综合控制技术

综合控制技术（精选十篇）

综合控制技术 篇1

目前,现代大型客机的一个主要特征是系统的综合化控制与管理,通过信息综合、资源共享,降低成本、提高效率、减轻飞机重量、缩短研制周期,降低维护成本。

A380、A350和B787客机都采用了机电系统综合控制和管理技术,大量使用远端控制接口单元、远端数据采集单元和固态功率控制器,借助远端控制接口单元,在飞机上广泛分布于各个位置的传感器和作动器以及公共核心资源计算机,通过数据总线连接,使得各个机械系统成为物理上分布,功能上综合的机电综合控制功能系统。

2 机电综合控制技术

2.1 相关机型机电综合技术特点

2.1.1 A400和B777技术特点

1)不采用独立的控制器;

2)采集参数的传感器和控制单元不再从属于某一单独的系统;

3)将机电系统的综合控制纳入到飞机级综合控制系统的范围;

4)机电综合控制系统通过ARINC629总线与其它系统交联;

5)各功能模块在统一调度下实现对各机电系统的控制。

2.1.2 A350的技术特点

1)对环控系统、电源系统和辅助动力装置系统等进行了综合;

2)采用分布式计算机系统;

3)通过ARINC629总线(或AFDX)将该系统接入航空电子系统;

4)通过二次配电系统实现对作动系统的直接控制和调度。

2.1.3 A380和B787的技术特点

1)大量使用远端接口单元和远端数据采集器;

2)解算控制功能由飞机的两台公共核心资源计算机(CCR)完成;

3)各传感器、作动器及数据采集器的信息与CCR之间通过数据总线交联;

4)各个机载系统为物理上分布、功能上综合的机电综合控制系统;

5)综合化计算机采用集中式计算、分布式执行的系统结构。

2.2 机电综合控制技术

机电综合系统把环控、燃油、液压、机轮刹车、电源和辅助动力等系统进行综合,由计算机对机电系统综合控制,优化组合和动态调度,使每个子系统除了完成各自单独的功能外,还可以参与资源的协调分配和故障后系统重构等任务,通过信息共享和协同处理,最终将集成的结果传递给系统控制部件或机构它们遵循:信息共享,功能协同,余度管理,集中资源管理、支持系统的分布式执行、容错和重构,软件接口标准符合ARINC标准,支持时间分区与空间分区。

2.2.1 机电综合主要优点

1)有利于减轻飞机重量、体积和连线的复杂性。

2)充分利用系统的资源,大大减少重复的资源配置。

3)采用SSPC,取代传统的断路器,实现飞机二次配电等功能。

4)有利于增加系统的容错能力与故障检测能力。

5)提高整个系统的可靠性。

6)提高自动化程度,降低操作负担。

7)降低成本,提高效率、缩短研制周期。

2.2.2 机电综合主要缺点

1)硬件失效的危害度增加,需要系统具有容错和重构能力。

2)系统开发的复杂程度提高。

3)系统级的综合、验证难度加大。

2.3 机电综合控制关键技术

机电系统综合应在飞机总体设计的系统层次上,以整个飞机性能最佳为设计目标的,提高机电系统的综合化水平。

2.3.1 机电系统综合管理设计

1)机电系统综合管理体系构架

机载系统(如飞控、液压、动力装置、燃油、起落架、环控等)综合管理的体系构架设计,应满足各系统的功能要求。同时,应考虑飞机的安全性及可靠性设计要求,各系统之间及其与综合管理系统之间的接口及机电综合管理系统的余度问题。

2)机电系统综合管理控制律

对不同机电系统物理信息(或信号)特点及控制律特点的分析,采用基于人工智能等方法的多系统综合控制律设计策略,对多个机载系统(飞控、液压、动力装置、燃油、起落架、环控等)进行综合化控制与管理。

3)机电系统综合管理验证平台

从飞控、液压、动力装置、燃油、起落架、环控等系统中,有重点地选择2~3个系统进行多系统综合管理的控制律设计与优化,并开发机电系统综合管理的仿真研究及验证平台。

2.3.2 机电系统状态监控与故障诊断设计

1)机电系统状态监控模式与方法

针对飞控、液压、动力装置、燃油、起落架、环控等系统,选择2~3个典型系统,进行监控模式与方法、特征信号提取研究,建立反映系统本质特征的监控模型,开展仿真研究。

2)机电系统故障模式与故障诊断

对于能够建立较精确数学模型的系统(如起落架),建立正常和故障状态下的数学模型,用基于模型的方法进行故障诊断;对于建模复杂、很难建立精确数学模型的系统(如燃油系统),根据监控得到的特征信号,进行故障诊断。

3)机电系统智能故障诊断验证平台

针对不同系统故障模式,开发故障诊断仿真平台,根据系统运行过程中的监控信号和用户设置的参数,自动判定系统工作是否正常,实现对故障自检测。当有故障发生时,相应地给出故障发生的时刻、位置及原因。

2.3.3 机电系统容错技术

1)机电系统容错控制

针对部件部分失效故障的情况,利用系统的冗余设计,通过神经网络在线逼近未知故障,自适应调节控制器参数,设计自适应容错控制律,利用系统的冗余设计,进行系统重构。

2)机电系统容错控制仿真

将容错控制与故障诊断结合,采用MATLAB开发控制算法,在智能故障诊断验证平台上验证容错控制能力。

3 结语

民用飞机系统机电综合管理与控制已成为现代飞机发展的必然趋势,系统机电综合技术将广泛使用在民机系统研制中,并更加模块化、规模化和标准化。同时,飞机设计验证及适航取证工作也存在一定风险。

摘要：本文给出了大型客机机电综合技术特点,并对关键技术进行了分析。

关键词：飞机,机电系统,综合

参考文献

[1]沙南生,王占林.航空机电综合化控制结构和相关技术[J].航空电子,2003,3

综合控制技术 篇2

`

课 程 : 计算机控制技术与系统

院 系：

专业班级：

学生姓名：

学 号：

指导教师：

二〇一六年五月

华北电力大学综合设计（论文）

摘要

本门课程的第1、2章为绪论和过程通道的内容，讲述了计算机控制系统的基本概念、组成、类型以及模拟量输入/输出通道、开关量输入/输出通道。为培养锻炼我们结合工程问题独立分析思考和解决问题的能力，老师给出三道综合设计的题目。

首先，设计了微机控制系统具体硬件电路及软件控制逻辑流程框图，实现了储液罐液位超限时报警并切断工质输入/输出通道的功能。然后，给出了热电偶测量信号的冷端温度补偿方式，并画出现场可实现的冷端温度补偿方案的设计简图。最后，分析了已知的现场64点模拟量信号输入采样电路的问题，并作出了改进设计。

关键词：储液罐液位；微机控制；热电偶；冷端温度补偿；模拟量信号；采样电路。

I

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目 录 综合设计题1——储液罐液位微机控制系统………………………………………………1 1.1 题目要求……………………………………………………………………………………1 1.2 总体方案……………………………………………………………………………………1 1.3 硬件电路的设计……………………………………………………………………………1 1.3.1 微处理器的最小配置模式………………………………………………………………1 1.3.2 A/D转换电路……………………………………………………………………………3 1.3.3 报警和电磁阀驱动电路…………………………………………………………………3 1.4 软件控制逻辑流程框图………………………………………………………………………4 2综合设计题2——热电偶测量信号的冷端温度补偿………………………………………6 2.1题目要求……………………………………………………………………………………6 2.2 热电偶测温需进行冷端温度补偿的原因…………………………………………………6 2.3 热电偶测量信号的冷端温度补偿方式…………………………………………………6 2.3.1 计算法……………………………………………………………………………………6 2.3.2 冰点槽法…………………………………………………………………………………6 2.3.3 补偿导线法………………………………………………………………………………7 2.3.4 冷端温度补偿器…………………………………………………………………………7 2.3.5 仪表机械零点调整法……………………………………………………………………7 2.4 现场可实现的冷端温度补偿应用方案……………………………………………………7 2.4.1 补偿电桥法………………………………………………………………………………7 2.4.2 晶体管PN结补偿法………………………………………………………………………8 2.4.3 集成电路补偿法…………………………………………………………………………8 3综合设计题3——模拟量信号输入采样电路设计…………………………………………9 3.1题目要求……………………………………………………………………………………9 3.2 采样电路对应的模入信号地址范围………………………………………………………9 3.3 采样译码电路……………………………………………………………………………10 3.3.1 存在的问题………………………………………………………………………………10 3.3.2 解决问题的方法及理由…………………………………………………………………10 3.4 改进设计…………………………………………………………………………………10 总结……………………………………………………………………………………………11 参考文献………………………………………………………………………………………12 致谢……………………………………………………………………………………………1

3II

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1综合设计题1——储液罐液位微机控制系统

1.1题目要求

某现场储液罐工艺流程如下图所示，其中储液罐液位采用微机自动控制，H0为基准液位，Hmax、Hmin分别为储液罐液位的最大值和最小值。正常运行状态下液位H处于基准液位H0附近，当储液罐液位超出Hmax或低于Hmin时系统自动报警，并显示液位高或低报警，同时微机发出控制指令，停止储液罐工质的输入和输出。设计该储液罐液位微机控制系统具体硬件电路（包括AI、DO通道）及软件控制逻辑流程框图。

HmaxH工质入H0基准液位 Hmin工质出

1.2总体方案

本储液罐液位微机控制系统采用以微处理器为核心，配以外围设备[1]以实现监控水位并在紧急情况下报警和采取措施的功能。原理如图1-0所示。

地址锁存器微处理器报警电路液位传感器A/D 转换器电磁阀驱动电路 图1-0 微机控制系统的原理图

1.3硬件电路的设计

1.3.1微处理器的最小模式配置

因上学期学习了微机原理及应用的课程，对8086微处理器的使用较为熟悉，故用之作为本控制系统的核心。

8086最小模式下的引脚功能[2]：

 AD15~AD0(16条)：地址/数据复用线，双向工作。 A19~A16/ S6~S3：地址/状态复用线，输出引脚。

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 BHE/S7：数据高8位允许/状态，输出引脚。 ALE：地址锁存允许，输出引脚。 DEN：数据允许信号，输出引脚。

 DT/R：数据发送/接收控制信号，输出引脚。=1发送（=0接收）

 M/IO：存储器/IO设备控制信号，输出引脚。=1访问存储器（=0访问I/O设备） RD：读信号，输出引脚。低电平有效，表示将执行读操作。 WR：写信号，输出引脚。低电平有效，表示将执行写操作。 READY：存储器或I/O端口准备就绪信号，输入引脚。=1，准备就绪  RESET：复位信号，输入引脚。至少要维持4个T的高电平才有效。 MN/MX：工作模式选择信号，输入引脚。=1最小模式（=0最大模式）

8086微处理器需要运用分时复用技术，故需要增加地址锁存器，I/O设备的选择需要译码电路（使用3-8译码器）。连线如图1-1所示。

U1212224***319RESETAD[0..15]READYA[16..19]INTA/QS1INTRALE/QS0HOLD/GT1BHEHLDA/GT0DT/R/S1TESTDEN/S2NMIRDMN/MXWR/LOCKCLKM/IO/S08086PROGRAM=yunxing.EXESRCFILE=yunxing.ASMAD[0..15]AD[16..19]ALEBHE1DT/RDENRDWRM/IO25342726322928A[0..19]U2AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD73478***D0D1D2D3D4D5D6D7OELE74HC373Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q72A05A16A29A312A415A516A619A7U3U16A12A13A14123ABCY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7***097Y0Y1Y2AD8AD9AD10AD11AD12AD13AD14AD***718111D0D1D2D3D4D5D6D7OELE74HC373Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q72A85A96A109A1112A1215A1316A1419A15A15645E1E2E374HC138U4AD163AD174AD187AD198BHE1***D0D1D2D3D4D5D6D7OELE74HC373Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q72A165A176A189A19BHE12151619 图1-1 CPU8086的地址锁存、译码电路

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1.3.2 A/D转换电路

本门课程具体学习了ADC0809芯片的功能及接线并用之做过A/D转换技术的实验，但是基于Proteus软件元件库中不具有其的仿真模式，故使用与其相差无几的ADC0808仿真。

ADC0808的引脚功能：  IN0~IN7：8路模拟量输入端。

 OUT1~OUT8：8位数字量输出端。

 AL：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。

 START：A/D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0808复位，下降沿启动A/D转换）。

 EOC：A/D转换结束信号，当A/D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。

 OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A／D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。

 CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。

 VREF（+）和VREF（-）：参考电压输入端。 Vcc：主电源输入端5V。 GND：接地。

 ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。

液位传感器输出4-20mA的电流，通过一个250Ω的电阻将之转化为1-5V的电压，并输入INT0端口，此模拟信号由ADC0808转换为数字信号并送入8086做相关处理。连线如图1-2所示。（输出端OUT8为最低位，与8086连接时需注意。）

传感器输出4-20mAU1026272812345A0A1A2252423221216IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7ADD AADD BADD CALEVREF(+)VREF(-)ADC0808CLOCKSTARTEOCOUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7OUT***51417AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0U10(CLOCK)U6:A12WR3R7250R110k74HC02U6:B456RDY074HC02OE9 图1-2 ADC0808的引脚接线电路

1.3.3报警和电磁阀驱动电路

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本门课程具体学习了74LS374构成的开关量输出通道，故使用其仿真。74LS374的引脚功能：  D0~D7：数据输入端。

 OE：三态允许控制端（低电平有效）。

 CP：时钟输入端，其接收到脉冲上升沿时，Q随D而变。 Q0~Q7：输出端。

采用常开式电磁阀控制工质入和工质出，水位超限的时候，两个继电器的常开触点闭合即线圈通电使电磁阀关闭，达到切断阀门的目的。水位超下限，点亮黄灯报警；水位超上限，则点亮红灯报警。连线如图1-3所示。

D3DIODERL25VD4DIODERL15V输入电磁阀线圈输出电磁阀线圈OUT0R31kQ1NPNOUT1R41kQ2NPNB112VB212VU5WRM/IOORAD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD73478***U7D0D1D2D3D4D5D6D7OECLK74LS37474LS02Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7256912151619OUT0OUT1OUT2OUT3OUT2OUT3高位报警低位报警D1LED-REDD2LED-YELLOWU8:A21Y13R5100R6100 图1-3 ADC0808的引脚接线电路

1.4软件控制逻辑流程框图

设以储液罐的底部为基准，则底部和顶部的高度对应着差压变送器输出的4-20mA电流信号，即1-5V电压信号。根据液位高度与输出电流成线性关系，可求出Hmax、Hmin对应的Umax、Umin。又根据公式N=256*U/Uref（Uref=+5V，U=模拟量，N=十进制数字量），可求出Umax、Umin对应的Dmax、Dmin。具体的流程图如图1-4所示。

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开始读取ADC0808转换的数字量DD<=DminYESNO关闭继电器熄灭黄灯读取ADC0808转换的数字量DD>=DmaxYESNONOD<=DminYES启动继电器点亮黄灯启动继电器点亮红灯图1-4 软件流程图

读取ADC0808转换的数字量DYESD>=DmaxNO关闭继电器熄灭红灯

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2综合设计题2——热电偶测量信号的冷端温度补偿

2.1题目要求

生产现场有一温度信号T，采用热电偶测量，并将该测量信号由电缆送至模拟量输入通道（AI），如下图所示。解答以下问题：

1）该热电偶测量信号的冷端温度补偿方式可采用哪几种方法？原理是什么？

2）设计该热电偶测量信号对应的几种现场可实现的冷端温度补偿应用方案，并画出设计简图。

现场测温点T冷端热电偶信号电缆AI 通道

2.2热电偶测温需进行冷端温度补偿的原因

由热电偶的测温原理可知，产生的热电势E（t，t0）不仅随热端t变化，同时也要受到t0的影响。一般情况下，热电偶的冷端温度并不固定，而是随室温变化，这样就使E也随室温变化。因此，要求对热电偶的冷端温度进行补偿，以减小冷端温度变化所引起的信号测量误差[3]。

2.3热电偶测量信号的冷端温度补偿方式

2.3.1计算法

根据中间温度定律，有：E（t，0）= E（t，t0）+ E（t0，0）。可用室温计测出环境温度t0，从分度表中查取E（t0，0）的值，然后加上热电势E（t，t0）的值，得到E（t，0）的值，反查分度表即可得到准确的被测温度t的值。

此方法人工进行冷端补偿，在测温现场使用很不方便，因此只适用于实验室。可利用热电偶信号采集卡，并依靠软件编程实现计算机对冷端的自动补偿。把热电势信号通过补偿导线与采集卡的输入端子连接，端子附近安装有热敏电阻，计算机采集各路热电势信号E（t，t0）和热敏电阻信号，根据热敏电阻信号可得到E（t0，0），则能够求出E（t，0）的值。

2.3.2冰点槽法

将热电偶的冷端置于冰水混合物中，使其温度保持为恒定的0℃（在实验室条件下，通常把冷端放在盛有绝缘油的试管中，然后再将其放入装满冰水混合物的保温容器中）。这时候热电势为E（t，0），可直接从分度表中查取温度t值。

这是精度很高的参比端温度处理方法，仅限于在实验室中的精确测量和检定热电偶时使用。

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2.3.3补偿导线法

为了使冷端温度保持恒定，可将热电极做的很长，使冷端连同测量仪表一起放置到恒温或温度波动比较小的地方。但这种方法使安装使用不方便，而且可能耗费许多贵重的金属材料。因此，一般使用被称为补偿导线的连接线将冷端延伸出来，这种导线在一定温度范围内（0～150℃）具有和所连接的热电偶相同的热电性能。若是用廉价金属制成的热电偶，则可用其本身的材料作为补偿导线。

2.3.4冷端温度补偿器

不平衡电桥（即冷端温度补偿器）由电阻R1、R2、R3和RCu组成，其中R1=R2=R3=1Ω，RCu是由温度系数较大的铜线绕制而成的补偿电阻。此桥串联在热电偶测量回路中，冷端与RCu感受相同的温度，在20℃下RCu=1Ω即电桥平衡。当冷端温度变化时，RCu随之改变，破坏了电桥平衡，产生的不平衡电压△U与热电势相叠加，一起送入测量仪表。如限流电阻RS的数值选择合适，可使△U在一定温度范围内基本上能补偿冷端温度变化而引起的热电势变化值。

2.3.5仪表机械零点调整法

预先测量出冷端温度，可直接将仪表机械零点从0处调到t0处，这相当于预先给仪表输入电势E（t0，0），使得接入热电偶后，仪表的输入电势为E（t，0）= E（t，t0）+ E（t0，0），此时仪表指示值即为热端温度t。

这种方法一般用于对精确度要求不高的场合，并且适用条件为冷端温度比较恒定和仪表机械零点调整方便。

2.4现场可实现的冷端温度补偿应用方案

2.4.1补偿电桥法

连接如图2-1所示。

现场测温点T冷端热电偶放大AI 通道ER图2-1 补偿电桥电路图

原理： 2.2.4中有详细说明，在此不再赘述。

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2.4.2晶体管PN结补偿法

连接如图2-2所示。

现场测温点T热电偶放大冷端温度补偿电路AI 通道PN结

图2-2 晶体管PN结电路图

原理：当恒定电流正向流过PN结时，其管压降与温度成线性关系，正向电压随温度上升而下降，此管压降可在一定范围内补偿热点势的变化值[4]。

2.4.3集成电路补偿法

连接如图2-3所示。

热电偶T冷端图2-3 集成电路图

集成测温芯片

原理：随着集成IC的飞速发展，出现了专门针对热电偶的串行模数转换器，它能独立完成信号放大、冷端补偿、线性化、A/D转换及SPI串口数字化输出功能，如MAX6675等。

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3综合设计题3——模拟量信号输入采样电路设计

3.1题目要求

现场64点模拟量信号输入采样电路如下图所示，整个电路由四个AD7506（A、B、C、D）芯片构成，每个AD7506芯片可接入16点现场模拟量信号。解答下列问题：

1）根据图中译码电路，给出A、B、C、D四个AD7506采样电路对应的模入信号地址范围； 2）分析该采样译码电路存在哪些问题，要解决这些问题应当补充哪些信号，为什么？ 3）该采样电路若要实现对每路模入信号采样地址唯

一、不出现与其他I/O接口或存储器地址重叠问题，应如何改进设计？请在图中补充画出具体译码电路接线。（I/O接口译码的地址线为8位：A7-A0）。

3.2采样电路对应的模入信号地址范围

由图可知，通过地址信号A5-A0的译码选通实现对四片AD7506芯片的开关控制，其中地址信号A4、A5用来实现片选控制，假设A7、A6均为0，则得到以下结果：

A : 00000000B-00001111B(A5、A4均为0时，芯片A被选通。)B : 00010000B-00011111B(A5为0而A4为1时，芯片B被选通。)C : 00100000B-00101111B(A5为1而A4为0时，芯片C被选通。)

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D : 00110000B-00111111B(A5、A4均为1时，芯片D被选通。)3.3采样译码电路

3.3.1存在的问题

该电路只考虑了对地址信号的译码选通，没有考虑CPU的其余控制信号，例如R/W、I/O等信号，实际译码电路设计中CPU的这些控制信号也应涵盖到。

还有，此电路仅仅考虑按照所给I/O地址进行的译码电路设计，其中电路在译码选通过程中是否会与系统中其他I/O地址或存储器地址发生冲突尚未考虑。地址线为8位即A7-A0，但输入采样电路中只使用了6位地址线即A5-A0，则会出现地址重叠的现象。

3.3.2解决问题的方法及理由

考虑CPU的其余控制信号，加入WR和M/IO。要解决地址重叠问题，应当补充A7和A6信号，因为用全译码法做片外译码可避免地址重叠[5]。

——

——3.4改进设计

S15S14A1514VCCVDDVSSOUTA3A2A1A0S15S141514BVCCVDDVSSOUTA3A2A1A0S00S00ENEN—Y0—Y1—Y2—Y3—Y4译—Y5码器—Y6—Y7G1—G2A—G2B CBAVCCWRM/IOA7A6A5A4A3A2A1A03 – 8 AD7506CAD7506S15S14S0.........1514.........VCCVDDVSSOUTA3A2A1A0S15S14D1514VCCVDDVSSOUTA3A2A1A0AD7506ENAD7506.........0S0.........0EN

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总结

通过本次完成综合设计的作业，我对所学课程内容的理解和掌握有所加深，尤其是对于过程通道的使用和设计。

由于题目需要结合实际的工程情况，而现有阶段我还没有条件获得现场经验，所以在完成过程中遇到了许多困难。但是通过查阅文献、相关资料以及组织素材，我不仅仅获得了解题的思路，更是了解了当下较为实用新兴的技术，不再只局限于课本上的有限知识。

总而言之，从一开始的毫无头绪、步步为难，到圆满结束的欢欣雀跃，我收获良多也感慨良多。我渐渐能够运用所学课程的基本理论和设计方法，根据工程问题和实际应用任务的要求，进行方案的基础设计和简单评估。

除此之外，人生第一次正式地撰写论文，有着种种陌生感，中间也碰过不少壁，最终还是找到相应的规范，成功地完成了本篇论文。

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参考文献

[1] 令朝霞．计算机液位控制系统的设计[J]．机械工程与自动化，2011,04:140-141． [2] 马平，姚万业，王炳谦编著．微机原理及应用[M]．北京：中国电力出版社，2002． [3] 常太华，苏杰编著．过程参数检测及仪表[M]．北京：中国电力出版社，2009． [4] 包晔峰，单明东，杨可，蒋永锋．基于PN结的热电偶补偿电路设计[J]．电子测量技术，2010,11:10-13.[5] 李大中，周黎辉，焦嵩鸣编著．计算机控制技术与系统[M]．北京：中国电力出版社，2009．

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致谢

刚拿到综合设计题的时候，真的不知道该从何下手。在李老师耐心的讲解下，打开了思路也找到了正确的方向，在与同学大量的讨论下，解决了在细节处遇到的困难，才完成了自己的综合设计论文。

另外，感谢老师给予我这样一次机会，使我在结课前的的最后一段时间里，在压力的驱使下，尽可能多地学习一些实践应用知识，提高独立思考的能力。

保护性耕作农田杂草综合控制技术 篇3

一、农业措施

1. 轮作 轮作是保护性耕作农田杂草控制的基础，通过科学的轮作倒茬，可使原来生长良好的优势杂草种群处于不利的环境条件，从而逐渐减少或灭绝。在谷类作物中，控制阔叶杂草及在阔叶作物中控制禾本科杂草通常是容易、经济而有效的。不同作物生育习性、种植方式与杂草竞争能力差别较大，如将春小麦早播、密植，生育期可迅速封垄、郁闭，对1年生晚春杂草如稗草、马唐、鸭跖草等有较强的抑制作用，对多年生杂草也有一定的控制作用。因此，将密播作物小麦、亚麻、油菜与玉米、大豆、高粱等作物轮作，可充分发挥每种作物控制和防除杂草的作用。特别是对寄生性杂草，轮作是一项非常经济有效的防除措施。

2. 精选良种 精选良种，是减少保护性耕作农田杂草传播及为害的一项重要措施。可利用杂草种子的大小、轻重、有芒无芒、光滑程度、漂浮能力等不同特性，采用机械、风力、筛选、水选及人工拾捡等措施，把农作物种子中的杂草种子去除，减少杂草的传播为害，提高农作物产量。例如，可通过过筛和风选，去掉小麦种子中的大量野燕麦种子和其他草籽。

3. 高密度栽培 利用农作物高度和密度的荫蔽作用，控制和消灭杂草，即达到“以苗欺草”、“以高控草”、“以密灭草”的效果。由于多数杂草的高度都比玉米、高粱等高秆农作物低，高秆作物在与杂草竞争的过程中，占据了空间和光合作用上的绝对优势，生长茂盛；而生长在高秆作物下部的杂草，由于其植株矮小，空间占有少，见光少，光合作用受到抑制，因此得到的养分也很少，最终生长脆弱或者死亡。

4. 迟播诱发迟播诱发，是利用农作物的生物学特性和杂草的生长特点，有计划地推迟农作物的播种期，使杂草先出土，防除杂草后再进行播种的方法。此法除草直观、效果好。如防除野燕麦时，推迟作物播种时间，诱发野燕麦大量出土，然后用浅松机或浅旋机除草，当年防除效果达85%左右，连续4年采用这一方法，野燕麦基本不再构成为害。

5. 管理水源 稗草、狗尾草、泽泻、慈姑等种子小而轻，并带有油质，容易漂浮在水面顺水漂流传播蔓延。有的农民在田间拔草时，习惯将杂草抛在渠道里或渠边，草籽落入渠中，一旦放水灌溉，大量草籽将流入田间而造成为害。因此，利用和管好水源，也可消灭多种杂草，防止杂草传播蔓延。

此外，田边、沟边、路边、渠边的杂草种类多、发生量大，是下年农田杂草发生的大量种源，所以要重视和加强对“四边”杂草的防除工作。

二、化学控制

对保护性耕作农田，化学除草应从以作物生长季除草为主转向非生长季（播前、播后苗前、收获后）为主，或者将两者有机结合起来。非生长季除草技术操作简便易行，容易掌握，成本低、药效高，对产品和环境影响小。尤其是对恶性杂草，在栽培作物非生长季用灭生性除草剂（如草甘膦等）进行田间处理，效果非常显著。

1. 除草剂的使用方法 有茎叶处理和土壤处理两种。

①茎叶处理。就是在杂草出苗后，通过茎叶喷雾处理杀灭杂草的方法。此法使用的除草剂一般选择性强，例如氟吡甲禾灵、喹禾灵等，可防除阔叶农作物田中的单子叶杂草；二甲四氯、2,4-D丁酯等，可防除禾本科农作物田中的双子叶杂草；氟磺胺草醚（虎威）等可防除大豆田中的多种杂草等。茎叶处理也有使用灭生性广谱除草剂的，如百草枯、草甘膦等。

②土壤处理。土壤处理又可分为播前土壤处理和播后土壤处理，混土处理和不混土处理。用于这类方法的除草剂，可通过杂草的根、芽鞘或胚轴等部位吸收进入杂草体内，在生长点和其他功能组织上起作用而杀死杂草。如氟乐灵、野麦畏等是播前土壤处理剂，莠去津、甲草胺、绿麦隆等是播后苗前土壤处理剂。土壤处理方法包括喷雾、泼浇、喷粉及毒土等。

2. 使用时间 大体分为5个时期：即播前土壤处理，播后苗前土壤处理，苗期茎叶处理，收获前茎叶处理及收获后茎叶处理。

3. 使用要求及注意事项使用化学除草剂的技术要点是：一平、二匀、三准、四看、五不。

一平。地要平，施药的田块要保证地面平整，无大土块，没有坑坑洼洼。如果地面不平，浇水和降雨很容易使田块高处的药剂向低洼处移动，导致地面高的地方药少造成草荒，地面低洼之处药量增多，使农作物受到药害。因此，田块地面平整，可提高播种质量，减少药害，保证全苗，达到前期用药杀草，后期以农作物的高密度控草的效果。

二匀。药在载体上要混合均匀(药水、药土、药肥)，喷雾或撒毒土时也要均匀。均匀用药可保证除草效果，减少药害发生。

三准。施药时间要准，施药量要准，施药地块面积要准，否则就达不到应有的除草效果，而且还会给农作物造成药害。

四看。分别是看苗情、看草情、看天气、看土质，在此基础上灵活掌握施药期、施药量和施药方法。

五不。苗弱苗倒不施药；水田水不足3厘米深或水深淹住心叶不施药；毒土太干或田土太干时不施药；叶上有露水、雨水时不施用某些除草剂；漏水田不施药。如在上述5种情况下施药，则易发生药害，药效不佳。

生产中田间通常多种杂草混合发生，此时一般选用除草剂混剂除草。除草剂混剂多选择厂家直接加工复配成的制剂，常见的有40%乙莠水悬浮乳剂、45%氟磺胺草醚乳油等。需要自配混剂时，要严格遵循除草剂混用原则，并结合农田实际情况，在专家和技术人员的指导下进行。

混凝土裂缝控制综合施工技术 篇4

关键词：混凝土,裂缝,控制,技术

一、混凝土裂缝控制措施

1、材料控制

水泥。在混凝土尤其是大体积混凝土施工中水泥水化热导致混凝土温升很高, 后期降温幅度较大, 此时则宜导致温度裂缝的产生, 因而在施工时应选用水化热较低的水泥并降低单位水泥用量, 一般应尽量采用低热矿渣水泥;

混合材料。掺加混合材料主要是为了降低混凝土的绝热温升、提高混凝土的抗裂能力, 目前多采用掺加粉煤灰来代替部分水泥, 其球型颗粒可对水泥起到润滑作用从而改善拌合物的工作性能和可泵性, 并可降低混凝土水化热;

外加剂。减水剂具有减水和增塑的作用并可在保持混凝土坍落度及强度不变的情况下可改善拌合物的工作性能, 并可减少水泥用量而降低水化热;引气剂则是在混凝土内产生大量微小气泡来提高混凝土的抗冻融耐久性;膨胀剂则是为了将混凝土膨胀在内外约束条件下产生的内压应力与冷缩或干缩产生的拉应力相互抵消, 从而在混凝土内部建立新的应力平衡来防止裂缝的产生;

骨料。若混凝土为钢筋混凝土则在骨料选择时应在钢筋间距允许的条件下尽量选用粒径大的骨料, 随着骨料粒径的增大可减少用水量, 因此后期混凝土的收缩和沁水也会减少, 并且可降低水泥用量因此可减少水泥水化热量, 但骨料粒径增大则将会导致混凝土离析现象因此必须调整好骨料级配;同时应严格控制粗骨料的针片状含量以免堵泵现象, 并应严格控制粗细骨料的含泥量, 避免由于泥量过大而增加了混凝土收缩并降低了其抗拉强度。

2、温度裂缝控制

骨料降温。一般采取的骨料降温措施为搭盖凉棚及洒水等实现避免太阳光直射以减小骨料吸热;也可采取在浇筑前采购冰块并将其破碎为小粒径冰块加入混凝土生料内, 其加量应以拌合物出口温度决定, 但在加入冰块后则应相应延长混凝土的拌合时间;

夜间浇筑。白天施工由于气温较高因而采取多种措施也难保证混凝土的入仓温度, 而在夜间浇筑则气温相对较低, 也较容易通过温控措施控制混凝土的入仓温度, 因此混凝土浇筑工作应在夜间进行。

3、寒冷季节施工措施

应对骨料料仓搭设采暖棚并采用蒸汽排管法对骨料进行加热, 在混凝土拌合前应用热水冲洗拌合设备, 拌合时可采用加热水拌合, 并应将热水温度控制在60℃以下, 并应先将其与骨料混合后再加入水泥, 以免发生水泥假凝现象, 对拌合物的运输工具应采取麻袋或彩条布包裹并应尽量缩短运输时间、等待卸料时间以及运转次数;可采用泡沫、草袋及棉被等作为保温材料对浇筑后的混凝土和模板进行保温, 养护期内的混凝土应严防寒潮、气温骤降以及剧烈干燥等现象, 应在混凝土表面加铺塑料膜后再采取保温措施;对标高低于地面的混凝土在浇筑后应及时进行土方回填等避免其长期暴露于外界环境中。

4、加强钢筋网的保护

对楼层混凝土施工时应合理安排各工种交叉作业时间, 在底层钢筋完成后应施工管线预埋、模板封镶收头等工作, 待其完成后再进行上层钢筋的施工以减少钢筋绑扎后作业人员数量, 在楼面双层筋间距内必须设置纵横向间距不大于700mm的钢筋小马凳, 操作人员应在小马凳上行走而不可随意踩踏中间架空部位钢筋;混凝土浇筑过程中应对裂缝易发部位和负弯矩刚劲受力最大区域铺设临时性活动跳板以免在钢筋上的踩踏次数。

5、预埋管线控制

施工中对于较粗管线和多跟管线密集部位应按照要求增设垂直于管线的短钢筋加强网, 且管线敷设时应尽量避免立体交叉穿越现象, 交叉布线部位应一律采用线盒, 同时应在多跟管线的集散部位宜采用放射形分布避免紧密平行排列, 以此来保证管线底部的混凝土能够顺利浇筑及能够密实振捣, 若管线数量众多且集散口混凝土截面大量减弱时则应该按照预留孔洞构造要求在四周增设井字形抗裂构造钢筋。

6、材料吊卸区域的施工控制

施工材料不应过多的集中堆放以避免楼面荷载过重及产生振动, 并尽量将大开间部位作为材料堆放部位, 在模板支撑架搭设前应采用加密立杆及格栅等形式来增加模板刚度, 并减少变形及加强对该区域的抗冲击振动荷载, 并在该区域部位表面铺设旧木板对混凝土加以保护和扩散应力等措施来防止裂缝的发生。

7、加强混凝土养护

混凝土的保湿养护对增长强度及其他性能也非常重要, 尤其是浇筑后早期混凝土的养护可避免表面脱水并可大量减少混凝土初期裂缝的发生, 并尽可能的减少混凝土的早期收缩, 对混凝土的养护主要有表面覆盖薄膜、麻袋及草包等措施以防止由于混凝土内外温差过大引起的温度裂缝。

二、结语

混凝土裂缝产生的原因多种多样, 因此应结合实际情况对混凝土施工材料及工艺进行质量控制, 并对施工后的混凝土采取必要的合理有效的养护, 才能不断提高混凝土浇筑质量, 最终满足建筑结构安全稳定的性能要求。

参考文献

[1]王铁梦:《工程结构裂缝控制》, 中国建筑工业出版社, 1997年。

综合控制技术 篇5

中性稳定技术在综合火力/飞行控制系统中的应用

火力/飞行综合控制(Integrated fire/flight control,IFFC)系统要求对飞机飞行姿态的控制应具有精确性和快速性,但提高姿态跟踪精度受到自然飞机惯性动力学的限制.本文提出飞机中性稳定技术应用于综合火力/飞行控制系统,给出了中性稳定飞机结构图和动力学模型.利用后缘襟副翼偏转所产生的直接力效果,在一定的控制律制约下,去抵消迎角扰动所产生的气动效果,使飞机不再出现静稳定力矩,达到中性稳定.采用中性稳定技术的`综合火力/飞行控制系统有效地加速了飞机在攻击区的姿态跟踪过程,并实现了姿态控制过程中航迹基本不变的机身瞄准模态控制要求,提高了火控精度和命中概率.仿真结果表明,中性稳定综合火力/飞行控制系统具有良好的控制效果和应用前景.

作 者：龚华军 金贤坤 杨一栋 作者单位：南京航空航天大学自动化学院,南京,210016刊 名：南京航空航天大学学报 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF NANJING UNIVERSITY OF AERONAUTICS & ASTRONAUTICS年，卷(期)：35(4)分类号：V249.1关键词：飞行控制 综合火力/飞行控制 主动控制 中性稳定

变电站电压无功综合控制研究 篇6

关键词：无功电压；变电站；综合控制；方式；调节判据

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）12-0075-02

配电网的无功优化对配电网运行安全性、可靠性和经济性等方面有重要影响。目前，各国配电网电压无功控制方式逐步向分层集中综合优化控制模式方向发展。我国虽然有一部分变电站特别是近些年新建的变电站，通过自动控制来实现电压调节和无功平衡，但是其控制效果并不理想，而且大部分变电站仍采用人工调节控制的方式，很难做到对情况进行准确判断并及时调节，不能充分发挥设备的补偿作用和有效保证电压合格率。为此，提出变电站电压无功综合控制方式。

1 变电站电压无功控制方式

目前，变电站电压无功控制方式主要有3种：集中控制方式、分散控制方式和关联分散控制方式。

1.1 集中控制方式

集中控制是指在调度中心根据采集的各项数据，通过遥控装置对各个变电站的调压设备、无功补偿设备统一进行控制。从理论上讲，集中控制方式应该是保持配电网电压合格、无功平衡的最佳方案。但它对调度中心的要求相对较高，在软件方面要求配备实时控制软件，在硬件方面要求配电中心达到“三遥”的水平，最好在各个配电中心针对这一环节配备单独的智能模块。目前，各地变电站的基础设施条件和智能化水平参差不齐：有的地方相对发达一些，设备比较先进，智能化水平较高；有的地方相对落后一些，设备比较陈旧，基本没有自动化装置；有的地方变电站各方面建设虽然比较先进，但是缺少相关操作人才，也难以实现集中控制。因此，当前要想实现整个电力系统全部采用集中控制方式还是比较困难的，只能在相对发达的地区先建设一部分，逐步在其他地区循序渐进地推开。

1.2 分散控制方式

分散控制方式是指在每个变电站专门建设一台电压无功自动控制平台，该装置根据采集的数据，自动调节分接头位置或投切并联电容器组，从而实现对电压调节装置和无功补偿设备的控制，当主变压器负荷发生变化时，保证该变电站供电半径内配电网电压质量合格、无功功率合格。分散控制的优点是控制简易、投入较小，符合当前我国大部分地区的基本情况；缺点是难以实现整个地区大面积的统一操控。随着计算机、通信技术在电力行业的应用越来越广泛，实现对整个地区进行集中控制是大势所趋，分散控制装置由于其自身的条件所限，逐步会被淘汰，但在局部地区其使用还具有一定的优越性。

1.3 关联分散控制方式

集中控制方式理论上能够及时掌握整个地区变电站的相关情况并进行最好的集中控制，但是此控制方式对变电站的软硬条件的要求比较高，需要投入更多资金，并且由于多个变电站在一个调度中心进行集中操作管理，控制系统比较复杂，操作难度较大，一旦发生问题，影响很大。目前，国内大部分地区应用比较广泛的是分散控制方式，但此控制方式不能实现整个地区的集中管理。关联分散控制方式是指在正常运行情况下，由安装在各变电站的控制装置根据编好的控制程序进行调控。在保障整个系统安全可靠运行的前提下，分别计算出正常运行、紧急情况、系统运行方式发生大变动时的调控范围，由调度中心根据采集的数据情况直接进行操作或修改变电站母线电压和无功功率值，以满足辖区内电力系统安全、可靠运行的要求。关联分散控制的最大优点是无论在正常情况下还是在紧急状态下，都能有效保障辖区内的供电可靠性和经济性。关联分散控制装置要求必须满足对受控厂站分析、判断和控制的强大通信功能，以及时将采集到的信息报告给调度中心，并执行好调度中心下达的各项调控命令。

2 变电站电压无功综合控制方式调节判据

变电站电压无功综合控制调节判据分为以下5个方面：1） 按功率因数控制；2） 按电压控制；3） 按电压综合控制有载分接开关和电容器组；4） 按电压和功率因数复合控制；5） 按电压、时间序列复合控制。

2.1 按功率因数控制

根据功率因数的大小，来确定投切并联电容容量。如果功率因数低于确定值则通过自动控制装置投入电容，如果高于确定值则通过自动控制装置切除电容。此办法没有把电容对母线电压的影响考虑进来，并且当变压器负荷较小时，可能存在自动控制装置动作频繁的问题。

2.2 按电压控制

有的枢纽变电站由于对电压质量要求比较严格，采用以电压的变化情况作为判据进行控制调节并联电容自动投切装置，完全不考虑无功问题，这种方式在原理上和补偿效果上都比较差。

2.3 按电压综合控制有载分接开关和电容器组

当母线电压为U≤UT下限时，降低有载分接开关升压；当U≤UC下限时，投入电容器组；当U≥UT上限时，升有载分接开关降压；当U≥UC上限时，切除电容器组。此方式的主要作用在于较好地实现了对电容器组的调节，但没有考虑无功优化的效果，且投切电容器组的过程也不太合理。

2.4 按电压和功率因数复合控制

按电压和功率因数复合控制有两种方式：一是以电压为主，功率因数为辅，只要电压达标，不考虑功率因数，若电压不达标，则根据相关数据自动投切电容器组；二是将电压和功率因数并行使用，电压和功率因数都满足条件才会投切电容器组。第一种判别方式无功补偿效果较差；第二种判别方式存在对频繁误投切并联补偿电容现象。

2.5 按电压、时间序列复合控制

根据变电站的日负荷曲线，将每天分为多个时段，根据不同负荷时段对电压和无功的要求，来调节变压器分接头或投切并联电容器组。此方法适应性较差，只适于负荷较稳定的变电站，且负荷时段的划分必须随季节和负荷的变化进行调整。

3 结语

当前配电网的结构越来越复杂，电压等级也越来越高，在运行过程中产生的无功电压危害也越来越大，如果还单纯依靠发电机自身调节无功电压，已经满足不了要求。因此，必须大力增强电网调控能力，通过合理的无功补偿方式来提高电能质量。

参考文献

[1] 严浩军.变电站电压无功综合自动控制问题探讨[J].电网技术，2000（7）：41-43.

[2] 张玉珠，徐文忠，付红艳.结合灵敏度分析的变电站电压无功控制策略[J].电力系统保护与控制，2009（2）：37-42.

[3] 庄侃沁，李兴源.变电站电压无功控制策略和实现方式[J].电力系统自动化，2001（15）：47-50.

[4] 仝庆贻，颜钢锋.变电站电压无功综合控制的研究[J].继电器，2001（10）：22-25.

综合控制技术 篇7

因煤层自身倾角变化和受断层影响, 岩石上山在掘进过程中常需穿煤层, 煤体较岩石松软、煤岩交界面易离层、断层区域煤岩体破碎等因素导致穿煤层时巷道围岩破坏严重, 掘进施工安全系数降低, 超挖严重时无法进行永久支护。因此, 研究岩石上山穿煤层段的围岩控制技术具有重要的现实意义。

1 工程概况

孔庄煤矿Ⅲ4上采区轨道上山起坡点位于8#煤底板, 按8°上山施工540 m后变坡为20°, 继续施工200 m。采用炮掘施工工艺, 正规循环进尺1.6 m。7#煤厚5.5 m, 8#煤厚3.8 m, 煤层顶底板均为砂质泥岩, 煤层倾角12°~21°。巷道掘进断面13.95 m2, 毛宽4.16 m, 毛高3.8 m。整条巷道穿煤点共5个, 如图1所示。

该巷道支护方式:锚杆、网、索、梯子梁+喷浆联合支护, 锚杆规格为φ22×2 000 mm等强锚杆, 间排距为900 mm×800 mm;锚索规格为φ17.8×6 150 mm, 间排距1 600 mm×2 400 mm, 每排3根布置在两排锚杆之间;梯子梁由φ10 mm的圆钢加工而成, 长度3.6 m。巷道永久支护如图2所示。

2 上山穿煤层施工围岩综合控制技术

2.1 密集钢管超前支护

2.1.1 作用原理

巷道的正常施工步骤是爆破、初喷、锚网索支护、复喷。在这一过程中, 爆破时巷道前方顶板处于无支护状态, 岩体靠自身强度抵抗爆破时产生的冲击破坏, 爆破后到锚网支护前围岩仍处于无支护状态, 极易发生冒顶。超前支护使巷道前方顶板在爆破前已受到支护, 爆破时密集钢管对顶板起到防护作用, 削弱了爆破对顶板产生的冲击。在锚网支护前巷道顶板受密集钢管支托, 避免了塌落。在密集钢管的防护和支托作用下, 能避免巷道超挖, 提高成型质量, 为永久支护创造有利条件。

2.1.2 技术参数

超前支护钢管采用DN27×3.5 mm的无缝冷轧钢管制作。超前支护循环进度过小, 则需频繁进行超前支护、占用工时较多;若超前支护循环进度过大, 则一次钻眼长度太大, 容易卡钻, 增加钻孔难度, 且容易塌孔不利于钢管的安装。综合考虑钻孔效率和锚杆支护排距, 确定超前支护循环进度为2.4 m, 即每掘进3排进行一次超前支护。循环间钢管搭接长度0.4 m, 则最终确定的超前支护钢管长度为2.8 m。

在巷道拱部环向120°布置15根超前支护钢管, 廓线上间隔0.3 m, 于巷道成2°~3°体制仰角。超前支护钢管布置情况如图3所示。

2.1.3 施工方法

施工炮眼前, 采用7655型凿岩机, 直径32 mm, 长度3 000 mm的钻杆钻孔, 钻孔完成后, 及时用凿岩机将超前支护钢管顶入孔内, 爆破后在超前支护钢管掩护下进行初喷[1], 待初喷层达到强度要求后进行锚网支护, 最后进行复喷。

2.2 短掘短支

缩小循环进尺至0.8 m, 采取小循环掘进, 一方面一次起爆炸药量少、减小了爆破时产生的震动对围岩的破坏[2], 另一方面爆破后空顶面积小, 可大大降低顶板冒落的可能性。

2.3 优化爆破参数

2.3.1 施工空炮眼

采用光面爆破技术[3], 对巷道围岩稳定性较差的部位, 在巷道轮廓线位置施工1排空眼, 对围岩进行“切割”, 空眼间距控制在150~300 mm。眼口布置在轮廓线以内, 距轮廓线150 mm, 眼底打在轮廓线位置, 爆破后局部欠挖处进行人工刷扩。

2.3.2 分次起爆

周边眼必须在掏槽眼和辅助眼爆破后再进行二次装药爆破。周边眼眼底应确保落在同一横截面上, 领钎人员根据工作面凹凸状况确定各部位炮眼深度, 标定钻杆预留量。

2.4 提高锚网索支护系统稳定性

根据顶板稳定岩层的位置选择使用相应长度的锚索, 使锚固端位于稳定岩层中, 充分发挥锚索的强力悬吊作用[4]。随着巷道的掘进, 锚索锚固端所处的层位不断变化, 当锚固段位于煤层中时, 锚固力较在岩层降低, 影响整个支护系统的稳定性。施工中选择使用8 200 mm和6 150 mm两种长度的锚索, 可避免锚索锚固端大面积处在煤层中, 提高支护系统稳定性。例如, 当巷道顶板距7#煤1~2 m时, 由于7#煤厚5.5 m, 常规长6 150 mm锚索锚固段将位于煤层中, 锚固力减小, 锚杆锚固段全部或一部分也位于煤层中, 整个支护结构稳定性降低。在这一过渡段改用长8 200 mm锚索, 可避免锚索和锚杆锚固段同时处于煤层之中。待巷道顶板岩层厚度大于2 m时, 锚杆全部锚固在岩层中后再使用长6 150 mm的锚索。

3 应用效果

采用该综合控制技术前, 顶板冒落很难控制, 冒落产生的空间需增打锚杆并充填大量喷浆料, 增加了施工成本, 降低了施工进度, 且巷道施工后不久便出现喷浆体开裂现象, 巷道修复周期短。采取该综合控制技术后, 对顶煤的控制大大加强, 巷道未出现超高、冒落现象, 大大提高了施工进度并保证了安全。巷道成型光滑、平整, 喷浆体开裂现象明显减少, 修复工程量大幅减少。该技术工艺简单、便于操作、成本较低、适用性强, 在岩巷穿煤层施工中有很强的推广性。

参考文献

[1]权景伟.徐州矿区光爆锚喷支护新工艺[J].煤矿支护, 2005 (3) :5-8.

[2]刘炜, 宋卫东, 赵炳祁, 等.爆破震动对巷道稳定性影响研究[J].金属矿山, 2010 (1) :28-31.

[3]田本东.工作面炮眼布置与岩巷掘进光面爆破技术[J].煤炭技术, 2009, 28 (5) :76-77.

水污染控制技术综合实验的设计革新 篇8

在水污染控制技术中安排综合实验课程, 可加深学生对课程基本概念、基本原理的理解程度。通过独立进行实验, 学生不仅熟知污水分析与处理的基本方法和工艺, 而且通过分析实验数据, 还可验证已有的概念和理论。为有效地提高水污染控制技术综合实验的教学效果, 培养学生观察问题、分析问题和解决问题以及理论联系实际的能力, 充分发挥学生的积极性和主动性, 笔者结合在水污染控制技术实验教学中的经验和体会, 探索如何最大限度地发挥实验教学的作用, 以期完善和发展水污染控制技术综合实验教学体系[2,3,4]。

1 水污染控制技术课程的特点

水污染控制技术是环境工程专业的一门主修课程, 体现了专业知识和能力水平。该课程系统地阐述了各种废水的来源、组成和物理、化学、生物处理的原理和方法技术, 介绍了城市各种类型的废水深度处理和回用技术、污水处理设备的设计原理、设计方法、设计内容和各种废水处理工艺的特点, 涵盖了当前废水处理的各种工艺与方法, 具有知识面广、应用性强等特点, 以及很强的理论研究和实践应用意义。实验在课程教学中占40%, 锻炼了学生动手操作的能力, 使学生在掌握理论的同时, 能与实际操作有机地结合起来, 最终把学生培养成为知识新、动手能力强、应用能力强的综合性人才[1]。

2 水污染控制技术综合实验的革新

2.1 优化实验方法

水污染控制技术发展十分迅速, 出现了大量的新工艺方法和技术。因此, 在实验教学过程中, 需要不断地更新实验内容和调整实验方法, 使其最大限度地与实际工作相吻合, 达到所教和所用相吻合的目的。

在实验过程中, 实验设计涉及多个单项内容, 在教学中使学生掌握每个项目的目的、意义和方法, 但是此种方法连贯性不佳, 往往达不到系统教学的目的。因此, 在授课过程中应调整实验的教学安排, 从小课时的单项实验改为大课时的综合实验, 使实验具有较强的实用性, 使学生在掌握各项操作技能的同时, 又可模拟实际工作岗位中的工作流程, 使学生掌握的知识更加系统化[5]。例如:对COD的测定、细菌总数的测定、p H值的测定和污泥脱水4个单项实验, 由分别每2个学时的教学时间, 调整为6个学时的活性污泥性质测定综合实验, 设计了污泥的菌种选择、镜检和废弃脱水的项目, 实现了活性污泥的使用—维护—报废的全过程, 充实实验教学内容, 使学生掌握活性污泥的特性和处理方法, 在满足正常教学要求的同时, 又开展了综合能力的锻炼, 激发了学生的学习热情, 极大地提高了实验效果, 也为以后的工作打下了良好的基础。

2.2 培养学生的创新意识和实践能力, 拓宽学生知识面

实验教学不仅锻炼学生的实践能力, 还培养学生的创新精神。为了拓宽学生的知识范畴, 教师在每个实验的实验报告中可以加入与实际相结合的内容, 让学生在实验过程中, 通过查阅资料, 了解当前行业中最新的废水处理工艺和技术方法[6]。例如, 在活性污泥的培养与驯化测定实验中, 除了培养性能良好的活性污泥供学生观察、测定外, 还准备了实际废水处理中已有污泥膨胀现象发生的活性污泥, 让学生从活性污泥颜色、气味、形态以及沉降性能等各方面进行比较, 加深学生对正常污泥和发生膨胀污泥的认识和理解。实验过程中不同的实验现象和规律促进了学生之间的讨论和思考, 结合教师事先准备好的应用方面的文献, 加深了学生对活性污泥作用机理、特性及影响因素的理解, 效果优异[1]。

2.3 加强教师在实验中的指导作用

在有限的实验时间里, 为了使学生得到多方面的能力训练, 提高综合能力, 实验教师必须充分地发挥其指导和督促作用。教师在课前应督促学生做好实验内容的预习工作, 使学生了解实验的目的、意义、原理和注意事项, 否则仅靠教师的讲解无法达到预期要求, 学生在实验中也会处于一种被动状态, 可要求学生写实验预习报告, 报告中记录实验步骤, 绘制好实验记录表格, 培养学生严谨求实的学习态度。实验中, 教师对操作过程和操作手法进行讲解, 使学生用正确的方式方法对实验进行操作, 以获得准确的数据, 并且对实验中出现的错误进行指导。实验结束后, 由学生独立分析实验结果, 对实验中出现的一些意外现象以及最容易忽视的问题进行思考并说明。教师在课后应及时地批改实验报告, 总结实验内容, 使学生掌握实验所涉及到的原理和操作方法, 并加深记忆和理解[1,7]。

3 水污染控制技术综合实验的探讨

课程理论需要结合应用于实践来得到验证。课堂教学可以指导实验教学, 反之实验教学也可以拓展和深化课堂教学。两者的有效结合极大地激发了学生对课程的学习兴趣和主动思考的积极性[8,9]。通过总结、分析实验现象和实验结果, 可进一步提高学生对课堂教学知识点的理解和掌握, 达到课堂教学与实验教学相辅相成的目的。

随着社会发展节奏的加快, 为适应21世纪发展的需要, 培养社会需求的人才, 必须对传统的课程实验教学方式进行改革和更新, 在保证教学质量的前提下, 通过彻底转变实验教学, 从传统的“以教师为主”转变为“以学生为主”的实验教学模式, 从根本上解决学生创新能力弱、动手能力差的弊端。

水污染控制技术综合实验教学改革基本上实现了由传统基础实验教学向综合设计性实验教学的转变, 增加了综合设计性实践平台, 提高了学生的创新能力与综合实践能力, 是培养学生知识、能力和素质三者一体化的好形式。随着水污染控制实验教学改革的深入, 应不断改革实验内容, 增加综合性实验和设计性实验的比例, 使学生得到更好的综合能力的训练, 为社会培养高质量的人才[8,9]。

摘要：探讨了水污染控制技术综合实验的设计革新途径, 通过优化实验方法、培养学生综合能力、加强教师的指导作用等手段, 达到水污染控制技术实验革新的目的。

关键词：水污染控制技术,实验,创新,环境工程

参考文献

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[3]张洁, 李燕, 张雁秋, 等.“水污染控制工程”一体化实践教学模式探讨[J].高教高职研究, 2010 (42) :214-215.

[4]郭昌梓, 孙根行.《水污染控制工程实验》教学改革的探讨[J].实验科学与技术, 2008, 6 (2) :98-100.

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[8]许云峰, 杨涛, 田桂芝.环境监测与治理专业实验教学改革初探[J].辽宁高职学报, 2009, 11 (B4) :81-82.

综合控制技术 篇9

试验所选井1-42-027是位于杜66块东南部采油作业一区16#站的一口油井。油田节能监测中心于2007年9月4日～9月6日和9月19日～9月21日分两次在该油井进行综合评价测试。该块于1986年投入吞吐开发, 截止目前, 杜66南部油井总数71口, 开井59口, 日产液168 t、日产油51t、综合含水70%, 平均单井日产油0.9 t/d, 单井日耗电量为230 kWh。由于区块油品为普通稠油, 采用蒸汽吞吐开发, 吞吐周期达到12周期, 地层压力只有1.1MPa, 低效、负效益井逐年增多。该井8月份累积生产744 h, 累积产液118.6 t, 产油70.5 t, 平均日产液3.33 t/d, 日产油2.27 t/d。油井动液面1 038 m, 沉没度52.1 m, 示功图为供液不足, 见图1。

2 抽空控制的基本原理[1]

抽空控制生产是有杆泵抽油井进行科学间歇抽汲的生产模式, 其主要原理是根据抽油泵的充满度变化为确定间歇模式的主参量, 现场模拟传感器信号通过数字化的数据采集接口输入到抽空控制器, 抽空控制器采用独特的软件编程将载荷和光杆冲程随时间的变化曲线进行处理, 直接反映井底抽油泵的充满程度, 直观和精确地表达了抽油泵内液体的充满程度随抽汲时间的变化, 使油井的生产控制模式真正反应井底供排关系。智能抽空控制器的间歇泵抽工作模式使有杆泵抽油井的产量最大化, 电量消耗最小化, 有效地延长检泵周期。

3 现场评价测试

测试主要依据SY/T 5266-1996《机械采油井系统效率测试方法》、SY/T 6422-1999《石油企业节能产品节能效果测定》及油田节能监测中心编制的《作业指导书》中的有关部份进行测试。

3.1 测试设备

测试设备项目, 见表1。

3.2 地罐标定

对油井产量计量的地罐进行特别地改造, 使其上安装玻璃管液位计和电子称重装置。地罐为长方型, 尺寸和容积见图2。

称重装置采用载荷传感器, 安装于地罐下方一侧的中部, 地罐底部的另一侧安装了可滚动支撑块, 能防止地罐在重量增加时变形引起的摩擦影响。安装方式见图3。

测试采用美国进口的电脑虚拟测试仪, 型号为DI-710X, 采样速率为14 K, A/D转换精度为24位, 系统测量准确度为0.2%, 误差<10 kg。正式测试前, 用清水对称重系统进行了标定。

清水标定的过程采用容积为20 kg的水桶, 向地罐内分次加25桶 (500 kg) 的清水, 加到34 cm的高度 (实际距罐底为49 cm) , 这个高度作为测量最低高度值, 然后向罐内加清水至120 cm (实际距罐底为135 cm) 高度。在靠近罐底安装有放水龙头, 每放水25桶 (500 kg) 标定一次, 在计算机上读出称重传感器的电压值。从120 cm高度, 一直放到34 cm处。

计量误差绝对值小于2%, 低于分离器计量误差5%。

曙142027井口地罐称重标定参数统计见表2。

3.3 现场试验及数据

测试安排为两个阶段, 第一阶段为原态条件下的测试, 共两天, 每天运行24 h时记录一次;第二阶段为节态测试, 同样两天, 每天运行24 h测试一次。

试验前后油井功图见图4、图5。

试验数据记录见表3、表4、表5。

计算曙1-42-027在原态下单耗43.56 k Wh/t, 在节态工况下为15.11 kWh/t。原态下平均每天的产液量为3.76 t, 节态下平均每天的产液量为4.45 t, 增产了18.3%。

5 初步结论

1) 油井抽空控制明显改善泵功况, 油井深井泵充满度由23%提高到52%;

2) 油井实施抽空控制具后见到了明显的节能效果, 油井由常开调整为开15 min, 恢复45 min的生产方式, 通过再现电表测试其节电率达64.92%吨液单耗下降27 kWh。

3) 油井实施抽空控制具后见到了一定的增产效果, 试验油井措施前后增产幅度达到18.3%;

4) 油井抽空控制技术能够满足普通稠油低产井的生产需要。

参考文献

综合控制技术 篇10

火电厂实际是一个能量转换的过程, 由化学能转化为热能, 到机械能, 最后转为电能。主要有输煤系统, 负责燃料的输送与储存;锅炉燃烧系统, 通过燃料燃烧将水变为蒸汽;汽轮机发电系统, 利用蒸汽做功产生电能;另外, 还有除渣出灰系统、水处理系统、脱硫系统及电厂配电系统。显然, 火电厂的生产流程是一个极其复杂的过程。其自动化过程包括过程自动化与工厂自动化。在电厂控制系统的传统模式中, 厂内主要的热力生产过程控制系统通常采用DCS系统, 其他辅助生产系统则采用以可编程逻辑控制器 (PLC) 为核心的控制系统。

2 电厂自动控制技术应用

2.1 PLC与DCS

可编程逻辑控制器PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器, 用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令, 并能通过数字式或模拟式的输入和输出, 控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体, 易于扩展其功能的原则而设计。DCS是以计算机、控制技术、通信、微处理器为核心, 实现功能上和地理上相对分散的控制系统, 也是模拟和数字混合系统。DCS把各个分散点的信息通过数据通道集中起来, 进行集中的监视和操作, 可实现高级复杂规律的控制。具有系统容易开发, 系统可靠性高, 控制功能强, 编程简单, 有良好的人机交互接口, 操作方便, 良好的性价比等优点, 在火电厂自控中应用很广泛。目前的DCS或PLC系统, 很难实现不同系统的互联。其原因主要是大部分DCS或PLC制造厂的产品由各自的软、硬件构成自己的体系, 为了保护自己的市场, 彼此封锁。这种情况下, 要实现与其他厂商系统通信只能通过网关等接口实现。这样就要重新开放软件接口, 一方面增加了用户的投资, 另一方面部分产品的通讯速率下降。另外, PLC与DCS是是将现场各种I/O信号全部接入系统卡件, 当系统增大规模时, 数量众多的检测信号汇集到DCS或PLC的入口处, 会导致信号出现堵塞, 降低了系统的可靠性和安全性。

2.2 FCS

现场总线FCS体现了互联、开放、分布、高可靠性的特点, 这些特点正是DCS的缺点。电厂使用的很多仪表厂商都是自定标准、仪表功能单一、互换性差, 难以满足现代的要求;DCS采用的模拟信号精度低, 易受干扰, 而且一对一单独传送信号, 控制室操作员对模拟仪表往往难以预测故障和调整参数, 而且几乎所有的控制功能都位于控制站中, 存在很大风险。

FCS系统采用的是精度高、可靠性强的数字信号, 而且是一对多双向传输信号, 设备也始终处于操作员的远程监控和可控状态。智能仪表具有控制、通信、运算等功能, 用户可以任意选择设备相连, 将控制功能分散到现场的各个智能仪表中。现场总线虽然有很多优点, 但目前发展仍然不完善, 存在着各大厂商的通讯协议不统一、通讯速率偏低、价格高昂、符合协议的设备较少等缺点。另外, 现场总线处于企业网的最低层, 不能体现现场管控一体化的优势。

2.3 工业以太网

工业以太网源于以太网又不同于以太网, 以太网技术发展到工业应用环境中就产生了工业以太网技术。经过对工业应用环境适应性的改造, 传输确定性的改进, 通信实时性改进, 增加一些控制应用功能后, 便形成了工业以太网的技本主体。因此, 工业以太网是一系列技术的综称。

工业以太网通过提高通信速率, 采用完全基于软件协议的办法解决了实时性同题;通过采用适当的交换技术、流量控制、全双工通信技术、改进容错技术、信息优先级、改进冗余结构, 解决了确定性问题;通过结构工艺改进和元器件升级, 解决了网络供电和工业生产环境使用问题, 通过这些技术措施, 使工业以太网具有了成本低廉、结构简单、传输速度高、易于安装、冗余能力强、功耗低、兼容性好、软硬件资源丰富、易于集成、灵活性高、支持多数网络协议等优点, 这些优点是PLC、DCS、FCS都无法比拟的。因此, 工业以太网是最理想的电厂自动化控制平台。

3 电厂自动控制技术的发展

随着控制领域计算机技术及通讯、网络技术的发展, 电厂自动控制技术也得到飞速发展。主要体现在:①PLC的发展。PLC发展一面向小型化、易开发、价格低廉发展。另一个方向就是多功能、标准化、智能化方向。目前的PLC产品已经融合了神经网络技术、遗传算法、专家系统、模糊控制等先进控制技术, 通信与控制功能都得到了极大的提高;②嵌入式技术的发展。由于嵌入式系统在数据处理、网络通讯方面的出色表现, 极大地支撑了控制技术。③目前多现场总线共存的现象会向以工业以太网为主体的方向发展。随着工业以太网的不断发展及完善, 主流现场总线逐年减少, 而工业以太网逐步占据首要位置, 现场总线并存的状况短期内不会消失。④有线与无线的融合。在电厂自动化技术中, 控制信息的传输是实现自动化控制的关键环节。然而, 要建立一个通畅可靠的信息传输渠道, 有线系统往往需要较大的投资。这时, 无线系统也是一个很好的选择。随着无线技术的逐渐成熟应用.有线与无线的融合正成为发展潮流。

综上所述, 随着自动化领域工业以太网技术、现场总线技术的发展, 电厂自动化控制将会随着技术的进步得到长足的发展, 更好地为电力生产服务。

摘要：文章简述了火电厂工艺特点及自动化控制技术在电厂中的应用现状。从实用性出发, 探讨了自动化技术在电厂的发展。