新型保护套（共12篇）
新型保护套 篇1
党的十八届三中全会提出“在坚持和完善最严格的耕地保护制度前提下, 赋予农民对承包地占有、使用、收益、流转及承包经营权抵押、担保权能, 允许农民以承包经营权入股发展农业产业化经营。鼓励承包经营权在公开市场上向专业大户、家庭农场、农民合作社、农业企业流转, 发展多种形式规模经营”, 为我国土地制度改革和现代农业的发展指明了方向。2014年中央1号文件对解决地怎么种的问题作了深入部署, 提出“坚持家庭经营为基础与多种经营形式共同发展, 传统精耕细作与现代物质技术装备相辅相成, 实现高产高效与资源生态永续利用协调兼顾”。由此可见, 转变农业发展方式, 培育新型农业经营主体将成为新一轮保护耕地、创建友好型生态农业的重要抓手。
新型农业经营主体在耕地保护中发挥重要作用
1.加快培育新型农业经营主体, 可以减少水土流失, 培肥地力。新型农业经营主体农业生产的专业化程度高, 对土地肥力更为重视, 如西部地区气候干旱, 土地贫瘠, 风沙较大, 种植大户、农业公司等在秋天收割后, 会播撒小麦种子防止水土流失, 春天通过深耕将麦苗翻到地里作为绿肥, 从而减少化肥的使用。农户的小规模分散经营效益低, 认为这种培肥地力的方式成本太高, 一般不采用绿肥, 冬天收割后将土地裸露在田野里, 水土流失较快;春天播种时通过加大化肥使用量提高产量, 容易造成土壤板结。
2.培育新型农业经营主体, 可以长期保护耕地, 解决耕地无人种的现象。根据调查样本分析, 在农村从事农业劳动的农民年龄超过45岁的约占50%以上, 也即再过10年, 耕地老龄化趋势更加明显, 将出现耕地无人种的现象。培育新型农业经营主体, 通过租入土地, 提高农业生产的组织化程度, 实行规模化、集约化、机械化、信息化经营, 既可以解决外出务工人员的土地撂荒和粗放经营问题, 提高土地利用率, 保护耕地;也可以提高农村老无所依的老年人的生活水平, 减少劳动强度。
3.培育新型农业经营主体, 可以提高土地利用率。新型农业经营主体中既有家庭农场、种养殖大户、合作组织, 也有农牧业公司、农机服务队等。对适宜耕种的土地, 会增加科技投入, 选择最优的种养殖气候、土壤、温湿度、生态环境等, 休耕、轮作、套种农作物或拓展林下高效生态种养殖, 发展循环经济。采用和培育优良品种, 实现高产、机械作业等, 实施精准农业。对于不适宜耕种的土地, 会通过测土配肥, 提高地力, 改良土壤, 实现耕地保护的长期可持续发展。
4.培育新型农业经营主体, 可提升土地质量, 增加土地数量。新型农业经营主体中很多都是具有丰富经验的种植大户, 或具有较高种养殖技术的科技人才。将种植业的果实或秸秆作为饲料, 增加畜牧业的养殖数量;同时将养殖业的粪便做成有机肥, 提高地力, 增加产量, 实现循环经济。这样既有利于高产农田的有效利用, 又能改善中低产田地力, 有效利用废弃荒地, 达到土地资源利用最大化。
新型农业经营主体发展的路径选择
1.加快农村集体土地确权进程
农村土地承包经营权确权登记颁证, 是依据《物权法》、《农村土地承包法》、《土地管理法》等法律规定, 由县 (区、市) 农村土地承包管理部门对家庭农户承包土地的地块、面积、空间位置等信息及变动情况记载于登记簿, 由县级以上人民政府确权颁发土地承包经营权证书, 明确农民对承包土地的占有、使用、收益、流转及承包经营权抵押、担保权能。农民的土地承包经营权作为财产权, 具有排他性, 可以流转, 也可以抵押贷款。加快农村集体土地确权, 不仅可以满足农民的土地财产权收益需要, 还可以通过土地流转有效配置土地资源, 充分发挥土地的功能。
2.制定促进土地流转的优惠政策
土地确权初期, 农民认为地是自己的, 害怕失去土地, 不愿意出租, 但是土地收益少的事实使得农民不得不粗放经营土地, 因此首先要整合土地资源, 量化农民的土地财产权, 制定《农村产权管理交易办法》, 完善土地监管机制。其次, 通过加大土地流转宣传力度, 制定土地流转的优惠政策, 对流转土地经营权的农民实施财政奖补, 与新型农业经营主体签订正规的土地流转合同, 可以解除农民后顾之忧。第三, 安排专项资金, 对土地规模流转村集体和规模经营主体分别给予资金奖励, 调动土地规模流转的积极性。第四, 对引进的新型农业经营主体实施评估和监督机制, 避免破坏耕地和拖欠农民土地租金, 出现新一轮的“圈地运动”。
3.提升农业科技创新服务水平
长期以来小农户的分散经营使得我国农业科技推广缓慢, 制约了现代农业的发展进程。培育新型农业经营主体, 可以与高校和科研院所合作进行农业生产的共性技术和关键技术集成研发, 采用现代化农业生产设施从事科学种养殖, 吸纳先进的科学技术防治病虫害、治理土壤污染, 以农牧业生产的提质、增效、升级为核心, 通过政策引导和金融支持, 建立标准化、规范化、专业化的现代农牧业生产基地, 并辐射带动周边农民共同参与农业科技创新, 保护耕地, 实现农业的产业化经营和科学技术协同发展, 推动农业生产方式转变, 推进农业转型升级, 提高农业的科技含量。
4.加大培育新型农业经营主体力度
在调查中, 农民根据自己的信用评级确定出租土地意愿, 农民信用评级的衡量标准是保护耕地和增加收入。首先对政府和科研院所的信用评级最高, 最愿意将土地长期出租给政府做绿化林带, 或者出租给科研院所做试验田, 这样不用担心改变承包地用途, 还能获得稳定租金, 降低交易成本。然而, 这种情况毕竟是少数。其次, 农民愿意将土地出租给资金雄厚的农业公司或龙头企业, 如果出租给农业公司, 土地租金大约在1200元/亩, 也有些距离城市较近地区的农民向龙头企业索要2000-2500元/亩的土地租金, 相当于工业用地价格, 但是土地流转合同规定不能改变土地用途。除了上述两项外, 农民出租土地的选择依次为:土地合作社、家庭农场、专业种植大户。因此, 加大培育新型农业经营主体力度可以有效保护耕地。
培育新型农业经营主体的对策建议
1.做大做强农业公司和龙头企业等新型经营主体, 整合市场资源, 以基地为依托, 市场为导向, 延长产业链条, 发展一批“农业公司 (龙头企业) +农民合作社+农产品生产基地+农户”为主要形式的产加销一体化综合体, 发挥农业公司和龙头企业的带动示范作用, 发展链条经济。
2.规范土地股份合作社, 给予相应的资金、技术和信息支持。农户将承包地的经营权委托入股到土地合作社, 合作社对分散土地统一整理、集中连片后, 流转给新型农业经营主体经营;也可以由自己经营, 发展科技含量高、市场竞争力强的标准化规模种养殖, 生产优质安全的特色农产品。
3.根据农民的特长和技术, 培育以家庭经营为基础的家庭农场或专业种养植大户, 以扩量、提质、增效为重点, 实行财政奖励、土地经营权抵押贷款贴息等办法解决资金问题, 通过和科研院所、大中院校联合解决种养殖的技术问题, 通过政府部门提供信息服务, 发展适度规模种养殖。
4.培育壮大本地农机专业服务组织, 鼓励具有种养殖经验的农机大户参与土地自主规模经营, 加大其科学种养殖和保护耕地的培训力度, 充分发挥农机专业服务组织的主观能动性, 提升其科学种养殖水平和农机装备能力, 使其成为既从事农机作业服务又能进行农业生产经营的市场主体。
新型保护套 篇2
关键词：IGBT短路保护电路设计
固态电源的基本任务是安全、可靠地为负载提供所需的电能。对电子设备而言，电源是其核心部件。负载除要求电源能供应高质量的输出电压外，还对供电系统的可靠性等提出更高的要求。
IGBT是一种目前被广泛使用的具有自关断能力的器件?开关频率高?广泛应用于各类固态电源中。但如果控制不当，它很容易损坏。一般认为IGBT损坏的主要原因有两种：一是IGBT退出饱和区而进入了放大区?使得开关损耗增大；二是IGBT发生短路，产生很大的瞬态电流，从而使IGBT损坏。IGBT的保护通常采用快速自保护的办法?即当故障发生时，关断IGBT驱动电路，在驱动电路中实现退饱和保护；或者当发生短路时，快速地关断IGBT。根据监测对象的不同?IGBT的短路保护可分为Uge监测法或Uce监测法?二者原理基本相似?都是利用集电极电流IC升高时Uge或Uce也会升高这一现象。当Uge或Uce超过Uge?sat?或Uce?sat?时，就自动关断IGBT的驱动电路。由于Uge在发生故障时基本不变，而Uce的变化较大?并且当退饱和发生时?Uge变化也小?难以掌握?因而在实践中一般采用Uce监测技术来对IGBT进行保护。本文研究的IGBT保护电路，是通过对IGBT导通时的管压降Uce进行监测来实现对IGBT的保护。
采用本文介绍的IGBT短路保护电路可以实现快速保护，同时又可以节省检测短路电流所需的霍尔电流传感器，降低整个系统的成本。实践证明，该电路有比较大的实用价值，尤其是在低直流母线电压的应用场合，该电路有广阔的应用前景。该电路已经成功地应用在某型高频逆变器中。
1短路保护的工作原理
图1(a)所示为工作在PWM整流状态的H型桥式PWM变换电路（此图为正弦波正半波输入下的等效电路，上半桥的两只IGBT未画出），图1(b)为下半桥两只大功率器件的驱动信号和相关的器件波形。现以正半波工作过程为例进行分析（对于三相PWM电路，在整流、逆变工作状态或单相DC／DC工作状态下，PWM电路的分析过程及结论基本类似）。
在图1所示的电路中，在市电电源Us的正半周期，将Ug2.4所示的高频驱动信号加在下半桥两只IGBT的栅极上，得到管压降波形UT2?D。其工作过程分析如下：在t1～t2时刻，受驱动信号的作用,T2、T4导通（实际上是T2导通,D4处于续流状态），在Us的作用下通过电感LS的电流增加，在T2管上形成如图1（b）中UT2?D所示的按指数规律上升的管压降波形，该管压降是通态电流在IGBT导通时的体电阻上产生的压降；在t2～t3时刻，T2、T4关断，由于电感LS中有储能，因此在电感LS的作用下，二极管D2、D4续流，形成图1（b）中UT2.D的阴影部分所示的管压降波形，以此类推。分析表明，为了能够检测到IGBT导通时的管压降的值，应该将在t1～t2时刻IGBT导通时的管压降保留，而将在t2～t3时刻检测到的IGBT的管压降的值剔除，即将图1（b）中UT2.D的阴影部分所示的管压降波形剔除。由于IGBT的开关频率比较高，而且存在较大的开关噪声，因此在设计采样电路时应给予足够的考虑。
图2IGBT短路保护电路原理图
新型城镇化进程中文遗产保护研究 篇3
关键词：城镇化；文化遗产；文化复建；动态保护
一、文化遗产在城镇化进程中的多舛命运
城镇化是我国现代经济社会发展的主题，也是引领时代发展的不可逆转的大趋势。但在过去几十年间的城镇化进程当中，伴随着经济高速发展的同时，文化遗产却遭遇到了巨大的破坏。2012年住房和城乡建设部与国家文物局联合开展的首次国家历史文化名城保护工作大检查显示，全国119个国家级历史文化名城中，13个名城已无历史文化街区，18个名城仅剩一个历史文化街区，一半以上的历史文化街区已经面目全非。
文化遗产的聚集地往往是城市的老城区，大体处于现代城市的中心位置。毫无疑问，这里是城市中最为昂贵的地段，是城市建设的重点地区。在这种“土地财政”的刺激下，地方政府往往为了追求短期经济上的利益，大拆大建，致使许多文化遗产遭到破坏甚至是永远的消失。例如，上世纪80、90年代以来，舟山一些房地产开发商在从事旧城拆迁、建造过程中对老城区建筑“大拆大建，推倒重来”，导致了对定海古城原真性、完整性的人为损害，其中包括被文物部门明令为保护对象的历史街区及具有宝贵历史文化价值的名宅、民居。
改革开放以来，城市人口渐渐膨胀，城市的规模也在不断地扩张，城市经济发展突飞猛进。在这个过程当中，简单粗暴成为建设者们最为拿手的开发模式。他们在整体规划的时候，首先考虑是经济利益，而城市中的一些文化遗产则成为了决策者们眼中鸡肋，逐渐被抛弃。城市的文化印记在一点一点地变少，城市的历史文化脉络不断地被割裂，城市的历史地域特色尽失，逐渐演化成为了“千城一面”的情形。毫无疑问，这种规划与发展模式是不全面的，也是不符合科学发展观的要求的。
在新的历史时期，文化遗产保护应该融入到城市建设当中，把文化遗产保护当成城市建设的一部分，赋予其新的内容。保护文化遗产的历史文化内涵，发掘其经济潜力，合理地开发利用，让文化遗产成为融古贯今、开创未来的重要桥梁。
二、新型城镇化进程与文化遗产保护的关系
党的十八大报告指出，要坚持走具有中国特色的新型城镇化道路。所谓新
型城镇化，是体现以人为本、全面协调可持续发展的科学理念。这种理念强调以人为本，而不再是片面的物质经济利益。新型城镇化的本质是人的城镇化，这就要求城镇化不单表现为物质空间的转化，更应是人的市民化”。
文化遗产是凝聚了古人无数智慧的文化结晶。但究竟该如何去处理文化遗产保护跟新型城镇化建设的关系呢？我们首先要认识到一个现象，那就是人们对文化遗产价值的认知是随着时代的发展而变化的。比如建国后在修建北京城的时候，人们普遍没有认识到老北京城墙的历史、文化价值，或者是把这种价值给低估了，因此把老城墙给拆毁了，而到了现在，人们已经开始后悔了。有学者认为文化遗产的损毁存在着三个阶段，第一个是初步损毁阶段，第二个是严重损毁阶段，第三个是损毁停止阶段。这三个损毁阶段与城市的发展阶段相对应，所体现的是不同时期人们对于文化遗产的价值认知程度的不同，且随着时间的推移，人们对于文化遗产的认同感越来越强。我国现在正处于第二阶段，也就是文化遗产严重损毁阶段。
如果不加以保护文化遗产，它所带来的后果是难以想象对于文化遗产保护而言。现在提出了新型城镇化建设的要求，这对于文化遗产的保护是一个福音。在保护文化遗产方面，国内也有一些较好的例子。比如浙江乌镇，完整地保存了晚清和民国时期水乡古镇的风貌和格局，将现代文明、古典风情、自然环境、人文环境恰到好处地融合到了一起，给人们展现了其独特的魅力。较好的规划格局也带动了当地的旅游经济发展，不仅提高了乌镇人民的生活水平，还使得乌镇享誉国内外。2014年的世界互联网大会就在乌镇举办，并将会址永远地放在了乌镇，这是乌镇品牌的巨大成功。乌镇模式给新型城镇化的建设树立了一个标杆，但这不是固定的模式，也不能照搬。不同的城市有其自身的地域、文化、民族等特色，立足自身特点再寻求发展才是关键所在。而乌镇模式带给我们的是一种思想上的启发，即文化遗产的保护与经济社会的发展并不总是矛盾冲突的。只要合理规划利用，我们在搞好文化遗产保护的同时，也可以发展好经济，带动地方人民致富。
三、文化复建行为对文化遗产保护的长远意义
一个城市的历史文化遗产是它的历史记忆，是城市的根。而承载着浓厚历史文化气息的一些古建筑、古遗址等，更是将这种历史传承性带入到了现实当中，赋予人们强大的归属感。这种归属感是诞生凝聚力的源泉，千千万万个这种地区归属感联合在了一起，就是整个中华民族的归属感，这是凝聚中华民族的强大动力。
近年来，随着乌镇、丽江等新型城市建设的旅游经济利益日益凸显，各地又纷纷效仿。河南开封从2012年开始，预计在四年内花费千亿元打造北宋时期的“汴京”盛世2012年10月26日昆明晋宁县投资220亿元的“七彩云南古滇王国文化旅游城”破土动工，昆明市宣布要确保3年时间再造一个古滇国。这些大规模的文化复建项目，也许有着深刻的经济发展目标，但其中也包含着重视文化遗产、传承文化的价值意义。去过开封的人都知道，开封城内复建了许多古建筑，诸如大相国寺、清明上河园等，旅游区内还有许多充满历史文化意义的民俗活动、历史故事表演等，而这对于人们认识历史以及文化的传承来说，都是非常有意义的。
四、新型城镇化进程中该如何保护文化遗产
我国现有的城市文化遗产保护模式基本上是静态保护模式，即在城市特定地段周围划分出一定的保护范围，其中包括绝对保护范围和相对保护范围。但是这种保护模式将文化遗产的保护与城市的总体规划割裂开来。人们在思索如何保护文化遗产的时候，往往会不由自主地陷入一种孤立境地，潜意识中认为诸如古建筑等文化遗产本来就不属于这个时代，而应当是静止的、与世隔绝的。基于这种认识，人们所采取的静态保护模式总是不能与现代城市的发展很好地融合在一起。
鉴于这种形势，我们来分析几个问题。其一，我们现在所谓的文化遗产在历史上的各个时期并不是被孤立隔绝的，它们在每个时代都有其特定的作用，成为当时人们物质、精神生活的一部分；其二，我们中华民族的许多文化习俗源远流长，各地区的百姓至今还沿袭着旧习俗，保持着旧传统，而一些文化遗产往往是承托这些旧习俗、旧传统的载体，它们应该是百姓生活密不可分的一部分。
因此，我们在制定文化遗产的保护规划的时候，应以一种更加开放、大众的方式，将文化遗产的一些文化功能释放出来，在丰富大众文化生活的同时，让文化遗产朝著大众保护的方向发展，全民参与，这或许能收到意想不到的保护效果。
文化遗产一直都与大众之间存在着精神互动，并不是完全静止的，因此，文化遗产的保护也不应该是一成不变的。城市文化遗产保护本身就是一个动态发展的过程，必将随着社会发展而变化。相较静态保护模式而言，动态保护模式应该是更加科学的保护方式。我们可以将城市文化遗产的保护纳入到城市的总体规划当中，成为城市建设的有机组成部分。再根据当地实际的环境情况、技术条件、经济状况等制定出合理的保护方案。当然，这样的保护方案也不会是固定不变的，应该随着时代的发展，积极主动地调整保护方案。从而使文化遗产既能保持原真性，又能充分发挥其文化辐射作用，丰富大众的精神文化生活，最终实现与城市时代发展一体化。
我们也应该认识到，在动态保护模式的框架内，不同性质的文化遗产应该采取不同的保护方式。我们可以吸取相关文化遗产的保护思想，但机械地照搬国内国外的经典模式是不可取的，这样不仅收不到好的保护效果，还会因为文化内涵的冲突而产生更为严重的后果。
五、结语
总之，在新型城镇化的进程中，文化遗产的保护事业任重而道远。它涉及经济、科技、文化、社会、管理、法制等多方面的内容，纷繁复杂。在一个城市当中，文化遗产是其最深的底蕴，是城市的精神所在。保住了文化遗产，也便留住了城市的根。文化遗产是祖先留给我们的宝贵物质、精神财富，不应该被时代的发展所抛弃。相反，我们应该采取一切合理的方法好好保护文化遗产，让它随着时代的发展“愈老愈弥坚”，成为富有意义的文化化石，伴着中华民族一起走向恒远！
新型电机保护器的应用 篇4
随着工业现场总线技术和产品的日益发展成熟, 工业控制自动化系统使用总线结构代替原先的硬线连接已经逐渐被广大业主所采用。Profibus-DP总线在众多总线中, 具有较广应用领域和较多的应用经验, 广泛应用于石化、建材、钢铁、食品等等行业, 而基于Profibus-DP协议的新型电机保护器更是给了总线结构的自动化系统简便稳定可靠的保证。
1 Profibus-DP总线和ABB电机保护器M102P特点简介
PROFIBUS是近年来国际上最为流行的现场总线, 也是目前数据传输率最快的一种现场总线 (传输率可达12Mbit/s) , 因此在很多领域内有广泛的应用。它由三个兼容部分组成, 即PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-FMS。其中, PROFIBUS-DP在数据传输速率、效率和低连接成本方面是优化的, 特别适用于自动化系统与分散外围设备之间的通信。使用PROFIBUS-DP可取代24V (DC) 或4~20mA信号传输。
ABB电机保护器M102P是一种具有断相保护、综合保护 (多功能保护) 、温度保护和智能保护等保护功能的保护器, 具有节能、动作灵敏、精确度高、耐冲击振动, 重复性好、保护功能齐全、功耗小等优点。并支持PROFIBUS-DP总线通讯。
2 在实际工程中的应用
在此, 我们以沙特纳吉兰NCC 6000吨/日水泥熟料生产线为例, 介绍基于Profibus-DP协议的新型电机保护器在水泥生产线中的实际运用。NCC全厂生产线有电机800多台, 按业主和咨询公司要求设计, 每台普通电机有开关量输入 (DI) 点:备妥、运行、故障、报警;开关量输出 (DO) 点:启动/停止;模拟量输入点 (AI) 点:电流、功率。如果按照一般设计, 全部使用硬线接入控制的I/O模块, 再加上现场仪表 (如料位开关报警、压力、温度等信号) 及部分设备进入控制系统的I/O点 (如跑偏、失速、料满、限位、本体故障等等信号) , 则全场硬线接入控制系统I/O模块的点将超过10000点, 这将是非常大的接线工作量, 日后维护查线也将非常繁琐。所以, 采用Profibus-DP总线和电机保护器将所有电机的信号及部分设备信号 (如失速、料满等) 使用Profibus-DP总线通过通讯方式, 进入控制系统, 这样接入控制系统I/O模块的点只有5000点左右, 大大节约了资源, 降低控制系统的成本, 也减少了安装及日后维护的工作量, 也得到咨询公司和业主的认可。
2.1 系统结构构成
本工程项目现场仪表信号通过硬线接入控制系统I/O模块, 现场电机使用ABB电机保护器M102P、变频器 (ABB、AB、SIMENC) 、厂家PLC都通过通讯方式 (Profibus-DP) 进入控制系统。其结构见图1。
其中的Profibus-DP总线硬件结构主要为:
(1) 控制总线上的数据传输, 且在没有提供外部请求时发送信息和可授权可访问信息的ABB Profibus-DP通讯模块CI854;
(2) 作为数据传输介质的屏蔽双绞线 (DP线) 、玻璃纤维光缆;
(3) 连接网络网路的RS485中继器, 总线终端, OLM光纤转换模块。
2.2 AC800M PLC与电机保护器的通讯
PLC与电机保护器的通讯主要是将电机保护器采集的现场电机信息送到PLC, 同时接收PLC发出的启动/停止、允许现场等命令。
2.2.1电机保护器中的参数设置
电机保护器可以通过手操器或笔记本电脑设置参数, 使用USB接口, 参数设置主要有以下步骤:
(1) 根据电机铭牌设置电机实际参数;
(2) 根据控制系统要求设置IP地址;
(3) 设置一些相应电机保护参数;
(4) 根据控制系统要求的数据格式把保护参数定义好, 并确认波特率等通讯参数和DCS符合;
(5) 保存参数, 下载到电机保护器。
2.2.2 PLC中的程序设计
PLC中的程序设计首先要确定需要通讯的开关量输入输出点和模拟量输入输出点共几个, 再在DCS硬件组态中, 根据电机保护器的GSD文件, 转换成包含这些输入输出点的数据格式。
PRO Fl BUS设备具有不同的性能特点, 为达到PROFIBUS简单的即插即用配置, PROFIBUS设备的特性均在电子设备数据库文件 (GSD) 中具体说明。标准化的GSD数据将通信扩大到操作员控制级。使用基于GSD的组态工具可将不同厂商生产的设备集成在同一总线系统中。
GSD文件是ASCII文件, 可以用任何一种ASCII编辑器编辑, 如计事本、Ultra Edit等, 也可使用PROFIBus用户组织提供的编辑程序GSDEdit。GSD文件是由若干行组成, 每行都用一个关键字开头, 包括关键字及参数 (无符号数或字符串) 两部分。GSD文件中的关键字可以是标准关键字 (在PROFIBUS标准中定义) 或自定义关键字。标准关键字可以被PROFIBUS的任何组态工具所识别, 而自定义关键字只能被特定的组态工具识别。
使用控制系统提供的import工具, 导入符合电机保护器的GSD文件, 程序设计举例如下:
现有需通讯的开关量输入点8个, 模拟量输入点3个, 开关量输出点8个, 模拟量输出点3个。
(1) 导入GSD文件, 选用数据格式8Word in/8Wordout, 共有16Bytein/16Byteout, 可以这样定义:输入部分:
Byte1~2=Unsingle Dint开关量输入点8个 (定义在1~8位) ;
输出部分:
Byte1~2=Unsingle Dint开关量输出点8个 (定义在1~8位) ;
注意:开关量定义在无符号双整数, 按位拆分出来后, 可能高低8位颠倒。
(2) 转换为hwd文件, 在组态程序中导入, 则会生成此类的硬件类型。可能不同厂家的组态软件导入方法不尽相同, 但结果基本一致。
(3) 在硬件组态中添加刚生成的硬件类型, 定义好硬件地址, 波特率等。
(4) 在程序中定义变量, 并通过函数或功能块, 将需要的输入输出点读出或发送。
(5) 下装程序。
2.3 控制系统软件
控制系统软件主要工作有全厂硬件组态, 逻辑控制, 操作画面制作, 历史数据采集处理等功能, ABB、西门子等公司都有不错的产品, 可以根据全厂的规模大小选择不同的控制软件。NCC工程中使用了ABB 800x A系统, 画面编绘使用的是内嵌的Visial Basic, 硬件组态逻辑程序编辑使用的是Control Build M。具体使用方法略。
2.4 优点及缺点
通过工程中近半年的调试和运行, 我们发现此系统具有以下优点:
(1) 结构简单。通过通讯节约了大量的I/O模块, 控制电缆, 系统结构层次一目了然。
(2) 信息全面。电机的运行参数, 如功率、电流、各种故障及报警均可以通过上位机画面监控。
(3) 功能强大。电机保护器有断相保护、三相不平衡保护、堵转保护、过载保护、轻载保护、空载保护、接地故障保护、PTC保护、欠压保护、自动重启动保护、启动次数限制保护, 最大限度地保护了电机, 延长了设备使用寿命。
(4) 通用性强。通过修改电机保护器的参数便可适应不同类型功率的电机。
(5) 维护量小。在调试运行正常后, 系统运行比较稳定, 维护人员工作量较小。
系统缺点:对总线及电机保护器的维护, 要求人员对电气及系统的了解要求较高, 不是一般电工可以解决。
3 结束语
新型保护套 篇5
广州市是一座具有2000多年历史的文化名城，千年的历史孕育了一种历史性和现代性相承、开放性和多元性并举的岭南文化，并且以商都文化、港市文化、音乐艺术、花城文化、饮食文化、宗教艺术等为主题的民俗风情活动丰富多彩，极具旅游吸引力。而经过历史沉淀遗留下来的古文物与建筑无疑又是广州地区重要的人文财产。因此，广州的城市化建设与旅游发展应该重视古文物的保护，并以之吸引游客，形成广州独特的旅游商标，从而带动旅游业的兴旺，促进新型城市化的建设。
广州地区有着众多革命史迹等人文旅游景点。据统计，2005年末，广州市主要旅游景点共有86个，而古迹建筑类有37个。但是，珠三角是我国最发达的城市群地区之一，工业发达，人口密集,城市化水平高。而广州是珠三角的区域性中心城市，人均耕地面积大大低于全国平均水平。广州市的农业用地，除了担负着提供城市居民需要的农副产品生产、绿化、美化城市环境的功能外，还担负着提供城市建筑扩张用地和工业用地的功能，因此，用地矛盾十分突出。很多别具广州风情的文物建筑如骑楼，西关大屋都面临拆迁。一旦这些具有重大意义的建筑在广州消失，广州能吸引游客的元素就会缺失一大部分。失去了旅游业的带动，当地的收入水平无疑会严重下降，新型城市化的建设也会因此延缓。
旅游业是广州经济上收入丰厚的重要生产行业，随着社会需求与期待演变，文化遗产保护的工具和管理方法与日俱增，文化古迹的适用定义范畴，随之增阔延伸。基于重视文物维护，和致力地方文化的宣传推广等共识，广州如雨后春笋般出现各种文物保护人员协会组织。“十五”发展计划明确指出：广州市要围绕创建“中国最佳旅游城市”和“亚太地区重要国际旅游城市”两大目标，加快传统旅游产品的升级换代，重点建设南湖国家旅度假区、白云山风景区、风景园林、生态农业观光、珠江水上游和文物古迹等一批精品工程。最近，广州市公布了第六批共64处文物保护单位名单，至此，广州市各级文物保护单位已达220处.可见，广州市政府已经充分认识到保护历史性建筑并将之作为带动旅游业元素的重要意义。
碳关税是一种新型的贸易保护形式 篇6
近期，个别国家拟制定包含“碳关税”条款的法案，已在国际上成了热门话题，有的国际组织也提出“碳关税”可适用于国际贸易规则，对此，商务部新闻发言人姚坚发表谈话指出，中方一贯主张与国际社会共同应对气候变化，但部分发达国家提出对进口产品征收“碳关税”的做法，违反了WTO的基本规则，是以环境保护为名，行贸易保护之实。
什么是碳关税?
“碳关税”是指对高耗能的产品进口征收特别的二氧化碳排放关税。主要针对进口产品中的碳排放密集型产品，如铝、钢铁、水泥，玻璃制品等产品而进行的关税税收。这个概念最早由法国前总统希拉克提出，本意是希望欧盟国家针对未遵守《京都议定书》的国家课征商品进口税，以避免在欧盟碳排放交易机制运行后，欧盟国家所生产的商品将遭受不公平之竞争。但实际情况是，发达国家多数没有切实遵守《京都议定书》，发展中国家又暂时不承担减排份额，这使得“碳关税”征收缺少了现实的支撑。而美国这个温室气体的头号排放大国甚至拒绝签署《京都议定书》，不愿意承担减少排放额度的义务，现在却突然热衷于别国产品征收“碳关税”，这除了借气候保护之名行贸易保护之实之外，实在找不出更合理的解释。
《京都议定书》实行的是“共同而有区别的责任”原则，发展中国家暂不承担排放额度。发达国家向发展中国家产品征收“碳关税”，结果只能是发达国家一箭双雕——在堂而皇之地将发展中国家的财富纳入自己国库的同时，让发展中国家背负污染环境的恶名。这就违背了“共同而有区别的责任”的原则。
碳关税为什么受发达国家追捧?
今年3月17日，美国能源部部长朱棣文曾在美国众议院科学小组会议上称，为了避免使美国制造业处于不公平竞争状态，美国计划征收进口商品的“碳关税”。6月22日，《美国清洁能源安全法案》获得众议院通过，该法案规定，美国有权对包括中国在内的不实施碳减排限额国家进口产品征收碳关税。该法案从2020年起开始实施。
美国提出的“碳关税”，反映的是奥巴马政府关于产业升级与气候变化的内外战略。美国将国内与国际两个“战场”通盘考虑，在国内反击传统产业势力，为新能源与传统产业的绿色改造保驾护航，在国际上为气候谈判增加筹码，迫使中国，印度、巴西等发展中大国让步。有学者指出，奥巴马政府试图以绿色产业带动经济复苏，进而着眼在危机过后抢占未来产业制高点。“碳关税”可以说是实现这一系列目标的备选手段。美国本身在新能源技术及产品方面就有优势，“碳关税”一方面借机完成对美国国内碳排放产业的革命，从而成为全球这一产业的绝对上游，成为产业主导者、规则缔造者，定价权控制者；另一方面从中补偿自身在此次危机中的损失。
在布什执政时期，美国一向对减少温室气体排放持消极态度，在气候变化谈判中扮演“拖后腿”的角色。奥巴马上台后，美国改弦更张，提出到2020年在现有基础上减排17％的积极措施，并在联合国气候变化谈判的波恩会议采取了以往少有的合作态度。不过，美国的积极态度多少有文字游戏之嫌。如果换算成国际通用的1990年基准，美国到2020年仅减排不到1％。美国的贸易数据显示，美国进口的高碳商品，其主要供应国是加拿大和欧盟国家，而这些国家的碳排放不論是在总量上还是在人均上都比美国低得多。也就是说，这些国家的出口产品可能会被免除碳关税，美国的高碳商品进口依然得不到有效控制。实际上，美国的“碳关税”针对的是包括中国在内的发展中国家。发展中国家由于起步较晚，其在产业构造中相对发达国家而言一直处于劣势，因此发展中国家目前既要承担减排的责任，同时也要承担经济收缩的风险，这对发展中国家来说是极其不公平的。最为稳妥的做法应该是继续执行《京都议定书》确定的发达国家和发展中国家在气候变化领域“共同而有区别的责任”原则，同时保证气候问题与贸易问题分开来谈。
国际化对“碳关税”的反应
“碳关税”不仅不可能真正抑制碳排放，反而事实上会增加一个贸易壁垒，而这个贸易壁垒与WTO现行规则有直接冲突。WTO基本原则中有一条“最惠国待遇”原则，其涵义是缔约一方，现在和将来给予任何第三方的一切特权，优惠和豁免，也同样给予其他成员。而征收“碳关税”，各国环境政策和环保措施都不同，对各国产品征收额度也必然差异甚大，这就会直接违反最惠国待遇原则，破坏国际贸易秩序。
这一披着“绿色外衣”的提议，也没有太多的市场。7月24日，欧盟成员国环境部长非正式会议就拒绝了法国提出的征收“碳关税”提议。
同日，联合国秘书长潘基文强调，应对气候变化关键要遵循“共同但有区别的责任”原则，充分考虑发展中国家的利益和主张。
德国政府代表就批评征收“碳关税”的提议，认为这是一种新形式的“生态帝国主义”。
商务部部长姚坚在发表谈话时说，“碳关税”不仅违反了WTO的基本规则，也违背了《联合国气候变化框架公约》确定的发达国家和发展中国家在气候变化领域“共同但有区别的责任”原则，严重损害发展中国家利益。“碳关税”只会扰乱国际贸易秩序，引发贸易战。在世界各国同舟共济，携手应对国际金融危机，同时为今年年度气候变化国际会议做出努力的形势下，提出实施“碳关税”是不合时宜的。这无助于增强国际社会合作应对危机的信心，也无助于各国共同为气候变化谈判做出的努力，中方对此坚决反对。
新型煤矿井下选择性漏电保护 篇7
漏电保护技术的主要目的是:当电网中的某一支路发生了漏电故障时, 漏电保护系统在保证非漏电故障支路正常的供电的情况下, 仅仅只会用开关切断发生漏电故障的所在支路。这样的话不但可以防止发生触电事故和瓦斯煤尘爆炸, 而且有效地降低经济损失.矿用低压馈电开关选择性漏电保护系统的保护原理:主要是采用了附加直流电源检测原理的, 通过利用零序电压和零序电流的幅值大小来判断供电系统内部是否发生漏电和哪条支路发生漏电。
2 井下变压器中性点不接地漏电故障理论分析
如图1所示, 当人不小心发生触电事故时, 譬如人身触及A相电源, 便有电流流过人身, 并经过其它两相的绝缘电阻r B, r C和分布电容CB, CC构成回路。由于A相的绝缘电阻r A和分布电容CA与人身电阻RR是并联的, 这时A相, B相, C相的对地阻抗值就不再相等, 变压器的中性点和大地之间便产生了电位差U0。
此时人身触电电流IR为:
因此, 人身触电电流也就表示为:
3 漏电保护系统结构图
漏电保护设备的系统结构图如图2所示, 该系统以C8051F040单片机为控制核心, 采用了开关电源供电, 在微处理器的PCA捕捉模块送入零序电压和零序电流的相位信息进行处理;在单片机的I/O管脚上接入按键模块和显示模块。把整流后的零序电流信号和附加直流源的电压信号送入单片机的A/D转换器;通过SPI总线将信息存储模块接入单片机的SPI接口;实时时钟信号通过IIC总线接入单片机的IIC接口。当系统一旦判断发生故障时, 立即通过输出驱动模块来达到断路器分闸。
4 结论
通过建立了以C8051F040单片机为中央处理器的漏电保护装置, 并且采用集成电路来实现该系统设计的性能可靠。该设计方案在结合实际情况和保证漏电保护的基本功能外的前提下, 还提供了人机操作的新型操作功能, 使得操作安全、方便。
为了提高软件判断漏电信息的精度和速度, 同时为了降低因漏电故障而造成的损失, 本文利用硬件来对电路进行调整和对交流信号进行处理和整流。此外, 利用硬件电路来实现对选择性漏电保护的相位信息的处理, 这样便使程序的复杂程度得到了降低, 提高了软件判断漏电故障的实时性和准确性。
当然这样的设备还有很多地方需要改进, 由于作者本人的水平有限, 研究的时间也较短, 对选择性漏电保护这学科的研究比较浅薄, 对于怎么进一步提高系统的稳定性, 增加性价比, 提高抗干扰的问题, 还需要日后更加深入的研究才能做到。
参考文献
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[4]宋建成, 翟生勤, 范世民, 等.矿井低压电网漏电保护技术的发展[J].电网技术, 2001, 25 (10) :58-62.
新型微电网外部短路故障保护方案 篇8
分布式发电作为一种新兴、高效和环保的发电技术得到了飞速的发展,相当数量且不同类型的分布式电源和相应负荷形成微网并连接到配电网,与大电网互为补充,是分布式电源最有效的利用途径[1,2,3]。但是,随着微电网渗透率的不断增加,传统配电网由单端电源辐射状的网络结构变成了多端电源环状的网络结构,同时,由于微电网的控制原理和保护技术十分复杂,正常运行时,电网内部潮流双向流动,短路时基于电力电子装置的故障电流仅接近2 倍的负荷电流[4,5]。这些变化对传统继电保护的时限配合、保护性能将产生不利影响,甚至发生拒动、误动等严重后果,直接威胁到配电网的安全稳定运行。
目前,国内外对微电网继电保护方面的研究已经取得了一定的成果[6,7,8,9,10],然而这些成果主要集中在对微电网内部故障的保护研究,对于结合微电网隔离策略的外部故障保护研究则十分匮乏。近年来,利用正序故障分量的保护原理逐渐成为继电保护领域的研究热点,正序故障分量存在于各种故障之中,充分利用这种故障特征能够确定线路发生的各种故障[11,12,13]。基于这两点,本文在详细阐述微电网隔离策略的基础上,提出一种基于正序故障分量原理的新型微电网外部短路故障保护方案。
1 微电网的隔离策略分析
在微电网并网运行的系统中,如果有故障发生,则首先要确定故障点的位置。如图1 所示,故障位置可能位于配电网侧,联络线上或者微电网内部等三种不同情况。由于仅仅根据公共耦合节点(PCC)处的电压和频率的偏移及其持续的时间,并不能准确判断出故障位置,因此,本文提出了基于正序故障分量阻抗角的判据来实现故障区域的定位。
在确定故障位置后,对于不同位置的故障,微电网究竟应该作故障穿越运行还是孤岛运行,从目前的文献来看,还没有明确的隔离策略。IEEE 1547标准规定了分布式电源并网时应对各种故障的退出条件,但是分布式电源以微电网的形式并网后,情况出现了很大差异。文献[14]指出了三种典型的隔离策略。
(1)无论故障发生在任何位置,微电网马上解列,作孤岛运行。
(2)无论故障发生在任何位置,微电网始终与配电网连接,作故障穿越运行。
(3)当故障发生在配电网侧与联络线(即微网外部故障)时,微电网马上解列,作孤岛运行;当故障发生在微电网内部时,微电网继续连接配电网,作故障穿越运行。
从微电网与配电网的功率交换量、微网内部故障时的短路电流容量以及分布式电源的利用率等几方面分析,对于一般功率在10 MW以下的微电网单元,本文采用第三种微电网隔离策略,即如图1所示,当微电网F1 处和F2 处发生故障时,微电网马上解列,作孤岛运行,以避免对微电网内部的分布式电源造成损坏;当微电网F3 处发生故障时,微电网持续连接配电网,作故障穿越运行,内部故障时配电网能够向微电网提供足够大的短路电流,使微电网内部保护准确动作。
2 基于正序故障分量阻抗相角的新判据
2.1 正序故障分量阻抗的概念
图2 为F1、F2、F3 处故障时的正序故障附加网络图。图中,Zsm1、Zsn1分别为联络线两端的系统等效阻抗,Zl为联络线等效阻抗,U&F为故障点处的正序故障分量电势,RF为故障点过渡电阻,分别为母线M、N处的正序故障分量电压,分别为母线M、N处的正序故障分量电流,分别定义两个正序故障分量阻抗为
2.2 微电网内外部故障时的正序故障分量阻抗角分析
当配电网侧F1 处发生故障时,如图2(a)所示,各正序故障分量阻抗和阻抗角分别为
当联络线F2 处发生故障时,如图2(b)所示,各正序故障分量阻抗和阻抗角分别为
因arg(ZM1) arg(Zsm1) 180arg(Zsm1) ,故
微网内部F3 处发生故障时,如图2(c)所示,各正序故障分量阻抗和阻抗角分别为
将不同点故障时的正序故障分量阻抗汇总在一起,结果如表1 所示。
2.3 基于正序故障分量阻抗角的微网外部故障保护判据
令φd1=arg(ZM1) ,φd2arg(ZMN1) ,根据上述分析可得表2 结果。
由表2 分析可知,当配电网侧发生短路故障时,计算所得的正序故障分量阻抗ZM1的阻抗角φd1取值范围是(0°,90°),而联络线和微电网内部发生短路故障时ZM1的阻抗角取值范围是(180°,270°),所以可以通过计算ZM1的阻抗角φd1确定配电网侧的短路故障。
同理,当联络线发生短路故障时ZMN1的阻抗角取值范围是(180°,270°),而联络线外部发生故障时ZMN1的阻抗角取值范围是(0°,90°),所以可以通过计算ZMN1的阻抗角d2确定联络线的短路故障。
综上所述,判断微电网的外部短路故障可以简化描述为以下判据
判据1 和判据2 为或的关系,因此,可以通过分别计算ZM1、ZMN1的阻抗角判断微电网的外部短路故障。
3 基于正序故障分量电流幅值的判据
基于正序故障分量阻抗角的判据原理引入了电压量和电流量,这势必会受到互感器断线以及电流幅值大小的影响,为此引入正序故障分量电流幅值作为启动判据,防止保护误动作。
配电网侧故障时,为了确保正序故障分量阻抗角判据能准确判断,可取M侧正序故障电流分量幅值作为其补充判据,只需要躲过由电流互感器测量到的不平衡电流即可,令,则得到启动判据1
式中,Img0为电流互感器误差和分布电容产生的不平衡电流,根据M侧线路可能出现的最大分布电容电流整定。
联络线采用正序故障分量电流幅值差动原理作为启动判据。区外故障时,受到电流互感器测量误差等因素的影响,两端正序故障分量幅值可能不相等,产生不平衡电流。但是,当联络线上故障时,两端的正序故障分量电流幅值差将远大于不平衡电流,可以据此判断联络线区内故障。其判据为
式中:为判据的动作量;Igunb为电流互感器和线路分布电容产生的不平衡正序故障分量电流幅值,Igunb可以由式(19)得到[15]。
其中:k为不平衡系数,作为该判据的制动系数;Ig0为最小正序故障分量动作电流整定值,根据被保护线路可能出现的最大分布电容电流整定;按照电流互感器测量误差的10%考虑,k可取0.1~0.2。令,则可得到启动判据2
式(17)、式(20)分别作为式(15)、式(16)的启动判据,能够防止仅基于正序故障分量阻抗角判据带来的误判可能性,提高了微网外部短路故障保护动作的准确性。
4 基于正序故障分量电流幅值与正序故障分量阻抗角的保护方案
正序故障分量阻抗角保护判据和正序故障分量电流幅值保护判据,二者均存在于各种短路故障中,能够识别各种微电网外部短路故障。前者对系统中各种故障判断都有较高灵敏度和选择性,但是易受系统波动影响;后者通过整定值的选取,能够防止前者的误判,是前者的有益补充。
基于正序故障分量电流幅值判据、正序故障分量阻抗角判据的微电网外部短路故障保护方案实现流程如图3 所示。将正序故障分量电流幅值判据作为启动元件,仅当正序故障分量电流幅值大于设定的门槛值时,才进行相应的判据计算。该启动元件在系统故障时可靠启动,以此躲避系统振荡的影响。该方案中利用正序故障分量阻抗ZM1、ZMN1的阻抗角判据同时进行故障判断,其判断结果以或的方式出口跳闸。如果条件不成立则阻抗角判据被闭锁,系统继续采集数据进行判断。
5 仿真验证及结果
5.1 仿真系统及其参数
根据IEEE 1547 标准对微电网的详细规定以及美国可靠性技术解决方案联合会(CERTS)对微电网的定义,建立了如图4 所示400 V微电网与低压配电网连接的仿真系统模型,利用电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC进行仿真分析。
模型中各参数的设置如下。
a.系统参数
b)线路参数(阻抗,Ω/km)
c) 各段线路长度:L1=500 m,L2=1000 m,L3=200m,L4=200 m,L5=500 m。
F1、F2 为微电网外部故障点,F3 为微电网内部故障点。用PSCAD/EMTDC仿真软件仿真单相接地短路、两相短路、两相接地短路以及三相短路等四种故障类型,并将仿真得到的数据用Matlab软件进行处理。因篇幅所限,下面仅给出A相接地故障时联络线两端的正序故障分量电压和电流波形,仿真结果如图5~图10 所示,以及在各种故障类型下利用Matlab进行处理得到的数据表格。
5.2 仿真结果
结合本模型参数,根据文献[14]可取启动判据1的最大不平衡电流Img0=5 A。根据式(19),可取启动判据2 的最大不平衡电流Igunb=10 A。
图5~图10 利用Matlab进行数据处理,同时对四种短路故障类型进行仿真,结合各判据,汇总在一起,结果如表3 所示。
5.3 仿真结果分析
(1) 图5、图6 分别为F1 处发生单相接地故障时M端、N端的正序故障分量电压电流,对比两图可知,两端正序故障分量电压基本相同,正序故障分量电流幅值相等,方向相反。
(2) 图7、图8 分别为F2 处发生单相接地故障时M端、N端的正序故障分量电压电流,对比两图可知,两端正序故障分量电压和电流基本不同,没有对应关系。
(3) 图9、图10 分别为F3 处发生单相接地故障时M端、N端的正序故障分量电压电流,对比两图可知,两端正序故障分量电压基本相同,正序故障分量电流幅值相等,方向相反。
(4) 表3 是将PSCAD/EMTDC仿真得到的各种故障类型下M端、N端的正序故障分量电压、电流用Matlab进行数据处理得到的正序故障分量电流幅值和阻抗角。根据本文所提出的判据,显然能够对各种故障作出反应并确定微电网的内外部故障区域,有效判断外部短路故障。
6 结论
一种新型智能光路保护系统 篇9
通信技术的飞速发展,全光网络概念的出现,通信信息量的极大增长,使光纤通信网络在电信网中作为传输支撑网络的重要性已越来越明显。光缆线路一旦发生故障,造成通信中断,其损失是难以估量的。据统计我国每年发生2 000次以上的光缆阻断,造成10亿元人民币以上的巨大直接经济损失[1]。因此,对光缆线路实时监测与管理,及时发现光缆故障并快速自动保护倒换,对提高网络生存能力是至关重要的[2]。
目前,各电信运营商采用的光网络保护方式主要有以下四种:人工调度预案保护、光路分流保护、SDH自愈环保护、光路自动倒换保护[3]。由于人工调度预案保护和光路分流保护方式的效率较低,已无法满足无阻断通信服务质量的要求;SDH自愈环保护方式的应用有限,保护机制复杂,并且干线SDH自愈保护的功能无法实现;光路自动倒换保护是对光传输层的保护,且控制只针对光纤路由,与传输设备关系较小,不存在兼容问题,容易组成光路保护网络。本文所介绍的智能光路保护系统正是此背景下的具体技术实现。
1 智能光路保护系统工作原理及结构
本智能光路保护系统采用1+1保护方案,图1为系统自动保护设备工作原理图。光同时通过工作光纤1和保护光纤1传输,在接收端保护设备选择其中的1路光传送给光传输设备。正常情况下,由主控单元(主单片机)在不同的时间间隔分别对工作光纤2和保护光纤2进行光功率实时采样监测,并将其与预先设定的三级不同报警级别的光阈值进行比较,以确保工作光纤和保护光纤均处于完好状态。一旦监测到工作光纤线路发生故障,主单片机立刻发送倒换命令给从单片机,从单片机驱动光开关实现光路倒换,同时,将倒换结果通过主单片机反馈给上位机网管中心。1+1保护方案虽然会给光纤通信系统带来3 dB附加损耗,但无需自动保护倒换协议(APS),工作原理简单,倒换速度快,适用于大客户接入保护以及短距离局间保护等。
自动保护设备采用一主一从双单片机,主单片机负责光功率实时监测、数据处理显示以及和上位机通信,从单片机负责键盘处理、光开关倒换和告警灯LED控制,主从单片机之间采用并行接口通信。设备和上位机网管中心之间通过RS232接口或GPRS接口通信,如图2所示。
2 智能光路保护系统的设计
2.1 硬件设计
光功率实时监测单元由光电转换电路、信号调理(程控放大)电路和A/D转换电路组成。
在每一个保护设备的接收端都有两路光电转换电路,如图1所示,它们分别将从工作光纤2和保护光纤2中分离出的5%光信号转换成电流信号,用于光功率监测。该电流信号有两个特点:信号的绝
对值较小(1 nA),信号的动态范围大(1 nA ~10 mA)。因此,信号调理电路需将电流信号转换成A/D转换器对应的电压信号,并保证在整个范围内有合适的精度。实现的方法有两种:直接采用对数放大器和设计符合系统输入特点的程控放大电路[4]。由于对数放大器的市场价格较高,本系统采用后者。根据系统总体设计,监测光功率的范围为-50~10 dBm,采用6级程控放大,即每级对应的光功率恰好为10 dBm。
主单片机根据采集的信号自动选择不同的放大通道,其中一级放大的放大系数最大,反馈电阻最小。整个信号调理电路由LF411、HEF4051、74LS375、CA3140及一些分立元件组成,其中,集成运放LF411具有非常低的输入偏置电压和非常小的温漂,与周围各级精密电阻结合实现电流信号的分级放大处理。模拟通道选择器HEF4051及其周围精密电阻用以实现程控放大。锁存器74LS375用于锁存程控放大的档位选择参数。高速集成运放CA3140具有极高的输入阻抗和极低的输入电流,在电路中用作电压跟随器,对信号进行稳定处理,以提高放大信号的质量。
在工作光纤2和保护光纤2监测通道再各用1个16位的A/D转换芯片AD7705测量每一路经信号调理的电信号,以提高采样精度,最终实现光功率的A/D转换,如图3所示。本系统由2.457 6 MHz外部晶振提供时钟信号,以最高500 Hz的转换速率工作,由MC1403提供2.5 V外部参考电压。整个光功率数据的采集主要是通过程控放大开关的切换和A/D采样过程联合完成的。
主单片机通过主、从单片机通信电路向从单片机发送操作命令(如:光开关倒换命令、告警灯操作命令等)。主、从单片机间采用并行数据通信方式。如图4所示,数据总线通过8255扩展,并配有2对握手信号线。数据总线双向传输,握手信号线单向传输。同时,从单片机通过该通信电路向主单片机传送按键的键值和光开关操作反馈结果。
光开关自动倒换控制由从单片机及光开关驱动电路共同实现。从单片机根据主单片机发出的光路倒换命令,通过光开关驱动电路实现对收、发两个光开关(一组)的状态控制,实现工作光纤通道与保护光纤通道间的倒换。光开关驱动电路如图5所示,单片机P0.0端口负责光开关的驱动控制和状态检测,由于单片机输出的驱动电平信号不足以直接驱动光开关倒换,因此利用三极管对该驱动脉冲信号进行放大。驱动信号为脉宽约10 ms的正脉冲信号。
2.2 软件设计
2.2.1 光功率实时数据采集处理
在系统软件设计中,主单片机的数据采集处理模块是光功率实时数据采集和处理的关键,也是实现光功率实时监测的重要组成部分。该模块分为A/D采样、采样值转换成光功率和数据处理三部分。
A/D采样软件主要是为了提高采样电压的精确度。由于程控放大电路中相邻两个反馈电阻阻值相差10倍,采样参考电压为2.5 V,采样时若电压太低或太高都会使采样值不够精确,因此采样电压范围不选择满范围0~2.5 V,而选择0.2~2.0 V,即下限电压和上限电压相差10倍,因而在超出限定采样电压范围,并向相邻放大档位倒换后,采样电压原本处于上限(或下限),在档位切换后就处于放大档位的下限(或上限)了,使档位切换过渡比较平稳,档位之间衔接比较连贯,提高了信号的采样精度。
采样值转换为光功率部分将A/D采样得到的16位数据S根据下式计算得出对应的光功率:
采样电压:
光电流:
光功率:
式中0xFFFF为A/D满量程时的采样值。接着将这些浮点数格式的数据转化成定点数格式,最后通过乘十或除十运算提取每一位的数值,将其规格化为如图6所示的BCD码的光功率数据格式。
数据处理软件设计是将前面两部分得到的监测光功率数据放大相应倍数,转化成光纤中实际传输的光功率,将其与主单片机中设置好的各级光功率阈值进行比较,判断是否需要告警和倒换,下达相应的控制命令给从单片机,同时记录相应的日志,并在实时光功率数据前后加上数据包头、标签头、工作通道编号、时间值、告警级别、光功率阈值、CRC校验码和数据包尾,组成实时光功率信息数据包,存储在外部RAM中等待上位机查询。
2.2.2 主、从单片机通信协议
光开关自动倒换需通过良好的双机通信协议实现。系统中所有的动作操作都由从单片机完成,而所有的命令均由主单片机判断及下达。由于主、从单片机之间是通过并行接口通信的,所以主、从单片机之间的交互操作主要通过两个单片机之间的2对握手信号线传输握手信号代码和命令信息以及它们的工作状态信息的相互查询实现的。握手信号代码定义如下:“11”为有数据准备发送(发送方输出);“10”为允许发送数据,准备接收(接收方输出);“01”为数据有效,请接收(发送方输出);“00”为数据接收完毕,结束操作(接收方输出)。
主单片机工作状态的定义是与其设备运行状态的显示一一对应的,这样有助于协调显示—主单片机—从单片机三者相互工作的关系。如图7所示,对主单片机的所有工作状态按程序的执行顺序划分层次,如果同一个层次中有多个工作状态,再以子状态进行区分。这样,主单片机的每一个工作状态与一个层次变量值和一个子状态变量值组合一一对应。如图8所示,将这两个变量值融合到一个字节中,用一个全局变量(Vstate)存储,这样主单片机的每一个工作状态就有了唯一的值,从单片机通过查询该全局变量来选择向主单片机发送不同类型的信息。
由于主、从单片机交互操作时传输的内容只有以下3种情况:主单片机向从单片机发送控制命令代码;从单片机向主单片机发送刚接收到的控制命令的操作反馈信息;从单片机向主单片机发送键值信息。因此每次交互操作只传送1个字节就能够表示主、从单片机之间传递的所有命令信息,如图9所示。字节最高位“1”表示传递的是命令信息,“0”则表示传递的是键值信息。高半字节的末三位将命令代码与判断键盘功能特征键“Fn”是否按下信息相结合,“001”表示“Fn”键被按下,“000”表示“Fn”键未被按下或发送的是命令代码。控制命令代码、命令内容、命令反馈信息、键值均只占用低半字节。
2.2.3 光开关倒换
从单片机接收到主单片机发送的“光开关倒换”命令信息后,根据目前工作光纤所在的通道位置将从单片机所连接的倒换通道的相应端口置高,以驱动光开关倒换,同时拉低对应的倒换通道的检测端口,查询倒换反馈结果,判断倒换是否成功。表1为主单片向从单片机发送的有关光开关倒换及告警的操作命令。表2为从单片机向主单片机发送的光开关操作反馈信息。
2.3 光路自动倒换的控制与显示
上位机网管软件的主要功能是轮询各智能光纤自动保护设备,收集各设备上传的实时光功率数据,并进行显示、存储及管理,向设备发送远程控制命令,可远程控制设备进行光路倒换、光功率阈值修改等操作。本系统网管软件用Delphi 7.0开发,数据库采用Access 2000,方便系统的移植。
3 实验结果
为了测试本系统光功率监测的测量精度,用便携式Agilent N3974A作为光源,通过光衰减器进行调节,将系统的测试结果与Agilent N3970A光功率计进行对比。测试数据如表3所示,可见系统测量误差在±0.6 dB以内。
系统的主要性能指标为:监测波长1 550 nm,监测光功率范围-50~+10 dBm,通信速率14.4 kb/s,单次采集实时光功率数据所用时间29 ms,光开关倒换速度≤10 ms,通道倒换速度<50ms,系统插入损耗≤4.7 dB(由于采用1+1保护方案,会给系统带来3 dB附加损耗);分辨率0.05 dB;测量误差±0.6 dB。
本文介绍的智能光路保护系统通过光功率实时监测和光开关快速倒换,保障光通信系统的无阻断通信。该智能光路保护系统是针对线路故障而设计的,是完全独立于各通信系统的网元设备。系统可应用于DWDM和SDH系统、电力系统通信、广电传输保护、专网传输保护以及光层保护等。
参考文献
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新型保护套 篇10
在冶金、露天矿供电系统中会大量使用电缆，电缆一般有三相五芯或三相六芯电缆，电缆的组成为ABC三相、地线和检测地线(三相六芯电缆多了一根N线)。移动变电站通过地线到达上一级的供电设备的可靠接地网中[1]，从而实现可靠接地。
如果地线出现故障，移动站的接地系统就会受到破坏，线路故障(如单相故障)等发生时，壳体就会带电;同时会在箱变周围形成跨步电压，严重威胁箱变周围工作人员的生命安全[2]。为了保障接地的可靠性，连续性，就必须进行地线监测，确保箱体的可靠接地，保证设备及工作人员的安全。
1 电缆地线的作用
电缆地线能可靠实现移动变电站的箱体可靠接地。当电缆地线断裂后，移动变电站处于不可靠接地状态，此时，如果发生电缆单相接地故障，电缆地线由于处于断裂不可靠接地状态，地线电压直接升为系统相电压，地线的一端与箱变壳体相连，因此，整个箱体外壳的电压也升高为相电压。箱体虽然安放在地面，但由于地表电阻以及箱体电阻的作用，电压仍可保持在几千伏的电压等级。对设备和工作人员造成安全危害。电缆地线的好坏关系到移动站供电系统的可靠性和安全性。
2 地线断线监测装置基本原理
地线断线监测装置[3]电气原理如图1所示。
2.1 地线断线
正常情况下端子GC和G端子间会输出一24 V的直流电压，GC接入地线监测线，G端接入地线，在移动设备端在地线与地线监测线之间串联一12 V的稳压器(稳压器原理：只要在稳压器两端加上一超过其额定值的电压，稳压器两端的电压将始终保持在其额定电压)。当地线和地线监测线都正常时，Vd测到直流电压12 V;当地线或地线监测线断裂时，Vd会测到直流电压0 V;当地线和地线监测线相互短路时，在GC和G端子间会测到电压为24 V。
2.2 单相接地
当发生单相接地[4]时，交流电会窜入直流电源回路，这时能够在Vd上测量到一定的交流电压，再通过测量三相电压UA,UB,UC来判断发生接地故障的相别，最后通过测量系统的零序电流来最终判定是否发生接地故障，保证装置的可靠性。
3 地线断线监测硬件原理框图
装置的硬件系统采用模块化设计，分别包括模拟量采集模块、处理器模块、人机接口模块、开关量模块、通信模块和电源模块六部分组成。硬件框架结构图如图2所示。
4 地线监测装置对故障的判定
4.1 装置应用于系统的仿真实验
电力系统为高阻接地系统[5]，电源为无穷大系统，变压器联结组为Y/Yn0，中性点接地电阻为1 000Ω，负载为三相不接地感性负载。
地线监测装置的系统仿真原理图如图3所示，正常工作情况下为Break1闭合，Break和Break2断开，下面对单相接地和地线断线分别进行分析。
4.1.1 电缆单相接地时仿真分析
在正常工作的基础上将Break闭合，模拟电缆B相发生单相接地故障。wave1为三相电压波形，B相发生接地故障时，B相电压减小到几乎为零，A、C相电压升为原电压的1.7倍;wave2为电缆零序电流，发生故障时，能测到零序电流峰值为10 A;wave3为直流电源限流电阻两端的电压，正常时电压稳定在12 V左右，发生故障时，会出现明显的交流电压，电压峰值约为22 V。
4.1.2 电缆地线断线时仿真分析
在正常工作的基础上将Break1断开，模拟电缆地线断线故障，将Break2闭合，模拟电缆地线短路故障。地线断线时直流电源限流电阻两端的电压为0 V;地线正常工作时直流电源限流电阻两端的电压为12 V;地线短路时直流电源限流电阻两端的电压为24 V。
依靠此原理，可通过采集电压电流量可靠分析电缆地线所发生的所有故障，故障信号与正常信号差距明显，依此建立可靠的判据，能有效保证装置的可靠性。
4.2 具体判定依据
单相接地判据：在电压变化满足判定的基础上再进行电流的判定，在发生单相接地的情况下，电压量将有很明显的变化，如此可大大减少误动的概率。
对ABC三相分别测量相电压，当测量到某一相电压减少为额定值的一半以下时，延时一段时间再测量此项电压，如果电压依旧为额定值的一半以下时，再测量其他两项的电压，当其他两项电压中有一项电压高于1.3倍的额定电压时，判定为系统单相接地故障，若无高于1.3倍额定电压，则判定为无接地故障，但会上报单相低电压告警，当长时间出现这样的告警信号时，需及时进行检查。
当判定为系统单相接地故障后，进行零序电流测量，零序电流表测量五芯电缆的总电流，进行判定，当所测量的零序电流大于所设定的零序电流值时，判定为本电缆发生单相接地故障;当零序电流小于所设定的零序电流值时，判定为本电缆未发生单相接地故障，此判断逻辑的流程图如图4所示。
24 V直流电源出口电压测量为6～18 V时，判定为线路正常工作;测量电压为0～6 V时，判定为地线断线，发地线断线信号;测量电压为18～24 V时，判定为地线短路，发出地线短路信号。理论上也可省略电流互感器，通过直流电源出口的电压测量提取交流量进行判定。当发生单相接地时，交流电会窜入直流电源回路，这时能够在直流电源出口的电阻上测量到一定的交流电压，交流电压值可以调整在十几伏以内，能够进行精确的测量。
装置开发的主要难点在于如何处理好干扰性的问题和当交流电压窜入直流系统时，要考虑电源的承受能力。
5 装置抗干扰处理
5.1 软件抗干扰算法
装置的开发难点在于对干扰信号的处理，软件上使用神经网络算法对现场的干扰信号进行处理，防止装置受到不同环境下的信号干扰。
装置具体应用的神经网络算法如下所述：
网络有N层，其中，输入节点为n个，输出节点为m个，网络有N-2个隐层，第i层的神经元数为Ni，则有N1=n,NN=m;规定第i层第q个神经元的输出为y(i,q)，阈值为其中第1层的输出为输入的样本;从第i层的第s个神经元到第i+1层第q个神经元的连接权为W(i,s,q)。各层神经元的输出满足：
为了提高算法程序的通用性，用数组y，θ，W分别存储变量的输入输出、阈值和权重，式(1)中：
i=1时为输入，i=N时为输出;
反向传播计算公式为
其中：W'和q'分别为前一次迭代时的权重和阈值分别为上一次对权重和阈值的修正幅度;为动量项系数;η为步长;P为样本数;为误差函数，各层的误差函数为
输出层误差
隐层误差
其中，t为样本的教师值。
5.2 硬件抗干扰处理
在二次回路中由于分布电容电磁感应等因素，可能对二次设备造成干扰。
线圈除了有电感、电阻外，两端的联线间和匝与匝之间还存分布电容，电容两端电压Uc变化可表示为
式中，
当电阻较小时，电容两端的最大电压可用式(11)计算。
对此种干扰，线圈回路采用并联二极管和电阻或阻容吸收回路降低干扰，除此之外，还要在二次回路采取屏蔽等以减弱通道上的干扰。
6 终端组件
终端组件是由一个串联在地线和检测地线之间的0.375 W/12 V终端稳压二极管以及一个并联在稳压管两端的氧化锌型压敏电阻器组成，如图1所示。稳压管是保证能正确检测地线回路完整的重要元件，它在导通后电压保持在12 V电压，而地线检测装置能通过测量和它串联在一个回路中的直流电源限流电阻上的电压来判定断线和短路故障，这样就保证了直流电源限流电阻上电压的独立性。压敏电阻器用来吸收回路中的感应电压和浪涌电压[6]。
7 结论
电缆地线断线监测装置能可靠地检测地线回路的完好性[7]，当回路中出现单相接地、短路和断路时，该电缆地线断线监测装置能正确切除相应断路器并通过指示灯指示出对应故障以帮助相关人员进行线路检修。
该装置能可靠地应用于冶金、露天矿山采矿等大型移动用电设备中[8]，防止操作人员触电，保证了操作人员的人身安全。
参考文献
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新型保护套 篇11
[关键词]新型城镇化；被拆迁农民；权益保护
一、农村房屋拆迁中的主要矛盾和问题
拆迁法律制度是我国房地产法律制度和城市建设法律制度的重要组成部分。所谓拆迁是指拆迁人依法将建筑予以拆除，并对被拆除建筑的使用人予以迁移安置，对被拆除建筑的所有人予以经济补偿的活动。国务院2011年1月21日公布了《国有土地上房屋征收与补偿条例》，使国有土地上房屋的拆迁已有法可依。但集体土地上农民房屋的拆迁至今仍处于“真空”地带。随着新型城镇化进程的加快，由农民房屋拆迁所引发的各种问题不断增长，主要表现在以下几个方面：1.失房农民生活难。《宪法》第33条第三款规定：“国家尊重和保障人权。”生存权作为最基本的人权，在人权体系中，位居首位，被称之为“第一人权”，生存权在人权体系中的该等地位是基于人权本身所要求的，没有生存权，人权就无从谈起。所以，要保障农民的生活，必须要有房屋。这样，农民才不会流离失所，才能够安居乐业。2.失房农民就业难。“人们奋斗所争取的一切，都同他们的利益有关。”随着工业化不断发展，大批农民的房屋需要被拆迁。对于绝大多数的农村老百姓而言，房屋是他们的安身立命的地方，是其最重要的财产，农民没有房屋就没有地方住，基本生活得不到保障，就业更加困难了。3.司法救济力度不够。有救济才有权利。司法救济体现了人文关怀，是有利于保障人们权利实现的，然而现实中，房屋拆迁往往作为行政案件来审理，法院通常审查的是行政行为是否合法，因而失房农民败诉往往是毫无疑问的。
二、造成农村房屋拆迁中问题的主要原因
新型城镇化进程中，造成农村房屋拆迁的矛盾是有很多原因的，我认为最主要的原因有以下几种：第一，到目前为止，我国没有一部专门的关于农村房屋拆迁的法律或者规章。在农村房屋拆迁问题上，主要是适用《中华人民共和国土地管理法》，而城市房屋拆迁适用《城市房屋拆迁管理条例》。第二，农民法律意识淡薄，不懂得用法律武器保障自己的权利。在中国大部分的农民法律素质较低，在与国家公权力发生冲突的时候不敢或者不知道如何维护自己的合法的权益。第三，有关房屋的拆迁补偿不到位，并且不及时。因为公共利益的需要，农民的房屋被迫被拆迁，国家应当给予适当的补偿。然而在实践中，很多农民不满自己拿到的补偿款，并且补偿也不够及时。第四，行政部门自身缺乏科学合理的体制。曾经看到这样一则案例，2015年2月2日，电视上报道了这样一则新闻：河南开发商挖断公路，强逼村民搬迁。这从一个侧面反映出行政部门应合法合理行政。
三、完善农村房屋拆迁决策机制的建议
1.完善法律
任何一种权利的保护，没有相应的法律法规和稳定体制的保障，就必然是昙花一现。所以，保护被拆迁农民的权益，就必须从制度的完善入手。对于城市房屋的拆迁的法律规定，主要集中在《城市房屋拆迁管理条例》，而对于农村房屋拆迁却没有完整的法律规定，虽然在《宪法》和《物权法》中规定了一些条款，但是这是远远不够的，要建立专门关于农村房屋拆迁的法律法规，完善我国的法律体系，切实保障被拆迁农民的合法权益。
2.提高农民法律素养，勇于维护自身权益
在我国，农民占绝大多数，因此，要提高我国公民整体的法律意识，还是要从农民入手。随着城镇化的不断深入，有关的农村房屋拆迁问题将越来越多，农民如何在房屋拆迁中保护好自己的利益，首先要勇于会用法律维护权益。著名法学家梁慧星说：法律赋予了你权利，但如果老百姓不去斗争，不去捍卫自己的权利，任人宰割，那先进的法律也保护不了你，法律要靠我们权利人去维护。因此，我们要学习法律，宣传法律，努力提高自己的法律素养。
3.依法拆迁，规范权力
首先，在对农村房屋进行拆迁的时候，拆迁人要遵守法律，严格按照法律程序，依法进行拆迁。在宪法和法律允许授权范围内进行。政府有权不可任性，否则就会滋生腐败，严重损害被拆迁农民的利益，不利于维护宪法和法律的权威。其次，在房屋拆迁过程中，要以保护被拆迁农民的合法权益为根本。并辅以“适当倾斜照顾弱势群体利益原则”。最后，政府应加大对农村农民法律知识教育，提高农民的维权意识，安排专业人员为农民提供法律指导，法律咨询和法律援助。
四、结语
总之，在新型城镇化进程中，对被拆迁农民权益的保护是一个很棘手的问题，也是一个必须要认真对待的问题。农民在相当长的一段时间内在社会的自然分层中处于弱势地位，因此，在制度层面加大对他们的合法权益的保护就尤为关键。同时，政府应加强监督，规范权力的行使，有权不可任性，切实保护被拆迁农民的合法权益，共建和谐社会。
参考文献：
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新型保护套 篇12
随着煤矿采掘机械化程度的提高,以防爆柴油机车作为动力的矿井辅助运输车辆因具备运输距离长、维修保养方便、运输效率高等特点而受到越来越广泛的关注[1,2]。车辆安全保护系统作为确保车辆在井下安全运行的关键系统之一,其性能的优劣对车辆能否安全使用、性能可否充分发挥起到至关重要的作用。
传统的防爆柴油机车安全保护系统具备检测发动机冷却水温、表面温度、排气温度、发动机转速、机油压力及瓦斯体积分数等功能,并能根据这些指标限值对发动机进行断气保护。但随着车辆使用要求的提高而需要越来越多的功能扩展时,传统的安全保护系统由于采用集中控制方式,即所有参数的采集和控制均由单一控制单元实现,因而很难增加监测点及控制输出点,同时,显示器显示参数过少且不清晰也很难满足用户的需求。
本文介绍一种基于CAN总线及采用分布式控制技术的新型防爆柴油机车安全保护系统的设计。该系统克服了传统的安全保护系统的缺陷,具备多参数在线监测及数字仪表显示、蓄电池充放电管理、全矿井车辆远距离数据无线射频通信、车辆与驾驶人员之间的近距离射频通信以实现车辆驾驶人员信息登记及声光预报警、停车保护等多种功能,同时,可方便进行功能扩展。
1 系统结构
新型安全保护系统主要由智能监控单元、显示器、继电器控制箱、总线信号转换器、开关量采集单元5个设备组成,各设备之间采用CAN总线通信,即各数字总线设备将采集到的数据信息通过CAN总线传送到显示器,显示器根据协议进行解析并处理完成监测与显示功能。系统分布式网络拓扑结构[3]如图1所示。
图1中,各设备之间采用长度不超过7 m的MHYVR1×4(7/0.28)型本质安全电缆相互连接。智能监控单元由电池箱提供的DC24 V和DC28 V非本质安全电源(蓄电池输出DC24 V,发电机调节器输出DC28 V)供电,对外采用长度不超过8 m的MYQ型橡套电缆连接。
2 系统硬件设计
新型安全保护系统在兼具传统的安全保护系统已有功能的基础上,采用多节点分布式网络控制方式实时监测和控制整车运行状态及过程,并在相关参数超过预设安全限值的紧急情况下对车辆进行熄火保护。
智能监控单元是新型安全保护系统的主要模块之一,它由非本质安全电源浇封模块和本质安全采集模块组成。采集模块主要负责包括发动机温度、相关压力、液位及转速等行车参数以及瓦斯体积分数等环境参数的采集,并根据当前监测量及预设的相关参数允许范围进行逻辑判断,决定是否输出熄火控制信号以控制熄火断气电磁阀的开合。电源浇封模块则可接入由发电机调节器和蓄电池提供的非本质安全电源,并可将其转为DC12 V本质安全电源,同时,控制非本质安全熄火继电器实现对熄火电磁阀通断的控制。
继电器控制箱的主要功能是主控板接收控制命令,完成包括启动继电器、前灯(远、近光)继电器、尾信号灯继电器、倒车报警继电器及转向灯继电器在内的继电器输出控制,其防爆型式为隔爆型。
开关量采集单元主要负责本质安全型控制开关的接入,是防爆柴油机车安全保护系统的一大改进,与传统的安全保护系统的隔爆型硬开关(即在非本质安全线路上直接进行通断)相比,新型安全保护系统采用MOS开关控制电路的通断,不仅提高了安全可靠性,也大大减小了开关模块的体积。前灯、尾灯以及转向灯开关信号均通过该模块内部的单片机采集,并通过CAN收发器向总线发送,以供继电器控制箱接收后控制相应的继电器动作。
总线信号转换器采集各种传感器信号,如表面温度、排气温度等信号,被采集到的信号由单片机发送至CAN总线。
显示器采用汽车仪表盘显示方式[4,5]。该数字仪表采用高清宽屏液晶显示系统,显示图形贴近汽车仪表图形,可显示车速里程、车辆各种状态、电池管理电量、当前瓦斯体积分数、转速、时速、总里程、温度、水位、油位等参数信息。在各种参数中,重要参数在显示器左侧进行点阵显示,同时在显示器右侧进行具体数值的滚动显示。显示器可完成采集单元与显示器处理单元之间的数据传输、数据存储及相关参数的实时显示与监控;显示器处理单元与外部胶轮车监控系统之间的无线远距离射频通信可完成车辆定位;显示器处理单元与驾驶人员之间的近距离射频通信可完成车辆驾驶人员信息登记以及基于红外遥控方式的显示器人机交互功能。
3 系统功能应用
3.1 正常运行
接通电源气控开关,旋转钥匙开关至通电档,显示器即可正常工作,此时系统自动进入自检程序,同时,智能控制单元输出熄火控制信号,确保自检期间不能启车。自检通过后,停止熄火控制信号输出,此时,显示器显示可以启车。对于“电启动”系统,应将钥匙开关旋转至“启动档”,启车动作发出后,继电器控制箱会根据当前发动机转速值决定是否输出启车继电器控制信号以启动车辆。对于“气启动”系统,可启动相应的气马达开关以启动车辆。车辆正常启动后,所监测的各种参数以图像界面的形式清晰地显示在彩色屏幕上。
3.2 超标与故障报警
车辆在运行过程中,智能监控单元监测到任何参数超标或传感器元件发生故障时,显示器均发出声光报警提示,并在显示器上显示相应的报警界面。故障报警主要指传感头或传感器线路发生短接或断路的情况,其对应的报警方式为间歇式报警,间歇时间可设定。参数超标报警指监测参数超过其正常范围时,除瓦斯体积分数外,显示器先显示该参数的报警内容,连续超标一段时间以上时,智能监控单元将发出熄火控制信号,强行关闭发动机,而瓦斯体积分数超标时,将立即关闭发动机。
4 结语
基于分布式结构的新型防爆柴油机车安全保护系统与传统的集中控制式安全保护系统相比,主要具备以下优点:
(1) 实时监测平台以CAN总线技术为基础,监测参数包括了整车关键部件的温度、压力、液位、瓦斯体积分数、开关量信号,测点功能扩展方便;
(2) 本质安全型液晶显示器采用汽车数字仪表显示方式,直观显示机车运行参数及故障状态;
(3) 具备蓄电池充放电管理功能,为机车安全供电运行、提高蓄电池寿命、方便实时了解电池电量提供了有力保障;
(4) 采用无线射频通信模块可实现远距离车辆定位、数据信息的采集与数据交互;
(5) 采用13.56 MHz读写模块可完成近距离数据信息的采集,实现机车监控仪对车辆驾驶人员信息登记等功能;
(6) 可通过遥控方式灵活配置机车监控仪参数,方便地实现人机交互功能,从而更好地满足不同客户的需求。
该系统在自行研制的7 t多功能机车上进行了为期30 d的井下工业性试验,在整个试验期间,并未发生由于系统电气故障而导致停车的现象。实践证明,该系统电气性能可靠、故障率低,满足矿用车辆的设计要求。
摘要：针对传统的防爆柴油机车安全保护系统采用集中控制方式而存在很难增加监测点及输出控制点的问题,设计了一种基于CAN总线及采用分布式控制方式的新型防爆柴油机车安全保护系统。该系统中的智能监控单元、显示器、继电器控制箱、总线信号转换器、开关量采集单元通过CAN总线组成分布式网络拓扑结构,实时监测机车在行驶过程中的各种状态以及驾驶员输入的信号,实时显示特定参数,并根据所监测到的状态和预先制定的逻辑关系对继电器的输出做出相应控制,从而保证了机车安全、稳定运行。井下工业性试验结果表明,该系统电气性能可靠、故障率低,满足矿用车辆的设计要求。
关键词：防爆柴油机车,安全保护系统,分布式控制,CAN总线
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