DDC地基处理
DDC地基处理（精选8篇）
DDC地基处理 第1篇
1 DDC的技术特征
1.1 适用范围广泛
DDC能适用于各种复杂地层的地基加固处理, 具有广泛的适用性。如用于大厚度的黄土、杂填土、液化土地基, 各类软弱土、湿陷性土以及具有酸、碱、盐腐蚀的地基;具有硬夹层的不均匀地基、石料及废料回填垃圾地基及地下人防工事等各种复杂建筑场地的处理。具有消除杂填土、大厚度软弱土和黄土地基的湿陷性, 砂土地基的地震液化等特性。对于复杂地层或有饱和软土、淤泥层地基, 为保持核体的完整性, 防止因侧向土约束力太差, 导致桩体变形, 也可采用具有复合填料的桩体, 可在软土层段填夯素混凝土料, 其他土层再改填一般填料。
1.2 用料标准低
DDC技术的最大特点之一, 就是能就地取材, 凡是无机固体材料如土、砂石、碎砖瓦、混凝土块、工业无毒废料及它们的混合物等均可使用。而且用料不需要严格加工, 凡是无机固体材料稍经筛选能填入孔内, 均可使用, 从而达到既加固地基又消纳垃圾、渣土的目的。
1.3 具有高动能、超压强和强挤密效应
DDC技术是以强夯重锤对孔内深层填料进行强夯作业, 由于一般适宜的桩径小, 在相同夯锤重和落距条件下, 孔内深层强夯的单位面积夯击能量比强夯法大很多, 它是一般强夯压能的5倍～8倍, 可以根据工程设计需要进行调高或降低。
1.4 地基加固处理深度大且均匀
DDC桩成孔直径为400 mm, 平均成桩直径为600 mm, 一般处理深度5 m～20 m左右, 深可达30多米, 而且上下均匀, 持力层范围内的地基土层都可以加固, 深层的软弱下卧层也可加固, 而且显著地改善土性。
1.5 成桩直径大, 挤密加固范围大, 桩呈扩大头、串珠状
采用粗粒体作加固料时, 桩体也是地基的排水通道, 有利于饱和土地基的排水固结。同时也可将加固区范围内的土中水排挤到加固区以外的土体中去。改善地基土性, 加固影响范围大。
1.6 复合地基压缩模量高, 沉降变形小, 承载性状好
桩体材料在受到高压强的强力冲击挤压下, 桩间土受到明显的侧向挤压密实, 从而使处理后的复合地基承载性能明显改善, 压缩模量显著提高, 地基压缩变形量大为降低, 整个土层变形模量一致、上下密实均匀, 成为均质的复合地基。
1.7 社会经济效益好
DDC技术具有高动能、高压强, 故振动小, 噪声低, 消除渣土污染, 广泛地应用于城市建设和危房改造工程建设中的地基处理工程, 能净化人类生存环境, 将废弃渣土“变废为宝”, 大量节约钢材、水泥, 降低工程造价, 减少开挖地基和用于地基处理的加固料的往返运输费及运输过程对环境的污染等。一般可降低基础工程造价25%～80%。
2 DDC与其他地基处理方法的比较
2.1 与强夯法比较
强夯法单位面积夯击能量小, 夯击时仅是动力表层压密, 由于存在有效区和影响区的差别, 深层难以达到压密效果, 加固深度受到限制;而且不仅施工噪声大, 施工振动也很大, 在离已有建筑较近时即使设置隔振沟也无法保证不会对已有建筑的破坏, 现在在城市中基本无法使用。DDC技术是以特异型 (呈尖锥杆状或呈橄榄状) 重锤对孔内填料进行孔内深层作业, 夯击时对下层填料进行深层动力夯、砸、压密, 对上层新填料进行动力夯、砸、劈裂和强制侧向挤压。在具有相同夯锤和落距条件下, DDC的单位面积夯击能量比强夯法大很多。通过桩锤的动力夯击, 在锤侧面产生极大的动态被动土压力, 锤推土迫使填料向周边强制挤出, 桩间土也被强力挤密加固, 同时施工时由深及浅在孔内分层填料, 分层夯击或边填边夯, 使地基自下而上均可加固, 即使对于有深层软弱下卧层的地基同样奏效, 因此本法具有高动能、高压强、强挤密作用, 且处理深度大。
2.2 与柔性加固桩的比较
二灰桩、灰土桩、砂桩、碎石桩等柔性桩所采用的桩锤小, 成桩桩径小, 夯击能量小, 压密效果低, 对桩侧土挤密的侧压力小, 桩间土被加固的效果差。加固后的复合地基承载能力一般不超过原地基的两倍或接近于天然地基, 且桩体质量存在诸多缺陷, 其深度也是有限的, 并不适用于承受较大载荷或对沉降要求严格的重要建筑物。DDC技术采用的特异型 (呈尖锥杆状或呈橄榄状) 重锤, 桩体直径达0.6 m～2.5 m, 孔内加固料单位面积受到高动能、强夯击, 使地基土受到很高的预压应力, 处理后的地基浸水或加载都不会产生明显的压缩变形, 复合地基整体刚度均匀, 地基承载力可提高3倍～9倍。高能量和高压夯击及动态冲、砸、挤压的强力压实和挤密作用, 使桩体十分密实, 桩体具有半刚性半柔性桩的特点, 完全可以满足现代社会快速发展的高层建筑较大荷载且沉降要求严格的要求。另外柔性桩的加固用料严格, 工程造价必然较高。DDC技术用料适应性大, 可以就地取材, 减少运输费用, 造价明显降低。
2.3 与刚性加固桩的比较
钻孔混凝土灌注桩、预制桩、沉管灌注桩以及CFG桩等刚性加固桩虽然有其各自优点, 但也存在诸多缺点:打入桩施工噪声大, 截桩工作量大且费工, 工程造价高, 打桩机污染空气;混凝土灌注桩或CFG桩存在桩身质量缺陷, 桩侧土未被挤密, 土对桩的约束力小, 尤其在淤泥软土地基更易发生缩颈和桩体变形, 桩形不规则等缺陷, 事故率较高;这类地基是靠刚性桩承载, 而不是复合地基承载, 其钢材用量和水泥用量高, 工程造价高于DDC技术。另外, 由于混凝土桩侧土未被挤密, 在混凝土硬化收缩时, 桩体混凝土与桩侧土间出现缝隙, 使桩侧摩阻力下降, 尤其对以摩擦力阻力为主要承载力的深长桩, 承载力损失较大。DDC技术在成孔后桩侧土对桩体产生很好的“咬合”作用, 可形成良好的整体受力的复合地基。
DDC桩成孔方法有钻孔夯实法、振动沉管法、柱锤夯实法等, 施工时一般应采用隔行隔列、间隔跳打的方法四遍成孔、成桩。处理地基前, 应做夯击试验, 试夯应有单点及小片试区, 必要时应有不同单击夯击能的对比, 检测地基土湿陷性消除情况和承载能力, 为设计和施工提供相关数据。
DDC法属于夯扩挤密处理法, 处理范围应大于基础底面宽度, 以保证地基的稳定性。局部处理通常不考虑防渗隔水作用。工程实践表明:对于非自重湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基, 处理范围每边超出基底边缘的宽度不小于0.25b (b为基础短边宽度) , 并不小于0.5 m。对于自重湿陷性黄土场地, 处理范围每边超出基底边缘的宽度不小于0.75b, 并不小于1 m, 这样可使基底下被处理的土层不致产生不良的侧向变形。
整片处理通常要求具有防渗作用。每边超出建筑物外墙基础边缘的处理宽度应不小于基础局部处理宽度, 通常按压力扩散角或按处理土层厚度的1/2确定, 并不应小于2 m。
质量检测视加固目的不同而有所不同, 以消除湿陷性为目的, 可侧重挤密和消除湿陷性检测, 可通过现场对不同桩间距的挤密土分层取样, 测其干密度和压实系数。对湿陷性黄土, 当ηc≥0.93时, 可认为已达到消除湿陷性目的, 也可采取原状土样进行室内试验测定δs值。以提高承载力为目的, 可采用静载荷实验进行检测。
3 结语
北京市建委、环保局和北京市科委等单位, 对DDC桩技术评审鉴定结论为:该技术在施工设备、实施方法、材料选用等方面构思新颖、工艺独特、适合国情, 其技术水平属国内外首创。被建设部列为2001年重点推广项目。建设部对该技术进行评估:“该技术达到国际先进水平, 是一项具有独创性的地基处理新技术”。该技术在比利时第52届尤里卡世界发明博览会上获得金奖。
DDC技术具有适用范围广、用料标准低、处理效果佳、绿色环保、工程造价低、施工工期短等优势, 具有较好的推广价值和应用前景。在设计时可参考中国工程建设标准CECS 197∶2006孔内深层强夯法技术规程有关规定进行。
参考文献
[1]JGJ 79-2002, 建筑地基处理技术规范[S].
[2]《工程地质手册》编写组.工程地质手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2007.
[3]GB 50025-2004, 湿陷性黄土地区建筑规范[S].
DDC控制在中央冷冻机站的应用 第2篇
关键词：DDC控；中央冷冻机站
0 引言
随着经济的发展，空调的使用已经越来越广泛的使用在人类生活的各个方面。目前从能源节约、环保要求、运行管理等几方面考虑，中央空调集中供冷方式也越来越多的被应用在厂房、商城、办公楼等大面积使用空调的场所。一般情况下，一天中各个时刻的冻水需求量是时刻变化的，为了保证各个时刻末端冻水的供给量，需要根据计算和测量数据实时调整水泵的运行数量及运行频率，以及机组的开启数量等。而利用DDC楼宇控制系统，将分散、独立的各个设备连接成为一个整体运行的系统，并且将系统中各个参数远程传送至控制机房，方便管理及远程操作。本文中以某电子厂房冷冻基站工程为背景，介绍整个系统的构成、控制原理等。
1.冷冻站系统
1.1冷冻基站的构成
冷冻基站控制系统由：3台冷冻主机800冷吨（两用一备）；4台冷冻水泵110kw（三用一备）；3台冷却水泵75kw（三用一备）；3台冷却水塔22kw。
冷冻机基站系统图如图1所示：
图1 水系统结构图
1.2冷冻基站的工作过程
1.2.1冻冻主机工作提供7℃左右的冷冻水源。
1.2.2冷冻水泵将冷冻主机产生的冻水输送到末端各个需要用到冷冻水的设备，经过末端冷量交换设备，高温水然后再回到冷冻主机进行降温，形成一个闭式水循环系统。
1.2.3冷却水泵将冷冻主机产生的热量输送到冷却水塔，进过冷却水塔的降温处理，然后再输送到冷冻主机以实现对冷冻主机的散热循环。
2.控制系统设计
2.1控制系统的构成
冷冻基站控制系统由 ：数据管理服务器（ADS）、网络控制器（NAE）、现场控制器（DDC）及末端的传感器和执行设备组成。
2.1.1数据管理服务器（ADS）管理系统的数据收集和显示；对大量的管理趋势数据、事件消息、管理员记录和系统设置数据进行收集和显示；为网络控制引擎（NAE）所在的网络提供安全的通讯。数据管理服务器（ADS）的用户界面具有灵活的系统浏览、用户图形、综合报警管理、趋势分析和总结报告功能。
2.1.2网络控制器（NAE）作用是将数据从现场网络传送数据管理服务器，或者是到企业和自动化级的网络。也可以将数据从现场网络中传送到另一个现场网络中。这样就可以让您的系统作为一个完整的控制网络来运行。
2.1.3现场控制器（DDC） 是一种可编程的数字控制器，通过 BACnet MS/TP 协议进行通信。可以实现对传感器（如温度传感器）信号的采集、解析，通过程序的编写、运算实现对现场执行设备（如电动水阀）的最优控制。并且可以配合使用IOM模块进行点位的扩展。
2.1.4末端传感器包括：温度传感器、压力传感器、水流计、电动阀门、变频器等设备。
控制系统结构如图2所示：
图2 控制系统结构
2.2控制原理
2.2.1冷水机组运行控制：通过测量冷冻水供回水温差及回水总流量计算总制冷负荷：计算公式为：Q=温差（℃）X流量（m3/h）X1000/3024=总制冷负荷（冷吨）当供水温度超过7.5度时按7.5度计算，将计算结果与冷水机组的额定制冷量进行比较，选择需要开启的冷水机组型号。1#机组制冷量取720冷吨，2#机组制冷量取720冷吨，3#机组备用，最多同时运行两台机组总制冷量按照1440冷吨计算，制冷负荷比率a=Q/1440：当a<0.5时开启一台机组，当a>0.5时，开启两台机组。
2.2.2冷冻水泵运行控制：1#冷冻水泵变频，运转频率不低于25Hz，2～4#冷冻水泵软启动，通过1#冷冻水泵变频控制冷冻水分、集水器处供回水压力差，压力差为设定值（参考值为180kPa）；当1#变频泵运行频率为50Hz，且持续时间超过300s，供回水压差仍小于设定值时，此时增加一台泵运行；当1#变频泵运行频率为25Hz，且持续时间超过300s，供回水压差仍大于设定值加20kPa时，此时减少一台泵运行。
2.2.3冷却水泵运行控制： 1#冷却水泵变频，运转频率不低于25Hz，2～4#冷却水泵软启动，通过1#冷却水泵变频控制冷却水流量，保持所有冷水机组冷却水进出水温度差值最大值不高于设定值（参考值为4.5度）；当1#变频泵运行频率为50Hz，且持续时间超过120s，供回水温差仍大于设定值时，此时增加一台泵运行。当1#变频泵运行频率为25Hz，且持续时间超过300s，供回水温差仍小于设定值-1度时，此时减少一台泵运行。
2.2.4冷却水塔运行控制：测量室外空气温度、相对湿度，计算出室外空气的湿球温度T1，在此基础上计算出冷却水需要供水温度T2：T2=T1+4；如果T2≤22，取T2=22；如果T2>30，取T2=30；控制冷却水塔风机变频运行，保持冷却水供水温度与设定值T2一致，运转频率不低于25Hz；当所有运行风机都为25HZ运行，持续时间超过600s且供水温度还是低于20度时，关闭冷却塔风机。
3.控制系统功能
3.1监控、显示功能
在系统主机上，使用图形化的界面能够比较直观的显示出机房各个设备的运行状态及系统中各个部分的测量参数，并且实现对设备的远程监控和操作。
3.2运行记录及报表打印功能
系统主机可以自动生成、打印各种报表，包括设备运行记录的日报表、统计报表以及设备的故障状态、各个监控点的运行记录等。报表的内容及格式可以按照用户的需求进行调整，另外主机还具有复制拷贝功能，方便将数据进行备份或者记录。
3.3故障报警功能
对系统中采集到的温度、压力以及设备的运行状况进行监控，当设备出现故障或者是监测的数据出现异常状况时，系统主机会弹出报警提示框，提醒值班人员及时确认并排查故障。并且系统会记录下报警项目及报警时间等内容。
4 .结束语
通过DDC控制系统的建立，使得冷冻站的各个独立设备形成了一个整体的自动运行系统；并且控制系统能够根据末端设备的需求冷量，通过计算实时调整各个设备的运行状态，在满足需求负荷的情况下，实现了最大程度的节能控制。系统提供的远程监控功能，实现了冷冻站的无人值守，保证了冷冻站安全、长时间正常可靠运行，使得实际使用过程中的运行和维护成本大大降低。
参考文献：
[1]高见芳.基于DDC楼宇智能控制系统的设计.《微机与应用》，2011年16期
[2]莫晓明.楼宇自控系统中基于以太网的DDC的开发与设计.《南京工业大学》，2005年
[3]石建华，朱蔚青.基于DDC与变频技术的净化空调控制系统的设计，《武汉职业技术学院学报》，2008年03期
[4]曹立学，令朝霞.DDC温度系统的设计与实现，《仪器仪表标准化与计量》，2008年01期
DDC地基处理 第3篇
2010年的河曲县中天隆水泥有限公司2 500 t/d熟料水泥生产线项目建设工程DDC法夯实水泥土桩地基处理工程,在对天然地基无法满足设计要求前提下,对其进行DDC法夯实水泥土桩处理,处理后复合地基承载力特征值满足了设计要求。不仅在提高地基承载力方面有了长足的发展,而且在经济和技术方面取得良好的效果,深受建设方和设计单位的好评。
1 地质条件及强夯施工参数
1.1 地质条件
1)根据野外钻探、室内土工试验资料综合分析,在本次勘察深度范围内,中部厂区地段(采用DDC法水泥土桩地基处理设计的建筑物地段)场地地基土从上至下共分为4层,现依层序分述如下:第①层素填土(Q
2)中部厂区地段属非自重湿陷性场地,湿陷等级为Ⅰ级。
3)勘察深度内(40.0 m)未见到地下水。
1.2 DDC法水泥土桩施工参数
河曲县中天隆水泥有限公司2 500 t/d熟料水泥生产线项目建设工程DDC法夯实水泥土桩共有10个地基处理分项部位。原料配料库、熟料烧成窑头、SP余热锅炉房、AQC余热锅炉房、生料均化及入窑喂料、烧成窑尾、烧成窑中、煤粉制备和计量输送、熟料储存及散装、原料粉磨及废气处理。设计和施工参数见表1。
施工过程中,严格按规范要求进行洒水作业,使得水泥混合料能够在接近最佳含水量的情况下进行施工,从而满足桩体压实系数不小于0.97的要求。
2 地基处理效果
通过检测单位出具的相关检测报告结果如下:
原料配料库地基处理后的地基承载力特征值为360 kPa;熟料烧成窑头地基处理后的地基承载力特征值为406 kPa;SP余热锅炉房地基处理后的地基承载力特征值为480 kPa;AQC余热锅炉房地基处理后的地基承载力特征值为406 kPa;生料均化及入窑喂料地基处理后的地基承载力特征值为450 kPa;烧成窑尾地基处理后的地基承载力特征值为480 kPa;烧成窑中地基处理后的地基承载力特征值为360 kPa;煤粉制备和计量输送地基处理后的地基承载力特征值为480 kPa;熟料储存及散装地基处理后的地基承载力特征值为480 kPa;原料粉磨及废气处理地基处理后的地基承载力特征值为400(320)kPa。
3 分析、评价、对比和结论
3.1 分析、对比、评价
1)DDC法水泥土桩强度主要由土的性质、水泥品种、水泥标号、龄期、养护条件等控制。水泥土设计强度应采用现场土料和施工采用的水泥品种、标号进行混合料的配比设计。DDC法水泥土桩是一种散体材料桩,桩的极限承载力主要取决于桩周土对它的极限侧阻力。提高散体材料桩复合地基的承载力只有依靠增加置换率,在砂性土等可挤密性地基中设置散体材料桩,在设置桩的过程中,桩间土通过夯扩得到振密挤密,桩间土抗剪强度得到提高,相应散体材料挤密桩的承载力也得到提高。以上例为准,通过DDC法水泥土桩地基处理,采用机械洛阳成孔400 mm,然后边填料边夯扩至600 mm直径的桩体,处理后地基承载力可达到320 kPa～480 kPa,如果适当改变施工参数,可以达到更高的地基承载力(有资料显示可超过1 000 kPa)。
2)和灰土挤密桩进行对比。灰土挤密桩虽然可以有效的全部或者局部消除地基土湿陷性,但是规范规定:灰土挤密桩复合地基的承载力特征值,不宜大于地基处理前的2.0倍,并不宜大于250 kPa,从此可以看出,灰土挤密桩在提高承载力方面局限性很大,只适合于中低层或者承载力要求不是很大的建筑地基。况且由于受到原材料——石灰生产区域的限制,原材料成本无形加大,对环境污染也非常严重。
3)和粘性材料桩相比,如水泥粉煤灰碎石桩(CFG)桩,虽然承载力可以在一定程度上得以提高,但是混凝土原料昂贵,导致地基处理成本大大增加,且受到长螺旋工艺限制,一般成桩在400 mm,导致复合地基承载力有时得不到我们预想中的效果。
4)通过以上分析和对比可知,DDC法水泥土桩有如下优点:a.复合地基承载力可以提高程度很大。b.原材料水泥的品种、标号非常容易运至施工现场,成本相对低廉。c.可以有效的消除地基湿陷性。
3.2 结论
针对现在高地基承载力要求的厂区地基(300 kPa以上)或者在高层建筑地基(15层～30层不等的高层建筑),如果地质条件施工工艺允许,首选采用DDC法水泥土桩,因为此法不但可以满足高承载力的要求,而且建设成本相对低廉,工期缩短。特别针对湿陷性地基,既能满足承载力要求又能消除湿陷性,避免我们采用传统的CFG桩和灰土挤密桩二元复合桩的高成本地基处理。
摘要：以河曲县中天隆水泥有限公司2500t/d熟料水泥生产线项目建设工程DDC法夯实水泥土桩地基处理工程为例,结合工程地质条件,介绍了采用DDC法夯实水泥土桩的施工参数和地基处理效果,对与其他相类似的地基处理方法进行了对比分析评价,得出了有益结论,以期指导施工。
关键词：DDC法水泥土桩,地基处理,评价,结论
参考文献
[1]JGJ79-2002,建筑地基处理技术规范[S].
[2]《地基处理手册》编写组.地基处理手册[M].第3版.北京:中国建筑工业出版社,2009.
基于FPGA的DDC的设计 第4篇
关键词：DDC,数控振荡器,查表法,数字混频器,现场可编程门阵列
0 引言
近年来,软件无线电已经成为通信领域一个新的发展方向,数字下变频技术(Digital Down Converter-DDC)是软件无线电的核心技术之一,也是计算量最大的部分,一般通过FPGA或专用芯片等硬件实现。
现场可编程门阵列(FPGA)是一种由用户自行配置的高密度专用数字集成芯片,具有小型化、低功耗、可编程、数字化和快速方便实用的特点。FPGA的灵活性与高速处理的能力,使其由一种灵活的逻辑设计平台发展为重要的信号处理元件,在各种软件无线电产品中得到了广泛的应用。
本文设计和实现了基于FPGA的可编程DDC(DDC),用于宽带数字中频软件无线电接收机中,完成数字下变频、数据抽取等功能。采用自顶向下的模块化设计方法,将整个DDC划分为基本单元,实现这些功能模块并组成模块库。在具体应用时,优化配置各个模块来满足具体无线通信系统性能的要求。
DDC由数控振荡器(NCO)、数字混频器和积分清洗滤波器三部分组成[2],如图1所示。从原理上比较,DDC和模拟下变频器是一致的,都是输入信号与本地振荡信号混频,然后经低通滤波器滤除高频分量,得到基带信号。
1 DDC的设计
1.1 数控振荡器的设计
NCO是DDC中的重要组成部分,NCO的目标是产生频率可变的正交正、余弦样本信号。NCO产生正弦波样本通常可采用查表法。即通过输入的相位数据来寻址查表以输出相应的正弦波幅值。如图2所示,码发生器由相位累加器和查找表构成。累加器按已定的步长进行累加,在每个参考时钟周期累加,并将结果存入寄存器。当结果溢出时重复执行,累加的过程可以看作NCO输出频率的周期。使用查找表选择相应的SIN和COS值输出。若使用字长为N位宽的累加器,对于某一频率控制字A,输出频率fout与输入频率控制字A的关系为:
其中,fclk为系统时钟。只要改变控制字A的大小,就可以控制输出频率fout。fout变化的最小步长△f由累加器的数据宽度决定。即:
1.2 数字混频器和积分清洗滤波器的设计及实现
在本设计中,全部过程均采用数字化处理,DDC由一对载波混频器和一对积分清洗滤波器组成。载波混频器主要用来实现下变频,积分清洗滤波器用来去掉高频分量,数据信息通过监测相邻两个符号时间内的相位变化来解调数据。两路信号在经过积分清洗滤波器后,输出信号的函数形式仍然不变,只是信号的幅值发生了变化。
由于利用FPGA设计时,采用的是数字化的解调过程,因此在用VHDL实现时,需要将送过来的基于比特数据类型的位矢量先转化为有符号数,然后再进行数字运算,运算过程结束后,再将其转化为位矢量以便于进行信号的传输。两个载波混频器的输入信号为前端送来的2比特的采样数据,取值分别为±1和±3,其中,"00"代表'1',"01"代表'3',"10"代表'-1',"11"代表'-3',同样,本地载波取值±1,±3,这样经过载波混频后得到了±1、±3、±9等6个值。将这6个值用三位二进制数表示,高位为符号位,0表示正,1表示负,低位为数据位00、01、10分别代表1、3、9。所以载波混频器比较简单,用简单的门电路就可以实现,图3为混频器的综合图。对于本系统来说,虽然载波NCO的输出不是一个方波,但对整体设计没什么影响。
在实现积分清洗滤波时,采取了前后两个样点相加(基于主时钟mainclk),然后由chip时钟(chipclk)进行抽样输出。这样做可以回避低通滤波器的同步问题。因为如果采取累加10次(Tchip=10Tmain)然后输出累加量方式的话,需要准确确定Iout和Qout的chip同步点,这样才能恢复出正确的基带信号。因此接收进来的QPSK信号经过下变频和低通滤波后的波形如图5中的i_out和q_out所示。
2 DDC的系统仿真
通过VHDL语言编写NCO模块,其在Modelsim中的仿真如图4所示。
其中:clk为基准时钟信号;i和q分别为sin、cos两路载波输出;carr_clock为载波周期时钟,用来记录载波周期个数;load_p为装载初始相位有效信号;p_init为初始相位值;fctrl为频率控制字。本设计用的是全局时钟作为工作时钟,所以虽然载波NCO的输出不是一个方波,但对整体设计没什么影响,本地载波在一个周期内有4个相位,输出为系统时钟的分频信号。
图5是数字混频器仿真图,其中,sample_in为接收到的信号,本文中用伪随机码;sin_in、cos_in为输入的两路载波信号;i_out、q_out为输出结果。
3 结论
本文所设计的简单DDC系统可以完成基本的下变频功能,适用于各种需要进行下变频的场合。并可免去使用专业DDC芯片的麻烦,有效实现所期望的功能。程序设计和实验表明,将接收进来的经过采样量化的数字中频信号进行数字式下变频在单片FPGA中完成是完全可行的。
参考文献
[1]张欣.扩频通信数字基带信号处理算法及其VLSI实现[M].北京:科学出版社,2004.
[2]杨力升.用FPGA实现数字下变频[J].电讯技术,2004(3):16-19.
[3]李鸿翔.可编程DDC的关键技术[J].遥控遥测,2003,24(2):19-22.
[4]White S A.Applications of Distributed Arithmetic to Digital Signal Processing:A Tutorial Review[J/OL].IEEE ASSP Magazine,1989(7):4-19.http://w3.kut.ac.kr/~yjjang/vlsi04/ref9_DA1.pdf
[5]黄英,李景文,刘敏.软件无线电技术在中频接收机中的应用[J].无线电通信技术,2004,30(1):18-20.
填料灰土的DDC桩应用分析 第5篇
某小区楼的地貌单元属渭河南岸Ⅱ级阶地, 地基土岩性特征及地基承载力如表1所示。分析认为属自重湿陷性黄土, 地基湿陷等级为Ⅱ级, 地下水位埋深12.9~13.5m, 属潜水。
2 设计及施工参数
2.1 设计参数
按规范规定, 在Ⅱ级地基上的多层丙类建筑, 地基处理厚度不小于2.5m, 且下部未处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量不应大于200mm。针对该建筑的地质特点, 地基承载力不够, 须采用处治措施, 经过分析确定, DDC桩呈正三角形满堂布设, 桩间距为900mm, 排距为780mm, 有效桩长为6.5m, 成孔直径为400mm, 成桩扩大直径不小于550mm。桩间土分别是有湿陷性的 (2) 层和非湿陷性的 (3) 层, 桩端是非湿陷的 (3) 层。桩身灰土压实系数不小于0.97, 桩间土压实系数不小于0.88, 复合地基承载力特征值为220kpa。
2.2 施工参数
采用螺旋钻机成孔, 并用专用的强夯机进行空夯成孔, 机械拌和2:8灰土, 填料前要进行孔底夯击3次, 确保孔底密实, 然后用灰土在最佳含水量状态下分层回填夯实;每次填料为0.13m3, 用1.5T重锤, 落距为50~60cm, 夯击8~10次。DDC桩施工结束后, 清除上部虚桩, 用0.5m厚的3:7灰土褥垫层夯实平整。
3 处治机理
3.1 挤密作用
灰土挤密桩挤压成孔时, 桩孔位置原有土体被强制侧向挤压, 使桩周一定范围内的土层密实度提高, 单个桩孔外侧土挤密效果试验表明, 孔壁附近土的干密度ρd接近或超过其最大干密度ρdmax, 径向外延干密度逐渐减小到土的天然密度ρ, 挤密影响半径通常为1.5~2.0d (d为桩孔直径) 。相邻桩孔间挤密效果试验表明, 在相邻桩孔挤密区交界处挤密效果相互叠加, 桩间土中心部位的密实度增大, 且桩间土的密度变得均匀, 桩距愈小, 叠加效果愈显著。
3.2 桩体作用
载荷试验结果表明:只占压板面积约20%的灰土桩承担了总荷载的一半左右, 而占压板面积80%的桩间土仅承担其余一半。由于总荷载的一半由灰土桩承担, 从而降低了基础底面下一定深度内土中的应力, 消除了持力层内产生大量压缩变形和湿陷变形的不利因素。此外, 由于灰土桩对桩间土能起侧向约束作用, 限制土的侧向移动, 桩间土只产生竖向压密, 使压力与沉降始终呈线形关系。
3.3 化学作用
灰土挤密桩是用石灰和土按一定体积比例拌和而成, 在桩孔内夯实挤密后形成的桩体, 这种材料在化学性能上具有气硬性和水硬性的特点, 由于石灰内带正电荷钙离子与带负电荷粘土颗粒相互吸附, 形成胶体凝聚, 并随灰土龄期增长, 土体固化作用提高, 使灰土逐渐增加强度。在力学性能上, 它可达到挤密地基效果, 从而提高地基承载力, 消除湿陷性。
4 DDC桩处理效果评价
基本试验:经挤密处理后的桩间土的最小压实系数为0.89, 满足规范及设计要求。从表2可以看出, 10个探井抽检的70个土样的δZS均小于0.0015, 桩间土的自重湿陷性消除, 其中有5个土样的δZS大于0.0015, 占取土总数7.1%, 接近最佳含水量, 桩身灰土的最小压实系数为0.98, 满足设计要求。桩间土平均干密度增大, 而孔隙比明显减小, 说明经过DDC法处理后的桩间土得到有效的挤密作用, 其物理力学性质已有了明显改善。
采用圆形承载板, 重物堆载式反力装置, 试验采用慢速维持荷载法, 500KN油压千斤顶逐级等量加荷, 每级荷重55kpa, 共计8级荷载, 最终荷载为440kpa, 精度1.5级、量程100Mpa压力表控制压力, 精度为0.01mm双百分表测读压板的沉降量。对复合地基采用面积为7000cm2圆形承压板, 重物堆载反力装置进行分级荷载试验, 试验结果如表2所示。
通过表2和现场观察可以看出, 在0~440kpa压力段, 沉降量与压力呈线性变化趋势, 且无破坏迹象, 表明地基处于压密变形阶段, 并且满足《GB50025-2004》规范的规定值。同时对桩间土进行钻孔抽样, 湿陷系数均小于0.0015, 最小挤密系数也符合规定值, 分析认为桩间土自重湿陷性已消除, 处理效果比较良好。
5 结论
利用DDC桩处理湿陷性黄上地基是经济可行的, 能全部或部分消除地基上的湿陷性, 降低压缩性, 挤密后复合地基承载力满足设计要求。但对于施工机具的技术参数、桩径、孔间距、处治深度及桩身夯实系数等, 应通过试验桩体来检验处治效果。试验检测表明, 用DDC桩可提高地基承载力, 回填材料价格低廉, 施工机械简单, 施工工艺简便, 是经济与技术效果都效好的一种地基处理方法, 具有较大的推广价值。
摘要：DDC法为孔内深层强夯加固地基的一种新技术, 孔内可根据实际情况填充不同材料, 对地基进行深层加固处理, 实体工程采用2:8灰土作为桩体的填料, 与桩间土形成的复合地基, 并通过承载板法对复合地基进行承载能力的检验, 检测结果表明, DDC桩在处理湿陷性黄土方面有明显的效果与广泛的应用价值。
关键词：DDC桩,设计方案,作用机理,效果评价
参考文献
[1]建筑地基基础设计规范 (GBJ50007-2002) .中国建筑工业出版社.
[2]建筑地基处理规范 (GJG79-2002) .国家行业标准.
[3]湿陷性黄土地基建筑规范 (GBJ50025-2004) .国家标准.
[4]顾欣, 邹立华等, 孔内深层强夯 (DDC) 振动试验研究[J].兰州铁道学院学报, 2000.2.
DDC数字下变频ASIC电路设计 第6篇
国外对数字下变频的研究较早, 市场上已经有很多成熟的数字下变频芯片。但是国内研究数字下变频技术起步较晚, 技术较落后, 没有成熟的数字下变频芯片[4]。在需要使用数字下变频模块的场合常采用FPGA厂商设计工具的IP核, 使用十分不方便。因此, 研究性能优秀、功能强大的数字下变频ASIC电路十分重要。
1 DDC数字下变频内部结构
数字下变频电路主要是经过混频、抽取和滤波后, 从ADC输出的数字信号中提取所需的窄带信号, 降低采样速率, 最终输出I、Q两路正交信号, 以利于后续送入DSP作进一步解调、解码等处理[5], 其结构如图1所示。文中设计的DDC电路输入时钟为48 MHz, 输入信号位宽为12 bit, 中心频率为12 MHz, 内部设置一个PLL锁相环, 输出时钟频率为96 MHz, 输出I、Q两个支路位宽均为16 bit。电路内部主要由NCO (数字控制振荡器) 、乘法器、FIR低通滤波器等模块组成, 输入48 MHz信号分别与NCO产生的正、余弦信号相乘, 混频产生两路48 MHz、12 bit的正交信号, 分别进入各自的低通滤波器进行抽取、滤波, 降低数据采样率, 输出所需要的I、Q两路正交信号。下面将分别介绍各个模块。
2 NCO设计
NCO数控振荡器主要用于产生正交的本地载波信号。NCO的主要优点是频率分辨率高, 相位精度高, 生成的正交信号正交特性好以及可编程等, NCO的频率和相位控制是数字化的, 因此可产生高精度的本地载波信号。NCO产生离散正弦信号最有效、最简便的方法是查找表法, 即事先根据各个NCO正弦波相位计算好相位的正弦值, 并将相位角度作为地址存储该相位的正弦值数据。
本文设计的NCO包括一个32位的相位累加器, 根据输入的频率控制字产生相位累加值。取相位累加值的高12位为地址, 将存储在存储器中的数据输出即可得到对应频率的正、余弦信号。DDS模块的输出频率fout是系统工作时钟fclk、相位累加器比特数N (频率寄存器位数) 及频率控制字K (步长) 三者的一个函数, 其数学关系为:。NCO内部结构框图如图2所示。
在电路设计中, 本地振荡时钟为48 MHz, 现需要产生12 MHz正交正、余弦信号, 设计中累加寄存器位宽N=32, 可计算出频率控制字K=32′h C0000000。仿真波形图如图3所示。
3 乘法器设计
在混频时需要用到两个乘法器, NCO产生的16 bit正、余弦信号分别与外部输入的12 bit信号相乘, 产生两路正交信号。电路设计中采用Booth算法设计一个1216的有符号乘法器。
常用的乘法运算每次都只检查乘数1 bit的二进制数。为了加快运算速度, 可以同时检查k bit二进制数, 需要利用Booth算法, 也称高基算法。Booth算法的提出主要是为了解决有符号数乘法运算中复杂的符号修正问题, 所以本设计采用booth2编码, 对于补码表示的两数就不需要考虑符号的问题。
16位有符号乘法器可以分为三部分:根据输入的被乘数和乘数产生部分积、部分积压缩产生和与进位、将产生的和与进位相加。这三部分分别对应着编码方式、拓扑结构以及加法器。
乘法器采用全并行设计, 输入和输出都是并行的, 电路较为复杂, 但是速度极快。在电路设计初, 首先将12 bit乘数a用符号位补齐成16 bit x, 并将两个16位数x、y同步一个时钟周期, 送入1616乘法器设计, 在乘法器运算结束后, 同步其输出out并取输出结果的高12位作为混频信号p送入FIR滤波器。乘法器结构图如图4所示, 仿真波形如图5所示。
4 FIR低通滤波器设计
由于AD在中频进行采样, 采样速率有可能很高, 而混频后得到的数据率与采样速率是一致的, 后级的FIR滤波器根本无法达到这个处理速率, 因此先通过抽取器进行抽取, 使数据率快速降低, 再由FIR进行滤波[6]。在此设计的FIR滤波器具体为40阶, 采样频率为48 MHz, 截止频率为6 MHz, 输入信号位宽为12 bit, 输出时钟频率为96 MHz, 输出位宽为16 bit。
多抽取率低通滤波器内部主要包括20级移位寄存器组、数据整理单元、乘法累加器及求和单元。其中移位寄存器主要进行数据的延时, 其功能相当于多个触发器的串联以实现多个周期的延时[7]。当2抽取时, 延时2个时钟周期;4抽取时, 延时4个时钟周期。数据整理是将两个48 MHz数据率的数据整合为一个96 MHz数据率的数据, 使用flag进行区分。乘法累加器主要将数据整理后的对应数据进行预加后乘以系数。当选择信号sel为低电平时将对应数据预加并乘以系数;当sel变为高电平时, 将对应数据预加并乘以系数后与上一周期的求和值累加。最后的求和单元主要将5个乘累加运算结果进行相加, 并取最终结果的高16位输出, 作为I支路和Q支路输出数据。FIR滤波器的结构框图如图6所示。
为了验证所设计滤波器的有效性, 将仿真所产生的时域数据送入Matlab, 给出滤波前后信号的功率谱密度[8], 所得结果如图7、图8所示。由图7可以看出, 在滤波器截止频率 (Fcut=6 MHz) 频带范围内, Matlab滤波器与信号功率谱相似;在截止频率以外, 对信号形成良好的抑制。由于存在取整、四舍五入等量化误差, 所以所设计的滤波器会引入一定的误差, 如图8所示。
5 仿真结果和版图设计
DDC数字下变频电路采用硬件描述语言Verilog实现各个模块的功能后, 在testbench中输入一个位宽为12 bit、中心频率为12 MHz的信号, 并且将NCO的频率控制字设置为11.9 MHz。在经过混频、抽取、滤波后, 最后的I、Q支路应该输出0.1 MHz的正、余弦信号。从图9的仿真结果可见, 实部的两个最高点间长度为10 000 ns, 正好为0.1 MHz, 符合设计要求。
在电路设计完成后, 采用Synopsys的DC工具将硬件描述语言综合成门级网表, 并交由后端完成版图设计。
6 流片测试结果
在电路流片完成后, 对电路进行封装测试, 使DDC电路的I、Q支路输出0.1 MHz的信号, 将电路的实部、虚部输出信号输入至FPGA, 使用96 MHz时钟进行一个节拍延迟, 并利用Chip Scope软件进行观测, 电路测试波形图如图10所示。由图中可知, 电路能够正常输出正、余弦信号波形, 曲线也比较光滑, DDC数字下变频电路设计成功。
本文主要设计了一个DDC数字下变频ASIC电路, 该电路完全采用正向设计流程, 0.13μm工艺设计。从流片结果的测试情况看, 电路性能指标满足要求, 完全实现了基于不同抽取率的数字下变频功能。该电路能够广泛应用于军事雷达、无线通信等领域, 以往只能通过国外电路或者高性能FPGA实现数字下变频。有了该电路, 不仅减小了系统体积、降低了成本, 而且解决了军用电路国产化的问题。
参考文献
[1]张光义.相控阵雷达原理[M].北京:国防工业出版社, 2009.
[2]王宇峰.数字下变频芯片的前端设计[D].长沙:湖南大学, 2010.
[3]刘欣.基于CORDIC的数字下变频电路的ASIC设计与实现[D].成都:电子科技大学, 2007.
[4]徐伟, 王旭东.基于FPGA的高效灵活性数字正交下变频器设计[J].电子技术应用, 2012, 38 (9) :13-15.
[5]丛玉良, 王宏志.数字信号处理原理及其MATLAB实现[M].北京:电子工业出版社, 2009.
[6]Xu Changqing, Hu Saigui, Li Zhiping.A digital intermediate frequency receiver for inter-vehicle communications[C].In:Pro of the 2007 IEEE Intelligent Vehicles Symposium, Istanbul, 2007:840-845.
[7]MALMIRCHEGINI M, HAGHSHENAS H, MARVASTI F.A novel iterative digital down converter[C].Pro.of the 2007IEEE International Conference on Telecommunications, Penang, 2007:442-445.
VAV箱DDC控制器典型产品一览 第7篇
本刊编辑走访整理了江森、霍尼韦尔、西门子、施耐德TAC、Delta的5种产品 (产品排名不分先后) , 它们具有一定市场代表意义, 5种产品应用BACnet现场总线技术。BACnet与LonWorks现场总线技术都是开放系统的主流技术。
分析VAV箱DDC控制器产品的工作特性, 主要考虑采用那种现场总线技术?组成现场控制网络是否方便?每条总线可以连接多少节点?总线通信速度是否满足使用要求?总线信息吞吐量有多大?能否满足使用要求?与变风量空调机的DDC控制器通信是否可靠?与中央站的通信速度是否满足使用要求?安装是否方便?调试是否简单易行?DDC供应商是否提供VAV变风量控制系统编程、调试和仿真系统的专用工程应用软件?DDC供应商与VAV箱供应商是否有良好配合经验?一体化产品的风阀执行器扭矩是否符合实际使用要求?扭矩有多少Nm?执行器90°冲程运行时间是多少?执行器工作寿命如何?DDC能否控制VAV箱的串联风机或并联风机运行?DDC能否控制VAV箱的再热系统?与DDC配套的墙模块质量如何?墙模块功能如何?能够满足使用要求吗?墙模块能够联网运行吗?等等。总之, 用户一定要根据招标文件技术要求认真检查VAV箱DDC控制器各种出厂检验文件和测试说明书, VAV箱供应商一定要提供每台VAV箱与与之配套的DDC控制器实际联合调试的详细的正式的测试报告, 包括入口静压, 最大、最小风量测试, 风速和流量测试数据和曲线图等。
读者如需了解详细技术数据, 请进一步与相关供应商联系或直接从网上查询。
1 江森公司VAV控制器VMA1600系列
1.1 概述
VMA1600系列包括VMA1610和VMA1620两种产品, 都在预先连线的单元中安装了压差传感器和风阀驱动器, 是一体化变风量控制器。VMA1600采用现场总线BACnet技术, 它通过BACnet主从/令牌传递 (MS/TP) 协议进行通信。VMA1600可以很方便地连接用于区域温度传感的网络传感器。VMA1610/1620是一套可编程的数字控制器。VMA1600系列传感器可以针对单风道及双风道VAV系统应用进行配置。
1.2 特点
◆BACnet MS/TP协议通信提供了开放的系统兼容性;
◆可写入闪存支持从CCT中下载标准的或定制的应用;
◆集成的压差传感器和风阀驱动器缩短了安装时间;
◆快速响应驱动器能够驱动风阀在60秒内从全开转换为全关 (90°) , 从而缩短了调试时间;
◆通过获得专利的P-Adaptive和PRAC控制算法实现闭环控制的优化。
1.3 硬件
◆VMA1600控制器、传感器和驱动器都集成到一个耐用、符合散热标准的ABS塑料外壳中。采用VMA1600符合散热标准的外壳后, 可以不再为通风应用准备单独的外壳;
◆FC总线和SA总线通信连接器都具有可拆卸螺丝接线端子。与VMA之间的输入/输出 (I/O) 连接采用易于使用的铲形接线片。螺丝接线端子I/O连接器属于可选附件;
◆VMA1600系列控制器中的压差传感器提供了可靠的风量读数, 漂移量极小, 而且也只需要极少的自动归零校正。无需改变修正系数, 来帮助确保非常接近于公布精确度的偏差;
◆能够透过外壳看到的发光二极管 (LED) 可以指示控制器的电源状态、通信状态以及多种诊断信息。
1.4 控制器点类型 (见表1)
1.5 安装
VMA1600需要很少的布线, 而且只需使用一枚金属螺钉即可安装到末端盒中, 只需使用一枚定位螺钉即可把驱动器锁定到风阀轴上。定位螺钉有自锁杯状尖端, 可以防止由于振动造成松脱。
驱动器联接采用锯齿方式, 这为与风阀轴之间的结合提供了额外的抓力, 并把操作期间的轴滑脱降低到最低程度。这种连接方式适用于从10mm (3/8in.) 正方形到13mm (1/2in.) 直径圆形的各种轴柄。齿轮释放杆可以很容易地重新设置风阀于全开位置或关闭位置。
V M A 1 6 0 0的外壳尺寸[182mmx182mmx64mm (7.2inx7.2inx2.5in) ]满足工业安装要求, 而且使该控制器易于搬运。
控制器地址对于每一个VMA都是唯一的, 可以使用DIP开关进行设置, 而且这些开关可以不打开VMA外壳进行调整。
AC电源输入通过内部变压器与DC电源输入、输出相绝缘。这就消除了极性问题以及接地环路问题, 而且也不再需要单独的绝缘变压器。电源、MS/TP通信以及数字输出都相互隔离。
1.6 技术参数 (见表2)
2 霍尼韦尔公司CP-VAV控制器
2.1 概述
CP-VAV采用现场总线BACnet技术, 它通过BACnet主从/令牌传递 (MS/TP) 协议进行通信。CP-VAV可以很方便地连接用于区域温度传感的网络温度传感器。CP-VAV是一个基于行规BACnet-Application Specific Controller的Native BACnet可编程数字控制器。
2.2 特点
◆BACnet MS/TP协议通信提供了开放的系统兼容性。
◆每条BACnetMS/TP RS-485总线长度120m, 可以连接30台CP-VAV控制器。
◆可写入闪存支持从ComfortPoint工程软件中下载标准的或定制的应用。
◆集成的压差传感器缩短了安装时间。
2.3 硬件
◆CP-VAV控制器、传感器集成到一个耐用、符合散热标准的ABS塑料外壳中。采用符合散热标准的外壳后, 可以不再为通风应用准备单独的外壳。
◆BACnet MS/TP总线通信连接器都具有可拆卸螺丝接线端子。与CP-VAV之间的输入/输出 (I/O) 连接采用螺丝接线端子。
◆CP-VAV系列控制器中的压差传感器提供了可靠的风量读数。
◆能够透过外壳看到的发光二极管 (LED) 可以指示控制器的电源状态、通信状态。
◆带复位按钮。
2.4 控制器点类型 (见表3)
2.5 安装
◆CP-VAV的外壳尺寸
(218mmx174mmx56mm) 。
◆控制器地址对于每一个CP-VAV都是唯一的, 可以使用两个16进制旋转开关设定CP-VAV MAC地址。
◆电源、MS/TP通信以及数字输出都相互隔离。
2.6 技术参数 (见表4)
3 施耐德TAC公司VAV控制器b3865-V/b3866-V
3.1 概述
b3865-V/b3866-V在预先连线的单元中安装了压差传感器和风阀驱动器, 是一体化变风量控制器。b3865-V/b3866-V采用现场总线BACnet技术, 它通过BACnet MS/TP协议进行通信。b3865-V/b3866-V控制器器可以针对单风道及双风道VAV系统应用进行配置。
3.2 特点
◆BACnet MS/TP协议通信提供了开放的系统兼容性。
◆集成的压差传感器和风阀执行器缩短了安装时间。
◆风阀执行器扭矩6Nm。
3.3 硬件
◆b3865-V/b3866-V控制器、传感器和驱动器都集成到一个耐用、符合散热标准的ABS塑料外壳中。采用b3865-V/b3866-V符合散热标准的外壳后, 可以不再为通风应用准备单独的外壳。
◆BACnet总线通信连接器都具有可拆卸螺丝接线端子。与b3865-V/b3866-V之间的输入/输出 (I/O) 连接采用螺丝接线端子。
◆b3865-V/b3866-V系列控制器中的压差传感器提供了可靠的风量读数。
◆发光二极管 (LED) 可以指示控制器的电源状态、通信状态以及报警信息。
3.4 控制器点类型 (见表5)
3.5 安装
◆b3865-V/b3866-V需要很少的布线, 只需使用一枚定位螺钉即可把风阀驱动器锁定到风阀轴上。
◆驱动器联接联接方式适用于从10mm正方形到13mm直径圆形的各种轴柄。
◆b3865-V/b3866-V的外壳尺寸 (197mmx159mmx63mm) 。
◆控制器地址对于每一个b3865-V/b3866-V都是唯一的。
◆电源、BACnet MS/TP通信都相互隔离。
3.6 技术参数 (见表6)
4 西门子公司BACnet VAV GDE/GLB一体化VAV控制器
4.1概述
BACnet一体化VAV控制器采用现场总线BACnet技术, 它通过BACnet主从/令牌传递 (MS/TP) 协议进行通信。提供了压力无关, 区域变风量控制的功能.西门子BACnet VAV控制器可以独立操作或者在复杂的HVAC网络上运行, 负责各种BACNET控制系统中的监控和能源管理功能。
4.2 特点
◆BACnet MS/TP协议通信提供了开放的系统兼容性。
◆符合BTL (BACnet Test Library) B-ASC测试认证。
◆控制算法是预编程的, 在选择应用程序后, 控制器就可以运行了。如果需要, 操作者可以调整立方英尺/分 (磅/秒) 为单位的送风量设定点, 房间温度设定点和其它参数, 控制器设计的特点便于操作及修改而无需供应商的协助。
◆功耗小, 只有5 VA。
4.3 硬件
◆BACnet VAV控制器、传感器集成到一个耐用、符合散热标准的ABS塑料外壳中。采用符合散热标准的外壳后, 可以不再为通风应用准备单独的外壳。
◆BACnet MS/TP总线通信连接器都具有可拆卸螺丝接线端子。与BACnet VAV控制器之间的输入/输出 (I/O) 连接采用螺丝接线端子。
◆能够透过外壳看到的发光二极管 (LED) 可以指示控制器的电源状态、通信状态。
4.4 技术参数 (见表7)
5 Delta公司DZNT-V104D/V104T/V112A控制器
5.1 概述
DZNT VAV系列控制器是一体化产品, 带有风阀执行机构、可选的流速传感器。
有基本型VAV箱、风机动力型VAV箱以及提供以下三种选择的再热控制:开关控制三段加热;浮动控制二段加热;模拟控制二段加热。
DZNT VAV系列产品的先进特性包括:自动切换加热/制冷模式;数字时钟或人员探测器输入;实时的优先控制权处理;可将数字再加热段配置为反向动作。
DZNT VAV控制器属于BACnet-Application Specific Controller类型, 专用控制器。
5.2特点
◆Native BACnet嵌入式软件。
◆采用BACnet MS/TP通信协议。
◆配套基于微处理器、带有设定点及优先控制权功能的LCD墙模块。
◆可通过网络下载应用数据库。
◆可通过网络下载控制器嵌入式软件。
◆可用温控器键盘简单地进行气流平衡和调试。
◆通过RJ45与墙模块连接。
5.3 硬件
◆DZNT VAV控制器、传感器和驱动器都集成到一个耐用、符合散热标准的ABS塑料外壳中。采用W7751H符合散热标准的外壳后, 可以不再为通风应用准备单独的外壳。
◆DZNT VAV系列控制器中的压差传感器提供了可靠的风量读数。
◆发光二极管 (LED) 可以指示控制器的电源状态、通信状态以及报警信息。
5.4 控制器点类型
(见表8)
5.5安装
控制器尺寸:127mm83mm25mm
DDC在纺织空调系统中的应用 第8篇
过去纺织厂进行空气调节时, 都是采用i-d图分析确定空气状态参数, 然后根据该组参数机械地调整送风量, 以达到空调目的, 这样做不仅计算精度低, 调整滞后, 而且具有一定的局限性, 随着纺织加工工艺的发展和对产品质量要求越来越高以及对操作工人工作环境的改善, 生产现场对空气状态稳定性的要求也越来越高, 空调的组织方式也越来越复杂, 传统的纺织空调人工控制系统难以满足生产需要。
为了保证纺织产品的质量和车间工人的工作环境, 要求车间的温湿度必须控制在一个精确的范围内, 在此介绍一套专为纺织行业设计的可编程直接数字控制系统 (DDC) 。这套DDC控制系统在调节、控制和监控方面都有很好的表现, 同时在节能上也发挥了更强大的功能。在结合设计优良的空调系统的基础上, 可以将车间控制在:温度:±1.0℃;湿度:±2.5%;纤维和飞花保持最低水平。
整个系统由中央监控站、DDC现场控制器、现场传感器与执行器三个基本层次组成, 构成管理级、监控级、现场级的三级一体化系统, 满足企业生产和管理的需要。
2 控制原理
在以调节湿度为主的纺织厂中以喷水室处理空气的方法得到了普遍应用, 喷水室的主要优点是能够实现多种空气处理过程, 具有一定的空气净化能力、耗金属量少和容易加工等优点, 图1为高速喷水室在纺织空调中的典型应用:
图1的工作原理如下:
HTT所在区域的温湿度为最终被控量, 在DDC控制器中给定温湿度设定值, 房间的温湿度探头 (HTT1) 感应探测出房间的实际温湿度并送往控制器, PID控制器计算并给出相应执行器的动作值。
2.1 湿度控制器。
纺织厂的湿度条件居于首位, 所以此控制器对湿度的控制严密, 且控制精度很高, 可以控制在相对湿度正负误差在2.5%左右。
湿度控制器为PI调节, 实际值高于设定值时控制器输出由大变小如上图减湿过程, 反之为加湿过程, 输出送至三序列控制器分别控制:a.喷淋风阀;b.喷淋水泵;c.送风机。
2.1.1 带旁通的喷水室是在喷水室的上面或侧面增加一个旁通风道, 它可使一部分空气不经过喷水处理而与经过喷水处理的空气混合, 得到要求处理的空气参数。
湿度控制输出送至第一序列, 喷淋和旁通风阀执行器通过机械或电器的连锁互为反向运动:湿度低时开大喷淋风阀此时旁通风阀反向关小;反之亦然。
2.1.2 通过改变喷淋水泵的转速来增大或减小喷水量从而达到加湿或减湿的目的。
用变频器驱动感应电动机, 除可避免电动机磁气饱和外, 同时亦可压制起动电流, 且由于驱动电动机而产生必要的扭力矩, 故必须控制变频器的输出电压, 好呼应频率的变化。由变频器驱动的水泵的转速由上图中湿度控制器的第二序列控制。所谓变流量系统 (Variable Water Volume, 简称VWV) , 是以一定的水温供应空调机以提高热源机器的效率, 而以特殊的水泵来改变送水量, 顺便达成节约水泵用电的功效。水过滤器的作用是清除喷淋循环水中的杂质, 以保证喷淋的正常运行。
2.1.3 通过调节送风机的转速来加湿或减湿, 此送风机也由变频器驱动。
在满足湿度要求的前提下, 送风机以能满足房间换气次数的设定最小频率运行从而实现节能的目的。若喷淋风阀和喷淋泵均已开至最大仍无法满足湿度要求, 此时控制器输出至第三序列提高送风机转速以增大换气次数来增加湿度, 反之减小送风机转速以达到减湿的目的。
2.2 温度控制器。
非冷冻模式下通过调节新风阀实现对温度的控制, 根据室内温湿度设定值计算出喷淋出口露点温度值, 同时室内温度控制器输出影响该喷淋出口温度设定值实现串级控制, 并通过调节新风阀来控制喷淋出口TT1的值至该设定值, TT1的值高于该设定值时开大新风阀, 反之关小新风阀。新风阀、回风阀、排风阀通过机械或电器联动, 新风阀和排风阀动作一致, 回风阀和它们反向运动, 这样保证系统的风量总和不变, 从而使房间内的压力达到平衡。
用变露点控制模式实现节能, 优于一般的定露点控制。
2.3 焓值控制器。
室外温湿度探头HTT2感测出户外空气温湿度并将其值送往控制器, 控制器计算出户外新风的焓值。房间内温湿度探头HTT1感测出房间内空气温湿度并将其值送往控制器, 同时回风温度探头TS1感测出回风温度并送往控制器, 控制器根据房间温湿度和回风温度计算出回风的焓值。同时根据房间温湿度设定值可计算出露点计算焓值。示意图如图4。
在夏天使用有冷冻水系统的空调系统必须使用焓值控制, 当新风焓值高于露点焓值时, 此时必须给与冷冻水以达到降温除湿的目的, 当回风焓值高于新风焓值时, 新风阀全部打开以利用新风带走热量。而当新风焓值继续升高并超过回风焓值时, 此时新风已没有利用价值, 新风阀需要全部关闭, 利用冷冻水的能量在房间内部循环, 以达到节能的目的。
冷冻水阀的开度由露点控制器的输出决定, 当TT1露点温度高于露点计算值时, 冷水阀开大, 反之关小。
室外空气参数总是随时间变化而变化, 而内部环境相对稳定, 当新风焓值高于回风焓值时, 尽量使用回风而非新风是最经济的做法;而当新风焓值低于回风焓值时, 应该尽量使用新风, 当新风焓值低于露点焓值时, 应该停止使用冷冻水, 使用蒸发冷却模式;
利用焓值控制可以对发热高的机台回风进行单独排风, 由此可以把冷冻站的能耗降到最低。
2.4 除尘。
纺织厂空调还有一个重要的工序就是除尘, 因回风内含有大量的飞纱及棉絮, 必须经过处理之后才能再次利用或排出厂外。
如图一所示, 尘笼为一圆柱形旋转过滤器, 外有一层精细过滤布, 回风经过尘笼回到空调室或排出厂区外, 回风内含有的杂质被过滤在滤布上, 集尘风机经过靠近尘笼的几个吸嘴将杂质吸走并输送到固定的集尘袋, 运转工人只需要定期更换集尘袋而不用时时去清理回风道内的飞花棉絮, 从而大大减少了工人的工作量。
尘笼并不是时刻在运转, 压力变送器测量出滤布两侧的压力送往控制器, 当该压力高于尘笼启动的设定值时, 控制器给出信号启动尘笼, 尘笼开始运转, 同时集尘风机也开始运转, 经过一段时间的集尘之后, 压力有可能又开始低于尘笼启动的设定值, 此时控制器给出信号停止尘笼及集尘风机的运转, 从而也实现了节能的目的。
图5中当尘笼压力高于设定值时尘笼状态变为1即尘笼启动, 当压力低于设定值时尘笼并不立即停止, 而是在低于压力设定值减去回差的时候它的状态才变为0即停止, 从而防止了电机频繁启动停止, 起到保护电机的作用, 也防止了一些微小数据引起的误动作。
综上所述, 将DDC应用到纺织空调领域可以实现温湿度及洁净度的精确控制, 同时将变频器的应用扩展到传统中央空调如纺织厂等改造的领域, 将能使中央空调真正进入经济运行时代。
3 结论
本文是个介绍如何实现纺织厂温湿度精确控制的设计应用方案, 指出了当前纺织空调系统设计中的节能措施以及应用。作为耗能大户的纺织空调系统节能的潜力巨大, 节省电能对于我们能源紧缺的现状具现实意义, 降低企业成本, 缓解能源紧张矛盾, 具有广阔的应用前景, 值得大力推广。
参考文献
DDC地基处理
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