温度精确控制（共7篇）
温度精确控制 篇1
有机热载体加热炉在我国的使用已经有许多年了,由于其高温低压的特点,正为越来越多的行业和领域所采用,无论是矿物型导热油还是合成型导热油用户,也无论是使用的燃料是煤,燃料油(气)或是电加热,工艺温度的控制始终是用户最关心的问题,如何达到工艺温度并保持稳定精确是加热炉控制的一大重点。
1. 使用不同燃料的加热炉的温度控制方式
1.1 燃煤加热炉
煤的燃烧方式有层式燃烧、悬浮燃烧、沸腾燃烧、气化燃烧等,而层式燃烧则是现有热载体加热炉中的主要燃烧方式,其设备有火上添煤的手烧炉排炉,火前添煤的链条炉排炉,往复炉排炉等。
煤从进入炉膛到燃烧完毕,一般经历四个阶段:
水分蒸发阶段:当温度达到105℃左右时,水分全部被蒸发。
挥发物着火阶段:煤不断吸收热量后,温度继续上升,挥发物随之析出,当温度达到着火点时,挥发物开始燃烧。
焦碳燃烧阶段:煤中的挥发物着火燃烧后,余下的碳和灰组成的固体物便是焦碳。此时焦碳温度上升很快,固定碳剧烈燃烧,放出大量的热量。
燃烬阶段:这个阶段使灰渣中的焦碳尽量烧完,以降低不完全燃烧热损失,提高效率。
从以上煤的燃烧特性可以看出,煤的燃烧不是即时的,从煤的进入到煤的发热有一段时间,而且在整个发热过程中,煤的燃烧强度也是弱-强-弱的变化着,这些都为稳定的燃烧控制带来了难度。
1.1.1 手烧固定炉排
手烧炉是最古老最简单的一种层燃炉,它具有结构简单,又基本上能适应各煤种的特点。小型的加热炉,特别是负荷在40万大卡/时以下的加热炉有些还采用手烧固定炉排。这种炉排的温度调节全凭操作人员根据用热设备工艺需要及长期的使用经验,通过加煤的频率、加煤量和鼓引风机风门开度来适应用热负荷的变化,由于煤的加入的间断性和发热强度的变化,供热热媒的温度波动很大,一般波动范围为±8℃左右,而且燃烧稳定状况也很不好,只能在一些对用热温度稳定性要求不高的场合下使用。
1.1.2 链条炉排
链条炉排的煤自煤斗滑落在冷炉排上后,接受炉膛的高温辐射,自上而下地着火、燃烧。显而易见,着火条件不及手烧炉有利,是一种“单面引火”的炉子。但因整个燃烧过程的几个阶段是沿炉排长度由前至后,连续顺序地完成,故不存在手烧炉的那种工作周期性,使燃烧工况大为改善。
对于使用链条炉排的燃煤加热炉,炉排上的燃烧出力与送风量、炉排速度和燃料层厚度有关。煤层的厚薄根据用煤的特性经燃烧调整完成后,除非更换煤种就不再变动。送风量的变动对出力的变化影响最为敏锐,提高风速会立即加快燃烧反应速度,使锅炉出力增加。炉排速度的调节,实际是给煤量的调节。链速过慢,会使炉排上积储燃料不足,降低出力,链速太快,固然会使出力增加,但在尾部会出现燃料不能完全燃尽而使固体未完全燃烧损失加大的情况,给煤量的调节必须与送风量很好配合。
具体操作时,当用热负荷增加时,开大鼓引风机的调节风门,并同时加大炉排调速器的转速,使炉排的出力增加;当用热负荷减少时,关小鼓引风机的调节风门,并同时降低炉排调速器的转速,使炉排的出力减少;这样保证了加热炉的出口热媒温度保持在一定的温度范围内。由于燃煤调节的滞后性,其温度波动范围为±5℃左右。
如果进一步采用变频器调节风机和无级调速炉排调速器后,调节温度的精度可以更高,温度的波动也大为降低了。当出现波动时,首先根据热媒出口温度来变频调节鼓风机和炉排调速器,然后根据炉膛负压(-3～4mm水柱)来变频调节引风机达到新的平衡。通过这样的变频调节,热媒出口温度波动范围可以调节到±3t左右或更低。
1.1.3 往复炉排
往复炉排燃烧室具有结构合理、性能可靠、适应燃料广泛、燃烧充分等特点。大倾角往复机构,使燃料呈波浪式翻滚前进,燃料之间出现挤压—移动—翻滚—塌落—疏松等过程,特别适应燃用人造板行业的废木料和工艺砂光粉。
当热负荷变动时,由燃料输入锅炉的热量也需要随之变动,才能使输出和输入的能量达到动态平衡,使热媒出口温度在新的工况中稳定。每小时通过推进器进入加热炉内的废木料量为:推料器宽度(m)×推料器高度(m)×炉排速度(m/h)×200(Kg/m3),炉型定后,推料器宽度和推料器高度是定值,所以决定废木料量多少的是炉排速度,可以通过调节液压传动机构使炉排速度变动来调节燃料量。特别是负荷变化量不很大,变化的周期较短时,通常只需调节炉排推进速度,这种方法在改变燃料量的时候,可较快地改变火床的长度。
砂光粉由料仓下螺旋输送机输送到砂光粉输送风机进风口,与新风混合后由输送管道经过防回火装置(单向阀)进入炉膛上砂光粉喷嘴燃烧。砂光粉进料的调节通过螺旋输送机的变频控制来进行。当加热炉出口温度升高超过设定值时,降低螺旋输送机的电机运行频率,减少砂光粉的进料量;当加热炉出口温度降低超过设定值时,提高螺旋输送机的电机运行频率,增加砂光粉的进料量。
以废木料、砂光粉为主要燃料的加热炉,由于砂光粉燃烧特性决定,燃料在炉膛内必须负压燃烧,才能保证加热炉的运行正常和安全可靠,因此,风量调节过程中,鼓风机、引风机、砂光粉输送风机间的风量匹配至关重要。调风时,应按先开引风机,后开鼓风机,先停鼓风机,后停引风机顺序操作。
风量的调节必须与供热量匹配,通过调节风门或停、开鼓风机、引风机或通过鼓风机、引风机变频控制来实现风量的调节。通过变频调节,热媒出口温度波动范围可以调节到±3℃左右或更低。
1.2 燃油加热炉
燃料油在燃油炉炉膛空间呈悬浮状态燃烧,它需借助油喷嘴将油雾化成很细的雾状粒子,一般粒径小于200μm,以增加油的燃烧反应表面积。燃油喷入炉中后,首先被炉内的高温烟气加热,而后蒸发成油气。油气遇氧即刻着火燃烧,燃烧产生的热量,其中一部分由火焰传给油滴,使其不断蒸发,油气继续向外扩散,燃烧就连续下去。
以油作燃料,发热量大,容易着火燃烧,燃烧效率也高,几乎没有灰分,运输、贮存和运行调节都很方便,易于实现操作、运行的机械化和自动化。
燃油加热炉的供热负荷有变动时,控制系统通过控制燃油量的变化及同步调节燃烧所需空气量来控制进入加热炉的热量,从而控制热媒出口温度的波动。
1.2.1 单段火燃烧器
燃烧器只有一个喷嘴,在正常情况下,空气量在挡板处一次调好并不再改变。燃烧器开始运行后,启动吹扫和预点火,一段时间后燃油电磁阀打开,燃油流向喷嘴,火焰出现。燃烧器在温度设定点附近通过反复的开-关来调节功率,温度的波动范围约为±5℃左右。
1.2.2 双段火燃烧器
燃烧器有两个喷嘴,燃烧器开始运行后,启动吹扫和预点火,一段时间后1号燃油电磁阀打开,火焰出现;然后打开2号电磁阀后达到满负荷。在温度设定点附近通过反复的打开和关闭2号电磁阀来调节功率,温度的波动范围约为±3℃左右。
1.2.3 三段火燃烧器
燃烧器有三个喷嘴,燃烧器开始运行后,启动吹扫和预点火,一段时间后1号燃油电磁阀打开,火焰出现;然后打开2号电磁阀加部分负荷;最后打开3号电磁阀后达到满负荷。在温度设定点附近通过反复的打开和关闭2号和3号电磁阀来调节功率,温度的波动范围约为±2℃左右。
1.2.4 滑动二级式和比例调节式燃烧器
此种燃烧器的喷嘴预先设定了滑动的双级控制。开动第一级后,第二级在恒定的时间内持续的增至满负荷,当达到额定温度后,第二级即连续降至第一级。若用第一级已达到额定温度,则这个基准级也关闭。通过在电控箱中装入合适的比例调节器,燃烧器就可按比例调节方式运行,即实现了连续控制,在所有负载阶段下都保证燃烧合格。滑动二级式和比例调节式燃烧器通过其功率的缓慢变化能与热能装置极佳的配合,温度的波动范围约为±1℃左右。
1.3 燃气加热炉
常用的气体燃料有天然气、液化石油气和城市煤气。气体燃料的着火和燃烧十分容易,燃烧速度与燃烧的完全程度取决于气体燃料与空气的混合,混合越完善,则燃烧越迅速而完全。
燃气加热炉的供热负荷有变动时,控制系统通过控制燃气量的变化及同步调节燃烧所需空气量来控制进入加热炉的热量,从而控制热媒出口温度的波动。
燃气加热炉的温度控制方式有滑动两级式和比例调节式。
1.3.1 滑动两级式Z
点火时,打开电磁阀开始释放燃气,点火燃气自蝶阀输出,通过伺服马达控制蝶阀的位置释放部分及满负荷所需的燃气量,滑动两级式Z式燃烧器的部分及满负荷变换所需的时间为8秒,温度的波动范围约为±2℃左右。
1.3.2 滑动两级式ZM和比例调节式M
点火时,打开电磁阀开始释放燃气,点火燃气自蝶阀输出,通过慢速运行伺服马达控制蝶阀的位置释放部分及满负荷所需的燃气量,滑动两级式ZM和比例调节式M之间的差别在于电子调节装置及伺服马达的运行时间(ZM-20秒M-42秒),温度的波动范围约为±1℃左右。
1.4 电加热器
电加热器根据出口油温控制电加热单元的投入数量,从而得到稳定可靠的热源。
常规的电加热器采用电加热的全开-全关式控制,这样控制比较简单,但温度的波动较大,一般在±3℃左右。在需要稳定供热的工况下,电加热单元频繁的开-停也容易造成电加热管的损坏,为此,可以将总功率分成两组或多组进行分别控制,道理与燃油燃烧器中的双段三段火是一样的,这样温度的波动就大为缩小了。如果想进一步提高温度控制的精度,可以采用固态继电器来无级调节电功率的投入量,这样供热温度的波动范围可控制在±1℃左右。
1.5 燃水煤浆加热炉
在环境保护越来越受重视的现代社会,越来越多的新燃料和新的燃烧方式被采用,燃水煤浆的加热炉正逐渐被开发出来并成熟应用。煤粉加水和添加剂制成的水煤浆用螺杆泵输送,采用空气或蒸汽雾化,送入水煤浆喷嘴燃烧,运行管理与重油一样。负荷变化时,操作人员一方面需要调节进入喷嘴的水煤浆料,另一方面需要调节燃烧所需的助燃风量,这些调节虽然也可做成多级可调,但是这些调节都与操作人员的使用经验相关,而不是水煤浆喷嘴自身的控制系统自行完成的,因此供热温度的波动范围还是较大,一般可控制在±3℃左右。
以上采用的都是从加热炉本体燃烧设备上控制温度精度的方法,可以看出,燃油(气)加热炉和电加热器的热媒温度控制可以通过比例调节来达到±1℃的精度,而燃煤锅炉的温度控制则很难达到这样的水平,这样,我们只能从工艺系统上想办法来提高控温精度。
2 为提高温度精度所能采取的系统方案
2.1 两通阀流量控制
如加热炉出口热媒温度无法直接控制在需要的精度以内,也可通过两通阀调节流量以满足各用热设备的负荷调节。用各用热设备内被加热介质的温度来控制各支路的两通调节阀,根据负荷的变化调节两通阀的开度,使进入本支路的热媒流量增大或减小,满足稳定供热的需要。此种控制方式适用于有多支路的调节,每个独立支路阀的开度只与本支路内用热设备内介质的温度相关,与其他支路都不相关。为保证加热炉内热媒的循环流量,在旁路设置了流量调节阀,用出炉热媒压力(热媒进出口压差或者热媒流量)来控制该阀的开度,在后面用热设备在小负荷状态工作时,旁通阀开大保证加热炉不因流量降低而产生粘度增加和结焦的问题。
2.2 三通阀流量控制
如系统中只有一个用热设备,则利用一个三通调节阀就可进行负荷的调节。用热设备内的温度信号用来控制进入设备的热媒流量,满足负荷需要,多余的热媒则通过三通阀旁路回流返回加热炉。用三通阀控制恒定体积流量已被广泛应用在工业生产中,并被证明为一种简单易行而又可靠的方案。
2.3 采用蓄热罐工艺
在系统中设置蓄热罐,罐内存油量约为系统总油量的1/4,经加热炉加热后的导热油进入蓄热罐,然后再通过二次循环泵将油打入后面各个用热点(如用热设备A),如需要有某个不同的工艺温度点(如用热设备B),还可以用冷热油混合调节的方法实现。经用热设备使用后的回油再进入蓄热罐,由主循环泵抽回加热炉再次加热。由于主循环只流经加热炉、油管线和蓄能罐,流动阻力很小,因此主循环泵的扬程可选的较小,一般有40～50米扬程即可。通过蓄热罐的设置,增加了系统内的容油量,钝化了负荷变化对油温的影响,对小负荷的加热炉及系统管线比较短的加热炉效果尤其明显。
2.4 采用二次循环工艺
对于系统管线比较长和容油量大的系统,特别是有多个用热温度点的用户可以采用多个二次循环模块来实现稳定供热。来自主循环的热油由分流式三通调节阀控制进入二次循环与冷油混合,分流式三通调节阀的开度由混合油温控制,通过这样的方式,可以得到恒定流量和恒定温度的热油进入用热设备。特别是对于压机这样需要大流量的用热设备,通过二次循环模块的设置解决了其与主循环流量的匹配问题。
2.5 采用少量回流介质旁路工艺
在某些热用户的工艺中,为保证主循环中加热炉出口温度的稳定,还可采用回流介质炉前旁路法。如果出口温度超过设定的某点温度,则自动开启旁路阀,用冷流体来混合热流体,使混合流体的温度恢复到控制温度内,旁路阀的开度由混合热媒的温度来控制。但这种方法必须严格计算旁通管路口径,保证在旁路最大开路时,进入加热炉的热媒流量仍在安全流量之上,一般旁路流量控制在总流量的10%～15%,否则会由于流量过低而对加热炉造成损坏。
温度精确控制 篇2
我们都玩过一个用筷子夹乒乓球跑的游戏，大致的游戏规则是参与游戏的人分成两队，每队选手拿着一双筷子，把乒乓球从一个篮子里夹到另一个篮子里。在夹乒乓球的过程中，除了使用筷子，队员不能用其他物体或者身体的其他部分触及乒乓球，在规定的时间内哪个队通过筷子转移的乒乓球多，就能够获得胜利。
筷子是我们最常使用的一种工具，但是却很少用来夹乒乓球。尽管每个参加游戏的人都全力以赴，但时常还是会有乒乓球掉在地上，伴随着旁观者“加油叫好”或者“喝倒彩”的声音，游戏的过程非常热闹。
游戏很简单，也很有意思。但是我们玩完后，会认真的思考这个游戏所带来的管理学道理吗？
我们回忆一下参赛者小张成功用筷子转移乒乓球的过程吧。小张全神贯注，对旁边的加油声充耳不闻。他屏住呼吸，用手紧紧的捏住筷子，小心的夹起一个乒乓球，轻轻的提起来，力度不大不小正适中。把乒乓球从一个篮子里放到另一个篮子里过程中不能有一丝松懈，否则乒乓球可能就会从空中掉下来，前功尽弃。轻轻的放好，再去夹下一个球。
现在我们再回来审视小张通过筷子夹乒乓球的过程。我们设想一下，如果小张没有捏紧筷子，而是松松的捏着，或者筷子并没有夹紧乒乓球，而是中间有一丝缝隙，乒乓球会如何呢？结果必然是要么夹不起球，或者夹起来的球掉在地上，总之都是动作失败。一个简单的夹球动作说得这么复杂，其实用一句话总结就是“手一松，筷子就晃，筷子一晃，球就掉了。简称一松就晃，一晃就掉”。
这个小游戏告诉我们：如果需要隔过几层工具才能到作用到最终要控制的物体上，那么就要“一层抓一层，层层不放松”，这其实是控制论的核心要义之一。
我们的管理其实也是这样，公司从主管副总抓收费工作，要通过部门经理、收费站长、收费班长、收费员等5个层级。中间哪个环节都不能出问题，如果每个环节都松一点点，那结果会如何呢？结果必然是“一松就晃、一晃就散、一散就乱”，收费队伍一乱，公司收费工作也就崩溃了。
我们为了用筷子更好的夹住球，除了游戏的参与者要用心外，还要研究用手捏住筷子的哪个部位最合适，如何呼吸才能不影响到手的动作，筷子夹住球的哪个位置最合适，角度是多少，力度是多少，等等、等等，一个细节没做好，球都可能掉下来。这还只是两个层级，我们试想一下，如果游戏的规则变成两只手各拿一只筷子去配合着夹球，又会如何？起码的变化是一个手捏住2个筷子，三个指头就够用了。如果换成两只手分别控制呢？估计十个指头都用上攥紧筷子，也可能配合不好。如果筷子再换成塑料吸管呢？那麻烦就更大了，力度小了球夹不住，力度大了，球还没夹起来，吸管先弯了。如果我们再设想一下两个人各出一只手抓住吸管去夹乒乓球又会如何呢？干好这件事的难度可能已经超乎了想象！管理层级从2层变成5层后，系统的管理难度会有指数般的上升。管理难度与管理层级间存在指数效应函数，是控制论的另一个核心要义。
一种精确的线性温度补偿电路设计 篇3
1 电路的设计原理
图1为线性充电芯片原理图和本文所提出的线性温度补偿电路。其中M1和M2的比例为1∶1 000, 共将内部的基准电流放大镜像除去, 运放A2的输入电压为Va=Vref1, Rset为芯片外部可调充电电流的设定电阻;跨导运算放大器Gm1和电阻R2为本文所加入的线性温度补偿电路;跨导运算放大器Gm1的两端的输入分别为Vbe和Vref1, 其中Vbe为负温度系数电压检测温度的变化;Vref1为零温度系数电压给电路提供基准电压[4]。
当温度较低时, Gm的输出为低, 并无电流流过电阻R2, 此时
则充电电流为
此时芯片正常工作, 温度补偿模块关断, 由于跨导运算放大器内部有防倒灌的二极管, 使电流无法从电阻R2流入跨导运算放大器, 从而不影响芯片的正常工作[4]。
当温度过高时, 流过电阻R2的电流为
电池充电电流为
图2为Gm1中跨导运放电路图[5], 采用对称跨导OTA可降低运放的失调。二极管连接D1用于防止电流It的倒灌。因为当温度较低时, Gm1的输出为低, 此时没有电流流入R2, 同样也不能有电流从R2流出, 这样才可确保充电的正常进行[6]。
运放OTA的跨导为
将式 (5) 带入式 (4) 可得
从式 (6) 可看出, 电流的表达式中存在与工艺相关的电阻和uncox参数, 所以采用的偏置电流存在用两个参数来抵消工艺的影响。现采用图3所示与电源无关的电流偏置电路。由于电路存在零简并点, 需要加启动电路才能正常工作。该电流为正温度系数电流[7]。
电路中Mi3与Mi4具有相同的尺寸, 则根据电流镜的镜像原理可得到如下表达式
由NMOS管Mi1和Mi2的栅极电压相等可得
根据以上两式, 忽略体效应, 并将MOS管的电流表达为
将式 (9) 代入式 (7) 和式 (8) 可得
将式 (9) 代入式 (6) 可得
由式 (11) 可看出, 充电电流与工艺参数无关, 电阻和MOS管随Corner变化的参数均相互抵消[8]。这可通过版图的一些匹配性画法[7], 如将比例部分的电路放在一起采用交叉互连画法, 可大幅增加电路的匹配性, 将误差降至最低。
因图3中Mi1和Mi2的源极电位不相同, 所以在前面计算中假设两个导体管的Vth相同会产生一些误差。一种简单的方法是在Mi3的源极引入电阻, 将电路反转, 同时将PMOS晶体管的源极和衬底相连来消除体效应。同样在上述分析中忽略了晶体管的沟道长度调制效应, 这样两个NMOS管的尺寸之比为1∶N。所以在实际设计电路中, 为尽可能减小沟道长度调制效应的影响, 所有的晶体管应尽量采用相对较长的沟道[5]。
2 仿真结果和分析
将设计好的电路在软件Cadence下采用CSMC0.5μm的工艺进行仿真与验证。
从仿真结果可看出, 在Corner下的变化只有约10°, 这是由于三极管Vbe随Corner的变化所导致的, 而其他参数的变化均已被抵消。同时电流是在30°之内线性下降的, 并非瞬间降为零。这便能够保证芯片的连续工作, 不至于因芯片不断开关, 而影响其使用寿命[9,10]。
3 结束语
文中所设计的线性温度补偿电路, 主要针对锂电池冲电芯片, 尤其是大电流线性充电芯片所引起的发热问题, 设计出不影响其正常工作的线性过温保护电路。同时本文所设计的电路对工艺的依赖性较弱, 其具有较强的适用性。此外, 线性的过温保护, 不仅对外部环境的调节能力较强, 且对电池和芯片均具有良好的保护, 因此能够增加其的使用寿命。
参考文献
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盾构机掘进姿态精确控制技术 篇4
1 盾构机掘进姿态偏差
盾构机在掘进过程中, 由于地层土质变化、千斤顶推力不均、回填注浆不均、盾尾间隙不均以及已拼管片轴线不准等因素影响, 不可能完全按设计方向推进, 走行轨迹犹如蛇行, 产生姿态偏差。姿态的偏差可分为滚动偏差和方向偏差。
1.1 滚动偏差
盾构掘进时, 刀盘切削土体的扭矩主要是靠盾构壳体与洞壁之间形成的摩擦力矩来平衡。当盾构掘进机壳体与洞壁之间产生的摩擦力不能平衡刀盘切削土体产生的扭矩时出现盾构机的滚动。过大的滚动会引起隧道轴线的偏斜, 也会影响管片的拼装。
1.2 方向偏差
盾构在掘进过程中, 由于各种因素的影响会产生竖直方向和水平方向的偏差。
⑴盾构所受外力不均衡产生的方向偏差。盾构在地层中受多个外力作用, 这些外力随地层的土质岩石情况、覆土厚度的变化而变化, 若不及时调整掘进参数或参数设置不合理就会产生轴线偏差。
⑵成环管片轴线对盾构轴线的影响盾构推进反力支点设在成环管片上, 当成环管片轴线控制不理想时就会对盾构轴线产生影响, 产生方向偏差。
⑶盾尾间隙的影响。尚未脱离盾尾的管片外孤面与盾壳内孤面的间隙, 称为盾尾间隙。当一侧盾尾间隙为零, 盾构需向另一侧纠偏时就会在该侧盾尾和管片外孤面间产生摩擦阻力, 同时因无盾尾间隙纠偏困难, 从而对盾构轴线的控制产生影响。
⑷同步注浆产生的反力对盾构轴线的影响。注浆时由于各种原因而不能保证对称作业或浆液注入量、注入速度控制不得当, 则注浆产生的反力将使盾构轴线产生偏差。
⑸盾构本身结构的影响。由于盾构各部位结构影响, 其重心位置趋前, 扎头现象普遍存在, 在松软地层中尤为显著。
2 盾构机掘进姿态监测
通过人工监测和自动监测两种监测方法对盾构掘进机姿态进行监测。
2.1 人工监测
采用通用的光学测量仪器 (如经纬仪、水准仪等) , 对盾构的姿态进行监测。
⑴滚动角的监测。
用电子水准仪测量高程差, 计算出滚动圆心角。在切口环隔墙后方对称设置两点 (测量标志) , 使该二点的联线为一水平线并且其长度为一定值, 测量两点的高程差, 即可算出滚动角见图1。
A、B为测量标志, a、b为盾构机发生滚动后测量标志所处的新位置, Ha、Hb为a、b两点的高程, α为盾构机的滚动圆心角。
线段AB=定值, OA=OB, α=arcsin[ (Hb-Ha) /AB]。
上式中, 如果Hb-Ha>0, 表明盾构机逆时针方向滚动, 如果Hb-Ha<0, 表明盾构机顺时针方向滚动。
⑵竖直方向的监测。采用电子经纬仪直接测量盾构的俯仰角变化, 上仰或下俯时其角度增量的变化方向相反。
⑶水平方向角的监测。采用电子经纬仪直接测量盾构的左右摆动, 左摆或右摆时其水平方向角的变化方向相反。
⑷仪器的配置
电子水准仪
型号:Leica NA3003 精度:±0.4mm
电子经纬仪
型号:LeicaT2002 精度:0.5″
2.2 自动监测
采用SLS-T-APD激光导向系统进行监测。该系统是在一固定基准点发出激光束的基础上, 根据盾构机所处位置计算其对设计线路的偏差, 并将信息反映在大型显示器上。监测装置安设在主控室内, 操作人员通过控制系统进行调整。
用目标装置 (激光靶板) 和倾角罗盘仪测量盾构机的位置。激光靶板测量激光束的入射点位置和入射角大小, 倾角罗盘仪测量盾构机在两个方向的转角。
盾构掘进时, 自动监测与人工监测同时使用, 通过二者的相互配合, 提高盾构姿态监测的精度。
3 盾构机掘进姿态调整
盾构机姿态的调整, 包括纠偏和曲线段施工两种情况。
3.1 滚动纠偏
采用使盾构刀盘反转的方法来纠正滚动偏差。允许滚动偏差≤1.5°, 当超过1.5°时, 盾构机报警, 盾构司机通过切换刀盘旋转方向, 进行反转纠偏。
3.2 竖直方向纠偏
控制盾构机方向的主要因素是千斤顶的单侧推力, 它与盾构机姿态变化量间的关系比较离散, 靠操作人员的经验来控制。
当盾构机出现下俯时, 加大下端千斤顶的推力;当盾构机出现上仰时, 加大上端千斤顶的推力进行纠偏。
3.3 水平方向纠偏
与竖直方向纠偏的原理一样, 左偏时, 加大左侧千斤顶的推力纠偏;右偏时, 加大右侧千斤顶的推力纠偏。
3.4 特殊地层下的姿态控制
盾构通过复合地层 (即作业面土体的抗压强度等力学性能指标存在很大差异的地层) 时, 根据掌子面的地质情况, 对液压推进油缸进行分区操作。
液压推进油缸的分区, 采用如下方案 (见图2) :
采用一台电液比例调速泵, 向所有的推进油缸供油, 其最高工作压力为35MPa。将全部推进油缸分为A、B、C、D四个区域, 每个区域的油缸编为一组, 每组油缸设一电磁比例减压阀, 用来调节该组推进油缸的工作压力, 借此控制或纠正盾构掘进机的前进方向。在每组推进油缸中, 有一个油缸装有位移传感器, 用于标示该区域的行程, 从而显示整个盾构机的推进状态。例如, 当盾构机发生上仰偏斜时, 可以适当调节A区及C区油缸压力, 即将A区油缸压力升高, C区油缸压力降低, 同时观察A区及C区的行程显示, 以达到调节推进方向的目的。
3.5 曲线段施工
在曲线地段 (包括平面曲线和竖向曲线) 施工时, 对推进油缸实行分区操作, 使盾构机按预期的方向进行调向运动, 分区操作方法见表1:
4 纠偏注意事项
⑴在切换刀盘转动方向时, 保留适当时间间隔, 切换速度不宜过快。
⑵出现偏差及时根据掌子面地层情况调整掘进参数, 调整掘进方向, 避免引起更大的偏差。
⑶蛇行的修正以长距离缓慢修正为原则, 如修正过急, 蛇行反而会更加严重。在直线推进的情况下, 选取盾构当时所在位置点与设计线上远方的一点作一直线, 然后再以这条线为新的基准进行线形管理。在曲线推进的情况下, 使盾构机当时所在位置点与远方点的连线同设计曲线相切。
盾构机掘进纠偏时, 调差值控制在平面调差折角<0.4%、高程调差≤20mm的范围内, 以防止纠偏过激。
5 结束语
控制技术与精确农业的浅析 篇5
1 精确农业发展中所涉及的重要技术简单介绍
1.1 按田间具体情况作物管理系统 (site-specific crop manage-ment简写SSCM)
它在美国首先实现。它强调应该根据田间不同地方土壤等条件的差异实行有区别的管理来克服肥料、种子等使用的不合理性。SSCM从技术角度讲就是为了适应田间各种因素的时空变化来实现作业整体的微观管理系统, 它的基础是土壤学、种植学、信息技术、管理工程科学和经济学的一体化。
1.2 产量图 (Yield Map)
它就是利用GPS及自动化机械采集田间不同位置的产量数据, 并利用GIS绘制产量图, 对于实现作物科学管理有重要意义, 可以将不同地块、不同位置、不同年份的产量进行对比, 并与土壤灌溉与排水、施肥、种子、杂草、虫害等因素的信息结合起来分析, 从而选择管理策略。
1.3 地理信息系统GIS (Geographic Information System)
PA强调各种与作物生长有关因素的空间差异性, 如土壤的N、P、K、石灰、Ph值等, 通常将GPS接受设备安装在采样车或施肥机械、农药喷撒机械、收割机等设备上, GIS的作用是将用GPS配合采集的各种信息按空间位置叠加起来 (overlay) , 来制定特点的农业生产方式。
精确农业中的这些重要技术中的每一项都与控制论紧密相联系, 正是因为有了控制论在其中的应用, 无论是从生产机械还是管理策略, 使得这些技术每一项都是一个完整的系统。有力地改变农业生产靠天吃饭的传统模式。
2 精确农业和控制论的关系
在精确农业发展的初期, 由于机电一体化技术引入农业生产, 使得某些具体的农业生产机械及工具成为一个实际可控系统, 如一个灌溉系统, 通过电机带动水泵抽水, 通过传感器来测定水位是否已达到要求.如已达到, 则传感器给电机一个反馈信号使电机停止工作, 从而使灌溉系统实现自动控制, 这是一个典型的反馈系统。精确农业可以看成一个大的控制系统, 而且是一个多输入多输出的非线性系统, 土壤酸碱性、温度、微量元素含量等等都是输入参量, 而相应的输出如施肥、喷药、及时灌溉等则是一个输出结果。按田间具体情况作物管理系统、产量图、地理信息系统则这个大的控制系统在控制某些控制量方面的具体表现。
精确农业的整个控制思想是从准确地记录植物生长的影响因子变异开始的。这些变异包括土壤中的营养成分, 病虫害情况, 植物的生长情况等等, 这些都可以看是整个系统的输入, 有了这些输入系统将根据某种策略来控制它的输出即农业机械化生产设备, 农业机械生产设备就包括高速度、高精度的定位系统, 可变量操作机构等等来确保植物的良好生长。
农民由于采用PA技术获得了显著的经济效益, 这必然促进精确农业的发展, 同时也必然有更多的控制理论将被应用于精确农业。
3 结论
精确农业在发达国家得到了足够的发展, 然而在我们国家虽然研究的很早但真正将它用于实际的农业生产却很少。随着我国经济结构的调整, 从事农业方面的人将越来越少而且现在很多地方政府都大力推进土地整改项目如江苏的万里良顷等等, 这将有力地促进精确农业在我国的发展。同时它也将与我国实际情况相结合衍生出新的技术促进农业发展。
正是由于引入机电一体化和信息智能技术进入农业生产领域, 使得许多控制技术在农业生产中得到了广泛的应用, 随着精确农业技术的进一步发展, 未来将会有更多的控制理论通过控制实体应用于农业生产, 促进农业生产的发展。
摘要：农业生产与控制技术看起来是毫不相干的两件事, 但在引入机电一体化和信息智能化后, 使控制技术在农业生产方面的应用得到了广阔地应用, 传统农业也正在向精确农业转变, 同时也使得控制理论在农业应用方面得到快速的发展。
关键词：机电一体化,信息智能化,控制技术,控制理论
参考文献
[1]高亮之.数字农业与我国农业发展.计算机与农业, 2001.
[2]张书惠, 马成林, 杜巧玲, 聂昕, 吴才聪, 韩云霞.精确农业自动变量施肥控制系统设计与实现.农业工程, 2001.
[3]汪懋华."精细农业"发展与工程技术创新[J].农业工程学报, 1999.
卷烟物流成本控制与精确核算 篇6
一、卷烟物流成本控制与精确核算的必要性
烟草物流是连接烟草工业企业和卷烟零售客户的一条纽带, 它承担着卷烟仓储、分拣与配送的职能。从国内近几年的发展趋势看, 现代物流凭借帮助企业精干主业, 减少库存, 降低用于流通的投资, 削减物流成本, 提高核心竞争力, 因而被誉为企业发展的“加速器”。作为烟草企业战略中的重要构成要素, 一方面它有着一般物流企业的基本特征;另一方面, 由于其服务对象的特殊性和单一性, 又有其自身特点。随着卷烟物流企业的独立, 纯属商业企业的会计核算体系无法适应现代物流的管理要求, 因此建立可行的物流成本费用控制和核算体系已迫在眉睫。
二、卷烟物流成本控制与核算的现状分析
(一) 物流成本管理意识薄弱
从现实来看, 物流成本管理的概念比较薄弱, 对物流成本核算的系统、物流信息化等缺乏全方面的设计, 没能真正树立现代物流意识, 没有充分认识到现代物流管理是降低生产总成本、增强企业竞争力的重要途径。缺乏现代物流是“第三利润源”的理念, 没有将物流看成为强化市场经营的关键, 认为仅仅是商流的一个末端, 未将采购、销售、仓储分拣、运输、包装、配送等活动进行系统规划和统一, 这不仅需要提高现代物流管理理念, 在实际操作上对把握总成本也存在很大难度。
(二) 物流成本核算存在的缺陷
国家烟草专卖局从2006年开始, 逐渐建立卷烟物流核算指导体系, 对物流费用和其他费用进行清晰界定。但从整个行业实际运行来看, 对卷烟物流成本费用归集和核算层级不尽一致, 较多的是到仓储、分拣和配送一级, 而未归集到卷烟物流作业各最小作业环节, 这无法了解整个成本费用详细的、真实的构成情况, 更对卷烟物流成本控制带来一定的盲目性。
三、卷烟物流成本控制与精确核算的措施
在探索物流成本控制过程中, 建立适应现代物流的成本核算和控制体系, 可在原有的卷烟物流费用核算管理办法中进一步深化, 同时可借鉴工业企业成本会计核算的思路。
(一) 划分费用单元
建立独立的物流成本数据库, 对物流成本进行分类单列, 将物流成本费用按作业环节划分为仓储环节、分拣环节、送货环节、管理环节, 在此环节的基础上再进一步细化到最小作业单元, 客观量化物流费用组成和各环节的费用水平。
(二) 采用辅助核算
为实现精益物流-精确核算-精细管理, 便于对各环节和基层单元成本费用的分析和控制, 充分利用财务信息化手段, 推行多级次辅助核算和“成本表格控制法”, 对物流成本实行全过程和显性化监控, 建立物流费用目标管理体系, 形成预算、核算、分析、执行的专项反映。
(三) 核定控制标准
即按物流配送活动特性, 对各作业环节物流费用按计量计价核定标准, 对分拣机台、送货车辆作业单元按基础费用和运行费用核定标准。对直接成本, 比如物料消耗和车辆修理费可实行分级控制办法。核定的标准费用采取事前、事中、事后控制相结合的方式, 实行全方位的控制。
(四) 细化物资管理
集中物流配送, 各种物资消耗量大, 领用十分频繁, 材料物资等实物的管理也是成本控制的关键。建立辅助台帐, 进行详细记录, 可合理控制消耗, 避免资源浪费。
(五) 定期开展成本分析
按月进行物流成本目标分析, 查找存在的问题, 提出改进措施, 将情况分析的原因问题及时通报到责任部门和责任单元, 做到成本目标有计划、有分解、有落实、有保障。
四、结束语
车圆锥时圆锥角度的精确控制 篇7
在车床上车圆锥可采用转动小滑板法、偏移尾座法、靠模法、宽刃刀法等几种, 但应用较多、较灵活的是转动小滑板法。采用转动小滑板法车圆锥时, 控制工件锥角精度的关键是控制小滑板转动角度的大小。
对于工件锥角精度要求不高的圆锥, 可采用小滑板自身的刻度进行控制, 但由于小滑板刻度的误差较大, 按小滑板的刻度控制会产生较大的误差。这种方法一般只应用在锥角精度要求不高或锥面没有配合的圆锥面加工中。
对于锥度精度要求较高的圆锥, 可采用磁力表座结合百分表控制小滑板转动角度, 以控制圆锥锥度的精度。
2 加工步骤
用磁力表座结合百分表控制小滑板转动角度大小的原理如图1所示, 在所需加工圆锥面的大端选取直径为D、长度为b的一段, 根据圆锥面给出的已知参数, 计算出圆锥在锥长b内的小端半径, 大、小端半径之差a及素线长度c;当小滑板倾斜移动长度c时, 刀具正好横向移动素线长度c内的大、小端半径之差a时, 表明小滑板转动的角度为工件的圆锥半角。有以下两种情况:
(1) 工件只用卡盘装夹
将毛坯装夹在卡盘上, 先车一外圆柱面, 圆柱面的长度要略大于工件的计算长度。假如圆柱面不存在锥度误差差 (圆柱面各处的直径大小相等, 是一种理想状态) , 然后根根据小滑板的刻度, 将小滑板转动工件的圆锥半角α/2;将将磁力座固定在小滑板滑动导轨的外表面上, 百分表安装装在磁力表座上, 百分表的测量触头沿水平方向垂直支顶顶在圆柱面的侧母线上。
移动小滑板带动百分表在圆柱面的侧面进行测量, 小小滑板的移动量用小滑板的刻度盘控制, 当小滑板移动的的距离为圆锥素线的计算长度c时, 若百分表的指针正好好转过圆锥计算的大、小端半径之差a时, 小滑板的转角即即为合适。当然一般需要反复的几次调整才能达到要求。实实际加工时, 由于车床存在一定的几何误差 (主要是主轴中中心线与床身纵向导轨的平行度误差) 及切削变形的影响响, 所车外圆柱面通常会存在一定的锥度误差, 在使用锋利利的车刀、采用较小的切削深度及进给量的情况下车削圆圆柱面, 可使产生的锥度误差降到最小;在调整小滑板转角角之前, 使用千分尺仔细检测圆柱面在一定长度c内的锥锥度误差, 然后, 根据小滑板的刻度, 将小滑板转动工件的的圆锥半角;再与前面类似的方法和过程, 将小滑板移动的的距离为圆锥素线的计算长度c时, 百分表的指针正好转转过圆锥计算的大、小端半径之差a再加上 (或减去) 圆柱柱面在计算长度c内的两端实际存在的半径几何误差时时, 小滑板的转角即为合适。假设在最初车削的圆柱面上存存在的锥度误差是左小右大, 直径上右端大0.02mm, 在用用百分表进行测量时, 若小滑板是从右向左倾斜移动, 当小小滑板沿素线倾斜移动c距时, 百分表的指针应转过大、小小端的半径之差减去0.02/2mm。这同样需要反复的几次调调整才能达到要求。
(2) 工件用“一夹一顶”装夹
当工件采用“一夹一顶”方式装夹时, 工件需装夹、支支顶后车削圆柱面, 然后检测所车圆柱面的直径尺寸误差差, 若出现的直径尺寸误差较大, 说明机床尾座的中心线线与主轴中心线的同轴度误差太大, 需要对尾座的位置进进行调整, 直至所车圆柱面的锥度误差小于机床几何精度度要求为止;之后的小滑板转角调整方法和过程与 (1) 相同。
3 注意事项
采用以上方法控制小滑板倒角时的几点注意事项:
(1) 计算长度b的确定
在确定计算长度时, 应根据圆锥给出的已知参数, 首先选择尽量大些的素线长度, 这样可以使小滑板的转角调整更准确。在确定了素线的长度及大端 (或小端) 直径后, 再根据其它参数计算出控制长度之间的小端 (或大端) 直径及半径差a。由于车床小滑板的最大行程一般在100~160mm, 因此, 选择的素线长度受到小滑板行程的限制;又因为选择的素线长度太长, 会使小滑板的每次调整时间变长, 从而影响小滑板调整效率。因此应根据工件圆锥面加工精度要求的高低及加工批量的大小合理确定小滑板的行程;并且, 百分表的量程要大于计算长度内的大、小端半径之差a。
(2) 小滑板轨松紧程度
在普通车床上用转动小滑板法车圆锥, 只能采用手动动进给, 不但劳动强度较大, 而且加工效率较低。小滑板的的导轨间隙太小, 会进一步加大操作者的劳动强度;若小滑滑板的导轨间隙太大, 会使圆锥面的素线产生直线度误差差。所以在采用转动小滑板法车圆锥前, 应对小滑板导轨的的间隙进行调整, 使小滑板导轨的间隙大小适当。
(3) 刀具的装刀高度