電氣和自動化論文精選(九篇)

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第1篇：電氣和自動化論文范文

論文關(guān)鍵詞：實(shí)踐教學(xué)體系；電氣工程及其自動化；應(yīng)用型；綜合能力

電氣工程及其自動化專業(yè)是一門實(shí)踐性、應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，大多數(shù)專業(yè)課程都需要通過適量的實(shí)踐活動來培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動手能力和創(chuàng)新能力。根據(jù)我校關(guān)于本科培養(yǎng)方案指導(dǎo)思想的要求：以培養(yǎng)應(yīng)用型高級人才為主，加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、競爭意識和適應(yīng)能力的教育，注重學(xué)生的知識、能力、綜合素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。因此，應(yīng)用型本科專業(yè)在具體的實(shí)踐教學(xué)中，應(yīng)把培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題能力作為構(gòu)建良好的實(shí)踐教學(xué)體系的基礎(chǔ)和核心。

一、實(shí)踐性教學(xué)體系建設(shè)

1.實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

隨著我校順利升格為本科院校及我系電氣工程及其自動化本科專業(yè)的設(shè)置，提升電氣自動化、電力系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)水平就迫在眉睫。但是眾所周知，建設(shè)電力系統(tǒng)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)室要求條件十分苛刻，加之所需的實(shí)驗(yàn)設(shè)備造價(jià)昂貴，而我院做為近幾年剛剛升本的院校，爭取上級有限的科研經(jīng)費(fèi)相對較為困難，導(dǎo)致對實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的資金投入相對不足，實(shí)驗(yàn)條件相對有限，短期內(nèi)難以滿足電氣工程及其自動化的相關(guān)實(shí)驗(yàn)要求。因此，這就要求我們必須廣開門路，通過其他行之有效的措施和方法，不斷滿足該專業(yè)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)要求。

在學(xué)習(xí)和借鑒外校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理的基礎(chǔ)上，依據(jù)本校學(xué)生的基本素質(zhì)和我?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，我系對實(shí)驗(yàn)室建設(shè)做以下改進(jìn)。

（1）構(gòu)建實(shí)驗(yàn)平臺，滿足課程需求。通過學(xué)院的持續(xù)投資和我系教師的不懈努力，我系建立了具有層次化、綜合性的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺——電力系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)室，該平臺是對“電力系統(tǒng)分析”、“發(fā)電廠及變電站電氣部分”、“供電技術(shù)”、“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”、“電力系統(tǒng)自動裝置”、“電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)”及“電力系統(tǒng)綜合自動化技術(shù)”等主要專業(yè)課程實(shí)踐實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的系統(tǒng)整合。在此平臺上，不僅能滿足本專業(yè)核心課程的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)的要求，還能使學(xué)生自主完成相關(guān)課程設(shè)計(jì)。

（2）依托仿真技術(shù)，調(diào)動學(xué)生興趣。在課程中推廣和運(yùn)用仿真實(shí)驗(yàn)手段，實(shí)現(xiàn)仿真實(shí)驗(yàn)與相關(guān)課程的有機(jī)結(jié)合。教師在講授專業(yè)課時(shí)，有選擇的向?qū)W生介紹ANSYS、PSPICE、MATLAB等仿真軟件以及應(yīng)用組態(tài)王軟件，并且通過較多實(shí)例的仿真講解，使學(xué)生對該專業(yè)課有更深入的理解和應(yīng)用，同時(shí)要求學(xué)生對該課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容預(yù)先進(jìn)行仿真。這樣既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能使學(xué)生對該課程有更加全面的掌握。

（3）完善互動平臺，提升教學(xué)效率。我們在現(xiàn)有的教學(xué)條件下，廣泛收集網(wǎng)絡(luò)上豐富的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)資源，建立完善了相關(guān)課程的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室。如在《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理》教學(xué)網(wǎng)站上，增加了微機(jī)繼電保護(hù)等教學(xué)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，搭建了師生互動平臺，以此彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間的不足。教師的教學(xué)效率得以大大提升，也為學(xué)生更好的進(jìn)行學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造了便利條件真正實(shí)現(xiàn)了教師與學(xué)生的教學(xué)互動和溝通交流。

（4）建立合作關(guān)系，拓寬實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域。洛陽作為河南乃至全國有影響的重工業(yè)基地，本地眾多的大中型工業(yè)企業(yè)也希望通過加強(qiáng)與科研院所的溝通聯(lián)系來提高自己的技術(shù)水平。通過洛陽市政府的牽線搭橋，我們結(jié)合自身的學(xué)科優(yōu)勢和人才資源，近年來先后與黃河同力水泥有限公司、洛陽供電公司、龍羽電氣等單位簽訂了校外實(shí)習(xí)合作單位協(xié)議，不斷加強(qiáng)合作交流。我校每年都選送大批學(xué)生到相關(guān)企業(yè)，在其生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行實(shí)踐活動：如在龍羽電氣有限公司進(jìn)行的《高低壓電器》實(shí)驗(yàn)，在黃河同力水泥有限公司進(jìn)行的《工廠供電》實(shí)驗(yàn)，在龐屯變電站進(jìn)行的《變電站綜合自動化》實(shí)驗(yàn)等等。這樣既解決了我們的有關(guān)實(shí)踐難題，又提高了學(xué)生的實(shí)際動手能力。

（5）引入科研項(xiàng)目，注重實(shí)踐培養(yǎng)。實(shí)踐教學(xué)將由淺入深，由基礎(chǔ)到綜合將教師的科研內(nèi)容和科研成果、工程實(shí)際問題等引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，把知識學(xué)習(xí)技能訓(xùn)練、能力培養(yǎng)等融合在一起，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，提高教學(xué)效果。適時(shí)引入設(shè)置創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生及時(shí)了解實(shí)驗(yàn)新技術(shù)的發(fā)展，注重培養(yǎng)學(xué)生掌握新實(shí)驗(yàn)技術(shù)的能力。此外，我校還組織學(xué)生積極參加全國技術(shù)大賽，進(jìn)一步鍛煉學(xué)生的綜合能力。我校在全國電子設(shè)計(jì)大賽和“挑戰(zhàn)杯”大賽中均取得了優(yōu)異的成績。

2.實(shí)習(xí)基地建設(shè)

本專業(yè)現(xiàn)有兩個(gè)實(shí)習(xí)基地，分別是電工實(shí)習(xí)2和模擬變電所。

“電工實(shí)習(xí)2”實(shí)習(xí)基地分為兩個(gè)部分，學(xué)生要在兩周時(shí)間內(nèi)完成電機(jī)的拆裝和控制柜的安裝實(shí)訓(xùn)，該實(shí)習(xí)基地主要面向經(jīng)過專業(yè)課程學(xué)習(xí)，具有一定理論基礎(chǔ)的大三或大四學(xué)生進(jìn)行，該實(shí)習(xí)項(xiàng)目側(cè)重工程技術(shù)應(yīng)用、重視實(shí)踐環(huán)節(jié)的鍛煉，具有較強(qiáng)的工程適應(yīng)能力，對于提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力、解決實(shí)際問題的能力，具有很大幫助。該實(shí)習(xí)項(xiàng)目至今已培訓(xùn)過數(shù)千名學(xué)生，學(xué)生反映實(shí)習(xí)效果非常好。

模擬變電所主要由380V模擬10kV電壓進(jìn)線，由真實(shí)的高低壓一次設(shè)備完成整個(gè)的工廠供配電以及控制過程。該變電所模擬工程氣氛濃厚，學(xué)生可以在該變電所中得到較好的工程鍛煉機(jī)會。

除了校內(nèi)實(shí)習(xí)基地的進(jìn)一步建設(shè)與完善，還需要繼續(xù)加強(qiáng)與同力水泥、洛陽供電公司、龍羽電氣等合作單位在科研、人才培養(yǎng)、校外實(shí)習(xí)基地等方面的合作。

3.課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)建設(shè)

專業(yè)課程設(shè)計(jì)建設(shè)的重點(diǎn)是如何提高學(xué)生的綜合能力，而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的前提是選擇合理的課程設(shè)計(jì)題目。但是傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)題目大多較為單一，與具體的生產(chǎn)實(shí)際要求脫節(jié)較為嚴(yán)重，并且設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)也與工程規(guī)范相差甚遠(yuǎn)。因此，我院在具體的課程設(shè)計(jì)中，十分注重實(shí)踐性和可操作性，要求選題與有關(guān)科研項(xiàng)目和相關(guān)企業(yè)緊密結(jié)合，如在工廠供電課程設(shè)計(jì)中，從企業(yè)得到第一手的詳細(xì)資料，發(fā)給學(xué)生真學(xué)真練，使學(xué)生從中汲取更多的經(jīng)驗(yàn)，既鍛煉了獨(dú)立思考的能力，也增強(qiáng)了實(shí)際操作能力。

畢業(yè)設(shè)計(jì)作為重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，關(guān)鍵是要實(shí)現(xiàn)課題的真實(shí)性、知識的綜合性和設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性。近年來，隨著電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生人數(shù)的不斷增多，教師數(shù)量和畢業(yè)設(shè)計(jì)課題數(shù)量相對不足的問題日益突出，而用人單位也對新錄用人員實(shí)際動手能力的要求越來越高。為此，我們在畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的選擇上，要求每位畢業(yè)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，或結(jié)合教師的科研項(xiàng)目，或結(jié)合企業(yè)的技術(shù)項(xiàng)目，或組織學(xué)生到外地公司和工廠開展畢業(yè)設(shè)計(jì)等工作嘗試，使學(xué)生的綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力得到進(jìn)一步提高。從2009屆開始，我校就選送部分畢業(yè)生到龍羽電氣和市內(nèi)其他變電站進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，并取得了較好的效果。

二、專業(yè)師資人才隊(duì)伍建設(shè)

如何培養(yǎng)建設(shè)一批高水平人才，是每個(gè)高等院校都面臨的共同難題。這不僅要求每一位教師具有扎實(shí)的理論知識，更要具備較強(qiáng)的實(shí)際動手能力。為此，我校積極做好人才的培養(yǎng)工作，把提升師資隊(duì)伍的層次、優(yōu)化師資隊(duì)伍的結(jié)構(gòu)、提高師資隊(duì)伍的整體水平作為師資隊(duì)伍建設(shè)的重點(diǎn)工作。以兩個(gè)專業(yè)研究方向?yàn)槟繕?biāo)，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，注意教師進(jìn)修提高，積極引進(jìn)博士，鼓勵(lì)和支持青年教師攻讀在職博士學(xué)位，促進(jìn)學(xué)術(shù)帶頭人后備力量的培養(yǎng)工作，從而形成一支整體水平高、結(jié)構(gòu)合理的教學(xué)和科研型教師隊(duì)伍。主要通過以下幾方面措施來實(shí)現(xiàn)。

（1）加大高層次人才引進(jìn)力度，優(yōu)化教師隊(duì)伍的結(jié)構(gòu)，不斷增加師資隊(duì)伍總量。

（2）加強(qiáng)專業(yè)帶頭人、課程負(fù)責(zé)人及骨干教師隊(duì)伍建設(shè)，進(jìn)一步明確其權(quán)利和義務(wù)，以激發(fā)教師積極向上的熱情。

（3）充分培養(yǎng)和挖掘現(xiàn)有教師隊(duì)伍的潛力，加強(qiáng)“雙師型”教師的培養(yǎng)。一方面從企業(yè)引進(jìn)工程技術(shù)人員，另一方面通過各種途徑提高教師的實(shí)踐技能。

三、實(shí)踐性教學(xué)教材建設(shè)

通過綜合了解國內(nèi)、省內(nèi)其他院校電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)方面等情況，發(fā)現(xiàn)近年來在實(shí)踐教材特別是綜合實(shí)驗(yàn)方面教材編寫的不多。因此，我們必須高度重視此項(xiàng)工作，以切實(shí)發(fā)揮實(shí)踐性教學(xué)教材在教學(xué)、實(shí)驗(yàn)中的重要作用。

根據(jù)不斷改進(jìn)和完善的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)習(xí)場所的情況，我校組織一批教學(xué)、實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師編寫了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)（實(shí)習(xí)）大綱和指導(dǎo)書，課程設(shè)計(jì)大綱和指導(dǎo)書等教材，并順利通過了學(xué)院的嚴(yán)格審核。特別是針對我系建設(shè)的電力系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)室，我系教師專門編寫了嚴(yán)謹(jǐn)完整的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。該實(shí)驗(yàn)教材既能滿足實(shí)驗(yàn)設(shè)備和教學(xué)實(shí)踐的要求，又能增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)能力，使得學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識不斷得到提高。

第2篇：電氣和自動化論文范文

【關(guān)鍵詞】L型前裝機(jī)；轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；閉環(huán)控制系統(tǒng)

0 引言

自20世紀(jì)90年代以來，采礦設(shè)備的發(fā)展日新月異，世界上采礦設(shè)備生產(chǎn)巨頭們像卡特彼勒、小松、久益環(huán)球、利勃海爾等公司紛紛推出自己的各種新產(chǎn)品，這些新的產(chǎn)品共同的特點(diǎn)是不斷涌現(xiàn)出新結(jié)構(gòu)和新元件時(shí)還廣泛應(yīng)用新的控制技術(shù)，技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)在于增加產(chǎn)品的電、液技術(shù)含量，應(yīng)運(yùn)更先進(jìn)的電氣、液壓控制系統(tǒng)和更先進(jìn)、靈敏的原件來實(shí)現(xiàn)對操作的優(yōu)化?，F(xiàn)在越來越多的控制技術(shù)和控制理論開始應(yīng)運(yùn)到前裝機(jī)上，如變頻調(diào)速控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制系統(tǒng)、傳感器控制技術(shù)等，這些技術(shù)的應(yīng)用在控制精確度和效率上使前裝機(jī)達(dá)到了一個(gè)前所未有的高度。

節(jié)能減排技術(shù)將是未來裝載機(jī)行業(yè)的發(fā)展方向[1]，更是采礦設(shè)備行業(yè)的發(fā)展方向。節(jié)能減排是個(gè)世界性的大課題，對于以柴油發(fā)動機(jī)作為主要?jiǎng)恿υ吹那把b機(jī)來說，這不僅因?yàn)楣?jié)能和減排本身就是一對兒矛盾，而且還要考慮產(chǎn)品的性價(jià)比與可靠性。節(jié)能減排不僅僅關(guān)乎發(fā)動機(jī)、傳動、液壓和電控等系統(tǒng)，這是一個(gè)綜合性的課題。對于裝載機(jī)來說，合理的工作裝置設(shè)計(jì)可以提高作業(yè)效率，減小作業(yè)阻力，降低油耗，但是控制系統(tǒng)的合理、先進(jìn)設(shè)計(jì)同樣對節(jié)能減排起巨大的作用。

本次選題準(zhǔn)備以轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)為例來說明裝載機(jī)目前的自動化控制水平和將來的發(fā)展方向。為了保證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)平穩(wěn)、快速的運(yùn)轉(zhuǎn)，我們設(shè)計(jì)了本選題的電氣控制系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)，在對各種電氣和液壓元件控制方法的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析的基礎(chǔ)上，提出了L1150型前裝機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)的選題。希望通過我們的研究能把前裝機(jī)目前的自動控制技術(shù)提高到一個(gè)新的高度。

1 L型前裝機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)總體模型設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)向是電液控制的自動控制系統(tǒng)。則轉(zhuǎn)向系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

由上述結(jié)構(gòu)圖可以得出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為以下三部分組成，其中G1（S）是電氣系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，G2（S）是電液比例控制閥占空比對換向閥流量的傳遞函數(shù)，G3（S）是液壓系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，如圖2所示：

所以本論文的設(shè)計(jì)分為倆部分，一部分為電氣控制結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，另一部分為液壓控制結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

2 L型前裝機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)

2.1 電氣控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

電氣控制是當(dāng)操作手柄給左轉(zhuǎn)向命令時(shí)，操作手柄移動被轉(zhuǎn)換成CAN信息。CAN全稱為Controller Area Network即控制器局域網(wǎng)[2]，CAN總線是國際上應(yīng)用最為廣泛的現(xiàn)場總線之一。由操作手柄輸出轉(zhuǎn)向命令值輸入到控制器，控制器接收到輸入信號后輸出PWM脈沖信號給控制閥，控制執(zhí)行元件動作。轉(zhuǎn)向位置傳感器隨時(shí)監(jiān)控轉(zhuǎn)向的位置角度并轉(zhuǎn)化為電信號反饋給VCU，和操作手柄的給定值比較以便進(jìn)一步的控制。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)為負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)，所謂反饋控制系統(tǒng)，就是指根據(jù)系統(tǒng)輸出變化的信息來進(jìn)行控制，即通過比較系y行為（輸出）與期望行為之間的偏差，并消除偏差以獲得預(yù)期的系統(tǒng)性能。L型前裝機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電氣控制控制結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)如圖3所示。

2.2 液壓控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

液壓技術(shù)的發(fā)展[3]，可追溯到 17 世紀(jì)帕斯卡提出了著名的帕斯卡定律，開始奠定了流體靜壓傳動的理論基礎(chǔ)。液壓系統(tǒng)：液壓油從油箱流入轉(zhuǎn)向泵的入口。轉(zhuǎn)向泵輸出液壓壓力油經(jīng)控制閥和流量放大器后流入轉(zhuǎn)向油缸，轉(zhuǎn)向油缸動作從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向運(yùn)動。通過負(fù)載感知把負(fù)載的壓力分別反饋回控制閥和轉(zhuǎn)向泵，反饋回控制閥的壓力油與給定值比較后進(jìn)一步控制方向閥芯的開口大小從而進(jìn)一步的控制壓力油流向轉(zhuǎn)向油缸的流量。由于液壓系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)容易發(fā)熱，為了節(jié)省功率和減少發(fā)熱量負(fù)載反饋的壓力油同時(shí)反饋給轉(zhuǎn)向泵，從而可以控制轉(zhuǎn)向泵斜盤角度，進(jìn)一步控制轉(zhuǎn)向泵的輸出功率。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)為負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)，所謂反饋控制系統(tǒng)，就是指根據(jù)系統(tǒng)輸出變化的信息來進(jìn)行控制，即通過比較系統(tǒng)行為（輸出）與期望行為之間的偏差，并消除偏差以獲得預(yù)期的系統(tǒng)性能。在反饋控制系統(tǒng)中，既存在由輸入到輸出的信號前向通路，也包含從輸出端到輸入端的信號反饋通路，兩者組成一個(gè)閉合的回路。因此，反饋控制系統(tǒng)又稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋控制是自動控制的主要形式。在工程上常把在運(yùn)行中使輸出量和期望值保持一致的反饋控制系統(tǒng)稱為自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而把用來精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某種過程的反饋控制系統(tǒng)稱為伺服系統(tǒng)或隨動系統(tǒng)。L型前裝機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓控制控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖4 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓控制結(jié)構(gòu)圖

3 轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的測試和分析

把設(shè)備所有的電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)以及其他的結(jié)構(gòu)件等安裝調(diào)試完成后，啟動設(shè)備做了左轉(zhuǎn)向、無轉(zhuǎn)向、右轉(zhuǎn)向等的一系列空載、有載測試，空載測試是指設(shè)備沒有裝載并處于平整的地面上，有載是指設(shè)備處于裝載的工作狀態(tài)，并處于工況不是很好的環(huán)境下，測試結(jié)果見表1所示。（下轉(zhuǎn)第287頁）

從表1中的測試結(jié)果可以看到當(dāng)有禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)向接口卡無輸出。當(dāng)發(fā)出左轉(zhuǎn)向命令的時(shí)候，轉(zhuǎn)向接口卡輸出的電壓為12V-18V；當(dāng)操作手柄處于中位時(shí)轉(zhuǎn)向接口卡的輸出為12V；當(dāng)發(fā)出右轉(zhuǎn)向命令時(shí)轉(zhuǎn)向接口卡的輸出為6V-12V；這完全符合當(dāng)初設(shè)計(jì)的期望值，在進(jìn)一步的測試中該電路輸出穩(wěn)定、可靠符合要求。

4 結(jié)論

本論文的設(shè)計(jì)以L型前裝機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為主題，主要包括電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)倆部分。電氣系統(tǒng)采用LINCS II控制系統(tǒng)，由操作手柄通過CAN控制系統(tǒng)發(fā)出轉(zhuǎn)向命令通過數(shù)字接口卡轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后輸入到VCU（VECHICLE CONTROL UNIT） VCU接受到信號后發(fā)出PWM輸出信號給數(shù)字接口卡的轉(zhuǎn)向接口卡通道，然后再傳輸?shù)絇VG32先導(dǎo)控制閥控制液壓系統(tǒng)。轉(zhuǎn)向位置傳感器隨時(shí)監(jiān)控轉(zhuǎn)向的位置角度并反饋給VCU和給定值比較以便進(jìn)一步的控制。液壓系統(tǒng)采用電液比例先導(dǎo)控制，液壓油從油箱流入轉(zhuǎn)向泵的入口，液壓壓力油從泵流過高壓過濾器后到達(dá)流量放大器閥（Danfoss） 的HP口。當(dāng)有轉(zhuǎn)向命令時(shí)PVG32先導(dǎo)控制閥控制先導(dǎo)油推動流量放大器的方向閥芯后從泵出來的油經(jīng)流量放大閥芯被導(dǎo)向轉(zhuǎn)向油缸從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向運(yùn)動。

【參考文獻(xiàn)】

[1]皮鈞.工程機(jī)械的技術(shù)發(fā)展方向[J].工程機(jī)械，2012（11）：27-30.

第3篇：電氣和自動化論文范文

論文關(guān)鍵詞：變電站二次設(shè)備；狀態(tài)檢修；管理 

一、變電站二次設(shè)備的狀態(tài)檢修 

1.設(shè)備檢修就是為了保持或恢復(fù)設(shè)備完成規(guī)定功能的能力而采取的技術(shù)活動 

管好、用好、修好設(shè)備，保證現(xiàn)代化設(shè)備在使用過程中經(jīng)常處于良好的技術(shù)狀態(tài)，以滿足生產(chǎn)需要，并使檢修費(fèi)用降到最低，是檢修工作要求達(dá)到的目的。變電站二次設(shè)備狀態(tài)檢修的簡單步驟包括：首先通過設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控測量，然后由檢測最終結(jié)果，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)胤治鼋Y(jié)果，最后合理地安排檢修項(xiàng)目和該項(xiàng)目的時(shí)間。通俗地講，就是在第一時(shí)間去了解設(shè)備當(dāng)前的工作情況，用先進(jìn)的設(shè)備監(jiān)控儀器開展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測（可充分運(yùn)用通信技術(shù)、微電子技術(shù)等），再綜合各方面因素去判斷設(shè)備的目前狀況。在線監(jiān)測、診斷都在狀況檢修的范圍之內(nèi)，其檢修內(nèi)容還包含了設(shè)備管理、驗(yàn)收和設(shè)備的檢修、故障記錄等多方面。長期以來，電力系統(tǒng)主要的檢修機(jī)制為實(shí)施的防范性計(jì)劃檢修。改革開放幾十年來，隨著我國實(shí)施科教興國戰(zhàn)略，綜合國力迅速提升，科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，變電站二次設(shè)備檢修正在由預(yù)防性計(jì)劃檢修朝著預(yù)知性狀態(tài)檢修的方向過渡。 

2.由各種不同的功能，可將變電站準(zhǔn)確地分為一次、二次設(shè)備 

繼電保護(hù)的監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程及自動裝置作為二次設(shè)備的三大組成部分，任何一部分出現(xiàn)故障，都將導(dǎo)致電力系統(tǒng)及設(shè)備無法正常運(yùn)行。在實(shí)際工作狀況下，由二次設(shè)備引起的事故偶有發(fā)生，包括不正確運(yùn)行的結(jié)果，往往影響到運(yùn)行設(shè)計(jì)人員、產(chǎn)品保障部門等許多方面。由于微型計(jì)算機(jī)在繼電保護(hù)上的投入使用，有效提高了斷電保護(hù)系統(tǒng)高效可靠地運(yùn)行，降低了成本，提高了檢修準(zhǔn)確率。 

3.監(jiān)測內(nèi)容 

設(shè)備狀態(tài)檢測是變電站二次設(shè)備狀態(tài)檢修的主要基礎(chǔ)。變電站二次設(shè)備的主要監(jiān)測對象是：交流測量系統(tǒng)、直流操作、信號系統(tǒng)、邏輯判斷系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、屏蔽接地系統(tǒng)等。其中在交流測量系統(tǒng)內(nèi)包含著ta、tv良好二次回路絕緣、完好的測量元件、完整的回路；直流系統(tǒng)則包含了操作和信號回路絕緣良好以及完整的回路。 

4.監(jiān)測方式 

變電站二次設(shè)備依賴傳感器進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測。由此看來，變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測無論是在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上等方面都更容易實(shí)現(xiàn)，在不增加多投入狀況下，充分利用當(dāng)前測量方式，這是一般保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測難以實(shí)現(xiàn)的。例如二次保險(xiǎn)絲的熔斷報(bào)警裝置、直流回路的絕緣監(jiān)測、ct、pt斷線的監(jiān)測等。微機(jī)保護(hù)、微機(jī)其自身自診斷裝置技術(shù)的高速發(fā)展，為變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測成為電站故障診斷的完善系統(tǒng)夯實(shí)了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 

二、關(guān)于變電站二次設(shè)備狀態(tài)檢修應(yīng)注意的幾個(gè)事項(xiàng) 

1.變電站的二次回路的監(jiān)測問題 

由二次設(shè)備相互連接，構(gòu)成對一次回路設(shè)備進(jìn)行測量、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)和監(jiān)視運(yùn)行狀況、開關(guān)位置等信號的電氣回路稱為二次回路。變電站的二次回路包括三個(gè)回路：斷路器的控制回路、變電站的信號回路、變電站的同期回路。其中，斷路器控制回路的作用是運(yùn)行人員通過回路的控制開關(guān)發(fā)出操作命令，要求斷路器分閘或合閘，然后經(jīng)過中間環(huán)節(jié)將命令傳送給斷路器操動機(jī)構(gòu)，使斷路器能夠分閘或合閘，當(dāng)斷路器完成操作后，由信號裝置顯示已完成操作。連接保護(hù)裝置的二次回路包括交流電流回路、交流電壓回路、直流操作控制回路和信號回路及測量回路。目前，隨著保護(hù)裝置的微機(jī)化，很容易實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測。但是由若干繼電器及連接的各個(gè)設(shè)備的電纜組成的二次回路有一個(gè)很大的缺點(diǎn)，即分散并且點(diǎn)多。在監(jiān)測各個(gè)繼電器觸點(diǎn)的工作狀況中，如果要以在線的方式監(jiān)測回路接線的準(zhǔn)確性與否，不但成本高、不經(jīng)濟(jì)，而且很難做到。所以若要監(jiān)測該問題，應(yīng)從設(shè)備管理方法這一關(guān)鍵點(diǎn)著手，比如設(shè)備驗(yàn)收管理，最好的方法是可以離線監(jiān)測資料管理。 

2.二次設(shè)備對電磁抗干擾性的監(jiān)測問題 

目前，變電站二次設(shè)備對電磁干擾產(chǎn)生越來越強(qiáng)烈的敏感性，主要是由于大量微電子元件以及高集成電路的廣泛使用。采樣信號失真、元件損壞、自動裝置異常都是電磁波對二次設(shè)備產(chǎn)生干擾的表現(xiàn)。在二次設(shè)備狀態(tài)檢修中及其重要的一項(xiàng)內(nèi)容是：對二次設(shè)備進(jìn)行關(guān)于電磁兼容性的考核試驗(yàn)。電磁兼容是相對電磁干擾而言的。從電磁能量的發(fā)射和接受而言，電氣和電子設(shè)備在其運(yùn)行中可同時(shí)起發(fā)射器和接收器的作用。當(dāng)不希望的電壓或電流信號出現(xiàn)在敏感設(shè)備上并影響其性能時(shí)，則稱之為電磁干擾。所謂電磁兼容就是指設(shè)備或系統(tǒng)在包圍它的電磁環(huán)境中能不因干擾而降低其工作性能，它們本身所發(fā)射的電磁能量也不足以惡化環(huán)境和影響其他設(shè)備或系統(tǒng)的正常工作，相互之間不干擾，各自完成各自正常功能的共存狀態(tài)。為了實(shí)現(xiàn)良好的電磁兼容，需要從控制干擾源、降低干擾源與敏感設(shè)備間的耦合程度和提高易受影響設(shè)備的抗干擾能力3個(gè)方面協(xié)調(diào)地采取措施。對于設(shè)備的電磁發(fā)射、抗干擾能力應(yīng)符合相應(yīng)的考核及試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。對各個(gè)不同廠站的敏感器件、干擾源進(jìn)行必要的監(jiān)測管理。例如檢查二次設(shè)備的屏蔽接地狀況，關(guān)于在微機(jī)保護(hù)裝置旁違規(guī)使用移動通訊設(shè)備的管理等等。

3.一、二次設(shè)備兩者在狀態(tài)檢修方面的相互關(guān)系 

電氣一次設(shè)備是指直接用于生產(chǎn)、輸送和分配電能的生產(chǎn)過程中的高壓電氣設(shè)備，包括發(fā)電機(jī)、電壓器、斷路器、隔離開關(guān)、自動開關(guān)、接觸器、刀開關(guān)、母線、輸電線路、電力電纜、電容器、電抗器、電動機(jī)等。二次設(shè)備是指對一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)，以及為運(yùn)行、維護(hù)人員提供運(yùn)行工況或生產(chǎn)指揮信號所需要的低壓電氣設(shè)備，如測量儀器、檢查裝置、信號裝置、熔斷器、控制開關(guān)、繼電器、控制電纜等。大多數(shù)情況下，只有在一次設(shè)備停電檢修時(shí)，二次設(shè)備才可以設(shè)備檢修。也就是說要首先考慮電氣一次設(shè)備的情況，然后再對二次設(shè)備狀態(tài)檢修進(jìn)行決策分析，保證二次設(shè)備運(yùn)行可靠，從而縮減停電檢修時(shí)間，降低檢修成本。 

4.二次設(shè)備檢修與設(shè)備管理信息系統(tǒng)的關(guān)系 

設(shè)備管理信息系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)管理設(shè)備的運(yùn)行情況，記錄歷次檢修實(shí)驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)信息共享。因此，許多供電企業(yè)開始建立了該系統(tǒng)，以此來保證在狀態(tài)檢修中做出正確有效的決策。 

三、開展?fàn)顟B(tài)檢修過程中需要注意的一些問題 

1.需要更新觀念 

事物是在不斷運(yùn)動的、變化的，檢修工作人員應(yīng)該解放思想，用變化的思維觀念去解決一些設(shè)備檢修問題，改變傳統(tǒng)的預(yù)防性設(shè)備檢修的思考方式。在變電站二次設(shè)備檢修過程中，要保持冷靜，不能急功近利，要有耐性，切忌尋找一種快速的檢修方法，要記住不可能在短期內(nèi)完成這樣的系統(tǒng)工程，要養(yǎng)成循序漸進(jìn)，腳踏實(shí)地的工作作風(fēng)。 

2.需要?jiǎng)?chuàng)新體制 

國家及企業(yè)建立了電力設(shè)備檢修的一些制度。電力工作人員在只有了解現(xiàn)行專業(yè)制度后，才可以更好地做好檢修設(shè)備的工作，擬好可靠有效地實(shí)施方案。比如執(zhí)行相關(guān)專業(yè)規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工藝原則等，改進(jìn)檢修內(nèi)容及方法，合理客觀地追究事故責(zé)任?？傊?，要在實(shí)踐中不斷完善變電站二次設(shè)備檢修制度，不斷創(chuàng)新體制，總結(jié)探索先進(jìn)的檢修方法，把理論應(yīng)用到實(shí)踐中。 

3.需要提高檢修工作人員專業(yè)技術(shù)素質(zhì) 

在任何一個(gè)大型企業(yè)，都需要各類專業(yè)工作人員的協(xié)調(diào)配合工作。狀態(tài)檢修任務(wù)艱巨，影響甚大，更需要各類專業(yè)人員協(xié)同工作，尤其在大型變電站設(shè)備的檢修過程中，更需要專職人員的密切配合，才能保證檢修工作的質(zhì)量。同時(shí)，提高電力工作人員的素質(zhì)，可以減少不必要的事故發(fā)生，因?yàn)樵陔娏ιa(chǎn)中，許多事故的發(fā)生都跟運(yùn)行人員自身素質(zhì)有很大關(guān)系。同時(shí)，隨著高電壓等級變電站的增多、帶電作業(yè)的增多、狀態(tài)檢修的推行等，對人員素質(zhì)提出了更高的要求。因此，加強(qiáng)對工作人員的素質(zhì)技術(shù)培訓(xùn)，提高檢修專職人員的素質(zhì)迫在眉睫，只有這樣，才能適應(yīng)不斷增多的高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)的要求。 

第4篇：電氣和自動化論文范文

論文摘要：火焰切割機(jī)是利用燃?xì)夂脱鯕鈱㈣T坯快速燃燒，達(dá)到切斷鑄坯的目的，其優(yōu)點(diǎn)是在線設(shè)備輕，一次性投資省，適應(yīng)鑄坯的溫度寬；缺點(diǎn)是切割渣不易處理，金屬損耗大，但當(dāng)鑄坯較長時(shí)，金屬損耗則較少。本次課題實(shí)際內(nèi)容主要是針對火焰切割機(jī)的電氣控制部分進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，本文引用電氣控制PLC原理，通過各種電氣元件的選型和計(jì)算，以及PLC程序的編譯，簡單的介紹了該火焰切割機(jī)電氣控制方面的設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)方法?；鹧媲懈顧C(jī)的電氣設(shè)計(jì)包括PLC、變頻器、控制變壓器、低壓電氣元件的選型以及STEP 7的程序編譯。

1 緒論

1.1 連續(xù)鑄鋼的概念

連續(xù)鑄鋼是一項(xiàng)把鋼水直接澆鑄成形的節(jié)能新工藝，它具有節(jié)省工序、縮短流程，　提高金屬收得率，降低能量消耗，生產(chǎn)過程機(jī)械化和自動化程度高，鋼種擴(kuò)大，產(chǎn)品　質(zhì)量高等許多傳統(tǒng)模鑄技術(shù)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。自從20世紀(jì)50年代連續(xù)鑄鋼技術(shù)進(jìn)入工業(yè)性應(yīng)用階段后，不同類型、不同規(guī)格的連鑄機(jī)及其成套設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。20世紀(jì)70年代以后，連鑄技術(shù)發(fā)展迅猛，特別是板、方坯連鑄機(jī)的發(fā)展對加速連鑄技術(shù)替代傳統(tǒng)的模鑄技術(shù)起到了決定性作用。

1.2 連鑄比的概念

連鑄坯的噸數(shù)與總鑄坯(錠)的噸數(shù)之比叫做連鑄比，它是衡量一個(gè)國家或一個(gè)鋼鐵工廠生產(chǎn)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一，也是連鑄設(shè)備、工藝、管理以及和連鑄有關(guān)的各生產(chǎn)環(huán)節(jié)發(fā)展水平的綜合體現(xiàn)。

1.3 國內(nèi)外連鑄技術(shù)的發(fā)展

1.3.1 國外連鑄技術(shù)的發(fā)展概況

20世紀(jì)50年代，連鑄開始用于鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)。連鑄坯產(chǎn)量僅有110萬t左右，連鑄比約為0.34%

20世紀(jì)60年代，弧型連鑄機(jī)問世，連鑄進(jìn)入了穩(wěn)步發(fā)展時(shí)期。年產(chǎn)鑄坯能力達(dá)4000萬t以上，連鑄比達(dá)5.6%。

20世紀(jì)70年代，世界范圍的兩次能源危機(jī)促進(jìn)了連鑄技術(shù)大發(fā)展，連鑄進(jìn)入了迅猛發(fā)展時(shí)期。鑄坯產(chǎn)量已逾2億t，連鑄比上升為25。8%。

20世紀(jì)80年代，連鑄進(jìn)入完全成熟的全盛時(shí)期。世界連鑄比由1981年的33。8%上升到1990年的64。1%。連鑄技術(shù)的進(jìn)步主要表現(xiàn)在對鑄坯質(zhì)量設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制方面達(dá)到了一個(gè)新水平。

20世紀(jì)90年代以來，近終形連鑄受到了實(shí)際各過的普遍關(guān)注，近終形薄板坯連鑄與連扎相結(jié)合，形成緊湊式短流程，其發(fā)展速度之快，非人們所料及。

1.3.2 我國連鑄發(fā)展概況

近幾年，我國連鑄發(fā)展很快。除海南、西藏和寧夏，都有了連鑄。2000年，連鑄坯產(chǎn)量達(dá)到11450萬噸，突破一億噸，位居各國之首。連鑄比88.08%，超過了世界連鑄比的平均數(shù)87.2%。從1996~2000年的五年，連鑄坯的產(chǎn)量增加7017萬噸，平均年增1403萬噸，連鑄比比1995（46.48%）增長41.6個(gè)百分點(diǎn) ，平均年增8.32個(gè)百分點(diǎn).這個(gè)增速在世界上也是罕見的.2000年，全連鑄單位達(dá)到130個(gè)占有連鑄單位的總數(shù)165個(gè)的78.8%(沒有連鑄的單位僅12個(gè));高效和較高效連鑄機(jī)占連鑄機(jī)總數(shù)339臺的約50%.在品種質(zhì)量方面，可以說除個(gè)別品種外都能生產(chǎn)并滿足質(zhì)量要求。

進(jìn)入新世紀(jì)，連鑄生產(chǎn)發(fā)展更快.2001年連鑄坯產(chǎn)量達(dá)13820萬噸，連鑄比達(dá)92.8%，比2000年猛增2370萬噸，增長21%，連鑄比增長4.72個(gè)百分點(diǎn)。

2002年預(yù)計(jì)將產(chǎn)連鑄坯16500萬噸連鑄比將達(dá)94%左右，全連鑄單位將達(dá)157個(gè)，占當(dāng)前有連鑄的單位總數(shù)175的89.7%.2002年預(yù)計(jì)將新增連鑄機(jī)60臺200流，產(chǎn)能3500萬噸以上.到2002年在線連鑄機(jī)將達(dá)444臺，產(chǎn)能共19450萬噸.預(yù)計(jì)到2005年連鑄機(jī)產(chǎn)能將達(dá)23500萬噸，產(chǎn)量將達(dá)21000萬噸，連鑄比將達(dá)97%.現(xiàn)在新建的鋼長起步都是全連鑄，新建的連鑄機(jī)基本上都是高效的，而且達(dá)產(chǎn)很快。

1.4 今后我國連鑄發(fā)展要求

1.提高品質(zhì).國內(nèi)市場所需的品種應(yīng)能自己生產(chǎn)并保證質(zhì)量，充分滿足市場要求，并有利于擴(kuò)大出口。

2.提高效率.還有近半數(shù)的連鑄機(jī)需要進(jìn)行高效化改造，已改造的效率需進(jìn)一步提高，新建連鑄機(jī)必須高效化且一 步到位，提高近終型連鑄的比率，進(jìn)一步提高效率。

3.提高連鑄比.尤其是提高特鋼連鑄比，　進(jìn)一步發(fā)展全連鑄.目前，影響我國連鑄比的主要是幾個(gè)大的鋼鐵企業(yè)和一批老的特鋼企業(yè)，　包鋼和攀鋼可望于2003或2004年實(shí)現(xiàn)全連鑄，寶鋼可望于2006年實(shí)現(xiàn)全連鑄，太鋼也正在努力。

4.流程最佳化．爐外精煉、鑄坯熱裝、連軋成材，連鑄是中間環(huán)節(jié)和中心環(huán)節(jié)，力求匹配、銜接最佳化，使　之充分發(fā)揮煉鋼及軋鋼的能力，縮短工藝流程，降低各項(xiàng)消耗，提高勞動生產(chǎn)率，增加經(jīng)濟(jì)效益。

1.5 連鑄機(jī)的組成

連鑄機(jī)主要由鋼包運(yùn)載裝置、中間包、中間包運(yùn)載裝置、結(jié)晶器、結(jié)晶器振動裝置、二次冷卻裝置、拉坯矯直機(jī)、引錠裝置、切割裝置和鑄坯運(yùn)出裝置等部分組成。

圖1.1 弧形連鑄機(jī)

1-鋼包轉(zhuǎn)臺; 2-中間罐; 3-結(jié)晶器; 4-二次冷卻及導(dǎo)向裝置; 5-結(jié)晶器振動裝置

6-拉矯機(jī); 7-引錠存放裝置; 8-切割裝置; 9-鑄坯運(yùn)出裝置

1.6 弧形連鑄機(jī)的生產(chǎn)流程

連續(xù)澆注時(shí)，鋼水罐中的鋼液經(jīng)過中間罐注入水冷銅板結(jié)晶器內(nèi)，結(jié)晶器的底部由引錠頭承托，使引錠頭與結(jié)晶器壁密封后便可開始澆注。注入結(jié)晶器的鋼水受到水冷銅模的強(qiáng)烈冷卻，迅速成為具有一定厚度坯殼的鑄坯。當(dāng)鋼液澆至規(guī)定高度時(shí)，開動拉矯機(jī)，拉錕夾住引錠桿以一定速度把鑄坯連續(xù)拉出結(jié)晶器。為了防止鑄坯坯殼被拉斷，并減少結(jié)晶器內(nèi)的拉坯阻力，在澆注過程中，結(jié)晶器始終要進(jìn)行往復(fù)振動。鑄坯拉出結(jié)晶器以后，進(jìn)入二次噴水冷卻區(qū)，直到完全凝固。當(dāng)鑄坯拉出拉矯機(jī)后，脫去引錠裝置，鑄坯經(jīng)過矯直，再經(jīng)過割機(jī)切成定尺長度，由輸送錕道運(yùn)走，這一整個(gè)過程是連續(xù)進(jìn)行的。

鑄坯切割裝置處于整個(gè)連鑄裝置的末端，也是整個(gè)連鑄流程的結(jié)尾部分，負(fù)責(zé)把連鑄坯按照軋鋼機(jī)的要求切割成定尺或倍尺長度。鑄坯是在連續(xù)運(yùn)行中完成切割，因此切割裝置必須與鑄坯同步運(yùn)動。

1.7切割設(shè)備的技術(shù)要求

1．把被矯直的鑄坯，按要求切割成一定長度。

2．鑄坯切口應(yīng)與鑄坯長度方向垂直，切面平整，切頭不應(yīng)有大于原鑄坯斷面的變形。

3．切割能力應(yīng)適應(yīng)鑄坯溫度的變化。

1.8切割設(shè)備的類型及特點(diǎn)

1.8.1 種類

小方坯連鑄機(jī)采用的切割設(shè)備種類較多，有電動機(jī)械剪，液壓剪，火焰切割機(jī)等。

1.8.2火焰切割機(jī)原理

火焰切割機(jī)是利用燃?xì)夂脱鯕鈱㈣T坯快速燃燒，達(dá)到切斷鑄坯的目的，其優(yōu)點(diǎn)是在線設(shè)備輕，一次性投資省，適應(yīng)鑄坯的溫度寬；缺點(diǎn)是切割渣不易處理，金屬損耗大，但當(dāng)鑄坯定尺較長時(shí)，金屬損耗則較少，因而目前有些中、小企業(yè)又趨向建火焰切割機(jī)。

1.8.3 火焰切割機(jī)的種類

火焰切割機(jī)用于小方坯鑄機(jī)的機(jī)型目前有三種：其一自動化程度較高，投資也較大的為全自動化的火焰切割機(jī)，切割槍的擺動，切割小車的隨動及返回，以及自動計(jì)數(shù)定尺，都由微機(jī)控制。電動或氣壓做動力源。

另兩種近來較流行的經(jīng)濟(jì)型的火焰切割機(jī)：一種稱無動力型火焰切割機(jī)，另一種稱夾坯型火焰切割機(jī)。

（1）無動力型火焰切割機(jī)

這種火焰切割機(jī)不同于全自動的火焰切割機(jī)，除切割小車返回使用液壓缸外，其余全無動力源，是靠鑄坯帶動產(chǎn)生各種動作，當(dāng)撞頭落在錕道線上，鑄坯運(yùn)行一個(gè)定尺長度至撞頭處，則頂動撞頭并帶著切割小車前進(jìn)，切割小車上裝切割槍，切割槍的擺動運(yùn)動來源于擺動機(jī)構(gòu)上有一個(gè)導(dǎo)輪，當(dāng)切割小車被鑄坯帶動

前進(jìn)時(shí)，此導(dǎo)輪將沿著一個(gè)固定的靠模曲線前進(jìn)，因曲線的起伏使導(dǎo)輪帶動切割槍，產(chǎn)生切割擺動運(yùn)動。定尺撞頭的上部裝在定尺導(dǎo)桿上，由于定尺不同，撞頭在定尺導(dǎo)桿上的位置可以通過調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，導(dǎo)桿的末端有釋放導(dǎo)模，當(dāng)撞頭走到導(dǎo)桿末端時(shí)，完成尺切割后，撞頭將因?qū)５淖饔?，自動釋放抬起。則被切斷的鑄坯經(jīng)錕道送出。撞頭及切割小車又被液壓缸帶動返回原處，而撞頭落下成等待位置，全部切割過程結(jié)束。

該切割機(jī)的動力來源是鑄坯，鑄坯不頂?shù)阶差^，則切割小車不會行走，切割槍不會擺動，無法進(jìn)行切割，顯然該機(jī)不能進(jìn)行非定尺的切割，如切頭、切尾，或事故切割，這是該機(jī)的最大弱點(diǎn)。

（2）夾坯型火焰切割機(jī)

為了克服上述切割機(jī)的缺點(diǎn)，一種新型的切割機(jī)對隨動運(yùn)動作了改進(jìn)，不用被動的頂坯方式，而改為主動的夾坯隨動方式，并用汽缸作動力，解決了不能切頭、切尾的問題。

夾坯型火焰切割機(jī)，切割機(jī)前設(shè)置里夾坯錕，夾坯夾頭，火焰切割槍的擺動仍是由擺動機(jī)構(gòu)和靠模完成，切割小車返回用液壓缸或用氣動馬達(dá)，夾坯夾頭杠桿通過轉(zhuǎn)軸，靠汽缸傳動，產(chǎn)生夾緊或放松的動作，而氣缸的進(jìn)排氣則由工人遙控，或由定尺裝置發(fā)出信號，顯然該機(jī)應(yīng)另配備定尺發(fā)信號裝置。目前小方坯連鑄機(jī)采用這種帶有主動夾坯機(jī)構(gòu)的火焰切割機(jī)日漸增多。

1.8.4 切割槍

割炬又稱為切割槍，是火焰切割機(jī)的重要部件。切割槍是由槍體和切割嘴組成。而切割嘴是它的核心部件。

外混式切割槍，它形成的火焰焰心為白色長線狀，切割嘴可距鑄坯50～100mm內(nèi)切割；外混式切割槍具有鑄坯熱清理效率高，切縫小，切割槍壽命長等優(yōu)點(diǎn)。切割槍是用銅合金制造，并通水冷卻。

一般當(dāng)鑄坯寬度小于600mm時(shí)，用單槍切割；寬度大于600mm的鑄坯，用雙槍切割。但要求兩支切割槍在同一條直線上移動，以防切縫不齊。切割時(shí)割槍應(yīng)能橫向運(yùn)動和升降運(yùn)動。當(dāng)鑄坯寬大于300mm時(shí)，切割槍可以平移，見圖a，當(dāng)坯寬小于300mm時(shí)，割槍可做平移或扇形運(yùn)動，見圖b，割槍的扇形運(yùn)動的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是切割先從鑄坯角部開始，使角部得到預(yù)熱有利于縮短切割時(shí)間，同時(shí)在板坯切割時(shí)先做約 5°的扇形運(yùn)動，割槍轉(zhuǎn)到垂直位置后，再做快速平移運(yùn)動，見圖C。

圖1.2 割槍運(yùn)動

1.8.5 鑄坯自動定尺裝置

錕子通過氣缸與鑄坯接觸，鑄坯帶動錕子轉(zhuǎn)動并發(fā)出脈沖信號，由計(jì)數(shù)器按定尺發(fā)出信號開始切割。

1.9 切割機(jī)的選用

火焰切割機(jī)，在線設(shè)備簡單，一次性投資低，切頭比較平整，不受鑄坯溫度的限制，但金屬損耗高，有煙塵和切割渣的污染，需要增加額外的投資。這里選用了夾坯型火焰切割機(jī)。

圖1.3 火焰切割裝置

圖1.4 夾鉗式同步機(jī)構(gòu)簡圖

1.10 課題關(guān)鍵問題及難點(diǎn)

這次課題關(guān)鍵問題及主要難點(diǎn)有：

1.工作環(huán)境溫度高，零部件的選用與保護(hù)。

2.變頻器的參數(shù)設(shè)置。

3. 電氣元件的選用。

4．火焰切割機(jī)機(jī)械部件與PLC控制系統(tǒng)的搭配。

5.電氣圖主要技術(shù)參數(shù)的計(jì)算。

6.STEP 7的編程。

2 火焰切割機(jī)機(jī)械控制

2．1 切割機(jī)機(jī)架

由軌道和軌道梁、走行和檢查平臺、橫梁和立柱、能介管道和電纜等組成。

1．軌道采用高架形式，每流兩根。安裝軌道的軌道梁斷面為“日”字形，內(nèi)部通有冷卻水，火切機(jī)軌道梁公用一個(gè)大機(jī)架。

2．行和檢修平臺。平臺蓋板上部為鋼制花紋板，下部為鋼板。

3．分布在鑄流兩側(cè)，為了保證切割操作工有良好的操作視線，橫梁采用下置式安放。

4．機(jī)能介管道和電纜設(shè)置在遠(yuǎn)離拉矯機(jī)一側(cè)，如配置測量輥裝置空氣管和電纜設(shè)置靠拉矯機(jī)一側(cè)。

2．2 車體

由下箱體、安裝板、上箱體、箱蓋和前箱體組成。

1．箱體和上箱體是一個(gè)箱形雙壁構(gòu)件，通有冷水，可保護(hù)安裝在其中的各部件，防止機(jī)下鑄流熱輻射的損害。

2．安裝板在上、下箱體之間，火切機(jī)的各部件都裝在此板上。

3．箱蓋在上箱體上方，是一可折的輕型蓋子，便于安裝和維修。

4．前箱體是單壁箱體，用來保護(hù)切割槍、夾鉗裝置。

2．3 傳動裝置

兩傳動火焰切割機(jī)的傳動裝置由三相交流電機(jī)、兩極蝸輪減速器、齒輪傳動副、切割車行走和割槍驅(qū)動等部件組成。

1．電機(jī)：火焰切割機(jī)上，采用8極交流電機(jī)加變頻器調(diào)速，使割槍在起切速度時(shí)，電機(jī)不會在低頻帶工作。

2．減速器組件：火焰切割機(jī)的減速器是本廠自制件，有兩極蝸輪減速。在第一級蝸輪出軸上，裝有開式傳動齒輪，與帶有電磁離合器（A）。在第二級蝸輪出軸上裝有電磁離合器（B）。

3．切割車行走：切割車行走由傳動部件與車輪組成，車輪安裝在水冷箱體兩側(cè)，前端兩個(gè)從動輪，后端兩個(gè)主動輪，一側(cè)車輪為槽型導(dǎo)向輪，另一側(cè)車輪為平輪。傳動部分安裝在水冷箱體的中部，通過小車傳動電機(jī)，帶動自動車輪，來完成切割機(jī)到滬運(yùn)動。

4．割槍驅(qū)動：火焰切割機(jī)的割槍驅(qū)動由割槍傳動電機(jī)來控制。

2．4 同步機(jī)構(gòu)

火焰切割機(jī)的同步機(jī)構(gòu)由帶閥氣缸、上夾臂、旋轉(zhuǎn)軸和夾鉗組成，氣缸安裝在水冷箱體內(nèi)，通過電磁閥的換向帶動上夾臂，再由旋轉(zhuǎn)軸帶動安裝在前箱體的通有冷卻水的夾鉗作夾緊和松開動作，來實(shí)現(xiàn)對鑄坯的夾緊和切割機(jī)的同步運(yùn)行。

工作程序:待機(jī)時(shí)，電磁閥失電，夾緊松開，處于極限待機(jī)位置(最大開口)。當(dāng)鑄坯運(yùn)行到切割定尺時(shí)，氣缸換向閥得電，氣缸使夾鉗夾緊鑄坯，同時(shí)切割車傳動電機(jī)失電，切割車即隨鑄坯同步運(yùn)行。當(dāng)切割完畢時(shí)，氣缸換向閥失電，夾鉗松開，氣缸縮回至極限待機(jī)位置，夾緊極限位置接近開關(guān)發(fā)訊，機(jī)器處于待機(jī)位置。

2．5 邊緣探測裝置

方坯火焰切割機(jī)在邊緣探測方面作了很大改進(jìn)。割槍對鑄坯邊緣的定位是通過夾鉗對鑄坯的夾緊將割槍邊緣（不同的鑄坯需要調(diào)整在夾緊時(shí)夾鉗和割槍的相對位置，這樣解決了鑄坯跑偏時(shí)，割槍的預(yù)熱點(diǎn)偏差大的問題。

工作原理：待機(jī)時(shí)，切割機(jī)傳動電機(jī)均失電，割槍停留在原位。當(dāng)鑄坯運(yùn)行到切割定尺時(shí)，氣缸換向閥得電。夾鉗帶動割槍，迅速達(dá)到鑄坯邊緣位置，對鑄坯進(jìn)行預(yù)熱。

2．6 管路

由車間氧氣、燃?xì)狻嚎s空氣、冷卻水等管道供應(yīng)的各種介質(zhì)經(jīng)過能源介質(zhì)箱后，通過機(jī)外配管、機(jī)內(nèi)配管送到機(jī)上各使用點(diǎn)。

1.路。氧氣進(jìn)入能源介質(zhì)箱，在箱內(nèi)經(jīng)過濾器后分成割槍預(yù)熱氧、切割氧二路，分別減壓至設(shè)定壓力，由電磁閥控制出能源介質(zhì)箱后，經(jīng)硬管送至拖鏈上的軟管再接到主、副割槍上，高溫區(qū)割槍的連接采用不銹鋼波紋軟管，預(yù)熱氧管道進(jìn)入割槍前裝有氧氣回火防止器。

2.燃?xì)夤苈?。燃?xì)膺M(jìn)入能源介質(zhì)箱，在箱內(nèi)經(jīng)過濾器并減壓至設(shè)定壓力，由電磁閥控制出能源介質(zhì)箱后，經(jīng)硬管送至拖鏈上的軟管再接到主、副割槍上，高溫區(qū)割槍的連接采用不銹鋼波紋軟管。燃?xì)膺M(jìn)入割槍前需裝有回火防止器。

3.壓縮空氣灌錄。壓縮空氣進(jìn)入能源介質(zhì)箱在箱內(nèi)經(jīng)氣源三聯(lián)件（過濾、減壓、油霧器）以設(shè)定壓力出能源介質(zhì)箱，經(jīng)硬管送至拖鏈上的軟管后進(jìn)入機(jī)內(nèi)配管，由換向閥控制進(jìn)入同步氣缸，使夾鉗作夾緊與放開動作。

火焰切割機(jī)的冷卻水進(jìn)、出水管路如下：

SHAPE \* MERGEFORMAT

圖 2.1 冷卻水進(jìn)、出水管路示意圖

冷卻水經(jīng)機(jī)外硬配管、拖鏈軟管引上切割機(jī)后，分兩路進(jìn)入割槍、上箱體下箱體和夾鉗，然后進(jìn)入拖鏈回水管，最后通過機(jī)外硬配管系統(tǒng)排放。

另一路由電磁換向閥控制進(jìn)入長度測量裝置氣缸，使測量輥?zhàn)骺繑n鑄坯與脫離鑄坯動作。

2．7 切割車行程控制

切割車行程控制由接近開關(guān)與感應(yīng)片組成。接近開關(guān)裝在切割機(jī)上箱體的水套中，以防在高溫狀態(tài)下的失靈，感應(yīng)片焊接在機(jī)架上。

2．8 長度測量裝置

1. 度測量裝置為一由氣缸推動可擺動的空心軸，空心軸上裝有一個(gè)表面經(jīng)特殊硬化處理的測量輪，其擺動支撐座安裝在切割機(jī)機(jī)架上。鑄坯到達(dá)測量點(diǎn)之前，空心軸應(yīng)擺動至上位。當(dāng)上位機(jī)發(fā)出鑄坯到位信號后，氣缸推動其擺動至下位，測量輪與鑄坯側(cè)面接觸，鑄坯靠摩擦力通過測量輪帶動空心軸旋轉(zhuǎn)。在空心軸上端通過一對開式齒輪傳動副連接一個(gè)增量式光電編碼器。測量輪的周長與脈沖發(fā)生器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)是匹配的，通過光電編碼器將測量數(shù)據(jù)反饋到PLC中去。冷卻水流經(jīng)測量輪、空心軸后排出。

2.產(chǎn)度測量裝置也可以配置紅外線熱金屬探測器，探測器每流一套安裝在長度測量機(jī)架上，探測器需要一路壓縮空氣、冷卻水出口和出口管路。

3.度測量裝置也可選用DC24VP碰錘，碰錘每流一套安裝在測量機(jī)架上，并與機(jī)架絕緣。

2．9 能源介質(zhì)控制箱

2．9.1 概述

能源介質(zhì)控制箱的功能是將用戶管道來的各種不同壓力的能源介質(zhì)調(diào)整到火焰切割機(jī)正常切割所需的工作壓力。

本廠提供的能源介質(zhì)控制箱具有這樣的特點(diǎn)：在進(jìn)口壓力波動較大，切割所需的氣源流量也很大的情況下，通過具有先進(jìn)水平的減壓閥的調(diào)壓，使出口氣壓控制在正常切割所需的工作壓力，并持續(xù)穩(wěn)定地供應(yīng)各種氣源。

安裝位置：一般安放在離火焰切割機(jī)切割區(qū)域不太遠(yuǎn)（10米以內(nèi)）的兩側(cè)。這樣既可以使火焰切割機(jī)的現(xiàn)場配管長度比較合理，又便于在進(jìn)行壓力調(diào)整的時(shí)候，操作工可看清割槍的火焰。

結(jié)構(gòu)形式：為立式箱形結(jié)構(gòu)。箱體的前后均可開門，便于維修。箱體的一側(cè)配有電氣端子箱（地上接線端子箱），將切割機(jī)上所有電控元器件和能源介質(zhì)箱內(nèi)電磁閥的接線電纜連接到此端子箱。

2．9.2 簡介

（1）箱體。為立式箱形結(jié)構(gòu)。所有的控制元器件及聯(lián)接管路均可安裝在該箱體內(nèi)，箱體下部為能源介質(zhì)的進(jìn)口，上部為能源介質(zhì)的出口。如用戶特殊需要，也可進(jìn)、出口換向設(shè)計(jì)。箱體的前后均為雙開門，便于維修。箱體的一側(cè)配有一個(gè)電氣端子箱（地上接線端子箱），將切割機(jī)上所有電控元器件和能源介質(zhì)箱內(nèi)電磁閥的電纜連接到此端子箱。

（2）閥門類。共有六種類型。

1. 安裝在能介箱內(nèi)各進(jìn)氣總管和分路管道上的球閥。其總管所用型號為Q11F-16TG2；分管所用型號為Q11F-16TG3/4。

2. 安裝在燃?xì)饪偣苌系闹够亻y。型號為MF，其功能一是防止燃?xì)饣鼗?，二是過濾氣體種的雜質(zhì)。

3. 安裝在氧氣和燃?xì)夥止苌系臏p壓閥。切割氧減壓閥型號為MD200；預(yù)熱氧減壓閥型號為RE25-HG；燃?xì)鉁p壓閥型號為RE4PM-G。

4. 安裝在氧氣和燃?xì)夥止苌?，控制每一路氣源開、關(guān)的二位二通電磁閥（德國進(jìn)口件）。

5. 安裝在預(yù)熱氧管和燃?xì)夤芘月飞系臍怏w調(diào)節(jié)閥。其型號為DP5。

6. 安裝在壓縮空氣管路上的三聯(lián)件氣源處理裝置。其型號為399．293。

（3）管路。分為進(jìn)氣總管和各供氣分管。

各種介質(zhì)的進(jìn)氣總管各一根。其中在氧氣和燃?xì)饪偣苌涎b有過濾器和壓力表。

氧氣總管在箱體內(nèi)分成預(yù)熱氧和切割氧兩路然后根據(jù)該箱體控制切割槍的數(shù)量再分成相應(yīng)的十路分管。

在每一路預(yù)熱氧分管上，裝有Q11F-16TG3/4球閥、MD200氧氣減壓閥和二位二通電磁閥。

在每一路預(yù)熱氧分管上，裝有Q11F-16TG3/4球閥、RE25-HG預(yù)熱氧減壓閥和二位二通電磁閥，在電磁閥的下部配有一旁路，上裝有DP5氣體調(diào)節(jié)閥，供調(diào)節(jié)割槍點(diǎn)火火焰之用。

燃?xì)饪偣茉谙潴w內(nèi)根據(jù)該箱體控制切割槍的數(shù)量分成相應(yīng)的五路分管。

在每一路燃?xì)夥止苌?，裝有Q11F-16TG3/4球閥，RE4PM-G燃?xì)鉁p壓閥和二位二通電磁閥，在電磁閥的下部也配有一旁路，上裝有DP5氣體調(diào)節(jié)閥，供調(diào)節(jié)割槍點(diǎn)火火焰之用。

2.10 技術(shù)參數(shù)

1切割參數(shù)

鑄坯規(guī)格

120×120mm--250×250mm

鑄坯溫度

>600℃

切割定尺

>2.5m

切割區(qū)最小行程

2400mm

2運(yùn)動參數(shù)

切割機(jī)運(yùn)行速度

11.0m/min(快進(jìn)、快退)

2.5m/min（慢進(jìn)、慢退）

割槍運(yùn)行速度

0—700mm/min（可調(diào)）

割槍正常切割速度

300—450mm/min

3結(jié)構(gòu)參數(shù)

軌距

800mm

輪距

750mm

輥道面與軌道面高差

1000mm

割槍行程

300mm

切割槍數(shù)

每臺1把

4能源介質(zhì)參數(shù)

種類

壓力(MPa)

耗量(Nm3/h)

備注

氧氣

≧1.0

58（每把槍）

純度

燃?xì)猓?/p>

4—6（每把槍）

熱值>57458KJ/Nm3

①乙炔

0.07—0.10

35--40（每把槍）

熱值>16800KJ/Nm3

②焦?fàn)t煤氣

0.25—0.50

9—11（每把槍）

熱值>95900KJ/Nm3

③高能氣

0.05—0.07

3（每臺車）

熱值>94100KJ/Nm3

④石油液化氣

0.05—0.07

10（每臺車）

無油污雜質(zhì)

壓縮空氣

0.40—0.60

6（每臺車）

工業(yè)凈化水

冷卻水

0.60—0.80

3 電氣控制的設(shè)計(jì)

火焰切割機(jī)電氣設(shè)計(jì)要求包括六流火焰切割機(jī)的供配電設(shè)計(jì)，傳動設(shè)計(jì)和控制操作功能設(shè)計(jì)。

3.1 電氣控制工藝要求

3.1.1 控制設(shè)備

火機(jī)行走傳動電機(jī)（～380V交流變頻控制快慢調(diào)速，0.37KW）另帶DC24V失電制動器、火切機(jī)割槍擺動傳動電機(jī)（～380V交流變頻控制快慢調(diào)速，0.25KW）、同步夾緊臂電磁閥、預(yù)熱氧電磁閥、切割氧電磁閥、燃?xì)怆姶砰y、小車行程開關(guān)（原位、前位、PNP二線制）、切槍限位接近開關(guān)（原位、終位、PNP二線制）、夾緊臂原位限位開關(guān)（PNP二線制）。

3.1.2 操作控制

（1） 手動位

小車前進(jìn)：傳動電機(jī)制動器釋放火切機(jī)傳動電機(jī)正轉(zhuǎn)小車前進(jìn)指示燈亮 碰到小車前位限位 火切機(jī)傳動電機(jī)停轉(zhuǎn)、小車前進(jìn)指示燈滅。

小車后退：傳動電機(jī)制動器釋放火切機(jī)傳動電機(jī)反轉(zhuǎn)小車后退指示燈亮 碰到小車原位限位 火切機(jī)傳動電機(jī)停轉(zhuǎn)小車后退指示燈滅，小車停止運(yùn)行。

小車停止：火切機(jī)傳動電機(jī)停止。

切割槍快進(jìn)（切割速進(jìn)）：火切機(jī)傳動電機(jī)快速（以切割速度前進(jìn)，調(diào)節(jié)操作臺上的調(diào)速電位器改變切割速度）運(yùn)轉(zhuǎn) 切割槍快進(jìn)（切割速進(jìn)）指示燈亮 碰到割槍終位限位 火切機(jī)傳動電機(jī)停轉(zhuǎn)，切割槍快進(jìn)（切割速進(jìn)）指示燈滅。

切割槍停止：火切機(jī)傳動電機(jī)停轉(zhuǎn)，割槍停止運(yùn)行。

切割槍退回：傳動電機(jī)反轉(zhuǎn)。

切割槍夾緊：切槍夾緊臂電磁閥得電，切割槍夾緊指示燈亮。

切割槍松開：切槍夾緊臂電磁閥失電，切割槍夾緊指示燈滅。

預(yù)熱火焰開：預(yù)熱氧電磁閥得電，燃?xì)怆姶砰y得電，預(yù)熱火焰開指示燈亮。

預(yù)熱火焰關(guān)：預(yù)熱氧電磁閥失電，燃?xì)怆姶砰y失電，預(yù)熱關(guān)火焰關(guān)指示燈亮。

切割火焰開：切割氧電磁閥得電，燃?xì)怆姶砰y得電，切割火焰開指示燈亮。

切割火焰關(guān)：切割氧電磁閥失電，燃?xì)怆姶砰y失電，切割火焰關(guān)指示燈亮。

（2）自動位

定尺裝置發(fā)出切割指令或手動切割指令 切槍夾緊臂電磁閥得電、切割槍夾緊，預(yù)熱氧電磁閥得電、燃?xì)怆姶砰y得電，預(yù)熱火焰打開 經(jīng)延時(shí)6秒 切割氧電磁閥得電（切割火焰打開，割槍傳動電機(jī)以切割速度正轉(zhuǎn)（調(diào)節(jié)操作臺上的調(diào)速電位器改變切割速度）），切割槍向前運(yùn)行。碰到割槍終位限位 切槍夾緊電磁閥失電（切割槍松開）割槍傳動電機(jī)停轉(zhuǎn)、切割氧電磁閥失電、預(yù)熱氧電磁閥失電、燃?xì)怆姶砰y失電（切割火焰關(guān)閉） 割槍傳動電機(jī)反轉(zhuǎn)、割槍返回原位 經(jīng)延時(shí)3秒小車傳動電機(jī)快速反轉(zhuǎn)，小車向后退行 碰到小車原位限位小車傳動電機(jī)停轉(zhuǎn)、小車停止運(yùn)行。

3.1.3 電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題

（1）

盡量減少電氣線路的電源種類。

（2）

盡量減少電氣元件的品種、規(guī)格、數(shù)量。

（3）

合理安排觸點(diǎn)位置。

（4）

盡可能減少通電電器的數(shù)量。

（5）

正確聯(lián)接電路的線圈。

（6）

防止出現(xiàn)寄生電路。

（7）

設(shè)計(jì)控制電路時(shí)應(yīng)考慮各種連鎖關(guān)系以及電氣系統(tǒng)中具有的各種電氣保護(hù)措施，如過載、短路、欠壓零壓、限位超程保護(hù)等。同時(shí)還要考慮信號指示，故障檢測及報(bào)警等。

3.2 電氣傳動方式的選擇

電氣傳動形式的選擇是電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，也是以后各部分設(shè)計(jì)內(nèi)容的基礎(chǔ)和先決條件。一個(gè)電氣傳動系統(tǒng)一般由電動機(jī)、電源裝置及控制裝置三部分組成，電源裝置和控制裝置緊密相關(guān)，一般放在一起考慮，三部分各自有多種設(shè)備或線路可供選擇，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性、工藝要求及環(huán)境條件和工程技術(shù)條件選擇電氣傳動方案。它是由工程技術(shù)條件來確定的。

在交流電動機(jī)能滿足生產(chǎn)需要的場合都應(yīng)采用交流電動機(jī)。具體應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)。

（1） 需調(diào)速的機(jī)械，包括長期工作制、短時(shí)工作制和重復(fù)短時(shí)工作制機(jī)械，應(yīng)采用交流電動機(jī)。僅在某些操作特別頻繁、交流電動機(jī)在發(fā)熱和制動特性不能滿足要求時(shí)，才考慮直流電動機(jī)，只需幾級固定速度的機(jī)械可采用多速交流電動機(jī)。

（2）需要調(diào)速的機(jī)械，宜采用交流電動機(jī)。目前交流調(diào)速裝置的性能、轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時(shí)間與成本已能和直流調(diào)速裝置競爭，越來越多的直流調(diào)速應(yīng)用領(lǐng)域已采用通用變頻器控制。

（3）在環(huán)境惡劣場合，例如高溫、多塵、多水氣、易燃、易爆等場合，宜采用交流電動機(jī)。

（4）電動機(jī)的結(jié)構(gòu)型式應(yīng)當(dāng)適應(yīng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求，再考慮到現(xiàn)場環(huán)境、可選用防護(hù)式、封閉式、防腐式、防爆式以及變頻器專用電動機(jī)等結(jié)構(gòu)型式。

3.2.1 電動機(jī)的啟動

直接啟動

直接起動就是直接加額定電壓起動，也叫全壓起動。這是一種簡單的起動方法，不需要復(fù)雜的起動設(shè)備，但起動電流大，一般可達(dá)額定電流的4～7倍。所以只適用于小容量電動機(jī)的起動。

這里所指的“小容量”，不僅取決于電動機(jī)本身容量的大小，而且還與供電電源的容量有關(guān)。電源容量越大允許直接起動的電動機(jī)容量也就越大。電源允許的起動電流倍數(shù)可用下面的經(jīng)驗(yàn)公式估算

Ist/IN=3/4+電源總?cè)萘浚↘VA）/4電動機(jī)容量（KW）

式中：Ist為電源允許的起動電流；IN為電動機(jī)定子額定電流。

只有當(dāng)電動機(jī)的起動電流倍數(shù)小于或等于電源允許的起動電流倍數(shù)時(shí)，才允許采用直接起動的方法。

3.2.2 電動機(jī)的制動

當(dāng)電動機(jī)定子饒組斷電后，由于慣性作用，電動機(jī)不能馬上停止運(yùn)轉(zhuǎn)。而很多生產(chǎn)機(jī)械，如起吊重物的行車，機(jī)床上需要迅速停車、準(zhǔn)確定位的機(jī)構(gòu)等，都要求電動機(jī)斷電后立即停轉(zhuǎn)。這就要求對電動機(jī)進(jìn)行制動，強(qiáng)迫其立即停車。常用的制動方式有機(jī)械制動和電氣制動。

（1）機(jī)械制動

所謂機(jī)械制動就是利用機(jī)械裝置使電動機(jī)斷電后立即停轉(zhuǎn)。目前使用較多的機(jī)械制動裝置是電磁抱閘，它的主要工作部分是電磁鐵和閘瓦制動器。電磁鐵由電磁線圈、靜鐵心、銜鐵組成；閘瓦制動器由閘瓦、閘輪、彈簧、杠桿等組成。其中閘輪與電動機(jī)轉(zhuǎn)軸相連，閘瓦對閘輪制動力矩的大小可通過調(diào)整彈簧彈力來改變。

采用電磁抱閘制動的優(yōu)點(diǎn)是通電時(shí)制動裝置松開，斷電時(shí)它能起制動作用，適用于要求斷電時(shí)能進(jìn)行制動的生產(chǎn)機(jī)械和其他機(jī)械裝置。

（2）電氣制動

所謂電氣制動，就是電動機(jī)需要制動時(shí)，通過電路的轉(zhuǎn)換或改變供電條件使其產(chǎn)生與實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩—制動力矩，迫使電動機(jī)迅速停止轉(zhuǎn)動的制動方式。

3.2.3 電動機(jī)的選擇

小車因?yàn)閷ζ饎又苿游恢镁纫筝^高，固選用帶有機(jī)械制動器的電動機(jī)。割槍選用電氣制動。

表3-1 交流電動機(jī)的電流計(jì)算公式

cosφ以0.75計(jì)算

η以0.75計(jì)算

cosφ以0.85計(jì)算

η以0.85計(jì)算

注：（1）計(jì)算公式中，如無功率因數(shù)cosφ，效率η的數(shù)據(jù)時(shí)；單像電動機(jī)均以0.75計(jì)算；三相電動機(jī)以0.85計(jì)算。

（2）電動機(jī)功率如以馬力HP表示時(shí)，與千瓦KW的折算關(guān)系為：1HP=0.746KW。

3.2.4 電動機(jī)電流的估算

Y802-8：

0.25KW×2=0.5 A

YEJ7124：

0.37KW×2=0.74A

表3-2電動機(jī)參數(shù)

3.3 電動機(jī)的調(diào)速控制

異步電動機(jī)的變頻調(diào)速是通過改變定子供電頻率來改變同步轉(zhuǎn)速而實(shí)現(xiàn)調(diào)速的，在調(diào)速中從高速到低速都可以保持較小的轉(zhuǎn)差率，因而消耗轉(zhuǎn)差功率小，效率高。可以認(rèn)為，變頻調(diào)速是異步電動機(jī)的唯一最為合理的調(diào)速方法。隨著電力電子技術(shù)和微機(jī)應(yīng)用的不斷發(fā)展，能夠提供一種合乎異步電動機(jī)調(diào)速要求的變頻電源裝置，與結(jié)構(gòu)簡單的異步電動機(jī)組成調(diào)速系統(tǒng)，在調(diào)速性能上已能和直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)相媲美。

3.3.1變頻調(diào)速的基本控制方式

異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，即旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為

式中 —同步轉(zhuǎn)速（r/min）

—定子頻率（Hz）

—磁極對數(shù)。

而異步電動機(jī)的軸轉(zhuǎn)速為

式中 S—異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率，

改變異步電動機(jī)的供電頻率，可以改變其同步轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)調(diào)速運(yùn)行。

對異步電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制時(shí)，希望電動機(jī)的主磁通保持額定值不變。磁通太弱，鐵心利用不充分，同樣的轉(zhuǎn)子電流下，電磁轉(zhuǎn)矩小，電動機(jī)的負(fù)載能力下降；磁通太強(qiáng)，則處于過勵(lì)磁狀態(tài)，使勵(lì)磁電流過大，這就限制了定子電流的負(fù)載分量，為使電動機(jī)不過熱，負(fù)載能力也要下降。異步電動機(jī)的氣隙磁通（主磁通）是定、轉(zhuǎn)子合成磁動勢產(chǎn)生的，下面說明怎樣才能使氣隙磁通保持恒定。

變頻器分為交-交和交-直-交兩種形式。交-交變頻器可將工頻交流直接變換成頻率、電壓均可控制的交流，又稱直接式變頻器。而交-直-交變頻器則是先把工頻交流電通過整流器變成直流電，然后再把直流電變換成頻率、電壓均可控制的交流電，它又稱為間接式變頻器。

圖3.1 變頻器示意圖

3.3.2 變頻器的選擇

變頻器選擇：根據(jù)電動機(jī)額定電流I，或電動機(jī)實(shí)際運(yùn)行中最大電流Imax而定，一般令變頻器額定電流

≥（1.05～1.1）

或

≥ (1.05～1.1)

式中 —電流最大有效值

按容量選擇，則變頻器容量

（KVA）

式中—電動機(jī)額定電壓，V；

—電動機(jī)額定電流，A；

K—安全系數(shù)，通常為1.05～1.1

電動機(jī)：

Y802-8

=0.5A 則 ≥0.55A

=1.1*1.732*380*0.55*

=0.4KVA

又1KVA=0.8KW

0.4*0.8=0.32KW

YEJ7124 =0.74A 則 ≥0.814A

=1.1*1.732*380*0.814*

=0.59KVA

0.59*0.8=0.472KW

表3-3環(huán)境溫度40°C時(shí)標(biāo)準(zhǔn)額定數(shù)據(jù)，安裝和尺寸

額定電機(jī)功率 （KW）

額定輸出電流I2（A）

模塊選型

模塊尺寸及重量（kg）

200-240V，三相50/60HZ

0.37

0.55

0.75

1.1

1.5

2.2

2.2

3.0

4.3

5.9

7.0

9.0

ACS143-K75-1

ACS143-1K1-1

ACS143-1K6-1

ACS143-2K1-1

ACS143-2K7-1

ACS143-4K1-1

A/0.8

A/0.8

B/1.1

C/1.5

C/1.5

D/1.8

380-480，三相50/60HZ

0.37

0.55

0.75

1.1

1.5

2.2

0.37

0.55

0.75

1.1

1.2

1.7

2.0

2.8

3.6

4.9

1.2

1.7

2.0

2.8

ACS143-K75-3

ACS143-1K1-3

ACS143-1K6-3

ACS143-2K1-3

ACS143-2K7-3

ACS143-4K1-3

ACS143-H75-3

ACS143-1H1-3

ACS143-1H6-3

ACS143-2H1-3

A/0.8

A/0.8

B/1.1

B/1.1

C/1.5

D/1.8

H/0.7

H/0.7

H/0.7

H/0.7

由于主電路的電源為工頻電源，所以選擇380V，三相50/60HZ的變頻器。

故電動機(jī)Y802-8取變頻器

ABB ACS143-K75-3 0.37KW 額定輸出電流1.2A 模塊及重量A/0.8

電動機(jī)YEJ7124 取變頻器

ABB ACS143-1K1-3 0.55KW 額定輸出電流1.7A 模塊及重量A/0.8

圖3.2 宏的設(shè)置

3.3.3

變頻器的參數(shù)設(shè)置

表3-4 變頻器參數(shù)

代碼

描述

設(shè)置

9902

APPLIC MACRO（應(yīng)用宏）

9905

MOTOR NOM VOLT（電機(jī)額定電壓）

380V

9906

MOTOR NOM CURR（電機(jī)額定電流）

0.5A（割槍）

0.74A（小車）

9908

MOTOR NOM SPEED（電機(jī)額定轉(zhuǎn)速）

1440rpm

1105

EXT REF1 MIN（外部給定1低限）

1106

EXT PEF2 MAX（外部給定1高限）

50HZ

1201

CONST SPEED SEL（恒速選擇）

DI 1

1202

CONST SPEED 1

1401

RELAY OUTPUT 1（繼電器輸出1）

4

1402

RELAY OUTPUT 2繼電器輸出2

2

3101

NR OF TRIALS（復(fù)位次數(shù)）

5

3102

TRIAL TIME（復(fù)位時(shí)間）

5S

3103

DELAY TIME（延時(shí)時(shí)間）

1S

3104

AR OVERCURRENT（AR過流）

1

3105

AR OVERVOLTAGE（AR過壓）

1

3106

AR UNDERVOLTAGE（AR欠壓）

1

3107

AR AI

1

3.4 電氣工藝的確定

小車和割搶冷卻水打開（否則電源打開后會自動報(bào)警），電源開關(guān)開，各置位復(fù)位觸發(fā)器復(fù)位，小車制動器得電，自動定尺裝置發(fā)出切割信號，夾緊臂電磁閥得電，夾緊臂氣缸工作，夾緊臂夾緊方坯，火焰切割機(jī)隨方坯一起前進(jìn)。預(yù)熱氧、預(yù)熱燃?xì)怆姶砰y開，預(yù)熱氧、預(yù)熱燃?xì)夤苈吠ǎ顦岄_始預(yù)熱。預(yù)熱6秒后，切割氧電磁閥開，切割氧管路通，割槍轉(zhuǎn)為切割火焰。割槍變頻器DI 1得電，割槍電動機(jī)正轉(zhuǎn)。（此時(shí)可通過調(diào)節(jié)操作臺上的電位計(jì)來調(diào)節(jié)割槍的切割速度）當(dāng)割槍碰到割槍前限位時(shí)，夾緊臂電磁閥失電，氣缸帶動夾緊臂回原位，預(yù)熱氧，預(yù)熱燃，切割氧電磁閥均失電，各氣體管路關(guān)閉，同時(shí)割槍變頻器DI1、DI2、DI3均得電，割槍電動機(jī)得電、反轉(zhuǎn)，割槍以設(shè)定的恒定速度返回。割槍碰到原位，停3秒，小車變頻器DI1、DI2、DI3得電，小車電動機(jī)得電、反轉(zhuǎn)，小車以設(shè)定的恒速返回，小車碰到原位限位，小車變頻器DI1、DI2、DI3失電，小車制動器得電，小車停止在原位，等候下一個(gè)切割指令。

另：1.在小車和割槍冷卻水沒有打開的情況下打開電源，系統(tǒng)會自動報(bào)警。

2.為保護(hù)火焰切割機(jī)，小車設(shè)有前限位，當(dāng)小車碰到前限位時(shí)，無論是否切割完畢，夾緊臂電磁閥失電，夾緊臂松開，割槍自動關(guān)閉切割火焰返回原位，小車返回原位。

3.各電路均有自動開關(guān)保護(hù)，當(dāng)電器電流過載時(shí)，自動開關(guān)斷開，系統(tǒng)失電。

4.各主電路中開關(guān)由操作臺上按鈕連接交流接觸器來控制，出現(xiàn)緊急情況，可由人工斷開電路。

4 PLC的選擇

4.1 PLC簡介

可編程序控制器（PLC）是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是近年來發(fā)展最迅速應(yīng)用最廣泛的工業(yè)自動控制裝置之一。它以其可靠性高、邏輯功能強(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能、易于與計(jì)算機(jī)接口、能對模擬量進(jìn)行控制、具備高速記數(shù)與位控等高性能模塊等優(yōu)異性能，日益取代由大量繼電器、時(shí)間繼電器、記數(shù)繼電器等組成的傳統(tǒng)繼電器-接觸器控制系統(tǒng)，在機(jī)械、化工、電力、輕工等工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

PLC的工作方式

PLC是采用循環(huán)掃描的工作方式來完成控制的，每個(gè)掃描周期分為輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段。

1.輸入采樣階段

每個(gè)掃描周期開始，控制器首先順序讀入所有輸入端的信號狀態(tài)（0或1），并逐一存入狀態(tài)寄存器中。輸入狀態(tài)寄存器的位數(shù)與輸入端子數(shù)目對應(yīng)，因而輸入狀態(tài)寄存器又稱為輸入鏡像寄存器。輸入采樣結(jié)束后，即使輸入狀態(tài)變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會發(fā)生改變，這些變化只能在下一周期的輸入采樣階段才被讀入。

2.程序執(zhí)行階段

組成PLC用戶程序的每條指令都有順序號，在PLC中稱為步序號。程序是按步序號依次存入存儲單元。程序執(zhí)行期間，地址計(jì)數(shù)器順序?qū)ぶ?，依次指向每個(gè)存儲單元，控制器順序執(zhí)行這些指令。對指令指定的輸入狀態(tài)寄存器、輸出或內(nèi)部輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、狀態(tài)器的狀態(tài)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果通過輸出指令存入輸出狀態(tài)寄存器。輸出狀態(tài)寄存器的位數(shù)與輸出元件數(shù)目相對應(yīng)，所以它又稱為輸出鏡像寄存器。

3.輸出刷新階段

在所有的指令執(zhí)行完畢后，輸出狀態(tài)寄存器中所有的狀態(tài)，在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器，驅(qū)動輸出繼電器的線圈，形成PLC的實(shí)際輸出。

在一個(gè)周期執(zhí)行完畢后，地址計(jì)數(shù)器恢復(fù)到初始地址，重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段的工作。一個(gè)掃描周期一般為20～50ms。

4.2 SIMATIC S7-300 PLC

S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運(yùn)算速度；用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算；一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值；方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，人機(jī)對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機(jī)界面（HMI）從S7-300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動地處理數(shù)據(jù)的傳送；CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：超時(shí)，模塊更換，等等）；多級口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改；S7-300 PLC設(shè)有操作方式選擇開關(guān)，操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時(shí)，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強(qiáng)大的通信功能，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng)；多點(diǎn)接口（MPI）集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統(tǒng)。

圖4.1 PLC硬件圖

1.電源模塊 2.后備電池 3.24V DC 連接器 4.模式開關(guān)

5.狀態(tài)和故障指示燈 6.存儲器卡（CPU 313以上）

7.MPI多點(diǎn)接口

第5篇：電氣和自動化論文范文

關(guān)鍵詞：中壓斷路器；漏氣；機(jī)構(gòu)；水分大；產(chǎn)品可裝配性評價(jià)

中圖分類號：TM56 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中壓斷路器通常是指電壓等級在3.6kV～40.5kV斷路器產(chǎn)品的統(tǒng)稱，它仍屬于高壓電器的范疇[1]。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會各行各業(yè)對高壓電器設(shè)備的需求呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢，伴隨著國家農(nóng)網(wǎng)改造的推進(jìn)，市場對中壓斷路器產(chǎn)品的需求量更是大增。中壓斷路器產(chǎn)品承擔(dān)著使高壓輸電向低壓（用戶）配電轉(zhuǎn)換的中間重要環(huán)節(jié)，為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行起到非常重要的作用。

目前，我平高集團(tuán)生產(chǎn)的中壓斷路器產(chǎn)品主要有LW8、LW34、LW35、LW55等系列的六氟化硫斷路器和ZW30、ZW55等系列真空斷路器產(chǎn)品。隨著我平高集團(tuán)產(chǎn)品系列的逐漸完善、技術(shù)的不斷提升和市場對中壓產(chǎn)品需求量的增加，近年來中壓產(chǎn)品合同量呈現(xiàn)快速增加趨勢，一度曾出現(xiàn)產(chǎn)能不能滿足需求的情形。細(xì)思中壓產(chǎn)品在生產(chǎn)中，不能很好滿貨期的原因，大致可理解為：在生產(chǎn)任務(wù)量大的高峰期以前難易暴漏的問題，突然暴漏出來，而沒有很好的解決方案予以解決，從而出現(xiàn)了一系列的生產(chǎn)技術(shù)問題。本文主要結(jié)合筆者對斷路器產(chǎn)品工藝技術(shù)的了解，對中壓斷路器產(chǎn)品在進(jìn)行生產(chǎn)制造過程中的常見問題進(jìn)行分析，并提出解決方案，以期對從事中壓斷路器產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)等方面人員提供參考。

1.中壓斷路器生產(chǎn)常見問題及解決方案

中壓斷路器產(chǎn)品在進(jìn)行生產(chǎn)制造中的常見問題主要有：一、產(chǎn)品本體漏氣；二、機(jī)構(gòu)問題；三、產(chǎn)品本體水分處理難度大且水分處理周期長；四、產(chǎn)品調(diào)試問題等，這些常見問題已經(jīng)成為影響中壓產(chǎn)品在生產(chǎn)高峰期進(jìn)行正常生產(chǎn)的主要原因，解決這些問題對提高中壓斷路器廠產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。

1.1 產(chǎn)品本體漏氣

為全面了解中壓產(chǎn)品漏氣情況，筆者曾對中壓六氟化硫斷路器產(chǎn)品的漏氣情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，檢漏產(chǎn)品共37臺份，發(fā)現(xiàn)有漏氣問題的產(chǎn)品有8臺份，產(chǎn)品漏氣率21.62%，產(chǎn)品漏氣率嚴(yán)重超標(biāo)。對中壓真空斷路器產(chǎn)品的漏氣情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示，統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品573臺份，其中漏氣產(chǎn)品有51臺份，產(chǎn)品漏氣率8.9%，產(chǎn)品漏氣率也較嚴(yán)重。車間的高漏氣率造成了產(chǎn)品的高返修率，造成車間的整體生產(chǎn)效率的下降。筆者經(jīng)過總結(jié)，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的漏氣形式主要有以下幾種：

（1）氣路漏氣。氣路漏氣的形式主要有：a）接頭處漏氣；b）氣路焊縫處漏氣；c）三通閥（接頭處）漏氣；d）三通與氣路連接處漏氣；e）三通與密度表（或壓力表）接頭處漏氣等；

（2）密度表或壓力表漏氣，在實(shí)際統(tǒng)計(jì)和調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，壓力表漏氣的概率大于密度表漏氣的概率，且在產(chǎn)品運(yùn)行現(xiàn)場返修的產(chǎn)品中，由于產(chǎn)品分合閘操作而致壓力表漏氣或指針不準(zhǔn)確的情況較多；

（3）瓷瓶法蘭與接線板的密封面處漏氣

該漏氣形式主要有：a）O型密封圈有缺陷；b）接線板或法蘭接觸面有劃痕、氣孔缺陷坑；c）螺絲孔漏氣等；

（4）接線板與拐臂盒密封處漏氣

該漏氣形式主要有密封面處的劃痕、缺陷坑、O型密封圈的缺陷等；

（5）拐臂盒焊接處漏氣

（6）軸封處漏氣

（7）瓷瓶與法蘭連接密封處漏氣

（8）瓷瓶與單極頂部蓋板（或帽子）處漏氣

該類露餡形式主要有蓋板密封面平面度、光潔度不滿足要求、O型密封圈變形等。

經(jīng)過分析知，產(chǎn)品本體漏氣主要來自源于產(chǎn)品密封件的質(zhì)量問題，另外在裝配過程中由于零部件傳遞原因?qū)е旅芊饷媸軗p或者將O型密封圈變形等也是導(dǎo)致產(chǎn)品漏氣的原因所在。所以，解決中壓斷路器產(chǎn)品漏氣問題應(yīng)從嚴(yán)格控制密封性零部件的進(jìn)廠檢驗(yàn)、清洗、轉(zhuǎn)運(yùn)等環(huán)節(jié)出發(fā)，對產(chǎn)品裝配工藝進(jìn)行優(yōu)化，引進(jìn)合理工裝輔助完成重點(diǎn)裝配。實(shí)踐證明，對進(jìn)廠密封零部件進(jìn)行嚴(yán)格控制和對車間工藝進(jìn)行合理優(yōu)化，已經(jīng)對產(chǎn)品漏氣率的控制起到積極作用。

1.2 機(jī)構(gòu)問題

目前，中壓斷路器產(chǎn)品配用機(jī)構(gòu)，由于產(chǎn)品本體、機(jī)構(gòu)分別由不同廠家生產(chǎn)提供，出現(xiàn)機(jī)構(gòu)不能與斷路器本體很好匹配，進(jìn)而在斷路器產(chǎn)品進(jìn)行機(jī)械特性調(diào)試時(shí)出現(xiàn)一系列問題，主要表現(xiàn)在：

（1）機(jī)構(gòu)空合。經(jīng)過長期的調(diào)試總結(jié)，在機(jī)構(gòu)發(fā)生空合時(shí)，適當(dāng)調(diào)整合閘調(diào)節(jié)螺桿可以解決此問題；

（2）扇形板不過半軸。該情況一般通過調(diào)整主拉桿螺桿即可。

（3）機(jī)構(gòu)低電壓狀態(tài)下不合閘。造成機(jī)構(gòu)在低電壓操作下不合閘的原因主要有：a）合閘控制板連接的扭簧扭力太大，合閘頂桿不能夠推動；2）合閘頂桿端部與合閘板距離較小，合閘后操作后線圈產(chǎn)生的力，不能夠使頂桿產(chǎn)生足夠大的推力，從而出現(xiàn)不能實(shí)現(xiàn)合閘的結(jié)果等。

解決機(jī)構(gòu)低電壓狀態(tài)下不合閘的措施主要有：a）適當(dāng)調(diào)節(jié)合閘控制板連接的扭簧，以減小合閘阻力；b）適當(dāng)調(diào)節(jié)線圈頂桿端部與合閘控制板間的距離，距離適當(dāng)增加后加大了頂桿行程，機(jī)構(gòu)合閘后頂桿端部在與合閘控制板作用時(shí)產(chǎn)生大的推力，從而完成合閘動作；3）若以上兩種操作都不能完成合閘動作，此時(shí)選擇更換合閘線圈，進(jìn)行再調(diào)試。

（4）機(jī)構(gòu)輸出速度?。ɑ虼螅τ谀壳爸袎簲嗦菲魉溆玫膹椈刹賱訖C(jī)構(gòu)，在出現(xiàn)機(jī)構(gòu)輸出速度?。ɑ虼螅┑那闆r時(shí)，首先調(diào)整分合閘彈簧伸縮量，以使其達(dá)到需求輸出速度。在調(diào)節(jié)分合閘彈簧時(shí)，有這樣一規(guī)律，即調(diào)節(jié)合閘簧只影響合閘速度，不影響分閘速度，調(diào)節(jié)分閘簧既影響分閘速度又影響合閘速度。

1.3 產(chǎn)品本內(nèi)部水分大問題

在中壓斷路器產(chǎn)品生產(chǎn)量小時(shí)，水分處理似乎不是很大的問題，因?yàn)槲覀冇凶銐虻臅r(shí)間和資源用于產(chǎn)品的水分處理。但是，隨著產(chǎn)品生產(chǎn)量的增加和市場要求降低生產(chǎn)成本的雙重壓力下，水分處理成為了高壓電器制造行業(yè)的一大難題，特別是在夏季空氣濕度較大的季節(jié)，水分處理難且處理周期長這一難題尤為突出。

傳統(tǒng)的水分處理工藝，大多是依靠工人經(jīng)驗(yàn)所得，缺乏科學(xué)理論及試驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐，在產(chǎn)能較低的生產(chǎn)狀態(tài)下還可以滿足需求，但隨著行業(yè)對產(chǎn)能提升及降低生產(chǎn)成本的要求的提高，現(xiàn)有的工藝已不能滿足未來行業(yè)的發(fā)展的需求。所以，從新的思路出發(fā)，對現(xiàn)有的水分處理工藝進(jìn)行深入研究，從而探索出新的水分處理工藝及思路對解決水分處理難且周期長的問題顯得非常必要和迫切。為解決高壓電器水分處理問題，我們專門成立了水分處理項(xiàng)目組，對水分處理進(jìn)行了深入細(xì)致的研究，并取得了顯著成效。經(jīng)過總結(jié)，我們得出在水分處理方面，需要從以下幾方面著手，從而有緩解水分處理難度并縮短水分處理周期。

（1）斷路器裝配廠房合理規(guī)劃，設(shè)置單極裝配封閉間，合理規(guī)劃烘房，并采用合理的零部件烘干工藝；

（2）嚴(yán)格控制產(chǎn)品裝配過程，保證關(guān)鍵工序的裝配環(huán)境、裝配時(shí)間等因素；

（3）整體優(yōu)化產(chǎn)品工藝，從工藝方面控制產(chǎn)品裝配過程水分；

（4）提高工人產(chǎn)品質(zhì)量意識，從裝配一線控制產(chǎn)品質(zhì)量。

1.4 產(chǎn)品調(diào)試問題

中壓產(chǎn)品機(jī)械特性調(diào)試的內(nèi)容主要有：分合閘速度、分合閘時(shí)間、同期性、合閘彈跳時(shí)間（真空斷路器）等。目前，中壓斷路器產(chǎn)品的調(diào)試占用時(shí)間較長，效率較低，在生產(chǎn)高峰期，產(chǎn)品調(diào)試也是制約車間整體生產(chǎn)效率提升的一大主要因素。所以，對中壓斷路器調(diào)試方面進(jìn)行深入研究，并尋找出提高產(chǎn)品調(diào)試效率的方法具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

據(jù)筆者了解，影響斷路器產(chǎn)品調(diào)試的因素主要有：

（1）同期大。同期大主要是指斷路器產(chǎn)品三極分閘和合閘同期大，解決同期大的方法主要是根據(jù)現(xiàn)有的同期性大小通過微調(diào)機(jī)構(gòu)傳動中的四連桿螺桿，逐漸使同期性滿足出廠要求。

（2）斷路器拒分拒合。斷路器拒分拒合，即指產(chǎn)品不能夠?qū)崿F(xiàn)分合閘之間的切換，在分閘狀態(tài)下不能夠?qū)崿F(xiàn)合閘操作，在合閘狀態(tài)下不能夠?qū)崿F(xiàn)分閘操作，這種情況在調(diào)試時(shí)發(fā)生的幾率較小。解決方案主要是通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與本體連接的主拉桿和連桿。

（3）彈跳大。彈跳大，是指真空斷路器產(chǎn)品在合閘動作時(shí)，從動靜觸頭剛接觸到完全處于合閘靜止?fàn)顟B(tài)的時(shí)間超出產(chǎn)品技術(shù)條件中要求的時(shí)間。彈跳大，易造成真空滅弧室內(nèi)部燒蝕，進(jìn)而影響滅弧效果，所以，IEC對此進(jìn)行了嚴(yán)格要求。由于"彈跳大"的影響因素較多，目前在技術(shù)方面還沒有一個(gè)具體有效的解決方案，主要依靠工人的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。

2 建議。根據(jù)筆者對中壓斷路器產(chǎn)品的了解，針對產(chǎn)品在生產(chǎn)制造過程中的問題，提出以下幾點(diǎn)建議，旨在提高公司產(chǎn)品質(zhì)量和裝配效率，并同時(shí)降低生產(chǎn)成本。

（1）技術(shù)人員應(yīng)深入一線，了解一線，從根本上做有益于產(chǎn)品質(zhì)量提升、裝配效率提高、生產(chǎn)成本降低的事情。

在豐田的生產(chǎn)模式當(dāng)中，豐田的領(lǐng)導(dǎo)和職工堅(jiān)持"在做中學(xué)習(xí)"，從而使豐田的設(shè)計(jì)、技術(shù)人員對產(chǎn)品都特別的熟悉，尤其是工藝人員，他們對產(chǎn)品的裝配都了如指掌，這為他們在進(jìn)行工藝規(guī)劃等方面的工作開展，提供了強(qiáng)大技術(shù)后盾。放眼我公司現(xiàn)狀，在公司范圍內(nèi)提倡技術(shù)人員深入一線，在做中學(xué)習(xí)，顯的非常重要，這勢必會為公司技術(shù)工藝等方面的發(fā)展提升一大臺階，使設(shè)計(jì)工藝等方面的人才素質(zhì)得到極大提升。

（2）加強(qiáng)產(chǎn)品裝配自動化程度。

隨著市場的發(fā)展，目前各行各業(yè)對產(chǎn)品裝配自動化程度的要求越來越高，在高壓電器行業(yè)，中低壓開關(guān)柜生產(chǎn)企業(yè)，如廈門ABB、許繼電氣、森源電器等都已引進(jìn)自動化流水線設(shè)備，中壓斷路器生產(chǎn)企業(yè)，如北京ABB、如高電器等都有自動化設(shè)備的身影。裝配自動化設(shè)備的引進(jìn)有以下幾種緣由：1）降低勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)能，滿足市場高產(chǎn)能、短交貨期要求；2）提高企業(yè)在同行中的知名度，贏取更大市場合同量；3）市場對節(jié)能減排、降低生產(chǎn)成本的需求。從各個(gè)角度講，積極引進(jìn)適合我公司產(chǎn)品裝配的自動化設(shè)備，對我公司的持續(xù)快速健康發(fā)展都有重要的意義。

（3）積極開展產(chǎn)品可裝配性評價(jià)技術(shù)研究。

產(chǎn)品的可裝配性是對產(chǎn)品裝配難易程度的一種評價(jià)，它與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、裝配方法和裝配資源有密切的關(guān)系。產(chǎn)品的可裝配性評價(jià)強(qiáng)調(diào)在設(shè)計(jì)的早期階段就考慮產(chǎn)品的裝配環(huán)節(jié)及其相關(guān)的各種因素的影響，在滿足產(chǎn)品性能與功能的條件下改進(jìn)產(chǎn)品的裝配結(jié)構(gòu)，從有利于產(chǎn)品裝配的角度出發(fā)對產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行評價(jià)，并根據(jù)評價(jià)結(jié)果通過再設(shè)計(jì)改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，使設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品不僅可以高效、快速地裝配，而且能夠盡可能地降低裝配成本和產(chǎn)品總成本。[2]

目前，產(chǎn)品可裝配性評價(jià)技術(shù)已在汽車制造行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，并取得了顯著成效。所以，在我公司范圍內(nèi)積極深入開展產(chǎn)品可裝配性評價(jià)技術(shù)研究，對公司產(chǎn)品設(shè)計(jì)的周期、設(shè)計(jì)的質(zhì)量、成本的控制、工藝的最優(yōu)化等方面的控制將起到積極作用。

（4）加強(qiáng)零部件檢查力度，明確產(chǎn)品可追溯性，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。提高對中壓斷路器產(chǎn)品漏氣形式及原因的分析，不難得出，密封性零部件的實(shí)物質(zhì)量是造成產(chǎn)品漏氣和產(chǎn)品高返修率的主要原因，所以加強(qiáng)零部件檢查力度，并明確產(chǎn)品可追溯性，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，對于整體提升車間裝配生產(chǎn)效率具有重要意義。

（5）建立車間激勵(lì)機(jī)制，鼓勵(lì)工人技術(shù)經(jīng)驗(yàn)分享，避免技術(shù)獨(dú)享、流失等現(xiàn)象，促進(jìn)公司持續(xù)健康快速發(fā)展。目前，在車間存在一種"技能自私"現(xiàn)象，部分工人將個(gè)人技術(shù)或經(jīng)驗(yàn)視為私有，不愿與其他人分享，從而造成某些崗位只有個(gè)別人才能完成，其他人都很難完成的現(xiàn)象。細(xì)思其中，原因有種種，但如何擺脫這一怪現(xiàn)象才是目前急需解決的一大問題。所以，建立合理的車間激勵(lì)機(jī)制，鼓勵(lì)工人進(jìn)行技術(shù)經(jīng)驗(yàn)分享，有效開展"傳、幫、帶"活動，避免技術(shù)獨(dú)享、流失等現(xiàn)象，促進(jìn)公司持續(xù)健康快速發(fā)展，是我們當(dāng)下急需思考和解決的問題所在。

結(jié)語

隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會對高壓電器設(shè)備的需求量將逐年增加，中壓開關(guān)設(shè)備作為高壓電器設(shè)備中的重要組成要素，探索并解決中壓開關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)中的技術(shù)問題，對提升產(chǎn)品質(zhì)量、推動企業(yè)的持續(xù)健康快速發(fā)展有重要意義，筆者以期通過本文對中壓開關(guān)產(chǎn)品的未來發(fā)展做出微薄之力。

參考文獻(xiàn)

第6篇：電氣和自動化論文范文

論文摘要：PXI是PCI在儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展（PCI Extension for Instrumentation），其技術(shù)規(guī)范是NI公司于 1997年9月1日推出的，現(xiàn)已有60多家聯(lián)盟。PCI局部總線可以在33 MHZ和32位數(shù)據(jù)通路的條件下達(dá)到峰值132 Mb/s的帶寬，在66 MHZ和64位數(shù)據(jù)通路的條件下達(dá)到峰值528 Mb/s的帶寬。PXI吸收了VXI的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)受益于Compact PCI（CPCI），因而速度更快、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固緊湊、系統(tǒng)可靠穩(wěn)定，在射頻和微波頻帶以下的低、中高頻段可以替代VXI而且價(jià)格優(yōu)勢明顯，深受廣大用戶歡迎，目前正朝氣蓬勃地向商用與軍用領(lǐng)域拓展。

本文在研究 PXI總線規(guī)范的基礎(chǔ)上，研究和設(shè)計(jì)了基于PXI總線的高速數(shù)字I/O卡，本文概要地介紹了PXI總線的發(fā)展和體系結(jié)構(gòu)。在模塊的設(shè)計(jì)中，經(jīng)過方案對比采用了PCI9054加FPGA的PXI總線接口硬件設(shè)計(jì)；在數(shù)據(jù)存儲方面選擇了FIFO作為存儲器，免去了地址信號，從而簡化了電路設(shè)計(jì)和時(shí)序控制。采用ALTERA公司的FPGA設(shè)計(jì)了整個(gè)模塊的邏輯控制。

此外，本文還對DSP的硬件設(shè)計(jì)作了簡單的介紹， 該DSP是用來實(shí)現(xiàn)正交解調(diào)。因此，在介紹了DSP后，對正交解調(diào)的數(shù)字方法作了詳細(xì)的闡述，并給出了仿真結(jié)果。

在軟件部分，本文研究了PXI總線設(shè)備驅(qū)動程序和軟件面板的設(shè)計(jì)方法。介紹了幾種設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā)工具，并選用DDK 完成了驅(qū)動程序的設(shè)計(jì)，給出了一些PXI設(shè)備驅(qū)動代碼。最后通過VC++編寫了軟件面板。

1 緒 論

1.1 自動測試系統(tǒng)發(fā)展概況

信息時(shí)代的到來，極大的促進(jìn)了科學(xué)和生產(chǎn)的發(fā)展，而現(xiàn)代科研生產(chǎn)對測試和測量提出了更高的要求，其測試工作量之大，內(nèi)容之復(fù)雜，對測試速度、精度要求之高，已經(jīng)使原有的測試方法、測試手段和測試設(shè)備不能滿足這方面的要求。因此，信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展促進(jìn)和推動著自動測試技術(shù)及系統(tǒng)集成技術(shù)迅速發(fā)展。微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的最新成果更促進(jìn)了測試技術(shù)和儀器與計(jì)算機(jī)的結(jié)合，為自動測試技術(shù)及系統(tǒng)集成技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了極其重要的條件[1] 。

現(xiàn)代自動測試系統(tǒng)的發(fā)展方向是標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化，而標(biāo)準(zhǔn)的總線技術(shù)和軟件技術(shù)是實(shí)現(xiàn)這三化的關(guān)鍵技術(shù)。總線技術(shù)則是自動測試系統(tǒng)的核心，它的發(fā)展推動了自動測試系統(tǒng)的更新?lián)Q代。

通用目的接口總線GPIB（也就是IEEE488，IEC625 BUS，或稱HP-IB）是七十年代開始廣泛應(yīng)用于實(shí)際的針對于可程控儀器的一種數(shù)字接口標(biāo)準(zhǔn)[2][3][4]。它的目的就是簡化測試設(shè)備的設(shè)計(jì)并提供和計(jì)算機(jī)組建通用的自動測試系統(tǒng)的方法和接口規(guī)范[5] 。在當(dāng)今世界各國，GPIB的應(yīng)用已十分普遍，各廠家生產(chǎn)的儀器可以說是無不裝備通用接口。這些儀器包括信號源、程控電源、數(shù)字電壓表、數(shù)字萬用表、計(jì)數(shù)器、掃描器、網(wǎng)絡(luò)分析儀、邏輯狀態(tài)分析儀、繪圖儀等數(shù)十種產(chǎn)品[6] 。GPIB測試系統(tǒng)的影響力由此可見一斑。

隨著微電子技術(shù)和集成電路工藝的深入發(fā)展，16位、32位微處理器芯片價(jià)格不斷下降，應(yīng)用也日益廣泛，智能儀器本身的處理速度和通信能力已大大提高。在這種背景下，1987年7月，美國五家儀器制造商聯(lián)合宣布支持一種叫做儀器VME的總線即VXI（VME Extensions for Instrumentation）總線，為整個(gè)測試界確定了一種尺寸縮小、重量減輕、測試時(shí)間配合緊密、工作可靠性高的模塊式儀器標(biāo)準(zhǔn)[7][8] 。這種模塊式的儀器的優(yōu)勢在于模塊之間可以高速通訊，可進(jìn)行多通道數(shù)據(jù)采集，此外系統(tǒng)尺寸大為減小且規(guī)格統(tǒng)一便于組合，借助于自身優(yōu)勢與GPIB總線配合，既實(shí)現(xiàn)了控制器與儀器間的通訊，又保證了各模塊同步運(yùn)行[9]，這一開放式的標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施和應(yīng)用，給當(dāng)今測量儀器行業(yè)的發(fā)展帶來了新的活力。VXI測試系統(tǒng)也因此在航空航天、醫(yī)療、工業(yè)、交通管理乃至實(shí)驗(yàn)室內(nèi)廣泛應(yīng)用。它為所謂的虛擬儀器的實(shí)現(xiàn)邁出了重要一步。

作為對PCI總線在儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展，1997年美國國家儀器（NI）公司的一種高性能低價(jià)位的開放性、模塊化儀器總線 PXI（PCI extensions for Instrumentation）[10][11]，它將PXI 規(guī)范定義的PCI總線技術(shù)發(fā)展成適合于試驗(yàn)、測量與數(shù)據(jù)采集場合應(yīng)用的機(jī)械、電氣和軟件規(guī)范，從而形成了新的虛擬儀器體系結(jié)構(gòu)。制訂 PXI 規(guī)范的目的是為了將臺式PC的性能價(jià)格比優(yōu)勢與 PCI 總線面向儀器領(lǐng)域的必要擴(kuò)展完美地結(jié)合起來，形成一種小型、廉價(jià)為主要特點(diǎn)的虛擬儀器平臺。它對用戶來說具有十分良好的軟硬件環(huán)境，PXI 測試系統(tǒng)保證了系統(tǒng)的易于集成與使用，進(jìn)一步降低了用戶的開發(fā)費(fèi)用，所以在數(shù)據(jù)采集、工業(yè)自動化系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)機(jī)械觀測系統(tǒng)和圖像處理等方面獲得了廣泛應(yīng)用。

近年來在自動測試領(lǐng)域軟件的重要性越來越受到重視。1987年公布的IEEE488.2 涉及使用GPIB接口時(shí)的編碼、格式、協(xié)議和公用命令以及狀態(tài)報(bào)告等，還包含了語法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。主要涉及儀器的內(nèi)務(wù)管理功能。但是IEEE488.2并不涉及器件消息本身，直到1990年4月公布的SCPI才使器件消息進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化。VXI標(biāo)準(zhǔn)只解決了儀器的硬件規(guī)范問題，于是，1993年9月成立了VXIplug&;play聯(lián)盟，制定了VXI plug&play標(biāo)準(zhǔn)，從而保證了VXI系統(tǒng)間的通用性[12] 。VXIplug&play標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)了VXI的系統(tǒng)框架，將系統(tǒng)軟件分為四層，并強(qiáng)調(diào)各層軟件及接口，以保證虛擬儀器系統(tǒng)的通用及高效。VPP系統(tǒng)中最核心的部分是提供了一個(gè)統(tǒng)一的I/0接口軟件（VISA）規(guī)范，從而為不同的軟件在同一平臺中運(yùn)行提供了統(tǒng)一的基礎(chǔ)。在VISA基礎(chǔ)上編寫的儀器驅(qū)動程序以及軟面板等也都成為了統(tǒng)一格式的標(biāo)準(zhǔn)模塊。為實(shí)現(xiàn)互換性目標(biāo)，1998年9月成立了IVI基金會，并制定了IVI 規(guī)范。采用IVI 驅(qū)動器的測試程序具有與儀器無關(guān)性[13] 。當(dāng)測試儀器淘汰或損壞時(shí)，可采用同類儀器代替，測試系統(tǒng)仍能運(yùn)行，這樣可以大大地降低測試系統(tǒng)的研制周期和開發(fā)成本。

1.2 PXI結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

PXI這種新型模塊化儀器與系統(tǒng)總線是在PCI總線內(nèi)核技術(shù)上增加了成熟的技術(shù)規(guī)范和要求形成的。它通過增加用于多板同步的觸發(fā)總線和參考時(shí)鐘、用于進(jìn)行精確定時(shí)的星型觸發(fā)總線、以及用于相鄰模塊間高速通信的局部總線來滿足試驗(yàn)和測量用戶的要求。PXI將Windows 95和Windows NT定義為其標(biāo)準(zhǔn)軟件框架，并要求所有的儀器模塊都必須帶有按VISA規(guī)范編寫的WIN32設(shè)備驅(qū)動程序，使PXI成為一種系統(tǒng)級規(guī)范，保證系統(tǒng)的易于集成與使用。

PXI使用與CPCI相同的高密度、屏蔽型、針孔式連接器，連接器引腳間距為2 mm。這種連接器符合IEC-1076國際標(biāo)準(zhǔn)，在所有條件下均具有良好的電特性。J1連接器傳輸32位PCI信號，J2連接器傳輸PXI定時(shí)和本地總線信號，J2連接器還用于PCI的64位擴(kuò)展。PXI和CPCI的機(jī)械結(jié)構(gòu)符合歐洲卡規(guī)范（ANS1310-C，IEC297和IEEE1101.1），這些規(guī)范已在工業(yè)環(huán)境中得到長時(shí)間的應(yīng)用。PXI規(guī)范定義了單高和雙高兩種尺寸的模塊，單高的尺寸為3 U，100 mm×160 mm，雙高的尺寸為133.5 mm×160 mm。歐洲卡規(guī)范的最新補(bǔ)充（IEEE1101.10和P101.11）提出了電磁兼容性、用戶定義的機(jī)械鎖定和用于PXI系統(tǒng)的其它裝配問題。這些電子裝配標(biāo)準(zhǔn)定義了堅(jiān)固、緊湊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以保證裝配的機(jī)架在苛刻的工業(yè)環(huán)境中使用的可靠性。PXI規(guī)定系統(tǒng)槽位于總線板的最左端，這種確定的排列是PXI許多種可能配置的子集之一。為系統(tǒng)槽規(guī)定一個(gè)唯一的位置，可以簡化系統(tǒng)集成難度，并且可以提高不同廠商的控制器和機(jī)箱之間的兼容程度。PXI規(guī)范還規(guī)定：系統(tǒng)控制器只能向其左側(cè)擴(kuò)展槽內(nèi)擴(kuò)展，不能向右側(cè)擴(kuò)展而占用寶貴的外圍插槽。

PXI的一個(gè)重要特點(diǎn)是保持了與標(biāo)準(zhǔn)CPCI產(chǎn)品的互操作性[14]。很多PXI兼容系統(tǒng)并不要求外圍模塊必須實(shí)現(xiàn)PXI特有的功能。例如，用戶可以在PXI機(jī)箱中插入標(biāo)準(zhǔn)的CPCI卡；另一方面，用戶可以在標(biāo)準(zhǔn)的PXI機(jī)箱中，選用與CPCI兼容的插入式模塊，在這種情況下，用戶雖然不能執(zhí)行PXI特有的功能，但是可以應(yīng)用模塊的基本功能。

PXI總線通過增加專門的系統(tǒng)參考時(shí)鐘、觸發(fā)總線、星型觸發(fā)和模塊間的局部總線來滿足高精度定時(shí)、同步和數(shù)據(jù)通信要求。PXI不僅在保持PCI總線所有優(yōu)點(diǎn)的前提下增加了這些儀器特性，而且可以比臺式PCI計(jì)算機(jī)多提供3個(gè)儀器插槽，使單個(gè)PXI總線機(jī)箱的儀器模塊插槽總數(shù)達(dá)到7個(gè)。

PXI規(guī)定了把一個(gè)10 MHz系統(tǒng)參考時(shí)鐘分配給系統(tǒng)中所有外圍設(shè)備的方法。這個(gè)參考時(shí)鐘在一個(gè)測控系統(tǒng)中同步不同的模塊。參考時(shí)鐘在背板上的實(shí)現(xiàn)是嚴(yán)格定義的，所以它提供了低失真信號，保證了用于復(fù)雜觸發(fā)協(xié)議中的每個(gè)觸發(fā)總線信號具有理想的時(shí)鐘邊沿。PXI規(guī)定了八條非常靈活的公共觸發(fā)線，能用于不同的方面。例如，用戶能夠使用觸發(fā)線同步七個(gè)不同PXI模塊的操作。在其它應(yīng)用中，一個(gè)模塊能控制系統(tǒng)中其它模塊上進(jìn)行的精確定時(shí)的操作序列。觸發(fā)信號還能在模塊間傳遞，以實(shí)現(xiàn)對所控制或監(jiān)控的外部異步事件作出確定響應(yīng)。一個(gè)具體應(yīng)用所需要的觸發(fā)線數(shù)目取決于系統(tǒng)的復(fù)雜程度和所涉及的事件數(shù)目。

PXI星形觸發(fā)總線給PXI系統(tǒng)用戶提供了超高性能的同步功能。星形觸發(fā)總線在第一個(gè)外圍插槽（系統(tǒng)插槽的相鄰槽）和其它外圍插槽之間實(shí)現(xiàn)一個(gè)專用觸發(fā)線，用戶可在第一個(gè)插槽安裝一個(gè)可選的星形觸發(fā)控制器，為其它外圍模塊提供非常精確的觸發(fā)信號。當(dāng)然，如果系統(tǒng)不需要這種超高精度的觸發(fā)，也可以在該槽中安裝別的儀器模塊。

PXI局部總線是鏈總線，它連接每個(gè)外圍插槽及其相鄰槽。這樣，某個(gè)槽的右側(cè)局部總線連接其相鄰槽的左側(cè)局部總線，依此類推。每個(gè)本地總線為13線寬，可用于在模塊之間傳輸模擬信號或提供高速邊帶通訊路徑，并不會影響PXI的帶寬。局部總線信號的分布范圍包括從高速TTL信號到42 V的模擬信號。

PXI具有臺式PCI規(guī)范規(guī)定的相同性能特點(diǎn)，只有一點(diǎn)例外，即PXI系統(tǒng)有多達(dá)7個(gè)外圍插槽，而大多數(shù)臺式PC系統(tǒng)只有3或4個(gè)插槽。并可以通過PCI橋接技術(shù)擴(kuò)展更多PXI系統(tǒng)，擴(kuò)展槽的數(shù)量在理論上最多能達(dá)到256個(gè)。其它的PCI性能還包括：33 MHz總線時(shí)鐘、32位和64位數(shù)據(jù)寬度、132 M字節(jié)/秒和264 M字節(jié)/秒的峰值數(shù)據(jù)傳輸速率、采用PCI-PCI橋接技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展和即插即用功能。

PXI總線系統(tǒng)提供VISA軟件標(biāo)準(zhǔn)，作為配置和控制GPIB、VXI、串行儀器與PXI總線儀器的手段。PXI加入VISA標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容能保護(hù)儀器用戶的軟件投資。VISA提供PXI至VXI機(jī)箱與儀器或分立式GPIB和串行儀器的鏈接。VISA式用戶系統(tǒng)確立配置與控制PXI模塊的標(biāo)準(zhǔn)手段。

PXI軟件規(guī)范為PXI系統(tǒng)提出的軟件構(gòu)架包括Windows NT和95。在任一構(gòu)架中操作的PXI控制器必須與目前的操作系統(tǒng)和未來的升級版一起工作。因此，控制器能 使用符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用編程接口，包括了LabWindows/CVI、Labview、Visual Basic、Visual C/C++和Borland TurboC++，而且符合VISA規(guī)范的設(shè)備驅(qū)動程序。

1.3 DSP的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展前景

一般數(shù)字信號處理的實(shí)現(xiàn)方法主要有四種方法：（1）在通用的計(jì)算機(jī)上用軟件實(shí)現(xiàn)；（2）在通用計(jì)算機(jī)上附加專用的高速處理機(jī)來實(shí)現(xiàn)；（3）用通用的或?qū)Ｓ玫膯纹瑱C(jī)來實(shí)現(xiàn)；（4）用通用的或?qū)Ｓ玫目删幊藾SP芯片來實(shí)現(xiàn)。四種方法中，前兩種需要依賴計(jì)算機(jī)的高速數(shù)據(jù)處理能力，已開發(fā)出的這類產(chǎn)品占絕大多數(shù)，而使用后兩種方法來實(shí)現(xiàn)的相對較少。從發(fā)展趨勢來看，后2種方法必將成為下一個(gè)開發(fā)熱點(diǎn)。最后1種方法用于海量數(shù)據(jù)處理時(shí)，具有極快的處理速度和優(yōu)勢。DSP作為快速和實(shí)時(shí)處理的最重要的載體之一，正受到科學(xué)技術(shù)界和工程界的廣泛關(guān)注。一般來說，與單片機(jī)相比，DSP器件具有更高的集成度，更快的CPU，更大的存儲器；提供高速、同步串口和標(biāo)準(zhǔn)異步串口；采用改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立的程序和數(shù)據(jù)空間，允許同時(shí)存取程序和數(shù)據(jù)；內(nèi)置高速的硬件乘法器，增強(qiáng)的多級流水線，使DSP器件具有高速的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力。DSP器件還提供了高度專業(yè)化的指令集，提高了FFT和濾波器的運(yùn)算速度。

在近20多年時(shí)間里，DSP芯片的應(yīng)用己經(jīng)從軍事、航空航天領(lǐng)域擴(kuò)大到信號處理、通信、雷達(dá)、消費(fèi)等許多領(lǐng)域。主要應(yīng)用有：信號處理、通信、語音、圖形/圖像、軍事、儀器儀表、自動控制、醫(yī)療、家用電器等。DSP主要應(yīng)用市場為3C領(lǐng)域，合占整個(gè)市場需求的90%。數(shù)字蜂窩電話是DSP最為重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。由于DSP具有強(qiáng)大的計(jì)算能力，使得移動通信的蜂窩電話重新崛起，并創(chuàng)造了一批諸如GSM、CDMA等全數(shù)字蜂窩電話網(wǎng)。在Modem器件中，DSP更是成效卓著，不僅大幅度提高了傳輸速度，而且具有接收動態(tài)圖像能力。另外，可編程多媒體DSP是PC領(lǐng)域中的主流產(chǎn)品。以XDSL Modem為代表的高速通信技術(shù)與MPEG圖像技術(shù)相結(jié)合，使得高品位的音頻和視頻形式的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)有可能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交換。目前的硬盤空間相當(dāng)大，這主要得益于CDSP（可定制DSP）的巨大作用。預(yù)計(jì)在今后的PC機(jī)中，一個(gè)DSP即可完成全部所需的多媒體處理功能。

1.4 課題背景及研究內(nèi)容

1.4.1 課題背景

隨著PCI的迅速普及和PCI的設(shè)備迅速占領(lǐng)市場，國內(nèi)工業(yè)界開始從VME總線轉(zhuǎn)向PCI總線發(fā)展。國外的儀器儀表領(lǐng)域的大公司均已開發(fā)出相應(yīng)的PXI模塊和系統(tǒng)。如NI公司PXI產(chǎn)品已進(jìn)入推廣應(yīng)用的階段，NI公司目前已生產(chǎn)5大類幾十種高性能的PXI產(chǎn)品，其中的系統(tǒng)控制器模板是嵌入式奔騰計(jì)算機(jī)，帶標(biāo)準(zhǔn)接口、軟硬磁盤和視頻接口，也可帶GPIB、網(wǎng)絡(luò)和串行接口），還有不同型號的機(jī)箱。屬于儀器類的模板有：20 MHz數(shù)字存貯示波器，512位數(shù)字萬用表和串行通信數(shù)據(jù)分析儀等。此外，還有高精度實(shí)時(shí)圖像采集模板、多功能數(shù)據(jù)采集模板、GPIB接口模板、VXI和VME接口模板、100 MB/S的網(wǎng)絡(luò)接口模板和40 MB/S的SCSI接口模板。開發(fā)的數(shù)字I/O模塊（6533、6508）、數(shù)字示波器模塊、任意波形發(fā)生器模塊等及 Pickering 的多用表模塊，都是定型的PXI外設(shè)模塊。我國相關(guān)領(lǐng)域也已經(jīng)開始向PXI系統(tǒng)進(jìn)行研制與開發(fā)，哈工大最近完成了PXI控制器和機(jī)箱及一批PXI模塊的研究，一些單位已生產(chǎn)出符合PXI規(guī)范的部分產(chǎn)品。709所16室開發(fā)集成的BDS—9250測試系統(tǒng)就是一套基于 PXI總線的測試系統(tǒng)。國內(nèi)的測試領(lǐng)域也已開始形成PXI總線市場 。在這種情況下，北京縱橫公司委托哈爾濱理工大學(xué)為其開發(fā)高性能的PXI總線數(shù)據(jù)采集模塊。

總之，PXI 結(jié)合了不同技術(shù)前沿的優(yōu)點(diǎn)，提供了一個(gè)完整好用的系統(tǒng)，模塊硬件和軟件可以簡單添加、從而產(chǎn)生低成本高性能的解決方案、它的靈活性足以應(yīng)付今天測試測量方面的挑戰(zhàn)[15] 。

本設(shè)計(jì)最終是服務(wù)于實(shí)驗(yàn)室信道模擬器項(xiàng)目的。由于該項(xiàng)目工程比較大，設(shè)計(jì)相當(dāng)復(fù)雜，所以需要將其分成多個(gè)模塊來設(shè)計(jì)，而且每個(gè)模塊之間都存在非常密切的關(guān)系，我們希望把這些模塊設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，所以就需要借助某個(gè)平臺來實(shí)現(xiàn)。而PXI正好的基于模塊化的設(shè)計(jì)，它具有多個(gè)PXI插槽，可以在一個(gè)PXI機(jī)箱上安裝多個(gè)PXI模塊。因此，我們把所有的模塊都設(shè)計(jì)成PXI接口，這樣就可以通過PXI機(jī)箱這個(gè)平臺將所有的模塊整合成一個(gè)整體。

1.4.2 課題研究內(nèi)容

綜上所輸述，本課題的主要研究內(nèi)容包括：

（1）掌握PCI、PXI總線規(guī)范；

（2）根據(jù)PXI總線規(guī)范，研究現(xiàn)有的PXI總線接口方案，提出符合要求的接口方案；

（3）設(shè)計(jì)和調(diào)試數(shù)字輸入輸出模塊的功能電路；

（4）利用FPGA技術(shù)，設(shè)計(jì)模塊的邏輯控制電路；

（5）設(shè)計(jì)DSP外圍電路，并通過DSP實(shí)現(xiàn)正交解調(diào)；

（6）掌握DDK，并編寫模塊驅(qū)動程序；

（7）用VC++等軟件開發(fā)工具編寫軟面板并進(jìn)行調(diào)試。

1.5 論文的結(jié)構(gòu)安排

本文在介紹完總體構(gòu)架后只就本人所作的部分工作做了詳細(xì)的介紹，內(nèi)容安排如下：

第2章簡單的介紹了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案；

第3章詳細(xì)介紹了DSP的硬件設(shè)計(jì)和正交解調(diào)的數(shù)字實(shí)現(xiàn)；

第4章詳細(xì)介紹了PXI數(shù)字I/O模塊的硬件設(shè)計(jì)，包括接口設(shè)計(jì)和功能電路設(shè)計(jì)；

第5章介紹PXI的軟件設(shè)計(jì)，主要闡述了PXI設(shè)備驅(qū)動的設(shè)計(jì)方法，以及本文所采用的DDK設(shè)計(jì)方案和具體的實(shí)現(xiàn)過程，并給出了最終的硬件測試結(jié)果和分析；

第6章對本出了總結(jié)和展望。

2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

本課題在深入研究PCI和PXI總線規(guī)范的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出符合規(guī)范的PXI接口電路，實(shí)現(xiàn)出PXI數(shù)字傳輸功能，并完成板卡的驅(qū)動設(shè)計(jì)和應(yīng)用程序開發(fā)，此外，在該P(yáng)XI板卡中還嵌入了DSP模塊，用來實(shí)現(xiàn)數(shù)字正交解調(diào)。本設(shè)計(jì)采用的PXI機(jī)箱為凌華公司的PXIS-2670，板卡尺寸為3U（100 mm×160 mm）。

2.1 模塊總體功能和技術(shù)指標(biāo)

2.1.1 PXI 總線技術(shù)指標(biāo)及要求

設(shè)計(jì)PXI總線接口就是要在深入理解PXI總線數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的基礎(chǔ)上，將復(fù)雜的 PXI 總線數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議通過一定的電路，轉(zhuǎn)化為本地簡單控制邏輯，從而簡化本地功能電路的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)PXI總線儀器模塊的開發(fā)。本模塊采用寄存器基接口，它的設(shè)計(jì)應(yīng)符合PXI規(guī)范，軟件編制符合VISA規(guī)范。

PXI總線接口主要技術(shù)要求如下：

（1）符合PXI總線規(guī)范V2.0，包括機(jī)械、電氣、軟件均符合規(guī)范；

（2）實(shí)現(xiàn)PXI總線基本的數(shù)據(jù)傳輸，其中包括寄存器、I/O和配置空間的讀寫；

（3）完成PXI總線觸發(fā)中斷的設(shè)計(jì)，包括硬件中斷和軟件中斷的實(shí)現(xiàn)方法；

（4）實(shí)現(xiàn)PXI總線猝發(fā)數(shù)據(jù)傳輸。

2.1.2 數(shù)字傳輸模塊指標(biāo)及要求

PXI 數(shù)字I/O模塊是一個(gè)模塊化的小型數(shù)據(jù)輸入輸出系統(tǒng)。本模塊是PXI標(biāo)準(zhǔn)3U 尺寸模塊，模塊接口設(shè)計(jì)按照PXI總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。本模塊取消了傳統(tǒng)儀器的所有操作按鈕，模塊上無任何本地顯示，各種模塊功能的設(shè)置、數(shù)據(jù)和圖形顯示均通過對主控計(jì)算機(jī)中的軟面板的相應(yīng)操作來完成。

該模塊的主要功能是：通過選定主控計(jì)算機(jī)中的軟面板相應(yīng)按鈕，來實(shí)現(xiàn)不同的數(shù)據(jù)輸入和輸出，需要輸出的數(shù)據(jù)可以事先寫好在應(yīng)用程序中，然后點(diǎn)擊輸出按鈕即可。

本模塊的技術(shù)指標(biāo)如下：

（1）輸入輸出數(shù)據(jù)的最高位數(shù)為：16 bit；

（2）輸入輸出數(shù)據(jù)的速率不低于：16 M字節(jié)/秒；

（3）能夠?qū)崿F(xiàn)DMA傳輸，猝發(fā)和非猝發(fā)的傳輸選擇。

2.1.3 正交解調(diào)技術(shù)指標(biāo)

本模塊采用的正交解調(diào)方法為數(shù)字法，之所以采用數(shù)字的方法一方面是因?yàn)樾诺滥M器前段已經(jīng)將信號進(jìn)行了A/D轉(zhuǎn)換，使得輸入信號變?yōu)槟M信號，另一方面，數(shù)字解調(diào)能夠達(dá)到比模擬解調(diào)更高的精度。在設(shè)計(jì)正交解調(diào)時(shí)，一定要滿足幅度和相位要求，此外，解調(diào)時(shí)間也有限制，因?yàn)檩斎胄盘柺菍?shí)時(shí)的。

（1）能夠?qū)?5 MB/S的輸入信號解調(diào)為I/Q兩路信號；

（2）要求解調(diào)后兩路信號的相位誤差不超過0.5度，幅度相對誤差不超過0.1%；

（3）要求每個(gè)數(shù)據(jù)的處理時(shí)間不高于40 ns。

2.2 模塊整體設(shè)計(jì)

該模塊為信道模擬器中的主控部分，他包括一個(gè)完整的數(shù)字I/O系統(tǒng)和用于正交解調(diào)的DSP兩部分，具體的結(jié)構(gòu)如圖2-1。

圖2-1 模擬器中的主控板結(jié)構(gòu)

2.2.1 PXI數(shù)字I/O模塊設(shè)計(jì)

由PCI總線控制器，F(xiàn)PGA，F(xiàn)IFO等模塊組成。PCI總線控制器實(shí)現(xiàn)PXI總線接口，F(xiàn)IFO作為數(shù)據(jù)輸入輸出的緩存器件，經(jīng)FPGA控制后實(shí)現(xiàn)局部總線數(shù)據(jù)的讀寫操作。具體的結(jié)構(gòu)如圖2-2。

數(shù)據(jù)傳輸流程為：輸入時(shí)，外部數(shù)據(jù)通過寫入FIFO后讀出傳入PCI9054局部總線，經(jīng)PCI9054傳入到PXI總線；輸出時(shí)，數(shù)據(jù)經(jīng)PXI總線送入PCI9054后經(jīng)局部總線傳到輸出FIFO后，通過讀取FIFO實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸出。整個(gè)傳輸過程的時(shí)序由FPGA嚴(yán)格控制。

圖2-2 PXI系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)模塊的總體功能要求，模塊設(shè)計(jì)方案可分為兩大部分：PXI 接口部分；局部總線部分。

1）PXI接口部分

PXI接口部分是PXI總線與設(shè)備溝通的橋梁，這部分主要深入研究PCI總線和 PXI總線規(guī)范，并在此基礎(chǔ)上提出了兩種實(shí)現(xiàn)方案，經(jīng)過對比，選用一種實(shí)現(xiàn)了PXI總線接口。

2）局部總線部分

局部總線是實(shí)現(xiàn)模塊具體功能的部分，本模塊為數(shù)據(jù)輸入輸出模塊。他主要包括三大部分：

（1）數(shù)據(jù)輸入FIFO：外部數(shù)據(jù)通過寫輸入FIFO被存儲，然后讀輸入FIFO將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄植靠偩€。

（2）數(shù)據(jù)輸出FIFO：待輸出數(shù)據(jù)通過局部總線寫輸出FIFO被存儲，然后讀輸出FIFO將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠靠偩€。

（3）FPGA：該模塊用來控制整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)序，包括局部總線時(shí)序控制，F(xiàn)IFO的讀寫時(shí)序控制。

2.2.2 DSP模塊設(shè)計(jì)

DSP用來將經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號解調(diào)成具有平行分量和垂直分量的兩路正交信號。他的電路結(jié)構(gòu)如圖2-3 。兩個(gè)FIFO作為輸入緩存，F(xiàn)LASH為初始化程序引導(dǎo)，SDARM用于存儲信號處理過程中用到的數(shù)據(jù)。

圖2-3 DSP數(shù)據(jù)流圖

2.3 本章小結(jié)

本章介紹了PXI總線數(shù)字傳輸模塊基本特性和主要技術(shù)要求，以及正交解調(diào)的設(shè)計(jì)方案和技術(shù)指標(biāo)。結(jié)合總體性能指標(biāo)，提出了該數(shù)字?jǐn)?shù)字傳輸模塊的總體設(shè)計(jì)方案和DSP的設(shè)計(jì)框圖。

3 DSP及正交解調(diào)模塊設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的正交解調(diào)部分是在DSP的硬件平臺中最終來實(shí)現(xiàn)，因此有必要對DSP的硬件設(shè)計(jì)作一個(gè)簡單的介紹。在介紹完DSP的硬件設(shè)計(jì)后，本章還將詳細(xì)的闡述正交解調(diào)模塊的軟件算法實(shí)現(xiàn)和仿真結(jié)果，并對結(jié)果作必要的分析。

3.1 DSP硬件設(shè)計(jì)

在進(jìn)行數(shù)字信號處理時(shí)，選擇合適的數(shù)字處理器非常重要。數(shù)字信號處理往往需要很高的實(shí)時(shí)性，即對處理時(shí)間有著很高的要求；此外，對處理器的容量即存儲空間也有一定的限制。在進(jìn)行大量復(fù)雜數(shù)據(jù)的處理時(shí)，經(jīng)常需要需要足夠大容量的存儲起來保存信號處理過程中需要用得的數(shù)據(jù)。當(dāng)然，可以通過外部存儲器來擴(kuò)展存儲空間，但這樣的話信號處理的速度就受到到限制。

因此，選用DSP芯片時(shí)，主要應(yīng)考慮其性能能否滿足實(shí)時(shí)處理算法的要求。具體說就是要求選擇那些指令周期短、數(shù)據(jù)吞吐率高、通信能力強(qiáng)、指令集功能完備的處理器，同時(shí)兼顧成本、復(fù)雜程度、功耗和開發(fā)難易程度等因素。根基實(shí)際性能需要，我們選擇了TI公司的DSPC6416數(shù)字處理器來搭建硬件平臺。目前，美國德州儀器（TI）公司的DSP數(shù)字處理芯片占據(jù)DSP市場50%以上的份額，許多領(lǐng)域?qū)τ跀?shù)字信號處理器的應(yīng)用都是圍繞德州儀器所開發(fā)的DSP處理器來進(jìn)行的。它是一種特別適合于進(jìn)行數(shù)字信號處理運(yùn)算的微處理器。

3.1.1 DSPC6416簡介

TMS320C6416t是一款高性能的定點(diǎn)DSP，采用精簡指令集，它的硬件結(jié)構(gòu)如圖3-1所示[16][17]。

它的DSP核包括64個(gè)32比特通用寄存器，8個(gè)獨(dú)立的功能單元，兩個(gè)32比特乘法器，6個(gè)算術(shù)執(zhí)行單元（ALU），最高可以同時(shí)并行執(zhí)行8條指令。它采用了改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，具有一級程序Cache，一級數(shù)據(jù)Cache，二級存儲器。哈佛結(jié)構(gòu)的程序和數(shù)據(jù)空間分開，允許同時(shí)對程序指令和數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，提供了很高的并行度，兩個(gè)讀和一個(gè)寫操作可以在一個(gè)周期里完成。因此并行存儲指令和專用指令可以在這種結(jié)構(gòu)的得到充分利

圖3-1 TMS320C6416t硬件結(jié)構(gòu)

用。另外，改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)使數(shù)據(jù)可以在數(shù)據(jù)和程序空間之間傳送。并行性支持在一個(gè)機(jī)器周期里完成一系列算術(shù)、邏輯和位處理運(yùn)算。同時(shí)，它提供了兩個(gè)獨(dú)立的EMIF （外部存儲器接口）接口（EMIFA和EMIFB），其中EMIFA提供了一個(gè)64比特的接口，EMIFB提供了一個(gè)16比特的接口，這為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了極大的便利。同時(shí)，它提供了64個(gè)獨(dú)立可編程EDMA通道，使得數(shù)據(jù)傳輸更加快捷和方便。同時(shí)1 GHZ的時(shí)鐘頻率，令我們的信號處理有更大的時(shí)間富余。

此外，TI的CCS（Code Composer Studio）為我們提供了強(qiáng)大的DSP開發(fā)工具。CCS是TI公司推出的一個(gè)集成性DSPs開發(fā)工具，在一個(gè)開放式的插件（plug-in）結(jié)構(gòu)下，CCS集成以下工具：

（1）C6000代碼生成工具（包括C6000的C編譯器、匯編優(yōu)化器、匯編器和連接器）；

（2）軟件模擬器（Simulator）；

（3）實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)DSP/BIOS；

（4）主機(jī)與目標(biāo)機(jī)之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換軟件RTDX；

（5）實(shí)時(shí)分析（real-time analysis）和數(shù)據(jù)可視化（data visualization capabilities）軟件。

3.1.2 DSPC6416外圍存儲電路設(shè)計(jì)

本模塊的主要數(shù)據(jù)流程如下圖。從圖中可以看出，DSP主要包括三個(gè)外圍器件，即FIFO，F(xiàn)LASH和SDRAM。其中FIFO是用來緩沖輸入輸出數(shù)據(jù)，F(xiàn)LASH主要用來上電引導(dǎo)程序，SDRAM主要用來存儲數(shù)據(jù)處理過程中需要用的的一些數(shù)據(jù)。

其中FIFO與DSP的EMIFB的BCE2空間相連，采用異步接口連接的方式。SDRAM與DSP的EMIFA的ACE0空間相連，作為大容量的數(shù)據(jù)緩存[18] 。

圖3-2 FIFO的輸出與DSP的EMIFB的連接

采用FPGA的輸出時(shí)鐘作為FIFO的工作時(shí)鐘，由FPGA里面的鎖相環(huán)產(chǎn)生，F(xiàn)IFO的HF（半滿標(biāo)志）作為事件觸發(fā)DSP的4號和6號EDMA事件。

HY97V283220T是hynix公司推出的一種單片存儲容量高達(dá)128 Mbits， 即4M字節(jié)的32bits字寬高速SDRAM芯片。HY97V283220T采用CMOS工藝，它的同步接口和完全流水線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)使其擁有極大的數(shù)據(jù)傳輸速率， 可以工作在高達(dá)133 MHz 的時(shí)鐘頻率下， 刷新頻率為每64毫秒4096次。該SDRAM芯片內(nèi)部有四個(gè)存儲體（bank），通過行、列地址分時(shí)復(fù)用系統(tǒng)地址總線對不同存儲體內(nèi)不同頁面的具體存儲單元進(jìn)行讀寫訪問尋址。在進(jìn)行讀操作之前， 必須預(yù)先激活SDRAM內(nèi)對應(yīng)的存儲體， 并選擇存儲器的某一行， 然后送入列地址讀取需要的數(shù)據(jù)。從輸出列地址到SDRAM 返回相應(yīng)數(shù)據(jù)之間存在一個(gè)存取延遲。如果訪問新的頁面， 則先需要關(guān)閉所有的存儲體， 否則已打開的頁面將一直有效。在寫操作之前， 由于已經(jīng)預(yù)先激活了有關(guān)的行地址， 因此可以在輸出列地址的同時(shí)輸出數(shù)據(jù)， 沒有延遲。

由于HY97V283220T屬于32 Bit字寬的64 Mbit SDRAM芯片， 而C6416 的EMIFA時(shí)64 Bit 字寬的同步外存儲接口，為了使整個(gè)系統(tǒng)的存儲空間保持連續(xù)， 本設(shè)計(jì)使用了兩SDRAM 與DSP 芯片組成實(shí)際大小為256 Mbit的外部存儲系統(tǒng)。具體的電氣連接框圖如圖3-3所示。

圖3-3 DSP與SDRAM連接示意圖

在對TMS320C6416外接FLASH存儲器編程之前，必須對TMS320C6416的啟動模式進(jìn)行配置。C6416DSP可以有三種啟動模式：不加載、ROM加載、主機(jī)加載。在本系統(tǒng)中我們選擇ROM加載啟動模式，TMS320C6416的啟動模式由TMS320C6416的EMIFB的地址總線BEA[19：18]（BOOTMODE[1：0]）決定，DSP在復(fù)位期間檢測這兩位的高低電平?jīng)Q定其引導(dǎo)模式。TMS320C6416引導(dǎo)模式配置表如下表3-1：

使用AMD公司容量為4 M x 8 Bit的Am29LV033C FLASH啟動TMS320C6416，在硬件配置中，將TMS320C6416的C18管腳接一個(gè)1 kΩ下拉電阻和D18管腳接一個(gè)1 kΩ上拉電阻，以確保系統(tǒng)工作的可靠性。當(dāng)系統(tǒng)上電TMS320C6416脫離復(fù)位狀態(tài)后，TMS320C6416能自動從FALSH中讀取數(shù)據(jù)并存放于TMS320C6416內(nèi)部從0 KB地址開始的空間（TMS320C6416內(nèi)部有1 MB緩存），然后1 KB地址開始執(zhí)行程序。

表3-1 TMS320C6416引導(dǎo)模式配置表

由于4 MB的Flash ROM有22根地址線，而TMS320C6416只有20根地址線，因此加入FPGA，對Flash進(jìn)行分頁，這里共分4頁，每頁1 MB。DSP與FLASH硬件連接圖如圖3-4所示：

圖3-4 EMIFB與FLASH硬件連接圖

3.1.3 C6416 JTAG電路設(shè)計(jì)

JTAG是基于IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)的一種邊界掃描測試方式（Boundary-scan Test），TI為其大多數(shù)DSP提供了JTAG端口支持，C6416也不例外，結(jié)合配套的仿真調(diào)試軟件（Emulator），可以訪問DSP的所有資源。

仿真器通過一個(gè)14 pin的接插件與芯片的JTAG端口進(jìn)行通信。圖3?5是14 pin接插件上的信號定義，圖3-6是C6416 JTAG端口與14 pin Header的連接關(guān)系：

3.1.4 DSP電源設(shè)計(jì)

C6000系列DSPs需要兩種電源，分別為CPU核心和周邊I/O接口供電。周邊I/O電壓要求3.3 V，CPU核心電壓則隨功耗技術(shù)的發(fā)展，逐漸從2.5 V降到1.8 V、1.5 V、1.2 V和1.0 V，本系統(tǒng)中選用的C6416 DSP核電壓為1.2 V，最新一代C6000處理器，已經(jīng)在開發(fā)核心電壓

圖3-5 JTAG引腳定義圖

圖3-6 C6000與JTAG連接圖

因?yàn)樾枰獌煞N電壓，所以要考慮供電系統(tǒng)的配合問題。加電過程中，應(yīng)當(dāng)保證內(nèi)核電源（CVDD）先上電，最晚也應(yīng)該與I/O電源（DVDD）一起加。關(guān)閉電源時(shí)，先關(guān)閉DVDD，再關(guān)閉CVDD。如果實(shí)際系統(tǒng)中只能先給DVDD加電，那么必須保證再整個(gè)加電過程中，DVDD不會超出CVDD 2 V。在有一定安全措施的前提下，允許兩個(gè)電源同時(shí)加電，兩個(gè)電源都必須在25 ms內(nèi)達(dá)到規(guī)定電平的95%。

圖3-7 DSP6416電源電路

講究供電次序的原因在于：如果僅CPU內(nèi)核獲得供電，周邊I/O沒有供電，對芯片不會產(chǎn)生損害，只是沒有輸入輸出功能而已；如果反過來，周邊I/O得到供電而CPU內(nèi)核沒有加電，那么芯片緩沖/驅(qū)動部分的晶體管將在一個(gè)未知的狀態(tài)下工作，這是非常危險(xiǎn)的。為了滿足上面的要求，我們選擇了如圖3-7電源電路。

3.2 正交解調(diào)模塊設(shè)計(jì)

3.2.1 正交解調(diào)簡介

在現(xiàn)實(shí)中，可物理實(shí)現(xiàn)的信號都是實(shí)信號。現(xiàn)在以一個(gè)實(shí)的窄帶信號為例進(jìn)行分析，該信號可以表示為：

（3-1）

很顯然，光有這一個(gè)等式不可能求得信號中含有的信息。于是在此引入了正交變換的概念。

我們知道實(shí)信號的頻譜具有共軛對稱性，即其正負(fù)頻率幅度分量對稱，而相位分量相反，所以只需知道其正頻部分或負(fù)頻部分就可以知道完整的信號信息了。在此基礎(chǔ)上可以構(gòu)造一個(gè)只含正頻分量的新信號。首先，引入一個(gè)階躍濾波器：

（3-2）

其沖激函數(shù)為：

（3-3）

則，

（3-4）

（3-5）

式中的虛部即為的Hilbert（希爾伯特）變換

（3-6）

Hilbert變換就是一個(gè)正交變換，它產(chǎn)生了一個(gè)實(shí)信號的正交分量。有了它就可以求出原實(shí)信號中的信息了。

（3-7）

（3-8）

在模擬域中，一般是通過混頻技術(shù)來分別得 的實(shí)部（也可稱為 的同相分量）和虛部（也可稱為 的正交分量）。其原理框圖如圖3.8所示

圖3.8 正交解調(diào)的模擬和數(shù)字方法原理框圖

對分別乘上 和 可以得到，

（3-9）

（3-10）

對這兩個(gè)信號進(jìn)行低通濾波后可以得到，

;

（3-11）

顯然，這兩個(gè)等式也是正交的且原信號的信息沒有丟失。在數(shù)字域中同樣也可以采用混頻原理來獲得數(shù)據(jù)中的信息，在此不作論證，給出其結(jié)構(gòu)圖如圖3.8（b）。

3.2.2 正交解調(diào)的數(shù)字實(shí)現(xiàn)

3.2.2.1 數(shù)字方法實(shí)現(xiàn)的基本理論

第7篇：電氣和自動化論文范文

----三友印染廢水處理工程設(shè)計(jì)

黎  錦   

（生物與化學(xué)工程學(xué)院   指導(dǎo)教師：諸愛士  李  武）

摘 要：任務(wù)來源

水是生命之源，是地球上唯一不可替代的自然資源。我國人均水資源占有量僅為世界平均水平的1/4，水源不足、水體污染和水環(huán)境生態(tài)惡化已成為發(fā)展的制約因素。保護(hù)水資源、防治水污染、改善水環(huán)境生態(tài)是保護(hù)環(huán)境和實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。為使環(huán)境污染和生態(tài)破壞加劇得到基本控制，部分城市、地區(qū)的環(huán)境保護(hù)目標(biāo)和實(shí)施綠色工程計(jì)劃，都需要提供先進(jìn)、適用、有效的廢水處理工程技術(shù)。

在我國工業(yè)生產(chǎn)中，許多仍延用高消耗、低效益的粗放型方式，造成資源、能源利用率低，污染物產(chǎn)生量大，結(jié)構(gòu)型污染問題突出。我國工業(yè)廢水排放量占全國廢水排放總量的62%，工業(yè)廢水處理率平均為72%，排放達(dá)標(biāo)率為54%，工業(yè)廢水污染防治是我國環(huán)境保護(hù)的重點(diǎn)之一。廢水的來源有很多方面，無論哪一種廢水，其處理工藝都是以一些基本的單元技術(shù)為基礎(chǔ)組合而成。我國在廢水處理單元技術(shù)上取得長足進(jìn)步的同時(shí)，在過去的20多年中，投入了上百億元資金建立了數(shù)千套的廢水處理設(shè)施。這些工作都為今后我國廢水工程實(shí)施提供了寶貴的技術(shù)積累和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。我國水資源不足和時(shí)空分布不均，水環(huán)境容量低，工業(yè)污染源排放達(dá)到水環(huán)境質(zhì)量改善要求的任務(wù)是長期而艱巨的。

設(shè)計(jì)依據(jù)

⑴ 任務(wù)書

⑵ 廢水水質(zhì)、水量情況

⑶ GB4287-93《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》

⑷ 《三友印染有限公司環(huán)境影響報(bào)告書》

⑸ 湖州織里工業(yè)區(qū)規(guī)劃圖

設(shè)計(jì)原則

⑴ 根據(jù)該公司的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)廢水特征，結(jié)合已有的工程實(shí)例，在確保出水達(dá)標(biāo)的前提下，盡可能采用簡單、成熟、可靠的處理工藝。

⑵ 嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)環(huán)境保護(hù)的各項(xiàng)規(guī)定，廢水處理后達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB4287-92中的Ⅲ類水域一級排放標(biāo)準(zhǔn)。

⑶ 處理系統(tǒng)有較大的靈活性，以適應(yīng)廢水水質(zhì)、水量的變化。

⑷ 管理維修方便，避免產(chǎn)生二次污染。

⑸ 自動化程度高，盡量自動化管理模擬。

⑹ 占地面積小，處理廢水水站以水處理中心模擬建造。

⑺ 污泥產(chǎn)生量小。

⑻ 設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮廢水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲、異味，以及污泥的處理，避免對環(huán)境的二次污染。

⑼ 充分利用構(gòu)筑物和設(shè)備組合式設(shè)計(jì)的優(yōu)勢，使污水處理布局合理，處理站與廠區(qū)環(huán)境相協(xié)調(diào)。

⑽ 充分利用地質(zhì)條件，盡量減少工程投資。

⑾ 合理選用設(shè)備，降低能耗，提高動力效率，減低運(yùn)轉(zhuǎn)成本。

⑿ 污泥實(shí)行機(jī)械脫水，以減少勞動強(qiáng)度和保障廢水處理廠的整潔。

⒀ 充分考慮到廢水處理廠的給排水等規(guī)范要求。

設(shè)計(jì)范圍

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)范圍為：廢水處理站內(nèi)即自格柵起至廢水調(diào)節(jié)池、初沉池、反應(yīng)池、MSBR池、污泥濃縮池和規(guī)范化廢水排放井出口的工藝、總圖、構(gòu)筑物及附屬建筑物、電氣、儀表、廢水處理站內(nèi)的給排水及污水處理過程中產(chǎn)生污泥脫水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。不包括站內(nèi)綠化、設(shè)計(jì)范圍以外的廢水管網(wǎng)及其它構(gòu)筑物設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)水量與水質(zhì)

工程概況

湖州織里工業(yè)區(qū)是純棉、滌棉面料印染加工基地，三友印染有限公司位于該工業(yè)區(qū)，其印染廢水主要來源于印染加工的四個(gè)工序，即預(yù)處理階段(包括燒毛、退漿、煮煉、漂白、絲光等工序)要排出退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水和絲光廢水，染色工序排出染色廢水，印花工序排出印花廢水和皂液廢水，整理工序則排出整理廢水。印染廢水是以上各類廢水的混合廢水，或是除漂白廢水以外的綜合廢水。三友印染有限公司日產(chǎn)量250m，廢水約2500m3 。為了使該工業(yè)區(qū)生產(chǎn)發(fā)展的同時(shí)解決污水的問題，保持良好的可持續(xù)性發(fā)展，因此新建一座印染污水處理廠。

設(shè)計(jì)規(guī)模

公司日生產(chǎn)廢水約2500m3，故設(shè)計(jì)最大水量為3000m3/d，公司24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，即廢水流量為125t/h。

設(shè)計(jì)水質(zhì)及標(biāo)準(zhǔn)

針對三友印染有限公司廢水排放有關(guān)特征，本次方案設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)取值見表1。

表1    設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)

           參數(shù)   

廢水名稱 CODCr (mg/L) pH SS

(mg/L) 色度

（稀釋倍數(shù)） BOD5 (mg/L)

印染廢水 2000 9-13 400 500 700

廢水處理工程出水水質(zhì)執(zhí)行中華人民共和國《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB4287-92中的Ⅲ類水域一級排放標(biāo)準(zhǔn)，見表2。

表2    設(shè)計(jì)出水水質(zhì)指標(biāo)

水質(zhì)參數(shù) CODCr（mg/L） pH SS（mg/L） 色度

（稀釋倍數(shù)） BOD5（mg/L）

標(biāo)準(zhǔn)值 100 6～9 70 40 25

關(guān)鍵詞：印染廢水；物理處理法；MSBR；工程設(shè)計(jì)

Abstract:Task source

Water is the source of life and is the only irreplaceable natural resources of the Earth. China's per capital water resources was 1 / 4 of the world's average level, shortage of water, Water pollution and ecological deterioration in the water environment has become constraints of development. The protection of water resources, the prevention and control of water pollution, the improvement of water environment is an important part of the protection of the environment and the sustainable development. To basically bring the environmental pollution and the aggravated ecological damage under control, applicable, effective wastewater treatment technologies are needed for the objectives of environmental protection and the implementation of green projects of some of the cities and the areas.

Most Industrial production in China are still using a way of consuming high and with low efficiency, this leads to a low energy utilization efficiency, a large amount of pollutants and a prominent problem of structure-based pollution. China's industrial wastewater discharge accounts for 62% of the wastewater accounts of the country's total emissions. The industrial wastewater treatment rate is 72%, emissions which reach a set standard account for 54%, the control of the industrial wastewater pollution is one of the key of the environmental protection in our country. The sources of wastewater are in many aspects. Regardless of whatever kind of wastewater, its treatment process is composed of some of the basic elements of t echnology-based. The unit technology in the wastewater treatment in China made considerable progress. In the past 20 years, our country invested more than 10 billion yuan of funds to build thousands of sets of wastewater treatment facilities. These tasks provided valuable technical accumulation and practical experience for China in the future wastewater project. China's water resources are inadequate and distribute without discipline of space and time. As a result of the low capacity of water environment, the task of making the industrial pollution emissions improve the water quality is long and arduous.

Design basis ⑴ mission book

⑵ wastewater quality and quantity

⑶ GB4287-93  Standards Of Water Pollutant Emission For Textile Industry

⑷ Environmental Assessment Report Of San You Dyeing Ltd

⑸ plan picture of Huzhou spinning industrial zone

Design principle⑴ According to the company's product structure and production wastewater’s characteristic, to combine with the project example, in ensuring that the water emission reaches the set of standard, use simple, mature and reliable treatment process as far as possible.

⑵ Strictly satisfy the environmental protection requirements, wastewater after treatment must reach the first emission standard of the three categories in Water Pollutant Emission Standards For Textile Dyeing GB4287-92.

⑶ Processing system is of great flexibility, in order to meet the quality and quantity changes of effluent water.

⑷ Management and maintenance are of convenience and avoid secondary pollution.

⑸ The degree of automation is high and automation management simulation is used.

⑹ The area of land intensive is small, wastewater treatment station to the treatment center construction simulation.

⑺ The amount of sludge produced is small.

⑻ Fully consider noise, odor, and sludge treatment which are produced by the wastewater treatment when designing and avoid secondary pollution to the environment.

⑼ Make full use of the advantage of the modular design of structures and equipments, make sure that the layout of the sewage treatment is rational, and the processing Station moderate with the mill environment.

⑽ Make full use of geological conditions, minimize investment.

⑾ Select equipment reasonably, reduce energy consumption, improve power efficiency and reduce operating costs.

⑿ Mechanical dewatering of sludge to reduce labor intensity and make sure that the wastewater treatment plant is clean.

⒀ Fully account for the drainage and other specifications of the wastewater treatment plant.

Design scope

Design areas of the project: inside wastewater treatment stations that is to say the process, master plan, structures and ancillary buildings, electrical, instrumentation, the design of water supply and sewerage of wastewater treatment station and the dewatering system design of the sewage generated from the sewage treatment process since the grid to regulate wastewater pool, the primary settling tank, the tank, MSBR tanks, sludge thickening tank and discharging wastewater standardized export wells. Exclude Green station of the station, the wastewater pipe network outside the scope of the design and design of other structures.

Design of water quantity and quality

engineering Profiles

Huzhou spinning industrial area is processing base of cotton, polyester-cotton fabric dyeing. San You Dyeing Company is located in the industrial zone, their main dyeing wastewater is from the four dyeing processing procedures, that is the pretreatment stage (including singeing, desizing, scouring, bleaching, mercerizing processes) to discharge desizing wastewater, scouring wastewater, Bleaching wastewater and mercerizing wastewater, dyeing process to discharge dyeing wastewater, printing processes to discharge printing wastewater and soap liquid wastewater, arranging processes to discharge arranging wastewater. Dyeing wastewater is the wastewater mixture of the wastewater effluent above all, or the comprehensive wastewater except for the bleaching wastewater. The daily production of San You Dyeing company is 250 m, the wastewater is approximately 2500 m3. To develop the production of industrial and at the same time solve the problem of sewage, maintain good sustainable development, So a new dyeing sewage treatment plant must be built.

Design scale

The wastewater generated by the company is about 2500 m3 per day, so the largest quantity of wastewater of design is a 3000 m3 a day. The company has 24 hours of continuous operation, that is the flow of the wastewater is 125 ton per hour.

Design water quality and standard:

According to the character of the emission wastewater of the San You dyeing limited company, the ender water quality of this plan is showed as Table 1.

Tab1    enter water quality index of designation

parameter

wastewater name CODCr (mg/L) pH SS

(mg/L) dilution rate BOD5 (mg/L)

Dyeing wastewater 2000 9-13 400 500 700

 

The wastewater after treatment must reach the first emission standard of the three categories in Water Pollutant Emission Standards For Textile Dyeing GB4287-92. As shown in Table 2.

Tab2    out of water quality index of designation

Water quality

parameter CODCr（mg/L） pH SS（mg/L） dilution rate BOD5（mg/L）

Standard value 100 6～9 70 40 25

Key words:  Dyeing wastewater; Physical method; Modified sequence batch reactor;

Engineering design

 

1  總  論

1.1  概述

隨著紡織行業(yè)所用原料的變化，加以印染廢水本身的復(fù)雜性和特殊性，使用單一方法處理印染廢水中的有害物質(zhì)很難達(dá)標(biāo)排放，一般均要幾種方法聯(lián)合處理。三友印染有限公司排放的印染廢水，其原始CODCr、BOD5、SS濃度和色度分別為2000mg/L、700mg/L、400 mg/L和500倍。在綜合比較現(xiàn)有印染廢水處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及各自適用條件的基礎(chǔ)上，結(jié)合三友印染有限公司的印染廢水特點(diǎn)，采用物理處理方法和MSBR生化處理方法相結(jié)合的工藝。預(yù)計(jì)CODCr、BOD5、SS和色度的去除率分別為95%、90%、82.5%和92%，達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB4287-92中的Ⅲ類水域一級排放標(biāo)準(zhǔn)。

1.2  文獻(xiàn)綜述

1.2.1  研究背景和意義

紡織工業(yè)是我國傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)部門之一。長期以來，在滿足國內(nèi)人們衣著需求及外貿(mào)創(chuàng)匯方面做出了很大貢獻(xiàn)。但也應(yīng)看到，紡織工業(yè)在生產(chǎn)過程中排放較大量的廢水，對環(huán)境產(chǎn)生污染，其中以印染行業(yè)生產(chǎn)過程中排放的廢水對環(huán)境污染較最為嚴(yán)重。其不僅排放廢水量大，而且污染物總量也最多。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國印染廢水排放量約為3 106-4 106m3/天，印染廠的廢水產(chǎn)生率為3-5t廢水/100m織物[1]，由此而產(chǎn)生的生態(tài)破壞及經(jīng)濟(jì)損失是不可估量的。紡織印染工業(yè)廢水的主要來源是印染廢水，其廢水的量大，色度高，成分復(fù)雜，廢水中還有染料、染漿、助劑、纖維雜質(zhì)及無機(jī)鹽等，是目前我國較難處理的工業(yè)廢水之一。

1.2.2  研究現(xiàn)狀及分析

我國印染廢水的治理工作起步較早。20世紀(jì)70年代初，有關(guān)企業(yè)和研究單位即開展印染廢水的治理研究工作。在70年代末到80年代中期，紡織工業(yè)在國家支持下獲得較快發(fā)展，印染廢水治理技術(shù)也進(jìn)入一個(gè)新的開發(fā)研究時(shí)期，并取得了很多研究新成果，興建了很多印染廢水治理工程，諸如生物接觸氧化、半軟性填料等成果在印染行業(yè)廢水處理工程中獲得應(yīng)用。80年代中期以后，由于紡織纖維原料的變化，化學(xué)纖維在紡織產(chǎn)品中所占比例增加，引起了印染產(chǎn)品加工方式的變化，從而使廢水水質(zhì)也發(fā)生相應(yīng)變化。其突出特點(diǎn)是廢水的可生物降解性能變差，廢水處理工程處理效率下降。為了解決這一矛盾，紡織印染行業(yè)又開始了新的治理方法研究，以適應(yīng)這一變化情況。80年代末，又研究開發(fā)了厭氧（水解）-好氧處理工藝，通過厭氧（水解）工藝改善了廢水處理中廢水水質(zhì)，改善了后續(xù)好氧工藝的應(yīng)用狀況，從而提高了處理效果[2]。

雖然我國印染廢水的治理工作起步較早，但由于印染廢水的復(fù)雜性和特殊性，目前還沒有只用一種方法就能對印染廢水中的有害物質(zhì)進(jìn)行完全的去除，一般均要幾種方法聯(lián)合作用。隨著我國對環(huán)保工作的重視，近些年對印染廢水處理技術(shù)的研究取得了較大的發(fā)展。特別是光催化氧化技術(shù)、高效混凝劑等對印染廢水進(jìn)行處理[3]，均取得了較好的效果。

1.2.3  印染廢水的特點(diǎn)

印染廢水具有有機(jī)污染物含量高、色度深、堿性大、水質(zhì)變化大等特點(diǎn)，屬難處理的工業(yè)廢水。近年來由于化學(xué)纖維織物的發(fā)展，仿真絲的興起和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步，使PVA漿料、人造絲堿解物(主要是鄰苯二甲酸類物質(zhì))、新型助劑等難生化降解有機(jī)物大量進(jìn)入印染廢水，導(dǎo)致印染廢水水質(zhì)發(fā)生了很大的變化[4]，出現(xiàn)了一些新的情況，其COD濃度也由原來的數(shù)百mg/L上升到2000～3000mg/L。本印染廢水具要可生化性程度較差（BOD/COD=0.35）、色度深、堿性大等的特點(diǎn)。

1.2.4  現(xiàn)有的印染廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)的印染廢水處理以生化法為主，有的還將化學(xué)法與之串聯(lián)。國外也基本如此。由于近年來化纖織物的發(fā)展和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步，使PVA漿料、新型助劑等難生化降解的有機(jī)物大量進(jìn)入印染廢水中，給處理增加了難度。近年來國內(nèi)外都開展一些研究工作，主要是新的生物處理工藝和高效專用細(xì)菌以及新型化學(xué)藥劑[5]的探索和應(yīng)用研究。

印染廢水處理的化學(xué)處理法

⑴ 混凝法

混凝法[6]主要有混凝沉淀法和混凝氣浮法，所采用的混凝劑多半以鋁鹽或鐵鹽為主，其中以堿式氯化鋁（PAC）的架橋吸附性能較好，而以硫酸亞鐵的價(jià)格為最低?；炷ǖ闹饕獌?yōu)點(diǎn)是工藝流程簡單，操作管理方便，設(shè)備投資少，占地面積小，對疏水性染料脫色效率很高；缺點(diǎn)是運(yùn)行費(fèi)用較高，泥渣量多且脫水困難，對親水性染料處理效果差。

⑵ 氧化法

臭氧氧化法在國內(nèi)外應(yīng)用較多，對多數(shù)染料能獲得良好的脫色效果，但對硫化、還原、涂料等不溶于水的染料脫色效果較差[7]。從國內(nèi)外運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和結(jié)果看，該法脫色效果好，但耗電多，大規(guī)模推廣應(yīng)用有一定困難。光氧化法處理印染廢水脫色效率高，但設(shè)備投資和電耗還有待進(jìn)一步降低。

⑶ 電解法

電解[8]對處理含酸性染料的印染廢水有較好的處理效果，脫色率為50%-70%，但對顏色深、CODcr高的廢水處理效果較差。

印染廢水處理的生物處理法

20世紀(jì)70年代以來，國內(nèi)對印染廢水以生物處理為主，占80%以上，尤以好氧生物處理法占絕大多數(shù)。從現(xiàn)有情況看，我國印染廢水生物處理法中以表面加速曝氣和接觸氧化法占多數(shù)。此外，鼓風(fēng)曝氣活性污泥法、射流曝氣活性污泥法、生物轉(zhuǎn)盤等也有應(yīng)用。好氧生物處理對BOD5去除效果明顯，一般可達(dá)80%。但色度和CODCr去除率不高，尤其PVA等化學(xué)漿料、表面活性劑及坯布堿減量技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不但使印染廢水的CODCr達(dá)到2000-3000 mg/L，而且BOD/COD也由原來的0.4-0.5下降到0.2以下，單純的好氧生物處理難度越來越大，出水難以達(dá)標(biāo)。且好氧法的高運(yùn)行費(fèi)用和剩余污泥處理或處置問題歷來是廢水處理領(lǐng)域沒有解決好的一個(gè)難題。由于上述原因，印染廢水的厭氧生物處理技術(shù)開始受到人們的重視，探求高效、低耗、投資省的印染廢水處理新技術(shù)已經(jīng)很重要。目前厭氧處理技術(shù)較成熟的有MSBR工藝和UASB工藝。

⑴ MSBR工藝

MSBR（Modified Sequence Batch Reactor）-改進(jìn)型序批式反應(yīng)器的工藝流程和結(jié)構(gòu)形式綜合了厭氧&md ash;好氧（A/O）、氧化溝、CAST等脫氮除磷工藝的優(yōu)點(diǎn)，為各種微生物生存創(chuàng)造了最佳的環(huán)境條件和水利條件[9]。

MSBR工藝分成三個(gè)主要部分：曝氣格和兩個(gè)交替序批處理格。主曝氣格在整個(gè)運(yùn)行周期中保持連續(xù)曝氣，而每半個(gè)周期過程中，兩個(gè)序批處理格分別交替作為SBR池和澄清池，運(yùn)行方式是連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水[10]。平面布置圖見圖1。

 

圖1    MSBR系統(tǒng)平面布置示意圖      

⑵ UASB工藝

升流式厭氧污泥層法（Upflow Anaerobic Sludge Blomket Process）簡稱為UASB法。其特點(diǎn)是利用厭氧微生物群體自身的凝聚性能，在反應(yīng)器內(nèi)保持高濃度微生物量并以高速甲烷發(fā)酵的形式處理工業(yè)高濃度有機(jī)廢水。具有能耗低、剩余污泥發(fā)生量少等優(yōu)點(diǎn)[11]。

與好氧相比，UASB具有占地面積小、節(jié)能、可回收甲烷、抗污染物負(fù)荷沖擊等優(yōu)點(diǎn)。UASB法的特點(diǎn)是反應(yīng)器內(nèi)不需放置填料，厭氧污泥本身具有凝聚成顆粒物的能力[12]。反應(yīng)溫度在37℃左右，廢水BOD5去除率70%左右，產(chǎn)生氣體中甲烷含量為55%。

1.3  設(shè)計(jì)任務(wù)的依據(jù)

⑴ 任務(wù)書

⑵ 廢水水質(zhì)、水量情況

⑶ GB4287-93《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》

⑷ 《三友印染有限公司環(huán)境影響報(bào)告書》

⑸ 湖州織里工業(yè)區(qū)規(guī)劃圖

1.4  污染源分析

1.4.1  生產(chǎn)工藝流程

 

             廢水       廢水      廢水

1.4.2  生產(chǎn)工藝流程中廢水來源說明

印染廢水主要來源于印染加工的四個(gè)工序，即預(yù)處理階段(包括燒毛、退漿、煮煉、漂白、絲光等工序)要排出退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水和絲光廢水，染色工序排出染色廢水，印花工序排出印花廢水和皂液廢水，整理工序則排出整理廢水。印染廢水是以上各類廢水的混合廢水，或是除漂白廢水以外的綜合廢水。

1.5  電氣供應(yīng)情況

1.5.1  用電量

本印染廢水處理設(shè)施投入運(yùn)行后，總裝機(jī)容量為244.1kW，常開功率為134.3kW，電費(fèi)單價(jià)按0.60元/度計(jì)，日耗電2379.67kWH，則電費(fèi)：E1=2687.79×0.60/3000=0.47元/噸廢水。

1.5.2  電氣設(shè)計(jì)說明

（1）本項(xiàng)目投入運(yùn)行后，總裝機(jī)容量為244.41kW，常開功率為134.3kW，電費(fèi)單價(jià)按0.60元/度計(jì)，日耗電2379.67kWH。

（2）電源由業(yè)主自行引至污水處理站。

（3）線路敷設(shè)：電纜比較集中的主干線采用電纜溝敷設(shè)或電纜橋架架空敷設(shè)，電纜比較少而又分散的地方采用電纜直接埋地或穿鍍鋅管敷設(shè)，設(shè)備現(xiàn)場設(shè)按鈕箱。配電管路敷設(shè)可根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)置電纜井，便于電纜敷設(shè)。

（4）所有電氣設(shè)備、非帶電金屬外殼均應(yīng)可靠接地，所有進(jìn)出建筑物的工藝管道在入戶處應(yīng)與本裝置接地系統(tǒng)相聯(lián)。

（5）配電柜，控制柜基礎(chǔ)采用10#槽鋼制作，配電柜下有電纜溝便于電纜敷設(shè)。

（6）操作間安裝滅火器若干只。

1.6  主要構(gòu)筑物

本印染廢水處理工藝所需的主要構(gòu)筑物有：格柵、調(diào)節(jié)池、反應(yīng)池1、初沉池、MSBR池、反應(yīng)池2、終沉池、污泥濃縮池、風(fēng)機(jī)房、脫水機(jī)房、溶配藥室、標(biāo)準(zhǔn)排放井。

1.7  主要機(jī)電設(shè)備、器材

本印染廢水處理工藝所需的主要機(jī)電設(shè)備及器材有：格柵除污機(jī)、廢水提升泵、三葉風(fēng)機(jī)、初沉刮泥機(jī)、微孔曝氣器、終沉刮泥機(jī)、污泥濃縮機(jī)、反應(yīng)攪拌機(jī)、水下攪拌機(jī)、污泥脫水機(jī)、污泥回流泵、潷水器、PAC溶加藥系統(tǒng)、H2SO4加藥系統(tǒng)、PAM溶加藥系統(tǒng)、流量計(jì)、皮帶輸送機(jī)、起重機(jī)、電動葫蘆、污泥泵、壓濾機(jī)輔助設(shè)備、酸貯槽。

 

2  工藝流程的確定

2.1  研究的基本思路

本篇設(shè)計(jì)（論文）在借鑒前人工作經(jīng)驗(yàn)及當(dāng)前治理技術(shù)水平以及結(jié)合工程運(yùn)行狀況的基礎(chǔ)上，完成本次設(shè)計(jì)。方案中生化處理采用MSBR組合工藝，其運(yùn)行方式是連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水，即裝置的主曝氣格在整個(gè)運(yùn)行周期中保持連續(xù)曝氣，而每半個(gè)周期過程中，兩個(gè)序批處理格分別交替作為SBR池和澄清池。預(yù)計(jì)經(jīng)上述過程后出水中除CODCr和色度外，其它指標(biāo)可以達(dá)標(biāo)。為確保達(dá)標(biāo)排放，生化出水再進(jìn)一步物化處理后可以使廢水做到全面達(dá)標(biāo)。

2.2  本印染廢水處理工藝選擇

在化學(xué)處理方面，由于本印染廢水的色度和CODCr濃度都較高，不宜采用電解法做化學(xué)處理方法。并且由于氧化法處理印染廢水技術(shù)還不夠成熟，所以采用混凝沉淀法。

在生化處理方面，由于三友印染有限公司的印染廢水具有CODCr濃度較高（2000mg/L），可生化性程度較差的特點(diǎn)，單純采用厭氧或好氧生物處理技術(shù)難以達(dá)標(biāo)，所以本設(shè)計(jì)采用MSBR組合工藝作為本印染廢水處理的生化處理裝置。共包含四個(gè)處理單元來去除污染物：第一單元采用格柵除渣，去除廢水中顆粒狀的懸浮物；第二單元采用反應(yīng)池，去除廢水中所含的大部分SS和部分色度；第三單元采用MSBR池進(jìn)行厭氧、好氧生化處理，徹底降解有機(jī)物；第四單元采用終沉池，泥水分離,去除大部分色度和部分CODCr。

2.3  處理工藝流程

三友印染廢水處理工藝流程圖見圖2。

 

圖 2    本方案工藝流程圖

 

3  工藝流程簡述

3.1  流程說明

印染廢水經(jīng)格柵井隔去粗大雜物后進(jìn)調(diào)節(jié)池，廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)借助空氣攪拌實(shí)現(xiàn)均質(zhì)、調(diào)節(jié)水量并使廢水降溫后通過廢水提升泵提升到反應(yīng)池，進(jìn)行混凝沉淀，經(jīng)投加混凝劑及助凝劑使廢水中所含的大部分SS和部分色度得以去除，反應(yīng)池出水進(jìn)入初沉池，進(jìn)行固液分離，使出水清澈，初沉池出水進(jìn)入A池，沉淀污泥進(jìn)入污泥濃縮池。格柵井中設(shè)置2臺回轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵，柵距3mm。廢水進(jìn)入A池，在缺氧狀態(tài)下大分子有機(jī)物經(jīng)水解分解成小分子有機(jī)物，提高廢水的可生化性，廢水在O池進(jìn)行好氧生物處理后，混合液進(jìn)入SBR池。SBR池部分剩余活性污泥回流到A池，SBR池與O池之間設(shè)置全過程回流，O池連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)曝氣，剩余活性污泥進(jìn)入污泥濃縮池。廢水經(jīng)生化處理后出水自流入反應(yīng)池，經(jīng)加藥反應(yīng)后進(jìn)入終沉池進(jìn)行泥水分離,去除大部分色度和部分CODCr，終沉池出水通過標(biāo)準(zhǔn)化排放井達(dá)標(biāo)排放。排放井設(shè)成高位放流井，便于排放管道伸入準(zhǔn)排放河流。沉淀污泥進(jìn)入污泥濃縮池，污泥濃縮池污泥通過污泥泵進(jìn)入污泥脫水機(jī)械，經(jīng)脫水后干泥制磚或填埋，濃縮池上清液及濾液回調(diào)節(jié)池。

3.2  主要處理單元介紹

⑴ 格柵：用于攔截污水中的塊狀或片狀固體，防止管路和水泵堵塞，對后續(xù)處理構(gòu)筑物起保護(hù)作用。

⑵ 調(diào)節(jié)池：調(diào)節(jié)廢水的水量、均化其水質(zhì)。

⑶ 反應(yīng)池：加藥混凝沉淀，用于去除廢水中不溶性污染物，并去除大部分色度。

⑷ 初沉池：沉降混凝絮體，固液分離，使出水清澈。

⑸ MSBR池：廢水中有機(jī)物、色度得以較徹底氧化還原降解。深圳市鹽田污水處理廠是國 內(nèi)建設(shè)是首座采用此工藝的城市污水處理廠。顧國維等人對脫氮除磷MSBR工藝進(jìn)行了試驗(yàn)研究，結(jié)果表明MSBR系統(tǒng)能夠有效地去除污水中的有機(jī)污染物和營養(yǎng)鹽，在有機(jī)負(fù)荷為0.23-0.30kg/(kg•d),系統(tǒng)總停留時(shí)間6.9-12.7h條件下，出水的CODcr和氨氮都達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)，出水平均總氮和總磷量分別低于20mg/L和1mg/L。在處理印染廢水工程應(yīng)用方面[1]，郝瑞霞采用MSBR工藝處理石家莊某印染廠各車間混合廢水，操作程序?yàn)檫M(jìn)水1h，曝氣8h，沉淀1h，排水0.5h，閑置13.5h，24h為一周期。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在進(jìn)水COD為600-1500mg/L，BOD5為250-400mg/L，色度為200-800倍時(shí)，COD去除率在85%以上，BOD5和色度去除率均在90%以上。

⑹ 反應(yīng)池：用于廢水有機(jī)物和色度的進(jìn)一步沉淀去除。

⑺ 終沉池：用于生化出水泥水分離。

    ⑻ 污泥濃縮脫水系統(tǒng)：對處于流體狀態(tài)的剩余污泥進(jìn)行濃縮與脫水處理，使其成為可堆放、便于運(yùn)輸?shù)母晌勰唷?/p>

⑼ 規(guī)范化排放口：用于總排放口流量在線監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集傳輸。

3.3  主要工藝特點(diǎn)

生化處理采用MSBR工藝，即A/O系統(tǒng)與SBR系統(tǒng)串聯(lián)工藝，連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水，系統(tǒng)具有處理效果穩(wěn)定、高效（BOD5去除率達(dá)到90%以上）、操作簡單，運(yùn)行費(fèi)用低。

針對一般印染廢水生化處理后色度和CODCr難以達(dá)標(biāo)的特點(diǎn)，生化出水需設(shè)置一道物化處理單元，確保廢水經(jīng)處理后各項(xiàng)指標(biāo)能穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

3.4  預(yù)期處理效果

該廢水按本方案實(shí)施后將達(dá)到GB4287-92《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級標(biāo)準(zhǔn)。各處理單元效果預(yù)測見表3。

表3    各處理單元效果預(yù)測

          處理單元

項(xiàng)目 PH CODCr

(mg/L) BOD5

(mg/L) 色度

（稀釋倍） SS

(mg/L)

格柵井 進(jìn)水 13 2000 700 500 400

調(diào)節(jié)池 出水 7～8 1800 630 400 400

 去除率% ---- 10 10 20 0

反應(yīng)沉淀池 出水 7～8 1080 410 160 160

 去除率% ---- 40 35 60 60

MSBR池 出水 6-7 162 41 80 80

 去除率% ---- 85 90 50 50

終沉池 出水 7～9 98 25 32 40

 去除率% ---- 40 35 60 50

排放水質(zhì)  6～9 100 25 40 70

 

4  設(shè)計(jì)計(jì)算書

三友印染有限公司日生產(chǎn)廢水約2500噸，故設(shè)計(jì)最大流量為Qmax=3000t/d=3000 m3/24/3600s=0.035m3/s=35.0L/S。

4.1  格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算

(1)  格柵的間隙數(shù)

設(shè)格柵前水深h=0.5m,過格柵流速v=0.8m/s, 格柵條間隙寬度b=0.003m, 格柵傾角α=60°，則格柵的間隙數(shù)為

 n= = =27.1

故格柵的間隙數(shù)n取為28。

(2)  格柵槽寬度

取格柵條寬度S=0.01m，則格柵槽寬度

B=S(n－1)+bn=0.01(28－1)+0.003 28=0.27+0.054=0.324m

(3)  進(jìn)水渠漸寬部分的長度

設(shè)進(jìn)水渠寬B1=0.20m，漸寬展開角α1=20°,進(jìn)水渠道內(nèi)流速為1m/s

則進(jìn)水渠漸寬部分的長度

L1=(B-B1)/2tgα1=(0.324－0.20)/2tg20°=0.17m

(4)  格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度

L2=L1/2=0.085m  0.09m

(5)  通過格柵的水頭損失

設(shè)格柵條斷面為銳邊矩形斷面，則通過格柵的水頭損失

 

(6)  格柵后槽總高度

設(shè)格柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m，則格柵后槽總高度

H=h+h1+h2=0.5+0.77+0.3=1.57m

(7)  格柵槽總長度

柵前渠道H1=h+h2

L= L1+ L2+0.5+1.0+H1/tgα

=0.17+0.09+0.5+1.0+(0.5+0.3)/tg60°

=2.22m

(8)  每日格柵渣量

在格柵間隙3mm的情況下，設(shè)柵渣量為每1000m3污水產(chǎn)0.14m3, Kz取1.50。

w=86400QmaxW1/(1000Kz)

=86400×0.035×0.14/(1000×1.50)

=0.28m3/d>0.2m3/d

應(yīng)采用機(jī)械清渣格柵。

4.2  調(diào)節(jié)池

設(shè)計(jì)水量Q=125m2/h,停留時(shí)間t=6h,采用多孔壓縮式空氣攪拌，氣水比為3：1。

(1) 調(diào)節(jié)池有效容積

 V=Qt=125 6=750m3

(2)  調(diào)節(jié)池尺寸 

由于受場地的限制，調(diào)節(jié)池有效水深采用5.2m,調(diào)節(jié)池面積為：

   

池寬取8m,池長L=   取L=18.5 m

保護(hù)高取0.2m,調(diào)節(jié)池總高H為：

H=5.2+0.2=5.4m

(3)  空氣管計(jì)算

空氣用量Qa=125 3=375m3/h=0.104m3/s；

空氣總管D1取100 mm,  管內(nèi)流速v1= ，v1在10-15m/s范圍內(nèi)，滿足要求；

空氣支管D2：共設(shè)8根，每根支管的空氣流量q為：

q=

支管內(nèi)空氣流速v2應(yīng)在5—10m/s范圍內(nèi)，選v2=6m/s，則支管直徑D2為：

 

取D2=55mm,則

 

穿孔管D3：每根支管聯(lián)接兩根穿孔管，則每根穿孔管空氣流量q1為0.0065m3/s,取v3=10m/s

 

取D3=30mm，則v3為：

v3= 

(4)  孔眼計(jì)算 

孔眼開于穿孔管底與垂直中心線成45°處，交錯(cuò)排列，孔眼間距b=100mm，孔眼直徑 ，穿孔管長l=8m,則孔眼數(shù)m=148。孔眼流速v為：

 

(5)  管路阻力計(jì)算

沿程阻力h1=103.5mm,局部阻力h2=216mm，布?xì)饪鬃枇3

 

式中：1.2為布?xì)饪拙植孔枇ο禂?shù)，γ為空氣密度（kg/m3）,γ=1.205 kg/m3,v為孔眼流速（m/s）,g為重力加速度（m/s2）

 

總需水頭H=H0+h1+h2+h3

式中：H0為穿孔管安裝水深（m），H0=4.4m

H=4.4+0.1035+0.216+0.9=5.62m

4.3  反應(yīng)池

采用水平軸式機(jī)械攪拌反應(yīng)池。

(1)  池容積

池容積

 m3

式中：Q為設(shè)計(jì)流量（m3/h）

t為反應(yīng)時(shí)間，一般為15-20min,取18分鐘

n為池?cái)?shù)（個(gè)）

(2)  水平軸式池子寬度

W≥α Z h=1.2 3 3=10.8m

式中：α為系數(shù)，一般采用1.0-1.5

Z為攪拌軸排數(shù)（3-4排）

h為平均水深（一般為3-4米）

(3)  水平軸式池子長度

 

(4)  攪拌器轉(zhuǎn)數(shù)

第一排n0=  =  =3.6r/min

      第二排n0=  =  =2.9r/min

      第三排n0=  =  =1.5r/min

式中： v 為葉輪槳板中心點(diǎn)線速度（m/s）

D0為葉輪槳板中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)直徑（m）。

(5)  每個(gè)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)克服水的阻力所消耗的功率

 

 

 

第一排：N0= =0.048kW

第二排：N0  =0.025kW

第三排：N0 =0.004kW

式中：y為每個(gè)葉輪上的槳板數(shù)目（4個(gè)），l為槳板長度（1.5m）,  為葉輪半徑（1.35m）,  為葉輪半徑與槳板寬度（15cm）之差（1.2m）,  為葉輪旋轉(zhuǎn)的角速度(0.36、0.29、0.15)，k為系數(shù)， 為水的密度為1000kg/m3,  為阻力系數(shù)=1.10，根據(jù)槳板寬度與長度之比（ =0.1）確定。

(6)  轉(zhuǎn)動每個(gè)葉輪所需電動機(jī)功率

電動機(jī)功率 ，所以

第一排：

第二排：

第三排：

式中： 為攪拌器機(jī)械總效率采用0.75， 為傳動效率采用0.6—0.95。

4.4  沉淀池

采用中心進(jìn)水輻流式沉淀池。

設(shè)計(jì)流量Q=125m3/h,水量變化系數(shù)KZ=1.50,水力表面負(fù)荷q取為0.81m3/(m2•h),出水堰負(fù)荷設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定為≤1.7L/（s•m）[146.88 m3/m•d],沉淀池個(gè)數(shù)為1個(gè)，（活性污泥法后）沉淀時(shí)間T為4h。

(1)  池表面積

 

(2)  池直徑

 

(3)  沉淀部分有效水深

h2=qT=0.81×4=3.24m

(4)  沉淀部分有效容積

 

(5)  沉淀池底坡落差

取池底坡度  i=0.001

則  h4=i×(D/2－2)=0.05×(15/2－2)=0.006m

(6)  沉淀池周邊（有效）水深

 

式中： h3——緩沖層高度，取0.5m

           h5——刮泥板高度，取0.5m

(7)  沉淀池總高度

H=H0+h4+h1=4.24+0.6+0.5=5.34m

式中：h1——沉淀池超高，取0.5m

4.5  MSBR池

(1)  A/O工藝

取水力停留時(shí)間（HRT）t=8h，BOD污泥負(fù)荷Ns=0.18Kg/( Kg﹒d)，回流污泥含量Xr=9000mg/L，污泥回流比R=50%，污泥產(chǎn)率系數(shù)Y=0.6，污泥自身氧化速率Kd=0.05d-1。

則曝氣池混合液含量X（MLSS）為

 =3000 mg/L=3Kg/

所以，A/O生化反應(yīng)池容積

                

厭氧段與好氧段停留時(shí)間之比取為1:2。則

       厭氧池容積 厭=716.7 ，

好氧池容積 好=1433.3 。

⑴ A池尺寸

   A池有效水深取4.7m，則A池面積為

            

       A池寬取9.6m。則A池的長為

            

⑵ O池尺寸

   O池有效水深采用4.5m，則O池面積為

            

       O池寬取9.6m，則O池長為

            

(2)  SBR池

污泥負(fù)荷采用0.2KgBOD5/(KgMLSS﹒d), 則所需污泥量為

 

容積負(fù)荷選用0.065CODcr/( ﹒d),則

沉淀時(shí)所需污泥體積

 

確定2個(gè)SBR池，則需處理污水的體積為

 

所以，SBR反應(yīng)池單個(gè)池子的有效容積為

 

SBR池有效水深采用4.3m，則SBR池面積為

     

SBR池寬取為9.6m，則SBR池長為

      

(3)  MSBR工藝的剩余污泥量

⑴ 每日生成的活性污泥量

 

⑵ 剩余污泥量

 

⑶ 濕污泥量

   污泥含水率P=99.4%時(shí),濕污泥量為

 

⑷ 泥齡

 

4.6  曝氣池

采用微孔鼓風(fēng)曝氣。

原水BOD5=700mg/L,初沉池出水BOD5為410mg/L，要求經(jīng)生化處理后出水BOD5≤41mg/L。

污泥增殖系數(shù)a=0.6kgMLVSS/kg BOD5,污泥自身氧化率b=0.07d-1,最佳F/m=0.4kg BOD5/kgMLVSS•d。取曝氣池活性污泥MLVSS濃度=4000mg/L,回流污泥MLVSS濃度=6000 mg/L。終沉池出水SS很少，忽略不計(jì)，回流污泥比r=0.5。

(1)  處理效率

    

(2)  曝氣池有效容積

 

Q——設(shè)計(jì)流量，m3/d

X——曝氣池混合液揮發(fā)性懸浮物（MLVSS）濃度，kg/d

FW——污泥負(fù)荷，kg BOD5/kgMLVSS•d

Sr——去除BOD5濃度kg/m3

(3)  名義水力停留時(shí)間

θ= 

(4)  實(shí)際水力停留時(shí)間

θC= 

(5)  確定曝氣池各部位尺寸

處理規(guī)模較小，故設(shè)1組曝氣池，則容積V=780m3

池深取3.0m,則曝氣池的表面積為

 

池寬取4m,  ，介于1——2之間，符合規(guī)定。

池長L=

設(shè)三廊道式曝氣池，廊道長：

 

取超高0.5m，則池總高度為

3.0+0.5=3.5m

(6)  污泥產(chǎn)量

X=aQSr－bVX=0.6×3000×( )－0.07×780×4=530.4kg/d

X=aQSr－bVX= 

                                     =0.6×0.4 0.07

                                     =0.17

去除每千克BOD5產(chǎn)泥量：

                

式中： ——每千克污泥每日產(chǎn)泥量，kg/kgMLVSS•d

 ——去除每千克BOD5產(chǎn)泥量，kg/ kg BOD5。

(7)  曝氣池需氧量

取 =0.5， =0.16，則曝氣池需氧量為：

O2=  QSr+  VX=0.5×3000  ＋0.16×780×4=124.8kgO2/d

在標(biāo)準(zhǔn)氣溫及壓力下，空氣重量為1.26kg/m3,含氧以重量計(jì)為23.2%，故：

理論空氣用量= 

設(shè)曝氣池氧的轉(zhuǎn)移率為9%，則所需空氣量為：

 

(8)  泥齡

θC= 

如用曝氣池排泥，則每日排泥量為：

  m3/d

如由終沉池底排泥，則每日排泥量

  m3/d

(9)  排泥量校核：

曝氣池排泥：

q=26.4×4=105.6 m3/d

終沉池底排泥：

 =17.6×6=105.6m3/d

 =q≈計(jì)算日產(chǎn)泥量X

即曝氣池排泥量105.6 m3/d=曝氣池產(chǎn)泥量105.6 m3/d

4.7  終沉池

采用中心進(jìn)水輻流式沉淀池。

設(shè)計(jì)流量Q=125m3/h,水量變化系數(shù)KZ=1.50,水力表面負(fù)荷q取為0.81m3/(m2•h)出水堰負(fù)荷設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定為≤1.7L/（s•m）[146.88 m3/m•d],沉淀池個(gè)數(shù)為1個(gè)，（活性污泥法后）沉淀時(shí)間T為4h。

(1)  池表面積

 

(2)  池直徑

 

(3)  沉淀部分有效水深

h2= T=0.81×4=3.24m

(4)  沉淀部分有效容積

 

(5)  沉淀池底坡落差

取池底坡度  i=0.001，則

沉淀池底坡落差h4=i×(D/2－2)=0.001×(15/2－2)=0.006m

(6)  沉淀池周邊（有效）水深

 

式中 h3——緩沖層高度，取0.5m

          h5——刮泥板高度，取0.5m

(7)  沉淀池總高度

H=H0+h4+h1=4.24+0.6+0.3=5.14m

式中 h1——沉淀池超高，取0.3m

4.8  污泥濃縮池

剩余活性污泥量Q=105.6m3/d,取含水率p1=99.4%（99.2%—99.6%），污泥濃度6g/L,濃縮后污泥濃度為30g/L，含水率p2=97%。

采用帶有豎向柵條污泥濃縮機(jī)的輻流式重力沉淀池，濃縮污泥固體通量M取27kg/(m2•d)。

(1)  濃縮池直徑

濃縮池面積

式中Q——污泥量，m3/d

C——污泥固體濃度，g/L

M——濃縮池污泥固體通量，kg/(m2•d)

由已知條件得：

 

濃縮池直徑

  取6m

(2)  濃縮池工作部分高度

取污泥濃縮時(shí)間T=4.3h,則

 

(3)  超高

超高 取0.8m。

(4)  緩沖層高

緩沖層高 取0.4m。

(5)  濃縮池總高度

 

(6)  濃縮后污泥體積

 

5  主要構(gòu)筑物及設(shè)備的工藝計(jì)算和設(shè)備選型

5.1  主要構(gòu)筑物

⑴ 格柵

數(shù)量1座，采用地下式鋼砼結(jié)構(gòu)，配用機(jī)械清渣格柵1臺，柵距3mm，平面凈尺寸為2.5m(L)×0.5m(W)，總深2.7m；進(jìn)水孔底標(biāo)高-2.00m，材質(zhì)不銹鋼。格柵前后各設(shè)檢修渠和檢修閘門。格柵后設(shè)置皮帶輸送機(jī)將截留下來的污渣送就近集中堆放，定期外運(yùn)處置。

⑵ 調(diào)節(jié)池

數(shù)量1座，地下鋼砼結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)空氣攪拌裝置，曝氣強(qiáng)度1.5m3/m2.h，平面凈尺寸18.5m(L)×8m(W)，總深5.4m，保護(hù)高度0.2m，進(jìn)水孔底標(biāo)高-2.20m，有效容積為750m3，調(diào)節(jié)時(shí)間HRT＝6h。

⑶ 反應(yīng)池1

數(shù)量1座，地上式鋼砼結(jié)構(gòu)。平面凈尺寸為3.5m(L)×7.0m(W)，總深2.8m，配置2臺攪拌機(jī)，功率為0.75kW，反應(yīng)時(shí)間18min。

⑷ 初沉池

采用輻流式沉淀池，數(shù)量1座，中心進(jìn)水，地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，平面凈尺寸Ф15m(D)，總深4.5m，有效水深4.0m，表面負(fù)荷0.81m3/m2.hr，配用ZG-28單邊傳動刮泥機(jī)1臺，電機(jī)功率1.0kW。

⑸ MSBR池

數(shù)量1組，半地上式鋼砼結(jié)構(gòu)。單組平面凈尺寸為49.3m(L)×30.0m(W)，總深5.0m ，地下1.0m?？偼Ａ魰r(shí)間26.2hr。MSBR池設(shè)置SBR池兩格，A池、O池各一格。主曝氣格在整個(gè)運(yùn)行周期中保持連續(xù)曝氣，而每半個(gè)周期過程中，兩個(gè)序批處理格分別交替作為SBR池和澄清池，運(yùn)行方式是連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水。

A池停留時(shí)間8h。平面凈尺寸為15.9m(L)×9.6m(W)，有效水深為4.7m，安裝QJB2.2/8-320/3-740潛水?dāng)嚢铏C(jī)4臺。

    O池停留時(shí)間16.1h，容積負(fù)荷0.065kgCODCr/m3.d，有機(jī)負(fù)荷0.07kgBOD5/kgMLSS.d，平面凈尺寸為28.2m(L)×9.6m(W)，有效水深為4.5m，內(nèi)設(shè)KKL215微孔曝氣器887套。

SBR池停留時(shí)間8.1h，容積負(fù)荷0.065kgCODCr/m3.d，有機(jī)負(fù)荷0.07kgBOD5/kgMLSS.d，池平面凈尺寸為15.9m(L)×9.6m(W)，有效水深為4.3m，內(nèi)設(shè)KKL215微孔曝氣器499套。為保證整個(gè)處理工藝24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，安裝SHB-100潷水器4臺。

曝氣池平面尺寸為17.3m(L)×8.0m(W)×5.0m(H)。

⑹ 反應(yīng)池2

地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，數(shù)量1座，平面凈尺寸3.5m(L)×7.0m(W)×3.0m(H)，總深3.0m，

停留時(shí)間為15min，內(nèi)設(shè)2臺攪拌機(jī)，功率為0.5kW。

⑺ 終沉池

采用輻流式沉淀池，數(shù)量1座，中心進(jìn)水，半地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，地下1.8m，平面凈尺寸Ф15m(D)，總深4.3m，有效水深4.0m，表面負(fù)荷0.81m3/m2.hr，配用ZG-28單邊傳動刮泥機(jī)1臺，電機(jī)功率1.0kw。

⑻ 污泥濃縮池

重力式污泥濃縮池，半地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，平面凈尺寸為Ф6m，總深5.0m，地下2.0m，停留時(shí)間為4.3hr，設(shè)置XNQ-12型濃縮機(jī)1臺，功率0.75kW。

⑼ 風(fēng)機(jī)房

磚混結(jié)構(gòu)，平面凈尺寸15×6m，層高4.0m，內(nèi)設(shè)電動單梁起重機(jī)1臺，規(guī)格3t，功率7.5kW，導(dǎo)軌長9m。

⑽ 脫水機(jī)房

磚混結(jié)構(gòu)，平面凈尺寸12×8m，層高4.0m，內(nèi)設(shè)電動單梁起重機(jī)1臺，規(guī)格3t，功率7.5kW，導(dǎo)軌長9m。

⑾ 溶配藥室

磚混結(jié)構(gòu)，平面凈尺寸10×5m，層高4.0m，內(nèi)設(shè)電動1.5t葫蘆1臺，功率0.75kW，用于配藥時(shí)提升藥劑。

⑿ 標(biāo)準(zhǔn)排放井

地上式標(biāo)準(zhǔn)排放井，寬0.6m，全段長4m，深1.50m。

5.2  主要機(jī)電設(shè)備、器材

⑴ 機(jī)械格柵

選用HF-800型回轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵1臺，單機(jī)功率0.75kW。柵距3mm，材質(zhì)不銹鋼。

⑵ 廢水提升泵

選用80QW60-13-4潛污泵3臺，開2備1，排出口徑為80mm，流量Q=60L/S，揚(yáng)程H=13m，功率N=4kW，用于調(diào)節(jié)池的廢水提升至初沉池。

⑶ 風(fēng)機(jī)

選用3L30-10/0.5鼓風(fēng)機(jī)6臺（其中O池3臺，風(fēng)量20m3/min，風(fēng)壓P2=49.0kPa，功率N=37kW，開2備1；SBR池3臺，風(fēng)量10m3/min，風(fēng)壓P2=49.0kPa，功率N=18.5kW，開2備1）；調(diào)節(jié)池選用SSR150三葉風(fēng)機(jī)2臺，風(fēng)量24.68m3/min，風(fēng)壓P2=39.2kPa，功率N=30kW，開1備1。

⑷ 污泥脫水系統(tǒng)

帶式壓濾機(jī)2套，選用型號DY-2000，電機(jī)功率1.5kW。含污泥變量輸送泵、空壓機(jī)、沖洗水泵、皮帶輸送機(jī)等配套設(shè)備，總裝機(jī)功率15kW。

⑸ 污泥濃縮機(jī)

選用XNQ-12型濃縮機(jī)1臺，功率0.75kW。

⑹ 微孔曝氣器

選用KKL-215型可變微孔曝氣器，數(shù)量1336套，單套受氣量1～2m3/h ，氧利用率13～15%。

⑺ 初沉池刮泥機(jī)

周邊傳動半橋刮泥機(jī)1臺，選用型號ZG-28，功率0.75kW。

⑻ 終沉池刮泥機(jī)

周邊傳動半橋刮泥機(jī)1臺，選用型號ZG-28，功率0.75kW。

⑼ 潛水?dāng)嚢铏C(jī)

選用QJB2.2/8-320/3-740潛水?dāng)嚢铏C(jī)4臺，功率2.2kW。

⑽ 反應(yīng)攪拌機(jī)

反應(yīng)攪拌機(jī)4臺，用于初沉及終沉反應(yīng)池，選用型號JBT2000，功率0.75kW。

⑾ 污泥回流泵

用于從SBR池提升污泥回O池及部分剩余污泥回流至A池，選用CP3127HT立式排污泵5臺（開4備1），流量Q=100m3/h，揚(yáng)程H=15m，功率N=7.4kW。

⑿ 污泥泵

用于初沉池、終沉池污泥提升至污泥濃縮池，選用50UHB-ZK-25-18泵3臺，開2備1，流量Q=25m3/h，揚(yáng)程H=18m，功率N=4kW。

⒀ 潷水器

選用型號SHB-100潷水器4臺，功率1.5kW。流量

⒁ PAC溶加藥系統(tǒng)

設(shè)溶藥箱1臺，容積10m3（配套攪拌機(jī)1臺，功率0.75kW）；貯藥箱1臺，容積10m3；加藥計(jì)量泵3臺（開2備1），型號J-Z2550/0.2，流量Q=0-2.55m3/h，功率N=0.75kW。

⒂ H2SO4加藥系統(tǒng)

設(shè)貯藥箱1臺，容積10m3；加藥泵2臺（開1備1），型號25FMW-12，流量Q=2.2m3/h，揚(yáng)程H=12m，功率N=0.55kW。

⒃ PAM溶加藥系統(tǒng)

設(shè)溶藥箱1臺，容積6m3（配套攪拌機(jī)1臺，功率0.55kW）；貯藥箱1臺，容積3m3；加藥計(jì)量泵3臺（開2備1），型號J-X480/0.2，流量Q=0-0.5m3/h，功率N=0.55kW。

⒄ 流量計(jì)

設(shè)明渠超聲波流量計(jì)1套，型號LMC-500，測量范圍0～1000 m3/h。

⒅ 電動葫蘆

規(guī)格1.5t，1臺，功率0.75kW，配藥時(shí)提升藥劑。

⒆ 電動單梁起重機(jī)

規(guī)格3t，3臺，功率7.5kW，導(dǎo)軌長9m，用于設(shè)備檢修。

6  動力消耗定額及消耗量

6.1  電費(fèi)

本印染廢水處理設(shè)施投入運(yùn)行后，總裝機(jī)容量為244.1kW，常開功率為134.3kW，電費(fèi)單價(jià)按0.60元/度計(jì)，日耗電2379.67kWH，則電費(fèi)：E1=2687.79×0.60/3000=0.47元/噸廢水。

6.2  藥劑費(fèi)

本印染廢水處理設(shè)施投入運(yùn)行后，日耗PAC3t/d (單價(jià)300元/噸)，H2SO4粉0.9t/d (單價(jià)280元/噸)，陰離子PAM15kg/d (單價(jià)22000元/噸)，則藥劑費(fèi)為E2=1482/3000=0.49元/噸廢水。

6.3  人工費(fèi)

廢水處理設(shè)施為24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，采用四班三運(yùn)制，年運(yùn)行天數(shù)330天，廢水處理廠定員10人.具體分工如下:

管理人員     2人

化驗(yàn)人員     2人

操作人員     6人(每班2人)。

參照三友印染公司當(dāng)?shù)毓べY標(biāo)準(zhǔn)，按工資福利費(fèi)為12000元/人*年計(jì)，則

人工費(fèi)＝定員×工資福利費(fèi)/水量

=10×12000/（3000×330）=0.13元/噸。

本項(xiàng)目的直接運(yùn)行成本E=1.09元/m3廢水。

7  車間成本估算

7.1  工程概算說明

⑴土建造價(jià)暫按池容積200元/立方米計(jì)算得出；磚混造價(jià)暫按體積150元/立方米計(jì)算得出。

⑵工程投資包含土建費(fèi)E1、設(shè)備費(fèi)E2、水電安裝費(fèi)E3；

⑶設(shè)E4=E1+E2+E3，其它費(fèi)用E5包含設(shè)計(jì)費(fèi)、調(diào)試費(fèi)和稅金。其中，設(shè)計(jì)費(fèi)按E4的4%計(jì)，調(diào)試費(fèi)按E4的3%計(jì)，稅金按E4的3.4%計(jì)。

7.2  土建投資—185.474萬元

7.3  機(jī)電設(shè)備投資—220.86萬元

7.4  水電安裝費(fèi)

水電安裝費(fèi)按機(jī)電設(shè)備費(fèi)用的8%計(jì)算。即220.86×8%=17.67萬元。

7.5  其它費(fèi)用

⑴ 稅金  （土建投資+設(shè)備投資+水電安裝費(fèi)）×3.4%           14.42萬元

⑵ 設(shè)計(jì)費(fèi)（土建投資+設(shè)備投資+水電安裝費(fèi)）×4.0%           16.96萬元

⑶ 調(diào)試費(fèi)（土建投資+設(shè)備投資+水電安裝費(fèi)）×3.0%           12.72萬元

小計(jì)                                                   44.10萬元

8  總投資 概算

8.1  土建投資                                      185.474萬元

8.2  機(jī)電設(shè)備、器材投資                          220.860萬元

8.3  水電安裝費(fèi)                                    17.67萬元

8.4  其它費(fèi)用

(1)  稅金                                               14.42萬元

(2)  設(shè)計(jì)費(fèi)                                             16.96萬元

(3)  調(diào)試費(fèi)                                             12.72萬元

8.5  工程總投資                                     468.1萬元

 

9  環(huán)境保護(hù)與安全措施

9.1  環(huán)境保護(hù)制度

規(guī)范城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計(jì)，完善工藝。要嚴(yán)格執(zhí)行污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)范，根據(jù)處理規(guī)模、水質(zhì)特征、受納水體的環(huán)境功能及當(dāng)?shù)貙?shí)際，選擇適用的污水處理工藝。新建城鎮(zhèn)污水處理廠必須采用脫氮除磷工藝。已建成的污水處理廠出水水質(zhì)氮、磷等指標(biāo)超標(biāo)的，要制定限期治理方案。要配套建設(shè)污水處理廠環(huán)保設(shè)施，落實(shí)污泥處理、噪聲控制、除臭、消毒等措施。

嚴(yán)格實(shí)施排水排污許可制度。加強(qiáng)對排水企業(yè)的監(jiān)管，建設(shè)、環(huán)保部門要嚴(yán)格實(shí)施和執(zhí)行對排水企業(yè)的排水、排污許可證制度。通過污水處理廠與排水企業(yè)簽訂服務(wù)協(xié)議，明確排水企業(yè)的責(zé)任；加強(qiáng)對進(jìn)入城鎮(zhèn)污水收集系統(tǒng)的主要排放口特別是重點(diǎn)工業(yè)排放口水質(zhì)水量的監(jiān)測，禁止超標(biāo)污水進(jìn)入收集管網(wǎng)；嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求、處理工藝接納工業(yè)污水，禁止接納超過處理能力或接納不符合處理工藝的工業(yè)污水，以保證污水收集系統(tǒng)和城鎮(zhèn)污水處理廠安全、正常運(yùn)行。

9.2  消防與安全

9.2.1 職工安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循下列規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)：

（1）TJ36-79《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。

（2）TJ36-79《工業(yè)企業(yè)噪聲設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)》。

（3）其它有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。

9.2.2 消防設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循下列消防設(shè)計(jì)規(guī)范與設(shè)備：

（1）GBJ16-87《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》。

（2）GBJ140-90《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》。

（3）消防設(shè)備：輔助設(shè)備用房內(nèi)配備滅火器。

 

10  總結(jié)與展望

通過三個(gè)來月的實(shí)習(xí)，我在工作上有很大的收獲。首先，我了解了廢水處理的相關(guān)工藝，并能進(jìn)行設(shè)備選型的設(shè)計(jì)和計(jì)算。其次，我初步學(xué)習(xí)了CAD軟件，雖然還不能很熟練地運(yùn)用，但已經(jīng)能繪制一些較簡單的圖形，由于是第一次接觸CAD，所以一開始學(xué)的時(shí)候，我就感覺有些不知所措，不過通過自學(xué)及向別人請教，我有了明顯的進(jìn)步，并且能夠獨(dú)立畫出規(guī)范的工程圖紙。再次，在文獻(xiàn)檢索方面我也有了很大的提高，這學(xué)期我們已經(jīng)學(xué)過了這門課程，也進(jìn)行過實(shí)際查詢，不過實(shí)習(xí)后才深刻體會到了這個(gè)能力的重要性，因?yàn)楣こ處焸儾豢赡苁职咽值亟涛覀冊趺丛O(shè)計(jì)和計(jì)算，這就需要我們查閱大量的資料來完成，這也鍛煉了自己的自學(xué)能力和文獻(xiàn)查閱能力。

實(shí)習(xí)的結(jié)束對于我來說既是一個(gè)結(jié)束，也是一個(gè)開始，對于我以后走上工作崗位也是一次難得的經(jīng)歷，在這兩個(gè)月期間，我拓寬了視野，增長了見識，體驗(yàn)到社會競爭的殘酷，而更多的是在工作中積累了很多有用的經(jīng)驗(yàn)，這些經(jīng)驗(yàn)、收獲和不足都是我日后學(xué)習(xí)工作的借鑒，我將繼續(xù)揚(yáng)長補(bǔ)短，不斷提高自己，為塑造全面發(fā)展的自我而努力。

致  謝

首先，非常感謝導(dǎo)師諸愛士給我指明了課題方向，使我有機(jī)會對印染廢水處理技術(shù)及其工程設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的了解和學(xué)習(xí)。感謝諸老師給予我的幫助和鼓勵(lì)，更感謝諸老師對我的批評教育。

其次，特別感謝東天虹環(huán)境保護(hù)有限公司的項(xiàng)賢富總經(jīng)理給我這個(gè)實(shí)習(xí)鍛煉的機(jī)會，還感謝羅菊芬、李康、卓里穎、王高春等工程師的熱心指導(dǎo)，幫助我完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，同時(shí)也傳授了我很多工作的經(jīng)驗(yàn)，使我受益匪淺。

再次，十分感謝化工專業(yè)所有的老師，是各位老師傳授了專業(yè)知識給我，讓我有機(jī)會學(xué)習(xí)到化工方向的知識。也要感謝所有老師為我創(chuàng)造的和諧的學(xué)習(xí)環(huán)境。

最后，感謝和我一起度過四年本科生活的同學(xué)，感謝他們給予我的熱情幫助和支持。

參考文獻(xiàn)

. New York: Ellis Horwood Limited,1981:164-172.

. New York:McGraw-Hill, Inc.,1991:6-9.

．New York: Elsevier Science Publishing Co．Inc．,1990:216.

．New York: Marcel Dekker, Inc.1984:134-152.

[5] 張自杰.環(huán)境工程手冊•水污染防治卷[M].北京：高等教育出版社.1996：125.

[6] 朱虹，孫杰，李劍超．印染廢水處理技術(shù)[M]．北京：中國紡織出版社.2004：1-3．

[7] 楊書銘，黃長盾．紡織印染工業(yè)廢水治理技術(shù)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2002：2-3．

[8] 范雪榮．紡織品染整工藝學(xué)[M]．北京：中國紡織出版社.1999：5-8．

[9] 沈耀良．廢水生物處理新技術(shù)—理論與應(yīng)用[M]．北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社.1999：25．

[10] 蔣偉川．載銀TiO2半導(dǎo)體催化劑降解染料水溶液的研究[J],環(huán)境科學(xué),1995，16（2）：15-18．

[11] 張健例，于長華，戚?。捎枚壧幚聿⒒赜糜∪緩U水的應(yīng)用研究[J],水處理技術(shù)，2003，29（2）：117-118．