设备通道（精选6篇）
设备通道 篇1
1 引言
随着信息化浪潮席卷全球, 云概念如火如荼, 中国的数据中心建设也在迅猛发展, 数据中心等级日益提高 (Tier-3/Tier-4或A级机房, 已成为常见的数据中心等级标准) , 机电设计方案不断更新 (电气的2N系统架构、气体灭火系统、水喷雾系统、水/冷媒系统精密空调、灾后清空系统等新技术已普遍应用) , 公共走廊里的设备呈几何级的增长, 在项目的各个设计阶段 (方案设计/初步设计/施工图设计) 需对公共通道内的设备做出合理布置, 如果轻视该项工作会造成建筑布置及结构形式的重大调整、机电设计返工、现场施工困难及工期拖延、运行维护困难等一系列不良后果, 本文结合多个项目的设计经验, 对机电综合图设计提出了一定的解决思路, 供大家借鉴。
2 名词解释
(1) 数据中心等级
数据中心的等级划分决定了基础设施的运行能力, 根据标准来源不同分为:
Tier I~IV等级:根据国际Uptime协会及美国国家标准TIA 942“数据中心用远程通信基础设施标准”规定的数据中心分级标准。
A/B/C级机房:根据国家《电子信息系统机房设计规范》 (GB 50174-2008) 规定的数据中心分级标准。
(2) 公共设备通道
建筑工程中供机电设备进行布置的公共空间, 主要包括设备走廊、设备夹层、主要室内管沟、公共管道竖井、公共降板区域、架空地板等区域。
(3) 空间协调图
根据公共设备通道的典型建筑断面, 汇总了电气/弱电/暖通/给排水各专业的设备布置及相对尺寸的综合图纸, 一般由建筑专业汇总出图。该图纸主要用来解决管道设备交叉问题, 实现指导施工、控制净高、控制造价、提高质量、美化空间效果、利于维修等功能。
(4) BIM
建筑信息模型 (Building Information Modeling) 是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础, 进行建筑模型的建立。
3 各设计阶段的空间协调图要求
(1) 方案设计阶段
◆预估公共设备通道内的主要设备种类/数量/规格;
◆初步确定公共设备通道的尺寸:宽/高/梁高/吊顶高度等;
◆设计包括主要设备的机电综合图:主要桥架/主要风管/主要水管等。
(2) 初步设计阶段
◆进一步细化公共设备通道内的主要设备种类/数量/规格;
◆基本确定公共设备通道的尺寸:宽/高/梁高/吊顶高度等;
◆设计包括大部分设备的机电综合图:主要桥架/主要风管/主要水管等。
(3) 施工图设计阶段
◆最终确定公共设备通道内的主要设备种类/数量/规格;
◆确定公共设备通道的尺寸:宽/高/梁高/吊顶高度等;
◆设计包括所有设备的机电综合图, 并标定最终尺寸, 最终尺寸包括所有设备规格/设备标高/设备间距/设备坡度等。
4 空间协调图设计的主要流程及原则
空间协调图设计的主要流程为:资料收集—空间协调。
4.1 资料收集
数据中心公共设备通道机电综合图设计所需收集的设计资料 (包括设备材质、尺寸、数量、位置、标高等) 如表1所示。
4.2 空间协调
(1) 公共设备通道的尺寸确认
考虑到设备搬运及吊顶设备安装高度等因素, 一般吊顶不低于通道内的门高度, 原则上不低于2.6m。考虑到兼做空调静压箱、桥架布置及检修要求, 架空地板高度不宜低于600mm。
(2) 设备布置原则
设备布置的主要依据如下:
◆建筑结构, 设备各专业设计方案或设计图纸;
◆国家颁布的各专业的制图标准;
◆业主方提出的净空高度要求;
◆其他合作设计单位提供的设计资料 (装修, 智能化等) 。
空间协调图的目的是采用最经济合理的方式排布各管线设备, 一般按照以下原则进行布置:
◆由上而下, 由大到小;
◆先布置管径较大的管线, 后布置管径较小的管线, 遇管线交叉时应小管避让大管;
◆压力流管道避让重力流管道;
◆冷水管避让热水管, 因热水管往往需要保温且造价较高;
◆电缆动力自控通信等桥架与输送液体的管道宜分开布置或布置在其上方以免管道渗漏时损坏电缆造成事故;
◆附件少的管道避让附件多的管道, 这样有利于施工操作和维护及更换管件;
◆可弯曲管避让不可弯曲管;
◆各种管线在同一处垂直方向布置时, 一般是线槽/电缆在上, 水管在下, 热水管在上, 冷水管在下, 风管在上, 水管在下;
◆空调风管/供回水管/冷凝水管/热水管等设计时应考虑保温层厚度、法兰尺寸、吊架材料所占空间;
◆气灭管道宜布置于上层, 水喷雾管宜布置于下层, 消火栓管靠近消火栓箱侧布置;
◆走廊送、回风口灯具/感烟探测器/摄像头/广播喇叭/喷头等布置应统一协调避免相碰, 一般风口、灯具等要求居中呈一直线布置, 以保证装修效果;
◆检查公共设备通道内是否有风机/卷帘门控制箱等动力设备;
◆如设备有分支管道或桥架, 需考虑弯通及三通的设备尺寸影响;
◆保证通道有可上人至吊顶内的检修通道 (原则上预留在通道中部) , 检修通道宽度原则上不小于500mm;
◆根据数据中心级别合理布置主要工艺设备:如2N系统的供电及IT桥架/暖通风管等需分两侧布置;
◆可汇总各专业设备做综合吊架;
◆极端情况下, 设备可穿梁布置, 需与结构专业协调后设置开孔。
(3) 主要设备间距确认
(1) 电气 (因数据较多, 故只标注参照的文献资料, 具体数据请自行查找, 余同)
◆电气桥架与其他工艺管道的布置间距参照JGJ-16-2008民用建筑电气设计规范, 第83页相关规定;
◆电气桥架间的布置间距间距参照JGJ-16-2008民用建筑电气设计规范, 第94页相关规定;
◆电气桥架与弱电/仪表桥架的布置间距参照HGT 20512-2000仪表配管配线设计规定, 第11页相关规定。
(2) 弱电及通信
◆弱电/通信桥架与强电桥架的布置间距参照GB 50311-2007综合布线工程设计规范, 第36页相关规定;
◆弱电/通信桥架与其他工艺设备的布置间距参照GB 50311-2007综合布线工程设计规范, 第37页相关规定。
(3) 暖通及给排水等动力设备
◆气体灭火管道的布置要求参照国标图集07S207气体消防系统选用、安装与建筑灭火器配置, 第67页相关规定;
◆动力管道间的布置间距参照国标图集03S402室内管道支吊架, 第40~42页相关规定;
◆管沟内的动力管道间的布置间距参照天津地方图集DBJT03-22-2005-05S9管道支吊架, 第139~144页相关规定;
◆管井内的动力管道间的布置间距参照天津地方图集DBJT03-22-2005-05S9管道支吊架, 第119~122页相关规定。
(4) 其他工艺设备
其他工艺管道与动力管道及强弱电设备间的布置间距参照“动力管道设计手册 (2006) ” (机械工业出版社) , 第239/268页相关规定。
5 空间协调图设计典型案例
某工程的空间协调图如图1所示。
6 空间协调图设计的最新技术的应用
随着计算机辅助设计软件技术开发应用的不断进步, 3D模型技术为空间协调给出了新的解决思路。目前, 主流的3D模型技术包括:Autodesk公司的BIM (建筑信息模型) 、Autoplant, Graphisoft公司的ArchiCAD, Bentley公司的Microsta-tion、PDS等。现以BIM软件为例, 简述一下3D软件在空间协调图设计中的优势。
图1
可视化:可视化即“所见所得”的形式, 将100%实际尺寸的三维立体实物图形展示出来, 不是普通的平面/立面图。
协调性:传统的空间协调依靠工程师的经验进行空间协调, BIM可自动检测各设备的碰撞信息, 生成协调报告, 大大提高效率。
优化性:事实上整个设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程, 优化受信息、复杂程度和时间的制约。BIM模型提供了建筑物的实际信息, 包括几何信息、物理信息、规则信息, 并可根据需要随时修改。另外, BIM模型可在短时间内提供多种方案比较, 极大地缩短了决策时间。
可出图性:BIM模型除了可以提供常规的建筑及机电设计图纸, 还可以通过对建筑物进行了可视化展示、协调、模拟、优化以后, 可以帮助业主出综合管线图 (经过碰撞检查和设计修改, 消除了相应错误以后) 、综合结构留洞图 (预埋套管图) 、碰撞检查侦错报告和建议改进方案等图纸。
对以后的管理及运维提供实质的帮助:BIM模型可根据现场的最新施工变化, 动态的更新模型, 保证模型与施工状态的一致性, 为未来的管理及运行维护提供重要的支持。
图2为某项目的3D模型图。
7 结束语
综上所述, 数据中心的公共设备通道空间协调图的设计需综合多方面因素考虑, 在设计的不同阶段及时准确地做出适当的空间协调图, 对整个项目的进度及各专业的设计均有很大的帮助。
将来采用更直观、准确的3D模型辅助设计会是空间协调图设计未来发展的主要方向。
参考文献
[1]朱伟雄, 王德安, 蔡建华编译.新一代数据中心建设理论与实践.人民邮电出版社
[2]动力管道设计手册 (2006) .机械工业出版社
[3]数据中心用远程通信基础设施标准ANSI TIA942-2005
[4]电子信息系统机房设计规范GB50174-2008
[5]民用建筑电气设计规范JGJ-16-2008
[6]仪表配管配线设计规定HGT20512-2000
[7]综合布线系统工程设计规范GB50311-2007
[8]国标图集07S207气体消防系统选用、安装与建筑灭火器配置
[9]国标图集03S402室内管道支吊架
[10]天津地方图集DBJT03-22-2005-05S9管道支吊架
电子设备多通道电流实时检测技术 篇2
1 电路原理
要确保多路独立通道检测及电流监测电路功能实现, 在电路设计中充分考虑电路的简洁性设计。电路的原理框图如图1所示, 主要由CPU处理电路组成、检测与电流控制电路、检测选通电路、监测选通电路、大电流集成电路及负载电阻组成。其中, 检测与电流控制电路、检测选通电路、电流监测选通电路采用多路复用[3]。
设备上电工作后, CPU处理电路首先通过检测与电流控制电路、检测选通电路检测每路负载电阻是否存在;当需要给负载电阻提供电流时, CPU处理电路通过检测与电流控制电路、监测选通电路为每路负载电阻按给定顺序依次提供电流, 同时, 实时监测每路负载电阻的工作电流。设备工作流程见图2。
1.1 CPU处理电路
CPU处理电路以PAT128单片机为核心处理器。PAT128单片机为AVR 8位处理器, 具有高可靠性、功能强、高速度、低功耗的特点。包括128 K字节的系统内可编程Flash, 4 K字节的EEPROM, 4 K字节的内部SRAM, 53个通用I/O口线 (驱动能力强, 资源配置灵活, 可单独设定为输入/输出) , 8路10位ADC模拟输入 (具有可选的可编程增益) , 具有独立的片内振荡器的可编程看门狗定时器, 与IEEE1149.1规范兼容的JTAG接口 (还可以用于片上调试) , 以及六种可以通过软件选择的省电模式[4]。
1.2 检测与电流控制电路原理
检测与控制电路主要包括负载检测电路、负载工作控制电路。当进行负载检测时要求小电流, 严禁大电流作用在负载上, 理论上要求检测电流小于200 m A, 作用时间小于1 ms。当负载工作时要求大电流, 电流值要求大于5 A, 且工作时间为60 ms。
检测电路与电流控制电路如图3所示, 当进行单位检测时所选通道为VCC2、R3、V2、VX、RX。电流公式为
其中, VCC2为28 V, V2为0.7 V, VX为0.7 V, R3为270Ω, RX为负载电阻1Ω, 由此, 可知检测电流为98 m A。
电流控制通道为VCC1、R1、R2、V1、R4、V3, VX, RX。当“工作控制”端由CPU控制电路给出, 当“工作控制”为悬空时V1截止, 电流控制通道无效, 当“工作控制”为低电平时V1导通, 电流控制通道有效时负载电流公式为
其中, VCC1为28 V, V1、V3、VX的电压值均为0.7 V, R4的阻值为2.5Ω, RX为负载电阻1Ω, R1为20 kΩ, R2为12 kΩ。可知负载电流为7.4 A。
由以上分析, 检测电路与电流控制电路均满足要求。
1.3 检测选通电路
检测选通电路的功能是检测负载 (RX) 是否存在。电路由RX (负载电阻1Ω) 、R7 (分压电阻22 kΩ) 、R8 (分压电阻3.3 kΩ) 、R9 (分压电阻39 KΩ) 、R10 (分压电阻11 kΩ) 、R11 (上拉电阻4.7 kΩ) 、R12 (上拉电阻10kΩ) 、LM139 (电压比较器) 、PF1 (送入处理器的模拟信号) 和数字电子开关 (74LS251) 组成, 如图4所示。
根据电路可知, 某通路上存在负载 (RX) 时比较器输出端 (LM139的2脚) 为逻辑低电平, 当无负载时为逻辑高电平。在检测负载的同时对数字电子开关 (74LS251) 实时选通, 将有效数字信号送入到CPU控制模块的PF1口, CPU控制模块根据采集到的数字信号判断此通路上的负载是否存在[5,6]。
1.4 监测选通电路
监测选通电路的功能是当负载工作时, 实时监测负载工作电流的变化, 从而确认电流的输出是否有效地作用在负载上。完成此部分功能电路由VCC1, V1, V3, VX, R4, RX, R13, R14, 集成电路D3 (模拟电子开关CD4051) 和集成电路 (PAT128处理器) 组成, 如图5所示。
当负载工作时, 电流作用在负载RX上, 当电流持续一定时间后, 负载RX将断路, 由此特性, 监测负载R14的电压值, 可知电流是否作用在负载上。根据原理图R14的电压值计算如下。
电流作用在负载RX上时
其中, VR13左为电阻R13左侧端电压, VCC1的电压值为28V, V1电压值为0.7 V, V3电压值为0.7 V, VX电压值为0.7 V, R4的阻值为2.5Ω, RX阻值为1Ω。因此VR13左=7.4 V。=÷+×4
其中, VR14有电流为有电流作用在RX时R14两端电压, VR13左电压值为7.4 V, R13的阻值为51 kΩ, R14的阻值为10kΩ。因此VR14=1.15 V。
当RX不存在或RX断路时, 电流未作用在电阻RX上时
其中, VR14无电流为无电流作用在RX时R14两端电压值, VCC1的电压值为28 V, V1电压值为0.7 V, V3电压值为0.7 V, VX电压值为0.7 V, R4的阻值为2.5Ω, R13的阻值为51 kΩ, R14的阻值为10 kΩ。因此VR14无电流=4.246 V。
模拟电子开关CD4051是由地址译码器和多路模拟开关组成, 可以通过外部地址输入, 经电路内部的地址译码后, 接通与地址码相同的其中一个开关, 准许从n线到1线的传输。
当负载电阻工作时, 同时对应选中D3 (模拟电子开关CD4051) 的相应通道, 这样相应负载电阻的电压变化将由CPU处理电路 (PAT128处理器) 进行采集、判断、处理等工作过程[7]。
1.5 大电流集成电路
从可靠性、集成化设计出发, 大电流集成电路采用专用集成电路, 其功能是将30路大电流通路集成到一个芯片中。其具有30路选通能力, 每路导通电流不小于5 A, 每路导通压降为0.7 V。通过CPU处理电路控制大电流集成电路的A、B、C、D和CS1、CS2、CS3及端口, 可根据CPU的程序灵活的选通任意某一通路[8]。如图6所示。
2 结束语
多通道电流实时检测技术在电子设备中的应用, 实现了电子设备在单一独立通道失效时, 通过启动其他独立通道完成预定工作目标的功能;解决了电子设备多路独立通道电流检测/监测辅助电路数量多, 辅助电路对功能电路影响大, 失效率占比高等问题;完善了电子设备多路独立通道的测试性设计;提高了电子设备可靠性、测试性、维修性水平。
摘要：介绍了一种基于PAT128单片机的电子设备多路独立通道状态检测及电流实时监测系统。该系统通过模块化的电路设计实现对多路独立通道工作状态的检查, 以及工作电流的实时监测, 达到了判断电子设备多路独立通道是否能够完成预定功能的目的, 更好地体现了该电子设备良好的测试性设计。
关键词：多路独立通道,实时监测,模块化,测试性
参考文献
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[6]冯健, 张化光.AVR单片机在多回路数据采集器中的应用[J].仪器仪表学报, 2005 (8) :256-257.
[7]张斌, 赵冬娥, 宋涛, 等.高速密集多路光电信号的并行采集与控制[J].光电技术应用2011, 26 (1) :66-69.
设备通道 篇3
1 复用数字通道连接方式
从目前国内应用情况来看,复用数字通道的连接方式主要有以下几种。
1)数字接口装置将保护装置送来的光信号转为通信设备所能接受的标准电信号(电接口传输速率为64 kbit/s),经脉冲编码调制(PCM)将传输速率变为2 Mbit/s,经同轴电缆送至同步数字体系(SDH)。此方式在南京地区2006年以前投运的线路保护中较常见。复用数字通道构成方式1如图1所示。
2) 数字接口装置直接将保护装置送来的光信号转为标准电信号(电接口传输速率为2 Mbit/s),送至SDH。这种方式节省了保护专用PCM装置的投资,南京地区在2006年以后投运的线路保护中较常见。复用数字通道构成方式2如图2所式。
3) 双通道方式,采用通道A、通道B两条通道,将标准电信号(2 Mbit/s)送至SDH。此方式进一步增强了数字通道运行的可靠性。该方式投资较大,南京地区在2009年及以后投运的线路中才有所采用。复用数字通道构成方式3如图3所示。
双通道方式目前使用较少,暂时还没有标准加以规范。华东调度通信中心的有关指导意见要求:两套保护的A通道应统一接入第一号数字接口装置,两套保护的B通道应统一接入第二号数字接口装置。其数字接口装置,SDH的通信电源供给要求和单通道时相同。
2 复用数字通道供电问题
2.1 通信电源交叉供电问题
复用数字通道由很多通信设备(SDH,PCM,数字接口装置等)组成,这些设备多安置于通信机房,通常由通信机房的通信电源供给48 V的直流电。
通信电源的接入应严格遵循反事故措施中的有关要求,杜绝同一线路的两条复用数字通道上设备由同一个通信电源单电源供电,即杜绝引起通信电源交叉供电问题。
通信电源交叉供电的危害主要表现在以下两个方面。
1) 假设第一套保护的数字通道的数字接口装置和第二套保护的数字通道的SDH都由一号通信电源单电源供给。当因某种原因造成一号通信电源失去时,第一套保护的数字通道的某个环节(如数字接口装置)失去电源,第二套保护的通信通道的某个环节(如SDH)失去电源,此时线路的两套保护通信通道都不能正常运行,运行线路将因此同时失去两套主保护。通信电源交叉供电危害示意图见图4。
2) 通信电源自身检修维护存在困难,因涉及某条输电线路两套保护的通信通道,必须等该线路整条线路停下来后才有可能对该通信电源实施检修维护(否则将失去两套保护的通信通道)。应该注意的是,上述讨论的只是一条线路通信电源的情况,如果多条线路存在通信电源的交叉,必须有关所有线路同时停运后,才能维护通信电源。对一个正常投运的变电站而言,平时很难满足这样的要求,也就导致了现实中通信电源维护的实际困难。
2.2 现场通信设备暂不具备双电源接入条件
按照反事故措施要求,具备双电源接入条件的通信设备可同时接入两套通信电源,以提高通信设备的安全可靠性。
但是,一般现场通信设备不具备双电源接入条件:①通信电源因容量不足,或支路开关数量不足造成不能双电源接入;②很多数字接口装置常用的方式仅支持单电源接入(如MUX-2MC),部分PCM和少数SDH装置也有不支持单电源接入的情况。
3 通信电源整改
如通信设备暂不具备双电源接入条件,应确保传输同一输电线路的两套继电保护信号的两组通信设备,分别接入两套不同的通信电源系统,不得交叉混用。
按反事故措施要求,分别接入不同的通信电源,虽稍逊于通信设备双电源接入。但供电可靠性也是完全满足反事故措施要求的,而且现场可操作性较强,在通信电源整改中最为常见。
南京供电公司变电检修中心按照反事故措施要求对下辖各变电站的通信电源进行了检查。经查,三汊湾变电站的汊桥5296线、汊东5295线、双汊5243线、泗汊5244线存在通信电源交叉供电现象。
考虑到部分设备只支持单电源接入,暂不具备双通信电源供电条件,本次整改采用了分通道分别接入的方案:统一将所有承载线路第一套保护通道的保护数字接口装置、PCM、SDH设备电源统一接入第一号通信电源分配屏;所有承载线路第二套保护通道的保护数字接口装置、PCM、SDH设备电源统一接入第二号通信电源分配屏。整改后的某通信电源供给情况如图5所示(以复用通道方式,64 k为例)。
显而易见,整改后的通信电源符合通信电源双重化的要求。任何一路通信电源发生故障,仅影响一条数字通道,另一条数字通道仍能保持畅通,确保有一套主保护正常运行,保障该运行线路能全线速断切除故障。
4 结语
纵联保护的数字通道是保证输电线路主保护正确动作的关键环节。应至少确保传输同一输电线路的两套继电保护信号的两组通信设备,分别接入两套不同的通信电源系统,不得交叉混用。通信设备的电源回路应使用独立的支路小开关,标识完整、清晰,确保开关和通信设备的一一对应关系,防止因标识错误、歧义,导致误拉通信电源造成运行中的主保护通信通道中断。
纵联保护的数字通道在维护和检修职责划分上分属保护、通信两个专业。日常工作中需要保护和通信的共同配合和协作,在保护装置验收过程中,应格外重视数字通道的通信电源检查,消除数字通道可能存在的隐患,确保纵联保护的安全稳定运行。
摘要：通信电源的接入应严格遵循有关规定。讨论了线路保护复用数字通道的现状和通信电源的交叉供电问题,以南京地区三汊湾变电站为例,介绍了对4条线路数字通道的检查和将两组通信设备分别接入不同电信电源的整改措施,该措施现场可操作性强,效果良好。
关键词：双电源供电,线路主保护,光纤通信,复用通道
参考文献
[1]国家电网公司.国家电网公司十八项电网重大反事故措施[S].北京:中国电力出版社,2005.
[2]王梅义.电网继电保护应用[M].北京:中国电力出版社,1998.
[3]施俊,许辑,杨佳华,等.供电侧电能数据采集的通信方式[J].供用电,2009(5).
设备通道 篇4
1 行车通道房建设备存在的问题
1) 房建设备部分功能设防标准有待提高。2) 设计缺陷。a.选址问题:在选线设计中综合考虑了线路的设计原则, 其房建设施的位置确定缺乏合理性。b.选材问题:部分电气化高压变电所、分区亭屋面采用钢筋混凝土现浇板 (反梁结构) 和彩钢瓦屋面双层结构, 屋面反梁内为封闭空间, 雨水进入后无法排除;屋顶雨水天沟断面尺寸小, 高压间雨水管间距过大, 如遇暴雨, 雨水排泄不及, 将造成雨水进入屋顶内侧的封闭空间内或向四周漫流, 雨水流至高压端子处将造成屋面带电, 检修通道与接触网仅有0.5 m, 安全距离不足, 无法检查、维护, 存在极大的安全隐患。现有站房大厅屋面采光顶多采用普通钢化玻璃, 属于非安全玻璃, 距离地面一般在10 m以上, 发生自爆后非常容易砸伤旅客。c.构造问题:站房、高架候车厅屋面挑檐及无柱雨棚檐口排水存在设计不合理现象, 造成冬季结冰柱, 冰柱脱落时, 危及到旅客人身和行车安全。3) 施工缺陷。a.无柱雨棚施工中屋面板固定不牢固, 存在脱落隐患。b.无柱雨棚、大型站房中采用的吊顶板固定不牢固, 容易松动变形。c.外墙装饰面施工不规范。干挂花岗岩施工不规范, 多次发生脱落事故。4) 站台侵限问题比较严重, 亟待整治。5) 管理制度需要进一步完善。a.站台、雨棚限界管理不规范。b.行车房屋使用管理制度不够完善。
2 提高行车通道设备保障能力的对策
2.1 完善制度, 规范管理
2.1.1 确定管理标准结构
管理标准必须具有特定的管理功能。检修管理标准的特定功能体现在检查的彻底性、鉴定病害的准确性上, 据此确定管理结构。重点做好房建设备管理的修缮管理和运行管理。行车通道房建设备管理制度应明确检查重点、检查周期、职责、汇报制度等, 对基层管理人员起到指导、约束作用。
2.1.2 完善站台、雨棚限界管理制度
基于站台、雨棚限界的重要性, 必须加强对站台、雨棚限界的管理, 结合路局文件和限界管理的实际情况, 应做好以下几方面的工作:1) 明确职责, 加强组织领导。明确职责是规范管理的前提, 为此, 需要明确设备管理单位的职责, 并将职责分解到人, 以提高干部职工的责任意识。2) 加强联系沟通。限界是站台雨棚相对于轨道的尺寸, 因此站台雨棚限界的管理是房建管理单位与工务段共同的责任, 所以限界测量结果须经两家共同确认。当站台雨棚限界发生变化或发生其他突发情况时, 限界管理单位内部要及时沟通信息并及时向上级汇报。3) 规范使用限界测量工具, 固定检测周期和检测点。采用正式厂家生产的限界检测尺, 建立限界检测尺台账。旅客高站台每周巡检一次、每季度测量一次, 其他站台雨棚每月巡检一次、每年春、秋检各测量一次。为加强对站台雨棚限界监控, 准确掌握限界变化情况, 对站台雨棚进行定点监测、点间观测制度。4) 加强施工管理, 把好验收关。站台相邻线路进行清筛、换轨、拨道等可能影响站台限界的作业时, 路局主管部门以通知或电报形式通知站台设备管理单位派人监护。如果站台设备管理单位在未接到通知的情况下发现站台相邻线路进行上述作业, 也要马上派人进行监护, 同时与上级主管联系核实施工期限及影响范围。
2.1.3 规范对行车房屋的使用
未按规定办理审批手续不得对房建设备做改动。不得任意改变房屋使用性质;不得在行车通道房建设备顶上及周围搭盖临时设施, 阻碍交通及压堵上下水管道;不得在房建设备周围挖坑取土、乱挖站台及设置危及房屋建筑物安全的设施等。
2.1.4 逐步完善基础数据, 加强信息系统建设
为适应改革的发展要求, 建立数字化房建信息管理平台, 通过建立信息系统使房建设备管理信息全面完整、统一一致。将房建运营维护的静态管理变成动态管理, 对发生的房建设备信息变化随时进行调整, 确保基础数据的真实性;贯穿房建设备维修运行的全过程信息化管理, 有利于促进房建管理方面的快速进步。
2.2 逐步提高关键设备的设防标准
1) 提高信号楼、调度楼、驼峰楼、行车室、中心机房、行车通信基站等房屋的屋面防水等级。可以考虑将防水层设为三道, 并采用喷涂硬泡聚氨酯保温防水、刚性防水各作为三道防水中的一道, 可大大提高屋面防水可靠性。2) 针对大型站房、雨棚新型结构屋面、吊顶的设计考虑冗余设计。在正常情况下, 按照国家通用标准设计、施工, 应该能够保证使用安全, 但是这几年铁路飞速发展, 站舍建设速度要求越来越高, 这就难免存在施工或材料方面的纰漏, 这如果是普通房屋也不算什么问题, 但如果是在高速铁路的通道上的每天几万人客流的车站上, 发生事故的后果会放大几十倍, 甚至几百倍。所以很有必要考虑冗余设计。
2.3 实行大型站舍施工房建部门预介入制度, 使病害消灭于萌芽状态
大型站舍预介入工作就是房建接管维修单位在大型站舍建设的设计、施工阶段提前参与图纸会审、施工监督等工作, 从维护运营的角度就设计方案、施工工艺、施工资料等提出建议。预介入工作改变了以往接管维修单位只在验收阶段才参与的方式, 既是验收接管工作的延伸, 也是对设计、监理工作的辅助和加强。
2.4 及时处理存在安全隐患的部位
1) 分阶段逐步消灭侵限站台。侵限站台工程数量大, 所需费用高, 要分轻重缓急逐步解决, 优先解决客运站台、超限车通过固定径路站台, 对于整体站台, 要协调工务部门共同解决。2) 对站台两侧轻型结构的屋面、吊顶、伸缩缝扣板等材料进行加固, 以确保安全。固定方式、固定材料要在国家规范的基础上, 适当考虑冗余, 以确保不致因局部问题造成大的事故, 尤其注意不可单纯使用胶粘材料固定, 以防止其老化后突然脱落。3) 将存在安全隐患的玻璃更换为安全玻璃。将高度超过3 m的屋面采光顶、玻璃幕墙更换为夹胶玻璃, 将站房大块玻璃门更换为钢化玻璃, 以确保行车和旅客安全。
2.5 对涉及行车或人身安全的部位采取适当的防护措施
对于不可预见又无法消除的危险, 可以考虑适当增加防护的办法, 以确保设备发生病害时不致造成行车或人身事故。
1) 对于装饰面、玻璃幕墙等存在脱落危险的站房, 可考虑增加裙房、雨罩、绿化带等方法, 使墙体前方形成隔离带, 以防止对人身产生伤害。2) 对机械室内有压力管道, 可采取适当的外包措施, 以使发生渗漏时, 不致对信号机械、配电柜等产生不利影响。
参考文献
设备通道 篇5
1选题理由
LKJ设备按设备功能分, 主要包括模拟量通道、TAX2综合平台、机车信号、语音录音、数字量通道及其他设备。在对我段车载车间2011年10月至2012年4月期间LKJ设备故障跟踪统计后发现, 模拟量通道相关设备碎修占LKJ设备总故障62.22%, 月平均故障率达到6.25%。对比全路先进维修水平, 月平均故障率均保持为2.5%左右。因此, 我段车载车间模拟量通道相关设备检修质量有巨大提升空间。
2制订目标
通过对比全路先进维修水平, 结合路局设备质量控制要求, 提出攻关活动目标:在2012年5月至2013年2月LKJ模拟量通道相关设备月平均故障率降低到3.75%。
3现状调查
针对2011年10月至2012年4月期间发生的模拟量通道相关设备故障作调查, 根据故障发生频率绘制模拟量通道设备故障调查表, 如表1所示。
从表1速度传感器、模拟量入出板及监控记录板故障率累积
达到72.3%, 是造成模拟量通道故障率高的主要原因, 必须展开分析。
4原因分析
结合现场作业实际, 从人、机、料、法、环5个环节, 分别运用鱼刺、关联图, 对造成速度传感器、模拟量入出板、监控记录板的故障找出6条末端因素, 并对应分析, 到出模拟量通道故障率高的主因因素, 如表2所示。
由表2可以看出EDSC-2型速度传感器实验台测试设备老化、元件质量差、抗干扰能力差是造成模拟量通道故障率高的3个主因因素, 应重点采取措施整治。
5制定实施对策
在2012年5月至2013年2月期间, 采取以下措施整治。
(1) “EDSC-2型速度传感器实验台测试设备老化”因素。
利用废弃2通道速度接口盒, 制作接口盒至试验台连接线, 该线一端为14芯插头, 一端为7芯插头, 两插头A、B、C、D、E、F、G芯一一对应连接。接口盒7芯插座1、2通道 (A、B、C、D、E、F、G) 与接口盒14芯插座3、4通道 (H、I、J、K、L、M、N) 对应连接。
这样, 测试速度传感器1、2通道时可直接上实验台进行测试 (见图1) 。需测试3、4通道时, 速度传感器经过接口盒与连接线后, 和试验台14芯测试接口连接即可测试, 即:速度传感器3、4通道。通过改造, 接口盒的1、2通道进入试验台进行测试 (见图2) 。彻底解决四通道速度传感器地面测试问题。
(2) “抗干扰能力差”因素。
由于监控记录板数据总线 (D0—D15) 为三态双向信号, 为CPU和其他外围器件之间提供数据通道。CPU对16位宽度外设读写操作时, 是将16位数据一次读出或写入, 即将文件目录和文件内容一同记录, 当有外来高频脉冲干扰时, 易造成CPU读写错误而导致误运算, 反映到模拟量通道则表现为运算管压、速度值时产生较大误差 (如图3) 。
通过增加16v/250uf电容, 使脉冲宽度减小, 频率增加, 提高传输性能。通过调整电容, 数据总线即可支持8位又能确保16位数据传送 (最大16位) 可靠。在CPU对16位宽度外设进行读写操作时, 可一次将16位数据写入, 也可将低8位数据 (D0—D7) 或高8位数据 (D8—D15) 分别写入, 确保运算独立性。通过16位宽度外部设备与全部数据总线 (D0—D15) 联接, 8位宽度外部RAM则与高8位数据总线 (D8—D15) 联接, 这样所需传输周期数减少, 从而保证CPU与外部RAM数据传送正确, 避免模拟量参数运算误差大的情况, 从而保证各参数稳定性 (如图4, 5) 。
前后纪录波形, 可以看出脉冲宽度减小, 频率增加, 增强了运算的可靠性。经验证, 通过先期改造了10块监控记录插件, 分别上车试验, 有专人跟踪记录, 经过一个月的实验, 这些设备没有发生一起管压、速度抖动的故障, 可以认定, 该故障基本得到解决。
(3) 元件质量差因素。
模拟量入出板的故障多为压力抖动, 经过分析验证, 故障多发生在同一批次设备上, 如2008年6月出厂的模拟量入出板故障集中发生且故障现象相同, 同时在与兄弟单位车间交流得知, 在安康等车间也发生同批次设备故障高发情况。但在同样设计的其他批次插件调查中, 发现运行却很稳定。因此, 应该是该批次模拟量入出插件部分元器件质量、性能发生了变化。
由于监控板所采样的管压信号属直接采取, 为管压直流电平信号, 所以可以直接测量管压1信号直流电平, 测量后发现管压1电平比其它两路电平低很多, 这就说明芯片A13放大倍数不正常。由于A13是差分运放放大器, 它放大倍数R10/ (R35+R37) =R81/ (R69+R70) =1。据这个原理, 可以断定此路管压不正常的原因为部分阻值发生变化。因此, 测量这几个电阻阻值是否正常, 检测结果发现R10的阻值大了2K多, 更换一个新150K电阻, 再上机测试管压显示恢复正常。
摘要：本文通过分析列车LKJ模拟量通道相关设备质量检修环节, 运用QC理论和方法参与QC小组近一年的实施改进, 取得了较好安全和经济效益。
“通道蛋白”——生命的通道 篇6
通道蛋白是一类横跨细胞膜磷脂双分子层的蛋白质, 能使适宜大小的分子及带电荷的分子通过简单的扩散运动。
通道蛋白分为水通道蛋白和离子通道蛋白, 它们参与的只是被动运输, 在运输过程中并不与被运输的分子结合, 也不会移动。
100多年前, 人们就猜测细胞存在着很多“城门”, 它们只允许特定的分子或离子出入。
20世纪50年代中期, 科学家发现细胞膜中存在着某种通道只允许水分子出入, 称之为水通道。
20世纪80年代中期, 美国科学家彼得·阿格雷研究了不同的细胞膜蛋白, 经过反复研究, 他发现一种被称为水通道蛋白的细胞膜蛋白就是人们寻找已久的水通道。2000年, 彼德·阿格雷与其他研究人员一起公布了世界第一张分辨率为0.38纳米的高清晰度的立体结构图, 详细解释了水分子是如何通过该通道进入细胞膜的 (如上图) , 而其他分子或离子无法通过的原因。
科学家发现水通道广泛存在于动物、植物和微生物中。到目前为止, 在哺乳动物至少发现有13种水通道蛋白, 即AQP 0～12。
离子通道是由蛋白质复合物构成的。一种离子通道只允许一种离子通过, 并且只有在特定刺激发生时才瞬间开放。
1988年, 罗德里克·麦金农利用X射线晶体成像技术获得了世界第一张离子通道 (取自青霉) 的高清晰度照片, 并第一次从原子层次揭示了离子通道的工作原理。麦金农的方法是革命性的, 它可以让科学家观测离子在进入离子通道前的状态, 在通道中的状态, 以及穿过通道后的状态。
很多疾病是由于细胞膜通道功能紊乱造成的。哮喘发作时, 水分子运动在气道阻塞中起重要作用, 特别在冷哮喘或运动哮喘时, 上皮黏膜下血管 (含AQP1) 、气管及支气管 (含AQP3和AQP4) 的肿胀是形成气道阻塞的重要原因。脑中风病人神经细胞膜上的谷氨酸NMDA型受体会被过度活化, 钠离子通道、钙离子通道大量进入神经细胞, 膜电压发生变化并以正反馈的方式引发更多钙离子的进入, 结果使得神经细胞大量死亡。
试题链接
1. 生物膜的基本特点之一是能够维持相应环境内的物质浓度, 这对于完成不同的生命活动具有重要作用, 这种维持依赖于生物膜的运输。根据是否需要能量, 将物质的跨膜运输分为两大类, 即被动运输和主动运输。请回答:
(1) 被动运输包括三种类型, 除________外, 另外两类都需要膜蛋白的协助:通道蛋白和载体蛋白, 其中, 可在膜两侧进行移动运输的是____。
(2) 离子载体是一些能够极大提高对某些离子通透性的物质, 目前发现的大多数离子载体是细菌产生的抗生素, 它们能够杀死某些微生物。其中短杆菌肽A是一种十五肽的离子载体, 它能有选择地将单价阳离子顺浓度通过膜, 如H+、NH4+、K+、Na+等, 最终使膜内外部分单价阳离子浓度趋于平衡。据此推测这类抗生素的杀菌机理是______。
(3) 人工合成的仅由磷脂双分子层构成的封闭球状结构称为脂质体, 所有带电荷的分子不管它多小, 都很难通过脂质体, 即使脂质体外离子浓度很高。这是因为磷脂双分子层的__________ (内部、外部) 是疏水的。缬氨霉素是一种十二肽的抗生素, 若将它插入到脂质体的脂双层内, 可使K+的运输速度提高100, 000倍, 但却不能有效提高Na+的运输速率, 由此可以得出: (1) ___________; (2) _________。
(4) 主动运输所需的载体蛋白实际上是一些酶蛋白复合体。与被动运输不同, 该类膜蛋白都能水解_________, 但与普通的酶不同的是, 它不对所转运的分子进行催化。
2. 离子通道的开放和关闭, 称为门控。根据门控机制的不同, 大体分为电压门通道、配体门通道和压力激活通道 (如图1) 。电压门通道由膜电位控制门的开关;配体门通道的开关取决于细胞内外特定的物质 (配体) 与相应的通道蛋白 (受体) 结合, 从而影响离子进出细胞;压力激活通道的开关取决于机械力的作用。图2是神经肌肉接头处传递神经冲动、刺激肌肉收缩过程中相关离子通道先后开放和关闭的示意图 (各门通道开放顺序以数字标注) 。请分析回答:
(1) 静息时, 神经细胞内浓度高于细胞外的离子是_____ (K+、Na+) 。
(2) 神经肌肉接头处的离子通道X、Y、Z中属于配体门通道的是______。
(3) 图2中, Na+和Ca2+跨膜运输过程_____ (填“需要”或“不需要”) 消耗能量。进入突触小体中的Ca2+的作用是_____。
(4) 动态皱纹又称动力性皱纹, 是由于面部表情肌长期收缩牵拉皮肤而形成的。“肉毒毒素美容”已经成为时下普遍接受的面部除皱方式。肉毒毒素是一种神经毒素, 能特异地与Ca2+通道结合。分析“肉毒毒素美容”的原理:_________。
3.周期性共济失调是一种由常染色体上的基因 (用A或a表示) 控制的遗传病, 致病基因导致细胞膜上正常钙离子通道蛋白结构异常, 从而使正常钙离子通道的数量不足, 造成细胞功能异常。下图1为患者发病的分子机理;图2为调查患周期性共济失调病和色盲病 (色盲基因用b代表) 的某家族得到的遗传系谱图, 个体Ⅰ-2不含致病基因。请回答:
(1) 图1中过程 (1) 表示_________, 参与该过程的原料是_______。
(2) 正常基因和致病基因在过程 (1) 的产物长度一样, 而过程 (2) 的产物长度却不同, 据图1推测:突变基因的产生是碱基对发生_____的结果。
(3) 图1所揭示的基因控制性状的方式是______。
(4) 由图2可知, 周期性共济失调病是____染色体上的________性遗传病, 个体Ⅰ-1的基因型为_________。若Ⅲ-2与Ⅲ-3婚配, 生出正常孩子的概率为______。
4.下列是某生物兴趣小组的一个问题探究实例:
材料分析:1925年, 高特和戈来格尔用丙酮提取出红细胞膜上的磷脂, 并将它在空气和水的界面上铺成单分子层, 发现这个单分子层的面积相当于原来红细胞表面积的2倍。据此, 学生得出了细胞膜是由连续的两层磷脂分子组成的推论。
提出问题:细胞膜上的磷脂分子应该怎么排列呢?
背景知识:磷脂分子的头部亲水, 尾部疏水 (见图1) 。
探究1:如果把一滴油滴在水面上, 形成“油—水”界面, 那么“油—水”界面上磷脂分子的排列是什么样的呢? (结果如图2)
探究2:如果把一滴油滴在水面上, 再高速振荡, 形成油水乳液, 油水乳液中磷脂小滴的结构又会是什么样的呢? (结果如图3)
推导结论:
高速震荡成油水乳液, 乳液小滴中磷脂分子排列图
细胞膜磷脂分子分布图
(1) 图3中A的主要成分是水还是油?___________。
(2) 请根据探究1和探究2的结果推导细胞膜上磷脂分子的排布情况, 在图4中绘出其简图 (片段) 。
(3) 根据图4所示结果, 科学家利用纯磷脂制成“脂质体”作为细胞模型。将“脂质体”放置于清水中, 一段时间后发现, “脂质体”的形态、体积都没有变化。
(1) 这一事实表明:_________。进一步根据细胞膜的化学成分分析推测, 水分子的跨膜运输不是真正的自由扩散, 它最可能与膜上的蛋白质有关。
(2) 彼德·阿格雷从人红细胞及肾小管细胞的膜中分离出一种分子量为28道尔顿的膜蛋白———CHIP28, 并证明它是一种“水通道蛋白”。彼德·阿格雷研究水通道, 选择人红细胞作为实验材料的原因是________。请简述证明CHIP28确实与水分子运输有关的实验基本思路:______。
(3) 实验证明钾离子也不能通过该“脂质体”。若要使钾离子通过, 则该“脂质体”模型中还需要具备哪些物质?_______。
参考答案
1. (1) 自由扩散载体蛋白 (2) 使微生物细胞无法维持某些物质 (离子) 正常的浓度梯度而死亡 (3) 内部 (1) 载体蛋白能极大提高运输速度 (2) 载体具有特异性 (4) ATP
解析:在被动运输中, 自由扩散是经磷脂分子的间隙所进行的扩散, 不需要膜蛋白的协助。通道蛋白实质上是在内部具有疏水性的磷脂双分子层中形成一个亲水的通道, 载体蛋白则是通过其本身构象的改变, 完成对相应物质在膜两侧的移动运输。短杆菌肽A能使膜内外部分单价阳离子浓度趋于平衡, 使微生物细胞不能维持某些离子正常的浓度梯度, 进而无法进行正常代谢而死亡。磷脂双分子层中, 所有磷脂分子的亲水头部均朝外, 疏水的尾部均朝内, 因此磷脂双分子层的内部是疏水的。题干已说明, 主动运输所需的载体蛋白是一些酶蛋白复合体, 该类酶蛋白复合体不对所转运的分子进行催化, 联系主动运输需要能量, 可得出它能水解ATP。
2. (1) K+ (2) Y (3) 不需要促进神经递质的释放 (4) 肉毒毒素阻止Ca2+内流, 影响突触前膜释放乙酰胆碱, 导致面部表情肌松弛
解析: (1) 静息时, 神经纤维膜的电位是外正内负。细胞内K离子浓度远远高于细胞外。 (2) X、Z为电压门通道, Y为配体门通道。离子通道是蛋白质, 其结构决定功能。 (3) 离子通道是离子选择性被动通过的通道蛋白, 经过离子通道进出细胞不消耗能量。观察图知, 进入突触小体中的Ca2+促进了神经递质的释放。 (4) 肉毒毒素与Ca2+通道结合后阻止Ca2+内流, 影响乙酰胆碱的释放, 导致面部表情肌松弛。
3. (1) 转录核糖核苷酸 (2) 替换 (3) 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 (4) 常显AaXBXb 7/32
解析:由题可知周期性共济失调病是由于致病基因导致细胞膜上正常钙离子通道蛋白结构异常, 从而使正常钙离子通道的数量不足, 造成细胞功能异常。这说明基因能控制蛋白质的结构而直接控制生物体的性状。图例展示了基因转录及翻译的过程, (1) 表示转录, 该过程所需原料为核糖核苷酸。正常基因和致病基因在转录产生的mRNA长度一样, 而翻译产生的肽链短, 是由于基因中碱基发生替换, 使对应的密码子变为终止密码, 从而使翻译提前结束。题干明确说明致病基因在常染色体上, 且个体Ⅰ-2不含致病基因, 由此可判断该致病基因为显性基因, Ⅰ-1的基因型为AaXBXb, Ⅲ-2的基因型为AaXBY, Ⅲ-3的基因型为1/2AaXB XB和1/2AaXBXb。若Ⅲ-2与Ⅲ-3婚配, 不患周期性共济失调病的概率为1/4, 不患色盲的概率为1-1/2×1/2×1/2=7/8, 所以婚后孩子正常的概率为
4. (1) 水 (2) 如右图 (两层磷脂分子层的亲水性头部分别位于细胞膜的内外两侧, 疏水性尾部位于细胞膜的中间) (3) (1) 水分子不能通过纯粹的磷脂双分子层 (2) 人红细胞游离在血浆中, 没有细胞核和细胞器, 容易获得纯净的细胞膜在“脂质体”中加入CHIP28, 于清水中放置相同时间后, 观察并比较实验组和对照组“脂质体”体积的变化情况 (3) 相应的膜蛋白、ATP