多功能系统范文

多功能系统范文（精选12篇）

多功能系统 第1篇

对供电可靠性提高的重要前提首先是要有不少于两个供电电源, 其次是在一个电源故障被保护装置动作切除时, 要快速且在不损害供、用电设备的前提下投入备用电源, 保证对炼油化工装置不仅电力供应不间断, 而且使绝大部分乃至全部负荷不被切除, 迅速再受电继续运转。

这也是电力工作者永恒的追求目标。

1 石化企业电力系统的特点

石化企业的电力系统总括起来有以下特点。

1) 工艺的特殊性对供电可靠性要求很高, 电力系统稍有不慎就可能引发化工装置很严重的安全事故和很大的环境破坏事故。

2) 企业内部电网一般包括输电、发电、配电三个环节。供电的可靠性要求非常高, 对连续运行的石化企业来说, 仅几个周波的电力系统故障就能造成大量生产装置停工, 造成非计划停车、诱发安全事故、导致环境污染。

3) 负荷相对平稳及三相相对平衡, 石化企业的负荷是相对平稳的, 日负荷曲线的变化很小, 生产装置运行正常后, 负荷几乎数周甚至数月不变。

4) 负荷主要是以大型异步电动机拖动的风机、压缩机以及隔爆或增安型异步电动机拖动的机泵为主电动机占总用电负荷的以上同时也有少量的同步电机。

5) 一定数量的非线性负荷, 如变频器、UPS、直流电源、整流变压器、可控硅控制的电加热器。

6) 大型电动机启动, 炼油催化主风机和乙烯聚合造粒机等大型电动机的启动虽然次数很少, 但启动时间却较长, 对母线电压影响较大, 是石化企业供配电系统的关键问题之一。

7) 有大量异步电动机的运行, 一般采用电力电容器组对其功率因数进行有效的补偿。电力电容器组安装在主变电所、多区域配电所内。

8) 电力网结构复杂, 一次主接线有双母线分段、单母线分段;供电电压等级多, 110kV、35kV、10kV、6kV、380V等多个电压等级;变配电站多而分布很散, 高压输电线路, 电缆配电系统庞大。

9) 炼油化工的用电负荷大部分为一级用电负荷, 有相当一部分为一级负荷中的重要负荷, 配备有UPS、EPS或事故柴油发电机作为安保电源。

10) 新建的石化电网自动化水平高, 继电保护配置先进。自备热电站通常仅能为本企业提供一定负荷及保安电源。热电站的主要作用是为企业内供汽, 因此汽轮机多以背压式、抽汽背压式或抽汽凝汽式为主。一旦电力系统发生故障造成石化企业大面积停电, 生产装置会立即停止用汽, 各发电动机很难保证此时的稳定运行。

2 存在的问题及解决方法研究

2.1 现有备自投装置存在的问题

保证供电不间断有赖于电力生产、输送的各环节, 对供电系统来讲, 备用电源自动投入装置就是一项重要技术措施。传统的备用电源自动投入装置的起动条件概括起来有三个, 其一是工作电源已断开, 使用无流作判据其二是备用电源电压正常使用“有压”作判据;其三是负荷母线电压为零, 使用“无压”作判据[1]。这其中第三个条件是片面的, 如果负荷电压为零, 表明全部负荷包括电动机在内全部停止运行, 也即生产过程已中断, 此时备用电源投入了也无法避免生产工艺流程被破坏, 加之如果大量电动机群起情况更加糟糕。传统的备用电源自动投入装置在设计上已无法满足当今各类用户必须的要求, 特别是对拥有大量电动机负荷的工业企业更是无益反害。

兰州石化公司动力厂供电系统中现有的备用电源自动投入装置采用工作进线“无流”、备用母线“有压”作判据, 在系统故障时即使准确动作投入也有大于0.5s的切换时间, 也就是即使切换成功, 装设0.5s延时低电压保护的电动机及用交流接触器控制的低压电动机将停机, 何况系统中有不少的成组自启动电机, 因其自启动电流大, 更使母线电压波动大且时间长, 极易造成同步电机失步、失磁、低电压保护动作而退出运行。从而将造成生产工艺流程中断, 存在极大的安全生产隐患。

2.2 解决方法研究

兰州石化公司动力厂生产工艺流程中拥有大量的各类电动机, 如上所述, 目前采用的备用电源自动投入装置不能很好地保证其在系统故障电压波动情况下的连续运行。随着计算机技术的飞速发展, 众多电力设备设计工作者在总结传统备用电源自动投入装置缺陷的基础上, 广泛调查各行各业特别是工业企业对供电可靠性的要求, 设计制造了快速无扰动备用电源替续控制系统。

2.2.1 新型备自投装置控制原理

快速无扰动备用电源替续控制系统根据负荷性质的不同, 依据捕捉电动机耐受电压点准则、捕捉首次同相点准则、捕捉残压准则及长延时准则等, 以主机为中心, 通过工作进线和备用进线的测控装置获取当前的负荷值及负荷性质;通过控制快速同期模块及涌流抑制模块执行被切除电源的同期操作和变压器、电容器的投切操作, 同时涌流抑制模块还通过分、合闸角的控制执行防止操作过电压的任务。控制系统主机通过实时采集的信息确定备用电源的投入方式。

对于典型的单母线分段双进线加母联开关配置方式的供电系统, 有两种备用方式:一是双母线同时向各母线供电, 母联开关断开, 两段母线互为备用;二是母联开关合上, 一条进线向母线供电, 另一条进线作为备用电源图是主接线图

当任一条进线故障时, 快速无扰动备用电源替续控制系统可快速切换和同时切换, 使系统断电时间最短。也可选择其他速度较慢的切换方式。兰州石化公司动力厂供电系统运行方式就是典型的单母线分段双进线加母联开关的配置方式。

2.2.2 各种切换准则的侧重点

1) 捕捉电动机耐受电压点准则切换方式[2]

在工作电压故障切除后, 母线上所有电动机依靠的惯性及转子剩磁转入异步发电状态, 也就是说在工作母线上将出现一个电压和频率逐渐下降的残压, 该残压相对备用电源电压向滞后方向运动的角度不断增大, 而残压值也不断衰减, 经过一段时间才衰减到零, 如图2所示。

Vb备用电压, Vg工作电压, θ残压V相对备用电源电压Vb向滞后方向运动的角度.

在工作母线上有电压时投入备用电源会不会损坏用电设备特别是电动机是人们所担心的, 这也就是传统的备自投一定要在母线残压衰减为零时才投入备用电源, 或者要在残压与备用电源间的相位差为零时投入备用电源。我们知道, 一般电动机可以长期承受1.1～1.2倍额定电压, 因此, 只要选择合上备用电源时施加在电动机上的电压不超过这个耐受电压值, 电动机就是安全的。

此外还可能担心投入备用电源时的工作电源与备用电源的相角差Υ角很大时会导致对电动机轴系的扭矩冲击, 理论及实践证明电动机群虽然处在异步发电状态, 但其实质上是一个没有动力源和励磁源的靠惯性发电的发电机。因此备用电源投入时会在不大的冲击下将电动机群拉入同步。在电动机群数量及容量较大的场合, Υ角的变化速度较慢, 加之装置的运算及控制速度很快, 一般情况下备用电源投入时的Υ角大约在60°以内。

另外, 备用电源投入时可能与电动机群或等值电动机的次暂态及暂态电势叠加而产生幅值较大的冲击电流, 并可能导致备用电源速断保护动作而跳闸, 使替续控制失败。理论及实践证明可以通过正确选择备用电源继电保护定值解决这一问题。

为此采用了捕捉电动机群耐受电压点的准则实现备用电源的快速及安全切换, 这一控制准则也称为捕捉电动机耐受电压点的准则。实现这个准则的方法就是实时监测工作电源与备用电源的相角差Υ及当前的ΔU值, 并根据已采样的数据预测ΔU的变化, 在ΔU值增大到超过允许值之前, 计及备用电源开关的合闸时间发出合闸命令完成备用电源的投入, 这既保证所有电动机在转速下降不多, 母线残压还很高时就重新受电, 也不停转, 从而有利于迅速恢复工作。

2) 捕捉首次同相点切换方式

捕捉首次同相点切换是指出现工作电源因事故被切除后, 母线上残压相量将绕备用电压相量向滞后方向旋转, 在首次出现相角差Υ为零时完成备用电源切换。条件因子取决于备用电源开关的合闸时间和相角差ψ的变化速度。

当有故障的工作电源被保护动作切除后, 母线上的电压及频率按一定的规律衰减, 在衰减过程中残压相对备用电源电压每运动360°就出现一次可能满足同相切换判据的合闸时刻点。理想情况是实现首次过零合闸, 此刻母线电压一般衰减30%～40%额定电压左右, 电动机设备出力下降不是很大, 备用电源合上时冲击也不是太大, 设备的自起动条件较好。但是在衰减过程中, 由于母线残压随着频率的下降, 其电压幅值和相角的变化会越来越快, 原有的线性模型和简单的加速度模型已经难以准确地表达电压幅值和相角的变化。无扰动备用电源替续控制系统采用了频率自动跟踪技术和模糊理论对频率进行分段建立模型的方法, 准确地表达了频率、相角幅值变化根据实时的频率相角幅值的变化规律, 计算出在母线残压与备用电源电压向量第一次相位重合的到来时间, 当该时间到来前相当合闸回路总动作时间时发出合闸命令, 实现精确的过零点即首次同相合闸, 这种合闸方式不受负荷变化影响, 对设备的自启动有利。但缺点是因母线残压下降过程中会导致部分负荷被低压保护切除, 所有使用接触器的负载都因接触器因低压释放而失去再受电的机会, 备用电源投入后不可能恢复原生产流程。

首次同相点切换作为耐受电压准则切换的备用切换常用于如下情况: (1) 因系统接线或系统运行方式造成母线电压与备用电源初始角 (功角) 较大, 无法实现捕捉耐受电压点切换; (2) 残压频率下降很快且开关合闸时间较长时, 难以实现捕捉耐受电压点切换; (3) 工作电源和备用电源来自两个独立的系统, 两系统之间不仅存在相位差, 而且存在频差时; (4) 工作母线上存在大容量电源, 其电源容量几乎可以满足负荷需要时, 投备用电源时会出现同期问题, 因此此时采用同期方式 (同相) 合闸是合理的切换方式。

3) 残压切换方式

残压切换指当母线电压衰减到20%～40%额定电压 (可整定) 后实现的切换。残压切换作为前述首次同相点切换的后备功能。当工作电源被保护切除后, 如果因某种原因未能实施前述切换, 则当母线电压衰减到某个允许值 (整定值) 时, 再合上备用分支开关。其合闸时无须判断相角和频率差, 这是一种非同步的切换方式。

残压切换虽能保证备用电源投入, 但是由于停电时间过长, 很多设备已自动或被低压保护被切除, 其他设备自启动条件恶化, 生产工艺过程等都将受到较大影响。

4) 长延时切换方式

如果在给定的时间 (整定值) 结束之前无法进行上述的任何一种切换方式, 可执行长延时切换, 因此, 长延时切换方式仅作为一种备用切换方式。在正常情况下是不可能会发生这种切换方式的。通常只有当短时间内同时发生多次故障时才可能发生这种切换方式。

2.2.3 新型备自投装置主要功能

快速无扰动备用电源替续控制系统具有的以下主要功能:

(1) 快切功能, 是指具有快速完成工作电源和备用电源切换的功能, 可完成事故切换、非正常工况 (指母线失压) 切换及手动切换, 每种切换都可选择不同的切换模式我厂供电系统实际选用串联切换模式贴切些。

(2) 备自投逻辑功能, 是指可以实现一个母联断路器、四个进线断路器的各种组合运行模式。这一条满足我厂实际。应注意的是该装置备自投动作后, 只有复归操作后才能准备下一次备自投逻辑功能。

(3) 联切联投功能, 是指当工作电源保护动作跳闸的同时, 发出联切控制命令, 切除预先设定的负荷, 制止备用电源因不堪重负而导致的工作母线电压和频率大幅下降;发出联投控制命令, 投入需要自动投入的电动机、电容器、发电机等。

(4) 保护功能, 是指该装置配置有母联和进线过流保护、过流后加速保护。

(5) 故障闭锁备自投功能, 能随时检测外部闭锁信号及对装置内部硬件进行自检用以确定是否需要闭锁切换, 另外对母线出现端故障进行监测, 若监测到母线出线端有故障且故障闭锁切换软压板投入时, 将闭锁装置切换功能, 确保备用电源不会投到故障系统中。这一功能是目前兰州石化公司动力厂现有装置不具有的功能, 现有的功能是投到有故障的母线上后再由母联过流保护动作跳开母联断路器, 二者有本质的区别。

(6) 记录功能, 该装置具有对遥信事件、保护事件、录波时间、遥控时间、自检时间的记录功能。

(7) 切换录波功能, 是指装置启动切换后就开始进行录波, 录波包括了跳闸 (合闸) 启动前25个周波及启动后50周波, 每次切换总录波时间为1.5s共二次。装置最大可存储12组录波数据, 录波内容包含了母线电压、电流、进线电压、电流、所有的开入量信息等信息。录波事件索引可在录波事件中查看, 录波波形、数据可在液晶屏幕上就地显示, 也可以经网络通讯传送到后台计算机进行分析处理。

(8) 通讯、打印、GPS对时等功能, 是指装置具有强大可靠的通讯功能。装置配有两个以太网网口, 4个RS485串口。其中两个RS485和两个以太网接口可用于和不同通讯硬件接口的监控后台进行通讯还有两个串口一个用于打印服务器连接, 执行打印功能;一个用于和GPS通讯, 实现GPS对时功能。

综上所述, 我们最为感兴趣的就是该装置的捕捉电动机耐受电压点准则切换方式, 兰州石化公司动力厂供电系统99%主接线可采用这种切换方式。采用捕捉电动机群耐受电压点的准则实现备用电源的快速及安全切换, 既保证所有电动机在转速下降不多, 母线残压还很高时就重新受电, 也不停转, 从而有利于迅速恢复生产, 把对炼油化工装置生产的影响减到最低甚至为零。其次, 捕捉首次同相点切换方式可用于300万/年装置变电所和背压发电变电所。纵观此装置所具备的各种功能, 完全符合我厂供电系统实际。

3 结论

供电系统的安全可靠性属于系统问题, 需要采取系统解决方法, 才能实现系统的无扰动供电。

经过研究得出以下结论:

1) 供电系统主接线方式完全适合采用快速无扰动备用电源替续控制系统替代传统的备用电源自投装置。

2) 采用快速无扰动备用电源替续控制系统时, 选取装置的捕捉电动机耐受电压点准则切换方式对兰州石化公司动力厂用电负荷更为有利。选取装置的捕捉首次同相点准则切换方式对变电所工作电源和备用电源来自两个独立的系统更为有利。

3) 快速无扰动备用电源替续控制系统通过实时采集的信息确定备用电源的投入方式, 在正确选择切换准则和备用电源继电保护定值的情况下, 保证所有电动机在转速下降不多, 母线残压还很高时就重新受电而不停转, 从而有利于工艺流程连续, 达到对炼油装置生产连续安全运行的效果

参考文献

[1]丁书文.电力系统自动装置原理[M].中国电力出版社, 2007.

销售系统系统功能 第2篇

1.1编写目的

本测试报告主要是对系统上线前系统的测试结果情况的总结 1.2背景

基于行业及公司大力推行信息化管理的背景下，方便员工对自己薪酬的及时查询与了解，使员工对工资查询更省时，省力，同时也是响应信息化管理的号召。1.3定义

1、身份代号：每位员工具有唯一的身份代号，由人事部添加时指定。1.4参考资料

项目开发计划书； 需求规约说明书

2.系统的结构

1、收入查询系统

收入查询系统主要提供员工各项收入的查询，收入明细的导入，管理等。主要分普通员工模块和管理员模块，普通员工包括收入明细的查询，可以按月，年或者全部查询以及导出明细等。管理员模块除了普通模块外，还包括对员工收入明细的导入，管理等等。

2、系统结构

鲜花销售系统前台销售系统后台管理系统销售业务会员业务系统管理鲜花管理销售管理会员管理 图2-1系统结构图

模块子系统结构

销售业务鲜花名称条形码扫描结账/打折 图2-2销售业务子系统

功能描述：鲜花录入要求能快速录入商品，因此必须支持条形码扫描或名称输入。

收银业务能计算交易总额，并根据会员卡打折。

会员业务会员办理信息查询会员卡充值 图2-3 会员业务子系统

功能描述：会员业务可以实现会员的办理、查询、会员卡充值。

销售管理已销售花种销售报表销售历史今日销售

图2-3销售管理模块

功能描述：销售管理子系统可以管理已销售的鲜花，查询销售报表，查询销售历史以及当天销售的各种信息。

3．模块1（鲜花录入模块）设计说明

3.1模块描述

鲜花录入模块主要实现快速鲜花名称录入和支持条形码扫描； 3.2功能

要求必须能够快速录入鲜花支持条形码的扫描及名称。3.3性能

要求性能良好，扫描反映迅速； 3.4输入项

鲜花录入主要是录入鲜花的序号，按照正确的格式录入，需准确无误；条形码扫描通过扫描器进行输入，读入计算机，进行相关操作。3.5输出项

输出需准确无误，快速扫描鲜花信息，进行输出。3.6设计方法（算法）

利用函数获取鲜花的ID或名称，根据其中一项采取对应的操作。3.7流程逻辑

鲜花录入模块流程图，如图3-1

鲜花录入No鲜花IDYes鲜花名称条形码结账 图3-1 鲜花录入

3.8测试计划

技术要求：无；

输入数据：包括鲜花对应的序列号，和使用扫描条形码的方式输入； 预期结果：快速读出鲜花的相应信息； 进度安排：

人员职责：合理设计测试用例，通过普通输入和运用工具等方式进行测试； 设备条件：计算机，打印机

驱动程序及桩模块：测试人员根据具体情况设计。

4．模块2（收银业务模块）设计说明

4.1模块描述

收银业务模块是鲜花零售系统前台系统的关键，关系到零售商的收入问题，所以此模块的设计必须严格。4.2功能

收银业务子系统能计算交易总额，打印交易清单，并根据会员卡打折。4.3性能

要求性能良好，扫描信息迅速，计算交易总额，打印清单必须准确无误； 4.4输入项

对于普通客户：收银员根据计算出的总额，收银之后点击确定，打印清单。对于会员：通过扫描条会员卡，进行相应的打折处理。4.5输出项

输出交易总额，清单等必须和鲜花的价格和数目对应，不得有任何偏差。4.6设计方法（算法）算法设计：SUM（鲜花单价*鲜花数量）（若有会员卡，则乘以相应比例）；输入金额—总额=找零金额； 4.7流程逻辑

收银业务模块流程图

收银业务No会员Yes标准价格打95折结账 图3-2 收银业务

4.8接口

数据通过函数传递将鲜花信息记录到数据库，通过外部输入输出设备，读取鲜花信息，并作相应数据的变更。打印清单时接口为打印机。4.9测试计划

技术要求：无；

输入数据：输入收取金额，使用扫描会员卡的方式输入打折信息；

预期结果：找零金额正确无误，且反映迅速。会员卡扫描快速，信息正确无误； 进度安排：

人员职责：合理设计测试用例，通过普通输入和运用工具等方式进行测试； 设备条件：计算机，打印机

驱动程序及桩模块：测试人员根据具体情况设计。

5．模块3（销售管理模块）设计说明

5.1模块描述

销售管理模块是鲜花零售系统后台系统管理鲜花销售情况的重要模块，帮助零售商管理鲜花的销售。5.2功能

查询每种鲜花当天及历史的销售情况。5.3性能

要求性能良好，查询管理信息迅速准确无误。5.4输入项

查询销售情况。5.5输出项

输出每种鲜花当天及历史的销售情况。5.6设计方法（算法）

使用数据库的查询进行相应信息的查找，生成排行榜需要使用排序算法，从高到低进行数据排序。5.7流程逻辑

销售管理模块流程图，如图3-4

销售管理已销售花种销售报表销售历史今日销售 图3-3销售管理

5.8接口

同过相应函数与数据库相接。5.9测试计划

技术要求：无；

输入数据：点击相应按钮

预期结果：输出销售情况，及销售排行榜 进度安排：

人员职责：合理设计测试用例，通过普通输入和运用工具等方式进行测试； 设备条件：计算机，打印机

驱动程序及桩模块：测试人员根据具体情况设计。6．模块6（会员管理模块）设计说明

6.1模块描述

会员管理模块主要用来管理会员的基本信息及权限，使管理更方便，有效。6.2功能

会员管理子系统提供基本信息登记管理，客户销售权限管理的功能。6.3性能

要求性能良好，查询人员信息情况迅速准确无误。6.4输入项

输入会员卡ID，或者会员的用户名 6.5输出项

输出相应会员的基本信息。6.6设计方法（算法）

设置权限通过使用数据库的加密可以进行限制。6.7流程逻辑

会员管理模块流程图，如图3-6

会员管理会员基本信息会员优惠管理会员卡充值管理 图3-4会员管理

6.8测试计划

技术要求：无；

输入数据：员工编号，客户用户名。预期结果：输出的信息对应每个员工或客户，管理权限要体现出来。进度安排：

人员职责：合理设计测试用例，通过普通输入和运用工具等方式进行测试； 设备条件：计算机

多功能会议室核心系统建设探究 第3篇

【关键词】信息技术；多功能会议；音频；数字；控制；直播

随着以信息技术为中心的多功能会议的发展与应用，给地域分散的远程会议工作带来了新的手段和途径，多功能会议可视化信息技术在会议室领域得到空前的应用。在多功能会议室中可用互动操作的图文、声、影、画展示，大大提高会议效果，多功能会议室已成为现代化办公的必要手段，同时，对音视频质量、网络通讯、方案设计及系统集成都提出了更高要求。

视频体会议系统主要由视频显示系统、音响扩声系统、矩阵切换系统、数字会议讨论系统、智能集中控制系统、环境控制系统、视频直播系统等组成；当前商务沟通的要求越来越高，对于多功能会议室的设计，逐步将音视频会议系统、环境控制系统、音视频会议系统、视频直播系统融人进去，使得会议室功能更强、更人性、更快捷。

1.视频显示系统

视频显示系统一般有LED显示屏、大屏幕电视、投影机液晶升降屏等形式。采用LED模块的无限组合，以及后端的图像处理器，形成室外型的大幅面图像显示系统。根据技术参数可分为单基色、双基色、三基色，像素的大小可调整。当前大屏拼接是显示系统的一种高端应用形式，多采用各种中、小尺寸的等离子显示单元相互拼接组成一幅大尺寸的显示画面。与其他普通显示形式相比，拼接具有高清晰度、高亮度、高分辨率、显示信息量大等优点，通过具备矩阵功能的多屏拼接控制器，还可以同时显示网络信息和各类视频信号，支持信号在屏幕上任意大小、任意位置开窗显示。

2.音响扩声系统

音响扩声系统解决听的问题，使所有与会者都能听到一个清晰、优质的声音。音响扩声系统要同时兼顾建声学和电声。建声是指房间装饰材质及房间的形状对声音漫反射所形成的声场，好的建声模式才能为电声设备打下基础，一般通过在采用吸音材质装饰材料达到建声模式。电声是通过配置电子声音处理设备，获得多功能会议室内所需声学效果，包括：音箱等声音还原设备，功放等声音放大设备，均衡器、反馈抑制器、压限器等声音处理设备，调音台等混音设备，集上述功能一身的多媒体AV管理中心为主的音响系统，结合数字音频处理器，使整个会议室扩声系统简单而强大，操作更方便，效果更完美。

3.矩阵切换系统

传输AV、VGA、RGB信号工具有射频线、AV线、S—vidio线、VGA、光纤等。其中S—vidio线传输质量和距离要比AV线的强，RGB可以传输80m，如用这些传输工具使传输距离增大，则需配置放大器，传输距离仍然受到影响，传输质量效果也不是很好。而利用光纤可以使信号传输距离增加，传输质量也有很大的提高。矩阵切换器是音视频信号传输的核心设备，所有输入输出信号都在矩阵切换器中出入。矩阵切换器分为AV（音视频）和WA（电脑信号）切换矩阵。矩阵切换器将独立的RGB信号HV分量输入、输出端子各路分量信号单独传输，单独切换，实现逻辑矩阵功能，选择与之搭配的输出切换，信号传输衰减大大降低，使图像信号能以最佳效果输出。采用高性能具有缓冲功能的矩阵处理芯片，保证显示图像清晰无重影，内嵌具有RS232控制接口的智能控制及管理软件，有利于用户对控制软件进行二次开发。如下图：

4.数字会议讨论系统

过去简单的会议模式，一个麦一个音箱，一个人讲，已远不能满足现代会议的一只麦克风两只喇叭就能开一场大会，这是几十年以来一直延用会议模式，已不能满足现代会议的要求，现代会议要通过各种图形、背景、表格、文字及影响等手段表达自己的意思，生动清晰的展示自己的产品，更有利于控制多变的现场环境等。因此，多功能会议通过现代的信息技术手段把传统的模拟会议方式向数字多功能会议过渡，配合通讯技术、大屏幕显示系统、多媒体扩声系统，形成了现代多功能会议系统。

（1）模拟会议模式。是一种传统的会议组织形式，多只话筒一字排开都同时接入现场的电声设备，与会者通过电声设备获取信息。

（2）数字会议模式。是一种采串型接法的硬件连接方式，可选择具有多功能模块的代表单元话筒，能够同时完成表决、话筒管理、同声传译等任务。加之串型接法，可自由变换话筒的数量，增加负载方便，数字会议已经是当今标准的会议硬件组成方式，在多功能会议上得到广泛应用。

（3）讨论会议模式。是一种由中央控制器、主席机、代表机、投票器等组成，主要适用于投票器表决计票的会议场所，克服了数字会议模式的不足，采用硬件与软件巧妙的结合，代表只需在座位上便可以进行投票表决，由电脑进行统计并将结果显示出来。

（4）同声会议模式。是一种由会议中央控制器、主席机、代表机、译员机，红外语种传书部分等组成，主要实现多种外语加一种母语的多种语言的同声翻译功能，具有多功能、高音质、数据传输可靠保密等特点。

5.智能集中控制系统

智能集中控制系统是用来一并控制单个或多个会议场所内各种子系统及各种设备电源的开关、现场灯光的调节、屏幕的升降、窗帘的开合和各种多媒体设备的操作等中央系统。操作员可通过网络控制层、本地界面层、处理运算层、功能模块层、用户设备层在一个图形化本地或远程终端上即可实现对所有系统设备的控制操作。如下图：

6.环境控制系统 人造光和自然光对会议室产生不同的影响，通过遮光设备控制外界自然光，实现自然光对室内光线的影响。人造光是通过对一个空间内所有区域、所有类型、所有线路上的灯光，配备不同的调光设备、开关设备、传感设备或触摸设备，自动调节或人为选择的光线环境系统。主要以电动设备控制不同类型的遮光设备，以控制外界光线的透入量，与人造光线形成适当的比例。

7.音视频会议系统

音视频会议系统，是将处在不同地理位置的个人或群体，通过网络通讯技术来实现的虚拟会议，使得分散在不同地域的人可以实时地看到对方图像，听到声音，达到如同在同一场所开会的效果。视频会议系统主要包扩MCU多点控制器、会议室终端PC桌面型终端、电话接入网关（PSTNGateway）、 Gatekeeper（网闸）等几个部分。各终端都连入MCU，进行集中交换，组成一个视频通讯网络。视频会议节省了人力，免去东奔西走，节约差旅费用，减少旅途消耗，提高工作效率。是一种最自然的可视化交流方式。

8.视频直播系统

视频直播系统，是通过视频采集模块实时采集视频信号，将其送入播出系统，从而在DDB数据广播系统中实现视频信号的实时转播或直播，视频直播子系统主要由视频信号源和视频直播服务器组成，视频信号源用于提供实时视频信号，视频直播服务器内含视频采集卡、视频直播控制程序、时钟卡等，用于根据用户的时间设置对视频信号进行MPEG编码，并将MPEG码流送往DDB播出子系统。

各个会议室建设根据具体使用要求和投资情况，在实际建设时可以选择以上不同的功能系统进行建设。

【参考文献】

[1]范玲玲.多媒体教室与会议室的音响设计[J].北方经贸，2009，（03）.

[2]李媛敏，张秋华，范飞，雷鸣等.1080p高清视频会议室视频系统改造剖析.电视技术，2010，（07）.

[3]崔素娅.试论视频会议室的装饰设计及施工[J].湖南工业职业技术学院学报，2009，（04）.

[4]王红卫.浅析多功能会议室声学设计.中国科技论文在线，2009，（07）.

小型多功能气象监测系统 第4篇

现在社会高度发达, 气象状况变化万千, 气象监测和灾害预警工程对保障社会经济发展和人民生产生活有重要意义, 气候状况对经济的影响也越来越显著, 人们需要实时了解当前的气象状况。

气象观测是指借助仪器和目力对气象要素和气象现象进行的测量和判定。由于各行业都对气象数据有一定的需求, 因此也让气象监测显得特别有意义, 及时的气象数据能够为农业、林业、工业、交通、军事、医疗卫生和环境保护等部门进行规划、设计和研究时提供依据。并且现在社会高度发达, 气象状况变化万千, 气象监测和灾害预警工程对于保障社会经济发展和人民生产生活有重要意义, 气候状况对经济活动的影响也越来越显著, 人们需要实时了解当前的气象状况。风速、风向、温度、湿度、大气压强、海拔高度、光照强度以及粉尘浓度的测量是气象监测的一项重要内容。

1 硬件设计

1.1 系统总体设计

小型多功能气象监测系统其工作原理如图1.1所示, 它以AT89C51单片机为核心, 通过风速、风向、温度、湿度、光照强度传感器、大气压强传感器和粉尘传感器将检测到的数据进行汇总分析, 并通过无线设备传输到终端平台并且在终端平台统计分析, 以便于气象分析人员分析气象数据得出当前的气象特征, 进而对气象可能影响到的事物做出规划, 起到预防作用, 减少不必要的损失。

1.2 风速风向仪

风向、风速仪用于测量瞬时风速风向, 具有自动显示功能。主要由支杆, 风标, 风杯, 风速风向感应器组成, 风标的指向即为来风方向, 根据风杯的转速来计算出风速。内置或外接各种进口原装传感器, 采用微功耗单片机对外部数据进行采样, 并将采集的数据保存在系统不易失存储器内。风向风速仪由微处理器和高动态特性的测风传感器组成。

风向、风速传感器为机械转动式传感器, 感应距地面11m处的空气流动, 对空气流动速度及方向进行检测及光电转换, 并进行数字量化、时间平均、存储等处理, 再通过系统的通信设备及路由传输至室内气象观测工作站。室内数据处理工作站 (DPU) 计算并做出一个2分钟平均风速风向报告, 依据传感器5秒的风速风向数据, 产生阵风和不定风向的报告。

1.3 温湿度模块

温湿度测量是采用AM2301数字温湿度传感器, 这是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术, 确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容式感湿元件和一个NTC测温元件 (AM2303采用DS18B20测温度) , 并与一个高性能8位单片机相连接。每个传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中, 传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口, 使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗, 信号传输无需线缆, 使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选择。产品为4针单排引脚封装。连接方便, 特殊封装形式可根据用户需求而提供。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比高等优点。

1.4 无线收发模块

其采用2.4Ghz全球开放ISM频段免许可证使用, 最高工作速率2Mbps, 高效GFSK调制, 抗干扰能力强, 特别适合工业控制场合。125频道, 满足多点通信和跳频通信需要, 内置硬件CRC检错和点对多点通信地址控制。低功耗1.9~3.6V工作, Power down模式下状态仅为1u A。内置2.4Ghz天线, 体积小巧约24*24mm, 模块可软件设地址, 只有收到本机地址时才会输出数据 (提供中断指示) , 软件编程非常方便。内置专门稳压电路, 使用各种电源包括DC/DC开关电源均有很好的通信效果, 标准DIP间距接口, 便于嵌入式应用。

1.5 光照强度模块GY-30

本模块采用IIC总线接口 (f/s模式支持) , 光谱的范围和人眼相近其内部有照度数字转换器可将光照强度直接转换成数据输出。有宽范围和高分解的特点 (1-65535勒克斯) , 具有低电流关机功能, 工作频率为50Hz/60Hz, 1.8V逻辑输入接口, 无需任何外部零件, 光源的依赖性不大, 是有可能的选择2类型的IIC slave-address, 可调的光学窗口测量结果的影响 (它可以探测分钟.使用本功能0.11勒克斯, 最大.100000勒克斯) , 小测变异 (+/-20%) , 红外线的影响很小。

2 软件设计

单片机软件设计程序主要包括里程设计模块;输出实时风力风向、温度湿度、大气压强和海拔高度、光照强度及粉尘浓度的含量模块;储存历史数据模块;计算一分钟平均风速、瞬时风级、一分钟平均风级、平均风速及对应的浪高模块;计算海拔高度模块;数据显示模块等。

3 结束语

整个设计以可靠性为目标。实现对风向、风速、一分钟平均风速、瞬时风级、一分钟平均风级、平均风速及对应的浪高, 湿度、温度, 大气压强和海拔高度, 光照强度及粉尘浓度的测量。本仪器体积小, 重量轻, 功能全, 可广泛用于气象、能源、农林、环保、海洋、科学考察及军工等领域测量气象的参数。对于硬件电路主要考虑的是元器件对环境温度的适应能力, 设计时选用工业级的器件。对于耐压方面进行了降额设计, 对于使用5V DC的环境, 一般选用10V以上的耐压。对于电阻的选取, 除了满足电阻阻值要求, 还在功率的选取上预留了余量。在集成电路的选取上, 采取优先使用成熟的、以知名厂家芯片为主的原则。使器件的可靠性能得到最大的保证。由于仪器是在野外环境使用, 因此整个系统安装了防雷器件。其显著的特点是功耗小、可靠性好, 非常适合于野外工作。

摘要：介绍一个小型多功能气象监测系统, 该气象监测系统通过各类风速、风向、温度、湿度、光照强度传感器、大气压强传感器和粉尘传感器将检测到的数据自动进行汇总分析, 并通过无线设备传输到终端平台。该系统采用无线传输, 这样在测量气象环境时就不用线缆便可以检测到数据以达到方便快捷的测量。

关键词：STC15W204S/IAP15F2K61S2单片机,JL-FSX2风速风向传感器,NRF24L01,光照强度传感器,小气候

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标准多功能数字会议系统的设计 第5篇

在科技信息技术飞速发展的今天，人们在日常生活和工作中占有和接触的信息量越来越多，因此人们之间的信息交流和沟通也就变得越来越频繁，越来越重要。讲学报告、商务谈判、产品演示、来宾会见、政令下达等等都是人与人之间的交流，要更好的达到目的就需要用我们一贯使用的手段“会议”来解决问题。一只麦克风两只喇叭就能开一场大会，这是过去几十年以来一直延用的会议模式。在传统会议模式人与人的集中交流过程中，单单是一个声音的表现，已远远不能满足现代会议的要求。现代会议不但要求简洁明快地表达信息，图文声并茂地发表演讲，还要求能随时与不同区域的会议场所实现远程电视电话会议等，这些都要求借助数字会议系统来实现。数字会议系统越来越多地运用于各类机关、企业和学校等单位，它的影响也越来越大，具有广阔的发展前景。

一、标准数字会议系统的基本组成标准多功能数字会议系统，要适应并满足不同类型、不同功能会议的召开，同时还要具有专业的舞台灯光音响效果，标准的语音、网络、视频接口，强大的后期扩展升级功能，可随时方便、简单扩展远程视频会议、远程电话会议。其基本结构图如下：

标准数字会议系统主要包括：

1．会议系统（会议讨论、会议表决、同声传译、红外同声传译）；

2．摄像自动跟踪系统；

3．多媒体音频系统；

4．多媒体视频系统；

5．信号处理系统；

6．集中控制系统；

7．电视电话会议系统。

二、标准数字会议系统设备器材的选型原则

1．选用国际知名品牌器材，及有雄厚实力和绝对优秀技术能力的厂家、代理商，以保证系统设计指标和系统功能的实现。

2．选用同类产品中技术最成熟、性能最先进、使用最可靠、应用典范最广泛、最具说服力的产品型号，保证设备和系统的先进性、成熟性和稳定性。

3．选用高度智能化、高技术含量的产品，系统使用开放式的架构，以标准化和模块化为设计要求，既便于系统的管理和维护使用，又可保持系统较长时间的先进性，使日后的系统升级不需要重复采购设备，减少资源浪费，降低开支。

4．选用拥有自主知识产权的品牌，为系统日后的维护、升级免去后顾之忧。

5．经济实用的原则，选用性价比高的产品。所选用的产品不但要比性能、功能、品质，还要和同类同功能同性能的产品对比价格。

6．产品要求很强的技术作为支柱。要求设备厂商在大陆地区有专业的产品售后服务和产品维修公司，以便能提供更好的技术支持能和售后服务体系。

三、标准数字会议系统实现的主要功能

随着信息技术的不断发展，一个多媒体会议室除了要满足传统简单的会议要求外，还应具有高雅格调和优美音质、清晰图像演示，并且可以根据要求随时实现多语言会议讨论系统、投票表决功能、摄像联动系统以及会议电视电话系统等。它由专业会议系统、大屏幕显示、多媒体音视频信号源、音响、切换和中央集成控制几大部分组成。通过大屏幕投影单元显示多媒体视频图像，为了更高效、实时地管理控制，需要配备一套中央集成控制设备，控制多功能会议厅内所有影音设备、信号切换、灯光、屏幕升降、音量调节等等功能，提高工作效率，简化复杂的操作。

数字会议系统一般由中央控制设备、发言设备、资料分配显示设备和应用软件组成。利用网络时分复用技术，并将语言数字化的会议系统，在同一根电缆上实现多路同时发言，多路同时讨论、投票、表决等功能。对于所有类型的会议都应能提供灵活的管理，具有多功能、高音质、数据传送保密等，可以对会议的全过程实行全面的控制。其主要功能一般有：

1．会议讨论系统。会议讨论是会议系统基本的功能。在会议讨论中，不同的会议讨论模式实现不同的管理控制功能，如发言单元发言模式有队列模式、抢答模式、自动声控模式等。

2．会议表决系统。会议表决系统是在会议讨论系统的基础上建立起来的，在会议过程中，当需要对会议中某一决议进行投票表决时，可以由会议主席发起会议表决任务，会议代表可以选择赞成、反对、弃权三种结果进行表决。通过多

媒体音视频系统或是电子表决显示屏显示出来会议表决的结果，结合会议管理软件实现网络管理功能。

3．同声传译系统。同声传译系统是在原声（发言人）音频扩放系统的基础上，通过相应设备将信号送会议翻译员工作间，经数名不同语种的翻译员同步翻译后，再通过有线或无线设备分别送至会议现场有不同语种需求的代表所戴的耳机中，会议代表调节接收装置选择所需的翻译语种。语言翻译可采用直接翻译和二次翻译的形式。同声传译系统能较好地满足多语种的国际会议需求，实现不同国家或民族的会议参加者相互之间迅速方便地交流和讨论的目的。同声传译系统包括两部分：语言翻译和同声传译。在实际应用中，同声传译与会议讨论都是相互结合在一起的。

4．红外同声传译系统。红外信号的频率为2～8MHZ的高频段，能大大提高系统的抗干扰能力，同时使同声传译系统不受场地的束缚，在会议场地内随意走动也不影响设备的使用。并且，由于红外信号不能穿透非透明的建筑物，不必担心会议内容被窃听或是受到外界的干扰。

四、数字会议系统工程的施工要求

1．管路弯曲半径应大于6倍D，电源线与控制线、视频线要分管敷设。

2．线缆在敷设时，设备端应留有一定的余量，并应做好永久性标志，以便施工、管理和维修。线缆的应尽量避免接续，接续时应采取焊接方式或采用专用接插件。

3．设备在安装之前一定要确保所有线路安装完毕，并通过了线路综合测试。

4．安装过程中应注意保护设备，包括线缆。线缆在安装过程不得造成线缆表皮损伤。

5．对嵌入式设备进行安装的时候一定掌握好设备的开孔尽寸。

6．在多媒体会议系统控制室内，所有线路要求做好标注，线路整齐明朗。

7．所有的会议设备在安装的时候，发言设备到发言设备的线缆长度不能大于2米。

8．每一线路的设备数量不能超过25台，每一线路的长度不能超过100米。

9．在安装的时候针对系统要求，准确计算出系统所需要的耗电系数（PCF）。

10．杜绝线缆在中间部分出现接头，如确实要求线路中接的情况，必须对接头进行焊接处理，并包扎结实。有条件的使用热缩管替代胶布，对接头的处理最好使用专业的接头插。

11．线路敷设工作完成后，要求按照线路的敷情况做出一份精确的线路敷设图，同时在工程档案备案。

12．所有强电要做好断电、漏电保护装置，弱电尽量避免出现交叉或是并行的现象，电器设备都要做接地保护。

13．强电的线路设计要求大于系统最大强电负荷的30%以上。

多功能系统 第6篇

摘要：介绍了TQXBZ-III多功能继电保護及变电站综合自动化实验培训系统的特点和功能。阐述三段式距离保护原理，计算了距离保护的一系列整定参数，并在多功能实验系统上对算例进行仿真试验，最后分析了试验结果及其动作逻辑行为。

关键词：变电站综合自动化;微机保护;距离保护;逻辑行为

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）32-0125-03

由于电流、电压保护的整定值选择、保护范围以及灵敏系数等方面都直接受电网接线方式及系统运行方式的影响，因此，在35kV以上电压等级的复杂网络中，很难满足选择性、灵敏性以及快速切除故障线路的要求。为此，电网采用了性能更加完善的距离保护。[1]距离保护以其动作快、原理简单、受网络和系统运行方式影响小，普遍应用于110kV的主保护和220线路的后备保护。距离保护的动作反应保护安装处到故障点的阻抗值，等价于反应保护安装处到故障点的距离，因此，距离保护又叫阻抗保护。在一般情形下，短路故障出现后，总是伴随有电流的增大、电压的降低、线路始端测量阻抗的减小以及电压和电流之间相位差的变化，当测量阻抗小于阻抗继电器的整定阻抗值时，该阻抗继电器就会动作，及时切除故障线路。[2]它是一种理想的测量方式，只要使用互感器及测量误差就能保证动作的选择性，所以它固有的动作时间段（距离I段保护）能保护本段线路全长的大部分，距离II段保护能保护本段线路全长并延伸到相邻线路的30～40%，距离III段保护能保护本段线路全长并能作为相邻线路距离保护的远后备保护。[3]

一、多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统的简介

1.系统构成及其特点

TQXBZ-III多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统由TQWX-III微机型继电保护试验测试仪、TQXBZ-III多功能微机保护实验装置、成组保护接线图、控制回路模块、按钮开关、保护模式切换开关及直流电源等构成。该实验系统具有如下特点：

（1）适用范围广，综合性强。该系统既可作为《电力系统继电保护》、《电力系统微机保护》、《发电厂电气部分》和《变电站综合自动化技术》等相关课程实验教学的设备，也可成为电力相关专业学生课程设计、毕业设计和创新研究的开放平台。这样的系统既有效地缩小占地面积、节约成本，又能实现实验仿真的高效率进行。同时，系统组态灵活，可利用多套实验系统组成任意结构的电力系统网络进行专业综合实验。

（2）系统仿真度高，接近电力系统现场实际情况。该系统采用数字化技术进行高精度实验信号的传递和处理，完全替代传统实验系统调压器、移相器、滑线电阻和测量仪表等构成的“地摊”式实验设备，与电力系统进行继电保护的试验方法完全相同。这样，实验结果更加符合工程实际，也使仿真效果大大提升。

（3）实验现象直观明了。配备个人计算机，可直观显示实验过程中的各种测试数据、动作特性曲线、波形图等。系统采用实验台结构，接线操作方便。同时，可以方便地进行设置和修改实验条件和实验数据，仿真结果现象直观，一目了然。[4，5]

2.系统功能

（1）常规保护实验。该系统包含常规电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、阻抗继电器、差动继电器、中间继电器和时间继电器等实验功能。

（2）单个微机继电器实验。该系统可进行微机电流、电压（低电压、过电压）、反时限电流、零序电流、负序电流、零序电压、负序电压、功率方向、零序功率方向、负序功率方向、阻抗元件、差动元件等单个微机继电器特性实验。

（3）综合保护实验。该系统可实现微机线路综合保护功能、短线路保护实验功能、电力设备综合保护实验功能和三相一次重合闸（检同期、检无压）实验功能。[6]

二、三段式距离保护的原理

三段式距离保护是反应故障点至保护安装地点之间的距离大小（或阻抗），并根据该距离的远近判断是否动作及确定动作时间的长短的一种保护装置。当故障点距保护安装处近时，其测量阻抗小，动作时间短;当故障点距保护安装处远时，其测量阻抗较大，动作时间增长，这样就保证了保护装置有选择性地切除故障线路。[1]

1.距离保护的基本原理

如图1（a）所示，当图中d点发生短路故障时，保护1测量的阻抗值为Zd，保护2测量的阻抗值为ZAB+Zd。由于保护1离故障点较近，保护2离故障点较远，所以保护1的动作时间可以做到比保护2的动作时间短。因此，由保护1切除故障线路而保护2不致误动作。这种选择的配合，是靠适当地选择各个保护的整定值和动作时限来完成的。上图1（b）就是目前广泛应用的具有三段动作范围的阶梯型时限特性，分别称为距离保护的I、II、III段，能够很好的满足继电保护装置的速动性、选择性和灵敏性的要求。[1，4]

2.距离保护的整定计算

距离保护的整定计算，就是根据被保护电力系统的实际运行情况，计算出距离I段、II段和III段测量元件的整定阻抗以及确定距离II段和III段的动作时限。[7]

（1）距离保护的整定计算原则。

1）距离I段保护的整定。一般认为距离保护的第I段是无动作时限的速动段，按躲开下一条线路出口处短路的原则来整定，也就是按躲过本线路末端短路时的测量阻抗来整定的。考虑到阻抗继电器和电流、电压互感器等误差，引入可靠系数（一般取为0.8～0.85），可得：

=（0.8～0.85）ZAB                         （1）

其中ZAB为线路AB的正序阻抗。由于距离I段保护是瞬时动作的，一般可认为距离I段的动作时限=0s。

按照上式整定后，距离I段保护无法保护本段线路的全长而是只能保护本线路全长的80%～85%。因此，为了及时切除本段线路末端15%～20%范围内出现的故障，需要设置距离II段保护。[1，7]

2）距离II段保护的整定。距离II段保护按与相邻线路距离I段保护相配合的原则进行整定。为保证下级线路上发生故障时，上级线路保护处的距离II段保护不致于越级跳闸，其距离II段保护的动作范围不应该超出下级线路I段保护的动作范围，引入可靠系数（一般取为0.8）。以图1为例，可知：

（2）

其中ZBC为线路BC的正序阻抗。

为保证下级线路首段发生故障时，由该级的距离I段保护迅速切断故障线路而上级的距离II段保护不动作，上级距离II段的动作时限应比下级的距离I段保护的动作时限大一个时间级差（一般取为0.5s），即=0+0.5=0.5s。

一般要求距离II段保护能够保护本段线路的全长，因此需要校验本线路末端短路时的灵敏系数。由于是反应于数值的下降而动作，其灵敏系数定义为：

即                                 （3）

一般要求。当校验灵敏系数不能满足要求时，则应进一步延伸保护范围，使距离II段保护与下一条线路的距离II段保护相配合，此时的动作时限也相应延长为1～1.2s。

距离I段保护和距离II段保护的联合动作构成本段线路的主保护，为了作为本段线路和相邻线路的保护装置和断路器拒绝动作的后备保护，还应该装设距离III段保护。Ⅲ段阻抗继电器作为I、II段阻抗继电器的后备，在任何一次系统条件下都是成立的。[1，4，7，8]

3）距离III段保护的整定。距离III段保护按躲开最小负荷阻抗的原则进行整定。当线路上流过最大负荷电流且母线电压最低时（用表示），在线路首端所测量到的负荷阻抗值最小，为

（4）

其中，正常運行时母线电压的最小值一般取为0.9的额定电压。参照过电流保护的整定原则，考虑到外部故障切除后，在电动机自启动的条件下，距离III段保护必须立即返回的要求，其整定值应为：

（5）

其中，距离III段保护的可靠系数一般取为1.2～1.25;电动机自启动系数KMs一般取为1.5～2.5;阻抗元件的返回系数Kre一般取为1.15～1.25。

当距离III段保护采用方向阻抗继电器时，需要考虑其起动阻抗随阻抗角φk的变化关系及正常运行时负荷潮流和功率因数的变化，整定值应为：

（6）

其中，阻抗元件的最大灵敏角φsen取线路阻抗角φk，φL取正常运行时负荷阻抗角的最大值，负荷功率因数一般取为0.85～0.95。

距离III段保护的动作时限tIII按阶梯原则进行整定。距离III段保护的动作时限应比与之配合的相邻元件的距离III段保护的动作时限大一个时间级差，但考虑到距离III段保护一般不经振荡闭锁，所以动作时限不应该小于最大的振荡周期（1.5～2s）。

当距离III段保护作为本段线路距离I、II段保护的近后备保护时，其灵敏系数应按本段线路末端短路的情况进行校验，即;当距离III段保护作为相邻元件的远后备保护时，其灵敏系数应按相邻元件末端短路的情况进行校验，即（其中取相邻元件末端短路时对应的分支系数最大值）。[1，4，7，9，10]

（2）距离保护的整定值。

表1 距离保护模型及各段整定值（KZ=18.33）

选定实验模型 110kV线路模型

距离I段 距离II段 距离III段

一次整定值（Ω） 25.6 40.96 651.72

二次整定值（Ω） 1.397 2.235 35.555

整定时限（S） 0 0.5 1.0

三、实验仿真

1.实验模型及接线

本实验用110kV输电线路模型，如图2所示，110kV线路保护安装于A变电站1QF处。实验接线如图3所示。将TQXDB-III多功能微机保护实验装置的三相电流接线端与成组保护接线图上1QF处电流互感器二次侧三相电流插孔相连，装置的三相电压接线端与A母线电压互感器二次侧插孔相连，装置的跳、合闸接线端分别与跳、合闸插孔相连。[4]

2.实验数据

表2 AB线路不同地点发生各种类型短路三段保护动作情况

（过渡电阻 Rf=Rg=0）

AB线路故障类型 A相接地短路 AB两相短路

距A点30%处 距A点50%处 距A点70%处 距A点99%处 距A点30%处 距A点50%处 距A点70%处 距A点99%处

保护动作逻辑 距离I段保护动作 距离I段保护动作 距离II段保护动作 距离III段保护动作 距离I段保护动作 距离I段保护动作 距离I段保护动作 距离II段保护动作

动作电阻值（Ω） 0.44 0.66 0.79 0.93 -0.01 -0.02 -0.04 -0.04

动作电抗值（Ω） 0.68 1.09 1.52 2.13 0.5 0.86 1.22 1.71

动作阻抗值（Ω） 0.81 1.27 1.71 2.32 0.5 0.86 1.22 1.71

表3 BC线路不同地点发生各种类型短路三段保护动作情况

（过渡电阻 Rf=Rg=0）

BC线路故障类型 A相接地短路 AB两相短路

距B点30%处 距B点50%处 距B点70%处 距B点99%处 距B点30%处 距B点50%处 距B点70%处 距B点99%处

保护动作逻辑 距离III段保护动作 距离III段保护动作 距离III段保护动作 距离III段保护动作 距离II段保护动作 距离III段保护动作 距离III段保护动作 距离III段保护动作

动作电阻值（Ω） 1.02 0.99 0.94 0.76 -0.04 -0.05 -0.05 0.00

动作电抗值（Ω） 2.67 2.98 3.18 3.61 2.13 2.41 2.65 3.03

动作阻抗值（Ω） 2.86 3.14 3.32 3.69 2.13 2.41 2.65 3.03

3.实验结果分析

（1）从表2可知，在AB线路上距A点50%处发生A相接地短路时距离I段保护动作;在距A点70%处发生A相接地短路时距离II段保护动作;在AB线路上距A点70%处发生AB两相短路时距离I段保护动作;在距A点99%处发生AB两相短路时距离II段保护动作，因此可知距离I段保护的保护范围为本段线路全长的50%～70%。

（2）从表2和表3可知，在AB线路上距A点70%处发生A相接地短路时距离II段保护动作;在距A点99%处发生A相接地短路时距离III段保护动作;在BC线路上距B点30%处发生AB两相短路时距离II段保护动作;在距B点50%处发生AB两相短路时距离III段保护动作，因此可知距离II段保护的保护范围为本段线路全长的70%～99%，并不能保護本段线路的全长。

（3）从表2和表3可知，距离III段保护能保护本段线路的全长，并能够作为相邻线路距离保护的远后备保护。

（4）距离保护三段间的配合，可保证本段线路发生故障后1s时间内切除故障线路。

四、结论

由于距离保护既反应出现故障时电流的增大又反应出现故障时电压降低，因而距离保护的灵敏度比电流、电压保护的灵敏度高。

距离I段保护的保护范围不受系统运行方式的影响，距离II段保护和距离III段保护受系统运行方式的影响较小，因此距离保护的保护范围较稳定。

根据距离保护的工作原理可知，距离保护可以在任何形状的多电源电网中保证动作的选择性，有效提高系统运行的稳定性，因此，距离保护被广泛应用于电网系统中。

只能在被保护线路全长的50%～70%的范围内实现瞬时切除（距离I段保护）故障线路。

在被保护线路全长的70%～99%的范围内需经过0.5s的延时（距离II段保护）才能切除故障线路，在被保护线路的末端甚至需经过1s的延时（距离III段保护）才能切除故障线路，这在220kV及以上电压等级的网络中，有时不能满足电力系统稳定运行的要求，因此，不能作为主保护来应用。

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多功能高效汽车快速装车系统 第7篇

快速装车系统是我国在20 世纪90 年代中期从国外引进的一种新型装载系统。它是以自动控制的方式快速并连续地将固体物料按预先设定的重量装载到下放通过的的车辆中的一种高效定量装车系统。其特点是计量精确、效率高、可有效控制粉尘外溢、环保性能好, 市场前景非常广阔。它特别适用于大型煤炭、矿山企业产品的装车外运。

1 国内煤矿汽车装车系统的发展及现状

老式的汽车装车主要采用装车仓加装车闸门的形式, 该种方式特别矿井能力较大的时候该方式存在占地面积极大、管理困难等诸多不利弊端。

随着20 世纪90 年代汽车快速装车站的引入, 使装车系统装车速度大大提高, 占地面积、环保等方面有巨大改善。当前在国内使用较为普遍。但该汽车快速装车系统在大幅度提升装车能力的同时, 也带来了新的问题并形成新的瓶颈。一是煤炭品种严重制约着装车能力, 当需要装多种不同煤种时, 需要频繁切换清空装车仓和缓冲仓, 极大限制了快速装车能力的发挥;二是运输车辆通过过程中速度控制位置要求等非常高, 对工作人员要求非常高, 常存在反复倒车然后再前进等动作, 此时也严重约束装车能力的提高, 就装车站自身小时装载能力最大可达10000t, 而下面运煤车辆的外运能力远小于该能力。三是由于运输车辆型号的混杂, 每次装车存在反复调整装车仓能力及装车高度等问题, 也制约着装车能力的提高;四是煤炭从缓冲仓经转载带式输送机再经缓冲仓和装车仓并装车, 煤炭特别是块煤的限下率难以保证, 极大降低了煤炭经济价值。

2 多功能高效汽车快速装车系统

2.1 功能构想

随着煤质要求的提高, 产品的多样化也是必然。通过快装系统结构改造及功能优化可很好解决当前传统形式汽车快速装车站弊端。

以需要四个装车位, 同时要求装块煤时降低块煤限下率位为例。系统设置2 个快速定量装车站, 每个装车站设2 个装车车位, 共用1套缓冲仓、装车仓设备, 中间通过刮板机配送。在块煤装车站缓冲仓上增设一台香蕉筛, 既提高块煤质量, 又获得了最好的经济效益。

2.2 系统布置

装车站由缓冲仓、闸门、定量仓、斗提机等构成, 并且配置有传感器、砝码、计量和集中控制装置。

平面上, 装车站纵向五跨, 每跨跨度6m;横向两跨, 跨度分别为6m和3m。一层布置为行车层, 共有四个行车位;二层为配煤层, 该层设置两条刮送机, 分别将各自称重仓煤炭配至两个装车位上方;三层为两个定量仓, 定量仓称重系统可根据需要调整称重仓装煤能力;四层为三个缓冲仓, 对系统来煤缓冲储存, 其中两端分别为混煤仓和块煤仓, 中部一个为筛下煤仓, 筛下煤仓的煤通过斗提机卸载至混煤仓;五层布置筛分系统, 六层为至汽车快速装车站带式输送机卸载部及驱动。详见下图图1。

同时增设车辆识别系统, 在车辆进入园区内是进行车辆信息采集, 传输到装车站, 在车辆到达装车溜槽下之前将物料由缓冲仓卸载至装车仓, 同时装车仓继续补料为后续给装车仓给料做准备, 增加车辆通过的顺畅性。

2.3 主要特点

(1) 系统两套装车系统采用联建形式, 占地面积小。 (2) 国内汽车装载能力相对较小, 装车效率偏低, 本系统解决了系统本身装载能力大与因调车原因导致装车能力偏小的矛盾, 整体提升了系统的装载能力。 (3) 造价相对较低, 本系统能力约与四套汽车快速装车系统相当, 但价格约为其一半。 (4) 系统具有筛分功能, 保证块煤的限下率。 (5) 装车前通过定量仓根据汽车吨位调整本次装车物料数量, 定量仓的物料全部装入一台汽车, 装车和计量同步进行, 相互校验, 提高了效率, 避免了超载和欠载问题, 极大了提高了装车精度, 节省了成本。只需要保证提前根据车辆吨位放入定量仓的物料全部装入相应汽车, 对工作人员要求极大地降低, 规避了汽车衡人工过磅称重的认为干扰因素。 (6) 通过设置装车升降配送刮板输送机, 实现了汽车到位后基本不需要移动, 自动配料平车装车作业, 避免了汽车在站内前进后退装载作业, 提高了装车效率。

3 结语

通过系统改造, 调整装车仓与装车位的比例, 解决了设备本身装载能力大与因调车原因导致装车能力偏小的矛盾, 以相对较小的投资较大幅度提升了系统的整体装载能力;解决了已有汽车快速装车系统无法保证块煤限下率问题;系统通过预先输入来煤汽车吨位型号, 调整装车仓物料数量, 装车和计量同步进行, 相互校验, 提高了效率, 避免了超载和欠载问题, 极大了提高了装车精度, 节省了成本;系统设置装车升降配送刮板输送机, 实现了汽车到位后基本不需移动, 自动配料平车的功能。该系统已在陕西郭家河煤矿实现应用, 目前效果良好, 该系统将为汽车快速装车部分作出更大贡献。

参考文献

[1]刘学忠, 李畔玲.快速定量装车系统在煤炭行业的应用[J].煤炭加工与综合利用, 2011 (01) :43.

汽车多功能语音监控系统制作 第8篇

安全性和智能化将成为今后汽车安全新技术最重要的发展趋势。更注重的将是主动式安全技术，即防止事故的发生。具体地说，关注每个细微的环节比如对油压、气压及温度进行检测，并且能够及时便捷地将异常情况告知驾驶者，最大可能地降低安全隐患。为此，本文将介绍一种汽车安全报警器，它能自动检测温度、压力、车速等汽车系统参量，异常情况时发出语音警报。该系统制作成本低、体积小、安全性高、便于安装、语音清晰，适应于一般汽车使用。

一、总体方案

如图1所示，该系统主要由检测子系统、报警子系统、显示子系统和语音子系统构成。检测子系统有多个传感器构成，每一传感器构成一个参量的检测系统，并将该数值输入至主控制器。温度检测子模块选用DS18B20传感器，车速检测、压力检测可以采用合适的传感器，便于控制器的信号采集。采用AT89C52单片机作为主控制器，语音芯片选用ISD1420作为语音报警的输出装置;采用44矩阵键盘和LCD12232提供人机接口，便于对该系统进行参数设置和整定。此外，该系统中还安装了时钟系统，有效纪录车辆系统的实时参数，这些参数可以按键查询。

在对系统的参量进行设置后，系统进入工作状态。以温度监控为例，主控制器周期性地扫描传感器接口，进行报警信号的收集。主控制器将DS18B20的检测信号和系统设定的警戒值进行处理，判断该值是否满足报警条件。主要参数可以在人机接口LCD上实时显示，增加其可靠性。系统有可能要判断测量数值对应的报警等级，并据此对语音系统发出控制命令，将报警信息以声光的形式输出，便于使用人员的及时处理。对车体的其他参数也有同样的监控机制。

作为智能化和人性化的体现，本系统可以自主录入报警提示语音，并选择不同的语音服务模式。对每一参数，都可以播放其个性化的语音提示，便于在报警迅速查找报警原因。对于某一参数的重要级别，可以分别选用循环播放模式和单次播放模式。可以按键查询不同参数的实时信息、报警信息和报警次数及时间。

二、系统硬件设计

系统硬件电路主要由信号采集与处理模块、语音录放模块和键盘显示模块三部分组成。采用AT89C52单片机作为主控制器。

1. 信号采集与处理模块

系统采用DS18B20检测车体重要位置的温度参量，例如油温、重要轮轴附近的温度。多个温度传感器的信号通过控制器以片选的方式读取。压力传感器的信号还需专用处理芯片进行信号的初步处理。信号采集与处理模块的硬件连接如图2所示。

2. 语音录放模块

语音录放模块硬件由ISD1420芯片、AT89C52控制线、录音输入装置(麦克风)和报警语音输出装置(喇叭)组成，如图3所示。ISD1420芯片是本模块的核心部分，接受控制指令且具有独立的存储单元。

ISD1420芯片采用多电平直接模拟量存储(DAST)专利技术，是非常优秀的语音电路之一。芯片内含震荡器、话筒前置放大、自动增益控制、防混淆滤波器、平滑滤波器、扬声器驱动及EEPROM阵列。ISD1420有唯一的录音控制和边缘/电平触发两种放音控制。不分段时外围线路最简，也可按最小段长为单位任意组合分段，芯片提供“最大段数”若干操作模式。

3. 键盘显示模块

本模块采用44行列矩阵式非编码键盘(见图4)和LCD12232单元(见图5)显示，提供人机接口。该模块实现系统信息的显示功能，接受用户的输入命令并做出响应。键盘使用AT89C52的4个外设引脚。LCD12232显示单元使用AT89C52的1个端口。

三、系统软件设计

按照上述的分析和硬件原理图，软件设计的主要任务是根据温度或压力传感器的数值和用户的设定值比较判断，控制语音芯片进行报警。软件流程如图6所示。

单片机周期性地读取温度传感器DS18B20及其他传感器的数值，读取周期由时钟芯片DS1302提供控制，以保障其精确性、实时性。AT89C52将各传感器测量值与监控系统的设定值进行比较。当温度或压力、车速超过安全阈值时，AT89C52播放控制引脚自动输出允许播放信号，同时，AT89C52也依据危险的种类查表语音提示录音在ISD1420中的地址并将其输出到地址线上，这两个信号将会触发语音芯片播放指定段的内容，实现语音报警功能。同时，AT89C52也会唤醒显示单元，将报警原因的详细信息显示出来。下面给出的是ISD1420指定段的程序。

用户可以根据实际需要控制录音的分段输入，实现多种语音的输出。录音操作的控制直接由录音按钮控制，按下该按钮后同时点亮录音指示灯，即可进行录音输入。在录音分段地址依赖于录音当前地址输入口状态和录音时间的长短。

LCD显示报警原因的输出语句为：

DisplayListChar (0, 0, stri6) ;

//在指定位置显示报警原因

在系统使用过程中，用户可能根据实际需要察看或修改系统的设置信息或修改报警器的工作模式，测试过程中对报警系统的参数修改显得更为重要。矩阵键盘实现了该功能。单片机以中断的方式读取键盘的输入，接受用户的设置命令，实现语音监控功能。

四、小结

实际测试和使用证明，该系统操作简单、方便实用、工作稳定、可靠性高、成本低廉。除特殊位置的传感器和线路需要特殊保护外，该系统不占用额外的空间，且和汽车已有系统具有良好的兼容性。该系统在汽车系统内推广使用将有效改善汽车系统的安全性。

多功能复合式基础隔震系统 第9篇

关键词：隔震系统,设计,构造,装置,创新

隔震技术是防震减灾技术的重要课题, 业已进行了多年研究, 也出现了各种各样的隔震系统, 以往的隔震装置都不同程度地存在着某些严重的缺陷, 使它们的工程应用受到很大的制约, 至今没有得到广泛的认可和大量的应用。所以本文在分析了传统隔震系统特点的基础上, 对隔震系统作了创新性的研究。

1 研究背景

1.1 传统隔震系统类型

传统隔震系统主要有以下几种类型[1]:

1) 软垫隔震:房屋底部设若干个钢板橡胶迭合垫块, 使房屋安放在软垫上。与普通结构比较, 在底部加设软垫隔震的房屋, 在地震时, 房屋与地面间发生相对移动, 房屋整体自振周期加大、变形主要都产生于软垫处, 结构的相对变形很小, 从而避免结构遭受破坏;2) 滑移隔震:滑移隔震装置是在建筑物基础部位设有钢珠、钢球、石墨、沙粒等形成滑动装置或者滚动装置, 使房屋遭受地震时在该装置处发生较大的位移, 从而达到隔绝地震的目的;3) 摆动隔震:摆动隔震装置是通过房屋基础部位设置细长钢桩或者钢筋混凝土桩, 地震时, 该桩体可作某种程度的摆动, 因而可减弱地震动力反应。该摆动隔震装置实际上是柔性底层思想的延伸应用;4) 悬吊隔震系统:悬吊隔震装置是将整个房屋悬挂在支架上, 地震时以免地震直接冲击, 建筑物只作轻微摆动, 因而显著减小房屋所受的地震力。

1.2 传统隔震系统的局限

已有的隔震装置存在如下的局限:

1) 以往的隔震装置本身不能抵抗拉力, 从而不能有效承受地震引起的巨大倾覆力矩;2) 多数传统隔震系统地震后不能有效恢复震后侧移;3) 以往的隔震装置大都是单一装置, 一旦破坏, 其隔震作用立刻消失;4) 传统柔性底层隔震装置多为细长桩或柱, 其刚度过小, 竖向承受荷载的能力很低, 在地震时很容易产生失稳而倒塌;5) 传统橡胶隔震垫抗拉承载力很低、很难抵抗较大的地震倾覆力矩, 不适用于高层房屋的隔震, 只适宜中低层建筑隔震, 且易于老化。

2 新型“多功能基础隔震系统”

1) “多功能隔震系统”设计理念分析。

由于现行的隔震系统存在着如上所说的种种缺陷, 因而寻求既可以隔震, 又可以耗能, 也可以自动复位, 还可以抵抗倾覆, 同时还具有冗余隔震的多功能隔震体系就具有很重要的工程意义和社会价值。因此, 在前人成功经验的基础上, 本文力求扬长避短, 从集“隔震、承载、耗能、复位、抵抗倾覆、冗余隔震”等多功能于一体的角度出发, 提出了新型“多功能基础隔震系统”。

2) “多功能隔震系统”构造组成分析。

“多功能隔震系统”是一个综合系统, 由摆动装置、滑移装置、换能装置、耗能装置及复位装置等五大装置组成, 如图1所示。

摆动装置:由摆动桩芯和固定桩筒组成, 如图2所示。

滑移装置:由双承台板 (滑动上板和固定下板) 、滑动钢珠、限位装置、滑移垫片及碟式滑移底座组成, 如图3所示。

缓冲装置:是置于基础周围的弹簧, 该弹簧既可采用螺旋形式, 也可以由不同长度的钢带叠合, 如图4a) 所示。

耗能装置:是装在滑动上板与固定下板边缘间的阻尼器, 如图4a) 所示。

阻尼装置选用[2]:可选用弹塑性阻尼装置、粘滞阻尼装置、油阻尼装置及摩擦阻尼装置等, 如图4b) 所示。

复位装置:本隔震系统的自动复位装置没有独立设置, 而是由碟式滑动支座、周围的缓冲弹簧及隔震桩柱的弹性恢复力综合起到自动复位的作用。

3“多功能基础隔震系统”的隔震机理

1) 地震荷载传递机理。

地震中, “基础隔震装置”主要承受四种荷载作用:竖向地震力、水平地震力、地震扭转力矩及地震倾覆力矩。

竖向地震力:竖向地震力通过滑移上板直接传给桩芯, 当桩芯屈服后, 经滑移垫板、滑动钢珠、固定下板传给桩筒, 再由桩芯和桩筒一起将竖向力传递至桩底及深层地基上。桩芯虽长细比大, 但是因有刚性桩筒的协同工作, 协同承担竖向力, 因而桩芯不会严重失稳倾翻。

水平地震力:主要由桩芯的抗剪承载力、滑移钢珠的滚动摩擦力及阻尼装置承受。由于“复合式基础隔震装置”的隔震作用, 使得地震水平荷载大幅减少。

扭转力矩:由桩芯承受, 因为隔震桩体系的整体抗扭刚度较小, 故而承受的地震扭转力矩也较小。

倾覆力矩:由桩芯来抵抗, 尤其是巨大倾覆力矩引起的上拔力, 可由桩芯传至桩筒后, 再由桩侧摩阻力抵抗。

2) “多功能基础隔震系统”的隔震机理。

采用“多功能基础隔震系统”以后, 因为桩芯的柔性作用, 使房屋的基本周期大为延长, 能避开地震动的卓越周期, 使房屋的地震力大大降低。建筑物的反应主要以第一振型为主, 不与别的振型耦合, 整个房屋结构像一刚体, 沿结构高度加速度近似均布, 房屋结构本身的相对位移较小。当增大该系统阻尼时, 加速度反应进一步减少, 位移反应同时也能被明显抑制[3]。

“多功能基础隔震系统”的隔震可分为两个阶段:第一阶段———桩芯屈服前, 第二阶段———桩芯屈服后。

第一阶段隔震机理:在小震或地震的初始阶段, 输入隔振装置的地震能还比较小, 桩芯处于弹性状态尚未破坏, 地震荷载随摆动位移成比例增大。地震能的一部分转换为桩芯及减震弹簧的弹性应变能贮存起来, 在地震后逐渐自行释放, 而另外一部分地震能量被系统的阻尼装置吸收耗散, 只有小部分地震能传递到结构上部转变成结构动能及弹性变形能, 致使房屋结构产生轻微振动和变形。第一阶段的隔震主要由于桩芯摆动。

第二阶段隔震机理:在中震及大震后期, 地震过程进一步延续, 导致部分桩芯发生屈服, 某些桩芯顶部或底部会出现塑性铰, 部分桩芯处于塑性状态。之后尽管摆动系统已经屈服, 不能做正常的弹性摆动, 但仍然能抵抗地震倾覆力矩引起的巨大拉力。塑性铰转动也能继续耗散地震能。当地震继续延续时, 则滑移系统能保证在桩芯屈服的情况下不至于使房屋整体倾覆, 并有效滑移继续隔震。保证了桩芯屈服后房屋整体稳定性及竖向力传递的有效性连续性。后续的地震能, 经滑移系统被大部分消散。而弹簧系统和阻尼系统始终都起着换能和耗能吸能的作用, 并随地震速度的增大, 阻尼作用也逐渐增加, 耗能越发显著, 也间接改变了隔震结构的整体刚度和动力特性, 减小了地震位移。地震结束后, 自动复位装置将发挥作用。碟式滑动支座中的钢珠移动至边缘时, 集聚了大量重力势能, 巨大重力势能可使钢珠沿碟式斜面恢复到中心平衡位置, 起到自动复位作用。

随着地震过程的延续, 水平摆动位移不断增大, 由于桩芯进入塑性状态, 而使水平地震荷载不再增加, 因而有效地阻隔了地震能量的进一步上传, 隔震系统以阻尼和非弹性变形的方式吸收并消耗地震能量, 从而可起到显著的隔震作用。

4“多功能基础隔震系统”的创新点

1) 创新功能。

本系统具有综合隔震的功能:该系统集“隔震→承载→换能缓冲→耗能减震→自动复位→抗倾覆倒塌→冗余隔震”等功能于一体。

本系统提供了适宜的初始刚度:在小震时, 该体系的桩芯提供了适度的水平刚度, 不致使房屋产生显著的侧移;在大震时, 本系统又能使房屋发生较大的水平位移起到隔震作用。

本系统能提高结构整体稳定性:与以往隔震系统相比, 本系统能承受竖向拉力, 从而能抵抗由地震引起的巨大倾覆力矩, 防止建筑物整体倾覆倒塌。

本系统具有自动复位功能:主要原因:a.摆动桩芯具有适当的弹性刚度;b.周边弹簧装置也具有一定的弹性刚度;c.碟形滑动支座具有适当坡度, 致使滑动钢珠在重力的作用下, 具有缓慢恢复到平衡位置的趋势。

本系统具有冗余的隔震功能:本系统优于以往隔震装置的另一特点, 是其具有冗余隔震功能, 中小地震时摆动系统起主要作用, 大震时, 虽然桩芯的刚度逐渐退化, 但并未完全丧失承载力, 尤其是抗拉能力, 且此时滑动装置可继续发挥作用, 从而具有冗余隔震功能。

2) 创新构造。

a.摆动系统采用了新型摆动桩芯和固定桩筒的复合桩构造;b.隔震基础底板中采用了双底板构造即滑移上板和固定下板;c.滑移系统中采用了浅碟式底座以使钢珠自动复位。

5 结语

本文主要讨论了“多功能基础隔震系统”的研究背景、设计理念、构造组成、隔震机理, 并分析了本隔震系统所独有的创新功能———抗倾覆功能、综合隔震功能、冗余隔震功能及自动复位功能。由于篇幅所限, 还有地震作用、实施要点等问题未能讨论。理论分析和模型测试表明, 本系统可望成为“功能复合, 系统集成, 性能可靠, 经济有效”的新型隔震系统, 在未来的防震减灾工程中发挥巨大作用, 真正做到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标。

参考文献

[1]刘大海.高层建筑抗震设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 1993:25-27.

[2]武田寿一.建筑物隔震防振与控振[M].北京:中国建筑工业出版社, 1997:47-49.

多功能电动护理床控制系统研制 第10篇

中国老龄人口数目日益增多,为提高病人的自理能力、有利于减轻护理人员工作强度,护理床的市场需求日益增强和迫切,作者在对国内外护理床调研分析的基础上,结合国际护理床最新技术的发展,采用PLC控制技术,成功研制了具有自主知识产权的家用与医用的多功能辅助护理床,并在2007年中国国际工业博览会上成功展出,收到广泛关注。

护理床具有平躺、抬背、屈腿、左右翻身、辅助排便等功能。各项功能通过控制驱动模块,采用手动或语音控制实现。

1 多功能电动护理床的基本结构和功能

护理床采用模块化、标准化设计,由基本功能模块和扩展功能模块两部分构成。本文主要对该电动护理床的功能及控制系统进行研究。

1.1 护理床基本结构组成

护理床从结构和功能上可分为:可移动活动框架、床板(12块)、侧翻机构两套(四杆机构)、仰卧曲腿机构(六连杆机构)、整体升降模块、辅助解便模块、控制模块、驱动模块等部分组成。

1.2 多功能电动护理功能的实现

多功能护理床是为瘫痪病人或下肢行动不便的病人设计的,安有7个24V直流电机。根据病人的要求,通过按键或语音控制,帮助病人实现自己无法完成的动作,如分别完成头部升降、腿部屈伸、左右侧翻、翻板开合和马桶升降等动作。通过这些多体位的变换,提高了受护理人的自理能力,减少了各种由于长期卧床所带来的并发症,如褥疮等,有利于受护理人的肌体健康。

2 多功能护理床控制系统设计

图2所示,为多功能护理床控制系统的总体结构框图。它由PLC控制部分,语音部分,键盘部分,通讯部分、位置检测和传感部分,执行电机系统等组成。

2.1 控制方案

护理床的控制要求包括:

1)实现护理床各床面板的同步联动控制;

2)键盘与语音控制方式的各自实现以及两种方式之间的相互转换;

3)语音识别系统和语音回放系统的整合;

本系统选用某PLC(FX1N-60MR-001)为主控制器,扩展模块选用FX2N-16EX,语音模块选用LSX_EM220CN。

执行装置由内置有位置传感器的直流电机、涡轮蜗杆减速器、梯形丝杠(线性推杆)、连杆机构实现。根据控制信号,由电机输出一定的扭矩和转速,经过减速器驱动连杆机构,通过此机构带动床面相应的部分运动,实现各种体位的要求。另外,梯形丝杠具有自锁功能,保证电机停止后,连杆机构自锁。

2.2 多功能电动护理床的语音控制系统的研究与实现

2.2.1 语音控制的必要性

语音作为当前控制方法中最自然的控制命令,随着计算机和语音处理技术的发展,语音识别系统的实用性不断提高。语音识别控制技术将是今后一段时期语音技术的发展方向。将语音识别技术引入到护理床控制,将为丧失自理能力的使用者带来极大的便利。

2.2.2 基于Uni Speech芯片的语音识别控制技术解决方案

语音控制主要是指通过语音命令控制电机、电路等。用户可以编辑识别词表,并下载到芯片中。下载后即可进行识别,识别的结果通过I/O口给出,用于控制设备的运行。

该系统的语音控制部分,在硬件上,系统的核心部件是采用Infineon公司的Uni Speech芯片,外扩一块Flash、电源、语音输入输出设备以及控制键盘。该芯片专为语音识别和语音处理应用领域设计,拥有8位高速增强型M8051核心(25MIPS)和16位定点DSP核心(100MIPS)的双核(DSP+MCU)架构,双核之间通过芯片内部的双向FIFO进行通信。该语音处理模块如图3所示。

2.2.3 语音识别方式

针对护理床使用者的语音输入命令的特点,本文采用小词汇量特定人命令识别、小词汇量关键词检索的模板匹配法作为主要的语音识别方式。

2.2.4 语音识别电路接口

PLC通过此接口(SN74159 OC门译码器)接收来自语音识别模块的控制信号,通过运算处理,转化为PLC系统可以识别的控制信号。

3 多功能护理床的控制程序的设计

电机控制是本系统程序设计的核心部分。电机控制程序一方面接收控制面板和语音指令,另一方面要保证电机能准确地完成相应的动作,即使在程序复位等非正常状态下也能保证电机本身、护理床和病人的安全。设置可靠的限位、动作互锁等都可以起到保护作用。本护理床动作操作也有相应的互锁限制,互锁是防止机械部分的干涉有效手段。在编写程序中,要保证在执行一个动作的同时,还可以判断其它动作合法性和有效性。

例如,侧翻未到极限位置,即处于侧翻中间状态时,需要一个标志位标明床面状态。突然断电的时候,此标志位还不能丢失,否则重新上电后系统将无法知道床面处于左侧翻还是右侧翻,所以侧翻标志位要断电保持型辅助继电器。

本系统互锁可简单归结为主要以下几点:

1)背部或腿部上升时不能左右侧翻;

2)左右侧翻时,背部或腿部不能上升,坐便器不能上升;

3)坐便器上升后不能左右侧翻;

4)坐便器左移到位后,才能上升;坐便器下降到位后,才能右移;

5)冲水和热风只能坐便器上升到位后才能启动。

4 结束语

本文在PLC平台下所开发的多功能电动护理床。从实际运行情况来看,床面的各种姿势都能满足预期要求,并且能平稳的实现床面不同姿势的自动调节定位,解决了护理床的自动控制问题,满足了受护理人对多种体位的要求,验证了本系统控制方案的实用性和可靠性。具有一定的编程研究参考价值及工程实际应用价值。

当然,如何实现智能型的全自动护理床,即需要将生活辅助模块(多功能板、物料储存系统、辅助解便和污物处理模块)、医疗辅助功能模块(生理体征参数检测、康复功能)、室内其它设备无线控制模块、报警与监测模块、娱乐模块等模块化设计,进一步增强系统的综合控制功能,提高了运行的稳定性和可靠性,也是以后多功能护理床需要克服和发展的方向。同时需要进一步开发护理床与轮椅的转接的多功能产品,结合机电行业的快速发展实现传动部件的轻柔和低能耗。

参考文献

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[2]邹焱飚,谢存禧.基于家庭的远程健康监护系统进展[J].计算机工程与应用,2005(10).

[3]郭丽彬,等.家庭病床前景广阔[J].现代康复,1997,1(6).

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[5]李丽娜,柳洪义,罗忠.语音控制电磁阀试验系统自动夹具的设计与实现[J].控制与检测,2007(3):44-47.

[6]张铁,谢存禧,周惠强,熊伟.一种机器人化的多功能护理床及其控制系统[J],华南理工大学学报(自然科学版)[J].2006,34(2):47-51.

[7]周慧强,谢存禧,张铁,熊伟.机器人化多功能护理床实用双机系统的设计及实现[J].机床与液压,2006,6:33-36.

[8]江豪,王威,刘永平.多功能护理床的研究与开发[J].微计算机信息,2006,22(2):117-119.

[9]刘守操,等.可编程序控制器技术与应用[M].机械工业出版社,2006.8.

多功能系统 第11篇

【关 键 词】多功能天车 夹具 变频器 节能

【中图分类号】 E968【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0266-01

1 引言

阳极焙烧多功能天车是阳极焙烧炉的专用操作设备。它的夹具提升系统用于将已经编组好的生块阳极从生块输送链填入焙烧炉室，以及将已经焙烧好的熟块阳极从焙烧炉中夹取出放在熟块输送链上。

夹具提升系统传统的调速方法是：采用绕线转子异步电动机，通过集电环和碳刷在转子回路中串入若干段电阻，由接触器控制接入电阻的多少来控制转速。但存在以下缺点：

（1）串联电阻调速，其调速变化呈跳跃状，使得减速机齿轮、平衡轮、绳轮、夹具与导轨之间，在加减速运行阶段均受到冲击力的作用，设备易损坏，钢丝绳易疲劳，导致维修量大，检修费用增加。

（2）串联电阻调速范围小，使得夹具速度呈突变，减速后停车时仍有较高转速，对制动器和限位开关的调整精度要求高，且容易发生越位而影响生产。

（3）串联电阻调速，使得夹具起动及减速时，大部分电能消耗在电阻器上；当电动机在电压下降时，力矩下降，转差率增大，严重时，夹具无法启动，易于产生事故。

（4）能耗高，低速机械特性软。因为转速的降低是通过转子外接电阻消耗能量来实现的，并且转速越低，机械特性越软，消耗在电阻中能量比例越大，极不经济，电网电压的高低对速度影响很大。

而变频调速具有调速范围宽、精度高、响应速度快、灵活性高等特点，具有明显的节能效果和完善的保护功能。

2 现状

我厂焙烧二车间共有两台阳极焙烧多功能天车，系2000年投产，其夹具提升系统采用的就是转子回路串电阻调速系统。由于焙烧车间高导电性粉尘石墨粉浓度较高，调速电阻频发短路故障；且采用继电器-接触器控制系统，接触器频繁粘连烧损，经常更换，使得天车故障率高，严重影响阳极焙烧的正常生产。

为了保障天车的平稳运行，适应当代电气控制技术的发展，实现节能降耗，对夹具提升系统进行变频调速控制系统的改造势在必行。

3 项目准备

阳极焙烧多功能天车夹具提升系统改造费用为10万元/台，改造前由于天车电气故障率高，每年维修费用约为25万元/台；改造后设备故障率将大大降低，不但提高控制水平，而且减少检修工作量及备件储备量，经济效益显著。

4 变频器的选择

变频器容量选择的前提条件是变频器的额定电流大于电动机的额定电流。根据我厂使用变频器的情况， 选用了日本三菱的FR- A740。调试时，变频器功能参数的设置非常重要，是关系到变频器与设备运行工况是否配合恰当的重要环节，需要在使用过程中结合设备运行情况不断摸索修正。

用于驱动起升机构电机的变频器容量的计算公式如下：（1）

式中cosφ———电动机功率因数， 约0.75

η———电动机的效率， 约0.85

K———电流波形的修正系数， PWM方式取1.05～1.10

PM———负载所要求的电机的轴输出功率， kW

K1———容量补偿系数， 取1.1～1.2

PCN———所需变频器容量， kV·A

卷扬提升电机37kW， 根据式（1） 计算可得变频器容量为55kV·A。

根据我厂多功能天车的性能参数：起重量：2吨；工作级别：M8；起升高度：6.57m；调速方式：变频；制动器：YWZ4B-300/50；选择：电动机：YZP-250M-8C IP55 P=37KW；变频器：FR-A740-55K；制动力矩：630n.m；减速机：M3PSF50。

5 工作原理

（1）接线方式：如图所示：参考三菱变频器接线图，控制部分接正转启动STF、反转启动STR、高速RH、中速RM、低速RL、输出停止MRS、复位RES和抱闸输出A1-C1，外接制动斩波器和配套制动电阻即可满足生产要求。

（2）工作原理：天车工在联动台发出信号，操作手柄打到上升或下降某一个档位，通过中间继电器，将信号传输给PLC，PLC在接收到信号后，执行控制程序，把上升或下降信号送给变频器，同时把档位速度信息也送给变频器，变频器接收指令后开始工作。首先通过整流电路将交流整流为直流，然后再通过控制回路有规则地控制逆变电路的导通与截止，即令带有脉宽调制功能的逆变电路中的6个晶体管开关元件有规则地交替轮流切换导通，则在变频器输出端得到交流电压。通过改变晶体管开关元件的通断周期，使得变频器输出端交流电压频率得以改变，从而改变电机转速。电机加减速时间可以通过改变变频器的设定参数来调整。

（3）对再生制动能量的处理有2 种方式： 一种是用制动单元和制动电阻来吸收；另一种是通过在直流侧设置公共母线的逆变桥使之回馈到电网。我厂主要采用能耗电阻的方式，在制动单元和制动电阻的选择上考虑到起升机构属位能性负载特性，不能使用制造厂商推荐的制动单元和制动电阻的容量，必须增大制动单元和制动电阻的容量，电阻的阻值决定着制动电流，也就决定着制动时间的长短。起重机变频调速系统中长时间的制动转矩特性决定需要考虑的并不是它的阻值， 而是它的功率， 即在设计中把制动电阻的功率增加一倍，以保证再生制动能量的迅速释放。

6 改造后的效果

从改造后运行来看，卷扬提升机的启动、制动、加速、减速等过程更加平稳快速，减少负载的波动；操作灵活易掌握。卷扬机钢丝绳的使用寿命也明显延长。由于去掉了外接启动电阻和能耗制动电阻，因而提高了系统的用电效率，经测算节电率达5%以上。

7 结论

多功能天车夹具提升系统改进后，制动系统动作准确、可靠，夹具运行平稳，故障率大幅降低，维修量也减少了。变频调速彻底避免了绕线式异步电动机起制动速度无法准确控制的缺点，可靠性大为提高。随着电子元器件性能不断飞速发展，变频调速技术必将更广泛应用于起重机械上，同时变频调速也必将获得更大的发展。

参考文献

[1] 黄立培.变频器应用技术及电动机调速[M].北京：人民邮电出版社，1998

[2] 韩安荣.通用变频器及其应用[M].北京：机械工业出版社，2003

[3] 王永华.现代电气控制及PLC 应用技术[M].北京：航空航天大学出版社，2003

[4] 彭鸿才.电机原理及拖动[M].北京：机械工业出版社，1994

[5] 佟纯厚.变频器调速原理[M].北京：冶金工业出版社，1984

[6] 吴忠智，吴加林.变频器应用手册[M].北京：机械工业出版社，2003

多功能演播厅音频系统设计研究 第12篇

1 音频系统对演播厅节目录制的重要性

近年来,随着电视媒体的发展,人们对电视节目音效也提出了更高的要求。而在多功能演播厅中进行节目录制,则能够提供各种形式的音效,从而满足电视节目的录制需求。在演播厅的众多系统装置中,音频系统是确保演播厅实现清晰音频表达的重要装置,能否实现该系统的合理设计,将直接影响到节目的录制音像特效。只有合理设计音频系统,才能够确保音频在演播厅中均衡分布,继而使节目的顺利录制得到保证。

2 多功能演播厅音频系统的设计要求、原则

2.1 系统设计要求

多功能演播厅主要用于录制各类节目,所以还应该从演播厅功能和使用角度进行系统设计要求的考虑。近年来,综艺节目开始在国内流行开来,而这些节目的制作大多需要使用多功能演播厅。所以,还要根据节目的类型定位和演播厅表演面积等内容进行音频系统的设计。首先,由于这些节目表演节奏较快,而节目与节目之间相隔的时间又较短,所以一般不会有大型乐队和地方戏曲进入演播厅。因此在音源设计方面,可以针对大、中型乐队类综艺节目录制进行拾音极限的考虑。其次,多功能演播厅需要拥有综合性演绎效果,所以其需要满足高声压级扩声指标要求,并且需要满足现场直播高质量和低噪音的设计要求。因此在进行音频设计时,需要确保场地语言清晰度较高,并且能够提供足够声压。此外,还要使声音与频响覆盖均匀,并确保各区域无回声和声聚焦等问题。

2.2 系统设计原则

在设计音频系统时,首先需要确保系统能够产生均匀且平衡的频率响应。为达成这一目标,还要确保设备本身频率响应充足,并且使音响系统的设计拥有均匀的涵盖面。在这一过程中,需要考虑空气湿度等因素对频率响应的影响。其次,需要根据各类节目对声场的要求进行适当的声场强度的设计。在这一过程中,需要遵循基本的设计原则,以免因声场强度过小无法满足使用要求,同时也需避免因声场强度过大而导致节目录制成本增加[1]。此外,为降低混响对声音品质的影响,设计师要根据建筑物的混响时间采取相应的设计方案,从而避免系统语言清晰度受到影响。

3 多功能演播厅音频系统的设备选型和应用注意事项

3.1 系统设备选型

在进行系统设计时,需要做好设备选型,以达到优化系统效果的目的。首先,需要完成主音箱、补音箱和超低音音箱的配置,以便使系统实现一定的音频特色,并且确保声音的入耳质量。在配置主音箱时,可以选择PAS T1540型号,该音箱声压为125dB,额定功率为400W,频率在50 Hz～18kHz之间,灵敏度为99dB。而补音箱型号为PAS T1220,声压在124 dB～125dB之间,频率在50Hz～16kHz之间。超低音音箱型号为PAS EB1,声压在126dB,频率在35Hz～300Hz之间。其次,在选择调音台时,需要选择拥有4路立体声、28路输入和8路带有均衡器输出的调音台,以确保其能发挥补偿厅内音质的作用。此外,还要做好传声器、压限器和效果器等装置的配置,以确保系统音质能够得到优化。

3.2 系统应用注意事项

在实际应用音频系统进行各类节目录制时,需要注意灯光对系统的影响。为降低灯光产生的刺耳噪声,需要使用单独线路进行音频系统和变压器的连接。其次,需要对听众区的音效分配效果进行测试,并且尽量进行听众区声压级的平衡,以确保节目录制效果[2]。再者,需要做好系统音频信号的调试,并且观察系统是否出现过载情况,从而排除过载对音频信号正常传输的干扰。

4 结语

较好地完成音频系统的设计,才能确保多功能演播厅的节目录制效果。因此,设计人员还应该清楚掌握系统的设计要求和原则,并且较好地完成设备的选型和系统的调试应用,以确保系统的设计效果。

参考文献

[1]常家榭.高校多功能演播厅建设与发展研究[J].经济研究导刊,2016(12):179-180.