调节系统

调节系统（精选十篇）

调节系统 篇1

综合并优化治理供热系统水力失调“是行业”十、五“科研规划中的一个课题。基于”节能供暖、节能管理,节能控制的思想,建立一个稳定、先进、高效率的节能供暖系统,提高整个系统的管理水平,从而达到节省能源的目的,做到供暖系统平衡运行。主要针对供热系统运行平衡如何调节、全面合理有效的利用热能,以致达到节能降耗问题展开研究。

第一部分供热系统水力失调

供热系统水力失调是指热水热网各热力站(或热用户)在运行中的实际流量与规定流量的不一致现象。也就是说,热网不能按用户(热力站或热用户)需要的流量(热量)分配给各个用户,导致不同位置的泠热不均的现象。

供热系统水力失调的程度用水力失调度来衡量。水力失调度定义为热力站(或热用户)的实际流量与规定流量的比值,其数学表达式是:

式中,X为水力失调度;G为实际流量(m3/h);G0为规定流量(m3/h)。

水力失调有三种情况:

a.当系统各个用户的水力失调度分别都大于或小于1时,称为一致失调。出现一致失调的情况是各个用户流量都大于,或者都小于规定流量;前者导致采暖房间过热,浪费能源,后者导致采暖房间达不到舒适标准要求,影响人民生活质量。

b.当系统各个用户的水力失调度有的大于1,有的小于1时,称为不一致失调。出现不一致失调的情况是有的用户流量大于规定流量,有的小于规定流量;前者导致采暖房间过热,后者导致房间过泠。

c.当系统各个用户的水力失调度分别都相等时,称为等比失调。出现等比失调的情况是各个用户的流量大于或小于规定流量,其比值是相同的;其导致采暖房间的过热或过泠程度是一样的。可以看出,凡等比失调一定是一致失调,而一致失调不一定是等比失调。

第二部分供热系统水力失调现象及产生原因

水力失调的根本原因:是由于在该运行状态下热网特性不能在用户需要的流量下实现各用户环路的阻力相等,也就是我们通常所说的阻力不平衡。产生水力失调的客观原因:产生水力失调的客观原因很多,仅就其主要而言如下几个方面:

a.热网管道规格的离散性使热网设计不可能在不经过人为调节而实现各个用户环路的水力平衡。在热网设计时,一般是满足最不利用户点所必需的资用压头,而其它用户的资用压头都会有不同程度的富裕量。在这种自然状态下分配各个用户流量,必然产生水力失调。

b.循环水泵选择不当,流量、压头过大或过小,都会使工作点偏离设计状态而导致水力失调。

c.系统中用户的增加或减少,即网路中用户点的变化,要求网路流量重新分配而导致水力失调。

d.系统中用户用热量的增加或减少,即用户流量要求的变化,也要求网路流量重新分配而导致水力失调。

e.目前,2005年以前绝大多数的用户系统是单管上供下回式采暖系统缺少必要的调节设备,用户系统无法调节,也会导致水力失调。

第三部分目前解决供热系统水力平衡的主要方法

近年来,国内一些单位为能解决系统的水力平衡调节问题进行一些探索工作,取得了一些成果,主要调节方法有:

a.温差法:此法是利用在用户引入口安装压力表温度计,对系统进行初调节。

首先使整个系统达以热力稳定。为提高系统初调节的效果,可使网路供水温度保持60℃以上的某个温度不变化,若热源的总回水温度不再变化。就可以认为整个系统已达到热力稳定。此时记录下热源的总供水及回水温度和所有热用户处、回水压力和供、回水温度。

先调节供回水温差小于热源总供回水温差的热用户,并按照用户的规模大小和温差的偏离程度大小,确定初调节次序。先对规模较大且温差的偏离也较大的热用户进行调节。根据经验对其用户引入口装置中的供水或回水阀门进行节流。待第一轮次调节完毕系统稳定运行几小时后,现重新记录总供水温差及各用户入口处供回水压力及温度进行下一轮的调节。

该调节方法调节周期时间长,需要反复进行,它适用于保温较好的网络。如果网路保温较差,网路供水的沿途温降较大,则对于供水温度较低的热用户,或室内供暖系统水力不平衡的用户将较差,可能出现新的水力失调。但此调节方法属于粗调,调节效果不准确。

b.比例法:此法是利用两台便携工超声波流量计,或可测得流量的阀门(如平衡阀新型入口装置)及步话机(用于调节时人员之间的联系)来完成的,比例法的基本原理为如果两条并联管路中的水流量以某比例流动(例如1:2),那么当总流量在+30%范围内变化时,它们之间的流量比仍然保持不变(1:2)。但用比例法调节时相互间不易协调,对操作人员素质要求较高,并需要两台相同的流量计,初投入较大。

c.CCR法:CCR法是在严格的对全系统刊物阻力分析计算的基础上,对全系统实行一次调整的新方法,它由采集数据,计算机计算和现场调整三步构成。CCR法的基本思路是先测出被测管网现状的各管段阻力数S值,再根据所要求的各支路流量计算出各调节阀所相应的开度,最后根据计算结果一次将各调节阀调节到所计算的开度,使系统这到所要求的分配流量,此方法相应的初投资较大,而且测量各管段实际阻力数S值不易。但降低了运行费用,是未来发展的方向。

在实际的供热工程中,由于各个供热管网和各个室内供暖系统循环方式的不同、散热器选择形式不同(参数)安装方式不同,其修正系数也不同,导致系统的阻力各不相同。因此,应根据各种供热形式及热符合要求,有针对性地实施不同的调节方法。

摘要：集中供热系统(一次管网)中,经过换热站换热后,通过二次管网将热输送到用户,常常出现末端用户不热而前端用户过热的现象,这种供热系统失调的主要原因是由于系统内部流量分配不均,当满足用户所需的流量时,难以实现各用户环路阻力相等,从而导致出现近热远冷的不平衡现象。解决的关键是要在运行期进行系统平衡调节,使供热系统逐步接近水力平衡。供热系统的平衡对提高供暖质量和节约能源具有重要的意义。

关键词：供热系统,水力失调,综合治理

参考文献

[1]贺平,孙刚.供热工程.新一版,1993.

[2]供热工程[M].北京:中国建筑工业出版社.

[3]石兆玉,狄洪发.城镇供热技术,2006,9.

生态系统的自我调节机制 篇2

生态系统具有自我调节机制，所以在通常情况下，生态系统会保持自身的平衡状态。生态平衡是一种动态平衡，因为能量流动和物质循环总是在不间断地进行着，生物个体也在不断地进行更新。自然条件下，白蜡树 生态系统总是朝着种类多样化、结构复杂化和功能完善

生态系统具有自我调节机制，所以在通常情况下，生态系统会保持自身的平衡状态。生态平衡是一种动态平衡，因为能量流动和物质循环总是在不间断地进行着，生物个体也在不断地进行更新。自然条件下，白蜡树生态系统总是朝着种类多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展，直到使生态系统达到成熟的最稳定状态为止。

当生态系统达到动态平衡的最稳定状态时，它能够自我调节和维持自身的正常功能，并能在很大程度上克服消除外来的干扰，保持自身的稳定性。它能忍受一定限度的外部压力，压力一旦解除就又恢复到原初的稳定状态，这实质上就是生态系统的反馈调节。

为了正确处理人和自然（白蜡与植物种群的介绍可以引荐）的关系，必须认识到人类赖以生存的整个自然界和生物圈就是一个高度复杂的具有自我调节功能的生态系统，保持这个生态系统结构和功能的稳定是人类生存和发展的基础。一旦白蜡周围生态平衡受到破坏，必将引起生态系统各种功能的失调，从而导致生态危机。生态危机是指由于人类盲目活动而导致局部地区甚至整个生物圈结构和功能的失衡，从而威胁到人类生存的现象。

AMD系统调节好帮手 篇3

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方便快捷，优化系统

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过程控制系统中自动调节系统浅析 篇4

自动调节系统是在人工调节的基础上产生和发展起来的,自动调节系统的组成包含三部分:

1.1 测量变送器测量实际液位高度并将其转换成统一的标准信号。

1.2 调节器

接收变送器送来的液位信号,与事先设定好的工艺希望的液位值即给定值进行比较得出偏差,然后根据一定的运算规律进行运算,然后将运算得出的调节器命令用统一标准信号发送出去。

1.3 执行器通常指调节阀,它和普通阀的功能一样,只不过它能自动地根据调节器送来的调节命令改变阀门的开度。

2 自动调节系统的分类

2.1 定值调节系统

所谓定值调节系统就是给定值是恒定的调节系统。在工艺生产中,如果要求调节系统的被调参数保持在一个生产指标上不变,或者说要求工艺参数的给定值不变,那么就要采用定值调节系统。在定值调节系统中,引起被调参数波动的原因是各种干扰,对于这类调节系统,设计分的重点是在存在干扰的情况下如何将被调参数控制在所希望的给定值上。石油、化工生产中大多数调节系统属于这种类型。

2.2 随动调节系统(或称自动跟踪系统)随动调节系统即给定

值不是固定的,是随时间不断变化的,而且这种变化不是预先规定好的,即给定值是随机变化的。随动调节系统时目的就是使所控制的工艺参数准确而快速地跟随给定值的变化而变化。比如各种变送器均可看作是一个随动调节系统,它的输出应严格、及时地随输入而变化,再比如后面将要介绍的比值调节系统、串级调节系统中的副回路都是随动调节系统的一些例子。

2.3 程序控制系统

这类系统的给定值也是变化的,但它是一个已知的时间函数,即生产指标需按一定的时间程序变化。近年来,随着微机的广泛应用,为程序调节系统提供了良好的技术工具与有利条件。

3 自动调节系统的过渡过程

当调节系统受到外界干扰信号或给定值变化信号时,被调参数都会被迫离开原来的平衡状态而开始变化,只有当调节作用重新找到一个合适的新数值来平衡外界干扰或给定值的变化时,此系统才可处于新的平衡状态。因此,调节系统的过渡过程实际上是:当调节系统在外界干扰或给定干扰作用下,从一个平衡状态过渡到另一个新的平衡状态的过程,它是一个调节系统的调节作用不断克服干扰影响的过程。

自动调节系统的过渡过程直接表示了调节系统质量的好坏,与生产中的安全及产品产量、质量有着密切的联系,因此研究过渡过程具有相当重要的意义。

4 自动调节系统的静态与动态

自动调节系统的过渡过程包括了静态与动态。把被调参数不随时间变化的平衡状态称为系统的静态,而把被调参数随时间变化的不平衡状态称为系统的动态。

当一个自动调节系统的给定和外界干扰恒定不变时,整个系统就处于一个相对的平衡状态,系统的各个组成环节如调节器、调节阀、变送器等都暂不动作,它们的输出信号都处于相对静止状态,这种状态就是上述的静态。注意这里所指的静态与习惯中所讲的静态不同。习惯中所说的静态都指静止不动,而在自动化领域中的静态是指各参数(或信号)的变化率为零。如果一个系统原来处于相对平衡状态即静态,由于干扰的作用,破坏了这种平衡。被调参数就会变化,从而使调节器等自动化装置也就会改变调节作用以克服干扰的影响,并力求使系统恢复平衡状态。从干扰的发生,经过调节,直到系统重新建立平衡,在这一段时间中整个系统的各个环节和参数都处于变动状态之中,这种状态就称之为动态。

在研究调节系统的过渡过程时,虽然研究其静态是重要的,但研究其动态更为重要。因为在干扰引起系统变动后,需要知道系统的动态情况,即被调参数是如何运动的,并搞清系统究竟能否建立新的平衡和怎样去建立平衡,干扰作用总是会不断产生,调节作用也就不断地去克服干扰作用的影响,所以自动调节系统总是处在运动状态之中,而静态或平衡是暂时的,因此,研究自动调节系统,重点要研究过渡过程的动态。

5 分析自动调节系统常用的干扰形式———阶跃干扰

在生产中,出现的干扰是没有固定形式的,多半属于随机性质。在分析和设计自动调节系统时,为了安全和方便,常选择一些定型的干扰形式,其中最常用的是阶跃干扰。

平原调节保安系统调试措施解读 篇5

山东电力建设第一工程公司 目录

1、调试目的2、编制依据

3、调试范围

4、调试应具备的基本条件

5、调试的方法和步骤

6、调试的质量检验标准

7、调试过程中记录的数据和内容

8、调试的组织与分工

9、安全注意事项 调节保安系统﹙静、动态﹚调试方案及措施

1、调试目的

1.1按设计要求对供油系统进行调整，使之满足调节保安系统的工作要求。1.2按厂家要求进行调节系统的整定，并配合热控进行电调调试，使之达到设计要求，满足机组运行的需要。

1.3进行保安系统的整定调试工作，使其能够动作迅速、准确，确保机组安全运行。

1.4调节系统（DEH）能够稳定地控制机组转速和负荷，并与DCS、OPC 等系统协调动作,能使机组在危机状态下保证安全停机或在最短的时间内恢复机组运行。

2、编制依据

2.1《火力发电建设工程启动试运及验收规程》。（DL/T5437-2009）2.2《火电施工质量检验及评定标准》（第十一篇）。

2.3中国长江动力集团汽轮机调节保安系统技术说明及出厂图纸资料。2.4发电厂汽机运行规程。

2.5电厂提供的图纸、说明书及其它技术资料。

3、调试范围 3.1调节供油系统。3.2执行机构部分。

3.3超速保护及危急遮断保护系统。3.4机械超速手动停机及启动挂闸部分。

4、调试应具备的基本条件

4.1汽轮发电机组施工安装工作已经全部结束，验收合格，调节供油、润滑油系统经油循环冲洗后系统已经洁净，油质符合调试运行要求。

4.2油箱油位指示经调试投入正常、指示正确，各油压和油温传感器调试后，集控室显示正确。

4.3调速油泵、交直流油泵运行正常，油系统无泄漏。

4.4各轴瓦和调节保安部套按图纸要求恢复完毕，并具备试运条件。4.5试验现场应清理干净，照明设备安装齐全。4.6试验人员分工明确，并有完善的安全措施。

5、调试的方法和步骤 5.1供油系统调试 5.1.1油泵启动前的检查

5.1.1.1确认油箱油位稍高于正常油位,油质合格,油系统无泄漏检查完毕。5.1.1.2确认油系统联锁保护投入。

5.1.1.3开启各压力表开关的一二次门,关闭所有放油阀。5.2交直流油泵启动

5.2.1油泵启动时电机运转平稳,振动正常情况进行。

5.2.2启动交、直流油泵,开启油泵出口门,检查油系统无泄漏。5.2.3调速油泵启动,开启油泵出口门,检查油系统无泄漏,油箱油位正常, 5.3调节系统静态试验

5.3.1.试验条件

5.3.2系统各部套及连接管路,全部按图纸要求安装完毕。5.3.3油系统中各辅助油泵都经分部试运合格,启停操作正常。5.3.4油系统经过充分的油循环,油质化验合格。

5.3.6系统中各测量表计均己检定合格,试验用仪器、仪表己准备就绪。5.3.7试验现场清理干净,道路畅通,照明充足,消防器材备齐。5.3.8油温保持在35-45℃左右。

5.3.9调速油压调整到1.96MPa 左右,润滑油压保持在0.08-0.12MPa 左右。5.3.10试验前开启高压启动油泵,启闭自动主汽门应无卡涩现象,并排尽油路系统中的空气。

5.4静态调整试验项目及方法

5.4.1油位、油压信号与油泵联锁试验。

5.4.1.1开启高压启动油泵,用出口门调整调速油压为1.96MPa。5.4.1.2用低压油过压阀调整润滑油压为0.08MPa—0.12MPa。5.4.1.3进行各油泵联锁试验。5.4.1.4进行油箱高低油位信号试验。5.5执行机构试验

对于伺服型执行机构（由伺服器控制），使用伺服器测试工具给伺服阀加信号，使油缸带动阀门在上下极限位置间运动。阀门应能灵活，无卡涩、爬行现象。记录下阀门的最大行程，应符合设计要求。

5.6调节保安系统调试

5.6.1对调节系统的执行机构--油动机的工作行程进行整定，并确保其在工作行程内，开、关动作正常，无卡涩现象。配合热工人员整定高压主汽门油动机、调门油动机的控制油压和行程的对应关系。

5.6.2汽轮机打闸和跳闸试验

5.6.2.1将汽轮机各主汽门打开，用DEH 将调门打开，然后远方手动打闸，汽轮机各汽门迅速关闭。

5.6.2.2将汽轮机各主汽门打开，用DEH 将调门打开，停机电磁阀动作，汽轮机各汽门迅速关闭，并发出跳闸信号。

5.6.2.3ETS 跳闸系统所接受跳闸信号应由各方讨论后确定，并试验合格。5.6.3汽门严密性试验

5.6.3.1调门严密性试验：操作DEH 控制盘，维持高压调速汽门关，观察并记录机组转速下降情况；当机组转速下降至≤（试验时主汽压力/额定主汽压力）×1000r/min以下，即为合格，试验完成后恢复机组3000r/min继续运行。

5.6.3.2主汽门严密性试验:操作DEH 盘维持高压调速汽门全开而高压主汽门全关，记录机组转速下降情况；当机组转速下降至≤（试验时主汽压力/额定主汽压里）×1000r/min以下，即为合格，试验完成后恢复机组3000r/min继续运行。

5.6.4空负荷注油试验

5.6.4.1机组升速至3000r/min，调速油泵运行。

5.6.4.2首先将切换阀手柄压下将危急遮断油门从保安系统中解除。

5.6.4.3旋转注油阀手轮，使注油滑阀到底。此时，喷射油通过主油泵轴进入危急遮断器底部，危急遮断器在离心力和油压力作用下飞出，将危急遮断油门挂钩打脱。

5.6.4.4危急遮断器动作后，先关闭注油阀，用复位阀使危急遮断油门重新挂闸，然后放松切换阀手柄，使危急遮断油门重新并入保安系统。

复位阀用于危急遮断油门挂闸，只有在注油阀推出后才起作用，拉动复位阀的手柄，即可将危急遮断油门挂闸。

5.6.5汽机超速保护试验

5.6.5.1汽机空负荷注油试验合格,主汽门,调门动作灵活无卡涩。5.6.5.2机组带10%负荷至少运行4小时以上。

5.6.5.3汽机运行于额定转速,发变组开关断开,机组解列,启动调速油泵。5.6.5.4 汽机主汽门,调门严密性试验正常.各级抽汽逆止门,电动门关闭严密。5.6.5.5 汽机遥控跳闸按钮或手动跳闸手柄动作正常。5.6.5.6 OPC 电超速试验(热工配合完成,应满足 DEH 设计的 OPC 动作逻辑和转速。5.6.6 电超速 110％试验（热工配合完成），应满足 DEH 设计的动作逻辑和转速要求。5.6.7 机械超速试验 5.6.7.1 运行参数符合“空负荷和低负荷运行导则”，机组运行正常。5.6.7.2 机组转速达到 3360r/min，而危急保安器未动作，应立即打闸停机。5.6.7.3 将 ETS 超速遮断钥匙开关切至机械超速位置。5.6.7.4 以每分钟 50r/min 将机组加速到 3270r/min。5.6.7.5 输入 3360r/min，使机组加速，当机组转速升至 3330—3360r/min 时，危急 保安器动作，主汽门、调门全部关闭，汽机转速应下降，记录动作转速。5.6.7.6 危 急 保 安 器 复 位 后，记 录 复 位 转 速 ； 手 动 或 遥 控 将 机 组 挂 闸 维 持 机 组 3000r/min 运行。5.6.7.7 按上述步骤再进行一次超速试验，记录动作转速和复位转速。5.6.7.8 将 ETS 超速遮断钥匙切至工作位置，系统恢复正常。5.6.7.9 危急保安器动作转速应为 3330—3360r/min，试验应进行两次，且每次动作 转速差不超过 0.6%，复位转速应大于工作转速。

6、调试的质量检验标准

6.1 调速油系统,润滑油系统工作正常,压力在合格范围内。6.2 各联锁保护动作正常。6.3 各差压报警和油压低跳闸信号能正常发出。6.4 各试验均能满足相关要求。6.5 满足合同中《验评表》各要求。

7、调试过程中记录的数据和内容 7.1 供油系统各油压整定值。7.2 调节系统静态特性试验中，主汽门和调门油动机行程，及调节系统特性曲线。7.3 保安系统各项试验结果或结论。7.4 注油、超速试验结果或结论。7.5 试验中异常情况及处理结果。

8、调试的组织与分工

8.1 调试部门负责以下工作： 编制调试方案，监督与检查调试方案的实施。根据调试中所发现的异常或其 他技术性问题，组织技术分析，提出建议或设计修改。汇总调试中有关技术数据，编写调试技术报告。8.2 电厂负责以下工作 组织运行人员熟悉现场设备、系统，“运行规程”、操作措施、反事故措施及其 他有关的规章制度。在调试人员的指导下负责调试中具体操作的实施，设备消缺的 系统隔离防范及管理。8.3 施工部门负责以下工作。配合电厂运行人员检查和巡视设备的运行情况，按缺陷管理的程序及时消除设 备和系统出现的缺陷。完成试运中设计修改和临时确定的变更项目。8.4 监理单位 负责调试方案的审核工作，调试前的组织验收工作。8.5 项目管理公司 调试前及调试过程中发现问题整改的督促工作，调试监督、见证。

自调节浮岛装载型河道水处理系统 篇6

针对这一现状，本人在原专利（申请号：201210211639.5）的基础上，提出了基于水质实时监控的浮岛装载型曝气系统，将微孔曝气装置装载在浮岛上，使其利用浮岛的浮力随水位上下浮动，无需在水底固定或人工调节曝气管高度。

曝气机的运行基于实时水质监测数据，同时在浮岛的框架上悬挂生物填料，使其和曝气装置相辅相成，提高水处理效率，节约成本和能源。

本系统的整体框架如图1所示，主要由浮岛及其固定升降装置、微孔曝气系统、水质监控系统及生物填料组成。浮岛上部为植物浮床，浮床可以是各种合适形状，由各种牢固材料制成，浮床上布置相应的植物美化景观（见图2），植物根系吸收水中有害物质，浮床同时能为浮岛装载的曝气装置提供浮力。

浮岛中层为金属框架，用于放置微孔曝气管（图3）和水质监测传感器（图4），同时可悬挂生物填料（图5）。浮岛下层安装底板，防止水位过低时浮岛上的曝气系统受损。浮岛还配有垂直升降的固定装置，防止在水中位移过大影响处理效果。

在

实际使用过程中，在线水质测定仪实时监测水质状况，将信息反映给处理器，由处理器根据指定条件决定鼓风机开关状态。鼓风机开启后，气体通过输气管、水中的软管、各个浮岛上的输气管将气体输送至浮岛上的微孔曝气管，从而实现曝气。本系统采用的鼓风机、处理器（PLC）和水质分析系统则位于陆地设施内。

与通常使用的河道水处理系统相比，上述系统有以下优势：

1.实现了浮岛、微孔曝气系统、生物填料三位一体的水处理方式，综合利用了各种水处理方法的长处，通过集约化的方式，大大提高水处理效率，降低成本。

2.微孔曝气所需风力小，节省电力资源。以往在应用上受困于河底安装需要排水、找平，费时费力；河道由于季节或天气等原因水位变化很大，水位过高会引起曝气管压力过大，导致鼓风机烧坏，水位过低则会引起过量气泡浮出水面影响美观。本系统的设计则比较彻底地解决了这些问题，为微孔曝气在河道水处理中的应用提供了良好的解决方案。

3.本系统依据水质实时监测结果，对曝气系统进行控制，可以大大降低能耗，减少盲目性，有效解决了曝气系统由于耗电量过高难以推广应用的难题。

本系统在实施中可以选用多个浮岛在河道两岸排成序列，以达到较明显的水处理效果（如图6，浮岛A-A断面见图7）。具体设计时，必须综合考虑各系统协同工作，并具有足够的安全度和可靠度。

1.鼓风机2.主输气管4.输气软管

一、水质监测系统

1.在浮岛框架内，根据实际水质情况放置在线水质传感器，如氨氮、COD等。

2.分析仪和传感器相连，可置于岸基上，并通过线缆将数据传送至处理器。处理器（PLC）安置在岸边建造的机房内，根据预先编写的程序，控制鼓风机电源的开关。

3.根据实际需要，可使监测系统形成物联网——将处理器（PLC）与电信宽带连接，将实时监测数据通过电信宽带传输至指定的计算机。人们可以在远程计算机上看到同一河道中多组水处理系统测出的数据，观察河道总体水质状况及各系统工作情况。

二、曝气系统

目前水处理曝气设备很多，如推流曝气、浮筒曝气、微孔曝气、膜盘曝气等，这些曝气设备均可安装在本系统中。

本系统建议选择微孔曝气方式，它具有以下优点：360°打孔，出气更加均匀，不存在曝气死区；更适应曝气量要求很大、水面处理面积相对较小的情况。

鼓风机通过输气管、水中的软管、各个浮岛上的输气管将气体输送至浮岛上的微孔曝气管。输气管可分别和若干个浮岛的输气管之间用软管联接，使各个浮岛气体输送均匀。由于浮岛随水位同步升降，微孔管离水位面高度基本固定，不易发生水深过大引起鼓风机烧坏的情况。

浮岛中层并排排列有两组微孔管，曝气管长度约1米，深度约0.5米至3.0米，曝气量0～10m3/h·m；同组中两根曝气管间距20厘米左右。所采用的鼓风机为罗茨风机，功率0.75至10千瓦，风量根据实际工作情况设计。

三、生物填料

城市河道中经常出现富营养化问题，大多是由于含氮、磷污水的排入造成的，其中被藻类利用的氮以氨氮形式存在。生物填料可充当水中微生物的载体，在生物填料中培养用于生物硝化作用的细菌，以去除水中的氨氮，防止水体恶化；浮岛中采用模拟天然水草形态的软性填料。

2.主输气管3.支输气管（分配到每个浮岛的输气管）4.输气软管5.浮岛上的输气管（和数十根微孔曝气管直角交叉，并将空气输入曝气管）6.微孔曝气管7. 种植床8.“干”型支架（用于固定曝气管）9.生物填料10.框架11.内外金属杆（用于自动升降）12.框架底板

四、浮岛及支撑系统

浮岛上部为种植床，可以采用泡沫格栅结构的种植床，种植床种有植物并能为浮岛装载的曝气装置提供浮力，植物可以是美人蕉、香菇草、黄菖蒲等，它们具有一定吸收水中有害物质的能力。

浮岛的框架由防水耐腐蚀的空心镀锌钢管等金属材料制成，可以为宽1至3米、长3至10米左右的长方体框架，两个较长的侧面各焊接两组钢管，和底面连成三角形，加固框架。

浮岛配有垂直升降的固定装置，防止在水中发生位移影响处理效果。升降装置由两截空心钢管组成，一根较粗钢管（如直径100毫米）打桩固定于河床上，另一根钢管插入其中与浮岛框架固定，随浮岛自由上下浮动；浮岛下安装底板，当水位降低时，底板可以支撑整个系统（如图8），从而防止曝气系统等受损。

在以往申请专利的基础上，本文提出了浮岛、微孔曝气系统、生物填料三位一体的水处理系统，利用实时水质监测系统控制整个系统的运行，实现了高效率、低能耗地对河道水进行综合治理。

由于施工困难以及水位升降引起的问题，以往的微孔曝气系统在河道水处理中难以推广应用，本系统的设计大大克服了这些问题，并提高了水处理的针对性。

光杠杆测量系统调节要点 篇7

一、光杠杆测量系统的原理

光杠杆测量系统构造如图1所示。光杠杆就是一个可绕通过镜面中心的水平轴转动的平面镜, 如图2所示。平面镜的支架由三个尖足F1、F2、F3支撑, 三个尖足的连线为一等腰三角形。前两尖足连线与平面镜水平轴线在同一平面内 (平面镜俯仰方位可调) , 实验时放于平台的横槽中。后足在前两足连线的中垂线上, 实验时放于待测的有微小长度变化的物体上。尺读望远镜由一把竖直放置的毫米刻度尺和在尺旁的一个望远镜组成, 它们被固定在同一立柱上。

光杠杆测量系统的俯视图如图3所示。虚线为平面镜法线方向, 根据反射定律, 望远镜和标尺应该位于平面镜中心法线两侧的对称位置, 只有这样才能从望远镜中看到标尺像, 并使标尺像位于望远镜视野正中位置。

光杠杆和望远镜系统按图1和图3所示调整好, 就会在望远镜中看到经由光杠杆平面镜反射的标尺像。如图1所示, 设开始时, 光杠杆的平面镜竖直, 即镜面法线在水平方向, 在望远镜中恰能看到平面镜反射的标尺刻度n0的像, 即待测物体长度没变化时, 望远镜中标尺的读数为n0。当待测物体长度变化后 (假设下降) , 光杠杆的后足尖随之下降ΔL, 光杠杆平面镜转过一较小角度θ, 法线也转过同一角度θ。根据反射定律, 此时反射到望远镜中的读数变为n1 (n1为标尺某一刻度) , 记n1-n0=Δn。

式中, b为光杠杆常数 (光杠杆后脚尖至前脚尖连线的垂直距离) ;D为光杠杆镜面至尺读望远镜标尺的距离。

由于偏转角度θ很小, 即, 所以近似的有

则微小变化量ΔL可通过较易准确测量的b、D、Δn, 间接求得。

二、光杠杆测量系统的调节方法

根据如上所述的光杠杆测量系统原理, 正确调节光杠杆系统只需要把系统的水平方向 (左右位置) 和竖直方向 (上下位置) 调节到位即可。水平方向调节到位即尺读望远镜系统与光杠杆的相对位置对正, 并符合反射定律, 如图3所示;竖直方向调节到位即使望远镜和光杠杆等高并垂直。具体步骤如下。

(1) 将光杠杆放在平台上, 望远镜放在离光杠杆镜面约为1.5~2.0m处, 并使二者在同一高度。调整光杠杆镜面与水平方向垂直, 望远镜筒成水平, 并使标尺竖直。

此步骤中光杠杆镜面与水平方向垂直是非常关键的。如图1所示, 如果光杠杆镜面与水平方向不垂直, “低头”或“仰脸”, 则从望远镜中看不到标尺的像, 后面的步骤无法进行。

(2) 使望远镜筒方向对准光杠杆反射镜面M, 沿着望远镜筒上端准星的方向看反射镜M中有无标尺的反射像, 看的时候要保持眼睛、准星和反射镜中心三者在一条直线上。如看不到标尺像, 说明镜尺组与光杠杆的左右相对位置不合适, 没有达到图3所示状态, 可左右移动镜尺组位置, 直到看到标尺的像在镜中心为止。此时镜尺组整体的位置不能再动。

以上两步为“粗调”, 只有这两步调好, 才能进行下面的“细调”。

(3) 眼睛通过望远镜观察, 调节望远镜目镜, 使十字叉丝清晰, 再调节物镜, 使能看清小镜子镜面。

(4) 上下左右微调望远镜的方向, 使小镜子位于望远镜视野的正中。

上下方向的调整只要稍微拧松望远镜筒下的倾斜螺丝, 微调望远镜的倾角。左右方向的调整, 只要在望远镜的固定螺丝不太紧的情况下, 左右稍微转动望远镜即可。

此步骤中注意只能在固定立柱上转动望远镜, 而不能改变镜尺组立柱和光杠杆的相对位置。一定要使小镜子镜面在望远镜视野的正中, 如果周围空隙太大, 会使最后调出的标尺像模糊不清。

(5) 调节物镜, 直到从镜筒内看到清晰的标尺像。

三、结语

以上调节步骤根据光杠杆测量系统的构造原理, 有的放矢, 简单明白, 为顺利完成实验打下基础。

摘要：根据光杠杆测量系统的构造原理, 提出了快速调整的方法要点, 缩短了仪器调节时间, 为快速准确完成实验打下基础。

关键词：光杠杆测量系统,原理,调节方法

参考文献

[1]龚慎雄, 刘雪林.普通物理实验指导[M].北京:北京大学出版社, 1990.

[2]杨述武.普通物理实验 (3光学部分) [M].北京:高等教育出版社, 2000.

[3]黄笃之.普通物理实验[M].长沙:湖南科学技术出版社, 1995.

[4]杨广武, 金玉玲, 姚橙.大学物理实验[M].天津:天津大学出版社, 2009.

供暖系统运行调节的节能 篇8

加强能源资源节约, 是党的十七大确定的重要目标, 目前我国北方城镇共有供暖建筑65亿m2, 其中约70%采用不同类型的集中供暖。根据目前初步估计, 城镇建筑供暖用能折合标准煤1.3亿t/a, 占我国总的城镇建筑用能的52%。据统计, 建筑采暖能耗约占国民经济总能耗的30%, 因此供热节能是我国建筑节能工作中潜力最大、最主要的途径, 应该作为当前开展建筑节能工作的重中之重。

1 初调节和运行调节对供暖系统热能利用率的影响

在进行供暖的初期阶段对系统进行的调节称之为初调节, 对于初调节可以分为室内调节和室外调节两部分。初调节一般是在各用户的入口处对系统的供暖情况进行调节, 进而保证室内的供暖质量。室外调节是在入口处安装检测调节装置, 通过对热水的温度和流量等相关因素对系统进行调节, 而室内的调节只能是根据室内的温度来进行调节。对于初调节的目的, 主要就是通过对相应设置的调节控制, 从而使供暖系统达到用户的取暖需求。

在进行初调节之后, 对于供暖系统的调节并没有结束, 因为系统在运行期间, 会因为气象环境的变化而发生改变, 那么在此期间就需要根据实际情况对设备进行调节, 使设备的实际热量和外在的气象条件相协调, 从而避免室内的温度发生过高或者是过低的现象, 对人们的生活产生影响。

目前, 我国的供热系统的热能利用率很低, 就热网和热用户来说, 热能利用率平均只有40~50%, 损失达50~60%, 热用户运行工况失调造成的损失通常为20~50%。热损失组成如下:热网的热媒输送热损失通常为10~15%, 若保温脱落, 地沟泡水则可达15~30%, 这在过去因节能管理力度不足造成的。由此可见, 初调节和运行调节对供暖节能的影响是很大的。

2 供暖系统运行调节的实施

在热水供暖系统中, 为了使各用户的温度均能达到设计要求, 除了在系统运行前要进行初调节外, 还应在整个供暖期内随室外气温的变化而随时对系统的供、回水温度、循环流量等参量进行调节, 在满足供热要求的前提下, 如何调节才能更有效地节能降耗是我们一直关注的问题--供暖系统运行调节。

2.1 供暖运行调节与初调节的区别

在对供暖设备进行初期运行的时候进行的调节称为初调节, 初调节的目的就是通过检测系统的运行对设备的运行情况进行调节, 从而使各个用户的室内温度协调一致, 保证每个用户的取暖需求。而运行调节是在供暖设备运行期间进行的调节, 因为并不是初调节之后, 供暖系统就永远保持供暖温度不变的, 随着外界气候环境的变化, 供暖系统也会发生相应的变化, 进而对室内的温度有所影响, 所以就需要对水的温度和流量进行相应的调节, 使室内的温度平衡。

2.2 供暖系统运行调节的形式常用的有两种

2.2.1 多阶段的运行调节

多阶段的运行调节是将供暖期根据气候温度的不同而划分为不同的时期, 处于不同的时期供暖的水温和流量都是不同的, 而处于同一时期内的供暖水温和流量基本上都是比较稳定的。

2.2.2 随时的运行调节

随时的运行调节是要保证在供暖期间, 所需的热量和供应的热量能够保持一致, 这种方式是最为节能的。在目前来看主要有以下四种方式可以使用:

a.量调节:对于量的方面进行的调节, 主要是在供暖运行期间水的温度始终是按照设计时的温度来运行, 而通过对流量的改变来进行的调节。在目前来讲主要有两种方法, 有极调节和无机调节。有极的调节比如说像是通过循环泵的台数和对电机的调节来达到目的, 无极调节比如说对循环泵的频率进行控制来实行。

b.质调节:在供暖运行期间, 对于循环的水的流量始终保持不变, 按照初始设计时的数值来执行, 而通系统中运行的水的温度进行调节来达到目的。

c.分阶段改变流量的质调节:在运行期间, 随室外气温的提高, 分几个阶段减少循环流量。在同一调节阶段内, 循环流量保持不变, 调节供水温度。

d.间歇调节:在运行期间, 只改变每天的供热时数, 不改变其它运行参数。目前, 常用的运行调节方法采用分阶段改变流量的质调节。

分阶段改变流量的质调节, 是在供暖期中按室外温度高低分成几个阶段, 在室外温度较低的阶段中, 保持设计最大流量;而在室外温度较高的阶段中, 保持较小的流量。在每一阶段内, 网路的循环水量始终保持不变, 按改变网路供水温度的质调节进行供热调节。

通过供暖运行测试证明:系统回水温度不宜低于40℃, 否则会严重影响散热器的供暖效果及锅炉对回水温度调节标准的要求, 所以在供暖运行中, 如根据最高室外调节计算温度所计算的回水温度低于40℃, 系统运行回水温度仍保持不低于40℃, 在此时间内可采用间歇供暖调节。

2.3 在供暖系统运行调节中要注意以下几点

2.3.1 在供暖期间对系统进行的调节, 应该注意在供水和回水

循环的期间内, 进行的调节不能是毫无秩序的, 应该是逐渐进行的程序, 这样才能保证系统的运行正常的运行, 不会对其产生影响。

2.3.2 对于直接进行供暖的用户, 采用这种调节方式还应该注

意流量的问题, 因为是直接进行的供暖, 所以流量要保持在设计时的百分之六十以上, 以免因为各层之间的重力作用而产生的压力对管路产生影响。

一般在中小型的供暖系统中, 可以选用两种不同规格的循环泵, 将其中的一组流量值按照设计时百分之百进行选择, 另外一组按照设计值的百分之七十到八十之间进行选择。在大型热水供暖系统中, 也可考虑选用三组不同规格的水泵, 由于水泵的扬程与流量的平方成正比, 水泵的电功率与流量的立方成正比, 节电效果显著。因此, 分阶段改变流量的质调节的供热调节方式, 在区域锅炉房热水供暖系统中, 得到较多应用。

3 结语

由于我国的北方地区处于冬季的周期比较长, 所以供暖就成为了主要的建筑设施, 供暖的效果如何将影响到人们的生活, 所以要将供暖系统进行有效的调节, 使供暖系统达到最大化的利用。那么在我国倡导节能环保的趋势下, 在供暖系统中也进行了相应的改革和调节, 争取在供暖中实现节能, 从而不仅对供暖效率有所提高, 而且可以为国家节省很多的资源。通过上文的论述, 在不同的建筑, 所采用的供暖方式也是不同的, 所以说在进行供暖方式的选择时, 要根据实际情况的不同而进行选择, 从而达到最大化的利用。

参考文献

[1]贺平, 孙刚.供热工程.3版[M].北京:中国建筑工业出版社, 1993.[1]贺平, 孙刚.供热工程.3版[M].北京:中国建筑工业出版社, 1993.

[2]中国建筑工业出版社.工程建设标准规范分类汇编—暖通空调规范[G].北京:中国建筑工业出版社, 2001.[2]中国建筑工业出版社.工程建设标准规范分类汇编—暖通空调规范[G].北京:中国建筑工业出版社, 2001.

耕深自动调节控制系统 篇9

目前,国内现有的拖拉机对犁耕深度的手动控制,它分为位调节方式和力调节方式控制液压提升器,调节犁耕深度。因为是采用手动调节故往往会导致耕深的不稳定和不均匀。当拖拉机配带犁在松软、潮湿的土壤或土壤比阻比较大的地块上耕作时,由于耕深和阻力变化比较大,发动机的负荷不稳定,耕深会不均匀,耕作质量达不到农艺要求。当耕地者在调节耕深时也只是凭经验大概调节,不能准确地调节到标准耕深。当耕深过浅时影响农作物收成,耕深过深时不仅影响农作物收成,而且会增加拖拉机油耗、加大拖拉机磨损、降低拖拉机寿命。为此,设计了耕深调节自动控制系统,以准确控制犁的耕深,使耕深符合标准。

1 机构整体设计

图1是拖拉机的整体示意图。从图1可以看到拖拉机上和本设计有关的几个部件:耕深调节手柄、耕深调节转臂以及犁。本设计的目的就是要通过检测耕深调节转臂的角度检测出拖拉机耕地的耕深,然后单片机通过检测到的信号和标准值比较控制步进电机转动,最后达到自动调节、稳定耕深的目的。

1.拖拉机 2.耕深调节手柄 3.耕深调节转臂 4.犁

1.1 执行机构

图2是步进电机安装示意图。步进电机底部固定一根支撑支杆,支杆通过固定铰链安装在拖拉机上。步进电机转轴连结一根螺纹丝杆,丝杆端部和耕深调节手柄连结在一起。整个系统工作时单片机控制步进电机转动带动丝杆转动从而带动耕深调节手柄上下转动,以达到调节耕深的目的。步进电机的底端是通过固定铰链安装在拖拉机上的,因此它能随着调节手柄的转动而围绕固定铰链转动,以便能达到调节耕深的目的。

1.固定铰链 2.步进电机 3.螺纹丝杆 4.耕深调节手柄 5.拖拉机机体

1.2 检测装置

图3是检测装置—电位器的安装示意图。

1.耕深调节调节转臂 2.轴承 3.连杆机构 4.电位器 5.电位器转轴

电位器固定在拖拉机上,电位器的转轴通过一个连杆结构和调节耕深的转臂通过轴承相连。当系统工作时转臂转动调节耕深,电位器的转轴通过连杆机构的作用跟着转臂同步转动,根据电位器的阻值的变化检测出转臂的角度,从而检测出耕深。

2 控制部分

控制系统总体结构框图如图4所示。

该系统主要由PIC16F877单片机以及单片机工作外围电路、步进电机控制驱动电路、步进电机和电位器组成,系统中电位器的阻值变化为输入量,单片机通过A/D转换并计算发出其值与标准值的差值,通过步进电机驱动电路控制步进电机转动。

本系统采用的是TA8435步进电机驱动芯片,TA8435是东芝公司生产的单片正弦细分二相步进电机驱动专用芯片,该芯片具有以下特点:

1)工作电压范围宽(10~40V);

2)输出电流可达1.5A(平均)和2.5A(峰值);

3)具有整步、半步、1/4细分、1/8细分运行方式可供选择;

4)采用脉宽调试式斩波驱动方式;

5)具有正/反转控制功能;

6)带有复位和使能引脚;

7)可选择使用单时钟输入或双时钟输入。

步进电机的驱动电路如图5所示。

图5是单片机与TA8435相连控制步进电机的原理图,引脚M1和M2决定电机的转动方式:M1=0,M2=0,电机按整步方式运转,CW/CWW控制电机转动方向,CK1和CK2时钟输入的最大频率不能超过5kHz,控制时钟的频率,即可控制电机转动速率。REFIN为高电平时,NFA和NFB的输出电压为0.8V;REFIN为低电平时,NFA和NFB输出电压为0.5V。这2个引脚控制步进电机输入电流,电流大小与NF端外接电阻关系式为:I=Vref/Rnf。在图5中,设REFIN=1,选用步进电机额定电流为0.4A,R15和R16选用1.6Ω,2W的大功率电阻。步进电机按二相双极性使用。

本系统的流程图如图6所示。本系统工作时先对单片机进行初始化,然后通过电位器检测耕深。当耕深调节臂转动调节耕深时电位器与转臂同步转动,引起电位器内部阻值的变化,通过外围电路输入到单片机的压值通过A/D转换为V1。然后进行做试验标定标准耕深所对应的电压值为V。单片机内部比较V1和V的大小,当V1和V相等时返回到继续检测耕深。当V1大于V时,单片机控制步进电机反转,一直转到耕深等于标准耕深为止;同理当V1小于V时,单片机控制步进电机正转到等于标准耕深。

3 总结与探讨

本系统设计了一个耕深自动调节控制系统,主要包括检测装置(电位器)、控制装置和执行机构(步进电机以及辅助机构)。

1)检测装置使用电位器。电位器工作时通过一个连杆机构连接电位器的转轴和耕深调节的转臂,当转臂转动调节耕深时电位器的转轴通过连杆结构的作用随着转臂一起转动,引起电位器内部阻值的变化,从而检测到耕深。

2)执行机构为步进电机,步进电机底部通过固定铰链安装在拖拉机上,步进电机转动通过丝杆带动耕深调节的手柄上下转动,从而实现以步进电机的正反转动带动调节手柄上下移动调节耕深。

本设计机械结构有创新、控制系统简单实用,运行时有很好的效果,解决了耕深不稳定等问题。

摘要：目前,国内现有的拖拉机对犁耕深度的控制大多为手动控制。为此,设计了一个耕深自动调节的控制系统,主要用于精确、稳定地控制犁耕地时的耕深,以达到稳定耕深的目的。该系统主要由检测装置、控制装置和执行机构组成。检测装置用来间接检测犁的耕深,采用电位器来检测耕深。计算机对检测装置检测到的信号进行分析、计算后控制步进电机转动,步进电机与耕深调节手柄连结在一起,从而使耕深调节手柄上下移动,实现调节、稳定耕深的目的。

关键词：耕深,步进电机,电位器

参考文献

[1]李学海.PIC单片机实用教程—基础篇[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007:34-236.

[2]李学海.PIC单片机实用教程—提高篇[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007:11-342.

[3]何雄奎,刘亚佳.农业机械化[M].北京:中国农业科技出版中心,2006:36-42.

[4]徐非骏.步进电机驱动转台误差分析及改进方法[J].江苏科技信息,2011(4):45-47.

[5]刘宝志.步进电机的精确控制方法研究[D].济南:山东大学,2010.

大棚环境的检测调节系统设计 篇10

1 系统总体方案设计

该系统主要由单片机系统、无线通信装置、PC机3个部分构成[1], 结构框图见图1。各部分主要组成及功能如下。

单片机系统主要由单片机、湿度传感器、温度传感器、微喷、卷帘、水泵、电炉等组成。作为下位机系统, 其主要完成大棚环境参数的检测和数据处理, 并通过控制微喷、草帘、水泵以及电炉的开闭完成对大棚温湿度的调节。单片机将处理好的数据通过RS232接口传给无线通信装置, 同时处理由接口传来的信息。

无线通信装置:由市场上已有的模块化的产品组成, 负责单片机与PC机之间的信息传输。

PC机:作为上位机, 其运行控制软件以实现各特定的功能。接收由无线通信装置通过RS232接口传来的数据, 进行显示、存储和分析, 必要时可以控制报警器、打印机等设备;发送大棚各环境参数的上、下限值以及其他一些动作指令等信息到无线通信装置。

2 系统具体部件设计与实现

2.1 单片机系统设计

单片机系统的结构见第114页图2。

该系统通过多个传感器实现对大棚环境的多点检测。采用经过防水处理的温度传感器DS18B20测量空气温度和土壤温度[2], 该传感器是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种数字化单总线器件[3], 能够将检测到的温度值转换成二进制数而直接传送给单片机, 不再需要转换电路。土壤湿度传感器和空气湿度传感器虽然是不同的产品, 但输出值均为电压信号, 电压值与湿度的对应关系是已知的, 因此只要测出电压值, 经过单片机的数据运算与处理, 即可得到湿度值。微喷、水泵、卷帘以及电炉均采用Bang-Bang控制, 即只工作在开启和关闭2种状态。微喷采用水喷雾法, 通过控制管道与安装在末级管道上特制的喷头, 从而喷出水雾, 增加空气湿度[4]。卷帘在系统中的作用有2个:白天, 当棚内温度较高时, 关闭卷帘, 防止棚内温度进一步升高以致不利于作物生长;晚上, 关闭卷帘, 起到保温作用[5]。显示屏用来显示当前环境参数的上、下限值、系统工作状态以及作物当前生长阶段等。在系统出现故障或者满足设定的条件时, 蜂鸣器报警, 便于及时修理或者排除故障。

单片机系统的核心任务是按照上位机给定的参数指标自动调节大棚环境。由于白天和晚上的棚外环境是不同的, 所以其运行的程序也是不同的。此处, 以晴朗的白天为例, 系统自动调节的主程序流程见图3。其中, 各参数的上、下限值不仅考虑了适合作物的生长条件, 也为了防止继电器在临界值附近振荡。单片机采用中断的方式响应上位机传来的指令以及参数的上、下限值。

2.2 无线通信装置设计

无线通信装置由上海桑锐电子科技有限公司的SRWF-1021系列的无线数传模块构成, 其采用微功率发射信号, 能耗低;其抗干扰能力强, 误码率低。该模块为通用透明传输模块, 能适应任何标准或非标准的用户协议, 每个模块兼有接收和发送功能, 适合多种天线配置方案, 因此, 由该模块构成的通信系统, 不仅可以完成单片机与PC机之间的通信, 而且在单片机与单片机之间也可以进行通信, 形成一个交织的通信网络。在此系统中, 该模块与单片机和PC机之间采用RS232接口连接。

2.3 PC机系统设计

PC机系统硬件结构较为简单, 只由PC机和无线数传模块2个部分构成, 如图1中的PC机部分所示。该系统设计的重点在于上位机控制软件的设计。根据系统的功能要求和工作过程, 设计上位机系统的主程序流程见图4。

初始化后, 即建立了无线连接。上位机向第1个下位机发送指令, 要求返回下位机的地址, 等待既定时间, 若仍没有收到回应, 则视为下位机出现故障, 并把有故障的下位机地址报告给工作人员, 以便进行检修, 然后检测第2个下位机, 依次循环下去, 直到完成所有下位机的检测。对经过检修的单片机进行手动测试。最后, 确定所有单片机都在正常工作。

各参数上、下限值的设定流程和下位机的检测流程基本相同, 也是逐一进行设置, 对于存在故障而不能接收数据的下位机, 软件会提示工作人员进行检修。此外, 在同一天内的不同阶段适合作物生长的环境条件是不同的, 其中最重要的是温度, 因此根据温度条件一般把一天分为午前、午后、前半夜和后半夜4个时段来进行大棚环境调节[6]。在设定参数时, 将各阶段的参数值都进行设定。操作界面见图5。

参数设置好后, 下位机进入默认的自动控制方式, 即根据空气湿度控制微喷的开启与关闭, 根据土壤湿度控制水泵的开启与关闭, 根据空气和土壤的温度控制卷帘的开启与关闭。为了达到降低功耗与通信实时性高的目的, 上位机每隔既定的时间发送指令让下位机采集一次数据并将数据发送给上位机。自动控制界面见图6。此外, 当上位机发送手动控制的指令后, 下位机进入手动控制方式, 不采集任何数据、停止控制微喷和卷帘, 此时, 下位机系统按照上位机的指令进行微喷、卷帘、电炉以及水泵的控制, 直至收到自动控制指令。上位机控制软件将检测到的数据直接存入Access数据库文件, 便于分析和显示。

3 结论

通过对大棚生产基地的现场考察, 针对大棚生产的自动化和系统化水平较低的状况进行研究, 采用PC作为上位机、单片机作为下位机、无线数传模块作为通信装置, 构造了一套具有大棚环境自动调节功能和多间大棚集中控制功能的集散控制系统, 该系统能够根据作物所需的生长条件, 实时准确地调节大棚环境, 利于作物生长, 提高作物产量。此外, 该系统提高了大棚生产的自动化水平, 减少了人力劳动量, 因此, 大棚环境的检测调节系统具有较高的应用价值和广阔的发展前景。

参考文献

[1]郭玉萍, 杨一平, 杨福营.蔬菜大棚温度、湿度传感器检测系统的设计[J].制造自动化, 2010, 32 (12) :221-225.

[2]滕红丽, 李金城.塑料大棚温度检测系统的设计[J].农业装备技术, 2008, 34 (5) :60-61.

[3]沙占友.由DS1820组成的单线数字温度计原理与应用[J].电测与仪表, 1999 (2) :38-40.

[4]杨利春, 张文昭, 汪贻.大棚温室环境监控系统的设计[J].湖南科技学院学报, 2010, 31 (4) :65-67.

[5]夏三英.棚室温湿度调控技术[J].农村经济与科技, 2001, 12 (101) :18.