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關(guān)鍵詞:數(shù)字集成電路;應(yīng)用;前景
中圖分類號(hào):TN702 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2014)19-4476-02
集成電路從60年代開(kāi)始發(fā)展至今,其規(guī)模大致上遵照摩爾定律發(fā)展[1],即芯片上的晶體管數(shù)目每隔18個(gè)月就翻一番或每三年翻兩番。目前單個(gè)的芯片上已能夠制作上百萬(wàn)個(gè)晶體管的一個(gè)完整數(shù)字系統(tǒng)或數(shù)/?;旌系碾娮酉到y(tǒng)。集成電路的特征尺寸已發(fā)展至納米水平。伴隨著數(shù)字集成電路技術(shù)的越來(lái)越成熟,它于人們的生產(chǎn)以及生活中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛,對(duì)數(shù)字集成電路在生活應(yīng)用中的進(jìn)一步探究也就越來(lái)越有必要。該文將從數(shù)字集成電路的基本結(jié)構(gòu)和分類這些方面對(duì)其原理進(jìn)行比較詳細(xì)的介紹,然后重點(diǎn)討論和探究它的實(shí)際應(yīng)用,最后將結(jié)合數(shù)字集成電路在生活當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)出一個(gè)利用數(shù)字集成電路原理制成的流水燈。
1 數(shù)字集成電路的基本原理
數(shù)字集成電路是將元器件和連線集成于同一半導(dǎo)體芯片上而制成的數(shù)字邏輯電路或系統(tǒng)[2]。
數(shù)字集成電路基本電路符號(hào)如圖1所示,它有輸入、輸出、電源和接地四個(gè)端口。數(shù)字集成電路具有靜態(tài)特性以及開(kāi)關(guān)特性,表示靜態(tài)特性的參數(shù)有輸入電壓、輸出電壓、輸入電流和輸出電流等。
圖1 數(shù)字集成電路基本電路符號(hào)
集成電路正常工作的時(shí)候,輸入電壓有高電平輸入電壓和低電平輸入電壓,使用最小值表示,表示能判斷高電平的最低輸入電壓,因此,在高電平給定時(shí),需高于的電壓,用最大值表示,表示能判斷低電平時(shí)的最大輸入電壓,因此,在低電平輸入電壓給定時(shí),需低于的電壓。
輸入電流有高電平輸入電流和低電平輸入電流,都是表示集成電路輸入端加上電壓時(shí),流經(jīng)輸入端的電流。其中表示輸入端加上最大輸入電壓時(shí)的電流,表示輸入端加上規(guī)定高電平輸入電壓時(shí)的電流,表示輸入端加上規(guī)定低電平輸入電壓時(shí)的電流。CMOS輸入電流幾乎等于0,因此,只用表示。集成電路的輸入電流隨類型不同而不同。
2 數(shù)字集成電路應(yīng)用
2.1 多路自動(dòng)巡檢控制器
在一些電子儀表較密集的工業(yè)控制和自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中,經(jīng)常會(huì)使用多臺(tái)同種檢測(cè)控制儀表,對(duì)不同的處所和位置進(jìn)行檢測(cè)和控制。為了達(dá)到對(duì)這些儀表的集中監(jiān)測(cè)的目的,通常會(huì)采用一臺(tái)多路自動(dòng)巡檢控制器。它能對(duì)被控通道自動(dòng)巡檢,并將被控通道用數(shù)字顯示器顯示出來(lái)。它既可以作為自動(dòng)巡檢,又可以轉(zhuǎn)換為手動(dòng)巡檢,使用起來(lái)相當(dāng)?shù)姆奖恪?/p>
電路組成,它主要由脈沖發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、通道轉(zhuǎn)換器和通道顯示器等組成。
2.2 繞線機(jī)電子計(jì)數(shù)器
普通的繞線機(jī)一般采用機(jī)械傳動(dòng)的指針式計(jì)算器來(lái)進(jìn)行計(jì)數(shù),由于存在傳動(dòng)齒輪的磨損和固有機(jī)械間隙,有時(shí)很難做得到準(zhǔn)確計(jì)數(shù)。接下來(lái)要介紹的電子計(jì)數(shù)式繞線機(jī),則采用了接觸式的光電傳感器來(lái)觸發(fā)電子計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù),所以準(zhǔn)確度比較高。此外,由于使用了具有加減功能的電子計(jì)數(shù)器,所以在繞線過(guò)程中出現(xiàn)糾錯(cuò)重繞的時(shí)侯,計(jì)數(shù)器仍然能夠?qū)?shí)際繞組數(shù)進(jìn)行加減,它的計(jì)數(shù)精確度高,使用方便。
在繞線軸加裝的圓盤上有一個(gè)長(zhǎng)孔,該孔與光電傳感器對(duì)應(yīng),當(dāng)繞線機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí),每轉(zhuǎn)一周,光電傳感器就被觸發(fā)一次。先被觸發(fā)的傳感器進(jìn)行加減識(shí)別功能,后被觸發(fā)的傳感器則輸出計(jì)數(shù)脈沖。
2.3 數(shù)字集成電路在軍事方面的應(yīng)用
自從20世紀(jì)60年代第一塊集成電路問(wèn)世以來(lái),以集成電路為核心的微電子技術(shù)發(fā)展迅速,并促進(jìn)了通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和其他電子信息技術(shù)的快速發(fā)展,對(duì)人類社會(huì)的經(jīng)濟(jì)繁榮、社會(huì)進(jìn)步、國(guó)防建設(shè)及日常生活都產(chǎn)生巨大影響[3]。
戰(zhàn)術(shù)通信指在作戰(zhàn)地域內(nèi)指揮一個(gè)戰(zhàn)役或戰(zhàn)斗所使用的通信,主要是無(wú)線通信。目前,新軍革以信息化為核心的,作為各作戰(zhàn)分隊(duì)的連接紐帶,戰(zhàn)術(shù)通信的關(guān)鍵性作用日漸彰顯。和其他的電子設(shè)備相同,微電子器件也大量應(yīng)用在戰(zhàn)術(shù)通信裝備中,微電子技術(shù)在戰(zhàn)術(shù)通信的發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的推動(dòng)作用[4]。在戰(zhàn)術(shù)通信裝備里,嵌入式微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器和可編程邏輯器件是一種重要的數(shù)字集成電路。嵌入式微處理器用來(lái)完成整機(jī)的主控和運(yùn)行各種應(yīng)用軟件,數(shù)字信號(hào)處理器用來(lái)完成運(yùn)算流程復(fù)雜的基帶數(shù)字信號(hào)處理,可編程邏輯器件用來(lái)完成對(duì)運(yùn)算能力要求較高的中頻數(shù)字信號(hào)處理。
2.4 基于數(shù)字集成電路的交通燈
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的到來(lái),各國(guó)的車輛數(shù)量也不斷上漲,這就勢(shì)必帶給城市交通不少難題,例如:交通堵塞日益嚴(yán)重,交通事故不斷增加,交警任務(wù)更加繁重等等。為了解決這些的困難,我國(guó)以及國(guó)外都加快了在交通事業(yè)方面的研究步伐,尤其是在控制交通信號(hào)燈方面。下面將介紹的就是數(shù)字集成電路在交通燈中的使用。
數(shù)字集成電路在交通信號(hào)燈控制器中的使用原理:
交通燈控制器主要包括顯示器、上控制器、計(jì)數(shù)器、信號(hào)發(fā)生器、譯碼電路和置數(shù)器,首先上控制器接收特殊狀態(tài)命令或者接收清零命令,一方面顯示在顯示器上,一方面發(fā)出信號(hào)至信號(hào)燈譯碼驅(qū)動(dòng)電路,即南北大道信號(hào)或者東西大道信號(hào),一方面發(fā)出信號(hào)至置數(shù)器,接著計(jì)數(shù)器綜合考慮置數(shù)器的信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的信號(hào),把信號(hào)傳送給譯碼器,最后顯示在顯示器上。
一般十字路口的交通情況和主控制器的設(shè)計(jì)關(guān)系為:
1)當(dāng)東西大道通行時(shí),綠燈亮,南北大道禁行,紅燈亮,時(shí)間延遲為40秒:
2)當(dāng)東西南北大道都禁行時(shí),東西大道黃燈亮,時(shí)間延遲為5秒;
3)當(dāng)東西大道禁行時(shí),紅燈亮,南北大道通行,綠燈亮,時(shí)間延遲為30秒:
4)當(dāng)東西南北大道都禁行時(shí),南北大道黃燈亮,時(shí)間延遲為5秒。
然后就是回到第一種情況開(kāi)始循環(huán)執(zhí)行。我們可以把這四種狀態(tài)分別設(shè)為:S=000,S=001,S=010,S=011,另若有特殊情況,如遇到交通事故,警車或者救護(hù)車通過(guò),其對(duì)應(yīng)狀態(tài)設(shè)為S=l00,根據(jù)以上的狀態(tài)分析,我們可以用兩片74LSl92來(lái)實(shí)現(xiàn)這樣的功能。
3 總結(jié)
本文首先對(duì)數(shù)字集成電路意義和原理進(jìn)行了介紹,接著重點(diǎn)闡述了許多在我們的工、農(nóng)業(yè)以及生活上基于數(shù)字集成電路的一些應(yīng)用,例如繞線機(jī)電子計(jì)數(shù)器、交通燈等。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步,科技的不斷騰飛,越來(lái)越多的先進(jìn)設(shè)備將會(huì)運(yùn)用到我們的生活當(dāng)中,未來(lái)我們將會(huì)見(jiàn)到更多數(shù)字集成電路產(chǎn)品在我們生活當(dāng)中的應(yīng)用,便利我們的生活。數(shù)字集成電路雖然只是一個(gè)元件,但是將他創(chuàng)造性地應(yīng)用于產(chǎn)品制作時(shí),它將變成又一件便利我們生活的新產(chǎn)品。因此,想為我們的生活設(shè)計(jì)一些新穎舒適的產(chǎn)品,那么我們也必須首先懂得它的內(nèi)在含義和廣泛應(yīng)用。
參考文獻(xiàn):
[1] Moore G E.Cramming more components onto integrated circuits[J]. Electronics,1965,38(8):114-117.
[2] 王紅.集成電路技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)[J].微電子學(xué),2007,37(4):515-522.
根據(jù)SIA預(yù)測(cè),2008年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)將只增長(zhǎng)2.2%,在2007年2556億美元的基礎(chǔ)上增長(zhǎng)到2612億美元。中國(guó)的集成電路市場(chǎng)形勢(shì)略好,全年產(chǎn)業(yè)整體銷售額規(guī)模在1300億元左右,增速為5%,但相比2007年中國(guó)集成電路市場(chǎng)24.3%的增速,還是有大幅度的回落。
三大行業(yè)均受影響
從我國(guó)國(guó)內(nèi)的集成電路設(shè)計(jì)、芯片制造與封裝測(cè)試三個(gè)行業(yè)的發(fā)展情況來(lái)看,2008年,這三個(gè)行業(yè)均不同程度地受到了市場(chǎng)低迷的影響,其中芯片制造業(yè)所受的影響最為明顯。全年國(guó)內(nèi)芯片制造業(yè)規(guī)模增速將僅為1%,各主要芯片制造企業(yè)均不同程度地出現(xiàn)產(chǎn)能閑置、業(yè)績(jī)下滑的情況。封裝測(cè)試業(yè)雖然也普遍遇到訂單下降、開(kāi)工率不足的問(wèn)題,但情況相對(duì)較好,全年的行業(yè)增幅將在7%左右。集成電路設(shè)計(jì)業(yè)方面,雖然受到國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求增長(zhǎng)放緩的影響,但重點(diǎn)企業(yè)在技術(shù)升級(jí)與產(chǎn)品創(chuàng)新方面所做的努力在一定程度上克服了市場(chǎng)需求不振帶來(lái)的困難。行業(yè)的全年增速仍將保持在7.5%左右,明顯高于行業(yè)整體增幅。
整體來(lái)看,2009年國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)仍將保持增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì),但增幅還將繼續(xù)回落。預(yù)計(jì)2009年產(chǎn)業(yè)的整體增幅將在4%左右,其中IC設(shè)計(jì)業(yè)增速還將保持在7%左右,芯片制造與封裝測(cè)試業(yè)增速相較于2007年將有一定程度的下滑。從未來(lái)發(fā)展來(lái)看,一年內(nèi),半導(dǎo)體行業(yè)仍然會(huì)持續(xù)受到金融危機(jī)導(dǎo)致的消費(fèi)低迷的影響。預(yù)計(jì)2009年,全球半導(dǎo)體市場(chǎng)將出現(xiàn)六年以來(lái)的首次下滑。國(guó)內(nèi)集成電路行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也將出現(xiàn)明顯下滑,并很可能出現(xiàn)全行業(yè)虧損的不利局面。
發(fā)展還看3C領(lǐng)域
從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看,3C領(lǐng)域(計(jì)算機(jī)類、消費(fèi)類、網(wǎng)絡(luò)通信類)占據(jù)了中國(guó)集成電路市場(chǎng)85%以上的市場(chǎng)份額,計(jì)算機(jī)類份額仍然最大。計(jì)算機(jī)類集成電路市場(chǎng)是2008年3C領(lǐng)域中發(fā)展最快的,2008年增速接近10%。通信類產(chǎn)品對(duì)集成電路的需求主要來(lái)自手機(jī)和其他通信產(chǎn)品,由于各類整機(jī)產(chǎn)量增長(zhǎng)率下降較大,通信類集成電路市場(chǎng)的增長(zhǎng)率也出現(xiàn)較大降幅,預(yù)計(jì)2008年增長(zhǎng)率將在5%左右。消費(fèi)類集成電路的表現(xiàn)一般,預(yù)計(jì)2008年增速在7%左右。其他領(lǐng)域(工控、汽車、IC卡和其他)的增速也有不同大小的降幅,IC卡領(lǐng)域受二代身份證市場(chǎng)大幅萎縮的影響將出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。
在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面,存儲(chǔ)器仍然是中國(guó)集成電路市場(chǎng)上份額最大的產(chǎn)品,2006年以來(lái),DRAM和NAND的價(jià)格都處于下滑趨勢(shì),2008年,這個(gè)趨勢(shì)依然延續(xù)。出貨量增長(zhǎng)對(duì)銷售額的貢獻(xiàn)被價(jià)格不斷抵消,直接拖慢了整體集成電路市場(chǎng)的發(fā)展速度。受整機(jī)領(lǐng)域增速較快的影響,CPU和計(jì)算機(jī)器件的市場(chǎng)增長(zhǎng)率相對(duì)較高,而ASSP和ASIC則由于受到手機(jī)等通信領(lǐng)域產(chǎn)品產(chǎn)量增長(zhǎng)率大幅下降的影響而出現(xiàn)低速增長(zhǎng)。邏輯器件、模擬器件、MCU(微控制器)和嵌入式CPU等產(chǎn)品則保持了相對(duì)平穩(wěn)的增長(zhǎng)速度。
新興應(yīng)用成強(qiáng)心劑
從整體市場(chǎng)來(lái)看,在某些領(lǐng)域發(fā)展出的新產(chǎn)品、新應(yīng)用成為領(lǐng)先企業(yè)發(fā)展的重點(diǎn),強(qiáng)勁的合力將加速市場(chǎng)回暖。產(chǎn)品主要集中在MCU和MEMS(微電子機(jī)械系統(tǒng))方面。越來(lái)越多MCU廠商將醫(yī)療電子、工業(yè)控制、汽車電子領(lǐng)域作為新的市場(chǎng)增長(zhǎng)點(diǎn)。這些新領(lǐng)域MCU產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性要求相對(duì)較高,將帶動(dòng)中國(guó)16位/32位MCU市場(chǎng)快速增長(zhǎng)。
【關(guān)鍵詞】電力工程;輸電線路;技術(shù)應(yīng)用
隨著電力工程規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)充、快速發(fā)展,對(duì)其輸電線路施工質(zhì)量的要求水平更加高層次化、嚴(yán)格規(guī)范,因而給電力行業(yè)的建設(shè)施工提出了更高的要求。該文基于電力工程項(xiàng)目復(fù)雜性、高技術(shù)性、顯著難度性以及周期較短等特征,探討了輸電線路科學(xué)施工策略,通過(guò)現(xiàn)狀問(wèn)題研究、重要性分析,提出了可行性建議。對(duì)優(yōu)化施工效果,提升工程建設(shè)水平,創(chuàng)設(shè)顯著效益,有積極有效的促進(jìn)作用。
1電力工程輸電線路主要的施工內(nèi)容
電力工程輸電線路基礎(chǔ)一般是指在地下埋藏的桿塔部位,在外力作用下這個(gè)結(jié)構(gòu)部位可以避免桿塔出現(xiàn)變形記倒塌現(xiàn)象,同時(shí)可以避免在使用過(guò)程中桿塔出現(xiàn)下沉等情況。輸電線路使用過(guò)程中是否安全直接影響著輸電線路基礎(chǔ)施工過(guò)程中的質(zhì)量。作為支撐輸電線路的主要支撐部分,輸電線路桿塔受力依據(jù)主要有兩種:耐張型和直線型。為確保電力工程輸電線路施工的質(zhì)量、降低投資成本及便于維修、有效供電,施工部門必須科學(xué)、合理地進(jìn)行輸電線路桿塔地選擇。在輸電線路桿塔施工中,其中一個(gè)最重要的施工階段就是進(jìn)行桿塔結(jié)構(gòu)及形式的準(zhǔn)確選用。在輸電線路架線工程施工中主要包括以下幾個(gè)方面:做好架線施工準(zhǔn)備工作、連接放線導(dǎo)地線、檢測(cè)弛度、安裝施工設(shè)備等。根據(jù)展放施工法進(jìn)行架線作業(yè),主要分為兩種形式張力展放與拖地展放。檢測(cè)和維修輸電線路時(shí),必須及時(shí)處理其發(fā)生的事故及故障,對(duì)檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)的多種問(wèn)題進(jìn)行有效分析,并選用科學(xué)合理的解決措施進(jìn)行處理,這些處理措施的應(yīng)用主要是為了確保輸電線路設(shè)備的完整性,避免事故的出現(xiàn)。
2 電力工程輸電線路施工技術(shù)的應(yīng)用
多種輸電線路施工技術(shù)在電力工程施工過(guò)程中大量應(yīng)用,不僅可以大大降低勞動(dòng)成本、還可以極大提升施工的工作效率,除此之外,還可以有效控制及降低各種事故的發(fā)生率。在施工過(guò)程中,施工單位必須最大程度地規(guī)范施工技術(shù)措施,只有這樣才能實(shí)現(xiàn)輸電線路的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,。將輸電線路施工技術(shù)合理地應(yīng)用到具體工作中,必須與實(shí)際施工情況相結(jié)合,只有這樣才能實(shí)現(xiàn)工程施工的預(yù)期目標(biāo)。
1)電力工程桿塔施工技術(shù)
按照受力情況可以將電力工程高壓電線桿塔分為兩種:耐張桿塔以及直線桿塔。選擇高壓電線桿塔的種類是否正確,將直接影響到電力工程輸電線路的施工的效率及經(jīng)濟(jì)效益,在選用桿塔過(guò)程中,必須重點(diǎn)提高供電服務(wù)的可靠性和安全性,同時(shí)還要便于維修。在平原丘陵地區(qū)進(jìn)行施工時(shí),由于其運(yùn)輸便利,桿塔搭設(shè)應(yīng)采用鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力桿塔。遵循施工現(xiàn)場(chǎng)的具體施工情況,可以將普通桿進(jìn)行替換,換為預(yù)應(yīng)力混凝土桿塔。在建設(shè)桿塔過(guò)程中,由于鋼筋混凝土桿塔單件重量很大,連接時(shí)還要選用焊接,如將其設(shè)計(jì)為平面結(jié)構(gòu),則會(huì)出現(xiàn)沿線可靠性較低的問(wèn)題,基于此,必須在地面上將其進(jìn)行組立組裝,同時(shí)選用抱桿進(jìn)行統(tǒng)籌拉起及組立。環(huán)形截面構(gòu)件主要應(yīng)用于電力工程輸電線路體系的施工環(huán)節(jié),這種構(gòu)件具有兩種形式普通構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。在澆筑施工前預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,必須進(jìn)行鋼筋張拉作業(yè),確保在結(jié)束混凝土凝固作業(yè)后完全消除。當(dāng)回縮情況出現(xiàn)在鋼筋作業(yè)中時(shí),混凝土就會(huì)產(chǎn)生一定阻止能力,從而影響到預(yù)應(yīng)壓力。在拉張構(gòu)件時(shí),這種預(yù)壓力主要作用為消除,確保裂縫不出現(xiàn)在工程施工當(dāng)中,避免因裂縫等問(wèn)題出現(xiàn)鋼筋接觸外部潮濕環(huán)境的情況,防止銹蝕情況的形成,進(jìn)而嚴(yán)重影響到電桿服務(wù)的使用周期。
2)架線工程施工技術(shù)
架線施工在電力工程高壓輸電體系施工中占有重要的位置因此必須確保施工前準(zhǔn)備工作的質(zhì)量,做好放線工作,確保導(dǎo)地線布設(shè)連接的正確性。張力放線作為架線工程施工中的重要階段,為確保導(dǎo)地線水平張力的持續(xù)性,必須選用牽張機(jī)械進(jìn)行施工,在展放施工階段必須保證有關(guān)交叉物安全距離的合理性,從而對(duì)導(dǎo)地線放設(shè)水平進(jìn)行有效提高并提高其工作效率。在架線施工中需要應(yīng)用量大的機(jī)械設(shè)備,其成本也會(huì)隨之增加。在離開(kāi)地面時(shí),必須對(duì)導(dǎo)線張力放線進(jìn)行嚴(yán)格控制,避免損壞架線材料等情況的發(fā)生,并對(duì)架線施工技術(shù)水平進(jìn)行有效提升。在放線車輪徑選擇施工中,必須使其趨向增大,并對(duì)磨損系數(shù)進(jìn)行有效降低,同時(shí)有效縮小施工部位的彎曲作用應(yīng)力。如果數(shù)值過(guò)大,則會(huì)出現(xiàn)提高重量的情況,這種情況下,可以將其導(dǎo)線直徑的十倍以下的情況下進(jìn)行有效控制。此時(shí),導(dǎo)線必須符合輪槽尺寸,特別是必須符合大導(dǎo)線的控制。如滑輪尺寸小不能與大導(dǎo)線要求相匹配時(shí),則可以選用雙輪放線模式,對(duì)滑車包絡(luò)角進(jìn)行最大限度地降低。架線工程放線施工中,必須對(duì)導(dǎo)線的數(shù)量等情況進(jìn)行詳細(xì)核對(duì),保證導(dǎo)線沒(méi)有磨損、金鉤及斷股情況的出現(xiàn)。導(dǎo)線連接前,必須檢測(cè)線頭扭絞情況及端部方向,確保其質(zhì)量符合規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行扭絞方位與多樣規(guī)格線路施工中,不能在檔中位置進(jìn)行連接。在耐張塔反向受力側(cè),必須確保其布設(shè)臨時(shí)拉線的質(zhì)量,避免因應(yīng)力過(guò)大出現(xiàn)桿塔變形的問(wèn)題,對(duì)弛度檢測(cè)工作的進(jìn)行造成極大阻力。臨時(shí)拉線環(huán)節(jié)與地面之間的必須具有45度以下的角度,同時(shí)平張力范疇必須最大限度地對(duì)施工要求進(jìn)行滿足。緊線施工過(guò)程中,選用滑車將位于懸垂線夾的導(dǎo)線進(jìn)行懸掛,同時(shí)進(jìn)行狀態(tài)測(cè)試,按照滑車方位摩擦力不存在的進(jìn)行各個(gè)檔的觀測(cè)及計(jì)算。輸電線路架線施工結(jié)束后,普遍存在檔間不同于間弧垂的情況,有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)懸垂絕緣子與中垂線產(chǎn)生偏差移位的情況。如其偏差情比相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不符合時(shí),這種情況下,必須全面優(yōu)化并整改導(dǎo)線弧垂,還要將避雷線及導(dǎo)線弧垂的誤差值控制在小于500咖的范圍內(nèi)。
3)電力工程光纜施工技術(shù)
在電力工程輸電線路光纜施工中,起引雷作用的主要是光纜中的金屬成分,其光纖并沒(méi)有此作用,基于此施工單位必須重視電力工程光纜施工。在施工前必須進(jìn)行前期準(zhǔn)備工作,只有確保準(zhǔn)備工作的質(zhì)量,才能為后期施工提供方便及確保后期施工的質(zhì)量。主要包括對(duì)設(shè)計(jì)材料進(jìn)行詳細(xì)核對(duì)、對(duì)施工原料的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)、進(jìn)行正確的機(jī)械設(shè)備的配置等。并對(duì)有關(guān)技術(shù)規(guī)定及施工工藝規(guī)范進(jìn)行詳細(xì)分析、探究,只有這樣才能提高電力工程輸電線路光纜施工的技術(shù)水平。在光纜單盤檢測(cè)時(shí)可以選用OTDR,并一個(gè)一個(gè)地進(jìn)行。只有保證其質(zhì)量符合施工要求后,才能進(jìn)行接下來(lái)的施工作業(yè)。在光纜拖拽施工中,必須確保各個(gè)施工階段的緊密配合,選用專業(yè)人士進(jìn)行調(diào)整和配置,避免扭結(jié)光纜情況的出現(xiàn)。在光纜接續(xù)施工當(dāng)中,必須確保配盤施工的科學(xué)性和有效性,選擇正確的接點(diǎn)位置和方向,同時(shí)必須確保不對(duì)交通運(yùn)行造成影響,并創(chuàng)建良好的熔接條件。在光纜施工過(guò)程中,接線盒的選擇必須符合施工要求,只有這樣才能對(duì)接續(xù)施工效率進(jìn)行有效提升。在熔接光纖前必須在熔盤中將剩余的光纖進(jìn)行模擬繞盤作業(yè),其設(shè)置要以圓形為走向, 曲線半徑必須在35毫米以上。遵循熔接盤體積的大小將其長(zhǎng)度最大限度地增加,通常其標(biāo)準(zhǔn)為繞盤三圈。熔接作業(yè)結(jié)束后,必須遵循相關(guān)要求及規(guī)定進(jìn)行密封作業(yè),避免水、塵土進(jìn)入其內(nèi)部,嚴(yán)重影響到光纖線路的質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】高速公路;機(jī)電工程;存在問(wèn)題;發(fā)展
0.概述
高速公路機(jī)電工程包含收費(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)。機(jī)電工程的有效應(yīng)用對(duì)于高速公路的安全運(yùn)行、通行能力和經(jīng)濟(jì)效益起到了關(guān)鍵性的作用。
1.收費(fèi)系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展
(1)高速公路收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)用情況
我國(guó)在上個(gè)世紀(jì)80年代建成部分高速公路后,以道路收費(fèi)為償還貸款的主要來(lái)源。高速公路收費(fèi)還貸模式對(duì)于我國(guó)發(fā)展高速公路建設(shè)起到了積極地推動(dòng)作用。
目前高速公路收費(fèi)系統(tǒng)主要收費(fèi)制式為封閉式收費(fèi)制式,采用“人工或設(shè)備自動(dòng)判別車型、設(shè)備自動(dòng)識(shí)別車牌號(hào)、人工收費(fèi)、閉路電視監(jiān)視、檢測(cè)器校核、計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)管理”的半自動(dòng)收費(fèi)方式。為了加快高速公路收費(fèi)站通行能力,節(jié)約人工成本,還根據(jù)需要配置不停車收費(fèi)系統(tǒng)或者自動(dòng)發(fā)卡機(jī)系統(tǒng)。小車、客車按車型和行駛里程收費(fèi),貨車采取出口計(jì)重收費(fèi)的方式。通行券多采用非接觸式IC卡。
(2)收費(fèi)系統(tǒng)存在問(wèn)題
根據(jù)多年的運(yùn)行,發(fā)現(xiàn)目前的收費(fèi)系統(tǒng)存在以下問(wèn)題:
人工收費(fèi)一般是駕駛員停車后看到顯示具體收費(fèi)金額后,再交錢給收費(fèi)員,收費(fèi)員找零給駕駛員后確認(rèn)無(wú)誤后再行駛出收費(fèi)車道,收費(fèi)時(shí)間長(zhǎng),遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)平均服務(wù)時(shí)間14秒,導(dǎo)致收費(fèi)車道單位時(shí)間服務(wù)車輛小,收費(fèi)站經(jīng)常發(fā)生繳費(fèi)車輛排隊(duì)時(shí)間長(zhǎng),節(jié)假日或高峰期尤為明顯。
由于貨車采用計(jì)重收費(fèi)模式,以元/噸.公里為收費(fèi)單位,高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)里程越來(lái)越長(zhǎng),貨車的繳費(fèi)金額數(shù)量巨大,而收費(fèi)人員又沒(méi)有執(zhí)法權(quán),導(dǎo)致貨車駕駛員鋌而走險(xiǎn),以跳稱、沖卡等多種方式少交或不交過(guò)路費(fèi),給國(guó)家造成重大損失。而跳稱不成功駕駛員則要求復(fù)稱等事件使得收費(fèi)站通行能力嚴(yán)重下降。沖卡嚴(yán)重的地方甚至達(dá)到需要武警執(zhí)勤的地步,給高速公路營(yíng)運(yùn)單位造成巨大的管理成本與損失。
(3)收費(fèi)系統(tǒng)后續(xù)發(fā)展
為了解決上述問(wèn)題,筆者建議從以下幾個(gè)方面解決:
為了加快收費(fèi)站通行能力,節(jié)約收費(fèi)人力成本,應(yīng)大力推廣汽車不停車收費(fèi)模式(ETC),即汽車在經(jīng)過(guò)收費(fèi)站的時(shí)候,收費(fèi)系統(tǒng)在內(nèi)部辨識(shí)車身內(nèi)的電子標(biāo)簽,進(jìn)行確認(rèn)后,通行高速公路的費(fèi)用自動(dòng)從卡中扣除,系統(tǒng)扣款成功后車輛直接通行。通過(guò)國(guó)家政策強(qiáng)制推行ETC與ETC收費(fèi)費(fèi)率優(yōu)惠相結(jié)合的模式,即節(jié)約了收費(fèi)人工成本,銀行收儲(chǔ)現(xiàn)金成本,又能夠降低汽車通行成本,同時(shí)提高高速公路服務(wù)水平及通行能力。
收費(fèi)車道閉路電視系統(tǒng)實(shí)時(shí)抓拍汽車跳稱、沖卡等違規(guī)通行視頻,尋找或完善法律法規(guī)依據(jù),對(duì)偷逃通行費(fèi)的車輛采取追討和處罰措施,最好采用跟汽車年審掛鉤模式,即汽車有跳稱、沖卡等記錄,未處理則不予審車。
探討GPS定位收費(fèi)模式,撤銷收費(fèi)站,汽車辦理儲(chǔ)值或信用賬戶,以車型X里程作為收費(fèi)依據(jù)。
2.高速公路通信系統(tǒng)應(yīng)用與發(fā)展
(1)高速公路通信系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀
高速公路通信系統(tǒng)包含傳輸網(wǎng)系統(tǒng)、程控交換系統(tǒng)等。通信系統(tǒng)傳輸網(wǎng)分為干線光傳輸系統(tǒng)和直接服務(wù)于路段完成各業(yè)務(wù)接入的光綜合業(yè)務(wù)接入系統(tǒng)。
高速公路綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)采用SDH業(yè)務(wù)傳輸體制,等級(jí)為STM-1~64不等。傳輸介質(zhì)采用單模光纖。傳輸網(wǎng)系統(tǒng)為高速公路提供傳輸網(wǎng)絡(luò),包括語(yǔ)音、以太網(wǎng)、串口等數(shù)據(jù)服務(wù)業(yè)務(wù)。
程控交換系統(tǒng)為高速公路提供電話業(yè)務(wù),以滿足業(yè)主的管理和運(yùn)營(yíng)要求。電話業(yè)務(wù)包括:普通業(yè)務(wù)電話、指令電話、傳真、數(shù)字話機(jī)。
(2)高速公路通信系統(tǒng)存在問(wèn)題
高速公路通信系統(tǒng)為封閉式傳輸網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立于目前使用的公眾網(wǎng)絡(luò),在確保了網(wǎng)絡(luò)安全的同時(shí),使得高速公路的所有數(shù)據(jù)不能為公眾訪問(wèn),限制了高速公路服務(wù)水平的提高。
(3)高速公路通信系統(tǒng)發(fā)展
隨著高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展,視頻監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸帶寬越來(lái)越高,通信系統(tǒng)的傳輸帶寬要求也同步提高,提高通信系統(tǒng)帶寬和通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與公眾網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)與安全將是需要解決的問(wèn)題。
3.監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展
(1)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀
高速公路監(jiān)控系統(tǒng)包含閉路電視系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)、信息系統(tǒng)和中央控制系統(tǒng)等。監(jiān)控中心可實(shí)施全線的交通管理,并對(duì)路段交通進(jìn)行協(xié)調(diào)控制??蛇M(jìn)行交通參數(shù)采集和交通信息以及系統(tǒng)日常運(yùn)行操作,對(duì)路段的交通數(shù)據(jù)及其它各種參數(shù)進(jìn)行匯總、統(tǒng)計(jì)、打?。?并向上一級(jí)監(jiān)控管理機(jī)構(gòu)傳輸圖像和數(shù)據(jù),接收上級(jí)監(jiān)控管理機(jī)構(gòu)的統(tǒng)籌管理。
(2)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)存在問(wèn)題
由于我國(guó)高速公路建設(shè)初期投資緊張,設(shè)計(jì)和實(shí)施時(shí)布設(shè)監(jiān)控設(shè)備少,導(dǎo)致采集數(shù)據(jù)少,信息途徑少,不能對(duì)高速公路通行能力與服務(wù)水平起到有效的幫助,形成我國(guó)高速公路通行能力小,服務(wù)水平低,交通事故率高。
目前監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)未與外網(wǎng)聯(lián)通,高速公路司乘人員無(wú)法通過(guò)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取路況信息,給司乘人員帶來(lái)不便。無(wú)法有效的選擇路徑與分流,隨著高速公路路網(wǎng)的不斷完善,交通流量不斷增加,這種問(wèn)題越來(lái)越明顯。
因大霧、大雪、結(jié)冰等惡劣氣候,直接關(guān)閉高速公路。導(dǎo)致國(guó)家干道無(wú)法通行。
(3)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)后續(xù)發(fā)展
鑒于上述問(wèn)題,筆者認(rèn)為可從以下方面進(jìn)行發(fā)展:
目前高速公路里程已經(jīng)突破1萬(wàn)公路,部分高速公路已經(jīng)運(yùn)行多年,達(dá)到改造條件,運(yùn)營(yíng)單位已有成熟的管理經(jīng)驗(yàn),高速公路易起霧、結(jié)冰、事故多發(fā)地段等特殊路段可以調(diào)查與統(tǒng)計(jì)出來(lái),針對(duì)上述特殊路段布設(shè)氣象檢測(cè)器、攝像機(jī)、限速標(biāo)志、情報(bào)板、警示提醒等設(shè)備,實(shí)時(shí)采集路況數(shù)據(jù),分析并路況數(shù)據(jù),及時(shí)提醒司乘人員,避免安全事故的發(fā)生。
大力發(fā)展車聯(lián)網(wǎng)技術(shù),使汽車作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端,及時(shí)接收高速公路實(shí)時(shí)路況,查詢高速公路及附近交通、餐飲、氣象等信息,提供舒適的行車環(huán)境。
加強(qiáng)駕駛員安全意識(shí)教育,規(guī)范行車,保持足夠的安全視距,嚴(yán)格按高速公路限速進(jìn)行行駛,糾正高速公路就是在任何時(shí)候都能高速行駛的錯(cuò)誤思想,在加強(qiáng)駕駛員安全教育和提高高速公路運(yùn)營(yíng)管理水平的基礎(chǔ)上,選擇性的逐步取消惡劣氣象條件下關(guān)閉高速公路等措施,確保高速公路網(wǎng)的暢通、安全運(yùn)行。
4.結(jié)語(yǔ)
在科技日益進(jìn)步的今天,高速公路的機(jī)電系統(tǒng)將會(huì)迎來(lái)數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的時(shí)代。在各個(gè)信息都能明確掌握下的高速公路,將變得更加安全、高效。機(jī)電工程在未來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)背景下,能夠確保信息的交流溝通更加快捷和穩(wěn)定。文本給出的高速公路機(jī)電工程發(fā)展方向得以實(shí)現(xiàn)后,對(duì)于提高公路通行能力、安全系數(shù)和服務(wù)水平具有非常重要的意義。未來(lái)的機(jī)電工程還將涉及到GPS定位系統(tǒng)、車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電子設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化等一系列發(fā)展項(xiàng)目。這些項(xiàng)目將對(duì)高速公路的運(yùn)營(yíng)管理起到更加方便、高效的積極作用。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:電力輸配電線路;節(jié)能降耗;工程;應(yīng)用
我國(guó)是人口大國(guó),對(duì)任何能源的需求量都非常大,電力能源作為支撐我國(guó)工業(yè)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)繁榮的重要能源,在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有很重要的地位。電力系統(tǒng)的巨大損耗對(duì)我國(guó)的長(zhǎng)久發(fā)展是極為不利的,而且城市配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)能量損耗的主要部分。因此,對(duì)配電網(wǎng)使用過(guò)程中的能量損耗和浪費(fèi)現(xiàn)象必須進(jìn)行嚴(yán)格整改,實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)線路能量損耗的降低和節(jié)省,促進(jìn)其對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的提高。由于符合增長(zhǎng)速度快但配電網(wǎng)建設(shè)投資相對(duì)落后,因此,配電網(wǎng)在節(jié)能降耗方面具有很大的發(fā)展?jié)摿?。?duì)城市的配電網(wǎng)進(jìn)行節(jié)能降耗工作的進(jìn)行能夠在很大程度上節(jié)省電力用戶的電費(fèi)支出,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,節(jié)省電力企業(yè)的電量,以供更多的用戶使用,不僅減少了用戶的費(fèi)用支出,而且增強(qiáng)了供電能力,改善了電力供應(yīng)不足的現(xiàn)狀;另外,更重要的是,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)我國(guó)整體能源的節(jié)省利用、減少環(huán)境污染、優(yōu)化資源配置,對(duì)我國(guó)的整體發(fā)展起到促進(jìn)作用。
1 加強(qiáng)電力輸配電線路節(jié)能降耗技術(shù)的必要性
首先,為了減少主干線的長(zhǎng)度和水平電纜的敷設(shè)長(zhǎng)度,同時(shí)方便消防切除非消防的電源,使輸出電流較小,減小線路的損耗,需要在建筑物中使用技能降耗技術(shù)。
其次,當(dāng)前的許多用電設(shè)備都是電感性負(fù)荷,會(huì)產(chǎn)生許多無(wú)功的滯后性電流,這種電流一經(jīng)流出并經(jīng)過(guò)高低壓線路后,穿入用電設(shè)備的末端,線路的功率消耗就會(huì)增大,造成對(duì)電能的浪費(fèi)。因此,需要對(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn),使這種電流的流出減少,從而提高功率,降低功率消耗。
再次,在供配電線路中會(huì)存在有增加電能損耗的諧波電流,它會(huì)危害到個(gè)供配電線路及其設(shè)備。因此,對(duì)這種電流的抑制不僅可以保護(hù)供配電的線路和設(shè)備,而且還可以減少能量的消耗。
2 實(shí)際過(guò)程中節(jié)能降耗的具體措施
2.1 優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃
電網(wǎng)規(guī)劃就是通過(guò)對(duì)城市電網(wǎng)的進(jìn)行規(guī)劃的總體過(guò)程中的計(jì)劃方案進(jìn)行合理的調(diào)整,實(shí)現(xiàn)線路節(jié)能降耗的目的。電力部門可以充分利用專業(yè)的技術(shù)手段對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。也可以從源頭做起,即在對(duì)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)上就作出必要的調(diào)整,另外,對(duì)線路損耗的內(nèi)在檢測(cè)也是降低電能損耗的有效手段。通過(guò)對(duì)這些手段的利用,實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃方案的合理選擇,從而有效降低輸配電網(wǎng)絡(luò)的高效低能運(yùn)行。
2.2 通過(guò)電力變壓器節(jié)能
輸配電變壓器是輸配電線路損耗的主要內(nèi)容,要對(duì)其損耗進(jìn)行合理的控制,科學(xué)的措施是相當(dāng)重要的,其中,利用節(jié)能型的變壓器作用比較大,能夠有效降低整個(gè)輸配電網(wǎng)的損耗。在降低輸配電網(wǎng)的能量損耗過(guò)程中,對(duì)低損耗的容量的合理配置,而且使用新材料進(jìn)行對(duì)配電變壓器的空載損耗值的降低,是一項(xiàng)行之有效的措施和途徑。
2.3 保證變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行
在傳輸電量相同的條件下,選擇不同的變壓器運(yùn)行方式,會(huì)對(duì)變壓器的能量損耗有所影響,進(jìn)而可能會(huì)導(dǎo)致其對(duì)電能的浪費(fèi),達(dá)不到節(jié)省能量、降低損耗的目的。對(duì)于變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,只需要科學(xué)管理供電和用電工作,就能夠達(dá)到節(jié)省用電和提高功率的目的,而不需要增加對(duì)其的資金投入。變壓器的質(zhì)量,也就是運(yùn)行參數(shù),和變壓器的容量、電壓器等級(jí)、鐵芯材料質(zhì)量等反面有著密切的聯(lián)系,在選擇變壓器時(shí),只需要對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行合理的選擇,就可以達(dá)到提高變壓器的節(jié)能降耗的目的。
2.4 對(duì)變壓器設(shè)備的更新
變壓器的設(shè)備性能將對(duì)電流流入后的電能利用產(chǎn)生很大程度的影響,老式的變壓器在使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱,散失于設(shè)備之外,造成嚴(yán)重的能量損耗。新型的變壓器對(duì)這種現(xiàn)象有較好的改善,能夠有效減少電流流經(jīng)變壓器時(shí)造成的能量損耗,明顯能夠降低該過(guò)程中的能量利用,節(jié)省能量。因此,在對(duì)變壓器進(jìn)行購(gòu)買時(shí),需要選用新型的節(jié)能變壓器,有效降低能量損耗。
3 總結(jié)
總之,電力能源是我國(guó)在新時(shí)期發(fā)展過(guò)程中各項(xiàng)事業(yè)順利發(fā)展的有力保障,如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)了問(wèn)題,整個(gè)國(guó)家的運(yùn)轉(zhuǎn)將處于癱瘓之中,人們的生活將停滯不前。因此,在電力輸配電線路中注重對(duì)節(jié)能降耗的實(shí)施是非常有必要的。在具體的實(shí)施過(guò)程中,需要根據(jù)實(shí)際情況,采取科學(xué)合理的措施,真正做到節(jié)省能量和降低能量損耗的目的。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞: 電站鍋爐;熱力計(jì)算;火用分析;應(yīng)用程序
我們都知道,在當(dāng)前社會(huì),能源成為了所有人都非常關(guān)注的話題,由于其短缺的現(xiàn)狀使得我們開(kāi)始不斷的研究節(jié)能方法。如今,整個(gè)社會(huì)的能源都是很緊缺的,所以開(kāi)展好節(jié)能活動(dòng)是很有必要的。一直以來(lái),我們都使用熱平衡分析措施,尤其是電站鍋爐使用的更是頻繁,該措施可以站在能量質(zhì)和量的高度上來(lái)分析具體的狀態(tài)。由于科技不斷的進(jìn)步,電站鍋爐中已經(jīng)開(kāi)始用火用分析措施,其同樣是通過(guò)分析質(zhì)和量?jī)蓚€(gè)要素來(lái)工作的。但是它的優(yōu)點(diǎn)是能夠更加精準(zhǔn)的分析問(wèn)題。
文章以當(dāng)代的計(jì)算方法為前提,采用以熱效率為指標(biāo)的熱力學(xué)第一定律的熱平衡分析法和以火用效率為指標(biāo)建立在第一、第二定律基礎(chǔ)上的火用分析方法,得到了熱力運(yùn)算和火用分析相關(guān)的內(nèi)容。這項(xiàng)計(jì)算內(nèi)容不但能夠反饋出鍋爐的外在損失,比如排煙等問(wèn)題,還能夠反饋出能量轉(zhuǎn)換時(shí)期的一些狀況,精準(zhǔn)的體現(xiàn)損失,進(jìn)而能夠?yàn)楣?jié)能活動(dòng)的開(kāi)展提供方法和策略。
1 如何運(yùn)算火用損失以及功效
1.1 電站鍋爐的效率
假如將空氣流到鍋爐時(shí)候的氣溫看成是環(huán)境氣溫的話,此時(shí)設(shè)備的火用效率就可以定義為如下:
1.2 燃燒火用效率
2 程序的編制
電站鍋爐的熱力計(jì)算與火用分析應(yīng)用程序的源程序用Visual Bisic 語(yǔ)言編程。相關(guān)人員為了保證設(shè)備的熱力運(yùn)算等程序有著良好的運(yùn)算功效,將總的程序按照模塊的形式設(shè)定,也就是對(duì)其所有的單元以及受熱區(qū)域設(shè)置一樣的子程序,然后經(jīng)由主程序?qū)ζ湔{(diào)節(jié),以此來(lái)適應(yīng)不一樣的運(yùn)算情況。程序涵蓋1個(gè)總的和12個(gè)分支。前者的活動(dòng)是經(jīng)由人機(jī)界面設(shè)置初始信息的信息文件,而且結(jié)合文件的連接以及其他的分程序,完成好所需的所有的運(yùn)算。接下來(lái)將具體的闡述程序編制相關(guān)的內(nèi)容。
電站鍋爐的熱力計(jì)算與火用分析應(yīng)用程序的主程序框圖如圖1所示。首先是輸入原始數(shù)據(jù),根據(jù)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行理論空氣量、實(shí)際空氣量及實(shí)際煙氣量、熱平衡、燃料的消耗量的計(jì)算。接著下一步就是代入迭代初值。在鍋爐計(jì)算中前后相關(guān)的迭代量有:排煙溫度、噴水量等。然后依次調(diào)用子程序計(jì)算各受熱面的熱力學(xué)參數(shù)、傳熱量等,然后做好受熱區(qū)域的火用分析。在做好該項(xiàng)分析之后,查詢運(yùn)算得到的排煙氣溫以及設(shè)想的氣溫的溫差是不是合乎規(guī)定,假如不合乎規(guī)定的話,就要重返,設(shè)想新的氣溫并且運(yùn)算。假如合乎規(guī)定的話,那么此負(fù)載之下的總的運(yùn)算就完成了。最后還要對(duì)爐子的總體熱效率、火用效率及各受熱面進(jìn)行火用分析計(jì)算匯總,并用1個(gè)擴(kuò)展名為TXT的數(shù)據(jù)文件輸出全部計(jì)算結(jié)果:(1)各受熱面熱力計(jì)算全部結(jié)果;(2)各受熱面及鍋爐總體火用分析計(jì)算結(jié)果。
3 電站鍋爐的計(jì)算結(jié)果分析
3.1 火用平衡與熱平衡的外部損失比較
表1列出了100%負(fù)荷時(shí)火用平衡分析法與熱平衡分析法對(duì)鍋爐外部損失的評(píng)價(jià)。
從上表我們得知。
第一,針對(duì)排煙損失來(lái)講,兩個(gè)措施的結(jié)果存在著很多的不同之處。結(jié)合熱平衡的思想,排煙能夠把很多的熱帶走,進(jìn)而生成損失。站在火用平衡的思想上來(lái)看,雖說(shuō)排煙能夠帶走不少的熱,不過(guò)質(zhì)量不是很高,也就是說(shuō)可用能不多。因此兩類措施的運(yùn)算結(jié)局是不一樣的。
第二,設(shè)備的外在損失關(guān)鍵集中在兩個(gè)方面,一是排煙;二是無(wú)法全部燃燒形成的損失,該論點(diǎn)和熱平衡的思想是一致的。
第三,熱平衡分析中鍋爐的熱效率91.22%與表中各項(xiàng)熱損失之和為100%,而火用平衡分析中鍋爐的火用效率48.27%與表中各項(xiàng)火用損失之和僅為51.93%,由此我們得知設(shè)備中有很多的火用損失存在。通過(guò)上述的分析得知,雖說(shuō)火用方法較之于另一種措施的排煙損失要小,不過(guò)將排煙氣溫降低對(duì)于提升設(shè)備的功效來(lái)講還是非常有意義的。針對(duì)如今的設(shè)備來(lái)說(shuō),排煙的氣溫本身較低,因此要提升設(shè)備的功效就要通過(guò)多種措施來(lái)減少排煙的總數(shù),比如在設(shè)備運(yùn)作的時(shí)候通過(guò)合理的措施爐內(nèi)空氣過(guò)剩系數(shù)和減少煙道各處的漏風(fēng)。不過(guò)要注意一點(diǎn),即如果爐內(nèi)的氣體的過(guò)剩指數(shù)不高的話,化學(xué)不完全燃燒和機(jī)械不完全燃燒損失會(huì)增大,所以,最佳的爐內(nèi)空氣過(guò)剩系數(shù),應(yīng)使三項(xiàng)損失之和最小。
3.2 各種參數(shù)變化對(duì)電站鍋爐的熱效率和火用效率的影響
(1)鍋爐負(fù)荷:鍋爐負(fù)荷DZ變化時(shí),熱效率和火用效率變化如圖2所示。熱效率隨負(fù)荷的增大而減小,火用效率隨負(fù)荷的增大而增大。(2)給水溫度:給水溫度TGS變化時(shí),熱效率和火用效率變化如圖3所示。熱效率隨給水溫度的增大而減小,火用效率隨給水溫度的增大而增大。(3)主蒸汽溫度:主蒸汽溫度TZ變化時(shí),熱效率和火用效率變化如圖4所示。熱效率隨主蒸汽溫度的增大而增大,火用效率隨主蒸汽溫度的增大而增大。
4 結(jié)束語(yǔ)
第一,通過(guò)分析得知,火用措施較之于熱平衡措施更加的可以體現(xiàn)出鍋爐的損失和形成的區(qū)域。第二,設(shè)備的熱效率在百分之九十左右,但是火用的僅僅是百分之五十,之所以會(huì)出現(xiàn)如此大的差距,其主要是因?yàn)樵O(shè)備不但有外在的損失還有很多的無(wú)法逆轉(zhuǎn)的內(nèi)在損失,其中燃燒不可逆火用損失和傳熱不可逆火用損失占很大部分。第三,給水的氣溫以及設(shè)備本身的負(fù)載和主蒸汽的氣溫等都會(huì)在很大的程度上干擾到兩種效率。最后,經(jīng)由對(duì)設(shè)備開(kāi)展周密的火用分析得知,其最大的外在的火用的損失還是排煙以及機(jī)械的不全部燃燒兩種火用損失。
摘要集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,促使人才需求量增加。本文通過(guò)對(duì)我國(guó)市場(chǎng)調(diào)查,得出應(yīng)用型集成電路設(shè)計(jì)人才是該行業(yè)目前大量需求的人才,并從幾個(gè)方面進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞應(yīng)用型人才IC設(shè)計(jì)需求分析
隨著我國(guó)IC產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,相應(yīng)人才的需求量也日益增加。根據(jù)上海半導(dǎo)體和IC研討會(huì)公布的數(shù)據(jù),08年中國(guó)IC產(chǎn)業(yè)對(duì)設(shè)計(jì)工程師的需求將達(dá)到25萬(wàn)人,但目前國(guó)內(nèi)人才數(shù)量短缺這個(gè)數(shù)字不止幾十倍。例如我們熟知的威盛雖然號(hào)稱IC設(shè)計(jì)人才大戶,但相對(duì)于其在內(nèi)地業(yè)務(wù)發(fā)展的需要還是捉襟見(jiàn)肘,其關(guān)聯(lián)企業(yè)每年至少需要吸納數(shù)百名IC設(shè)計(jì)人才,而目前培養(yǎng)規(guī)模無(wú)法滿足。而在人才的需求中,應(yīng)用型IC設(shè)計(jì)人才更加受到歡迎。
一、IC設(shè)計(jì)人才短缺
2008年,全國(guó)集成電路(IC)人才需求將達(dá)到25萬(wàn)人,按照目前IC人才的培養(yǎng)速度,今后10年,IC人才仍然還有20多萬(wàn)人的缺口。這是08年4月21日在沈陽(yáng)師范大學(xué)軟件學(xué)院舉行的國(guó)家信息技術(shù)緊缺人才培養(yǎng)工程——CSIP-AMD集成電路專項(xiàng)培訓(xùn)開(kāi)班儀式上了解到的。同樣有數(shù)據(jù)表明,近日,從清華大學(xué)、電子科技大學(xué)、北京航空航天大學(xué)了解到,目前全國(guó)高校設(shè)有微電子專業(yè)總共只有10余個(gè),每年從IC卡設(shè)計(jì)和微電子專業(yè)畢業(yè)的碩士生也只有二三百人。在國(guó)內(nèi)大約僅有不足4000名設(shè)計(jì)師,而2008年,IC產(chǎn)業(yè)對(duì)IC設(shè)計(jì)工程師的需求量達(dá)到25萬(wàn)-30萬(wàn)人。有專家預(yù)測(cè),到2008年底僅北京市IC及微電子產(chǎn)業(yè)就將超過(guò)2000億元人民幣,而到了2010年我國(guó)可能需要30萬(wàn)名IC卡設(shè)計(jì)師[1]。未來(lái)我國(guó)IC卡設(shè)計(jì)人才需求巨大。目前中國(guó)每年從IC設(shè)計(jì)和微電子專業(yè)畢業(yè)的高學(xué)歷的碩士生只有數(shù)百人。中國(guó)現(xiàn)有400多所高校設(shè)置了計(jì)算機(jī)系,新近又特批了51所商業(yè)化運(yùn)做的軟件學(xué)院。但這些軟件學(xué)院和計(jì)算機(jī)系培養(yǎng)的是程序員。中國(guó)目前只有十來(lái)所大學(xué)能夠培養(yǎng)IC設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生。因此IC設(shè)計(jì)專業(yè)人才處于極其供不應(yīng)求的狀態(tài)??梢赃@樣說(shuō),這是因?yàn)槲覈?guó)很大程度上是沒(méi)有足夠的IC設(shè)計(jì)人才。
專家指出,我國(guó)IC設(shè)計(jì)人員不足的一個(gè)重要的原因是IC設(shè)計(jì)是新興學(xué)科,國(guó)內(nèi)在此之前很少有大專院校開(kāi)設(shè)IC設(shè)計(jì)專業(yè),現(xiàn)在從事IC設(shè)計(jì)專業(yè)的人才,大部分是微電子、半導(dǎo)體或計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等相鄰領(lǐng)域的理工專業(yè)畢業(yè)生,但是和實(shí)際的IC工作比起來(lái),還是有差距,學(xué)校并不了解企業(yè)需要的是什么樣的人才。所以,許多IC設(shè)計(jì)企業(yè)只能經(jīng)常從應(yīng)屆畢業(yè)生中直接招聘人才再進(jìn)行培訓(xùn)。此外,IC設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求,恐怕所有的高校都沒(méi)有能力搭建。據(jù)了解,建一個(gè)供30人使用的IC實(shí)驗(yàn)室,光是購(gòu)買硬件設(shè)備就需要15萬(wàn)美元。
最新研究指出:到2010年中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)將占世界總需求量的6%,位居全球第四。未來(lái)幾年內(nèi)中國(guó)芯片生產(chǎn)有望每年以42%的速度遞增,這大大高于全球10%的平均增長(zhǎng)速度。僅就IC卡一項(xiàng)來(lái)看,我國(guó)IC卡設(shè)計(jì)前景廣闊。身份證IC卡的正式應(yīng)用,將是十億計(jì)的數(shù)量,百億計(jì)的銷售額,此外讀卡機(jī)及其系統(tǒng)將有成倍的產(chǎn)值。半導(dǎo)體理事長(zhǎng)俞忠鈺說(shuō),2002年全國(guó)的IC設(shè)計(jì)單位已達(dá)到了240家,根據(jù)北京市發(fā)展微電子產(chǎn)業(yè)的建設(shè)規(guī)劃,到2010年,北京市要逐步建成20條左右大規(guī)模高水平的芯片生產(chǎn)線,200家高水平的IC卡專業(yè)設(shè)計(jì)公司。據(jù)預(yù)測(cè),北京市IC產(chǎn)業(yè)將超過(guò)2000億元。巨大的商機(jī)也同時(shí)帶來(lái)了市場(chǎng)對(duì)IC卡設(shè)計(jì)人才的巨大需求。
二、應(yīng)用型IC設(shè)計(jì)技術(shù)人才需求日切
IC產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展,現(xiàn)在的焦點(diǎn)已經(jīng)移到了IT產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)IC設(shè)計(jì)上。據(jù)北京半導(dǎo)體協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)人董秀琴表示,IC卡設(shè)計(jì)工程師在軟件行業(yè)是現(xiàn)在公認(rèn)的高收入階層。目前我國(guó)IC卡人才缺口巨大,在我國(guó)的高等教育里,這一塊發(fā)展十分緩慢。按照中國(guó)現(xiàn)在的市場(chǎng)行情,一個(gè)剛畢業(yè)、沒(méi)有任何工作經(jīng)驗(yàn)的IC設(shè)計(jì)工程師的年薪最少也要在8萬(wàn)元左右。為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的情況呢?董秀琴講,這是因?yàn)橐环矫媸乾F(xiàn)有IC設(shè)計(jì)人才的嚴(yán)重缺乏;另一方面是國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)IC卡設(shè)計(jì)人才尤其是合格的IC設(shè)計(jì)師的大量需求。
由此我們可以看出,對(duì)于應(yīng)用型的設(shè)計(jì)人員來(lái)講,是備受集成電路行業(yè)歡迎的。例如常見(jiàn)的EDA公司、IC設(shè)計(jì)服務(wù)公司、IC設(shè)計(jì)公司和IDM或Fundry4種類型的公司需要那些IC設(shè)計(jì)人才呢?他們需要的是熟悉IC設(shè)計(jì)的技術(shù)支持工程師,涵蓋IC設(shè)計(jì)的所有方面,通常包括:系統(tǒng)設(shè)計(jì)、算法設(shè)計(jì)、數(shù)字IC前端邏輯設(shè)計(jì)與驗(yàn)證、FPGA設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)、數(shù)字IC后端物理設(shè)計(jì)、數(shù)字后端驗(yàn)證、庫(kù)開(kāi)發(fā),甚至還有EDA軟件的開(kāi)發(fā)與測(cè)試,嵌入式軟件開(kāi)發(fā)等,其中對(duì)IC物理設(shè)計(jì)工程師的需求量會(huì)多一些[2]。
目前,需求量最大、人才缺口最大的主要有模擬設(shè)計(jì)工程師、數(shù)字設(shè)計(jì)工程師和版圖設(shè)計(jì)工程師三類。另外,設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)還需要工藝接口工程師、應(yīng)用工程師、驗(yàn)證工程師等。IC版圖設(shè)計(jì)師的主要職責(zé)是通過(guò)EDA設(shè)計(jì)工具,進(jìn)行集成電路后端的版圖設(shè)計(jì)和驗(yàn)證,最終產(chǎn)生送交供集成電路制造用的GDSII數(shù)據(jù)。版圖設(shè)計(jì)師通常需要與數(shù)字設(shè)計(jì)工程師和模擬設(shè)計(jì)工程師隨時(shí)溝通和合作才能完成工作。一個(gè)優(yōu)秀的版圖設(shè)計(jì)師,即要有電路的設(shè)計(jì)和理解能力,也要具備過(guò)硬的工藝知識(shí)。模擬設(shè)計(jì)工程師作為設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵人物,模擬設(shè)計(jì)工程師的工作是完成芯片的電路設(shè)計(jì)。由于各個(gè)設(shè)計(jì)企業(yè)所采用的設(shè)計(jì)平臺(tái)有所不同,不同材料、產(chǎn)品對(duì)電路設(shè)計(jì)的要求也千差萬(wàn)別,模擬設(shè)計(jì)工程師最核心的技能是必須具備企業(yè)所需的電路設(shè)計(jì)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),并有豐富的模擬電路理論知識(shí)。同時(shí)還需指導(dǎo)版圖設(shè)計(jì)工程師實(shí)現(xiàn)模擬電路的版圖設(shè)計(jì)。
由此我們可以看出,在IC人才的需求中,應(yīng)用型IC設(shè)計(jì)人才的需求更大,而且他們也是推動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的生力軍。
三、以社會(huì)需求為導(dǎo)向,培養(yǎng)應(yīng)用型IC設(shè)計(jì)人才
國(guó)家對(duì)IC卡設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)也很重視。據(jù)北京半導(dǎo)體協(xié)會(huì)卓洪俊部長(zhǎng)說(shuō),到2010年,全國(guó)IC產(chǎn)量要達(dá)到500億塊,銷售額達(dá)到2000億元左右,將近占世界市場(chǎng)份額的5%,滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)50%的需求。同時(shí),國(guó)務(wù)院頒布《鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》的18號(hào)文件,支持和鼓勵(lì)軟件和IC產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展,加快IC設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)。
IC人才需求問(wèn)題的解決首先還是從高校開(kāi)始,2001年,清華大學(xué)微電子研究所開(kāi)設(shè)了“集成電路設(shè)計(jì)與制造技術(shù)專業(yè)”第二學(xué)士學(xué)位班,2001年的IC專業(yè)二學(xué)位班已經(jīng)有64名學(xué)員在讀。清華大學(xué)還分別與宏力半導(dǎo)體、有研硅、首鋼合作培養(yǎng)IC人才。2002年,成都電子科大也開(kāi)始招收“微電子技術(shù)專業(yè)”的二學(xué)位學(xué)員,同時(shí)擴(kuò)招微電子專業(yè)的本科生。為了更好地實(shí)施學(xué)校加速IC人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略,電子科大還成立了微電子與固體電子學(xué)院,并建立了面積為1500平米的IC設(shè)計(jì)中心。同濟(jì)大學(xué)開(kāi)始實(shí)施IC人才培養(yǎng)規(guī)劃,提出了“研究生、本科生、高職生”的多層次培養(yǎng)體系。
作為人才培養(yǎng)的搖籃,高校在這一方面應(yīng)進(jìn)一步加快改革,制定可行的、新的人才培養(yǎng)計(jì)劃,以社會(huì)需求為導(dǎo)向,加強(qiáng)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)投入,多渠道、多方式地進(jìn)行應(yīng)用型IC設(shè)計(jì)人才的培養(yǎng)。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:微電腦技術(shù);城市路燈;控制系統(tǒng)
引言
近年來(lái),隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的快速發(fā)展,各地城市建設(shè)進(jìn)程也逐步增快。城市路燈作為一種城市街道照明及城市美化的重要器具,其數(shù)量不斷增加,電光源質(zhì)量正不斷提高,而這也對(duì)城市路燈的控制系統(tǒng)提出了越來(lái)越高的要求。合理的城市路燈控制系統(tǒng)不僅能充分發(fā)揮城市路燈的照明功能,同時(shí)還能有效節(jié)約能源資源,最大程度地提高城市路段的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。而微電腦技術(shù)在城市路燈控制系統(tǒng)中的合理應(yīng)用可以有效確保路燈控制系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化和可靠性。文章以下就微電腦技術(shù)在我國(guó)城市路燈控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析探討。
1 城市路燈微電腦控制技術(shù)的概念
城市路燈微電腦控制技術(shù)是指在充分考慮城市地理位置、城市街道等級(jí)、道路交通量大小、城市區(qū)域生活習(xí)慣、季節(jié)變化、街道兩側(cè)綠化等因素的情況下,以本地民用昏影終和民用晨光始作為最佳開(kāi)啟、閉合時(shí)刻,利用微電腦機(jī)、微電腦控制器等設(shè)備、元件來(lái)合理控制城市路燈的開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)間,以實(shí)現(xiàn)對(duì)城市夜間路燈照明的自動(dòng)化、智能化控制,實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益雙贏的一種路燈控制技術(shù)[1]。其中城市路燈的開(kāi)啟和閉合時(shí)間選擇是該技術(shù)的核心內(nèi)容。
2 微電腦控制技術(shù)在城市路燈控制系統(tǒng)中的工作機(jī)理
每一座城市的經(jīng)緯度都不同,同一座城市每一天的太陽(yáng)日出和日落時(shí)間也不一樣,天文學(xué)把黃昏稱為民用昏影終,把清晨稱之為民用晨光始[1]。此外不同城市的街道交通量、路側(cè)建筑高度、綠化樹(shù)木高度及周圍居民出行習(xí)慣都不一樣,這些因素都是應(yīng)用城市路燈控制技術(shù)時(shí)需要綜合考慮的。
城市微電腦控制技術(shù)的工作機(jī)理就是把每一個(gè)城市的地理位置參數(shù)、季節(jié)參數(shù)、街道交通量情況等輸入到微電腦機(jī)中,通過(guò)調(diào)整不同街道的照度系數(shù)、開(kāi)燈提前量等來(lái)對(duì)民用昏影終到民用晨光始這段時(shí)間內(nèi)不同街道的路燈開(kāi)啟和閉合時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)化控制,以對(duì)夜間道路實(shí)施人工補(bǔ)充照明。
例如,黃昏時(shí)分,自然光逐漸變暗,行人視線能力快速下降,而此時(shí)一些城市主干路交通流量大,人們很容易因?yàn)橐暰嗖蛔愣霈F(xiàn)行車危險(xiǎn),在這樣的情況下就需要開(kāi)啟城市路燈的高照度模式。而到了清晨,自然光線逐漸增強(qiáng),且這個(gè)時(shí)間段街道上的交通流量一般不大,這種情況下就可以選擇城市路燈低照度模式或者關(guān)閉低照度模式。在黃昏和清晨之間,可以根據(jù)城市道路交通量情況等因素合理選擇高照度、低照度或者二者綜合模式,對(duì)城市路段實(shí)現(xiàn)有效控制。
3 城市路燈控制系統(tǒng)中應(yīng)用微電腦控制技術(shù)的好處
與傳統(tǒng)的人工手動(dòng)控制和光電控制技術(shù)不同,城市路燈微電腦控制技術(shù)能夠根據(jù)城市地理位置、季節(jié)變化等自動(dòng)調(diào)節(jié)城市路燈的啟閉時(shí)間,大大提高了城市路燈控制系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化水平,具有良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
微電腦控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)城市路燈開(kāi)啟、閉合時(shí)間的自動(dòng)化控制,大大降低了人工手動(dòng)控制路燈啟閉帶來(lái)的隨意性、誤差性和安全隱患問(wèn)題,并且可以根據(jù)城市地理氣候環(huán)境、街道周邊交通流量大小、街道兩側(cè)樹(shù)木茂密程度及周圍居民出行規(guī)律等因素來(lái)調(diào)節(jié)城市路燈的啟閉時(shí)間,以達(dá)到最優(yōu)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益[2]。
如在一些交通流量大、人流大、樹(shù)木密集光線較弱的街道,為了確保行車和行人的安全通行,需要較長(zhǎng)時(shí)間保持高照度照明;反之,在那些車流、人流不大,樹(shù)木稀少的街道,路燈開(kāi)啟時(shí)間可以稍微晚些,關(guān)閉時(shí)間可以稍微提前,路燈的照度也可以稍微弱些。這樣不僅可以確保各街道人、車出行安全,又可以最大程度地節(jié)約能源,實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益最大化。
4 微電腦路燈控制系統(tǒng)的常見(jiàn)故障及解決措施
4.1 常見(jiàn)故障及原因分析
雖然城市路燈微電腦控制技術(shù)可以方便地控制不同道路路燈的開(kāi)啟和閉合時(shí)間,實(shí)現(xiàn)城市路燈的自動(dòng)化和智能化控制,但這種路燈控制技術(shù)也經(jīng)常由于微電腦路燈控制器工作性能不穩(wěn)定而出現(xiàn)“失控”現(xiàn)象,發(fā)生成片路燈“不聽(tīng)指揮”而亮燈或滅燈的故障[3]。這類故障的出現(xiàn)不僅會(huì)造成能源的大量浪費(fèi),還會(huì)給行人、車輛安全出行帶來(lái)隱患,同時(shí)還會(huì)加大路燈管理維護(hù)人員的工作量,造成不好的社會(huì)影響。因此,需要重點(diǎn)解決城市路燈微電腦控制技術(shù)中的這種“失控”故障。
相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致城市路燈微電腦控制技術(shù)發(fā)生這類“失控”故障的原因可以歸納為以下幾方面:
(1)微電腦路燈控制器的工作環(huán)境復(fù)雜、惡劣[3]。即微電腦路燈控制器一般直接暴露在室外,常常受到氣候、季節(jié)變化影響,以及周圍電場(chǎng)、磁場(chǎng)的變化干擾,電網(wǎng)波動(dòng)影響等,在這些復(fù)雜、惡劣的外部環(huán)境下,微電腦控制器的穩(wěn)定性逐漸下降,進(jìn)而容易出現(xiàn)“失控”故障。相對(duì)于溫度、濕度等氣候季節(jié)因素來(lái)說(shuō),電網(wǎng)波動(dòng)和電磁場(chǎng)的干擾對(duì)城市路燈微電腦控制技術(shù)的影響更為顯著,且不易解決。因?yàn)?,前者可以通過(guò)提高電路元件焊接質(zhì)量和使用集成電路插座等方式來(lái)避免和降低影響,而后者的影響更為復(fù)雜,且涉及到的因素比較多。
(2)路燈設(shè)備本身的瞬間高頻變化和高負(fù)荷工作狀態(tài)容易導(dǎo)致城市路燈微電腦控制器出現(xiàn)故障。這是因?yàn)槌鞘新窡舸蠖嗵幱诟哓?fù)荷工作狀態(tài),并且頻繁的開(kāi)啟、閉合操作帶來(lái)的瞬態(tài)電流、電壓的變化極其復(fù)雜,經(jīng)常會(huì)伴隨高壓涌流、反激電壓、高頻脈沖產(chǎn)生,對(duì)微電腦控制器造成極大破壞,如造成城市路燈微電腦控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)大量丟失、程序出現(xiàn)紊亂,甚至直接破壞微電腦控制器設(shè)備[3]。
4.2 解決措施
針對(duì)城市路燈微電腦控制技術(shù)引發(fā)的故障,可以通過(guò)以下途徑加以控制和解決。
(1)采取相關(guān)措施,把外界氣候環(huán)境對(duì)微電腦控制器工作性能的影響降到最低,如采用上文提到的提高城市路燈微電腦控制器系統(tǒng)中各種元件的焊接連接質(zhì)量、使用集成電路插座、加蓋遮擋物、建立恒溫恒濕工作室等方法加以控制解決。
(2)針對(duì)微電腦控制器周圍的電網(wǎng)波動(dòng)和電磁場(chǎng)干擾帶來(lái)的影響,可以通過(guò)加強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性控制和在微電腦控制器工作區(qū)域內(nèi)設(shè)置相關(guān)的抗電磁場(chǎng)干擾的屏蔽裝置來(lái)適當(dāng)降低其對(duì)微電腦控制器的影響。
(3)而對(duì)于路燈設(shè)備自身工作狀態(tài)對(duì)微電腦控制技術(shù)的影響,可以使用兩級(jí)穩(wěn)壓器來(lái)穩(wěn)定電壓;在電源入口接入壓敏電阻,來(lái)吸收高壓涌流;在電源輸入端設(shè)置濾波器裝置;在電路中接入高頻、低頻旁路電容,以阻止各種雜波串入電網(wǎng);采用相關(guān)監(jiān)視軟件,監(jiān)控城市路燈微電腦控制系統(tǒng)的“掉電”情況等[3]。
5 結(jié)束語(yǔ)
相對(duì)于傳統(tǒng)的人工手動(dòng)控制技術(shù)和光電控制技術(shù),微電腦控制技術(shù)在城市路燈控制系統(tǒng)中的應(yīng)用是一項(xiàng)重要進(jìn)步,其很好地實(shí)現(xiàn)了城市路燈開(kāi)啟、閉合的自動(dòng)化和智能化控制,具有良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。但該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也會(huì)受到外界環(huán)境、路燈設(shè)備等相關(guān)因素干擾,嚴(yán)重者會(huì)對(duì)其工作性能和工作質(zhì)量造成較大影響,因此,需進(jìn)一步提高城市路燈微電腦控制技術(shù)的工作穩(wěn)定性。
參考文獻(xiàn)
[1]秦榮茂.淺談城市路燈微電腦控制技術(shù)[J].電氣工程應(yīng)用,1995(12):40-43.
城市化水平現(xiàn)階段處速發(fā)展時(shí)期,相應(yīng)地人們對(duì)城市服務(wù)質(zhì)量的要求也越來(lái)越高,對(duì)生活舒適度有了更高的需求。低壓電力載波通信技術(shù)在城市路燈遠(yuǎn)程智能控制中的應(yīng)用可以有效改善這一現(xiàn)狀,此方面的研究迫在眉睫。文章分析了該監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與原理,闡述了系統(tǒng)所需的硬件與軟件,最后探討了系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)。
關(guān)鍵詞:
低壓電力載波;通信技術(shù);城市路燈;遠(yuǎn)程智能系統(tǒng);城市服務(wù)質(zhì)量
近年來(lái),我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,城市化水平也隨之不斷提高,政府及相關(guān)建設(shè)單位也不斷加大對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建筑的資金投入,故我國(guó)城市照明設(shè)施處速的完善進(jìn)程之中。城市道路照明節(jié)能是一項(xiàng)較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程,其涉及到多個(gè)環(huán)節(jié),例如電子鎮(zhèn)流器、控制決策、照明控制管理、光源、監(jiān)控技術(shù)等。此外,城市照明系統(tǒng)在我國(guó)絕大不大部分區(qū)域內(nèi)都極為落后,存在著許多突出問(wèn)題,例如維護(hù)困難、安全隱患大等,大大增加照明的成本投入,制約著我國(guó)城市化水平的進(jìn)展。城市路燈遠(yuǎn)程智能控制的實(shí)現(xiàn)具有深遠(yuǎn)的意義,可以迅速且有效地增強(qiáng)城市照明系統(tǒng)的科學(xué)性與高效性,尤其是低壓電力載波通信技術(shù)的應(yīng)用不但可以進(jìn)一步加快城市化進(jìn)程,而且可以提高照明的穩(wěn)定性。
1城市路燈遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理與結(jié)構(gòu)特性
據(jù)相關(guān)資料的考察,城市遠(yuǎn)程智能控制結(jié)構(gòu)上有特殊的要求,針對(duì)其特殊性,該系統(tǒng)必不可少的部分為主機(jī)和從機(jī)單元。主機(jī)與從機(jī)單元具有眾多不同的單元構(gòu)成,其中顯示器、設(shè)備、鍵盤以及微型打印機(jī)等主單片機(jī)系統(tǒng)在主機(jī)單元中較為常見(jiàn),光電轉(zhuǎn)換單位、設(shè)備等從單片機(jī)系統(tǒng)則包含在從機(jī)單元中。綜合城市路燈遠(yuǎn)程智能控制在實(shí)際中的應(yīng)用情況,城市路燈控制室內(nèi)主要安裝主機(jī)單元,而城市路燈控制箱內(nèi)則一般安裝從機(jī)單元。主機(jī)單元與從機(jī)單元的通信方式一樣,即電力載波,數(shù)據(jù)交換可以通過(guò)從機(jī)與電子鎮(zhèn)流器來(lái)實(shí)現(xiàn),進(jìn)而達(dá)到系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的需求。而主機(jī)系統(tǒng)能夠結(jié)合實(shí)際情況執(zhí)行繼電器的一些命令,得到的信息會(huì)由相應(yīng)的從機(jī)及時(shí)獲得。從機(jī)經(jīng)過(guò)一定的處理后,又會(huì)把信息反饋給主機(jī)部分,主機(jī)再次處理后可將有價(jià)值的數(shù)據(jù)打印出來(lái)。該信息假若真實(shí)有效,那么可以斷定該路燈受到了一定程度的損壞。假若主機(jī)通過(guò)程序?qū)⑺新窡舳奸_(kāi)啟,操作人員又將地址信息傳送給了從機(jī),從而展開(kāi)巡檢工作,此時(shí)則能夠獲得來(lái)自從機(jī)的有效信息,進(jìn)而將該信息通過(guò)打印機(jī)呈現(xiàn)出來(lái)。在對(duì)城市路燈遠(yuǎn)程控制有一定熟悉之后,依據(jù)打印的有效信息,相關(guān)技術(shù)人員可以準(zhǔn)確地判斷出從機(jī)單元運(yùn)行所處的各種狀態(tài),分析從機(jī)的線路故障情況,這樣可以有效地緩解物力、人力資源所帶來(lái)的壓力,進(jìn)而促進(jìn)城市路燈遠(yuǎn)程智能控制的不斷完善。
2路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)
2.1主機(jī)單元
現(xiàn)階段實(shí)際應(yīng)用中,8031單片機(jī)應(yīng)用模式在主機(jī)系統(tǒng)中較為常見(jiàn),其主要組成部分包括4位半顯示單元、鍵盤單元、微型打印機(jī)。
2.2從機(jī)單元
電壓與電流傳感器在從機(jī)單元經(jīng)過(guò)一定轉(zhuǎn)換,即將光電轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的輸出信號(hào),再對(duì)信號(hào)采取進(jìn)一步的處理后,接入輸入端(A用轉(zhuǎn)換單元),最后再傳輸至A8T9C51單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)。通過(guò)驅(qū)動(dòng)單元,單片機(jī)可實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟與關(guān)閉路燈的功能,信息交換則是主要通過(guò)單片機(jī)的中斷過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2.3路燈遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)通信方案
傳輸方案采用單燈接力式,中繼的作用可以在每一個(gè)傳輸方案中體現(xiàn)出來(lái),并且不再需要多余的。一般而言,路燈常見(jiàn)的距離在35m左右,進(jìn)而極大地降低衰減程度,極大地提高信號(hào)的信噪比,精確且高效地接受信號(hào)。
3路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)
3.1主機(jī)軟件設(shè)計(jì)
為了最大限度地發(fā)揮城市路燈遠(yuǎn)程智能監(jiān)控中電力載波通信技術(shù)的實(shí)用價(jià)值,在設(shè)計(jì)系統(tǒng)主機(jī)軟件的過(guò)程中,通常主機(jī)的軟件一般包括打印程序、顯示程序等。結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)際情況來(lái)看,從機(jī)的地址一般采用報(bào)表的形式傳輸給主機(jī),主機(jī)再將相關(guān)數(shù)據(jù)自動(dòng)保存在存儲(chǔ)器內(nèi);再結(jié)合實(shí)際情況,將主機(jī)的數(shù)據(jù)包穩(wěn)定傳輸。進(jìn)一步采用微型打印機(jī)再將從機(jī)地址打印出來(lái),并及時(shí)檢查電流值與電壓情況,假若從機(jī)的電流值趨向于0,由此可以推斷出從機(jī)中的路燈受到了損壞。假若無(wú)法精確接受從機(jī)的數(shù)據(jù)包,則可以推斷系統(tǒng)內(nèi)的線路路燈出現(xiàn)了一定的問(wèn)題。
3.2從機(jī)軟件設(shè)計(jì)
電力載波在城市路燈遠(yuǎn)程智能控制中的應(yīng)用,有效地存進(jìn)了從機(jī)軟件的設(shè)計(jì)。結(jié)合實(shí)際的設(shè)計(jì)情況,在滿足主機(jī)實(shí)際需求的條件下,從機(jī)的軟件可以自由控制路燈的開(kāi)關(guān),并依據(jù)系統(tǒng)內(nèi)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),巡檢采樣路燈的電流與電壓值,打包所獲取到的信息,最后傳送到主機(jī),進(jìn)一步便于城市路燈智能監(jiān)控中實(shí)現(xiàn)相關(guān)操作。
4低壓電力載波通信技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
傳統(tǒng)的城市照明系統(tǒng)存在眾多方面的問(wèn)題,比如管理不夠規(guī)范、浪費(fèi)大、人工作業(yè)量大、系統(tǒng)總體規(guī)劃能力不足、缺乏統(tǒng)計(jì)查詢功能、路燈壽命較短等。電力載波在城市路燈遠(yuǎn)程智能控制中的應(yīng)用,促進(jìn)了高效且科學(xué)的管理模式在城市中的實(shí)現(xiàn),維修效率也極大地得到改善,確保整個(gè)城市照明的節(jié)電率、設(shè)備完好率、亮燈率等,與此同時(shí)還要加強(qiáng)系統(tǒng)自檢,減少相關(guān)人員的工作量,能及時(shí)應(yīng)對(duì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程出現(xiàn)的各類問(wèn)題,切實(shí)提高城市的整體服務(wù)質(zhì)量與管理效率。電力載波在城市路燈遠(yuǎn)程智能控制中的應(yīng)用方面加強(qiáng)研究,城市照明設(shè)施的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)需要盡快建立,從而獲得城市照明設(shè)施的相關(guān)數(shù)據(jù),包括各個(gè)設(shè)施的性能指標(biāo)與老化程度等;對(duì)各個(gè)設(shè)施的能耗情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì);綜合歷史資料與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),結(jié)合相關(guān)的地理信息展示技術(shù),更加精準(zhǔn)地掌握照明設(shè)施的相關(guān)內(nèi)容。實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的故障,監(jiān)控所要統(tǒng)計(jì)的照明設(shè)施,達(dá)到精細(xì)化地管理各個(gè)設(shè)施的目的。現(xiàn)階段急缺系統(tǒng)的硬件設(shè)備與軟件接口方面的規(guī)范,需要盡快對(duì)硬件控制設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究,進(jìn)一步約束并限制集中控制器與終端控制器的應(yīng)用,對(duì)通用接口也應(yīng)當(dāng)提出更高的要求。電力載波在城市路燈遠(yuǎn)程智能控制中的應(yīng)用,是以先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、通訊手段、自動(dòng)控制技術(shù)等為基礎(chǔ)建立起來(lái)的,它在未來(lái)要實(shí)現(xiàn)快速精準(zhǔn)地控制與管理城市道路照明設(shè)施的目的。
5結(jié)語(yǔ)
綜上所述,低壓電力載波通信技術(shù)在城市路燈遠(yuǎn)程智能監(jiān)控中的應(yīng)用會(huì)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展而發(fā)展,我國(guó)的城市化水平也在不斷提高,作為完善城市功能的亮化,對(duì)于提高人民生活質(zhì)量與城市人民的居住環(huán)境至關(guān)重要,這也對(duì)我國(guó)照明事業(yè)的發(fā)展提出了更高的要求。此技術(shù)的順利應(yīng)用可以促進(jìn)相關(guān)從業(yè)人員準(zhǔn)確地掌握城市路燈的工作狀態(tài),及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的安全隱患并排查,保證系統(tǒng)高效運(yùn)轉(zhuǎn),從而為發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、提高城市的照明品質(zhì)等方面做出應(yīng)有的貢獻(xiàn),促進(jìn)城市照明系統(tǒng)的精細(xì)化、智能化與管理信息化,進(jìn)而為城市帶來(lái)廣大的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
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