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计算机监控论文优选九篇

时间:2022-01-28 17:53:38

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计算机监控论文

第1篇

关键词锅炉房/计算机控制/供暖

AbstractDiscussestherequirementsformonitoringandmanagementofthescopesfromboilerhousesforheating,steam-waterandwater-waterheatexchangers,smallscaleheatingnetworkstolargescaledistrictheating,therelatedhardwareconfigurationandtheapproachestorealisetherequiredfunctions.

Keywordscomputercontrol,heating,boiler

5.1供暖热水锅炉房内监测与控制的主要目的应为:

·提高系统的安全性,保证系统能够正常运行;

·全面监测并记录各运行参数,降低运行人员工作量,提高管理水平;

·对燃烧过程和热水循环过程进行有效的控制调节,提高锅炉效率,节省运行能耗,并减少大气污染。

对于热水锅炉,可将被监测控制对象分为燃烧系统和水系统两部分分别进行讨论。整个计算机监测控制管理系统可按图5-1形式由若干台现场控制机(DCU)和一台中央管理机构成。各DCU分别对燃烧系统、水系统进行监测控制,中央管理机则显示并记录这两个系统的在线状态参数,根据供热状态况确定锅炉、循环泵的开启台数,设定供水温度及循环流量,协调各台DCU完成各监测控制管理功能。

5.1.1燃烧系统监测与控制

图5-1锅炉房计算机的监控系统

对于链条式热水锅炉,燃烧过程的控制主要是根据对产热量的要求控制链条速度及进煤挡板高度,根据炉膛内燃烧状况及排烟的含氧量及炉膛内的负压度控制鼓风机、引风机的风量,从而既根据供暖的要求产生热量,又获得较高的燃烧效率。为此需要监测的参数有:

·排烟温度:一般使用铜电阻或热电偶来测量;再配之以相应的温度变送器,即可产生4~20mA或0~10mA的电流信号,通过DCU的模拟量输入通道AI即接入计算机。

·排烟含氧量:目前较多采用氧化锆传感器,可以对0.1%~21%范围内的高温气体的含氧量实现较精确的测量,其输出通过变送器后亦可转换为4~20mA或0~10mA电流信号。

·空气预热器出口热风温度:同上述测温方法。

·炉膛、对流受热面进出口、省煤器出口、空气预热器出口、除尘器出口烟气压力:测点可根据具体要求增减,一般采用膜盒式或波纹管式微压差传感器,再通过相应的变送器变为4~20mA或0~10mA电流信号,接入DCU的AI通道。

·一次风、二次风风压,空气预热器前后压差:测量方法同上。

·挡煤板高度测量:通过专门的机械装置将其转换为电阻信号,再变成标准电流信号,送入DCU的AI通道。

·供水温度及产热量:由水系统的DCU测出后通过通讯系统送来。

燃烧系统需要控制调节的装置为:

·炉排速度:由可控硅调压,改变直流电机转速

·挡煤板高度:控制电机正反转,通过机械装置带动挡板运动

·鼓风机风量:调鼓风机各风室风阀或通过变频器调风机转速

·引风机风量:调引风机风阀或通过变频器高风机转速

为了监测上述调节装置是否正常动作,还应配置适当的手段测试上述调节装置的实际状态。炉排速度和挡煤板高度可通过适当的机械机构结合霍尔元件等位置探测传感器来实现,风机风量的调节则可以通过风阀的阀位反馈信号或变频器的频率输出信号得到。

燃烧过程的控制调节主要包括事故下的保护,启停过程控制,正常的燃烧过程调节三部分。

·事故保护:这主要是由于某种原因造成循环水停止或循环量过小,以及锅炉内水温太高,出现汽化。此时最重要的是恢复水的循环,同时制止炉膛内的燃烧。这就需要停止给煤,停止炉排运行。停止鼓风机,引风机。DCU接收水温超高的信号后,就应立即进入事故处理程序,按照上述顺序停止锅炉运行,并响铃报警,通知运行管理人员,必要时还可通过手动补入冷水排除热水,进行锅炉降温。

启停控制:启动点火一般都是人工手动进行,但对于间歇运行的锅炉,封火暂停机和再次启动的过程则可以由DCU控制自动进行。封火过程为逐渐停止炉排运动,停掉鼓风机,然后停止引风机。重新启动的过程则是开启引风机,慢慢开大鼓风机,随炉温升高慢慢加大炉排进行速度。

正常运行调节:正常运行时的调节主要是使锅炉出口水温度维持在要求的设定值,同时达到高燃烧效率,低排烟温度,并使炉膛内保持负压。这时作为参照的测量参数有炉膛内的温度分布、压力分布、排烟含水量氧量等。锅炉的给煤量可以通过炉排速度和挡煤板高度(即煤层厚度)确定,鼓风机则可以根据空气预热器进出口空气的压差判断其相对的变化,此时可以调整控制量有炉排速度、煤层厚度(调整挡煤矿板高度)、鼓风机转速、各风室风阀、引风机转速或风阀。上述各调节手段与各可参照的测量参数都不是单一的对应关系,因此很难用如PID算法之类的简单控制调节算法。目前,控制调节效果较好的大都采用"模糊控制"方法或"规则控制"法,都是根据大量的人工调节运行经验而总结出的调节运行方法。

当燃烧充分时,锅炉的出力主要取决于燃煤量,因此锅炉出口水温的控制主要靠炉排速度及煤层厚度来调节,煤层厚度与煤种有很大关系,炉膛内燃烧状况可以通过炉膛内温度分布及煤层风阻来确定。燃烧充分时炉膛内中部温度最高,炉排尾部距挡渣器前煤已燃尽,温度降低。鼓风机则应根据进煤量的增减而增减送风量,同时通过观测排烟的含氧量最终确定风量是否适宜。引风机则可根据炉膛内负压状态决定运行状态,维持炉内微负压,从而既保证煤的充分燃烧,又不会使烟气和火焰外溢。根据如上分析,可采用如下调节规则:

每h一次,根据炉膛内温度分布调整煤层厚度及炉排速度,最高温度点后移,则将炉排速度降低5%,同时将挡煤板提高5%,当最高温度点前移时,则将炉排速度提高5%,同时将挡煤板降低5%。

每2h一次:若出水温度高于设定值2℃以上,则将炉排速度降低5%,若出水温度低于设定值2℃以上,则将炉排速度加大5%,加大和减小炉排速度的同时,还要相应地将鼓风机转速开大或减小。当采用风阀调整鼓风量时,则调阀,观察空气预热器前后压差使此压差增大或减少10%。

每15min一次:若排烟含氧量高于高定值,则适当减少鼓风同风量(降低转速或关小风阀),若低于高定值,则增加鼓风机风量。

每15min一次:若炉膛负压值偏小(或变为正压),加大引风机转速或开大风阀,若负压值偏大,则降低引风机风量。

以上调节规则中,所谓"合理的炉膛温度分布"取决于锅炉形式及测温传感器安装位置,需通过具体运行实测分析后,给出"合理","最高温度前移","最高温度后移"的判据,然后将其再写入DCU控制逻辑中。同样,排烟含氧量的设定值,含氧量出现偏差时对鼓风机风量的修正等参数也需要在锅炉试运行后,根据实际情况摸索,逐步确定。当然这几个修正量参数也可以在运行过程中通过所谓"自学习"的方法得到,在这里不做过多的讨论。

5.1.2锅炉房水系统的监测控制

锅炉房水系统的计算机监测控制系统的主要任务是保证系统的安全性;对运行参数进行计量和统计;根据要求调整运行工况。

·安全性保证:保证主循环泵的正常运行和补水泵的及时补水,使锅炉中循环水不会中断,也不会由于欠压缺水而放空。这是锅炉房安全运行的最主要的保证。

·计量和统计:测定供回水温度和循环水量,以得到实际的供热量;测定补水流量,以得到累计补水量。供热量及补水量是考查锅炉房运行效果的主要参数。

·运行工况调整:根据要求改变循环水泵运行台数或改变循环水泵转速,调整循环流量,以适应供暖负荷的变化,节省运行电费。

图5-2为由2台热水锅炉、4台循环水泵构成的锅炉房水系统示意图。图中还给出建议的测量元件和控制元件。

2台锅炉的热水出口均安装测温点,从而可了解锅炉出力状况。为了了解每台锅炉的流量,最好在每台锅炉入口或出口安装流量计,一般可采用涡街式流量计。涡街式流量计投资较高,可以按照图5-2那样在锅炉入口调节阀后面安装压力传感器,根据测出的压力p3,p4与锅炉出口压力p1之压差,也可以间接得到2台锅炉间的流量比例。2台锅炉入口分别安装电动调节阀来调整流量,可以使在2台锅炉都运行时,流量分配基本一致,而当低负荷工况下1台锅炉停止或封火,循环水泵运行台数也减少时,自动调节流量分配,使运行的锅炉通过总流量的90%以上,封火的锅炉仅通过总流量的5%~10%,仅维持其不至于过热。

图5-2锅炉房水系统原理及其测控点

温度传感器t3,t4,t5和流量传感器F1一起构成对热量的计量。用户侧供暖热量为,GF1cp(t3-t4),其中GF1为用流量F1测出的流量。锅炉提供的热量则为GF1cp(t3-t5),二者之差是用于加热补水所需要的热量。长期记录此热量并经常对其作统计分析,与煤耗量比较,既可检查锅炉效率的变化,及时发现锅炉可能出现的问题,与外温变化情况相比较,则又可以了解管网系统的变化及供热系统的变化,从而为科学地管理供暖系统的运行提供依据。

泵1~4为主循环泵。压力传感器p1,p2则观测网路的供回水压力。安装4台泵时的一般视负荷变化情况同时运行2台或3台水泵,留1台或2台备用。用DCU控制和管理这些循环水泵时,如前几讲所述,不仅要能够控制各台泵的启停,同时还应通过测量主接触器的辅助触点状态测出每台泵的开停状态。这样,当发现某台泵由于故障而突然停止运行时,DCU即可立即启动备用泵,避免出现因循环泵故障而使锅炉中循环水停止流动的事故。流量传感器F1也是观察循环水是否正常的重要手段。当外网由于某种原因关闭,尽管循环水泵运行,但流量可以为零或非常小,此时也应立即报警,通过计算机使锅炉自动停止,同时由运行值班人员立即手动开启锅炉的旁通阀V4,恢复锅炉内的水循环。

泵5,6与压力测量装置p2,流量测量装置F2及旁通阀V3构成补水定压系统,当p2压力降低时,开启一台补水泵向系统中补水,待p2升至设定的压力值时,停止补水。为防止管网系统中压力波动太大,当未设膨胀水箱时,还可设置旁通阀V3来维持压力的稳定。长期使一台补水泵运行,通过调整阀门V3来维持压力p2不变。补水泵5,6也是互为备用,因此DCU要测出每台泵的实际启停状态,当发现运行的泵突然停止或需要启动的泵不能启动时,立即启动另一台泵,防止系统因缺水而放空。流量计F2用来计算累计的补水量,它可以是涡街流量计,也可以采用通常的冷水水表,或有电信号输出的水表。

5.1.3锅炉房的中央管理机

如图5-1所示,可采用一台中央管理计算机与各台DCU连接,协调整个锅炉房及热网的运行调节与管理。中央机主要工作任务为:

·通过图形方式显示燃烧系统、水系统及外网系统的运行参数,记录和显示这些参数的长期变化过程,统计分析耗热量、补水量、外温及供回水温度的变化。

·根据外温变化情况,预测负荷的变化,从而确定供热参数,即循环水量及泵的开启台数、供水温度、锅炉运行台数。将这些决定通知相应的DCU产生相应原操作或修改相应的设定值。负荷的预测可以根据测出的以往24h的平均外温w来确定:

(5-1)

式中为Q0设计负荷,t0为设计状态下的室外温度,Q为预测出的负荷。考虑到建筑物和管网系统的热惯性,采用时间序列的方法来预测实际需要的负荷,可能要更准确些。

式(5-1)中的负荷尽管每h计算一次,但由于是取前24h的平均外温,因此它随时间变化很缓慢。每hQ的变化ΔQ仅为:

(5-2)

其中tw,τ-tw,τ-24为两天间同一时刻温度之差,一般不会超过5℃,因此ΔQ的变化总是小于Q的1%,所以不会引起系统的频繁调节。

根据预测的负荷可以确定锅炉的开启台数Nb:Nb≥Q/q0,其中q0为每台锅炉的最大出力。由此还可确定循环水泵的开启台数。

要求的总循环量G=max(Q/(Δt·cp)Cmin),其中Gmin为不产生垂直失调时要求的最小系统流量,Δt为设定的供回水温差。由于多台泵并联时,总流量并非与开启台数成正比,因此可预先在计算机中预置一个开启台数成正比,因此可预先在计算机中预置一个开启台数与流量的关系对应表,由此可求出要求的运行台数。

·分析判断系统出现的故障并报警。锅炉及锅炉房可能出现的故障及由计算机进行判断的方法为:

--水冷壁管或对流管爆管事故此时补水量迅速增加,炉膛内温度迅速下降,排烟温度下降,炉膛内温度迅速下降,排烟温度下降,炉膛内压力迅速由负压变为正压。

--水侧升温汽化事故此时锅炉热水出口温度迅速提高,接近达到或超过出口压力对应的饱和温度。

--锅炉内压力超压事故测出水侧压力突然升高,超过允许的工作压力;

--管网漏水严重测了水侧压力降低,补水量增大;

--锅炉内水系统循环不良测出总循环水量GF1减少很多,压差p3-p1或p4-p1加大;

--除污器堵塞测出总循环水量GF1减少,当阀门V1、V2全开时压差p3-p2、p4-p2仍偏小,说明压力传感器p2的测点至循环水泵入口间的除污器的堵塞。

--炉排故障测出的炉排运动速度与设定值有较大差别;

--引风机、鼓风机、水泵故障相应的主接触器跳闸,或所测出的空气压差或水循环流量与风机、水泵的设计状况有较大出入。

利用计算机根据上述规则及实测运行参数不断进行分析判断,即可及时发现上述事故或故障,并立即采取报警和停炉等相应的措施,从而防止事故的进一步扩大或故障转化为事故,提高运行管理的安全性。

5.2蒸汽-水和水-水换热站的监测与控制

对于利用大型集中锅炉房或热电厂作为热源,通过换热站向小区供热的系统来说,换热站的作用就同上一节的供暖锅炉房一样,只是用热交换器代替了热水锅炉。

图5-3为蒸汽-水换热站的流程及相应的测控制元件。水侧与图5-2一样,控制泵5、6及阀V2根据p2的压力值补水和定压;启停泵1~4来调整循环水量;由t2,t3及流量测量装置F1来确定实际的供热量。与锅炉房不同的是增加了换热器、凝水泵的控制以及蒸汽的计量。

图5-3蒸汽-水换热站的测量与控制

蒸汽计量可以通过测量蒸汽温度t1、压力p3和流量F3实现,F3可以选取用涡街流量计测量,它测出的为体积流量,通过t1和p3由水蒸气性质表可查出相应状态下水蒸气的比体积ρ,从而由体积流量换算出质量流量。为了能由t和p查出比体积,要求水蒸气为过热蒸汽。为此将减压调节阀移至测量元件的前面,如图5-3中所示,这样即使输送来的蒸汽为饱和蒸汽,经调节阀等焓减压后,也可成为过热蒸汽。

实际上还可以通过测量凝水量来确定蒸汽流量。如果凝水箱中两个液位传感器L1、L2灵敏度较高,则可在L2输出无水信号后,停止凝水排水泵,当L2再次输出有水信号时,计算机开始计时,直到L1发出有水信号时,计时停止,同时启动凝水泵开始排水。从L2输出有水信号至L1开始输出有水信号间的流量可以用重量法准确标定出,从而即可通过DCU对这两个水位计的输出信号得到一段时间内的蒸汽平均质量流量,代替流量计F3,并获得更精确的测量。当然此处要求液位传感器L1、L2具有较高灵敏度。一般如浮球式等机械式液位传感器误差较大,而应采取如电容式等非直接接触的电子类液位传感器。

加热量由蒸汽侧调节阀V1控制。此时V1实际上是控制进入换热器的蒸汽压力,从而决定了冷凝温度,也就确定了传热量。为改善换热器的调节特性,可以根据要求的加热量或出口水温确定进入加热器的蒸汽压力的设定值。调整阀门V1使出口蒸汽压力p3达到这一设定值。与直接根据出口水温调整阀门的方式相比,这种串级调节的方式可获得更好的调节效果。

供水温度t3的设定值,循环泵的开启台数或要求的循环水量的确定,可以同上一节一样,根据前24h的外温平均值查算供热曲线得到要求的供热量,并算出要求的循环水量。供水温度的设定值t3,set可由调整后测出的循环水量G、要求的热量Q及实测回水温度t2确定:

t3,set=t2+Q/(cp·G)

随着供水温度t3的改变,t2也会缓慢变化,从而使要求的供水温度同时相应地改变,以保证供出的热量与要求的热量设定值一致。

对于一次网为热水的水-水换热站,原则上可以按照完全相同的方式进行,如图5-4。取消二次供水侧的流量计F1,仅测量高温热水侧的流量F3,再通过即可和到二次侧的循环水量,一般高温水温差大,流量小,因此将流量计装在高温侧可降低成本。测量高温水侧供回水压力p3、p4可了解高温侧水网的压力分布状况,以指导高温侧水网的调节。

图5-4水-水换热站的测量与控制

调整电动阀门V1改变高温水进入换热器的流量,即可改变换热量。可以按照前述方法确定二次侧供水温设定值,由V1按此设定值进行调节。在实际工程中,高温水网侧的主要问题是水力失调,由于各支路通过干管彼此相连,一个热力站的调整往往会导致邻近热力站流量的变化。另外,高温水侧管网总的循环水量也很难与各换热站所要求的流量变化相匹配,于是往往造成外温降低时各换热站都将高温侧水阀V1开大,试图增大流量,结果距热源近的换热站流量得到满足,而距热源远的换热站流量反而减少,造成系统严重的区域失调。解决这种问题的方法就是采用全网的集中控制,由管理整个高温水网的中央控制管理计算机统一指定各热力站调节阀V1的阀位或流量,各换热站的DCU则仅是接收通过通讯网送来的关于调整阀门V1的命令,并按此命令进行相应的调整。高温水侧面管网的集中控制调节。将在一下节中详细介绍。

5.3小区热网的监测与调节

小区热网指供暖锅炉房或换热站至各供暖建筑间的管网的监测调节。小区热网的主要问题也是冷热不均,有些建筑或建筑某部分流量偏大,室内过热,而另一些建筑或建筑的另一部分却由于流量不足而偏冷。这样,计算机系统的中心任务就是掌握小区各建筑物的实际供暖状况,并帮助维护人员解决冷热不均问题。

测量各户室温是对供暖效果最直接的观测,但实际系统中尤其是对住宅来说,很难在各房间安装温度传感器。比较现实的方法就是测量回水温度,根据各支路回水温度的差别,就可以估计出各支路所负责建筑平均室温的差别。如果各支路回水温度调整到相同值,就意味着各支路所带散热器的平均温度彼此相同,因此可以认为室温也基本相同。一般住宅的回水温度测点可选在建筑热入口中的回水管上。对于大型建筑,可选在设备夹层中几个主要支路的回水干管上。

要解决冷热不均问题就需要对系统的流量分配进行调整,在各支路上都安装由计算机进行自动调节的电动调节阀成本会很高,同时一旦各支路流量调节均匀,在无局部的特殊变化时,系统应保持冷热均匀的状态,不需要经常调整。因此可以在各支路上安装手动调节阀,通过计算机监测和指导与人工手动调节相配合的方法实现小区供暖系统的调节和管理。为便于人工手动调节,希望各支路的调节阀有较准确的开度指示。目前国内推广建研院空调所等几个单位研究开发流量调配阀,有准确的阀位指示,阀位可锁定,并提供较准确的阀位-阻力特性曲线,采用这种阀门将更易于计算机指导下的人工调节。

根据上述讨论,计算机系统要测出各支路的回水温度,并将其统一送到供暖小区的中央管理计算机中进行显示、记录和分析。测出这些回水温度的方法有如下两种方式:

集中十余个回水温度测点设置1台DCU。此DCU仅需要温度测量输入通道。再通过专门铺设的局部网或通过调制解调器经过电话线与小区的中央管理联接。当这十几个温度相互距离较远时,温度传感器至DCU之间的电缆的铺设有时就有较大困难,温度信号的长线传输亦会有一些干扰等影响。这种方式仅在建筑物较集中、每一组联至一台DCU的测温点相距不太远时适用。

采用内部装有单片机的智能式温度传感器,可以连接通讯网通讯或通过调制解调器搭用电话线连至中央管理计算机。这样,可以在距测点最近的楼道墙壁上挂上一台带有调制解调器的温度变送器,通过一根电缆接至回水管上的温度传感器,再通过一根电缆搭接邻近电话线。目前这类设备每套价格可在1000~1500元人民币之间。如果每1000~3000m2建筑安装一个回水温度测点,则平均每m2供暖建筑投资在0.50~1元间。

小区的中央管理计算机采集到各点的回水温度后,可在屏幕上通过图形方式显示,使运行管理人员对当时的供热状况一目了然。还可根据各支路间回水温度的差别计算各支路阀门需要的调整量。对于一般的带有阀位指示的调节阀,这种分析只能采用某种基于经验的规则判断法,下面为其一例:

找出温度最高的10%支路的平均温度max,温度最低的10%支路和的平均温度min,全网平均回水温度。

若max-min<3℃,不需要再做调节。

若max->2℃,将温度最高的10%支路阀门都关小,与相比温度每高1℃关小3%5~%;

若max-<-2℃,将温度最低的10%支路阀门都开大,与相比温度每高1℃开大3%~5%;

根据上面的分析结果,计算机显示并打印出需要调节的支路及其调节量。运行管理人员根据计算机的输出结果到现场进行手动调节。在供暖初期每3天左右进行一次这种调节。一般经过6~8次即可使一个小区基本实现均匀供热。

采用流量调配阀时可以使调节效率更高,效果更好。此时需要将现场各流量调配阀的实际开度、流量调配阀的开度-阻力特性性能曲线及小区管网的连接关系图输入中央管理计算机,有专门的算法可以根据调整阀门后回水温度的变化情况识别出管网的阻力特性及热用户的热力特性,从而可较准确地给出各流量调本阀需要调整的开度[4],每次调整后,调整人员需将实际上各调节阀的调整程度输入计算机。计算机进而计算了下一次需要的调整量,像这样一次高速可间隔2~5d。模拟分析与实验结果表明,一般只要进行3~4次调节,即可使各支路的回水温度调整到相互间差值都在3℃以内,实现较好的均匀供热[8]。

目前,许多供热公司和有关管理部门开始提出装设热量计,以按照实际供热量收供暖费,各种采用单片计算机的热量计相应出台。这种热量计多是由一台转子式流量计和两台温度传感器配一台单片计算机构成。转子式流量计每流过一个单元流量即发出一个脉冲,由单片机测出此脉冲,得到流量,再乘以当时测出的供回水温差,即可行到相应的热量,由单片要对此热量值进行累计和其它统计分析就成为热量计。目前的单片机稍加扩充就可以具有通讯功能,通过调制解调器将它与电话线连接,就能实现热量计与小区供暖的中央管理机通讯。这样,不但各用户的用热量能够及时在中央管理机中反映,各用户的回水温度状况还能随时送到中央管理计算机中,从而可以对网的不平衡发问进行分析,给出热网的调节方案。这样,将热量计、通讯网与小区中央管理计算机三者结合,就可以全面实施小区热网的热量计量、统计与管理、运行调节分析三部分功能,较好地解决小区热网的运行、管理与调节。

5.4热电联产的集中供热网的计算机监控管理

热电联产的集中供热网可以分成两部分:热源至各热力站间的一次网,热力站至各用户建筑的二次网。后者的控制调节已在前几节讨论,本节讨论热源至各热力站间的一次网的监控管理。

一次网有蒸汽网和热水网两种形式,对于蒸汽网,各热力站为前面讨论过的蒸汽-热水换热站,一次网的管理主要是各热力站蒸汽用量的准确计量,这在前面也已讨论。下面主要研究热水网的监测控制调节。

若忽略热网本身的惯性,则系统各时刻和热力站换热量之和总是等于热源供出的总热量,此外各热力站一次网循环水量之和又总是等于热源循环泵的流量,不论是冷凝式、抽汽式还是背压式热电厂,其输出到热网的热量都不是完全由各热力站的调节决定,而是由热电厂本身的调节来决定,取决于进入蒸汽-水换热器的蒸汽量。由于热电厂控制调节输出热量时很难准确了解各热力站对热量的需求,同时还要兼顾发电的要求,不能完全根据各热力站需要的热量调整,于是热源供出的热量就很难与各热力站实际需求的热量之和一致,这样,就导致控制调节上的一些矛盾。

为简单起见,假设热电厂向蒸汽-水加热器送入固定的蒸汽量Q0,如图5-5,若此热量大于各热力站需要的热量,则各热力站二次侧调节纷纷关小。以减小流量。由此使总流量相应减少,导致供回水温差加大。如果电厂维持蒸汽量Q0不变则各热力站调节阀的关小并不能使总热量减少,而只是根据网的特性及各热力站调节特性的不同,有的热力产流量减少的多,使得供热量有所减少;有的热力站流量减少的幅度小,则供热量反而电动阀加。同样,如果Q0小于各热力站需要的总热量时,各热力站的调节阀纷纷开大,使流量增加,由此导致供回水温差减小。热力站1,2可能由于热量增大的幅度大于水温降低的幅度,供热量的需求得以满足,但由于流量增大,泵的压力降低,干管压降又减小,导致3,4的资用压头大幅度下降,阀门开大后,流量也增加不多,甚至还要下降,这样,供热量反而减少。由此可见在这种情况下各热力站对一次侧阀门的调节实际是对各热力站之间的热量分配比例的调节,而不是对热量的调节,如果各热力站都是这样独立地根据自己小区的供热需求进行调节,而热电厂又不做相应的配合,则整个热网不可能调整控制好。实际上热电厂也会进行一些相应的调节,例如发现t供升高时会减少蒸汽量,t供降低时会增加蒸汽量,但Q0总是不可能时刻与各热力站总的需求量一致,上述矛盾是永远存在的。

图5-5热电厂与各热力站之间的平衡

因此,就不宜对各个热力站按照第5.1、5.2节中的讨论的,根据外温独立调节。既然各热力站一次侧阀门的调节只解决热量的分配比例,那么对它们的调节亦应该根据对热量的分配比例来调节。一种方式是如果认为供热量应与供热面积成正比,则测出每个热力站的瞬时供热量,根据各热力站的供热面积,计算每个热力站的单位面积q。对q偏大的热力站关小调节阀,对q偏小的则开大调节阀,这样不断修正,直至各热力站的q相同为止。再一种方式则是认为各散热器内的平均温度相同,房间的供热效果就相同。由于散热器的平均温度等于二次侧的供回水平均温度,因此可以各热力站二次侧供回水平均温度调整成一致目标,统一确定热力站二次侧供回水平均温度的设定值,根据此设定值与实测供回水平均温度确定开大或关小一次侧调节阀。按照这一思路,对各热力站的调节以达到热量的平均分配为目的,以实现均匀供热。热电厂再根据外温变化,统一对总的供热量进行调整,以保证供热效果并且不浪费热量。由于整个热网所供应的建筑物效果并不浪费热量。由于整个热网所供应的建筑物均处在同一外温下,因此,一旦系统调整均匀,对各热和站调节阀的调整很少,热源的总的供热以数随外温改变,各热力站的调节阀则不需要随外温而变化,只当小区二次系统发生一些变化时才需要进行相应的调节。

要实现这种调节方式,就必须对全网各热力站的调节阀实行集中统一的控制调节。可以在每个热力站设一台DCU现场控制机,测量一、二次侧的水温、压力、流量及二次侧循环泵状态,并可控制一次侧电动调节阀。通过通讯网将各热力站连至中央管理计算机。由于热力站分布范围很大,通讯距离较过远,这时的通讯可通过调制解调器搭用电话线,也可以随着供热干管同时埋设通讯电缆,使用双绞线按照电流环方式通讯。中央管理机不断采集各热力站发送来的实测温度、压力、流量,定期计算热力站发送来的实测温度、压力、流量,定期计算热力站发送来的实测温度的设定值与和各热力站实测值的比较,直接命令各热力站DCU开大/关小电动调节阀。各热力站二次侧回水温度的变化是一惯性很大且缓慢的过程,因此应采有0.5~1h以上的时间步长进行调节,以防止振荡。

除对热网工况进行高速外,计算机控制系统还应为保证系统的安全运行做出贡献。当热力站采用直连的方式,不使用热交换器时,最常见的事故就是管道内超压导致散热器胀裂,DCU可直接监视用户的供回水管压力,发现超压立即关闭供水阀,起到保护作用。无论直连还是间连网,另一类严重的事故就是一次网漏水。严重的管道漏水如不能及时发现并切断和修复,将严重影响供热系统和热电厂的运行。根据各热力站DCU监测的一次网供回水压力分布,还可以从其中的突然变化判断漏水事故及其位置,这对提高热网的安全运行有十分重要的意义,这类系统压力分析与事故判断的工作应属于中央管理机的工作内容。

5.5参考文献

1温丽,锅炉供暖运行技术与管理,北京:清华大学出版社,1995。

2陆耀庆主编,实用供热空调设计手册,北京:中国建筑工业出版社,1993。

3李祚启,集中供热管理微机自控优化系统,建设电子论文选编,北京:中国建筑工业出版社,1994。

4江亿,集中供热网控制调节策略探讨,区域供热,1997,(2)。

5江亿,城市集中供热网的计算机控制和管理,区域供热,1995(5)。

6YiJiang,Faultdetectionanddiagnosisindistrictheatingsystem.Pan-pacificsymposiumonbuildingandurbanenvironmentalconditioninginAsia.Nagoya,Japan,1995,..

第2篇

330kV凉州变电站是甘肃武威电网的枢纽变电站,变电站整个系统采用微机监控,系统包括两部分:站控层和间隔层,网络结构为开放式分层、分布式结构。站控层为全所设备监视、测量、控制、管理的中心,通过光缆与间隔层相连。间隔层按照不同的电压等级和电气间隔单元,以相对独立的方式分散在各个继电器室中,在站控层及网络失效的情况下,间隔层仍能独立完成间隔层的监测和断路器控制功能。计算机监控系统通过远动工作站与调度中心通讯。

1网络结构介绍

1.1问隔层网络结构

330kV凉州变电站二次测量、保护单元通过RS485和光纤组成的F—NET局域网,网络拓扑结构为总线型,网络传输速率为187.5kb/s,网络成熟可靠,它负责站控层各个工作站之间和来自间隔层的全部数据的传输和各种访问请求。其网络协议符合国际标准化组织OSI模型。具有良好的开放性,见图1。

网络特点:

(1)网络结构完全符合《中国电力行业标准》中关于继电保护和智能数据采集设备信息接口标准。基于铜线的双绞线较之基于光纤的传输系统容易受到电磁干扰的影响,且传输信息的质量降低。但对于普通的数字智能装置,如果直接实现光纤接口,必须安装光纤连接器,这样就大大提高了设备的成本,对生产商和使用方法都将产生经济上的压力,RS-485和光纤通过光纤转换器组成的以太网,不但避免了以上的不足而且充分利用了RS-485和光纤的优点。

(2)测量、控制及继电保护装置的配置:如图1所示,所有的测量、控制装置全部通过RS-485接口以总线方式相连接,所有继电保护装置通过RS-232接口与串口扩展板(1-16)相连接。这种相对独立配置方式,大大增强了系统的运行可靠性,系统不会因为某个单元装置故障而瘫痪。

(3)前置机配置:如图1所示,2台前置机互为备用,当主机出现异常和故障时,备用前置机自动切换为主机运行,保证了系统的正常运行。

(4)系统的不足:系统设计的不足之处在当串口扩展板或任何一台前置机出现故障时,所有的保护信息都无法传输,在以后的网络改造中,将继电保护装置的RS-232接口通过串口转换板转换为RS-485接口,以总线的方式实现保护信号的传输。

1.2站控层网络结构

站控层网络为以太网,网络拓扑结构为总线型,网络传输协议为TCP/IP,网络传输速率为100Mb/s,通讯介质为双绞线+光纤,它负责站控层各个工作站之间和来自间隔层的全部数据的传输和各种访问请求。其网络协议符合国际标准化组织OSI模型,具有良好的开放性,站控层网络按双网配置,网络结构如图2所示。

网络特点:

(1)操作员站:主机与操作员站独立设置,主机/操作员站具有主处理器及服务器的功能,为站控层数据收集、处理、存贮及发送的中心。主机/操作员站是所内计算机监控系统的主要人机界面,可实现图形及报表显示、事件记录及报警状态显示和查询,设备状态和参数的查询,操作指导,操作控制命令的解释和下达等。

(2)远动工作站:远动工作站具有远动数据处理及通信功能。远动通信设备信息直采直送,即直接接收来自间隔层的I/,O数据,进行处理后,按照调度端所要求的远动通讯规约,完成与调度端的数据交换。远动通信设备已配置了与国家电力数据网的通信接口设备,以支持变电所远动、电能量计费等信息的上网传输。

(3)工程师工作站:工程师站主要供计算机系统管理员进行系统维护用,可完成数据库的定义、修改。系统参数的定义、修改,报表的制作、修改,以及网络维护、系统诊断等工作。

(4)前置机:前置机属于间隔层设备,其中前置机I和前置机Ⅱ互为备用,前置机Ⅲ和前置机Ⅳ互为备用。在数据库的定义上,也具有相对的独立性,任何一台前置机主机数据库出现故障,在操作系统正常的情况下,可以通过工程师工作站将备机的数据库进行远程复制,能迅速恢复主机的正常运行。

(5)切换板:当变电站增容或某些设备更换后,相应的数据库参数发生了改变,数据库重新定义后必须重启计算机,若重启的计算机为主机,将会影响系统的正常运行。因此,必须通过切换板强制将主机切换为备机,切换板的运用大大提高了系统的可靠性。

2系统评价

330kV凉州变电站计算机监控系统在站控层采用以太网,在间隔层采用了F—NET网(RS-485总线结构),使间隔层和站控层网络具有相对的独立性,整体网络又具有完整的统一性。

第3篇

(一)计算机系统的监控对象

抽水蓄能电厂使用计算机监控的主要对象是厂房、地面开关站、上下水库、施工变电所等。主要监控设备有水泵水轮机、主变压器及其辅助设备、一套变频启动装置,此外,还有进水阀设备和所有的辅助设备,柴油发电机等机电设备。除了主要设备以外还有公用设备,主要是上水库和下水库的进水口闸门,还有水文测量系统和水位测量系统,压缩空气系统和供排水系统等。

(二)计算机监控系统的设计原则

抽水蓄能电厂的主要作用是为电网的调峰和调频提供保障。在设置控制系统的过程中首先应该考虑到电网的相关问题,其次应该对系统的性能价格比进行考虑,在设计过程中既要追求技术的先进性,又要遵循一定的设计原则。监控系统在进行方案设计时应该考虑四个原则,第一个原则是按照国际的先进水平进行设计,其设计的前提是满足可靠性和实用性的要求。其运行值班方式是无人值班或是少人值班的方式。为了保障监控的统一性,应该设置全场计算机监控系统,避免使用传统独立的常规集中监控系统。由于考虑到电厂的安全性和可靠性,还需要在设计的过程中外加简单的停机安全闭锁的功能,确保在紧急情况下系统的安全运行。对电厂的其他重要设备进行紧急处理时要使其满足可靠性的要求。第二个原则是采用分布式系统结构的形式,确保系统中一个设备发生故障时其他的设备仍然能够正常运行。第三个原则是保持系统的可靠性,采用环网配置的装置设置其监控网络。在运行的过程中,要使系统本身故障影响力适当减少,不能让系统本身的故障影响到环网的运行。第四个遵循的原则是实现计算机监控系统与多各系统的通信,主要的系统有电站系统、网调监控子系统、全场通风空调系统和电厂用电系统等。

(三)计算机监控系统的整体结构

抽水蓄能电厂的计算机监控采用的是开放式和分层分布两种结构的系统,外加全分布的数据库。在各个计算机中都有分布全场数据库和历史数据库,在LCU中还有各单元的数据库分布。在系统的各个环节点上还有系统功能的分布,任何一个节点都可以通过系统网络和其他节点通信。监控系统主要由三部分组成,首先是集控中心,其次是电站主控级,最后是现地控制单元。前两个部分在通讯时主要采用的是以太网,后两者之间采用的是以太环网的形式进行通讯,以太环网还可以协助三者进行数据的交换,采用这样的互联控制方式主要作用是实现三者之间的紧密联系,当主控级退出之后,仍然能够实现机组抽水启动。

二、电厂监控系统的网络通讯原理分析

(一)计算机监控系统中的H1网络通讯原理

H1网络是一种规范型的总线型系统,其在系统的开发过程中主要涉及到网络开发中的三个层次,分别是数据链据层、传输层和物理层。传输接口是研究部门自己开发的,符合规定形式的传输协议。H1网络系统具有两个主要的站点,其站点包含的位置是S5和S7系列PLC和计算机中。S5PLC是H1网上的一个单独的站点,主要通过通信协议处理器模块和其他站点进行通讯的。通信协议处理器模块(CP1430)对数据进行交换时主要采用的是RAM和PLC的控制程序。当控制器的通信有一定的需要时,处理器就会将不同程序的数据打包使其成为多个协议数据单元,然后使用局域网将数据单元发送给通信伙伴。对于远程通讯站点发送的相关信息也可以通过局域网使用CP1430进行接收,将接受的数据进行解码就能保证数据被不同站点接受。通过组态软件对CP1430进行配置一定程度上能够保障控制器接入到以太网。在电厂工作中,要实现工业以太网和计算机站点的通信,就需要配置一定的通讯处理设备,在通讯设备上面安装合适的通讯软件。计算机站点可以使用Hardnet和Softnet两种形式的通讯处理设备。其中Hardnet自身带有微处理器,可以有效减少计算机CPU上面的荷载,但是Softnet没有自身的微处理器。H1的网络通讯系统是一种点对点的通讯系统,对数据进行传输时需要将通讯者的参数进行匹配之后才能进行传输。在进行组态时,还需要设置接口好的作业号,通过这两者可以指明CP卡的通讯作业,然后通过CP卡的通讯作业进行数据传输。从而使得通讯作业的等级有所提高。

(二)计算机监控系统中的通讯程序

分析在计算机系统的监控体系下,可以将通讯系统分为三部分,首先是通讯报文的准备发送阶段,接受通讯报文阶段,网络通讯阶段。通讯报文的准备发送阶段的功能块主要有七个,分别是PB211、PB212、PB213、PB214、PB215、PB218、PB219。通过这七种功能块可以将数据格式进行转换,将转换过来的格式存储到相关模块当中。其次是通讯报文程序的接收阶段,在这一阶段中,主要是将接收到的通讯报文进行解压打包,然后再将其存放在一定的模块当中。最后一个部分是实现接收和发送的综合性能。为了确保通讯系统整体优势的发挥,可以通过网络对通讯系统进行组态,将各个数据点的存放位置进行有效的配置,对于各个系统的上级协议采取自定义的形式进行编制。使用下位机通讯程序将原有的相关功能进行代替,从而组成新型的应用协议。

三、结束语

第4篇

关键字:减压孔板计算

在高层建筑的消火栓系统的设计中,必定会碰到系统分区的情况,按“高规”第7.4.6.5条“消火栓栓口的静水压力不应大于0.80MPa,当大于0.80MPa时,应采取分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于0.50MPa时,消火检处设减压装置”。

通常所设的减压装置是减压孔板。设置孔板,一是安装方便,二是便于调整。孔板的大小可通过计算得到。笔者经过对某工程的孔板设计计算,觉得通过以下几个步骤,能较准确地作出选择。

该工程的消火栓系统原理如附图所示。

在进行计算之前,首先要明确孔板将安装在何处。由于现在有些建筑物中,有单出水消火栓,也有双出水消火栓,而两种类型的消火栓与立管的接口分别为DN65、DN80,其流量也不相同,因此,不先搞清楚孔板位置,会导致计算的错误。在本工程中,笔者将孔板设于消火栓栓口,以方便计算。

按规定,为保证水枪的充实水拄13米的要求,DNl9喷嘴的流量为5.7L/S,压力为0.205MPa,按DN70查水力计算表,得到此时管内流速:

V=1.62m/s

根据《建筑给水排水设计手册》(P401.5—16)

H′=H/V2×1=H/1.622×1=0.381H(m)

其式中:H′——流速1m/s时的剩余水头(m)

V——水流通过孔板后的实际流速(m/s)

H——设计剩余水头,即须减去的多余水头(m)

对系统中地下4至地上6层区域来讲,在7层设有可调式减压阀,井控制阀后压力H1=0.25MPa,以室内一层地坪为1.00米计,阀的安装标高H2=40.00米。现以地下4层孔板计算为例:

1、确定该层消火栓栓口标高H0=-13.60M;

2、栓口的动压值(为方便计算,水头损失均按10米计)

H=H1十(H2—H0)=25十(40十13.60)=68.6M

3、栓口允许的最大动压:按规范压力控制在0.25MPa-0.5MPa,现按0.40MPa计。

4、多余动压:

H4=栓口的动压值-栓口允许最大动压=68.6-40=28.6M

即该层须减去28.6M的多余动压。

5、修正后的压力:

按公式:当流速V=1(m/S)时,对压力进行修正:

H5=0.381×多余动压=0.381×28.6=10.90M

6、根据H5的结果,再查《手册》表1.5——18选择孔板的孔径:孔板的孔径d=23mm

相应的板水头损失h=10.10M

7、再据公式校核在实际流速下,该孔径的孔板的水头损失:

H=10.10/0.381=26.51M

8、设孔板后的栓口实际动压:

68.6-26.51=42.09M

9、经计算:42.09<50M,压力控制在0.50MPa范围之内,符合规范要求。

其余层面的计算结果见下表:

层面B3FB2FB1F1F6.00F

1、栓口标高(M)-10.40-7.20-3.902.107.10

2、栓口动压(M)65.4062.2058.9052.9047.90

3、保证栓口动压(M)≤40

4、多余动压(M)25.4022.2018.9012.907.90

5、修正后的压力(M)9.688.467.204.913.01

6、选择孔径(mm)d=23d=25

7、孔板水头损失(M)10.107.03

8、实际流速下的孔板水头损失(M)26.5118.45

第5篇

关键词空调空气幕作用压差

不设空气幕的空调建筑大门在5Pa正压作用下每平方米面积外泄的冷量相当于三百多平方米建筑所耗冷量。因此人员出入频繁的大门口要设计安装空气幕。但相当多的空调建筑空气幕实际未能起到应有作用。究其原因,从根本上说,是目前使用的空气幕设计计算方法不当造成的,其中空气幕作用压差计算不当是最主要的问题。空气幕是一种平面射流。平面射流在两侧压力不平衡时产生弯曲,偏向压力较小一侧。对空气幕而言,弯曲达到一定程度后就失去封闭作用。因而空气幕必须具有足够的抗弯能力,以抵抗相应的作用压差。因此,空气幕作用压差是空气幕设计后一个最重要的条件参数,其确定是空气幕计算的第一步,也是最重要的一步。但是国内对于空气幕总作用压差空竟由几部分组成,只计算某一部分会有多大误差,没有清楚的认识和明确的把握。目前国内广泛应用的几种计算方法,均是计算单一热压或单一风压作用下的空气幕的,虽然人们已认识到这是不合理的,但是目前还未有成熟的符合我国实际情况的方法[1],从而造成空气幕计算结果偏小的后果。为此,有必要对空调建筑的空气幕作用压差进行全面深入的分析,以便正确确定空气幕作用压差。

建筑内外空气总作用压差的形成建立在建筑物空气质量平衡的基础上。人们早已认识到它与热压Δph及风压Δpw有关。但这并非全部。对建筑物空气流动的原因进行全面分析,可知还有两项对总作用压差有重大影响的部分目前未引起足够注意。首先是建筑物特别是空调建筑内机械送风和排风量不平衡导致的室内外空气压差,称为机械压Δpm,如空调建筑保持的正压。其次是建筑物自然渗透发生变化引起的室内外空气压差变化,称为平衡压Δpe。实际建筑物内外交外压差即部作用压差Δpz是这四个因素综合作用的结果,可用其代数和表示,即

Δpz=Δpw+Δph+Δpm-Δpe时(1)

1风压Δpm

室外空气以一定速度流动,碰到建筑物后速度降低转化为静压而形成风压Δpw,可用下式表示:

(2)

式中Cw----建筑风压系数,或称空气动力系数,用以表达动压转化为静压的程度;

ρw----室外空气密度,kg/m3.

vw----室外风速,m/s.

Cw是建筑物在风场中相对于风向的形状和方位的函数,在有关的手册和专著中可查到。表1给出了长方形建筑的风压系

数,可以大致上了解风压系数的分布情况。室外风速vw一般采用国家建筑气象参数标准中给出的季节最大频率和风向的数据,这种数据是在地面以上10m高度获得的。实际上由于地形、高度和树木及其他建筑遮挡的原因,一般建筑表面附近的风速往往低于气象参数标准给出的室外风速,而10m以上的风速则高于此数:

长方形建筑的风压系数Cw表1

建筑方位垂直偏斜

迎风面0.950.70

侧面-0.4-

背风面-0.15-0.50

(3)

其中k=0.11~0.14。非高层建筑可不考虑此问题。

现有以自然通风计算法为基础的空气幕计算方法认为只要不是迎风面,为避免复杂计算,可忽略风压,仅计算热压引起的空气流动[2]。这种方法对以增大通风量业排除余热为目标的工业建筑通风是有好处的,因为它能加大计算的安全系数。但对以减小通过大门风量为目标的空调建筑空气幕设计,是不合适的,因为不能充分考虑可能的最大压力,会造成计算结果偏小,使得空过空气幕的风量增加从而加大冷热量的消耗。由表1,可知即使不是迎风面,风压系数仍有相当数值。另外,对于空调建筑物,由于夏季冷气的流动方向是由内而外,背风面负压加剧这种流动。因而空气幕计算中不论迎风在还是背风面,风压都不应忽略。

2热压Δph

室内外空气温度不同而产生密度差,使同一高度上承受的气柱压力不同,导致空气从冷侧向热侧流动的压力称为热压。热压用以下公式表式:

(4)

(5)

式中Ch----热压系数;Ch是建筑物内部纵向隔断状况的函数。对高大厂房之类无内部纵向隔断的场合等于1.0;

各层楼之间的楼梯间和电梯间均有门隔断的现代建筑,Ch是等于0.65[3]。

其余根据内部纵向隔断程度在此区间取值;

ρc,ρh-----分别是冷、热侧空气密度,kg/m3;

H,h-----分别是大门高度,建筑物最高排风点高度,m;

HZ-----空气幕作用下中和面高度,由地面起算,m;

q,μ-----分别是空气幕效率和空气幕作用下大门的流量系数;

Fm-----大门面积,m2;

Fp-----与大门处空气流动方向相反的空气流动总净面积,m2;

Fm-----与大门处空气流动方向相同的空气流动总净面积,m2;

由于现代空调建筑都采用铝合金门窗,气密性高,其缝隙的μF值在10-5,大大小于一般工业厂房的10-3水平,所以二楼以上的一般房间几乎没有渗透,应将注意力集中于大门、屋顶排风口等处。

中和面主度HZ主要与建筑高度、进排风面积比等因素有关。对一般建筑物为建筑高度的0.4~0.7倍。而建筑气密性好的建筑,在设有带空气幕的开敞大门时,可能超出此范围。

3机械压Δpm

为防止未经处理的空气无组织流入室内,空调建筑往往通过送风量大于排风量的方式保持室内正压。这种由送风和排风量的不平衡造成的室内外交困压差称为机械压。机械压与风压、热压叠加使室内外压差增大。根据我国暖通空调设计规范规定,空调房间的正压不应大于50Pa。一般空调房间按5Pa正压设计,实际上,由于设计和设备情况的不同,空调房间的正压从0到50Pa甚至更大,有一个很大的分布范围。

机械的大小于送排风量之差及护结构上的开孔或缝隙面积有关,可按下式计算:

(6)

式中Cm-----机械压系数,当排风量大于进风量,Cm=1;否则Cm=-1;

ρ-----进排风平均空气密度,kg/m3;

Lj、Lp-----分别是进风量,排风量,m3/s;

∑Fi-----进排风总净面积,m2,含设有空气幕的敞开大门在内。有效大门面积按下式计算:

(7)

q-----空气幕效率系数。

在没有确切的排风量数据时,上式中的Lj、Lp也可以用建筑物总的送风机和排风机容量代替。但因送排风管道阻力可能不同,会产生一定误差。

4平衡压Δpe

当风压、热压、机械压共同作用建立起室内外空气压差后,空气在此压差作用下将从围护结构上的孔洞和缝隙向压力较小一侧渗透,使得压差逐渐下降,直至进出建筑物的空气量平衡,形成一个新的稳定的总作用压差为止。这种建筑物为保持空气渗入和渗出量平衡而产生的压差变化,称不平衡压。平衡压与风压、热压、机械压的大小和围护结构的气密性有关,可在后三项之和的0~30%之间[4],必须通过整个建筑物的空气质量平衡计算才可算出:

(8)

式中I表示迎风面,o表示背风面,风压与计算点方位有关,热压与计算点的高度有关,可用计算机采用叠代法计算。不便要用上述方法计算时,也可采用以下结果偏大的公式近似计算[5]:

(9)

式中-----分别是迎风面、背风面的风压,用式(1)计算;

F′,F′′-----分别是空气幕作用下迎风面、背风面的总开口(缝隙)净面积,策m2。

其中设空气幕的大门面积按式(7)计算。

5各压差成分对总作用压差的影响及比例

如上所述,建筑物内外空气总作用压差Δp是风压、热压、机械压和平衡压四个因素综合作用的结果。可否忽略某些因素,只计算其中的1~2项呢?以下通过一个例子来考察。

【例】某空调建筑总高27m,内设直接采光的中庭,中庭顶部设有排风口,面积总计0.4m2,大门们地迎风面,宽B=4.4m,高H=2.5m。单层铝合金窗,窗缝总长L=2000m;其他门处于背风面,是经常关闭的,门缝总长L=30m;室内温度tn=26℃,ρ=1.181kg/m3,室外夏季空调计算温度tw=35℃,ρ=1.146kg/m3;室外平均风速1.6m/s;室内新风量为9.8m3/s,机械排风量为8m3/s。计算空气幕总作用压差并比较热压、风压、机械压、平衡压各部分相对大小。

【解】根据Δpz=Δpw+Δph+Δpm-Δpe由式(2)~(9),分别计算出风压、热压、机械压、平衡压的数值,列于表2。计算细节说明如下:

计算例表2

压差组成热压Δph风压Δpw设备压Δpm平衡压Δpe总压差Δpz

计算值(Pa)-0.751.39-1.700.54-1.59

比例0.470.871.070.341

(1)设计算对象近似矩形建筑,查得迎风面风压系数Cw=0.95,背风面风压系数Cw=-0.15,不考虑风速沿高度的变化。

(2)车间建筑设计对称,除大门以外,迎见面和背风面的其他空气流动面积(缝隙面积)分布均匀,可认为相等。

(3)由[9]表3.23推得铝合金窗窗缝μF≈3.2×10-5,由[5]表4-4门缝μF=0.01

(4)取空气幕效率q=0.8,据[4]空气幕射流角30°,,可用侧送空气幕的大门流量系数值。查[5]表4-3得μ=0.425,则包含空气幕的大门的迎风面空气流动面积F′和北风面空气流动面积F′′分别为:

F′=4.4×2.5×(1-0.8)×0.245+2000×3.20×10-5/3=0.56m2

F′′=30×0.01+2000×3.20×10-5×2/3+0.4×0.64=0.3+0.043+0.256=0.599

(5)考虑到空调送排风系统管道的复杂,计算热压时不计机械送排风开口的影响。

分析表2数据可看出:

(1)由于总作用压差是代数和,因而有可能出某项压差绝对值大于总压差的现象。

(2)夏季空调建筑热压所占比例很小。其原因首先是因为空调内外温差较小,如果按冬季空调,室内20℃,室外-10℃时,经试算热压将达2.93Pa,其绝对值大于总压差。其次现代空调建筑门窗气密性大大提高,使得中和面高度降低,热压减少。若按一般双层钢窗流量系数μF=0.0014计,经试算热压可达6.91Pa,其绝对值亦大于总压差。由此可知,对夏季密闭良好的空调建筑,仅计算单一热压来确定空调建筑空气幕时,计算结果将偏小。本例中小50%以上,其他情况下偏小程度与风速、温差、排风比和密闭程度有关。

(3)设备压所占比例相当大。本例中空调建筑为保持正压而设置的风机设备造成的压力绝对值比总作用压差还大,若忽略不计将造成重大误差。

(4)风压所占比例较高。娄室外风速较高时,风压绝对值有大于总作用压差的可能。但由于平衡压也随风速增大且与风压方向相反,部分抵消了风压的作用,故若用单一风压计算空气幕将有偏大和偏小两种可能,其偏离程度与风速、温差、排风比和密闭程度有关。

6结论

1.目前国内使用的空气幕设计方法未全面考虑空调建筑空气幕所实际随的压力,采用单一热压或风压做计算压差,计算结果严重偏小,不宜用于空调建筑物空气幕计算。

2.空调建筑空气幕总作用压差应综合考虑热压、风压、机械压及平衡压,按式(1)~(9)计算。

参考文献

1秦红,空气幕现有设计计算方法应用与扩展分析,2002年全国暖通空调制冷年学术年会论文集

2孙一坚,简明通风设计手册,北京:中国建筑工业出版社,1999

31989ASHRAEHandbook-Heating,Ventilating,andAirConditioningFundamentals

4FayeC.McQuiston,JerildD.Parker.Heating,VentilationandAirConditioningAnalysisandDesign.SecondEdition.NewYork:JohnWiley&.,198.

第6篇

【关键词】工程预结算;问题;施工图;方法

1.工程预结算中常见的问题

(1)由于当前我国对预结算编制误差的奖罚管理的不完善,建设单位对编制报表的误差无有效的约束机制,加上施工队伍素质的参差不齐,思想动机不纯,观念的错误,这是造成施工单位对工程量多估冒算的主要原因。

(2)有的工程地理环境复杂,地质勘探不准确,设计深度达不到相应水平,使得施工中设计变更多,现场签证和技术核定多,加之竣工资料做得比较差,致使施工单位预算员在编制结算时,易出现工程量的重复计算或漏算。

(3)在对工程量重复计算的同时,施工单位预算员在编制结算时,常将定额项目中已包括了的工作内容重复计算。还有一些工作,按规范要求应做,而实际却没做,施工单位也给结算。

(4)定额项目的错套。施工单位在套定额时往往就高不就低,低项目套高价定额子目。还有的定额项是以组、系统作计量单位的,施工单位采取以小组套大组、以小系统套大系统,谋取非法所得。

(5)甲、乙双方订立合同时,由于条款不严格、不完善、缺乏约束性、规范性。是引起施工单位多算、冒算的又一原因。尤其是在包干工程项目中,对包干范围及调整条件和调整方式等没有明确规定,其结果是包干项目包不死,成为按实结算。

(6)材料价格管理混乱。近年来建筑材料市场化,繁荣了建筑材料市场,但也带来了市场管理的混乱和建筑材料价格涨浮的失控现象。现行建筑工程造价的构成中材料费几乎占工程直接费的60%-70%。材料费在工程造价构成中占有核心地位,因此,控制材料价格对有效地控制和降低工程造价,提高建设投资效益具有重要意义。

2.影响施工图预算编制结果准确性的因素

2.1工程阶段性对预算的影响

一项建设工程要经历决策、报批、设计、实施四个阶段,预算是在施工图设计阶段中产生的,它产生在实施阶段之前,这就决定了预算的局限性。

(1)材料价差对预算的影响。在市场经济条件下,建筑材料价格是市场确定,随行就市。预算材料价差按照工程造价管理部门定期公布信息价进行调整,随着时间推移,材料价格将会有进一步的变化。

而且,价格信息只是市场价格的一个参考信息,并不十分准确,有时还和市场价有很大差别,价格信息的编制过程注定了它只能反映上一时问段的材料价格水平,并不能真实准确地反映当前和将来施工期间的价格水平,而材料又是建设过程中一个影响工程造价的非常重要的因素。

(2)国家政策性调价。工程的阶段性是由工程的时间性决定的,每一个阶段依循着一定步骤和建设程序,不能将下一道工序的时间提前。而国家每一阶段都可能进行政策性调价。特别是近一阶段,随着我国与世界经济的联系越来越紧密,为了保持市场的稳定和保护广大人民群众的切身利益,国家的宏观经济调控政策经常能非常明显地影响市场的价格水平。例如:人工费、机械费调整,特别是现在根据市场情况实行动态人工费。

(3)预算没有考虑现场签证。现场签证是施工期产物,产生的原因多种多样。因为工程施工是一个非常复杂及涉及到各个方面的过程,而每个施工过程都各有差异,有很多不可预见性和可变性,所以现场签证几乎是每个施工过程中都要遇到的事件,有些施工条件恶劣或施工场地复杂的工程,现场签证所占的工程费用占工程总造价的比例相当大。

(4)预算没有特殊施工技术措施。工程造价主要是由工程实体性消耗部分和措施性消耗部分决定的。实体性消耗部分一般是按施工图及说明所描述的工程实体部分计算,不会有较大出入。而措施性消耗部分,则因施工的环境、方法、工艺、手段不同产生差异。而且措施性消耗部分也是各有差异的,每个工程不尽相同,用定额中规定的价格系数有时很难反映出施工中的真实消耗情况。

2.2设计修改与变更

工程设计同样受到诸如地质勘察资料、设计技术规范、设计标准、设计手段、建筑材料等客观条件影响和制约,当客观条件发生变化时,设计也要相应变化,以适应建设需要,如输变电线路工程中的基础工程施工中就经常发生这种现象,这是由于地质勘察资料是靠抽取部分特征点后统计出来的,带有一定的推测性和不全面性,等实际施工中发现问题后,设计会根据实际地质调整工程做法,这些都是不可预见的。而预算也不具备这种预见性,其结果直接导致结算与预算相差甚远。

2.3预算工程量计算误差

工程量计算是一个重要环节,施工图纸表达是否正确、全面、清晰、明了是工程量计算准确性的基础。在变电站工程及输变电线路工程项目中,材料用量表及工程量表,往往在图纸中已有明确标示。材料用量表及工程量表计算方法和数量,是否符合工程量计算规则,需要预算人员校核后方可使用。而每个预算人员由于理解能力和领会图纸意图的差异,在计算中就会产生差异。

2.4设备材料价格偏差

在国内,同一种型号设备如50000kVA的变压器存在多家厂商生产竞争,价格混乱,报价不一,即使是同一厂家对不同的客户报价也不尽相同。设备材料价格没有统一的规范市场,而且价格是随市场、时间随时变化的,如电缆的报价同国际市场的铜价关系密切、单价好像股市一样波动。材料设备又可能是分批进货的,使得设备材料预算价格同结算相差较大。

3.控制施工图结算的方法

3.1通过招投标竞选

建设工程招标是以法定方式吸引承包单位来进行竞争。从中选择条件优越者完成工程建设任务。在招投标过程中,招标单位可以从众多投标者中选择出装备精良、技术过硬、管理水平高、社会信誉好、报价合理的优秀施工队伍,从而为工程投资控制打下良好的基础,这一点是非常重要的,也是非常难以真正实现预期目标的,这就要求建设单位在招标过程中必须保持公正、公平的原则。

3.2实行工程造价全过程、全方位控制

工程费用自始自终贯穿于建设项目的全过程和全方位,从项目建议书开始至竣工投产。在整个建设阶段过程中,决策阶段最重要,要在决策阶段下工夫,抓住控制重点,选择最优化设计方案。设计阶段,以事前控制为主抓好设计优选,选好工艺流程,调动设计人员积极性,精心设计。实施阶段,开展材料、设备采购市场调查,对施工建设中出现新技术、新工艺、新材料做好技术经济比较。要保证项目保修期质量,挖掘竣工试运行的潜力,做好协调工作。预防或减少索赔发生,倡导厉行节约,减少各个环节上可能出现的浪费。

3.3加强监理的力度

工程项目建设监理投资控制,是指在整个项目实施阶段开展管理活动。力求使项目在满足质量和进度要求的前提下,保证项目投资目标的实现。投资控制目标是随着建设实践不断深入而分阶段设置的。决策阶段对投资影响最大,也是监理工作的重点,这个阶段是工艺技术方案的确定,设备选型,新技术的运用。工程结构的形式对投资控制将起着举足轻重的作用。控制好这个阶段就抓住了问题的关键。施工阶段节约投资的可能性很小,但浪费投资的可能性很大,因而要对投资控制给予足够的重视。施工期间投资控制,要从组织、经济、技术、合同等多方面采取措施,重点控制变更,认真做好现场签证,通过对原合同价格中主要费用正常计量,结算程序,监督其费用如期正常发生,防止超前过量支付。只要实行工程有效签证、监督、预结算审核,就能提高工程质量,实现良好的工程经济效益。

第7篇

关键词:子空间算法 汽车轮胎 稳态响应

中图分类号:U44 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)06(b)-0002-02

轮胎作为汽车的接地部件,不仅要在结构方面满足设计的要求,而且还要和整车能够匹配,避免发生共振等现象,因此,有必要从汽车轮胎的固有频率方面入手来分析汽车轮胎的阵型。近年来,使用有限元的方法来对汽车轮胎的动力性能进行分析逐渐成为热点,有限元分析能够精确的描述汽车轮胎的结构,考虑结构的非线性、材料的不均匀性等各种因素,有很高的精度和工程实用性。

本文以12.00R20规格的子午线轮胎为例,应用大型有限元计算软件ABAQUS建立汽车轮胎的三维有限元模型,基于子空间算法计算汽车轮胎的谐波激励稳态响应,得到汽车轮胎的固有频率和相应振型。

1 有限元分析及轮胎模型

汽车轮胎是由橡胶材料和众多的骨架材料组成的复合结构,而有限元本身计算涉及到材料的非线性和几何非线性等因素,模型很复杂,计算时为了减少单元数量,降低单元划分难度,对汽车轮胎进行适当简化。

本文是应用子空间稳态动力学分析方法对汽车轮胎进行分析。

1.1 汽车轮胎结构的简化

本次计算对汽车轮胎做如下简化。

(1)忽略轮胎上的防擦线、标志线等线条。

(2)不考虑轮胎上花纹的影响。

(3)不考虑0°带束层与第3带束层之间的缝隙的影响。

(4)不考虑气密层的影响,气密层非常薄,把气密层和内衬层合并考虑,进行网格划分和计算。

(5)由于汽车轮胎上的胎面基部胶和胎肩垫胶是同一种材料,这两部分也是整体进行网格划分和考虑。

1.2 汽车轮胎的建模

如图2所示,建立汽车轮胎的轴对称模型,然后利用ABAQUS中*SYMMETRIC MODEL GENERATION命令将2D的轴对称模型旋转360°,建立汽车轮胎的3D模型,建立的汽车轮胎3D模型如图3所示。这样的建模方法可以保证轮胎模型的几何轮廓对称和材料区域的划分、单元网格的划分、rebar单元的定义的对称。

1.3 材料模型

汽车轮胎的主要材料是橡胶,橡胶是一种非线性不可压缩或近似不可压缩的超弹性材料。橡胶在受到载荷作用时会产生较大的变形。因此对超弹性材料来说,其本构关系一般是从应变不变量或基本的伸长率表示的应变能密度来得到。根据对橡胶材料纯剪切、单轴拉伸和单轴压缩三项试验的数据,在ABAQUS软件中使用neo-Hookean橡胶本构模型更加精确些,因此,本次计算应用neo-Hookean橡胶本构模型来进行计算。材料参数见表1和表2。

1.4 荷载和边界条件

在汽车轮胎的参考点上作用有200N的垂直动载,载荷覆盖了80~130 Hz的频率范围。在分析中轮胎边缘被约束。在定义子空间法求解稳态响应步之前要先进行模态分析,提取前20阶特征模态,能够完全覆盖载荷的频率范围。

2 计算结果

根据计算结果,分别提取汽车轮胎的固有频率和振型,得出汽车轮胎在谐波激励下的模态响应。

2.1 汽车轮胎的固有频率和振型

汽车轮胎的前十阶固有频率和振型见图4~图5。汽车轮胎的振动模态不同,根据振动的方向,可以分为旋转振动模态、侧向弯曲振动模态和面内径向振动模态,三种振动模态当中,面内径向振动模态对汽车轮胎的动力学性能影响最大。

2.2 汽车轮胎在谐波激励下的模态计算结果

汽车轮胎在谐波激励下的模态计算结果见图6,由图可知,在200N的动荷载作用下,汽车轮胎出现的最大位移是1.8 mm。

3 结论

通过基于子空间算法计算汽车轮胎在谐波激励下的稳态响应,得出以下结论。

(1)和直接稳态动力学分析方法、模态稳态动力学分析方法相比,子空间稳态动力学分析的方法在计算汽车轮胎的动力模态响应时速度快,计算速度可以达到直接法的10倍以上。

(2)汽车轮胎在自由状态下的振动可以分为三种,分别是旋转振动、侧向弯曲振动和面内径向振动。

(3)汽车轮胎的固有频率和汽车轮胎的接地荷载和径向尺寸有关,对相同材料的汽车轮胎来说,其尺寸越小,受到的荷载越大,固有频率越高。

参考文献

[1] 庄继德.汽车轮胎学[M].北京:北京理工大学出版社,1996.

[2] 谷叶水,石琴.子午线轮胎模态分析的有限元方法[J].安徽:合肥工业大学学报,2005.

第8篇

【关键词】工程项目;预结算;问题;控制措施

1、工程预结算的主要工作内容

工程预结算是工程造价管理工作的重点内容之一,其管理效果直接影响到工程造价管理工作是否能够得以全面落实,并关系到工程项目的经济收益能否实现等多方面的问题。工程预结算工作的管理内容较为复杂,涉及到工程项目建设中资金运用中可能出现的方方面面问题,是现代工程管理的基本内容之一。目前,我国工程预结算的工作内容主要有以下几方面:

1.1工程量的计算

在建筑工程项目造价管理工作中,工程量的计算是工程项目预决算管理工作的基本内容之一,其决定了工程资金的投入与运用的总体状况。建筑工程项目的工程量计算是一项相对复杂的工作内容,其对于技术性、科学性、客观性的要求较高。工程量的计算要由专业的建筑工程造价人员来进行计算,首先要熟悉定额的计算规则,以及定额中的内容,对每个分部分项都要理解到位;其次要结合每个工程项目具体情况,了解工程项目的整体建设目标,详细了解施工设计图纸要求,并准确的把握好图纸以及相关的施工规范,还要加上工程项目的具体质量标准、施工工艺、技术流程等最终来确定。工程量是工程造价的基础,只有准确的掌握了工程量的计算结果,才能较为全面的计算出工程项目建设费用以及所需要的资金情况,进而做出全面准确的工程造价方案。

1.2工程整体建设成本的预算

项目成本内容很多,主要有土地费用、报建费用、建安工程费用、基础设施费用、公共配套费用以及财务管理费用等等诸多的费用构成了成本费用。一个项目的利润高低,成本的高低影响着利润的高低,因此成本的预算就成了至关重要,必不可少的一项工作。工程建设成本的预算是在工程量计算结果的基础上来进行的(可计算工程量部分),在有量的情况下,那就存在一个价格的问题,价格的合理性,以及价格的不可预见性等,在做成本时都要充分考虑,只有充分考虑了才能说明成本预算的准确性。整体建设成本预算是对于工程项目整体资金运用情况的科学计划方案。在工程整体建设成本预算工作中,一些较大的项目相对容易计算出来,而应该重视的则是一些细节项目的预算,同时工程预算人员还要坚持“降低工程成本、提高经济收益”的基本原则,确保工程项目参与各方经济收益的实现。

1.3工程项目的竣工结算

工程项目的竣工结算是对工程项目预结算工作的总结,其主要工作内容是结合工程项目实际资金运用情况对工程各项预算工作进行全面的审核,以最终计算出工程项目的经济收益。工程项目的竣工结算不仅仅具有审核工程预算方案的作用,还应该注意对于工程资金管理工作经验的分析与总结,以更好的促进工程项目预结算工作的全面发展与进步。

2、国内工程预结算中常见的问题

近年来,在长期的实践与创新发展过程中,国内工程预结算管理工作已经有了较大的发展与进步,现已基本实现工程预结算管理工作的科学化、现代化。但是在预结算管理工作中也不可避免的出现了一些问题与弊端,是急需得到改进与完善的。目前,国内工程预结算中常见的问题主要有以下几点:

2.1普遍缺乏健全的管理组织

目前,国内工程预结算管理工作普遍存在缺乏健全管理组织的问题,这与建筑工程行业科学化管理的要求不相适应。部分建筑工程项目为了节省工程开支,而大量压缩预结算管理人员的数量,这就必然导致了管理组织难以健全,管理制度的制定与落实难以全面得到保障的问题。工程预结算管理工作的内容较为复杂,并不是一个人或几个人就可完成的,它需要有一个健全的管理组织、管理体制来全面监督与管理,这样才能切实保证工程项目预结算管理工作的开展与进行。

2.2招标、投标制的实施还需进一步完善

近年来,国内建筑工程项目普遍实行招标投标制,将竞争的机制引入建筑市场是社会主义市场经济的内在要求,它对于规范市场行为、避免腐败的产生无疑起到了重要作用。招标、投标工作是工程预结算管理工作的前提和基础,但在招标投标的实践中,仍然存在许多不足,如:规避招标、不合理分标、串标、排斥潜在的投标人、行业封锁等行为,使招标投标流于形式,这些都不利于建筑工程造价管理工作的全面开展和进行。

3、工程预结算的主要控制措施

工程预结算控制的目的不仅是要对工程项目投入的资金做全面的管理与分配,更要以科学、合理的管理理论,更好地利用有限的资金,使工程项目获取更大的经济收益。工程预结算的控制工作要考虑全面,并结合客观实际情况,进行细致的分析和研究,进而制定出合理的工程预结算控制措施。工程预结算的控制措施,主要表现在以下两方面:

3.1加强工程投资计划管理

工程预算内建设投资计划的管理是十分重要的,目前,国内实行的主要是分级管理,投资总额和分部门、分地区投资由国家确定。按照建设项目隶属关系和计划安排权限,国务院各部门和各地区安排的项目,所需资金分别由中央财政预算和地方财政预算拨给。与此相适应,银行收回贷款,其中属于中央预算安排的,上交中央财政;属于地方预算安排的,上交地方财政部门。工程建设单位一律要在建设银行开户,并将批准的工程建设计划、项目建议书、设计任务书、初步设计、设计概算及投资包干合同等提送开户的建设银行,以便银行进行有效的工程造价监督与管理。对于各单位而言,每个项目启动前,都应有详细的投资计划,做到计划先行,按计划进行工作的安排,有条不紊的开展各项工作,加强计划管理,更好的为项目服务。

3.2严格执行工程预结算工作的基本准则

在工程预结算的管理工作中,控制措施的制定与落实主要取决于工程预结算工作应严格的按照基本准则来执行。在工程预结算控制中,管理人员只有熟悉和精通工程预结算工作的基本准则,才能准确无误进行各项工程资金管理工作。建筑工程施工单位编制的工程预结算方案,往往存在一些与相关准则相背离的现象。国内大部分工程项目的预结算工作管理人员都是按照传统的方法进行预算与结算,这就造成了工程资金运用中经常出现误差的问题,无形中提高了工程造价工作的准确性与难度。只有建筑工程的预结算审核人员严格执行工程预结算工作的基本准则,才能去伪存真,确定合理的价位,制定出正确的建筑工程预结算控制方案与措施。

参考文献

[1]申晓宁,毛成泽.浅谈现代建筑工程项目预结算管理工作的开展与进行[J].广东科技,2005(1)

[2]孙业迪,韩馥.论述如何加强我国建筑工程预结算工作的优化管理[J].吉林建筑百科,2006(9)

第9篇

关键词:毕业设计管理;过程管理;

中图分类号:TP3-4;G642.477

1 问题的提出

毕业设计(论文)是培养学生知识应用能力、实践能力和创新能力的关键环节,能否对毕业设计的各个环节进行有效管理直接关系到毕业设计的质量。近年来,随着毕业生数量的不断增加,学生毕业设计期间面临考研和就业等情况,导师指导毕业设计的时间和精力得不到充分保证,缺乏对毕业设计过程的跟踪、检查、指导,毕业设计质量有所下降。毕业设计包括选题、开题、过程跟踪、撰写论文、答辩等多个环节,每个环节需要提交的文档种类繁多,目前主要是依赖人工进行管理,存在工作量大和工作程序繁琐等问题,给毕业设计管理工作带来了很多麻烦。

计算机专业除了提交毕业设计相关文档外,大部分课题涉及到计算机应用系统的设计与开发,还需提交系统需求说明、系统概要设计、详细设计等文档,期间老师还需跟踪每个阶段系统各功能模块的完成情况。南京理工大学泰州科技学院计算机系在多年毕业设计管理经验的基础上,逐步探索了一套适应本三层次毕业生的管理体系。2012年本专业申报“江苏省大学生创新计划”项目(编号2012JSSPITP3017),组织教师、学生开发了一套毕业设计管理系统,并将该管理体系融入其中,起到了较好的效果。

2 毕业设计制度管理

建立健全毕业设计各项管理制度是保证学生高质量完成毕业设计的前提,计算机系成立以系主任为首的毕业设计工作领导小组,负责毕业设计的教学管理。教务处强化宏观管理,贯彻落实学院有关毕业设计工作的要求,制定了《南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)管理规定》及相关规范化文件。计算机系专门制订了《计算机科学与技术系毕业设计工作实施细则》、《计算机科学与技术专业毕业设计大纲》,通过一系列具体措施保障毕业设计的顺利开展。

3 毕业设计过程管理

为了保证毕业设计(论文)质量,计算机专业严抓毕业设计过程。毕业设计分解为选题审题、任务书下达、毕业设计指导、论文评审、答辩五个过程和开题与开题报告、中期检查、设计成果验收三个监控节点,如图1所示。

3.1 五个过程控制

(1)选题审题过程

为了保证毕业设计的选题能够达到专业人才培养的要求,提高学生应用能力和创新能力,本专业要求指导教师提前一个学期准备毕业设计课题,由专业教研室和系部进行两级审核,对其性质、难度、分量及综合训练等情况进行把关。以保证所选课题能够培养学生的创新能力和应用开发能力。同时,计算机专业的课题强化学生的动手实践能力的培养,大多数课题是工程技术类或软件开发类课题,且多数面向企业,对学生理论联系实际、培养应用能力和创新能力起到了很好的促进作用。

(2)任务书下达过程

确定选题后,由指导教师依据毕业设计工作规范拟定毕业设计任务书,提交教研室严格把关和审核后下达给学生。指导教师向学生明确课题的具体要求,并指导学生如何完成毕业设计。毕业生在此阶段查阅相关资料,熟悉开发平台,需要提交的技术文档包括:需求分析报告、系统概要设计说明书等。

(3)毕业设计指导过程

该阶段毕业生在指导教师的指导下,按任务书的计划进行课题的研发。期间要求每位教导教师每周与毕业生至少辅导二次,学生可采用电话、Email以及见面等多种形式与指导教师沟通,向指导教师咨询相关技术问题。所有指导教师及时解答学生们所提的问题,并辅导学生完成软件系统的设计、开发、调试、运行。

(4)论文评审过程

本专业要求毕业生在毕业答辩前15天提交研究成果和论文初稿,由指导教师进行预审,对设计成果和论文初稿提出整改和完善意见。指导教师从论文格式到内容进行严格把关,对相关的软件系统做最后的验收、测试,并根据学生论文完成质量给出成绩。通过指导教师审核的学生论文,由系毕业设计领导小组指定教师互评,并根据完成质量给出互评成绩。

(5)答辩过程

审核通过的毕业生可参加答辩,答辩按时间顺序分为:公开组观摩答辩、正式答辩、补答辩。其中观摩答辩是对各组推选出来的优秀毕业生进行公开答辩。通过观摩答辩,使学生熟悉规范的毕业答辩过程。答辩遵循公正、公平、公开的原则,最终由答辩委员会给出答辩成绩。

3.2 三个监控节点

(1)开题报告与开题

在毕业设计任务书下达后组织学生提交开题报告,完成开题。该监控节点不仅要求学生给出书面开题报告,而且要求学生在教研室组织的开题报告会上介绍和展示,教师着重就其设计思路和技术路线进行把关,然后由教研室主任审核,对不符合要求者要求限期修改,重新开题。设置该监控节点的目的在于监控学生课题调研、需求分析、总体设计完成情况。

(2)中期检查

在学院规定的期中教学检查期间,完成毕业设计中期检查。中期检查主要对毕业生前半阶段的设计情况进行检查,包括设计的进度和质量如何,评估学生能否正常完成毕业设计任务,是否需要调整,对一些差生要制订帮扶措施。

(3)设计成果验收

在学生毕业答辩前,由答辩小组组织对学生的设计成果进行最后的验收,主要从系统设计的科学性、实现的方法和手段以及运行界面和功能模块进行验收。

4 毕业设计质量管理

严格的毕业设计质量监控体系是学生高质量完成毕业设计的纪律组织体系,在毕业设计工作期间,督导组专家对毕业设计的各个环节进行检查督促和指导,发现问题后及时与指导教师和有关部门反馈,保证毕业设计工作的正常和有效进行。

为了保证毕业设计(论文)的质量,本专业实现系主任-指导教师-互评教师三级审查制度。还通过毕业设计过程跟踪表对于毕业设计各个环节和阶段的质量要求和任务完成的时限做出明确规定,并对教师的指导工作进行督导。特别是对毕业生提交的计算机专业的设计文档和程序进行严格审核和把关,由各审核人签字确认。

在毕业答辩前10天提交毕业设计的成果和设计论文初稿,由答辩小组教师进行验收和初审,然后提出整改方案和意见,让毕业生在答辩之前进行最后的完善和修改。在指导教师和论文评阅教师都同意提交答辩后,由教研室对学生的毕业答辩资格进行审核,通过审核的学生方可进入毕业答辩。由于各个过程都能严格把关,学生毕业设计的论文质量逐年提高。本专业2008届-2011届毕业生的毕业设计成绩统计如表1。

5 网络平台管理

为了加强毕业设计的过程跟踪和电子文档的规范化管理,本专业基于B/S架构、平台开发了一个毕业设计管理系统,系统具有学生信息管理、教师信息管理、课题信息管理、选题管理、过程跟踪、文档管理、角色管理等功能。系统在南京理工大学泰州科技学院得到应用,为广大师生提供了一个毕业设计交流和管理的平台。

系统分为学生模块、教师模块、管理员模块。学生模块包括学生基本信息维护、学生选题、上传文档、提交进度、讨论区留言等功能;教师模块包括教师基本信息维护、上报课题、查看学生进度、管理成绩等;管理员模块包括公共、审核课题、上报成绩、设置权限、文档归档等。

6 结束语

经过近几年的研究探索,南京理工大学泰州科技学院计算机系已经逐步建立起一套特色鲜明、适合本三层次计算机专业毕业生的毕业设计管理体系。该体系提出的五个过程和三个监控点规范了毕业设计管理的流程,利用网络化管理平台减少了繁琐的工作量,提高了毕业设计的效率和质量。近几年本专业毕业生的成绩和研究成果有了明显提高,并在2011年顺利通过江苏省教育厅关于毕业设计的抽查工作。

参考文献:

[1]郭秀娟.基于B/S模式的毕业设计管理开发与实现[J].计算机技术与发展,2010,20(3):239-242.

[2]段华斌.基于工作流的毕业设计过程管理系统的设计与实现[D].中南大学,2008.

[3]张卓.基于JSP的MVC开发模式在毕业设计管理系统中的应用[J].科学技术与工程,2007,7(11):1671-1819.

作者简介:丁勇(1980-),男,江苏泰州人,教师,硕士研究生,讲师,主要研究方向:数据库、数据挖掘;储久良,男,江苏泰州人,本科,副教授,主要研究方向:数据库、计算机网络;张飞(1990-),男,江苏淮安人,2009级计算机科学与技术专业,在校学生。

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