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一、現(xiàn)代基本設(shè)計(jì)課程與傳統(tǒng)教學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)的區(qū)別
電腦藝術(shù)設(shè)計(jì)課程是現(xiàn)代設(shè)計(jì)藝術(shù)的重要組成部分,是視覺傳達(dá)的重要手段。其教學(xué)內(nèi)容包括編排設(shè)計(jì)原則、編排設(shè)計(jì)原理、編排的視覺流程、編排設(shè)計(jì)的形式法則、編排的基本類型、文字的編排構(gòu)成、圖形的編排構(gòu)成及現(xiàn)代編排設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)等。通過在版面上對(duì)空間層次、主從關(guān)系、視覺秩序及彼此間的邏輯條理性的把握與運(yùn)用,將有限的視覺元素進(jìn)行有機(jī)的排列組合,將理性思維個(gè)性化地表現(xiàn)出來,使版面編排獲得良好的誘導(dǎo)力,更好地突出主題,在傳達(dá)信息的同時(shí),產(chǎn)生感官上的美感,達(dá)成最佳的訴求效果。
1.教學(xué)內(nèi)容外在形式的變化
傳統(tǒng)的編排設(shè)計(jì)教學(xué)的最大弊病在于信息傳遞媒體單一,教師靠口述和板書及有限的范圍在一定時(shí)間內(nèi),往往只能傳授給學(xué)生知識(shí)的結(jié)論,難以讓學(xué)生直觀感知、欣賞國(guó)內(nèi)外眾多的優(yōu)秀設(shè)計(jì)作品,更無法從多角度、多環(huán)境立體而全面地分析其創(chuàng)意形成的過程。學(xué)生經(jīng)自己觀察、思考、抽象后形成的知識(shí)少,實(shí)際上不自覺地扼殺了學(xué)生全面探索以及創(chuàng)造性思維的能力,從而限制了學(xué)生素質(zhì)的全面提高和能力的培養(yǎng)。多媒體技術(shù)的介入,無疑為電腦藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)注入了新的內(nèi)容,在同樣的時(shí)間內(nèi),課件以文字、圖像、聲音等有機(jī)結(jié)合的方式運(yùn)用于教學(xué),為學(xué)生創(chuàng)造了良好的知識(shí)情境,引導(dǎo)學(xué)生自己去探索、發(fā)現(xiàn)、歸納、總結(jié)知識(shí)的結(jié)論,從而有利于學(xué)生把握知識(shí)的整體和各個(gè)側(cè)面,增強(qiáng)了教學(xué)的系統(tǒng)性、深入性。
2.教學(xué)內(nèi)容內(nèi)在結(jié)構(gòu)的變化
教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)在結(jié)構(gòu)就是學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)的組織設(shè)計(jì)。知識(shí)結(jié)構(gòu)是學(xué)科知識(shí)間的邏輯關(guān)系,是學(xué)科內(nèi)含智力因素的信息源。傳統(tǒng)的編排設(shè)計(jì)教材都是以教為主,以線性結(jié)構(gòu)來組織學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu),學(xué)生利用它學(xué)習(xí)自由度不大,靈活性不強(qiáng),而且難以促使學(xué)生已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)向新知識(shí)結(jié)構(gòu)的有效遷移。多媒體是一種以接近人類認(rèn)知特點(diǎn)的方式來組織、展示教學(xué)內(nèi)容及構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)的,它的信息組織方式是一種非線性結(jié)構(gòu)——把信息的組織形式與信息內(nèi)容呈現(xiàn)的多樣性、復(fù)雜性結(jié)合起來,為學(xué)生提供一種動(dòng)態(tài)的、開放的結(jié)構(gòu)化認(rèn)知空間,既注重學(xué)科的基本內(nèi)容,又包括學(xué)科內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系;既注重知識(shí)的形成過程,又注重知識(shí)的結(jié)構(gòu),使教學(xué)內(nèi)容的統(tǒng)一性與靈活性得到了完善的結(jié)合。這種采用網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)來組織的教學(xué)內(nèi)容,把相互關(guān)聯(lián)的知識(shí)點(diǎn)有層次的構(gòu)成一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),系統(tǒng)由節(jié)點(diǎn)和鏈組成,節(jié)點(diǎn)表示教學(xué)內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn),鏈?zhǔn)侵R(shí)點(diǎn)之間的層級(jí)邏輯關(guān)系,教學(xué)內(nèi)容在結(jié)構(gòu)的變化使學(xué)習(xí)的知識(shí)著眼于不同的側(cè)面,使學(xué)生對(duì)知識(shí)形成了多角度、豐富的理解,從而使他們?cè)诿鎸?duì)各種設(shè)計(jì)問題時(shí),能更容易地激活這種知識(shí),靈活地利用它們進(jìn)行設(shè)計(jì),形成解決問題的程序。
二、電腦藝術(shù)設(shè)計(jì)色彩構(gòu)成教學(xué)
在電腦藝術(shù)設(shè)計(jì)色彩學(xué)習(xí)中,對(duì)呈現(xiàn)知識(shí)的框面藝術(shù)設(shè)計(jì)盡可能追求新穎獨(dú)特。色彩對(duì)于人們的重要性,猶如陽光,空氣和水一樣必不可少,作為美術(shù)設(shè)計(jì)者,更應(yīng)該自覺地認(rèn)識(shí)色彩、創(chuàng)造色彩,一件設(shè)計(jì)作品的美感是綜合了形態(tài)、色彩、質(zhì)感而產(chǎn)生的。然而,看到作品的瞬間。首先訴諸于觀者眼睛的是色彩的組合效果,也就是色彩美的問題。在設(shè)計(jì)中,不同的色彩搭配組合會(huì)給人的視覺和心理上形成諸如溫暖、寒冷、華麗、樸素、強(qiáng)烈、柔弱、明亮、陰暗等不同的環(huán)境氣氛,表現(xiàn)各種不同的感情效果。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式在講授色彩原理時(shí),教師往往以字代色,兩種或多種色彩的對(duì)比及調(diào)和效果,學(xué)生只能通過聯(lián)想加以比較,尤其對(duì)一些色彩感覺較弱,對(duì)色彩知識(shí)了解也較少的學(xué)生,這一點(diǎn)表現(xiàn)得尤為明顯,學(xué)生在后期的實(shí)際應(yīng)用中,很難把構(gòu)成中的色彩知識(shí)自覺地應(yīng)用于創(chuàng)作中,出現(xiàn)了臨摹不成問題,創(chuàng)作卻難上加難的情況,有的學(xué)生甚至要求在重新講解相關(guān)的色彩知識(shí),這些都說明前期的教學(xué)模式存在著一些問題。AdobePhotoshop軟件作為影像處理軟件,在色彩的使用及調(diào)控方面有著較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),快捷的填充,靈活的色彩更換方式,每一項(xiàng)都簡(jiǎn)便易學(xué),把Photoshop應(yīng)用于色彩構(gòu)成教學(xué)中,教師可以通過屏幕對(duì)色彩間的復(fù)雜關(guān)系進(jìn)行形象地講解,學(xué)生通過真實(shí)的色彩表現(xiàn),輕松掌握色彩搭配規(guī)律,在作業(yè)的制作上,可免去學(xué)生手工操作過程中所出現(xiàn)的涂色不均等問題,并可衍生出多個(gè)方案,便于比較,擴(kuò)大練習(xí)范圍。作為設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生,除了教師的課堂講授外,更多的需要借助大量深入而又系統(tǒng)的色彩作業(yè)練習(xí)去理解色彩原理,磨煉色彩感覺,精純表現(xiàn)技巧,提高自身的色彩修養(yǎng),為以后與色彩相關(guān)的設(shè)計(jì)課程打下良好的基礎(chǔ)。
三、藝術(shù)設(shè)計(jì)過程的變化
我們?cè)钥陀^物質(zhì)材料來塑模型,召集我們已逐漸步入虛擬實(shí)境的時(shí)代。計(jì)算機(jī)自身是一個(gè)復(fù)雜的信息處理系統(tǒng),同時(shí)它又與周圍的環(huán)境、開發(fā)商及使用者構(gòu)成另一個(gè)系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)環(huán)境下的工作帶來設(shè)計(jì)者的思維及工作方法的一系列變化:傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)程序是被化分為幾個(gè)階段,即分析—構(gòu)思—制作—選擇—評(píng)價(jià)—再修改制作—再選擇定案的過程,設(shè)計(jì)者必須親歷每個(gè)部分,參與每個(gè)過程,自身的角色也隨之不斷變化,設(shè)計(jì)者不但要有良好的設(shè)計(jì)思維,同時(shí)也要具備過硬的多種制作方法與手段;而運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)時(shí),情形就大有改觀:設(shè)計(jì)人員只需作好滿意的一個(gè)或幾個(gè)供選擇的構(gòu)思或創(chuàng)意,剩下的工作就是運(yùn)用適當(dāng)?shù)能浖?,通過指尖點(diǎn)擊鼠標(biāo)傳遞設(shè)計(jì)人的意旨,就可獲得形象色彩俱佳的設(shè)計(jì)稿來。免去了作者許多親身制作之苦,也往往獲得更為滿意的效果。
在平面設(shè)計(jì)中,通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),作者可得到多種質(zhì)感的表現(xiàn)效果。設(shè)計(jì)者運(yùn)用計(jì)算機(jī)材質(zhì)庫(kù)中所提供的材料肌理,使它與制作的圖形或文字結(jié)合,通過視覺產(chǎn)生軟硬、粗細(xì)、明暗、透明模型等對(duì)比的變化效果,來確定并有效地進(jìn)行形體、模塊的重組構(gòu)造,方便地改變開頭色彩等,還可利用計(jì)算機(jī)內(nèi)多種攝影特技技巧,造成特有的動(dòng)感效果,達(dá)到精細(xì)的設(shè)計(jì)作品,使其層次感、豐富性移樣化更為突出;而在立體的設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)者更能得心應(yīng)手,運(yùn)用自如地表現(xiàn)出物體的各個(gè)側(cè)面及細(xì)部,計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)功能可以將每一條曲線,徒刑模數(shù)精確計(jì)算出并能虛擬實(shí)境表現(xiàn)出來,顯示出模型的最終效果。設(shè)計(jì)者亦可以加入動(dòng)畫設(shè)計(jì),使物體處于運(yùn)動(dòng)之中,觀察設(shè)計(jì)物體在運(yùn)動(dòng)中的各部分關(guān)系,及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)構(gòu)思,這樣的設(shè)計(jì)過程生動(dòng)而直觀。無論是二維設(shè)計(jì)或是三維設(shè)計(jì),圖像或圖形通過數(shù)字化后的高速傳遞,一切都變得那么輕松自如。在這當(dāng)中設(shè)計(jì)者能體會(huì)到無窮的樂趣,也貪圖到變化多端的設(shè)計(jì)手法。新的設(shè)計(jì)造型語言和思維理念,更能貼近于生活,融入于時(shí)代之中。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)也給設(shè)計(jì)者提供了另一種巨大的新鮮設(shè)計(jì)空間:設(shè)計(jì)者一方面,既可以取材于身邊的或其它地方的現(xiàn)成材料通過掃描儀、數(shù)碼相機(jī)等工具的輸入加入設(shè)計(jì),又可加入音樂,聲響等情景資料豐富設(shè)計(jì)內(nèi)容;另一方面,可在虛擬的實(shí)境中建立三維模型進(jìn)行多媒體展示等等,按自己意念顯示出個(gè)性和多樣化。此時(shí)的設(shè)計(jì)者已成為設(shè)計(jì)元素融入設(shè)計(jì)作品當(dāng)中,將在傳統(tǒng)的以設(shè)計(jì)作品的靜態(tài)表述變成了如今動(dòng)態(tài)空間的多維設(shè)計(jì)表述,形成人機(jī)互動(dòng)的局面。
四、電腦藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)構(gòu)想
現(xiàn)代的教學(xué)方法變傳統(tǒng)的課程講授式為啟發(fā)引導(dǎo)式,追求教與學(xué)的合作化,實(shí)現(xiàn)“教”與“學(xué)”的良性互動(dòng)。基于多媒體計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng),協(xié)作討論成為多媒體輔助教學(xué)中最有特點(diǎn)的教學(xué)方法——不但師生之間可以交流,而且學(xué)生之間實(shí)現(xiàn)了交互協(xié)作——協(xié)作形式有可能是文件、數(shù)據(jù)、也有可能是語言、圖形、圖像,為啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)創(chuàng)造了共同討論交流的條件。我們把這一新的教學(xué)形式運(yùn)用于教學(xué)活動(dòng)中,并作了一定嘗試-針對(duì)電腦編排創(chuàng)意設(shè)計(jì)課程課題的提出,首先讓學(xué)生去思考宣傳手冊(cè)的整體形象設(shè)計(jì),要求每個(gè)學(xué)生拿出整體設(shè)計(jì)方案一套,通過競(jìng)標(biāo),點(diǎn)評(píng)學(xué)生的作品,挑選出最佳設(shè)計(jì)方案,經(jīng)集體討論評(píng)估使方案得以完善,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行自選課題的設(shè)計(jì)。
1.1 電力自動(dòng)化技術(shù)的概念
在科技發(fā)展的帶動(dòng)下,電網(wǎng)技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展,而配電網(wǎng)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化程度也在不斷的提高,這就為電力自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展提供了良好的契機(jī)。電力自動(dòng)化技術(shù)融合了現(xiàn)代化的電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等一系列高科技技術(shù)手段。在電力工程當(dāng)中,它能夠幫助電力系統(tǒng)進(jìn)行有效的遠(yuǎn)程監(jiān)控和監(jiān)視管理工作。電力自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用,是電力系統(tǒng)得到了更加穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境和更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
1.2 電力自動(dòng)化技術(shù)的要求
電力自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用要保證電力系統(tǒng)中各個(gè)組成部分都要符合技術(shù)要求,確保設(shè)備的安全運(yùn)行。同時(shí)基于設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況,保證操作人員的實(shí)際控制和協(xié)調(diào)工作。利用電力自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)更多的注重對(duì)安全性能方面的優(yōu)化,減少事故率,以達(dá)到節(jié)省人力和物力的目的。此外,要對(duì)電力系統(tǒng)的整體數(shù)據(jù)和各方面的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行收集和檢驗(yàn),并進(jìn)行相應(yīng)的處理,以確保電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的運(yùn)行。同時(shí),還要保證電力系統(tǒng)在安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的條件下,發(fā)揮正常的作用。
2 電力工程中電力自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用
2.1 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用
現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是將電力工程現(xiàn)場(chǎng)的智能自動(dòng)化裝置和其它的儀表控制設(shè)備等連接在一起,共同構(gòu)成一個(gè)多項(xiàng)、多站、串行的數(shù)字化、一體化信息網(wǎng)絡(luò)。通過這種連接,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)設(shè)備、智能傳感器設(shè)備、數(shù)字通訊設(shè)備、控制設(shè)備等有效的融合[1]。
現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是通過利用分散電力工程中的控制功能,來實(shí)現(xiàn)其在電力工程中的作用,同時(shí)配備了相應(yīng)的計(jì)算機(jī)設(shè)備,對(duì)被控設(shè)備的信息進(jìn)行收集和處理。只需要將這些信息與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接,然后設(shè)定相應(yīng)的信息調(diào)度命令,就能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行。在實(shí)際操作中,總線設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)前置機(jī)和上位機(jī)之間的配合,從下方對(duì)電力工程進(jìn)行控制。然后通過控制相應(yīng)的儀表設(shè)備,來提高電力系統(tǒng)中控制功能的性能。
2.2 主動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的應(yīng)用
在電力工程當(dāng)中,主動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)主要是應(yīng)用在電力系統(tǒng)中的監(jiān)視系統(tǒng)中。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用,給電力系統(tǒng)的開發(fā)、繼承、封裝等工作都帶來了很大的幫助,也在一定程度上促進(jìn)了軟件技術(shù)的改革和發(fā)展[2]。實(shí)踐證明,主動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在電力系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用取得了十分良好的效果,也受到了廣泛的支持。和電力工程中其它的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)相比,由于主動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是用來支持對(duì)象標(biāo)準(zhǔn),因此其主要作用是對(duì)電力工程中的技術(shù)和主動(dòng)功能進(jìn)行技術(shù)支持。正是由于主動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的這些功能特點(diǎn),以及其良好的穩(wěn)定性和兼容性,使得其在電力系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用,并逐漸取代了其它的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。
主動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)能夠通過電力系統(tǒng)中的監(jiān)視功能,充分的利用對(duì)象函數(shù)的作用,來實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行。隨著觸發(fā)機(jī)制的使用,能夠更加有效的實(shí)現(xiàn)和控制數(shù)據(jù)庫(kù)的監(jiān)視功能,也為數(shù)據(jù)的傳輸節(jié)省了大量的時(shí)間。
2.3 光互聯(lián)技術(shù)的應(yīng)用
在此過程中,它能夠避免時(shí)間應(yīng)電容性的負(fù)載影響,也不會(huì)受到平面的限制。同時(shí),還能夠促進(jìn)電力系統(tǒng)的集成度提升,加強(qiáng)系統(tǒng)的監(jiān)控功能。實(shí)踐表明,利用電子交換技術(shù)和電子傳輸技術(shù),能夠有效的拓展互聯(lián)網(wǎng)、重組編程結(jié)構(gòu),使電力工程當(dāng)中的電力系統(tǒng)具有更高的靈活性[3]。
此外,光互聯(lián)技術(shù)具有很強(qiáng)的抗電磁干擾的能力,能夠有效的提高處理器的干涉能力,使數(shù)據(jù)的通訊和傳輸更加的方便、快捷。光互聯(lián)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用,對(duì)電力工程的可靠性、安全性以及可信度等方面都有著十分顯著的提高。
最后,光互聯(lián)技術(shù)還具有采集數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)、計(jì)算數(shù)據(jù)、以及人機(jī)界面處理等多方面的功能。同時(shí)還能夠進(jìn)行電網(wǎng)的分析和其它高級(jí)應(yīng)用功能。這就使得光互聯(lián)技術(shù)在電力工程當(dāng)中的應(yīng)用變得更加的靈活、清晰,使工作人員能夠更好的進(jìn)行調(diào)度工作,對(duì)電力工程的發(fā)展具有十分重要的作用。
3 總結(jié)
帶傳動(dòng)是機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用較多的傳動(dòng)裝置之一,主要有主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和傳動(dòng)帶組成。工作時(shí)靠帶與帶輪間的摩擦或嚙合實(shí)現(xiàn)主、從動(dòng)輪間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。
帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格低廉、緩沖吸振及過載打滑以保護(hù)其他零件的優(yōu)點(diǎn)。
1.2圓錐-圓柱齒輪傳動(dòng)減速器
YK系列圓錐-圓柱齒輪傳動(dòng)減速器適用的工作條件:環(huán)境溫度為-40~40度;輸入軸轉(zhuǎn)速不得大于1500r/min,齒輪嚙合線速度不大于25m/s,電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為減速器額定轉(zhuǎn)矩的兩倍。YK系列的特點(diǎn):采用一級(jí)圓弧錐齒輪和一、二、三級(jí)圓柱齒輪組合,把錐齒輪作為高速級(jí)(四級(jí)減速器時(shí)作為第二級(jí)),以減小錐齒輪的尺寸;齒輪均采用優(yōu)質(zhì)合金鋼滲碳淬火、精加工而成,圓柱齒輪精度達(dá)到GB/T10095中的6級(jí),圓錐齒輪精度達(dá)到GB/T11365中的7級(jí);
減速器的選用原則:(1)按機(jī)械強(qiáng)度確定減速器的規(guī)格。減速器的額定功率P1N是按載荷平穩(wěn)、每天工作小于等于10h、每小時(shí)啟動(dòng)5次、允許啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為工作轉(zhuǎn)矩的兩倍、單向運(yùn)轉(zhuǎn)、單對(duì)齒輪的接觸強(qiáng)度安全系數(shù)為1、失效概率小于等于1%等條件算確定.當(dāng)載荷性質(zhì)不同,每天工作小時(shí)數(shù)不同時(shí),應(yīng)根據(jù)工作機(jī)載荷分類按各種系數(shù)進(jìn)行修正.減速器雙向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),需視情況將P1N乘上0.7~1.0的系數(shù),當(dāng)反向載荷大、換向頻繁、選用的可靠度KR較低時(shí)取小值,反之取大值。功率按下式計(jì)算:P2m=P2*KA*KS*KR,其中P2為工作功率;KA為使用系數(shù);KS為啟動(dòng)系數(shù);KR為可靠系數(shù)。(2)熱功率效核.減速器的許用熱功率PG適用于環(huán)境溫度20℃,每小時(shí)100%連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和功率利用律(指P2/P1N×100%)為100%的情況,不符合上述情況時(shí),應(yīng)進(jìn)行修正。(3)校核軸伸部位承受的徑向載荷。
2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1V帶傳動(dòng)
帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)檢查帶輪的尺寸與其相關(guān)零部件尺寸是否協(xié)調(diào)。例如對(duì)于安裝在減速器或電動(dòng)機(jī)軸上的帶輪外徑應(yīng)與減速器、電動(dòng)機(jī)中心高相協(xié)調(diào),避免與機(jī)座或其它零、部件發(fā)生碰撞。
2.2減速器內(nèi)部的傳動(dòng)零件
減速器外部傳動(dòng)件設(shè)計(jì)完成后,可進(jìn)行減速器內(nèi)部傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。
1)齒輪材料的選擇應(yīng)與齒坯尺寸及齒坯的制造方法協(xié)調(diào)。如齒坯直徑較大需用鑄造毛坯時(shí),應(yīng)選鑄剛或鑄鐵材料。各級(jí)大、小齒輪應(yīng)該可能減少材料品種。
2)蝸輪材料的選者與相對(duì)滑動(dòng)速度有關(guān)。因此,設(shè)計(jì)時(shí)可按初估的滑速度選擇材料。在傳動(dòng)尺寸確定后,校核起滑動(dòng)速度是否在初估值的范圍內(nèi),檢查所選材料是否合適。
3)傳動(dòng)件的尺寸和參數(shù)取值要正確、合理。齒輪和蝸輪的模數(shù)必須符合標(biāo)準(zhǔn)。圓柱齒輪和蝸桿傳動(dòng)的中心距應(yīng)盡量圓整。對(duì)斜齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)還可通過改變螺旋角的大小來進(jìn)行調(diào)整。
根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果,將傳動(dòng)零件的有關(guān)數(shù)據(jù)和尺寸整理列表,并畫出其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,以備在裝配圖設(shè)計(jì)和軸、軸承、鍵聯(lián)結(jié)等校核計(jì)算時(shí)應(yīng)用。
聯(lián)軸器的選擇
減速器的類型應(yīng)該根據(jù)工作要求選定。聯(lián)接電動(dòng)機(jī)軸與減速器,由于軸的轉(zhuǎn)速高,一般應(yīng)選用具有緩沖、吸振作用的彈性聯(lián)軸器,例如彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器。減速器低速軸(輸出軸)與工作機(jī)軸聯(lián)接用的連周期,由于軸的轉(zhuǎn)速較低,傳遞的轉(zhuǎn)距較大,又因?yàn)闇p速器軸與工作機(jī)軸之間往往有較大的軸線偏移,因此常選用剛性可以移動(dòng)聯(lián)軸器,例如滾子鏈聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器。
聯(lián)軸器型號(hào)按計(jì)算轉(zhuǎn)距進(jìn)行選擇。所選定的聯(lián)軸器,起軸孔直徑的范圍應(yīng)與被聯(lián)接兩軸的直徑相適應(yīng)。應(yīng)注意減速器高速軸外伸段軸徑與電動(dòng)機(jī)的軸徑不得相差很大,否則難以選擇合適的聯(lián)軸器。
目錄
一緒論………………………………………………………………………1
二結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
三設(shè)計(jì)計(jì)算過程及說明……………………………………………………….3
1選擇電動(dòng)機(jī)..............................................................................................….3
2傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配.......................................….............................3
3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力裝置參數(shù)..................................…........................3
4帶傳動(dòng)設(shè)計(jì).......................................................…..........................................4
5齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì).....................................................…........................................5
6軸的設(shè)計(jì)........................................................................................…...........11
7軸承的選擇..............................................................................................…22
8鍵的選擇.....................................................….........................................…22
9減速機(jī)箱體的設(shè)計(jì)...............................................…......................................23
10減速器附件設(shè)計(jì).....................................................................................….2311密封與.......................................................…........................................24
我國(guó)的通信網(wǎng)絡(luò)主要是在有線非智能的通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。但是,現(xiàn)今我國(guó)的無線通信技術(shù)已經(jīng)獲得了較快的發(fā)展。現(xiàn)今使用的無線通信網(wǎng)絡(luò)主要由管制端、無線基站以及無線終端構(gòu)成。使用最為廣泛的無線通信技術(shù)是遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)。在過去使用有線非智能通信網(wǎng)絡(luò)的情況下,供電局要想對(duì)通信兩端進(jìn)行連接,需要搭建很長(zhǎng)的電纜,給供電局帶來了較大的資金消耗。使用無線網(wǎng)絡(luò)通信可節(jié)約電纜費(fèi)用,降低成本。但是,就目前無線通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的狀況而言,還存在一定的不足之處。例如,無線通信網(wǎng)絡(luò)附近產(chǎn)生電磁場(chǎng),就會(huì)對(duì)無線通信網(wǎng)絡(luò)造成一定的影響,還會(huì)為無線信道的承受力帶來隱患。另外,無線通信網(wǎng)路主要依賴于電波傳送信號(hào),信號(hào)在傳送過程中的安全問題值得重視。針對(duì)這種情況,有2種無線通信方案:專用無線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架;公共無線網(wǎng)絡(luò)。無線網(wǎng)絡(luò)對(duì)遠(yuǎn)程進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸主要采用變電模式。現(xiàn)今電力數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)如圖2所示。
2電力自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)的主要問題
從株洲電力自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀來看,其仍然存在不少的問題:(1)電網(wǎng)建設(shè)環(huán)境惡劣,并且電網(wǎng)建設(shè)的地位和電網(wǎng)建設(shè)的重要性與緊迫性不對(duì)稱。株洲地區(qū)電力供需狀況較為緊張,在電力供求不能滿足用戶需求時(shí)極容易產(chǎn)生矛盾。主要原因在于電網(wǎng)建設(shè)的環(huán)境不好,體現(xiàn)在:電力選址、選線批復(fù)程序不順暢、隨意性大,前期工作進(jìn)展困難;項(xiàng)目實(shí)施難度大,阻工現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,大多數(shù)地方超政策補(bǔ)償。(2)部分電網(wǎng)工程項(xiàng)目由于實(shí)施難度較大,存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn),這些問題主要存在10kV及以下的中低壓配電網(wǎng)。雖然電網(wǎng)工程項(xiàng)目具有較為嚴(yán)格的管理制度,但是在工程建設(shè)的過程中,由于步驟瑣碎、中間環(huán)節(jié)多、工程施工時(shí)間較緊、施工人員較為混雜,仍具有較大的安全隱患。(3)配電通信網(wǎng)建設(shè)較為落后。(4)缺乏完善的配電通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)行管理規(guī)范,配電通信系統(tǒng)缺乏有效的管理手段和依據(jù)。(5)智能配電網(wǎng)系統(tǒng)的另一個(gè)標(biāo)志是用電營(yíng)銷系統(tǒng)與用戶的交互式應(yīng)用,以及用戶集中儲(chǔ)能、分布式儲(chǔ)能和分散儲(chǔ)能的大規(guī)模應(yīng)用,目前有關(guān)這方面的技術(shù)規(guī)范還沒有統(tǒng)一。
3電力自動(dòng)化通信技術(shù)的更新
關(guān)鍵詞:電動(dòng)執(zhí)行器單片機(jī)CAN總線
引言
本文所設(shè)計(jì)的全數(shù)字電動(dòng)執(zhí)行器,是在湘儀電子電器設(shè)備廠的9610R系列的全電子式電動(dòng)執(zhí)行器的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路基礎(chǔ)上所做出的進(jìn)一步的改進(jìn)。我們將控制部分用基于80C196單片機(jī)的數(shù)字控制代替原有的模擬控制,以提高具控制的精度與運(yùn)行的可靠性。同時(shí),為方便調(diào)試,增加了紅外遙控的功能和基于CAN總線的通信功能,以適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)控制的需要。
1原全電子式電動(dòng)執(zhí)行器的特點(diǎn)
原9610R系列的全電子式電動(dòng)執(zhí)行器是以220V交流單向電源作為驅(qū)動(dòng)電源,驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用單向交流電機(jī),位置反饋采用高性能導(dǎo)電塑料電位器。
伺服放大器的原理如圖1所示。
①當(dāng)UY=0時(shí),
K_=Uo/Ux=-[(R4+R5)/R5]×(R6/R1)
②當(dāng)Ux=0時(shí),
K+=Uo/UY=[R3/(R2+R3)]×[(R4+R5)/R5]×(1+R6/R1)
根據(jù)線性疊加原理,Uo=K+UY+K_UX。
由上可知,由于電阻很難做到完全匹配,所以原9610R電動(dòng)執(zhí)行器存在著電機(jī)正反轉(zhuǎn)不對(duì)稱的問題。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路如圖2所示。
圖2中,Uo為從伺服放大器來的電壓信號(hào),當(dāng)Uo>0.7V時(shí),電機(jī)正轉(zhuǎn);當(dāng)Uo<-0.7V時(shí),電機(jī)反轉(zhuǎn)。C1為控制電機(jī)制動(dòng)的電容。
重新設(shè)計(jì)的全數(shù)字電動(dòng)執(zhí)行器對(duì)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行了改進(jìn),用±12V的開關(guān)量信號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)短來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn),并實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)執(zhí)行器的制功與反向截止功能。新的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路如圖3所示。
圖3中,Ukp和Ukn分別為80C196的兩個(gè)高速輸出引腳,T2-1/T2-2、T3-1/T3-2、T4-1/T4-2、T5-1/T5-2、T6-1/T6-2、T7-1/T7-2分別為6個(gè)光電隔離器。當(dāng)Uk為+5V高電平時(shí),T2-1/T2-2導(dǎo)通,從而T*-1/T6-2導(dǎo)通使電機(jī)正轉(zhuǎn);當(dāng)Uk由高電平到低電平的瞬間,T4-1/T4-2瞬間導(dǎo)通,使得T7-1/T7-2瞬間導(dǎo)通,電機(jī)瞬間反轉(zhuǎn),電容放電結(jié)束后電機(jī)停止;同理,當(dāng)Uk為0V低電平時(shí),電機(jī)反轉(zhuǎn)。這樣便實(shí)現(xiàn)了電機(jī)正反向控制。
圖3新設(shè)計(jì)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路
系統(tǒng)輸出與驅(qū)動(dòng)電路之間完全實(shí)現(xiàn)了光電隔離,這樣可提高系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性。
2控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
以80C196KC單片機(jī)為核心的全數(shù)字電動(dòng)執(zhí)行器的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。圖4中,除80C196KC單片機(jī)外,還選用了X25043實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)功能,以MAX7219驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管顯示閥位的給定值與反饋值以及閥位的狀態(tài)與控制方式;同時(shí),以改進(jìn)的4~20mA恒流電路直接將閾位反饋信號(hào)轉(zhuǎn)換成4~20mA的信號(hào)送至室內(nèi)模擬二次表顯示,以保證其模擬與數(shù)字控制的兼容性。利用80C196KC內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換口,將閥位反饋與閥位模擬給定信號(hào)轉(zhuǎn)換成10位的數(shù)字信號(hào),用軟件判斷閥位故障(堵轉(zhuǎn),超限),進(jìn)行故障處理(報(bào)警或停機(jī)),在控制輸出端與故障處理端用MOC3061光電隔離將單片機(jī)系統(tǒng)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路隔離開來,達(dá)到抗干擾的目的。
選用1838紅外遙控接收解碼一體化集成芯片,接收來自遙控器的紅外遙控信號(hào)。CAN控制器采用Philips的SJA1000集成芯片,CAN總線驅(qū)動(dòng)選用82C250集成芯片,在SJA1000與CAN總線驅(qū)動(dòng)82C250之間用6N137快速光隔進(jìn)行光電隔離處理,與單片機(jī)接口實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與上位機(jī)的通信功能。
各部分的主要硬件電路介紹如下。
(1)改進(jìn)的4~20mA恒流電路
整個(gè)恒流電路,由1片集成的4通道運(yùn)放LM324和6個(gè)精密電阻、1個(gè)可調(diào)電阻、1個(gè)瓷片電容及1個(gè)二極管組成,電路結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,電路如圖5所示。圖5中,R1=R2=R3=R4=R5=100kΩ,R6=200Ω,R7為0~100Ω可調(diào)電阻。
從圖5電路可知:在R2、R3、R4、R5這四個(gè)電阻匹配得比較好的情況下,U1-U2=U1,通過調(diào)節(jié)R7使得R6+R7=250Ω,從而Io=U1/250Ω達(dá)到使1~5V電壓轉(zhuǎn)換成4~20mA的目的,且不論輸出端的負(fù)載如何變化,這種關(guān)系都不會(huì)發(fā)生變化,達(dá)到恒流的目的。為為使該恒流電路可帶的負(fù)載盡量大,集成運(yùn)放LM324的電源最好用+18V電源。
(2)紅外遙控接收電路
作為電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),在工業(yè)過程控制應(yīng)用時(shí),常常會(huì)遇到安裝位置不便于調(diào)試的情況。采用紅外遙控調(diào)可以說是一個(gè)很好的解決方案,可以免去常規(guī)調(diào)試所需要做的一些工作,比如打開控制盒蓋進(jìn)行調(diào)試線路更改等等。紅外遙控接收芯片采用紅外遙控接收解碼一體化集成芯片1838。電路如圖6所示。
圖6中,電阻和電容組成去耦電路,以抑制電源干擾;除此以外不需要任何外接元件,中心頻率為38kHz。但是,由于1838集成芯片的增益高且不可調(diào),沒有屏蔽,特別容易受到外界的干擾,因此必須采取屏蔽措施。最好的辦法就是利用金屬材料做一個(gè)屏蔽盒,將1838裝入,只留紅外接口在外。
我們選用一種通用紅外遙控器作為電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)試裝置。80C196KC單片機(jī)首先將遙控器各按鍵的命令碼測(cè)出,然后對(duì)它們分別賦予我們所需要的調(diào)試命令,這樣就可使開發(fā)周期大大縮短。
圖7CAN總線通信接口電路
(3)上下位機(jī)通信
CAN(CantrolAreaNetwork)是控制局域網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)稱,最早由德國(guó)BOSCH公司推出,用于汽車內(nèi)部測(cè)量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信。其總線規(guī)范已被ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織制定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),廣泛應(yīng)用在離散控制領(lǐng)域。其信號(hào)傳輸介質(zhì)為雙絞線。通信速率高達(dá)1Mbps/40m,直接傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km/5kbps,掛接設(shè)備最多可達(dá)110個(gè)。
CAN的信號(hào)傳輸采用短幀結(jié)構(gòu),每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個(gè),因而傳輸時(shí)間短,受干擾的概率低。當(dāng)節(jié)點(diǎn)嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí),具有自動(dòng)關(guān)閉的功能,以切斷節(jié)點(diǎn)與總線的聯(lián)系,使總線上的其它節(jié)點(diǎn)及其通信不受影響,具有較強(qiáng)的抗干擾能力。CAN總線通信接口電路如圖7的示。
80C196KC的AD15端口作為SJA1000的片選信號(hào),故CAN控制器SJA1000所占用的地址為:8000H~80FFH。使用CAN總線收發(fā)器PCA82C250目的是進(jìn)一步提高CAN總線的驅(qū)動(dòng)能力。它的工作模式由RS控制引腳來提供,取決于斜率電阻(200kΩ可調(diào)電阻的阻值)。
上位機(jī)通過一塊華控的公司的HK-CAN30BPCI總線非智能隔離型通信板,可對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)具有CAN通信接口的儀表和控制設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。
(4)掉電保護(hù)和抗干擾措施
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)電保護(hù)的元件采用Maxim公司的X25043。X25043有三種常用的功能:看門狗定時(shí)器、電壓監(jiān)控和E2PROM,組合在單個(gè)封裝內(nèi)。X25043對(duì)于要求電路板空間盡可能小的該系統(tǒng)來說是非常適用的,電路如圖8所示。
X25043的看門狗定時(shí)器對(duì)微控制器80C196提供了獨(dú)立的保護(hù)系統(tǒng),可選超時(shí)周期有:1.4s、600ms、200ms,也可禁用。當(dāng)系統(tǒng)故障時(shí),在超出所選的超時(shí)周期以后,X25043看門狗將以RESET信號(hào)作出反應(yīng),使系統(tǒng)復(fù)位。利用X25043低VCC檢測(cè)電路,可以保護(hù)系統(tǒng)使之免受低電壓情況的影響。當(dāng)VCC降到最小VCC檢測(cè)電平時(shí),RESET變?yōu)榈碗娖?,給系統(tǒng)復(fù)位,直到VCC上升到最小VCC檢測(cè)電平200ms為止。此外,X25043還具有512×8位串行E2PROM,使得本系統(tǒng)無須另外擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM。
系統(tǒng)的抗干擾措施包括硬件措施和軟件措施。硬件上:①在輸入和輸出通道采用光電隔離來進(jìn)行信號(hào)傳輸,電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路上采用光電隔離器MOC3061,在上下位機(jī)通信電路上采用快速光隔6N137;②在每一個(gè)集成電路芯片都安置一個(gè)0.01μF的陶瓷電容,以消除大部分高頻干擾;③模擬地與數(shù)字地分開;④在CPU抗干擾措施上,除了配置掉電保護(hù)電路外,還配置了人工復(fù)位和自動(dòng)上電復(fù)位電路。軟件上:①指令冗余,在一些雙字節(jié)和三字節(jié)指令之后插入兩條NOP指令,以保證跑飛的程序迅速納入正確的控制軌道;②利用軟件陷阱強(qiáng)行將捕獲到的程序引向?qū)Τ绦虺鲥e(cuò)處理的程序;③啟用80C196KC內(nèi)部監(jiān)視定時(shí)器(watchdogtimer);④對(duì)A/D輸入信號(hào)采取軟件數(shù)字濾波。
3系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)程序框圖如圖9所示。首先,是程序的初始化,包括對(duì)硬件和變量的初始化。然后,程序判斷全局變量RUN,若RUN=0,表示程序終止運(yùn)行,則跳轉(zhuǎn)到程序的末尾復(fù)位看門狗,隨后再跳轉(zhuǎn)到程序的前面,判斷RUN標(biāo)志,循環(huán)執(zhí)行;若RUN≠0,則程序執(zhí)行主循環(huán),再?gòu)?fù)位看門狗。這樣,通過設(shè)定RUN變量來控制程序的執(zhí)行。
在中斷程序程序中只處理基本的操作,如數(shù)據(jù)的輸入和輸出等;一些復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理,如輸入通道的軟件濾波等等,都放在主循環(huán)里面處理。在主程序里,給每一個(gè)斷分配一個(gè)全局變量作為中斷標(biāo)志,當(dāng)有中斷發(fā)生時(shí),對(duì)此標(biāo)志置1。在主循環(huán)里,程序依次判斷每個(gè)標(biāo)志位,來決定是否要執(zhí)行相應(yīng)的子程序,即過程或函數(shù)。在主程序中處理完相應(yīng)的中斷服務(wù)后,要對(duì)對(duì)應(yīng)的中斷標(biāo)志清零。
主程序的功能包括:確定閥位和閥位狀態(tài)、閥位和閥位狀態(tài)的LED顯示、閥位控制輸出、判斷閥是否堵轉(zhuǎn)以保護(hù)電機(jī)避免電機(jī)過熱、紅外外遙控命令解碼和遙控命令控制輸出。在閥位控制輸出上,采用以控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的時(shí)間來控制閥位,將A/D采樣的周期控制得非常短,如10ms,甚至更短。以這產(chǎn)的周期來控制電機(jī)的動(dòng)作,在要求的閥位0.5%精度范圍以內(nèi),保持電機(jī)不動(dòng)作,以保證閥位控制的準(zhǔn)確性以及避免閥位來回震動(dòng)。
1.能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
教師在課程教學(xué)中可利用幻燈、投影、錄音、錄像、電視、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件(CAI)等現(xiàn)代教育技術(shù),把運(yùn)動(dòng)生理學(xué)中復(fù)雜、抽象和動(dòng)態(tài)的人體微觀環(huán)境直觀展示出來,比傳統(tǒng)的板書填鴨式教學(xué)形象生動(dòng)、通俗易懂,從而更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)效果。
2.能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新熱情
教師在上課過程中,根據(jù)教學(xué)大綱要求結(jié)合實(shí)際操作,可充分運(yùn)用各種教具和多媒體等教學(xué)手段進(jìn)行模擬演示,并且給學(xué)生提供動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)。在這過程中學(xué)生可以通過自己的成果,最終得到同學(xué)們的承認(rèn),能夠增強(qiáng)學(xué)生新奇感,從而誘發(fā)學(xué)生探索的欲望,有利于開拓思路,強(qiáng)化想象思維,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新熱情。
3.能激發(fā)教師教學(xué)模式改革熱情
隨著現(xiàn)代教育技術(shù)在高校體育教學(xué)中的使用,越來越多的體育教師借助多媒體教學(xué),從而擺脫了傳統(tǒng)教學(xué)“黑板粉筆”的限制。越來越多的視頻、動(dòng)畫、圖像、聲音等媒介,應(yīng)用于教學(xué)過程中,激發(fā)了教師進(jìn)行課程及教學(xué)模式改革的熱情。
二、現(xiàn)代教育技術(shù)在運(yùn)動(dòng)生理學(xué)教學(xué)中的具體應(yīng)用
1.抽象變形象
運(yùn)動(dòng)生理學(xué)中有許多抽象的知識(shí),用一般方式無法驗(yàn)證或顯示,因此這類知識(shí)學(xué)生很難理解和掌握。如果利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)可以模擬,將其高度抽象化的內(nèi)容具體化,那么學(xué)生理解和掌握這類知識(shí)容易得多,并且圖文并茂,動(dòng)畫生動(dòng)逼真,便于學(xué)生記憶,大大提高學(xué)生了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
2.微觀變宏觀
許多運(yùn)動(dòng)生理學(xué)內(nèi)容是顯微鏡觀察的結(jié)構(gòu),由于受器材、儀器的限制,教學(xué)方式很不方便,影響教學(xué)效果。目前許多院校將只能一人觀察的顯微組織顯示在屏幕上,極大方便了教師授課和學(xué)生的學(xué)習(xí)。
3.復(fù)雜變簡(jiǎn)單
運(yùn)動(dòng)生理學(xué)中一些現(xiàn)象發(fā)生過程復(fù)雜,或者發(fā)生在極其短暫的一瞬間,或者需要幾十小時(shí)、幾天甚至幾年才能完成物質(zhì)變化過程。對(duì)這類知識(shí)學(xué)生難以消化,而利用現(xiàn)代教育技術(shù)則可以輕松地把復(fù)雜知識(shí)變簡(jiǎn)單。在幾分鐘內(nèi)就可以用計(jì)算機(jī)動(dòng)畫模擬技術(shù)再現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量的教學(xué)過程。
三、總結(jié)
論文摘要:簡(jiǎn)要介紹了發(fā)生樹木低溫危害的部位和原理,并就此提出了北方地區(qū)綠化樹木冬季越冬防寒的主要技術(shù)措施,為防治冬季綠化樹木凍害、確保綠化效果提供了依據(jù)。
北方地區(qū)冬季至早春苗木容易遭受凍害或“生理干旱”(又叫凍旱、冷旱或冬旱),使局部枝條枯干,輕則部分枝條受害,重則會(huì)全株死亡。銀川地區(qū)屬溫帶大陸性氣候,冬季寒長(zhǎng)、干燥多風(fēng)、氣溫變化劇烈,對(duì)苗木的危害很大,尤其是一些常綠樹種、新引進(jìn)的樹種和一些抗寒力弱的幼苗。為確?!皠?chuàng)園”成果,使樹木安全越冬,防止其在冬季發(fā)生凍害,在了解低溫危害原因的基礎(chǔ)上,要采取必要的防寒措施,使樹木安全越冬。
1發(fā)生樹木低溫危害的部位和原理
1.1根系凍害
因根系無自然休眠,抗凍能力較差??拷乇淼母自鈨龊?,尤其是在冬季少雪、干旱的沙土地,更易受凍。根系受凍,往往不易及時(shí)發(fā)現(xiàn)。如春天已見樹枝發(fā)芽,但過一段時(shí)間,出現(xiàn)突然死亡,大多是因根系受凍造成。因此,冬春季節(jié)要做好根系越冬保護(hù)工作。
1.2根頸凍害
由于根頸停止生長(zhǎng)最晚而開始活動(dòng)較早,抗寒力差。同時(shí)接近地表,溫度變化大,所以根頸易受低溫和較大變溫的傷害,使皮層受凍(一面呈環(huán)狀變褐而后干枯或腐爛)。一般可用培土的方式防寒。
1.3主干凍害
一是向陽面(尤其是西南面)的冬季日灼。因初冬和早春期間,晝夜溫差大,皮部組織隨日曬溫度增高而活動(dòng),夜間溫度驟降而受凍。二是凍裂(又稱縱裂、裂干)。由于初冬氣溫驟降,皮層組織迅速冷縮,木質(zhì)部產(chǎn)生應(yīng)力而將樹皮撐開;細(xì)胞間隙結(jié)冰,也可造成裂縫。
1.4枝杈凍害
主要發(fā)生在分杈處向內(nèi)的一面。癥狀為皮層變色、壞死凹陷,或順主干垂直下裂。因分杈處年輪窄、導(dǎo)管不發(fā)達(dá)、供養(yǎng)不良、營(yíng)養(yǎng)積存少、抗寒能力差等原因?qū)е聦?dǎo)管破裂,致使樹木來年春季發(fā)生流膠。同時(shí),因分杈處易積雪,化雪后浸潤(rùn)樹皮使組織柔軟,氣溫突降即會(huì)受害??捎弥鞲砂?、樹杈掛草等方法防寒。但在城市不宜使用。
2越冬防寒的主要技術(shù)措施
2.1加強(qiáng)肥水管理
加強(qiáng)肥水管理有助于樹體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的貯藏。春季加強(qiáng)肥水,還可促進(jìn)新梢生長(zhǎng)和葉片增大,提高光合作用的效能,保證樹體健壯。秋季控制灌水,及時(shí)排澇,適量施用磷鉀肥,鋤草深耕,可促進(jìn)枝條及早結(jié)束生長(zhǎng),有利于組織充實(shí),延長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累時(shí)間,從而更好地進(jìn)行抗寒鍛煉。
2.2適時(shí)冬灌,保證植物安全越冬和來年萌芽
合理的冬灌既能保證植物地上部分吸收充足的水分,又能保護(hù)地下根系抵抗干燥多風(fēng)的冬季,延長(zhǎng)來年開花植物的花期。一般地溫高于5℃時(shí),植物根系吸收水分,低于5℃植物根系不能吸水。所以,要在地溫低于5℃前澆1次透水。地溫低于0℃,土壤會(huì)因含水而結(jié)冰,這時(shí)也要澆1次水以保持根系不被風(fēng)抽干。當(dāng)溫度更低時(shí),根部?jī)鏊煞懦鰸摕?,提高溫度。所以,冬灌?yīng)進(jìn)行2次,時(shí)間為10月下旬和11月上旬。對(duì)油松、樟子松、側(cè)柏等針葉樹幼苗可以采取冬灌防寒法。
2.3加強(qiáng)防凍保溫措施
2.3.1根頸培土
冬水灌完后結(jié)合封堰,在樹木根頸部培起直徑50~80cm、高30~50cm的土堆,可防止低溫凍傷根頸和樹根,同時(shí)也能減少土壤水分的蒸發(fā)。
2.3.2覆土
早春土壤尚未化凍時(shí),樹木根系難以吸收水分。而這時(shí)空氣干燥、氣溫回升快、蒸發(fā)量大,易造成植物生理干旱而枯梢。針對(duì)這一現(xiàn)象,在立冬前后可將苗木整個(gè)冬季埋在土中,使苗木及苗床土壤保持一定溫度,不受氣溫急劇變化和其他外界不良因素的影響。同時(shí),又可減少苗木水分的蒸騰和土壤水分的蒸發(fā),保持一定的土壤水分,有利于保持幼苗體內(nèi)的水分平衡,可以有效地防止凍害和苗木生理干旱而引起的死亡。覆土防寒法適用于油松、樟子松、云杉、側(cè)柏、檜柏等常綠針葉樹幼苗和部分落葉的花灌木,如薔薇、月季以及常綠的小葉黃楊等。易霉?fàn)€的樹種不宜采用此法。覆土防寒應(yīng)在苗木已停止生長(zhǎng)、土壤結(jié)凍前3-5d(立冬前后),氣溫穩(wěn)定在0℃左右時(shí)進(jìn)行。覆土防寒具體方法:用犁將步道(或壟溝)犁起,碎土后向床(壟)面一個(gè)方向覆土,使苗梢向一邊倒,不要從苗上頭向下蓋土。覆土要均勻,埋嚴(yán)實(shí),以免土壤透風(fēng)引起凍害,一般床面南側(cè)迎風(fēng)面適當(dāng)加厚覆土。覆土后要經(jīng)常檢查,發(fā)現(xiàn)露苗及時(shí)補(bǔ)蓋。翌年春天起苗前1~2周,氣溫穩(wěn)定在5℃左右時(shí)開始分兩次撤土,不要在大風(fēng)天撤土,這樣有利于緩苗,使其逐漸適應(yīng)環(huán)境條件的變化。撤土不宜過遲,否則覆土化凍下沉,黏附苗木,影響生長(zhǎng),且不便作業(yè)。撤土后要及時(shí)灌溉,以防春旱。
2.3.3架風(fēng)障
為減輕寒冷干燥的大風(fēng)吹襲造成樹木凍旱的傷害,可以在樹木的上風(fēng)方向架設(shè)風(fēng)障。風(fēng)障材料常為高梁桿、玉米稈或蘆葦捆編成籬,其高度要超過樹高。常用杉木、竹桿等支牢或釘以木樁綁住,以防大風(fēng)吹倒,漏風(fēng)處再用稻草在外披覆好,綁以細(xì)棍夾住,或在席外抹泥填縫。此法用于常綠針葉樹幼苗或一些珍貴樹種和新引進(jìn)樹種闊葉樹幼苗的防寒中。
2.3.4涂白與噴白
用石灰加石硫合劑對(duì)枝干涂白,可以減小向陽面皮部因晝夜溫差過大而受到的傷害,并能殺死一些越冬的病蟲害。涂白時(shí)間一般在10月下旬到11月中旬之間,不能拖延涂白時(shí)間,溫度過低會(huì)造成涂白材料成片脫落。樹干涂白后,減少了早春樹體對(duì)太陽熱能的吸收,降低了樹溫提升的速度,可使樹體萌動(dòng)推遲2-3d,從而有效防止樹體遭遇早春回寒的霜凍。對(duì)花芽萌動(dòng)早的樹種,進(jìn)行樹身噴白,還可延遲開花,以避免晚霜的危害。
2.3.5塑料薄膜防寒法
該防寒法近年來生產(chǎn)上廣泛推廣應(yīng)用,如苗床幼苗云杉、側(cè)柏、檜柏等床作播種苗采用鐵筋、竹片在苗床上支撐成拱形,上覆蓋塑料薄膜作成小拱棚,四周用土埋嚴(yán),簡(jiǎn)便易行。也適用于道路分車帶內(nèi)各類灌木和草、花的越冬防寒。另外覆膜前要灌透底水。此法保溫保濕,溫濕度適宜,管理方便。若遇冬季寒冷,可在塑料拱棚上面再覆蓋厚草簾起防寒保溫作用。
2.3.6藥劑防治法
用防凍劑進(jìn)行結(jié)凍前的防凍噴霧,一般噴施3~5次。
2.4春季養(yǎng)護(hù)管理
2.4.1春季,防寒材料不可突然地過早拆除,要采用逐漸過渡的辦法,防止苗木的不適應(yīng)。保溫棚拆除可根據(jù)天氣狀況,一般本地區(qū)防風(fēng)障拆除時(shí)間在3月底、清明過后。為避免樹體遭受風(fēng)害,可提前在保溫棚東南側(cè)打孔放風(fēng),待樹木適應(yīng)后方可全部拆除。
2.4.2澆水、施肥
春季管理以增加地溫為主,因此可適時(shí)澆足春水和增施有機(jī)肥。通過給樹木澆水、施肥,使樹木增加抵抗病害的能力,且有利于生根。
1.1提高效率
我國(guó)總體用電量隨著居民生活水平的提高,呈現(xiàn)日益上升趨勢(shì)。根據(jù)近幾年的發(fā)電效率而言,發(fā)電量明顯無法滿足居民用電量,特別是夏天分時(shí)段的供電,嚴(yán)重影響了居民的正常生活。隨著家用電器的增加,居民用電量也日益攀升,電力廠相應(yīng)的發(fā)電要求也隨之提高。傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)存在的問題,嚴(yán)重影響發(fā)電量和發(fā)電效益的提高,致使居民用電要求無法得到滿足。而電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的應(yīng)用,有效提高了發(fā)電效率,解決了這一問題[2]。電氣自動(dòng)化技術(shù)通過收集有用數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,制定出具體可行的實(shí)施方案,在運(yùn)行時(shí)間的強(qiáng)度方面做好有效規(guī)劃,在滿足居民用電的同時(shí),減少發(fā)電過程中產(chǎn)生的資源浪費(fèi)。
1.2降低成本
煤和石油是傳統(tǒng)的發(fā)電材料,發(fā)電技術(shù)落后,很難完成發(fā)電強(qiáng)度的準(zhǔn)確分析,對(duì)發(fā)電量的控制也存在問題,容易出現(xiàn)發(fā)電過多或不足現(xiàn)象。另外,由于人工操作的原因,也存在資源燃燒不充分所造成的浪費(fèi)問題。而電氣自動(dòng)化技術(shù)可以使用計(jì)算機(jī)軟件,準(zhǔn)確算出資源充分燃燒所需的時(shí)間,大大提高資源的使用效率。在火力發(fā)電中使用電氣自動(dòng)化技術(shù),既能提高發(fā)電廠的發(fā)電效率,也能滿足居民在用電量方面的需求。在降低發(fā)電成本的同時(shí),更好地實(shí)現(xiàn)了電量供應(yīng)目標(biāo)。
1.3優(yōu)化配置
合理分配資源是火力發(fā)電過程中的重要內(nèi)容,需要重點(diǎn)注意。發(fā)電廠內(nèi)設(shè)備比較多,為達(dá)到供電要求,通常需要長(zhǎng)時(shí)間的同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。而發(fā)電設(shè)備作為機(jī)械,有一定的運(yùn)作限度,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間過長(zhǎng)或進(jìn)行超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),都會(huì)影響設(shè)備的運(yùn)作效率,嚴(yán)重情況下會(huì)損壞設(shè)備。而電氣自動(dòng)化技術(shù)可以準(zhǔn)確計(jì)算出設(shè)備所需運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間,在出現(xiàn)超負(fù)荷情況下可自動(dòng)停止,待設(shè)備冷卻后再進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。因此,發(fā)電設(shè)備在電氣自動(dòng)化技術(shù)下可以進(jìn)行輪流休養(yǎng),設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率得到提升,使用年限也得到有效保障。另外,電氣自動(dòng)化技術(shù)可以對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行報(bào)警,及時(shí)提醒管理人員發(fā)現(xiàn)并解決問題。以往數(shù)據(jù)的輸入可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的人工模擬操作,最大程度提高設(shè)備的使用效率。
2應(yīng)用現(xiàn)狀
在設(shè)備保護(hù)方面的應(yīng)用。電氣自動(dòng)化技術(shù)在設(shè)備保護(hù)方面的應(yīng)用包括聯(lián)鎖保護(hù)、裝置保護(hù)、繼電保護(hù)和防雷保護(hù)。電氣自動(dòng)化技術(shù)在設(shè)備出現(xiàn)異常情況時(shí),會(huì)及時(shí)關(guān)閉閘門,使故障設(shè)備停止生產(chǎn)運(yùn)行,對(duì)設(shè)備進(jìn)行有效的聯(lián)鎖保護(hù)。電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠協(xié)調(diào)搭配火力發(fā)電廠中的危機(jī)保安器、安全門等保護(hù)裝置,在排除外因干擾的前提下,完成電氣操作運(yùn)行指令。繼電保護(hù)是通過連接計(jì)算機(jī)和繼電器,構(gòu)建自動(dòng)化的控制模式,實(shí)現(xiàn)繼電器在火力發(fā)電廠運(yùn)行過程中的有效調(diào)控。電氣自動(dòng)化技術(shù)對(duì)電力設(shè)備的保護(hù)控制,通過使用防雷器,減少雷擊對(duì)電機(jī)設(shè)備產(chǎn)生的干擾。在常規(guī)控制方面的應(yīng)用。電氣自動(dòng)化技術(shù)在常規(guī)控制方面的應(yīng)用有集中控制、就地控制、自動(dòng)控制和故障控制。在集中控制中,電氣自動(dòng)化技術(shù)有效組合了發(fā)電機(jī)組、爐鍋和汽輪機(jī),實(shí)現(xiàn)了控制操作的集中化,設(shè)備運(yùn)行效率得到明顯提高。就地控制是針對(duì)規(guī)模相對(duì)比較小的火力發(fā)電廠采用的控制方式,通過連接重要設(shè)備及裝置,實(shí)現(xiàn)設(shè)備的整體運(yùn)行[3]。自動(dòng)控制即自動(dòng)化的電能生產(chǎn),在減少設(shè)備運(yùn)行錯(cuò)誤的同時(shí),電能生產(chǎn)的難度也相應(yīng)降低,電能產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)效益也得到提高。在故障控制中,技術(shù)人員只需通過計(jì)算機(jī)監(jiān)控運(yùn)行設(shè)備,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障并解決。對(duì)于比較小的設(shè)備故障,系統(tǒng)可根據(jù)操作指令自動(dòng)進(jìn)行處理。
3系統(tǒng)配置
3.1I/O監(jiān)控
I/O監(jiān)控是一種集中監(jiān)控方式,設(shè)備中電器的所有饋線都需要設(shè)置對(duì)應(yīng)的I/O接口,通過電纜連接各個(gè)I/O通道,設(shè)備在進(jìn)行A/D處理后進(jìn)入DCS狀態(tài),由此使整個(gè)發(fā)電工廠的設(shè)備處于DCS的監(jiān)控之下。I/O監(jiān)控在運(yùn)行過程中,方便進(jìn)行維護(hù),問題發(fā)現(xiàn)和解決速度快,優(yōu)勢(shì)明顯。相對(duì)比較低的監(jiān)控防護(hù)等級(jí),降低了DCS的造價(jià),也有效降低了發(fā)電所需的成本。而I/O監(jiān)控所涉及范圍包括所有電氣設(shè)備,工程量大且比較復(fù)雜。電氣設(shè)備的增加,無疑會(huì)加大監(jiān)控范圍,致使監(jiān)控運(yùn)行壓力增加。監(jiān)控范圍以及空間跨度的擴(kuò)大,也相應(yīng)增加了電纜的距離,DCS的可靠性受到一定程度的干擾。
3.2遠(yuǎn)程智能I/O控制
遠(yuǎn)程智能I/O控制,作為一種監(jiān)控技術(shù),在生產(chǎn)中的應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛。遠(yuǎn)程智能I/O控制的采用,相對(duì)減少了人力資源的使用,操作人員可在遠(yuǎn)程接觸中實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的智能控制,有效緩解了操作人員的工作壓力,降低了工作強(qiáng)度。火力發(fā)電過程中,I/O信號(hào)通過電纜連接加采集柜,利用光纖或者雙絞線實(shí)現(xiàn)加采集柜與DCS控制器的連接,從而進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。遠(yuǎn)程智能I/O控制不需要操作人員進(jìn)行近距離接觸,在電纜鋪設(shè)方面節(jié)省了部分安裝費(fèi)用。另外,I/O控制可以自動(dòng)對(duì)所收集數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查、處理和校正。而在電量變送器、卡件和模擬量卡件方面,I/O控制也無法減少。
3.3總線控制
總線控制技術(shù)在電氣設(shè)備上的應(yīng)用,通常需要利用3G技術(shù)來實(shí)現(xiàn),通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)三者的配合和促進(jìn),是信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在設(shè)備控制領(lǐng)域有效發(fā)展的重要基礎(chǔ)??偩€控制技術(shù)通過避開DCS控制站中的輸入、輸出單元,改變了傳統(tǒng)DCS控制中的集中和分散相結(jié)合控制體系。傳統(tǒng)集散結(jié)合的控制模式,在部分電氣設(shè)備的管理上是統(tǒng)一進(jìn)行的,缺乏針對(duì)性和及時(shí)性。而總線控制技術(shù),有效解決了這一問題,對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行高度的分散管理和分散控制。
4創(chuàng)新手段
4.1單元爐機(jī)組的統(tǒng)一
電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電應(yīng)用中的創(chuàng)新,需要實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠電、機(jī)、爐的一體化,形成單元制的監(jiān)控運(yùn)行方式?;鹆Πl(fā)電廠中的DCS控制可通過這種監(jiān)控方式,分析和總結(jié)火電機(jī)組整體的運(yùn)行參數(shù)以及狀態(tài)信息,發(fā)掘火電機(jī)組的最大潛力,其自身獨(dú)具的控制功能在得到發(fā)揮的同時(shí),也在一定程度上縮小了控制范圍,對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的簡(jiǎn)化,有效降低了造價(jià)成本[4]。另外,在采集火力發(fā)電中有關(guān)電廠信息管理系統(tǒng)的信息方面,統(tǒng)一單元爐機(jī)組有重要的促進(jìn)作用,實(shí)現(xiàn)了火電電網(wǎng)運(yùn)行管理的統(tǒng)一和加強(qiáng),中調(diào)AGC的相關(guān)要求和指令也逐一完成,電網(wǎng)工作效率提高,整個(gè)運(yùn)行處于最佳、最經(jīng)濟(jì)狀態(tài)。單元爐機(jī)組的統(tǒng)一,有效提高了火電機(jī)組的自動(dòng)化水平,其監(jiān)控水平也得到相應(yīng)提升。
4.2控制保護(hù)手段的創(chuàng)新
在傳統(tǒng)火力發(fā)電中,系統(tǒng)控制方式是報(bào)警,聯(lián)鎖是其采用的保護(hù)手段,而這種控制保護(hù)手段,僅僅適用于帶有波動(dòng)性的超限報(bào)警和聯(lián)鎖跳機(jī)。電氣自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用,通過計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)控制和保護(hù)目的,在檢測(cè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)、診斷出現(xiàn)故障的過程中,火電設(shè)備系統(tǒng)的隱患能夠提前被發(fā)現(xiàn),控制保護(hù)策略也可以及時(shí)進(jìn)行改善,如主動(dòng)性的控制和保護(hù)措施的采用,可以自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)故障的控制范圍,實(shí)現(xiàn)有效的防范,從而保證電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此外,控制保護(hù)手段的創(chuàng)新,也使電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在設(shè)備維護(hù)上處于主動(dòng)防患狀態(tài),設(shè)備出現(xiàn)的故障能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。
4.3電氣的全通信控制
就目前情況來看,電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在火力發(fā)電中的應(yīng)用,還無法達(dá)到DCS控制系統(tǒng)的要求,在DCS控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的電氣全通信控制方式也無法得到滿足。通信的速度以及系統(tǒng)的可靠性都需要有一定的提升,而DCS控制系統(tǒng)與電氣自動(dòng)化系統(tǒng)之間所存留的部分硬接線,也是需要解決的問題[5]。電氣全通信控制模式的形成,需要解決好熱工工藝連鎖方面的問題,在實(shí)際應(yīng)用上提高電氣后臺(tái)系統(tǒng)的水平,對(duì)于初期階段的基礎(chǔ)運(yùn)轉(zhuǎn)監(jiān)控功能,還需要不斷豐富,在實(shí)際操作過程中,提高電氣自動(dòng)化系統(tǒng)控制的邏輯性,在控制水平、運(yùn)行管理水平以及自動(dòng)化水平方面不斷提升。
4.4通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建
在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)成功生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過程中,通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建有重要的推動(dòng)作用。電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的創(chuàng)新應(yīng)用,需要選擇合適的網(wǎng)絡(luò)通訊產(chǎn)品,能夠在擴(kuò)展自動(dòng)化辦公環(huán)境的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)元件甚至電氣自動(dòng)化系統(tǒng)整體范圍內(nèi)的使用,以電廠管理層為基礎(chǔ),發(fā)揮對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)控功能,保證計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、管理系統(tǒng)以及控制設(shè)備之間信息傳輸?shù)臅惩ㄐ?實(shí)現(xiàn)整體集中運(yùn)行的自動(dòng)化。
5結(jié)語
論文摘要:隨著我國(guó)電子信息和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,電力企業(yè)得到了很大的改善,遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)對(duì)于供電企業(yè)提高用電營(yíng)銷管理水平、增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和獲得較大的社會(huì)效益意義重大。本文介紹了遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)在電力企業(yè)中的應(yīng)用情況,分析和指出了遠(yuǎn)程自動(dòng)抄技術(shù)在營(yíng)銷工作中需要注意的問題及改進(jìn)措施。
1 遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)現(xiàn)狀
遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)運(yùn)用電量采集設(shè)備和應(yīng)用軟件系統(tǒng),建立了相應(yīng)的電能表檔案,實(shí)現(xiàn)對(duì)采集電量的分析處理,可監(jiān)測(cè)計(jì)算母線電量平衡,及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題,現(xiàn)了對(duì)變電站出口計(jì)量客戶的自動(dòng)抄表.與營(yíng)銷信息系統(tǒng)連接進(jìn)行電費(fèi)計(jì)算,對(duì)高耗能客戶“五天一抄表、五天一結(jié)算”。
目前,系統(tǒng)根據(jù)具體情況分別通過光纜、公用電話網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)3種方式進(jìn)行通信,可實(shí)現(xiàn)主叫與被叫。用于與采集設(shè)備進(jìn)行通信的通信控制軟件,可監(jiān)測(cè)采集器及相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行。支持本地、網(wǎng)絡(luò)多路徑存放數(shù)據(jù)文件,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全、可靠。
在應(yīng)用的過程中,受客觀條件限制,還存在著一些影響或限制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的問題:
1.1 防火墻等網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)尚未與系統(tǒng)結(jié)合應(yīng)用,系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性還存在隱患。
1.2 采集終端還不能完全統(tǒng)一,仍存在機(jī)械表或機(jī)電一體式電能表,對(duì)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性有一定影響。
1.3 數(shù)據(jù)規(guī)約管理還存在差異。部分變電站建成的遠(yuǎn)程采集電能表或采集設(shè)備不符合當(dāng)前應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)規(guī)約,使得數(shù)據(jù)傳輸通信受到限制。
1.4 采集系統(tǒng)覆蓋面還不夠,一部分大客戶、配變還未完全納入遠(yuǎn)抄范圍,使得線損計(jì)算、電量綜合統(tǒng)計(jì)分析等管理只局限于變電站層面。
2 遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)規(guī)劃
2.1 完善變電站遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)
2.1.1 針對(duì)新增變電站提出遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)建設(shè)要求,選用數(shù)據(jù)規(guī)約相符的多功能電能表,選用原有設(shè)備廠商提供的新型采集設(shè)備,統(tǒng)一納入現(xiàn)有遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)管理。
2.1.2 對(duì)變電站各級(jí)關(guān)口電能表擬定分批更換為全電子式多功能電能表的工作計(jì)劃,爭(zhēng)取資金,對(duì)三相三線制計(jì)量方式進(jìn)行三相四線制改造,在從互感器、電能表上提高計(jì)量精度的同時(shí),將電能表分批更換為多功能電能表,以適應(yīng)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的技術(shù)要求。
2.1.3 在相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)連接的關(guān)口設(shè)置防火墻,防止因系統(tǒng)連接外網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)之間連接使系統(tǒng)數(shù)據(jù)受到病毒侵入等安全威脅。
2.2 新建大用戶和配電變臺(tái)自動(dòng)抄表系統(tǒng)
基于大用戶和配電變臺(tái)計(jì)量點(diǎn)較分散的特點(diǎn),難以做到給每個(gè)分散的地點(diǎn)都安裝固定電話或移動(dòng)卡,根據(jù)當(dāng)前遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)發(fā)展形勢(shì),計(jì)劃采用適合配電變壓器數(shù)據(jù)采集的新技術(shù)。有選擇地在每個(gè)半徑500~3000m的區(qū)域內(nèi),使用1臺(tái)高性能的智能電表數(shù)據(jù)采集器,自動(dòng)抄收區(qū)域內(nèi)的多塊配變電表數(shù)據(jù)。用微波通信無線抄表器完成配變電能表與采集器之間的預(yù)定時(shí)間信息傳遞和邏輯連接。采集器既可以使用gprs無線網(wǎng),也可使用有線電話網(wǎng)或電腦以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)。
配電變臺(tái)及高耗能用電客戶遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)主要由智能電表數(shù)據(jù)采集器、無線抄表器、通信控制軟件、電量管理分析軟件四部分組成。智能電表數(shù)據(jù)采集器除了能采集電能表的電量數(shù)據(jù)之外,還能采集有功功率、三相電流、三相電壓、功率因數(shù)、失壓報(bào)警、電表時(shí)鐘等多種數(shù)據(jù)。并可具有單總線上多協(xié)議的功能。采集器除了配備gprs模塊外,還配置有線電話接口,以方便與其他系統(tǒng)相連接。無線抄表器使用單片式無線數(shù)字通信集成電路,配有8個(gè)信道。郊外通信距離可達(dá)3km左右,城區(qū)約在0.5~1.5km。通信控制部分與電量管理分析軟件可以使用現(xiàn)有系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行升級(jí),以監(jiān)測(cè)采集器及相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行,并進(jìn)行電量數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)分析。
2.3 建設(shè)居民集中抄表系統(tǒng)
根據(jù)電能表型式及裝設(shè)模式的不同分別采取不同的終端采集方式,如:零散住戶、舊的居民小區(qū)考慮到電能表分樓層裝設(shè),其采集終端數(shù)據(jù)信息可利用載波方式傳輸?shù)郊衅?;而新的居民小區(qū)已經(jīng)要求電能表全部采用一樓集中裝設(shè)模式,故可以應(yīng)用485數(shù)據(jù)線連接方式傳輸?shù)郊衅鳎蟠筇岣邤?shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。臺(tái)區(qū)與主站的通信方式可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況和地區(qū)通信業(yè)特點(diǎn)選擇有線電話撥號(hào)或gprs方式。
2.4 與營(yíng)銷信息管理系統(tǒng)的管理接口
目前使用的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)與營(yíng)銷信息管理系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)中間庫(kù)形式的接口,遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)通過中間庫(kù),根據(jù)營(yíng)銷信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。要求新建的項(xiàng)目必須統(tǒng)一使用與現(xiàn)有遠(yuǎn)抄系統(tǒng)數(shù)據(jù)規(guī)約、技術(shù)要求相符的硬件和軟件,以達(dá)到系統(tǒng)的集中規(guī)范,也便于與營(yíng)銷信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連接共享。
3 遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)應(yīng)用中存在的問題及解決措施
通過近年來的發(fā)展,遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)在供電企業(yè)的應(yīng)用愈加廣泛,在變電站、大用戶、配電公用和專用變臺(tái)、居民小區(qū)等都有應(yīng)用,但因投資、規(guī)劃和技術(shù)發(fā)展等原因,使得很多地方在技術(shù)應(yīng)用方面存在著一些問題,主要有以下方面。
3.1 技術(shù)、設(shè)備
變電站遠(yuǎn)抄、大用戶和配變抄表以及居民小區(qū)集中抄表所應(yīng)用的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)、設(shè)備的廠家不統(tǒng)一,存在著系統(tǒng)維護(hù)、應(yīng)用分散現(xiàn)象,缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái),使得各個(gè)系統(tǒng)不能充分發(fā)揮作用。
解決措施:應(yīng)該在所應(yīng)用的系統(tǒng)中確定一個(gè)主流系統(tǒng),將其他應(yīng)用整合到這個(gè)系統(tǒng)中來,形成一個(gè)綜合遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng),與營(yíng)銷信息管理系統(tǒng)以數(shù)據(jù)接口方式進(jìn)行連接,實(shí)現(xiàn)全部數(shù)據(jù)的綜合分析,線損也可實(shí)現(xiàn)分電壓等級(jí)、分線分臺(tái)區(qū)的分別統(tǒng)計(jì)分析和匯總,使得系統(tǒng)可以集中為營(yíng)銷管理工作發(fā)揮整體作用。
3.2 采集終端
自動(dòng)抄表采集終端采用全電子式電能表的適應(yīng)環(huán)境能力還不能完全達(dá)到實(shí)際應(yīng)用要求。根據(jù)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,電子戶外式多功能電能表工作條件為-25~55℃,極限工作條件為-25~60℃,這對(duì)我國(guó)大部分地區(qū)的氣候都能夠滿足,但在我國(guó)北方的部分地區(qū),在溫度超過其工作條件時(shí),會(huì)導(dǎo)致電能表液晶屏幕停止工作或電子元件損壞。在逐步擴(kuò)大遠(yuǎn)程抄表應(yīng)用面的過程中,應(yīng)用于室外的情況越來越多,針對(duì)過低溫度超過標(biāo)準(zhǔn)工作條件以下時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的電能表停滯,應(yīng)該做好一定的準(zhǔn)備,防范在此過程中造成數(shù)據(jù)損失。
用全電子式電能表更換原有的機(jī)械表,無論從計(jì)量精度,抄表系統(tǒng)的維護(hù)量及自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的豐富性等方面都有極大的改善,并且結(jié)合某些電能表的負(fù)荷控制功能,系統(tǒng)還可以對(duì)指定線路的負(fù)荷進(jìn)行控制,借助于智能電能表的預(yù)付費(fèi)功能,系統(tǒng)還可以發(fā)展大用電客戶的遠(yuǎn)程付費(fèi)控制業(yè)務(wù),這已經(jīng)是當(dāng)前發(fā)展的主流趨勢(shì)。為了保證終端工作的穩(wěn)定可靠,一是要在選型時(shí)充分考慮當(dāng)?shù)貧夂驐l件,為供貨商提供必要的技術(shù)要求,要求其供應(yīng)產(chǎn)品的工作條件要滿足當(dāng)?shù)匦枨?。二是?duì)安裝在戶外,尤其較偏遠(yuǎn)地段的臺(tái)區(qū),采取定制的計(jì)量箱,設(shè)置必要的防高溫、防寒隔層措施,以保證電能表的工作環(huán)境符合要求。
3.3 通信方式
自動(dòng)抄表的通信方式各有利弊,不可片面追求通信方式統(tǒng)一。在實(shí)際應(yīng)用過程中,由于面對(duì)的是城區(qū)、近郊以及遠(yuǎn)郊的不同區(qū)域,公用電話網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)都會(huì)有難以覆蓋需求區(qū)的情況,應(yīng)該考慮因地制宜,考慮各種通信方式的優(yōu)缺點(diǎn),采取復(fù)合通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
通信系統(tǒng)主體一般主要有光纖傳輸、無線傳輸電話線傳輸和低壓電力線載波傳輸4種。光纖通信頻帶寬、傳輸速率高、傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾性強(qiáng),適合上層通信網(wǎng)的要求,但因其安裝結(jié)構(gòu)受限制且成本高,一般只應(yīng)用于變電站層面。無線通信適用于用電客戶分散且范圍廣的場(chǎng)合,其優(yōu)點(diǎn)是傳輸頻帶較寬,通信容量較大,通信距離遠(yuǎn),主要缺點(diǎn)是需申請(qǐng)頻點(diǎn)使用權(quán),且如果頻點(diǎn)選擇不合理,相鄰信道會(huì)相互干擾。目前,gprs無線通信網(wǎng)絡(luò)為無線抄表系統(tǒng)的實(shí)施提供了高效、便捷、可靠的數(shù)據(jù)通道。租用電話線通信數(shù)據(jù)傳輸率較高且可靠性好,投資少,不足之處是線路通信時(shí)間較長(zhǎng)(通常需幾s甚至幾十s)。電力載波通訊最大的問題就是信號(hào)衰減和抗干擾能力,雖然很多廠商研制了抗干擾電路、中繼功能、擴(kuò)頻技術(shù)的綜合應(yīng)用,但其實(shí)用性還有待于在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)一步檢驗(yàn)。
3.4 應(yīng)用
自動(dòng)抄表系統(tǒng)應(yīng)用方面,受應(yīng)用企業(yè)人員、管理等方面因素限制.全面功能的開發(fā)使用還有不足。必須要有相應(yīng)的組織機(jī)構(gòu)及技術(shù)人員去管理和維護(hù),需要多學(xué)習(xí)同行業(yè)先進(jìn)單位的好經(jīng)驗(yàn),取長(zhǎng)補(bǔ)短,不斷完善。
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