DCS将有声光报警。该料位开关选用射频导纳式或电极式料位开关均可。新工艺炭黑装置的仪表均为隔爆型或本安型。其远传温度计,多为热电偶(K或B),控制阀中,口径≤150mm的,选用Globe气动调节阀,口径>150mm的,选用三偏心气动蝶阀。 2主要的报警、联锁 2.1主要的报警设置 仅在反应部分就有多个报警对象。 2.2主要的联锁设置 一急冷温度超高联锁停车(如温度大于1010℃时)。空气预热器出口烟气温度超高联锁停车(如温度大于710℃时)。当尾气加压风机(GB301)停机时,联锁打开主袋滤器放空蝶阀(FV-1131)。作为最重要设备之一的主供风机,其振动、轴温、电机电流及故障等信号,也都是紧急停车的依据。 3控制系统的选择 如今,选择DCS作为生产装置的控制系统已很普遍,只是DCS与现场仪表间的信号传输方式有所不同。“传统方式”是每台仪表与DCS系统,都有单独连线,信号为4~20mADC、1~5VDC、脉冲频率等,信号通过DCS电缆,由现场仪表直接进出DCS的I/O卡。另一种方式是采用现场总线来进行现场仪表与DCS间的信号传输。以PROFIBUS总线为例,其信号为PA、DP,信号不能由现场仪表直接接DCS,而是中间还需设置PA/PA接线盒、DP/PACOUPLER耦合器(见图1)或在现场加装ET200信号转换单元。可见,“传统方式”的信号传输结构简单明了,接线简单,只是电缆用量较大。而“现场总线方式”的信号传输结构较复杂,现场接线及调试的工作量较大,但电缆(总线专用电缆)用量很少。就总体投资来说,“现场总线方式”的资金投入更大。所以,当监控点较多(如大于2000点)且现场仪表分散时,“现场总线方式”有优势,若反之,还是“传统方式”更好!我们认为,对于中等规模的炭黑装置来说,更适合采用“传统方式”。 4几点需要注意的问题 一急冷后烟气温度TICAS-1104与TIAS-1104A的热电偶插入深度应短些,一般为入反应炉内壁200~300mm为宜。在开车时,反应炉烤炉的前几天用TE-1114(分度号K)(470℃),后几天用TE-1114A(分度号B)(1800℃),入反应炉内壁10mm即可,主要是观察炉壁温度。由于尾气中含有H2O、H2、N2、CO、CO2、H2S等多种成分,而主袋滤器中的尾气是有可能泄漏出来,而使其附近有少量CO和H2存在,根据《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》的规定,需要在主袋滤器附近,分别设置有毒气体探测器、可燃气体探测器。干燥机出口附近,由于温度较高,所以仪表电缆需采用耐高温型电缆。 5结语 自动控制系统的设计水平,是保证新工艺炭黑生产长期平稳可靠运行,产品质量达标创优的关键,只有不断提高自控设计水平,才能满足生产工艺不断创新的要求。只有以先进的控制方案以及合理的仪表选型进行设计,辅以正确的现场施工,才能使建成一条经济、高效、节能环保且产品品质一流的新工艺炭黑生产线成为可能! 作者:王勤 单位:天津市化工设计院
矿山机电毕业论文:矿山机电电子设备故障诊断与维修 摘要:本文将对矿山机电所用设备产生故障的原因进行分析,提出故障诊断技术以及其在维修过程中的具体应用。 关键词:矿山机电设备;故障诊断;维修 引言 矿产资源具有十分广泛的用途,适用于多个工业生产领域。目前,矿产资源开发和利用的各种先进技术和先进设备层出不穷,大大提高了矿产资源的开发水平,提高了矿产资源的利用效率,对我国的经济发展做出了极大贡献。但是,矿山机电设备的故障问题一直是困扰矿产开发利用行业的主要问题。如果矿山机电设备出现故障,会造成人员伤亡和经济损失,阻碍矿产开发利用行业的发展。因此,加强矿山机电设备的故障诊断和维修水平,是我国矿产行业所要考虑的问题。 1机电设备的故障原因 1.1配合关系发生变化 矿山机电设备内部结构比较复杂,零件与零件之间具有密切的配合关系,各个零件共同配合形成设备的正常运转。一旦零件之间的配合关系发生变化,将很容易引起零件之间的配合失灵,轻则降低机械设备的性能和生产效率,重则引起机电设备报废。零件与零件之间的配合关系发生变化,一般是由于零件出现了损伤,尺寸和形状发生了变化,不能与其他零件进行很好的配合。这种损伤可能是因为零件长期使用出现了老化,也可能是因为意外事故导致。 1.2设备运行负担过重 在设计过程中,矿山机电设备的设计人员就已经对机电设备的各项参数划定了范围。如果矿山机电设备的运行参数超过设计人员规定的范围,那么说明机电设备运行负担过重,处于超负荷运转的状态下。如果长期保持这种状态,会对机电设备的内部造成损伤,影响机电设备的工作性能。一旦出现这种情况,技术人员要及时调整机电设备的工作参数,并且采取措施降低机电设备的运行压力。 1.3设备工作能力降低 机电设备有时会出现工作能力下降的状况,这是由设备内部因素和外部因素共同引起的[1]。比如,工作环境温度过高,散热通风情况不好,就会造成设备内部的零件摩擦生热,热量无法散发,最终导致零件温度上升而发生形变;或者是机械设备在安装时连接不恰当,造成连接部位负荷过重而发生扭曲或者磨损。 2故障诊断的步骤 机电设备的故障诊断由多个环节组成,首先是建立数学模型。机电设备的运行涉及众多运行参数,这些运行参数代表着机电设备的运行状态,也能够及早反映机电设备的故障。故障诊断就是要将这些工作参数综合起来建立数学模型,然后从定性和定量两个角度进行分析。其次是信息的采集处理。机电设备上都安装有传感器,传感器需将探测到的信息数据发送到存储器。这些数据信息不能用来直接判断机电设备的运行状况,而是需要经过有效处理。这些数据信息经过处理后,才能够与设备的运行标准进行比较,进而找出继电设备发生故障的原因。除了以上两个步骤,技术人员平时还要时刻关注机电设备各个部件的运行情况,结合机电设备的使用寿命进行故障预测,判断机电设备可能出现的故障种类和表现,从而为机电设备的维修工作提供有效的依据。 3针对矿山机电设备的故障诊断技术 对于矿山所用的机电设备,常见的诊断技术有三种:参考故障记录、压力和温度检测、利用专家系统诊断[2]。在矿山机电设备出现故障的时候,维修人员除了要采取必要措施对故障进行排除外,还要将故障的特征、原因、处理办法记录下来,以便日后出现类似状况时能够以最快速度解决问题,从而防止对矿产资源的开发利用造成影响。所以,在矿山机电设备产生故障的时候,技术人员首先要查看故障记录,查看是否曾经出现过类似故障,进而寻找解决办法。机电设备在正常运行的情况下,传动箱和轴承等部位的压力参数和温度参数都处于比较稳定的状态。所以,技术人员可用过检测机电设备各部位的压力参数和温度参数,来确定机电设备是否发生了故障。通过这种方式来进行故障诊断,能够快速判断出机电设备是否发生了故障。因此,这种方式的应用最为广泛。我国的矿产开发企业都要具备故障诊断相关的专家系统。故障诊断的专家系统包含了行业专家对故障诊断和故障解决的详细分析和经验总结,是我国矿产开发利用行业精英的智慧结晶。技术人员可以通过专家系统对设备故障进行定性分析和定量分析,制定解决办法。 4故障诊断技术在维修当中的具体应用 4.1采煤机故障诊断 我国在九五重点科技计划中明确指出:要将采煤机的故障诊断列为矿产行业的重点开发技术项目之一[3]。从此,我国的采煤机故障诊断技术出现了突飞猛进的发展。我国的采煤机故障诊断技术通过多个单元的共同配合,有效降低了采煤机出现故障的频率。这些工作单元有摇臂检测单元、变频器通信单元、高压控制箱检测单元、机身外围检测单元和工程概况检测单元。检测设备通过监督采煤机的各项工作参数,利用通信模块汇总信息,向技术人员发出预警信号,从而对采煤机采取温度、过流、欠压和过压等保护措施。总体来说,我国的采煤机诊断技术还存在一些缺点,如检测的参数不够完善、检测的范围不够广等,与世界发达国家还存在一定差距。 4.2提升机故障诊断 提升机是矿物资源开采的重要设施,能够将井下开采的矿物资源和井下工作人员运送到地面上[4]。提升机如果出现故障,会严重威胁工作人员的人身安全,给企业造成损失。提升机的故障分为软故障和硬故障,主要表现为提升机运转时发出异常声响、提升机的电动机底座出现振动、提升机出现漏灰现象、提升机的物料排出量不足等。以矿山开采常用的双筒提升机来说,松绳故障是一种常见的故障类型。如果出现这种故障,可以在提升机的天轮上安装小磁钢,通过传感器检测天轮的转动速度。如果天轮的转速保持一致,传感器的输出技术脉冲也差不多,则说明故障已经排除。 4.3其他设备故障诊断 除了采煤机和提升机,矿山开采的常见机电设备还有高压异步电动机和通风机。故障诊断技术同样可以应用到这些机电设备的管理中。这类故障技术典型的有金属超声探测技术、红外线热成像技术、铁谱探测分析技术等。这些技术的逐步运用,让技术人员可以及早发现机电设备的故障,从而有效避免造成更大的损失。 5结论 综上所述,矿山机电设备保持良好的运行状态,对于我国矿产开采作业水平和工作效率具有决定性影响,还能够保护矿物开采工作人员的人身安全。我国矿山机电设备产生故障的原因主要有配合关系发生变化、设备运行负担过重、设备工作能力降低三种。对此,矿山机电设备的维修人员要时刻保持对机电设备的监测,提前预测机电设备可能出现的故障,结合故障记录和专家系统分析故障原因,采取必要的技术和措施处理故障,以尽快排除机电设备的故障,确保机电设备能够安全、可靠、稳定地运行。 作者:马川 单位:东莞市技师学院 矿山机电毕业论文:矿山机电设备故障诊断探索 摘要随着矿山机电设备的不断更新,其故障诊断领域出现的新问题也越来越多。在矿山开采过程中,机电设备发挥着重要的作用,加上其价格通常比较昂贵,一旦发生故障,将会造成不可估量的损失。本文在解读矿山机电设备故障诊断原理的基础上,对其诊断过程中所运用的技术做全面分析,制定详细的诊断技术运用方案。希望能够提升矿山设备故障诊断能力,提升矿山机电设备的使用效率。 关键词机电设备;故障诊断;研究 科学技术是第一生产力。如今,科学技术的更新日新月异,矿山机电设备作为精密仪器,所运用的科学技术比较先进,更新换代也比较快。也正是因为如此,其对负责故障诊断的工作人员的要求相对较高:工作人员不但要具有极高的专业技术能力,而且还需要掌握比较全面的矿山设备故障诊断知识,比如要可以熟练操作计算机、独立完成信号处理、掌握如何控制传感器等[1]。通过对矿山机电设备故障的诊断,能够大大增加矿山机电设备的工作寿命,减少矿山开采的成本投入,提升这一活动的整体收益。 1矿山机电设备故障诊断原理 有多种原因可以引起矿山机电设备故障,所以对其进行诊断需要注意工作的每一个环节,尤其是需要按照自己的真实情况来判断故障出现的缘由。而要做到这一点,首先要完成的工作就是要明确矿山机电设备故障诊断工作的原理:按照矿山的真实情形构建一个数学模型,把矿山机电设备非故障状态下的各个数据做统一登记,并以此为根据,将其与发生故障时机电设备运转的各项数据逐一比较,找出这些数据碱的区别,通过这些不同对故障出现的原因做一个大致的评估;其次,为了进一步确定故障的部位,要对机电设备运行的重点资料加以整理,使用计算机对之进行换算,将计算结果当作诊断故障部位的参考资料,对矿山机电设备的故障问题做进一步确定;再次,在对机电设备信息进行整理解析的过程中,必须要保证解析的透彻性,要通过识别技术来确定机电设备故障的种类;最后,把上面分析得出的结果加以转化,以技术人员能够识别的方式呈现出来,为他们最终做出诊断评估提供依据,帮助他们制定更为科学的故障解决方案,以此减少矿山机电设备故障造成的损失[2]。 2矿山机电设备故障诊断技术 1)主观诊断技术。主观诊断技术主要依靠技术人员自身的经验对机电设备的故障进行诊断,确定故障的类型以及具体的故障发生部位。此种诊断方式不使用或者很少使用仪器设备,技术人员只要根据故障的外在表现就基本上能够判断出故障发生的部位。有时候,为了验证故障的确切部位,技术人员会使用一些简单的仪器作为辅助,但主要还是凭借其积累的经验对故障的详细情况进行判断。因此,此种诊断技术可以运用于任何的机电设施。但是,另一方面由于这种技术是依靠技术人员自身的经验来实施的,其对工作人员的专业素养要求非常高,没有足够的经验累积是不具备这样的工作能力的,工作人员很难顺利地完成诊断工作。此外,鉴于此种技术依靠的主要还是技术人员的主观判断,在判断的准确性方面难免会出现一些误差。2)仪器诊断技术。仪器诊断技术依靠的主要是仪器。其主要通过诊断仪器的显示判断机电设备发生故障的部位。此诊断方式得出的结果更为精确,出现误差的可能性小[3]。所以在矿山机电设备故障诊断过程中运用较多。随着科学技术的更新,诊断仪器的精确度将会越来越高,其在判断故障方面的运用将会更加全面。3)数字模型诊断技术。顾名思义,这一技术依靠的主要是数字模型,其以数学知识为基础构建相应的模型,之后通过动态检验技术和传感器技术对矿山机电设施出现的问题进行检验,通过对所得监测数据的解析,对故障的具体情况做详细的诊断。4)智能诊断技术。智能诊断技术主要依靠的是故障判断体系,其把各种机电设施常见的故障症状收集在一起构建故障判断体系,之后对比工作状态的机床设备出现的症状和体系内记载的情况进行比对,以此判断故障的情形。5)故障诊断专家体系。一般情况下,矿山机电设备生成故障的原因都比较繁杂,具有明显的复杂性、推进性和隐蔽性等特征。此种情况下,使用原本的故障诊断方式很难得出准确地结果。通常,故障诊断专家系统会集合多个学科的知识,聚集多位专家的经验,以此为基础建立起来的专家体系可以给故障做出更为全面地解析,从而得到更为可信的结论。从诊断结果来看,这一体系是相对完善的,这个方式与数学方式有很多接近的地方,它们都使用定量和定性结合的方式给予解析,最后建立故障树模型,以此彰显引起故障的根源的基本特点。后来,此方式经过逐层推进,介入粗糙等理论,排除其中的非重点要素,从而把引起故障的根源更加直接明确地表现出来。 3矿山机电设备故障诊断技术运用 1)关注矿山机电设备的日常检查。经过对现实故障发生问题的缘由的解析,大多数都是因为没有做好日常的检查工作。因此,想要做好矿山机电设备的故障诊断工作,首先要做的就是增加对日常检查工作的关注度。机电设备出现故障,突发现象比较少,大多都是先有一些细微的迹象,从一些小问题逐渐发展成为大的故障的。经过详细的日常检查,一般都能够及时觉察到这些小问题的存在,制定有效的解决方案对这些问题进行化解,大多数的故障都不会再次发生,这样由机电设备故障带来的损失将会大大减少。想要实施日常检查,首先要做的就是编制完善的工作管理体制,对日常检查过程中涉及的每一个环节都要有清醒的认识,依据矿上技术人员的实际工作能力把检查工作落实到每一个人,确定每一名技术人员应该实现的工作目标,确保日常检查工作能够按时按要求完成。其次,要建立科学的故障检查体制。经过对故障细节的检查得知,部分技术人员按照真实情况构建了工作体制,但是其并不够科学,致使不能及时把故障提交上级领导部门,从而造成机电设备故障蔓延,故障损失大大增加。最后,增加对技术人员思想意识的掌控,让他们对机电设备更加关注,增加其责任感。以矿山企业大局为中心,一旦遇到问题立即上报,降低损失,确保技术人员可以及时履行自己的义务,保证矿山设备能够正常运转。2)增加对主要机电设备故障诊断的关注度。矿山开发过程会运用到很多种机电设备。只要它们都处于正常工作状态,矿山开采工作才能正常进行。而一旦其中有设备出现故障,将会造成整个开发过程全面停工,降低矿山开发过程的整体运行效率。特别是那些主要的机电设备,一旦出现故障,更是可能造成整个开发系统的瘫痪。所以,在真实开发过程中,应该增加对主要设备的监管工作,确保这些设备随时处于工作状态,保证开发过程正常运行。同时,应该增加对管理人员的监督,让他们加大对技术人员的管理力度,对他们进行技术培训,确保技术人员的工作能力都能达到一定水准,保证他们掌握的知识可以满足工作的实际需要,可以按照故障的种类制定科学的故障诊断方案,全面归纳工作中出现的各类矛盾,提高矿山的实际开发效率。 4结论 在矿山开发过程中,机电设备扮演着非常重要的角色,发挥着关键的作用。同时,矿山机电设备的价格比较昂贵,一旦出现故障,造成的损失将会不可估量。所以,在运用矿山机电设备的过程中,应该关注日常检查和养护工作,最大限度地减少故障的出现,提升矿山企业的使用效率。 作者:姚良彩 单位:山东微山湖稀土有限公司 矿山机电毕业论文:矿山机电设备管理问题及改善途径 摘要矿山开采工作劳动强度较大、危险系数较高,并且矿山环境非常恶劣。随着采矿科技水平的快速发展,大量高性能的机电设备得到了广泛应用,大大提高了矿山开采的数字化、自动化水平。机电设备的广泛运用,大大提高了矿山开采效率,降低了工作人员的劳动强度,但也成为相当一部分开采工作事故发生的主要诱发因素。为此,首先对矿山机电设备管理工作存在的问题进行了分析,在此基础上对改善矿山机电设备管理工作的途径进行了探讨,对于确保矿山机电设备的高效运行有一定的参考价值。 关键词矿山机电设备;途径;安全生产 机电设备在矿山生产的各环节中发挥的作用越来越大,但大量机电设备的运行也在不同程度上诱发了相当一部分开采事故,据相关调查,每年的矿山事故中,由于机电设备管理问题所造成的事故伤亡超过总伤亡的1/2以上。目前我国矿山企业对机电设备的管理工作不够完善,存在管理方式落后、工作人员素质不高、检修计划不足等问题,导致机电设备在运行过程中,易出现安全隐患,继而引发安全事故。由于矿山开采工作对机电设备的要求较高,因此从机电设备的选型、采购到使用,矿山企业都需加强管理。矿山企业根据机电设备使用情况进行管理,不仅能够保障机电设备的正常运行,有效提高工作效率和生产效率,而且能够保障矿山开采工作的安全性,降低开采事故的发生率[1-5]。矿山机电设备已成为矿山开采最基本的设备,在提高企业经济效益的同时,有效促进了矿山企业的现代化水平。为此,本研究分别从管理理念、管理机构、使用规范、管理人员、检修计划等方面对矿山机电设备管理工作存在的问题进行分析,并对相应的改善措施进行探讨。 1矿山机电设备管理工作存在的问题 (1)管理理念。目前虽然矿山机电设备应用较普遍,但矿山企业对机电设备的管理仍然存在不足,矿山企业尚未认识到矿山机电设备管理工作的重要性,尚未制定较完备的矿山机电设备管理工作细则,导致相当一部分机电设备并未完全发挥出应有的作用。(2)管理机构。矿山企业在注重经济效益的同时,却忽视了矿山机电设备的管理,导致企业未针对机电设备设置完善的管理机构,导致管理系统不具有实效性。此外,我国矿山企业存在管理机构过于分散的问题,即机电设备的技术管理和经济管理机构较分散,矿山企业内部各部门对于矿山机电设备的管理职责存在重叠,不仅提高了管理成本,而且导致工作效率不高。(3)使用规范。矿山机电设备的安装和使用均会对矿山开采的安全性造成影响。工作人员在使用矿山机电设备时,由于各种因素的影响,导致机电设备出现不同程度的磨损,由于工作人员的操作失误,从而引发安全事故。安装人员未严格按照安装设计进行正确安装,或因工作失误,导致矿山机电设备在使用过程中出现问题,继而引发安全事故。此外,工作人员未对矿山机电设备进行良好的保养,易导致机电设备加速老化,给矿山企业带来较大的经济损失。(4)管理人员。矿山开采工作环境较恶劣,开采工作具有较高的危险性,导致矿山机电设备极易出现各种故障,加之操作人员专业素质不高以及工作失误,更增加了矿山机电设备的故障率。由于矿山机电设备管理工作尚未得到应有的重视,导致相关的矿山机电设备管理和维修人才缺乏,进而导致机电设备安装、使用、管理和维修均无法高效进行,不仅影响了矿山机电设备的使用寿命,而且影响了矿山企业的经济效益。(5)检修计划。任何机电设备都需要良好的检修和维护,方可在工作中最大限度地发挥其作用,并延长其使用寿命,进而提高生产效率,降低企业生产成本。矿山企业有必要制定完善的检修计划,及时解决机电设备运行过程中出现的各类故障,但由于相当一部分矿山企业尚未制定完备的检修计划,仅根据相关管理制度制定保养计划,导致无法及时发现和处理各类隐患。 2对策 (1)改善矿山机电设备管理理念。目前我国矿山企业机电设备管理理念与发达国家仍存在较大差距,为此,我国矿山企业需积极更新矿山机电设备管理理念。机电设备在矿山开采工作中发挥的作用越来越大,已成为促进矿山企业发展的主要因素,因此采用全新的机电设备管理理念,可有效促进矿山企业发展。矿山企业应转变以往机电管理等同于维护保养的管理模式,需引进国外先进管理理念,并加大对机电设备维护和改造的经费投入。矿山企业对机电设备的管理,不仅确保机电设备尽可能延长使用寿命,还应保证更加全面地发挥功效。矿山企业应更加注重对机电设备的改造,增加机电设备的功能和作用,使得机电设备在延长使用寿命的同时,更加全面地为开采生产服务。(2)改善矿山机电设备管理制度。目前,我国相当一部分矿山企业的机电设备管理制度不健全,导致矿山企业机电设备管理人员进行履行职责时无所依从。因此,矿山企业需结合当前管理制度中存在的问题和企业实际情况,不断进行完善和修正,制定健全的管理制度。此外,矿山企业可根据《机电设备检验标准》、《机电设备管理办法》等资料,制定相应的奖惩措施,增加管理制度的执行力度,从而提高矿山机电设备管理工作的成效。(3)完善矿山机电设备使用规范。矿山企业机电设备管理工作应落实到每一位工作人员,通过明确岗位责任制,改善矿山机电设备使用规范,针对机电设备管理和使用中存在的问题,进行明确分工,若发现管理不当,则追究相关人员的责任。此外,相关部门还需定期进行机电设备安全检查,若发现问题,需对相关责任人进行适当惩处,相关管理部门的负责人也应承担相应的责任。(4)组建高素质管理人才、维修人才队伍。由于矿山机电设备使用环境较恶劣,且其构造较复杂,因此在矿山开采作业中,有必要组建具有较高专业素质的管理和维修人才队伍。矿山企业需加强对各类人才的引进和培训,通过采取奖惩措施,促进相关工作人员不断提高自身的业务素质,此外,还可通过选拔人才的方式组建高素质管理团队,从而有效提高机电设备管理工作的整体质量。(5)完善矿山机电设备检修计划。矿山机电设备在长时间使用过程中,难免会出现磨损和老化问题,因此需安排检修人员定期对机电设备进行检修,确保机电设备在生产过程中,不至于突然停止运行,从而引发安全事故。矿山企业需根据机电设备的实际运行情况和类型,结合相应的规范和规章,制定周密的生产计划,及时掌握每项工程当日的生产进度及任务完成情况,合理安排人、料、机等,促使检修人员能够定期有效地进行机电设备检修,及时发现机电设备存在的问题并加以妥善解决,从而有效提高检修效果,保障机电设备的安全运行。 3结语 矿山机电设备作为矿山开采作业的主要辅助设备,加强对机电设备的管理,有助于提高采矿工作效率和矿山企业的经济效益。针对目前我国矿山企业机电设备管理工作存在的问题,提出了相应的对策,对于确保矿山企业机电设备的高效运行有一定的借鉴价值。 作者:鲍江峰 单位:山西焦煤西山煤电集团公司东曲煤矿 矿山机电毕业论文:矿山机电安装工程施工安全管理研究 【摘要】近年来,在科学技术的推动下,我国的矿山生产也实现了向机械化作业方式的转变,采用机械代替人员进行劳动,不仅降低了工作人员的劳动强度,同时也大大提高了矿山生产的效率。机电设备是矿山机械化生产中不可或缺的部分,在安装过程中具有安装专业性强、安装规模大、具有复杂性等特点,很容易发生事故,因此,在机电安装工程中,必须做好工程施工的安全管理工作,保证矿山生产的安全性。 【关键词】矿山;机电安装工程;施工安全管理 引言 矿山机电安装是一项比较复杂的工作,涉及到的范围和内容非常广,对安装专业人员提出了更高的要求,随着矿山生产的规模的扩大,机电设备的规模也越来越大,机电安装工作难度也大大增强,受到各种外界因素和内部因素的影响,矿山机电安装常常面临着各种事故的发生,严重危害了施工人员的生命健康,同时还对机电安装工程的进度和质量造成了不利的影响,从而对矿山生产造成不利影响,因此,做好机电安装工程的安全管理非常必要。 1矿山机电安装的特点 (1)矿山机电安装涉及到的学科和内容非常多,包括机械工程、数控技术、机械自动化等,在实际的安装过程中,安装的复杂性高,要求施工人员必须对各方面的知识都了解并能够熟练应用,才能保证机电安装工程的有效进行。(2)在我国科学技术不断发展的过程中,矿山机电设备也在不断更新和进步,矿山机电设备的种类也越来越多,并且自动化和智能化程度越来越高,因此,在机电设备的安装过程中,要求安装施工人员掌握各种先进的使用方式,了解设备的运行原理,因此在安装过程具有技术强的特点。(3)近年来,矿山企业的规模在不断增大,机电设备的规模也在不断增大,使用的机电设备种类和数量都越来越多,因此,在安装过程中,具有安装数量大、规模大的特点,安装的难度也因此不断增大[1]。 2矿山机电安装中存在的问题 2.1机电安装队伍力量较弱 矿山机电安装具有复杂性高、技术性强、专业要求高以及数量大等特点,因此对机电安装人员的素质和能力提出了更高的要求。但是从目前矿山机电安装的工作人员的素质和能力来看,安装队伍的整体力量依然比较薄弱,不能满足矿山机电安装的高要求。很多从事机电安装的人员都是当地的农民,文化水平有限,在机电安装过程中,对机电发生的小故障等都不能有效处理。在实际的安装过程中,不能利用计算机等先进的技术对机电设备进行管理。一些企业由于对施工人员的培训教育不到位,导致矿山技术人员容易跳槽。部分企业虽然成立了施工人员的培训中心,但是培训的方式和模式非常落后,施工人员虽然掌握了一些理论知识,但是不能和实际情况相结合,培训效果非常不理想,机电安装队伍的整体力量也没有因此提升[2]。 2.2对机电安装的监督管理不严 对机电安装的监督管理是提高矿山机电安装质量的保障,由于矿山机电安装具有较强的专业性,因此对机电安装监督管理人员也提出了更高的要求,要求监督管理人员具备机电安装的专业素质,同时还具有较高的管理水平,掌握各种先进的管理理念和管理方式。在实际的矿山机电安装过程中,安装人员执行的安装标准有时并没有详细、正确的操作说明,对于安装施工的质量界限限定不清,导致机电安装监督管理人员难以把握。另外,从现阶段的情况来看,很少安装监督管理人员会自己动手去检查安装的质量,监督检查流于形式。 2.3机电安装管理的制度不完善 一些矿山企业对机电设备的管理不够重视,非常注重企业的产量,认为机电设备的管理是生产的辅助工作,因此没有制定完善的机电设备管理制度,无论是机电设备的采购、日常的维护保养、检修和维修等工作,都没有给予相应的重视。管理制度不健全,没有安装质量标准制定管理制度,甚至某些矿山企业没有建立专门的机电主管部门,没有成立设备管理小组,最终导致机电设备的管理职能没有充分发挥作用[3]。 3机电安装工程安全管理措施 3.1制定机电安装施工安全管理目标 为了保证机电设备安装过程中的安全性,应该制定机电安装施工的安全管理目标,这样才能有效地预防施工风险。制定安全管理目标过程中,首先就是要明确问题,也就是根据矿山机电安装过程的实际情况,总结出机电安装过程中容易出现的问题,并对安全问题的原因进行分析,通过风险管理理论对安装过程中的风险进行识别和分析,最终制定出矿山机电安装工程项目施工安全风险的总目标。其次,在安装过程中,对于机电设备安装过程中的风险环境信息应该收集起来,对安装工程的技术环境、经济环境等进行分析。最后,明确了风险问题并收集了相关的环境信息之后,可以制定出机电安装工程施工中的风险管理总目标,将总目标进行细分,并一步步实现[4]。 3.2加强对安装工程施工的检查 对安装工程施工的检查和监督是提高安装工程施工质量的有效手段,因此,在安装工程安全管理中,应该加强对安装工程施工的检查。通过对整个安装工程和过程进行全面的检查,对于安装施工过程中存在的各种问题和隐患可以及时发现,病对检查出的问题及时提出有效的改善措施。对安装工程施工的检查,要求检查人员具有较高的安装专业知识,因此应该加强检查监督人员的专业素质,对检查人员进行培训,包括安全知识的培训、安全安装技术的培训和质量管理培训,加强其各方面的技能,才能及时发现矿山机电安装施工过程中存在的问题。在对设备的检查过程中,可以对操作简单的工具进行检查,检查各种工具是否能够正常使用,施工人员对各种工具操作是否符合规范,同时还可以借助一些仪器设备对施工设备和工具进行检查。当安装完机电设备之后,还应该加强对设备的维护,做好设备的维护保养,减少设备发生故障的概率[5]。 3.3建立完善的机电安装安全管理制度 为了保证整个安装过程的安全管理,应该建立完善的机电安装安全管理,从而有效消除在安装过程中面临的各种问题和安全隐患,大大提高施工的安全性。建立完善的安全检查制度,还能够有助于安装管理目标的实现。对机电安装的安全管理可以从矿山机电设备管理系统来实现,如下图1所示,从设备管理的检查、报表管理的检查和设备查询等方面入手检查,其中重点是设备管理的检查。在整个企业的经营过程中和既定设备的安装施工过程中,设备的管理都是非常重要的一个内容,只有做好设备管理,才能真正提高设备安装的安全性。在设备管理检测中,一旦发现设备管理过程中存在不合理或者安全隐患,应该及时提出,纠正不规范的管理行为。其次,还应该落实整改措施,对于设备管理中存在的安全问题或者隐患应该有针对性的进行整改。 4结语 矿山机电安装是一项复杂性较高、专业性较强的工作,具有一定的难度,在安装施工过程中更容易出现各种安全事故,因此,更应该做好机电安装工程施工的安全管理工作,制定机电安装施工安全管理目标,加强对安装工程施工的检查,同时建立完善的机电安装安全管理制度,这样才能保证矿山机电安装工程施工的安全性和高效性。 作者:刘琳 单位:蓬莱巨涛海洋工程重工有限公司 矿山机电毕业论文:故障诊断技术对矿山机电设备维修的应用 摘要:近些年来,随着矿产资源需求的不断提高,矿山开发得到了快速发展,矿山机电设备的自动化、大型化和重载化水平也日益提升,保持矿山机电设备运行的稳定安全,是当前矿山生产的重要工作。利用故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用进行探讨,以提高矿山机电设备使用的安全,提高矿山生产效率。 关键词:故障诊断技术;矿山机电设备;维修 引言 矿山机电设备是矿山生产顺利的重要基础,矿山机电设备运行的良好与否直接关系到整个矿山生产的水平与安全。在矿山机电设备运行过程中,受操作、设备本身及环境等诸多方面影响,总会有故障发生,给生产运行造成影响。故障诊断技术通过对机电设备的适当防护,降低了设备故障发生的可能,保证了机电设备运行的稳定与持续,延长了其使用寿命,对矿山生产有着重要的意义。 1故障诊断技术的概述 1.1故障诊断技术的概念 故障诊断技术是通过借助各种检测方法和手段,来对机电设备及其相关系统存在故障进行检测的过程,从本质上而言,故障诊断技术是一种防范设备故障发生、保护机电设备安全的技术。具体地说,故障诊断技术是通过使用各种精密的测量仪器来检测运行中的机电设备,得到相应测量数据后,通过对数据的处理得到有效信息,再将其与机电设备规定的标准参数来进行对比,分析机电设备本身是否有异常状况存在,如破损和老化等,如果有,则准确将其识别出来,并根据问题的具体原因提出相应维修方案。由上述可知,在矿山机电设备中使用故障诊断技术,可充分保证机电设备运行状态在规定的安全范围之内,其技术参数指标不超出标准参数,保证机电设备运行状态良好[1]。 1.2故障诊断技术的基本技术 故障诊断技术是一个检测、处理、分析的复杂过程,需利用各种手段与技术,通过多种技术的综合运用,来实现对机电设备状态的了解与控制,这些基本技术主要包括以下几种:a)数学模型技术。利用数学模型技术对机电设备进行数学模型的构建,准确反映出机电设备的参数变化情况,为判断机电设备状态提供依据;b)信息采集技术。通过使用各种感应器等装置对机电设备运行的各种信息进行采集,并通过对信息的处理和分析,及时发现设备存在的故障隐患,并做出相应处理,以有效预防设备故障造成的损失;c)信息处理技术。主要是指各种专业的处理软件,通过计算机系统对采集的信息进行快速、高效、准确处理,筛选出有效信息后,根据信息对设备做出相应调整,保持机电设备运行的稳定、安全,也是故障诊断技术必不可少的组成部分;d)识别与分析技术。是指在完成对信息的采集处理之后,还要利用相应筛选程序或软件来识别信息中有用的成分,以准确判断机电设备的状态;e)诊断与预测技术。主要是指在信息识别与分析后,要对机电设备的使用寿命进行诊断和预测,进而避免设备故障再次发生[2]。 2故障诊断技术的主要类别 在矿山机电设备中,由于其故障发生部位、发生原因等不同,在具体故障诊断上有许多不同,可将故障诊断技术大致分为以下几类。 2.1以诊断目的及条件不同为依据的分类 a)设备功能和运行情况诊断。功能诊断的对象主要是新安装的设备或被维修后的设备及部件,通过对其功能和运行状态的检测,来判断是否发生功能异常,并根据判断结果来进行调整。运行诊断主要是检测运行中的设备和系统,检查运行状态是否有异常,以便及早发现异常的存在与发生;b)设备的定期诊断和连续监测。定期诊断是一种常规诊断,是指每隔一定的时间对设备或系统进行1次普检;连续监测是通过借助计算机信号处理和仪器仪表来对设备或系统状态进行持续监测的过程;c)直接或间接的诊断。直接诊断是指直接根据设备关键零部件情况来对设备或系统整体进行判断的方法;间接诊断是指根据设备运行中二次诊断信息来分析关键零部件情况的方法;d)常规和特殊诊断。常规诊断是指在设备正常运转情况下进行采集信号并检测的方式,特殊诊断是指常规诊断无法发现信号,设备却存在问题时采用的特别诊断方法;e)在线和离线诊断。在线诊断是指直接检测运行设备的方法,离线检测是指分析现场设备运行测量录像带的方法;f)简单和精密诊断。简单诊断是指通过技术人员的闻、看、摸或简单诊断设备进行人工检测和判断的方式,精密诊断是指通过借助各种先进的传感器、分析手段和诊断仪器进行诊断的方式[3]。 2.2以诊断物理参数为依据的分类 在机电设备运行中会发生各种物理变化,并表现出相应物理参数,如振动情况、温度等,这些参数的正常与否也是诊断机电设备故障的重要措施。依据诊断的物理参数进行分类,诊断技术主要包括振动诊断、声学诊断、污染诊断、无损诊断、温度诊断、强度诊断、压力诊断、电参数诊断及趋向诊断等。 2.3以诊断的直接对象为依据的分类 机电设备的组成零部件十分繁杂,各个零部件和子系统都可能发生故障,在检测时,根据其检测零部件和子系统的不同,可将诊断技术分为:液压系统诊断、电气系统诊断、生产系统诊断、工艺流程诊断、机械零件诊断、往复机械诊断、旋转机械诊断及工程结构诊断等。 3矿山机电设备维修中故障诊断技术常用方法 3.1历史记录诊断法 历史记录诊断法在矿山机电设备故障诊断中应用较为广泛,其是通过分析设备以往的历史故障记录,针对性排除机电设备的故障,并进行相应维护,保证机电设备状态的良好。在历史记录诊断法中,可直观、快速地发现机电设备中容易发生故障的位置,并重点排查,在确保这些部件没有问题的前提下,再进行其它部位的诊断。在长期的应用过程中,历史记录诊断法已对机电设备的各种故障进行了有效记录,形成了较为完善的故障诊断集合,利用此集合,可在机电设备故障再次发生时,通过对历史记录的查询,及时准确地判断出故障类型,并做出相应维修,有效提高了诊断的准确性,并缩短了诊断时间,对于诊断效率的提高有着重要意义。 3.2温度压力监测诊断法 在机电设备运行中,压力、温度等是衡量设备运行状态的重要参数指标,通过对压力、温度等参数的检测来诊断机电设备状态,也是一种高效、便捷的诊断方法。在实际中,温度、压力的监测是通过传感器来实现的,这些传感器主要分布于轴承、齿轮传动箱等部位,能将设备参数变化直观、准确地传递出来,通过对这些关键部位温度、压力变化情况的持续监测,可有效地对机电设备故障做出准确预测和诊断[4]。 3.3智能诊断技术 智能化是当前社会发展的趋势之一,体现在生产生活的各个方面,机电设备的故障诊断也是其中之一。智能诊断技术是通过控制系统来对人脑特征进行模拟,提高对数据的传递、处理和利用效率,达到预测和诊断故障的目标,在实际应用中,主要有人工神经网络诊断和故障诊断专家系统两种。a)人工神经网络诊断法。相比于其它故障诊断技术,人工神经网络诊断方法在信息识别和处理上具有更好的效果,其针对的是矿山机电设备故障发生的初期设备状态信息会表现为复杂的、非线性映射关系,借助神经网络的自学习和自适应能力,可对这种非线性映射关系良好反映出来,判定故障类型和原因;b)故障诊断专家系统。矿山机电设备故障具有复杂性、隐蔽性的特点,传统的诊断技术对于很多故障只能在事后发现,而无法提前预测,且诊断效率较为低下,而运用故障诊断专家系统,通过借助其对设备故障相关知识的和经验的总结、模拟专家思维来分析设备故障,可有效提高诊断效率和效果。 4结语 矿山机电设备的故障非常复杂,其类型多种多样,发生原因也各不相同,在故障诊断中,根据诊断方式的不同,诊断技术也有所差异。故障诊断技术是一项系统性工程,对于提高机电设备运行安全有着十分重要的作用,因此,加强对故障诊断技术的研究,掌握各种先进的故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用方法,对于保证矿山企业效益和发展十分必要。 作者:张启亮 单位:大同煤炭集团有限责任公司四台矿液压队 矿山机电毕业论文:机电一体化在矿山机械的应用 摘要:文章围绕机电一体化技术展开讨论,分析该技术在矿山机械中的具体应用以及应用思路的构建,针对机电一体化的应用意义以及该技术在矿山机械中不同方面的应用进行研究,目的是概括出机电一体化的优点和特质,能够有效带动矿山作业的效率和效能,值得在今后的实际工作中广泛应用。 关键词:机电一体化;矿山机械;应用思路构建;矿山作业;采矿业 伴随着科技时代的来临,矿山开发以及设备管理方面更加注重对现代化技术的实行和应用。在矿山机械体系中,机电一体化技术得到了广泛的宣传和利用,机电一体化能够利用远程控制和自动化技术实现矿山机械工作的效率和准确率,提升了矿山施工的整体进度和安全程度。机电一体化技术产生于现代信息化技术平台中,是集机械应用技术与电子信息技术为一体的综合型技术方式。随着我国高新技术产业不断发展,计算机技术的应用范围和程度都影响着各行各业,机电一体化技术正是建立在计算机技术的基础上,集合计算机与信息技术、自动化远程控制技术、空间传感检测反应技术、服务传动技术、电子机械技术形成一项全面化、多元化的科学技术。目前,机电一体化技术正在朝着光机电一体化技术的方向发展和演进,在利用光学的前提下保证了机电技术的完整性和综合性。 1机电一体化技术在矿山机械中的应用意义 自我国针对采矿业出台了新政策和新要求之后,矿山机械作业方面更加注重对现代信息化技术利用,目的就是为了能够规范化矿山生产,并提升采矿产量等一系列积极效应。伴随机电一体化技术研究工作不断深入,该技术已经达到成熟,通过在矿山机械中应用机电一体化技术,使得矿山作业的整体效率得到了大大提升,改善了我国采矿业效率偏低的现状。机电一体化技术产生于现代信息化技术平台中,是结合机械应用技术与电子信息技术为一体的综合型技术方式。机电一体化中的微处理技术通过建立在实施操控系统和链条式的程序应用,能够实现矿山机械在同一命令下完成同时作业,并且不发生程序混乱和“撞车”的现象,这能够大大提升采矿设备的工作效率,在一定程度上保证了能够按时完成采矿作业的任务和既定标准。并且机电一体化中的自动操控系统有效改善了矿山设备的滞后性,通过利用远程操控取替了人工操控设备,使矿山机械的工作效率大大提升,从而使生产总量得到了明显提升,为整个矿山的经营和发展都带来了良好的经济效益。随着矿山产量的提升,充分带动了采矿企业的经济效益,从而使矿山工作人员以及相关采矿人员的薪资收入得到大幅度提升,同时也会带动整个矿业链条相关产业的发展和经济增长,实现辐射性的经济效益。 另外,机电一体化技术能够使得矿山作业过程中的使用设备得到了规范和有效应用。利用自控技术使设备自动运转,使矿山机械设备的性能能够得到有效改善和提升,使设备的具体使用与矿山实际应用情况无缝对接,完成高效率的设备效益,满足了更加广泛的工作需求。并且机电一体化技术使工作人员的工作量和工作程度都得到明显缓解,降低了人工使用率和工作量,在一定程度上也改善了矿山工作人员的工作环境,也提升了工作人员的整体工作效率和积极性。所以,针对矿山机械角度来说,很多矿山作业设备存在滞后性、低效率、高能耗的缺点,通过利用机电一体化技术来提升矿山作业的进度、产量以及作业安全性,能够很好地保证采矿企业的整体经济效益和收益,具有很高的实际利用价值。 2机电一体化技术在矿山机械中的具体应用 2.1机电一体化在矿井带式输送机中的应用 在矿山生产作业的过程中,为了作业速度加快,提升整体采矿效率,会大量使用矿井下的带式输送机来完成煤矿的运输工作和传递工作。井下的带式输送机属于矿山机械中的大型机器设备,其在一系列采矿作业中具有非常重要和关键的作用,因此在进行井下作业时,带式输送机的使用量和使用度非常频繁,并且伴随社会的不断进步,带式输送机的工作效率也在不断提高。然而在作业环境中,带式输送机会受到很多外界因素的影响,从而左右了整个设备系统的运转率,比如会因为受到震动、水分、湿度、粉尘、重量等多种因素的影响而使输送机发生损坏,自身的使用寿命也会受到缩减,那么便会影响正常的工作进度。所以为了进一步使得带式输送机能够更加高效地完成工作,提升整体运输数量和运输效率,在带式输送机运行的过程中应用机电一体化技术,以此来实现远距离操控输送机自送完成运输、清理、减震、分类等一系列工作,并且利用机电一体化在带式输送机内部的抽动设备中,启用自动化软启动程序,能够在不同环境中智能切换工作手段,就算遇到大倾角、距离过长的输送条件时也能够很好地完成作业。同时,还可以利用包含了机电一体化技术的控制器,该控制器中心输入了可调节式的编程控制系统,针对不同重量和体积都可以自动识别并且通过变频器等电子设备选择最为合适的运输状态,提升了带式输送机对恶劣环境的适应性,也大大提升了实际工作的便捷性和可控性,从矿山机械的整体上提升了生产效率,也在一定程度上降低单耗成本并缩小了整个矿山的生产成本,使消耗资源数额降低到最小,提高采矿企业的利润空间。 2.2机电一体化在矿井提升机中的应用 在矿山的实际作业过程中,提升机在矿井作业上起到了非常重要的作用,是一项非常重要的矿山机械设备。针对提升机来说,不论是在机器的内部构造上,还是使用方式上,都非常容易和机电一体化技术相结合,以此来成为一个全新的、具有现代化技术标准的采矿提升机。当前采矿业中的提升机种类为交直流提升机,而为了使提升机整体操作性更加完善和高效,利用机电一体化技术与提升机实现有机结合,从而塑造出更加具有现代化生产价值的内装式提升机。内装式提升机在自身设备的系统处理中以及工作原理上都非常具有现代化矿山生产的意义是今后在矿山机械的整个体系中最常应用到的典型化机电一体化设备。内装式提升机在内部结构的构造中存在一个滚动结构,通过驱动程序来进一步启动滚动结构,以此来完成后续工作。在传统的交直流提升机中会存在一些问题,比如滚动结构的装置过于繁琐,无法非常敏捷地完成信息录入和输出工作,从而使实际的提升和下降速度较为缓慢,拉长了矿井作业时间。然而利用机电一体化技术应用在提升机的内在程序上,使提升机的内在结构更加精简和便捷,整个设备的运作都是建立在自动控制设备环节、计算机环节、电力电子设备、物理机械部分。通过这四个环节的高效融合来完成内装式提升机的整体运作,不会消耗过多的能源,又能使变速时间掌握到最小。因此在矿井机械中的提升机利用机电一体化技术,实现高效率的软件空间、系统启动、一键还原、高强度的自适应能力,大大加强了提升机的兼容性和可操作性。 2.3机电一体化在矿井安全监控系统中的应用 从矿山机械的整体出发,实际作业中最为重视的便是作业的安全性与作业人员的人身安全。以往矿井安全的检测监控系统都是建立在在线监控以及单方面化的控制,那么针对矿井内部日常作业过程中发生的一些安全隐患以及数据偏差等问题,会很难做到及时发现,采取措施的反应较为弛缓,那么就会大大提升矿山机械作业中的危险性,事故发生几率也会有所提高。因此,通过利用机电一体化技术在矿井内部建立一套安全监控系统,实现智能化的信息检测控制体系以及实施监控中心,对各项作业反映出来的数据都归集到一个数据库中进行智能分析和辨别,从而通过计算机来实现对危险信息的筛选,能够对实际作业中的具体情况做到宏观统筹和管理,大大提升了矿山机械的整体安全度和稳定度。 3机电一体化技术在矿山机械中的应用趋势 机电一体化技术是集合了计算机与信息技术、自动化远程控制技术、空间传感检测反应技术、服务传动技术、电子机械技术形成一项全面化、多元化的科学技术,通过在采矿业中的应用来提升整体矿山开采效率以及采矿安全等方面。机电一体化中的自动操控系统有效改善了矿山设备的滞后性,通过利用远程操控取代了人工操控设备,使矿山机械的工作效率大大提升,并且也使工作人员的工作量和工作程度都得到明显缓解,降低了人工使用率和工作量。建立在这些优点的基础上,为了进一步带动采矿企业的经济效益以及使消耗资源数额降低到最小、提高采矿企业的利润空间,那么今后机电一体化技术在矿山机械中的应用将会更加注重整体性和全面性,与高新技术信息技术实现高程度的结合,从而建立以提升矿山机械的自动化、智能化、信息化、程序化目标的基础上,来实现矿山机械核心技术的开发,实现采矿作业的大机械生产,以无人化操作为标准,使采矿业朝着集约化生产的方向发展。 4结语 综上所述,在矿山机械体系中,机电一体化技术得到了广泛的宣传和利用,机电一体化能够利用远程控制和自动化技术实现矿山机械工作的效率和准确率,提升了矿山施工的整体进度和安全程度。本文通过研究机电一体化技术在矿山机械中的应用意义,从而针对采矿业的实际作业角度出发,围绕机电一体化技术在矿山机械中的应用思路进行展开探究,从而构建出具体的应用方法和实施框架,进一步提升我国采矿类企业的产矿量,并有效地降低采矿过程中发生的环境污染和能源消耗,达到有效提升综合经济效益和利润空间的目的。 作者:顾偲议 单位:会理县鹏晨废渣利用有限公司 矿山机电毕业论文:煤矿矿山机电设备维修问题与对策 摘要:随着我国经济的持续发展,我国的煤炭产业得到了快速稳定地提高。对于煤炭行业,提高从业者整体的安全意识,消除生产过程中的一切不安全隐患,是煤炭行业健康发展的最基本保障。因此,做好煤矿矿山机电设备的维修工作,是煤炭行业企业工作的重中之重。为了保证煤矿机电设备正常运转,不留隐患,确保设备使用完好率,从煤矿矿山机电设备维修中常见的一系列问题及相关的解决措施等方面展开了详细探讨和分析。 关键词:煤炭行业;矿山设备;维修工作 在国民经济的持续发展过程中,煤炭行业作为其中重要的支柱型产业,对于保证我国经济能否稳定高效地发展起着不可替代的作用。做好煤矿矿山机电设备的维修工作,解决其中存在的一系列的常见问题,并做出相关的对策,能从根本上保证煤矿企业的经济效益,进而为我国的经济发展做出应有的贡献。 1煤矿矿山机电设备维修过程中常见的问题 1.1机电设备操作使用不规范 由于煤矿矿山设备长期在艰苦的环境中进行作业,机器在开采的过程中慢慢的积累了一些难以发现的问题,这就使得机器本身的一些正常工作参数发生了或多或少的变化,其根本原因在于机电设备操作人员在工作的过程中没有进行科学规范的操作,缺乏机电设备的维护意识。长此以往,机器在工作人员持续不科学不规范的操作使用过程中,自身的安全系数慢慢下降,容易导致各类无法预料的问题发生,从而埋下了安全隐患。机电设备工作人员的操作不规范,不仅给机器本身的使用寿命带来了负面的影响,降低了机器的工作效率,还影响了煤矿企业整体的经济效益,造成了无法弥补的损失。这些客观不利的存在因素,为所有煤矿矿区的工作人员的生命安全带来了潜在的威胁。因此,只有培养好合格的机电设备操作人员,指导他们学会科学合理地规范操作机器,才能更好地消除一些潜在的威胁[1]。 1.2煤矿机电设备的使用寿命有限 煤矿的机电设备区别于常见的机电设备,它的工作环境极其恶劣,这就客观地影响了矿山机电设备的工作寿命。矿区特殊的工作环境,使得所有的机电设备经常处于超负荷、高速运转的工作状态,其中难免会受到一些大颗粒的矿区粉尘的污染,从而间接地打乱了原本的工作部署。煤矿机电设备的这种持续超负荷的工作模式,慢慢地缩短了机电设备自身的使用寿命。当机器的使用寿命达到一定的年限后,就会出现各种各样无法预料的安全事故,从而造成经济损失。在实际的工作过程中,一些煤矿企业为了节约相关的成本支出,即使在日常的机电设备检查维修中,发现了设备使用寿命年限超出的问题,也会刻意回避掩饰,从而埋下了更多的安全隐患[2]。 1.3煤矿机电设备维修人员的专业能力不高 煤矿机电设备在长期的使用过程中总会出现或多或少的问题,这就要求相关的机电设备维修人员必须要有较强的业务能力,较高的业务水平,能够从容地面对各种复杂的临场问题,并及时地制定出相关的解决方案。但在实际的调查中,可以发现煤矿机电设备维修人员自身的专业能力普遍不高,无法顺利地快速解决机电设备的各种问题,耽误了机器正常的操作使用,影响了机器设备整体的工作效率。某些机电设备维修人员的专业能力较弱,面对实际的工作问题,无法找到对应的解决方法,对机电设备整体的维修工作带来了不必要的影响。因此,只有当所用的机电设备维修人员的专业能力经过科学系统化的锻炼培养,才能保证他们在实际的工作过程中发挥自己应有的作用,保证煤矿机电设备存在的问题可以得到快速有效地解决。作为煤矿企业,只有对机电设备维修人员专业能力的问题进行及时地修正指导,才能避免他们在今后的工作岗位上出现更大的失误。 2煤矿机电设备的问题解决的对策 2.1建立科学的机器设备使用操作规范机制 所有的煤矿机电设备都有着严格的操作规范,这是避免由于操作人员在实际工作过程中的操作不规范导致的安全事故的发生,也是为煤矿机电设备的正常工作状态提供了有力的保障。因此,必须建立科学的机器使用操作规范机制,从根本上保障操作人员能够以正确的工作方式进行相关的设备操作,严格遵守机电设备正常工作的每一个科学的操作环节,为机器本身的正常工作状态做好充分的预先准备。建立科学的机器使用操作规范机制,是对所有机电设备操作人员最基本的工作要求,只有当操作者严格遵守规范的步骤,将安全理念时刻地记在自己的工作过程中,才能有效地保证自己工作效率的提高,为企业创造更广阔的利润空间。科学的机器使用操作规范机制的建立,不仅仅是煤矿企业对于机器设备操作人员有效的规范化工作约束,也是煤矿企业工作制度走向成熟的体现。作为庞大的国民性支柱型产业,煤炭行业应该尽早建立一套完善的矿山机器设备使用规范的操作机制,才能最大限度地避免安全事故的发生,从根本上保障煤矿工作人员的生命安全。 2.2完善相关的维修检查体制 煤矿区的机电设备在长期的超负荷工作状态下,极易造成机器的损耗甚至是瘫痪。因此,在原有的检修机制上,进行更加细致合理的科学体系,完善煤矿区机电设备的维修体制是很有必要的。比如,在定期的日常维修检查中,在保证不影响相关工作人员正常工作的前提下,尽量缩短检修时间。在机器设备可能出现问题的相关零件部位,做到多次的深入细致的保养检查,将一些细小的问题尽可能在平时的例行检查中做到快速解决,避免耽误机器正常的工作时间。同时,在例行的维修检查过程中,尽量加大检查工作的人员数量,依靠更多的技术人员全面细致地检查机电设备,将设备可能出现问题的概率尽量降低,提高维修检查的工作效率。煤矿区的机电设备能否正常工作直接影响着整体作业区的工作效率,完善的机电设备检查体制是机电设备正常工作的有效保证。在具体的落实过程中,最好建立对应的责任人机制,这样可以增强维修人员在机电设备维修检查过程中的责任感,减少工作失误,提高自己维修工作的准确性,为企业的生产提供必要的保障。这样的责任体制,即使在具体的工作中机电设备出现了故障问题,也能找到相关的负责人。这样从整体上做到了机电设备的维修体制的真正完善,从根本上保证了这样的体制发挥应有的作用。 2.3加快对机电维修人员队伍专业化建设 面对煤矿区众多大型机电生产设备,相关的设备维修人员应时刻做好充分的可能遇到各类问题的心理准备。煤矿区的机电设备,不同于普通流水线上的生产设备,煤矿区的大型设备都是相互关联、密不可分的统一整体,某台设备的停止工作,都会导致整体生产的瘫痪,由此造成的经济损失是无法估量的。所以,只有真正地做好机电设备维修人员队伍的专业化建设,是保证煤矿区机电设备正常工作的基础。而面对当今众多煤矿企业参差不一的机电维修人员,加强高质量的人才专业化建设,是所有煤矿企业必须认真考虑的长远问题。只有将机电维修人员的素质工作做好,才能从根本上消除机电设备工作过程中频繁问题局面的出现所造成的影响。而煤矿区机电维修人员队伍专业化建设是一项漫长的过程,需要投入更多的人力物力,需要强大的资金支持,这就客观地决定了煤矿企业领导者和决策者必须要有战略性的眼光正确看待这项工程,使得机电人才队伍专业化建设的步伐大大地加快。 3结束语 本文通过对煤矿区机电设备日常维修问题的存在分析,提出了相关的解决对策。通过这些解决方法的正确使用,相信煤矿企业对于机电设备的日常维修工作一定会做的更好。 作者:赵衍强 单位:汾西矿业集团南关煤业公司 矿山机电毕业论文:矿山机电一体化的创新与发展 摘要:本文在简要介绍了机电一体化概念的基础上,分析了矿山机电一体化发展现状,进而对其创新及发展方向进行了探讨。 关键词:矿山;机电一体化;创新;发展 作者简介:张盛钊(1986-),男,福建龙岩人,大专,助理工程师,研究方向:机电一体化(矿山方向) 随着社会经济和科学技术的不断发展,矿山开采行业所采用的设备及工艺也得到了逐步的改良和精进,尤其是机电设备的一体化,不仅提高了矿产开采的效率,也使矿井作业的安全性得到了一定程度的改善,为煤矿企业实现可持续发展提供了必要帮助,因此,机电一体化被广泛应用于矿山开采领域中。 1机电一体化 计算机以及网络技术的飞速发展,带动了社会生产中各种机械设备的研发和科技升级,机电一体化也到了空前的进步和完善。机电一体化起初主要指电子和机械的简单结合,设备功能简单,伴随微型处理器、光电元件、计算机和网络技术逐步应用于机电产品中,机电一体化的涵意和内容也日渐丰富起来,不再单纯是电子装置与机械设备的简单组合和重装,是汇集了光学、电子以及自动化控制技术于一体的新型技术。目前,微电子技术的研发已日趋成熟并被应用于机电一体化之中,使机电一体化拥有了更强大的功能[1]。矿山的机电一体化指机电一体化的技术以及产品,技术机电一体化,是把该技术应用于产品生产过程,目的是是制造出具备机电一体化性能的产品,而产品机电一体化,是指集光学、计算机以及微电子等先进技术于一体的高新技术产品。 2矿山机电一体化发展现状 2.1产品制造技术落伍 统观国内矿山机电一体化生产技术比国外的技术水平落后很多。该技术以传统的机电一体化作为技术基础,对其实施技术改造和创新,将新型能源、材料以及计算机技术等先进工艺融合其中,通过与创新的管理技术相结合,在新产品和新技术的研发及创新中,全面、综合地考虑各种影响因素,获得技术水平和产品质量的显著提升,然而,国内的技术研发和应用在这方面落后很多。 2.2自动化技术 机电一体化的技术发展从仪器设备的自动化技术应用中得到了充分体现。微处理器被广泛应用于各种仪器设备和仪表中,不仅提高了仪器设备和仪表的可视性、可操作性以及可控制性,还实现了仪表物理体积和重量的明显减小,为结构设计降低了难度,在降低生产成本的同时,使得仪表更加精巧,仪表安装和使用的限制条件被大大减少,在矿山企业中广受好评。 2.3机器人技术 机器人技术就是将人脑的思维及行为方式通过机械仪器等进行模仿和操作,以代替人类进行某些具体脑力或者体力活动。由于经济成本以及管理难度的限制,该项技术目前尚未在矿山生产领域获得应用和实践。 3矿山机电一体化的创新 市场竞争日益激烈,矿山企业要想获得长足稳定的发展,就必须顺应市场需求,在机电一体化产品的结构、控制及造型等方面实施加以创新,为客户提供更加满意的服务和产品。 3.1创新产品造型 客户在选购产品时,首先关注的是产品外在形象,对产品造型加以创新,使其外观得以优化的同时而不影响其功能的正常发挥,这是产品造型创新的基本要求。要创造出新颖的产品造型,可以优先选择计算机软件设计的方法,不仅设计成果可视,还能提高造型创新的效率[2]。 3.2创新产品功能 利用机电一体化技术生产出的产品,功能创新主要侧重于两方面,一方面是对已有的产品进行功能创新和完善,这是对产品已有功能的扩充和延展,风险相当低,甚至可以忽略,不需要投入过多的资金与技术就能实现产品功能的改造和完善;另一方面是从矿山开采的生产实际出发,根据需要进行新产品的研发,使其功能能满足实际生产的需求,这一层面就需要企业投入相当一部分资金与技术,换个角度分析,也是企业创新能力和研发技术的较量,成功开发具有实际应用价值的新型机电一体化设备和产品,是企业快速、高效运转的强有力保障。 3.3创新产品结构 产品创新的一项关键内容就是结构的创新。机电一体化产品在设计中进行结构创新,通常体现在物理机械结构、传动方式、动力装置以及周边设备的搭接形式等方面的创新。 3.4创新产品材料 产品材料方面的创新大体分为:一是研发用于产品制造的新型材料,如纳米材料、高分子聚合材料等;二是选用刚度强、重量和体积都偏小,并且具有抗震性、耐高温和耐腐蚀等优良性能的材料。 3.5创新控制和传感 一方面,机电产品性能直接影响着控制系统,如对执行机构位移、速度及加速度的控制;另一方面,传感技术和传感仪器也是机电一体化的重要内容,对传感器的检测技术进行创新,研发性能更加优良的传感器,甚至是供矿山开采的专用型传感器,都是企业自主创新的制胜法宝。当前,机电产品智能化尚处于低级阶段,加快微处理器的研发进度,使机电产品在模糊控制以及网络控制等方面得到大幅度提升是机电产品技术研发面临的重要课题。 4发展方向的探讨 矿山机电一体化是一项综合性技术,依托信息科技的飞速发展,其发展趋势必将是越来越智能化、模块化、网络化和微型化。通过计算机模拟技术以及程序开发和编写,使机电产品和设备拥有类似于人类的逻辑判断及思维能力,使产品和设备的智能化程度越来越高,这将是矿山机电一体化发展的主流方向;相较而言,模块化就复杂得多,由于机电产品种类繁多,生产厂商大量存在,在产品的研发和生产标准方面、电气接口以及环境接口等方面各有不同,模块化难度高,这将是产品和技术研发面临的一大难题;随着网络技术在社会生产各行业中的普及,矿山开采行业要实现机电一体化建设,就要充分利用局域网以及家电网络等网络控制模式的优势,进一步提高机电一体化水平;所谓微型化,机电产品的微型优化,几何尺寸在1cm3以下的微型产品在矿山开采行业中深受青睐,也必将在该领域中获得更加广泛的应用,发挥更大的价值和作用。 作者:张盛钊 单位:福建省红炭山矿业有限责任公司 矿山机电毕业论文:矿山机电设备维修问题及处理措施 摘要:伴随着我国科学技术的不断发展,人们的安全意识逐渐提高,尤其是在煤矿开采行业,随着煤矿发展步伐的加快,矿山机电设备的维修问题受到越来越多的关注。煤矿机电设备对矿工的生命安全具有重要的意义,同时对企业的发展也有着不容忽视的影响。本文对矿山机电设备维修中的常见问题进行了分析,并提出了一些建议措施。 关键词:矿山机电设备;维修;对策 作者简介:桑海鹏(1986—),男,河南林州人,2009年毕业于河南科技学院机电技术教育专业,潞安集团高河能源有限公司助理工程师 做好矿山机电设备的维修工作,能够提高煤矿机电设备的管理水平,延长煤矿机电设备的使用寿命,对煤矿企业的发展有着重要的意义。良好的机电设备维修工作能够更好地保证矿工的生命安全和企业的财产安全。当前,矿山机电设备的维修工作尚存在许多有待解决的问题,如何采取切实有效的解决措施,提高矿山机电设备的维修水平,已经成为一项十分重要的工作。 1做好矿山机电设备维修管理工作的重要意义 在煤矿生产中,机电设备的安全运行非常重要,机电设备维修管理工作对煤矿企业发展的影响主要体现在以下几方面:①能够大大提高矿山机电设备的管理水平。在矿山机电设备的管理中,维修工作是一项重要的内容,提高矿山机电设备的维修水平,能够在一定程度上保证矿山机电设备的正常使用,继而提高矿山机电设备的管理水平。②有助于促进煤矿安全生产[1]。近年来煤矿安全事故频繁发生,有的事故是煤矿机电设备出现故障所致。通过提高矿山机电设备的维修水平,能够减少煤矿安全事故的发生,对矿工生命安全是一个重要的保证,同时能够减少企业的损失。③有助于促进煤矿企业的快速发展。良好的煤矿机电设备能够保证煤矿企业的正常运行,提高企业的生产效率,减少安全事故的发生机率,使煤矿生产得以持续进行,促进煤矿企业的持续稳定发展。 2矿山机电设备维修中常见的问题 2.1缺乏专业维修人员和相应的专业知识 目前,在相当多的煤矿企业中专业的矿山机电设备维修人员较为匮乏,在矿山机电设备的维修工作中,无法及时发现存在的安全问题,导致机电设备在运行时存在诸多的安全隐患,极易引发安全事故。此外,由于企业没有专业的矿山机电设备维修技术人员,在设备出现故障后,无法尽快发现并找到合适的解决办法,导致煤矿生产无法得到有序开展,致使生产效率降低。同时,有些煤矿机电设备维修人员的责任心不强,在工作中并未认真履行自身的责任,在矿山机电设备的维修工作中不认真,由此造成安全生产事故,严重阻碍煤矿企业生产工作的正常进行。 2.2缺乏科学的使用和维修方法 随着现代科学技术的快速发展,煤矿机电设备也在不断更新,但一些煤矿工作人员对新型的生产设备不熟悉、不了解。在煤矿生产中,不正确的使用方法会引发机电设备出现损伤,假如维修人员无法及时发现这些问题,则会造成重大的安全生产事故,严重影响煤矿企业的发展。矿山机电设备的维修人员在对生产设备进行日常维修时,没有正确的检查方法,很容易导致矿山机电设备的安全隐患被忽视。假如长时间不能解决这些问题,在生产中就会难以避免地出现安全事故。此外,煤矿生产企业在引进新型生产设备时,没有同时引入相应设备的维护和维修方法,导致机电设备出现问题后无法得到有效且及时地解决,长此以往则会对设备造成损害,加快生产设备的老化,大大降低了生产效率。 2.3设备易发生磨损 同传统的机电设备相比,矿山机电设备工作的环境较为恶劣,而且工作的负荷相对较大,生产环境中存在的粉尘颗粒以及连续的工作等都会对机电设备造成损伤。在实际生产中,当矿山机电设备使用到一定程度时,往往需要减少其工作强度,如果让其超负荷工作,且不能及时进行检查、维修则容易出现安全事故。目前,大多数煤矿生产企业都没有建立完善的预警系统,使得设备出现安全问题时,维修人员无法及时发现和解决,由此造成安全事故,导致企业受到巨大的经济损失[2]。 3煤矿机电设备维修管理问题的解决办法 3.1强化设备选型的各项标准 机电设备的选型尤为重要。在生产设备的选型过程中,要根据国家的相关法律规定,并结合企业自身的实际生产情况,强化设备选型的各项标准,选择最适合的机型。要落实安全责任制,在设备选型、验收等整个过程中要有专业人员进行监督,防止不合格的设备进入生产现场。 3.2严格执行设备管理制度 为了能够按照相关规定进行维修和管理,首先应当建立健全管理制度。机电部门负责人应当具有强烈的工作责任心,当机电设备出现问题时,要想方设法积极解决,做好设备检修检查记录工作,在维修工作过程中,对生产中性能较差的机电设备,要及时予以更新换代。 3.3加强检修管理 加强设备的检修工作对于矿井大型机械设备具有重要意义。在当前煤矿企业生产模式中,比较常用的是设置台账管理制度,对主提升机、主排水泵和主通风机等重要设备,进行定期检修。对于一些特殊的生产设备,要聘请专业人员进行检测。对矿井生产具有重要影响的设备,应当制定有针对性的检测方案,采取科学合理的检测办法。 3.4完善预警机制 在矿山机电设备出现故障后,尽快地报警处理能够大大减少企业的损失,对设备的维护也十分重要。采取切实可行的维修手段,将设备存在的安全隐患予以解决,既可减少企业的经济损失,也为矿工的生命安全带来一定的保障。设备出现问题之前,往往会存在一段时间的磨损期,在此期间及时发现问题并予以解决,有助于减少设备故障率,使煤矿生产能够持续稳定地进行。因此,为了确保矿山机电设备能够更好地安全运行,仅仅依靠技术人员的检测是远远不够的,还应当构建起完善的机电设备预警体系[3]。 4结语 要想真正做好矿山机电设备的维修工作,应当结合企业的实际情况,定期对设备进行全方位的检查和维修,进一步加强对井下机电设备的维修与管理,增强维修人员的业务素质及安全意识。在矿山机电设备的维修工作中,要不断寻求设备的优化及改进方法,确保机电设备的可靠运行。 作者:桑海鹏 单位:潞安集团高河能源有限公司 矿山机电毕业论文:矿山机电设备管理与维护措施 1当前矿山机电设备管理维护中存在的不足 1)安全意识匮乏。为确保矿山生产的安全,我国政府制定了一系列的安全生产标准与指标,但在实际生产中诸多矿山经营管理者往往只顾短期的经济效益,缺乏“防患于未然”的安全意识。特别是在生产机电设备的管理与维护上,始终未树立“勤管理、常维护”的思想,只要机电设备还可运行就对其不管不问,直至必须进行维护时才进行抢救性修理。 2)制度管理不健全。国内现有诸多矿山企业在机电设备的管理与维护上始终未能依据自身矿井特点,制定针对性的设备管理制度。多是简单的照搬国家统一的宽泛性标准,这不仅使得生产工作人员无法在再实际生产中对设备的真正运行状态进行准确的判定,更使得设备无法获得真正合理有效的定期检修维护,这不仅极大的阻碍了生产的正常进行,亦埋下了严重的安全隐患。 3)专业人才不足。对于煤炭生产而言,其不仅工作环境恶劣且存在较高的安全风险,属于典型的艰苦行业。这使得诸多具备专业技能的机电人才或有经验的熟练工人最终选择离开该行业而转投其他环境更优,安全性更高的企业,从而导致矿山机电岗位存在严重的人才匮乏现象。除此之外,现有的矿山机电专业或培训机构在专业知识的传授上存在偏重理论、脱离实际的现象,导致其培育的学员根本无法满足实际的矿山机电设备管理维护需求。 4)对机电设备的维修、保养不充足。煤炭生产不仅生产环境较为恶劣且工作量十分繁重,这使得机电设备往往处于长时间的高负荷运转中,对于设备组件的磨损十分严重,这要求矿山企业必须为其配备完善的运行防护措施方可确保设备的高效稳定运行。但对于多数矿山企业而言,其在机电设备维修、保养上均存在严重的不足,不仅设备更新换代缓慢,使得其无法有效适应实际生产需求,而且素质偏低的设备管理人员亦使得设备检修、保养工作难以彻底落实,从而为生产埋下巨大隐患。除此之外,许多矿井在机电设备的日常使用中未能依据实际环境进行有效保护,诸如空气湿度大、粉尘多时,未对设备进行防潮处理并加装防尘罩,从而使得设备功能与寿命大幅下降。 2提升矿山机电设备管理维护质量的方法 1)增强初期管理规范程度。在矿山机电设备的管理维护中,有效的初期规范化管理对设备的后期高效稳定运行至关重要。具体而言,初期的规范化管理主要涉及设备型号的选择、质量检验和验收等内容。首先在机电设备型号的选择上,管理者必须充分考量生产的实际状况及设备操作需求,具体工作应当指派专人负责,负责人除了负责初期的型号选择外,还应全程负责设备的所有安装使用环节,并对相关数据资料进行妥当保存,以便于随时做到有据可查。其次,在设备型号确定后,还应严把质量关,对于不符合技术指标的设备坚决拒接接收。最后,设备安装后还应对设备的具体使用效果进行实地检验,检验时应当汇同设备管理人员、维护人员及其他相关人员一起验收,待所有人均认定设备运行稳定后方可真正进行设备的移交工作,并将其真正投入到实际生产中。 2)构建现代化机电设备管理体系。科学合理的管理体系是确保生产工作高效、有效进行的必要保障。因此,若想真正实现矿山机电设备管理与维护的高质、高效就必须创建现代化的管理体系。具体而言,首先要帮助机电设备管理维护人员树立“主人翁”意识,让其充分认识机电设备管理维护的必要性,从而主动参与其中,全力保障设备的高效运行;其次,构建健全的机电设备管理制度,并要求所有相关人员在实际工作中予以完全的贯彻和落实,从而确保机电设备管理与维护的高质、有序;坚决执行停产检修制度,在国家规定周期内对机电设备开展彻底的全面质量检测,对可能存在的安全隐患予以及时的发现与消除,并及时更换老旧、损毁的机电设备从而自根本上保障机电设备运行的安全稳定及生产工作的有效、高效。 3)增强专业技术人员的培养。人力资源作为企业长久发展的根本保障之一,长期以来一直深受企业管理者的重视。矿山机电设备的管理与维护作为一项具有较强专业要求的特殊岗位,其对专业人才的需求亦十分巨大。对此矿山企业一方面应增强对自身现有专业技术人员的再教育,定期组织其参与相关培训,学习全新的机电设备管理理念与维护技术,从而为企业发展创造内动力。另一方面,矿山企业应当加大人才引进力度,加大资金投入,提升专业人才待遇并建立完善的人才培养提升机制,从而增大对人才的吸引力度。除此之外,矿山企业还可同高校开展校企联合培养,同在校生签培养协议,从而为自身长久发展奠定良好的人才储备基础。 4)开展针对性的维护方案设计。矿山生产环境往往复杂多变,这对于所使用机电设备的管理维护工作也提出了较高的要求。譬如有的设备在地下硐室运行,有的设备在暴露的巷道中运行;有的设备运行环境干燥多尘,有的设备运行环境潮湿异常。这种环境的差异必然会对机电设备的管理维护提出存在显著差异的要求。因此,在实际工作中,管理维护人员必须充分考虑机电设备所处工作环境的独特性进行维护方案的制定,并对维护方案的实施状况进行亲自监督,从而为机电设备的长久运行提供有效保障。 5)促进机电设备技术改良。为更好的提升矿山机电设备的管理维护水平,企业应当加大相关投入力度,贯彻“以技术为核心”的发展理念,大力引进新型机电设备和全新的管理理念与设备维护技术,及时更换企业老旧、落后的机电设备,为矿山企业的机电设备管理的改良提供物质保障。与此同时,对当前仍可继续使用的机电设备,矿山企业应当组织技术力量对其进行技术改造,提升设备运行效率,从而实现设备性能的更好发挥。 3结语 我国当前矿山机电设备的管理与维护技术相交世界发达国家存在滞后现象,加之工作环境的恶劣性,使得相关专业人才亦极度匮乏,这均在很大程度上阻碍了我国煤炭企业的现代化进程。面对这一现状,我国矿山企业必须加大相应的投入力度,全力推动我国矿山机电设备管理维护水准的提升,从而为煤炭生产的安全、高效提供根本性保障,为煤炭企业的长久发展奠定基础。 作者:范中亮 单位:大同煤矿集体机电装备力泰有限责任公司 矿山机电毕业论文:矿山机电设备维修故障诊断与维护 1矿山机电设备出现故障的常见原因 根据以往矿山机电设备维修的经验看,造成矿山机电设备出现故障的原因有三个,即配合关系发生变化、设备超负荷运转、设备工作能力损耗,这三个原因既是外部作用的结果,也与设备内部运转离不开关系。配合关系发生变化是指相互配合工作的零件其中一方发生损伤,从而导致零件之间无法像没有发生损伤之前那样合作,致使设备无法正常运转。零件损伤大多数是因为零件老化或者意外,当零件受到这些作用力之后,形态和尺寸就会发生变化,无法保持原本设计的性能。设备的超负荷运转是指设备所进行的工作量超出了其原本的承受能力,通常表现为设备运转的时间过长和设备的承载力过重,从而让设备的正常运行状态遭到破坏。设备工作能力损耗是设备随着使用次数的积累不可避免会发生的变化,是内外因共同作用的结果,常常伴随着部件老化和磨损、承载力增大、热量变高、零件变形等现象出现,针对工作能力损耗问题,只有加强对设备的维护与升级。 2矿山机电设备的故障诊断方法 2.1小波神经网络应用 由于神经网络自身具备独特的信息处理方式与结构,因此神经网络在人工智能、自动控制、信号处理以及模式识别等相关领域中的应用范围十分宽广。选用某种网络拓扑结构对活性网络进行构建,通过学习能够将全部任意的非线性系统描述出来;另外,神经网络还具备自适应、自学习等功能。诊断矿山机电设备故障的过程中,对于故障源的寻找应当从故障初始征兆入手,初始故障征兆至故障源的映射一般存在非线性映射关系,所以在采煤机等系统诊断中应用人工神经网络具有十分显著的效果。 2.2模糊数学 根据此类非线性复杂映射关系,在确保诊断合理的基础上,在诊断采煤机故障的过程中引入模糊数学,建立一个完整的模糊诊断数学模型,将定性分析、专家经验以及定量分析有机结合在一起,在计算机上进行实践,以此在诊断采煤机故障的时候为相关工作人员提供一定的参考。建立数学模型的时候,首先应当考虑采煤机在故障知识方面具备的特性,选取相应的知识表示方式,建立一个将各种征兆与故障原因之间的模糊因果关系相对应的矩阵,在确定矩阵中的隶属度值的时候,必须对实验测试结果与故障诊断经验进行参考,根据诊断过程中出现的概率数据可以对隶属度值进行实时的刷新,为了进一步提升诊断精确性,诊断时可以根据经验积累修改权矩阵。 3矿山机电设备维修故障诊断与维护策略 3.1加强岗位培训 就目前情况来看,全面落实设备电子化与自动化是提高劳动效率与降低运营成本的关键所在。因此在进行设备的采购与管理时,首先需要将技术培训工作放在首要位置,因为无论是从事管理工作还是机械设备的操作与维修工作,都需要具备良好的技术操作能力与相应的理论知识基础。尤其是在机工、电工培训时,需要确保二者培训工作的相互渗透,才能够从根本上保证机电共同维修基础专业课程教学质量。另外在现场工作教学中需要做好继续教育工作,机工不仅需要了解机械部分的工作要求及相应的功能,还需要掌握基本的故障诊断与辨别技术。 3.2技术改造工作 为了切实保证机械设备的使用寿命,降低设备检修与更换成本,技术改造工作的重要性无疑日益凸显。一般来说,在对设备进行技术改造的时候有两个方面的工作的需要技术人员去完成,第一方面是设备技术改造部门需要联合机电部门联合作业,从宏观上对机械设备的运行状态进行实时监测以及保护,另外还要考虑电气部分运营的可行性,综合多种因素,从实际情况出发,保证电气运行的安全、可靠,完成技术改造工作。 3.3健全机电设备维修管理体制 对于设备维修部门而言,在日常技术管理的过程中需要从宏观出发,建立健全机电设备维修管理体制,以体制规范维修工作质量,严禁出现操作人员未经岗前培训便上岗的情况,规范工作人员的操作行为,定期组织部门内部人员参加公司的业务培训,提高部门员工的专业素质。别外,机械技术与电气技术管理的对立与统一矛盾需要得到有效解决,从某种意义上来说,健全机电设备维修管理体制是保证设备运行稳定性、延长使用寿命的关键所在。 3.4重视矿山机电设备的维护工作 对设备进行维护工作是在设备没有发生故障之前进行的,设备维护是一种规避发生故障风险的工作,可以在设备没有出现故障之前排除可能促使设备发生故障的因素,降低设备发生故障的概率。当设备发生故障以后,更应该重视设备的维护工作,可以有效减少下次再出现同类故障的次数。同时也应注意到,设备维护工作对于保障员工的人身安全具有非常特别的意义,企业可以减少因员工负伤或死亡而带来的经济赔偿,提高企业经济效益。 4结束语 矿山机电设备管理人员不仅要重视矿山机电设备的故障诊断与维修工作,还要做好设备的维护工作,消除一切可能会使设备发生故障的因素。矿山机电设备管理人员要抓住机遇进行设备升级,加强对矿山机电设备故障诊断技术的研究,从而促进煤矿行业的进一步发展。 作者:陈淼 单位:山西兰花集团东峰煤矿有限公司 矿山机电毕业论文:矿山机电设备维修故障诊断的作用 0引言 随着我国科学技术的不断发展,越来越多的机电设备得到广泛的运用。煤矿行业中,运用高科技机电设备带动了行业的发展,但是由于受到各方面的影响,机电设备在运用过程中也会出现很多的问题。故障诊断技术能够更加深层次地了解到机电设备在运行过程中的状态,故障诊断技术还能够检测出机电设备在运行过程中是否有任何异常情况。并且能够及时发现设备故障,以及了解其发生的原因,此外还能预测到故障的发展状态趋势并及时进行报告。在矿山工作中,机电设备种类繁多且复杂,设备经常发生故障。这就要求我们必须及时对矿山的所有机电设备进行故障诊断以及及时维修。所以,故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用是十分必要的。 1故障产生的主要原因 1.1配合关系的变化 矿山机电出现故障的原因大多是因为设备零件损伤或者是设备零件间的关系产生了变化而造成的。例如,零件损伤是指在设备使用过程中,很多方面不同的因素对零件造成影响,使零件自身的形态以及尺寸等与之前本身设计的性能不一致。大部分是设备老化以及意外损伤等。 1.2设备的超负荷运转 每一台设备都有其极限,在设计初,设计者都会对设备的输出参数进行一个极限设置。当每一台设备在运行过程中实际输出的参数高于设计输出的参数时,此时设备就有很大的可能性会因为超负荷而出现故障。当设备出现超负荷运转故障时,就必须马上对设备技术参数进行修改调整,以及采取一系列措施来增加设备的承受能力,减少设备超负荷故障。 1.3设备工作能力损耗 设备在运行过程中会遇到各方面的影响,外部因素和内部因素等等。设备使用时间越长,设备受到的影响越大,由于设备自身的零件等不断出现磨损等情况,设备的综合工作能力就会随之不断耗损,从而导致设备故障问题越来越多。 2故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用 2.1人工神经网络的运用 目前,我国科技水平不断提高,人工神经网络诊断法的技术水平也不断提高,目前已经达到一个很高的层面,它的优势在于它的人性化以及前瞻性。当矿山机电设备出现故障时,机电设备会有很复杂的非线性映射关系,人工神经网络的运用就能很全面地表现这种关系,从而快速地找到设备故障的原因以及问题根源所在。所以这种方法在矿山机电设备故障诊断中拥有很重要的作用和地位。近些年,我国很多矿山企业采用了该技术,也获得了不错的成效。 2.2参考故障历史记录诊断法 当设备出现故障时,必须及时对造成该设备故障的所有原因进行检查分析,找出故障的主要原因。这是根据矿山机电设备的组成原理进行诊断的一种方法。当设备出现故障时,必须对导致故障的因素以及过程进行检查并得出分析结果,把这些分析结果进行有效归纳总结,形成一个故障诊断集册。此后,如若出现类似情况,就可以通过查找故障诊断集,对故障进行处理。这就是参考故障历史诊断法,这种方法可以减少诊断时间,及时快捷地处理设备故障问题。 2.3智能检测技术 智能诊断技术是根据系统控制来模拟人脑特征,有效地获取、传递、处理、再生和利用故障信息,用系统中已经做好的专家的诊断经验和策略的一种方法。这种方法目前在我国研究成果较好的是神经网络和专家系统,在矿山企业工作中运用相当广泛,拥有很大的发展性。此外,矿山机电设备的故障一般都具有很大的隐蔽性以及复杂性,这就导致从前采用的传统故障诊断方法无法对其进行及时、准确的诊断。但是智能检测系统就可以利用其独特的优势解决此问题,从而对故障进行准确分析,得出科学合理的诊断结果。 2.4温度、压力监测诊断法 在矿山机电设备维修的实际情况运用中,其中十分重要的一点是传感器的运用。传感器最大的优点在于它的准确、灵敏、及时、快速性等。它可以通过轴承、齿轮传动箱等各个部位的温度、压力传感器,直接监测到设备参数的变化状况。在对机电设备的该部位进行温度、压力等情况的持续监测时,记录温度、压力每个时段的变化状况,从而对设备进行有效的诊断和预测。 2.5仪器诊断技术 仪器诊断技术通过机电设备的液压系统中的一些内部参数来进行控制,然后再通过计算机运算和各仪器的显示从而得出相关结果。这种技术的主要优点是其功能较多、方便携带及高智能化等。 3故障诊断技术在矿山机电设备应用中的维修对策 3.1矿山机电设备的故障诊断原则 通过图1可知,要顺利开展故障诊断技术就必须准确地了解矿山机电设备的故障信息以及信息源。然而,铅锌金属矿具有其特殊的挖掘性质,必须依靠研制出适合于矿山的特殊传感器等设备,从而方便及时获取故障信号。此外,由于铅锌金属矿的要求极高,在故障传感器的选择方面必须遵循“防水、防尘、抗振、抗干扰、耐高温”的原则。 3.2故障信号特征的提取方法 各种信号分析技术都只有一个标准,那就是简单实用。要想准确地判断出设备故障的原因以及设备故障的状态,那就必须能够较好地识别出设备故障的信号特征。由于矿山的特殊地质情况,导致故障信号的各方面特征有着与其他方面的故障信号特征差异性。但是,这也并不是很大的问题,我们可以通过研究机电设备的特点来诊断设备故障问题。在机电设备的诊断过程中,我们可以根据相关准则,找出机电设备中各类型故障的相关信号特征,对设备故障进行诊断分析。 3.3机电设备维修 机电设备维修主要是根据发生故障的信号特征,结合相关的理论知识以及仿真模拟和实验研究等,建立一些针对于不同的设备故障问题的数学力学模式。通过诊断出的原因以及预测的故障问题,对设备进行维修。矿山机电的种类繁多,问题必然也会很多且各不相同,那么这就要求我们必须根据设备发生故障的分析结果,有针对性地对设备进行维修。 4结语 故障诊断技术是我国目前一个比较新兴的科学技术,设计的方面相对广。但在我国由于该技术发展起步比较晚,目前我国在矿山机电设备中的故障诊断技术应用还不够成熟。但故障诊断技术的运用对矿山机电设备维修有着很大的作用。它大大减少了设备故障的发生率,不但提高了企业的社会效益和经济效益,还能保障企业的健康持续发展。所以,必须大力研究故障诊断技术在矿山机电设备维修中的运用,从而促进矿山企业实现其经济目标以及安全目标。 作者:李艳婷 单位:同煤集团机电管理处 矿山机电毕业论文:矿山机电安装与施工对策探讨 1矿山机电安装与施工白饼寺点和影响因素 1)矿山机电安装与施工白饼寺点矿山机电安装与施工是一项复杂的项目工程,设计的等踌斗和内容有机械自动化、信息技术、数控技术和机械工程技术等[1]。其次,矿山机电安装与施工的技术含量较高,机电的种类多、自动化胜能也在不断的提高。矿山机电设备的技术含量的提高能够有效白勺节省人工,提高矿山施工的安全系数,但也为机电的安装与施工带来了更高的难度和更复杂的工序。最后,矿山机电设备的数量很多,对机电设备的需求量不断勤口,加大了矿山机电安装与施工的难度。矿山对于安全施工的王里念越来越重视,对矿山机电安装与施工的要求也在不断提高。刀影响矿山机电安装与施工的主要因素。影响矿山机电安装与施工的主要因素有首理不到位、安装设计缺陷和安装人员素质不高等。在矿山机电安装与施工中如果没有对安装与施工人员进行有效的管理,对任务量进行台理白勺分酉歹口监督,就民可能出现安装与施工人员不按相关程序安装而出现质量问题。由于每个矿山的实际清况都不同,因此在矿山机电安装和施工之前必须对矿山机电安装进行设计,结合矿山的实际清况和实际需要,对矿山机电安装与施工的要点和技术进行明确。如果一旦出现设计失误,会造成很严重的后果。最后,矿山机电的安装与施工的技术含量较高,要求技术人员必须具备一定的技术水平,否则难期生任机电的安装与施工工作,很容易出现技术问题。 2矿山机电安装与施工中的现状 当前我国的矿山建设施工中安全生产的理念已经逐渐普及,对矿山机电安装与施工的重视程度也越老越高。但由于各种原因,我国当前的矿山机电安装与施工仍然存在很多问题。1)吊装环预埋出现遗漏。矿山所使用的机电设备一舟赌日属于大型机电设备,重量和体积都很大,在安装与施工的过程中就要结合托、吊工作。很多矿山在进行大型机电设备的安装与施工中,遗漏了装吊环的预埋,给之后的安装以及维护修理等工作造成了严重的困难[2]。刀设备尺寸和位置与施工图纸不符。在我国当前的矿山机电安装与施工中经常出现机电设备的安装位置以及基础尺寸与施工图纸出现偏差的现象。这就会造成机电难以安装和施工,只能临时对施工方案和图纸进行们毓女,影响机电安装与施工的进度和质量。习没有预留足够白勺电缆孔洞转弯半径。在矿山机电的安装与施工中对电缆白勺需求量很大,如果安装前没有在电缆转弯处留出足够白勺空间,则会导致电缆难以转弯,损坏电缆的保护月莫3]。勺预留孔洞的尺寸与位置与施工图示不符。造成预留孔洞尺寸与位置问题的主要原因通常是混凝土在浇筑时的重力下垂止矽卜模板质量出现问题也是一个原因。如果没有准确的定位尺寸的基准线也会导致这一问题。匀机电安装与土建不够协调。在澎于机电的安装与施工之前必须保沼昆凝土的强度达到相关的标准,如果矿山机电设备的秒料寺殊,土建还必须预留出机电安装与施工的必要空间。如果机电的安装与施工与土建不能协调,则会对机电的安装与施工造成很大的影响。句没有处理好基础二次混凝土。机电设备安装和施工完成后要进行二次混凝土的浇筑。在二次混凝土浇筑的之前,要用电焊将垫板、基础板和垫铁先焊在一起,进而对差肠出表面进行清理,将垫铁捣实蛛平。在捣实蛛平的过程中如果使用振捣机械而没有使用钢筋机械,则会出现机电安装与施工的偏差。 3基于安全背景下矿山机电安装与施工对策探讨 为了减少矿山安全事故的发生提高矿山的经济效益和安全指数就必须对矿山机电安装与施工给予足够白勺重视。针对我国当前矿山机电安装与施工中出现的一些问题,结合本人的实际工作经验,提出了一些对策探讨。1)机电安装与施工之前。矿山的机电安装与施工具有一定的复杂胜和技术性,安装与施工具有一定的油度。因此,要在矿山机电安装与施工之前枯妇子相应的设计和准备,准备好施工的图全阶口方案。安装与施工人员要先与土建负责人进行沟通,将机电安装与施工的技术要求提供给土建负责人,将其反映到土澎吉构设计图中,以免二者不协调而造成设备安装与施工的困难。在穿墙管道的预埋、通风设备构件的预留、电缆孔洞的预留等方面做好相应的土建结构设计。为了确保二者的协调最好由专业技术人员对机电安装与施工图全阶口土建施工图纸进行审核确保其不存在冲突。在矿山机电安装与施工之前,还要对机电安装与施工人员进行一定的技术培训,保障其能对相关的土建知识有一定的了解,例如能够看懂结构预留孔洞图纸。设备的安装与施工人员要对土建的施工进行掌握,而土建施工也要兼顾设备安装与施工,做到相互协调。刀机电安装与施工的方案确定。要确定科学可行的机电安装与施工方案,与土建方案进行良好的配合。二者经常出现交叉作业的情况例如工程机械白勺安装与主机组的调试等等。在进行设备安装与施工过程中,要注意对预埋部件和预留孔洞的定位要准确,否则就无法进行石乞尧注,但鉴于振捣、石乞尧注和立模又会影响预留部件和预留孔洞的位置产生影响[4],因此更加需要对整个机电安装与施工澎于合理的洲七,制定科学合理的方案。习重视基础工程中机电的安装与施工。基础工程中机电的安装与施工必须与土建配合,提高机电安装与施工的质量和效率。机电安装与施工人员要对管道、电缆、吊环等进行预埋,并在土建图纸对孔洞进行标注。机电的安装与施工人员还要核对图纸,确保孔洞预留无误,保障机电能够!llN利的安装与施工。在机电安装与施工的过程中要注意对管道、预埋管线、基础垫层等的施工,及时安装各种预埋物件。勺对机电的安装与施工阶段进行有效的控制。矿山机电安装与施工既要保障矿山生产的安全,也要提高机电安装与施工的效率和质量提高矿山的绍齐效益。在矿山机电安装与施工中经常出现交叉作业。交叉作业是节省工期,提高矿山绍齐效益的一个常用手段,因此机电安装与施工要注意与其他工程项目进牙于良女孔勺配合。有些机电对于安装和施工的现场环境要求无华十以及足够白勺面积,如果此时其他工程进行施工则一定要采取一定的防尘措施。 4结语 在安装背景下的矿山机电安装与施工首先要保障的就是施工的安全,在安全的前提下不断提高机电安装与施工的质量与效率,带动矿山绍齐效益的提高。 作者:刘志刚 单位:陕西煤炭建设公司 矿山机电毕业论文:矿山机电设备故障检测的诊断技术 不断发展的煤矿产业推动了经济的发展,在煤矿的生产过程中,其生产安全也受到了人们高度的重视。在矿山的机电设备中,其故障检测的诊断技术在实际的应用中缺少对设施的维修与先进的技术,相比于西方国家,我国在这一方面是比较落后的,当前故障检测的诊断技术与市场经济是无法相匹配的。矿山的机电设备故障检测的诊断技术是以保障设备正常运行、不发生事故为基础的,对于矿山机电设备存在技术问题,通过综合技术给予解决,对设备的参数及运行状态等进行掌握,从而对其工作性能与安全性进行判断。为矿山机电设备更好地服务于矿山生产,必须加强该技术在机电设备中的应用,提高其生产效率与安全运行的性能,使其能够促进经济的更好增长。 1矿山机电设备的应用现状 1.1煤矿机电设备的隐患存在。在机电设备的运行中,存在的主要隐患有:防腐措施不到位,井简装备有锈蚀现象,且比较严重;井下的电气设备未按照规定对其做电气测试,真空表、电流表、压力表及安全阀等均未按照规定进行定期的检查;煤矿的机电设备普遍存在带病运转的现象,其设备杂、老、旧,拥有不齐全的安全设施保护装置;输送棚保护与漏电保护、照明信号综合保护等记录不规范;机电设备的绞车设计提升力低于实际提升力的负荷;煤矿的提升系统、电控系统与制动系统保护不足,并缺少缓冲与托罐装置。 1.2不完善的机电设备管理机构。大多数的企业其管理体系形成都不完善,机电设备的维修与保养都是由电工完成的。在实际的操作过程中,电工的注意力主要集中于实际的生产,而对其维护与保养的工作只能说是捉襟见肘。就目前来说,矿山企业负责人对其管理理念没有足够的重视,因此造成企业员工在机电设备的管理工作上力度不到位,认识上也不成熟。在大部分的企业中没有专门的机电管理部门,也就更不用说对其进行维护与保养的工作。 1.3煤矿的设备存在老化的现象比较严重。煤矿的设备在煤矿建设时要成套投入使用,这就造成其资金在投入时的数目是非常庞大的,在实际的生产中,造成其设备老化比较严重的原因为:煤炭产量在我国急速增加,大多数的企业在利益的驱动下,只注重产量,而忽略了其运行的安全;在煤炭行业中,由于其设备制造业的检测手段、零件设计、加工制造及工艺设计等综合的配套能力不足,其整体的装备也相对落后,造成其维护工作的工作量很大;在部分的煤矿企业中,机电设备存在欠账问题,并且存在老绞车、旧的防爆开关、老主扇等老化设备;大多数的煤矿企业在资金的投入上都是重视产量,致使其设备在更新换代上的速度较慢,造成设备的严重老化。 2矿山机电设备中故障检测的诊断技术 在其应用的过程中,是为了防止矿山在生产过程中因其发生故障而致使经济受到损失,故而在实际运用中有预防检测的作用。机电设备的诊断与检查在矿山生产中的目的性较强,并且已向信息化的方向发展。诊断技术在目前的应用中主要有几下的几种: 2.1主观的诊断技术。在对其设备进行维修时,工作人员是依据实际情况与工作经验来主观判断的,其诊断的准确性与可靠性的降低是实际问题的局限性所造成的。在实际诊断的过程中,要避免运用主观的诊断技术,机电设备产生故障问题要给予正确诊断技术,才可得到解决。 2.2信息化的诊断技术。矿山的机电设备诊断技术由于不断运用与推广的信息技术,在对其进行故障维修时,受到维修人员的青睐与推崇,这也促使故障检测的诊断技术在矿山的机电设备应用中向着现代化与智能化及自动化的方向发展。该技术主要是利用计算机软件完成的,对其系统进行操作与控制,并全程检测其故障的产生与耗损的程度及运行的情况,其传递信息形式是以数据为主对故障进行分析,可促进问题得到有效的解决,机电设备恢复运行。 2.3数据的诊断技术。数据诊断在矿山的机电设备中对故障问题的处理是通过信号进行的,依据其故障产生数据,对实际情况进行分析,为保证其分析的结果具有有效性,矿山机电设备进行测量指定数据,促进故障问题尽快得到解决。 2.4仪器的诊断技术。仪器的诊断技术在矿山的机电设备中主要有三种:综合型与通用型及专有型,其机电设备故障问题的检测是通过测量其内部的液压系统参数来完成的,根据具体情况,仪器显示出其故障产生的原因。 3矿山机电设备中故障检测的诊断技术的应用 矿山生产为保证正常运行,机电设备要尽量避免故障发生,在实际运行的过程中,要保证对其进行有效得诊断检测。矿山机电设备随着现代的信息技术运用与推广,使其故障检测的诊断技术以向现代化与智能化及自动化发展,其诊断技术在矿山机电设备中主要有几下几种: 3.1诊断与检测通风机。诊断矿山机电设备中,诊断与检测通风机的产品不多,对其在诊断与检测中产生了极大的影响。检测与诊断通风机仪器的主要使用特点为:八个中断源、十六位的监视定时器、十六位的中央处理器、两个定时器十六位、丰富且高效的指令系统等,这些特点都具备了鲜明的时代特征,促使诊断技术在矿山机电设备中向现代化与智能化及自动化的方向发展。 3.2采煤机的故障诊断与工况的检测。诊断采煤机故障主要为检测工况的故障、检测机身的外围、检测左右摇臂、检测变频器的通信及检测高压的控制箱等,以保证矿山可正常生产。现阶段的采矿机检测的水平在我国呈现的趋势较低,需给予重视,近几年随着政策的扶持与重视的力度加深,其基础技术已在实际的生产中得到提升,提高了工作效率。 3.3诊断与检测矿井提升机的故障。矿井机在正常的运行中与煤矿生产的工作人员及矿山的正常生产有着直接的联系,故此,诊断与检测矿井提升机的故障尤为重要,其故障主要有重故障与轻故障。由于严重的原因产生的故障为重故障,其原因需检测人员进行深入的调查,依据实际的参数规定与所查数据进行分析对比,以免造成安全事故与经济损失的发生。故障出现的问题对其生产的影响比较下品且比较简单为轻故障,只需对工况参数与实际情况的检测进行分析,故障产生原因就可被检测出,可及时给予问题故障的处理。 4结束语 在现代化的进程中,矿山机电设备逐渐与新兴技术相融合,不断推进的信息化技术,促使煤矿产业在生产的过程中其安全性与生产效率得到了提高,也为煤矿企业获取了极大的经济利益。为使其适应市场的经济要求,需对其进行新工艺水平与生产装备水平及产业质量与经济效益的提高,进行产业结构的调整,促进煤矿企业提高市场的竞争力。 作者:赵启乐 单位:双鸭山矿业集团有限公司安泰煤矿 矿山机电毕业论文:矿山机电设备检修管理浅析 0引言 伴随现代科技不断发展,运用于矿山生产的机电设备种类也日益丰富,加上井下生产的连续不间断性使机电设备易出现磨损与老化等问题,使矿山机电设备维护检修管理难度极大。但机电设备作为矿山生产高效高质持久进行的必要基础,对煤矿经济效益有直接影响,如何确保矿山机电设备日常检修管理工作的有效性成为矿井日常管理的重点与要点之一[1]。 1机电设备检修类别划分 机电设备检修作为井下生产高效开展的必要保障,是矿山生产不可或缺的维修体制,依据维修目的不同可分为以下四种类型:a)预防性检修。这种维修目的在于将可能存在的故障风险扼杀在萌芽中。设备运行时,对设备实施全面监控,一旦发现其工作状态出现异常,立即对其展开全面检测与维护,实现对可能存在的故障有效预防。通过这种方法能够有效避免机电设备零部件损坏,是机电设备故障诊断维修中的关键环节;b)事后检修。这种形式是指设备故障已发生后对其进行及时处理与补救,属于被动性维修手段,以尽快恢复生产为目的,维修效果往往差强人意;c)周期性检修。这种形式是指无论设备运行是否良好,在固定时间间隔下全面检修和维护机电设备,其时间间隔周期多依据实际经验确定。这种方法可有效消除设备运行中存在的故障隐患,是机电设备检修管理的重要环节之一;d)创新性检修。这种方法亦被称为技术改造,是指机电设备管理技术人员为更好满足实际工作需求而对设备进行技术改造。一般而言,任何机电设备其应用效果的优劣均是相对的,随运行使用环境的改变,其多少会存在一定的不足之处。因此,矿井机电设备管理人员在日常的设备检修中应多总结经验,结合矿井生产实际,对设备运行存在的不足之处进行有针对性地创新改良,确保设备高效、高质运行[2]。 2矿山机电设备检修管理的不足 2.1缺乏管理意识与相应的管理制度 中国政府虽对矿山机电管理进行一定的规范,但在实际生产中依照规范管理操作的矿井数量有限,一方面是由于在既得利益的推动下,生产管理者过度关注生产效益,忽视机电设备检修管理,抱着设备还可用就无需检修的态度,许多应当按月检修的设备被按年检修,需要年检的设备则投入以来从未检修,使故障隐患不断积聚,严重威胁设备有效运行。另一方面,科技日益革新,使原有管理制度早已无法适应新型机电设备检修需求,对检修工作开展造成一定影响[3]。 2.2专业检修人才缺乏 由于井下工作环境恶劣及高风险性,使许多具备良好专业技能的技术人员纷纷离开这一行业而进入其它更安全的企业中,使矿山机电设备检修管理人才匮乏现象极为严重。与此同时,各大高校机电专业及社会上专门从事矿山机电检修培训的辅导机构,所教授的内容多限于理论层面,忽略实践操作,使培训出的人员往往专业素养相对不足,很难立即适应实际工作。除此之外,井下施工的部分机电设备属于特种装备,其检修操作必须由经过专业培训的人进行,此类人才多只能由煤矿企业自己在日常工作中逐渐培养,难以从外引进,对检修管理高效进行造成不利影响。 2.3安全管理投入相对不足 安全管理资金投入不充裕是又一个普遍存在的问题。许多矿井为节约资金、提升产效,机电设备在长时间工作后没有检修维护,甚至部分设备老旧不堪,应当更新的未能及时更换,使矿山机电设备检修管理困难重重。特别是近年来井下开采深度不断增加,设备更新与改良势在必行,而资金不到位使这些工作停滞不前,设备检修管理难以有效开展,增加井下生产风险性。 3增强矿山机电设备检修管理水平的措施 3.1增强前期管理的规范化程度 前期规范化管理是实现设备检修管理高效进行的必要保障,主要体现在设备选型与质量检验两个方面,必须充分考虑矿井实际施工状况与操作需要。选型工作必须安排专人全权负责,监督设备自验收到安装使用的全过程,并有效留存相关设备资料,以便后续使用。设备质量检验上,应当配置专业技术人员在安装前全面检测设备,对存在瑕疵、缺陷的设备坚决不予安装;对整个安装过程实施动态监督,确保其操作全部遵守相关操作规范。安装完成后,应当会同技术人员、管理人员、设备维修人员一起验收设备,验收无误后方可投入使用。 3.2加强思想管理与制度建设 认真负责的态度与有效的管理制度是确保检修管理工作有效进行的必要前提。a)应当帮助检修管理人员树立主人翁意识,以认真负责的态度全力投入工作中,促使其工作高效进行;b)针对实际工作状况,完善原有机电设备检修管理制度,严格要求工作人员认真执行制度规范[4]。 3.3建立严格的岗位责任制 矿山机电设备检修管理人员作为井下特殊岗位,必须针对实际情况制定严格的责任制度。a)应当依据井下设备运行距离、服务范围、使用量等诸多要素划分不同责任区,并依据各岗位责任高低进行任务合理分配。譬如进行泵站、变电所等重要岗位应实施多人包岗制度,确保工作准确无误;b)综合考量设备运行磨损程度、岗位出勤状况、能源损耗等多项指标,创建科学岗位考核奖惩机制,定期或不定期对各个岗位进行全面综合考评,表彰优秀个人或集体,提升技术人员的工作热情。 3.4改良矿山机电设备检修管理技术 机电设备检修管理技术优劣对井下生产效率的高低有直接影响。从根本上推动矿山机电设备检修管理质量不断进步,必须坚持以技术进步为推动力的发展道路,转变旧有粗放型生产工艺,不断推动新型工艺与设备应用升级,推动综合效益全面提升。在实际工作中,煤矿企业必须积极学习与引进国外先进技术,以科技为推动力,以最小投入获得最佳成果,提升机电设备检修管理工作质量。煤矿企业应以技术总工为带头人,组建科技小组,针对自身实际机电检修管理中存在的问题,集中人力、物力进行技术攻关,并将相关成果有效应用到实际生产中,实现矿山机电设备检修管理无缺陷开展。 4结语 矿山机电设备检修管理不仅任务繁重且内容复杂,其检修管理质量的高低直接影响矿井生产能否高产、高效、安全进行,因此一直是矿山日常管理的重要环节之一。要真正实现矿山机电设备高质检修管理,就必须从安全生产与技术革新等多方面着手,在充分考虑矿井实际生产状况的前提下,开展机电设备定期与非定期检修,实现机电设备动态流动管理。煤矿管理层应针对现有机电设备管理人员专业技术水平不足的现状,对其开展定期培训以促进其思想认识水平与专业素养水准全面提升。此外,还应构建完善的管理制度,明确检修人员的职责与权力,构建完善的奖惩体系,有效激发检修人员工作主动性,从根本上推动矿山机电设备检修管理高质进行,为矿井生产安全、高效提供保障。 作者:白志光 单位:山西煤炭运销集团能源投资开发有限公司
众所周知,建筑工程具有工程任务量繁重、资金成本高、时间跨度大、工序繁琐复杂等特征,为此,建筑监理不仅应当在施工过程中积极协调各部门的工作,加大监督管理投入力度,而且还要促进各环节的协调配合,提高施工效率。新时期以来,随着建筑行业的蓬勃发展,建筑工程质量成为社会各界关注的焦点,为此,积极落实建筑监理工作具有重要意义。 1简要论述建筑监理对协调组织施工的重要意义 建筑监理在工程建设施工中占据着重要位置,应当贯穿并全方位动态监管整个施工流程,换言之,其是确保工程在规定时间内交付竣工的关键途径。建筑监理在施工环节要充分发挥自身的协调组织和运维管理能力,确保工程如期竣工,并通过质量终检。通常来说,建筑工程相较复杂,工序繁琐,参与方利益裙带关系紧密,这些都在一定程度上增大了建筑监理的难度。再者,施工建设单位侧重于工程进度,工程设计单位注重设计内容的体现,质量检查部门强调工程质量和社会效益,基于此,建筑监理要在工作落实环节与各参与方保持高效的沟通,促进协调配合,为工程目标共同努力。 2建筑监理协调施工现场的具体内容 2.1施工建设前期准备阶段的协调工作 2.1.1检测材料质量,检验设备运行性能 建筑监理人员的首要任务是检测进入施工现场,被预备投入工程建设的建筑原材料质量,并将检测结果编织成书面检测报告,递送至总工程师或管理决策层,以备后续工程校验。建筑监理单位要在检测材料质量的过程中严格遵守标准规范,强化质检意识,与其他各部门保持有效的沟通。以此为基准,确保在出现问题时,能够就实际问题进行统一磋商,并采取切实可行的解决策略,避免延误工期。需要格外引起注意的是,材料质量检测与机械设备运行性能查验不能单纯依靠建筑监理人员,同时,需其它部门人员强化责任意识,积极配合,保障材料质量,确保机械设备能够为工程建设提供安全可靠的服务。在切实保障材料质量达标、设备运行性能良好的基础上,再严格审查供货商合法资质,与合法经营商保持长期合作关系,并洽谈市场价格,以此节约成本。 2.1.2明确各方职责权限 随着经济的繁荣发展与特色社会主义城市建设的推进,建筑行业取得了突飞猛进的进步。纵观建筑行业的发展现状可知,其整体水平得到了本质性的提升,但实际工程建设仍存在诸多缺陷。在工程建设初期阶段,如果建筑监理人员分配不均衡,会导致交叉管理现象,不仅耽误时间,也无法落实责任制度。针对此,建筑监理部门不能仅口头传令,而是要与施工企业保持有效的信息沟通,找出问题原因,协商解决策略。此外,建筑监理人员在发现问题后应及时告知建筑单位管理人员,以便提高问题处理效率。 2.1.3落实施工前期准备工作 一般的工程都是由多家企业协同参与建设的,这样不仅可以提高效率,确保工程在规定时间内落成,还能最大限度的保障工程质量。在工程建设环节,由于各参与方所处的工作环节和所负责的工程项目存在差异,一旦出现场地间的问题,将严重阻碍工程建设。为此,建筑监理单位要积极协调现场施工,并落实一系列前期准备阶段工作。同时,促进各单位的协调配合,加大职业培训投入力度,从根本上保障工程建设质量。 2.2施工建设环节的监理协调流程 (1)对于基础性工程建设工作来说,最为关键的就是地基的施工处理。由于基坑土方挖掘工艺较为复杂,工序也相对繁琐,且涉及多个工程建设单位的利益关系,因此,需积极加强协调配合。与此同时,在协调问题解决策略时,建筑监理单位应抓住问题的关键,综合考量多方面的影响因素,并兼顾各参与方的职责和利益关系。(2)在主体结构建设中,确保各部门的协调配合,尤其是土建施工和建筑安装单位的合作。建筑监理单位要秉承责任落实到人的基本理念,确定工程归属区域划分,在保证相互配合的基础上明确责任权限。另外,建筑监理部门需严格遵守行业标准规范,一旦工程主体间发生矛盾冲突,要站在中立交角度进行协调,并结合实际情况采取恰当的处理措施,化解矛盾,让工程如期竣工。 3提高建筑监理协调水平的具体策略 3.1明确组织协调目标 建筑监理人员要积极维护各主体单位的关系,并全方位动态监管工程进展情况和施工建设质量。同时,优化配置物质资源,控制施工成本,从而提高施工效率,强化工程质量。基层建筑监理人员在工作过程中,还应不深入施工现场进行必要的调查取证和核实,不能单纯的依靠施工方所呈报的数据结果,只有切实了解实际情况,才能增强工作的合理性、可行性和准确性。由于工程任务量繁重,涉及多方单位的利益关系,因此,建筑监理人员需综合考量多方面影响因素,协调关系,发现问题,解决问题并追究责任划分。此外,建筑监理人员还应强化综合素质,以身作则,以德服人,做事有理有据。再者,定期组织内部会议,广泛汲取意见,共同商讨问题解决方案,以缓和人员间的关系,避免不必要的矛盾冲突。 3.2综合考量工程建设各参与单位的利益关系 通常,建筑监理人员针对工程主体单位较多的情况下,应当采取定期召开会议,及时沟通的方式促进协调配合,其具体策略如下所述:①面对面商讨问题,在各方了解实际情况的前提下采取处理意见;②出现问题的第一时间要召集各方参与临时会议,制定问题解决方案;③下发相关文件,约束各方实际行为,促进信息沟通;④指定监理人员与工程参建部门进行实地考察,了解实际情况共同协商。 3.3严格遵守行业标准规范 建筑监理人员在协调各参建主体单位的过程中,要摆事实,讲道理,树立威信,以理服人。同时,建筑监理人员需头脑灵活,在遵守标准规范的基础上结合实际问题适当的调整方案,采取人性化的方式,尽可能的让各方满意。 4结语 综上所述,高效落实建筑监理工作,有助于协调组织施工,提高工程建设效率,最大限度的保障工程的安全和质量,进而维护各主体参建单位的切身利益,建立良好的合作关系,实现经济效益、社会效益的最大化。
数据挖掘技术可以从庞杂的数据信息中提取、采集需要的信息,是企业运营中重要的应用技术。尤其随着各类电子产品的日益增多,为了让海量的信息为人们提供更加优质的服务,离不开对相关的数据展开深层次的挖掘与处理,为企业朝着继定的目标发展提供了必要的信息参考。 1数据挖掘的技术 1.1基本含义 数据挖掘就是指充分应用科学、高效率的计算方法,在海量的数据信息中捕获可用的信息的深入筛选过程。现如今,随着人类进入了信息时代,数据挖掘的技术在诸多行业里获得了人们的广泛认可,应用范围非常广阔。 1.2操作方法 总体而言,数据挖掘的技术大体可以分为以下五种操作的方法。第一,神经网络法。这种方法的鲁棒性较好,具有高度容错、并行处理的功能,对数据挖掘十分适用。具体是按照选择的模型,确定适用范围。现阶段,神经网络领域里普遍应用连续、离散、art与koholon等几种模型,主要在联想记忆、聚类的自组织映射、计算优化中进行应用。第二,决策树的方法。这种方法指的是对海量的信息进行分类、整理,并寻找带有一定运用价值的信息。具有迅速分类、获取可用信息的特点。因此,比较适合处理大量的数据。缺陷主要包括抵制噪声能力弱、表达复杂的概念不够具体。第三,统计分析法。通过这种方法可以有效地分析函数关系、相关关系。现阶段,可以具体划分三种方法,即相关、回归、差异等分析方法。第四,遗传算法。指的是依托于遗传激励与生物的自然选择规律的随机性搜索的计算方法,这也是十分常见的数据挖掘法。可以与其他的模型建立一定的联系,具有应用范围广、隐含并行性的优点。第五,挖掘对象。结合信息储存的格式,可以挖掘面向对象的文本数据源、数据库、空间数据库、多媒体数据库、异质数据库、时态数据库、Internet等。 2软件工程中数据挖掘技术的应用 2.1挖掘结构、程序代码 数据挖掘的技术在结构、程序代码方面的应用具体如下:其一,检测克隆代码的方法。所谓的克隆代码是指按照相关的软件工程正常运行的标准,复制或粘贴某个代码段。如果存在特别的需要,还能够酌情更改一些代码,并且对以上的代码加以严格地检测,目的在于以免相关故障的传播,达到简单维护系统的目标。有利于相关的软件系统正常运行。现阶段,克隆代码的检测可分为四种方法。即标识符比较、文本对比、程序结构、度量等。各种方法皆拥有各自的判断标准与检测程序,应用的时候,还需要结合具体的状况合理选择。其二,Aspect挖掘法。这种技术就是人们经常提及的横切关注点的挖掘法,在软件工程里,Asped挖掘法在改造系统中发挥关键性的作用。尤其在处理相关问题时,可以提供很多的方法,其中,形式概念、度量分析法最具有针对性。以上的方法能够通过重建候选集的形式,更好地解决横切点的挖掘问题。而且,这种数据挖掘的技术在其他许多方面也可以发挥良好的性能。 2.2软件项目管理方面 关于软件项目的管理,应用数据挖掘的技术可以表现以下两点。其一,挖掘组织关系与控制版本的信息。因为软件管理属于一项系统化的工程,关于组织关系的挖掘就分为许多层面的内容,其中,以合理地协调、分配人力资源最为重要。例如:在某一活动举办期间,由于涉及诸多的参与人员,这样,在统计有关信息时,极易因信息的交互而影响活动的正常秩序。而数据挖掘技术的有效应用,能够有效地区分各方面的组织关系,极大地提升了项目管理的效率。其二,控制版本的控制信息。版本信息的控制可以为相关的工作者查询版本带来便利。有效地应用数据挖掘的技术,不但可以对系统实际的修复状况展开自动化地检测,同时发出相关的报警信号;而且还能够轻松地规避大量的错误,有利于维护系统的运行秩序,进而提升软件项目的管理质量。 2.3故障检测方面 数据挖掘的技术在软件工程中的另一个重要应用就是检测故障方面。长期以来,软件工程系统中,展开故障检测的时候,通常选择程序切片的方法,程序切片的检测法尽管也可以在某种意义上达到系统正常运行的标准,然而,也会产生一些亟待处理的问题。例如:技术较为复杂、定位比较模糊等。现如今,随着软件工程系统日益升级与优化,一定要相应地优化故障检测的技术。而应用数据挖掘的技术恰好可以符合新的检测标准。这项技术具体应用于故障检测方面可以从交互模式、程序说明进行分析。挖掘程序的说明可以对软件工程系统相关的运行信息展开跟踪式的检测。以便迅速查找系统运行中存在的问题,并及时进行系统的检测与维护。从现阶段常见的挖掘法分析,一般应用规则与自动化的方法。这两种方法,皆充分地按照相关的程序与API的规则进行信息的挖掘。 3结束语 总之,在软件工程系统中有效地应用数据挖掘技术,既能够极大地提升软件研发的工作效率,又能够增强软件的稳定性能。伴随信息技术的不断发展,在未来,数据挖掘的技术在软件工程领域中的应用还会更加广泛。这项技术改变了以往人们获取数据的形式。而且从某种意义上优化了软件工程系统,有利于软件工程获得更好的发展。
随着科学技术的发展,也推动着工业的快速发展,工业的快速发展又会推动与其相关的各类产业的快速发展,那么要想其他产业跟随着工业发展的脚步,就需要研究出什么样的跟随产业是必备产业,才能够保证工业的持续发展。所以通过研究发现,电气产业是非常重要的产业,他的发展对工业的发展有着不可忽视的作用。而且随着经济的发展,人们生活水平的提高,人们对持续供电的需求越来越大,基本上已经离不开电量。这种情况对电力的发展提供了前所未有的发展空间,随之带来的也有挑战。所以要满足居民对供电量的需求,那么如何保证电气运转持续进行在故障发生时能够不影响供电的维修检测是非常重要的,所以做好电气设备的检修故障是电气故障检修中的重要工作。 1电厂电气设备故障检修的重要性 电厂电气设备的检修为什么如此重要呢?在电厂中,电气装置主要分为四点,分别是电器主线,变电设备,变压器和配电装置等等。而且在电厂中中输出的电压是比较高的,因为他会将过分压处理系统来进行分压给各个用户和用电的场地,根据这一种情况,在安装电气设备时,要求会很高,必须满足从电厂输出电压高这一要求。除此之外,要保证电气设备安装的安全性,还有很多因素来决定,比如说,电气设备在最初生产时就要保证生产过程中要注意到的安全问题,一定要求技术过关,保证产品质量的安全性,其次是选择产品型号的合理性,因为不论这个电气设备本身是否足够安全,更重要的一点是要选择正确合理的设备型号,这样的话会提高安全系数,因为不同的安装要求不同的设备,来保证型号匹配,合理安装。再有就是在安装过程中的接线一定要牢固,也就是说安装电气设备肯定需要用到很多电线之类的安装线,一定要保证接线之间稳固结实,不能有漏接,接错的情况出现。而且在安装过程中一定会有固定设备的螺丝等等,一定要旋紧,固定支架要焊接牢固等等。这些都是形象设备安全性的重要因素,一定要保证面面俱到,做到万无一失。最重要的一点就是,电子设备在经过高运作之后会有磨损或者性能下降的发生。所以一定要有一套全面合理科学的维修检测方法,而且在检测过程需要进行随时监控,避免有遗漏的地方。随着时代的发展,居民生活质量的提高,电气设备越来越先进,电气设备不断更新换代,电厂输出的电压越来越大,电厂的安全性能也在不断提高,电气工业的快速发展提供给人们需求的电量,如果一旦电气设备发生故障以及一些破坏,将会导致巨大的损失,更可能给社会效益带来破坏,所以说充分的研究和保障电器维修检测工作是电气设备正常运行的重中之重。 2电气设备故障的分类和检修方法 2.1电气设备的故障分类 电气故障是由多种多样的因素造成的,所以是有很多种类的,在进行维修之前,必须先进行检测,通过检测来发现到底是哪里出了问题,然后再根据其具体的原因进行对症下药,采取有针对性的维修手段来进行维修。其次要注意到的是,影响电气设备的因素是多种多样的,它可以从以下几个方面来分析,比如说可能是受天气的影响,是否是因为刮风或者是下雨腐蚀等等因素造成的,还有就是是不是因为在安装过程中的操作不当造成的,是否安装牢固,或者是所选择的电器的型号是否正确等等。接着就是电气设备产品本身的质量如何,在生产产品初期,产品质量是否合格,生产的厂家是否达到技术要求的标准等等。最后就是电气设备的寿命是否已经达到期限,产品本身是否已经产生了老化等,是否需要换新的电气设备。所以在检测时要从这几个方面来检测排查,这就需要检测人员需要具备齐全的专业知识,必须懂得如何进行检测以及如何判断是哪里出了问题,自己应该如何进行维修,提出维修策略等。如此一来,我们将电气设备故障分为以下三大类故障:第一种就是磨损性的故障类。这种故障是不可避免的,因为他是从电力设备开始运作时开始,经历了长时间的运作后,他的那个零部件之间一定会产生一定程度的磨损,等到他的磨损程度承担不起他的运作负荷时,就会产生故障,这就是经过长期磨损造成的磨损性故障。第二个就是在运作过程中,工作人员在搬运设备时操作不当产生的故障。这种故障就是人为产生的,在操作机器过程中,由于操作失误而导致的运作故障的产生,或者是由于本身所承担的应力超过允许的应力值而产生的电器运作故障。第三种就是薄弱性故障,它主要就是因为在电气设备生产时,针对一些应力值估计产生了偏差,在生产时就没有满足所要求的应力需求,有一个原因是由于疏忽所导致的薄弱性的故障。导致在机器运作过程中会因为有些部位承受力不够而产生故障。经过分析,可以知道故障类型根据不同的原因会产生不同性质的故障,跟产品本身以及性能,质量还有操作人员等都有着不可分割的关联性。 2.2电气设备的常用检修技术 用于检测维修电气设备故障的技术有以下几种,我们来分类述说,首先是第一种是电流分析法。什么是电流分析法呢?这是一种物理方法,他主要是通过检测电流的幅值以及电压幅值或者是进行波形检测来进行分析检测,通过分析检测来研究电力运转过程中电子的转子绕组断条以及转移不平衡和气隙偏差等故障。第二种是振动诊断。这就是一些比较简单的判断故障法,因为在电气运转过程中可能出现故障时会发生振动,在检测过程中会通过听振动的发声源在哪里去判断是哪里出了问题,从而缩小距离判断是那个细节出了问题,确定故障位置。接着第三种是绝缘诊断。就是通过实验的方法来进行诊断,判断一下是否是由于电气设备本身的绝缘性以及其他结构性质损害而造成的故障。最后一种就是温度诊断。温度诊断主要是通过观察电气设备在运转过程中的温度是否正常,这主要是通过观察平时电气设备在正常运转时的温度是多少,来判断是否是由于温度过大变化而导致的电气故障。 3电气设备常见的故障实力与分析 发电机是电气设备中最重要的设备之一,如果它发生故障那后果将是不堪设想的,所以发电机影响着这个电厂的发展以及整个社会的经济效益。单位再缩小一点会直接影响到生产发电机的厂家的销售以及利润,会波及到其他相关产业的发展。所以说它是非常重要的。在发电机发生故障时,一般会发生滑环碳刷冒火,如果产生这种情况不及时处理的话,会对发电机造成直接的损坏,而如果直接对发电机造成损坏,就会直接影响到整个电厂的运作,很不幸的是,电厂中会经常发生这种发电机冒火的故障,所以说如何很好地处理这种故障的产生是非常重要的,那么首先最重要的就是要了解产生这种故障的原因,知道原因后才能更好的针对原因解决问题。他的原因主要分为以下几个方面:其中一个原因是碳刷和压簧之间的压力受力不均匀所造成的,它是由于在生产过程中的产品质量的不一样,以及受力不均匀,从而导致产生的电流分布不均匀,从而对压簧产生过大压力,产生火花,这就是为什么会产生冒火的关键因素之一。还有一个方面就是因为碳刷经过长时间的磨损,会产生损害,也会造成进出不均匀,电流不均匀,导致压簧冒出火花。最后一个原因就是人为因素,主要是因为检查人员在工作中出现疏忽,导致没有注意到压簧和碳刷之间存在的温度过高,温度过高就会产生高温火花,超出正常范围。针对这种情况要有相应的对策来进行解决:首先我们要保证产品本身的质量问题要有保障,针对这种故障的存在,要保障碳刷和压簧之间的质量相互匹配,还有型号要相互匹配,这样的话就会导致最起码在质量型号上相互匹配,可以避免因为型号这方面的不匹配因素造成故障的产生。其次是要控制碳刷的长度长短要合适,不能太长也不能太短,要适当,这样会避免因为碳刷长度不一样而导致阻值不一样而引起冒火。最后就是要保证碳刷一定要经过研磨,防止因为接触面积不够而引起冒火。 4加强电厂电气设备故障检修的措施 4.1提高检修人员的个人素质 在电器维修问题上,要明白,电器维修是一个要求非常严格的职业,所以针对维修技术人员的要求是非常高的,维修人员是否够格会直接导致电厂电气设备何时可以开始运作以及是否会对电厂造成经济方面的损失。所以说对维修人员的技术要求是多功能的,也就是说维修人员必须具备一定的知识水平,包括电气设备本身的结构组成,以及在电气运行过程中所需要达到的技能要求,应力允许值,还有各种结构组成的原理,而且会使得再维修过程中帮助电厂将损失降到最低,换句话说就是将维修成本降到最低。基于这样的要求,这就需要电厂对维修人员进行专业的培训指导,对他们进行专业知识,进行全过程,就是从电气设备生产过程中的所有生产技术要求,技术原理,以及结构原理。全方位就是从各个方面,从价格,以及销售,以及应用全方位处理。再有就是全参与,就是从头到尾,从生产到电气设备退休掉为止,其中包括如何处理故障问题,故障排除等。致力于为电厂培育出全方位骨干型技术人员,不但可以为电厂创造成本利润,还由于技术的专业度可以帮助电厂节约时间,使得电气设备更快地投入到生产运作中来。其次,要让维修技术工作人员意识到自身工作的重要性。这与上边提到的专业度方面是不同的,它主要是关注在维修技术人员的职业道德素养方面,要让维修人员体会到快速高效的保证电机恢复正常运作对电厂来说是非常重要的事情,关乎到电厂整合运转系统的正常运作,以及是否能够帮助电厂降低损失,为电厂创造独立的关键因素。要让维修技术人员看意识到自己的责任如果出现疏忽马虎可能会对电厂造成极大的损失。所以要努力培养优秀的维修技术人员。 4.2电气设备分级检修管理 电气设备分级管理是非常必要的。他的分级步骤就是关于设备的分级方面的一些方面。它主要是分为系统数据方面的分级,以及在设备分级数据采集的一些措施方法等等,比如说是典型模式或者是健全故障分析策略等等。系统设备分级掌控着整个电气设备的分级排序等,是非常重要的。 5总结 电厂电气设备正常运行是当今社会,随着时代的发展的普遍要求,是需要非常重视的,这就需要电气设备必须满足质量要求,满足型号要求,满足设备要求,必须进行不断的更新换代来适应电厂的发展速度,因为随着生活水平的提高,居民以及各种企业对于供电量的需求越来越大,需要持续进行供电,因为当今社会如果断电会对社会造成很大的影响,严重的后果可能会导致社会经济效益的下降,威胁到国家发展。那么为了维持持续供电量的重要因素就是要良好的电气设备维修人员来保障电气设备能够更快的恢复投入到运作过程中,保持供电量不间断。所以还有更重要的就是要对维修人员进行专业全方位的培训,这样的话才能保障电气设备的快速运转,从而使得电厂随时保持正常运转,保证社会经济效益持续增长,满足居民生活的基本需求。
微电子论文:微电子技术在航空系统中的应用 文章摘要:随着微电子技术的不断发展,在我国的各行各业中科技水平也在不断提高,微电子技术不仅仅可以应用于工业等各种领域,我们也可以看到微电子技术,同样可以应用在航空系统之中,促进航空系统的进步,从而推动其向综合化、模块化方向发展。本文就将以微电子及微电子在航空系统中的发展的重要内涵为着手点,从而提出将微电子技术更好地应用于航空系统中的重要策略。 关键词:微电子技术;航空系统;综合化 微电子技术的进步在很大程度上提升各领域的科学水平,促进了各领域上的发展,目前在微电子技术在航空系统中的应用效果中,我们可以看到微电子技术的重要作用,不仅仅能够促进航空系统向经济性、技术性方向发展,同时也能促进航空系统整体性的进步。所以我们要明确微电子技术及微电子技术应用于航空系统的重要作用,从而对如何更好地应用微电子技术进行探究,希望可以促进微电子技术在航空系统中的发展。 1微电子技术的基本概念 微电子技术是较为复杂精密的科学技术之一,是建立在各种高密度微电子组件的基础上的高微电子技术。作为目前国内较为高精尖的基本技术端电子技术,其应用领域十分广泛,不仅仅可以使用于航空航天中,也可以使用在各个工业领域及商业领域上,微电子技术的展现形式通常是以微电子商品或者集合多种电子元器件的综合系统载体等出现,同时这也是各种半导体元件的产品的相关统称,作为集成电路的一个重要载体,微电子技术对于促进各领域的发展是有重要作用的,但是微电子技术的学习与创新是微电子技术发展的难点,在目前的信息化时代,我们既要正视微电子技术的重要性,又要对微电子技术进行学习与创新,从而促进国家科学、经济、国防等进一步发展。 2微电子技术在航空系统发展中的重要内涵 随着航空系统的不断发展,我们可以看到微电子技术在航空发展过程之中起到相当大的推动作用,促进航空系统向智能化、科学化、模块化方向发展,而且往往这个时候航空系统的发展也呈现出了综合性这一具体特性,微电子技术在航空系统中的发展不仅仅是航空水平的具体体现,同时也是国家科技水平及相应的国防实力的重要体现,微电子技术不仅仅是理论性的技术工种,当微电子技术应用于航空系统发展过程中时,也在证明我国微电子技术的基本专业知识理论能够很好地和实践应用有机结合起来,体现了我国航空系统发展状况。除了在航空系统中,微电子技术往往也会体现在航空微电子技术产品上,但无论是系统上还是产品上,微电子技术在航空系统发展过程中仍扮演了重要的推动角色。 3如何更好地将微电子技术应用于航空系统之中 3.1将微电子技术的专业理论知识与航空系统应用进行有机结合 我们可以看到目前航空系统的应用已经偏向于综合化、具体化、模块化方向发展了,所以电子技术基础知识应该在明确目前航空系统的基本发展现状之上,与实际航空系统应用进行有机结合,保障航空系统能够使用图像及语音信号实时传送功能,提高航空系统发展中的经济性与技术性,无论是在控制系统还是传感器及显示系统中,都促进了航空系统的灵活性和可靠性特性的发展,解决综合系统中所存在的相应问题,提升客观的显示技术及控制技术,从而推动微电子技术在航空系统中的深化与进步。 3.2提升相关人员的微电子技术水平,引进高质量的人才 无论是航空系统方面还是微电子技术方面其发展都需要高质量、高水平的人才进行相应的实验与应用,所以我们必须提高整体队伍的综合素质,以促进微电子技术在航空系统中的发展与应用。传统的固体物理基础课程、半导体器件与微电子综合课程设计等基本知识理论课程并不能满足微电子技术发展的具体要求,为了培训相应的航空方面的微电子技术人才,我们必须要革新课程,提高课程难度,在一定程度上加入相应的航空理论知识,增加实践课程的相应比例,促进相关专业人员能够将微电子与航空系统的理论知识与现实实际发展情况的有机结合,也可以加强对于VLSI设计、SOC设计方法学嵌入式微处理器体系结构的学习等,但无论是哪种专业知识,都需要相关人员对于相应的微电子技术水平及航空系统的相应技术进行学习与创新,只有这样微电子技术才能在航空系统的发展过程之中得到更好的应用。 3.3对航空系统中的微电子技术设备进行相应的保护 在微电子技术的应用过程中我们也不应该忽视对于微电子技术载体即微电子技术设备的相应保护,一般这些设备会出现静电损害及电磁干扰等常见损害问题,在一定程度上阻碍了航空系统的正常运作,我们必须对微电子技术设备进行相应的保护,从而促进微电子技术可以正常应用于航空系统之中。我们可以利用带有防静电的相应装置,以及防尘罩、导电袋等多种防护准备,保证微电子技术设备不被静电损坏,除此之外还可以考虑降低航空系统各部分的摩擦状况,处理好相应的飞机操作面,安装静电故电器等多种方式降低电磁对于微电子技术设备的干扰,同时对微电子技术设备进行相应的保护。 3.4对航空系统中所使用的集成电路及电子元件进行创新 航空系统中微电子技术应用往往体现在集成电路与元器件的使用过程中,在这个航空系统运行当中,无论是对于信息进行存储或是处理,都需要使用相应的通用高端芯片以及集成电路等,但是目前国内的芯片及核心元器件都主要依赖于进口,国产的集成电路及电子元件不能够满足目前微电子技术在航空系统中的发展需求,面对这一问题,我们必须要注重在航空系统中对于相关技术及电子元件的创新,从而促进微电子技术的提高与航空系统的进步。 4结语 在微电子应用于航空系统中的这一个方面,我们还有好长的路要走,不仅仅需要从理论上获得突破与提高,同时也要在微电子技术及航空系统的实践应用上进行有机融合,明确微电子技术在航空系统中发展的重要内涵,从而通过人才引进、元件升级、设备保护等多种方式促进微电子技术在航空系统发展中的具体应用。 作者:顾晓清 单位:上海电子信息职业技术学院 微电子论文:机械系统微电子论文 1微电子机械系统的概述 1.1微电子机械系统的概念 微电子机械系统主要结构有微型传感器、制动器以及处理电路。其是一种微电子电路与微机械制动器结合的尺寸微型的装置,其在电路信息的指示下可以进行机械操作,并且还能够通过装置中的传感器来获取外部的数据信息,将其进行转化处理放大,进而通过制动器来实现各种机械操作。而微电子机械系统技术是以微电子机械系统的理论、材料、工艺为研究对象的技术。微电子系统并不只是单纯的将传统的机电产品微型化,其制作材料、工艺、原理、应用等各个方面都突破了传统的技术限制,达到了一个微电子、微机械技术结合的全新高度。微电子机械系统是一种全新的高新科学技术,其在航天、军事、生物、医疗等领域都有着重要的作用。 1.2微电子机械系统技术的特点 1.2.1尺寸微型化 传统机械加工技术的最小单位一般是cm,而微电子机械系统技术下的机械加工往往最小单位已经涉及到了微米甚至纳米。这以尺寸的巨大变化使得微电子机械系统技术下的原件具有微型化的特点,其携带方便,应用领域更加广阔。 1.2.2集成化 微电子机械系统技术下的原件实现了微型化为器件集成化提供了有力的基础。微型化的器件在集成上具有无可比拟的优势,其能够随意组合排列,组成更加复杂的系统。 1.2.3硅基材料 微电子机械系统技术下的器件都是使用硅为基加工原料。地面表面有接近30%的硅,经济优势十分明显。硅的使用成本低廉这就使得微电子机械系统技术的下的器件成本大大缩减。硅的密度、强度等于铁相近,密度与铝相近,热传导率与钨相近。 1.2.4综合学科英语 微电子机械系统技术几乎涉及到所有学科,电子、物理、化学、医学、农业等多个学科的顶尖科技成果都是微电子机械系统技术的基础。众多学科的最新成果组合成了全新的系统和器件,创造了一个全新的技术领域。 2微电子机械系统的技术类别 2.1体微机械加工技术 体微机械加工技术主要将单晶硅基片加工为微机械机构的工艺,其最大的优势就是可以制作出尺寸较大的器件,最大的弊端是难以制造出精细化的灵敏系统。并且使用体微加工工艺难以优化器件的平面化布局,制作出来的器件难以与微电子线路直接兼容。体微机械加工工艺一般在压力传感器和加速度传感器的制造中普遍应用。 2.2表面微机械加工技术 表面微机械加工技术就是通过集成电路中的平面化技术来实现微机械装置的制造。其主要优势表现在充分利用了已有的IC工艺,能够灵活掌握机械器件的尺寸,因此表面为微机械加工技术与IC之间是兼容的。表面微机械加工技术与集成电路的良好兼容性使得其在应用领域实现了快速普及。 2.3复合微机械加工技术 复合微机械加工技术就是体微机械技工技术与表面微机械加工技术的结合,其结合了两者的优点,但又同时避免了相应缺点。 3微电子机械技术的应用 3.1环境科学领域 微电子机械系统技术下的微型设备可以在环境监测和数据处理分析上发挥巨大的作用。由化学传感器、生物传感器以及数据处理系统所集合的测量与处理设备。该微型装置可以用来监测空气和液体的成分,其独特优势在于尺寸微小,便于携带。 3.2军事领域 纳米器件所构成的装置先要对半导体器件运行速度高,携带方便,信息输出和处理快捷,在军事领域其能够用来制作各种微型设备,例如“蚊子导弹”、“麻雀卫星”等。 3.3医疗领域 在临床化验分析、介入治疗领域其也能够实现巨大的价值。近几年获得发展的介入治疗技术与传统治疗技术相比临床治疗效果优越,能够有效缓解患者痛苦。但是当前介入治疗仪器价格高,体积巨大,准确性难以保证,尤其是在治疗重要器官时风险较大。微电子机械系统技术的微型与智能特性可以显著降低介入治疗的风险。 4结束语 微电子机械系统技术将机电系统的实用性、智能化和多样化发展到了一个全新的高度。当今微电子机械系统技术已经对农业、环境、医疗、军事等领域产生了重大的影响,也影响着人们的生产和生活方式,相信在不久的以后微电子机械系统技术将会成为我国社会经济发展不可或缺的重要部分,为我国经济发展起到巨大的推动作用。 作者:王志宏单位:中国科学院长春精密机械与物理研究所 微电子论文:校企合作下的微电子论文 1校企合作的可能性及重要意义 1.1无锡是我国微电子产业的南方基地,需要大量的微电子专业人才 无锡是中国微电子产业的摇篮,是我国第一块集成电路的诞生地,微电子产业有着优良的传统和深厚的产业基础。近年来,无锡政府出台了一系列优惠政策(比如530计划),大力吸引微电子高端人才,创办了一批有竞争力的集成电路设计公司。2013年无锡市政府又出台了《无锡市微电子产业规划(2013—2020)》,为无锡市微电子产业的进一步发展提供了强有力的支持和保障。经过30多年的发展,无锡微电子产业形成了产业结构比较完整,产业规模庞大,管理比较完善的良好局面。2013年无锡市微电子产业合计完成营业收入652.12亿元,规模列全国第二[7]。SK海力士和华润微电子分别以第二名和第四名入围2013年度中国半导体十大制造企业。江苏新潮科技集团、海太半导体(无锡)有限公司和英飞凌科技(无锡)有限公司分别以第一名、第七名和第九名入围2013年度中国半导体十大封装测试企业[8]。虽然无锡市微电子产业的发展取得了很大的成绩,但也存在一些问题,比如:微电子产业的优秀专业人才比较匮乏,已经成为制约微电子产业发展的瓶颈之一。而高校是优秀人才的聚集地,江南大学微电子专业可以发挥人才优势,为无锡的微电子产业培养大量的优秀人才。 1.2江南大学注重校企合作 无锡日报2013年9月21日发表题为“江南大学发挥高校优势,开展校企合作,服务地方经济———做无锡的创新引擎和发展智库”的文章,文章指出:“江南大学提出要以项目为平台,广泛开展校企合作,为地方科技创新和经济转型添砖加瓦,这是江南大学推进与区域、产业协同创新的方式和途径。”江南大学作为无锡唯一的一所211重点建设的高校,非常注重与企业的合作,积极参与国家、无锡地区的科技创新,推进科技成果产业化,为本地区的经济服务。比如:与无锡市政府合作建立的江南大学国家大学科技园,已成为高科技研究项目的重要孵化基地;江南大学的科研经费每年以30%的速度在增加,其中60%~70%的科研总经费来自于与企业的合作。总之,江南大学一直探索的校企合作模式取得了显著的成效。这也为我校微电子专业寻求校企合作提供了机遇和挑战。 1.3微电子专业自身建设的特点 微电子产业是近几十年来全球发展最迅猛的产业之一。目前,以集成电路为核心的电子信息产业超过了以汽车、石油、钢铁为代表的传统工业成为第一大产业。集成电路自诞生以来一直遵循摩尔定律的发展规律,即集成度和产品性能每18个月增加一倍。各种半导体新材料和新器件层出不穷。微电子专业又是一个实践性很强的专业。因此,学生在学习过程中不仅要学好专业基础知识,还有必要进行专业的实验技能培训和不断接受新知识、新技术,才能跟得上微电子技术发展的潮流。这就要求学生不仅要进行专业的实验培训,还有必要阅读一些最新的参考文献,参加一些前沿科学的研究,甚至参与企业的技术研发。但是,微电子专业实验室建设的投入非常昂贵,一个小型的微电子工艺实验室的建设要几百万到几千万人民币,这还不包括每年实验室的维护费用。对于一般高校来说,这是很难承受的。其实,对于国内微电子专业实验室建设的比较好的高校,其实验室也主要面向研究生开放。所以,为了更好地提升本科生的教育教学质量,必须寻求校企合作。而微电子作为无锡最主要的优势产业,也给我校微电子专业提供了加强校企合作的机会。因此,无论是从学校周边地区微电子产业发展的状况,以及学校的政策,还是从本专业自身建设的特点来看,校企合作是提升微电子专业本科生教育质量的主要途径之一。因此,积极探索提高我校微电子专业本科生的培养质量的校企合作模式,具有非常重要的意义。 2校企合作联合培养的教学模式 校企合作的目的是共同发展,实现双赢。学校为企业提供智力和技术支持,为企业解决具体的技术难题。企业参与学校教学科研环节,提高教育教学质量,培养优秀的创新型人才。为了更好地实现校企合作,我们从三个方面进行了有益的探索。 2.1学研结合 我们可以采取多种方式的校企合作,实现微电子专业本科生培养过程中的理论学习和研究相结合。例如:实施以项目为导向的校企合作模式,鼓励老师承担企业和研究所的横向课题,让大三和大四的一些优秀学生参与项目的研发,这样既发挥了学校的智力优势,为企业解决了技术难题,也使得学生积累了宝贵的实践经验,提高了教学质量,实现了共赢。也可以让学生在学习过程中,参观一些重点企业、研究所的生产车间和设计实验室;并且,让学生在参与的过程中,积极地与企业、研究所的一线工作人员进行交流,让学生切实感受一下微电子工艺和设计的实践过程。学校也积极为大四的学生联系周边的微电子企业和研究所,鼓励学生去这些企业实习,让学生积极参与企业的研发和生产,既为企业提供了优秀的人才,又培养了学生的实践与创新能力。 2.2在职人员互聘 我校微电子专业80%以上的教师具有博士学位,而且,有许多教师具有海外留学的背景。目前的状况是老师有很扎实的基础知识,并且对微电子学科的前沿比较了解。但是,对企业的需求和微电子产业的市场需求不是很了解,导致研究与市场需求脱节。还有一些教师,在多年的研究过程中,获取了一些核心技术,但苦于没有资金的投入,没法把一些研究成果产业化。而我国的一些微电子企业研发能力相对不强,没有自己的核心技术,在市场上的竞争力不强。因此,有必要加强学校和企业的联系,通过校企合作,鼓励教师积极承担企业和研究所的课题,发挥自己的专业特长,为企业技术攻关。或者,鼓励教师到企业中挂职,真正深入的生产的第一线,与企业的研发人员合作,研发新产品,增强企业竞争力。同时也鼓励企业和研究所的工程师和专家来学校做兼职教授,讲授一些微电子专业的核心课程和实践课程,甚至也可以请这些有实际生产和研发经验的专家参与编写本科生的教材。由于这些工程师和专家均来自生产的第一线,他们有更丰富的生产和研发经验,对微电子产业的市场寻求更了解,对提升微电子专业本科生的实践和创新能力非常重要。 2.3共享实验室 微电子实验室的建设需要一笔很大的费用,但凭高校自身的力量是无法完成的,需要微电子企业的大力支持和帮助。当然,高校可以为企业培养大量的优秀人才和提供智力支持。企业可以有偿开放一些实验设备和设计软件让学生用于科学研究、实践操作甚至参与企业的研发;这样既有助于企业能提前了解这些学生的实践和创新能力,从而能留住一部分优秀人才;也有助于提升学生的实践能力和更好地了解企业文化,从而使学生也愿意留在企业工作。而高校的微电子实验室,也可以面向企业开放,从而共享实验室。总之,通过共享实验室,提高了实验室的利用效率,高校和企业实现了共赢。 3结论 本文分析了我校微电子专业实现校企合作的可能性和重要意义。并在此基础上提出了在三个方面进行校企合作的探索—“学研结合”、“在职人员互聘”、“共建实验室”。这三种教学模式在一定程度上解决了我校微电子专业的学生在学习、实践和研究中普遍存在的问题。因此,只有加强校企合作,才能提供更好的教学条件和资源,有效提高学生的理论知识水平和实践创新能力,培养更多的优秀微电子专业创新型人才。 作者:王福学虞致国肖少庆闫大为单位:江南大学电子工程系 微电子论文:微电子控制机电设备论文 1微电子控制机电设备系统的组成和原理 在设计系统时,首先应确定变频器的输出频率。因为这一参数的选择关系到整个系统的控制效果,应根据水泵流量。扬程等参数和最大用水量和最小用水量确定。系统中用水量的大小由压力变送器反映到PLC,再由PLC进行分配给循环泵,随时调节循环泵的频率,实现能源合理分配。在此套系统里面,主要的被控变量是管路循环水的压力,管路循环水的压力随着使用点的多少而变化,再由压力变送器反馈到PLC进行调节。 2可编程序控制器((PLC)的优势 可编程序控制器是微电子控制机电设备系统的重要组成部分,英语缩写为PLC。可编程序控制器有很多的功能,比如计数控制、数据处理等。可编程序控制器得到广泛的运用,不仅是因为它有很多的功能,更是因为它有很多的优势。接了下来笔者就简单地概述一下可编程控制器的主要优势: 第一,可编程序控制器所占的空间小,节能,能够随意的进行组合。所占的空间小,这样就能够节约厂房的空间资源,可以存放更多的机器设备;节能就是变相的节约成本,减少对整个微电子控制机电设备系统的整体支出;能够灵活的进行组合,这样既方便存放和管理,又提高了工作的效率。 第二,可连接工业现场信号。利用可编程控制器的这一优势,可以随时掌握工业现场的情况,出现问题,及时地解决,避免了很多不必要的损失。 第三,控制程序灵活多变。这一优势可以减少很多的麻烦,在设备产品进行更新换代时,不用对可编程控制器的硬件进行改变,只要改变控制程序即可,程序的改变并不会影响其性能的发挥。这样就省略了很多的环节,减少了麻烦,对可编程控制器的损害也小。 第四,编程易于掌握。因为可编程控制器的编程容易掌握,所以在具体操作时就非常容易,方便对其进行安装和维修。这是因为可编程控制器自身带有编程器,操作人员只要懂得梯形语言即可,再加之,可编程控制器有自我诊断的功能,发生故障时,可以非常迅速的查出原因,所以维修时特别方便。 第五,安全性能好。可编程控制器的安全性能特别好,不容易发生故障,有些控制器甚至5年以上都能保持安全的运行,再加之,可编程控制器有很好的环境适应能力,对厂房并没有特别的要求。所以很多企业都在现场使用可编程控制器。 3变频调速器的优势 变频调速器是微电子控制机电设备另一组成部分,它的优势主要有以下几点: 3.1性能优越。 随着科技水平的提高,变频器的性能有了很大的提高,不再使用以前传统的正弦波控制技术,而是采用先进的电压空间矢量控制,最大的优势就是能够对输出电压进行自动的调整,非常适合我国现行的电网情况,这样就提高了运行的安全性能。 3.2在功能上采用键量、键量电位器、外部端子、多功能端子等操作方式。 多种模拟信号输人方式如电流、电压、最大值、和、差等组合输人频率水平检侧、频率等效范围检测,S曲线加减速、转速追踪等增强功能,摆频运行、多段速度、程序运行等模式。 3.3在可靠性上它的结构独特,全系列主元件采用SIEMENS产品。 完善的保护功能,即使短路、过流或过压等均不会引起本机故障,先进的表面贴装技术(SM''''T)。低温升、长寿命。PCB精良。绝缘耐压性能优越;严格的生产过程质量管理。键量布局合理、美观耐用、设定简洁、操作方便。 4电路的调试 电路调试的方法主要有两种,一种是整个电路安装完之后,再进行调试,另一种就是边安装边调试。在对电路进行调试时,首先要做的工作就是确定调试方法。我们现在一般采用的方法就是第二种。它是把复杂的电路按原理框图上的功能划分成单元进行安装和调试。在单元调试的基础上逐步扩大安装和调试的范围,然后完成整机调试。那么用第二种方法具体应该如何调试呢?接下来笔者就详细地说说。 第一,看。看的目的就是要全面的了解一下电路的整体情况,看看电路面板的线是否准确无误的连上,有没有看似接上实际没有接上的线,或者容易短路的线,有时还会出现两条或多条线出现混淆的现象。这是看需要完成的工作。 第二,查。在看完之后,就要进行检查。查主要运用的工具是万用表。需要注意的是,一定要用万用表的电阻最小量程档,主要检查电路面板,看看开路的地方和闭路的地方是否都进行了正确的开路和闭路,地线有没有漏接的,电源连线的连接是否都可靠安全,还要测量一下电源到底有没有短路的情况。值得注意的是,在整个电路安装完成之后,千万不能通电,首先要依据电路原理仔细地查看电路连线有没有准备无误的连接上,有没有搭错的线,有没有少连接的线或者多连接的线,尤其要注意查看有没有短路的情况。在进行测量时,最好直接测量元器件的连接点,这样就可以在查看上述情况的同时查看接触点是否有不良的地方。 第三,电路调试的过程最为关键的是硬件电路的调试。在调试的过程中,一定注意细小的环节,严格按照电路功能原理,对各个单元电路进行详细的调试,然后再进行整体的调试,最后准确无误地完成整个电路的整体调试。 5结论 由上文可知,微电子控制机电设备主要包括可编程序控制器、变频调速器等组成,在工业中起到了很大的作用,因为各自都有不同的优势和功能,所以在工业中得到了广泛的应用。随着科学技术的不断发展,微电子控制机电设备会得到更大的改进,在工业中会发挥更大的作用。本文是根据笔者多年的工作经验总结出来的,希望能够为相关部门和人士提供有益的参考和借鉴,也希望能够为我国的微电子控制机电设备在工业中的发展贡献出自己的一份力量。 作者:吴笑天单位:辽宁省公路勘测设计公司 微电子论文:新领域发展下的微电子论文 1.微电子技术概述 1.1认识微电子 微电子技术的发展水平已经成为衡量一个国家科技进步和综合国力的重要标志之一。因此,学习微电子,认识微电子,使用微电子,发展微电子,是信息社会发展过程中,当代大学生所渴求的一个重要课程。生活在当代的人们,没有不使用微电子技术产品的,如人们每天随身携带的手机;工作中使用的笔记本电脑,乘坐公交、地铁的IC卡,孩子玩的智能电子玩具,在电视上欣赏从卫星上发来的电视节目等等,这些产品与设备中都有基本的微电子电路。微电子的本领很大,但你要看到它如何工作却相当难,例如有一个像我们头脑中起记忆作用的小硅片—它的名字叫存储器,是电脑的记忆部分,上面有许许多多小单元,它与神经细胞类似,这种小单元工作一次所消耗的能源只有神经元的六十分之一,再例如你手中的电话,将你的话音从空中发射出去并将对方说的话送回来告诉你,就是靠一种叫“射频微电子电路”或叫“微波单片集成电路”进行工作的。它们会将你要表达的信息发送给对方,甚至是通过通信卫星发送到地球上的任何地方。其传递的速度达到300000KM/S,即以光速进行传送,可实现双方及时通信。“微电子”不是“微型的电子”,其完整的名字应该是“微型电子电路”,微电子技术则是微型电子电路技术。微电子技术对我们社会发展起着重要作用,是使我们的社会高速信息化,并将迅速地把人类带入高度社会化的社会。“信息经济”和“信息社会”是伴随着微电子技术发展所必然产生的。 1.2微电子技术的基础材料——取之不尽的硅 位于元素周期表第14位的硅是微电子技术的基础材料,硅的优点是工作温度高,可达200摄氏度;二是能在高温下氧化生成二氧化硅薄膜,这种氧化硅薄膜可以用作为杂质扩散的掩护膜,从而能使扩散、光刻等工艺结合起来制成各种结构的电路,而氧化硅层又是一种很好的绝缘体,在集成电路制造中它可以作为电路互联的载体。此外,氧化硅膜还是一种很好的保护膜,它能防止器件工作时受周围环境影响而导致性能退化。第三个优点是受主和施主杂质有几乎相同的扩散系数。这就为硅器件和电路工艺的制作提供了更大的自由度。硅材料的这些优越性能促成了平面工艺的发展,简化了工艺程序,降低了制造成本,改善了可靠性,并大大提高了集成度,使超大规模集成电路得到了迅猛的发展。 1.3集成电路的发展过程 20世纪晶体管的发明是整个微电子发展史上一个划时代的突破。从而使得电子学家们开始考虑晶体管的组合与集成问题,制成了固体电路块—集成电路。从此,集成电路迅速从小规模发展到大规模和超大规模集成电路,集成电路的分类方法很多,按领域可分为:通用集成电路和专用集成电路;按电路功能可分为:数字集成电路、模拟集成电路和数模混合集成电路;按器件结构可分为:MOS集成电路、双极型集成电路和BiIMOS集成电路;按集成电路集成度可分为:小规模集成电路SSI、中规模集成电路MSI、大规模集成电路LSI、超导规模集成电路VLSI、特大规模集成电路ULSI和巨大规模集成电路CSI。随着微电子技术的发展,出现了集成电路(IC),集成电路是微电子学的研究对象,其正在向着高集成度、低功耗、高性能、高可靠性的方向发展。 1.4走进人们生活的微电子 IC卡,是现代微电子技术的结晶,是硬件与软件技术的高度结合。存储IC卡也称记忆IC卡,它包括有存储器等微电路芯片而具有数据记忆存储功能。在智能IC卡中必须包括微处理器,它实际上具有微电脑功能,不但具有暂时或永久存储、读取、处理数据的能力,而且还具备其他逻辑处理能力,还具有一定的对外界环境响应、识别和判断处理能力。IC卡在人们工作生活中无处不在,广泛应用于金融、商贸、保健、安全、通信及管理等多种方面,例如:移动电话卡,付费电视卡,公交卡,地铁卡,电子钱包,识别卡,健康卡,门禁控制卡以及购物卡等等。IC卡几乎可以替代所有类型的支付工具。随着IC技术的成熟,IC卡的芯片已由最初的存储卡发展到逻辑加密卡装有微控制器的各种智能卡。它们的存储量也愈来愈大,运算功能越来越强,保密性也愈来愈高。在一张卡上赋予身份识别,资料(如电话号码、主要数据、密码等)存储,现金支付等功能已非难事,“手持一卡走遍天下”将会成为现实。 2.微电子技术发展的新领域 微电子技术是电子科学与技术的二级学科。电子信息科学与技术是当代最活跃,渗透力最强的高新技术。由于集成电路对各个产业的强烈渗透,使得微电子出现了一些新领域。 2.1微机电系统 MEMS(Micro-Electro-Mechanicalsystems)微机电系统主要由微传感器、微执行器、信号处理电路和控制电路、通信接口和电源等部件组成,主要包括微型传感器、执行器和相应的处理电路三部分,它融合多种微细加工技术,并将微电子技术和精密机械加工技术、微电子与机械融为一体的系统。是在现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。当前,常用的制作MEMS器件的技术主要由三种:一种是以日本为代表的利用传统机械加工手段,即利用大机械制造小机械,再利用小机械制造微机械的方法,可以用于加工一些在特殊场合应用的微机械装置,如微型机器人,微型手术台等。第二种是以美国为代表的利用化学腐蚀或集成电路工艺技术对硅材料进行加工,形成硅基MEMS器件,它与传统IC工艺兼容,可以实现微机械和微电子的系统集成,而且适合于批量生产,已成为目前MEMS的主流技术,第三种是以德国为代表的LIGA(即光刻,电铸如塑造)技术,它是利用X射线光刻技术,通过电铸成型和塑造形成深层微结构的方法,人们已利用该技术开发和制造出了微齿轮、微马达、微加速度计、微射流计等。MEMS的应用领域十分广泛,在信息技术,航空航天,科学仪器和医疗方面将起到分别采用机械和电子技术所不能实现的作用。 2.2生物芯片 生物芯片(Biochip)将微电子技术与生物科学相结合的产物,它以生物科学基础,利用生物体、生物组织或细胞功能,在固体芯片表面构建微分析单元,以实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞及其他生物组分的正确、快速的检测。目前已有DNA基因检测芯片问世。如Santford和Affymetrize公司制作的DNA芯片包含有600余种DNA基本片段。其制作方法是在玻璃片上刻蚀出非常小的沟槽,然后在沟槽中覆盖一层DNA纤维,不同的DNA纤维图案分别表示不同的DNA基本片段。采用施加电场等措施可使一些特殊物质反映出某些基因的特性从而达到检测基因的目的。以DNA芯片为代表的生物工程芯片将微电子与生物技术紧密结合,采用微电子加工技术,在指甲大小的硅片上制作包含多达20万种DNA基本片段的芯片。DNA芯片可在极短的时间内检测或发现遗传基因的变化,对遗传学研究、疾病诊断、疾病治疗和预防、转基因工程等具有极其重要的作用。生物工程芯片是21世纪微电子领域的一个热点并且具有广阔的应用前景。 2.3纳米电子技术 在半导体领域中,利用超晶格量子阱材料的特性研制出了新一代电子器件,如:高电子迁移晶体管(HEMT),异质结双极晶体管(HBT),低阈值电流量子激光器等。在半导体超薄层中,主要的量子效应有尺寸效应、隧道效应和干涉效应。这三种效应,已在研制新器件时得到不同程度的应用。(1)在FET中,采用异质结构,利用电子的量子限定效应,可使施主杂质与电子空间分离,从而消除了杂质散射,获得高电子迁移率,这种晶体管,在低场下有高跨度,工作频率,进入毫米波,有极好的噪声特性。(2)利用谐振隧道效应制成谐振隧道二极管和晶体管。用于逻辑集成电路,不仅可以减小所需晶体管数目,还有利于实现低功耗和高速化。(3)制成新型光探测器。在量子阱内,电子可形成多个能级,利用能级间跃迁,可制成红外线探测器。利用量子线、量子点结构作激光器的有源区,比量子阱激光器更加优越。在量子遂道中,当电子通过隧道结时,隧道势垒两侧的电位差发生变化,如果势垒的静电能量的变化比热能还大,那么就能对下一个电子隧道结起阻碍作用。基于这一原理,可制作放大器件,振荡器件或存储器件。量子微结构大体分为微细加工和晶体生长两大类。 3.微电子技术的主要研究方向 目前微电子技术正朝着三个方向发展。第一,继续增大晶圆尺寸并缩小特征尺寸。第二,集成电路向系统芯片(systemonchip,SOC)方向发展。第三,微电子技术与其他领域相结合将产生新产业和新学科,如微机电系统和生物芯片。随着微电子学与其他学科的交叉日趋深入,相关的新现象,新材料,新器件的探索日益增加,光子集成如光电子集成技术也不断发展,这些研究的不断深入,彼此间的交叉融合,将是未来的研究方向。 作者:金撼尘工作单位:哈尔滨工业大学 微电子论文:煤化工微电子论文 1微电子技术简介 微电子技术,它是建立在以集成电路为核心的各种半导体器件基础上的高新电子技术,特点是体积小、重量轻、可靠性高、工作速度快,微电子技术对信息化时代具有巨大影响。其之所以称为核心虚拟网络技术,主要是因为整个计算机网络的任意2个节点之间的连接并没有传统专网所需的端到端的物理链路,而是架构在公用网络服务商所提供的网络平台,如internet,ATM(异步传输模式),FrameRelay(帧中继)等之上的逻辑网络,用户数据在逻辑链路中传输。它涵盖了跨共享网络或公共网络的封装、加密和身份验证链接的专用网络的扩展。核心技术主要采用了隧道技术、加解密技术、密钥管理技术和使用者与设备身份认证技术。在虚拟专用网络设计之前,要严格划分煤炭矿区资源线路数据,并实施图层管理,再通过矢栅划分的方式进行数据储存,这是因为存储空间数据的格式在系统端口缓存中有着至关重要的作用。计算机核心技术中的虚拟专用网络属于远程访问技术。在虚拟专用网络系统中,用户端设计通常由11个功能模块组成,这11个功能模块中都可以2次划分为多个子功能,而且各个系统功能、子功能之间又进行再扩充,依据用户的不同需求实施调整维护。并根据其不同功能进行不同设计。服务器端拥有通过查询数据库,进而实现对煤炭运输计划信息化的作用,可以为虚拟专用网络模型提供很多实用服务。服务器的ArcMS与空间数据库建立连接要通过ArcSDE,它可提供大量专业GIS服务。在核心网络模型组成部分中服务器端缓存模块是相当重要的,服务器端缓存模块主要分为缓存管理组件和索引管理组件。2部分组件分工合作,缓存管理组件是根据索引分析所得出的结果,在缓存中处理请求数据然后向客户端发送,或者利用数据库中已存数据,而索引管理组件先索引分析客户端请求,制作出瓦片空间待处理数据列表。 2微电子技术在煤矿化工产业上的应用准备 2.1规范制度,端正思想 人们知道,一个良好的组织机构,除具备较好的运行机制和管理制度之外,还应该具有健全的岗位制度而且能够将之贯彻执行。因此,微电子技术在煤矿机械的应用过程中,很需要一个合适的技术管理结构,以便于明确各个技术人员的职权问题,保证个人任务到位,避免权力交叉和责任推诿的现象发生,这些问题都可以通过建立健全的岗位责任制度得以解决。此外,工作人员不但要对微电子技术知识有一定的了解,尽可能全面地掌握综合煤矿机械管理的内容与方法,还要对煤矿生产安全制度和相关法规有着全面的认识,思想上时刻保持着“安全第一”的意识,保证将微电子技术安全意识渗透到工作的每一个层面,最终提升机械作业人员的工作责任心与使命感。 2.2加强微电子技术产品的设备管理 加强设备巡视管理是建筑工程监控的重点,预防设备异常的发生是机械运行管理的主要内容。为了保障煤矿机械施工的安全性与使用性,应该建立完善的设备定检制度,机电一体化产品设备需要进行定期的检测,对于一些使用频率高的机械设备,更是要依据规定检测并建立相应的维护记录以随时了解其运转状态,保证其正常的运行和及时的维护。 2.3提高微电子技术机械监控的技术管理 由于煤矿化工产业存在很大程度上的特殊性,而作为贯彻于机械监控整个流程的重要要素,技术管理在其中的作用不容小觑。因此,加强机械设备的绝缘监督工作,利用声波检测、光谱分析等监督手段,及时地发现并排除故障无疑势在必行。微电子技术工作一旦脱离了技术的支持,就难以称作是有效的监控工作。当煤矿化工产业发生异常情况时,及时采取跟踪测温,利用图谱库进行分析对比,并提出检测修改的建议,以此来加强设备的有效运行。 3基于微电子技术的煤矿化工产业监控系统 3.1智能监控模式的自动化控制和管理 由上述内容可知,在统一模式下的信息系统中,微电子技术对煤矿井下监控子系统的控制管理内容,可以通过4个步骤来得以实现,即自动检查、自动寻的、自动求解和自动执行。其具体自动控制管理框架,可用图1所示来进行加以描述。这当中的“被控制管理的电网子系统”既能够是一个系统层子系统,也可以是电网元件或厂/站层子系统。对于一个系统层子系统而言,其功能就是通过利用各级调度控制中心的管理权限,对智能网络在煤矿井下电网监控系统的安全性、合理性、经济性进行尽可能全面的分析,并对系统的所有目的状态实施检查和监视,实现对智能监控子系统所有状态的智能化监控。图1中的监控子系统表明,如果被监测的煤矿井下状态与目标限定数值不一致,那么智能监控系统就会自动启动相关的任务处理,对限定以外的突发时间进行控制并做状态输出,同时作用在该子系统所包含的元件上,进而对该子系统的输出状态实施调控,最终将它调回正常运行状态。 3.2监测技术的应用 作为煤矿安全生产监控工作的关键性内容,信息的获得无疑至关重要,而获得信息的主要手段就是监测技术。一般而言,通过煤矿安全生产现有的客观资料,人们可以初步确定远程监控的初始方案,进而在煤矿工程运营过程中根据监测数值、经验方法等内容,开展反馈分析等工作,修正初步方案与施工网络计划,以保证工程按照最优的设计与施工方案进行。因此,监控工作的重要性也就显而易见了。针对我国煤矿工程质量中的一些不安全因素,监测技术在远程监控中的应用能够很好地解决此类问题,它不但可以很好地掌握工程的工作运营状态,利用监控数据对流量方案进行整改,并指导开采质量作业;还可以预见事故风险,采取一系列的事前措施,给建筑的安全管理提供信息,将事故突发率降至最低,保证了煤矿安全生产的稳定性。此外,太阳能是一种取之不尽、用之不竭的环保能源。通过太阳能光伏技术,可以很好地将太阳能转换为电能,并广泛应用在远程视频监控系统当中,太阳能供电部分监控结合了煤矿开采的相关特点,对煤矿地点的自然环境等因素进行分析,确定了系统设计相关参数,优化了供电系统的相关参数,对煤矿领域的网络视频监控起到了一定的作用。 3.3视频流管理服务端口设计 视频流管理服务器是IP视频监控系统的精神内容,具体视频采集预览实现过程如图2所示。服务器端拥有通过查询数据库,进而实现对煤炭安全生产信息化的作用,可以为远程计算机提供很多实用服务。视频流管理服务器与空间数据库建立连接,可提供大量查询服务,例如属性查询服务、矢量和栅格地图服务等。在网络视频监控系统组成部分中视频流管理缓存服务器模块是相当重要的,服务器端缓存模块主要分为缓存管理组件和索引管理组件。2部分组件分工合作,缓存管理组件是根据索引分析所得出的结果,在缓存中处理请求数据然后向客户端发送,或者利用数据库中已存数据,而索引管理组件先索引分析客户端请求,制作出瓦片空间待处理数据列表。若能发展好缓存数据的利用,数据库交互即可免去,同时数据的响应速度也会大大提高。总的来说,视频流管理服务端为煤矿的安全生产提供了有效的图像监视选择和视频存储的功能,可以彻底实现用户权限管理、自动报警与生产安全建议。应该说明的是,视频流管理服务端口设计的研制尚在初步阶段,要想为煤矿系统数据提供一个良好的信息传输平台,尚还任重道远。 4结语 通过将微电子技术监测系统应用到煤矿化工产业中来,建立视频监控的远程计算机服务端口,对煤矿监控的各个阶段实施三维可视化的监控,在监控前了解各种节点在实际环境中的相对位置和相互关系,不但可以大幅降低企业管理难度,还能很好地控制企业成本,最终求得安全生产管理的最优化解。为此,人们务须不断探索新型网络视频技术在煤矿安全生产工作中的应用策略,做到事前控制,提前排除,预先处理,未雨而绸缪,防患于未然。全面加强煤矿化工产业微电子监控管理水平,使煤矿的施工作业更加安全稳定地进行,确保实现煤矿微电子监控系统零故障目标,以便更好地为社会主义现代化服务。 作者:张德迪工作单位:淄博职业学院 微电子论文:抗辐射加固微电子论文 1引言 预计在未来10到20年,微电子器件抗辐射加固的重点发展技术是:抗辐射加固新技术和新方法研究;新材料和先进器件结构辐射效应;多器件相互作用模型和模拟研究;理解和研究复杂3-D结构、系统封装的抗辐射加固;开发能够降低测试要求的先进模拟技术;开发应用加固设计的各种技术。本文分析研究了微电子器件抗辐射加固设计技术和工艺制造技术的发展态势。 2辐射效应和损伤机理研究 微电子器件中的数字和模拟集成电路的辐射效应一般分为总剂量效应(TID)、单粒子效应(SEE)和剂量率(DoesRate)效应。总剂量效应源于由γ光子、质子和中子照射所引发的氧化层电荷陷阱或位移破坏,包括漏电流增加、MOSFET阈值漂移,以及双极晶体管的增益衰减。SEE是由辐射环境中的高能粒子(质子、中子、α粒子和其他重离子)轰击微电子电路的敏感区引发的。在p-n结两端产生电荷的单粒子效应,可引发软误差、电路闭锁或元件烧毁。SEE中的单粒子翻转(SEU)会导致电路节点的逻辑状态发生翻转。剂量率效应是由甚高速率的γ或X射线,在极短时间内作用于电路,并在整个电路内产生光电流引发的,可导致闭锁、烧毁和轨电压坍塌等破坏[1]。辐射效应和损伤机理研究是抗辐射加固技术的基础,航空航天应用的SiGe,InP,集成光电子等高速高性能新型器件的辐射效应和损伤机理是研究重点。研究新型器件的辐射效应和损伤机理的重要作用是:1)对新的微电子技术和光电子技术进行分析评价,推动其应用到航空航天等任务中;2)研究辐射环境应用技术的指导方法学;3)研究抗辐射保证问题,以增加系统可靠性,减少成本,简化供应渠道。研究的目的是保证带宽/速度不断提升的微电子和光(如光纤数据链接)电子电路在辐射环境中可靠地工作。图1所示为辐射效应和损伤机理的重点研究对象。研究领域可分为:1)新微电子器件辐射效应和损伤机理;2)先进微电子技术辐射评估;3)航空航天抗辐射保障;4)光电子器件的辐射效应和损伤机理;5)辐射测试、放射量测定及相关问题;6)飞行工程和异常数据分析;7)提供及时的前期工程支持;8)航空辐射效应评估;9)辐射数据维护和传送。 3抗辐射加固设计技术 3.1抗辐射加固系统设计方法 开展抗辐射加固设计需要一个完整的设计和验证体系,包括技术支持开发、建立空间环境模型及环境监视系统、具备系统设计概念和在轨实验的数据库等。图2所示为空间抗辐射加固设计的验证体系。本文讨论的设计技术范围主要是关于系统、结构、电路、器件级的设计技术。可以通过图2所示设计体系进行抗辐射加固设计:1)采用多级别冗余的方法减轻辐射破坏,这些级别分为元件级、板级、系统级和飞行器级。2)采用冗余或加倍结构元件(如三模块冗余)的逻辑电路设计方法,即投票电路根据最少两位的投票确定输出逻辑。3)采用电路设计和版图设计以减轻电离辐射破坏的方法。即采用隔离、补偿或校正、去耦等电路技术,以及掺杂阱和隔离槽芯片布局设计;4)加入误差检测和校正电路,或者自修复和自重构功能;5)器件间距和去耦。这些加固设计器件可以采用专用工艺,也可采用标准工艺制造。 3.2加固模拟/混合信号IP技术 最近的发展趋势表明,为了提高卫星的智能水平和降低成本,推动了模拟和混合信号IP需求不断增加[2]。抗辐射加固模拟IP的数量也不断增加。其混合信号IP也是相似的,在高、低压中均有应用,只是需在不同的代工厂加工。比利时IMEC,ICsense等公司在设计抗辐射加固方案中提供了大量的模拟IP内容。模拟IP包括抗辐射加固的PLL和A/D转换器模块,正逐步向软件控制型混合信号SoCASIC方向发展。该抗辐射加固库基于XFab公司180nm工艺,与台积电180nm设计加固IP库参数相当。TID加固水平可以达到1kGy,并且对单粒子闭锁和漏电流增加都可以进行有效加固。 3.3SiGe加固设计技术 SiGeHBT晶体管在空间应用并作模拟器件时,对总剂量辐射效应具有较为充分和固有的鲁棒性,具备大部分空间应用(如卫星)所要求的总剂量和位移效应的耐受能力[3]。目前,SiGeBiCMOS设计加固的热点主要集中在数字逻辑电路上。SEE/SEU会对SiGeHBT数字逻辑电路造成较大破坏。因此,这方面的抗加设计技术发展较快。对先进SiGeBiCMOS工艺的逻辑电路进行SEE/SEU加固时,在器件级,可采用特殊的C-B-ESiGeHBT器件、反模级联结构器件、适当的版图结构设计等来进行SEE/SEU加固。在电路级,可使用双交替、栅反馈和三模冗余等方法进行加固设计。三模冗余法除了在电路级上应用外,还可作为一种系统级加固方法使用。各种抗辐射设计获得的加固效果各不相同。例如,移相器使用器件级和电路级并用的加固设计方案,经过LET值为75MeV•cm2/mg的重粒子试验和标准位误差试验后,结果显示,该移相器整体抗SEU能力得到有效提高,对SEU具有明显的免疫力。 4抗辐射加固工艺技术 目前,加固专用工艺线仍然是战略级加固的强有力工具,将来会越来越多地与加固设计结合使用。因为抗辐射加固工艺技术具有非常高的专业化属性和高复杂性,因此只有少数几个厂家能够掌握该项技术。例如,单粒子加固的SOI工艺和SOS工艺,总剂量加固的小几何尺寸CMOS工艺,IBM的45nmSOI工艺,Honeywe1l的50nm工艺,以及BAE外延CMOS工艺等。主要的抗辐射加固产品供应商之一Atmel于2006年左右达到0.18μm技术节点,上一期的工艺节点为3μm。Atmel的RTCMOS,RTPCMOS,RHCMOS抗辐射加固专用工艺不需改变设计和版图,只用工艺加固即可制造出满足抗辐射要求的军用集成电路。0.18μm是Atmel当前主要的抗辐射加固工艺,目前正在开发0.15μm技术,下一步将发展90nm和65nm工艺。Atmel采用0.18μm专用工艺制造的IC有加固ASIC、加固通信IC、加固FPGA、加固存储器、加固处理器等,如图3所示。 5重点发展技术态势 5.1美国的抗辐射加固技术 5.1.1加固设计重点技术 美国商务部2009年国防工业评估报告《美国集成电路设计和制造能力》,详细地研究了美国抗辐射加固设计和制造能力[4]。拥有抗辐射加固制造能力的美国厂商同时拥有抗单粒子效应、辐射容错、抗辐射加固和中子加固的设计能力。其中,拥有抗单粒子效应能力的18家、辐射容错14家、辐射加固10家,中子加固9家。IDM公司是抗辐射加固设计的主力军,2006年就已达到从10μm到65nm的15个技术节点的产品设计能力。15家公司具备10μm~1μm的设计能力,22家公司具备1μm~250nm的设计能力,24家公司具备250nm~65nm设计能力,7家公司的技术节点在65nm以下,如图5所示。纯设计公司的抗辐射加固设计能力较弱。美国IDM在设计抗辐射产品时所用的材料包括体硅、SOI,SiGe等Si标准材料,和蓝宝石上硅、SiC,GaN,GaAs,InP,锑化物、非结晶硅等非标准材料两大类。标准材料中使用体硅的有23家,使用SOI的有13家,使用SiGe的有10家。使用非标准材料的公司数量在明显下降。非标材料中,GaN是热点,有7家公司(4个小规模公司和3个中等规模公司)在开发。SiC则最弱,只有两家中小公司在研发。没有大制造公司从事非标材料的开发。 5.1.2重点工艺和制造能力 美国有51家公司从事辐射容错、辐射加固、中子加固、单粒子瞬态加固IC产品研制。其中抗单粒子效应16家,辐射容错15家,抗辐射加固12家,中子加固8家。制造公司加固IC工艺节点从10μm到32nm。使用的材料有标准Si材料和非标准两大类。前一类有体硅、SOI和SiGe,非标准材料则包括蓝宝石上硅,SiC,GaN,GaAs,InP,锑化物和非晶硅(amorphous)。晶圆的尺寸有50,100,150,200,300mm这几类。抗辐射加固产品制造可分为专用集成电路(ASIC)、栅阵列、存储器和其他产品。ASIC制造能力最为强大,定制ASIC的厂商达到21家,标准ASIC达到13家,结构化ASIC有12家。栅阵列有:现场可编程阵列(FPGA)、掩膜现场可编程阵列(MPGA)、一次性现场可编程阵列(EPGA),共19家。RF/模拟/混合信号IC制造商达到18家,制造处理器/协处理器有11家。5.1.3RF和混合信号SiGeBiCMOS据美国航空航天局(NASA),SiGe技术发展的下一目标是深空极端环境应用的技术和产品,例如月球表面应用。这主要包括抗多种辐射和辐射免疫能力。例如,器件在+120℃~-180℃温度范围内正常工作的能力。具有更多的SiGe模拟/混合信号产品,微波/毫米波混合信号集成电路。系统能够取消各种屏蔽和专用电缆,以减小重量和体积。德国IHP公司为空间应用提供高性能的250nmSiGeBiCMOS工艺SGB25RH[5],其工作频率达到20GHz。包括专用抗辐射加固库辐射试验、ASIC开发和可用IP。采用SGB13RH加固的130nmSiGeBiCMOS工艺可达到250GHz/300GHz的ft/fmax。采用该技术,可实现SiGeBiCMOS抗辐射加固库。 5.2混合信号的抗辐射加固设计技术 如果半导体发展趋势不发生变化,则当IC特征尺寸向90nm及更小尺寸发展时,混合信号加固设计技术的重要性就会增加[6]。设计加固可以使用商用工艺,与特征尺寸落后于商用工艺的专用工艺相比,能够在更小的芯片面积上提高IC速度和优化IC性能。此外,设计加固能够帮助设计者扩大减小单粒子效应的可选技术范围。在20~30年长的时期内,加固设计方法学的未来并不十分清晰。最终数字元件将缩小到分子或原子的尺度。单个的质子、中子或粒子碰撞导致的后果可能不是退化,而是整个晶体管或子电路毁坏。除了引入新的屏蔽和/或封装技术,一些复杂数字电路还需要具备一些动态的自修复和自重构功能。此外,提高产量和防止工作失效的力量或许会推动商用制造商在解决这些问题方面起到引领的作用。当前,没有迹象表明模拟和RF电路会最终使用与数字电路相同的元件和工艺。因此,加固混合信号电路设计者需要在模拟和数字两个完全不同的方向开展工作,即需要同时使用两种基本不同的IC技术,并应用两种基本不同的加固设计方法。 6结束语 微电子器件抗辐射加固是军用微电子技术争夺的焦点之一。对微电子、光电子器件辐射效应和损伤机理的研究是抗辐射加固技术的基础。CMOS,SOI,SiGe,InP,集成光电子等高速高性能新型器件的辐射效应和损伤机理的研究是基础研究的热点。为了保证战略级加固能力,美国等国家保留了相当数量的专用抗辐射加固设计、工艺和制造能力。同时,也在开发采用标准商用工艺线的加固设计技术(RHBD),这是快速发展的热点技术之一。建立一个完善的设计和验证体系是抗辐射加固设计的基础设施和体制保障。在技术趋势方面,亚微米CMOS,SOI,SiGe微电子器件、电路、系统的抗固设计和工艺技术是信号处理集成电路的重点发展方向。蓝宝石上硅,SiC,GaN,GaAs,InP,锑化物和非晶硅等非标准材料也是某些特定应用的重点发展技术。 作者:王健安谢家志赖凡工作单位:中国电子科技集团公司第二十四研究所 微电子论文:高职微电子人才培养模式探索与实践 1发挥省实训基地作用,提升学生核心能力 “集成电路版图设计”、“微电子工艺及管理”、“半导体设备维护”为微电子技术专业学生培养的核心工作岗位.在省实训基地的建设中,建立了IC版图设计实验室、微电子材料及器件工艺实验室和IC封装测试实验室.依托省实训基地,瞄准本专业的核心工作岗位需求,进行本专业的新技术、新工艺、新材料等实训,使学生在校期间掌握本行业的先进技术,提升就业竞争力.在微电子工艺的教学中,改变原来学生只能通过教师解说、观看录像等了解相关工艺过程,没有机会亲自动手的状况,采用理实一体化的教学模式;在IC版图设计、IC封装测试的教学中,进行大力教学改革,以项目或任务驱动,面向工作过程,实现融知识、技能与职业素质于一体的人才培养[4]. 2校内外实训基地相融合,推进教学改革 微电子涉及的实训设备昂贵,学校由于本身经费的限制,只能建立非常有限的微电子实验环境,其它的要依靠校企合作方式来解决.为发挥企业的优势,与苏州中科集成电路设计中心进行紧密合作.苏州中科集成电路设计中心是中国科学院和苏州市政府联合创办的大型院地合作项目,是苏州市集成电路公共实训基地.双方合作的主要内容有:中科积极参与学校微电子专业人才培养方案的建设,在教材及教学内容上互相学习,相互渗透,该专业基于项目教学法的“IC版图设计”课程就是双方合作开发的结果,中科每年都免费接受该专业学生到中科进行为期2-3天的参观、实习、设计体验等活动,每年都派工程师到学校给学生进行行业发展及职业规划的辅导,该专业每年推荐优秀的学生,由学生自愿参加中科组织的有关“集成电路版图设计”和“集成电路测试”方面的高技能培训,并由学校与中科共同择优推荐学生就业.校企深度合作,校内外实训基地相融合的培养方式,使学生参与到企业的实际工作中,按企业员工的要求进行实战训练,提高学生的责任感、团队意识和实际技能,也降低了学生的就业成本. 3工学结合,提高人才培养质量 国家在“十二五”高等职业教育发展规划中明确提出:继续推行任务驱动、项目导向、订单培养、工学交替等教学做一体的教学模式改革.顶岗实习是让学生对社会和专业加深了解的有效方法和途径.在学校的大力支持下,先后与苏州中科集成电路设计中心、信音电子(苏州)有限公司、秉亮科技(苏州)有限公司、旺宏微电子(苏州)有限公司等公司建立了紧密的合作关系,成为本专业的校外实训基地.2009级微电子专业三个班的同学2011暑期在信音电子(苏州)有限公司进行了为期三个月的顶岗实习,这也是学校第一次一个年级的全专业学生到企业去.这是一次难得的了解企业的机会,锻炼了学生各方面的能力,特别是毅力和个人意志品质及团队合作精神.学生到企业顶岗实训,虽然很辛苦,但加深了对社会和企业的了解,挣了自己所需的学费,学生感到特别自豪,也体会到父母挣钱给自己读书的艰辛,深刻体会到以后努力学习、提高自己谋生手段的重要性.本专业探索出既增强学生的就业竞争力,又降低企业的用人成本的人才培养模式,实现企业、学校、学生、家庭等多方共赢. 4构建双师结构教学团队 实施“请进来,走出去”的培养方式,向校外实训基地苏州中科集成电路设计中心、苏州玮琪生物科技有限公司、无锡华润矽科微电子有限公司等先后派出5名教师以项目合作的方式到企业短期工作,深入企业一线亲身了解最新技术、体验工程环境,促进双师型教师队伍的建设.另外,也把企业项目带进来,目前本专业教研室的教师们承担了来自校外实训基地的3项研发项目.与此同时,实训基地先进的仪器设备,也为教师开展科研创造了条件,提升了教师的科研水平,为指导学生实训打下基础[5]. 5结语 近两年多来微电子技术专业就业率和签约率较高,连续3年签约率高达85%以上,也高于学校的平均水平,2012届的签约率更高达96%.近3年的毕业生约有1/4—1/3进入集成电路设计公司从事IC版图设计的工作,成为研发辅助人员,这在高职院校各专业中是不多见的.其中不少学生被本行业的著名公司,如旺宏微电子、秉亮科技、奇景光电(苏州)有限公司等公司竞相录用,不少学生已成为公司的技术骨干.在苏州地区的主要集成电路设计公司,其后端版图设计人员,基本上有一半以上的员工是本校微电子专业毕业的学生.在微电子工艺领域,本专业也有不少学生进入像苏州纳米所等单位从事微电子工艺工作.通过推行校内外实训基地相融合,教学和课程相渗透的人才培养模式,提高了学校微电子技术专业学生的人才培养质量,成为本地区特色鲜明并有一定影响的专业. 本文作者:吴尘陈伟元工作单位:苏州市职业大学 微电子科技发展关键走向 微电子技术对现代人类生活的影响极大,自从1947年第一个晶体管问世以来,微电子技术发展速猛。Intel公司的创始人之一Moore在上个世纪1965年研究指出,晶成电路上集成的晶体管数量每18个月将增加一倍,性能将提高一倍,而价格却不相应的增加,这就是所谓的摩尔定律(Moore,sLaw)。根据美国半导体工业协会预测,至少到2016年,集成电路(IC)线宽依然按“摩尔定律”缩小下去,2016年可以达到25nm的技术水平。根据发表的大量资料可知,在2016年以后的十几年,芯片的特征尺寸将继续缩小。微电子技术新的发展及应用方向是系统芯片(SOC),它的发展时间可能会更长,所谓的系统芯片是随着微电子工艺向纳米级迁移和设计复杂度增加,一种新的产品把系统做在了芯片上,该芯片被称为系统芯片(简称SOC)。系统芯片将逐渐取代微处理器,SOC必将成为今后微电子技术发展新宠之一。另外,微电子技术还会与其它技术相融合,诞生一系列新的经济和技术增长点,例如MEMS技术和生物芯片等。 一、微电子的集成技术 微电子器件的特征尺寸缩小将持继下去。目前,建立在以Si基材料为基础、CMOS器件为主流的半导体集成电路技术,其主流产品的特征尺寸已缩小到0.18~0.1?m。硅基技术的高度成熟,硅基CMOS芯片应用的日益扩大,硅平面的加工工艺技术作为高新技术基础的高新加工技术也将持继下去。据国际权威机构预测,到2012年,微电子芯片加工技术将达到400mm(16in)硅片、50nm特征尺寸,到2016年,器件的最小特征尺寸应在13nm。然而,硅基CMOS的发展和任何事物一样,都有其产生、发展、成熟、衰亡的过程,不可能按摩尔定律揭示的规律长期的发展下去。随着特征尺寸的缩小,将达到器件结构的诸多物理限制。当代各种集成电路发展状况,越来越接近物理限制。 采用新材料的非经典CMOS必将发展起来,高K材料和新型的栅电极;采用非经典的FET器件结构;采用新工艺技术等。在非经典CMOS迫切需要解决的问题中,功耗是一个最严峻的问题,能否圆满解决这一问题,将是制约发展非经典CMOS发展的一个重要因素。 二、正在成长的系统芯片—SOC 由芯片发展到系统芯片(SOC),是改善芯片集成技术的新举措。微电子器件的特征尺寸难于按摩尔定律无限的缩小下去,在芯片上增加集成器件是集成技术发展的另一方向。与当年从分立晶体管到集成芯片(IC)一样,系统芯片(SOC)将是微电子技术领域中又一场新的革命。 上个世纪90年代以来,集成芯片系统(SOC)讯速发展起来,它基于硅基CMOS工艺,但又不局限于CMOS和硅平面加工工艺。它是以硅基CMOS为基础技术,将整个电子系统和子系统整个集成在一个芯片上或几个芯片上,它是集软件和硬件于一身的产物,SOC的设计是通过嵌入模拟电路、数字电路等IP的结合体,可以具有更大的灵活性。一个典型的SOC可能包含应用处理器模块、数字信号处理器模块、存储器单元模块、控制器模块、外设接口模块等等多种模块。微电子技术从IC向SOC转变不仅是一种概念上的突破,同时也是信息技术发展的必然结果。集成系统的发展是以应用为驱动的,随着社会信息化的进程,它将越来越重要。21世纪仅仅是SOC发展的开始,它将进入空间、进入人体、进入家庭,它将进入需要所有需要掌握信息处理的信息空间和时间。有的科学家就把集成芯片系统—SOC称为USOC(UserSOC)。 三、MEMS技术是微电子技术新的增长点 微机电系统制造(Micro?Electro?Mechanical?systems—MEMS)是微电子发展的另一方向,它的目标是把信息获取、处理和执行一体化地集成在一起,使其成为真正的系统,也可以说是更广泛的SOC概念。MEMS不仅为传统的机械尺寸领域打开了新的大门,也真正实现了机电一体化。因此,它被认为是微电子技术的又一次革命,对21世纪的科学技术、生产方式、人类生活都有深远影响。 微机电系统(MEMS)技术是建立在微米/纳米技术(micro/nanotechnology)基础上的21世纪前沿技术,是指对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。它可将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统集成为一个整体单元的微型系统。这种微机电系统不仅能够采集、处理与发送信息或指令,还能够按照所获取的信息自主地或根据外部的指令进行操作。它用微电子技术和微加工技术(包括硅体微加工、硅表面微加工、LIGA和晶片键合等技术)相结合的制造工艺,制造出各种性能优异、价格低廉、微型化的传感器、执行器、驱动器和微系统。?微机电系统(MEMS)是近年来发展起来的一种新型多学科交叉的技术,该技术将对未来人类生活产生极大性影响。它涉及机械、电子、化学、物理、光学、生物、材料等多学科。?微机电系统(MEMS)的研究已取得很多成果。在微传感器方面,利用物质的各种特性研制出了各种微型传感器;在微执生器方面有微型马达、微阀、微泵及各种专用微型机械已组成微化学系统和DNA反应室。此外,还有其它很多方面的应用。 微机电系统(MEMS)的制造,是从专用集成电路(ASIC)技术发展过来的,如同ASIC技术那样,可以用微电子工艺技术的方法批量制造。但比ASIC制造更加复杂,这是由于?微机电系统(MEMS)的制造采用了诸如生物或者化学活化剂之类的特殊材料,是一种高水平的微米/纳米技术。微米制造技术包括对微米材料的加工和制造。纳米制造技术和工艺,除了包括微米制造的一些技术(如离子束光刻等)与工艺外,还包括利用材料的本质特性而对材料进行分子和原子量级的加工与排列技术和工艺等。 随着信息时展需要,后硅时代的将来还无法预料,但微电子方面的科学工作者普遍期望基于分子结构新方案和工作原理的发展,在基础研究方面,已有分子电子的设想,但还不能估计其技术可转换性。有机微电子技术、超导微电子技术、纳米电子技术等,都将是微电子领域新的亮点。 微电子论文:硅微电子学研讨论文 摘要本文展望了21世纪微电子技术的发展趋势。认为:21世纪初的微电子技术仍将以硅基CMOS电路为主流工艺,但将突破目前所谓的物理“限制”,继续快速发展;集成电路将逐步发展成为集成系统;微电子技术将与其它技术结合形成一系列新的增长点,例如微机电系统(MEMS)、DNA芯片等。具体地讲,SOC设计技术、超微细光刻技术、虚拟工厂技术、铜互连及低K互连绝缘介质、高K栅绝缘介质和栅工程技术、SOI技术等将在近几年内得到快速发展。21世纪将是我国微电子产业的黄金时代。 关键词微电子技术集成系统微机电系统DNA芯片 1引言 综观人类社会发展的文明史,一切生产方式和生活方式的重大变革都是由于新的科学发现和新技术的产生而引发的,科学技术作为革命的力量,推动着人类社会向前发展。从50多年前晶体管的发明到目前微电子技术成为整个信息社会的基础和核心的发展历史充分证明了“科学技术是第一生产力”。信息是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式,与材料和能源一起是人类社会的重要资源,但对它的利用却仅仅是开始。当前面临的信息革命以数字化和网络化作为特征。数字化大大改善了人们对信息的利用,更好地满足了人们对信息的需求;而网络化则使人们更为方便地交换信息,使整个地球成为一个“地球村”。以数字化和网络化为特征的信息技术同一般技术不同,它具有极强的渗透性和基础性,它可以渗透和改造各种产业和行业,改变着人类的生产和生活方式,改变着经济形态和社会、政治、文化等各个领域。而它的基础之一就是微电子技术。可以毫不夸张地说,没有微电子技术的进步,就不可能有今天信息技术的蓬勃发展,微电子已经成为整个信息社会发展的基石。 50多年来微电子技术的发展历史,实际上就是不断创新的过程,这里指的创新包括原始创新、技术创新和应用创新等。晶体管的发明并不是一个孤立的精心设计的实验,而是一系列固体物理、半导体物理、材料科学等取得重大突破后的必然结果。1947年发明点接触型晶体管、1948年发明结型场效应晶体管以及以后的硅平面工艺、集成电路、CMOS技术、半导体随机存储器、CPU、非挥发存储器等微电子领域的重大发明也都是一系列创新成果的体现。同时,每一项重大发明又都开拓出一个新的领域,带来了新的巨大市场,对我们的生产、生活方式产生了重大的影响。也正是由于微电子技术领域的不断创新,才能使微电子能够以每三年集成度翻两番、特征尺寸缩小倍的速度持续发展几十年。自1968年开始,与硅技术有关的学术论文数量已经超过了与钢铁有关的学术论文,所以有人认为,1968年以后人类进入了继石器、青铜器、铁器时代之后硅石时代(siliconage)〖1〗。因此可以说社会发展的本质是创新,没有创新,社会就只能被囚禁在“超稳态”陷阱之中。虽然创新作为经济发展的改革动力往往会给社会带来“创造性的破坏”,但经过这种破坏后,又将开始一个新的处于更高层次的创新循环,社会就是以这样螺旋形上升的方式向前发展。 在微电子技术发展的前50年,创新起到了决定性的作用,而今后微电子技术的发展仍将依赖于一系列创新性成果的出现。我们认为:目前微电子技术已经发展到了一个很关键的时期,21世纪上半叶,也就是今后50年微电子技术的发展趋势和主要的创新领域主要有以下四个方面:以硅基CMOS电路为主流工艺;系统芯片(SystemOnAChip,SOC)为发展重点;量子电子器件和以分子(原子)自组装技术为基础的纳米电子学;与其他学科的结合诞生新的技术增长点,如MEMS,DNAChip等。 221世纪上半叶仍将以硅基CMOS电路为主流工艺 微电子技术发展的目标是不断提高集成系统的性能及性能价格比,因此便要求提高芯片的集成度,这是不断缩小半导体器件特征尺寸的动力源泉。以MOS技术为例,沟道长度缩小可以提高集成电路的速度;同时缩小沟道长度和宽度还可减小器件尺寸,提高集成度,从而在芯片上集成更多数目的晶体管,将结构更加复杂、性能更加完善的电子系统集成在一个芯片上;此外,随着集成度的提高,系统的速度和可靠性也大大提高,价格大幅度下降。由于片内信号的延迟总小于芯片间的信号延迟,这样在器件尺寸缩小后,即使器件本身的性能没有提高,整个集成系统的性能也可以得到很大的提高。 自1958年集成电路发明以来,为了提高电子系统的性能,降低成本,微电子器件的特征尺寸不断缩小,加工精度不断提高,同时硅片的面积不断增大。集成电路芯片的发展基本上遵循了Intel公司创始人之一的GordonE.Moore1965年预言的摩尔定律,即每隔三年集成度增加4倍,特征尺寸缩小倍。在这期间,虽然有很多人预测这种发展趋势将减缓,但是微电子产业三十多年来发展的状况证实了Moore的预言[2]。而且根据我们的预测,微电子技术的这种发展趋势还将在21世纪继续一段时期,这是其它任何产业都无法与之比拟的。 现在,0.18微米CMOS工艺技术已成为微电子产业的主流技术,0.035微米乃至0.020微米的器件已在实验室中制备成功,研究工作已进入亚0.1微米技术阶段,相应的栅氧化层厚度只有2.0~1.0nm。预计到2010年,特征尺寸为0.05~0.07微米的64GDRAM产品将投入批量生产。 21世纪,起码是21世纪上半叶,微电子生产技术仍将以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术为主流。尽管微电子学在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大进展;但还不具备替代硅基工艺的条件。根据科学技术的发展规律,一种新技术从诞生到成为主流技术一般需要20到30年的时间,硅集成电路技术自1947年发明晶体管1958年发明集成电路,到60年代末发展成为大产业也经历了20多年的时间。另外,全世界数以万亿美元计的设备和技术投入,已使硅基工艺形成非常强大的产业能力;同时,长期的科研投入已使人们对硅及其衍生物各种属性的了解达到十分深入、十分透彻的地步,成为自然界100多种元素之最,这是非常宝贵的知识积累。产业能力和知识积累决定了硅基工艺起码将在50年内仍起重要作用,人们不会轻易放弃。 目前很多人认为当微电子技术的特征尺寸在2015年达到0.030~0.015微米的“极限”之后,将是硅技术时代的结束,这实际上是一种误解。且不说微电子技术除了以特征尺寸为代表的加工工艺技术之外,还有设计技术、系统结构等方面需要进一步的大力发展,这些技术的发展必将使微电子产业继续高速增长。即使是加工工艺技术,很多著名的微电子学家也预测,微电子产业将于2030年左右步入像汽车工业、航空工业这样的比较成熟的朝阳工业领域。即使微电子产业步入汽车、航空等成熟工业领域,它仍将保持快速发展趋势,就像汽车、航空工业已经发展了50多年仍极具发展潜力一样。 随着器件的特征尺寸越来越小,不可避免地会遇到器件结构、关键工艺、集成技术以及材料等方面的一系列问题,究其原因,主要是:对其中的物理规律等科学问题的认识还停留在集成电路诞生和发展初期所形成的经典或半经典理论基础上,这些理论适合于描述微米量级的微电子器件,但对空间尺度为纳米量级、空间尺度为飞秒量级的系统芯片中的新器件则难以适用;在材料体系上,SiO2栅介质材料、多晶硅/硅化物栅电极等传统材料由于受到材料特性的制约,已无法满足亚50纳米器件及电路的需求;同时传统器件结构也已无法满足亚50纳米器件的要求,必须发展新型的器件结构和微细加工、互连、集成等关键工艺技术。具体的需要创新和重点发展的领域包括:基于介观和量子物理基础的半导体器件的输运理论、器件模型、模拟和仿真软件,新型器件结构,高k栅介质材料和新型栅结构,电子束步进光刻、13nmEUV光刻、超细线条刻蚀,SOI、GeSi/Si等与硅基工艺兼容的新型电路,低K介质和Cu互连以及量子器件和纳米电子器件的制备和集成技术等。 3量子电子器件(QED)和以分子原子自组装技术为基础的纳米电子学将带来崭新的领域 在上节我们谈到的以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术,可称之为“scalingdown”,与此同时我们必须注意“bottomup”。“bottomup”最重要的领域有二个方面: (1)量子电子器件(QED—QuantumElectronDevice)这里包括单电子器件和单电子存储器等。它的基本原理是基于库仑阻塞机理控制一个或几个电子运动,由于系统能量的改变和库仑作用,一个电子进入到一个势阱,则将阻止其它电子的进入。在单电子存储器中量子阱替代了通常存储器中的浮栅。它的主要优点是集成度高;由于只有一个或几个电子活动所以功耗极低;由于相对小的电容和电阻以及短的隧道穿透时间,所以速度很快;且可用于多值逻辑和超高频振荡。但它的问题是制造比较困难,特别是制造大量的一致性器件很困难;对环境高度敏感,可靠性难以保证;在室温工作时要求电容极小(αF),要求量子点大小在几个纳米。这些都为集成成电路带来了很大困难。 因此,目前可以认为它们的理论是清楚的,工艺有待于探索和突破。 (2)以原子分子自组装技术为基础的纳米电子学。这里包括量子点阵列(QCA—Quantum-dotCellularAutomata)和以碳纳米管为基础的原子分子器件等。 量子点阵列由量子点组成,至少由四个量子点,它们之间以静电力作用。根据电子占据量子点的状态形成“0”和“1”状态。它在本质上是一种非晶体管和无线的方式达到阵列的高密度、低功耗和实现互连。其基本优势是开关速度快,功耗低,集成密度高。但难以制造,且对值置变化和大小改变都极为灵敏,0.05nm的变化可以造成单元工作失效。 以碳纳米管为基础的原子分子器件是近年来快速发展的一个有前景的领域。碳原子之间的键合力很强,可支持高密度电流,而热导性能类似于金刚石,能在高集成度时大大减小热耗散,性质类金属和半导体,特别是它有三种可能的杂交态,而Ge、Si只有一个。这些都使碳纳米管(CNT)成为当前科研热点,从1991年发现以来,现在已有大量成果涌现,北京大学纳米中心彭练矛教授也已制备出0.33纳米的CNT并提出“T形结”作为晶体管的可能性。但是问题是如何去生长有序的符合设计性能的CNT器件,更难以集成。 目前“bottomup”的量子器件和以自组装技术为基础的纳米器件在制造工艺上往往与“Scalingdown”的加工方法相结合以制造器件。这对于解决高集成度CMOS电路的功耗制约将会带来突破性的进展。 QCA和CNT器件不论在理论上还是加工技术上都有大量工作要做,有待突破,离开实际应用还需较长时日!但这终究是一个诱人探索的领域,我们期待它们将创出一个新的天地。 4系统芯片(SystemOnAChip)是21世纪微电子技术发展的重点 在集成电路(IC)发展初期,电路设计都从器件的物理版图设计入手,后来出现了集成电路单元库(Cell-Lib),使得集成电路设计从器件级进入逻辑级,这样的设计思路使大批电路和逻辑设计师可以直接参与集成电路设计,极大地推动了IC产业的发展。但集成电路仅仅是一种半成品,它只有装入整机系统才能发挥它的作用。IC芯片是通过印刷电路板(PCB)等技术实现整机系统的。尽管IC的速度可以很高、功耗可以很小,但由于PCB板中IC芯片之间的连线延时、PCB板可靠性以及重量等因素的限制,整机系统的性能受到了很大的限制。随着系统向高速度、低功耗、低电压和多媒体、网络化、移动化的发展,系统对电路的要求越来越高,传统集成电路设计技术已无法满足性能日益提高的整机系统的要求。同时,由于IC设计与工艺技术水平提高,集成电路规模越来越大,复杂程度越来越高,已经可以将整个系统集成为一个芯片。目前已经可以在一个芯片上集成108-109个晶体管,而且随着微电子制造技术的发展,21世纪的微电子技术将从目前的3G时代逐步发展到3T时代(即存储容量由G位发展到T位、集成电路器件的速度由GHz发展到灯THz、数据传输速率由Gbps发展到Tbps,注:1G=109、1T=1012、bps:每秒传输数据位数)。 正是在需求牵引和技术推动的双重作用下,出现了将整个系统集成在一个微电子芯片上的系统芯片(SystemOnAChip,简称SOC)概念。 系统芯片(SOC)与集成电路(IC)的设计思想是不同的,它是微电子设计领域的一场革命,它和集成电路的关系与当时集成电路与分立元器件的关系类似,它对微电子技术的推动作用不亚于自50年代末快速发展起来的集成电路技术。 SOC是从整个系统的角度出发,把处理机制、模型算法、芯片结构、各层次电路直至器件的设计紧密结合起来,在单个(或少数几个)芯片上完成整个系统的功能,它的设计必须是从系统行为级开始的自顶向下(Top-Down)的。很多研究表明,与IC组成的系统相比,由于SOC设计能够综合并全盘考虑整个系统的各种情况,可以在同样的工艺技术条件下实现更高性能的系统指标。例如若采用SOC方法和0.35μm工艺设计系统芯片,在相同的系统复杂度和处理速率下,能够相当于采用0.18~0.25μm工艺制作的IC所实现的同样系统的性能;还有,与采用常规IC方法设计的芯片相比,采用SOC设计方法完成同样功能所需要的晶体管数目约可以降低l~2个数量级。 对于系统芯片(SOC)的发展,主要有三个关键的支持技术。 (1)软、硬件的协同设计技术。面向不同系统的软件和硬件的功能划分理论(FunctionalPartitionTheory),这里不同的系统涉及诸多计算机系统、通讯系统、数据压缩解压缩和加密解密系统等等。 (2)IP模块库问题。IP模块有三种,即软核,主要是功能描述;固核,主要为结构设计;和硬核,基于工艺的物理设计、与工艺相关,并经过工艺验证过的。其中以硬核使用价值最高。CMOS的CPU、DRAM、SRAM、E2PROM和FlashMemory以及A/D、D/A等都可以成为硬核。其中尤以基于深亚微米的新器件模型和电路模拟为基础,在速度与功耗上经过优化并有最大工艺容差的模块最有价值。现在,美国硅谷在80年代出现无生产线(Fabless)公司的基础上,90年代后期又出现了一些无芯片(Chipless)的公司,专门销售IP模块。 (3)模块界面间的综合分析技术,这主要包括IP模块间的胶联逻辑技术(gluelogictechnologies)和IP模块综合分析及其实现技术等。 微电子技术从IC向SOC转变不仅是一种概念上的突破,同时也是信息技术新发展的里程碑。通过以上三个支持技术的创新,它必将导致又一次以系统芯片为主的信息技术上的革命。目前,SOC技术已经崭露头角,21世纪将是SOC技术真正快速发展的时期。 在新一代系统芯片领域,需要重点突破的创新点主要包括实现系统功能的算法和电路结构两个方面。在微电子技术的发展历史上,每一种算法的提出都会引起一场变革,例如维特比算法、小波变换等均对集成电路设计技术的发展起到了非常重要的作用,目前神经网络、模糊算法等也很有可能取得较大的突破。提出一种新的电路结构可以带动一系列的应用,但提出一种新的算法则可以带动一个新的领域,因此算法应是今后系统芯片领域研究的重点学科之一。在电路结构方面,在系统芯片中,由于射频、存储器件的加入,其中的电路结构已经不是传统意义上的CMOS结构,因此需要发展更灵巧的新型电路结构。另外,为了实现胶联逻辑(GlueLogic)新的逻辑阵列技术有望得到快速的发展,在这一方面也需要做系统深入的研究。 5微电子与其他学科的结合诞生新的技术增长点 微电子技术的强大生命力在于它可以低成本、大批量地生产出具有高可靠性和高精度的微电子结构模块。这种技术一旦与其它学科相结合,便会诞生出一系列崭新的学科和重大的经济增长点,这方面的典型例子便是MEMS(微机电系统)技术和DNA生物芯片。前者是微电子技术与机械、光学等领域结合而诞生的,后者则是与生物工程技术结合的产物。 微电子机械系统不仅是微电子技术的拓宽和延伸,它将微电子技术和精密机械加工技术相互融合,实现了微电子与机械融为一体的系统。MEMS将电子系统和外部世界联系起来,它不仅可以感受运动、光、声、热、磁等自然界的外部信号,把这些信号转换成电子系统可以认识的电信号,而且还可以通过电子系统控制这些信号,发出指令并完成该指令。从广义上讲,MEMS是指集微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信系统以及电源于一体的微型机电系统。MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域,它几乎涉及到自然及工程科学的所有领域,如电子技术、机械技术、光学、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等〖3〗。 MEMS的发展开辟了一个全新的技术领域和产业。它们不仅可以降低机电系统的成本,而且还可以完成许多大尺寸机电系统所不能完成的任务。正是由于MEMS器件和系统具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、可靠性高、性能优异及功能强大等传统传感器无法比拟的优点,因而MEMS在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。例如微惯性传感器及其组成的微型惯性测量组合能应用于制导、卫星控制、汽车自动驾驶、汽车防撞气囊、汽车防抱死系统(ABS)、稳定控制和玩具;微流量系统和微分析仪可用于微推进、伤员救护;信息MEMS系统将在射频系统、全光通讯系统和高密度存储器和显示等方面发挥重大作用;同时MEMS系统还可以用于医疗、光谱分析、信息采集等等。现在已经成功地制造出了尖端直径为5μm的可以夹起一个红细胞的微型镊子,可以在磁场中飞行的象蝴蝶大小的飞机等。 MEMS技术及其产品的增长速度非常之高,目前正处在技术发展时期,再过若干年将会迎来MEMS产业化高速发展的时期。2000年,全世界MEMS的市场达到120到140亿美元,而带来的与之相关的市场达到1000亿美元。 目前,MEMS系统与集成电路发展的初期情况极为相似。集成电路发展初期,其电路在今天看来是很简单的,应用也非常有限,以军事需求为主,但它的诱人前景吸引了人们进行大量投资,促进了集成电路飞速发展。集成电路技术的进步,加快了计算机更新换代的速度,对CPU和RAM的需求越来越大,反过来又促进了集成电路的发展。集成电路和计算机在发展中相互推动,形成了今天的双赢局面,带来了一场信息革命。现阶段的微机电系统专用性很强,单个系统的应用范围非常有限,还没有出现类似于CPU和RAM这样量大面广的产品。随着微机电系统的进步,最后将有可能形成像微电子技术一样有广泛应用前景的新产业,从而对人们的社会生产和生活方式产生重大影响。 当前MEMS系统能否取得更更大突破,取决于两方面的因素:第一是在微系统理论与基础技术方面取得突破性进展,使人们依靠掌握的理论和基础技术可以高效地设计制造出所需的微系统;第二是找准应用突破口,扬长避短,以特别适合微系统应用的重大领域为目标进行研究,取得突破,从而带动微系统产业的发展。在MEMS发展中需要继续解决的问题主要有:MEMS建模与设计方法学研究;三维微结构构造原理、方法、仿真及制造;微小尺度力学和热学研究;MEMS的表征与计量方法学;纳结构与集成技术等。 微电子与生物技术紧密结合诞生的以DNA芯片等为代表的生物芯片将是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。它是以生物科学为基础,利用生物体、生物组织或细胞等的特点和功能,设计构建具有预期性状的新物种或新品系,并与工程技术相结合进行加工生产,它是生命科学与技术科学相结合的产物。具有附加值高、资源占用少等一系列特点,正日益受到广泛关注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片。 采用微电子加工技术,可以在指甲盖大小的硅片上制作出包含有多达万种DNA基因片段的芯片。利用这种芯片可以在极快的时间内检测或发现遗传基因的变化等情况,这无疑对遗传学研究、疾病诊断、疾病治疗和预防、转基因工程等具有极其重要的作用。 DNA芯片的基本思想是通过生物反应或施加电场等措施使一些特殊的物质能够反映出某种基因的特性从而起到检测基因的目的。目前Stanford和Affymetrix公司的研究人员已经利用微电子技术在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片〖4〗。他们制作的DNA芯片是通过在玻璃片上刻蚀出非常小的沟槽,然后在沟槽中覆盖一层DNA纤维。不同的DNA纤维图案分别表示不同的DNA基因片段,该芯片共包括6000余种DNA基因片段。DNA(脱氧核糖核酸)是生物学中最重要的一种物质,它包含有大量的生物遗传信息,DNA芯片的作用非常巨大,其应用领域也非常广泛:它不仅可以用于基因学研究、生物医学等,而且随着DNA芯片的发展还将形成微电子生物信息系统,这样该技术将广泛应用到农业、工业、医学和环境保护等人类生活的各个方面,那时,生物芯片有可能象今天的IC芯片一样无处不在。 目前的生物芯片主要是指通过平面微细加工技术及超分子自组装技术,在固体芯片表面构建的微分析单元和系统,以实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞以及其它生物组分的准确、快速、大信息量的筛选或检测。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具体实现技术、基于生物芯片的生物信息学以及高密度生物芯片的设计、检测方法学等等。 6结语 在微电子学发展历程的前50年中,创新和基础研究曾起到非常关键的决定性作用。而随着器件特征尺寸的缩小、纳米电子学的出现、新一代SOC的发展、MEMS和DNA芯片的崛起,又提出了一系列新的课题,客观需求正在“召唤”创新成果的诞生。 回顾20世纪后50年,展望21世纪前50年,即百年的微电子科学技术发展历程,使我们深切地感受到,世纪之交的微电子技术对我们既是一个重大的机遇,也是一个严峻的挑战,如果我们能够抓住这个机遇,立足创新,去勇敢地迎接这个挑战,则有可能使我国微电子技术实现腾飞,在新一代微电子技术中拥有自己的知识产权,促进我国微电子产业的发展,为迎接21世纪中叶将要到来的伟大的民族复兴奠定技术基础,以重铸中华民族的辉煌! 微电子论文:微电子封装金丝倒装键合的微织构研究论文 【摘要】采用EBSD取向成像技术研究了各工艺参数(功率、载荷、超声作用时间)对倒装键合组织及微织构的影响,并与对应的剪切性能值进行比较。结果表明,功率的影响最显著,它可在增大形变量的同时提高键合强度;负荷加大形变量,但提高界面结合强度的效果不显著;超声持续的时间不明显提高形变量,但能在一定程度上提高界面强度。超声是通过软化金属,加强界面扩散的方式提高键合强度;超声的存在使取向变化的速度变慢。 【关键词】金倒装键合EBSD微织构 引言微电子封装中超声键合工艺参数对键合强度的影响已有大量研究[1-3],一般认为影响其键合强度的主要因素是超声功率、键合压力和键合时间。由于这些参数主要通过改变金丝球与芯片焊盘间界面上的摩擦行为而起作用,必然会引起焊点组织及织构的变化,这些变化到目前尚不清楚。此外,金丝球键合与倒装键合形变方式与形变量都有很大差异,其形变组织与微织构就会不同,它们也会影响焊点强度、刚度、电阻率和组织稳定性。织构的不同会影响弹性模量及拉拔时的界面强度、晶体缺陷的多少一方面产生加工硬化,提高强度,另一方面影响电阻;含大量晶体缺陷的组织是热力学不稳定的,可加速原子的扩散,也会造成后续时效时软化速度的不同。倒装键合的受力状态和应变速率都与常规的低应变速率下的单向均匀压缩不同,键合过程中会有一系列的微织构变化。本文分析了功率、负荷、时间对形变组织和取向变化的影响;另外通过剪切力试验,对比了各参数对键合强度的影响区别;讨论了金丝球凸点键合与倒装键合形变组织及微织构的最大差异。 1样品制备 试验样品为直径为1mil(254μm)键合金丝,经电子火花(EFO)形成金丝球,再经过Eagle60XL金丝球键合机形成金丝球凸点,倒装焊点是在AD81911TS焊接机上形成的。各种焊点均采用树脂镶样,然后经过磨样、机械抛光,最后采用离子轰击的方法达到EBSD试验样品要求。利用高分辨场发射扫描电镜ZeissSuppra1530及HKLChannel5EBSD系统进行取向成像分析。 2结果及分析 2.1超声功率的影响图1(a)为不同超声功率下样品的形变量和性能的关系曲线。可见功率由02W增大到07W后,因功率增大而导致的键合样品形变量增加~20%,总形变量达70%。性能也由无功率时的不能键合增加到2400gf(注:这是几个样品的总值),并且未出现下降。图2为各样品的取向成像,红色为〈111〉压缩轴的取向,黄色为〈100〉取向,蓝色为〈110〉取向。前两种主要是原始取向,后者是压缩变形的稳定取向。组织形貌显示,原始柱状晶被完全压扁。〈110〉区域明显增多。图1(b)为各样品不同织构的定量结果,可见,因超声软化作用提高形变量使〈110〉增加约125%。形变不均匀性还表现在两侧的形变量明显小。图1不同超声功率下样品的形变量和性能的关系曲线(a)及对取向的影响(b) 图2不同功率下样品的取向成像;红色:〈111〉,黄色〈100〉;蓝色〈110〉 2.2载荷的影响图3(a)为不同载荷下样品的形变量及性能变化的曲线。可见,负荷从800gf增至1600gf时,形变量只增加7%,增加幅度较小,不如功率的影响大。性能变化不大,有微弱的先增加后减小的趋势。由于形变量增加就不大,所以还不能说,形变量影响小。与图1的性能数据相比,还未达到最佳键合强度。即使形变量达到70%,也难以达到提高超声作用的效果。图4给出不同载荷下样品的取向成像。也明显看出,载荷变化的范围小,形变量变化也不大,形变组织比较相似。从定量数据看(图3(b)),〈110〉织构含量在下降。这应属于波动。组织上的另一特点是,下侧中心部位为原始金凸点的尾部,即自由球下的热影响细晶区。倒装键合时,该部位所受变形量最大,这也是要键合的界面,因此,大量的晶体缺陷会促进扩散键合。与文献3数据相比,本实验所用力是很大的。图3载荷对形变量、剪切强度(a)及织构百分数(b)的影响. 微电子论文:微电子科学与工程教学改革的研究与实践 21世纪是知识经济时代的竞争,归根结底是人才的竞争,努力培养出高素质及创新能力强的微电子专业人才是我们专业改革的重要目标。两年来,我们在微电子领域的教学内容和方法上进行一系列探索性改革。 一、巩固基础、因材施教 当今,芯片时代的到来,标志着一个国家的经济强盛。在全面建设伟大复兴中国梦的同时,微电子产业需要得到蓬勃发展。微电子专业领域很宽很广,为了更好的展开微电子专业教育,就需要合理的安排微电子专业课程巩固基A,微电子专业是一门知识和技术高度密集的专业性很强的综合学科,涵盖的达到几十个不同领域的理论和技术,例如电子信息技术、计算机技术、化工材料科学、光刻技术、薄膜技术、太阳能技术、真空技术等,综上可以看出,微电子领域要求具有宽阔的知识面和跨学科综合运用分析知识的能力。为了实现培养目标,在制定大纲的时候,基础课方面,如数学,在原来高等数学基础上,增加复变函数作为基础课,是为了后续更好的从事科学研究;在专业必修课方面,增加了模拟集成电路设计课时,目的让学生学会充分分析电路;在选修课方面,增设了版图方面内容的教学,可以更好的培养学生就业兴趣,在专业课程设计方面,增设集成电路设计课程设计,帮助学生更深入了解芯片设计。伴随着社会进步的脚步,微电子专业也需要深入改革,跟上时展的脚步。 社会需求的变化,会提供给大学生的岗位有器件工程师、集成电路工程师、版图工程师,太阳能研发人员等。因此在完善基础学习内容的情况下,还要因材试教,大学的时间是有限的,因个人的爱好选择,培养自己的热爱方向。对专业必修课,要求每个人都学好,在选修课上边就把以后的就业方向分开、分细,做到因材试教。 二、升级教学内容、提高教学方法 微电子是当今发展最快的行业之一。伴随着中国的崛起,社会进步的需要,就要求进一步升级课堂教学内容。首先要以科研带动教学,组成一个庞大的教研室,只让一个老师每学期带一门课,提高科研指标,让本科学生配合老师一起完成项目,这样只有让学生亲身感受到做项目的兴趣,才能真正走进专业学科当中来;其次结合当地微电子公司,带领学生参观当地的微电子工艺生产线,微电子设计公司等,了解前沿发展,提高学生对本专业的兴趣。只有提高学生对微电子领域的兴趣,我们才会培养出更多更优秀的人才,来造福社会。 教学方法的改进也是很重要的,对于工程类的专业学习,不要一味的照本宣科,要结合实际,培养学生自己解决问题的能力,课堂教学求“精”,让学生把每个问题吃透,理解深刻,如何构建解决问题思路的教学过程才是最核心的任务。 通过这两年的教学改革,巩固学生们的专业基础,提升了学生的就业水平,培养了学生对微电子领域的热情,一批抱有更高志向的年轻人准备考研在这个专业继续走下去。可以说,吉林大学珠海学院微电子专业的学生,基础扎实,素质高,动手能力强,很受欢迎。 微电子论文:微电子电路校准技术和自动测试 摘 要在社会经济和科技不断发展的过程中,微电子电路技术也称为目前科学技术的研究重点,我们要保证微电子电路技术能够与时俱进的基础上,具备完整、一致且准确的检测及校准方法。所以,就要加强对微电子电路校准技术及自动测试的研究,从而提高微电子电路电气设备的质量,保障人们的生活,稳定社会经济。 【关键词】微电子 电路校准技术 自动测试 在电子技术不断发展的过程中,各种电子电路技术被广泛应用到社会各方面的电器中。获取电器中的微小微电子参量,能够保证生产的电器产品达到质量标准。但是由于微电子参量容易受到干扰,所以就要使用专业的校准技术对其进行校准及自动分析,从而使电器产品的质量能够得到保障,以此更好的应用到电子电路技术中。 1 微电子电路校准技术和自动测试技术的基本认识 1.1 微电子电路校准技术 在测试设备满足相关要求的基础上,测试软件的质量影响着监测数据的可靠性及准确性。如果检测设备自身没有满足准确性的要求,那么即使测试软件具有良好的质量,也不能够全面保证测试结果的准确性。一般,如果生厂商对质量的要求比较高,那么校准技术系统量值的准确性也就比较高。以此提高了生产及管理成本,从而影响了产品的生产速度。 1.2 微电子电路自动测试技术 根据相关要求,对微电子电路进行严格测试,能够有效保证商家产品不受其他商家的影响。为了能够保证使用微电子电路技术产品的质量能够达到标准,就要根据产品的实际情况完成测试。如果测试的设备级别高于产品测试水平,那么软件自身的质量也能够影响测试的质量。但是软件自身的质量与检测依据和其过程中使用的方式、验证有效性及测试覆盖率和有着一定的关系,这方面也是目前自动检测技术重要的研究课题。 2 微电子电路校准技术及自动测试技术重点 2.1 微电子电路校准技术及自动测试技术的依据和方法 目前,我国微电子电路校准及自动测试并没有正式的标准,其主要依据为电子计量测试应用手册及GB3843-83、GB3439-82、GB6798-1996等,这些只是对测试方法的基本理论进行了规定,并没有涉及到编程规则,所以其并不完善。如果校准及测试只有基本理论没有编程规则,那么使用同种标准编制出的程序质量并不同,那么就没有办法保证校准及测试的一致性及完整性。微电子电路校准及检测使用的设备并不是一般的设备或者系统,其检测过程能够通过程序控制,不需要人为干预。所以对其的研究也可以看做是对校准及检验程序设计规则的研究。校准过程中的控制本文为规程,检测过程中的控制文本为规则,两者都是通过程序设计的形式进行实现。 2.2 设备的校准依据和方法 设备的校准依据指的是生产制造厂设计的指标,包括范围和不确定度、基准量值、输入/输出通道量值。如果通过传统手工的方式进行校准,显然校准的量值较多,一个六十通道的测试系统需要十天或者二十天左右完成,在此过程中要使用三百多页表格。所以就要使用自动校准方式进行。 设备校准主要有两种方法: 2.2.1 基于基准参量分别溯源法 因为微电子电路检测设备为综合测量设备,有多个不同类型的参量要进行校准,比如电阻、电压及时间频率等,他们相互之间并没有关系。通过此方法校准,首先要对基准量溯源,之后使用合格的基准量对设备的所有参量进行校准检测,以此对整个系统进行校准。 2.2.2 标准物质法 这种方法是通过已知不确定度的标准样片,对不确定度使用的检测设备进行测量校验,如果其在参量类型范围内是完整的,那么测量的过程就是校准,否则只是核查或者比对。核查和比对在过程条件及目的方面存在一定的差别,如果此测量过程是为了能够检查系统样片的可用性,这叫做核查。制备微电子标准样片一般为自制芯片,因为芯片结构较为复杂,制作也非常精细,自制的话要花费大量的资金。所以可以从同批的产品中进行选择,在不确定的条件下,实现参量的一致性是可行的。 2.3 检测覆盖率及校准的完整性 检测故障的覆盖率越高,那么就说明检测校准的过程越好,使用最少的代码获得最大的故障覆盖率是最理想的。在传统测试码生成算法研究过程中就有多种使用的算法,但是实际上除了穷举,其他都是实现不了复杂电路的全部故障覆盖率。 与测试故障覆盖率相比,校准的完整性对测试码的量是不太重视,它重视的是需要检测的参量是否被完全检测。所以,其与检测的过程及方法有着一定的联系。比如使用标准物质法,重视的是输入/输出参量是否都被全部检测,尤其是第一个通道的范围及参量。因为系统一般都自带验证程序,在自己校验的过程中,都会以零通道为基础,从而实现测试系统中通道的一致性。 2.4 软件校准及检测的验证方法 对于此类的专用软件,除了实测验证之外,并没有其他较好的办法。所以对于校准软件的检验,首先可以使用可测性设计技术,以此保证测试过程中都能够验证。另外,使用局部化原理,保证测试过程中的测试都与一个参量相关,以此保证唯一的测试结果。最后,根据电路通过及不通过不断变化状态的特征,使用相对性原理,对测试结果有效性进行全面的检查,以此保证程序的可靠性,降低错误检测的机率。 2.5 量值溯源 量值溯源指的是将量值通过不间断的一条链追溯到国家及国防的最高标准。在微电子电路校准及检测过程中,量值溯源校准的方法及溯源方法有着一定的联系,所以也就是量值溯源具有两种方法,分e为溯源法及标准物质法。由于后者在使用过程中具有一定的限制,所以就要使用溯源法对微电子电路进行校准。 3 结语 随着我国社会的不断进步和发展,不断是大型工程中的电气设备,还是日常生活中的家用电器,都会使用微电子电路技术。微电子电路技术就是一种将多种半导体作为基础的电子技术集成电路,其特点就是重量轻、体积小,并且具有较高的可靠性。为了能够保证微电子电路电气具有较高的质量,就要对其进行检测,以此控制器质量。基于此,以上本文就针对微电子电路的校准技术及自动测试进行了研究和探讨,以此保证电气设备中微电子电路的安全性。 微电子论文:基于微电子学的无人机技术 摘 要随着电子信息技g发展,无人机技术已成为一种重要的信息技术手段,相较于有人机而言,无人机系统具有一定的“自主性”,能够在一定程度上实现系统的自主控制,强化系统的智能性,是无人机系统发展的重要方向。本文就对无人机系统自主控制技术研究现状进行分析,并展望无人机系统自主控制技术的未来趋势。本文研究了无人机技术的国内外研究现状,重点分析六轴飞行器研究领域当前的关键技术,包括无人机的研究与设计,并对无人机未来的发展进行了探讨。 【关键词】电子信息 无人机 六轴飞行器 研究与设计 1 前言 无人机首次出现在 1917 年,主要应用于防空导弹打靶、军事侦察、载弹远程打击,尤其美国“全球鹰”、“捕食者”、“沙漠鹰”等型号的无人机在海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争和伊拉克战中在侦察和主动攻击中所取得的良好军事效果,使得世界各国首先在军事上开始重视无人机的研制与开发。我国无人机发展起步于 20 世纪 50 年代末,20 世纪 90 年代末,发展才得以提速,国内大学相继成立了无人机专门研究机构,西安爱生技术集团公司(西安无人机研究发展中心)成为国内一家主要的无人机研制生产厂商。它是航空工业总公司设在西北工业大学集科、工、贸一体化的现代化高科技企业,主要研制和生产系列化小型无人机系统,被国务院发展研究中心确认并入选“中华之最(1949-1995)”,是我国最大的无人飞机科研生产基地。随后,无人机的发展逐步扩展到民用市场,而在测绘行业的应用成为民用最大且发展较早的一个分支。中国测绘科学研究院于 2003 年完成并通过国土资源部验收的“UAVRS-II 型低空无人机遥感监测系统的研制”项目,实现了无人机遥控、半自主、自主三种控制方式,利用获取的影像制作了数字正射影像和线划图,开创了国内无人机应用于测绘领域的先河。 目前国际上对多轴飞行器研究与设计较为深入,后期经过大量实验及不断地调整和改进,合理的设计了六轴飞行器的整体结构。六轴飞行器的支架通过3D打印而整体打印出成品模型,飞控板和电机都固定在打印出的架子上,将六个电机呈六边形放置,使飞行器灵活并易于控制。电池利用扎带固定在飞行器下方,以保证飞行器的重心偏下,增加飞行的灵活性。遥控器通过铜柱将两个PCB板子连接起来,增加握持的手感,并且主要元件都放在两块PCB板中间,增加系统的安全性能前端引出无线通信模块天线,增加传输的功率与距离。 2 调试问题 系统的软件和硬件调节是一个漫长而复杂的过程,而且在调试过程中会不断遇到各种问题如电机坏掉、MOS管烧掉、连接突然断掉甚至在飞行过程中飞行器直接从空中衰落导致整个系统的崩溃。这些问题必须及时的解决,否则根本不能进行下一步的工作。虽然在调试过程中问题不断,但是整个制作过程累积的大量的宝贵的经验,在飞行器终于能飞的时候,会发现自己的这些努力是值得的。下面列出调试过程中的遇到的主要问题。 2.1 电机控制与驱动设置问题 动力系统是多轴飞行器的核心系统,因为整个系统的最终目的就是通过PWM波来控制电机的转速,保证动力系统的稳定是飞行器能运动的前提。在开始调试的时候,总出现电机不转的问题,通过不断的验证发现是电路MOS管选择错误,最终选择了P沟道增强型MOS管进行对电机的控制。在飞行过程中总会出现MOS管烧毁的情况,还有NRF24L01总是失联,最终发现是没有焊接保护电容导致,还有数字地和模拟的地信号没有分开。并且STM32的PWM控制需要较高的的频率,当频率较低时,可能会出现电机转速不均匀的情况,最终选择的电机频率为20KHz,能够保证系统流畅的运行。 2.2 飞行器的重量问题 在开始设计时由于没有考虑飞行的重量,导致飞行器根本飞不起来。之后更换飞行器支架,更换更大功率的电池,总体来说就是让飞行器的重量更轻,让飞行器电机的拉力更大。还有飞行器电机的垂直放置也是相当重要,当倾斜时,会有一部分的力是飞行器向某个方向飞行,并且这个力不容易抵消。 2.3 PID的参数整定问题 PID控制器直接控制的是飞行器的电机输出,直接影响六个电机的转速,控制飞行器的飞行姿态。因此合理的PID参数可以使飞行器更加平稳的飞行,所以说PID参数对飞行器的姿态确定至关重要。并且在飞行器的飞行过程中,可以通过PID的调整来实现不同的飞行效果如翻滚动作,以达到在各种控制环境下的稳定运行。PID参数中,P、I、D三个参数作用各不相同,在实际中,其输出的结果是相互影响的。为了保证飞行器的平稳飞行,需要多次对PID三个参数进行调节,保证系统对飞行姿态的快速响应以及在外界干扰到来时系统能够稳定的运行。 2.4 遥控器控制频率问题 在刚开始遥控飞行时,遥控器对飞行器的控制总是慢0.2秒左右,导致遥控器不能实时的控制飞行器的姿态,出现一些意外的碰撞等状况。调试遥控器的过程中发现,在主循环中加入了过多的程序,导致系统循环一次的时间过长,系统响应慢,传输数据的频率过低,整个系统反应过慢。最后解决办法是增大遥控器的频率,并减小主函数中循环的代码量,留下最基本的代码,保证整个系统的流畅运行。 3 结论 六轴飞行器是一种较为新型的飞行器,目前国内外的发展迅速,在各个领域中都起到了重要的作用,并且将来会发展到更广阔的空间。随着技术上的发展,多轴飞行器会向微型化、自动化方向发展,能够更好的结合实际,发展到各个领域。本课题研究比较了许多国内外的产品,并通过比较,结合其优点,弥补其不足,根据实际情况进行研发,最终完成了六轴给星期的设计。随着科学的发展,本文设计的六轴飞行器还可以得到更好的改进,随着时间的推移,会有更好的产品出现在人们的面前。 微电子论文:当前微电子学与集成电路解析 摘 要 微电子学属于电子学的分支学科,以半导体为主要对象,形成微小型电路和系统等。而集成电路属于微型电子器件,将各类元件通过合理的布线方式,成为一个具备完整电路功能的结构。微电子学与集成电路直接关系到相关高新产业的发展和进步。展开对微电子学与集成电路的分析,旨在明确微电子学与集成电路的基本情况,推动微电子学与集成电路的有效应用,实现相关产业的创新和发展。 【关键词】微电子学 集成电路 半导体 微电子学与集成电路是现代信息技术的基础,各类高新行业在具体发展中,均会对微电子学和集成电路进行应用。其中,集成电路选择半导体镜片作为基片,并结合相关工艺,将电阻、电容等元件与基片连接,最终形成一个具备完整电路功能的系统或是电路。较比集成电路微电子学是在集成电路的基础上,研究半导体和集成电路的相关物理现象,并有效的对其进行应用,满足各类电子器件需求的效果。基于此,本文对当前微电子学与集成电路展开分析,具体内容如下。 1 微电子学与集成电路解读 微电子学是电子学的分支学科,主要致力于电子产品的微型化,达到提升电子产品应用便利和应用空间的目的。微电子学还属于一门综合性较强学科类型,具体的微电子研究中,会用到相关物理学、量子力学和材料工艺等知识。微电子学研究中,切实将集成电路纳入到研究体系中。此外,微电子学还对集成电子器件和集成超导器件等展开研究和解读。微电子学的发展目标是低能耗、高性能和高集成度等特点。 集成电路是通过相关电子元件的组合,形成一个具备相关功能的电路或系,并可以将集成电路视为微电子学之一。集成电路在实际的应用中具有体积小、成本低、能耗小等特点,满足诸多高新技术的基本需求。而且,随着集成电路的相关技术完善,集成电路逐渐成为人们生产生活中不可缺少的重要部分。 2 微电子发展状态与趋势分析 2.1 发展与现状 从晶体管的研发到微电子技术逐渐成熟经历漫长的演变史,由晶体管的研发以组件为基础的混合元件(锗集成电路)半导体场效应晶体管MOS电路微电子。这一发展过程中,电路涉及的内容逐渐增多,电路的设计和过程也更加复杂,电路制造成本也逐渐增高,单纯的人工设计逐渐不能满足电路的发展需求,并朝向信息化、高集成和高性能的发展方向。 现阶段,国内对微电子的发展创造了良好的发展空间,目前国内微电电子发展特点如下: (1)微电子技术创新取得了具有突破性的进展,且逐渐形成具有较大规模的集成电路设计产业规模。对于集成电路的技术水平在0.8~1.5μm,部分尖端企业的技术水平可以达到0.13μm。 (2)微电子产业结构不断优化,随着技术的革新产业结构逐渐生成完整的产业链,上下游关系处理完善。 (3)产业规模不断扩大,更多企业参与到微电子学的研究和电路中,有效推动了微电子产业的发展,促使微电子技术得到了进一步的完善和发展。 2.2 发展趋势 微电子技术的发展中,将微电子技术与其他技术联合应用,可以衍生出更多新型电子器件,为推动学科完善提供帮助。另外微电子技术与其他产业结合,可以极大的拉动产业的发展,推动国内生产总值的增加。微电子芯片的发展遵循摩尔定律,其CAGR累计平均增长可以达到每年58%。 在未来一段时间内,微电子技术将按照提升集团系统的性能和性价比,如下为当前微电子的发展方向。 2.2.1 硅基互补金属氧化物半导体(CMOS) CMOS电路将成为微电子的主流工艺,主要是借助MOS技术,完成对沟道程度的缩小,达到提升电路的集成度和速度的效果。运用CMOS电路,改善芯片的信号延迟、提升电路的稳定性,再改善电路生产成本,从而使得整个系统得到提升,具有极高研究和应用价值。可以将CMOS电路将成为未来一段时间的主要研究对象,且不断对CMOS电路进行缩小和优化,满足更多设备的需求。 2.2.2 集成电路是当前微电子技术的发展重点 微电子芯片是建立在的集成电路的基础上,所以微电子学的研究中,要重视对集成电路研究和分析。为了迎合信息系统的发展趋势,对于集成电路暴露出的延时、可靠性等因素,需要及时的进行处理。在未来一段时间内对于集成电路的研究和转变势在必行。 2.2.3 微电子技术与其他技术结合 借助微电子技术与其他技术结合,可以衍生出诸多新型技术类型。当前与微电子技术结合的技术实例较多,积极为社会经济发展奠定基础。例如:微光机电系统和DNA生物芯片,微光机电系统是将微电子技术与光学理论、机械技术等结合,可以发挥三者的综合性能,可以实现光开关、扫描和成像等功能。DNA生物芯片是将微电子技术与生物技术相结合,能有效完成对DNA、RNA和蛋白质等的高通量快速分析。借助微电子技术与其他技术结合衍生的新技术,能够更为有效推动相关产业的发展,为经济发展奠定基础。 3 微电子技术的应用解读 微电子学与集成电路的研究不断深入,微电子技术逐渐的应用到人们的日常生活中,对于改变人们的生活品质具有积极的作用。且微电子技术逐渐成为一个国家科学技术水平和综合国力的指标。 在实际的微电子技术应用中,借助微电子技术和微加工技术可以完成对微机电系统的构建,在完成信息采集、处理、传递等功能的基础上,还可以自主或是被动的执行相关操作,具有极高的应用价值。对于DNA生物芯片可以用于生物学研究和相关医疗中,效果显著,对改善人类生活具有积极的作用和意义。 4 结束语 微电子学与集成电路均为信息技术的基础,其中微电子学中囊括集成电路。在对微电子学和集成电路的解析中,需要对集成电路和微电子技术展开综合解读,分析微电子技术的现状和发展趋势,再结合具体情况对微电子技术的当前应用展开解读,为微电子学与集成电路的创新和完善提供参考,进而推动微电子技术的发展,创造更大的产值,实现国家的持续健康发展。 微电子论文:军事信息作战领域的微电子技术应用 【摘要】 自80年代以来,军用微电子技术得到了快速的发展,及其微电子技术在信息作战领域发挥突出作用。特别是雷达领域,微电子技术的成熟日渐提高了雷达系统的各项性能。本文主要阐述在90年代中美国军用微电子技术当中的两个支柱型产品超高清集成电路与微波单片集成电路的发展现状以及它在雷达系统当中发挥的先用。 【关键词】 雷达 微电子技术 分析 在现代化的军用雷达与电子设备之中军用微电子技术属于非常重要的技术之一,是现代军事信息作战的基础。在军用微电子工业当中,集成电路属于最具活跃的产品。在美国非常重视开发与应用军用集成电路。美国相关的国防部门早在十几年前曾提出^超高速集成电路与微波单片集成电路的发展规划。只要真正的实现这两者的发展计划对于军用雷达与武器装备未来的发展有着巨大的影响,对打赢未来信息战争发挥举足轻重作用。 一、超高速集成电路与微波单片集成电路的特点 1、超高速集成电路的特点。在未来的信息作战当中,电磁信号的环境十分汇集而且复杂,军用雷达与电子情报系统需要面对一百至二百万脉冲美妙的信号方面的强度,处理信号的系统极有可能需要执行几十亿条指令。面对极其复杂的信息作战环境,然而目前一般的集成电路处理信号系统的效率很难满足相关的需求。要想真正的处理好这方面的问题,美军便加大力度促进超高速集成电路发展。 2、微波单片集成电路的特点。微波单片集成电路将超大规模集成电路、超高速集成电路以及超高性能集成电路使用至数字电路中的微波电路,它属于集成电路处于微波电路中主要的发展。微波单片集成电路将诸多晶体管、电阻、电容等管线集中至一个芯片上,制成许多功率放大器、低噪声放大器、移相器等。仅有很少的微波单片集成电路芯片组合起来就能组成一个收发构件,用来代替很多元件。 二、超高速集成电路与微波单片集成电路的发展现状 1、超高速集成电路的发展现状。美国国防部门早在很多年前年对超高速集成电路的发展就已经开展实施以硅为主要材料发展计划,之后又转化成将硅和砷化稼作为主要材料并举的超高速集成电路发展计划,为了促使军用电子系统发展的快速进程。此计划主要是为了促进民用半导体商家的发展所难以解决的军用信号需要的元器件工艺,就是为了满足军用信号处理、抗辐射、故障容限等能力的有关需求所提出的。这个计划的的总提目标就是为了研制出功能先进、价格合理、高质量的超高速集成电路芯片,确保处理信号速率、功耗减少、可靠性、维护性合理提高的终点目标,并且使目前具备处理数据的速度必须提升一级。其实际的目标是为了使芯片的微加工线宽达到标准的规格,各项功能要比同样种类民用的产品高出百倍,将其的可靠性提升十倍。按照制定的范围超高速集成电路应当于1990年完成计划,共投资量达到十亿美元,通过集中开发了来实现亚微米特有的尺寸要求的技术。 2、60年代中期才得到逐渐的发展,70年代,砷化镓材料制造工艺的逐步成熟,对于微波单片集成电路的发展形成了很大影响。因为砷化镓材料的电子迁移率比硅高出7倍,且半绝缘砷化镓的电阻率的高度达到108,因此砷化镓属于最合理的微波传输介质材料,非常适合用在单片微波单片集成电路的衬底。正是因为砷化镓技术的普遍推广,促进了工业界集团朝向微波单片集成电路的方向发展。 三、超高速集成电路与微波单片集成电路在信息作战领域的应用 1、超高速集成电路在雷达和军用电子设备中的应用。超高速集成电路应用至军事雷达与电子装备系统中有效的提高了的在战场上获取情报、侦查情报、分析目标、处理数据等方面的能力;在很大幅度上,有效的提高了雷达、电子设备、武器系统在复杂的环境当中,以最快的速率反应能力与应变能力,实现了信息作战武器系统的高速、高效和精准性。 2、微波单片集成电路在军用雷达中的应用。与普通使用的陆基雷达相比较之下,微波单片集成电路器件与之同样的雷达在相同条件下所耗费的性能提高十倍。相控阵雷达的真正优势在于产生的微波功率的与传输效率较高,发射机的功能消耗等于使用功率管的三分之一,同时接收机的灵活度也提高了2倍。另一方面的优势在于可靠性较强,在此过程中,就算其中有百分之五的构件失灵。雷达系统依然能保证供应更好更多功能工作性能。微波单片集成电路 T/R组件极具紧凑、可靠性高、重量轻、成本低等结构方面的优势。 结束语:综上所述,超高速集成电路能够有效的提高处理信号与处理数据的能力,还能增强信号方面的接收、传输、发射能力的微波单片集成电路电路能实现构建出新一代全新的军用微电子系统,这种系统在军事信息作战领域特别是雷达和电子设备中拥有良好的应用前景。在下一代中的军用雷达关键特征在于它器件方面的模块化与集成化,而超高速集成电路与微波单片集成电路属于提高军用雷达器件集成化、模块化过程中最重要手段之一。
铁路客运论文:铁路客运专线建设的成本管理 摘要:铁路客运专线是仅供旅客列车实用的铁路线路,分为高速和快速两类。铁路客运专列适用于我国流动人口规模大、区域跨度大的国情,为跨区域的商务、旅游等人员流动提供了有利支撑。铁路客运专线得劲建设需要经过严格科学的可行性分析,同时要基于现有的铁路线路资源,实现投入产出的最大化。因此,铁路客运专线建设与一般新建铁路线路存在一定差异,其建设成本管理的影响因素也不同。本文通过分析铁路客运专线建设成本的组成及影响因素,探讨了铁路客运专线建设成本的管理措施。 关键词:铁路;客运专线;规划;控制 一、铁路客运专线的主要用途及规划 铁路客运专线是以高速和快速技术为支撑,实现大运量和高效能的旅客输送,从而为区域间经济、文化、旅游等活动的效益提升提供提供时间和空间基础。2016年全国铁路客运量27.7亿人次,其中动车组发送14.43亿人次,单日发送旅客最高达1442.7万人。这样的客运规模是其他任何一个国家都无法比拟的。我国铁路客运专线规划布局为“四纵”和“四横”,以及其他几个中重要路段,根据经济发展阶段有序推进建设,促进了区域腾飞和协调发展,为未来的全面建设小康社会打下良好基础。铁路客运专线建设的重要意义包括:第一,实现客货分离,大幅提升铁路运输能力。在已有货运线路的基础上,根据区域经济发展情况进行规划,新建或拆分实现客运和货运线路的分离,提升客运专线的速度从而匹配两种类型运输需求的发展规律。一般而言,随着区域经济社会的发展,铁路线路类型从货运专列为主,发展到客货共线为主,到最后的客运专线为主。预计到2020年,我国铁路客运、货运的需求分别将达到40亿人次和40亿吨,但年均增长率上客运为7%,货运为4%,通过客运专线建设能够集中客运班列,提升客运速度,同时也释放出更多空间为货运需求增长提供保障。第二,客运专线能够提升经济核心的辐射能力和要素的流动速度。区域经济发展中的发动机是区域核心的集聚作用和辐射作用,只有在良好的交通基础设施基础上,才能够实现更高效的要素集聚和扩散,区域内部以及区域周边的要素交换才能更加密集,从而实现从量的积累到质的飞越。而其中人和关键物资的交换是关键要素,铁路客运专线能够大大加快人员的流动,从而为制造、商业、文化的集聚带来人口支撑。第三,客运专线建设能力和经验的积累,能够转化为我国交通基础设施建设走出去的产品和服务。客运专线特别是高速客运专线已经成为各国发展的主要目标之一,其经济价值对于任何一个制造国或者技术输出国而言都是巨大的吸引力。实践已经证明我国高速客运专线的建设能力已经转化为我国对外贸易发展的重要动力之一。 二、铁路客运专线建设成本的主要内容及影响因素 铁路客运专线建设成本主要包括基建、轨道铺设、站点新建或改造、客运专列及相关设备采购。快速客运专线建设可以大范围采用原有的铁路线路,只要在关键交叉路段或站点进行变线控制即可将实现专列的提速,而高速客运专列则由于运输速度的大幅提升,对线路的走向、线路基础和轨道的质量等都有全新的要求,因此必须大规模新建轨道、控制系统以及站点。影响铁路客运专线建设成本的主要因素包括:一是客运专线的设计规格。客运专线的设计规格决定了轨道基础设施的最小曲线半径、坡度、岩土、用料、牵引电力等项目的标准。按照设计规格以及相应项目参数标准,进行实地勘验后确定的线路,就成为该客运专线建设成本评估的基础。我国客运专线建设区域跨度大、载客量规格高,而我国地貌特征包括了平原、丘陵、高原、江河湖泊等,专线各段的成本影响因素存在较大差异,因此不能用统一的基准价进行评估,而应当分段按照最新的价格基线或者实地考察后获取更加准确的造价基准数据。二是建设技术能力和经验。进行广域高速和快速客运专线的建设,需要以成熟的建设技术和设备为基础,包括桥梁、隧道、环保等多个方面。尤其是在我国地理环境复杂的背景下,与平原为主的地域相比,不确定因素对建设成本的影响非常明显。随着我国高速客运专线建设里程数和区域覆盖范围不断提升,建设技术能力和经验已经处于世界领先地位,但在西部、东北这样地理环境特殊的区域,在实际建设中仍然存在很多难关需要去攻克。因此在做客运专线建设成本评估是,切勿一切都已经验而论,必须要具体项目具体分析。三是建设人力和原材料成本。铁路建设对于任何一个国家而言都是巨大的投资,在我国这样全国范围内进行高速和快速客运专线的建设规划下,其投入的人力、资金和原材料是天文数字,任何一个西方国家都没有过先例。在我国劳动力和原材料价格还处于低位时,举全国之力进行大规模铁路客运专列建设是正确的选择。当然,做好建设过程中的要素成本管理也是铁路客运专线建设成本管理的核心内容之一。四是建设过程中的成本管理效率。铁路客运专线建设成本管理贯穿始终,除了保证在勘测设计阶段的成本预算的科学性外,建设过程中的成本管理也十分关键,直接影响实际交付成本的偏离值。建造过程中的成本管理包括施工现场管理、物料管理、工程计划管理等多个方面,高效的建设过程成本管理能够减少天气、意外、价格变化等因素对成本的影响,甚至能够通过创新管理提升建设效率,降低建设成本。 三、铁路客运专线建设成本管理措施 铁路客运专线建设项目的规划、可行性研究以及是审批一般都由国家中央层面统一管理,地方政府作为承建方和管理方,对项目的具体实施负责。本文认为铁路客运专线建设成本管理应当注意以下几个方面:首先,应经过充分科学的可行性分析和论证。铁路客运专线的建设不能仅仅从成本角度去考量,而应以铁路专线假设带来的经济效益和社会效益入手,作为铁路客运专线建设的依据。只有能够最大程度优化区域内以及区域间的资源配置,满足当前以及未来较长时期的客运需求,能够激活经济社会发展的活力,那么该建设规划就是可行的。不能为了某些集团或个人的利益而放松对铁路客运专线建设科学论证的严谨性和严肃性把握。具体而言,铁路客运专线建设成本评估的应将区域发展规划、城市规划等作为核心参照,建设成本评估的依据如路线、站点、规格等指标都应与发展规划匹配,并且作为刚性的影响因子。其次,落实充分的实地勘测和成本预估。铁路建设区域覆盖范围广,面对的地质、水文、气候、人文环境复杂,任何一个因素都会对建设成本产生影响。因此,必须在实地勘测和线路、站点的规划设计阶段,经过反复和交叉的测量、计算和试验论证,才能最终确定建设体量、投入要素规格的计算逻辑和结论。在实际操作过程中,任何一项成本数据有需要有依据材料作为支撑,并由相关责任人签字确认。最后,应建立统筹的建设成本管理机制。铁路客运专线建设尤其是高速专线建设,一般都是多段同时开工,但建设周期仍然较长,在建设过程中,不仅投入要素价格会发生变化,地理环境、气候也会对工程产生影响,此外技术发展带来的设备和工具更替也会影响建设成本。因此铁路客运专线建设过程中应当将工程、技术、规划、商务、财经等团队的核心人才纳如进来,建立统筹一体的成本管理团队。但同时也要注意不能将成本管理责任归属进行分散,特别是定位到责任人时,应尽量避免因人员流动而导致无法跟踪回溯。此外,在确保工程质量和进度的基础上,为实现成本的进一步降低,建设方还可以应用创新的商业模式,引进优质社会资源,例如联合优质民营企业进行联合建造运营。在本管理工具方面,可以探索通过运用信息和网络技术实现实时动态监控,特别是系统性的成本管理软件的应用上,应当与物联网技术、通信技术结合,实现成本数据以及影响因子变化的实时、远程采集,并能够进行自动化统计演算以及直观地呈现。 作者:杨建军 单位:中国铁路南宁路集团有限公司 铁路客运论文:铁路客运站建筑空间论文 1铁路客运站建筑空间的构成 铁路客运站交通功能空间既可以根据各部分的功能划分为运输业务办理空间、交通联络空间、交通集散空间;还可以根据交通主体的活动特征划分为运载工具站场、客运业务办理空间、旅客(行包)交通转换空间。后者对于单一交通模式的铁路客运站而言,以铁路站场、旅客站房和站前广场的形式表现;对于铁路客运综合交通枢纽而言,则演化为各种方式的运载工具站场、客运业务办理空间(含候车空间),以及不同方式间的衔接转换空间。 2铁路客运站交通功能分区建筑空间形式演变 19世纪50年代以后,铁路客运站根据旅客活动特点不同,明确划分为铁路站场、旅客站房和站前广场3大功能区域[1-2]。 2.1铁路站场建筑空间形式的演变 铁路站场是铁路客运站设计的基础,是铁路运载工具到发、停留、作业、整备、检修的场所,同时也是旅客乘降和行包装卸的地点,受到列车长度影响,站场形状为狭长形。我国铁路客运站多采用通过式站场布置,如图1所示。为减少对城市的干扰,多设在城市边缘。全部旅客列车到发线采用贯通式,两端连通正线。站场中部为并列布设的线路(主要为站内正线、旅客列车到发线)及旅客站台(含雨棚),两端为道岔汇聚的咽喉区(连通区间正线),站台之间通过跨线设备(天桥、地道、平过道)相连接并连通至站房。多条铁路线路引入时,多利用站外进出站线路进行交叉疏解,合并或并行引入地面车场,站场两端进路交叉干扰严重,站场规模大,咽喉能力紧张。国外大城市铁路客运站多采用尽端式站场布置,可以深入城市中心布设;旅客列车到发线为尽端式,一般多线平行引入,咽喉能力大,站场能力大。早期铁路正线引入城市采用沿地面铺设的方式,铁路客运站站场亦为地面铺设。随着铁路建设工程技术的发展,铁路客运站站场可以采用高架或地下的建设模式以减少对城市的分隔或与城市交通的交叉干扰。由于高速铁路新型客运站衔接的线路方向、列车种类增加,为解决站场内不同线路、不同方向、不同类型列车到发流线间交叉干扰问题,站场设计出现2种趋向:一种是我国高速铁路建设过程中出现的采用多车场单层平面布设的站场设计模式,如图2所示;另一种是国外高速铁路建设过程中出现的将不同方向线路及车场布设在不同空间层面形成立体站场模式,如德国柏林中央火车站。综上所述,铁路客运站站场建筑空间形式可以归纳为单个车场:平面布设(地面站场(传统模式)、高架站场、地下站场);多个车场:单层平面布设(地面站场、高架站场)、多层立体布设。 2.2旅客站房建筑空间形式的演变 旅客站房是铁路客运站设计的主体,是办理售票、候车和行包邮件承运、交付及保管的地点。传统铁路客运站站房内设有客运用房、技术办公房屋和职工生活用房3类房屋。客运用房主要包括售票厅、候车室、行包房、小件寄存处、问讯处、进出站口、广厅等;技术办公房屋主要包括运转室、信号楼、站长室、广播室、电视监控室、公安室及各生产段办公室等。早期的旅客站房以候车空间、售票空间、进站广厅为主体空间,餐饮、商业、旅馆、文化娱乐等服务空间从无到有,设置在进站广厅和候车室附近。随着客运站功能的演变,站房内部功能空间的结构比重及配置方案发生变化,站房由单层平面设置发展为多层立体叠合布局,相对封闭的功能空间向开敞通透的开放式大空间转变,呈现从复杂、大规模朝紧凑、简化、高度复合演变的趋势[3-4]。2.3站前广场建筑空间形式的演变站前广场是铁路客运站与城市交通的结合部,同时是铁路客流、行包流及城市道路机动车流集散的场所,通常由站房平台、旅客活动地带、人行通道、车行道、公交站点、停车场、绿化、建筑小品等部分组成。早期的客运站建筑设计实践中,站前广场均为露天平面布置,通过前后分流或左右分流的设计手法,分割广场平面来组织站前广场交通,将车流与人流组织到站前广场不同区域。这种平面布局的方式会导致人车混杂、交通混乱的局面。20世纪90年代以来,随着国民经济实力的逐步提高,我国许多新建、改建的车站站前广场都成功地采用了立交方式,如深圳站、广州东站、北京西站和杭州站等。新建大型高速铁路客运站的建设使传统意义的“站前广场”呈现一种新的建筑形态,即建筑内部各种方式间旅客交通集散转换的“换乘大厅”。 3铁路客运站总体建筑空间布局演变 综观铁路客运站总体建筑空间布局的演变历程,可以将其划分为5个阶段,即以站场空间为主体的阶段;站房、站场、站前广场平面布局阶段;站房、站场、站前广场立体布局阶段;交通综合体建筑空间布局阶段;城市综合体建筑空间布局阶段。其中,前3个阶段均为面向单一运输方式的铁路客运站建筑空间形式,是一种相对自我封闭的交通建筑形式。在不同的国家或地区,铁路客运站建筑空间形式发展的历程及所处的阶段存在差异。 3.1以站场空间为主体的建筑空间布局阶段 最早期的铁路客运站是以站场为主体空间的建筑空间布局形式。由于客运站功能单一,规模很小,因而建筑形式也非常简单,以轨道、站台及为旅客遮挡风雨的站棚为建筑特征,基本上没有特定的空间形式可言。 3.2站房、站场、站前广场平面布局阶段 19世纪50年代以后,铁路客运站逐渐发展成为具有“城市门户”作用的标志性建筑,并形成站房、站场和站前广场3段式平面布局模式[5]。铁路站场与铁路网相连通,为减少对城市的干扰,布置在客运站远离城市的一侧;旅客站房布置在站前广场与站场之间,一般为位于站场靠近城市一侧(通过式客运站)或一端(尽端式客运站),并朝向城市方向,以方便客运业务的组织及旅客进出车站;站前广场作为铁路旅客集散场所,衔接城市交通工具到发、停留站点及城市道路交通系统。 3.3站房、站场、站前广场立体布局阶段 站房、站场、站前广场由平面布局发展到立体布局经历了平面布局—局部立体布局—立体布局的过程。 (1)旅客站房与铁路站场的空间整合。旅客站房由单层结构向多层结构发展,在站房立体化发展的过程中,站房高层候车室向站场方向延伸,与跨越站场的天桥相融合,形成高架候车室架设在站场之上的空间组合模式。城市发展过程中,为解决站场两侧旅客多方向进站问题,又进一步形成了在站场两侧分别设置主副站房,中间连通跨越站场的高架候车层的空间布局模式。我国1987年底建成的上海站首次采用“南北开口、高架候车”的线上式布局[6],即为这种布局形式的体现。高架候车厅的设计形式具有缩短旅客进站上车行程及节约城市用地等显著优点,现在已经成为我国大型和特大型铁路客运站的主要设计形式,1996年5月修订实施的《铁路旅客车站建筑设计规范》对此予以确认[7]。这一变化完成了站房的主要空间(候车室)与站场的整合。 (2)站前广场与旅客站房的空间整合。站前广场在由平面布置向立体布置发展过程中,站前广场与站房的界限被打破,站房建筑融合入站前广场的立体交通系统中。这种设计打破了铁路和城市市政在用地之间、投资主体之间的界限,实现了站前广场(包括机动车道路)与站房建筑(包括高架候车室)空间整合。(3)站前广场、站房、站场的空间整合。单一模式铁路客运站各功能区之间的建筑空间整合发展到一定阶段,开始突破原先因投资渠道不同而形成的条块分割的桎梏,将站房、站前广场、站场作为一个有机整体,利用地下、地面、高架3个层面来组织流线,实现了3者之间的空间整合。建筑师从只承担站房的建筑设计,转而向外——站前广场、向内——站场方向延伸,与城市规划、铁路站场设计专业的沟通和协调加强。“把客运站建筑放在铁路与城市交通这个综合体的大系统内进行思考”、“从方便旅客换乘出发,模糊以致化解站房、广场、站场3部分的界限”[8]。 3.4交通综合体建筑空间布局阶段 综合交通运输体系的发展,使铁路客运站建设纳入综合交通枢纽建设中,更加注重与城市道路、城市轨道交通、公路、航空、水路等交通方式的结合[9-10]。为了在较长时期内能够适应多方向、多方式、大规模客流交流的需要,客运站建筑设计上通过立体化布局实现相关交通方式的集中配置,将各种交通运输方式的站场、站房及方式间的衔接过渡空间(站前广场、换乘大厅)都纳入同一大型交通建筑内,从而形成全新的交通综合体建筑空间布局模式,以单体交通建筑或综合交通建筑群的形式加以体现。我国新建大型高速铁路客运站尚处于交通综合体建筑空间布局阶段。 3.5城市综合体建筑空间布局阶段 城市综合体建筑是迄今为止铁路客运站建筑空柏林新中央火车站间形式发展的最高阶段,在国外(西欧国家、日本)的开发项目中比较常见。与交通枢纽型的铁路客运站相比,铁路客运站城市综合体的建筑空间具有复合与复杂的特点,是多功能交叉并存的立体空间系统。除处理各种交通方式之间的旅客换乘问题外,还综合了商业、服务业、办公、居住等功能。然而,铁路客运站综合体的空间组织并不是传统城市交通建筑与其他功能单元的简单叠加,而是重构成为拥有系统、层次和序列的新型复合空间有机体。铁路客运站城市综合体建筑的形成是建立在高效的综合交通转换效率的基础上。 4结束语 建筑的功能在一定的时期内相对稳定,对应的建筑空间形式具有类似的特征,如作为单一方式的城市对外客运交通港站,虽然铁路客运站、长途公路客运站、航空机场、港口客运站的建筑形式各异,但具有类似的建筑空间布局,均由客运站场、旅客站房、旅客集散区域3个部分组成。然而,建筑的功能要求不是一成不变的,功能的发展变化味着新的要求与原有的空间形式之间必然要从相对的统一逐渐发展成为冲突、对抗。随着矛盾的日益尖锐,最终必将导致对旧的空间形式的否定,形成新的建筑空间形式。铁路客运站的建筑形式由单一方式客运交通港站发展成为客运综合交通枢纽,以及进一步发展成为城市综合体建筑,其实质是客运站功能在发生变化,并进而导致客运站建筑空间形式发生根本性的转变。 作者:夏胜利 杨浩 单位:北京交通大学 铁路客运论文:公路运输与铁路客运对比 一、铁路客运服务的现状分析 1.客运基础设施投入不足 最近几年,国家对高铁建设投资较大,高铁车站环境都很好。但对于绝大多数的既有客运站,基础设施投入较少,候车环境、车站周边环境与治安相对较差。 2.客运服务人员素质偏低 目前铁路客运服务人员主要来自高职毕业生、复转军人及社会招聘人员,员工素质普遍不高,服务意识不强。 3.客运服务理念差 到目前为止,铁路部门虽然已经加大了客运服务力度。但随着铁路的六次提速,行车密度不断加大,铁路职工的收入水平较低而工作强度却越来越大,所以有些员工的主动服务意识越来越弱,甚至有些员工的精神状态低迷,在引导和组织旅客乘降方面服务态度不好。 4.客运服务方式落后 每到春运、暑运和节假日,大量的旅客出行会选择铁路,铁路经常会出现“一票难求”的现象,因此会依然以“铁老大”自居,不去在细节上改变,服务方式落后。 二、公路旅客运输的优势 我国公路路网发达;旅客可以就近下车,出行方便。并且票价灵活,且根据乘车次数还和酒店预定房间及预定机票相联系,有相应的优惠政策。 三、提高铁路客运服务质量的研究 (一)加强铁路自身建设,提高客运服务 1.调整运输生产布局,提高服务质量 铁路应在不断推进列车提速的过程中,全面调整运输生产布局,促进服务质量和经营管理水平的进一步提高,使列车开行方案、动力资源配置、乘务制度、维修体制改革等有新的突破,以此带动运输产品结构的全面优化。同时,根据市场需求调整席别比例;优化旅客列车到发时刻和停站时间;发展电子商务等。使铁路客运产品更加贴近市场需求,更具有市场竞争力。 2.改革运输管理体制,制定合理的票价体系 按照国家发展和改革委员会、铁道部等有关规定,在政策允许的范围内,灵活利用票价政策杠杆。根据市场状况,适时浮动票价。如考虑某线客流的变化情况,适当下放该线的客运票价管理权限,以使铁路局能根据客流波动及节假日等不同情况,及时调整铁路客票价格,以适应运输市场激烈竞争的需要。 3.转变思想观念,提高服务质量 由于铁路运能从整体上不能充分满足市场需求,因此,长期以来形成了购票难的局面。随着高速公路网的形成和开通运营,铁路购票难的局面已逐渐缓解。为此,铁路必须更新观念,以市场为导向,改革传统的客运管理体制和运行机制,努力提高服务水平,使铁路在激烈的市场竞争中立于不败之地。 4.大力实施铁路运输市场营销策略 调整营销战略,在牢牢抓住中长途客流的基础上,争取短途客流。铁路部门必须充分利用现有资源,对既有线进行改造,最大限度扩充既有线输送能力。同时,充分利用代销点、网络订票、电话订票,使旅客更方便购票,更好地利用铁路短途运输资源。 (二)提高服务理念,进行人性化服务 1.采取个性化服务 铁路运输对中短途客流不具有优势的原因,主要是购票、进站、候车程序繁琐,等候时间较长;并且由于铁路部门经常调图,致使很多旅客对列车到发时间不清楚,直接影响旅客的行程安排。针对这种情况,铁路部门应相应开展个性化的服务。 (1)短途旅客实现零距离对接。对车站进行改造,把长短途客流的购票、候车、进站和出站进行隔离分开。设置专用的购票、候车场所及进出站通道,以方便短途旅客的换乘,大大缩短了旅客的乘降时间,实现零距离对接。 (2)针对不同旅客实行差异化管理。在站车服务上实行差异化战略,努力满足不同旅客的需求,对来不及购票的旅客允许直接上车补票,且不收取手续费,在旅客心目中塑造一种与众不同的良好形象。 (3)方便旅客的行程安排。旅客到窗口买票时,如果难以决定行程方案,计算机系统会根据旅客的乘车日期、到站、返回日期等信息自动生成多种行程方案组合(包含相应的票价)供旅客选择。快车组合票价较贵,快慢车组合则相对便宜。在列车上,旅客可免费获得车次别的旅客列车时刻表。该时刻表的内容包括本次列车所有到站的换乘列车时刻,以及每个到站所能提供的诸如汽车、自行车出租、行李搬运、旅游咨询等各种服务提示,为旅客合理安排行程提供了很大的方便。 (4)推行沿途发售无座车票。为解决长期存在的沿途上车有座旅客与始发上车无座旅客间的纠纷,对短途线路,沿途车站由一律发售有座车票改为发售无座车票,实行车内座位“先到先得”。 2.加大基础设施建设,提供人性化的服务设施 (1)开放式的乘降。对客流量较大的车站,最好设有类似地铁的自助检票系统,列车上有少量列车员查票。使客流上下车、进出站疏解非常迅速。 (2)实用的硬件设施。站台上应设自动售货机、推送行李的小车、SOS求助设施等随时为旅客提供服务。一些车站还配备了行李自动寄存系统、铁路出租汽车服务。车站在醒目位置设有垂直电梯,所有台阶处均有坡道或自动扶梯。列车车厢过道、通过台地面平整,残疾人厕所空间宽敞,极大地方便残障人士、年老体弱者、携带孩子和笨重行李旅客的出行。 (3)提供周全的客运服务信息。一是车站都装有醒目的引导揭示,为旅客提供城市交通、售票、列车编组、列车时刻等各种详细的服务信息,使乘坐列车的旅客能最大限度地利用好各种运力资源。二是在站台上端显示屏上及时显示将要或目前正在办理的列车信息,包含车次、始发终到站、本站到发时间、列车正晚点情况等,如晚点会显示晚点时间数。三是列车应有醒目的席位使用显示,让旅客一目了然。 (三)发挥综合交通体系效能,实现各交通方式的无缝衔接 不同交通方式间的良好衔接是为旅客提供良好服务,发挥综合交通整体效能的关键。要主动和地方政府协商,统筹规划城市交通,抓住城市交通一体化机遇,积极与城市交通企业联合,创建零距离换乘机制。实现铁路与城市地铁、轻轨、公交等设施的互联互通,最大程度地方便旅客换乘,实现快速集结和疏散,通过合作达到多赢,形成方便快捷、各种交通方式有机衔接的综合交通体系。 四、结语 铁路部门如果能够主动加强自身建设,充分对现有资源进行调整,从细节入手,充分考虑短途旅客对出行的要求,尤其铁路具有的安全优势,同时进行人性化服务,相信,会有越来越多的旅客选择铁路的。 铁路客运论文:铁路客运成本控制的思考 摘要:在目前社会经济的不断发展中,人们的生活水平得到了提高,人们外出的机会越来越多,在外出中一般选择的交通工具大多是铁路运输,这样的选择对铁路部门而言确实是增加了客流量。客运量的不断增加给我国的铁路运输带来了极大的发展空间,各大城市也是希望通过火车站的建设带动当地经济的不断发展。但是,铁路建设是一个重大的问题,建设铁路也是一个庞大的工程,铁路的兴建需要有严密的规划。也正是这些原因的存在,对铁路建设成本的控制也成为了重要的问题。对于铁路客运成本的控制主要是取决于对运营成本规律的把握以及相关成本的计算方法的掌握。在此,本文通过搜集整理大量文献资料,从理论研究入手,阐明了铁路客运成本的相关理论概念。详细描述了明确铁路客运成本的重要性,深入研究了如何对铁路客运成本进行控制,期望中国铁路客运稳定迅速的发展。 关键词:铁路;客运;成本;控制 一、铁路客运成本的界定及构成 (一)铁路客运成本的界定 所谓铁路客运成本主要是指客运企业为了能够完成一定的客运运输量而必须要支付的一切与运营有关的费用。 (二)铁路客运成本构成 为了计算,控制和分析铁路客运成本、用于改善管理,铁路客运成本可以划分为可变支出与相对不变支出。 1、固定设备成本 固定设备成本包括线路、车站、桥涵、隧道、通信、信号、电化设备、自动控制等设备的维修费、折旧费。在这类成本中,一部分(线路、桥涵、隧道、接触网等)与运量有关,一部分关系较少。铁路设备的种类繁多,技术性能多样,技术更新换代周期各异,使用环境工况不同,因之使用寿命长短不一。当前计算折旧按资产总值规定一个百分数的办法是不切合实际的,应按不同的资产分别规定其折旧率。固定设备成本应分别摊人客(货)列车成本中。 2、移动设备成本 移动设备成本包括客运机车、客车,客车备品的购置、更新费等。韶8型电力机车每台约850万元。东风4(大力)型内燃机车每台约650万元。25型空调车软卧245万元,硬卧241万元,硬座234万元。一列电力牵引的空调列车购置费约需5000余万元。运营费包括:能源消耗,机车、客车维修成本。客车各项消耗备品和乘务员的工资等项。列车投资的利息也应计算在内。 3、管理成本 为管理、指挥客、货运输,铁路局、站、段等各单位的开支应按规定办法分摊到客(货)列车成本中。 二、铁路客运成本的作用 (一)厘定客运票价 当前铁路客运票价按全国统一基价计算是不合理的。它是计划经济体制的办法。完全不能适应社会主义市场经济体制和各铁路局实行资产经营负责制和自负盈亏的情况。各局、各线、各区段的造价、维修费、运营费悬殊颇大,成本不同,客运业务怎能按统一票价出售。因之,全国各线应按线路修建成本、维修费、运营成本、能耗等因素划分为若干区段,以平原线成本定为1,将各段成本折算出不同的系数,计算运价时逐段叠加,以符实际。 (二)正确开拓市场 当前的问题是:每次列车上座率达到百分之几才能保本,达到多少才能盈利?只有在弄清各次列车的真实成本后,才能订出合理的运价和计算盈亏。铁路运价的下限是成本,上限是旅客负担能力。运价订在这二者之间才是合理的。亏本的列车要停开。 (三)改进客运收入跨局分配办法 当前客运收入跨局分配办法是按各局的换算人公里计算。并未考虑到各局、各线路,运营工况,能耗等成本的差异和各类(次)列车的差异,仅以列车购置费和能耗两项而论,高速(摆式列车),准高速列车的运营成本与普通客车相比差异颇大。 三、铁路客运成本的计算 (一)实算方法 对于实算方法而言主要是一种逐项分析的方法,把列车中实际发生的不同成本费用数额进行逐一的相加,计算总和,得出的总和也就是列车的开行总成本。成本主要包括直接成本支出和付费支出。运用实算的方法对列车中收入的成本进行计算,由于是对不同事项的汇总,进而更好的得出总的收入成本,在做法方面比较的细致,从一般理论而言,这一方法计算出的结果真是可靠,对控制铁路成本以及制定合理的运价有着重要的意义。 (二)作业成本计算法 通常为了获得某项产品就需要有一定的作业过程,作业过程就是将所消耗掉的各种资源价值通过一定方法转换到最终产品中去,因此,作业过程就是联系资源与最终产品之间的纽带。而作业成本法的计算就着重于作业,因此为了计算出生产的最终产品的成本,就需要将所有作业所消耗掉的所有资源的成本加起来。作业成本计算法是经济学领域的一种成本计算普遍适用方法,利用作业成本法计算出来的运营成本是动态的、与实际经营活动过程密切相关的一列开行车辆所需要的成本。高速铁路运营支出科目设计内容为线路及建筑物、设备、运输、其他、资本成本五类: 1、线路及建筑物类支出科目 具体包括正线、站线、牵引供电设备、通信设备等的日常和大修维修费用、牵引供电和通信设备系统维护人员费用、设备折旧费、养路机械日常维修费、道岔日常维护费和更换费用、高架和隧道折旧费、其他固定设备折旧和维修费用、房屋建筑折旧费。 2、设备类支出科目 设备类支出科目包括列车车辆各种修程的维修费、车辆及其设备折旧费、车辆基地折旧费、综合检测专用列车维修和折旧费用。 3、运输类支出科目 包括与运营有关的服务费用、电力支出费用、乘务员工资、列车物资能耗费、综合调度中心运行费用。 4、其他类支出科目 包括车站其他费用、车辆检修作业其他费用等。 5、资本成本支出科目 四、铁路客运成本的控制 (一)建立成本监控体系 在组织构架上,应设立专门的成本控制机构。这已在成本控制中普遍实行。目前的成本主管因其不是真正的成本控制者而没有真正的管理权限,只是行使成本核算职能,主要工作就是核算成本和汇报成本状况,并不实施监控职能。因此,运营企业不但要设立专门机构和人员,更要赋予其相应的监控权限,以保证其行使更重要的监控职能。此外,还应建立相应的监控制度。 (二)精确计算成本 在铁路运输的不断发展中,相关部门应该根据发展需要制定一套适合目前社会发展的铁路运营成本管理体系,明确经济效益发展的会计体系,并以此为主轴,重新设计运营指标和统计体系。这样才能从运营指标和统计数字中反映出管理效率和经济效益,达到三位一体,互为表里。 (三)降低用电消耗 影响列车牵引用电的因素主要有列车编组辆数、列车满载率、列车加速起动、进出站坡度等,设计运营组织、设备选型和线路设计等方面。铁路交通系统内部空气环境由通风和空调系统两部分控制,影响环控用电的因素主要有夏季最热月平均温度、全年平均温度、高峰小时列车对数与编组辆数乘积等。 (四)实行定额管理 定额是企业在生产经营活动过程中,应该遵循的标准或者应达到的水平,定额管理是企业参照定额制定的内容和标准来对实际运营操作进行严格控制,使人力、物力、财力达到很好配置的一种企业管理方法。铁路实行定额编制后,企业在以后运营过程中,严格执行定额标准,可以防止浪费和不合理的开支,同时,提高劳动生产率,提高设备利用率以及减少原材料、人力、物力消耗,降低成本。通过将企业的实际物资消耗、人员消耗等与定额对比,可以反映企业自身实力和管理水平,参考运营支出定额,结合实际物价水平、劳动力价格、政策因素等,可以对将要建设的项目进行价格评估。由于维持我国铁路交通企业的正常运营需要一定的政府补助,实行定额管理也可以为政府补助力度提供参考,所以,随着我国铁路交通建设的大发展,实行定额管理具有十分重要的意义。 (五)对成本进行有效控制 道路旅客运输本身就是一个投资项目,而且是一个长期的投资项目,从投入到盈利都要有一个过程,道路客运企业应该根据不同的客运路线指定不同的投资计划,实行相应的项目管理。而营运企业根据项目的生命周期,从车辆投资开始到车辆淘汰为止,合理的计算资金的流入和流出,进而分析项目的合理性可行性。在众多备选方案中选出最优的方案。从项目管理的角度分析,应重点关注以下因素:前期投资(具体包括车辆购置成本、线路投标成本等);运营成本(包括燃油成本、道路通行费及管理成本等);营运收入;修理成本支出(包括R常保养与维护及大修理支出);车辆更新点时机选择。在这个过程中,应该树立效益型成本控制的理念,在项目的不同阶段根据各自的阶段特点实行不同的方法。另外,还应注意选择合适的时间更换车辆。客运车辆在为达到报废年限的时候,就应该考虑更换。因为这要考虑这个行业的特点。车辆累计行驶时间与维修成本成正比例关系,车辆的使用时间越长其维修成本就越高,车辆故障的频率就越高。所以就应该在维修成本和车辆的更换成本两者之间寻找最佳的更换时间,从而降低在这个方面的成本损耗。 五、结论 综上所述,我国铁路总公司的正式成立承担着重要的企业职责,同时也标志着国有铁路改革拉开了一个非常重要的序幕。在此,相关管理部门也是提出了鼓励和引导能够已发合规的进入到铁路规划的领域。在这样的开放背景下,怎样更好的对铁路成本进行计算以及控制成为了非常重要的问题。铁路成本属于一个比较复杂的系统工程,主要是针对客运业务开展的,涉及到的内容也是极其庞大和丰富的。要对铁路的客运成本进行精确的计算,对相关的收益好亏损进行计算,在这样的基础上做好铁路成本的客运控制。 作者:王双平 单位:武汉铁路局襄阳客运段 铁路客运论文:铁路客运专线轨道工程施工技术研究 一、铁路客运专线轨道工程的概述 我国铁路客运专线是双线的电气化客运专线,其创造了我国客运专线之最:一是最早利用了一次铺设跨区间无缝线路设计,二是其施工技术的时速最长。对于施工过程的钢轨接头,铁路客运专线采用了铺轨机组和长钢轨焊接等的先进技术。采用这一先进的技术——一次性铺设跨区间无缝线路设计和施工技术有着很大的优点,不仅仅提高了轨道铺设的精度,还减少了对轨道的振动和冲击力,从而保证了轨道铺设和技术建设的质量。自从铁路客运专线轨道施工过程采用了一次性铺设跨区间无缝线路设计和施工技术这一先进技术之后,确保了施工设备的精良和高效,列车的运行速度达到了200km/h以上,并且铁路客运专线的全部路线都很安全。总而言之,轨道施工设备的配套在铁路轨道施工中有着很重要的地位,是保证其质量的关键。 二、铁路客运专线轨道工程建设的技术路线 1.移动设备或者固定设备应有兼容性 移动设备或者固定设备应该具有兼容性的特点,更重要的是本线旅客列车和跨线旅客列车共线运行要具备其运输组织条件,同样,正线双方向行车也是如此。 2.线路基础设施和不容易改建的设备要适应长远的发展要求 不容易改建的建筑物和设备应该根据近期的运量和其运输的性质设计。对于路基、桥涵、隧道、轨道等各种不同类型的结构物的设计要满足各种不同的要求,比如稳定性、强度、刚度、耐久性等等,除此之外,还要使各类结构物更加协调统一,从而达到车、线、桥的组合具有良好的动力的特性的目的。 3.严格按照国家节约能源、节约用水、节约材料 等有关方针政策执行要合理科学的利用太阳能、风能、地热能等可再生的能源,做到因地制宜,从而提高能源、资源的利用率,减少污染。还要做到不仅要满足运输生产和安全防护方面的要求,在此基础上,更要节约用地、科学用地,少占耕地、统一规划。同时,要把重点放在生态环境、自然景观和人文景观保护上,对水土保持、防灾减灾和污染防治工作以及生态环境敏感区、湿地保护引起重视。 4.选线设计时要绕避高填、深挖等有关路基工程 选线设计不仅要绕避高填等路基工程,还要对不良地质条件地段进行绕避,无法绕避时,应采取适当措施进行解决,例如,采用桥涵通过。要按照行车的速度快慢、沿线地形地质的条件好坏、输送能力的好坏和用户需求等决定铁路客运专线的最小曲线半径、最大坡度、动车组类型、到发线有效长度、运输调度方式、列车运行的控制方式,并对其进行经济技术的比较和选择。 三、铁路客运专线建设和技术的特点 1.建设的标准高 我国铁路客运专线建设有着标准高的特点。主要表现在一下方面,所有线路都是是以200~250km/h及以上的标准设计和建设的,甚至有的线路可以达到350km/h的高速。在可以正常运营后,更要达到高速度、高安全、高密度、高舒适度的要求,从而在世界水平中领先。除了优点,我国铁路客运专线建设的实践和经验还明显不足,工艺水平跟世界水平还有很大差距,甚至许多关键技术还不成熟,需要我们更加深入的调查研究。 2.建设的任务艰巨 我国的16条铁路客运专线而且是高等级客运专线只用了4年左右的时间并且一次性建成开通,这在我国铁路客运建设史上是第一次,在世界上也是很罕见。由于客运专线的桥梁总长大约占线路的40%以上,隧道则占20%左右,许多桥梁和长大隧道工程都需要在复杂的地质条件下修建,这更增加了施工难度。再加上专线建设项目比较集中,给的建设时间又比较短,这就需要我们在有限的短时间内对所需的各种施工检测设备进行制造和研发。这样艰巨的建设任务,对我国铁路客运建设无疑是个严峻的挑战。 3.建设技术的难度大 我国铁路客运专线建设刚刚起步,跟世界其他发达国家相比还很稚嫩,许多新技术和新情况从来没有遇到过,这使得建设的技术的难度比较大。首先,专线设计的关键技术比较复杂众多,像桥梁隧道结构技术、无砟轨道技术、系统集成技术、精密控制测量技术等等。然后,是技术的标准比较落后,有些技术条件还在在研究中,没有完全编制出来。最后,是专线建设工程的地质条件复杂。总之,这些都使得我国铁路客运专线建设的技术难度增大。 四、铁路客运专线轨道工程建设的关键技术 1.对路基沉降的控制和填料改良 众所周知,路基在铁路客运专线工程中发挥着重要作用,是承受轨道重量和列车荷载的基础。所以,客运专线对路基的沉降、硬度、耐久性、平顺性等方面的要求更高。除了高速列车作用下时地基的弹塑性和刚度、路基的稳定性和变形控制之外,各种不同土质的地基处理和其之后的沉降控制,路桥、路隧和路堤的处理技术都是铁路客运专线轨道工程建设技术的关键之处。 2.隧道的开挖和衬砌 铁路客运专线隧道和一般普通的铁路隧道有着很大区别,其的开挖断面比较大。所以,铁路客运专线的隧道工程施工的中心环节便是,在不良的地质条件下像易破碎、浅埋的周围岩石等,确保隧道开挖后周围岩石能够稳定,使施工的安全能够得到确保,使施工的质量能够得到保证。 3.无砟轨道 虽然有砟轨道和无砟轨道都能起到使高速列车安全行驶、运营的作用,但这两种轨道在技术上和经济上等方面还是有很大的不同的。所以,要按照我国的基本国情和基本的道路情况来选择最适合我国的轨道结构,这样才能达到最佳的技术和经济的双重效益。当今,世界上新建的高速铁路90%以上都是使用无砟轨道。因此,为了与我国国情相符合,并且经过严密的技术和经济方面的研究分析,从2005年开始,我国铁道部门引进了无砟轨道。 4.高速道岔 除了上述的几种技术之外,高速道岔也在铁路客运专线建设中发挥着同样重要的作用,其结构和状态对列车的安全和平稳运行、旅客的舒适性有着很巨大的影响。为了满足我国铁路客运专线工程建设的需要,自2005年,我国铁道部门对高速道岔的设计理论和材料研发等方面进行了研究和试验。 五、对铁路客运专线轨道技术发展的展望 1.建立覆盖全国的铁路客运网络 我国的铁路客运专线运营里程将高达7000多km,而且其时速都在200km及以上,可见,铁路客运专线网络将初步形成并且即将完美建立。 2.建立铁路客运专线成套的技术体系 随着铁路的实践,我国铁路客运专线建设越来越具有了中国的铁路特色,我们要坚持并且发展这种特色,走自主创新之路。把原始创新和引进的创新新技术相结合,取其精华,去其糟粕,不断实现我国铁路客运专线建设的创新发展。建立完善具有中国特色的创新的铁路客运专线成套的技术体系。 3.基础理论的研究取得了巨大的成就 我国铁路客运专线建设在很多方面都取得了不小的成就和进展:客运专线轮轨关系、结构物可靠性、车—线—桥动力耦合分析、空气动力学效应分析理论、弓网关系、耐久性设计等等。 4.构建完善铁路客运专线安全技术体系 我国铁路建设全面掌握了多方面的像综合检测技术、安全监测技术等方面的技术,并且综合检测技术在全国铁路的范围内得到了广泛应用。 5.加强提高了铁路客运专线人才队伍建设 培养一大批具有世界先进水平的专线技术人才是我国铁路客运专线建设的一大主要目标之一,从而使我国铁路客运专线建设在世界达到领先水平。 作者:王宜柱 单位:中铁十六局集团有限公司 铁路客运论文:铁路客运专线通信技术论文 一、铁路客运专线的通信网络基础平台 数据网、通信网和计算机网络基础平台共同组成了通信网络基础平台,其中涉及多种通信业务,一方面可以发挥传送外部业务系统信息的作用,另一方面还能够提供IP数据互联服务,这类服务在实效性较差的特点,但可以保障专业通道服务的安全性能。 铁路客运专线的通信网络基础平台中的通信网能够为实现汇聚层的高效连接,不会对接入、宽带共享进行限制,应用环形拓扑设计原理,使铁路两旁光纤形成环形,进一步增强网络的安全性;而数据网又可以划分为接入层、汇聚层及骨干层三个部分,接入层及汇聚层的路由器分别设置在铁路通信站、车站站房或枢纽位置,具有接入远端用户数据业务的及汇聚数据等功能[2]。 这些功能都以业务接入网的汇聚及专线透传性能为基础;域名、局域网、广域网及IP地址设计是计算机网络设计的关键要素,其中在铁路工作站通过综合布线方式构建的局域网,可以共享通信链路及网络,广域网可以实现客运专线调度所同铁路客运沿线基层站链路的连接。 二、铁路客运专线通信网络基础平台的通道要求与接口设计 在铁路客运专线中应用通信技术,在构建的通信网络平台基础上,可以将广域连接交换变为现实,使得低速数据传输的稳定性大大增强,同时还可以进行相应的视频监控和管理,加强多种业务之间的联系,使信息交换平台、网络互联更加高效化和安全化[4]。 针对网络系统中的可变宽业务、固定带宽业务,前者可以在基于SDH的多业务传送平台中借助传输通道完成,而后者需要将MSTP设备在原有基础上进一步增强调度及承载性能,GSM-R移动通信平台承载多种铁路业务应用系统,为运输调度指挥、设备维护及安全管理提供移动语音通信、短消息、电路域及分组域数据传输业务[5]。铁路客运专线通信网络基础平台的通道要求详见表1。 三、结语 通过对铁路客运专线中通信技术的应用,可以更加详细的了解铁路客运专线通信系统平台构架,正确的掌握平台组网方式,并研究铁路客运专线通信网络基础平台的通道要求与接口设计,使通信技术在铁路客运专线中的作用得到充分的发挥,推动铁路客运专线通信系统平台融合的研究,为我国铁路通信事业的发展做贡献。 作者:梁奋兴 单位:太原铁路局通信段 铁路客运论文:铁路客运性能设计改进 本文作者:齐红军 单位:陕西铁路工程职业技术学院 高性能混凝土是基于混凝土结构的“耐久性”提出来的新型混凝土,代表了近期混凝土的技术发展方向。高性能混凝土是在传统混凝土中加入了超塑化剂和其它外加剂以及矿物细掺料(如粉煤灰、矿粉等),并采用低水胶比。它具有良好的工作性、体积稳定性,较高的力学性能(如抗压、抗折、抗拉强度)和高耐久性(如高抗渗性、抗冻融循环、抗碳化和抗化学侵蚀等),可以满足一定的使用需求。近20年来,在世界范围内掀起了以耐久性为基本要求的高性能混凝土研究的小高潮,并提出了“按服务年限或按耐久性设计混凝土”的理念。高性能混凝土配合比设计的目标是要同时兼顾耐久性、强度、工作性、体积稳定性以及经济性的要求来确定各组分的合理用量,以保证在设计使用年限内的结构安全和正常使用功能。随着混凝土中多种矿物掺合料和外加剂的掺入,混凝土组分多样化,以及混凝土的性能要求的提高,相应地混凝土配合比设计亦更为复杂化。影响混凝土配合比的因素与配合比各组成材料之间存在着非常复杂的非线性关系,基于经典的半经验半定量的配合比设计方法难以配制出组分复杂、具有高性能的混凝土。本文拟寻找新的途径,快速、可靠、准确地设计出满足上述要求的混凝土配合比。 1客运专线高性能混凝土配合比设计技术方案 根据客运专线混凝土耐久性的要求,混凝土配合比设计采用以下技术方案:1)低水胶比,高流动度,选择工作性最优时的砂率。2)不同混凝土强度等级、不同环境条件下混凝土的最大胶凝材料用量、最大水胶比应满足规范要求。在满足设计强度的情况下,水泥用量与胶凝材料浆体体积应尽可能低。3)采用粉煤灰和矿渣粉双掺,一般情况下矿物掺合料掺量不宜小于胶凝材料总量的20%。4)选用减水效果好及保坍能力强的高效减水剂,提高混凝土耐久性能。5)混凝土的入模含气量应满足要求。按照以上技术方案和C50设计要求,结合实际工程应用中的其它因素综合考虑,选择配合比设计试验参数,见表1。 2原材料的试验与检验 1)水泥。试验采用亚东水泥股份有限公司生产的P.O42.5水泥,物理性能如表2所示。P.O42.5水泥所有性能均符合GB175—1999及《客运专线预应力混凝土制梁暂行技术条件》和《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》指标要求。2)矿粉。试验所采用的矿粉来自武钢华新水泥有限责任公司,其性能指标如表3。3)粉煤灰。试验采用阳逻Ⅰ级粉煤灰(干排),经检测其物理性能(如表4)符合GB1596所规定的Ⅰ级粉煤灰的要求。4)细骨料。试验采用巴河河砂,颗粒级配满足要求,筛分试验结果如表5,细度模数为3.0,中砂;河砂的其它性能如表6。5)粗骨料。试验采用阳新碎石,粒级符合5.0~26.5mm的连续级配,最大粒径为26.5mm,颗粒级配及主要物理性能分别见表7与表8。6)外加剂。试验分别选用格雷斯(中国)有限公司生产的高效减水剂ADVA180,江苏博特新材料有限公司生产的JM-PCA(I)混凝土超塑化剂,上海诚城外加剂有限公司生产的LEX-gH高效减水剂(掺入量分别为胶凝材料的0.6%,1.0%,1.0%),其性能指标见表9。此三种减水剂均为聚羧酸系高效减水剂,产品性能符合GB8077—2000所规定的技术指标要求。7)拌合水。采用洁净的自来水。 3高性能混凝土配合比优化方案 在进行C50高性能混凝土配合比优化时,主要通过调节各胶凝材料量之间的最优组合。在确保混凝土工作性、强度等级的前提下,尽可能地提高混凝土的耐久性指标,以实现设计使用年限100年的要求。具体体现在智能可视化数学模型上,就是以混凝土的工作性为约束条件,强度与耐久性指标为优化目标。配合比主要控制参数:胶凝材料总量、粉煤灰掺量和矿粉掺量(砂率、水灰比根据试配的结果做略微的调整)。以表10的控制参数设计配合比。通过试配,确定了基准配比为胶凝材料∶砂∶石∶水∶外加剂(每m3混凝土材料用量,单位kg/m3)=462∶692∶1178∶146∶2.31,外加剂选用ADVA180,再掺粉煤灰、矿粉设计了以下12组配合比,并通过试验测试,采集混凝土各项性能指标,作为优化设计的样本数据。在满足混凝土工作性,以及56d抗压强度的条件下,将降低56dCL-扩散系数和电通量指标为目标值,以充分提高混凝土的耐久性能。结合客运专线高性能混凝土的性能要求,选取配合比主要控制参数,在满足混凝土工作性的条件下,将采集的混凝土性能指标作为样本数据。利用智能可视化技术,分别以56d抗压强度与电通量值、56d抗压强度与氯离子扩散系数为目标值,通过映射得到样本数据的分布和目标函数等值线,确定出一个平稳的最优目标区域。然后,根据等值线的分布规律可展现出样本数据集操作空间的特征,预测优化后混凝土的配合比A为,水泥∶粉煤灰∶矿粉∶细集料∶粗集料∶水∶ADVA-180高效减水剂=312∶115∶35∶692∶1178∶146∶2.31;配合比B为,水泥∶粉煤灰∶矿粉∶细集料∶粗集料∶水:ADVA-180高效减水剂=300∶115∶46∶692∶1178∶146∶2.31。硬化混凝土的56d抗压强度为75MPa,电通量为234.5C,C1-扩散系数为23.4×10-14m2/s,其性能指标达到了充分提高混凝土耐久性的要求。 4推荐混凝土配合比 根据客运专线C50高性能混凝土设计方案,为了分析不同掺量下粉煤灰、矿粉对混凝土渗透性的影响,将粉煤灰、矿粉等量取代水泥分别占胶凝材料总量的15%,30%,40%和50%,并将粉煤灰和矿粉复掺;另外,选掺引气剂,调整引气量(掺量分别为0.05‰和0.10‰)来分析引入的微气孔对混凝土抗渗透性能的影响。在上述原则下进行配合比设计,再结合砂率、用水量、外加剂掺量的调整,进行混凝土试配,以配制出具有良好工作性的配合比,其结果参见表11。5结语高性能混凝土在铁路客运专线中已被广泛采用,克服高性能混凝土引起的性能缺陷,确保客运专线工程的100年使用寿命,意义重大。在高性能混凝土配合比设计中,宜将胶凝材料用量控制在500kg/m2以下。配合比中水胶比、砂率、外加剂等因素会对混凝土的强度、和易性、坍落度等不同方面造成一定的影响。选择合理的施工配合比及施工控制措施,使混凝土达到最密实状态,不但有助于降低工程成本,提高混凝土强度,而且因混凝土内部空隙少,能抵抗外来腐蚀介质的侵入,保护钢筋,大大提高混凝土耐久性,确保工程质量。 铁路客运论文:铁路客运专线委托运输管理协议浅谈 【摘要】委托运输管理协议作为铁路客运专线委托运输管理的基础性法律文件,是铁路局受托开展运输管理工作以及结算委托费用的基本依据。文中从铁路客运专线委托运输管理协议的内涵出发,从协议框架结构、委托内容、经济关系三方面对现行的铁路客运专线委托运输管理协议进行了系统分析,结合委托运输管理工作实际,剖析了现行铁路客运专线委托运输管理协议在实践中存在的问题,提出了完善协议的相关建议。 【关键词】铁路客运专线;委托运输;协议;思考 目前合资铁路已经成为我国铁路运输的新经济增长点,它不仅能够有效的缓解我国铁路运输供求的矛盾,同时还能够拉动地方经济的增长与发展,为完善全国路网、扩大运能、推进铁路投融资改革做出了重要贡献。根据原铁道部《关于新建合资铁路委托运输管理的指导意见》(铁政法〔2011〕149号)要求,铁路客运专线开通运营均实行委托运输管理。铁路客运专线委托运输管理协议作为约定委托方(铁路客运专线合资公司)和受托方(铁路局)基本权利义务的法律文件,是开展委托运输管理工作和结算双方费用的基础性依据。规范和完善委托运输管理协议对明确和落实双方管理责任、减少委托运输管理工作中的分歧具有重要的现实意义。 1铁路客运专线委托运输管理的内涵 ①铁路客运专线合资公司通常是由中国铁路总公司授权铁路局作为项目出资人与地方政府、大型国有企业或其他投资者共同出资建设和经营铁路客运专线的合资公司,其形式属于合资铁路公司范畴。 ②铁路客运专线委托运输管理是指依据国家和中国铁路总公司(原铁道部)有关铁路运输管理等法律法规和规章制度,本着平等自愿、互利共赢的原则,经委托方(铁路客运专线合资公司)和受托方(铁路局)友好协商一致,将铁路客运专线运输生产业务全部委托或部分委托给铁路局实行专业化管理,实现资产所有权和生产经营权相分离,铁路客运专线合资公司负责资产经营,铁路局以及下属各站段作为受托的铁路运输生产专业管理单位,根据铁路客运专线合资公司下达的预算和生产任务指标,完成受托的运输管理和设备养护维修工作,并收取委托管理费用。 ③委托运输管理模式经过近年来的实践验证,其有利于发挥铁路局规模经营的优势,有利于强化专业管理,保障运输安全,已经被2003年以后新组建的大多数合资铁路公司,特别是铁路客运专线合资公司普遍采用。 2铁路客运专线委托运输管理协议的实质 铁路客运专线委托运输管理协议属于委托合同的范畴,是明确协议双方权利义务的法律文件。在铁路客运专线项目开通运营之前,铁路客运专线合资公司作为委托方必须与承担委托运输管理工作的相关铁路局签订委托运输管理协议,以协议来约定委托运输管理的范围、内容、双方责权,规定收入、费用发生和结算方式,划分安全管理责任,以及双方履责期间的劳动用工、土地管理和知识产权等有关事项,通过协议将铁路客运专线的运输生产工作委托相关铁路局完成。 3铁路客运专线委托运输管理协议的系统分析 3.1协议框架结构分析 目前,铁路客运专线合资公司与铁路局签订的铁路客运专线委托运输管理协议,是依据原铁道部2012年6月公布的《合资铁路委托运输管理协议示范文本》和《合资铁路委托运输管理专项管理实施细则示范文本》,并结合各铁路客运专线项目的具体特点而协商制订的。铁路客运专线委托运输管理协议内容主要有主协议和附件两部分。主协议包含“委托管理的工作内容、甲方的权利和义务、乙方的权利和义务、收入费用和结算、安全管理、劳动用工、保密条款、知识产权、其他相关约定、不可抗力、违约责任、协议变更和解除、争议解决、附则”共计十四章。附件包含了《委托运输管理专项管理细则》、《委托运输管理相关资产清单》、《清算项目、单价或金额明细表》、《委托运输管理管界说明》四个文件。其中的《委托运输管理专项管理细则》涵盖了安全管理、行车组织、客货运、调度指挥、工务、信号、通信、供电、车辆、机务、信息、房建、用地、统计、消防、综合治理、收入和费用结算等合计19个专业部门的工作内容。 3.2委托业务范围分析 在铁路客运专线委托运输管理协议中,委托运输管理工作内容集中体现在协议第一章,主要包含运输组织管理、运输设施管理、运输移动设备管理、运输安全管理、运输收入管理、铁路用地管理、统计管理和其他内容共计8个方面。归纳总结起来,可大致分为四部分内容:一是铁路客运专线合资公司委托铁路局开行列车工作(其中包含调度指挥、运输组织、列车开行方案等相关业务);二是铁路客运专线合资公司委托铁路局进行设备养护维修工作(包含日常养护维修和单项收费的业务);三是铁路局与铁路客运专线合资公司共同委托第三方的业务(公司可直接向第三方委托,亦可由铁路局向第三方委托,铁路局负责安全监管);四是其他委托事项(包含路风、用地、综合治理等)。然而由于此部分表述的较为宽泛且专业性较强,如果没有对应的具体内容作为支撑,铁路客运专线合资公司在协议的谈判和协商阶段会很容易提出质疑,从而阻碍双方协商的进程。 3.3经济关系分析 3.3.1铁路局具有多重身份 在铁路客运专线委托运输管理模式下,铁路局作为一个运输企业,除了承担自身管辖范围内的运输经营职责外,还具有多重身份:在投资方面,是铁路总公司(原铁道部)的出资人代表,代表铁路总公司(原铁道部)履行出资人职责和保障投资权益;在铁路客运专线合资公司层面,作为公司股东,行使股东权利;在委托运输管理方面,是委托协议中的受托方,承担着相应的运输管理和运输安全责任。铁路局的多重身份问题,导致铁路局在铁路客运专线委托运输管理协议谈判中既是谈判方,又是利益共同体,处于左右为难的被动地位,难以像独立的第三方受托人那样,作为完全市场主体维护自身权益。 3.3.2收入和清算模式 在委托运输管理模式下,铁路客运专线合资公司取得收入有两种方式:一是由公司担当客车,并相应取得票款收入。在此模式下,公司向铁路局支付开行列车和设备养护维修费用。二是由铁路局担当客车,公司收取路网使用费,主要包括线路使用费和接触网使用费。在此模式下,公司向铁路局主要支付设备养护维修费用。因此,铁路客运专线合资公司的收入方式也会影响双方签订的委托运输管理协议的基本内容。 4铁路客运专线委托运输管理协议在实践中存在的问题 4.1委托运输管理费用包含的工作项目不明确 铁路客运专线委托运输管理协议虽然在主协议第一章中列出了委托运输管理八个方面的主要内容,其基本涵盖了委托运输管理全过程和各专业的工作项目。但是在履行协议过程中,委托方和受托方均认为此部分章节内容还需进一步细化。由于委托运输管理费用包含的日常工作项目不明确,导致委托运输管理日常工作项目、单独收费项目以及需委托第三方的工作项目边界不清,此问题已引起铁路客运专线合资公司地方股东的普遍关注,在协议实施执行阶段又成为双方的主要分歧点。结合几年来铁路客运专线委托运输管理工作的实践,总结委托运输管理日常工作事项未能及时明确的原因大致有以下三点:一是铁路总公司(原铁道部)层面尚未印发委托运输管理费用包含对应工作项目的指导性文件;二是由于铁路客运专线的运输组织模式和设备养护维修模式有别于普速铁路,且铁路局对铁路客运专线运输管理工作时间不长、处在摸索阶段,短时间内难以对相关工作予以全面、具体的界定;三是铁路局受托运输管理各系统工作的独立性较强,涵盖各专业的相关标准还有待于进一步的统一和明确。 4.2委托第三方实施的工作项目分散且内容不全 在铁路客运专线委托运输管理协议中,需委托第三方实施的工作项目分散在主协议和专项管理细则的各专业内容中,表述较为分散,包含的内容不全面。协议中未能约定委托第三方的具体范围,难以约束受托方的行为,增加了委托方的工作难度。鉴于目前尚无准确界定是否归属委托第三方工作范围的评判标准,在一定程度上影响了委托运输管理协议执行的难度。委托第三方实施的工作项目分散和内容不全的主要原因在于:一是铁路客运专线属于新生事物,采用的新标准、新技术、新设备较多,铁路局作为受托方能够独立承担的铁路客运专线运输管理的工作内容和工作界面难以在短时期内全部明确;二是委托运输管理中存在某些工作项目需要相关资质或行政许可等特殊要求,必须选聘具备相关资质和条件的企业承担对应工作;三是受工作强度、直接收益等方面的因素影响,存在相关受托站段将不愿承担的工作项目交给第三方企业承担的可能性。 4.3涉及单项收费的工作项目不确定 在铁路客运专线委托运输管理协议中,将“铁路基本建设、设备重点病害整治、大中维修、更新改造、灾害复旧、专项整治以及安全技术设备投入等”列为委托方单独付费的项目,由铁路客运专线合资公司与铁路局另行签订协议,委托相关站段组织实施并及时清算费用;公司对铁路局提供的危及运输安全而先行实施项目备忘录予以确认,并支付相关费用。由于单项收费项目的定义和范围难以准确界定,铁路客运专线合资公司担心铁路局在委托运输管理费用和单项付费项目上存在重复收费的问题,导致铁路局与公司对已发生单独付费项目的定性问题上经常产生意见分歧。单独付费项目上的争议和分歧,已成为影响铁路客运专线合资公司股东会审议批准年度财务预算方案的一项重要因素。双方分歧的主要原因在于:一是铁路客运专线合资公司在运营初期经营结果普遍不理想,而公司年度需要支付的水电费、牵引电费、银行利息等成本财务均为刚性支出难以压缩,并且由于铁路局既承担委托运输管理工作又具有股东身份,往往会导致公司其他股东提出应以铁路局减少收取委托运输管理费用,来支持铁路客运专线合资公司发展的不当诉求。二是在财务预算年度中,单独付费的项目能否发生难以准确预测,将适度的费用预算纳入委托运输管理费用科目中难度较大;三是由于在委托运输管理协议的主协议和附件中,尚无完整的单独付费项目名称,因此铁路客运专线合资公司对是否应纳入单独付费项目范围,还是纳入委托运输管理日常工作范围存在不同理解。 4.4铁路客运专线合资公司无法提供委托管理相关资产清单 铁路客运专线合资公司的委托资产清单是双方签订委托运输管理协议与核定基本工作量的基础性资料,是铁路客运专线合资公司的基本“家底”。在委托运输管理协议正式签订时应由公司提供给铁路局,并进行资产清点和交接。但目前实际情况是铁路客运专线合资公司没有能力提供相关资产清单,这就导致出现公司资产边界不清的问题,给委托运输管理工作的正常开展和费用结算造成了一定影响。分析其原因大致有以下几点:一是采取委托运输管理模式的铁路客运专线合资公司机构编制和人员普遍较少,建设期的公司机构编制未将此工作落实到具体部门,同时又缺乏相关专业技术人员;二是提前谋划经营的意识不强,存在认为实施委托运输管理模式就是将公司经营全盘交给铁路局管理的认识误区。三是受到国铁项目工程建设后由国铁全盘接管的老旧思想影响,未能实现铁路客运专线合资公司掌控经营主导权的市场主体意识和思想转变。 5关于优化委托运输管理协议的相关建议 5.1将委托运输管理费用包含的工作内容、单项收费和委托 第三方的工作事项进行整理并单列为协议附件鉴于委托运输管理费用包含的工作内容、单项收费和委托第三方的工作事项是委托运输管理协议的主要实质内容,是铁路局收取委托运输管理费用的结算基础,也是协议双方关注的焦点问题。建议铁路总公司出台铁路客运专线委托运输管理费用包含对应工作项目的指导意见,按照统一的标准进行整理和归类,列出委托运输管理费用应包含的工作内容、单项收费内容和委托第三方工作项目的范围,作为委托运输管理协议的附件。 5.2利用铁路客运专线项目开通前的适当时机形成设备清单 鉴于铁路客运专线项目开通运营之前,项目施工单位尚未撤离,设备也尚未交付给受托运营单位———铁路局。这是能够盘清公司设备数量的最佳时机。建议在铁路客运专线联调联试和试运行阶段,由铁路客运专线合资公司组织各施工单位按照各标段对拟移交设备进行清点、对账和验收,形成铁路客运专线合资公司交付铁路局承担委托运输管理工作的设备清单。 5.3制定适应市场化需求的委托单价和清算办法 一是建议铁路总公司出台铁路客运专线委托运输指导性清算单价范围,同时考虑地域差异允许一定的浮动,给铁路局与铁路客运专线合资公司谈判中留出谈判空间。二是组织对现行的清算办法进行修订和完善,形成规范透明、符合市场规律的铁路运输和服务清算规则。要把各铁路局作为企业参与清算,而不是把国铁作为一个主体参与清算。三是在收入清算单价、安全投入、养护维修等一系列容易产生分歧的事项上,铁路客运专线合资公司受自身条件的限制,可考虑委托专业机构作为独立的第三方中介机构,对委托运输管理费用进行评估、测算和监督。 5.4制定委托和受托方共同认可的高铁技术和管理标准体系 目前,铁路局各专业部门陆续制定了铁路客运专线委托运输管理各专业的技术和管理标准,但铁路客运专线合资公司对这些专业标准并未完全认可,在工作层面上仅可作为铁路局单方确定的标准或规定执行。在委托运输管理工作中双方出现意见分歧时,无法作为公认的依据进行协商。建议铁路总公司在既有专业技术、管理和工作标准的基础上,整合出台专门的铁路客运专线技术和管理标准体系,作为委托运输管理协议的附件来替代目前的《专项管理细则》内容。 作者:罗纲 单位:郑州铁路局企业管理和法律事务处 铁路客运论文:铁路客运箱梁预制场设计探讨 近年来,为适应铁路客运专线建设的快速发展,满足建设工期的要求,控制运输费用和其他成本,桥梁建设工程采用的简支整孔箱梁,多数采取以现场制梁场制造、架桥机桥位架设为主、桥位现浇和移动模架造桥为辅的方法,改变了传统工厂化的生产模式。这样一来,就需要在施工现场建设预制梁场。所以建设现场预制梁场已成为现阶段铁路客运专线建设中的重要临时工程之一。那么,建设现场箱梁预制场如何选址与布置,满足生产箱梁和施工架设的需要,并有效控制建场成本,成为工程建设中需要解决的新课题,本文在此进行分析与探讨。 1预制梁场的选址 施工现场建设预制梁场的选址,应在综合考虑预制梁场供应范围的基础上,全面考虑箱梁桥跨与梁型布置、架设时间与速度、地质状况及桥跨两端路基工程等因素。为此,预制梁场选址应遵循以下原则:(1)预制梁场应尽量选择在孔跨布置较为集中的位置,一般应位于供梁范围的中部。另外,为方便制梁场的平面布置,应尽量布设在桥梁的直线地段。(2)为方便大型制梁设备的进出梁场和砂石等原材料的供应,制梁场应尽量选择在等级较高的公路附近,保证较好的运输条件。(3)预制梁场应尽量选择在地形和地质条件较好的地方,避免产生大量的填挖土方,减少地基处理发生的费用。(4)梁场的供梁半径要合理,减少箱梁的运输距离,有效降低运梁费用,并提高运架梁的施工效率。(5)尽量在铁路用地红线内布设制梁场,减少征地拆迁,并少占耕地。(6)为保证雨季的施工安全,应考虑防洪排涝条件。预制梁场选址在满足以上原则的条件下,还应综合考虑经济、技术等方面的因素,并通过现场勘察和设计方案比选确定最佳位置。 2预制梁场的平面布置 预制梁场应布设生产区、生产辅助区、办公和生活区。其中生产区布设制梁区、存梁区、提梁区;生产辅助区布设砂石料存放区和清洗区、混凝土拌合站、构件存放区、钢绞线存放区、材料库、锅炉房和存煤场、试验室和配电房等;办公和生活区主要布设办公区、停车场、生活区和其他配套设施。 2.1平面布置原则 预制梁场的平面布置,应遵照技术先进、经济合理、环保、安全、规模适中,以及能满足生产和供梁要求的原则,并力求结构紧凑、生产工艺流程合理。且满足以下布设条件。(1)生产区和生活区分开,但又能进行有机联系。(2)生产区要结构紧凑,并按生产工艺流程分区划块,尽量减少中间环节的作业量。要有足够的作业空间和活动空间,减少相互间的干扰。(3)为保证安全生产,压力容器、高压变电器和发电房远离人流密集区。(4)预制梁场的建设规模要满足制梁周期和架梁进度的要求,条件许可时可选用双层存梁方式。(5)梁场内尽量减小箱梁的移动次数和移动距离,箱梁数量大于300孔时不宜采用移梁小车移梁。(6)设计时要考虑给排水系统、供电系统、运输系统。(7)污水、废水的排放和生活垃圾的处理要符合环保要求。 2.2预制梁场规模的确定 2.2.1制梁台座的确定制梁台座的数量取决于制梁设备的配置、制梁工序、制梁周期及制梁效率等因素。目前,通常采用的制梁工艺有外侧模固定式和外侧模移动式2种。根据以往所建梁场统计数据和制梁工艺,每月按30d计算,一个台座每月可以预制箱梁5~7孔,也就是说预制1孔箱梁需要4.3~6d,根据以往建场和运架梁经验,外侧模固定式台座可取5,外侧模移动式台座可取5.5。那么制梁台座数N可按式(1)计算:N=ηT(1)式中:η———按计划确定的一个预制梁场1d预制的箱梁数量(榀/d);T———预制每榀箱梁占用单个制梁台座时间(d•个/榀)。如一个预制梁场计划1d预制2榀箱梁,则一个预制梁场的最少制梁台座数N=η×T=2×5=10(个)。其他数据可按表1查询。表1中的数据是按正常生产条件计算出来的,没有考虑影响生产箱梁效率的特殊因素。实际制梁中,生产效率还与搬移梁设备、气候条件、砂石料质量及配合比、混凝土配合比等因素密切相关。所以,还应根据现场条件、施工组织设计和计划,通过分析计算确定预制梁台座数量。2.2.2存梁台座的确定在制梁台座完成箱梁预制后,需搬移到存梁台座上,然后完成终张拉、压浆、封锚、静载试验以及检验批次等工作,但存梁台座布置的合理性将直接影响到箱梁的预制和运架。所以,存梁台座的数量M一般由存梁占用台座的最短时间和架梁的进度来确定。其计算式为:M=ηT''K(2)式中:T''———预制每榀箱梁占用单个存梁台座的时间(38~45d•个/榀);K———存梁系数,单层存梁时取1,双层存梁时取0.6~0.7。根据《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》(TZ213—2005)的要求,在混凝土强度满足要求的前提下,制梁阶段混凝土龄期最小为10d;另从单台座制梁周期考虑,箱梁在制梁台座上完成混凝土灌注及强度达到80%设计强度后完成初张拉的龄期为3d,则箱梁在存梁台座存放7d可满足混凝土10d龄期的要求。另根据《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)的规定,箱梁全长和跨度及梁上拱等指标在终张拉后30d进行测量并验收。终张拉及压浆约1d,同时须考虑静载试验以及检验批次的要求,终张拉及压浆开始后有30d的存储时间要求。所以,计算可得箱梁在存梁台座上最少存放时间T''=7+1+30=38d。根据已建工程项目,箱梁存梁周期可按38~45d考虑。当超过45d时,宜采用双层存量(K=0.65),以达到节约用地、减少成本的目的。综合考虑制梁台座和架设速度的关系,如果每天架设一榀箱梁,则需要5~6个制梁台座。制梁台座和存梁台座之间的比例,可根据制梁工艺流程的作业时间以及存梁方式决定。根据对已建工程项目的统计,单层存梁时,制梁台座与存梁台座之比一般为1/8~1/9;双层存梁时,制梁台座与存梁台座之比一般为1/5~1/6。 2.3预制梁场总体平面设计 2.3.1预制梁场平面布置预制梁场平面,应针对制梁台座和存梁台座进行布置,其他配套设施应围绕制梁台座和存梁台座进行布置。根据国内外铁路建设工程预制梁场的规划布置经验,预制梁场的布置有横列式和纵列式2种方式。横列式布置时,台座的长度方向垂直于线路方向;纵列式布置时,台座的长度方向顺线路走向。横列式布置的箱梁在上桥前需水平旋转90°,运梁车需调头,比较适合预制梁场距离线路较远的情况,而纵列式布置比较适合预制梁场靠近线路的情况。另外,横列式布置和纵列式布置还要考虑预制梁场的长与宽的比例等情况。不管采用那一种布置方式,台座的具体排列方式主要取决于箱梁移出台座的方式。2.3.1.1采用滑移台车出梁时当采用图1所示,台座呈“一”字形单列布置时,箱梁初张拉后,拆除一侧外侧模,由滑移台车将箱梁从制梁台座上顶起并横移至存梁台座上,箱梁装车另需配备提梁机(制梁台座和存梁台座呈纵列式布置)。图1滑移台车出梁台座布置2.3.1.2采用900t轮胎提梁机或轮轨提梁机出梁台座可采用图2所示的单列、双列、三列(也可多列)布置。箱梁初张拉后,900t提梁机纵跨制梁台座,将箱梁直接提吊出台座,并存放到存梁台座上。提吊不同制梁台座中的箱梁时,提梁机需要横移转向。2.3.1.3采用450t轮轨提梁机出梁当预制梁场采用纵列式布置,台座采用如图3所示的双列布置时,2台450t轮轨提梁机可横跨2列制梁台座,将箱梁直接提吊出台座,并存放到存梁台座上。2.3.2存梁台座的存梁方式存梁台座的存梁方式主要有单层存梁和双层存梁2种方式。但取决于采用什么方式移梁,若采用提梁机移梁,2种存梁方式均可采用;若采用移梁小车移梁,只能选择单层存梁方式。在条件许可的前提下,为节省用地,应优先选用双层存梁方式。但需要合理安排存梁位置和顺序,考虑双层存梁方式对施工工序和工期造成的影响,并满足底层箱梁张拉压浆完成后,双层存梁支点位置达到设计条件。同时在双层存梁过程中需要加强监控并及时采取相应措施以保证箱梁质量。总之,存梁方式应结合预制梁场的总体布置、技术条件、用地面积和地质条件、工期要求、工程造价等因素综合比较后确定。 3工程实例分析 商丘至合肥至杭州铁路客运专线(以下简称商合杭客运专线)建设工程,为满足桥梁工程建设的需要,经现场勘察拟在商丘至亳州段设一处雷庄预制梁场,下面对雷庄预制梁场的选址和平面布置进行阐述与分析。 3.1雷庄预制梁场的选址 拟设雷庄预制梁场位于河南省商丘市虞城县雷庄村西侧,既有京九线和新建商合杭客运专线的东侧,新建亳州特大桥的的直线地段,在供梁范围内运梁距离相对较短。该预制梁场占地面积12hm2,以耕地为主,其他附着物较少,且地势较为平坦,高差较小,基本没有拆迁工作量和填挖土方。拟建预制梁场内的所需道路,可以利用原农田内南北方向和东西方向既有水泥碎石道路经过整修作为便道,方便运输原材料进场。梁场北侧紧邻011乡道,通行条件较好,可以作为运输道路。经调查拟建预制梁场附近的王楼电力变电站设计容量较为富余,可以架设临时供电线路作为施工用电来源。并调查发现拟建预制梁场范围内有多处原农田灌溉水井,深约20m,经水质化验可以作为施工用水水源,也可以新打水井供施工用水和预制箱梁用水。 3.2预制梁场平面布置 根据初步设计阶段的施工组织设计,雷庄预制梁场主要供应亳州特大桥等所需680孔双线箱梁,并确定该预制梁场每天预制2榀箱梁,以满足工期的需要。所以,根据以上所述平面布置原则,该梁场首设生产区,制、存梁台座按纵列式布置。生产辅助区、办公区和生活区围绕生产区进行布置。根据以往经验,将制梁台座设计为外侧模移动式,并按5d生产1孔箱梁考虑,共布设10个制梁台座。预制完的箱梁在存梁台座上的存放时间按40d考虑,采用双层存梁方式,共布设52个存梁台座。如果外模板设置数量与制梁台座数量相等,活动式内模板按2个制梁台座共用1台考虑,共设外模版10套,活动式内模板5套。由于亳州特大桥属于长大桥梁,故将预制梁场设置在桥梁中部。配备1台900t轮胎式搬梁机进行移梁,配备2台450t提梁机直接提梁上桥,桥上配备1台900t运梁车运输箱梁。 4结束语 在铁路客运专线建设中,现场箱梁预制场的设计和建设不仅关系到梁场的建设投资、箱梁的生产质量和施工质量等,还对新建铁路的施工组织、建设工期起着决定性的作用。所以,本文就现场修建预制梁场如何进行选址,如何根据供梁孔数合理确定制梁台座和存梁台座数量及平面布置进行了阐述。并结合某客运专线建场实例验证了所述方法的合理性。 作者:付朝阳 单位:铁道第三勘察设计院集团有限公司 铁路客运论文:铁路客运专线物资管理论文 1招投标管理工作的规范开展 规范地开展招投标管理工作,是提高物资管理水平,减少腐败行为的重要基础。在招投标工作开展的过程中,要本着公平、公正与公开的原则,有组织、有计划地落实各项招投标管理制度。在招投标工作开展初期,要对招标的相关内容进行公示。在评标的过程中,要采取内部公开的形式,并且积极、主动地接受有关方面的监督,保证阳光招标的实现。在评标的过程中,各个评委要本着实事求是的心态来做好评比。对于购货商的竞争能力、质量水平、服务能力、信誉等进行综合的考量,真正地将优胜劣汰的原则和市场调节机制的优势进行发挥。在招投标过程中,要做好有效的监管,并且严格避免出现暗箱操作情况。 2提高质量监管能力 在开展治理监督控制的过程中,要采取阶段性的质量验收制度,严格做好质量把关,提高实时检测力度。在开展施工之前,要对于施工中所选用的物资材料的产地、类别、名称、规格、进货日期、数量、存放地点等信息进行明确,并且填制相关的通知单据(附好相关质量检测验收证明)。在施工过程中,要做好相关信息的反馈,对于物资材料是否符合施工建设标准和相关质量标准进行严格检查,与相关质量监督部门进行有效地配合。取样试验部门要在接收到质量检验通知之后,第一时间对于物资材料的质量进行检验,并且确认合格证书无误。在施工现场的质量控制上,还要做好阶段性的验收,提高监理工作的开展效果。对于抽样检测结果不符合质量标准的物资,要执行报废处理,并且落实相关责任,对于抽样检测中出现的不规范与弄虚作假行为进行严格的查处与问责。对于未通过质量检验的物资材料,要通知供应商,并且根据相关采购合同进行清退。 3动态控制现场管理 在物资现场管理工作的开展过程中,要本着全过程动态化的管理理念,实现跟踪式的管控。在物资入场之前,要对于存储库房进行提取准备和管理,避免出现由于潮湿、淋雨等问题造成物资保管不善。针对于不同类别、规格的物资管理和储备上,要做好分门别类,并且明确地进行标示,避免出现混用与错用的问题。在物资领用管理的过程中,要做好领用手续的审核,并且严格地执行定额的领用制度。在领用过程中,要做好相关材料的记录,并且对领用记录进行汇总,交由专人进行结算和统一管理。在现场施工的过程中,要对于物资的质量进行严格控制,并且对于一些不符合质量标准的物资进行停工使用。在没有获得确切的质量标准依据时,不得使用质量水平不明的物资。对于物资质量管理工作开展的过程中,要严格对质量问题进行统筹管理,并且明确不同部门的检点和管理责任,分工协作地实现现场的有效控制。 4控制腐败行为 在物资管理工作开展的过程中,腐败行为的有效控制是物资管理工作开展的重点内容。在铁路客运专线建设的过程中,腐败行为极其容易滋生,必须要加强监督管理和教育宣传工作,提高物资管理人员的思想道德水平和自律性。对于参与投标和物资管理的人员,要加强法律法规的教育,通过提高其法律法规意识,让其认识到犯罪成本,约束其思想和行为,对于招投标与采购过程中的违法违纪行为进行遏制。各个层级的监督管理部门,要严格依据国家的相关规定,设置科学、公开、透明的监督管理制度,对于物资管理的整个环节和过程进行规范化管理。物资管理人员和部门要对于相关纪委监察工作进行积极的配合,并且积极主动地做好申报和汇报工作,廉洁自律。 5加强人才的培养 在物资管理工作开展的过程中,要加强相关工作人员的专业素质。物资管理人员还必须树立集体主义思想,顾全大局,坚持个人利益服从国家利益、眼前利益服从长远利益、局部利益服从整体利益的理念。在开展相关工作中,不断地参与物资采购管理的学习和培训工作,并且深入到铁路工程建设现场和基层,了解实际物资管理工作中的需求。只有打造一支作风硬朗、业务素质高、思想意识先进、公正廉洁的物资管理队伍,才能真正的提高物资管理工作的开展成效。 6结束语 总而言之,物资管理工作的开展水平是其中重要的决定因素,要想真正的提高铁路客运专线的发展建设效果,就必须采取科学有效的对策,对于物资管理工作中容易出现的一些问题和隐患进行有效地解决。在客运专线发展建设的过程中,物资管理工作的有效开展,对于实现对铁路工程项目质量控制和投资管理有着至关重要的意义。物资管理工作开展的过程中,要加强培养和教育,提高物资管理工作人员的思想觉悟水平和业务素质,真正的提高物资管理工作的时效性。 作者:刘连涛单位:中铁十二局集团第一工程有限公司 铁路客运论文:高速铁路客运论文 1精密测量原理及研究 高速铁路精密工程测量技术标准,旨在按照铁建工程的质量要求设计出平面及高程控制网的精度指标,提高行车的稳定性和舒适度。铁轨的几何线形参数应该符合平顺、高精度的设计要求。因此,在测量铁轨几何线性参数时,轨道的内、外部几何尺寸都应该作为被测项目进行严格控制。内部几何尺寸是轨道的轨向、轨距、水平以及轨道纵向高低和方向的参数,这是铁轨自身的几何尺寸。外部几何尺寸,顾名思义,是指轨道在空间三维坐标系中的坐标和高程。铁轨内、外部几何尺寸的测量实际是对轨道的相对定位和绝对定位。为了达到平顺性的要求,铁轨必须采用高精确度的几何线形,一般控制在±1mm~2mm以内。测量控制网的精度,在进行线下工程施工放样的过程中,应该兼顾敷设铁轨时的精度指标,尽量缩小铁轨几何参数和目标位置之间的误差。这就要借助由各级平面高程控制网构成的测量系统来逐步实施。另一方面,要严格参照铁轨勘测、施工和运维规范布置精密测量控制网,以确保铁轨的各项技术参数符合线下工程空间位置坐标及高程要求。 2精密测量步骤 应用轨检小车的传感器、全站仪、0级轨检尺,配合计算机和无线通讯系统,按精度指标测定轨向、轨距、水平、高低等技术参数,对铁轨的实际位置进行精确定位。 2.1工艺流程 2.1.1工前检查观测轨检小车每一次离轨并重新上轨时的运行状态,将轨距测量轮松开,对超高测量传感器进行微调。 2.1.2精测过程 ①调入与管段相关的测量控制点和线性要素数据文件,备作后用。 ②设定全站仪自由设站点的坐标、方位及横轴中心高程。轨检小车距全站仪10m~70m。通过前后各三对连续CPIII(CPIII控制网又名基桩控制网,是高速铁路测量最基本的控制网)基标上的棱镜,自动平差、计算确定位置。按指定方位调整测站位置,使之能够对后方两对控制点进行交叉观测。建议布置2台全站仪备用,尽量缩短测量时间。 ③根据观测结果设定轨检小车上棱镜的绝对位置X、Y、Z。 ④全站仪在轨检小车移动到下一测点时,自动照准、施测,并自动记录轨检小车移至该点的钢轨的精确坐标。 2.2注意事项 ①在视域开阔的环境中开展精密测量工作。精测所用设备精密度非常高,白天外界温度及日照条件都可能使精测数据产生误差,因此建议轨检小车夜间作业。 ②仪器应架设轨道中心于小车棱镜在一条线上,避免光学折角产生的误差影响。 ③安装精测系统时,切忌在必须被拧紧的部位安放瞄准器等零部件。 ④轨道内侧的轨距测量轮重约12kg。安装轨检小车传感测量轮时,测量轮一定要完全脱离轨道,现场人员要注意安全。 ⑤严禁使用轨检小车运载重物,以免破坏车体,降低其测量精度。 3精密测量时的精度控制 在现场作业时,必须严格控制测量精度,比如测量仪器误差、设站精度等,以确保所测数据达到精度要求。3.1控制仪器误差按照精测要求,选择精度等级较高的全站仪施测。全站仪测角标称精度≤1°,测距标称精度≤2mm+2ppm。全站仪先校准再使用。施测前,先在仪器中设定气压和温湿度,实现测量中的气象改正。3.2控制设站精度根据现场条件,采用8~12个控制点自由设站,即便现场条件不允许,也必须选择6个控制点,按照“盘左一遍,盘右一遍”的标准,至少完成一个测回。自由设站后,在具体结果中,对每个测站的精度和该测站所用CPIII控制点位相对精度进行控制。假设某一控制点的X、Y、H其中误差精度出现了大幅度的偏差,须立即诊断原因,剔除平差,若精度不够,需要进行补测。检查发现现场控制点点位发生位移或破损,应剔除该点。 4精密测量技术未来发展方向 最近几年,精密测量技术发展迅速,测量成果喜悦。随着光机电一体化、系统化的发展,光学测量技术有了迅速发展。利用光学原理开发的非接触测量机及各种装置非常多。如非接触三坐标测量系统Zip250系一种高速、高精密、高刚性新型测量机。载物台额定载重量25kg,X、Y、Z刻度尺分辨力均为0.25μm。整机装配了DSP处理器和CCD摄像机,充分满足了高速图像测量及处理要求,并且能够和接触式测头配合施测。比如,在线路测量时,通过这些仪器可实时测量并显示所测信息。就目前来看,在铁建工程中应用精密测量技术,无论从技术角度还是从经济角度,都具有非常好的前景。在未来社会,精密测量技术还可以应用到各个领域,其发展方向为:一是测量精度从微米级向纳米级延伸,逐步提高测量分辨力。二是测量范围由点及面,也就是说精密测量会从长度方面逐步延伸到形状方面,整体测量精度大幅提高。三是继图像处理技术在精测工程中成功应用后,会有遥感技术等许多新技术不断涌现,将大大改进测量精度。四是随着标准化体制的确立以及测量不确定度的数值化,精测的工艺流程将逐步细化,精确度也会逐步提高。 5结论 在全国铁路大提速的建设要求下,高速铁路线路测量系统的科研攻关力度不断加大,对改善铁路客运服务质量来说意义重大。笔者基于精密工程测控要求,对高速铁路线路精密测量的方法和原理进行了详细的分析。为了进一步提高铁轨测量精度,使其线性参数达到高精密度指标,从构建控制网开始,到精调作业,期间的每一个环节都要严密布控,按规定控制测量偏差,确保铁路安全平稳地运行。 作者:王江单位:中国中铁航空港集团第一工程有限公司 铁路客运论文:防洪影响铁路客运论文 1壅高影响补偿措施 该桥位附近浦阳江的防洪标准为50a一遇高水位10.16m加安全加高0.80m得10.96m。根据浦阳江该堤段的设计施工图及2013年12月实测的地形资料,浦阳江左岸堤顶(防洪墙)高程在11.05~11.10m,右岸为10.95m左右,基本达到了50a一遇防洪标准,建桥使水位抬升约0.02m左右,控制在堤顶安全超高的10%以内,在左岸已建有0.20m左右防洪墙、右岸也建有1.00m高防洪墙的现状情况,可暂时不考虑对堤防进行加高补偿。根据浦阳江治理工程规划,因桥梁工程建设引起的水位壅高可考虑在下一轮堤防建设或者维护整修时考虑。 2堤脚冲刷补偿措施 桥址断面的冲刷幅度较大,桥址断面的冲刷直接影响河势的稳定以及河道两侧堤防的安全,需采取一些有针对性的预防措施。考虑到桥墩对堤脚冲刷的影响以及与主流的关系,边墩离堤脚距离宜为边墩宽度(直径)的3~4倍。以减少桥墩冲刷坑对堤防稳定的影响。桥墩应避开主槽,既有利于通航,也有利于河势稳定。对于桥位断面及其下游河段受冲刷影响的岸滩应采取防冲措施,以确保堤防的安全。采用抛石保护是比较切实可行且经济的措施。在桥位断面下游约120m的冲刷范围内进行抛石护堤脚,根据现状水下地形状况,可在堤脚前沿预堆抛石防护层至高程4.0m,面宽8m,平均每延米需抛石约30m3。同时要求,建桥后加强对桥墩局部冲刷观测,发现问题及时采取补救措施。 3施工期破坏修复 由于浦阳江特大桥桥墩离堤防较近,施工时会引起堤防护面、堤顶等部分的局部损坏,根据桥梁施工的实际破坏情况,桥梁施工期对外坡护面、堤顶路面等局部造成的破坏进行补偿修复。对右岸建有堤防的桥墩下游侧堤顶路面采用沥青修复,长度140m,桥墩处堤防外坡干砌块石护面局部损坏进行修复,长度为57m。 4结论和建议 沪昆铁路客运专线萧山特大桥桥墩占用浦阳江水域引起该河段50a一遇洪水位壅高约0.02m,水位壅高在堤顶超高值的10%以内,且现有堤防高程仍然满足设计高程,对水位壅高值带来的防洪影响可暂时不补偿,待下一轮堤防建设时考虑。桥墩占用河道水域引起最大冲刷深度达3.5m,可通过底脚抛石防冲进行补偿。桥梁建设施工期引起的堤顶路面以及护面的破坏应纳入工程补偿措施。桥梁桥墩占用河道过水面积占整个行洪断面的6.5%,建议调整线路桥墩布置,减少桥墩占用该河道的桥墩数量、桥墩形状,使桥梁的阻水面积控制在5.0%以内。 作者:陈立军杨柏焕单位:杭州市萧山区浦阳江流域管理处杭州市萧山区义蓬街道办事处 铁路客运论文:严寒地区铁路客运论文 1施工过程需要注意的问题 箱梁的作用主要是承受桥梁的重量,箱梁之间主要是由混凝土连接的,没有接线与隔板阻挡,所以箱梁的整体性不高。在东北严寒地区,预制箱梁一定要把加强箱梁质量的工作放在第一位,由于箱梁各个部位的厚度不够,在施工过程中很容易出现失误,所以施工的过程中一定要注意改进相关技术,对施工人员的技术也要多加培训,使其在建造箱梁的时候能依据不同的气候温度注意创新与改进。 2东北严寒地区铁路客运专线大吨位施工的特点 东北三省的特点是冬季较长,并且温度非常寒冷,属于我国最冷的地区之一。所以其铁路客运专线的路基由于受到周期性的环境影响,路基很容易出现冻胀的情况。而到了温度上涨的季节,路基上半部分的土地开始融化,下半部分却还是冷冻的状态,使得这两层之间出现了格挡,而这种缺陷很容易使工程出现问题,但是这种气候的影响情况却很难得到解决。由于这种气候的影响,使得东北很多地区的土质并不理想,这些土质在铁路客运专线周围分布的很广,这会使得路基出现下沉的情况,必须对这部分松土软土进行处理,才能保证铁路客运专线大吨位箱梁的施工可以顺利的进行。东北严寒地区另一个影响预制箱梁的因素是排水工程,由于天气比较寒冷,如果不注意排水的话,很容易使影响土质,发生冻害,影响工程施工进度,并且对预制箱梁造成更大的难度。 3预制箱梁施工关键技术 3.1模板工程施工技术 在预制箱梁的过程中,要保证箱梁的尺寸大小统一,所以在选择模板的时候,一定要注意选择那些刚度、强度比较好,而且稳定性能比较高的模板,这样的模板相对比较容易安装与拆卸,这样可以缩短工程施工的时间,并且比较省力,可以有效提高员工的工作效率。最后选择的模板要注意满足设计的要求,有允许一定的误差范围便于修改。 3.2张拉台座 20m箱梁设计23根φj15.24钢绞线,单根张拉力195.3KN,整体张拉力P=195.3×23=4491.9KN。重力式台座一般适用于1000~2000KN的张拉力,就张拉力而言,槽式台座较合适,但不利于大型钢模的拆装。故采用重力式和槽式组合台座,即在重力式墩之间设传力柱,并设横向联系。传力柱一部分埋于地下,另一部分作为预制箱梁的底模的基础。这个方案同时解决了地基较软,箱梁自重大,松张起拱容易压坏底模的问题,而且省去了底模基础,节约了成本。 3.3混凝土施工工艺 由于箱梁混凝土为耐久性混凝土,对原材料要求高,按标准及技术条件的要求对水泥、粉煤灰、外加剂、砂、石、水进行检验,以满足箱梁的各种性能要求。混凝土施工配合比由试验室提供,按批量测定混凝土工作度,以便及时对混凝土进行调整。采用混凝土输送泵配合液压式布料机连续灌注,一次成型,灌注时间为6h,振捣以插入式振捣棒为主,附着式振捣器为辅。每层混凝土的浇筑高度不超过30cm,混凝土从梁腹板两侧对称下料,新旧混凝土间隔时间一般不大于混凝土的初凝时间,同一断面混凝土灌注顺序为先腹板根部后底板,再腹板上部,最后顶板,由一端向另一端进行。蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温4个阶段。升、降温速度不得大于10℃/h。当混凝土达到张拉强度和弹模要求后开始降温。拆除保温设施时,保证混凝土温度与环境温度之差不超过15℃。整个蒸汽养护过程采用3台多点全自动报警测温仪分别对梁体芯部、表层、环境温度进行监控。蒸汽养护完成拆模后,为防止混凝土表面开裂,对箱梁顶面洒水并覆盖养护,侧面涂刷养护剂保水养护。 3.4张拉施工工艺 箱梁张拉分几个阶段进行,即在制梁台位上进行预张拉和初张拉,在存梁台位上进行终张拉。预应力张拉采用两端整体张拉,双向控制法,以张拉力为主、伸长量作为校核。张拉时,应按“对称、均衡”原则进行,相同编号的钢束应左右对称进行。在第一跨箱梁张拉时要对锚头、孔道等引起的摩阻损失进行实际测定,根据实测结果计算张拉控制力,并与设计单位协商进行修正。 4注意事项 4.1模板 箱梁制定的过程中,模板的选择很重要,并且在按照模板的过程中,要注意箱梁之间预留缝隙,预留压缩量,并且施工人员在操作的过程中要将侧模的中线位置确定好。 4.2钢筋和钢件 钢筋绑扎时要预留振捣点和各种预埋件位置;各种U形筋制作时要取负误差,以确保钢筋保护层厚度;与预埋件、通风孔、泄水孔、锚锭板发生冲突的钢筋,在下料加工时就要考虑调整,改变其尺寸,同时预埋件胎具要加大预留孔;安装支座预埋钢板时要控制好高程,规范要求4块板之间高程误差允许为1mm。 4.3混凝土浇筑 要保证箱梁的质量,就必须选用高效能的混凝土,并且要依据混凝土不同的浇灌位置,并且结合东北地区的严寒的天气选择不同的坍落度。由于东北地区气候非常寒冷,在浇灌箱梁底部时,混凝土坍落度要较上部调大一些。将混凝土倒入模板时,要将混凝土的温度调的稍低一点,而且不能选择温度较高的天气浇灌,混凝土的试验结果没有出来,则不能将其导入模板中,可以安排工作人员检查模板底部浇筑的混凝土是否合格,要保证其呈现饱满的状态。 5结束语 综合所述,东北严寒地区铁路客运专线大吨位预制箱梁施工的影响因素注意是天气,要注意排水,防止土质发生冻害,预制箱梁施工的关键技术主要是模板施工技术、张拉台座技术以及混凝土施工技术以及预应力施工技术等。提高箱梁的施工质量必须不断完善这些工艺技术,这就对施工人员的素质与水平也有了更高的要求,只有不断的改革与创新,才能是箱梁更适应严寒的气候。 作者:高辉单位:中铁建大桥工程局集团第一工程有限公司 铁路客运论文:基于优化设计的高速铁路客运论文 1“空间句法”理论是由英国伦敦大学的比 尔•希列尔(BillHillier)教授及其领导的小组,经过近20年的不断探索和研究,在20世纪70年代末形成的一套完整的空间型态构成分析技术。空间句法理论结合相关软件进行分析,可以得到空间深层的句法特征值,用于评价空间组织的合理性。空间句法可以运用构形关系分析所有空间元素,包括点、线、凸空间和视域范围。以一套普通住宅户型平面分析为例,空间句法模型的建立流程可以简述为以下三步:(a)将平面进行空间尺度划分与空间分割;(b)建立小尺度空间连接图;(c)形态分析变量计算(通常将集成度通过颜色分级显示,颜色越深的线所代表的空间集成度越高)。空间句法中包含有多种分析变量,其中最基本的有五种分别是:空间的连接值,控制值,深度值,集成度,以及智能值。 2空间句法理论在高速铁路客运站内部空间组织研究中的适用性 高速铁路客运站的内部空间巨大,功能多样,人流混杂,设计者在处理这类大型交通建筑时,通常只能依靠前人的成功案例和自身的实践经验,遵循规范进行设计,由于在人流组织和空间组构的合理性方面缺乏足够的经验,势必会造成一些误差。将空间句法理论应用于高速铁路客运站内部空间组织的分析时,从五个形态变量中提炼出集成度和智能值这两个主要指标,用以量化评价空间的可达性和可理解性:集成度越大,说明各空间的紧密程度越高,空间布局越紧凑,使用者来往其中就越方便;智能值越高,说明空间易于被认知和理解,使用者在空间系统中就不易迷失方向。空间句法的分析方法,通过对空间的可达性和可理解性的量化解析,加之其自身具有的实证性与预测性,应用于已建成的高速铁路客运站中,可以总结经验指导此后类似的设计;应用于方案分析阶段,可以帮助认知空间组织的合理性,预测方案的实际效应,避免客运站建成后无法弥补的设计偏差。 3基于空间句法理论的高速铁路客运站内空间组织分析方法 本文运用空间句法的分析方法对高速铁路客运站内部空间旅客流线进行分析,由于空间句法只适用于分析同一平面上的连续空间,因此只对建筑主体的站房部分进行分析。具体分析过程如下:(1)将各层平面图简化,留下墙体与空间的图底关系;(2)由于分析的对象是客运站内部空间的流线,故运用轴线分割法将各层平面进行空间尺度划分;(3)结合GIS软件计算出各轴线的连接值和集成度,再运用SPSS统计软件得到空间系统的Rn-Cn关联图(集成度integrationvalue和连接值connectivityvalue的关联图)及智能值;(4)根据上述结果,重点对进、出站旅客流线,以及进站厅、出站厅、候车厅和售票处等主要功能空间的集成度和智能值等进行分析,最后归纳出高速铁路客运站优化后的空间组织模式。 4实例分析——以广州南站为例 广州南站为华南地区的高速铁路综合客运站,包含有地铁、公交车、私家车、出租车以及城际巴士等多种交通转换方式的到达站点,城市人口规模大,日均旅客流量达到74000人次,空间的立体式布局亦具有全国站性客运中心的代表性,故本文以广州南站为例,通过空间句法的方法对其空间组织进行分析。 4.1广州南站空间组织现状分析由于本文篇幅有限,本文只选择高架层作为案例进行分析。以空间轴线为基本要素,遵循空间句法理论用最少且最长的轴线覆盖整个空间系统,并且穿越每个凸状空间的原则,将广州南站的高架层平面分别进行空间分割,高架层平面分割为75条轴线。通过平面轴线分割图的图面分析,结合GIS软件计算出各轴线的连接值和集成度,得到高架层平面的空间轴线特征值。将数据导入SPSS统计软件,得出空间系统的Rn-Cn关联图(集成度integrationvalue和连接值connectivityvalue的关联图)及智能值。可以发现:高架层的智能值只有0.330,由于安检口将候车厅和东西出入口完全分隔开,导致进入高架层的人流被阻隔,影响了本层空间整体的智能值。但是候车厅内部开敞的大空间中,各轴线连接值与集成度的正比关系较强,即连接值大的空间集成度也大,因此候车厅内的连接性较好。 4.2广州南站空间组织优化设计与验证根据上述分析,对广州南站的高架层进行优化调整,为了加强入口空间和候车厅之间的联系,将安检口的数量增加,并与候车厅的主要通道对应设置,减少由入口区到安检口的空间转折,有效提高了入口区域的集成度,优化后,东入口的主要轴线由边缘单元变为中间单元,并使整层空间的集成度和智能值都得到了提高。优化设计后空间轴线的平均连接值由3.41上升为3.48,平均集成度由1.64上升为2.08,平均智能值由0.33上升为0.362,这说明各方面的指标都有了显著地提升,优化设计取得了良好的效果。 5结语 本文通过理论研究与实例分析相结合的方法,对高速铁路客运站的内部空间组织进行研究:首先,通过对高速铁路客运站功能和流线组织的一般规律进行梳理,再引入空间句法的分析方法,完成了对高速铁路客运站内部空间组织的量化分析。在分析过程中,提取空间句法中的连接值、集成度和智能值这三个评价指标来量化分析空间的可达性和可理解性。连接值和集成度越大,说明各空间的紧密程度越高,空间布局越紧凑,使用者来往其中就越方便;智能值越高,说明空间易于被认知和理解,使用者在空间系统中就不易迷失方向。利用这三个评价指标可以评价高速铁路客运站内部空间组织的合理性,准确找出可达性高,可理解性好的位置,预测人流的运动模式,再对不合理的位置进行调整,达到优化客运站平面布局的目的。 作者:李哲石磊高视之单位:中南大学土木工程博士后流动站中南大学建筑与艺术学院 铁路客运论文:视频安全监控系统下的铁路客运论文 1视频安全监控系统的有效功能 1)具有现场监控功能。 全天候对客运售票、进出站、站台组织、平交道口等关键岗位进行适时监控,发现生产过程中存在的违章违纪现象,及时纠正,降低了较大生产事故发生的可能性。 2)具有调查取证功能。 对旅客和铁路工作人员之间的票款交易、服务过程进行记录并储存,一旦发生纠纷和事故,方便调查取证,还原真相,有助于实事求是的处理问题。 2客运视频安全监控系统的主要效果 1)旅客投诉及违章作业明显减少。 一线人员文化层次、脾气秉性、工作态度各有不同,现场远程视频监控的设置,施加了强大的心理压力,在很大程度上提高了职工的责任心、自控力和工作积极性。 2)管理监督效果明显提高。 监控系统通过不同客运生产处所的摄像机,将现场的视频画面集中传送到监控室,管理人员不用亲临现场就能同时对多处生产现场实时监督和管理,真实掌握一线客运职工的工作动态,监控效果更为明显,提高了工作效率。 3)便于调查和明确事件主体责任。 由于生产过程录像被存储备份,即使发生了一些不可预测的服务纠纷、物品被盗、运输安全事件,也便于在发生以后第一时间内还原真相,明确主体责任,找出发生的原因,快速解决问题,避免今后类似事件的重复发生。 4)降低客运管理成本。 远程视频监控减少了客运专业人员的劳动强度,节省了大量的外出费用,同时也可以节省工作时间,有效降低了各种支出成本。 3视频监控系统在现实应用中存在的问题 1)硬件建设范围不普及。 虽说建立了部分客运视频监控系统,但实事求是的说,该系统还处于初级阶段,离全方位、立体化监控还有很大差距。主要表现在:在担当的客车上、客流量较小的客运站以及客运站一些偏远关键岗点还未纳入视频监控系统;视频安全监控系统的画面质量、音频效果还需要提高。 2)监控队伍知识不熟练。 在现实中,客运使用人员对监控系统原理、设备构造知识掌握少,操作、维修能力不强,一旦发生设备问题,不能及时解决,恢复正常;维修主管人员客运专业知识不了解,对监控关键岗位、人员、时间把握不准,日常维护维修有时影响正常使用。 3)设备管理体系不完善。 铁路视频监控系统涉及众多业务部门,包括公安、运转、客运、货运等部门。由于专业分割明显,关联度较低,功能侧重点也不同,加之投资采取“谁投资、谁负责”的原则,因此网络互联不充分,资源不能进行最大化整合,共享程度不高。同时监控方法不科学,主动性差,侧重事后监控。 4视频监控系统在客运管理实践中的有效应 视频监控系统只是为客运管理提供了一个平台和手段,其效果的发挥最终还是要依靠各级管理人员和监控人员的主观能动性。 1)建设一系列完整的视频监控系统。 客运视频监控系统尚处于初级阶段,系统建设还很不完整、完善。当务之急是提高科技保安全意识,开拓思路,加大投资。要联合信息管理部门,组织开发担当客车车内、车外视频监控系统,对车内秩序、车门管理、乘务室、行李架码放、车外两侧进行全天候监控;对所有客运站站台、进出站通道、查危作业以及客运站的平交道口等偏远、关键岗位安装视频监控系统,实现全方位监控;联系调度监控室,进行沟通协调,实现与行车安全监控系统的并网,统一管理、协调、合作,实现立体综合监控。 2)打造一支精练的视频监控队伍。 有了先进的视频监控设备,并不一定有先进高效的客运管理成绩。这就要求我们对操作视频监控系统的工作人员进行视频监控系统的有效及时的培训。只有我们工作在一线的监控工作人员业务精通、责任心强,才能在我们的实际监控工作当中掌握监控操作技巧,善于发现各种问题,并且及时纠正各种违反我们铁路管理制度的行为,使我们的视频监控系统充分发挥先进的,科学的管理作用。 3)建立一套科学的视频监控方案。 要对所有客运站、担当客车进行实时监控,工作量很大,如果不建立一套科学的监控预案,不仅监控人员忙不过来,而且监控效果也犹如大海捞针,不能随时掌握和发现问题。因此还要建立一套科学、合理、适合现场实际需要的监控方案。比如,不同客运站监控重点不一样,客车、客运站监控内容不一样,对恶劣天气下的监控要求不一样,对关键岗位、关键时间段的监控频率不一样,对重点车站、重点人员的监控要求也不一样等。在制定监控方案中要注意掌握监控规律,提高监控效率。 4)形成一条环环相扣的管理链条。 要建立专门组织机构,明确职责范围和岗位程序、标准。要建立视频监控系统使用管理办法,包括系统管理、使用、量化指标及考核、系统维护、资料保管等内容。实行监控日志制度,监控中心在监控过程中发现客运人员违章行为,除第一时间向当事人发出警示信息外,还要向所属车站、车间值班干部通报,以便及时消除安全隐患。同时还要将当天所有客运违章行为、设备的不正常情况汇总,书面通知业务科室和值班段领导。车站、车间接到违章通知后,及时整改并反馈有关信息。建立视频监控系统基础资料,包括例会总结分析制度、提前预警制度等,通过这种环环相联的管理链,保证现场违章行为得以及时发现和查处纠正。 5结语 视频安全监控系统对于我段来说是一项重要的安全管理的手段和方法,通过我们的应用,的确在规范作业、纠纷处理、事故调查等方面收到了良好的效果。但是我们也清醒的认识到视频安全监控系统的功能还没有充分发挥出来,还需要我们在视频监控系统的新技术的应用上不断探索,还需要加强创新管理的方式。只要不断地去实践和总结,视频安全监控系统一定能够为旅客运输整体工作带给更大的安全保障。 作者:赵进军刘立宾单位:邯郸车务段客运室邯郸车务段内邱站
工业分析技术论文: 工业无损害检测技术特征分析论文 摘要:本文针对应用激光、超声和射线等方法的无损检测技术,分别对其概念、检测方法、优缺点做了详细阐述。在跟踪和预测无损检测技术未来发展动态的基础上,说明了无损检测技术在未来的工业检测领域中的重大意义。 关键词:激光无损检测超声无损检测射线无损检测 在现代生产中针对不同对象选择何种无损检测方法已成为人们关注的问题,为解决好这个问题,就必须对无损检测方法及其特征有较全面的了解。所谓无损检测,是在不损伤材料和成品的条件下研究其内部和表面有无缺陷的手段。也就是说,它利用材料内部结构的异常或缺陷的存在所引起的对热、声、光、电、磁等反应的变化,评价结构异常和缺陷存在及其危害程度。下面简要介绍三种常用方法的应用和发展。 一、激光技术在无损检测领域的应用与发展 激光技术在无损检测领域的应用始于七十年代初期,由于激光本身所具有的独特性能,使其在无损检测领域的应用不断扩大,并逐渐形成了激光全息、激光超声等无损检测新技术,这些技术由于其在现代无损检测方面具有独特能力而无可争议地成为无损检测领域的新成员。 1.激光全息无损检测技术 激光全息术是激光技术在无损检测领域应用最早、用得最多的方法。激光全息无损检测约占激光全息术总应用的25%。其检测的基本原理是通过对被测物体加外加载荷,利用有缺陷部位的形变量与其它部位不同的特点,通过加载前后所形成的全息图像的叠加来反映材料、结构内部是否存在缺陷。 激光全息无损检测技术的发展方向主要有以下几方面。 (1)将全息图记录在非线性记录材料上,以实现干涉图像的实时显现。 (2)利用计算机图像处理技术获取干涉条纹的实时定量数据。 (3)采用新的干涉技术,如相移干涉技术。在原来的基础上进一步提高全息技术的分辨率和准确性。 2.激光超声无损检测技术 激光超声技术是七十年代中期发展起来的无损检测新技术。它利用Q开关脉冲激光器发出的激光束照射被测物体,激发出超声波,采用干涉仪显示该超声波的干涉条纹。与其他超声无损检测方法相比,激光超声检测的主要优越性如下。 (1)能实现一定距离之外的非接触检测,不存在耦合与匹配问题。 (2)利用超短激光脉冲可以得到超短声脉冲和高时间分辨率,可以在宽带范围内提取信息,实现宽带检测。 (3)易于聚焦,实现快速扫描和成像。 3.激光无损检测的发展 激光超声检测成本高,安全性较差,目前仍处于发展阶段。但在无损检测领域,激光超声检测在以下几方面的应用前景引起了人们的关注:(1)可用于高温条件下的检测.如热钢材的在线检测;(2)适用于某些不宜接近的样品,如放射性样品的检测;(3)激光束可入射到任何部位,可用于检测形状奇异的样品;(4)可用于超薄超细的样品及表面或亚表面层的检测。国外近几年已有将激光超声检测用于飞机复合材料的检测、热态钢的在线检测的报道,在化学气相沉积、物理气相沉积、等离子体溅射等高温镀膜工艺过程中膜层厚度的实时检测方面也进行了研究。 二、超声检测技术在无损检测中的应用与发展 超声无损检测技术(UT)是五大常规检测技术之一,与其它常规无损检测技术相比,它具有被测对象范围广。检测深度大;缺陷定位准确,检测灵敏度高;成本低,使用方便;速度快,对人体无害以及便于现场使用等特点。 1.超声检测技术的应用 (1)目前大量应用于金属材料和构件质量在线监控和产品的在投检查。如钢板、管道、焊鞋、堆焊层、复合层、压力容器及高压管道、路轨和机车车辆零部件、棱元件及集成电路引线的检测等。 (2)各种新材料的检测。如有机基复合材料、金属基复合材料、结构陶瓷材料、陶瓷基复合材料等,超声检测技术已成为复合材料的支柱。 (3)非金属的检测。如混凝土、岩石、桩基和路面等质量检验,包括对其内部缺陷、内应力、强度的检测应用也逐渐增多。 (4)大型结构、压力容器和复杂设备的检测。由于超声成像直观易懂,检测精度较高。因此,近几年我国集超声成像技术及超声信号处理技术等多学科前沿成果于一体的超声机器人检测系统已研制成功,为复杂形状构件的自动扫描超声成像检测提供了有效手段。 (5)核电工业的超声检测。 (6)其它方面的超声检测。如医学诊断广泛应用超声检测技术;目前人们正试图将超声检测技术用于开辟其它新领域和行业,如人们正努力将超声检测技术用于血压控制系统进行系统作非接触检测、辨识。性能分析和故障诊断等。 2.超声检测技术的发展 在现代无损检测技术中,超声成像技术是一种令人瞩目的新技术。超声图像可以提供直观和大量的信息,直接反映物体的声学和力学性质,有着非常广阔的发展前景。现代超声成像技术都是计算机技术、信号采集技术和图象处理技术相结合的产物。数据采集技术、图象重建技术、自动化和智能化技术以及超声成像系统的性能价格比等发展直接影响超声检测图像化的进程。现代超声成像技术大多有自动化和智能化的特点,因而有许多优点,如检测的一致性好,可靠性、复现性高,存储的检测结果可随时调用,并可以对历次检测的结果自动比较,以对缺陷做动态检测等。 目前已经使用和正在开发的成像技术包括:超声B扫描成像,超声C扫描成像、超声D扫描成像,SAFT(合成孔径聚焦)成像,P扫描成像,超声全息成像,超声CT成像等技术。 三、射线技术在无损检测领域内的应用与发展 1.射线检测技术的应用 射线检测技术是利用射线(X射线、射线、中子射线等)穿过材料或工件时的强度衰减,检测其内部结构不连续性的技术。穿过材料或工件的射线由于强度不同在X射线胶片上的感光程度也不同,由此生成内部不连续的图像。 (1)早期使用在石油工业.分析钻井岩芯。 (2)在航空工业用于检验与评价复合材料和复合结构。评价某些复合件的制测技术的重要基础之一是数字图象处理技术,即使常规胶片射线照相技术,也在采用数字图象处理技术。 (3)今后重点应用的技术。1994年HaroldBerger在美国《材料评价》发表的“射线无损检测的趋势”中提出,在20世纪的最后10年和21世纪的初期,下列技术将得到广泛应用:①数字X射线实时检测系统在制造、在役检验和过程控制方面。②具有数据交换、使用NDT工作站的计算机化的射线检测系统。③小型、低成本的CT系统。④微焦点放大成像的x射线成像检验系统。⑤小型高灵敏度的X射线摄像机。⑥大面积的光电导X射线摄像机。 四、无损检测的发展趋势 1.超声相控阵技术 超声检测是应用最广泛的无损检测技术,具有许多优点,但需要耦合剂和换能器接近被检材料,因此,超声换能、电磁超声、超声相控阵技术得到快速发展。其中,超声相控阵技术是近年来超声检测中的一个新的技术热点。 超声相控阵技术使用不同形状的多阵元换能器来产生和接收超声波波束,通过控制换能器阵列中各阵元发射(或接收)脉冲的时间延迟,改变声波到达(或来自)物体内某点时的相位关系,实现聚焦点和声束方向的变化,然后采用机械扫描和电子扫描相结合的方法来实现图像成像。与传统超声检测相比,由于声束角度可控和可动态聚焦,超声相控阵技术具有可检测复杂结构件和盲区位置缺陷和较高的检测频率等特点,可实现高速、全方位和多角度检测。对于一些规则的被检测对象,如管形焊缝、板材和管材等,超声相控阵技术可提高检测效率、简化设计、降低技术成本。特别是在焊缝检测中,采用合理的相控阵检测技术,只需将换能器沿焊缝方向扫描即可实现对焊缝的覆盖扫查检测。 2.微波无损检测 微波无损检测技术将在330~3300MHz中某段频率的电磁波照射到被测物体上,通过分折反射波和透射波的振幅和相位变化以及波的模式变化,了解被测样品中的裂纹、裂缝、气孔等缺陷,确定分层媒质的脱粘、夹杂等的位置和尺寸,检测复合材料内部密度的不均匀程度。 微波的波长短、频带宽、方向性好、贯穿介电材料的能力强,类似于超声波。微波也可以同时在透射或反射模式中使用,但是微波不需要耦合剂,避免了耦合剂对材料的污染。由于微波能穿透对声波衰减很大的非金属材料,因此该技术最显著的特点在于可以进行最有效的无损扫描。微波的极比特性使材料纤维束方向的确定和生产过程中非直线性的监控成为可能。它还可提供精确的数据,使缺陷区域的大小和范围得以准确测定。此外,无需做特别的分析处理,采用该技术就可随时获得缺陷区域的三维实时图像。微波无损检测设备简单、费用低廉、易于操作、便于携带.但是由于微波不能穿透金属和导电性能较好的复合材料,因而不能检测此类复合结构内部的缺陷,只能检测金属表面裂纹缺陷及粗糙度。公务员之家 近年来,随着军事工业和航空航天工业中各种高性能的复合材料、陶瓷材料的应用,微波无损检测的理论、技术和硬件系统都有了长足的进步,从而大大推动了微波无损检测技术的发展。 工业分析技术论文:现代汽车工业技术状况分析论文 编者按:本文主要从引言;问题呈现;解决对策;结束语四个方面进行论述。其中,主要包括:汽车诊断及维修技术也在悄然发生变化、维修手段有待更新:汽车拥有量的不断增加,维修行业业务过程愈显复杂、数据信息量大、维修技术有待提高:汽车维修诊断和维修自身整体发展落后于汽车设计和汽车制造技术的发展、制约汽车维修技术发展的另一个重要因素是维修中环境保护问题得不到落实、现代手段的有效运用:汽车维修业推向现代管理模式和管理方式、汽车维修行业运用先进的现代信息技术进行建档、管理、维修人才的积极培养、加入对维修人员的考试行列应该是趋势等,具体材料请详见。 摘要:随着社会经济的快速发展和人们消费理念的逐渐更新,汽车已成为现代社会中人们工作、生活不可缺少的一种重要交通工具。然而,当我们在尽情享受现代汽车工业发展给我们生活带来种种便利的同时,我们也无法回避这么一个现实,那就是汽车随着行驶里程的增加和使用时间的延续,其技术状况将不断恶化。因此,我们不仅要不断研制性能优良的汽车,也要借助维护和修理水平的提高来恢复其技术状况。 关键词:汽车维修职业教育行业特征检测手段 一、引言 随着国民经济的快速发展,生产制造各领域也随之发生深刻变化,汽车诊断及维修技术也在悄然发生变化。近几年随着我国汽车制造业和公路交通运输业的迅猛发展,汽车数量在不断增加,这客观上对汽车检测诊断和维修技术提出了较高要求,尤其对如何保证通过汽车维修确保车辆运行不造成或少造成社会公害问题更引起社会的广泛关注。笔者结合自己的认识和体会,拟对此问题谈谈个人的看法。 二、问题呈现 1.维修手段有待更新 纵观我国汽车维修行业,多少年来,一直无法摆脱手工作坊式工作模式,实现质的飞跃。特别是由于汽车拥有量的不断增加,维修行业业务过程愈显复杂、数据信息量大,人力往往难以对维修各部门工作进程进行有效监督和对企业经营数据进行准确的统计和分析。以一个三十人的维修行业的月度工时统计,如采用人工计算,需要一个工作人员一到两天的时间,加之维修周期长的统计报表,更是大大增加了管理者主观判断上的失误性,因此极大挫伤了维修员工的工作积极性,弱化了汽修行业的凝聚力;较为零散的管理也弱化了本行业在顾客心目中的形象,不利于为长期、灵活的客户服务奠定坚实的基础;行业维修手段的普遍落后无疑使修车时间延长,劳动效率降低,工时费增多,引起消费者不悦,这可以说是现在汽车维修业普遍存在的问题。同时汽车维修资料信息查询也一直以来处于原始、落后的现状,这一点是公认的,传统的汽车维修资料查询形式,如主要借助图书、杂志、报刊等落后传统媒体没有改变,其结果只能是信息量小、查询速度慢、资料更新迟缓,特别对于近几年来大量涌入的进口汽车,更因缺乏维修资料,给维修工作带来很大的困难,就相当一部分汽车维修技术人员而言,他们根本不可能将数千种车型的维修资料、数据、程序等记忆在大脑中,汽车维修现有落后的维修手段越来越显示出自身的局限性。 2.维修技术有待提高 汽车维修诊断和维修自身整体发展落后于汽车设计和汽车制造技术的发展已经是一个不争的事实。现在汽车已经是高度的机电一体化,尤其微电子技术、电子控制技术在汽车上已经广泛应用,可就现在大部分汽车维修人员现有的维修技术,和他们所接受的一些职业教育和职业培训,已经不能满足现代汽车维修技术的要求;汽车维修中,维修人员确定维修思路由于受到自身先天条件(维修技术)的制约,显得较慢,且又不准确,所以遇到棘手的、错综复杂的故障就会感到束手无策,这种情况下许多人往往采用碰的方式,毫无头绪地对一些部件进行更换,给车主带来不必要的经济损失。就现在的一些顶级车而言,敲打维修只能是捉襟见肘,毫无意义。同时,制约汽车维修技术发展的另一个重要因素是维修中环境保护问题得不到落实。我们知道,汽车废气排放的标准对现代汽车技术的要求越来越高,对于汽车维修业来说,不仅要求一些部件的重装质量非常好,而且要体现维修人员的高超的维修技巧,否则一般的维修水平就不能通过排放标准所规定的要求。综上所述,由于汽车职业教育跟不上维修行业一线上不断发展的形势,客观上已经导致了很多问题和争议,目前汽车维修行业人员的素质问题,特别是汽车维修职业教育问题日益突显,如何培养优秀的汽车维修工人,提高行业的整体素质,已经是摆在整个行业面前较为突出的问题。 三、解决对策 1.现代手段的有效运用 随着科学技术的快速发展,我们应尝试将以计算机为主要载体的现代信息技术运用到汽车维修业中去,以实现把汽车维修业推向现代管理模式和管理方式的高潮。我们有理由相信现代信息技术的运用将预示着汽车维修革命的到来,这种革命的到来会让汽车维修从业人员的维修服务意识不断根深蒂固,他们也将会切身体会到先进维修手段的运用所造就的是“高端服务”,这种服务将势必成为汽车维修行业将来竞争最重要的手段。当然,基于强势维修手段下的维修体系应该包含良好的维修服务、售前服务及售后服务,缺一不可。事实上现代信息技术的运用不仅可以加强维修人员的服务意识,也将有助于提高整个维修行业的运行效率,特别是有助于建立快捷,方便的客户维修信息和维修档案;建立稳定的客户关系和科学准确的维修经营数据。可以说,汽车维修行业运用先进的现代信息技术进行建档、管理,不仅速度快,时间短,资料全,效率高,而且准确及时的汽车维修报表在客观上也能减少管理者主观判断上可能造成的失误,这有利于加强维修全体员工的工作积极性,加强行业的凝聚力。伴随着网络技术的飞速发展,汽车维修专业互联网的开通将可以更迅速、快捷地提供维修配件、维修设备、维修资料、维修技术与管理人才等方面的供需信息,使维修行业经营者和管理者能够及时获得信息,作出正确的选择和决策,而互联网上的行业之间的技术交流和人才互访,也将加速汽车维修技术人员的整体技术水平提高。 2.维修人才的积极培养 汽车维修行业的健康有序发展维修人才是关键,任何离开或忽视了人自身发展的因素去寻求企业内部的所谓发展只能是空中楼阁。所以我们除了要求维修人员参加日常的维修培训外,使他们通过汽车维修专项技能认证体系来提高他们的维修水平也是行之有效的方法。诚然,我国曾经有类似于汽车修理工国家职业标准对汽车从业人员的认证考核,且早在本世纪初期就大约有十几万人通过鉴定并取得资格证书,但是原有的职业教育知识体系陈旧,没有充分体现现代汽车技术的闪光点和发展趋势,因此考虑新的适合汽车维修发展趋势的职业教育以及考试模式显得特别重要。同时,现在的职业技能鉴定是全科式的,几乎和汽车设计,制造,维修有关联的所有科目都得掌握,根据现代汽车设计和制造技术的发展情况来看,做汽车维修的专才显然不够,特别是随着汽车维修业的发展,以往对维修人员考核中比较弱化的项目,如汽车配件和估损以及维修企业管理,在现代维修业发展形势下显得格外重要,将它们加入对维修人员的考试行列应该是趋势。 事实上通过有关机构的调查表明,大部分行业内人士对这这考核项目都表现出极大的兴趣。而且我们认为,汽修考核应该涵盖目前汽车技术最新的发展要求,体现规范的诊断思路和操作流程,对于考试合格人员应统一颁发由国家劳动和社会保障部职业技能鉴定中心制订的证书,以确保国家职业资格证书的效力,只有这样才能确保对汽车维修从业人员的教育符合形势发展的要求。 四、结束语 现代社会对汽车故障诊断技术和维修要求非常高,汽车维修过程中,要树立汽车维修行业在整个社会中应有的地位,需要的是维修行业硬件和软件的共同发展,只有这样才能保证整个汽车维修行业的健康合理发展。 工业分析技术论文:工业以太网技术发展分析论文 论文关键词:工业以太网;特点;趋势;全开放网络 论文摘要:工业以太网控制系统是集散控制系统(DCS)和现场总线控制系统(FCS)之后产生的一种新型的工业控制系统。本文简要介绍了工业以太网的特点,并详细论述了工业以太网在控制领域的应用现状以及以太网交换技术的发展趋势,并提出了以太网能实现工业控制网络与企业信息网络的无缝连接,形成企业级管控一体化的全开放网络的观点。 传感器技术、通信技术和计算机技术是现代信息技术的三大基础,随着IT技术的飞速发展和工业自动化要求的不断提高,工业控制网络所担负的工作越来越重。与数据信息网络不同,工业控制领域需要一种高速廉价、实时性和开放性好、稳定性和准确性高的网络。以太网(Ethernet)技术支持几乎所有的网络协议,所以在数据信息网络中得到广泛应用,具有传输速度高、低能耗、便于安装、兼容性好、开放性高和支持设备等多方面的优势。工业以太网的开放性使得工业控制网络和企业信息网络的无缝整合方面具有无可比拟的优势。 一、工业以太网技术的特点 以太网技术具有价格低廉、稳定可靠、通信速率高、软硬件产品丰富、应用广泛以及支持技术成熟等优点,已成为最受欢迎的通信网络之一。近些年来,随着网络技术的发展,以太网进入了控制领域,形成了新型的以太网控制网络技术。这主要是由于工业自动化系统向分布化、智能化控制方面发展,开放的、透明的通讯协议是必然的要求。以太网技术引入工业控制领域,其技术优势非常明显: (一)Ethernet是全开放、全数字化的网络,遵照网络协议不同厂商的设备可以很容易实现互联。 (二)以太网能实现工业控制网络与企业信息网络的无缝连接,形成企业级管控一体化的全开放网络。 (三)软硬件成本低廉,由于以太网技术已经非常成熟,支持以太网的软硬件受到厂商的高度重视和广泛支持,有多种软件开发环境和硬件设备供用户选择。 (四)通信速率高,随着企业信息系统规模的扩大和复杂程度的提高,对信息量的需求也越来越大,有时甚至需要音频、视频数据的传输,目前以太网的通信速率为10M、100M的快速以太网开始广泛应用,千兆以太网技术也逐渐成熟,10G以太网也正在研究,其速率比目前的现场总线快很多。 (五)可持续发展潜力大,在这信息瞬息万变的时代,企业的生存与发展将很大程度上依赖于一个快速而有效的通信管理网络,信息技术与通信技术的发展将更加迅速,也更加成熟,由此保证了以太网技术不断地持续向前发展。 二、工业以太网在控制领域应用现状 工业以太网与现场总线相比,它能提供一个开放的标准,是企业从现场控制到管理层实现全面的无缝的信息集成,解决了由于协议上的不同导致的“自动化孤岛”问题,但从目前的发展看,工业以太网在控制领域的应用主要体现在以下几种形式。 (一)混合Ethernet/Fieldbus的网络结构 这种结构实际上就是信息网络和控制网络的一种典型的集成形式。以太网正在逐步向现场设备级深入发展,并尽可能的和其他网络形式走向融合,但以太网和TCP/IP原本不是面向控制领域的,在体系结构、协议规则、物理介质、数据、软件、实验环境等诸多方面并不成熟,而现场总线能完全满足现代企业对底层控制网络的基本要求,实现真正的全分布式系统。因此,在企业信息层采用以太网,而在底层设备级采用现场总线,通过通信控制器实现两者的信息交换。 (二)专用工业以太控制网络 如何利用工业以太网单独作为控制网络是工业以太网的发展方向之一,也是工业控制领域的研究热点之一。如德国JetterAG公司的新一代控制系统JetWeb,是融现场总线技术、100Mb/s以太网技术、CNC技术、PLC技术、可视化人机接口技术和全球化生产管理技术为一体的工业自动化控制系统,同时具有广泛的兼容性,可兼容第三方自动化控制产品,提出“网络就是控制器”的观点,是取代所有底层现场总线的工业网络结构。这种工业控制网络是将以太网贯穿于整个网络各层次,使它成为透明的覆盖整个企业范围的应用实体。它实现了办公自动化与工业自动化的无缝结合,实质上是一个单层的扁平结构,其良好的可扩展性和互连性,使之成为真正意义上的全开放网络体系结构的大统一。 (三)基于Web的网络监控平台 嵌入式以太网是最近网络应用热点,就是通过Internet使所有连接网络的设备彼此互通,从计算机、PDA、通信设备到仪器仪表、家用电器等。在企业内部,可以利用企业信息网络,进行工厂实时运行数据的和显示,管理者通过Web浏览器对现场工况进行实时远程监控、远程设备调试和远程设备故障诊断和处理。实现的最简单办法就是采用独立的以太网控制器,连接具有TCP/IP界面的控制主机以及具有RS-232或RS-485接口的现场设备。以太网控制器在这里扮演了通用计算机网络和现场各类设备之间的一个桥梁。 三、以太网交换技术的发展趋势 以太网和通信技术的突飞猛进,促使工业以太网技术进一步发展。目前它已经在工业企业综合自动化系统中的资源管理层、执行制造层得到了广泛应用,并呈现向下延伸直接应用于工业控制现场的趋势。从目前国际、国内工业以太网技术的发展来看,目前工业以太网在制造执行层已得到广泛应用,并成为事实上的标准。未来工业以太网将在工业企业综合自动化系统中的现场设备之间的互连和信息集成中发挥越来越重要的作用。总的来说,工业以太网技术的发展趋势将体现在以下几个方面: (一)工业以太网与现场总线相结合 工业以太网技术的研究还只是近几年才引起国内外工控专家的关注。而现场总线经过十几年的发展,在技术上日渐成熟,在市场上也开始了全面推广,并且形成了一定的市场。就目前而言,全面代替现场总线还存在一些问题,需要进一步深入研究基于工业以太网的全新控制系统体系结构,开发出基于工业以太网的系列产品。 (二)工业以太网技术直接应用于工业现场设备间的通信已成大势所趋 随着以太网通信速率的提高、全双工通信、交换技术的发展,为以太网的通信确定性的解决提供了技术基础,从而消除了以太网直接应用于工业现场设备间通信的主要障碍,为以太网直接应用于工业现场设备间通信提供了技术可能。为此,国际电工委员会IEC正着手起草实时以太网(Real-timeEthernet,RTE)标准,旨在推动以太网技术在工业控制领域的全面应用。 (三)基于Web的网络监控平台 嵌入式以太网是最近网络应用热点,就是通过Internet使所有连接网络的设备彼此互通,从计算机、PDA、通信设备到仪器仪表、家用电器等。在企业内部,可以利用企业信息网络,进行工厂实时运行数据的和显示,管理者通过Web浏览器对现场工况进行实时远程监控、远程设备调试和远程设备故障诊断和处理。实现的最简单办法就是采用独立的以太网控制器,连接具有TCP/IP界面的控制主机以及具有RS-232或RS-485接口的现场设备。以太网控制器在这里扮演了通用计算机网络和现场各类设备之间的一个桥梁。 三、以太网交换技术的发展趋势 以太网和通信技术的突飞猛进,促使工业以太网技术进一步发展。目前它已经在工业企业综合自动化系统中的资源管理层、执行制造层得到了广泛应用,并呈现向下延伸直接应用于工业控制现场的趋势。从目前国际、国内工业以太网技术的发展来看,目前工业以太网在制造执行层已得到广泛应用,并成为事实上的标准。未来工业以太网将在工业企业综合自动化系统中的现场设备之间的互连和信息集成中发挥越来越重要的作用。总的来说,工业以太网技术的发展趋势将体现在以下几个方面: (一)工业以太网与现场总线相结合 工业以太网技术的研究还只是近几年才引起国内外工控专家的关注。而现场总线经过十几年的发展,在技术上日渐成熟,在市场上也开始了全面推广,并且形成了一定的市场。就目前而言,全面代替现场总线还存在一些问题,需要进一步深入研究基于工业以太网的全新控制系统体系结构,开发出基于工业以太网的系列产品。 (二)工业以太网技术直接应用于工业现场设备间的通信已成大势所趋 随着以太网通信速率的提高、全双工通信、交换技术的发展,为以太网的通信确定性的解决提供了技术基础,从而消除了以太网直接应用于工业现场设备间通信的主要障碍,为以太网直接应用于工业现场设备间通信提供了技术可能。为此,国际电工委员会IEC正着手起草实时以太网(Real-timeEthernet,RTE)标准,旨在推动以太网技术在工业控制领域的全面应用。 工业分析技术论文:机械工业技术政策分析论文 一、研究开发技术 1、机械产品现代设计技术 包括建立机械工程数据库;开发动态分析和动强度设计技术;CAD应用技术和局部集成的接口技术、网络技术及建库技术;并行工程技术、动态仿真技术、快速原型设计技术、工业设计技术、反求工程设计技术。 2、机械产品可靠性技术 重点开发可靠性工程管理技术、产品和系统可靠性设计技术、失效分析技术、可靠性实验评定、运行监测、故障诊断等技术。 3、热加工清洁生产技术 包括熔炼自动化、利用炉废气预热和除尘等铸造清洁生产技术;高效燃气无氧化加热、温锻塑性成形等锻造清洁生产技术;切割及焊接清洁生产技术;可控气氛多用炉、连续炉和真空热处理炉等热处理清洁生产技术;电镀、涂装等表面处理清洁技术。 4、精密成形技术 重点开发以实模精密成形、刚型、准刚型精密成形、高紧实度造型(芯)等精密铸造技术;精密模锻、辊锻、热轧、热挤压多向分模锻造、热镦锻等精密热塑性成形技术;冷温挤、冷挤、冷轧、超塑性等温成形、冷精整及复合成形等机械构件精密焊接与切割技术。 5、表面功能覆层技术 包括少无污染、高效、高性能的表面功能覆层技术与装备;重大工程装备表面功能覆层制备技术;高能束表面覆层制备及应用技术;新型复合表面处理技术;表面功能材料及涂层技术。 6、数控技术 重点开发开放式体系结构的新一代数控系统;车削中心、加工中心、数控磨床、数控锻压机床、电加工机床、数控重型机床等六类主机配套的数控系统。 7、工业过程自动化技术 研究开发工业过程自动化的管理控制集成技术;工业通讯网络和现场总线协议的开放式自动化系统。 8、工业机器人系统技术 开发点焊、弧焊、装配、搬运、喷漆五大类工业机器人的机械结构、传动机制、伺服驱动、传感控制及系统成套的设计和制造及工程应用技术。 9、机械制造柔性自动化基础技术 研究开发适合我国国情的柔性自动化技术、信息管理技术及自动化单元和部分集成控制技术,开发车间级自动化系统和FMC·P-FMS、FMS三个层次典型柔性加工设备。 10、面向中小企业的综合自动化技术 开发面向中小企业的综合自动化单元技术和系统;以GT原理为主线的车间级、单元级自动化成套技术;管理信息系统;产品设计与制造自动化系统;单元技术间的集成技术;质量控制技术。 11、传感器技术 研究开发力敏、磁敏、热敏、光敏、气敏、湿敏等类传感器、工程传感测量系统及基础共性技术。 12、自动测试技术 开发VXI总线、GPIB总线、RS485串行总线三类自动测试系统,VXI总线结构的电机、发动机、工业泵、印刷板产品自动测试系统;GPIB总线结构的环保自动测试系统;RS485串行总线结构的气象自动观测系统;大气污染、水质污染分析仪器和智能数字采集系统。 13、电力电子技术 研究开发新型高频、大中功率变频装置和电源、谐波抑制和无功补偿技术、新型IGBT器件生产技术,以及为重点工程配套的电力电子器件、电力半导体应用装置。 14、精密、超精密加工技术 以高效超精密加工车床、CNC型超精密复合加工机床、超精密平面和外圆磨床为重点,开发超精加工技术及应用工程,带动开发出一批精密、超精密的基础功能元器件,如超精密主轴轴系、超精密的伺服进给系统、超精密的测量系统和误差自动补偿系统等。 15、高能束加工技术 开发光加工应用技术、千瓦级二维激光切割技术;激光加工机配套设备及元件;多维激光加工机及机器人;激光焊接工艺;大型复杂零件激光表面处理工艺和汽车发动机缸体激光热处理生产线。 16、高性能机械工程材料生产及应用技术 开发轴承、密封件、模具等机械基础件用新材料及应用技术;电力设备、石化设备等重大装备的自动化仪表材料和专用功能材料及应用技术;汽车工业用精细陶瓷、专用功能材料、工程塑料、新型复合材料及应用技术。 17、系统管理技术 重点研究开发精密生产技术、虚拟制造技术、企业级信息管理系统技术和设计、制造、质量、销售等方面的有限集成技术;资源管理信息库;并行工程技术、信息交换和接口通讯技术。 18、重大工程成套装备制造技术 重点开发国民经济重大工程成套装备的总体设计、大型构件加工、系统优化、参数匹配、在线监控、故障诊断、综合管理及系统可靠性等关键技术。 19、环境保护工程装备相关技术 重点研究开发烟气脱硫脱硝和除尘、工业废水和城市污水处理等成套设备和技术;电子辐射照氨法处理工艺;厌氧生物法处理模块化技术;柴油机电控燃油喷射技术。 20、节能节材技术 研究开发风机、泵、电焊机等量大面广产品的应用变频调速技术;发电设备燃气--蒸汽联合循环技术、超临界技术、循环流化床和加压流化床技术、抽水蓄能技术;余热余压利用技术;高效、节能和智能化的能源管理和控制技术。 二、产业化技术 1、典型数控机床计算机辅助工业造型设计技术 造型设计效果模糊综合评价系统、小型机与工作站计算机辅助造型系统、工作站及超级微机辅助工业造型设计系统软件。已在10多个企业应用,效果显著,在机床行业有重要推广价值。 2、加工中心加工系统动态稳定性分析和计算软件 适用于机床整体静动态特性预测和结构的软件包,包括八个功能程序段及相应的接口程序。已用于6个单位,效益良好,适宜在机床行业推广。 3、树脂砂铸造成套技术 包括连续式和间歇式混砂机系列及树脂砂再生设备。对提高铸件质量、降低产品成本、提高国际竞争力有重要意义。适用于质量要求高、批量大的铸铁件生产。 4、钢水净化技术 适合国情的钢水精炼及保证铸钢件内部纯净度的全套装备及工艺。已用于十几家企业,适用于核、火、水电及石油化工设备中的各种铸钢件生产。 5、典型精密锻造件生产线成套技术 根据企业提供的典型件和生产纲领,提供生产线交钥匙工程及单项技术、装备或软件。对节材、节约工时、节约投资、提高锻件精度有重要意义。已在4家企业使用。 6、先进模具选材、设计、制造成套技术 包括高性能模具材料及应用技术、模具的现代设计加工技术和模具的配套技术。已在4家企业使用。适用于汽车、摩托车、轻工、仪表等行业所需的各种模具制造。 7、热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮及宽带极高速堆焊技术 包括热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮的拼焊及耐气蚀堆焊和宽带极高速堆焊技术。在焊材及工艺方面有节约外汇的效果,已在3家企业示范,适用于加氢反应器、尿素合成塔、电钻锅炉等设备的内表面堆焊。 8、激光焊接及切割加工装备成套技术 包括激光器、激光焊接及切割成套技术。对提高焊接强度和质量有重要意义,经济和社会效益显著。适用于刀具、工具等各种材质的薄板焊接。 9、氮基气氛保护加热淬火与微机控制系统 包括CNC系列变压吸附制氮机组、TC-89系列微机控制系统、保护加热淬火工艺技术。有节约投资、提高质量的功效。适用于多种碳钢、低合金钢的热处理,轴承、齿轮等零部件淬火、渗碳生产等。 10、可控气氛真空热处理成套技术 包括密封箱式多用炉生产线和连续可控热处理生产线、真空热处理设备和工艺成套技术。经5个厂试点效益显著。用于汽车齿轮、轴承和标准件、高合金钢、不锈钢、低合金结构钢、轴承钢的渗碳及淬火等工艺处理。 11、先进刀具、工具系统 用于车床和数控镗床、铣床和加工中心。经企业试用,对提高工效、节汇创汇有重要价值。适用于机械加工企业。 12、自泳涂料涂装生产线成套技术 自泳涂料是由活性高分子乳液、活性添加剂及颜料组成的新型水性涂料,与现用的电泳涂装工艺相比,具有工艺简单、稳定、节能、节材和省投资、涂层性能好等优点。可提供工艺设备设计、制造及调试交钥匙工程。用于汽车车身及家电部件的底漆涂装。 13、车间物流自动化、立体库及关键技术 车间物流自动化立体库的系统设计、成套设备、控制软件。适用于机械汽车大中型企业的物流管理,经多厂试用有节省占地和投资、工作效率高等优点。 14、可编程序控制系统成套工程技术 包括系统设计、成套设备和编程控制及监视软件,适用于机械、汽车制造业的控制系统,经多厂试用有节约投资、缩短维修时间之优点,经济效益显著。 15、普及型和经济型机床数控成套系统 包括以工业PC机为基础的总线模块化、开放型体系结构和以步进电机驱动的经济型数控系统,适用于机床配套及现役机床改造。经多家工厂试用效果明显。 16、超声波涡流在线自动探伤设备 将超声波探伤和涡流探伤技术相结合,组成成套机组,可同时检测内部和外表缺陷及几何尺寸,可用于机械零部件、管棒及锅炉制造厂检测,试用效果好。 17、企业计算机辅助管理系统CAPMS 该系统吸收国外MRP-Ⅱ之精华,按职能部门、业务分工数据处理方法、等分为18个模块,集产、供、销、存、人、财、物管理为一体,各模块既可独立运行,又可集成,还可作CAD/CAM/CAPP信息集成通讯接口。适用于多品种、大小批量及单件生产或混合制造。经企业试点,对提高管理水平和经济效益有重要价值。 18、漆雾及废气净化成套技术及设备 包括成套技术与设备(3种净化装置),适用于机械设备喷漆,经厂家试用,涂漆雾效率高,符合劳动卫生标准和环境标准。 工业分析技术论文:机械工业行业技术分析论文 (一)行业技术发展现状 机械工业是为国民经济提供技术装备和为人民生活提供耐用消费品的装备产业。国民经济各部门生产技术的进步和经济效益的高低,在很大程度上取决于它所采用机械装备的性能和质量,机械工业的技术水平是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志之一。 经过近50年的发展,机械工业已经成为我国工业中具有相当规模和一定技术基础的最大产业之一。1997年实现销售收入13651亿元,占全国工业的21%;利润257亿元,税621亿元,分别占全国工业的15%;出口创汇363亿美元,占全国外贸出口额的20%。其发展速度高于同期工业的平均增长速度。 近年来,机械工业企业自主开发创新能力有所增强,1997年科技人员总数达48万人,技术开发经费支出达85亿元,占全行业销售收入的0.62%,有57家大型企业建立了国家级技术中心,有9%的企业建立了专门技术开发机构,行业整体技术水平有了明显进步,主要表现在:为国民经济提供成套技术装备和汽车的能力有较大提高;产品结构正向合理化方向发展。 尽管机械工业的综合技术水平近几年有了大幅度提高,但与工业发达国家相比,仍存在着阶段性的差距。主要问题在于: 1.科技进步对机械工业增长的贡献率目前仅为34%,先进国家高达70%以上。 2.产品设计技术、制造工艺及装备、制造过程自动化技术、管理技术落后,是制约机械产品水平的主要因素。 3.机械产品技术水平不高,达到80年代末、90年代初国际先进水平的仅占18%,达到80年代中期国际水平的占27%,其余产品均在80年代以前的水平线上。 从总体上看,机械工业技术开发能力和技术基础薄弱,发展后劲不足;技术来源主要依靠引进国外技术,对国外技术的依存度较高,对引进技术的消化吸收仍停留在掌握已有技术和提高国产化率上,没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度。 (二)技术发展的总体目标 以数控机床、电力电子应用及自动化技术、大型农业机械和施工机械、轿车关键技术、环保装备五个方面作为重点,以发展和应用先进制造技术为手段,以高新技术和产品的产业化为突破口,以提高企业技术创新能力和竞争力为目标,提高企业技术创新水平。到2001年,提供1000种具有自主知识产权和较大市场需求潜力的产品。主要产品品种的40%达到90年代初国际水平,5%达到国际先进水平,90%的重点骨干企业产品标准接近或达到国际先进企业标准。 (三)技术发展的方向和重点 1.以数控机床为代表的基础机械 数控机床是先进制造业的基础机械,是最典型的多品种、小批量、高技术含量的机电一体化产品。目前世界数控机床年产量超过15万台,品种超过1500种。1997年我国数控机床产量已达9051台(占机床总产值20%以上),但由于国产数控机床不能满足市场需求,在国内市场上的占有率逐年下降,每年仍需大量进口数控机床,进口额度大幅度增加。1996年进口达13924台(价值12.46亿美元)。 目前我国数控机床技术发展中存在的主要问题是: (1)产品成熟度差,可靠性不高 国外数控系统平均无故障时间(MTBF)在10000小时以上,国内自主开发的数控系统仅3000~5000小时;整机平均无故障工作时间国外达800小时以上,国内最好只有300小时。 (2)产品品种少,不能满足市场需求 国外数控机床品种已达到1500种,国内只有500多种,且性能水平低,高速、高效、高精度产品几乎没有。 (3)创新能力低,市场竞争力不强 生产数控机床的企业虽达百余家,但大多数都未能形成规模生产,企业效益差,创新能力低,制造成本高,产品市场竞争能力不强。 (4)数控机床行业的专业化零配件及部件的协作生产配套体系不健全,大多数企业都是“大而全、小而全”的结构模式。 近期我国在数控机床的发展方面,要采取跟踪高级型、发展普及型、扩大经济型,以普及型为主的策略,重点发展: (1)经济适用、量大面广的产品 经济适用的普及型数控车床、加工中心、数控铣床。 (2)高速、高效和专用、成套数控机床 高速、高效数控车床及加工中心;高效数控锻压成套装备,其中包括,可自动换头冲压机床、复合式柔性冲压中心、四边折弯机等;大型精密模具数控成套装备,其中包括数控仿型铣床及龙门式数控铣床、智能化电加工机床等。 (3)数控机床专业化配套系统 新一代数控及伺服系统系列产品;数控机床高速主轴、电主轴电机系列产品;数控机床机械手、刀库及动力刀架系列产品;数控机床高速配套零部件及辅件系列产品;其中包括,高速滚珠丝杆、高速陶瓷轴承、高速防护装置等系列产品。 发展目标: (1)扶植重点企业开发经济适用、量大面广的数控机床并形成批量生产,使这些企业产品的市场占有率有明显提高,成为名牌产品; (2)发展数十种高速、高效、专用、成套数控机床系列新品种,以满足汽车、农机、航空、模具等行业的需求; (3)数控机床关键配套产品:数控系统,满足国内数控机床50%的配套需求;高速主轴及电主轴年产达千套;机械手、刀库、动力刀架及数控机床高速配套零部件、辅件系列产品满足国内50%的配套需求。 2.电力电子应用及自动化技术 电力电子技术是集微电子、计算机和自动化技术于一体的综合技术,是节能节材的最佳技术之一。目前,国外电力电子技术已经发展到以IGBT为代表的第三代,并向智能电力电子时展,我国现在仍处于以晶闸管为代表的第二代。国内电力电子市场品种满足率仅35%,新产品市场基本上被国外产品占领。 现场总线智能仪表和总线式自动测试系统是集自动化技术、计算机技术和通信技术于一体的新一代自动化仪表系统,已成为世界范围自动化技术发展的热点,是当代工业自动化的主要标志。我国仍处于由模拟式仪表系统向数字式仪表系统过渡的模数混合式仪表系统阶段,水平落后10~15年,因此在低技术产品市场上还占有80%左右份额,但在高技术产品市场的占有率不到60%,新产品市场几乎全为国外产品占领。 因此,抓住当前时机在2~3年内以IGBT,现场总线智能仪表和自动测试系统为突破,攻克重点技术和产品,并实现产业化。这一领域重点发展: (1)IGBT器件及其装置,大功率晶闸管及其装置 研制新一代双极晶体管IGBT、高品质大电流IGBT等大功率晶闸管制造技术,并开发变频调速装置、逆变开关电源、大容量整滤源等的工程应用。 (2)现场总线智能仪表 研制开发变送、执行、配套等类现场总线仪表。产品产业化技术开发、并开展示范工程的应用研究。 (3)自动测仪系统和设备 开发总线式自动测试系统的基础产品,形成适度规模,同时建立用于机电产品和社会公益事业的典型自动测试系统,做好示范和推广应用。 3.大型农业机械和施工机械 (1)农业机械 工业发达国家农机产品在不断采用新技术的基础上,正向高效、节能、保护农业环境方向发展。目前我国已能生产14大类、3000多个品种的农机产品,但是产品的综合技术水平仅相当于国外70年代水平。主要问题在于: 1)产品水平不高,品种不全综合技术经济指标落后,可靠性差,寿命短。以拖拉机为例,MTBF值国外可以达到330小时以上,而我国仅100余小时。品种上:大型缺,小型杂,不成系列。 2)产品生产达到经济规模的少,重复生产、小规模生产,难以保证质量。 农机领域重点发展: 1)促进农业生产产业化的大中型拖拉机及配套农具拖拉机平均无故障时间从110小时提高到300小时以上; 2)联合收割机联合收割机可靠性系数从0.5~0.7提高到0.9以上; 3)主要农产品加工机械(含烘干仓储机械)农村产业化和中西部地区脱贫致富需要的农产品深加工机械; 4)节水灌溉设备喷、滴灌设备将灌溉水的有效利用率由大水漫灌的40%提高到80%以上。 农机产品的使用可靠性及寿命指标普遍提高一倍以上,主要产品的技术标准与国际标准接轨。 (2)施工机械 施工机械是国民经济大型工程项目建设必须的关键设备。我国已初步具备16个大类,3100多个品种规格产品的生产能力,部分产品已开始进入国际市场。但与国民经济发展要求和国际先进水平相比较,差距还是很大。一是产品的综合技术水平不高,尤其是产品的质量、寿命、可靠性、安全舒适性等指标以及机电一体化等高新技术的应用与国外先进水平还有很大的差距;二是产品结构性短缺,成套服务能力差,远不能满足需要,如路面施工机械基本上还要靠进口;三是大部分企业生产规模小,制约着行业经济效益的进一步提高。 施工机械重点发展: 1)推土机、液压挖掘机、轮式装载机; 2)汽车起重机、大型叉车; 3)摊铺机、压路机; 4)无开挖式管道铺设机; 5)江河湖库清淤设备。 发展目标: 大型工程机械可靠性指标达到400小时,寿命指标达到10000小时。 4.轿车关键技术 我国汽车工业长期以卡车为主要产品,改革开放以后,轿车产品得到了快速发展。1998年轿车产量达到52万辆。 我国汽车工业存在的主要问题: (1)重复建设严重,造成无序竞争,难以集中形成实力,发挥规模效益。 (2)自主开发能力薄弱,大多数企业“九五”期间仍偏重于对生产环节进行改造,包括多数中外合资的零部件企业对产品开发能力建设几乎没有投入。目前,国内对轿车产品尚不具备自主开发能力,机电一体化的高新技术零部件产品还必须引进技术。 近期轿车重点发展: (1)经济型轿车 以轿车车身为突破口,利用技贸结合、与国外公司合作等方式,先抓车身联合研制,并建立经济型轿车的公用设计数据库,与CAS、CAD、CAE、CAM等技术结合,形成我国汽车工业在经济型轿车方面的自主开发能力。 (2)轿车动力总成 消化吸收引进技术,与国外有实力的企业进行合资、合作、联合开发,在国产汽油机上普及电控燃油喷射技术(EMS),并研究开发缸内直喷(GDI)技术,开发应用电控机械变速器(AMT)技术。 (3)轿车关键零部件 以机电一体化汽车电子部件为突破口,从引进技术、合资入手,在保证高起点、大批量、专业化生产的同时,要集中力量抓紧下一代新产品的研制开发和应用,重点是电控防抱死制动系统(ABS)、安全气囊(AirBag)、高效稳定的汽车尾气三元催化转换器,并达到与整车同步或超前发展。 (4)高附加值专用汽车和客车 重点开发各类高性能专用底盘。对专用汽车以低底盘车辆和沙漠越野车辆为主;客车以低地板城市客车为主,要求具有良好的动力性、操纵性、舒适性和低污染。 5.环保装备 环保产业是防治环境污染、改善生态环境、促进资源优化配置、支持资源综合利用的支柱产业。全世界环保机械的年销售额约2000亿美元,集中于美国、欧州、日本等经济发达国家。我国环保机械行业基础弱、起步晚,年产值仅100多亿人民币。随着各方面对环境保护的日益重视,可持续发展战略的实施,市场需求不断增长,环保机械将成为机械工业新的经济增长点。 环保机械行业主要差距在于: (1)产品结构不合理,品种少 初级产品所占比重较大,具有当代水平的机电一体化产品少,急需的大型成套设备不能满足现实市场需求。在目前3000多种环保机械产品中,约有五分之一的产品由于性能、可靠性、适用性、结构设计等原因,应该限制生产或限期淘汰。大型烟气脱硫、脱氮成套设备、大型城市污水处理厂成套设备、大型城市垃圾处理厂成套设备目前主要依赖进口,高浓度有机废水、难降解工业废水处理 技术及设备发展缓慢。 (2)产品质量、技术水平比国际先进水平落后20年 相当多的产品没有行业或国家标准,产品规格型号、基本性能参数不统一,质量检测无依据。 (3)生产企业规模小、开发能力薄弱 规模小、装备条件差、检测手段不全的中小企业占全行业企业总数的78%。年产值在3000万元以上的企业仅占全行业的3.2%,并且主要集中在电除尘器、袋式除尘器等少数几种产品生产领域。 近期环保机械重点发展: (1)烟气脱硫设备 循环流化床锅炉及炉内脱硫脱硝技术(CFPBC、PFBC技术)、大型整体煤气化燃气蒸汽联合循环技术及装备(IGCC技术)。 (2)城市污水处理成套设备 活性污泥法、氧化沟法、移动曝气法为主体的城市污水处理成套设备,以日处理10~25万吨污水处理厂为目标,提供污水处理成套设备、污泥利用和处置成套设备、控制和监测系统。 (3)城市固体垃圾处理和综合利用装备 城市生活垃圾分类、焚烧、堆肥技术及装备,以日处理100吨、300吨处理厂为目标,提供垃圾处理成套装备。 (4)环境监测仪器 便携式多功能多参数水质监测仪、12种总量控制的污染物监测仪、大气环境污染监测仪器和系统以及水处理过程自动控制系统等。提高产品档次、水平、可靠性和精度。 主要目标: (1)大型成套设备的国产化率达到70%以上;一般工程项目的设备国产化率达到90%以上;高浓度有机废水和难降解工业废水处理技术及成套设备国产化率达到80%以上。 (2)一般环保机械60%以上的产品达到90年代初水平,5%~10%的产品达到当代国际水平。 (3)发展新产品品种,开发新产品200种以上。 工业分析技术论文:工业建筑锅炉施工技术要点分析 摘要:锅炉的施工过程是一项复杂的系统工程,其包括多个子系统的施工,每一个子系统的施工质量都会影响到锅炉的施工质量。本文结合锅炉的安装,详细地介绍了锅炉施工技术要点,确保锅炉施工质量。 关键词:锅炉;施工;技术要点 0 引言 随着我国供暖事业的快速发展,锅炉的种类也日益增多,锅炉安装人员的施工技术、水平也在不断提高。但,锅炉施工质量受多种因素的影响,施工中仍有很多问题被忽视。如何在施工过程中确保施工质量,如何确定可行、技术先进、合理经济的施工方案,是值得施工人员高度重视的问题。 1 工程概况 本工程设计规模为4×300mW,1#、2#锅炉为B WB-1025/17.38-M 型,3#、4#锅炉为DG1025/18.2-Ⅱ15型,“W”火焰燃烧方式锅炉。采用双进双出磨煤机正压直吹式制粉系统。在锅炉尾部竖井下设置两台三分仓容克式空气预热器。每炉配两台双室三电场电除尘器。 2 锅炉施工技术要点 施工方案以及施工技术的选择直接关系对锅炉的安装质量。为此,本为以B WB-1025/17.38-M 型锅炉的安装为例,对锅炉施工技术要点进行了分析。 2.1钢结构安装方案 2.1.1本体钢结构安装方案 锅炉本体钢架包括柱、梁、水平支撑、垂直支撑、炉顶钢架、平台扶梯等几部分,总重为2964.3t,其中炉顶钢架重480t,平台扶梯重200t。共24根柱,沿炉深方向共5排,编号为:F-G-H-J-K,沿炉宽方向共5列,编号为:1-2-3-4-5,炉宽方向F、H、J、K排柱各有5 根,G 排柱有4 根。其中F、G、H、J 列柱分四层供货,每层顶部标高分别为14m、28.6m、46m、61.5m,K排柱分两层供货,每层顶部标高分别为18.6m、36.2m。柱段与相应梁组成一安装层,除柱与柱、柱与主梁及垂直支撑间在现场用扭剪型高强螺栓连接外,其余梁及水平支撑现场焊接连接,立柱与基础通过柱底板、地脚螺栓连接。根据钢架结构特点,地面不进行组合,采用单件吊装方式。由炉前塔吊、炉后塔吊和M250履带吊同时吊装。在每层柱、主梁、垂直支撑安装完毕,验收合格后,才能进行下一层安装。在安装过程中,将需要预先存放的设备和组件预先就位。小梁、水平支撑、平台扶梯紧接着钢架安装进度依次安装,以方便施工,保证安全。 2.1.2 顶板梁安装方案 炉顶钢架共6件顶板大梁。F、J大梁各两件,与立柱间用高强螺栓连接,G、H大梁各一件,为上、下叠梁,G大梁重75t,H大梁重102t。第四层钢架验收合格后,方能吊装顶板大梁。F、J大梁吊装就位后,及时用初拧扳手紧固连接螺栓。G、H大梁地面进行组装,组装位置在锅炉右侧,与锅炉纵向中心线平行,大梁左侧朝炉后。由两塔吊抬吊就位,炉后塔吊抬吊大梁左侧,炉前塔吊抬吊大梁右侧。大梁安装好后及时连接各次梁,以保证整体结构的稳定性。不影响受热面大件吊装的次梁、吊杆梁随着受热面吊装进度安装。 2.2受热面安装方案 2.2.1省煤器 省煤器由进口集箱、蛇形管排、吊挂管、出口集箱组成。省煤器考虑单片吊装,地面将蛇形管和下部的散管组合在一起。省煤器进、出口集箱在地面组合成整根。省煤器蛇形管排和一级过热器管排一递一交叉安装,用250t 履带吊将管排吊至炉顶左侧包墙过热器的开口位置,用布置在炉顶的10t电动葫芦接住管排,由电动葫芦吊至安装位置。上段省煤器吊挂管在水平烟道顶棚(后)和省煤器上集箱就位后散管单根安装。吊挂管一过区域和一级过热器小组合安装。 2.2.2汽包 汽包直径Φ2 145×185mm,长21 600mm,材质SA-299。汽包安装标高为54 570mm,距离F 排钢架4 025mm。汽包用4 根M85×4 的吊杆悬吊在顶板梁下。汽包吊装之前,汽包的检查放线、内部装置的拆除、临时脚手架搭设等工作要完成,并将汽包4根M85的U型吊架临时固定在汽包上。汽包安装用2套200t的十.十滑轮组通过2台16t的卷扬机牵引水平抬吊汽包吊耳就位。2 套200t滑轮组的中心间距为8 400mm。汽包就位后穿吊杆销子,找正后固定。 2.2.3水冷壁 水冷壁Φ60×6.5mm,材质20G,管子节距75mm。前水分上下5 段、两侧分4 段、后水分6 段、延伸管分2段供货。除后水的2 根上集箱外,其余水冷壁集箱制造厂均和管排对接焊好。四侧水冷壁采用地面小组合方式组合安装。水冷壁组件由两台DBQ3000tm 塔吊双车抬吊竖立后,用炉后塔吊单车将组件从炉顶G、H间开口进入安装位置(顶梁96#两根、97#一根先不安装)。水冷壁刚性梁出厂件吊装,在水冷壁管排吊装前临时悬吊于附近的钢梁上。左、右水从上到下吊装,上段吊装就位后穿上集箱吊耳销子,找正固定后,将下段吊装就位悬挂于上段之下。前、后水先吊中段,再吊冷灰斗,最后吊上段组件。拱部燃烧区水冷壁组件,悬挂于36 200mm 的桁架梁下。冷灰斗吊装前先将水冷壁下集箱支撑托架就位找正,并固定牢靠,冷灰斗吊入后,下集箱放在托架上,冷灰斗上部也临时悬挂于36 200mm 的桁架梁下。上段水冷壁吊装前先将燃烧器预先存放好。前墙水冷壁上段吊装就位后穿上集箱吊耳销子,找正固定后,依次找正中段、下段管排,对口焊接。后墙水冷壁上段吊装时,从炉顶开口位置穿入后旋转90度,先临时悬挂于95#顶梁下,待两件后水上段悬挂完后,安装96#(两根)、97#顶梁,并完善后水吊杆梁,然后再将后水上段正式就位。找正固定后,依次找正中段、下段管排,对口焊接。水冷壁管口对接完成并密封后,正式安装水冷壁刚性梁。 2.2.4包墙过热器 包墙过热器管Φ42×6mm(中隔墙上段为Φ51×7mm),材质25MnG,管子节距112.5mm。包墙集箱除前包、隔墙的上集箱外其余制造厂均和管排对接焊好。前包、隔墙上集箱各分两件供货。包墙过热器分10个组件,即左、右侧包墙,前、后包墙和隔墙各分左右两个组件,左、右延长墙。地面组合时,炉墙附件和吹灰器支架全部安装上。前后包墙过热器刚性梁出厂时在炉中心线处沿炉宽分为两段,侧包墙过热器上面三层刚性梁在前包墙处也分为两段,可以满足四侧包墙组合的需要。前包墙、左右包墙,后包墙须用三角架加固起吊,包墙由两台DBQ3000tm塔吊抬吊竖立后,脱掉桁架,组件由炉后塔吊从炉顶开口进入就位位置。其它的不用加固架,直接抬吊。左包墙从炉顶穿入后,先临时悬挂在103#顶梁下,留出后竖井受热面吊装通道,待省煤器管排、一级过热器、再热器水平管组吊装就位后,左侧包墙过热器再正式安装就位。吊装顺序:后包墙-左包墙-右包墙-隔墙-前包墙-左延伸墙-右延伸墙 3 结论 锅炉的施工过程是一项复杂的系统工程,锅炉施工质量受多种因素的影响,施工中仍有很多问题被忽视。锅炉施工中存在的类似问题,大多都是可以避免的。只要我们认真对待,抓好施工中各个环节的施工质量,定能交付满意工程。 工业分析技术论文:德\日\中机床工业相关技术专利分布比较分析 摘要:文章通过比较分析德国、日本和中国典型机床工业技术专利申请的数字分布状况,总结了德国、日本机床行业技术创新发展的成功经验及对中国机床技术创新发展的启示。 关键词:机床工业;专利申请公开;技术创新;数控机床 机床工业是一个国家装备工业的核心,它的行业创新实力和技术水平会影响国家整体工业的发展速度。一个国家行业技术专利数量的变化在一定程度上可以用来确认和跟踪这个行业的技术创新活动发展轨迹,表现其行业技术创新的活跃性,反映一个国家的行业技术创新能力强弱。从不同角度比较分析德、日、中三国的机床技术专利数据,比较三个国家行业技术创新发展情况,分析行业技术优势产生的内导因素,找出我国机床工业技术发展中的缺陷,对现阶段的中国机床行业技术创新能力提高和机床工业的加速发展有着重要意义。 一、德国、日本、中国机床专利申请总量变化比较 分别在德国、日本、中国所建立的官方或国家专利数据库中,按照国际统一的专利分类方法IPC国际分类标准B23主分类项下,即:机床;未列入其它类的金属加工项下依年份检索发明专利数字,所得出机床技术集中出现的开端和总量统计值的变化发展趋势图如下: 60年代,德国机床工业就开始依靠着技术创新能力持续上升发展,起点要比日本早15年。然而,70年代末开始,德国在数控机床技术发展的浪潮中,却被日本迅速赶超。 70年代末, 日本善用引进技术、注重保留二次技术创新空间,抓住电脑数控技术引进机床控制的机遇,迅速提高了本国的机床数控技术水平,出现了大批新产品和新企业。日本数控机床产品利用功能优越、制作精良而价格便宜的中低档数控产品冲击市场,迅速占有世界市场份额。日本企业会针对客户的消费习惯和消费能力对产品进行相应的变化和更新。它们的技术创新围绕着市场需求转,是非常典型的应用型创新。 中国的机床工业技术发展在建国初期后的30年里几乎始终徘徊停留在传统老式的通用机床技术领域里。20世纪70年代西方发达的资本主义国家和日本数控机床发展大行其道,争先抢攻的时刻,我国的机床产业和与电子、微电子产业的技术结合领域可以说是一片空白。80年代直到90年代末开始,我国才开始有了数控机床技术的发端,但进步迟缓,整个行业的技术水平始终很低。这种状况持续到新世纪的开始才逐渐加速改善。 需要说明的是曲线图表中的日本机床发明专利公开申请总量上远远超出德国和中国。由于各国发明专利授理的具体标准存在不同之处,单从数量的比较上却并不一定能够绝对说明一个国家的机床技术水平。所以,在此我们仅使用三个国家专利申请量的浮动变化曲线来比较不同国家间机床技术变化发生的显著转变阶段,并不将总数上的巨大差异做为不同国家间技术水平高低比较的重要技术指标。 二、三个国家专利申请人均产出率的比较 德、日两国机床技术发展最鼎盛时期的就业人员数量和申请专利成果总产出量所得出的人均产出量情况如下: 首先是德国,上世纪的70年到80年代是德国机床创新量顶盛时期,以1975年初到1980年初这5年为例,当时德国机床工业的平均从业人数大约为70,000人,这个阶段出现的各类机床相关技术发明专利申请公开量大约为10,015件,人均产出率约为0.143。 日本在上世纪的90年代到达了机床技术创新的顶峰,从1990年初到1995年初,相关发明专利申请公开量达到了约71,245.00件,那个时期日本机床从业人员数量大约为3.8万人,人均创新产出率约为1.875。当然,并不能因为极高的人均创新产出率就说明日本机床技术水平大大超出其他国家,这也需要加入专利审查标准和最终授权率等决定专利质量的因素来综合考察,这一点在下文中会专门提及。 目前,我国的机床行业从业人数约是250,000人,就业数量为德国的3.6倍,日本的6.6倍。2004年初至2009年初从专利数量增长速度最快的时期,各类相关机床类发明专利申请总量为18,232件,人均发明产出率约为0.073。从比较数字看,我国现阶段人均发明产出率为德国机床工业发展顶峰时期的51%,为日本的3.9%,如此大的差距在一定程度上说明了我国技术创新力薄弱的问题。 三、机床技术专利申请来源分布比较 从总数上看,2006年我国的发明专利申请量就已位居世界第四位。但是,其中近半数发明申请却来自国外,尤其是我国产业技术领域的发明专利明显偏少。 具体到金属切削机床类技术,以2004年为例, 日本特许厅数据库中公布的B23类项下金切机床类发明专利申请数量为5,936件,根据多组数据的抽样统计,每100件发明专利申请中,非本国公民申请者的件数平均约为6到lo件。也就是说非本国居民的发明申请数量仅为约6%~10%;而同时期的国共有发明专利申请727件,其中,境外申请者的比例高达57%,单单日本一个国家就占有246件,德国占有78件,属于中国发明专利申请的总共只有约310件。 再来总体看中国国家知识产权局专利数据库中金切机床类公开的专利情况。截至2010年8月1日,国家专利局数据库中被公开的金切机床B23分类项下发明专利共计19,558项。其中,公开的发明专利为境外申请者的数量约为7,900件,平均占总量的40%左右。 四、专利申请质量的比较 由于在各个国家不尽相同的专利审查制度体系下作比较,所以不能够单用申请总量上的差别来衡量一个国家机床工业的技术水平,更需要综合专利申请质量指数。专利申请的质量可以主要从两方面来衡量,一是专利申请的有效发明数量,二是专利申请的种类结构。 首先是有效发明数量。发明专利的质量从某种程度上来说可以用申请的授权率,即有效发明数量来评估。 具体到机床类技术专利,首先看日本,由于日本的专利申请门槛较低,往往一个很小的技术改动,企业就会主张专利申请。与申请量相比, 日本的专利授权量上可能会大打折扣。根据多组随机抽样的统计数据, 日本机床类技术的有效发明授权率约平均为33%,也就是说每100项发明专利申请最后有将近2/3是被撤销或不能获得授权。因为日本专利数据库中授理的非本国居民机床技术方面的申请比率并不高,只有6%~10%,所以,可以说日本本国可以占有90%~94%的有效发明专利。 与发达国家相比,我国国内发明专利的质量有一定差距。截至到2011年3月底,在专利数据库中B23类机床技术总共可以检索到28,733项发明专利申请,被授权的发明专利为11,641件,平均授权率约为40.5%。单从总的机床技术发明专利授权率上看,我国的数字要比日本 高,但是联系到国家知识产权局每年授理的大量来自于非本国居民的发明申请成份,就会大大削弱我国本国所拥有的有效发明。例如,日本在我国的4,568项发明申请中就有2,436项是有效专利,授权率为53.3%;德国在我国的1,672项发明申请中获得了737项授权,授权率44%;美国的2,315项中有1,007件有效;台湾地区的755项发明申请中有304项有效;瑞典的550项申请中345件有效等等,这样将许多其他国家和地区的有效发明专利扣减出去,来自中国本土的有效发明就非常有限了。 然后,我们再来比较不同国家专利申请的种类结构。技术专利有两个主要类型:发明和实用新型。其中发明的技术含量高,其比率可反映企业自主创新的核心水平。而根据我国机床技术专利组成结构的对比情况,实用新型申请偏多,发明偏少,说明我国的创新活动强度较低。 具体到机床产业,我国这种结构上的欠缺则也非常明显,利用关键词检索的办法比较一下机床技术方面日本和中国数据库中的专利构成情况。 截至2010年9月12日,使用关键词“车床(卜一又)”在日本专利特许厅数据库中检索得出的结果是特许(发明)共23,607件,实用新案(实用新型)共1,071件,比率为22:1;同样是使用关键词“车床”在中国国家专利局数据库中检索得出的结果是发明共849件,实用新型共2,275件,比率为0.37:1。 中国国家知识产权局数据库中来自于国外的机床技术申请有95%上均为发明专利申请,实用新型申请比例通常很小。中国国内实用新型的申请量一直显著高于国外,而且差距逐年拉大,这说明了中国本土的创新成果质量不高,对核心技术没有突破。截至2010年8月1日,中国国家知识产权局专利数据库中所显示的金切类机床B23项下数据,除去授权给境外发明者的比率部分(约40%左右),可以得出发明专利授权给中国所有者的件数约为11,658件;实用新型约为25,203件(除去8.4%的境外所有者)。发明专利的比例为31.6%,也就是说国人申请100件关于机床方面技术类的专利,约有3l件为发明,69件为实用新型。 五、数控机床技术领域的外国企业在中国专利申请状况 在中国境内的金切机床技术发明申请数量上,日本公司排名第一。日本三菱、日立、东芝等几个公司是申请大户。以三菱和日立公司为例,截至20lo年8月1日,数据库中检索到的2,880项日本发明专利申请中,三菱集团公司拥有328项,日立公司拥有213项。德国的1,701项发明专利申请中,博世集团拥有133项,西门子集团公司49项。其它的从几十项到几项不等分布在各个中小企业手中。 由此可知,德国、日本企业除了拥有卓越的自主创新能力外,其对专利申请的认知态度已经非常普遍和成熟。他们十分重视把研制出来的技术申请和注册专利,使用专利保护制度作为保护海外市场的盾牌。 以上这些专利统计数字的差距说明了我国机床产业技术领域自主创新能力的欠缺,具有自主知识产权的关键性技术供给严重不足。而德国和日本则是另一番不同的局面。德国在60年代时,准确抓住了机床产品机电一体化的技术转变契机,利用本国基础不错的电子工业,快速进入了采用集成电路的机床数字程控时代。从集成电路控制到小型通用电子计算机控制系统,直到今天的微型计算机控制系统、计算机集成制造系统,德国数控机床产品一直保持技术革新领域的优先地位。日本机床工业的发展只经历了约十年的技术模仿和改进阶段。20世纪80年代初,日本抓住了机床数控技术发展的契机,全力投入和促进电子、计算机技术的发展,在微型计算机控制系统的机床技术开发领域同德国站在了同一起跑线上。 六、差异要点分析及可供选择的对策 上述对日本、德国和中国三个国家机床行业相关技术专利总量、质量、结构等各方面的比较分析中,我们可以看出中国的机床技术创新指标数据与德国和日本存在着很大的差距。总结德、日两个国家机床技术创新成功发展的以下要点,值得中国参考借鉴: (一)强大的政府引导和扶持作用 德、日这些发达国家之所以取得机床工业技术的发展成功,政府的策划、引导和扶持作用功不可没。随着科技的迅猛发展,信息、电子及计算机技术日渐融合,任何领域的研发工作都与这些技术紧密联系、相互渗透,这使传统机械行业的技术发展呈现出多标准、多维度、多方向的发展态势。所以,在把握突破方向时,不能依靠各个企业单打独斗,需要一个国家政府扮演总指挥的角色,集中各方面力量对整个世界市场系统分析,审时度势。各企业、研究性机构和行业协会积极配合政府指令,大量投入、集中研究、预测最佳的发展可能、综合分析潜在的市场需求,制定周密的短期和中长期发展规划,并采取切实有效的措施扶持引导生产企业在某一个或某几个技术方面集中人力、财力、物力做技术攻坚,争取用本国自主创新的机床产品引领趋势、主导市场。 关于这个方面, 日本政府是成效卓著的榜样,系列资助补贴政策、适度的经济干预、适时的企业发展策略指导等都是日本机床工业成功腾飞的最有效的助推剂。日本政府在引领本国机床工业发展中真正做到了脉络清楚、层次明晰、阶段目标把握准确,顺利的将本国的机床企业推到了世界产业的领衔位置。像日本政府一样,往往抓对了方向,再集中所有力量攻坚,才能实现某项技术的突破式创新发展。 德国政府则一直特别重视机床工业的发展,讲求“实际”与“实效”,重视理论与实际相结合,基础科研与应用技术并重,订立机床精度标准,更新产品结构,在产品质量上精益求精。 近年来,我国政府也开始高度重视机床工业的重要性和战略地位,进一步加强了引导和支持机床产业发展的力度。例如,2006年的《国务院关于加速振兴装备制造业的若干意见》、发改委的《数控机床发展专项规划》。然而,在这些粗线条的意见和规划下,如何进行具体的布置和实施,具体的检验标准又是什么,仍然需要思考和探索。 (二)注重创新技术力量的培养,为实现突破性创新储备人才 日本、德国两个国家在培养创新人才方面有相当多的可借鉴经验。从高校教育来讲,为了给制造业培养充足的人才, 日本从60年代就开始扩招收理工科学生数量,注重技能训练,培养实用型人才。而德国作为世界上最好的企学研合作典范之一,也有着非常突出的优势。企学研互相合作方面,德国最优秀的方面就是产业界所要的研究课题与大学等所致力的课题联系紧密,使得院校中的科研力量在大学教育中就能够充分的与实际产业开发需要相适配。 从企业人员培训方面讲, 日本企业非常重视通过内部培训提高职工素质,所有的企业都有自己的职工培训计划。培训内容包括学习先进的技术、生产产品的用途及国内外发展情况,有些让老职工传帮带,介绍经验。 德国机床企业则一直高度重视“人”的作用,将提高人员素质,特别是培养熟练的技术工人放在首位。在企业中,新工人必须经严格培训,合格后才能上岗。坚持师徒相传,使老员工的丰富经验得到充分发挥。 反观我国的情况,整个机床行业缺乏专家型人才、企业缺少技术纯熟的技师和工人,更加稀缺具备创新能力的高素质工程师。传统的机械行业积累人才的速度非常慢,一个机床技术工程师需要工作多年以后才能去负责其中一个部分的设计,而如果要培养出在整体融会贯通的基础上做改进创新的能力,则需要更多的时间和经验。我们的企业往往认为自己不是培训机构,不愿意在人员培训上增加企业的成本支出。这样就企业培训不投入、人员知识技能转换不衔接,根本无法保证人才产出的质和量。 (三)企业是机床行业技术创新的生力军,其创新投入比重非常高,拥有强大的技术创新能量 一个行业技术创新的主体必须是企业,企业是行业技术创新发展不可或缺的中坚力量。企业只有站在市场需求的最前沿,面对最实际的问题,有最现场的感受。同时,企业创新也在最大限度上缩短了技术成果转化的通道。 无论是以中、小机床企业为主流的德国机床业,还是拥有众多巨型集团公司的日本,其共同点就是:企业是这些国家最主要的创新成果产出来源。在德国,企学研工作系统结合,企业为技术研发提供大量资金,德国的高校和研究机构,有超过1/5的机床科研经费比例直接来自于企业委托,研究目标非常务实;在日本,几乎所有大一些的公司都有自己的技术开发研究机构,主要负责开发研究新产品、新技术和新工艺。企业研究机构在数量上要远远大于大学、国立和民营的研究机构,企业所拥有的研究人员数量比例占到总研究人员数量的一半以上。日本企业在研究开发方面的投入比重相当高,同时,为了促进企业的创新,充分挖掘技术人员的创新才能,企业不遗余力的想出各种激励和保障措施。 在中国却存在着机床企业技术创新角色的集体缺失状况。我们国家的情况是机床企业大而不强,普遍存在着重生产、轻科研的情况。企业技改部门或机构没有足够的科研能力,不能胜任有实质意义的研究开发工作,大多数的创新成果只及毛皮。多数企业对职务发明的激励力度不大,在创新环境和文化建设上,缺乏“敢冒风险,宽容失败”的创新氛围。 鉴于现阶段,我国企业自主创新能力的形成需要漫长的人才技术力量的积累,所以,要做真正有质量的技术创新,我们可以先借鉴德国的“企学研”合作模式,发挥校、企各自优势,大力推行科研单位创新成果资源和企业生产转化互补共享,推动机床企业技术创新能力提高。除此之外,企业和研究单位的这种你中有我,我中有你的合作模式,也为这一行业的技术人才培养做出了贡献。 (四)拥有素质过硬的机床功能部件生产企业,成熟的机床配套产业集群 机床的配套功能部件产业特征是小商品、大市场,数控机床许多高技术含量的部分,都凝结在配套产品中,一个国家机床关键功能部件的自配率决定着主机的技术水平。德国和日本的共同点就是都十分重视机床基础元部件产业的发展,企业专业化程度高,质量把关严格。在德国和日本,我们可以轻易列举出很多家全球著名的企业,它们从事制造与机床主机配套的基础零部件、刀具、数控系统等名牌产品,例如,德国FAG、INA的轴承;Heidenhain公司的光栅尺;Zeiss集团的光学仪器;德国西门子公司的数控系统更是全世界机床数控系统的主角。同样, 日本也拥有大批这样的著名企业,NTN公司的轴承;日本精工(NSK)的轴承和滚珠丝杠;日研工作所、大昭和精机的刀具;同西门子数控系统齐名的日本法那科数控系统等等。 在日本政府的引导下,其众多机床零部件企业形成配套产业集群,众家企业之间相互促进和带动,形成了产业技术创新发展的合力。日本机床功能部件的生产厂商主要集中在东京、大阪、奈良附近。而日本机床产值前20名的企业集中坐落在东京和名古屋附近,机床企业周围已经形成整了完善的零部件配套产业群,围绕在机床生产企业的周围,这种分工合作关系提高了日本数控机床行业的效率。一般来讲,机床制造商用于采购本国精密零部件的成本占机床总制造成本的10%~20%左右。这一点也在德国得到了淋漓尽致的体现,德国的机床配件企业规模不大,但专业化程度极高,分工明确、互相配套、各施所专、生产效率和质量都得到了最高水准的保证。从地理分布来看,德国的机床行业,西南部的巴登一符腾堡州拥有通快等行业巨头,占全国产值超过50%;首府斯图加特及周边地区共有110多家机床企业。 目前,中国企业的各类机床关键功能部件供应却严重依赖于国外配套。国产部件专业生产效率低、品种少、质量不稳定,仅能满足中低档数控机床的配套需要。中档以上数控系统和功能部件的自配率不到20%,其进口成本占制造成本的40%以上,导致整机产品的造价居高不下,我国国产中高档数控机床毫无价格竞争优势。 发展我国机床功能部件生产配套能力,首要解决的问题是促进机床功能零部件企业生产的专业化、标准化批量生产,控制质量,降低制造成本。然后是解决我国机床零部件企业生产规模小、布局分散、专业化分工程度低的问题。需要在国家政策扶持下集中规划引导产业链配套生产区域,扩大生产规模,形成配套生产的合力,结成产业集群,针对解决我国在机床工业的零部件产品制造上各个企业孤军作战,缺乏合作,都倾向追求生产制造的“大而全”、“小而全”,与专业化、现代化的大工业生产有较大距离的问题。 工业分析技术论文:工业厂区火灾自动报警系统综合联网技术应用分析 摘 要:作为火灾危险性极高的化工、冶金等大型工业厂区,火灾自动报警系统是必要的消防安全设施。工业厂区建设规模逐渐巨大化,使得厂区火灾自动报警系统中火灾报警控制器设置数量众多。而火灾报警控制器是火灾自动报警系统综合联网网络上的重要节点,网络节点数量越多,组网越复杂,系统通讯网络中各类信号的传输效率及安全性越无法得到保障。探索优化火灾自动报警系统联网形式、分级管理办法、通讯接口类型等方面的应用,已成为现代工业厂区火灾自动报警系统综合联网技术应用的新课题。 关键词:工业厂区;火灾自动报警系统;火灾报警控制器联网;技术应用 近年来,国家新建的工业厂区建设规模逐渐巨大化,大型工业厂区建设规模厂区占地面积达数十万平方米,更有甚者超出百万平米。工业厂区上下游工艺生产链的集中化建设、配套生产厂房或生产装置群建设、高效集中规模化产能输出、生产-仓储-物流一体化建设概念,都使得化工、冶金等现代化大型工业厂区实际使用的占地面积巨大。本文将结合典型的国内特大煤化工厂区实例,分析论述大型工业厂区火灾自动报警系统综合联网技术应用,并提出优化建议。 1 大型工业厂区火灾自动报警系统设置概述 火灾自动报警系统是探测火灾早期特征、发出火灾报警信号,为人员疏散、防止火灾蔓延和启动自动灭火设备提供控制和指示的消防系统。根据现行国家消防标准规范,工业厂区因其占地面积大、生产厂房或生产装置群分散、需O置自动灭火设备等特点,一般需要设置多台火灾报警控制器组成火灾自动报警系统的集中报警系统,当厂区内有两个及以上消防控制室时,应按照控制中心报警系统进行规划。 火灾自动报警系统的集中报警系统和控制中心报警系统,都需要由多台火灾报警控制器通过总线通讯联网组成。目前,国内外不同品牌的火灾报警控制器在联网形式、分级管理办法、通讯接口类型、与消防控制室图形显示装置信号传输等方面,都有不同的做法。不同品牌火灾报警控制器的做法优劣,直接影响火灾自动报警系统本身探测火灾早期特征、发出火灾报警信号、联动启动自动灭火设备等工作完成效率。这就对工业厂区火灾自动报警系统中,多台火灾报警控制器综合联网技术应用提出更高要求。 2 典型的国内特大煤化工厂区火灾自动报警系统综合联网实例 2.1 煤化工厂区概况 该煤化工厂区用地呈四边形,东西长约1400米,南北宽约1600米,占地面积超过220万平方米。厂区根据工艺流程及总图布置的原则和要求,将全厂按功能划分为以下五大区域:工艺生产装置区、辅助生产设施区、公用工程区、储运区、行政办公及生活服务区。其中工艺生产装置区由10个主生产装置群构成,厂区内另设有生产指挥控制中心、自备电厂(含输煤栈桥)、净/污水厂、综合储罐区、大型聚烯烃自动化包装库房等。行政办公及生活服务区,含一栋地上9层、地下1层的一类高层办公楼,三栋5层的员工倒班宿舍和一栋3层的员工活动中心等人员密集场所。 2.2 煤化工厂区火灾自动报警系统类型及火灾报警控制器设置数量 该煤化工厂区火灾自动报警系统由28台火灾报警控制器组成控制中心类型的报警系统。全厂28台火灾报警控制器分散设置在工艺生产装置区(7台)、生产指挥控制中心(1台)、自备电厂(6台)、一处净水厂(1台)、一处污水处理厂(1台)、两处循环水站(2台)、化验站(1台)、综合储罐区(1台)、大型聚烯烃自动化包装库房(2台)、行政办公及生活服务区(6台)。火灾报警控制器采用RS-485通讯方式,按照环形布线形式连接通讯,形成环形总线通讯网络。 造成厂区火灾报警控制器数量众多的原因主要有: (1)部分工艺生产主装置区火灾探测器、手动火灾报警按钮和模块等设备总数和地址总数,均超过3200点。甚至部分生产区设备总数和地址总数已经上万,如自备电厂火灾报警控制器地址编码总数达到12600余点。使得单台火灾报警控制器设计容量无法满足实际需求,需增设控制器数量实现容量扩大。 (2)厂区占地面积过大,造成单台火灾报警控制器与最末端设备总线通讯距离达到产品理论上限。火灾自动报警系统的信号总线一般采用RS485通讯方式,按照布线形式可以分为环形和树形两种。环形信号总线的通讯距离一般可以达到2000m,不过需要将环形总线首尾都需要和火灾报警控制器连接。而该煤化工厂区装置群众多、火灾探测点和联动控制点分散交错,信号总线从厂区任何单台火灾报警控制器引出,都无法在2000m内完成环形链。 (3)业主方内部管理制度的制约。该煤化工厂工艺生产装置区、辅助生产设施区、公用工程区、储运区、行政办公及生活服务区都有各自的属地管理责任单位。为了能清晰划分将来工厂运营生产期间各个属地管理责任单位的消防责任,工厂业主方要求根据不同的责任主体划分厂区邻近装置群或建(构)筑物的火灾报警区域。 2.3 煤化工厂区试生产期间火灾报警控制器组网及分级管理要求 根据该煤化工厂区众多火灾报警控制器的特点,结合现行国家规范,该厂提出了“集中报警、分区域控制消防设备”的火灾报警控制器管理要求。将生产指挥控制中心、行政办公及生活服务区内消防气防站和生产调度值班室的3台火灾报警控制器作为全厂集中报警控制器及各自责任区域控制器,其他25台分散在厂区的火灾报警控制器作为各自责任区域报警及控制的控制器。同时为保障应急状态下,火警及联动控制信号能准确无误的传输,在28台火灾报警控制器环形连接的基础上,又采取了各火灾报警控制器间联网线路“一天一地”(即共两条联网线路,平常以地下敷设的传输线路为主,同时在地上敷设一条备用线路)冗余方式敷设。火灾报警控制器组网及分级管理要求示意图如图1所示。 火灾报警控制器分级管理说明: (1)生产指挥中心、生产调度值班室、消防气防站设置的火灾报警控制器为一级报警网络:可显示并接收全厂区28台火灾报警控制器报送的火灾报警信息和监控设备的运行状态及故障信息。一级报警网络中的火灾报警控制器可远程控制消防水泵(注:全厂区采用稳高压消防水系统,在净水厂区设立唯一消防水泵房)。 (2)各自责任区域报警及控制的控制器为二级报警网络:能够实现管辖范围内实时火灾的报警功能,监视管辖范围内的火情,自动喷水系统、泡沫灭火系统、气体灭火系统、干粉灭火系统、防排烟、防火卷帘等自动消防设备由区域报警控制器实现手动/自动启停。 2.4 煤化工厂区试生产期间消防控制室图形显示装置使用情况 消防控制室图形显示装置用于火灾报警及消防联动设备的管理与控制,以及设备的图形化显示,与火灾报警控制器组成功能完备的图形化消防中心监控系统。消防控制室图形显示装置通过RS-232/RS-485方式进行通讯联网,接收、发送、显示火灾探测器、手动火灾报警按钮和模块等设备的异常信息及火灾报警控制器信息,从而实现火灾报警系统的远程监控。 因该煤化工厂区火灾自动报警系统十分庞大,全厂共28台火灾报警控制器同时在线工作,且根据火灾报警控制器组网特点和分级管理要求,该厂区共设置了3套消防控制室图形显示装置。分别设置于生产指挥中心、聚丙烯装置和聚乙烯装置的联合控制室、自备电厂集中控制室,该三处地点辐射的范围较均衡的把矩形厂区划分为三大片。3套消防控制室图形显示装置通过火灾报警控制器环形网络通讯,每套装置均能监控全厂区信息。 3 工业厂区火灾自动报警系统综合联网技术应用优化建h 3.1 工业厂区生产装置群合理化布局 工业厂区生产装置群合理化布局,将极大的缩小厂区占地面积,减少火灾自动报警系统的点位数量,使得火灾自动报警系统综合联网更精简高效。 目前,国家未正式煤化工工程设计防火规范,该煤化工厂区项目前期设计依据《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008进行规划总体规划与工厂总平面布置。工厂总平面布置,应根据工厂的生产流程及各组成部分的功能要求、生产特点、火灾危险性,结合地形、风向、交通等条件,按功能分区布置。根据总平面布置的总体原则,占地面积最小化能缩短火灾自动报警系统总线通讯距离,减少火灾报警控制器数量。 煤化工厂区,火灾自动报警系统设置探测、报警点位的场所,主要集中在封闭厂房、各类控制室、变电站、机柜间、输配煤栈桥和转运站、卸储配煤筒仓、危险性大规模大的储罐区、特殊专利商设备、大型仓库、行政办公及生活服务区内的人员密集场所等。而很多室外塔器、室外钢结构框架和管廊、室外设备群、火炬、水塔、污废水池等,火灾自动报警系统设置的探测、报警点位很少或没有设置要求。在不影响工艺生产的前提下,调整有设置探测、报警点位的场所尽量集中相邻,其他无探测、报警点位的区域在外侧排布。针对设置探测、报警点位较多的原料煤和燃料煤的输配段、储运设施的可燃液体储罐和液化烃和液氨地上压力储罐、行政办公及生活服务区内的人员密集场所,在满足规范中防火间距的要求前提下,尽量避免长条形排布,以达到占地面积相对集中的目的。 3.2 火灾自动报警系统探测、报警点位的设置优化 通过优化火灾自动报警系统探测、报警点位的设置,能有效减少区域性火灾报警控制器的总线点位数量,进一步优化火灾自动报警系统综合联网网络上的控制器节点数量。 煤化工厂区部分区域可根据火灾危险性,采用可燃和有毒气体检测报警系统、电视监视系统(CCTV)等已有设施替代火灾自动报警系统的烟、温探测点。《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008中,第8.12.1条的条文说明提出:“在石油化工企业的火灾危险场所设置火灾报警系统可及时发现和通报初期火灾,防止火灾蔓延和重大火灾事故的发生。火灾自动报警系统和火灾电话报警,以及可燃和有毒气体检测报警系统、电视监视系统(CCTV)等均属于石油化工企业安全防范和消防监测的手段和设施,在系统设置、功能配置、联动控制等方面应有机结合,综合考虑,以增强安全防范和消防监测的效果。”该规范条文明确了除火灾自动报警系统和火灾电话报警,可燃和有毒气体检测报警系统、电视监视系统(CCTV)等均可用作于消防监测的手段和设施。同时,火灾自动报警系统应设置的警报装置,可由生产区的扩音对讲系统兼作为警报装置。当重要的火灾危险场所应设置消防应急广播时,扩音对讲系统增设能切换至消防应急广播状态的功能即可。 3.3 火灾自动报警系统布线形式及通讯方式的优化 目前,常规的火灾自动报警系统的信号总线一般采用RS485通讯方式,按照布线形式可以分为环形和树形两种。树形的信号总线通讯距离一般可以达到1500m,如果在线路中间增加中继模块可以将信号通讯距离延长至3000m。环形的信号总线通讯距离一般可以达到2000m,不过需要注意环形总线首尾都需要和火灾报警控制器连接,即起点也是终点,所以其实际的通讯距离是树形总线的一半左右。因煤化工厂区属于高危厂区,环形的系统通讯,一方面是考虑到了火警信息的安全通讯,物理线路上总线的点位做到了双线路与火灾报警控制器连接。但是如果总线通讯接口的更新,也能做到物理单线路的最大化安全性,对加长单台火灾报警控制器的总线通讯距离的意义就非常大了。这里推荐选用CAN接口通讯提高数据通讯实时性、可靠性。CAN(Controller Area Network)属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。较之RS-485而言,基于CAN总线的分布式控制系统在以下两个方面对火灾自动报警系统综合联网具有明显的优越性: (1)CAN控制器工作于多主方式,网络中的各节点都可根据总线访问优先权采用无损结构的逐位仲裁方式竞争向总线发送数据,且CAN协议废除了站地址编码,而代之以对通讯数据进行编码,这可使不同的节点同时接收到相同的数据,这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通讯实时性强,并且容易构成冗余结构,提高系统的可靠性和系统的灵活性。而利用RS-485只能构成主从式结构系统,通讯方式也只能以主站轮询的方式进行,系统的实时性、可靠性较差。 (2)CAN总线通过CAN控制器接口芯片两个输出端CANH和CANL与物理总线相连,而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态,CANL端只能是低电平或悬浮状态。这就保证不会出现象在RS-485网络中,当系统有错误,出现多节点同时向总线发送数据时,导致总线呈现短路,从而损坏某些节点的现象。而且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能,以使总线上其他节点的操作不受影响,从而保证不会出现因个别节点出现问题,使得总线处于“死锁”状态。 火灾报警控制器如果能够采用CAN接口进行总线通讯,并选用树形布线形式,辅以信号增强的中继模块,将最大化保证通讯数据的实时性、可靠性,同时加长火灾报警控制器总线线路的通讯距离,以精减火灾自动报警系统综合联网网络中的火灾报警控制器数量。也可免去各火灾报警控制器间联网线路“一天一地”的冗余布线形式,节省工厂投资。 3.4 火灾自动报警系统分级管理及消防控制室图形显示装置设置优化 根据现行国家规范要求,煤化工厂区生产区、公用工程及辅助生产设施、全厂性重要设施和区域性重要设施等火灾危险性场所应设置区域性火灾自动报警系统。设置两套及两套以上的区域性火灾自动报警系统宜通过网络集成为全厂性火灾自动报警系统。全厂性消防控制中心可设置在中央控制室(生产指挥中心),同时在生产调度中心、企业专职消防特勤站通讯接警室设立辅助消防监控中心,作为全厂消防监管一级网络。同时,仅要求全厂性消防控制中心的火灾报警控制器能联动控制或者远程启动全厂消防供水设施(化工厂区一般采用稳高压消防水系统,消防水池与生产生活用水池并设一处,消防供水设施也只有一处),以做到应急工况下第一时间提供足量足压的消防水。生产调度中心、企业专职消防特勤站设置在行政办公区,距离生产区的消防泵房距离较远,如果要求专用线路直接连接至消防泵控制箱(柜),无疑将加大工厂建设期的线路施工费用,并增加运营期的线路维护成本。 消防控制室图形显示装置可只设置在全厂性消防控制中心(中央控制室)、辅助消防监控中心(生产调度中心、企业专职消防特勤站通讯接警室),用于显示全厂区所有火灾报警控制器传输的火警、监管或联动反馈等信号。该三处监控中心,可培训专职或兼职消防监控/操作人员,24h值守。火灾报警控制器与消防控制室图形显示装置之间也可选用CAN接口通讯提高数据通讯实时性、可靠性。 4 结语 火灾自动报警系统作为大型工业厂区必要的消防安全设施,其综合联网技术应用应更注重网络上各类信号传输的实时性、可靠性。通过优化火灾自动报警系统联网形式、分级管理办法、通讯接口类型等方面的应用,可有效简化火灾自动报警系统综合联网的复杂性,使系统通讯网络中各类信号的传输效率及安全性得到保障。 工业分析技术论文:PLC控制技术在工业自动化中的运用分析 [摘 要]PLC控制技术采用一种可编程的存储器,在逻辑编程的基础上实现内部信息存储,PLC技术主要应用于计数、定时、逻辑运算、顺序控制和算数操作等。PLC技术在工业自动化中运用较多,其中控制功能包括通信、运算、控制、诊断、编程、处理等。本篇文章在此基础上,主要对于PLC控制技术在工业自动化中的运用做出研究与分析。 [关键词]工业自动化;PLC控制技术;运用 引言 伴随现代社会工业的快速发展,工业生产技术要求的发展也迅速提高,这同时促进了科学技术的迅速发展,其中软件技术和硬件技术方面进步的幅度尤其迅速和巨大,而PLC控制系统就是这样产生的。PLC系统的设计相比老电路系统的较为简单,而其可靠性与抗干扰方面却有显著的提高,PLC控制系统在工业中的应用伴随着我国科技技术发展而普遍得以应用,这样对工业自动化的控制的范围带来无限的发展机遇,本文针对PLC的构成与PLC的应用功能 进行简短的陈述,并且针对PLC在工业自动化控制中的应用和PLC技术在应用当中的一些注意的问题进行深入的分析。 1 PLC的构成和功能 1.1 PLC的构成 PLC主要是由电源、接口电路、CPU、存储器和I/O电路组成的,电源包括系统以及备用和掉电保护;接口电路的作用则是将PLC和现场及外围的设备连接起来;CPU能进行逻辑和数学运算,目的是协调整个系统的工作,系统的用户程序、逻辑变量与健康等信息则全部被存放在存储器当中,I/O电路主要是个例输入信号和转化电平,在后者中则是转化电平并放大PLC的输出结果。 1.2 PLC的功能 PLC是为当前的工业自动化的应用专门设计的,与一般计算机的功能不太一样,它包括过程控制、位置控制、程序控制、管理和综合物网络技术、生产监控等技术。近些年来,随着科技的发展,PLC的更新换代周期逐渐缩短,功能却不断增强,现代PLC特别是小型PLC一般具有一下功能:32位高速计数器、高速输出功能与脉冲捕获功能,还有温度调节、温度传感器等模块。 2 PLC控制技术在工业自动化中的具体应用 结合上文内容我们较为简单的了解PLC控制技术的相关概念,而为了能够更好完成本文研究,笔者将在下文中结合相关文献资料与自身实际经验对PLC控制技术在工业自动化中的具体应用进行详细论述,这一应用将主要围绕顺序控制、开关量控制、电动机调速变频控制、系统集中控制及模拟量控制五个方面展开,希望这一论述内容能够为相关从业人员带来一定启发。 2.1 顺序控制 在工业自动化PLC控制技术的应用中,顺序控制是这一技术应用的重要领域,这一顺序控制指的是PLC控制技术应用而实现的全部生产过程的协调控制。对于实现顺序控制的PLC控制技术应用来说,这一应用需要得到电气设备自动化系统的支持,而对于应用PLC控制技术的系统来说,其本身由主站层、远程层、现场传感器等部件构成,而通过这些部件组成的电气设备自动化系统就能够支持电气设备的远程顺序控制,实现生产过程的效率最大化。 2.2 开关量控制 除了顺序控制外,开关量控制同样属于工业自动化中PLC控制技术的典型应用,而这种应用{借着自身的广泛性取代了继电器控制系统,这也是近年来我国工业领域得以实现自动化生产线控制的原因所在,而在烟草机械、印刷机械、电梯控制、汽车零部件加工等领域等不乏开关量控制这一PLC控制技术的应用身影,由此可见这一应用对于我国工业发展的重要意义。 2.3 电动机调速变频控制 对于我国当下的工业领域来说,电动机调速变频控制同样属于PLC控制技术的典型应用,而这一应用就使得电动机调速与运转得到了较高质量的控制,这对于我国应用电动机的各类行业都带去了较好的支持。 2.4 系统集中控制 除了上述提到的几种自动化控制外,PLC控制技术还能够在系统自身的集中控制中实现较好应用,系统显示控制与故障检测控制等都属于这一应用的具体表现。例如对于机床设备来说,想要对其进行集中控制就需要借助逻辑错误检测和时限故障检测,这样才能够较好完成机床设备的集中控制,并在出现故障时进行相关故障的报警。 2.5 模拟量控制 除了上述几方面的应用外,模拟量控制同样属于工业自动化领域的PLC控制技术应用,这一应用能够实现功能模块的组合,这就使得完善的控制系统在形成和能够进行高质量且灵活的工业自动化控制。值得注意的是,在模拟量控制的PLC控制技术应用中,PLC控制技术能够实现较好的工业热处理,这对于相关生产的更好展开具备着较为积极的意义。 3 PLC控制技术在工业自动化应用中的注意事项 上文内容中我们了解了工业自动化领域中PLC控制技术的具体应用,而为了保证PLC控制技术能够更好服务于我国工业,这一应用中的注意事项也必须引起我们重视,温度、湿度、震动三方面的控制就是这一注意事项的具体表现。在温度的控制中,这一注意事项要求PLC周边的温度维持在0℃导55℃,这样才能够保证PLC控制技术功能的较好发挥,而在湿度与震动这两方面的注意事项中,我们需要保证PLC元件工作环境湿度在85%之下,而震动环境则应维持在10赫兹到55赫兹的范围内,这样才能够保证PLC控制技术较好服务于工业自动化。除了温度、湿度、震动三方面控制事项外,PLC的控制设计也是我们需要关注的注意事项之一,而评估控制任务、PLC的选型、控制流程设计、程序设计、程序检查、程序调试、模拟运行、联机统调、程序备用、交付使用是这一PLC控制设计的基本流程,而按这一流程完成具体IDEPLC控制设计就是我们必须谨记的注意事项。 4 PLC在工业自动化领域中的发展趋势 (1)基于大容量和高速度的运算升级。在将来PLC需要更大的容量与更快的速度,因此,相关人员需要逐步升级PLC的运算能力。当前,信息产业的发展快速,微型高速装置在设备容量加大的同时,价格却普遍下降。因此,存储设备中可以广泛的运用PLC控制系统。根据现状来看,在将来有关人员可以在更深层次上实现PLC控制系统的升级。 (2)编程语言的多样化与高级化方向发展。PLC的编程语言会变得越来越多样与高级。当前,小型和中型的PLC主要是适用梯形图作为编程语言,随着有关研究人员不断开发高级的PLC编程语言,如C语言与BASIC,PLC编程语言的发展趋势也在朝着高级化与多样化。 结语 PLC广泛应用于工业自动化控制领域的同时,也暴露出一些问题,也显现出了巨大的发展空间,未来的发展趋势。随着人们的研究中,PLC使用的范围将越来越大,功能和设计的应用范围越来越多,可靠性也将继续改善,为我国工业的可持续发展。 工业分析技术论文:工业自动化技术应用分析与发展展望 摘 要: 随着IT技术和控制技术的发展,工业自动化系统正在发生一些变化和变革。文章分析了当前工业自动化技术的应用特点和现状,对工业自动化的发展前景进行了简要的探讨。 关键词: 工业自动化;智能控制;PLC 工业自动化技术是当今微电子技术和电力电子技术领域中高技术的综合应用技术,这也是工业自动化技术的特点之一。工业自动化是工业技术改造和进步的主要手段,它综合应用系统科学、认知科学、信息科学、控制科学与工程等理论,形成相应的自动化软硬件及系统,实施检测、控制、优化、调度、管理与决策,达到增加产量、提高质量、降低成本、减少资源消耗、环境污染和确保安全的目的。 1.工业自动化控制技术的应用 1.1 智能控制 智能控制作为人工智能的一个研究与应用方面,与自动控制、运筹学、系统论、信息论等学科的结合,已形成一个新兴的交叉学科系统,在实际应用中已产生了许多类型的智能控制系统,如多级递阶智能控制、基于知识的专家系统、基于模糊逻辑的智能――模糊控制、基于神经网络的智能――神经控制、基于规则的仿人控制、基于模式识别的智能控制、多模变结构智能控制、学习控制与自学习控制、基于混沌理论的智能――混沌控制等类型。与其它行业一样,智能控制作为一项关键技术,在钢铁工业中也得到了较多的应用。在各个生产工序中,用于设定与控制、生产计划的安排与调整,以及设备诊断、监测、学习等方面。智能控制能在钢铁工业中得到较多应用,是与它的特点分不开的,它适合于那些含有复杂性、不完全性、模糊性或不确定性以及不存在已知算法的非数字过程,并以知识进行推理,以启发引导求解过程;也可以对具有以知识表示的非数学广义模型和以数学模型表示的过程进行混合控制。智能控制的发展,将会使工业自动化的过程控制有更大进展。 1.2 以PLC为基础的分布式控制系统 PLC作为专为工业环境应用而设计的数字运算电子系统,实现了单机、车间、工厂的自动化控制。它表现出了诸多的优点,具有抗干扰能力强、维修方便等特点,由于PLC对现场进行实时监控具有很高的可靠性,且编程简单、灵活,因此得到广泛的应用。随着科技的进步,它的控制功能将会演变成更加复杂的过程控制和连续控制,这也为将来成为未来的支柱性技术产业而奠定坚实的基础。 1.2.1 模拟量控制 根据控制ο筇卣鳎PLC通过组合功能模块组装能成功地控制系统,来灵活实现系统控制。PLC有主机模块、I/O模块、高速计数模块、位置控制模块、模拟量控制模块、通信模块等。PLC的模拟量控制能大大地提高过程控制系统的精度,它可以对热处理的升温、降温、保温等过程进行严格的控制,给热处理过程的控制设计和维护带来了极大的方便,这是以往的仪表控制系统很难实现的。 1.2.2 开关量控制 作为继电器控制的替代品,PLC的自动开关量控制提高了控制的可靠性,它用中间继电器控制系统动作,根据顺序控制器的公式进行设计,画出顺序控制器控制部分梯形图,并根据模拟仿真进行检查,保证设计的规范化。 1.2.3 位置控制 在工业自动化控制中,位置控制占有很重要的地位。工业生产中,机床刀具串刀补偿控制、主轴精确分度控制、搬运定位控制都是位置控制的方式。PLC可通过控制步进电机,给步进电机绕组发出脉冲,能精确地确定步进电机位移,来达到位置控制的目的。 1.2.4 系统集中控制 PLC不仅可以实现自动化控制,而且也适用于系统本身的控制,如控制系统故障检测和显示等。控制系统的原理是根据时限故障检测和逻辑错误检测的原则进行系统监控。由于机床设备在工作循环中的各工步运动在执行时都需要一定的时间,在检测工步动作时可启动定时器,并将定时器的输出信号作为自动停机信号或启动报警信号。 1.3 三电一体化和嵌入式系统 任何工业自动化系统都是由检测仪表或传感器(电测),自动控制装置(电控)和以电力传动为主的执行机构(电力传动)构成的三电一体化系统。没有符合检测精度要求的电测仪表或传感器和满足动静态技术指标要求的电力传动执行机构,自动化控制装置是不能发挥作用或难以达到要求的控制精度。虽然三电系统的各种装置是由各个厂家的产品集成,但是只有全面地掌握三电综合技术才能承担和完成自动化工程项目,特别是大中型工业自动化工程项目。计算机技术、通信技术和控制技术在工业自动化控制领域有机结合的产物和产品升级,实现控制系统更高一级高精度、高性能、高可靠、高适应性,多功能、低消耗等功能成为现场总线技术发展最新趋势。而促进系统组态傻瓜化是现场总线在应用上又一新发展趋势。针对总线传输速度而言,应继续发展和完善低速现场总线技术,同时注重高速现场总线技术的研发。综合自动化系统是为实现企业综合自动化而提出,相应的ERP/MES/PCS三层结构体系是当今世界工业自动化技术的另一发展趋势。 2.工业自动化控制系统的发展展望 随着IT和控制技术的融合的不断深入,工业自动化控制技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展,自动控制的三大构成系统也将有新的突破。 PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展。在基于PLC自动化的早期,PLC体积大而且价格昂贵。但在最近几年,微型PLC已经出现,价格只有几十到几百欧元不等。随着软PLC(Soft PLC)控制组态软件的进一步完善和发展,安装有软PLC组态软件和PC-based控制的市场份额将逐步得到增长。当前,过程控制领域最大的发展趋势之一就是Ethernet技术的扩展,PLC也不例外。现在越来越多的PLC供应商开始提供Ethernet接口。可以相信,PLC将继续向开放式控制系统方向转移,尤其是基于工业PC的控制系统。 DCS将向信息管理系统和计算机网络控制扩展,将过程控制和信息管理系统紧密结合起来,构成计算机集成过程系统(CJPS)。CIPS除了要完成传统DCS过程控制的功能外,还要实现运行支持和决策支持的功能,包括质量控制、过程管理、在线优化、经营管理、决策分析等。网络是当今工厂自动化的核心,是计算机集成过程系统的基础,而工厂自动化的每一层都有适用于自己的网络。计算机集成技术和现场总线的发展,将对DCS的结构产生重大影响。目前DCS的结构将受到上下肢解,上层工作站将与CIPS紧密结合,DCS将演变成CIPS的低层部分;在现场级,现场总线的应用将使传统的DCS输人输出结构彻底改变。现场总线将对自控领域带来深刻影响,工业控制系统的体系结构将以统一的现场总线为纽带构成,现场控制系统(FCS)代称将是新世纪的开放控制系统。 工业计算机,从软交换机到即插即用的通信服务器,将成为一个与信息网络融为一体、以人为中心的随时随地地服务平台。各种各样的工业计算机技术将无处不在,它们将通过多样化网络通信方式,无缝地集成在一个信息网络里,随时随地为人们提供所需要的丰富多彩的服务,而又不为人所察觉。新的工业计算机体系结构有更强的交互和互操作性,同时也是多种信息系统的融合平台。 工业分析技术论文:工业电气自动化中的数字技术创新应用分析 [摘 要]随着社会不断进步,计算机技术迅猛发展,极大地优化了数字技术,使其不断应用到工业电气自动化中,利于提高工业电气自动化水平,提高整体运营效益。因此,本文多层次客观分析了工业电气自动化中数字技术应用的重要性以及创新应用途径。 [关键词]工业电气自动化 数字技术 创新 应用 分析 一、工业电气自动化中数字技术应用的重要性 在新形势下,数字技术日渐成熟,不断被应用到工业电气自动化中,发挥着关键性作用,其体现在不同方面。在工业电气自动化方面,数字技术的应用利于简化工业操作环节,最大化提高“人力、财力、物力”利用率,避免出现严重的浪费现象,动态控制各方面运营成本。数字技术的应用利于简化工业生产人员操作流程,减少工作量,降低工作难度,只需要借助计算机控制程序以及相关按钮便能进行一系列操作,极大地提高了生产效率以及质量。同时,和传统技术相比,数字技术更具优势,能够有效弥补其具有的缺陷,光纤网络、互感器不断被应用到工业生产中,利于提高工业电气自动化系统安全性、稳定性,确保工业各生产环节有序进行。此外,在数字技术作用,可以智能化控制工业各生产环节,自动化检查与修复工业电气自动化系统出现的故障,最大化降低故障发生率。在实际工作中,工业生产人员可以在同一时间下达不止一项生产操作步骤,不需要多次使用电气设备,降低生产成本的基础上,利于提高生产整体效益,不断增强企业核心竞争力,走上长远的发展道路。相应地,下面便是数字技术作用下,工业电气自动化系统结构示意图。 计算机技术的不断发展,数字技术应用也越来越广泛,它主要应用于科学的计算、信息的管理、^程的控制、计算机的辅助系统、人工的智能、网络于通信等方面。而在工业电气自动化中,其主要应用计算机应用系统---计算机辅助系统。而数字技术的辅助系统包括计算机的辅助检测、计算机的辅助管理、计算机的辅助制造、计算机的集成制造、计算机的辅助维护等等系统。其中计算机的辅助测试是利用了计算机进行自动化来测试工作。在工业电气自动化中是将计算机的技术和原来应用技术相互而融合、相互而渗透形成了新兴测试的技术,其具有定量性、综合性、实践性、发展性等特点,由于计算机的辅助测试系统具有各方面优点,所以在工业电气自动化中其得到很广泛地应用。 二、工业电气自动化中数字技术创新应用途径 1、优化操作系统 在创新应用数字技术过程中,企业要意识到优化程序化操作系统的重要性,这是最大化提高工业生产效益的关键点。在日常运行过程中,企业要全方位准确把握工业电气自动化各方面情况,综合分析多方面影响因素,优化完善电气自动化操作系统,注重其更新升级,要根据操作系统、硬件设施特点、性质等,优化完善的基础上,实现有机配套,促使二者相互作用,更好地发挥操作系统多样化作用,可以自动化“控制、识别”海量信息数据,实现程序化操作,提高信息数据利用率,更好地作用下工业各生产环节中,确保一系列经济活动有序开展。在此过程中,企业要充分发挥操作系统多样化作用,有效实现程序化操作,全方位动态检查各生产环节,实现无人操作模式,降低工业生产中人力方面的支出,也能为工业电气朝着全面化方向提供有利的保障。 2、优化利用虚端子技术 就虚端子技术而言,建立在传统二次回路基础上,可以全方位动态“控制、检测”工业电气设备装置,促使各智能终端处于统一的网络结构体系中,相互作用,顺利反馈信息数据。在创新应用数字技术中,企业可以将虚端子技术巧妙应用其中,充分发挥其多样化作用,动态控制电气设备线路连接状况以及开关具体操作,科学管理信号,动态控制生产环境测试数据信息,最大化提高工业电气自动化水平。在工业电气自动化方面,企业可以准确把握虚端子技术特点、优势等,将其巧妙应用到对应的保护装置、测控装置等中,自动化控制系统开关等,促使线路跳合闸高效衔接,可以有效弥补传统二次回路缺陷,加大对信号的管控力度,全方位动态测试系统运行温度等,促使工业电气自动化系统运行中跳闸保护、在测控遥控等功能顺利实现。 3、注重智能终端的应用 在运行过程中,企业可以充分发挥光纤多样化作用,加强智能终端、间隔层二者之间的联系,实时“采集、控制”海量信息数据,充分发挥智能终端多样化优势,更好地作用到工业电气自动化方面,为提高工业电气自动化水平做好铺垫。同时,企业要根据各方面具体情况,准确把握智能终端设计重心,优化设计跳闸、监控现场信号等多个方面,也可以加大智能终端双重功效方面的设计力度,优化设计智能终端,科学配置智能终端,确保其应用过程中具有较高的可操作性,加大其利用力度。进而,促使数字技术得到更好地应用,不断提高工业电气自动化系统安全性、稳定性,也能在一定程度上促使计算机平台自动化、通讯智能化水平有效提高,提高工业电气自动化水平。 三、结语 总而言之,在经济发展的浪潮中,工业电气自动化发展的重要性不言而喻,必须将其放在关键性位置。企业要与时俱进,准确把握自身电气自动化发展限制,客观分析数字技术多样化优势,将其巧妙应用到工业电气自动化方面,加以优化创新,优化操作系统,注重智能终端的应用,优化利用虚端子技术等。以此,促使工业电气自动化系统处于安全、稳定运行中,降低生产成本的基础上,实现最大化经济效益,不断增强企业核心竞争力,走上健康稳定发展的道路,加快社会经济发展步伐。 工业分析技术论文:浅谈工业分析技术专业实践教学体系的研究与实践 摘 要:建基于素质教育教学改革的深化发展,实践教学成为我国教育教学中的重要教学模式,对学生未来发展具有重要促进作用。本文以高职工业分析技术专业为例,从实践教学相关概述、构建原则以及实践教学体系实践优化对策等方面对工业分析技术专业实践教学体系进行了分析与阐述,以供参考。 关键词:工业分析技术;实践教学;实践 0 引言 工业分析技术专业是我国高职教育教学体系中的重要组成部分,具有实践性强、内容涉及范围广(包括化工、农业、冶金、石油、煤炭、食品、医药、环保等)、专业性与技术性要求高等特点。基于时代的发展,以及我国经济体系的转型发展,社会对工业分析技术技术人才需求越来越高。对此,加强工业分析技术专业实践教学体系的构建与实践具有至关重要的意义,已成为高职院校教学改革发展的必然趋势。 1 实践教学体系相关概述 目前,对于“实践教学体系”的定义主要有两种诠释,即实践教学体系主要是指“实践教学内容体系,如教学实验、教学实训、教学实习等内容”或指由各实践教学活动要素构成的有机整体,包括实践教学目标体系、教学内容体系、教学管理与保障体系等,各要素之间具有相辅相成、互相补充等特点[1]。 由上述定义可知,实践教学的内涵主要在于侧重培养学生知识掌握与运用能力、思维创造能力、发现并解决问题能力、动手能力以及实践操作能力等。由此可见,实践教学体系的构建与应用不仅符合素质教育教学改革需求、也与高职院校培养专业型、技术型、应用型人才的教学目标相契合,对学生未来发展具有重要现实意义。 2 工业分析技术专业实践教学体系构建原则 工业分析技术专业是高职教育专业中的重要组成部分,工业分析技术技术是一项综合性、实践性专业学科,加之高职教育教学目标的独特性,决定了工业分析技术专业实践教学体系的构建与其他教育体系构建存在一定的差异性,因此在构建工业分析技术专业实践教学体系时,以注重以下几项原则:其一,系统性原则:由于高职学生具有整体知识水平不高、知识思维体系参差不齐等特定,因此在构建高职工业分析技术专业实践教学体系时,应遵循循序渐进原则,形成从简单到复杂,由低级到高级的系统化过程。其二,开放性原则:注重人才培养的先进性、动态性、创新性,采用校企联合模式,引进全新教学内容与教学方法[2]。其三,全面性原则:实践性教学体现不及要满足学生理论学习需求,也要强化学生综合实践能力的培养,促进学生全面化发展。其四,实践性原则:由于实践教学体系是高职工业分析技术专业进行实践教学的重要载体,因此其课程体系、课程目标以及课程内容应注重实践性的发挥。 3 工业分析技术专业实践教学体系的实践优化对策 3.1 创新并开发实践教学模式 在基于工业分析技术专业职业岗位、职业能力培养的基础上,利用“任务驱动”、“项目教学”等方法,创设实践教学模式,用以保证教学内容与学生未来工作内容的统一性与协调性;集合社会与企业需求,制定实训教学纲要,并组织开展校内外集中实训,教学结合“布置任务――检验准备――检验实施――测后工作――总结反馈”分析检验员工作流程,对学生实践情况进行全面性、合理性、公正性分析与评价,全面掌握学生学习情况与理论知识应用能力,并给予有效指导,实现理论教学与实践教学一体化开展,用以提升学生综合能力,调动学生自主学习性[3]。 3.2 构建完善的实践教学管理制度 实践教学管理制度是保证实践教学体系秩序性、稳定新、规范性、系统性运行的重要前提条件,对实践教学质量、教学效果的提升具有直接影响作用。对此,在构建并实行工业分析技术专业实践教学体系时,高职院校应建立完善的实践教学管理制度,用以强化实践教学规划管理、运行管理、实践管理效率,包括专业实践教学目标、实践教学标准、实践教学形式、实践教学内容安排、教学考核方式等。 3.3 注重实践教学师资队伍建设 教师作为教学互动的组织者、引导者、指导者,其自身综合能力与素养对教学质量、教学效果的提升具有直接影响作用。因此,要想实现工业分析技术专业实践教学体系构建与实行的优化发展,教学团队的建设至关重要。对此,高职院校应集合自身教学特征与实际情况,选聘“双师型”教学人才,或通过定期组织开展专项实践能力培训、再教育、教学经验交流、专业技能等级技能资格考核等方式,提升教师专业素养与综合能力,用以促进实践教学的优化发展。 3.4 增强校企合作教学,构建综合性实训基地 实习与实训基地的建立是新时期高职院校创新发展的必然需求,对提升教学质量、改善教学条件、优化教学环境、完成教学宗旨具有重要意义。对此,高职院校应根据自身实际情况,极大实训基地建设资金投入,构建“化学实训中心”、“微生物实训中心”、“分析测试与仿真实训中心”等;通过联系社会与相关研究结构,构建校企联合教学模式,为学生提供综合型训练基地,促进学生与社会之间的有效连接,实现实践教学目标。 4 结论 总而言之,工业分析技术专业人才的优化培养对社会经济发展具有重要促进作用。基于素质教育改革以及社会需求的基础上,构建并实行实践教学体系,对激发学生学习兴趣、提升学生综合能力、综合素养,提高学生就业率具有重要影响作用。工业分析技术专业实践教学体系的构建与实践优化,已成为新时期我国高职院校教育教学改革发展的必然要求。 工业分析技术论文:工业蒸汽锅炉水处理设备技术改造分析 摘 要:这篇文章根据实际的工业蒸汽锅炉水处理设备的工作情况提出相应的改造意见,在这里提到的改造主要有以下一些方面,其中包括对于离子交换器局部点阻力的改造、对于离子交换器当中内部结构的分层阻隔的改造。对于这些结构进行改造有以下一些方面的优点,其中包括防止在工作过程当中树脂的泄露、防止在工作当中交换器遇见更大的阻力。最终通过这种结构的改造降低在生产过程当中需要的再生剂以及离子树脂的需求量,同时对于交换器最终的出水的水质也有一定的提高作用,减少了在制水的过程当中产生的废水量。这些方面的提高都可以使得锅炉的运行更加的经济和安全。 关键词:内部结构;技术改造;离子交换器 在蒸汽锅炉实际的工作过程当中将会遇见高温高压的情况,这是锅炉必然会遇见的工作环境,在这样的工作环境当中使得蒸汽锅炉本身拥有了很大的能量,这些能量在发生事故的时候就会被释放出来,这么大的能量同时释放的力量将会造成很大的破坏。在一九八零年以前,由于锅炉在制造和设计方面的一些原因最终导致了很多锅炉的事故,国家根据这一情况对于锅炉的制造以及质量的监督和检查都制定了相应的制度,最终由于设计或者制造方面产生的事故也就基本上消失了,但是另一方面由于水质的问题以及成为了事故中很大的一部分,以外水质而产生的水质问题已经占据了事故比例的四分之一。为了解决水质问题就必须对于锅炉当中的一些结构进行技术改造,主要就是对于离子交换器的内部结构进行改造。运用这样的方式来改变树脂泄露的情况,同时也改变阀门以及管道的堵塞问题。这种方法还可以减少再生剂氯化钠的用量,同时也可以保证交换树脂使用计量的降低。 一、在改造之前相关设备的实际情况和主要技术参数 在制造水的过程当中需要一个反洗的过程,这个过程结束之后会发现在交换器的一个废水的排放口当中会有树脂的流失,这个问题被发现以后,推测是由于在反洗的过程当中产生了过大的压力差而导致的,这种情况一开始并没有得到相应的重视,但是这种问题反复的出现,随着问题的积累,最终出现了交换器处理能力不断的降低的问题,交换器的处理能力一般是可以达到四十个小时左右,但是出现这种问题以后交换器在处理的时候往往不能够坚持十个小时,由于交换器在工作时间上的骤减,在实际的工作当中就必须使用更多的再生剂,再生剂的用量将会大幅度的上升。同时相同的工作也需要更多的人力和水的参与。这种情况的出现严重的影响了生产制造。没有一个良好的生产过程,就会导致出水的水质不能达到相应的要求,同时会将一些硬度过高的水导入到锅炉当中,在这个过程当中没有进行水质的检测,往往将一些合格的,硬度高于0.03mmol/L的水放入锅炉当中。硬度过高的水在进入到锅炉的时候会在联箱、防焦箱、对流管、锅炉汽包等关键的部位产生结垢的情况。结垢以后对于锅炉的工作将会产生不良的影响,首先由于结垢的作用导致了流通的不顺畅,这时候锅炉在同样的工作量下将会需要更多的煤进行燃烧,其次由于结垢的作用发生在一些金属的表面,这样就会影响金属的导热作用,没有良好的导热,原先的钢板将会不能达到使用的要求,最终钢板将会产生过热的情况,甚至因为变形和龟裂导致爆炸。再者,由于结垢的作用降低了锅炉的实际工作的效率将会使得设备的额定的出力没有达到预期的要求,同时也就降低了锅炉设备的利用率。最后,由于工作效率的降低,设备利用率的减少,锅炉的使用寿命也就减少了。对于锅炉外进行水处理以后对于水质有一定的要求,其评判的标准主要有以下一些方面,其中包括额定的蒸汽压力、水中的悬浮物、水的总硬度、水中的含氧量以及水中的含油量。对于水质的要求如下:额定蒸汽压力不超过1.0兆帕,水中的悬浮物不超过5毫克每升,水的总的总硬度不超过0.03mmol/l,水的含油量不能超过2mg/L。 在对于锅炉进行年检的时候发现在其软水箱的底部拥有20到30毫米左右的破碎的树脂,所以最终得出结论,锅炉的交换器内的离子交换树脂存在着泄露的情况。这一现象引起了车间很大的重视。 二、对于工业蒸汽锅炉中的水处理设备的技术改造的过程和结果 对于改造要有相应的注意事项以及先后的顺序,在进行改造之前首先要有一个合理的改造方案,在进行改造之前要将水系统和交换器进行分离,对于交换器进行一定的清理,其中需进行清理的结构有排水系统当中的滤网、压层、滤层、垫层等。对于交换器的内部也要进行一定的处理,对于内壁当中的破损的地方要进行防腐的处理,一般会用环氧树脂来进行防腐处理。对于底部的碳酸钙使用二氧化硅来进行代替。要看聚氯乙烯的水帽是否有损坏的情况,如果出现损坏的情况要进行更换。在进行二氧化硅的使用的时候要对于其有一个预处理,也就是对于二氧化硅要用百分之十五到百分之二十的盐酸进行一天的浸泡,这样的作用是希望可以运用盐酸除去一些可溶性杂质。 对于普通纱窗滤网往往使用开孔率达到六十目的不锈钢筛网来进行代替。对于压脂层使用聚苯乙烯的小球,其中的粒径的大小在20目左右就可以保证在交换器工作时进行进水的时候不会对于树脂的层面有冲击的作用。在进行铺设高度的选择的时候,最好是将聚苯乙烯的小球铺设在大概二十厘米的高度。 在对于交换器的本体的结构进行改造的时候还要对于树脂捕捉器进行安装,这个装置的主要作用是进行回收树脂,这里要进行回收的树脂主要指的就是由于压力差太大而产生的树脂的泄露。 在进行改造以后可以完全的避免树脂的逃逸,同时在锅炉当中的管道和阀门当中也没有发现产生堵塞的现象。对于锅炉的工作效率有一个很大的提高。 结语:对于工业蒸汽锅炉水处理设备当中的离子交换器的内部结构的改造主要就是两个方面,首先就是对于分层阻隔的结构改造,其次就是对于局部点所受阻力的改造,在改造的过程当中对于相应的过滤材料也进行了更换,这样的改造方式主要有两方面的考虑,首先就是防止了树脂在工作的过程当中产生逃逸的情况,在另一方面也考虑到了交换器中的阻力过大的情况,这种方式可以改变阻力过大产生的矛盾。在原先的设计当中发现一些结构上的缺陷,在改进以后可以改变交换器底部的滞水的情况,同时也可以改善交换器底部当中碳酸钙溶解的情况。这样的改造可以对于水质有进一步的提高的提高。减少了在实际的工作过程当中需要的再生剂的量以及生产需要的树脂的剂量。所有功能的完善和设备结构的改善最终都是希望企业的生产可以拥有连续性和安全性,希望企业在社会效率和经济效益当中都可以取得很好的回报。 工业分析技术论文:关于信息通信技术如何在电力工业中的应用分析 摘要:科学技术在经济长期发展过程中得到迅猛发展,信息通信技术在整体水平上得到了很大的提升,推动了我国电力工业的巨大变革。信息通讯技术在电力工业中的应用,促进了电力工业的稳定运行,带动了电力工业的整体性发展。因此,信息通信技术应用在电力工业中,对我国电力工业的整体性发展有着重要的意义。本文将对信息通信技术应用与电力工业中的主要形式进行详细的分析,并对信息通信技术在电力工业中的主要发展方向进行阐述,推进我国电力工业整体性发展。 关键词:信息通信;技术;电力工业;应用 引言 电力工业对诸多行业的发展存在重要的影响,是我国经济发展的重要组成部分,因此电力工业的发展状况会直接影响到我国经济的整体水平。信息通信技术作为科学技术研究发展的重要成果,在电力工业中的应用,将科学技术融入到了电力工业的发展过程中去,很大程度上推动了我国电力工业的发展,从而带动我国整体经济水平的提升。此外,信息通信技术应用在电力工业中,改变了电力工业的运行模式,通过科学的方式带动整个电力工业的发展,具有重要的意义。 1电力工业中信息通信技术主要形式 1.1信息处理技术应用于电力系统中 复杂性是电力工业的主要特征,在运行过程中对技术有着较高的要求。信息处理技术作为信息通信技术的重要形式,在电力系统中的运用,能够对整个电力系统中的相关数据进行整理分析,通过数字的形式呈现出来,为整个电力工业的发展奠定良好的基础。此外,信息处理技术凭借着自身的特色,在电力系统运用过程中,能够对整个电网进行跟踪监测,倘若电网在运行过程中出现了问题,通过信息处理技术能够在第一时间内收到相关的信息,立即开展处理工作,很大程度上提高了电力工业的运行效率。 1.2通信技术在电力工业中的应用 灵活性是通信技术的重要优点,因此通信技术应用到了各个领域的发展过程中。电力工业有着自身的发展特点,在长期的发展过程中由于技术上得不到更新,造成整个电力工业运行效率上受到了严重的阻碍。随着科学技术的不断发展,电力工业在发展的过程中引用了通信技术,对电力工业的内部管理产生了良好的效果,改变了以往的信息形式,可以通过通信技术将重要信息传输出去,降低了人力上的损耗。此外,通信技术在电力工业中的应用,能够对整个电力工业的运行状况进行长期的监督,确保整个电力系统的稳定,使得电力工业内部的重要信息能够实现资源上的共享,在保证了电力工业的运行效率的前提下,还能够大大降低管理电力工业管理过程中的成本耗费。 1.3光纤通信技术应用在电力系统中 光纤通信技术作为通信技术的主要形式之一,能够通过光缆进行高效的运作,在制作成本上较高。电力工业在发展的过程中要想提升自身的运行效率,需要引进光纤通信技术,加强对该技术的重视,逐步运用到电力工业的发展过程中去,确保整个电力系统的稳定性。此外,光纤通信技术在电力系统中的应用,虽然给电力工业在前期成本上提高了,但在运行的过程中能够改变以往的发展模式,在资源损耗上大大降低,能源在使用效率上得到了很大的提升。因此,光纤通信技术对提升电力系统的运行效率有着重要的作用,针对电力工业在发展过程中存在的问题进行合理的协调,使得电力工业的整体发展能够与时展相同步,从而能够推动我国经济的快速发展。 2信息通信技术在电力工业中发展主要方向 2.1信息技术和未来电力工业的主要发展趋势 随着信息通信技术在电力工业中的广泛应用,电力工业在未来的发展过程中与信息通信技术存在着密切的联系,逐渐成为了电力工业发展过程中的主要影响因素。信息通信技术的快速的发展,在电力工业运行过程中的应用,保障了整个电力工业的稳定性,使得电力工业能够在日益激烈的市场竞争中站稳脚跟,逐步提升在市场发展中的地位。此外,信息技术在现展过程中技术水平上有了很大的提升,针对工业内部数据传输、监控以及控制等内容存在着紧密的联系。信息通信技术在未来的发展过程中将逐渐成为支撑电力工业发展的重要力量,同时电力工业也将成为信息通信技术的主要发展平台,信息通信技术和电力工业只要保持着良好的关系,才能够在未来的发展过程中共同取得进步。 2.2信息通信技术在未来电力工业的主要应用形式 随着电力工业的不断发展,对技术上有了更高的要求,电网的整体性发展离不开对相关信息的采集和输送,因此信息通信技术在未来电力工业中的应用将会变得更加广泛。信息通信技术在长期的实践过程中能够熟练把握电力系统的运行规律,一旦电力系统在运行过程中产生了问题,通过信息通信技术的监控和检测,能够对故障原因进行详细的分析,并制定出科学的解决方案,逐渐提高电力系统的运行效率。此外,在未来的电力工业发展过程中,将会加大对信息通信技术的依赖,形成完善的电网系统,确保电力功能能够在整体水平上得到快速提升。 结语 总而言之,电力工业在长期的发展过程中整体效率很难得到快速的提升,作为电力工业相关管理部门,需要加强对电力工业的技术研究,推动我国电力工业的整体性发展。信息通信技术在电力工业中的应用,很大程度上提升了我国电力工业的整体运行效率,不但降低了电力工业发展过程中的成本输出,同时对能源的使用量上大大降低,使得电力工业周围的环境得到了有效的保护。因此,信息通信技术在电力工业运行过程中的应用,使得电力工业在长期的发展过程中效率得到了很快的提升,有效降低了电力工业在运行过程中对成本的耗费,推动了电力工I经济效益的提升,从而促进了我国整体经济的快速发展。
浅谈电气工程的电气火灾预防:电气工程中电气火灾的预防 摘要:电气作为当前社会繁华的衡量标准,在人们生活中不容忽视。在当前社会中,电气的应用不断增加,其在为社会发展提供便利的同时也造成了巨大的问题。近年来,电气事故的不断发生为人们生活和社会发展带来了极大的影响,甚至是造成了人员伤亡问题。电气火灾作为电气事故中的重要组成成分,其在电气的应用中应当采用合理的设备控制措施预防,确保电气的使用安全。本文分析了电气工程中常见的电气火灾类型以及形成电气火灾的各种原因,并且有针对的提出相应的事故处理措施。 关键词:电气工程 电气火灾 预防系统 电作为当前社会发展中的主要能源之一,对国家经济建设和社会的良好发展有着不可忽视的作用,同时更是促使人们生活水平提高的主要依据。但是,由于在使用的过程中容易出现各种隐患问题,成为电气缺陷应用中的主要缺陷。电气火灾是当前电气应用中的重要组成形式,同时具有隐蔽性强、蔓延速度快、破坏范围广等特点,如果在利用的过程中出现电气操作不严谨,维护不当,就会留下严重的火灾施工隐患,给国家财产和人民的安全带来极大的威胁,甚至是造成无法挽回的事故,出现重大人员伤亡。因此,分析电气工程中容易形成火灾事故原因分析,有针对性的选择合理的预防保护措施,对于拟制电气火灾事故发生有着非常重要的作用。电气火灾在发生的过程中主要的出现问题表现在人们对电气使用不合理,电气维修不当等。 一、电气火灾类型及其产生原因 1.常见的电气火灾事故类型 在当前,常见的电气火灾主要有电气短路、线路过载、泄漏电流等几种类型。 (1)电气短路电气短路可分为两大类。 ①金属性短路这种情况下的短路电流较大,其短路点由于高温而熔结,并因为线路高温容易引起火灾。 ②电弧性短路其短路电流不大,短路点因为未被焊死而进发电弧或电火花,造成局部温度高达2000~3000"C并引起火灾。 (2)线路过载线路过载是指用电负荷超过了线路的承受能力,电流过大促使导线温度上升,加速了绝缘层的老化,进而引发电气火灾。 (3)泄漏电流由于绝缘材料的性能下降和环境潮湿等原因,造成线路的对地电容增大或介电强度不够,就容易产生泄漏电流,造成绝缘层进一步损坏并形成相线对地短路,引起火花放电甚至火灾。 (4)接触不良接触不良直接造成线路连接点位置的接触电阻过大,在这种情况下当电流通过接触面时就会强烈发热,使周围的环境温度急剧上升形成火灾。 (5)谐波效应随着科学技术的不断发展,各种非线性负荷的电气设备在生产和生活中的应用也日益增多。在这类设备的负荷电流中通常含有多次谐波电流,其中奇数次的谐波电流在中性线内形成相互叠加后,最大电流可以达到相电流的两倍左右,使得电气线路特别是中性线可能因为过载而发热,加速了线路绝缘层的老化并导致电气火灾的发生。 2.造成上述电气火灾事故的原因 (1)用电设备的自身故障如果用电设备具有内部质量缺陷,这些缺陷的存在和形成能够使得电气设备在应用的过程中出现各种隐患和问题,例如电气保护间隙过小、绝缘材料的性能低、接地不安全等,就可能会在使用过程中引发电气短路或者泄漏电流。 (2)电气系统的设计不合理一般表现为以下几种情况: ①设计时选择的断路器和熔断器等保护设备的额定电流比线路允许的持续载流量大很多,当线路发生故障时,保护设备不能及时动作,因而无法起到应有的保护作用。 ②电气线路的截面积选择偏小造成实际的负载电流已经超过了此线路的安全载流量。因为电气系统的设计不合理,会导致线路过载、谐波效应等故障。 ③安装与使用过程中的人为疏忽和错误,直接造成电气短路、线路短缺过载以及接触不良等多种电气故障和设备应用缺陷。 ④由于用电环境的原因引发电气火灾事故,如裸露带电体与金属物件、动植物、大地等接触会导致电气短路或泄漏电流事故;用电环境潮湿多尘也容易导致电气短路、泄漏电流事故;用电设备工作时的长期震动、冷热变化和电气腐蚀等情况可能会造成接触不良;建筑物的沟渠、竖井和楼梯间往往会成为火灾快速扩散的重要通道。 二、电气火灾预防措施 通过对电气火灾发生的各种原因综合分析,在当前对电气火灾形成的各个原因提出有针对性的预防措施,预防和阻止电气火灾的入侵和发生。 1.选用合格的电气产品,确保用电设备的合理 在电气设备采购和选择的过程中,要选择厂家正规,并且具有合格证的产品,并且做好设备进场是的检查和维护工作,对安装完毕的电气设备在使用之前要进行交接试验,确保安全正常的投入使用。 2.在电气正常使用的过程中对国家规范和实际使用的电气系统进行严格设计,对其中存在的各种问题及时处理,保证施工能够满足当前用电需求。 (1)进行电气工程的设计和施工时,应尽量采用TN—s或TN—C—s供电系统,并选择合适的线路截面和保护装置,特别应注意系统中三相线路的负载平衡及N线、PE线截面的正确选用,严禁随意减小电气线路截面和变更保护装置的类型与容量。 (2)配电箱、照明灯具等容易发热的用电设备和部件应安装固定在不燃的基座上面,并与可燃物之间保持规定的安全距离和采取隔热防火措施,其引入和引出线路也必须用隔热材料加以保护。 (3)供配电线路的敷设和连接必须严格按照国家规范和相关技术标准的要求做到安全可靠。 (4)电气工程安装完毕后还必须切实做好电气竖井、电缆沟槽和管线、桥架等过墙孔洞的防火封堵,杜绝火势蔓延。 3.采用现代化高新技术进行电气火灾的预防检测。通过将红外线传感器和超声波传感器与现代工业计算机等高新技术相互结合而形成的红外检测法和超声探测法,可以对电气装置和线路在运行过程中发生的过热、电弧、漏电及火花放电等火灾事故隐患进行非接触式的快捷检测,并与新一代电能分析和检测仪器对电气系统工作状态的不间断实时监测结果互相配合,就能够及时、安全、有效地防范电气火灾事故的发生。 4.加强监督管理,建立起良好的用电环境。 (1)电气设备和线路应避免安装在高温、潮湿、多尘及化学腐蚀性强的环境中,对无法避免的设备和线路必须做好隔离防护措施,并定期跟踪检查。 (2)制定规范的用电管理制度,坚持电气安装、操作和维护人员必须经过培训和考试合格后持证上岗。 (3)加强临时用电线路的现场管理,禁止乱拉乱接和不安全用电。 三、结束语 电气火灾的出现是影响电力应用质量和设备的主要方式,同时也是一个综合的系统工程。因此在使用的过程中必须根据火灾事故特点有针对性的制定出预防措施和保护规范方法,且是的提高电气工程质量,做到技术和安全的可靠工作,从而确保社会生产和秩序的稳定,让电能成为我国现代化建设事业的强劲动力。 浅谈电气工程的电气火灾预防:电气工程中电气火灾的预防分析 摘要:随着社会的进步与发展,电能已经成为人们生产生活最重要能源之一。电气工程安装错误或维护不当都可能引发电气火灾,威胁人们的生命财产安全。所以,预防电气工程中的电气火灾非常重要。本文主要论述了电气工程发生电气火灾的原因、预防电气工程中电气火灾的方法及措施及预防电气工程中电气火灾发生的注意事项。 关键词:电气工程;电气火灾;预防分析 1引言 电气工程和社会发展、经济建设、人们生活紧密相连,做好电气工程火灾预防工作具有重要意义,对国家的稳定及社会的和谐具有重要作用。社会上的各行各业都要用到电力资源,稳定供电对经济建设具有重大推动作用,所以,我们必须高度重视电力资源,注意预防电气工程电气火灾,进而保证电气工程可持续稳定发展。 2电气工程发生电气火灾的原因 电气方面的火灾事故类别有很多,常见的电气火灾有接地故障、电气短路、电流泄露、线路过载等。 2.1接地故障 由于接地故障具有很强的隐蔽性,所以接地故障很容易被忽视。通常情况下,接地故障产生火花及电弧,如果不及时排出,故障电流、故障电压都极易引起火灾。因为接地故障回路阻抗很大,故障电流非常小,容易出现电弧;接地故障电压通常沿着PEN线或者PE线传到设备外部,如果和其他金属物体接触,就会出现电火花。另外,如果PEN线或PE线没有有效连接,即便是非常小的电流,也会在接触不良处出现电火花。 2.2电气短路 电力系统经常出现的一种故障就是短路,某一相导体在没有任何负荷时与另一相导体接触,就会出现短路。,电气短路事故注意有两种,即:电弧性短路及金属性短路,电弧性短路电流都较小,但短路点很容易引起电火花和发电弧,进而使电路局部温度升高,致使危害人身财产安全;金属性短路电流较大,由于高温度会使短路点熔结,进而引起一系列的火灾。要降低火灾发生几率,必须实时控制所有线路,有效避免线路温度快速上升,进而避免火灾发生。短路出现后,电力系统的阻抗会大幅度减小,会有非常大的短路电流流过短路处,短路电流同时是电路正常电流的十几倍至几十倍。短路电流对电气设备影响非常大,会使电气设备温度立即升高并发热,进而燃烧绝缘层,熔化金属,有时甚至使周围可燃物、易燃物燃烧,最终引发火灾。 2.3谐波效应与电流泄露 随着人们生活水平的提高,越来越多的非线性符合电气设备被用于人们的生产生活,这使得电网中普遍存在多次谐波电流,如果在中性线中形成并叠加奇数次谐波电流,电流最大能够达到相电流的几倍,进而使中性线过载直至发热,最终线路绝缘老化速度会加快,直至发生电气火灾。电流泄露通常来源于绝缘材料效能低或潮湿环境,它们很容易使介电强度不足,致使对地电容增加,进而导致电流泄露,损害绝缘层,最终引起电火花出现,引发电气火灾。 2.4负荷过载 负荷都有自己的额定值,如果电气负荷超出了它的额定值,即超出它能承受的范围,就会出现过载。电气系统过载很容易使绝缘材料老化或发热,导致绝缘击穿,致使短路事故发生,最终引起火灾。常见的过负荷有如下三种:最常见的是不合理使用,设备或线路的负荷高于额定值时设备和线路在超负荷状态下运行;其次是设备或线路设计及选用不合理容易产生过负荷;最后是设备在故障状态下运行容易使设备及线路过负荷,例如:变压器在不对称状态下运行时极易造成过负荷。 2.5电气系统不合格 电气系统不合格也会埋下安全隐患。在设计电气系统时,如果没有有效设定断路器、熔断器等设备的额定电流,极易使保护设备出现故障,当线路实际运行时,经常发生部分安全问题,相关保护设备丧失保护功能,进而影响电气火灾的避免。另外,电气系统设计的不合理、不科学,也会产生一些过载现象,给电气工程带来安全隐患,安装设备与使用设备过程中,操作人员错位操作对电气设备稳定运行具有一定影响。 3预防电气工程中电气火灾的方法及措施 为保证对电气火灾的预防控制,必须深入分析电气火灾产生因素,保证预防措施切实可行,且可以有效降低火灾发生频率。注重前期电气产品的选择,保证用电设备质量合格,同时,不断规范设备质量控制制度,做好设备进场检查工作,使用电气设备进行交接试验,保证能够安全使用。 3.1防止接地故障出现 要有效防止接地故障,必须在电源的进现场安装漏电保护器,并且漏电保护器的额定动作电流在0.5A以内,同时布置等电位连结,保持各部位电位相等,实现零电位差,进而就能防止电弧及火花产生。另外,有效连接PEN线或PE线,并按照相关规程仔细检查。 3.2防止电气短路事故发生 首先,注重电缆保护工作,采取一定措施保护电缆,以此避免短路事故。具体可以设置电缆线槽、电缆保护管及封闭桥架,把电缆铺设在线槽及保护管内,降低电缆受外力损伤的几率。其次,合理选择开关,保证开关可以快速切断故障电路,有效防止火灾蔓延。再次,做好线管及桥架过墙的防火封堵,电缆可以选择防火电缆或阻燃电缆。 3.3谐波效应 要防止谐波效应的谐波电流,可以利用增大线路截面的方法,尤其是增加中性线的截面积,以此减小谐波电流,避免谐波电流使线路发热。另外,也可以安装谐波滤波器,谐波滤波器可以是无源滤波器也可以是有源滤波器,在补偿对象里测得谐波电流,因滤波器产生和谐波电流相等的补偿电流,并且滤波器补偿电流和谐波电流方向相反,进而让电网电流仅仅含有基波分量。 3.4防止负荷过载 要防止电气工程发生过载电气火灾,必须有效提升电路过载保护能力。具体可以通过科学计算断路器的整定电流,使整定电流和电气设备导线运行的载流量与额定电流相匹配。与此同时,也需要注意敷设方法及环境温度给线缆载流量造成的影响,科学选择矫正系数,保证过载保护有效。 3.5引进先进的电气火灾检测技术 要保证电气工程顺利进行,技术部门需要不断引进现代化的火灾检测技术,可以利用红外检测法和超声探测发有效控制电气工程各环节,保证随时了解线路运行情况及电气装置情况,确保检测质量和检测效率。实现检测技术和检测仪器及电能分析良好配合,以便实时检测电气系统的工作状态,进而可以安全、有效、及时防范电气火灾。 4预防电气工程中电气火灾发生的注意事项 要有效预防电气火灾发生,在设计与安装所有电气设备时要充分考虑给设备通风机散热的方法,切记不能把设备设置在火灾危险场所;由于静电聚集或电磁感应能够产生火花放电,对金属设备及金属管道来说是危险源,所以要注意将金属管及金属设备有效接地;建筑物与电气设备一定要采取安全防雷方法,有效避免雷击师傅发生,进而防止其引起火灾;相关部门要不断规范用电细节,操控电气时,避免裸露带电体和金属物件、动植物直接接触,有效防止电气短路;禁止在潮湿环境下用电,使用电气设备过程中注意检查电气腐蚀现象。 5结束语 电气火灾预防工作是系统性工程,在预防电气工程电气火灾时,一定要按照火灾事故特征及实际情况制定切实可行的方法,有效提升电气工程质量,使电能更好的为人们服务。 浅谈电气工程的电气火灾预防:浅析电气工程中电气火灾的预防 摘 要:随着人们生活水平的提升,电气已经普遍得到应用,电气代表着发达与繁荣,电气和人们的生活密切相关,是人们生活中不可缺少的重要内容。电气在使用过程中也会存在一些问题,特别是近年来关于电气应用的事故不断出现,给人们生活带来巨大的损失。在各种火灾事故中,电气事故占有较大的比重,只有全面做好用电管理,控制好电气设备,形成系统科学操作与使用,才能有效预防电气火灾的发生,确保设备操作和使用安全。文章主要对电气工程中常见电气火灾类型及火灾原因进行分析,进一步提出电气火灾事故预防与处理措施。 关键词:电气工程;电气火灾;预防系统 随着经济的建设与发展,对电能的需求量不断增加,电能是当前最普遍应用的能源之一,为社会发展与经济建设提供稳定能源,电能对全社会来说,有着不可替代的重要作用,是人们生产与生活离不开的能源,但是,如果使用不当,则会导致事故的发生,特别是电气火灾具有隐蔽性强、蔓延速度快、破坏范围广的特点,用电不当、电器操作不正确,均会形成火灾事故,给国家财产和人民安全带来极大威胁,严重的还会造成无法挽回的重大事故和人员伤亡。只有全面做好电气应用管理,树立良好防范意识,才能从根本上杜绝电气火灾,维护社会稳定和人们生命财产安全。 1 常见电气火灾事故类型 电气火灾不断增多,给人们生产生活带来巨大的影响,为了有效防范,我们需要对电气火灾类型进行分析,以此把握特点,重点解决,消除隐患,确保安全。根据电气火灾成因主要分为电气短路、线路过载、泄漏电流、接触不良等几种类型,针对不同类型火灾,需要差异化的解决对策,才能有效保证安全。 1.1 电气短路 电气短路是常见故障,按照部位不同,或分为两种情况,一种是金属性短路,当电气运行时,如果遇到电压不稳定,则会出现金属性短路的现象,这种情况下短路的电流非常大,短路点处于高温熔结状态,如果处理不及时,则会导致线路高温火灾事故。另一种是弧性短路,这种类型的短路线路上存在的电流并不是很大,主要是线路上部分连接点,没有被焊死,在供电量大的时候,出现局部短路点电弧或电火花,如果没有及时发现和解决,则线路局部就会出现2000~3000"C的高温状况,遇到易烧介质则会导致火灾事故的发生。 1.2 线路过载 电能设计是根据一个地区用电量大小而定的,区域需电量大,则线路负荷则增加,如果区域用量小,则会减少线路负荷,但往往一些区域会出现局部或者集中时间的用电量,使线路出现了过载情况,一个时间区段内用电负荷远远超过现有线路电流承受力,如果出现电流突然增大的情况,就会导致线路温度增加,损坏绝缘层后,很容易出现电气火灾事故。 1.3 泄漏电流 线路多是在室外使用,在长期的日晒水浸过程中,部分线路极容易出现老化,造成绝缘材料性能下降,遇到环境潮湿的地区,很容易加剧线路老化,造成线路对地电容增大或介电强度不足,这时,通电后,就会出现泄漏电流的情况,出现相线对地短路问题,轻则出现火花放电,重则会出现重大火灾事故。 1.4 接触不良 在许多电气火灾事故中,接触不良导致的火灾现象较多,主要是因为操作不当或检修不到位造成的,导致线路连接点位置接触电阻增加,如果有电流经过,不良的接触面就会过载,持续供电后,出现强烈发热反映,引起周围环境温度急剧上升,导致火灾事故。 1.5 谐波效应 这种情况较为少见,但是却值得关注。因为科学技术不断发展,各种非线性负荷电气设备在生产和生活中得到广泛应用,并且呈现日益增多的趋势,这类设备负荷电流通常含有多次谐波电流,其中奇数次的谐波电流在中性线内形成相互叠加后,经过测算,最大电流可达相电流两倍以上,使中性线出现强力的过载,从而线路发热并加速绝缘层老化,形成火灾事故。 2 造成电气火灾事故成因 电气火灾成因较为复杂,需要根据不同的成因对火灾进行分析。 2.1 用电设备自身故障 用电问题一直困扰着人们,特别是一些供电、用电设备质量不同,存在着不同的问题,一些设备质量在出厂前就没有检测,存在一定的先天性缺陷,使电气设备在应用过程中出现各种问题,比如电气保护间隙小、绝缘材料性能低等均能够造成电气短路或漏电现象,导致火灾事故的发生。 2.2 电气系统设计不合理 电气系统是一个复杂的系统,需要严格进行设计施工,才能确保用电供电安全可靠,但是在线路设计的时候,往往对实际情况掌握不到位,没有形成科学良好的设计方案,埋下了不安全隐患,设计上的问题主要表现如下:一是保护设备不理想,也就是说,在进行线路设计时,所选择和使用的断路器和熔断器等保护设备没有起到作用,其额定电流比线路允许持续载流量要高出许多,对线路故障不能形成有效的反映,线路发生故障保护设备不能快速动作,作出有效保护,造成火灾事故发生。二是电气线路截面积选择偏小,这种情况也是设计问题,我数情况下是低估了用电情况,对当地电量不清楚,线路面积小,造成实际负载电流超过了线路安全载流量,往往会造成线路过载和谐波效应等线路故障,从而引发火灾事故发生。三是人为故障,线路在安装与使用过程中,会因为人为疏忽、操作不当、错误指令等,造成线路过载及接触不良。四是用电环境原因,用电环境因素影响较大,特别是一些高压的裸露带电体进行供电时,如果线路和金属、动植物、大地接触,则会出现短路或泄漏电流的情况。另外潮湿、多尘、震动、冷热变化和电气腐蚀等也会形成事故隐患。 3 电气火灾预防措施 要想有效预防电气火灾事故,则压根掌握火灾成因,通过对电气火灾原因的系统、综合分析,总结出有效的措施与方法,预防和阻止电气火灾。 3.1 选用合格的电气产品 市场条件下,同类型设备较多,特别是电气设备五花八门,那么,在进行采购和选择时,一定要认真仔细,不能马虎,重点查看厂家是否正规、产品是否有出厂检测合格证书,只有这样的产品,才能选择和使用,在安装前,更需要对相关产品进行测试,保证设备进场检查和维护到位,对已经装机完毕的电气设备,需要一段时间的交接试验,只有电气设备运行稳定后,才能投入使用。 3.2 科学设计与施工 电气工程需要根据实际情况进行合理设计,满足当地用电需要。那么在进行电气设计和施工时,需要利用TN-s或TN-C-s供电系统,同时为了保证安全,需要对线路截面和保护装置进行实地测试,选择使用适合的装置,三相线路负载平衡及N线选用需要严格对待,保证电气容量。对在使用过程中容易出现发热的配电箱、照明灯具科学处理,安装时需用固定部件,选择使用不燃基座,保证安全距离。 3.3 红外线检测 需要引进先进的检测方式,对电气火灾做好检测,目前,科技发展已经出现了红外线传感器和超声波传感器,能够有效检测出电气装置和线路运行过热、电弧、漏电及火花放电的情况,能够及时发现,及早处置,对火灾事故有一定的预防作用。 3.4 加强监督管理 要严格监督电气使用,线路经过高温、潮湿、多尘及化学腐g性强的环境时,需要有效保护,确保设备安全隔离,规范操作标准,确保用电安全,全面检查,禁止乱拉乱接线路。 4 结束语 电气火灾不断增加,只有全面做好预防,提升安全意识,才能有效避免出现电气火灾事故,确保社会稳定与人们生命财产安全,让电能发挥应有作用,为我国现代化建设事业服务。 浅谈电气工程的电气火灾预防:电气工程中电气火灾的预防研究 摘要:本文首先介绍了电气火灾的含义及特点,之后阐述了电气工程中发生电气火灾的原因,最后提出了电气工程中电气火灾预防应采取的措施。 关键词:电气工程;电气火灾;原因;措施 0引言 随着社会的进步和经济的发展,人们对电能源的需要越来越多,对于电气设备的需求更是成了社会发展中必不可少的组成部分,这就使得电气工程安装越来越常见。然而,在实际的电气工程安装和使用过程中,常常由于各种因素的存在导致各种安全和隐患问题的出现,进而给整个工程的质量安全都带来了隐患。电气火灾随着电气设备的使用成了安全隐患中的重要部分,不仅给电气设备带来了较大的损坏,同时由于其具有破坏的范围较大、具有较强的隐蔽性等特征,还给人员以及电能的输送与生产都造成了巨大的损害,甚至导致停电的时间较长,规模较大,造成直接和间接损失的发生。因此,对电气工程中出现的电气火灾加以重视,对其产生的原因进行分析,相应的采取积极的对策,确保企业生产运行的安全、稳定,人们的生命财产、国家和社会秩序的稳定、安全等都具有非常重要的意义。 1电气火灾的含义及特点 1.1电气火灾及特点 所谓电气火灾,指的是在电气工程的安装以及使用过程中由于电气线路、设备出现操作不当或是出现电气故障而发生的火灾。结合电气火灾所发生的状况进行分析,电气火灾具有较强的季节性;时间上的集中性;行业性和较强的人为性。 1.2电气工程电气火灾的特征 (1)电气火灾更多的出现在设备比较陈旧与线路出现老化的部位。因为电气线路的绝缘性能出现老化,就会使得绝缘层遭到破坏,而使得两线之间发生了接触,因为具有的电阻较小,就会使得电流出现巨大的增加,而因为出现电流短路而造成火灾的出现。(2)火源比较隐蔽不容易发觉。多数短路都是出现在电器穿线管或是设备的里面,使得火源很难及时的被发觉,当人们发现火灾后,通常火灾都已经发展到了一定程度。(3)易出现在易燃物品和线路接触很近的地方。易燃物品,例如木制和塑料制成的物品,和线路之间如果相隔距离较短,一旦线路过热或者出现短路就很容易使得物品燃烧。 2电气工程中发生电气火灾的原因分析 2.1电气设备自身的因素 电气电气工程中电气火灾的出现的因素有很多,其中电气设备本身存在的问题和故障也是造成电气火灾发生的因素之一。因为电气设备自身存在故障和缺陷,使得在对其进行应用的过程中出存在一些问题及隐患,例如电气线路存在接地不安全的问题,绝缘材料性能不高,保护间隙较小等等都可能导致在对电气设备进行应用时导致电流出现泄露或短路。首先,因为对电气系统进行设计时存在不合理现象也会导致电气工程中电气火灾的出现。如果在设计的过程中,所选择的保护设备,例如熔断器与断路器的额定电流大大超出线路本身的荷载流量,就会在线路出现问题时,导致保护设备不能起到本应具有的保护功能。如果在电气线路的所选取的截面积过小,而导致实际负载的电流远远大于该线路应该承载的安全流量。其次,由于在电气系统存在不合理的设计,会造成线路出现谐波效应或是负载过重等故障的出现。同时,设计和施工上存在违章,伪劣假冒的电器设备等也都容易导致很多电气火灾隐患的出现。再次,因为缺少足够的监管,部分施工企业,设计部门以及施工人员在对电气工程进行建设、整改以及装修的过程中,没有根据先关的标准规范进行施工或设计,所选取的设备的型号、敷设的线路以及采取的隔热、散热与防火封堵方式不当,电缆电线的截面过小,没有根据规定采取保护措施等等,另外由于设计和实际的使用上存在脱节的问题,如果在使用空调等功率较大,负荷过大的电气设备就很容易导致绝缘出现损坏和老化的问题。最后,部分电气设备生产厂家,尤其是一些个体私营单位为了降低成本,减少资金,很多电气系统都未进行正规的设计,甚至还有些厂家用伪劣假冒的产品来以次充好,并让一些不是专业的人员进行施工,导致很多电气火灾安全隐患的出现。 2.2缺少足够电气火灾的防范措施 从当前来看,我国在对电气工程中电气火灾的预防以及防范技术上还存在很多的问题,在技术产品的研发与推广上还十分的滞后,仅仅停滞在摸、看、闻的层次上。而和我过相比,尽管日本的用电量是我国人均用电量的八倍,然而其所出现的电气火灾却只约占所有火灾的3%。 2.3安全意识淡薄,操作不当 因为很多人,尤其是生产经营厂商以及从业人员在安全上没有引起足够的重视,责任意识淡薄,对于电气火灾的常识没有足够的了解,更没有掌握基本的电气火灾常识,对一些临时的线路随意进行拉接,擅自使用功率较大的电器设备,或是操作不当等都会导致电气火灾经常出现。 2.4相关的制度法规不健全 在我国,和电气安全相关的法律法规都是国家各部委进行编制和颁布实施的,尽管具有较强的理论性,但是却缺少实践进行验证,进行修订所需要的周期很长,与社会对电气安全的需求不相符。此外,在对这些法规进行制订时,缺少来自不同利益代表的参与,导致电气法规的制定中在某些方面出现纰漏。另外,在具体所应用的电气工程当中,相关的电力部门在对建筑电气工程进行监管时,只负责建筑的主配电装置,建而对于建筑内部所进行的电气施工以及电气设计、工程质量以及安全等方面的检查和评估并未发生实质性的作用。 2.5用电环境的影响 因为用电环境的因素也可能导致电气火灾的出现,例如周围环境潮湿、尘土较多,就很容易造成出现电流泄露和电气短路的问题;如果电气设备在运行的过程中,经常震动,或是受到电气的腐蚀,温度的过高或过低等都会可能导致电气设备出现接触不良的问题而存在安全隐患;此外,一些裸露在外的线路和一些金属物质等接触也可能会造成电流泄露或电气短路等现象的产生。 3电气工程中电气火灾预防应采取的措施 3.1在电气设备的选用上要确保质量合格 在进行选择和采购电气设备时,应该挑选那些比较正规的厂家,选择质量合格的电气产品,同时要对这些设备做好入场前的检查与维护工作,对其安装结束后也要再次做好交接试验工作,进而可以保证电气设备能够正常安全、稳定的投入运行。 3.2通过应用高新技术对电气火灾做好预防检测工作 传统的摸、看、闻的电气火灾预防方式已经不能当年电气工程发展的需求,因此在对电气工程中的电气火灾进行预防的过程中,应该利用高新技术对电气火灾做好预防和检测。在这一过程中,可以把现代计算机技术与超声波传感器以及红外线传感器相互融合而形成超声探测法与红外检测法,进而能够在电气设备以及线路在运行当中出现的漏电、放点等火灾隐患时做好非接触式的快捷检测,同时利用新一代的检测仪器与电能分析实时的对电气系统的工作状况进行监测,进而确保电气火灾问题能够有效、及时的得到预防和防范。 3.3强化监管,构建安全的用电环境 为了避免出现电气火灾隐患,要对用电环境强化监管,进而构建安全的用电环境。要确保不能将电气线路以及电气设备安装到化学腐蚀性较强,或是多尘、潮湿或是温度较高的环境当中,对那些必须在这样的环境中进行安装的线路与设备一定要做好防护和隔离的方式,并定期对其进行检查。此外,还应该强化对临时用电管理是否安全进行监管,相关维护及操作人员一定要在取得了相关的证书后才能上岗。 3.4制定规范的用电安全法规 为确保用电安全,相关部门一定要制定好电气安全方面的相关法律法规,要在国家各部委的牵头下,对各行各业的用电需求和实际状况进行调研的基础上,广泛听取来自不同行业、不同层次专家代表的建议而制定电气安全规范。同时,国家还应该强化统一管理电气安全法规,强化对法规进行实效监督和跟踪,确保法规的连续与稳定。所以,一定要对我国电气安全相关法规进行强化,对工程中出现的重大电气火灾事件一定要进行法律追求并给予严肃的处理。 4结束语 在电气工程中一定要结合火灾发生的特点,采取相应的措施来促进电气设备进行的安全、稳定,进而促进电气工程质量的提升,确保生产与社会制度的稳定以及经济发展。 作者:顾兴亚 单位:曲阜师范大学工学院
浅谈电机与控制技术:对电机振动噪音的分析与控制 前言 近些年来,工业噪音、污水、废气早已成为污染环境的三大公害,严重影响着人们的身心健康。尤其是伴随着电能的广泛应用与快速发展,电机振动噪音俨然已经成为工业早已的重要组成部分。因此,如何降低电机的振动噪音,早已成为电机行业普遍面临的共同问题。以下笔者即结合个人实践工作经验,对引发电机振动噪音的原因进行粗浅的探讨,并提出几点解决并控制电机振动噪音的个人建议,以期将电机振动噪音控制在可允许范围之内,为人们提供更为舒适的工作、生活环境。 1 引发电机振动噪音的原因 1.1 由于电机轴承与电机转子不平衡所引发的振动噪音 通过分析我们可以得知,电机主要由电气与机械两个部分构成。因此,电机在分析电机故障时应该对其一分为二。一般情况下,电机的振动噪音主要是由转动部分不平衡、机械故障或者电磁方面的原因造成的。所以,对电机轴承及电机转子不平衡所引发电机振动噪音进行分析尤为重要。目前,我们常见的转动不平衡,主要表现在转子、联轴器、耦合器、传动轮(制动轮)的不平衡。其中,由轴承所引起的不平衡,通常会伴有异常声响,而由转子引起的不平衡,则需要测量单转电机的振动值。此外,由于转动部分的机械松动也会造成转动部分的不平衡。例如:铁心支架的松动,斜键、销钉的失效松动,转子绑扎的不紧等。 1.2 由于机械部分故障所引发的振动噪音 机械部分故障所引发的振动噪音,主要表现在以下几个方面: 第一,由于与电机相连的齿轮和联轴器存在问题,以至于在实际作业中极易出现以下几种故障,造成一定程度的振动噪音。如:齿轮的咬合不良;轮齿磨损严重;联轴器歪斜、错位;齿式联轴器的齿形、齿距不对、间隙过大、磨损严重等问题。 第二,在电机的安装过程中,由于安装不当、对中不良,造成联动部分的轴系不对中,中心线不重合,定心不正确,进而引发振动噪音。此外,在实际作业中,往往有些联动部分的中心线在冷却时是重合一致的,但经过一段时间的运行以后,由于转子支点、基准等发生变形,导致中心线被破坏,从而产生振动噪音。 第三,由于电机拖动的负载产生的振动,所引发的传导性振动。如:水泵、风机振动,所引发的电机振动。 第四,由于电机本身结构存在缺陷或者在基础安装过程中存在问题,以至于引发振动噪音。主要表现为:转轴弯曲,轴颈椭圆,轴与轴瓦间的间隙过大或者过小;整个电机安装基础的刚度不够;电机和基础板间固定不牢,底脚的螺栓松动,轴承座和基础板之间松动。而特别值得我们注意的是,由于轴与轴瓦间的间隙过大或者过小,不仅会引起电机振动,还会使轴瓦的润滑与温度产生异常,带来电气故障。 2 解决并控制电机振动噪音的几点个人建议 2.1 进一步提高转子的转动平衡精确度 通过上述分析,我们可以看出,转动不平衡是引发电机振动噪声的重要因素之一。因此,进一步提高转子的转动平衡精确度,能够在一定程度上有效解决电机振动,从而将振动噪声控制在可被接受的范围之内。主要可从以下几个方面入手: 首先,尽可能使转子各部位的平衡量分布更为均匀。也就是说在实际旋转时,为了尽可能减小离心力,我们应该至少选择2个校正面。同时,为了获得更好的平衡效果,其所选择的支点应尽量靠近轴承挡。而校正面内平衡配重量的所在位置半径,则应该尽可能偏大; 其次,尽可能提高平衡机的转速。随着转速与径的不同,风扇鼓风时的不平衡径向力也有所变化。因此,为了提高转子动平衡实验中的精确度,则应该在可能的情况下,提高平衡机的转速,已获得更为准确的数据; 再次,在转子结构设计中加强对对称性与同轴度的设计,从而保证转子动平衡。尤其是实际加工中,在条件允许的情况下,对风扇与绕组支承的圆周、平面应进行加工,而非加工平面也应该保持光滑平整,从而进一步保证同轴度; 最后,在钢片冲制与铁芯叠压过程中,应严格遵守工艺规程,尽可能的减小由于硅钢片的厚薄不均匀与毛刺过大所引起的不平衡量。 2.2 从电机自身结构入手防止振动噪音 为了更好的解决与控制电机振动噪音,就应该从电机自身问题找起,进而实施全面控制。 首先,从电机的设计上入手。选择适当的槽数进行组合;采用特殊槽;斜槽化;选择合适的线圈节距;正弦波绕线;采用分数槽绕线;齿、气隙、轭铁部的磁通密度应适当;转子槽部极和厚度均等;采用磁性楔,扩大气隙;其次,从电机机械设计上入手。在电机的机械设计上,应该采用全闭槽,来消除齿尖厚度的不同,从而提高制造技术。同时,为了避免和电动机的装置机构发生共振,在定子铁心或者轴承的支持部位,应设计支持防振,提高振动弹性。并且在电动机的外部,则因该设置遮音或者防音的机械构造。 最后,从电机的使用上入手。在实际使用中,我们以电磁电机为例。而通过研究,我们可以得知并不是所有电动机的电机振动噪音问题,都是由电磁力波所引起的。有些则是由定子或者转子的自然电机振动数一致或者接近,而形成的共振。因此,在分析引发电机振动噪音因素时,应多了解电动机各部分电机振动体的自然振动频率。 3 结束语 综上所述,本文笔者对引发电机振动噪音的原因进行粗浅的探讨,使我们更加清楚的认识到,随着电能成为现代化的重要能源之一,电机振动也俨然成为工业噪音的重要组成部分,严重影响到人们的工作与生活。因此,电机企业在生产中,更应该针对电机振动噪音这一重要问题,进行必要的研究与分析,制定更为完善的设计以及工艺生产流程,从而将电机噪音控制在可允许范围之内,为人们提供更为舒适的工作、生活环境。 浅谈电机与控制技术:浅谈机电一体化电机的保护与控制 摘要:经济的高速发展带动了各个行业的进步,最近几年我们国家的工业生产工作取得了非常显著的成就,比如机电一体化的发展就是非常显著的代表。该技术是当前时期意义非常关键的一项技术。作为基础工作人员,在推广该项技术的时候,必须要认真研究如何开展电机控制以及保护活动。然而在实际的工作中我们发现有很多潜在的影响要素,它们的存在明显的制约了技术的发展。所以,对于相关的工作人员来讲当前工作的当务之急就是要认真分析存在的各种干扰要素,积极研究应对策略。作者在这个前提之下具体的论述了该技术的发展历程,并且详细叙述了当前时期电机保护和运用过程中存在的问题和应对策略等,并且简要分析了其今后的发展方向等。 关键词:机电一体化;电机保护;电机控制 经济的高速发展不但能够带动行业和领域的进步,同时还能够促进科技的发展。最近几年,在广大的科研工作者的共同努力之下,科学技术的发展水平不断提升,此时许多先进的科技开始出现在我们的工作之中。在这个背景之下,机电一体化技术得以快速发展。然而在具体的推广使用的时候还面对一些干扰要素,这就使得技术无法发挥其应有的价值和意义。因此我们必须要认真分析当前面对的各种不利现象,积极研究应对方法。 1机电一体化的发展 对于机电一体化技术来讲,其发展历程有三。第一是初始时期,最早可以查阅到1970年之前。在此阶段,由于西方国家的科技发展水平较为迅速,此时我们国家也受到一定的影响,广大群众开始有意识的将先进技术运用到机电产品之中,而且它们也为我们带来了很显著的成就。特别是在二次大战之时,时代背景赋予了我们新的探索动机,此时电子工艺和机械制品开始逐步靠拢,它们在战争结束之后还可充当日常用品,对于促进经济恢复有着不可言喻的意义。通过分析相关历史,我们可知那时的电子技术还处在发展的初始时期,而且绝大多数的产品都是自发形式的,从一定意义上来看,电子工艺和机械制品的融合还不是很全面,而且由于受到时代的影响,那些已研发的产品也未被合理的运用。第二个时期可以被称作是高速发展时期。此时各种技术开始高速发展,比如通信以及电脑等,正是因为电脑技术的发展以及集成电路工艺的出现,使得机电一体化的发展有了强大的基础。第三个时期可以被称作是发展的黄金时期,这时该技术得到了非常全面的发展。此时相应的学科系统开始被人们所关注,科研人员积极研究机电体系的发展方向,而且形成了很多新的科学。同时,伴随着光纤科技等技术的发展,此时该技术迎来了新的发展局面。通过上文的分析,能够更好地辅助我们分析当前该技术发展过程中存在的一些阻碍要素。 2机电一体化应用中电机控制与保护存在的问题 由于科技高速发展,此时我们国家的机电一体化工艺开始迎来它的春天,创造了很多的成就。不过因为技术理论方面的欠缺加之实践的不足,导致我们在具体的推广该项技术的时候,还面对各种干扰要素,使得电机保护和控制工作无法很好的开展。它们的存在明显的干扰到电机的运用,使得它的应有价值无法被体现出来,接下来具体阐述面对的各种不利点。2.1运用异步机电装置时面对的各种干扰要素在我们国家,很多的行业和领域都会运用机电设备。它们的存在为国家的经济进步贡献了非常显著的力量。不过,在具体的开展电机运用和控制工作的时候还面对一些干扰要素,导致设备无法发挥出应有的价值。具体来讲,众所周知,对于电机控制工作来讲,异步电机相关的工作是其中意义非常关键的一项工作,一旦其存在弊端的话,就会严重的干扰电机的运行,最终引发一连串的反应,导致很多运行问题,使得设备无法发挥出应有的价值和意义。因此,在开展此项保护工作的时候,一定要将工作重点放到异步电机方面,积极研究先进技术。2.2电机控制保护装置的使用难以达到需求如今我们广泛运用的电机保护设备的技术含量较低,无法和当前的发展形势保持一致,不能够满足技术的发展要求。同时,当前的保护装置多是使用电磁原理,应用热继电器与熔断器的过载保护以及短路功能实现保护,不过这个零件原本就存在问题,这就必然会导致机电控制等工作无法很好的开展,因此在今后设计的过程中,一定要高度关注设计以及控制的结合,确保保护装置呈现出较为明显的多样性色彩。 3机电一体化应用中电机控制与保护的措施 众所周知,对于机电一体化系统来讲,它的最为关键的构成要素是电机。而对于电机来讲,它的执行系统有两大要素构成,分别是驱动系统以及控制系统。执行驱动部分主要通过位置传感器、三相伺服电机等相关设备共同组成,而控制部分则是传统的单片机、变频器、输入通道等相关组成设备共同组成。它们两者的关系非常独特。3.1对阀门与速度的控制。电机的控制需要相关的部件以及装置共同操作,其次在进行控制的时候还需要重视“速度”这个关键的因素,要想在电机控制与保护的实际应用中取得一定的效果,就必须控制好阀门以及速度。当前社会经过长时间的发展之后,在技术以及经验上都有了相对深厚的积累,采用的相关控制方案主要是双环控制,双环中的内环是速度环、外环是传统的位置环。速度环在电机进行工作的时候是方便操作技术人员对点击实际转速进行调节以及控制的重要组成部分,通过对内部速度调节器的有效控制,合适波段的调节PWM波发生器的载波频率,进而达到对整个电机速度的调节作用。3.2对电流电压的准确检测。机电一体化是当前机电专业发展中的核心发展概念,在进行机电设备的使用以及运维管理过程中,深入机电一体化工作的研究,有助于完善对机电工程推广中机电设备的合理控制与保护。电机在机电一体化中的控制与保护工作,有着非常独特的存在意义和价值,可以说是其中意义非常关键的构成要素。在具体检测的时候,要认真记录电流和电压等数值,进而合理分析检测结果;积极开展检测工作,认真分析潜在的故障,合理制定应对策略。但是,在具体的开展工作的时候,我们普遍使用的电压互感器与电流互感器等互感设备是不能够达到相关准确检测的目的的,但是存在的问题我们必须尽快的排除;所以,在进行机电设备的电流以及电压的检测中,往往采用霍尔型电流互感器以及IPM输出电压发用分压电路对IPM输出三相电流与电压进行合理的检测,进而确保在检测的过程中能够达到电机设备的使用控制要求与保护的要求,最终起到提高检测工作开展的准确性的目的。3.3机电一体化中电机的运行维护。由于机械工业高速发展,此时相关设备的运作规定也更为严格,比如电机运行的要求就更高了,然而技术的发展同时又明显的提升了电机保护能力。不论是何种技术,它的落实都要依靠人类,所以对于电机的运行维护是确保电机的机电一体化技术优势表现的重要前提。此处将电机维护分成三方面,其一是前期准备,其二是运作过程中的监管,最后是平时的养护。在启动之前要查看是否通电,同时还要检验启动装置的性能等等。当电源接通以后,要确保电动机等设备的运行正常,假如存在异常的话要在第一时间断电。在运行的过程中要做好监视工作,确保设备的电压以及电流等正常,尽量避免问题出现。除了上述之外,还要在规定的时间之内做好养护工作。 4电机保护控制装置的前景以及发展趋势 在电机保护控制装置的未来发展中,必然会采用故障建模与仿真计算的方式,通过引入相位量、突破量等多封面的电机故障类检测量,对相关数据进行分析与研究,做好“量”的研究工作,它能够明显的提升继电装置的精确性。第二,在今后发展的过程中,要高度关注技术研发和使用工作。举例来看,在监测电机的时候,可以使用相关的高新技术,从总体上把控电机的运行状态,结合设备输出的数据来判定其状态如何,将获取的信息分类整合,借助对比分析措施合理的划分户长类型,进而结合提示的信息制定恰当的处理策略。借助此措施,能够确保电机控制以及保护工作开展顺畅,能够预知一些潜在的问题,以此实现合理的预防作用。 5结束语 通过上文的分析我们可知,当今社会是一个经济和科技高速发展的社会,不论是生产工作还是广大群众的日常生活都和技术有着密切的关联。此时机电一体化技术开始被大众所关注。在这种背景之下,人们开始意识到电机控制和保护工作的重要性。虽说我们国家的这项技术发展的速度非常快,不过仍旧面对一些干扰要素,它们的存在明显的制约了技术的发展,干扰到经济的进步。笔者在这个前提之下,具体的展开了相应的论述。我们坚信在广大工作者的共同努力之下,该技术一定会迎来新的发展局面,更好的为国家的发展贡献力量。 作者:童旭松 宋德强 单位:哈尔滨电机厂有限责任公司 黑龙江牡丹江抽水蓄能有限公司 浅谈电机与控制技术:探讨基于PLC与变频器的交流电机调速控制系统 [摘 要]本文首先阐述了PLC与变频器的交流电机调速控制系统的必要性,然后探讨了PLC与变频器的控制方法,最后对PLC与变频器的在风机节能控制系统进行了分析。 [关键词]PLC;变频器;调速控制 一、前言 近年来,我国电机产业虽然取得了飞速发展,但依然存在一些问题和不足需要改进,交流电机相对于直流电机有着诸多优点,本文不再详细介绍,加强对交流电机调速控制的运用,对我国工业发展乃至民用场合都有着重要意义。 二、PLC与变频器的交流电机调速控制系统的必要性 随着生产的小断发展,速度可调成了传动装置的一项基本要求。目前交流电机调速技术的研究取得了极大的发展,在调速传动领域交流电机已有取代直流电机的趋势。在60年代之前,交流电机调速常用串级调速,但是这种调速系统复杂,属于多段速调速,调速效果有限。后来晶闸管研制成功,使交流电机调速技术迅速发展,出现了变频器,通过改变供电电源的频率来调节异步电动机的转速,这种调速方式可以获得很大的调速范围,很好的调速平滑性和足够的机械特性硬度;目前随着电力电子技术的日益发展,变频调速装置性能加强,成本大幅下降,变频调速在工业运用最为广泛。另外,也可采用可控硅移相调压调速,由能量守恒原理U*I=F*V,在外部阻力小变的情况下,改变电压U的值,速度V也跟着改变,因此只要控制可控硅导通角调节输出电压就可以达到调速目的,这种调压调速装置主要运用在行车上,还有软启动器也是运用此原理的传动装置。基于交流电机调速装置的快速发展,交流电机已可以运用到越来越复杂的调速场合;有了强大的执行设备,就需要强大的控制器配合“指挥”,而PLC是目前运用最成熟的工业控制设备,因此要加强基于PLC与变频器的交流电机调速控制系统的应用。 三、PLC与变频器的调速自动化的概念 1、PLC与变频器 在1978年,国际电工委员会对PLC与变频器做了比较详细的解释,PLC是一种电子装置,主要用于工业环境下的施工作业,PLC的理论是设计数字运算来操作进行。通过编制程序的存储器,在其内部执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等指令,通过数字的方式或模拟的方式输入和输出,利用这些指令控制机械生产过程。PLC具有使用便利、适用领域广的优势,其设计的原则就是保证容易地扩展功能。 2、PLC的基本结构 PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的,因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内,可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。 处理器是PLC的控制核心。它在PLC系统程序的控制下,拥有接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态,并能诊断用户程序中的语法错误等功能。 3、工作过程 PLC开始工作后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段,完成上述三个阶段称作一个扫描周期,处理器通过一定的扫描速度重复执行这三个过程。 四、基于PLC与变频器的控制方法 1、变频器端子控制 端子控制是最早控制方法,经过PLC开关量的信号可控制变频器,其控制过程为可编控制程序PLC对输出信号进行控制,而输出信号对变频器停止、启动及复位进行控制,并控制组合变频器高中低速这三个端子,以实现多段速的运行。这种控制方式一般是变频器控制越多,所需要的PLc输人/输出点数就会越多,会加大控制成本,并且这种控制方法是通过开关量进行控制的,速度是预先设定好,无法实现连续平滑线调速,更不能精度调速,通常用在调速精度要求低,变频器数目少及无需反馈信号的控制系y当中。 2、端子控制+模拟量给定控制方法 变频器的启停由端子控制,速度信号由模拟量给定,模拟量的给定通常是依靠PLC配置的AI模拟量模块实现。经过AI模拟量模块把PLC数字量变为4-20mA电流信号或者-10~10v电压信号对变频器进行控制,以改变PLC数字量,从而改变模拟量大小,并实现电机变速,这种模拟量控制方法编程简单,可平滑连续调速,工作性能稳定,但模拟量信号在电缆线较长的时候,容易受到电磁干扰,影响系统运行的稳定性。 3、总线通讯控制 通讯的方式现在最常见的是Profibus-DP的方式。这需要变频器支持这种通讯方式,一般是需要附加订一个DP通讯板(硬件)安装在变频器上面,当然也有通讯板外置然后通过光纤与变频器的控制单元连接的如ABB的NPBA-12通讯模块。PLC与变频器之间连接好DP通讯线缆,其他不需要任何硬连接的线了。后续工作就是通过PLC编程来控制变频器。 五、PLC与变频器的在风机节能控制系统 可以看出,我国电力工业面临着巨大的挑战,把节能环保技术应用到电力能源领域,提高能源利用率,杜绝能源浪费。能源资源的浪费大多发生在电能生产、传输、分配调度等环节,因此,提高我国电力工业电能生产能源综合利用效率已成为风机节能控制工作人员研究的一个重要课题。采用PLC与变频器的节能控制技术对风机控制系统进行节能降耗技术升级改造研究具有非常重要的工程节能意义。 风机节能控制系统主要是通过降低能耗,实现节能环保,对于风机控制系统的能耗而言,其中有很大一部分是因为风机电能利用效率较低的调节状况所浪费掉。对于以挡板和闸门调节的风机控制系统而言,这个系统的能源浪费是无法解决的无法避免的。 针对这种状况,以PLC和变频器为核心的变频调速控制系统是减少这类风机控制系统能耗的最好技术手段,也是最好的节能途径。由于PLC与变频器的变频调速控制系统能够根据系统实际运行情况制定程序自动调节,根据系统实际需求形成相应的频率制定适合的程序,调节其信号,并直接作用在风机的电机上,形成输入与输出平滑调节性能曲线,采取低转速变频调速运行模式当在风量负荷需求小时,从而降低风机电动机的转速,节约电力能源,通过降低轴功率实现整个风机控制系统节能降耗,达到高效经济调节运行。 利用PLC与变频器的变频调速自动化控制装置对加热炉风机控制系统进行技术改造后,可以大幅度的降低风机电动机的实际输出功率大小,有利于设备运行中节能降耗。对于一台容量为280KW的大型风机控制系统而言,采用PLC与变频调速自动化装置进行技术改造后,不仅可以简单方便实现风量的精准调节,而且从长远看,降低能耗,节能环保,做到经济的双赢,即提高工作效率,又能够节约电费成本。 六、结束语 通过对新时期下,PLC与变频器的交流电机调速控制系统的问题分析,进一步明确了电机的发展方向,为电机调速控制系统的优化完善奠定了坚实基础,有助于提高电机产业的水平。 浅谈电机与控制技术:柴油发电机组的自动化控制与监测问题 摘 要 对于柴油发电机组而言,其能否快速检测到失电,并精准灵敏地启动应急机组极为关键,因而,切实提升柴油发电机组的自动化程度,构建安全可靠的多级监控体系成为横亘在其发展面前的重要课题。本文基于当前国内柴油发电机住自动化控制的现状谈及,就如何强化柴油发动机组的自动化控制和检测问题进行探究,以期为深化柴油发电机组技术创新,更好发挥其对于电力供电系统等方面的保障作用提供可行借鉴。 【关键词】柴油发电机组 自动化控制 检测 对供电系统来说,其工作环境大多数高压供电,电力工人也处于高危的工作环境中。在此之下,营造安全稳定的工作环境成为电力系统持之的改进方向。柴油发电机组同样处于电力高危供电环境中,且大多时候需要在非正常环境下工作,保障柴油发电机组的安全性极为关键。鉴于国内柴油发电机组在自动化控制方面存在的滞后之处,亟需强化其自动化控制水平和检测技术,革除传统应用单一机组控制器的功能陈乏,难以扩展等弊端,切实实现柴油发电机组发电供电过程的快速、安全、稳定、全程监测。 1 柴油发电机组自动化控制现状 1.1 系统结构 屏内主要包括可编程控制器(PLC)、数据采集装置(单片机)、变送器、显示装置和控制器件。为了实现自动化机组的模块化结构,使机组的控制与监测互不影响,采用了PLC与单片机两套相互独立的模式。PLC是整个自动化机组的控制中心,发生供电故障时,能完成能机组的自启动,发电后与供电进行切换向负载供电;供电恢复后,自动退出运行并自动停机。单片机主要采用STD总线结构,实现对整套机组的各个参数监测与遥控,与上位计算机构成通信,将机组的运行参数与状态直观地显示,实施对整个系统的状态监测,同时还可实现对整个系统遥控。 1.2 系统功能 1.2.1 机组自动启停 供电故障确定后,PLC通过程序控制应急机组自动启动、供电,启动成功后在60s内由应急机组向负载供电。供电恢复后延时60s自动切换机组/供电ATS开关,由市电供电,再经以60s后当前机组自动停机。 1.2.2 对机组实时监测 该部分功能主要由单片机与上位计算机完成。电量变送器(如电压、电流、频率、功率变送器)与非电量变送器(如油压、温度变送器)将它们各自的信号变为4―20mA或1―5V的标准信号,通过多路选择开关经模拟输入板送入单片机进行实时监测;各种故障的开关量信号转换后经数字输入板也送入单片机。单片机并将参数通过R2S32/485通讯接口送入中央控制室的上位计算机,上位计算机通过VB程序支持通信,将这些参数显示;同时也显示机组的运行状态与故障情况。另外上位计算机上发出启动、停机、复位等指令通过RS232/485通讯接口送入单片机,单片机将其通过数字输出通道经继电器板输出后送入PLC而实现对整个系统遥控。 1.2.3 对故障的监测和处理 神经网络与专家系统的结合既能克服传统专家系统的不足,又避免了神经网络的一些缺点,将基于规则推理和基于人工神经网络的诊断方法进行有机集成,建造一个混合型集成式的专家系统,能更加准确地模拟人脑的真实思维过程。即PC机定时接收数据采集实时监视系统传来的特征数据,利用逻辑推理、数据分析以及人工神经络相结合的方式,结合领域专家知识和历史数据进行综合分析,达到早期诊断的目的。 2 提升柴油发电机组自动化控制与检测技术的策略 2.1 树立与时俱进,坚持以人为本的设计理念 切实提升柴油发电机控制系统的安全性和可靠性,就需秉时刻关注市场动态,秉持与时俱进的设计思想,坚持以人为本的设计观念。具化到系统操作方面,就是要采用人性化的操作方法,通^人机操作界面,利用传感技术将柴油发电机组的相关信息传递到显示器之上。通过显示器,工人能够有效观察到发电机组的状态,进而实施科学严密的监控。人机合一的模式不仅提升了操作的安全性和便捷性,且有利于人员在系统使用过程中的技能培训。值得注意的是,在实现人机操作系统的过程中,要高度关注应用软件的设计。一方面,要构建反应灵敏,回应迅速的应急体系,确保在供电故障发生时能够及时捕捉和获取故障信息,做出有效处理。另一方面,要对系统的结构予以科学规划。系统出了要具备较高的信息处理水平之外,还需要秉持线路简洁原则,迎合客户对于灵活快速调整的需求,更好适应市场需要。再者,要保持控制系统的独立性,为故障发生时系统的正常工作奠定基础。 2.2 重视柴油发电机组控制与检测系统设备的革新 客观而言,较之于国外,我国在柴油发电机组控制系统和检测方面的水平和技术仍有所滞后,如何采用灵敏性和稳定性的电子器件和电子设备,进而提升控制与检测水平成为关键。立足于系统应用和时间安全性的考虑,国内一方面要强化技术研究的同时,适度引进诸如捷克的ComAp,英国的DEEPSEA等国外先进的控制设备极为必要。在设备选择和引进过程中,要注意挑选设备的兼容性,从而更好迎合企业的灵活多变要求。此外,还需注重触摸屏等新技术的应用,探讨将光电、声电等技术在系统中的设计创新,引入与应用,从而进一步提升系统的稳定性和安全性。 3 结论 在维护和保障社会生活活动方面,电力供应发挥着不容替代的作用。但实践中,受制于各类因素影响,电力供电系统的故障往往难以预测,突发断电情况也时有发生,由此对社会生产和生活造成的影响与损失不可计量。而柴油发电机组则在供应故障断电等方面发挥了重要作用,对维护社会生产生活的稳定功不可没。实践中,柴油发电机组在自动化控制和检测方面的一系列弊端与滞后性亟待改进,这就需要牢固树立以人为本的设计观念,不断更新和强化机组控制与检测系统设备的革新,进而促使柴油发电机组在更多领域发挥价值。
智能变电站论文:智能变电站电气工程施工管理 1110~220kV智能变电站电气工程的施工概括 在经济现代化的社会背景下,社会对于电气的需求越来越大、要求也越来越严格,这就需要改变变电站原有的工作模式,向高效有序化前进。但由于受传统的粗放式管理模式的影响过深,目前的变电站很难在短时间内改变自己的工作模式,适应变电站中新的工作需要。同时,变电站中制定的一些施工管理计划并没有表明一些具体的执行方式,由此使得电气工程的管理变得杂乱无章,过于粗放的管理使施工现场效率低下。另一个值得注意的问题是,在变电站的电气工程中,受生产技术的影响,各部门需要在人力、技术和物资等方面进行更多的投入,但目前的投入并不能满足实际的需要,因此各部门会出现人员、物资相互矛盾和协调困难的情况。在变电站的电气工程管理中,最重要的环节就是工程施工的部分。但目前对于工程施工的管理从总体上来讲并不完善,没有得到管理部门的重视。这使得工程施工在运行中出现了很多管理上的疏漏,具体表现:①包括工程实际的施工进程与计划中的施工进程不符,没有根据计划完成任务,也没有根据进程进行适当的计划调整。②电气工程施工过程中缺乏对工程质量的考核和管理,完成后的工程由于没有进行专门的质量检验,其质量问题仍比较堪忧。③在工程施工开始前,没有对施工成本进行详细的计算,使得所耗的资金与成本中计划的资金不相符合。以此产生的恶性循环使得施工中的成本支出毫无节制,资金花费不合理。④在施工过程中,需要在进度、质量和成本之间形成一个良好的合作关系。不应出现一味只追求进度,却不管质量好坏或者只追求质量而不在意成本等偏激情况发生。 2加强110~220kV智能变电站电气工程的施工管理的必要性 电气工程在变电站整体的施工过程中发挥着非常重要的作用。它的影响主要包括两个方面:①电气工程施工管理的正常进行;②电气工程施工管理的安全质量保障。前者的进度不仅会关乎与其一同进行的土建工程的顺利开展,而且直接影响到整体的变电站能否顺利的通电运行。后者的安全质量保障更是包含了多方面的内容。比如变电站的一次、二次的电气设备是否都符合规范要求,电气设备的安装是否科学合理,在施工过程中是否有可作为依据的保护和监控系统,或者运用在线监测系统等新技术进行工程质量的监督。施工中的质量安全问题会最终影响整个的电力系统的运行。从这两方面看,当前的变电站工程施工中必须做好对110~220kV智能变电站电气工程的施工管理,通过严格控制管理方式,确保工程施工的高效性、低成本及安全性,最终保证整体的电力系统正常和安全运行。 3110~220kV智能变电站电气工程的施工管理的举措 3.1控制好电力工程的施工成本 对于工程施工成本的控制是工程施工管理的基础。这不仅需要进行成本的合理控制,还需要进行新路径的开拓,将二者有机的结合,努力降低成本。比如在具体的施工过程中,要充分考虑到各个环节或者各个部门可能影响成本的因素,做到责任到人、责任到事。另外,要坚决杜绝施工过程中出现材料浪费的现象。一些例如电容、电线等电力电缆材料,要有计划的进行收购和使用,避免出现材料的不合理采购和使用。最后,在施工现场,要严格管理现场签证,所有合同中有关单价、取费、活动经费中的内容,都需要双方仔细查看,确认准确无异议后再进行签字,避免由于签证中不规范行为引发的经济纠纷。 3.2确定好电力工程的施工进度 电气工程施工进度控制是智能变电站施工管理中非常重要的环节之一,合理的进度计划不仅可以保证变电站的如期顺利使用,而且可以为施工企业带来更多的经济效益。因此,要在施工前进行合理的施工进度计划安排,进度计划需要充分考虑到工程的实际操作特点和任务目标,用科学的方式进行合理编制,保证电气工程施工与土建工程施工紧密配合,用严谨的施工计划保证进度目标的完成。其次,在施工过程中,要根据实际情况进行灵活的调度和控制。从微观、精细的施工计划,到施工过程,将粗略的施工计划与实际的施工情况进行对比和分析,找到可能存在偏差的原因,及时采取补救措施进行解决。目前电气工程施工进度出现的难题在于,电气工程的施工要和土建施工相互配合,因此如果双方施工同时进行的话,可能会出现交叉作业的现象。这就需要专业的施工管理人员协调好交叉作业,充分了解双方的工作进程,准确掌握施工进度的关键点,保证在整体上不会出现工作交叉的情况,并且可以在最短的时间内完成工作目标,达到电气工程施工过程的优化。 3.3加强电力工程施工质量控制 对于电气工程施工质量的控制是至关重要的,这将直接影响到整个变电站工作的正常运行和安全开展。因此,在严格控制电气工程施工质量的方案中,必须要注意做到以下的几点:①在工程实施的前期就对于要进行施工的工程进行严格审查,保证施工团队人员的专业素质,同时审核团队人员提供的施工的技术方案,在审核中不仅要看团队人员提供的方案是否满足设计图纸的各项要求,还要确保方案是否满足国家对于电气工程施工要求的规范和标准。②在施工的具体过程中,需要保证每一步的环节和施工工序都有质量检验,在质量合格后再进行下一步的工作。在一些比较关键的施工工序中,要进行重点的排查和检验。③在施工过程的竣工阶段,不仅需要对整体的施工进行最终的质量等级评定,而且需要对可能出现的问题制定补救方案,做好竣工后各类资料的收集和整理工作。 4结束语 110~220kV的智能变电站的电气工程其实是一个非常系统化的过程,但其中的每个环节又是非常细致和复杂的,有来自各个方面的影响因素。如果没有做好对电气工程的施工管理,不仅会影响工程的施工进度,而且难以保证整体工程的安全性。本文在针对如何做好管理的问题中,提出了三个解决措施,分别从施工的成本、施工的进度以及施工的质量出发,争取全面地做好电力工程的施工管理,确保电气工程、变电站、电力系统网这一系列的有关电力工程的正常有序开展。 作者:李沛 彭博 单位:国网北京市电力公司海淀供电公司 智能变电站论文:智能变电站通信技术论文 1智能变电站概念及特性 第一,改善电压质量,降低谐波、振荡对网格生成进面影响到电网稳定性;第二,控制平台具有集成度高,常态下属自动控制模式;第三,通信系统规范性强大、快速的通信速度,良好的效果和高质量是智能变电站另一特性;第四,监测系统的特性具有智能模块,主要体现为安全的兼容性。总之,需明确定智能变电站概念和基本特性,才可以进行深入的分析,对统一全站的通信网络进而规划。 2智能变电站网络通信技术需求分析 智能变电站网络通信过程很复杂,在实际使用中,智能变电站网络主要组件包括交换机、各智能设备和通信链路等。交换设备在智能变电站网络中占有不可替代的用途,一举成为智能变电站网络部分的核心,承担着系统的数据存储、收集和交换的重要职责,鉴于交换机的重要性电力企业必须对其实行有效控制。然而,在实际操作时,影响因素很多很难顺利完成对其实行有效的监督。近几年以来,PRP、HSR和IEEE1588精密时钟协议在电力企业中的广泛应用,使智能化变电站过一步提升了整体运行水平。例如,如果需要解决组件故障时间恢复控制等其他智能化变电站问题,工作人员可以使用基本功能冗余配置来实行操控。因此,电力企业必须进行深入的分析,从根本上提高全站统一的通信网络的传播效果。 3数据交换的延时分析 数据交换延时分析是研究智能变电站统一的网络通信技术的基本手段之一。众多因素影响延迟时间使通信网络存在的变异性较大,从发送的通信数据包网络终端开始,至接收端接收的消息要停止的时间。图3是在智能变电站的通信消息传输过程图示,报文延迟原则是非常复杂,想要弄清楚它的内部原理,首先应该明确消息延迟的主要部分。笔者凭借长期的工作经验,针对其构成部分总结:第一,转发延迟。报文存储,文件信息传输到以太网交换机将信息存储到内存中的第一次,在完成此操作的过程中会不可避免地延长数据交换的时间。第二算法延迟。数据包延时、包算法主要表现在数据包操作和接收节点协议解包过程。第三,线路延迟。其主要以光纤线作为手段,速度的透光率相当,当传送到LAN时不可避免地会导致数据交换延迟。第四,队列等待时延。网络系统的数据的数据包不得不等待传输到相应的位置,从而导致数据切换延迟数据流量的增加。 4报文流向分析与组网方案 4.1报文数据流量分析 数据流分析是主要研究是否统一的通信网络的智能化变电站之一。在报文数据流量分析中,我们必须始终以IEC61850-5标准为实际需求的基础,并始终坚持以发展智能变电站为目标,智能变电站内部的数据流主要包含以下类型:其一,示例值SV消息;其二,中速报文;第三,GOOSE报文;第四,文件传输报文,如果使用智能变电站以太网宽带100Mbit/s速率来完成采样值分析的SV数据包数据流量,通常基于确定数据包的长度,消息存储转发延迟计算,可以准确地计算数据包数据流量。 4.2基于VLAN的组网方案 明确统一的智能化变电站通信技术的基本条件也应该很清楚基于VLAN的网络方案。星型网络结构主导,其中包含进线、系统总线、主变压器和馈线等间隔,每个时间间隔必须配置交换机,经使用全站通信网络传输方案的开关集成统一的风格,实际可以实现交叉间距和跨层划分的VALN组网方案。 5结束语 电力企业在不断强化自身的产出效能的同时,更应该清楚地了解智能变电站的通信的发展与需求,必须对智能变电站进行信息流分析和网络方案组网通信需求分析。运用通信系统可靠实时的交换技术连接上所有设备、降低变电站整个生命周期的费用等优点,实现各层间的无缝通信、实施最大限度地满足信息共享与系统集成的需求。 作者:罗朝阳李佳泽单位:盐城供电公司广西大学电气工程学院 智能变电站论文:智能变电站自动化系统分析论文 1.智能变电站设计的特殊性 首先,电路回路接入。对于常规变电站而言,设计电流、电压电路时,通常选择次级对应方式进行接入,设置录播与测控设备,通过各个设备、装置,实现了交流采样,通过A/D转换器,对数字量进行处理、识别。使用双重化保护装置,通过互感器,产生二次绕组。若一次设备未达到设计次级数量,通过电流互感器,将同一次级绕组向不同保护装置接入,利用串联方式接入。而智能变电站,对一次系统开关量、模拟量,实现就地数字化,再通过光学互感器,实现光纤输出,直接输出数字信息,不产生电流开路、多点接地、电压短路等问题。通过单元合并,对采集器信号进行采集,按照不同装置,例如计量、测控、保护等装置,组织、分配相关数字。然后通过不同回路,向二次设备传输不同熟悉信号,利用光纤多收信息、多发信号,进而提升现场接线稳定性、安全性。所以,通过智能变电站,其电压、电流等数字信息,由电流互感器出口开始计算,通过单元合并,实现数字采样,在一个通道上,实现不同次级电压量与电流量的同步发送。对于常规变电站而言,由A/D设备装置转换开始计算数据,在装置内实现采样,但一个次级无法与其他次级进行合并传输。对于智能化电流与电压,与常规站回路比较,实现采样更简捷、更安全,且具备极强可操作性。其次,新型二次接线方式及特点。对于常规变电站,回路、设备共同确定功能,使设备更具特定功能,而厂家定义了外部输出、输入等接口,利用已设定电缆回路,与各设备装置链接,满足变电站功能需求,而各方施工需按照设计图纸执行。对于智能变电站,对数字化技术进行优化整合,实现了紧凑型功能、二次回路的设计。通过常规站,实现二次电缆的分散链接,确保二次回路的信息规范整合、数据集中分配。对于常规线路设计,严格电缆装置、接地屏蔽装置、保护装置等要求,必须考虑施工重点、二次设计因素。对于智能变电站,通过光缆实现信息传输,具有极强抗电磁干扰性能、带宽较高等特点,防止电缆电磁兼容、交流误碰、电压接地等问题,防止出现继电拒动、误动行为,消除各类干扰源,利用控制电缆,实现二次设备耦合,进而保证保护装置正确操作,降低设备损坏率。另外,在各层级之间,选择相关数据传输,具有更高可靠性、稳定性,进而确保设备的稳定运行。第三,虚端子、虚回路运用。对于常规变电站而言,利用直流接点、电压信号、交流信号等,通过硬电缆,传输相关模拟信号。而智能变电站,利用直观感知,消除电缆接线硬件回路,使二次系统设计不再使用。由于硬电缆回路被取消,可生产虚回路体系,实现网络信息共享。根据IEC61850标准,明确定义了GOOSE、采样值传输的两种抽象模型。通过GOOSE模型,为变电站提供快速传输数据,确保遥信量、跳闸命令、合闸命令的传输。IEC61850标准作为虚回路基础,具有网络工程实施、回路表达方式,利用系列工具软件、网络自动配置,使智能变电站的回路检验、运用问题得以解决。同时,对于IEC61850标准而言,构建虚回路体系,满足建模基本要求,需确保各逻辑接点的输出信号、输入信号,在SCD文件中,实现全站信号关联,为GOOSE参数订阅、数据采样提供充足信息。保证这些信息之后,通过SCD文件,将二次图纸作为变电站的设计条件、数据表达。而系统高度集成、设计融合,使全站模型文件向厂商导入数据,减少为对照图纸,人为输入信息的差错率、重复率。对于采样值传输与GOOSE两种模型的输出信号,属于网络传递变量,和传统屏柜相比,端子具有对应关系,而逻辑连接点就是虚端子,通常采取CAD文件表达虚端子图。在具体运用中,采取EXECL表达表达采样值传输与GOOSE两种模型,标注各逻辑节点数据属性与名称,确定装置名称、虚端子标号。以序号11为例,信息栏内容为:GIS信号为信息类别,跳闸动作为发送装置信息,而接收信息委跳闸动作,信息传输采取点对点方式,信息装置栏显示为110kV智能终端,RPIT/ProtInGGIO为数据集属性。订阅装置栏:110kv保护装置为装置名称,而PI2/CKGOINGGIO1$ST$SPCSO6$stVal为数据集属性。采取这种数据显示方式,若按照原有设计图纸,增加了二次施工调试难度。而智能变电站是以间隔设计为基础,通过间隔设计一套图纸,利用二次设备进行联系图组网,对GOOSE示意图、虚端子表、过程图信息进行表达,提高检修人员、调试人员、整合人员的图纸易懂性,主要为背板接线图与屏后接线图。 2.220kV智能变电站中自动化系统的可靠性分析 首先,对于智能变电站而言,其自动化系统是否可靠,需对自动化系统可靠性进行分析。在系统具体运作过程中,可满足电力用户的通信需求。需评价系统可靠性,评价、分析的基本思路为:以平均无障碍时间、平均障碍时间参数,评估网络基本元素安全性、可靠性。另外,通过全面功能,以降级功能可靠度、效能指标,评价系统安全性、可靠性,按照系统拓扑结构,对系统可靠性、安全性进行评估与分析。其次,智能变电站的可靠度、智能组件、模型分析等,主要为电子器件,通常属于典型性组件,显示故障率曲线。随着时间变化,故障率也随之改变。若故障率属于常数,正常寿命处于II区。若故障率处于I区或III区时,故障率较高,主要由于设备生产时间延长,机械设备逐渐老化所致。 3.结语 综上所述,随着智能变电站的推广和应用,新的规程规范需要更好地完善和补充,同时也需要大力推进智能变电站的电气二次典型设计工作。 作者:陈世永宋丽娜单位:许继电气股份有限公司 智能变电站论文:110kV铜川柳湾智能变电站技术探析 摘要 本文首先介绍了智能变电站的概念及特点,并详细分析了目前国内设备技术最为先进、智能化水平最高的110kV柳湾变电站各个技术要素,为今后智能变电站的建设提供借鉴。 关键词 变电站;信息化;自动化;智能化 0 引言 智能电网已进入全面发展阶段,智能电网的理解在世界各国、研究机构、电力公司等地方都是不相同的。国外电力企业智能电网的应用实践工作中输电侧开展的相关研究的推广应用较少,大多侧重于配电和用户侧了。我国智能电网的发展战略是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础,利用先进的通信、信息和控制等技术,构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的国际领先、自主创新、中国特色的坚强智能电网。而智能变电站作为输电、配电的集结点,是智能电网的重要组成部分,也是实现风能、太阳能等新能源接入电网的重要支撑。在智能电网中发挥着举足轻重的作用。110kV柳湾智能输变电工程是国家电网公司智能化变电站第二批试点项目,是目前国内设备技术最为先进、供电可靠性强、智能化水平最高的110kV柳湾变电站,也是陕西省第一座110kV智能化变电站。“十二五”期间,国家电网将在全国建立5 000座左右的智能变电站。 1 智能变电站的定义及特点 智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。智能变电站作为组成智能电网的核心构成部分,相对于传统综自站来说,有着标准统一化和高度集成化、数字化、信息化的显著特点。数字化变电站由网络化的二次设备和智能化的一次设备构成,站内采用IEC61850通讯协议来实现设备间的互操作和信息共享。 2 柳湾变概述 2.1 全站规划 柳湾变为110/35/10kV变电站,主变压器本期装设2×20mVA三相三绕组全密封自冷有载调压变压器SSZ10-M-20000/110,远期2×50mVA三相三绕组全密封自冷有载调压电力变压器;110kV本期出线4回,远期出线6回,均采用单母分段接线;35kV本期出线4回,远期出线8回,均采用单母分段接线;10kV本期出线8回,远期出线16回,均采用单母分段接线;本期每台主变压器低压侧各装设1×3 000kvar电容器成套装置,远期每台主变压器低压侧各装设2×3 000kvar电容器成套装置。 2.2 站内一次设备 智能化GIS通过以先进的计算机技术实现对GIS设备的位置信号采集和监视、模拟量信号采集与显示、远方/就地控制、信号与操作事件记录与上传、谐波分析、储能电机的驱动和控制、在线监测、基于网络通讯的软件联锁等一系列功能。将传统的二次测控功能与GIS监控有机结合在一起,优化控制回路,构成智能的控制功能。 应用GIS智能化的主要优势有: 1)节约了电缆等设备投资以及保护小室、主控室等的占地面积; 2)GIS智能控制柜优化了二次回路和结构; 3)智能控制装置提供了强大的系统交互性; 4)基于通讯和组态软件的联锁功能比传统硬接点联锁方便。 110kV配电装置采用户内GIS设备,35kV、10kV配电装置采用开关柜就地安装模式。 2.3 电子式电流电压互感器 110kV GIS电子式电流电压互感器为三相共箱结构,主要由3部分组成: 1)一次结构主体,包括互感器罐体、变径法兰、绝缘盆子、一次导体等; 2)一次传感器,110kV GIS电子式电流电压互感器为三相共箱结构,每相配置一个低功率CT(LPCT)、一个空芯线圈、一个同轴电容分压器; 3)远端模块,GIS电子式互感器有两个完全相同远端模块,两个远端模块互为备用,保证电子式互感器具有较高的可靠性。 其结构示意图见图1所示: 图1 110kV GIS电子式电流电压互感器结构 110kV GIS电子式互感器的主要特点: 1)绝缘结构简单可靠,体积小,重量轻,精度高、稳定性好; 2)电流互感器与电压互感器可组合为一体,实现对一次电流和电压的同时检测;这样提高了保护的可靠性,减少了传统配置方案中,母线合并单元到线路间隔合并单元的链路延时,提高了系统可靠性; 3)空心线圈、LPCT、电容分压器及远端模块均双套冗余配置,可靠性高。 35kV、10kV低压电子式互感器输出小模拟信号,就地安装在开关柜内,通过合并单元(功能已含在保护测控装置中)把电子式互感器输出的模拟信号转化为数字信号,传送至保护、测控、智能终端一体化装置。合并单元和保护、测控、智能终端装置均安装在开关柜内。 2.4 站内通讯方式 全站建立在IEC61850通信规范基础上, 使其成为能够实现站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。 全站分为三层两网,站控层和间隔层之间采用MMS网(以太网电接口),采用IEC61850-8-1通信协议;间隔层与过程层设备单元采用GOOSE通信协议,电子式互感器的合并单元与保护测控设备的采样值信息采用IEC61850-9-2格式的点对点方式传输。本站间隔层、站控层之间采用以太网单网结构,以IEC61850通信协议构建,具备站内智能电气设备间信息共享和互操作的条件。全站 GOOSE组网,110kV桥、主变保护、主变高、低压智能控制装置、低压母联智能控制装置等组成GOOSE网,单独组网,通信介质采用光纤。智能控制装置PCS-9821接入GOOSE网,PCS-9821安放在智能汇控柜内担负间隔测控、GIS智能控制以及智能终端的功能,PCS-9821能够接收来自于主变保护的GOOSE信号。 2.5 站内对时方式 本系统通过GPS接收卫星标准时间信号。绝对时间通过网络进行广播,秒脉冲或者分脉冲经过扩展,以差分信号(RS485)和空接点的形式与需要校时的设备相连,以此校准站控层工作站以及各测控装置、保护单元、故障录波器等的时钟。对时精度可以满足事件顺序记录分辨率不高于2ms的要求。 系统也可以通过远动主机,接收调度端的对时命令。 本站站控层网络采用SNTP码对时;间隔层与过程层的对时采用光纤IRIG-B码对时,精度可达到微妙级,由于保护直采直跳,无需采用IEC61588网络对时方式。 3 结论 柳湾变的建成投产,对于完善铜川电网架构、提高电网自动化水平,满足铜川老市区快速增长的用电需求,引领陕西智能电网建设具有十分重要的意义。 智能变电站论文:智能变电站技术体系研究 摘要:智能变电站体系是国家智能电网的关键部分,智能化是变电站发展的主流趋势。本文结合我国目前智能变电站试点工程的建设情况,主要介绍了智能变电站的功能特点,对智能变电站的体系结构进行分析,希望对我国智能变电站体系建设有所裨益。 关键词:智能变电站;IEC61850规约;体系 一、前言 所谓智能变电站,是指应用先进、高效、环保以及可靠的智能化设备来实现变电站信息传输数字化、信息质量标准化以及通信平台虚拟化的要求,高效完成变电站信息的收集、控制、探测、保护等基本工作,同时还可以根据实际情况进行变电站的自动控制、自动调节调节并做针对现实情况做出准确的决策。我国电力行业广泛使用智能变电站技术,2009年颁布了《智能变电站技术导则》(IEC61850规约),标志着智能变电站将逐步成为我国变电站发展的方向。 二、我国智能变电站的功能特点 在国使用的传统变电站主要有数字化变电站以及常规变电站两大模式.然而,数字化变电站由于缺乏行业标准规范以及专业的评估系统,导致数字化信息缺乏真实性以及稳定性;常规变电站则有设计以及调试工作复杂,导致操作难,缺乏统一的标准规范等缺点。 随着理论以及实践的发展,国家对于变电站的建设有了更高的要求,智能变电站以其先进、高效、环保以及可靠的优点应运而生。智能变电站将数字化变电站的体系框架进行改良,以此实现变电站信息数字化、操作自动化、分析决策智能化的要求,以此保证变电站站内与站间的信息交流通畅。具体有以下具体功能: (一)智能控制、在线监测功能。由于智能变电站采用的是智能化的一次设备,因而其可以实现数字化接头、智能化控制以及在线监测等功能。 (二)数字通信快捷准确。智能变电站内的数字通信是通过智能终端、测控装置以及保护装置等二次设备通过以太网来进行的,方便快捷,保证数字信息传递的真实可靠,实现变电站的信息网络化交流,省略了二次电缆的应用,简化设备。 (三)信息传输标准化功能。智能变电站在进行站内、站外数字信息交流及共享时采用的是统一标准(即IEC 61850规约标准),以同一标准进行信息传输能保证信息的真实可靠,最终达到多系统信息的无缝对接的目的。 (四)设备调试灵活准确。目前,我国主要是采用IEC61850规约来设计设备状态检修模式,将监测收集到的设备运行状态信息集中在网络中,全面分析设备的运行状态,及时调试设备,使设备处于高效运行的优良状态。 三、智能变电站技术体系设计 我国的智能变电站体系主要是根据IEC 61850规约来作为信息交流以及信息建模标准进行设计的,智能变电站主要实现站内监以及控继电保护功能,根据该功能需要将变电站的设备分成三个层次二个网络,三个层次分别为过程层、间隔层以及站控层,两个网络即过程层网络以及站控层网络。 (一)过程层即过程层网络。在过程层中,变压器、隔离开关、断路器等执行器与电子式传感器是常用设备,这些设备共同构成过程层网络。过程层是一次设备与二次设备的结合面,主要功能是配合完成一次设备的功能,主要包括运行设备的状态参数在线检测以及模拟量的收集,以进一步实现数字接口、智能控制、在线监测的功能,同时也完成操作控制的执行任务. (二)间隔层。间隔层一般设置在靠近开关设备的位置,起着承上启下的作用。间隔层主要由系统测控装置以及继电保护装置等二次设备组成,一个间隔层只能对一个间隔层的设备进行控制,主要是对过程层与间隔层之间的数据信息进行汇总,实际上过程层的功能主要是在间隔层里实现的。 (三)站控层及站控层网络。在智能变电站中所有的显示打印以及通用硬件都集中在站控层中,同时电网监视、控制以及维护的通信接口也设置在该层当中,相对其他层来说,站控层的设备比较多,这些设备共同组成了站控层网络。在站控层中,为了操作方便,要为操作人员设置人与机的接口,其中UPS为站内控制的设备良性运行提供了有效的动力保障。 智能变电站主要是通过数字通信来实现三个层次之间的联系的,过程层与间隔层是通过过程总线(Process Bus)方式进行通信,即以交换式以太网方式进行数字通信,这样的通信方式能保证传递的信息真实可靠。过程层到间隔层之间主要用大量的并行电缆连接,保证过程层的多数功能能在间隔层得到实现。而间隔层与站控层之间是通过站级总线(Station Bus)通信方式进行通信的,又称为串行通信方式。 四、结语 智能变电站具有设备先进、运行高效、低碳环保以及数据可靠等优点,因而受到我国变电站工程建设的广泛关注,智能变电站的建设成为我国电网建设的重要节点。智能变电站的智能性体现在变电站维护、运行以及基础设施等方面。其主要是采用智能一次设备来实现站内监控,采用智能化的二次设备进行站内数字通信,实现全站信息的优化控制,进而满足变电站的运行需求。完善的变电站技术体系对于变电站的智能运行至关重要,为此,在建设智能变电站时需要对智能变电站的体系进行精心设计,并配合完善的信息传输基础设施,实现智能变电站的良性运行。 智能变电站论文:浅谈智能变电站 摘要:智能电网已成为当今世界电力系统发展革新的最新动向,同时被认为是2l世纪电力系统的发展趋势和重大科技创新,而智能变电站是智能电网建设的重要组成部分,是坚强智能电网的重要基础和支撑,所以世界各国在智能化变电站建设中都提出了不同的设计方案和构想,本文将对智能变电站的特点及功能进行简要分析。 关键词:智能电网;智能变电站;功能 一、智能变电站的概念 根据《智能变电站技术导则》的定义,智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等摹本功能,并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。它基于IEC61850标准,体现了集成一体化、信息标准化、协同互动化的特征。 二、智能变电站的特征 第一,具有高度的可靠性。能够对设备故障提早预防、预警,并在故障发生的第一时间内对其做出快速反应,将设备故障带来的供电损失降低到最小程度。第二,智能变电站具有很强的交互性。第三,智能变电站具有高集成度的特点。从而为实现电网的实时控制、智能调节、在线分析决策等各类高级应用提供了信息支持。最后,智能变电站还应具有低碳、环保的特点。 三、智能变电站的功能 (一)一次设备智能化。与数字化变电站描述的一次设备智能化相比,智能变电站加大了一次设备信息化,可监测更多自身状态信息,也可通过网络获知系统及其他设备的运行状态等信息。自动化程度更高,具有比常规自动化设备更多、更复杂的自动化功能。具备互动化能力,与上级监控设备、系统及相关设备、调度及用户等及时交换信息,分布协同操作。(二)信息建模统一化。除了基于IEC61850标准的建模外,智能变电站能实时监测辖区电网的运行状态,自动辨识设备和网络模型,从而为控制中心提供决策依据。(三)数据采集全景化。智能变电站利用对时系统,同步区域和站内时钟,完善和标准化站内设备的静态和动态信息模型,向智能电网提供统一断面的全景数据。采用新型传感技术、同步测量技术、状态检测技术等逐步提高数字化程度,逐步实现潮流数据的精确时标,实时信息共享、支撑电网实时控制和智能调节,支撑各级电网的安全稳定运行和各类高级应用。(四)设备检修状态化。全面采集能够反映系统主设备运行的电脉冲、气体生成物、局部过热等各种特征量。智能变电站配置用于监测系统主设备的传感器,或者由智能一次设备直接提供其功能。利用DL/T860提供的建模方法,建立设备状态检修的信息模型,构建具备较为可靠实用的状态监测预警算法和机制、支撑状态检修实践的专家系统。(五)控制操作自动化。程序化操作。智能变电站具备程序化操作功能,除站内的一键触发,还可接收和执行监控中心、调度中心和当地后台系统发出的操作指令,自动完成相关运行方式变化要求的设备操作。程序化操作具备直观的图形界面,在站层和远端均可实现可视化的闭环控制和安全校验,且能适应不同的主接线和不同的运行方式,满足无人值班及区域监控中心站管理模式的要求。(六)事故处理智能化:(1)智能告警及分析决策。对全站告警信息进行综合分类,实现全站信息的分类告警功能。(2)智能告警策略。包含信号的过滤及报警显示方案、告警信号的逻辑关联、推理技术和事故及异常处理方案。预告信号以故障常态为信号触发状态,瞬时中间信号做过滤处理。正常操作引起的预告信号做过滤处理。(3)故障分析与辅助决策。(4)电能质量评估与决策。基于变电站电能质量监测系统,实现电能质量分析与决策的功能,为电能质量的评估和治理提供依据与决策。(七)电网运行状态自适应。智能变电站应具有与相关变电站之间实时传送继电保护、备用电源自动投入装置等信息,实现智能电网的协调运行。根据站内收集和站间交换的信息以及调度中心的指令,识别并自适应电网的运行状态。在电网正常运行状态下,综合利用FACTS、变压器调压、无功补偿设备投切等手段,控制和优化潮流分配,提高输送能力和运行效率。在电网紧急运行状态下,与相邻变电站和调度中心协调配合,动态改变继电保护和稳定控制的策略和参数,适应电网拓扑和潮流分布的改变,扩展运行边界,提高实际可用稳定裕度,保障电网稳定运行。(八)变电站运行管理安全经济化。(1)具有站内状态估计功能,保证基础数据的正确性及满足智能电网快速状态估计的要求;(2)经济运行与优化控制,达到系统安全经济运行和优化控制的目的;(3)安全状态评估/预警/控制,实现智能电网预防控制和紧急控制的协调;(4)资产(设备)全寿命周期管理,实现基于状态的全寿命周期管理;(5)在数据源头维护,实现数据的唯一性及维护的方便性。(九)大规模可再生能源接入即插即用化。智能变电站支持电源与调度中心全面互动,实现电源与电网的高度协调。(十)用户管理互动化。(十一)防灾减灾安全化。智能变电站配置灾害防范、安全防范子系统,留有与“电网防灾减灾与应急指挥信息系统”的通信接口,为各种自然灾害和突发事件的监测、预测、预警提供有效信息和判据,为指挥相关部门的应急联动提供决策依据。(十二)通信网路安全化。在数字化变电站工程实践中,站内实现通信网络安全措施。而在智能化变电站中,能够实现站内、站间的通信网络安全措施管理。 四、结语 作为智能电网中的基础及重要组成部分,变电设备状态、电网运行数据、信息的实时采集和任务这些都要智能变电站来完成,同时支撑电网实时控制、智能调节和各类高级应用,实现变电站与调度、相邻变电站、电源、用户之间的协同互动。智能变电站不仅保障了智能电网的安全稳定运行,也为未来智能电网实现其高效、自愈等其他功能提供了重要的技术支持。 五、前期数据整理与业程设计 (一)前期数据整理 前期数据整理主要是对全市参合农户的档案进行整理规范,并且对合作医疗证号的编码信息的位数进行统一设定。然后依据合作医疗证号编码位数的设置对管辖区域的行政区划信息的设置,设置级别从县至村,并对各定点医疗机构的信息的整理与维护。 (二)业务流程设计 1.县域联网,即时结报。市级医疗机构和市级新农合结算平台、县级新农合结算平台联网,新农合参合农民出院就可以即时结报住院费用。 2.充分利用计算机科学和网络通信技术,做到补偿标准一致,杜绝作假行为和人为因素,确保结算信息的真实有效。 3.通过数据双向传输程序,实现数据从医院前置机数据库、市级结算平台、县级新农合结算平台之间双向流动,做到数据的一致性和可靠性。 六、新型农村合作医疗即时结报系统的优点 (1)即时结报。相应的报销结算结果实现即时上传,当场兑现参合人员报销款项,及时传送至相关县区。 (2)减少工作量。减少管理人员工作量,无需人工录入参合人员费用明细等相关资料,系统自动计算参合病人的相关报销费用及报销结果。 (3)降低成本。使用本系统后,无需另外配置专用设备及软件,应用在现有的各结算窗口使用现有的硬件设备即可。 (4)精简机构。不用另外配备专门的报销结算窗口,没有另外单独设置报销结算机构,无需另外配备相应的管理人员。 (5)减少差错率。病人所有资料由HIS系统提供,无需提供专门的纸质资料,系统自动计算报销结果,杜绝人为因素造成的计算错误。 (6)方便简单。新型农村合作医疗即时结报系统与医院HIS紧密嵌合,不改变原有的HIS操作流程与操作习惯,简单易学,管理人员即时便可掌握。 (7)复利用率高。对于新型农村合作医疗相关政策的变化,可以随时作出反应,不影响医院本身业务。同时,系统可随时扩展,提供相关可利用数据。 (8)双向控制。对于各县区存有疑义的报销单据,可以随时撤回单据进行复核后再提交至各县区新农合管理机构。 (9)综合分析。数据即时汇总到市级新农合结算平台,便于新农合管理机构对数据核对校验,数据综合分析。 七、结语 通过使用调查,系统全面提高了参合人员新农合报销结算的速度与准确性,减少了操作人员的工作量和人为因素导致的误差,实现参合人员从入院、出院、报销到数据上传及医院业务统计的一系列业务管理,既减少了工作量,也提高了数据采集的准确性,取得了良好的社会效益与经济效益。 智能变电站论文:自动化技术在智能变电站中的应用 摘 要 随着经济的不断发展,在生活与工作中,对于电力的需求也越来越大,这就为电力事业的发展带来了更多的挑战性。在变电站中,自动化技术内容受到了广泛的关注,相关研发手段的更新与进步,对于变电站的运行特点和智能效果,都具有深远的影响。为了对电力系统的运行效率进行提升,本文通过对自动化技术在智能变电站中的应用意义,以及相关的结构和特点来展开探究,希望能为工作人员起到一些积极的参考。 关键词 智能变电站;自动化;系统;技术应用 智能变电站的内容,主要是采集信息,并将处理和传输等内容集中到一起的数字化变电站系统,是朝着更为智能化的方向进行了延伸。在电力系统之中,变电站对于电力传输和电网结构的组成,有着至关重要的作用。在变电站的日常运行维护中,具备高级的应用和管理手段,能够节省人力,更能对智能变电站的运行管理进行全面的监控,随着我国电力需求的不断增大,供电规模也在不断增大,变电站自动化技术必须顺应时代的发展,进行相应的提升。 1 智能变电站中自动化技术的应用意义 先进的智能化设备,是构成智能变电站的主要内容,在通信上,对相关的数据内容进行高效率的传输,并在第一时间对这些数据内容进行整理和分析,对可能存在的故障内容,提出解决的方案和建议。在变电站出现故障的时候,自动化系统会按照流程设定来对工作人员进行报警,帮助他们对故障进行处理。与变电站传统的运营方式相比,具备自动化系统的智能变电站,可以在变电站中展开全程化的监控,提升供电系统的效率。这对于推动我国电力系统和电网设置的发展,有着较为深远的意义。 2 自动化技术在智能变电站系统发展中的难题 变电站系统中主要存在三个层次,自动化的技术,就是从下而上进行发展的。当前,在一些智能化、光电化的识别检验技术上,应用自动化的技术内容,大都已经取得了不错的发展,进行了大规模的投入和使用。但是在实际的调查中发现,自动化技术的应用,仍旧存在着一些难题。首先,这套技术没能随着智能变电站的相关材料,以及使用设备的进步而进行变化;在某些相关的专业之间,缺乏足够紧密的合作,这样在工作中,就很难能实现理想的合力效应;最后在制定检测的方案时,还存在着一定的困难,尤其是在电磁干扰,以及兼容技术的内容上,缺乏相关的标准和制度。 3 智能变电站自动化系统中的结构 在自动化技术应用到变电站的过程之中,随着智能电器的发展和应用,特别是光电技术的进步,以及智能开关的应用,都使智能变电站在自动化的技术领域里取得了较为不错的突破。在高压、超高压的变电站中,测控、保护以及相关的自动化设备都是智能化变电站的重要组成,原先那些常规的保护装置大多被先进的数字化设备所取代,这也促进了变电站智能化的运行水平。在中小型的变电站中,应用小型化的保护、控制装置,能够使变电站各个装置的安装更为紧凑,将安装放置在开关柜中,可以实现变电站的一体化发展。智能变电站中的自动化系统技术,在结构上可以分为智能化一次设备和网络化的二次设备,在逻辑上,则可以根据相关的通讯协议,将其分为3个不同的层次。 3.1 过程层 过程层是实现设备智能化的关键,其主要作用于一次设备、二次设备之间,发挥着结合层的作用。在实际的运作中,过程层发挥的功能比较多样化,其主要表现在以下这几个方面:第一,对电气量进行细致的检测,在电力输送的过程中,电压、谐波和电流具有一定的波动性表现,所以要对它们具体的分量展开测量,并且还需要对相关设备在间隔层所产生的数据内容展开搜集。相比较传统的方法而言,这种智能变电站获取数据的方式,具有较强的防干扰性力,在同等的质量条件下,还可以对相关的开关装置进行更为紧凑的布局;第二,搜集检测设备所产生的参数内容,并且在之后检测电抗器、变电器、电容器以及断路器等设备,得出相应的数据结果,借助相关的程序内容来展开深入的处理和分析,这样能够对设备所运行的状态进行及时的调整,可以在智能变电站总对设备的运行水平进行必要的保证;第三,对于其他设备,也需要展开必要的控制和操作,因为在智能变电站的运行过程中,一些主要的 指令内容,是通过在间隔层上层的部位进行发出的,同时由经过层来进行控制,并对命令的内容进行智能化的分析,判断其是否合理,提高执行行为的精度,以此来达到智能化的目的。 3.2 间隔层 在变电站自动化系统里,间隔层也是一项重要的组成,其在运行中,主要具备以下这些作用:第一,对一次设备进行保护和控制的同时,能够对其他的控制功能展开操作;第二,对运行过程中的实时数据内容进行收集和汇总,对本过程的操作封锁功能进行推进;第三,对计算、数据采集和控制命令的发出,进行优先的控制;第四,对站控层和过程层的信息传输进行连接,保证变电站系统运行的自动化和智能化。 3.3 站控层 在智能化变电站中心里,站控层的主要运行任务,由以下这几项内容构成:第一,对变电站的数据库信息进行及时的更新,并按照所设定的时间登录到历史的数据库中;第二,按照既定的程序内容,将所收集到的数据信息传输到系统中心上来;第三,对站内进行监控,实现人机互联;第四,对过程层和间隔层之间的设备进行检测,并对数据进行分析和检修的处理;第五,对智能变电站系统中出现的故障、问题进行智能化的分析和处理。 3.4 保护测试一体化装置 在进行测试和保护的一体化装置中,可以将其划分为集中式和分布式这两种保护测试一体化内容。在实际应用中,集中式的装置的功能较为集中,且其主要面对的是全站,主要应用六面柜的方法来进行保护和监控;而集中式的一体化装置,其主要进行保护和测控的对象是智能化变电站,这种专一性较强的技术可以对自身的保护水平进行提升,并且能够对测控装置展开高集成化的处理,达到模块化的运作目的,这样按照预先设定好的保护程序执行保护工作。集中式的保护测控装置具有多个热插拔,这些热插拔是由性能良好的独立型CPU板卡组成的,在运用过程中,其中的某个间隔出现了问题,需要进行检修,那么也不会对其他CPU的工作运行造成影响。分布式的保护测试一体化装置,其独立性能较强,且面向间隔的特点也尤为独特,在整个变电站中的应用较为广泛;在同一面上的保护测控柜进行保护的时候内,可以分别装上合并单元、交换机组等用于测控的设备。 4 结论 总的来说,在智能变电站的系统中,自动化技术十分重要,其在变电站智能化的发展趋势里,起到难以取代的作用。在智能变电站中,自动化技术的应用,更多的是表现在对设备的实时监控和检修情况这2个方面,这些控制内容,对于变电站正常运作,有着积极的促进意义,因此,相关的工作人员,必要对自动化技术内容给予足够的重视,结合一些先进的技术手段,来对变电站中的基础设施和自动化系统进行完善,对自动化技术以后的发展方向进行预测,开展专项的研究和讨论。打好基础层面的内容,这样才有利于电力系统的整体运营发展。 智能变电站论文:基于智能变电站继电保护运行维护技术分析 摘 要:近年来我国智能电网取得了较快的发展,并在一定程度上带动了继电保护技术的发展速度。智能变电站是对传统电网的颠覆性变革,而且对继电保护技术也带来了全新的发展思路。在智能变电站中,对继电保护技术提出了更高的要求,特别是继电保护设备要具有较高的安全性、可靠性和速动性。因此智能变电站需要做好继电保护的运行和维护工作,为智能电网健康发展奠定良好的基础。 关键词:智能变电站;继电保护;维护技术 前言 在电网各项建设工作有序发展过程中,当前智能变电站数量不断增加,智能变电站的运行涉及到多领域及综合性的技术,其是对传统变电技术的全面改革,这也给继电保护运行维护工作带来了更大的挑战。针对于这种情况下,我们需要进一步了解智能变电站的主要结构特征,掌握适应变电站继电保护的技术要点,并进一步做好智能变电站继电保护运行维护工作,保证智能变电站安全、稳定的运行。 1 智能变电站的主要结构 1.1 站控层 智能变电站内站控层作为最高级别的管理层,同时站控层也是智能变电站的核心所在,能够有效的实现对全站进行保护。作为变电站的核心控制部分,其作用不仅表现在对全站的保护方面,同时还可以对控制设备的运行状态进行信息的采集并且交换,对控制设备运行状态的采集信息进行逻辑判断,从而输出跳闸或者闭锁等信息,为变电站的智能运行提供全面控制,其表现出来的特点比较抽象。 1.2 间隔层 间隔层位于过程层和站控层之间,属于过渡层,能够有效的将过程层与站控层联系起来,而且对于继电保护运行和维护工作也多在间隔层内进行。 2 智能变电站继电保护的技术要点 2.1 构成形态和运行模式发生变化 相对于传统的变电站继电保护而言,智能变电站继电保护在构成形态和运行模式方面发生了较大的变化。智能变电站的运行主要为全光纤通信,对继电保护的模拟量和开关量进行有效的信息采集,并且在对保护量值的采集和逻辑判断方面也更加准确,大大的提高了变电站的智能化和自动化。这种变化有效提高了变电站继电保护的运行效率,同时为了保证继电保护的安全稳定运行,需要加快建立与此适应的运行和维护标准,更好的适应当前智能变电站构成形态和运行模式的需求。 2.2 继电保护设备状态检修成为可能 电力系统,状态检修技术虽然提出已有较长的时间,但在实际中并没有得到大规模的推广和应用。在当前智能变电站中,二次设备的传输都已经实现了网络化的运行方式,并且在模拟量和开关量的控制都已经实现了智能控制,二次设备回路信息完整,所以完全可以实现继电保护设备的状态检修。 2.3 实现了基于IEC61850的统一建模 相较于传统变电站,在智能变电站内,以全站统一的IEC61850标准作为其重要技术特征,并其标准基础上完成对全站设备的统一建模,不再需要大量的二次接线来完成变电站设备的接入,面明设备之间具有较强互操作性,大量的二次接线转化为系统的模型文件配置,一旦变电站工作和运行状态发生变化时,则会通过对相应的文件进行更新,从而与其有效的对应。 3 智能变电站正常运行时的系统维护技术分析 智能变电站安全稳定的运行不仅是其重要的目标,同时也是保护电网安全运营的关键所在。因此对于智能变电站日常的运行工作,当处于正常运营状态下时,需要重视日常检修和维护工作,如果智能变电站内有新增设备时,对其检修和维护更要特别关注,以便于及时发现运行中存在的隐患,一旦出现异常情况能够及时进行处理。 3.1 继电保护装置的维护 智能变电站是对传统变电站的重大变革,其在信息采集、通信航协调方面都发生了较大的变化,这也对其运行和维护工作提出了更高的要求。在实际对继电保护装置运行维护过程中需要重视以下几个方面: 3.1.1 智能变电站运行过程中,对于其保护和安全装置的各种参数要及时进行备份,避免异常情况或是故障发生时设备信息丢失情况发生。同时还要对设备运行时的温度进行有效控制,避免环境温度过高损坏设备。 3.1.2 在智能变电站中,完全使用了光纤,二次电缆消失,所以需要保证光纤网络的完好性,以确保变电站运行的安全性和稳定性。因此在日常运行赛程中,要对保护的交流采样进行定期检查,同时还要对光纤接触情况进行检查,察看站内运行设备是否有告警信息。检查间隔层内的跨间隔设备,确保都处于良好运行状态,这是保证智能变电站安全、稳定运行的关键。 3.2 网络交换机和报文分析仪 在智能变电站运行过程中通常会涉及到四个形式的报文,因此网络运行报文是否正常直接P系到智能变电站设备动作的正确性。网络通信是智能变电站运行的基础保障,所以为了保证智能变电站的正常运行,需要做好网络交换机和报文分析仪的维护工作。 3.2.1 IEC61850一致性测试,交换机的型号、配置以及参数等各项技术要求一定要与IEC61850的要求保持一致性,以确保运行的稳定性。 3.2.2 交换机是智能变电站运行时进行通信传输的基础保障,所以在检查交换机时,应该保证以太网端口各项参数的正确性,从而保证其内部各项参数运行与设计值保持一致性。交换机的冗余度以及传输的延时性是监视的重点,也是保证交换机正常运行的关键,应该加强维护。通常系统中网络报文运行收报文分析仪对其进行完全记录,因此报文分析仪具有第三方报文记录及报文监视的作用,还能够对系统的网络数据和运行状态进行监视。因此在对报文分析仪进行日常维护时,要对其记录时间期限和容易进行重点关注,确保其具备完备的报文解析能力,这样才能使变电运行人员更直观的获取网络报文信息,准确判断系统运行的情况。 3.3 智能化变电站监控系统 智能变电站监控系统采用了DL/T 860通信标准,并在全站采用了统一的SCD配置文件,因此在智能变电站运行过程中,需要将这些变化作为监控的重点。重点对全站的SCD配置文件集成的正确进行检查,检查各个设备MMS数据集配置是否与要求相符,并检查站控层的GOOSE闭锁逻辑是否正确等,另外,还要重视对各个设备的版本进行检查。对于智能变电站内的所有设备,需要在程序化操作功能方面与单间隔、多间隔及保护功能投退等程序化操作要求相符。对站控层的功能进行检验,主要是对软压板、定制区切换以及宣传召唤等功能的检验,并且要保证状态的实时更新,为无人值班的正常运行打下良好的基础。 4 结束语 随着智能电网建设进程的不断加快,当前智能变电站数量不断增加,加强继电保护装置的维护是确保智能变电站正常运行的重要基础,同时还要注意对网络交换机和报文分析仪的维护,发现故障及时维修,保证智能变电站的安全、稳定运行。 智能变电站论文:智能变电站运维关键技术分析 摘 要:近年来,随着电力企业网络化发展规模的逐渐壮大,某地区供电行业相继投运220千伏与110千伏的智能化变电站,因为智能变电站对相关设备的日常维护、检修、操作等,相比较常规的变电站具有较大的差异。一线变电站检修、运维操作人员的专业技能难以顺应现代化智能变电站逐渐发展的脚步,在此基础上,迫使变电站的检修、维护人员必须要加强学习智能变电站中的关键技术与设备。文章就日常工作与智能变电站关键技术与设备的相关概念以及工作的原理相结合进行总结,同时还进行了简要的介绍。 关键词:智能变电站;运维关键技术;具体分析 智能变电站在智能电网中充分的发挥着转化能源与掌控核心平台,主要应用先进、安全、节能、集成等智能化的基础设施,全站主要以数字化信息、网络化通信平台、共享信息标准化作为基础需求,自主的完成采集、测量、掌控、维护、检测信息等基础的性能,并且还要按照需求支撑电网实施自动管控、智能化调整、在线研究决定、相互协调等高层次性能的变电站。具体区分为间隔层、流程层、站控层。 1 智能变电站的电子式电流互感器 (1)作为一种装置,从衔接开始直至传输体系与二次转换器的单个或是许多个电压以及电流传感器组织而成,通过以传输正比于被测量,提供相应的测量仪器仪表与继电保护或是控制的有关设洹#2)当前的智能变电站一次性的智能设备重点表现在电子式的互感器上,电子式互感器具有良好的性能,通过使用光纤点对点或者组网的具体形式进行数据的传输,这样就能良好的顺应智能变电站的数字化信息、网络化通信平台、标准化信息共享的深化发展。 2 合并单元 2.1 合并的单元作为互感器和二次设备衔接口之间的关键设置 具有两方面的作用:一方面,将数据合并,共同接受并解决电流互感器与电压互感器所传输的信号,根据国际的相关需求传输信号;另一方面,实时数据同步,电流互感器与电压互感器都相互之间都确保独立性,两者需要同步完成单元合并。 2.2 不一样的测试控制设置以及维护设置需要按照自身的各种要求获得一次性的测电流电压信息 单元合并在某种层次上,有效的实现了数据流程的共享化与数字化,以此为智能变电站的站控层、间隔层有关设备数据的来源具有十分重要的作用。 2.3 单元合并基础工作的道理 合并单元之间相互交流的模件通过互感器实施采集模拟量的信号,对一次互感器所传送的电气量应进行同步与合理的处理。母线进行的单元合并可称为一级合并单元,间隙所合并的单元可称为二级合并单元。二级合并单元应合理的接收一级级联的数字量抽样,再利用差值方式同步解决模拟信号与数字量信号。同步处理的关键作用在于采集消除的模拟量和采集数字量之间存在时间上的差距,进而有效的将差距消除,基于应该实施的电压并列与切换之间的单元合并,需要采集开关量的信号。完成设置并列、功能切换后,将数据抽样通过相关的格式实施输出。在进行组网的模式中,为了促使对中合并单元的抽样数据实现合理的同步,还要加强衔接同步信号。 3 智能终端和COOSE 3.1 智能组件 与一次设备采取电缆线接的形式,和维护、测控等二次设备使用光纤进行衔接,以此确保以此设备就像断路器、刀闸、主变压器等实施的测控等性能。对以上使用COOSE的数字化衔接口,与间隙层设备实行通信;对以下采取常规的电缆以及一次设备实行线接口。 3.2 具体功能 (1)具有断路器的具体操作功能:接收维护设置跳合闸的命令后,具备跳合闸回路、监视回路、电流维持性能、跳合闸压力闭锁、其它的相关闭锁功能,方位信号以及状态信号进行合成;(2)具备监 测、控制的功能:通过遥信、遥控关量进行输入;对温湿度进行具体的测量;(3)具备自动检测的性能:基本的自检功能以及状态监测。 3.3 智能终端的具体种类 分类智能终端必须依据不同的适用场合,通常可将智能终端分成一下几种类型: (1)分相终端:主要适用于分相开关的间隙;(2)三相终端:主要适用于三相开关间隙;(3)PT终端:PT主要是用来采集以及控制信号;(4)变压器终端:主要用于变压器间隙。 3.4 智能终端工作的基本道理 智能终端通过采集模块开关量来进行采集变压器、刀闸、开关等先关设施的信号量,利用模拟量小信号进行采集模块以及环境温湿度等直流信号的模拟量,关于这些信号经过细致的处理之后,通过GOOSE报文的放肆实现输出。智能终端还能合理的接收间隔层传输的GOOSE指令,此指令包含维护跳合闸、闭锁重合闸、遥控开关闸、刀闸、遥控复归等等。设置在成功接收指令之后再实时操作,与此同时,智能终端还要合理的具有操作箱的相关技能,支持亲自动手操作开关。 4 智能终端保护板和合并单元平常运维操作的基础准则 4.1 处在运转情况的合并单元、维护装置、智能终端不能融入检验的硬压板。 (1)失误投入合并单元的检验硬压板,维护设置需要将闭锁有关的保护性能;(2)失误投入智能终端检验硬压板,维护设置的跳合闸很难对智能终端发出指令适用于断路器;(3)失误投入维护设置 的检验硬压板,维护设置需要被闭锁。 4.2 合并单元检验硬压板操作的基础准则 (1)再试试操作合并单元检验硬压板之前,应该先加以确定所处的一次设施是否属于检验情况或是冷备用的状态,并且将全部有关维护设置的SV软压板退出,尤其是仍在继续运转的维设置。(2)在一次设备没有实施断电的基础下,检验合并单元的过程中,需要在多有维护设置处在断开的情况下,才能真正实施投入此种合并单元检验硬压板。 5 结束语 总之,智能变电站属于坚强智能电网的根据与十分重要的支撑部分,也作为未来电网发展的重要趋势,熟悉的掌握智能变电站的专业知识属于从事变电站专业工作人员具有至关重要的作用。 智能变电站论文:智能变电站继电保护系统可靠性探析 摘 要:电力系统正处于发展阶段,智能电网将计算机技术同信息技术等结合而成,基于电子技术和通信网络技术的智能变电站使得变电站在信息的传递方式上发生了巨大的改变,智能变电站通过信息应用使得信息的自动采集加强了,对继电保护系统进行可靠性的评估可以发现继电保护系统的薄弱环节,然后提出整改方案。 关键词:智能变电站;继电保护;系统分析 引言 智能变电站的继电保护系统逐渐引起技术人员的关注,继电保护系统能够安全运行对智能变电站的运行意义重大,对继电保护系统的研究主要依据可靠性评估模型和对系统的可靠性分析,利用框架图和矩阵法建立可靠性的模型,通过对智能变电站的保护系统进行分析可以发现系统的结构特点,通过模型进行分析可以优化系统的设计。 1 继电保护系统的结构 智能变电站的继电保护系统包含八个功能各模块,具体有传输介质、互感器、合并单元、交换机、保护单元、智能终端、断路器和同步时钟源。信息数字化和通信网络化是智能变电站的两大特点,以往的变电站的连接方式是通过点对点对互感器和断路器等保护元件进行连接,现今的连接加入了更多的保护元件,通过合并单元将互感器采集到的数据进行汇集,对格式进行处理,然后将数据帧传给交换机。智能终端主要应用于一次设备的功能体现,智能终端可以将断路器的动作进行控制,将断路器采集到的信息传递给保护单元[1]。 交换机成为二次设备与合并单元的信息传递平台,弃用了传统的二次电缆,系统设备之间就此形成了信息共享模式,为了准确的了解断路器记录时间发僧的时间序列,为变电站配备同步时钟源,使全站的设备统一对时。继电保护系统中必不可少的是通信介质和接口,通信介质对保护系统能否正常运行具有直接的影响,一般情况下通信介质会采用光纤。通过对比发现接口故障和通信故障产生的效果是相同的,由此通信介质的组成部分就包括了接口。 2 系统的可靠性分析 2.1 分析方法 信息流能够使智能变电站继电保护系统的功能得以实现,在信息流通路顺畅时就能够将信息从始端发往终端,继电器的保护功能才能够实现,其中会影响继电保护系统可靠性的因素包含同步对时功能、SV报文和GOOSE报文信息回路的连通效果。 2.1.1 参数的选择。电网的一二次设备均在固定的时间进行检查,在维护过程中,系统的可靠性评估来源于元件故障信息的准确性,可修复的元件在检修维护的过程中将故障率和修复率视为常数即可。例如合并单元的故障率就为0.0067,交换机故障率为0.02。利用马尔科夫链模式进行分析,由于元件所处的环节不同,因此其故障的状态也是有所不同的,例如合并元件和交换机元件在信息传输过程中出现丢失现象就会使保护系统产生拒动。分析时应该将元件的失效状态进行细分,大致可以分为两种,分别是误动和拒动,之后根据二者的概率进行计算即可[2]。 2.1.2 框图法。在智能变电站继电保护系统的分析过程中,框图法较为直观清晰,这种方法对于元件比较少的系统用较为合适,可以根据系统的结构进行框图的绘制,通过框图及元件的状态和系统的状态进行描述,框图可以计算出系统中不同元件的不同状态的概率。对于含有多个独立分散的原件的保护系统,其中元件之间的维修状态也是具有独立性的,例如,可以将元件1的正确动作的概率记为P1,将元件2的正确动作的概率记为P2,根据改路的运算规则进行运算即可。 2.2 分析应用 2.2.1 主变保护的可靠性分析。在主变保护的组网方案之中,主变保护和智能终端的合并单元就是依靠组网的方式进行连接,通过保护GOOSE的网络信息采集对传输跳闸发出指令,通过采用SV网络传输的采值样信息对变电站的主变压器进行保护。通过采用保护控测一体装置可以充分发挥智能变电站的智能化系统,保护装置一般包含保护CPU和测控CPU两种,保护启动判断的辅助依据就是测控采样,还可以从整体上保护可靠性。 通过最小路集法可以得出主电保护的不可用度为1-A=8.8812×10-9[3]。 2.2.2 线路保护的可靠性分析。数字化线路的保护装置的开关量和模拟量是以光纤通过太网获取的,采样值的光纤接口和开关输入量的光纤接口是独立的设置,跳闸输出和开关量的接口通常是一个,数字化线路的保护可以通过线路两端和传统的线路保护进行配合,完成纵差保护。 通过最小路集法和不交化算法可以得出线路保护的不可用度为1-A=4.9492×10-9。 2.2.3 母线保护的可靠性分析。母线保护的组网模式中,智能终端可以将刀闸位置的信息传递到母差保护装置上,利用采样值组网和GOOSE网络将间隔合并单元的数据传递给母差保护装置上,通过相关的协议就可以实现SV网络采样信息。 通过最小路集法和不交化算法可以得出线路保护的不可用度为1-A=9.9720×10-8。 3 提升可靠性的措施 3.1 太网冗余法 3.1.1 太网的控制要求。在IEEE802.3x全双工模式下,通过交换机发出指令使数据源暂停发送,再利用控制数据的输入端和出端进行数据流量的传递可以避免数据丢失。IEEE802.1p优先排队技术可以使网络在拥堵的情况下,数据进行优先传输。IEEE802.1Q虚拟局域网技术,可以将IED划分到虚拟局域网之中。IEEE802.1w快速生成树协议不像从前的IEEE802.1D生成树协议需要大约一分钟的时间才能重新将发生故障的网络构架定义,这种快速生成树协议可以将时间大大缩减。最后的要求是诊听过滤技术,它允许对GOOSE信息帧进行过滤,然后将信息传递给IED。 3.1.2 网络的构架。(1)总线结构。总线结构中的交换机通过端口与其它的交换机相连,上端口的速度一般比IED端口的速度快,系统的最大延时决定了交换机的最大数量,这种结构的接线较少但是冗余度差。(2)环形结构。环形结构的交换机可以形成闭环,对于连接点的故障可以提供足够的冗余度,信息在传递过程中会消耗宽代,应用的内部具有管理交换机,生成树可以发出指令,交换机便检测环路,信息在环路中就不会流动。(3)星型结构。星型结构具有等待的时长较短的特点,主交换机在连接其他交换机的时候系统的等待时间会减少,但是星型结构没有冗余度,在发生故障时就会产生遗失所有的IED信息,从而降低可靠性。 3.2 环形网络结构法 在环形网络结构法之中,刀闹位置信信息经由各间隔智能终端提供,然后通过网络将信息传递到母差保护装置。根据采样值组网方式,各间隔合并单元的数据同样传输到母差保护的装置上。母差保护动作的出口信息,发送给各间隔智能终端之后,母差保护装置的容量会受到限制,主要原因是网络报文流量的大小不定。有的时候,过程层的交换机会承担较大量的报文,单台的交换机接入的单元信息数量严重超出就会导致其可靠性较低。为了解决这个问题,可以将装置或者交换机的光纤口进行设置。单口同时接入的合并单元数量不应该过度,使用多交换机分担带宽的方法可以接收更多的间隔采样,采用千兆的交换机这种方法也可以。 4 结束语 通过研究可以发现,与常规站的继电保护系统有所不同的是,智能变电站的继电保护系统的可靠性有下降趋势,智能变电站的线路保护和主变保护问题,可以采用直采直跳的模式,在采用对时源时,不可采用外部对时源,通过详细的分析得出智能变电站继电保护系统的可靠性极其重要。 智能变电站论文:智能变电站关键技术及发展方向 摘 要 智能变电站是智能电网的重要组成部分,是变电站自动化发展的一个重要里程碑,对建立更加安全、稳定、高效的电网系统具有重要意义,其技术的先进性对推进智能电网的发展至关重要,本文主要论述了现阶段智能变电站的主要技术特点及现有技术近期的发展方向。 关键词 智能变电站;关键技术;发展 智能电网被认为是21世纪电力系统的重大技术创新之一,而智能变电站是智能电网的重要基础和支撑。智能变电站是指,采用可靠、集成、先进、环保、低碳的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、f同互动等高级功能的变电站[ 1 ]。 智能变电站的安全运行是电网安全运行的保障,而其技术的先进性对推进智能电网的发展至关重要。本文将对目前国内智能变电站现状及近期智能变电站的技术发展方向进行简单概述。 1 变电站自动化的发展历程 变电站的自动化发展历程经历了3个阶段。各个阶段的技术特点如下: 变电站自动化发展的第一阶段:1)面向功能的集中式远动终端装置+常规保护;2)常规继电器+二次接线+远动终端装置;3)遥控信息实现二遥或者四遥;4)保护装置采用硬接点连接;5)功能简单且系统连接复杂,系统整体性能指标较低。 变电站自动化发展的第二阶段:1)面向功能的分布式单元微机保护加微机测控装置模式;2)保护装置与测控装置分开独立配置;3)采用现场总线技术;4)采用通信管理单元;5)系统扩展性能较差。 变电站自动化发展的第三阶段:1)面向对象、面向间隔设计的分层分布式系统结构;2)采用以间隔为对象的保护测控装置;3)保护和监控网络独立组网,装置直接接入以太网;4)系统配置灵活、扩展性强。 2 智能化变电站关键技术 2.1 互感器技术 目前智能变电站为完成电压、电流就地采样数字化,主要采用“电子式互感器”或“常规互感器+合并单元”。 根据电子式互感器高压部分是否需要工作电源,电子式互感器可划分为有源式和无源式两大类。 相对于传统互感器,电子式互感器最为显著的优点是其高压侧与低压侧无电气连接,其大大简化了互感器的绝缘结构,提高了绝缘性能。 电子式互感器相对于常规互感器还具备暂态范围大、输出信号可直接输入保护设备和微机化计量、体积小、质量轻等优点。 但就近年来的实际运行经验而言,电子式互感器的故障率仍远高于传统电流互感器;温漂问题仍是无源型电流互感器的技术瓶颈,目前厂家为解决温漂问题,多采用实测温度对线性双折射和维尔德常数进行补偿,但此方法没有从根本上解决该问题。电子式互感器中采用了光学器件、电子器件等相对易耗元件,采集器故障率仍较高[ 2 ]。总而言之,由于电子式电流互感器仍处于应用初期的磨合阶段,有很多技术问题尚待解决与完善,常规电流互感器与其相比,在运行可靠性方面及价格仍具有很大优势。因此目前智能变电站仍广泛采用“常规互感器+合并单元”的方式。 电子式互感器完全取代“常规互感器+合并单元”是智能变电站的发展趋势,但目前急需解决如下技术瓶颈:1)无源型电子式互感器温漂问题;2)有源型电流互感器功能问题;3)长期可靠性问题。 2.2 网络结构 现阶段在逻辑上智能变电站网络可划分为三层网络结构,分别为站控层网络、间隔层网络和过程层网络。 2.2.1 站控层网络 站控层网络可传输MMS报文和GOOSE报文,实现站控层设备之间、站控层设备与间隔层设备之间的通信。 站控层网络采用双星型拓扑结构,采用双网双工冗余网络的运行方式,可满足网络无缝切换功能。站控层网络采用MMS、GOOSE、SNTP时间同步三网合一、共网运行。 2.2.2 间隔层网络 间隔层网络可传输MMS报文和GOOSE报文,实现间隔层设备与本间隔其他设备、与其他间隔设备之间的通信。 目前智能变电站间隔层网络广泛采用双重化星形以太网络,间隔层设备通过两个相互独立的以太网控制器接入双重化的站控层网络。 2.2.3 过程层网络 过程层网络传输GOOSE报文及SV报文,完成过程层设备之间、间隔层设备之间、过程层与间隔层设备之间的通信。 目前智能变电站各电压等级过程层网络通常采用如下配置方案:500kV过程层SV、GOOSE网络采用星形双网结构独立配置,220kV过程层SV与GOOSE共网传输、双网配置,110kV过程层SV与GOOSE网共网传输、单网配置,35kV、10kV不配置独立过程层网络[ 3 ]。 未来随着二次设备就地下放及一次、二次设备完全整合,智能变电站的可将现阶段的三层设备两层网络结构优化为两侧设备一层网络结构。 2.3 一次设备在线监测 智能变电站在线监测系统是变电站综合监测、故障诊断的在线动态系统,可为智能变电站提供在线监测与故障诊断的整体解决方案。 智能变电站在线监测系统可对变压器绕组温度及负荷、变压器油中气体及水含量、变压器绝缘、变压器辅助设备(油泵、有载调压开关、冷却设备、继电器)、变压器局放、GIS及断路器中SF6气体含量、断路器动作特性、设备绝缘(电流互感器、容性电压互感器、避雷器)、电缆温度和电缆局放等运行特性进行综合监测。 智能变电站在线监测系统可靠性高、互换性好、准确性高,智能变电站在线监测系统是采用标准的结构方式、数据格式、通讯规约等全面集成的,而不是现有在线监测系统在后台监测软件层面上的简单集成。智能变电站在线监测系统采用基于多信息融合技术的综合故障诊断模型,结合运行参数和结构特性、历史运行状态及环境因素,依据获得的电力设备状态信息,对电力设备运行状态及剩余运行寿命进行评估。对已经发生的故障进行分析、对正在发生的故障进行判断、对可能发生的故障进行预测,明确故障的原因、属性、类型、性质,指出故障发展的后果和趋势,有效地提出故障发展和根除故障的对策,达到预防和避免电力设备事故发生、保证运行设备安全、可靠运行的目的。 但目前智能变电站在线监测技术,还无法实现囊括所有设备全面在线监测的可能性,在线监测系统一体化,并由自动化系统集成是未来一次设备在线监测系统的发展方向。 3 结论 2009年5月,国家电网在全国共选取了47个新建变电站作为智能变电站试点工程,试点工程在原理研究、设备研制、设计优化、标准制定等方面取得了许多创新成果[4]。但现阶段我国智能变电站建设仍处于技术的储备期和快速发展期,电网发展方式的转变、管理模式的创新对智能变电站提出了新的要求,未来智能变电站应以“结构布局合理、系统高度集成、技术装备先进、经济节能环保”为建设目标。总结现有智能变电站的技术特点,加强技术研发是推荐智能电网建设的关键。 智能变电站论文:浅谈智能变电站运行与维护管理 摘 要:随着国网公司将建设坚强智能电网作为转变电网发展方式的核心内容和战略方向,智能变电站走上了发展的快车道。与传统的综自变电站相比,智能变电站极大地节约了变电站的建设和维护成本,在运维方式上也发生了较大的变化,对变电站的运行维护管理提出了更高的要求。本文针对智能变电站运行维护有关问题进行探讨, 探讨了智能变电站运维中容易遇到的问题,并对运维管理措施展开了探讨。 关键词:智能变电站;运行;维护 1 引言 智能变电站与传统变电站在信息采集、传输、处理的各个环节均有本质区别。传统变电站强调手段、强调功能和满足自身需求,而智能变电站更强目的。智能变电站更强调智能一次设备概念,集成化程度更高.可以实现一,二次设备的一体化、智能化整合与集成。智能变电站新型设备(电子式互感器、合并单元、智能终端、网络交换机)的性能及其与继电保护装置等二次设备的整体配合性能,均是确保变电站安全可靠运行的重要因素。 2 智能变电站运行维护管理中容易遇到的问题 2.1 可靠性 智能变电站中所采用的光学互感器很容易受到外界环境的影响,使设备在实际的运行过程中光纤与玻璃之间存在一定的可靠性问题,并且有源电子互感器还需要借助一定的元件和模块才能发挥作用,然而这些设备的运行稳定性及资源的使用情况都不高。同时,高压电子互感器在运行的过程中同样会受到周围磁场的影响,从而导致信号输出不稳定,给工作人员带来困扰。因此,智能变电站的维护要求较高。 2.2 安全性 从通信模式来看,智能变电站采用的是对等传输模式,放弃了传统的点对点传输模式。这就使整体的安全性要求变得更加严格,各个装置之间缺乏有效的隔离点,基本都是采用软件来隔离的,如果系统中任何一个环节出现了问题或者是维护不及时,都可能对整个系统带来巨大的影响。这就使系统的安全性受到巨大挑战,智能变电站的安全受到影响。 3 \行维护管理措施 3.1 一体化五防系统 智能变电站一体化五防系统包含了站控层、间隔层、现场单元的电气闭锁层三级防误措施,以上三级防误措施的有效结合实现了一体化五防系统的防误功能。 (1)站控层防误:五防系统与监控系统结合之后,通过对变电站中一次设备的远方操作实现对操作的五防闭锁。防误的范围包括变电站所有的断路器、接地开关、隔离开关、接地线等。(2)间隔层防误:间隔层的防误主要通过GOOSE机制从过程层的智能接口中实时传送数据,通过每台间隔层设备的控制闭锁逻辑条件来对这些数据进行辨别,从而实现间隔层的逻辑闭锁。(3)现场单元电气闭锁层防误:根据现场的电气设备的位置与状态来实现闭锁,操作简单,使用方便且实时性极强。该层闭锁是变电站一体化五防系统的最后一道防线,包括了变电站全部的隔离开关。 3.2 设备的维护管理 3.2.1 通信控制器的维护 良好健全的信息通信是保障智能变电站安全、稳定运行的基础。通信控制器是智能变电站输入输出数据的装置,因此,要确保通信控制器处于一个良好的运行状态。在对通信控制器进行维护时,要合理安排、检查智能变电站的调度,确保智能变电站后台操作步骤合理、规范,稳步开启、隔离、退出通信控制器,一经发现问题要及时排查并做好处理,确保能够进行正常通信。 3.2.2 电子互感器的维护 智能变电站的运行需要不断处理大量、复杂的输入、输出变电量及各种电力参数,而电子互感器则是测量这些电力参数的重要装置。电子互感器通过对变电站的电压与电流进行全面检测,从而使变电站电流与电压处于一个稳定的状态。 电子互感器由专用屏蔽线、采集器与电子传感器构成,是一个集传输、分析、采集为一体的电子装置,在对其进行维护的过程中需要加大各个细节的处理。 3.3 智能组件的巡视维护 要加强巡视智能一次设备的力度,特别是要对智能组件进行良好的维护,为智能变电站二次设备运行的安全性与稳定性提供保障。为此,需要做好以下几点: (1)检查后台机保护功能压板、出口压板及装置压板的投退状态是否正确,核对电流、有功、无功显示值和保护装置显示值是否相符,是否存在异常情况。(2)定期对智能终端、保护装置、自动装置、网络交换机、合并单元及各种指示灯进行检查,确认通信状态是否正常。(3)检查室外智能终端的密封性能,查看其是否有受潮进水情况,设备内部温度控制器是否正常工作。(4)检测光纤及其接头连接是否可靠,是否有折弯、破碎的地方。查看备用芯防尘帽是否存在破裂、脱落的情况,并确认其密封性是否仍然良好。 4 结语 智能变电站二次系统相互融合,多种应用相互关联,对运维人员的技术、技能要求越发严格,因而在确保智能设备安全、可靠运行的前提下,还应高度重视对相关人员的培训工作,切实做好高素质运维队伍建设,增加运行维护的规范性与合理性,保障智能变电站稳定、可靠运行。 智能变电站论文:500kV智能变电站一次设计及工程应用研究 摘 要:伴随人们生活水平的不断地提高,人们对电力的需求不断加大,500kV的变电站慢慢变成城市电网中非常重要的一个组成部分,保障整个城市电网可以安全运行,另外给大型水力、火力还有风电厂的电路运输过程中提出了很多新的要求。为了让电能可以进行科学、可靠的传输,500kV变电站需要提高其固有的作用,在整个电力系统当中是非常重要的一部分,在进行电能的分配和控制,以及转变电压的过程中非常关键。 关键词:500kV;一次设计;工程运用 1 500kV智能变电站一次设计要点 500kV变电站是高压变电站的重要组成部分,它的工作性能直接关系到电网系统的科学性、运行安全性和电能供应稳定性。而电气接线作为整个设计工作的核心内容,它在设计中一定要满足可靠、灵活、经济和安全等基本要求。 1.1 电气主接线方案设计 1.1.1 基本要求 在对变电站进行电气设计的过程中,我们需要严格根据变电站的规模、线路情况、供电的距离还有中转站的位置来进行接线方式以及线路控制手段的选择,在进行综合布局和分析的过程中选择一些可以采取无人管理变电站的接线手段。变电站主要可以分为系统枢纽变电站、地区级重要变电站还有一般的变电站三种,500kV变电站一般情况下是系统枢纽变电站,其特征主要是有多个大电源还有大容量联络线交错,在整个系统当中扮演着枢纽的角色,在高压侧交换系统当中具有非常巨大的功率潮流,在压侧输送很大的电能。在全站停电之后,可以造成整个系统的稳定性被破坏,电网逐步瓦解,导致大面积停电的情况发生。 1.1.2 500kV电气接线 在对500kV配电装置进行接线方式选择的过程中,如果变电站在整个系统中作用非常重要的时候,可以利用一些比较经济而且相对比较可靠的方法来进行接线,一般情况下采取一个半断路器接线。 1.2 电气设备连接设计 在进行变电站电气设备的连接过程中要注意尽量防止占地面积增加的情况出现,所以在进行选择的时候尽可能地需要运用一些占地面积相对比较小、特殊要求比较少的设施来进行,只有这样才能保障电缆设备具有相应的连接稳定性。在选择电气设备的过程中,一般情况下可以采取的技术主要包括了一些高阻抗的设备、稳定性比较好的电气设备还有一些参数比较高的设备,在运用的时候能够依照一些不同的标准和要求来进行满足变电站稳定运行设施的选择。这些年以来,伴随计算机技术愈来愈普遍,在变电站也慢慢被广泛运用。 2 500kV智能变电站一次设计工程应用 2.1 工程概况 本500kV变电站工程位于山东某县,一期工程主要进行2台主变的建设,每台的容量大概是1000MVA,这个500kV的变电站对于整个系统来说,是具有枢纽性质的变电站。它的建立对于山东电网来说具有完善的作用,并且能够提高供电的可靠性。该变电站主变压器规划是4台,容量是4000MVA,一期工程建设2台,容量2000MVA,主变型式:单相自耦无载。500kV电压规划出线8回,本期500kV电压出线3回。 2.2 500kV电气主接线 对于500kV的电气来说,它的接线方式是运用3/2以及远景的8线和4变进行接线的,总共是5个完整的串。此期工程是采用3线和2变进行接线,总共是2个完整的串。根据此次工期的高压侧出线的一些情况,需要建设#2和#4号的主变器以及#1和#3的远景,如果建成了,系统的备用容量将会比现在大很多,并且4组变压器,就会使得主变故障率降低,所以接线的时候可以简单化,运用不进串,直接接母线的方式进行,节约了成本。 2.3 一次设备整合 此次工程的高压侧和中压测的GIS是运用线圈型电子式的电流互感器,并装在其内部的。在主变中性点套管CT上使用了线圈型电子式电流互感器。由于间层的设备是采用的下方布置,所以合并单元也将采用下方的布置,将其放置在组件柜的当中。在对主接线进行分析得知,500kV的断路器每个单位就需要配备2台合并单元,200kV的断路器每个单位需要配备2台合并单元,用于接收电流和电压的信号;每段母线也是需要配备2台母线合并单元的。 2.4 智能主变压器选择 由于单组变压器的容量特别大,而且重量高达几百吨,考虑运输中会存在困难,所以尽量会使用单向变压器。为了能够节约成本,中压测将配备自耦@组和无载的调压开关。智能型的变压器是由本体和组件两部分组成的,本体中将安装监测传感器、电流的互感器以及控制器等;组件包括监测功能组工ED以及合并单元等,将其装入组件柜中。该站采用的是变压器本体和传感器一体的设计,配置了油色谱和局放监测,信息通过传输到达专家系统,进而到达监测主站系统。 2.5 防雷接地 2.5.1 避雷器的配置 避雷针的安装主要是在500kV线路的出口处以及主变压器的侧进线的回路上,500kV线路上装置的是444kV的避雷器,侧进线装置的是420kV的避雷器。GIS的母线不需安装避雷器,在主变压器的高、中、低压测线分别安装一组避雷器。 2.5.2 接地 接地电阻及接地体选择。变电站接地装置以水平接地体为主,在避雷针、避雷器等处,增设垂直接地极以加强散流。根据地质勘测资料、系统短路入地电流资料,经计算本站主接地网接地电阻小于0.5Ω,跨步电位差值为158.68V,接触电位差为329.66V,而最大容许跨步电位差值为204.7V,最大容许接触电位差值为180.4V。接触电位差的计算值不满足要求,铺设电阻率大于2000Ω m碎石后,电位差将升到594.6V,符合规程的要求,户外水平接地体选用185mm2镀铜钢绞线(导电率40%),接地支线采用-50×4铜排。户内水平接地体采用-60×6镀锌扁钢。 3 结束语 伴随当前我国经济建设的速度不断加快,对于能源的需求量不断扩大,在输变电工程当中,电压的等级不断提高,电网的结构改造也出现非常大的变化,电网在进行实时信息传输的数量逐渐增多,这也给电网电气在设计过程中的可靠性提出非常多的新要求,成为在变电设计过程中非常重要的目标。对其进行可行性研究是变电站发展的重要基础,在项目核准和技术的加强过程中具有非常大的意义。 智能变电站论文:智能变电站运行维护中应注意几点问题分析 摘 要:近年来,智能变电站技术得到了业内人士的大力推广,这是因为随着社会的进步和城市的发展,人们对于电力的要求越来越高,另者国家在12年后普遍推广了该技术,但相关从业人员仍在修理维护方面有着迷茫,鉴于智能变电站的广泛运用性,对于智能变电站的维护要求便提上议程。笔者将智能变电站的相关组成部分进行了分析,相信这对智能变电站的推广以及广大相关从业人员维护电力系统有着重要的借鉴意义。 关键词:电力;维护运行;智能变电站;智能电网 能源的脉络是一个国家的脉络,而作为能源中最重要的电力资源,随着社会的进步和国家的发展,电网的重要性不言而喻。科W的发展也推动了电力资源的运用,自2012年之后,智能变电站技术得到了推广,但与此同时从业人员对智能变电站的修理维护却仍有不熟悉的地方,毕竟一个新型技术的发展必然是伴随着不断的问题。本文鉴于变电站作为电网联系中最重要的一环,相关从业人员对此会有些生疏或许不了解,于是就此来做一个方法的阐述。而变电站护理维修中最主要的问题就是他的运行是需要新设备来支持,而这些新设备的运行和维护和以往的旧设备有着很大的不同。下面就是有关于新设备中电子式互感器,网络交换机以及二次设备等等的运行原理和维护方法。 1 有关于新设备运行和维护的几点看法 电子互感器这类设备相信并不陌生,它是一个参数监测设备,在运行时相当于是一类中枢机构。不要以为它不重要,一个电网系统的运行是极其复杂的,几秒钟之类信息的传递,电流电压的变频,大量电属性的参数输入输出是恐怖的量级存在,这都需要电子互感器来监测分析。同时,为了保证系统的稳定性,它一般会得到维护人员的重点关照。详细来说电子互感器是主要是由传感器(传递通道),采集器(信息的收集通道)以及专门的屏蔽线路组成。所以对于这一类设施的维护标准是需要维护人员兼顾全局的,不但要看看它的外表接线处是否裂开,检测一下是否漏电,而且还要闻一下有没有烧焦的味道;而对于它运行时的检测则要注意是否短路,接线的规格以及方式是否错误,至于漏电触电则是维护收尾时必须要记录的数据[1]。 另一个需要详细介绍的设备就是“合并单元”设备,它的工作机制是对每一回互感器传送过去的电气量操作合并同时会进行同步处理,之后它将收到的参数信号处理完成之后改成另一种格式转发送给间隔层的设备使用装置。合并单元的故障产生的原因不多,大概有4种:自己发生故障,全球定位系统的对时不准确,突然中断全球定位系统和采样的光纤通路。当然,在合并单元装置发生这些错误故障的时候一般都会自己显示出提示信息并进行自我的保护。所以,对于这类装置的修理维护,维修人员需要时刻对设备监测,如果发现问题立刻处理,这一点十分重要。 最后需要提及的新设备是智能终端和交换机,智能变电站中交换机的用处很简单,目的是对相关自动化的系统传输信息。所以对于这类新设备的选择十分重要,安全性是第一位的,然后就是稳定以及精准。不过又因为它对于智能变电站的工作实在太重要,所以相关的维护人员如果发现问题必须要及时解决。而交换机发生的故障一般可以通过重新启动设备来解决问题。当然,如果在重启之后发现它的问题并没有得到缓解,故障和错误依旧没有改变。此时则需要联系一下专业的部门和人士来进行维修和从里到外的检查维护。至于上面提到的智能终端,它和交换机这种设备的处理方式大体相同,如果通过重新启动都解决不了,那么还是需要专业部门来解决。 2 二次设备维护和运行的一些方法 在智能变电站中,二次设备区别于一次设备,是一类低压的电气设施。二次设备的工作很复杂,他会对一次设备实施的运行监测,以及相应的调节,一定量的控制并在突发事件状况下进行保护。同时,它不但对维护人员重要,对一个变电站来说也是相当重要的一类设备。所以,在平日里维修人员的维护运行工作中,必须要将这一类设备摆在前头,着重来进行处理。保护,自动,通信,控制等等几大模块是二次设备的工作范围,下面就是对它们维护运行方法的几点探讨[2]。 继电器是二次设备中具有标志性代表意义的设施,它的作用一般属于自动和保护范围。毕竟在电网内大量的信息参数传输下,一次设备很容易发生故障和突发事故,此时继电器就会针对它所保护的一次设备进行特殊突发情况下的保护,从而避免更大的损失危害,它的重要性可想而知。所以为了面对突发状况它可以从容解决,继电器这类保护和自动装置是要从本身性能以及工作状态进行检查的。第一,为了防止联网状态断掉并保证面对通用对象的变电站事件报文不出现错误,这类设备的压板是强制性要联合一起使用。第二,将智能终端设施的压板和保护设备的压板同时进行检测调试,让它们都进入实验条件,这样就可以保证面对通用对象的变电站事件报文不受太大的偏移,同时没有效果的面对通用对象的变电站事件报文会被屏蔽消失掉。第三,如果保护装置自己出问题了,无法顺当的进出压板,变电站的维护人员必须要让智能终端装备和剩下的保护装置一起中断,不能连接。最后,如果维修人员发现自己维修的3个装置全都发生了问题故障,此时一定不可以将三个装置一起运行维护,需要将它们分隔开来,一次维护检修只能对一个装置进行,同时,这3个装置需要在有保护的条件下运行。 最后一个智能变电站中最具有特殊性的二次设备是通讯的控制器。智能变电站之所以能担得起智能这两个字必须要归功于它对大量信息数据的自动化处理和传输。所以,信息在每一个设备之间的正常快速的传输是智能变电站的根基,而通讯控制器这一类装置的工作原理就是对从外输入以及从内输出的数据进行分析管理。所以对于每一位维护人员来说,只要保证了通讯设备的正常运行,在出问题是可以及时发现并有层次性的解决,就是保证智能变电站正常运行。而当维护人员针对智能变电站中通讯控制器的维护时需要注意千万不能急躁,需要徐徐前行,不但要保证检修的合理安排,确保每一个层次的开启,每一步的进行都在后台(不能影响要一级设备的运行)精准操作,同时当发现问题不是自己可以解决的时候要及时上报,从而才能保证通讯这一环节的正常运行[3]。 3 关于程序化的控制 以上,基本是智能变电站中常见的几个问题。而接下来提出的这个问题则是比较特殊的一个存在――程序化控制。首先,对于程序化控制需要知道,它是可以随设施的不同而变化的,所以,在对它进行维护运行操作时,维护人员必须要根据实际情况来进行实际处理,确保设施的系能与原本的是一样的。如果不一样,必须要立刻停下操作控制,依据本身情况的不同来采取相应的解决方案。此外,在操作程序化的控制时一定要配上电子化的检测系统,来确保这次操作的安全,同时如果在过程中发现了一些问题和故障也可以即时的处理分析,不波及另外的设备功能工作。 4 结语 社会的进步必然要伴随着能源的进步,能源是社会和国家的根本,而作为能源中最重要的电力资源更是首当其冲。智能变电站就是电网智能化中比较成功的一个案例,智能,并不是不需要人类,只是让安全稳定高效节能更好的与人类同行。所以,推广智能变电站,也是时代的趋势。笔者认为,每一位电网的工作人员都需要更专业,更热情。需要严格精准的遵行智能化的改革,提升自己的技术,推广智能变电站以及之后的每一项智能化电网设施,为国家的兴旺和能源的强大贡献出自己的一份力量。 智能变电站论文:110kV智能变电站新能源并网方案研究 【摘 要】随着智能变电站的大规模建设,110kV电压等级的智能变电站与日俱增,加之国家对新能源的支持,分布式电源广泛推进建设,在110kV智能站并网发电的新能源、小电源越来越多,传统的并网方案已不能解决越来越多的并网形式,二次设备的变化必然要求新的方案来适应多条并网线路并网的回路设计。论文主要对智能变电站多条并网线路的并网方案技术进行研究,以供参考。 【关键词】智能变电站;新能源;并网 1 并网线一次并网方式 随着新能源的广泛应用,光伏、风电项目多以低压并网方式并入主干网,论文主要讨论110kV智能站中以35kV或10kV电压等级(低压侧)的并网方式。并网线间隔以35kV或10kV形式接入变电站系统,通过变电站的低压侧电压等级并网,此种形式相对简单,低压侧设备间隔较多,往往能够提供足够数量的备用间隔供新能源线路使用。现实中,新能源、小电厂往往也是通过低电压等级并网。 2 并网线路二次回路技术分析 2.1 传统站并网二次回路技术分析 传统站并网线路相关二次回路都是纯电缆回路,通过电缆二次接线实现。主要需要完善110kV进线保护、主变高压侧零序保护、备自投保护跳并网线回路。相应的保护动作启动并网线手跳回路,实现永久性跳闸功能,从而保障变电站内系统的稳定运行[1]。 传统站中,所有的二次回路都是靠电缆接线实现,各回路相对清晰独立,当需要跳多条并网线时,只需要增加各保护动作启动相应并网线回路手跳回路。 优点:设计思路清晰,新增并网线技改工作相对难度较小,只需要找到备用的各保护动作接点接入新增并网线手跳回路即可。 缺点:保护装置一般会提供几对备用跳闸接点,但如果并网线过多(超过3条),可能存在动作接点不够用的情况。其解决方式一是定制更换多备用动作接点的操作板,二是增加中间继电器,扩展输出接点。 2.2 智能站规划中的并网线二次回路技术分析 智能站初期建设中,已规划的并网线回路设计理论原则与传统站相同,但实现方式为部分回路通过光信号回路完成,例如110kV线路保护、主变保护智能站中都是智能设备,跳闸出口以光纤中的goose信号输出到智能终端,智能终端在输出跳并网线的出口。前期设计只要规划合理,按照传统站虚端子接线形式设计,能够很好地实现并网线回路的处理[2]。 优点:减少了部分电缆的敷设,回路联系更加清晰。 缺点:新增并网线时,回路设计困难,全站scd文件需要修改,如果保护出口无备用接点,或智能终端无备用输入光口,需要更换较多设备,scd文件及回路设计改动较大,安全压力较大、施工困难。 2.3 智能站中新增并网线二次回路新技术分析 结合传统站改造和初期智能站已有的设计,新技术主要立足点为在不改变原有光纤回路的前提下,所有增加的二次回路全榈缋禄芈罚减少SCD文件的改动及智能设备的变动,达到类似母差保护跳闸的原理,新增并网线如新增间隔一样,只需增加相应的间隔接线。具体做法如下(图1): 如果初期设计时,考虑到会有新增并网线的情况,那么设置一台智能终端,如果并网线保护装置在保护室集中组屏,则放置在保护室相对靠近的保护屏,如果并网线保护为就地保护,则将其放置在分段或分段隔离柜上。 此智能终端类似母差保护装置,接收所有需要跳并网线保护的跳闸信号,如主变高后备零序过流保护、110kV进线线路保护、110kV备自投保护、35kV或10kV备自投保护。输出6组接点(如需增加设计时提出要求),输出回路通过本侧智能终端的跳闸压板串入相应并网线手跳回路。需要跳此并网线时投入相应跳闸压板,新增并网线回路时只需接入相应备用跳闸间隔即可[3]。 备自投装置需要取并网线跳闸位置,将所有并网线断路器常闭接点串联接入智能终端。每组常闭接点并接跳闸位置投入压板(在此智能终端侧),用于此间隔检修或者此间隔不并网时投入,保证备自投可靠检测跳闸位置,不影响其他并网线间隔跳闸信号上传。 改造中,只需替换原有的智能终端,不改变原有智能终端的光纤接线,只变动电缆二次回路,达到光纤回路的不改变的目的,实现新增并网跳闸回路简单的改造。 优点:不新增或改变原有的光纤回路,只新增电缆跳闸回路,将安全压力和施工难度降到最低。 缺点:类似母差保护装置,新增的智能终端重要性提升,此智能终端出现问题会影响所有并网线二次回路。 3 结语 目前智能电网建设已进入了蓬勃发展的时代,分布式电源广泛推进建设,在110kV智能站并网发电的小电源越来越多,传统的并网方案已不能解决越来越多的并网形式,二次设备的变化必然要求新的方案来适应多条并网线路并网的回路设计。本方案中的设计思路在一座110kV变电站新增第四条并网线回路改造中得到应用,现场改造效果良好,达到了预期目的,减少了施工压力和工期。此种并网线改造方式应该适合大部分智能站新增并网线的情况。
汽车新技术论文:汽车安全新技术探讨 摘要:当前,汽车是人们最常用的交通工具,每年,由于汽车造成的交通事故给人们的生命财产造成了巨大的损失。通过改进汽车的功能,增强汽车的安全运行条件,可以有效地避免交通事故的发生。介绍防抱死制动系统和电子稳定控制系统,分别描述其两种系统的作用、工作原理,这对于汽车的安全有着积极的作用。 关键词:汽车;防抱死制动系统;电子稳定控制系统 随着科技的发展和人们对汽车要求的提高,汽车技术发生着翻天覆地的变化,现代汽车技术主要是围绕着安全、舒适、环保、节能等方面进行着更新换代。 交通安全历来是人们最为关心的话题之一,汽车发展的历史也是汽车安全技术不断提高的历史。汽车安全应从整体上来考虑,不仅要在事故发生时减少人员的伤亡,而且更重要的是避免事故的发生。 1防抱死制动系统 1.1含义 防抱死制动系统(ABS)的英文翻译是Anti-lock Braking System。它能在汽车制动时,对汽车制动力的大小自动进行调节,让车轮在这一时刻不会由于制动太大或太小而被抱死,处于边滚边滑的状态,从而从根本上消除了在汽车制动过程中的侧滑、丧失转向能力和跑偏等一些非稳定状态因素,并能够保证车轮与地面的附着力在最大值,以获得良好的制动性能、操纵性能和稳定性能。 1.2ABS的作用 ABS的作用主要有以下4个方面: (1)缩短制动距离。在紧急制动的状态下,ABS能使车轮处于边滚边滑的状态,滑动的比例占20%左右,这时轮胎与地面的摩擦力达到了最大,因此制动距离大大缩短。 (2)增加制动时的稳定性。汽车在制动时,四个轮子上的制动力是不一样的,ABS可以自动分配制动力防止车轮被完全抱死,从而提高了汽车在制动时的稳定性。 (3)减轻轮胎的磨损。事实上车轮完全抱死会造成轮胎表面磨损不均匀,使轮胎损耗增加。经过测定,汽车在紧急制动时车轮抱死所造成的轮胎累加磨损费,已超过一套防抱死制动系统的造价。 (4)使用方便,工作可靠。与普通制动系统的使用方式一样,只要把脚踏在制动踏板上进行正常的制动即可。如果需要,ABS会自动进入工作状态。ABS工作时,驾驶员会感到制动踏板有颤动,并听到一些噪声,这都属于正常现象。 1.3ABS的原理 在汽车制动过程中,轮速传感器根据汽车车轮的齿轮,该齿轮与汽车的车轮在运转过程中同步,根据车轮的转速得出与此相对应的电子信号,由汽车的控制器经过运算,得出相应的车速和加减速度。并在此基础上,由电子控制器得出的信号分析出滑移值,根据一系列的综合分析,对压力调节器的发出相应的指令,让其自动调节压力的大小。当车轮发生抱死现象时,也将其信号传递给传感器,减少其制动压力值,让汽车车轮获得更大的转速,而车轮的转速达到一定的阈值时,电子传感器收到该值后,会加大制动压力值,从而让转速降下来。如此周而复始地运作,让汽车在制运的过程中总是处于即将抱死的边缘这一最佳状态,达到了防抱死制动的效果。 2电子稳定控制系统(ESP) 开过车的人都能体会,车辆在转弯时,汽车本身会由于重心的原因向转弯的反方向发生侧倾。当转弯时转向的角度越大,那么汽车侧倾度越大,同时,如果在转弯的过程中车速很快,侧倾也会随之加大。当侧倾的角度超过极限值的话就会发生翻车事故,这种情况在雨天和冰雪路面更加容易发生。如果使用ESP,失控的机率会大大降低,整车的主动安全性也更高。那么什么是ESP呢? 2.1ESP的含义 电子稳定控制系统(ESP)的英文翻译是“Electronic Stability Program”。它是德国BOSCH公司开发的一套电子稳定程序,1995年面世发展至今经历了10多年。最早是由奔驰汽车公司首先应用在它的A级车上。当在开车的过程中,突然出现障碍物需要进行躲闪或在汽车运行过程中转弯发生转向不足及过度等现象,车辆此时可能会发生严重的倾斜,甚至发生翻车事故,此时ESP系统就会对汽车的车速和刹车系统进行及时的调整,防止以上事件的发生,从而将车辆行驶方向快速修正到原行驶路径上。 例如当我们开车时,发生后轮驱动转向过多的现象,这个时候,就有可能会失控而发生甩尾事故,ESP系统可以通过对前轮进行刹慢的操作,从而对车辆的行驶进行校正,达到稳定车子的目的。相反当转向过少时,会通过对后轮进行刹慢的操作进行校正。如图2是汽车上的ESP按键,通过这个按键可以开启或关闭ESP系统。 2.2ESP的作用 (1)实时监控:人们在开车的过程中,时刻都与安全挂钩,任何一个小的疏忽都有可能造成不可估量的恶果,ESP要对安全负责,实时对路面、操作员的操作、汽车运行状态等进行实时监控,并不断地将结果反馈给相应的部件和系统。 (2)事先提醒:当由于汽车的驾驶员操作不当或路况出现紧急情况时,ESP要能够通过灯光来对驾驶人员进行有效的提醒,提高驾驶人员的注意力,以防止意外的发生。 (3)主动干预:对于汽车转向发生问题时,ESP会主动通过调节制动压力的方式对汽车进行稳定。 因此,ESP最重要的作用就是它的主动安全性。 2.3ESP的基本组成与工作原理 (1)ESP的基本组成。 ESP的硬件组成只需在防抱死制动系统和驱动防滑转控制系统基础上增设转向传感器、车轮转速传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器等。目前ESP有3种类型:能向4个车轮独立施加制动力的四通道或四轮系统;能对两个前轮独立施加制动力的双通道系统;能对两个前轮独立施加制动力和对后轮同时施加制动力的三通道系统。 (2)ESP的工作原理。 在ABS制动防抱死系统的基础之上,研发人员设计了ESP系统,其主要是通过一系列的电子传感器对转向、加速度等信息不断地采集,并利用控制器和运算器进行分析,并给出合理的操作流程,从而达到安全可靠行驶的目的。 3总结 本文针对汽车的安全新技术展开研究,通过对防抱死制动系统和电子稳定控制系统的研究分析,让我们对汽车的安全系统有一个新的认识。 汽车新技术论文:CES汽车新技术展望 奔驰智能手表 奔驰研发的Pebble智能手表相当于司机智能手机的“第二块显示屏”。这款可佩戴设备揭开了互联汽车全新的配置方式。例如,当司机在车外时,能够从Pebble手表中获取燃油剩余量、车门锁止情况、车辆位置等信息。当司机在车内时,手表显示屏将自动转换,通过V2V技术,能够提醒司机前方路况并发出振动提示。 雪佛兰4G网络 4G LTE网络最大的优势就是超高速的网络连接功能,相比传统的3G网络在速度上要快七倍,因此可以支持更多的数据和服务的移动互联连接,并且4G LTE网络也真正允许让汽车变成一个类似于Wifi热点的设备,允许更多的设备接入,从而实现流畅的视频等应用。雪佛兰表示将在旗下车型中通过Onstar(第十代安吉星)提供超高速的4G LTE网络支持,成为第一个引入4G车载网络的汽车厂商。 宝马iRemote应用 iRemote应用可让用户使用智能手表来远程访问汽车。如用户在三星GalaxyGear上远程访问车辆信息,可知道宝马电动汽车i3的电池充电情况和行驶时间,还能了解到车门、车窗和天窗是否关闭。此外,用户还可以通过GalaxyGear进行导航和控制车辆温度。 奥迪Laserlight概念车 奥迪Sport quattro laserlight概念车的前大灯系统将矩阵式LED技术与激光技术相结合,并采用双灯组,外侧灯组通过矩阵式LED及多孔障板产生近光,而内侧灯组则采用激光作为远光。性能强大的激光二极管(LD)直径只有几微米,尺寸明显小于LED,但激光远光灯的照射范围可达500米,大约是LED远光灯的两倍,而亮度大约是后者的三倍。 奥迪Pilot Driving技术 奥迪基于A7测试车展示了其最新的Pilot Driving技术。这辆汽车可利用前视雷达和激光测距仪来“观察”前面的路面情况,挡风玻璃上安装的摄像头则负责监视车道分界线,后置雷达会探测左右两边超上来的车辆。 福特太阳能驱动C-MAX Energi C-MAX Energi太阳能混合动力概念车,无需依赖公共电网充电,同时还具有和插电式混动版C-MAX Energi近乎等同的能源效率。C-MAX Energi插电混动车EPA评估等同燃效为城市108MPGe,高速92MPGe,综合路况100MPGe。与福特共同开发这款车的机构还包括SunPower 公司以及佐治亚理工学院。 德尔福车内连接技术 德尔福公司最新的高度集成化汽车主动安全和连接技术对于未来实现自动驾驶有着重要意义。自动驾驶技术主要分为3块重要领域,分别为:具有连接功能的各类装置和系统、主动安全系统以及电子系统架构。此次展会上德尔福在这3大领域均有相关的技术展示。 汽车新技术论文:浅析汽车新技术教学面临的问题与应对策略 摘要:当今社会,科学技术日益发达,带动了汽车技术的发展, 汽车技术的发展一方面促进了汽车产业的进步,另一方面也对汽车维修、服务提出了更高的要求。这对这些问题,本文将提出应对的策略,力争对我国汽车新技术教学有所帮助。 关键词:汽车新技术教学 问题 应对策略 前言 汽车从发明到现在只是短短的100多年,但汽车的技术的发展牵动着社会科学技术的发展,对人类文明的发展有着不可忽略的影响,因此汽车技术发展也应本着造福人类的宗旨推动世界的发展。我国正处于汽车的普及阶段,汽车保有量剧增,新技术发展速度加快,为了适应这一新形势的发展,需要有掌握新技术维修方法的人才,这就未汽车教育树立了目标。而目前传统的汽车教育停留在原有的知识层面上,学生对新技术的接触也只是略微了解,缺少实际操作能力,传统教学已不能满足社会要求。因此,汽车新技术教学面临着诸多问题的当下,需及时研析应对策略。 1汽车新技术教学面临问题 (一)培养目标模糊,课程设置不科学 中职学校为了提高毕业生的就业水平,对人才培养目标定位往往不明确。多数学校将汽修专业人才培养目标定位在毕业生可在各类汽车维修企业中维修汽车发动机、汽车底盘、汽车电气设备以及汽车钣金整修等各类汽车维修工作,没有将学习新技术维修以适应形势的变化列为培养目标。大部分学校课程设置为:设置学生素质培养的基础课,课时超过1/3;设置机电维修等专业课,课时约占1/3;设置钣金、商务、汽车特定技术等专门课,课时较少。课程设置过于死板,学生选择性差,不能根据自身情况、社会需求和知识水平等选择课程,而是被动接受学校课程表。即使学生发现学校安排的课程不适合自己,也不能另行选择,学生不能选择课程之外更不能选择教师,学生的学习主动性容易受打击。这种培养模式容易导致学生理论水平高而动手能力差,实际操作性不强,尤其是跟不上新技术的发展,学生到了企业需要企业再培训才能投入工作。 (二)教师的专业操作水平低,复合知识型教师缺乏 由于汽车新技术涉及多个知识面如汽车专业知识、电子技术、控制技术、计算机技术等, 要求教师既需要较高的理论知识,又懂得新技术维修的实际操作。学校大部分教师都是从学校毕业后到学校任教,有汽车行业从业经验的占很少一部分,造成教师授课过程中偏重理论教,实践操作知识缺乏,学生的学习效果大打折扣。相反,另外一小部分来自于汽车厂已退休的高级工程师,虽然具有丰富的实践工作经验,教学中能实际操作吸引学生动手实践,但在面临汽车新技术教学时,也不能从理论上进行系统地讲解。在涉及汽车新技术中的电子技术、智能控制技术、计算机技术等时, 往往不能进行理论剖析和从原理、方法上阐述汽车新技术,从而让学生不能从根本上明白所学技术的原理,导致影响学习效果。 (三)新技术设备配置不足,设备的利用率低 近几年汽车技术发展迅速,汽车新技术教学所需的设备也要更新,这些设备普遍复杂、昂贵且运行成本高,许多学校没有更新新设备,原有的设备陈旧落后。一些学校虽然更新了新技术设备,但在教学使用中这些教学设备也存在一些问题, 一是一些老师不熟悉复杂的设备,一时半会不会用,或者害怕损坏不敢使用,这些设备的教学潜能得不到发挥,导致昂贵的教学设备起不了多大作用;二是学校从考虑教学成本,不愿大量重复使用, 导致学生感知接受效果差,未能真正达到教学目的,三是设备利用率低还有一个重要原因是有设备没有“病人”,许多检测设备必须要在车上才能发挥它的作用,没有合适的汽车做为“病人”,设备也不能使用。 (四)汽车新技术内容很丰富,教学内容难以把握 汽车新技术不仅拥有丰富内容,而且还代表着未来汽车技术的发展方向,既包括还在理论层面热点研究的汽车新技术,也包括还是实验室样品的汽车新技术,还包括成熟的已经并已经投入使用的新技术等等。这些内容前呼后应,前者的了解能够增强对后者学习的热情和理解,对后者的学习有利于对前者的了解。教学中怎样使学生既能把握汽车新技术的现状和未来方向,又能掌握实在的汽车新技术,解决汽车维修、服务中的实际问题。只有通过合适的方式和方法,让其有兴趣地去研究学习,才能使学生掌握如此多的内容。 (五)汽车新技术教学方法太单一 当前汽车新技术的教学, 主要还是采取课堂理论为主,实验室实习为辅的方式,实际上汽车新技术中的电控、电路油压传动等许多控制、电子技术在没有动手操作的状态下是难以真正掌握的,使得很多学生在理论课结束后,还是停留在文字表面,没有深刻理解控制原理、控制原因和控制过程,对内容没有掌握,进而出现学生毕业面对实际问题时却不知从何下手,也就是学无所用的问题。 2当前汽车新技术与教学的状况 1)整体性与交叉性 大小区域,具有整体性,汽车都不光涉及到一个行业或部门,而是涉及到多个行业、部门。这就要求汽车新技术教学要协调好部门间、行业间的关系,不能顾此失彼。由于专业范围不同,因而各个技术分为若干档次,技术之间既有属种关系和纵向联系,又有同种技术相互同等关系和横向联系。现代汽车新技术的这种纵向关系和横向关系构成一个网络,每个技术都在其中并受其影响。 2)内部性与独立性 各国汽车工业的发展道路、方式等方面不同之间,客观上差异明显。这就要求汽车新技术教学要根据自己所在国家、地区实际情况,选择适合自身的汽车新技术教学模式。虽然不同汽车种类、技术之间有存在纵向和横向关系且相互之间交流广泛,但其基本原理、操作模式具有自身的特点,许多汽车生产企业又是相对独立的实体,独立发展自己品牌,因此,汽车新技术教学也要考虑到特殊性。 3)规划性与变动性 为减少汽车新技术教学在技术发展中可能出现的盲目性,统筹教学发展轨道,从而实现整体教学的持续发展,需要有一个汽车新技术教学整体规划,也就是从总体把握,高处着眼,规划出目前比较适应的教学内容、相互关系等有一系列整体的计划。然而,实际情况会变,汽车新技术的发展也在变动,这就要求汽车新技术教学要根据实际不断调整,适应时代变化。 3汽车新技术教学应对策略 (一)加强汽车职业教育师资培养及设备配置 目前汽车职业教育师资力量比较欠缺是现实,拥有汽车新技术并具有相当研究开发能力的汽车专业毕业生还不满足汽车生产市场的需求, 更别提从事职业教育,再者企业中拥有资深汽车新技术的工程师更是无暇理会汽车职业教育。因此,学校怎样才能更好地解决汽车新技术教学中面临的师资匮乏问题值得探讨。首先,从汽车职业教育对师资需求来说,高校应加大面培养职业教育师资力度,其次学校要提高待遇吸引人才,才能留住人才。另外,不断更新完善基础教学设施的,尽量做到型号一致、设备齐全,保证设备的利用率。 (二)提高教师自身素质,丰富完善自身知识结构 为了应对汽车新技术教学面临困难,作为教师首先应不断加强学习,取长补短。具体来说,年轻教师普遍缺乏操作能力,应加强培养实践能力, 除了自己加强学习外,定期到企业或社会实习或工作,理论结合实际,将抽象的理论利用实际操作直观化,教学时结合实际传授学生技巧及方法,使学生更好地理解和掌握。年纪大的普遍理论水平达不到新技术要求,这就需要增加这些教师的新技术培训,每学期应该不定期开展,有机会就到校外培训学习。 (三)鼓励教师积极探索教学新方法、新理念 将理论课和实践课科学融合,设置文化课和专业课时注意实用性,制定教学内容和大纲时结合企业生产实际、培训内容和学校教学设备、教材,以训练基本技能为基础,采用“行动导向”的教学模式,教师更多使用现场演示的方法,使学生在操作中掌握新技术中。专业教学讲究结构、功用、精简原理,各种工作原理要综合讲授,使学生在大脑里有一个基本框架,不要求深刻理解,能明白必须基本原理即可,注重教授和培养学生的实践技能和对技术的运用能力,提高学生学习兴趣。 汽车新技术论文:汽车底盘的新技术发展浅探 摘 要:本文通过对一些最新的汽车底盘技术进行介绍,新技术的组成结构,基本工作原理,对汽车底盘技术的未来发展方向进行描述。 关键词:汽车;底盘;新技术 2011年,我国汽车产量为1841.9万辆,同比增长了0.8%,同比增长率比2010年下降了31.6个百分点,汽车销量为1850.5万辆,同比增长了2.5%,同比增长率比2010年下降了29.9个百分点。2012年,我国汽车的产量和销量均超过了1900万辆,增长速度超过了4%,仍然稳定全球第一。随着汽车市场的热化与稳定,人们对汽车质量要求越来越高,对汽车的专业认识也越来越深入,对汽车的各个方面都开始进行关注,同样,对汽车底盘的各方面性能也开始关注,并有了更高的要求,涉及汽车底盘的安全性、材料、工艺和电子新技术的应用。当前备受关注的汽车底盘新技术主要有,转向控制系统、线控制动系统、主动悬架控制系统、连续控制底盘系统,以及底盘线控系统。 一、汽车底盘新技术概述 1.转向控制系统 为了改善操作者的转向操纵感,让操作者的体能消耗减轻,将汽车的转向性提高,出现了转向控制系统,其控制系统包括主动前轮转向系统、车身电子稳定系统和后轮转向系统等等。当汽车进行低速行驶时,操作者作用到方向盘的转向力能够得到减少;当汽车进行高速行驶的时候,适度的转向力能够通过转向盘反馈给操作者。 车身电子稳定系统,是一种牵引力控制系统,其主要组成部分有车轮传感器、转向传感器、横向加速度传感器、方向盘油门刹车踏板传感器、侧滑传感器等等。它与其他的一些牵引力控制系统进行比较,具有可以控制驱动轮和从动轮的优点。车身电子稳定系统的工作原理是利用各种传感器对汽车的行驶状态进行监控,同时配合操作者的操控动作,通过对汽车失稳程度的电脑估算,可以计算出稳定行驶的调节参数。车身电子稳定系统,是汽车主动安全性控制系统的一种,是当前智能主动防滑稳定系统的最高形式,是对ASR/ABS/EBD集成的发展和延伸。 主动前轮转向系统,能够根据速度状态对传动比进行调节,同时也能够对汽车的稳定性进行控制。当汽车处于低速行驶状态的时候,传动比比较小,转向直接,转向盘的转动圈数减少,汽车的操控性、灵活性都得到了提高;当汽车处于高速行驶状态的时候,传动比比较大,汽车的安全性和稳定性都得到了提高。通过主动前轮转向系统,让操作者能够充分体会真实的路感,更值得关注的是,主动前轮转向系统不仅将汽车的机动性和安全性大幅度提高了,而且增加了驾驶乐趣。 后轮转向系统的执行机构包括整体式和分离式两种,主要组成包括传感器、电子控制单元,以及执行机构等。在正常情况下,汽车行驶速度、转向盘转向角和后轮转向角三者之间成函数关系。当汽车处于低速行驶的状态时,后轮会接受由转向盘执行机构传来的相应方向相反的转向角,从而减小汽车停车或拐弯时的半径;当汽车处于高速行驶的状态时,后轮会接受由转向盘执行机构传来的相应方向一致的转向角,从而提高汽车的方向稳定性。 2.线控制动系统 线控制动系统包括线控制动控制单元、电制动器、传感器、电源、电子制动踏板、制动手柄等,采用嵌入式总线技术,传递电力,是一种新型的智能化制动系统,具有广泛的未来发展空间。通过线控制动系统,汽车的制动效果得到提高,制动安全性能得到加强。同时,安装、维修简单,电控制动能效得到有效改善。 3.主动悬架控制系统 汽车主动悬架控制系统能够对汽车的平稳行驶进行主动调节。当汽车的行驶路况、汽车负载荷、行驶速度发生变化的时候,对车身的高度,悬架的刚度,减震器阻尼的大小进行自动调节,很大程度上对汽车的行驶平稳性进行改善。其主要组成部分有转向盘转向与转角传感器,前、后车身高度传感器,节气门为止传感器、控制开关、车速传感器、执行器等等。 4.连续控制底盘系统 连续控制底盘系统,能够对动力分布、悬挂进行调节,主要是由持续调校悬挂系统和电子控制全时间四轮驱动系统组成,通过横向、纵向、倾斜、滚动感应器、车轮速度、输出马力、制动力、方向盘角度等数据,进行调节。 5.底盘线控系统 线控驱动系统、线控制动系统和线控转向系统是汽车底盘线控系统的核心内容。执行机构执行的整个过程和执行结果都在电子控制器的控制和监测下进行。 二、汽车底盘新技术的发展方向 随着汽车底盘中的转向控制系统、主动悬架控制系统、线控制动系统、底盘线控系统,以及连续控制底盘系统等新技术在汽车制造中的广泛应用,技术的不但成熟,汽车的安全性能、舒适程度都得到了很大的改善,那么这些新技术的集成融合,形成整体的汽车底盘智能控制系统必然成为未来汽车底盘技术的发展方向,在集成化方面,未来的发展方向主要体现在ABS/ASR/ESR的集成和ABS/ASR/ACC集成两个方面,并成为主要趋势。 汽车底盘技术的不断发展,要求我们要不断努力,加强研究力度,提高技术,为人们提供更高质量的汽车,满足人们日益变化的需求。将信息化、网络化、电子化、集成化、智能化融为一体,制造出更舒适、更安全的汽车,并在实践中不断检验和提升。 汽车新技术论文:稀奇古怪的汽车新技术 最近,因为车主的不断抱怨以及第三方质量报告的差评,福特终于决定对自家的触摸屏多媒体系统MyFordTouch进行改进,在下一代车型中把音量调节按钮从触摸调节改回传统的旋钮调节,并且增添更多传统的元素来简化智能系统。实际上,并不只是福特一家有这样“鸡肋”的技术。几乎每隔几年,汽车产业就会出现一个新的技术方向。不过这些厂商有时过于追求新技术所带来的卖点,而忽略了那些技术其实中看不中用。而这些技术赢面究竟有多大呢? 行人安全气囊 应用车型:沃尔沃V40 这是什么:通过安装在前保险杠的7个传感器监测,当车身与物体接触时,信号会发生改变。控制单元将对信号进行评估,若信号分析显示与行人发生碰撞后,发动机舱盖尾部自动翘起,隐藏在其内部的安全气囊将在百分之几秒内释放,并且覆盖到整个挡风玻璃的三分之一部分和A柱下半部分。这样以来,凸起的发动机舱盖与安全气囊便可有助于减轻对行人的伤害。 可能不靠谱:行人安全气囊保护的是头部的位置,但最重的撞击发生在车头保险杠位置,在玻璃处增加气囊只不过是减轻二次撞击,对于在城市里开车的人来说,其实意义并不会太大。而且这一技术理论上在时速20km/h至50km/h的速度下,可以减轻在车辆与行人发生碰撞时行人受到的伤害。沃尔沃拥有的城市安全系统会在时速30km/h以下时,进行自动急刹车。而且,如果是时速20km/h撞击的话,行人被撞到玻璃上的可能性并不大吧。 夜视系统 应用车型:宝马7系 这是什么:目前汽车夜视系统主要使用的是热成像技术,也被称为红外线成像技术。其原理就是:任何物体都会散发热量,不同温度的物体散发的热量不同。人类、动物和行驶的车辆与周围环境相比散发的热量要多。夜视系统就能收集这些信息,然后转变成可视的图像,驾驶者观看中央显示屏,可分辨远处行人的距离位置,对路况提前做出预判。宝马在此基础之上还增加了“动态光点”。位于雾灯位置的LED灯组在未激活“动态光点”照明时,亮度与远近光一致,用来辅助车辆大灯的照明效果。而在100米的距离内,“动态光点”可以辨识出前方的人或动物,并用高亮度的光束单独照亮该物体,同时在仪表盘以及HUD抬头显示仪表上对驾驶者做出提示。如果动物在车辆的行驶路线上,进入到车辆近光灯的照射范围之内时,动态光点会闪烁动物以达到驱逐的效果。 可能不靠谱:目前视力正常的驾驶者在近光灯下可以看清88米以内的路况,使用远光灯则可达到164米,在这种距离之内,驾驶者有足够的时间来应对前方的路况。而夜视系统的探测距离为400米,400米前就开始准备,反倒会分散驾驶者的注意力。其实,这与各种帮助驾驶者集中注意力的辅助系统一样,驾驶者在疲惫无法集中注意力的时候,并不应该开车,即使有各种辅助系统也不应该。而依赖这些系统,反而会使驾驶者高估自己的能力,驾 驶更不安全。 酒驾闭锁系统 应用车型:沃尔沃V40、C30、S40、C70和S80L加长版 这是什么:酒后驾驶闭锁装置(Alcoguard)与警察手持的醉酒测试设备原理相同。这个设备只有一个小型摇控器大小,平时放在悬浮式中控台后面可充电的小贮存箱里。在汽车启动前,驾驶者必须先向无线手持设备里吹气,此设备会分析驾驶者呼出的气体,并通过无线信号把分析结果传送给汽车的电子控制系统。如果血液酒精浓度超过了每升0.2克,发动机将不会启动。 可能不靠谱:如果喝酒后有意识去测试,那么驾驶者并不会冒险去开车,因此酒驾闭锁装置就显得多余了;而如果喝酒了,还是要开车,那么也可以找一个没有喝酒的人来吹一下―闭锁装置还没有驾驶者人脸识别功能。因此,尽管理念很好,但实际上酒后驾驶闭锁装置并没有什么用处。 车内空气净化系统 应用车型:沃尔沃S60 这是什么:沃尔沃在1992年就建立了一个专门针对车厢内空气质量控制的实验室,而现今装备在S60中的IAQS(Interior Air Quality System,车内空气质量控制系统)就是这个实验室的成果。IAQS系统原理很简单,在传统空调中活性碳滤清器前加装了一个专用的空气质量传感器,通过传感器对外部将进入到车厢内的空气质量进行分析,在发现外部空气中污染物含量超标时,系统会自动将通风方式切换到内循环模式,阻止外部污染物进入。 可能不靠谱:IAQS的最大优势在于系统内的空气质量传感器可以对一氧化碳作出反应。但是车内空气污染主要来源却在座椅、棚顶所用的纺织品、塑料等配件。这些材料在加工过程中残留的添加剂会在新车的使用初期缓慢地释放出来。根据中国汽车工业协会副秘书长杜芳慈的介绍,由于车内空气成分很复杂,驾驶者所使用的香水都可能在车内产生化学反应,所以空气净化系统并没有那么神奇。 遥控驾驶 应用车型:比亚迪速锐 这是什么:将儿童玩具车、玩具飞机上的遥控技术应用到汽车上,人站在车外10米的范围内,使用遥控钥匙,实现车辆启动、前进后退、左右转向,控制车辆0.7公里/小时的低速行驶。 可能不靠谱:比亚迪给出的使用情景是在酷暑和暴雨等恶劣天气条件下,你可以将车辆遥控移动到自己身边,免受取车时的日晒和雨淋;当车位非常窄、驾驶人上下车不方便的情况下,还可以通过遥控驾驶让车辆安全移进、移出,用遥控器操控汽车行驶和转弯。但试想一下,在这种恶劣的天气情况下,你会站在车外,以0.7公里/小时的速度来操控汽车吗?还是直接跑到车里比较快捷吧! 汽车新技术论文:汽车故障诊断和维修新技术 摘要:随着科学技术的发展,汽车技术也日新月异,伴随而来的是出现了很多汽车新技术故障。且在对汽车进行维修时,含有高科技的汽车新技术所占分量越来越重,以前的汽车维修方式已经不能完全解决现代汽车故障。所以,必须采用新的维修技术来解决现代汽车发生的故障,才能适应时展的需要。 关键词:汽车;故障诊断;维修新技术 现代汽车大多采用高科技技术,汽车控制系统也在朝着多样化的方向发展。同时,为了保护环境,现代汽车新技术中也开始考虑低碳环保安全出行的因素,比如:进行混合动力设计,把原来汽车滑行时的动能转化成电能,还充分利用先进的网络通信技术,当汽车发生故障时,在保证电源线正常的情况下通过检测网络线就能判断汽车发生故障的原因与方位。因此需要采用新的故障诊断技术,才能适应时展的要求。 1.现代汽车故障诊断的特点 1.1.汽车系统故障的综合性越来越强 随着汽车新技术的发展,汽车发生故障的概率和以前相比明显降低,但在机电一体化的设计理念指导下,汽车系统发生故障的综合性越来越强。汽车系统综合性变强要求提高汽车的保养、维护程度。在汽车行驶过程中,一旦出现小故障,在系统提示情况下能够行驶一段路程,就会导致汽车故障更严重,这让汽车故障检测面临新的困难。 1.2.汽车换件的参数匹配问题 由于现代汽车运用新技术,但电脑控制系统中存储的数据仍旧停留在原来零件中,这就导致更换以后的零件和汽车系统的参数不符。汽车换零件不单单是更换,还必须按照零件运用的差异,如:海拔、燃油的差异等对零件进行系统性更换。随着现代汽车技术的发展,汽车换件必须分清零件的区域性,充分了解零件的质量,在换好零件后还要进行一系列调试,看是否和原来车辆相匹配。 1.3.汽车电子故障越来越多 现代汽车很多都运用电子技术,汽车的灯光系统大多采用LED灯,并且汽车的故障维修也开始慢慢集中在电子故障方面,比如:汽车的电脑控制系统发生异常,电气部分不稳定等。相应地就要求汽车维修人员具备充分的二极管、电流以及三极管等方面的知识,才能满足现代汽车行业对维修技术人员的要求。 2.汽车新技术故障的维修方法 2.1.准确判断汽车发生故障的原因 在现代汽车故障诊断维修技术中,必须掌握各种不同车型的维修技术资料,充分利用网络传递维修诊断信息。随着故障诊断信息的网络化,汽车故障诊断信息的传统已经突破了原来时间、空间以及速度的限制,每个维修企业之间可以实现资源共享。其次,还可以运用现代通信技术,把维修企业的管理软件、各种维修设备、信息系统等集合为一体,实现维修软件、硬件的共享。同时,用户也可以利用热线咨询,取得先进的“故障诊断专家系统”的指导,找到最好的维修方案。最后,维修人员可以利用汽车故障远程诊断服务,把现场诊断得到的数据信息通过传感器输送到计算机中心进行处理,然后经计算机中心反馈到现场,指导现场的故障诊断。总之,汽车新技术的发展,在某种程度上,给汽车的故障维修增加了难度,但维修人员可以充分利用新的网络技术,快速找出汽车发生故障的原因,然后找出故障所在,进而顺利解除故障。 2.2.检查汽车系统各种数据 汽车维修人员必须全面检测汽车以前的维修记录,仔细检查汽车系统数据,很多汽车之所以发生故障主要是因为在维修时未对系数数据进行严密检查,导致汽车故障在同一位置发生,这和维修人员的专业维修技术有很大关系。如:维修人员在制动片上忘记安装卡子,就可能导致汽车在以后的行驶过程中发生异常,严重影响汽车的性能。其次,分析故障是提高汽车诊断维修水平的关键,分析故障的过程主要是以诊断特点参数为基础,从数据信号分析与状态识别两方面着手,运用现代电子技术进行处理,找出故障发生的内在规律,对汽车系统的故障进行定量分析。比如:在分析汽车故障特征数据时,运用小波分析技术,可以在一定的时域与频域中进行稳态信号分析,且具有很好的局部化特点。现代汽车结构的复杂性让汽车发生故障的状态呈现出不清晰性、多样性以及不确定性等特征,只有运用模糊集理论或者神经网络技术分析诊断故障,才能提高诊断速度与精度。 2.3.划定汽车故障范围 在诊断维修汽车时,汽车维修人员常常会依靠自己的主观想法,判断汽车故障,这是非常错误的做法,只有按照标准的故障诊断检测程序才能完全排除故障。首先,要划定汽车发生故障的范围,记录下汽车新技术故障的系统数据,便于以后分析运用。其次,在汽车发生故障的范围内,还要深入分析检测,不能单单依靠个人的经验轻易下结论,经过严密的检测以后,才能开始进行维修工作。而最直接有效的方式就是进行场地测试,通过场地实验很容易判定出哪些系统是正常的,哪些是异常的,进而锁定可能出现故障的那个系统,排除与之无关的系统。 2.4.更换零件并且调试 当明确汽车的故障数据后,分析整个系统数据,按照汽车维修标准,更换不能使用的汽车零件。更换汽车零件也要注意区域性,否则可能更换以后会影响到汽车的正常运行。在更换好零件以后进行运行调试,这样才做完了对汽车新技术故障的维修工作。此外,专家系统是根据人类专家专业领域的经验,以计算机为基础的信息系统,维修人员可以充分利用专业领域中专家的知识,协助更换零件及调试维修工作。由于汽车故障诊断是一项非常复杂的工作,需要方方面面的专业知识,所以把专家系统应用于故障诊断,能够很好地解决各种复杂的系统故障问题,但由于专家诊断系统存在获取知识困难、控制策略不灵活等缺点,需要维修人员具有一定的自我学习能力,才能更好地解决复杂系统的汽车故障。 3.结束语 总而言之,随着汽车新技术的发展,汽车故障的诊断维修技术也不断向着科技化方向发展,这就要求维修人员不但具有丰富的维修经验,同时还要充分了解汽车新技术的特点,才能更好地进行汽车新技术故障的诊断维修。 作者简介: 姓名:杨瑞雪 性别:女 署名单位:辽宁省凌源市职教中心 职务:教师 汽车新技术论文:基于汽车电控新技术、维修的研究分析 【摘 要】随着汽车事业的发展,大量电控技术被应用在了汽车制造中,使现代化的汽车事业渐渐走向了全电子控制的新技术时代,而汽车的这种发展趋势,令汽车维修行业随之也发生了巨大的变化。因此本文针对现代汽车在电控新技术的发展和维修行业的发展方面,进行简单的研究分析。 【关键词】电控新技术 维修 一、电控新技术的发展趋势 (一)电控新技术 在现今的电控技术发展中,新技术主要表现为:汽车发动机和汽车底盘的电控技术,这个方面的发展已经相对较为成熟;然后是车身安全方面的电控技术,这个包括安全气囊、温度调控以及各种仪表等;再然后就是混合动力等电动汽车的应用;通讯等智能交通的综合技术系统;各种信息系统等整车控制设计。 (二)发展趋势 目前针对现代化经济的发展趋势,和信息化的时代特点,汽车电控的新技术发展趋势逐渐走向了集成化、智能化和网络化。其通过对发动机、自动变速、牵引动力、制动动力等动力系统的有机结合,形成了稳定的集成化电控系统,并在模糊控制和自动适应控制的智能化控制概念下,加快了其智能化电控发展的速度,利用数据的有效交换与应用,实现了网络化的电控新技术。 二、维修行业的形势现状 (一)维修技术 伴随着汽车控制技术的发展,汽车在结构、性能等方面都发生了极大的变化。而这些变化对于传统的汽车维修行业来讲,是一个巨大的挑战。因此在汽车电控技术发展的背景下,相关的汽车维修技术也面临着巨大的创新与变革,从而适应汽车市场需求的变化。 (二)维修设备 由于汽车电控技术的发展给维修技术带来了巨大的变革,从而令维修所需要使用的设备也面临着更新的问题。在现今的新汽车电控技术下,很多以往的维修设备并不足以完成维修任务,因此在维修设备的改革上,也是维修行业需要着重研讨的一个重要课题。 (三)维修信息网络化 在全球科技飞速发展的同时,也将我们带入到了一个信息科技主控的信息化时代。因此信息化技术已经渗入到了各行各业之中,同样电控技术的创新实现,在很大程度上也是以信息化技术为基础的!因此对于电控技术的信息反馈,以及相应数据的处理,是促使维修行业信息网络化发展的主要因素。 (四)维修人员素质 然而电控技术的发展,也不能保证全自动的运行,维修行业就能不能保证全自动的修理。因此作为修理的核心,维修人员的素质及专业能力提高,成为了实现维修行业得以适应电控技术发展需求的重要元素。因此在面对电控技术的告诉发展状况时,有效的提高维修人员的专业能力及相关业务水平,是提高现代汽车维修水平的有效途径。 三、电控新技术与维修行业的关系 (一)品牌经营 随着现今汽车行业的发展,大量的车型逐渐充实着整个汽车市场。这就令汽车维修行业在发展中,对修为人员的专业能力要求逐渐提高。所以面对这一状况,维修行业应该形成统一的高素质专业维修人员培训体系,然后针对汽车的品牌进行针对性的品牌化维修经营策略。 (二)理念转变 传统的维修行业,在维修理念上保持着一种“即发生即修理”的态度。然而伴随着汽车的逐渐普及,与其市场范围的扩大,令维修企业与客户之间达成了一种增值观念,将原有的传统理念从“维修”变成了“维护”,从而为“零修理”的目标打下了坚实的理念基础。 (三)设备的依赖 在汽车的新电控技术发展中,由于电控技术的发展,使得汽车越来越趋向自动化,这就令汽车本身的结构精密度更高,从而导致完全的人力无法满足汽车相应问题的维修。这就形成了维修行业对各种高科技仪器的依赖,从而利用各种仪器来对汽车进行有效的修理。 四、电控新技术与维修行业的相关发展 (一)专业人员培养 面对现今汽车的发展状况,汽车维修人员必须具有过硬的专业技能,并与此同时熟练的掌握计算机技术、自动控制技术等相应的现代化新技术,并在不断的维修理念更新中提高自身维修素质,从而满足现代化汽车维修的需要。 (二)维修数据应用 在提高维修人员的自身素质同时,维修企业还需要对汽车的最新动态进行准确的把握。在科技高速发展的今天,汽车的技术更新也是日新月异,因此维修行业必须有效的利用网络化信息技术,保持对其信息的掌握,从而及时对维修行业发展做出有效调整。 五、结束语 综上所述,汽车的电控新技术发展,是在新时展背景下响应人们需求的必然结果。而在这种结果下,引领了汽车修为行业的相应改革和发展,从而将汽车维修行业引领上了一条高科技化的发展道路。 汽车新技术论文:浅析汽车安全新技术与道路交通安全 摘要:指出了随着汽车保有量的剧增,道路交通事故发生率在不断上升,因道路交通事故而产生的伤害和死亡率一直居高不下,分析了道路交通安全的影响因素,从汽车安全新技术方面分析和阐述了车辆及行人在提高道路交通安全方面的重要作用,并提出了相应的建议和设想。 关键词:道路交通;汽车;新技术;安全性 1引言 汽车在给人们带来极大便利的同时,也带来了安全隐患、环境污染及能源危机等方面的问题。因车而产生的交通事故对人们的生命财产安全造成严重威胁。 而据相关专家统计[1],我国历年的交通事故起数数据如图1、图2,由此图中数据分析可知,随着汽车安全新技术的发展交通事故起数自2002年起开始成呈现下降趋势,事故死亡人数自2005年也呈现明显下降趋势。分析其原因,除了相应有效的管理制度及相应法规等因素,其主要原因应该是汽车的安全技术有了明显进步,汽车安全新技术对于道路安全性起到极大的推进作用。 2车辆的安全性能 车辆可以说是道路交通事故发生的主要直接因素,因此提高车辆的安全性能对于减少和预防交通事故的发生也是极有效的措施。车辆指机动车,主要包括小车、公共汽车、货车与大卡车以及摩托车。摩托车及卡车的安全性能很难在短时间内改进,可摩托车、卡车的安全及由其给道路交通带来的安全隐患是不可忽视的,由相关研究可知,目前交通安全计划相关部分正在着重解决摩托车及卡车的安全隐患,汽车设计师和生产制造商正努力地提高小车、客车车辆的安全性能。 汽车安全性主要包括了汽车主动安全性、被动安全性、事后安全性和车外安全性等几个方面。顾名思义,主动安全性指的是汽车预防和回避事故的性能,主要包括制动性能、操纵性能、灯光和视野等;被动安全性指的是汽车减轻事故过程中对乘员伤害的性能,主要包括车身结构、座椅、安全带、安全气囊、安全玻璃、方向柱、车顶和车门强度内饰缓冲性能等;事后安全性主要是指防止火灾和紧急脱出性能;车外安全性主要是指汽车对车外行人的保护性能[2]。自各国制订了用于指导汽车安全性设计的一系列汽车安全标准和法规以来,主要的汽车生产制造厂家成立了相应的安全研究机构,以提高安全性技术水平。随着电子科技的发展和整车结构的不断完善,世界范围内的汽车安全性研究已取得巨大成果[3]。如今,汽车安全性在新技术的应用已达到了新的水平,给人们的安全提供了更有力地保障。 2.1汽车主动安全性的新技术现状 汽车的安全性新技术给道路安全提供了极大的保障。目前出现在汽车主动安全性技术方面的配置主要包括车辆上配备的ABS、EBD、ASR、ESP、防碰撞系统、倒车雷达和倒车影像系统、盲点和车道偏离警告系统、智能巡航系统、防侧翻系统轮、胎压力报警系统及主动头部约束系统[4]。这些都是较先进的汽车安全新技术,它们都在安全性方面起着重要地作用。 (1)ABS( 防抱死制动系统)。ABS是刹车防抱死系统的其英文意思第一个字母的缩写。现在,ABS都是生产出的新车的标准配置,它可以防止因汽车制动抱死而产生的侧翻、甩尾或方向失控的事故发生。它的基本工作原理就是“抱死、松开、抱死、松开的循环工作过程,防止车轮全部抱死,从而达到最佳的制动效果。 (2)EBD(电子制动力分配系统)。EBD就是电子制动力分配系统的英文单词首个字母的缩写。它可根据车重和路况的变化来控制制动过程,它也是世界上最先进的技术。有了这个制动辅助配备,汽车制动效果会更好。当前仅有少量车辆配备有。 (3)ASR(驱动防滑系统)。ASR就是驱动防滑系统或称牵引力控制系统。其作用就是当汽车加速时将尝率控制在一定的范围内,从而防止滑动轮快速滑动。它的两个功能主要是提高牵引力和保持汽车的行驶稳定性。汽车行驶在易打滑的路面上时,会使车辆出现甩尾或方向失控的现象而导致事故。装有ASR系统的车在此类路面上加速行驶时就不会出现或能够减轻这种现象,而且在转弯时也可防止车辆驱动轮打滑使车向一侧偏移现象而能车辆沿正确路线转向。 (4)ESP(车身电子稳定系统)。ESP就是车身电子稳定系统,是博世公司的专利。在其之后生产的日产车的车辆行驶动力学调整(简称VDC)、丰田车辆的车辆稳定性控制系统(简称VSC)、本田车辆稳定性控制系统(称为VSA)及宝马的动态稳定控制系统(简称DSC)都是其类似的系统[5]。其实,电子稳定性控制系统可看成是防抱死制动、牵引力控制系统、制动及节气门动作结合的控制系统这几项基本功能的有机结合。而且,每年都会有关于它更强大功能的创新系统的出现。 (5)防碰撞系统。此系统可通过一套智能系统感知驾驶员有可能采取紧急制动动作,并在制动开始的瞬间,帮助驾驶员将制动力加到最大,从而缩短刹车距离,避免碰撞。它现在只出现在一些豪华品牌的车辆上。 (6)倒车雷达和倒车影像系统。此系统能很好的帮助驾驶员停车入位或倒车调头。装有摄像头的可视倒车影像系统,可让驾驶员通过车内屏幕直观地获得车尾的视觉信息。这就可以避免倒车时撞到行人、矮桩等倒车雷达不能准确发现的目标物体,对车尾窗很高的车来说效果是非常明显的。 (7)盲点和车道偏离警告系统。盲点警告系统能够在车身侧面驾驶员视线盲区内出现障碍物或车辆时提醒驾驶,沃尔沃的新S80轿车就有此配置。车道偏离警告系统可在行驶中监测车辆是否逐渐偏出它所在的车道,并可通过蜂鸣器或警告灯及时提醒驾驶员,帮助走神的驾驶员保持航线,如雷克萨斯车就有配置此系统。 (8)防侧翻系统。此系统大多数用陀螺仪来监测转弯是否太快或由于紧急躲避而使车身出现突然的侧倾。如果传感器判断会发生侧翻,电脑就会通过牵引力控制系统或车身稳定系统关闭节气门并施加适当制动,以修正车辆行驶轨迹。 2.2汽车被动安全性的新技术现状 据研究,大量数据表明,95%的事故是由于人和环境因素共同造成的,所以被动安全性研究一直是人们研究的热点[6]。车辆被动在车辆发生意外时,就是被动安全系统发挥作用,将损害降到最低。关于车辆的被动安全性能也不断地在升级,目前出现于汽车主动安全性技术方面的配置主要包括安全带、SRS(安全气囊系统)及事故辅助上传系统。 (1)汽车安全带。安全带是一种发生在交通时能防止或减轻乘员受二次碰撞所造成伤害的安全装置。我国规定从1999年7月1日起,所以小型客车在行驶时,驾驶员和前排乘员都必须系好安全带。实践证明,这对减轻事故的伤害起到了极大的作用。如今,安全带的设计也更加智能化、科学化。 (2)安全气囊系统。安全气囊也称为辅助保护系统(英文缩写为)SRS,其作用是在碰撞过程中弥补系安全带仍不能保护乘员头部、脸部、胸部和膝部的缺陷。安全带与安全气囊是配套使用的,不系安全带,安全气囊的安全效果将大打折扣。据有关调查,单独使用安全气囊时可使事故死亡率降低18%左右,而当安全气囊与安全带配合使用时可使事故死亡率降低47%左右。所以需要两者配合使用,才能更安全。如今,高档的车已在车内几乎全方面配置了安全气囊系统,能更好地保护车内乘员。 现在的气囊已越来越智能化,双级气囊系统能够判断座位上是否有乘客,并且和车身上的碰撞力度传感器一起联合判断,决定气囊是否弹出。 (3)事故辅助上传系统。事故发生时,如果车上装有在线紧急通信系统,就能够为抢救伤者提供更好的帮助。如宝马的Assist系统、通用的Onstar系统和其他制造商的支援网络呼叫系统就能做到。而且,宝马和大众的智能系统可在发生事故时,能够在上传报告之后自动断开车上的电源;奔驰的安全系统还能断开燃油泵并自动打开门锁[4]。 关于被动安全性研究,人们还在车身抗撞性研究、碰撞生物力学研究、乘员约束系统和内饰件的研究、碰撞安全性试验这4个方面进行大量的研究探索[6]。如为了提高汽车的安全性,不少汽车公司就在汽车两侧门夹层中间放置了一两根非常坚固的钢梁,这就是常说的侧门防撞杆。这种车身变形吸能区的设计能起到很好的作用,能有效的减少汽车撞击对车内人员的伤害。 2.3提高车外安全性的新技术 有的车已在车外前部为预防碰撞行人而设置了安全气囊系统,许多车也在车外进行了专为保护行人考虑的结构设置。 这些新的高端技术,由于成本问题等原因至今还没有普及,只有一些豪华品牌车辆上配置较全。当然,随着现在经济和科技发展的快速发展,这些新技术离普及推广的距离也应不远。不过我国也可学习美国关于这方面的一些做法,目前,对于普通车辆,国家也应该有相应的专项来提高车辆的安全性要求[7]。 4结语 在汽车多年的发展历程中,汽车安全性能方面的研究及相应技术的应用已发生了日新月异的变化,尤其是这几年来,越来越多的先进汽车安全技术,如现在的声学、光学、电磁学及军事领域常用的雷达、红外线和卫星定位系统等领域的新技术广泛地应用到汽车上。保证了汽车在恶劣行驶条件下的安全可靠性,让人们更有“安全感”。 其实,有效减少道路交通安全事故的发生,提高人们的安全感,最有效和最人性化的方法应该预防,在人、车、路及综合管理因素方面做好有效的预防工作。人在道路交通安全方面是起决定性作用的,关键的是提高人们参与交通的安全意识和觉悟,人人都是参与者。也非常有必要建立起以政府为主导、多部门配合、全社会参与的道路交通伤害防治工作机制,把道路交通伤害作为一项主要和优先的公共政策,对环境、车辆和道路使用者采取综合措施,建设一个道路交通安全体系,预防道路碰撞事故的发生,最大限度降低道路交通伤害的损失。一旦有交通事故的发生,就要有效地做好就地急救和院前救护工作,以减少车祸重度创伤和死亡。 汽车新技术论文:汽车发动机的发展与新技术分析 摘 要 本文简述了汽车发动机核心技术的发展历程,并浅议了当前适应节能减排的发动机技术发展的热点。 关键词 发动机;发展;新技术;缸内直喷发动机;TSI;FSI;节能减排 作为汽车的心脏——发动机(汽油或柴油)通过气体在密闭气缸内的充分燃烧,使膨胀的缸内气体推动活塞规律性运动,实现汽油或柴油热能向机械能的转化。 在发动机上百年的发展史中,从制作工艺、设计思想理念、制造流程到控制技术、性能等方面尽管都有很大的改进和提升,但其活塞式结构和能量转化的基本工作原理却始终未变。在发动机技术发展的历史上,出现过三种典型技术:化油器发动机技术、电喷发动机技术、缸内直喷发动机技术。 1 化油器发动机 化油器发动机:在火花点火式内燃机中使汽油、柴油等与空气形成可燃混合气的装置。 1)化油器的功用是:按内燃机不同工况的要求,来提供相应数量的燃油;使燃油雾化并与空气均匀混合得到一定成分的可燃混合气,以便良好燃烧;保证内燃机各工况间的顺利过渡。发动机的性能由它自身决定,化油器可以让发动机100%发挥的作用。 2)典型化油器的外观和内部结构见图1和图2。 2 电喷发动机 电喷发动机:电子燃油喷射控制系统,以一个电子控制装置ECU为控制中心,利用安装在发动机不同部位上的各种传感器,测得发动机的各种工作参数,按照在电脑中设定的控制程序,通过控制喷油器,精确地控制喷油量,使发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气。 3 缸内直喷发动机 通过气缸内安装的燃油喷油嘴将燃油直喷入气缸,并同时与进入缸内气体混合,是缸内直喷发动机的基本特点。伴随喷嘴位置、燃油喷雾形状、缸内进气其流量的精准控制等关键技术的不断改进完善,发动机活塞顶外形的专门设计,不仅从根本上解决了缸外喷射的诸多缺点问题,而且实现了缸内油气比例的精准控制、均匀混合,最终达到燃油节约且燃烧充分,发动机效率更高的目的。 汽油喷射位置是其有别于一般式汽油发动机的主要之处,一般的汽油发动机采用的是电控喷射系统,汽油需要先被喷射入进气歧管或进气管道上,并与空气形成混合气体后,最终由进气门进入燃烧室后才被点燃实现热能到机械能的做功转化;而缸内直喷式汽油发动机则是通过缸内燃油嘴直接将燃油在汽缸内喷注,并与直接进入进气门的空气形成混合气被点燃而实现功的转化,这种形式与直喷式柴油机相似。典型缸内直喷发动机的内部结构见图3。 4 汽油机技术重在节能 随着国Ⅴ阶段汽车的排放法规的颁布,以及汽车节能、环保需求的趋势,使得汽车新能源动力的争夺战升级,传统动力汽油机、柴油机技术亦不断革新,以承接未来的挑战。 如何提高燃烧效率,降低燃油消耗成为汽油机目前面临的主要技术挑战。汽油机节能技术的发展趋势是:缸内直喷稀燃(GDI),节油约8%-15%;可变气门技术,节油约10%-18%;减小发动机排量采用可变截面涡轮增压和双涡轮增压技术,节油约20%-25%;全可变与均质稀薄燃烧技术,节油约20%-30%。排放控制新技术主要包括冷却废气再循环、稀燃排气后处理系统以及DeNOx催化转换器等。在应用这些新技术方面,大众的TFSI发动机和丰田发动机VVT-i技术是目前发动机技术的两个典型代表。 5 大众FSI发动机 大众FSI发动机可以被称为纯汽油发动机中具有时代性意义分界线的技术,它的特点和意义在于实现了燃油的分层喷射。它是借助了一个高压水泵的作用,实现汽油通过一个分流轨道(共轨)到达电磁控制的高压喷射气门。其最大的特点在于,汽油在进气道内就已经先形成了可变的涡流,这样可以使进入燃烧室的涡流形成的是最佳的形态,实现了分层填充的方式推动,充分达到燃烧的混合气体集中在位于燃烧室中央的火花塞周围。更为重要和进步的是,半开状态下的油门,通过分层注油的方式能够最大化的实现燃油的充分燃烧,实现能源和经济双效益。在日常驾驶条件下,由于驾驶员可以通过控制的方式实现分层注油和均匀注油的模式更换。因此其节油性能更易得到彰显。这种直喷式汽油发动机技术其分层注油原理的实现,不仅由于进入燃烧室内的注油过程得到了控制,还因在未被直接注入的燃料时就已完成触发。这就从根本上实现了所需燃料的大幅减少——这也是FSI发动机高效经济效益的最重要先决条件。 FSI特点是:能够降低泵吸损失,在低负荷时确保低油耗,但需要增加特殊催化转换器以有效净化处理排放气体。在压榨燃料使用值的情况下,尽量替身发动机的动力,同时又节约了能耗(油耗),所以是一款不可多得的优秀发动机。 6 TFSI是TSI与FSI的完美结合 TSI是“涡轮增压+缸内直喷”,大众集团发明的发动机技术。由于设计精巧、材料科学运用得当,所以这款发动机具有超前的性能。缸内直喷就是将汽油的喷油嘴从进气歧管挪到了气缸内,是的燃油燃烧更充分,获得更好的经济性和动力性。 涡轮增压器实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。但是废气涡轮增压的缺点是启动时间比较的滞后,一般在2000转左右,所以采用机械增压跟涡轮增压的双增压技术,在发动机2000转以前使用机械增压,在发动机2000转以后使用涡轮增压机,从而使发动机在任何一个工作区间内都能获得最大的动力提升效果。 而大众2.0TFSI发动机采用了更为先进的可变截面涡轮增压技术VTG,在性能较TFSI的发动机更为优秀。 在业内更为尖端的双废气涡轮增压发动机技术R2S,采用一大一小两台涡轮增压器并联工作的发动机技术。使发动机在性能上更加优秀,突破了发动机在低速喘振和高速阻塞的界限。 7 全可变气门(FVVT) 1)丰田发动机VVT-i技术(DUAL VVT-I双凸轴智能可变气门技术)。 2)锐志2.5/3.0两款均为采用了丰田自己特有的VVT-i(连续可变正时气门技术)。VVT-i,最简单说可以让这台发动机高速时更有劲,低速时更省油!做到一款全性能的发动机,更朝理想化完美发动机近了一步。一根曲轴上含有多个曲度不同的凸轮,这就是VVT-i的基础部件。 3)丰田的VVT-i发动机全名就是-Variable Valve正时 升程-Intelligent,其实所谓的可变气门技术其实原理很简单,就是在以前只有一个曲度的凸轮轴上安装可以切换大小不同角度的凸轮,利用“摇臂”的机置来决定是否顶到高角或小角度的凸轮,而作到“可连续式”地改变发动机的正时(正时),重叠时间(重叠相位角)。 VVT-i在发动机转速低时,虽然凸轮轴一样地在转动,但是,由于摇臂内的pin未移动,所以是小角度的凸轮部份有效地顶到摇臂,进而驱动到valve的开关,此时,大角度的凸轮一样在转动,(因为在同一根凸轮轴上嘛)但是却是无效地空转。 VVT-i在发动机转速变高时,虽然凸轮轴一样地在转动,但是,由于摇臂内的pin已移动,所以是换成高角度的凸轮部份有效地顶到摇臂,进而驱动到valve的开关,此时,小角度的凸轮一样在转动,但是却是无效地空转。 汽车新技术论文:新能源汽车需要新创意、新技术 10月17—18日,“中国节能与新能源汽车产业发展高峰论坛”在北京举行,该论坛由国务院发展研究中心产业经济研究部、中国国际贸易促进委员会机械行业分会和中国电工技术学会联合举办,来自于国家发改委、财政部、科技部、工信部、商务部、交通部、认监委等有关部门的代表和专家学者,围绕节能与新能源汽车产业发展的宏观视角、政策与管理、战略目标与方向、汽车企业的节能与新能源战略、节能与新能源汽车发展中的新竞争以及商业探索等议题进行了深入交流。 新能源汽车是国务院确定的重要战略性新兴产业,是我国最具发展潜力的重要领域之一。近年来,各地特别是25个示范城市的节能与新能源汽车产业蓬勃发展,展现出良好的发展态势,积累了一些宝贵的经验,但同时也出现了在技术路径、政策导向、基础设施、商业模式、行业标准等方面急需解决的一些突出问题。另外,日益恶化的生存环境及石油资源的日渐枯竭,使加快节能与新能源汽车的发展问题迫在眉睫。 本论坛以“选择·行动”为主题,主要围绕纯电动汽车面临的困局与出路等话题而展开,著名经济学家吴敬琏以“改革创新、提高效率,转变经济发展方式”为主题,结合我国经济体制现状阐述了他对于新能源汽车发展的观点。他认为,新能源汽车的技术路线有多条,在市场经济中,选择哪条路线应该由市场决定,企业也应该根据自身情况和市场需求进行研发。实际上,技术创新的主体是企业,政府最主要的功能就是给它们创造一个好的发展环境。电动汽车处于技术创新期,未来有着极大的不确定性,此时,政府应该允许千军万马往前冲,让众企业放手一搏,终有企业会成功。 国务院发展研究中心原副主任陈清泰说:“在这一轮电动汽车革命中,脱颖而出的不是通用、福特,不在底特律,而是硅谷一家没有汽车生产背景的特斯拉。这再一次表明,替代技术变革与燃油汽车技术中的佼佼者存在着利益冲突。发动机、底盘、车身是汽车企业的三大命脉,发动机是技术最密集、最能代表技术水平的汽车部件,发动机连同驱动、底盘等部件一旦被替代,汽车企业有形与无形资产存量将大幅缩水,既有的优势也将荡然无存,其在汽车界的优势地位将发生变化。” 陈清泰还指出:新能源汽车处于产业化的前期,此时最需要以新创意、新技术来开拓局面。中小企业因为经营机制灵活、创新成本低,它们会充当新技术探路者的角色,会给行业带来新理念、新创意,带来交叉学科的知识和跨界思维,会加快产品市场化的进程,整体上降低各项成本,还会鞭策传统企业加快技术进步的步伐。因此,新进入者对于新兴产业走向成熟有着不可替代的作用。上世纪90年代初,农用车在中国悄然兴起,当时汽车业都认为其不正规,但农民很喜欢这种车,它在改善农民劳动条件、提高生产效率上做出了很大贡献。现在,山东、浙江等地又兴起了小型四轮低速电动车,有人愿意生产、有人愿意消费,如果尊重市场的选择,加以疏导,很快就可以形成一个较大的产业。 在谈到我国纯电动汽车的发展前景时,陈清泰表示,纯电动汽车要得以发展,有两条路可走,一条是依托财政补贴,这几乎是所有厂商开发电动车的基础,另一条是依托市场,由政府调控。丰田普锐斯混合动力车就产业技术和节能环保效果来看都达到了很高的水平,但成本比较高,面市十多年,政府补贴十多年,至今仍未走出过渡期,离开政府补贴,用户很难接受,这个过程值得深思。我国从“十城千辆工程”开始对电动车实行补贴,这个政策能在多大范围实行,它能维持多久,靠财政补贴能不能“护送”电动车走出孕育期?理性来看,阶段性的示范补贴有必要,也产生了很好的效果,但对于汽车这种量大价高的商品,靠政府补贴走过十年甚至更长的时期,很难持久。有了补贴,企业就会形成依赖,一旦补贴撤销,企业就会回到原点。因此,找到一种依托市场力量使电动车技术延续下去并走向成功的增长方式是关键。特斯拉纯电动车备受关注,重要的一点是有环保的概念,更可以让一部分人享受尊贵的富人消费理念,找到了一条靠市场而不是政府补贴而发展的路子。电动车要成为主流产品,需要十年,甚至二十年的孕育过程,如果不是放在国家和企业战略的地位,搞不好就会半途而废。产业化的孕育期是争夺未来市场领导地位最重要的时期。现在的电动车,技术路线还有多种选择,知识产权尚未形成,国际标准正在制定,商业模式有待开发,竞争格局还不十分明朗,这一切,为技术追赶提供良机,是后进入者介入的最佳时机。目前,对中国的企业来说,面临两种选择,一是等国外技术成熟,过了危险期再跟随、模仿,这样做风险小,但永远成为不了领先者。另一种是用更大的资金投入加快后续研发,完善知识产权体系,以我为主实现产业化,这需要较多的投入,冒较大风险,还要面对来自于竞争对手的巨大压力,不过一旦成功将改变全局,在市场上获得重要地位。 中国汽车咨询委员会副主任安庆衡以“我看新能源汽车”为主题发表了他对新能源汽车的看法。他认为,我国新能源汽车技术研发和产业化领域取得重大进展,初步建立了“三纵三横”研局和技术条件,初步掌握了新能源汽车的整车开发技术,初步形成了新能源汽车的技术标准体系和测试评价能力。但新能源汽车产业仍存在一些问题,如投入不足、产业化能力亟待提高、燃料电池近期仍不能产业化、混合动力整车共性关键技术亟待突破、关键零部件自主化不足、配套政策和标准体系有待完善等。 安庆衡建议:我国应继续实施新能源汽车发展战略,要以纯电驱动作为我国汽车工业转型的主要战略取向,加快培育和发展新能源汽车产业,重点推进纯电动汽车、插电式混合动力汽车产业化。以整车为龙头,培育并带动动力电池、电机、汽车电子、先进内燃机、高效变速箱等产业链加快发展。另外,以加快充电设施为重点,同时做好市场营销、售后服务以及电池回收利用,形成完备的产业配套体系。“国内电动车在发展,但对于其发展速度期望值不要太高。电动汽车的发展速度不会太快,从数据来看,前9个月纯电动车累计销售8049辆,插电式累计销售了1033辆,显然这个数字并不乐观,到2015年,纯电动和插电式混合动力汽车累计产销超过50万辆的目标看来无法实现。但我们相信:把政府的扶持、企业的投入和努力、消费者对新能源汽车认识的改变和提高、新能源汽车使用环境和条件的改善,以及新能源汽车车辆本身使用性能的提高多方面的作用加在一起,肯定会帮助中国的新能源汽车产业取得突破和快速发展。”安庆衡如是说。 汽车新技术论文:汽车内外饰常用的工艺方法及新技术展望 摘要:本文立足于汽车内外饰的问题,列举了其常用的材料,简单介绍了比较常用的内外饰工艺方法,并将各种方法进行了简单的对比,并介绍了与之相关联的工艺方法,最后对汽车内外饰常用的工艺新技术进行展望。 关键词:常用材料 工艺方法 展望 一、汽车内外饰的常用材料 1.管窥汽车内外饰件的分布 具体来说,汽车内外饰件的安装部位是在车身的钣金上,在车身的内部和外部都有广泛的分布。这些内外饰发挥着重要的装饰、功能、载体以及安全保证的作用。而经常用到的材料是一些复合材料以及合金诸如PP、PE、PC、PVC、ABS、PA、PMMA、POM、PF以及PU等。对材料进行分类的依据主要有两种。第一,根据材料状态对热的依赖性,可以分为热塑性和热固性材料两种。第二是根据材料的用途。举例来讲,从材料的用途来看,可以分为以下三种:通用塑料,它具有较高的产量、广泛的用途、优良的成形性以及便宜的价格,比如PP、PE、PVC等;工程塑料,通常来说它的机械性能是比较良好的,在工程结构上可以采用此种工程塑料诸如PA、POM以及PC等;第三种是特种塑料,这种塑料都会具有某种特殊的功能或者本领,典型的有FRP。 2.关于汽车内外饰常用的塑料 塑料的优势主要体现在具备较低的密度,在进行各种加工时都可以使用,能够有效的吸音、防震和隔热,具备优良的电绝缘性和耐化学药品性,具备强大的可复合增韧,同时在进行生产的过程中产生的能耗很低,目前被广泛的应用在汽车行业中,从总的趋势来看,每年的使用量都在不断的增加。 将汽车应用在塑料上,可以实现汽车的轻量化,并使成本获得了有效的降低。目前在汽车中塑料的应用范围主要是内外部的饰件、电气系统以及制动燃油系统,而本文进行探讨的范围仅限于内外实践的应用塑料的工艺方法。 二、汽车内外饰常用的工艺方法 1.关于常用塑料成型方法的简要概述 所谓的塑料成型的加工,是指对各类的聚合物进行加工,而这些聚合物通常是由合成树脂制造厂制造的,最终生产出塑料成品。由于塑料的种类不同,所用到的成型方法也是大相径庭的,目前已经有发展成熟的多种类型的成型方法,举例来说,有注塑、压塑、层压、挤塑、吹塑、发泡、吸塑以及搪塑等等。 2.关于注塑成型工艺的概述 所谓的注射成型,是保证密闭的模腔接受到熔融状态塑料的注射,经过一定时期的冷却保证熔融塑料的成型,开模后通过顶出使得塑料成品最终被我们获得。而注塑又可以分为高压注塑、低压注塑、反应注塑以及气辅注塑四种类型。当注射压力较大时,通常会选用高压注塑完成封闭模具的注塑,它的优点是具备较高的效率,可以一次成型,而较大的注射压力使其能够使得较为大型和复杂的产品成型,但较为明显的缺点是其所需要花费的成本很高。相应的,低压注塑的注塑压力较低,对较小的元器件的损坏微乎其微,次品率很低,此外需要投入的设备成本与高压注塑相比也是微乎其微。但是较为复杂和大型的产品成型时则不宜使用这种注塑方法。 3.关于吸塑成型工艺的概述 使用吸塑成型工艺进行加工时,要先将热塑性板片进行必要的加热,并使其达到软化点。通过各种诸如藉抽真空、利用空气的压力和各种重力以及机械力等的方法对片材进行拉伸,使其出现变形,将变形后的片材置于阴模或者阳模内,逐步进行冷却、脱模以及修剪的环节。通过这一原理来看,我们还可以把这种成型工艺称作压差成型或者真空成型。通过这种工艺获得的材料的表面具有良好的质感和舒适的手感,具备优良的吸能性和较高的安全性,在造型上拥有很高的自由度。但是事实上这种工艺是非常复杂的,容易出现表皮开裂的现象,没有稳定的尺寸,因而在进行结构设计时面临着较大的工作难度。 4.关于挤塑成型工艺的概述 挤塑成型的另一个名字为挤出成型,顾名思义,是通过挤出机料筒和螺杆之间的作用使得物料一边受到热塑化的作用,一边受到螺杆的推送作用,通过机头而连续不断的形成截面的制品或者半制品。在对热塑性产品或者橡胶进行加工的过程中,这种挤塑成型工艺是非常适用的,通过这种工艺的运用可以更加高效的生产出各种截面相等的连续制品比如型材、电线包覆以及密封条等。这种工艺具有强大的生产连续性,同时在进行操作时非常简单,受到了广泛的应用,并得到了较高的效率。同时在进行生产过程中设备的投资可以让人接受,不至于耗费较高的成本,生产出的产品的质量非常均匀,并且可以被人们控制。但是不足则体现在其形状的单一性,由于受到机头的限制其截面尺寸也非常不灵活。 三、对汽车内外饰常用工艺新技术的展望 1.汽车内外饰塑料的发展趋势 如今,随着社会经济的不断发展,汽车工业的发展也越来越迅猛,因而人们对车用塑料的要求也在不断的提高,这在很大程度上刺激着塑料行业的迅速发展,一些轻质材料、新型的工艺技术和组装工序的开发和应用受到了越来越多的关注。而车用塑料的发展趋势主要体现在以下几个方面: (1)环保性 从当今社会的发展形势来看,环保意识已经越来越深深的扎根在人们心中,各种关于环境保护的明确法规已经相应出台,这样的压力和趋势使得汽车内外饰塑料发展趋势中环保性成为一个重要的方面。而当今在外饰件中应用到的玻璃钢、内饰件中应用到的PU发泡材料的等的应用总量非常庞大,同时回收起来面临着巨大的困难,在环保性方面面临着更大且更为急迫的挑战。 (2)内外饰新材料 目前,汽车的内饰中,塑料化已经得到了基本的实现,而现在的主要发展趋势是更求更加的美观、更好的手感、优良的吸音性能和降噪效果。而对于外饰塑料来说,其主要的目标是追求材料表面良好的光泽、一定程度上的抗撞击性能、以及更为低廉的成本花费。 2.汽车内外饰塑料发展的新型工艺 如今汽车内外饰中开发出的新型工艺有微孔成型发泡工艺、综合表面涂层工艺、固体流喷涂工艺以及对安全带和安全气囊一体化的更好设计。微孔发泡成型工艺具备良好的环保性能,不会产生任何有害的气体,但是就目前的实际情况来讲,无法进行大规模的生产。而综合表面涂层工艺有希望以较低的成本取代传统的工艺,而目前对它来讲非常必要的是获取专用的机械部件以及专用的技术许可证。而固体流喷涂技术则很好的实现了按需操作,操作非常方便且节约了原料。 汽车新技术论文:汽车零部件商如何面对新技术 如今汽车制造商热衷于与IT、互联网以及通信公司合作,推动汽车的智能化,淡化了与传统的零部件供应商之间的协作。各种新技术的出现给零部件供应商未来的发展带来了新的挑战。例如一些人开始猜测,3D打印的出现,是不是预示着汽车企业对零部件供应商依赖性降低的可能性,今后零部件供应商是否会被“抛弃”?法雷奥全球首席执行官Jacques Aschenbroich日前对《第一财经周刊》发表了他的看法。他认为,只有加大研发投入,进行技术创新,才能跟上行业发展的步伐。从长远来看,只有最具创新力的公司才能在严苛的市场环境中生存下来,无论是对零部件供应商还是对整车制造商而言都是如此。 C: 前不久,有家美国公司没有依赖零部件供应商,用3D打印技术打印了一辆汽车,零部件供应商怎么应对创新技术带来的挑战? A: 这个问题非常有意思。3D打印是现在非常新的一项技术,可至少从近几年来看,它是非常昂贵的,不太可能用于大规模生产,特别是对于汽车这种行业来说。因为生产汽车要采用一些铸造件或者是注塑的模具,而像我们公司每天要生产600万件汽车零部件,这用3D打印来做不太现实。不过,在零部件进行设计过程中,样品试制也非常重要。样品既要保证生产研发出来的产品能够适用于车辆,也要符合整车制造商对车型的整体构想。尽管我们可以通过CAD来进行制图,但还是要开发很多模具,通过铸磨来试制样品。而样品的制作成本非常昂贵,所以我们目前正在研究是不是有可能通过3D打印的技术来生产样品,降低生产样品的成本。 C: 随着造车新技术的不断涌现,今后零部件供应商会被“抛弃”吗? A: 从长远来看,我们认为只有最具创新力的公司才能在严苛的市场环境中生存下来,无论是对零部件供应商还是对整车制造商而言都是如此。大家都知道,2009年全球爆发了金融危机,汽车行业也深受其害。我们却在危机的时候反而增加了研发方面的投资,研发费用占到整体销售额的10%,今年还会在现有基础上再提升10%。从我们的角度来说创新的空间还很大。例如我们现在重点针对两个领域进行技术创新:其一是二氧化碳减排,其二是关于如何在城市环境里提供辅助驾驶技术,比如全自动泊车系统。另外还有几个领域也是努力的方向:自动启停功能、变速箱、混合动力车及其中包括的插电式混合动力车,还有纯电动车等等。 C: 现在汽车制造商热衷于推动汽车智能化,研发车联网技术,零部件供应商能起到什么作用? A: 首先要对车联网有一个明确的定义,我认为它的意思是联网的汽车,即把汽车和外界的环境,比如说和你的智能手机以及网络联系在一起。可汽车和电信行业这两个行业的创新速度是不一致的。一般来说,智能手机一年内能更新换代好几次,但一辆车总是要开上三五年。现在,包括智能手机、电脑、iPad在内,我们已经有了各自比较熟悉的系统,可如果你车里的系统与你当前使用的系统完全不同,那么你就会非常不适应。零部件供应商就需要为此提供一些解决方案,使得驾驶者可以把自己常用的信息系统移植到他所使用的车里。比如说你可以把手机放到车内,变成一个车载的GPS,它更新的速度往往比原来在车上的要快得多。 刚才所说的智能汽车,我估计是指无人驾驶汽车。我认为无人驾驶汽车的一个前提条件是要能够识别周围的环境,并对收到的信息进行分析。举例来说,无人驾驶车中应该有一种类似于雷达的探测器。当探测到前方的道路中央忽然出现一个球,智能设备要能够自动判断到这个球后面可能会跟着一个小孩,并马上让车辆制动。举这个例子我是想说,如果不能以真正合理的方式生产出非常高精尖的搜集信息、解释信息、阅读信息的产品,那么无人驾驶是不能实现的。(采访:宁华) 汽车新技术论文:论汽车新技术与未来发展趋势 摘要:随着科技的飞速发展,汽车新技术正在逐步得到应用。汽车新技术使汽车的操纵越来越简单,动力性和经济性越来越高,行驶安全性越来越好,这是未来汽车的发展趋势。主要就混合动力电动车、电子控制燃油喷射系统、碰撞预警系统、电子巡航控制系统、感应控制系统(SBC)这五个方面的汽车新技术进行了一定的分析,这些新技术的出现让汽车的性能、功能、美观等更为优越。同时对未来汽车的发展趋势进行了一定的分析,具体从三个方面着手:汽车车身的造型外观,主要分为气动最优化、个性化、人性化;汽车环保技术的发展趋势;以及汽车自身的安全技术,最后介绍了两个大的方面,即主动安全技术和被动安全技术。 关键词:新技术;混合动力电动车;系统 1引言 随着汽车的问世,人类告别了“马车时代”,跨入了“汽车时代”。由此人类的行走艺术由此赋予了新的内涵。汽车的存在不仅改变了人们的生活方式,同时也改变着世界的经济与文化,其已经渗透到了人类生产、生活的各个领域,直接影响着人类的发展进程。随着人们对汽车的不断深入研究,新的技术会让汽车的性能、功能、美观等更为优越。 2汽车新技术 2.1混合动力电动车 就混合动力电动汽车系统的的结构而言,其主要是以下四个方面组成:(1)控制系统;(2)驱动系统;(3)辅助系统;(4)电池组。就混合动力电动车的原理而言,其主要是通过传统的汽油引擎加上电动机输出动力作配合,当引擎在工作时也能够对蓄电池进行充电,进而将电动机和引擎产生的动力不断切换和转化,以便达到双动能推动。通过这样的配合方式,可以在一定程度上减少耗油和废气排放,达到环保的效益。 2.2电子控制燃油喷射系统 就电控汽油喷射系统而言,其主要由以下四个部分组成: (1)进气系统:该系统的一大特点在于:当汽车处于运行状态时,节气门开度可以控制空气的流量;而当发动机处于怠速工况时,节气门会处于关闭状态,这样便可以使得空气由怠速旁通道和怠速辅助通道进入气缸。怠速调节螺钉的主要作用在于可以利用其来改变怠速旁通道的通气量,进而达到调整发动机怠速的目的;电子控制器通过控制怠速调节电磁阀,可调节怠速辅助空气通道的空气流量,以实现发动机怠速的自动控制。 (2)供油系统: 该系统主要由以下几个部分组成,即燃油箱、燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器及喷油器等。值得注意的是:喷油器可以进行间歇喷油,主要是通过电子控制器的控制脉冲作用来实现,当适量的燃油进入气管后便能够与空气混合,进而形成空燃比适当的可燃混合气。 (3)控制系统: 该系统的主要功能在于可以根据发动机运转状况和车辆运行状况来进一步比较精确地确定燃油的最佳喷射量。该系统主要由三个部分组成,既传感器、电控单元和执行器这三部分。 (4)点火系统: 该系统能够按照各缸点火次序,定时地为火花塞提供足够高能量的高压电,以便使火花塞能够产生足够强的火花,点燃可燃混合气。 2.3碰撞预警系统 碰撞预警系统的功能在于能够把各种不同的危险情况提示给驾驶员,并且集不同的预警类型于一体,以便减少碰撞事故的发生。现实实际中可以将该系统分为四个方面,即:(1)前方碰撞预警:其主要功能在于能防止车辆碰撞,还能教会驾驶员如何把握安全车距,如何跟车等;(2)车道偏离预警;(3)车距监控预警;(4)后车追尾预警。 2.4电子巡航控制系统 该系统的功能在于,当驾驶员为了达到所希望的速度,此时不必踩踏油门调整车速,而只需要通过操纵调整开关,汽车便能够以设定的车速进行定速行驶。该系统的主要优点在于:当在高速公路上长时间行驶时,能够减轻驾驶员的疲劳;遇紧急情况时可快速解除定速巡航恢复正常行驶,其在可靠性与对排除装置故障等安全性方面作了充分的考虑。 2.5感应控制系统(SBC) 该系统的功能在于能够通过传感器建立汽车的运动状态、制动压力的动态监测和危险工况的预警。该系统能够很好地进行制动管路的压力控制和制动功能准备,当驾驶员踩下制动踏板时,汽车将会以最大的压力、最快的响应实施制动,同时前后轮制动压力比会根据路况的不同而进行相应地变化,进而在一定程度上提高弯道制动时的安全性。该系统的一大优点在于能够比较有效地提高制动的舒适性并能提前做出响应,而不是像以往的系统那样,是在制动后才通过信号反馈进行控制。同时需要注意的是该系统也能够实现完全的干式制动,在潮湿的气候或路面条件下,制动盘表面也不会形成水膜,保证了汽车快速响应。 3汽车未来的发展趋势 就汽车未来的发展趋势而言,本文主要集中在三个方面进行介绍,即:(1)车身造型;(2)环保汽车技术;(3)安全技术,以下将对这三个部分进行一一分析。 3.1车身造型 就车身造型的未来发展趋势而言,可以将其归纳为如下几点: (1)气动最优化,现实中人们一直在努力研发能够减小气动阻力且气动稳定性好的车身造型,这将会成为未来车造型追求的目标之一,但是需要注意的一点是,我们应该把精力更多的放在气动行驶稳定性上。最佳的气动造型应该满足:所受的气动纵倾力矩和气动横摆力矩理论上为零;所受的气动升力理论上应该为零等方面。 (2)个性化。 由于现代人对汽车的外观个性化要求越来越高,同时不同层次不同行业、 不同种群的审美意识也大不相同,所以个性化的外观将会成为未来汽车的发展趋势之一。 (3)人性化。 随着人们对车身造型设计的要求越来越高,未来的车身造型设计应该满足以人为本,体现人机协调,使用操作方便、舒适,使汽车适应人的各种生理和心理要求。 3.2环保汽车技术 随着能源的不断减少,以混合动力、燃料电池、先进柴油、醇类汽车等为代表的新能源汽车技术将会成为主流。随着环保意识的不断高涨,融合了纯电动汽车和燃油汽车优点的混合动力汽车,将能够在一定程度上满足低排放、低油耗、高性价比的综合要求,能够较好地解决节能与环保问题。 3.3安全技术 如果将安全技术细分,则可以分为两大类,即:(1)主动安全技术;(2)被动安全技术。 就主动安全技术而言,其主要的功能在于提高汽车回避事故的能力,如电子制动力分配系统:该系统的特点在于能够根据汽车制动时产生轴荷转移的不同,而进行自动调节,以便使得前、后轴的制动力分配比例更加合理,以达到提高制动效能的效果;电子稳定程序:主要目的在于增加汽车转向行驶时横向摆动的角速度传感器,通过ECU控制内外侧车轮、前后车轮的驱动力和制动力,确保汽车行驶的横向动力学稳定状态等。 就被动安全技术而言,其主要的功能在于减轻事故发生后对车内人员的伤害,如预紧式安全带:当发生碰撞事故的一瞬间,乘员尚未向前移动时它会首先拉紧织带,立即将乘员紧紧地绑在座椅上,然后锁止织带防止乘员身体前倾,有效保护乘员的安全;乘员头颈保护系统:当受到后部的撞击时,该系统会迅速充气膨胀起来,同时整个靠背也将一起后倾,以便让背部和靠背安稳地贴近在一起,进而最大限度地降低头部向后甩的力量,使身体的上部和头部得到轻柔、均衡地支撑与保护,进而达到减小冲击力的功能。 4结论 未来汽车设计的发展将会随着汽车新技术的出现而日新月异,同时由于设计师各自的艺术风格不同,也会让汽车发展呈现不同的趋势。随着科技的不断发展,个性鲜明、更加人性化的汽车将会成为21世纪汽车产业发展的必然选择,未来汽车将会更加符合人类对文化、个性的追求和需要。
通信系统原理论文:高职院校“通信系统原理”课程教学改革问题探析 随着信息化社会的到来,信息与通信日益广泛地渗入到各行各业和各个学科,“通信系统原理”不仅成为通信工程专业的一门重要专业基础课程,而且也成为信息工程、电子工程、计算机应用、自动化以及其他相近专业的必修课程。高职院校由于受传统教育和教学方法的影响,基本沿用过去强调学科本位的本科教学模式,未对课程内容进行有效整合,照搬本科教材及内容,或只是对某些部分内容进行删减,没有结合学生实际情况传授基本的且适合于高职学生发展的知识,而是将超越高职学生理解范围的繁、难、偏的知识点填鸭式地教授给学生,导致学生学得累、学不懂、学不会、厌学直至放弃本课程的学习。为了满足培养工程高层次应用型技术人才的目标,突出操作技能培养,广东轻工职业技术学院对“通信系统原理”课程进行了一次教学改革与实践。 一、教学进程的改革 “通信系统原理”课程的内容是介绍通信系统的基本理论、基本分析方法和各项性能指标。该课程的特点是内容抽象、理论性强,需要较强的数学基础,其先修课程有“高等数学”、“线性代数”、“信号与系统”、“概率论”、“高频电子线路”等。后续课程有“移动通信”、“程控交换机”、“光纤通信”、“移动终端设备原理”等。因此,该课程是一门承前启后的课程,也是通信专业最重要的课程之一,其教学质量的好坏对通信工程、信息工程专业的学生有着重大的影响。传统的强调学科本位的本科教学模式是严格按照完整的“先修课程通信系统原理后续课程”的教学模式进行,在开展本课程之前,必须把前面的所有先修课程全部讲授完毕。其教学进程如表1所示: 表1所示的教学进程在该院进行的时候遇到了以下问题: 第一,第三学期进行的“概率论”、“信号与系统”课程内容过于抽象、深奥,高职院校学生基础较差存在厌学情绪,教学效果不理想。 第二,随着高职院校的改革和发展,“工学结合”、“顶岗实习”已经成为教学活动中最重要的一个环节。为了保证“工学结合”、“顶岗实习”活动的正常开展,必须要大力对过于抽象的理论教学时间进行压缩,而且为了实现高职院校的教学与就业的“零过渡”,越来越多的高职院校从第五学期开始就安排学生到企业实习了。因此,将通信工程的核心专业课程设计在第五学期,是不能满足高职院校教学改革发展的需要的。 鉴于此,学院进行了教学进程方面的改革尝试,将专业核心课程提前一个学期,删掉“概率论”、“信号与系统”课程,重新调整了教学计划,如表2所示: “高频电子线路”课程的先修课有“模拟电路”等。“通信系统原理”的内容里面在模拟调制系统这一章节与“高频电子线路”有较强的相关性,如果学生先学习“高频电子线路”,再学习“通信系统原理”,那么学生理解这一章节也许会好一些。不过由于时间紧凑,因此,只能将“模拟电路”安排在第二学期开展,而将“高频电子线路”与“通信系统原理”课程同时在第三学期开展。结果发现,学生在学习“通信系统原理”课程关于模拟调制系统原理的时候,感觉到需要掌握对应的高频电子线路的知识,而在学习具体电子线路时,也能加深对通信系统的理解,从而取得相辅相承、互相促进的效果。 二、教学内容的改革 把“概率论”、“信号与系统”课程全部删除,不利于学生对通信系统原理课程的理解。不讲授“信号与系统”的基本内容,学生无法理解通信系统课程中关于频谱和传递函数等方面的基本概念;不讲授“概率论”的基本内容,学生无法理解课程中关于信道与噪声以及误码率方面的推导过程。因此,在讲授本课程之前,需要适当地补充相关的基本内容,将“概率论”、“信号与系统”的主要内容作扼要的介绍,将其精髓浓缩出来,并无缝地插入到通信原理的相应内容中去,力求对于那些没有接触过这些先修课程的对象也能够没有困难地理解其中的内容。 通信系统原理课程本来基本学时数为64学时(4学时/周),我们的尝试是将其学时数增加到96学时(6学时/周),增加了32学时。其中约24学时用于讲授“信号与系统”的基本知识,8学时讲授“概率论”的基本知识。课程教学的顺序是先讲授“信号与系统”,继而讲授“通信系统原理”,然后在讲授中遇到与“概率论”有关的知识时补充必要的基本内容。将三门先修课程的内容高度浓缩,不遗留必要的知识点,同时凡是与“通信系统原理”无关的章节一概跳过,达到“少而精”的目的。 三、教材的选择与编写 教材乃授课之本,好的教材对教、学活动都产生良好的促进作用。高职院校要根据学生的特点及其培养目标选择适合于高职学生定位的教材,最好采用高职高专规划教材。在本次实践中,我们选择张会生主编的《现代通信系统原理》作为教材,至于“信号与系统”和“概率论”方面则参考以上的教材中相关章节内容,将需要补充的知识点抽取出来,然后采用电子教案和印发补充资料的形式发放给学生,既达到教学目的,也节约教材成本。 高等职业教育的发展是日新月异的,“通信系统原理”课程教学改革是时代赋予我们的重任,意义深远。课程改革创新的路还有很长,要做的事还很多,应遵循教学规律,不断改革创新,为培养掌握通信技能的高等职业技术人才做出新的努力。 (作者单位:广东轻工职业技术学院电子通信工程系) 通信系统原理论文:阐述光纤通信原理及光纤通信系统构成的应用 摘要: 本文论述了光纤通信的原理,并说明了光纤通信系统的构成,并就光纤通信的未来发展趋势进行简要阐述。 [关键词] 光纤;通信原理;光纤通信系统;发展前景 1前言 光纤通信是现代通信网的主要传输手段,它的快速发展历史只有二十多年,已经历三代:短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤。进入21 世纪后,由于因特网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的增长,对大容量(超高速和超长距离) 光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。光是一种频率极高的电磁波,因此用光作为载波进行通信容量极大,是过去通信方式的千百倍,具有极大的吸引力,光通信是人们早就追求的目标,也是通信发展的必然方向。 2 通信原理 2.1 光纤的优点 光纤是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。光纤通信之所以发展迅猛。主要原于它具有以下特点: 1) 通信容量大、传输距离远。一根光纤的潜在带宽可达20THz,无中继传输距离可达几十、甚至上百公里; 2) 信号串扰小、保密性能好; 3) 绝缘、抗电磁干扰性能强,传输质量佳; 4) 光纤线径细、重量轻,原料为石英,节省有色金属铜材料,有利于资源合理使用; 5) 具有抗腐蚀能力强、抗辐射能力强、可绕性好、无电火花、泄露小、保密性强等优点; 6) 无辐射,难于窃听,因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外; 7) 光缆适应性强,寿命长。 2.2 光纤通信的原理 所谓光纤通信,就是在发送端首先要把传送的信息(如话音) 变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率) 变化而变化,并通过光纤发送出去;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。然而,由于目前技术水平所限,对光波进行频率调制与相位调制等仍局限在实验室内,尚未达到实用化水平,因此目前大都采用强度调制与直接检波方式(IM- DD)。又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重,所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。 基本的光纤通信系统是由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。数据是数字,声音,图像等各种信号的数字化。光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号,先后用过的光波窗口有0.85、1.31 和1.55。光学信道包括最基本的光纤,还有中继放大器EDFA等;而光学接收机则接收光信号,并从中提取信息,然后转变成电信号,最后得到对应的话音、图像、数据等信息。 2.3 光纤通信系统 光纤通信系统的主要工作流程如图2- 1 图2-1 光纤通信系统 2.3.1 PCM电端机 在光纤通信系统中,光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码,它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的,称为PCM(Pulsecodemodulation),即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号,由PCM电端机产生。 2.3.2 光发信机 光发信机是实现电/ 光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于PCM 电端机的电信号对光源发出的光波进行调制,成为已调光波,然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。电端机就是常规的电子通信设备。 2.3.3 光中继器 光中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个:一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减;另一个是对波形失真的脉冲进行整形。 2.3.4 光收信机 光收信机是实现光/电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号,经光检测器转变为电信号,然后,再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平,送到接收端的电端机去。 2.3.5 光纤连接器、耦合器等无源器件 由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制,且光纤的拉制长度也是有限度的。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是,光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合,对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。 2.4 光纤通信的应用领域 光纤通信的应用领域很广泛,主要用于通信中继网和用户接入网。光纤通信的优点在这里可以充分发挥,逐步取代电缆,得到广泛应用。长途干线通信过去主要靠电缆、微波、卫星通信,现已全面使用光纤通信,并形成了占全球优势的比特传输方法。光纤通信还可用于全球通信网、各国的公共电信网(如我国的国家一级干线、各省二级干线和县以下的支线)、高质量彩色电视传输、工业生产现场监视和调度、交通监视控制指挥、城镇有线电视网、共用天线(CATV) 系统等。 3 光纤通信技术的发展前景 过去有人对光纤通信的发展情景,有些困惑。其一,在2000 年IT行业的泡沫,使光纤通信的生产规模投入过大,生产过剩,IT行业中许多小公司倒闭。特别是光纤,国外对中国倾销。其二,有人认为光纤通信的传输能力已经达到10Tbps,几乎用不完,而且现在大干线已经建设得差不多,埋地的剩余光纤还很多,光纤通信技术不需要更多的发展。 3.1 光纤到家庭(FTTH) 的发展 FTTH可向用户提供极丰富的带宽,所以一直被认为是理想的接入方式,对于实现信息社会有重要作用,还需要大规模推广和建设。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2~3 倍。过去由于FTTH 成本高,缺少宽带视频业务和宽带内容等原因,使FTTH还未能提到日程上来,只有少量的试验。近来,由于光电子器件的进步,光收发模块和光纤的价格大大降低;加上宽带内容有所缓解,都加速了FTTH的实用化进程。 近来,无线接入技术发展迅速。可用作WLAN 的IEEE802.11g协议,传输带宽可达54Mbps,覆盖范围达100 米以上,目前已可商用。如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输,包括上下行数据和点播电视VOD的上行数据,对于一般用户其上行不大,IEEES02.11g是可以满足的。而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输,当然在需要时也可包含一些下行数据。这就形成“光纤到家庭+ 无线接入”(FTTH+ 无线接入) 的家庭网络。这种家庭网络成本大大降低,维护简单。接入网采用无线是趋势,但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑,与FTTH相差无几。FTTH+ 无线接入是未来的发展趋势。 3.2 光纤通信的市场 FTTH毕竟是信息社会的需求,光纤通信的市场一定有美好的情景。目前,我国大量建设FTTH的社会环境和条件尚未具备,可能需要等待一段时间。不过也有些大城市的所谓中心商业区CBD,有比较强的经济力量,现在已经采用光纤到住地PTTP 来建设。总的来说,目前中国的FTTH处于起步试点阶段。试点的作用,一方面是摸索技术和建设的经验,另一方面,还起竞争抢占用户的作用。所以,现在电信运行商,地方业主都积极对FTTH试点,以便发展宽带业务。因此,广播运行商受到巨大的挑战,广播商应加快发展数字电视的进程,并且要充实节目内容和采取有竞争力的商业模式。如果广播商要发展VOD点播电视,还需要对电缆电视网双向改造,如果采用光纤网,可更充分地适应未来的技术发展和市场需求。 通信系统原理论文:第三代移动通信系统的网络结构及技术原理 摘要:本文先对这一网络结构作一个总体上的技术原理的描述,然后再对三种主流技术作一个各自的分析,通过对这些技术的学习使我们对未来的通信方向有一个基本上的了解。 关键词:第三代移动通信;网络结构;技术原理 1. 3G基本的网络结构和功能 跟我们以前所认识的GSM网络一样,在3G的网络里,也有交换,传输和用户终端,根据IMT-2000系统的基本标准,第三代移动通信系统主要由4个功能子系统构成,它们是核心网(CN)、无线接入网(RAN)、移动台(MT)和用户识别模块(UIM),且基本对应于GSM系统的交换子系统(SSS)、基站子系统(BBS)、移动台(MS)和SIM卡。 如图所示,3G网络系统主要是UMTS无线接入系统,包括:CN(核心网)、UTRAN(无线接入网)、UE(用户装置)。NodeB(BS)、RNC(BSC)其中RNC可以看成GSM网络中的基站控制器,而NodeB可以看成GSM网络中的基站收发信台。对某个NodeB来说,控制其的RNC称为控制RNC(CRNC)。 CN核心网部分包括UMSC、SGSN、GGSN等功能实体,支持3G并发业务、高速电路业务和分组业务的MSC/VLR/HLR框架实现传输管理,移动性管理,呼叫控制,基本电信业务和补充业务等功能。 RNC无线网络控制器提供IU、IUb、IUr接口,管理和控制Node-B与CN信息传递,实现技术标准中的控制平面和用户平面的一些功能。 Node-B基站系统通过IUb接口,接收来自RNC无线资源控制命令,完成标准中的专用和物理信道的接收和发送功能。我们从这里知道,其实3G网络的各功能结构和GSM有相似之处,那么3G网络是怎么在GSM网络功能模块中演进的呢?其实3G网络的演进包括RNC和CN部分的演进:UMTS无线接入部分RAN,采用UTRAN作为基站侧,以新建的方式实现3G宽带数据业务的无线接入;3G的演进主要的是核心网部分的演进,UMTS CN演进根据3GPP标准分为两个阶段,第一个阶段为3GPP R-99的演进基于GPRS网络,第二阶段为3GPP演进基 于全IP网络。由于网络的这些种种演进,因此有了区别于2G(GSM)网络的3G的一个基本特征: (1)具有全球范围设计的,与固定网络业务及用户互连,无线接口的类型尽可能少和高度兼容性; (2)具有与固定通信网络相比拟的高话音质量和高安全性; (3)具有在本地采用2Mb/s高速率接入和在广域网采用384kb/s接入速率的数据率分段使用功能; (4)具有在2GHz左右的高效频谱利用率,且能最大程度地利用有限带宽; (5)移动终端可连接地面网和卫星网,可移动使用和固定使用,可与卫星业务共存和互连; (6)能够处理包括国际互联网和视频会议、高数据率通信和非对称数据传输的分组和电路交换业务; (7)支持分层小区结构,也支持包括用户向不同地点通信时浏览国际互联网的多种同步连接; (8)语音只占移动通信业务的一部分,大部分业务是非话数据和视频信息; (9)一个共用的基础设施,可支持同一地方的多个公共的和专用的运营公司; (10)手机体积小、重量轻,具有真正的全球漫游能力; (11)具有根据数据量、服务质量和使用时间为收费参数,而不是以距离为收费参数的新收费机制。 2.3G的技术原理 2.1 双工方式 频分双工(FDD): 频分双工收发信各占用一个频率(段):收发同时进行,时延小技术成熟 时分双工(TDD): 时分双工收发信用同一频率,收发使用不同时隙:只占用一段频率;上下行信道对称,利于智能天线:设备简单,成本低;不对称FDD工作,数据传输使用时效率高。 WCDMA和CDMA2000都采用FDD模式,只有TD-SCDMA采用TDD模式。FDD模式的特点是在分离的两个对称频率信道上,系统进行接收和发送,用频段来分离接收和传送信道;采用包交换等技术,可突破第二展的瓶颈,实现高速数据业务,并可提高频谱利用率,增加系统容量。但FDD必须采用成对的频率,即在每2×5MHz的带宽内提供第三代业务。该方式在支持对称业务时,能充分利用上下行的频谱,但在非对称的分组交换(互联网)工作时,频谱利用率则大大降低,在这点上,TDD模式有着FDD无法比拟的优势。 2.2 多址方式 通信的多址方式:码分多址 (CDMA)、空分多址 (SDMA)、频分多址 (FDMA)、时分多址 (TDMA)。 2.3 CDMA在无线信道中传输的优势 采用RAKE接收机,有效利用了信道相干时间形成的时间分集效应;宽带传输系统,利用了信道的频率分集效果;码字的多址传输,利用了多用户分集的效果;信号在信道中传输功率低,降低了干扰,提高了保密性;扩频因子灵活变换,有助于多媒体等多速率并发业务的传输;频谱效率高,优于以往的AMPS和GSM,频率复用系统WCDMA为1,GSM为1~~18;支持软切换和更软切换;支持新技术的应用,如多用户检测;WCDMA有下行发射分集,而GSM没有。 2.4 智能天线 智能天线是基于自适应天线阵原理,利用天线阵的波束赋形产生多个独立的波束,并自适应地调整波束方向来跟踪每一个用户,达到提高信号干扰噪声比SINR,增加系统容量的目的。采用智能天线技术,实际上就是通过数字信号处理,使天线阵为每个用户自适应地进行波束赋形,相当于为每个用户形成了一个可跟踪他的高增益天线,从而既可以进行全方位通信,又可以用较小的发射功率覆盖相同的范围。在3G系统中,其他新的功能技术如多用户检测技术、联合检测、空时码、HDR等等,在这里就不多做阐述了。下面对这些技术基础的三种主流标准作介绍,还有一种新标准的简单介绍。 2.5 CDMA2000技术标准 CDMA2000是国际电信联盟(ITU)规定的第三代移动通信无线传输技术之一,是从窄频CDMA one数字标准衍生出来的,CDMA2000是美国ITU提出的第三代移动通信空中接口标准的建议,是IS-95标准向第三代演进的技术体制方案,是一种宽带CDMA技术。前反向同时采用导频辅助相干解调;在扩频码选择采用相同M序列,通过不同的相位偏置区分不同的小区和用户;射频带宽从1.25MHz到20MHz可调;快速前向和反向功率控制;下行信道中采用公共连续导频方式进行相干检测,提高系统容量;在下行信道传输中,定义直扩和多载波传输两种方式,码片速率分别为3.6864Mcps和1.22Mcps,多载波方式能很好地兼容IS-95网络;支持F-QPCH,可延长手机待机时间;核心网络给予ANSI-41网络的演进,并保持与ANSI-41网络的兼容性;支持软切换和更软切换;设计了两类码复用业务信道,基本信道用于传送语音、信令和低速数据,是一个可变速率信道,补充信道用以传送高速率数据,在分组数据传送上应用了ALOHA技术,改善传输性能;在同步方式上cdma2000与IS-95相同,基站间同步采用GPS方式。CDMA2000标准是一个体系结构,按照使用的带宽来区分,CDMA2000可以分为1x系统和3x系统。其中1x系统使用1.25MHz的带宽,提供的数据业务速率最高只能达到307kbit/s。在1x系统以后,国际上比较公认的发展方向是1x EV-DO和1x EV-DV系统。其中1x EV-DO系统重点提高了数据业务的性能,将用户的最大数据业务传送速率提高到2.4Mbit/s。而1x EV-DV系统在将数据业务最大速率提高到3.1Mbit/s的同时,又进一步提高了语音业务的容量。 3.结语 综述所述,随着经济的发展,各种技术发展, 第三代移动通信技术将会相应地调整、完善和进一步发展。纵观移动通信技术的发展规律和第三代通信技术的优点,我们相信,不远的将来,第三代移动通信系统将产生一个容量更大、利润更丰厚的市场。 通信系统原理论文:浅谈津滨轻轨TWC车地通信系统原理及应用 【摘要】结合轻轨采用的美国USSI列车自动控制系统ATC系统,对TWC车地通信设备的原理、应用和维护进行介绍。 【关键词】轻轨;信号;TWC 1.系统简介 TWC车地通信设备是轻轨采用的美国USSI列车自动控制系统ATC系统的一部分,用于车载设备MicrocabⅡ和轨旁设备之间的数据通信。洛杉矶绿线就是应用此系统。USSI的TWC2000单元为现地轨旁和经过列车间提供了无线、带有多种数据的移频键控通信。TWC可以实现以下系统功能:(1)ATO模式下,列车计划精确站台停车(2)非安全数据交换。 每列车上都装有车载TWC系统,轨旁装有轨旁TWC系统。轨旁TWC系统链接在整个通信网络一部分的中央处理器上。车载TWC系统链接在包括车载ATC、ATO和TCMS(列车监控系统)在内的车载系统上。车载ATC、ATO和TCMS通过车载和轨旁的TWC系统与轨旁CPU形成数据链接。 在运营车内TWC信号传送入TWC环线中,TWC系统从轨旁向列车传送非安全控制职责,包括车次号、检车等;从列车向轨旁传送数据状态,包括车次号、检车、列车长度等。本文介绍的是轨旁TWC的功能。TWC系统能够在车载和轨旁之间进行非故障安全的双向通信。 TWC车地通信设备组成如图1所示: 2.轨旁TWC系统组成及原理 轨旁TWC机笼可以放置在标准的19英寸机柜内。每套机笼包括A、B两组电路板,分别与轨旁两组环线单独连接。按作用分为四种不同类型:负责电源控制的开关电路板(共用),负责信息处理和FSK解调功能的TX/RX电路板和串行通信控制电路板(SCC PCB),最后还有一块电源电路板。机笼内还有四个起屏蔽作用的板,间隔插入它们用来防止PCB间的互相干扰。 在轨旁设备站与通行列车之间,车对地通信系统提供无线、串行数据和FSK的通信。每个轨旁设备站都有一个轨旁TWC系统,它与轨旁CPU连接,这个CPU又是列车控制系统的一部分,每列车上还装有车载TWC设备与ATC和ATO连接,车载ATC和ATO系统通过车载和轨旁TWC系统与轨旁CPU数据链接。 如图2所示,车载TWC系统由车载TWC机笼和安装在底部的TWC天线组成。轨旁TWC系统由轨旁的TWC机笼、TWC环线和耦合单元的PCB。一条长1.1英里(约合1.7Km)的传输线将耦合单元与机笼连接,耦合单元传输线与TWC环线连接提供合适的阻抗,当列车通过时,TWC环线与TWC天线间进行电磁耦合,实现无线的数据传输。 车载TWC机笼可以与ATC和ATO系统进行信息交换,也可以通过TWC天线与轨旁TWC机笼交换信息。轨旁TWC系统可以与轨旁CPU PCB进行信息交换,也可以通过TWC环线和车载TWC设备通信。为实现车载系统(ATO、ATC)和轨旁CPU间的半双工数据通信,所有的TWC PCB提供FSK调制和信息处理的功能。TWCW可以设为CTM,这样使得机车容易检测到交叉点位置,来实现精确的计划停车。 3.故障处理 通常的,TWC通信由机笼内的PCB完成,包括(PS PCB,SCC PCB,RX/TX PCB)。如果任一块板子发生故障后,就必须将它更换以恢复操作。表1列出了典型的故障查找及解决步骤。表中列出最常见的问题,可能的造成原理和有效的处理办法。技术人员最好按照给出的处理办法步骤操作,除非遇到比较特殊的故障原因。 4.结束语 经过津滨轻轨近6年的运营,TWC车地通信充分展示了它的稳定性能和便于维修的特点,是信号系统不可或缺的重要部分。有理由相信,将来它还会在日益发展的轨道交通中扮演着重要的角色。 作者简介:张大鹏,天津滨海快速交通发展有限公司中级工程师。 通信系统原理论文:阐述光纤通信原理及光纤通信系统构成的应用 摘要: 本文论述了光纤通信的原理,并说明了光纤通信系统的构成,并就光纤通信的未来发展趋势进行简要阐述。 [关键词] 光纤;通信原理;光纤通信系统;发展前景 1前言 光纤通信是现代通信网的主要传输手段,它的快速发展历史只有二十多年,已经历三代:短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤。进入21 世纪后,由于因特网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的增长,对大容量(超高速和超长距离) 光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。光是一种频率极高的电磁波,因此用光作为载波进行通信容量极大,是过去通信方式的千百倍,具有极大的吸引力,光通信是人们早就追求的目标,也是通信发展的必然方向。 2 通信原理 2.1 光纤的优点 光纤是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。光纤通信之所以发展迅猛。主要原于它具有以下特点: 1) 通信容量大、传输距离远。一根光纤的潜在带宽可达20THz,无中继传输距离可达几十、甚至上百公里; 2) 信号串扰小、保密性能好; 3) 绝缘、抗电磁干扰性能强,传输质量佳; 4) 光纤线径细、重量轻,原料为石英,节省有色金属铜材料,有利于资源合理使用; 5) 具有抗腐蚀能力强、抗辐射能力强、可绕性好、无电火花、泄露小、保密性强等优点; 6) 无辐射,难于窃听,因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外; 7) 光缆适应性强,寿命长。 2.2 光纤通信的原理 所谓光纤通信,就是在发送端首先要把传送的信息(如话音) 变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率) 变化而变化,并通过光纤发送出去;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。然而,由于目前技术水平所限,对光波进行频率调制与相位调制等仍局限在实验室内,尚未达到实用化水平,因此目前大都采用强度调制与直接检波方式(IM- DD)。又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重,所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。 基本的光纤通信系统是由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。数据是数字,声音,图像等各种信号的数字化。光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号,先后用过的光波窗口有0.85、1.31 和1.55。光学信道包括最基本的光纤,还有中继放大器EDFA等;而光学接收机则接收光信号,并从中提取信息,然后转变成电信号,最后得到对应的话音、图像、数据等信息。 2.3 光纤通信系统 光纤通信系统的主要工作流程如图2- 1 图2-1 光纤通信系统 2.3.1 PCM电端机 在光纤通信系统中,光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码,它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的,称为PCM(Pulsecodemodulation),即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号,由PCM电端机产生。 2.3.2 光发信机 光发信机是实现电/ 光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于PCM 电端机的电信号对光源发出的光波进行调制,成为已调光波,然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。电端机就是常规的电子通信设备。 2.3.3 光中继器 光中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个:一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减;另一个是对波形失真的脉冲进行整形。 2.3.4 光收信机 光收信机是实现光/电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号,经光检测器转变为电信号,然后,再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平,送到接收端的电端机去。 2.3.5 光纤连接器、耦合器等无源器件 由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制,且光纤的拉制长度也是有限度的。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是,光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合,对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。 2.4 光纤通信的应用领域 光纤通信的应用领域很广泛,主要用于通信中继网和用户接入网。光纤通信的优点在这里可以充分发挥,逐步取代电缆,得到广泛应用。长途干线通信过去主要靠电缆、微波、卫星通信,现已全面使用光纤通信,并形成了占全球优势的比特传输方法。光纤通信还可用于全球通信网、各国的公共电信网(如我国的国家一级干线、各省二级干线和县以下的支线)、高质量彩色电视传输、工业生产现场监视和调度、交通监视控制指挥、城镇有线电视网、共用天线(CATV) 系统等。 3 光纤通信技术的发展前景 过去有人对光纤通信的发展情景,有些困惑。其一,在2000 年IT行业的泡沫,使光纤通信的生产规模投入过大,生产过剩,IT行业中许多小公司倒闭。特别是光纤,国外对中国倾销。其二,有人认为光纤通信的传输能力已经达到10Tbps,几乎用不完,而且现在大干线已经建设得差不多,埋地的剩余光纤还很多,光纤通信技术不需要更多的发展。 3.1 光纤到家庭(FTTH) 的发展 FTTH可向用户提供极丰富的带宽,所以一直被认为是理想的接入方式,对于实现信息社会有重要作用,还需要大规模推广和建设。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2~3 倍。过去由于FTTH 成本高,缺少宽带视频业务和宽带内容等原因,使FTTH还未能提到日程上来,只有少量的试验。近来,由于光电子器件的进步,光收发模块和光纤的价格大大降低;加上宽带内容有所缓解,都加速了FTTH的实用化进程。 近来,无线接入技术发展迅速。可用作WLAN 的IEEE802.11g协议,传输带宽可达54Mbps,覆盖范围达100 米以上,目前已可商用。如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输,包括上下行数据和点播电视VOD的上行数据,对于一般用户其上行不大,IEEES02.11g是可以满足的。而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输,当然在需要时也可包含一些下行数据。这就形成“光纤到家庭+ 无线接入”(FTTH+ 无线接入) 的家庭网络。这种家庭网络成本大大降低,维护简单。接入网采用无线是趋势,但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑,与FTTH相差无几。FTTH+ 无线接入是未来的发展趋势。 3.2 光纤通信的市场 FTTH毕竟是信息社会的需求,光纤通信的市场一定有美好的情景。目前,我国大量建设FTTH的社会环境和条件尚未具备,可能需要等待一段时间。不过也有些大城市的所谓中心商业区CBD,有比较强的经济力量,现在已经采用光纤到住地PTTP 来建设。总的来说,目前中国的FTTH处于起步试点阶段。试点的作用,一方面是摸索技术和建设的经验,另一方面,还起竞争抢占用户的作用。所以,现在电信运行商,地方业主都积极对FTTH试点,以便发展宽带业务。因此,广播运行商受到巨大的挑战,广播商应加快发展数字电视的进程,并且要充实节目内容和采取有竞争力的商业模式。如果广播商要发展VOD点播电视,还需要对电缆电视网双向改造,如果采用光纤网,可更充分地适应未来的技术发展和市场需求。 通信系统原理论文:GSM―R通信系统的工作原理与状态维护 摘 要 本文从GSM-R系统本身的结构出发,对工作流程和特征做出了必要说明,而后从日常运营角度,对该通信系统的维护和分析手段进行了讨论。 关键词 GSM-R;通信;原理;维护 铁路移动通讯系统(GSM-R,Global System of Mobile communication for Railways),从本质上看是GSM技术在铁路工作环境中的应用。GSM-R技术的这种独特的应用环境,决定了它在铁路工作过程中的重要地位,也因此必须承担起铁路工作环境所赋予它的相应职能。以安全需求为首的通信职能,对于GSM-R网络的稳定性而言提出了相比常规GSM网络更高的要求,也正因为如此,GSM-R的维护工作才更需要得到重视。 1 GSM-R系统工作特征 想要针对GSM-R通信系统做出有效的维护工作,首先应当对其自身的结构做出必要了解。对于一个典型的GSM-R通信系统而言,基本上由网络子系统(NSS,Network Sub-System)、基站子系统(BSS,Base Station Sub-system)、运行与支持子系统(OSS,Operation-Support System)和终端设备(MS,Mobile Station)四个部分构成,其典型的结构以及互联状况参见图1。 在GSM-R系统中,BSS部分包括基站控制器BSC和基站收发信台BTS,负责将MS传输上来的信号经由BTS实现无线通信中继,并交由BSC处理和实现区域内的无线电资源管理与移动性管理等相关职能。NSS部分的主要职责则在于面向用户数据、移动性以及网络连接等方面实现管理,而OSS则需要实现整个GSM-R系统与工作人员之间的交流和沟通,负责实现通信系统的可控性和易用性等目标。 2 GSM-R通信系统的维护手段 为了确保GSM-R系统在实际工作的过程中能过稳定的发挥其作用,实现应有职责,就必须切实依据GSM-R系统的工作原理和结构特征,以及其在实际工作中的具体表现,提出相应的维护对策,确保能够在故障发生之前对其实现有效排除,提升系统的健康水平。 对于GSM-R系统核心网络而言,常见的几种主要维护测试手段主要包括信息追踪、异常呼叫记录、话务分析以及告警分析四种。 信息追踪是GSM-R系统核心网络最为常用的维护手段,其本质在于通过发送专门用于测试的信令,来实现对于网络中故障可能存在的位置进行定位的一种维护方法。这种测试手段不仅仅可以用于GSM-R系统健康状况的深入检查,对于故障情况下的故障定位也有所帮助。此种方式可以用于GSM-R系统中任何业务流程各个层面的测试,相对而言具有良好的普适特征,并且可以依据多种信令进行跟踪,包括链路、链路集、用户MSISDN号码、用户IMSI、以及各种网元间接口等,都可以作为已知条件进行追踪。 异常呼叫记录在GSM-R通信系统中,主要用于针对异常结束的数据呼叫展开记录和分析,重点工作是对出现异常状况的标准接口消息执行流程操作。这种维护方式并不能直接用于故障的排除,因为它更多是倾向于对于系统异常状况的一种记录,通过这种工作方式所获得的记录虽然对于GSM-R系统分析的深入展开有着极大的推动作用,但是对于故障的排除和定位并没有直接作用。虽然如此,异常呼叫记录的维护方式,对于深入发现存在系统中的“亚健康”状态仍然有着积极意义,对于小概率重现或者不重现事件的记录,在一个相对较长的时间阈中必然有着实践意义。 话务分析的本质在于对GSM-R核心系统中各项业务流和数据状况进行统计并且加以分析。和异常呼叫记录一样,都不能直接用于故障的定位和排除,但是能够更好的了解到整个系统的工作状况,对于数据潮汐等方面的需求也会有一个较好的掌握。这一方面的分析结构,可以广泛用于GSM-R系统健康状况分析和通信资源优化等方面。并且对于潜藏在系统内不合理的网络优化问题以及信息基站和移动端以及自然环境之间的不契合问题都能够有效发现。 最后,告警分析的关键职能在于针对GSM-R系统中的告警进行记录和反映,同时还需要对触发告警的故障进行深入的分析,并且对故障排除状况和过程进行跟踪。在形成了一定容量的告警数据库的基础上,进一步反作用于GSM-R系统,能够帮助GSM-R从管理层面实现更快的故障判断,并且对于触发自动保护以及故障隔离等方面的系统自动行为优化有着积极意义。 这样的几种维护分析手法,对于大多数存在于GSM-R系统中的故障和不足等问题都能够有效发现。但是除此以外也必须认识到,GSM-R系统所面对的铁路工作环境,与常规的GSM系统所面对的社区环境不同,铁路环境横跨地域广大并且面对的自然环境更为复杂,与此同时GSM-R系统与GSM以及CDMA系统也会在边界上存在一定的干扰,这些都会成为GSM-R通信网络服务质量下降的主要原因。针对于此类问题还应当重点展开有针对性的分析和监测,而不仅仅依赖于常规的维护分析手法,有的放矢才能获得最优效果。 3 结论 GSM-R维护管理体系相对繁杂,必然会包括多方面的内容,在实际工作过程中,随着GSM-R系统的深入运用以及GSM-R业务的广泛开展,对其维护管理体系还需不断深入探索,以达到对网络运行状况实时监控、网络运行数据及时分析、网络及业务故障迅速发现,将网络维护逐步实现预防修的目标。 通信系统原理论文:高职院校通信类专业数字通信系统原理课程教学改革与探索 摘 要 数字通信系统原理课程是电子信息和通信类专业的基础课程。结合高职学生特点,从教学方式、考核方法、实践教学等不同环节进行改革探索,激发学生学习的主动性、创造性,培养学生的创新意识。 关键词 高职;数字通信系统原理;教学改革 数字通信系统原理作为电子通信的一门入门课程,是重庆电讯职业学院移动通信专业的一门主干课。本课程主要介绍通信系统的基本结构、信源编码、信道编码、数字基带信号传输、数字信号的调制和解调及信道编码的原理与方法。通过该课程,可使得学生掌握基础的数字通信知识,熟悉当前通信技术的特点和发展的趋势。同时有效培养学生在通信知识方面的素养,为后续做准备。 本课程的先修课程有高等数学、线性代数、概率论、信号与系统、通信电子电路等,后续课程有移动通信、光纤通信、卫星通信、程控交换等。综合来讲,该课程为衔接专业与基础的课程,同时也为通信专业的主要课程。该课程典型的特点为直观性比较差、内容比较抽象,同时理论性的东西非常强,需要较强的数学分析能力,对原本基础比较薄弱的高职学生的学习而言,存在很大的难度。因此,如何做好对该门课程的教学成为当前思考的重点,也是本课程改革的重点。 1 注重教学理念,改革教学内窖 当代职业教育的特点是培养具有职业性和应用能力的专门型人才。因此,在教育中通常采用就业作为培养的导向。对此,在课程内容的选择上,首先非常注意教材的选取,主要原因在于教材作为教学的根本,将对教学起着最为直接的影响,也会对激发学生学习积极性起到很大的作用。 当前,数字通信系统原理课程的教材比较丰富,研究的理论也比较深,但是实践方面的内容比较少,使得教材对高职学生来讲存在一定的差距。经过对比,重庆电讯职业学院移动通信专业选用人民邮电出版社出版的21世纪高职高专通信教材《数字通信系统原理》。该教材的特点是以现代数字通信系统为背景,从共性出发,系统介绍数字通信系统的基本概念、基本原理和相关技术。通过本书学习,能对数字通信系统建立起总体上的概念。本书侧重于系统,不强调电路细节和数学分析,在内容的处理上强调物理概念,用直观的方法解释问题;对于重难点问题,均给出应用示例,通过示例说明原理与实际应用的关系,并通过应用加深对基本概念和基本原理的理解,理论知识紧密联系实际。该教材对于高职学生易学易懂,适合高职院校数字通信系统原理课程教学。 其次,本着在教学中应有所建树的思想,突出以人为本的教学理念和注重应用的教学。在教学中一方面着手对基础内容、方法等的引导;另一方面突出重点,对学习中的难点和要点进行解决。对此,在教学中提出通过“以线带点”的方式,实现点线的关联,从容实现课程内容体系的改革。 确定课程教学的主线 如何结合高职院校的特定教学内容进行选择性的教学,成为改革的第一步。对此,删除教材中理论性比较强的内容,尽量回避其中比较繁琐的公式。同时结合应用的实际,对通信系统的模型进行选择性学习。强调通信系统整体概念的建立,根据信号的产生、传输、接收和恢复过程,用一个典型数字通信系统的组成框图作为学习的总路线图,将各功能框图称为“节点”,各功能框图的有向线段称为“线”。以路线图中的节点涉及的典型技术理论分析为重点,以信号流程为主线,以线带点,培养学生通信系统的宏观分析和微观分析方法。 在教学过程中,首先通过精心制作教学课件,对教学内容中的“点”和“线”进行详细的讲解,以此查看其中的内在联系,从而使得学生充分理解通信的本质――就是将大量的信息进行高效和无失真的传输,并在传输中实现信息安全。从微观上精选典型技术,重点分析基本理论模块。其次,对各个不同的知识点进行均匀分配,明确重点,对不同知识点进行不同教学,强调各个知识点的联系,从而深化“点线关联”的思维。 注重典型技术和基本理论 从微观的角度选择实用的、典型的技术和基础的理论模块;从宏观上来讲则是以数字信号传输作为主线,通过逐步开展典型技术的学习从而实现对具体的技术的分析。在教学活动中,针对高职学生的特点,对通信技术的实现不贪多求全,而是精选典型技术进行微观分析,注意激发学生学习的兴趣,关键是引导学生掌握数字通信的基本结构体系。具体的做法是将全课程分为通信系统概论、信号与通信信道、信源编码、数字信号的基带传输、信道编码、差错控制编码、信道复用与多址技术及数字信号的调制传输、定时与同步八个核心模块。对其中不同的模块进行不同的分析,并对其中实用性的技术进行讲解。 2 更新教学方法,培养学生自主学习能力 在进行通信学原理教学时,一定要采取有效的教学方法在课堂上吸引学生的注意力,增强教学效果,从而激发学生的创新思维能力。选择教学方式时要避免采用“灌输式”等让学生处于被动地位的教学方法,课堂上要以学生为主体,采用提问的方式积极引导学生进行思考,从而引起他们的学习兴趣,让他们主动去思考,激发他们的创造性思维。让学生在掌握知识的同时,还能探索适合自己的学习方法,使他们由“学会”转向“会学”。 “启发式”教学 教师作为课堂教学的媒介,采用启发式的教学方式,并通过循序渐进的方式引导学生进行思考和讨论,最后再通过教师进行总结和分析。通过采用启发式教学可以有效地避免概念出现混淆,明白知识点的具体应用和通过分析归纳出相应的原理等,以此来提高学生学习的主动性和积极性,此外还可以使学生分析、解决问题的能力得到培养和提高。启发式教学是一种互动、讨论式的教学方法,这种方式的教学不仅有助于提高学生学习的积极性、主动性及分析问题、解决问题的能力,更可有效提高学生团队合作、表达能力等。 “研讨式”教学模式 “研讨式”教学是一种新的教学模式。它以解决问题为主题思想,教师设立相关的课题或者是创造相关的问题情境,学生进行集体讨论、查找相关资料,并且进行实践、探索,然后提出解决问题的方法策略。教师在这个过程中不直接参与,只是给予一定的指导。在这个过程中,学生既掌握了知识,还锻炼了自己的思维能力和解决问题的能力,从“学会”的层面迈向“会学”的层面。比如随着通信网络技术的发展,人们的生活与其联系越来越紧密,我国已经进入第三代移动通信全面运行的阶段,形成了移动、联通、电信三大运营商三足鼎立的局面。随着网络通信技术的发展,目前三大运营商为了追求更高的信息承载能力,已经纷纷由3G网络向4G网络发展,并且不断争相占领市场份额。教师可以在现代移动技术发展的基础上,引导学生对其中的课题进行研究。 结合当前移动通信的发展情况,引导学生选择相关的课题进行研究,如“移动通信新技术研究”“3G在中国”“3G之后物联网”等。通过这些课题的研究,让学生利用知网下载相关文献,在图书馆查阅相关资料,上网搜集相关技术的最新信息,给学生提供思考及讨论问题的机会。这样的学习方式可以开阔学生视野、拓宽知识面,利于提高他们的综合能力,最重要的是吸引他们主动学习,培养创新型人才。 学生主导式教学模式 对通信课程来说,它拥有相对完整的理论体系,前后内容联系紧密,理论性非常强,抽象度高,并且涉及很多数学知识,对于学生来说学习难度非常大。因此,在对学生进行教学的时候,应首先注重对学生各项基础理论知识的灵活应用,并将其进行融会贯通。学生主导式教学法提倡学生主动学习,采用灵活的学习方法,使学生灵活运用已经掌握的基本知识体系,从而在整体上对通信系统理论体系进行把握。 任务驱动式教学模式 “任务驱动式教学”也是近年兴起的全新教学模式。采用这种方式进行教学,可以给学生安排一些相对具体的任务,在任务完成的过程中了解基础的技能、知识。以该课程为例进行论述,课程的学习任务以工作任务为目标进行设计,设计好之后,以工作任务和情景描述为开端具体引入。在对课程的学习中,以实际的系统作为教学样板,先对系统的特征、功能、工作方式等引导学生进行学习,再采用项目分解的方式,将相关的知识体系传递给他们。 3 对教学手段和考核方法进行改进,提高学生学习积极性 结合多媒体技术手段 通信课程在一定的程度上非常抽象,且具有很强的理论性。因此,在教学中,简单的口述等方式不能将知识完全表达出来。在教学中必须借助现代多媒体的方式,通过电脑制作的课件、录制教学录像和短片等,直观表述一些抽象、不易理解的内容。此外,利用多媒体进行教学,尤其是播放一些动画效果,可以吸引学生的注意力,提高教学效率。 加强实践教学,培养学生创新意识 学生在课堂上学习的理论知识可以通过实验实践教学进行巩固,同时通过实验还能提高学生的分析能力和创新能力。由于数字通信系统原理课程具有抽象性和理论性强等特点,所以最好安排随堂实验巩固该课时所学的知识。尤其是PAM、FSK等验证性的实验,更要和课堂内容紧密结合。可以凭借仿真软件如MATLAB仿真相关的知识点,使这些抽象原理更加形象,并能在课堂上直观地展现在学生面前,帮助他们进行理解。 充分利用数字通信系统原理课程网络教学资源 数字通信系统原理课程教学网站上有丰富的学习资源,并为教师和学生提供了学习讨论的平台。该教学网站包括课程介绍模块、授课PPT模块、课后练习模块、师生互动模块等,学生可以随时下载学习资源,还可以和教师进行在线交流。 改革考核形式,发挥学生主观能动性 传统的数字通信系统原理课程的考核方式为期末笔试,这种考核方式能全面地考查学生对知识体系的掌握程度,但是不能全面评价学生的学习情况。因此,要对考核形式进行改革,采取笔试、面试和实践三者结合的考核方式,分别考核学生的理论知识掌握情况、利用知识分析和解决问题的能力、所学知识在实践中的运用能力。 4 结束语 随着现代科学技术的不断发展,出现了很多新的教学手段和教学方法。因此,如何利用这些新的教学手段和教学方法达到课程培养目标是高职教育面临的新问题。为了保证高职院校培养的人才适应社会需求,数字通信系统原理课程教学要进行改革,采用新的教学方法手段,提高学生学习兴趣,从而促进学生的全方面发展。 通信系统原理论文:《通信系统原理实验》课程的教学改革与探索 摘要:针对当前社会对信息科学技术人才的创新能力需求及社会经济发展的需要,在教学实践中对通信系统原理实验课程的教学方法做了大的改进,实验不再采用实验箱来完成,而是采用软件仿真来实现,不仅可以使学生在较短的时间内掌握该课程的理论知识,而且通过实验的操作提高他们的动手能力和创新能力。 关键词:计算机仿真;教学改革;通信系统原理;创新能力 随着计算机的广泛应用和通信技术的不断发展和更新,通信系统的复杂度迅速增长,这就要求掌握现代通信理论和技术的高级技术人才日益增多。因此,如何让本科学生更好地掌握现代数字通信中以调制解调技术和通信信道的性能分析为代表的新技术及其应用能力,适应市场需要,拓宽就业渠道,是电子信息工程专业实践教学面临的紧迫任务。因此,在普通高校我们的教育目标就是要培养具有扎实的专业理论基础、有较宽领域的工程技术基础和有一定专业知识的高级工程技术人才,尤其是作为电子信息工程专业的学生,他们将来是国家信息科学技术行业的中流砥柱,因此,他们不仅要掌握好电子专业方面的基础知识和实用技术,还必须要掌握一些有关通信技术方面的基础知识和实用技术。考虑到通信技术的发展和更新速度,采取以往购买硬件实验设备来提高学生实践能力的方式,一方面购买设备需要申报的时间相对较长,往往难以跟得上学生的实际需求;另一方面购入的设备淘汰较快,容易造成浪费。如某大学在进行本科教学评估时购入了价值400万的通信原理教学实验设备,不到4年这批设备已面临淘汰的困境。因此,解决上述问题的一个有效方法是采用虚拟技术来实现,即采用计算机仿真实验技术来实现。也就是通过建立器件、部件乃至系统的模型,并用模型在计算机上进行仿真,利用计算机的高速运算处理能力,完成对通信设备与系统的分析、设计以及性能优化与评估测试。更为重要的是由于采用软件技术仿真实现实验项目,实验项目的更新更容易。有专家指出利用计算机进行建模理论和方法是推动仿真技术进步发展的重点研究方向。美国等发达国家在仿真领域一直是将建模理论和方法的研究工作列为重中之重。计算机仿真实验技术的优良特性,将成为今后人们特别重视和大力发展的综合技术。 一、教学中存在的问题 目前在大多数开设通信原理实验课的高校,所有的通信原理实验仍然全部采用实验箱来完成,但是由于实验设备的性能问题,在实验操作过程中会导致某些实验无法得出正确的结果,而且学生也无法对实验原理框图进行逐点的波形分析,实验效果并不理想。而且综合性创新性实验项目很少,无法给学生提供更大的实验平台,更谈不上创新能力的培养。采用实验箱做实验属于传统实验,实验的正确与否依靠实验箱的性能,而实验箱设备由于操作的学生较多,出现损坏的情况比较严重,而厂家来维修的时间有限,所以会导致上实验课能用的实验箱的数目大大减少,极大地影响了实验课的教学质量。而如果采用虚拟实验来做这些实验项目,它与传统实验相比,虚拟实验除了在性能、易用性、用户可定制性等方面具有更多优点外,在工程应用和社会经济效益方面也具有突出优势。此外,传统的通信原理实验主要通过硬件电路实现各功能模块,由信号发生器产生信号,用示波器观察各点波形。由于实验条件的限制,往往得不到准确的实验结果,而且学生面对复杂的电路板难以从系统的观点去分析各点波形关系。因此,设计出一套与传统实验相配合的虚拟实验软件,采用软件模拟的方法,通过灵活调节各个实验参数,灵活控制实验进程,便可很好地弥补传统通信原理实验的不足,同时可降低实验设备成本和节省经费,实现在没有购买新模块的情况下完成实验项目。 二、教学改革探索 1.教学内容的改革。《通信系统原理实验》课所包含的内容很广,里面涉及有基础性实验内容和综合性创新性实验内容,实验学时又短,如何在学时有限的情况下,掌握如此多的实验内容,如果采用传统的实验箱来做,是全部完成不了的,只有选取有代表性的实验来完成,而如果采用计算机仿真来实现的话,就有大量的时间来完成,而且即使上课时间完成不了,学生还可以回家继续来完成。这样对掌握基础理论知识提供了强有力的实验支持。目前,虽然传统通信实验中有部分实验采用计算机仿真来实现,但只是采用软件编译出结果,看不到原理框图,无法进行全面分析。为了让教学内容更丰富多彩,在实验教学内容中将所有的实验内容采用统一软件仿真平台,全部实验内容采用计算机仿真的方法在同一个平台下进行调用来完成。学生在该软件平台下完成课程大纲所要求的基础性实验项目,而且能根据教师要求完成综合性创新性实验项目的仿真,并能根据不断出现的新技术如3G等,及时实现计算机仿真,让学生真正掌握通信原理技术。软件平台界面如图1所示。 基本实验有眼图实验、AMI/HDB3编译码过程实验、抽样定理与PAM调制解调实验、PCM编译码实验、?荪M实验、FSK实验、BPSK实验等。针对现代调制解调新技术实验项目仿真,包括GSM蜂窝移动通信使用的GMSK技术,CDMA使用的QPSK和扩频技术,无线局域网用到的QAM等。综合性实验项目有计算机数据传输通信系统综合实验,使学生适应不断发展的通信技术,帮助通信专业的学生在通信系统领域建立一个较为完整的框架体系,有利于对其所学的知识进行综合和提高。创新性实验项目要求学生根据教师要求自动建模,提高学生的创新能力和动手能力。 2.教学手段的改革。采用软件仿真的实验手段突破了传统的实验教学模式,由于将通信原理实验课程大纲所要求的实验项目采用计算机仿真来实现,提高了学生应用计算机仿真软件的能力,而且它与实验箱配合起来使用可以使学生更好地掌握通信系统的构成及原理。①教学方式的改革:在教学实验过程中,教师在上课前指导学生先进行理论知识的复习,在每个实验的软件仿真界面中都有理论的内容;教师根据实验内容让学生进行框图的搭建,让学生可以从系统的观点去分析原理框图中各点的波形图及各点之间关系,而且还可以灵活设置各个实验参数,进而分析不同参数为何会有不同的结果,最后写出分析报告。②增加通信新技术的虚拟仿真,使学生适应现代通信技术的发展,满足社会对这方面人才的需求。③利用计算机网络的优势,虚拟实验可以实现实验项目的远程操作,弥补了实验场地和实验时间的不足。使学生上实验课不再受时间、地点及实验设备的限制,从而提高了学生学习的主动性,提高教师的教学效率。④考核方式:采用上课提问和分析报告两项来给成绩,而不是采用以前那种实验报告的方式,杜绝了学生抄袭的行为,真正做到公平公正,从而促进学生真正动手动脑去做实验。 随着科学技术的不断发展和社会竞争的日益激烈,我们教学的总目标就是要让学生能够真正学到知识,并在今后的工作中能学以致用,成为国家所需的高级工程技术人才,因此在教学过程中教师要不断地根据实际情况对教学内容和教学方法作一些改进,培养学生综合应用能力,增强分析问题、解决问题和动手的能力。通过自己在任教实践过程中对《通信系统原理实验》课进行的一些改革探索,在教学中也取得了一定的效果,但是,课程教学改革是一项长期而艰巨的任务,目前还只处于探讨和实践阶段,并不完善,需要在今后的工作实践中不断地加以总结和完善。 通信系统原理论文:课题讨论法在“光纤通信系统与原理”教改中的创新与实践 摘 要 基于“兴趣是最好的老师”这一原理,本文提出将课题讨论法运用于课堂,激发学生对课程的学习兴趣。按照分阶段、递进式的教学改革思路,构建光纤通信系统课程的一系列子课题,创新课程的教学和实践方案。实践表明:课题讨论法在课程中的灵活运用,有利于培养学生的综合素质、探索精神和自学能力,提高教学效率。 关键词 课题讨论法 光纤通信原理与系统 教学改革 1960年梅曼发明了世界上第一台激光器,随后科学家高锟提出光纤,伴随两者发展促进了光纤通信的不断进步。目前国家级的电信网骨干大部分采用光纤通信系统,相关技术也已深入社会各层面,是现代社会基础设施中的关键。近年来,“光纤通信原理与系统”课程作为国内外高校电子信息、通信工程、光电子等专业的重要课程,具有较强的实用性、前沿性和探索性,在整个学科建设中占有重要地位。 “光纤通信原理与系统”课程的特点是理论部分难度较大、知识点更新快、具有一定的工程性,还涉及若干现代通信设备。现实状况是教材更新慢、实验设备落后行业发展,课时不断减少。因此,如何高效利用有限课时,将课程的理论知识、光纤通信系统的最新技术以及相关光器件介绍给学生,是教师面临的巨大挑战。基于此,我们提出将课题讨论法运用于课堂,改变过去单一的课堂讲授方法,激发学生的主体性,提高学生对课程的学习兴趣。 1 课题讨论法的定义 课题讨论法是指教师在课堂教学活动中,利用师生以及学生间平等、民主、和谐的时空环境,就与课堂教学内容有关的某一子课题,以小组或者班级为单位开展积极的讨论、争论甚至辩论,拓宽思路,各抒己见,交换看法,互相启发,取长补短,从而理解知识、掌握真理、受到教育、培养素质与能力的一种教学方法与教学模式。①② 2 课题讨论法的运用 课题讨论法的实施需要按照两步走:(1)基础层次:子课题相关的理论教学,以教师讲授为主,辅以相关的教学方法的创新和教学内容的优化;(2)提高层次:子课题相关的拓宽及应用,以学生为主,进行汇报和讨论。 2.1 基础层次 2.1.1 教学方法创新 摒弃传统教学方法的某些弊端,在课程教授过程中基于不同教学内容,采用不同的教学方法。例如:(1)可以充分发挥多媒体技术在现代教学中的作用,播放与知识点相关的图片、动画以及视频,增强学生的感官印象,使其更容易接受。(2)为了加深学生对光纤器件的理解,掌握器件的类型、特性、参数及用途,尽可能给学生展示器件实物。(3)在课堂中穿插一些合适的例题和随堂练习,提高学生参与学习的积极性,提高听课效率。 2.1.2 优化教学内容 本课程中,有些内容在先修课程中已经学过,例如第三章《光发送机》,其中关于光源的物理基础、半导体激光器和LED 的介绍,以及第四章《光接收机》中的检测器的介绍,均是对之前课程(“光电子学”和“激光原理”)中知识点的重复。进行教学内容的改革,可以削减已学知识点的学习课时,适当增加光纤通信领域最新的技术和器件的讲解。 教材的选用对提高教学质量和学生动手能力有着重要作用,故而应该尽量选择和教学大纲一致的教材。然而,现实情况是找到这样教材的机会不多,教学时总要增加或者删除部分内容,不能达到最佳的教学效果。一方面,在教学中尽量采用新教材,注重新技术和新理论的介绍。另一方面,补充和修订现有教材,希望能够通过团队的努力,编写出合适的教材。 2.2 提高层次 通过基础层次的训练,学生已经掌握了与子课题相关的知识点的理论基础。提高层次中,要求学生带着教师设计的子课题任务,进行文献的查阅、资料的概括、方案制定、可行性分析、设计、仿真以及某些元器件的采购等工作。这个阶段应该充分发挥学生的积极性和主动性,分析解决实际问题,培养创新意识和能力。具体实施如下: 2.2.1 学生分组 分组之前,需要教师做好功课。各组学生由学习好、一般和基础较差的同学搭配组合。课程内容,除绪论部分,其余章节都会安排子课题任务,任务会提前下达到各组。每组需要自己选举组长,在组长的组织安排下进行资料的搜集和概括、任务的分解和执行等工作。课堂会安排时间,让各组汇报、讨论各个子课题,老师和各组选派的代表进行打分,分数最终记入期末成绩中。在这个过程中,也有一些需要注意的地方:(1)各组的汇报,教师可以要求每次选举不同的代表上台进行陈述,这样就可以使得每个同学都参与其中,每个个体都能得到锻炼。(2)各组汇报完毕,安排自由讨论。在讨论过程中,教师要注意把握现场,适当引导,切忌部分讨论慢慢偏离主题,或者个别讨论太过激烈。有时如果问题较少,需要教师适当提示,将讨论进一步深化、细化。(3)各组汇报和讨论结束后,教师进行总结。教师应该提前对子课题进行最新前沿的资料调研总结,如果学生在课堂涉及、讨论过的部分可以简略,部分学生未能查阅的内容,可以进行详细的补充。这样,经过师生合力,可以将每个子课题讨论充分、将其发展了解清楚。(4)各组汇报时,教师和各组代表进行打分,教师可以提前制定打分标准,其中包括:汇报内容的准备情况、PPT的制作精美程度、代表上台发言的表现(声音是否洪亮、表达是否清晰、思路是否敏捷等)、各组参与讨论的积极程度等,尽量划分全面细致,有所偏重,体现公平公正。 其次,各个分组也是相应的学习小组,大家除去共同准备完成子课题任务,还增加了相互接触的机会。利用这样的机会,小组中基础差的同学可在学习能力较强的学生帮助下,克服学习中遇到的困难。大家一起学习,一起进步。 此外,多人共同完成一个任务有助于发挥团队协作精神。这个过程可以培养学生与人相处的能力、遇到问题如何有效沟通、接到任务如何利用团队的力量完成、学会进行任务的分解和落实到个人以及体验到集体的荣誉感等。这些能力和品质的培养,比在这过程中学会的一些书本知识更为重要。 2.2.2 设计子课题 课程内容涉及到光纤光缆、光源与光发送机、光检测器与光接收机、光放大器、光无源器件和光波通信系统的设计。教师需要在子课题任务的设计方面花费心思,下达既有新意又有实际意义的任务。 由于整个课程的授课顺序是先介绍构成光纤通信系统的各个部分,后讲解系统设计。可以在各构成部件的讲解章节中,下达查阅最新光器件发展的任务,例如:新型光纤光缆结构、光源(LD和LED)的发展情况、检测器件的性能、最新光器件的种类。原本这些知识点,如果采用教师查阅课堂讲授的方式,一是无法查阅全面,其次讲解只能蜻蜓点水,学生听得稀里糊涂。现在通过子课题任务的方式,学生在上课之前,已经利用课余时间学习了最新的技术和器件,对其已经有所了解,课堂的汇报讨论又将这一子课题的内容扩充完善,印象加深。另外,进行这类光器件的介绍与讨论时,可从实验室借来一些真实的器件,并在子课题中设置一些器件使用方面的任务;也可以采购若干常用的光器件分发到各组,布置与其相关的小任务。这能够在一定程度上解决理论和实践脱节的问题,加强学生实际动手能力,帮助其学以致用。最后一章光波系统设计的讲解时,受到实际条件的限制,也许无法搭建一个真实的系统,但是此处可以巧用仿真软件来实现系统的设计。此时子课题就可以布置用软件仿真进行系统设计的模拟,该任务需要占用较长的课后时间,在具体考核时可以适当增加这部分内容的分数。 2.3 建立全面的评价体系 借助提高层次中课题分组讨论环节,打破以往单一的期末闭卷考试方式。建立起既重理论,又重实践;既重结果,也重过程的考核方式。此外,为了提高学生积极性,减轻学生的负担,适当提高分组讨论环节得分在期末总成绩中占的比例。通过这样的方式,可以增加学生课后学习的积极性,接触到更多该领域的前沿知识。 3 总结 “光纤通信原理与系统”是一门非常重要的专业课,通过本课程的学习,学生能够了解光纤通信发展的历史;知道光纤通信技术及光器件的最新发展动态;掌握光纤、光源、光发送机、光接收机、光放大器等的工作原理和特性;理解光纤通信系统设计的思路、方法及检验标准。为学生进行毕业前的职业准备,使学生在毕业后能够顺利地、独立地从事光纤通信方面的工作。 通过本项目的开展,一方面有利于提高教学水平、促进课程建设;另一方面可以有效提高学生的学习兴趣,更好地掌握光纤通信方面的专业知识,为人才培养提供有力的支持。同时可供我校其他院系及国内普通工科高校开设和建设“光纤通信原理与系统”课程的同行们作一个参考。 通信系统原理论文:高速公路通信系统应用原理 论文关键词:高速公路;通信;原理 论文摘要:本文主要钍对高速公路通信系统的应用原理进行阐述。 高速公路机电工程中的通信系统属于基础类设施,主要为收费、监控系统提供信息(话音、数据、图像)传输通道,由光缆数字传输系统、程控数字交换系统、移动通信系统、紧急电话系统等组成。根据其通信系统在高速公路行业的应用特点,高速公路通信网主要由长途通信干线传输网、程控数字交换机、数据传输网、图像传输网、移动通信网和卫星通信网等部分组成,下面我们重点对其各主要组成部分的使用原理进行详细介绍。 1收费系统 高速公路收费系统一般采用半自动收费方式,即人工判别车型,车道入口发放通行卷,出口验卷,计算通行费,人工收费,计算机管理,辅以车辆检测器校核,闭路电视监视。目前,提倡计算机联网收费。远期,逐步实现自动收费方式。通行卷有采用非接触式IC卡,也有采用磁卡。为便于计算机联网收费,联网收费区域内均应采用同一种通行卷。 1.1计算机收费系统 计算机收费系统一般分两级,即收费中心计算机系统和收费站计算机系统。收费站控制室计算机与该站的收费广场车道控制计算机组成该站的局域网。收费中心内的计算机构成中心独立的局域网。各局域网之间、收费中心与区域拆帐中心之间需要通过通信系统实现数据传输进行勾通。 1.2收费数据传输 收费数据分三级管理:收费中心计算机、收费站计算机及收费车道计算机。收费站与收费中心之间的数据传输是通过数据通道直接传输的,各通信站的ONU设备提供必要的2Mbps(G.703)数据通道接口。通信与收费系统是通过收费站和收费中心的路由器连接起来的,在区域收费联网的情况下,路由器至少要具备两个E1(G.703)接口,一路传往收费中心,一路传往区域拆账中心。 1.3收费图像传输 收费系统在个收费站广场出口均设置了摄像机,各摄像机的图像信号既要传到相应的收费站又要传到收费/监控中心。从摄像机到收费站的视频及控制信号传输是由收费系统完成的,而图像及控制信号的远程传输与监控有所不同,未采用复用方式,庵个摄像机图像对应一芯光纤,而控制信号是经MODEM通过通信系统的话路通道传输的。 2通信系统 2.1通信干线传输 长途通信干线传输系统设计的正确与否,决定着整个通信系统质量,它不仅关系到能否实现现代通信网设计的目的,还关系到工程投资的经济性、合理性和可靠性。目前,高速公路机电工程基本是采用光纤通信系统。高速公路通信系统长途通信干线传输网采用光纤通信,这是因为: 高速公路通信网要求同时传输语音、数据和图像通,信量较大,选用频带、通信容量大的光纤通信系统是合理的。 光纤通信具有通信容量大、抗电磁干扰能力强、通信质量高、传输距离长等特点,是其它通信传输方式无可比拟的。 光缆通信中继距离长,适应公路沿线各通信站点间距离不一致的实际情况。 采用长波长单模光缆传输方式,在中等容量以上长距离传输系统中,从经济上占有优势。 2.2通信系统的程控交换 根据高速公路通信系统业务的内容和特点,通信系统采用三级程控交换,第一级交换中心设在高速公路总公司通信总中心,其主要职能是完成本局终端的话务接转,汇接所有来话、去话的转接任务,并与二级公路网中心联接,完成本局话务接续与本局以外的话务转接;第三级交通中心分别设在各高速公路公司下属的管理所,其主要职能是完成本局的话务接续与出入本局的话务接续。为了提高系统的可靠性、灵活性及话务流向的需要,各级交通交换中心之间均可进行互连,以便组成一个多迂回、多路由的程控数字交换网。 2.3话音通信系统 高速公路通信网话音系统包括业务电话系统、指令电话系统和移动电话系统。业务电话系统为高速公路管理局、各公司、各管理所以及高速公路上各种设施(如监控、收费、服务区、停车场、加油站、维修、交警、通信、供电、配电及养护等)提供内、外业务联系电话。业务电话为全网自动拨号,业务电话网应与市话公用网汇接。指令电话系统主要是为监控总中心以及监控中心下达交通监控和调度指令。为便于交通控制和交警业务调度,在监控中心和分中心可分别设置两套指令电话控制台,以便供公路值班员和交警值班员使用,指令电话应自成系统。指令电话控制台设置在各路公司内,分监控指令控制台和交警指令控制台,分别控制所辖路段各指令电话机和交警用指令电话机;指令电话控制台具群呼、组呼、单呼功能及自动录音功能;指令电话控制台具有转接功能,即实现指令电话控制台与指令电话机之间的转接。 2.4移动通信系统 移动通信,就是指通信双方至少有一方在移动中进行信息交换。移动通信不仅指双方的通话,还应包括数据、传真、图像等业务。移动通信系统可以自己建网,也可以租用邮电部建立的公用蜂窝移动通信网。邮电部公用蜂窝移动通信网可实现全省漫游,管理也比较方便,可以省去了自己建网的费用,但公用蜂窝移动通信网费用很高,同时不能完成高速公路网要求群呼、组呼等调度功能。自行建立高速公路移动通信专用网,可以解决上述不足,但建网投资很大。建议高速公路移动通信系统自己建立专业移动通信网,采用800MHz集群移动通信系统。据了解,辽宁省高速公路管理系统应用移动通信较为先进,移动通信成为快速应 变能力的强有力手段。 3监控系统 高速公路监控系统应用图像传输可将道路现场的活动图像,利用图像传输系统的能力把图像信息用电信号的方式传送到远方,清楚地再现在屏幕上,有利于管理人员做出控制决策。活动图像传输采用光缆传输方式,高速公路监控摄像点不太多的特点,一般采用一对一(一摄像头对一监视器)方式传输到各路监控中心。通过视频切换方式,由总部的控制信号来选取所需的图像信号,由光缆传至监控总部的监视器,使总中心也能监视到它所关心的全省高速公路运行情况,以便进行宏观管理。 监控系统主要由两部分组成:监控中心计算机系统和外场设备。 3.1监控中心计算机系统 监控中心计算机系统即情报处理系统,它包括通信控制器、网络服务器、交换式集线器、终端计算机等。这些计算机组成局域网,组网方式:收费站控制室计算机与该站的收费广场车道控制计算机组成该站的局域网。收费中心内的计算机构成中心独立的局域网,只是多了一台通信控制器,它配有多串行接口控制器,用于外场设备与中心的数据通信管理。 3.2监控中心的外场设备 监控的外场设备包括车辆检测器,可变情报板,可变限速标志,气像检测器等。由于这些检测点(数据采集点)距离通信站较远,相对分散,且数据量较小,无法采用标准的高速数据接口进行传输,因此在每个远端数据点配一台MODEM,将数据传到就近通信站的ONU,最后通过通信系统传至监控中心通信控制器。 3.3监控数据传输 监控数据分二级管理:监控中心、监控外场设备。通信系统在各站综合业务接人网的ONU设备业务通道中提供足够的2/4wVF接口,监控数据采用模拟传输方式,通过这些音频接口完成,由监控系统提供MO-DEM进行数模转换。 3.4监控图像传输 监控系统在全线设置了一定数量的摄像机,各摄像机的图像和控制信号均要传至监控中心。通信系统负责为摄像机的图像和控制信号传输提供光电缆,视频图像信号和控制信号经过数字/视频复用光端机复用后,占用一根光纤。 结束语 通信系统在高速公路建设行业中的不断应用,对其技术的更新有着更高的要求。为了保证高速公路其“快速、安全、便捷、舒适”等功能特点能发挥,务必对其通信设备及通信技术作出更高要求。对此,只有更好地了解及熟悉通信系统的应用原理,才能更好地为高速公路通信技术的不断发展建立一个正确的认识平台。 通信系统原理论文:论高速公路通信系统的应用原理 论文 关键词:高速公路;通信;原理 论文摘要:本文主要钍对高速公路通信系统的应用原理进行阐述。 高速公路机电工程中的通信系统属于基础类设施,主要为收费、监控系统提供信息(话音、数据、图像)传输通道,由光缆数字传输系统、程控数字交换系统、移动通信系统、紧急电话系统等组成。根据其通信系统在高速公路行业的应用特点,高速公路通信网主要由长途通信干线传输网、程控数字交换机、数据传输网、图像传输网、移动通信网和卫星通信网等部分组成,下面我们重点对其各主要组成部分的使用原理进行详细介绍。 1 收费系统 高速公路收费系统一般采用半自动收费方式,即人工判别车型,车道入口发放通行卷,出口验卷, 计算 通行费,人工收费,计算机管理,辅以车辆检测器校核,闭路电视监视。目前,提倡计算机联网收费。远期,逐步实现自动收费方式。通行卷有采用非接触式ic卡,也有采用磁卡 。为便于计算机联网收费,联网收费区域内均应采用同一种 通行卷。 1.1 计算机收费系统 计算机收费系统一般分两级,即收费中心计算机系统和收费站计算机系统。收费站控制室计算机与该站的收费广场车道控制计算机组成该站的局域网。收费中心内的计算机构成中心独立的局域网。各局域网之间、收费中心与区域拆帐中心之间需要通过通信系统实现数据传输进行勾通。 1.2 收费数据传输 收费数据分三级管理:收费中心计算机、收费站计算机及收费车道计算机。收费站与收费中心之间的数据传输是通过数据通道直接传输的,各通信站的onu设备提供必要的2mbps ( g . 703)数据通道接口。通信与收费系统是通过收费站和收费中心的路由器连接起来的,在区域收费联网的情况下,路由器至少要具备两个e1(g.703)接口,一路传往收费中心,一路传往区域拆账中心。 1.3 收费图像传输 收费系统在个收费站广场出口均设置了摄像机,各摄像机的图像信号既要传到相应的收费站又要传到收费/监控中心。从摄像机到收费站的视频及控制信号传输是由收费系统完成的,而图像及控制信号的远程传输与监控有所不同,未采用复用方式,庵个摄像机图像对应一芯光纤,而控制信号是经modem通过通信系统的话路通道传输的。 2 通信系统 2.1 通信干线传输 长途通信干线传输系统设计的正确与否,决定着整个通信系统质量,它不仅关系到能否实现 现代 通信网设计的目的,还关系到工程投资的 经济 性、合理性和可靠性。目前,高速公路机电工程基本是采用光纤通信系统。高速公路通信系统长途通信干线传输网采用光纤通信,这是因为: 高速公路通信网要求同时传输语音、数据和图像通,信量较大,选用频带、通信容量大的光纤通信系统是合理的。 光纤通信具有通信容量大、抗电磁干扰能力强、通信质量高、传输距离长等特点,是其它通信传输方式无可比拟的。 光缆通信中继距离长,适应公路沿线各通信站点间距离不一致的实际情况。 采用长波长单模光缆传输方式,在中等容量以上长距离传输系统中,从经济上占有优势。 2.2 通信系统的程控交换 根据高速公路通信系统业务的内容和特点,通信系统采用三级程控交换,第一级交换中心设在高速公路总公司通信总中心,其主要职能是完成本局终端的话务接转,汇接所有来话、去话的转接任务,并与二级公路网中心联接,完成本局话务接续与本局以外的话务转接;第三级 交通 中心分别设在各高速公路公司下属的管理所,其主要职能是完成本局的话务接续与出入本局的话务接续。为了提高系统的可靠性、灵活性及话务流向的需要,各级交通交换中心之间均可进行互连,以便组成一个多迂回、多路由的程控数字交换网。 2.3 话音通信系统 高速公路通信网话音系统包括业务电话系统、指令电话系统和移动电话系统。业务电话系统为高速公路管理局、各公司、各管理所以及高速公路上各种设施(如监控、收费、服务区、停车场、加油站、维修、交警、通信、供电、配电及养护等)提供内、外业务联系电话。业务电话为全网自动拨号,业务电话网应与市话公用网汇接。指令电话系统主要是为监控总中心以及监控中心下达交通监控和调度指令。为便于交通控制和交警业务调度,在监控中心和分中心可分别设置两套指令电话控制台,以便供公路值班员和交警值班员使用,指令电话应自成系统。指令电话控制台设置在各路公司内,分监控指令控制台和交警指令控制台,分别控制所辖路段各指令电话机和交警用指令电话机;指令电话控制台具群呼、组呼、单呼功能及自动录音功能;指令电话控制台具有转接功能,即实现指令电话控制台与指令电话机之间的转接。 2.4 移动通信系统 移动通信,就是指通信双方至少有一方在移动中进行信息交换。移动通信不仅指双方的通话,还应包括数据、传真、图像等业务。移动通信系统可以自己建网,也可以租用邮电部建立的公用蜂窝移动通信网。邮电部公用蜂窝移动通信网可实现全省漫游,管理也比较方便,可以省去了自己建网的费用,但公用蜂窝移动通信网费用很高,同时不能完成高速公路网要求群呼、组呼等调度功能。自行建立高速公路移动通信专用网,可以解决上述不足,但建网投资很大。建议高速公路移动通信系统自己建立专业移动通信网,采用800mhz集群移动通信系统。据了解,辽宁省高速公路管理系统应用移动通信较为先进,移动通信成为快速应变能力的强有力手段。 3 监控系统 高速公路监控系统应用图像传输可将道路现场的活动图像,利用图像传输系统的能力把图像信息用电信号的方式传送到远方,清楚地再现在屏幕上,有利于管理人员做出控制决策。活动图像传输采用光缆传输方式,高速公路监控摄像点不太多的特点,一般采用一对一(一摄像头对一监视器)方式传输到各路监控中心。通过视频切换方式,由总部的控制信号来选取所需的图像信号,由光缆传至监控总部的监视器,使总中心也能监视到它所关心的全省高速公路运行情况,以便进行宏观管理。 监控系统主要由两部分组成:监控中心 计算 机系统和外场设备。 3.1 监控中心计算机系统 监控中心计算机系统即情报处理系统,它包括通信控制器、 网络 服务器、交换式集线器、终端计算机等。这些计算机组成局域网,组网方式:收费站控制室计算机与该站的收费广场车道控制计算机组成该站的局域网。收费中心内的计算机构成中心独立的局域网,只是多了一台通信控制器,它配有多串行接口控制器,用于外场设备与中心的数据通信管理。 3.2 监控中心的外场设备 监控的外场设备包括车辆检测器,可变情报板,可变限速标志,气像检测器等。由于这些检测点(数据采集点)距离通信站较远,相对分散,且数据量较小,无法采用标准的高速数据接口进行传输,因此在每个远端数据点配一台modem,将数据传到就近通信站的onu,最后通过通信系统传至监控中心通信控制器。 3.3 监控数据传输 监控数据分二级管理:监控中心、监控外场设备。通信系统在各站综合业务接人网的onu设备业务通道中提供足够的2/ 4wvf接口,监控数据采用模拟传输方式,通过这些音频接口完成,由监控系统提供mo-dem进行数模转换。 3.4监控图像传输 监控系统在全线设置了一定数量的摄像机,各摄像机的图像和控制信号均要传至监控中心。通信系统负责为摄像机的图像和控制信号传输提供光电缆,视频图像信号和控制信号经过数字/视频复用光端机复用后,占用一根光纤。 结束语 通信系统在高速公路建设行业中的不断应用,对其技术的更新有着更高的要求。为了保证高速公路其“快速、安全、便捷、舒适”等功能特点能发挥,务必对其通信设备及通信技术作出更高要求。对此,只有更好地了解及熟悉通信系统的应用原理,才能更好地为高速公路通信技术的不断 发展 建立一个正确的认识平台。
随着现代化进程的不断加快,科学技术也在不断的发展,传感器技术作为诸多科学技术中发展最为迅速的一门前沿技术,是提高机电一体化系统智能化的重要组成部分。传感器就相当于人类的感觉器官,它可以快速、精准的收集系统多处的信号反馈给处理系统,确保系统正常运行,同时也保证了系统能够达到更高的水平。如果缺少了传感器,导致系统的状态和对某些信息的准确度把握就无法做到自动检测,那么系统的其他模块功能就无法实现,比如信息处理模块、控制决策模块等。 1、传感器概念分析 传感器是一种在现代科学中通过仿生学的角度,使机械能够像人类或动物的感觉器官一样能对外界环境变化进行感知,传感器通过对变化的检测和感受,并通过编写的程序,按照一定的规律将外界环境转化为电信号或数据信号,同时将这类信号传送到接受元件或装置中,这类模拟感觉器官的器械称为传感器,为了更精密的探测某些外界因素,传感器技术的发展受到人们的极大重视。在现代科学技术的支持下,传感器的敏锐程度和探测广度早已超过了人类的感觉器官,可以探测到人眼看不到的红外线、紫外线,也可以检测到人耳听不到的超声波。所以对于传感器的应用在我们的生活中越来越广泛,人类也对传感设备更加依赖。各式各样的传感器有很多,我们通常依据其使用情况来对它们进行分类,比如说可以按需要测量的对象来分类等等。不同类别的传感器用途也不一样,而传感器技术的应用,可以实现对系统的有效控制,提高其自动化水平。传感器技术是利用传感器可以将光、震动或者其他一些刺激动作按照一定规律转换成特有的一种输出信号来对机电一体化系统自身的检测。有效的控制机电一体化系统的正常运行。 2、传感器技术在机电一体化系统中的重要性 机电一体化系统是一个自动化程度比较高的系统,其核心部件就是传感器,所以传感器技术也就是该系统中的核心技术。传感器在机电一体化系统中的角色就好比人体的感觉器官,它能够通过对目标实物的感知测量来获取目标的相关信息,并快速、准确的将这些信息传递给系统控制模块,进一步提高系统的控制效果。在对目标测量过程中,传感器能够为机电一体化系统准确、快速的提供维持系统高效运行的重要的相关数据信息,最主要的是能够帮助系统实现对自身的自动化检测,传感器在提高机电一体化系统性能方面,所以进一步加强机电一体化系统中传感器技术的研究是十分有必要的。 3、传感器技术的应用 3.1在机械加工过程中的应用 在机械加工中,传感器技术被广泛的应用。其目的是为了提高加工产品的精度和质量,首先,在工件加工前,要对其毛坯件进行自动化检测,看其是否满足加工的要求,如果满足,再进行加工过程。加工过程中传感器的应用更为重要,每一道工序的加工精度控制都是通过传感器来实现的,当加工到一定位置时,传感器检测到这一位置发出的信息,将这些位置信息迅速的转换成其特性的信号,快速的传递给控制中心,控制中心快速的做出判断,开始进行下一道工序的加工。多次重复后,为了保证工件的加工精度,还可以通过传感器技术,对加工设备在工件加工过程中的进给速度、切削力,进而保证其质量。 3.2数控机床中的应用 传感器技术在数控机床上的应用也比较广泛,其目的主要是实现机床的高度自动化水平,同时对加工精度的有效控制。通过传感器对加工轨迹的检测,可以实现工件的模拟加工,做到加工误差的有效控制。并对其做出合理的调整,确保加工精度,实现工件的全自动加工。为及时发现数控机床加工中存在的问题,需对机床轴动过位等开展实时调查。比如在数控机床当中,可使用压力传感器检测工件夹紧力,如果夹紧力比设定值低,则会产生工件松动问题,系统提示警报,中断走刀。此外,还能运用压力传感器对车道切削力实际改变进行检测。通过上述分析得知,在数控机床上合理应用传感器,适时引入传感器技术,可有效处理生产过程中发生的问题,大幅提升生产效率,降低故障发生率,为保证生产质量奠定良好基础。 4、 传感器技术的未来发展趋势 在未来的几年里,传感器控制系统的研究将会继续进行,使其在未来能够发挥更大的作用,为人们带来更多的便利,其主要的发展趋势有以下几点:①向高精度发展。在新型的传感器研究中,要将精度、灵敏度、响应速度作为研究重点,确保未来的工业化生产具有可靠性;②向微型化方向发展。再利用新型的材料与纳米技术等先进的技术,对传感器的结构进行优化;③微功耗、无源化发展。当前的电气设备以及传感器设备的运行都需要在电能的支持下才能正常运转,因此为了提高传感器的工作性能,开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向;④向智能化数字化发展。智能化是当前国际上广泛关注的焦点,也是未来传感器重点开发领域。 5、结语 总而言之,工业生产自动化程度的逐渐提升,对自动监测水平的要求也更为严格,因此需要加强对传感器的研究,以促进机电一体化向着更加自动、更加智能的方向发展,还需要对传感器有更加深入的研究和探索,使传感器能够检测的信息范围更为广泛,同时对信息的检测精度也需要得到相应提升。
农业生产过程所产生的数据量是极其庞大的,需要引入大数据的概念和分析方法,将农业机器人与大数据结合,可提高机器人的性能和应用效果。为此,基于大数据开发了农业智能的喷药机器人,将采集的机器人作业信息汇集成为大数据后进行分析,用于对机器人的智能控制和作业效果评估。试验结果表明:在大数据的支持下,机器人能够实现自主导航和精准喷药,对作业效果的评估也很准确,智能化水平得到了大幅提升。 0引言 农业是国民经济的基础,可以为人们的生活和其它产业提供物质条件,受到了高度的重视。在新的时代背景下,农业机械化已经成为了农业生产的主要方式,不仅作业效率高,而且降低了生产成本,代表着现代农业的发展方向。但近年来,我国开始经济结构调整,农业生产规模的增速放缓,导致农业机械在农忙时节供不应求,在其它时节又出现闲置,利用效率降低。与发达国家相比,我国的农业机械研制起步较晚,技术水平不高,结构性能也有待进一步改善。另外,农业机械的应用地区经济发展相对落后,农业生产者的购买能力不足,也是农业机械持续推广所面临的问题。信息技术能够采集社会生产生活中的各种数据信息,通过充分挖掘获取相应的知识和规律,为各行业的升级提供支持。信息与能源、材料一起并称国家三大重要战略资源,信息技术目前已经渗透到了包括农业的各个领域中。在农业机械方面,可以利用信息技术采集机械的作业环境、作业参数和运行状态等数据,经过分析处理后用于机械的优化控制,使机械更加智能化和规范化。 目前,我国有18亿亩耕地和186万个乡村,农业从业人员达到8亿人,所使用的农业机械种类繁多,数量庞大,因此农业生产过程所产生的数据量也是极其庞大的。为了对这些数据进行充分的分析,则需要在所使用的信息技术中引入大数据的概念和方法。维基百科将大数据定义为在一定时间内无法用普通软件工具进行捕获和管理的数据集合。大数据具有规模性、多样性和高速性的三大特点,首先是数据量非常庞大,可以达到PB的级别。大数据的类型包括结构化、半结构化和非结构化的数据形式,数据处理速度足够快,能够满足对庞大数据量的实时分析要求。大数据是为相应的需求而诞生的,应用领域从最初的商业和金融逐渐扩展到其它的行业,包括自然科学研究中的地球空间信息学,以及社会经济中的物流服务和发展规律研究。大数据不仅推动社会进步,还使科学研究层次更加深入,具有划时代的意义。精准农业代表了农业发展的新趋势,成为目前国际上农业科学研究的热点。精准农业对技术的要求更高,且需要新型的农业机械与之相匹配,因此出现了高级形式的智能农业机械,即农业机器人。农业机器人是一种具有高度自规划、自组织和自适应能力,可以在复杂环境中完成农业操作的智能机械。机器人诞生于20世纪50年代,80年代在日本被首次引入农业工程领域,并且在农业生产的规模化和精准化过程中得到了广泛的应用。目前,农业机器人在农业领域主要用于移栽、采摘、嫁接、喷药、挤奶和分级检测等作业。 后来,各种传感器技术的发展还赋予了农业机器人对农业数据信息采集和处理的功能。农业机器人的应用有其自身的特点,如操作的对象柔弱复杂、作业环境难以预测,以及作业动作没有固定的模式等。农业机器人的设计和制造成本较高,还需要机器视觉、GPS定位、各类传感器和智能控制技术作为技术支撑。作为高端的农业机械,农业机器人在运行和作业过程中会产生大量数据,包括作业环境信息、机器人位置信息、机器人运行参数和作业效果评估等。这些数据的规模庞大,类型复杂,难以通过普通的设备和方法进行分析和存储。若将这些数据按照大数据的概念进行处理,则可以提取出内含的信息,有利于机器人各部分的整合。农业机器人将各种智能设备和先进技术集于一体,通过与大数据结合,在拓宽大数据应用范围的同时,还能够提高自身的性能和应用效果。目前,对大数据和农业机器人分别进行的研究比较多,但是二者的结合应用却鲜有报导。为此,本文对基于大数据的农业智能机器人开发进行研究,介绍了农业机器人作业时环境信息、位置信息、运行参数和作业效果的大数据从采集至分析结果展示的过程,并利用试验验证机器人的各项功能,通过大数据的应用提升农业机器人的智能化水平。 1总体设计 本研究的平台为AS-R型的农业喷药机器人,这是一个四轮移动的智能设备,具有自主供电和行走能力。机器人的部件根据功能主要分为机器视觉、GPS定位、信息采集和智能控制4大部分,在作业过程中运行产生的数据包括环境信息、位置信息、运行参数和作业效果等内容,并以大数据的形式进行分析和存储。大数据分析处理由机器人搭载的小型服务器完成,其根据GPS定位信号确定机器人的位置信息,计算出与规划路线之间的偏差,通过对行走装置的控制实现自主导航。环境信息由机器视觉设备和各类传感器采集,大数据分析获得作物和杂草信息后结合机器人所处的位置控制喷药装置的开启,实现精准喷药。另外,传感器还可以采集机器人的各项运行参数和作业参数,通过大数据分析后为作业效果的评估提供依据,农业机器人的总体结构如图1所示。 2组成部分 机器视觉部分包括尼康COOLPIXP60型相机和天创UB570型图像采集卡。相机具有800万像素,通过防抖动处理安装在机器人上,拍摄方向与竖直方向夹角为60°。相机拍摄获得JPEG格式的图像,经过图像采集卡转换为数字信号后进行视觉分析提取目标轮廓,然后用于大数据的处理。机器人的GPS定位设备为Trimble公司的Ag-GPS132型产品,由GPS接收天线、接收机,以及与基站匹配的无线调制解调器和天线组成。机器人与基站之间的无线传输设备为PacificCrest公司的RFM96W系列产品,具有较高的定位精度,可以满足农业机器人的作业要求。上述设备利用目标点逼近算法采集差分GPS信号,汇集成大数据后传输给服务器,用于辅助进行机器人的精准喷药和导航控制。机器人信息采集的内容是作业的农田环境信息和设备的运行状态。环境信息采集设备包括DHT11型传感器用于测量空气的温湿度,WTF-B200型风速风向仪用于测定风向和风速,武汉中科能慧NHZD10型光照传感器用于采集光照强度。采集运行状态的设备如HAL41F型霍尔元件,检测动力装置的转动信号从而获得机器人的行走速度;TJP-1型压力传感器将压力转换为电信号,用于检测相应部件的工作负荷。传感器采集的环境信息和运行状态信息汇集成大数据后进行分析处理,作为智能控制决策的依据。机器人智能控制针对的是自主行走和精准喷药。机器人采用四轮行走的方式,行车控制器接收主控模块发来的定位信息和角度传感器提供的行驶方向,然后与规划的路线对比,通过液压阀驱动车轮的偏转实现自主行走。喷药装置的喷头由电磁阀控制,主控模块通过机器视觉和定位结果发送脉冲宽度调制信号在适当的时机控制电磁阀开启和关闭喷头,实现对杂草区域的精准喷药。 3大数据处理过程 大数据由机器视觉、GPS定位和传感器采集的数据汇集而成,蕴含着与机器人作业有关的信息,可以通过一系列的分析处理过程来获得。大数据的分析过程涉及到PB级数据的录入和读取,因此需要进行大型的建模和运算。机器人搭载的大数据分析硬件为x86架构的PCServer型服务器,配置包括锐龙AMDRyzen7型2路8核CPU,DDR4型128GB内存和IntelI350T2型千兆网卡,运算速度和存储空间都能满足实际需求。Hadoop技术作为一种基于Java的分布式大数据处理软件框架,在本文中被用作大数据分析方法。Hadoop框架由通用模块、分布式文件系统等部分组成,集群文件安装在分布式文件系统中,在相应的节点上构建分布式文件架构。该技术可以运行简洁的并行计算模型,具有很强的容错性和扩展性,对大规模数据具有很好的分析处理效果。机器人搭载的各种设备采集的数据经过网络和传输接口进入交换机,交换机连接数据采集器,行使数据交换和汇聚功能,并最终传输给大数据处理器。上述的传输过程执行IEEE1588时间同步协议,可以缩小交换延时以提高数据的实时性和准确性。处理器接收大数据后,依照设定的格式记录数据,再根据分析目的快速重放录入的数据,在此基础上开展后续分析处理。大数据的分析过程依次为预处理、内容分析、信息挖掘和结果展示,实现以数据为中心的分析模式。针对大数据结构形式多样的特点,采用并行处理提高分析的速度。并行处理是在记录数据的同时对大数据进行综合监测和实时分类,根据类型把数据分发到相应的应用系统中;然后,运行专业知识库辅助的决策,为信息的挖掘提供依据;最后,将综合监测和分析处理的结果汇聚到存储和管理模块中,组成应用功能数据库,形成机器人的智能控制决策,并评估作业的效果。 4试验 机器人在田间进行实际的喷药作业,验证基于大数据的各项功能的效果,试验的作物包括玉米、棉花、油菜、小麦和马铃薯。在每种作物田间选择1个100m长的路段,机器人按照规划的路线进行自主行走和精准喷药作业。每个路段上均匀地选取10个点作为样本,统计机器人的路线偏离距离、对杂草的喷药精准率、误喷率,并通过大数据评估并显示作业效果。路线偏离距离为机器人前轮中心与规划路线之间的距离,杂草的喷药精准率为被喷施的杂草植株占所有杂草植株的比例,误喷率为被喷施的作物植株占被喷施植株的比例。在大数据的支持下,机器人的行走路线偏离距离较小,仅为4.8~7.2cm,能在各种环境中实现自主导航。机器人对各种作物杂草的喷药精准率为83.9%~91.4%,误喷率为8.4%~9.7%,具有精准喷药的能力。机器人对自身喷药精准率和误喷率的评估结果都接近实际值,最大误差率仅为5.7%,有助于准确地控制自身运行参数。 5结论 基于大数据开发了农业智能的喷药机器人,将采集的机器人作业环境信息、位置信息和运行参数汇集成为大数据后进行分析,用于对机器人的智能控制和作业效果评估。在大数据的支持下,机器人对5种作物进行喷药作业,行走路线偏离距离较小,能够实现自主导航。机器人对各种作物杂草具有精准喷药的能力,作业效果评估结果接近实际值。试验结果表明:大数据的应用有助于机器人准确地控制自身运行参数,智能化水平得到了大幅提升。
探索机电设备的自动化改造及维护:论机电设备的自动化改造及维护 摘要:近年来,随着工业科学技术的不断发展,人们生活水平的不断提高,我国机电设备自动化系统也正在不断的完善。现阶段,智能化建筑设计到的现代科学技术有很多,如通信技术、计算机网络工程技术、建筑技术等。通过这些先进技术与机械设备控制系统的相互融合,我国机电设备自动化的改造和维护程度都有了明显的提高,本文对机电设备的自动化改造维护进行深入研究。 关键词:机电设备;自动化;改造及维护 一、我国机电设备自动化改造及维护的重要性 自改革开放以来,随着市场经济体制的改革,经济技术的不断发展,我国人民的生活水平和生产水平有了很大的提升,为了迎合人们生活和生产的需要,机电设备的自动化改革已经成为其发展的主要方向。其主要特点,体现在以下几个方面:①对机电设备控制系统的改革,传统的机电设备主要是通过人工操作的,这种人工操作很容易出现操作失误,同时在一定程度上还降低了设备的运行效率,所以有关控制系统自动化的改革迫在眉睫;②机电设备所在生产线的自动化改革,这一改革是实现企业高效生产的重要手段,如今,我国很多大型工业生产企业纷纷引进国外先进机械自动化设备,其目的就是改善企业生产经营模式,实现现代化生产;③对机械设备本身进行自动化改造和维护,可以在每一个设备元件中加入自动化控制系统、监测系统,这种改造可以使设备通过微机显示器显示设备运行情况,一旦其运行情况出现异常,相关人员可以及时进行维修,有效的保证了企业机械设备的正常运行[1]。 通过对工业企业机电设备进行自动化改造和维护,可以使企业的生产效率大幅度提升的同时,实现企业的现代化运营,为企业生产和发展提供强大助力。 二、机电设备自动化改造及维护的设计方案 在机电设备进行自动化改造及维护之前,企业相关技术人员要对其改造及维护计划制定合理、可靠、安全的设计方案,方案有效与否可以直接影响机电设备自动化改造及维护的改革效果,通过对其设备进行系统分析可知,机电设备自动化改造必须要遵守以下几点原则:①解决传统机电设备的生产缺陷和隐患,在充分了解其原因后,对设备进行针对性改革,包括运行状态、生产性能、运营效率等;②以可持续发展为原则,使改造后的设备具有低耗能、零污染的优质性能;③制定改造及维护的整改计划,同时还要针对其改造过程中,机电设备实时反映的运行信息,对整改计划进行修改和完善;④将机电设备改造及维护的图纸大样进行描绘,通过绘制图纸大样,使工作人员掌握机电设备改造的主动权,能够及时有效的对机电设备进行逐项校准;⑤现场技术人员要定期开展研讨会,对机电设备的改造进度、改造问题、改造方案进行系统的分析,通过自检的方式,完善改造方案的合理性、可靠性[2]。 三、落实好机电设备自动化改造及维护的几点合理性建议 1.改造及维护具体实施措施 编制好机电设备自动化改造以及维护的计划和方案之后,工程技术人员和现场工作人员要对其计划和方案进行实时改造,在改造的过程中,工作人员可以通过先进科学技术监测设备的自动化程度、生产效率、资源利用率等性能,如果其显示的信息数据合理,则机电设备自动化改造的计划和方案正确,如不合理,则说明其计划和方案中存在很多问题,要及时进行修正。落实机电设备自动化及维护的具体实施步骤,主要表现在以下几个方面:①在对机电设备自动化改造之初,工程人员要不断引进先进科学自动化技术,还要对其设备的运行状态进行宏观调控,通过数据分析,制定合理的工作安排;②设立安全管理小组,在机电设备自动化改造及维修过程中,对其设备运行情况进行安全管理监督,一旦设备出现自动化运行故障,施工人员要对其设备生产情况进行分析,实施抢修计划;③针对不同的工种,针对不同机电设备自动化改造特点,制定相应的安全生产防护措施;④引进专业的安全技术负责人,对施工现场全权负责,维护机电设备自动化改造及维护施工现成的秩序,如高空作业、深井作业、生产作业等,如果改造施工作业和场地出现相互影响的情况,则现场安全技术负责人要根据实际情况,对施工场地进行适当调整[3]。 2.对工程人员进行专业技术培训 对工程人员进行专业技术培训可以有效的提升机电设备自动化改造及维护人员的能力,其具体实施步骤如下:①培养工程人员对机电设备自动化改造和维修的积极性,对专业技能优秀的技术人员给予奖金鼓励;②定期对机电设备改造和维护人员的技能进行业务培训;③做好资料收集整理工作,对机电设备自动化改造及维护的图纸、设备运行信息、设备生产情况进行系统记录、存档。 结论:综上所述,制定一个合理、可靠、科学的机电设备自动化改造计划和方案对机电设备自动化发展具有重要意义。现阶段,我国机电设备自动化改造技术发展较晚,很多技术理论知识还不够完善,专业技术人员的技能仍不全面,这些都抑制了机电设备自动化的发展。机电设备自动化发展是我国工业企业发展战略中最重要的组成部分。笔者认为,要坚决发展机电设备自动化改造道路,从落实机电设备自动化改造及维护措施、提升机电设备自动化改造及维护人员的能力、做好资料收集整理工作这三个方面对机电设备的自动化改造及维护,以便更好的发挥理论对于实践的指导作用[4]。 探索机电设备的自动化改造及维护:机电设备的自动化改造及维护探析 摘要:近几年,随着计算机技术的快速发展,机电设备的自动化技术被广泛的应用并且得到了良好的发展。在建筑机电设备中运用自动化,既能够提升机电设备的精度,又可以降低人力成本。因此机电设备的自动化技术需要不断提升,才可以满足设备的运行要求。本文通过对建筑机电设备的自动化改造及维护进行探析,以更好地促进机电设备自动化向着良好的方向发展。 关键词:机电设备;自动化改造;维护 引言 随着我国经济的快速发展,人们生活水平在不断提升,在人们生活水平提升的过程中,人们对物质和设备的要求也在不断地提升,其中设备的自动化水平是当前人们关注的焦点,随着各种要求的不断的提高,机电设备的系统越来越复杂,其自动化水平需要不断地提升,才可以满足设备要求日益提升的需求。当前机电设备主要使用在大型企业、建筑、煤矿等中,机电设备在其应用领域的重要性不断提升,因此,加强机电设备的自动化改造时势在必行的。 一、自动化系统 建筑机电设备自动化,其主要就是利用分布式计算机控制测控系统,对建筑物中的各个系统进行控制,以达到提高效率、降低耗能的目的。设备自动(BuildingautomationSystem,简称BAS)由设备监控系统、火灾报警系统和安全防范系统三个子系统组成,其构成如图1所示。 各个部分的功能简述如下: (一)设备监控系统 设备监控系统主要是对建筑内的给排水系统、通风空调系统及设备及设备和供配电系统及设备等进行监控,为建筑提供一个安全、高效、舒适的工作环境,提高管理效率,降低能耗。其主要功能有对建筑内的主要参数的集中检测和处理,实现处理包括参数的集中显示、存盘记录和越限报警;实现对工程内所有机电设备状态的集中检测,显示和记录,包括故障的检测和报警;实现对工程内设备系统中所有机电设备的集中启、停或者启闭控制。 (二)火灾报警系统 机电设备自动化在火灾报警系统中的功能主要是通过在设备中设置感烟和感稳探头,对建筑物内的灾情及时发现并报警,然后通过设备监控系统和门禁系统联动,使空调机停止运行,开启消防泵与防排烟风机,自动打开公共避难通道及出入口。 (三)安全防范系统 保证工程内人员、资料和财产安全系统,防止非法入侵,通常建筑的保安系统由出入口控制系统、防盗报警系统和电视监控系统组成。 二、建筑机电设备自动化系统的功能 建筑机电设备中自动化系统的主要特点是机电设备较多且分散,也就是需要监控、测量、控制的对象在数量上比较多,且设备分散于各个角落和层次。建筑设备自动化系统的功能主要表现在以下方面。 (一)自动控制各种机电设备的启停、运转状态,对机电设备实现管理,并且还有设备运行报表、设备档案管理、设备维修管理等。 (三)随着外部条件、负荷变化、环境因素等情况的变化,对机电系统实现自动调节,保证各个机电设备处在最佳的运行状态。 (四)对各种突发事件和意外事故进行监测并及时处理,比如煤气泄漏、停电检测等,可以通过预先编制的程序进行迅速的处理,避免事故范围进一步扩大。 (五)是建筑内的各种机电设备能够有序的管理,使各系统实现一体化的协调运转。 三、机电设备的自动化改造 (一)机电设备自动化改造以及维护方案的制定。首先需要对机电设备有一个全面的认识,对企业现有的机电设备进行全面的检查,了解机电设备在运行中存在的安全隐患以及机电设备自身存在的缺陷。只有对机电设备进行一个全面的了解和认识,才可以制定出合理、有效的机电设备自动化改造和维护方案。将机电设备的自动化改造任务进行确定之后,就需要制定切合实际的机电设备自动化改造和维护措施。根据机电设备自动化改造和维护任务说明,制定相关的整改措施,同时绘制机电设备自动化改造的图纸,针对机电设备进行逐一的校对,最后将机电设备的自动化改造和维护方案进行确定。在完成方案制定、改造图纸绘制等一系列工序之后,进行机电设备自动化改造和维护工作。 (二)落实机电设备自动化改造及维护措施。编制好机电设备自动化改造以及维护的计划和方案以后,我们就要对机电设备自动化进行改造,在进行改造的过程中,要求所有参与的人员都要积极的开拓自身的思路,坚持锻炼、美观、实用、规范等等原则,将自己的全身心都积极的投入到机电设备的改造过程中,将自身的动脑能力和动手能力进行提高,并且对每个人的工作积极性进行充分的调动,明确大家的任务,清楚自身的要求,在工作过程中必须要有的放矢,这样才能够提升工作的效率,从而保证机电设备自动化改造及维护的质量。 (三)在机电设备自动化改造和维护的过程中,需要注意一些安全问题,安全促进自动化改造工作的进行,所以在机电设备自动化改造和维护的过程中,需要建立安全管理小组,对机电设备自动化改造进行监督管理,保证各项工作和技术达到要求,坚持预防为主、安全生产的原则,对机电设备自动化改造和维护工作进行现场监督,同时按照不同的工作,制定不同的安全措施,安排专业的安全技术人员,对机电设备的自动化改造和维护现场工作进行监督管理。 四、机电设备自动化的维护 (一)健全管理制度 严格落实建筑机电设备自动化的安全管理责任制、工种岗位责任制以及事故追究责任制等,重点建立健全机电设备使用与操作规程、机电设备的维修保养制度、机电设备现场管理制度及机电设备采购与验收制度等具体的规章,同时配套相应考核措施,真正让管理制度起到一定的约束,规范各项管理行。 (二)提高机电管理队伍的整体素质 机电管理的决策层应树立超前和创新的思维现念,把握大局,敢于前瞻,用新思维去分析研判建筑企业机电管理中可能出现的新情况和新问题。机电设备操作人员要在日常工作中不断学习机电理论和设备操作知识,积极参加各项培训和技能大赛,在学习和培训中不断强化安全管理意识,提升实际操作技能,在实践操作中灵活运用,有效防止机电设备安全事故的发生。 (三)加强机电设备信息化管理 逐步建立起设备的检修保养制度、完善机电设备的跟踪管理、细化设备的保养工作记录、落实好包机责任制、建立健全设备的运行档案,并制定相应的奖惩措施。通过查询机电设备的信息化管理档案来了解设备是否处于最佳运行状态,及时排除安全隐患,确保焊殉、企业健康、有序的发展和生产。 (四)建立质量监控体系 坚持标准化设计,做到全面系统规范,在设计环节上杜绝隐患。在设备购置过程中辨别真伪,严把采购质量关。设备到货把好验收关,必要时应进行拆机检查,性能测试后方能下井使用。安装方面,把好分阶段验收安装质量关。验收不合格的不得进入下一道工序。机电设备停产检修前,制订严格详细的停产检修计划,编写作业规程,重点项目坚持分管矿领导、机电副总进行现场跟班,不合格的不能进行验收、签字。 (五)收集机电设备的自动化改造和维护的相关资料、文件。机电设备的自动化改造和维护中涉及很多方面的内容。在机电设备的自动化改造和维护之前,需要制定改造方案、绘制改造图纸、对现有机电设备进行检查等。这些工作中涉及很多知识。如果有一项资料的施工和制定的改造方案不同。就需要进行严格的检查和审核。所以在机电设备的自动化改造和维护中需要做好相关资料的收集和整理工作。每一项工作开始之前和结束之后。都需要对其进行调试、安装等。对其中出现的不合理现象以及出现的问题及时查明原因。并进行处理。保证机电设备的自动化改造和维护的质量。 结束语 伴随着社会的不断进步,经济的高速发展,使得人们生活水平有了很大的提升。在人们不断提升自身的生活水平的过程中,也更加注重对设备自动化的关注度。对机电设备自动化进行维护和改造并不与一般新设备进行安装和调试相同,机电设备自动化主要是在原来的设备进行施工管理这一情况之下,并且针对当前机电设备中存在的缺点,具有目的性的对机电设备进行消缺和革新,以便能够使建筑机电设备的自动化在操作过程中更加的完善,其运行的管理更加合理,操作更加方便,其运行也越来越可靠。所以,机电人员只有在实际的工作中不断积累经验,将理论知识运用到实践中去,能够学以致用,使其能真正发挥作用。并且要善于学习和借鉴一些新工艺、新技术,时建筑机电设备自动化改造技术能够在系统中发挥更重要的作用。 探索机电设备的自动化改造及维护:机电设备管理维修及其自动化改造 摘要设备维修是一项复杂的工作,需要掌握多种学科的知识,并熟练运用,才能顺利开展工作,确保设备管理工作正常进行。在设备管理中,要求工作人员除了要掌握设备的性能之外,还要了解设备保养与维修的知识和技能,熟练进行操作,严格按照规章制度和计划执行,从而延长设备的使用年限,提高企业的经济效益。 关键词机电设备;管理与维修 ;自动化改造 为了确保设备管理顺利开展,设备维修的模式正在不断与时俱进,一些先进的企业设备维修模式不再单一,而是通过事后维修、预防维修和欲知维修三种模式完善设备维修和管理。对于技术人员而言,设备维修是一项复杂的工作,需要掌握多种学科的知识,并熟练运用,才能顺利开展工作,确保设备管理工作正常进行。 1设备管理的要求 保证设备的清洁,没有杂质和污染,检点部位是否存在油污,确保设备一切正常,将周围的杂质整理干净。将工具和物件摆放整齐,条理清晰,正确分类。按时为设备换油,保持良好的润滑,使设备内部零件能够正常运转,保证油的各项指标符合要求。 除此之外,最重要的就是设备的安全使用,了解设备的性能,按照要求和规定进行操作,不要超负荷运行设备,定期检查设备,各项安全防护措施配套齐全,保证设备使用的安全。 在设备管理中,设备的保养和维护是确保设备能够正常运行、延长使用寿命的重要措施。除了要对设备进行定期的检查和维护外,日常维护也是不可或缺的。润滑和冷却系统的保养与维护也要高度重视。 设备的保养与维护要做到未雨绸缪,只有做好日常维护,才能确保设备更好地运行,减少故障的频率,因此,必须要形成制度,规范操作行为,并定期进行检查与考核。设备需要定期检查,做到安全第一,预防为主,必要时可以借助工具,精度检查则是检查的进一步细化,从而了解设备的实际运行状态与精度。 制定设备维护规章制度是设备顺利维护的基础,坚持日常维护,可以有效延长设备的使用年限,确保使用安全。具体要求主要有:确保设备的清洁,摆放整齐,各个性能指标良好;规定日常维护和保养的具体部位和方法,以及应达到的标准;定期考核操作人员维护设备的情况,解决维护时出现的问题。 2设备三级保养制 2.1 日常保养维护 日常保养维护的频率一般为每天保养和每周的保养,简称日保养和周保养。 1)日保养。日保养要求工作人员每天都要对设备进行保养,这主要是由操作工人来完成。工人在交接班时,要做好详细的记录,并做好检查。还要清洁设备,为设备加油或换油,检查设备的各个装置是否有松动或不灵便的现象。试运行设备检查是否能够正常工作。设备的各个环节都要注意,如果声音、温度等方面有异常现象,要及时上报和处理。下班后要记得将开关关掉,所有涉及到操作的手柄归到不工作的位置,还要再次清洁设备的油污和杂质,再次为设备加油。对设备的工作环境予以清理和归整,按时填写交班记录。 2)周保养。周保养一般是在每周的周末进行,保养时间根据设备的不同而有所不同,通常精度高、大、少的设备要进行四个小时的保养维护,一般设备两个小时即可。 首先保证设备外观的清洁,各个部分都要保养,设备的工作环境亦要清理干净,从环境到设备,均要保证整洁。第二,操纵传动的检查,检查各个部位的操作是否灵便,是否能够正常运转。第三,液压润滑方面的检查,油的各个方面是否符合指标。第四,电气系统的检查,是否清洁,是否能够安全可靠地运行。 2.2 一级保养 操作工人是设备一级保养的主要执行者和负责人,对设备进行检查时,需要拆卸就要按照计划实施,并进行清洗。各设备各个环节的通道、间隙都要进行详细的检查,发现问题及时处理。做完保养后要进行详细的记录,机械员要进行检查和验收。一级保养涉及到所有使用的设备,而重点设备则需要重点保养。一级保养的目的是为了延长设备的使用寿命,消除安全隐患。 2.3 二级保养 维修工人是二级保养的主要执行者和负责人,根据检修计划,对设备进行详细的检查和修理。涉及到更换、修理、清洗等环节时,要按照计划和要求进行相应的操作,确保设备性能达到正常要求。二保后,详细填写检修记录,再进行验收。二级保养是在一级保养的基础上更上一层楼,使出现问题的设备达到正常的要求和标准,提高设备运行的安全性和可靠性。 2.4 三季保养制 三级保养制再次将设备的维修保养推向重要的位置,要求操作工人和相关工作人员高度重视,配合开展设备的管理工作。严格要求操作工人,使他们真正了解设备维护与保养的重要性,扎实掌握设备维护的知识和技能,按照规章制度进行维护和保养,提高设备的完好率,延长设备的使用寿命,为企业节省维修费用,提高经济效益。 3提高设备保养与维护水平的措施 规范保养维护工作,定期对设备进行检查、清洗、更换、调整。按照计划对设备进行维护,根据规定对不同的设备进行严格、妥善地维护。 操作人员要尽职尽责,对负责范围内的所有设备必须要进行严格的检查,由专职人员负责检点设备,保证设备可以安全、可靠地运行。在巡检的过程中,一旦发现有问题的设备,要立刻上报,由正在值班的负责人进行处理。设备出现的问题要及时记录,维修人员在检查时也要做好记录。专职巡检工负责接收设备缺陷记录表和维修检查记录,并统一上报。在巡检的过程中发现有问题的设备,要根据检修计划安排检修,如果问题需要马上处理,则根据能力范围决定。 4结束语 工欲善其事,必先利其器。设备保养维修的重要性不言而喻,在设备管理中,要求工作人员除了要掌握设备的性能之外,还要了解设备保养与维修的知识和技能,熟练进行操作,严格按照规章制度和计划执行。熟能生巧,工于细节,从上到下均参与到设备管理当中,才能真正做好这份工作。 探索机电设备的自动化改造及维护:机电设备的自动化改造及维护探析 摘要:近些年来,随着现代电气控制技术和网络技术的发展,将机电设备控制改造同网络通信技术相结合来实现机械设备的自动控制、数据采集和分析整理已成为越来越多企业的选择。企业在这种新型控制技术的支持下,对原有设备的传统继电接触器控制系统进行现代化升级改造。但是,升级改造后控制系统智能化水平不断提升的同时也给机电系统带来更多复杂的问题,对自动化设备进行改造和维护上作显得十分重要。 关键词:机电设备;自动化;改造及维护 引言 目前,在国内一些老牌的生产企业中,老的大型设备几乎都是采用传统的继电接触器控制系统。这种控制系统起源于上世纪二十年代,这种控制系统少则需几个多则需几十个继电控制元件,它有很大的缺点:设备体积大,动作速度慢,功能少,难以实现较复杂的控制,而且控制线路接点多,故障率高,工作的可靠性差;耗能、噪音大、效率也不高。随着科技的进步,企业对设备的继电接触器控制系统进行PLC和网络通信技术相互结合的现代化改造,现代PLC控制系统不仅控制功能强大,功耗、体积减少,可靠性提高,而且远程I/O和通讯网络相结合实现了对控制数据及图象的实时控制调整。设备通过改造降低了能耗、减少用地,最主要是提高了设备工作的可靠性,从而提高了生产效率。在实际的改造工作中,探索机电设的自动化改造及维护的方法,对改造工作的成功与否至关重要。 一、熟悉设备改造要求,落实改造措施 机电设备的自动化技术改造应建立在熟知相关改造要求的基础上进行,依据不同的环境和设备需要,采取相应的改造措施。机电设备的自动化改造不仅适应了企业走向市场的需求,更是调整企业产业结构、提高企业生产水平的重要手段。因此,要想将企业的生产效率和经济效益得到有效的提高,就必须要加大科学技术的投入,加强新技术、新材料的运用。在进行技术改造时,要本着多进行技术改造,少增加改造成本的原则进行,充分发挥先工程技术人员的作用,最大程度地提高科学技术的转化率。利用相应的技术建立有效的设备运行监测系统,提高系统对设备的实时监控能力,进而保障设备的安全运行。实际工作中,在进行设备自动化改造前一定要熟悉改造设备的生产工艺要求,分析其电气控制系统的具体内容和要求,了解设备的结构组成、工作原理、设备传动系统的类型及驱动方式、主要技术性能及规格和运动要求;了解电气传动方式、电机、执行电器的数目、规格型号、安装部位、用途及控制要求;了解设备使用方法,各操作手柄、开关、旋钮、指示装置的作用;了解与机械、液压部分直接关联的电器(如:行程开关、电磁阀、电磁离合器、传感器等)的位置、工作状态及与机械、液压部分的关系,在控制中的作用;掌握电气控制原理图的主电路、控制电路、辅助电路、保护及联锁环节等电路,然后依据设备的运动方式、电气控制系统编制PLC程序,绘制梯形图,制定改造措施,按改造措施和绘制好的图纸进行施工。在确定好机电设备自动化改造及维护的相关方案措施之后,应着手开始进行实际自动化改造过程,在整个改造的过程中,参与改造人员需具备良好的素质和开阔的思维,改造的设备应坚持实用、经济和美观的原则,参与改造的相关人员必须积极投入到整个改造工作中去,保证整个改造过程不出现严重纰漏,提高改造及维护的效率。与此同时,相关人员应在安排任务及工作过程中,合理安排工作先后顺序,科学进行人员组成划分,合理安排工作,认真完成各项改造及维护任务。在对机电设备自动化进行改造和维护过程中,对于暴露出的安全隐患要做到仔细排查,尽早解决,将安全隐患扼杀于摇篮之中。对于机电设备自动化改造及维护所体现出的改造效果、改造内容以及实施自动化改造过程中暴露出的问题应做到详细记录,所有相关的技术人员及改造人员都必须仔细认真看待改造及维护工作,争取将改造工作做得更为周全。 二、确立机电设备自动化改造及维护方案 在机电设备自动化改造工作之初,制定出高效合理的施工改造方案对于整项工程实现顺利完成至关重要,想要制定好机电设备的维护方案,对于机电设备的全面认识至关重要,对待改造的机电设备进行全面综合的检测,对于设备中所含的缺陷以及运行中可能存在的安全隐患有一个直观的认识。只有对机电设备有一个全面的了解和认识之后才能够制定出高效合理的改造方案,对企业中待改造的设备仔细检查,及早发现设备中的安全隐患并尽快清理。在确定好自动化改造任务之后,就需要制定合理的机电设备改造措施。确定整个改造和维护工作流程,对实施改造过程中的步骤进行综合管理,确定出合理的改造计划书,根据计划书中的规定以及相关要求,绘制机电设备维护和改造图纸,根据绘制出的图纸样式对现有的机电设备进行逐项审核,最终再确定整个改造和维护方案,在改造图纸绘制完成之前,坚决禁止进行维护及改造工作。在进行机电设备自动化改造和维护时,应依据改造的内容对改造过程中出现的问题进行综合汇总上报给现场施工技术人员,通过小组讨论研究制定出合理的解决方案,确保整个机电设备自动化改造和维护工作的顺利完成,保证施工质量,同时应严格执行自检过程,分步骤进行验收工作,最后上报给企业领导进行验收,在企业高层验收合格之后,对整个工程方案有一个相应的评判,做好机电设备改造维护工作的相关数据以及图纸的整理工作。 三、改造中应注意的问题 1、制定严密的施工组织措施和施工安全措施 施工组织机构的设立:在进行机电设备的自动化改造之前应成立专门的安装小组,整个小组成员由生产人员、技术人员、安全监督人员、设备安装人员以及检修人员构成,负责整项改造工程的施工流程。整个改造过程采取责任制,工作总负责人作为第一责任人,负责工程改造中全面工作。各技术工程成员同时担任各小组的安全员,负责监督小组成员的安全情况以及安全事务的具体落实情况。在各个小组开展改造工作之前,要对当前阶段工作的技术措施等进行分析,严格执行相关规定。施工安全措施的制定:安全是实现生产的重要前提,对于生产起到保障和促进的作用,尽管在及特殊情况下安全同生产之间会存在细小的差异和矛盾,从安全生产的角度出发,这二者之间不存在任何的矛盾性。依据实际的改造及管理的现场情况,对不同的技术人员和改造人员制定相应的改造措施管理办法,设立专门的安全及监督人员对整个现场的安全状况以及改造过程中的安全问题进行全程跟踪监督。所以,改造的安全问题应作为一项重点问题来实施。 2、做好数据的整理收集 机电设备自动化改造及维护的相关资料和图纸从某种角度来说就是机电设备自动化改造过程的语言和规定,然而从当前的情况来看,实际的施工过程与图纸规定大相径庭的现象比比皆是,所以,企业相关监督部门必须加大数据及图纸的管理力度,实施机电设备自动化竣工图管理,这样为机电设备自动化的改造以及设备返修提供直接严格的数据技术支持,同时对于加强企业工程项目管理,提升设备工程改造质量来讲具有十分重大的意义。 结束语 在实际的改造过程中,应首先确立机电设备自动化改造要求,落实机电设备自动化改造的相关措施、确立自动化改造目标及方案,同时制定好施工安全监测体系以及做好数据的整理收集,对机电设备的自动化改造进行简要说明,在实际的企业技术设备改造过程中,应重点将机电设备自动化改造及维护的相关理论研究方法应用到实际工作中去。
水电厂在经济社会发展中发挥着重要的作用,是发电和输电的重要基地,在水电厂运作过程中,有大量电气设备和电气系统,电气设备是整个水电厂重要部分,直接影响到水电厂的经济和社会效益。与传统火力发电等相比,水力发电具有清洁、节能等优势,在当前倡导资源环境保护的背景下,水力发电也得到了较大程度发展,具有良好的发展前景,因此,在水电厂运作中,需要对电气设备的性能进行考量,从而能保证整个水电厂的正常运行,这也需要我们在发展中重视对电气设备的研究,针对发展中存在的问题,采取有效的解决措施。 1水电厂电气设备概述 在水电厂中,电气设备是其中的重要设备,具体包括一次设备和二次设备,这些在运作过程中都会因多种因素影响出现不同的故障。在水电厂电气设备设置过程中,需要适当地减少地面石方的开挖数量和规模,这样才能尽力减少土建工程和电气设备的量。同时,要在保证水电厂正常运作的基础上,适当地减少电路开关各主变电气设备间存在的电气设备,并减少设备之间管线、交叉线路的使用,这些措施能在一定程度上减少后期使用和维护过程中存在的障碍,从而一定程度上降低设备运行的电能消耗,减少故障发生率,有助于保证电气设备运行的安全性和稳定性。 2新时期水电厂电气设备的特点分析 随着经济社会的不断发展,电气设备等也在发生新的变化。当前发展形势下,电气设备呈现出一些新的特点,要做好电气设备的维护工作,其前提是对这些电气设备的特点进行全面的认识。 2.1长周期性特点 水电厂在发展和运作中,有自身的特点,近些年来,经济发展和社会建设对电能的需求不断增加,水电厂运作中也投入了更多科学技术和人力、物力,在很大程度上延长了电气设备的运行周期,使得电气设备运行的整个系统更加高效和稳定,在很大程度上延伸其使用的寿命。 2.2一体化特点 与传统水电厂数量庞大的电气设备不同,当前的水电设备一体化的发展方向更加明显,且设备功能也不再局限和单一,当前电气设备能融合多种不同功能于一体,防雷、配电等功能可以同时实现一体化发展,能有效提升设备运行效率,也在一定程度上减少了运行成本。 2.3创新化和智能化特点 科学技术发展,改变了传统设备的运作特点,信息技术与科学技术有效融入到水电厂电气设备的研究和运作系统中,大大提升了电气设备科技含量,电气设备更新周期也在不断缩短,新技术和设备不断涌现,同时,人们对现代水电厂要求也在不断增加,这也给电气设备革新、创新性等提出了新的发展要求,促进整个水电厂整体智能化和创新化水平提升。 3电气设备长周期运作的问题分析 3.1管理人员的综合能力与水平不高 电气设备技术管理人员的技术水平和管理水平会影响到整个系统运作的效率,当前存在部分管理人员的专业知识不够,对设备专业化水平认识存在不足,对一些设备的功能和相关指标认识不全面,最终在设备运行中遇到问题时,不能及时地判断和处理,一些技术人员在设备维修和检查中忽视了做记录,没有根据实际情况对设备进行定期的检查和维修,一些设备在长期的运作中出现问题不能及时被发现,存在很大安全隐患。 3.2科学技术含量不高,出现设备故障 电气设备运行之前,水电厂需要投入较多成本,因此电气设备在使用中不能多频次更换,这样会增加设备的成本,如果设备经常出现故障,也会影响到整个系统的运作效率,且维修次数增多,也会降低设备使用寿命,尤其是发电机组监控系统等,在运作中如果监控系统调试出现问题,会影响机组负荷,出现运作不协调问题。当前一些设备科技含量不高,导致设备出现故障,影响到水电厂系统运作。 4新时期电气设备长期运行的措施探讨 新的发展时期,信息化和现代科技水平不断提升,并在水电厂发展中得到了很好的应用,水电厂电气设备的安全性和稳定性有了很大提升,但同时,水电厂负荷不断增加,且长期处于高负荷运作中,对设备损伤也比较大,这就需要重视做好电气设备维护养护工作,确保其稳定性的有效发挥,延长使用寿命。 4.1重视做好设备的监管工作 针对当前技术管理维修人员水平相对较低的问题,要制定制度,明确责任,强化人员责任意识,深入对设备的认识,并科学掌握设备使用性能,加强对设备的监管,提升监管水平。具体来讲,要定期做好管理人员培训工作,重视对其安全工作培训,提升人员对设备维修的专业化和规范化水平,确保设备正常运行。 4.2积极运用现代科学技术和信息技术 水电厂电气设备的运作,需要加强科学技术的投入力度,对设备的故障和问题进行分析,这样才能降低其运行风险,确保设备的正常运行。尤其是当前发展阶段,科学技术在水电厂的运行中发挥了重要的作用,引进先进的技术,重视现代信息技术的运用,能提升对设备的监管力度和水平,确保整个设备系统的先进性和稳定性。 4.3积极创建良好的外部运行环境 水电厂设备的运行,需要有一个安全、可持续的外部环境,为其创建有力的运行条件。因此,在运行中,技术人员要重视对电气设备所在地的环境进行检测,并重视建立系统的预警监测系统,这样能在很大程度上避免设备运行中受到外在因素的伤害。同时,要改变传统的僵硬化运行模式,实现多样化的运行手段,提升运行的效果,引进技术,实现高能效、创新型的运行模式,减少故障出现。 4.4重视电气设备的维护 电气设备的维护要结合实际,采取有针对性的维护措施,并且不同的电气设备,其使用功能不同,因此设备的性能和特点也存在差异,在维修中需要有专门的人员对不同的设备进行专门的维护,严格按照设备日常维护的要求,全面掌握和熟悉设备的性能,按照具体的操作流程对其进行维护。在日常的维护工作中,因设备较多,需要开展具体的维护责任制,将具体工作落到实处,确保设备维护效果的提升。 4.5做好对常见事故的维护 长期运作中,电气设备会存在一些故障,要及时发现并排除故障,才能确保系统的正常运行,减少故障带来的损失。根据不同类型的故障,采取有针对性的措施。其一,发电机故障维修。发电机出现故障会影响供电性能,还会带来极大的安全问题,遇到发电机故障,首先,了解发电机型号,选择同一型号的发电机压簧,并对其进行压力检测,保证电流的分布符合要求;其次,要对环碳刷进行定期的检查,不符合要求的及时更换,环碳刷的长度对电流的大小有一定的影响,因此合理控制其长度,每次更换新的环碳刷长度要控制在1/5;再次,使用新环碳刷之前,需要进行打磨作业,确保在后期使用中的灵活度,这样也能避免因后期运行中摩擦产生的冒火问题;最后,要定期对发电机的相关零部件进行检查,确保发电机正常安全使用。其二,绝缘层故障的解决。绝缘层出现故障一般会引起短路问题,对供电的稳定性产生影响,严重的甚至会出现火灾。在水电厂的运行中,首先要重视做好预防工作,主要是绝缘层的防晒防腐工作,确保设备能在良好的环境中工作运行,减少故障发生频率;其次,可以在电气设备表面安装金属外壳,其具有良好的抗击能力,能保证绝缘层的相对完整;最后,要严格按照相关的标准,做好导线接地作业,避免短路问题的出现。 5结语 综上所述,新的发展时期,水电厂在经济社会中发挥着越来越重要的作用。电气设备的长期稳定运行,对水电厂的经济效益和社会效益有很大的影响,要确保其长期稳定运行,需对电气设备做深入全面的了解,结合其具体的特点和性能,加强技术人员和管理人员的专业水平。在具体的运行中,结合电气设备的实际情况,做好定期的维护管理工作,重视创建良好的设备运行环境,并积极引进新的科学技术,确保电气设备的安全稳定运行,提升水电厂的工作效率。
电力系统及其自动化论文:探究电力系统及其自动化发展方向 【摘 要】随着信息产业的发展,电力行业进入实时信息提供管理服务、管理信息(包括地理信息)支持实时应用的新阶段,发展CADC/GIS信息系统。电力和自动化的研究方向和发展方向对我国电力行业的进步具有不可估量的作用。本文主要分析了电力系统及其自动化的重要性,并探究了电力系统及其自动化的发展方向。 【关键词】电力系统 自动化 发展方向 电力资源是现代社会生产和生活中不可或缺的基础性资源,电力系统的发展也逐渐向着安全、可靠的方向发展,与此同时, 科学技术的快速发展也促进了电力系统自动化水平的不断提升。随着社会生产需求的多样化发展,对电力系统的自动化水平也提出了更高的要求, 不仅要实现单元个体向区域系统的发展,同时也要满足电力系统智能化、区域化的发展需求,由单一的功能向着一体化功能发展,这些问题的提出,都要求电力系统具有较高的自动化发展水平, 才能够有效的促进我国电力事业的持续发展。 1简述电力系统 电力系统支撑着社会生产和生活正常运转,是促进我国经济发展的重要基础设施。为了提高我国电力系统的工作效率以及电力系统的安全,经过我国科研界的不断研究,电力系统逐渐应用我国最为领先的人工智能、自适应理论、综合自动控制理论理论等。因为电力系统构成复杂,在为用户输电时要经过升压、变电、降压的过程,极其复杂,所以对系统在运行的实时性和可靠性有着较高的要求。电能的输送是通过分布在不同区域内的网络节点有效的传输实现的。电力系统向着自动化方向发展实现了将自然界的能源转化为电能,不仅满足了系统的规划、建设、运行和管理的需要,也满足了用户的需求。由于电力系统整体的控制和运行时安全性、稳定性的需要,各子系统之间能够畅通的传达信息和传输指令,所以不同的配置和通信系统之间必须要建立起子系统。 能够及时、准确的收集和处理来自电力系统运行过程的参数,是电力系统极其自动化的应用技术。所以为了电力系统人工智能化获得快速发展,我国研究院利用仿真系统和房展模式这一便利条件,针对专家系统、报警处理、模糊逻辑以及进化理论应用到电力系统极其原件的运行分析等方面进行研究。电力系统极其自动化的合理配置,为实现最大的经济效益,以及电力系统及其自动化的内部协调发展做出保证。在经济和社会不断发展的大背景下,虽然电力系统不断的更新与发展,但是这两个基本的组成仍然不可或缺。 电力系统信息与控制子系统的进步,促进了电能质量的不断提升,也使得电网运行的安全性和可靠性也不断的提高,对现代社会和经济的发展起到了巨大的促进作用。 电力系统及其自动化应用技术主要希望实现能够在保证电力系统能够安全、稳定、可靠的运行,延长使用电力系统的应用设备,及时有效的检查系统发生的故障,调整好电力系统运行状态的前提下节省人力、物力和财力。 2电力系统的发展方向 2.1电力系统自动化的应用 随着我国电力系统自动化应用范围越来越广,对电力系统及其自动化应用技术水平要求也越来越高。以太网技术满足了电力系统需要对传输的大量数据进行及时处理的要求,电力系统的整个运作过程就是运用以太网技术的过程。电力系统自动化能够为客户提供满意的服务,所以电力系统实现自动化发展是我国电力系统一直在追求的目标。要想实现这一目标,就要以以太网技术为基础,结合电力工业的实际应用。 2.2电力系统设备的检测与诊断技术 为了提高电力系统的安全性和可靠性,精准的检测电力系统中电器设备的运行状态和有效的诊断故障,要结合先进的科学技术,在电力系统运行的过程中,不断的分析电气设备的运行状态,诊断电力系统是否出现故障,并且实时对电力系统应用设备进行有效的监控。 2.3监控电力应用设备,控制故障发生 有效的监控电力应用设备,在电力系统运行过程中出现故障时,能够快速有效的排除故障,防止由于停电时间过长带来巨大损失。管理人员定期接受新知识的学习,提高自身素质,电力系统在出现故障时能够及时有效的提出应对措施,为实现电力系统的平衡不断做出努力。 2.4通信方案以及设备 在电力系统的通信设备中一般需要实现主站与子站、主站与单元、子站之间的几个通信方案,为了保证通信方案能够有效的实现,需要实现设备的持续运转,这也是电网运行过程中的一个基本要求。 在不同的供电区域中,通信方案的实现有着不同的要求,而通信方案的构成也有着多种形式,常用的有光纤、电力载波、有线电缆等几个方式 2.5变电站综合自动化和智能保护 科学家认真研究了电力系统电保护的新理论,并在新型继电保护装置中应用现在世界上最新、最先进的网络通信、自适应理论、微机新技术、综合自动控制理论、模糊理论和人工智能等理论,使新型继电保护装置拥有智能控制等特点,极大的提高了电力系统的安全可靠性,有利于保护工作人员的人身安全和节约企业的运行成本。 在长期研究变电站自动化的基础上,我国研制出了分层分布式变电站综合自动化装置。 所以,在以后的发展过程中,我们要继续保持自己的优势领域,提高创新意识,并带动其他领域共同发展。 3结语 电力系统指的是包括发电、输电、变电、配电以及用电等几个环节组成的电能的生产与消费的系统。电力系统是维持社会生产和生活的基本能源,也是促进我国经济发展的重要基础设施。 电力系统及其自动化的发展离不开计算机技术、光纤技术、信息技术等先进科学技术。相关人员需要结合科学技术的同时掌握电力系统及其自动化的要求,不断提高电力系统应用技术的水平,逐步完善电力系统,促使发展电力系统及其自动化水平。 电力系统及其自动化论文:解析电力系统及其自动化技术 【摘 要】本文主要说明了电力体系的一些现代化技术,其中包含:实际工作的总线控制配置、光传输并运用两种以上的处理的计算方式技术、不同于传统对象数据库的被动形式而产生的主动式技术,在这里都做了一一的说明;之后对于电力体系现代化的一些相关技术的运用进行了深刻的叙述,以此希望能给相关人士一些有利的参照。 【关键词】电力体系;自动化;电力系统 目前电力在现实中的运用可以说越来越现代化、条理化,对于我们日常生活来说,对电力的依赖越来越多,而电力技术的使用可以说同社会的进步是紧紧相连的。所以,要为电力体系和一些现代化技术提一个定义的话。可以将电力体系定义为:由对电的引发、变化、传输、配置、使用等等的一些有关模式构成,并运用产生电力的设备,将大自然中的天然资源变成电力资源,然后运用变化和配置电力的系统将电能运送到负荷中心,再将其投入到一些相关的设施上,转变成生活能源,并为人们的日常生活供应方便。 1 电力体系和现代化技术说明 1.1 实际工作中的总线掌控系统 对于工作中的总线的掌控系统指的就是在装配的时候,将一些自动化配置,如:自动仪表,将其同相关的控制设施进行相连,并产生一种非单向的网络数据化。一般来说实际工作中的总线技术会拥有运算及通讯功用,且采用掌控仪表相互之间产生的脉络体系,并对工作中的相关数据内容进行控制,其通过工作本身的需求对于讯息和相关内容实施现代化掌控。工作中的总线控制技术可以说是一种敞开且分散的控制体系,它使用了网络化的控制体系,且完成了对于系数、控制、预警、实际呈现的全方位现代化功用。就现在来看,在国内使用的最多的就是分散式的控制体系。 1.2 主动的对象数据库技术 主动的对象数据库技术广泛应用于电力系统的监视与控制过程中,对于系统的开发与设计也有着直接的影响。,目前就电力体系在监控的时候应用得最为广泛,并对相关的体系的研究创新及新理念的产生也有着一定作用。这种技术方式同传统技术比较可以说更具有主动性及相关的技术性,该技术能够将系统内部相关数据进行评判以及思考,并对其存储库中的对应数值进行掌控,并让数据本身的统一平稳有所增强。 1.3 运用光同时进行处理的技术 对于电力体系现代化保护有一种举措那就是使用光来同时进行处理的技术,可以说光的传输拥有十分大的灵巧特质,并且电容负荷并不会对其产生作用。 2 电力体系创立模型之后的共享实力 电力体系现代化发展十分迅速,而在其发展中,其体系通常都表现在对于地舆空间特性的叙述上面,并且以空间结构为主要特点进行模仿地舆体系的想法已经差不多是一种规范,可是在现实里,对于它的掌控对象会有着十分繁复的电力规律体系构成。因此创立电力体系独有的空间思考研究模型是很有用的。对于这样的针对语义层次的资源共有,最本质的需求就是供给和所求的两者要对相同的资源数据看法相同,因为相同的认识才能确保这一点的顺利进行,所以在资源分享的时候要有一个电力体系的最初的雏形,并以此来作为部门之间资源分享的基本点。其中它包含:(1)地舆实际的几何特性的准确意义及表述,包括电力体系对于服务应用所包含的空间方位结构特性;(2)对于物体的规律特性的基础意义和表示,在电力体系上看,它有着物理构架,每一个组成部分和大体的物理特性、运行方面的一些讯息分享、全面多方位、动态的一些运用和思考。 3 电力体系集中度增高 对于电力体系的产生和进展过程要从市场经济的需求动力来看,不管是该体系的产生是创立在相关共通的还是专门电力体系现代化平面上,对于多范围多层次的适用判断及高效率的经营需求,都需要更合乎标准的资源共有、全面多元化的使用研究思考。所以,要将一些从前的信息方式推翻,并采用数据资源和运用的整体结合,并且将多面化多方位的空间讯息同多样的有关讯息进行整合相连,并将空间的运算同主流运算相结合,全方位的展现资源之间的相互联系,是今后电力体系现代化进展的必然方向。 3.1 电力体系现代化、讯息化 因为使用者所面临的数据操作性非常的强,因此,为了能让使用者更好的进行掌握及运用,加强数据本身的易掌握性是很重要的。除了这点以外,还要给予相应的图形标志,并让其标志可以很形象的同相关对象对应,允许地理及非地理两类图形的相结合整体管制功效。对于电力体系的现代化应用的实施性需求也十分的高,运用多种对象的后期捆绑技术,一个对象所归属的分类可以在工作的时候进行限定,而不是已经成为目标码以后再进行肯定。所以,使用者能在目前所拥有的笼统数据及空间运作包上面,任何时候对本身所要的数据的分类及工作方式进行定位,以此来加强系统本身的开创性及扩展性。进行电力体系现代化的目标就是完成企业规范化、讯息化。像这样的集很多技术和讯息为一个整体的企业级讯息体系,从经济和可实施的视角上来说极需要一个集思考策划并一步步的进行实施的总体计划。 3.2 完善数据库 使用不同的数据库对数据进行存放和管制,而对于它的数据复制及安全性能是别的文件管制方式所比不了的。就现在看,新创立的系统拥有许多优点,因为其体系以关系数据库管制体系为主要应用,并运用它较强的监管能力及能进行多集检索的方法,能十分有利的让网络负荷下降,并快速的将要查的方向进行实指性定位,当出现几位使用者同一时间进行探访时,时效就会大大的加强了。虽然这个系统存在着许多优点,但其缺点也是不容忽视的,因为在电力体系中,对于空间的相关数值的长度是可以变化的,所以对于其繁复的空间就要添加一些所对应的相应功能;对于这点,它将很难达成对于空间相应数值的一些图形功用及基础工作;而且对于空间对应该的相应顺序很难进行叙述。随着科技的进步,对于相应的数值管制体系及相应关系数值管制体系进入了一种商业化走向,因为它们属于一种可以进行扩充的数据库管制体系,在里面可统一定义空间数据的工作及对应形式;不论是空间还是非空间的数据资源都可以进行相应治理,这使得为制作研究统一空间数据库系统制造了一个十分有利的环境。 4 电力体系的安全及平稳性能 在我国电力体系对于经济的发展起着至关重要的作用,作为一个实施工作体系,是否平稳安全是它一定要思考的。而对于它的安全和平稳性我们要从电力设施的工作、相关数值、网络运行等这些来进行着手。前提是系统本身的稳固,也就是体系要具有多种形式规格的相应数据和针对对象运行平稳的优点,迅速且强大的复原体系;对于多用户同时访问运行系统是否稳定、快速、正常,能不能双机热备份,这些都需要我们进行思考。 5 结束语 综上所说,对于电力体系的现代化就是使用电脑网络的相关技术来完成对电力体系的全方位控制,这其中包含:实际工作的总线控制配置、光传输并运用两种以上的处理计算方式技术、不同于传统对象数据库的被动形式而产生的主动式技术。而其技术含义就是为了能让电力的界限可以变得越来越大,进而提高对电的供应实力,以及电力的稳定安全性能,从而让电力体系可能适用、安全的进行,进而让我国电力事业可以长久发展下去。 电力系统及其自动化论文:浅谈电力系统及其自动化技术的应用 摘 要:现阶段,自动化技术的应用越来越广泛。自动化技术为电力系统经济效益的提高提供了技术支持。随着人们对电力系统可靠性的要求提升,自动化技术在电力系统中的应用越来越受到人们的重视。文章分析了电力系统中自动化技术应用的要求及其在电力系统中的具体应用。 关键词:电力系统;自动化技术;应用 自动化技术可以实现电力系统的整体管理和运行监控,其可以确保电力系统的运行安全和稳定性,对电力系统可靠性的提高意义重大。现阶段,电力系统中应用的设备状态检测技术、光电式电力互感器、智能电力设备等都是自动化技术应用的良好体现,为电力系统的发展提供了先进的技术支持。 一、自动化技术在电力系统中应用的具体要求 电力系统中的自动化技术要对整个系统的运行实施实时监控,快速对系统运行的故障做出反应,准确采集系统运行的信息,及时处理出现问题的因素。自动化技术是电力局部系统和整体系统运行安全的保障,其运行参数是体现电力系统运行稳定的关键。自动化系统要对电力系统的部件和运行状态做出分析和评估,为系统的调控工作提供帮助。自动化设备同时要有自我调控的功能,可以进行自我修复。其可以完成一定的工作,简化工作人员的工作内容和工作量。自动化系统要调节分系统和整个系统之间的关系,避免系统间的相互感染,确保电力系统供电的稳定和安全,为电力系统运行提高良好的环境。 二、电力系统中自动化技术的具体应用 (一)面对对象技术的应用 面对对象技术使软件的承接性和开明性更加先进,其使软件的分析能力和编程能力更加出众。主动对象数据库为电力系统的自动化提供帮助,其数据库内的触发子可以实现电力系统的自动化监测。通过对数据库内的数据分析可以对电力系统的运行进行控制。面对对象技术的应用节省了电力系统数据录入以及输出时间,其结合数据的分析和管理,提高了电力系统运行数据的可靠程度,进一步实现了资源的共享,确保数据的准确和统一。先进的自动化技术应用可以快速实现电力系统的智能化,提高电力企业的生产效率。 (二)现场总线自动技术的应用 现场总线技术与控制仪器连接起来,就会形成数字化的双向通信网络。在电力系统的控制仪器中置入微处理器,形成单个仪表的独立计算和通信的系统,利用连接线将每个仪表的控制器连接,就可以形成一个整体的总线网络系统,将这个系统连接到自动化的控制中心计算机,所有的仪表就可以通过计算机控制,仪表数据也就可以通过计算机录入和输出,就可以建立一个实时的计算机自动控制系统。现场总线技术是智能化电力系统建立的纽带,其可以实现全网络控制和单独区域独立工作系统,对电力系统实施分布式控制,避免了故障对整个系统的影响。总线技术优化了电力系统的功能,将电力系统的运行分散控制,为每一个仪表数据的分析和处理提供单独的控制中心,可以对系统的故障快速做出反应。现场总线技术可以清晰的反应电力系统的运行状态,实现了工作人员对电力系统的实时监控,避免系统出现严重的故障和影响正常供电。 (三)光互连并行处理器的应用 光互连并行处理器是电力系统控制以及继电保护的关键,其不易受到外界环境的影响,同时数据的录入和输出可以根据实际需要进行调整。光互连可以解除临界线长度对电力系统的限制和电线沿线输出集中等问题,实现计算机系统之间的信息相互传递,提高了信息的传递速度,缩短了系统故障的处理时间。光互连可以在空间中自由穿梭,不受面和长度的控制,相互之间也不会产生干扰。同时,光互连可以确保电力系统的自动化控制不受任何干扰,为建立系统的稳定运行提供保障,实现了电力系统的经济性和安全性,其应用前景非常广阔。 三、结束语 电力系统中的自动化技术是确保电力企业生产效率提高和运行稳定的关键。其提高了电力系统的安全性和经济性,确保了电力系统运行的稳定,减少了资源的重复利用和浪费。我国电能需求量巨大,如何寻找适合我国电力企业的自动化技术是未来电力工作的重点。自动化技术的应用是实现电力系统智能化的基础,其可以推动我国电力企业与世界接轨,形成健康、稳定、安全的电力系统,促进电力企业向更高的层次迈进。(作者单位:海南师范大学) 电力系统及其自动化论文:探讨电力系统及其自动化技术的运用 摘要:电力系统及自动化是当今人类社会实现现代化生产与生活的重要能源供应渠道。虽然目前我国电力系统自动化技术应用已经取得了部分令人满意的结果,但是这一技术的应用截止到今天仍然有许多可待改进的地方。文章首先介绍了电力系统自动化控制的基本内容,阐述了电力系统自动化基本流程、工作要求和相关应用,提出了今后电力系统自动化的发展方向,旨在为电力系统及自动化技术的发展做出贡献。 关键词:电力系统;自动化;应用 引言 经济在不断的发展,今天我们跨入了一个全新的时代,经济体制也在不断的适应发展的需求,我国的经济体制处于市场经济的大环境下,处处面对着竞争,对于企业的生存与发展来说是非常严峻的考验,面对于这样的挑战我们应该明确思想,要把这种挑战转化为动力。企业只有不断的改革创新我们才会更加适合市场的需求,也就是说只有这样我们才会更好的促进行业的发展。我国在电力行业这方面起步比较晚,在我国全面普及开始于20 世纪90 年代,在设计之初没有想到发展的会这么的迅速,正是因为这样,现阶段在设备以及技术方面出现了很多的滞后的方面。对于老的设备以及技术方面一定要进行更进一步的改革与变更,使其适合现阶段的需求,发展在继续,我们电力方面在不断的方面发展,下文就这些方面展开了探讨希望对大家有所帮助。 1. 电力系统自动化技术概述 1.1 电力系统自动化技术基本概念 简单地说,电力系统装置即是能够通过发电装置将自然界中的各种可用能源转化为电能的装置,然后通过变压器以及其他所需的设备将电输送到千家万户,这一过程中不可避免的会涉及到许许多多的数据的传输、控制与检测,进而对电能进行一系列的调节。显而易见,电力系统自动化技术与电力系统装置的基本概念不一样,它是指在无人参与的条件下对电力系统进行常见的基本操作。具体的操作包括采集和传输实时、精确的关于各种元件、子系统甚至整个电力系统的各种可获得数据。 1.2电力系统自动化基本工作流程 电力系统自动化网络以处于中心地区的调控中心为管理节点,系统的其他设施设备围绕这些调控中心放射状分布。性能先进的电子计算机构成了调控中心的主体,负责为周边发电厂和变电站提供信息服务和监视装置的控制管理等。以上内容就是电力系统自动化控制网络的基本构造。在这个系统中,中心计算机起着关键性的主导作用,负责对整个系统的协调与控制。而细节的动作,比如操作设备和记录事故内容、记录并处理报表、自动恢复系统异常状况和常规操作自动化等内容由对应的监控设备解决。电力系统自动化以分层控制为主要操作方式,调度、控制、发电、变电各个单元根据各自负责的功能和范围协调运转,分解任务压力,提高控制能力水平,从而使系统运行状况更加合理、可靠,实现更大的经济效益。 1.3 电力系统自动化技术的特征与优点 电力系统自动化技术能够实现对数据的分类。它能将数据自动归类为日常运行数据、举出数据、现场实时数据以及系统数据。并且电力系统自动化技术还可以精确的控制系统实时运行的数据,因此能够为整个电力系统提供安全可靠的支持服务。众所周知,网络通讯技术存在瞬间传输的特性,因而利用自动化技术可以提高日常工作效率,可以让人们及时发现可能存在的安全隐患,最大程度的降低因为人工操作可能带来的失误操作导致的故障。另外,要想实现对电力系统的多个控件进行协调调度,就必须对整个需要调配的系统进行综合调节。也就是说,在给定的电力系统运行过程中,将系统负荷按需分配到哥哥可以被直接控制的发电机组中去。当然,除了上述的一些优点或者特征之外,作为电力系统自动化技术,必须能够对电量进行实时计量。作为电量采集装置除了能够实时处理各关口数据之外,还要确保断电后一段时间仍能继续正常工作,也就是说能够保证数据采集不会发证缺失的情况,因此电力系统自动化技术应当还具有与远动通道和电话通道挂接的基本能力以及保证全系统数据采集的同时性。 2. 电力系统自动化技术的实际应用 2.1变电站自动化技术的应用。 可以说,变电站的自动化的实现又是依托计算机技术的发展实现的,要实现电力生产的现代化,一个不可缺少的、重要的环节就是实现变电站的自动化。变电站依赖计算机技术实现自动化,在实现的过程中计算机也得到了充分利用,二次设备也随之实现集成化、网络化、数字化,完全是采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆。变电站实现自动化,实现计算机屏幕化以及运行管理和记录统计实现自动化,另外两个组成部分是操纵以及监视,变电站的整体自动化才得以实现,正是如此多的组成部分实现了计算机的自动化管理。为了联系发电厂与电力用户,变电站以及与之相关的输配电线路必不可少。变电站自动化的实现,不仅组成电网调度自动化的一个重要组成部分,更是为了满足变电站的运行操作任务。 2.2 电力系统自动化技术在配电网的应用 配电网自动化技术成为一项较为复杂的系统技术,它包括配电网的分析自动化、自动馈线化、自动制图、设备管理和信息分析,与原有的手工操作不同,配电网自动化技术实现了对配电网的分析、制图、设备管理等环节的自动化,通过智能软件从数据库中获得资料,并进行实时的自动分析处理工作,进而就能够实现配电网的自动化功能。长久以来,配电网肩负着重要的作用,其控制基本上是靠手工方法实现的,既存在耗力耗时效率不高的缺点,还存在各种潜在的隐患。随着科学技术的发展与进步,人们逐渐懂得使用孤岛自动化的技术来代替以前的手工操作的方法,但也有缺陷,即对设备的使用设计以及在电能的分配使用上还是有所欠缺。因此,为了保证电网的正常运转,对配电网自动化的改进以及电能的监控和分配相应的提出了更高的要求。 2.3 计算机技术的应用。 一方面要做好智能电网技术的应用,智能电网是电力系统发展的方向,是利用计算机技术实现电气自动化,发展电力系统的代表性技术,职能电网在供变电和输配电中都得到了广泛的应用,是实现智能化配电的关键部分。另一方面要做好电网调动技术的应用,调动技术是电力系统自动化技术的主要组成部分, 它能够完整地对国家电力系统进行信息收集工作, 并实现对国家、区域、省、地、县不同级别的电网的自主调动,这样就能很好的将在这些联系到一起,对于控制来说更好的做到中央集合,其监控的能力得到了很大的加强。这些方面最为主要的就是通过数据的集合,这些数据能够很好地反映实际的情况,实现整个系统地运转,这样才是真正意义的系统自动化,也是未来发展的趋势。 2.4电力系统综合自动化的发展方向 综合自动化是我国电力系统自动化技术的重要发展方向之一。当前,我国电力系统综合自动化的目标就是要建立全方位的配电管理系统(Distribution Management System, 简称DMS)。全面建立配电管理系统,可以大幅提高电气综合管理水平,是电力系统适应市场需要、满足现代化高负荷电力供应的必然选择。DMS 系统的建立,有助于电气设备保护控制机能优化,减少大规模停电事故发生,提升电力供应稳定性;有助于快速建立电气事故快速处理机制,减少故障停电时间,弱化事故对生产设备的负面影响;有助于管理人员及时掌握电流、电压、电量以及功率等系统运行参数的变化,进而增强对整个电力系统运行状况的控制力度;还有助于实现平衡电力、监控负荷、精确计量及节约用电的功能。同时,DMS 系统对于现行电力系统工作模式的改变也有着重要的推动作用,使无人值守的变电站管理模式成为现实,极大地降低了人力成本,提高了工作效益。 3.结语 综上所述,电力系统自动化是门技术含量高,覆盖范围广的综合性学科。我国电力系统自动化起步较晚,和当前电力市场以及电网建设高速发展的实际要求有着较大差距。电力工作者必须认清这个事实,加快推进电力系统自动化改革,为我国电力系统的顺畅运转和经济建设的健康发展做出基础保障。从而促进电力系统及自动化技术的发展。 电力系统及其自动化论文:探讨电力系统及其自动化发展方向 摘要:电力系统自动化是一个集传统技术改造与现代技术进步于一体的技术总体推进过程。 自动化系统的先进性和稳定性对变电站以及电网有着深远的影响。本文主要分析了电力系统及其自动化的重要性,并探究了电力系统及其自动化的发展方向。 关键词:电力系统;自动化;重要性;发展方向 一、电力系统自动化的重要性 电力系统自动化的重要性具体表现如下: 1.1保证优质电能的供应 电能质量问题包括很多内容,例如:电压工作不正常、电流偏差、用电设备被损坏等,如果缺少了电力系统自动化设备将很难发现这些问题,在寻故障时需要花费很多的时间,既耗时又费力,电力系统自动化装置可以很快发现问题并且及时处理问题,从根本上提高供电效率和质量,保证优质电能输送给各个用电户。 1.2电力系统的设备稳定、安全运行 有了电力系统的自动化装置,才能保证输变电设备正常运行,迅速找到故障,及时加以恢复,这样才能保证整个电力系统稳定、安全的运行。 1.3保证经济运行 经济优化,降低网损,必须要在电力系统中加入自动化装置。随着经济和技术的飞速发展,电力系统主要应用计算机技术、控制、通信和电子设备。电力系统不仅需要处理的信息量较大,而且影响因素也越来越多,直接观察的范围比较广泛,闭环控制内容也较丰富。所以,电力系统自动化保证经济的运行,而且还减少了电网损坏费用的支出。 二、电力系统的自动化发展方向 2.1供电方式及一次设备。 由于经济发展和地域因素的共同影响,我国配电网的管理可以划分为城市电网和农村电网,城市电网主要是电缆网方式,而农村电网主要采用架空线方式。配电网的供电方式由线路开关设备、电源点、网架三个部分决定,电源点、网架的组合方式不同,架构了很多不同方式的供电方式,例如单电源辐射状供电、双电源环网供电、网格状供电等等,而线路开关设备如环网柜、分段器、断路器、重合器、负荷开关等提供了功能各不相同的供电配合方案。我国城市电缆网主要采用环网柜(配负荷开关、SF6断路器、真空断路器等)当做配电线路主设备,而在农村电架空线网中重合器、断路器、分段器、负荷开关等作为配电线路主设备应用较为广泛。区分线路开关设备的供电方案有:电缆环网柜方案、分段器方案、架空重合器方案、负荷开关方案等等。 2.2远动系统及二次设备。 变电自动化系统的远动实现主要使FTU和TTU对配电台区、线路开关的监控。远动系统和设备的可靠性功能主要有环网控制、保护动作、远方控制、就地手动四方面。配电自动化远动系统的主要问题有线路电源和传输规约,如何设计出可靠的、适用于户外环境的不间断电源是实现配电自动化的主要难题。因为配电线路设备的地理分布性,当前变电所采用的CDT,POLLING规约,都不适合配电自动化系统,在新的101规约得到了一定程度的应用,它是否能够作为配电自动化远动传输标准,还很难评定,当前 IEC新的传输协议标准正在制定中。 2.3电力系统及其自动化中应用以太技术 随着我国电力系统的迅速发展,综合自动化对通讯的实时性的要求越来越高,电力系统需要传输的数据也越来越多。以太网具有传输速度快、传输数据量大的特点,完全能够满足现代电力系统及其自动化的要求。Ethemet+TCP/IP是以太最典型的应用形式。电力系统及其自动化未来的发展方向应该是结合电力工业应用实际,以太网技术为基础,研究出新一代以太网为核心的现场总线技术。 2.4主站网络与软件功能。 电力系统的自动化的主站功能有GIS在线管理、电网经济运行分析、SGADA实时监控等等,主站框架需要突破以往单一调度自动化系统C/S模式,以P-P-C/S-B/S一体化架构,可以很好地体现分布式网络的管控一体的综合集成系统特点。 2.5变电站综合自动化和智能保护 科学家认真研究了电力系统电保护的新理论,并在新型继电保护装置中应用现在世界上最新、最先进的网络通信、自适应理论、微机新技术、综合自动控制理论、模糊理论和人工智能等理论,使新型继电保护装置拥有智能控制等特点,极大的提高了电力系统的安全可靠性,有利于保护工作人员的人身安全和节约企业的运行成本。在长期研究变电站自动化的基础上,我国研制出了分层分布式变电站综合自动化装置,这种装置使用范围十分广泛, 35KV―500KV之间各个电压等级的变电站都可以使用分层分布式变电站综合自动化装置。我国在微机保护领域的研究已经跻身于世界先进行列;在变电站综合自动化领域,我国掌握的技术也已经达到了国际先进水平。所以,在以后的发展过程中,我们要继续保持自己的优势领域,提高创新意识,并带动其他领域共同发展。 结束语: 随着信息产业的发展,电力行业进入实时信息提供管理服务、管理信息(包括地理信息)支持实时应用的新阶段,发展CADA/GIS信息系统。电力和自动化的研究方向和发展方向对我国电力行业的进步具有不可估量的作用,因此 ,我国的科学工作者们还需不懈的努力! 电力系统及其自动化论文:关于电力系统及其自动化的发展方向探究 [摘 要]随着我国经济的发展和计算机技术的不断提高,我国电网建设和电力系统方面也取得了显著的进步。电力系统及其自动化大力提高了电能的智能化和便民化。本文通过了解电力系统及其自动化的概念,了解电力系统自动化的应用领域,从而对我国电力系统自动化的发展方向提出一些建议。把握好电力系统及其自动化的方向,才能在未来的发展中让电力企业获得长远的经济效益与生态效益,才能满足人们对电力需求,建立一个稳定和谐的社会。 [关键词]电力系统 应用 自动化 发展方向 一.电力系统及其自动化简述 电力系统是指电能生产与电能消费的整个循环系统,其中涵盖了发电、变电、配电、输电等环节。电力系统的运作模式是将自然界中的天然能源,如太阳能、地热能、风能、潮汐能、水能等通过发电装置将其转变成电能,再经过电压线路输送和电压调配成为用户可以使用的安全电能。电力系统的主体结构主要是由电源、负荷中心和电力网络来构成的。 电力系统的自动化是指在电能生产、电能传输、电能配送以及电能管理等方面实现自动调度、自动控制以及自动化管理。电力系统的地域分布广泛、工程量巨大,其中牵涉到的的发电厂、输配电网络、变电站以及电力用户等环节复杂而多变。电力系统的自动化也包括了对电力生产过程的自动检测、自动调节和自动控制,对系统和设施的自动安全保护,对电力信息的自动传输和对电力企业经济效益的自动化管理。 二.电力系统的自动化的发展过程。 (1)20世纪50年代之前,我国的电力系统容量大概仅有几百万千瓦,单机容量甚至不超过10万千瓦。那时,我国的电力系统的自动化水平较低,一些电力装置和过程调节控制都依靠工作人员来进行。例如一些大型的发电厂甚至是采用人工添加煤块来发电,发电的方式途径也单一。主要是以煤为主,对天然能源的开发率和使用率都比较低。 (2)20世纪50~60年代,我国的电力系统发电规模达到千万千瓦以上,单机容量也已经超过20万瓦。电力系统形成了区域联网,在电力系统的自动化方面取得一定的进步。发电厂内部开始采用机、电、炉这种新的单元集中控制方法。电力系统自身也开始模拟自动调配装置和以计算机网络为基础的经济管理方式,采用了远方通信技术。最主要的是采用了很多新型自动装置,如可控硅励磁调节器和电气液压式调速器等。同时,也开始大量利用天然能源来进行发电。发电技术得到提高。 (3)20世纪70~80年代,我国电力系统开始引进计算机电网实时监控系统,配备了功能强大齐全的整套计算机硬软件。对大型火力发电机实施安全监控以及自动闭环起停过程的控制。各种自动调节装置和自动保护装置越来越多的应用到电力系统中去。很多微型计算机也开始参与到发、配电、输电、变电的各个环节当中,使得电力系统的自动化一度达到高水平高水准。 (4)20世纪90年代至今,随着计算机技术和网络通信技术,我国的电力系统自动化控制技术也得到飞速发展。如今电力系统已经成为一个由计算机、网络通讯、电力电子等装备的统一体。电力系统自动化能够进行闭环控制的对象越来越多,自动化处理能力和信息量越来越大,直接可控的范围也越来越广。 三.电力系统自动化的应用领域 (1)电网调度自动化。在电力系统中,发电、配电、变电都是一系列复杂的过程,涉及了一些电量的调配、电压的变换控制等方面的操作。电力系统的自动化主要就是为了从电能生产到电能消费的各个环节实现电力网络系统调度自动化。结合计算机网络操作,让这些过程由难到易,由人工操作到电网掌控,提升其工作的执行率和精确率。让电力系统更好更快捷的为客户服务。 (2)火力发电厂自动化。电力系统自动化的一个应用领域就是让火力发电厂实现自动化。火力发电自动化主要包括了发电设备方面的数据采集、故障检测、状态监视自动化,还有总线电压控制和无功率自动增减自动化,以及设备常规模拟调控。这些复杂的控制过程由计算机网络系统进行合理适宜的控制。让火力发电厂的机、炉、电三者形成单位集体式,让火力发电工作更加有效的进行。也能在发生意外情况的时候,将损失降低到最小。 (3)水力发电综合自动化。水力发电自动化主要包括三大方面的自动化。首先是,大坝监护自动化,即在大坝的数据采集、水位变化记录和大坝维护方案等方面实现自动化分析和数据采集。其次,能对水库水文信息的自动监控,能记录雨量和水文变化情况,自动制定出水库调度计划和方案。最后,在水电厂内能实现全场机电设备的自动化安全检测、以及发电机组的自动化控制。 (4)电力系统保护装置自动化。电力系统保护装置只要是为了防止电力系统发生意外事故危及系统本身和电气设备、人员等。在电力系统的保护装置中主要有两种基本类型。一种是为防止系统自身故障产生损害的继电保护装置。继电装置主要是为了保护发电源、母线、变压器、电动机等设备。另一种是为保证电力系统正常运作的系统安全保护装置。系统安全保护装置主要是为了防止电压崩溃、电力系统振荡、解列等情况的发生。 (5)电力工业管理系统自动化。电力工业管理系统的自动化主要是依靠计算机来进行自动化管理。这种自动化管理可以为电力企业节约成本的同时,提升自身的管理水平。电力工业管理系统自动化主要包括电力工业的财务管理、生产管理、设计和施工管理等方面的自动化。 四.电力系统自动化的发展方向 (1)服务的人性化与便捷性相结合。现阶段,我国用电力需求越来越大,人们对电力系统的服务要求也就越来越趋向个性化。为了向客户提供优质便捷的电力系统自动化服务,就必须使自身的系统设计更加人性化,更加能为客户带来便捷。 (2)以智能一体化为发展目标。如今随着经济和网络的发展,人们对智能化的要求也越来越高。电力系统自动化的发展趋势必须符合时展的潮流。电力系统的自动化必须以实现自身的智能化为目标,加快自身的系统设计和系统更新,为满足客户更多的需求而不断努力尝试。 (3)经济效益与生态效益相结合。我国电力企业在追求自身的经济发展的同时,必须兼顾生态效益,坚持走可持续发展的道路。将天然能源的开发与利用作为今后电能的主要来源,积极进行可持续发电策略。在减少火力、煤电的同时,合理调控市场的电价,积极利用天然能源发电,提高发电质量,将经济效益与生态效益相结合,争取长远有利的发展。 (4)系统主站网络与软件供功能相适应。电力系统在实现计算机自动化后,对与自身想匹配的软件功能也要投入一定的重视。必须将自身的软件功能与系统主站网络同时投入重视和开发,才能让电力系统自动化的技术发展方向相一致。 (5)完善远动系统和二次设备。在电力系统自动化技术中,对远动系统的控制和二次设备的合理利用要相互协调。因为电力运输系统都处于室外,要实现及时监控远程线路的输送,必须不断完善电力自动化的远动系统功能。 总结 我国人民日益增长的用电需求和环境能源人均不足的情况,让我国电力企业在未来的发展面临着更大的挑战和压力。电力系统及其自动化的发展方向关系着我国未来电力事业发展。只有把握好了电力系统自动化的发展方向,兼顾经济与环境,统筹智能化和自动化,我们才能达到经济效益与生态效益的双赢局面。 电力系统及其自动化论文:浅谈电力系统及其自动化的发展方向 摘 要 电力系统具有结构复杂、分布广泛的特点,在信息时代,电力系统自动化技术被越来越广泛的应用,自动化系统的稳定、先进,有利于提高电力公司的经济效率,也有利于保证广大用户的利益。电力系统自动化是将传统技术和现代技术相结合的一项综合性技术,本文主要介绍电力系统及其各种自动化技术,来探讨电力系统自动化的发展方向。 【关键词】电力系统 自动化发展方向 当今社会,人们对电能供应的各项指标要求越来越高,提供安全、可靠、优质、经济的电能是电力公司的服务标准,这就要求电力系统极其自动化技术都要不断提高。当前,电力系统自动化已有了一定的发展,但由于其起步比较晚,以及我国对电力需求大的实际情况,必须引进先进技术和设备,同时加强改进传统技术和设备,保证电力系统自动化的全面实现。 1 电力系统自动化的应用 电力系统自动化是电力系统力求的发展方向,主要指在电力系统中,使用具有调理信号或远程监测、控制的自动装置,来自动监测或远程控制、监测电力系统的各个元件、系统,目的是保证电力系统的安全运行和电能质量的合格达标。电力系统自动化包含了丰富的内容,主要有发电控制的自动化、电力调度的自动化和配电自动化。 电力系统自动化的基本流程是,通过在相对中心地带的调控中心安置计算机,来向周围辐射网络系统,在发电厂、变电站设置远方监控装置,用来提供信息服务和反馈信息,这样就形成了一个全面、立体化的信息传达和指令传输的系统。在整个流程中,中心计算机的职责是总体调控,其他相关的监控设备则主要负责记录事故内容、编制报表的记录处理、设备操作、系统异常导致的自动恢复操作、以及一些常规操作的自动化。在整个自动化系统中,控制部件是中心,通过计算机之间的结合,运用各种软件扩大控制范围和深化自动化程度。电力系统自动化在调度所、变电站、控制所及变电站采用分层控制的操作方式,按其所管辖的范围进行分担调控,使整个控制系统达到合理、可靠、经济的效果。其中中央控制负责总体性的控制,是整个系统的中枢神经,其主要功能是使整个系统有效运行,保证设备的完整性。地方控制的主要功能是监控发电厂、变电所,并执行中央控制下达的任务。中央和地方控制是调度自动化的主要内容,它的主要功能是监控电网的安全运行、对电网做有效的经济调度和安全分析、事故处理等,这些功能的实现要依赖于数据的采集和监控,这需要以计算机系统和数据信息传输网络为基础,再加上自动发电控制、经济调度控制、安全分析等软件的辅佐。 有一个可靠的调度通信网来保证数据信息的传输,是电力系统自动化实施的一个非常重要的手段,这样,在电力生产过程中,安全检测数据、生产调度数据、以及其他管理数据都能得到有效的传输。 2 电力系统自动化的发展方向 2.1 自动控制技术的发展趋向 当今电力系统的自动控制技术有了其新的发展方向,比如在设计分析上,处理问题时面对多机系统的模式,被耍求的越来越多:计算机、远程通信、电力电子器件成为主要的控制手段:控制策略朝着最优化、智能化、协调化、区域化的方向发展;现代控制理论成为其主要的理论工具:对工作人员的技能及其之间的配合要求越来越高。 2.2 变电站自动化的发展趋向 在电力系统自动化过程中,变电站也有了新的发展趋向,数据共享就是其自动化的主要特点,这一目标的实现是通过将监控和保护功能集成在一个装置中,根据数据采集与监视控制系统两者对继电保护处理的数据以及其他的一些数据是一样的这一特点,将数据采集与监视控制系统集成到相关的计算机保护中,使监控和保护共用一个硬件平台,体现了供电系统的经济性追求。 2.3 供电方式朝多方案方向发展 由于我国地域辽阔,将配电网分为城市电网和农村电网两种管理模式,电源点、线路开关设备和网架决定着配电网的供电方式,这三者的不同组合就使得供电方式变得多样化,目前,以线路开关设备不同而形成的供电方案有自动配电开关方案、断路器方案、电缆环网柜方案、架空重合器方案、负荷开关方案等。 2.4 通信方案多样化 不同地区、不同条件下,通信方案是丰富多样的,比如光纤、有线电缆、微波、电力载波、扩频等,自动化的通信方案主要有主站对子站、主站和子站各对现场单元、子站之间以及现场单元之间的通信。目前,主站对子站、主站对现场单元的通信方式是自动化试点工程系统的配套方案。 2.5 整个电力系统自动化的总体发展趋向 自动化就是用机器代替人的体力劳动,同时代替或辅助脑力劳动,使整个系统得到协调、管理和优化。在整个电力系统自动化过程中,闭环控制最终取代开环检测;电压的等级开始向低电压扩展,比如建立和发展配电管理(DMS)系统是我国当前电力系统自动化的一个目标;整个电力系统开始向一体化、多功能的方向发展:装置性能也开始向快速化、数字化、灵活化的方向发展i追求目标也更高,向着最优化、智能化、协调化的方向发展。 3 结语 电能在社会资源总消耗中的比例越来越大,尤其在当今信息社会,对电能的需求和依赖程度更大,因此,必须加大对电力系统建设和发展的投资,电力系统自动化是电力系统发展的必然趋势。当电能的供应不可靠时,会直接影响国民经济的发展,造成经济损失,必须对电力系统做全面规划,将各种先进的自动化技术应用到电力系统中,并科学判断电力系统自动化的发展方向,确保用户和企业等获得安全、优质的电能,推动各行业生产建设的快速发展。 作者单位 国电南瑞科技股份有限公司 江苏省南京市 210061 电力系统及其自动化论文:关于电力系统及其自动化探析 摘 要:伴随着经济的高速发展,电力行业取得了长足的进步。经济建设和人民生活对电力的需求与日俱增,同时也对电网的安全稳定运行提出了更高的要求。由于影响电力系统运行的因素非常复杂,涵盖发变电、输配电等多个环节,且电力输送范围十分广泛,单纯依靠人工监测很难实现各个环节的实时监控。引入计算机网络技术和自动化技术,是实现电力系统自动监控的重要手段。通过实施自动监控,可以实现对整个电力系统运行状态的实时掌控,对实时发现故障并及时排除,保障整个电网平稳安全运行,具有十分积极的意义。 关键词:电力系统;自动化;控制 引言 电力系统承担着为经济发展和人民生活提供稳定可靠电能的重要职责。由于电网规模总量逐渐扩张,电网结构深邃复杂和电网建设运行环境严苛多变,电网故障发生的频率和严重程度也越来越高,严重者会直接导致整个电力系统不能正常运行。以往采用人工方式进行巡查,以保证电网安全。由于人工巡查受巡查人员个人业务水平、工作素质、精神状态、行为习惯等因素的影响,往往不能取得理想的结果。随着计算机和自动化技术的高度发展,建立自动化监控系统已经逐步成为现实。通过对系统进行实时监测,能够及时发现问题,发出报警,自动分析原因,并采取应急措施,从而将损失降到最低。下面分别对变电系统、配电系统及调度系统的自动化技术进行简单介绍,以供大家参考。 1 变电系统自动化 变压器是变电站的核心组件,在变压输电方面发挥着巨大作用,但随着用电量的逐步扩大,影响因素逐渐增多,变压器在运行过程中发生故障的概率日渐增大。最常见的故障是过电压。它严重干扰着电力系统的正常运行,必须采取相应措施加以限制。通过建立自动监测系统对变电站过电压情况进行实施监控,从而采取针对性的措施,是解决变电站过电压的好办法。该系统主要包括以下几个环节: 1.1 电压传感器 它的敏感度直接影响到监测系统的测量精确度,是整个系统的关键环节。在线监测系统中的电压传感器由高压分压器和光纤传感器组成。前者分为电容分压器、电阻分压器几种类型,具有结构简单,暂态响应和测量精度好的特点,专门用来获取电压信号。由于运行状态下的分压器长期保持并联状态,所以电网的等级较高时,要做好相关人员安全防护工作;后者具有频带宽,绝缘性和抗干扰能力强的特点,适用于雷电过电压的测量。光纤传感器分为有源光纤和无源光纤两种。有缘光纤需配置高压分压器,无源光纤受环境温度影响大,都具有很大的使用局限性。 1.2 信号传输 该环节采用光纤或同轴电缆为媒质进行监测系统的数据传输。同轴电缆造价低廉,安装简单,信号保真度高,但对安全防护有要求。光纤绝缘性好,安全可靠,传输速率快,抗电磁干扰能力强,但需配备专门的接收机和光发射,成本较同轴电缆高,而且安装不便。 1.3 数据采集 模拟信号的转换处理在这个环节完成。该环节由以下几个单元组成:一是多路转换单元,主要负责传感器的选择或监测,一般借助程控模拟开关完成选通信号;二是预处理单元,主要用来调整输入信号,为模数转换器提供必要条件,并提供一定的抗干扰功能;三是数据采集单元,采样保持负责模数转换周期内各输入量的存储工作,并进行筛选,将数值未发生变化的信号送入模数转换器。模数转换器ADC是数据采集环节的核心部分,主要指标是转换速度和精确度。 1.4 数据处理 它是整个监测系统的核心环节,一般采用两种方法来完成。一是在线监测,由相关软件提供硬件的驱动,实时完成过电压的采集监测工作;二是离线分析,通过计算机技术实现对电压信号采样的数据分析,从而完成对过电压的判断。 2 配网系统自动化 配网系统自动化以计算机技术和自动控制技术为基础,实现在线智能监控或离线监控,从而达到提高配电效率和供电质量的目的。实施配网系统自动化,能够有效减少人力消耗,缩短事故持续时间,为配网管理系统规划提供实时信息。该项技术具有工作效率高,维护成本低,经济效益高等特点。配网自动化系统主要由以下几部分组成: (1)配电主站,多位于城市调度中心,负责与各子站进行通信。配电网具有系统复杂、内部设备繁多、监控对象规模大,分布广等特点,如果都连在主站上,系统难以正常运行。因此设立子系统,减少主站压力。(2)配电子站,多建于变电站内,负责和电力终端设备通信。(3)配电远方终端。该单元主要对配网辖区内的变压器、环网柜、开闭所以及柱上开关等进行实时监控,识别各种故障并加以控制等,通过这些功能和主站系统、子站系统相互配合,实现整个配网的监控和优化。(4)通信网络。负责将主站的控制命令发送给终端,并将终端的各项参数信息反馈给主站,实现主站和终端之间的通讯联系。鉴于系统复杂,工作环境恶劣,相关通信设备数量多且分布范围广等原因,在选择通信方式时,应对其安全性、实用性、可管理性及成本等多方面进行综合考虑,并结合当地实际,采取最优方案,保证配电系统自动化的正常工作。 现阶段有三种主要通信方式:(1)光纤,广泛应用于配电自动化系统,具有性能优、成本高的特点;(2)无线通信,在配网信息系统中比较常见,初期投资较少,但后期维护费用较高,目前部分地区正在研究将其应用到配电自动化中;(3)中压载波,正处于试验阶段,尚未投入正常使用。 3 调度系统自动化 倒闸操作和处理配网故障是配网调度的主要工作。由于受各种因素影响,调度系统故障发生概率较高。随着经济高速发展,实现调度系统自动化,保障配电网供电正常的要求日渐突显,由此导致了远动技术的诞生与发展。远动控制系统主要由调度主站端的计算机系统、执行端的自动化系统以及连接两系统的通信信道系统组成,藉由数据采集技术、信道编码技术以及通信传输技术来实现电力系统的远程监控和操作。调度系统自动化通过对数据的自动采集监控、自动发电控制、经济调度控制和能量管理等手段来实现信息收集、状态分析、层次协调的目的,进而为调度人员提供相应的决策参考。该系统还有专门的抗干扰功能,以满足调度系统安全稳定的需要。 从电力系统整体的角度出发,可以建立一个总的监控系统,经由对以上子系统的控制,来实现对整个电力系统的监控。 4 结束语 电力系统的安全正常运行,直接关系到国家经济安全和社会稳定。建立健全高效可靠的自动监控系统,实现电力系统的自动化,是保障电力安全的必要措施。随着计算机技术和自动化技术的进一步发展,电力系统自动化必将迎来一轮新的研究热潮。 电力系统及其自动化论文:电力系统及其自动化技术应用 摘要:电能在社会资源总消耗中的比例越来越大,尤其在当今信息社会,对电能的需求和依赖程度更大,文章分析其系统,探讨其自动化技术应用及发展。 关键词:电力系统;自动化技术;应用 引言 在新形势下,要保证电力系统自动化技术的安全管理,相关企业应该针对当前我国电力系统自动化技术的现状及时制定有效的对策,从而保证我国电力系统自动化技术沿着标准化、规范化、智能化的方向发展。 一、电力系统的特点 (一)电能安稳供应的紧要性。电力的供应关系到我国国民经济以及人们正常生活。经济运营和人们正常的生活都和电能有着精密的联系。电能如果不能安稳的供应,肯定会对我国国民经济的增长带来重大损失,对人们正常生活带来不良影响。 (二)电能的非存储特性电能具有特殊性,电能的生产和配送以及消费都是在同一时间内进行的,电能不能大量的存储。在任意一个时刻电力系统中的发电厂所生产的电能量都取决于这一时刻用电设备所消费的能量以及输送和分配过程中所损失的电能综合。电能的这些特点都要求在运行的过程中必须要保证电源的功力平衡。在同一时刻发出的总电能要等于消费的总电能,而且中间传输环节也要保证畅通无阻。中间的任何一个环节或者元器件发生故障,都将影响电力系统的正常工作。 二、主要电力系统自动化技术的应用 (一)变电站自动化技术的应用 变电站在电力系统中的主要功能是,将电能进行调节和分配,以为电力系统中配电和中转提供功能服务。随着社会经济生产活动以及日常生活对电能需求的增加,变电站自动化技术对电力系统的作用至关重要。现代化的变电站自动化系统主要通过计算机通信技术、网络技术而实现电力生产的自动化。变电站自动化技术实现了计算机的屏幕化以及运行管理和记录统计的自动化,使变电站内的智能设备进行相互连接以及资源共享的实现。与此同时,变电站自动化技术还对变电站设备进行监视与操控,优化了现代化高负荷变电站的设计,更提高了输电的稳定性。 (二)配电网等智能电网自动化技术的应用 智能电网是对电网的智能化创新,通过对智能通信网络技术及决策支持系统的的应用,对配电、输电、变电、发电等环节进行智能自动化控制,文中主要讲述智能电网中的最关键的配电网自动化技术的应用。配电网是电网系统的重要组成部分,由复杂的电缆、架空线路及配电变压器等组成,在此基础上,配电网自动化技术成为一项较为复杂的系统技术。与原有的手工操作不同,配电网自动化技术实现了对配电网的分析、制图、设备管理等环节的自动化。配电网自动化技术的工作原理是依靠智能软件从后代软件数据库中获取信息资源,并实时的进行自动分析处理与自动传递。 (三)远动控制自动化技术的应用 随着用电量的需求增加以及对电力系统实时监控与数据采集的重要性渐强,电力系统调度自动化技术的应用成为不可抵挡的趋势。远动控制自动化技术作为一项调度自动化技术在加快电力系统综合自动化进程中发挥着不可比拟的作用。远动控制自动化技术主要包含遥测、遥信、遥控、遥调等方面的技术,主要从数据采集、信道编码、通信传输技术等实现系统的远动控制自动化,有效减少了故障的发生,提高了设备的使用率,一定程序上,也是节约资源的体现。在数据采集、信道编码、通信传输技术方面,其工作原理是不同的。远动系统的数据采集主要利用变送器技术和A/D技术来实现远动控制自动化;远动系统的信道编译码技术主要通过将信道的编码和译码、信息传输协议等信息通信信道传输到调度控制中心来加以自动化应用;远动系统的通信传输技术则主要依靠调制技术和解调技术来实现远动控制自动化。 (四)PLC技术在电力系统自动化中的应用 PLC技术是将计算机技术与继电接触控制技术结合的产物,这一技术利用可编程序实现电力系统内部储存的控制、运算、记录等操作指令,从而解决了传统电力控制系统内可靠性低、接线复杂、耗能高的问题。PLC在数据处理的工作中,能对采集的数据进行分析、处理、制表等,然后利用通信功能传送到其他智能装置,达到控制系统操作的目的。在PLC技术的应用中,主要实现了PLC的闭环过程控制、PLC的开关量控制以及PLC的顺序控制。表现在闭环过程控制中,通过模拟量输入、输出模块对模拟量进行闭环控制,实现数字量与模拟量的转换;在开关量控制中,电力系统自动化中主要运用PLC的开关量逻辑控制辅助发电系统运行;PLC的顺序控制则主要通过信息模块控制工艺流程,并与通信总线连接实现电力系统的高效运行,并降低电力系统运行的资源损耗,提高了效益。 三、电力系统自动化的发展前景 (一)以科学技术为主导的发展前景 自动化系统依靠的是计算机、通讯、数控措施。伴随着时展持续发展,已经完全证明了科技是第一生产力,生产程序因科技简单化,提升了生产效率。现在,电力系统自动化整体上都需要科技实现,在电力装置的控制上,整体的自动化措施使电力系统信息处置数量成倍增加,对系统整体的处置要求日益增高,数据在精准性以及时间上都有了很大的提升。电力系统自动化转变了以往的管理方式,从人工改变到无人样式的管理,从单一改变到多方面样式的管理,从落后改变到先进样式的管理。电力系统实施自动化带领电力市场出现新的市场挑战,自动化措施使用转变了电力市场的挑战形式,调节了电力市场资源构造。国内的变电站假如整体实施自动化控制,就会在很大程度上提升生产速度,完成人力资源的节省。将科学思想引入到自动化发展程序中,整个的电力系统就会出现一个新的改变。自动化控制思想推动人们对资源的使用能力日益增大,电力系统使用科学技术会使电力单位能够有整体的发展。 (二)以电力设施自动化为基础的发展前景 怎样使电力系统能够完成自动化,怎样提升电力根本装置的自动化水准是自动化发展的关键探究目标。对电力调度系统的监测会施展关键的价值,静态以及动态监测联合,完成全面实时数控。国内电力系统自动化健全是在加强硬件根本装置的基础上,发展不一样产品的特征。现在电力市场挑战致使新式产品适应时机而产出,不过产品种类、产品技能以及产品保障都缺少一致的规范,因此,在电力根本装置的改革中,要按照需求选取产品,选取改革方法。在根本装置的改革程序中,要注重自动化名目要按照市场发展的需求,硬件装置要有一致的规范,规范运营。自动化系统在事故检查、自动合闸等部分拥有智能化特征。自动化配电装置的发展会推动电力系统自动化整体快速发展。 (三)以人民群众认同为辅助的发展前景 电力系统自动化在未来的实践中会逐步受到社会化大生产的影响,社会化大生产需要社会各个组成部分通力协作,它的生产效率取决于政策,取决于人。要逐渐加大人们对自动化技术的了解,通过多方面的宣传,让自动化技术深入人心,被人们真诚接受。同时,政府应该加大对自动化技术的扶持,在为电力企业培养人才的前提下,注重技术创新,把电力系统自动化技术更新作为政府工作的主要内容,领导亲自部署,主动开展主题活动。在电力系统自动化发展的过程中,人的因素是根本因素,电力企业只有把培养自动化技术的人才当成工作重心,才能使电力企业真正符合自动化企业的要求。在项目实施过程中,注重提高技术人员的生活标准,投入专业手段开展促进提高技术的活动,让这些技术人员成为自动化系统的保护者和开拓者。 (四)变电站自动化的发展趋向 在电力系统自动化过程中,变电站也有了新的发展趋向,数据共享就是其自动化的主要特点,这一目标的实现是通过将监控和保护功能集成在一个装置中,根据数据采集与监视控制系统两者对继电保护处理的数据以及其他的一些数据是一样的这一特点,将数据采集与监视控制系统集成到相关的计算机保护中,使监控和保护共用一个硬件平台,体现了供电系统的经济性追求。 结语 综上所述,通过自动化技术的应用,电力系统的安全可以得到有效保障,同时提高电网供电服务的安全性与可靠性,这样更有利于提高电力系统的供电能力,确保电力系统的安全可靠运行,从而为人们提供更好的供电服务。 电力系统及其自动化论文:电力系统及其自动化的发展方向研究分析 [摘 要]随着信息科技的飞速发展,我国的电力系统及其自动化技术被应用的领域越来越广泛。电力系统自动化技术的提高不仅可以保证电力企业的经济效益,最重要的是可以保证广大的用户利益。本篇文章就针对我国电力系统及其自动化的发展方向进行浅要的分析。 [关键词]电力系统自动化 发展方向 重要性 一、电力系统自动化技术 每家每户每个人都要用电,可以说电力系统是和千家万户的日常生活息息相关的。一天二十四小时为每家每户的需要提供电力的支持。因此说,能够保障电力系统正常工作的新技术都应该得到大力的支持与推广。当今社会,随着更像技术不断的发展,电力系统自动化技术的应用范围也在不断扩大。如图1所示。 电力系统自动技术这样至关重要,对其也要有最基本的要求:首先,电力系统自动化技术要能够迅速准确的处理来自电力系统运行过程中的具体运行参数。其次,自动化技术要充分发挥其在系统中的有效作用,是电力系统各部分、各层次之间可以协调运作。再次,电力系统自动化技术的发展和有效运行,可以节省人力、物力,还能够提高电力系统运作时的安全性和可靠性,设备使用寿命变长,进而提高了系统设备的运行能力。尤其是在局部发生故障时,它可以及时有效的反馈信息,调整系统的工作状态,从而保证电力系统的运转正常。 二、简要分析电力系统的发展方向 (一)随着我国电力系统的不断发展,对综合自动化技术有越来越多的要求,同时电力系统需要负责传输的数据也是急剧增加。那么就需要寻找一个信息传输量大的媒介,它就是以网。以太网具有传输速度快、传输的数据量大等特点,是其他媒介无法比拟的。当代电力系统自动化技术的要求是可以被满足的。那么电力系统自动化技术未来的发展空间是很大的,以以太技术为基础,结合电力工业应用实际,研究新一代以以太网为核心的电力系统现场总线技术。 (二)供电方式以及一次设备。我国的配电网由于受到地域与经济两大因素的共同影响,在管理上划分为城市电网和农村电网。城市电网主要是以电缆网的方式,而农村电网主要是以架空线的方式。电源线、线路开关设备、网架三部分决定配电网以如何的方式提供电。供电方式可以多种多样,那要看怎样对电源点和网架进行排列组合,那么功能各异的供电配合方案是由线路开关设备提供的。城市电网主要是采用了环网柜作为配电线路的主要设备,而农村电网则是采用分段器、重合器、断路器以及负荷开关等作为配电线路的主要设备。那么供电方案有:分段器方案、断路器方案、负荷开关方案等等。 (三)远动系统以及二次设备。远动系统及其设备的主要功能包括环网控制、保护动作、就地手动和远方控制四大方面,它们是具有可靠性的。配电自动化远动系统存在两大制约难题一是线路电源,二是传输规则。那么由于配电线路设备的地理分布,目前采用的规约是不适合的,IEC正在制定新的传输标准。 (四)电力系统的仿真系统。要想使电力系统自动化更好的发展,我国电力科研人员付出了很大的努力。我国建立了仿真模拟实验室,在实验室里拥有研究所需要的仿真系统,这种仿真系统可以提供给研究人员多种电力系统的稳态试验。与此同时,电力系统的数字模拟系统可以与多种控制装置构成严密的闭环系统,为实验研究提供了良好的实验条件。要想电力系统自动化技术得到提高和发展,那么与之相配合的实验设备、实验理念和实验技能都得相应得到提高。那么上面提到的电力系统的仿真系统就是一个不错的平台,是比较有发展潜力的,值得应用和推广。 (五)电力系统中的人工智能。在电力系统及其自动化系统中应用人工智能,这样的方式是一种全新的尝试和很有潜力的发展方向。正是由于我国电力系统发展的要求,在电力系统运作中,对故障的诊断能力、警报的处理能力以及运营分析的能力都是需要提高的。在电力系统中应用人工智能的进行控制,可以提高电力系统运作过程的问题的处理能力以及控制能力。 以上的论断充分说明了电力系统自动化的重要性: (一)可以保证优质电能的供应 。例如:电压不稳、电流偏差、设备损坏等等都是电能出现的质量问题。那么如果缺少了电力系统自动化技术,这些问题是很难被发现和解决的,应用这样的技术,可以在处理这些问题的时候缩短时间,也节省了很多人力物力,供电的效率和质量从根本上得到了提高。保证了用户用电的优质性。 (二)可以促使电力系统的设备稳定安全的运行。变电设备的正常运行是需要电力系统自动化装置的保证才能完成的。在系统发生故障时,可以迅速有准确的找到故障源并进行修复,这样才能够保证整个电力系统稳定安全的运行。 (三)可以保证电力系统的经济运行。在电力系统中加入自动化装置才能是经济优化、降低网损。在高新科技迅猛发展的现代社会,电力系统主要是应用计算机技术等一系列电子设备的控制。在电子设备运行中,需要处理的信息量很大,范围比较广泛,影响因素也是越来越多,电力系统的自动化技术的发展是十分必要的。所以,电力系统的自动化技术能够优化经济,减少电网损坏费用的支出。 综上所论,我们都知道电力资源适合我们的生活密不可分的,所以保障电力系统的正常运作就成为了当今现实我们要考虑的问题。对电力以及其自动化发展方向的研究对我国的电力行业的发展进步起到了不可估量的积极作用,因此,对电力系统以及其自动化的研究是十分有必要的,需要电力科研人员的不断努力。 电力系统及其自动化论文:电力系统及其自动化技术的应用研究 摘要:电力系统自动化技术是现电厂、变电站的核心系统,其应用能够有效确保电力系统的安全、可靠运行。鉴于此,本文主要对电力系统及其自动化技术的应用进行了分析探讨。 关键词:电力系统;电力自动化技术;应用 一、电力系统自动化技术的工作流程 对于电力系统自动化来说,其基本工作流程是在中心地带的调控中心安装现代化计算机,然后通过计算机向周边进行网络系统的辐射,同时围绕该中心的变电站、发电厂之间的控制装置进行设置,并对其进行实时监控,以形成一个立体化的网络覆盖面,从而保证指令传输与信息传达的畅通性。其次,调控中心的计算机要负责总体的调控,相关的监控设备主要负责事故内容记录、设备操作、编制报表以及常规操作的相关自动化等操作。并在该基础上形成以对部件控制为中心,通过与计算机、控制计算机以及终端硬件装置等进行结合,并运用各种类型的软件以不断扩大电力系统的控制范围及自动化的程度。最后,电力系统自动化要加强对分层控制相关操作的应用,即在变电站、控制所、调度站及发电厂的分层间根据功能范围对控制功能进行协调于分担,以达到运行可靠、合理经济的控制系统。 二、电力系统自动化技术存在问题 笔者根据多年的工作实践经验,加上对于众多参考文献的搜集与整理,认为电力系统自动化技术存在问题主要体现在以下几大方面:第一,技术设计不合理。与其他发达国家相比,我国在电力系统上还是比较落后的,尤其是伴随着近几年的城乡电网规划,我国在电力系统自动化技术方面越来越成熟,但是由于缺乏必要的电网技术标准,加上电网技术设计不合理,很容易在实际的电力系统自动化技术运用中出现事故,影响到电力系统安全运行。第二,电力设备质量问题。电力设备质量是电力系统自动化顺利进行的关键,毕竟电力系统自动化是以电力设备为基础的,如果电力设备质量出现问题,那么电力系统自动化指标也就无法达成,从而导致电网和电力系统出现故障。第三,技术管理不科学。电力系统的高效运行,离不开电力系统技术管理,技术管理离不开技术人员。由于缺乏技术性管理人员,在实际的电力系统自动化过程中,由于管理以及维护方面不彻底,为电力企业电力系统维护与管理埋下了隐患。因此,忽略人才的重要性,缺乏对于人才的培养,一旦电力系统出现问题,将直接影响整个电网安全,甚至会引起事故扩大。 三、电力系统及其自动化技术的应用 1、电力系统实现自动化的数据处理 1.1数据整合 每时每刻,人们的用电量都是会发生变化的,也就是电网负荷会连续波动,这就需要调度中心根据电网的各个参数,例如:实际用电负荷、电网频率、电压、电流、功率因数等参数更改调度计划,以满足客户用电量。当用电量较低时就应降低电压,当用电量到高峰期时,就应增加电压,这样不仅能满足人们的用电量需求,还能提高经济效益,减少不必要的浪费[3]。电力系统自动化技术就是根据人们的用电信息进行综合的分析与整理,改变了传统的信息孤立的状态。加强电力系统数据的整合能力,有利于各个数据之间的联系,减少发、输、配电时的浪费,对企业提高经济效益有着重要的作用。 1.2数据共享 要想真正的实现数据共享,在一定程度上将系统内的数据实现共享,最基本的要求就是供求双方的数据要保持一致性,同一层面、同一协议,否则是很难实现数据共享。在实现数据共享的过程中,首先必须要有的就是电力系统的基本模型并成立不同的部门。在这个基础上主要分为两方面:一是地理实体的几何属性要有标准的定义与表达,其中包括了电力系统服务的覆盖的空间区域的几何属性。二是关于物理属性数据方面的标准定义和表达。 2、电力系统实现自动化的控制安全系统 2.1安全监视 电力系统的自动化监视系统是非常重要的,因为工作人员的精力有限,24小时不可能每时每刻地都不停的工作,而在传统的电力系统中,如果监视工作不到位往往就会发生事故。运用自动化监视系统就可以避免这样的现象发生。它不仅能在最快的时间内反应事实,还能发现危险隐患,在第一时间将危险化解,能够有效的预防事故的发生。这点也是它和其他只具反映和记录功能的系统的最大区别[4]。安全监视系统在电力系统发生故障的时候会发出人声警告,上位机会显示具体的故障地点,保护动作情况、负荷等各参数变化情况。工作人员可以根据它的提示进行有针对性的检查,这大幅度的降低了工作人员的工作难度,提高了工作效率,并保证了安全生产、防止事故扩大等措施实施。 2.2安全保障 对于不同类型及规模的数据和对象,电力系统的自动化可以根据其特点进行不同的处理,能够灵活进行自动化的处理,它对于电力安全生产、系统稳定运行的工作有着重要的意义。第一,自动化技术能够对系统进行逐项设置,对电力生产进行调节和控制,降低工作人员的工作难度。例如,采用PMU装置,用于监控各个电厂、调度中心的负荷变化;AVC电压自动调节装置,调整无功功率,维持整个电网电压值在正常范围;一次调频技术将更有效、更及时的反应电网负荷波动,快速响应电网频率的变化,进而自动加、减发电厂负荷,来满足电网的负荷需求。第二,自动化技术对保存和恢复电力系统的数据有一定的作用,能够进行成本的预算与控制。第三,对于工作人员的生命安全有一定的保障,根据自动化技术的监视功能可以在第一时间发现危险,所以在危险即将发生时,工作人员可以以最快的速度离开,并且自动化技术有一系列的应对危险的措施,大大降低了工作人员工作的危险性。如:在出现火灾时,自动化的设备就会自动启动消防喷淋装置,及时将火扑灭。在一些重要的数据保护间、电气、热控等重要设备间采用气体灭火系统,保证数据的完整性及防止重要设备的损坏,避免事态扩大,影响电网非故障系统的运行。 3、电力系统实现自动化的配电系统 自动化技术的发展使电力的配网系统的相关技术也得到了重大的发展,尤其是采用了DSP数字信号处理技术的中低压网络数字电子载波技术,不仅提高了接受信息的速度,还解决了一系列的技术难题。它将输电网与配电网结合在一起,电量与非电量的信号通过转换输送到计算机上,计算机通过计算后在发出指令,这有效地加强了电力系统配电的可靠性,保障了人们用电的需求,也降低了电耗能。 四、电力系统中自动化技术的应用实例 本文主要以电力数据无线系统中应用的GPR S技术为例进行说明,该系统的具体结构如图1所示。该系统的通信信道主要包括两个部分:一部分是GPRS无线网络,另一部分则为Internet 网络。该数据传递系统的主要构成包括三个部分,分别是GPR S网络端、厂站数据端以及客户端。 第一,GPR S网络端的主要功能是为客户端提供通信接口,通过接入GPR S数据与Internet服务器进行连接。厂站端能够在GPR S模块的基础上及时发送数据,然后GPR S网络把数据接入到Internet互联网上已经设置好的通信服务器里,以此来实现对数据的统一处理,然后由通信服务器提供一个固定的IP地址,以便于客户端及时进行访问。除此之外,由于服务器端没有设置防火墙,不具有通道检测的功能,因此对于保护数据的安全性起到了极大的作用。 第二,厂站数据端的主要任务是及时采集并发送相关的电力数据。主要的硬件构成包括扩展储容器、GPR S模块、型号为W 77E58的单片机、SIM卡座以及RS-232接口等。其中GPRS模块主要选择了工业级双频GR47模块,在控制GPR S和Internet互联网之间的连接与发送时,则主要采用AT指令。软件构成部分则采用C语言进行编写,以此来有效控制单片机的运行。 第三,客户端可以通过相关的软件查询到G PR S数据并进行有效地分析和处理。在开发客户端软件时主要采用了VC技术,因此其不仅包括管理模块功能,还包括网络通信以及侦听模块。其中,网络通信模块主要采用了服务器模式,能够对客户端提出的各种请求进行及时接受。而网络侦听模块则采用了Socket控件,可以对发送过来的请求进行有效判断和验证。 结束语 总之:随着工业现代化以及科学技术的不断发展和进步,电力系统也在不断的向着自动化方向发展。电力系统的自动化主要包括发电厂测控系统的自动化、变电站的自动化以及电网调度的自动化,应用到自动化系统中的主要技术就是主动的对象数据库技术、现场总线控制技术以及光互联并行处理技术。电力系统的自动化技术主要就是为了不断的扩大供电范围,有效的增强供电的能力,提高供电服务的可靠性和安全性,以达到电力系统经济、可靠的运行,推动我国电力系统健康、稳定的向前发展。 电力系统及其自动化论文:电力系统中的继电保护设备及其自动化可靠性研究 摘要:电力作为重要的能源资源,推动了我国现代化社会的发展。现阶段,由于社会经济发展对电力提出了更高层次的要求,所以对配电系统的供电可靠性能有了新的要求。本文主要对电力系统中的继电保护设备及其自动化可靠性相关问题进行了简要分析。 关键词:电力系统;继电保护;可靠性 引言 现代社会的发展离不开电力系统,经济的快速发展和人们物质生活水平的提高对电力系统的可靠性提出了更高的要求。在电力系统中,其继电保护设备和自动化设备的可靠性会直接影响到电力产品的质量和供电的稳定性。通过研究及实践对继电保护设备及自动化设备进行及时的检查、维修、维护,成为了保证电力系统正常稳定运行的重要途径。 一、继电保护的特点 继电保护的装置实质上属于机电设备,继电保护装置都是由测量、逻辑、执行、定值调整等部分组成的。继电保护较之于一般性质的机电、电子设备以至于电力系统的一次设备来说,它具有自身的特点,究其自身特点的可靠性需要注意以下三点: 1、在继电保护中的静态保护装置中有很多复杂的原件,并且工艺相对较复杂,这样就会直接地影响产品的寿命和质量,这些故障发生多为随机性的,在算法上多用概率测算方式和可靠性理论进行分析。 2、继电保护是安全防范最为关键的环节,处在至关重要的位置,不当的设置和操作会给电力系统的安全运行带来极大的安全隐患。往往,继电保护所处的工作状态并非是长久持续工作的设备,而是时刻处于准备工作的状态,如果一旦出现系统故障,就需要在很短的时间内进行继电保护动作。 3、在电力系统出现问题的时候继电保护必须能够起到作用,但是可靠与否不能够完全取决于装置本身,还与电力系统故障的性质、运行的方式以及统计规律有直接的联系。 二、电力系统中继电保护设备的可靠性研究 1、电力系统中继电保护的相关内容 继电保护是保证电气机械设备安全运行、提高电力系统可靠性能的有效技术措施。在电力系统发生异常情况下,继电保护能够准确并及时检查到故障发生的具体部位并发出警报信号,快速切断电路,有效防止设备故障的扩散,进而保证电力系统的稳定运行。通常情况下,继电保护系统主要由一套或多套互为独立的继电保护设备连接而成。整个电力系统中的所有电力设备必须要在继电保护下运行。继电保护设备应该满足:可靠性、安全性、灵活性等要求。 2、影响电力系统中继电保护设备可靠性的主要因素 继电保护设备的可靠性指的是配置一个高质量、高技术的优良系统、元件或设备,并让它们在特定条件下与规定时间内实现规定的运行功能,以此切除线路故障与设备故障,这属于继电保护的基本要求。继电保护可靠性能主要包括了运行功能与电力设备的可靠性能。通常情况下,利用故障树研究法、马尔科夫模型分析法、概率研究法,对继电保护设备可靠性能进行研究。继电保护设备工作特征决定了不能采取单一的可靠性能特征量来衡量继电保护的可靠性。根据我国的基本情况与继电保护的工作特征,采取以下三个可靠性特征量对继电保护设备的可靠性能进行研究。 (1)平均零故障工作时间与平均寿命。其中平均零故障工作时间指的是恢复产品两次故障的平均工作时间;平均寿命指的是不可修复的平均工作时间。 (2)成功率。成功率指的是在规定情况下,成功完成限定运行功能的概率。 (3)有效度。有效度体现了能够修复的自动化装置与继电保护设备在运行过程中的可靠性指标。 3、提高继电保护设备可靠性能的有效措施 (1)提高从业人员技术水平 提高继电保护装置运行可靠性就应该将供电的可靠性作为工作中的重点,加强供电可靠性的制度建设,完善相关的网络管理,同时要建立健全并完善相关的管理体系。加强对继电保护装置运行维护人员的专业培训,有效地提高工作人员的故障处理能力和处理效率。继电保护工作人员整体素质不高、技术水平过低,是造成继电保护运行不顺畅的主要原因之一。 对于这些状况要加强员工的技能培训和素质教育,促使员工养成工作记录和工作检查的习惯,不仅可以有效降低故障的出现,同时这些工作记录就相当于一份运行档案,在设备出现故障时可以根据记录以此加快故障处理时间。同时工作人员还必须有严谨的工作态度,在进行数据计算时,应该不断进行计算以保证其准确性和精确性,严格按照运行程序进行设备操作。 (2)提高继电运行的微机化和信息化水平 随着电子信息技术的快速进步和创新,极大地提升了微机保护的科技水平和能力。从当前最新技术来看,工控机在速度、功能和存储容量等诸多领域都超过了传统的小型机。此外,如今所运用的工控机体积并不大,只相当于微机保护装置的体积,因此,成套工控机可以确保继电保护的高技术与良好技术操作性。在此基础上,将会极大地降低在继电运行保护中的危机和不可靠性。从网络技术在电力系统中的作用来看,它在很大程度上改变了继电保护运行的传统方式以及状态。考虑到继电保护装置的作用比较单一,它重点切除出现故障的元件,然而它在确保电力系统运行方面还有许多不足。为了确保各个保护单元均能够共享运行过程中的故障信息以及数据,大幅度提升继电保护的准确性以及及时性,这样就必须依靠计算机和网络技术来构建机电一体化的电力系统,从而进一步提升微机保护装置的网络化以及信息共享化水平。 (3)加强继电保护运行的智能化程度 智能化可以更好地提升继电保护运行的可靠性,与此同时,它也是非常关键的技术创新。如今,人工智能化的运用范围日益扩大,在越来越多的行业中得到了应用,大量发达的理念和技术出现在电力系统中且不断成熟。例如,模糊逻辑、神经网络、遗传算法以及进化规划等先进技术都在电力系统中得到了非常好的运用,而且相关单位还在继续深化继电保护领域的应用研究。 另外,人工智能技术在电力系统的优势非常明显,它们可以极大地提升继电保护装置在运行过程中的稳定性。还可以有效控制继电保护装置的不可靠因素,如工作隐蔽性和连续性等方面。它们可以较快地处理这些不可靠因素,而且它们的逻辑思维能力也非常强大。从在线评估实践来看,人工智能发挥了非常重要的作用,而且有着明显的优势,逐步占据着主导地位。 (4)广泛的使用性能,极其优良的数字控制器件 数字控制器件有着良好的性能,在继电保护系统中使用数字控制器件将会在很大程度上提升继电保护水平。在继电保护运行中,广泛使用了CPLD和FPGA等器件。CPLD的结构非常复杂,这种逻辑器件可以编辑相关程序,FPGA是现场可编程序门阵列。在继电保护系统的运行过程中,这两种器件的优势非常明显。它们属于非常先进的可编程序专用集成电路,而且它的功能是高度集成的,可以将诸多微机系统的许多功能都聚集在相同的芯片上。这些数字控制器件的性能十分强大,它们将极大地改变电力系统的结构设计,显示了良好的适应性。 从继电保护系统来看,必须要借助此类控制器件来实现系统的高度集成、强大的可靠性和快速响应能力。与此同时,运用此类控制器件可以在很大程度上缩短保护装置的研发周期,极大地提升了继电保护运行过程中的可靠性能。 结束语 电力系统的运行随着经济和社会的发展对其也提出了更高的要求,对系统的运行安全性和可靠性都提出了更高的要求,这样能够更好的保证电力系统的供电质量,同时也能更好的保证电力企业的经济效益不受到影响。电力系统的正常运行是和继电保护技术有很大的关系的,因此,要对继电保护技术进行不断的发展,同时也能更好的对电力系统运行中出现的问题及时进行处理,保证电力系统运行的可靠性。 电力系统及其自动化论文:电力系统及其自动化技术的应用 摘要:本文将主要针对电力自动化系统的构成、电力系统中电气自动化的特点以及电力系统中的自动化智能技术进行简要分析,仅供参考。 关键词:电力系统;自动化技术;应用 一、电力自动化系统的构成 在计算机技术的推动下,电力系统自动化主要由变电站自动化技术、配电网系统、电网调度系统共同构成。 1、变电站自动化技术 变电站是由多个设备共同构成的,切断或者接通电压的系统装置,在电力系统中,配电站是配电与输电的集中点,可以满足监控电力运输的需求,提升电力系统的效率与经济性,因此,变电站自动化技术不可替代。具体来说,该技术主要运用的现代通信技术、电子技术与信息处理技术及计算机技术等,实现变电站的二次设备重新组合与优化配置,实现设备的全面监控,可以有效的提高自动化监测系统,改善其稳定性,降低维护的成本,促进高质量的输电,产生更高的经济效益。 2、配电网中的自动化技术 架空线路、电缆、配电变压器共同构成了配电网,在电网中具有十分重要的作用。一直以来,配电网多采用的仍然是传统的手工操作方式,随着现代化技术的提高,自动化技术的应用范围在逐渐扩大,但对电能分配仍然存在一定的问题,所以,配电网自动化技术对电能分配与监控有十分重要的意义。 3、电网系统调度的自动化技术 该技术近年来发展十分迅猛,最主要的功能是提升电力系统在运行中的准确性与可靠性及经济性。电力系统的数据采集与监控功能是调度自动化的基础,同时,要加强对电力系统的市场运营与决策管理,增强电网调度的自动化水平。 二、电力系统中电气自动化的特点 1、引入了信息化技术 随着经济的快速发展,信息技术的应用越来越广泛,人们的生活节奏越来越快,为了从枯燥的工作中脱离出来,在信息化的基础上研制了电气自动化来完成机器的操作工作以及复杂大量的数据分析与处理工作。在电气自动化中引入信息化技术,必须要提供与信息化技术相匹配的设备和软、硬件、操作技术和方法,以此来提高电气自动化的效率和水平,实现电力系统的正常运转,为电力需求者提供优质充足的电力资源,以此来实现经济的快速发展,提高人们的生活水平。在电力系统中的电气自动化中引入信息化技术是人们必然的选择。 2、电气自动化的维护和控制工作简单易行 在信息化技术高速发展的同时,电气自动化的应用范围也越来越广,另外,随着研究人员对信息技术进行大量的深入研究,信息化技术的可操作性越来越强,并且为电力系统中电气自动化提供充足的信息,因而在应用电气自动化的时候,操作人员可以快速地完成机器设备的预设工作,从而减轻了工作人员的工作负担,提高了电力系统的运行效率。与传统的计算机系统处理程序相比,自动化技术的引入大大提高了系统的可操作性,给电气自动化的应用领域带来了巨大的变革。 三、电力系统中的自动化智能技术 社会的进步使人们的物质水平有了很大的提高,人们对电力系统的要求也在逐渐提高,智能化技术的应用是一种必然趋势,一些现代化的技术手段也被广泛的运用于实际工作中,大大提升了电力系统中的智能化水平。 1、神经网络控制技术 神经网络是由大量简单的神经元以一定的方式连接而成的,将大量的信息隐含在其连接权值上,根据一定的学习算法调节权值,该技术具有非线性的性质,同时具有并行处理能力与自学能力,实现了网络从m维空间向n维空间的复杂非线性映射,保证数据的准确性与可操作性。 2、专家系统控制技术 该技术是应用较为广泛的一种技术,实现了对电力系统警告或紧急状态的辨认,在紧急状况下可以迅速处理,同时实现了故障的处理能力和实现配电系统自动化运行,但是由于无法模仿专家的思维使得该技术仍然存在诸多弊端。 3、线性最优控制技术 这是将线性最优理论运用在实践中的重要表现,该技术的应用与最优励磁控制手段降低了远距离电力运输的损耗,提高了电力的利用效率。 4、Dfacts技术 信息化水平的提高,新技术的不断进步,用户对供电质量提出了更高的要求,因此,电力系统自动化技术的应用迫在眉睫。Dfacts技术即配电系统中的灵活交流技术,该技术的应用在很大程度上提高了供电质量的稳定性,供电质量也有了一定程度的提高,在配电网和大量的电力用户的供电端使用新型的电子监控设备,实现质量全过程的监督,确保用户用电的品质,为用户提供高品质的电源。 5、facts技术 电力系统的发展历程中,facts技术即柔性交流输电系统在不断的发展,这一技术主要被运用在输电系统的关键部位运用具有单独或综合功能的电子装置,对电压、电抗等输电参数进行控制,保证输电的可靠性与高效性,提升系统否认可靠性与安全性,与当前的可持续发展相适应,达到电能环保的目标。 6、高效动态监测系统 从当前的监控系统中,主要可以分为监控电磁暂态过程的故障录波仪,记录数据较为复杂,但记录仪间缺乏通信,忽略了对系统的整体动态分析;另一种侧重于系统稳态运行状况的监视控制与数据采集系统,但是,该系统刷新时间长,仅能分析稳态特征。这两种系统的局限性推动了新型动态监测系统出现。 7、其他新技术的应用 除了上文中提到的两种技术外,很多新技术不断涌现,包括电力一次设备智能化技术、光电互感技术等,这些技术的应用都为电力系统的顺利运行有重要意义,促进经济效益的提高。 三、电力系统中电气自动化的发展趋势 1、电力系统内部电子开关会更加智能 时代在进步,科技在发展,为了顺应经济发展的要求,要对电力系统中的电子开关器件进行更新。到目前为止,电力系统的运行器件已经实现了晶闸管阶段到第四代电子元件的过渡,在过渡期间,电力系统的电气自动化取得了较大的进步,但是目前我们所使用的电力电子开关存在着难以控制的问题,因而无法为负载提供所需的电流,无法对电力系统进行及时的控制。为了给人们提供优质的电力服务,未来电力系统内部的电力电子开关将会更加智能,以大大提高控制的效率。 2、电力系统中的变换器的工作效率得到提高 技术的不断更新使得电力系统中的一些物件也随之更新,这些物件就包括变换器。目前,大多数电力系统中的变换器处于低频化的状态,无法快速地完成电力的转换工作,而且还会耗费大量的电力资源来完成开关的工作,另外,低频变换器会对逆变器的工作频率产生干扰,因而使得电力需求者接受到的电力资源的质量较差,损坏了负载的软、硬件,增加了用电风险。为了减少此类现象的发生,电力系统中的变换器将向高频化的方向发展,进而减少电力资源的损耗,减少对外界的干扰。 3、电力系统中控制电流的技术更加完善 在电力系统中会产生电流磁场,为了将定子电流分离出来,电力系统维修人员要在系统内部应用电流控制技术来形成电流磁场,从而实现定子电流的分离工作。随着技术研究的不断深入,电力系统中控制电流的技术将会更加完善。 4、电力系统将会引用通用变电器 目前,电力系统中缺乏相应的变电器件来提高电力系统运行的效率,因而使得电力系统的可控性较弱,阻碍了电力系统的智能化发展。但是随着人们对智能化电力系统研究的深入,电力系统中将会引入通用变电器,从而提高电力系统自动化控制的效率,减轻电力系统维护人员的工作负担,降低工作难度。 结束语 随着科学技术水平的提高和社会经济的发展,人们对电力的安全与使用期望更高,传统的电力系统无论从使用安全还是输送配电方面已不能满足发展需求,自动化控制技术不但提高了电力系统运行的可靠性和安全性,而且还增强了配电输送功能,完善了电力保障能力,提高了用电质量,促进了社会经济发展。 电力系统及其自动化论文:关于电力系统及其自动化探析 摘要:电力系统自动化技术是现代变电站的核心系统,其应用能够有效确保电力系统的安全、可靠运行。在电力系统中应用自动化技术的目的就是提高电网供电服务的安全性与可靠性,有利于增强供电能力,实现电力系统的经济、安全及可靠运行。本文主要就是针对电力系统及其自动化来进行分析。 关键词:电力系统;自动化;应用 1、电力自动化系统的构成 在计算机技术的推动下,电力系统自动化主要由变电站自动化技术、配电网系统、电网调度系统共同构成。 1.1、变电站自动化技术 变电站是由多个设备共同构成的,切断或者接通电压的系统装置,在电力系统中,配电站是配电与输电的集中点,可以满足监控电力运输的需求,提升电力系统的效率与经济性,因此,变电站自动化技术不可替代。具体来说,该技术主要运用的现代通信技术、电子技术与信息处理技术及计算机技术等,实现变电站的二次设备重新组合与优化配置,实现设备的全面监控,可以有效的提高自动化监测系统,改善其稳定性,降低维护的成本,促进高质量的输电,产生更高的经济效益。 1.2、配电网中的自动化技术 架空线路、电缆、配电变压器共同构成了配电网,在电网中具有十分重要的作用。一直以来,配电网多采用的仍然是传统的手工操作方式,随着现代化技术的提高,自动化技术的应用范围在逐渐扩大,但对电能分配仍然存在一定的问题,所以,配电网自动化技术对电能分配与监控有十分重要的意义。 1.3、电网系统调度的自动化技术 该技术近年来发展十分迅猛,最主要的功能是提升电力系统在运行中的准确性与可靠性及经济性。电力系统的数据采集与监控功能是调度自动化的基础,同时,要加强对电力系统的市场运营与决策管理,增强电网调度的自动化水平。 2、电力系统自动化技术的主要工作流程 2.1、在电力系统自动化技术应用过程中,其基本流程是要求在指定中心位置处的调控中心,安装具有先进现代化功能的计算机,通过计算机向四周的网络系统进行辐射,并且以该中心的变电站、发电厂为核心,对信息服务和控制装置等进行合理设置,同时起到了一定的监控作用,使得整个立体化网络能够快速被覆盖,确保了指令以及信息的传输保持全面畅通。 2.2、中心计算机的主要功能就是完成总体调控,其他相关监控设备的主要功能则是记录事故内容、编制相应的报表、系统异常事故的自动恢复操作、对设备进行操作以及常规操作下的自动化等。此外,在这一基础上最终要将控制部件作为核心,通过两个方面的结合,即计算机和计算机之间以及控制计算机和终端硬件装置之间的相互结合,在各个软件的运行处理中进一步扩大控制范围,深化自动化程度。 2.3、电力系统自动化技术能够采用分层控制过程中的一些操作方式,也就是说自动化技术能够在变电站、发电厂以及控制所和调度所等不同的组织分层间,根据其具体的管辖功能和范围来实现综合协调的目的,同时还可以分担相应的控制功能,确保电力系统在运行过程中的经济性和可靠性。 3、电力系统及其自动化技术的具体应用分析 3.1、数据的自动化处理 (1)数据整合 电力系统的形成与发展是当前市场经济不断发展产生的驱动结果。如在城市用电高峰期,必须要提高变电站的电压,以加大输出功率;而在用电低谷时,则降低变电站的输出功率,不仅能满足电力用户的需求,还能有效减少能耗。不管系统的实现是建立在电力系统的自动化技术上,还是基于相关技术上,其作为多层次、高效运营及跨领域的科学决策等方面的要求,必须要对其相关信息共享、动态及多维的应用进行全面分析。只有对系统数据进行整合,提高数据整合的能力,才能实现无缝连接,以将空间计算引入到主流计算中,并对数据间潜在的关系进行全方位的分析与展示,这也是我国电力系统自动化未来的发展方向。在电力系统中,对数据整体的主要途径包括:①强化电力系统的自动化。通过强化数据的可操作性,以使用户对拥有图标的用户界面进行支持,使面向对象的数据模型能够对应电力系统中的客观对象,有利于提高系统的可读性与可操作性。因电力系统自动化运行是一个对实时性要求非常高的过程,可利用系统代码实现调整,以增强对系统的可扩充性;②强化电力企业的功能性。要求电力系统要对分布的应用提供供给,每一处可由自己对管辖内的数据进行维护与管理,对于不同级别的数据库也能够构建成分布式数据库,并通过网络对其他地方等数据进行调用与共享,并在所赋予的权限内,以分散数据的管理与储存为前提,从而保证数据的实时性与安全性;③数据库的完善。利用各种数据库实现对数据的存储与管理,以保证数据的备份机制与安全机制。 (2)数据共享 随着自动化技术的不断发展,对相关空间属性的提出了更高的要求。要想实现系统内数据的分享,必须要保证供求双方数据及对数据的认识的一致性,才能实现对数据的共享。在该过程中应先建立电力系统基本模型与成立相关部门,以更好得实现数据共享。首先,要求要有标准化定义与表达地理实体的几何属性,其主要包括服务系统覆盖区域与电力系统服务覆盖空间区域等几何属性;其次,要有标准性表达与物理属性数据。对于电力系统来说,其既包括物理结构,还涵盖了电力系统的设备、部件及整体等方面的物理性能、信息运行、信息共享及多维动态分析等。 3.2、自动化控制安全系统 (1)安全监视能力 由于人无法实现对电力系统24小时不间断的监视,因此采用自动化监视能力对电力系统进行实时监控无比重要。相对于其他监视系统,电力系统自动化监视系统既要反映出客观事实,也要对潜在的风险提出安全警报。如发电机组在用电低谷的温度异常升高,发电功率也出现明显增大,这就需要监控系统及时发出安全警报,以便及时处理。 (2)自动化安全保证能力 电力系统自动化技术必须要具备灵活恢复机制,以确保各种数据的安全性。这就要求做到以下几点:①确保电力系统的安全运行。在电力系统中,自动化技术能起到对整个系统生产状况进行调节的作用,有利于减轻工作人员的工作强度与风险;②对电力系统数据的及时存储与异常修复。在电力系统中,自动化技术能实现对数据的记录、存储及更新,能通过对电费进行预算与修订各项指标,还易于系统更新;③保证工作人员的安全。由于自动化技术具有实时监控能力,当电力系统出现异常工作时,自动化系统就可以立即发出警报,并采取相应的措施进行处理,有利于降低风险。如当工作车间室内的温度在35℃以上,系统就会自动开启通风设备,以降低室内温度;若室内产生明火时,系统就会自动开启雨淋系统,以预防火灾的发生或减缓火灾的蔓延,以为工作人员营救的时间。 (3)自动化配电系统 随着中低压网络数字电子载波等配网系统的相关技术得到广泛的发展,尤其是中低压网络数字电子载波技术,其通过采用DSP数字信号处理技术,能有效提高信息接收的灵敏性,能有效解决配电网系统应用中存在的干扰等技术问题。另外,通过采用高级软件实现对输电网与配网的相结合,并采用递归虚拟流算法对数据进行计算,通过采用公共信息模型与应用智能化灰色神经元算法准确预测出电力负荷。 总之,随着人们对电力的需求量越来越大,电网的应用规模不断扩大。一般情况下,电力系统是24h不间断工作的,和人们的生活、工作等密切相关,因此必须要保证电力系统的正常、稳定运行。在电力系统中,自动化技术的应用能够实现对电力系统的监督与完善。通过将数据信息与记录发送到计算机上,从而实现连续操作。自动化技术已成为我国电力系统当前及未来的发展趋势,自动化技术能实现电力调度、配电网及发电控制等的自动化,从而提高电力系统的运行质量。 电力系统及其自动化论文:浅谈电力系统及其自动化的发展方向 摘要:近年来,随着科技水平的不断提升,电力已经成为了一种必不可缺的重要能源,它是整个社会正常运转和发展的基础保障。本文基于作者自身的实际工作经验,介绍电气自动化技术在电力系统中的应用,并对今后的发展方向及趋势进行分析。 关键词:电力系统;自动化技术;趋势 前言 电力系统的自动化就是指电工二次系统,它主要应用各种自动控制、检测和决策功能装置,利用数据传送系统、信号系统、电力系统中的各个局部系统和系统元件等来实现就地控制或远程控制与调节,最终实现对电力系统安全性和稳定性的控制。 目前,电力系统已经取得了很大的进步,在电力系统的整体运行过程中,自动化控制技术的地位越来越高,为电力建设的整体性发展提供了可靠保障。这项技术主要是以现代化新型科技作为支撑,它的应用需要综合网络技术、计算机技术和生产技术等多项高科技技术。随着科学技术的飞速发展,计算机技术的更新步伐越来越快,现代经济和科技的优势、水平满足了互联网技术的发展,电力系统对这些新兴技术的应用使其自身也在不断壮大,全面提高了电力生产的质量和效率,使电力企业的整体效益得到了很大的提高。 一、电力系统自动化技术应用的基本原则 (1)逐步健全原则 自动化技术是一种多学科、多技术领域相互融合而形成的产物,它不仅具有非常强的技术性,而且技术范围非常广泛,所以其复杂程度可想而知。在电力系统自动化技术的建设应用过程当中,不能想“一口吃个胖子”,而需要对其逐步进行健全与完善。 (2)适应性原则 除了需要对自动化技术进行逐步的健全、完善外,还需要注重其适应性,其原因有两点:1、我国的电力系统改造、升级是一个不间断的持续性过程,在一代一代的升级改造中,信息化技术必须要能够主动适应环境变化,否则就会对电力系统的后期改造升级造成阻碍。2、我国的地域环境相当广阔,供电覆盖面积非常大,各地的供电、用电情况不一,例如城市和农村地区的供电情况就有非常大的差别。在当前进行自动化建设的过程当中,由于实际的供电需求以及经济能力等方面影响,不可能完全进行技术复制,一些地方的自动化水平肯定会较低,但是为了保证电力系统自动化的整体建设水平同步发展,后期肯定会进一步加大建设力度,所以它既需要再当前保证供电的稳定性、安全性,又需要能够具备进一步建设的适应能力。 (3)市场化原则 市场化原则主要指的是自动化技术功能的设计与实现,既要符合电力系统运转控制的技术性需求,又要能够进一步满足市场环境下电力用户对用电的功能需求,这样才能对电力系统以及电力事业的发展,起到实质性的推动作用。 二、电力系统自动化控制技术的控制要点 (1)自动化操作的实现方式 计算机技术对变电站操作系统的可靠性影响,除了包括上述软件的影响之外,还有自动化控制的防误操作设计。在具体的设计过程中,由于计算机对变电站进行了监控,因此一般不利用电气连锁,这样有利于多级连锁的实现。 (2)对电力系统的可靠性控制 在计算机技术与电力系统相结合实现电力系统自动化的过程中,软件的应用是其中的重要项目,而在对软件进行实际操作的过程中,有时会出现多次返回校正的现象。在这种情况下,操作人员需要对其权限进行设密,避免非法操作现象的出现。监控软件要具备较好的容错能力,这样,在操作人员出现了一般的操作错误时,就不会对系统造成任何的功能性影响,而当系统出现了意外的故障时,还可以自动恢复。另外,对操作站所的命令要严格按照“选择校核执行”的顺序进行,其中,返校通过后再进行下一步的操作。 (3)防控机械误操作 在对变电站的自动化控制系统进行设置时,应该相应地改造高压开关柜,控制柜与柜之间的距离,防止机械误操作。防止机械误操作的措施有:①开关柜中隔离物的阻燃性和绝缘性要好;②在变电站35kV以下的中性点中安装具有自动调谐、自动跟踪的消弧线圈;③配置开关柜中的电流互感器时,必须保证其能够满足开关柜的峰值、绝缘水平和短时间内的耐受电流等一系列要求;④采取无间隙金属氧化物避雷器,以有效减少维护变电站的工作量,有效降低残压;⑤对具有载调压分接的开关实行远程遥调和当地控制。 三、电力系统自动化发展方向及趋势 (1)分布式自动化发展 随着社会不断的发展,人们对能源的消耗日益增多,能源问题已经成为了人类社会发展的一个重要而紧迫的问题。因此在能源严重消耗的问题上,人们在面对有限的资源是,不断地在寻找新的能源和开发新技术来减少对能源的损耗,所以对于电力系统自动化的发展将会朝着分布式自动化技术运用发展,分布式发电系统是一种集约式的电力运作方式,能够与环境兼容并且释放功率的独立电源系统,具有十分灵活性和可靠性,因此它的出现将会受到人们的普遍欢迎。 (2)远程自动化发展 电力系统自动化中的RTU在之前的设计中,都是采用工业控制计算机的方式进行的,之后再由扩展测控硬件接口电路,从而能够实现“四遥”。这样的做法好是好,它也具有可举性的优点,例如扩展性好,开发方便,开发周期短,但是也存在着不足之处,它不仅仅结构缺少灵活性,功耗十分大,体积也庞大,开发和维护的成本高。因此电力系统自动化发展趋势将会出现新的技术来代替它,它会朝着远程化自动化方面发展,使得电力系统自动化实现远程控制和智能化,小型化,网络化。这将是十分有意义的,能够改善其的远动终端的整体性能。 (3)技术图形化发展 当前随着科技的进步,我国在电力系统自动化方面的连网工程的开展和实施,EMS高级分析引用软件的完善和市场电力运行的启动等等原因,使得电力系统的调度,分析管理和计算所需的程序和信息都不断的增多,同时在传输路径和信息刷新速度方面的要求更加多了,例如信息的刷新要快。因此在互联网和科技的发展再给我们带来了新的机遇的同时,也对我国电力系统自动化的发展带来了挑战,怎么样才能够实现海量信息的分析,选择以及在各个电力系统中更快的发展和解决问题,因此电力系统自动化技术图形化发展将会是一个新的趋势,技术图形化发展,让电力系统自动化的形象更加直观,各个数据链之间的相互关系也能通俗易懂,省时省力。 (4)智能化电网的发展 “智能化”是当前十分流行的一个词语,它是依靠计算机系统发展建立起来的。电力系统的自动化控制也在向智能化的方向发展,随着计算机技术在电力系统中的应用日渐广泛,其信息管理系统和电力系统自动化的完美结合也构成了智能化发展的条件。由此发展而成的智能化电网可以实现对整个电力系统运行的控制,从而提高电力系统的运行效率,简化电力企业的工作复杂度,减少工作量。计算机技术在电力系统自动化的发展中逐渐得到了广泛的应用,具有极其重要的作用。 四、结语 综上所述,随着国民经济的迅速发展及科技水平的不断提升,电力电子技术日渐成熟,电气自动化在电力系统中得到了广泛的应用。因此,需要加强对电力系统自动化的控制、管理,重视电力系统自动化控制技术的实施要点,极大地促进了电力系统的发展,电力系统在电气自动化技术的应用下也必将实现更好的运行。
材料科学与工程论文:材料科学与工程专业《晶体学基础》教学改革的探讨 摘要:《晶体学基础》是材料科学与工程专业的重要专业课程之一,也是进一步学习材料专业其他课程的基础。本文根据材料专业《晶体学基础》教学中存在的问题,从教学内容和次序、教学手段以及教学模式三个方面,提出了课程教学改革的详细思路。 关键词:晶体学;教学内容;教学手段;研讨式教学;教学改革 一、前言 《晶体学基础》课程是为地质学、材料科学、矿物学等专业学生在完成高等数学、普通化学和物理学等公共课程后而开设的一门专业基础课[1-4]。对于材料科学与工程专业的学生而言,《晶体学基础》课程中的晶体结构、晶体对称性、倒易点阵、晶体投影、晶体生长、晶体缺陷等晶体学基本知识,是进一步学习《X射线衍射》、《电子显微分析》、《材料科学基础》、《材料力学性能》以及《材料物理性能》等专业课程的基础[2]。在材料科学领域,调控材料的性能是人们追求的目标。如果一种材料的成分确定,那么它的电学、光学、磁学以及力学等性能将取决于材料的晶体结构类型和晶体中存在的缺陷特征(如杂质原子的浓度、位错密度和晶粒尺寸等)。因此,《晶体学基础》课程的基础知识不仅在材料科学与工程专业各门专业课程的教学中起到重要的作用,而且将对学生们将来的材料科学与工程实践起到重要的指导作用。 开设《晶体学基础》课程以前,北京航空航天大学材料科学与工程专业的晶体学教学计划主要安排在《材料科学基础》课程中,大约讲解4学时。另一方面,在《X射线衍射》和《电子显微分析》等专业课程教学过程中,过去通常要利用2~4学时来讲解布拉斐点阵、倒易点阵等晶体学知识。这使得部分晶体学知识被重复讲授,而一些重要的晶体学知识没有得到无法全面、系统和深入地讲解。基于以上原因,北京航空航天大学自2010年起对材料专业的本科2年级学生开设了《晶体学基础》课程。 通过过去几年的《晶体学基础》课程教学实践,学生们普遍反应对晶体学基础知识的理解更加全面和深入了,同时在学习与晶体学相关的其他材料专业课程时,也更加得心应手。但是,目前的晶体学教学中还存在以下3个主要问题。 1.晶体学涵盖的内容十分广泛,它是多个学科的重要基础课程,不同学科对于晶体学知识的侧重点有所差别。目前,国内《晶体学基础》的教材主要是面向地质和矿物专业而编写的[5],其包含的内容以及章节编排次序也是为了使地质和矿物专业学生更好地掌握相关晶体学知识而设计的。所以,现有教材的教学内容以及讲授次序并不完全适用于材料专业《晶体学基础》课程的教学。 2.《晶体学基础》课程中包含着很多晶体学基本概念,同时还有非常抽象的宏观和微观对称操作以及晶体的投影操作。在以往的晶体学教学过程中,主要借助一些静态的二维或者三维图片进行讲解,其表现力度有限,无法有效地使学生理解和掌握抽象的晶体学基本概念和理论。 3.在《晶体学基础》的授课形式上,过去主要以教师讲授为主,学生主动参与较少。仅仅通过教师对《晶体学基础》中复杂空间对称变换进行讲解,难以使学生深入理解晶体中对称特点、内部质点的堆积规律以及复杂的空间概念。同时,这样也不利于学生创造性思维和解决实际问题能力的培养。 由以上分析可见,现有的《晶体学基础》教学已经难以满足材料科学与工程专业学生培养目标的要求。因此,我们有必要对该课程的教学内容、教学手段和教学模式进行改革,以充分调动学生的学习积极性和主动性,提高学生的学习兴趣,使学生真正理解和掌握晶体学知识的精髓,为学生在将来的材料科学与工程实践中打下良好基础。 二、教学内容和讲授次序的改革 目前,本校《晶体学基础》的教学课时共32学时,与地质学和矿物学专业相比,总授课时间较少[3,4]。为了在有限的教学时间内讲授材料科学专业学生所必需掌握的晶体学基础知识,有必要将那些与材料科学专业相关性不大的内容进行删减。例如,晶体理想形态和晶体规则连生方面的内容对地质学和矿物学专业十分重要,但是对于材料专业学生来说,只需要在课程绪论中加以概述就能够满足本专业的教学要求了。同时,对于后续材料科学的其他专业课程将详细讲解的知识点,也可以进行适当删减,如晶体相变、晶体物理学等内容。另一方面,对于进一步学习材料专业其他课程而需要用到的一些重要晶体学基础知识,应该增加讲解内容的深度。例如,倒易点阵、吴氏网等基础知识对于分析材料的微观结构特征至关重要,但是,现有教材中的以上相关内容过于简单,无法满足材料专业学生的培养要求,所以,需要增加相关的授课内容。 教学内容的变更促使我们进一步思考授课内容编排的逻辑性。由于晶体学授课内容和侧重点发生了变化,所以,我们就不能按照现有教科书中针对地质和矿物专业的教学目的来安排授课次序,而应该按照材料专业对晶体学教学内容的要求,研究如何安排授课次序才能更有利于本专业学生由浅入深、循序渐进地学习相关晶体学基础知识。例如,在讲解晶体宏观对称性之前,有必要先讲解一些典型晶体结构的实例,以帮助学生形象地理解复杂的空间对称操作;将晶体的微观对称和空间群知识从原教材的第七章提前到第三章[5],使其与晶体宏观对称合并成晶体宏观和微观对称一章,这样有利于从宏观和微观相互联系的角度进行讲解;另外,倒易点阵知识应该从原教材的第一章后移到第四章,在讲解完晶体定向和晶体学符号之后,学生们熟练掌握了晶体正空间的晶面和晶向指数,此时讲授倒易点阵知识更有利于学生理解复杂的正空间和倒易空间的相互变换。 三、教学手段的改革 《晶体学基础》课程的难点是晶体宏观和微观对称、晶体的投影以及内部质点的堆积。除了采用传统的板书和二维图形对这些晶体学难点知识进行讲解以外,我们应该更加注重利用一些三维模型。例如,在讲解晶体的球面投影和吴氏网过程中,利用地球仪作为三维实物模型,能够更好地说明晶体的各个晶面在进行球面投影过程中的操作次序,以及解释如何利用吴氏网来计算晶面夹角。在讲解晶体的旋转对称时,可以利用一些特制的三维立体模型,形象地显示出不同轴次的旋转对称;另外,在讲解晶体的极射赤平投影时,可以针对一些具有特殊对称特点的宏观晶体,让学生自己动手制作相关的三维实物模型,通过观察各晶面的投影特点,加深对极射赤平投影知识的理解。 同时,为了使学生更加形象地把握各种对称变换特征和晶面投影规律,我们应该进一步利用三维多媒体软件,制作一些三维动画作为辅助教学手段[6]。这样能够通过三维旋转来观察晶体的宏观对称特点以及晶体结构中的质点(原子、分子或离子)位置,满足晶体宏观和微观对称要素及其操作等抽象教学内容的教学目的,使学生能够直观地观察不同宏观和微观对称操作的特点,从而加深对这些抽象晶体学概念的理解。 四、研讨式教学模式的改革 本校《晶体学基础》课程在开课初期的授课形式为大班整体授课,包括所有材料专业大二的学生(约150名)。由于听课学生人数较多,导致教师难以实时掌握学生的听课效果。故而,本校自2013年起对《晶体学基础》课程进行了“小班化”教学实验(每班70~80人),有效地提高了授课效果。但是,目前的教学模式基本上还是以教师的“填鸭式”教学方式为主要授课模式,学生缺乏学习的主动性,没有积极地思考问题。因此,应该实现教师和学生共同主导本课程的教学过程,通过师生之间以及学生之间“研讨式”的教学模式,使学生在研讨过程中理解和掌握《晶体学基础》的基本概念和抽象知识。针对每堂课的重点讲授内容,教师在课堂中提出相关问题,将学生分成若干小组,每组4~6人,在教师的引导下,通过学生之间反复讨论将复杂的晶体学问题进行逐步阐明,这样也有利于检验学生对每堂课知识的掌握情况。同时,将分组讨论的结果纳入平时成绩的考核体系,鼓励学生主动提出问题,并积极地通过讨论来相互启发,进而解决各个难点问题。 另外,师生应该充分利用本校在校园网上建立的晶体学课程中心平台。一方面,鼓励学生在网络上进行自由讨论,另一方面,让学生针对以上问题在课堂上以小组为单位进行发言和讨论。通过以上“研讨式”教学模式及时获得学生学习效果的反馈,从而调整讲课速度,提高学生的学习效果。 五、总结 《晶体学基础》是材料科学与工程专业的重要基础课程,应该按照材料科学专业学生应该掌握的晶体学知识,优化编排授课内容和次序,提高授课效果;利用三维晶体学动画模型,加深学生对晶体对称要素及其操作等复杂晶体学概念和理论的理解;建立“研讨式”教学模式,针对课程的重点和难点,提出学生课堂和课后研讨的主题,检验学生对授课内容的掌握情况,提高学生通过主动提问以及相互讨论而获取知识的能力,最终使学生更好地掌握材料科学专业必需的晶体学基础知识,培养学生分析问题和解决问题的能力。 材料科学与工程论文:金属材料科学与工程专业生产实习教学改革与探讨 摘要:生产实习是高校人才培养的重要环节之一,也是工程教育认证现场考察的重点环节之一。本文针对金属材料科学与工程专业生产实习中存在的问题,进行了教学改革的尝试,获得了良好的实习效果。 关键词:金属材料科学与工程专业;生产实习;教学改革 据统计,我国每年工科大学毕业生的数量居世界之首,但毕业生的质量却令人堪优。在工程教育认证新形势下,如何强化工程意识,培养解决复杂工程实践能力是高等工程教育中刻不容缓的事情之一[1-3]。生产实习的目的是将理论教学与企业生产密切结合,提高专业兴趣,扩宽专业认识,为同学即将选择考研专业和就业提供指导,培养同学专业工程实践和复杂工程实问题的解决能力。因此,生产实习承前启后至关重要。 目前尽管建立了众多的校外实习基地,但企业考虑到实习安全、生产效率、生产车间场地空间等问题,导致生产现场停留参观时间短。同时,车间噪音大,实习小组人数多,在“只许看,不许动”动的束缚下,实习变成了参观、走马观花[4,5]。因此,同学对生产设备、生产工艺过程的了解和认识浮浅,甚至是囫囵吞枣。在工程认证新形势下,探索教学模式改革将具有重要的意义。 一、生产实习教学改革 1.生产实习基地的选择。在市场经济和目前企业经济运行困难形式下,企业在生产活动中均把经济效益作为首要考虑因素,学生实习一般不会给企业带来直接的经济效益,反而可能会对工厂正常的生产秩序和安全造成或多或少的影响。因此,企业对接纳学生实习一般持消极态度,能安排学生实习时间和次数有限。同时,由于实习经费限制,对生产实习基地只能就近选择。因此,在实习经费和实习基地均有限的情况下,合理资源安排尤为重要。 (1)建立校外精习基地。所谓精习,选择典型的产品,熟悉零件的整个生产加工过程,既包括材质选择、进厂检测、生产设备型号、生产工艺制定、相关的性能检测与质量控制、产品的市场定位与销售情况、企业管理与企业文化。让同学以工程技术人员的角度去熟悉、分析产品零件图、加工工艺图、焊接工艺图等生产工艺过程。采用先课堂讲解(兴趣引导)―同学现场实习(感性认识)―课堂交流讨论(启发深入)―再次现场实习(理解领悟)―课堂讨论交流(融会贯通)的方式进行。 精习基地选择一是交通方便,便于学生多次实习往返,节省实习经费;二是精习基地要有独立功能产品或运动部件,既涵盖金属原料质量控制、加工成型(铸造、锻压、焊接、塑性成型、热处理中的一种或一种以上成型工艺)、质量检测、装配等工序。三是厂家积极配合,能提供产品生产图纸、生产和检测工艺文件、生产设备资料,并可接纳多次实习。 精习基地给同学一个全面系统的材料成型工程概念,让同学由浅入深,由表及里,归纳总结其工艺选择的理论依据、质量控制的方法,根据工况和经济性,选择零件热处理、耐磨、耐蚀处理方法,探索思考该产品生产质量提升空间,进而培养解决复杂工程实践问题的能力。 (2)建立校内精习基地。大学一般建有科技成果转化孵化器,既高校技产业园。虽然高校企业产业园的企业规模小,对生产实习来说,具有得天独厚的优势。辅助教学是高校产业园的职责之一,便于联系落实实习任务,时间安排灵活。二是交通便利,便于往返多次实习。另外,高校科研成果成功转化案例的学习,有助于激发同学学习的兴趣和激情,培养同学创业的意识。 (3)建立校外泛习基地。所谓泛习基地是指学生在企业实习1~2次,主要是让同学了解熟悉不同零部件的生产成型工艺过程,掌握金属零件不同的成型工艺,扩宽对产品生产加工视野。由于企业接纳实习时间的限制,同学对泛习基地的生产工艺过程难以深入的理解和贯通,因此指导老师的预先讲解、同学对企业相关产品、工艺的预先资料的收集、查阅和实习后现场答疑讲解是决定泛习基地实习效果的关键环节。 一般精习基地选择1~2个企业,每个小组安排3~4次进厂实习机会,每次实习0.5~1天。泛习基地安排4~6个企业,每个企业安排1~2次进厂实习机会,每次0.5~1天。精习基地、泛习基地实习时间和次数的安排,可根据企业生产工序、生产规模、设备开工使用情况灵活调整。 2.指导教师工程素养的培养。目前高校师资评聘过分依重科高层次科研项目和论文,忽视了高校教师的工程应用能力的培养和引导。同时,很多高校教学重课堂理论教学的考核与评价,轻工程实习的投入与考核。另外,实习现场环境工况复杂,指导生产实习不仅需要投入时间和精力多,还要求老师具有较好的身体素质。因此,要到达预期的生产实习效果,具有工程开发或企业工作背景的指导老师尤为重要。选择有经验的老教师带年轻教师,培养实习指导教师教学梯队,是完成实习的有效保障[6]。 指导教师到精习、泛习基地企业同技术人员交流座谈,预先调研、制定实习计划,收集编制实习报告。同时,做好预先动员,讲解和指导工作。这些工作已远远的超出了“教学工作量”所能体现出的工作量,需要指导老师相互合作,共同完成。指导教师工程背景培训需要学院、学校领导的重视和教学规章指导的引导。 3.教学模式改革。 (1)实习前沿。同学第一次到企业实习,带着对未来工作环境的憧憬,也充满了对企业的好奇与迷茫。愿望是美好的,但现实是残酷的。所选择的精习、泛习基地在企业规模、技术先进性、企业管理、车间环境等诸多方面可能差强人意,实习动员要预先化解同学心中的就业观与实习现实企业的落差,树立正确的择业观念,引导同学走进企业,培养兴趣,扩宽对专业的认识。同时,鼓励同学不仅带着眼睛去实习,更要带着脑子去思考,去发现问题,并运用所以理论,探讨解决实践工程问题的可行性。 (2)编写实习报告。指导教师根据安排企业实习时间、企业设备开工情况,修改、编写实习报告,避免同学实习报告流水账、抄袭雷同、言之无物。实习报告采用启发、讨论,研究与探讨的方式,引导同学对产品选材、成型工艺、质量控制、产品性能逐渐深入分析研究,将所学理论与产品加工制造工艺、技术相结合,培养同学解决复杂工程问题的能力。因此,实习报告的编写是针对精习基地、泛习基地有的放矢,引导同学在实习过程中抓住重点环节,透过实习产品,回归到理论的运用,将课堂理论与生产实践融汇贯通。 (3)实习考核。实习成绩的考核与评定是实习学风引导的指挥棒。同时,考评制度也影响下一级同学学风和实习态度。制定合理的实习考核办法是实习效果保障之一。一般从实习纪律(10%)、实习笔记(20%)、实习报告(40%)、实习答辩(30%)四个环节进行评价。实习笔记采用时抽查,即可可以监督同学,也可以及时了解同学实习掌握情况,合理的安排实习时间。实习答辩采用分组座谈式答辩,同学主动讲述和提问回答相结合,为同学进行理论的深化和梳理。 二、生产实习改革应用及效果 金属材料科学与工程专业生产实习教学计划3周15天,我们安排青岛扎克船用锅炉有限公司、青岛金海纳有限公司作为精习基地,莱钢锚链、青岛海立、城阳丰东热处理、潍坊丰东热处理、高密高锻5家公司作为泛习基地,其产品包括:船用锅炉、采煤机截齿、海上平台锚链、冰箱变频压缩机、活性屏离子氮化炉、压力机等。 实习参观公司按其产品成型工艺分,焊接成型:锅炉压力容器埋弧焊、CO2保护焊、氩弧焊、锚链闪光对焊、截齿钎焊。塑性成型:炉体的卷压成型、汽车壳体零件的板料冲压成型、锚链横档的热锻成型。铸造成型:压力机及其零件的砂型铸造、消失模铸造成型。机械加工成型:变频冰箱压缩机机械加工。板料和棒料下料:剪板机下料(≤8mm)、火焰和等离子气割,棒材和管材的带锯切割下料。此外还涉及热处理工艺:截齿的感应淬火、渗碳淬火、离子氮化、气体氮化及其喷丸、喷砂除锈预处理工艺。按检测方式可以分为探伤检测:压力容器X射线探伤、着色探伤和锚链超声探伤。力学性能检测:锅炉焊缝的拉伸试验、冲击实验。产品性能检测:锅炉的水压检测、变频压缩机噪声检测。锅炉材料和锚链材料的元素检测分析。从实习内容看涉及了本科课程中的金属材料学、材料的力学性能、成型原理与工艺、热处理工艺与装备、无损检测等课程。 学生在实习过程中,经过与指导老师、企业技术人员互动,在实习报告的引导下,通过课堂探讨交流,能够积极主动地完成各项实习任务,实习效果良好。另一方面,生产实习企业与学生获得了互相认可,既企业在进行安全教育的同时,也给同学做了下一年度的招聘需求,同学可以带着企业的技术问题在企业完成本科毕业设计,促进了学生的就业工作。 三、结论 在新的工程认证形势下,通过学校、教师、学生、企业多层次全方位的精习基地、泛习基地建设、实习指导报告的引导、实习指导教师队伍的形成,探索培养养具有解决复杂工程问题的工程技术人才新的生产实习改革正在付诸实施并初显效果。 材料科学与工程论文:航空航天方向材料科学与工程专业英语教学改革 摘要:通过对航空航天材料专业英语教材、课堂教学内容与方法的改革与优化,培养学生具有较强的专业文献的阅读能力,进一步提高学生的听、说、写、译能力,使学生能够熟练应用英语交流、获取知识。同时促进学生掌握良好的语言学习方法,提高文化素养,以适应社会发展和航空航天技术进步的需要。 关键词:航空航天材料;专业英语;教学;改革 航空航天材料是指飞行器及其动力装置、附件、仪表所用的各类材料,是航空航天工程技术发展的决定性因素之一,也是材料科学中富有开拓性的一个分支。飞行器及其装置的设计,不断地向材料工程提出新的课题,推动了航空航天材料科学的进步。各种先进材料的出现也为飞行器及其装置的设计提供更多的可设计性,极大地促进了航空航天技术的发展。因此,先进航空航天材料的开发、研究与应用反映了一个国家的工业水平与航空航天技术,关系到一个国家的综合实力与国际影响力。因此,各国都把先进材料的研究和开发放在重要地位。尽管我国近年来在航空航天材料的研发方面取得了巨大进展,但仍然与发达国家存在较大的差距。因此,需要不断学习和引进国外的先进技术和经验。而国外相关资料都是英文出版,这就需要航空航天材料方向的学生具有较高的材料科学与工程专业英语的听、说、读、写能力,以完成获取专业所需信息等任务。 材料科学与工程专业英语是一门语言应用与材料专业知识紧密结合的课程。它不但涉及英语科技文体的语法特征和材料专业技术文献的语言特点,而且涉及一定的专业技术内容及科技信息交流。课程目标是培养学生具有较强的专业文献的阅读能力,进一步提高学生的听、说、写、译能力,使学生能够熟练应用英语交流、获取知识。同时促进学生掌握良好的语言学习方法,提高文化素养,以适应社会发展和航空航天技术进步的需要。课程的教学目标是:掌握一定量的与材料科学与工程专业有关的常用单词和常用词组,并掌握一定的构词法知识,具有识别生词的能力,能顺利阅读专业相关的英文原版教科书、参考书及专业论文。但现行的教学模式在教学管理与培养方式中存在许多问题亟待解决,目前也没有针对航空航天方向的材料科学与工程专业英语教材。因此,迫切需要完善教学内容,优化教学方式,改编教材,以全面提高材料科学与工程专业英语的教学质量。 一、改编现有专业教材,扩展学生专业视野 浏览现有大部分的《材料科学与工程专业英语》教材可发现,内容基本是《材料科学概论》或《材料科学基础》的英文版本的改编,实际是英文版的专业教材,不具专业英语教材特点。而且教材内容的更新速度慢,与国际上材料科学的快速发展不相适应,学生阅读起来单调、枯燥。因此,在现有教材的基础上,急需编写新版实用性教材。新版教材需兼顾英语的语法特点和材料专业技术知识,既强调专业基础理论知识又涵盖国际研究前沿趋势。 从提高学生的听、说、读、写及翻译的综合能力着手,按照从难到易的教材内容顺序,突出航空航天行业背景及新技术特点,完成《材料科学与工程专业外语》教材的设计与撰写。从教材章节编排上,按照先介绍语言知识后介绍材料专业的顺序布局。可以在开始的章节介绍科技英语的构词、语法的特点以及专业学术文章的撰写规则。随后的几个章节,简单介绍材料的基础理论知识,学生可以结合以前学习的材料专业知识进行这部分的学习。目的是给学生介绍英文专业词汇,让学生逐渐熟悉专业英语的阅读。随后,在材料学的专业知识内容上,结合专业基础课程,着重介绍和航空航天技术紧密相关的材料研究内容,例如飞机结构复合材料、高温材料、隐身材料、非晶材料、太阳能材料等。同时,为了进一步提高学生阅读和理解专业文献资料的能力,提高学生从专业文献中获取重要信息和跟踪学术研究前沿的能力,教材还可以向学生介绍利用互联网站和相关的学术期刊网站获取最新专业文献的方法。并且,从材料专业高质量的国际期刊上精心选取一些难度适中的综述性和研究型的论文作为课堂教学内容。由于这些论文内容新颖且紧密跟踪本领域的研究前沿,学生也易于接受。这样,既提高了教学效果,也使学生对专业英语的重要性有了更深地认识和理解。 二、丰富课堂教学内容,夯实学生基本功 调研各高校材料专业的本科生教学计划,发现专业英语课程设置在第七至第八学期,大四学生对英语学习逐渐变得陌生,如果直接面对专业英语的学习,势必会造成学生学习的困难。因此,教师除了教授教材的内容外,可以适当拓展相关内容的英语学习,提高学生的学习兴趣。 从知识结构设置上,可以根据学生毕业后学习、就业及工作的实际需要,突出对学生专业英语实际应用能力的培养和训练。为了突出实际应用能力培养及常用交流,可按照先读后写,先听后说的思路,来对学生进行专业英语实际应用能力的训练。通过由学习模仿到实际应用的教学模式,重点培养撰写英文摘要、写推荐信、求职信、会议常用发言以及模拟求职对话等能力。除此而外,还可以就学生即将面临的毕业设计论文撰写,展开介绍和讲评。“学以致用”,而实际应用是学生学习的动力。学生一旦体会到能从专业外语的学习中获益,便会提高学习的积极性,促进专业英语的教学。 为了增加教学内容的趣味性,在实际教学过程中增加一些与课文内容相关的最新外文视频。材料科学与工程是一个大专业,其中又有金属材料、高分子材料及陶瓷材料等二级专业,因此除了完成教材的教学内容外,还应针对不同专业分门别类地介绍材料的最新的实际应用。介绍时,可以从互联网上搜索最新的文字资料,也可以搜索最新的视频资料,其中视频资料更生动,因此受到学生们的欢迎。比如在讲解金属材料和复合材料时,可以给学生播放波音、空客等制造飞机发动机及机身结构的最新技术视频。还可以通过播放如太阳能电池、风力发电技术及3D打印技术等视频,加深学生对陶瓷材料、功能材料及复合材料在新能源及新技术领域的应用认识。因此,通过利用多媒体技术的视频资料,不但可以提高学生的英语听力,扩充学生的词汇量,还可以使学生在轻松的学习氛围中了解相关技术的应用前沿,深化在学生对航空航天材料科学与工程的认识。 三、改革课堂教学方法,提高课堂教学质量 材料专业英语是一种正规的书面体,专业词汇多词形复杂、句子长,且与专业知识结合紧密,相对于基础英语来说,缺少文学作品中的韵律、节奏感,读起来抽象、枯燥,造成教师讲授、学生学习的兴趣不高。如果采用传统的专业课程的讲课为主的教学方法,势必不能有良好的教学效果。因此,应该结合英语课堂教学和专业课的教学特点,采取多元化的教学方法,对学生进行课堂教学。 可以采取英语课堂的教学,让学生随堂朗读教材内容,学生在读的过程中,既熟悉了教材内容,又对英语的“说”有提高。随后,对学生进行分组,讨论分析教材内容,或者也可以提出一个小话题,学生可进行问题的分析并提出解决方案。这样,既提高了学生的英语口语技能,也加强了学生分析专业问题的能力。课后布置适量的课后翻译作业,可以是对教材内容的翻译也可以是对课堂增补内容的翻译,通过英汉互译的环节,巩固课堂教学内容。在课程结束前,还可以穿插学生就自己的毕业设计方向,做一个简短的英文讲座,既可以对课堂教学效果进行测试,也可以提高同学们的口头表达能力,增加同学们英语交流的信心。 在进行课堂教学的时候,如前所述,可以围绕课堂教学时的内容,充分利用互联网技术,为学生补充国际上航空航天材料的最新研究成果和先进的应用实例,可以是文字资料也可以是视频文件的学习。进行文字资料的学习时,可以采用先朗读后分析、翻译的方法,逐步分解。进行视频资料的学习时,教师应提前将语音资料转换成文本资料,课堂上可以进行边视听边进行讲解,让学生在愉快的氛围中进行学习,进而达到良好的课堂效果。 四、结语 我国航空航天技术的发展对航空航天材料的研究提出更高要求。航空航天材料的研究人员必须及时关注国际发展,密切和国外学术交流,才能保障材料领域的不断进步,这就对科技人员的专业英语要求也不断提高。因此,通过对航空航天材料专业英语教材、课堂教学内容与方法的改革与优化,来全面培养学生的读、听、说、写、译的综合能力,增强学生的国际竞争力,为航空航天材料技术领域输送优秀人才。 材料科学与工程论文:化工材料科学与工程的发展现状及趋势研究 【摘 要】随着社会不断进步,化工生产备受关注,化工生产为社会发展提供相应的材料,是社会工程建设中的重点内容。化工材料科学与工程研究是化工生产中的重点内容,本文对化工材料科学与工程的发展现状进行分析,针对其中存在的问题,提出促进化工材料科学与工程发展的对策,并对未来社会发展的化工材料科学趋势演变进行畅想。希望相关的研究能够促进我国化工产业的发展。 【关键词】化工材料科学与工程 发展现状 趋势分析 研究 化工材料科学与工程是社会经济发展的主要驱动力之一,同时能够带动信息技术与生物技术的发展。在以科学技术为主导的当今社会中,无论是高校中还是化工企业中,都需要培养化工材料科学与工程的专业人才,创新材料科学与工程的发展。从化工材料科学与工程的发展中找寻其中存在的问题,以便于后期的工程技术研发。 1 化工材料科学与工程的发展现状分析 1.1 化工材料科学与工程的发展历程 化工材料科学与工程的从个个单一分来的学术系统中,逐渐实现走向了科学之间的相互融合。在社会发展的进程中,材料科学的应用与社会建设步伐息息相关。单一化的材料科学发展不能适应社会发展需求,各个材料学科之间应该实现相互交叉、渗透、移植,从细分最终走向综合化的发展。在20世纪40年代,基础科学与工程之间的相互渗透较差,固体物理学与材料工程学之间的互不融合。从60年代起,材料科学与工程学能够实现交互,材料科学与材料工程之间的大部分内涵能够实现重叠,化工材料科学与工程得到了教育界的广泛认可[1]。 1.2 化工材料科学与工程在教育界的发展 化工材料科学与工程是高校教育中的重点内容,该门学科经过多变的研究与演变,衍生出中诸多的子学科。以美国麻省理工学院材料学科专业演变为例,与化工材料科学与工程相关的专业课程有:地质与采矿工程、采矿与冶金、冶金与材料科学等。欧美等国家将在材料教育方面的认识比较深,将很多高校中的冶金、陶瓷、电子材料等科目统称为材料,材料教学内容逐渐扩大,应用到社会建设中的诸多领域中。目前,我国重点高校相继设立材料科学与工程学院,针对于化工方面的教学改革,在原设置专业的基础上,补充了非金属的工程材料的内容。化工材料科学与工程的发展能够打破原专业设置的界限,加强专业间的渗透和联系,教学内容实现了更新。截止至2003年7月份,具备材料科学与工程的院校占据我国的高校的总数的34%。化工材料科学与工程的教学逐渐展现出了新思路[2]。 2 化工材料科学与工程的发展趋势 2.1 化工材料科学与工程教学中创新性人才培养 化工材料科学与工程的发展,以来社会化工企业的技术研发还远远不够,为了更好的促进化工材料科学的发展,在未来的科技社会中,化工材料科学与工程还需要与教育实现紧密结合。促进化工新材料的研发与应用,需要在高校中培养优秀的材料科学人才,与社会高精尖材料研发机构构成联动机制。对于材料科学的人才培养要求极为严格,一方面需要学生具有较好的结构力学基础,另一方面还要向学生传授学生微系统、纳系统、生物系统。同时还需要进行材料结构、性能、工艺等工程的研究,以计算机技术进行材料科学的模拟研发。高校能够为社会输送创新性的人才,是社会化工企业实现稳步发展的关键。创新性人才的能够促进化工新材料的研发,保障化工材料领域更新[3]。 2.2 化工新材料的研发 在科技信息不断发展的当今社会中,对于化工材料的研发技术越来越先进,我国化工材料科学与工程的未来发展,需要与科技信息技术相互融合,研发出具有更多功能的化工新材料。这些新材料的研发与应用能够在传统材料的优势基础上,为人们的生活提供更多的便利。 2.2.1 纤维材料 化工新材料“十三五”发展规划在即,很多具有高技术含量、高价值知识密集和技术密集的新型材料,在社会建设中能够发挥出无线的潜力。这些新材料与传统的材料相比,在质量上更加的轻便,在性能上的更加的好,在功能上更加的强大,附加值更加的高。那么何为化工新材料,化工新材料是指一些包含高性能纤维复核材料,这些才能够在国防军工、航空航天、新能源及高科技产业中应用广泛,同时化工新材料在建筑、通信、机械、环保以及海洋开发中用途更大。有专家指出,全球纤产量在近十年内的长幅为3%,而高性能的纤维在全球范围内产量增长能够达到30%,也就是说,在未来的几年间是高性能纤维发展的黄金期[4]。 2.2.2 聚酰亚胺 有机高分子材料也是化工新材料的另一类,与传统的高分子材料相比,聚酰亚胺的综合性比较强,特点突出。聚酰亚胺作为一种特种工程材料,已广泛应用在航空、航天、微电子、分离膜、纳米、液晶、激光等领域。在物理性质上,耐高温达 400℃以上,长期使用温度范围-200~300℃,熔点特征不明显。并且该种材料绝缘性能极高。通常情况下,103赫下介电常数为4.0;在化学性质上,聚酰亚胺可以被分为脂肪族、芳香族、半芳香族聚酰亚胺三种。聚酰亚胺,因其在性能和合成方面的突出特点,不论是作为结构材料或是作为功能性材料,其在微电子领域发挥着重要的作用。 3 结语 综上所述,化工材料科学与工程化工研发领域中的重点内容,提升对于化工材料科学与工程的研发,能够有效的促进化工领域发展。本文对化工材料科学与工程的发展现状进行分析,与社会发展趋势相互结合,研究其在未来的发展方向。在未来,需要对化工材料科学与工程教学中进行创新性人才培养,鼓励化工新材料的研发,实现科技创造未来。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业的实验室教学地位思考 [摘要]站在一级学科专业角度理解“材料科学与工程”实践教学的含义,剖析目前我国高等学校本科实验室在实践教学方面存在的问题。提出高等学校的实践教学应该以培养大学生科学实验及工程实践的能力为目的,以传授科学发现的实验方法、研究手段以及工艺技术为任务,并在认知学科知识、掌握专业技能基础上实现大学生创新能力的培养;实验室应该是完成实践教学任务的主要基地,实验室建设应该是高校实践教学基地建设的落脚点与主要方向。 [关键词]实验室;实践教学;工程实践能力;人才培养 0引言 “材料科学与工程”专业是一级学科专业,深刻理解专业内涵,是保证实现专业人才培养目标的关键。从培养专业人才的角度,专业教学自然包括学科理论知识与专业实践能力协调统一的两个部分。如何进行专业实践能力的培养是高校普遍关注的问题,也是目前高校教育工作者的重点研究课题[15]。伴随国家对教育的重视和大量投入,用于培养学生实践能力的基础设施得到完善。然而,这并不意味着专业实践能力培养的问题得到解决,恰恰相反,社会要求高校改革实践教学模式,培养高素质工程实践能力人才的呼声日益强烈。深刻思考高校实践教学现状,目光聚焦教学实验室,高校教学实验室的性质、作用与地位值得再审视。高校教学实验室的建设方向对高校实践教学模式改革的影响作用值得探究。 1从“材料科学与工程”的学科内涵理解专业实践教学的涵义“材料科学与工程”学科是研究有关材料成分/结构、制备/合成、性能和使用效能及其关系的科学技术与生产。对此,材料科学与工程专业的基本教育要面向学科的要素,自然科学知识与工程技术知识应该是构成知识结构的主要方面。就理论教学而言,要以系统的知识学习和综合思考能力培养为主,强调宽厚的基础、学科知识横向与纵向间的联系。理论教学的核心任务,就是培养专业理论素质。实践教学不应该仅是理论的再现和简单证明,而是强调理论在应用中的相关性和综合性,同时引导和激发学生走向科学研究和工程实践的起点。实践教学的任务和目的就是培养大学生获取科学知识的能力与工程实践的能力。基于此,确立了高校实践教学改革以及实践教学基地建设的方向。高校教学实验室是完成实践教学任务,实施学生工程实践能力培养计划的主体,高校实践教学改革以及实践教学基地建设的对象是教学实验室(以下简称实验室)。 2我国材料科学与工程专业教育的发展现状对实践教学的要求2.1重视宽口径材料类人才的培养 材料类型已经覆盖了金属材料、无机非金属以及高分子材料材料工程方面,覆盖了金属的成型与加工、无机非金属工程、高分子材料工程以及冶金工程等。材料科学与工程专业的实践教学应该与此对应,重视宽口径的科学研究和工程实践能力的培养[3]。 实际上,在专业人材培养过程中,各个学校依据自身条件和发展定位而限定“宽口径”的“度”,即办学特色。由此,也决定了“宽口径的科学研究和工程实践能力的培养”的实践教学内涵对于每个学校来讲是有一定限度的。实验室对于实现“宽口径”的科学研究和工程实践能力的培养目的具有了可行性。 2.2培养模式由“专业培养”向“学科培养”方向发展各教学环节的学科性特点日益突出:在课程设置上,普遍注重学科式课程,专业课程已从中心地位转向了载体地位;在课程内容上,围绕学科发展和技术进步,培养学生适应社会科技发展的大方向。实践教学与学科性内容的关联性日益紧密[4]。例如,大功率X射线衍射仪、透射电子显微镜等高、精、尖设备大量向本科教学开放;普遍提倡本科生低年级开始进入科研团队,参与导师的科研工作;毕业论文或设计题目普遍要求真题真做。实验室对于实现宽口径的科学研究和工程实践能力的培养的有效性日益彰显。宽口径的科学研究与工程实践能力培养的主体地位也日益凸显。 2.3实践教学方面的投入由基础转向专业 伴随国家对教育的重视和大量投入,培养学生实践能力的基础设施得到完善,学生的实际操作动手水平、分析和解决问题的能力得到了明显的提高。以天津理工大学为例,在经历“十五”、“十一五”基础实验室专项投资建设基础上,投资0.24亿元进行了“十二五”建设,以学科与专业综合建设作为重点,加强教学科研创新平台以及人才培养质量建设。实践教学方面的投入已由基础转向专业,投入的趋向突显学科性。科学研究和工程实践能力的培养越来越可以立足于实验室。 2.4材料科学与材料工程相结合的综合性人才的培养日益受到重视随着社会的发展及国际竞争日趋激烈,社会对材料研究专门人才的需求淡化了材料科学与材料工程的概念,对材料科学与材料工程相结合综合性人才的需求增加。 伴随专业教学内容学科化、综合化,实践性更强,探索性更强。以专业认识实习或企业化的现场实践为实施方式的教学模式呈现出不适应性。实验室建设作为学校教学改革的重要部分,其建设易于朝向保障实现材料科学与材料工程相结合的综合性人才培养目标发展。从高校的性质与任务、高校实验室建设的目的,以及从现实条件来看都是符合逻辑的。 3高等学校实验室实践教学现状的思考与改革措施3.1高等学校实验室实践教学现状的思考 1) 以科学实验教学涵盖实践教学。实验室的实践教学过于强调学科性:教学内容突出学科化,教学方式强调科学探索。与此对应,用于实践教学的投资趋向于科学研究设备。实验设备现代化、高精尖化以及专门化。这种实践教学现状使科学探索深度不断加大,基础实践能力逐渐淡化。虽然对教师与大学生双方的科学素质要求越来越严格,但基本技术的实际操控能力越来越弱化。如果以宽口径的科学研究与工程实践能力的培养标准来衡量高等学校实验室的实践教学,对学生工程实践能力的培养会被弱化。 从材料测试分析方法的课程教学来讲,由于侧重电子探针、原子探针等现代分析手段,材料成分分析最基础的化学分析方法被淡化,而化学分析方法是工程实际中测定钢平均成分的基本方法。大学生就业主体还在企业,仍面向工程实际。大学教育,特别是工科的大学教育,工程知识的教学偏弱,大学生就业难,社会接受度低,这些也是需要考虑在内的客观原因。 另外,先进科研手段层出不穷,先进工程技术不断发展。在先进科技面前,面对高精尖、高价值科技手段,存在看得见却摸不得的客观现实。不能上手,实践能力无从培养。 除此之外,在科技飞速发展的今天,要求大学生群体在一个相对较短的、确定的时间段内了解新的科学研究方法,培养出相适应的科学研究能力,是不可能的,也是不可行的。 2) 实验室实践教学存在明显的教学实验性。高等学校实验室的实践教学受传统的思想影响,实验教学依课程开设,且在内容上注重理论知识的验证,正所谓教学实验,而非实验教学。而且,在实验教学内容中对科学发现的历史缺乏重视。科学发现的历史,不仅在于体现知识体系的形成过程,有助于学生更好地理解、掌握知识,而且在于展现了探究科学的思想方法、在探究科学问题中所采用的技术手段以及技术手段的选择使用、改进与发展的过程,这些恰恰表现的是工程实践的核心内容。 在实验教学形式上,所谓基础性、设计性及综合性实验的划分,多是从实验内容的量、涉及知识性的面及工作难度角度,而非从实验教学的内涵上来考虑。项目之间相互独立,缺乏系统性,且实验项目在内容设置上重复现象严重;实践教学在培养学生创新意识、专业实验能力及科学研究基本能力方面的主体地位与作用上没有有效体现;学生创新意识不能得到有效激发;教学过程未能切实体现以学生为本、学为主体的教育理念。 传统的实验室教学模式不适应宽口径的科学研究与工程实践能力的培养这一实践教学的内涵,实验室教学的实质作用未有效体现。 3) 高校实验室教学的优势尚待发挥且不能与工程实践相协调。按照传统观念,实验室的实践教学注重科学理论相关的工作。在此观念下,设立的实验室多属于科学实验型实验室,而非工程实践基地。为弥补这一不足,高校多致力于建设校外工程实践基地,使本属于学校自身的实践教学体系,被分成校内的实验室实践教学与校外的工程实践教学两部分,使得科学研究和工程实践能力的培养出现脱节,不能协调统一。 校外实践基地的建设有效支撑高校实践教学。因而,许多高校大力建设校外产学研基地,实施“卓越工程师”培养计划等。在“十二五”期间,天津市投资了4.25亿元用于实施卓越人才教育培养计划,建设10个可共享的工程实践教育中心。在实践中发现,所谓工程实践基地实践教学的内容与形式偏向工程,一定程度上弱化实践教学的科学研究与工程实践能力的协调统一,对材料科学与材料工程相结合的综合性人才培养目标的实现具有一定局限性。同样,工程实践基地建设为适应科技飞速发展的现实,满足大学生群体在一个相对较短的、确定的时间段内掌握不断涌现的新的科学技术是不可能的,也是不可行的。另外,由于企业客观现实的限制,校外产学研基地的工程实践教学效果确实大打折扣。况且,在信息交流高度发展的今天,是否需要花大力气建设校外产学研基地以完成工程实践教学是一个值得商榷的问题。 3.2高等学校实验室实践教学改革措施 1) 提高对实验室工作重要性的认识。高等学校实验室是学生实践能力培养及实施工程素质教育的重要场所,保证教学质量及实现人才培养目标的重要基地。党的十八届五中全会已经明确,内涵发展、提升教育教学质量是“十三五” 高等学校改革的核心。必须树立以学生为本,实施知识传授、能力培养、素质提高协调发展的实验教学观念,提高实验教学对培养创新型人才重要性的认识,深化实验教学改革,支撑教育教学质量的提升。 2) 加强实验室建设,深化实验教学改革。首先,通过管理体制创新,实现实验室的角色转换。高等学校实验室建设,要以深化改革现有实验教学体系和管理体制为核心。通过体制创新,打通实验教学与理论教学的教师身份界限,在建立起满足实验教学需要的高素质实验教学队伍基础上,形成设备先进、资源共享与开放服务的实验教学环境,提高实验教学水平,支持实践教学质量的提升,使实验室真正成为实施实践教学任务的主要基地。 其次,通过理念创新,打通科学研究与教学实践之间的界垒,有效地实现教研相长,培养了学生的实践能力。通过理念创新,形成科学研究与教学实践协调一致、科研研究室与教学实验室协调统一的机制,实现教研相长。学术性的教学模式,打通了科研研究验室与教学实验室的管理界垒,专业教学任务由团队协调处理,应该是一个积极的探索。 4结束语 实践教学改革是高校特别是工科院校教育改革的重要部分。实践教学改革是保障学校培养满足社会发展需要的,科学发现与工程实践能力相结合的综合性人才的重要支撑。从高等教育发展面临的形势要求、高校的性质与任务,以及学科专业建设内涵与发展方向的逻辑出发,高校实验室应该培养大学生获取科学知识能力与工程实践能力的能力。借助体制创新,使实验室真正成为实施实践教学任务的核心载体。教育者应通过理念创新,打通科学研究与教学实践之间的界垒,使实验室真正成为学生获取科学知识与进行工程实践能力培养的主要基地。 材料科学与工程论文:读议练课堂模式在《材料科学与工程基础》中的应用 摘要:以我校《材料科学与工程基础》课程为例,介绍了读议练课堂教学模式的实施过程与效果。通过“读”的实施强化学生对相应知识点的深入理解,并充分结合利用教师提供学习资源和网络资源,开拓学生视野;通过“议”的实施,充分开展知识点的讨论,通过团队合作合理分工,同时强化师生网络互动和课堂互动,加深理解;通过“练”的实施,提高感性认知,强化实践知识和能力。通过两学年的实践,实施效果较好,同时提出相应存在的问题,供同行参考。 关键词:课堂教学模式;材料科学与工程;结构教学法;阅读;讨论 一、前言 “读、议、练”课堂教学模式是指运用“启、读、议、讲、记、练、结”结构教学法,充分发挥教师的主导作用和学生的主体地位,通过教师的组织、引导、帮助和促进,使学生主动探索,充分利用各渠道的学习资源,积极参加课堂讨论,在头脑中对相应专业知识形成整体化,并学会运用,从而提高教学质量,提升教学效果。《材料科学与工程基础》课程是我校高分子材料科学与工程专业的专业核心基础课程,该课程作为该专业的学位课程,旨在使学生开始接触材料科学,树立科学的材料观和专业认知,通过“读、议、练”课程教学建设,突出学生在学习中的作用,构建有利于学生自主学习和师生互动的教学模式,一定程度上提升了学生学习效果。 二、“读、议、练”教学模式的实施过程 1.“读”的实施及评价。通过为学生指定相关参考书籍和促使学生充分利用网络资源,将精读、课外必读和浏览泛读相结合,掌握和了解不同层次的专业知识内容和最新前沿进展。具体本课程,为学生指定了6份参考资料,有选择性地指定内容,要求精读15万字和泛读53万字,使学生掌握材料科学基础知识和材料科学领域进展知识。将阅读材料分四次结合课程进度告知学生,并指导学生有效阅读,大部分阅读资料均以数字资源形式放在网络教学平台中共享,为学生阅读提供条件。同时每次阅读要求学生反馈阅读报告以督促学生进行有效阅读。在课程的网站上公布读的要求与评分标准:每位同学要充分利用指定的相关参考书籍和丰富的网络资源,将精读、课外必读和浏览泛读相结合,掌握和了解不同层次的专业知识内容和最新前沿进展。 在实施有效的阅读之后,要求撰写相应的读书报告。(1)精读材料1:第1章,阅读1~8页,写出500字的理解。第2章,阅读9~10页和第3章,阅读30~68页。写出800字以上的阅读报告。第4章,阅读,写出800字以上的阅读报告。(2)阅读材料2:泛读至少10万字。阅读材料3:泛读至少20万字。以上两材料在阅读后撰写主题为“我眼中材料的发展未来”的小论文一篇,不少于1000字。(3)阅读材料4:泛读至少10万字。阅读材料5:泛读至少8万字。阅读材料6:泛读至少5万字。以上三材料在阅读后,促进对教材内容的理解,补充对材料性能的学习和掌握。撰写主题为“我最关注的材料性能”的小论文一篇,不少于800字。从众多性能中选择1~2种进行阐述,要求有理有据。“读”材料的过程主要在课后完成,评价学生学习情况主要根据所提交的读书报告。五份读书报告,每份总分20分进行评价,纳入期末综合考核。 2.“议”的实施及评价。在本课程中开展了三次课堂讨论,通过分组,全班学生均有效参与。讨论主题既结合上述“读”的内容,也要求学生能利用网络资源充分思考和搜索。同时,主题讨论不仅限于课堂,还在网络上继续进行相关关注的知识进行答疑、讨论、互动。在网络课堂公布的“议”的实施要求与评价方法如下:“议”的过程由课前准备、课堂讨论和课后总结三部分进行实施。(1)成立学习小组进行实施:固定4~5人/小组。(2)课前准备。每个讨论主题中有6个问题,全班每位同学课前通过阅读教材、所提供的阅读材料或互联网资源等的学习,在课程的“答疑讨论”模块中的相应主题贴中提交“回复”对问题的理解。(3)每次提前指定三个小组在讨论课上进行讨论。①第1小组负责问题1和问题2,第2小组负责问题3和问题4,第3小组负责问题5和问题6。②要求每个小组成员进行合理分工。要求1人在课堂上进行对问题的解答和相关知识点的介绍(准备PPT)。至少1人,根据相关知识点提出3个问题供大家回答与讨论。至少1人,回答其他同学关于该主题的提问。至少1人通过文字和照片等对全程进行记录,并整理课堂讨论的结果。(4)课后撰写讨论总结。要求每小组提交一份讨论实施总结,内容包括实施情况说明、讨论情况整理、总结与体会。内容不少于1000字。“议”的评分分课前准备、课堂评述讨论和课后总结三部分,课前准备100分,课堂200分,课后总结提交200分。其中,课前准备部分,只要分工明确,每位同学积极参与,均给基本分50分;另50分根据网络课堂同学提交的回贴进行给分。课堂评述讨论,根据所提交的介绍PPT、课堂介绍情况、提问、解答、记录等综合给分,也将根据所讨论内容其他同学的响应情况进行加分。课后总结部分根据所提交的讨论总结和过程资料完整性进行评价。 3.“练”的实施。“练”的过程包括课堂练习与课后练习两方面。在课堂上进行口头回答,促使学生现场思考;课后则将书面练习和实验操作相结合:偏理论知识的理解通过书面练习,加深理解;同时将可以在实验室展现的材料科学知识让学生进行实验操作,促进学生的感性认识,提升学生兴趣。本课程安排四次综合性作业,涉及“收集身边的三大类材料”、“材料微观结构的玄妙”、“如何有效地描述材料的使用性能”、“高分子材料的优异特性”四个主题,四个项目式作业的实施,使学生能够了解材料、深入材料、感知材料并对材料保持高度的探索欲望。 三、“读、议、练”教学模式的实施效果 从两学年的课程建设和实施经验来看,通过“读、议、练”的过程确实能让学生在课外忙起来,并且对于比较认真的学生在此过程中也实现了比较大的收获。从学生期末考核成绩来看,学生对于基本知识的掌握也有所提高,尤其是对于本课程中材料的大概念和总体情况了解更加准确和深入。从与学生的私下交流、期中教学检查以及学生的读书报告的反馈来看,大部分学生,尤其是学习认真的学生非常欢迎和接受这种形式,学习的效果也比较好。具体体现在以下三个方面。 1.大大提升学生学习过程的参与度。上述组织实施,全班同学都有参与,其中大部分学生能积极主动地参与,下表为网络课程的访问数据统计情况。具体可访问杭州师范大学教务处网络教学平台。通过表中数据可知,所有学生都有参与“读、议、练”的过程,且参与程度很高。 2.学习时间和空间的充分拓展。在本项目中“读、议、练”的实施,课程网站的充分利用,充分拓展了学生学习的时间和空间,不局限到课堂的时间和教室中与教师的面对面。 3.师生互动的增强。通过网络课堂、学习读书报告、讨论总结、练的总结报告等,教师除了“议”过程中在课堂上提高与学生的互动性外,也在评阅与讨论中进行评价与反馈。同时,广泛的学生思路宽泛,四面开花,有效促进教与学的互动,使教师也能从教中得到知识的提升。 四、项目实施存在的问题和改进策略 本项目的实施也是对“读、议、练”课程形式的一次探索,因缺乏经验,在实施过程之中也存在以下一些问题,有待改进。 1.读书报告和学生总结报告的形式和内容不够规范。本项目实施过程初期,考虑不够周全,未对读书报告和学生总结报告的形式和内容进行明确和详细的要求,从而导致最后学生提交上来的比较随意。 2.“议”的主题选择可更多样化,学生“议”的准备要更充分。“议”的过程重点在于主题的选择,本项目的实施过程中充分进行了思考,使每个主题确定了6个问题,而对于每组学生而言,涉及的问题中既有基本概念的问题,也有在书本上无现成答案的扩展性问题。但在后续项目的实施过程中,主题的选择需进一步多样化。同时,在“议”的过程中,有部分学生准备得不够充分,以至于在讲台上介绍时讲不清,使讨论无法高效进行。应当想策略使学生更重视准备。 3.学生工作量不够均衡,尤其是“议”的过程。在项目的过程中发现学生工作量不够均衡,对于一些比较认真的学生投入明显比其他课程多一些精力,收获自然也大。但也有混水摸鱼、滥竽充数者,尤其是“议”的过程,虽然已考虑到这个问题,尽量合理地进行了分工,但实施过程中根据学生的主动性差异,其工作量体现较大差异。应当想法鼓励学生更加主动地进行准备。 4.教师工作量过大,没有充分的准备,有点力不从心。项目实施中通过“读、议、练”的各过程确实提升了学生的工作量,让学生“忙”了起来,但随之而来的对教师而言,工作量增加了很多。本项目实施过程中,仅读书报告的评阅和修改,每位学生5份报告,每份各异,教师阅读起来的工作量就非常大。而“议”的过程中,为要求每位学生的积极参与,要求每位学生在网络课堂提交讨论发言,每个主题有6个问题,每位学生的回答要求不能完全相同,而且向学生承诺每个发言教师有点评和回复。因此实施过程中工作量比预想的要大很多。 5.有少量学生抱怨工作量过大,不尽力配合。在实施过程中,也有少量学生抱怨工作量过大,主要原因在于学生没有养成过程考核的习惯,总是与一般课程进行比较,缺乏参与的积极性。应当想法更进一步激发学生的积极性,主要策略可以是进一步提高过程考核,让学生明确学习过程的重要性。 五、结语 “读、议、练”课堂教学模式在《材料科学与工程基础》课程中得到了很好的实施,总体效果明显,有利于提升课程学习过程中学生的参与度,如果能进一步规避存在的问题,应该可以获得更佳的效果。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业物理化学课程教学改革的几点建议 摘要:物理化学是高校材料类专业重要的基础课程。介绍了石河子大学近几年来材料科学与工程专业物理化学课程体系中出现的一些问题,以及教学改革与探索的几点建议,包括教学体系的重构、改进教学方法、强化实验配套教学。以此为举措,推动提高教学质量提高。 关键词:材料类专业;物理化学;教学改革;建议 物理化学课程是高校化学专业最重要的一门基础课程,该课程内容丰富、前后连贯、逻辑推理清晰、理论性强,不仅可对化学、化工、环境专业学生开设,也可为生物、材料、食品、水建等专业学生设置。随着社会的发展和科学技术的进步,高等学校不断深化教学改革,全面提高教学质量,对物理化学学科的课程讲授和发展也提出了更高的要求。结合我校的实际情况,以及我们近几年在建设校级精品课程的探索与实践,重新审视材料科学与工程专业物理化学课程的教学内容、教学方法和教学环节,发现目前我校材料专业物理化学课程教学中还存在以下的问题: 1.现行的教学计划中,无机化学相关课程以及后续一些专业课,与物理化学授课内容中有一些重复之处。 2.教材中抽象理论太多,造成了学生对这门基础课程产生了比较枯燥无味的感觉;加之内容多,课时量有限,老师在课堂讲授中不能针对某一化学原理或原理推导过程进行深入的剖析和讲解。 3.与之配套的物理化学实验课,经常采用多个班级集中循环进行试验的模式,有时理论部分未讲授到,但实验课程因为循环时间到,又必须开始,即实验内容超前于理论教学的进度,或者理论课早已讲授完毕,而实验课程却推后进行,学生不能及时将理论和实验相联系,无法达到预期的教学效果。目前我校物理化学的实验内容,基本以验证基础理论为主,缺少综合性、设计性及性能测试试验,因此物理化学实验体系缺少培养学生创新思维的意识以及提高学生动手能力的舞台。 因此,需要积极推进课程体系改革,充实和更新教学内容、改进教学方法、丰富实验教学,从而全面提高物理化学课程的教学质量和效果。 一、优化整合相关学科内容,打破学科壁垒,构建新的教学体系 对于我校材料科学与工程专业,按照2013版教学大纲的要求和已制定的教学计划,其中包含的课程,如无机化学、无机非金属材料、催化作用原理、胶体与界面化学等专业课,它们都与物理化学课程密切相关,有些课程如催化作用原理和胶体与界面化学,直接是从物理化学的大体系中划分出去的。由于我院材料专业招生时间不长,而这些课程总是不同的教师授课,教师之间就授课内容未来得及进行充分的交流,经过几年的授课,发现同一知识点的简单重复难以避免。因此,建议课程组就这一现象,加强教师间的交流与合作,将这些课程的内容进行有效的整合,突破原来以学科和专业来划分的粗放型的课程体系,建立起适合于自己专业的有效课程体系,是目前我院物理化学教学改革的一项重要任务。 我校材料学科专业物理化学课程采用的是南京大学沈文霞主编的《物理化学核心教程》第二版教材,主要的授课内容包括热力学(热力学第一定律、热力学第二定律、化学平衡和相平衡)和动力学部分(包括化学反应速率、电化学、表面现象和胶体化学),共56课学时,大学二年级上半年授课;而无机化学,同分析化学一起共48学时,无机部分主要讲授热化学(热力学第一定律)、稀溶液的性质、胶体溶液、化学平衡及化学反应速率;根据教学大纲的安排,胶体和界面化学、催化作用原理这两门课程各安排24个学时,在大学三年级下学期开展。通过几年授课,经老师观察和学生反映不难发现,以上所述这些课程,在知识内容上相互之间都存在着一定的重复性和交叉性。 针对课程内容重复的问题,为了避免盲目浪费学时数,有效改善不同课程之间的重复授课,充分利用大学课堂掌握更多的知识,使我们在课堂上的几十分钟内有效地完成教学任务,这里提议对材料系开设的几门相关课程教学内容进行整合,使每门课都有其侧重点,建议组建一个全新的教学体系,同时要照顾到这些学科知识的完整性和独立性。例如,讲授无机化学课程时,建议把化学热力学和化学平衡作为重点内容详细讲授,而其他内容,如电化学、相平衡和化学反应速率这些内容作为物理化学课程的授课侧重点。物理化学理论课程中的胶体、表面现象则可放在胶体和界面化学以及催化作用原理这两门课程中主要讲授,物理化学课程就不讲授这部分内容。这样既节省了时间,又突出了重点,不仅使教学内容独立而完整,还可以适当减轻因课时量小带来的物理化学的教学压力,弥补了物理化学课程内容多、课时少的矛盾,老师在授课的过程中再也不担心时间不够用而只能浅显的表述;对于学生来说,仍然是掌握了整个物理化学的原理,而且更加坚实。 二、掌握专业知识框架,改革教学方法 通过对物理化学课堂的观察,发现学生们刚开始对这门课还保持有神秘感,大多数同学对这门课还是很有兴趣的,加之从师哥师姐们那里听说这门课容易挂科,因此学生们刚开始上课的时候都很认真。但是随着课程的深入,部分同学开始松懈,开始排斥这门课程,以至于后来干脆放弃学习。经过细心调查分析发现,学生们在失去学习兴趣后,慢慢迷失在这门课程中。尽管老师在课堂上一再强调要理清楚各章节之间内容的联系,重点记忆关键结论,但大部分同学仍然做不到,不能掌握物理化学课程的知识框架,也没有选择性的记忆关键问题,总是被动地接受课堂上讲授的内容,甚至被很多的数学推导过程迷惑。而实际上这门课程内容衔接紧密,逻辑性很强。把各章节之间的知识框架理清楚之后,就坦然的接受和明白了各章的结论,也有利于知识点的重点记忆。在教学过程中,注重课程之间的联系,通过知识点的连接和相关内容衔接相关的课程,及时引导学生把所学的内容纳入到学科的框架中,帮助学生建立较完整的知识框架,不要迷失在盲目的理论推导中。 物理化学这门课理论性很强,内容较多而抽象,公式又多,学生接受很困难,这就对老师的课堂教学提出了更高的要求。为了能够进行有效的课堂教学,激发学生的学习兴趣,常把日常生活现象中涉及的物理化学原理介绍给学生。比如,举例高温下食物容易变质的问题,联系化学动力学的理论加以说明;讲解温度对反应平衡和反应速率的双重影响时,例举合成氨工业中如何选择最佳温度;涉及讲授表面化学的理论时,可以例举农民锄地能防止水分蒸发的现象,或者小气泡、液滴、呈球形的现象,加以解释后,学生就会对表面性质有清晰的认识;讲授渗透压的时候,联系渗透压的作用,提问为什么肥料用多了农作物会“烧死”?打吊瓶时为什么会感觉到疼痛?让学生带着问题听课,面对生活中各种现象去思考,多问几个为什么,自己到物理化学中去寻找答案,激发学生学习这门课程的兴趣,也就达到了提高教学质量的目的。 除此之外,在课堂上还可以采用小班讨论或者Seminar讨论式教学模式,以教师和学生为共同的教学主体,就某些共同关注的问题,在和谐的气氛中进行讨论,加强教师和学生之间的交流和沟通。课下,利用我校教务处网站的网络教学平台,与学生进行课下的交流和习题讨论、小测验等,与传统的课堂教学模式相比,它具有互动性、合作性、学术性的优势。 三、强化配套实验教学 实验教学在物理化学课程的教学中占有十分重要的地位,它与物理化学课程紧密配合,巩固和加深对物理化学原理的理解,提高学生对知识灵活应用的创新能力,还培养了观察和分析问题的能力。 为了避免实验课程超前理论课程,建议在学习完物理化学相关理论后,及时在学期后半学期开设实验课程。课程组已经设置独立的实验课并计算学分,如:配合表面现象,开展了液体表面张力的测定实验、粉体粒度分析实验;为了巩固反应速率反应章节的学习,开设蔗糖反应速率常数、乙酸乙酯反应速率常数的测定实验等。同时,也应鼓励学生根据所学理论,合理设计实验项目,开展综合性创新实验,增加设计研究型实验,根据设计实验的题目、要求等内容,让学生查阅相关资料,并利用学过的理论知识,选用相关的仪器、药品,分析实验中的难点和关键步骤等,自行完成实验内容、并上讲台讲授实验,以培养学生发现和解决问题的能力。 经过几年的探索和实践,我院化学化工学院材料专业物理化学课程的教学改革将有助于提高学校物理化学课程的教学质量和效果,促进了物理化学这门校级精品课程的建设和发展。 材料科学与工程论文:工科院校“材料科学与工程”专业基础课的全英语教学实践 摘要:本文介绍了上海理工大学材料科学与工程学院在“材料科学与工程”本科专业开展专业基础课全英语教学的实践与经验。通过高水平师资队伍建设、激发学生的学习兴趣与改进教学方法,可在传授专业基础知识的同时,培养学生综合运用专业英语的能力。 关键词:专业基础课;全英语教学;材料科学与工程 随着经济全球化的加深与国家对外开放的不断推进,如何培养大批具有国际视野、通晓国际规则、能够参与国际事务与国际竞争的国际化人才,成为我国高等教育急需解决的重要问题。教育部早在2001年颁发的《关于加强高等学校本科教学工作,提高教学质量的若干意见》中就提出,“本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学”,“力争三年内,外语教学课程达到所开课程的5%~10%。”[1]。近来,《上海市中长期教育改革和发展规划纲要(2010―202O年)》中明确提出,“提升教育国际化水平,注重培养学生的国际视野和国际交流能力,增强上海教育的国际吸引力、影响力和竞争力”,凸显了高等教育中专业课程英语教学问题的重要性。全英语教学,是指用英语进行全程授课,让学生在全英语环境中学习专业知识。与一般的双语教学相比,全英语教学对学生和师资队伍的要求更高,教学难度也更大。尽管在专业课教学中如何恰当地运用英语授课,英语与中文两种语言的运用比例如何把握,仍然是一个充满争议的话题,但近年来人们逐渐认识到,双语混合授课既不利于专业课程教学目的的贯彻,也不适应国际化合作办学的需求[2]。因此,推广专业课程的全英语教学,是实现高等教育国际化的重要途径。建立国际化的课程体系,培养全英语教学的师资队伍,是实现教育国际化的重要内容[3]。上海理工大学材料科学与工程学院从培养国际化、工程化人才的宗旨出发,自建院起即开展了本科专业全英语教学的探索。“材料科学与工程”本科专业作为教育部和上海市卓越工程师教育培养计划试点专业,在课程设置方面突出了全英语专业课教学,特别是在专业基础课方面强调全英语授课,使学生从一开始就接受英语的专业知识教育,有利于培养英语思维的习惯及通过英语交流的专业能力,提高学生的竞争力。该专业的基础课主要由“材料科学基础”、“材料工程基础”和“材料结构与性能”三门课程构成;在教学内容的选择与设置方面,力求完美体现材料学科“成分―结构―加工―性能―应用”的主线。在专业基础课程体系的层面上进行全英语教学,是高等教育中一个大胆的尝试和创新,虽然符合教育国际化的要求,但是对师资队伍和教学方法等都提出了更高的要求。总结上海理工大学材料学院五年来在专业课程全英语教学方面的经验,不仅对培养材料科学与工程专业的国际化人才至关重要,而且可为其他专业类似课程体系的建设提供借鉴。 一、“材料科学与工程”全英语专业基础课程体系的特点 “材料科学与工程”的专业基础课由“材料科学基础”、“材料工程基础”和“材料结构与性能”三门全英语课程构成。课程体系的构建参考了美国有关大学的专业基础课程,并选用美国犹他大学Callister教授编写的英文原版教材为主要参考教材。三门课程的教学内容彼此关联,共同组成一个完整的、材料学科基础的知识体系。其中,“材料科学基础”作为先行课程,主要介绍金属、陶瓷与聚合物材料的组成、结构与缺陷等基础知识和概念;“材料工程基础”作为衔接课程,涉及不同材料的分类、加工方法及影响复合材料性能的主要因素;“材料结构与性能”作为后续课程,侧重于金属力学性能及其强化机制与材料的光、电、热、磁性能的介绍。通过全英语专业基础课程的教学,不仅使学生掌握材料科学与工程学科的基本概念与基础理论,并且可熟悉有关专业名词的英文表达,从而为后续专业课程的学习、出国深造与攻读研究生奠定良好的专业基础。 二、教学方法的实践与创新 对工科专业的基础课程开展全英语教学实践,是高等教育中一项充满挑战与争议的工作。一般而言,专业基础课是高校中设置的为专业课学习奠定必要基础的课程,作为基础课与专业课之间承前启后的桥梁与纽带,关系到学生专业基础知识体系的构建与后续专业课程的学习[4],因此不宜采用全英语教学。然而,上海理工大学材料科学与工程学院近五年的教学实践表明,通过配备高素质的师资队伍,并采用有针对性的教学方法,完全有可能在不牺牲教学效果的前提下,兼顾传授专业基础知识与培养专业英语运用能力的教学目的。 首先,为了保证全英语授课教学质量,学院以具有多年海外留学经历的教师为骨干组成专业基础课的全英语教学团队,通过定期的教学研讨总结教学经验、相互取长补短,不断改进教学方法,提高教学效果。另外,学院通过邀请海外高水平师资来华授课、骨干教师观摩教学的方式,使教学团队成员获得了宝贵的全英语授课经验。材料学院经过近五年来的全英语教学团队建设,已形成一支以中青年教授为骨干、讲师为后备力量的教学梯队。考虑到三门课程教学内容的关联性,学院成立了全英语专业基础课教学协调组,由主管教学的领导担任组长,三门课程的负责人为组员,通过定期开会,协商不同课程间知识内容的划分,并针对每学期教学中遇到的新问题开展讨论,既避免了各课程授课内容的重复,又有效实现了不同课程间知识结构的连贯性。例如,当教学中涉及到先行课程有关知识时,教师注意梳理知识脉络,通过回顾先行课程基础知识的方式,逐渐引出后续课程的重点讲述内容。 其次,为了保证教学效果,全英语授课均采用小班化教学,每班学生人数控制在20人左右。小班化教学不仅有利于教师与学生的互动交流,根据学生的水平做到因材施教,并且可采用主题讨论等多种灵活的教学方法。在专业基础课程的全英语授课中,教师普遍采用启发性教学方法,注重激发学生的学习兴趣和参与课堂教学的积极性。例如,针对“材料工程基础”课程中的复合材料,可让学生列举所熟知复合材料的特点及用途,并进一步引导学生,通过查阅资料拓展对复合材料概念及其设计思路的理解。针对“材料结构与性能”课程中的力学性能,启发学生深入思考如何提高金属的综合力学性能及各种强化方法的微观机理。另外,对已讲授的教学内容,鼓励学生进行自我总结,在每一章节学习结束后,要求学生通过自由分组讨论的方式对重要知识点进行复习,并在课堂上对有关内容进行阐述和讲解,然后由教师和其他组的同学对讲述内容进行点评。通过以上方法的实施,可充分调动学生参与课堂教学及主动学习的兴趣。 再次,授课过程中我们综合采用了多种教学手段。针对学生阅读英文原版教材困难的现状,通过教师的精心备课,精练教学内容,突出教学重点;针对重点的概念和理论,通过反复强调、辅以中文解释的方式,帮助学生准备理解和掌握。课件制作时避免大段的文字描述,加入大量的图片、视频与动画,以直观图示的方式帮助学生克服语言障碍,加深对教学内容的理解。日常教学中,强调课前预习与课后复习的重要性,为了方便学生自主学习,我们为每门课程都建立了内容丰富的课程网站,为学生提供有用的知识与网站链接,并定期上传课件。每次上课前,教师都通过课堂提问等方式,回顾总结上次课讲授的重点内容,帮助学生强化记忆。 然后,全英语专业基础课程改变了传统的课堂教学评价方法,更加注重学生在教学过程中的课堂表现。除关注学生对知识技能的掌握,还关注他们自主学习、师生互动、团队协作、课堂问答及课后作业中的综合表现,即关注学生的整个学习过程。课堂表现的优劣在平时成绩中体现,占到课程总成绩的40%,从而改变了以往完全由考试成绩评价学生及教学效果的方法。 三、取得的成果与经验 材料学院成立五年来,一如既往地坚持开展专业课程的全英语授课,取得了一定的成绩与经验。目前,“材料科学与工程”专业的专业基础课程体系中的三门全英语课程均获得了上海市有关教学内涵建设项目的支持。其中,“材料科学基础”与“材料工程基础”先后获得上海高校示范性全英语课程建设项目的立项,“材料结构与性能”获得了上海市教委重点课程建设项目的资助。同时,三门全英语课程都被列为校级的专业核心课程。通过近几年的课程建设,我们在专业基础课程体系的完善、教学内容的规划、教学方法的改进与课程网站建设方面都取得了一定的成绩。 另外,在专业基础课开展全英语教学的基础上,材料学院进一步拓展了全英语教学专业课程的范围,陆续开展了“材料科学与工程”专业其他专业课的全英语教学,包括“现代材料分析方法”、“高分子科学基础”、“功能材料学”、“纳米材料学”、“复合材料学”等。通过上述专业课程的全英语教学实践,我们不仅向学生传授了专业知识技能,而且从学生开始接触专业即培养其专业英语的能力,因而获得了学生的认可与好评。我们相信,随着上海理工大学材料学院国际交换生与合作办学项目的开展,我们的全英语课程建设项目必将获得更大的发展空间。 材料科学与工程论文:常压烧结技术在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用 摘要:常压烧结工艺是在烧结过程中对材料不进行加压而使其在高温烧结炉中进行烧结制备致密的烧结块材,常压烧结工艺是目前应用最普遍的一种烧结方法。常压烧结工艺可选择的材料种类比较广泛,适用面比较广泛,所以常压烧结工艺广泛应用在材料科学与工程领域。本文主要讲述常压烧结工艺的原理和工程应用,并讲述常压烧结工艺在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用,并对常压烧结工艺的未来发展趋势和发展方向进行分析和预测。本文作者认为应该在材料科学与工程专业教学实验中增加采用常压烧结工艺制备复合材料的实验课程。 关键词:常压烧结技术 材料科学与工程专业 实验教学 研究 应用 一、前言 在材料科学与工程专业的本科教学工作中,学生在高年级就开始学习材料科学与工程专业的基础课程和专业课程。其中在材料科学与工程专业课程教学中,在讲述材料的制备工艺方法中讲述过常压烧结工艺制备和合成复合材料。常压烧结工艺是制备金属陶瓷复合材料以及其他类型复合材料的主要方法。常压烧结工艺首先将原料粉末通过压力成型工艺制备出具有一定形状的试样坯体,并放入到高温烧结炉中进行高温烧结得到致密的烧结试样,所以通过常压烧结工艺得到较高致密度的烧结制品。所以常压烧结工艺制造的烧结制品的致密度较高,力学性能较高。常压烧结工艺可以制备复合材料和梯度功能材料等。常压烧结工艺烧结速度慢,烧结时间较长,但是烧结温度较高,可以制备比较致密的烧结块材。采用常压烧结工艺可以制备复合材料等。常压烧结工艺制备复合材料由于具有可以达到净近尺寸成形的优势,常压烧结工艺可以根据工程需要制造形状复杂的烧结制品和零部件,所以常压烧结工艺能够广泛应用于工程领域中。在材料科学与工程专业的本科课程教学中,在材料加工工程和材料制备方法中都讲述过常压烧结技术。此外还可以将常压烧结技术制备复合材料作为一项实验教学内容安排学生进行实验,使学生认识和了解常压烧结技术制备复合材料的工艺过程。所以常压烧结工艺制备复合材料在材料科学与工程专业教学实践中得到广泛的应用。本文主要讲述常压烧结工艺的原理和工程应用,并讲述常压烧结工艺在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用,并对常压烧结工艺的未来发展趋势和发展方向进行分析和预测。 二、常压烧结技术的原理和工程应用 常压烧结工艺首先是将原料粉末通过压力成型工艺制备出具有一定形状的试样坯体,并放入到高温烧结炉中进行高温烧结得到致密的烧结试样。常压烧结工艺是在烧结过程中对材料不进行加压而使其在高温烧结炉中以一定的气氛压力下烧结制备致密的烧结制品,常压烧结工艺是目前应用最普遍的一种烧结方法。常压烧结工艺包括了在空气条件下的常压烧结工艺和某种特殊气体气氛条件下的常压烧结工艺。普通陶瓷材料一般是在氧化气氛下烧结,大气条件下的常压烧结在陶瓷生产中经常采用。对于在空气中难于烧结的陶瓷制品如透光体或非氧化物常用气氛烧结法。这种方法是在炉内通入气体形成所要求的气氛,使制品在特定的气氛下烧结。用这种方法可防止陶瓷材料在高温下氧化可直到促进烧结提高制品的致密度。常压烧结工艺属于在大气压条件下坯体自由烧结的过程。在无外加动力下材料开始烧结,常压烧结温度通常比较高。其中常压烧结工艺普遍采用的是高温烧结工艺,常压烧结工艺只需要高温烧结炉,所以制备工艺比较简单。常压烧结工艺烧结温度较高,可以制备比较致密的烧结制品。采用常压烧结工艺的工艺过程是,首先将粉末原料通过压力成型工艺制成所需要形状的预制体,此预制体具有一定的致密度,并将预制体放入到高温烧结炉中进行高温烧结工艺,在一定的烧结温度下保温一段时间得到致密度较高的烧结制品。常压烧结工艺可选择的材料种类比较多,适用面也比较广泛。采用常压烧结工艺可以制备各种复杂形状的烧结制品和零部件,所以常压烧结工艺在材料科学与工程领域有着广泛的研究和应用。 三、常压烧结技术在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用 常压烧结工艺是首先是将原料粉末通过压力成型工艺制备出具有一定形状的试样坯体,并放入到高温烧结炉中进行高温烧结得到致密的烧结试样。常压烧结工艺是在烧结过程中对材料不进行加压而使其在高温烧结炉中以一定气氛压力下烧结制备致密的烧结试样,常压烧结工艺是目前应用最普遍的烧结方法。常压烧结技术具有烧结温度较高,烧结时间较长,烧结效率高,可以实现烧结成型工艺,所以常压烧结技术主要用于制备金属陶瓷复合材料以及其他复合材料等。在材料科学与工程专业的教学课程中,其中材料加工工程和材料制备与合成方法讲述过常压烧结工艺。常压烧结工艺同粉末冶金技术一样都是材料的制备工艺技术。常压烧结工艺同样也是热加工工艺,常压烧结工艺是首先是将原料粉末通过压力成型工艺制备出具有一定形状的试样坯体,并放入到高温烧结炉中进行高温烧结得到致密的烧结试样。常压烧结试样坯体在高温烧结作用下形成致密的烧结体。在材料科学与工程专业课程的课堂教学中,有些专业课程中对常压烧结工艺只是作为了解,对于常压烧结工艺制备复合材料的具体内容和制备工艺步骤的研究和应用了解很少。所以就需要在材料科学与工程专业的实践教学课程中增加一些关于常压烧结工艺制备复合材料的实验课程。通过常压烧结工艺制备复合材料的实践教学活动可以使学生认识和了解常压烧结工艺制备复合材料的原理,制备工艺过程以及对经过常压烧结工艺后得到复合材料制品的物相组成,显微结构和力学性能进行研究,使学生通过对材料的制备与研究过程可以加深学生对材料科学与工程专业课程学习的认识和了解。对于本科学生的教学实践课程,可以在本科学生的本科专业课程设计和本科毕业设计过程中安排常压烧结工艺制备金属陶瓷复合材料的教学内容。例如采用常压烧结工艺可以制备金属陶瓷复合材料,先将金属陶瓷混合粉末通过压力成型工艺制成具有一定形状的预制体或坯体,并将成型的预制体放入到高温烧结炉中并通过高温烧结工艺并保温一定时间的常压烧结工艺制备金属陶瓷复合材料。通过常压烧结工艺制备致密的复合材料烧结块材。通过实验教学过程使学生认识和了解到常压烧结工艺制备金属陶瓷复合材料的制备工艺过程,提高学生对课程学习的认识和了解。使学生通过实验教学过程认识和了解常压烧结工艺制备复合材料的制备工艺原理,使用方法和制备过程,以及对常压烧结制备工艺得到的烧结制品的物相组成和显微结构进行分析和测试。常压烧结工艺可以制备复合材料和功能材料等。常压烧结工艺可以制备具有复杂形状的烧结制品或零部件,所以常压烧结工艺在工程领域得到了广泛的应用。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业化工原理实验的教学与思考 【摘要】化工原理实验是培养学生的科学研究能力、创新能力,分析和观察实验现象的能力,针对我院材料科学与工程专业化工原理实验课程的现状,通过教学模式改革、教学方式改革和教学内容改革等多手段提高学生的实验积极性和参与性,提高实验的教学效果。 【关键词】化工原理实验 实验教学 教学改革 一、材料科学与工程专业化工原理实验教学目的与要求 1.化工原理实验教学目的 该实验课程主要讲述化工原理中单元操作所涉及的各种设备,以巩固学生加深对化工实际生产的理解,由实验数据和实验现象得出结论并提出自己的见解,增强创新意识,同时,对学生的科学研究能力、创新能力的培养也起着十分重要的作用[1-5]。 2.化工原理实验教学要求 通过实际操作使学生验证有关化工单元操作的理论,熟悉实验装置的结构、性能、工艺流程,掌握化工单元操作方法,培养学生从事实验研究的能力,其中包括:分析和观察实验现象的能力、正确选择和使用测量仪表的能力、利用实验的原始数据进行数据处理以获得实验结果的能力、运用文字表达技术报告的能力[4-5]。 二、化工原理实验中存在的不足 1.人数较多,仪器装置较少,学生动手能力受到限制,由于连年的扩招,每个班的学生人数基本都是35人以上,而实验仪器的台套数并没有增加, 7-8个学生用一台装置的现象非常普遍,个别学生根本没有机会动手操作仪器。 2.学生被动的做实验,完全按照实验书上的照搬照抄,“照单抓药”式的教学,学生花大量的时间写预习报告,来到实验室也不知道到底为什么做实验,怎么做实验。 3.学生工程实践性意识淡薄,不知道化工原理实验的重要性,只是为了学分被动的做实验,达不到理论联系实践的作用。 三、化工原理实验的教学改革与思考 1.化工原理实验教学模式的改革与思考 针对“僧多粥少”的问题的教学模式,材料科学与工程专业化工原理实验充分打破以往“大水漫灌”、“放羊”式的教学模式,分小班、小组教学,每一个小组为3-4人,每一位同学在实验中都有不同的分工, 比如过滤实验(恒压过滤),一个学生要负责压力阀、料浆阀、料液阀的畅通,一个学生负责记时,一个学生要看滤液量和记录,大家还要共同清洗滤布,倾倒滤渣,每组学生只有默契合作,才能将实验做完,这样就充分调动了学生的积极性、参与性和团队合作意识,老师再根据实验操作和小组合作进行现场打分,教学效果明显提高。 2.化工原理实验教学方式的改革和思考 每次课授课之前,给学时留20-30min的时间熟悉实验装置的结构、性能、工艺流程,掌握化工单元操作方法,正式讲课时,以分组提问的方式让学生自己讲解工艺流程和操作步骤,以引导的方式把理论课本上讲解的内容和实际操作中遇到的问题相结合,比如传热实验(强化管传热),改变原来只做实验、测数据的单一教学手段,通过强化管的强化方法,引申到化工中常见的传热设备的改进方法,讨论如何从材料的角度降低成本,从传热的角度提高传热速率等,学生积极参与发言,各抒己见,当实验中出现的现象和理论不符时,引导学生从实验的源头到实验过程中分析误差,充分解决“照单抓药”式的教学模式。 3.化工原理实验教学内容的改革与思考 充分联系课本理论知识,让学生感觉化工原理实验非常实用。比如传热实验,告诉学生热电偶温度计的测温原理,温度计冷端温度补偿的含义,用电脑记录数据的方法,通过数据处理,双对数作图、线性回归等方法,了解计算机技术在化工原理实验中的重要性,实验结束后,学生要对实验数据进行处理,还要总结和分析,分析实验数据误差产生的原因等,根据实验报告上的数据处理为依据,数据处理主要以电脑处理为主,可以锻炼学生应用Word、Excel、Origin等办公软件的能力。 以上教学内容和教学方法的改革充分调动了学生的实验积极性,增强了工程观念,充分做到了理论联系实际。 材料科学与工程论文:地方本科院校材料科学与工程专业“3+1”人才培养模式之初探 摘要:以我校的“专业综合改革、深度转型发展”为契机,构建并运行了我院材料科学与工程专业“3+1”人才培养模式,对该模式下的实训内涵进行了探究,简述了该模式的运行效果,结果表明,该模式的运行既有利于应用型创新人才的培养,又有利于教师实践能力、服务社会能力提升,也有益于社会经济的发展。 关键词:人才培养;教学模式;转型发展;实践教学 湖南文理学院是一所1999年专升本的地方本科院校,被湖南省教育厅列为专业转型试点院校之一。湖南文理学院化学化工学院的材料科学与工程专业又是我校“专业综合改革、深度转型发展”的五个试点专业之一。专业转型的目的就是使专业教育要更好地满足人才培养目标实现的需要,为培养高质量的人才提供合适的软、硬环境。近几年来,我们从人才培养的目标定位、体制机制建立、培养模式探索、培养方案设计、教学内容与方法改革、师资队伍建设、实训基地建设等诸多方面,进行了较为系统地研究与实践,取得了较好的成效。本文旨在对我院材料科学与工程专业“3+1”人才培养模式进行探讨与交流,有关其他方面的研究,我们将另外报道。 一、我院材料科学与工程专业“3+1”人才培养模式的构建 “3+1”模式是将本科生的学习分成两个时段,第一时段也就是大学期间的前三年,学生在学校接受基本理论课程、基本实验课程学习。为了更好地实施“3+1”模式,在第一时段的专业理论课程教学中,加大了课程设计训练力度。原来的材料科学与工程专业培养方案中,只有一些专业基础课程设置了课程设计训练环节,而专业课的课程设计在培养方案中并没有体现,这样导致学生在学习了专业知识后,不知道如何利用所学的知识来分析和解决具体的专业工程技术方面的问题,建立不了专业工程意识。我院的材料科学与工程专业人新的才培养方案中,要求在与地方经济联系紧密的专业课程中必需增设课程设计环节与创新训练内容,加大课程设计与创新训练力度,突出专业知识应用。一是要增加课程设计门数,如增加了《高分子合成工艺学》、《高分子材料加工工艺学》、《无机材料制备》、《无机材料生产之工厂设计》等课程的设计,每门课程设计的教学时数为2~3周。二是要增加专业综合创新实验,实验时数为3~5周。综合创新实验不拘于哪一门课程,目的是为了提高学生专业知识综合运用能力。创新实验在老师的指导下进行,为了提高学生的学习积极性,创新实验研究内容可以由指导老师提出供学生选择,学生也可以与指导老师共同讨论提出研究课题。通过综合创新实验,提高学生对材料专业知识的整体把握能力、利用专业知识分析问题和解决问题的能力[1,2]。 第二时段也就是最后1年,将生产实习、毕业实习、毕业论文及设计结合在一起,在校内外进行集中实训。课程体系分为大类基础课程平台、专业课程平台和专业特色课程平台。整个课程体系中,实践环节58个学分,占整个课时的35.4%,其中,集中实践有军事训练、金工实习、认识实习、创新实验、生产实习、毕业实习、毕业论文等。为了提高学生的实践技能,材料科学与工程专业课程体系中,学生在校内外基地集中训练的时间为40周。课程结构分类与学分分配如表1。 我院2009年版、2012年版的材料科学与工程专业人才培养方案,比较注重学生学术研究素质的培养,而对学生的实践能力的培养方面相对弱了些。“3+1”模式的运行,既保证了学生的人文素质教育,扩展了学生的知识视野,又保证了学生的专业基础知识教育,使学生具有扎实的专业知识功底,特别是加大了学生创新能力、实践能力的培养力度,保证学生有较充足的时间,在实践中学习,在实践中训练,在实践中思考,在实践中创新,为使学生成为“卓越工程师”打下坚实基础。 二、我院材料科学与工程专业“3+1”人才培养模式的实训内涵 根据专业转型发展的需要,我院建立了校内外系列专业实训基地。在校内,在学生创新训练方面,建立了“湖南省材料科学与工程大学生创新训练中心”一个,依靠学院现有的七个省、市、校级科研平台及我院与企业联合组建的近二十个实验室,可以较好地对学生进行创新训练;在学生实训模拟方面,我院建设了无机材料生产模拟线2条(陶瓷生产模拟线1条,无机粉体生产模拟线1条)、高分子材料加工生产模拟线4条(塑料吹瓶生产模拟线1条,塑料制袋生产模拟线1条,塑料制管生产模拟线1条,模压成型生产模拟线1条)、新材料应用生产模拟线1条(动力电池装配模拟线)、树脂生产模拟线1条、化工工艺示范线六条。在校外,重点建设了六个与校内生产模拟线相对应的生产实训基地,其支撑企业如下:湖南金帛化纤有限公司、常德力元新材料有限公司、湖南中锂新能源材料有限公司、湖南邓权复合材料管业有限公司、湖南南方水泥有限公司、湖南陶瓷集团公司。在基地的构建过程中,明确了支撑企业、学院与学院教师、学生三方面的义务与职责、任务与工作内容、目的要求与权益;学院与相关企业共同编制实践教学计划与评价指标体系、拟定实践教学环节与形式、组织编写教学纲要与内容;企业与学院共管实践教学基地。 通过“递进式”实践训练方式[3,4],使学生先在校内进行为期半年的专业基础实训、工业模拟实训、创新实训,然后,学生必需在二个企业呆半年时间,了解企业的生产原理、生产工艺与设备、生产的关键技术与配方、原材料及产品的技术标准与检验方法、安全生产知识、企业管理体制与运营机制、企业在行业中的地位与技术水平、技术发展趋势与产品应用前景,熟悉生产操作,掌握操作技能,提出革新要点,进一步可做针对性的创新设计、创新性研究工作。学生在每个企业具体的课时安排如下:生产工艺与设备课6学时,生产原理、关键技术、配方介绍课6学时,原材料与产品标准、检测方法课6学时,三级安全教育课2学时,企业文化、经营管理、运营机制课2学时,企业研发与创新课2学时,现场集中介绍2学时,即企业授课1周,师徒式教学与实践训练8周,总结与交流1周。学生在二个企业的时间共计二十周。 三、运行“3+1”人才培养模式之成效 我院的材料科学与工程专业“3+1”人才培养模式的运行主要带来了三个方面成效。一是增强了学生的大工程意识、理论联系实际的意识,提高了学生的实践能力、创新能力,缩短了大学毕业生服务社会的“熟化期”。二是提高了教师教书育人的本领与水平以及服务社会的能力。“3+1”模式的运行,不仅学生有大量的时间和较多的机会接触实践,而且也大大增加了教师深入社会实践的时间与机会,扩展了教师的视野,使教师对相关知识有更深入地理解,与此同时,教师可获得应用性研究课题,针对性地开展研究。三是企业受益。一方面,学生顶岗实习,在学生得到经济收益的同时,企业也降低了人力成本;另一方面,企业可充分利用高校的人才资源、信息资源、实验室及仪器设备资源为企业技术进步及企业发展服务,近五年来,湖南文理学院的化学化工学院已助推十余家企业成功上市或成为高新技术企业或成为行业规模企业,联合企业申请专利近50件,鉴定成果近20项,鉴定成果中有90%达国内领先水平,还有的成果被鉴定为国际领先水平,成果转化产生了30余亿元的经济效益,显著地促进了地方的经济发展。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业实验教学改革探讨 摘要:实验实践教学是培养工科学生的动手能力的重要教学环节。但因为多方面的原因,国内很多工科高校在这一环节出现弱化的趋势。在这方面急需进行改革予以对本科教学的实践环节进行改革完善。本文以本学院的实验、实践教学体系的改革经验为基础,提出对材料科学与工程专业本科实践教学环节进行改革的方案进行总结探讨,为兄弟院校的相关专业提供借鉴和参考。 关键词:材料科学与工程;实验教学;教学改革 一、引言 实验实践是工科学生培养创新能力的最重要环节。一般大学本科教学期间,学生实践能力的培养主要靠教学实验、实习和毕业论文/设计三个环节来完成。其中毕业实习是学生进入生产实际、了解生产实际的一个非常重要的环节,对培养工科学生的动手能力、工程能力至关重要,然而,目前毕业实习是各高校所遇到的一个重要难题:一是经济上的原因,一般高校都难以拿出大笔实习经费资助学生驻在企业进行生产实习。二是企业积极性不高,学生实习不能动手等种种原因,使毕业实习效果不理想。这势必影响工科院校学生的教育质量,目前国内各高校都在积极想办法解决这一问题。然而,这一问题不是短时间能解决好的,在这样的背景下,一方面,对外我们要积极寻求稳定的、适合高校本科专业进行生产实习的合作单位进行长期合作,这是长远的解决途径;另一方面,对内我们应做好实验教学的调整和改革,通过高校自身实验教学改革,大力加强和调整实验教学毕业论文/设计环节的内容,来弥补生产实习过程不足的这一缺憾。面对21世纪,对于高校材料科学与工程专业而言,必须通过这样的改革途径,建立符合材料科学与工程学科发展规律,适应本校办学实际的实验教学体系,培养学生的工程能力和创新能力[1,2,3]。 二、注重课程体系建设,整合优化实验课程内容 1.注重实验课程设置的科学、合理和完整性。材料科学与工程专业的专业课程设置中包括专业基础课、专业课、专业选修课等内容,这些课程基本都设置有实验内容,但有些实验课程内容的设置彼此间没有很好地协调与配套,有的甚至有重复。比如,对X射线内容的学习,专业课《晶体学》、《材料研究方法》、《无机材料测试技术》等课程均有与X射线衍射检测技术相关的实验内容,目前在内容设置上很多高校都有重复的现象。因此,考虑三门专业课的课程特点,每门课程的实验内容调整应各自有所侧重,彼此协调配套,设置科学合理,可以让学生由浅入深,逐渐达到对X射线检测这一专业检测技术有很深入的了解和应用的目的。所以,要对这些专业的实验课程进行科学、完整、合理优化。 2.强化专业基础实验。专业基础实验在工科类课程设计中有着重要的地位,它使学生对专业课程的理解和专业实践能力的提高起着基础的、承上启下的作用。我们在进行材料科学与工程专业实验课程体系建设时,提到一个重要的培养目标,就是将材料科学与工程专业的本科生作为材料工程师和研究型人才来培养,他们应具备相应的材料生产、制备、材料研究和材料分析检测的知识和能力。需要在本科教育过程中结合本专业的特点,加强相应基础实验项目训练。如,将水泥、玻璃、陶瓷、耐火以及新型建材等领域的原料处理、制备工艺、分析检测等内容融入到实验教学中。使这些相关行业的基础实验内容所占比例加大,为以后学习相关专业实验的操作与理解打下坚实的基础。 3.增加综合、设计性实验数量,减少演示、验证性实验。目前演示性、验证性实验内容一般都是由教师演示,学生观摩,或观摩后由学生动手按照老师演示和叙述自己操作一遍。这类实验主要是训练学生对一些实验仪器、实验原理、实验方法的熟悉和掌握,而对科学方法的探索、独立思考、自主创新等方面的训练则相对欠缺。因此,这种按部就班、照方抓药式的演示性、验证性实验过多,不容易引起学生对科学实验和探索的兴趣,不利于培养学生独立思考和自主创新的能力。因此,需要在实验课程设置时对其数量应进行合理控制,选取具有代表性的实验内容开设就行;同时,也应对演示性、验证性实验内容和形式进行改进,在其中合理融入探索性和研究性的内容,使学生在验证、操作的同时达到对基本知识、技能的系统化、完整化理解。如,我们在设计粘土交换容量测试实验时,每组学生除了按照验证实验的步骤测试完老师指定的粘土外,再测试一种特性未知的粘土,让学生们自己处理实验中可能出现的和已知粘土不同的实验现象,比较各自的实验结果,总结粘土交换容量测试过程会出现的问题,以及相应的改良方案。 4.加强实验内容间的衔接,减少重复性实验。目前,由于仪器设备条件的限制和课程体系设置的原因,各专业课实验项目的设置都比较独立,再加之各课程教学小组之间的协调、沟通相对欠缺,因此,对不同课程之间的实验项目设置时会有重复或相似的现象。比如,我们学院的《无机材料检测技术》、《材料研究方法》等几门涉及材料分析检测技术的课程在设置实验教学项目时有部分实验内容有重复或相似现象。为此,我们在选定实验内容时首先会了解学生所学的其他实验课程,对里面有重复或相似的地方进行修改或删除。同时,可以增加一些相应专业方向的适应性实验内容,比如,水泥专业的学生,增加一些水泥行业生产实际中常见的检测实验内容。 5.增加探索性、研究性实验。通过上述对实验项目进行优化整合之后,实验实践教学在学时数安排上相对合理宽松,这为在课程教学进度中增加探索性、研究性综合实验项目成为可能。如我院学生自己设计的建陶厂抛光废料的综合利用的实验项目,首先让学生对建陶厂的生产情况进行调研,使其对这一行业的生产情况有大致了解,然后再设计不同的废料利用方案,学生们可以分组进行,让他们在实验中互相交流,彼此评价出相对合理可行的利用方案。这一实验项目的推出很受学生好评,学生积极性空前提高。学生依次实验项目内容为主体组成研究团队,多次获得国家级的经费资助。此类实验使教与学、学与解决实际问题融为一体,能充分发挥学生的智慧,为他们进行自主创新训练提供实践平台。 6.有计划地推进实验室开放。实验室开放对提高学生的知识创新能力具有促进作用。应该逐步地推进实验室的开放程度,学院逐渐从经费、师资等方面为有创新欲望强的学生提供尝试的平台,让其在相关教师的指导下,自己提出研究问题,自己拟订实验方案并动手开展实验研究,这样让那些有科研天赋的学生能迅速脱颖而出[4]。 三、改进实验教学方法 理想教学效果和目的的获得,除了需要科学合理设置实验项目外,实验教学方法的影响也不容忽视。现阶段,我国高校实验教学方式主要是以教师为中心的传授模式,学生反馈的意见普遍认为,做完实验后收获不大,教师对学生实验成绩和教学效果的评价也较为难。因此,改进教学方法对于提高专业课程教学水平和人才培养目标的实现具有重要意义[5]。 1.改进实验教学过程。将以前由教师准备实验的做法,改变为以学生为主体、学院实验中心针对本科生由学院出资长期设置八个实验助教岗位,由热爱科学实验、科研素养好、动手能力强的大三、大四的学生担任。实验课程开始前,由教师提供实验指导书,仪器、试剂的准备由实验助教组织上课的学生分组、独立地完成,教师只负责监督指导。这样可以让每个学生从实验准备阶段就开始对即将进行的实验内容有所了解。教师在实验讲授时尽量不讲述具体的实验步骤和过程,只强调实验过程中的关键环节、注意事项,把时间留给学生自己思考。教师负责在学生实验过程中按小组轮流巡视、观察、指导学生注意操作方法的规范,及时纠正实验中发现的问题,保证每个学生实验操作水平基本达标。 2.改进实验考核指标的改革。实验教学效果和实验教学考核的方法是主要依据实验报告,结合学生平时实验堂表现来进行。由于学生平时实验课堂表现考核难以把握和量化,所以目前对实验教学效果和考核的方法大多依据实验报告。而实验教学是一个多因素的过程,仅凭实验报告作为评定学生实验成绩的好坏,显然不尽合理,因为,这样并不能完全反映出一个学生的真实成绩。所以需要改进学生课堂表现评价,对这一点,我们学院也正在积极尝试各种办法。对于那些设计性、解决实际问题以及学生自主创新性的实验内容,应单独设立评价标准。 四、结束语 实践环节是高校工科学生教学环节中非常重要的环节,它包括课程实验、实习和毕业论文/设计环节。本文仅针对目前高校生产实习逐渐下滑的背景下,对实验课程体系内容进行改革进行一些初步探讨,以希望高校一方面对外继续加强生产实习单位的建设,逐步建立长期稳定的生产实习基地;另一方面对外加强和调整实验教学环节的内容,弥补暂时实践教育环节的不足,从而继续保持或增强工科学生的创新能力的培养,为国家培养出更多更优秀的工程技术人才。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业特色培养方向设置的探讨 摘要:针对专业现有培养模式与学生就业之间存在部分错位缺陷,材料科学与工程专业以专业特征为基准,面向就业市场,以学生为本,灵活设计专业培养方向,拓宽了就业渠道。通过构建特色培养方向课程体系,改革教学方法、手段,加强师资队伍建设等措施,实现专业共同性与特色方向专长化的有机统一,探索出了紧跟行业发展的专业人才培养模式。 关键词:材料科学与工程专业;设置;专业方向;学生就业 贵州省是航天航空产品生产研发基地集中地区。近年来,随着先进制造业引进涌入,对材料学科专业相关从业人员的需求量大为增加。然而,贵州大学材料科学与工程专业的设置是以传统金属材料方向为主,与高新制造业对材料压力加工、材料质量检测方面的人才需求有些错位。单一专业方向培养模式,与社会需求和行业发展分工明确细化显得不适应、脱节。学生不能根据自己的兴趣、个性、就业愿望选择专业方向,制约了学生的多样化、个性化发展及创新能力的培养[1-4]。此外,贵州师范大学、贵州理工学院等区域高校也相继开设材料类学科专业,使得本地区材料学科毕业生数猛增,就业压力增加,就业渠道必须拓展。 为了解决材料科学与工程专业人才培养模式不能完全满足市场对人才个性化、多样化的需求问题。依据贵州省材料产品制造业的发展现状和趋势,以及材料科学与工程专业学生就业市场现状。材料科学与工程专业以专业特征为基准,面向就业市场,以学生为本,灵活设计金属材料、压力加工以及材料检测及表征三个专业特色培养方向。通过构建方向课程体系,教学内容,教学方法、手段改革,加强师资队伍建设,坚持知识、能力及素质协调发展,有针对性地着重培养学生创新能力和创新精神,强化学生多样化、个性化发展,拓宽就业渠道。 一、特色专业方向课程设置 广泛进行调研,重点了解金属制造行业对人才知识、素质、能力的要求。我们按“通识公共基础+夯实大材料学科基础+明确专业专长方向”的方式实施材料科学与工程人才的培养,确定了具备相同口径的通用基础知识课程群和材料科学与工程专业核心课程群,为专业方向课程的学习奠定基础。学生根据社会需求和个性特长,自主选择专业方向,以满足学多样化、个性化发展需求。 通用基础知识课程群主要包括公共基础与人文素养等课程,重点培养学生文化素质、身体素质、思想品德素质。专业基础课是课程体系的中心组成部分,紧密围绕材料学科专业共性特征和人才培养目标设置,是三个专业方向共同开设的课程。避免课程间内容重叠,整合《固态箱变》、《金属热处理》、《热处理新技术》三门课程课程为一门核心课程――《热处理原理及工艺》,构建以《材料科学基础》、《材料力学性能》、《材料分析方法》等课程组成的专业核心课程群[5]。便于学生掌握有关材料制备合成、组织结构、性能和使用效能等四要素构成的材料学科共性基础知识规律。 专业方向课程群体与社会需求密切联系,有不同特色的专业方向实用性课程群。金属材料专业方向有《金属材料学》、《钢铁冶金概论》、《有色金属合金》、《复合材料》、《高温合金》、《航天材料》、《模具材料》等课程。压力加工方向有《材料成型工艺》、《轧制工艺学》、《挤压与拉拔》、《塑性成形数值模拟技术》、《锻压设备与工艺》、《快速成形技术》等课程。材料检测及表征方向有《材料性能测试技术》、《材料工业分析》、《无损探测》、《超声检查》、《涡流检测》、《常用检测设备与维修》等课程。 二、专业方向实践教学设置 材料科学与工程实践教学践行“理论教学与实践教学并重,更加注重实践教学,偏重专业方向”理念。改革传统实习教学模式,认识实习围绕实习基地的制备(压力加工)-检测-装配流程组织展开,学生初步掌握材料制备-组织结构-性能-使用效能为主线的科学研究方法。生产实习则各自偏重金属材料、压力加工、检测与表征专业方向,身临其境,与社会沟通,培养学生综合应用专业知识解决相应的专业方向领域中的生产实际问题。近年来,本专业实验室采购了透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等大型精密仪器和实用设备,构建冶金制备、压力加工和测试与表征实验平台,为培养不同专业方向学生的创新意识和实践能力奠定了坚实基础。按照自编的《材料科学与工程专业实验教程》指导教材,以“课程综合性实验、专业方向综合性实验、专业综合性实验和创新创业实践应用开放性实验”分层次逐步深入展开。毕业论文环节实行导师制,采取自主挑选导师、过程互动的方式,激发学生研究创新的兴趣,理论联系实践,培养学生的实践认知和创新能力,保证高质量的毕业论文。近几年共有10余篇本专业学生毕业论文获学校优秀论文奖励。 激励学生参加著名专家和企业家讲授高水平专业讲座,让学生了解专业方向前沿发展动态,新成果、新理论、新技术、新产品和新理念,拓宽学生的专业视野。鼓励学生自由选题, 自主设计方案,申报大学生创新实验项目。在导师指导下,独立完成制备(加工)、检测、表征、分析实验过程。推荐优秀学生参加全国金相、节能技能大赛,提高学生主动学习兴趣,并充分展示学生创新意识和创新能力。近年来获国家级、省级、校级大学生创新实验项目及SRT项目10余项,国家级节能大赛获奖3项。 三、教学方法、手段改革 课堂教学中重视以学生为主体的教学原则,采用多媒体、科研成果案例、小组讨论、精品课程交流平台网络等方法,将繁杂的概念、原理,产品制备过程,微观组织结构以及性能检测过程、检测设备操作和维护过程等以形象化、动态化、具体化的形式,逐步深入,侧重向各专业方向学生讲授,利于提高学生学习的主动性和兴趣,以及培养学生创新和批判性思维能力。《材料科学导论》实行双语教学,学生阅读翻译外文文献的能力明显提高,有利于了解全球材料学科的前沿科研状态和知识。在实践教学改革中,材料科学与工程专业各方向充分发挥学院与企业的科研实践优势,拓宽就业渠道。从时间、教学内容以及管理措施上保证“以科研促进教学,更好地培养学生的创新能力和工程实践能力”[6]。我院于2011年开始与台湾义守大学合作办学,材料科学与工程专业各方向选派1~2名优秀学生到该校学习,这将进一步探索出国际国内合作办学之路,给本专业更多优秀学生优化知识结构、开阔学科视野提供跨校学习平台。 四、加强师资队伍建设 贵州大学材料科学与工业专业经过60多年的专业建设,储备了大批的材料学科专家学者和宽厚的工程学术文化底蕴。近几年,经过贵州大学品牌专业、省级示范性专业、国家一类特色专业,以及重点学科、硕士点、博士点授予专业建设,采用传帮带培养、引进、进修提高等方式,建立了一支教学、科研兼容,结构合理,爱岗敬业,勇于创新的专业方向教师队伍。目前本专业共有教师15人,其中教授6人,副教授6人;博士5人,硕士5人。35岁以下教师全部在读博士。本专业青年教师全部到省级材料结构与强度重点实验室兼职,掌握大型检测与表征仪器的操作和维护,为师生展开科研教学提供了技术便利。与贵州南方汇通、安大集团公司等校外实习基地建立了长期师资培养机制,以解决不同性质的企业生产问题为契机,与培养学生并举,为各专业方向师生提供了科学研究和工程实践的条件,目前有三位教师在这些企业攻读博士后。加强教师队伍团队合作,鼓励教师教学与科研并重。目前,本专业教师发表相关教研论文30余篇,出版教材《材料科学基础》、《金属材料学》、《材料科学》、《材料科学与工程专业实验教程》等4部教材。《材料科学基础》获评省级精品课程,《材料力学性能》获评校级精品课程,带动了本专业方向课程的建设。 五、结论 与时俱进,贵州大学材料科学与工程专业紧跟材料制造业发展趋势和用人市场需求,及时调整专业特色培养方向,不断深化构建特色培养方向课程体系,改革教学方法、手段,加强师资队伍建设等措施,逐步实现了专业“宽专业、厚基础、高素质、重实践、强能力”与培养方向专长化的有机统一,不仅弥补了现有专业培养模式的不足,而且也满足了学生多样化、个性化发展的需求,提升了学生就业市场竞争力。最近几年,材料科学与工程专业学生就业率一直名列贵州大学前茅,获得2011―2013年全校就业率一等奖,已呈现出学生就业自信、社会欢迎的良好互动局面。 材料科学与工程论文:原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用 摘要:本文主要讲述原位反应自生法制备复合材料的原理和制备工艺过程,并详细讲述原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用,以及原位反应自生法的研究发展趋势。原位反应自生法广泛应用在制备金属基复合材料、金属陶瓷复合材料等方面。本文作者认为原位反应自生法制备复合材料可以应用在材料科学与工程专业的教学实践中,应该增加一些原位反应自生法制备复合材料的实验课程,从而提高实践教学质量。 关键词:原位反应自生法 复合材料 材料科学与工程专业 实验教学 研究 应用 一、前言 在材料科学与工程专业的本科教学工作中,本科学生在高年级就开始学习材料科学与工程专业的基础课程和专业课程。其中在材料科学与工程专业课程教学中,在讲述材料的制备工艺方法中讲述过原位反应自生法制备复合材料。原位反应自生法是制备金属基复合材料,金属陶瓷复合材料,以及金属间化合物/陶瓷基复合材料的主要方法。原位反应自生法是在一定条件下通过化学反应在基体内原位生成一种或几种增强相从而达到强化的目的。这种方法可得到增强体颗粒尺寸细小,热力学性能稳定,界面结合强度高的复合材料,是一种很有前途的颗粒增强复合材料制造工艺。原位反应自生法制备复合材料由于具有可以达到净近尺寸成形的优势,所以能够广泛应用于工程领域中。在材料科学与工程专业的本科课程教学中,在材料加工工程和材料制备方法中都讲述过原位反应合成技术。此外还可以将原位反应自生法制备复合材料作为一项实验教学内容安排学生进行实验,使学生认识和了解原位反应自生法制备复合材料的工艺过程。所以原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业教学实践中得到广泛的应用。本文首先讲述原位反应自生法制备复合材料的原理和制备工艺过程,并讲述原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业教学实践中的研究和讨论。并对原位反应自生法制备复合材料的未来发展趋势进行分析和预测。 二、原位反应自生法制备复合材料的原理和制备工艺过程 为了克服传统方法制备的复合材料存在增强体颗粒尺寸粗大,热力学不稳定以及界面结合强度低等缺点,出现了原位合成技术,即在一定条件下通过化学反应在基体内原位生成一种或几种增强相从而达到强化的目的。原位自生法是通过原料粉末中的某些化学反应生成所需要的反应产物并通过热压烧结工艺制备出复合材料试样。原位反应自生法可得到增强体颗粒尺寸细小,热力学性能稳定,界面结合强度高的复合材料,是一种很有前途的颗粒增强复合材料制造工艺。目前报道的原位合成技术主要有原位反应热压烧结技术,原位复合技术,定向氧化技术,熔体浸渍技术,反应结合技术及自蔓延高温合成技术等。定向氧化合成技术是利用放热反应在金属或金属间化合物基体中原位分散金属间化合物或陶瓷颗粒或晶须的原位复合技术。原位自生法是通过反应物之间的反应生成所需要的反应产物并通过热压烧结工艺实现致密化。原位合成法是利用化学反应在原位生成补强组元-晶须或长径比较大的晶粒来补强基体材料的制备工艺。原位合成法主要具有如下优点:简化工艺,降低材料成本,实现特殊显微结构设计和获得特殊材料性能,具有很好的热力学稳定性。金属间化合物/陶瓷基复合材料的制备方法主要有原位复合技术和定向氧化技术以及原位反应热压烧结工艺。可以采用原位反应热压烧结工艺制备金属间化合物/陶瓷基复合材料。原位复合技术是由于金属间化合物反应的形成热相对较低,因而采用自蔓延燃烧时系统不易达到较高的绝热温度,故一般采用原位复合技术制备和合成复合材料。原位复合技术是利用放热反应在金属或金属间化合物基体中原位分散金属间化合物或陶瓷颗粒或晶须的原位复合技术。传统的方法是将粉末压坯在恒定速率下加热到可使反应自发的产生并在整个混合物中处处发生反应。定向氧化技术是定向金属氧化工艺可用于制备金属基复合材料。原位反应热压烧结工艺是将原位反应和热压烧结工艺相结合制备致密的复合材料。 三、原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用 原位反应自生法主要用于制备金属陶瓷,金属间化合物,金属间化合物/陶瓷复合材料等。在材料科学与工程专业的教学课程中,其中材料加工工程和材料制备与合成方法讲述过原位反应自生法。原位反应自生法同粉末冶金技术和液相烧结技术一样都是材料制备技术。原位反应自生法同样是热加工工艺,原位反应自生法涉及到反应物高温化学反应制备产物的过程。在材料科学与工程专业课程的课堂教学中,在有些专业课程中原位反应自生法只是作为了解,对于原位反应自生法制备复合材料的具体内容和制备工艺步骤的研究和应用了解很少。所以就需要在材料科学与工程专业的实践教学课程中增加一些关于原位反应自生法制备复合材料的实验课程。通过原位反应自生法制备复合材料的实践教学活动可以使学生认识和了解原位反应自生法制备复合材料的原理,制备工艺过程以及对经过原位反应自生工艺后得到的金属基复合材料烧结制品的物相组成,显微结构和性能进行研究,使学生通过对复合材料的制备与研究过程可以加深学生对材料科学与工程专业课程学习的认识和了解。对于本科学生的教学实践课程,可以在本科学生的本科专业课程设计和本科毕业设计过程中安排采用原位反应自生工艺制备金属基复合材料和金属陶瓷复合材料的教学内容。例如采用原位反应自生工艺可以制备金属陶瓷复合材料,先将金属陶瓷粉末通过压力成型工艺制成坯体,并通过原位反应自生工艺和高温烧结工艺制备金属陶瓷复合材料。高温烧结工艺可采用常压烧结工艺,热压烧结工艺和放电等离子烧结工艺以及热等静压烧结工艺。采用原位反应合成工艺可以制备金属间化合物/陶瓷基复合材料,通常先将金属间化合物粉末和陶瓷粉末通过压力成型过程在一定压力下压制成具有一定形状和致密度的预制件,通过原位反应自生法和高温烧结工艺形成金属间化合物/陶瓷基复合材料。高温烧结工艺可采用常压烧结工艺,热压烧结工艺和放电等离子烧结工艺以及热等静压烧结工艺。有时将原位反应自生法和热压烧结工艺相结合制备致密的复合材料烧结块材。通过实验教学过程使学生认识和了解到原位反应自生法制备金属陶瓷复合材料的制备工艺过程,提高学生对专业课程学习的认识和了解。使学生通过实验教学认识和了解了原位反应自生工艺制备复合材料的制备工艺原理,使用方法和制备过程,以及对得到产物的物相组成和显微结构进行分析和测试。原位自生法可以制备金属基复合材料,金属陶瓷复合材料等。采用原位反应自生法可以制备颗粒增强的金属基或陶瓷基复合材料。 原位反应自生工艺制备复合材料涉及到反应物在高温下发生化学反应生成反应产物的过程,原位反应合成技术操作过程比较简单,对设备要求较低,只需要高温烧结炉,可以进行现场操作,因此可以作为本科学生的实验课程教学内容,可作为材料科学与工程专业课程的辅助教学实验,也可以作为本科专业课程设计和本科毕业设计教学内容。使学生通过实践教学来加深对材料科学与工程专业课程的认识和掌握。使学生认识到金属基复合材料的制备过程以及金属陶瓷复合材料的制备过程等,并使得学生对原位反应自生法得到的烧结制品进行分析和测试,使学生对材料的分析和检测水平有较大的提高。对于拓展学生的知识面有很大的帮助。为本科学生以后的本科专业课程设计和本科毕业设计打下坚实的实验基础。 四、原位反应自生法制备复合材料的未来发展趋势和应用 原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程领域有着广泛的研究和应用。原位反应自生技术由于制备工艺简单,成本较低,对设备要求较低,只需要高温烧结炉,所以被广泛的应用到金属基复合材料,金属陶瓷复合材料,金属间化合物/陶瓷基复合材料等的合成与制备中。利用原位反应自生法可以开发新型的金属基复合材料和金属陶瓷复合材料以及金属间化合物/陶瓷基复合材料。采用原位反应自生技术可以开发出很多种类型的金属基复合材料和金属陶瓷复合材料。所研究和开发的材料种类也逐渐增多,应用范围也越来越广泛。原位反应自生技术在材料科学与工程专业教学与实践中也得到广泛的推广和应用,原位合成技术已经成为材料科学与工程专业实践教学课程进行的实验内容。所以本文作者认为应该在材料科学与工程专业的教学实践中增加一些采用原位反应自生技术制备复合材料的实验课程。 五、结论 本文主要讲述原位反应自生法制备复合材料的原理和制备工艺过程,并详细讲述原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用。原位反应自生法广泛应用在制备金属基复合材料,金属陶瓷复合材料等领域中。本文作者认为原位反应自生法制备复合材料可以应用在材料科学与工程专业的教学实践中,应该增加一些原位反应自生法制备复合材料的实验课程,扩大学生学习的知识面,提高学生的认识了解能力,从而提高实践教学质量。通过原位自生法制备复合材料的实验教学过程提高学生的知识水平和认识能力。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业英语教学改革思考 摘要:专业英语教学是继传统英语教学之后,提高材料科学与工程专业大学生对本专业英语应用能力的重要手段。本文通过对现行专业英语教学现状进行分析,针对目前教学中存在的问题,探讨今后教学内容及教学方法,着重培养学生专业外语的自学能力及应用能力。 关键词:专业英语;材料科学与工程;教学改革 1. 专业英语教学现状 专业英语是一门综合性较强的课程,即包括基础英语的基本知识又包含了特定专业的专业知识,因此其既具有语言教学的规律性又具有专业教学的规律性[1]。但目前,专业英语教学任务分散在各个学院,专业外语教师师资力量较薄弱,而且专业外语课时少,很难实现科技英语系统教学[2]。而学生从基础英语教学模式一下子转变为专业英语教学模式,面对大量复杂的专业词汇及长句、难句,同学们初学时不易掌握,不会进行长句结构分析,不会词性的转换及词序的灵活处理,因此翻译课文经常不能表达原意。而且,一般专业英语课程开设在第六学期,此时同学们刚刚接触本专业基础课程,对专业知识和技能的理解和掌握有限,因此对于教材中一些专业性很强的知识很难理解,学生掌握起来较吃力而使其失去学习兴趣,课堂中形成了老师为主的翻译模式[3,4]。由于缺少了对科技英语体系的系统学习部分,同学们对科技论文的结构及撰写格式不甚了解,在毕业设计环节,本科生撰写英文摘要等方面的表现很差。 为了提高材料科学与工程专业学生的专业英语水平,本文从教学内容及教学方法上进行了一系列探索,力求提高学生专业外语的自学能力及应用能力。 2. 教学内容改革 目前,材料科学与工程专业选择的专业英语教材主要内容包括水泥、玻璃、陶瓷及耐火材料等传统工程材料的制备原理及工艺,专业性很强,部分内容因为学生未接触本专业课程,缺乏专业背景而很难理解。因此。针对本专业学生的实际情况,在充分调研国外相关教材的基础上,将国外原版教材中过于水泥、玻璃、陶瓷及耐火材料的精华部分作为课堂教学的一部分,让同学们掌握科学、客观、较标准的英文表述习惯,而内容和难易程度则与专业知识结合紧密,以各种材料概述、制备工艺、性能及应用为主,不再涉及一些专业性太强的理论知识。课程中除了讲解专业知识外,在课程绪论部分给学生一个过渡,让学生了解专业英语与基础英语之间的区别以及专业英语句式结构的特点,使学生能够对专业英语的语法结构有一个大致的了解。同时,为了提高学生科技论文查阅及写作能力以及国际交流能力,教材中将设置有关专业论文结构与撰写的章节。 3. 教学方法改革 专业外语课时设置都较短,一般为32~48学时,在短短的32学时内,要求学生“听、说、读、写”全面发展几乎是不可能的。因此,课内教学主要仍以“能读会写”为主要教学目标。但教学方法将不再以教师为主角,改变原来“老师讲、学生听”这种填鸭式的教学方式,通过翻转课堂,让同学们走上讲台,完成课文的翻译及讲解过程。老师主要负责专业词汇的讲解及引伸,扩展同学们的专业词汇,通过讨论对同学们在翻译过程中产生的问题进行纠正及讲解,剖析复杂长句及难句的句式结构。结合目前同学们专业外语学习现状,将在课堂上引入大量的科技外文文献,使同学们掌握其主要结构及撰写要求,重点培养同学们掌握本专业论文英文摘要的撰写。 专业外语听说能力的培养同样至关重要,而且培养过程需要一个长期的过程,并非通过 一两次课堂教学就能一蹴而就,因此,这部分能力的培养主要是通过鼓励学生自主学习来完成,鼓励学生观看相关材料介绍的视听文件,在课堂翻译过程中要求同学首先对原文进行朗诵然后进行讲解,这就要求同学们在课前要做好充分的预习,提高他们的自学能力。此外,根据同学们撰写的专业论文英文摘要,要求学生在课堂上做一个presentation,逐步提高同学们专业英语表达的自信,最终目的是培养同学们国际交流及应用的能力。 4. 结语 随着时代的发展,在英语日益成为国际主要交流工具的今天,加强材料科学与工程专业外语教学水平,根据教学目标的正确定位来及时调整教学内容以及采用丰富有效的教学方法是培养学生学习兴趣以及提升英文阅读、写作及交流能力的重要方面。因此,积极进行专业英语有效教学方法改革的研究,对于提高学生专业外语的自学能力及应用能力有着重要的意义。
室内系统设计论文:室内环境质量无线监测系统设计 摘 要:高校实验室在上课期间,人员集中,室内环境质量恶劣,对师生的健康和学习效率有着很大的影响。文中选择高校实验室作为研究对象,通过对实验室室内环境监测技术的研究,为营造健康舒适的高校室内环境提供了一种技术支持,从而为实现高校室内环境质量的健康可持续发展奠定了基础。 关键词:室内环境质量监测;温湿度;光照;ZigBee 0 引 言 健康舒适的室内环境对任何一种建筑来说都尤为重要,实验室作为人员密集型建筑,良好的室内环境有助于提高学生的学习效率。如果温度过高或过低,湿度过湿(高于70%)或过燥(低于30%),光照的过明或过暗,都会使学生产生不适感,影响正常排汗和情绪、降低注意力。由此可见,实验室环境的不尽人意,在无形中影响了学生的健康和学习效率。因此,开发了室内环境质量无线监测系统,以便24小时监控实验室的环境质量参数。本无线检测系统的主要特点如下:(1)该系统可以延长实验室里面设备的使用寿命,为设备提供一个安全的使用环境;(2)该系统能够提高管理效率,温湿度数据可以远程传输,管理人员在巡查的时候不必到机房去就可以远程了解实验室的环境问题;(3)本系统可以代替管理人员24小时监控非上班时间实验室存在的安全隐患,达到对实验室远程监控的目的。 1 系统总体设计 在日常生活中,由于存在个体差异,在各种条件下要找到一个单一的指标来准确反映人体对环境的舒适性是很困难的。因此,在环境舒适性的检测过程中,我们往往关注三个比较重要的影响环境舒适性的因素:温度、湿度、照度。所以本系统针对实验室的环境分别采集温度、湿度、照度这三个因素来衡量实验室环境的舒适性。系统的总体设计框图如图1所示。 图1 室内环境无线监测系统的总体设计框图 本文所述的室内环境无线监测系统分为硬件设计方案和软件设计方案两部分。 1.1 硬件设计方案 该系统采用模块化的硬件设计,由STC12系列单片机微控制器、温湿度传感器、光照传感器、CC2530芯片的ZigBee收发模块、液晶显示模块、电源模块等组成。该终端具有室内环境参数的自动采集、计算处理等功能,它可以连续自动地测量温度、湿度、光照这些指标,各种要素经过传感器将模拟量转化成相应数字量,供采集器定时处理后给单片机进行处理,实现数据的采集、显示及无线传输。 1.2 软件设计方案 室内环境无线监测系统的软件设计由主程序、温湿度传感器驱动子程序、光照传感器驱动子程序、LCD12864液晶显示子程序、串口通信子程序等组成。对于硬件方案用到的编程软件其中包括对于微控STC12C5A60S2进行C语言程序编译的Keil软件,将Keil软件生成的.hex头文件烧录至MCU中的下载软件STC-ISP中。 2 室内环境质量无线监测系统的硬件设计 实验室室内环境质量无线采集系统在硬件设计过程中,使用了模块化的设计方法,分别为微处理器电路设计、数据采集模块电路设计、显示模块电路设计、串口通信电路设计、无线收发模块。在本系统中,对实验室室内环境质量参数数据的采集主要依靠各种传感器,如温湿度传感器AM2301、照度传感器模块GY30。这些传感器的工作原理是利用物质各种物理性质随环境变化的规律把温度、湿度、照度等转换为模拟量或数字量进行输出,通过单片机采集这些电量数据并对其进行计算即可确定各环境参数的数值。在室内环境质量无线监测系统的设计中,本文使用了STC12C5A60S2单片机进行设计。具体包括:单片机最小系统,温湿度接口电路,光照接口电路,接口电路,电源电路,串口通信接口电路。 2.1 MCU的选型 本系统设计采用的是STC12C5A60S2单片机。STC12C5A60S2 在众多的51系列单片机中,算是国内STC 公司的1T增强系列中更具有竞争力的一种,因为他不但和8051指令、管脚完全兼容,而且其片内具有Flash工艺的大容量程序存储器。如STC12C5A60S2单片机内部就自带高达60 K的 FlashROM,这种工艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦除、改写。而且STC系列单片机支持串口程序烧写。显而易见,这种单片机对开发设备的要求很低,开发时间也大大缩短。写入单片机内的程序还可进行加密,很好地保护了用户的劳动成果。 2.2 温湿度传感器AM2301 DHT21数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术,确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容式感湿元件和一个NTC测温元件,并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT21传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中,传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口,使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗,信号传输距离可达20米以上,使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选择。 2.3 光照传感器模块GY30 本系统采用新型单片测光芯片GY30模块,该模块的工作电压为3.3 V,内置了BH1750芯片,可以对广泛的亮度进行1勒克斯的高精度测定,实现了照明度(1~65 536勒克斯)数字值的直接输出。主控器通过I2C(Inter-Integrated Circuit) 通讯接口读取GY30采集到的数据,然后按照用户要求的形式通过界面将数据呈现出来。 2.4 ZigBee数据传输模块选型 本系统中所使用的ZigBee模块为某电子公司的无线模块,该无线模块在产品类型中分为三种:ZigBee(Coordinator-协调器)模块、ZigBee Router(路由器)模块、ZigBee End Device(终端设备)模块。 ZigBee能耗无线监测终端的硬件设计中,无线ZigBee模块(Router-路由器)的功能是以无线方式发送数据资料包,并寻找最适合的路由路径,当有其他终端节点加入时,其也可为其他终端节点分配地址。CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能,其内部包含一个8051 CPU,且系统内可编程,其支持TI官方指定的IAR编译软件,并具备8 KB RAM,因此,CC2530是一个完整的SoC解决方案。通过其可以建立强大的无线传感器网络。 2.5 ST7920型12864液晶显示模块 为了在节约硬件资源的基础上可以得到更丰富的显示内容,并考虑到低功耗的要求,本系统设计中的显示电路采用ST7920型12864带字库的液晶显示模块。 3 室内环境质量无线监测系统软件设计 本节的主要内容是进行室内环境质量无线监测系统的软件设计,软件设计的核心为底层硬件温湿度传感器AM2301模块、光照传感器GY30模块、LCD12864液晶、串口通信等编写驱动程序,使得监测系统在上电后可以分别正常监测温湿度值、光照值的显示,及进行串口通信。室内环境质量无线监测系统主控程序流程图如图2所示。 图2 室内环境质量无线监测系统主控程序流程图 3.1 温湿度传感器AM2301驱动子程序设计 DATA数据线用于MCU与 AM2301之间的通信。四十比特完整的数据=十六比特的湿度数据值+十六比特的温度数据值+八比特校验和。例如,接收四十比特的数值,温湿度传感器AM2301的数据格式如图3所示。 图3 温湿度传感器AM2301的数据格式 空闲时总线为高电平,通讯开始MCU拉低总线1~10ms,然后释放总线,延时20~40 μs后主机开始检测响应信号。从机AM2301的响应信号是一个80 μs左右的低电平,随后从机在拉高总线80 μs左右代表即将进入数据传送。长的高电平代表的是信号1;短的高电平代表的是信号0。温湿度传感器AM2301数据传输的时序图如图4所示。 图4 温湿度传感器AM2301的数据传输时序图 3.2 光照传感器GY30驱动子程序设计 GY30与主控器之间的通讯使用I2C通讯协议。时钟线为高电平时,数据线由高电平向低电平变化表示开始信号;时钟线为高电平期间,数据线由低向高变化表示结束信号。I2C通讯协议的起始信号与终止信号时序图如图5所示。 图5 I2C通讯协议的起始信号与终止信号时序图 3.3 串口通信子程序设计 上位机对单片机所存储的数据的读取是通过USART实现的。由于单片机内部集成有USART模块,因此MCU只需要连接MAX232芯片,就能和PC通信。首先,单片机要设置异步通信的比特率数据位、停止位、校验方式等,最后才打开中断。在本系统中,异步串口通讯模块比特率设置为9 600,通信模式采用模式l,即每次发送的有效数据为8位,另加一位停止位。串口通信的软件设计流程图如图6所示。 4 结 语 本文针对室内环境质量的关键问题,基于物联网技术,采用无线数据采集与传输等先进信息技术手段,准确采集室内环境质量数据,使实验室室内环境质量在计量、采集、统计方面更加完善,同时确保实验室的正常、高效、健康、稳定地运行。管理人员只需要通过网络就可以了解实验室环境的实际情况,从而极大地减轻对实验室的管理工作,实现实验室的科学管理。 室内系统设计论文:基于DW1000的超宽带室内定位系统设计 摘要:为了提高室内无线传感器网络的定位精度,设计了一个基于UWB的无线传感器网络定位系统,该系统在上位机软件上运用TDOA算法进行定位计算,硬件设计上锚节点采用decaWave公司生产的DW1000为无线收发芯片,在其控制器STM32内部写入嵌入式程序,完成数据记录、收发。该系统理论定位精度可达到10cm,抗多径能力强、稳定性高,为无线网络传感器定位提供了更多的参考。 关键词:无线传感器网络 UWB TDOA DW1000 随着物联网时代的到来,人类已经置身于信息时代,一种全新的UWB技术与21世纪最具影响力的无线传感器网络的完美结合,正在改变着科技,改变着人类工作生活的方式,连通了现实社会、计算机世界、人类社会这三元世界。人类社会对目标进行检测、定位、跟踪和导航要求日益增高,尤其在环境复杂的室内,常常需要确定物品与设施的具体位置,所以急切需要开发通信能力强、成本小、能耗低、可靠性高的定位系统。相比于其他无线传感器网络通信技术,基于UWB[1]的无线传感器网络技术低功耗、低成本、高容量、高安全性的特点,非常适合于多点数据通信搭建室内定位平台。 1 系统构架和定位原理 1.1 系统整体构架 本定位系统主要由硬件和软件两部分构成,硬件部分是基于UWB(IEEE802.15.4)协议的无线传感器网络,其中包括标签节点(Tag)、锚节点(Anchor),软件部分包括硬件嵌入式软件和运行于上位机上的实时定位系统(RTLS)软件。 在系统中锚节点的设计是关键,锚节点对标签节点TOA信息进行的记录[2] [3],并且,记录锚节点之间的时间同步信息,然后发送给上位机定位软件,由上位机定位软件完成TDOA[4]定位分析计算,定位位置显示,并对Anchor/Tag进行配置管理。如图1所示。 1.2 定位原理 定位系统基于TDOA定位方法,这种方法只要求锚节点之间同步,不要求锚节点与标签之间同步,便与工程实现。通过标签节点向位置已知的锚节点发送无线电波信号,测量出标签节点到达锚节点的时间差,因为在空气中无线电波传播的速度近似于光速,所以,可以得到标签节点到锚节点的距离差,然后根据双曲线原理,利用最小二乘可以求出标签节点的坐标[5],完成定位。如图2所示。 已知有三个锚节点A 、B 、C 的坐标,未知标签节点T ,T到A与T到B的距离差 ,T到A与T到C的距离差 ,根据几何原理,标签节点T必定位于以锚节点A、B为焦点、与两个焦点的距离差恒为 的双曲线上。同时,标签节点T也位于以锚节点A、C为焦点、与两个焦点距离差恒为 的双曲线上,则有, 因为各个锚节点的位置都已知,可以求出 , , ,得到位置标签T ,的位置。 2.硬件设计 2.1 锚节点总体架构 锚节点和标签节点是硬件设计的关键,标签节点的功能很单一只是按固定周期发送广播数据包,设计比较简单,与锚节点设计相似,这里以锚节点作为重点进行介绍,下图是锚节点设计总体架构,锚节点主要有处理器模块、无线收发模块、嵌入式软件组成。锚节点以STM32F107VCT6为MCU,通过SPI[6]连接DW1000无线收发芯片,对其进行控制管理,集成EEPROM芯片,用于存储锚节点MAC地址、IP地址、RTLS定位服务器IP地址等,锚节点还设计有Ethernet接口用于上传数据、提供电源。如图3所示。 2.2 处理器模块 定位系统节点在MCU的选择上,采用意法半导体公司推出的互联型系列微控制器STM32F107VCT6,此芯片集成了各种高性能工业标准接口。它基于ARM Cortex-M3内核,主频72MHz,内部含有256K字节的FLASH和64K字节的SRAM,LQFP100封装。板上除晶振外的所有IO口全部引出,方便扩展及开发。内部集成高性能以太网模块,支持802.3协议定义的独立于介质的接口(MII)和简化的独立于介质的接口(RMII),支持DHCP、Telnet、TFTP、HTTP等协议。提供256字节的I2C端口,提供18Mbps的SPI接口,含有USB 2.0 OTG全速接口,支持从USB接口取电或通过控制对USB设备供电。 2.3 无线通模块 无线通信模块采用decaWave公司提供的DW1000无线收发芯片,它是一个遵循IEEE802.15.4-2011 UWB标准的低能耗、低成本无线收发芯片,支持精度定位和同步数据传输,定位精度可达到10cm,抗多径能力强,在RTLS系统中支持高密度存在,长寿命的电池适用于极小系统的消耗,支持TOF测距和TDOA精确定位,支持6个从3.5GHz到6.5GHz射频波段,数据传输速率为110 kbps,850 kbps,6.8 Mbps,功率消耗低,睡眠模式电流1 ?A,深度睡眠迷失电流50nA,拥有完整的MAC层支撑软件,提供SPI接口,可连接主处理器,6 mm x 6 mm 48引脚小型封装包,引线间距0.4 mm。适用于无线传感器网络。如图4所示。 2.4 SPI接口设计 SPI是一种同步串行外设接口,本系统中STM32作为主设备通过SPI实现对从设备DW1000无线收发芯片内部寄存器和RAM的读写操作,进行通信以交换信息、发送命令。SPI接口设计有4跟线,其中SCLK表示主设备STM32产生时钟信号,完成对通信的控制, MOIS表示STM32输出数据,DW1000接收数据, MIOS表示DW1000输出数据,STM32接收数据, CS1/CS2表示DW1000的使能信号,由STM32控制。如图5所示。 2.5 I2C设计 I2C[7]模块采用24C02的EEPROM芯片,该芯片容量为2Kbit,256个8字节,内有一个16字节写缓存器,支持I2C总线传输协议。I2C总线由数据线SDA和时钟线SCL构成,可以在MCU与DW1000、DW1000与DW1000之间进行双向传输,各种被控制的电路都并联在这条总线上,每个模块都有自己唯一的地址,根据所要完成的工作,在信息传输的时候,每一个模块既是控制器,又是发送器。本系统主要用于存储Anchor MAC地址、IP地址、RTLS定位服务器IP地址、decaWave DW1000收发器芯片的硬件配置信息。如图6所示。 3 嵌入式软件设计 嵌入式软件开发采用Keil公司的Keil uVision4,编程语言使用C语言,该软件的编译与调试能够与ARM器件高效匹配。编写在MUC中的嵌入式软件主要完成标签节点到锚节点TOA的测量、锚节点之间TOA信息的测量、将获得信息传送给RTLS。 嵌入式软件的信息处理流程采用串行处理,单线结构就可完成所需功能,包括 STM32复位和时钟配置模块(STM32-RCC)、I2C读取模块、Ethernet模块、DHCP动态IP获取模块、UDP5555端口初始化模块、UDP4646端口初始化模块、定时器配置模块、decaWave DW1000收发器配置模块、上层应用初始化模块、发送无线广播数据包模块、中断处理程序。当无线收发收发芯片收到或发送一个数据帧的的时候,会向MUC发送中断请求,中断程序主要中断产生的类型、判断中断位置是否正确、读取数据接收帧的源地址、读取数据接收帧的类型、接收数据帧、读取TOA信息、将读取的信息进行封装发送给RTLS。如图7所示。 图7 嵌入式软件流程图 4 上位机软件设计 上位机软件采用微软公司开发的WPE框架,使用C#编程语言。主要完成TDOA定位分析计算,Anchor状态显示、定位显示、配置管理。Anchor状态显示主要显示Anchor是否连接到TDOA-RTLS,Anchor能够接收到那些Anchor的Pacer-blink信号,以及Anchor两个无线模块的工作状态;定位显示主要显示Anchor位置和工作状态(有无信号发送),Tag位置和工作状态(有无信号发送),Tag历史位置(或活动轨迹)指示;配置管理功能主要包括定位软件的功能配置和Anchor的管理配置。 4.1 上位机软件接口 嵌入式软件通过端口号为6666的UDP连接向RTLS发送TOA分析计算和Anchor之间的时钟同步所需的信息,该端口上传输的信息包括长度分别为76字节和70字节的数据包;RTLS通过端口号为3535的UDP发送管理配置信息,该端口的信息完全可以通过IP Tools网络监测工具进行数据包的截获和分析,并且这些信息可以与I2C芯片中读取的信息进行对比分析;RTLS通过编号为2346的UPD将定位计算结果直接发送给各个显示客户端;RTLS通过端口编号为2345的UPD发出TDOA定位计算结果。如图8所示。 4.2 上位机软件工作流程 上位机软件的设计比较复杂,主要有主线程、TDOA计算线程、UDP6666数据包接收线程、UDP6666 socket数据包收发线程、UDP3535处理线程、UDP2346处理线程构成。当定位系统开始运行时,RTLS系统通过端口6666的UDP连接就收上传数据,当数据包接收完成后对数据包进行解析,76字节数据包提供标签到达锚节点的TOA信息,70字节数据包提供锚节点之间的TOA信息,之后通过TDOA计算线程调用定位算法函数进行定为计算,最后通过UDP2346处理线程显示出定位结果,整个过程中UDP3535处理线程一直处于打开状态,进行管理配置。如图9所示。 5 结语 本文设计了一个基于与DW1000的超宽带室内定位系统,该系运用TDOA定位算法,原理简单,易于工程实现,硬件部分采用DW1000无线收发芯片,具有定位精度高、稳定性强、成本低等特点。同时,本系统的设计为无线传感器网络室内定位提供了一个参考样本,具有一定的参考价值。 室内系统设计论文:室内消火栓系统设计探析 [摘 要]消火栓系统是最基本、最重要的灭火设施,对消火栓系统的设计理应引起足够的关注和重视。本文分析了消火栓系统的特点,探讨了室内消防竖管设置的最小间距,并研究了高位消防水箱设计的几个问题。 [关键词]消火栓;消防竖管;高位消防水箱 1 消火栓系统的特点 消火栓系统是我国使用最早、应用最为广泛的消防系统。消火栓系统包括室内外消火栓设备、消防管道、消防供水等设施,在灭火时有以下几个特点: (1)人工操作的消防系统,也意味着发生火灾时,消防人员的到位会有一定的滞后; (2)系统本身灭火效果也会受到火场条件的影响,比如:较高的火场温度,浓烟降低了火场能见度,建筑构造设计不完全符合消防要求等; (3)火灾最终需要由消火栓系统来收尾。 作为室外、室内都使用的消防系统,消火栓系统是最基本、最重要的灭火设施,对消火栓系统的设计理应引起足够的关注和重视。本文即对室内消火栓系统设计中所遇见的几个问题进行分析。 2 消防竖管最小间距的确定 《建筑设计防火规范》(以下简称“建规”)规定:室内消火栓的布置应保证每一个防火分区同层有两支水枪的充实水柱同时到达任何部位[1]。 《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称“高规”)规定:消防竖管的布置,应保证同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时达到被保护范围内的任何部位[2]。 《消防给水及消火栓系统技术规范》规定(以下简称“水规”):室内消火栓的布置应满足同一平面有2支水枪的2股充实水柱同时达到任何部位的要求[3]。 依以上规范条文可知,消火栓布置时可根据水枪的充实水柱长度、建筑层高和水带长度得到消火栓的保护半径,使得建筑内各处均处于两个以上消火栓的保护范围内即可达到要求。由此结合建筑内部形式可基本确定消防竖管的最大设计间距。 但上述三部规范并未详细规定消防竖管的最小间距,当两个消火栓布置间距过近或紧连着布置一处时,一旦火势威胁到某处消火栓,两个消火栓极易同时受大火影响,无法起到互相保护的作用,这种情况应该避免的。所以消防竖管布置应保证最小间距,根据对安全出口应分散布置并保证至少5米最小间距的要求,保证5米是一个比较合理的最小间距。 3 高位消防水箱设置的必要性 消防水箱是设置在高处直接向水灭火设施重力供应初期火灾消防用水量的蓄水设施。对于高位消防水箱,部分人认为消防水箱可少设或不设,因为建筑高处设置的水箱可能会影响建筑立面处理,增加结构荷载和抗震防护要求,而且水箱作用有限,自身并不一定完全满足最不利点水压要求,且在消防主泵投入较早较及时的情况下,可以基本保证消防供水。 但笔者认为,考虑到我国的电力供应和消防设施管理情况,结合已发生的火灾案例,若不设高位消防水箱很有可能影响到火灾的初期灭火,而能否及时、快速的在火灾大范围蔓延之前控制火势是至为关键的。况且如下文所述,消防系统在设计时可以降低水箱设置高度,或设置在下层,通过设置稳压泵来达到水箱的设计压力要求。所以,在临时高压消火栓系统中设置高位消防水箱是非常有必要的。 4 高位消防水箱的设置高度 《水规》规定:高位消防水箱的设置位置应高于其所服务的水灭火设施,且最低有效水位应满足水灭火设施最不利点处的静水压力,并应按下列规定确定:1一类高层公共建筑,不应低于0.10MPa,当建筑高度超过100m时不应低于0.15MPa;2高层住宅、二类高层公共建筑、多层公共建筑,不应低于0.07 MPa;多层住宅不宜低于0.07 MPa;3工业建筑,不应低于0.10 MPa,当建筑体积小于20000m?时,不宜低于0.07 MPa;4自动喷水灭火系统等自动水灭火系统应根据喷头灭火需求压力确定,但最小不应小于0.10 MPa[3]。 由上述条文可见,《水规》要求需满足最不利消火栓处7m 、10m和 15m水柱的净水压力,但符合《水规》要求的消防水箱设计仍有可能出现以下两个问题: (1)满足《水规》要求消防水箱的设置高度,并不能完全保证最不利消火栓处的正常使用压力。根据工程实践计算,最不利消火栓口所需压力与水带长度、水带材质、水枪喷口直径、所需充实水柱长度和水枪射流量有关。19mm水枪配65mm衬胶水带,水带长度25m,则当消火栓出流量取5L/s时,最不利栓口所需水压为0.189MPa。由此可见,当保证最不利消火栓处7m 、10m和15m水柱的净水压力,并不能保证最不利消火栓的灭火需要。 (2)消防水箱的设置高度不应仅为满足最不利消火栓处的压力需求,在实际工程中,自动喷水灭火系统(以下简称自喷系统)亦需设计高位消防水箱,而且自喷系统与消火栓系统常共用一座消防水箱。此时,消防水箱还应满足自喷系统最不利喷头处的压力需要。根据实际工程计算可知,此处一般需0.2MPa以上的静水压力。 综上所述,从尽可能满足最不利点处灭火要求来看,高位消防水箱的设置位置应高于其所服务的水灭火设施,且最低有效水位应满足水灭火设施最不利点处的静水压力(自喷、消火栓均应满足最低压力)。当高位消防水箱不能满足此静压要求时,可增设稳压泵和稳压水罐,成为设有稳压泵的临时高压消防给水系统。 5 高位消防水箱有效容积 《水规》按照建筑物性质和标准确定高位消防水箱的有效容积有明确规定:1一类高层公共建筑,不应小于36m3,但当建筑高度大于100m时,不应小于50m3,当建筑高度大于150m,不应小于100 m3;2多层公共建筑、二类高层公共建筑和一类高层住宅,不应小于18m3,当一类高层住宅建筑高度超过100m时,不应小于36 m3;3二类高层住宅,不应小于12 m3;4建筑高度大于21m的多层住宅,不应小于6 m3;5工业建筑室内消防给水手机浏览当小于等25L/s时,不应小于12 m3,大于25L/s时,不应小于18 m3;6总建筑面积大于10000O且小于30000O的商店建筑,不应小于36m?;总建筑面积大于30000O的商店,不应小于50m?,当与本条第1款规定不一致时应取其较大值[3]。上述规范条文要求基本清楚,但有以下两个问题: (1)高位消防水箱的有效容积能否满足初期火灾水灭火系统所需消防用水量的要求。高位消防水箱火灾初期灭火的重要供水来源,常见的初期水灭火设施包括室内消火栓系统和自动喷水灭火系统,以建筑高度超过50m的一类高层公共建筑为例。《水规》规定此类建筑室内消火栓用水量为40L/s,火灾初期以10min计,则需水量: 40L/s×10min×60s=24m3 另外此类建筑又须设自动喷水灭火系统,又需水量: 30L/s×10min×60s=18m3 10min初期灭火用水共需水量: 24+18=42m3 由此可见,规范所要求的水箱有效容积实际上是不够10min满负荷灭火需要的,但考虑到火灾初期消火栓和喷头使用数量有限,消防主泵正常情况下可以及时启动,所以对水箱有效容积的要求有所减小。 (2)完全依照建筑物性质和标准确定消防水箱容积也有一定的局限性。如建筑高度低于24m但面积较大的商场建筑,其火灾危险性是非常高的,在设计消防水箱容积时就可能套用规范规定而采取偏小的消防水箱容积。 6 结束语 消火栓系统是最基本的灭火设施,在设计室内消火栓系统时,应注意控制消防竖管最小间距以使临近消火栓能互相保护;临时高压消火栓给水系统中应设置高位消防水箱,其有效容积应尽量超过现行设计规范要求,以满足初期火灾消防用水量和水压需求。 室内系统设计论文:基于ZigBee网络的室内环境监测系统设计 摘 要:本文基于ZigBee技术设计了室内环境监测系统,对室内温度、湿度、烟雾、可燃气体等参数进行测量和采集,并对异常情况发出报警。给出了系统的整体设计方案,介绍了系统的传感器选型及控制方案,并对系统进行了数据测试分析,验证了系统的稳定可行性。 关键词:ZigBee技术;环境监测;传感器 0 引言 ZigBee技术是近几年发展起来的自组网无线通信技术,节点之间可很方便的进行组网通信,有效的解决了单点无线传输的距离问题。诸多事故的发生都源于未知,室内环境的监测对于生产和生活都具有重大意义。本文为室内环境参数的监测提供了一套完整的解决方案,并给出了相应的阐述。 1 系统整体设计方案 室内环境监测系统主要包括监测节点和数据接收处理主机。节点主要负责室内各项环境参数的数据采集和监测,包括温湿度检测模块、烟雾检测模块、可燃气体检测模块以及PM2.5检测模块;采用单片机负责检测的控制,并将采回的数据通过ZigBee模块送出。ZigBee每个节点都自动分配唯一的ID,每一个节点可管理254个子节点,一共可扩展管理多达65000个节点。数据处理主机主要负责接收每个监测节点的数据,对数据进行处理,包含显示模块、人机交互设置模块、报警输出模块和联动控制模块。系统整体设计方案如图1所示,给出了单个节点的组成框图和主机的组成框图,节点的个数可根据用户需求进行扩展。 2 系统硬件设计 基于ZigBee技术的数据采集节点 主要采用了DHT11温湿度传感器、烟雾传感器、可燃气体传感器、夏普PM2.5灰尘传感器。 2.1 温湿度传感器 设计采用数字温湿度传感器DHT11进行温度和湿度的检测。DHT11是一款复合型温湿度传感器,采用单总线方式直接送出温度和湿度值,使用时只需要电源和任意一个I/O口配合上拉电阻便可对其操作和访问。DHT11供电范围为3.3-5.5V,可以很方便的应用于各种单片机和嵌入式系统。DHT温度测量范围为0-50度,湿度为20%-90%RH,完全满足室内环境的监测。 DHT11接口电路如图2所示。 2.2 气体传感器 设计采用电阻型MQ-2气体传感器对空气中的烟雾和可燃气体进行检测。MQ-2气体传感器采用二氧化锡气敏材料进行气体的检测。二氧化锡在纯净的空气中电导率很低,一旦空气中有其他气体的存在,其电导率随空气中气体的浓度增加而增加,通过简单的电路便可将气体浓度信号转换成对应的电信号。MQ-2传感器不但对如液化气、甲烷、氢气等可燃气体灵敏度很高,而且对烟雾也有着理想的响应曲线。 MQ-2气体传感器测试电路如图3所示。传感器需要提供加热电压进行预热,加热过程大概30秒,然后便可以正常输出。加热电压和电源可采用统一电源供电,选择合适的负载电阻即可。 2.3 PM2.5灰尘传感器 PM2.5检测采用了日本夏普公司的GP2Y1010AU0F灰尘传感器,该传感器电压输出与灰尘浓度具有良好的线性关系。传感器采用光学方式进行灰尘的检测,通过控制内部LED发光时间然后检测对应光学腔内接受到的光强,经过内部相应的放大处理从而得到对应的电压。传感器采用5V供电,输出电压范围为0.75-3.5V,对应的灰尘浓度为0-0.5mg/m3,输出电压和浓度成一次线性关系。GP2Y1010AU0F传感器输出为模拟电压,所以需要配合AD转换器进行数据的采集,传感器接口电路如图4所示。 3 系统软件设计 基于ZigBee自组网的特性,无线部分程序设计变得相对容易,只需要记录和校验每个节点的ID即可进行数据的交互。节点的主要负责数据的采集和等待主机的数据发送请求,当收到请求时进行ID验证,若为本机ID则发送数据,否则继续等待,节点程序流程如图5所示。主机的程序设计主要负责数据的请求和接收处理,进行显示、报警、人机交互和联动控制,主机程序流程如图6所示。 4 结论 本文给出了基于ZigBee技术的室内环境监测方案,详细的分析了系统的整体设计方案,对系统的传感器电路设计做出了相应的介绍,分析了系统的可行性。最终对系统进行了整体数据采集和通信测试,良好的验证了系统的稳定性和可靠性,对室内环境的监测具有一定的指导意义和参考价值。 室内系统设计论文:基于PID控制理论和步进电动机的冬季室内温度控制系统设计 摘要:我国北方,冬季取暖一般采用暖气技术集中供暖,用户不能自主地调节温度,室内温度过高,资源浪费的现象严重。本设计应用PID控制技术,以步进电动机作为执行元件,根据实时测量的室内温度,来控制阀门的开度,调节暖气管道内热水或热气的流量,从而达到了控制室内温度的目的,增强了居民室内生活的舒适度,减少了能源的浪费。 关键词:PID控制;流量;PM2.5;编码;解码 引言 我国北方属于典型的温带大陆性气候,冬季寒冷干燥。目前为了改善室内温度环境,我国北方城市普遍采用集中供暖[1]。各市均建有大规模的地下暖气管道网,由政府指定的供暖公司负责运营。集中供暖有着较为明显的好处:资源利用率高,平均成本较低,供暖效果好。但是,也存在不少缺点:一是无论白天还是黑夜,不管用户是否需要,暖气始终全天供热;二是用户没有办法自主调节室内温度的高低,造成室内温度过高,空气流通不好。居民非常容易出现皮肤发紧,口唇干燥、咽部发痒、咳嗽、流鼻血等“暖气病”。用户为了降低温度,只能打开窗户散热,使宝贵的能源白白浪费了。近年来,我国北方地区冬季雾霾频发,pm2.5频频爆表,燃烧煤炭作为集中供暖的主要手段,成为罪魁祸首,成为众矢之的。如何才能在不降低冬季室内生活的舒适度的前提下,实现节能降耗的目的呢? 本设计采用步进电动机来控制阀门的开度,进而调节暖气管道内水或气的流量,实现了控制室内温度的目的,从而增强了居民室内生活的舒适度,为节能降耗做出了巨大贡献。 一、系统设计方案 本系统由两个模块组成,一个是温度设置及测量模块,一个是驱动模块,两个模块在物理上相互分立,使用时可以将温度和测量模块放到远离暖气片的地方,保证温度测量的准确性。驱动模块直接到暖气管道上控制暖气的流量。两个模块之间通过红外遥控发射/接收芯片PT2262/2272传递控制信息。温度设置及测量模块又分为键盘输入、温度测量、温度显示三个单元。人们可以通过键盘设定自己需要的温度,温度的测量采用数字温度传感器18B20,18B20将采集到的温度信号以串行数据的形式传递给单片机AT89C51,经过处理后,在数码管上显示当前测量的温度。同时,AT89C51把实时测量的温度和用户预先设定的温度比较和分析,得出调整指令。通过红外遥控发射/接收芯片PT2262/2272将调整指令传递给驱动模块的单片机,由驱动模块单片机控制步进电动机完成阀门开度的调整,实现改变暖气管道内热水流量的目的。系统框图如图1所示。 图1 系统框图 二、温度传感器18B20 18B20是美国Dallas 半导体公司创造的数字化温度传感器。该温度传感器外形如一只三极管,温度感应元件及转换电路集成在一个芯片上。现场温度直接转换成二进制数字表示的温度,存储在18B20内的存储器里,18B20和单片机之间仅需要一条数据线连接,单片机可以通过数据线向18B20写入或读取数据,而且可以通过数据线提供18B20正常工作所需要的电源。每个18B20都有不同的序列号,所以多个18B20可以使用同一根总线和单片机相连接,单片机通过序列号识别不同的18B20并发起读写动作。这一特点使用户组建温度传感器网络变得十分容易。通过程序设定,DS18B20 可以达到9~12 个二进制位的分辨率。测量温度的范围为-55°C~+125°C,在-10~+85°C范围内,测量精度可以达到±0.5°C[2]。由于DS18B20 具有体积小、测温精度高、适用电压范围宽、采用一线式总线、可组网等优点,在实践中的得到了广泛的应用。 三、红外遥控发射/接收芯片PT2262/2272 PT2262/2272采用CMOS工艺制造,分别具有编码和解码的功能,其中PT2262是编码电路,PT2272是解码电路,PT2262/2272必须配对使用,可用于无线数据的发送和接收。PT2262/2272分别拥有18个管脚,最多可以设置12位地址端管脚和6位数据管脚。地址管脚可以设置成“0”、“1”、“悬空”三种状态,但是必须保证PT2262和PT2272的地址管脚设置相同,否则PT2272不能解码。在实际应用中,我们一般采用4位数据码和8位地址码的方式。 编码芯片PT2262发出的编码信号称为码字,一个完整的码字包含地址码、数据码和同步码三部分。解码芯片PT2272在接收到PT2262发来的信号后,首先分离出地址码,并对地址码进行比较,只有当接收到的码字的地址码和2272的地址码相同时,2272的VT管脚才能输出高电平,表示解码成功。单片机在检测到VT脚高电平的信号后,开始读取PT2272接收到的数据。 四、步进电动机 步进电动机也称为脉冲电动机,它可以将电脉冲信号转换成相应的角位移,每输入一个电脉冲信号,步进电动机就转动一定的角度,由于该电动机的转动方式是步进的,所以把它叫做步进电动机。步进电动机具有以下优点:一是步进电动机转动的角度和输入电脉冲的个数成正比,转动的速度由输入电脉冲的频率决定,频率越高,速度越快。而且在不超出步进电动机负载能力的情况下,以上关系不受负载大小、电压高低等因素的影响;二是步进电动机在不失步的情况下,每转动一圈的步数是固定的,所以电动机的步距误差不会积累;三是步进电动机具有良好的控制性能,在开环控制系统中,转速具有很宽的调节范围,而且能够快速启动、制动和反转。正是由于步进电动机具有以上优点,所以在数字控制系统中经常被用作执行元件。 五、软件设计 该系统的软件设计分为两大部分,分别对应系统硬件的两个模块。其中驱动模块的程序设计包括控制量的读取和步进电动机的控制。温度测量模块包括温度采集子程序(读取18B20测得的温度数据)、显示子程序、键盘输入子程序(用户设置室内温度)、PID温度控制子程序(计算控制量)。前面几个程序都比较简单,这里不再赘述,下面我们详细介绍一下PID温度控制子程序的设计原理。单片机首先读取18B20测量的实时温度数据,然后把测量温度和设定温度进行比较得到温度误差,把温度误差作为PID控制系统的输入信号,由PID算法计算得出控制量。PID控制系统的结构框图如图2所示。 图2 PID控制系统的结构框图 系统的控制规律可以用u(k)= u(k)+u(k-1)和u(k)=Kp[e(k)- e(k-1)]+Ki e(k) +Kd[e(k)- 2e(k-1)+ e(k-2)]两个算式表示[3]。其中u(k)表示每个测量周期阀门的变化量,Kp表示PID控制系统的比例系数, Ki表示PID控制系统的积分系数、 Kd表示PID控制系统的微分系数,e(k)表示k时刻的温度误差。由于室内温度是一个相对缓慢的变化过程,所以我们在该温度控制系统中采用了周期性的控制方式,即在一个温度采样周期内保持控制量u(k)恒定不变[1]。 结语 为了验证系统对室内温度控制的准确性和稳定性,我们做了多次试验,下表为实验记录的测量数据,分析记录数据可知,本设计控制温度准确性高,达到了预期目标。 本系统采用PID控制理论,以AT89C51单片机为系统的控制单元,以红外遥控发射/接收芯片PT2262/2272为数据传输的纽带,选用步进电动机作为系统最终的执行机构,根据室内温度和设定温度的误差来改变阀门的开度,较好的实现了室内温度的调节。实验表明,该系统具有稳定性好、控制精度高、节能环保等优点,具有一定的实用价值。 室内系统设计论文:基于射频及超声技术的室内二维定位系统设计 摘 要:该文通过对比几种常用室内定位(In-location)方法,设计并实现了基于射频和超声波技术相结合的室内二维定位系统。系统采用C51系列单片机为主控芯片,nRF24L01芯片作为射频通讯芯片,结合超声波发射与接收电路,融合射频和超声技术对二维平面上一点的位置信息进行获取,并通过LCD12864进行测量结果的显示。文章详细的分析了系统的工作原理并进行了测量电路的设计,由实际测量的数据对结果进行误差分析可知,测量数据误差在2%以内。 关键词:射频 超声波 参考节点 室内定位 众所周知,对于室外定位系统,全球定位系统(GPS)[1]已经应用的成熟可靠,目前常用的车用导航、物流定位等大多数都利用的是此原理。但是对于室内定位,例如机场大厅、矿井内部、大型展厅内部、大型室内停车场以及大型购物商场,由于室内环境复杂多变,建筑物的结构,内部布局,以及人为因素等影响,所以实现精确定位的难度较大。目前诺基亚、谷歌、博通甚至一些知名大学比如美国杜克大学(Duke University)和芬兰奥卢大学(University of Oulu)都有专门研究室内定位的小组。美国研究机构ABI称:“室内定位技术(In-location)是下一波热门定位技术,该技术将在2015年-2017年间得到大量部署和实施,是今后移动互联网领域的一个关键环节。” 目前室内定位常用的方法有红外线室内定位技术、超声波定位技术、蓝牙定位技术、射频识别定位技术和超宽带定位技术等。表1[2]分析了几种常见无线定位系统的性能表,参照表1,该文设计了基于51单片机使用超声波和无线射频相结合进行室内定位的测量系统,可以有效结合两种方法的优点,设计思路清晰,成本较低。根据实际测量结果分析,系统采样稳定,数据误差较小,具有一定的现实意义。 1 系统的设计思想及原理 由于射频信号传输速率接近光速,远高于超声波传播速率,因此可以利用射频信号先激活待测节点,之后使其接收超声波信号,利用时间差的方法进行测距。这种技术成本低,功耗小,精度高[3]。该文便是采用此种方法实现在二维平面内对一待测节点位置信息的获取。 1.1 系统设计原理 如图1所示。在一个二维平面中,要确定某未知点的位置信息,其实质便是求得其在平面坐标中的坐标值。由数学知识可以知道,确定平面上某一未知点(x,y)的坐标值只需要知道该点到平面坐标中已知的两个参考点(x1,y1),(x2,y2)的距离d1及d2,再利用两点间的距离公式(1)式,求解方程组即可求得未知点的坐标信息。 (1) 系统的关键就是通过超声波测出图1中的距离d1及d2,现在假设系统某一节点A具备射频发射模块和超声波发射电路,系统另一节点B具备射频接收模块及超声波接收电路。A节点同时发射超声波与射频信号,即发射电磁波。由于电磁波的速度接近光速远远大于超声波在介质中的传播速度,射频信号传播到节点B的时间忽略不计,当节点B接收到射频信号时,启动计时,当接收到超声波信号时停止计时。时间间隔t即是超声波由A传播到B所用时间。设声速为V,则A,B间距离为:。 1.2 系统整体设计 该文系统采用C51系列单片机作为控制芯片,nRF24L01作为射频通信芯片,利用LCD12864液晶屏进行坐标显示。如图2所示。系统主要包括三个节点,分别为1号总控制主节点,2号参考节点,以及3号待测节点。硬件设计上,各个节点都包括51单片机最小系统及上电指示电路,射频收发模块(nRF24L01)电路;另外总控制节点和参考节点具备超声波接收电路,待测节点处安装超声波发射电路。 系统整体通信流程简述如下:1号总控制主节发出射频触发信号,3号待测节点接收到射频信号之后报警指示灯亮。同时发射出射频同步信号及发射超声波。射频同步信号很快到达1号总控制节点及2号参考节点,两个节点启动计时器,待3号节点发射的超声波分别到达1号节点和2号节点后,接收到超声波信号,停止计时。分别获得超声波由3号节点到1号节点及2号节点的传播时间。1号节点总控制节点计算出节点1,3距离。2号节点参考节点计算出节点2,3距离,再利用射频模块将数据无线传送给1号总控制节点。总控制节点再依据两个距离数据,已知的节点1,2的坐标计算出3号待测节点的位置坐标。至此,完成系统一个单程通信,如此反复通信10次,求得位置坐标平均值通过1号节点处的液晶显示模块LCD12864显示待测节点位置信息。所有的通信流程由1号总控制节点控制。 2 系统电路设计 2.1 硬件设计 硬件设计上,文中系统主要涉及单片机小系统,射频收发电路,超声波发射与接收电路,LCD显示电路,射频收发模块供电电路。这里主要介绍系统的射频收发电路,超声波发射与接收电路。 系统无线通信模块的发射与接收主要采用nRF24L01芯片作为主控核心。nRF 24L01是一款新型单片射频收发器件,工作于2.4~2.5 GHz ISM频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块,并融合了增强型ShockBurst技术,其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置[4]。由于采用SOC方法设计因此只需要少量外围元件便可组成射频收发电路,再配合简单的通信协议,就可以实现无线数据传输[5]。将nRF24L01相应的控制引脚连接到单片机的P1口上,利用串行通信方式与单片机进行通讯,可以设置为增强型模式(ShockBurst)下的接收或是发射状态,启动自动应答及自动重发功能。采用nRF24L01增强型模式时内部芯片堆栈区先入先出,数据可从低速微控制器送入,高速发射出去,地址和校验码由硬件自动添加和去除[6],可以提高系统整体的性能和效率[7]。 系统超声波发射电路框图如图3所示。系统利用定时器由单片机的I/O端口输出40 kHz左右的方波脉冲信号,信号送给推挽式功放电路进行功率放大,用以驱动型号为TCT40-16T的超声波换能器,发射出超声波信号。 系统超声波接收电路框图如图4所示。接收电路的核心是红外线检波接收专用芯片CX20106。由于红外遥控常用的载波频率38 kHz与测距的超声波频率40 kHz比较接近,可通过外接电阻微调芯片内部滤波器的中心频率。当超声波探头未接收到40 kHz信号时,芯片信号输出引脚为高电平;当接收到与CX20106中心频率(40 kHz)相符的超声波信号时,信号输出引脚输出下降沿脉冲,将此信号连接到单片机外部中断引脚上,可触发中断,从而停止超声波传播计时。 2.2 软件设计 系统软件设计流程图可以参考图2。系统软件按功能划分可以分为LCD显示,超声波发射,射频通讯,坐标计算几大部分。其中,LCD显示部分主要是通过时序对液晶屏进行相应的读写操作,超声波发射部分采用定时器中断产生40 K方波信号,坐标位置计算算法依据的公式(1)进行计算。下文主要针对射频通讯部分所进行的软件配置进行简述说明。 在图2的“3射频同步信号 超声波信号”过程中,系统各节点射频收发配置如图5所示。由于nRF24L01在每个通讯频道上具有6个不同的数据通道,因此在设计上,3号节点与1号节点通过数据通道0传输信号,与2号节点通过数据通道1传输信号。3号节点发出具有发送地址编码的射频信号被1,2号节点接收后,1,2号节点分别启动定时器计时并通过各自的数据通道返回应答信号给3号节点,表示通讯成功3号节点可以发出超声波信号。值得注意的是,3号节点若是启动自动重发功能,则每次重发等待时间为250 us,这将导致系统测量误差过大,因此该系统禁止自动重发,而是由软件编程重发3次,判断是否次数溢出或是接收到应答信号,这样可以将每次重发产生的误差控制在15 us左右。同时,图2在“1发出射频触发信号”及“4传输距离数据”两个过程中,射频通信均采用数据通道0进行数据通信,并且开启相应的自动重发功能2次,经测试系统射频通讯流程性能稳定。 3 实测数据分析 系统测试实验环境为室内地面,其中主控制节点(1号节点)坐标安装在原点(0,0)上,参考节点(2号节点)坐标安装在y轴点(0,100)上,单位为cm。测量工具为卷尺,精度精确达0.1 cm。对于测试平面上10个不同位置点分别测量10次,得到100个数据,结果见表2。 通过分析图中数据,可以得出以下实验结论。 (1)定位范围。 经过测试表明,该系统基本可以实现对于在地面上200 cm×200 cm的二维直角坐标系中移动节点的定位。 (2)系统的平均定位误差。 X轴的平均定位误差为3.01(cm) Y轴的平均定位误差为3.14(cm) (3)系统的平均定位精度。 X轴平均定位精度:(200.0-3.01)/200.0×100%=98.50% Y轴平均定位精度:(200.0-3.14)/200.0×100%=98.43% (4)误差分析。 通过实验测得数据并分析,系统测量误差主要来自以下几个方面: ①超声波信号的衰减问题。从表1及表2可以看到,虽然系统测量平均误差不算太高,但是针对不同的测量区域其测量误差明显不同,随着各节点之间距离的不同,超声波信号的衰减程度会不同导致接收到超声波信号的时间点不同,引入测量误差。 ②超声波发射角问题。从表中数据可以看出,在区域边缘地带数据的测量误差偏高,由于超声波存在发射角度局限问题,导致超声波信号接收时间点不同引入测量误差。 ③系统软件设计时,在3号节点发射同步射频信号和超声波过程中,禁止自动重发次数而采用软件编程发送次数溢出的方法在每次重发数据过程中需要等待15 us,总共软件设计为重发3次溢出,所以此处可能会引入50us左右的测量误差。 ④数据算法计算。系统数值计算的精度也会引入测量误差。综合考虑系统测量要求,51系列单片机的运算能力及速度,以及软件整体的效率和整洁度。该次系统软件计算精度都采用16位无符号位整数数据类型,而未引入浮点数据类型计算,所以对最终显示结果会造成测量误差。 ⑤温度引起误差。声速随温度变化关系可以表示为:V=(331.45+0.61t/℃)m・s-1。但是该系统中没有考虑温度补偿,而是以声速标准值340 m/s进行数据计算,因此会引入一定测量误差。 4 结语 该文设计了基于射频和超声波技术的室内二维定位系统,并通过设计得系统进行实际数据的测量,分析实验数据可以得出系统的误差较小。对于存在的误差提出了可能产生的原因以及后续的解决方法,期望通过后续的改进可以使实验误差进一步减少,测量范围也相应的增大。 室内系统设计论文:无线市话室内信号分布系统设计探讨 【摘 要】无线市话室内信号是室内常用的信号系统,能够对于手机通信进行有效的补充。本文对于室内信号分布系统的原理以及设计方式进行探讨,对于设计中的信号源选定、分布系统选择以及布置等多种方法进行选择,从而设计适合室内的信号分布系统。 【关键词】室内信号分布;建筑内部;设计 0 前言 近年来,随着个人便携电话系统的迅速发展,人们对于通信服务的要求越来越高。当前的建筑大多为钢筋混凝土骨架结构,对于无线电信号的屏蔽衰减特别厉害,比如在地下商场、地下停车场等患者的通信信号微弱,通信质量严重下降。为了保障无线电通信信号,解决室内信号固定的问题,采用无线市话室内信号分布系统是保证通信质量的有效方式。采用无线市话室内信号分布系统是通过有线的方式,将无线信号引入室内,从而为室内的用户提供稳定、可靠的室内信号。参考我国“信息产业部电(2000)604号”的文件,无线市话室内信号是固定电话网的补充与延伸,而且使用的频带为1900MHz~1910MHz,载频间隔为300KHz,主要采用TDMA的多址方式、TDD双工方式。 1 无线市话室内覆盖系统的建设意义 1.1 无线市话室内系统覆盖现状 随着无线市话的信号发展,室内覆盖的问题也日益突出:(1)因为建筑物的屏蔽以及吸收作用,导致无线电波的传输衰耗,从而造成无线信号的弱场强区甚至盲区,而且受到基站天线的限制,会造成无法正常覆盖;(2)建筑物高层空间容易受到无线频率干扰,从而影响语音质量;(3)因为一些公共场所,比如会议中心以及大型购物商场,无线市话的使用密度过高,导致网络容量不能够满足用户需求。 1.2 室内分布系统特点 采用无线市话室内信号分布系统,能够有效的覆盖建筑物的盲区,适用于建筑结构复杂和人流密集、话务量高的建筑物内部的信号覆盖,室内分布系统特点表现如下:(1)建筑物的信号分布相对均匀,而且采用分布系统,能够抑制信号弱区内的乒乓效应,能够适应于系统扩容与多网合一;(2)室内分布系统的设计与施工相对复杂。总体而言,采用室内分布系统,能够适用于大面积和内部结构复杂的建筑物室内信号覆盖,是当前覆盖优化最主要的手段。 1.3 建设室内分布系统的必要性 与传统的SDMA和GSM网络相比,无线市话具有基站成本低和手机性价比高的方式,对于室内区域,解决信号覆盖问题相对复杂。而且当前无线市话室内覆盖系统的质量与容量受到影响,所以为了解决当前的信号覆盖的问题,应该将3G网络与PHS网络融合,从而降低室外网络的整体干扰,保证室内通信质量。 2 室内分布系统设计的基本流程 无线市话室内信号分布系统设计的关键在于合理选择分布系统与天线安装为主,一般而言,室内分布系统的基本流程为:现场勘测原信号覆盖情况、确定设计要求、选取合适信号源、选择室内分布系统、设计分布系统方案、硬件安装与开通测试,具体的设计工作如下。 2.1 勘测工作 勘测工作是为设计工作提供参考资料,为了保证设计的合理性,首先需要详细的建筑结构图并且进行实际勘测,根据建筑物的实际情况做好标注,对于可能会引发信号影响的因素进行分析,从而得到该建筑的传播损耗模型。在建筑物的勘测工作中,需要对建筑物的电梯、隔墙材料等信息进行收集,根据建筑物的结构图进行无线环境路测,从而为设计提供参考。 2.2 设计工作 设计是无线市话室内信号分析系统的关键工作,对于室内信号起到决定性的作用。为了完成设计工作,需要对设计中的问题进行综合考虑。 2.2.1 信号源选取 无线市话室内分布系统可以采用PHS系统或3G系统,PHS系统可以再用500mW的lC7T基站,而对于3G系统,可以采用基站信源和直放站信源两种类型,为了保障室内系统的通信质量,需要合理选择信号源,在选择的过程中,需要从建筑物的容量与覆盖两方面进行考虑,为了满足室内的通信质量,需要合理选择适当的信号源,适当提前考虑信号源机房的预留。 2.2.2 室内分布系统的选择 为了保障室内信号的有效性,需要根据覆盖面积以及不同环境选择覆盖系统:(1)对于覆盖面积小而且结构简单的建筑,优先选择无源分布系统;对于覆盖面积大而且结构复杂的建筑,可以采用分区覆盖的方式;(2)裙楼一般位于建筑物的低楼层,需要考虑容量的问题,标准楼的空间间隔较为规则,主要注意纵深处的信号控制,地下层通常为信号盲区,需要解决覆盖问题,电梯需要满足语音业务的覆盖需求,应注意保持信号连续性,因此通畅采用在电梯井内安装高增益定向天线或敷设泄漏电缆的方式进行覆盖。 3 方案设计的关键点 3.1 上下行平衡问题 无线市话室内信号分布系统中,需要对干线的增益效益进行合理设置,避免输入信号幅度过大或是过小形成的设置不合理。在设计的过程中,同时需要对链路预算进行计算,根据天线口的功率计算系统设计的衰减,保证合理传输。 3.2 干放使用原则 对于无线市话室内信号分布系统而言,同一组的基站不能接入太多干放,建议不超过5套,而且所有的干放尽量不要串联。设计中低噪声放大器一般处于接收机的前段,性能对于整机性能与接收灵敏度具有重要的影响。合理控制信号源干放,能够将上行信噪比控制在较为理想的水平。 3.3 天线布放原则 室内分布系统应该遵循“小功率、多天线”的原则,降低小天线输出能够减少外协信号强度,因此采用多天线小功率方案覆盖效果更好。在天线布放过程中,需要合理确定天线出入口功率,根据模拟测试效果选择天线布放位置,保证系统的稳定性。 4 结语 无线市话室内信号分布系统对于建筑屋内的信号传输具有重要的意义,随着建筑楼层的增多,当前的信号传输不能够满足室内信号的需求,合理设计室内信号分布系统,能够保证室内信号强度,使室内信号满足建筑内部通信需求。 室内系统设计论文:一种Zigbee无线传感网络的室内温度监控系统设计 Zigbee无线模块作为节点,具有协议简单、成本低、功耗小、组网容易等优点, 利用Zigbee组建的无线传感网络,对下端设备进行数据采集和无线控制。本文针对室内温度监控设计出了一个切实可行的室内温度监控系统,此系统可控性好,可靠性高,同时适合在智能家居方向扩展与应用。 【关键词】Zigbee 无线控制 室内温度监控 无线传感网络 节点 传统室内监控系统大多数都是用有线连接方式。当监控节点数大时,就会导致布线繁琐、安装困难、维护不便等诸多问题。利用Zigbee技术来构建无线传感器网络的室内监控系统,就可以解决上述的各种问题。本文介绍了一种无线室内温度监控系统,文中详细介绍了Zigbee技术的工作原理以及实时温度监控系统的设计与实现。 IEEE802.15.4-2003标准定义了物理层和媒介层,Zigbee联盟在此基础上建立了网络层以及应用层。Zigbee网络由三种设备类型组成,分别是协调器、路由器以及终端节点,这三种设备类型的组网拓扑又可分星形拓扑、树形拓扑和网形拓扑。为了提高通讯效率,Zigbee组网不论采用哪种拓扑结构,网络都将按照Zigbee协议算法选择最好的路由路径作为数据传输通道,此系统采用网络形拓扑设计。 1 监控系统设计 终端节点通过采集温度传感器数据,经路由器节点发送给协调器节点,并接收协调器的控制命令从而作相应处理;路由器节点在系统中的主要任务是数据中转,确保协调器节点与终端节点间的数据交换正确,加大了Zigbee网络的覆盖面积;协调器节点接收终端节点采集到的传感器温度数据,把该数据由串口发给上位机,同时接收上位机发过来的指令信息,并发给对应的终端节点;上位机主要实现对监控设备状态信息的管理,包括系统调控配置、实时状态显示、节点控制、数据管理及数据查询等,系统结构模型如图1所示。 2 Zigbee温度监控系统硬件设计 该监控系统主要由路由器节点和终端节点组成。终端节点模块包括数据采集和外设控制两部分,终端节点模块结构如图2所示。温度采集采用传感器DS18B20,温度采集范围-55℃―+125,-10℃―+85℃测量精度为±0.5℃。传感器将测得的温度数据传送给Zigbee模块CC2530,CC2530对数据进行处理后,发出控制信息控制下端设备(空调)调节室内温度。 3 Zigbee温度监控系统的软件设计 3.1 Z-Stack协议栈的软件设计 本系统的Zigbee无线模块采用操作系统的思想来构建软件系统协议栈,通过自适应轮询算法处理,系统初始化后,即进入休眠状态,当检测到事件发生时,系统立即被唤醒,并作出相应响应,事件完成后,系统继续进入休眠模式,如果几个事情同时发生,系统将按照中断事件优先级按序处理,Z-Stack工作流程为:启动系统、操作系统OSAl初始化、硬件驱动初始化、自适应轮询。 3.2 协调器节点的软件设计 协调器在系统中主要是完成建立和管理Zigbee网络的任务,它能够自动允许其他节点加入网络,收集终端节点传来的温度数据,通过串口将数据发送给上位机,同时接收上位机的控制命令,然后将命令发送给终端节点以控制其采取相应的处理措施。协调器建立网络并处理节点请求的程序流程如图3-1所示。 3.3 Zigbee节点与路由节点软件设计 路由器节点的作用是选择路由、转发数据。Zigbee设备有64位的MAC地址和16位的网络地址。网络地址是设备入网后,由协调器或者路由器分配,在网络中是独一无二的。为了保证每个节点所分配的网络地址的唯一性,Zigbee的分配网络地址的方案采用分布式寻址。Zigbee节点与路由节点网络流程图如图3-2。 3.4 终端节点软件设计 终端节点是用来采集室内温度数据的,它一方面与协调器建立一定关系将温度数据发送给协调器,另一方面接收协调器发来的控制命令,控制下端设备空调器做出相应的操作。 在终端节点以终端的身份启动并加入网络后,即开始与协调器建立关系。一旦关系建立就 可以在不需要知道明确的目的地址的情况下发送数据。终端节点数据传递流程如图3-3。 4 上位机的软件设计 本系统上位机利用JAVA、Apache、Mysql和PHP实现,它的主要功能是可以通过串口或者有线网络接口接收Zigbee无线网络传送的被监控室内温度数据,将该数据处理后,结果可在上位机窗口实时显示,实现室内温度的无线监控和自动或手动的温度调节控制;借助后台MYSQL,将室内温度信息储存,可以方便的在上位机界面上对历史信息记录查询和对监控数据信息管理。上位机登陆界面和上位机监控界面如图6、图7所示 5 结语 本文给出了一种室内温度监控系统的Zigbee无线传感器网络的设计方案,解决了有线网络存在的布线、维护和扩展性等问题。系统以CC2530为核心,搭建了一个物联网络平台,经试验证明,该系统可以很好的完成温度数据的采集、传输、处理和记录等任务,能够通过控制外设完成对室内温度的调节工作,对智能家居的发展也有一定的指导意义。 室内系统设计论文:CDMA室内分布系统设计中的相关问题分析 【摘 要】通过对CDMA的信号发送和接收境况进行全面的分析和讨论,就室内布线系统的设计思路进行了详细的分析,介绍了室内天线和信号源的选取方式,并对CDMA室内分布系统设计中需要考虑的问题进行了全面的分析。 【关键词】CDMA;室内系统设计;噪音 在移动通信的CDMA网络建设的过程中,CDMA的网络信号由于基站的分布,而产生主导频污染的现象,导致信号受到干扰,在一般的大型商场和商业楼宇之间的基站不能布置的太密,在大规模的CDMA网络铺设完成之后,需要对网络的信号场强进行测试,以及对用户的使用报告进行检测分析,可以明显的看出,在室内还存在信号分布不足,信号不稳定,网络通话质量存在问题,连通率比较底下,影响CDMA的通信质量。 1 室内分布系统设计思路 CDMA信号在室内系统设计主要包括CDMA信号源与室内CDMA信号的具体分布方式等相关内容的设计。 1.1 CDMA信号源的选取 CDMA信号源的接入是室内布线系统必须考虑的问题,这个信号源的接入必须通过一个特定的接口才能与室内分布系统接入,这样室内的布线系统才能收到信号源的信号,信号源的接入手段一般有蜂窝接入或者光纤耦合或者空间耦合等接入手段。 (1)基站直接与信号源相连接的手段,接入到室内布线系统。 (2)通过基站与信号收发的端口进行耦合的方式,通过耦合器能够很好的对信号进行控制,排除其他信号的干扰和污染主导频信号,它主要适合于主基站离室内分布式布线比较近的接入方式。 (3)光纤直放站耦合的接入方式。在原理与基站直接耦合的方式相似,主要是采用光纤将基站的信号接入,并将信号接入到室内分布式系统。它适合室内布线系统与基站距离比较远的分布式系统,但是在施工时难度比较大。 1.2 室内分布系统中天线的选取 室内天线的选择是保证信号能够正常接收的重要保证,一般采用全向吸顶天线,它安装方便,能够有效的覆盖整体楼宇,而鞭状天线和定向天线的覆盖范围比较大,能够有效的覆盖电梯和人群比较密集的地下室、车库等相关的场所。室内天线的选择需要根据具体的布线情况而定,也要根据室内的信号结合方式而定,要符合环境保护和美观的需要。在实际室内布线工程设计中,要结合CDMA信号变化情况,根据室内分布系统规模的不同和具体的情况,从天线设计的效益、成本、投资等方面对天线进行具体的设计,要保证信号能够覆盖整个建筑物。 针对10000平方米大中型室内CDMA信号覆盖系统,要求的话务量和CDMA信号覆盖的强度比较大,需要根据具体的情况进行设计,信号的接入可以采用光纤与基站直接接入的方式进行连接,在一般无源器件发送的信号不能满足覆盖要求时,可以采用干线放大器等设备对信号进行放大。当室内面积小于5000平方米时,可以采用微小型室内信号覆盖系统,采用全向型的天线,来实现CDMA信号的全面覆盖,也可以采用小功率的无线天线直放站作为室内分布系统的信号源。在对室内分布系统进行设计时,要根据信号场强的大小和建筑物的特征,选择适当的、信号增益能够满足要求的定向、或者全向的天线施工方式。 2 室内分布系统设计中CDMA信号场强分析 2.1 覆盖边缘场强分析 边缘场强的取值对CDMA信号的分析具有直接影响的作用,整个CDMA信号覆盖的场强的计算,需要依据边缘场强的确定,如果将CDMA信号的边缘场强取值过高,就要求室内的场强相应的提高,室内信号覆盖的强度也会提高,增加室内信号覆盖的成本,如果降低边缘场强,就会减少室内信号覆盖的程度,降低覆盖的成本,但是这也会影响室内CDMA信号的通话质量。在一帮的情况下,基站和手机的接收效率也会与边缘场强的取值有很大的关系,根据CDMA信号覆盖的要求,对于楼宇进行CDMA室内布线设计时,一般将边缘场强取值为-80dB,对于楼梯和一般的地下室等相关的场所的边缘取值为-85dB,以满足信号覆盖的要求。 3 CDMA室内直放站作为信号源时应注意的问题 3.1 室内CDMA无线直放站安装环境要求 针对CDMA信号无线直放站的要求,设计时,信号的主天线安放位置应根据实际的情况确定,但是至少要能够接收到强导频信号的软切换分支少于3个信号源,这样才能够避免室内分布系统的主导频信号受到污染,在施主天线的安装位置,要求主基站的导频的频率信号不能受到污染,确保室内信号的强调能够满足要求,保证通话质量。这样,基站接收的基站的信号强度要满足-70dB,为保证信号的通话质量,在主天线安装位置周围,要保证信号的外界的强干扰源的信息噪声小于-113dB。 3.2 室内信号无线直放站施主天线与转发天线隔离度的分析计算 根据CDMA信号的覆盖要求,和实际的天线经验,为有效避免和建设无线直放站之间信号的干扰和自激现象,要求无线直放站的施主天线与转发天线二者之间的信号隔离度应大于8dB,满足信号不能互相干扰的要求。具体的计算要求:,式中,为CDMA信号主天线的前后比,为CDMA信号转发天线的前后比,Li为CDMA信号的自由空间损耗,位置为CDMA信号的建筑物或者障碍隔离损耗,在实际的工作设计中,需要考虑障碍物、施主单位和转发天线的实际情况进行设计。 3.3 直放站对CDMA信号的施主基站噪声分析 4 结语 CDMA信号的室内分布系统的设计需要对具体的情况进行综合的分析,需要根据移动通信的建设方案和优化程略进行具体的分析,要以最低成本投入,达到最大的收益,促进CDMA市场的发展。 室内系统设计论文:移动通信室内分布系统设计探讨 【摘要】本文介绍了移动通信中的室内分布系统的概念及应用,同时介绍了室内分布系统的设计原则、设计方法以及设计时要关注的要点。 【关键词】室内分布系统;工程设计 一、概述 近年来,随着移动通信的快速发展,移动电话已逐渐成为人民群众日常生活中广泛使用的一种现代化通信工具,同时广大移动用户对移动通信服务质量的要求也越来越高,他们已不再单单满足于良好的室外移动通信服务,而且也要求在室内(特别是星级酒店、大型商场、高级写字楼等)能享受优质的移动通信服务。而现代建筑由于多以钢筋混凝土为骨架,再加上全封闭式的外装修,对无线电信号的屏蔽衰减特别厉害,使通话质量严重下降。在此情况下,室内分布系统应运而生。室内分布系统是针对室内用户群、用于改善建筑物内移动通信环境的一种成功的方案;是利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落,从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。 二、室内分布系统的组成、应用及类型 室内分布系统通过功分器、耦合器等无源功率分配器件和干线放大器等有源器件及馈线、室内天线等设备将无线信号均匀分配到室内各个区域,实现无线信号对室内的延伸覆盖。 1.室内分布系统由两部分组成: (1)信号源(微蜂窝、宏蜂窝、直放站、BBU+RRU等); (2)分布系统(同轴电缆、光缆、泄漏电缆、光端机、干线放大器、功分器、耦合器、天线等)。 2.需要建设室内分布系统的区域有: 室内盲区:新建大型建筑、停车场、办公楼、宾馆。 话务量高的大型室内场所:车站、机场、商场、体育馆、购物中心,增加微蜂窝建立分层结构。 发生频繁切换的室内场所:高层建筑的顶部,收到多个基站的功率近似的信号。 3.室内分布系统有以下几种类型: (1)同轴电缆分布方式无源分布系统 信号源通过组合使用的耦合器、功分器等无源器件进行分路,经馈线将信号均匀分布到室内各个角落。通过仔细的链路计算,达到信号的均匀分布。天线使用适合室内使用的吸顶式或壁挂式天线。覆盖面积小,适用于中小型楼宇室内覆盖场所。 (2)同轴电缆分布方式有源分布系统 在建筑物覆盖面积较大时,前述的无源天馈线很难满足需要;可增加中继设备,如放大器,以补偿信号在传输过程中的损耗。 (3)光纤分布系统 当覆盖的区域比较分散、相距较远或地形比较复杂时,可以采用光纤分布系统,通过拉远的方式对各个分离的室内区域进行覆盖。光纤站近端在信号源所在之处,通过近端实现光电转换,将射频信号转换为光信号,并经光分路器分配进入光纤传输至各远端;光纤远端为光电转换取出射频信号,并经过功率放到输入室分天馈系统。 (4)泄漏电缆分布系统 信号源通过耦合器、功分器等无源器件进行分路后,送入泄漏电缆中,并通过电缆外导体的一系列开口,在外导体上产生表面电流,从而在电缆开口处横截面上形成电磁场,这些开口就相当于一系列的天线起到信号的发射和接收作用。在信号传输过程中,将信号均匀的分布在所经过的区域,这种方式称为泄漏电缆分布系统。 三、室内分布系统设计 进行室内分布系统设计时,应把握的总体原则是: “小功率、多天线”的覆盖原则 “先局部、后整体”、“先平层、后主干”的设计顺序 主干线上主要用耦合器,平层主要用功分器 主干线尽量采用7/8馈线,平层小于30米采用1/2馈线 进行室内分布系统设计时,有以下几点需要注意: 1.室内分布系统天线布放方式 (1)走廊交叉位置布放天线 在走廊交叉位置布放天线,可以使该天线能够照顾多个方向的覆盖,在满足覆盖要求的情况下做到天线数量最少。 (2)切换区域布放天线 在电梯厅附近布放天线,在覆盖房间的同时,兼顾电梯厅的覆盖。 停车场出入口布放天线,布放位置一般选择在拐角处。 (3)房间内布放天线 为了减少穿透墙体带来的损耗,对于大型会议室、办公区域等,如果物业允许的话,可以将天线布放到房间内。 (4)定向天线防止信号泄漏 对于一些容易发生信号泄漏的区域,如走廊尽头靠窗位置,可以布放定向天线进行覆盖,定向天线的主瓣方向朝里,利用定向天线后瓣的抑制特性,防止信号泄漏到室外造成干扰。 (5)干扰区域布放天线 如果在室内存在室外干扰信号的区域,而且客户要求在室内区域必须占用室内信号,那么从室内覆盖优化的角度(相对室外基站优化调整),则需要根据干扰信号强度和区域来决定室内天线的布放位置。确保天线布放后,在室内干扰区域,室内信号的导频功率比室外干扰信号导频功率高5dB以上。 2.电梯覆盖需单独考虑 天线主瓣方向朝向电梯井道一般可覆盖4层;天线主瓣方向朝向电梯厅一般可覆盖3层。 3.室内分布系统的功率分配原则 (1)“先平层设计”,主要用功分器(保证天线口功率平衡);根据天线数量确定采用何种功分器,平层馈线小于30米一般用1/2馈线。 (2)“后主干设计”,主要用耦合器(可以节省功率);根据主干信号功率和平层需要功率确定耦合器的耦合度;馈线一般用7/8馈线。 (3)如果主干线全采用耦合器,可能引起天线口功率不平衡,因此,主干线可采用耦合器+功分器分配功率方式。 4.系统切换设计 (1)一般建筑物大堂出入口切换区域建议在室外距离门口5~7米范围内。切换区域不宜离马路太近或进入室内过深。 大堂切换设计策略: “小功率、多天线”方式; 定向天线从门口往里覆盖; 天线口功率可调。 (2)电梯切换设计策略: 通常建议电梯内为同一小区; 当楼层太高,不能同一小区时,需要引入相邻小区信号; 非全楼覆盖时,电梯井道天线主瓣方向朝向电梯厅; 电梯内外不同小区时,切换区域选择在电梯厅。 (3)车库出入口切换设计:在车库出入口位置安装天线保证切换。 5.干扰和泄露 为建立较完美的无线覆盖网络,在设计时应兼顾边缘场强的计算,保证不会产生明显的信号泄漏。 小功率、多天线”覆盖技术解决室外干扰和控制室内信号外泄; 在易外泄区域安装定向天线控制室内信号外泄; 室外网络优化。 四、结束语 室内分布系统的建设,可以较为全面地改善建筑物内的通话质量,提高移动电话接通率,开辟出高质量的室内移动通信区域。同时,使用微蜂窝系统可以分担室外宏蜂窝话务,扩大网络容量,从整体上提高移动网络的服务水平。室内分布系统的设计是一项复杂的工作,需要考虑诸多方面的问题。本文只是从天线布放、电梯覆盖、功率分配、系统切换、干扰和泄露几个方面进行探讨,在实际工程设计时还有许多问题需要考虑。 室内系统设计论文:低功耗、便携式室内空气质量检测系统设计 摘 要:本系统以MSP430F5529单片机为核心,采用MQ138甲醛检测传感器、MS2200-P1一氧化碳检测传感器等多种传感器检测室内空气中甲醛、一氧化碳等有害气体并检测甲醛浓度;利用AM2301温湿度传感器对现场温湿度进行实时监测,并通过段式液晶显示屏实时显示甲醛浓度读数,温度、湿度读数。整个系统体积小,重量轻,采用电池供电,携带方便。系统功耗低,价格低,适合家庭使用的空气质量检测系统,能快捷服务健康生活。 关键词:MSP430F5529;有害气体检测;温湿度检测;超低功耗 居室、办公室、宾馆、饭店、商场等场所使用的装潢材料中含有大量的有害化学成分如:甲醛等有害气体常引发眼睛和喉咙疼痛、皮炎等一系列健康问题,习惯称之为“装潢病”,在导致“装潢病”的诸多物质中甲醛可算是罪魁祸首。且甲醛是一种潜在的致癌物质,对人体健康有较大的危害。专业机构测量甲醛等有害气体价格昂贵,而且在时间方面受到限制。现代家庭使用的天然气、液化气可能发生泄漏引起爆炸。因此,设计一种低功耗、便携式室内空气质量检测系统具有广泛的应用价值。 1 系统组成及工作原理 该检测系统由MSP430F5529单片机为核心,由传感器、A/D转化模块和液晶显示模块组合而成。通过MQ138甲醛检测传感器检测室内空气中甲醛浓度,通过ms2200CO检测传感器检测一氧化碳气体,通过空气质量传感器 MQ135传感器检测室内空气中其他有害气体和可燃气体,AM2301温湿度传感器对现场温湿度进行实时监测,采用MSP430单片机自带的AD转换器对传感器采集的信号进行模数转换,利用段式液晶显示屏显示检测结果。系统结构如图1所示: 2 硬件电路设计 2.1 主控芯片MSP430F5529功能介绍。MSP430F5529是一种16位超低功耗、具有精简指令集的混合信号处理器。寻址方式丰富,运行速度快,高达25MHz。当系统处于省电的低功耗状态时,中断唤醒只需5μs;并且体积小,电压低,功耗低,适用于需要电池供电的便携式仪器中。此外,内置的A/D转换器的分辨率达到了12位,提高了转换精度,使测量更加准确,内置A/D转换器进一步降低了功耗。 2.2 MQ138甲醛检测传感器。MQ138传感器的敏感材料是活性很高的金属氧化物半导体,当在空气中加热到一定温度时,发生氧化反应,氧原子吸附电子变成氧负离子,浓度升高。遇到还原气体时氧负离子因发生还原反应导致其表面浓度降低。MQ138传感器模拟信号和电平信号同时输出,模拟量输出随浓度增加而增加,浓度越高电压越高。用于家庭、环境的挥发物探测装置,适宜于醛、醇、酮、芳族化合物的探测,气敏感元件测试浓度范围:苯 1 to 100ppm、甲苯10 to 100ppm、甲醛 1 to 10ppm。MQ138甲醛检测传感器测量原理图如图2所示。 2.3 MQ135空气质量检测传感器。MQ135空气质量检测传感器用于家庭、环境的有害气体探测装置,适宜于氨气、芳族化合物、硫化物、苯系蒸汽、烟雾等气体有害气体的探测;气体敏感元件测试浓度范围:10 to1000ppm;对硫化物、苯系蒸汽、烟雾等有害气体具有很高的灵敏度;具有长期的使用寿命和可靠的稳定性。MQ135空气质量检测传感器测量原理图如图3所示。 2.4 ms2200CO检测传感器。ms2200CO检测传感器用于检测一氧化碳气体,工作在-10至60摄氏度,检测浓度范围:0-1000ppm(CO气体);对一氧化碳、烟、HC挥发气体有高灵敏度,可用于该类气体定性检测;具有使用寿命长和稳定性可靠等特点。ms2200CO检测传感器测量原理图如图4所示。 2.5 AM2301温湿度传感器。AM2301传感器又叫DHT21传感器,是一款含有已校准数字信号输出的复合式温湿度传感器。该传感器包括一个电容式感湿元件和一个NTC感温元件,并与高性能单片机相连。 2.6 报警系统。为了使本系统对室内空气品质的监测更为直观,采用了由显示屏和一个蜂鸣器构成的声光报警电路。其中对应每一种有毒气体都有一红一绿两个发光二极管与其对应,正常情况下对应绿色的发光二极管亮,蜂鸣器不响;当气体的浓度超标时,对应红色的发光二极管亮,并启动蜂鸣器。 2.7 AD转换电路。气体传感器出来的信号是模拟信号,而微处理器MSP430F5529只能处理数字信号,故需要对模拟信号信号进行转换,将其转换为处理器能识别的数字信号,由于经过放大电路出来的模拟电压变化范围在0~3V,故采用MSP430F5529单片机自带AD进行模数转换。 MSP430F5529对输入模拟量要求:信号单极性,电压范围是0-3V,若信号太小,必须进行放大;输入的模拟量在转换过程中应该保持不变,如若模拟量变化太快,则需在输入前增加采样保持电路。ADC0809的时序接口为51系列单片机的标准总线接口,操作方便,如同对存储器或I/O操作一样,A/D转换精度为8比特,满足本课题要求。输入的模拟电压为0~3V,一次A/D转换时间为100μS。 2.8 超低功耗。MSP430F5529继承了MSP430单片机超低功耗的特点,可以软件配置6种超低功耗模式,其处理功耗(1.8~3.6V,0.1?A/Power-down,0.8?A/Standby,250?A/MIPS)和口线输入漏电流(最大50mA)在业界都是最低的。可以满足本系统对超低功耗的要求,实现电池供电。 2.9 液晶显示模块。本系统所要显示的数据一共有5个,分别是两种有毒气体的浓度和室内的温度、湿度,显示模块采用单片机自带的段式显示屏。这种LCD是102x64矩阵LCD,带背光,驱动简单,适用于耗电量小为便携式应用的场合。 3 软件电路分析 系统软件流程图如图5所示。 4 系统实验方案 4.1 温湿度检测模块设计实验方案。选择AM2301模块进行温湿度传感器对现场温湿度进行实时监测,将测得数据与标准温湿度表进行比较,修正室内空气质量检测系统测量准确度。 4.2 有毒气体检测模块设计实验方案。有害气体检测模块与MSP430单片机连接,利用单片机内置的A/D转换器将气体检测传感器模块输出的气体浓度信息转换为数字信号,并在显示屏上显示出来,将显示出来的值与标准有害气体浓度相比较,修正室内空气质量检测系统测量准确度。 5 结束语 检测室内甲醛气体浓度和可燃气体(甲烷、丙烷等);还可检测室内温度、湿度;可实时显示甲醛浓度读数、温度、湿度读数。体积小,重量轻,携带方便;采用电池供电,系统功耗低,价格低;适合家庭使用的空气质量检测系统。 室内系统设计论文:基于多网合一的室内覆盖系统设计 摘要:如何利用现有资源减少投资,实现多种网络合一的室内覆盖规划设计,是3G和后3G建设的热点问题。 关键词:室内覆盖系统 多网合一 覆盖规划 0、引言 不同运营商的室内覆盖系统之间不仅频率不同,制式也不同,无法充分利用,既浪费投资又影响建筑物内的美观,同时也给网络维护带来隐患。本文就多网合一的3G室内覆盖系统的系统间干扰、容量、功率匹配等方面进行探讨,本文的设计方法可以保证多系统的正常工作,互不干扰,可有效应用于实际的网络建设中。 1、多网合一系统的关键问题 在多网合一室内覆盖设计时,由于不同系统的设备输出功率不同,不同频段信号在馈线中的传输损耗不同,不同频段无线信号在空间中的传播损耗也不同;各系统设备及性能指标不同,导致各系统的接入节点位置不一致。在建设多制式通信系统合一时,运营商需要考虑多方面问题。 1.1系统合路:系统合路是在原有系统增加新的信号源,如原有室内覆盖系统是无源方式,且器件工作频段涵盖了800MHz~2500MHz,则无需再改动。增加新系统时需在信号源部分使用双频或多频合路器对信号合路/分路后(对上行是合路,对下行是分路)送到室内分布系统。 1.2覆盖与容量:共用室内分布系统需满足各种系统的覆盖和容量要求。3G室内覆盖系统设计建议优先采用“多天线、小功率”的方式,减少室内天线的输出电平,以控制信号泄漏电平。 对于大型建筑物,信号在传输和分配过程中,信号强度低到一定程度就需增加干线放大器对其放大,此时需用合路器把信号合路/分路,通过各系统的干线放大器放大后,再通过双频或多频合路器进行合路。 1.3功率匹配:多系统共用分布系统的一个突出问题是功率匹配。均需要在设计中进行综合考虑。 1.4系统间干扰:多网合一的室内分布系统设计的重点,需要分析各系统间的干扰并提出抑制方法,保证各系统的正常工作。 在工程上运营商可以采用合路器隔离度、增加滤波器、空间隔离等几种方法满足杂散隔离度需求。 2 、系统的多网合一改造实例 某办公楼的原有GSM室内覆盖系统需要进行优化改造,使系统能兼容WLAN和TD-SCDMA系统。该建筑物有13层,地下有1层,有两部电梯。楼内多为办公区、会议室等。大楼中间为走廊,两侧为办公区,结构具有代表性。 2.1 GSM、TD-SCDMA、WLAN系统的合路:信号源方面,TD-SCDMA目前多采用BBU+RRU的方式,能够将远点射频模块就近于天线安装,降低了信号在馈线上的损耗。这种方式施工方便,对原有系统变动小,工程成本较低,无需依赖干放,是一种经济的室内覆盖系统组网方式。 TD-SCDMA设备RRU的输出功率(27dBm左右)比GSM设备(40dBm左右)低,而在馈线中的损耗却比GSM大,设计中不考虑在机房内进行合路,在无源器件中间级择机合路,采取功率倒推的方式,根据模拟测试结果,计算出天线口需要的功率,返回推算出TD-SCDMA设备接入的合适具体位置。根据大量测试经验,TD-SDMA系统天线口功率一般建议控制在7~10dBm左右,那么,从天线口至合路器位之间的馈线和器件及合路器损耗,应该控制在17dB左右。 WLAN系统的工作频段比TD-SCDMA系统的工作频段更高,如采用与TD-SCDMA系统相同位置合路的情况下,由于室内型AP设备输出功率有限(一般在100mW以内),为扩大单个AP的覆盖区域增大,工程上需要采用WLAN功率放大器,将AP信号放大,通过AP+干放的方式来解决覆盖问题。通过链路计算,WLAN干放的输出功率大致需要在30dBm左右。 2.2 功率匹配:根据工程经验,TD-SCDMA和WLAN系统天线口功率建议控制在10dB左右,这就需要通过对RRU和AP干放的输出功率的适当调整,使天线口的功率符合设计要求,在开通测试后优化调整,尽量保证信号的边缘覆盖场强的同时控制信号的外泄情况。 2.3 信号覆盖:对大楼原有系统进行摸查核实,对所有器件及天线等进行认真核查,检查是否与原有存档的文件相符合。对于部分格局发生变化的区域,根据现场覆盖情况,进行天线的增补。原有电梯内的覆盖,是采用八木天线安装在电梯井顶部和底部方式,天线间距很远,另外电梯覆盖原有采用八木天线,由于八木天线的频带无法覆盖到2GHz频段,因此考虑本次TD-SCDMA系统的电梯覆盖,采取重新布放馈线和宽频定向天线的方式。 信号覆盖方面:TD-SCDMA系统,需对大楼实现全覆盖;WLAN系统,主要覆盖办公区和会议室等重点区域,而电梯及地下室等区域,无需考虑WLAN的信号覆盖。 2.4 系统容量WLAN系统:工程设计上一般每AP接入用户数在20~30个左右应该比较合适。由于本大楼平层面积不大,对覆盖区域内的用户数进行估算,同时为净化信道环境,减低信道干扰,并结合实际工程经验,对于在办公区域,每两层楼采用一个AP来进行覆盖,基本能满足用户需求。对于特殊热点区域,如大型会议室等场所,可采用多个AP合路的方式来解决。如果要进一步扩大用户容量,可采用支持802.11g标准的设备,该标准下单个AP最佳最大并发用户接入数是75。 TD-SCDMA系统:采用BBU+RRU的方式,分布式基站使容量和覆盖能彼此独立来规划,使室内覆盖系统的规划变得简单,并且带来很大的灵活性。由于目前项目处于试点阶段,初期用户数目少,网络提供的业务相对简单,对容量要求不明显,主要完成室内的信号覆盖,本方案暂时对每小区配置3个载波。 2.5 系统共存时的干扰:在多网合一的室内分布系统的设计中,对系统间干扰的分析和抑制显得至关重要。根据前面的理论分析和计算,只要合路器的隔离度满足大于90dB,就可以采用合路器隔离的方式来抑制3个系统间的干扰。 3、结束语 多系统室内覆盖应重点考虑不同系统间的杂散和互调的影响,当系统较少时,可只考虑杂散指标的要求。考虑到工程成本、建筑物美观及特殊场景需求,多系统共用室内分布系统是未来的发展方向。 室内系统设计论文:基于光纤光栅探测器的室内温度检测系统设计 【摘 要】为了精确、稳定地获得粮仓内大范围的温度分布,设计了光纤布拉格光栅测温系统。系统通过光纤网络对粮仓内进行大范围温度检测,利用光纤布拉格光栅所测温度与中心波长之间存在线性的关系,根据光谱线性频移函数获得仓内各位置的精确温度。其中每个光栅的工作波长相互分开,经3dB的耦合器反射后,再用波长探测解调系统对多个光栅的线性频移进行测量,即可检测出仓内各处的温度。实验采用FBG封装的光纤、LPT-101型光源、放大处理电路等设备获得采集得到的温度信息。通过Origin软件画出了被测温度与波长频移的关系图,同时与传统的测量方法K型热电偶的测量数据进行比较。实验结果显示,光纤布拉格光栅测得温度与标准温度更接近,且抗干扰能力更强,满足粮仓内大范围温度监测的要求。 【关键词】光纤布拉格光栅;温度检测;光谱线性频移;粮仓 0 引言 温度检测在很多领域都有应用,生产厂房的温度检测、住宅区的室温控制、农业生产中温室大棚的恒温监控等。目前,国内外对于温度检测的主要方法有:热电偶型测温系统,具有结构简单,探测区域大的特性,而其属于接触式测量,易污染、精度较低。数字集成温度探测芯片,该温度探测器功耗低、体积小,常应用于单点探测,在多点位大范围测试中误差较大。除此之外,光纤测温器也是一个常见类型,其灵敏度高、适合远距离检测,但多路检测测量难度大、工艺复杂、价格高;半导体吸收式光纤温度传感器温度监测系统,其优点是将光纤仅用于传输,测量采用其它光学或机械的元件完成,监测被测温度的变化;智能(数字)温度传感器温度监测系统,其内部包含处理芯片,适用于测温位置在线处理的场合。我国传统的内部温度测量方法是直接将温度计插入粮食中检测,工作量大、效率低、精度差;除此之外,国内还有采用基于PN结或热敏电阻的温度检测系统[11],但其传统电路设计上存在干扰、滤波不稳定,线路复杂等问题。而测温电缆技术在实际应用中不但工艺复杂,且部分结构需要专用设备,十分不便。 相比之下,采用波长调制的光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器[12-14]避免了温度测试信号受光源变动、光纤损耗等的影响;采用波分复用技术在一根光纤中串入多个布拉格光栅实现分布式测量,大大降低了系统复杂度;采用光谱线性频移的监测手段,测量精度高、范围广、分布密度大。本文在采用分布式光纤布拉格光栅结构的基础上,利用光纤布拉格光栅所测温度与中心波长之间的线性函数关系,提出了一种通过光谱线性频移反演分布式粮温的新方法,提高了检测精度、温控范围和温度数据密度。 1 温度探测系统设计 系统采用了一种新的分布式光纤布拉格光栅测温方法,即通过光纤布拉格光栅温度探测器对粮仓各处的局部温度进行监测。由于光谱线性频移程度与被测温度存在函数关系,即中心波长与被测温度之间呈线性关系。分布式光纤探测系统是可从整体上大范围地对被测物理量的变化进行监测的探测网络。本文采用的是分布式光纤布拉格光栅探测结构,根据系统性能,建立了粮仓的数学模型。处理器控制宽带光源发射探测光,通过耦合器进入多组光纤通道,每组光纤通道中设置光纤光栅探测器,在粮仓内网络式分布,从而获得粮仓内各处的粮温数据。回波信号经解调仪解调,将带有温度信息的数据传给处理器,经过处理器将粮仓各位置粮温数据显示在控制台上。 2 光纤光栅基本原理 在光纤光栅之前,将在平面光波导中沿入射光传播方向制作的多层介质结构,即布拉格光栅。光纤中的光栅反射实际上是一种层状介质的反射,由光纤中沿轴向分布的多层介质结构构成光纤布拉格光栅。 常用的电类温度传感器有热敏电阻温度传感器、热电偶温度传感器,其极易受外界的电磁干扰,会由于测量距离、辐射系数等因素导致测量精度降低。而光纤光栅温度传感器不仅具有普通光纤温度传感器的优点,还有光谱特性好、损耗率低及稳定性高等特点,且波长编码信息不受光源功率波动或耦合损耗等的影响。同时,在一根光纤中可设置多个光栅,使光栅阵列信息量大,结合波分复用等技术非常适合大范围的分布式网络化的粮温监测。 光纤布拉格光栅探测器中的宽谱光源可采用面发光二极管SLED或放大自发辐射光源ASE等,光传输及转换部分由光耦合器或光环形器构成。当光源系统发出一定带宽的光入射到光纤光栅后,由于光纤光栅对中心波长具有选择作用,只有符合波长关系的光被才会被反射,并再次通过光传输结构送入解调装置解调,最后解调光会体现出光纤光栅反射波长的变化特性。当利用光纤布拉格光栅原理检测粮仓内局部粮温时,由于粮温变化引发的光栅自身的折射率或栅距的改变会使反射波长产生相应的变化,最终对由解调器检测得到的波长变化推导计算即可求得相应位置实时的粮温数据。探测器获得的尖峰波长随着粮温的变化持续变化,探测器带宽是指光纤布拉格光栅反射峰对应的带宽,其检测精度越高,则带宽就越小,由于工艺水平的限制,一般在0.2-0.3nm之间。 3 解调仪 光纤布拉格光栅采用波长调制,对布拉格波长移动的检测获取粮温变化信息的重要步骤。目前国内外实用化的解调技术主要有:采用可调谐F-P滤波器和宽带光源扫描传感光纤光栅的反射谱;采用大功率可调谐窄带激光源对传感光纤光栅进行波长扫描;采用建立在色散元件和阵列相结合基础上的光谱成像技术进行波长分析。ASE光源发出的宽带光经过F-P(Fabry-Perot)滤波器,因为不同的扫描电压所对应的中心波长各有不同。在扫描电压的控制下,窄带光穿过F-P滤波器,其中透射光经耦合器的分光后,产生多个可与测量通道相接的光路,3个测量通道的反射光回波信号被光电探测器采集从而获得反射谱。这些反射谱都是电压信号,被放大滤波后传输给信号采集模块,最终导入计算机,从而解调出粮温信息。 4 结论 本文针对粮仓内大范围的粮温实时监测困难大,设计了基于光纤布拉格光栅测温原理的分布式粮温网络监测系统。系统根据光纤布拉格光栅所测温度与中心波长之间存在线性的关系,利用光谱线性频移函数获得仓内各位置的精确温度。实验采用LPT-101型光源、FBG封装的光纤及处理电路等获得模拟粮仓中的分布温度数据。通过计算光谱线性频移量及温度标定的方法获得对应处温度信息,再由Origin软件画出了被测温度与波长变化的关系图,与传统的K型热电偶单点测温方法进行比较。实验结果显示,光纤布拉格光栅测温法的精度满足设计要求,且具备抗干扰能力强,可获得大范围多点的实时粮温数据。 室内系统设计论文:高层建筑TD-SCDMA室内分布系统设计与优化探讨 【摘要】高楼林立是大都市的特色,而混凝土和金属材料的大量使用却使建筑物对无线信号产生屏蔽。因此室分系统在TD室内业务覆盖和性能指标中起着举足轻重的作用。本文主要针对高层建筑条件下TD信号的特点提出适合的室内分布系统的设计方案,并结合测试结果提出优化方案。 【关键词】TD-SCDMA室内分布系统高层建筑优化方案 一、引言 移动通信业务中,只占覆盖总面积的20%左右的室内,但却产生了70%的业务量。而建筑材料会对包括TD信号在内的无线信号造成屏蔽。高层建筑物的较低层,TD基站的信号较弱;而较高层,信号虽较强但杂乱,会出现干扰严重甚至没有信号的现象。 为解决上述问题,TD网络有必要引入室内分布系统以清除盲区,吸收室内话务量,改善室内通话质量。另外,TD室内覆盖方案还要考虑融合并充分利用楼宇内已有的2G或其它制式的3G室分系统。 二、室内覆盖技术特性 2.1空间损耗分析 TD的频段为高频段,衰落比GSM900大,本文选取2010 MHz-2025 MHz频段来计算TD与当前2G系统在室内环境的传播损耗差值。由于室内电磁波的辐射模式相对简单,采用自由空间模型。计算结果表明在自由空间里,TD的传播路径损耗约比GSM900高6.6 dB,比GSM1800高0.8 dB。 2.2天馈系统的损耗 在天馈系统中,如果原系统使用的馈线为7/8与1/2的组合,TD系统的综合损耗约高于GSM900系统2~5 dB,高于GSM1800系统约1 dB;如果原系统中含有8 D、10 D等馈线,则分别高出为5~8 dB和2 dB。 2.3遮挡物典型损耗值 TD信号传播能力差,深层覆盖不理想,TD网络将出现更多盲区和弱信号区。遮挡物损耗值如表1所示,从表1中可见,钢筋混凝土的遮挡损耗值最大。 三、室内分布系统设计 3.1设计技术指标 (1)无线覆盖区内可接通率达区内约90%,且MS在99%的时间里可以接入网络。(2)话音、CS64k、PS数据的块差错率分别在1%左右、0.1~1%及5~10%。(3)无线信道呼损不超过2%。 3.2边缘场强要求[1] (1)主公共控制物理信道载干比PCCPCH C/I≥-3 dB。(2)外泄电平在室外10米处的接收信号码功率PCCPCH RSCP≤-95 dBm。(3)无线覆盖边缘场强PCCPCH RSCP≥-85 dBm。 3.3功率配置方案 (1)信源采用PCCPCH信道功率进行功率预算,按32 dBm(12 W、6载波)进行功率预算。(2)PCCPCH信道功率在楼层天线口为5~10 dBm,在电梯天线口为10~15dBm。(3)单站RRU数量小于等于6个的,不采用光缆级联方式。(4)覆盖半径取6~10米。 3.4小区配置方案 (1)切换区域适中。如过大容易引起小区间的干扰,而过小不容易保证切换时间的要求。(2)室分系统小区切换到室外的宏基站规划在进入建筑物处;别的区域,则需要控制信号室内外相互泄漏。(3)楼层是室分小区边界,因而楼梯处即为切换带。(4)电梯内信号覆盖可与较低楼层共在一个小区或单独划分,与电梯外信号的切换尽量设置在电梯的门厅处。 3.5信源规划及设计 TD室内覆盖可选择的信源有BBU+RRU、光纤直放站、无线直放站三种类型。考虑到目前TD-SCDMA网络重点覆盖数据业务需求区域的建设策略,采用BBU+RRU作为信号源。另外,对于2G室内分布改造站点,BBU的安装位置应尽量接近原有2G信源设备(微蜂窝或光纤直放站),以利于方便引接原有的传输设备或传输光缆[3]。 3.6功率核算 (1)信源输出功率:PCCPCH信道功率(双码道)为32 dBm[3]。(2)边缘场强:普通建筑物PCCPCH RSCP≥-80 dBm C/I≥0 dB;地下室、电梯等封闭场景PCCPCH RSCP≥-85 dBm C/I≥-3 dB。(3)天线口功率≤10 dBm。(4)TD基站和终端间的最小耦合损耗应大于57.5 dB。 3.7切换区规划 (1)进出建筑物的切换:切换带在建筑物门口外5米以内非马路的平坦地面。(2)建筑物窗口处的切换:室分系统的天线可放置在近窗边位置,使室内小区尽量覆盖全部室内用户;或者通过改变小区选择/重选的参数,使用户优先选接室内小区;而建筑物高层的室内和室外小区则用单向邻区策略,也可以不配置邻区关系。(3)电梯间的切换:上下电梯的切换设在电梯口;用户在乘坐一台电梯的过程中无需切换。 3.8泄控制 要精确控制电信号的泄漏,可采取辐射功率小的多根天线。主要通过利用减小天线辐射功率、利用建筑物的屏蔽作用、合理选择天线布放位置来完成。使PCCPCH RSCP达到室外10米处满足≤95 dBm或室内小区外泄比室外主小区低10 dB[4]。 四、室内分布系统优化分析 室内分布系统有施工难度大,走线复杂,容易造成覆盖盲区等特点。因此很容易出现问题,从而严重影响网络质量。如果不预先防范,将对后期优化工作带来很大的障碍。 4.1室分系统问题定位 经过测试取样,室分系统出现最多的问题是信号在部分楼层与电梯间内无法覆盖。另外部分天线失效、电平泄露、乒乓效应等问题也偶有出现。经过进一步勘测和分析,造成以上问题的主要是RRU和馈线的原因。主要表现有: RRU配置不当;馈线、光缆或器件故障;RNC功率低。 4.2常见问题优化分析 (1)RRU故障类问题。RRU故障是导致室内无信号覆盖问题最主要的原因,造成RRU故障的主要原因则是RRU的配置不当,在确定正确配置RRU后问题如果仍存在,则可能是硬件问题或馈线故障。(2)馈线故障类问题。导致部分楼层无覆盖或者弱覆盖的第二个主要原因是馈线故障。在排除馈线故障时可以首先从馈线线头松动和规格不匹配这两个方面入手。(3)室内的小区切换问题。高层建筑的信号由于建筑物内的空间基本都是相对隔离的,信号分布状况相对复杂。在进行室内覆盖设计时,要选择人员活动较少的空闲的角落作为切换带。 五、总结 室分系统设计对TD网络建设具有意义重大。本文针对高层建筑内无线信号特点和业务需求,提出高层建筑室分系统在设计阶段应统筹考虑覆盖,切换等关键问题。然后根据测试结果发现室内覆盖出现问题的主要原因是信源、馈线故障以及小区切换规划设计。因此在施工阶段,要特别注意上述内容。另外网优人员也应及早介入室内分布系统的优化测试中,及时解决覆盖中遇到的问题。
随着时代不断发展,计算机技逐渐普及,为当前的互联网技术的创新应用奠定良好的基础,以满足当前时展的需求,为人们提供便捷的服务,提升工作效率与生活质量。但在技术发展应用过程中,计算机网络安全问题随之而来,严重干扰互联网技术的发展,并造成数据安全隐患。 1大数据时代背景下计算机网络 存在的安全隐患 1.1用户整体网络安全意识较低 在时代的发展过程中,我国计算机用户的群体逐渐增大,未成年人与老年人比例提升,受该部分用户自身年龄因素影响,自身的网络安全意识较低,在日常使用计算机应用过程中,未能重视网络安全的重要性,也未能对计算机进行合理的安全管理,尤其是在浏览应用中,由于当前信息存在较强的开放性,增加了数据自身的风险性,如果此时用户的安全意识不高,如密码设置简单甚至无密码,增大了发生信息的泄露的几率,为用户带来严重的影响,甚至造成经济损失。 1.2计算机木马病毒较多 在当前大数据背景下,计算机木马病毒是较为常见的计算机网络问题,直接对计算机安全性能产生影响。木马病毒通过信息、邮件或其他方式感染计算机,通过计算机自身存在的漏洞进行入侵,导致计算机内部受到病毒感染,如果被不法分子利用不仅会造成数据毁坏,还可能导致机密的信息遭到泄露,影响用户的信息安全。同时,随着病毒技术的不断更新,计算机病毒种类越来越复杂,各类病毒层出不穷,严重威胁计算机的安全,甚至造成系统的瘫痪,影响用户使用。 1.3网络安全监管重视力度不足 现阶段我国对于网络安全监管不够重视,难以保证计算机网络安全,甚至现有的安全监管模式存在一定的漏洞,为不法分子、黑客留下了可趁之机,影响大数据时代计算机网络的整体安全性能。与此同时,我国关于计算机安全的相关法律法规不够完善,直接导致监督力度不足网络监督工作未能发挥出自身的作用,留下安全隐患,影响管理效果。 2大数据时代背景下计算机 网络安全防范措施的创新 2.1提升用户自身的安全防护意识 以当前的大数据时代要求为基础,注重用户自身安全防护意识的提升,合理进行优化创新,尤其是针对现阶段逐渐增大的中老年与青少年人群,由于其思想意识的限制,该类人群自身的防范意识较弱,甚至连最基本的防护意识都不具备,直接增大了当前的计算机风险。因此,应积极提升用户自身的计算机安全使用意识,结合实际情况进行合理的思想优化,积极进行宣传,从整体上提升用户的安全防范水平,满足大数据时展的需求。例如,优化老年用户的密码意识,在密码设置过程中,避免出现“123”、“000”、“111”等简单易猜的密码,保证其设置的密码具有较强的组合性与复杂性,提升密码破解难度。同时,积极培养先进的网络人才,充分发挥出人才的优势,加强网络安全建设,为用户营造健康、安全的网络环境,并充分利用人才技术优势,为和谐的网络发展奠定技术基础,优化整体网络安全水平,从根源上降低计算机安全事故的发生几率。 2.2积极进行木马病毒检测有效进行防御 相对来说,计算机网络安全问题产生的最根本原因是技术水平问题,由于技术存在漏洞,被木马病毒所利用,最终形成安全隐患,影响整体的安全性能。因此,在当前的在大数据背景下,应积极进行合理的创新优化,合理应用先进的技术与软件进行系统监测,建立完善的监测程序,对木马病毒进行防御,避免计算机受到病毒威胁,降低黑客的入侵几率。例如,灵活利用当前的安全软件,如360、毒霸、安全卫士等,可以有效的对病毒进行检测,提升计算机自身的安全防范能力,合理进行控制,营造良好的网络环境,为用户提供优质的网络服务。与此同时,还应积极进行技术创新,如防火墙技术、加密技术、秘钥技术等,结合实际的需求,对重要的信息进行加密处理,在不断的发展过程中,整体上降低安全问题发生几率。例如,在大数据环境中,用户可以对较为重要的信息进行秘钥处理,即使信息遭到泄露,没有正确的秘钥也不会对用户产生影响,在一定程度上提升信息的安全性。防火墙是当前最基本的安全防护技术,灵活利用该技术可以有效的促使当前的计算机网络安全性能得到提升,优化整体防护效果,通过在计算机的内部网络与外部网络之间形成防护墙,设置合理的防线,对计算机中出现的恶意攻击或者可疑数据等进行有效的控制,提升安全技术水平。 2.3加强网络安全监管力度完善制度法规 在发展过程中,大数据技术与互联网已经逐渐渗透到人们生活中的各个方面,尤其是在当前的大数据时代背景下,人们随时随地被处于网络环境中,因此,我国应加强对网络安全进行监管,合理进行制度完善,不断优化创新,构建安全的网络环境,清除计算机网络存在的安全隐患,促使“大数据”系统下实现计算机网络的有法可依,营造健康的网络环境。想要建立稳定的大数据系统,必须以当前的法律法规为基础,积极进行安全控制,严格对当前的网络安全事件进行控制,加强惩罚措施,严厉打击网络犯罪事件,从根本上减少当前的违法行为发生几率。建立完善的网络安全机制,及时更新网络安全措施,构建网络安全平台,从整体上提升网络环境的安全性。 3结论 综上所述,大数据时代的到来促使当前人们改变了传统的生活工作方式,提高了数据信息的利用效率,为人们提供便捷优质的服务。但同时也带来了负面的计算机信息安全隐患,因此应加强对计算机网络安全问题的重视力度,积极进行技术创新,合理进行优化,从整体上提升监督管理水平,以满足当前的需求。
在煤矿井下作业是一项高风险工作,由于其在地底下深层开采,作业工人们就不得不面临着阴暗潮湿的工作环境,与这些工人相伴的,便是各种各样复杂的电气设备。在如此恶劣的环境中工作,人会感觉到疲倦,而电气设备们同样会感到“疲倦”。在日复一日的工作当中,电气设备的电线会受到不同程度的损耗,加上潮湿环境中一些微生物的腐蚀消耗,大大加速了电气设备的老化。同时人们在开采煤矿等资源时,过度依赖电气设备的辅佐能力,使电气设备经常运转在超负荷的状态之中,一系列综合的问题交织在一起,就很容易使电气设备产生漏电、温度过高的现象。电气设备漏出的电火花或者产生出的过高温度,很容易引燃矿井下的可燃性气体,随即发生爆炸,严重威胁到了井下作业的工作人员的生命安全。因此,人们对煤矿井下电气设备的防爆性能提出了很高的要求。 1煤矿井下防爆电气设备的特点 首先电气设备本身体积不应设计过大,在煤矿井下作业的空间是比较窄小的,工作人员平时的出入已经是比较费劲了,如果电气设备本身体积过大,很容易影响作业工人的工作效率。电气设备设计的小巧灵活,不但工人们搬运起来更加方便,也能够使维修工人在后期电气设备的检修中对故障设备拆卸替换更加简易快捷。再者井下电气设备要耐得住潮。由于在地底下,终日难见阳光,通风效果也不是很好,因此煤矿井下的环境是极度潮湿的。这种恶劣的环境,对电气设备的防潮性能提出了很高的要求。电气设备不光电线部分,每个地方都要做好防潮准备,防止电气设备因潮湿而受到腐蚀或生锈。电气设备还要经受住低高温的考验。煤矿井下的温度有的地方很低,有的地方却很高,电气设备要经得住低温环境和高温环境的“折磨”,能够在冷热不同的地方稳定工作。因此井下的电气设备往往会有一层绝缘层,一是防止人们触电,而是防止温差变化对电气设备运作产生不必要的影响。最后一点,防爆电气设备的设计,一个是要防止电气设备本身发生爆炸,再一点就是要电气设备本身能够抗击外部爆炸。因此防爆电气设备的外壳材料就必须要足够结实,能够抗住外界产生的庞大压力。当下制成防爆电气设备外壳的基本上是由铝合金、铸钢、钢板等坚固性材料构成,最多可以同时承受1.5倍的压力,既可以经过隔离爆炸物接线,又能直接接线。 2煤矿井下防爆电气设备技术的具体应用 2.1冷磷化工艺的应用 在隔爆面上对冷磷化工艺进行具体的应用,主要是防止金属发生磷化。在井下作业时,腐蚀是电气设备表面最大的敌人,为了保护好电气设备,人们往往会给电气设备表面穿上一层“磷衣”——磷化薄膜表层。人们首先要对电气设备的表面进行一定的处理,随后将准备好的磷酸盐溶液滴在处理完的隔爆面上,隔爆面上的金属发生了磷化现象,形成了一层薄膜。为了能够起到更好的保护效果,人们还会再次薄膜的基础上再多涂抹一层防锈油。防爆面防护能力的好坏直接影响了电气设备的防爆能力。带有磷化薄膜的防爆面防爆效果非常好,它很细腻,在保证了隔爆面间隙的同时也增强了防爆面的抗磨损性。磷化后的电气设备防爆面的稳定性非常强,它既可以防止具有强腐蚀性气体的侵入,也能够阻止腐蚀液体的渗透。其次,防爆面的金属在受到磷化作用之后,他的防爆强度大大增强,隔爆效果十分突出。值得一提的是,磷化的薄膜厚度是十分薄的,它的范围达到了0.05-0.07mm,基本上对零件的作用功能产生不了任何影响。但是应该注意的是,我们刚刚都是基于一种理想化的磷化工艺作业的过程。结合煤矿井下作业的实际情况,我们会发现,要想完美的实施磷化工艺还是比较难的一件事情。井下的环境十分的恶劣,我们很难考虑到环境会给电气设备表面产生什么样的影响,防爆面经常会受到不同的腐蚀消耗,一些高温的损害、锈蚀等因素,使得电气设备防爆性能大大降低,这也是对冷磷化工艺的一大挑战。对防爆面的冷磷化工艺的实施进行一个简述:进行冷磷化工艺,首先要准备好汽油,汽油的作用是为了在前期对隔爆面进行一定的清洗,除去留在隔爆面上的一些油脂,使金属表面展露出来。接着使用磷化膏,将其均匀涂抹在隔爆面的表面上,注意要保持表面涂抹平整,避免产生一些气泡影响薄膜质量。随后要控制好温度,将温度保持在10℃-20℃之间,同时把控好时间在105-135min之间。接下来就是要观察磷化表面的状况,磷化结果的好坏通过观察磷化表面的颜色就能判断,若磷化表面是粉色,则磷化成功。若呈现灰色,则表明你时间控制的不当,超过了磷化作用所需的时间。完成磷化的步骤后,操作者可以选择在磷化面上添加除锈油,对表面进行二次防护。还需注意的是,磷化液的储存也是有要求的,磷化液需要存储在避光的区域,且环境温度要低,保持密封状态。 2.2热管技术的应用 热管可以这样解释:传热的管。顾名思义,热管就像是导线一样,导线是将电子从一个地方移动到另一个地方,热管亦是如此,热管就是将热量从一个地方传到另一个地方,起到了散热的作用。由此可见,如果将热管的技术运用到井下作业的环境中,也都够有效起到一定的积极作用。防爆机中的热管,改良了传统的散热模式,提高了热传导的效率,它的使用,提高了电气设备在可燃气体中的使用效率。热管技术的相关工作机理就是利用了其所使用的介质导热的特性,对汽化潜热进行引导传递,是热量分布的更加均匀,降低了可燃气体爆炸的可能性。在具体的实践工作中,最有效的热元件非隔爆型热管散热器莫属。它在运作过程中,设备的发热量利用基板和热管传输,在热管的另一头,是冷凝端。工作过程中热量辐射会产生一种对流,随之运动到相应的工作环境中,此时工作介质就达到了一种饱和状态,随后蒸汽遇冷液化,热管内有一个似毛细结构,液体便会回到原来的蒸发部位,重复工作。隔爆型热管是众多传热元件中效果最好的传热元件,保证了煤矿井下电气设备元件的有效散热,减少了危险事故的发生。现在隔爆型热管已经广泛应用到煤矿井下变频调速中,有效解决了煤矿井下散热问题,还具有散热性能高、性价比高等特点,对煤矿整体作业水平和整机技术性能起到很大作用,提高了市场竞争力。 2.3其它煤矿井下防爆技术 (1)采用隔爆外壳:其原理是将电气产生的火花与外界隔开,避免引燃外界可燃气体,将其隔开的外壳耐爆性抑爆性都很强。最终有效遏制了爆炸的发生。(2)采用本质安全电路:在作业中尽量使用小电源小电压,通过增加电路中的电阻来减小电路中的电流,通过一些能耗办法,减弱一些元件上的能量。(3)采用超前切断电源系统:这就类似于家庭中的安全电流防护措施一样,当检测到有一处电流过大时便会自动跳闸。该技术原理与其类似,当井下的电源电路中有一处绝缘层损坏或是产生机械损害时,系统会自动检测出异常,提前断电,这样就将风险扼杀在了摇篮之中。(4)采用正压外壳:该技术利用了平衡的原理,它始终使系统的压力高于周围发生爆炸性或者强压性的压力,有效防止可燃气体进入内壳,实现防爆。(5)在设备外部填砂:在不违背使用的原则下,当壳内不慎发生电火花甚至是失爆时,外部的砂就有效的防止了内部产生的能量点燃外部可燃性气体,实现防爆。(6)设备外壳内充油:在这个技术中,在外部充油并不会使设备引起燃烧,反之,由于油的存在,它很好地将内部热源与外部可燃物隔开,实现防爆。(7)采用气密外壳:一些熔化挤压的地方就不适合用上述密封的方法密封了,这时就需要气密外壳进行密封。 3防爆技术存在的缺陷而引起的失爆 (1)设备常年使用发生损坏没有及时发现。(2)恶劣的井下作业环境对冷磷化工艺有很大的损害影响。(3)由于受到外界不确定的压力挤压碰撞,一些隔爆层会受到不同程度的损坏。有一些连接地方的螺丝钉发生折断,接线盒不稳定,最终机械强度减弱而产生失爆现象。(4)有些需要密封的地方密封不到位,一些接线孔使用了不合格的封堵挡板。(5)接线柱和绝缘管等经过长时间的使用由于电路温度过高而损坏,当它们产生空腔时,会发生一定的压力差而产生失爆现象。(6)设备出现裂纹而爆炸。 4结语 本文通过上述内容的介绍,不难看出冷磷化工艺和热管技术在井下电气设备防爆技术中已经是相当成熟了,但是或多或少还存在着一些不足。在煤矿井下作业是一项非常高危的工作,而井下电气设备防爆性能的好坏直接关系到了井下作业工人性命。因此,对于煤矿井下防爆技术应用的研究有着很大的意义。我们应该不懈努力,执着探索,根据目前防爆技术所产生出来的缺陷不断进行改善,争取为万千井下工人营造出一个百分百安全的工作环境。 参考文献 [1]郭耀鹏.煤矿井下防爆电气设备中的应用技术探讨[J].当代化工研究,2019(03):155-156. [2]李庆明,郑方翔,孙永志.煤矿防爆电气设备存在的问题及对策探讨[J].内蒙古科技与经济,2018(13):104-105. [3]申正义.煤矿防爆电气设备存在的重点问题及对策[J].能源与节能,2018(01):106-107. 作者:杨晓丹 单位:煤科集团沈阳研究院有限公司
建筑消防工程施工的问题及措施:建筑消防工程施工中的通病及对策分析 摘要:随着社会人口的快速增长和土地资源的不断缩减,高层建筑逐渐占据了建筑行业的主体地位,人们对高层建筑的安全性能要求也较高,其中建筑消防工程成为其中一项重要的环节。建筑消防是建筑物中一项建筑安装工程,也是建筑设备工程的重要组成部分,建筑消防工程的施工质量直接影响建筑设施能否安全运行。但是在通常的施工建造过程中存在一些通病,在建筑消防工程施工正视这些弊病,并且提出相应的对策。 关键词: 建筑消防工程;施工;通病;对策分析 经济的发展带动了相关建筑行业的发展,随着建筑物高度不断增加以及人们生活水平的不断提高,在高层建筑物中避免消防安全事故的出现成为了日常生活中关切人民自身的人身和财产安全的重要问题,针对这一问题,对建筑工程中的消防工程的积极建设,按照消防工程图纸进行一系列施工,并进行相应的质量管理,提高消防工程的施工质量水平。影响消防工程安全的因素较多,需要社会以及施工方在施工中严格把关,制定积极有效的防范策略,保证消防工程能够正常施工,进而推动管理目标的顺利实现。 一、现阶段我国消防工程中存在的问题 1、人们对消防工程施工认识不足,日常生活中缺少关注 随着人们的生活水平的提高,安全问题渐渐地成为了人们关心的话题,但是建筑物的消防问题却只存在极少数人的关注中。追根溯源是因为人们缺少防范意识,只是在安全事故出现的时候才会给予最大的关注,在事故发生前极少人能够自觉的去关注或是防范于未然。 不仅是普通民众,多数的消防工程的管理人员,对安全管理的知识也有所欠缺。尽管我国出台了关于建筑消防工程的一系列的法律法规或者相应的行业规范,但是在经济效益面前,不少施工者总是为“利益”马首是瞻,忽视了在安全方面的投入。所以这种人为的因素是建筑消防工程中的最基本的问题所在。 2、 建筑消防工程的设计缺陷,影响建筑消防的安全问题 设计的理念是着手实施一项工程的引路人,设计理念变抽象为具体就反映在了设计图纸上,建筑消防工程的设计图纸就是工程施工的基础,也是保证工程施工有序进行的关键。由于部分设计人员的设计理念不够创新,专业上的水平有待提高,在进行设计的时候缺乏实践经验,对所具有的隐患问题不能超前的预测,在设计的消防工程的质量标准上规定的标准不精确,图纸的设计上存在缺陷,这样不能确保消防工程施工质量,按照这样的图纸施工安全隐患问题的出现是早晚的事。所以,消防工程设计往往需要一个团队的合作,个人的设计理念反映在图纸上通过多数人的审核,保证其精准性是建筑的需要。 3、建筑消防施工的质量不合格,造成隐患 建筑消防工程对施工质量的要求是相当高的,只有高质量的消防工程施工,才能体现消防设施的作用,才能在关键时刻发挥消防设施的安全保护功能。但是在市场经济的环境下,有些施工方为了追求利润的最大化,常常在实际施工过程中采用不合格的或是劣质材料,使建筑消防设施功能达不到要求,造成消防设施未能有效发挥监管和防护的作用,在紧急时刻不能够有效的派上用场,给群众的财产和人身安全带来损害。 二、解决消防工程中存在问题的应对策略 1、从工程设计阶段开始抓起,严把设计质量关 在建筑消防工程中,工程设计是建设的开始,一切程序的源头。为了提高消防工程的施工质量,要从设计时就开始严加把关。这就要求做到启用具有较强专业水准的设计人员,组成大的设计团队,加强消防工程设计图纸质量的审核力度,发挥指导和参考的作用在各个环节挥设计人员的指导和参考的作用,检测主设计人员的设计理念,及所具有的不周到支持,用最大的努力把隐患扼杀在摇篮中。 2、健全工程安全质量监督体系,加强消防工程的监督与审查工作 施工单位要在施工过程中坚持质量审查体系,及时的检测消防设施的质量问题和运行问题,争取在建设中找出问题,并解决问题,做到时刻保证高质量的完成工作,工程施工部门要积极加强宣传教育和培训,提高全体员工的质量安全意识,尽可能的将消防安全隐患消除在萌芽状态。与此同时政府部门的质量审计的工作人员在工程的整个建设过程中都要密切关注,监督施工部门的质量控制上和施工技术上是否合法。充分发挥监督部门和监督人员的职能和作用,也要不断完善监督人员的专业知识结构,专业素质和监督技能。保证对消防工程的审查,严格按照国家的相关技术规范和设计图纸进行,对于发现的问题及时纠正,消除隐患;制定安全监督制度时,实行定期检查、突击检查和抽查等多种方式,严格执行所有安全管理制度。 结语: 消防工程施工中的安全问题极其重要,关系到广大人民群众生命和财产安全,需要引起施工人员和相关部门的重视。在加强对消防施工技术的创新和施工设备的选择方面,要保证经济性和安全性的需要,现阶段我国的消防工程虽然取得了一定的成绩,但是还存在很多不足之处,需要我们不断加强理论和实践,分析问题找出应对策略,逐步完善我国的消防工程施工。 建筑消防工程施工的问题及措施:高层建筑消防工程施工存在的问题及分析 【摘要】消防工程是建筑工程的一个分项工程,其施工质量将直接影响到高层建筑消防设施的正常使用。为了提高高层建筑消防工程施工质量,笔者就结合多年来的施工经验,对高层建筑消防施工存在的问题进行分析,并提出一些解决办法。 【关键词】高层建筑 消防工程 施工 中图分类号:TU97文献标识码: A 文章编号: 自改革开放以来,我国的国民经济得到了飞速的发展,城市里的高层建筑如雨后春笋般拔地而起。作为建筑物的一个不可或缺的重要组成部分,消防工程设施的质量高低无疑与人民群众的生命财产安全有着更为直接的关系。注重提高消防工程施工的质量、确保项目的质量安全在理论与实践上都有着重大的意义。只追求速度不追求质量,只会造成安全的隐患,给国计民生带来无法弥补的损失。因此,加强对消防工程施工全过程的质量管理,既是维护了施工单位的良好信誉,也是对国家的稳定与人民的安定做出了重要的贡献。 一、自动报警工程中存在的问题 1、火灾探测器的安装问题 (1)安装的探测器类型、型号与设计不一致,如:有的场所在厨房部位设置烟感探测器,明显不符合设置环境要求;(2)测器的布置位置、数量、安装高度未根据装修情况做适当调整,内装修过程中未考虑对探测器的遮挡。部分工程的一些探测器旁有遮挡物,离墙壁、梁边的水平距离过近,探测器安装间距过近,甚至探测器失灵现象严重;(3)探测器灵敏度调节不适当,造成探测器频频误报;(4)探测器安装固定不牢固,无预埋盒(接线盒),有的甚至用玻璃胶粘合固定;(5)手动火灾报警按扭、火灾事故广播、火灾报警控制器等安装不规范。报警按扭的安装高度过高或过低,安装位置不明显,火灾事故广播声音太小,控制器安装位置底边距地面过高或过低,接地不牢固,没有设置明显标志等现象也屡见不鲜。 2、系统布线的问题 (1)系统布线设置不符合要求。《火灾自动报警系统施工及验收规范规范》明确指出:不同系统、不同电流类别的线路,不应穿在同一管内或线槽的同一槽内。而个别工程施工方贪图方便,为了节省施工成本,将所有的线路安装在同一管道,还有的竖向管线槽没有做水平封堵,埋下安全隐患。 (2)预埋线管信号不通,管口位置不准确,未预埋接线盒; (3)明敷穿线管未固定,或固定不规范;明敷报警信号线穿管不到位;管接头、管盒接口脱节;导线连接采用扭接。或压接、焊接不规范;消防控制和报警线路明敷未穿金属管或穿金属不涂防火涂料保护:穿线前未对管内进行吹扫,钢管(电线管)穿线无护口,损伤绝缘层:穿管电线总截面积大于管内孔截面积的40%,穿线困难;金属管、支吊架未进行除锈刷漆。镀锌钢管焊接处未及时刷防腐油或有遗漏。 二、消防给水管用及消火栓系统工程存在的问题 1、消防给水管网 (1)消防给水管网应该严格按照施工规范及设计要求合理施工,其中《建筑设计防火规范》对消防管网的布置做了明确规定:当布置在室外的消防管网设计为环状时,管网的进水管应≥2条,保证当一条进水管出现质量问题时,另外的进水管的供水量达到设计要求。但是,有些消防工程施工单位为了降低施工成本,布置在环形管网上的进水管不足两条,或者多条进水管都从相邻的市政管网接入,使得供水可靠性大大降低,影响到消防给水管网的正常运行。 (2)消防给水管网为按照相关规范做管网试压。消防给水管道的试压工作很重要,根据试压内容不同可以分为严密性试验和强度试验。其中严密性试验主要是在工作压力状态下进行的,而强度试验分别在工作压力和试验压力两个状态进行的。但是有些施工单位为了施工简单,未对管网做试验压力的测试,只测试了管网的常温严密性,不符合设计和规范要求,对管网系统的正常运行带来了严重的安全隐患,在后期使用中往往存在滴漏现象。 2、消火栓系统 (1)消防栓的安装不符合规范要求。根据规范要求,消防栓栓箱应该安装在墙体内部,并且需要保证洞口上部有过梁,这种施工方式主要是为了减少由于结构变形导致消防栓变形,影响到箱门的开启;有些施工单位未注意这点,更有些施工人员为了施工方便,随意改变消防栓底部预留洞口的位置,影响到消防栓内部部件的布置,情况严重的可能导致消防水带不能正确安装,影响到出水量。 (2)室外消防栓及水泵接合器的安装不符合规范要求。室外安装的水泵接合器主要是解决室内消防用水不足时的一种补充,在实际灭火过程中,可以利用消防车连接水泵接合器将室外消防管网中的水输送到室内,供灭火用。水泵接合器与室外消防栓的施工内容、使用形式完全不同,有些施工单位未提高认识,将这两个设施混装,未满足规范要求的15-40m范围要求,或者安装的位置使得消防车无法靠近,影响到防火效果。有些建筑在设计中同时采用了消防栓和自动喷水灭火系统,但是在室外安装消防栓和水泵接合器时未做明显的标识,影响到消防人员的正常使用。 三、建筑消防设施施工中存在问题的预防对策 (1)做好相关专业、各个部门的协调配合。《中华人民共和国消防法》对施工质量做了明确规定,要求建设工程的消防设计、施工必须满足国家工程建设消防技术标准。消防工程的质量由建设、设计、施工、监理等单位共同负责。首先,地方消防部门应该严格执行安全生产职责,加强建设单位的消防工程审批,共同与建设单位做好分包单位的选择,并从消防工程的设计、施工、监理等各个环节进行控制,在施工过程中,相关部门应该加大联合执法力度,不定期对消防工程施工质量进行抽查,对施工现场质量实行严格把关。 (2)加强消防施工单位的资质管理。对消防施工单位的资质应该严格审查,尤其在招投标阶段,需要查验消防施工单位的资质证书、市场信誉等,采用严格的审批制度可以杜绝无技术、无资金的单位及个人获得消防施工的资格。对于在施工过程中发现弄虚作假,无证从事消防施工的单位和个人,应该及时处理。在施工过程中,施工单位应该明确施工人员在责任,加强施工现场的监督管理,杜绝施工质量通病的出现,从而提高消防工程的运行效果。 (3)加强施工现场的监督管理。项目部的相关部门应该定期或不定期对施工场地进行抽查,坚决查处建筑安全生产责任制落实不健全、施工管理体制不完善、无安全监督机构和监督人员职责不明确的问题,保证施工单位严格按照施工工艺标准进行施工,从而提高施工单位施工管理水平,保证消防工程的施工质量。 (4)加强消防设施成品保护。消防设施施工是随着土建工程施工而进行的,在这个阶段需要做好施工阶段的成品、半成品保护工作,保证所安装的消防设施能够在竣工后正常投入使用。 (5)加强消防知识的宣传教育工作。一方面需要对消防施工企业的管理人员举办消防知识培训班,提高消防工程施工的责任意识,保证施工过程中个人的责任明确,提高消防工程的重要性认识;另一方面需要加强施工技术人员的新知识、新技术培训,不断更新消防施工专业知识,提高施工水平。积极开展消防职业技能培训,可以不断提高施工技术人员、施工人员的业务素质和专业技术水平,形成一个优秀的施工管理梯队,保证消防工程施工的顺利完成;最后可以利用现代传媒手段宣传国家消防相关的法律、法规,提高全社会对消防工作的关注程度,营造一个社会消防安全的氛围。 四、结束语 综上所述,消防工程施工是一项长期的、专业的系统工程,我们应该不断在施工过程中总结可能出现的问题,加大安全防护投入,提高消防工程的质量,增强高层建筑的火灾防御能力。在社会主义现代化发展建设中,只要我们做好消防工程施工质量管理,就能够真正有效的保护人民生命财产安全。 建筑消防工程施工的问题及措施:论建筑消防工程施工中存在问题及应对措施 摘要:随着经济的快速发展,我国城市建筑规模不断扩大,然而,因为对建筑消防工程施工现场的质量管理力度还不够,出现的消防施工质量失控等现象十分突出,导致在施工过程中出现了大量的火险隐患, 关键词:建筑消防工程;施工;问题;措施 引言: 建筑工程实际上是一项十分复杂的工程,它包括了各个环节,因此如果要很好地控制建筑工程的质量,那么就必须注重对建筑工程施工过程之中的每一个环节加以重视,充分发挥这些环节之间的协调能力。在这些环节之中,建筑消防工程在整个建筑工程施工过程中具有重要的地位与作用。 一、建筑消防工程施工中存在的问题 1、施工过程中消防管网中的问题 在建筑消防工程施工过程中进行消防水管网布置的时候,施工人员没有采取正确的施工规范进行施工。正常情况下符合管网施工要求的操作应该有以下两部分组成。第一是进行消防管网的漏水检测,就是在常压或者是稍微大于常压的压力标准下进行。第二是对消防管网进行强度试验,强度试验还包括消防管网的分工作压力以及试验压力两部分组成,两个步骤相继进行。但是在很多的施工工地中,漏水测试没有根据要求进行,或者做的不够规范,这都直接导致建筑消防工程施工质量出现问题。有的建筑消防工程施工单位为了谋取更多的利益,在消防工程中使用塑料给水管,或者将塑料的管网连接在消防管网上面,因为塑料的耐久性能和耐热性能远不能达到消防管网的质量标准,这就导致在建筑物遇到火灾的时候,消防管网将不能起到作用,最终导致事故的产生,导致建筑物使用者的人生才财产安全受到巨大的威胁。 2、施工过程中自动消防系统的问题 2.1 在自动喷水灭火系统相关规定当中,对于管网安装有定的标准的:当管子公称直径《100 mm时,应采用螺纹连接;当管子公称直 径 100 mm,可采用焊接或法兰连接;当管子公称直径》50 mm时,每段配水干管或配水管设置防晃支架不应小于1个;当管道改变方向时,应增设防晃支架。尽管标准白纸黑字,可是有些施工单位仍然会为了方便省时省力,公然将公称直径 100 mm的管道经常采用焊接,大部分的工程管道没有防晃支架,致使危险隐患重重。 2.2 相关规定要求感温喷头与周围物体要有一定距离,这样感温元件才能起到作用,然而,事实是距离时常太远不符合规定导致火势很大难以控制,或者距离太近导致消防用水的喷洒不起作用,难以熄灭火源。所以,感温喷头与周围物体的距离一定要按照规定放置,否则必会引起重大伤亡损失。 2.3 正常情况下水力警铃应该设置在公共通道或值班室的外墙上,这样发生危险事件时,只要按下警铃,外界人员就会及时知晓,自动喷水系统开始工作,营救措施开始进行。然而,许多施工单位的警铃并没有按照要求设置,时常在发生火灾等危险时,外界人员无法及时知道导致贻误时机无法救出人员,最后致伤致死。不仅如此,不安装警铃也会使得火灾过后的水源关闭和维修困难重重。 3、室内外的消防栓系统的施工问题 这一点的施工问题主要体现在建筑物内部的消防栓的安装质量以及消防栓的水压力不符合设计要求。第一点是一些在砖墙内部的消防栓容纳箱洞口的上方没有安置过梁,在荷载的长期作用下,消防箱的箱体将产生形变,最终可能导致消防栓的箱门无法开启的情况。第二点是在一些建筑面积较大,施工难度大,结构和建筑功能复杂的施工工程,常常忽视了不利于消防栓的水压的标准,没有对其进行必要的水压测试,施工单位对其方面不能引起足够的重视导致次要地点的消防栓水压不够。在进行地下的室外消防栓以及地下室的水泵接合器的安装施工过程中,施工人员经常将前后两者的位置调换,有的施工人员因为疏忽进行多次安装。这就要求施工人员在施工进行时应该有严于律己的精神,在建筑消防工程施工过程中遵守相关的规定,避免在施工过程中偷工减料。 二、建筑消防工程施工措施分析 1、要注意从“源头”抓起,突出重点,狠抓落实,制定切实可行的治理措施,讲求实效,杜绝先天火灾隐患的产生,建设单位加强对分包单位的管理,严格履行安全生产职责。严格把好工程设计关、工程施工关、工程监理关等各个环节,消除各类事故隐患,确保安全。 1.1 提高社会对消防工作的关注程度,利用多种传媒手段宣传消防法规、法律,营造社会“大消防”氛围; 1.2 建筑工程在审批阶段就开始接受消防部门监督,应加强政府相关部门联系和协作,建筑工程未经消防部门同意,其他部门不予办理相关手续。单位不报审、不验收现象应从源头上杜绝。 1.3 举办消防知识培训班,对社会单位的负责人或法人代表进行培训,强化消防安全责任主体意识,重点是《相关团体、企业、事业单位消防安全管理规定》、《消防法》的学习,应履行的职责应给予明确,使他们对消防工作能从内心上真正重视起来。 2、本地建筑消防工程施工现场的检查工作,应得到相关部门的加强管理对有关建筑安全管理体制不健全、建筑安全生产责任制不落实、建筑施工安装不严格按照国家有关规定进行、建筑监督人员职责不明确和安全监督机构等问题,要及时发现并进行查处,建筑消防工程施工管理不严的现象应得到彻底扭转。定期检查,要加大执法力度,对建筑工程施工现场实行严管重罚,不按图施工消防设施、对擅自改变建筑结构的责令限期进行改正,逾期不改的施工应处以高额罚款,并依法停止,对消防法律的严肃性也用此来进行维护。应做好已经消防监督部门验收通过的建筑工程日常的消防监督检查,要求施工单位抓紧对损坏的消防器材、设施进行整改,使建筑消防设施在关键时刻能发挥作用。 3、要加强各项消防产品的检验及消防设施检验中介机构的发展。验收人员只能通过外观或现场对竣工后需要验收的消防设施工程做出水测试,水量和水压也以此来判断是否合格,深层次的检测检验无法进行。消防设施检验中介机构的建设需要加强,保证质量,在竣工验收时可以利用该中介机构强有力的技术手段和检验设备对建筑物进行全方位的科学检测,相应的检验报告而后做出,以使各项位于建筑物内的消防系统得到提高,以加强建筑物抗御火灾能力,作用可以真正的发挥。必须经过国家建筑材料质量监督检验中心和防火建筑材料质量监督检验中心检验的消防产品、消防设备及管材在建筑物中才允许被应用,相关单位的检测合格报告也要予以提供,而且该报告与最新通报的时间应在时间上相符。 4、有关施工现场安全操作、安全生产技术标准等方面的培训应及时对施工从业人员进行应首先加大安全防护的投入和规范安全生产监督管理,加强建筑工地安全生产责任制度的健全和责任的落实,这样才能使施工从业人员从思想意识上得到重视。行动上应规范施工作业,禁止随意动火、动电,作业应严格按照各项安全操作规程进行。 结束语 建筑消防工程施工的质量直接关系到整个建筑物在遇到火灾等突发情况下,建筑物使用者的人身以及财产安全。做好建筑消防工程施工工作是非常有必要的,这是保证建筑物正常使用的前提和保证。施工人员在进行消防施工的时候,要有高度的社会责任感,将质量要求落实际行动中去,以保证建筑工程整体质量的保证。建筑消防工程施工也将在未来不断的完善和发展。 建筑消防工程施工的问题及措施:谈建筑给排水与消防工程施工技术的控制 【摘 要】:在我国建筑领域,建筑的给排水与消防工程施工除了要体现科学合理性之外,也必须具备一定的安全实用性。低技术化施工是当下和未来社会生活的一个永恒的主题。尤其是作为耗材量巨大的建筑工程行业,其中给排水与消防工程的潜能非常大,通过优化施工技术对建筑给排水与消防工程中各种管网实施优化控制无疑是非常有必要的。本文作者将对我国建筑给排水与消防工程施工技术作如下分析。 【关键词】:建筑给排水;消防工程;技术控制 引言 新时期建筑给排水与消防工程施工控制工作是一个非常复杂的过程,这其中涉及的六大环节、三个阶段、两个结合是一个有机整体。给排水欲消防工程设计成功与否对建筑的安全关系重大,而施工管理、给排水与消防设施的落实也非常重要。此外,施工阶段给排水与消防工程施工技术控制也是给排水工程安全成功与否的一个重要的方面。在建筑工程给排水与消防工程施工控制过程中,施工人员应该结合最初的工程资料,通过现场监测获取相关参数,通过理论计算和经验分析最终明确建筑给排水与消防工程施工控制方案,并多方位地对获得的信息实施整理和分析,以此判断建筑运营状态以及安全性能,再反馈到给排水与消防工程施工网络内容中去,优化和改进给排水与消防工程施工任务,并保证给排水与消防系统在建筑今后的运营中使用安全。 一、建筑给排水与消防工程施工技术控制 1、认清建筑给排水系统任务,区域性控制 我们知道,对于普通住宅建筑而言,内部排水系统的主要任务大多是将生活污水并排到室外,保证室内生活用水卫生环境。普通住宅生活的排水系统大抵都是采取雨、污分流制。从时代角度来看,如今,对于生活排水系统设计,开发中水系统无疑是一项未来排水系统的新趋向,所谓的中水系统就是把再生水是指污水经适当处理后,达到一定的水质指标,满足某种使用要求,可以进行有益使用的水。从经济的角度看,再生水的成本最低,而海水淡化的成本明显要高的多。从环保的角度看,污水再生利用有助于改善生态环境,实现水生态的良性循环。可见,在建筑工程给排水施工管理中,认清给排水任务,实行区域性控制模式无疑是很有必要的。 2、楼层分区供水的方式充分利用城市给水管网的余压 在我国城市供水系统中,可根据城市规模的大小合理地设计给水压力,并利用给水管网的压力采取一定的分区给水方式,这样可以有效控制二次加压带来的加压能耗。按照楼层高低的不同划定分区,一般设计低楼层可采取供水管网直接给水,高楼层则采取无负压变频供水设备进行余压加压供水的方式以取代以往的增压给水方式,具体楼层分区可依实际情况而定。由此可见,这样的给水方式既能做到保证居民用水,又能做到对水资源的节约。 3、变频调速水泵的利用 我国高层建筑一般都采用水泵水箱联合供水的方式,然后又水泵将水加压送水到高位水箱,通过向下供水,为居民生活提供用水。但是,这种供水方式通常都会设置一定的减压装置,主要是为了能够避免水压过大的情况发生,这在一定程度上造成了一些不必要的能源浪费。为了达到给排水节能设计的目的,我们可以通过采用变频调速水泵直接向居民用户供水,并采用调节供水速率的方式来根据实际使用情况进行流量调节,从根源上可以控制供水耗能。而且当今变频调速技术愈来愈发达,利用变频调速水泵供水更突显其节能的优势,因此在变频调速水泵被利用于建筑给排水设计当中的意义非凡。 4、开发利用给排水工程的中水系统 中水即再生水是指污水经适当处理后,达到一定的水质指标,满足某种使用要求,可以进行有益使用的水。和海水淡化、跨流域调水相比,再生水具有明显的优势。从经济的角度看,再生水的成本最低,而海水淡化的成本明显要高的多。从环保的角度看,污水再生利用有助于改善生态环境,实现水生态的良性循环。建筑物中水主要是特指建筑物或建筑小区内的生活废水、雨积水和冷却用水等经过后期处理的可二次利用水。由于中水系统对于居民用水量浪费严重的情况有十分明显的效用,而其系统具备使用时间比较均匀、处理水质较好和稳定等优势,因此中水系统被利用已经俨然成为城市居民给排水设计的一项关键内容。 二、建筑消防工程施工技术控制 1、主动消防控制技术 (1)、自动报警系统设置 随着科技的高速发展,新技术在建筑设计中的应用越来越普遍,以往建筑不能跨越的障碍,如今运用新技术很容易地就得到了解决。如今在大城市的高层建筑中,每一楼层都会设置漏电火灾报警装置和,通过火灾自动报警系统的帮助,从远程的电磁感应装置中可以轻易地接收声音信号。此外,防火门控制系统能够在火灾突发的第一时间发出指令,并自动关闭防火门,给居民的生命财产安全提供了保障。 (2)、消防给水设置 在我国建筑的相关规范中,一般对于建筑体积超过5000m3的建筑,都要设置室内消防栓给水系统;由于一般的建筑耐火强度较低,原则上都必须设置自动喷水系统,对于建筑面积较小的建筑,可以采取局部自动喷水系统。 如,储水池的设计应保证池内储水经常性流动,不得出现滞流和死角,以防止水质变坏。储水池一般应分为两格,并能独立工作,分别泄空,以便清洗和维修。生活或生产用水与消防用水合用水池时,应设有消防用水不被动用的措施,如设置溢流墙或在非消防用水水泵的吸水管上,在消防水位处设置透气小孔。 储水池应有严格的防渗漏措施.以防储水渗出或地下水渗入。消防水池容积超过500m³时,应分成两个。储水池宜布置在地下室或室外泵房附近;储水池应设通气管。室外储水池通气管的设置高度一般为0.7~1.2m,通气管的直径一般为200mm,通气管的位置及数量应与储水池的规模、特点相适应。储水池的水位信号应能反映到泵房及消防控制室。穿越储水池壁的管道应设防水套管。储水池与建筑物贴邻设置时.其间的穿越管路应采取防止因沉降不均而引起损坏的措施,如采用金属软管、橡胶接头等设施。寒冷地区的储水池应采取保温措施;室外储水池的结构设计还应考虑池顶荷载和抗倾覆等因素。室外钢筋混凝土储水池的设计可参阅国家标准图集。储水池内应设吸水坑,吸水坑深度不宜小于1.0m。 2、被动消防控制技术 (1)、防火间距的确定 我国建筑相关规范中,对建筑间的防火间距有严格的规定。一般来说,防火间距应该按照相邻建筑外墙的最小距离计算。如果相邻建筑之间的外墙不存在任何门窗洞口时,防火间距最小不低于4m。 (2)、建筑层数及防火分区面积 由于建筑的受力限制,通常乡镇建筑一般不会超过3层。对于不同层数的建筑,其防火分区面积和最大允许长度国家都有相关规定。比如在设置了自动喷水系统的木结构旅馆建筑中,每一层楼的最大允许面积、长度要按照相关规定增1倍,局部设置自动喷水系统时,所增加的面积则应该按局部面积的1倍计算。 (3)、建筑防火构造要求 在建筑结构的面板和框架构件之间,施工人员应该增设挡火构造,从构造上阻断火焰、烟气和其他高温气体在构件上的传播。一般我们依据火焰和烟传播的规模与方式,将挡火构造分成横向和竖向两种。这两种挡火构造都可以阻挡火焰的蔓延,并且通过构件上的开孔,可以阻止烟气在不同构件之间的传播。 (4)、构件的耐火极限和燃烧性能 对于高层建筑构件,国家在耐火极限和燃烧性能上都有严格要求。比如说各种构件以及空间所要填充隔热、吸音、保温材料时,这些材料的防火性能不能小于B1级。房间内的吊顶、墙面、地板、采光窗等所使用的材料,防火性能不能低于B1级。防火石膏板也应满足国家相关标准,并符合耐火极限的设计要求。 此外,施工单位按防火分区编制调试手册(方案),详细说明系统中联动装置位置、名称、代号、数量及其间的逻辑关系,该方案是编程的依据,其位置、名称、数量、代号及其间的逻辑关系应清晰准确。监理应仔细研究合规性与合理性。 结束语 建筑给排水与消防工程施工质量的好坏影响着用户的生活质量。如今,管道渗漏、堵塞、跑水等方面表现出来的矛盾越来越严重。如何有效地在建筑给排水工程中开展施工控制工作,无疑是社会亟待解决的一大难题。笔者以为,在建筑给排水与消防工程施工阶段,除了要把“统一管理,两级集中”的概念融入控制目标中外,还需要我们在具体工作中全方位地掌握和理解每一个管理细节问题,以端正严谨的工作态度投入到给排水的施工技术管理工作中来,才是决定工程成败的关键因素。 建筑消防工程施工的问题及措施:建筑消防工程施工中常见问题及对策 摘要:随着建筑物的高度和广度的不断增加和人们生活水平的不断提高,对消防用水的安全程度、供水的可靠性和建筑物抗御火灾能力等方面提出了更高的要求。文章详细分析了建筑消防设施施工存在的问题,并提出了相关举措。 关键词:消防;施工;问题;对策 消防工程是建筑工程的重要组成部分。随着现代建筑的发展和人们生活水平的提高,对消防工程的安全性有了更高的要求。本文主要指出了现阶段消防工程中存在的一些问题,并针对这些问题提出一些建议。 一、 建筑消防设施施工存在问题 1. 给水管网方面 1.1 偷工减料,用塑料给水管道用于消防给水管道。 个别工程存在将塑料给水管道用于消防给水管道,或在建筑物内塑料给水管道与消防给水管道相连的情况。一方面塑料给水管道耐压性及耐腐蚀性较差,使用寿命非常有限,另一方面更为重要的是,一旦发生火灾,高温会使得塑料给水管道发生严重变形乃至损毁,引起管道损坏,将起不到输送消防用水的作用,无法及时控制和扑灭初起火灾。 1.2管网安装应采用螺纹、沟槽式管接头或法兰连接;管径小于或等于100mm的镀锌钢管应采用螺纹连接;管径大于100mm的镀锌钢管应采用法兰或卡套式专用管件连接,镀锌钢管与法兰的焊接处应二次镀锌。为数不少的工程为图方便和少花钱,对镀锌钢管未采用螺纹、法兰等连接,而是大量焊接,破坏了镀锌层,使钢管抗腐蚀能力下降,降低使用寿命。 按照规范的要求,管网安装完毕,应进行强度试验和严密性试验。强度试验是管网在实验压力下lOmin,压力降不大于0.05MPa为合格。然后将试验压力缓慢降至工作压力,经检查无渗漏,则严密性试验为合格。对于自动喷淋灭火系统。水压强度试验是管网在实验压力下稳定30min,压力降不大于0.05MPa为合格。而水压严密性试验应在水压强度试验和管网冲洗合格后进行,试验压力应为设计工作压力,稳压24h,无泄漏为合格。为确保管网的强度,应安装给水管道支、吊架及防晃支架,但许多施工单位未按规范要求施工,如有的工程中防晃支架、管道支、吊架安装数量少,在管道改变方向时,未增设防晃支架等,造成安全隐患。 1.3管道穿过墙体或楼板时应加设套管,管道与套管的间隙应采用不燃烧材料填塞结实。许多工程未按规范要求进行管道套管设置,其危害主要体现在几个方面:一是当建筑物的结构发生正常变化时会使管网遭到破坏;二是套管与墙体或楼板之间未进行封堵,一旦发生火灾,容易成为窜火的通道。 2 消火栓方面 2.1在实际施工中,暗敷于砖墙内的消火栓箱洞口上方未设过梁,消火栓箱直接承受墙体的压力,导致箱体变形,箱们开启不灵活;随意改变消火栓箱底预留孔位置,用气焊割孔,安装后栓口出水方向不能与设置消火栓的墙面成90°角;或与周围距离过小,造成消防水带不能安装至消火栓上或使水带形成弯折影响出水量。 2.2 在地下式水泵接合器和地下式室外消火栓的安装中,未在当地冻土层以下和室外消火栓栓体上安装泄水阀。另外,因施工人员麻痹大意往往将地下式水泵接合器和地下式室外消火栓混淆,造成两种功能作用不同的设施相反安装或重复安装。 另外,一些无法满足高压消防给水系统的建筑,在施工时,常按高压消防给水进行施工。在二次装修过程中,一些装饰物遮掩了消火栓,箱门的颜色未与箱门四周的装饰物形成明显区别;有时消防水带与接口随意安扎,接口处未安装卡簧,导致试水时接门和水带脱落。 3 自动喷水灭火系统方面 3.1 《自动喷水灭火系统施工与验收规范》中明确规定:当管子公称直径大于100mm时,可采用焊接或法兰连接,当管子公称直径等于或大于50mm时,每段配水干管或配水管设置防晃支架不应小于1个;当管道改变方向时,应增设防晃支架。当通风管道宽度大于1.2m时,喷头未布置安装在通风管腹面以下,并且在涂刷、粉饰天花时,将涂料喷洒在喷头上。 3.2部分工程喷淋系统甚至未设置末端试水装置,部分工程喷淋系统的末端试水装置安装在公共走廊处,附近没有排水管或地漏,造成在监督检查时无法试压或在试压过程中流出的水无法从排水系统中迅速排走。 3.3感温喷头与周围物体的距离不符合规范要求,火灾发生时由于喷头与楼板距离太远,感温元件不能及时动作,从而延误喷水时间而使火势迅速蔓延;或者喷头距周围物体太近,致使消防用水喷洒不到其保护范围而存在隐患。 3.4屋顶消防水箱的安装不符合要求。消防用水与其他用水合并的水箱,施工时经常忽视和未做消防用水不作他用的技术设施,无法满足消防水箱应储存10min的消防用水量的规范要 求。另外随意改变消防给水管的位置,未设置逆止阀,在给水管道上加设不必要的阀门和本来一备一用的消防给水管只设置一个,导致安装后,无法保证正常消防用水量或发生火灾时水箱不能及时供水。 3.5 水力警铃未设置在公共通道或值班室的外墙上。发生火灾后,自动喷水灭火系统启动所发报警声响不能被相关人员及时发现,造成不必要财产损失和人员伤亡,而且火灾扑灭后不方便关闭水源控制阀和维修检查。 二、解决问题的举措 1.加强对设计单位、施工单位的人员培训,进一步提高建筑消防设施设计、施工、监理和消防监督管理人员水平。重点加强对《消防法》 ,《机关、团体、企业、事业单位消防安全管理规定》的学习,强化消防安全责任主体意识,明确应履行的职责,让他们从内心上真正重视起消防工作。 2.加强建筑工程施工期间的消防监督检查管理工作 。要加大执法力度,对建筑工程施工现场实行严管重罚,定期检查,对不按图施工、擅自改变建筑结构、消防设施的责令限期改正,逾期不改正的依法停止施工并处以高额罚款,维护消防法律的严肃性。要制定切实可行的治理措施,突出重点,狠抓落实,讲求实效,尤其要注意从“源头”抓起,杜绝先天火灾隐患的产生。 3.健全维护管理制度 建立健全建筑消防设施定期维修保养制度,使消防设施维修保养工作制度化,及时发现系统存在的故障和故障隐患,并及时排除,从而保证系统的正常运行系统操作人员必须经过消防专门培训,掌握操作方法;健全故障处理制度,日常维护制度等各项制度,并注重抓落实。 4.强化社会审核力量 一是逐步推行消防部门审核与专家审核相结合的社会中介机构审核的方式,分化消防部门既进行审核又进行验收的不受监管的责任问题;二是利用多种传媒手段宣传消防法律、法规,提高社会对消防工作的关注程度,营造社会“大消防”氛围。 三、结语 正确认识消防工程施工中存在的问题,在消防工程施工过程中严把质量关,杜绝消防安全隐患对于消防工程行业管理的加强、消防工程市场秩序的维护、火灾危险隐患消除和生命和财产安全的保证、以及消防工程行业建设的发展的具有重要的现实意义。 建筑消防工程施工的问题及措施:浅谈建筑消防工程施工的若干通病 【摘要】建筑防火,是建筑的防火措施。在建筑设计中应采取防火措施,以防火灾发生和减少火灾对生命财产的危害。建筑防火包括火灾前的预防和火灾时的措施两个方面,前者主要为确定耐火等级和耐火构造,控制可燃物数量及分隔易起火部位等;后者主要为进行防火分区,设置疏散设施及排烟、灭火设备等。本文结合多年的建筑消防施工经验,对建筑消防工程施工中的几个主要问题进行了分析,并对如何加强建筑消防工程施工提出了建议,以供参考。 【关键词】建筑消防;工程施工;分析研究 【引言】随着人们生活水平的不断提高和建筑物的广度、高度的不断增加,对消防供水的可靠性、用水的安全程度等方面更高的要求也提出了,除了在设计选择、材料设备等方面外,需要保证施工安装的质量。建筑消防设施的正常运行直接受到施工质量好坏的直接影响。 1.材料选择与耐火等级 中国按建筑常用结构类型的耐火能力划分为四个耐火等级(高层建筑必须为一或二级)。建筑的耐火能力取决于构件的耐火极限和燃烧性能,在不同耐火等级中对二者分别作了规定。构件的耐火极限主要是指构件从受火的作用起,到被破坏(如失去支承能力等)为止的这段时间(按小时计)。构件的材料依燃烧性能的不同有燃烧体(如木材等)、难燃烧体(如沥青混凝土、刨花板)和非燃烧体(如砖、石、金属等)之分[1]。 建筑物应根据其耐火等级来选定构件材料和构造方式。如一级耐火等级的承重墙、柱须为耐火极限3小时的非燃烧体(如用砖或混凝土作成180毫米厚的墙或300×300毫米的柱),梁须为耐火极限2小时的非燃烧体,其钢筋保护层须厚30毫米以上。设计时须保证主体结构的耐火稳定性,以赢得足够的疏散时间,并使建筑物在火灾过后易于修复。隔墙和吊顶等应具有必要的耐火性能,内部装修和家具陈设应力求使用不燃或难燃材料,如采用经过防火处理的吊顶材料和地毯、窗帘等,以减少火灾发生和控制火势蔓延。 2.建筑消防工程施工中存在的通病 2.1 室内、室外消火栓系统的通病 室内消火栓压力及安装不符合要求。首先,在砖墙内有些暗敷的消火栓箱洞口上部没有过梁,箱门开启会因箱体受荷载作用变形而导致不灵。其次,随意改变预留孔消火栓箱底位置,用气焊割孔,导致消火栓的墙面与栓口安装后设置出水方向不能成 90度;水带由于与周围距离过小,消防水带不能安装到消火栓上,形成弯折。最后,虽能满足结构功能复杂、建筑面积大的建筑物最不利点消火栓水压要求,消火栓水压要求却忽视了此不利点。为使得消防给水的供水可靠性增强,消火栓在最不利点水压满足要求的同时,此不利点消火栓水的要求也要考虑[2]。 消火栓箱及其附件出现问题。装修材料颜色在装修过程中二层箱门的颜色与箱门四周的没有明显区别,消火栓箱被装饰物遮掩;消防水带与接口随意扎接,卡簧未在接口处安装,试水时接口和水带会脱落。 2.2自动喷水灭火系统方面的通病 (1)由于感温喷头与周围物体的距离不符合要求会造成火灾时使火势因感温元件不能及时动作而迅速蔓延;若喷头距周围物体太近,则消喷洒不到其保护范围。当管子公称直径≤100mm 时,在《自动喷水灭火系统施工与验收规范》中明确规定,当公称直径≥50mm 时 的管子,每段配水管、配水干管设置防晃支架,并不应小于1 个;应采用螺纹连接进行管网安装,公称直径>100mm的管子可采用法兰或焊接连接,防晃支架应在管道改变方向时进行增设。 (2)水力警铃未在公共通道或者值班室的外墙上设置。通风管道宽度大于 1.2m 时喷头未安装布置在通风管腹面以下,并且喷头上因粉饰、涂刷天花时会被喷洒涂料。则系统不能及时动作或缩小保护范围,这样火灾发生时十分危险。 2.3消防工程在给水管网方面的通病 (1)消防给水管网试压没有按规范要求和施工方案进行。管网试压分强度试验和试漏检修两步进行。试漏在稍起压或常压状态下进行,强度试验分试验压力和工作压力两阶段进行。目前有些工地试漏只对管网进行,不符合规范和设计要求的试验压力,这样给系统的正常运行带来了隐患。按照规范的要求,严密性试验和强度试验应在管网安装完毕后进行。试验压力对于消防给水和生活给水管道,为管道工作压力的 1.5 倍,且大于 0.6mpa。管网强度试验在试验压力下 10min,不大于 0.05mpa 压力降便视为合格。然后将试验压力缓慢降至工作压力,无渗漏则试验为合格。当设计工作压力≤1.0mpa时,对于自动喷淋灭火系统,水压强度试验压力不低于 1.4mpa,为设计工作压力的 1.5 倍;如果设计压力﹥1.0mpa 时,水压强度试验压力为该工作压力再加 0.4mpa。压力降不大于 0.05mpa,管网水压强度试验是在试验压力下稳定 30min 的为合格。进行水压严密性试验在水压强度试验和管网冲洗合格后进行,设计工作压力即为试验压力,稳压 24h,无渗漏为合格。 (2)由于受热后塑料管道强度降低,一旦发生火灾,管道损坏,无法及时扑灭和控制初起火灾,消防用水将无法输送[3]。而实际建筑物内消防给水管道与塑料给水管道相连的情况也常出现,将塑料给水管道用于消防给水管道现象个别存在。塑料格栅管道如果与消防给水管道连接,火灾发生时塑料管道会损坏,产生泄露,消防水压和流量的需要无法保证。 3.措施分析 3.1加强各项消防产品的检验及消防设施检验中介机构的发展 验收人员只能通过外观或现场对竣工后需要验收的消防设施工程做出水测试,水量和水压也以此来判断是否合格,深层次的检测检验无法进行。消防设施检验中介机构的建设需要加强,保证质量,在竣工验收时可以利用该中介机构强有力的技术手段和检验设备对建筑物进行全方位的科学检测,相应的检验报告而后做出,以使各项位于建筑物内的消防系统得到提高,以加强建筑物抗御火灾能力,作用可以真正的发挥。必须经过国家建筑材料质量监督检验中心和防火建筑材料质量监督检验中心检验的消防产品、括消防设备及管材在建筑物中才允许被应用,相关单位的检测合格报告也要予以提供,而且该报告与最新通报的时间应在时间上相符。 3.2本地建筑消防工程施工现场的检查工作,应得到相关部门的加强管理 对有关建筑安全管理体制不健全、建筑安全生产责任制不落实、建筑施工安装不严格按照国家有关规定进行、建筑监督人员职责不明确和安全监督机构等问题,要及时发现并进行查处,建筑消防工程施工管理不严的现象应得到彻底扭转。定期检查,要加大执法力度,对建筑工程施工现场实行严管重罚,不按图施工消防设施、对擅自改变建筑结构的责令限期进行改正,逾期不改的施工应处以高额罚款,并依法停止,对消防法律的严肃性也用此来进行维护。应做好已经消防监督部门验收通过的建筑工程日常的消防监督检查,要求施工单位抓紧对损坏的消防器材、设施进行整改,使建筑消防设施在关键时刻能发挥作用。 【结束语】建筑工程中存在的问题充分暴露出建筑消防系统隐蔽工程的不规范,消防系统总体功能满足不了规范要求等问题。施工、建设单位不按国家消防规范和经批准的施工图纸施工应坚决杜绝;建筑工程消防设施施工全过程都应进行及时的跟踪,禁止擅自改变消防设计、降低技术标准要求等现象的发生,建筑施工违规违章行为应得到严厉整治。