系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)精選(九篇)

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第1篇：系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

[關(guān)鍵詞]服裝模特；動(dòng)態(tài)展示；機(jī)器人；優(yōu)化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）12-0358-02

1 引言

國內(nèi)外關(guān)于服裝模特道具的研究與設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出兩種狀態(tài)。一方面，傳統(tǒng)服裝模特道具即目前市場上絕大多數(shù)服裝品牌店使用的服裝展示模特道具，它們立足于靜態(tài)展示，展示風(fēng)格固定單一，缺少變化，早已不能滿足當(dāng)下消費(fèi)者對于服裝展示的需求。另一方面，智能化模特機(jī)器人[1]因受傳感器、傳動(dòng)構(gòu)件尺寸的約束，在設(shè)計(jì)上難以與傳統(tǒng)模特外觀體型進(jìn)行良好匹配，使得模特機(jī)器人的展示效果往往不盡如人意。而且成本高，不利于推廣。

為滿足當(dāng)下市場對于服裝展示的新需求，服裝動(dòng)態(tài)展示系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，依托現(xiàn)有的服裝動(dòng)態(tài)展示技術(shù)[2]即只有手臂關(guān)節(jié)這單一自由度，在已有服裝動(dòng)態(tài)展示模特系統(tǒng)原理樣機(jī)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，針對不變的約束空間增加頭部和底盤兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，并且對模特道具手臂結(jié)構(gòu)包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和連接機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)精簡控制系統(tǒng)。使得服裝動(dòng)態(tài)展示模特的機(jī)構(gòu)更加精簡，控制更加精準(zhǔn)，展示效果更加豐富，價(jià)格更加低廉。

2 設(shè)計(jì)思路

考慮遵循四個(gè)設(shè)計(jì)原則：①基于系統(tǒng)原理樣機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化；②精簡機(jī)械結(jié)構(gòu)和元部件[3]；③所有元件盡量滿足標(biāo)準(zhǔn)化；④較完整地模擬人體動(dòng)靜態(tài)展示效果。

3 優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1.1傳動(dòng)機(jī)構(gòu)總體優(yōu)化設(shè)計(jì)

傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)基于原有模特系統(tǒng)的內(nèi)部空間約束，將腹腔中以線/桿為核心的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)[4]優(yōu)化設(shè)計(jì)為以線為核心的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這樣減少了傳動(dòng)構(gòu)件的交叉耦合關(guān)系，增強(qiáng)了系統(tǒng)傳動(dòng)的位置精準(zhǔn)度；對有關(guān)零部件做了適當(dāng)?shù)奶鎿Q和簡化，使得系統(tǒng)中所使用的零部件能夠合理地分布于模特道具腹腔中，并且為頭部動(dòng)力系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)留出了一定的裕度空間；同時(shí)增加一套頭部--身體和底盤--身體的連接機(jī)構(gòu)，使得模特的展示效果更加豐富。

3.1.2大臂旋轉(zhuǎn)、抬起機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

受控制系統(tǒng)控制的同步電機(jī)輸出一定大小的扭矩，通過聯(lián)軸器傳遞給與它相連的小同步輪和繞線輪，使其按一定規(guī)律做繞軸的圓周運(yùn)動(dòng)。小同步輪通過同步帶傳遞力矩，使同步輪按既定的規(guī)律帶動(dòng)與手臂相連接的圓柱筒運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)大臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；與此同時(shí)，繞在手臂剛性軸上的兩根鋼索在繞線輪的作用下，帶動(dòng)手臂大臂沿著預(yù)定軌跡做空間抬起，復(fù)位等運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)大臂的向上抬起運(yùn)動(dòng)。

選用更符合需求的同步電機(jī)，使得模特的展示姿態(tài)能夠鎖定在空間固定位置；通過合理地計(jì)算和驗(yàn)證，選用了合適的同步輪和繞線輪，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度由一個(gè)電機(jī)控制的功能，精簡了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)。

3.1.3 小臂旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在已有服裝動(dòng)態(tài)展示模特系統(tǒng)原理樣機(jī)的基礎(chǔ)上，如圖5所示。將小臂的機(jī)構(gòu)優(yōu)化改造成了如圖6所示的機(jī)構(gòu)，本單元由手臂小臂、大臂、鋼索、四氟管、手臂連接片、剛性軸等構(gòu)成。繞在手臂剛性軸上的兩根鋼索在步進(jìn)電機(jī)的力矩作用下，帶動(dòng)手臂小臂繞M點(diǎn)沿著預(yù)定軌跡做空間旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)小臂的屈伸運(yùn)動(dòng)。

連接片的改進(jìn)設(shè)計(jì)，減輕了手臂重量，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠，同時(shí)也極大的改善了手臂關(guān)節(jié)處的不美觀問題，展示效果得到很大提升。

3.1.4頭部機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

3.1.5底盤機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

3.2 控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

4 系統(tǒng)仿真與驗(yàn)證

4.1 休閑展示動(dòng)作模式

4.2 運(yùn)動(dòng)系列動(dòng)作模式

仿真結(jié)果表明，系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地沿著預(yù)定軌跡路線運(yùn)動(dòng)至預(yù)期空間位置，展現(xiàn)出預(yù)定的行為姿態(tài)。實(shí)現(xiàn)了單體模特道具多體態(tài)的展示效果并且系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

5 結(jié)語

經(jīng)過多次的仿真結(jié)果表明，對于預(yù)定的軌跡，機(jī)器人手臂的運(yùn)動(dòng)以及整個(gè)身體的旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)連續(xù)，無柔性沖擊，軌跡符合預(yù)期；各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，并且電機(jī)的力矩和速度在工作范圍內(nèi)；通過簡單修改軌跡控制參數(shù)，可以迅速地進(jìn)行新的仿真。該服裝動(dòng)態(tài)展示系統(tǒng)通過精巧傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與精簡控制系統(tǒng)能夠較好完成所設(shè)計(jì)的動(dòng)作與要求，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)，將在一定程度上豐富服裝展示效果，提高服裝展示水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 梁曉光，何彬，何章昆，鄧鵬，任曉昆.服裝動(dòng)態(tài)展示系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).科技研究，2014（3）：521.

[2] 陳建國.擬人活體模特[P].中國專利：200420028654.7，2005-03-16.

[3] 楊可楨，程光蘊(yùn)，李仲生.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京[第五版]：高等教育出版社，2006.

[4] 劉朝儒，吳志軍，高政一，許紀(jì)F.機(jī)械制圖[M].北京[第五版]：高等教育出版社，2006.

第2篇：系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

（馬鞍山職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系，安徽 馬鞍山 243000）

摘 要：科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得各種新的技術(shù)系統(tǒng)層出不窮，并在各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮了重要的作用，其中目前人們熱議的一個(gè)話題就是電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，它對于提高生產(chǎn)效率，促進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展具有重要性意義，但是就一些傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)來說，其連接和處理需要采用很多的連接線才能夠?qū)崿F(xiàn)，這不僅使得系統(tǒng)的建立需要消耗很多的人力、物力、財(cái)力，而且不利于統(tǒng)一管理，高效維護(hù)，各種故障短路等問題一直阻礙著系統(tǒng)的正常工作運(yùn)行，給生產(chǎn)效率帶來了影響.近年來，基于電氣自動(dòng)化控制化技術(shù)以及先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)基礎(chǔ)之上發(fā)展而來的PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)也得到了迅速的發(fā)展，并積極運(yùn)用于很多的領(lǐng)域，并在其中充當(dāng)著重要的角色.在這種背景下，對于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究和分析具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.

關(guān)鍵詞 ：PLC；自動(dòng)化控制系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；探究

中圖分類號(hào)：TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-260X（2015）01-0058-02

工業(yè)自動(dòng)化的水水平是衡量一個(gè)國家生產(chǎn)發(fā)展、生產(chǎn)力發(fā)展水平的一個(gè)重要指標(biāo)，它對于國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用，電氣自動(dòng)化作為工業(yè)自動(dòng)化的一個(gè)重要組成部分，因此電氣自動(dòng)化技術(shù)也是我們必須予以重視的關(guān)鍵技術(shù)之一.而基于可編程控制器基礎(chǔ)上的PLC技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展不僅大大提高了當(dāng)然的電氣自動(dòng)化控制水平，更是克服了以往控制系統(tǒng)的很多缺點(diǎn)，解決了很多技術(shù)上的難題，帶來了很大的便利，具有非常好的應(yīng)用前景，值得推廣和應(yīng)用.為了更好的加強(qiáng)對于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的了解，更好的發(fā)揮PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的積極作用，本文也從PLC技術(shù)和PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本論述出發(fā)，對于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容進(jìn)行了分析，希望給讀者一定的啟示.

1 PLC技術(shù)和PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本論述

1.1 PLC技術(shù)

我們常說的PLC技術(shù)，其實(shí)是可編程控制器的一種簡稱，它是在計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種新技術(shù)，本身其實(shí)也是計(jì)算機(jī)技術(shù)的一種表現(xiàn)，但是這種技術(shù)卻為當(dāng)前的電子自動(dòng)化生產(chǎn)創(chuàng)造出了一種專業(yè)性很強(qiáng)的自動(dòng)化的控制器，并且日趨成熟，在電氣自動(dòng)化控制中得到了不斷地應(yīng)用.盡管當(dāng)前的PLC技術(shù)在原來的基礎(chǔ)上得到了很大程度的發(fā)展和改變，但是我們?nèi)詫⑵涠x為PLC.在一定的運(yùn)行程序下，根據(jù)用戶的不同需求，并通過相關(guān)的軟件進(jìn)行控制，按照既定的命令和順序進(jìn)行處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對于電氣自動(dòng)化的控制.一般情況下，處理器在執(zhí)行了一條又一條命令程序中徘徊.相比傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)具有非常少的接線量，除了系統(tǒng)的輸入、輸出端需要進(jìn)行接線以外，其他的線路一般都是不需要實(shí)際的線路進(jìn)行連接的，而是僅僅通過相關(guān)的軟件進(jìn)行連接.另外這種系統(tǒng)所涉及到的信息獲取、處理和存儲(chǔ)都是按照既定的程序進(jìn)行的，一般情況下是不需要進(jìn)行調(diào)整和變化的.

和普通的計(jì)算機(jī)相比，PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也包括電源、處理器、存儲(chǔ)器以及相應(yīng)的功能處理模塊，每一個(gè)組成部分都是系統(tǒng)得以運(yùn)行的基礎(chǔ)，都對PLC的作用發(fā)揮十分關(guān)鍵.其中的電源組件更是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它更是關(guān)鍵中的關(guān)鍵，一旦電源不能夠正常工作，其他的一切功能都難以實(shí)現(xiàn).另外處理器是系統(tǒng)的核心，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理和相應(yīng)信息的轉(zhuǎn)化，它對于系統(tǒng)的作用主要體現(xiàn)在其強(qiáng)大的處理功能上.在復(fù)雜的電氣自動(dòng)化的控制環(huán)境下，個(gè)功能模塊以及系統(tǒng)組件的相互作用、相互配合是進(jìn)行自動(dòng)化控制的重要保證.

1.2 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本論述

對于PLC控制系統(tǒng)來說，每一種控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)都是為了滿足被控制對象的基本工藝要求，都是為了更好的提高自動(dòng)化控制水平和生產(chǎn)的質(zhì)量和效率.但是在PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，除了要按照一定的生產(chǎn)工藝要求以外，還應(yīng)遵循一定的優(yōu)化設(shè)計(jì)原則，以下將作簡單的分析.

（1）要最大限度的滿足被控制對象的基本工藝要求，這是優(yōu)化設(shè)計(jì)的最基本原則.在對于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)之前，應(yīng)該對于控制系統(tǒng)的基本用途和重要應(yīng)用環(huán)境等進(jìn)行必要的調(diào)查研究，并且搜集和整理相關(guān)的數(shù)據(jù)資料，通過這些準(zhǔn)備工作與專業(yè)的設(shè)計(jì)人員形成一份詳細(xì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，同時(shí)還要協(xié)同各方面關(guān)系，積極解決設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題.

（2）在不影響PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)基本使用功能的前提下，要盡可能的對于優(yōu)化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，力求以更簡單的設(shè)計(jì)達(dá)到最佳的控制效果，從而實(shí)現(xiàn)既經(jīng)濟(jì)合理又簡單方便的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案.

（3）在控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，還應(yīng)該始終保證安全、可靠這一條設(shè)計(jì)主線，保證PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)效率和質(zhì)量不斷提升的過程中，還應(yīng)該努力保證系統(tǒng)的使用安全和可靠.

（4）PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要目的就是提高生產(chǎn)效率，這個(gè)過程需要伴隨著很多工藝和生產(chǎn)路線的的改進(jìn)，其中在PLC容量的選擇過程中，應(yīng)該堅(jiān)持和實(shí)際緊密聯(lián)系在一起，合理確定容量，應(yīng)該留有適當(dāng)?shù)挠嗟匾驯蝗展穬?yōu)化改造使用.

2 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

硬件設(shè)計(jì)是自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是保證PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要組成部分，硬件設(shè)計(jì)主要包括輸入電路設(shè)計(jì)和輸出電路設(shè)計(jì)以及抗干擾設(shè)計(jì)三個(gè)部分，以下也將作簡單的論述和分析.

2.1.1 PLC控制系統(tǒng)的輸入電路設(shè)計(jì)分析

對于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的輸入電源來說，供電電源的電壓一般是AC85-240V，這種供電電源的適應(yīng)范圍比較廣，因此應(yīng)用也比較多.而為了更好的減少外界環(huán)境對于電源的干擾，我們應(yīng)該在電源上面安裝必要的電源凈化原件，其中最主要的則是電源濾波器以及隔離變壓器.而在隔離變壓器的使用過程中，我們可以引入雙層隔離技術(shù)，這樣可以通過屏蔽層的減少高低頻脈沖干擾.對于輸入電路的設(shè)計(jì)，一般采用DC 24V的輸入電源，但是如果電源帶有負(fù)載時(shí)，一定要注重電源的容量，同時(shí)要做好電源的短路防護(hù)的準(zhǔn)備工作，這對于保障系統(tǒng)的正常安全運(yùn)行是非常重要的.另外，一般情況下輸入電源的容量是輸入功率的兩倍以上，在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該在電源之路或是適當(dāng)位置安裝專門的熔絲來保證電路的安全.

2.1.2 PLC控制系統(tǒng)的輸出電路設(shè)計(jì)

在輸出電路設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)該根據(jù)基本的生產(chǎn)工藝要求，做好相關(guān)的電路設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作，其中的輸出電路所需要的各種指示燈以及變頻器的控制和調(diào)速應(yīng)該使用晶體管進(jìn)行輸出，特別是頻率過高的PLC控制系統(tǒng)更是需要晶體管作為支撐.而當(dāng)頻率過低時(shí)，我們則首選繼電器作為輸出，不僅設(shè)計(jì)簡單，而且也可以提升系統(tǒng)的負(fù)載能力.另外對于一些帶有輸出帶電磁線圈的輸出電路來說，為了防止浪涌電流的沖擊，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該在直流感性負(fù)載的旁邊接上續(xù)流二極管，它可以吸收浪涌電流，達(dá)到有效保護(hù)PLC的目的.

2.1.3 PLC控制系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷加深，如何更好的降低外界因素對于PLC的干擾，已經(jīng)成為了優(yōu)化設(shè)計(jì)PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要內(nèi)容.目前晶閘管以及變頻調(diào)速設(shè)置的廣泛應(yīng)用在帶來系統(tǒng)功能不斷強(qiáng)化同時(shí)，也帶來了更多的污染以及相關(guān)干擾問題，而控制系統(tǒng)的防干擾設(shè)計(jì)也是我們優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)必須解決的問題.對于PLC控制系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)，一般主要采用以下三種抗干擾方式.

一是隔離，隔離是解決干擾的最直接方式.由于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的高頻干擾都是由于原副邊繞組之間的分布電容耦合而成的，因此我們可以直接采用1:1的超隔離變壓器對于高頻干擾進(jìn)行隔離，以此來達(dá)到抗干擾的目的；二是屏蔽，屏蔽是阻斷干擾源傳播的抗干擾方式.對于PLC控制系統(tǒng)來說，可以將其直接置于金屬柜之中，金屬柜可以對靜電和磁場起到很好的屏蔽作用；三是布線，這是分散干擾的重要方式，比如將原來的強(qiáng)電動(dòng)力線路以及弱電信號(hào)線進(jìn)行分開走線，這也可以起到良好的抗干擾效果.

2.2 PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

在進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)的同時(shí)可以著手軟件的設(shè)計(jì)工作.軟件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是根據(jù)控制要求將工藝流程圖轉(zhuǎn)換為梯形圖，這是PLC應(yīng)用的最關(guān)鍵的問題，程序的編寫是軟件設(shè)計(jì)的具體表現(xiàn).在控制工程的應(yīng)用中，良好的軟件設(shè)計(jì)思想是關(guān)鍵，優(yōu)秀的軟件設(shè)計(jì)便于工程技術(shù)人員理解掌握、調(diào)試系統(tǒng)與日常系統(tǒng)維護(hù).PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)思想.由于生產(chǎn)過程控制要求的復(fù)雜程度不同，可將程序按結(jié)構(gòu)形式分為基本程序和模塊化程序.基本程序既可以作為獨(dú)立程序控制簡單的生產(chǎn)工藝過程，也可以作為組合模塊結(jié)構(gòu)中的單元程序.把一個(gè)總的控制目標(biāo)程序分成多個(gè)具有明確子任務(wù)的程序模塊，分別編寫和調(diào)試，最后組合成一個(gè)完成總?cè)蝿?wù)的完整程序，這種方法叫做模塊化程序設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)思想和方法對于系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)作用極大.

3 結(jié)束語

PLC是一種專門在工業(yè)環(huán)境下的電子操作系統(tǒng)，能夠在無任何保護(hù)措施的工作情況下使用.但是當(dāng)其工作環(huán)境過分惡劣或者充滿了電磁干擾的時(shí)候，程序便會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行錯(cuò)誤，這將導(dǎo)致設(shè)備失靈乃至殃及整個(gè)系統(tǒng).這將要求廠家提高PLC控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠，提高控制系統(tǒng)的抗干擾能力另一方面設(shè)計(jì)、安裝和使用維護(hù)也要多加重視，多方合作消除干擾.由此對于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)也顯得尤為重要.PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)作為一項(xiàng)系統(tǒng)性非常強(qiáng)的系統(tǒng)化工程，其影響因素也是多方面，而要想實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的設(shè)計(jì)和改進(jìn)還需要在反復(fù)的實(shí)踐和設(shè)計(jì)的過程中不斷地進(jìn)行總結(jié)和優(yōu)化.本文主要是從系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面對于控制系統(tǒng)的優(yōu)化進(jìn)行分析的，其中很多都是在工作中總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)，僅供大家參考.

參考文獻(xiàn)：

〔1〕高尚軍,高杰.PLC自動(dòng)化控制優(yōu)化探析[J].科技傳播,2013（09）:29+4.

〔2〕王玉鐸.PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)探究[J].中國科技投資,2013（Z4）:111.

〔3〕汪陽.淺析對PLC的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].科技風(fēng),2008（11）:83.

第3篇：系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：無循環(huán)熱水供應(yīng)系統(tǒng)；系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)；規(guī)劃模型

中圖分類號(hào)：TU831文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）09-0023-02

無循環(huán)熱水供應(yīng)系統(tǒng)管路簡單，對于熱水供應(yīng)系統(tǒng)較小、用水量大且集中，如公共浴室、洗衣房等可采用此方式。長期以來對建筑熱水管網(wǎng)的優(yōu)化研究較少，但從提高建筑熱水供應(yīng)系統(tǒng)效益和節(jié)省建設(shè)資金和運(yùn)行費(fèi)的角度出發(fā)，有必要對其進(jìn)行研究。

一、建筑無循環(huán)熱水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

（一）劃分計(jì)算管段

計(jì)算管段是指管網(wǎng)中流量、流速、管徑都一致的管段。在建筑管網(wǎng)中，將上下兩層之間的管段為一計(jì)算管段。

（二）管段流量

建筑熱水管網(wǎng)的管段流量應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)秒流量公式計(jì)算：

（1）

式中：qg為計(jì)算管段的設(shè)計(jì)秒流量，L/s；

Ng為計(jì)算管段擔(dān)負(fù)的衛(wèi)生器具當(dāng)量總數(shù)；

a、k為根據(jù)建筑物用途而定的系數(shù)。

（三）確定備選管徑組

由于廠家生產(chǎn)管徑規(guī)格是有限的，若把管徑看成連續(xù)變量的話，則存在管徑調(diào)整問題。優(yōu)化設(shè)計(jì)就是為每一計(jì)算管段選取合適的標(biāo)準(zhǔn)管徑，使整個(gè)系統(tǒng)的管網(wǎng)投資最低。確定備管選徑組，即通過流速限制，將管徑選擇限制在某一范圍內(nèi)。

熱水管道的流速較小，一般為0.8m/s～1.5m/s；當(dāng)管徑小于25mm時(shí)，宜采用0.6m/s～0.8m/s。另外，熱水管道的最小管徑為20mm。

由于熱水溫度高，管道結(jié)垢腐蝕嚴(yán)重，造成管道實(shí)際內(nèi)徑縮小，因此在計(jì)算流速、水頭損失時(shí)必須采用管道的計(jì)算內(nèi)徑。對任一計(jì)算管段，凡流速滿足下式的標(biāo)準(zhǔn)管段，均為一該管段的備選管徑：

式中：Q為管段流量，L/s；

V為管段的流速，m/s；

dJ為管段的計(jì)算內(nèi)徑，m；

Vmin、Vmax分別為熱水管道規(guī)定流速的下限值和上限值，L/s。

（四）服務(wù)水壓標(biāo)高

本文中，節(jié)點(diǎn)水壓標(biāo)高定義為該點(diǎn)位置高程與水壓之和；節(jié)點(diǎn)服務(wù)水壓標(biāo)高定義為該點(diǎn)的位置高程與衛(wèi)生器具的流出水頭之和。

二、無循環(huán)熱水系統(tǒng)優(yōu)化線性規(guī)劃模型

以標(biāo)準(zhǔn)管徑管長為優(yōu)化變量，以管道投資最小為目標(biāo)函數(shù)，可以建立無循環(huán)熱水系統(tǒng)優(yōu)化的線性規(guī)劃模型。

（一）目標(biāo)函數(shù)

對于無循環(huán)熱水供應(yīng)系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)可以表示為下式：

（3）

式中：

F為無循環(huán)熱水系統(tǒng)管道投資費(fèi)用，元/年；

X為配水管道中第i管段采用第j種標(biāo)準(zhǔn)管徑的管長，m；

C為配水管道單價(jià)，元/m；

np為配水管段數(shù)目；

m（i）為第i管段的備選管徑的個(gè)數(shù)；

XSJ為輸水管道中第i管段采用第j種標(biāo)準(zhǔn)管徑的管長，m；

CSJ為輸水管道單價(jià)，元/m。

（二）約束條件

1．長度約束。對于任一管段所有備選管道的管長之和應(yīng)等于管段長度。

（4）

式中Li為計(jì)算管段長度，m。

2．壓力約束。系統(tǒng)最大配水時(shí)，從高位水箱或室外管網(wǎng)經(jīng)水熱加熱器到達(dá)用水節(jié)點(diǎn)時(shí)的壓力不得低于節(jié)點(diǎn)要求的流出水頭。如果各節(jié)點(diǎn)流出水頭相同，可取每根立管位置最高處的用水節(jié)點(diǎn)作為系統(tǒng)的控制點(diǎn)。

對于由高位水箱供水的系統(tǒng)，高位水箱的最低水位E0，應(yīng)能滿足各控制點(diǎn)k的水壓要求。

（5）

對于由市政給水管網(wǎng)直接供水的系統(tǒng)，市政給水管網(wǎng)提供的資用壓力HN應(yīng)能滿足控制點(diǎn)K的水壓要求。

（6）

式中：為考慮局部水頭損失的系數(shù)（1.2 ～1.3）；J為熱水管單位長度沿程水頭損失，mH2O/m；JSJ為冷水管單位長度沿程水頭損失，mH2O/m；I（k）為從水加熱器到節(jié)點(diǎn)K的計(jì)算管段個(gè)數(shù)；m（i）為第i管段的備選管徑的個(gè)數(shù)； E0為高位水箱最低水位高程，m；Ek為控制點(diǎn)位置高程，m；hk為節(jié)點(diǎn)k的流出水頭，mH2O；hJ為通過加熱器的水頭損失，mH2O；HN為市政給水管網(wǎng)的資用水頭，mH2O；式中，熱水溫度為60℃，管道單位長度水頭損失的計(jì)算公式如下：

當(dāng)v≥0.44m/s時(shí)，

（7）

當(dāng)v＜0.44m/s時(shí)，

（8）

輸水管段的水頭損失應(yīng)采用冷水計(jì)算公式：

（9）

式中：Q為管段流量，m3/s；d為考慮結(jié)垢和腐蝕等因素后的管段計(jì)算內(nèi)徑，m；Ch為海曾-威廉系數(shù)，普通鋼管、鑄鐵管取100。

3．非負(fù)約束。對所有管段，其長度應(yīng)為非負(fù)，即：X≥0；XSJ≥0。

（三）實(shí)例應(yīng)用

1．基本資料。某娛樂中心1層為洗衣房，2～3層為公共浴室，如圖1所示，0點(diǎn)為高位水箱最低水位，各節(jié)點(diǎn)高程和服務(wù)水頭見表1，各管段長度及衛(wèi)生器具當(dāng)量數(shù)見表2。容積式水加熱器加熱熱水，可不計(jì)熱水通過的水頭損失，采用定時(shí)無循環(huán)供應(yīng)系統(tǒng)。冷水由高位冷水箱提供，高位水箱最低水位0處的高程見表1。鍍鋅鋼管標(biāo)準(zhǔn)管道的預(yù)算單價(jià)見表3。

2．計(jì)算分析。按照公式（1）計(jì)算各管段的設(shè)計(jì)秒流量，a=2.5，k=0；按照公式（2）確定各管段的備選管徑，并利用公式（7）、（8）和（9）計(jì)算水力坡降，見表4；按計(jì)算公式（3）、（4）、（5）中的各項(xiàng)系數(shù)，采用單純形法，利用Matlab程序語言中的linprog命令求解，結(jié)果略。

3．結(jié)果分析。

（1）經(jīng)優(yōu)化計(jì)算，該系統(tǒng)管網(wǎng)總投資為2685.4元，并對優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行校核，結(jié)果水力約束條件滿足；

（2）建筑管網(wǎng)管段長度較短，如果結(jié)果中出現(xiàn)某一管段對含有兩種或兩種以上的管徑時(shí)，考慮到人工安裝費(fèi)與材料費(fèi)，需要對其進(jìn)行調(diào)整。如果10～11管段出現(xiàn)40mm管徑的管長2.7，50mm管徑2.1米的話，則該計(jì)算管段可選50mm；

（3）建立線性規(guī)劃模型利用單純形法來優(yōu)化設(shè)計(jì)建筑管網(wǎng)能夠獲得全局最優(yōu)解，但由于建筑管道段而多的特點(diǎn)，需要的做大量的前期準(zhǔn)備工作，對于較大型的管網(wǎng)可考慮建立非線性管網(wǎng)用遺傳算法求解。

三、結(jié)語

當(dāng)前，關(guān)于建筑管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究很少，而諸如此類的研究多見于城市管網(wǎng)，原因可能是：與城市管網(wǎng)相比，建筑管網(wǎng)的管段短、管徑小，整個(gè)管網(wǎng)的投資較少，優(yōu)化后經(jīng)濟(jì)效益沒有城市管網(wǎng)那樣顯著。但管段的長短和管徑的大小并不影響優(yōu)化方法的選用，所以本文借鑒了城市管網(wǎng)的己有研究成果，對建筑無循環(huán)熱水管網(wǎng)進(jìn)行一些探索性的研究。

參考文獻(xiàn)

[1]范炳均．高層建筑熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)體會(huì)[J]．給水排水，2004，（1）．

[2]李維．對住宅熱水供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中幾個(gè)問題的探討[J]．給水排水，2001，（3）．

第4篇：系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：嵌入式；通信系統(tǒng)；工作原理；創(chuàng)新設(shè)計(jì)

一、嵌入式通信系統(tǒng)概述

1.嵌入式通信系統(tǒng)特征

為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和時(shí)代進(jìn)步，通信系統(tǒng)制造商需要制造出功能更加齊全、性能更加強(qiáng)大的通信產(chǎn)品來迎合市場的激烈競爭。嵌入式通信系統(tǒng)需要滿足更多的功能和更多樣的性能要求。嵌入式通信系統(tǒng)由于特定的應(yīng)用場景、特殊的應(yīng)用目的，其與一般的系統(tǒng)相比，具備特有的屬性：一是響應(yīng)時(shí)間受限性，通信系統(tǒng)的任務(wù)具有時(shí)限屬性，當(dāng)任務(wù)開始后，要在一個(gè)特定的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行完畢。二是可靠性，通信系統(tǒng)對可靠性有嚴(yán)格要求，特別是汽車、航空器等控制系統(tǒng)，通信系統(tǒng)的執(zhí)行情況和執(zhí)行結(jié)果對生命、財(cái)產(chǎn)、國防安全有重大的影響，一個(gè)微小的故障就可能造成嚴(yán)重的后果；三是約束的復(fù)雜性，約束分為時(shí)間約束和資源約束，前者指每個(gè)任務(wù)都需滿足時(shí)限約束，后者指當(dāng)多個(gè)任務(wù)共享同一的資源時(shí)，按照一定的資源訪問控制協(xié)議進(jìn)行，防止死鎖，避免高優(yōu)先級任務(wù)被低級任務(wù)阻塞；四是多任務(wù)類型，嵌入式通信系統(tǒng)需要處理不同類型的任務(wù)，如周期式任務(wù)、偶發(fā)式任務(wù)、非周期式任務(wù)和非實(shí)時(shí)式任務(wù)。

2.嵌入式通信系統(tǒng)工作原理

嵌入式通信系統(tǒng)運(yùn)行中，在不同任務(wù)之間需要進(jìn)行通信，其是通過讀寫、共享變量實(shí)現(xiàn)的。必須保證共享變量的數(shù)據(jù)的一致性，才能保證嵌入式通信系統(tǒng)正常工作。嵌入式通信系統(tǒng)通常采用原子鎖的機(jī)制來確保共享變量訪問一致性，在任務(wù)訪問共享變量之前對其鎖定，在訪問結(jié)束后解鎖。如果鎖定或者解鎖失敗，則不能訪問系統(tǒng)共享變量。由此任務(wù)的執(zhí)行過程產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，當(dāng)高優(yōu)先級任務(wù)訪問系統(tǒng)共享變量時(shí)，訪問相同共享位置變量的低優(yōu)先級任務(wù)會(huì)被拒絕，從而落實(shí)嵌入式通信系統(tǒng)運(yùn)算規(guī)則。嵌入式通信系統(tǒng)需要同時(shí)保證對共享資源的互斥訪問與任務(wù)的可調(diào)度性。

3.嵌入式通信系統(tǒng)調(diào)度原理

為了精確調(diào)度嵌入式通信系統(tǒng)的資源，達(dá)到實(shí)時(shí)、可預(yù)測的特定要求，在嵌入式通信系統(tǒng)部署之前，需要用調(diào)度理論對目標(biāo)任務(wù)進(jìn)行可調(diào)度性分析，再進(jìn)行調(diào)度方案搜索。嵌入式通信系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度技術(shù)分為嵌入式通信系統(tǒng)可調(diào)度性分析方法和嵌入式通信系統(tǒng)調(diào)度策略。嵌入式通信系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度技術(shù)研究包括任務(wù)共享系統(tǒng)資源的策略、機(jī)制，并提供判斷嵌入式通信系統(tǒng)任務(wù)可否調(diào)度。嵌入式通信系統(tǒng)經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜的歷程。嵌入式通信系統(tǒng)的特定應(yīng)用需求要求通信系統(tǒng)設(shè)備小型化、集成度高，緊密與網(wǎng)絡(luò)契合，具備移動(dòng)能力。并進(jìn)一步要求嵌入式通信系統(tǒng)的嵌入式CPU體積小、低功耗，能夠?qū)⑼ㄓ肅PU中由板卡完成的目標(biāo)任務(wù)集成在芯片內(nèi)部。嵌入式通信系統(tǒng)的CPU要求硬件和軟件有較高的效率，去除冗余，在同樣的條件下達(dá)到更高的性能。毋庸置疑，嵌入式通信系統(tǒng)是一項(xiàng)技術(shù)密集、資金密集、研發(fā)密集、不斷創(chuàng)新的高新知識(shí)集成系統(tǒng)。

二、嵌入式通信系統(tǒng)存在的可擴(kuò)展性問題

1.嵌入式通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)容量不足

舉一個(gè)常見的嵌入式通信系統(tǒng)的例子，該系統(tǒng)包含4個(gè)ECU和8個(gè)消息，嵌入式通信系統(tǒng)的通信周期為1，每個(gè)消息的周期亦為1，嵌入式通信系統(tǒng)系統(tǒng)的每個(gè)通信周期都包含8個(gè)時(shí)間槽。所有節(jié)點(diǎn)通過單個(gè)嵌入式通信系統(tǒng)總線連接，各個(gè)ECU節(jié)點(diǎn)之間的信號(hào)通信情況正常，消息在嵌入式通信系統(tǒng)總線靜態(tài)段上調(diào)度。稍作分析可知，消息M1、M2、M3……M8剛好會(huì)占滿嵌入式通信系統(tǒng)系統(tǒng)靜態(tài)段的全部時(shí)間槽，導(dǎo)致嵌入式通信系統(tǒng)資源占用率已達(dá)飽和狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)容量不足，無暇處理其他信息。

2.嵌入式通信系統(tǒng)分支負(fù)載不均衡

當(dāng)嵌入式通信系統(tǒng)的靜態(tài)段時(shí)間槽全部占用，而嵌入式通信系統(tǒng)系統(tǒng)的靜態(tài)段時(shí)間槽占有率僅為50%，屬于嚴(yán)重的負(fù)載不均。嵌入式通信系統(tǒng)負(fù)載不均會(huì)導(dǎo)致嵌入式通信系統(tǒng)不能容納新消息傳輸，限制通信系統(tǒng)升級，進(jìn)而造成嵌入式通信系統(tǒng)系統(tǒng)無法進(jìn)行擴(kuò)展。這一問題產(chǎn)生的根源在于嵌入式通信系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷，其消息調(diào)度未將負(fù)載均衡作為設(shè)計(jì)指標(biāo)，亦無其它相關(guān)工作考慮了嵌入式通信系統(tǒng)負(fù)載均衡。

三、嵌入式通信系統(tǒng)優(yōu)化

1.嵌入式通信系統(tǒng)消息緩存交換結(jié)構(gòu)優(yōu)化

使用嵌入式通信系y交換機(jī)代替原有的設(shè)備，嵌入式通信系統(tǒng)交換機(jī)只負(fù)責(zé)把消息轉(zhuǎn)發(fā)給需要該消息的分支，允許多個(gè)分支上的ECU 節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送消息，進(jìn)而提高嵌入式通信系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的有效帶寬。嵌入式通信系統(tǒng)的交換機(jī)采用電路交換模式，交換機(jī)與嵌入式通信系統(tǒng)的總線保持同步。配置嵌入式通信系統(tǒng)交換機(jī)中不同輸入端口、輸出端口的連接方式，進(jìn)而確定消息轉(zhuǎn)發(fā)路徑。嵌入式通信系統(tǒng)的每個(gè)時(shí)間槽都含有一個(gè)報(bào)文，在每個(gè)時(shí)間槽上都要對嵌入式通信系統(tǒng)的交換機(jī)的連接進(jìn)行重新配置。將此方式改進(jìn)為無緩沖、無延遲的嵌入式通信系統(tǒng) 交換機(jī)，有助于嵌入式通信系統(tǒng)的交換結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

2.嵌入式通信系統(tǒng)HSRN負(fù)載均衡優(yōu)化

對嵌入式通信系統(tǒng)HSRN各分支進(jìn)行負(fù)載均衡優(yōu)化設(shè)計(jì)，可擴(kuò)展的通信網(wǎng)絡(luò)利用優(yōu)化后的交換機(jī)將嵌入式通信系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)分割。在各分支之間的負(fù)載均衡性極大的情況下，將提升嵌入式通信系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性。負(fù)載均衡設(shè)計(jì)之后具有明顯的優(yōu)勢：在電子系統(tǒng)中，軟件升級會(huì)導(dǎo)致嵌入式通信系統(tǒng)通信數(shù)據(jù)量的增加，而負(fù)載均衡設(shè)計(jì)可以為每個(gè)分支都預(yù)留較大的擴(kuò)展量，從而方便的完成系統(tǒng)的升級和擴(kuò)展。嵌入式通信系統(tǒng)HSRN結(jié)構(gòu)本身引入了消息可緩存的系統(tǒng)交換機(jī)，有效隔離了廣播域，提高了嵌入式通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)容量。在嵌入式通信系統(tǒng)交換機(jī)中設(shè)置的消息緩存隊(duì)列，能夠放松對跨分支消息的同步傳輸約束，進(jìn)而提高嵌入式通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)的消息可調(diào)度性，使得嵌入式通信系統(tǒng)可容納更多消息，提高了嵌入式通信系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)的帶寬利用率。

參考文獻(xiàn)

[1] 王永吉，陳秋萍.單調(diào)速率及其擴(kuò)展算法的可調(diào)度性判定. 軟件學(xué)報(bào). 2014年.

[2] 金宏，王宏安，王強(qiáng).一種任務(wù)優(yōu)先級的綜合設(shè)計(jì)方法. 軟件學(xué)報(bào).2013年.

[3] 鄒勇，李明樹，王青.開放式通信系統(tǒng)的調(diào)度理論與方法分析. 軟件學(xué)報(bào).2013年.

第5篇：系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞: 工廠化養(yǎng)殖; 循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng); 優(yōu)化原則

中圖分類號(hào)：S759文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

2005年中國水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量為 3 208 . 69萬噸⑴, 約占世界水產(chǎn)養(yǎng)殖總產(chǎn)量的 70 % 以上, 并繼續(xù)保持至少 2 . 1 % 的年增長率。在未來 20年, 水產(chǎn)品價(jià)格將會(huì)持續(xù)走高, 預(yù)計(jì)高值魚類和甲殼類的價(jià)格將上漲 15 %⑵。未來的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展將受制于資源, 如水資源、 土地資源、 魚粉資源及其他一些因素 (如環(huán)境污染 )⑶。因此, 工廠化養(yǎng)殖將成為當(dāng)前和未來水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的首選模式之一。一個(gè)好的工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng), 從養(yǎng)殖系統(tǒng)設(shè)計(jì)到養(yǎng)殖生產(chǎn)運(yùn)行與管理, 直至產(chǎn)品上市, 需要滿足三個(gè)原則, 即適用性、 可靠性和經(jīng)濟(jì)性。這樣才能將工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)的優(yōu)勢充分發(fā)揮, 并積極引導(dǎo)從業(yè)者自覺使用和推廣應(yīng)用, 以節(jié)約資源并有效地保護(hù)環(huán)境, 促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。1 系統(tǒng)適用性

工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)的適用性包括: ( 1)滿足養(yǎng)殖對象的生物學(xué)要求, 包括池體 (池形、 水深、 材料等 )、 水流(流速、 流量和流態(tài) )、 水質(zhì)、 光照、 飼料投喂、 疫病預(yù)防、 產(chǎn)品收獲等的設(shè)計(jì)和調(diào)控必須滿足養(yǎng)殖生產(chǎn)功能要求, 最大程度地實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖生物的福利( welfare); ( 2)系統(tǒng)要做到管理方便, 設(shè)備操作管理力求 傻瓜化, 要立足中國國情, 適應(yīng)于中國從業(yè)者的管理水平和知識(shí)結(jié)構(gòu); ( 3)系統(tǒng)的通用性好。在設(shè)計(jì)時(shí), 需要考慮可適用于養(yǎng)殖多種生物,也要考慮系統(tǒng)不論是否滿負(fù)荷生產(chǎn)都可以正常和高效率運(yùn)行, 同時(shí)可以滿足養(yǎng)殖對象不同個(gè)體大小的生長要求; ( 4)相關(guān)設(shè)備或裝置的易損元器件容易更換和購置。

2 系統(tǒng)可靠性

工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)的可靠性包括: ( 1)系統(tǒng)能夠長期保持穩(wěn)定和不間斷運(yùn)行, 易損電子元器件的生產(chǎn)運(yùn)用數(shù)量少, 對重要和易損設(shè)備需有備用裝置;( 2)系統(tǒng)設(shè)備和元器件能夠耐潮濕 (濕度 > 85 % )、耐腐蝕 (如海水 )和耐低溫; ( 3)對生產(chǎn)具有重要影響的設(shè)備和裝置均有報(bào)警和自動(dòng)控制部件, 在設(shè)備因故障緊急停止或發(fā)生斷電、 停水等不利狀況時(shí)有應(yīng)急、 報(bào)警裝置實(shí)時(shí)啟動(dòng), 如緊急自動(dòng)增氧, 水泵故障報(bào)警, 水質(zhì)或水位的自動(dòng)監(jiān)測與報(bào)警等, 不影響?zhàn)B殖生物的正常生長。

3 系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性

工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性包括: ( 1)系統(tǒng)投資小,適于以個(gè)體或家庭為單位從事水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)。養(yǎng)殖溫室 (大棚 )可采用簡易鋼屋架結(jié)構(gòu)的屋面和普通磚混結(jié)構(gòu)的養(yǎng)殖設(shè)施以節(jié)省投資, 進(jìn)排水管道可采用一般建筑用的低壓排水管, 更為重要的是工廠化養(yǎng)殖水處理系統(tǒng)的購置和安裝費(fèi)用要小; ( 2)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用低。在滿足生產(chǎn)管理要求條件下, 系統(tǒng)設(shè)備和材料需首選能耗低、 密度小、 堅(jiān)固耐用的, 如生物濾器的濾材應(yīng)選用易掛膜、 比表面積大、 密度適宜的材料。盡量降低工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)力費(fèi)用, 如在設(shè)計(jì)中需考慮依據(jù)地形和工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì), 降低輸水能耗, 以及水流的局部與沿程損失, 選用揚(yáng)程適宜的水泵和低能耗的設(shè)備, 如用氣提泵作為輸水動(dòng)力等; ( 3)系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用少, 設(shè)備和控制系統(tǒng)的關(guān)鍵元器件盡量選用通用件和易購件,保證發(fā)生故障后, 可以快速更換。

4 滿足優(yōu)化原則的系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)

按照優(yōu)化設(shè)計(jì)原則, 對大菱鲆工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)進(jìn)行概念設(shè)計(jì)的示意圖如圖1：

對該系統(tǒng)生產(chǎn)流程簡述如下:

養(yǎng)殖池排放的廢水首先經(jīng)過固液分離器, 將直徑大于 1 . 0mm 的顆粒物 (包括殘餌、 糞便等 )去除, 然后水進(jìn)入機(jī)械過濾器 (網(wǎng)目直徑為 30~ 50m), 在此處將絕大部分顆粒物去除, 水流入水泵池, 水泵池內(nèi)設(shè)浮球式液位開關(guān), 根據(jù)水泵池內(nèi)水位自動(dòng)控制水泵運(yùn)轉(zhuǎn), 水泵將水送入紫外線消毒器, 隨后進(jìn)入生物濾器, 被處理水根據(jù)需要可流入高位水池或直接進(jìn)入養(yǎng)殖池的進(jìn)水管, 對進(jìn)水進(jìn)行增氧, 然后水進(jìn)入養(yǎng)殖池, 完成整個(gè)水處理過程。在養(yǎng)殖生產(chǎn)中, 若水泵因故障或其他原因停止工作, 則與其連接的電控裝置自動(dòng)將報(bào)警器打開,同時(shí)將與液態(tài)氧鋼瓶連接的電動(dòng)閥打開, 通過微孔曝氣器向養(yǎng)殖池內(nèi)供純氧。等管理人員到現(xiàn)場后,手動(dòng)將電控柜的報(bào)警控制按鈕旋至原工作狀態(tài), 停止報(bào)警, 修復(fù)水泵, 與液態(tài)氧連接的電動(dòng)閥也隨之關(guān)閉, 重新進(jìn)入工作狀態(tài)。該系統(tǒng)的特點(diǎn)可簡單概括為: 一次提水、 二次過濾、 充分消毒、 完全凈化, 即整個(gè)系統(tǒng)只使用 1臺(tái)水泵, 降低系統(tǒng)能耗, 減少管理環(huán)節(jié); 利用固液分離器和機(jī)械過濾器對不同大小的顆粒物進(jìn)行濾除; 用紫外線進(jìn)行消毒; 對水體進(jìn)行全面生物處理, 保證水質(zhì)符合養(yǎng)殖水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵設(shè)備設(shè)有報(bào)警裝置,亦設(shè)有緊急增氧裝置, 保證養(yǎng)殖生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全和高效運(yùn)行。該系統(tǒng)已在山東、 遼寧、 江蘇等地的部分養(yǎng)殖廠家進(jìn)行了生產(chǎn)應(yīng)用，其相關(guān)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表1 和表2

從表 2數(shù)據(jù)中可以看出, 在工廠化系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行大菱鲆的養(yǎng)殖生產(chǎn), 可以獲得較高的成活率和較好的生長速度, 餌料系數(shù)略低于常規(guī)的流水養(yǎng)殖模式, 養(yǎng)殖過程大大減少了水消耗量, 1 kg商品魚的耗水量僅為 24~ 47mэ水, 雖比國外發(fā)達(dá)國家的同類養(yǎng)殖系統(tǒng) ( 13~ 15 mэ水 /kg魚 )略高, 但大大 低 于 流 水 養(yǎng) 殖 模 式 的 耗 水 量( 360~ 600 mэ水 /kg魚 )。特別是工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)因用水量少, 受外界環(huán)境變化影響小, 養(yǎng)殖過程病害少, 同時(shí), 養(yǎng)殖生產(chǎn)對外界的污染物排放量也少, 是環(huán)境友好型和資源節(jié)約型的養(yǎng)殖模式。鹽度的適應(yīng)力卻很差, 苗種培育必須在海水中進(jìn)行。研究表明, 漠斑牙鲆對低鹽的耐受力隨生長和發(fā)育逐漸增強(qiáng), 年齡是影響幼魚對低鹽度耐受力的主要因素。仔稚魚培育要求鹽度在 25以上,30日齡稚魚仍無法進(jìn)行淡水馴化; 55日齡苗種進(jìn)行淡水馴化時(shí), 7 d內(nèi)的成活率為 80 % ; 70日齡淡

化成活率達(dá) 87 % ; 90日齡淡化成活率達(dá)到 99 %，可見, 對漠斑牙鲆幼魚進(jìn)行淡水馴化的最佳日齡應(yīng)在 90日齡以上。對鹽度的適應(yīng)機(jī)理在于其滲透壓的調(diào)節(jié)能力。有關(guān)漠斑牙鲆滲透壓調(diào)節(jié)機(jī)理研究最近已取得較大進(jìn)展, 早期苗種由于腎臟、 鰓、 鱗片及皮膚等組織器官發(fā)育不完善, 鈉泵未形成調(diào)節(jié) Na+、K+的能力, 幼魚期后隨著生長, 這些組織器官逐漸發(fā)育完善, 滲透壓調(diào)節(jié)能力不斷增強(qiáng)。安全的淡水馴化方法為 24 h的緩慢淡水馴化技術(shù)。在 24 h內(nèi)每 4 h降低培育水鹽度 50 %,直至完全過渡到淡水。鹽度 5~ 0時(shí)是過渡的危險(xiǎn)期。此方法可保證低鹽度時(shí)期的緩慢過渡, 使魚苗充分調(diào)整對滲透壓的適應(yīng)能力。完成淡化后, 穩(wěn)定 2~ 3 d即可投餌培育, 進(jìn)行淡水養(yǎng)殖。生產(chǎn)中一般以苗種達(dá)到 6 cm 以上時(shí)進(jìn)行淡化為宜。

4開發(fā)前景

漠斑牙鲆肉質(zhì)細(xì)嫩, 味道鮮美, 營養(yǎng)價(jià)值高,具有生長速度快, 抗逆性強(qiáng), 廣溫、 廣鹽的特點(diǎn), 可在海水、 半咸水和淡水水域養(yǎng)殖, 適合于池塘養(yǎng)殖、 工廠化養(yǎng)殖等多種養(yǎng)殖方式, 在肉質(zhì)、 生長速度、 對環(huán)境的適應(yīng)性等方面均優(yōu)于本地褐牙鲆, 被公認(rèn)為是一種優(yōu)良養(yǎng)殖品種。

漠斑牙鲆養(yǎng)殖的開發(fā)潛力首先在于適溫范圍廣 ( 4~ 35 ), 特別是對高溫的耐受性, 不會(huì)發(fā)生

本地褐牙鲆因高溫死亡的現(xiàn)象, 為我國南方地區(qū)鲆、 鰈類養(yǎng)殖提供了又一優(yōu)良品種; 其次, 漠斑牙鲆對鹽度的適應(yīng)范圍極廣 (適鹽范圍為 0~ 40),可在各鹽度海水乃至淡水中生長, 且淡水養(yǎng)殖的漠斑牙鲆品質(zhì)與在海水中養(yǎng)殖的品質(zhì)差異不大,這將為我國內(nèi)陸淡水養(yǎng)殖業(yè)帶來新的發(fā)展契機(jī);再者, 漠斑牙鲆適合工廠化養(yǎng)殖和池塘養(yǎng)殖, 特別是池塘養(yǎng)殖技術(shù)的開發(fā)可充分有效地利用我國沿海廣闊的閑置池塘; 另外, 利用漠斑牙鲆滲透壓調(diào)節(jié)能力強(qiáng)的特點(diǎn), 在養(yǎng)殖過程中采取鹽度急劇變化的措施, 可達(dá)到防病的目的。

參考文獻(xiàn)

第6篇：系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：抗跟蹤；短距離；調(diào)頻；無線通信

1抗跟蹤干擾的短距離跳頻無線通信系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在抗干擾短距離調(diào)頻無線通信系統(tǒng)中，為實(shí)現(xiàn)抗干擾跟蹤，優(yōu)化后系統(tǒng)包含WSS個(gè)正交調(diào)頻點(diǎn)，通過發(fā)送端與接收端之間有M個(gè)信道，在信道某個(gè)占據(jù)頻點(diǎn)內(nèi)，其頻點(diǎn)由信道對應(yīng)同步調(diào)頻序列決定[3]。在每一個(gè)數(shù)據(jù)選定信號(hào)上進(jìn)行單音頻信號(hào)，因此傳輸數(shù)據(jù)比特?cái)?shù)為。為保證其一般性，利用二進(jìn)制系統(tǒng)對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1.2系統(tǒng)調(diào)頻抗跟蹤干擾軟件性能優(yōu)化

系統(tǒng)優(yōu)化后，根據(jù)系統(tǒng)調(diào)頻抗干擾軟件性能進(jìn)行優(yōu)化[4]。部分跟蹤干擾在調(diào)頻范圍內(nèi)進(jìn)行干擾施放，干擾頻段作為相鄰信道，提高其抗干擾性能。在相同干擾功率下，部分頻帶的干擾性能遠(yuǎn)高于全頻帶干擾性能。因此，其跟蹤干擾因子為：（1）調(diào)頻信號(hào)的信道帶寬為W；P代表跟蹤干擾因子；WJ為干擾信號(hào)寬帶[5]。在跟蹤干擾頻段內(nèi)的干擾信號(hào)，針對其功率頻譜密度中干擾信號(hào)的信干比為：（2）公式（2）中，Ps為發(fā)射信號(hào)功率；PJ為干擾信號(hào)功率。調(diào)頻誤碼率為：（3）根據(jù)上述計(jì)算，完成整體系統(tǒng)抗跟蹤干擾軟件能力優(yōu)化。

2仿真實(shí)驗(yàn)

2.1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為驗(yàn)證系統(tǒng)優(yōu)化后有效性，設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)。以短距離調(diào)頻無線通信系統(tǒng)抗干擾率作為實(shí)驗(yàn)對象，以優(yōu)化系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)組，傳統(tǒng)方法為對照組，使兩組方法在相同環(huán)境下工作，分別記錄兩組的抗干擾率。

2.2通信抗干擾率對比

考慮短距離跳頻無線通信系統(tǒng)中的其他干擾因素，將其改為單純跟蹤干擾，避免實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)差異。對實(shí)驗(yàn)組與對照組的通信抗干擾率進(jìn)行對比，實(shí)驗(yàn)組與對照組在進(jìn)行抗跟蹤干擾處理時(shí)，實(shí)驗(yàn)組抗干擾效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對照組，且實(shí)驗(yàn)組處理能力較強(qiáng)。對于入侵?jǐn)?shù)據(jù)總量的增加，對照組抗干擾率越來越差。因此，可以看出，實(shí)驗(yàn)組的抗干擾率與抗干擾速度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對照組，克服了傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中的不足。在統(tǒng)一數(shù)值參數(shù)下，實(shí)驗(yàn)組整體數(shù)值均高于對照組。因此可以證明短距離跳頻無線通信優(yōu)化系統(tǒng)與傳統(tǒng)短距離跳頻無線通信系統(tǒng)對比，升級后系統(tǒng)具有更高的抗干擾率。

第7篇：系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

該工程是集客房、餐飲、宴會(huì)、會(huì)議辦公為一體的多層公共建筑，地下一層、地上五層，建筑體總高度22.46米，總建筑面積13735平方米。本建筑各層平面主要功能為:地下1層為廚房、庫房及設(shè)備用房等，首層為餐飲、會(huì)議功能，二層～四層為客房層，五層為設(shè)備層。該工程的酒店級別定為五星級標(biāo)準(zhǔn)。

2空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1冷熱源設(shè)計(jì)

該工程空調(diào)計(jì)算冷負(fù)荷為1058kW，計(jì)算熱負(fù)荷為423kW。由于該項(xiàng)目的功能特性決定了其空調(diào)設(shè)備同時(shí)開啟的情況極少，故在冷熱源裝機(jī)容量的選擇上取同時(shí)使用系數(shù)為較小值，制冷時(shí)的同時(shí)使用系數(shù)約為0.8，制熱時(shí)約為0.6。由此，該工程選用了2臺(tái)60冷噸(211kW)的螺桿式水冷冷水機(jī)組(其中有1臺(tái)為熱回收型機(jī)組)、1臺(tái)120冷噸(422kW)熱回收型螺桿式水冷冷水機(jī)組作為冷源，集中放置于地下一層空調(diào)主機(jī)房。熱源選用2臺(tái)額定制熱量為130kW模塊式風(fēng)冷熱泵機(jī)組作為熱源，同時(shí)該風(fēng)冷熱泵機(jī)組可兼作過渡季節(jié)或夜間的極低負(fù)荷以及高峰負(fù)荷時(shí)的冷源。冷源系統(tǒng)的冷卻塔及風(fēng)冷模塊式熱泵機(jī)組放置于二層露天平臺(tái)處，水泵則統(tǒng)一置于地下一層主機(jī)房內(nèi)，方便集中統(tǒng)一管理。如圖1所示為空調(diào)冷熱源系統(tǒng)流程圖。

2.2空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

結(jié)合本工程業(yè)主方的要求及整體管理水平，該空調(diào)水系統(tǒng)以方便有效的管理為原則，以合理的節(jié)能運(yùn)行為目的進(jìn)行設(shè)計(jì)。空調(diào)水系統(tǒng)采用分區(qū)兩管制，按照建筑功能，分為客房區(qū)域、餐飲區(qū)域及辦公會(huì)議區(qū)域。各區(qū)供冷/供熱轉(zhuǎn)換在主機(jī)房內(nèi)分集水缸的各環(huán)路總管上設(shè)手動(dòng)蝶閥實(shí)現(xiàn)手動(dòng)切換。空調(diào)冷卻水、冷凍水、供暖熱水系統(tǒng)均為水泵與主機(jī)一對一的一次泵定流量系統(tǒng)。冷凍水/冷卻水/供暖水系統(tǒng)均采用二管制異程式系統(tǒng)。冷凍水供回水溫度為7℃/12℃;冷卻水供回水溫度為32℃/37℃;供熱系統(tǒng)供回水溫度為45℃/40℃。

2.3熱回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了降低能耗，酒店建筑一般需要設(shè)計(jì)空調(diào)熱回收系統(tǒng)，利用回收其冷水機(jī)組的冷凝熱來獲得免費(fèi)的生活熱水，而廣東地區(qū)明確規(guī)定采用集中空調(diào)系統(tǒng)的大面積酒店建筑應(yīng)當(dāng)配套設(shè)計(jì)和建設(shè)空調(diào)廢熱回收利用裝置［1］。本工程空調(diào)熱回收系統(tǒng)分別由1臺(tái)制冷量為60RT(211kW)的熱回收型螺桿式冷水機(jī)組和1臺(tái)制冷量為120RT(422kW)的熱回收型螺桿式冷水機(jī)組、2臺(tái)熱回收循環(huán)水泵以及2個(gè)梯級蓄熱水罐組成?？照{(diào)熱回收熱水系統(tǒng)主要為該工程的客房區(qū)及廚房區(qū)提供生活熱水，同時(shí)綜合考慮了熱水管網(wǎng)的回水加熱循環(huán)?？照{(diào)熱回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)熱水供/回水溫度為60℃/35℃。如圖2、圖3所示分別為冷凝熱回收系統(tǒng)流程圖(空調(diào)主機(jī)側(cè))及冷凝熱回收系統(tǒng)流程圖(水專業(yè)側(cè))。

3系統(tǒng)節(jié)能性分析

3.1冷源系統(tǒng)節(jié)能分析該空調(diào)系統(tǒng)的冷源具有大小主機(jī)搭配、并且與風(fēng)冷熱泵機(jī)組互為備用，基本可以滿足該項(xiàng)目的各種不同運(yùn)行工況，同時(shí)有效避免了冷源容量配置過大，可降低初投資成本，其運(yùn)行也比較節(jié)能。

3.2空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能分析空調(diào)水系統(tǒng)根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)設(shè)計(jì)為分區(qū)兩管制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)客房區(qū)及餐廳區(qū)不同時(shí)段冷熱負(fù)荷需求，在滿足實(shí)際需求的同時(shí)運(yùn)行更加節(jié)能。冷凍水泵、冷卻水泵及熱水泵與主機(jī)采用一對一的連接方式，以達(dá)到合理的流量分配及穩(wěn)定的運(yùn)行效果，同時(shí)采用定流量系統(tǒng)運(yùn)行，減少了系統(tǒng)控制的復(fù)雜性，運(yùn)行更加可靠，但是系統(tǒng)節(jié)能性相對變流量系統(tǒng)會(huì)差一些。

3.3熱回收系統(tǒng)節(jié)能分析

3.3.1熱回收的基本原理本工程的空調(diào)熱回收系統(tǒng)采用了回收冷水機(jī)組的冷凝熱。冷水機(jī)組冷凝熱回收系統(tǒng)就是把制冷循環(huán)中制冷工質(zhì)冷凝放熱過程釋放的熱量利用來制備生活熱水。所示為冷水機(jī)組排氣熱回收系統(tǒng)原理圖。由文獻(xiàn)［2］及相關(guān)廠家的實(shí)際測試數(shù)據(jù)可知，標(biāo)準(zhǔn)測試條件下(熱水供回水溫度一般為55℃/30℃)冷水機(jī)組的顯熱回收量約為制冷量的12.5%～15%范圍內(nèi)，很多時(shí)候可按照15%計(jì)算。當(dāng)熱水的供回水工況與測試工況不一致時(shí)則需根據(jù)實(shí)際情況分析，具體方法可按照文獻(xiàn)的分析方法計(jì)算得出總熱回收量。

3.3.2熱回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析由于傳統(tǒng)熱回收系統(tǒng)存在一系列的問題，故本文在文獻(xiàn)的熱回收系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行了以下幾點(diǎn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

(1)為了減少熱水罐的蓄水時(shí)間以及為了避免進(jìn)水溫度對主機(jī)性能系數(shù)產(chǎn)生較大的影響，設(shè)計(jì)工況下的進(jìn)出水溫度為35℃/60℃，溫差25℃。

(2)蓄熱水罐采用立式水罐，更好的實(shí)現(xiàn)了水溫分層作用及熱水的梯級利用。

(3)本工程的熱回收系統(tǒng)考慮了熱水管網(wǎng)的回水加熱循環(huán)，更加充分地利用了冷水機(jī)組的冷凝熱，更加節(jié)能。

(4)控制方面，在熱回收系統(tǒng)的回水管上設(shè)置溫度傳感器，當(dāng)回水溫度超過58℃時(shí)，輸出信號(hào)關(guān)閉熱回收水泵，同時(shí)在用水點(diǎn)最遠(yuǎn)段的回水管上設(shè)置溫度傳感器，當(dāng)回水溫度低于55℃時(shí)，輸出信號(hào)開啟水專業(yè)的回水循環(huán)水泵。按照一臺(tái)120RT(422kW)的熱回收機(jī)組來分析，由文獻(xiàn)］的計(jì)算方法可得，該熱回收機(jī)組的顯熱回收量為63.3kW，熱回收水流量為2.47m3/h，從而根據(jù)此水流量及25℃的設(shè)計(jì)供回水溫差即可求出總熱回收量為71.8kW，熱回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總熱回收量為制冷量的17%左右。由此可知，供回水溫差越大，同等制冷量的情況下的熱回收量就越大，但相應(yīng)的對冷水機(jī)組的性能系數(shù)影響也就越大。由以上分析可知，熱回收系統(tǒng)的實(shí)際供回水工況是一直在不斷變化的，其熱回收量也是一個(gè)變數(shù)，嚴(yán)格來說分析一個(gè)工況范圍內(nèi)的熱回收量才更有參考價(jià)值，這部分還有待于下一步做更詳細(xì)的分析計(jì)算。

4總結(jié)

第8篇：系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

[關(guān)鍵詞]自動(dòng)化；優(yōu)化設(shè)計(jì)；智能化

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）41-0089-01

第一章、緒論

變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)，對變電站內(nèi)的二次設(shè)備的功能進(jìn)行重新組合、優(yōu)化設(shè)計(jì)，對變電站全部設(shè)備的運(yùn)行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)。通過變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間相互交換信息，數(shù)據(jù)共享，完成變電站運(yùn)行監(jiān)視和控制任務(wù)。變電站綜合自動(dòng)化替代了變電站常規(guī)二次設(shè)備，簡化了變電站二次接線。

現(xiàn)有的變電站有三種形式：第一種是傳統(tǒng)的變電站；第二種是部分實(shí)現(xiàn)微機(jī)管理、具有一定自動(dòng)化水平的變電站；第三種是全面微機(jī)化的綜合自動(dòng)化變電站。

第二章、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述

2.1變電站綜合自動(dòng)化的體系結(jié)構(gòu)

變電站綜合自動(dòng)化采用自動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)變電站二次系統(tǒng)的部分或全部功能。為達(dá)到這一目的，滿足電網(wǎng)運(yùn)行對變電站的要求，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

“數(shù)據(jù)采集和控制”、“繼電保護(hù)”、“直流電源系統(tǒng)”三大塊構(gòu)成變電站自動(dòng)化基礎(chǔ)?！巴ㄐ趴刂乒芾怼笔菢蛄海?lián)系變電站內(nèi)部各部分之間、變電站與調(diào)度控制中心之間使其相互交換數(shù)據(jù)?！白冸娬局饔?jì)算機(jī)系統(tǒng)”對整個(gè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)、管理和控制，并向運(yùn)行人員提供變電站運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)、接線圖、表格等畫面，使運(yùn)行人員可遠(yuǎn)方控制斷路器分、合閘操作?！巴ㄐ趴刂乒芾怼边B接系統(tǒng)各部分，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)和命令傳遞，并對這一過程進(jìn)行協(xié)調(diào)、管理和控制。

2.2變電站綜合自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)模式

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式主要有集中式、集中分布式和分散分布式三種。本次優(yōu)化設(shè)計(jì)采用的是分布分散式結(jié)構(gòu)。

該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是按照變電站的元件，斷路器間隔進(jìn)行設(shè)計(jì)。將變電站一個(gè)斷路器間隔所需要的全部數(shù)據(jù)采集、保護(hù)和控制等功能集中由一個(gè)或幾個(gè)智能化的測控單元完成。測控單元相互之間用光纜或特殊通信電纜連接，大幅度地減少了連接電纜，減少了電纜傳送信息的電磁干擾，簡化了變電站二次部分的配置，大大縮小了控制室的面積，且具有很高的可靠性，比較好的實(shí)現(xiàn)了部分故障不相互影響，方便維護(hù)和擴(kuò)展。

2.3變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)所具有的功能

一、監(jiān)控子系統(tǒng)的功能

監(jiān)控子系統(tǒng)取代了常規(guī)的測量系統(tǒng)，取代針式儀表；改變常規(guī)的操作機(jī)構(gòu)和模擬盤，取代常規(guī)的告警、報(bào)警、中央信號(hào)、光字牌等；取代常規(guī)的運(yùn)動(dòng)裝置等。監(jiān)控子系統(tǒng)功能有：

1.數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集有兩種。一種是變電站原始數(shù)據(jù)采集。原始數(shù)據(jù)直接來自一次設(shè)備。另一種是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)交換或采集。

2.數(shù)據(jù)庫的建立與維護(hù)

監(jiān)控子系統(tǒng)建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)并更新來自I/O單元及通信接口的全部實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；建立歷史數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)并定期更新需要保存的歷史數(shù)據(jù)和運(yùn)行報(bào)表數(shù)據(jù)。

3.順序事件記錄及事故追憶

4.故障記錄

5.操作控制功能

變電站運(yùn)行人員可通過CRT屏幕對斷路器、允許遠(yuǎn)方電動(dòng)操作操作的隔離開關(guān)進(jìn)行分、合操作等；為了防止計(jì)算機(jī)系統(tǒng)故障時(shí)無法操作被控設(shè)備，在設(shè)計(jì)時(shí)還保留人工直接跳、合閘方式，即操作控制有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式。

6.安全監(jiān)視功能

監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，對采集的電流、電壓、主變壓器溫度、頻率等數(shù)據(jù)要不斷進(jìn)行超限監(jiān)視，如發(fā)現(xiàn)超限，立刻發(fā)出告警，同時(shí)記錄和顯示越限時(shí)間和越限值，另外，還監(jiān)視保護(hù)裝置是否失電，自控裝置是否正常等。

7.人機(jī)聯(lián)系功能

（1）CRT顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤是人機(jī)聯(lián)系的橋梁。

（2）CRT顯示畫面，實(shí)時(shí)顯示各種技術(shù)數(shù)據(jù)。

（3）輸入數(shù)據(jù)，指輸入電流互感器和電壓互感器變比、保護(hù)定值和越限報(bào)警定值、自動(dòng)控制裝置的設(shè)定值、運(yùn)行人員密碼等。

8.打印功能

9.在線計(jì)算及制表功能

10.運(yùn)行管理功能

運(yùn)行管理功能包括：運(yùn)行操作指導(dǎo)、事故記錄檢索、在線設(shè)備管理、操作票開列、模擬操作、運(yùn)行記錄及交接班記錄等。

二、微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)功能

微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)功能是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的最基本、最重要的功能，它包括變電站的主要設(shè)備和輸電線路的全套保護(hù)。

各保護(hù)單元，除具備獨(dú)立、完整的保護(hù)功能外，還具有事件記錄、與系統(tǒng)對時(shí)、存儲(chǔ)多種保護(hù)定值、就地人機(jī)接口、通信、故障自診斷等功能。

第三章、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

3.1RCS―9600系統(tǒng)構(gòu)成

RCS―9600綜合自動(dòng)化系統(tǒng)整體分三層，即變電站層、通信層、間隔層，硬件主要由保護(hù)測控單元、通信控制單元、后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)等組成，各單元之間通過現(xiàn)場總線及以太網(wǎng)進(jìn)行通訊傳遞數(shù)據(jù)。

3.2RCS―9600后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)

一、硬件部分

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用雙機(jī)配置，其中兩個(gè)工作站用于變電站實(shí)時(shí)監(jiān)控，相互備用。用戶可隨著變電站規(guī)模的擴(kuò)大，逐步發(fā)展擴(kuò)充原有系統(tǒng)。保護(hù)測控單元是硬件的主要部分其中包括：CPU板、交流插件板、液晶顯示面板、電源與開入板、出口繼電器板、通信接口等，

二、軟件部分

軟件部分包括WingdowsNT/2000操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、畫面編輯和應(yīng)用軟件等幾個(gè)部分。

三.保護(hù)測控單元裝置

RCS―9600系列保護(hù)測控單元主要有：電源自投保護(hù)測控單元、變壓器保護(hù)測控單元、線路保護(hù)測控單元、公用信號(hào)測控單元、通信控制單元等組成，可以滿足整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的各類保護(hù)需要。

第四章、結(jié)束語

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)將得到更快的發(fā)展。未來的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)也將更完善成熟，逐步實(shí)現(xiàn)變電站的小型化、智能化、無人職守化、提高變電站安全可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；提高變電站的運(yùn)行管理水平，更好的服務(wù)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

[1] 王遠(yuǎn)章、徐繼民等，《變電站綜合自動(dòng)化現(xiàn)場技術(shù)與運(yùn)行維護(hù)》.第一版.北京.中國電力出版社、2004.9.

[2] 鄭文波、陽憲惠等，《現(xiàn)場總線技術(shù)綜述》第一版.北京.機(jī)械與電子出版社.1997.

第9篇：系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

1.1多車型翻車機(jī)系統(tǒng)在港口的應(yīng)用

經(jīng)過發(fā)展后的現(xiàn)代化多車型翻車機(jī)在實(shí)際操作工作中的應(yīng)用越來越廣泛，其起到的作用來越來越重要。特別是對我國港口在大型大宗貨物運(yùn)輸裝卸方面，其重要程度不言而喻。像目前港口的大宗松散貨物的運(yùn)輸裝卸，多采取傾倒的方式來對其進(jìn)行卸車，在這種情況下的卸車的效率是比較高的。隨著翻車機(jī)系統(tǒng)的不斷發(fā)展，其設(shè)備機(jī)器和規(guī)模也越來越龐大。隨之而來的改變就是翻車機(jī)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和卸車方式上的不同。目前翻車機(jī)有多種不一樣的機(jī)型和種類。主要有KFJ—1型側(cè)傾式翻車機(jī)；M2型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)；C型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)等?，F(xiàn)代化的轉(zhuǎn)子式多車型翻車機(jī)主要為齒輪來進(jìn)行的轉(zhuǎn)動(dòng)。目前多用于生產(chǎn)規(guī)模較大的物流運(yùn)輸公司，特別是港口在卸載大宗貨物方面，起到了不可替代的作用。但是，受限于發(fā)展技術(shù)水平的影響，其相關(guān)的一些設(shè)計(jì)技術(shù)還不完善，所以，我國港口在卸載貨物物料的時(shí)候，速度不能得到保障，有時(shí)候還得一定程度上借助于人力勞力的幫助。翻車機(jī)它是翻車機(jī)系統(tǒng)的主體，在整個(gè)翻車機(jī)卸載系統(tǒng)中，如何發(fā)揮其最大效果關(guān)鍵是取決于翻車機(jī)的內(nèi)部構(gòu)成及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

1.2多車型翻車機(jī)系統(tǒng)在港口應(yīng)用中的問題

首先，因?yàn)槎嘬囆头嚈C(jī)這種超大型的機(jī)械設(shè)備機(jī)體比較大，同時(shí)結(jié)構(gòu)也相當(dāng)復(fù)雜，再加上不少港口的機(jī)械設(shè)備更新不及時(shí)，使用的多是過于陳舊的機(jī)械設(shè)備，就比如說轉(zhuǎn)子式驅(qū)動(dòng)翻車機(jī)，它就是采用的鋼絲繩來進(jìn)行傳動(dòng)，雖然整體來看結(jié)構(gòu)比較簡單、輕便，但是其中的鋼絲繩容易磨損、使用壽命也比較短，不利于工作運(yùn)行效率的提高。其次，我們也都知道港口的地理位置，由于其特殊的天氣狀況等自然氣象環(huán)境，像一些性能并不是很好的機(jī)械設(shè)備，則會(huì)非常容易造成傷害、磨損、腐蝕等現(xiàn)象。例如南京的浦口碼頭，以前經(jīng)常會(huì)發(fā)生一些機(jī)械故障。因?yàn)橛械姆嚈C(jī)入口坡度比較大，一般的機(jī)車已經(jīng)無法頂送。但是，后來經(jīng)過研究技術(shù)人員的優(yōu)化改造，開發(fā)出了———鐵牛推送裝置。

2關(guān)于多車型翻車機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的探究

2.1多車型翻車機(jī)電動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

翻車機(jī)系統(tǒng)主要有三套性能在各方面都不一樣的機(jī)器系統(tǒng)設(shè)備。它們是翻車機(jī)驅(qū)動(dòng)；推車機(jī)驅(qū)動(dòng)；定位車驅(qū)動(dòng)。在設(shè)計(jì)方面應(yīng)該加強(qiáng)注重系統(tǒng)的性能設(shè)計(jì)和控制。上一部分在問題中也提到了“鐵牛推送裝置”，鐵牛推送裝置在港口作業(yè)中比較普遍，作業(yè)方式多樣化，相比較于傳統(tǒng)的單一的機(jī)車頂送作業(yè)方式，使作業(yè)效率得到極大的提高和改善。

2.2對多車型翻車機(jī)作業(yè)工藝過程中檢測裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化

為了更好地滿足定位車在翻卸過程中不摘鉤的翻車機(jī)車型工藝，以便更好的來保證定位車和其它車廂之間的聯(lián)接，所以應(yīng)當(dāng)在檢測裝置等方面不理想的部分進(jìn)行合理的優(yōu)化及其工藝改造。

2.3多車型翻車機(jī)控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

根據(jù)我國的在多車型翻車機(jī)作業(yè)的模式的認(rèn)識(shí)上，可以知道翻車機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的具體子系統(tǒng)：Con-troILogix控制器；上位機(jī)系統(tǒng)；用戶操作站點(diǎn)；Flex遠(yuǎn)程控制網(wǎng)絡(luò)等。這些都是最基本的條件，也是翻車機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行工作的前提。為了能更好地提高其系統(tǒng)的運(yùn)行效率，通過研究翻車機(jī)相關(guān)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，更有助于系統(tǒng)整體對多車型翻車機(jī)的控制操作。

3結(jié)束語