控制性设计（通用12篇）
控制性设计 篇1
摘要：城市设计方案和城市设计导则是城市设计的两个不同阶段。前者表现为城市规划目标的具体化和空间化;后者是达到城市规划目标的工具和途径。通过两个规划实例,讨论城市设计与控制性详细规划的关系,指出城市设计导则是城市公共空间管制的工具,城市设计导则与控制性详细规划结合的经验可改进城市空间形态的控制手段,同时适应现行法定文件要求。
关键词：城市设计方案,城市设计导则,控制性详细规划
1 引言
城市设计已引入我国多年,进行了大量的理论研究和设计实践,取得一定的管理经验,但是,城市设计与城市规划的关系讨论十几年至今没有结论,新的《城乡规划法》仍然没有将城市设计纳入法定规划体系。《城乡规划法》所确定的法定规划体系是以总体规划为核心,以控制性详细规划为纽带将规划编制与规划管理紧密结合为整体性的规划体系,控制性详细规划是规划管理的法定前提。但是,就目前控制性详细规划的内容和成果的形式而言,尚不足以控制和管理城市空间形态,而城市空间环境是城市环境的重要组成方面,城市设计没有纳入新的规划体系,控制性详细规划又不足以控制空间形态,这使得城市形态控制成为新的规划体系的一个缺项。
城市空间质量管理是地方政府职能的一个方面,同时也是城市发展过程中规划管理不可或缺的环节,城市设计是世界各国普遍采用的一种规划形式,也是行之有效的空间管治工具。为弥补新的规划体系中城市空间管理环节的缺失,可以从两个方面入手,其一是调整规划体系的结构,将城市设计列为法定规划类型,并明确城市设计与其他规划类型的关系;其二是在不调整现有法定规划体系的框架上,充实和完善控制性详细规划,使之起到管理和控制空间形态的作用,本文主要讨论后一个方面的问题。
近几年我们通过与美国SASAKI公司合作编制广州大学城的城市设计,比较深入地了解美国城市设计编制的过程和方法,并将这些认识和体会应用到中山市港口镇中心区的规划设计过程中,在以实践为基础探索城市设计与控制性详细规划编制相结合的方法,特别是将城市设计导则与控制性详细规划图则的整合方面取得一些经验。这些经验将有助于探索将城市设计纳入中国城市规划体系的方法,以及结合城市设计完善控制性详细规划编制的过程、内容以及成果形式。
2 城市规划的分类与城市规划的目的和对象之间的关系
城市是一个复杂而综合的整体,为了充分认识和有效控制城市的发展,城市规划分若干类型,并形成规划体系。城市规划的分类与规划的目的、规划对象的特征和规划的内容密切相关,甚至规划的目的和对象的特征决定规划的分类。比如以社会经济发展为目标、土地为对象的规划类型是各种发展规划,诸如城镇体系规划、总体规划和控制性详细规划等;以城市空间为控制对象的规划是景观规划和城市设计。规划的类型与规划的成果形式相对应,总体规划以文本为主,控制性详细规划以图则为主。各类型规划组成一个整体,规划分类的实质就是反映规划运作的过程。我国城乡规划体系中,从城镇体系规划、市镇总体规划到乡村规划、详细规划的分类就表明了规划制定是一个在空间和内容方面逐步深化与细化的过程,规划之间的关系是制约与控制、深化与完善的等级关系。美国霍普金斯教授则是从规划如何影响行动的角度将其概括为5个类型和阶段:议程(Agendas)、政策(Policies)、愿景(Visions)、设计(Designs)及策略(Strategies)[1]。这是一个“问题——目标——措施”的规划运作过程。
1)议程,就是用表列的形式清晰地把需要讨论的议题或者需要采取的行动列举出来。城市发展存在一系列问题,有些问题是长期性和根本性的,不是某一个规划就能够解决。因此,什么样的问题被列入城市规划解决的目标,在民主社会是一个政治过程,规划师就是罗列公众关心的问题,这些问题就构成规划的议题,当把议题以一个表列的形式列举出来的时候,实际上也就界定了行动计划。
2)愿景,就是对城市未来发展的想象。城市问题的核心是环境,环境的改变需要一个过程,更需要一个一致的发展目标,愿景最大作用就是通过描绘未来的可能性,激发起人们的信念和热情,愿景是城市问题的另一种表现形式。愿景除了可以通过文字表达,还可以透过图象来描述。
3)政策,是实现规划目标的工具,其特点就是在同一个情况下,相应拟定一个统一的标准。政策与法规一样,可以增加开发者对未来行为的预测性,同时保证了一致性和公平性。但是在对行为约束的效果上,政策比法规宽松很多。
4)设计,是在任何规划实施的行动还没采取之前,经过详细拟订把最终的成果呈现出来。它透过完全预见的假设,往往呈现出蓝图的状态,在规划实施中却因为过于绝对而不能完全实现或者落空。
5)如果设计是一个蓝图,那么策略就是告诉我们如何去实现这个蓝图。从形态上分析,策略表现为一系列决策的树状图。在规划实施中可能会面对的各种不确定情况下,根据不同的时机和条件去采取不同的决策。
透过霍普金斯的规划分类体系可以看到,从问题的提出到问题的解决,有一个渐进的实现过程。具体选用那种规划形态取决于规划所处的阶段。中国城乡规划分类的特点是以空间尺度为划分标准的综合规划体系,也就是每个层次的规划几乎都是综合规划,每个层次的规划都融合了议程、政策、愿景、策略、设计等多种形态,使得规划的类型与规划的目的、对象之间的对应关系并不清晰,城市空间形态的控制找不到相应的规划类型。
城市设计是以城市空间为规划目标和控制对象,系统解决城市问题的规划过程。沿用霍普金斯教授的类型划分,它也包括了议题、愿景、政策、设计、策略等诸形态。实践中城市设计分为两个阶段与形态:即城市设计研究和方案阶段,其主要形态是愿景和设计,是城市规划目标的具体化和空间化的表达;城市设计导则阶段,其主要形态是政策和策略,是达到城市规划目标的工具和途径。
3 广州大学城中心区城市设计导则编制工作概述
广州大学城中心区城市设计编制过程分为城市设计方案和城市设计导则编制两个阶段[2]。城市设计方案阶段是形象化表达大学城空间发展目标,以及综合全面地论证空间规划的科学性、合理性和适用性等,通过了专家评审和公共参与最终确定规划设计方案,这主要表现为一个政治的过程。而城市设计导则是将城市设计方案所描绘的各项目标转化为规划管理的条件和要求,成为规划部门管理的依据。城市设计方案的编制过程和方案的科学性在此不详述,重点介绍城市设计导则的编制内容与过程。
在广州大学城的城市设计导则编制过程中比较成功地借鉴了美国的城市设计导则编制方式,并结合广州的实际情况使之较好地融入现行规划管理体系。整个大学城的城市设计导则由以下六部分构成:
(1)设计导则概要
设计概要主要是说明本次城市设计的目的、城市设计的主要内容、城市设计文件组成的框架、概念解释、图例的界定等。
设计导则的目的是建立一个从整体规划到具体建筑环境过渡的转换框架。整体规划为土地利用、交通组织、开敞空间与建筑物布置提供总体框架,地块控制性图则具体表达总体规划中的尺度与用地性质,景观与建筑设计导则确保在细节的设计能够贯彻整体规划和地块控制规划,并与整体发展协调一致。
(2)地块控制性规划图则
地块控制性规划图则提供每个地块开发控制的基础,并通过一系列的图解符号来表达推荐的地块发展结构,地块控制图则同时构建了景观与建筑设计的框架。
地块控制性规划图则的主要内容包括:1)尺度,尺度控制的具体内容涵盖用地红线、规划道路边线、建筑退缩线、建筑强制边界、零售商业边界、灵活边界、地块开敞空间、建筑可建范围;2)入口与道路,包括建筑主要出入口、步行联系线、停车与后勤入口区域、服务通道和卸货区;3)土地使用,包括用地性质、容积率、建筑密度、绿地率、建筑限高、停车。
(3)景观设计导则(图1、2)
景观设计导则用于描述建筑之间的空间,开敞空间的布局决定了建筑物的布局方式,为建筑使用者提供集中活动的空间,为步行者提供交通空间、绿化空间,并包括车行道和候车廊。开敞空间设计导则将空间分成了几个类型,建筑地块以外的称之为公共开敞空间,地块之内的称之为地块开敞空间。公共开敞空间与地块开敞空间联系起来便于公众的到达,设计中应适用相似的材料、街道家具和细部,不应设置栅栏,或其他屏障分割公共开敞空间与地块开敞空间。
1)公共开敞空间包括:街道、绿色廊道、步行广场和滨水区;
2)地块开敞空间包括:退缩线和步行系统。
(4)建筑设计导则(图3、4)
建筑设计导则为位于公共环境界面上的建筑提供设计指导。建筑物除了满足自身功能使用之外,其建筑还应作为公共空间的边界而界定公共开敞空间,同时也因为使用这些建筑的人群的存在而使得公共空间充满活力。导则确定了对公共空间塑造起重要作用的建筑设计条件,以及改善步行联系线或加强他们的使用特征;建筑设计导则并非针对某个特定地块而制定,它识别了各种典型条件,并为开敞空间界面的建筑提供了各种参考设计模式、图表、草图和使用实例,阐明特定情况下的可能解决方案。设计导则鼓励灵活和创造性的设计,内容包括:1)建筑与街道:首层、体块和高度;2)建筑与开敞空间:建筑户外空间、体块与备选方案;3)内部公共空间:有盖顶的步行联系线、骑楼、中庭和大厅。
(5)暴雨管理导则
雨水是重要的生态影响因素之一。由于开发产生的不渗水地面会增加雨水排出峰率和排出峰量,对自然的水补充和溪流及其他水路造成不良影响。通过设立和执行适当的标准控制,暴雨管理标准对排出水流中污染物进行整治和管理,最终控制暴雨排出水质以及控制开发所导致的洪水。暴雨管理包括三个方面的内容:1)管理暴雨的方式;2)排水系统设计;3)执行标准。
(6)开发实施程序
开发实施的程序就是建立城市空间管理的制度。这个管理制度在与现行城乡规划管理制度协调的基础上,强调开发者与管理者有效交流和协商的机制,包括初步申请、开发申请和最终成果三个阶段,明确了建筑设计方案审查的权利、权限和审查程序,并通过这个制度使得建成效果与设计蓝图一致。
概括而言,美国城市设计导则由以下三个方面构成:1)地块控制图则:其中图则A是土地用途和开发强度管理的规定性要求;图则B是建筑形态控制指导性要求;2)景观设计导则:主要用于描述建筑之间的空间。建筑之间的空间也就是外部空间,就其产生的过程来看存在两个途径:第一种方式是明确地块的公共使用性质,比如确定城市广场、公园、河流、绿地等;另一个途径是在私人开发地块中产生,比如建筑后退线、步行联系线等;3)建筑设计导则:许多情况下围合公共空间的是私人建筑,这些建筑对城市公共空间的质量产生决定性影响,为实现公共空间的概念和确保公共空间的质量,需要对位于公共空间界面上的建筑设计提供指引。
4 城市设计导则与控制性详细规划相结合的设计实践
广州大学城中心区的城市设计是在控制性详细规划的基础上编制的,但是在编制的过程中对控制性详细规划设定的目标进行很大的调整,这也是竞赛的要求和目的。这里城市设计与控制性详细规划的关系发生颠倒,本来城市设计是以控制性详细规划为前提,其结果却是改变和调整了控制性详细规划的目标与结果。
规划界争论了几十年的话题——城市设计贯穿城市规划的全过程和城市设计是详细规划的深入,在广州大学城中心区的城市设计过程中都得到体现。因为城市设计自身被划分两个阶段和类型,首先是城市设计方案阶段,这个阶段的工作就是以城市设计的视点反思控制性详细规划的编制,回到规划的目标和起点上进行城市设计,提出大学城的整体发展构想,这不是基于控制性详细规划的深化,而是基于大学城的规划目标进行设计发展。其次是城市设计导则的编制,这个工作是在城市设计方案的基础上按照控制性规划的要求进行编制,除了满足控制性详细规划的要求之外,还增加空间形态控制的内容,因此,可以认为是详细规划的深入。
城市设计的方案制定不能简单地视为控制性详细规划的具体化和形象化,后者表达的是技术过程,不是设计过程,设计是解决问题的过程。城市设计是将愿景描述为空间的过程,或称是直接用空间语言描述城市发展愿景的过程,这个过程是社会参与的政治过程。在这个意义上,城市设计方案是与控制性详细规划平行制定的阶段,甚至城市设计研究是控制性详细规划的前提和依据,这也是城市设计贯彻城市规划全过程的思想体现。
城市设计导则的制定是一个技术过程,也就是将城市发展所确立的空间目标转化为管理的依据,其中包括控制性详细规划的空间管制要求,但远不止于此。因为控制性详细规划是基于地块及地块上的建筑形体,而城市设计则更关注地块之间的公共空间。城市设计方案涉及的内容非常复杂,包括一系列社会经济以及生态发展的目标,空间表达也是意向性的具体表达。这些意向性的具体空间形象是不能直接变成管理的依据,而是从中抽取出实质的内容,这种抽取和转化就是城市设计导则的编制过程。城市设计导则的编制是基于城市规划管理机构的权力和责任,从这个角度分析,城市设计导则制定的原则是基于公共空间的管理,它将城市规划的空间管理明确并细化为城市公共空间的管理。
城市公共空间有许多种类型,有些是由公共建筑产生的,比如天安门广场;有些直接就是开敞空间,比如公园和河流等;而有些是由私人建筑围合构成,比如城市街道等。同时城市空间的质量不仅表现在这些元素自身,而且还取决于这些要素的关系,也就是以人的行为联系这些公共空间。城市公共空间的产生不仅反映在城市设计的成果中,也反映在开发控制的过程中,比如街道空间的产生就主要取决于开发控制的过程。规划实施的依据可能是设计图纸,或规划蓝图;而开发控制的依据就不仅仅是蓝图,还要包括开发和管理的准则,城市设计导则就是其中一类。作为技术过程的城市设计导则,在编制时应当以城市设计方案和控制性详细规划为依据。
基于上述认识,在厘清了城市设计与控制性详细规划的关系后,我们在中山市港口镇中心区的规划中探索城市设计与控制性详细规划编制的结合。首先将城市设计研究置于控制性详细规划编制之前,其研究报告作为控制性详细规划的依据;其次,将城市设计导则的编制与控制性详细规划的编制进行有机的整合,使之既控制土地使用和开发强度,又控制空间形态,制定出适于管理的技术文件格式。
中山市港口镇中心区的城市设计与控制性详细规划相结合的编制思路和技术路线是[3]:
1)在现状调查和总体规划研究的基础上提出两个不同的城市形态空间设计方案,这两个方案经过包括公共参与在内的多次讨论和论证的基础上选择一个作为深化设计方案;
2)将选定的城市设计方案深化为控制性详细规划,便于与现行规划管理制度对接,对控制性详细规划进行技术检查和法律法规的符合性审查,基本获得各方认可之后,再深化城市设计方案,重点关注城市公共空间的设计,梳理出城市设计方案的公共空间构架,重点控制比如广场、街道、绿色廊道和滨水区等公共空间;
3)利用城市设计包容控制性详细规划的特点,以城市设计导则这个空间管制工具替代控制性详细规划,为兼顾国家法规对城市规划文件规范化的要求,城市设计导则的体例进行部分变通,将图则A的表达形式充分与控制性详细规划的规范要求一致,保持图则B的城市设计图则特征,从而形成比较清晰完整的,既包括控制性详细规划内容,又包括城市设计内容的地块控制图则体系(图5);
4)城市公共空间的整体性特征使得单纯的地块控制图则很难控制公共空间的品质,为此,在控制性详细规划的基础上,直接借鉴美国经验,增加景观设计导则和建筑设计导则这两个部分,形成完整的城市设计文件。
中山市港口镇的城市设计实践经验表明,美国城市设计导则体系完全能够融合中国控制性详细规划的内容和要求,并且相对独立又十分清晰地展现出来。这种城市设计结合控制性详细规划的方式和途径,将有助于在现行规划体系的框架下完善城市空间控制的缺陷。
5 比较、体会与经验
5.1 城市设计研究和方案与城市设计导则是城市设计的两个不同阶段和类型
城市设计以城市空间为研究和控制对象,在不同规划阶段有不同目标和取向。城市设计研究作为一种理论和方法可以应用于所有规划类型,也就是贯穿整个规划设计全过程。城市设计导则是一种空间管制的工具,其本身并没有价值取向,美国城市设计控制政策是以设计审查制度为核心,以设计导则为依据,以区划法为依托。城市设计导则旨在弥补区划法对城市形象、环境质量等不可量化因素控制的不足,给城市建设以美学与感观上的控制,创造更好的城市空间形态与宜人环境。美国城市设计导则的目标不是将理想的空间形式固定化和法定化,而是关注城市空间的一个层面,也就是城市公共空间的质量。即便是对私人开发的控制,其出发点也是基于公共空间的质量,而不是权力的标准和价值观。在理解美国城市设计控制的过程中,应当区别城市设计方案的编制与导则编制。
城市设计方案是以设计形态全面、具体和形象化地描述城市未来某一状态,城市设计导则只是将城市设计方案中的公共空间内容抽取出来,变成开发的准则和管理的依据。
5.2 城市公共空间的控制与管理
追溯中国控制性详细规划的起源,其中一个目的就是促进城市空间的多样化,也就是区分了规划师和建筑师的不同分工和责任,“规划师定量,建筑师塑性”是计划经济时期控制性详细规划的实质。这种空间管制思想的控制性详细规划在市场经济的背景下就演变成城市空间的混乱,想回到计划经济时期的城市空间的管理手段已经失去社会基础,基于控制性详细规划来干预建筑形态缺乏法理的依据。因此,应当重新认识城市空间的特征,认识政府空间管制的权力及其目的,建立空间管理的框架和制度,完善控制性详细规划。
城市空间形态体现社会各方利益的格局,多样化是城市形态设计的美学要求,民主政府没有权力依据美学标准去调整城市社会各方利益格局。合理的政府角色应当是关注城市公共空间的管理,城市设计是城市公共空间生产过程的一个重要环节。
城市公共开敞空间的规划控制包括:1)城市公共开敞空间的类型与功能;2)城市公共开敞空间的平面范围和形态意向;3)城市公共开敞空间的空间界面。城市公共开敞空间的界面由两个部分组成,平面形状由地块控制图则确定,而围合城市开敞空间的立体界面常常是私人建筑。为保障公共开敞空间的质量,需要给这些建筑制定设计导则,因此,建筑设计导则并不针对所有建筑,而只关心处于公共空间边界上的建筑。我国城市设计的空间形态控制经常处于两种极端的状态,要么管治不足,要么管治过界。
5.3 空间管治需要一套标准的图式语言
正如精确描述建筑最终状态的是施工图一样,准确描述城市空间也需要图式语言,城市设计导则就是一套比较标准规范的空间语言。我国的控制性详细规划仍然是以文本为中心的法定文件,图则控制以平面的方式解释和补充文本的不足,这种方式针对城市非重点控制地区比较适用;针对城市重点地区,修建性详细规划侧重经济分析和详细设计,从而使之适用范围非常有限。因此,在城市重点地区的空间控制中,城市设计导则可能是弥补这两种规划之间缝隙的有效工具。
6 结语
控制性详细规划表现为分配土地用途和确定开发强度,土地制度不同导致这种分配的目的和过程不同。私有土地制度下的区划过程是基于公共利益对私人土地权益的调整和干预,其工作遵循的原则是公平和公正;我国公有土地制度下的控制详细规划,其目的是为出让土地而拟定条件,表现为资源的分配过程,遵循的原则是科学合理。私有土地控制的公正和公平原则可以透过民主程序和公共参与获得,而公有土地的科学分配原则仍然没有统一的认识,这里涉及到两个方面的问题。其一是城市规划的理性能力问题,历史的经验表明在城市规划领域人类的理性能力与科学的真理尚有距离;其二是规划师和政府的代表性问题,城乡规划是政府组织专家编制,政府能够代表公众,专家能够代表真理吗?在市场经济条件下这个代表权会不会被异化呢?维护公共利益需要不断地完善规划体系和技术手段。
在私有土地制度下,以公平和公正原则的土地使用控制制度仍然不能排除它对公共利益的伤害,这是由于土地开发的外部性造成的,基于公共利益的考量,美国发展出一套保护和发展城市公共空间的城市设计制度。尽管两国的土地制度存在根本差异,但是城市规划的目的是一样的,因此一些经过历史检验的、行之有效的技术工具可以直接借鉴,城市设计导则就是一例。
参考文献
[1]Lewis D.Hopkins著.赖世刚,译.都市发展——规划制定的逻辑.台湾五南图书出版公司2005
[2]华南理工大学建筑设计研究院,SASAKI ASSOCIATES INC.广州大学城中心区城市设计及控制性详细规划.项目负责:孙一民,周剑云等.
[3]华南理工大学建筑设计研究院.中山市港口镇中心区城市设计及控制性详细规划.项目负责:周剑云.
控制性设计 篇2
考虑控制饱和的卫星姿态控制器设计
研究了基于修正罗得里格参数的刚体卫星在控制输入受限时的`姿态控制问题.首先提出了一种全状态反馈姿态控制器的设计方案,并通过李亚普诺夫方法证明了闭环系统零平衡点的全局稳定性.然后针对姿态角速率信号不可测量的情形,设计了一种仅依赖修正罗得里格参数信息的输出反馈控制方案.另外,通过在所提出的控制方案中引入双曲正切饱和函数,推导出只需控制参数的选取满足某一限制条件,就能有效地抑制控制输入的饱和问题.仿真结果表明,所设计的控制方案有效、可行.
作 者：吕建婷 马广富 高岱 LV Jianting MA Guangfu GAO Dai 作者单位：哈尔滨工业大学航天学院,哈尔滨,150001刊 名：空间控制技术与应用英文刊名：AEROSPACE CONTROL AND APPLICATION年，卷(期)：34(2)分类号：V442关键词：姿态控制 输出反馈控制 控制饱和 修正罗得里格参数
设计交底与造价控制 篇3
【关键词】设计交底；造价控制
【Abstract】Design Details is the process of recording and design units and construction projects parties involved in the exchange， but also a continuation of the project design process， the author tests， design the different stages of cost control staff on how to play its due role， how to design the tests， construction project cost control analysis and make recommendations.
【Key words】Design Details；Cost Control
1. 前言
（1）作为建设项目成本控制的参与者，我们常常会谈及全过程造价控制，而在全过程造价控制的各个阶段中，尤其值得关注的是设计阶段的造价控制。但事实上，造价控制人员却很难参与到设计环节中，况且设计人员往往要依据各项指标、业主要求、设计成果的安全性及其它方方面面的因素综合考量而定，经济性的兼顾度难以周全。故而笔者认为，设计交底是造价控制的良好切入点之一。
（2）设计交底是工程建设项目实施过程中，由设计人员及其他相关人员参与的一项技术活动，通常泛指开工前建设项目各个参与方针对施工图会审后，形成的技术交底资料。实际上根据项目建设中不同的阶段及不同的参与人员大致可分为三种技术交底的类型（见附表）；针对每种设计交底类型所对应的特点，我们项目管理（造价控制）人员应因地制宜，积极参与其中，尽最大努力优化成本，并同时满足其他各项要求（见表1）。
2. 项目方案设计阶段
（1）项目方案设计是设计方提供给建设方概念性、方向性的设计成果，建设方与设计方交流设计理念、设计思想的过程即为该该阶段的技术交底过程。在这个过程中，作为项目造价全过程控制人员，提供各可行方案的经济性比选尤为重要，例如：在容积率、绿化率指标符合规定前提下，住宅项目高层与小高层的经济指标比较；在满足使用功能及业主要求的前提下，单层厂房的跨度设置，多层厂房的层高、檐高设定等，都直接会影响到项目经济性。笔者曾在结算审计过程中，碰到这样的实例，一个厂区多幢轻工业多层厂房因檐高为18.1m刚好达到二类工程标准，使工程类别上升一类，而业主对该厂房的层高、檐高并无特定要求，檐高降低0.2m对使用功能毫无影响，但却可以降低建安造价1.2%。可见方案比选比较的不仅仅是项目方案的可行性、建筑效果以及实用性等，还要兼顾到其经济性。
（2）方案的优劣也直接影响到项目的整体效果。许多城市的地标性建筑不仅是外观上面有很高的“颜值”要求，更是一座城市的名片。设计者往往要根据建筑自身定位、业主要求及资金状况、以及当地的地域区域文化、人文历史等综合考量。例如笔者所在城市的地铁站台就以江南水乡文化融入设计，以古运河、水弄堂为基调，既有文化底蕴和内涵，又兼顾项目经济性。每个站台的方案设计建设方与设计方都多次交底，并在网上公示，征求社会意见，与广大市民“交底”，形成良性互动交流。
3. 图纸设计阶段的交底
无论是扩初设计，还是施工图设计，都是项目成本控制的关键阶段。扩初设计形成的造价成果是扩初概算，施工图设计形成的造价成果是施工图预算，建设方往往会根据扩初概算对施工图设计进行修正。这个阶段设计交底，我们造价控制人员应积极参与，由于这个阶段尚未确定施工单位，所以不会有施工单位提出增加造价的设计建议，我们应对设计的各项指标、参数进行分析、评判，对各种施工方案进行比选建议（见附表）。交底之交即为交流，设计人员交流设计理念思想；建设方交流项目建设要求；造价人员交流如何兼顾项目经济性。例如，蠡湖之畔的无锡大剧院演奏大厅的内墙装饰材料对吸音有较高的要求，国内音乐厅装饰的吸音材料有许多，在扩初设计交底中，设计方与项目管理方沟通，主观演厅在墙、地面大量采用有江南特色的竹子，“以竹代木”既低碳环保、防腐防蛀，又有很好的吸声、反声功能。无锡宜兴盛产竹子，建设成本明显降低，无锡又地处江南，吴地遗韵的丝竹之情在设计元素中得以展现，可谓一举两得（见表2）。
4. 施工（开工）阶段的设计交底
（1）这个阶段的交底参与人员发生了变化，施工方在认真参研了施工图后，会针对设计图纸在施工过程中有可能出现的问题、建筑图与结构图设计节点的矛盾以及设计细节不明确之处与设计单位、建设单位、监理单位、跟踪审计单位交底、洽商，并形成相应的设计交底记录。图纸设计交底记录是设计文件的一部分，是对设计细节可行性的解释，更是以后工程结算的重要依据，故此在此环节对设计交底细节的把握会直接影响到工程造价。对于施工单位提出的只利于施工方便而大幅度提高造价的设计修改，跟踪审计人员要以专业视角予以建议。例如，有些施工方会提出二次结构采用植筋工艺，原设计施工图及钢筋施工规范并无强制要求，若设计交底同意此方案会大大提高施工成本，二次结构加固筋是预埋还是植筋完全是施工单位自行定夺的施工措施，不应业主买单。又例如，有些项目今后会有精装修或二次装修的计划，就可在设计交底中提出建筑做法中涉及装修部分土建施工单位暂时不做，等二次装修再由装饰施工单位根据装饰要求施工，可避免重复投资。
（2）目前，大多数公开招标的建设项目采用的是固定单价模式，在施工图设计交底前，造价控制人员应先充分研究招标文件、投标文件、合同条款等，对于不平衡报价的子目在交底中予以关注，避免交底时增加这些子目的工程量。例如，钢筋电渣压力焊接头，根据计价表（定额）投标报价一般比实际发生成本高，施工单位为施工便利及增加利润，交底时会建议？12以上纵向钢筋均采用电渣压力焊，而图纸或钢筋规范一般无此要求，电渣压力焊接头数量的增加直接导致最终结算造价增加，这就要求参与交底的各方对交底中施工要求变更及解释加以商榷，严格控制项目成本。
综上所述，建设过程中不同阶段的设计交底对工程造价均有一定影响，如何兼顾好交底对项目实施效果以及成本控制这把双刃剑，是放在我们造价控制人员面前的课题。项目建设具有一定的过程性，我们应当从小处入手，找准造价控制的切入点，为项目的顺利实施尽心尽责，力求设计完美、施工严谨、管理科学、控制合理。
控制性设计 篇4
控制性详细规划在整个规划体系中起着承上启下的作用, 实践中控规涉及城市设计的内容较多。由于当前控规编制缺乏城市设计研究, 造成了控制指标制定不尽科学、控制手段执行不力等问题, 在实施过程中面临着失控的危机。这种状况不仅阻碍了控规的顺利实施, 同时对城市空间环境也造成了诸多不良影响。因此, 研究体现城市设计内容的引导性控规指标, 具有很大的实践意义。
2 控制性详细规划与城市设计关系
2.1 控规中的城市设计因素。
控规中的几乎所有控制指标都与城市设计有关, 所以控规与城市设计两者具有一种天然的联系性, 深入的城市设计研究, 能对控制指标做出有效指导和起到完善作用。
2.2 城市设计中的控制性因素。
城市设计成果不仅包括城市空间形态设计内容, 同时更加强调制订城市设计准则、指导纲要等管理控制性要求。控制引导越来越成为城市设计实施过程中策略制定、信息反馈、控制调整的重要手段。
2.3 控规与城市设计在内容上的密切联系。
控规所采用的规定性指标与城市空间环境密切联系;控规中形成建筑外观特征的引导性指标与建筑体型环境紧密联系。城市设计研究内容与控规内容具有很大程度的同一性, 控规内容的科学性建立在城市设计研究的基础之上, 城市设计研究是控规工作中十分重要的组成部分, 它对促进控规的完善和深化有着重要的作用。
3 控制性详细规划中城市设计指标控制
3.1 城市环境容量控制指标
3.1.1 容积率控制。
在城市设计指导下进行容积率分区控制。控规应以成熟的城市设计方案或设想为根据, 确定容积率指标。不同区域根据不同的城市设计构思, 就会有不同的容积率分区。在城市滨水或靠山等环境景观要求较高的区域, 需要将容积率控制在一个较低的水平;在城市传统保护区或有保留价值的城市旧城区域, 由于考虑保护规划区城市肌理和整体空间格局的需要, 也需要将其设定为一个容积率较低的区域;对于城市中心区域, 由于大型商业服务设施、文化娱乐设施用地较为集中, 可以将其设定为容积率较高的区域。
3.1.2 绿地率控制。
深化地块绿地率控制, 规定地块绿地率控制标准和要求, 提供绿地一般的植被配置参考, 根据不同用地性质地块公共空间和景观的需要, 提出特定的绿地布置要求及绿化建设的时序原则。如城市滨水地区地块强调通过绿地建设将自然水景引入规划区域;城市中心区地块则应考虑绿地布置结合城市开敞空间、道路系统的建设, 提高使用的舒适性。
3.2 城市实体空间控制指标
3.2.1 建筑空间密度控制。
在常规的操作下, 一直是以二维平面建筑密度的限定来控制城市三维实体空间, 忽视建筑空间密度的存在, 且常以这样的一条规律作为建筑密度界定的依据之一, 即在容积率确定的情况下, 建筑层数越高, 建筑密度越小;建筑层数越低, 建筑密度越大。但关键是, 当建筑物垂直投影总面积确定下来时, 建筑密度就己经成为定值, 不会因为建筑层数的改变而变化。这样的规律只有在建筑的各层平面不发生面积变化的情况下才适用。我们所要控制的建筑空间密度与建筑的平均楼板面积有关, 即建筑空间密度=平均楼板面积/用地面积。
3.2.2 建筑空间密度与建筑密度综合控制。
建筑密度和建筑空间密度控制内容没有必要在整个规划区域内强求统一, 用地性质不同, 控规的控制重点和两者的控制力度应该允许有所区别。商业金融应该严格控制建筑空间密度, 适当放宽对建筑密度的限定。文化娱乐用地面积上相对充裕, 只控制建筑密度就可以满足城市空间的要求。
因此, 城市实体空间控制应该针对用地性质的不同区别对待, 以建筑对城市实体空间的影响程度为判断的依据, 抓住主要矛盾确定控制手段。
3.3 建筑形态控制指标
3.3.1 建筑高度控制
1) 从街道空间角度控制建筑高度。在街道空间D/H值控制研究中, 日本建筑师芦原义信认为1≤D/H≤2是空间的最佳比例, 这是个值得借鉴的经验数值。在高层建筑投影面积控制研究中, 上海市的作法值得借鉴:
A≤L× (W+S)
其中, A-建筑以1:1.5的高度角在地面上投影的总面积;
L-建筑基地沿道路规划红线的长度;
W-道路规划红线宽度;
S-建筑后退距离。
2) 街道空间宽高比与建筑最佳高度协同控制。街道空间宽高比与建筑最佳高度协同控制的方法是:先通过城市设计整体研究, 对规划区进行分地块建筑高度控制, 提出各个地块建议的建筑最佳高度。然后, 将地块建筑最佳高度值与沿街建筑高度控制值进行比较, 修正沿街建筑高度控制数值。
3.3.2 建筑体量控制方法。
对于低层、多层建筑的体量进行控制, 首先需要明确与建筑体量相关的控制要素。控规可通过建筑最大外墙面宽分类控制的方法实施小尺度空间格局地块的建筑体量控制。
对于高层建筑体量主要在以下三方面进行控制:第一, 高层建筑塔楼外墙控制线;第二, 高层建筑塔楼平均楼板面积和建筑高宽比;第三, 高层建筑裙房的位置及高度。
3.3.3 建筑形式和色彩控制指标
1) 选定参照建筑。参照建筑的选择, 有以下几个原则:艺术性原则, 要丰富城市空间环境;代表性原则, 它应是某一时期特定风格的代表作;历史性原则, 它应在城市建设发展史上具有一定的历史地位或与重大人物、事件相联系;延续性原则, 它的存在应使周围环境具有一种历史沿革上的延续感。具有以上特征的这类建筑是城市特色的载体, 可对其周围一定范围内建筑的形态设计产生影响。
2) 分级确定控制区域。控规对建筑形式和色彩的控制要求, 不能一概而论, 应在规划范围内根据不同的用地性质和所处的不同位置有区别的对待。根据控制对象的重要性差异, 可进行如下分区:重点控制区, 它要求控规对建筑形式和色彩做出较详细要求, 并严格执行;一般控制区, 在整体统一协调的前提下, 由下一层次规划或建筑设计自由决定;自由选择区, 控规对这类区域在建筑形式和色彩方面无具体控制要求, 设计可自由发挥。
3.4 交通引导性指标
3.4.1 机动交通组织。
在城市总体交通规划的指导下, 控规中合理组织规划区域的交通线路, 包括货物装卸线、公交线、市政交通线, 保证人们集散方便、货物顺畅运输, 并能满足消防、防震等抗灾应急的需要。此外, 城市面临自行车、自备车、外来车、公交车的停车问题, 控规中需要保证数量充足的停车泊位, 同时注意停车场库设施使用的方便性和视线掩蔽。
3.4.2 步行交通组织。
在控规的相关图纸中需清晰表达重要步道系统的具体位置和宽度设置。步行交通组织还需重视交通转换点的设置, 包括自行车与行人、公交车与行人、地铁与行人的交通转换以及不同高度层面上的步行交通的衔接。
3.4.3 道路交通设施控制。
在控规中加强交通设施无障碍设计控制, 突出以人为本的观念, 交通设施与人行活动相关的部分应具有人性化的尺度。加强交通设施绿化建设, 在交通设施上设计一定的绿化空间, 对改善城市环境和交通设施形象大有益处。
结语
我国控规经过近二十年的发展, 逐步走向成熟, 同时也暴露出许多的问题, 很多都与城市设计研究内容相关。将控规中的控制内容与城市设计方法研究普遍联系的基础之上, 完善控规内容、提高控规控制能力, 构筑控规中城市设计方法的研究框架, 在规划编制过程中使用城市设计方法是控规的发展趋势和必然需求。
摘要：本文揭示了控规规定性和引导性指标与城市设计的联系, 从环境容量、空间实体、建筑形态和交通引导四个层面指标进行阐述城市设计思想融入控制性详细规划编制中的控制手段。
关键词：城市设计引导,控制性详细规划,指标控制
参考文献
[1]夏南凯, 田宝江.控制性详细规划[M].上海:同济大学出版社, 2005
[2]张志斌.提高控制性详细规划实效性的规划编制方法探索[J].现代城市研究.2007.10
某设计院项目设计质量控制要求 篇5
（项目进度计划与完成情况表配套细则）
1.建筑第一次条件图：建筑专业从方案图细化至第一次建筑条件图时，平、剖应一致，和效果图应一致（发条件图时将效果图一并发给结构专业），对方案阶段考虑不周的地方应进行修改；应满足建设单位的使用要求并经建设单位确认；应满足国家规范和地方规定的要求；应将甲方的实际意图和其他专业交底；工程名称、项目名称、建设单位、工程编号等应写正确；条件图发给其它专业前，应请本专业校审人和专业负责人把关。
2.条件反馈及前期准备：收到建筑专业第一次条件图后，其他专业应及时反馈相关条件，如结构专业反馈框架柱和剪力墙的平面布置，设备专业反馈管道井布置及设备用房布置等；各专业对主要技术问题和技术难点进行讨论，专业负责人制订项目统一技术措施；各专业提条件时应从全局考虑，不要画到哪提哪的条件；各专业的条件图应按比例绘制；各专业所需的设计前期条件由各专业自己和建设单位及当地主管部门联系；建设单位提供的前期条件（含设备样本等）应归档；当某些前期条件建设单位没办法及时提供、设计又迫切需要时可参照选用（如土建施工时需要的电梯样本中的吊钩位置等），将选用的前期条件发给建设单位确认并归档，当条件确定后应及时对原设计进行调整；条件图发给其它专业前，应请本专业校审人和专业负责人把关。
3.建筑第二次条件图：建筑专业收到其他专业反馈条件后，应积极与各专业协调，对技术问题和技术难点可以召开专业协调会进行讨论；完善并发放建筑第二次条件图，建筑平面图中楼梯、电梯、自动扶梯等尺寸应经过初步计算；落实专业间所需条件及专业间提条件的时间；条件图发给其它专业前，应请本专业校审人和专业负责人把关。
4.施工图设计：收到建筑第二次条件图后，各专业开始施工图设计；设计过程中各专业应积极配合减少差错；按确定的时间节点提供其他专业需要的条件图；条件图应注明日期；条件图有修改时应用云线标出修改内容并及时通知相关专业；所提条件在图纸会签时应检查接收方的落实情况；接收方应保存好条件图，做为今后追溯的依据；经常打开别人图纸看看最新进展；施工图收尾阶段，宜兼顾其它专业，如建筑专业可以先收尾平、立、剖、楼梯、详图等，让结构专业可以收尾，把门窗表、节能计算等放在后面。
5.施工图校审：各专业应加强校审工作减少差错，校审工作应提前，不要到出图时才发现问题影响各专业施工图进度，不要到施工时才发现问题影响单位信誉；校审表应归档；各专业的规范、图集应及时更新，地方规定应及时收集，对规范规定应活学活用，抓住问题本质，提高变通能力。
6.时间安排：设计过程中要配合原有项目的后期服务，安排时间时，要考虑这方面的因素，保证项目按时完成；设计过程中原则上不承接其它项目，在保证本项目按时完成且不影响其他专业的前提下方可承接其它项目。
7.设计变更：施工图审查、消防审查、图纸会审、施工配合等修改设计时，若涉及其他专业应及时通知，修改图纸和技术通知单专业间应会签；重大变更应重新送审；与设计变更有关的联系函件要存档，如建设单位或施工单位提出的变更请求、根据现场情况需做变更的工程联系单等；设计变更时易出纰漏，签章要谨慎。
8.施工图图幅：对每栋单体来说，各专业施工图图幅应尽量一致，原则上以A1为主，超长、超大、超小项目及封面目录除外。
9.一个工程有多个子项时按项目名称填写项目进度计划与完成情况表，子项中的某专业多人设计时由主要设计人签字。
智能风扇控制系统设计 篇6
关键词：单片机；DS18B20；PWM；电动机；恒温；PID
中图分类号：TP311.52文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 02-0000-02
Smart Fan Control System Design
Dou Hao
(South-Central University for Nationalities,Wuhan430074,China)
Abstract:Based on the detection technology,the MCU control technology and ultrasonic technology,grasp the "low carbon" living concept,design an optical and electrical integration,multi-purpose insect repellent,a cooling fan device.The system micro-controller core, the design of ultrasonic frequency sweep circuit according to the principle of ultrasonic repellent to gnats;temperature detection, keyboard input and LCD integrated into the system to achieve a constant temperature of the system. The system is stable,low cost, energy-saving effect. Tested the device to achieve the desired functionality, provides a good basis for subsequent development.
Keywords:MCU;DS18B20;PWM;Motor;Thermostat;PID
近年来，随着“低碳”生活理念的提出以及人们生活质量的提高，风扇的设计已经向节能化、智能化及多功能化方向发展。在夏季，蚊虫叮咬是备受人们关注的问题；同时，功率大、高转速的风扇存在着电能浪费问题，因此很多场合都希望风扇的转速具有智能性，能够随着温度的变化自动控制。
现阶段，人们普遍所采取的驱蚊方法是使用点火蚊香或电蚊香等，这些方法威胁着人们的健康并且对环境造成污染，因此，迫切需要一种无公害无污染且健康的驱蚊方式出现；同时出现一种比较经济、高效和节能的温度控制系统已经成为了一种必然。在我们的生活中，自动检测技术与人们的生产、生活密切相关，这已经成为自动化领域的重要组成部分，尤其是在自动控制[1]中，如果对控制参数不能有效、准确地检测，控制就将成为无源之水、无本之从而对智能风扇设计的提出就成为了一种迫切的需求。
本文提出了一种基于单片机控制器的光机电一体化智能风扇--由计算机控制，通过编排程序具有可以变更的多功能的自动化机械[3]。拟达到的目标是始终保持被控对象温度恒定，并且能够驱蚊，同时实现键值液晶显示和对电机转速的控制，诸如基准温度和DS18B20测得的即时温度显示，运用PID控制方式产生PWM波控制电机的转速。通过矩阵键盘调节，实现在液晶显示器对基准温度的显示。为实现上述目标，需采用的模块主要有单片机、测温模块、电机调速模块、显示模块、超声波发送模块等。
实现驱蚊功能和温度控制功能两部分功能的方法如下：驱蚊功能主要由超声波发射模块来实现。微控制器输出一个信号到超声波功率驱动模块，驱动超声波发射头发射超声波；转速的调节是温度控制的外在表现，根据温差的大小来控制风扇的转速，温差不大时转速慢，温差大时转速快，以使温度保持在用户的设定值。通过PID算法对电机转速进行控制，由温度传感器DS18B20检测环境温度，输入到控制器中，控制器根据温差和温度变化率，采用PID算法计算出电机的输入信号，运用功率驱动模块，最终实现对电机的控制即实现对温度的控制。
整个控制系统包括微控制器，电机驱动模块，温度检测模块，显示模块和输入模块，另外加上驱蚊的超声波发射模块。其中微控制器实现PID控制算法，接收输入信号等功能；电机驱动模块实现电机的功率驱动；温度检测模块检测环境温度；输入模块接收基准温度的设定。
本设计中采用的驱动电机是直流电机。这是因为直流电机具有速度控制容易，启动、制动性能良调速范围宽等优点。直流电动机的调速性能以电压调速方式较为理想[5]，具有较大的转矩，用以克服转动装置的摩擦阻力和负载转矩；调速范围宽，而且运行速度平稳；具有快速响应能力，可以适应复杂的速度变化；直流电机的负载特性硬，有较大的过载能力，可以确保运行速度不受负载冲击的影响[6]。本文研究的是等面积法控制PWM法对直流电机进行调速。等面积法是用同样数量的等幅但不等宽的矩形脉冲序列代替正弦波，然后计算各脉冲的宽度和间隔，并把这些数据存于微机中，通过查表的方式生成PWM信号控制开关器件的通断，以达到预期的目的。由于此方法是以SPWM控制的基本原理为出发点，可以准确地计算出各开关器件的通断时刻，因此所得的的波形也很接近正弦波。
本设计的控制算法的理论基础即所谓PID控制是比例一积分一微分(PID)控制是将偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)通过线性组合构成控制量，对被控过程进行控制。PID控制自18世纪引入控制领域以来，一直保持着它在工业过程控制中的主导地位，被誉为控制领域的常青树，据统计工业控制的控制器中PID类制器占90％以上．PID控制是最早出现的控制类型，因为其结构简单，各个控制器参数有着明显的物理意义。调整方便，所以这类控制器深受工程技术人员喜爱。PID的发展过程，很大程度上是它的参数整定方法和参数自适应方法的研究过程。最早的PID参数工程整定方法是在1942年由Ziegler和Nichols提出的简称为Z-N的整定公式[12]，尽管时间已经过去半个世纪了，但至今还在工业控制中普遍应用。1953年Cohen和Coon继承和发展了Z-N公式，同时也提出了一种考虑被控过程时滞大小的Cohen．Coon整定公式[13]。尽管自1940年以来，许多先进控制方法不断推出，但PID控制器以其结构简单，对模型误差具有鲁棒性及易于操作等优点，迄今仍被广泛应用于工业过程控制。
驱蚊功能的实现来自于对蚊虫的2个生理特点的研究：只有雌蚊吸食人或动物的血液，且雌蚊在怀卵期间讨厌雄蚊，雄蚊发出的21~23 kHz超声波，会使雌蚊避开；当蚊子感受到天敌蝙蝠、蜻蜓等发出超声波，就会逃避。蚊虫驱赶电路就是基于以上蚊虫的2个生理特点并结合变频技术惊醒设计的，在单片機的某一个I/0端口产生的一个固定频宽的扫频方波信号输入到NPN三极管驱动超声波发射头，发出扫频方波进行驱蚊。扫频范围可以通过程序调节到任意设定的频率数值，利用单片机即可较为容易地实现扫频输出信号。由于人耳听觉频率范围(20 Hz~20 kHz)以内，因此本设计利用的是蚊虫的第二个生理特点进行驱蚊，即模拟蚊虫的天敌发出的超声波信号，发出频率范围在24kHz以上的超声波。
参考文献：
[1]郑华耀.检测技术[M].北京:机械工业出版社,2009
[2]徐科军.传感器与检测技术[M].北京:电子工业出版社,2008
[3]2010-2015年中国智能风扇产业项目投资及行业竞争力发展研究报告[R].北京:中安盛业投资顾问(北京)有限公司.2010.10
[4]张崇巍,张兴.PWM整流器及其控制[M].北京:机械工业出版社, 2003
[5]李勇.直流电动机拖动系统的电气调速方法[J].四川水利发电,2000,19(3):90-92.
[6]沈官秋.直流电机[M].西安:陕西科技出版社,1979
[7]王水,周培志,张耀进.PWM控制与驱动器使用指南及应用电路一单端控制与驱动器部分[J].西安:西安电子科技大学出版社,2005,50～70
[8]陈国呈.PWM变频调速及软开关电力变换技术[M].北京:机械工业出版社,2001
[9]冯国楠.现代伺服系统的分析与设计[J].北京:机械工业出版社,1990,90-105
[10]李锡雄,陈婉儿.脉宽调制技术[J].武汉:华中理工大学出版社,1996,54-98
[11]Vance J.VanDoren. PID:控制领域的常青树[M].CONTROL ENGINEERING China,2004
[12]Ziegler J G,Nichols N B. Optimum setting for automatic controllers[J]. Trans ASME,1942,64(8):759-768
[13]Cohen GH,Coon GA.Theoretical consideration ofretarded control[J].TransASME,1942,(75):827-834
[14]谢剑英,贾青.微型计算机控制技术(第3版)[M],国防工业出版社,2001
[15]于海生等. 微型计算机控制技术[M].清华大学出版社,1999
控制性设计 篇7
关键词：设计阶段,造价控制,风险控制
工程造价管理是对建设资金进行有效控制和管理的方法, 对工程的经济效益有着重要影响。因此, 必须加大对工程造价和分析的管理和控制力度, 保证工程的建设质量, 减低工程施工成本, 促进工程顺利、平稳的实施。
1 概述
工程设计环节是经济和技术分析的关键环节, 对工程的建设造价有着十分深刻的影响。因此, 为了能够降低工程项目的建设费用, 避免不必要的资金和资源的耗费, 我们必须结合工程的具体施工情况, 增加对设计环节的监督和控制。工程的整体设计工作要在项目规划完毕之后才可以进行, 在工程设计阶段就已经确定了项目的施工建设费用。而开展工程设计计算工作的关键目的就是减少预算资金和实际资金之间的差距, 从而避免无故浪费和预算超支现象的发生。有关资料数据表明, 在不改变施工条件和其他因素的前提下, 工程设计方案的妥当合理, 能够在很大程度上降低工程成本, 提高资金的有效利用率, 增加项目的投资收益。因此我们必须加大对设计环节的管理和控制力度, 合理使用工程建设资金, 从而促进工程项目的顺利进行。
2 影响设计阶段造价控制和风险控制的因素
第一, 在工程建设过程中重视建筑物所处的施工位置。从工程的具体施工情况来说, 建筑物所处位置的好坏对工程项目投入使用的效果有着直接影响, 同时也能够决定工程项目建设费用的高低。从项目现场布置来说, 我们可以根据使用者的使用需求和生活习惯, 合理区分办公区域、生产和生活区域并分别建设, 从而更好地满足人们的使用要求, 同时也降低工程建设的投资成本。另外, 还要合理的设计各类管网的分布线路, 减少不良反应的产生, 进而提高建筑施工场地内交通的合理性和安全性, 呼应建设环保理念, 达到安全建设的要求。
第二, 建筑规模分析。比较建筑使用功能的主要目的就是提高建筑的使用效率, 降低由于规模不匹配出现的一些投资浪费问题, 进而降低设计环节的资金投入。
第三, 合理规划建筑施工的先后顺序。独立的建筑物建设成本是不太容易改变的, 但是在计算工程总体建造成本的时候, 并不是把所有独立的建筑施工费用加在一起, 而是要根据不同工程施工的建设周期, 确保每个建筑物能够在相同时间段一齐投入使用, 有效发挥建筑的使用功能。为了使建筑的使用功能充分发挥出来, 必须对建筑的先后施工顺序进行合理排列。另外, 还可以根据工程的难易程度来决定, 所需施工技术水平比较高的工程项目放在后面, 反之放在前面;建筑完工之后对其他的建筑施工不会有影响的优先考虑建设, 相反的则放在最后建设;如果是两个相邻的建筑, 优先建设楼层比较高的工程项目, 然后再进行楼层低的项目建设。
第四, 充分了解建筑的大体结构、设备配置和装饰等情况。
第五, 设计人员可以结合以往的工程建设案例和自身设计经验开展具体的工程设计工作。有许多设计工作者不能对设计方案的合理性进行有效判断, 对有缺陷的方案没有进行合理的改进和完善, 随意改变安全数据, 从而导致工程建设投入过高, 极大提高了工程的施工成本。
第六, 在设计环节出现了差错。在工程设计过程中, 设计人员如果没有根据工程的具体施工情况进行设计, 或者没有仔细考虑工程的复杂程度, 就很容易产生设计脱离现实问题, 提高工程的建设难度, 甚至还可能会发生施工返工的现象, 不仅使工程施工质量得不到保障, 而且还造成了工程建设资源的大量浪费。
第七, 一味满足业主要求, 设计不够合理。由于设计人员一味地满足业主的要求, 造成设计方案产生了结算超支、超概算等问题, 使工程的投资环节不能顺利进行。
3 设计阶段造价控制和分析控制方法
第一, 使用限额设计和审查设计支出的方法。把这种方法合理的运用在设计环节, 根据工程项目的任务书和审批后的任务书, 全面审核设计方案, 在投资评估工作结束之后从中选出最恰当的设计方案, 然后进行下一步设计;根据审核之后的设计预算开展图纸设计工作, 在不改变建筑功能的前提下使用限额设计, 针对在设计环节中产生的变化进行妥善处理, 确保项目投入资金不超过限制额度。
第二, 把招标制度合理运用到工程建设中。为了能够减少这种情况对工程建设的影响, 应该把设计招标制度合理运用到设计环节, 对设计招标的现状进行合理控制和管理, 提高建筑的设计质量, 降低工程施工成本的浪费。
第三, 制定合同约束条款。结合以往项目设计经验, 改变设计条款, 保证工程的顺利开展。
第四, 加大对设计环节的监督和管理力度。招聘专业素质较高的设计人员和工程造价控制人员, 对建筑设计情况进行全面分析, 找出设计中的不足之处, 并合理比较设计优化方案, 选出最佳设计方案。另外, 在进行方案比较时, 还可以在不改变工程整体结构和功能前提下, 根据资金的限制额度, 使用价值工程方法减少工程的投入成本。
4 结语
文章详细介绍了造价控制及其风险控制的优势, 然后对影响建筑工程设计环节的因素进行了分析, 最后根据具体的施工情况, 制定了合理的设计方案, 从而不仅能够有效降低工程的施工费用, 促进工程的顺利进行, 而且还能够为有关施工人员在开展工作中提供有价值的参考依据。
参考文献
[1]吴志坤, 郑际汪.浅谈设计阶段造价控制及其风险控制研究[J].山西建筑, 2010, (3) :267-268.
控制性设计 篇8
关键词：内部会计控制,关键控制点,设计
随着经济全球化和市场经济的快速发展, 引入现代企业管理理念, 建立完善的内部会计控制制度, 提高资金使用效益已成为我国现代化企业管理的重要问题。而企业内部会计控制作为现代企业管理的重要手段之一, 其主要是通过会计工作和利用会计信息对企业生产经营活动进行指挥、调节、约束和控制等, 以实现企业效益最大化的目标, 而内部会计控制的重点是强化对关键控制点的控制。因此, 我国现代企业应结合自身的业务特单, 全面分析企业生产经营活动中可能遇到的各种风险, 找出关键控制点, 制定控制措施, 形成控制制度, 为全面实行内部控制做好准备。
一、加强企业内控会计控制的意义
所谓内部会计控制是运用会计以及相关的方法, 提高会计信息质量, 保护资产的安全、完整, 确保有关法律法规和规章制度的贯彻执行等而制定和实施的, 包括资产保护、保证账目和财务报告真实性和完整性的一系列控制措施和程序。加强企业内部会计控制对提高会计信息质量、加强会计监督、提高企业管理效率具有重要的作用。我国现代企业加强内部会计控制的意义主要表现在以下两点:一是保护企业资产的安全性和完整性。健全的内部会计控制体系能够对企业各环节和各流程进行监管, 有效防范企业的各种舞弊、违法违规行为, 一定程度上保证企业资产的安全性和完整性, 有利于从源头上减少甚至杜绝腐败行为的发生;二是促进会计信息质量的提高, 提升企业经营管理水平。加强企业内部会计控制有利于保证企业会计资料的真实性, 保障企业生产经营决策的科学性和有效性, 同时能够规范企业经营管理行为、防范经营风险, 有利于处理好企业内部各部门及人员之间的分工责任和经济利益关系, 促进管理效率的提高。总的来说, 现代企业加强内部会计控制的目标是:通过内部会计控制保护企业资产, 杜绝舞弊、腐败行为, 通过相关财会信息识别企业的财务风险和项目风险, 提高企业管理效率和项目效益, 最终促进企业实现战略性的发展。
二、企业内部会计控制存在的主要问题
1、内部会计控制环境不完善
目前我国大多数企业内部会计控制环境建设仍不够完善, 给企业内部会计控制制度的实施造成了较大的障碍, 其主要表现在:一是内部会计控制意识淡薄, 部分企业对内部会计控制的重要性认识不足, 认为内部会计控制仅是用于应付相关部门的检查和审计, 相关规定也只是停留于文件形式, 使得内部会计控制没有实质性作用;二是内部会计控制组织结构不合理, 大部分企业的内部控制组织结构都存在一定的问题, 部分企业考虑到行政管理上的方便, 仍沿用传统的组织模式, 导致内部控制组织结构无法适应现代企业发展的需要, 呈现出机构臃肿、管理层次多、多重领导和无人领导等问题, 导致内部会计控制各项工作无法顺利开展, 影响内部会计控制的实施效果;三是岗位权责不明, 企业部门、岗位之间的职责界定模糊, 存在不相容部门或职能合并问题, 如财务和审计等设置在同一部门, 财务部门往往执行财务和会计两种职能, 使得内部会计控制失去部门间相互制约和监督的作用, 影响会计信息的公允性, 且容易产生个人舞弊行为。
2、内部会计控制活动不规范
现代企业内部会计控制活动问题主要体现在以下几方面:在预算控制方面, 内部财务控制制度流于形式, 失去应有的刚性和严肃性, “预算宽余”问题严重, 人为降低业务收入和利润预算, 放大成本费用预算现象普遍存在, 预算执行不力, 预算执行过程缺乏有效的事前、事中控制手段, 预算常会出现一些不确定性费用, 导致预算不能准确制定、严格执行, 加上缺乏相应的奖惩机制, 造成企业预算管理失效, 预算失去严肃性;在资金控制方面, 存在部门不按照资金计划执行, 资金当作一种稀缺资源进行哄抢, 资金支出的合理性难以把握, 造成财务管理与会计核算分离, 失去实地实时监督的优势, 致使资金支出存在风险, 同时没有明确规定资金情况报告制度, 对企业各业务环节资金流入流出不能及时出具资金情况报告, 资金监控乏力, 资金缺口现象时有发生。
3、内部会计控制信息与沟通不顺畅
企业内部信息交流与沟通问题一直是限制现代企业内部会计控制有效实施的一个重要因素。当前, 我国部分企业各部门之间缺少一个横向沟通的平台和纵向的沟通体系, 导致部门之间对彼此的内部会计控制重点认识不清, 管理层和执行层之间纵向信息沟通不及时, 企业管理者无法及时掌握内部会计控制的执行情况和效果, 同时企业与外部信息和沟通无法顺畅开展, 阻碍了企业内部会计控制体系的完善和发展。另外, 当前电算化会计发展日益完善, 一些企业对电算化会计系统的内部控制仍有待进一步加强, 虽然大部分企业都开始强调和重视各业务环节的内部会计控制, 但在一些硬件的信息系统支撑上仍没有到位, 导致内部会计控制效率低下, 效果欠佳。
4、内部审计部门功能定位不全, 缺乏完善的内部控制效果评价体系
目前部分企业对内部审计功能的认识不足, 内审工作难以融入企业经营管理中, 或是将内部审计看成一个中介机构, 导致内部审计工作难以正常开展, 内审机构作用难以发挥, 企业的合法权益不能得到保障。一些企业由于业务的特殊性, 存在审计范围广、耗时长、成本高等特点, 企业为节约人力、物力和财力, 更多的是将对财务报表的监督作为审计的重点, 不重视内部控制的测试和维护, 致使内部审计部门无法发挥真正的作用。另一方面, 内部会计控制监督没有形成完整体系, 缺乏健全的内部会计控制效果评价体系, 内部审计独立性和权威性不强, 监督效果不理想, 没形成内部审计、群众监督和外部审计三位一体的监督评价体系, 使得内部控制失去应有的刚性和严肃性, 对内部会计控制的执行、检查、考核等缺少激励机制和约束机制, 将不利于内部会计控制作用的发挥。
三、内部会计控制关键控制点设计的建议
内部会计关键控制点是指对企业生产经营活动有着至关重要作用的关键环节, 其对企业的业务发展、经济效益、资产安全等都具有重大影响, 对这些关键点的控制不力将可能造成舞弊行为, 企业资产安全和完整性得不到保证, 财会信息失真等问题。针对上述内部会计控制存在的问题, 本文给出以下几点内部会计控制关键点设计的建议。
1、明确关键控制点的设计原则和控制方法
在内部会计控制关键控制点设计原则上:一是重要性原则, 即企业内部会计控制虽然应涉及企业生产经营管理活动的各个环节, 将企业所有活动都纳入到控制的范围内, 但关键控制点的设计应在内部会计全面控制的基础上, 关注重要业务和关键环节, 并对其实施更细化、更严格的控制;二是制衡性原则, 即内部会计控制关键点设计应充分解决企业治理结构、内部机构、职责范围、业务过程控制等方面的制衡问题, 并对关键环节实施有效控制;三是效益型原则, 企业关键控制点设计应充分考虑成本与效益的关系, 不能为达到目标而忽视成本的无限增加, 应针对关键环节进行最小成本化的控制;四是权责利对等原则, 唯有满足此原则才能最大的调动企业全体员工的积极性, 实现有效控制。而在控制方法方面, 目前主要包括组织规划控制、授权批准控制、全面预算控制、文件记录控制、实物保护控制、内部报告控制、内部审计和管理信息系统控制等。
2、企业内控会计控制关键控制点的确认
依据内部会计控制理论和关键控制点设计原则, 以业务类别来划分, 我国企业内部会计控制的主要关键控制点包括资金业务, 关键控制点包括资金支付、银行票据与印鉴、总账与明细账核对、银行存款核对以及现金盘点等;固定资产业务, 关键控制点包括申购论证、购置处置审批、资产招投标、资产验收付款、资产盘点等;采购付款业务, 关键控制点包括申购审批、招标采购、合同签署、验收付款等;工程项目, 关键控制点包括科学决策、工程概算预算编制、招投标、合同签署、支付工程款、工程决算和资产移交等;收款业务, 关键控制点包括收益分配制度、催缴与核对款项等;预算管理业务, 关键控制点包括预算管理制度、预算编制与变更、预算执行过程、预算执行与监督等;内部审计业务, 关键控制点包括内部审计制度、内部审计的质量控制、内部人员职业道德建设等。
3、对资金业务关键点的控制措施
货币资产是企业流动性最高的资产, 对资金的管理是内部会计控制的重要内容。当前企业资金管理的关键环节应包括以下几方面:一是职责分工与岗位设置, 资金管理的基本要求是账款分离, 授权支付, 因此要求企业明确企业不同部门和岗位的分工, 确保不形容职责相分离, 各资金业务环节之间相互制约和监督, 建立完善的资金管理责任制;二是票据与印鉴管理, 主要内容包括:领购支票必须经过资金主管的批准, 出纳建立票据登记簿, 业务往来原则上使用转账支票, 确需现金支票的需要会计科长审批, 票据支付必须有经办的签章;三是现金控制流程, 要求出纳外的任何个人不得擅自接触现金, 明确现金支付的范围, 现金日记账必须日清月结, 必须定期盘点;四是银行存款控制, 主要应包括银行账户的开设、银行资金的支付、银行存款的核对等业务的控制。
4、对预算管理业务关键点的控制措施
预算管理是企业财会活动的基础, 通过强化预算管理工作可以有效配置企业资源, 提高企业整体效益而后竞争力。一是完善企业预算授权审批制度, 严格规范审批流程;二是健全预算编制管理制度, 预算委员会应制定预算编制的流程、方法和措施, 并下达指标, 拟定预算草案, 向各个部门解读预算草案的各种情况;三是建立预算执行检查制度, 按季度、年度对预算的执行情况进行检查, 纠正在预算执行过程中的不当行为;四是完善预算考评审计制度, 对预算执行结果进行考评, 对考评好的部门给予表彰和奖励, 并加大预算资金安排的支持力度, 对于发现重大问题的应依法追究相关责任。
总之, 内部会计控制作为现代企业内部控制的重要组成部分, 是企业强化内部控制制度的重要手段。而对关键控制点的设计是内部会计控制的主要内容, 因此我国企业应不断加强内部管理, 完善内部会计控制制度, 明确关键控制点的设计, 提高内部会计控制的有效性, 保障企业在激烈的市场竞争中稳定、健康地发展。
参考文献
[1]路英帅:企业内部会计控制的任务和关键控制点的强化[J].财会研究, 2010 (9) .
[2]王秀果:企业内部控制的关键控制点[J].经济师, 2012 (4) .
基于锅炉控制的过程控制方案设计 篇9
1.1 被控对象工艺流程
待加热物料A经由上料泵P1101泵出,温度为常温20℃,流量为F1101,分两路,其中一路进入换热器E1101与热物料换热后,与另外一路混合,进入加热炉F1101的对流段。进入换热器E1101的待加热物料A走管程,一方面对最终产品(热物料A)的温度起到微调(减温)的作用,另一方面也能对待加热物料A起到一定的预热作用。加热炉对流段由多段盘管组成,炉膛产生的高温烟气自上而下通过管间,与管内的物料A换热,回收烟气中的余热并使物料A进一步预热。对流段流出的物料A全部进入F1101辐射段炉管,接受燃烧器火焰的辐射热量,达到所要求的高温后出加热炉,进入换热器E1101,进行温度的微调并为冷物料预热,最后以工艺所要求的物料温度输送给下一生产单元。本设计系统中,维持流量稳定和温度稳定是整个控制系统的最终目的。
1.2 控制要求
1.2.1 物料出口温度要求
保证物料A进料流量一定的情况下,使加热后的物料A达到要求的温度并且维持在允许范围里面。
1.2.2 节能减排控制要求
节能要求是在满足工艺控制要求的前提下,达到最小燃料使用量。其中,一方面要求加热炉在正常工况时燃料的使用量最少,同时在从冷态开车到加热炉达到正常工况所需的燃料用量也要达到最少。减排要求是二氧化碳的排放量少,且兼顾由于燃烧不充分产生有毒一氧化碳的排放量。
1.2.3 安全控制要求
针对炉管爆裂(A物料为可燃物质)、炉膛灭火、进料中断这三种加热炉事故进行故障识别并设计相应的安全控制系统。
1.2.4 过程特性simulink仿真
Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具,是一种基于MATLAB的框图设计环境,是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包,被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。本系统中,我们可以很方便地在simulink中建立过程控制模型。通过对加热炉系统的simulink仿真测试,基本了解控制对象的特性,为得到良好的控制品质做好了充分的准备。
通过对系统综合仿真测试,可以得到:
1)加热炉系统是一个大惯性、大滞后的控制系统,燃料流量控制温度需要较长的调节时间,因此在控制时需要设计出合理的控制方法,保证控制速度,同时减少超调和调节时间。
2)加热炉输出温度的变化会影响换热器的冷物料初始温度,当对换热器进行控制时,导致冷物料初始温度发生大幅波动,造成加热炉控制系统和换热器控制系统的耦合控制,在实际控制系统设计过程中,要注意解耦控制,或者部分解耦。
3)换热器的开度控制并不能够静态改变输出温度,只能够动态调整温度的瞬态变化。
2 控制方案设计
2.1 开车方案流程图
2.2 燃烧控制系统
本系统中,耦合主要由于部分燃料两次经过换热器引起。因此,为简化模型,减弱或消除耦合的影响,采用部分解耦的方法,实现换热器阀门开度对加热炉耦合的解耦。经过matlab仿真可知,系统很快进入稳态,加热炉与换热器协同工作,保证出口温度为给定值。
2.3 进风量控制系统
为使加热炉适应负荷的变化,必须同时改变燃料量和空气量,当空气流量太大时,多余的空气会带走很多热量,造成燃烧能量的浪费;但当空气太少时,就会造成不完全燃烧,产生大量黑烟及一氧化碳。因此,为了达到最佳的经济燃烧,燃烧过程中应有最佳空燃比K。
然而定比值控制方案只能克服流量干扰对比值的影响,当系统中存在着除流量干扰以外的其他干扰,比如温度、压力、成分等其他干扰时,为了保证产品质量,必须适当修正两物料的比值,即采用变比值的控制系统。
本系统中,燃烧时需要有一定的过剩空气量,当过剩空气量增多时,一方面使炉膛温度降低,另一方面使烟气损失增加。因此,对不同的燃料,过剩空气量都有一个最优值,即最经济燃烧。因此,选用烟气含氧量作为变比值控制系统的第三参数,控制空气与燃料的比值,以此来获得最高的加热炉效率,同时防止产生一氧化碳。
2.4 炉膛压力控制方案
在实际系统中,除了要求控制系统在生产处于正常运行状态情况下能够客服外界的干扰,维持生产的稳定运行,同时当生产操作达到安全极限时,控制系统也有相应的保护措施,促使生产操作离开安全极限,返回到正常的状况,或者是生产暂时停止下来,以防止事故的发生或者进一步扩大。
本设计系统中,炉膛压力直接决定了生产的安全运行,因此要求当压力达到极限值时,系统采取相应的措施。系统中,当炉膛压力控制在一个安全范围内时,利用TT1105的温度测量变送控制器去控制挡板的开度。而当炉膛压力在这个范围之外,用压力控制器去控制挡板的开度。这样既保证了加热炉的安全性,同时又实现了节能减排。
2.5 分流阀阀位控制系统
在改变V1103的同时改变V1102的开度,从而保持整个线路上物料A流量的稳定。采用把V1103选用气开阀,而V1102选用气关阀,并且这个阀用同一个控制信号的控制方法。
控制阀气开气关的选择,首先要从安全角度出发,即当气源供应中断,货控制器出故障而无输出,或者控制阀膜片破裂、漏气等而使控制阀无法正常工作,以致阀芯回复到无能源的初始状态时,应能确保生产工艺设备的安全,不致发生事故。另外,需要保证当控制阀出于无能源状态而回复到初始位置时,不应该降低产品的质量。
本控制系统中,控制阀V1103出于安全性的考虑,当系统出故障时,关闭分流阀,使通路关闭,所以选用气开形式;燃料进料控制阀V1104出于安全性考虑,当控制信号中断时,保证进料通路关闭,因而也选择气开形式。对于长期工作在小开度、或者负荷变化比较大的工况时,阀门宜选用对数特性的阀门,因此工作在小开度的V1103、负荷变化较大的V1104,均采用对数特性的阀门。
从主控变量的回路可以看出,控制阀V1103为气开正特性,控制对象W1103为反作用,测量变送为正作用,所以分流阀流量控制器选为正作用。再看辅助控制变量回路,控制阀V1104为气开,正特性,控制对象V1104为正作用,分流阀流量控制器为正作用,所以燃料流量控制器选为反作用。
2.6 安全控制系统
2.6.1 防止回火的控制系统
当燃料压力过低,炉膛内压力大于燃料压力时,会发生回火事故。为此设置如图3所示的防止回火的联锁控制系统。在燃烧嘴背压过低时,压力开关PSA带动联锁装置,把燃料控制阀的上游阀切断,以免回火现象发生。
2.6.2 防止脱火的选择性控制系统
当燃料压力过高时,由于燃料流速过快,易发生脱火事故。从而,对于正常及异常情况下的工况,应选用不同的控制系统。为此,设置燃料压力和物料温度的选择性控制系统。正常时,燃料控制阀根据生产负荷的大小调节;当燃料压力过高,燃料压力控制器取代物料温度控制器,防止出现脱火事故。
2.6.3 炉膛灭火的应急控制方案
炉膛一旦灭火,炉膛内部温度会快速下降,通过对炉膛的温度检测,很容易就可以发现问题。一旦检测到炉膛灭火,首先切断燃料的输入,减弱引风量,同时中断物料A对下一级工艺的供给。
2.6.4 进料中断的应急控制方案
FT1101检测到管线内流量突然减少时,即可判断进料中断,此时必须采取紧急停车的方案。方案步骤如下:
1)所有控制器停止输出,切换到手动控制;
2)关闭阀门V1104,停止燃料的输入;
3)保持空气的鼓入;
4)待重新恢复到正常后再开车运行。
3 结束语
在分析了锅炉控制系统中被控对象的工艺流程及控制要求的基础上,本文提出了一套实际可行的锅炉控制方案。方案中以单回路控制系统、变比值控制系统以及选择控制方案为基本方案,同时设计了针对各种安全问题的应急控制方案,这样既可以保证系统按要求稳定运行,也能保证在发生事故时减少损失。
参考文献
[1]孙洪程,等.过程控制工程[M].北京:高等教育出版社.
[2]孙优贤,等.工业过程控制技术[M].北京:化学工业出版社.
控制性设计 篇10
本课题研究的内容是智能水位控制系统。水位控制在日常生活及工业领域中应用相当广泛, 比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。而以往水位的检测是由人工完成的, 值班人员全天候地对水位的变化进行监测, 用有线电话及时把水位变化情况报知主控室。然后主控室再开动电机进行给排水。很显然上述重复性的工作无论从人员、时间和资金上都将造成很大的浪费, 同时也容易出差错。因此急需一种能自动检测水位, 并根据水位变化的情况自动调节的自动控制系统。
本文设计采用了西门子——S7-300CPU315PLC作为控制核心, 辅以水位传感器做水位监测, 可实现水塔水位的自动控制, 经过检测效果非常好, 软件设计简单, 硬件接口简易可行, 可靠性高。
1 水塔水位的方案选择
在对水塔水位设计的控制方面, 可采用方案有:基本电器的控制, 单片机微机控制的以及PLC控制。综合考虑, 选择PLC的控制, 其原因在于: (1) 实时性 (2) 高可靠性 (3) 系统配置简单灵活 (4) 丰富的I/O卡件 (5) 控制系统采用模块化结构 (6) 价格优势 (7) 安装简单, 维修方便。
2 系统电路设计
2.1 水塔水位控制图
本系统外部设备分3个部分:蓄水池、水泵机组、水箱。
蓄水池:由两液位开关 (S3、S4) 和一个电磁阀 (YV2) 组成, 当蓄水池液位低于低液位开关S3时, 电磁阀通电YV2打开;当蓄水池液位高于高液位开关S4时, 电磁阀YV2断电关闭。
水泵机组:由两台水泵 (A、B) 组成, 当需要快速抽水时, 两台水泵同时运行;当需要慢速抽水时, 两台水泵交替运行;当不需要抽水时, 两台水泵关闭。
水箱:由三个液位开关和一个电磁阀YV1组成, 三个液位开关又分为水箱低液位开关S1、水箱高液位开关S2、报警液位开关S3。由水箱低液位开关S1和水箱高液位开关S2两个液位开关将水箱分位3个液位 (低、中、高) , 当液位处于低液位时, 两台水泵同时运行;当液位处于中部液位时, 两台水泵交替运行;当液位处于高液位时, 两台水泵停止工作。如果液位到达高液位后水泵还在运行, 当液位到达报警液位时, 报警灯报警铃开启, 系统处于急停状态, 电磁阀YV2断电关闭。
2.2 输入/输出设备及I/O点分配
本次系统需要用到12个数字量输入, 10个数字量输出, 输入输出设备列表和I/O点分配如表2-2所示。
2.3 系统工作流程
控制目的为始终保持水箱水位在S3与S4之间
(1) 当水箱中水位低于S1时, 水泵A, B同时运作;
(2) 当水箱中水位在S1与S2之间时, 水泵A, B交替运作, 每2个小时交替一次;
(3) 当水箱中水位高于S2时, 水泵A, B同时关闭;
报警控制
(1) 当水箱中水位高于S5时, 发出报警 (报警灯、报警铃) , 水泵A, B同时关闭, 水箱进水阀关闭;
(2) 当水泵该运作时没有运作, 产生报警。
3 STEP7软件中硬件组态和程序编辑
3.1 STEP7软件中的硬件组态
硬件组态的任务就是在STEP7中生成一个与实际的硬件系统完全相同的系统, 组态的模块和实际的模块的插槽位置、型号、订货号和固件版本号完全相同。硬件组态包括生成网络、生成网络中各个站点和它们的模块, 以及设置各硬件组成部分的参数, 即给参数赋值。
所有模块的参数都是用编程软件来设置的, 基本上取消了过去用来设置参数的硬件DIP开关和电位器。硬件组态确定了PLC输入/输出变量的地址, 为设计用户程序打下了基础。
硬件组态包括下列内容:
(1) 系统组态:从硬件目录中选择机架, 将模块分配给机架中的插槽。用接口模块连接多机架系统的各个机架。对于网络控制系统, 需要生成网络和网络上的站点。
(2) CPU的参数设置:设置CPU模块的多种属性, 例如启动特性、扫描监视时间等, 设置的数据储存在CPU的系统数据中。如果没有特殊要求, 可以使用默认的参数。
(3) 模块的参数设置:定义模块所有的可调整参数。组态的参数下载后, CPU之外的其他模块的参数一般保存在CPU中。在PLC启动时, CPU自动地向其他模块传送设置的参数, 因此在更换CPU之外的模块后不需要重新对它们组态和下载组态信息。
对于已经安装好硬件的系统, 用STEP7建立网络中的各个站对象后, 可以通过通信从CPU上载实际的组态和参数。
3.2 STEP7软件中的程序编译
3.2.1 程序中用到的组织块
OB1:主程序循环
OB35:循环中断组织块;循环中断组织块用于按精确的时间间隔循环执行中断程序, 例如周期性地执行闭环控制系统的PID控制程序, 间隔时间从STOP切换到RUN模式开始计算。大多数S7-300 CPU只能使用OB35, 其余的CPU可以使用的循环中断OB的个数与CPU的型号有关。时间间隔不能小于5ms。如果时间间隔过短, 还没有执行完循环中断程序又开始调用它
3.2.2 程序中用到的FB功能块
(1) FB1功能块
该功能块的作用为:将系统中的S1、S2、S3、S4四个液位开关延时开关, 目的是为了防止水箱或水池中液面晃动导致液位开关一会儿开一会儿关;该功能块由急停按钮和手自动切换按钮常闭串联作为前置条件, 如果这两个按钮有一个断开那么这个功能块中断。
该功能块中重要的程序:
该程序中“IN_SX_LOW”、“OUT_SX_LOW”…这些点位都是在变量声明表中设定的输入 (IN) 输出 (OUT) 参数, “KAI1”为静态变量 (STAT) 调用的是系统功能块SFB4作用为延时两秒。
(2) FB4功能块
该功能块的作用为:将急停、液位高报、手自切换、灯亮测试按键转换成继电器来表示, 其中液位高报也加入了延时程序。
3.2.3 程序中用到的FC功能
(1) FC1功能
该功能的作用为:当水泵A、B和两个电磁阀工作时, 它对应的灯也跟着一起亮, 当报警时, 报警灯和报警铃也会同时工作。
(2) FC2功能
该功能的作用为:当急停或报警开启时, 两台水泵和水箱电磁阀同时关闭。
(3) FC3功能
该功能的作用为:水箱水位在低、高两个液位时水泵的工作状态, 该功能块由急停按钮和手自动切换按钮常闭串联作为前置条件, 如果这两个按钮有一个断开那么这个功能块中断。
当水箱液位在低液位时, 两台水泵的线圈置位。
当水箱液位在高液位时, 两台水泵的线圈复位。
(4) FC4功能
该功能的作用为:当水箱液位在中液位时, 水泵交替运行, 时间间隔为2个小时。该功能块由急停按钮和手自动切换按钮常闭串联作为前置条件, 如果这两个按钮有一个断开那么这个功能块中断。
(5) FC5功能
该功能的作用为:当蓄水池液位在低液位的时, 电磁阀YV2通电打开;当蓄水池液位在高液位时, 电磁阀YV2失电关闭。该功能块由急停按钮和手自动切换按钮常闭串联作为前置条件, 如果这两个按钮有一个断开那么这个功能块中断。
(6) FC6功能
该功能的作用为:当手自动按钮切换时, 系统由自动模式换到手动模式, 通过几个按键来控制水泵和电磁阀的打开和关闭。
4 程序的仿真实验
(1) 系统启动 (如图4-1)
当系统通电时, 直接进入自动模式, 假设这时候水箱蓄水池中的水都还没有, 都处于低液位的状态, 这时候两台水泵两个电磁阀同时工作, 所以代表这四个设备的点位前面都出现了一个小勾, 于此对应的灯也都打开。
(2) 水箱中液位, 水池高液位 (如图4-2)
当水箱液位到达中液位时, 两台水泵交替运行, 所以有一台水泵关闭, 如果蓄水池水位也到达了高液位, 那么蓄水池进水电磁阀也就关闭了。
(3) 水箱高液位, 水池低液位 (如图4-3)
当水箱水位达到高液位后, 两台水泵关闭, 如果水池液位又掉落到低液位后, 电磁阀YV2再次打开。
(4) 水箱高液位报警 (如图4-4)
当水箱水位达到高报液位时, 电磁阀YV1关闭, 报警灯和报警铃工作。
(5) 急停 (如图4-5)
当水泵正在运行, 按下急停按钮, 这时两台水泵和电磁阀YV1同时关闭。
(6) 手动模式 (如图4-6)
当按下手自动切换按钮后, 系统中水泵和电磁阀就可以通过对应的按钮来控制。
(7) 灯亮测试 (如图4-7)
在任何条件下, 只要按下灯亮测试按钮, 所有的灯和铃都会强制开启, 这个功能用来检测工作指示灯是否有损坏, 便于故障的排查。
5 结论
浅析电气控制的线路设计 篇11
【关键词】电气控制；线路设计；制定依据；注意问题
在现代工业生产中，电气自动化程度的高低直接关系着机械设备的安全性及使用效率，且随着科学技术的迅速发展，机电一体化已成为现代机械工业发展的整体趋势。从电气行业的实际发展状况来看，在保证电气相关工作质量的过程中，其基本前提在于掌握电气控制设备的路线设计，以此来保证电气设备安全、高效的运行。在这一问题上，本文从电气控制方案的制定依据、电器控制的线路设计要求及电气控制线路设计中需要注意的问题等三个方面对电气控制的线路设计进行分析。
1.电气控制方案的制定依据
受电气设备种类及使用方式的影响，电气设备有着多种控制方案，设计人员在进行电气线路设计时，需本着简便、可靠、经济、实用的设计原则进行设计，以此来发挥出电气设备的操作优势。一般来讲，电气控制方案的制定，需要遵循以下几个原则：
1.1控制方式需满足设备的拖动需要
在判断电气设备控制方式科学与否的过程中，其主要评判标准在于电气设备创造的经济效益。简单的电气控制逻辑与稳定的生产设备工序，多适用于继电-接触控制方式，这也是较为合理的；相反，若加工程序多变，设计人员则需要考虑采用编程序控制器。
1.2控制方式需满足电气设备的通用化程度
在电气设备的实际运行中，所谓的通用化是指生产机械加工中面对不同对象时的通用化程度。如某些加工一种或者几种零件的专用机床，其通用化程度低，这种设备可以保持较高的自动化程度，因此，这类机床一般适用于固定的控制电路；但如果是用于单件小批量零件加工的通用机床，则需要结合着加工对象来选择与之相符的加工程序，如数字程序或者编程控制器，以此来体现电气设备运行中的灵活性与通用性。
1.3科学稳定的电路电源
在选择电路电源的过程中，若电气设备控制电路整体比较简单，则可以使用电网电源，若电气设备中的元件比较多且设备内部电路比较复杂，则需要设计人员对电网电压进行隔离降压，以此来减少设备故障的可能性。另一方面，针对自动化程度高的生产设备，设计人员需要考虑直流电源，在节能安装空间的同时，还能便于操作、维修。
2.电气控制的线路设计要求
设计人员在进行电气电路设计时，其设计顺序一般按照主电路、控制电路、设计电路、信号电路及局部照明电路等几个方面进行。且在初步设计完成后，需要设计人员结合着电气设备的使用功能，对其进行检查，确保线路设计符合要求，并在条件允许的范围内对其进行完善与简化。
2.1控制线路的设计要求
在电气控制线路的设计方案上，主要取决于电气设备的实际操作，换而言之，不同功能的电气设备，其电气控制线路的设计要求不同。但从整体设计规律上看，其电路设计仍需满足以下几点基本要求：第一，设计方案的制定，必须满足生产机械的工艺要求，确保电气设备能够按照工艺顺序准确、可靠地运行；第二，在电气线路设计上，应确保整个线路简洁有效，且尽量选择常用的、经过实际考研的设计线路；第三，线路设计应满足操作调整与检修方便的原则；第四，确保所设计的线路具备必要的保护装置及连锁环节，确保出现错误操作时，设备能自动断电，避免重大安全事故的发生；第五，设备线路的设计，必须安全可靠，以此来保证电气设备的稳定运行。
2.2控制线路的设计方法
电气控制线路的设计方法主要由经验设计法语逻辑设计法两种。首先，经验设计法。所谓的经验设计法是指结合着生产工艺的实际需求，依据电动机的控制方法，选择典型环节路线直接进行设计。这种路线的设计需要设计人员结合着电气设备的实际要求，将各个独立控制的电路设计出来，然后结合着设备的实际运行状况，对各个分部的电路联系进行确定。这种设计方案的优势在于简单有效，缺点在于线路设计需要经验丰富的设计人员来设计，且需要绘制大量的分部线路图，设计时间上比较长。其次，逻辑设计法。所谓的逻辑设计法是指采用逻辑代数的方式进行电气线路设计，这种设计方法的优势在于线路结构合理，可节省所用元件的数量。在逻辑设计法中，需要设计人员明确控制对象的运行信号，尤其在整体逻辑变量系统设计上，对整个运行元件的使用性能进行分析，进而明确控制对象每个动作的启动、停止信号。
3.电气控制线路设计中需要注意的问题
结合当前社会经济的实际发展趋势不难看出，线路设计是进行电气设备设计、生产和调控的关键所在，同时也是电气设备正常、可靠、安全运行的保证。由此可见，保证电气控制中线路设计的准确性与科学性，对电气控制线路的安全运行有着直接作用。
3.1尽量减少线路连接导线的数量
设计人员在电气控制线路设计中，应从电气设备各个元件的实际占地位置出发，在符合线路设计原则的基础上，尽可能的减少配线时的连接导线，避免导线引起不必要的故障。
3.2正确连接电器线圈
在电气控制线路设计上，电压线圈受自身阻抗性能的不同，无法进行串联使用，避免造成两个线圈电压分配不等的现象发生，即使是两个同型号的线圈，在面对额定电压的前提下也应避免这种连接。这是因为电器动作的发生有着一定的先后顺序，当一个接触器运行时，其线圈阻抗会增大，且线圈上的电压将增大，导致另一个接触器无法吸合，情况严重时还会出现线圈烧毁的状况。与此同时，电感量相差悬殊的两个电器线圈，也不能并联连接。
3.3避免寄生电路的出现
顾名思义，所谓的寄生电路是指线路运行中意外接通的电路，这种电路在运行中，除了降低设备元件的运行效率外，还会加大机器的磨损程度，增加设备的运行成本。此外，在线路设计上，设计人员还应最大限度的减少电器数量，采用标准件和相同型号的电器尽量减少不必要的触点以简化线路，提高线路可靠性。
4.总结
综上所述，随着社会经济的迅速发展，电气设备已成为工业发展中必不可少的一部分，对人们的日常生活及社会经济的发展有着直接推动作用。做为电气控制系统的重要环节之一，电气路线设计对整个电气设备的整体运行有着直接影响作用。这就要求电气线路设计人员能够深入电路设计研究，结合着电气设备的实际功能及自身的工作经验，采用科学合理的设计方法，确保电气线路设计的准确性与有效性。 [科]
【参考文献】
[1]莫少荣.电气控制线路设计基础的探究[J].科技传播，2011（02）.
[2]陆斌.电气控制线路的设计探讨[J].法制与经济（下旬），2011（08）.
[3]杨春光.小议电气设备的故障维修与检查[J].黑龙江科技信息，2009（08）.
[4]孙丽英.电气设备故障维修与检查的技术对策[J].黑龙江科技信息，2011（09）.
控制性设计 篇12
关键词：PLC,变频器,电梯
0 引言
随着城市建设的不断发展, 高层建筑的不断增多, 电梯作为高层建筑中的交通工具已与人们的日常生活密不可分。采用变频调速的电梯, 结构紧凑, 噪声低, 提高了运行效率, 维修简单, 故障率低。变频调速为无极调速, 调速范围宽, 因此提高了乘坐的舒适感。目前电梯的控制普遍采用了两种方式:以计算机作为信号控制单元;用PLC取代计算机实现信号控制。从控制方式和性能上来说, 这两种方法并没有太大的区别, 但以PLC为基础的位移控制技术更具可靠性, 程序设计方便灵活。根据电梯控制系统的控制要求, 介绍基于PLC和变频器的电梯控制系统设计方案。
1 系统结构
采用变频调速控制系统来控制电梯, 系统结构如图1所示。系统由操控盘、呼梯按钮盒、轿厢和门控信号、井道信号、PLC、OP、PG、门电机、变频器、制动电阻、拽引电机及减速机等设备组成。系统可实现电流、转速、位移的三重闭环控制。
2 硬件设计
2.1 PLC及OP的选择
PLC选择西门子S7-200系列。根据系统控制要求, 可以确定电梯控制系统信号的输入、输出数量。根据信号数量并留出余量, 从而确定CPU、数字量扩展模块及模拟量扩展模块的型号。根据控制系统的输入输出要求, 可以确定输入输出点的地址分配表。
OP选择SIEMENS的TP177 MICRO面板, 其具有更好的人机交互效果。
2.2 变频器的选择
为降低电梯成本, 节约用电, 并且保证电梯按理想的给定速度曲线运行以改善电梯运行的舒适感, 采用SIEMENS公司的MICROMASTER 440变频器。该变频器具有高级的矢量控制、线性V/F控制、多点设定的V/F控制及FCC (磁通电流控制) 功能, 可实现电流及转速闭环控制。
3 系统软件设计
3.1 软件选择
由于采用的是西门子S7-200系列CPU, PLC编程软件选择与之对应的STEP 7 Micro WIN V4.0 SP6, OP的编程软件为SIMATIC Win CC flexible 2008。
3.2 软件设计
系统PLC控制程序按功能分为8部分, 分别为厅外召唤和轿厢请求、轿门开关、定向、选层、快速换速、平层停车、楼层显示和脉冲信号故障检测。PLC控制功能流程图如图2所示。
3.3 控制策略
系统设计采用电流、转速、位移三重闭环控制策略。电流和转速的闭环控制功能由变频器和PG完成, 位移的闭环控制功能则由PLC和PG共同完成。
3.3.1 位移控制策略
位移控制采用变频调速双环控制可基本满足要求, 但和国外高性能电梯相比还需进一步改进。为此, 利用变频器与PG构成速度环的同时, 通过PG输出电梯位移成比例的脉冲数, 将其引入PLC的高速计数输入端口, 通过累计脉冲数计算出脉冲当量, 由此确定电梯位置。楼层参数是一定值, 因此电梯所在楼层位置、快速换速点、门区信号和平层位置等都可以换算成对应的脉冲数, 将累计脉冲数与各参考点对应脉冲数比较, 从而实现位移控制。
电梯位移:
式中, N为累计脉冲数;S为脉冲当量。S计算公式:
式中, L为减速机的减速比;D为拽引轮直径;p为旋转编码器每转对应脉冲数;r为PG的分频比。
3.3.2 转速控制策略
电梯作为一种载人工具, 在不同负载状态下, 除要求安全可靠外, 还要求运行平稳, 乘坐舒适, 这些就需要理想的加减速曲线。
事先将数字化的理想速度曲线存入PLC寄存器, 程序运行时, 通过查表方式写入D/A, 由D/A转换成模拟量后将理想曲线输出给变频器实现调速。
这种控制策略对查表的实时性要求高, 而PLC运行采用周期扫描机制, 在一个周期内, CPU对整个用户程序只执行一遍, 这个周期时间由用户程序的大小决定, 是不可控的。因此查表只能放在中断中执行, 其中加速过程的查表采用定周期中断, 减速过程的查表采用高速计数内部中断。运行条件的判断、运行模式的选择、查表等与运行曲线产生有关的程序放在中断服务程序中。
3.4 PLC程序设计
利用PG将脉冲信号引入PLC的高速计数输入端, 构成位置反馈。高速计数器累加的脉冲数反映电梯的位置。系统将高速计数器的值不断地与各信号点对应的脉冲数进行比较, 以判断电梯的运行距离、换速点、平层点和加减速点等, 由此实现位移闭环。电梯在运行过程中, 通过位置信号检测, 软件实时计算电梯所在楼层位置、快速换速点、中速换速点、门区信号和平层位置等。
3.4.1 厅外召唤和轿厢请求
在正常运行的情况下, 当有轿厢请求或厅外召唤时, 电梯以此为目标在楼层间运行, 运行的过程中判断是否有其他楼层的按钮被按下, 自动记忆各种呼叫信号, 在电梯到达某层停车时, 自动消除顺向呼叫信号, 保存反向呼叫信号。
3.4.2 轿门开关
由PLC对门电机的控制来实现轿门的开关。电梯运行过程中即使按下开门按钮, 电梯门也不会打开, 如果电梯门没有完全关闭, 电梯不进行上下运行, 以保证乘客的安全。
开门的情况:
(1) 本层呼电梯开门:人在轿厢所在层, 用呼梯按钮盒进行呼梯。
(2) 到层开门:轿厢到达乘客指定的楼层, 门会自动打开。
(3) 轿厢开门按钮开门:电梯在非运行状态下, 通过轿厢内的操控盘开门按钮开门, 门自动打开。
(4) 上电复位开门:在电梯刚刚上电时, 门自动打开。
关门的情况:
(1) 通过轿厢内的操控盘关门按钮关门。
(2) 5s后没人使用, 则自动关门。
3.4.3 定向
当电梯处于底层或者顶层时, 运行只有一个方向:上升或者下降。电梯的上升和下降是通过电机的正反转来控制的。如果停留在中间层, PLC计算出电梯当前位置, 并与目标楼层位置脉冲数进行比较, 自动选择电梯的运动方向。
3.4.4 选层
电梯在运行时, 通过电梯运行控制调度策略来控制电梯, 当电梯接到多个轿内或厅外指令时, 自动选择合理的停靠层站。
3.4.5 快速换速
当高速计数器值与换速点对应的脉冲数相等时, 若电梯处于快速运行且本层有选层信号, 发快速换速信号;若电梯中速运行或虽快速运行但本层无选层信号, 则不发换速信号。
3.4.6 平层停车
轿厢运行后需要确定在哪一层站停车。平层指停车时轿厢的底与门厅地面应相平齐, 一般都有平层误差规定, 即两个平面相差不能超过5mm。当高速计数器数值等于平层点所对应脉冲数值时, 发平层信号。先是减速, 然后才开始制动, 以减小冲击, 提高平层的准确性以及乘客的舒适感。
3.4.7 楼层显示
设计采用相对计数方式, 运行前通过自学习方式, 测出相应楼层位置脉冲数。楼层计数器为一双向计数器, 当到达各层的楼层计数点时, 根据运行方向进行加或减计数。运行中, 高速计数器累计值实时与楼层计数点对应的脉冲数进行比较, 相等时发出楼层计数信号, 上行加1, 下行减1, 为防止计数器在计数脉冲高电平期间重复计数, 采用楼层计数信号上沿触发楼层计数器。
PLC输出端直接与七段数码管连接, 无需外部硬件译码器, 由PLC软件进行七段译码, 直接驱动数码管显示层楼数。当电梯停在某层上时, 显示当前楼层的数字号;当电梯运行到楼层中间时, 需要借助延时程序;电梯离开某层楼时, 用一个中间继电器来保持它的上一状态, 轿厢显示为保持上一状态的楼层;当轿厢运行到任一其它楼层, 中间继电器失电, 此时轿厢显示为即将到达的最近楼层。
脉冲信号的准确采集和传输尤为重要, 为检测旋转编码器和脉冲传输电路故障, 设计无脉冲信号和错漏脉冲检测电路, 通过实时检测, 确保系统正常运行。为消除脉冲计数累计误差, 在基站设置复位开关, 接入PLC高速计数器的复位端。
3.5 OP程序设计
OP设计可以分为两大部分:参数显示和控制按钮。显示屏主要显示当前轿厢所处楼层位置以及载重、各楼层需要停靠状态、值班人员、当前时间等参数信息。设置用户登录按钮, 用于不同值班人员之间的切换, 进入工作人员使用画面需输入正确密码。手动、自动按钮可以根据实际需要实现系统自动控制和工作人员手动控制、调试电梯运行参数。当发现OP显示电梯的参数与实际有误差时, 可以用参数清零按钮清除参数, 并重新设置。当乘客发现轿厢门不能打开或有其他危险情况, 可以按下报警按钮, 系统则发出语音报警, 危险消除时, 可以按下取消报警按钮来解除报警。
4 结语
系统采用PLC高速计数器采集编码器脉冲, 来确定电梯位置及速度, 并配合楼层限位传感器确保位置信号准确无误, 采用变频器来控制电器运行数据, 可以根据不同的距离智能调节启动加速度以及制动加速度, 从而提高乘坐的舒适度。
参考文献
[1]王立权, 王宗义, 王淑钧, 等.可编程控制器原理与应用[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社, 2004
[2]尹刚.基于PLC的变频调速电梯系统设计[D].沈阳:沈阳工业大学, 2008
[3]石云.基于PLC的电梯控制系统的设计和实现[J].工业控制计算机, 2009, 22 (4) :5-6
[4]廖常初.西门子人机界面 (触摸屏) 组态与应用技术[M].北京:机械工业出版社, 2007