节能控制论文篇(1)
1、常用的建筑节能材料
(一)粉煤灰和矿渣砖:在建筑施工的过程中,由于机器作业等因素会产生这两种工业的废弃物,但是利用工业的废渣来生产砖,这不仅可以节约生产材料,还可以使得废物得到很大的利用,得到经济效益的同时也是社会上的效益,而这两种材料的保温性能强,资源丰富,方便使用。
(二)混凝土的空心砌块:这是建筑砖块的主要材料,由于其生产简单、工艺成熟,使用起来方便,成为了国内外的主要墙体材料。
(三)加气混凝土砌块:这种材料可以达到节能60%以上,所以被广泛的使用在住宅的砖墙组合上。
(四)保温砂浆:这是采用了水泥、粉煤灰、和其他的物品配制出来的保温砂浆,这种由于组合的密度强,提高了其强度,而价格也比相对应的材料便宜。
(五)聚苯乙烯泡沫板:这种泡沫板的应用非常广泛,因为其密度强的特点,倉主要用于建筑的墙体、冷冻库、空调、船的保温与隔热等等。
(六)防水材料:硬质的聚氨酯材质的防水保温材料这是目前使用最广、广受赞赏的最佳隔热的保温材料,因为其自体重量轻、承载能力强、保温能力好、防火性能佳等有特点而被广泛的用于大型的工业区、仓库、体育馆、博物馆、车间等建筑的屋面与墙体中。
(七)保温隔热复合墙体:这是一种新型的墙体材料,因为其节能的高效性而被广范推广。
(八)建筑节能门窗材料:建筑门窗是建筑中使用比较多的材料,而且在人们的日常生活中也是经常性的使用,其材质也是具有很高的研究意义,门窗包含了玻璃,而玻璃又分为三种:热反射膜玻璃、中空玻璃、低辐射镀膜玻璃,其中由于中空玻璃的密封性和阻隔太阳的反射性而被广泛的使用,其热导性比较低,同时具有很好的保温强度和采光的密度。但其实三种玻璃材质各有特色,应当因地制宜的使用,在冬热夏冷的地区,可以采用低辐射镀膜玻璃;在严寒的地区可以采用高透光低辐射膜玻璃,从而降低取暖能源的消耗。此外,门窗的材料也应该要因地制宜的使用,在一些严寒或者是高温的地区,可以使用塑钢型的材质,因为其自身比重轻,隔音、保温效果好。
2、建筑节能检测技术比较
节能建材的检测技术随着我国建筑节能的发展,对其要求也有了很大的提高,近几年来,我国各建筑节能部门纷纷组织构建节能检测的中心。目前评价建筑节能材料是否达标,有两种方法:
(一)在建筑的热源处直接测量获取采暖耗费的煤量,也是耗电量,以此来算出建筑物的耗电量,这种方法称为热源法,反之亦然,冷源法也是相同的处理方法。
(二)建筑热工法:就是在建筑物直接测量取得建筑物的消耗热量数值,以此来求得采暖耗电指标。这是目前大多建筑现场采用的测量方法,其中有一项很重要的指标因素就是建筑物的保温隔热传递系数。
3、国内建筑节能检测方法
在我国的节能建筑中,许多建筑节能的领域更注重的是建筑节能的设计规范、标准等是否符合社会的发展和环境的保护,更加注意的是在建筑节能的设计中的严格审核和建筑施工中的质量保障,对于建成之后的建筑,实施节能检测的工作比较少,因此,我国的建筑节能检测方法技术层面还是比较薄弱。我国现场检测的方法有:热流计法和热箱法,根据对比:在相同的温度条件下,对同一建筑体分别进行这两种方法的检测,其中热箱法的误差比热流计的误差少的多。
二、建筑节能材料的检测技术
1、胶粉聚苯颗粒保温浆料检测
由胶粉料和聚苯颗粒等组成,在施工的时候加入水进行搅拌均匀,涂抹或者是喷在基层的墙面上形成一个保温罩,与密度相关的是其保温的能力和力学的强度,胶粉聚苯颗粒保温浆料干密度试件尺寸为400mm×400mm×40mm、抗压强度试件的尺寸为200mm×200mm×200mm。在准备浆料的时候,应该严格的按照说明书明确的比例来,需要将水彻底的搅拌均匀,涂抹的时候要涂抹均匀,缝隙要填满,部分需要加满后用工具抹平,成型后还要用塑料膜盖住,并按照要求进行保养。
2、胶粘剂、抹面胶浆检测
为了符合国家对胶粘的规格标准和施工建筑中的使用,可以将其进行试验:将填涂了胶粘剂、抹面胶浆的水泥砂浆块试样的涂抹层向上,水平放置在标准砂浆上面,然后注入水到距离砂浆块表面约6mm处,静置一个星期后将试样取出并将其侧面放置一天,在60℃±5℃恒温干燥箱内进行干燥处理,然后于试验条件下再放置一天后进行试验,笔者认为这种方法是正确的。
3、导热系数检测的影响因素
导热系数是评价建筑保温材料的绝热性能其主要的技术依据,其物理意义为:在稳定状态传热的条件下,当其两侧温差为2℃时,在一定时间内通过单位面积的热量。稳态法和非稳态法是测量材料导热系数的主要方法,我们采用的基于平板导热系数测定仪来测定材料。建筑的节能归根结底就是建筑材料的节能,而建筑材料的节能有着很多方面的因素,其中不乏有建筑的材料、新的工艺设计、建筑的细节等等,这些都是建筑节能的关键,在选用好合适的材料的同时,需要对建筑节能进行实时的检测分析,严格控制把关好检测的技术手段,也是避免建筑耗能的不科学、不规范使用的有效途径。
节能控制论文篇(2)
供配电、变配电、照明各系统分别运用从以下几种节能方法,实施节能控制措施:合理设计供配电系统、正确选择变压器、改善功率因数。
供配电系统节能方法及控制措施
选择合理的线路。截面较大的导电线缆可以节能,但同时也增大了投资,然而,截面较小的导线电缆使用寿命较短、可靠性低、存在安全隐患,并也潜在巨大的经济损失。所以在设计线路时要以降低线缆损耗为基本原则。电流***路输送过程中不可避免的要产生功率损耗,当线路本身电阻R在输电电流不变时,输送线路越长则线路本身阻值会越大,从而产生的能耗也就越大。为了降低线路带来的电能损耗,要选用电阻率小的导线,这样可以最大程度上降低线路本身电阻值带来的影响。同时也要尽量减少传输线路的导线长度,线路要尽可能地走直线而非弯路,尽量不走或者少走回头路。
选择合理的供电电压等级。一般来说,输电线路的输电容量及距离和输电线路所能承载的电压强度成正比,电压越高,输送电量越大,输送距离也越远。在一定的电压强度下,如果远距离输送的话,只能输送较少的容量,同理,要输送大容量的电能只能近距离输送。根据供电距离、负荷容量和用电设备等来选择合适的供电电压等级,并合理地设计供配电系统。供电电压强度越大,线路电流则越小,这样一来,输送线路上的电能损耗就越低。变配电所要尽可能地接近负荷中心,通过这样方法来降低线路损失和缩短供电的半径。在一定的供电电压范围内,一般来说提高供电电压等级便可以实现节能,但与此同时要承担更大的投资风险,因此基于多方面的考虑,要选择合理的供电电压等级[1]。
以高速公路隧道供配电系统为例,高速公路隧道不同的设计者对隧道供配电系统的设计方案存在不同,但较多的设计方案在供配电系统方面做得不到位。比如,一些设计人员为避免高速公路隧道内环境污染严重,常将隧道变电所设置在隧道洞口外面,这不可避免地会造成隧道内配电电缆长距离供电而产生功率损耗。而且隧道内使用的变压器存在“大马拉小车”的现象,致使变压器负载在10%至30%左右,加之,高速公路隧道内专门的供配电技术研究较少,这都造成了高速公路存在大量的能耗。
变配电系统的节能方法及控制措施
合理地选择变压器。变压器参数能直接反应其运行状态和空载中的损耗大小,因此在选择变压器的时候要合理选择变压器各项参数,以保证使用低损耗的变压器实现节能。一般来说,低损耗的变压器首选高导磁优质冷轧晶粒取向硅钢片制造,这类变压器质量轻、抗冲击、低能耗且效率高,在降低运行费用和节电方面具有显著的效果。民用常用的变压器是D,yn11接线变压器,但这类变压器在使用过程要注意:提高单相短路电流,确保低压单相接地保护装置动作灵敏度高;限制三次谐波的含量等。
合理地选择电动机。降低电动机能耗的主要方法是提高电动机功率因数和工作效率。一般工业电动机中常见异步电动机,异步电动机的功率因数和工作效率是其最重要的两个经济指标,两者有着密切的关系,因此在改善功率因数的同时也改善了电动机的工作效率。异步电动机的无功功率一般占工厂去也总无功率70%以上,在其空载或者轻载的时候,其功率因数极低,仅有0.2~0.3,而满载的情况下功率因数则很高,高达0.85~0.89。因此,要选用合适的异步电动机,确保其容量不过大,尽量使其满负荷运行。
加大供配电系统功率因数
综合供配电和变配电系统的能耗情况,可以得出改善系统功率因数可以有效实现系统节能。文章前面提到输电线路损耗包括线路无功功率引起的损耗及有功功率引起的损耗两部分。线路传输有功功率是必须的,在供配电的系统中一些设备,比如变压器、电动机以及灯具的镇流器等因其具有的电感性从而会产生一些滞后无功电流,无功电流在高低压线路传输中,无形之中会加大线路功率损耗[2],因此而产生的损耗可以通过以下两种方法避免:
降低用电设备的无功损耗,提高设备的功率因数。精良选用功率因数较高的用电设备,比如同步电动机,电感性的用电设备则可以选择使用带有补偿电容器的用电设备等。
采用静电电容器进行无功补偿。电容器产生的超前无功电流可以抵消用电设备产生的之后无功电流,从而可以有效地提高功率因数,与此同时,在设计过程中选用低压分散补偿、高压集中补偿或者低压成组补偿等方法降低线路整体的无功电流,具体补偿方法要根据具体情况进行选用。
节能控制论文篇(3)
中***分类号:TU831;TU855 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)42-0349-01
空调系统复杂,其运行过程需要有适当的控制手段,以保证系统的节能效果和运行的稳定性。但针对这样复杂难控的对象,经典控制和现代控制都难以充分满足要求,所以需要借助于智能控制来全面实现。智能控制是自动控制发展的高级阶段,是控制论、系统论、信息论和人工智能等多种学科交叉和综合的产物,为解决那些用传统方法难以或不能很好解决的复杂系统的控制提供了有效的理论和方法,本文对此进行了分析
一、智能控制概述
既然常规控制理论与技术已经越来越难以满足工程上对提高自动化水平和扩大自动化范围的要求,人们开始积极探索新的途径或解决手段。先是发现在复杂的生产实践中,熟练的操作工、技术人员或专家不但能自如操作,还可获得较满意的控制效果。这自然引发了人们的联想:将这些人的知识经验和控制理论相结合,作为控制理论解决复杂过程的一个补充手段。这样,为解决复杂系统的控制问题,各国控制界都探索建立新的控制理论,即充分利用人的控制知识对复杂系统进行控制,逐渐形成了智能控制理论的雏形。最初就是以机器人控制为背景而提出的。智能控制就是指应用人工智能理论与技术及优化方法,在未知环境中,仿效人的智能,***对系统实现控制,以达到其控制目标的一类自动控制技术。智能控制系统的核心是智能控制器。它是对人脑的神经结构、思维过程、专家决策的一种模仿,甚至是仿照生物进化和群体免***特性的优化算法。目前主要包括模糊控制、神经元网络控制、专家控制系统、学习控制、人工生物进化(含遗传、免***和种群寻优)算法等。
为实现某种控制任务,智能控制的一般结构***如下所示。随着人类科技的不断发展,受控对象越来越复杂,自动化技术也就经历了从开环控制、闭环控制到当前的研究热点一智能控制的发展过程,其示意***如下:
可见,目前的智能控制是控制理论发展的高级阶段,主要解决那些用传统控制方法无法解决的复杂系统的控制问题。
近年来,智能控制系统的研究正处于全盛的发展时期,其理论和技术在国内外都有了较大的发展,涉及不同领域和部门的应用研究较为广泛,己经进入工程化、实用化的阶段。但作为一门新兴的理论技术,智能控制技术尚未形成一个完整的理论体系,对智能控制系统的稳定性和鲁棒性研究几乎还是空白。应用最多、最普遍的是二元结构,三元结构的应用依然较少,整体在应用实践中还处于不断充实改善阶段。然而,随着计算机技术、人工智能技术的迅速发展,智能控制必将迎来新的突破,从单纯的智能控制逐步走向综合性控制。
二、智能控制在空调系统运行中的应用
1、模糊控制在定风量空调系统中的应用
定风量空调系统的风量一定,不管负荷如何变化,风机执行全风量运转,通过改变送风温度来满足室内冷热负荷的变化,以维持室内设定的温湿度值。现代智能建筑中常用的定风量空调系统结构见***3。
该空调系统不仅具有供冷、供暖、除湿、加湿功能,而且通过采用智能控制技术对回风机、排风口和电动风门进行控制,可以实现自动混合式、全新风或循环式运行,具有较好的节能效果。定风量空调系统控制的主要内容有空调回风温度自动调节、空调回风湿度自动调节以及新风阀、回风阀和排风阀的比例控制等。由于室外空气状态的变化和室内热湿负荷的变化以及空气处理机组内各种阀门调节的非线性,加之房间的热惯性,导致直接通过风阀和水阀控制房间的温湿度有一定的困难,因此该系统模型采用串级控制的方法,控制器算法采用模糊控制和PID调节,模糊控制响应速度快,过滤时间短,鲁棒性好,适于被控对象变化大的情况,当被控温度与设定温度相差较小时,切换为 PID 控制。
2、模糊控制在变风量空调系统中的应用
变风量系统是指当空调房间内的冷热负荷发生变化时,通过改变送风量而不是改变送风温度来维持室内温湿度要求的一种空调方式。在该系统中,每个房间的送风入口处设置了一个末端装置,该装置实际上就是一个可以进行自动控制的风阀,通过增大或减小送入室内的风量,实现对各个房间温湿度的单独控制。变风量空调系统的特点是送风温度不变,也就是说表冷器回水调节阀的开度不变。工程上一般采用变频器来调节送风电机的转速,从而实现送风量的改变。变风量空调系统的控制结构见*** 7,其控制内容主要有送风量的自动调节、回风机的自动调节、相对湿度的自动控制、新风阀、回风阀和排风阀的比例控制以及变风量末端装置的自动调节等。为保证空调房间内有良好的舒适性,室内的相对湿度可以通过改变送风含湿量来实现。在工程中一般采用回风管道内的相对湿度作为调节参数,根据该参数的变化调节蒸汽加湿阀的开度,以获得稳定的系统相对湿度。
结语
智能控制是针对被控系统的高度复杂性、高度不确定性及人们对控制性能越来越高的要求而提出的,由此,一个理想的智能控制系统应具备的性能有:学习功能、适应功能、容错功能、鲁棒性和组织功能。其中,低层次的学习功能主要包含对控制对象参数的学习,高层次的学习则包含对知识的遗忘与更新。将模糊控制、神经网络控制等智能控制技术引入空调系统控制领域,就是一项很有价值的任务,我们必须加大这一方面的研究力度,做好实践工作。
节能控制论文篇(4)
纺织空调自动空调控制系统通常采用PLC/DDC控制单元。通过对车间空气的温度、湿度、焓值等参数测量和比较,对新回风比例、一次加热量、喷水温度、再热量、送回风机的风量进行调节,从而达到稳定车间温湿度参数、实现最大限度节能的目的。根据纺织厂特点,空调自动控制系统通常采用定露点调节和变露点调节方案,介绍如下。
一、定露点调节方案
1、定露点调节方案简介
定露点调节方案是指通过PLC/DDC控制系统,通过保持恒定的送风露点,来控制车间的温湿度。这种调节方案是一种应用较多的方法。
纺织车间由于余热量变化较大、余湿量基本不变,室内热湿比接近无穷大。,变露点调节方案。空调室送入车间的空气状态变化过程接近等湿线变化,这就为定露点送风控制提供了条件。在某一个特定的时期内,只要送风机器露点保持稳定,就可利用改变送风和二次回风比的方法,控制室内温湿度。
2、定露点调节方案中机器露点的控制
(1)利用改变喷水温度控制送风露点
由于负荷的变化引起送风露点变化时,调节器按一定的调节方案输出控制信号,控制电动调节阀,调节循环水的开度,利用改变冷(热)水和循环水的混合比,将露点温度控制在给定的范围内。
(2)利用改变新回风的混合比、喷淋循环水的露点控制方法
当采用调节新回风比,并在喷水室内喷淋循环水进行露点控制时,利用空调室露点温度计检测机器露点。根据露点温度测量值和调节器的设定值进行比较,根据露点温度的偏差,调节器按一定的规律输出控制信号,由电动风阀调节新回风比,使新回风混合点在某一时期内稳定在某一等焓线上,利用喷淋循环水等焓加湿的方法稳定机器露点。
由于纺织空调的特点,利用定露点进行送风调节是一种应用较多的方法,介绍如下。,变露点调节方案。
3. 定露点调节方案
定露点调节方案可分为定风量调节和变风量调节。定风量调节是指向车间送风量保持一定的情况下,送风露点保持恒定;变风量调节是指向车间输送风量发生改变,但送风露点仍然保持恒定。
(1)定风量调节
机器露点确定以后,若采用定风量调节方法,这时可以采用调节二次回风比的方法,调节向车间送风的状态点,达到控制车间温度和相对湿度的要求,如车间温度升高,相对湿度下降,则减少二次回风比;反之应增大二次回风比。
(2)变风量调节
机器露点一定,若采用变风量调节方法,这时空调室可以根据车间负荷引起的车间温湿度变化,输送同一露点的空气,采用不同的风量,达到温度车间温湿度的要求。
当车间温度升高,相对湿度降低时,则增加送风量。,变露点调节方案。反之,当车间温度降低,相对湿度升高时,则降低送风量。
纺织车间由于某一时期喷淋水的温度一定,而且大多数企业感到冷量不足,因此机器露点在某一时期一般稳定在一个温度范围之内,这时采用定露点变风量的控制方法可较好地稳定车间的温湿度,由于送风量的变化有较好的节能效果,因此定露点变风量的控制方法在多数纺织企业得到了应用。
二、变露点调节方案
1、变露点调节方案简介
变露点调节方案是指通过PLC/DDC控制系统,通过保持变化的送风露点,来控制车间的温湿度。,变露点调节方案。这种调节方案是一种逐步得到推广应用的控制方法。
对于室内相对湿度要求较严格、室内产湿量变化较大的场所,可以在车间直接设置温湿度传感器,利用车间温湿度直接和控制器的设定参数相比较,给出控制信号,控制相应的调节结构。这种直接根据室内温湿度偏差进行调节,采用浮动机器露点、并辅以送风量调节的方法,来平衡车间扰动因素的影响,称为变露点控制方法,或称为直接控制法。它与定露点相比,具有调节质量好、适应性强、节能环保的优点,目前已逐渐得到广泛的应用。
2、变露点调节方案调节原理
变露点控制的工作原理如***1所示。假定室内余热量恒定而余湿量变化,则热湿比将发生变化。当热湿比为时,送风露点为;如果余湿减少,热湿比增加为,则送风应增加含湿量,相应的送风露点应升至;如果余湿增加,热湿比减少为,则送风应减少含湿量,相应的露点应降至。这时可以采用改变送风量,或二次回风比的方法控制车间温湿度。可以看出,当余湿变化时,只要改变送风状态露点温度就能满足被调对象相对湿度不变的要求,这就是变露点控制方法的调节原理。,变露点调节方案。
在冬季,若车间需要加热时,车间热湿比线为εD,可以采用二次加热的方法达到室内热湿比εD需要的送风状态点。
随着自动控制技术的发展和计算机技术的应用,空调自动控制已成为纺织空调节能控制的重要手段之一,采用计算机强大的处理能力,可同时实现新回风比调节、喷水温度控制、变风量调节等内容,并可逐时根据空气调节室外气候分区和车间温湿度控制范围确定最节能运行方案,实现大幅度节能。,变露点调节方案。
三、结论
节能控制论文篇(5)
本科生毕业论文(设计)作为重要的实践性教学环节,在提高学生实践动手能力、锻炼学生科研能力和培养学生创新精神等方面有着不可替代的作用。近年来,受各类因素的影响,地方综合性大学毕业论文(设计)的质量也呈下滑趋势因此,因此,必须构建毕业论文(设计)质量监控体系,加强毕业论文(设计)教学环节的管理,不断提高毕业论文(设计)质量。
一、构建本科生毕业论文(设计)质量监控体系的背景
近年来,由于高等教育规模扩大,师资、设备、实验室和***书等教学资源紧张,毕业论文(设计)工作的组织管理有暴露出了越来越多的问题,致使毕业论文(设计)质量呈下滑趋势,很难达到人才培养目标的要求。
(一)重视程度不够。目前各个高校都面对的非常严重的问题是:毕业生大部分的精力都投入到了找工作、考研、出国和各类资格考试的认证中去,还有一些学生利用毕业论文(设计)教学时间补修其它课程来完成学分要求;教学单位也非常重视就业率和考研率,对学生是否高质量地完成毕业论文(设计)工作也重视不够”;毕业论文(设计)指导教师也忙于自己的学历、职称的提高,对学生无从顾及。可以说对毕业论文(设计)的重视程度不够是不能提高毕业论文(设计)质量的瓶颈因素。
(二)教学经费、资源不足。虽然各个高校近年来不断引进师资,加强硬件建设,但是相对学生数量的骤增,教师、实验室等资源匮乏已经是各个高校暴露得非常明显的问题。一名教师指导十几名学生,刚刚留校的助教就开始指导毕业论文(设计),一个实验室容纳几十人等现象一直困扰着各个高校,如果这些问题不能解决,毕业论文(设计)的质量绝不可能提高。
(三)指导、管理体系不完善。综合性大学学科门类齐全,学生数量大,毕业论文(设计)的方式多样,学校采用笼统、粗放的方式管理毕业论文(设计),没有形成针不同专业的“多元化”毕业论文(设计)管理方案也是影响毕业论文(设计)质量的一个重要因素。
(四)过程管理工作不到位。学校各级部门,尤其是教学单位对毕业论文(设计)过程管理力度不够,质量监控体系不健全,学生的毕业论文(设计)的质量,尤其是抄袭、代做等情况不能完全无法控制,也是各个高校出现的非常严重的问题。
(五)评估工作过于形式化。很多高校针对毕业论文(设计)的评估工作只局限于学校的层次,没有形成校、院二级评估机制,而且评估工作和日常管理工作不能有效结合,不能真正发挥评估工作的真正作用。
(六)选题、答辩环节的管理力度不够。选题、答辩考核是否严格、公平和公正,对毕业论文(设计)有着强烈的导向作用。目前,各个高校非常重视选题、答辩环节的管理,但都没有形成有效的机制,同时如何能更准确、更规范评定出毕业论文(设计)的成绩也是各个高校需要进一步加强的一项重要的工作。
除了以上几个方面,还有很多因素影响着本科生毕业论文(设计)的质量。总之,抓好毕业论文(工作),不断提高毕业论文(设计)的质量是一项系统工作,必须建立一套行之有效的质量监控体系,并逐渐完善它。
转贴于 二、毕业论文(设计)质量监控体系的构成[2]
一个完善的毕业论文(设计)质量监控体系至少应包括以下几个部分:
(一)毕业论文(设计)质量监控组织系统。要使毕业论文(设计)质量监控体系有效实施,首先要建立起层次分明、衔接紧密、职责清晰的质量监控的组织系统。这个系统通常由学校、学院、指导教师、学生四个层次组成。第一层次是学校教学质量监控与管理机构,它主要包括校长、分管校长、校教学指导委员会、校教学督导组以及教务处等相关机构,起着决策指挥、管理执行、监督评价的功能,是教学质量监控的组织者和实施者;第二层次是学院教学质量监控与管理机构,在教学质量监控过程中起主体作用;第三层次是指导教师,指导教师是教学质量监控的基础,是进行具体的毕业论文(设计)指导、检查、管理的主要执行者;第四层次是学生,通过学生反馈学校教学和管理的质量[3]。
(二)毕业论文(设计)质量监控制度系统。实现质量目标,必须建设和制定一套完整、科学、严密的规章制度,以明确各系统职能,规范工作程序,做到有章可循,确保系统的正常运行,并形成自我完善与优化的建设机制,使毕业论文(设计)的质量管理工作朝着制度化、规范化、科学化方向发展。学校应根据教育规律、国家***策方针以及实际情况,制订《毕业论文(设计)管理办法》、《毕业论文(设计)撰写规范》、《毕业论文(设计)评分标准》、《毕业论文(设计)质量标准》、《毕业论文(设计)评估指标体系》等文件以及一系列激励制度和***策,而且学院也应制定相应的毕业论文(设计)相关管理文件,建立起一套较完整、科学的、符合教育教学规律的制度系统,涵盖毕业论文(设计)管理中的各个环节,使毕业论文(设计)管理中有章可循,有的放矢。
(三)毕业论文(设计)质量监控评价系统。教学评价具有判别、诊断和激励功能,学校在毕业论文(设计)管理过程中应坚持“以评促改、以评促建、以评促管、评建结合、重在建设”的评价方针,制定评估指标体系,并定期开展评估,充分发挥了评价功能,促进了毕业论文(设计)质量的不断提高。
(四)毕业论文(设计)质量监控反馈系统。毕业论文(设计)质量信息是质量监控体系的重要组成部分。毕业论文(设计)质量信息能否及时准确地反馈,对于能否及时解决毕业论文(设计)工作中出现的问题,保证毕业论文(设计)质量至关重要。毕业论文(设计)质量信息可分为管理反馈信息、教师反馈信息、学生反馈信息。管理反馈信息来自于管理层,主要是学院级的毕业论文(设计)管理者;教师反馈信息来自教师;学生反馈信息来自学生。在毕业论文(设计)质量全程监控中,学校通过建立质量反馈制度、开展阶段式检查(开题检查、中期检查、答辩检查、存档检查)、建立多层次的反馈渠道等,及时发现问题,并解决毕业论文(设计)过程中出现的各种问题。
三、毕业论文(设计)质量监控体系实施中应注意的问题
毕业论文(设计)质量监控体系的构建与实施是一项复杂的系统工程,其中既涉及教育理论问题,又有实施中的可操作性问题。所以,在监控体系构建与实施中应注意以下几点。
(一)加大宣传力度,树立全员质量监控意识。毕业论文(设计)环节涉及到学校中很多管理部门、绝大部分教师和一届的学生,毕业论文(设计)的质量也直接受他们的影响。因此,必须加大宣传力度,使全校各级管理人员、教师以及学生能够正确认识毕业论文(设计)在培养学生能力、提高学生综合素质方面的重要地位和作用,树立全员质量监控意识,全校上下统一思想,为毕业论文(设计)的质量监控建立一个良好的环境。
(二)建立相应的配套措施,保证质量监控正常运作。要使质量监控正常运作和实施,必须建立相应的评价标准、激励机制等配套措施。建立质量监控的评价标准,可以使质量监控能有的放矢;建立奖励机制有助于调动广大教师、学生和管理队伍各方面积极性。另外,要优化质量监控环节,提高监控的自动化程度,就必须充分发挥计算机网络技术、人工智能等现代高科技在监控中的作用,使质量监控体系运行方便快捷,真正成为毕业论文(设计)质量的保障体系。
(三)体现以人为本原则,不断优化质量监控体系。毕业论文(设计)质量监控的目的是保证完成毕业论文(设计)教学任务,实现毕业论文(设计)教学目标,毕业论文(设计)质量监控不是对教学人员的监控,而是对教学行为及教学管理行为的监控。要充分体现以人为本的原则,重视全员质量意识的提升。同时,应该随时掌握质量监控的实施过程,做到与时俱进,不断完善质量监控体系。
(四)分阶段实施,实现质量监控的长效机制。质量监控体系应能对毕业论文(设计)教学环节的全过程进行监控,做到事先监控准备过程,事中监控实施过程,事后监控整改过程,然后进入下一循环的监控过程,形成长效管理。
总之,在毕业论文(设计)教学环节中建立科学、规范的质量监控与保障机制,实现对毕业论文(设计)的全程质量监控和管理,能够进一步提高毕业生设计(论文)的质量。全国各类高校的管理者应该进行深入、持续的创新,不断优化毕业论文(设计)质量监控体系,以不断提高毕业论文(设计)的质量。
参考文献
1.徐静年,潘小帆.走高校可持续发展之路——对高校扩招与教学质量的思考[J].中国教育研究论丛,2005;3~4
节能控制论文篇(6)
一、扶梯控制的三种主要方式
1、自动运行:在扶梯上下口处安装传感器(传感器可用光电、压力等),当传感器检测有乘客进入(距梳齿板1.3米左右),扶梯启动运行,如乘客继续进入,一直以额定速度正常运行。如在预先设定的时间内没再检测到有乘客进入或扶梯出口侧传感器检测到最后一个乘客离开扶梯后,扶梯将自动停。待有乘客进入时,扶梯再投入运行。,节能。。
2、Y-Δ运行(E C O方式):利用Y-Δ启动装置,扶梯投入运行后,如处于空载或轻载时,控制系统将驱动电机从Δ型自动切换到Y型运行以节约能耗。当扶梯负载增加后,再自动转成Δ型运行。
3、变频运行(V V V F方式):在扶梯出入口踏板下安装传感器与变频器。扶梯通过启动变频器开始运行,当达到1 0 0%(0.5m/s)额定速度运行后,如无乘客,扶梯由100%额定速度自动降为20%(0.1m/s)速度爬行(可自行设定扶梯在20%速度下运行一段时间仍无人乘梯,扶梯自动平缓地停梯)。如扶梯入口处传感器检测到有乘客,就给变频器一个信号,扶梯平缓地升至100%额定速度运行,如乘客继续进入,扶梯一直以额定速度正常运行。如在预先设定的时间内传感器没再检测到有乘客,传感器就不再给变频器信号,扶梯将自动转至节能的爬行速度运行,从而达到节能的目的。
比较3种节能运行方式,自动运行节能效果突出,控制方式简单可靠,但扶梯频繁启停,严重影响寿命;Y-Δ运行有节能效果(理论上可节电30%左右),但扶梯启动后,一直以额定速度连续运行,增加了扶梯的耗损;V V V F运行节电效果明显(理论上可节电60%左右,尖峰电流比无变频器扶梯减小可达8 0%左右),与自动运行相比没有频繁启动问题,扶梯磨损小,并且爬行速度运行时可提示乘梯方向。下面是两台同型号自动扶梯(H=4.5m;V=0.5m/s;θ=30°;W=1000mm),分别采用Y-Δ和V V V F运行方式的对比情况。
Y型空载额定速度运行,功率为:1.95Kw+1.61Kw+1.88Kw=5.44Kw
全年的耗电量(kwh)为:5.44Kw×3.2min/6min×20hr×365day=21180(kwh)
V V V F型空载2 0%额定速度运行,功率为:0.35Kw+0.5Kw+0.3Kw=1.15Kw
全年的耗电量(kwh)为:1.15Kw×3.2min/6min×20hr×365day=4477(kwh)
如上述V V V F与Y-Δ运行相比,节能效果十分明显,理论上一年节能:21180-4477=16703(kwh),一年节约电费:16703(kwh)×0.52元/(kwh)=8686元(以0.5 2元/k w h计算),所以自动扶梯采用变频控制运行,具有良好的节能和经济效益。
综上述,变频运行因用变频启动,避免了Y-Δ启动产生很大的启动电流,保证扶梯启动的平滑、舒适。而且无人乘梯扶梯以爬行速度运行时,即节约电能,减小扶梯损耗;也为即将进入扶梯的乘客提示运行方向,对客流早晚高峰和低峰变化较为明显,且长时间连续使用扶梯的场合较为适用。自动运行因控制方式简单,需增设软启动装置,适合老扶梯的节能改造。
二、V V V F型电梯基本控制原理
随着经济的发展,变频调速器以其优越的性能被应用于众多领域,特别是节能效果越来越被人们重视。V V V F型电梯因具有变频调速控制运行性能已开始取代继电器控制、交流调速电梯。V V V F型电梯基本控制原理如下:
根据电机学理论,交流电动机的转速公式为:n=60×f×(1-s)/p(式中:f为定子的电源频率;p为极对数;s为转差率;n为转速)。交流双速梯的调速方法是改变p以改变电机转速;交流调速梯的调速方法是调定子绕组电压大小以改变s;改变定子电源频率f也可达到调速目的,但f最大不能超过电机额定频率,电梯作为恒转距负载,调速时为保持最大转距不变,根据转距公式:M=C mφI c o sφ(式中:C m为电机常数;I为转子电流;φ为电机气隙磁通;c o sφ为转子功率因数),必须保持φ恒定。又根据电压公式:U=4.4 4f Wkφ(式中:U为定子电压;f为定子电压频率;W为定子绕组匝数;k为电机常数),必须保持U/f为常数,即:变频器必须兼备变压、变频两种功能,简称为VVVF(Vary Voltage Vary Frequency)型变频器。,节能。。,节能。。
三、扶梯的应用和发展
当今扶梯进一步向着高科技、节能、智能化的方向发展,变频器在扶梯领域的应用更广泛。以迅达公司自动扶梯为例,自动变速驱动有如下三种方式。
相控调速:具有软启动、正常运行和检修运行速度(以50%额定速度运行)功能。,节能。。但检修运行速度使用有一定限制(每运行5分钟,须停1 0分钟)。
标准变频器:仅在扶梯负载60%额定功率以下时工作,具有相控调速功能、爬行运行(2 0%额定速度运行)、检修运行速度功能,检修运行无限制。
变频器加:扶梯开始运行,该装置一直工作,具有标准变频器功能和附加运行速度(高峰时,扶梯以最大速度运行)功能,但需附加控制屏。
多数情况下,扶梯运行于2/3额定载客量以下,如以1 0 0%电机功率配置变频器,当扶梯100%负载运行时,变频器处于短路状态不起作用。此时可将变频电路设计成旁路变频,按6 0%电机额定功率配置变频器。如电机额定功率为1 1 K w,则变频器的功率为7.5 K w。当扶梯运行于负载的6 0%额定功率以下时,电机通过变频器工作;当负载增加至100%时,控制系统就将电机切换至工频电网供电。可大大降低变频器的初期投资成本,而且具有较好的性能价格比。
自动扶梯安装标准G F U变频系统后的工作原理如下:扶梯开启后,在变频器驱动下平缓启动加速到额定运行速度0.5m/s。当乘客不断增加达到负载的6 0%额定功率时,扶梯切入至电网直接供电,以额定速度运行,当扶梯负载下降至负载的6 0%额定功率以下时,则扶梯切换到变频器供电。如在预先设定时间内扶梯入口处的扫描传感器未检测到有乘客进入,则扶梯平缓地转入爬行速度0.1 m/s运行。当检测有乘客进入时,扶梯加速到0.5m/s运行,扶梯处于上行状态,随着乘客不断增加致负载达到60%额定功率时,驱动电机切入至电网直接供电,此时电机不受变频器驱动;扶梯处于下行状态随着乘客不断增加,负载增加到一定程度时,电机进入发电状态被连接到电网电源,此时电机不受变频器控制。如乘客继续进入,则扶梯将以0.5 m/s的速度稳定运行且始终不受变频器控制。如在预先设定的时间段内没再检测有乘客,那么扶梯转到变频器驱动,减速到爬行速度运行。,节能。。
四、结束语
本文通过对自动扶梯几种运行方式比较,介绍了变频调速控制运行方式的工作原理及实际应用和发展。自动扶梯采用变频调速方式控制运行,具有启动平稳、节能和检修运行功能。,节能。。扶梯启动时,避免产生很大的启动电流;无人乘梯时,由额定速度转为低速运行,即节约能源、减小机械磨损,也为乘客提示运行方向;扶梯检修时,检修运行功能保证了扶梯检修精度。
参考文献:
1、OTIS、506型扶梯参考质料.
节能控制论文篇(7)
Abstract: Article studied asynchronous motor Phased light load regulator of the principle of energy saving voltage regulator from the theory, impact of power efficiency of three key factors when the light load: Voltage, slip and power factor, proposed power-saving conditions. Running from the energy savings of view, in theory set up the ideas of the smallest energy consumption optimization target power factor and determine formula of the optimum voltage adjust Uij by the load rate to. And to propose an automatic minimum energy optimal voltage control concept and technical realization method.
Key words: soft-start and energy-saving devices; energy regulator; power consuming efficiency; power factor; minimum energy consumption optimization voltage adjusted
1、 引言
随着我国现代化工业进程不断加快,能源消耗越来越大,能源紧张问题日益突出,作为能源消耗大户之一的电机在节能方面大有潜力可挖。对于带周期性负载和长期轻载运行的电机,在不采取节能措施情况下用电效率低,功率因数低[1,2,3]。通过对电动机进行节能控制,可明显提高用电效率和提高功率因数,达到节能降耗的目的[4-8]。因此,电动机经济运行的理论研究和节能技术研究近年来备受关注。
2、节能运行原理
电动机运行时的用电效率是衡量经济运行的重要指标,在满足相同负载功率前提下,电机输入有功功率越小,效率越高,则用电量越小。电动机的能耗包括:定子铜耗、转子铜耗、摩擦损耗、铁耗、杂耗及有效功率。 其中定子铜耗、转子铜耗和铁耗可以通过对电动机供电电源的合理控制,在满足负载有效功率需求前提下,使定子铜耗、转子铜耗和铁耗减小。
将维持电机工作的定子电流分解为直角坐标系下两个垂直分量:阻性电流IR1分量及感性电流IM1分量。感性电流分量依赖于电压和磁通密度,在额定电压下,磁场消耗的能量保持恒定,与负载所需的转矩无关。支持负载转矩的能量取决于阻性电流IR1分量,在满电压情况下负载转矩变化引起的定子电流变化实质是阻性电流IR1的变化,随着负载转矩的减小,功率因数角 随之增大。
恒压供电方式下定子电压电流矢量***见***1所示。
***1 负载变化时恒压供电方式下定子电压电流矢量关系
Fig.1 When load changes the stator of the voltage and current vector relationship in the constant voltage supply
由于异步电动机运行在恒压供电方式,所以电机的磁场耗能维持不变,即感性电流IM1分量维持不变,随着负载减小,阻性电流分量IR1随之减小,这就是为什么在负载轻时功率因数低的原因。
若在负荷发生变化的同时,对异步电动机采用变压恒功率因数供电方式,若能实现合理恒功率因数控制,通过调整供电电压来调整感性电流IM1分量,不仅能够减少铁耗,还可减少定子、转子的铜耗,从而达到节能的目的。
***2 负荷变化时变压恒功率因数供电方式下定子电压电流关系
Fig.2 When load changes the stator of the voltage and current vector relationship in the factor of variable voltage constant power supply
可知,,某一负载下电动机的用电效率与电压、转差率及功率因数三因素有关。而三因素之间存在耦合关系,因此异步电动机调压节能控制是一个非线性问题。同时,轻载时不是所有的降低电压行为都能起到节能效果,只有当电压降低的幅度能补偿转差率变化和功率因数变化的幅度时才有节电效果。
3、自动最小能耗寻优控制(AEO)
由于交流异步电机的最佳功率因数在全工作范围内呈曲线变化,不同制造厂生产的同一规格的异步电机的功率因数呈一定的离散性,同一台电机在其新旧寿命期,在同一工况下的功率因数也呈现一定的离散性,这就给节能控制器设计带来一定困难。最早出现的异步电机优化节电器NoLacosφ功率因数控制器为恒功率因数控制,故这种方法不能达到最佳节电效果。
3.1 以 为效率目标的最优预期调压值的确定
从节能运行的角度出发,根据上述理论分析得知,在不同负载下供电电压存在一个最佳值,这个最佳值取决于系统追求的最佳效率ηj和与之对应的功率因数。
3.2 ***自动寻优
并确定对应控制功率因数
采用恒功率因数控制实现节能运行,最关键的问题是给定功率因数的确定,如前所述,由于确定功率因数呈现一定的离散性,所以,键盘设定功率因数或机器内嵌入功率因数的办法都不科学,如果采用机器上电后***自动寻优并确定对应控制功率因数将是最为可行的方法。
具体做法是:设备上电软启动完成后,按30组功率因数给定值分别进行功率因数控制,并进行电动机单位耗能计算和效率计算,并将30组计算结果存储,将30组数据按效率做降序排队,得到的最高效率组即为节能器寻优和对应的控制功率因数 。
3.3 三相异步电动机自动最小能耗寻优控制系统(AEOS)
按照上述思想构成的三相异步电动机自动最小能耗寻优控制系统(AEOS)见***3所示。
***3 三相异步电动机自动最小能耗寻优控制系统
Fig.3 Automatic minimum three-phase asynchronous motor control system for optimizing energy consumption
系统工作分三个阶段,上电后首先执行软启动过程,按照特定的软启动模式[6]控制异步电动机完成平滑无冲击启动。然后按程控功率因数给定,进入最小能耗寻优控制功率因数
值阶段,当最优功率因数确定后进入恒功率因数闭环控制阶段。
在实际设计中,节能控制器采用了LPC932 微控制器[9]为核心的单片机系统,很适合要求高集成度低成本的场合。系统反馈通道采用ATT7022A[10]与单片机LPC932接口技术,进行三相异步电动机供电多电量的检测和计算。不仅减轻节能运行控制器工作负担,提高了测量精度,还减少了系统硬件开支。
4 结束语
影响三相异步电动机用电效率的三个关键因素电压、转差和功率因数之间存在耦合关系,因此对三相异步电动机进行节能控制的问题是一个非线性控制问题。本文从异步电动机节能运行的角度出发,按能耗最小寻优目标功率因数 以及按负载率β确定最佳调整电压U1j,不仅在理论上得出了控制方法,在技术实现上也是切实可行的。
参考文献
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[3] 秀东等,交流电动机软起动节电器控制装置的研究[J],山东科技大学学报(自然科学版),2000.6,第19卷第2期
[4] 崔力,交流异步电动机软起动及优化节能控制技术研究[J],电气传动自动化,2003,25(1)
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[6] 刘建业,安曙明,付占稳等.三相异步电动机智能化节能器控制策略与控制算法[J].电工技术杂志,2004,2
[7] Gurkan Zenginobuz,Isik Cadirci,Muammer Ermis, Soft starting of Large induction Motors at Constant Current With Minimized Starting Torque Pulsation ,IEEE Transactions On Industry Applications,2001,9:1334---1347
节能控制论文篇(8)
0、引言
近年来,环境污染日益严重,淡水资源日益匮乏,如何将污水处理后排放或加以利用,已经成为世界各国***府关注的大事。活性污泥法是目前大多数城市污水生活处理厂广泛采用的污水处理工艺,其基本流程包括粗格栅及提升泵房、细格栅及沉砂池、配水计量井、CASS反应池、计量井、接触消毒池等,处理工艺***如***1所示。在曝气作用下机电一体化论文,CASS反应池中的污水得到足够的溶解氧并使存活在活性污泥上的微生物分解可溶性有机物,经过一系列的生化反应,使污水得到净化[1]。
***1 污水处理工艺***
1、控制策略分析与控制器设计
1.1 控制策略分析
CASS反应池中溶解氧浓度的高低直接影响着有机物的去除效率,也就相应的影响了出水水质。如果溶解氧浓度过低,供氧不足,会使微生物代谢活动受影响,微生物净化功能降低,使生化反应不够充分,出水水质达不到标准;如果溶解氧浓度过高,氧的转移效率降低,动力费用增加。曝气池中影响溶解氧浓度的因素众多,主要有进水水质化验值(BOD,COD,TP,TN机电一体化论文,SS)和进水流量等免费论文。所以,在污水处理过程中不同工况下都能够对溶解氧浓度进行快速有效的控制,对整个污水处理过程具有重大的现实意义[2]。
由于对溶解氧浓度的控制是一个大时滞、非线性、多变量的系统,溶解氧浓度数学模型难以建立,所以对溶解氧浓度的传统控制方式存在着控制精度不够高,实时性不够好等缺点。基于规则的传统模糊控制虽取得了比传统PID控制方法好的控制效果,但是,由于缺乏自学习能力,不能***调整控制规则,自适应能力差,使系统的鲁棒性受到限制。神经网络控制是将神经网络在相应的控制系统结构中作为控制器或辨识器,由于神经网络是从微观结构与功能上通过对人脑神经系统的模拟而建立起来的一类模型,具有模拟人的部分智能的特性,使神经控制能对变化的环境具有自适应性,且成为基本上不依赖于数学模型的一类控制机电一体化论文,所以它在控制系统中的应用具有多样性和灵活性。
1.2 BP网络控制器设计
BP网络是一种多层前馈神经网络,由输入层、隐含层和输出层组成。层与层之间采用全互连方式,同一层之间不存在相互连接,隐含层可以有一个或多个[3]。构造一个BP网络需要确定其处理单元――神经元的特性和网络拓扑结构。神经元是神经网络最基本的处理单元,隐含层中的神经元采用S型变换函数,输出层的神经元可采用S型或线性变换函数。***2所示即为一个典型的三层BP网络结构。
***2 典型三层BP网络结构
设上***BP网络输入层有M个节点,输出层有L个节点,而且隐含层只有一层,具有N个节点。一般情况下N>M>L。设输入层神经节点的输出为ai(i=1,2,……,M);隐含层节点的输出为aj(j=1,2,……,N);输出层神经节点的输出为yk(k=1机电一体化论文,2,……,L);神经网络的输出向量为ym;期望输出向量为yp免费论文。则:
(1)输入层第i个节点的输入为
式中xi(i=1,2,……,M)为网络的输入,θi为第i个节点的阈值。
(2)隐含层的第j个节点输入为
式中wij和θj分别为隐含层的权值和第j个节点的阈值。
(3)输出层第k个节点的输入为
1.3 BP网络学习算法的步骤
(1)初始化:置所有的加权系数为最小的随机数。
(2)提供训练集:给出顺序赋值的输入向量和期望的输出向量。
(3)基数按实际输出:计算隐含层和输出层各神经元的输出。
(4)计算期望值与实际输出的误差。
(5)调整输出层的加权系数。
(6)调整隐含层的加权系数。
(7)返回步骤(3),直到误差满足要求为止。
2、BP网络控制器的MATLAB实现
2.1 BP网络模型的建立与训练
由于待处理的污水组成成分复杂,对溶解氧浓度的影响并不是一两个因素,根据污水的主要污染物组成的特点,我们选取了最具代表性和普遍意义,具有关键控制作用的几个进水参数,即选取进水的BOD5、COD、SS、TN、TP以及进水流量作为输入层的输入节点,输出节点即为溶解氧浓度。
通常隐含层的数目及隐含层神经元数目决定着神经网络的运算速度、存储空间和收敛性质。太多或太少的隐含层都会导致神经网络的收敛性变差,这是因为过少的隐含层处理单元数目不足以反映输入变量间的交互作用,因而误差较大机电一体化论文,而数目过多,虽然可以达到更小的误差值,但因网络较复杂,从而收敛较慢[6]免费论文。有研究表明,当隐含层为1―2层时,网络的收敛性最佳。本系统采用1层隐含层。
首先确定BP网络训练的样本数据,本文对BP神经网络控制器进行训练和检验的数据,是采用某污水处理厂一个月中每天中午十二点的采样数据,其中5号、10号、15号、20号、25号、30号这6天的数据进行验证网络的输出,其它24天的数据进行对神经网络的训练。
其次建立网络并对网络进行训练。首先将训练数据和检测数据导入到工作空间,生成p1和t向量用来训练网络;生成p2向量和test_target向量,用来通过仿真检测网络的性能。然后通过命令生成一个隐含层包含5个神经元,输出层包含1个神经元的BP网络;第一层传递函数是tansig(),第二层传递函数是线性的,训练函数选取为traingd()。设置好训练次数、误差精度、学习率等参数机电一体化论文,开始训练网络。MATLAB中部分程序代码如下所示:
net = newff(minmax(p1),[5,1],{‘tansig’,’purelin’},’traingd’);%生成一个BP网络
net.trainParam.show= 20; %每隔20次显示一次
net.trainParam.lr= 0.01; %学习率设为0.01
net.trainParam.mc= 0.9; %动量因子设为0.9
net.trainParam.epochs= 100; %最大训练次数设为100
net.trainParam.goal= 1e-2; %训练要求精度设为0.01
[net,tr] = train(net,p1,t); %开始训练网络
网络训练过程如***3所示,从***中可以看到,网络训练在20个步长之后就将误差训练到小于0.01了。
***3 网络的训练过程
2.2 仿真结果分析
网络训练完毕,然后通过仿真验证,验证之后得出的实际值、网络输出值和误差的数据对比如***4所示。从***中我们可以看到,网络的仿真检测输出和实际输出之间的误差很小,说明设计的BP网络控制器性能稳定,能够满足实际应用的性能要求,对溶解氧浓度的控制能够起到比较精确的控制效果。
***4 实际值、网络输出值和误差值的对比
3、控制系统实现
3.1 硬件系统设计
根据工艺要求,甘肃靖远污水处理厂采用三个控制站,针对CASS池部分的控制站使用的PLC是AB系列的Logix 5561;模拟量输入模块为1756-IF16,采集现场BOD5、COD、SS、TN、TP以及进水流量等传感器数据;模拟量输出模块为1756-OF8,输出给定鼓风机变频器的频率大小。
3.2 软件系统设计
一般的污水处理控制系统都是采用PLC和上位组态软件来进行控制的,而PLC和上位组态软件编程方式的局限性,使得它们不能进行神经网络控制算法的编写机电一体化论文,只能实现一些简单的控制方法;MATLAB能很容易的实现神经网络的算法编写,但是不能够进行组态免费论文。如何将MATLAB和PLC结合起来实现BP神经网络对溶解氧浓度的控制是本系统的关键所在,这就要用到OPC协议来实现上位机中的MATLAB与下位机PLC之间的数据交换,才能将MATLAB中设计好的BP神经网络控制器用到系统中。在本系统中,我们将PLC采集来的BOD5、COD、SS、TN、TP以及进水流量等现场数据,通过OPC协议送入到MATLAB工作空间,经过MATLAB中的BP神经网络控制器处理,得出鼓风机变频器需要的频率大小,然后将结果再通过OPC协议送回到PLC,经过模拟量输出给到变频器,通过调节鼓风机频率的大小来调节鼓风量的大小,最终调节CASS池中溶解氧浓度的大小。PLC与MATLAB通过OPC协议进行数据交换的部分m程序如下所示:
da = opcda (‘localhost’,‘RSLinx OPC Server’); %建立OPC数据访问对象模型
connect(da); %连接到服务器
grp = addgroup (da); %建立组对象模型
item1 = additem (grp,‘[plc]temp1’); %建立数据项模型
r = read (item1); %读item1数据结构,并把值赋给data
data = r.value;
item2 = additem (grp,’[plc]temp2’);
write (item2,0); %向item2中写入数据0
disconnect (da); %断开OPC连接
delet (da); %删除OPC数据访问对象
3.3 上位组态监控设计
本控制系统上位组态软件采用组态王。在组态王设计的监控操作画面中,可以实现手动/自动切换、给定值输入、参数输入、数据显示、画面切换等功能,使操作人员很容易的对控制系统进行操作和管理。另外,利用组态王还可以完成监视器显示所需的现场设备监控画面机电一体化论文,如系统状态***、硬件报警、工艺报警、模拟量趋势、对比趋势、操作日志、报表输出等,可直观、动态地显示出现场各部位重要参数的变化。***5所示为CASS池监控画面:
***5CASS池组态监控画面
4、结束语
本文通过对污水处理CASS池中溶解氧浓度控制要求的深入分析,对比阐述了传统控制方法的局限性以及BP神经网络的优越性,通过在MATLAB环境下设计BP神经网络控制器,并对其进行训练仿真,得出合理的BP网络控制器。最后通过OPC协议进行MATLAB与PLC之间的数据交换,将MATLAB环境下的BP神经网络运用到实际的污水处理控制系统中,通过实际运行观察,控制效果非常理想,降低了成本,提高了效率。
参考文献:
[1]胡玉玲,曹建国,乔俊飞.活性污泥污水处理系统的模糊神经网络控制[J].系统仿真学报,
节能控制论文篇(9)
1 概述
智能建筑节能是世界性的大潮流和大趋势,同时也是中国改革和发展的迫切要求,是21世纪中国建筑事业发展的一个重点和热点。节能和环保是实现可持续发展的关键。从可持续发展理论出发,建筑节能的关键又在于提高能量效率,因此无论制订建筑节能标准还是从事具体工程项目的设计,都应把提高能量效率作为建筑节能的着眼点。智能建筑也不例外,业主建设智能化大楼直接动因就是在高度现代化、高度舒适的同时能实现能源消耗大幅度降低,以达到节省大楼营运成本的目的。
2 智能建筑暖通空调系统能量管理与控制系统的优化
智能建筑楼宇自控系统将建筑内所有设备集成一个系统,实现信息共享,进行综合管理,其作用和效益是巨大的,要实现这些作用和效益,就必须实施优化,建筑智能化工程的最优化设计与常规设计相比,有以下特点:
1)可以从系统的各种可能结构和参数中找到最佳匹配,使整体效能最佳,从而提高系统的效率,降低投资和运行费用;
2)可以对系统及其过程进行定量化的状态模拟,减少控制环节,提高可靠性与稳定性,发生故障概率降到最低可能限度,系统响应输出最优化;为通过优化控制方案达到节能目的的是一种“主动节能”,它有别于墙体结构、门窗的形式和设置的改造的“被动节能”。
3 智能建筑BA系统优化方法(主要针对暖通空调系统)
3.1 控制策略的优化
空气处理机的DDC通常采用P工D控制,选择合适的P工D参数对空调系统的稳定运行是非常关键的。P工D系数高,空调对室内温度波动的反应特性曲线陡,达到设定温度的过渡过程较短;相反P工D系数低,达到设定温度的过渡过程较长。但并不是P工D系数越高越好,否则易引起DDC控制系统失稳,表现为室内温度的振荡和水侧的电动调节阀周期性的来回运动无法在固定开度上运行。P工D能解决大部分场合的空调控制,但对于影剧院等大热惯性空调场合,靠高的P工D系数来提高空调机组对负荷变化的响应速度是不足以解决问题的。论文参考。这时可以采用双级控制,即分别在空调的送风道和室内安装温度传感器,室内的温度设定由主DDC控制器完成,水阀的驱动由副DDC根据风道温度传感器和主DDC的指令完成,由于风道温度变化速度快于房间温度的变化,这一控制方式加速了系统对温度波动的响应。在实际的工程设计中,BA系统对空调的节能控制有多种手段可以采用,例如室内外焙值比较法、二氧化碳等污染物浓度检测法确定新风量,基于日程表的定时操作等等。工程设计中可以视需要灵活运用,以达到最优的效果。例如,办公、商场等场合,夏秋季在清晨时通过程序启动空气处理机或新风机),利用室外凉爽空气对室内全面换气预冷,既节约新风能耗又提高了室内空气品质。
3.2 控制权的优化
通常BA遵从的是中央控制站集中管理的原则。有时也有其不便的一面。在某些场合(如会议室)将空调、通风系统的参数的设定功能放置在现场可能更符合使用者的需要。DDC本身并不提供这样的功能,需要专门部件来实现。这类功能接近VRV控制面板的设定器给房间的使用者带来极大的便利和舒适性,必要时应积极采用。论文参考。
3.3 直接数字控制器(DDC)的优化
主流BA系统供货商都能提供大中小不同处理能力的DDC,冷冻机房、热力站监控点是密集场合应优先采用大型控制器,以减少故障率和控制器间的通讯。论文参考。对空气处理机、新风机、通风机一般采用中型或小型的控制器即可。近年来,可编程逻辑控制器件(P LC)进步很快,其应用不再局限于工业场合,在空调通风的现场设备控制工程中不应将其排斥在外。
3.4 控制网络优化
在满足扩展性和灵活性的前提下,控制网络的拓扑结构应尽可能简化、清晰,无论基于RS485总线或基于LonTalk总线的控制网络都是如此。分支、分级多的网络管理复杂、可靠性低。LonTalk总线在理论上可以组成任意拓扑结构的网络,这种布线设计的随意性如果运用不当,在工程实践中仍然是有技术风险的,并可能增加系统的投资。小型工程尽可能运用基于Rs485总线的控制网络,采用“手拉手”的布线方式,大型工程可以考虑楼层网络分级。
3.5 BAS监控中心
BAS监控中心负责监控整个空调、通风、动力系统,一般与消防控制、安保监控等合用一室。由于该机房通常远离冷冻机房、锅炉房,在这里远程操作这些关键设备是不合适的。推荐的做法是在冷冻机房和锅炉房现场控制室另设置一台监控分站,由该分站负责冷冻机、锅炉监控功能,并且该分站功能受权局限为冷热源设备。
4 结论
节能控制论文篇(10)
中***分类号:TN95 文献标识码:A
伺服系统设计
伺服系统的设计方法通常有时间响应分析方法、根轨迹法和频率响应分析法三种。伺服系统设计的主要技术指标有:工作范围、稳定性、过渡过程品质、系统精度、动态响应能力等。我们在实际应用过程中,可以分静态设计和动态设计两步进行,这里主要阐述动态设计。
伺服系统动态性能指标
伺服系统的动态设计的目的是通过选择适当的控制算法,以使系统的闭环特性满足伺服系统的主要性能指标:
稳定裕量。
伺服带宽和过渡过程品质、系统截至频率
跟踪误差。
结构谐振特性。
机械传动间隙。
在实际雷达伺服系统中,采用最优控制尽可能的缩短伺服系统的过渡时间,由于最优控制基于的被控对象模型不准确,对框架角速度估计又存在误差,而PID控制对于稳态控制更占优势,因此,实际天线伺服控制中需要采用集成控制策略将最优控制器与经典PID控制器有机结合起来。
控制器交接策略:当小范围稳定时采用PID控制;大角度范围转移时采用了最优控制。
伺服系统固有环节
伺服系统的固有环节主要是指执行元件及其负载,当执行元件及其负载的传递函数的输入是功率放大器的输入电压,输出是天线轴上的转角。
通常我们用动态分析仪来测试伺服系统固有环节的频率特性,通过Matlab对测得的数据进行频率特性分析。
得到系统固有环节传递函数:
其中:为开环增益;为转折时间,为自然频率;为阻尼比
经典PID控制设计
系统模型建立
伺服系统固有环节为“积分+一阶惯性+二阶振荡”形式,为保证系统的指令跟踪精度,控制器采用“一阶滞后超前+PI”形式。典型校正传递函数为:
其中,为校正环节的传递函数,为系统固有环节的传递函数。
选择系统开环截止频率
截止频率的选择是经典PID设计的关键。它的大小影响系统的稳定裕量、跟踪精度和过渡过程品质要求。其选择标准受到伺服带宽的限制:
,其中,
确定系统的开环特性
系统开环传递函数: ,系统固有环节的传递函数通过仿真得到,见式(2.9)。首先,根据“伺服系统动态性能指标”预估,然后通过MATLAB下的sisotool工具详细设计,得到系统开环频率特性,G.M.表示幅值裕度为,P.M.表示相位裕度为。校正传递函数采用双线性离散化方法:,实现在离散系统进行数字控制。
最优控制设计
最优控制理论的基本思想:根据已建立的被控对象的数学模型,选择一个容许的控制律,使得被控对象按预定要求运行,并使给定的某一性能指标达到极小值(或极大值)。从数学观点来看,最优控制理论是求解一类带有约束条件的泛函极值问题。
系统状态方程和初始条件
忽略系统的二阶环节,传递函数(2.9)简化为:
(2.12)
状态变量: 状态方程:,
其中:,,,,, 令,则系统状态方程为 (2.13)
对,控制量满足约束条件
设系统的初始状态为:,;末值状态为:,;性能指标(积分型:最小时间控制):。
最优控制的任务就是对所有,寻找一条最优控制规律
它满足条件,并能将系统由初始状态转移到末值状态,同时使性能指标即为极小。
最优控制设计思路
函数取极小值,得到最优控制
哈密顿函数:
由于,可以得到使函数的必为:
相轨迹***分析
采用控制规律时,由方程(2.13)解得
相轨迹为两族抛物线,相轨迹的最终收敛线:
,其中 (2.17)
根据状态点在相轨迹上位置的不同讨论最优控制轨迹
当系统控制量为或时,分别得到状态点、,在相轨迹上以这两个状态点为最优控制的起始状态,以控制规律,控制最终回到收敛线到达坐标原点。状态点在相轨迹***上有可能出现在以下不同区域,如***2.10所示:
***2.10 最优控制设计***
***2.10中和为收敛线,、为控制量为时可能出现的曲线, 、为控制量为时可能出现的曲线。为当前控制不跨过收敛线的区域,为当前控制跨过收敛线的区域。
状态点在区域时,由或全加速拉回收敛线;
状态点在收敛线上时,按照收敛轨迹控制。
状态点在区域时,通过双点割线法求取适当的使状态点落在收敛线上.
伺服系统控制器仿真
由于伺服系统控制是由数字计算机实现,因此经典PID控制和最优控制集成控制器是由C语言手工代码实现,在Simulink环境下采用S函数对C程序进行封装,嵌入到Simulink环境下进行仿真。
我们以方位通道为例,指令角为的阶跃,实测结果为只采用经典PID控制的响应曲线:超调,过渡过程时间,稳态误差为。
采用集成控制的阶跃响应曲线:超调,过渡过程时间,稳态误差
可见在大角度跳变时,PID控制器为了减小超调采用了限速处理,但是在过渡过程时间上达不到快速性,采用了集成控制以后,系统过渡过程品质满足了快速性和小超调量。
节能控制论文篇(11)
一、 选题背景及其意义
近年来,随着我国电力 工业 的迅速 发展 ,电网规模的不断扩大,电力系统的安全、 经济 运行已成为电力生产的重大课题。必须不断采用新技术在保证电力系统安全运行的前提下,提高电能质量、降低 网络 元件中的电能损耗,从而获得满足安全运行条件下的最大经济性和最好的电能质量。其中电网的自动电压控制及无功优化(简称avc)就是电力生产中提高电能质量,降低网损的重要手段。国家电力调度中心已经把这一项目列入了“十一五规划”。
自动电压无功调控系统avc系统将发电厂母线电压的调整由人工监控改为自动调控,具有以下意义:
1.提高稳定水平:网内电厂全部投入装置后,通过合理分配无功,可将系统电压和无功储备保持在较高的水平,从而大大提高电网安全稳定水平和机组运行稳定水平。
2.改善电压质量:电压监督电压合格率得到大幅度提高。
3.消除了人为因素引起误调节的情况,有效降低了运行人员的工作强度。
二、国内无功电压控制现状
国内目前对发电厂无功电压的管理考核方式,主要是由调度中心按照高峰、平谷和低谷等不同时段划分母线电压控制范围,按季度向各发电厂下达曲线指标,发电厂则根据曲线要求,实行人工24小时连续监视盘表,及时调节发电机无功出力,以维持母线电压在合格范围内。这种沿用了多年的就地分散控制管理模式,在当前电网结构日益复杂的形势下逐渐暴露出了一些弊端,存在的主要问题是:
1.事先给定的电压曲线和无功设备运行计划是离线确定的,并不能反映电网的实际情况,按照这种方式进行调节往往带来安全隐患。
2.电网运行人员需要时刻监视系统电压无功情况,并进行人工调整,工作强度大,而且往往会造成电网电压波动大;
3.电厂之间,无功调节对相互母线电压影响大,无功调节矛盾突出。由于各电厂只关注自身母线电压,没有从全局角度协调无功分配,电网无功功率无谓搬运现象突出,经常出现无功环流现象,造成不必要的有功损耗。各厂、站无功电压控制没有进行协调,造成电网运行不经济。
上述问题的存在,既增加机组进相深度,影响机组和电网安全稳定运行,也使网损增加,影响经济性。因此,有必要发展avc(自动电压控制)系统,从全局对电网无功潮流和发电机组无功功率进行协调控制,实现电厂母线电压和无功功率的自动调控,合理协调电网无功分布,以保证电网安全稳定运行,提高电压质量和减少网损,降低运行人员劳动强度。近几年来国际上几次重大的电网事故如美加大停电,都有无功电压的问题造成电压崩溃,致使电网瘫痪。无功电压自动控制技术越来越引起重视,在华北电网,基于分层分区控制技术的二/三次电压控制技术在某些电厂逐步进入应用,而本论文依据包头第二热电厂现场改造的实际情况,将重点讲述电厂侧无功电压控制方案在包头第二热电厂的应用。
三、课题研究的主要内容:
发电厂侧avc实施方案
信息来源:http:/1. 自动电压无功调控系统控制方案
在发电侧增设一套电压无功自动调控系统,与调度中心共同组成avc系统,以主站-子站星型网络方式运行,主站和子站系统之间通过现有数据采集系统及数据通信网互连并完成信息交换。 发电侧avc子站通过远动专线接收内蒙省调avc主站下发的电厂侧220kv母线指令。中控单元在充分考虑各种约束条件后,计算出对应的控制脉冲宽度,以通讯方式下发至avc执行终端,由执行终端输出增减磁信号给励磁系统(或输出至dcs),调节机组无功功率,发电机无功出力与机端电压受其励磁电流的影响,当励磁电流发生改变时,发电机的无功出力与机端电压也随之增减,并通过机端变压器进一步影响到母线电压的高低,励磁电流的增减可通过改变励磁调节器(avr)给定值实现。所以系统的无功电压控制通过励磁系统来实现。自动电压调控系统avc是通过改变发电机avr的给定值来改变机端电压和发电机输出无功的。信息来自:输配电设备网
包头第二热电厂300mw机组自动电压控制(avc)系统框***
2.合理的设备配置方案
2.1.安全可靠的硬件配置
本工程采用中控单元/执行终端配置方式,共安装两套***的系统,每套设备配置台中控单元(主/备)和2台avc执行终端,终端与机组一对一配置。avc子站中控单元接收内蒙省调avc主站下达的电厂侧高压母线电压指令,在充分考虑各种约束条件后,计算出对应的控制脉冲宽度,下发至avc执行终端,执行终端输出增减磁信号给励磁系统,由励磁系统调节机组无功功率。
中控单元有主备功能,主中控单元故障时,可切换至备用中控单元,保证系统正常运行。主中控单元恢复后,自动切回主中控单元控制。
本工程共有中控单元2台,执行终端2台。
2.2.人性化的发电厂avc子站软件配置方案
2.2.1.包括完整的数据采集、处理、通信和诊断等各种软件,应具有告警、具体故障内容的中文提示及事故记录功能。软件配置满足功能规范的要求,具有良好的实时性和可维护性。
2.2.2软件遵循国际标准,满足开放的要求。
2.1.3.便于用户的二次开发和***安装、生成、修改新的应用功能。
2.1.4.配备一套完整的、可运行的软件备份。
2.2.5.系统有较强的防计算机病毒、反入侵能力,提供硬件防火墙或其它安全设施的接入能力。
2.2.6.具备较强的数据存储功能,能够长时间存储运行数据、运行事件、系统参数和离线电压设定曲线等数据。
3.对功能模块的要求
3.1计算模块应具有下列功能:
ü 根据高压母线电压调整量目标值计算电厂对应机组发出无功功率目标值。
ü 按照给定的无功分配策略,将总的无功目标值分配给各台机组。
ü 选择需要调整的机组,给出合适的调整指令。
ü 自动识别母线检修,双母线结构一条母线检修,控制母线自动切换至另一条母线。
3.2.运行约束条件:
ü avc主站下发的调节信号突变限值;
ü avc主站控制无效时间限值;
ü 发电机参与调节的有功功率限值。
ü 发电机在不同的有功出力下对应的无功功率上下限;
ü 发电机的机端电压上下限;
ü 发电机的机端电流上下限;
ü 高压侧母线电压上下限;
ü avr自动信号消失;
ü 实时数据波动过于剧烈,超过设定值;
ü 实时数据不刷新;
ü 省调通信中断;
ü rtu通信故障;
ü 机组有功越闭锁值;
ü 机组无功越闭锁值;
ü 机组机端电压越闭锁值;
ü 机组机端电流越闭锁值;
ü 母线电压越闭锁值。
ü 机端电流耦合校验
avc子站在满足以上运行约束条件时,装置闭锁输出并发出增减闭锁信号,一旦运行条件正常,增减闭锁信号消失,装置自动恢复正常运行。
3.3avc子站的控制模式
ü 退出:只能工作在研究方式下。
ü 闭环:avc主站与子站闭环运行。
ü 开环:avc子站系统根据本地设定电压运行
3.4防误措施
ü 中控单元 计算 错误时有保护措施,能可靠保证不误输出。
ü 执行终端掉电时不会误输出。
ü 任一硬件模块或连线损坏,均不会造成设备误输出。
ü 防止输出控制节点粘死措施,当输出节点粘死导致输出控制脉冲过长时,应自动切断控制输出信号保证机组安全。
4.gps对时接口
子站系统提供rs485串口(rs232口备用),可与厂内卫星定时系统gps实现精确对时(对时误差不大于1ms)。
5.自动电压无功调控系统调试中注意问题。
自动电压调控系统的各种限制功能必须与发电机励磁系统avr的各种限制以及和发变组保护很好的配合。根据发电机励磁系各种限制数据以及发电机p-q曲线、发变组保护定值对自动电压调控系统定值进合理整定,杜绝配合不好带来的不良后果。
试验时,调度及电厂运行加强监视控制点参数,必要时,无条件退出avc运行,并恢复参数。 调试中注意和发电厂侧进相数据的配合,调整中要保证6kv厂用电系统的稳定运行,如果调整中6kv电压过低,有必要调整发电机电压定值。
在无功调控设备中采取措施防止增磁和减磁出口继电器接点粘连。
四、 研究的难点和重点
(1) 本文着重阐述该系统如何通过合理的硬件配置实现安全可靠运行、如何实现人性化、可视化、智能化的软件系统配置。
(2) 在参数设定中,既要保证电网电压及无功优化问题、又要考虑到本厂汽轮发电机组在调节过程中的安全稳定问题,因此avr执行终端的无功功率调节死区、脉冲计算斜率、最大脉冲宽度的定值是avr成功运行的关键因素,也是本文的重点和难点。
(3)自动电压调控系统的各种限制功能必须与发电机励磁系统avr的各种限制以及和发变组保护很好的配合。根据发电机励磁系各种限制数据以及发电机p-q曲线、发变组保护定值对自动电压调控系统定值进合理整定,杜绝配合不好带来的不良后果。
五、预期成果
本课题研究成功投入使用后,将发电厂母线电压的调整由人工监控改为自动调控,消除了人为因素引起误调节的情况,有效降低了运行人员的工作强度,保证系统电压低于规定的最大数值,以适应电力设备的绝缘水平和避免变压器过饱和,并向用户提供合理的最高水平电压; 信息来自: 大机组无功出力分配必须满足系统稳定的要求,单机无功必须满足p-q曲线,保证了机组安全运行,尽可能地降低了电网的有功功率损耗,取得较好的 经济 效益。
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