模块化控制系统

模块化控制系统（精选12篇）

模块化控制系统 篇1

1 前言

近年来, 我台先后为无线局多个短波发射台站设计安装了天线开关自动控制系统, 系统安装后, 各台根据本台的需求, 又提出了系统完善的各种建议, 为满足各台的不同需求, 我台相继推出了TK Z-1型和TK Z-2型天线开关自动控制系统, 后又推出了TKZ-3型天线开关自动控制系统。TKZ-3型天线开关自动控制系统与前两种截然不同, 在设计理念和功能方面, 都是对前两种型号的彻底升级, 全面满足了各台对天线开关控制系统的不同配置需求。TKZ-3型天线开关自动控制系统在软件上和硬件上都实现了模块化, 使天线开关自动控制系统完成了质的飞跃。所谓模块化, 是指解决一个复杂问题时, 自顶向下逐层把硬件或软件系统划分成若干模块的过程, 每个模块完成一个特定的子功能, 模块之间相互独立或者近似独立, 模块间的联系远少于模块内部;模块可以按照设计规则, 分散设计 (即分布设计) 并独立测试, 同类模块相互竞争, 所有的模块可以供自由选择, 按某种方法组合起来, 成为一个整体, 完成整个系统所要求的功能。为使模块的更换更加方便, 所有的模块在结构上, 均采用了插接方式, 使得模块在安装和处理故障时, 都十分方便。

2 原天线开关系统的实际控制原理

2.1 原天线开关控制系统的组成和原理

图1为572台乙机房天线开关控制布局原理示意图。在图1中, 左边为7部发射机, 分B 01～B 07 (备机为B07) , 中间分布的是20个天线开关 (室内2X2矩阵开关) , 分别为BK1～BK20, 周围是11副天线, 分别为B201～B211。20个天线开关负责将7部发射机和11副天线按不同的方式进行连接, 也就是说使每一部发射机能与多副天线相连接。在图1中, B01号发射机经BK1号开关 (转向) 与假负载接通, B02号发射机经BK2号开关 (直通) 、BK16号开关 (直通) 、BK7号开关 (直通) 、BK12号开关 (直通) 上了B203号天线。假如BK12号开关处在转向状态, 其它开关不变, 那么B02号发射机就会与B208号天线相连接。B02号发射机加高压后 (如图中红色粗线所示) , 射频信号会从B02号发射机依次通过BK2号开关、BK16号开关、BK7号开关、BK12号开关, 最后与B203号天线接通, 此时, BK2号开关、BK16号开关、BK7号开关、BK12号开关将加有高压, 要严禁转动此四个开关, 否则会使开关受损, 并使系统出现大的事故。其它发射机、天线和开关的控制原理同上。

2.2天线开关控制系统的作用

天线开关控制系统主要有如下作用:

(1) 实现对所有开关的全面控制;

(2) 发射机加高压后, 所有加高压的开关严禁转动, 保护设备安全;

(3) 通知发射机, 在此时刻是否与天线相连接和是否可以加高压。

2 TKZ-3型天线开关自动控制系统的设计

TKZ-3型天线开关自动控制系统在设计理念上, 采用了模块化设计, 该系统把每个天线开关、每部发射机和每副天线都用专门设计的硬件模块对其进行管理。一部发射机对应一个发射机模块, 一副天线开关对应一个开关模块, 一副天线对应一个天线模块, 然后按照发射机、天线开关和天线的实际连接方式进行级联, 就可形成一个完整的硬件控制系统, 同时, 还可为天线开关自动控制系统提供最基础的手动控制功能。

2.1 模块化设计的优点

采用模块化设计, 其优点主要有如下几点:

(1) 直观易懂。在控制系统中, 各模块都能完全模拟真实发射机、开关和天线的各种状态, 而且连接方式和实际连接方式位置完全相同。

(2) 纯硬件实现了通路判别和禁止高压状态对开关进行转换, 大大提高了设备的可靠性。每个开关模块可以自行判断实际开关是否处于高压状态;每个发射机模块也可以自行判断出是否有天线通路;每个天线模块也能自行判断出在用天线是否已有高压。

(3) 可适用性强。通过模块化设计, 控制系统可以像搭积木一样构建出任意配置的天线交换开关配置, 实现了硬件通用性的最大化。

2.2 天线开关自动控制系统的组成

为了实现天线开关自动控制系统的上述三个作用, 在天线开关自动控制系统中, 主要使用了三种模块, 即天线开关控制模块、发射机模块和天线模块, 其功能分述如下:

2.2.1 天线开关控制模块

天线开关控制模块是天线开关控制系统模块化设计中的的核心部件, 它负责监测天线开关的状态以及接收控制开关转动的控制信号, 并把此信号发送给开关使其按照命令转动。在系统控制柜的设计中, 将所有的开关控制模块都按照天线交换开关的实际摆放位置进行级联, 通过开关模块就能全面模拟出实际天线开关的通路情况, 并把通路情况传送给发射机模块和天线模块。把这些开关模块按照天线开关的布局连接起来后, 当发射机加了高压, 模拟高压电信号就可以通过模块的这些通路加到相应的天线上;开关模块可通过自身通道上是否有电信号, 判断开关上是否加有高压, 如加有高压, 就会屏蔽外来的控制信号, 禁止再对此开关进行操作。

开关可以用图2的符号表示, 此开关有3个通道, 即上下、左右、和右下。当开关处于直通状态时, 上下通道和左右通道被接通, 右下通道被断开;当开关处于偏转状态时, 右下通道被接通, 上下和左右通道被断开。根据这个原理, 开关模块也设置了四个点, 上、下、左、右, 当开关处于直通状态时就使开关模块的上下导通, 左右导通, 同时右下不导通;当开关处于偏转状态时, 就使右下导通, 而上下、左右不导通, 这样, 就可以对开关状态进行模拟了。

2.2.2 发射机模块

发射机模块负责判断实际发射机能否加高压, 并监测发射机是否已经加上高压。图3是发射机模块外形图。

在发射机模块中, 上方和下方各有一组接线端子排, 分别是UP (两个端子) 和P1 (12个接线端子) 。

UP端子排的两个端子分别是GY和BS, GY (左) 是与开关控制模块相连接的, 是用于判断发射机是否加有高压的连线端子;BS (右) 是与开关控制模块相连接的, 判断是否允许发射机加高压的闭锁连线端子。

P1端子排上的12个端子功能如下:

(1) BS-D为手动提供发射机是否可以加高压;

(2) BY-D为手动提供发射机是否已经加高压;

(3) BS-P为PLC提供发射机是否可以加高压;

(4) BY-P为PLC提供发射机是否已经加高压;

(5) VCC内部24V直流电源;

(6) GND地;

(7) QiangBS人为强制给出允许发射机加高压的闭锁信号;

(8) VCCOUT外部24V直流电源;

(9) F-COMEBS 24V电源地;

(10) BSGO-F接允许发射机加高压的继电器, BSGO-F输出24V直流电;

(11) F-COMEGY 24V电源地;

(12) GYGO-F接发射机加高压的回路或继电器, GYGO-F输出24V直流电。

2.2.3 天线模块

天线模块能够监测、显示、判断天线是否加有高压, 并向天线开关自动控制系统输出能否允许加高压的信号。

3 天线开关控制模块的工作原理

目前, 天线交换开关有多种形式, 为适应各种开关形式的需要, 在开关控制模块上设有可用于设置开关形式的短接插针。只要改变此短接插针, 就可以实现一个模块的多种形式的应用。其通用性, 使整套系统的成本大大降低。

3.1 开关控制模块的功能原理

开关控制模块电路功能原理框图如图4所示。天线开关返回的状态信号经过隔离抗干扰电路, 一路传送给通路选择电路, 用于选择模块上下左右四个端口哪两个端口被短路接通;另一路传送给PLC和手动接收状态接口, 用来给电脑和手动面板显示开关状态。PLC和手动控制接口的控制信号经隔离抗干扰电路传送给天线开关控制接口, 控制其如何转动。通路设置电路是为了开关模块的通用性而设计, 不同的开关形式可通过它来设置。

3.2 开关控制模块电路板

图5是开关控制模块电路板外形图, 其接线端子简要介绍如下:

(1) 电路板下方共有4组端子, 分别为GOkaiguan、Down、FH、KZ。

(1) GOkaiguan端子排是与开关直接连接使用的, 一共有8个端子, 分别是ZTFH、ZXFH、24VDCout、GND、ZTOUT、ZXOUT、GND、LH。这8个端子分别对应来自开关的控制线和信号线。功能如下:

a) ZTFH直通返回信号;

b) ZXFH转向返回信号;

c) 24VDCout送给开关的24V直流电源信号;

d) GND地;

e) ZTOUT控制开关向直通方向转动的命令信号;

f) ZXOUT控制开关向直通方向转动的命令信号;

g) GND地;

h) LH控制开关转动的离合信号。

(2) Down端子排只有两个端子, 分别是GY和BS。GY是与其它模块相连接的, 判断发射机是否加有高压的连线端子;BS是与其它模块相连接的, 判断是否允许发射机加高压的闭锁连线端子。

(3) FH此板是给外界提供开关状态的端子排。此端子排提供的信号均是经过隔离的24V直流信号, 此功能实现了系统的抗干扰能力。它们分别为ZT-D、ZX-D、GY-P、ZT-P、ZX-P, 功能如下:

a) ZT-D为手动控制提供开关为直通状态信号;

b) ZX-D为手动控制提供开关为转向状态信号;

c) GY-P为自动动控制提供开关为是否加有高压信号;

d) Z T-P为自动控制提供开关为直通状态信号;

e) ZX-P为自动控制提供开关为转向状态信号。

(4) KZ是外部控制开关转动命令信号的接入点, 如手动控制或PLC命令等。端子分别是S/P、S-ZT、S-ZS、P-ZT、P-ZT, 功能如下:

a) S/P手动自动切换;

b) S-ZT手动直通命令;

c) S-ZS手动转向命令;

d) P-ZT PLC发出的直通命令;

e) P-ZT PLC发出转向命令。

(2) 左侧有两组端子排, 分别是Left和Power。

(1) Left端子排只有两个端子分别是GY和BS。GY是与其它模块相连接的, 判断发射机是否加有高压的连线端子。BS是与其它模块相连接的, 判断是否允许发射机加高压的闭锁连线端子。

(2) Power端子排是为本模块提供电源的端子, 一共有3路电源, 分别是220V交流电、两路24V直流电。220V交流电是为开关必须使用380V交流电时, 而用来驱动附属接触器的;两路24V直流电是为保证有效隔离, 抗干扰而设计的, 其中VCC是内部用电, 24V是外部用电, 这两路直流电分别由两个24V电源供给。

(3) 上方和右方分别是UP和Right端子排, 每个只有两个端子, 分别是GY和BS。GY是与其它模块相连接的, 判断发射机是否加有高压的连线端子;BS是与其它模块相连接的, 判断是否允许发射机加高压的闭锁连线端子。

(4) 开关模块的上方还设有两排插针排, 这两排插针是用来设置所对应的开关型式的。通过对开关型式的设置, 可实现该模块的通用性。

(5) 模块上还有各种指示开关状态的指示灯, 功能如下:

a) ZXC表示是否有转向控制信号;

b) ZXF表示开关处于转向状态;

c) ZTC表示是否有直通控制信号;

d) ZTF表示开关处于直通状态;

e) GYF表示开关处于高压状态;

f) S/D表示是否在手动状态。

4 应用实例

下面通过一个应用实例来介绍各个功能模块的使用方法。

例如某台只有两副天线、两部发射机, 其使用的两个开关可采用图4的方式进行级联安装 (实例只是为了说明时简略, 各台站可根据自己开关的布局情况任意组合) 。

图6为两部发射机天线和开关控制原理图, 其中1号发射机可以上1号天线 (经由K1号开关直通) 和2号天线 (经由K1号开关偏转和K2号开关偏转) ;2号发射机只能上2号天线 (经由K 2号开关直通) 。

图7为模块化的开关控制系统, 只要把各模块按发射机天线和开关控制原理图的形式进行连接即可, 即:将天线开关的连接线按次序连接到开关模块上;将发射机的加高压信号和闭锁信号 (即允许加高压的信号) 连接到发射机模块上;将控制开关转动的直通、偏转信号的控制装置接入开关模块上, 就可以构成一套完整的系统了。

此系统无需其它控制装置, 就可自行判断出发射机上是否有天线, 准确给出发射机是否能加高压的闭锁信号;也可以判断出所有开关是否加有高压, 且不允许转动, 如果开关加有高压, 即使有转动命令, 其开关模块也不会执行转动命令, 只有开关不在高压状态时, 开关才接收来自开关外部的转动命令。

各开关模块间的连接线均使用两根信号线:一根用来指示发射机是否已经加高压的信号线, 另一根用来提供允许发射机加高压的信号线。这两根线是模块之间功能设置的重要环节, 改变模块间这两根线的连接方式, 就可改变了开关的布局原理, 因此做到了各台天线开关控制系统的完美统一。

5 开关模块的最新进展

由于播出任务的需要, 部分发射台引入了偏向开关。此种开关是一种3态控制开关, 为满足模块化的要求, 我台又开发了相应的偏向开关模块, 其模块原理和上面提到的原理相同。但由于开关的到位信号等条件与其它形式的开关相比存在很大的控制难度, 所以偏向开关控制模块的接口和功能更为复杂, 体积也比其它开关模块要大, 在这里只做简单说明, 不再对其功能进行赘述。图8是偏向开关模块的实物照片。

目前, 用全硬件实现天线开关控制的系统, 国内还未出现过。大多厂家均是以PLC为核心判断高压、闭锁和通路等情况, 这种控制系统在使用过程中, 如果PLC出问题, 使用单位将无计可施, 不能对故障进行处理, 手动功能也将处于瘫痪状态。经过全硬件化后, 因为其电路均是由简单的继电器构成, 当系统软件或者网络等出现故障时, 使用单位可自行应急处理, 维持播音。

6 结束语

模块化不仅是软件设计方面未来的发展方向, 在硬件方面也同样如此。最新的TKZ-3型天线开关控制系统是一种独特的设计, 虽然原理简单, 但是如果要使每个模块做到通用, 就不那么简单, 整个设计需要经过周密的考虑, 精心的设计。此系统已在572台、491台已投入使用, 其安全性、可靠性得到了使用单位的认可。

摘要：本文主要介绍了572台TKZ-3型天线开关控制系统组成和原理, 阐述了模块化的设计理念, 并通过实例详细介绍了模块的功能和使用方法。

关键词：天线开关控制系统,组成,原理,应用实例

模块化控制系统 篇2

系统的划分是针对一套装置，按照其在工厂中的主要操作功能所进行的划分。划分后的每个系统应编上相应的系统号。装置的开工一般按照开工计划的要求执行，制定成功的开工计划方法是用“系统”管理预试车和试车工作。按照“系统”的思路，整个装置将被分成大小合理的主要工艺系统、公用工程系统及各个辅助系统等。按照“系统”的思路，最终的施工要按照一个最优化的顺序来进行，以确保装置尽早开工或进油。这里强调的是“按照最优化的顺序进行”。例如，反应系统虽然是装置最初操作的关键点，但是像火炬或氮气系统这样的公用工程系统不能及时地完工、准备和试车的话，也会直接延误装置的开工日程。一般来说，界区内的公用工程系统象氮气、仪表风、工业风、冷凝水、蒸和冷却水等会成为独立的系统，并应按照装置开工计划提前准备和试车。

1.2模块的划分

模块的划分应以装置的工艺特点为基础，在充分考虑装置开车投产顺序合理的情况下，将装置分成几个或者若干个模块，并给每个模块编号或命名。这样可实现将一个复杂的工艺装置划分成多个功能上相对独立、工作量较小的模块来管理的目的。这里所说的模块划分强调的是按照装置工艺特点划分，是为装置的试车、开车服务的，不可理解成将装置简单的按照平面布置分区。

1.3系统和模块划分的关系

系统和模块的划分是以更有效的进行项目管理、确保装置尽早开工为最终目的，所以系统和模块的划分必须要以项目实际情况和工艺特点为基础。有的项目系统和模块划分差别不大，甚至一致，有的项目模块是系统的下一级划分，而有的项目系统是模块的下一级划分，需要因地制宜，灵活应用。

1.4子系统的划分

系统化和模块化管理是以子系统为基本元素的。子系统的划分是在系统划分完成之后，针对每个系统，按照特定的操作功能进行划分的，且每个子系统与其它的子系统有很少或者没有任何的冲突。此外，每个子系统的控制逻辑和机械特点要求每个子系统都能基本独立地进行试车，达到备用状态。子系统的划分需要结合PID一起进行，并为每个子系统编上子系统号，且每个子系统的编号必须也要体现出所在系统的编号。例如子系统编号93010中的93便是该子系统所在的系统编号。

2.系统化和模块化进行项目管理的原理及要点

2.1原理

装置的开车流程，一般都可根据工艺流程的特点分为若干个系统来进行，而且每个系统的开车工作又可以分解成若干个模块。对于现场管理，可以依据装置的开车计划，排出各个系统的开车计划，再根据各个系统中模块的划分，将计划细化到各个模块，从而编排出各模块的试车计划。通过模块计划就可以非常清楚的明确出各个单项的试车活动，然后针对这若干个单项的试车活动，将活动所涉及到的工作任务对应到子系统上。这是非常重要的一个环节，如果有子系统被遗漏必将导致相应工作被遗漏，所以这个环节应当由专人负责审核确认。各模块任务的子系统对应工作完成后，便直接将这些子系统编号下发到各分包商手中，各分包商将接到的任务子系统号直接和自己之前已经有的用子系统定义的各专业数据库进行链接，很快得到各专业在该子系统下的施工及预试车工作完成状态，从而完全统计出不具备开车条件的各子系统的未完成工作量，结合相应的工作计划，有针对性和优先性的安排现场各专业的各项工作，以较高的效率促成各专业、各子系统具备试车条件。在相关子系统达到试车条件的情况下，落实各个单项试车条件从而完成单项试车。保证了各个模块、所有系统及装置的试车按计划完成。就这样通过子系统、模块及系统的合理结合，将装置的施工、预试车与试车工作紧密的联系在一起，从而保证施工、预试车、试车、开车这几个环节工作有序、高效的进行，促使装置的机械完工，并在最短的时间内让整个装置具备开车投料的条件。

2.2要点

1)系统、模块的划分和子系统的定义应由懂装置工艺的技术人员或专家负责。因为这项工作包含很强的专业性，合理的划分是后续项目计划顺利高效实施的关键和基础，所以必须由专业技术人员来完成。2)子系统的定义宜早不宜晚，且要科学、全面，避免遗漏。子系统的定义是系统、模块化管理的出发点和根本点，每个系统、每个模块、每个活动都最终要落实到各个子系统上，子系统定义不及时或者不合理，甚至有遗漏将会影响项目管理的效率。所以建议子系统的定义必须在工程项目前期就开始，而且要求是对整个装置的完整定义，可以避免子系统定义的遗漏。3)子系统的定义必须完整的体现到PID上，且涵盖各个专业，以便直接将每项目标所涉及的子系统编号提出来。4)根据子系统的定义提前建立好与子系统直接关联的各个专业的数据库是非常重要的。此数据库可以根据项目具体情况，逐步的或分阶段的将系统、模块、施工、预试车、试车等信息添加和完善。5)子系统、系统、模块的划分和各专业的数据库需要进行动态管理。项目执行过程中经常会发生设计变更、计划调整等情况，因此必须及时更新信息，以避免因错误或滞后的信息，导致现场执行安排上的偏差和计划的延迟。

3.系统化和模块化进行项目管理的应用

在实际工程实践中灵活应用，既可以整体应用，也可以根据工程运行所处阶段局部应用：

1)在工程全程中应用。从工程开始就利用系统化和模块化进行管理，并全程应用直到装置开车投产，这对整个工程的宏观进展指导意义重大，可大大提高各个层面的管理效率。首先，在工程前期就应当结合合同及装置的投产目标，根据装置的工艺特点排出装置开车计划，以及相关的系统、模块和单项的试车计划等。同时，结合装置的工艺特点定义子系统，并建立带有子系统定义的各专业基础数据库。在上述准备工作完成后，就可以从工程前期，以装置的开车计划为依据，对整个工程的全过程进行控制和管理，将各个专业、工序的各个阶段工作都与相应系统、模块计划紧密结合，其工作形成深度、合理交叉，有利于施工材料及其它资源的合理调配，从而实现高效的统筹管理，使装置在最短的时间内投产运行。

2)在个别系统中应用。也可以视项目的实际情况，在项目执行的任意阶段，对个别系统采用此方法，例如各装置的各个公用系统，核心工艺系统，或其它典型系统等。可以根据整个装置投产对该系统的具体时间要求，排出系统试车计划，然后再通过模块和单项试车计划将此系统试车计划的任务细化到各个子系统。对于像公用系统这种单一的系统，也可以不通过模块或单项试车计划，直接将系统试车计划细化到子系统，具体的操作需要因地制宜。

3)在个别模块中应用。在模块中应用的关键点就是要根据目标模块在整个装置中的位置和试车时间要求排出模块试车计划，然后将模块试车计划细化到各个子系统，然后来有效安排各专业在施工、预试车阶段的具体工作，从而实现该模块具备试车条件并完成试车工作的目的。

4)在单体试车活动中应用。在单体试车活动中的应用比较灵活。比如在进行烘炉、透平试车、压缩机试车、系统干燥等试车活动灵活应用。此方法的前提还是要先将整个装置的系统和相关子系统定义好，然后再结合具体试车活动的试车计划将工作任务细化到各个专业的未完项，从而通过合理的现场组织安排和实施，按计划完成该单体试车活动。

5)在跨模块、跨系统试车活动中应用。这是一种比较特殊的情况，需要在工程实践过程中结合装置特点灵活应用。例如:渣油加氢装置中A，B两个系列的2台进料加热炉H－1421和H－1441是划分在2个不同模块中，但因两台炉子自身互相联系这一特点，所以考虑跨模块同时对这两台加热炉进行烘炉干燥可以大大提高效率，既缩短烘炉总周期，也避免了很多重复工作。

4.系统化和模块化管理的优点和缺点

4.1优点

1)对装置进行系统、模块的划分过程实际上也是将一个复杂的工艺装置进行简化的过程，使项目进度控制的思路更加清晰和执行更加便捷。2)通过系统化、模块化的管理方法，使得装置总体进度计划更具操作性，并在各个横向线路上并行发展，各个线路上纵向的专业在各个阶段中工作合理交叉。例如:烘炉、透平试车、压缩机试车、水联运等分模块开车活动可以按合理高效的顺序、交叉、并行进行。如果将项目的开车计划通过系统、模块、子系统向施工阶段进行适当的延伸，必然也会对施工阶段的各个环节如材料的管理和资源的调配等，起到优化和指导的作用。3)系统、模块化管理的灵活性强，可以从工程前期就全程使用，也可以在工程管理过程中针对各种工程活动的具体情况因地制宜的选择使用，既可以取得长期的管理效益，也可以很有效的促使短期目标实现。4)系统、模块化管理使得分包商的管理效率明显提高，使得分包商对任务的执行力也明显增强。尤其针对海外当地分包商，这种管理方法可以很大程度的弥补其技术技能及沟通上的不足。

4.2缺点

模块化控制系统 篇3

11月7日，思科在全球同步高调推出了全新的模块化Catalyst交换系统: Cisco Catalyst 6500系列虚拟交换系统(VSS)1440和Cisco Catalyst 4500 E-系列。

“这是1999年以来，思科交换机产品方面最重要的发布。”思科系统公司千兆系统商业部门产品市场总监Richard Hsieh表示。

据了解，尽管目前思科正在由一家传统的网络设备公司向一家满足“沟通”所有需求的平台公司转型，但以交换机为主的传统网络设备依然占到了思科公司总营收的60%以上，其中上个世纪90年代末推出的Cisco Catalyst 6500系列和Cisco Catalyst 4500为思科交换机产品线上最为重要的旗舰型产品，占据了全球中高端交换机市场75%以上的市场份额。因此有业内人士认为，思科此番高调推出全新模块化产品，就是为了满足老用户的新需求，以巩固自己原有的优势市场。

简化运行管理

Richard Hsieh告诉记者，如果用户在多年前购买了思科的产品，现在只需更换一个新的主引擎，增加大约15%～20%的投资，就可以满足用户的一些新业务需求。“而最为重要的是，Cisco Catalyst 6500 VSS 1440可以简化运行管理。”

Cisco Catalyst 6500 VSS 1440的创新使得两台Cisco Catalyst 6500系列交换机无论是外表还是功能，都更像一台虚拟的交换机。与此同时，通过激活两台Catalyst 6500交换机的所有可用带宽，使整个系统的带宽提升到1.44Tbps。因为在VSS范围内只有一个配置和管理点，因此可提高运行效率和简化网络管理。通过机箱内的故障切换及多机箱Etherchannel技术本身所具有的应对故障的弹性，Cisco Catalyst 6500 VSS 1440还可通过提供次秒级第二层链路恢复，来帮助实现不间断的通信。

提高投资回报

“对用户来说，Cisco Catalyst 4500 E-系列的最大卖点在于加强运行控制和提高投资回报。”Richard Hsieh表示，这是因为该系列采用了CenterFlex技术。

据了解，思科CenterFlex技术申请了19项新的技术专利。这些技术能提供320Gbps的速度、250Mpps的集中表现和运行灵活性，使客户能够针对特定服务对端口层次的硬件资源进行微调，以实现统一通信。

由于Cisco Catalyst 4500各代产品之间满足了前向后向兼容性，使客户能够对现有E-系列线卡进行混合搭配而不会降低性能。新的CenterFlex功能（包括以硬件形式存在的IPv6）使客户能够以最小的投资和对业务最小的干扰来满足变化的业务需求。

模块化控制系统 篇4

随着计算机技术的不断发展, 软件开发已朝着大型化、复杂化的趋势发展。应用到电力机车的软件项目也越来越多, 软件设计的质量直接影响着机车的运行的安全、质量和运营的效率, 在电力机车行业的地位也逐渐突出, 成为轨道装备的灵魂, 是构筑轨道交通的关键技术之一。

根据工程车网络控制系统体系结构, 运用模块化设计的思想, 将复杂的工程车网络控制系统分解为相互独立的、可协同工作的软件模块, 并提炼出可重复利用的模块, 以提高网络控制系统的质量和可靠性。将软件模块化研究运用于工程车网络控制系统, 对于网络控制系统的优化有着非常重要的意义。

1 软件模块化设计思想

1.1 软件模块化的定义

软件模块化的概念已推崇几十年, 软件模块化即将软件划分为一个个具有独立功能的模块, 当把几个或所有模块组合到一起时, 通过软件体系结构, 便可获得满足问题需要的一个解。

软件的模块化即将问题“分治”, 一个复杂的问题分割成若干个可管理的小问题后更容易求解了, 模块化正是依据此思想。

1.2 软件模块化的设计原则

模块的独立性是指模块的功能独立性和结构独立性, 是模块化设计的核心。软件模块化设计应遵循以下原则:

1) 划分的模块具有独立性, 同时规模数量应适中;

2) 模块层次划分的深度、宽度应适中;

3) 模块的作用域应保持在该模块控制域内;

4) 模块接口应简单, 采用单入单出形式;

5) 模块设计应有可移植性。

2 工程车网络控制系统模块化研究

2.1 开发模型

网络控制系统开发模块是描述控制系统开发过程中的活动和任务的结构框架。能够清晰、明确地描述开发的全过程, 规定了要完成的任务, 是网络控制系统开发的基础。开发模型如图1所示:

开发模型主要包括方案论证、系统逻辑控制需求提出、编制需求分析说明、程序编制: (I/O配置、字典建立、按模块编码及功能块创建) 、软件系统集成测试及现场调试。根据测试情况和调试情况, 修改程序, 重复集成测试直至调试通过。

2.2 模块化研究及设计

工程车网络控制系统为完成工程车的控制和通讯而设计, 主要有功能控制、故障诊断和事件记录等功能。功能控制主要是对主电路进行配置;执行乘务员给出的指令;对机车运行状态进行监控, 及时做出保护动作。同时, 具有故障诊断功能:通过采集工程车和各子部件的运行状态, 进行故障诊断, 将故障数据通过总线发送给显示屏和事件记录模块;可以在线或本地进行分析。根据目前工程车设计平台化的需求, 将通用的功能设计成标准化的软件模块, 对于研制新工程车控制系统有着非常重要的意义。

基于软件的可重用和可维护的角度考虑, 采用以功能或以部件的方式, 对程序进行模块划分, 进行相对独立的设计, 实现一系列功能独立的软件组;同时将系统中多个模块都涉及的通用功能进行提炼, 形成一个个功能块, 如网络模块生命信号判断。根据各车型的实际需要, 将合适的、必要的模块进行组装, 编译生成相应的网络控制系统, 从而大大缩短软件开发周期, 提高软件开发效率。

工程车网络控制系统主要功能包括以下四个部分:主电路控制、控制电路控制、制动电路控制及其他辅助功能和辅助设备控制。各个功能模块采用并发处理, 即每个程序运行周期内各模块执行一次, 对数据进行判断、处理及输出。工程车网络控制系统主要软件模块见图2。

1) 电压检测模块:根据电压值和供电模式, 判断是否超压或欠压。

2) 接地检测模块:根据I/O反馈的信号, 判断主电路是否接地。

3) 供电模式模块:根据扳键开关位置和司机占用端等条件, 确定供电模式。

4) 机车预备回路模块:当无紧急按钮按下, 主电路配置完成, 无主断接地, 牵引系统无故障等条件满足时, 预备回路接触器动作。

5) 主电路供电模式配置模块:根据供电模式、机车状态等条件, 配置主电路接触器, 完成主电路配置。

6) 11K01、11K02接触器控制模块:根据供电模式、11K02或11K01、预备回路接触器的状态等条件, 对接触器进行控制。

7) 11K03接触器控制模块:根据11K01和11K02状态、牵引蓄电池开关状态控制接触器开合。

8) 受电弓监控模块:在有充足的气压下, 受电弓联锁未隔离、接触器状态、主断状态等条件满足时, 根据乘务员的指令, 对受电弓进行控制和机车的自动保护。

9) 主断监控模块:在控制电源得电, 根据紧急按钮状态、供电模式、司机指令等条件, 根据乘务员的指令, 控制主断接触器的闭合;同时对机车自动保护。

10) 机车占用端控制模块:根据占用端钥匙信号, 判断机车操作端占用情况及主控机车。

11) 转向架隔离监控:根据隔离开关位置, 对某一架电机发出隔离信号。

12) 机车方向及模式监控模块:根据机车占用端状态, 以及机车方向开关和模式开关的位置, 判断机车方向和模式监控。

13) 牵引封锁模块:包括超速牵引封锁、牵引力异常、坡停起步、全局牵引封锁和局部牵引封锁等子模块。

14) 制动控制模块:包括惩罚制动和紧急制动的判断及触发。

15) 压缩机控制模块:包括压缩机的启停、压缩机状态的监控。

16) 其他辅助功能和辅助设备控制:低恒速控制、自动换端、无人警惕、制动电阻风机控制等。

以上模块的划分是比较粗略的, 还可以有不同的划分方法和划分粒度。根据不同车型要求进行配置, 从而完成不同的功能需求。

3 结语

模块化的工程车网络控制系统软件实现方法大大提高了软件的可靠性, 减少了维护成本, 模块化设计提高了后续车型研发时软件开发的效率。对于整个网络控制系统的模块化设计起到重要的作用, 提高了软件的质量和可靠性, 大大节省软件产品的开发费用。

参考文献

[1]齐志昌, 谭庆平, 宁洪.软件工程 (第二版) [M].北京:高等教育出版社, 2001.

系统管理模块[小编推荐] 篇5

办公用语

设置日常公文规范，办公规范，材料使用规范等等。

组织架构

系统管理员根据本单位的实际情况，可以将各子系统的操作功能权限（管理、察看）划分为多个角色，便于为工作人员指定操作权限，增加系统的安全性和运行和理性、系统可扩展性。, 系统遵循通用的组织机构模型，按照树型结构来组织部门的上下级关系，对单位内的各级部门进行管理，设定各级部门的部门编码、部门名称、父部门名称、部门描述等信息，作为整个系统合理运行的基础。

用户管理

系统管理员通过用户管理模块对单位的所有工作人员的基本信息、登录信息、所属角色信息进行管理，作为整个系统合理运行的基础

工作人员基本信息 对单位所有工作人员的基本信息，包括员工编码、所属部门、员工姓名、英文姓名、员工性别、员工年龄、员工电话、岗位编码、开始工作时间、民族、婚否、身高、出生日期、文化程度、专业、政治面貌、外语及程度、户口所在地、家庭住址、本人现在住址、联系方式、工作年限、学习及工作简历、专业培训情况、家庭成员、自我介绍、家人照片等进行管理。

登陆控制

对单位所有工作人员的员工编码、员工名称、系统登录名称、登录密码、员工IP地址等信息进行管理，作为工作人员登录系统的身份判断标示。

工作人员所属角色信息

为单位所有工作人员分配所属角色，这将决定工作人员登录系统后所拥有的权限范围。系统管理员可以根据实际工作需要，为工作人员分配多个角色。

模块配置

可以扩展增加新的业务管理模块，也可以删除不再使用的功能模块。

安全控制

模块化控制系统 篇6

关键词：公安院校；防卫与控制；模块化设置；课程改革

中图分类号：D631.15文献标识码：A文章编号：1671-864X（2016）08-0202-02

在执法活动中，警察的防卫与控制技能不仅是塑造自身形象的基础，更是保障警察生命安全的重要手段。特别是在现实执法环境下，加强对防卫与控制课程的合理设计，积极从防控技能训练中提升教学质量，围绕当前公安院校警务技能课程改革实际，从不同教学培训层次性、差异性下来突出学科教学的针对性和实效性。模块化课程设置将成为未来课程新架构的重要方向。

一、防卫与控制课程教学及设置现状

（一）课程构成现状。

从当前公安院校防卫与控制课程设置来看，秉承公安教育要求，围绕学历教育、兼顾其他教育培训方式，来满足社会多元化人才培养需求目标。如专科教育、本科教育、民警在职培训，以及政法院校招录的体制改革试点专业等教育。针对防卫与控制课程教学中教学训练质量普遍不高的问题，实施课程改革，尤其是注重实战训练的占比，提升学员的体能及技能素质。由于不同教育基点下的课程设置具有多样性，有些课程在名称上还存在区别。如在专科教育层次，防卫与控制课程设置为《擒拿格斗》；在本科教育层次设置为《缉捕技能》；在职业民警培训中设置为《徒手防卫与控制》；在体制改革试点招录教育中设置为《警察防卫与控制》。同时，在不同的教育课程类型下，其教学内容也存在差异性。如在《擒拿格斗》中，理论模块主要有人体基本知识、常见运动损伤预防、基本训练方法等；在实训模块主要有步法训练、上肢训练、下肢训练、功放技术、摔法训练、徒手实战、协同擒拿、综合训练等内容；在民警培训课程上，理论模块多为基本实战原则及应用，常用训练方法；而在实训模块主要有戒备训练、上下肢训练、警械使用方法、搜身与押解等训练内容。从上述课程名称及内容来看，由于实施对象不同而存在不同教育阶段教学内容的分配不一致。相对而言，通过对相关行业专家的探讨与沟通，对于防卫与控制课程来说，很有必要进行名称的统一，无论是哪种层次的公安教育，只有从课程名称的梳理与统一上，明确其分支及归属关系，才能针对性的提升课程实施的目标性。

（二）在课时分配上的现状。

防卫与控制课程在课时分配上，依据不同阶段的教育类型，其课时也存在差异性。在专科层次，理论课时为2-4h，实训课时约为68-72h；在民警在职培训上，理论课时为1-2h，实训课时具有分段性，初警培训为21-25h；司晋司、司晋督培训为12-18h；督晋督培训为9-12h；体制改革招录警务人员在理论课时上，因不同入职期差异而有所变化。可见，本科、专科层次公安教育在课时分配上具有一致性，且在每学期课时安排上，随着实训周期的长短相应增减；而对于民警在职培训，由于不同培训目标及任务的差异，其实训时间具有不一致，也未能从课时上进行完全固定。对于体制改革新招录警务人员的培训，一般为两年学制期，扣除对口单位为期半年的社会实践外，实际在校训练时间为一年半，且由于不同批次下招录学员数量及时间的不固定，使得课时安排上具有较大的随意性，也未能从课程教学目标与课时设置上进行统一规范。从2012年公安机关对突发事件防爆应急预备力量的重视，从课程教学上，加强了对《防暴战术》课程的常规化训练，并融合了《警械使用》、《警察防卫与控制》课程内容，使其成为综合课程。但对于体制改革招录警务人员培训来说，一直以《防暴战术》来命名，课时上平均为96课时。但纵观课程名称及教学内容安排逻辑，显然具有模糊性，不一致性。

二、对防卫与控制课程模块的优化设置方法

针对公安院校防卫与控制课程教学现状，从模块化设置上来优化教学内容，厘清不同学历层次、不同培养类型及不同警种的差异性，从防卫与控制学科教育阶段性、系统性上来提升动态化设置水平。由于在课程名称上，专科、本科学历教育、民警在职培训，体改专业培训等教育类型的不同，在课程教学内容上也不统一，加之各门课程内容较多，课时分配也存在差异，导致教学任务不明晰，造成“大而全、满堂灌、蜻蜓点水”般的教学漏洞。因此，在对防卫与控制课程教学实施模块化之前，很有必要从课程名称、教学内容等方面进行整合与优化，特别是结合不同人才培养方向，分批次、模块化、层级式的实现资源互补与平衡，满足不同培训目标需求。具体来看，从教育层次、人才培养类型及学科专业特点上，尽快将现有的防卫与控制课程内容中的4门子课程、12个子模块进行重新划分，使其满足理论教学、身体素能训练、防卫技术、擒拿技术、倒地保护技术、警械装备技术、摔控技术、搜身与押解技术、综合实训等内容的层级化组合。同时，在课时安排上，根据不同教学模块及内容，灵活动态的分配教学课时，提升学员的技能掌握能力，增强警务实战能力。如利用某一门课程进行合理分解成若干个子模块，通过“少而精、练有效、按需设教、以训促战”理念来布置不同课程内容及课时要求。优化理论知识模块，将之设定为人体基本知识、训练常用方法、原则、防卫与控制技能运用、安全意识、战术应用原则等；在身体素能训练模块，细化为体力、速度、耐力、力量、灵敏、协调性、抗击打能力、专项能力训练；在摔控技术模块，将抓把技术、搂腰摔、夹颈摔、抱腿摔、过桥摔、摔跤实战等进行分解训练；在倒地保护技能上，将前、后、侧滚翻、前、后侧倒及防卫、身体平衡度训练等进行细化；在擒拿技术上，将基本擒拿术、被动解脱控制技术、协同控制及综合模拟训练进行细化；在搜身及押解技术上，细化为徒手、警械控制后搜身、徒步押解、交通工具押解方法；在综合实训实战技能中，将单项训练、综合训练、模拟场景训练及特殊环境训练进行细化。

三、防卫与控制课程模块化设置与应用

（一）本科教育阶段模块化课程设置。

从《缉捕技能》课程转换为防卫与控制课程，融入《警械使用》、《防暴战术应用》、《战地应急救援》等知识，使其在教学内容上具有一致性；在课时安排上，以64学时为主，结合教学内容每周4学时。其中警械使用24学时，防暴战术应用24学时，战地应急救援20学时；在教学时段分配上，大一第二学期开设“徒手防卫与控制”、大二第一学期开设“警械装备与使用”、大三第一学期开设“战地应急救援”课程，从学员自身身体及技能训练承接性上，分别优化各教学模块及课时，促进学员在前三年完成相应技能训练。在教学模块上，为了突显防卫与控制课程的连续性、基础性，对于教学内容及教学方式应该进行细化分解，尤其是在单项技术、拳法教学、腿法教学上要注重实效性。以“徒手防卫与控制”为例，在理论教学上，要注重各项技能训练与身体技能的适应性，如步法、姿势、腿、脚及踢法训练，要注重攻防结合、要侧重凶器防夺技巧训练，增强实战性；拳法训练上以直、摆拳法为主；腿法上以横踢、弹踢、正蹬为主；擒拿上以主动突击控抓为主，并侧重被动解脱、协同擒拿；在摔法上以锁喉、搂腰、后抱腿突摔为主，在警械使用上，对手铐的练习及快速上铐。其他模块内容应该根据课时、场地、学生差异来优化，尽可能增强学生的实战技能和训练水平。

（二）体制改革招录教育模块化课程设置。

针对体制改革及招录对象特点，在防卫与控制课程模块化设置上，应该突出重点，重在优化。结合四项基础课程，根据三个学期来进行合理分配。在时间分配上，第一学期设置“徒手防卫与控制”，课时为96学时；第二学期上下半期分别安排“警械使用”与“防暴战术应用”课程，课时为48学时；最后一个学期安排“战地应急救援”，课时为36学时。由于体制改革招录的学员在入学前因专业、身体素质差异性较大，如警察类院校毕业生、退伍军人、普通高校文理课毕业生等。因此在进行防卫与控制课程设置与优化上，要结合具体教学情况，有步骤、有侧重的进行优化配置，不能顾此失彼，两极化倾向发生。在开展防卫与控制课程实施前，需要对普高类文理科毕业生进行考前身体技能测试，来了解不同学员的情况，在测试中尽量以基础性技术动作为主；对于警察类院校及退伍军人，这类学员多受过相近科目的学习，因此在防卫与控制课程教学上，要进行分类对待，并在技能训练和自我训练水平上进行分段。对于基础强、自我能力较高的学员，应加强深度性和综合性实战训练教学，而对于基础较差的学员，要分层次、分组别进行不同模块教学内容的设置，做到实用、管用、促进“教、学、练、战”一体化对接。如在“警械实用”课程设置上，从警械基本信息、装备配带及安全、手铐实用技巧、警棍使用方法、捆绑技术、防暴器械使用、盾牌使用、畏服性徒手防卫与控制技术，以及搜身、带离等技术进行分层考核；在防暴战术教学上，从战术使用原则、安全理念、单对单、多对单，以及小组协同战术应用、室内外看守、搜身、押解、追捕堵截等方法训练，以及防暴队形训练、群体性突发事件处置方法等进行训练。

（三）在职民警教学模块化课程设置。

在职民警教育涵盖成人教育和警察专业培训，特别是在初任民警培训、警衔、职务晋升培训、专门培训及轮岗培训等方面，要从提升民警教育程度、提升民警整体战斗力上，实现对民警防卫与控制技能的训练。针对在职民警培训时间短、民警个体差异性大等现实，对于警务实战技能的培训与教学缺乏连续性和系统性，传统教育模式显然难以满足教学需求，迫切需要从课程模块化整合上来创新和改进。通常情况下，对于初警培训层级，以警务实战技能和职业基础性、关键性技能训练为主，着重提升学员的自我防卫意识、团队协同意识、强调警务实战技能训练和基本知识掌握。因此以72课时安排为例，警务技能训练为主，突出警务技能总学时所占份额。如对于“徒手防卫与控制”课程课时安排24学时，以基本知识、基本训练方法，以及戒备姿势、步法训练、上下肢攻击训练方法，攻防训练、拳法、闪躲、搂抓、反击等主动擒拿技术训练为主；“警械使用”课时为16学时，以警械知识、警棍、单警装备、手铐、捆绑、盾牌、特殊防暴器械使用等为主；“防暴战术”课程20课时，以战术原则、战术运用、协作抓捕、巡逻盘查、搜身押解、追捕堵截，以及模拟特殊环境缉捕实训为主；“战地应急救援”课程12学时，以警务救援、现场急救、特殊环境救援来进行模拟训练。

四、结语

警务防卫与控制课程模块化设置，要从课程教学内容、课时安排、教学实训与实战上，强调动态性、互动性和职业对接性，避免生搬硬套。随着警种的不断增多，对于综合实训及协同战术应用能力提出更高要求，因此在防卫与控制课程模块化教学上，要围绕学员实际，警务执法环境，打破传统常规课程设置局限，做到特定警种特定目标教学。如刑警在防卫与控制课程模块化设置上，要加强多警协同战术教学，突出手铐、捆绑技术、追捕堵截及特殊场景模拟缉捕训练；对于治安警、巡警，应突出攻防结合、手铐、警棍、盾牌、特殊防暴器械的训练和使用；对于交警，需要从车辆查控、追击堵截、伤害现场急救等方面进行训练，促进模块化课程设置的科学、合理。

参考文献：

[1]王涛.警察院校学员徒手防卫与控制能力生成的路径[J].体育学刊.2014（06）.

[2]冯红新.实战化教学背景下警察体能与技能模块化教学的思考[J].江苏警官学院学报.2014（06）.

[3]赵辉.警务技战术模块化课程体系的构建与实践[J].湖北警官学院学报.2014（09）.

模块化控制系统 篇7

在模块化生产线控制系统中,由于模块品种较多,批量较小,设计变化快,交货期短,根据模块特点和生产情况,决定研发以物料传输自动化为主的柔性生产线,来适应模块装配需要。该生产线由可转位的自动化物料仓库、自动化送料小车以及11个操作工位组成。

为了实现对装配线的合理调度,必须选择合适的控制技术。装配线(模块化生产线)包括11个装配工位,1个输送小车,1个自动回转库,2台工控机,只有采用适当的传输控制技术,才能组成一个完整的控制体系,才能正确执行调度命令,从而实现装配的自动化。

用可编程控制器PLC做控制系统的核心[1,2],成本较低,稳定性很高,程序编写、调试方便,但PLC在人机对话、故障判断等方面有一些不便,需要对编程非常熟悉的专业人员进行操作。并且要想直观地了解生产过程和监控信号的动态变化必须选择一个上位机来配合PLC,才能组成较好的自动控制系统。因此,本系统采用安装有组态软件的工控机与PLC通信,共同组成生产监控系统。

1 控制系统硬件要求

本系统采用两级递阶控制结构。上层用工控微机,下层采用PLC(装卸位采用工控微机),控制网络采用工业成熟的工控总线网络Profibus。上层采用工控微机实现对整个生产线的监控和调度。下层PLC实现对生产线、送料小车、存储仓库及各个工位的控制。

控制系统硬件结构如图1所示。工位2～11的控制器(PLC)通过EM277通信模块与Profibus DP线相连,并且通过RS485接口连接显示操作屏TD-400C(文本显示器),操作人员通过TD-400C实现与主站的信息交换。工位1是物料出入工位,用于工控机进行管理。工控机通过网卡连接主站,通过USB接口连接条码打印机,通过RS232接口连接读码器。此工控机运行“装卸位管理软件”,进行零件的信息编码、零件信息与操作信息的上传和下载、装卸状态的指示等操作。

2 控制系统的软件要求

2.1 送料小车软件要求

能够根据调度控制命令完成工件的传送及与仓库的驳接;工位PLC接受操作指令,完成对工位的控制,并通过显示屏显示操作内容、登陆信息等。以上全部通过开发PLC控制程序实现。

操作人员通过TD-400C实现与主站的信息交换的操作流程如图2所示。

2.2 主站的软件要求

主站软件主要由三大部分组成:生产模型(工件模型)生成系统、调度管理系统[3]、实时监控系统。具体软件系统结构如图3所示。

生产模型生成系统具有通用性,可以面向不同的产品和组装线。针对一个特定的产品和特定的生产线,它生成一个特定的生产模型文件,供调度管理系统使用。它的生成功能基于以下三个模块完成:产品定义模块、工位定义模块、工序编辑模块。生产模型系统仅在补充新产品或对生产线进行软重构时使用,生产线正常工作时可不启动。

调度管理系统必须作为系统进程自动启动[3],并要运行于生产线工作的始终,因此要有防止被关闭的功能。调度管理系统启动时,在指定的目录下寻找生产线状态记录表并打开,按状态记录表的产品记录自动载入相应的模型文件,接着建立与实时监控系统交换数据的数据通道,用生产线状态记录表中的数据将管道初始化。如果用中间数据库技术代替数据管道技术,则可以用中间数据库的功能代替生产线状态记录表,则调度管理系统启动时,在指定的目录下打开中间数据库即可。在以上任务完成后,“运行监控系统”命令被激活。实时监控系统被启动运行,与中间数据库连接,主站软件处于“准备好”状态。

调度管理系统的基本任务是根据生产模型文件中的数据和关系、现场的状态、实时监控系统的请求、优先权原则等,产生控制策略,决定对来自生产线的请求作何反应。其控制意图通过实时监控系统执行,其需要的现场信息也通过实时监控系统采集。

实时监控系统一边监视各个工位、送料小车、回转仓库的情况,例如工位现在是否忙碌,小车上是否有料,回转仓库的仓贮位置是否空闲等,并将监视到的情况实时向调度管理系统汇报,一边接受调度管理系统命令,转发至生产现场执行。

3 控制系统软件的程序设计

3.1 PLC控制程序

部分PLC的控制程序如下:

其中:Alarm为报警号。报警0显示:是否请求任务,确定按F5,取消按F6。报警2显示:操作已被取消。报警3显示:任务完成,确认按F5,取消按F6。报警7显示:等待小车中,小车装载完毕后按F7确认。报警8显示:可以进行操作,申请任务按F1。

3.2 主站软件的设计

3.2.1 生产模型生成系统的设计

生产模型生成系统含有三个模块:产品定义、工位定义、工序编辑。产品定义模块至少含有“新建”、“打开”和“保存”三个子菜单。每新建一个产品时,即创造一个新的模型数据文件。当保存产品时,即保存当前模型文件。已存在的模型文件可用“打开”命令打开。工位定义,可以建立和删除工位。工序编辑,对当前打开的产品,为其添加工序,同时给工序制定优先级、操作工位,也可为工序增加文本注释内容。

3.2.2 调度管理系统和实时监控系统

本项目是通过Profibus-DP网络采集各个工位的状态,由WinCCV6收集这些数据[4],并保存到数据库中。根据模型文件及生产计划,生成产品状态表。当工位的状态发生改变时,根据产品的加工状态作出调度。调度的结果保存到送料小车控制表中,小车根据控制表的变化执行调度命令,最终实现对产品装配的调度。整个调度程序通过WinCC中的VBS脚本来实现[5]。

1)对通用工位(工位2～11)上料请求的响应流程如图4所示。

请求动作程序的工作流程如下:程序不断扫描工位状态,当有工位提出上料申请时,触发上料申请动作(例如:工位2提出上料申请,触发工位2上料动作G2_req.bac)。然后搜索产品加工状态表,查看是否有工件需要申请上料的工位进行加工。如果没有继续扫描,如果有选取优先级最高的工件,并判断此前的工序是否加工完成,如果以上条件满足,判断小车状态是否可用,如果不可用,继续扫描等待;如果可用,进行一些参数设置后生成小车运动指令。

2)对通用工位(工位2～11)加工完成触发的流程如图5所示。

完成动作触发流程:扫描工位状态,如果某工位发出完成信号,为了调度工件到下一个加工工位或回库,首先判断小车是否空闲,如果小车不可用,则工件在次工位等待,此工位不能申请上料;如果小车可用,判断加工工件的下一个工序所用的工位是否申请,如果没有申请,则工件回库,如果申请工件直接到下一个加工工位。

4 结语

装配线现已经完成了实际安装,调度监控系统进行了初步调试。本文所设计的调度监控系统能够提高装配线的自动化程度,明显提高了装配的效率,达到了预期的控制效果。为设备的安全、稳定和长期运行发挥了很大的作用,有利于企业降低生产成本,提高产品在市场中的竞争力。

摘要：为了提高模块生产线的装配速度,针对模块的特点,提出了研发以物料传输自动化为主的柔性生产线来适应模块装配需要。该生产线控制系统主要由工控机与可编程控制器PLC组成。使用组态软件进行监控画面的编制,通过组态软件监控界面连接PLC来监控各个工位和运动小车的状态,实现装配线的实时监控、数据采集与处理。系统结构简单,实用性好,应用性强。

关键词：可编程控制器,组态软件,实时监控,人机界面

参考文献

[1]戴玉,贾振军.触摸屏在基于西门子S7200PLC橡塑三辊压延生产线监控系统中的应用[J].自动化技术与应用,2006,25(10).

[2]张万忠.可编程控制器入门与应用实例[M].北京:中国电力出版社,2005.

[3]周巍.中小型制造企业车间生产调度问题的分析与研究[D].南京:南京理工大学,2005.

[4]王实,刘晓明.深入浅出西门子WINCC V6[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.

综合模块化航空电子系统 篇8

关键词：航空电子,IMA,ARINC 653

0 引言

20世纪90年代, 飞机航空电子系统系统发展为综合模块化航空电子系统 (Integrated Modular Avionics, IMA) , 使得飞机进入了一个全新时代。IMA平台下能够驻留种类繁多、不同功能、不同安全等级的应用, 将传统的单独的航空电子系统集中一个通用的平台上, 其具有资源分配最优化、最大限度地减小系统体积和重量、降低设备能源消耗等优点。IMA系统是一种开放式系统结构, 平台软件和硬件的更新可独立进行, 使得修改或升级飞机系统功能都比较容易, 满足了飞机经济性、维修性以及不断增长的功能需求。当前新一代飞机除了将数据处理功能和通信、导航和显示等航电功能综合进IMA平台外, 一些非航电系统功能, 如液压、燃油、电源等系统也被集成到平台里。因此, 综合模块化航电系统已经成为飞机的发展趋势, 对IMA系统的研究显得越来越重要。本文综述了航空电子系统的发展历史和IMA系统的概念、架构、软件平台以及应用现状。

1 航空电子系统发展历史

航空电子在早期主要是支持飞机起飞、着陆、导航、通信的电子系统。随着技术进步, 航空电子系统慢慢发展成包括飞行管理、飞行控制、导航、数据与语音通信、综合监视与机载告警、客舱娱乐、座舱显示、机内通话等主要功能系统。随着飞机功能、设计需求的增多以及电子技术的进步, 航电系统的重要性得到不断地提高, 并逐步向综合化、模块化、开放式的方向发展。航空电子系统对于飞机的安全性和可靠性越来越重要, 同时也不断地提高飞机的经济性和舒适性, 因此航空电子系统在飞机设计中的重要性不断提高。先进的航空电子系统目前已成为先进飞机的一个重要特征。

航空电子系统的发展经历了分立式、联合式、综合式到先进综合式这4个阶段。图1给出了4种航空电子系统的演变。

1.1 分立式航空电子系统

在分立式航空电子系统时代, 所有的航空电子系统都是独立的, 每一个航空电子系统都是单独完成某个特定的功能, 对航空电子系统的操作相当复杂。飞行员需要通过驾驶舱内的控制板和仪表盘去分别获取每个分立的航空电子系统显示信息, 然后完成相应的操作与控制。随着飞机的发展, 飞机中增加了越来越多的系统, 飞行员面对的信息量不断增大, 操作的繁琐性也不断增加, 对飞机的控制要求越来越难。同时, 因为增加了大量的飞机航电系统以及相应的一对一的线缆, 飞机的重量也大大增加, 制约了飞机的经济性。

1.2 联合式航空电子系统

针对分立式航空电子系统线缆的连接方式, 美国空军莱特实验室采用了数据传输总线的方式以及各类标准的物理接口, 提出了联合式航空电子系统架构, 使得所有的航电系统可以通过数据总线进行传输, 大大降低了线缆的重量和体积, 提高了飞机的经济性。同时, 联合式航空电子系统将显示和控制进行了综合, 减轻了飞行员负担, 提升了飞机性能。不过随着航空电子系统的复杂性不断提高, 联合式航空电子系统也出现了局限性, 其只是简单地综合了显示控制, 同时总线宽带较低。

1.3 综合式航空电子系统

针对联合式航空电子系统的局限性, 莱特实验室在20世纪80年代提出了宝石柱航空电子系统架构, 即综合式航空电子系统架构。综合式航空电子系统架构真正实现了航空电子系统的功能综合, 由通用数据处理机组成, 将不同系统的信息处理和飞机接口功能综合起来, 完成数据处理和任务管理功能。综合式航空电子系统是模块化航空电子系统架构, 每个模块都是高度综合化、通用化。通用模块的使用提升航空电子系统的可靠性和经济性。

1.4 先进综合式航空电子系统

莱特实验室在宝石柱航空电子架构的基础上, 在天线孔径和信号处理领域里使用了综合化、模块化的概念, 提出了宝石平台计划, 即先进综合模块化航空电子IMA架构。IMA系统采用商业货架产品 (COTS) 和开放式架构等手段大大降低了航空电子系统的成本, 提高飞机系统的可靠性, 同时由于维修的简化和通用模块的易于采购, 大大降低了飞机航线的维修成本。

2 综合模块化航空电子系统

2.1 IMA系统基本概念

IMA系统是指先进飞机上的实时计算机平台以及相应的分布式网络, 包括若干个计算处理模块以及网络接口, IMA系统上可以驻留不同安全等级的应用程序, 各种类型的数据均可接入IMA网络。IMA的核心理念是实现硬件的共享, 即多个应用程序可以共享同一个硬件单元, 这种共享就可以减少处理单元数、网络数据线、I/O接口数量, 同时还可相应地减小航空电子系统的重量、体积、功耗等。

2.2 IMA系统基本架构

IMA系统的基本架构主要由四部分组成, 即:IMA机柜、全局数据总线、与全局数据总线连接的设备以及远端数据集中器, 与全局数据总线相连接的设备分为可直接与全局数据总线连接的设备和不能与全局数据总线直接连接的设备, 如图2所示。

IMA机柜主要是用来提供存储和计算资源, 同时为驻留在其中的应用程序提供相应的接口。IMA机柜由三部分组成:IMA机柜框架、背板和内部功能模块。IMA机柜框架承载了所有机柜内部功能模块, 同时为其提供了相应的机械和电气环境。背板为机柜内部功能模块和机柜外的航电设备提供接口, 背板分为三部分:第一部分是背板总线, 是用来为功能模块之间进行信息传递;第二部分是用来进行电能分配;第三部分是全局数据总线和背板之间的接口。IMA机柜内部功能模块应该被设计成航线可更换模块, 方便插拔维护, 机柜内部功能模块能够实现不同类型的功能, 例如数据存储、核心处理器、电源模块、总线桥、I/O接口、网关等。

全局数据总线用于IMA机柜与飞机其他设备, 以及飞机其他设备之间的相互通信。在ARINC 651报告中将ARINC 629总线规范定义为全局数据总线规范。而实际上, IMA系统所使用的全局数据总线并不仅仅限于ARINC 629总线规范, 如空客A380和波音787所使用的全局数据总线便是符合ARINC 664标准的航电全双工交换式以太网。

与全局数据总线相连的设备, 按照是否与全局数据总线兼容分为两类。如果设备与全局数据总线兼容, 则可以直接将其与全局数据总线相连, 与IMA机柜和其他网络上的设备相互通信。如果设备与全局数据总线不兼容, 则需要将其与远程数据集中器相连, 然后通过远程数据集中器转换为与全局数据总线相兼容的格式, 再与IMA机柜和其他网络上的设备相互通信。

远程数据集中器是为不能直接接入全局数据总线的设备服务, 既可以作为输入设备也可以作为输出设备。当远程数据集中器作为输入设备时, 它将外部设备的数据从离散、模拟或其他总线规范的格式转换为与全局数据总线相兼容的数据格式。当远程数据集中器作为输出设备时, 它将全局数据总线传输的数据转换为离散、模拟或者其他总线规范的格式。远程数据集中器还负责监控数据网络上设备的健康状态。

2.3 IMA软件平台

美国ARINC公司在1997年1月发布了ARINC 653工业标准规范, 该工业标准规范是专门针对航空电子系统软件平台提出的一系列规范, 是为了确保软件平台上的应用彼此间不会互相干扰。目前ARINC 653标准规范已经成为大型民用飞机IMA系统中的主流标准规范, 只有满足ARINC 653标准规范的软件平台, 才可以在IMA系统中安全稳定地运行。空客A380和波音787的IMA系统所采用的操作系统平台均基于ARINC 653标准规范。

Vx Works 653 Platform便是一种基于ARINC 653标准规范所开发的操作系统, 是由美国风河公司研发的一款专门用于综合模块化航空电子系统的嵌入式操作系统。该操作系统可以支持多种硬件平台, 具有良好的实时性能。它的时间调度机制为基于优先级的抢占式机制和同一优先级下的时间片轮流调度机制, 从而保证了实时性要求。同时它支持区间保护功能, 将硬件平台虚拟为各种不同安全等级的区间, 确保不同的区间内驻留的软件互不干扰。每个区间的运行状态对整个IMA系统的影响仅局限于每个区间内部, 当某一个区间崩溃, 并不会影响到其它区间的正常运行。图3是来自风河公司官网的Vx Works 653 Platform操作系统的架构。

2.4 主流IMA系统介绍

目前最新主流的IMA系统存在两种架构, 分别为分布式IMA架构和集中式IMA架构, 其中空客的A380使用了分布式IMA架构, IMA系统被分为三个不同的功能区域, 其数据处理通过不同功能类型的IMA机柜执行。波音的B787使用了集中式IMA架构, 公共处理资源在两个集中的IMA机柜中, 这两个IMA机柜互为备份。同时B787采用了开放式的通用结构设计, 能方便快捷地对IMA设备进行更换和升级。

3 结论

当前随着综合程度越来越高, 系统的规模越来越大, 架构越来越复杂, 使用IMA系统已经成为未来飞机的发展必然趋势。我国想要发展好自己的民用客机, 必然需要采用IMA系统, 因此必须对IMA系统进行更多更深的了解, 必须深刻理解综合化、模块化以及开放式架构的理念, 使得IMA系统在国产民机中得到更好的应用。

参考文献

[1]郑红燕.民用飞机IMA核心处理系统动态故障树分析[D].南京航空航天大学, 2013.

[2]林晨.基于IMA的机电综合系统仿真平台开发[D].南京航空航天大学, 2013.

[3]何伦.基于Linux的IMA软件平台的设计与实现[D].上海交通大学, 2012.

模块化控制系统 篇9

目前,在机加工行业,数控机床逐渐取代普通机床成为生产企业的主要设备。此类设备多数应用通用型数控系统(如FANUC系统、SINUMERIC系统、三菱系统、华中数控等)作为控制系统。随着数控概念在机械领域的不断深入,各种机械设备也都向数控化发展。通用型数控系统性能稳定、工作可靠,同时功能固定、不可更改,但价格昂贵。所以针对一些小型机械装置或专用机床,采用通用型数控系统显得不太实用。开发一种便宜、功能可重构又方便使用的数控系统是市场的需要。

1 系统设计构思

模块化设计是指系统开发用户可以根据系统功能要求,在系统初始化时,调用相应的功能模块来实现系统的可重构性。对于硬件,应容易进行重新配置,以适应不同设计要求。对于软件,应采用模块化的方式设计,针对不同的硬件系统有一定的适应性,并且容易修改和升级。

本系统以PC机和固高运动制卡(多轴)作为系统控制的硬件结构,代替传统的数控系统,实现数控系统的加工和监测。由PC机和固高运动制卡作为控制系统,其重构性强,同套系统可面向多种特定设备使用,只需配置不同的软件模块即可实现不同设备的控制功能,从而减少在硬件开发上的投入,缩短产品开发周期,性价比高。

2 系统组成总体结构

系统组成总体结构如图1所示。

该系统结构的核心是一块具有PC104总线并且自带高速DSP芯片的开放式多轴运动控制卡(GE-400-SV-PCI),该卡插在PC机的PCI插槽内与PC主机构成多处理器结构,提供4路16位D/A模拟电压(+/-10V)控制信号,4路4倍频差动式光电编码器反馈信号接口,输入信号频率最高可达8MHz,32路光电隔离输入输出接口。可编程数字PID+速度前馈+加速度前馈滤波方式,卡上自带DSP芯片以实现实时高速插补、计算功能,可完成空间直线、圆弧插补,大大减轻了主机负担,还提供了程序缓冲区,降低了对主机通讯速度的要求。该运动控制卡通过PC104总线和计算机通讯,一方面将从各控制轴采集到的数据送给主机进行计算;另一方面,将主机根据工艺及数学模型进行运算生成的运动控制指令经过进一步处理送各轴伺服驱动器,完成各轴的运动控制,加工出满足工艺要求的合格零件。由于使用标准的PC机作为主机,采用标准化接口,可灵活地选用电动机、驱动装置和反馈元件,支持包括以太网甚至是Internet网在内的多种网络协议及拓扑结构,可方便地实现远程控制和联网功能。

3 系统控制软件

系统所使用的GE系列运动控制卡提供DOS下的C语言函数库和Windows下的动态连接库。系统控制软件是用DELPHI7.0语言开发的,通过在DELPHI7.0中调用函数库中相应指令来实现运动控制卡的功能。软件采用模块化的形式,把数控机床及各种机电设备常用的功能做成相对独立的功能模块,系统使用人员只要在操作界面选择相应的功能模块就能组成自己的数控系统。其软件框架如图2所示。

这里以数控车床系统创建的过程为例来讲解系统的工作过程。

3.1 系统平台选择

打开系统平台,并选择数控车床系统。

数控车床系统的选择如图3所示。

3.2 系统的功能模块

数控车床系统功能模块的选择如图4所示。

3.3 数控车床系统界面的生成

界面的生成如图5所示。

4 结语

采用运动控制器代替通用性的数控系统,给用户提供了很大的开发空间,同时在软件开发过程中,各种算法的综合应用给专用数控设备的特殊功能的实现提供了可能。这是对基于运动控制器的数控系统开发的方向。应用于学校的机电教学环节,则是学生锻炼的好场所。

参考文献

[1]朱高峰,等.数控系统的可重构性设计[J].制造技术与机床,2008.5.

[2]关颖.数控车床[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,2005.

[3]固高公司.GT-400-SV四轴运动控制器用户手册,2008.

论电网仿真系统的模块化设计 篇10

随着中国经济的飞速发展,电网发展也日进千里,电力系统网已经变得日益复杂,越来越多的操作和监控任务已经超过了人类能够负担的范围。计算机和仿真技术的发展,使得电网仿真系统越来越多的承担起模拟操作和技能培训任务,电网调度、变电运行、电网及变电站联合反事故演练、技术比武、电网规划等多种功能纷纷加入仿真系统,并连接调度DTS等系统实现实时数据更新,电网仿真系统应用广度和深度得到极大拓展,在供电生产各方面越来越发挥着重要的作用。

然而电网仿真是一个具有较强时效性、复杂性的大型计算机系统,不仅电网仿真系统本身造价不菲,需要细致分析电网系统参数变化,利用模型复现实际系统中发生的本质过程,而且系统更新必须符合飞速发展的电网变化,所以,仿真系统架构设计和电网动态特性模拟设计,直接关系到电网系统仿真应用的成败。

二、架构设计

要建立一套实时的电网仿真软件,需要最大化简化模块之间的接口,提高模块的独立性,可使软件设计、调试、维护等过程变得容易和简单。而无论电网如何发展和变化,动态潮流是电网系统正常运行基础,可以进行电压监视、负荷调节、电压调节等正常运行监视、操作和调节。电网仿真系统可以以动态潮流为基础,利用建立模型,构架良好的模块化系统。

模块独立性是用“内聚度”和“耦合度”这两个定性指标来度量的,内聚度是度量一个模块功能的相对强度,耦合度是度量模块之间的相互联系的程度,内聚与耦合互相关联。在电网仿真系统结构设计中的目标,力求增加模块的内聚,尽量减少模块间的耦合,内聚比耦合更为重要。由于电网系统潮流给出了电网仿真系统各模块的电压电流,它的输入、输出是已知的,利用“黑箱”设计理念,分解系统结构设计和系统模块,是整个电网仿真系统架构设计的基础。

按照以上设计理念,整套电网仿真系统应由仿真支撑系统、模型应用软件和建模组态工具库组成。系统结构图如下图所示:

1. 仿真支撑系统

仿真支撑系统由仿真支撑软件和电网模型软件组成。仿真支撑软件是一个完整的、支撑实时仿真软件开发、调试和执行的软件工具它能实时调试、执行和控制仿真系统,并具有数据管理、I/O管理以及源程序生成等功能。仿真支撑软件完全与模型无关,能够支持各种大型仿真系统的开发,包括电力、通讯、视景仿真等。

电网模型指应用数学物理方程建立电网变电站的所有一次设备和二次系统模型,采用动态数字模拟,其原理和物理参数按实际仿真,电网模型的静态特性、动态特性与实际相同,能对各种不同的简单故障、复合故障进行动态模拟,故障和现象不仅与实际一致,而且其相互影响和逻辑关系要与实际相同,给出动态过程中的电压、各子网频率、线路潮流、短路电流等模拟结果。同时模型还应能计算各种保护的启动值,如各相/序电流、电压、阻抗等,实现继电保护的定值比较。

2. 模型应用软件

模型应用软件由教练员台、保护屏、测控屏、控制盘台、就地和三维场景组成。

(1)教练员台

仿真机的培训功能是通过教练员台实现的。人机界面要求形象和具有更多层次多重并发功能,扩大教练员的操作和思考的视野,提高仿真机功能水平,充分利用和发挥培训能力。教练员台把对学员的培训建立在最新计算机技术的应用之上,是拥有功能丰富、控制灵活、操作方便、评价科学、图文并茂等一系列特点的理想仿真培训控制界面工具。

教练员台可以选择初始工况,检查开关初始状态位置,回退、重演某一科目演练,设置故障及远方操作,随时记录教练员和操作员的活动,对学员操作过程仿真机自动给出成绩评价等功能。

(2)保护定值计算软件

系统内嵌一个完整的保护定值计算程序,可以根据不同的运行方式和配置计算保护的电量定值、时间定值、保护控制值、压板的投退等,作为系统工况的初始值,运行人员可以根据保护定值通知单,在保护屏中修改。

(3)保护屏

图形矢量化保护盘,在计算机中再现保护柜形态,按保护原理开发的保护模块,与真实的保护一致,不仅增强了现场感,而且可以与现场一样全面实现了保护液晶屏及其操作小键盘的全部功能,可以进行保护定值的整定,时间整定,控制字整定,定值换区。含故障量的真实故障报告的显示打印,压板、开关操作,信号复归等。

(4)三维场景

采用三维动画技术,真实再现变电站工作场景,让人有身临其境之感。能够熟悉现场设备环境,实现全部就地操作功能;实现设备巡视训练,各种巡视操作、记录与汇报;可以设置故障、设备异常与缺陷,实现操作票操作培训,挂牌及围栏设置,安全工器具使用;并能够设置不同气候条件。

(5)就地操作

仿真那些系统必要的、在远动系统中未能包括的、变电站的就地操作,主要为潮流计算和故障分析设置变量,实现变电站仿真控制盘台所缺少的其它主要控制、检查操作。如:户外巡视、就地操作等。

(6)综自系统、集控中心

仿真综自系统、集控中心的全部功能和操作特性、监控功能、操作风格等,

(7)EMS系统仿真软件

控制中心仿真环境与实际控制中心环境基本一致,具有在线调度自动化系统的各种功能。为达到逼真的效果,控制中心仿真子系统需要模拟在线调度自动化系统所有的监控功能,包括监控系统和在线应用软件。

3. 建模组态工具

建模工具用于建立电网模型,必须用户可以自定义建模,自行更新电网仿真系统,以符合电网的实际发展变化。

优秀的建模工具,应采用程序开发出用户级组态建模平台,将不同设备的相同功能写成标准的动作模块单元,形成算法库和资源库,以此建立不同对象的模型,实现用户自定义拆装建模。例如,用户可以通过可视化工具绘出仿真范围内各个变电站的母线及其连接方式,选择设备类型,并输入相应的系统参数,设备建模以母线为节点,母联与旁路,变压器、联络线为支路及其参数,生成静态网络拓扑结构,自动定义变量,并存入数据库中,作为动态拓扑分析、潮流计算、故障分析的基础,并形成远动图,就地画面等。这样即增强了设备模型的通用性,又降低用户对研发厂商的依赖性。

三、结束语

随着电力系统的发展和日益复杂,对系统供电可靠性要求也愈来愈高,在电力生产中,电网仿真作为一种特别有效的研究、培训手段,可以为变电站的运行人员提供良好逼真的培训环境,达到提高运行人员的运行操作素质,增强其安全运行能力的目的。同时经过反事故演练后,提高其对变电站非正常和事故状态的判断、处理能力,为电网安全、稳定和经济运行作出贡献。本文从计算机模块技术角度出发,结合电网运行特性和控制系统的实际进行分析研究,合理设计电网仿真系统模块,大大提高了电网仿真系统寿命周期。

参考文献

[1]郑新才,刘成伟,秦三营等,电网综合反事故演练仿真系统[J].电力自动化设备,2009.5.

模块化控制系统 篇11

关键词：SAP；物资操作；财务管理；企业应用

一、SAP系统简介

SAP源自Systems Applications and Products in Data Processing，是SAP公司产品——企业管理解决方案的软件名称。SAP是目前全世界排名第一的ERP（企业资源计划）软件，有针对所有企业的数据和应用集成方法程序，将业务和技术进步融入了商品化软件系统，实现了信息数据标准化，系统运行集成化、业务流程合理化、绩效监控动态化、管理改善持续化，可使企业协调运作，提升自身的决策支持效率和管理水平，最终提高企业竞争力。

1.SAP系统的主要特点

SAP主要特点包括集成性、实时性和规范性。

集成性表现在SAP是一个信息高度集成的管理系统，不仅可以对企业内部的物流和资金流、信息流实现集成，也可将企业外部有关供货商及其市场和客户的物流、资金流和信息流集成在一起。

实时性表现在SAP系统与互联网相结合，具有很强的数据交换和通信能力，能实现企业实时在线管理。

规范性是SAP系统实现信息集成的必要条件，包含两方面内容：一是信息规范，这通常指数据的名称、代码和定义必须明确一致；二是业务流程规范，这是保证信息资源完整的必要条件，否则必然造成数据的流失或不完整。

2.实施SAP系统的重要意义

企业应高度重视信息化建设，把信息化纳入建设综合性国际能源公司目标体系之中，列为实施“资源、市场、国际化”战略的重要保证措施之一，实施SAP的主要目的在于：

（1）加快两化融合。通过信息化建设企业可不断提高信息化水平，把信息化融合到业务当中，借助信息技术服务提高企业的综合竞争力。

（2）参与国际竞争。首先，SAP系统使企业的生产过程能及时、高质量地完成客户的订单，最大程度地发挥现有资源的作用，并根据客户订单即生产状况做出调整资源决策；其次，其把企业资源状况和调整方向清晰地反映给管理者和决策者，使调整的过程变得短暂、简单。SAP使企业组织变成了扁平式，沟通便捷高效。SAP的主要特点实时性主要体现在以财务管理为核心，实现财务和业务的协同，供应链与销售链的协同。比如，采购和销售部门的业务员可以使用数尺信息设备输入各种劳务数据，并实时送给财务系统；公司职员可以借助这一平台进行考勤，申报收支，而财务人员只需把自动输送过来的数据整理，生成各类帐表，财务系统及时、高效。

（3）提升管理水平。信息化建设是支持主营业务发展，提高生产经营管理水平，促进经济发展方式转变，提升企业核心竞争力的重要举措，对业务支撑作用日益显著。只有早日建成以ERP为核心的统一信息系统平台，才能提高公司管理水平；才能为公司发展提供更加强有力的支撑。

二、案例分析

1.背景介绍

A公司是某集团公司为了适应市场需要，提高自身竞争力，做强、做精专业化技术服务而成立的。目前在岗职工2万多人，属某集团下的工程技术服务板块，主要从事钻井、测井、录井，固井压裂等主营业务，市场分布跨度大，既有包括新疆，玉门，吐哈，苏里格，青海，在内的国内市场，也有包括哈萨克斯坦、沙特阿拉伯、埃及在内的广泛国际市场，因而财务核算较为复杂。

为了节约人力、物力等各项成本，优化企业内部各项资源的运营能力，提高工作效率，并能更有效的为管理层提供便捷的综合查询、决策的信息资料，A公司在集团内部率先试行SAP系统中的物料模块MM与财务模块FI，并把财务FMIS与ERP融合系统作为信息化管理手段，使之成为财务与物资业务的信息平台，进而充分发挥财务管理在公司经营管理全过程中的作用，突出融合系统在财务与业务一体化管理和增强源头治理及过程控制中的重要意义。

2.A公司现有SAP系统中物资模块与财务模块的管理模式

物资模块是SAP系统中的基础模块，主要有采购、库房与库存管理、供应商评价等管理功能。某项一般性物资在SAP系统中经过计划申报、计划审批，创建采购订单后，保管员就可进行收货、发料操作。财务在FMIS融合系统中只需要读取，生成集成凭证，此项物资从物资业务端到财务核算就完成了。月末在SAP系统中导出所需要的物资报表，审核无误即可。而所有这些操作，需在SAP系统程序员维护好各项数据和信息的前提下，才能准确完成。因此物资部门前端的业务工作非常重要，直接决定财务集成凭证能否接收成功、财务核算是否准确。

经过近三年的实践，A公司物资部门各岗位业务操作熟悉度有很大的提高，出错率也在减少。但目前仍有三个棘手的问题：

（1）SAP刚上线时，物资模块关键用户及最终用户人员对系统熟悉度及认知度都较低，操作的熟练水平也较弱。在批量导入大量的物料及主数据时，忽视评估类的重要性，造成很多物料评估类错误，接收的集成凭证归集费用要素不正确。而评估类的修改相当困难，首先，如果当月收货修改评估类，当月必须无库存，采购订单必须关闭。其次，如果收货后跨月修改评估类，除了当月无库存外，上月也必须无库存，采购订单关闭。因而在物料存在大量的评估类错误情况下，不仅造成财务核算需在FMIS中大量手工调整凭证，增加工作量。并且从SAP本身来看，采集、记录、集成的数据也已失真，从而使SAP系统失去原有的业务支持、提供决策服务支持的功能。

（2）目前，财务上的经济数量指标，计量单位与物资部门申请物料时上报的计量单位不统一，造成财务接收过来的集成凭证经济数量指标不准确，没有任何参考与决策价值。SAP系统方面计量单位设置也存在问题，导致财务核算中经济数量指标数值有误。不仅如此，当审计人员对A公司进行审计时，根据财务上的数量指标进行分析、比较、预测得出的结论也与实际情况不一致。这不仅违背了会计核算的准确性原则，更是与当初实施SAP系统的预期目标背道而驰。

（3）财务核算上，个别会计科目借贷方发生数金额无参考价值。如A公司在上线前期，保管员按系统程序完成入库操作时，SAP系统程序就已写定会计凭证，会产生集成凭证如下：

借：原材料——集成 **

贷：应付账款——暂估应付款——材料款 **供应商来结算，财务端做发票校验会产生集成凭证：借：应付账款——暂估应付款——材料款 **

应交税费——应交增值税进项税 **贷：应付账款——原材料款 **

这实际上虚增了应付账款-暂估应付款-材料款借方发生数。导致报表取数、现金流量取数困难。实际上应付账款科目属负债类科目，应在贷方反映发生数。所以SAP财务模块端做发票校验应是如下会计凭证：

借：应交税费——应交增值税进项税 **

贷：应付账款——暂估应付款——材料款 **（红字）

应付账款——原材料款 **

SAP系统上线前期，项目开发未能有效与财务管理信息系统相结合，不能充分满足财务报表编制要求，因而在SAP系统运行后，账务数据总是不尽人意，报表取数很费时间。目前，由于SAP存在大量的集成数据，对系统程序进行修改愈显困难。

3.问题整改建议

A公司实施SAP系统的目的是要建立公司决策完善的数据体系和信息共享机制，为公司提供丰富的管理信息。在SAP系统完全投入实际运行后，公司可根据管理需要，即时反馈和纠正管理中存在的问题。

随着SAP系统的应用和公司业务流程的合理化，公司管理水平预期将会得到明显提高。为实现实施SAP系统最初目标，目前，就A公司现有SAP系统存在的问题而言，可进行如下改进：

（1）在日常工作中，财务模块继续收集、整理评估类维护错误、经济数量指标SAP与FMIS有出入的物料。归集后，由集团公司统一在年末结账后、来年开账前将错误的信息集中修改，导入下一年的SAP系统。新的物料计划上报时，要高度重视评估类，经财务人员审核后方可上报，确保准确。发票校验产生的集成凭证在年初导入程序时，将SAP系统程序的借、贷方重新写入，会计科目应付账款-暂估应付款-材料款用红字在贷方反映。这样，账务上此科目贷方余额显示的是货已到，未开票结算的材料款。往来报表与现金流量表只要取此科目的贷方余额即可反映未结算的材料款。

（2）为了更熟练、高效、准确的利用SAP系统工具，使之高效地服务于企业的生产、经营及管理工作。需对SAP系统最终用户的财务人员、物资模块人员进行集中培训，将物资模块、财务模块的业务流程及注意事项集中进行学习与疏理，并辅以测试系统练习，达到实施SAP系统所需要的熟练、熟知程度，将上线前期的人员培训工作落到实处，不能流于形式。财务人员通过培训还应熟练掌握物资模块，以便能快速找到错误原因，并对物资人员进行指导，最终达到降低差错率，提高工作效率的目的。

（3）任何一项工程实施，最重要的是要保证基础数据的准确性与完整性。因此在上线SAP系统时，导入的初始数据一定先要力求准确、完整，在此基础上，应提高工作效率，按集团公司规定时间完成目标。只有这样，SAP集成的数据与信息才能为决策与管理服务，达到预期目标，从而提高公司的管理与业务水平，提升自身的竞争力。

参考文献：

[1]梁 琦：浅谈SAP系统对财务核算的优势[J].科技与企业，2010（7）：75-76.

[2]李俊梅：基于SAP财务模块的企业财务管理模式探讨[J].时代经贸，2011（ 223）：227-228.

[3]李淑彦：SAP系统财务核算管理优势[J].中国物流与采购，2009（17）：74-75.

[4]中国石油天然气集团公司.中国石油ERP系统实施项目最终用户操作手册[Z].2009—8—30.

模块化医院船伤员换乘系统设计 篇12

本文提到的模块化医院船是由集装箱船加改装而成, 作为医院船, 它是海战伤员医疗后送体系的一级救治阶梯[1]。二次大战后的多次局部战争中, 医院船均发挥了重要作用[2]。未来海战时医院船救治的伤病员主要在中、远海海区, 伤病员要到达医院船进行救治, 必须经过伤员换乘[3]。海上伤员的换乘一直是困扰海上卫勤保障的难题之一[4], 是海上医疗后送的重要环节, 直接影响海上医疗后送效率[5]。集装箱船加改装成医院船, 必须具备完善的海上伤员换乘手段。此外, 从战时加改装成模块化医院船的要求出发, 加改装方法要简便、速度要快, 这就要求实现加改装装备的模块化、配套化, 提高加改装工作效率[6]。伤员换乘系统的设计要按模块化、配套化的要求进行。

1 伤员换乘系统的构成

海上伤员换乘是指海上舰船间或陆地和舰船间进行伤员的转运。常用的方法有舷靠换乘法、滑车换乘法、吊杆法、钢缆传送法, 以及直升机换乘[7]。其中, 舷靠换乘法、滑车换乘法不需要特别的装备, 换乘效率较低。钢缆传送法, 要求换乘的舰船具备高架索释放或接收设施, 要求较高, 无法在模块化医院船上实施。作为模块化医院船的伤员换乘系统, 主要以直升机换乘和吊杆法换乘为主, 舷梯换乘为辅。伤员换乘系统构成如图1所示。

2 直升机换乘设计

2.1 总体设计

作为海上伤员换乘的主要手段, 直升机换乘是目前应用最普遍的海上换乘方式, 同时也是目前各国海军海上换乘的主要发展方向, 它可以灵活地实现船与陆地、岛屿, 以及船与船之间的伤员转运。实现直升机换乘, 必须保障直升机能在模块化医院船上起降, 要求船上要具备直升机平台和直升机保障设施。它们在集装箱船上的布局如图2所示。

2.2 直升机平台

2.2.1 可行性

集装箱船的特点是具有宽大的甲板面积和平坦的舱口盖, 以及用于固定国际标准集装箱的箱座、拉环等设施, 这为设置直升机平台提供了空间和实现模块化的条件。按国际标准, 20、40 ft (1 ft=0.304 8 m) 集装箱角柱上的最大许用负荷为88 t (864 kN) , 中型以上集装箱船舱口盖的集装箱装载设计负荷在50 t以上。以直升机的最大起飞质量13 t计算, 考虑1.5倍冲击负荷, 最大负荷约19.5 t, 远小于集装箱的许用负荷, 也远小于舱口盖的设计负荷, 足以满足直升机起降要求。

2.2.2 组成

该平台由18块单元平台板组成, 包括9块长板和9块短板。其中, 9块长板的板面尺寸长12 227 mm、宽2 458 mm;9块短板的板面尺寸长8 785 mm、宽2 458 mm。根据集装箱船固定集装箱的间隙不同, 直升机平台板横向之间的间隙为5 mm或18 mm。整个直升机平台表面可达21 m×22 m。平台的纵向连接依靠特殊设计的衔接器把长、短2块平台板钩住, 既能保持纵向板缝间隙为10~15 mm, 又能起到锁紧、对中、防跳的作用。此外, 在平台的四周, 设置可收放的安全网, 平台的表面设有摩擦系数不小于0.8的防滑涂层、系留穴和标志线。

2.2.3 平台板结构

每块平台板由面板、纵桁、横梁、纵骨、肘板等构成。其中面板直接支承直升机起降负荷, 由纵桁、横梁、纵骨支撑分割为数个板格 (板格的设置保证每一板格不同时承载直升机的2个轮子) 。由于平台需要集装箱船上纵向2个舱口盖的位置才能安装, 而在集装箱船上, 舱口盖之间并非相对静止, 在船舶航行时会由于船舶的弹性变形而相互运动。因此, 必须在平台固定上采用滑槽结构, 即长平台板采用集装箱固定方式, 4个固定脚用转锁固定, 而短平台板的一端通过衔接器与长平台板连接, 另一端燕尾槽内活动转锁对准转锁孔插入并锁定。在面板的相应位置上, 设有ISO标准尺寸的吊孔, 为码头集装箱吊的装卸提供便利, 也为运输提供便利。

2.2.4 强度校核

在CCS规范和GJB 534A《舰船直升机舰面系统通用要求》中, 对直升机甲板的计算载荷有明确的规定。本设计中采用的计算载荷都是按照上述规范中取大者。如平台板的厚度按CCS规范取直升机最大起飞质量的1.5倍算;而纵桁的计算载荷按GJB 534A取直升机最大起飞质量的2.67倍算 (CCS规范中按1.75倍计) 。

平台主要构件的许用应力, 在CCS规范和GJB 534A中所用的许用应力有一些差异。从偏安全的角度选择较低的许用应力, 即按GJB 534A中桁材、纵骨、横梁的许用应力[σ]=0.8σs确定。平台纵桁、横梁、纵骨的弯矩按简支梁计算, 实际所取的剖面模数和惯性矩都满足计算弯矩和允许挠度的要求。

2.2.5 通用性

集装箱尺寸为国际通用的标准, 而集装箱船甲板面及舱口盖上装载集装箱的箱座, 在国际上是用统一标准的几种距离和间隔, 只是货舱口之间的纵向距离有所不同而已。采用模块化设计的该直升机平台, 可以适用于绝大部分的集装箱船。

2.3 直升机保障设施

2.3.1 保障范围

根据GJB 534A的规定, 直升机的舰面保障设施按照保障类别可以分为5类。根据模块化医院船的特点, 应符合该标准中的二类保障要求。即除直升机平台外, 在集装箱船上还要加装直升机通信导航、供油、供电、机务保障装备, 以满足直升机的着舰和供给要求。

2.3.2 直升机保障装备模块化

考虑到模块化医院船的要求, 以及平时装备的储运、维修保养等因素, 直升机保障装备实现了模块化, 即利用国际标准集装箱箱体, 必要时加装船用门窗、空调、隔热绝缘和内饰等形成模块化保障装备。设计了指挥、供油、供电、机务保障等4种模块。

其中指挥模块主要配置超短波、短波电台、中波归航机和相应的天线设备, 以及时音记录仪、纵横摇指示仪、测风仪、通信设施、写字台、空调等设备, 为直升机指挥人员提供必要的工作条件;供油模块内设有储存罐用以存储符合要求的航空煤油, 以及过滤罐、流量计、供油加压设备、加油软管等, 所携带的燃油量, 满足直升机应急情况下临时补给需要, 不作为主要加油手段;供电模块主要配置直升机电源装置, 它能够把三相380 V、50 Hz交流电源转换为飞机用28.5 V直流电, 供直升机启动;机务保障模块内配置有直升机的系留锁具、消防设施、压缩空气和氮气钢瓶等地勤保障设施。

3 吊杆法换乘设计

3.1 必要性

吊杆法是船与船之间伤员换乘的常用方法, 是模块化医院船必备的换乘手段之一。从集装箱船的结构分析, 船上原有的吊具一般位于船的艉部, 在该区域集装箱船的船体侧面内凹, 不适宜两船并靠, 因此不适宜用作伤员换乘。要实现吊杆法换乘, 就需要加装模块化的吊具和伤员换乘吊篮。在吊具模块旁边, 要根据需要预留足够的操作空间, 供换乘人员使用, 必要时应加装换乘平台板。

3.2 配备装备

包括吊具模块、换乘平台板和伤员换乘吊篮。海上船舶并靠视风向、海流等条件的变化, 左舷、右舷都有可能并靠换乘, 需要在左舷、右舷各配置一台换乘吊具模块和相应的换乘平台板及吊篮。考虑到吊具操作人员与换乘指挥人员的位置关系, 要确保操作人员在伤员换乘操作全过程中, 始终可方便地观察换乘指挥人员的手势及换乘吊篮, 左、右舷的两台吊具的平面布局反相。换乘吊具模块和放置在换乘平台板的普通伤员换乘吊篮如图3所示。

3.3 吊具模块

3.3.1 组成

由回转装置、起升装置、控制装置、吊臂、固定平台板等组成, 吊机底部固定方式符合20 ft国际标准集装箱的底脚规格, 可方便运输和在集装箱船上展开、撤收。

3.3.2 装备性能

在其包装运输状态下, 外形尺寸 (长×宽×高) 为6 058 mm×2 438 mm×3 450 mm, 底部具有与集装箱相同的角件, 满足铁路、公路、船运的要求;在船上可实现可靠、快速的绑扎固定;采用伸缩吊臂方式, 根据换乘吊篮的承载能力, 确定起吊质量0.8 t, 吊臂最长可达9 m;为适应海上船舶颠簸环境, 以及缩短伤员换乘时间, 提高换乘效率, 起升速度≥40 m/min;具备2套供电接口及相应电力转换装置, 可使用三相三线380 V电源, 也可使用三相三线440 V电源, 频率上兼容50和60 Hz。

3.4 换乘平台板

在进行伤病员换乘时, 需要有1名指挥人员、2名拉绳稳定吊篮人员, 以及至少2名担架员在换乘吊具旁工作。鉴于部分集装箱船的特点, 集装箱甲板舷边是架空的, 缺乏换乘人员的作业空间, 所以在换乘吊具旁应铺设40 ft规格、且带有安全护栏的换乘平台板1块, 为换乘人员提供作业空间。在换乘平台板上设置了1块跳板, 使用时铺设在换乘平台板与换乘吊具模块之间, 为吊具操作人员提供进出吊具的通道。

3.5 伤员换乘吊篮

每部换乘吊具模块配4个伤员换乘吊篮, 其中3个为批量伤员换乘吊篮[8]、1个为普通伤员换乘吊篮。批量伤员换乘吊篮一次可最多装载4名担架伤员或4名普通伤员;普通伤员换乘吊篮一次可装载1名担架伤员或2名普通伤员。运用批量伤员换乘吊篮进行伤员换乘如图4所示。

在3个批量伤员换乘吊篮中的2个分别用于医院船或与之换乘的救护艇、卫生运输船等安放或抬离伤病员, 另外一个用于吊运伤病员;普通伤员换乘吊篮用于换乘船只的换乘空间狭小时换乘伤员使用。这样安排, 可充分利用换乘吊具, 缩短等待、准备时间, 提高换乘效率。

4 舷梯换乘

舷梯换乘属于舷靠换乘法的一种, 可在模块化医院船与待换乘舰船舷靠后、两船间上层建筑或舷墙间高度差距不大、搭跳板进行人员通行的条件下, 进行伤员换乘。一般用于模块化医院船与卫生运输船或其他大型舰船间换乘。对模块化医院船与干舷高度较低的救护艇之间的伤员换乘, 这种方法不适用。

在模块化医院船上, 舷梯换乘虽然可将伤员在船与船之间方便地转运, 但是由于集装箱船的集装箱甲板 (即医疗区所处甲板) 较高, 伤员并不能直接从该甲板转运, 要经过舷边通道、梯道等较长距离的搬运, 效率较低。

5 结论

通过海上试验证明, 该套系统可顺利地通过铁路、公路和海上运输, 可方便装卸车、船, 可在集装箱船上安装固定, 可完成伤员的直升机换乘、吊杆法换乘和舷梯换乘任务, 证明该套系统可有效保障模块化医院船的伤员换乘需求。对于如何进一步提高伤员换乘效率, 除了保障换乘装备工作状态良好外, 如何组织与实施换乘也同样重要。对于模块化医院船来说, 它是应急情况下临时组建的, 对于全船如何组织协调伤员换乘问题, 可以借鉴“世昌舰”海上伤员换乘的组织与实施[9], 切实做到统一指挥、密切协同;视情选择换乘方法;注意安全, 防止意外;加强训练, 熟悉程序、协调动作。部队在多次海上医疗救护演练中, 建立健全了海上伤员换乘部署, 并在实践中得到有效应用[10]。

参考文献

[1]向仕平, 洪加津, 吴桂荣, 等.卫生运输船伤员分类方法的探讨[J].中华航海医学与高气压医学杂志, 2008, 15 (2) :119-120.

[2]段新安, 马飞, 李捞摸, 等.医院船医疗设备建设思考[J].医疗卫生装备, 2013, 34 (10) :96-97.

[3]洪加津, 吴桂荣, 朱成全, 等.医院船战时海上伤员换乘能力探讨[J].华南国防医学杂志, 2011, 25 (2) :149-150.

[4]田辉荣, 罗五金.登陆作战中改良模块化医院船的思考[J].海军医学杂志, 2005, 26 (1) :20-23.

[5]倪健, 曹宝根, 邵壮超.海上伤病员换乘装置自动化及信息化改进初探[J].海军医学杂志, 2009, 30 (3) :233-234.

[6]王洵, 沈俊良, 夏志方, 等.模块化医院船的研究[J].船舶工程, 2010, 32 (1) :8-10.

[7]涂通今.中国医学百科全书:军事医学[M].上海:上海科学技术出版社, 1995:95-96.

[8]王洵, 沈俊良, 夏志方, 等.批量伤员换乘吊篮的研制[J].海军医学杂志, 2009, 30 (2) :159-161.

[9]王革新, 王绍杰.“世昌舰”海上伤员换乘的组织与实施[J].海军医学杂志, 2002, 23 (2) :146-148.