年产量和组成

年产量和组成（通用7篇）

年产量和组成 篇1

基质栽培是目前蔬菜无土栽培的主要形式, 占蔬菜无土栽培的90%以上[1]。基质栽培又分为有机基质栽培、无机基质栽培和混合基质栽培。其中的混合基质即有机生态型无土栽培基质是由有机、无机原料混合而成的, 由于其可生产无污染、安全、优质、营养的绿色蔬菜[2], 在我国已获得了广泛的应用。混合基质的有机原料一般为农作物秸秆、农产品加工后的废弃物等;无机原料种类较多, 如珍珠岩、蛭石、炉渣、河沙等。农作物秸秆是重要的农业资源, 含有丰富的氮、磷、钾及多种微量元素[3,4], 而煤矸石是煤炭开采和洗选过程的产物, 矸石中除了含有丰富的钾外, 还含有一定量的氮和磷, 同时煤矸石还具有吸热、贮热和较耐风化的特点[5]。

我国每年的社会生产活动都要形成大量的工农业废弃物 (如农作物秸秆、煤矸石等) , 这些废弃物的不断堆积和排放不仅占用了大量的土地, 而且还会破坏当地的生态环境[6,7]。目前我国工农业废弃物的利用率均不高, 每年都有大量的农作物秸秆被焚烧[8], 堆积如山的煤矸石也只有少量用于制砖、烧制水泥及充填塌陷区复田[9], 综合利用率不到30%。因此, 如何充分有效地利用工农业废弃物, 对于减少资源浪费, 改善当地生态环境质量和农业可持续发展都具有十分重要的意义。本研究以煤矸石、油菜秸秆和猪粪等废弃资源为原料, 配制有机生态型无土栽培基质, 并在该基质上种植白菜 (Brassica chinensis L.) 、生菜 (Lactuca sativa) 、苋菜 (Amarantus mangostanus L.) 和菠菜 (Spinacia oleracea L.) 4种叶菜类蔬菜, 研究由煤矸石与腐熟油菜秸秆按不同的体积比组成的混合基质的理化性质, 以及栽培在该基质上的蔬菜生长发育状况, 以期找出煤矸石与腐熟油菜秸秆组成的有机生态型无土栽培基质栽培蔬菜的最佳配方, 为煤矸石、农作物秸秆等废弃资源的再利用寻找一条新的途径。

1 材料与方法

1.1 试验材料

煤矸石采自淮南市大通矿区, 经人工破碎成1mm~10 mm的不同粒径。油菜秸秆取自淮南市三河乡曹庵镇第二村民组当年秸秆, 风干后分别粉碎至l cm~5 cm, 添加15% (质量分数) 蒸汽高温消毒猪粪 (取自淮南市曹庵农业综合开发公司养猪场) 与l% (质量分数) 尿素, 含水量60%左右, 碳氮比为30左右, 进行高温静态堆制, 以塑料薄膜密闭。通过翻堆补充水分与氧气, 第1次翻堆于堆制后第4d进行, 然后每7d进行翻堆1次 (共5次) , 再每15d进行翻堆1次 (共2次) , 后期保持自然状态, 堆制腐熟结束后风干。菜园土取自淮南市郊蔬菜种植区, 土壤为马肝土。主要原料基本理化性状见表1。已有研究[10,11,12]已对所用的煤矸石、油菜秸秆和消毒猪粪以及由它们组成的混合基质的重金属污染进行了生态风险评价, 以土壤环境质量一级标准值为参比的评价结果为安全与优良。

供试作物:白菜、生菜、苋菜和菠菜4种蔬菜种子由淮南市种子公司提供。

1.2 试验设计

试验共设5个处理, 按下列配方 (体积比) 配制混合基质, T1:煤矸石∶腐熟油菜秸秆=2∶8;T2:煤矸石∶腐熟油菜秸秆=3∶7;T3:煤矸石∶腐熟油菜秸秆=4∶6;T4:煤矸石∶腐熟油菜秸秆=5∶5;T5:煤矸石∶腐熟油菜秸秆=6∶4;以菜园土为对照 (CK) 。将5种混合基质及土壤分别装入高30cm, 直径30cm的花盆中, 装盆高度28cm。装盆时, 对照处理菜园土一次性施入基肥, 施化肥量为尿素0.33 g/kg、过磷酸钙0.83 g/kg、氯化钾0.25 g/kg[13], 相当于施入N 0.15 g/kg、P0.05 g/kg、K 0.13 g/kg;5种混合基质处理不施化肥。4种蔬菜种子经消毒浸种催芽后分别播种于128穴育苗盘中, 出苗30d后当幼苗长至3叶1心时定植, 每盆定植2株, 采用完全随机区组设计, 每种处理4次重复, 常规栽培管理。4种蔬菜盆栽试验于2011年2月初开始至2011年5月底结束, 试验在淮南师范学院生命科学系实验中心栽培室中进行,

1.3 样品采集与测定

取内径10 cm、高16 cm的硬质聚已烯圆管, 底部放一块与圆管外径相同的塑料圆板作管底, 用透明胶紧密粘连使其不漏水, 圆筒体积为1256 cm3, 重量为W0。将自然风干的混合基质加满圆筒, 质量为W1, 浸泡水中24h, 质量为W2, 将圆筒口用已知重量 (W3) 的湿润纱布包住, 把圆筒倒置, 让圆筒中的水分流出, 直至没有水渗出, 称重为W4。按以下公式计算[14]:

4种蔬菜于定植后30d和55d分别取样, 测定株高 (自然株高:量取生长状态的植物从茎基部到冠层顶部表面的高度) 、单株地上鲜重、单株地下鲜重以及单株叶片数, 同时计算出鲜重根冠比。

基质和土壤p H值采用 (水土比2.5∶1) p H酸度计 (电位法) 测定, EC值采用 (水土比5.0∶1) DDS-307电导率仪测定[15], 有机质采用重铬酸钾法 (外加热法) 测定, 全N采用半微量凯氏定氮法测定, 碱解N用扩散法测定, 全P和有效磷 (P) 用钼锑抗比色法测定, 全K和速效钾 (K) 用火焰光度计法测定[16]。

数据采用Duncan’s新复极差测验法和Microsoft Excel (Office XP) 统计软件分析。

2 结果与分析

2.1 混合基质的理化特性

以煤矸石、腐熟油菜秸秆为原料混合而成的5种栽培基质的理化特性见表2。由表2看出, 在5种混合基质中, 随着煤矸石含量的逐渐增加, 基质的容重逐渐增加, 总孔隙度、通气孔隙、持水孔隙以及大小孔隙比均有所下降。但这些指标的变化幅度均处于植物正常生长的适合范围内[17]。与土壤 (CK) 相比, 由于混合基质中有机质含量较高, 使基质的容重降低, 孔隙度增加, 水气比较为合理, 所以能够更好地协调根系水分和气体供应之间的矛盾。

由表2还可看出, 在5种混合基质中, 随着煤矸石含量的逐渐增加, 基质的有机质、EC、全N、碱解N和C/N下降, p H值、全P、全K、有效P和速效K有所增加。表明随着煤矸石含量的增加, 基质的供N能力、供肥潜力降低, 但基质的供P、K能力增强。与土壤 (CK) 相比, 基质的营养丰富, 各种营养成分比例协调。

2.2 混合基质对4种叶菜类蔬菜株高的影响

株高可反映出植物生长过程中的生长态势。白菜、生菜、菠菜和苋菜4种蔬菜分别在定植后30d和55d测定株高, 其结果见表3。由表3看出, 定植30d和55d的4种蔬菜的株高, 以CK的为最小, 且与生长在5种混合基质上的相比, T1处理30d无差异, 55d差异显著或极显著;T2、T3、T4和T5处理 (除白菜30d的T2及55d的T5无差异外) 差异显著或极显著。表明混合基质比土壤更好地促进了蔬菜的生长。5种混合基质中, 随着煤矸石含量的逐渐增加, 4种蔬菜的株高呈现出先增加后减小的趋势, T3处理的株高最大, 定植30d的T1处理、定植55d的T5处理的最小, 但各处理间差异不显著 (除生菜外) 。结果表明T3配方基质更能促进蔬菜株高的增加, 而有机质含量较高的T1配方基质肥效期较长。

(单位:cm)

注:表中数据为均值±标准差, 大、小写字母分别为p=0.01和p=0.05水平上的差异显著性, 相同字母表示无显著差异, 不同字母表示具有显著差异。下表同。

2.3 混合基质对4种叶菜类蔬菜叶片数的影响

叶菜类蔬菜的叶片数能够反映出植株的分生速度。定植30d和55d的4种蔬菜的叶片数测定结果见表4。由表4知, 定植30d和55d的4种蔬菜的叶片数, 以CK的为最少, 且与生长在5种混合基质上的相比, 定植30d, 除菠菜的T3处理差异极显著外, 其余处理均无差异;定植55d后, 生菜各处理均呈显著或极显著差异, 白菜和菠菜除T5处理差异较小外, 其余处理呈显著或极显著差异, 苋菜的T4、T5处理无差异, 其他处理差异显著或极显著。表明混合基质可促进叶菜类蔬菜的叶片发育。5种混合基质中, 随着煤矸石含量的逐渐增加, 4种蔬菜的叶片数呈现出先增加后减少的趋势, T3处理的叶片数最多, 定植30d的T1处理、定植55d的T5处理的最少, 各处理间差异较小。说明T3配方基质较优, T1配方基质前期供肥能力较弱, 后期较强。

(单位:个)

2.4 混合基质对4种叶菜类蔬菜根冠比的影响

根冠比既能反映植物光合产物的分配状况, 也能反映植物根系的生长发育结果。定植30d和55d的4种蔬菜的根冠比测定结果见表5。由表5可知, 定植30d和55d的4种蔬菜的根冠比, 以CK的为最小, 且与生长在5种混合基质上的相比, 定植30d, 菠菜和苋菜除T3处理有差异外其余处理无差异, 白菜除T5处理无差异外其余处理差异极显著, 生菜的T4、T5处理无差异, 其余处理差异显著或极显著;定植55d, T2、T3处理有显著或极显著差异, T1处理除生菜外均呈显著或极显著差异, T4处理的白菜和苋菜差异显著或极显著, 但生菜和菠菜无差异, T5处理除苋菜外其余均无差异。表明混合基质能够促进植物根系的生长发育。5种混合基质中, 随着煤矸石含量的逐渐增加, 4种蔬菜的根冠比呈现出先增加后减小的趋势, T3处理的根冠比最大, T5最小, T3与T5间有差异 (除菠菜外) , 其余各处理间差异较小。显示T3配方基质更有利于蔬菜根系的生长, T5配方基质较差。

2.5 混合基质对4种叶菜类蔬菜鲜重的影响

叶菜类蔬菜的地上鲜重大小能够反映出蔬菜产量的高低。定植30d和55d的4种蔬菜的鲜重测定结果见表6。由表6可知, 定植30d和55d的4种蔬菜的鲜重, 以CK的为最小, 且与生长在5种混合基质上的相比, 除30d苋菜的T1、T2处理无差异外, 其余处理均呈显著或极显著差异。表明混合基质比土壤更有利于蔬菜产量的增加。5种混合基质中, 随着煤矸石含量的逐渐增加, 4种蔬菜的鲜重呈现出先升高后下降的趋势, T3处理的鲜重最大, 定植30d的T1处理、定植55d的T5处理的最小。表明T3配方基质对蔬菜作物鲜重的增幅更大, 但煤矸石含量较高的T5配方基质后期肥效略显不足。

3 讨论与结论

3.1 结论

以煤矸石、腐熟油菜秸秆配制而成的栽培基质营养丰富、水气协调, 理化特性明显优于土壤。其上栽培的4种叶菜类蔬菜的株高、叶片数、根冠比、鲜重均显著高于土壤栽培, 表明混合基质对蔬菜的生长发育具有更好地促进作用。在混合基质的5种配比中, 以T3混合基质配比 (煤矸石与腐熟油菜秸秆的体积比为4∶6) 为最优, 其次为T2和T4。

(单位:g/株)

3.2 讨论

栽培基质是植物生长的基础和媒介, 也是无土栽培技术的关键。优良的无土栽培基质应具备四项基本功能, 即固定作物能力、保肥供肥能力、保水供水能力及透气能力[18]。本试验以煤矸石、腐熟油菜秸秆配制而成的混合基质在完全不使用化学肥料的前提下, 不仅为蔬菜生长提供了稳定、协调的水、肥、气根际环境, 支持、固定植物良好 (表2) , 而且混合基质不存在重金属污染[10,11,12], 基本满足了蔬菜有机生态型无土栽培对基质的要求[19], 可使生产的蔬菜产品达到A级或AA级的“绿色食品”标准[11,12]。

本试验结果表明, 混合基质上栽培的4种叶菜类蔬菜的株高、叶片数、根冠比、鲜重均显著高于土壤栽培, 说明混合基质能够更好地促进植物生长发育[20]。究其原因, 一方面可能是由于混合基质的容重较轻、总孔隙度较大, 大小孔隙比适中 (表2) , 供氧和保水能力均较强, 有利于植物根系的生长发育;另一方面可能是由于混合基质中的有机质含量较高, 有机质中含有的N、P、K、Ca、Mg和微量元素等多种养分经微生物分解, 转化成蔬菜可吸收利用的有效养分, 保证了植物的营养需求。这一试验结果与佟小刚等以腐熟葵花杆作基质配料形成的混合基质上栽培生菜的试验结果相一致[21]。

混合基质的理化性质不仅取决于基质的原料组成, 也取决于基质配方的优劣。本试验研究结果表明, 5种混合基质上栽培的4种蔬菜的株高、叶片数、根冠比、鲜重均以T3处理的较大 (表3、4、5、6) , 说明T3处理的基质配方较优, 其理化特性更能满足植物生长发育的需要, 促进了蔬菜作物的高产、稳产。而T1处理的这4项生长指标与T5处理相比, 在蔬菜生长前期 (定植30d) 较低, 但后期 (定植55d) 却较高 (表3、4、5、6) , 表明腐熟油菜秸秆含量较高的T1处理短期供肥能力不及煤矸石含量较高的T5处理, 但T1处理肥效长而稳定, 促进了蔬菜作物的后期生长发育。当然, 目前我们还无法建立混合基质的理化特性与其供肥能力之间的函数关系式, 有关此类问题尚需作进一步的研究。

水稻产量构成的三个重要组成部分 篇2

构成产量的三个生物因素是单位面积中的穗数, 每穗实粒数和千粒稻谷的重量 (以克为单位) , 即千粒重。假如理论亩产量要求500公斤, 则每亩有25万穗, 每穗有80实粒, 千粒重25克即可, 如每亩有30万穗, 则每穗有66粒实粒, 千粒重也是25克, 仍可以有500公斤亩产。因此, 只要提高三个数字中的一个既能提高产量。在单产水平低, 裁插密度稀的地方, 或温度低分蕖少的地区, 提高每亩栽插密度最易见效。如栽插密度已达到一定水平, 再提高密度就会因过分郁闭, 透风透光条件差, 植株软弱, 病虫害加重而减产。至于千粒重, 每个品种都有一定的范围, 一般情况下变化不大, 只有当遇到特殊不良情况才有明显的下降, 如倒伏、严重病虫害、连续的干热风、营养过分失调等。大量经验证明, 在栽插密度已经相当高的地区增产的关键是增加每穗总粒数和实粒数。总之, 在生产实践中要根据具体条件, 主攻其中的一项或两项以至三项, 关键是使三个因素平衡协调发展。

为了便于说明穗和粒的形成特点和相互间的关系, 有必要先了解水稻一生中各主要器官生长发育的全过程。水稻生长二大阶段。幼苗期到最高分蕖末期是生长营养器官的阶段, 称做营养生长期。在这期中是大量生长茎叶, 贮蓄养分, 特别是氮素营养物质的阶段。分蕖停止后即进入生殖器官的发育阶段, 称做生殖生长期, 这个时期是长期结实阶段。从营养生长阶段到生殖生长阶段是渐进的。

生长期的长短, 品种之间相差较大, 大致可分为三种类型:

一种是重叠型, 生长期短的早稻在分蕖停止前即开始穗分化近程, 两个生育阶段在短期内交叠进行;

一种是衔接型, 生长期较长的中熟品种, 在分蕖刚停止即进入穗分化阶段, 无明显的时间间隔;

再一种就是分离型, 生长期长的晚熟品种, 在分蕖停止后, 间隔一个短时期方进入穗分化阶段。

1 穗数的构成

一块田的成穗数取决于栽插密度和有效分蕖数, 栽插密度可以人为地明确规定, 但分蕖数, 尤其是有效分蕖数较难控制。要做到有效控制分蕖, 首先应了解水稻分蕖规律, 水稻主茎一般有9~20节, 除顶位一节外, 都能生出一张叶片, 叶腋间都有一个分蕖芽, 当主茎有4张叶片时, 在第一叶的叶腋间即生出一个分蕖。主茎基部1~4节上的分蕖芽呈休眠状态不能长成分蕖, 到拔秧时叶片数还不到3张, 不具备“自养”能力的分蕖都会死亡。另外, 在拔节后, 地上部分伸长的几个节上的分蕖芽也呈休眠状态不能成长为分藻, 只有居中的4~5个节上的叶腋的分蕖芽可以成长为分蕖。主茎上新出生叶的节与长出新分蕖的节都是相差3个叶节, 如当第8节生出新叶时, 在第5叶节上生出第一次分蕖的第1叶, 二者相差为3 (n-3) 。

当在第一次分蕖的叶腋中生出第二次分蕖时主茎上的新出生叶的节位, 与长出第二次分蕖的第一次分蕖的节位已相差6个节, 也就是主茎上每生长3张叶后, 才在第一次分蕖上生出第二次分蕖。随着主茎叶片数的增加, 下面叶腋间顺序生出分蕖。从主茎上出生的分蕖称做第一次分蕖, 从第一次分蕖上长出第二次分蕖, 从第二次分蕖又长出第三次分蕖。一般不会产生第四、五次分蕖。只有当一穴只栽一株苗时才有大量第二次和第三次分蕖。当每穴栽三株苗时, 则大多是第一次分蕖, 第二次分蕖是少数, 一般不发生第三次分蕖。当每穴达五株苗时, 第二次分蕖即大大减少, 当株数更多时则几乎都是主茎和第一次分蕖。并不是所有的分蕖都能生长成穗。能成穗结实的称做有效分蕖;早期死亡, 不能生长成穗的称做无效分蕖。早期鉴别有效分蕖和无效分蕖的显而易见的标准有以下几种。

(1) 在最高分蕖期后的第一个星期, 苗高达一穴中最高茎株的三分之二以上的分蕖能成穗;

(2) 越是下节位的分蕖, 生长期越长, 越易成为有效分蕖, 越是迟出生的上位、高次分蕖, 生长期越短, 营养条件越易成为无效分蕖。一般在最高分蕖期两星期前出生的分蕖可以成穗, 两星期以内的为无效分蕖;

(3) 在最高分蕖时已有四片以上绿叶的分蕖一般都能生长成穗。三片叶的, 部分可成穗。二片叶的, 不能成穗。根晚生的、高节位的分蕖不易成穗, 即便成穗, 穗形也小。晚生的、低节位次生分蕖不仅本身多不能成穗, 还会影响主茎和早生分蕖的穗型和灌浆。

因此, 要尽量争取主茎和早生分蕖成穗, 减少晚生分蕖的出生。因为分蕖是水稻的特性, 而且有分蕖的植株茎秆粗, 根系发达, 长势旺盛, 所以, 既要让水稻植株有一定的分蕖, 又不能太多。根据多年的实践经验, 成穗数为最高茎蕖数的80%~85%较为理想。如分蕖过旺, 无效分蕖太多, 必然形成营养生长期过分荫蔽, 植株细弱, 穗头小, 穗粒多, 病虫害重, 甚至倒伏。

2 粒数的构成

每穗总粒数的多少是决定实粒数的基础。氮肥过量或施用时期不恰当, 会严重降低结实率。单位面积内总粒数的多少则决定于穗数的多少及其大小的整齐度。仅是穗头大还不够, 更重要是结实率的高低。假如有二块田, 同是30万穗, 每穗平均都是100总粒数, 一块田的结实率比标准低4%, 只一块田则比标准高4% (二者相差8粒) , 千粒重都以25克计, 两块田的产量相差达60公斤。一般情况下, 穗型大的品种比穗型小的品种更易产生空秕粒, 因大穗型品种需要的光合产物较多, 维持碳氨平衡较难。这可能是杂交稻比常规稻易产生空秕率的原因之一。

3 千粒重的构成

不同品种各有其一定的千粒重范围。籼稻的千粒重, 早熟品种为22~25克, 中熟品种25~28克;粳稻的千粒重, 中熟种25~28克, 晚熟种27~30克。一般是北方的千粒重较南方的为高。

千粒重和空秕率的相关性很大。空秕粒多, 千粒重一定较低。成穗率高的田, 只要后期不遭灾害或氮肥过量, 千粒重一般也较高。所以, 穗数、粒数和千粒重之间有很密切的联系, 施肥时一定要全面考虑。与不实率相比, 千粒重受氮肥的影响较小, 但如氮肥过量, 引起明显的恋青迟熟, 或严重的病虫害, 千粒重也会大幅度下降。灌浆遇到低温冻害, 或高温逼熟, 对千粒重的影响也很大。

在目前生产水平下, 如果每亩双季早稻有30~35万穗, 单季稻有25万穗左右, 杂交稻有22万穗左右, 每穗实粒数分别为50~60粒、70~80粒和85~90粒按正常千粒重计算即可达到双季早稻亩产375~400公斤, 单季晚稻和杂交稻亩产450~500公斤的水平。可是大面积生产中有些地方过分偏重促分蕖, 而成穗率低, 其结果是穗数虽多, 而实粒少, 千粒重低, 二失一得, 产量反而不高。

参考文献

谈森林生态系统的组成和结构 篇3

1 生态系统的组成和结构

1.1 非生物环境

非生物环境包括参加物质循环的无机元素和化合物、联系生物和非生物成分的有机物质 (如蛋白质、糖类、脂类和腐殖质等) 和气候或其他物理条件 (如温度、压力) 。

1.2 生产者

生产者是指能利用简单的无机物质制造食物的自养生物, 主要包括所有绿色植物、蓝绿藻和少数化能合成细菌等自养生物。生产者通过光合作用不仅为本身的生存、生长和繁殖提供营养物质和能量, 而且它所制造的有机物质也是消费者和分解者唯一的能量来源。生产者是生态系统中最基本和最关键的生物成分。太阳能只有通过生产者的光合作用才能源源不断地输入生态系统, 然后再被其他生物所利用。

1.3 消费者

消费者不能从无机物质制造有机物质, 而是直接或间接地依赖于生产者所制造的有机物质, 因此属于异养生物。消费者归根结底都是依靠植物为食。直接吃植物的动物称为植食动物, 又称为一级消费者;以植食动物为食的动物称为肉食动物, 也称为二级消费者, 如食野兔的狐和猎捕羚羊的猎豹等;以上还有三级消费者、四级消费者、直到顶位肉食动物。消费者也包括那些既取食植物也取食动物的杂食动物, 有些鱼类是杂食性的, 它们取食水藻、水草, 也取食水生无脊椎动物。食碎屑者也应属于消费者, 它们的特点是只取食死的动植物残体。消费者还应当包括寄生生物。寄生生物靠取食其他生物的组织、营养物和分泌物为生。主要指以其他生物为食的各种动物, 包括植食动物、肉食动物、杂食动物和寄生动物等。

1.4 分解者

分解者是异养生物, 它们分解动植物的残体、粪便和各种复杂的有机化合物, 吸收某些分解产物, 最终能将有机物分解为简单的无机物, 而这些无机物参与物质循环后可被自养生物重新利用。分解者主要是细菌和真菌, 也包括某些原生动物和蚯蚓、白蚁以及秃鹫等大型腐食性动物。

分解者在生态系统中的基本功能是把动植物死亡后的残体分解为比较简单的化合物, 最终分解为最简单的无机物并把它们释放到环境中去, 供生产者重新吸收和利用。由于分解过程对于物质循环和能量流动具有非常重要的意义, 所以分解者在任何生态系统中都是不可缺少的组成成分。

生态系统中的非生物成分和生物成分是密切交织在一起、彼此相互作用的。土壤系统就是这种相互作用很好的一个实例。土壤的结构和化学性质决定着什么植物能够在它上面生长、什么动物能够在它里面居住。但是植物的根系对土壤也有很大的固定作用, 并能大大减缓土壤的侵蚀过程。

2 食物链

对食物链最通俗的理解, 就是吃与被吃适者生存的简单原理。生物之间以食物营养的关系彼此互相关联, 使有机物中的化学能够在生态系统中进行分层的传递过程。这种因食物而彼此关联的序列在生态学上我们就理解为食物链。食物链的划分可以按照生物之间的关系而划定, 无论是寄生食物链, 还是扑食食物链以及腐食食物链都是按照这种划分逻辑进行划分。食物链不是简单的一个链条, 食物链关乎群落里的各种物种, 它的单位是以生物种群为基准, 从而完成一种食物中营养素与能力的传递路径。食物链的传递特点是递减形式的, 因此, 食物链中包括六个以上物种的现象是非常少见的。由于其递减性, 使其能量的传递每经过一个阶段都减少了一部分, 其传递表现为单向的传导特征。

3 营养级和生态金字塔

自然界中的食物链和食物网是物种和物种之间的营养关系, 这种关系是错综复杂的。至今生态学家巳经绘出了许多复杂的食物网, 但是还没有一种食物网能够如实地反映出自然界食物网的复杂性。

一个营养级是指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和因此, 营养级之间的关系已经不是指一种生物和另一种生物之间的营养关系, 而是指一类生物和处在不同营养层次上另一类生物之间的关系。

食物链的各种生物群落组成是各有不同的。正常来说, 如果营养级的量比较多的情况下, 那么这条食物链显然就是比较长的。那么所导致的结果就是其具有复杂的营养结构。生物种群之间的关系也就相对于比较复杂。第一营养级在任何的营养结构中都是必须存在的。复杂的营养结构一般都不超过五个, 一般都是具有五个, 只有两个营养级的可以视为最简单的应用结构。即便是在最简单的应用结构中, 第一营养级也是必须存在的。

物质和能量由低位营生物向高位营养级生物传递和转化过程中均有损耗, 如草食动物食用绿色植物, 只能消化和同化其中的一小部分有机物。因此在一个生物群落中低位营养级的生物个体数目和生物量多, 随着营养级的升高而减少, 呈金字塔形。

生态金字塔是指各个营养级之间的数量关系, 这种数量关系可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位, 采用这些单位所构成的生态金字塔就分别称为生物量金字塔、能量金字塔和数量金字塔。

生物量金字塔以生物组织的干重表示每一个营养级中生物的总质量。一般说来, 绿色植物的生物量要大于它们所养活的植食动物的生物量, 而植食动物的生物量要大于以它们为食的肉食动物的生物量。从低营养级到高营养级, 生物的生物量通常是逐渐减少的因此, 利用生物量资料所绘出的生态金字塔图形是下宽上窄的锥形体。尤其是在陆地和浅水生态系统中, 这种正锥体图形最为常见。

生物量金字塔和数量金字塔在某些生态系统中可以呈倒金字塔形, 但能量金字塔绝不会这样, 因为生产者在单位时间单位面积上所固定的能量绝不会少于靠吃它们为生的植食动物所生产的能量同样, 肉食动物所生产的能量是靠吃植食动物获得的, 因此依据热力学第二定律, 它们的能量也绝不会多于植食动物。即使是在生产者的生物量小于消费者生物量的特定情况下, 生产者所固定的能量也必定多于消费者所生产的能量, 因为消费者的生物量归根结底是靠消费生产者而转化来的。总之, 能量从一个营养级流向另一个营养级总是逐渐减少的, 流入某一个营养级的能量总是多于从这个营养级流入下一个营养级的能量, 这一点在任何生态系统中都不会有例外。

摘要：森林生态系统是森林群落与其环境的功能流的作用下形成一定结构、功能和自调控的自然综合体, 由于其所占面积非常大, 所以森林生态系统是陆地生态系统中非常重要的自然生态系统。生态系统有四个主要的组成成分。即非生物环境、生产者、消费者和分解者。

关键词：森林生态系统,组成,结构

参考文献

[1]曹慧娟.植物学, 2版[M].北京:中国林业出版社, 1992.

汽车检测系统的组成和检测标准 篇4

目前, 汽车检测参数大多是非电量。非电量的检测多采用电测量法进行检测, 即首先将各种非电量转变为电量, 然后经过一系列的处理, 将非电量参数显示出来, 其测量原理如图所示。

传感器是一种能把被测的非电量变换成电量的器件, 在整个检测系统中占有首要地位。因为它处于检测系统的输入端, 所以它的性能直接影响整个检测系统工作的可靠性。信号处理电路的作用是把传感器输出的电量变成具有一定功率的电压、电流或频率信号等, 以推动后级的显示电路、数据处理电路及执行机构。数据处理装置用来对测试所得的结果进行分析、运算、处理。

显示器的作用是把数据处理或信号处理装置送来的电压和电流信号显示出来。目前常用的显示装置有四类:模拟显示、数字显示、图像显示及记录仪。数字显示目前多采用发光二极管 (LED) 和液晶 (LCD) 等, 以数字的形式来显示读数。图像显示是用屏幕来显示读数或被测参数的变化曲线, 有时还可用图表形式、彩色图等形式来反映多组数据。记录仪主要用来记录被检测的动态变化过程, 常用的记录仪有笔式记录仪、光线示波器、磁带记录仪、快速打字机等。

执行机构是指各种继电器、电磁铁、电磁阀门、伺服电动机等在电路中起通断、控制、调节、保护等作用的电气设备。许多检测系统可输出与被测量有关的电流或电压信号, 去驱动执行机构, 从而达到自动控制的目的。

2.汽车检测参数的标准。

检测参数标准是利用检测参数测量值对检测对象的技术状况进行评价的依据, 它能提供一个比较尺度, 如果将测得的参数值与相应的检测参数标准相比较, 就可以确定汽车是否能够继续使用或预测在给定行驶里程内汽车的工作能力。

根据标准的有效范围, 我国把标准分为四级, 即国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。国家标准权威性最高, 行业标准不得与国家标准相抵触, 地方标准不得与国家标准、行业标准相抵触。国家标准是由国家机关制定和颁布的检验标准, 具有法制性, 国家标准一经发布, 全国各个单位都要严格执行;国家标准的代号为“国标”, 用汉语拼音的第一个字母“GB”表示: 如GB7258-1997《机动车运行安全技术条件》、GB1495-1993《机动车允许噪声》、GB/T14761-1999《汽车排放污染物限值及测试方法》、GB/T15746.1-1995《汽车修理质量检查评定标准》以及汽车大修竣工出厂技术条件等标准。这些标准主要用于与汽车行驶安全和产生公害有关的一些机构的检验。这类标准在使用中需要严格控制, 以保证国家标准的严肃性。

企业标准:企业标准是由企业制定的标准, 并报当地标准化行政主管部门或行业主管部门备案, 在本企业范围内使用。这类标准是汽车运输企业根据车辆的实际使用条件制定的, 因为在不同使用条件下工作的车辆, 不能使用统一的标准, 如在平原地区行驶的汽车, 其油耗显然比山区行驶的汽车要低;在矿区行驶的汽车, 其润滑油的污染度显然比在公路上行驶的汽车要高。因此, 应根据汽车的常用工况, 合理制定油耗标准和润滑油更换标准。为了提高产品质量, 企业可制定严于国家标准或行业标准的企业标准。

按标准的性质区分, 标准分为强制性和推荐性两种。安全、卫生、环境保护等方面的标准和法律、法规等是必须执行的强制性标准。有关试验、检测方法的标准, 通常是推荐性标准。

强制性标准:强制性标准是国家为了保护社会利益和公众利益而制定的标准, 它是政府实施管理的重要基础。如GB7258-1997《机动车运行安全技术条件》便是强制性国家标准。

推荐性国家标准:凡是国家标准中带有“T”符号的, 均为推荐性国家标准, “T” 即为“推荐”的“推”, 汉语拼音“tui”的缩写。CB/T3845-93《汽油车排放污染物的测量怠速法》即为推荐性标准。

年产量和组成 篇5

在做透析治疗中,透析液中所含有的水通常要占到99%以上,而且由于透析膜对透析液中有毒物质扩散的非选择性,如果透析液中含有对人体有害的化学物质和微生物,它们将通过扩散进入人体,使透析病人发生急性和慢性的并发症,严重的甚至危及生命。因此,对于透析用水的要求要非常严格,目前,世界各国均制定了透析用水的化学标准和微生物标准[1]。由于我国在这方面起步较晚,还没有制定我们自己的透析用水标准,我们现在参照的是AAMI(Association for the Advancement of Medical Instrumentation) 1993年制定的透析用水和透析液的化学和微生物的标准。随着科学技术的发展和使用污染透析液对病人产生影响的更深入研究,以及许多治疗新方法的应用(在线血液滤过、高通量透析器等),要求透析用水的质量必须达到一个更高的标准。因此,现代水处理系统的的设计和安装重点放在如何进一步降低反渗水中化学物质和微生物的含量上,设计出了双反渗系统、反渗水管道热消毒系统,管道无死腔系统等。作为医院工程师要熟悉水处理系统的各部分结构,并在日常经常做些维护保养以保障水处理系统的正常运转[2]。

1 水处理系统的组成和功能

在分析原水中化学物质和微生物成分和含量的基础上,针对不同设备对某些物质的特殊清除性及对最终水质和水量的要求,确定水处理系统的组合,并且对组合中各个设备的技术数据进行严格的规定。一台完整的水处理系统的基本组成一般可以分为四个部分:进水部分,预处理部分,反渗水部分和输出部分。

1.1 进水部分

进水部分一般是选择市政生活用水,对于进水的基本要求是水质好,流量和压力稳定,在进水部分安装的主要部件是供水增压泵,它的作用是保证进水压力和流量的恒定,进水压力不可低于2 kg/cm2。

1.2 预处理部分

预处理部分是专门过滤原水的,它主要由三个过滤器组成。

第一个是砂滤罐,在罐体内装有粒径在10μm～50μm之间的砂砾,砂砾按照个体体积由小到大自下而上地分层排列,砂砾容量占罐体的1/2～2/3之间。其作用是过滤掉原水中的絮状物及不溶于水的悬浮颗粒等。其中的锰砂可以去除原水中的铁离子和锰离子。

第二个是碳罐,内装颗粒状活性炭,容量是占罐体的1/2-2/3之间。城市用水都是用氯气来消毒,因此水中含有氯、氯胺,氯还会与水中有机物化和形成三卤甲烷(THM),浓度超标的氯和氯胺会破坏后面的反渗膜,如果水中的氯离子进入人体,时间长了会降低血色素,因此活性炭是过滤掉水中游离的氯、氯胺及一些有机物的唯一有效方式。同时也去除水中的异味。

第三个是树脂罐,即罐内装有树脂颗粒,容量也是罐体的1/2-2/3。树脂是用来滤除水中的钙镁等阳离子,因为如果钙镁离子浓度过高,长时间后会在反渗膜表面上形成碳酸钙和碳酸镁的沉淀,这种水垢的沉淀一个是损害反渗膜一个是会降低反渗膜的产水量,而且对患者来说,水质过硬时间长了会造成患者的“硬水综合症”。所以在这部分的树脂罐通过离子交换的形式对水进行软化。与树脂罐配合使用的是盐桶,内装浓度饱和的氯化钠溶液,再生的时候树脂罐吸入氯化钠,钠离子将附着在树脂上的钙镁离子置换出来并排出,以实现树脂的再生使用。

1.3 反渗水部分

反渗水部分是水处理的核心,它将前端处理的水经过反渗膜处理后变成最终透析用水。这部分包括RO(Reverse Osmosis,反口透)水反渗膜,高压泵和控制系统。

1.3.1 RO水反渗膜

为水处理系统的核心部件,前端处理过的水到反渗膜这里产生出用于透析的纯水。原水在这里分成两部分,一部分称为排斥水,会由管道排出,另一部分的水分子通过高压泵产生的压力渗透通过反渗膜,到达另一端产生纯水既透析用反渗水,在这一过程中,反渗膜前的各种杂质被阻隔,渗透膜清除了水中90%～98%的单价离子,95%～99%的二价离子和大于200Da的有机物。还可清除90%J～95%的水中溶解固体,包括:无机和有机污染物、细菌、致热原和一些微粒物质。反渗膜的重要指标是产水量,影响反渗膜产水量的因素有很多种,如温度、膜材料,膜面积,水压,水质等。其中温度的影响是最为显而易见的,通常在工作温度在25℃时产水量最佳,若温度每下降1℃则产水量会下降1.5%左右。除此之外,反渗膜本身每年大约还要有3%～5%的衰减,反渗水的产水量是可以计算出来的:产水流量=进水流量—排水流量。

1.3.2 反渗水的输出部分

主要是用于透析机的供水组成,按照供水方式分类一般可分为直供式和非直供式两种。这两种方式各有优缺点,可根据自己医院的具体情况选取合适的种类。直供式是指反渗机出来的反渗水直接通过管路供给透析机使用,其优点是减少了反渗水输送中的二次污染,保证水质优良。缺点是反渗水没有存水,停水时影响透析治疗。直供式水处理机产水量是按照透析机用水量的一倍设计。非直供式是指反渗水后面安装储水箱和水泵,用以保证停水时有充足的反渗水进行治疗,缺点是因为有储水箱,导致反渗水循环不畅,易发生二次污染。非直供式系统要求选择水处理机产水量按照透析机最大用水量设计。

1.4 输出部分

供水管路的管材比较理想的是不锈钢材料,但是造价过高。因此现在普遍选用的是高级UPVC材料,这种管材不仅成本低,安装也简便得多。用水量的计算:透析机在做常规透析的时候用水流量是500ml/min,高流量透析一般不会超过800ml/min,在线血滤是850ml/min。如果有透析机复用则用水量更大,另外透析液配置的时候瞬间水量也会很大。

2 水处理系统的日常维护

2.1 水处理系统

水处理系统的工作状态要每日监测,管路上安装的压力表是监测各部分水压的重要工具,还要定期检查纯水的生物特性和化学特性,如果发现异常应及时处理,保证该系统的运转正常。

2.2 进水部分

压力表每日监测,需要注意的是,有的厂家的增压泵长时间工作在无水的状态时有可能烧掉。

2.3 砂滤器

砂滤器尽量避免光照防止藻类滋生,监测前后压力差,内部的过滤器如果堵塞会导致出水量下降,砂砾一定要定期更换,预防细菌繁殖。

2.4 活性炭过滤器

活性炭过滤器因为这部分主要功能是过滤氯和氯胺,所以要定期检测出水的氯的浓度(小于0.5mg/L),为了保证活性炭的吸附能力,一定要按照要求执行反冲,根据使用情况一段时间后要更换活性炭。

2.5 软水过滤器

为了保证软化能力,树脂的定时再生是非常重要的,每天都要监测出水的硬度,盐桶里要保证有足够浓度的盐,因为时间一长树脂也会失效,所以要定期更换罐内的树脂。

2.6 反渗水装置

反渗透膜会堵塞和破损,纯水的电导度是出水质量的重要指标,机器上一般设有电导度指示。定期检查反渗水的细菌,内毒素,化学物质含量。厂家的使用说明一般都有对机器消毒的要求,消毒主要是针对反渗膜进行酸洗脱钙,保证出水量。

2.7 输送反渗水系统

管道内容易繁殖细菌,所以尽量在安装时做成循环管路,不要有死腔,管路分支也要少,水流速大于1.5m/s,最好不用水箱,如果一定要用,要做到水箱的定期清洗消毒,定期在管路的合适地点取水样检测细菌和消毒后的化学残留。

此外,水处理系统还有一些小型过滤器,要定期更换滤芯。其它还要注意的是各种球阀单向阀紫外线杀毒灯等的维护。

参考文献

[1]阮兴云．医疗设备理论与实践[M]．昆明：云南科技出版社，2000．

[2]王世禄．NIPRO血液透析机血液回路气泡检测器的工作原理[J]．医疗设备信息．2007(1)：39．

[3]阳建华．两种形式的RO水形成系统性能与应用评价[J]．医疗设备信息，2007(1)：56-57．

[4]段晨波．反渗机废弃软化水重新利用的控制装置[J]．医疗卫生装备，2005(4)：59．

[5]李晓东，姚翔，张良才．水处理系统日常保养与维护[J]．云南大学学报(自然科学版)，2000(2)：172．

[6]史复芹．供水管道查漏新技术的推广与应用[N]．宁夏科技报，2002．

年产量和组成 篇6

铁路是我国交通运输领域的主要组成部分。铁路网络覆盖范围极远, 要对行车和机车车辆作业实施统一高效的调度管理, 必须依靠先进的通信系统。铁路通信传输就是以铁路运输生产为重点, 为实现行车和机车车辆作业的统一调度与指挥功能的各种信息传输和处理的技术及设备的总称。基于铁路线路分散, 支叉繁多, 覆盖距离远, 业务种类多样化的特点, 要确保高质量的调度指挥和行车安全, 就必须坚持无线通信与有线通信相结合的联系方式。在实现技术上, 要综合使用多种信息技术, 以应对适用范围多样化的问题。随着经济不断发展, 铁路交通事业发生着巨大变化。特别是铁路网络规模的扩大和高速列车的出现, 给铁路通信的工作效率和服务水平带来更高要求。不同地区铁路网络的联接, 使得铁路通信系统不仅要满足线路本身的通信等需求, 同时要满足区域间的接入条件。同时, 铁路交通领域日新月异的发展速度, 使得在铁路通信系统设置工作上必须从长远目标着手, 提前规划相应方案并认真落实, 才能保证设置的通信系统具有较长时限的使用周期, 不至于被淘汰。

1 组建铁路通信网络及选择相关设备的基本原则

在谋划新建、改建铁路的通信方式和相关设备的选择上, 要对已有线路和相邻线路进行充分调研, 在借鉴已有线路和相邻线路的建设经验和成熟技术的基础上, 通过对比分析的办法, 综合考虑各种设置方案的优势和不足, 以及相应的工程造价等因素的影响, 以保障拟建线路实施方案在技术指标和经济效益、社会效益方面的最优化。实施建设铁路通信网络一般需要考虑开设的接入系统、传输及接入系统、通信程控电话交换方式、调度通信系统及无线通信系统、光缆和电缆条件、电源形式和组成等内容。在目标实现方式的选择上, 既要符合当前实际情况又要具有一定超前性。要求过低, 不利于长远发展, 要求过高, 则对接入条件和运行非常不利, 也容易造成资源能源的浪费和建设成本的大幅增加。比如邻近线路设置了SDH 155Mbit/s传输系统, SDH l55Mbit/s传输及接入系统;通信站设置了500线程控电话交换机;全线设有数字调度通信系统, 无线通信为800MHz数字集群无线通信系统, 长途通信使用8芯光缆和4X4低频对称电缆各l条。那么在设计新建线路的实现方式上, 就要在保障与周边通信环境匹配兼容的前提下, 尽可能地根据实际情况对具体实现条件进行调整和优化组合利用。

2 铁路通信网络主要通信设备的选择方法

2.1 通信业务的需求

铁路传输系统要满足接入系统、调度通信系统、电源及环境监控系统、电力、红外轴温系统和信号监测正常工作时的通道需求, 同时还要能够与相关传输系统实现互联互通。业务需求不同, 接入的用户种类也不一样。在选择铁路通信网络设备时, 首先要了解接入的用户种类。比如接入用户带宽为2Mbit/s以下时, 就要满足自动电话, 调度电话、低速数据、2/4线音频等业务的接入要求。

2.2 主要通信系统设备种类和容量的选择

在进行铁路通信系统设备种类和容量的选择在一般情况下, 从传输系统按骨干传输网和接入网两层网进行建设。 (1) 骨干传输网的设置方案。根据上文第一部分中的周边情况, 在新建通信传输网时, 可以按照SDH2.5Gbit/s传输系统的规格搭建骨干传输网, 以4芯光纤构成复用段 (1+1) 保护, 并在部分中间站设SDH2.5Gbit/s REG设备。 (2) 接入网的设置方案。按照SDH 622Mbit/s传输系统的规格搭建接入网, 以2芯光纤构建SDH 622Mbit/s光传输及接入网;其沿线各车站信号楼通信机械室均要设置SDH 622Mbit/S光传输设备 (ADM) 及接入设备 (NU) ;在车站站房, 货运楼、综合维修工区、机务折返段等处设置基于SDH-l55Mbit/s的一体化光接入网设备 (ONU) , 构成站内保护环, 以满足其通道需求。 (3) 传输和接入网关的设置方案。可根据实际需求情况在通信站设置SDH2.5Gbit/s传输网网关、SDH 622Mbit/s传输网关及相应设备。

2.3 电话及通信调度系统

以光传输及接入网系统部分为渠道, 各站自动电话用户能够地方程控交换机实现有效沟通, 从而避免了分散重复设置。如果实际工作情况需要增设设备, 则以站间及系统电话交换的业务量标准确定设备型号, 实现程控交换。

2.4 无线通信系统

铁路通信传输系统包括调度总机、车站电台、机车电台、车站助理值班员便携台、运转车长便携台等设备、有线通道和弱场覆盖系统等设备, 各单元紧密衔接, 协调运转, 形成了无线、有限相结合的链状通信结构, 在无线网络方面, 系统在弱场强区设置了光纤直放站, 从而使无线车次号校核及调度命令无线传送成功得以实现。

2.5 站间行车电话及其他专用通信系统

(1) 站间行车电话以数字调度通信系统的2Mbit/S通道中的一个或多个64kbit/s时隙作为站间行车电话通道, 实现了各车站值班员值班台的有效连接。 (2) 其他专用通信系统。为降低系统运行压力, 工务、电务、供电、综合等专业通信业务不设置单独的专用通信系统, 而通过自动电话进行沟通。车务电话和站场有线通信系统使用数字调度通信系统进行联系。整个指挥系统以车站值班员为中心进行运作。

3 通信线路的选择

3.1 长途线路设备种类和规格的选择

根据工程具体情况和已有通信条件, 选择GYTA53型24芯直埋光缆和HEYFLT237×4×0.9型充油低频对称电缆在单线上程预留二线异侧敷设施工。根据《24芯光缆光纤分配表》的相关内容做好干线24芯光缆光纤的分配, 在石质地段敷设光缆、电缆要提前在路基中设置电缆槽。线路需要经过大型、中型桥梁时, 也需要预留电缆槽或电缆桥架。干线光、电缆接入通信站和中间站的通信机械室时要采用本缆环引方式。

3.2 长途线路的维护

铁路通信传输系统覆盖面积广大, 自然环境和气候条件复杂严苛, 给通信电缆的正常运行造成很大压力。为保护电缆安全, 保障通信系统正常使用, 要做好通信系统的维护工作。 (1) 电磁波对于通信信号有着较强的干扰作用。长途通信线路必须做好抗干扰、防雷措施。长途干线电缆易每隔3至4公里就要做一次外皮。 (2) 为防止降雨、地下水侵蚀和各种机械损坏, 新设光、电缆接头都是有密封式接头盒, 特殊路段使用钢管、水泥槽、砂转等措施进行防护。 (3) 在高海拔地区或冬季气温较低的地方敷设通信线路要考虑防寒要求。原则上光缆、电缆要敷设在冻土层以下, 必须敷设在冻土层中的需要采用细沙方式敷设。

4 结束语

科学技术的进步推动着铁路通信技术的快速发展。基于铁路系统调度、指挥的现实需要, 未来铁路通信系统将以数字化、自动化为主要发展方向。业务功能的增多、与外部环境信息交换程度的加深, 使得通信系统在设计规划时要考虑的因素越来越多, 在完成本职工作的同时, 如何加强与其他业务的协调联动, 形成完善有序的通信网络, 已经成为铁路通信系统组网时的重要任务内容。

参考文献

[1]中国铁路通信史编辑委员会.中国铁路通信史[M].中国铁道出版社, 2008.

[2]达新字, 孟涛.现代通信新技术[M].西安电子科技大学出版社, 2008.

[3]蔡安妮, 孙景鳘.多媒体通信技术基础[M].电子工业出版社, 2007.

吹瓶机的通信网络组成和故障诊断 篇7

吹瓶机是矿物质水生产中非常重要的设备,KRONES是世界知名的水处理公司,它利用西门子多种通信网络让S7-300读取各种接近开关、光电开关、压力开关、温度开关等开关量的状态,控制各种阀门、继电器、接触器等,以实现CPU对这些设备的数据采集与控制。选择这些网络使设备之间的通信方式简洁明了,工作安全可靠,运行维护方便,在矿物质水厂生产中发挥了重要的作用。

1 矿物质水厂吹瓶机设备

吹瓶机设备的布置图如图1所示。

矿物质水厂生产设备所使用的控制核心是西门子公司的S7-300PLC,其采用中央机架和一个扩展机架,将所需的PS电源、CPU、IM接口模块、AS-i处理器、以太网处理器、Profibus处理器、SM信号模块分别安装上,形成一个完整的控制系统。

2 以太网

2.1 网络组成

0#机架4#槽接以太网处理器,将它与交换机进行连接,可与由以太网接口引接到交换机的触摸屏进行通信,实现人机对话;也可接到厂区骨干网实现工厂管理层的监控。

以太网网络图如图2所示。

2.2 故障诊断

采用CP341以太网处理器。前面板上的指示灯由8个LED组成,这些LED指示工作模式和通信状态。LED具有下列含义:SF(亮红色),组错误;BF(亮红色),总线故障Profinet IO;DCV5(亮绿色),通过背板总线提供5V DC电源;RX/TX(亮绿色),非周期性数据交换,例如,发送/接收(与Pofinet IO数据无关);RUN(亮绿色),RUN模式;STOP(亮黄色),STOP模式;P1/P2,以太网端口1/端口2的链接状态。

前面板上不同的LED组合指示不同的状态。用于显示模式的LED和用于指示CP通信状态的LED分别如表1、表2所示。

3 AS-i网络

3.1 网络组成

1#扩展机架4、5、6#槽分别插接AS-i处理器,分别作为AS-i网络的01、02、03主站,它们将与之对应的AS-i从站进行通信,实现CPU对现场级设备层运行状况查询和控制等功能。

3.2 故障诊断

AS-i网络可通过型号为VBP-HH1的手持寻址仪进行编址,故障查找和判断,如图3所示。

也可通过下列方法对CP343-2P AS-i处理器进行故障处理:

(1)在线读取AS-i从站的配置:手持编程器对需要连接的AS-i从站进行手动编址,然后将所有从站连接到CP343-2P(必须正确连接包括从站电源等),并保证STEP7与PLC的通信连接,在HW CONFIG窗口中双击CP343-2P进入“PROPERTIES”并选择“AS-i SLAVE OPTIONS”条目,点击“UPLOAD TO PG”即可。

(2)使用CP343-2P上的面板按钮读取AS-i从站的配置信息:手持编程器对需要连接的AS-i从站进行手动编址,然后将所有从站连接到CP343-2P(必须正确连接包括从站电源等);将PLC上电并打到STOP位置,此时观察CM灯是否点亮,然后观察连接到CP343-2P上的从站是否被正常显示,如正常则再次按动SET按钮使CM熄灭,这时实际组态被正确读取并保存,同时CP343-2P进入保护模式。

(3)在实际过程中AS-i从站可能会损坏,为了方便现场更换,可设定CP343-2P的自动编址功能。在HW CONFIG窗口中双击CP343-2P进入“PROPERTIES”并选择“OPERATING PARAMETERS”条目。如果我们勾选了“AUTOMATIC ADDRESS PROGRAMMING”,当一个从站损坏时,我们只要换上一个同样的从站(未编制地址为0)即可,系统会自动给其编址(原从站的地址)。如果我们没有勾选“AUTOMATIC ADDRESS PROGRAMMING”,则不能自动编址,需要用手持编程器手动给其编址后更换。

(4)在(3)的界面里,如果勾选了“DIAGNOSTIC INTERRUPT”选项,我们就能通过编程对其进行诊断,通过创建组织块OB82来读取数据记录DS1进行诊断即可。如果勾选“DIAGNOSTIC INTERRUPT”选项,但未创建OB82并下载,则在中断发生时CPU转为STOP模式。在组织块OB82中调用SFC51或SFC59来完成。

可在组织块OB82中编写下面的程序:

4 Profibus现场总线

4.1 网络组成

0#机架5#槽插接Profibus-DP处理器,将它在Profibus网络与其它设备进行通信联系,实现车间监控层或单元层的监控。Profibus现场总线构成网络图如图4所示。

4.2 故障诊断

采用CP342-5现场总线处理器。可根据下面的信息来判断故障范围,从而寻求合理的方法解决问题:

(1)利用前面板上不同的LED组合指示的不同状态进行诊断。CP342-5用于显示模式的LED如表3所示。

(2)利用BT200总线测试仪进行故障查找。BT200总线测试仪用于测试RS-485接口、Profibus总线电缆和可以访问的D P从站。在安装阶段,可以用B T 2 0 0测试Profibus电缆,检查站的接线,能迅速发现安装错误;运行时可用于查找网络的故障,以减少设备停机的时间。BT200的运行分为普通模式和专家模式。

普通模式的线路测试:按下“电源按钮”,等检测启动完后,按“TEST”键,可开始线路测试。可根据以下出现的信息进行故障查找:tun off all stations,检查所有站点和电源设备的电源是否关闭;change A-b,需要交换RS-485的A-B芯线;Fix short circuit A-B,A-B线之间短路;Fix short circ.A-shield,Fix short circ.B-shield,A线或B线与屏蔽层之间短路;Fix broken wire A,Fix broken wire B,Fix broken wire shield,A线,B线或屏蔽层开路,为了检测后者,屏蔽层不能接地;Switch on termination….>,没有终端电阻或终端电阻不止2个。

专家模式的测试:同时按下“ESC”和“OK”键,可从普通模式切换到专家模式。信息如下:Cabeling,普通模式的线路测试;Station test,站点测试,检查从站或主站的RS-485接口;Bus-scan,支路测试;Cablelength,电缆长度测量;Reflections,信号反射测试;Service,服务菜单。

5 通信网络故障诊断的实用方法

使用设备上的LED进行诊断或者使用专用的测试仪进行检测,虽然诊断方法简单、方便、直观,但它给出的故障信号很笼统,信息不一定具体和准确。如果控制系统的分布范围很散,隐蔽性很强,这样就会很费时费事,有时严重影响生产。

为了迅速获取准确,详细的诊断信息,可用SETP 7CPU的模块信息的诊断缓冲区提供的错误文本信息来进行故障诊断。

(1)用硬件诊断的快速视图诊断故障。在SIMATIC管理器左边窗口界面,选中某CPU站点,执行菜单命令“PLC”→“诊断、设置”→“硬件诊断”,打开“硬件诊断-快速视图”对话框,在该视图里,“CPU、故障模块”列表给出了在线连接的CPU和有故障的DP从站的诊断符号和参数,选中视图中的某个模块,点击“模块信息”按钮,可以查看该模块的诊断信息。

(2)用诊断视图诊断故障。点击快速视图中的“打开在线站点”按钮,可打开硬件组态的在线诊断视图,它包含该站机架所有的模块。与快速视图相比,诊断视图显示整个站在线的组态。双击诊断视图中的某个DP从站或从站的某个模块,打开它的模块信息对话框,可以查看该模块的详细信息。

(3)用诊断缓冲区诊断故障。在SIMATIC管理器左边窗口界面,选中某CPU站点,执行菜单命令“PLC”→“诊断、设置”→“模块信息”→选中“诊断缓冲区”选项卡。它提供了最重要的故障和事件的诊断信息,显示发生的事件总览和选中事件的详细信息,可以查找到使CPU进入STOP模式的原因。

(4)使用“报告系统错误”功能诊断和显示故障,能更方便和快捷地进行故障诊断和显示。利用S7的“报告系统错误”功能只需要简单的组态,就可以进行自动诊断和发送信息的OB、FB、DB、SFC以及各机架、从站和模块对应的故障信息,故障的文本被自动传送到HMI或WINCC的项目中。在HW CONFIG中的CPU,执行“选项”,选择“报告系统错误”,在打开的界面中,点击“常规”选项卡,生成诊断块和数据块。在SIMATIC管理器中,用右键点击FB49,执行快捷菜单“特殊的对象属性”,选择“消息”,在“消息组态”对话框中,可以找到大量的信息。

参考文献

[1]廖常初.s7-300/400plc应用技术[M].北京:机械工业出版社,2005