部分控制（精选10篇）
部分控制 篇1
1 问题的提出
某包装机械制造有限公司生产的WDBGZJ-3000型液体灌装机, 配置有一个定容为50 L的圆筒型物料缓冲罐, 通过缓冲罐顶盖的卡箍接头安装有一个无源型液位探针, 探针分为高、中、低三极。探针检测到物料到达高极时关闭进料阀, 检测到中极时进料阀打开, 低于低液位探针后, 自动吸纸盒功能停止, 同时无菌阀组关闭 (位于进料阀前级, 允许生产时打开, 结束生产关闭) 。灌装的规格为250 m L、500 m L、1 000 m L共3种模式。
国内市场该类型的包装规格主要以500 m L和250 m L为主, 1 000 m L的很少。技术改进前, 当低液位探针动作时, 自动吸盒停止, 缓冲罐剩余约12 L液体物料, 工位上剩余的24个500 m L纸盒, 刚好把剩余的12 L物料消耗掉, 没有任何浪费。生产250 m L规格时, 则需要现场操作人员手动吸24个同规格的纸盒完成灌装, 物料和纸盒都没有出现浪费。然而, 国外主要以1 000 m L灌装容量纸盒为消费对象, 因此当出现低液位报警后自动吸纸盒停止, 此时仍旧有12个左右的空盒没有进行灌装, 致使不合格产品出现, 造成辅材浪费。基于此, 技术改进势在必行。
2 灌装机主要结构与工作原理
2.1 主要结构
灌装机主要结构如图1所示。
其中:1是储存纸盒的托架机构, 结构上带有拉簧, 以保证成品纸盒有一定的压力, 真空吸盘能够正常吸纸盒。2是纸盒成型机构, 带有撑开纸盒的模具, 底部耐压处为不锈钢材质, 保证纸盒成型时有一定的承载力, 共有8个。3是纸盒底部预折叠机构。4是底部成型机构。5是检测纸盒上盖孔位, 如果生产是需要上盖的模式, 当该传感器检测到孔位信号后, PLC计数到恒定工位后, 超声波装盖设备把成品的塑料盖子焊接到纸盒上。6是检测纸盒是否留在芯轴上的传感器, 如果有纸盒在9处没有拉送到链条工位上, 则停止上盒, 并报警。7是缓冲罐。8是灌装嘴。9是真空拉盒机构, 把纸盒从芯轴上拉送到链条工位中。10是液位探针。
2.2 工作原理
托架上的成品纸盒—真空吸盒装置展开纸盒—提升装置把纸盒送到芯轴上—2处对纸盒底部加热—3处纸盒底部预折叠—4处底部成型 (纸盒含有胶, 受热后在4处急速冷却, 黏合在一起) —9处的真空吸盘取纸盒到链条上—5处检测是否加盖—8处进行灌装—顶部封合—成品。
3 灌装机控制的改进
3.1 控制改进方案1
针对国外客户, 在1 000 m L灌装规格时, 把10处的液位探针低液位长度人工缩短, 这样, 当出现低液位报警信号以后, 缓冲罐中剩余的液体容量接近24 L。当再出现低液位信号后, 自动上盒功能停止, 剩余在工位上的24个纸盒刚好把缓冲罐中剩余的24 L物料消耗掉, 避免了纸盒的浪费。
另外, 在生产500 m L产品的时候, 在PLC程序内部增加一个计时器功能, 当出现低液位报警且灌装模式是500 m L的时候, 保证纸盒数量在完成48个计数的时候再自动停止上盒, (此时计时器的输出控制为自动上纸盒的输出位) 。同理, 当生产250 m L产品的时候, 通过PLC程序计时器延时, 保证96个纸盒以后再自动停止上纸盒。
程序更改以后, 经过现场测试, 效果很明显, 但是经过客户的一段时间使用, 发现此种方法并不能从根本上解决问题, 还会出现浪费纸盒或者物料的现象。
该机生产速度是通过变频器无级变速, 主轴速度从1 500～3 000盒/h不等。操作人员可以根据实际生产情况自行调整生产速度, 而通过计时器设定的延时时间是固定不变的。当生产速度发生变化的时候, 肯定会出现纸盒或物料的浪费。另外, 如果在触摸屏上设定人工更改延时时间的画面, 需要操作人员进行实际摸索, 最后确定实际的时间延时参数, 可操作性差。因而, 经过实际运行后, 虽然效果明显, 却无法根本解决问题, 需要重新设计。
3.2 控制改进方案2
通过方案1不难发现, PLC设定的定时器与选定的机器速度之间有一定的联系, 要想最终解决这个问题, 必须找到一个与速度没有关系的方法, 图1中5处的传感器是检测纸盒是否需要加盖的, 如果检测到圆孔, 那么这个距离传感器会有相应的输出, 提示下面工位的超声波焊枪把成品盖子焊接到纸盒上。
基本思路:在5处的位置再安装一个传感器, 用来采集经过的纸盒数量, 根据3个模式预置了相应的变量, 通过触摸屏选择灌装模式的时候, 系统自动把24、48、96三个参数传送到预置的变量当中 (同样可以在触摸屏上设定数字输入框, 操作人员可以很方便地输入24、48、96三个数字, 并可以进行相应的微调) 。不同的模式对应相应的计数, 这样, 计数和机器的速度完全分离开来, 它们之间再没有任何关系, 从而从根本上解决浪费的问题。设计的程序如图2。
触摸屏更改如图3, 在residual material上加三个参数设定窗口, 当选择相应容量的灌装模式时, 设定好的数据自动传送到相应的数据区域。如图中圈线部分。
4 结语
目前, 制药企业中液体灌装机的使用较为普遍, 但由于控制结构的“先天不足”导致一些浪费现象的存在。为此, 我们对液体灌装机的控制机构做了一些改进, 从而解决了浪费问题, 也希望能为相关人士提供借鉴。
部分控制 篇2
压力容器时不泄露的容器。它们有各种尺寸。最小的直径不到一英寸，最大的直径能达到150英尺甚至更大。某些是埋在地下或海洋深处，多数是安放在地上或支撑在平台上，还有一些实际上是在航天飞行器中的贮槽和液压装置中。
由于内部压力，容器被设计成各种形状和尺寸。内部的压力可能低到1英寸，水的表面压力可能达到300000多磅。普通的单层表面建筑压力是15到5000磅，虽然有很多容器的设计压力高出或低于这个范围。ASME锅炉和压力标准中第八卷第一节指定一个范围从15磅在底部到上限，然而，内部压力在3000磅以上，ASME标准，第八卷第一节，指出考虑特殊设计的情况是必要的。
压力容器的典型部件描述如下：
圆柱壳体在石化工业中对于结构压力容器圆柱壳体是经常被用到的，它是很容易制造、安装并且维修很经济。虽然在一些场合应用载荷和外压控制，要求的厚度通常由内压决定。其他因素如热应力和不连续压力可能有要求厚度决定。
成型的封头许多的端封头和过度部分有设计工程师选择。用一种结构相对另一种依靠很多因素，如成型方法、材料成本、和空间限。一些经常应用的成型封头是：
带凸缘的封头 这些封头通常在较低压力的压力设备中，例如汽油罐和锅炉。有些也应用在较高压力的但是较小直径的设备中。设计和结构的许多细节在ASME标准，第八卷第一节中给出。
半球形封头通常，在一个给定温度和压力下半球形的要求厚度是相同直径和材料圆柱壳体的一半。假如我们用镍和钛昂贵的合金建造实心或覆盖形半球形封头，这样是很经济的。假如使用碳钢，然而，由于这高价的制造费用就不比凸缘形和碟形的封头经济。
半球形封头经常通过部分三角形结构加工，也可以通过旋转法或施压法加工。由于半球形封头比与它们连接的圆柱壳体薄，所以在封头与壳体连接区域必须是等高的，以便减小不连续区域的影响。
椭圆与准球形封头这样的封头是十分普遍的在压力容器中。它们的厚度与连接壳体是一样的。这就简化了焊接安装的工作。因此，由于这边意外的区域所需的厚度小于封头的实际厚度，多余的部分就可以用于这些区域内接管的补强。许多工厂都可以提供不同直径和厚度的封头而且在价格上有很强的竞争力。
锥型和准锥形封头这些封头在漏斗型和塔容器中作为底部封头应用，而且它们也可用做不同圆柱直径的过渡区域。由于在链接区不平衡应力，这圆锥到圆柱的链接区必须考虑成圆锥形设计的一部分。因为较大的力，ASME标准，八卷一节中，规定当锥形内部施加压力顶角限制成小于30度。
盲板，覆盖版，和法兰一个较为普遍形式的压力容器封头是无支撑的扁平封头或覆板。这可能由完整壳体组成或由壳体焊接而成，可能由螺栓或快速开关装置连接而成。可能是圆形、方形、矩形或其他形状。螺栓被安装应用垫圈的地方的扁平封头称为盲板。通常，盲板被连接在两个边缘区之间放一个垫圈的容器封头上。虽然扁平的封头可能是圆形或非圆形的，但是它们有均匀的厚度。
开口和接管所有的工艺容器都需要有输入和输出的物料。对于一些容器，物料是大量的或内部经常变化的，通常是通过连接的整个封头或一部分来给开一个较大的通道。然而，对于大多数容器，物料的进口与出口通过与管道相连接的封头或壳体的开口。另外还有一些开口还是需要的，例如方便人进入的人孔。对以一些从外面检测容器的手孔的开口也是必要的。另外一些清理容器的和排水口也必须有。这些开口不总是有一个接管被安装在开口。有时闭口有一个人孔盖或或手孔盖直接被焊接或用螺栓连接在容器上。
支撑大多数直立容器由裙座支撑。由于它们传递剪切力所以裙座是经济的。它们总是通过地脚螺栓和轴承板把力传递到地基上。支脚容器是较轻的并且支脚到容器的底部提供较容易的通道。一个经济的设计是支脚直接连在容器上并且力是由剪切产生的。水平容器通常由鞍座支撑。由于壳体太薄有时加强环可能被用把力传递到鞍座上。热膨胀问题应该被考虑。
Unit 17压力容器的设计
容器的选择虽然很多因素决定着容器的选择，但是影响选择的两个基本要求是安全和经济。许多内容都被考虑，像材料的可获取性，抗腐蚀能力，材料的强度，类型和载荷的大小，安装的位置包括风载荷和地震载荷，制造的地点，容器安装的方位和在设备制造地点劳动力的可用性。
随着特殊压力容器在石油化工和其他工业的广泛应用，恰当材料的应用很快变成一个主要问题。对于容器的最主要的材料是碳钢。许多其他特殊材料也被应用在抗腐蚀或者储存液体材料的性质不衰减的能力方面。材料的替代十分广泛并且覆盖层和涂层被广泛应用。设计工程师必须与过程工程师进行交流为的是所有备用材料归因于容器的整体完整性。对于这些容器要求野外安装与在现场建造的相比，尽管容器制造的不利条件，但是在焊接处的质量安全必须保证。对射线探伤，应力消除，和其他在野外的操作预测必须建立。
对于那些在低温环境下运行或盛装液体的容器，必须注意保证材料在低温下的抗击能力。为了满足性能容器可能要求高合金钢，有色金属，或一些特别的高温要求。
那种压力容器标注被应用首先考虑的是是否有一项标准在安装方面。如果有就按规定标准进行。如果管辖部门已经决定采用ASME规范的第八篇，那么需要确定的只是选用第一分篇还是第二分篇。
有很多操作需要用第一分篇而不是第二分篇，但是底线是经济的情况下。第一分篇用近似的公式，图表，和曲线图在简单的计算。第二分篇，在另一方面，用复杂的公式、图表、在压力报告中必须被描述的分析设计方法。有时，由于对按第一分篇设计的容器在最低要求之外又增加了许多附加要求，因此按第二分篇设计选取较高的需用应力可能更为经济。
特殊的设计要求在所有单元增加标准信息，像压力、设计温度、形状和尺寸，其他的信息内容也是必要的并且必须被记录下来。腐蚀和侵蚀量被给并且一个合适的材料和保护方法必须被记录。液体的类型必须被包含，像致命因子，必须被提到由于要求的特殊设计细节。支撑位置，水平或竖直，并且支撑点像来自支撑容器和管子的力一样必须被记录。坐落位置也得给出一边风、雪、地震的要求可能被确定。冲击力和周期要求也要包括。
对于ASME标准，第八篇第二分篇，是否作为疲劳分析的说明已经通过AD-160给出。如果疲劳分析被要求，这个特殊的周期和力也被给出。另外，设计说明书指出是否包括恒力或瞬时力。需用压力包含很多种形式的力
设计报告和计算ASME标准，第八篇第二分篇，规定一种正式形式的带有假设设计报告在使用说明书中在压力分析计算方面。这些计算被准备和鉴定由一个专业的工程师在压力容器的设计试验中。如同用户设计条件一样，制造商的设计报告以及有关制造厂数据报告的证书嗾使强制性的。这有制造厂保存成文件保存五年。
材料的说明书所有的标准都有材料的详细说明书和要求用于描述哪种材料是允许的。被允许的这些材料特殊的标准被列出或被限制在被允许的应力值范围内。根据这个章程和标准，对于一个特殊进程的容器的许用材料是被规定的。例如，仅SA与SB的标准材料可能用在ASME锅炉和压力容器制造中。
安全因素为了提供一个设计与实际公式的差距，那个被建立在复杂的理论与不同失效模式下，实际的设计公式应用在减小厚度和压力水准，一种安全因素被应用在多种材料性能，这种性能决定着许用应力。安全因素直接与理论和失败模型、没中规定的特殊设计要求和被确定和估计的多种真实压力水准的程度有关。
纵观世界，多种安全因素被用在材料的寿命上去建立锅炉、压力容器和管子的设计许用压力。对于这个温度变化到建立许用压力的缓慢破坏的温度，这所有建立的许用压力是在屈服强度的基础上的。在许多国家，一种因素被应用在经过许多次试验而建立起来的一系列数据上。在其他国家，数据是由低的屈服强度和高的屈服强度决定的。在另外的一些国家，对于设计部件这真正的数据是由多次测试而确定的。部分的设计归因于设计的公式。并不是所有国家用极限抗拉强度作为确定许用应力的标准。
Unit 19换热器的种类
换热器起初是为了在热流和冷流中传热。对两种冷热流体一般有单独的通道，一般是连续性操作。最通用的换热器是壳管式换热器。但是不同种类板式和其他形式是有价值的和经济竞争能力。虽然一些其他形式也被讨论，但是接下来大部分都在讨论壳管式的。起初是因为它们的重要性也是应为他们在文献中由较完整的记载。因袭它们可以以一种适当过程的准确标准被设计。其他类型的基本上市带有专利性的，并且多数必须有他们的制造厂来进行工艺设计。
板框式换热器板框式换热器是在一个结构上压紧波纹板的装配体。围在边缘的够槽中密封垫片含有液体，并且控制板间液体的流入与流出空间。紧密的缝隙和波纹的板框换热器，在两侧的上部达到了管壳式换热器的几倍，而且板框式换热器的污垢系数较小。换热表面对于清扫的容易性德尔板框式换热器特别适用于污垢设备，也适用于卫生要求较高的行业，比如制药和食品工业，受到可能的垫圈式的密封材料性能的影响，一般最高压力值为300 psig，最高温度为400 0F.。
由于较少气液制造板框式换热器，大多数关于板框式换热器的工艺设计资料到有专利性，但也许提供给负责的工程师。摩擦饮食和热传递系数碎着班的空间和波纹的种类变化。泵花费的每个热传递单元比壳管式设备低。用纯钢制造板框式换热器的费用是管壳式的50~70%。
螺旋型换热器在螺旋形换热设备中，热流进入螺旋单元的中心，并且流到边缘。冷流体是逆流的。在边缘进入并在中心位置流出。在两边热传递系数较高。由于真正的逆流形式没有原来形式的温差，这些因素可能导致表面要求20%或更小的壳管式换热器。螺线形式对于中等压力的高粘性流体比较适合。
翘片式换热器翘片式换热器首先被应用在油气设备中。典型的翘片式换热器在单位体积上有1200平方米的表面积，翘片高度3.8～11.8 mm，翘片的厚度是0.2～0.6 mm,片的密度是230～700片每米。在单位体积上翘片式换热器是壳管式换热器的4倍。
翘片式换热器的操作压力设计为80atm。因为翘片式换热器之间的间距小，所以不适合易堵塞的设备。从商业上说，翘片式换热器适用于低温设备，也是用于与汽轮机相关的高温恢复设备。对于动力设备来说，比如在有发动机的交通工具中，翘片式换热器有结构紧凑和质量轻的优点。错流和逆流的任何排列形式都是可行的，并且在同一设备中可以安排三种或三种以上的流束，压力下降、热交换关系的设计其他方面被很好的记载。
空气冷却器这种设备是指由流体流过翘片式的管道，并且有风扇冷却的空气通过管道。考虑空气冷却器的经济性，可以允许流体与周围空气和出口的温差为25~40
济上不分上下。
套管式换热器套管式换热器是由一个尺寸比较大的和中间一个尺寸比较小的中央管通过塑料密封套连接而成。直线长度被限制在20 ft，否则中心管将下沉并且使环面的分配空间较小。一般情况，高温、高压、高密度和腐蚀性的液体放在内管上，较小要求的液体被放在外侧管子上。当在处理石油脱蜡和液体结晶时，内表面上应该提供刮刀。在环状的空间上，轴向翘片可以改善气体和粘性流体的热交换效率。假如应用较大的热交换表面。套管可以排布堆积起来，也可以应用平行方式。这些套管式换热器已经逐渐被管壳式换热器所取代。在以下情况下，是值得考虑的。
（1）当壳侧系数比管侧系数一样小时，这时壳侧系数可以与管侧相比了
（2）我们可以在套管式换热器中采用真正意义上的逆流来代替，因为温度较高需要多个套管单元。
0F。荡船热效率超过每小时1千万英热时单位时，空气冷却器与水满足要求且供应量充足时，与水冷在经
（3）在与大直径壳体相比，我们的环装空间是使用较高压力来满足经济性能
（4）而与开放式壳体换热器相比，当我们的换热器表面仅仅是100 ~ 200sqft时，我们套管式换热器有较高的经济性
壳管换热器这种换热器将在以后几章讨论。
21泵
1．介绍
泵是提出，转移或压缩液体和气体的设备。下面介绍四种类型的泵。在所有的这些中，我们一步步采取措施防止气蚀，气蚀将减少流量并且破坏泵的结构。用来处理气体和蒸汽的泵称为压缩机，研究流体的运动的科学成为流体动力学。
水泵是用管子或其他机械把水从一个地方传到另一个地方。水泵的操作压力从一磅到一万磅每平方英尺。日常生活中，泵是很多的，有用于在鱼池和喷泉使水循环和向水中充气的电泵，还有用于从住宅处把水引走的污水泵。
现在，两种典型的排水泵是容积泵和离心泵。容积泵通过由真空产生的吸力把水引到一个紧凑的地方。这种类型泵的一个实例就是提升或压力泵，在20世纪中叶美国农村普遍使用。提升泵的操作是通过一个与被管子包住的活塞手柄来进行的。当我们提升活塞时在管子下部产生一个局部的真空，这样我们就用管子从下面的取水，并且送到泵的一个空间。当水被泵吸入时，单向阀关闭，阻止水流回到井下。接着泵的活塞吸入更多的水进入泵的膛体中。这样最后形成溢流，水从管口处流出。而离心泵时使用了一种螺旋推进器，旋转时使水流动，而且推进器的切片是在泵送水时侵入水中的。而且，当推进器旋转时，水进入位于刃片的轴部的间隙并且以很高的压力甩向底部。与它类似，离心泵的早期形式，螺杆泵，通过一个管子螺丝钉的组成，当旋转时，把水提升上去。螺旋泵经常用在污水处理厂中，因为他们可以运输大量的水，而不会因为碎片而堵塞。在远古的中东，因为对农场进行灌溉的需求，所以有一种强大的动力去推进水泵的进程。在这些区域里，早期的泵是为了将水一桶一桶的从水源或河渠中提升到容器中。古希腊的发明家和数学家的阿基米德泵认为是公元前3世纪首先提出螺旋泵的发明家。之后，古希腊发明家发明了第一个提水泵。在十七世纪末和十八世纪初，英国的工程师Thomas Savory，法国的物理学家Denis Pa]pin，和英国的铁匠和发明家Tomas Newcomen,它们发明了用蒸汽驱动活塞的水泵。蒸汽驱动的水泵首先广泛的被应用在从煤矿往外输水过程中。现在离心泵使用的例子，可以是在哥伦比亚河上使用的大古利水坝。这个泵有超过灌溉一百万英亩的土地能力。
2.往复泵
往复泵有一个在圆筒中上下移动的活塞，可以使水规则的流入或流出圆筒。这些泵可以是单作用的，也可以是双作用的。在单作用的泵中，泵的作用仅仅发生在活塞的一侧，典型的例子就是升液泵。在升液泵中，活塞通过手上下移动。在双作用的水泵中，泵的作用发生在活塞的两侧，比如说电动的或气动的锅炉给水泵，水以高压通过蒸汽锅炉供给。这些泵可以是单级的也可以是多级的。多级的往复泵的泵系列有多个刚体。离心泵
离心泵被认为是旋转泵，它是有一个旋转地叶轮，也有刃片，刃片是侵入液体中。液体也是由叶轮轴向进入泵，并且旋转的叶轮将液体甩向叶片根部。同时叶轮也给液体一个较高的过度，这个过度能够使泵的一个固定部件转化成压力。我们一般称为扩压器。在高压泵里，很多叶轮可以被系列选用，并且在一个叶轮后有一个扩压器，也可能含有导轮，可以逐渐的降低液体的过度。对于低压泵来说，扩压泵一般就是一个螺旋形的通道，成为蜗壳，作用原理是拦截面逐渐增加可以有效降低流体的过度。在泵工作前，叶轮必须被灌注，也就是在泵启动时，叶轮必须被液体包围。也可以通过在吸入线上放另一个截止阀来实现，截止阀在泵停止工作时是液体保留在泵内。如果阀泄露了，泵可以通过阀的入口，从外面的水源比如说蓄水池来取水灌注。一般离心泵在排水线也有一个阀控制流体和压力。对于小流量和高压力来说，叶轮作用很大部分是放射状的。对于高速流体和低压排水压力，泵中流体的方向可以近似于与轴的轴向平行，这时泵有一个轴流。这时叶轮就近似于螺旋推进器。从一种流的状态转换到另一种流的状态是渐进的，对于中间状态，设备可称为混流泵。射流泵
射流泵是通过一个流量相对较小的液体或蒸汽，以较高速度移动到较大的液流。因为高速流体要通过液体，它从泵里带走液体一部分，同时，高速流产生一个真空，这个真空又把液体吸入泵内。射流泵经常给蒸汽锅炉注水。另外，也应用来推动的船只，特别是在正常的推进器可能被破坏的浅水里。其他类型的泵
仍然存在其他很多类型的容积泵，一般用带有很多保密配合的圆形突出的回转件。液体被收集在耳朵之间，而且被转送到一个压力较高的区域。这种泵的一个典型设备是齿轮泵，包含有一对网状齿轮，在齿轮泵里耳朵就是齿牙。也可通过一个在外壳旋转的螺杆来构造一个简单而低效的泵，螺杆推动也提前进。一个相似的泵在公元前3世纪被希腊数学家和物理学家阿基米德发明了。在所有的泵里，液体被一些列脉冲排出，并且不连续。因此我们必须注意在排除线上来避免共振，因为共振可能会损伤或破坏整个设备。对往复泵来说，真空经常放在排除线上，可以减少振动，并使流动均衡。
Unit 24阀
阀，是一种控制液体或气体流动的机械。例如截止阀，是保证流体沿一个方向流动。阀的尺寸范围很大，小的用在汽车轮胎的阀，大的用在控制水闸和大坝上。大阀的直径可能超过五米。小阀和低压阀通常由黄铜，铸铁，塑料制造，而较高压力的阀是用锻钢制造的。其他合金，比如不锈钢可能用在控制流体有腐蚀作用的流体上。阀可以手工操作，可以由伺服机构机械操作，或由所控制液流操作。
基本上由四种类型的阀，回转阀，提升阀，滑阀，活塞阀。而且毫无疑问它们的发展也是这个顺序。
四种基本类型有很多种变体。然而所有变体与母体在原理上是相似的。尽管目前发展趋势越来越标准化，越来越简化。新型工艺和技术的出现预计新的发现和外来的，结构材料的发现。将促进这些变形，也许速度越来越快。
四种基本设计以及变形，在一般使用中，都依赖手动操作，在最初的四章中讨论，对于警惕的设计者，他们会毫不犹豫将所有的推理与通过实例选择与相似特性的设计配合起来。
最初的四章是按阀的发展来安排的，但是我们要注意时间分布稍微有对数的特征。例如，早期的阀，旋塞阀，是在公元前发明的。螺杆阀，大约是在1790年，闸阀是在1839年，平行滑阀是在1884年。所有这些堵塞阀都是用手操作的，到了最近它们才通过某些形式的动力来操作。那些自动工作的阀，比如安全阀或泄压阀，减压阀，非回流阀，凝气阀和相似的设备。另外属于一类，并且在下面的五章中进行讨论，这些阀假如用精确意义上的要求来表达就是自动机器。在正确的设计和安装之后，每一个阀都很正确的执行相应的功能，毫不夸张的说有的是一天到头，有的是一年到头。
对已认定的压力容器的设备，安全阀或减压阀是必要的附件。特别值得注意的，因为它是我们生命和财产安全的防护装置。有压力到绝对压力，因为容器在大气压力下操作，如果它们容易受到大气压力起决定影响的试问情况，他们需要一些形式上的自动保护，同时在容器内部存在真空不管在任何情况时。另一个例子，各自的作用也很重要。如果它们在工作地点失效，也不会造成太大的损失。但是由于粗心在设计方面没有注意会浪费过多的篇幅。
对于那些面临这些设备设计和安装的学生，工程师，设计者，起草者来说还有认识他们必要性的人来说，我们希望通过一篇小记成为一个手册。
如果有合适的结构材料，对设计精心考虑，对于高温高压的气体来说平行滑阀是最好的选择。
这简单并且最有作用的结构形式是一种带有盘片的弹簧装置，圆盘装配体一般用较小的的阀。
在紧密圆盘的预压缩的螺旋状的弹簧作用下，套管式装配体的两个相对圆盘又分开的趋势。而对弹簧来说，为了节省纵向空间，一般来说将盘制造成矩形截面，这个结构将两个圆盘压缩以适应阀的较小尺寸。大尺寸阀，两个盘同样压缩并覆盖着一个外接的壳体。
我们应该了解到弹簧的作用并不像我们想象那样用来保护这个压力的贴片的。如果需要保护这个贴片就需要一个很大面积的弹簧。它不是必须的，而且只有在较低线性压力下才可以保护贴片。它的作用主要是防止振动或颤动。在适当的线性压力条件下将阀内壁打扫干净。在圆盘运动中，任何尺寸或其他不需要的情况时，将粘到贴片上并且破坏它。
在重要管线上，因为不同区域不同材料的部件的膨胀，并且将增加变形和扭曲。对于盘片和弹簧这种节写结构就要考虑这个。盘片应该能够自由的吸气而且弹簧同时屈服。
压力密封性只有在下游侧才能获得，如果将这个闭合机械作为整体考虑时，就可以发现作用在相反的或上游的盘片上的线性压力迫使盘片离开阀座。将合力通过弹簧来传递，并在线性压力下，传递到下游的盘片，这样工作的六日进入阀的两级。
可以简单的通过滑动的盘片到最低可能达到的位置，并利用线性压力来关闭阀，这与蒸汽机的滑动阀有类似之处。与蒸汽机的差别在于蒸汽机没有弹簧帮助或任何外部的其他影响只有作用于滑阀两侧的蒸汽压力。
如果尺寸相同，并且在相同压力下操作，平行阀与螺旋阀相比，所要求的轴向力较小，而轴向力是由正闭合包围，只要稍加考虑就可以知道原因。
忽略侧面的二次压力，用来关闭螺旋阀的最小的力就是线性压力与底出口面积的乘积。对于平行阀最小的力就是用来将下游盘片滑过贴片的而且也包含作用在底座区域上的线性压力。
Unit 25密封分类
任何物件的分类，技术的还是非技术的，目的是确定一些种类，是更加容易的分析它们所包含的问题。因此密封可以分为两大类，静态的和动态的。
静态密封由三个密封物件组成，包括垫片密封，密封胶密封，和直接接触密封。
动态密封又可以被细分为两个基本的密封，一种是针对旋转轴密封，另一种是针对往复轴密封。在数量上，两种密封占了工业上的绝大多数。而且对于主要的定做密封的设备要进行特殊考虑。在动密封分类时，需要用商标来确定不同分类的设备。这些商标必须使用，因为没有任何一种方法更加精确地区分设备。
因为旋转轴密封在主要工业中有重要地位，所以必须给与特别细致的考虑。被分为两种类型，界面密封和间隙密封。
界面密封别细分为轴密封和径向密封。截面密封提出了工业密封是一个大家族。主要是密封件和旋转轴之间有一个接触。
间隙密封描绘了包括四个截然不同的种类的家族。与旋转轴成比例的部件。密封元件允许一部分泄露来控制外力作用下的流体可以通过的间隙尺寸。
间隙密封的功能是在被密封的流体上产生一个压降，同时允许在自由的部件运动中存在相对运动。间隙密封能在机器内部与环境之间产生一个压力差。不想界面密封，移动的部件之间没有接触是故意的。将摩擦降低到一个最小值。为了以一种控制方式来限制流体，然而，必须允许稍微的流动。
间隙密封的实例是黏胶密封，速度密封和轴封。铁磁流体是一个例外，按间隙的大小充满磁介质，在一个磁场或多或少的帮助下，将磁介质约束在间隙内，需要建立一个密封的机械部件不重要，因为间隙密封无任何滑动接触，因此运动部件之间的摩擦或磨损全部被消除。
作为轴向密封的设备的机械端面密封
与垫片密封相比，端面密封是机械密封，使用单一的和不同的密封原则。机械密封第一次被大规模的应用在汽车工业中，用于发动机冷却液和给水系统。现在使用的更加广泛而且证明了对一种工业的重要性。
在化工，石油化工，公共事业，机关事业，随着密封技术以及用于密封配件的结构材料的技术的不断改进，机械密封体现了很大的价值。除了轴转速的要求提高以及不断增长的温度和压力的要求，所以现代密封设计者要不断扩大视野。
机械端面密封的原理
机械端面密封被成千上万的世界知名的密封设计公司制造。
机械密封目前的技术水平已发展到这样的程度，从105托的高真空度到5000磅/平方英寸都能处理。新型材料，特别是金属波纹管，使得机械密封的适应范围到达1000℃低的达到低温允许范围内。轴的旋转达到50000 RPM不是不可能的了。
机械密封是复杂的，包括一系列单各组件的设计，主要通过两个带有贴片的密封环来防止泄露实现密封。重要密封环的一个是连在轴承上并且随它一起运动，另一个密封环是固定的并与壳体相连。对于一个离心泵轴密封来说，这个固定的密封环固定在密封管板环上。在泵轴旋转中，链接到轴上重要密封环，用它的密封沿着固定环的密封面摩擦。因此这两个界面的连接区域像轴承一样工作，而且受摩擦力磨损。任何流体泄露时都流过这个表面
因为作用在轴线方向的里使得摩擦接触一直存在。轴向推力可能是机械力也可能是水力。在很多设计中是两者共同作用。推理来建立并保持在轴部间的连续接触并形成界面。稳定的接触防止了或最小化了摩擦区域的泄露。
在固体接触区域摩擦作用产生的热和磨损的存在良好的润滑下。热积累并最终导致摩擦区域的破坏。为了防止这样，应用具有双重作用的润滑剂，首先将摩擦接触产生的热带走进而减少了热的积累。其次，润滑剂用一个微小的薄膜将介质覆盖从而减小摩擦同时建立以份额紧密的密封。
润滑剂流体可以是泵系统流体，也可以是另一种流体，可以被输送并与系统任何其他液体相协调。
非常薄的润滑薄膜使我们机械断面密封产生良好密封性的关键。，作用依然是一个谜。
对一个机械断面来说做一个轴的可靠性分析是不可能的，因为，每一个机械密封都是在一个纯经验注意基础上设计发展的，任何新的密封都设计都必须以经验为主的测试，因为对密封特性是最后表现预测并没有可靠性理论基础。
第Ⅵ部分过程控制
UNIT26过程控制的介绍
（一）现代的化学过程变得非常复杂，简单的控制程序已不再实用。今天的化学工厂采用最新的电子硬件，自动控制器，计算机控制，先进的分析监测，以及先进的控制理念。为了掌握这种类型的控制和检测仪器，我们必须先了解的发展中高度自动化的化学过程。自动化化学过程原因
某些或所有可能的下列基本利益的实现当自动控制时引入化学过程：
（1）一种化工过程，不管是在实验规模的设备内或在中间实验装置内，还是在生产规模装置内进行，都能够在无操作人员活化工技术员看管的情况下连续运行。这将减少人力需求，因此，降低劳动力成本
（2）减少需要操作人员以消除或减少人为错误。
（3）在整个过程的质量选择加入最佳条件改善的结果
（4）必要的操作调整可从一个集中位置往往导致减少过程单元所需的空间的。
（5）操作安全是增加提供预警异常情况，并自动采取纠正行动。此外，自动化控制，无需人员在邻近的危险设备。什么是自动控制？
更加深刻的认识和理解，自动控制系统，可如果我们首先考虑一个简单的手动控制程序。作为举例来说，假设我们要控制的温度，解决载于烧杯的炉具，温度在50 ℃ ±2 ℃。这可能是由放置一个水银温度计中填充的解决方案，观测的温度，然后手动调整电压的炉具通过变阻器加热元件，使温度保持在理想的范围。这本手册控制系统包含四个基本要素：（1）检测设备，汞灯泡;）测量装置，水银柱和匹配标定规模;
（3）控制设备，观察（4）最后的控制因素，变阻器。
基本上，这一功能的控制系统，来衡量变量的值，温度，然后产生一个反应限制其偏离参考点，在50 ℃下。这是对所有的实际目的，定义的自动化控制。然而，在一个自动控制中，观察者，更准确的说是操作者，在控制回路中被一个叫做自动控制器的装置所替代②。
基本布局自动控制回路中显示图。6.1。可以看出，这个系统包含相同的四个基本要素的手动控制系统前段所述。除了上述四个因素，发射器的因素往往是补充。然而，这取决于特定的变量加以控制，一个以上的元素可能是设计成相同的工具，因此，环并不总是包含四个不同的单位。是什么在控制化工过程？
一些更重要的变量，控制化学过程的后续。
流动这种情况是可以预想，重要的是物料平衡要求的过程中，他任何时候都保持人。连续化工过程，这需要控制的物质的流动。由于大多数的化学反应很敏感，反应的比例，它常常是要求准确流量控制得到维持，使产品质量和产量能够达到标准。
温度控制反应温度是非常重要的，因为前几节中讨论，转换，产量和产品品质的职能温度。另外，适当的温度控制常常是十分必要的成功运作了许多分离过程，如蒸馏，结晶。
压力 由于许多化学反应很敏感，压力条件下，压力控制是一个需要在大多数化学反应器。大多数化学离职也需要加以控制的压力。例如，蒸馏往往表现的压力下减少，而吸收和吸附进行了在较高的压力。
液位水平控制往往与流量控制;然而，有些情况下，它与正常运作的一台设备，如一级的溶剂中的溶剂萃取塔或液位在溶剂萃取塔或液位的反应堆。
上面提到的四个控制参数,大多数控制应用在化学工业。但是，控制的变量组成的有关问题，也经常遇到。
成分控制根据物料的性质，采用一系列不同的技术，就可实现物质组成的控制③。大部分的这些技术是根据三个不同类型的分析：成分分析，物理性能分析，或化学性质的分析。大多数以成分分析为基础的重要控制回路，都采用色谱分析技术来确定混个物的组分④。虽然红外和其他形式的光谱也可以在某些进程。混合物的确切成分往往拥有一套独特的物理特性。这些属性实际上可能的组成部分的产品规格，或可能被用来作为衡量产品的成分。一些较常见的物理特性是衡量和用于控制目的包括密度，初步和最后沸点，颜色，凝固点和粘度。组成的混合物常常与一套独特的化学性能。化学特性，往往是监测控制的目的包括pH值，氧化还原电位和电导率。
部分控制 篇3
关键词 自动控制原理 频域分析法 数学问题 反复训练
中图分类号：G424 文献标识码：A
Abstract Linear system frequency domain analysis method is the emphasis and difficulty of automatic control course. It is very difficult for the junior students because this section includes many class hours and a wide range of knowledge. This paper proposes a method of desalination math problems and extraction emphasis， repetition training problems as well. This method is verified for reducing the difficulties and raising the interesting of students.
Key words automatic control； frequency domain analysis method； math problems； repetition training
自動控制原理课程是自动化、电气工程及其自动化等工科专业的重要专业基础课，是各专业学生学好后续主干课的重要基础。以长春工程学院电气工程及其自动化专业为例，自动控制原理共有56学时，线性系统频域分析法的教学会占到8学时，包含有大量的数学问题，涉及到很多公式和绘图原理，所以这部分内容是整个教学的重点与难点。频域分析法与时域分析法、根轨迹等章节联系不大，所以内容比较独立。另外，频域分析法一章会涉及到工程数学基础，在教和学过程中都会存在难度，也给授课教师带来一定的教学难度。笔者针对自动控制原理的线性系统频域分析法部分，探讨了一种效果良好的教学方法。
1 教学中存在的问题和现状
1.1 较强的数学理论基础
开篇讲授频率特性概念时，就会涉及到傅里叶变换以及信号与系统相关数学问题。绘制开环幅相曲线和对数频率特性曲线时，也会以复数和对数计算等为基础。奈奎斯特稳定判据是频域分析法的难点，其数学基础为复变函数里的幅角原理。所以高等数学、工程数学、信号与系统等数学基础课程会贯穿频域分析法的整个教学过程，综合性非常强。而高等数学相隔较久，工程数学和信号系统有很多部分为选修内容，所以必然会使线性系统频域分析法的教学存在一定的困难。学习中遇到数学方面的推导以及应用，就会茫然不知所措。这样问题越积越多，学生学习的兴趣就会逐渐降低。
1.2 教材繁多，知识点不够集中
自动控制原理课程已成为各大专院校电类工科专业的必修专业基础课程，以长春工程学院为例，自动化、电气工程及其自动化、电子信息、发电、建筑电气、能源动力等多个专业都在学习这门课。因为每个专业对课程的要求不同，教师一般会根据实际情况编制适合本专业需求的教材，这样会导致各种良莠不齐的自动控制原理教材出现。以长春工程学院电气工程及其自动化专业为例，近年来一种选用科学出版社胡寿松老师编著的教材，该教材覆盖面广、内容全面等优点，但也会存在一定的学习难度。近年来，课题组成员不断进行教学改革和教学研究，根据本校的具体情况和各专业特点，准备对教材进行改革，编写适合不同专业的深入浅出的教材。比如自动化等专业还会继续使用原来的教材，而对于建筑电气等专业，则会编制相对较易理解的简明教材。
1.3 题型没有针对性
自动控制原理课程是以强大的数学理论为基础，线性系统频域分析法有很多数学计算过程，需要通过反复练习加深理解和掌握。以开环幅相曲线的绘制为例，很多教材没有给出条理清晰的步骤，而只是给出了绘图的重要因素。由于奈奎斯特稳定判据的数学基础较难，但应用它判定系统稳定性的时候相对会好理解，如何让学生避开复杂的数学基础而很好地应用则成为教学的关键，很多教材没有给出这些典型问题的题型。
2 教学方法探讨
2.1 淡化数学问题
考虑到学生会出现数学基础较差，分析能力较弱的特点，我们在教学过程中尽量以学生为主体，将一些数学运算简化，使学生能够更好地掌握难点和重点。以频率特性概念为例，我们主要以图形图像形式给学生直观的概念理解，而避开大量的工程数学问题。以奈奎斯特稳定判据为例，我们不会把幅角原理当作重点，只从原理上介绍如何将传递函数与幅角原理的原函数相对应，进而得到稳定判据：闭环极点在s右半平面个数=开环极点在s右半平面个数-奈奎斯特曲线绕（-1，j0）点圈数。而把这部分教学重点放在稳定判据的应用部分，教会学生如何绘制奈奎斯特曲线、如何计算如何找到绕（-1，j0）点圈数、开环极点在s右半平面个数。
2.2 精讲典型问题
线性系统频域分析法部分的主要内容和典型问题包括频率特性的概念，开环幅相曲线绘制、对数频率特性曲线绘制、奈奎斯特稳定判据。我们会针对这几个问题精讲方法，通过参考其他教材总结出条理清晰、记忆方便、计算简单的步骤和方法。以开环幅相曲线绘制为例，第一步绘制低频段概略曲线，主要取决于积分环节的个数和比例环节；第二步绘制高频段曲线，取决于开环传递函数分子分母最高阶次及其系数；第三步绘制中频段与实轴虚轴的交点。根据这样“三步”的方法，学生可以直观地掌握绘制方法，具有很好的教学效果。而针对具有一定难度的奈奎斯特稳定判据部分，我们也是强调应用。利用该方法判定稳定性的步骤可以归纳为：第一步根据开环频率特性绘制幅相曲线，并根据积分环节个数补画半径无穷大的圆弧得到奈奎斯特曲线；第二步是根据奈奎斯特曲线找到（-1，j0）点圈数N；第三步是根据开环传递函数找到s右半平面极点个数P；最后一步则是应用公式Z=P-2N。这样学生就会感到非常有条理性，降低了学习难度，增加了学习兴趣。
2.3 题型反复训练
自动控制原理的教与学过程和数学的方法有很多类似之处，根据前面频域分析法部分已经总结出的几种典型问题，我们会通过反复练习的方法加深理解和巩固知识。课题组教师会选择教材上的典型例题在课堂上精讲，授课方式全部采用板书形式，争取给学生讲解透彻。课后一部分留作学生的作业，批改完之后也会精讲。还有一部分留给学生自己课后完成，然后在课后或者答疑的时候针对大家普遍存在的共性问题进行讲解。补充例题、往届试题也是不错的训练途径，通过多年的教学实践，收到了一定的效果。
3 结束语
本文针对线性系统频域分析法部分存在数学理论强、知识点不集中、难度大等问题，采用淡化数学问题、提炼精华以及典型题型反复训练的教学方法，使学生自主总结学习方法，同时使知识接受程度明显提高，经过教学实践证明，所提出的教学改革方法行之有效、效果良好，学生普遍接受，可以作为教学教改研究的借鉴。
参考文献
[1] 李莉.改善教学方法，淡化数学计算[J].职教与成教，2010（10）：585.
[2] 刘山松，孙辰朔，陈荣华，王建.自动控制原理课程串联校正部分的教学探讨[J].自动化与仪表，2013（4）：220-224.
飞轮电池电气控制部分的研究 篇4
飞轮储能作为新兴的机械储能技术,它的核心部分是电力变换器,其主要作用就是对飞轮电机进行控制以及实现能量的转换,因此对电力变换器的研究是飞轮储能研究的重中之重,这涉及到下列章节对电力变换器的电路拓扑和控制方法的研究[2]。
2飞轮电池电力变换器的拓扑结构和工作原理分析
目前,国内的飞轮储能系统的电机采用的是方波驱动的永磁无刷直流电动机,根据变频调速的基本原理和逆变器的结构组成来设计出本文的电力变换器电路拓扑图,主要包括两大部分:电机驱动的交/直/交变换器和保证电能稳定输出的交/直/ 交变换器部分[3,4,5]。
2.1飞轮电池电力变换器的拓扑结构
如图1所示为飞轮储能系统电力变换器拓扑结构图,整个电路由整流、滤波、逆变三大部分构成。为了方便检测母线电流和调节母线电压,在逆变电路部分采用功率场效应管搭建三相桥式逆变电路。
2.2飞轮电池电力变换器的工作原理分析
2.2.1储能部分电力变换器电路分析
如图2所示为充电部分电力变换器主电路图,该充电部分电路主要用于飞轮系统充电模式下的控制,其工作过程可看作一个三级的变换环节 (AC-DC、DC-DC、DC-AC)。第一部分为整流环节, 由三相不可控整流桥和稳压电容C1将输入的交流电整流成稳定的直流电;第二级是斩波环节,采用Buck电路降压斩波电路,目的是实现母线电压的调整以适合第三级所需要的直流电压;第三环节为逆变环节,采用三相桥式PWM型逆变电路将上一环节提供的直流电压,转换成方波驱动电压以驱动电机加速运行。
2.2.2放电部分电力变换器电路分析
如图3所示为放电部分电力变换器主电路,该部分同样也由三级组成 (AC-DC、 DC-DC、DC-AC)。当飞轮系统处于放电状态时,驱动无刷直流电机工作并发电,输出的电压为整流稳压环节的输入部分,该环节主要由与S1-S6反并联的超快回复二极管D1-D6和稳压电容C2组成;随着能量的持续输出,飞轮的转速不断下降,导致该整流稳压环节输出的直流电压也不断下降,因此需要升压稳压环节作用,以得到稳定的直流输出电压,为逆变输出环节做准备;逆变输出环节将中间升压稳压环节得到的直流电压逆变成负载所需交流电供其使用,在这里仅选取单相交流输出电压作为研究,单相逆变桥由S7-S10(包括D7-D10)组成。然而当需要输出为三相交流电或者其他形式的交流电时,逆变部分需要采用三相逆变器或其他形式的逆变器。
3飞轮电机的控制
飞轮储能系统的工作方式分为三种:充电、放电、 保持,因此对飞轮电机的控制也分为三个阶段[6,7]。
3.1充电模式的控制
该阶段需要电力变换器来驱动飞轮电机高速旋转运行,将电能转换为飞轮转子的机械能存储起来。在该阶段中采用恒定功率与恒定转矩相混合的方式。如图4 (a)所示为在混合控制方式下电机的输出特性曲线图,图4(b)为电机升速曲线和绕组电流曲线图。 电机的最大输入功率为Pmax,最高转速为ωmax,承受的最大转矩为Tmax。令电机最高转速的一半值作为基速,电机启动时由静止开始加速, 经过两个阶段升到最高转速:当转速小于基速时, 采用恒转矩的方法运行;当转速高于基速时,采用恒功率的方法运行。
3.2放电模式控制
放电过程是将飞轮存储的机械能转化为电能,是减速释能的过程,由电网侧变流器变换后馈送到电网上。在放电过程中, 电机处于制动状态, 电机侧变流器根据控制器的功率指令,控制电机输出能量。由于要将能量传送给电网侧直流母线, 需要电机侧变流器输出的电压必须稍高于母线侧的电压,因此用到一个BOOST升压电路来提高其输出电压的值。
3.3保持模式控制
保持模式就是将飞轮系统现有的机械能储存起来,没有能量的流动,此时储能系统处于待机状态,损耗最小。
综合上述三种不同的工作模式,也就决定了电力变换器必须要实现的功能,如图5所示为飞轮系统与电力变换器间工作模式的关系图,图6为电力变换器总体方案结构框图。
4电力变换器主电路部分仿真[8]
4.1储能部分
在Matlab仿真平台上搭建该电力变换器仿真模型图,其输入电源为三相交流电压220V,频率50Hz,得到如图7(a)所示整流稳压环节电压波形图,幅值为535V,如图7(b)所示为母线调压环节电压波形图,经斩波电路降压后稳定在310V-320V之间。如图8(a)、(b)所示分别为电机的电动势Uab、 Uac、Ubc的电压波形和电机A相绕组的电流Ia波形图。
4.2释能部分(即放电部分)
本研究采用尽可能采取符合飞轮储能系统放电过程的方法,设定永磁的初始速度为6000r/min, 电机的具体参数与充电模型中的参数相同。如图9(a)为放电过程中电机转速变化曲线,图9(b)为放电过程中采取升压环节作用下的电压输出波形。
由图9(a)和9(b)可知,随着飞轮速度的逐渐下降,单电机的转速降低到40%左右时,放电深度达到70%左右。经过BOOST的升压作用下,输出单相逆变器输出的直流电压稳定在250V,且电压的纹波较小,仿真结果显示良好。
5实验
为了验证所设计的飞轮电池的电力变换器的性能,在实验室作如下实验,实验装置采用一个永磁方波直流无刷电机与磁悬浮飞轮装置组装进行实验,分别完成降速和升速实验。如图10所示为搭建的磁悬浮飞轮实验平台,主要测试飞轮储能系统中电力变换器的性能和飞轮系统在储存及释放能量时母线电压的变化情况。图11为本实验采用的飞轮储能 控制驱动 器及飞轮 电机 , 其中包括TMS320LF2407A DSP控制系统和电力变换器。由于实验室内条件有限,没有真空实验装置,仅做了静态平衡和动态平衡,并未设真空实验装置。
5.1驱动电机的升速实验
实验所用的飞轮电机为一个12极36槽的无铁芯永磁方波直流电机,P=2.2k W,r=6000rpm,U= 300V,I=9.2A,扭力F=3.5N·m,防护等级IP54。飞轮转子直径D=0.6m,飞轮惯量为0.03415kg·m2。飞轮的升速过程大约持续80s,飞轮转子加速上升至6000rpm。如图12所示为飞轮加速过程中采集到的Sr以及上、下桥臂S1、S4的PWM控制信号。其中图12(a)为Sr的控制信号图,占空比D=70%。图12 (b)为S1、S4的控制信号图。可以看出,飞轮在加速时,基本实现了PWM的控制以及调压功能。
飞轮加速20s内采集到的飞轮转速的波形和母线电压波形如图13所示。图13(a)为飞轮加速上升时的波形,每格(200m V)表示有1000转,即飞轮的转速在此段时间内由2200转上升至3350转;图13(b)为母线电压的上升波形曲线,可以看出此时呈直线稳定增加。总之,电机加速的曲线和母线电压上升的曲线都相对稳定,并与仿真结果相照应,实验正常进行。
如图14为飞轮升速时采集的母线电流和电机相电流的波形比较图。其中图14(a)为采样几个周期内母线电流及电机相电流波形;图14(b)为采集20s内母线电流和相电流的波形。可以看出母线电流和相电流幅值都比较稳定,表示飞轮升速过程较稳定,达到了预期效果。
5.2放电实验
设定飞轮系统达到6000rpm就开始放电实验, 逆变输出单相正弦波的峰-峰值为120V。实验的输出端设置为一只功率30W大功率灯泡作为实验负载。将飞轮加速至6000rpm时,切换到放电模式;当飞轮转速降至2500rpm时,停止放电实验,放电时间约为150s。试验中采集到的BOOST升压电路的输出出电电压压波波形形如如图图1155所所示示,,可可见见输输出出电电压压112200VV保保持持在在。。
图16所示为单相逆变器输出的电压波形。图中上部分为单相逆变桥输出波形,单峰值为60V,频率50Hz的脉冲序列;图中下部分为滤波后输出的正弦电压波形,峰-峰值约120V、频率50Hz的电压, 达到预期目标。
6结论
本文分析了飞轮电池的三种工作模式以及各种模式和电力变换器的关系,设计出电力变换器的总电路拓扑,并提出了该变换器的控制方案。通过Simulink仿真得到的电力变换器在加速储能和减速释能时的部分波形图和实验得出的波形数据证明本文设计的电力变换电路及控制方法不仅可以实现飞轮储能系统平稳升速储能,还能稳定输出电能,体现了本设计的实用价值。
摘要：飞轮储能电力变换器是一个功率双向流动的变换装置,它控制机械能与电能的转换,直接影响着飞轮电池能量的转换效率[1],但是目前的电力变换器不能满足飞轮储能系统稳定、经济运行,因此设计出一种新型的电力变换器拓扑,采用恒定转矩与恒定功率双重控制方法控制系统的充电环节,在放电环节采用BOOST升压电路提高、稳定其输出电压值,经过Matlab仿真平台仿真结果和实验结果验证该电路拓扑具有良好的动态性能和稳态性能,具有很好的实用性。
部分控制 篇5
习题讲解2
强调保证资产的安全和有效，就是要加强行政事业单位以（）为中心的资产管理。(1分)预算
决算
采购 定期清查
习题讲解2
（）是行政事业单位工作的起点和依据，是建立和实施内部控制的核心环节。(1分)预算
归口管理 收支管理 政府采购
习题讲解2
单位应当实行内部控制关键岗位工作人员的轮岗制度，明确轮岗周期。不具备轮岗条件的单位应当采取（）等控制措施。(1分)相互监督 相互监督 专项审计
风险评估
习题讲解2
单位负责人对本单位内部控制的建立健全和有效实施负责。（）(1分)正确
错误
习题讲解2
《行政事业单位内部控制规范》所称内部控制，是指单位为实现控制目标，通过制定制度、实施措施和执行程序，对经济活动的风险进行防范和管控。（）(1分)正确 错误
习题讲解2
归口控制是一种职能型的集中管理方式，体现了集中性、规范性和专业性。（）(1分)正确
错误
习题讲解2
单位应当建立经济活动风险定期评估机制，对经济活动存在的风险进行全面、系统和客观评估，风险评估应该至少每月一次。（）(1分)正确
错误
习题讲解2
事业单位预算是指事业单位根据事业发展目标和计划编制的年度财务收支计划。（）(1分)正确
错误
习题讲解2
事业单位预算应当自求收支平衡，不得编制赤字预算。（）(1分)正确
错误
习题讲解2
财务负责人收到经业务部门分管领导审批的预算追加调整申请后，对预算追加调整的申请进行金额审核，出具审核意见，即可按此金额进行下达。（）(1分)正确
错误
习题讲解2
行政事业单位的预算是具有法律效力的文件。（）(1分)正确
错误
习题讲解2
经批准的投资概算是工程投资的最高限额，如有调整，应当按照（）有关规定报经批准。个人
领导 组织 国家
习题讲解2
根据我国政府收入构成情况，结合国际通行的分类方法，将政府收入分为四级（）。(1分)类、款、项、目 类、款、项 类、款、目 款、项、目
习题讲解2
信息技术的采用必将彻底消除人为操纵因素，保护信息安全。（）(1分)正确 错误
事业单位会计准则及事业单位会计制度
新事业单位会计制度的主要内容-资产5 下列会计科目期末应没有余额的是（）(1分)银行存款
短期投资
(1分)
无形资产
零余额账户用款额度
新事业单位会计制度的主要内容-资产5 下列资产不用计提折旧的是（）(1分)房屋及构筑物
名义金额计量的固定资产 通用设备 专用设备
新事业单位会计制度的主要内容-负债
事业单位应缴纳的印花税不需要预提应缴税费，直接通过支出等科目核算，不在应缴税费科目核算。（(1分)正确
错误
新事业单位会计制度的主要内容-负债
银行承兑汇票到期，本单位无力支付票款，按照银行承兑汇票的票面金额（）(1分)借记“应付票据”科目，贷记“应付账款”科目 借记“应付票据”科目，贷记“短期借款”科目 借记“应付装款”科目，贷记“短期借款”科目 借记“应付票据”科目，贷记“其他应付款”科目
新事业单位会计制度的主要内容-支出 事业单位转让无形资产的收入应该计入（）(1分)其他收入 经营收入
事业收入
财政补助收入）
新事业单位会计制度的主要内容-支出
下列项目应该根据“事业支出”明细科目分析填列的是（）(1分)本年归集调入财政补助结转结余 本年上缴财政补助结转结余 本年财政补助支出
本年财政补助收入
新事业单位会计制度的主要内容-净资产3
非财政拨款结余可以按照国家有关规定提取职工福利基金，剩余部分作为事业基金用于弥补以后年度单位收支差额。（）(1分)正确
错误
新事业单位会计制度的主要内容-净资产3 经营收支结转和结余应当单独反映。（）(1分)正确 错误
新事业单位会计制度的主要内容-财务报表4
资产负债表中“非财政补助结余”项目，反映事业单位子年初至报告期末累计实现的给财政补助结余弥补以前年度经营亏损后的余额。（）(1分)正确
错误
新事业单位会计制度的主要内容-财务报表4
资产负债表中“无形资产”项目填列方法正确的是（）(1分)应根据“无形资产”科目借方发生额减去“累计摊销”贷方发生额
应根据“无形资产”科目余额填列
应根据“累计摊销”科目余额填列
应根据“无形资产”科目余额减去“累计摊销”科目期末余额后的金额填列
行政单位会计制度
新制度的具体内容4
原制度仅对固定资产采用“双分录”核算方法，新制度进一步扩大了“双分录”核算方法应用范围。（）(1分)正确 错误
资产5
将原来通过“暂付款”核算的资产内容，细分为应收账款、预付账款和其他应收款。（）(1分)正确
错误
资产5
增加了“在建工程”、“无形资产”等类别，取消了“有价证券”。（）(1分)正确
错误
净资产
无法偿付或债权人豁免偿还的应付账款，经批准核销后账务处理为（）。(1分)借记“应收账款”科目，贷记“待偿债净资产”科目。借记“应付账款”科目，贷记“待偿债净资产”科目 借记“待偿债净资产”科目，贷记“应收账款”科目 借记“待偿债净资产”科目，贷记“应付账款”科目 净资产
无偿调出固定资产的账务处理为（）。(1分)借记“固定资产”科目，贷记“资产基金（固定资产）”等科目
借记“固定资产”科目，贷记“财政拨款收入”
借记“资产基金（固定资产）”科目，贷记“固定资产”等科目 借记“资产基金（固定资产）”科目。贷记“财政拨款收入”科目
收入与支出
向上级会计单位请领经费，下面没有所属会计单位的为报销单位。（）(1分)正确
错误
收入与支出
行政单位购入办公用品和少量行政用材料，帐务处理上作（）(1分)经费支出
库存材料 材料 固定资产
财务报表
下列不属于行政单位“应缴财政款”的是（）(0分)从非同级财政部门、上级主管部门等取得的用于完成项目或专项任务的资金 行政事业性收费
国有资产处置和出租收入等 罚没收入
财务报表
行政单位对符合负债定义的债务确认的时点为（）。(1分)支付款项偿还债务 确定承担偿债责任时
债务能可靠进行货币计量时
确定承担偿债责任，且债务能可靠进行货币计量时
财务报表
行政单位在运用会计科目时，应按（）方法进行。(1分)使用会计科目的名称
使用会计科目的编号
同时使用会计科目的名称和编号
按单位需要，选择使用会计科目的名称或编号
财务报表
新制度不应采用“双分录”进行核算的有（）(1分)固定资产外
政府储备物资
公共基础设施 银行存款
财务报表
按照行政单位取得收入的资金性质设置了“财政拨款收入” “其他收入” 和“预算外资金收入”科目。（）(1分)正确 错误
财务报表
行政单位对基本建设投资的会计核算在执行本制度的同时，还应当按照国家有关基本建设会计核算的规定单独建账、单独核算。（）(1分)正确 错误
中小学校会计制度
财务报表-财政补助收入支出表、附注与新旧制度衔接主要内容 事业单位采用的复式记账法是（）。(1分)增减记账法 收付记账法
借贷记账法
以上方法都可以
财务报表-财政补助收入支出表、附注与新旧制度衔接主要内容 属于事业单位会计等式的是（）。(1分)资产=负债+所有者权益
收入-费用=利润
资产=负债+净资产+收入-费用 资产=负债+净资产
财务报表-财政补助收入支出表、附注与新旧制度衔接主要内容 职工公出借款收回时，应当另开收据或退还原借款借据。（）(1分)正确 错误
科学事业单位会计制度
新旧如何转换2
修订《科学事业单位会计制度》将旧制度中的“现金”科目更名为（）科目。(1分)库存现金 银行存款 应收账款 财政补助
新旧如何转换2
新修订的《科学事业单位会计制度》共设立了（）一级科目。(1分)20个 55个
75个
100个
新旧如何转换2
对于发生的库存材料以及科技产品盘盈、盘亏或者报废、毁损，应当及时查明原因，按规定报经批准后进行账务处理。（）(1分)正确
错误
新旧如何转换2
科学事业单位财务报表应当根据登记完整、核对无误的账簿记录和其他有关资料编制。（）(1分)正确
错误
新旧如何转换2
“非财政补助结转”科目核算科学事业单位除财政补助收支以外的各专项资金收入与其相关支出相抵后剩余滚存的、须按规定用途使用的非财政补助结转资金。（）(1分)正确
错误
新旧如何转换2
“（）”核算科学事业单位除财政应返还额度、应收票据、应收账款、预付账款以外的其他各项应收及暂付款项。(1分)其他应收款
其他应付款 应收账款 应收票据
新旧如何转换2
新修订的《科学事业单位会计制度》实施的时间是2015年1月1日。（）(1分)正确
错误
新旧如何转换2
“财政应返还额度”科目核算实行国库集中支付的科学事业单位应收财政返还的资金额度。（）(1分)正确
错误
新旧如何转换2
“长期应付款”项目：应当根据“长期应付款”科目的期末余额减去其中将于 1 年内（含 1 年）到期的长期应付款余额后的金额填列。（）(1分)正确 错误
新旧如何转换2
科学事业单位的库存材料以及科技产品应当定期进行清查盘点，至少（）盘点一次。(1分)每月 每季度 每年
每3年
新旧如何转换2
科学事业单位按照税法规定属于增值税一般纳税人的，其购进非自用（如用于生产对外销售的产品）材料所支付的税法规定可抵扣的增值税进项税额计入材料成本。（）(1分)正确
错误
新旧如何转换2
无形资产预期不能为科学事业单位带来服务潜力或经济利益的，应当按规定报经批准后将该无形资产的账面价值予以核销。（）(1分)正确
部分控制 篇6
关键词：机械手,PLC控制,状态流程图,梯形图
随着社会的进步和科学技术的发展, 各种自动化控制的设备越来越多的应用在工业和民用的各个领域。在自动控制的过程中, 有很多要求精度较高的重复劳动, 这就要求自动控制机械具有拟人的一些能力, 而且能在多次重复操作中不会出现误差。
本文主要利用PLC控制技术实现三自由度机械手在左右、前后、上下三个方向上点位式的移动及定位控制。
1 机械手的结构及相关技术参数
本项系统设计的机械手系统主要由控制系统、驱动系统、执行机构、检测系统、数据传输系统等组成。
各系统间的相互关系如图1所示。
系统实现的相关技术参数如下所示:
最大抓重:100g
手指夹持工件最大直径:40mm
手臂上下摆动角度:60°
手臂回转角度:90°
运料频率:5次/min
三自由度机械手结构如图2所示, 主要由机械手指夹持机构、机械手臂上下摆动机构、机械腰回转机构、固定底座等构成。
2 工作原理及分析
三自由度机械手的主要动作就是一系列的移动就位到动作 (夹持或松开) 再到移动就位的过程, 将三自由度机械手的位置及相关动作按照上述动作过程进行细分, 就可以得出整体动作循环过程, 如图3所示。
结合图3得到三自由度机械手的控制过程:首先将整个控制过程划分为一个一个独立的控制动作;其次, 对于每个动作按照控制的顺序进行动作的先后排序;最后针对每一个动作分析出最基本的3 个要素:开始、动作、停止信号。
实际控制及动作分析如下:
动作1:
开始信号:检测到产品就位。
动作:手臂下摆动作。
停止信号:下限位开关得电。
动作2:
开始信号:下限位开关得电。
动作:手指夹持动作。
停止信号:压力感应器得电。
动作3:
开始信号:压力感应器得电。
动作:手臂上摆动作。
停止信号:上限位开关得电。
动作4:
开始信号:上限位开关得电。
动作:回转腰左转动作。
停止信号:左限位开关得电。
动作5:
开始信号:上限位开关得电。
动作:回转腰左转动作。
停止信号:左限位开关得电。
动作6:
开始信号:左限位开关得电。
动作:手臂下摆动作。
停止信号:下限位开关得电。
动作7:
开始信号:下限位开关得电。
动作:手指松开动作。
停止信号:手指限位开关得电。
动作8:
开始信号:手指限位开关得电。
动作:手臂上摆动作。
停止信号:上限位开关得电。
动作9:
开始信号:上限位开关得电。
动作:回转腰右转动作。
停止信号:右限位开关得电。机械手回复初始状态。
3 选用P LC型号简介
本次项目控制系统中的PLC选用三菱FX1N-40MR, 它的性能作如下介绍:
运算控制方式:存储程序反复扫描, 有中断指令。
输入输出控制方式:批处理、输入输出刷新、有脉冲捕捉功能。
编程语言:梯形图、指令表。
程序容量:8K步。
最大I/O点数:40点:输入24点, 输出16点。
输入规格:输入电压:DC24V±10%
输入电流:7m A/dc24V (X10后5m A/DC24V)
输入ON电流:4.5m A以上 (X10后3.5m A以上)
输入OFF电流:1.5m A以下
输入响应时间:约10ms
输出规格:继电器输出型
外部电源:AC250V以下, DC30V以下
OFF→ON、ON→OFF响应时间:约10ms
4 控制分析
根据对三自由度机械手的循环动作过程分析, 机械手的动作由以下几个动作构成:
A、机械指的夹持与松开动作。
B、机械臂的上摆与下摆动作。
C、机械腰的左转与右转动作。
下面对A、B、C每个动作的检测与执行机构分析如下:
A:检测机构:压力感应器:检测指夹持是否到位;
指限位开关:检测指松开是否到位。
执行机构:通过电动机正反转实现指的夹持和松开:正转接触器:夹持;反转接触器:松开。
B:检测机构:上限位开关:检测臂上摆是否到位;
下限位开关:检测臂下摆是否到位。
执行机构:通过电动机正反转实现臂的上摆和下摆:正转接触器:上摆;反转接触器:下摆。
C:检测机构:左限位开关:检测腰左转是否到位;
右限位开关:检测腰右转是否到位。
执行机构:通过电动机正反转实现腰的左转和右转:
正转接触器:左转;反转接触器:右转。
由此, 可以作出控制系统的IO分配表如表1。
表1的输入信号中, X0产品就位信号是要移载产品就位的反馈信号也是机械手开始动作的启动信号。
根据I/O分配表作三自由度机械手PLC连线, 如图4所示。
在PLC连线中, 对于电动机的正反转控制接触器采用了软硬件双重保护的设计, 即在软件程序中设置了软件联锁保护的同时, 在硬件连接上又设置了接触器的联锁保护。
5 控制程序设计
根据图3及动作过程的分析, 绘制步进状态流程图如图5所示:
程序设计完成后, 使用PLC实验装置机械手模块进行了模拟调试, 调试的控制过程和现象符合控制要求。
6 三自由度机械手的功能扩展
本文所分析的为专用电力驱动机械手, 功能仅限于固定工作状态、固定位置产品的移载, 如果工作状态及工作位置发生变化, 则机械手就不能正常工作。
因此在本文的基础上还可以对机械手进行更进一步的调整和扩展, 扩展思路如下:
6.1 手动控制扩展。
我们可以增加手动控制功能, 即手动操纵机械手来进行三方向的动作。从而实现产品定位不准确的情况下实现手动的调节。如:增加手自动转换信号、手动的三方向控制信号、手动时对接触器控制的输出驱动等。
6.2 三自由度连续轨迹控制扩展。
本文描述的是机械手的移动过程是采用的点位控制, 我们可以在这个基础上做连续轨迹控制的扩展, 使产品输送和移栽的自动化基础上进一步实现智能化, 使其能够适应各种工作要求, 完成不同的控制操作。
参考文献
[1]鲍风雨.典型自动化设备及生产线应用与维护[M].北京:机械工业出版社, 2004, 1.[1]鲍风雨.典型自动化设备及生产线应用与维护[M].北京:机械工业出版社, 2004, 1.
[2]王子文.PLC技术及应用项目教程[M].北京:北京科学技术出版社, 2010, 1.[2]王子文.PLC技术及应用项目教程[M].北京:北京科学技术出版社, 2010, 1.
[3]三菱公司.三菱微型可编程控制器FX1N使用手册.三菱公司2000.[3]三菱公司.三菱微型可编程控制器FX1N使用手册.三菱公司2000.
部分控制 篇7
本文首先介绍了变频驱动水泵的节能原理, 然后结合集中供热现场的实际情况, 设计了一套PLC控制的换热站变频调速自动控制系统用于采暖系统。该系统能自动调节换热站的二次供水设定温度、循环泵的流量及补水泵的补水量。现场运行表明, 系统运行可靠、稳定性好、节能效果显著、操作方便、监控及时, 整个系统的启动性能也得到了有效地改善。
2 变频驱动供热站节能机理
采用水暖方式的供暖系统中, 离心泵是用来传送热水或补充热媒的机械。这些设备都是按最大负荷设计和选型的, 而实际运行时, 大部分时间轻载运行, 负荷并没有达到设计要求, 为了保证生产平稳, 原来老式换热站都是通常采用阀门控制流量, 这样浪费了大量电能。因此在换热站电气节能中, 研究循环泵和补水泵的优化运行具有重要的理论意义和实际意义。根据流体力学理论可知, 离心水泵的转速与流量、扬程、轴功率之间有如下相似关系:
undefined (1)
undefined (2)
undefined (3)
以上公式说明, 当水泵的转速改变时, 水泵的流量、扬程和轴功率也随之改变, 即流量与转速成正比, 扬程与转速的平方成正比, 轴功率与转速的立方成正比。由这些关系可知, 采用改变转速调节流量可以大大减少轴功率, 从而起到降低损耗的作用。从实际统计情况来看, 节能效果可达30%～40%。这也是变频调速驱动水泵节能的关键之所在。
3 控制系统设计
3.1 系统整体设计及控制原理
以天福换热站设计为例, 站内配置了三台75kW的循环泵和两台2.2kW的补水泵。由于实际热负荷大于设计热负荷和热负荷随气温变化较大, 因此需要及时调节供热量。根据供热的实际情况和用户的要求, 系统采用质量双调的控制方式, 即同时控制换热站的二次供水设定温度、循环泵的流量, 其中量调的节能效果最为显著。再者, 系统运行过程中, 管网失水是不可避免的, 因此需要控制补水泵的补水量以保证系统的稳定运行, 电气部分的设计都是全部独立运行、PLC程序控制调节流量和电动调节阀调节温度的闭环管理系统。
3.2 二次供水设定温度的控制
由于供热系统的最终目标是保持热用户的室内温度稳定, 但由于热用户均没有室温调节装置, 且对数以万计的热用户的室温不可能形成闭环控制, 为了做到既经济运行又保证供热质量, 最有效的方法是控制换热站的二次供水温度。根据稳态条件下, 系统的供热量、散热器的散热量及用户的耗热量相等的规律, 可以得到稳态条件下二次供水温度:
undefined
其中, t2g, t2n, tn, tw, β分别为二次供、回水温度, 室内、室外温度 (℃) , 散热器系数, 加“ ′”的变量为同名变量的设计值, undefined2为二次管网实际流量g与设计流量g′的比。
对式 (4) 进行修正并将tn, , t2h近似undefined2为常数, 可得
t2g=a+btw+ctundefined+Λ (5)
式 (5) 中, a, b, c为管网所处地区气象的有关参数, 式 (5) 即为二次供水温度给定值的计算方法。由式 (5) 确定的t2g, 能跟踪室外温度的变化, 使热用户室内温度不受tw的影响, 实现稳定供热。
3.3 循环泵的流量控制
由于换热站循环泵的额定流量和电机功率是按照该换热小区最大供热面积配备的, 而实际上大多数换热站的供热面积并非一开始就达到设计能力, 而是逐步发展用户增加供热面积;另外, 也很难选到恰好符合该管网特性流量和扬程的水泵, 这就应调节水泵的流量, 以满足不同情况的需要。循环水流量减少太多时会使热用户产生垂直失调, 因此循环泵流量变化应遵循一定的规律, 这一规律是由供热系统的性质和供热质量的要求决定的。由于热用户室内采暖系统采用的都是上供下回式单管供热系统, 从供热理论可知, 单管供热系统最佳调节工况应为质和量的综合调节。由式 (4) 可以看出, 随着室外温度tw的变化, 不但要及时调整二次供水温度t2g, 而且还应相应调整循环水流量g, 只有这样热用户室内采暖系统才不会产生垂直失调。而采用变频调速技术控制水泵的流量 (变频器的输入由PLC根据室外温度和二次供回水的温度计算给出) , 无疑是最高效、节能的方法, 其节能原理前面已经详细介绍, 在此不再赘述。经过计算公式的粗略计算, 在循环水泵采用变频变流量调节时, 当平均运行流量是设计流量的80%时, 节电49%;平均运行流量是设计流量的70%时, 节电66%, 可见节电效果相当可观。
3.4 补水泵的定压控制
热水供热系统在运行中管网失水是不可避免的, 如果不及时补水, 不仅会造成管网压力降低, 还会使管网及汽—水换热器内的水汽化, 造成整个供热系统不能正常运行甚至停止运行。补水泵定压就是通过补水泵间断或不间断地向系统补水, 保证供热系统在规定的压力下运行。以往老式换热站的设计方案有两种:一是采用间断性补水, 这种系统在热网回水管上安装一块电接点压力表, 利用电接点压力表的微动触点开关, 根据管网压力的上下限整定值来自动控制补水泵的起、停。这一控制为位式控制, 系统压力只能在一区间内波动, 补水泵的起、停频繁, 在启动的瞬间, 会造成管网局部压力突然升高从而造成补水泵误停车, 且电动机启动电流一般为其工作电流的7倍左右, 极易造成电器元件和设备的损坏;二是采用自力式压力调节阀进行不间断补水。此方法是依靠自力式压力调节阀调节回水管的流量控制补水量, 缺点是白白消耗大量能量, 而且调节效果要依赖调节阀的质量和使用的好坏。鉴于上述的缺点, 本系统采用了变频调速技术, 利用恒压供水的原理控制补水泵, 此方法是利用压力传感器 (压力传感器质量的好坏和安装位置的不同, 直接影响系统恒压的实现, 通过运行实践发现, 压力传感器安装在回水母管直线段最为理想。) 在线监测系统压力作为反馈信号传送给PLC, 与给定压力值相比较, 如低于此值则加大补水流量, 反之, 则减少流量, 如此恰到好处地补充失水量, 保证系统压力恒定。在PLC里通过编程实现, 此方法的定压误差远小于上述两种方法, 节约了电能, 且减少了电机启动时大电流对电机定子绕组电动力的作用。
3.5 系统主要功能及软件实现
根据集中供热现场的实际需求, 本系统选用ABB 变频器;选用西门子区域供热专用的ACS800控制器, 用来控制运行泵和备用泵之间的运行逻辑, 改变调节器的参数。并具有可选的通讯模块和带液晶显示的操作面板。编程灵活, 功能强大, 非常适用于小型控制场合。由于供热系统是一个要求高可靠性的系统, 因此本系统还备有手动控制部分, 防止自动控制出现故障时系统瘫痪。系统的自动运行由程序控制器来控制, 主要实现启动、加泵、减泵、热备、故障自动切换等功能, 首先所有泵的启动都采用变频启动, 在一台泵工作时, 若温度没有达到设定值, 而变频器的输出频率已经达到了上限, 则自动切换本泵为工频运行, 投入第二台泵为变频运行;在两台泵工作时, 若温度达到了要求, 而变频器的输出频率低于设定频率, 则停变频泵, 将工频泵投变频运行。其次, 系统设置了热备功能 (我们没使用) , 在两台泵都无故障的前提下, 一台单独运行8h后, 将自动切换另一台泵。最后, 故障自切换功能保证了在有备用泵的前提下, 在运行泵出现故障时可以自动切换到备用泵, 从而防止停泵后水锤对热网设备和用户系统造成破坏。此外系统还具有频率、电流、电压、管网压力、温度等监视功能, 压力、温度异常报警及变频器、电机故障报警等功能。
4 变频器电磁干扰问题
变频器在运行过程能产生功率较大的谐波, 由于功率较大, 成为一个强有力的干扰源, 通过辐射、传导等途径, 对电网及周围电子设备产生严重影响。切断、消除或削弱耦合路径是控制变频器干扰的主要或几乎唯一的手段, 也是变频器在工程应用中的主要抗电磁干扰措施。通常变频器本身有铁壳屏蔽, 防止电磁干扰泄漏;输出线最好用钢管屏蔽, 特别是以外部信号控制变频器时, 采用双芯屏蔽线且尽可能短 (一般为20m以内) , 并与主电路线 (AC380V) 及控制线 (AC220V) 完全分离, 绝不能放于同一配管或线槽内, 周围电子敏感设备线路也要求屏蔽。为使屏蔽有效, 屏蔽罩必须可靠接地。电源线要采用隔离变压器或电源滤波器以避免传导干扰, 为减少电动机的电磁噪声和损耗可以配置输出滤波器, 欲减少对电源的污染可配置输入滤波器或零序电感。
5 结论
部分控制 篇8
一、因处置部分股权投资而丧失对子公司控制权的会计处理原理
母公司因处置部分股权投资而丧失对子公司的控制权,在母公司个别报表中,对于被处置的股权投资应先确认处置损益,并进行相应的会计处理;对于剩余股权投资,则应按其账面价值确认为长期股权投资或其他相关金融资产,若满足长期股权投资的确认条件,应按长期股权投资由成本法转为权益法的相关规定进行会计处理,包括对初始投资时及投资后有关项目的追溯调整。
在母公司编制合并报表时,对丧失控制权的子公司不再纳入合并范围,但在丧失控制权日母公司的合并报表中,就丧失控制权的会计处理不同于母公司个别报表,需依据具体情况做出调整。
针对合并报表的调整,首先应明确合并报表和个别报表层面的会计处理的原理不同,彼此之间并无对应关系;其次,从合并报表会计主体的角度,确定合并报表层面针对此项业务应有的账务处理效果;最后,通过调整前与调整后合并报表的对比,倒推出需编制的调整分录。此时的调整不仅仅是内部投资、内部交易和内部往来的抵销,而是涉及不同层面的会计主体间“视角差异”的调整,这也是本文阐述如何理解有关会计处理原理的重要思路。以下将通过具体案例对丧失控制权日母公司个别报表与合并报表的会计处理进行分析与说明。
例1:A公司原持有B公司60%的股权,该股权投资的账面余额为9000万元,未计提减值准备。20×6年6月30日,A公司将所持B公司股权的1/3对外出售,取得价款3500万元,处置当日剩余股权投资的公允价值为7000万元。A公司原取得B公司60%股权时,B公司可辨认净资产公允价值的总额为15000万元(假定公允价值与账面价值相同)。自A公司取得B公司的股权时至处置部分股权投资前,B公司实现净利润500万元,其他综合收益200万元。此后,A公司丧失对B公司的控制权,但仍对其具有重大影响。
1.对A公司个别报表的调整。
确认部分股权投资的处置损益:
对剩余股权投资改按权益法核算进行追溯调整:
经上述处理后,A公司个别报表中对B公司的剩余股权投资的账面价值为9000-3000+280=6280(万元)。
2. 对A公司合并报表的调整。
(1)首先,A公司虽然因处置20%的股权投资而丧失对B公司的控制权,但截至丧失控制权日,A公司对B公司的投资仍应以60%的比例反映在合并报表中;其次,60%的股权投资并入合并报表需要按照权益法进行调整,而在个别报表中已对剩余40%的股权投资进行了调整,在合并报表中则应对处置部分的20%的股权投资进行调整,其调整分录如下:
(2)经过由成本法转换为权益法进行核算的追溯调整后,合并报表中长期股权投资的账面价值是(15000+500+200)×60%=9420(万元);处置其中1/3 股权投资的投资收益是3500-9420×1/3=360(万元),剩余2/3 股权投资的账面价值为9420×2/3=6280(万元)。
对照调整前并入合并报表的个别报表会计处理可知,个别报表将影响权益变动的部分反映到投资收益中,所以应在合并报表中做出相应调整:
(3)由以上对A公司个别报表与合并报表的调整可知,个别报表是以初始投资时长期股权投资账面价值为基础确认投资收益;而合并报表是以截至丧失控制权日,自购买日起持续计算的被投资公司净资产份额为基础确认投资收益,两者对处置损益的确认时点不同造成了会计处理的差异。合并上述两笔分录,即对个别报表中部分处置损益的归属期间进行调整:
(4)因A公司对B公司已丧失控制权,在合并报表中对剩余股权投资应当按照丧失控制权日的公允价值重新计量,剩余股权投资的公允价值与原账面价值之间的差额计入投资收益。这项处理可理解为:母公司将原股权投资全部出售后,再重新购进剩余股权应做的会计处理综合起来就是合并报表层面应有的处理效果。对照个别报表,合并报表应做出如下调整:
(5)既然认为合并报表中已将原股权投资全部出售,那么应将与原股权投资有关的其他综合收益重分类,转入丧失控制权当期的投资收益:
所以,可根据“卖旧购新”原理求出丧失控制权日A公司合并报表确认的投资收益,即:(3500+7000)-[(15000+500+200)×0.6]+120=1200(万元);或者以“把个别报表确认的投资收益调整为合并报表应确认的投资收益”为线索,最终确定合并报表中的投资收益,即:500-140+720+120=1200(万元)。两种方法的处理结果是否一致是判断合并报表调整处理正确与否的关键。
二、因处置部分股权投资而丧失对子公司控制权的会计处理拓展
(一)商誉的全额结转
在丧失对子公司的控制权时,对商誉的理解与处理应把握以下两点:
一是在计算丧失控制权日母公司合并报表应确认的投资收益时,商誉应全额转出。商誉是一种潜在的、为获取协同效应而形成的价值,当母公司的长期股权投资已丧失对子公司的控制权时,这种价值就与母公司无关了。因为母公司已无法获得由企业合并带来的协同效应,原子公司不再纳入母公司的合并报表,合并报表中也就不会体现出商誉。对于丧失控制权时商誉的全额转出还可以对照未丧失控制权时的情况。在未丧失控制权情况下,商誉并不因处置部分股权而发生变化;而在丧失控制权情况下,商誉则需要全额转出。即商誉在合并报表上的存在与否取决于母公司是否还具有对原子公司的控制权。对于后者还可以这样理解:合并报表在处置部分股权投资后,要按照公允价值对剩余股权投资重新进行计量,此时剩余股权投资的账面价值要调至公允,那么无差额即无商誉。
二是丧失控制权后商誉不存在于合并报表上,但隐含在长期股权投资中。丧失控制权,商誉并不是完全没了。商誉仅在编制合并报表时体现,而丧失了控制权,无须编制合并报表,商誉也就无法体现。但对于母公司个别报表而言,商誉是隐含在长期股权投资中的。试想权益法下长期股权投资的核算,投资成本大于可辨认净资产公允价值时,是不需要调整长期股权投资的,这正是因为商誉隐含其中。
1.初始投资出现正商誉。
在初始投资出现正商誉时,合并报表确认的投资收益=(处置股权投资取得的对价+剩余股权投资公允价值)-(按原持股比例计算应享有原子公司自购买日开始持续计算的净资产份额+按原持股比例计算的商誉)+与原子公司股权投资相关的其他综合收益。
例2:若A公司原持有B公司60%股权,该股权投资账面余额12000万元,未计提减值准备,其他条件同例1。
合并报表确认的投资收益=(3500+7000)-[(15000+500+200)×60%+3000]+120=-1800(万元)。
(1)个别报表账务处理:
(2)合并报表账务处理:
最终,将个别报表确认的投资收益-500万元调整为合并报表中应确认的投资收益:-500-1280-140+120=-1800(万元)。
2.初始投资出现负商誉。
在初始投资出现负商誉时,合并报表确认的投资收益=(处置股权取得的对价+剩余股权公允价值)-[初始投资成本+权益法调整的部分(含负商誉)]+与原子公司股权投资相关的其他综合收益。
例3:若A公司原持有B公司60%股权,该股权投资账面余额6000万元,未计提减值准备,其他条件同例1。
合并报表确认的投资收益=(3500+7000)-[6000+(500+200)×60%+3000]+120=1200(万元)。
(1)个别报表账务处理:
③同例2中个别报表账务处理分录②。
(2)合并报表账务处理:
③同例2中合并报表账务处理分录③。
最终,将个别报表确认的投资收益1500万元调整为合并报表中应确认的投资收益:1500+720-1140+120=1200(万元)。
(二)当期利润的调整
例4:若自A公司取得B公司的股权时至处置部分股权投资前,B公司实现的净利润500 万元中有100 万元是20×6年当年实现的,其他条件同例1。
本例中有100万元净利润是当期实现的,损益类科目“投资收益”尚未进行结转,有关追溯调整可直接在“投资收益”账户下进行;B公司以前年度实现的净利润确认的损益跨年后已结账,应调整权益类科目的期初数。
(1)个别报表账务处理:
(2)合并报表账务处理:
③同例2合并报表账务处理分录③。
针对本例,合并报表调整分录正确与否的关键在于最终能否确保将个别报表因处置部分股权投资确认的投资收益500 万元调整为合并报表应确认的投资收益1200 万元。也就是说,要注意区分处置损益形成的投资收益和按权益法核算确认当期投资损益形成的投资收益。比如,合并报表账务处理分录②中借方“投资收益”是对个别报表处置损益归属期间的调整,贷方“投资收益”则是对已处置股权投资确认当期损益的追溯调整。若将借贷方合并抵销,则“投资收益”借方余额为120万元。据此,个别报表中的处置损益500万元经过合并报表调整为:500+720-120+120=1220(万元),并不等于合并报表中应该确认的投资收益1200 万元。由此可见,对合并报表编制调整分录时,不宜将表示处置损益的投资收益与因损益调整形成的投资收益合并抵销,而应分别列示。
明确了合并报表调整分录中“投资收益”的含义,即可将个别报表的处置损益500 万元经过合并报表调整,得到合并报表应确认的处置损益为:500+720-140+120=1200(万元)。
参考文献
部分控制 篇9
在定型机的使用过程中, 调幅的操作非常频繁, 其可靠度性直接影响布匹的质量、生产效率及维修量。布匹整理车间毛尘较多, 对机器设备的影响也是直接的, 毛尘通过电柜的缝隙, 排气口进入电柜内部, 虽然每月都有定时清理, 但进入接触器、变频器内部的毛絮是无法彻底清干净的, 会越积越多, 时间一长就会引发问题。如变频器过热烧坏、接触器, 时间继电器触点不通等问题, 而任何一个触点不通, 就会导致调幅故障、增加了维修量、降低了效率。现探讨如何解决这个问题, 对门富士定型机调幅部分电气控制进行改造。
1 改造措施
门富士定型机调幅控制所用的是ABB的接触器, 研究拟采用PLC代替传统的接触器电路来控制门富士定型机的调幅。
2 新旧两种调幅控制的比较
2.1 两种调幅控制维修情况的比较
我们从实际出发, 从日常的维修情况中找问题, 通过对接触器调幅控制与PLC调幅控制的维修量进行分析比较, 抽样选出八台定型机分别从维修率、维修时间、维修成本进行分析比较, 情况见表1。
从表1的10天抽样情况中, 可以分析得出:
接触器控制与PLC控制的维修量比:5∶1;接触器控制时电路故障与机械故障比:4∶1;电路故障中功能性故障与触点损坏故障比:2∶2;PLC控制时电路故障与机械故障比:1∶0。
从维修率来看, 接触器控制的维修量是PLC控制的五倍, 其中多出的四倍是由功能性故障和触点损坏产生的, 功能性故障是由于接触器的控制能力不强, 没有PLC控制的那么稳定所致, 触点不通就是接触器的致命缺点及抗毛尘能力差。
从维修时间来看, 改用PLC控制后毛尘影响产生的故障大大降低, 所以维修耗时也大大减少, 十台定型机十天的总维修时间约为30min, 而接触器控制电路的维修总时间约为160min。
从维修成本来看, 接触器、时间继电器及辅助触点易受毛尘影响, 卡死或不通, 造成更换费用, 而PLC的散热性较好, 毛尘进去后用风管可以彻底吹干净, 所以使用寿命就比较长久。
2.2 硬件成本比较
门富士定型机调幅控制所用的是ABB的接触器, DC24V12A 16个, DC2430A 20个及9个辅助触点, AC220V时间继电器2个, 其电线相连较多, 占用电柜空间较大, 计算其总成本约2000元, 而我们所用的MR48三菱PLC价格在1300左右, 且体积较小, 节省了较多的电柜空间。
2.3 针架自动回调功能分析
继电器控制的配线复杂又不灵活, 可编程逻辑控制器是一种数字设备, 用内存来存储程序指命以执行程序、顺序、计时、计数及算数运算等过程控制功能。PLC通过内部的多种时间继电器、功能程序将操作按钮的动作分成很小的段, 让每一个小段里的动作一个接一个的执行, 各段之间的动作都是承上启下的不可交叉, 这样即使碰到一些不可预料的操作也不会出现问题, 而接触器电路就达不到这种控制标准, 所以往往会导致关节限位断开后不能自动回调复位。
2.4 维修量及维修难易比较
用接触器控制时, 由于接触器较多且相连导线较为繁杂, 接触器触点与辅助触点越多, 发生故障机率越大, 当出现故障时, 维修人员不能用眼睛直接判断出问题所在, 必需用万能量按照图纸逐个对触点进行检测, 才能最终找出出现故障的触点, 将其拆下进行处理, 整个维修过程耗用时间较长且维修率高。
用PLC控制则情况大为不同, 首先PLC集所有控制于一身, 体积轻小, 控制线路只分输入、输出和电源部分, 且PLC的可靠度和连续工作时间被大家已经认可, 在环境较热、毛尘较多、甚至电磁干扰较大的环境下也能稳定工作, 这样维修量就会大大降低。其次PLC的控制能力较高, 它能达到比接触器更好的控制效果, 特别表现在调幅自动反打的功能上, 接触器电路在控制调幅反打时经常可靠度不高, 特别是在一些不可能预料的操作之下出问题的概率更大。例如:某操作者单打某节针架时, 超限位了还将手一直按着按纽不放, 此时关节限位指示灯亮且系统按时间继电器设定时间进行反打, 由于操作者还没放开按纽, 此时很有可能就会针架限位打不动了。而PLC则可以封杀这样的错误, 执行反打针架后, 手不松开按纽则不会执行按纽功能, 必须松开一次复位后才能继续操作。这样针架在关节限位正常下就打不死了, 实践证明用PLC控制调幅后电路维修量几乎为零。改用PLC控制后, 维修效率也可大大提高, 如果出现问题, 从PLC的输入输出指示灯可直接看出问题所在, 减少很多检测时间。
3 结语
采用PLC代替传统的接触器电路来控制门富士定型机的调幅, 不但可以减少成本、降低电柜使用面积、更重要的是它可以减小维修量、提高维修效率。
参考文献
[1]立信门富士.定型机电器原理图[M].立信门富士公司, 2010.
[2]龚仲华.三菱FX系列PLC应用技术[M].北京:人民邮电出版社, 2006.
[3]王永华.现代电气控制及PLC应用技术[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2008.
部分控制 篇10
如今,我国已进入了老龄化社会,60岁以上人口已经超过了1.49亿,占全国人口的11%;而65岁以上人口占总人口的6.96%。同时,中国残疾人数量也在不断上升。无论在养老院或是残疾人家庭,个人卫生护理都是难题。为此设计了一种能为特殊群体提供洗头、洗澡、干身、按摩等服务的个人卫生护理机器人系统。该系统可用于医院、养老院和家庭,为病人、老人及残疾人完成个人卫生的护理工作,具有较高的研究开发和实用价值。
1 控制部分总体设计
本系统主要由机械本体、主控模块、显示模块、语音模块、生命体征检测模块、网络模块、洗头模块、驱动电路、气泵、风泵、水位及温度传感器等多个部分组成[1]。机械部分主要完成轮椅与浴缸的对接,实现用户坐在轮椅上便可直接入浴的功能,打破了以往依靠人工的局限性。单片机通过控制浴缸内机械臂的升降,实现入浴出浴及高低位置的适当调整,保证用户有一个舒适的洗澡姿势;通过控制风泵及水泵,实现淋浴、泡泡浴、冲洗、烘干等一系列功能;通过水位及温度传感器,检测浴缸内水位及温度的高低;语音模块实现提示及报警功能,为用户提供可靠的服务。
2 控制部分硬件设计
控制系统的硬件组成[2,3]如图1所示。
2.1 主控单元
主控芯片采用STC89C52单片机[4]实现智能控制,该芯片内部资源丰富,I/O口数量多,增加了P4口,每个I/O有四种工作方式,驱动能力强,内含8 KB FLASH,支持在线编程,内含的独立波特率发生器,支持1T方式,运算速度快,价格低廉。由于系统比较复杂,需要控制的模块较多,所以在输出部分用串并转换来扩展输出,扩展芯片用两片74HC595实现。电路如图2所示。
2.2 温度检测模块
水温检测是一个很重要的环节,如果出现水温过高或者过低的现象,就很有可能对人身造成伤害,所以要求误差要小,精度尽可能高,占用I/O口尽量少。基于这些要求,采用DS-18B20数字温度传感器[5]。该产品由美国DALLAS公司生产,具有耐磨耐碰,体积小,使用方便,封装形式多样等特点,适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
2.3 语音提示模块
语音提示部分是个人卫生护理机器人控制系统的重要部分,对各种工作状态进行提示,从启动到各个洗浴模式都有相对应的语音提示,出现紧急情况有语音报警,最大限度避免了异常情况造成的危害[6]。系统选用以DMA5601为核心的语音模块,该模块可以进行64段每段最长达100 s的语音播放,其优点是串口控制,节约I/O占用,并且波特率可调,可以很好的与其他部件相连接。64段语音,每段长达100 s的语音播放可以很好地满足要求。
2.4 生命体征检测模块
生命体征检测模块主要用于实时监测洗浴过程中人体的生命体征信号,并与上位机进行通信,可以对心动过缓/过速,血氧及血压的异常情况进行报警,方便护理人员对洗浴过程中的异常情况及时处理[7]。该模块的原理框图如图3所示。
2.5 人机交互模块(HMI)
该模块选用北京迪文科技有限公司的DMT48270T043,迪文DMI内置了TFT驱动、大容量FLASH存储字库和界面图片,使得用户MCU只要有串口(或者1个空余的I/O口)即可,电路设计简单,编程方便。
2.6 洗头模块
洗头模块的控制部分由AT89C2051单片机来完成,其电路[8]如图4所示。
2.7 驱动模块
通过控制电机的正反转来实现入浴、出浴、洗头等功能[9],其驱动电路如图5所示。
2.8 网络模块
个人卫生护理机器人在工作时可以通过以太网向上位机传送数据,这些数据主要是护理机的工作状态和洗澡者的生命体征数据及报警信号。此模块采用了一款独立的UART,TCP/IP协议模块来完成数据的转换和双向传输。通过对生命体征监测部分的数据交流以得到使用者的心率、血氧饱和度和脉搏信息。经过处理,将这些信息和其他的机器状态报警信号上传至上位机。该模块与主控芯片以串口的方式通信,节约了I/O口。
3 系统软件设计
系统软件采用模块化设计[10],由主程序、初始化子程序、温度检测程序、中断子程序、延时子程序等组成,通过主程序分别调用各子模块完成相应的功能。其软件系统总体框图如图6所示。
4 结 语
本文介绍了基于STC89C52的个人卫生护理机器人的设计与实现方法,该系统能够完成自动洗浴的功能,为行动不便的人提供了洗头、洗澡、干身、按摩等服务,较大幅度地减少了为这些人服务的劳动强度。该系统可广泛应用于医院、养老院和需要该类服务的家庭。
参考文献
[1]周伟,谢存禧.基于单片机的多功能智能轮椅的模块化设计[J].机械设计与制作,2010(3):18-20.
[2]李云峰,汪海燕.智能吸尘机器人的设计与实现[J].杭州电子科技大学学报,2009(5):150-152.
[3]宋雪丽,王虎林,王毅.基于单片机的寻迹机器人的系统设计[J].仪表技术,2009(4):36-38.
[4]王应军,赵晨萍,刘文闯.基于AT80C51单片机的智能小车设计[J].福建电脑,2009(12):30-33.
[5]曹永彦,王培俊,毛茂林,等.基于单片机的机器人设计与制作[J].实验科学与技术,2010(1):22-24.
[6]史洪宇.基于单片机的多功能智能小车的设计[J].仪表技术,2010(12):16-18.
[7]彭桂力,刘知贵,鲜华,等.基于AVR单片机的血压、脉搏装置设计[J].计算机工程,2007,33(12):247-250.
[8]袁东.51单片机应用开发实战手册[M].北京:电子工业出版社,2011.
[9]华成英,童诗白.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2007.