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篇1

關(guān)鍵詞鍋爐房/計算機控制/供暖

AbstractDiscussestherequirementsformonitoringandmanagementofthescopesfromboilerhousesforheating,steam-waterandwater-waterheatexchangers,smallscaleheatingnetworkstolargescaledistrictheating,therelatedhardwareconfigurationandtheapproachestorealisetherequiredfunctions.

Keywordscomputercontrol，heating，boiler

5.1供暖熱水鍋爐房內(nèi)監(jiān)測與控制的主要目的應(yīng)為：

·提高系統(tǒng)的安全性，保證系統(tǒng)能夠正常運行；

·全面監(jiān)測并記錄各運行參數(shù)，降低運行人員工作量，提高管理水平；

·對燃燒過程和熱水循環(huán)過程進行有效的控制調(diào)節(jié)，提高鍋爐效率，節(jié)省運行能耗，并減少大氣污染。

對于熱水鍋爐，可將被監(jiān)測控制對象分為燃燒系統(tǒng)和水系統(tǒng)兩部分分別進行討論。整個計算機監(jiān)測控制管理系統(tǒng)可按圖5-1形式由若干臺現(xiàn)場控制機（DCU）和一臺中央管理機構(gòu)成。各DCU分別對燃燒系統(tǒng)、水系統(tǒng)進行監(jiān)測控制，中央管理機則顯示并記錄這兩個系統(tǒng)的在線狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)供熱狀態(tài)況確定鍋爐、循環(huán)泵的開啟臺數(shù)，設(shè)定供水溫度及循環(huán)流量，協(xié)調(diào)各臺DCU完成各監(jiān)測控制管理功能。

5．1．1燃燒系統(tǒng)監(jiān)測與控制

對于鏈條式熱水鍋爐，燃燒過程的控制主要是根據(jù)對產(chǎn)熱量的要求控制鏈條速度及進煤擋板高度，根據(jù)爐膛內(nèi)燃燒狀況及排煙的含氧量及爐膛內(nèi)的負壓度控制鼓風機、引風機的風量，從而既根據(jù)供暖的要求產(chǎn)生熱量，又獲得較高的燃燒效率。為此需要監(jiān)測的參數(shù)有：

·排煙溫度：一般使用銅電阻或熱電偶來測量；再配之以相應(yīng)的溫度變送器，即可產(chǎn)生4～20mA或0～10mA的電流信號，通過DCU的模擬量輸入通道AI即接入計算機。

·排煙含氧量：目前較多采用氧化鋯傳感器，可以對0.1%～21%范圍內(nèi)的高溫氣體的含氧量實現(xiàn)較精確的測量，其輸出通過變送器后亦可轉(zhuǎn)換為4～20mA或0～10mA電流信號。

·空氣預(yù)熱器出口熱風溫度：同上述測溫方法。

·爐膛、對流受熱面進出口、省煤器出口、空氣預(yù)熱器出口、除塵器出口煙氣壓力：測點可根據(jù)具體要求增減，一般采用膜盒式或波紋管式微壓差傳感器，再通過相應(yīng)的變送器變?yōu)?～20mA或0～10mA電流信號，接入DCU的AI通道。

·一次風、二次風風壓，空氣預(yù)熱器前后壓差：測量方法同上。

·擋煤板高度測量：通過專門的機械裝置將其轉(zhuǎn)換為電阻信號，再變成標準電流信號，送入DCU的AI通道。

·供水溫度及產(chǎn)熱量：由水系統(tǒng)的DCU測出后通過通訊系統(tǒng)送來。

燃燒系統(tǒng)需要控制調(diào)節(jié)的裝置為：

·爐排速度：由可控硅調(diào)壓，改變直流電機轉(zhuǎn)速

·擋煤板高度：控制電機正反轉(zhuǎn)，通過機械裝置帶動擋板運動

·鼓風機風量：調(diào)鼓風機各風室風閥或通過變頻器調(diào)風機轉(zhuǎn)速

·引風機風量：調(diào)引風機風閥或通過變頻器高風機轉(zhuǎn)速

為了監(jiān)測上述調(diào)節(jié)裝置是否正常動作，還應(yīng)配置適當?shù)氖侄螠y試上述調(diào)節(jié)裝置的實際狀態(tài)。爐排速度和擋煤板高度可通過適當?shù)臋C械機構(gòu)結(jié)合霍爾元件等位置探測傳感器來實現(xiàn)，風機風量的調(diào)節(jié)則可以通過風閥的閥位反饋信號或變頻器的頻率輸出信號得到。

燃燒過程的控制調(diào)節(jié)主要包括事故下的保護，啟停過程控制，正常的燃燒過程調(diào)節(jié)三部分。

·事故保護：這主要是由于某種原因造成循環(huán)水停止或循環(huán)量過小，以及鍋爐內(nèi)水溫太高，出現(xiàn)汽化。此時最重要的是恢復(fù)水的循環(huán)，同時制止爐膛內(nèi)的燃燒。這就需要停止給煤，停止爐排運行。停止鼓風機，引風機。DCU接收水溫超高的信號后，就應(yīng)立即進入事故處理程序，按照上述順序停止鍋爐運行，并響鈴報警，通知運行管理人員，必要時還可通過手動補入冷水排除熱水，進行鍋爐降溫。

啟?？刂疲簡狱c火一般都是人工手動進行，但對于間歇運行的鍋爐，封火暫停機和再次啟動的過程則可以由DCU控制自動進行。封火過程為逐漸停止爐排運動，停掉鼓風機，然后停止引風機。重新啟動的過程則是開啟引風機，慢慢開大鼓風機，隨爐溫升高慢慢加大爐排進行速度。

正常運行調(diào)節(jié)：正常運行時的調(diào)節(jié)主要是使鍋爐出口水溫度維持在要求的設(shè)定值，同時達到高燃燒效率，低排煙溫度，并使爐膛內(nèi)保持負壓。這時作為參照的測量參數(shù)有爐膛內(nèi)的溫度分布、壓力分布、排煙含水量氧量等。鍋爐的給煤量可以通過爐排速度和擋煤板高度（即煤層厚度）確定，鼓風機則可以根據(jù)空氣預(yù)熱器進出口空氣的壓差判斷其相對的變化，此時可以調(diào)整控制量有爐排速度、煤層厚度（調(diào)整擋煤礦板高度）、鼓風機轉(zhuǎn)速、各風室風閥、引風機轉(zhuǎn)速或風閥。上述各調(diào)節(jié)手段與各可參照的測量參數(shù)都不是單一的對應(yīng)關(guān)系，因此很難用如PID算法之類的簡單控制調(diào)節(jié)算法。目前，控制調(diào)節(jié)效果較好的大都采用"模糊控制"方法或"規(guī)則控制"法，都是根據(jù)大量的人工調(diào)節(jié)運行經(jīng)驗而總結(jié)出的調(diào)節(jié)運行方法。

當燃燒充分時，鍋爐的出力主要取決于燃煤量，因此鍋爐出口水溫的控制主要靠爐排速度及煤層厚度來調(diào)節(jié)，煤層厚度與煤種有很大關(guān)系，爐膛內(nèi)燃燒狀況可以通過爐膛內(nèi)溫度分布及煤層風阻來確定。燃燒充分時爐膛內(nèi)中部溫度最高，爐排尾部距擋渣器前煤已燃盡，溫度降低。鼓風機則應(yīng)根據(jù)進煤量的增減而增減送風量，同時通過觀測排煙的含氧量最終確定風量是否適宜。引風機則可根據(jù)爐膛內(nèi)負壓狀態(tài)決定運行狀態(tài)，維持爐內(nèi)微負壓，從而既保證煤的充分燃燒，又不會使煙氣和火焰外溢。根據(jù)如上分析，可采用如下調(diào)節(jié)規(guī)則：

每h一次，根據(jù)爐膛內(nèi)溫度分布調(diào)整煤層厚度及爐排速度，最高溫度點后移，則將爐排速度降低5%，同時將擋煤板提高5%，當最高溫度點前移時，則將爐排速度提高5%，同時將擋煤板降低5%。

每2h一次：若出水溫度高于設(shè)定值2℃以上，則將爐排速度降低5%，若出水溫度低于設(shè)定值2℃以上，則將爐排速度加大5%，加大和減小爐排速度的同時，還要相應(yīng)地將鼓風機轉(zhuǎn)速開大或減小。當采用風閥調(diào)整鼓風量時，則調(diào)閥，觀察空氣預(yù)熱器前后壓差使此壓差增大或減少10%。

每15min一次：若排煙含氧量高于高定值，則適當減少鼓風同風量（降低轉(zhuǎn)速或關(guān)小風閥），若低于高定值，則增加鼓風機風量。

每15min一次：若爐膛負壓值偏?。ɑ蜃?yōu)檎龎海?，加大引風機轉(zhuǎn)速或開大風閥，若負壓值偏大，則降低引風機風量。

以上調(diào)節(jié)規(guī)則中，所謂"合理的爐膛溫度分布"取決于鍋爐形式及測溫傳感器安裝位置，需通過具體運行實測分析后，給出"合理"，"最高溫度前移"，"最高溫度后移"的判據(jù)，然后將其再寫入DCU控制邏輯中。同樣，排煙含氧量的設(shè)定值，含氧量出現(xiàn)偏差時對鼓風機風量的修正等參數(shù)也需要在鍋爐試運行后，根據(jù)實際情況摸索，逐步確定。當然這幾個修正量參數(shù)也可以在運行過程中通過所謂"自學習"的方法得到，在這里不做過多的討論。

5．1．2鍋爐房水系統(tǒng)的監(jiān)測控制

鍋爐房水系統(tǒng)的計算機監(jiān)測控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是保證系統(tǒng)的安全性；對運行參數(shù)進行計量和統(tǒng)計；根據(jù)要求調(diào)整運行工況。

·安全性保證：保證主循環(huán)泵的正常運行和補水泵的及時補水，使鍋爐中循環(huán)水不會中斷，也不會由于欠壓缺水而放空。這是鍋爐房安全運行的最主要的保證。

·計量和統(tǒng)計：測定供回水溫度和循環(huán)水量，以得到實際的供熱量；測定補水流量，以得到累計補水量。供熱量及補水量是考查鍋爐房運行效果的主要參數(shù)。

·運行工況調(diào)整：根據(jù)要求改變循環(huán)水泵運行臺數(shù)或改變循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速，調(diào)整循環(huán)流量，以適應(yīng)供暖負荷的變化，節(jié)省運行電費。

圖5-2為由2臺熱水鍋爐、4臺循環(huán)水泵構(gòu)成的鍋爐房水系統(tǒng)示意圖。圖中還給出建議的測量元件和控制元件。

2臺鍋爐的熱水出口均安裝測溫點，從而可了解鍋爐出力狀況。為了了解每臺鍋爐的流量，最好在每臺鍋爐入口或出口安裝流量計，一般可采用渦街式流量計。渦街式流量計投資較高，可以按照圖5-2那樣在鍋爐入口調(diào)節(jié)閥后面安裝壓力傳感器，根據(jù)測出的壓力p3，p4與鍋爐出口壓力p1之壓差，也可以間接得到2臺鍋爐間的流量比例。2臺鍋爐入口分別安裝電動調(diào)節(jié)閥來調(diào)整流量，可以使在2臺鍋爐都運行時，流量分配基本一致，而當?shù)拓摵晒r下1臺鍋爐停止或封火，循環(huán)水泵運行臺數(shù)也減少時，自動調(diào)節(jié)流量分配，使運行的鍋爐通過總流量的90%以上，封火的鍋爐僅通過總流量的5%～10%，僅維持其不至于過熱。

圖5-2鍋爐房水系統(tǒng)原理及其測控點

溫度傳感器t3，t4，t5和流量傳感器F1一起構(gòu)成對熱量的計量。用戶側(cè)供暖熱量為，GF1cp(t3-t4)，其中GF1為用流量F1測出的流量。鍋爐提供的熱量則為GF1cp(t3-t5)，二者之差是用于加熱補水所需要的熱量。長期記錄此熱量并經(jīng)常對其作統(tǒng)計分析，與煤耗量比較，既可檢查鍋爐效率的變化，及時發(fā)現(xiàn)鍋爐可能出現(xiàn)的問題，與外溫變化情況相比較，則又可以了解管網(wǎng)系統(tǒng)的變化及供熱系統(tǒng)的變化，從而為科學地管理供暖系統(tǒng)的運行提供依據(jù)。

泵1～4為主循環(huán)泵。壓力傳感器p1，p2則觀測網(wǎng)路的供回水壓力。安裝4臺泵時的一般視負荷變化情況同時運行2臺或3臺水泵，留1臺或2臺備用。用DCU控制和管理這些循環(huán)水泵時，如前幾講所述，不僅要能夠控制各臺泵的啟停，同時還應(yīng)通過測量主接觸器的輔助觸點狀態(tài)測出每臺泵的開停狀態(tài)。這樣，當發(fā)現(xiàn)某臺泵由于故障而突然停止運行時，DCU即可立即啟動備用泵，避免出現(xiàn)因循環(huán)泵故障而使鍋爐中循環(huán)水停止流動的事故。流量傳感器F1也是觀察循環(huán)水是否正常的重要手段。當外網(wǎng)由于某種原因關(guān)閉，盡管循環(huán)水泵運行，但流量可以為零或非常小，此時也應(yīng)立即報警，通過計算機使鍋爐自動停止，同時由運行值班人員立即手動開啟鍋爐的旁通閥V4，恢復(fù)鍋爐內(nèi)的水循環(huán)。

泵5，6與壓力測量裝置p2，流量測量裝置F2及旁通閥V3構(gòu)成補水定壓系統(tǒng)，當p2壓力降低時，開啟一臺補水泵向系統(tǒng)中補水，待p2升至設(shè)定的壓力值時，停止補水。為防止管網(wǎng)系統(tǒng)中壓力波動太大，當未設(shè)膨脹水箱時，還可設(shè)置旁通閥V3來維持壓力的穩(wěn)定。長期使一臺補水泵運行，通過調(diào)整閥門V3來維持壓力p2不變。補水泵5，6也是互為備用，因此DCU要測出每臺泵的實際啟停狀態(tài)，當發(fā)現(xiàn)運行的泵突然停止或需要啟動的泵不能啟動時，立即啟動另一臺泵，防止系統(tǒng)因缺水而放空。流量計F2用來計算累計的補水量，它可以是渦街流量計，也可以采用通常的冷水水表，或有電信號輸出的水表。

5．1．3鍋爐房的中央管理機

如圖5-1所示，可采用一臺中央管理計算機與各臺DCU連接，協(xié)調(diào)整個鍋爐房及熱網(wǎng)的運行調(diào)節(jié)與管理。中央機主要工作任務(wù)為：

·通過圖形方式顯示燃燒系統(tǒng)、水系統(tǒng)及外網(wǎng)系統(tǒng)的運行參數(shù)，記錄和顯示這些參數(shù)的長期變化過程，統(tǒng)計分析耗熱量、補水量、外溫及供回水溫度的變化。

·根據(jù)外溫變化情況，預(yù)測負荷的變化，從而確定供熱參數(shù)，即循環(huán)水量及泵的開啟臺數(shù)、供水溫度、鍋爐運行臺數(shù)。將這些決定通知相應(yīng)的DCU產(chǎn)生相應(yīng)原操作或修改相應(yīng)的設(shè)定值。負荷的預(yù)測可以根據(jù)測出的以往24h的平均外溫w來確定：

(5-1)

式中為Q0設(shè)計負荷，t0為設(shè)計狀態(tài)下的室外溫度，Q為預(yù)測出的負荷。考慮到建筑物和管網(wǎng)系統(tǒng)的熱慣性，采用時間序列的方法來預(yù)測實際需要的負荷，可能要更準確些。

式（5-1）中的負荷盡管每h計算一次，但由于是取前24h的平均外溫，因此它隨時間變化很緩慢。每hQ的變化ΔQ僅為：

（5-2）

其中tw,τ-tw,τ-24為兩天間同一時刻溫度之差，一般不會超過5℃，因此ΔQ的變化總是小于Q的1%，所以不會引起系統(tǒng)的頻繁調(diào)節(jié)。

根據(jù)預(yù)測的負荷可以確定鍋爐的開啟臺數(shù)Nb：Nb≥Q/q0，其中q0為每臺鍋爐的最大出力。由此還可確定循環(huán)水泵的開啟臺數(shù)。

要求的總循環(huán)量G=max（Q/(Δt·cp）Cmin)，其中Gmin為不產(chǎn)生垂直失調(diào)時要求的最小系統(tǒng)流量，Δt為設(shè)定的供回水溫差。由于多臺泵并聯(lián)時，總流量并非與開啟臺數(shù)成正比，因此可預(yù)先在計算機中預(yù)置一個開啟臺數(shù)成正比，因此可預(yù)先在計算機中預(yù)置一個開啟臺數(shù)與流量的關(guān)系對應(yīng)表，由此可求出要求的運行臺數(shù)。

·分析判斷系統(tǒng)出現(xiàn)的故障并報警。鍋爐及鍋爐房可能出現(xiàn)的故障及由計算機進行判斷的方法為：

--水冷壁管或?qū)α鞴鼙苁鹿蚀藭r補水量迅速增加，爐膛內(nèi)溫度迅速下降，排煙溫度下降，爐膛內(nèi)溫度迅速下降，排煙溫度下降，爐膛內(nèi)壓力迅速由負壓變?yōu)檎龎骸?/p>

--水側(cè)升溫汽化事故此時鍋爐熱水出口溫度迅速提高，接近達到或超過出口壓力對應(yīng)的飽和溫度。

--鍋爐內(nèi)壓力超壓事故測出水側(cè)壓力突然升高，超過允許的工作壓力；

--管網(wǎng)漏水嚴重測了水側(cè)壓力降低，補水量增大；

--鍋爐內(nèi)水系統(tǒng)循環(huán)不良測出總循環(huán)水量GF1減少很多，壓差p3-p1或p4-p1加大；

--除污器堵塞測出總循環(huán)水量GF1減少，當閥門V1、V2全開時壓差p3-p2、p4-p2仍偏小，說明壓力傳感器p2的測點至循環(huán)水泵入口間的除污器的堵塞。

--爐排故障測出的爐排運動速度與設(shè)定值有較大差別；

--引風機、鼓風機、水泵故障相應(yīng)的主接觸器跳閘，或所測出的空氣壓差或水循環(huán)流量與風機、水泵的設(shè)計狀況有較大出入。

利用計算機根據(jù)上述規(guī)則及實測運行參數(shù)不斷進行分析判斷，即可及時發(fā)現(xiàn)上述事故或故障，并立即采取報警和停爐等相應(yīng)的措施，從而防止事故的進一步擴大或故障轉(zhuǎn)化為事故，提高運行管理的安全性。

5．2蒸汽-水和水-水換熱站的監(jiān)測與控制

對于利用大型集中鍋爐房或熱電廠作為熱源，通過換熱站向小區(qū)供熱的系統(tǒng)來說，換熱站的作用就同上一節(jié)的供暖鍋爐房一樣，只是用熱交換器代替了熱水鍋爐。

圖5-3為蒸汽-水換熱站的流程及相應(yīng)的測控制元件。水側(cè)與圖5-2一樣，控制泵5、6及閥V2根據(jù)p2的壓力值補水和定壓；啟停泵1～4來調(diào)整循環(huán)水量；由t2，t3及流量測量裝置F1來確定實際的供熱量。與鍋爐房不同的是增加了換熱器、凝水泵的控制以及蒸汽的計量。

蒸汽計量可以通過測量蒸汽溫度t1、壓力p3和流量F3實現(xiàn)，F(xiàn)3可以選取用渦街流量計測量，它測出的為體積流量，通過t1和p3由水蒸氣性質(zhì)表可查出相應(yīng)狀態(tài)下水蒸氣的比體積ρ，從而由體積流量換算出質(zhì)量流量。為了能由t和p查出比體積，要求水蒸氣為過熱蒸汽。為此將減壓調(diào)節(jié)閥移至測量元件的前面，如圖5-3中所示，這樣即使輸送來的蒸汽為飽和蒸汽，經(jīng)調(diào)節(jié)閥等焓減壓后，也可成為過熱蒸汽。

實際上還可以通過測量凝水量來確定蒸汽流量。如果凝水箱中兩個液位傳感器L1、L2靈敏度較高，則可在L2輸出無水信號后，停止凝水排水泵，當L2再次輸出有水信號時，計算機開始計時，直到L1發(fā)出有水信號時，計時停止，同時啟動凝水泵開始排水。從L2輸出有水信號至L1開始輸出有水信號間的流量可以用重量法準確標定出，從而即可通過DCU對這兩個水位計的輸出信號得到一段時間內(nèi)的蒸汽平均質(zhì)量流量，代替流量計F3，并獲得更精確的測量。當然此處要求液位傳感器L1、L2具有較高靈敏度。一般如浮球式等機械式液位傳感器誤差較大，而應(yīng)采取如電容式等非直接接觸的電子類液位傳感器。

加熱量由蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)閥V1控制。此時V1實際上是控制進入換熱器的蒸汽壓力，從而決定了冷凝溫度，也就確定了傳熱量。為改善換熱器的調(diào)節(jié)特性，可以根據(jù)要求的加熱量或出口水溫確定進入加熱器的蒸汽壓力的設(shè)定值。調(diào)整閥門V1使出口蒸汽壓力p3達到這一設(shè)定值。與直接根據(jù)出口水溫調(diào)整閥門的方式相比，這種串級調(diào)節(jié)的方式可獲得更好的調(diào)節(jié)效果。

供水溫度t3的設(shè)定值，循環(huán)泵的開啟臺數(shù)或要求的循環(huán)水量的確定，可以同上一節(jié)一樣，根據(jù)前24h的外溫平均值查算供熱曲線得到要求的供熱量，并算出要求的循環(huán)水量。供水溫度的設(shè)定值t3,set可由調(diào)整后測出的循環(huán)水量G、要求的熱量Q及實測回水溫度t2確定：

t3,set=t2+Q/（cp·G）

隨著供水溫度t3的改變，t2也會緩慢變化，從而使要求的供水溫度同時相應(yīng)地改變，以保證供出的熱量與要求的熱量設(shè)定值一致。

對于一次網(wǎng)為熱水的水-水換熱站，原則上可以按照完全相同的方式進行，如圖5-4。取消二次供水側(cè)的流量計F1，僅測量高溫熱水側(cè)的流量F3，再通過即可和到二次側(cè)的循環(huán)水量，一般高溫水溫差大，流量小，因此將流量計裝在高溫側(cè)可降低成本。測量高溫水側(cè)供回水壓力p3、p4可了解高溫側(cè)水網(wǎng)的壓力分布狀況，以指導高溫側(cè)水網(wǎng)的調(diào)節(jié)。

調(diào)整電動閥門V1改變高溫水進入換熱器的流量，即可改變換熱量。可以按照前述方法確定二次側(cè)供水溫設(shè)定值，由V1按此設(shè)定值進行調(diào)節(jié)。在實際工程中，高溫水網(wǎng)側(cè)的主要問題是水力失調(diào)，由于各支路通過干管彼此相連，一個熱力站的調(diào)整往往會導致鄰近熱力站流量的變化。另外，高溫水側(cè)管網(wǎng)總的循環(huán)水量也很難與各換熱站所要求的流量變化相匹配，于是往往造成外溫降低時各換熱站都將高溫側(cè)水閥V1開大，試圖增大流量，結(jié)果距熱源近的換熱站流量得到滿足，而距熱源遠的換熱站流量反而減少，造成系統(tǒng)嚴重的區(qū)域失調(diào)。解決這種問題的方法就是采用全網(wǎng)的集中控制，由管理整個高溫水網(wǎng)的中央控制管理計算機統(tǒng)一指定各熱力站調(diào)節(jié)閥V1的閥位或流量，各換熱站的DCU則僅是接收通過通訊網(wǎng)送來的關(guān)于調(diào)整閥門V1的命令，并按此命令進行相應(yīng)的調(diào)整。高溫水側(cè)面管網(wǎng)的集中控制調(diào)節(jié)。將在一下節(jié)中詳細介紹。

5．3小區(qū)熱網(wǎng)的監(jiān)測與調(diào)節(jié)

小區(qū)熱網(wǎng)指供暖鍋爐房或換熱站至各供暖建筑間的管網(wǎng)的監(jiān)測調(diào)節(jié)。小區(qū)熱網(wǎng)的主要問題也是冷熱不均，有些建筑或建筑某部分流量偏大，室內(nèi)過熱，而另一些建筑或建筑的另一部分卻由于流量不足而偏冷。這樣，計算機系統(tǒng)的中心任務(wù)就是掌握小區(qū)各建筑物的實際供暖狀況，并幫助維護人員解決冷熱不均問題。

測量各戶室溫是對供暖效果最直接的觀測，但實際系統(tǒng)中尤其是對住宅來說，很難在各房間安裝溫度傳感器。比較現(xiàn)實的方法就是測量回水溫度，根據(jù)各支路回水溫度的差別，就可以估計出各支路所負責建筑平均室溫的差別。如果各支路回水溫度調(diào)整到相同值，就意味著各支路所帶散熱器的平均溫度彼此相同，因此可以認為室溫也基本相同。一般住宅的回水溫度測點可選在建筑熱入口中的回水管上。對于大型建筑，可選在設(shè)備夾層中幾個主要支路的回水干管上。

要解決冷熱不均問題就需要對系統(tǒng)的流量分配進行調(diào)整，在各支路上都安裝由計算機進行自動調(diào)節(jié)的電動調(diào)節(jié)閥成本會很高，同時一旦各支路流量調(diào)節(jié)均勻，在無局部的特殊變化時，系統(tǒng)應(yīng)保持冷熱均勻的狀態(tài)，不需要經(jīng)常調(diào)整。因此可以在各支路上安裝手動調(diào)節(jié)閥，通過計算機監(jiān)測和指導與人工手動調(diào)節(jié)相配合的方法實現(xiàn)小區(qū)供暖系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和管理。為便于人工手動調(diào)節(jié)，希望各支路的調(diào)節(jié)閥有較準確的開度指示。目前國內(nèi)推廣建研院空調(diào)所等幾個單位研究開發(fā)流量調(diào)配閥，有準確的閥位指示，閥位可鎖定，并提供較準確的閥位-阻力特性曲線，采用這種閥門將更易于計算機指導下的人工調(diào)節(jié)。

根據(jù)上述討論，計算機系統(tǒng)要測出各支路的回水溫度，并將其統(tǒng)一送到供暖小區(qū)的中央管理計算機中進行顯示、記錄和分析。測出這些回水溫度的方法有如下兩種方式：

集中十余個回水溫度測點設(shè)置1臺DCU。此DCU僅需要溫度測量輸入通道。再通過專門鋪設(shè)的局部網(wǎng)或通過調(diào)制解調(diào)器經(jīng)過電話線與小區(qū)的中央管理聯(lián)接。當這十幾個溫度相互距離較遠時，溫度傳感器至DCU之間的電纜的鋪設(shè)有時就有較大困難，溫度信號的長線傳輸亦會有一些干擾等影響。這種方式僅在建筑物較集中、每一組聯(lián)至一臺DCU的測溫點相距不太遠時適用。

采用內(nèi)部裝有單片機的智能式溫度傳感器，可以連接通訊網(wǎng)通訊或通過調(diào)制解調(diào)器搭用電話線連至中央管理計算機。這樣，可以在距測點最近的樓道墻壁上掛上一臺帶有調(diào)制解調(diào)器的溫度變送器，通過一根電纜接至回水管上的溫度傳感器，再通過一根電纜搭接鄰近電話線。目前這類設(shè)備每套價格可在1000～1500元人民幣之間。如果每1000～3000m2建筑安裝一個回水溫度測點，則平均每m2供暖建筑投資在0.50～1元間。

小區(qū)的中央管理計算機采集到各點的回水溫度后，可在屏幕上通過圖形方式顯示，使運行管理人員對當時的供熱狀況一目了然。還可根據(jù)各支路間回水溫度的差別計算各支路閥門需要的調(diào)整量。對于一般的帶有閥位指示的調(diào)節(jié)閥，這種分析只能采用某種基于經(jīng)驗的規(guī)則判斷法，下面為其一例：

找出溫度最高的10%支路的平均溫度max，溫度最低的10%支路和的平均溫度min，全網(wǎng)平均回水溫度。

若max-min<3℃，不需要再做調(diào)節(jié)。

若max->2℃，將溫度最高的10%支路閥門都關(guān)小，與相比溫度每高1℃關(guān)小3%5～%；

若max-<-2℃，將溫度最低的10%支路閥門都開大，與相比溫度每高1℃開大3%～5%；

根據(jù)上面的分析結(jié)果，計算機顯示并打印出需要調(diào)節(jié)的支路及其調(diào)節(jié)量。運行管理人員根據(jù)計算機的輸出結(jié)果到現(xiàn)場進行手動調(diào)節(jié)。在供暖初期每3天左右進行一次這種調(diào)節(jié)。一般經(jīng)過6～8次即可使一個小區(qū)基本實現(xiàn)均勻供熱。

采用流量調(diào)配閥時可以使調(diào)節(jié)效率更高，效果更好。此時需要將現(xiàn)場各流量調(diào)配閥的實際開度、流量調(diào)配閥的開度-阻力特性性能曲線及小區(qū)管網(wǎng)的連接關(guān)系圖輸入中央管理計算機，有專門的算法可以根據(jù)調(diào)整閥門后回水溫度的變化情況識別出管網(wǎng)的阻力特性及熱用戶的熱力特性，從而可較準確地給出各流量調(diào)本閥需要調(diào)整的開度[4]，每次調(diào)整后，調(diào)整人員需將實際上各調(diào)節(jié)閥的調(diào)整程度輸入計算機。計算機進而計算了下一次需要的調(diào)整量，像這樣一次高速可間隔2～5d。模擬分析與實驗結(jié)果表明，一般只要進行3～4次調(diào)節(jié)，即可使各支路的回水溫度調(diào)整到相互間差值都在3℃以內(nèi)，實現(xiàn)較好的均勻供熱[8]。

目前，許多供熱公司和有關(guān)管理部門開始提出裝設(shè)熱量計，以按照實際供熱量收供暖費，各種采用單片計算機的熱量計相應(yīng)出臺。這種熱量計多是由一臺轉(zhuǎn)子式流量計和兩臺溫度傳感器配一臺單片計算機構(gòu)成。轉(zhuǎn)子式流量計每流過一個單元流量即發(fā)出一個脈沖，由單片機測出此脈沖，得到流量，再乘以當時測出的供回水溫差，即可行到相應(yīng)的熱量，由單片要對此熱量值進行累計和其它統(tǒng)計分析就成為熱量計。目前的單片機稍加擴充就可以具有通訊功能，通過調(diào)制解調(diào)器將它與電話線連接，就能實現(xiàn)熱量計與小區(qū)供暖的中央管理機通訊。這樣，不但各用戶的用熱量能夠及時在中央管理機中反映，各用戶的回水溫度狀況還能隨時送到中央管理計算機中，從而可以對網(wǎng)的不平衡發(fā)問進行分析，給出熱網(wǎng)的調(diào)節(jié)方案。這樣，將熱量計、通訊網(wǎng)與小區(qū)中央管理計算機三者結(jié)合，就可以全面實施小區(qū)熱網(wǎng)的熱量計量、統(tǒng)計與管理、運行調(diào)節(jié)分析三部分功能，較好地解決小區(qū)熱網(wǎng)的運行、管理與調(diào)節(jié)。

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5．4熱電聯(lián)產(chǎn)的集中供熱網(wǎng)的計算機監(jiān)控管理

熱電聯(lián)產(chǎn)的集中供熱網(wǎng)可以分成兩部分：熱源至各熱力站間的一次網(wǎng)，熱力站至各用戶建筑的二次網(wǎng)。后者的控制調(diào)節(jié)已在前幾節(jié)討論，本節(jié)討論熱源至各熱力站間的一次網(wǎng)的監(jiān)控管理。

一次網(wǎng)有蒸汽網(wǎng)和熱水網(wǎng)兩種形式，對于蒸汽網(wǎng)，各熱力站為前面討論過的蒸汽-熱水換熱站，一次網(wǎng)的管理主要是各熱力站蒸汽用量的準確計量，這在前面也已討論。下面主要研究熱水網(wǎng)的監(jiān)測控制調(diào)節(jié)。

若忽略熱網(wǎng)本身的慣性，則系統(tǒng)各時刻和熱力站換熱量之和總是等于熱源供出的總熱量，此外各熱力站一次網(wǎng)循環(huán)水量之和又總是等于熱源循環(huán)泵的流量，不論是冷凝式、抽汽式還是背壓式熱電廠，其輸出到熱網(wǎng)的熱量都不是完全由各熱力站的調(diào)節(jié)決定，而是由熱電廠本身的調(diào)節(jié)來決定，取決于進入蒸汽-水換熱器的蒸汽量。由于熱電廠控制調(diào)節(jié)輸出熱量時很難準確了解各熱力站對熱量的需求，同時還要兼顧發(fā)電的要求，不能完全根據(jù)各熱力站需要的熱量調(diào)整，于是熱源供出的熱量就很難與各熱力站實際需求的熱量之和一致，這樣，就導致控制調(diào)節(jié)上的一些矛盾。

為簡單起見，假設(shè)熱電廠向蒸汽-水加熱器送入固定的蒸汽量Q0，如圖5-5，若此熱量大于各熱力站需要的熱量，則各熱力站二次側(cè)調(diào)節(jié)紛紛關(guān)小。以減小流量。由此使總流量相應(yīng)減少，導致供回水溫差加大。如果電廠維持蒸汽量Q0不變則各熱力站調(diào)節(jié)閥的關(guān)小并不能使總熱量減少，而只是根據(jù)網(wǎng)的特性及各熱力站調(diào)節(jié)特性的不同，有的熱力產(chǎn)流量減少的多，使得供熱量有所減少；有的熱力站流量減少的幅度小，則供熱量反而電動閥加。同樣，如果Q0小于各熱力站需要的總熱量時，各熱力站的調(diào)節(jié)閥紛紛開大，使流量增加，由此導致供回水溫差減小。熱力站1，2可能由于熱量增大的幅度大于水溫降低的幅度，供熱量的需求得以滿足，但由于流量增大，泵的壓力降低，干管壓降又減小，導致3，4的資用壓頭大幅度下降，閥門開大后，流量也增加不多，甚至還要下降，這樣，供熱量反而減少。由此可見在這種情況下各熱力站對一次側(cè)閥門的調(diào)節(jié)實際是對各熱力站之間的熱量分配比例的調(diào)節(jié)，而不是對熱量的調(diào)節(jié)，如果各熱力站都是這樣獨立地根據(jù)自己小區(qū)的供熱需求進行調(diào)節(jié)，而熱電廠又不做相應(yīng)的配合，則整個熱網(wǎng)不可能調(diào)整控制好。實際上熱電廠也會進行一些相應(yīng)的調(diào)節(jié)，例如發(fā)現(xiàn)t供升高時會減少蒸汽量，t供降低時會增加蒸汽量，但Q0總是不可能時刻與各熱力站總的需求量一致，上述矛盾是永遠存在的。

因此，就不宜對各個熱力站按照第5.1、5.2節(jié)中的討論的，根據(jù)外溫獨立調(diào)節(jié)。既然各熱力站一次側(cè)閥門的調(diào)節(jié)只解決熱量的分配比例，那么對它們的調(diào)節(jié)亦應(yīng)該根據(jù)對熱量的分配比例來調(diào)節(jié)。一種方式是如果認為供熱量應(yīng)與供熱面積成正比，則測出每個熱力站的瞬時供熱量，根據(jù)各熱力站的供熱面積，計算每個熱力站的單位面積q。對q偏大的熱力站關(guān)小調(diào)節(jié)閥，對q偏小的則開大調(diào)節(jié)閥，這樣不斷修正，直至各熱力站的q相同為止。再一種方式則是認為各散熱器內(nèi)的平均溫度相同，房間的供熱效果就相同。由于散熱器的平均溫度等于二次側(cè)的供回水平均溫度，因此可以各熱力站二次側(cè)供回水平均溫度調(diào)整成一致目標，統(tǒng)一確定熱力站二次側(cè)供回水平均溫度的設(shè)定值，根據(jù)此設(shè)定值與實測供回水平均溫度確定開大或關(guān)小一次側(cè)調(diào)節(jié)閥。按照這一思路，對各熱力站的調(diào)節(jié)以達到熱量的平均分配為目的，以實現(xiàn)均勻供熱。熱電廠再根據(jù)外溫變化，統(tǒng)一對總的供熱量進行調(diào)整，以保證供熱效果并且不浪費熱量。由于整個熱網(wǎng)所供應(yīng)的建筑物效果并不浪費熱量。由于整個熱網(wǎng)所供應(yīng)的建筑物均處在同一外溫下，因此，一旦系統(tǒng)調(diào)整均勻，對各熱和站調(diào)節(jié)閥的調(diào)整很少，熱源的總的供熱以數(shù)隨外溫改變，各熱力站的調(diào)節(jié)閥則不需要隨外溫而變化，只當小區(qū)二次系統(tǒng)發(fā)生一些變化時才需要進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。

要實現(xiàn)這種調(diào)節(jié)方式，就必須對全網(wǎng)各熱力站的調(diào)節(jié)閥實行集中統(tǒng)一的控制調(diào)節(jié)?？梢栽诿總€熱力站設(shè)一臺DCU現(xiàn)場控制機，測量一、二次側(cè)的水溫、壓力、流量及二次側(cè)循環(huán)泵狀態(tài)，并可控制一次側(cè)電動調(diào)節(jié)閥。通過通訊網(wǎng)將各熱力站連至中央管理計算機。由于熱力站分布范圍很大，通訊距離較過遠，這時的通訊可通過調(diào)制解調(diào)器搭用電話線，也可以隨著供熱干管同時埋設(shè)通訊電纜，使用雙絞線按照電流環(huán)方式通訊。中央管理機不斷采集各熱力站發(fā)送來的實測溫度、壓力、流量，定期計算熱力站發(fā)送來的實測溫度、壓力、流量，定期計算熱力站發(fā)送來的實測溫度的設(shè)定值與和各熱力站實測值的比較，直接命令各熱力站DCU開大/關(guān)小電動調(diào)節(jié)閥。各熱力站二次側(cè)回水溫度的變化是一慣性很大且緩慢的過程，因此應(yīng)采有0.5～1h以上的時間步長進行調(diào)節(jié)，以防止振蕩。

除對熱網(wǎng)工況進行高速外，計算機控制系統(tǒng)還應(yīng)為保證系統(tǒng)的安全運行做出貢獻。當熱力站采用直連的方式，不使用熱交換器時，最常見的事故就是管道內(nèi)超壓導致散熱器脹裂，DCU可直接監(jiān)視用戶的供回水管壓力，發(fā)現(xiàn)超壓立即關(guān)閉供水閥，起到保護作用。無論直連還是間連網(wǎng)，另一類嚴重的事故就是一次網(wǎng)漏水。嚴重的管道漏水如不能及時發(fā)現(xiàn)并切斷和修復(fù)，將嚴重影響供熱系統(tǒng)和熱電廠的運行。根據(jù)各熱力站DCU監(jiān)測的一次網(wǎng)供回水壓力分布，還可以從其中的突然變化判斷漏水事故及其位置，這對提高熱網(wǎng)的安全運行有十分重要的意義，這類系統(tǒng)壓力分析與事故判斷的工作應(yīng)屬于中央管理機的工作內(nèi)容。

5．5參考文獻

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3李祚啟，集中供熱管理微機自控優(yōu)化系統(tǒng)，建設(shè)電子論文選編，北京：中國建筑工業(yè)出版社，1994。

4江億，集中供熱網(wǎng)控制調(diào)節(jié)策略探討，區(qū)域供熱，1997，（2）。

5江億，城市集中供熱網(wǎng)的計算機控制和管理，區(qū)域供熱，1995（5）。

6YiJiang,Faultdetectionanddiagnosisindistrictheatingsystem.Pan-pacificsymposiumonbuildingandurbanenvironmentalconditioninginAsia.Nagoya,Japan,1995,..

7YiJiang,teal.Leakageandblockagedetectioninwaternetworkofdistrictheatingsystem,ASHRAETrans.,1996,102Pt1.

篇2

工程建設(shè)進度控制的目標是建設(shè)工期。

工程建設(shè)進度控制：是指對工程項目各建設(shè)階段的工作內(nèi)容、工作程序、持續(xù)時間和銜接關(guān)系編制計劃，將該計劃付諸實施，在實施的過程中經(jīng)常檢查實際進度是否按要求進行，對出現(xiàn)的偏差分析原因，采取補救措施或調(diào)整、修改原計劃直至竣工、交付使用。

工程建設(shè)進度控制是工程項目建設(shè)中與質(zhì)量控制、投資控制并列為工程建設(shè)控制的三大目標之一，而施工階段是工程實體形成階段，對其進行進度控制是整個工程項目建設(shè)進度控制的重點，因此施工階段的進度控制又是承包單位進行現(xiàn)場施工管理的重要核心。

二、影響工程項目施工進度的因素和產(chǎn)生的原因：

1、影響工程施工進度的因素：

由于工程建設(shè)項目具有龐大、復(fù)雜、周期長、相關(guān)單位多等特點，故影響工程施工進度有很多其它的因素，主要有來源于工程建設(shè)相關(guān)單位影響。

①有來源于政府及上級建設(shè)主管部門的、建設(shè)單位(業(yè)主)及業(yè)主代表(監(jiān)理單位)。例如當業(yè)主或業(yè)主代表(監(jiān)理單位)發(fā)了開工令后，施工場地還未能完全交出給施工單位施工，或?qū)儆跇I(yè)主責任應(yīng)辦而未辦的前期工作、手續(xù)；房地產(chǎn)開發(fā)售樓，要求先完成小區(qū)的建筑物；或某些獻禮工程，要求影響形象部分的建筑物先施工等……

②有來源于供貨單位影響。施工過程需要的材料、構(gòu)配件、機具和設(shè)備等不能按期運抵施工現(xiàn)場或運抵后發(fā)現(xiàn)不符合有關(guān)標準的要求，都會影響施工進度。例如，“廣州某球場工程”由業(yè)主供料的日本進口黑色西班牙屋面瓦，遲遲不能運到現(xiàn)場，就影響了施工進度。

③有來源于資金的影響。工程的順利施工必須有足夠的資金作保障。通常，資金的影響來自業(yè)主，或由于沒有及時給足工程預(yù)付款，或由于拖欠工程進度款，甚至要求承包商墊資，如“某山莊工程”，施工單位在簽工程承包工程時不得不接受業(yè)主(建設(shè)單位)在前期工程的結(jié)算工程款中扣下200萬作為后期工程保修金的要求，這些都將影響承包單位的流動資金周轉(zhuǎn)，從而影響施工進度。

④來源于設(shè)計單位的影響。或由于原設(shè)計有問題需要修改，或由于業(yè)主提出了新的要求，特別是所謂的“三邊工程”，即邊設(shè)計、邊施工、邊投入使用的工程，如以前的所謂“獻禮工程”，在施工過程中出現(xiàn)設(shè)計變更是在所難免的。

⑤有來源于施工條件的影響。例如某工程的建設(shè)地點在黃埔開發(fā)區(qū)，由于施工場地是淤泥沖積層，地下水位高，承包商根據(jù)圖紙進入人工挖孔樁施工，在施工期間不斷地發(fā)生塌方、流砂，不但給施工人員帶來生命安全問題，還給承包商帶來工期和費用損失；再如，“某某廣場”進行土石方工程施工時，承包商發(fā)現(xiàn)了地下埋藏的文物，經(jīng)考古學家考證地下原來是“南越王府的后花園”。在施工過程中遇到氣候、水文、地質(zhì)及周圍環(huán)境等方面的不利因素的，由于處理地下的障礙、隱患和文物，則必然影響到施工進度。

⑥各種風險因素的影響。風險因素包括政治、經(jīng)濟、技術(shù)及自然等方面的各種可預(yù)見或不可預(yù)見的因素，政治方面的有戰(zhàn)爭、內(nèi)亂、罷工、拒付債務(wù)、制裁等；經(jīng)濟方面的有延遲付款、匯率浮動、換匯控制、通貨膨脹、分包單位違約等；技術(shù)方面的有工程事故、試驗失敗、標準變化等；自然方面的有地震、洪水等等。

⑦來源于承包單位本身管理水平的影響。施工現(xiàn)場的情況千變?nèi)f化，若承包單位的施工方案不恰當、計劃不周詳、管理不完善、解決問題不及時等，都會影響工程項目的施工進度。例如，在黃埔開發(fā)區(qū)的一個工程中，施工單位在編制技術(shù)方案時為節(jié)省施工措施費用，采用噴粉樁代替防滲墻作止水幕墻，結(jié)果止水效果不佳，造成工期延誤。

2、產(chǎn)生的原因：

將上述影響工程施工進度的因素歸納起來，有以下幾個原因：

①在估計了工程的特點及工程實現(xiàn)的條件時，過高地估計了有利因素和過低地估計了有利因素。

②在工程實施過程中各有關(guān)方面工作上的失誤。

③不可預(yù)見事件的發(fā)生。

三、工程施工進度的檢查方式和檢查方法

正是由于各種因素的影響，經(jīng)常會打亂原始計劃的安排并出現(xiàn)進度偏差，不變是相對的，變化是絕對的，所謂“計劃趕不上變化”，從而使施工階段的進度控制顯得非常重要。因此，應(yīng)及時了解和掌握工程實際進展情況，分析和檢查影響進度偏差的原因，并為工程施工進度的調(diào)整和控制提供信息、依據(jù)。

1、工程施工進度的檢查方式：

在工程進度計劃實施后，應(yīng)及時跟進并收集工程實際進展情況，包括工作的開始時間、完成時間、持續(xù)時間、邏輯關(guān)系、實物工程量和工作量，以及工作時差的利用情況等，從中了解到施工過程中影響進度的潛在問題，以便及時采取相應(yīng)的措施加以預(yù)防和防止偏差、糾正偏差。

2、工程施工進度的檢查方法：

施工進度的檢查方法主要是對比法，有利用橫道圖比較法、S型曲線比較法、香蕉型曲線比較法、前鋒線比較法、列表比較法等將經(jīng)過整理的實際進度的數(shù)據(jù)與計劃進度的數(shù)據(jù)相比較，從而發(fā)現(xiàn)是否出現(xiàn)偏差和偏差的大小。若偏差較小，可在分析其產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上采取有效的措施，使矛盾得以解決，繼續(xù)執(zhí)行原計劃；若偏差較大，經(jīng)過努力不能按原計劃實現(xiàn)時，則要考慮對計劃進行必要的調(diào)整，即適當延長工期或改變施工速度。

四、工程施工進度的調(diào)整和工期延期的控制

1、工程施工進度的調(diào)整：

工程進度的調(diào)整一般是不要避免的，但如果發(fā)現(xiàn)原有的進度計劃已落后、不適應(yīng)實際情況時，為了確保工期，實現(xiàn)進度控制的目標，就必須對原有的計劃進行調(diào)整，形成新的進度計劃，作為進度控制的新依據(jù)。而調(diào)整工程進度計劃的主要方法有兩個：

①壓縮關(guān)鍵工作的持續(xù)時間：在不改變工作之間順序關(guān)系，而是通過縮短網(wǎng)絡(luò)計劃中關(guān)鍵線路上的持續(xù)時間來縮短已被施長的工期。具體采取的措施：

有增加工作面、延長每天的施工時間、增加勞動力及施工機械的數(shù)量的組織措施；有改進施工工藝和施工技術(shù)以縮短工藝技術(shù)間歇時間、采取更先進的的施工方法以減少施工過程或時間、采用更先進的施工機械的技術(shù)措施；有實行包干獎勵、提高資金數(shù)額、對所采取的技術(shù)措施給予相應(yīng)補償?shù)慕?jīng)濟措施；還有改善外部配合條件、改善勞動條件等其它配套措施。在采取相應(yīng)措施調(diào)整進度計劃的同時，還應(yīng)考慮費用優(yōu)化問題，從而選擇費用增加較少的關(guān)鍵工作為壓縮的對象。

②組織搭接作業(yè)或平行作業(yè)：

③在不改變工作的持續(xù)時間，而只改變工作的開始時間和完成時間。這種調(diào)整情況有：對于大型工程項目，如小區(qū)工程可調(diào)整的幅度較大是由于有多項的單位工程而它們之間的制約比較小，從而可調(diào)整的幅度比較大，因此比較容易采用平行作業(yè)的方法來調(diào)整進度計劃；對于單位工程項目，由于受工作之間工藝關(guān)系的限制，可調(diào)整的幅度較小，通常采用搭接作業(yè)的方法來調(diào)整施工進度計劃。

當工期拖延得太多，或采取某種方法未能達到預(yù)期效果時，或可調(diào)整的幅度又受到限制時，還可以同時用這兩種方法來調(diào)整施工進度計劃，以滿足工期目標的要求。凋整同時還需要注意到無論采取哪種方法，都必然會增加費用，故施工單位在進行施工進度控制時還應(yīng)該考慮到投資控制的問題。

2、工期延期的控制：

①工期延期的概念：

工期延期是由于建設(shè)單位、建設(shè)單位代表(監(jiān)理單位)、合同缺陷、工程變更等原因造成的；工期延誤是施工單位組織不力或因管理不善等原因造成的。工期延期是可以通過向建設(shè)單位、建設(shè)單位代表(監(jiān)理單位)申請獲得批準而增加工期的，我們在工作中，應(yīng)注意區(qū)別工期延期和工期延誤的概念。

②工期延期獲得批準的條件：

首先必須符合合同條件，亦即導致工期拖延的原因不是施工單位自身的原因引起的，例如，施工場地條件的變更；建設(shè)、合同文件的缺陷；由于建設(shè)單位或設(shè)計原因造成的臨時停工、工期耽擱；由業(yè)主供應(yīng)的材料、設(shè)備的推遲到貨；工程施工時受到其它主要的承包商(施工單位)的干擾；建設(shè)單位、監(jiān)理工程師關(guān)于施工方面的變更等……因上述原因的工期拖延是工期延期申請獲得批準的首要條件。

其次是發(fā)生延期事件的工程部件，必須是在施工進度計劃的關(guān)鍵線路上，才能獲得工期延期的批準。若延期事件是發(fā)生在非關(guān)鍵線路上，且延長的時間未超過總時差時，例如屋面防水層的變更發(fā)生在工程結(jié)構(gòu)施工階段，即使符合批準為工程延期的合同條件，是不能獲得工期延期申請。

最后，工期延期的批準還必須符合實際情況和注意時效。對延期事件發(fā)生后的各類有關(guān)細節(jié)進行詳細記載，及時向建設(shè)單位代表或監(jiān)理工程師提出申請，遞交詳細報告。通常是在延期事件發(fā)生的14天內(nèi)提出申請，外商投資的工程則根據(jù)FIDIC合同條件的規(guī)定，在延期事件發(fā)生的28天遞交意向書，在此之后的28天遞交正式的申請報告，否則過期申請無效。

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關(guān)鍵詞：負載串聯(lián)諧振；頻率跟蹤；延時補償

1概述

逆變電路根據(jù)直流側(cè)儲能元件形式的不同，可劃分為電壓型逆變電路和電流型逆變電路。電流型逆變器給并聯(lián)負載供電，故又稱并聯(lián)諧振逆變器。電壓型逆變器給串聯(lián)負載供電，故又稱串聯(lián)諧振逆變器。

串聯(lián)諧振逆變器在感應(yīng)加熱領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，圖1是它的基本原理圖。它包括直流電壓源，開關(guān)S1～S4和RLC串聯(lián)諧振負載。

由于設(shè)計的是電壓型負載高頻逆變器，而達到高頻，則要減小開關(guān)損耗。減小開關(guān)損耗的方法之一就是采用零電流開關(guān)。對于串聯(lián)RLC電路，只有在LC串聯(lián)諧振時，使得流過電阻R的電流iR和加在RLC兩端的電壓URLC同步，才能達到零電流開關(guān)要求。為此在全橋電路控制方式中，我們選取雙極性控制方式。即開關(guān)管Sl和S3，S2和S4同時開通和關(guān)斷，其開通時間不超過半個開關(guān)周期，即它們的開通角小于180°。

2逆變控制電路的設(shè)計

控制電路原理框圖如圖2所示。從圖2可以看出，逆變電路可以工作在他激和自激兩種狀態(tài)。當逆變電路工作在他激狀態(tài)時，控制信號從他激信號發(fā)生器發(fā)出，電路工作頻率固定，由他激信號發(fā)生器控制。當逆變電路工作在自激狀態(tài)時，電路的輸出電流信號經(jīng)過電流互感器采樣，通過波形變換把正弦波變成方波，然后方波信號經(jīng)單穩(wěn)態(tài)電路防止干擾，接著送到頻率跟蹤電路，使得開關(guān)管的工作頻率能夠跟蹤電流反饋信號。工作在自激狀態(tài)時，逆變電路的工作頻率由負載本身的固有頻率決定。本電路中逆變電路的工作頻率由放電負載和變壓器漏感組成的串聯(lián)諧振電路的自然頻率決定。

2.1限幅、整形和單穩(wěn)態(tài)電路

如圖3所示，從電流互感器CT取出的反饋信號，通過電阻R6引入控制電路。引入控制電路的信號跟負載電流的大小，電流互感器的變比以及取樣電阻R6的大小有關(guān)。在實際應(yīng)用中，這個引入控制電路的信號可能會超過CMOS的最大工作電壓而導致器件的損壞，因而有必要在這個信號后面加一個限幅電路。二極管D1及D2就起到這個作用。電流反饋信號近似正弦波，經(jīng)過D1及D2和比較器以后，就變成了有正負的方波信號，經(jīng)過D4把負的部分去掉，整形成占空比為50％的方波信號。

圖4

電路在工作過程中不可避免地受到各種各樣的外部干擾，加上其本身元器件的分布參數(shù)，使得電流反饋信號并不是理想的波形。由于后級電路的鎖相環(huán)用的是邊沿觸發(fā)，如果前面的方波信號不好，會導致后級頻率跟蹤電路跟蹤失敗，從而導致了電路無法正常工作。所以，在電路中必須加入一個具有特定功能的電路，將有干擾的波形重新整形，然后輸入后一級電路。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器就實現(xiàn)這種功能，它在外部脈沖的作用下，輸出具有特定寬度和幅值的矩形脈沖，經(jīng)過一定時間，又自動回復(fù)到初始狀態(tài)。

2.2頻率跟蹤電路

由電路的負載特性分析可知，電路的負載不是固定的負載。當電壓升高，功率增大以后，負載固有的自然諧振頻率會發(fā)生改變。這個時候如果逆變電路工作在開環(huán)狀態(tài)下，由于電路的工作頻率偏離了負載的自然諧振點，這就使得電路的輸出功率不能隨著直流母線電壓的升高而同步升高，輸出功率達不到要求。因此，必須使得逆變電路工作在閉環(huán)狀態(tài)，實現(xiàn)頻率的自動跟蹤。

頻率跟蹤電路如圖4所示。電路啟動的時候，先開控制電路，此時電流反饋信號沒有建立，逆變電路不能工作在自激狀態(tài)。在圖4中，控制電路開機后，電流反饋信號為0，比較器U1B輸出為高電平，電子開關(guān)4066導通，Vcc通過R8與RP1分壓以后供給4046的壓控振蕩器輸入端，這個電壓用來控制壓控振蕩器的頻率，調(diào)節(jié)RP1，就可以得到他激電路所需要的頻率。一般都把他激信號發(fā)生器的輸出頻率調(diào)得跟負載的自然諧振頻率相差不大，這樣有利于電流反饋快速建立，讓逆變電路盡快進入自激工作狀態(tài)。

在主電路開機時，可控整流電路輸出電壓調(diào)得比較低，這時候電流反饋信號比較小，隨著直流母線電壓慢慢升高，電流反饋信號逐步增大。在這個信號經(jīng)過半波整流以后得到的直流電平（C2上的電壓）沒有超過R6兩端電壓以前，電路還是工作在他激狀態(tài)。當電流反饋信號達到一定的值使得C2上的電壓超過了R6兩端電壓以后，比較器U1B輸出為低電平，把4066關(guān)斷，RP1分壓為0，沒有辦法通過二極管影響壓控振蕩器，這樣壓控振蕩器的電壓就由低通濾波器提供，逆變器工作在自激狀態(tài)。由于電容C3的存在，使得電路在他激轉(zhuǎn)自激的過程中，能夠平穩(wěn)地過渡，不至于出現(xiàn)壓控振蕩器輸入為0的情況。

當逆變器工作在自激狀態(tài)，其工作頻率隨著負載自然諧振頻率的變化而變化。此時從前面的單穩(wěn)態(tài)電路引入電流反饋信號，讓鎖相環(huán)輸出的方波頻率跟蹤輸出電流的頻率。在這種狀態(tài)下，鎖相環(huán)的控制框圖如圖5所示。相位比較器PC2輸出為兩個信號的相位差，經(jīng)過低通濾波器（LPF）以后，得到了反映兩個輸入信號上升時間差的直流電壓，然后送入壓控振蕩器（VCO），將VCO的輸出信號分頻以后（信號的1/2分頻是為了使得信號的占空比能嚴格達到50％），延遲td時刻送到PC2中，與電流反饋信號進行相位比較。PC2進入鎖相工作以后，電流反饋信號和延遲電壓驅(qū)動信號的上升沿就被鎖相至同步。

2.3延遲補償電路

在自激信號發(fā)生器的設(shè)計過程中，沒有考慮電路信號傳輸中的延時。實際上控制電路、驅(qū)動電路以及芯片都有延時，因此，電路的延時不能忽略。延時導致負載的輸出電壓滯后于輸出電流δ角度，負載工作于容性狀態(tài)，如圖6所示。由于存在延時，工作在容性狀態(tài)時的開關(guān)管軟開關(guān)條件就被破壞了，導致開通損耗大大增加。圖7是控制信號的補償電路。

當輸入到R，L，C上的電壓與電阻R上的電流波形有相位差時，通過調(diào)節(jié)Rp，使iR與輸入電壓同步。

3實驗結(jié)果和波形分析

3.1頻率跟蹤電路的輸入輸出波形

頻率跟蹤電路的輸入、輸出波形如圖8所示。

3.2延時補償電路的波形

延時補償電路的波形如圖9所示。圖中3個波形自上而下分別是圖7延時補償電路中結(jié)點2，3，4的波形。其中的t為放電時間，通過改變變阻器Rp可以調(diào)節(jié)放電時間t的快慢。

3.3開關(guān)管S4兩端與負載R兩端的電壓波形

圖10波形中，上面的波形是S4兩端的電壓，下面的是電阻兩端的電壓，S4與電阻兩端的電壓同相，此時電感電容串聯(lián)諧振。但是，仔細觀察兩個波形可以發(fā)現(xiàn)，兩個波形之間在過零點有些毛刺。其原因可以從圖11得到說明。

圖11中下面兩個波形是S1及S2的驅(qū)動波形，可以發(fā)現(xiàn)他們之間存在死區(qū)。理論上，如果S1，S3與S2，S4的驅(qū)動波形為互補的話，則電阻R的電壓與輸入RLC兩端的電壓在LC發(fā)生串聯(lián)諧振時應(yīng)該是沒有相位差的。由于驅(qū)動波形并非理想，所以造成電阻R的電壓與輸入RLC兩端的電壓并非完全沒有相位差。

從圖12中可以看出4046芯片跟蹤，但是由于芯片和電路存在延時等原因，uRLC與4046的腳14波形之間存在相位差，而且很明顯是滯后的。

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關(guān)鍵詞：高強混凝土質(zhì)量控制性能檢測

C60級以上的高強混凝土工程建筑中已得到較大范圍的應(yīng)用，而目前應(yīng)用廣泛的預(yù)應(yīng)力薄管樁，其砼強度已達到C80?，F(xiàn)結(jié)合多年的工作實踐，就如何做好C60級以上高強度混凝土的質(zhì)量管理與檢測，作一粗淺論述。

一、高強混凝土質(zhì)量控制

高強混凝土質(zhì)量管理的核心在于混凝土的流動性和凝結(jié)時間，其早期強度與28天強度主要需做好以下工作：

（一）原材料的選擇與應(yīng)用

1、指定專人定期檢查、測定各種原材料和生產(chǎn)狀態(tài)，特別是對原材料的進料、儲存、計量應(yīng)全方位監(jiān)控。

2、配制C60級高強混凝土，不需要用特殊的材料，但必須對本地區(qū)所能得到的所有原材料進行優(yōu)選。除有較好的性能指標外，還必須質(zhì)量穩(wěn)定，即在一定時期內(nèi)（至少在施工期內(nèi)）主要性能沒有太大的波動。

3、強度等級在C80或C80以上的混凝土，在水泥水化時不可避免地會在內(nèi)部形成細微的毛細孔。為確保混凝土強度，必須采取措施將毛細孔填滿，以增加混凝土的密實性。因而，需要在砼配比中，加入微米級徑增密處理的超細活性顆粒。使其在水泥漿微細空隙中水化，減少和填充毛細孔，達到增強和增密作用。

4、高強混凝土要求低水灰比，高坍落度，這就需要摻入高性能的外加劑。目前，砼的外加劑品種較多，但高性能復(fù)合型外加劑國內(nèi)尚不多見，故應(yīng)作對比試驗后確定。

（二）混凝土配比方案優(yōu)選

1、高強混凝土正式生產(chǎn)時應(yīng)進行試配，選定不同的配比和投料順序，施行優(yōu)選方案。

2、試配必須嚴格模擬實際生產(chǎn)條件，在原材料有變動時應(yīng)再次試配。

3、攪拌必須均勻，采用強制式攪拌機，較普通砼延長50%攪拌時間。

（三）工時質(zhì)量控制

在試驗室配置符合要求的高強混凝土比較容易，而在整個施工過程中，穩(wěn)定質(zhì)量水平較為困難。一些在普通情況下不太敏感的因素，在低水灰比情況下會變得相當敏感，這就要求在整個施工過程中必須注意各種條件、因素的變化，并且要根據(jù)變化，隨時調(diào)整配合比和各種工藝參數(shù)。主要做好幾項工作：

1、嚴格水灰比控制：骨料的含水量應(yīng)在用水量中扣除，每天需測定骨料含水量，每次配料時應(yīng)采用水量自動測定儀連續(xù)測定砂子含水量，在任何情況下都不得添加額外水量；

2、探測砼拌和物溫度，必要時測定砼水化熱，控制溫升，延長和保證工作時間；

3、合理安排工藝和工序，計算各階段所需時間，合理縮短砼從攪拌到澆搗完畢的時間；

4、所有參與操作人員進行技術(shù)交底，完善各項記錄文件。

二、高強砼性能檢測

判斷高強砼的抗壓強度重要之處，在于抗壓試件的采樣材料。

1、砼強度試件的留樣。由于高強混凝土變異性增大，強度數(shù)值受多種因素的影響，故高強混凝土抗壓試件的采樣頻數(shù)應(yīng)高于普通砼。

2、駐現(xiàn)場技術(shù)人員對拌和物性能進行測定，并按規(guī)定留取砼強度試件，試件的數(shù)量應(yīng)至少能滿足提供早期及28天強度測定所需，每批應(yīng)不少于6組（每組3塊）。

3、由于高強砼水灰比很低，試件內(nèi)部容易產(chǎn)生較大拉應(yīng)力，對試件宜采取水中養(yǎng)護并對溫度進行控制?？箟簭姸仍囼炃皯?yīng)在正常自然條件中存放幾天后進行，強度測試結(jié)果較為穩(wěn)定。

4、砼強度試件的強度測定。根據(jù)實際經(jīng)驗，高強混凝土試件強度測定時應(yīng)選用標準試件和高剛度承壓板試驗機，控制勻速加荷，才能保證強度測定的準確性和可靠性。

根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50204—2002）和《混凝土強度檢驗評定標準》（GBJ107）的有關(guān)規(guī)定對砼強度進行檢驗評定，但我們認為用非統(tǒng)計方法對混凝土強度進行檢驗，其不足之處在于平均強度的要求對于高強混凝土偏高，而對最低強度的要求又偏低，應(yīng)根據(jù)實際情況作分析判斷。

對于高強混凝土強度，可按《回彈法檢測高強混凝土強度技術(shù)規(guī)程》（Q/JY17—2000）進行強度測定，并應(yīng)建立新的地區(qū)測強曲線。超聲波法、超聲回彈綜合法等，對高強混凝土進行檢測是適用的，但目前尚無可用的測強曲線。

篇5

關(guān)鍵詞：閉環(huán)控制光柵尺光樣儀生物芯片

1引言

生物芯片點樣儀是制備生物芯片的關(guān)鍵設(shè)備。點樣儀一般為三自由度直角坐標運動系統(tǒng)，主要用于將物生樣品（蛋白、核酸等）精確定位、定量的分配在玻片上。根據(jù)實際需要提出該系統(tǒng)的主要技術(shù)指標為：定位精度：±5μm；運動速度：150mm/s

2硬件設(shè)計

PID控制是根據(jù)偏差的比例（P）、積分（I）和微分（D）進行控制的一種技術(shù)，是目前高精度控制系統(tǒng)中通常采取的一種方式。根據(jù)要求可采用的控制方式有半閉環(huán)控制（控制框圖見圖1）和全閉環(huán)控制（控制框圖見圖2）兩種。采用半閉環(huán)控制時，反饋信號來自于安裝在電機軸上的編碼器，但此時系統(tǒng)不能反應(yīng)反饋回路外的誤差。而采用全閉環(huán)控制時，其反饋信號來自于安裝在運動軸上的光柵尺，由于全閉環(huán)控制時閉環(huán)伺服系統(tǒng)直接以工作臺的最終位置為目標，從而消除了進入傳動系統(tǒng)的全部誤差，所以精度較半閉環(huán)系統(tǒng)要高（理論上，系統(tǒng)精度取決于光柵尺的精度）。但由于閉環(huán)伺服系統(tǒng)檢測的是運動軸的位移量，其各個環(huán)節(jié)都包括在反饋回路中，影響因素多而復(fù)雜，易造成系統(tǒng)運行不穩(wěn)定。

綜合上述兩種方式的優(yōu)缺點，筆者決定采用一種雙閉環(huán)的伺服控制策略來兼顧系統(tǒng)的穩(wěn)定性與精度。該雙閉環(huán)控制系統(tǒng)如圖3所示，系統(tǒng)中包括了由光柵尺組成的全閉環(huán)主回路和由編碼器組成的半閉環(huán)輔助回路。通過對不同產(chǎn)品的分析比較，最后，其運動系統(tǒng)選用交流伺服電機加精密滾珠絲杠的結(jié)構(gòu)；控制系統(tǒng)選用Galil公司的DMC-1800PCI卡；位置反饋選用英國Renishaw精度為1μm的光柵尺。

DMC-1800PCI總線多軸運動控制器為Galil公司產(chǎn)品，它要占用PC機中的一個PCI插槽。它用32位MCU控制1～8軸伺服電機或步進電機或二者組合，同時包括12MHz伺服編碼器反饋信號、2MHz步進電機命令、帶速度及加速度前饋、積分限制、Notch及低通濾波器的PID等，采樣周期62.5μs/軸。運動方式有JOG、PTP定位、直線、圓弧插補、輪廓、電子齒輪、ECAM等；此外，它還帶有雙編碼器反饋、回零、正、反向限位輸入接口及8通道通用模擬輸入等。

本控制卡提供有雙編碼器反饋功能可用于機械間隙補償。其中一個編碼器為安裝在電機軸端的旋轉(zhuǎn)編碼器，而另一個為安裝在負載側(cè)的光柵尺（Galil控制器能接收到自每軸的兩個編碼器信號輸入，且作為標準功能）。雷尼紹光柵尺可直接貼在運動導軌上，由于光柵尺與導軌的熱膨脹系數(shù)相同，因而可將溫度變化造成的精度誤差降至最低。實際上，雙閉環(huán)控制已改變了標準PID控制算法，它的位置環(huán)由負載編碼器（PI）閉環(huán)獲得，阻尼項（D）由電機軸端編碼器獲得。由于雙閉環(huán)反饋編碼器功能可使DMC對間隙進行補償，因而可獲得更高的運動精度。

3軟件設(shè)計

控制系統(tǒng)的軟件部分是點樣儀系統(tǒng)中重要的組成部分。用戶可根據(jù)需要將生物芯片中探針陣列的各個參數(shù)通過人機界面輸入計算機，如樣品點數(shù)、針數(shù)、點間距、陣列數(shù)等。好的軟件可有效提高點樣效率。為此我們提出下列軟件設(shè)計要求：（1）可在Windows環(huán)境下運行，（2）全部中文顯示，（3）用戶界面友好。參數(shù)輸入直觀，全部圖形化操作。

為此，筆者選用了美國Microsoft公司的VisualBasic程序設(shè)計語言。VisualBasic是一種可視化的，而向?qū)ο蠛筒捎檬录?qū)動方式的結(jié)構(gòu)化高級程序設(shè)計語言，可用于開發(fā)Windows環(huán)境下的各類應(yīng)用程序。相比而言，VB比較簡單、可視化程度高，適于編寫控制界面。圖4為該點校儀系統(tǒng)的軟件流程。

由于芯片設(shè)計較為復(fù)雜且容易出現(xiàn)錯誤，因此有必要采取下列措施以保證操作的正確性：

（1）減少激活的命令按鈕，屏蔽掉那些暫時不用的命令按鈕，而只在完成當前操作時將其激活，以避免因操作不當引起的誤操作。

（2）輸入提示功能設(shè)計。預(yù)防誤操作的一個有效手段就是“提示功能”。人機界面在任何時刻都應(yīng)提供提示功能，告訴操作者現(xiàn)在機器正在做什么，操作者應(yīng)該做什么或可以做什么。

（3）參數(shù)輸入的容錯設(shè)計。由于全局環(huán)境參數(shù)是由人機接口傳送給機器人控制系統(tǒng)的，幫正確的參數(shù)是機器人安全工作的重要保證。在系統(tǒng)上電初始化過程中，所有參數(shù)均按典型值進行賦值。輸入時還應(yīng)對鍵入值進行過濾處理，若操作者鍵入的數(shù)據(jù)超出范圍，系統(tǒng)將給出提示并將該數(shù)變?yōu)槟J值。

篇6

關(guān)鍵詞：本機振蕩器直接數(shù)字頻率合成自動頻率控制脈內(nèi)測頻

雷達系統(tǒng)根據(jù)其工作頻率一般分為米波雷達、分米波雷達和厘米波雷達，其接收機通常是超外差形式的。分米波雷達和厘米波雷達由于其工作頻率較高，一般都有自動頻率控制（AFC）系統(tǒng)，控制本振頻率自動跟蹤發(fā)射頻率的變化，或者控制發(fā)射頻率自動穩(wěn)定在本振頻率對應(yīng)的頻率點上，保證雷達接收機的中頻頻率穩(wěn)定。但是傳統(tǒng)的模擬式單環(huán)路或雙環(huán)路AFC系統(tǒng)由于受模擬電路本身的局限，使得AFC的跟蹤速度慢、跟蹤頻率范圍窄、精度低，甚至有可能出現(xiàn)錯誤跟蹤的情況；此外，控制本振的自頻控雷達由于在本機振蕩器上加裝了頻率調(diào)整裝置，影響了本振的頻率穩(wěn)定度，這對動目標雷達而言是難以接受的。米波雷達由于其工作頻率較低，基本上沒有自動頻率控制系統(tǒng)，但是米波雷達的發(fā)射機工作頻率和接收機本機振蕩頻率由于環(huán)境溫度、電源電壓和負載變化而發(fā)生一定的變化，其變化范圍從幾十千赫茲到數(shù)百千赫茲，通常在500～600kHz之間。雖然由此造成的中頻頻率變化量的絕對值不會超出中頻放大器的通頻帶范圍（中頻放大器的通頻帶通?！?MHz），但是數(shù)百千赫茲的變化量使回波信號不能得到最有效的放大，造成雷達接收機技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)性能降低，此時即使加裝DSU（DigitalStableUnit）設(shè)備，也由于中頻頻率漂移的影響，使DSU的性能無法得到最有效的發(fā)揮。

應(yīng)用鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)實現(xiàn)雷達自動頻率控制系統(tǒng)已經(jīng)是比較成熟的技術(shù)方案，這種方案的應(yīng)用解決了非相參雷達的自動頻率跟蹤與本振頻率穩(wěn)定度之間的矛盾，但是鎖相環(huán)固有的大慣性、大步進間隔和非線性誤差卻嚴重地限制著鎖相環(huán)自動頻率控制系統(tǒng)的性能，使其無法滿足高速、高頻率分辨率、大帶寬的要求。

DDS技術(shù)是近幾年來迅速發(fā)展的頻率合成技術(shù)，它采用全數(shù)字化的技術(shù)，具有集成度高、體積小、相對帶寬寬、頻率分辨率高、跳頻時間短、相位連續(xù)性好、可以寬帶正交輸出、可以外加調(diào)制的優(yōu)點，并能直接與單片機接口構(gòu)成智能化的頻率源?；贒DS技術(shù)的自適應(yīng)米波雷達自動頻率控制系統(tǒng)是新一代的自動頻率控制（AFC）系統(tǒng)，它以直接數(shù)字頻率合成技術(shù)（DDS）為基礎(chǔ)，以單片機為控制核心，通過高速高精度脈內(nèi)頻率測量模塊對雷達發(fā)射頻率進行精確測量，然后由單片機控制DDS，對發(fā)射頻率進行搜索和跟蹤。因此它是一種易于實現(xiàn)的數(shù)字式智能化自適應(yīng)頻率控制系統(tǒng)。

圖2DDS頻率合成模塊結(jié)構(gòu)圖

1系統(tǒng)組成及工作原理

基于DDS技術(shù)的自適應(yīng)米波雷達自動頻率控制系統(tǒng)主要由高速脈內(nèi)頻率測量模塊、DDS頻率合成模塊、單片機和包括頻率顯示、控制鍵盤的人機接口模塊組成，如圖1所示。

系統(tǒng)采用高速高精度實時脈內(nèi)頻率測量技術(shù)，利用頻率穩(wěn)定度高達10－9的高穩(wěn)恒溫時標對頻率進行倒計數(shù)法測量，由單片機對測量結(jié)果進行分析處理，并控制DDS頻率合成模塊，完成對發(fā)射頻率的搜索和跟蹤。系統(tǒng)中除了DDS輸出后的濾波、放大電路采用模擬電路外，其它全部采用高速數(shù)字電路，并結(jié)合了單片機具有的可編程能力，使系統(tǒng)避免了傳統(tǒng)模擬式AFC的缺陷，能夠?qū)崿F(xiàn)更加靈活的控制。

雷達開機后，系統(tǒng)首先工作于搜索模式：單片機控制DDS頻率合成模塊輸出本振頻率的最低值，與從發(fā)射機耦合過來并經(jīng)過衰減后的發(fā)射脈沖頻率混頻，取出下變頻后的中頻信號，經(jīng)過頻率測量模塊測量后將結(jié)果送入單片機，單片機若判斷頻率測量結(jié)果不是規(guī)定的中頻頻率值，則控制DDS頻率合成模塊將輸出的本振頻率按規(guī)定的步長（通常是頻率測量系統(tǒng)的頻率分辨率）調(diào)高，重復(fù)此過程，直到頻率測量系統(tǒng)測量得到的頻率值為規(guī)定的中頻頻率值為止。若搜索過程中本振頻率達到上限時仍未搜索到規(guī)定的中頻頻率值，則返回到本振頻率最低值，重新開始新一輪的搜索。系統(tǒng)一旦搜索到規(guī)定的中頻頻率值就進入跟蹤狀態(tài)。

在跟蹤狀態(tài)，頻率測量模塊對每一個發(fā)射脈沖頻率與本振頻率下變頻得到的中頻脈沖頻率進行實時精確測量，在發(fā)射脈沖結(jié)束時將測量結(jié)果送入單片機。單片機立即根據(jù)測量結(jié)果計算出響應(yīng)的本振頻率調(diào)整量，并控制DDS頻率合成模塊調(diào)整輸出頻率，保證在目標回波信號到達接收機時，本振信號已經(jīng)調(diào)整到與該發(fā)射脈沖頻率對應(yīng)的頻率點上，使目標回波信號下變頻后的頻率值為準確的中頻頻率值，從而保證目標回波信號能夠得到最有效的放大。

跟蹤模式實質(zhì)上是一個自適應(yīng)的控制過程：某一發(fā)射脈沖的頻率比前一發(fā)射脈沖的頻率升高（降低）在本振頻率不變的條件下，中頻頻率升高（降低）頻率測量模塊的測量結(jié)果升高（降低）單片機得到測量結(jié)果后控制DDS頻率合成模塊，使之輸出的本振頻率相應(yīng)升高（降低）中頻頻率降低（升高）到規(guī)定值。

2硬件結(jié)構(gòu)

2．1DDS頻率合成模塊

DDS頻率合成模塊以DDS芯片AD9854為核心，包括濾波電路、放大電路和與單片機的接口電路，圖2是其組成框圖。

AD公司推出的AD9854是DDS芯片中的典型代表之一，它具有300MHz的內(nèi)部時鐘，4～20倍的內(nèi)部可編程倍頻器使外部輸入的時鐘信號頻率可以從15MHz到75MHz，另外具有100MHz的并行接口總線，內(nèi)置正交雙通道DAC輸出，具有多種編程工作方式，能產(chǎn)生線性調(diào)頻信號和非線性調(diào)頻信號等復(fù)雜信號。

AD9854采用CMOS結(jié)構(gòu)，工作電壓為3．3V，而單片機AT89C51工作在5V電壓下，其總線電平是5V的TTL電平，為保證AD9854的正常工作，必須經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后再與AD9854接口，AD9854的時鐘信號也必須經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換后送到AD9854的時鐘引腳。AD9854有正交雙通道DAC輸出，每一個通道都是反相的互補輸出，經(jīng)MAX436放大后濾波，然后再經(jīng)MAX436放大到雷達要求的本振電平。兩路輸出中的一路用于和發(fā)射脈沖混頻，將下變頻后的中頻信號送到頻率測量模塊進行頻率測量，系統(tǒng)已經(jīng)知道DDS頻率合成模塊輸出的本振頻率，測量出發(fā)射脈沖的中頻頻率就能計算出發(fā)射頻率；另一路作為接收機的本振信號。

根據(jù)奈奎斯特采樣定律，當DDS系統(tǒng)的時鐘為300MHz時，其輸出頻率的上限是150MHz，在工程應(yīng)用中通常只使用到時鐘頻率的40％，即120MHz。某型米波雷達的本振頻率上限略高于120MHz，經(jīng)查閱AD9854的數(shù)據(jù)手冊，其輸出頻率能夠達到理論的150MHz；同時經(jīng)實驗證實，AD9854能夠在雷達本振頻率上限值處穩(wěn)定工作，且輸出信號質(zhì)量完全可以滿足雷達系統(tǒng)對本振的要求。

2．2高速高精度脈內(nèi)頻率測量模塊

高速高精度脈內(nèi)頻率測量模塊采用倒計數(shù)法進行頻率測量，主要由下變頻混頻器、濾波整形電路、計數(shù)器T0、計數(shù)器T1和時序控制電路組成。圖3是其結(jié)構(gòu)的組成框圖，圖4是倒計數(shù)法頻率測量的時序圖。

倒計數(shù)法測頻是用被測信號的N個周期形成一個計數(shù)門時間T＝N·Tx，在T時間內(nèi)由時標F0計數(shù)，這樣一來測頻就相當于測量門寬T，T的最大量化誤差是T0，Tx的最大量化誤差是T0/N。

某型雷達的發(fā)射脈沖的寬度是13μs，考慮到其發(fā)射機是單級振蕩式發(fā)射機，每個脈沖在起振和停振的過程中振蕩不穩(wěn)定，因此取中間的10μs作為測頻區(qū)間。該型雷達的第一中頻頻率為30MHz，在正常工作時，發(fā)射脈沖與本振信號下變頻的輸出頻率應(yīng)該是準確的30MHz，在10μs的測頻時間內(nèi)應(yīng)有300個脈沖，即可取N＝300；高穩(wěn)定的時標的頻率是100MHz，T0＝10ns，相應(yīng)的Tx的最大誤差是T0／300＝1／30ns，據(jù)此可計算出測頻的分辨率是30kHz，相對于雷達中頻放大器接近1MHz的帶寬而言，此指標完全能夠滿足雷達系統(tǒng)的要求。用頻譜分析儀實際測得的系統(tǒng)跟蹤誤差如表1所示。

表1實際測得的系統(tǒng)跟蹤誤差表

發(fā)射頻率/MHz147.000147.500148.000148.500149.000149.500

本振輸出頻率/MHz116.999117.495118.008118.492118.990119.493

跟蹤誤差/kHz-1-5+8-8-10-7

發(fā)射頻率/MHz150.000150.500151.000151.500152.000152.500

本振輸出頻率/MHz119.995120.490120.990121.510122.005122.500

跟蹤誤差/kHz-5-10-10+10+50

模塊的工作過程是：當雷達觸發(fā)脈沖到來時，時序控制電路打開計數(shù)器T，發(fā)射脈沖隨后到來，經(jīng)下變頻、濾波、整形后轉(zhuǎn)換成TTL方波作為計數(shù)器T的時鐘。當計數(shù)器T計到第32個脈沖時，時序控制電路打開計數(shù)器T0，T0開始對高穩(wěn)定時標計數(shù)；當計數(shù)器T計到第332個脈沖時，時序控制電路關(guān)閉計數(shù)器T和T0，并通知單片機已經(jīng)完成一次頻率測量，單片機取走測量結(jié)果，并對硬件電路復(fù)位，準備下一個周期的測量。

2．3高穩(wěn)定度恒溫時鐘模塊

本機振蕩器的頻率穩(wěn)定度是影響雷達接收機性能的關(guān)鍵性指標。由于DDS頻率合成方法的輸出頻率穩(wěn)定度僅僅取決于其時鐘的頻率穩(wěn)定度，因此選用頻率穩(wěn)定度高達10－9的恒溫晶體振蕩器作為整個系統(tǒng)的時鐘。恒溫晶體振蕩器輸出的100MHz高穩(wěn)正弦波經(jīng)放大后整形為標準的TTL方波，一路作為頻率測量模塊的時間標準，另一路經(jīng)F161分頻為25MHz的TTL方波，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后作為AD9854的外部時鐘信號，利用AD9854內(nèi)部的可編程倍頻器倍頻12倍使AD9854工作在300MHz的內(nèi)部時鐘頻率下。高穩(wěn)定度恒溫時鐘模塊組成框圖如圖5所示。

3軟件結(jié)構(gòu)

單片機是整個系統(tǒng)的控制核心，可以充分利用軟件可編程控制的優(yōu)勢對系統(tǒng)進行靈活有效的控制。圖6是單片機的軟件框圖。

通電以后單片機首先進行初始化，然后設(shè)置DDS模塊的工作模式等參數(shù)，再進行時序控制電路的復(fù)位并對所有計數(shù)器進行清零操作。隨后單片機不斷查詢測量完成信號。當時序控制電路在雷達觸發(fā)脈沖的作用下完成一次測量時?熏就通過該信號通知單片機，單片機一旦查詢到測量完成便立即讀入測量結(jié)果。然后進行分析，是標準中頻頻率時不進行本振頻率的調(diào)整，直接準備下一脈沖周期的測量，若不是則計算所需的頻率調(diào)整量，控制DDS頻率合成模塊進行頻率調(diào)整，然后再準備下一脈沖周期的測量。

搜索和跟蹤過程的區(qū)別主要在于計算頻率調(diào)整量的方法不同，其它流程基本一致。

篇7

關(guān)鍵詞投資準則費用

投資是指企業(yè)為通過分配來增加財富，或為謀求其他利益而將資產(chǎn)讓渡給其他企業(yè)所獲得的另一項資產(chǎn)。近些年來我國證券市場的發(fā)展為企業(yè)創(chuàng)造了良好的投資渠道和投資環(huán)境，與此同時，稅法也對企業(yè)投資所得提出了納稅上的要求。為了規(guī)范投資的會計核算和相關(guān)信息的披露，我國財政部于1998年6月24日了一項具體會計準則—《企業(yè)會計準則—投資》（以下簡稱投資準則），并在1999年1月1日起暫在上市公司施行；在實施了兩年后，2001年1月18日根據(jù)在執(zhí)行過程中出現(xiàn)的一些問題對其中一些方面作了修訂，經(jīng)修訂后的投資準則自2001年1月1日起暫在股份有限公司施行。該項準則對于規(guī)范投資業(yè)務(wù)的核算起到了十分重要的作用，但是在研究過程中筆者發(fā)現(xiàn)該準則中仍然存在著一些問題，本文擬就以下幾個問題展開探討。

一、關(guān)于投資成本的確定

投資準則中規(guī)定：“初始投資成本是指取得投資時實際支付的全部價款，包括稅金、手續(xù)費等相關(guān)費用。但實際支付的價款中包含的已宣告但尚未領(lǐng)取的現(xiàn)金股利，或已到付息期但尚未領(lǐng)取的債券利息，應(yīng)作為應(yīng)收項目單獨核算?！?/p>

上述規(guī)定對于股票投資的核算以及在發(fā)行日和付息日購進的債券不會出現(xiàn)什么問題，但是對于發(fā)行日后至到期日前這段時間購進的債券的核算就會出現(xiàn)問題，請看以下的例子。

例：某公司2001年6月1日以銀行存款525000元購入A公司當年1月1日發(fā)行的面值為500000元的三年期公司債券，該債券年利率為12%，每年1月1日與7月1日各付息一次。

上例若按上述投資準則規(guī)定相應(yīng)的賬務(wù)處理為：

1.假設(shè)為短期投資，則應(yīng)作分錄：

借：短期投資—債券投資525000

貸：銀行存款525000

2.假設(shè)為長期投資，則應(yīng)作分錄：

借：長期債權(quán)投資—債券投資（面值）500000

—債券投資（應(yīng)計利息）25000

貸：銀行存款525000

上述處理從投資準則字面分析，應(yīng)是無可爭議的，但筆者認為這種處理方法不符合實質(zhì)重于形式的原則。企業(yè)所支付的全部價款中包含的利息25000元，在一個月后（2001年7月1日）就可以收回，其本質(zhì)上屬于應(yīng)收利息流動資產(chǎn)，卻計入“短期投資（或長期投資）”賬戶與其他手續(xù)費、溢折價等項目相混淆，其理由不外乎是受到利息按期計算的外在法律形式影響的結(jié)果。此種做法對于短期投資還有些道理，因為短期投資不一定持有到期，有可能在2001年7月1日前就轉(zhuǎn)讓收回投資了，所以這25000元有可能不是以利息的形式收回的。但是對于長期投資而言上述處理方法顯然不太合理因此，筆者認為在購買長期債券時正確的做法應(yīng)該是：

借：長期債權(quán)投資—債券投資（面值）500000

應(yīng)收利息25000

貸：銀行存款525000

根據(jù)以上分析，“投資準則”中關(guān)于初始投資成本確定的表述應(yīng)更正為：“初始投資成本是指取得投資時實際支付的全部價款，包括稅金、手續(xù)費等相關(guān)費用。但實際支付的價款中包含的已宣告但尚未領(lǐng)取的現(xiàn)金股利，或長期債權(quán)投資—債券投資尚未領(lǐng)取的債券利息，應(yīng)作為應(yīng)收項目單獨核算。”這樣，使債券的應(yīng)收利息，服從其經(jīng)濟實質(zhì)，而不以是否到付息期的外在形式為標志，遵循了實質(zhì)重于形式原則。

二、關(guān)于長期債券投資相關(guān)費用的核算

所謂相關(guān)費用指的是進行投資時所要交納的稅金及手續(xù)費等，投資準則中關(guān)于長期債權(quán)投資的債券費用的會計處理的表述為“債券投資成本中包含的相關(guān)費用，可以于債券購入后至到期前的期間內(nèi)在確認相關(guān)債券利息收入時攤銷，計入損益；也可以于購入債券時一次攤銷，計入損益?！?/p>

以上表述筆者認為不夠明確，其中的“計入損益”具體指的是哪個損益科目準則沒有指明。而在2000年12月29日頒布的《企業(yè)會計制度》（以下簡稱新制度）中明確規(guī)定長期債券投資“如所支付的稅金手續(xù)費等相關(guān)費用金額較小，可以直接計入當期財務(wù)費用，不計入初始投資成本”。那么，損益科目是否就是“財務(wù)費用”呢？筆者認為這里存在著一些矛盾，這些矛盾主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

首先，財務(wù)費用科目在新制度中規(guī)定的核算范圍是“企業(yè)為籌集生產(chǎn)經(jīng)營所需資金等而發(fā)生的費用”。而投資行為是屬于生產(chǎn)經(jīng)營以外的業(yè)務(wù)，為其所發(fā)生的相關(guān)費用顯然不屬于財務(wù)費用的核算范圍，計入財務(wù)費用必然會虛減營業(yè)利潤。

其次，在新制度中對于金額較大的長期債券相關(guān)費用規(guī)定在債券取得時計入“長期債權(quán)投資—債券投資（債券費用）”明細科目中，并在債券存續(xù)期內(nèi)，于計提利息、攤銷溢折價時平均灘銷，計入損益。這里，利息與溢折價的攤銷都是計入投資收益項目，債券相關(guān)費用從本質(zhì)上類似于溢折價，理應(yīng)也計入投資收益。

因此，筆者認為長期債券投資相關(guān)費用不管金額大小、是否需要攤銷最終都要計入“投資收益”項目，以正確核算投資損益。

三、關(guān)于長期投資減值準備的提取

在投資準則中規(guī)定“企業(yè)應(yīng)當定期對長期投資的賬面價值逐項進行檢查，至少每年年末檢查一次。如果由于市價持續(xù)下跌或被投資單位經(jīng)營情況變化等原因?qū)е缕淇墒栈亟痤~低于投資的賬面價值，應(yīng)將可收回金額低于長期投資賬面價值的差額，確認為當期投資損失。”

以上規(guī)定一方面抵消了當期的凈收益，另一方面增加了投資的減值準備，備抵調(diào)整了作為資產(chǎn)的長期投資的賬面價值，充分體現(xiàn)了謹慎性原則，但是該規(guī)定存在兩個方面的問題，這兩個方面的問題是：

第一，由于市價持續(xù)下跌或被投資單位經(jīng)營情況發(fā)生變化所導致的投資價值下降一般而言是永久性的下跌，并非一時所致，以后的回升具有很大的不確定性。價值下跌的金額與若干期間有關(guān)，而在會計處理方法上把全部跌價損失都由當期投資收益承擔，顯然有失配比原則。因為配比原則要求“企業(yè)在進行會計核算時，收入與其成本、費用應(yīng)當相互配比”，會計原則這個大系統(tǒng)中不可避免地會存在內(nèi)部的矛盾和沖突，因此相當一部分會計實務(wù)很難使謹慎性原則與配比性原則相互一致、相輔相成。對一些會計事項在會計處理方法的選擇上遵循了謹慎穩(wěn)健的思想往往就淡漠了配比原則的精神。反之，符合了配比原則的要求卻會違背穩(wěn)健原則的宗旨。這就使得會計政策的制定者在制定準則時面臨著兩難的選擇。同時也使會計實務(wù)工作者在做出職業(yè)判斷時同樣也面臨著兩難選擇。

第二，該規(guī)定實際操作起來卻十分困難，最困難的是是這里的“可收回金額”的確定，準則里的可收回金額是指“企業(yè)資產(chǎn)的出售凈價與預(yù)期從該資產(chǎn)的持有和投資到期處置中形成的預(yù)計未來現(xiàn)金流量現(xiàn)值兩者之間的較高者，其中，出售凈價是指資產(chǎn)的出售價格減去所發(fā)生的資產(chǎn)處置費用后的余額?！痹摫硎鲋械某鍪蹆r格難以確定，因為我國大部分的的長期投資沒有一個明確的市場價，所發(fā)生的資產(chǎn)處置費也只能根據(jù)會計人員的職業(yè)判斷來估計一個金額，而投資到期形成的未來現(xiàn)金流量現(xiàn)值就更加含糊了（對當前的市場價格都很難做出正確的判斷，更何況將來若干年后的出售價格和折現(xiàn)率）。該項業(yè)務(wù)要求會計人員要具有很高的職業(yè)素質(zhì)水平，而我國的大部分會計人員的職業(yè)素質(zhì)都不高，因而就會出現(xiàn)以及提減值準備來充當利潤調(diào)節(jié)器的情況嚴重影響了利潤的真實性。

因此，筆者認為投資準則應(yīng)當在體現(xiàn)謹慎性原則的同時要兼顧配比性原則，并盡快出臺長期投資計提減值準備的具體執(zhí)行標準，以便會計人員遵照執(zhí)行。

四、關(guān)于長期股權(quán)投資采用成本法核算時的清算性損益的確定

企業(yè)在采用成本法進行會計核算時，投資準則規(guī)定“投資企業(yè)確認的投資收益，僅限于所獲得的被投資單位在接受投資后產(chǎn)生的累積凈利潤的分配額，所獲得的被投資單位宣告分派的利潤或現(xiàn)金股利超過上述數(shù)額的部分，作為初始投資成本的收回，沖減投資的賬面價值?！?/p>

以上對于清算性損益的表述比較原則，但操作起來有些不便，在投資準則的指南中雖然給出了一些公式，但是對于在投資年度所分得的利潤如何處理，該準則的規(guī)定就不是很明確。

例如：某企業(yè)于1999年1月3日購入W公司股票600萬元，投資占W公司股權(quán)的10%.

該項業(yè)務(wù)應(yīng)采用成本法核算，應(yīng)作分錄：

借：長期股權(quán)投資6000000

貸：銀行存款6000000

1999年5月7日被投資企業(yè)宣告分派股利100萬元。

由于5月7日宣告分派的是上年度的利潤，即清算性股利，因此理應(yīng)沖減長期股權(quán)投資的賬面價值，應(yīng)作分錄：

借：應(yīng)收股利（100萬元×10%）100000

貸：長期股權(quán)投資100000

以上的會計處理方法是完全符合情理的，但如果該被投資企業(yè)1999年以來累計實現(xiàn)凈利潤160萬元，2000年2月7日被投資企業(yè)宣告分派股利100萬元。該業(yè)務(wù)筆者認為應(yīng)當確認的投資收益為10萬元（100萬元×10%），應(yīng)作分錄：

借：應(yīng)收股利100000

貸：投資收益100000

但是按照投資指南所列出的公式及有些教科書以及準則講解對這類問題的會計處理方法卻是確認160萬元的投資收益，作分錄：

借：應(yīng)收股利100000

長期股權(quán)投資60000

貸：投資收益160000

該處理的理由是1999年度的凈利潤沒有全部分配，就把去年分配的股利強加到這一年來了，這顯然很不合理，這種做法是死套公式的做法，并不符合經(jīng)濟業(yè)務(wù)的實質(zhì)。

因此，筆者認為投資準則應(yīng)當對投資當年分配的利潤或股利與以后年度分配的利潤或股利要作嚴格的區(qū)分不能混為一談。

總之，投資準則的頒布雖然使得各個公司的投資業(yè)務(wù)有了一個較為完善的核算標準，但是有些方面還需進一步改進，俗話說“實踐出真知”，投資準則只有在不斷的應(yīng)用當中才會發(fā)現(xiàn)問題并逐步修改，使其更加完善。

參考文獻

[1]福建省財政廳會計處、福建省會計學會秘書處、《福建財會》編輯部編企業(yè)具體會計準則專輯（1）福建會計法規(guī)制度選編（第二輯）1998年10月；

篇8

關(guān)鍵詞：點焊控制雙處理器硬件設(shè)計

點焊是將焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩電極之間，利用電流通過焊件時產(chǎn)生的電阻熱熔化母材金屬，冷卻后形成焊點的一種電阻焊方法。其通電加熱時間一般為幾至幾十周波（一周波為0.02s），而電流有效值一般為幾至幾十KA。

點焊是一個高度非線性、存在多變量耦合作用和大量隨機不確定因素的過程，其形核處于封閉狀態(tài)，時間極短，特征信號提取困難，控制難度較大。

1設(shè)計思想和總體方案

近年來，智能控制技術(shù)正被積極地引入點焊控制研究領(lǐng)域，但由于其算法高度復(fù)雜、計算密集，因此對系統(tǒng)的實時性要求越來越高。另一方面，DSP（數(shù)字信號處理器）技術(shù)的蓬勃發(fā)展，使得其在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。因此在本設(shè)計中，使用DSP作核心處理器，充分發(fā)揮其運算速度快的優(yōu)勢，并嘗試利用多種智能控制算法對點焊進行質(zhì)量控制，以提高焊點的質(zhì)量和可靠性。

在實際工作中，點焊需要設(shè)置的參數(shù)較多，操作者不得不依賴于各種手冊、說明書和/或?qū)＜揖幹频墓に囄募磉M行設(shè)備；而且在選定參數(shù)之后，往往還需要通過一系列的旋鈕、按鈕等開關(guān)進行設(shè)置，操作復(fù)雜，容易造成混亂。因此在本設(shè)計中，應(yīng)用MCU（單片機）實現(xiàn)人機對話功能。通過鍵盤輸入和液晶顯示，既充分體現(xiàn)了數(shù)字化控制的優(yōu)勢，也有助于實現(xiàn)點焊專家系統(tǒng)。

由于點焊系統(tǒng)工作在大電流、強磁場的環(huán)境下，因此控制系統(tǒng)的抗干擾問題尤為重要，且DSP的工作頻率高，所以將信號的輸入、輸出部分和DSP、MCU模塊分開，設(shè)計獨立的AD&IO模塊。

系統(tǒng)的總體方案如圖1所示。

2DSP模塊的設(shè)計

本系統(tǒng)選用了DSK-TMS320VC5402芯片作控制核心。DSP是TI公司提供的一套標準的DSP開發(fā)平臺，其目的是令使用者能較能地開發(fā)和應(yīng)用基于DSP的系統(tǒng)，為最終的目標系統(tǒng)提供軟、硬件設(shè)計參考模板。有關(guān)DSK的具體說明請參閱有關(guān)的技術(shù)資料。

DSK提供了存儲器接口和設(shè)備接口兩列擴展接口。根據(jù)“灰箱法”的設(shè)計思想，不用完全理解DSK的內(nèi)部原理，只需在對其整體有一個基本了解的基礎(chǔ)上，選擇可能要用到的信號即可。因此專門設(shè)計了一塊轉(zhuǎn)接板，作為電路與DSP之間通訊的橋梁。從DSP中引出了26個信號，如表1所示。

表1轉(zhuǎn)接板信號

信號名

作用

電源與地信號

+5V由DSK取出，使整個系統(tǒng)同時上電

GND從DSK發(fā)出，保持系統(tǒng)的地信號相同

用于A/D電路的信號

ADEN用作TLV2544片選和使能信號

X_FSX0發(fā)送同步幀，使A/D轉(zhuǎn)換開始

X_DX0發(fā)送MCBSP對TLV2544的控制指令

X_FSR0接收X_FSX0信號，使DSK和TLV2544保持同步

X_CLKX0發(fā)送時鐘頻率信號給TLV2544

X_CLKR0接收X_CLKX0時鐘，使DSK和TLV2544保持時鐘同步

X_DR0接收TLV2544轉(zhuǎn)換好的數(shù)字數(shù)據(jù)

用于I/O電路的信號

INPUT用作允許輸入信號

OCLOCK用作輸出鎖存信號

OUTPUT用作允許輸出信號

X_D[07]接入數(shù)據(jù)總線，傳輸I/O數(shù)據(jù)

用于MPU模塊的控制信號

X_D[07]接入數(shù)據(jù)總線，傳輸DSP與MPU之間的通訊數(shù)據(jù)

INT1MCU向DSP發(fā)出的通信請求信號

X_IACKDSP向MCU發(fā)出的確認信號

X_XFDSP向MCU發(fā)出的通訊請求信號

X_BIO3MCU向DSP發(fā)出的確認信號

3AD&IO模塊的設(shè)計

該模塊包括A/D轉(zhuǎn)換、輸入、輸出三部分電路，它們分別負責模擬信號的輸入和轉(zhuǎn)換以及開關(guān)信號的輸入和控制信號的輸出。

3.1A/D轉(zhuǎn)換電路

A/D轉(zhuǎn)換器的選取主要考慮所采集的模擬信號的數(shù)量、精度及與DSP的速度匹配等，綜合考慮后，選用TI公司生產(chǎn)的12位4通道高速AD-TLV2544。

本設(shè)計中A/D轉(zhuǎn)換電路分為三部分：第一部分由5.1V的穩(wěn)壓二極管又濾波電容103組成，構(gòu)成模擬輸入部分；第二部分由TLV2544組成，完成A/D轉(zhuǎn)換；第三部分由八相緩沖器74LS244組成，完成DSP與TLV2544之間的通訊，如圖2所示。

A/D轉(zhuǎn)換電路的工作是由DSP的多通道緩沖串口MCBSP來控制的。MCBSP通過其數(shù)據(jù)輸出口DX0發(fā)送控制字到TLV2544的SDI口，該控制字為16位，前4位是指令位。如果TLV2544接收到的前四位是0XA，那么接下來的12位就會被當作控制字譯碼；相反，如果前4位接收到的是0XE，那么ADC將繼續(xù)輸出FIFO的內(nèi)容到SDO中。其中，SDI和SDO分別是TLV2544的控制信號輸入口和已轉(zhuǎn)換好的數(shù)字信號輸出口。當TLV2544按DSP發(fā)出的控制字轉(zhuǎn)換到一定時候（如FIFO堆棧滿）時，則發(fā)出INT信號通知DSP接收。DSP接收到INT信號后，經(jīng)X_DR0口讀入TLV2544已轉(zhuǎn)換好的串行數(shù)據(jù)。

3.2輸入和輸出電路

為了抵抗電氣干擾和高壓電擊，在本設(shè)計中，輸入和輸出電路均采用光隔PC817傳遞邏輯信號，實現(xiàn)電氣隔離。另外還使用反相器74HC14對傳輸信號進行整形，利用施密特特性消除毛刺干擾，提高信號傳輸?shù)目垢蓴_能力。輸入和輸出電路與DSP的接口如圖3所示。

在輸入電路中使用了緩沖器74LS244，以增強線驅(qū)動能力，如圖3所示。假設(shè)第二路輸入為低電平，則光隔不導通，A2也為低電平。DSP要讀取它的時候，先給輸入一個低電平，然后用02H（即00000010）去線與，判斷Y2的值是否為1，如果不為1則不讀入，反之讀入。其它輸入也是這樣來處理。

因為輸出的開關(guān)量需要保持開或關(guān)的狀態(tài)，所以在輸出電路中使用了鎖存器74LS373，進行緩沖和鎖存，如圖3所示。當輸出由低電平變?yōu)楦唠娖綍r候，DSP將數(shù)據(jù)由X_D[0～7]送到鎖存器的輸入端，然后再給OCLOCK一個低電平脈沖，數(shù)據(jù)即被鎖存在鎖存器的輸出端。假如Q0=1，則經(jīng)反相器后變?yōu)榈碗娖?，光隔導通；反之，光隔不導通，從而實現(xiàn)了開關(guān)量的數(shù)據(jù)輸出。

4MCU模塊的設(shè)計

4.1MCU擴展系統(tǒng)

在本設(shè)計中，MCU選用89C51，并擴展了片外ROM27512（64KB）和片外RAM6264（8KB），如圖4所示。MCU用作液晶顯示的數(shù)據(jù)線；P2口用作高位地址線，其高3位P25、P26、P27同時還作譯碼器74LS138的輸入，該譯碼器的輸出為片外RAM的尋址訪問信號。片外鎖存器和RAM6264是統(tǒng)一編址的，即每一片鎖存器都有自己的地址。

4.2人機接口

在本設(shè)計中，鍵盤包括“0～9”、“.”、“確認”、“上翻”、“下翻”、“取消”、“暫停”等共16個鍵位，故采用4×4的矩陣式方案。矩陣式鍵盤由行線和列線組成，按鍵設(shè)置在行、列線的交點上。行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。行線通過上拉電阻接到+5V上。無按鍵動作時，行線處于高電平；而當有鍵按下時，行線電平狀態(tài)將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。列線電平如果為低，則行線電平為低；列堅電平為高，則行線電平為高。從而可以識別出按鍵是否按下。

鍵盤電路主要由單片機的P0口、八相反相緩沖器74LS240、鎖存器74LS273以及一些上拉電阻組成。P0口用作數(shù)據(jù)線，八相反相緩沖器74LS240緩沖行線的信號，鎖存器74LS273鎖存從P0口送給列線的信號。對八相反相緩沖器74LS240所緩沖的行線的值的讀取是通過譯碼器74LS138輸出的譯碼信號G5來控制的，其讀地址為BFFFH；而對鎖存器74LS273的控制則是通過譯碼器輸出的G6來控制的，對列的寫地址為DFFFH。

在本設(shè)計中選用的液晶顯示器是信利公司的MG12232-5。該液晶顯示器帶背光及溫度補償功能，左右有主、從兩個控制器SED1520，上下分4頁。漢字顯示采用12×12點陣，數(shù)字、符號顯示采用12×6點陣。每個漢字占24字節(jié)，數(shù)字、符號占12字節(jié)，均燒入程序存儲器。

液晶顯示電路的工作原理為：由MCU通過P1口向液晶顯示器的數(shù)據(jù)線DB口輸出顯示數(shù)據(jù)和控制指令，通過P3口向液晶顯示器輸出對E1、E2、A0、RST端口的控制字。液晶顯示器的E1、E2、A0、RST口信號分別為主控制器讀寫使能信號、從控制器使能信號、顯示或指令選擇信號以及復(fù)位信號。

使用液晶顯示器首先需要進行初始化，其工作在規(guī)定的方式中。液晶初始化包括：復(fù)位、休閑狀態(tài)設(shè)置、設(shè)置占空比、排序設(shè)置、設(shè)置顯示起始行、開顯示、自動顯示的方向設(shè)置等。這些命令在操作中都是作為指令寫入控制器的。然后再將要顯示的漢字或字符數(shù)據(jù)送給液晶顯示器，液晶顯示器即可按控制字的要求進行顯示。

4.3MCU與DSP的通訊

該通訊電路由三片緩沖器74LS244（U6001、U6002及U6008、MCU的P0口以及DSP的X_D[0～7]口組成，如圖5、圖6所示。各緩沖器的控制信號由譯碼器138的輸出G1、G2、G3、G4組成。其中，U6001負責將MCU的數(shù)據(jù)送到DSP，U6002負責把DSP的數(shù)據(jù)送到MCU，而U6008則負責發(fā)送MCU與DSP之間的通訊請求和確認信號。

DSP向MCU發(fā)送數(shù)據(jù)的過程為：DSP將數(shù)據(jù)通過X_D[0～7]口輸出至緩沖器U6002，同時由X_XF發(fā)送通訊請求信號至MPU的P00口，MCU檢測到該信號后，讀取緩沖器U6002的數(shù)據(jù)，然后通過P02口發(fā)給DSP一個確認信號。

篇9

關(guān)鍵詞：無刷直流電機（BLDC）單片機電機控制

引言

1概述

ST72141是ST公司專門用于同步電機控制的一款單片機，特別適合3相無刷直流電機的控制。無刷直流電機可用于工業(yè)控制、汽車電子產(chǎn)品、電冰箱、空調(diào)、壓縮機和風扇等產(chǎn)品。無刷直流電機的優(yōu)點是效率高、工作噪聲低、體積小、可靠性好和壽命長。

ST72141是ST7微控制器家族產(chǎn)品中的一員。它包括A/D轉(zhuǎn)換和SPI接口，有專門用于無刷直流電機控制的片內(nèi)外設(shè)，可選擇帶傳感器模式和不帶傳感器模式。

ST7片內(nèi)的電機控制電路可看成是一個脈寬調(diào)制多路復(fù)用器。它有6路輸出和1個用在無刷直流電機不帶傳感器控制時的反電動勢零點檢測電路。

ST72141的電機控制外設(shè)有4個主要的部分：

去磁結(jié)束和反電動勢零點的檢測電路；

延遲管理電路；

PWM管理電路（需要PWM信號來驅(qū)動電機）；

通道管理電路。

ST72141在無刷直流電機中的典型應(yīng)用如圖1所示。

圖26步長120度的驅(qū)動模式

2無刷直流電機的基本原理

無刷直流電機包含2個同軸的磁性電樞：外部電樞，即固定的定子；內(nèi)部電樞，即可動的轉(zhuǎn)子。定子是電機的引導部分；轉(zhuǎn)子是電機的感應(yīng)部分。無刷直流電機內(nèi)部電樞的轉(zhuǎn)子是一個永磁體。這個電樞由恒流源供電。定子可以有多相（這里以3相為例）。電機是同步電機。無刷永磁體直流電機是同步電機，定子的磁場旋轉(zhuǎn)速度和轉(zhuǎn)子的機械旋轉(zhuǎn)速度相同。

反電動勢是使用ST72141在不帶傳感器模式下驅(qū)動無刷直流電機的基礎(chǔ)。反電動勢和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速、流過轉(zhuǎn)子的磁通和相應(yīng)繞組的轉(zhuǎn)子數(shù)目成正比。

繞組產(chǎn)生的力矩大小與電流和磁通量成正比關(guān)系。

ST72141提供2種控制方式：電壓模式和電流模式。電流模式下可以直接按比例調(diào)節(jié)力矩；電壓模式下可以調(diào)節(jié)速度，設(shè)置力矩限閾值（即電流的閾值）。

3ST72141用于無刷直流電機控制

圖2為采用6個步長的電機控制原理圖。

ST72141中的電機控制是基于標準的三個半橋6個步長控制原理。

T1、T3、T5是電機A、B和C繞組相的上端晶體管。

T2、T4、T6是電機A、B和C繞組相的下端晶體管。

在步長1時，相A為正向偏壓，所以這個繞組中的電流是正向的；相B為反向偏壓，所以這相繞組中的電流是負向的。這時C相繞組沒有施加電源。

無刷模式下，使用ST72141控制電機，可以讀取這個沒有施加電源的相繞組反電動勢（這里以繞組相C為開始的步長1）。通過讀取這個反電動勢，可以確定轉(zhuǎn)子的實際位置。

圖時序示意圖

如圖3所示，反電動勢和相繞組的電流同方向時，效率最佳。

ST72141可以有2種不同的驅(qū)動模式：電壓模式和電流模式。電流模式下，通過改變電機的參考電流而改變力矩的大?。ㄒ驗榱睾碗娏鞒烧龋?。電流的控制是通過PWM來調(diào)整的。電壓模式下，通過改變電機的參考電壓來改變速度。這種模式不是直接控制電流，但設(shè)置了電流的最高限制，即力矩可達的最大值。電壓的控制也是通過改變PWM周期來實現(xiàn)的。

電機速度的調(diào)整使用閉環(huán)實現(xiàn)。ST72141內(nèi)部有2個速度調(diào)整回路。第1個回路是自動換向時效率的調(diào)整回路。這個回路使得反電動勢和相繞組的電流信號同方向。第2個回路是速度調(diào)整回路，可使電機維持在設(shè)定的速度。

ST72141對電機控制基于3個事件的處理：反電動勢過零點事件（Z事件）、換向（C事件）、向繞組去磁結(jié)束（D事件），如圖4所示。

去磁結(jié)束和反電動勢過零點是物理事件，但是換向事件是通過ST72141計算得來的，也就是計算過零點事件和下一個換向之間的延遲時間。如果速度加快，過零點事件將更早發(fā)生，延遲必須減小以使反電動勢和相繞組的電流同方向。

ST72141的電機控制外設(shè)總是以相同的次序處理這3個事件：Z事件在計算的延遲之后產(chǎn)生C事件，然后等待D事件。電機啟動時，根據(jù)檢測到一定的連續(xù)Z事件后進入自動換向模式。

圖5過零點事件檢測原理

ST72141中，Z事件（過零點）和D事件（去磁結(jié)束）的檢測由相同的外設(shè)部分處理。這些信號通過ST72141的MCIA，MCIB和MCIC三個引腳輸入。過零點事件（Z事件）檢測的原理如圖5所示。

圖5所示為電機控制的兩種狀態(tài)。在圖5左部，繞組C已經(jīng)去磁。在大約20μs之后，讀取反電動勢的窗口打開。在T1關(guān)閉時，電流流經(jīng)續(xù)流二極管，A點為地。假設(shè)A相繞組的反電動勢為Ea，B相繞組的反電動勢為Eb，C相繞組的反電動勢為Ec。當Ec過零點時，有Ea=-Eb，這樣N處為零電勢。這就意味著可以不需要虛擬地就可以獲得需要的反電動勢的信息。反電動勢過零點事件通過輸出比較器獲得，無傳感器模式時，一定頻率的PWM信號加在T1上。C的電壓被鉗位二極管鉗位在＋5V/0.6V（而需要關(guān)注的是過零點）。這里的分析同樣適應(yīng)于電機繞組為三角型連接。

比較器的一個輸入是C相繞組的電壓信號，另一個輸入是一個門檻電壓（通過軟件可選擇0.2、0.6、1.2和2.5V）。ST72141等待C相繞組的反電動勢到達選擇的閾值電壓。PWM信號施加在T1上，當T1關(guān)閉時，C相繞組的電壓為地。因此，ST72141只需要讀取反電動勢就可以檢測到到達這個閾值的時間點。

檢測去磁結(jié)束事件的方法和過零點事件相同，并使用相同的外設(shè)。電機控制按照固定的順序處理這三個事件，Z事件后經(jīng)過一段延遲，產(chǎn)生一個C事件，然后等待一個D事件。

圖6去磁結(jié)束事件

在換向之后，開始相繞組加速去磁。為了避免過早地檢測去磁結(jié)束事件，換向之后有20μs的濾波時間，如圖6所示。為了避免檢測去磁結(jié)束事件太晚，去磁結(jié)束的檢測使用相同的比較器，但是取樣頻率是800kHz。

無傳感器模式下，比較器的輸出取樣頻率在過零點事件時是PWM信號，在去磁結(jié)束事件檢測時是800kHz。

4電機的啟動和控制舉例

這里以2個極對數(shù)的電機的啟動為例。電機啟動后目標速度是1400r/min。啟動電機之前，必須預(yù)先固定位置。剛啟動時，反電動勢信號太弱，不能讀取。讀取反電動勢信號前的過程中，電流必須提供>(負載力矩＋摩擦力矩＋電機的慣性負載的力矩)。故啟動時，ST72141定時器A的PWM占空比在啟動過程中必須高于一般運行下需要的值。

一定步長后，為了檢測到過零點事件，需要一個特別的方法啟動電機，稱為同步（強制換向）模式，或者稱為電機根據(jù)加速表加速的過程。

圖7啟動過程

篇10

關(guān)鍵詞：工程；施工過程；成本控制；消耗

市場競爭激烈的加劇，使得建筑工程施工企業(yè)在進行投標時不斷壓低價格以求中標。而施工材料的價格上漲也使得施工企業(yè)利潤空間不斷減少。通過何種方式提高施工企業(yè)利潤，促進企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展成為了我國建筑工程施工企業(yè)面臨的最大問題?，F(xiàn)代成本控制理念的實施為施工企業(yè)帶來了新的契機，通過現(xiàn)代成本管理理念的實施能夠有效降低施工成本，保障企業(yè)利潤。同時現(xiàn)代成本管理理念還能夠促進企業(yè)綜合管理能力的提高，為企業(yè)長遠發(fā)展打下基礎(chǔ)。

1建筑工程施工過程成本管理重要性

由于建筑市場競爭的加劇以及工程材料價格的上漲使得我國建筑工程施工企業(yè)越來越重視成本管理工作的實施。傳統(tǒng)成本控制更多的注重材料采購價格控制、人員成本控制等，對施工過程成本控制重視不夠或者沒有足夠的認識。這也導致了許多施工企業(yè)雖然不斷加強工程施工成本控制，但是施工總成本仍然居高不下。這是由于施工企業(yè)在進行成本管理的過程中沒有對施工過程進行成本控制所造成的。施工過程成本控制不僅僅對材料的進場數(shù)量、質(zhì)量進行控制，還需對材料堆放場地、進場數(shù)量以及時間進行計劃，同時還要對機械設(shè)備租賃、維護保養(yǎng)等進行控制與管理，通過多方面控制來降低施工成本，保障企業(yè)利潤。因此加強建筑工程施工企業(yè)施工過程成本控制對于企業(yè)利潤的保障有著重要意義。

2建筑工程施工過程成本控制的實施

建筑工程施工過程的成本控制要針對工程特點進行有計劃的設(shè)計，對施工范圍、材料堆放、材料二次運輸、施工技術(shù)以及現(xiàn)場管理等規(guī)劃與設(shè)計，通過科學的設(shè)計降低材料堆放時間，降低企業(yè)資金的占用。通過科學的規(guī)劃降低材料二次運輸距離，提高工作效率。通過科學的施工現(xiàn)場管理與施工技術(shù)管理降低消耗，降低成本。

2.1建立健全的施工過程成本管理體系，促進成本管理的實施

施工企業(yè)在進行施工過程成本管理前，要建立健全的施工過程成本管理體系，明確各部門責任，確保工程施工過程中成本控制有據(jù)可依、責任明確。通過對工程施工階段的劃分以及施工人員責權(quán)的明確促進施工過程的成本控制。以項目經(jīng)歷為第一責任人，按施工管理中的各個層級以及部門、班組為單位形成人人參與的成本管理體系，使施工過程的每一個環(huán)節(jié)都有人負責，是施工過程的每一個環(huán)節(jié)都處在成本控制體系的管理下。

2.2加強施工材料規(guī)劃與管理，促進施工過程成本控制的實施

這里所述施工材料管理有別于傳統(tǒng)施工材料的管理，傳統(tǒng)施工材料管理僅對材料進場數(shù)量、質(zhì)量進行管理，而這里所述的材料管理首先通過對工程進度的掌握與科學的計劃，明確施工用材料的進場數(shù)量進行控制，明確施工材料采購數(shù)量，減少材料堆積造成的企業(yè)資金占用，同時還要對施工材料的堆放場地進行規(guī)劃，減少過程中二次運輸?shù)木嚯x，提高工作效率，同時也降低材料二次運輸操成的運輸費用，提高成本控制效果。另外，對施工材料的管理還需要注重材料堆放的管理，減少由于堆放方式以及遮擋不及時造成的材料損耗，以此降低施工過程中材料成本。

2.3加強施工過程的規(guī)劃與調(diào)節(jié)

現(xiàn)代工程施工過程成本控制是通過預(yù)測、決策、計劃、控制、核算、分析和考核環(huán)環(huán)相扣的環(huán)節(jié)以及制度控制來完成。因此在進行工程施工過程成本控制與管理時，必須注重工程施工過程變更的審核，對資金變更、設(shè)備變更、人員增加等通過嚴格的審核，確保企業(yè)經(jīng)濟利益。在施工過程中嚴格按照事先的規(guī)劃預(yù)算進行管理，對實際發(fā)生的消耗進行統(tǒng)計，對實際支出進行控制，以此保障企業(yè)利益。另外企業(yè)在進行消耗統(tǒng)計過程中，要根據(jù)以往同類工程消耗制定消耗定額，而在實際施工消耗統(tǒng)計中發(fā)現(xiàn)消耗下降要及時進行消耗調(diào)整，并通過現(xiàn)場管理與技術(shù)革新降低消耗，以此降低成本。消除施工過程中的浪費、超耗現(xiàn)象。

2.4加強施工過程的設(shè)備管理，提高成本控制效果

為了更好的對工程施工過程進行成本控制，在工程施工階段還需要對施工機械的租賃、使用、維護保養(yǎng)進行管理，以此提高成本控制效果。由于建筑工程施工過程中所需機械設(shè)備較多，其中一部分機械設(shè)備的購買需要大量資金，我國建筑工程施工企業(yè)多選擇租賃來完成工程所需機械設(shè)備。如何科學的使用工程機械是工程施工成本控制的又一關(guān)鍵。根據(jù)工程施工進度有計劃的進行設(shè)備租賃，避免設(shè)備進場閑置時間過長造成成本增加。同時對施工企業(yè)自有設(shè)備進行定期維護與保養(yǎng)，降低機械故障，保障工程施工的順利進行。

2.5加強施工過程核算工作

為了對施工過程的資金、消耗等進行更加準確的控制，在施工過程中切實審核工程施工人員數(shù)量及具體所需數(shù)量是降低人力成本的關(guān)鍵。傳統(tǒng)施工人力成本管理更多的注重人力成本的總和，對工程人員數(shù)量并不進行過多的審核，導致工程施工人員過多，人員基本工資降低，嚴重影響了施工人員的積極性?，F(xiàn)代工程人力成本核算將注意力轉(zhuǎn)移到基本施工人員的審核上，通過減少不必要的施工人員，提高施工人員基本工資，以此提高施工人員積極性，提高成本控制效果。

另外對于工程施工過程中所發(fā)生的各種消耗也要進行記錄和分類，并進行詳細的審核，以便于對過高的消耗進行修訂。通過施工過程中的成本核算資料，將實際成本與目標成本、預(yù)算成本進行比較分析，分析施工過程及情況，研究成本增加以改動項目的變動原因，為企業(yè)以后的工程施工找出控制、減低成本的途徑。

3加強施工過程技術(shù)管理及現(xiàn)場管理，提高成本控制效果

加強施工過程技術(shù)管理是保障工程施工質(zhì)量，降低質(zhì)量通病出現(xiàn)幾率，降低事故成本的關(guān)鍵。施工企業(yè)必須重視施工過程技術(shù)管理，通過對技術(shù)人員責任制的建立，明確技術(shù)管理責任，保障工程施工質(zhì)量，減少由于施工技術(shù)問題造成的事故及質(zhì)量通病，降低成本。另外，現(xiàn)場技術(shù)管理人員還要加強旁站、加強現(xiàn)場管理，降低消耗，促進成本控制的有效實施。