時(shí)間:2022-05-29 03:35:51
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依據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司關(guān)于電能損耗的規(guī)定,通過(guò)以下幾點(diǎn)實(shí)現(xiàn)技術(shù)管理方案的構(gòu)建:
(1)設(shè)計(jì)臺(tái)區(qū)數(shù)據(jù)格式。
針對(duì)低壓臺(tái)區(qū)數(shù)據(jù)格式設(shè)計(jì)還不完善的地方以及與之相關(guān)的工作,進(jìn)行強(qiáng)化升級(jí)和健全。
(2)增加抄表頻率。
主要是通過(guò)增加抄表頻率,得到多組不同期段的數(shù)據(jù),作為數(shù)據(jù)評(píng)估的支撐。
(3)收集數(shù)據(jù)。
包括用電信息、稽查信息、線損信息、客戶信息等等,系統(tǒng)在收集到這些信息之后,定期自動(dòng)生成線損匯總報(bào)告。用戶用電信息的收集主要靠低壓負(fù)荷測(cè)錄儀在用戶端進(jìn)行。
(4)進(jìn)行數(shù)據(jù)評(píng)估。
通過(guò)對(duì)線損數(shù)據(jù)的分析評(píng)估,詳細(xì)掌控線損狀況,并形成月度線損評(píng)估報(bào)告,指導(dǎo)企業(yè)工作改進(jìn)方向。
2技術(shù)管理方案實(shí)施的對(duì)象區(qū)分
順德區(qū)是佛山市的一個(gè)重要工商業(yè)區(qū),區(qū)內(nèi)人口總數(shù)多,用電情況復(fù)雜,既有農(nóng)業(yè)用電,也有居民、商業(yè)、工業(yè)用電,存在著高低壓用電混雜等諸多情況。在構(gòu)建低壓臺(tái)區(qū)技術(shù)管理方案時(shí),要對(duì)方案實(shí)施的對(duì)象進(jìn)行劃分,以居民臺(tái)區(qū)為主,原因是居民數(shù)量極為龐大,涉及的面不僅大而且復(fù)雜;其次是商業(yè)臺(tái)區(qū),商業(yè)臺(tái)區(qū)中的用電商戶雖然不是很多,但卻是用電大戶,是抄表及線損控制的重要對(duì)象;還有一類是配套臺(tái)區(qū)。除了各個(gè)獨(dú)立的用電臺(tái)區(qū)外,還有一些特殊的用電臺(tái)區(qū),里面混雜了居民與商業(yè)兩種用電形式,或是商業(yè)臺(tái)區(qū)與配套臺(tái)區(qū)混合區(qū)。分清技術(shù)管理方案的實(shí)施對(duì)象,能夠?yàn)榉桨笇?shí)施提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)保障。
3技術(shù)管理方案實(shí)施的步驟
(1)選取試點(diǎn)。
以供電局所轄范圍內(nèi)的典型低壓臺(tái)區(qū)作為試點(diǎn)區(qū)。之所以選擇典型低壓臺(tái)區(qū)作為方案實(shí)施的試點(diǎn),主要是為了論證方案實(shí)施后低壓臺(tái)區(qū)線損數(shù)據(jù)、抄表數(shù)據(jù)等是否符合預(yù)定目標(biāo)。典型低壓臺(tái)區(qū)應(yīng)該是包括居民、商業(yè)、配套三種臺(tái)區(qū)以及這三種臺(tái)區(qū)的混合區(qū)在內(nèi)的臺(tái)區(qū)。如果選擇單一的居民臺(tái)區(qū)作為試點(diǎn),由于其臺(tái)區(qū)性質(zhì)與商業(yè)臺(tái)區(qū)有很大區(qū)別,因此不能作為方案成果的有效論證。
(2)統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理與分析。
對(duì)試點(diǎn)臺(tái)區(qū)進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理,通過(guò)收集到的電能表數(shù)據(jù)、抄表員反饋的反竊電信息等,結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí),對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行電腦統(tǒng)計(jì)分析。
(3)建立分析報(bào)表模型。
根據(jù)電腦對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)的處理結(jié)果及理論計(jì)算結(jié)果,形成有研究意義的分析報(bào)表模型,指導(dǎo)供電企業(yè)了解當(dāng)前的線損狀況。同時(shí)依據(jù)該模型,從反竊電、抄表等技術(shù)管理角度出發(fā),針對(duì)當(dāng)前存在的線損異常狀況提出合理的治理措施。
(4)制定技術(shù)管理辦法。
根據(jù)各試點(diǎn)的工作狀況以及線損分析報(bào)表模型,研究并制定抄表的各項(xiàng)管理流程、辦法,并根據(jù)實(shí)際工作情況合理配置人力資源,做好對(duì)各個(gè)臺(tái)區(qū)的線損控制管理工作。
4更好地實(shí)施技術(shù)管理方案的措施
4.1強(qiáng)化培訓(xùn)和技能考核
供電企業(yè)應(yīng)該在抄表和線損控制技術(shù)管理方面對(duì)員工多加培訓(xùn),培訓(xùn)方式可以是上課、考試、專題會(huì)、技術(shù)討論會(huì)等,如技術(shù)討論會(huì)的開(kāi)展,以某個(gè)線損情況作為案例,在會(huì)議上由各個(gè)班組成員針對(duì)問(wèn)題,探討、總結(jié)處理方法,并匯總成會(huì)議紀(jì)要。除了各種培訓(xùn)之外,還要對(duì)企業(yè)員工進(jìn)行各類有關(guān)抄表、線損知識(shí)的考核,對(duì)于不能掌握技術(shù)、知識(shí)要領(lǐng)的員工,要嚴(yán)格要求其必須參加相關(guān)培訓(xùn),并在完成考核之后才能上崗。
4.2構(gòu)建完善的管理責(zé)任體系
通過(guò)管理責(zé)任分層落實(shí)制度,對(duì)企業(yè)的各個(gè)領(lǐng)導(dǎo)管理層進(jìn)行責(zé)任的落實(shí),從領(lǐng)導(dǎo)層到基層員工,實(shí)現(xiàn)不同層級(jí)直接面對(duì)上一級(jí)管理和考核的目標(biāo),并據(jù)此構(gòu)架出線損管理機(jī)構(gòu)組織圖,通過(guò)該組織構(gòu)架圖,清晰地明確各自的責(zé)任、任務(wù)以及具體的工作內(nèi)容。
4.3完善制度保障
可以通過(guò)出臺(tái)線損管理辦法、考核辦法、業(yè)擴(kuò)工程管理辦法等,明確抄表、計(jì)量、檢測(cè)、稽查等幾個(gè)項(xiàng)目上的線損職責(zé)。如線路更換,企業(yè)制定了明確的信息變更時(shí)的信息傳遞流程,就能確保臺(tái)區(qū)的客戶數(shù)據(jù)與客戶實(shí)際情況、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況一致。
4.4加強(qiáng)業(yè)擴(kuò)報(bào)裝的流程管理
(1)服務(wù)窗口嚴(yán)把審核第一關(guān),嚴(yán)格審核客戶業(yè)擴(kuò)報(bào)裝的上報(bào)材料,對(duì)于材料不齊全的要做退回處理,并指導(dǎo)其完成材料的收集。
圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完成之后,由供電窗口進(jìn)行設(shè)計(jì)圖的相關(guān)資料的檢查,不齊全的做退回處理;相關(guān)資料齊全的,則由窗口遞交到審圖處。
(2)圖紙審核。
具體審圖在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。審圖主要是由審圖技術(shù)員來(lái)完成,按照相關(guān)的國(guó)家、行業(yè)規(guī)定對(duì)圖紙的設(shè)計(jì)進(jìn)行審核。不符合相關(guān)規(guī)定的,予以退回,并給出修訂意見(jiàn);對(duì)于通過(guò)審核的,該業(yè)擴(kuò)單將繼續(xù)流程。
(3)工程施工。
所選的施工單位必須符合施工資質(zhì)要求,同時(shí),必須按照施工設(shè)計(jì)圖進(jìn)行施工。
(4)中間報(bào)驗(yàn)及隱蔽工程報(bào)驗(yàn)。
施工中如果存在隱蔽工程,需要告知供電部門進(jìn)行中間查驗(yàn)。營(yíng)業(yè)窗口在受理客戶中間查驗(yàn)時(shí),要認(rèn)真檢查客戶中間查驗(yàn)的相關(guān)資料是否齊全,有隱蔽工程存在的,需要上報(bào);另外,營(yíng)業(yè)窗口要對(duì)隱蔽工程相關(guān)資料進(jìn)行查驗(yàn),主要查驗(yàn)其上報(bào)材料是否符合規(guī)定,不符合規(guī)定的要做退回處理,并嚴(yán)禁施工;如果齊全,營(yíng)業(yè)窗口將中間查驗(yàn)相關(guān)資料通過(guò)系統(tǒng)送到審圖技術(shù)人員處。審圖技術(shù)人員依據(jù)工程性質(zhì)和工程要求進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)查驗(yàn),并記錄有關(guān)查驗(yàn)結(jié)果。查驗(yàn)合格的,該業(yè)擴(kuò)單繼續(xù)流程;不合格的,用電戶將整改到查驗(yàn)合格為止,才能繼續(xù)下一業(yè)擴(kuò)流程。
(5)竣工報(bào)驗(yàn)營(yíng)業(yè)窗口受理客戶的相關(guān)竣工資料,并檢查是否齊全。
如果資料符合要求,營(yíng)業(yè)窗口工作人員會(huì)將用電戶竣工報(bào)驗(yàn)資料傳送給驗(yàn)收工作人員進(jìn)行驗(yàn)收。
(6)竣工驗(yàn)收。
驗(yàn)收工作人員根據(jù)用電戶的工程竣工報(bào)告,打印出工程驗(yàn)收意見(jiàn)書(shū),并到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行驗(yàn)收,記錄相關(guān)驗(yàn)收數(shù)據(jù),確定工程是否合格。
(7)資料歸檔。
竣工驗(yàn)收合格,供電局才能進(jìn)行合同的簽訂,不合格的,要監(jiān)督其至完善方可。竣工驗(yàn)收之后是安裝接表流程,最后就是資料歸檔。
5結(jié)語(yǔ)
廣東省電力系統(tǒng)包括21個(gè)地市電網(wǎng),現(xiàn)有最高運(yùn)行電壓等級(jí)為500kV,珠江三角洲地區(qū)已形成500kV環(huán)網(wǎng),并以500kV電壓與廣西聯(lián)網(wǎng),以400kV和110kV電壓分別與香港和澳門聯(lián)網(wǎng)。此外,廣東電網(wǎng)還向湖南宜章和臨武兩縣以及江西贛南地區(qū)供電。
粵中(珠江三角洲地區(qū))地網(wǎng)是廣東電網(wǎng)的核心,也是全省最大的負(fù)荷中心,該電網(wǎng)與廣西、香港等電網(wǎng)互聯(lián),除了向珠江三角洲地區(qū)提供電力外,還擔(dān)負(fù)著電力交換任務(wù)。在粵中地區(qū)建設(shè)一個(gè)強(qiáng)大的500kV電網(wǎng),對(duì)保證廣東電網(wǎng)乃至香港電網(wǎng)以及澳門電網(wǎng)的安全運(yùn)行有著重大意義。目前廣東500kV電網(wǎng)東已延伸至汕頭西翼,江門——茂名500kV輸變電工程正加緊建設(shè),2000年前可望投入使用。
廣東省的電力工業(yè)已經(jīng)步入了大電網(wǎng)、高電壓和大機(jī)組時(shí)代。隨著整個(gè)電網(wǎng)變得越來(lái)越復(fù)雜,電網(wǎng)規(guī)劃中以往那種人為臆斷和局部最優(yōu)的規(guī)劃方式會(huì)給電網(wǎng)運(yùn)行、發(fā)展帶來(lái)隱患,資金盲目使用的可能性加大。結(jié)合目前理論的發(fā)展,我們認(rèn)為電網(wǎng)規(guī)劃是一個(gè)受到多種條件約束的、以電網(wǎng)總效益為最終目標(biāo)的多目標(biāo)的系統(tǒng)工程。對(duì)于這樣一個(gè)系統(tǒng),我們認(rèn)為適宜以控制論為基礎(chǔ),結(jié)合信息論、運(yùn)籌學(xué)和系統(tǒng)工程等理論來(lái)研究。
從控制論角度來(lái)看,電網(wǎng)是一個(gè)巨維數(shù)的典型動(dòng)態(tài)大系統(tǒng),它具有強(qiáng)非線性、時(shí)變且參數(shù)不確切可知、含大量未建模動(dòng)態(tài)部分的特征。另外,電力網(wǎng)絡(luò)地域分布廣闊,大部分元件具有延遲、磁滯、飽和等復(fù)雜的物理特性,對(duì)這樣的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有效決策控制是極為困難的。另一方面,由于公眾對(duì)新建高壓線路的不滿日益增強(qiáng),線路造價(jià),特別是走廊使用權(quán)的費(fèi)用日益昂貴,以及電力網(wǎng)的不斷增大,使得人們對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)的決策控制提出了越來(lái)越高的要求。正是由于電網(wǎng)具有這樣的特征,一些先進(jìn)的控制論思想和技術(shù)被不斷地引入到電網(wǎng)中來(lái)。下面將闡明綜合智能控制技術(shù)引入電網(wǎng)規(guī)劃中的必要性和可行性。
1綜合智能控制技術(shù)
1.1智能控制的概念
迄今為止,智能控制尚無(wú)統(tǒng)一的概念,文獻(xiàn)[1]有如下歸納:
a)最早提出智能控制概念當(dāng)推傅京孫教授,他通過(guò)對(duì)人-機(jī)控制器和機(jī)器人方面的研究,將智能控制概括為自動(dòng)控制和人工智能的結(jié)合。他認(rèn)為在低層次控制中用常規(guī)的基本控制器,而在高層次的智能決策,應(yīng)具有擬人化功能。
b)Saridis在傅京孫工作的基礎(chǔ)上,提出了三元結(jié)構(gòu)的智能控制理論體系,他認(rèn)為僅有二元結(jié)合無(wú)助于智能控制的有效和成功應(yīng)用,必須引入運(yùn)籌學(xué),使其成為三元結(jié)合,并提出了其遞階智能控制的理論框架。
c)國(guó)內(nèi)蔡自興教授在研究了上述理論結(jié)構(gòu)以后,從系統(tǒng)的整體性和目的性出發(fā),于1986年提出了四元結(jié)構(gòu)價(jià)格體系,將智能控制概括為控制理論、人工智能、運(yùn)籌學(xué)和系統(tǒng)理論4學(xué)科交叉。
總之,智能控制是多學(xué)科知識(shí)的結(jié)合,除了從控制論出發(fā)來(lái)研究它,還可以從信息論、生物學(xué)以及社會(huì)科學(xué)角度來(lái)討論和研究。
1.2綜合智能控制技術(shù)
綜合智能控制一方面包含了智能控制與傳統(tǒng)方法的結(jié)合,如模糊變結(jié)構(gòu)控制,自適應(yīng)模糊控制,自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變結(jié)構(gòu)控制等;另一方面包含了各種智能控制方法之間的交叉綜合,如專家模糊控制,模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制,專家神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。
2一個(gè)國(guó)外的電網(wǎng)規(guī)劃專家系統(tǒng)
關(guān)鍵詞:諧波補(bǔ)償;逆變器;波形控制
引言
逆變器是一種重要的DC/AC變換裝置。衡量其性能的一個(gè)重要指標(biāo)是輸出電壓波形質(zhì)量,一個(gè)好的逆變器,它的輸出電壓波形應(yīng)該盡量接近正弦,總諧波畸變率(THD)應(yīng)該盡量小。在實(shí)際應(yīng)用中逆變器經(jīng)常需要接整流型負(fù)載,在這種情況下僅僅采用SPWM調(diào)制技術(shù)的逆變器,其輸出電壓波形就會(huì)產(chǎn)生很大的畸變。
為了得到THD小的輸出電壓,波形控制技術(shù)近年來(lái)得到了極大的發(fā)展。重復(fù)控制[1]是近年來(lái)研究得比較多的一種控制方案。本文從諧波補(bǔ)償?shù)慕嵌瘸霭l(fā),采用改進(jìn)型FFT算法對(duì)輸出電壓誤差信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)頻譜分析,把由軟件算法產(chǎn)生的經(jīng)過(guò)預(yù)畸變的諧波信號(hào)注入逆變器,由此達(dá)到抑制非線性擾動(dòng)從而校正輸出電壓波形的目的。
1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理分析
圖1為控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖[2]。G1(s)表示控制對(duì)象,在這里就是輸出LC濾波器的傳遞函數(shù),其離散化形式由G1(z)表示。G2(z)表示內(nèi)部模型,它與G1(z)相等。
1.1擾動(dòng)抑制原理
考慮擾動(dòng)信號(hào)d(z)在輸出點(diǎn)的響應(yīng)。由圖1可以很容易得到擾動(dòng)信號(hào)的傳函
Hd(z)=1-{[Gc(z)G1(z)]/1+[G1(z)-G2(z)]Gc(z)}(1)
由于G1(z)=G2(z),故Hd(z)可簡(jiǎn)化為
Hd(z)=1-Gc(z)G1(z)(2)
顯然,只要Gc(z)=G1-1(z),則Hd(z)=0,即擾動(dòng)可以得到完全的抑制。
不幸的是,實(shí)際逆變器的z域傳遞函數(shù)含有一個(gè)純延時(shí)環(huán)節(jié),這就意味著諧波補(bǔ)償器Gc(z)必須含有一個(gè)超前環(huán)節(jié),這在物理上是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。但在實(shí)際應(yīng)用中我們只須抑制低次諧波就可以獲得較好的輸出電壓波形,所以,只需要使諧波補(bǔ)償器低頻段頻率特性是控制對(duì)象G1(s)低頻段頻率特性的逆就可以了。而這是很容易做到的,本文把這種低頻段頻率特性意義上的逆稱為“等效逆”。
1.2內(nèi)部模型
內(nèi)部模型G2(z)就等于G1(s)的離散化形式G1(z),它的作用就是模擬控制對(duì)象的特性,作為參考信號(hào)源。在實(shí)際系統(tǒng)中,內(nèi)部模型作為整個(gè)數(shù)字控制系統(tǒng)的一部分,由DSP軟件算法實(shí)現(xiàn)。
1.3諧波補(bǔ)償器
諧波補(bǔ)償器由FFT和諧波發(fā)生器組成。FFT算法對(duì)輸出電壓誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)頻譜分析,因?yàn)椋孀兤鹘诱餍拓?fù)載,其輸出電壓畸變主要是由于在輸出端疊加了次數(shù)較低的奇次諧波,所以,只須分析出1,3,5,7,9次諧波的幅值和初相位就可以滿足要求。
設(shè)x(n)為N點(diǎn)有限長(zhǎng)序列,其FFT為
式中:k=0,1,…,N-1;
顯然,常規(guī)的FFT算法,其輸出點(diǎn)數(shù)和輸入點(diǎn)
數(shù)是相等的,但在本系統(tǒng)中只須求出X(1),X(3),
X(5),X(7),X(9)等5個(gè)輸出點(diǎn),其他輸出點(diǎn)是不須計(jì)算的。根據(jù)基于FFT的蝶形計(jì)算流程圖[3]可以知道,在只須計(jì)算指定的若干個(gè)輸出點(diǎn)的情況下,可以大大減少計(jì)算量,節(jié)省大量的DSP時(shí)鐘,這就使得在計(jì)算能力并不強(qiáng)大的F240定點(diǎn)DSP上,實(shí)現(xiàn)基于FFT算法的實(shí)時(shí)頻譜分析成為了可能。本文把這種經(jīng)過(guò)化簡(jiǎn)的算法稱為改進(jìn)型FFT算法。
諧波發(fā)生器的作用是把FFT分析出的諧波進(jìn)行預(yù)畸變,然后把預(yù)畸變的諧波信號(hào)作為補(bǔ)償指令送給控制對(duì)象。之所以要對(duì)諧波進(jìn)行預(yù)畸變,是因?yàn)榭刂茖?duì)象對(duì)諧波的跟蹤是有差的,這就導(dǎo)致諧波信號(hào)通過(guò)被控對(duì)象到達(dá)擾動(dòng)注入點(diǎn)時(shí),并不與擾動(dòng)信號(hào)形狀相同,而是相位正好相差180°的信號(hào),這樣就無(wú)法很好地抵消擾動(dòng)。諧波發(fā)生器的預(yù)畸變算法表達(dá)式如下:
式中:|X(n)|為諧波幅值;
pha(n)為諧波的初相位,它們由FFT算法計(jì)算得到;
modcoeff(n)為幅值補(bǔ)償系數(shù);
phacoeff(n)為相位補(bǔ)償系數(shù)。
式(4)為單次諧波的補(bǔ)償指令計(jì)算式,式(5)為系統(tǒng)需要補(bǔ)償?shù)乃兄C波的總補(bǔ)償指令計(jì)算式,它是各單次諧波補(bǔ)償指令的簡(jiǎn)單累加。
幅值補(bǔ)償系數(shù)modcoeff(n)和相位補(bǔ)償系數(shù)phacoeff(n)可以通過(guò)控制對(duì)象的幅頻、相頻特性根據(jù)“等效逆”的原則簡(jiǎn)單地確定。具體來(lái)說(shuō),modcoeff(n)就是幅頻特性頻率對(duì)應(yīng)點(diǎn)讀數(shù)的倒數(shù),phacoeff(n)就是相頻特性頻率對(duì)應(yīng)點(diǎn)讀數(shù)的負(fù)數(shù)。可以看出,諧波補(bǔ)償器補(bǔ)償系數(shù)的確定是非常簡(jiǎn)單的,這是本文所用控制方案的一大優(yōu)點(diǎn)。
2控制系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)
2.1FFT采樣頻率fs和分析窗長(zhǎng)度L的確定[4]
采用FFT算法進(jìn)行實(shí)時(shí)頻譜分析,采樣頻率fs和分析窗長(zhǎng)度L的確定是非常重要的。假設(shè)所需要分析信號(hào)的最高頻率為fmax。根據(jù)香農(nóng)采樣定律,只須滿足
fs≥2fmax(6)
就可以使被分析信號(hào)在頻域中不產(chǎn)生混疊。在這里,基波是50Hz,最高只需要分析到9次諧波,所以fmax=450Hz。為了留有一定的裕量,在實(shí)際系統(tǒng)中fs取1.6kHz。
分析窗長(zhǎng)度L對(duì)于周期信號(hào)的頻譜分析也是極其重要的,一般都把L取為被分析信號(hào)周期的整數(shù)倍,否則,會(huì)造成嚴(yán)重的頻譜泄漏,大大降低頻譜分析精度。顯然,實(shí)際系統(tǒng)中被分析的誤差電壓信號(hào)周期就是基波周期,即為0.02s。所以就把L取為0.02s(即為周期的一倍)。
根據(jù)FFT的輸入數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)N的計(jì)算式:N=fs×L,以及采樣頻率fs和分析窗長(zhǎng)度L的取值,
可以得到N=32。這就是說(shuō),本控制系統(tǒng)須做32點(diǎn)的FFT。
2.2幅值補(bǔ)償系數(shù)和相位補(bǔ)償系數(shù)的確定
在圖2中,電壓源U代表來(lái)自逆變橋的輸出電壓,電感L和電容C構(gòu)成輸出LC濾波器,電流源I代表負(fù)載汲取的電流,與濾波電感L串聯(lián)的電阻r是濾波電感的等效串聯(lián)電阻。由圖2可知,在把逆變橋看作一個(gè)比例環(huán)節(jié)的情況下,逆變器的數(shù)學(xué)模型就是由輸出LC濾波器構(gòu)成的二階系統(tǒng)。在本系統(tǒng)中,L=0.552mH,r=0.3Ω,C=135μF,所以逆變器數(shù)學(xué)模型為
G1(s)=36632/(s2+2×0.074×3663s+36632)(7)
它的離散化表達(dá)式為
G1(z)=(0.1007z+0.09845)/(z2-1.735z+0.9343)(8)
根據(jù)圖3,可以很方便地得到幅值補(bǔ)償系數(shù)modcoeff(n)和相位補(bǔ)償系數(shù)phacoeff(n)。表1給出了最終的取值。
表1補(bǔ)償系數(shù)的取值
波次
幅值補(bǔ)償系數(shù)(放大倍數(shù))
相位補(bǔ)償系數(shù)(角度)
基波
0.993
0.7
3次諧波
0.934
2.3
5次諧波
0.818
4.5
7次諧波
0.643
7.9
9次諧波
0.417
15.7
3實(shí)驗(yàn)結(jié)果
對(duì)本文所用的控制方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),逆變器參數(shù)為L(zhǎng)=0.552mH,r=0.3Ω,C=135μF,開(kāi)關(guān)頻率f=8kHz,輸出頻率50Hz,幅值110V的交流電壓。采用一片TI的TMS320F240定點(diǎn)DSP實(shí)現(xiàn)所有的控制功能。阻性負(fù)載參數(shù)為R=11Ω。整流型負(fù)載參數(shù)為L(zhǎng)=0.8mH,C=2460μF,R=27Ω。
實(shí)驗(yàn)波形如圖4,圖5和圖6所示。
圖4給出了逆變器接阻性負(fù)載的穩(wěn)態(tài)輸出電壓和電流波形。圖5及圖6分別給出了逆變器在接整流型負(fù)載情況下開(kāi)環(huán)穩(wěn)態(tài)、閉環(huán)穩(wěn)態(tài)的實(shí)驗(yàn)波形。可以看出開(kāi)環(huán)情況下輸出電壓波形畸變嚴(yán)重,閉環(huán)以后輸出電壓波形有了極大的改善。
關(guān)鍵詞:伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù),直線電機(jī),可編程計(jì)算機(jī)控制器,運(yùn)動(dòng)控制
1引言
信息時(shí)代的高新技術(shù)流向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),引起后者的深刻變革。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機(jī)械工業(yè),在這場(chǎng)新技術(shù)革命沖擊下,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了質(zhì)的躍變,微電子技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展使信息、智能與機(jī)械裝置和動(dòng)力設(shè)備相結(jié)合,促使機(jī)械工業(yè)開(kāi)始了一場(chǎng)大規(guī)模的機(jī)電一體化技術(shù)革命。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子電力技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展,各先進(jìn)國(guó)家的機(jī)電一體化產(chǎn)品層出不窮。機(jī)床、汽車、儀表、家用電器、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、冶金機(jī)械、化工機(jī)械以及工業(yè)機(jī)器人、智能機(jī)器人等許多門類產(chǎn)品每年都有新的進(jìn)展。機(jī)電一體化技術(shù)已越來(lái)越受到各方面的關(guān)注,它在改善人民生活、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力等方面起著極大的作用。
在機(jī)電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的同時(shí),運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)作為其關(guān)鍵組成部分,也得到前所未有的大發(fā)展,國(guó)內(nèi)外各個(gè)廠家相繼推出運(yùn)動(dòng)控制的新技術(shù)、新產(chǎn)品。本文主要介紹了全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)(FullClosedACServo)、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)(LinearMotorDriving)、可編程序計(jì)算機(jī)控制器(ProgrammableComputerController,PCC)和運(yùn)動(dòng)控制卡(MotionControllingBoard)等幾項(xiàng)具有代表性的新技術(shù)。
2全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)
在一些定位精度或動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求比較高的機(jī)電一體化產(chǎn)品中,交流伺服系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,其中數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)更符合數(shù)字化控制模式的潮流,而且調(diào)試、使用十分簡(jiǎn)單,因而被受青睞。這種伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器采用了先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理器(DigitalSignalProcessor,DSP),可以對(duì)電機(jī)軸后端部的光電編碼器進(jìn)行位置采樣,在驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)之間構(gòu)成位置和速度的閉環(huán)控制系統(tǒng),并充分發(fā)揮DSP的高速運(yùn)算能力,自動(dòng)完成整個(gè)伺服系統(tǒng)的增益調(diào)節(jié),甚至可以跟蹤負(fù)載變化,實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)增益;有的驅(qū)動(dòng)器還具有快速傅立葉變換(FFT)的功能,測(cè)算出設(shè)備的機(jī)械共振點(diǎn),并通過(guò)陷波濾波方式消除機(jī)械共振。
一般情況下,這種數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)大多工作在半閉環(huán)的控制方式,即伺服電機(jī)上的編碼器反饋既作速度環(huán),也作位置環(huán)。這種控制方式對(duì)于傳動(dòng)鏈上的間隙及誤差不能克服或補(bǔ)償。為了獲得更高的控制精度,應(yīng)在最終的運(yùn)動(dòng)部分安裝高精度的檢測(cè)元件(如:光柵尺、光電編碼器等),即實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制。比較傳統(tǒng)的全閉環(huán)控制方法是:伺服系統(tǒng)只接受速度指令,完成速度環(huán)的控制,位置環(huán)的控制由上位控制器來(lái)完成(大多數(shù)全閉環(huán)的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)就是這樣)。這樣大大增加了上位控制器的難度,也限制了伺服系統(tǒng)的推廣。目前,國(guó)外已出現(xiàn)了一種更完善、可以實(shí)現(xiàn)更高精度的全閉環(huán)數(shù)字式伺服系統(tǒng),使得高精度自動(dòng)化設(shè)備的實(shí)現(xiàn)更為容易。其控制原理如圖1所示。
該系統(tǒng)克服了上述半閉環(huán)控制系統(tǒng)的缺陷,伺服驅(qū)動(dòng)器可以直接采樣裝在最后一級(jí)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的位置反饋元件(如光柵尺、磁柵尺、旋轉(zhuǎn)編碼器等),作為位置環(huán),而電機(jī)上的編碼器反饋此時(shí)僅作為速度環(huán)。這樣伺服系統(tǒng)就可以消除機(jī)械傳動(dòng)上存在的間隙(如齒輪間隙、絲杠間隙等),補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)件的制造誤差(如絲杠螺距誤差等),實(shí)現(xiàn)真正的全閉環(huán)位置控制功能,獲得較高的定位精度。而且這種全閉環(huán)控制均由伺服驅(qū)動(dòng)器來(lái)完成,無(wú)需增加上位控制器的負(fù)擔(dān),因而越來(lái)越多的行業(yè)在其自動(dòng)化設(shè)備的改造和研制中,開(kāi)始采用這種伺服系統(tǒng)。
3直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)
直線電機(jī)在機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用,近幾年來(lái)已在世界機(jī)床行業(yè)得到重視,并在西歐工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)掀起"直線電機(jī)熱"。
在機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中,采用直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)與原旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳動(dòng)的最大區(qū)別是取消了從電機(jī)到工作臺(tái)(拖板)之間的機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié),把機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零,因而這種傳動(dòng)方式又被稱為"零傳動(dòng)"。正是由于這種"零傳動(dòng)"方式,帶來(lái)了原旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式無(wú)法達(dá)到的性能指標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。
1.高速響應(yīng)由于系統(tǒng)中直接取消了一些響應(yīng)時(shí)間常數(shù)較大的機(jī)械傳動(dòng)件(如絲杠等),使整個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能大大提高,反應(yīng)異常靈敏快捷。
2.精度直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取消了由于絲杠等機(jī)械機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的傳動(dòng)間隙和誤差,減少了插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)時(shí)因傳動(dòng)系統(tǒng)滯后帶來(lái)的跟蹤誤差。通過(guò)直線位置檢測(cè)反饋控制,即可大大提高機(jī)床的定位精度。
3.動(dòng)剛度高由于"直接驅(qū)動(dòng)",避免了啟動(dòng)、變速和換向時(shí)因中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運(yùn)動(dòng)滯后現(xiàn)象,同時(shí)也提高了其傳動(dòng)剛度。
4.速度快、加減速過(guò)程短由于直線電動(dòng)機(jī)最早主要用于磁懸浮列車(時(shí)速可達(dá)500Km/h),所以用在機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)中,要滿足其超高速切削的最大進(jìn)個(gè)速度(要求達(dá)60~100M/min或更高)當(dāng)然是沒(méi)有問(wèn)題的。也由于上述"零傳動(dòng)"的高速響應(yīng)性,使其加減速過(guò)程大大縮短。以實(shí)現(xiàn)起動(dòng)時(shí)瞬間達(dá)到高速,高速運(yùn)行時(shí)又能瞬間準(zhǔn)停。可獲得較高的加速度,一般可達(dá)2~10g(g=9.8m/s2),而滾珠絲杠傳動(dòng)的最大加速度一般只有0.1~0.5g。5.行程長(zhǎng)度不受限制在導(dǎo)軌上通過(guò)串聯(lián)直線電機(jī),就可以無(wú)限延長(zhǎng)其行程長(zhǎng)度。
6.運(yùn)動(dòng)動(dòng)安靜、噪音低由于取消了傳動(dòng)絲杠等部件的機(jī)械摩擦,且導(dǎo)軌又可采用滾動(dòng)導(dǎo)軌或磁墊懸浮導(dǎo)軌(無(wú)機(jī)械接觸),其運(yùn)動(dòng)時(shí)噪音將大大降低。
7.效率高由于無(wú)中間傳動(dòng)環(huán)節(jié),消除了機(jī)械摩擦?xí)r的能量損耗,傳動(dòng)效率大大提高。
直線傳動(dòng)電機(jī)的發(fā)展也越來(lái)越快,在運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)中倍受重視。在國(guó)外工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制相對(duì)發(fā)達(dá)的國(guó)家已開(kāi)始推廣使用相應(yīng)的產(chǎn)品,其中美國(guó)科爾摩根公司(Kollmorgen)的PLATINNMDDL系列直線電機(jī)和SERVOSTARCD系列數(shù)字伺服放大器構(gòu)成一種典型的直線永磁伺服系統(tǒng),它能提供很高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和加速度、極高的剛度、較高的定位精度和平滑的無(wú)差運(yùn)動(dòng);德國(guó)西門子公司、日本三井精機(jī)公司、臺(tái)灣上銀科技公司等也開(kāi)始在其產(chǎn)品中應(yīng)用直線電機(jī)。
4可編程計(jì)算機(jī)控制器技術(shù)
自20世紀(jì)60年代末美國(guó)第一臺(tái)可編程序控制器(ProgrammingLogicalController,PLC)問(wèn)世以來(lái),PLC控制技術(shù)已走過(guò)了30年的發(fā)展歷程,尤其是隨著近代計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展,它已在軟硬件技術(shù)方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)走出了當(dāng)初的"順序控制"的雛形階段。可編程計(jì)算機(jī)控制器(PCC)就是代表這一發(fā)展趨勢(shì)的新一代可編程控制器。
與傳統(tǒng)的PLC相比較,PCC最大的特點(diǎn)在于它類似于大型計(jì)算機(jī)的分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)和多樣化的應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的PLC大多采用單任務(wù)的時(shí)鐘掃描或監(jiān)控程序來(lái)處理程序本身的邏輯運(yùn)算指令和外部的I/O通道的狀態(tài)采集與刷新。這樣處理方式直接導(dǎo)致了PLC的"控制速度"依賴于應(yīng)用程序的大小,這一結(jié)果無(wú)疑是同I/O通道中高實(shí)時(shí)性的控制要求相違背的。PCC的系統(tǒng)軟件完美地解決了這一問(wèn)題,它采用分時(shí)多任務(wù)機(jī)制構(gòu)筑其應(yīng)用軟件的運(yùn)行平臺(tái),這樣應(yīng)用程序的運(yùn)行周期則與程序長(zhǎng)短無(wú)關(guān),而是由操作系統(tǒng)的循環(huán)周期決定。由此,它將應(yīng)用程序的掃描周期同外部的控制周期區(qū)別開(kāi)來(lái),滿足了實(shí)時(shí)控制的要求。當(dāng)然,這種控制周期可以在CPU運(yùn)算能力允許的前提下,按照用戶的實(shí)際要求,任意修改。
基于這樣的操作系統(tǒng),PCC的應(yīng)用程序由多任務(wù)模塊構(gòu)成,給工程項(xiàng)目應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)帶來(lái)很大的便利。因?yàn)檫@樣可以方便地按照控制項(xiàng)目中各部分不同的功能要求,如運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集、報(bào)警、PID調(diào)節(jié)運(yùn)算、通信控制等,分別編制出控制程序模塊(任務(wù)),這些模塊既獨(dú)立運(yùn)行,數(shù)據(jù)間又保持一定的相互關(guān)聯(lián),這些模塊經(jīng)過(guò)分步驟的獨(dú)立編制和調(diào)試之后,可一同下載至PCC的CPU中,在多任務(wù)操作系統(tǒng)的調(diào)度管理下并行運(yùn)行,共同實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的控制要求。
PCC在工業(yè)控制中強(qiáng)大的功能優(yōu)勢(shì),體現(xiàn)了可編程控制器與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及DCS(分布式工業(yè)控制系統(tǒng))技術(shù)互相融合的發(fā)展潮流,雖然這還是一項(xiàng)較為年輕的技術(shù),但在其越來(lái)越多的應(yīng)用領(lǐng)域中,它正日益顯示出不可低估的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
5運(yùn)動(dòng)控制卡
運(yùn)動(dòng)控制卡是一種基于工業(yè)PC機(jī)、用于各種運(yùn)動(dòng)控制場(chǎng)合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制單元。它的出現(xiàn)主要是因?yàn)椋海?)為了滿足新型數(shù)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、柔性、開(kāi)放性等要求;(2)在各種工業(yè)設(shè)備(如包裝機(jī)械、印刷機(jī)械等)、國(guó)防裝備(如跟蹤定位系統(tǒng)等)、智能醫(yī)療裝置等設(shè)備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)研制和改造中,急需一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制模塊的硬件平臺(tái);(3)PC機(jī)在各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的廣泛應(yīng)用,也促使配備相應(yīng)的控制卡以充分發(fā)揮PC機(jī)的強(qiáng)大功能。
運(yùn)動(dòng)控制卡通常采用專業(yè)運(yùn)動(dòng)控制芯片或高速DSP作為運(yùn)動(dòng)控制核心,大多用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。一般地,運(yùn)動(dòng)控制卡與PC機(jī)構(gòu)成主從式控制結(jié)構(gòu):PC機(jī)負(fù)責(zé)人機(jī)交互界面的管理和控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控等方面的工作(例如鍵盤(pán)和鼠標(biāo)的管理、系統(tǒng)狀態(tài)的顯示、運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃、控制指令的發(fā)送、外部信號(hào)的監(jiān)控等等);控制卡完成運(yùn)動(dòng)控制的所有細(xì)節(jié)(包括脈沖和方向信號(hào)的輸出、自動(dòng)升降速的處理、原點(diǎn)和限位等信號(hào)的檢測(cè)等等)。運(yùn)動(dòng)控制卡都配有開(kāi)放的函數(shù)庫(kù)供用戶在DOS或Windows系統(tǒng)平臺(tái)下自行開(kāi)發(fā)、構(gòu)造所需的控制系統(tǒng)。因而這種結(jié)構(gòu)開(kāi)放的運(yùn)動(dòng)控制卡能夠廣泛地應(yīng)用于制造業(yè)中設(shè)備自動(dòng)化的各個(gè)領(lǐng)域。
這種運(yùn)動(dòng)控制模式在國(guó)外自動(dòng)化設(shè)備的控制系統(tǒng)中比較流行,運(yùn)動(dòng)控制卡也形成了一個(gè)獨(dú)立的專門行業(yè),具有代表性的產(chǎn)品有美國(guó)的PMAC、PARKER等運(yùn)動(dòng)控制卡。在國(guó)內(nèi)相應(yīng)的產(chǎn)品也已出現(xiàn),如成都步進(jìn)機(jī)電有限公司的DMC300系列卡已成功地應(yīng)用于數(shù)控打孔機(jī)、汽車部件性能試驗(yàn)臺(tái)等多種自動(dòng)化設(shè)備上。
關(guān)鍵詞:大體積砼承臺(tái)裂縫控制溫度應(yīng)力施工技術(shù)措施
1引言
白果渡嘉陵江大橋是國(guó)道212線四川武勝至重慶合川高速公路橫跨嘉陵江的一座特大橋,全橋長(zhǎng)1433米,主橋?yàn)椋?30+230+130)m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu),單箱單室,下部結(jié)構(gòu)為16根24米長(zhǎng)Ф230cm的群樁基礎(chǔ),上接大體積分離式承臺(tái)。單幅承臺(tái)結(jié)構(gòu)尺寸為18.7mx10.2mx5m,單幅承臺(tái)砼方量為953.7m3,一次澆注完成。
2簡(jiǎn)述
2.1溫度應(yīng)力的主要成因:
2.1.1大體積砼在硬化期間,水泥水化后釋放大量的熱量,使砼中心區(qū)域溫度升高,而砼表面和邊界由于受氣溫影響溫度較低,從而在斷面上形成較大的溫差,使砼的內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力,表面產(chǎn)生拉應(yīng)力(稱為內(nèi)部約束應(yīng)力)。
2.1.2當(dāng)砼的水化熱發(fā)展到3~7d達(dá)到溫度最高點(diǎn),由于散熱逐漸產(chǎn)生降溫產(chǎn)生收縮,且由于水分的散失,使收縮加劇,這種收縮在受到基巖等約束后產(chǎn)生拉應(yīng)力(稱為外部約束應(yīng)力)。
2.2溫度應(yīng)力在承臺(tái)砼內(nèi)的分布如下圖所示:
綜上所述,在承臺(tái)大體積砼施工前,必須進(jìn)行砼的溫度變化,應(yīng)力變化的估算,以確定養(yǎng)護(hù)措施、分層厚度、澆筑溫度等施工措施,并以此來(lái)指導(dǎo)施工。
3C30承臺(tái)大體積砼砼裂縫控制的施工計(jì)算
3.1相關(guān)資料:
3.1.1配合比
水泥:粉煤灰:砂子:碎石:水:NNO-Ⅱ減水劑
369:50:677:1148:176:3.66
1:0.136:1.835:3.111:0.48:1%
3.1.2材料:
水泥:騰輝F.032.5級(jí)水泥
碎石:草街連續(xù)級(jí)配碎石(5~31.5mm)
混合中砂:機(jī)制砂40%,渠河細(xì)砂60%
粉煤灰:硌黃華能電廠Ⅱ級(jí)粉煤灰
外加劑:達(dá)華NNO-Ⅱ型緩凝減水劑
3.1.3氣象資料
相對(duì)濕度80~82%;年平均氣溫17.5~17.6℃,最高氣溫40.5℃,夏熱期(5~9月份)平均氣溫20℃。
3.1.4采用自動(dòng)配料機(jī)送料,裝載機(jī)加料,拌和站集中拌和,混凝土泵輸送砼至模內(nèi)。
3.2砼最高水化熱溫度及3d、7d的水化熱絕熱溫度
C=369kg/m3;粉煤灰32.5水泥:水化熱Q7d=257J/kg,Q28d=222J/kg(騰輝水泥廠提供的數(shù)據(jù));c=0.96J/kg.k;ρ=2400kg/m3。
3.2.1砼最高水化熱絕熱溫升
Tmax=CQ/cρ=(366*257)/(0.96*2400)=40.83℃
3.2.23d的絕熱溫升
T(3)=40.83*(1-e-0.3*3)=24.23℃
ΔT(3)=24.23-0=24.23℃
3.2.37d的絕熱溫升
T(7)=40.83*(1-e-0.3*7)=35.83℃
ΔT(7)=35.83-24.23=11.6℃
(4)15d的絕熱溫升
T(15)=40.83*(1-e-0.3*15)=40.38℃
T(15)=40.38-35.83=4.55℃
3.3砼各齡期收縮變形值計(jì)算
εy(t)=εy0(1-e-0.01t)*M1*M2*…*M10
查表得:M1=1.10,M2=1.0,M3=1.0,M4=1.21,M5=1.2,M6=1.11(1d)、1.09(3d)、1.0(7d)、0.93(15d),M7=0.7,M8=1.4,M9=1.0,M10=0.895
則有:M1M2M3M4M5M7M8M9M10
=1.10*1.0*1.0*1.21*1.2*0.7*1.4*1.0*0.895=1.401
3.3.13d收縮變形值
εy(3)=εy0*(1-e-0..03)*1.401*M6
=3.24*10-4*(1-e-0..03)*1.401*1.09=0.146*10-4
3.3.27d收縮變形值
εy(7)=εy0*(1-e-0..07)*1.401*M6
=3.24*10-4*(1-e-0..07)*1.401*1.0=0.307*10-4
3.3.315d收縮變形值
εy(15)=εy0*(1-e-0.15)*1.401*M6
=3.24*10-4*(1-e-0..15)*1.401*0.93=0.588*10-4
3.4砼收縮變形換算成當(dāng)量溫差
3.4.13d
T(y)(3)=-εy(3)/α=(-0.146*10-4)/(1.0*10-5)=-1.46℃
3.4.27d
T(y)(7)=-εy(7)/α=(-0.307*10-4)/(1.0*10-5)=-3.07℃
3.4.315d
T(y)(15)=-εy(15)/α=(-0.588*10-4)/(1.0*10-5)=-5.88℃
3.5各齡期砼模量計(jì)算E(t)=Ec*(1-e-0..09t)
3.5.13d齡期
E(3)=3.0*104*(1-e-0..09*3)
=7.1*103N/mm2
3.5.27d齡期
E(7)=3.0*104*(1-e-0..09*7)
=1.40*104N/mm2
3.5.315d齡期
E(15)=3.0*104*(1-e-0..09*15)
=2.22*104N/mm2
3.6砼的溫度收縮應(yīng)力計(jì)算
砼強(qiáng)度換算f(n)=f(28)*lgn/lg28,砼抗拉強(qiáng)度f(wàn)t=0.23*f2/3cu對(duì)于C30砼f(28)=15N/mm2
3d齡期:f(3)=f(28)*lg3/lg28=15*lg3/lg28=8.76N/mm2
ft=0.23f2/3(3)=0.23*4.952/3=0.668N/mm2
7d齡期:f(7)=f(28)*lg7/lg28=15*lg7/lg28=8.76N/mm2
ft=0.23f2/3(7)=0.23*8.762/3=0.98N/mm2
由于在七月份澆注承臺(tái)砼,氣溫較高,假設(shè)入模溫度To=30℃,Th=25℃
3.6.13d齡期H(t)=0.57,R=0.35,V=0.15
ΔT=To+2/3T(t)+Ty(t)-Th=30+2/3*24.23+1.46-25=22.61℃
σ=-(7.1*103*10*10-6*22.61*0.57*0.35)/(1-0.15)
=0.377N/mm2<(0.668/1.15)=0.581N/mm2可
3.6.27d齡期H(t)=0.502,R=0.35,V=0.15
ΔT=30+2/3*35.83+3.07-25=31.96℃
σ=-(1.4*104*10*10-6*31.96*0.502*0.35)/(1-0.15)
=0.93N/mm2<0.98N/mm2
抗裂安全系數(shù):K=0.98/0.93=1.05<1.15
4裂縫控制的施工技術(shù)措施
通過(guò)以上分析可知,承臺(tái)基礎(chǔ)在露天養(yǎng)護(hù)期間,7d齡期時(shí),抗裂安全系數(shù)K值稍小于1.15,此時(shí)砼有可能出現(xiàn)裂縫,因此,在設(shè)計(jì)配合比、砼施工過(guò)程及養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)采取一定措施,以減小砼表面與內(nèi)部溫差值,使得砼表面與砼內(nèi)部溫差小于25℃,σ/(1.15)<ft,則可控制裂縫的不出現(xiàn)。采取如下措施:
4.1采用雙摻技術(shù),摻入粉煤灰和NNO-II型緩凝減水劑,粉煤灰摻入采用超量代換法,減水劑的緩凝時(shí)間15個(gè)小時(shí)(通過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定結(jié)果表明),延緩砼的初凝時(shí)間,延緩砼水化熱峰值的出現(xiàn)。
4.2通過(guò)技術(shù)性能比較,石灰?guī)r碎石的線膨脹系數(shù)較小,彈模低,極限拉伸值大,據(jù)相關(guān)資料表明,在相同溫差下,溫度應(yīng)力可減小50%,能提高砼的抗拉強(qiáng)度,因此,選用石灰?guī)r碎石作為粗骨料;控制骨料(砂、石)的含泥量,以減小砼的收縮,提高極限拉伸。
4.3嚴(yán)格控制砼的入模溫度在30℃左右。選擇在傍晚開(kāi)始澆注承臺(tái)砼,對(duì)粗骨料進(jìn)行噴水和護(hù)蓋;施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置遮陽(yáng)設(shè)施,搭設(shè)彩條布棚,避免陽(yáng)光直曬;在水箱中加入冰塊,降低拌和水的溫度;在基坑內(nèi)設(shè)一大功率的鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)散熱。
4.4埋設(shè)6層冷卻管,每層冷卻管配一潛水泵,在第一批開(kāi)始砼初凝時(shí)由專人負(fù)責(zé)往冷卻管內(nèi)注入涼水降溫,冷卻水流速應(yīng)大于15L/min,冷卻水采用嘉陵江水,持續(xù)養(yǎng)生7天。通過(guò)冷卻排水,帶走砼體內(nèi)的熱量,許多工程實(shí)踐表明,此方法可使大體積砼體內(nèi)的溫度降低3~4攝氏度。
4.5澆注砼時(shí),采用薄層澆注,控制砼在澆注過(guò)程中均勻上升,避免砼拌和物堆積過(guò)大高差,砼的分層厚度控制在20~30cm。
4.6設(shè)10臺(tái)插入式振搗器,加強(qiáng)振搗,以期獲得密實(shí)的砼,提高密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度,澆注后,及時(shí)排除表面積水,進(jìn)行二次抹面,防止早期收縮裂縫的出現(xiàn)。
4.7砼澆注后,搭設(shè)遮陽(yáng)布棚,避免陽(yáng)光曝曬承臺(tái)表面。
4.8砼澆注后,砼表面用土工布覆蓋保溫,并灑水養(yǎng)生,使砼緩慢降溫、緩慢干燥,減少砼內(nèi)外溫差。
4.9砼澆筑后,每2小時(shí)量測(cè)冷卻管出口的水溫和砼表面溫度,若溫差大于20℃時(shí),及時(shí)調(diào)整養(yǎng)護(hù)措施,如加快冷卻水的流通速度等措施,以控制溫差小于25℃。
5溫度監(jiān)測(cè)
承臺(tái)砼入模溫度為30℃~34℃,1.5d后中心溫度最高達(dá)50℃,溫升達(dá)20℃,3d后中心溫度達(dá)57℃~60℃,溫升27℃~30℃,經(jīng)過(guò)10~12d降溫階段后,中心溫度基本穩(wěn)定。
承臺(tái)中心與側(cè)面中心溫度的最大溫差為10℃,與承臺(tái)表面的最大溫差為17℃左右,因此,在養(yǎng)護(hù)階段必須做好承臺(tái)表面的保溫措施,延緩承臺(tái)表面的降溫速度,減小溫差。
關(guān)鍵詞:園林工程;施工管理;質(zhì)量控制
Abstract: this article through to the garden engineering construction site management, construction cost and the maintenance and management of the late Richard camp and construction quality control a few big link of several management factors, this paper puts forward the main work each link project and management idea, we want to improve the landscape engineering construction site management help
Keywords: garden engineering; Construction management; Quality control
中圖分類號(hào):K928.73文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷向前發(fā)展,城市建設(shè)也逐步向生態(tài)、綠色,環(huán)保型發(fā)展靠近,園林綠化成為環(huán)境建設(shè)越來(lái)越重要的組成部分,并逐步走向市場(chǎng)化,這為園林綠化的蓬勃發(fā)展提供了廣闊的平臺(tái)。但隨之而來(lái)的,在園林綠化工程的建設(shè)中存在著較多問(wèn)題,尤其是施工管理方面的問(wèn)題較為突出,嚴(yán)重影響了園林工程的施工效果。為此,從施工管理控制的角度對(duì)園林工程進(jìn)行分析,試圖為園林工程的施工管理提供可借鑒的措施及意見(jiàn)。
1園林工程施工管理分析
1.1 當(dāng)前園林工程管理的主要問(wèn)題
當(dāng)前園林工程在施工、建設(shè)及管理中暴露出來(lái)的問(wèn)題,主要集中在:(1)政府主管部門對(duì)園林工程的管理力度不夠;(2)園林工程施工單位的施工管理與控制工作不到位;(3)對(duì)園林工程的施工監(jiān)理不到位。上述問(wèn)題不僅與相關(guān)政府部門的不重視有關(guān),更重要的是反映出當(dāng)前我國(guó)在園林工程管理體制方面的弊病,管理存在漏洞,無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)園林綠化工程管理的科學(xué)化、制度化和系統(tǒng)化,因此,有必要對(duì)園林工程的施工管理提出改進(jìn)措施及意見(jiàn),以真正提高我國(guó)園林工程管理的水平。
1.2管理建議及措施
1.2.1加強(qiáng)園林工程的現(xiàn)場(chǎng)施工管理
園林工程施工單位往往比較重視工程前期的規(guī)劃,包括資金配置、原材料的購(gòu)買,人員的配備等等,但是一旦具體實(shí)施工程,往往忽略現(xiàn)場(chǎng)施工管理。事實(shí)證明忽略現(xiàn)場(chǎng)的管理,園林工程的其他方面做得再好,質(zhì)量也難以達(dá)標(biāo),成本也難維持在一個(gè)較低的水平。因此,對(duì)于園林工程施工單位來(lái)說(shuō),應(yīng)當(dāng)將現(xiàn)場(chǎng)施工的管理擺放在首要位置,具體來(lái)講,加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的施工管理應(yīng)該做到以下幾個(gè)方面:
(1)在施工準(zhǔn)備階段,要對(duì)該園林綠化工程項(xiàng)目的初始相關(guān)信息進(jìn)行核對(duì)管理,例如工程施工各方面關(guān)系的協(xié)作,苗木花卉的品種數(shù)量布局等相關(guān)信息,并為相關(guān)人員落實(shí)相關(guān)工程任務(wù),確立責(zé)任制,為整個(gè)工程的順利實(shí)施打下基礎(chǔ)。
(2)在工程的建設(shè)階段,為了達(dá)到較高的工程質(zhì)量和較低的工程成本,需要重點(diǎn)監(jiān)督工人的施工質(zhì)量、原材料的使用情況.工程進(jìn)度等,這些都是影響到整個(gè)工程項(xiàng)目的成本和質(zhì)量的關(guān)鍵因素。因此,在實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)管理的過(guò)程中,重點(diǎn)就是對(duì)施工質(zhì)量、成本管理進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督。
(3)在工程的收尾、竣工和驗(yàn)收階段,要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工程進(jìn)行清理、結(jié)算,完成施工質(zhì)量的驗(yàn)收和相關(guān)器材,原材料、人員勞務(wù)費(fèi)等的清算,并對(duì)后期的工程保養(yǎng)進(jìn)行安排,完成保養(yǎng)周期編排、相關(guān)人員配備安排等,實(shí)現(xiàn)對(duì)工程全過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督與管理。
1.2.2控制園林工程的成本管理
對(duì)園林工程的管理,成本管理是其中很重要的一個(gè)方面,如果成本管理無(wú)法實(shí)施到位,會(huì)給園林工程施工單位的效益帶來(lái)負(fù)面影響,從而影響整個(gè)園林工程的施工質(zhì)量,更有甚者,因?yàn)槌杀具^(guò)高,資金周轉(zhuǎn)不靈,導(dǎo)致整個(gè)園林工程半途而廢,造成財(cái)力、人力和物力的巨大浪費(fèi)。因此,對(duì)園林工程施工中的成本管理,一定要以降低施工成本為核心目標(biāo),在施工過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)、每一個(gè)細(xì)節(jié)都實(shí)現(xiàn)對(duì)施工成本的控制與管理。具體而言,可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行施工成本的控制與管理:
(1)設(shè)立成本控制目標(biāo)。要實(shí)現(xiàn)成本的控制與管理,首先需要對(duì)成本的控制目標(biāo)進(jìn)行確定,只有確立了合適的成本控制目標(biāo),并以此目標(biāo)為中心任務(wù),才能夠有效的實(shí)現(xiàn)成本的控制與管理。加強(qiáng)成本管理的首要前提就是實(shí)施成本預(yù)測(cè),園林工程施工單位應(yīng)該在成分規(guī)劃該園林工程的基礎(chǔ)上,依靠現(xiàn)代科學(xué)的統(tǒng)計(jì)手段,對(duì)影響園林工程施工成本的各個(gè)因素進(jìn)行干預(yù)、規(guī)劃和控制,從而確立最合適的成本控制目標(biāo)。
(2)實(shí)施成本管理措施。在進(jìn)行了成本預(yù)測(cè)、確立了成本控制目標(biāo)之后,需要通過(guò)具體的成本管理措施實(shí)現(xiàn)對(duì)成本的控制與管理,具體可以從以下幾個(gè)方面入手。
①對(duì)人工費(fèi)、材料費(fèi)和機(jī)械設(shè)備的使用損耗費(fèi)用實(shí)施嚴(yán)格的管理和控制。首先對(duì)人員出勤實(shí)時(shí)嚴(yán)格考勤制度,其次是對(duì)園林工程的原材料費(fèi)用進(jìn)行干預(yù),要在確保原材料質(zhì)量過(guò)關(guān)的前提下盡量降低成本,最后是機(jī)械器材的使用損耗管理,誰(shuí)使用誰(shuí)負(fù)責(zé),閑置器材可以租賃,以實(shí)現(xiàn)開(kāi)源節(jié)流的目的,進(jìn)一步降低成本。
②對(duì)成本實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理,在施工前確立的成本控制管理目標(biāo)的基礎(chǔ)上,結(jié)合施工的具體情況,如施工進(jìn)度、施工難度。以及施工各方關(guān)系的協(xié)作等,對(duì)整個(gè)施工過(guò)程中的成本進(jìn)行動(dòng)態(tài)的監(jiān)控與管理,每一項(xiàng)支出確保有專人跟蹤,事關(guān)成本總價(jià)的采購(gòu)、商務(wù)活動(dòng)等,都必須要經(jīng)過(guò)慎重的論證,一切以省錢高效地完成園林工程為最終目標(biāo),只有對(duì)事關(guān)成本進(jìn)行動(dòng)態(tài)的管理與控制,才能夠有效的降低園林工程事關(guān)過(guò)程中的成本。
1.2.3加強(qiáng)后期養(yǎng)護(hù)管理
園林工程三分建,七分管,認(rèn)真做好后期養(yǎng)護(hù),使優(yōu)質(zhì)工程得到最終體現(xiàn)。在植物生長(zhǎng)各階段不定期采取機(jī)械挖除或使用化學(xué)除草劑處理的方法,去除非目的植物。結(jié)合施肥和除草進(jìn)行松土保墑;視植物生長(zhǎng)情況適時(shí)進(jìn)行修剪。綠化養(yǎng)護(hù)應(yīng)針對(duì)項(xiàng)目區(qū)綠地植物適時(shí)做好病蟲(chóng)害情況調(diào)查并做出診斷和鑒定,制定并采取科學(xué)有效的防治措施,以最經(jīng)濟(jì)和最有效的手段達(dá)到防治目的。
2園林工程施工質(zhì)量控制建議
對(duì)園林工程的施工質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督控制,主要是對(duì)人員,材料、施工細(xì)節(jié)等方面進(jìn)行控制,概括起來(lái)主要有以下幾個(gè)方面:
2.1控制原材料質(zhì)量
建筑材料和苗木進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量:加強(qiáng)材料和苗木的檢查和驗(yàn)收工作,主要移栽樹(shù)木的品種規(guī)格在采購(gòu)前經(jīng)業(yè)主及管理單位簽證確認(rèn)。對(duì)綠化苗木要做到“四驗(yàn)”,即驗(yàn)規(guī)格、驗(yàn)品種、驗(yàn)數(shù)量,不符質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的一律剔除,把好工程質(zhì)量第一關(guān)。
2.2控制現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量
控制現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量,主要體現(xiàn)在確定現(xiàn)場(chǎng)施工工序方面,以確保高質(zhì)量地完成園林建設(shè)工程。
2.3控制施工操作中的質(zhì)量
從施工操作人員自身的素質(zhì)以及對(duì)他們的管理要有嚴(yán)格的要求,對(duì)操作人員加強(qiáng)質(zhì)量意識(shí)的同時(shí)加強(qiáng)管理以確保操作過(guò)程中的質(zhì)量要求,特殊工程必須持證上崗-對(duì)每個(gè)施工加強(qiáng)人員質(zhì)量意識(shí)教育,提高他們的質(zhì)量意識(shí),在質(zhì)量控制上加強(qiáng)其自覺(jué)性。
2.4控制施工后期養(yǎng)護(hù)工作的質(zhì)量
任何一件工程都不能虎頭蛇尾,因此對(duì)于園林工程最后的養(yǎng)護(hù)工作,其質(zhì)量更是不能輕視,往往后期的養(yǎng)護(hù)工作質(zhì)量更能夠反映出一個(gè)園林工程建設(shè)單位的實(shí)力和質(zhì)量控制措施的嚴(yán)格與否,因此,對(duì)于后期的養(yǎng)護(hù)工作,要從養(yǎng)護(hù)周期的編制、人員的配備、養(yǎng)護(hù)器具的配置及相關(guān)原材料的供給等方面嚴(yán)格控制,真正實(shí)現(xiàn)最后一個(gè)關(guān)口質(zhì)量的完美收尾。
實(shí)際上,對(duì)園林工程施工質(zhì)量進(jìn)行控制,除對(duì)上述必要環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督外,對(duì)施工的不同階段也可以進(jìn)行質(zhì)量的跟蹤管理,在施工前的準(zhǔn)備階段,對(duì)施工進(jìn)度、施工預(yù)算、施工人員素質(zhì)、施工材料分配、施工器械的使用等情況進(jìn)行預(yù)先布置,并編制相關(guān)質(zhì)量跟蹤表,明確質(zhì)量責(zé)任;在施工過(guò)程中,按照事先編排的施工各環(huán)節(jié)嚴(yán)格執(zhí)行,并檢查相關(guān)施工環(huán)節(jié)質(zhì)量、相關(guān)施工人員的素質(zhì)等,以確保高質(zhì)量地完成現(xiàn)場(chǎng)施工,對(duì)于施工后的竣工驗(yàn)收及后期的保養(yǎng)任務(wù)的規(guī)劃,也要從嚴(yán)執(zhí)行,確保園林工程的各階段都能夠以質(zhì)量控制管理為中心進(jìn)行,建設(shè)高品質(zhì)的園林工程。
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