自动定位控制（精选9篇）
自动定位控制 篇1
样品剪切是样品检测的一个重要环节。宽厚板试样剪作为样品剪切及运输的设备,它的自动定位控制关系着样品的喷号质量及剪切质量。
试样剪的待取样板取自定尺剪的母板取样区域。在母板切取下(5～50)mm(厚)×(200～400)mm(宽)×(1 500～4 150)mm(长)的待取样板,使之落到定尺剪下方的1#传送链上,1#传送链反转将其运送至2#传送链。待取样板在此处进行喷号定位并完成喷号动作,再由2#传送链将其运至入口传送链进行长度定位后剪切。
试样剪的自动控制系统选用了德国SIEMENS公司的PLC控制系统,程序采用SIMATIC PCS7系统, 人机接口程序采用WinCC6.0。
1 剪切过程的自动定位控制原理
剪切定位就是确认样板长度。此功能由CSRAP KICKER(推钢装置)、PLATE STOPPER(停钢装置)、DIPPING TABLE(摆动辊道)、ROLLER(输送辊道)共同控制,并由剪切定位顺控执行。
剪切定位过程如图1所示,由操作工在操作台上按下剪切定位按钮后开始执行。当模式为自动或半自动模式时,摆动辊道提升。这时判断钢板的长度,当待取样板小于或等于设定长度时,需要将推钢装置缩回并下降,而停钢装置到前进位。推钢装置前进至前进位或者停钢装置到停止位完成剪切定位。当待取样板大于设定长度时,停钢装置到停止位输送辊道开始转动至钢板到达停钢装置的停止位后完成剪切定位(其中到位信号是由接近开关进行检测的,停钢装置的前进位距上剪刃水平距离为500mm)。
原设计的定位为固定的500mm,是用接近开关检测的。由于钢板的品种和规格的多样化,这样的设计不能满足取样的需求。
2 控制优化
剪切定位的控制优化是为了解决取样的多样化。它将原来只能定位500mm的单一样板改为可定位长度在300～800mm之间的样板。
原设计的定位控制多用接近开关进行检测,由于数字量信号的限制造成定位的单一性。我们将位置控制改用光电编码器进行检测,原理图见图2。
2.1 测量传感器的选择
根据机械设备的要求,控制精度最高为10mm,则选用的增量编码器分辩率原则上取5倍即满足要求,故每脉冲数达到2mm即可。测量辊辊径选择标准为191.08mm,增量编码器分辩率取3000P/r,公称厚度取4～16mm。
2.2 测量原理
在自动采样系统控制中,采用的是周期计数模式。当计数模板各通道获得门信号后,根据计数的方向,从PLC计数范围的起始值开始周期计数,只要在门信号打开时,脉冲信号进入高速计数模板即开始计数功能。当门信号到达时计数脉冲被计数,如果门关闭计数脉冲不再被计数,计数器状态保持为一个常数值。见图3。
2.3 控制流程
当剪切按钮被按下时开始执行剪切顺控:光电编码器检测到信号时钢板开始计数,当测量长度等于设定的头部长度时,开始头部剪切,剪切完成后光电编码器读数清0。
当钢板大于设定长度时,辊道启动,光电编码器从0开始计数,当测量长度等于设定的取样长度时,开始剪切,剪切完成后光电编码器读数清0,开始二次定位。
当钢板小于设定长度时,推钢装置下降,与辊道夹住样板送钢。光电编码器从0开始计数,当测量长度等于设定的取样长度时,开始剪切,剪切完成后光电编码器读数清0。
在自动模式下停钢装置根据二级传递的样板长度进行定位。在半自动模式下停钢装置根据操作工在HMI的剪切长度修改窗口手动输入的样板长度进行定位。图4为HMI上剪切长度修改窗口[4]。
3 优化后效果
图5为优化后顺控趋势图。从图5看,试样剪自动定位控制优化后很好地完成了设定目标。
4 结论
试样剪的自动控制优化,减少了因钢板在传送链上打滑、滚轮磨损等原因造成的长度定位不稳定、误差较大等缺陷。将原来只能定位500mm的单一样板改为可定位长度在300～800mm之间的样板。
完善了之前系统的不足,在合理利用资源的同时取得了更好的效果。
本系统自优化以来,运行平稳,满足了客户对取样的多样化要求,各项指标都达到了预期要求。
参考文献
[1]杨占廷,梁立辉.钢板高质量剪切工艺的研究及生产应用[J].酒钢科技,2007(03):99-102.
[2]柴瑞娟,陈海霞.西门子PLC编程技术及工程应用[M].北京:机械工业出版社,2008.
[3]卢子广,周永华.自动控制理论[M].北京:机械工业出版社,2009.
[4]梁绵鑫,罗艳红,等.WinCC基础及应用开发指南[M].北京:机械工业出版社,2009.
自动定位控制 篇2
关键词：10kV配电线路；线路故障；自动定位；自动隔离；电力资源；供电质量 文献标识码：A
中图分类号：TM714 文章编号：1009-2374（2015）15-0143-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.074
现代化社会是电力资源广泛应用的社会，各行各业的发展都依赖于电力资源能源，而且随着人们生活水平的提高，对于供电服务质量也提出了新的要求，整个社会形成了对电力资源的依赖，10kV配电线路是重要的线路，其运行质量与工作水平都直接关系到供电服务效果，因此，必须加强对10kV配电线路故障的预防与处理，采用自动定期与自动隔离技术，对10kV配电线路故障解决和处理。
1 配电线路故障自动定位技术
配电线路故障问题是常见的问题，然而，故障定位检测包括两大方法：故障指示器、线路FTU。前者能够对线路故障进行分段定位，但是无法实现自动定位，这样就带来了定位难度，而FTU技术则可以发挥自动定位与隔离的功能，但是其造价过高，不具有普及意义。
可以将故障指示器同GPRS技术联系起来，共同发挥对配电线路的故障定位与监测，从而实现安全高效供电，其中主要包括以下设备：故障指示器、IPU、CM200以及用户监测信息系统，实际的工作原理图见图1：
图1 配电线路故障自动定位系统
1.1 系统结构介绍
第一，故障指示器。将其设在开关拒或者架空线的母排上，其中涉及到的运转流程与部件包括电流检测、数字编码、就地指示、发射单元等。具体的定位检测过程为：配电线路出现故障后，故障指示器就会接到故障信号被触动，并把故障信号以数字编码的形式，途径发射单元，最后传送至IPU。故障指示器具体的工作过程见图2：
图2 故障指示原理图
如果5-8区段出现故障问题，那么，1-5检测点（3点除外）都会出现故障信息，这样就能很快地实现故障定位。
第二，IPU。也就是信息处理单元，通常设置在线路分支环节，IPU能够接受故障编码信息，然后破解编码信息，再将其同信息处理单元地址结合，打造出一个综合地址码，通过无线通讯系统传播出去。
第三，数据处理与转发系统。其作用就是接收来自于信息处理单元的信息信号，并实施解码、解调，最后呈现出来。
第四，用户监控信息系统。对故障进行指示并定位，而且同GIS系统一道，共同打造出一个独立的软件子系统。其中涵盖两大系统，分别是配网故障监测与定位系统与图形编辑系统。前者能够达到对配网运行情况与故障问题随时检查、控制，并准确地对故障点定位，为线路的维修创造有利条件；后者则发挥着对配网图的修改与编辑的功能与作用。
1.2 故障自动定位系统的运行原理
一般来说，单相、相间接地短路故障问题的定位与检测场用到这一技术。配电线路出现故障问题时，故障指示器会自行反应，发出红色警示，对应传播一种无线调制编码信号，信息处理单元接受到这些编码信号后，进行解调、解码，随之把信息处理单元的地址码信息与编码信息进行综合，再通过编码调制，最终传播发送，这些信号被数据处理与转发系统接受，再被解调，再将解调后的信息发送到通信主站，再实施解码，最终信息被传入监控中心的线路故障计算机系统，计算机系统对所接收的信息信号通过逻辑运算、归类编辑等，最终对故障点定位，并将这一点显示在电子地图上面，为维修处理提供清晰思路。
2 配网故障自动隔离技术
在自动定位系统发挥定位功能以后，如果不及时进行隔离处理，容易导致整个供电系统供电中断，因此，在自动定位技术应用的同时，也要采用隔离技术。
对于10kV配电线路来说，为了确保故障发生时继电保护具有一定的灵敏度，使得配电线路整体上都进入被保护状态。然而，这样往往会导致整个线路供电中断，这是因为配电线路上下级保护之间往往是交替配合的。针对这一问题就要在自动定位技术基础上选择自动隔离技术，通常智能型分界负荷开关隔离系统是正确的
选择。
2.1 隔离系统功能
第一，单相接地故障。对于这一类型的故障，一般实施自动切除，也就是一旦出现单相接地故障时，分界开关会主动分闸，将故障性线路隔离出来，其他支线依然正常运转。
第二，相间短路故障。通常采用自动隔离的方法，当故障发生后，分界开关在变电站出线保护跳闸后即刻分闸。变电站重合后，发生故障的配电线路则会被单独隔离开来，同样其他支线正常运转，用户也会持续享受供电服务。
第三，故障定位快。在分界开关的分界定位与保护下，只有保护范围内的用户才能停电，而且倘若此时用户能够积极上报情况，供电部门则会立刻亲临现场解决问题，而且如果再在分闸开关基础上安装一套通讯系统，故障问题信息则会更加飞速地得到反馈和处理。
2.2 系统运转原理
智能分界开关中通常安装两相电流互感器，及时供给电流信息，这样既达到了用户的用电负荷，又能有效监测配电线路的工作情况。当开关界内出现短路问题时，能够监测识别故障电流。开关中安装电压互感器，能够有效监测线路电压，同时为控制器供应电源，不需要额外链接电源，也能够达到保护的目的，同时开关内安装了零序电流互感器，单相接地故障发生后，非常微小的零序电流信息就能流出，从而为控制器提供保护判断的参考。
如果开关界内出现相间短路问题，通过对比两相数值来分析是否存在故障问题，这两项数值为：控制器监测得出的电流值、相间短路故障设定值，对应也会将短路故障问题记录下来。变电站重合以后，发生故障的线路已经处于隔离状态，其他用户依然能够正常用电。在分界开关的动作控制下，故障问题发生后，控制器中的警示设备会不断给予提醒，从而为故障检修人员提供有利条件。
3 实际运用成效分析
无论是故障自动定位系统还是隔离系统，经过在10kV配电线路中运用，事实证明效果明显，这两大自动系统的运用一方面减少了故障巡查人员的工作量，另一方面也提高了故障问题解决的效率，确保了供电的持续。更重要的是这一系统体现出构造简单、安全，运行方便等优点，特别适用于低压配电线路，对于10kV配电线路故障诊断效果十分明显，不仅能有效定位故障，及时解除故障，同时也能维护非故障区域的正常用电。
4 结语
10kV配电线路故障自动定位系统与自动隔离技术，在故障问题诊断、分析与处理方面发挥了十分重要的作用，提高了供电的安全性、可靠性，同时也节省了配电线路故障处理成本，特别适用于解决10kV配电线路故障问题，是一项值得深入发展与推广的技术。
参考文献
[1] 黎莺.浅谈配电网自动化系统线路故障自动隔离功能[J].中国新技术新产品，2009，（12）.
[2] 张焕峰.配电线路故障的快速切除与隔离技术初探[J].电子制作，2013，（21）.
[3] 杨琦.线路故障自动定位系统深化应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2014，（3）.
作者简介：陈伟森（1977-），男，广东江门人，广东电网有限责任公司江门供电局工程师，研究方向：配电运行
管理。
旋挖钻机回转自动定位控制系统 篇3
关键词：旋挖钻机,控制系统,回转自动定位,可编程控制器
1 系统概述
旋挖钻机在施工过程中, 当钻机确定孔位后, 钻进→提钻→上车回转→排渣→转回孔位→再钻进, 这样的动作过程是循环进行的, 完成一个孔深几十m的孔, 这样的过程要进行几十甚至上百次。而每次排渣转过的角度大小都是任意的, 因此钻头每次转回并对正孔位均需要操作手仔细观察并适当调整, 该动作的时间直接影响了成孔效率。
回转自动定位即旋挖钻机在钻孔作业时, 钻头每次提起、回转任意角度抛土 (即排渣) 后可自动回到原工作孔位。回转自动定位功能的实现使操作手在反复循环钻孔作业时, 不需用眼观察、人工对准孔位, 而由钻机控制系统自动、快速、平稳地对正孔位, 降低了操作手的劳动强度和因反复进行孔位对准动作引起的疲劳, 同时保证了成孔质量, 提高了劳动效率。
旋挖钻机回转自动定位控制系统是在充分运用电液比例控制技术、信号反馈控制技术、C A N-B U S总线通讯技术的基础上研发成功的。电气控制系统采用控制器、显示器、编码器总成、回转开关等装置, 显示器上设有“孔位确定”按钮, 钻头回转任意角度排渣后, 只需按下“自动回转”按钮开关, 编码器准确检测出回转方向及回转位置, 并通过CAN总线将数据传送给控制器, 控制器进行一系列运算并输出PWM信号控制回转电液比例阀, 使钻机自动转回相应的角度、钻具自动对正已确定孔位, 并在显示器上实时显示出转动角度。此系统不仅可以提高整机作业效率, 减少操作人员的劳动强度, 更重要的是提高了成孔质量和整机性能。经反复试验研究, 并不断对软件进行改进, 现对正精度可达到±0.1°, 完全能满足施工要求。
2 系统硬件实现
系统硬件由可编程控制器、液晶显示器和旋转编码器组成。
1) 可编程控制器通过Co De Sys2.1软件编译控制程序, 同时具备CAN2.0B和CAN Open总线接口, 拥有特殊的I/O端口设计, 通过编程设定I/O端口为DI、AI、PI、DO或PWM输出。
2) 液晶显示器利用ITE6图形编辑器/C语言编程, 图形文本混合显示 (图1) , 一个CAN-BUS接口与控制器相连。
3) 旋转编码器采用12位单圈绝对型编码器, 供电电压为10V~30VDC。如图2所示, 编码器通过联轴器安装在车辆的中心回转体上。例如, XR200钻机的最大回转半径为4 800mm, 编码器的分辨率为212, 即4 096, 则可算出回转自动定位的精度为δ=2π×4 800/4 096≈7.4mm。
1-中心回转体;2-安装支架;3-联轴体;4-绝对型编码器
2 系统软件实现
回转自动定位控制系统程序流程图如图3所示。
回转自动定位控制系统是国内外旋挖钻机生产厂家近年来的科技攻关难题, 除意马公司等少数国外厂家能实现这个功能外, 国内厂家尚不能实现, 主要是回转精度难以保证。某些厂家通过研究虽然可显示出回转角度, 但自动回位精度远不能达到施工要求。在软件编程中, 我们遇到的难点在于:首先, 作业过程不确定因素太多, 如油门大小不同引起回转速度的不同, 钻具 (每次钻土量不同) 、工作幅度变化引起回转惯性的变化、液压系统的泄漏与误差 (随着时间推移会有所改变) 等;其次, 自动返回时回转速度的控制, 回转速度既不能太快以免引起冲击和震动, 也不能太慢而影响工作效率。因此在软件编程中我们通过反复推敲、试验, 一一解决了这些难题, 例如, 自动返回时回转速度的控制采用了三段式控制, 既保证了回转速度, 又使动作更加平稳, PID调节的参数设置也经过了反复试验研究。
企业内部控制的目标定位 篇4
关键词企业本质；利益相关者；集体选择；企业价值创造与分享；内部控制
内部控制是一个古老而又新颖的话题。作为一个人造系统。人们在应用内部控制时赋予了其不同的功能，因而形成了不同视角、不同导向的内部控制。内部控制主要包括：审计视角的内部控制、管理视角的内部控制和公司治理视角的内部控制。各种视角的内部控制在目标导向、控制主体和控制方法等方面都存在着较大的差异。我国目前正处于企业内部控制标准的研究和制订建设阶段，如何确定我国企业内部控制标准的目标定位。需要我们认真加以思考，也迫切需要理论研究的支持。
一、不同视角和导向的内部控制
内部控制源远流长。最早的内部控制出现于公元前3600年—公元前3200年的苏美尔文化时期。早期的内部控制主要是内部牵制，以保护财产安全、完整和账目记录真实、可靠为主要目的。内部控制最初并非产生和应用于企业领域，而主要是为国库、庄园等使用。直到中世纪出现商业组织以后才开始在企业中得到应用。伴随着社会经济的变革和企业组织的发展、变化，人们对内部控制的概念和作用逐渐形成了不同的认识，内部控制的实践应用更是呈现出多样化的发展态势，并导致内部控制理论和实践的分野，形成了不同视角、不同导向的内部控制理论和实践。
梅加(Maijoor，2000)将内部控制的研究分为三个部分，一是审计学视角的内部控制，主要关心业务循环和交易层面的内部控制，属于微观内部控制；二是组织理论视角的内部控制研究，主要关注对内部单位和部门的控制(如预算控制)，将控制作为管理职能的一个领域，实际上研究的就是管理控制，属于中观内部控制；三是经济学视角的内部控制研究，分为两个方面：一是以交易成本经济学为基础，研究的问题跨越中观、微观两个层面，如交易特点和控制形式、市场与企业的关系、企业内部的组织形式选择等；二是以委托代理理论为基础的内部控制研究，主要研究外部投资者与企业内部管理者之间的关系，属于宏观层面的内部控制(郑石桥，2006)。
由于至今人们对内部控制的概念尚没有一个统一的认识。因此，出现上述不同视角的内部控制也就不足为奇。事实上，作为一个专门术语，“内部控制”更多是在会计学、审计学领域中被使用，我们经常引用的内部控制概念也都是来自于会计、审计领域的研究成果；而在管理学中更多使用的是“管理控制”；在经济学中则更多使用的是“企业控制”或“公司治理”。梅加所提到的组织理论视角的内部控制研究实质就是管理控制研究；经济学视角的内部控制研究实质上就是公司治理研究。内部控制、管理控制、公司治理都是一种控制活动，只不过它们各自的控制目标、控制主体、控制环境、控制对象和控制方法有所不同而已。对此，审计学、管理学、经济学都从各自的视角对其作出了界定。似乎并没有什么问题。但是，对每一个企业来说，是否需要同时建立上述三种控制体系呢?如果不必那样，那么应当如何去构建企业的控制体系呢?对于这一问题，单从上述任何一个视角去研究，永远不会得出一个统一的结论。必须跳出企业，站在一个更高的高度去研究企业的活动及其控制。
二、对企业本质的重新认识
不论是哪一視角的内部控制，其性质都是一种制度安排。任何一种制度安排都必须与其所处的环境相适应，必须以环境分析为立足点。对于企业内部控制来说，其研究设计必须考虑企业所处的外部环境和内部环境，前者是指企业所处的政治、经济、社会、科技和文化环境；后者则是企业自身的特点。与企业会计准则相比，内部控制标准的技术属性相对较低，而社会属性相对较高。因此，企业内部控制标准需要更多地考虑各国不同的政治、经济、社会、科技和文化环境，不能简单趋同，更不能盲目照搬。撇开企业外部环境不谈，每一个企业的内部环境也是千差万别的，因此，不可能有一种能够适应所有企业的内部控制制度。不过，这并不意味着制定内部控制标准是徒劳的。关键是内部控制标准应当定位于内部控制的一般原则和基本框架，而不是某种具体的操作模式。为此，我们需要对形形色色的企业的本质有一个高度的概括。
现代企业理论认为，企业的本质是一系列契约的组合。但是，这种概括对企业理论研究的助益不大。而利益相关者理论和集体选择理论则可为我们深化企业理论的研究提供强有力的支持。从利益相关者理论和集体选择理论的角度进行分析。构成企业的各种契约也就是作为缔约主体的企业利益相关者的集体选择，因此，企业的本质是企业利益相关者的集体选择。参与这种集体选择的利益相关者(企业契约的缔约主体)通过集体选择确定他们的共同利益，对这种共同利益的追求决定了企业的目标。
但是，并非企业的所有利益相关者都能够参与企业的集体选择或成为企业契约的缔约主体，因此，我们可以按是否能够参与企业的集体选择将企业的利益相关者分为两大类：1.企业内部的利益相关者，这类利益相关者实际参与企业的集体选择，他们是企业的共同利益和目标的制定者。并力图通过他们的合作实现这一共同利益和目标。企业内部利益相关者的共同利益和目标体现的是企业的商业价值，分享这一商业价值的主体也正是这些内部利益相关者。2.企业外部的利益相关者，该类利益相关者不能直接参与企业的集体选择，但由于企业的活动会对他们的利益产生直接影响，即他们承受的是企业经营的外部性，这种外部性体现了企业的社会价值。因此，企业外部利益相关者既是影响企业商业价值(内部利益相关者价值)实现的环境因素，同时也是分享企业社会价值的利益主体。企业内部利益相关者通过集体选择产生的外部性与企业外部利益相关者发生联系。
在此，需要强调的是：参与企业集体选择的利益相关者并非一成不变，而是随着企业的发展变化不断变化，并由此导致企业组织形式和企业共同利益的变化，从而使企业内部利益相关者和企业外部利益相关者也处在动态调整的过程之中。原来是企业内部利益相关者的，可能演变为企业外部利益相关者；而原来是企业外部利益相关者的。则可能转化为企业内部的利益相关者。
企业内部利益相关者决定了企业的边界。随着企业内部利益相关者的变化，企业的边界也在不断地进行调整。在不同的企业中，企业内部和企业外部利益相关者的构成可能极不相同。例如。在传统企业中，企业内部的利益相关者可能只包括有限的几名出资人，他们的共同利益是企业实现的净利润，其他利益相关者(包括供应商、顾客、经营者、员工、债权人、政府等)都是企业外部的利益相关者。在这样的企业中，企业经营的目标是最大化出资人的共同利益——净利润。但追求出资人利益最大化往往意味着供应
商、顾客、经营者、员工、债权人、政府等利益相关者利益的最小化。这势必会造成企业外部利益相关者和企业内部利益相关者之间利益的对立和冲突，这种对立和冲突往往会导致企业陷入困境，无法持续经营下去。为了化解这种对立和冲突，越来越多的企业开始将经营者、雇员等其他利益相关者纳入企业内部利益相关者之列，在这种情况下，企业的共同利益即企业的目标就不再是净利润，而变成了某种新的价值增值指标，如增值额。
由此可见，企业内、外利益相关者构成的多样性和动态性使得企业的共同利益(或企业的商业价值、内部利益相关者价值)可能表现为多种形式。当决定企业目标的内部利益相关者只是股东这一类利益相关者时，企业的商业价值就是股东价值，其价值增值指标就是净利润；但当决定企业目标的内部利益相关者范围进一步扩大时，企业商业价值的内涵和外延也会随之扩大，而企业社会价值(企业对外部利益相关者的价值)的内涵和外延则随之缩小。当企业内部利益相关者不仅包括股东，而且还包括债权人、经营者、员工、政府等利益相关者时，即实现利益相关者共同治理时，企业的商业价值就变成了一个广义的利益相关者价值，此时的企业价值增值就变成了由企业从客户取得的收入扣除从供应商取得的投入后的余额，在数额上相当于净利润加上利息、工资、奖金和福利、税收等。因此。股东价值只是利益相关者价值的一种表现形式，利益相关者价值具有更为丰富的内涵，现实企业的价值追求则处在以股东价值和广义利益相关者价值为两极的中间地带。
三、公司治理和企业管理的有机统一体：企业价值创造和分享系统
企业内部控制目标如何定位?不言而喻，它应服务于企业的目标。但是。现有理论通常把公司治理和企业管理作为两个不同的事物看待。因此，也就会有经济学视角的内部控制和管理学视角的内部控制之分。公司治理和企业管理完全是泾渭分明的两套系统呢，还是可以形成一个有机统一体?这一问题是影响企业内部控制目标如何定位的一个关键问题。
对于公司治理和企业管理的关系，国内外的学者都有过不少的论述。Tricker(1984)认为：管理是运营企业，而治理则是确保这种运营处于正确的轨道之上。Kenneth N.Davton(1984)指出：公司治理是被董事会用来监督管理层的过程、结构和联系。企业管理则是管理人员确定目标以及实现目标所采取的行动。公司治理和企业管理既有联系，也有区别，如同一枚硬币的正反面。谁也离不开谁。Banaga(1995)等人指出：应该将公司治理与企业管理综合起来加以研究，并提出了一个描述性模型。田志龙(1999)借鉴Banaga的思路，构造了一个公司治理与企业管理的整合分析模型。在这个模型中，他通过两个系统把公司治理系统和企业管理系统联系在一起，一个是企业外部环境系统，包括政治、经济、社会文化、顾客、供应商、竞争对手、资本市场等因素；另一个就是企业信息网络系统，认为它应是公司治理系统与企业管理系统的共同组成部分和赖以有效运作的基础。吴淑琨、席酉民(2000)认为：从终级目的看。公司治理和管理均是为了实现财富的有效创造，只是各自扮演不同层次的角色。公司治理模式主要考察的是构成公司的各相关利益主体之间的责权利的划分以及采取什么样的手段实现相互间的制衡，它是企业财富创造的基础和保障；企业管理则是在既定的治理模式下。管理者为实现企业的目标而采取的行动。这是财富创造的源泉和动力。两者间的联结点就是企业的战略管理层次。
笔者认为，公司治理與企业管理实质上是密不可分的。体现在战略管理层次上更是这样。正如Kenneth N.Dayton所说，公司治理和企业管理，就象一枚硬币的正反面，谁也离不开谁。企业是利益相关者集体选择的结果，作为契约主体的各利益相关者一方面向企业投入资源；另一方面又参与企业经济利益分配。从企业获取回报。公司治理是利益相关者对他们相互之间的关系所做的调节和控制，既包括利益相关者在资源提供方面的关系。也包括利益相关者在利益分配中的关系。公司治理的目的就是要达到利益相关者关系的最优化。最优的标准是最具有公平性和效率性；而企业管理则是一个价值的创造过程，企业管理的目标应当是企业价值(或内部利益相关者价值增值)最大化。企业管理通过合理组织和利用各方利益相关者所投入的资源。实现价值的增值和价值创造的过程。其目标是企业价值增值的最大化。由此可见。没有公司治理。就不会有利益相关者之间的合作，也就不存在可供企业管理运用的资源，价值创造就无从谈起；如果没有企业管理，利益相关者投入的资源就不会有效增值，利益相关者的经济利益就无法保障，利益相关者的合作难以持续，公司治理也将化为泡影。因此，跳出企业来看企业，公司治理和企业管理实质上是一个有机统一体，这个统一体可以概括为“企业价值创造和分享系统”。
四、企业价值创造与分享系统的核心内容
进一步审视公司治理与企业管理所组成的“企业价值创造和分享系统”，不难发现。虽然不同的企业所追求的企业价值有所不同，企业价值的分享方式也有差异，但是，追求企业价值最大化和企业价值分享关系的最优化却是所有企业的共同追求，这正是企业价值创造和分享系统的核心所在。企业内部控制的目标应当紧紧围绕这一核心展开。
如何创造更大的企业价值?价值链管理理论告诉我们，企业的价值链可以分为外部价值链和内部价值链。从外部价值链来看。价值链上各主体之间并非一方受益而另一方蒙损的零和博弈，通过实施价值链管理，改善价值链上各主体间的关系，实行价值链各主体间联合运作，常常可使各方均得以受益。因此，实施价值链管理的企业有可能通过建立基于共同利益的协作伙伴关系，先增加整个价值链的增值，然后再通过合理的价值链增值分享实现各主体(包括企业、企业的各外部利益相关者)的价值增值的增加。需要指出的是，在价值链增值的创造和分享中，企业的内部利益相关者是以一个整体(其利益由企业来代表)出现的。
企业要在整个价值链的价值创造中作出贡献，并以此为基础分享更大的价值链增值从而实现更大的企业商业价值，就必须对企业内部的价值链进行管理。从企业内部价值链来看，企业的价值链增值或企业价值增值可分解为各流程的增值(流程产出价值一流程投入成本)。进一步分析，流程的运作是以作业为对象的，因此流程增值又可分解为各作业的增值(作业产出价值一作业投入成本)。或者说，在企业内部价值链中，流程中的作业增值汇总成该流程的增值。而各流程增值则可汇总成企业价值增值。
自动定位控制 篇5
冶金烧结厂混料系统由料斗、运料小车、固定导轨、小车导轨、混料系统、供料系统及液压装置组成。混料系统的正常运行要求2辆运料小车在小车导轨的4个位置准确定位, 即小车导轨与固定导轨需快速对准。目前, 该项工作主要由人工操作, 生产效率低, 定位精度不高。基于此, 笔者提出了一种采用PLC+变频器的联合控制系统以及自学习控制策略, 使运料小车在任何条件下都能快速准确地自动定位, 实现了混料系统的自动化、高效化工作。
1系统控制策略
根据本次定位结果计算下一次的运行参数, 对本次运行参数进行修正, 修正的结果使系统在任何环境下都处在最佳参数下运行。
在干燥气候条件下, 假定运料小车由位置Ⅰ向位置Ⅱ运行, 如图1所示, 当运料小车的Z0齿通过SN1时, PLC控制变频器以10 Hz/s的速率降频, 当频率降到20 Hz后稳定运行;当运料小车的Z11齿越过SN1时, 仍以上述速率降频, 且频率降到10 Hz后稳定运行;当运料小车的Z15齿越过SN1时, 制动停车, 小车准确停在Z16处, 固定导轨与运料小车导轨准确对齐。
在潮湿气候、雨天、导轨上结冰等恶劣气候或运料小车制动功能退化等情况下, 运料小车的制动距离延长, 运料小车有可能停在Z15、Z16或Z16、Z17之间 (具体位置由PLC对SN3的计数值确定) , 从而影响运料小车的定位准确度, 因此, 必须对下次运料小车运行的最低稳定运行频率进行修订。
图2为运料小车制动位置图。
当运料小车制动时, 有:
式中:s为运料小车制动的距离;f为运料小车制动的摩擦力;m为运料小车的质量;v0为运料小车制动前最低的稳定运行速度。
当s= (i/10) ·s0时, 有:
式中:v为修正后的运料小车最低稳定运行速度。
由速度、转速、电源频率之间的关系可得修正后的频率为
式中:f0为正常情况下运料小车的最低稳定运行频率;f′为修正后的运料小车最低稳定运行频率。
2系统硬件设计
本系统主要由S7-224 CPU、D/A模块EM232、变频器MMV550/3、接近传感器及小车电动机等组成, 如图3所示。PLC对MMV550/3的频率控制主要通过EM232实现。
Q0.1-液压装置推K1;Q0.2-液压装置收K2;Q0.3-小车正转;Q0.4-小车反转;Q0.5-液压装置推K3;Q0.6-液压装置收K4;I0.0-小车自动启动SB1;I0.1-小车停SB2;I0.2-小车Ⅰ位宏观位置检测接近开关SN1;I0.3-小车Ⅱ位宏观位置检测接近开关SN2;I0.4-小车Ⅰ位微观位置检测接近开关SN3;I0.5-小车Ⅱ位微观位置检测接近开关SN4;I0.6-小车Ⅰ位上是否有料斗检测接近开关SN5
3系统软件设计
PLC对变频器控制的频率数字量放在VW16中。数字量0000H对应模拟量0 V, 电动机运行频率为0 Hz;数字量FFFFH对应模拟量+5 V, 电动机运行频率为50 Hz。以小车由Ⅰ位向Ⅱ位运行为例, 其软件程序流程如图4所示。
4结语
(1) 采用PLC+变频器控制对运料小车进行自动定位, 可根据控制需要灵活地控制变频器的频率参数, 使运料小车以任何降速减速运行;
(2) 采用自学习控制策略, 使系统在工作环境发生改变后能根据控制结果计算并修订运行参数, 使系统始终工作在最佳状态, 增强了系统工作的适应性, 缩短了定位时间, 提高了工作效率;
(3) 程序采用功能指令, 语句少、模块化强, 程序易于设计、调试、修改、维护和阅读。
本文提出的运料小车自动定位控制系统采用PLC+变频器的联合控制方式及自学习控制策略, 使得运料小车的循环定位时间由人工操作时的5 min 10 s缩短为3 min 5 s, 大大缩短了运料小车的定位时间, 且提高了定位精度。该系统可应用于所有需要精确定位的场合。
摘要：针对现有混料系统中运料小车定位时间长、定位精度低的问题, 文章介绍了一种基于自学习控制策略的运料小车自动定位控制系统。该系统采用PLC+变频器的联合控制方案以及自学习控制策略, 实现了对运料小车的自动定位控制功能。实际应用结果表明, 该系统能够自学习地调整运行参数, 大大缩短了小车循环定位的时间, 且提高了定位精度。
关键词：运料小车,定位,自动控制,自学习策略,PLC,变频器
参考文献
[1]武丽.PLC在多点定位及往返系统中的控制研究[J].微计算机信息, 2008 (19) :52~53, 16.
[2]高国飞.应用PLC技术实现柔性制造系统 (FMS) 中运输机构的准确定位[J].电气传动自动化, 2007 (1) .
[3]王欣.用PLC实现三工位旋转工作台的定位控制[J].电子工业专用设备, 2007 (6) :44~48.
[4]滕立国.基于PLC的自动定位系统[J].现代电子技术, 2007 (16) :36~37.
自动定位控制 篇6
系统所选用的中悬式自动扫描水炮, 其水炮为探测器、水炮一体化装置, 一个自动火灾探测组件控制1个喷头。在大空间自动扫描定位喷水系统保护的空间内, 水炮探测器对其保护区域进行定时监控, 当保护监控空间内一旦发生火灾, 着火时所产生的烟雾, 温度等信号会立即被水炮上所装设的启动传感器所感知到, 立刻经过软件分析并处理, 当判断火灾情况属实后水炮会马上启动, 启动后, 水炮旋转首先对保护空间进行水平方向的扫描, 先确定水平位置随即停止水平方向的扫描, 进而进行垂直方向的扫描, 确定垂直位置, 如此才能准确完成对该水炮保护监控空间着火点的定位, 确定着火点的位置后系统会即刻动作打开水炮相对应的电磁阀, 同时发出命令消防泵启动的信号, 联动消防水泵启动供水, 一同进行喷水灭火。当灭火完成后, 发出信号联动电磁阀和消防水泵自动停止关闭, 水炮系统随即自动恢复到对保护空间的实时监控状态。如果现场出现复燃的情况, 水炮系统就会重复进行定位—启动—喷水—恢复的动作。水炮系统灭火时对应的消防泵应能同时具备手动和自动启动的功能。消防泵应同时设有备用泵, 当正常工作的消防泵发生故障时, 应能自动启动备用的消防泵, 通入使用当中。
水炮系统与火灾报警控制器通过编码模块进行连接。选用的编码模块与火灾报警控制器应为同一厂家产品。火灾报警信号线及电源线经由编码模块接入本楼的消防火灾报警及联动控制系统内。系统控制装置应具备下列功能:为灭火系统供电, 并显示其工作状态;发出声光报警, 显示火灾发生区域或地址编码点;显示系统供电电源的工作状态;输出联动信号, 并接收其反馈信号;采用编码控制装置时, 对系统内的设备进行自动、手动控制, 并记录、打印、显示结果;应能实现主备电源自动切换, 并显示其工作状态;应能实现消防水泵的自动、手动启动, 能够实现主、备泵自动切换, 并显示其工作状态。
本工程选用总线制控制柜, 可实时接收灭火装置的信号, 并可手动调整灭火水炮定位, 打开电磁阀, 启动消防水泵灭火。每个装置占有编码点, 并显示其工作状态。并与就地的区域控制箱连接。水炮消防控制总柜应设在消防控制室内, 这样才能满足在消防控制室即可以完成对消防水泵、消防水炮等各种消防系统设备进行单独控制又能联动控制的要求, 并同时应在消防控制室内具有对消防水泵、消防水炮等各种消防系统设备的如下控制和显示功能:1) 各种消防水泵的运行、停止、故障;2) 各种系统电动阀门的开启、关闭及故障;3) 各个消防水炮定位着火点时的水平垂直旋转动作;4) 当消控室接到水炮的报警信号时, 应能立即向消防水泵房等与之相关的地方发出声光报警信号, 声光报警信号应可以手动解除, 但是必须在人工确认状况后才可以控制取消该报警声光信号。在本项目中水炮的相关消防水泵与自动喷淋系统的消防水泵合用, 并设置于室外消防水泵房内。因此水炮系统的启泵线与喷淋系统的启泵线在本楼消控室合并一同引至室外消防水泵房对应水泵的控制柜。
在本项目中依照国际, 国内分类使用及防火分区要求, 库区分为三个库, 并在每个库内设六组中悬式自动扫描水炮。按照此分类三个库分别就地设置一台区域控制箱, 实现就地控制。每台区域控制箱的电源线与启泵线均由设在消防控制室的水炮消防控制总柜引来, 每个库区的区域控制箱分别由此为本区域的六个水炮灭火装置提供电源及对电磁阀的控制。区域控制箱按照要求宜安装在中心线距地1.5 m处, 周围应无障碍物, 以便于操作、控制。采用AC 220 V的电磁阀, 电磁阀宜靠近水炮安装。
根据规范要求自动灭火系统电源应采用消防电源。本项目的消防水炮控制系统由向消防控制室消防设备供电电源的双电源切换箱提供, 由本工程设在一层的低压配电室引来双回路电源供电在消防控制室内设电源自动切换装置。并同时要求在消防控制室设置蓄电池作为不间断备用电源。
在本项目中该系统的配电线路应采用经阻燃处理的电力电缆电线或控制电缆电线, 采用镀锌钢管、焊接钢管等满足要求的金属管或防火金属线槽敷设, 电源线与信号线应分别敷设, 不应穿在同一金属管内或金属线槽的同一槽孔内。当管线采用明敷设时, 应穿金属管或金属线槽保护并应在金属管或金属线槽上采取刷防火涂料等防火保护措施。当管线采用暗敷设时, 应采用金属管保护并敷设在不燃烧体的结构层内且保护层厚度不小于30 mm。施工时, 应尽量选用暗敷设。从专用接线盒到装置的引线加金属软管保护, 金属软管采取防火保护措施, 其长度不应超过1 m。
在本项目中该系统的接地与本楼其他防雷接地等统一采用共用接地, 接地电阻值不应大于1Ω。消防控制室应设置独立专用的专用等电位接地端子板, 故此在本项目设计中在消防控制室设置专用接地板并由配电室总端子板引来专用接地干线接至此处, 并且消防控制室专用接地板设置专用接地干线引至接地体。专用接地干线采用截面面积不小于25 mm2的铜芯绝缘导线, 并穿硬质塑料管敷设。
由于本人的理论水平及实际经验有限, 本文仅是针对该项目的一点粗浅的认识, 以上设计体会与各位同仁共同探讨, 不足之处敬请赐教。有不妥之处请各位专家批评指正。
参考文献
[1]DB21/T 1213-2007, 大空间自动扫描定位喷水灭火系统设计、施工及验收规程[S].
[2]GB 50116-98, 火灾自动报警系统设计规范[S].
[3]GB 50338-2003, 固定消防炮灭火系统设计规范[S].
自动定位控制 篇7
1 微型快速生化检测仪光谱扫描系统
基于微型光谱仪的多参数微型快速生化检测仪光谱扫描系统结构[3]如图1所示。
光谱扫描系统以卤钨灯作为检测光源, 通过直线步进电机带动直线型结构排列的分立式多参数样品检测室移动, 样品室透射光通过光纤探头进入微型光谱仪, 从而获取光谱信号[4], 各被测样品室与准直光源、光谱仪形成生化检测系统以检测相应的生化指标。光纤探头在样品室通光孔处获取光谱信号时, 光线相对纤芯平面的入射角对光纤获取的光强信号有较大影响, 如果光纤探头对同一样品室的多次对准过程中存在较大偏差, 便会导致检测结果的准确性、重复性变差, 因此准直光源、光纤探头与样品室通光孔必须精确共轴, 因此, 光谱扫描自动定位的高精度控制是微型快速生化检测仪精确检测各被测样品的关键技术, 文中就此展开微型快速生化检测仪光谱扫描自动定位控制系统的设计与实验研究, 对提高微型快速生化检测仪的稳定性与准确性具有重要的作用。
2 光谱扫描系统控制电路
光谱扫描系统的控制电路原理如图2所示。
光谱扫描系统控制电路主要是采用S3C2410A核心板控制光源、光谱仪、直线步进电机和光电限位开关等硬件设备[5]。通过S3C2410A控制GPE12端口的高低电平实现光源的开关, USB接口控制光谱仪的光强数据采集。S3C2410A核心板的TOUT3端口及GPE15、GPE13端口为步进电机驱动器提供脉冲信号、方向信号以及使能信号, 使步进电机驱动器驱动步进电机转动, 从而带动样品室沿直线导轨移动, 实现各个样品室的光谱扫描功能。S3C2410A核心板的GPB2端口读入光电限位开关输出电平, 设置步进电机初始参考位置[6]。
3 光谱扫描系统自动定位控制程序
光谱扫描系统样品室自动定位程序是在基于微型快速检测仪的嵌入式Linux软件系统方案下设计的, 软件系统平台采用最新的Linux2.6.14内核作为嵌入式操作系统[7]。
3.1 搭建交叉编译环境
由于嵌入式设备的资源有限, 需要在PC机上进行应用程序的编写, 但是PC机是基于X86的体系结构, 而嵌入式设备是基于ARM9的体系结构, 因此PC机上编写的应用程序不能直接应用到嵌入式设备中, 需要通过交叉编译环境来开发嵌入式设备程序[8]。最后把编译好的应用程序生成可执行文件下载到嵌入式设备中[9]。所选用的是开源的基于ARM体系结构的GCC工具链, 交叉编译时所用的工具链是ARM3.4.1版本, 采用arm-linux-g++交叉编译器[10]。
3.2 应用程序设计
程序首先要进行设备初始化, 包括:光源控制函数 (PSMSC_IOCW_LAMP) 、风扇控制函数 (PSMSC_IOCW_CHASSIS_FAN) 、温度控制函数 (PSMSC_IOCR_CELL_TEMPT) 等设备函数的初始化。初始化完成后, 电机调用原点程序使步进电机回到初始位置。发送脉冲前调用电机驱动程序 (PSMSC_IOCR_STEPPER_MOTOR_RUN) , 同时光谱仪采集光强信号, 通过判断光强是否为最大函数的算法比较得到光强最大点所对应的脉冲数, 并记录为样品室的定位位置。最后所有样品室定位完成时, 步进电机触碰光电限位开关定位结束[11]。应用程序的结构框图如图3所示。
3.3 自动定位控制图形界面
在Windows下使用集成开发工具Qt Creator设计的光谱扫描系统样品室自动定界面[12]如图4所示。点击start按钮, 开始发送脉冲并采集光强数据, 程序自动找到光强最大点。
数据采集结束后, 点击result按钮, 每个样品室的定位点显示在location子界面中如图5中得到的每个样品室定位点的脉冲数[13]。
4 控制系统的联机测试
将光谱扫描自动定位控制模块程序优化整合到微型快速生化检测仪样机软件设计中, 进行联机调试实验研究。以甲基橙溶液为例, 展开了仪器测试吸光度重复性、吸光度线性的实验研究[14]。
由于甲基橙在465 nm波长处的吸光度效果最好, 因此实验时设置波长为465 nm, 并将积分时间调至270 s, 此时光强大且处于不饱和状态, 能够达到很好的实验效果。配置的溶液浓度分别为:5μmol/L、10μmol/L、20μmol/L、25μmol/L、30μmol/L、35μmol/L、40μmol/L。每个浓度测试10次, 实验的原始数据如表1所示。
(1) 吸光度重复性
将所得数据按式 (1) 计算每个杯位的变异系数CV值[15]
式中, ;x为每次实测的吸光度值;n为实测次数;xˉ为n次测量结果的平均值。
由以上计算公式得到数据的重复性为:CV1=0.35%、CV2=0.23%、CV3=0.10%、CV4=0.07%、CV5=0.06%、CV6=0.06%、CV7=0.07%。根据YY/T0014-2005《半自动生化分析仪》中仪器重复性要求≪1%, 由计算结果得知每个杯位的重复性均满足要求。
(2) 吸光度线性
由于系统采用的样品检测室为标准比色杯, 标准比色杯光程为10 mm, 因此该项检测, 依据YY/T0014-2005《半自动生化分析仪》中线性度的检测方法来计算吸光度的线性度, 按照式 (2) 计算线性偏倚
其中, ΔAi为在吸光度为i时的线性偏倚;i为在吸光度为i时的实测吸光度的平均值;Ai0为在吸光度为i时的标准溶液或中性滤色片的标称值。各浓度吸光度线性偏倚如表2。
YY/T0014-2005《半自动生化分析仪》吸光度线性应满足如下要求:
吸光度在≤0.5范围内, 偏倚不超过±5%;
吸光度在>0.5~≤1.0范围内, 偏倚不超过±4%;
吸光度在>1.0~≤1.8范围内, 偏倚不超过±2%。
由计算结果得出, 微型快速生化检测仪的吸光度在各个范围内均满足要求。
将表1中的数据以浓度为横坐标, 对应的吸光度平均值为纵坐标, 用最小二乘法对数据进行拟合, 根据《生化分析仪检定规程JJG464》要求相关系数>0.995。甲基橙吸光度拟合曲线如图6所示。
由拟合曲线得出, 拟合的斜率为0.025, 截距为0.016, 拟合直线的线性系数R2=0.998>0.995, 数据基本成线性, 满足检定规程要求。
5 结束语
箱梁钢筋定位自动检测装置 篇8
基于目前京沪高铁建设后张法预应力箱梁施工工艺中, 箱梁钢筋绑扎、钢筋定位检查及管控的自动化程度不高等特点, 设计一个能替代钢筋定位绑扎中人工测量检查钢筋定位情况的自动检测装置。以提高检查钢筋定位效率, 提高检测钢筋定位精度。提高箱梁钢筋绑扎质量, 预应力张拉质量, 最终保证箱梁质量。
目前京沪高铁在建, 箱梁钢筋绑扎生产线上都使用钢筋绑扎胎具来定位钢筋。钢筋的定位是否准确关系到整个箱梁生产中底腹顶板钢筋绑扎后的箱梁整体受力以及预应力液压张拉施工的质量。如果钢筋胎具没有把底腹顶板及保护层各钢筋定位准确, 钢筋绑扎时就会出现偏差。同时预应力定位网的定位不准确, 预应力孔道定位网片的安装位置出现偏差, 现有的检查方式仅仅是工程师到钢筋绑扎现场使用量具目视检测, 钢筋繁多, 很多位置隐蔽深入, 无法测量。导致不能全面完整的检查, 而且人工检测存在不精确, 工作量大, 不能及时发现问题点的情况。在不能很好的发现和及时解决问题的情况下, 将此类钢筋投入下一道浇筑工序中, 以至于混凝土浇筑后的箱梁在整体受力以及预应力张拉方面存在质量问题, 由此可见钢筋胎具定位检测钢筋绑扎情况的重要性。
现有的定位方式采用钢筋胎具结构定位, 就是在钢筋胎具每处需要绑扎钢筋处把接触部分处理成凹槽或用角钢来定位钢筋位置, 预应力定位网片的定位仅仅靠人工测量焊接安装, 而这样定位安装势必会带来钢筋的位移形变。导致预应力孔道位置位移。人工安装的工作量大, 容易导致工人在绑扎时不易察觉, 质检工程师检查时工作量也相当大, 因此不能及时发现并处理此类问题, 所以有必要在钢筋安装在胎具上时设计一种能检测出钢筋安装定位是否到位、是否弯折、尺寸是否到位的检测装置, 并准确显示出钢筋安装不准处的位置, 提示工人立即修正。保证后张法预应力箱梁按照图纸设计以及规范要求达到其应有的受力效果。
2 设计要求
钢筋绑扎安装工艺依据:
《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》。
《铁路桥涵工程施工质量验收标准》。
2.1 操作程序
1) 梁体。
碰焊→下料→成型、制作定位网→摆放腹板定位网及箍筋→固定衬铁→在胎模上定位底板箍筋→绑扎纵向水平筋→绑扎端部钢筋→绑扎横隔墙钢筋→绑扎加强筋→挂垫块→修整→绑扎腹板顶板两根水平筋。
2) 桥面。
碰焊→下料→成型→焊衬铁→在胎模上定位底层钢筋→固定衬铁→摆放顶层钢筋→穿扎纵向水平筋→绑扎挡碴墙及竖墙钢筋→挂垫块→安装吊点加强网片→吊装就位→绑扎加强筋→修整。
2.2 钢筋的加工及绑扎质量要求
1) 受力钢筋顺长度方向, 当L>5 000 mm时容许误差为±20 mm, 当L≤5 000 mm时容许误差为±10 mm。
2) 弯起钢筋的位置容许误差±20 mm。
3) 桥面主筋间距与设计位置偏差要求不大于15 mm。
4) 箍筋间距偏差不大于15 mm。
5) 腹板箍筋的不垂直度 (偏离垂直位置) 不大于15 mm。
6) 钢筋保护层与设计位置偏差值不大于5 mm。
7) 其他钢筋偏移不大于20 mm。
8) 定位网在任何方向的偏差在距跨中4 m范围内不得大于4 mm, 其余间位不得大于6 mm。
由以上钢筋的加工及绑扎质量要求看出钢筋定位安装中第6) , 8) 两项质量要求精度较高。
根据以上情况自主设计一个钢筋保护层及预应力定位网钢筋定位自动检测装置。定位检测装置必须在复杂的施工环境下准确检测出位置所在处, 并报警提示工人。同时该装置必须具有简易轻便, 安装方便, 维护简单快捷, 检测精确等特点。准确判断出问题钢筋所在的位置。替代人工测量目视检查的繁琐工作量和所带来的误差。
3 钢筋保护层及预应力定位网的钢筋定位方法
为了减少或消除因箱梁钢筋保护层及预应力定位网钢筋形变和安装不到位而引起箱梁质量问题, 从以下几方面分析。
3.1 电路元件
本技术是采用如下方案实现的:
1) 传感器。
根据接近开关具有不直接接触钢筋而进行位置检测的属性, 且灵敏度高, 频率响应快, 重复定位精度高, 瞬变过程短, 输出功率大, 急电特性好, 工作稳定可靠, 使用寿命长等优点。设计一控制电路。用于检测受力钢筋及预应力定位钢筋的形变和安装不到位, 发出声光报警, 指导工人检查报警点, 找出报警原因, 修正存在的质量问题。接近开关是一种具有开关量输出的位置传感器。它既有行程开关, 微动开关的特性, 同时又具有传感性能。此设计选用三线制PNP常开接近开关, 三线制传感器, 负载接在电源地和信号线之间。具体内外部电路见图1, 图2, 在钢筋定位检测装置完整电路图中标为SQ1~SQn (见图3) 。
传感器接近开关基本参数:
a.电源电压:DC12 V。
b.检测距离根据工艺要求自选:4 mm, 5 mm。
c.输出电流:200 m A。
d.输出模式:PNP常开。
2) 三极管。
电流控制元件, 利用基区窄小的特殊结构, 通过载流子的扩散和复合, 实现了基极电流对集电极电流的控制, 使三极管有更强的控制能力。三极管具有对电流信号的放大作用和开关控制作用。所以三极管可以用来放大信号和控制电流的通断。在电源、信号处理等地方都可以看到三极管, 集成电路也是由许多三极管按照一定的电路形式连接起来, 具有某些用途的元件。三极管是最重要的电流放大元件。这里采用三极管来控制声报警元件工作。这里设计中用三极管的控制电流的通断以及电流放大的特性来达到该检测装置的声报警功能。采用型号9013三极管。钢筋定位检测装置主电路中标为T9013 (见图3) 。
三极管基本参数见表1。
3) 显示元件。
发光二极管 (LED) 是一种由磷化镓 (Ga P) 等半导体材料制成的、能直接将电能转变成光能的发光显示器件。当其内部有一定电流通过时, 它就会发光。利用这一特性, 选用它作为显示各检测点的检测情况, 导通发光即为该检测点钢筋定位准确。钢筋定位检测装置完整电路图中标为D1~Dn, 作为多个检测点显示灯。
4) 其余电路元件。
a.电源:根据情况可采用固定式安装或者便携式使用。手持式比较轻便, 选用一只12 V电瓶作为电路电源。若固定安装, 根据现场情况外接电源控制柜, 通过镇流降压变AC220为DC12, 变压器加镇流桥堆即可。
b.电路中设一两档转换开关SB, 用来开关总电源, 便于检修或平时长时间不使用切断电源, 减小电池损耗及避免电器元件加速老化和性能变化。
c.HL绿色指示灯, 用于提示电路已投入工作, 所有检测正常。
d.RD线路保险, 避免短路引发电路中电源和各电子元件的损坏。
e.HA声光报警器, 用于警示钢筋定位安装不到位或漏装。
f.KD音量调节器, 通过改变阻值来改变HA两端电压, 达到音量调节。
本设计由以上电子元件组成, 将这些电子元件固定安装在根据主电路图制成的电路印刷板上。根据现场情况设计了便携式检测装置和固定安装两种方案。
3.2 具体工作原理设计
由图3中看出, 该原理图中DC12 V直流电源为电路供电。通过两档转换开关SB, 开关整个电路工作。为接近开关SQ1~SQn供电, 也为三极管9013提供静态偏置。线路保险RD对电瓶进行保护 (短路保护) , KD用来调整报警音大小。R1, R2为负载, 为三极管9013与发光二极管提供静态偏置。
装上底腹顶板钢筋保护层及预应力定位钢筋网后, 转动转换开关SB, 此时, 整个电路全部投入工作。SQ1~SQn如果检测到工作。则Kn输出低电平, 即负电源信号, 控制三极管T不导通 (截止) 。绿灯HL亮, 声光报警器不工作。
如某一接近开关如SQ2不工作或检测不到定位钢筋, 其输出R2为高电平, 后级接近开关不工作。T导通, 绿灯熄, D2熄, 则D2位置底腹顶板钢筋或开关有问题。
3.3 具体实施方式
1) 箱梁胎具定位检测:采用固定安装检测式, 将制作好的定位检测装置与现场电源控制柜连接上线路, 加装降压整流电源, 使其AC380 V转换为DC12 V, 并装上保险防止电路故障。后将检测装置置于工人比较容易操作的地方。在需要检测钢筋的检测处将角钢攻丝钻孔, 用以安装接近开关。最后将各传感器线路与检测装置盒相连, 线路用穿线管或走桥架的方式保护线路。
2) 其余各钢筋保护层定位检测:可采用设计的便携式检测尺。应用设计时可根据现场工艺情况设计尺长和设置接近开关数量, 以选择合适检测的精度。将检测尺放在需检测的钢筋上, 将两端固定好, 调好水平, 就可以找出中间未达到钢筋工艺质量要求的钢筋位置, 显示问题点所在处并报警提示。再由工人修正钢筋。
3) 预应力孔道定位网钢筋检测方法:可采用便携式检测尺, 将预应力孔道钢筋定位网片所在的位置选择好。因定位网片呈网格状, 所以只需检测网格中各节点位置是否正确, 即可判断出定位网片的位置是否正确。所以将定位网片中的4排节点 (自行选择检测点) 水平对应在胎具支撑架上制作卡槽。要检测定位网片时, 将传感器按定位网中节点尺寸调节好, 将检测尺固定在卡槽上, 打开开关即可显示各节点位置是否正确。
固定安装检测装置优势:检测点多, 一次安装到位, 适合批量检测。一人对多点。
便携式检测尺装置优势:方便快捷, 随检随测, 能深入人体不能到达的地方检测。结构简单, 适合作工具使用。使用时自主选择检测点。
3.4 技术要求
1) 一种后张法预应力箱梁施工工艺中的钢筋保护层及预应力定位网的钢筋定位自动检测方法, 其特征为:
a.检测金属的特性:这里检测钢制材料。
b.检测准确:根据传感器选用4 mm或5 mm达到检测精度。灵敏度高, 频率响应快, 重复定位精度高, 瞬变过程短, 输出功率大, 急电特性好, 易安装拆卸。市面上此类接近开关很多, 性能基本一样, 不同的是输入和输出方式略有区别。这里采用LJ12A3-4-Z/BX或者LJ12A3-5-Z/BX。
c.检测显示:采用发光二极管显示, 一目了然。
d.检测提示:声报警装置。
e.安装简易:固定安装时需攻丝钻孔, 螺栓固定即可。线路穿线管或桥架保护。将控制部分装于检测装置盒中, 螺栓固定。检测定位网片时使用检测尺, 需在胎具支撑架上安装卡槽。
f.维护简单:更换方便, 一般主要是电源或接近开关出故障, 拆卸线路更换安装即可。
g.成本低廉:固定安装检测装置材料及安装根据检测点多少大概在200元~1 000元内。
可保证半年不出故障。便携式检测尺因外形外观加工制作, 大概在500元~1 000元内。
2) 实现如技术要求1) 所述的钢筋定位自动检测装置, 按其特征分为两种:固定式和便携式。固定式已详细说明就不提了, 需提的是便携式, 外形结构简单, 检测尺部分内部稍有结构, 特殊制作。
3) 如技术要求2) 所述的便携式检测装置, 其特征为:转换开关刻度, 可调整检测点位置接近开关, 用来检测钢筋固定螺栓, 固定接近开关滑槽, 移动接近开关到所要到的刻度电源, 提供DC12 V, 插装式便于更换水准尺, 显示水平。
4 结语
本技术基于目前京沪高铁建设后张法预应力箱梁施工工艺中, 箱梁钢筋绑扎钢筋定位检查及管控的自动化程度不高等特点, 发明一个能替代钢筋定位绑扎中人工测量检查钢筋定位情况的自动检测装置。解决目前没有仪器对钢筋进行自动定位检测的问题, 并提高钢筋定位检查效率, 提高检测钢筋定位精度。提高箱梁钢筋绑扎质量, 提高预应力张拉质量, 最终保证箱梁质量。总体来说, 此设计是根据现场施工情况及施工工艺设计发明。制作简单易行, 定位检测精度高, 检测点是否到位一目了然。整个发明所需材料包括电子元件、电源、线路线管的费用成本, 耗费低, 性能功能达到所需要求。而且为维护检修减轻了工作量, 能减少此类质量问题, 有效的提升工作效率、产品质量。本设计所述的钢筋定位自动检测装置及方法具有创新、自主设计, 简单快捷、科学合理、提高效率, 提高质量的特点。
摘要：为了减少或消除因箱梁钢筋保护层及预应力定位网钢筋形变和安装不到位而引起箱梁质量问题, 对后张法预应力箱梁施工工艺中的钢筋保护层及预应力定位网的钢筋定位进行了研究, 设计了一套能自动检测各检测点钢筋是否定位准确并显示的钢筋定位自动检测装置, 解决了钢筋定位检测的问题。
关键词：自动检测,定位,传感器,电路
参考文献
[1]铁建设[2005]160号, 铁路混凝土工程施工质量验收补充标准[S].
一种声定位自动泊车系统设计 篇9
目前, 很多的停车场车位引导系统能够引导车辆顺利进入目的车位, 但还需驾驶员根据停车场显示屏中所显示的车位引导信息来驾驶车辆, 没有实现车辆运行自动控制和自动泊车。本文所设计的方案首先检测出每个车位是否有车辆停放, 由给定的停车车位分配方法得到下一辆车进入停车场之后所要停放的车位;以声源定位为基础, 实时测量出车辆在停车场中所处的位置, 通过无线电通讯, 与车内的车辆运行自动控制系统进行信息传输, 控制车辆的运行, 最终实现车辆的自主泊车。
1 总体方案设计
1.1 停车场及车辆模块设置
设计停车场的车位分布 (如图1所示) 。停车场共设30个车位, 每个车位下边埋有车位检测器, 用来检测车位的占用情况。停车场四周的边框为停车场的边界, 建立平面直角坐标系XOY (见图1) 。在A点和B点分别安装超声波接收器[2], 用以检测车辆发出的超声波来对声源 (车辆) 进行定位。在停车场中还设有无线电通信设备, 以实现与车辆的无线通信。停车场主控中心负责将地面各个传感器得到的信息进行处理, 并控制无线通信模块与车辆进行通信。停车场的模块设置及信号关系如图2所示。
在车辆顶部中央装有超声波发射器, 用以发射超声波来进行声源定位。在车辆的头部和尾部中央处安装有超声波发射接收装置, 用来检测车辆可能遇到的障碍物或其他车量, 避免发生危险。在车辆的顶部还装有无线电发射和接收装置, 以实现和停车场主控中心的无线通信。车辆各模块设置及信号关系如图3所示。
1.2 系统工作流程
系统工作流程如下:
当车辆进入停车场之后, 启动自动泊车系统。车辆检测器检测每个车位是否被占用, 将车位占用信息传给停车场主控中心来进行车位分配, 得到要停入的车位坐标;声源检测模块实时进行声源定位, 得到车辆的坐标信息并传给主控中心;停车场主控中心通过无线通信模块将以上两个坐标信息传给车辆内的车辆运行控制中心, 车辆运行控制中心根据得到的坐标信息和停车场的车位、道路分布情况, 规划出泊车路径, 控制车辆自动运行、停车入位。在车辆运行过程中, 车辆前方和后方的超声波发射接收装置实时检测车辆前后是否有障碍物。一旦发现有障碍物, 则立即通过车辆运行控制中心实施刹车, 避免发生危险。
系统工作流程如图4所示。
2 各模块设计
2.1 车辆检测模块
车辆检测模块主要用于检测车位上方是否已有车辆停放。目前停车场一般采用超声波探测器或车辆探测器来进行检测。
超声波探测器工作原理:在停车场上方安装超声波探测器, 由上向下发射超声波, 对从地面或车辆上反射回来的反射波的区别, 通过处理器进行分析, 从而做出有无车辆的判断, 并输出相关信号。
车辆检测器工作原理:在室外停车场停车处地面下方埋放地感线圈, 对线圈上方有车或无车时的电感量的区别, 通过车辆检测器的处理器进行分析, 并输出相关信号[3]。
超声波探测器在室外使用时受其它声源干扰较大, 而且本方案在声源定位模块和障碍物检测模块均使用了超声波, 因此在此处采用车辆检测器。车辆检测器输出车位是否被占用的信号给停车场主控中心, 由停车场主控中心根据预定的车位分配方案分配要停入的车位, 得到要停入车位的坐标信息。
2.2 声源定位模块
声源定位模块用来实时检测声源的位置, 得到车辆的坐标信息。
移动声源:在车辆的顶部安装超声波发生器。鉴于系统工作环境复杂, 声波频率多而杂, 若使用频率较低的声波极易受到干扰, 造成车辆坐标检测错误。因此, 选用超声下的高频段频率40 k Hz, 提高系统的抗干扰能力。在发射声波的同时发射无线电信号, 通知停车场主控中心, 以开始计时。
由于声源定位模块发射的信号为超声波信号, 且整个系统是完全协同工作的模式, 为了降低系统的复杂度与系统可实现性, 可采用比较传统的时延估计方法, 即利用车辆发送超声波信号的同时发出无线电信号, 告知停车场主控中心, 停车场主控中心及时打开定时器, 当主控中心判定收到声波信号时关闭定时器, 然后计算两者的差值Δt, 即可获得时延估计值。
超声波发射的时间间隔:需要注意超声波发射时间间隔T的选择。由于超声波和无线电信号是同时发出的, 如果时间间隔T太小, 则会导致接收器在接收到声波信号之前又接收到下一次发射的无线电信号, 导致无法测量声源的位置;如果时间间隔T太大, 则在一定时间内对距离的测量次数过少, 所测的结果实时性差。本停车场的对角线长不超过60 m, 可得超声波最大传播时间tmax为:
其中, v0为声波在空气中传播的速度, 约为340 m/s。故, 时间间隔T应取:T≥tmax。
在一定范围内, 时间间隔应越小越好, 以增强检测的实时性, 故取时间间隔T为tmax。
考虑系统本身的要求, 本方案采用了二维的定位方法。假设移动声源的初始位置在S点, 由时延估算法可以得到SA和SB的值, AB的距离在停车场设计时已经规划好, 为已知量。通过下面的算法可以得到小车在平面直角坐标系XOY中的坐标:
2.3 障碍物检测模块
障碍物检测模块用来检测车辆前方或后方是否有障碍物, 比如前后驶来的车辆等。在车的最前端中央和最后端中央分别安装超声波发射接收装置, 通过超声波发射装置发出超声波, 根据接收器接收到超声波的时间差就可以得到障碍物的距离。超声波发射器向某一方向发射超声波, 在发射时刻同时开始计时, 超声波在空气中传播, 途中碰到障碍物就立即返回来, 超声波接收器收到反射波就立即停止计时。根据计时器记录的时间t, 就可以计算出车辆距障碍物的距离S:
超声波测距框图如图5所示。
需要注意的是此超声波的频率不能和车顶部用来定位用的超声波频率相同, 否则会引起干扰, 发射的时间间隔也需特别注意。
2.4 车辆运行自动控制模块
车辆运行自动控制模块用来规划自动泊车路径, 制定车辆运动策略, 将车辆驱动到目标停车位。
最小转弯半径是指:当转向盘转到极限位置, 汽车以最低稳定车速转向行驶时, 外侧转向轮的中心平面在支承平面上滚过的轨迹圆半径。它在很大程度上表征了汽车能够通过狭窄弯曲地带或绕过不可越过的障碍物的能力。转弯半径越小, 汽车的机动性能越好。假设车辆的最小转弯半径为Rmin, 当车辆在道路上转弯时, 均以此最小转弯半径来执行, 以降低对停车场空间的要求。
为了保证车辆准确沿着直线运动, 需要使用惯性导航仪的反馈来实现转向轮的方向校正;车辆的位置可由声源定位模块实时检测并传给车辆内的自动运行控制器;最后, 使用步进电机分别控制车辆的方向盘、油门、刹车来控制车辆的运动、停止、加速、减速。自动泊车过程中, 需要不断监视车辆和周边的情况, 判断车辆往目标行进时可能与障碍物接触的情况, 在车辆的前后中央处分别安装超声波发射接收装置, 来实时测定车辆的前部和后部与可能出现的障碍物的距离, 一旦出现意外情况, 车辆运行控制器可以立刻控制车辆停止, 避免发生危险。
车辆运行控制器接收到主控中心传来的目标车位坐标和车辆所处的坐标后, 结合停车场的车位、道路、环境等预知的实际情况, 规划出泊车路径[4], 制定泊车策略, 控制车辆的前进、后退、油门、转弯、刹车等, 使车辆最终停入目标车位。
车辆转弯时可控制步进电机将方向盘打到最大位置, 以最小转弯半径转弯。本方案设计的车辆停入车位的过程属于车辆行驶方向与车位垂直的情况, 倒车入车位的步骤可总结如下:
1) 控制车辆向前驶过停车位, 使自己的车辆中心处与要停入的车位中心在X轴上的距离为最小转向半径;
2) 原地将方向盘往相反方向打到最大位置, 慢速后退, 直至车辆方向与车位方向平行;
3) 回正方向盘, 让车平行后退, 直至到达目标位置。
假设目标车位为24号车位, 可做如图6所示的路径规划:
最后, 由车辆运行控制器来控制车辆的泊车过程, 直至泊车入位。在泊车过程中, 一旦遇到意外情况 (例如前方或后方又驶来一辆车) , 车辆运行控制器可根据车辆前后中央安装的超声波发射接收装置探测到的距离信息立刻控制车辆停止, 避免发生危险。
3 结束语
本文从原理层面设计了声定位自动泊车系统的工作过程, 为自动泊车系统的工程实现提供了思路。本方案具有以下特点:
1) 本方案集传感器技术、自动控制、数据处理等多种高技术于一体。设计合理, 且可以实时检测障碍物, 避免发生危险;
2) 本方案采用超声波和平面直角坐标系定位, 给出了位置标定的一种新方法;
3) 本方案中还可以在小车周围安装超声波传感器或摄像头以及其他装置来在野外环境 (非专门停车场环境) 下, 寻找足够的空间来当作停车车位, 实现自动泊车。
参考文献
[1]焦岩.停车场管理系统在智能化小区的应用[J].智能建筑, 2004 (6) :51-54.
[2]戴绍港, 石学诚.基于超声波测距的自动寻迹泊车系统模型设计[J].电子器件, 2012 (4) :204-207.
[3]刘晓军, 周国华.停车场车位引导管理系统解决方案[J].智能建筑与城市信息, 2009 (11) :81-83.