時間:2023-04-18 18:11:20
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇制動技術論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
一、引言
在通用變頻器、異步電動機和機械負載所組成的變頻調速傳統系統中,當電動機所傳動的位能負載下放時,電動機將可能處于再生發電制動狀態;或當電動機從高速到低速(含停車)減速時,頻率可以突減,但因電機的機械慣性,電機可能處于再生發電狀態,傳動系統中所儲存的機械能經電動機轉換成電能,通過逆變器的六個續流二極管回送到變頻器的直流回路中。此時的逆變器處于整流狀態。這時,如果變頻器中沒采取消耗能量的措施,這部分能量將導致中間回路的儲能電容器的電壓上升。如果當制動過快或機械負載為提升機類時,這部分能量就可能對變頻器帶來損壞,所以這部分能量我們就應該考慮考慮了。
在通用變頻器中,對再生能量最常用的處理方式有兩種:(1)、耗散到直流回路中人為設置的與電容器并聯的“制動電阻”中,稱之為動力制動狀態;(2)、使之回饋到電網,則稱之為回饋制動狀態(又稱再生制動狀態)。還有一種制動方式,即直流制動,可以用于要求準確停車的情況或起動前制動電機由于外界因素引起的不規則旋轉。
在書籍、刊物上有許多專家談論過有關變頻器制動方面的設計與應用,尤其是近些時間有過許多關于“能量回饋制動”方面的文章。今天,筆者提供一種新型的制動方法,它具有“回饋制動”的四象限運轉、運行效率高等優點,也具有“能耗制動”對電網無污染、可靠性高等好處。
二、能耗制動
利用設置在直流回路中的制動電阻吸收電機的再生電能的方式稱為能耗制動。
其優點是構造簡單;對電網無污染(與回饋制動作比較),成本低廉;缺點是運行效率低,特別是在頻繁制動時將要消耗大量的能量且制動電阻的容量將增大。
一般在通用變頻器中,小功率變頻器(22kW以下)內置有了剎車單元,只需外加剎車電阻。大功率變頻器(22kW以上)就需外置剎車單元、剎車電阻了。
三、回饋制動
實現能量回饋制動就要求電壓同頻同相控制、回饋電流控制等條件。它是采用有源逆變技術,將再生電能逆變為與電網同頻率同相位的交流電回送電網,從而實現制動。回饋制動的優點是能四象限運行,如圖3所示,電能回饋提高了系統的效率。其缺點是:(1)、只有在不易發生故障的穩定電網電壓下(電網電壓波動不大于10%),才可以采用這種回饋制動方式。因為在發電制動運行時,電網電壓故障時間大于2ms,則可能發生換相失敗,損壞器件。(2)、在回饋時,對電網有諧波污染。(3)、控制復雜,成本較高。
四、新型制動方式(電容反饋制動)
1、主回路原理
整流部分采用普通的不可控整流橋進行整流,濾波回路采用通用的電解電容,延時回路采用接觸器或可控硅都行。充電、反饋回路由功率模塊IGBT、充電、反饋電抗器L及大電解電容C(容量約零點幾法,可根據變頻器所在的工況系統決定)組成。逆變部分由功率模塊IGBT組成。保護回路,由IGBT、功率電阻組成。
(1)電動機發電運行狀態
CPU對輸入的交流電壓和直流回路電壓νd的實時監控,決定向VT1是否發出充電信號,一旦νd比輸入交流電壓所對應的直流電壓值(如380VAC—530VDC)高到一定值時,CPU關斷VT3,通過對VT1的脈沖導通實現對電解電容C的充電過程。此時的電抗器L與電解電容C分壓,從而確保電解電容C工作在安全范圍內。當電解電容C上的電壓快到危險值(比如說370V),而系統仍處于發電狀態,電能不斷通過逆變部分回送到直流回路中時,安全回路發揮作用,實現能耗制動(電阻制動),控制VT3的關斷與開通,從而實現電阻R消耗多余的能量,一般這種情況是不會出現的。
(2)電動機電動運行狀態
當CPU發現系統不再充電時,則對VT3進行脈沖導通,使得在電抗器L上行成了一個瞬時左正右負的電壓(如圖標識),再加上電解電容C上的電壓就能實現從電容到直流回路的能量反饋過程。CPU通過對電解電容C上的電壓和直流回路的電壓的檢測,控制VT3的開關頻率以及占空比,從而控制反饋電流,確保直流回路電壓νd不出現過高。2、系統難點
(1)電抗器的選取
(a)、我們考慮到工況的特殊性,假設系統出現某種故障,導致電機所載的位能負載自由加速下落,這時電機處于一種發電運行狀態,再生能量通過六個續流二極管回送至直流回路,致使νd升高,很快使變頻器處于充電狀態,這時的電流會很大。所以所選取電抗器線徑要大到能通過此時的電流。
(b)、在反饋回路中,為了使電解電容在下次充電前把盡可能多的電能釋放出來,選取普通的鐵芯(硅鋼片)是不能達到目的的,最好選用鐵氧體材料制成的鐵芯,再看看上述考慮的電流值如此大,可見這個鐵芯有多大,素不知市面上有無這么大的鐵氧體鐵芯,即使有,其價格也肯定不會很低。所以筆者建議充電、反饋回路各采用一個電抗器。
(2)控制上的難點
(a)、變頻器的直流回路中,電壓νd一般都高于500VDC,而電解電容C的耐壓才400VDC,可見這種充電過程的控制就不像能量制動(電阻制動)的控制方式了。其在電抗器上所產生的瞬時電壓降為,電解電容C的瞬時充電電壓為νc=νd-νL,為了確保電解電容工作在安全范圍內(≤400V),就得有效的控制電抗器上的電壓降νL,而電壓降νL又取決于電感量和電流的瞬時變化率。
(b)、在反饋過程中,還得防止電解電容C所放的電能通過電抗器造成直流回路電壓過高,以致系統出現過壓保護。
3、主要應用場合及應用實例
正是由于變頻器的這種新型制動方式(電容反饋制動)所具有的優越性,近些來,不少用戶結合其設備的特點,紛紛提出了要配備這種系統。由于技術上有一定的難度,國外還不知有無此制動方式?國內目前只有山東風光電子公司由以前采用回饋制動方式的變頻器(仍有2臺在正常運行中)改用了這種電容反饋制動方式的新型礦用提升機系列。
一般情況下,這種數字式交流伺服系統大多工作在半閉環的控制方式,即伺服電機上的編碼器反饋既作速度環,也作位置環。這種控制方式對于傳動鏈上的間隙及誤差不能克服或補償。為了獲得更高的控制精度,應在最終的運動部分安裝高精度的檢測元件(如:光柵尺、光電編碼器等),即實現全閉環控制。比較傳統的全閉環控制方法是:伺服系統只接受速度指令,完成速度環的控制,位置環的控制由上位控制器來完成(大多數全閉環的機床數控系統就是這樣)。這樣大大增加了上位控制器的難度,也限制了伺服系統的推廣。目前,國外已出現了一種更完善、可以實現更高精度的全閉環數字式伺服系統,使得高精度自動化設備的實現更為容易。其控制原理如圖1所示。
該系統克服了上述半閉環控制系統的缺陷,伺服驅動器可以直接采樣裝在最后一級機械運動部件上的位置反饋元件(如光柵尺、磁柵尺、旋轉編碼器等),作為位置環,而電機上的編碼器反饋此時僅作為速度環。這樣伺服系統就可以消除機械傳動上存在的間隙(如齒輪間隙、絲杠間隙等),補償機械傳動件的制造誤差(如絲杠螺距誤差等),實現真正的全閉環位置控制功能,獲得較高的定位精度。而且這種全閉環控制均由伺服驅動器來完成,無需增加上位控制器的負擔,因而越來越多的行業在其自動化設備的改造和研制中,開始采用這種伺服系統。
2直線電機驅動技術
直線電機在機床進給伺服系統中的應用,近幾年來已在世界機床行業得到重視,并在西歐工業發達地區掀起"直線電機熱"。
在機床進給系統中,采用直線電動機直接驅動與原旋轉電機傳動的最大區別是取消了從電機到工作臺(拖板)之間的機械傳動環節,把機床進給傳動鏈的長度縮短為零,因而這種傳動方式又被稱為"零傳動"。正是由于這種"零傳動"方式,帶來了原旋轉電機驅動方式無法達到的性能指標和優點。
1.高速響應由于系統中直接取消了一些響應時間常數較大的機械傳動件(如絲杠等),使整個閉環控制系統動態響應性能大大提高,反應異常靈敏快捷。
2.精度直線驅動系統取消了由于絲杠等機械機構產生的傳動間隙和誤差,減少了插補運動時因傳動系統滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋控制,即可大大提高機床的定位精度。
3.動剛度高由于"直接驅動",避免了啟動、變速和換向時因中間傳動環節的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運動滯后現象,同時也提高了其傳動剛度。
4.速度快、加減速過程短由于直線電動機最早主要用于磁懸浮列車(時速可達500Km/h),所以用在機床進給驅動中,要滿足其超高速切削的最大進個速度(要求達60~100M/min或更高)當然是沒有問題的。也由于上述"零傳動"的高速響應性,使其加減速過程大大縮短。以實現起動時瞬間達到高速,高速運行時又能瞬間準停。可獲得較高的加速度,一般可達2~10g(g=9.8m/s2),而滾珠絲杠傳動的最大加速度一般只有0.1~0.5g。
5.行程長度不受限制在導軌上通過串聯直線電機,就可以無限延長其行程長度。
6.運動動安靜、噪音低由于取消了傳動絲杠等部件的機械摩擦,且導軌又可采用滾動導軌或磁墊懸浮導軌(無機械接觸),其運動時噪音將大大降低。
7.效率高由于無中間傳動環節,消除了機械摩擦時的能量損耗,傳動效率大大提高。
直線傳動電機的發展也越來越快,在運動控制行業中倍受重視。在國外工業運動控制相對發達的國家已開始推廣使用相應的產品,其中美國科爾摩根公司(Kollmorgen)的PLATINNMDDL系列直線電機和SERVOSTARCD系列數字伺服放大器構成一種典型的直線永磁伺服系統,它能提供很高的動態響應速度和加速度、極高的剛度、較高的定位精度和平滑的無差運動;德國西門子公司、日本三井精機公司、臺灣上銀科技公司等也開始在其產品中應用直線電機。
3可編程計算機控制器技術
自20世紀60年代末美國第一臺可編程序控制器(ProgrammingLogicalController,PLC)問世以來,PLC控制技術已走過了30年的發展歷程,尤其是隨著近代計算機技術和微電子技術的發展,它已在軟硬件技術方面遠遠走出了當初的"順序控制"的雛形階段。可編程計算機控制器(PCC)就是代表這一發展趨勢的新一代可編程控制器。
與傳統的PLC相比較,PCC最大的特點在于它類似于大型計算機的分時多任務操作系統和多樣化的應用軟件的設計。傳統的PLC大多采用單任務的時鐘掃描或監控程序來處理程序本身的邏輯運算指令和外部的I/O通道的狀態采集與刷新。這樣處理方式直接導致了PLC的"控制速度"依賴于應用程序的大小,這一結果無疑是同I/O通道中高實時性的控制要求相違背的。PCC的系統軟件完美地解決了這一問題,它采用分時多任務機制構筑其應用軟件的運行平臺,這樣應用程序的運行周期則與程序長短無關,而是由操作系統的循環周期決定。由此,它將應用程序的掃描周期同外部的控制周期區別開來,滿足了實時控制的要求。當然,這種控制周期可以在CPU運算能力允許的前提下,按照用戶的實際要求,任意修改。
基于這樣的操作系統,PCC的應用程序由多任務模塊構成,給工程項目應用軟件的開發帶來很大的便利。因為這樣可以方便地按照控制項目中各部分不同的功能要求,如運動控制、數據采集、報警、PID調節運算、通信控制等,分別編制出控制程序模塊(任務),這些模塊既獨立運行,數據間又保持一定的相互關聯,這些模塊經過分步驟的獨立編制和調試之后,可一同下載至PCC的CPU中,在多任務操作系統的調度管理下并行運行,共同實現項目的控制要求。
PCC在工業控制中強大的功能優勢,體現了可編程控制器與工業控制計算機及DCS(分布式工業控制系統)技術互相融合的發展潮流,雖然這還是一項較為年輕的技術,但在其越來越多的應用領域中,它正日益顯示出不可低估的發展潛力。
4運動控制卡
運動控制卡是一種基于工業PC機、用于各種運動控制場合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制單元。它的出現主要是因為:(1)為了滿足新型數控系統的標準化、柔性、開放性等要求;(2)在各種工業設備(如包裝機械、印刷機械等)、國防裝備(如跟蹤定位系統等)、智能醫療裝置等設備的自動化控制系統研制和改造中,急需一個運動控制模塊的硬件平臺;(3)PC機在各種工業現場的廣泛應用,也促使配備相應的控制卡以充分發揮PC機的強大功能。
運動控制卡通常采用專業運動控制芯片或高速DSP作為運動控制核心,大多用于控制步進電機或伺服電機。一般地,運動控制卡與PC機構成主從式控制結構:PC機負責人機交互界面的管理和控制系統的實時監控等方面的工作(例如鍵盤和鼠標的管理、系統狀態的顯示、運動軌跡規劃、控制指令的發送、外部信號的監控等等);控制卡完成運動控制的所有細節(包括脈沖和方向信號的輸出、自動升降速的處理、原點和限位等信號的檢測等等)。運動控制卡都配有開放的函數庫供用戶在DOS或Windows系統平臺下自行開發、構造所需的控制系統。因而這種結構開放的運動控制卡能夠廣泛地應用于制造業中設備自動化的各個領域。
這種運動控制模式在國外自動化設備的控制系統中比較流行,運動控制卡也形成了一個獨立的專門行業,具有代表性的產品有美國的PMAC、PARKER等運動控制卡。在國內相應的產品也已出現,如成都步進機電有限公司的DMC300系列卡已成功地應用于數控打孔機、汽車部件性能試驗臺等多種自動化設備上。
5結束語
1引言
信息時代的高新技術流向傳統產業,引起后者的深刻變革。作為傳統產業之一的機械工業,在這場新技術革命沖擊下,產品結構和生產系統結構都發生了質的躍變,微電子技術、微計算機技術的高速發展使信息、智能與機械裝置和動力設備相結合,促使機械工業開始了一場大規模的機電一體化技術革命。
隨著計算機技術、電子電力技術和傳感器技術的發展,各先進國家的機電一體化產品層出不窮。機床、汽車、儀表、家用電器、輕工機械、紡織機械、包裝機械、印刷機械、冶金機械、化工機械以及工業機器人、智能機器人等許多門類產品每年都有新的進展。機電一體化技術已越來越受到各方面的關注,它在改善人民生活、提高工作效率、節約能源、降低材料消耗、增強企業競爭力等方面起著極大的作用。
在機電一體化技術迅速發展的同時,運動控制技術作為其關鍵組成部分,也得到前所未有的大發展,國內外各個廠家相繼推出運動控制的新技術、新產品。本文主要介紹了全閉環交流伺服驅動技術(FullClosedACServo)、直線電機驅動技術(LinearMotorDriving)、可編程序計算機控制器(ProgrammableComputerController,PCC)和運動控制卡(MotionControllingBoard)等幾項具有代表性的新技術。
2全閉環交流伺服驅動技術
在一些定位精度或動態響應要求比較高的機電一體化產品中,交流伺服系統的應用越來越廣泛,其中數字式交流伺服系統更符合數字化控制模式的潮流,而且調試、使用十分簡單,因而被受青睞。這種伺服系統的驅動器采用了先進的數字信號處理器(DigitalSignalProcessor,DSP),可以對電機軸后端部的光電編碼器進行位置采樣,在驅動器和電機之間構成位置和速度的閉環控制系統,并充分發揮DSP的高速運算能力,自動完成整個伺服系統的增益調節,甚至可以跟蹤負載變化,實時調節系統增益;有的驅動器還具有快速傅立葉變換(FFT)的功能,測算出設備的機械共振點,并通過陷波濾波方式消除機械共振。
一般情況下,這種數字式交流伺服系統大多工作在半閉環的控制方式,即伺服電機上的編碼器反饋既作速度環,也作位置環。這種控制方式對于傳動鏈上的間隙及誤差不能克服或補償。為了獲得更高的控制精度,應在最終的運動部分安裝高精度的檢測元件(如:光柵尺、光電編碼器等),即實現全閉環控制。比較傳統的全閉環控制方法是:伺服系統只接受速度指令,完成速度環的控制,位置環的控制由上位控制器來完成(大多數全閉環的機床數控系統就是這樣)。這樣大大增加了上位控制器的難度,也限制了伺服系統的推廣。目前,國外已出現了一種更完善、可以實現更高精度的全閉環數字式伺服系統,使得高精度自動化設備的實現更為容易。其控制原理如圖1所示。
該系統克服了上述半閉環控制系統的缺陷,伺服驅動器可以直接采樣裝在最后一級機械運動部件上的位置反饋元件(如光柵尺、磁柵尺、旋轉編碼器等),作為位置環,而電機上的編碼器反饋此時僅作為速度環。這樣伺服系統就可以消除機械傳動上存在的間隙(如齒輪間隙、絲杠間隙等),補償機械傳動件的制造誤差(如絲杠螺距誤差等),實現真正的全閉環位置控制功能,獲得較高的定位精度。而且這種全閉環控制均由伺服驅動器來完成,無需增加上位控制器的負擔,因而越來越多的行業在其自動化設備的改造和研制中,開始采用這種伺服系統。
3直線電機驅動技術
直線電機在機床進給伺服系統中的應用,近幾年來已在世界機床行業得到重視,并在西歐工業發達地區掀起"直線電機熱"。
在機床進給系統中,采用直線電動機直接驅動與原旋轉電機傳動的最大區別是取消了從電機到工作臺(拖板)之間的機械傳動環節,把機床進給傳動鏈的長度縮短為零,因而這種傳動方式又被稱為"零傳動"。正是由于這種"零傳動"方式,帶來了原旋轉電機驅動方式無法達到的性能指標和優點。
1.高速響應由于系統中直接取消了一些響應時間常數較大的機械傳動件(如絲杠等),使整個閉環控制系統動態響應性能大大提高,反應異常靈敏快捷。
2.精度直線驅動系統取消了由于絲杠等機械機構產生的傳動間隙和誤差,減少了插補運動時因傳動系統滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋控制,即可大大提高機床的定位精度。
3.動剛度高由于"直接驅動",避免了啟動、變速和換向時因中間傳動環節的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運動滯后現象,同時也提高了其傳動剛度。
4.速度快、加減速過程短由于直線電動機最早主要用于磁懸浮列車(時速可達500Km/h),所以用在機床進給驅動中,要滿足其超高速切削的最大進個速度(要求達60~100M/min或更高)當然是沒有問題的。也由于上述"零傳動"的高速響應性,使其加減速過程大大縮短。以實現起動時瞬間達到高速,高速運行時又能瞬間準停。可獲得較高的加速度,一般可達2~10g(g=9.8m/s2),而滾珠絲杠傳動的最大加速度一般只有0.1~0.5g。
5.行程長度不受限制在導軌上通過串聯直線電機,就可以無限延長其行程長度。
6.運動動安靜、噪音低由于取消了傳動絲杠等部件的機械摩擦,且導軌又可采用滾動導軌或磁墊懸浮導軌(無機械接觸),其運動時噪音將大大降低。
7.效率高由于無中間傳動環節,消除了機械摩擦時的能量損耗,傳動效率大大提高。
直線傳動電機的發展也越來越快,在運動控制行業中倍受重視。在國外工業運動控制相對發達的國家已開始推廣使用相應的產品,其中美國科爾摩根公司(Kollmorgen)的PLATINNMDDL系列直線電機和SERVOSTARCD系列數字伺服放大器構成一種典型的直線永磁伺服系統,它能提供很高的動態響應速度和加速度、極高的剛度、較高的定位精度和平滑的無差運動;德國西門子公司、日本三井精機公司、臺灣上銀科技公司等也開始在其產品中應用直線電機。
4可編程計算機控制器技術
自20世紀60年代末美國第一臺可編程序控制器(ProgrammingLogicalController,PLC)問世以來,PLC控制技術已走過了30年的發展歷程,尤其是隨著近代計算機技術和微電子技術的發展,它已在軟硬件技術方面遠遠走出了當初的"順序控制"的雛形階段。可編程計算機控制器(PCC)就是代表這一發展趨勢的新一代可編程控制器。
與傳統的PLC相比較,PCC最大的特點在于它類似于大型計算機的分時多任務操作系統和多樣化的應用軟件的設計。傳統的PLC大多采用單任務的時鐘掃描或監控程序來處理程序本身的邏輯運算指令和外部的I/O通道的狀態采集與刷新。這樣處理方式直接導致了PLC的"控制速度"依賴于應用程序的大小,這一結果無疑是同I/O通道中高實時性的控制要求相違背的。PCC的系統軟件完美地解決了這一問題,它采用分時多任務機制構筑其應用軟件的運行平臺,這樣應用程序的運行周期則與程序長短無關,而是由操作系統的循環周期決定。由此,它將應用程序的掃描周期同外部的控制周期區別開來,滿足了實時控制的要求。當然,這種控制周期可以在CPU運算能力允許的前提下,按照用戶的實際要求,任意修改。
基于這樣的操作系統,PCC的應用程序由多任務模塊構成,給工程項目應用軟件的開發帶來很大的便利。因為這樣可以方便地按照控制項目中各部分不同的功能要求,如運動控制、數據采集、報警、PID調節運算、通信控制等,分別編制出控制程序模塊(任務),這些模塊既獨立運行,數據間又保持一定的相互關聯,這些模塊經過分步驟的獨立編制和調試之后,可一同下載至PCC的CPU中,在多任務操作系統的調度管理下并行運行,共同實現項目的控制要求。
PCC在工業控制中強大的功能優勢,體現了可編程控制器與工業控制計算機及DCS(分布式工業控制系統)技術互相融合的發展潮流,雖然這還是一項較為年輕的技術,但在其越來越多的應用領域中,它正日益顯示出不可低估的發展潛力。
5運動控制卡
運動控制卡是一種基于工業PC機、用于各種運動控制場合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制單元。它的出現主要是因為:(1)為了滿足新型數控系統的標準化、柔性、開放性等要求;(2)在各種工業設備(如包裝機械、印刷機械等)、國防裝備(如跟蹤定位系統等)、智能醫療裝置等設備的自動化控制系統研制和改造中,急需一個運動控制模塊的硬件平臺;(3)PC機在各種工業現場的廣泛應用,也促使配備相應的控制卡以充分發揮PC機的強大功能。
運動控制卡通常采用專業運動控制芯片或高速DSP作為運動控制核心,大多用于控制步進電機或伺服電機。一般地,運動控制卡與PC機構成主從式控制結構:PC機負責人機交互界面的管理和控制系統的實時監控等方面的工作(例如鍵盤和鼠標的管理、系統狀態的顯示、運動軌跡規劃、控制指令的發送、外部信號的監控等等);控制卡完成運動控制的所有細節(包括脈沖和方向信號的輸出、自動升降速的處理、原點和限位等信號的檢測等等)。運動控制卡都配有開放的函數庫供用戶在DOS或Windows系統平臺下自行開發、構造所需的控制系統。因而這種結構開放的運動控制卡能夠廣泛地應用于制造業中設備自動化的各個領域。
冬季,果樹進入休眠期,各種病蟲害也進入越冬階段。處于越冬休眠狀態的病蟲害,雖然耐受不良環境的能力較強,但其數量有限、不活動、越冬場所比較集中。因此,冬季是防治病蟲害的有利時機,可采用與栽培管理、果樹修剪相結合的綜合防治措施,方法簡單,一法多治,一舉多得,可起到事半功倍的效果。另外,冬季是農閑時節,勞動力不緊張,落葉果樹噴藥容易均勻周到,既省藥效果又好[1,2]。因此,利用冬季有利時機,做好病蟲害防治,對確保果樹高產、穩產有重要意義。現將冬季果樹防治措施總結如下。
1剪除病蟲枝
許多害蟲以蟲卵、卵塊的形態在芽、嫩枝、葉子上越冬,病菌在病枝上越冬。如蘋果白粉病是以菌絲在芽鱗痕、瘦弱病枝、當年生新梢上越冬,炭疽病以菌絲干枯枝、破傷枝、病果臺和病僵果中過冬,另外在這些地方越冬的還有梨莖峰、蘋果紅蜘蛛卵、黃刺蛾蚜蟲卵、蘋果腐爛病菌等。對以上越冬的病蟲害,應結合冬季修剪,剪除干枯枝、病蟲枝,摘除病僵果,除凈越冬卵繭并集中燒毀深埋,以減少多種病害的枯枝侵染源和蟲口數量。對修剪所造成的傷口必須涂波爾多液、843康復劑和腐必清液加以保護。
2清潔果園
很多危害果樹的害蟲和病菌都在落葉以及雜草中越冬,所以應清除果園內的雜草、枯枝、落葉、落果、死樹。如蘋果褐斑病、灰斑病和梨的黑星病等病菌的越冬場所都在殘枝落葉和雜草中,葡萄白腐病、桃褐腐病的病菌大部分在殘果上越冬,梨木虱、梨網蝽、金紋細蛾等害蟲多在雜草落葉中越冬;蘋小卷葉蛾、山楂紅蜘蛛等害蟲多在樹洞里、剪鋸口處越冬,通過清掃可起到消滅越冬病原物的作用[3]。清除的時間最好在初冬季節,把清出的東西全部集中起來燒毀或堆積起來漚制肥料。
3果樹刮皮
果樹刮皮是冬季防治果樹害蟲的關鍵措施。有句農諺:“要想吃好梨,年年刮樹皮。”因為許多危害果樹枝干的病菌都潛伏在老皮、翹皮及裂縫中越冬。在果樹的粗皮裂縫中還有許多潛伏越冬的害蟲,如毛蟲、梨蝽象、蘋果小卷葉蛾、梨小食心蟲、山楂葉螨等,通過認真細致的刮皮,不僅可以消滅這些病蟲害,還可更新樹皮,促進樹體生長。果樹刮皮要掌握4點:一是刮皮時間應該在冬季土壤結凍后到立春驚蟄前進行;二是刮皮要徹底,不要只刮樹的主干,應將果樹所有枝干的粗皮、翹皮刮除;三是刮皮深度要適宜,要掌握“小樹、弱樹宜輕;大樹、旺樹宜重”的原則;四是刮皮時要在樹下鋪上塑料布,以便于集中收拾銷毀。
4樹干涂白
樹干涂白可減輕日灼和凍害,提高果樹的抗病能力,破壞病蟲的越冬場所,延緩果樹的萌芽和開花,使果樹免受春季晚霜的危害,又可兼治樹干病蟲害,起到防凍殺蟲的雙重作用。涂白劑配制比例為:石灰10~12份、黏土2份、石硫合劑原液2份、食鹽1~2份、水36~40份,可加少量殺蟲劑,攪拌均勻后涂抹樹干。涂白的位置以樹干基部為主,高約1m,涂抹時要由上而下,涂在樹干和枝干上,對樹干南部及樹杈向陽處重點涂,在果樹落葉后至封凍前涂最為適宜[4]。
5果園深翻
利用冬閑園地耕翻既是改良土壤、促進果樹增產的重要措施,也是消滅越冬害蟲的有效辦法。在土壤內越冬的果樹害蟲很多,如桃小食心蟲、棗步蛐等,可將土壤深層的害蟲及病菌翻至地面而被凍死、或被天敵吃掉,使深埋地下的病蟲不能羽化出土而被悶死。耕翻的時間最好在土壤臨近封凍時進行,耕翻深度以25~30cm為宜。
6誘殺滅蟲
利用害蟲對越冬場所有獨特的選擇性,秋后在果樹的主干上綁草或破麻袋片,也可把草搓成繩懸掛在樹上,誘集害蟲化蛹越冬,然后在翌年春天果樹萌芽前把束草解下集中銷毀。據調查,這種方法,對梨小食心蟲、棗粘蟲、旋紋潛葉蛾、蘋果小卷葉蛾、蘋小食心蟲、山楂紅蜘蛛等害蟲都有很好的誘集作用。
7藥劑防治
有的病蟲在樹的其他部位越冬,因此在清理、刮皮、剪除后,噴含油量為4%~5%的柴油乳劑和3~5°Bé石硫合劑1~2遍,既能殺菌又能滅蟲,對蚧殼蟲、紅蜘蛛、蘋果腐爛病以及梨樹黑星病、葡萄黑痘病、白粉病等都具有顯著的防治效果。對于蛀干害蟲天牛等,可采用人工鉤殺或用觸殺劑農藥稀釋成有效濃度往蛀孔內灌注。
8生物防治
利用天敵消滅害蟲,對人、畜、植物安全,不污染環境,不會引起害蟲的再次猖獗和形成抗性,保護和利用害蟲天敵,應注意改善天敵生存的環境條件,在果園中給害蟲天敵增添食料或設置隱蔽越冬場所,使天敵種群能夠順利生存、繁衍。把果園周圍的天敵招引進來,比如啄木鳥可在果樹枝干上覓食吉丁蟲、透翅蛾等蛀干害蟲。
9加強果園肥水管理,增施有機肥
冬季肥源較足,多施有機肥料,可以改良土壤,促進根系發育,提高抗病防蟲能力,如葡萄植株的營養主要靠冬天施有機肥料即基肥,結果植株如不施肥,將消弱抗病力,炭疽病、褐斑病發生較多。施有機肥料可增強植株抗旱能力,適當施鉀肥,既可提高樹體的抗病性能,也可改善果品的質量。
冬季是果樹的休眠期,同時也是病蟲害的越冬期,是病蟲害一年中最弱的時期,便于徹底消滅,選擇冬季預防和消滅蟲害,將收到事半功倍的效果。
10參考文獻
[1]姬宜改.果樹休眠期病蟲害的綜合防治[J].河北果樹,2005(1):52.
二、人工智能技術應用
基于電氣自動化的復雜性,其操作過程應精細且注重細節。一旦操作失誤,將導致系統故障甚至造成安全事故。因此,人工智能技術應用的核心技術在于程序化問題,將復雜化的程序通過智能手段轉化為簡便化。通過系統日常資料的分析,對設備故障采取積極的應對措施。在具體應用過程中,人工智能技術主要表現為以下幾個方面。
(一)智能化設計分析
人工智能技術關系到電力工程以及電路的設計。在傳統的設計模式下,工作人員的工作量大,需要大量的試驗驗證,并且對不合理部分進行改進。因此常出現考慮不周全的問題,處理問題的效率較低,對于難度較大的問題,傳統的處理方案無法解決。這使得智能化設計成為必然。現階段,電力企業逐步實現了智能化設計,全面考察了問題的難度,提高了處理問題的能力和效率。但同時,智能設計對于操作人員提出了更高的要求,要求其掌握專業知識和智能系統操作技巧,并且操作人員還應具有與時俱進的精神,對智能系統進行適當的改良設計。利用人工智能設計,可有效提高數據分析的準確性,將復雜問題簡單化。
(二)PLC技術應用
隨著電力企業規模的擴大,電力生產對于技術具有更高的要求,基于此的PLC技術成為企業生產和建設的重要目標。PLC技術是一種常見的人工智能技術,目前主要應用于工業、電力企業,具有良好的效果。其是在繼電控制裝置基礎上發展起來的智能技術,該系統的主要作用在于優化了系統工藝流程,從而根據企業需求對運營現狀進行調整,確保其運營的協調性。PLC技術以自動控制系統為主,手動控制技術為輔。對于提高電力系統生產實踐具有重要作用。在電力生產中,PLC人工智能化技術的使用還實現了自動化目標切換,繼電器逐漸代替了實物元件,不但提高而來管控效率,還確保了系統的運行安全。
(三)智能診斷和CAD技術應用
智能診斷系統的出現是電氣運行復雜化的結果。該診斷系統要求操作人員具有較多的實踐經驗,改善了傳統模式的手工設計方案,充分體現了信息時代的優勢。科技的發展也使得CAD技術逐漸實現了智能化,縮短了產品設計實踐。智能化技術優化了CAD技術,對產品設計質量的提高具有積極作用。目前,在電力系統中,遺傳算法是人工智能技術的重要表現之一,通過科學的計算方法,提高了數據統計和計算的精確度。基于遺傳算法的重要作用,應得到企業的重視。在電力系統運行過程中,如何區分故障和征兆是一個難題,智能化技術通過專家系統和神經網絡系統可快速有效的分析出系統故障和安全隱患,并提供一定的解決辦法,確保了電力系統的運行問題。
(四)神經網絡技術應用
神經網絡系統是智能技術的重要體現之一,其作用在于分析和處理系統故障。可對系統故障進行準確定位,并且減少了定位時間。同時,還可完成對非初始速度及負載轉矩的有效管控。神經系統設計具有多樣性,具有反向學習功能。利用神經網絡系統的兩個子系統,可實現對機電參數轉子速度和電子流的評判和管控。目前,智能神經網絡系統主要應用于分析模式和信號處理上。由于其包含非線性函數估算裝置,因此對于電氣自動化控制具有積極作用。其主要優勢在于無需對控制對象建立數學模型,因此工作效率高,噪音小。
第一代的移動通信技術最早是在二十世紀八十年代左右出現的,它經歷了大概十幾年的發展時間,在上世紀九十年展結束。它的技術特點主要有以下幾個方面,它的智能化技術很差,業務量較小、沒有很好的通信技術、安全性不高、運行起來很慢而且沒有設定加密的功能。在這一代移動通信系統中,主要采用的是模擬傳輸技術,所以傳輸的效果很差,而且在傳輸中會被其他因素影響,抗干擾力很差。那個時期,人們的生活水平并不高,生活也不豐富。所以,只有一少部分人能夠使用這種移動通信設備,并沒有得到廣泛的使用。因此,人們并沒有十分關注這種通信技術的發展。
第二代移動通信技術的特征
第二代的移動通信系統即2G技術,最開始是從二十世紀九十年代初期出現的,這種技術的出現主要是為了彌補第一代移動通信系統中存在的缺陷,并且擴展相應的功能。第二代移動通信系統的主要內容是網絡應用邏輯更強,采用立即計費的方式,支持最佳路由,00/1800雙頻段,話語編解碼等是完全兼容的而且速率更強,頻率結構使用的是更高的加密技術,并且在這一代的通信技術中還應用了智能天線技術和雙頻段技術等。這樣就滿足了人們日益增長的需求,使業務數量持續的增長。移動通信技術所存在的GSM系統容量不足的缺陷,使GSM功能不斷地得到改善和增強,具備了初步支持多媒體業務的能力。雖然第二代移動通信技術,在發展的過程中不斷地得到較好的完善,但是2G的移動通信系統,隨著用戶和網絡規模的不斷擴大,頻率資源也己經適應不了,移動通信業務發展的需求,呈現供不應求的趨式,頻率資源也占有率也接近于枯竭,移動通信的語音質量,也不能達到用戶所要求的高質量的標準,對于數據通信速率太低,這個2G無法在真正意義上滿足移動多媒體業務的需求。
第三代移動通信技術
第三代移動通信系統技術,主要是在話音和數據通信速率等方面得到有效的改進,通信碼率能夠達到384kb/s,第三代移動通信系統,也就是通常所說的3G,是現階段正在全力開發的移動通信的系統,這一代移動通信的系統,已經具備了最基本智能特征,應用了智能信號處理技術,智能信號處理單元,多媒體數據通信和話音支持的技術,能夠提供跟前兩代產品相比,所不能提供的多種寬帶信息業務,第三代移動通信技術具備慢速圖像、高速數據、電視圖像等功能。傳輸速率也比前兩代,移動通信技術有高質量的提高,傳輸速率在用戶靜止時,移動通信速率最大為2Mbps,在用戶高速移動時,移動通信速率最大支持144Kbps,所占頻帶寬度為5MHz左右。但是,就目前的第三代3G移動通信系統,通信標準總共有三大類CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA,共同組成3G移動通信IMT2000的體系,它們彼此之間存在相互兼容的問題,這就意味著從根本上來說,當前已有的移動通信系統,并不是真正的個人通信和全球通信系統。再進一步地說,目前的3G移動通信系統的頻譜利用率還相當地低,并沒有充分地利用頻譜資源,達到普及和推廣3G移動通信的業務,留下了很大的發展智能移動通信技術的空間。根據移動通信市場發展的需要,和3G移動通信所存在的一些欠缺,目前國際上有不少國家,已經開始研究第四代移動通信系統。也就是我們將要面對的4G移動通信智能系統,這一代移動通信技術,將從根本上彌補前三代移動通信所存在的不足,成為移動通信系統又一個閃光的亮點,在不斷地研究和發展中,讓更多的用戶認識和接受。
目前譙城區設施蔬菜栽培面積不斷擴大,特別是日光溫室黃瓜的栽培面積發展更為迅速。采取多種措施進一步提高譙城區溫室黃瓜栽培的產量和效益,已是譙城區設施蔬菜生產中的重要問題,現將冬季溫室黃瓜的高產栽培技術總結如下。
1精選品種
根據譙城區的氣候條件選擇抗病、耐低溫的品種;根據當地的消費習慣或生產的黃瓜銷往城市居民的消費習慣選擇黃瓜是否密刺、顏色深淺、把柄的長短等特征,選擇適銷對路的品種;根據茬口選擇品種的屬性,一般越冬茬栽培應選擇耐寒性強、早熟、早中后期產量均高的品種,冬春茬栽培應選擇苗期耐寒性強、早熟前期產量高的品種,秋冬茬栽培應選擇苗期耐熱、結瓜期耐低溫的中晚熟品種等。譙城區目前種植比較多的是冬美-2、冬棚巨峰、冬冠等品種。
2施肥整地
施足肥料是高產的基礎,正常情況下施尿素1500kg/hm2、硫酸鉀4500kg/hm2、標準磷肥2500kg/hm2、鈣肥2700kg/hm2、鎂肥500kg/hm2、有機肥150t/hm2,以上肥料除磷、鎂、鈣肥全部作為底肥一次性施入外,氮、鉀肥留1/2在黃瓜結瓜期進行追施。整地一定要精細,一般黏土或兩合土整地做壟時,壟高15cm左右即可;如果是沙土地,做壟時一定要做高壟,一般壟高25cm以上,以利于排水降低土壤濕度,促進黃瓜根系的生長[1,2]。有條件的利用秸稈生物反應堆栽培更好,在黃瓜定植行上按行距開溝,溝深25cm,寬60cm,在溝內填入25cm厚的作物秸稈,可以是新鮮的玉米秸稈、麥秸等,然后踏實,這樣不僅節省肥料、改良土壤,而且增產效果明顯。
3田間管理
在正常苗期管理的基礎上,在營養土中適量加入氮、磷、鉀速效肥,能促進壯苗,增加雌花的形成。根據多年的實踐,在充分腐熟的有機肥4份、肥沃的非菜園土6份配成的營養土中,添加尿素300g/m3、磷酸二銨1.5kg/m3、草木灰5kg/m3,能促進壯苗,促進雌花的形成。在黃瓜苗期,溫室內增施CO2氣肥,使白天棚內CO2的含量達到800~1500mg/kg的濃度,可增加黃瓜前期和中期的雌花數,增加產量。黃瓜苗期在防治病蟲害時使用煙霧劑,能有效地增加CO2的濃度,也具有促進雌花增多、減少雄花的作用。利用揭蓋草簾的早晚來控制日照時間的長短,創造短日照,一般日照時間每天8~10h,有利于雌花的形成。一般上午溫度23~26℃,午后22~30℃,前半夜16~18℃,早晨8~10℃,晝夜溫差為8~15℃,有利于雌花的形成[3,4]。
4水分管理
土壤濕度70%~80%時,有利于花芽的分化和雌花的形成,比土壤濕度90%以上時雌花多1倍以上,比土壤濕度40%以下的條件下雌花多2~3倍。因此,在育苗時土壤濕度要控制在80%左右,定植后土壤濕度要控制在70%~80%,以促進花芽的分化和雌花的形成。一般根據黃瓜的生長情況,當卷須呈弧狀下垂,葉柄和莖之間的夾角超過45°,中午葉片有下垂現象,此時應該澆水,宜安排在連續晴天的初期。澆水要考慮水溫,一般地溫與水溫的差要小于4~5℃,大于此溫差對根系生長不利。因此,應選擇上午10時左右進行澆水。采取膜下澆水,在寬行里覆秸稈,以減少水分蒸發面積,降低棚內空氣濕度,減少病害的發生。早上揭簾后,棚內溫度在10℃以上時,進行短時通風,然后關閉通風口,溫度升到20℃時,繼續通風降濕,到棚內沒有霧氣時,關閉通風口進行升溫,進行溫度正常管理。
5植株管理
在植株緩苗進入正常生長期后,要及時整枝打杈、摘除瓜須,正常情況下,葉片的功能期為70d左右,之后開始老化、黃化,不但失去光合功能,還要消耗許多能量。因此,對于功能期超過70d的葉片,要及時摘掉,以減少不必要的營養消耗,并有利于通風透光,減少病害的發生。在黃瓜4葉前噴施50~80mg/kg的乙烯利,能有效控制徒長,促進花芽的分化,增加雌花的比例。
6病害防治
溫室黃瓜的主要病害為霜霉病、細菌性病害、灰霉病,這幾種病有時單發、有時混發[5],防治時應注意區分,防治霜霉病可選擇霜霉威、甲霜靈、冠菌清等防治;灰霉病可選灰霉凈等防治;細菌性病害可選冠菌清、DT、細菌靈、農用鏈霉素等防治,在陰雨、霧、雪天氣或晴天澆水后,采取煙熏或噴粉防治效果更佳。
7參考文獻
[1]馬長云.冬季日光溫室黃瓜超高產栽培技術[J].河南農業,2008(1):35.
[2]薛世庫,張勝菊.冬季日光溫室黃瓜高產栽培技術[J].農技服務,2008(3):17,26.
2機械自動化的技術核心分析
2.1機械自動化技術核心的應用作為機械工業中應用技術的一種,機械自動化技術可以實現機械加工的連續自動生產,并且保證所進行的生產流程是最優化的。這就大幅度地提升了加工的效率,降低了加工所需的時間,滿足了市場的需求。機械自動化技術以及制造模式的廣泛應用使得整個機械工業得到了飛速的發展,極大地促進了機械工業水平的提升,將機械工業帶進入一個新的發展時期。首先應該看到的是,隨著機械自動化技術的廣泛應用,生產過程中的安全性大大提升。在整個生產過程中,對于人員的需求已經降到了最低,大部分的生產過程都是由機械設備來進行,這也就最大程度地提升了生產的效率。傳統的生產模式遠遠不能滿足現代市場對于機械設備的需求,采用這種制造模式就可以大大提升生產效率,同時還能降低生產中出現的誤差,有效地提升生產的質量。此外,通過應用機械自動化技術,可以有效降低對資源的浪費,盡可能地降低生產的成本。這是因為應用機械自動化技術后,生產過程中采用的是自動控制系統,可以通過前期的程序設計來實現資源利用的最大化,大大降低了傳統模式下的資源浪費。因此,廣泛地應用機械自動化技術,可以有效地促進機械工業的發展。
2.2機械自動化技術的技術核心對于機械自動化技術來說,數控技術是其核心技術。機械工業所生產的機械產品,大多具有高精度的特性,這就要求必須采用先進的數控技術。數控技術在機械自動化技術中發揮著十分重要的作用,利用數控技術可以實現加工過程中的自我修復以及自動更正,就可以保證滿足機械生產的高端要求。此外,應用數控技術可以實現在生產的過程中對產品生產進行技術調節,從而實現對各項參數的滿足。最重要的是利用數控技術,可以對加工過程中出現的故障及時進行修復,從而保證生產的及時性。除了數控技術之外,網絡技術在機械自動化技術中也發揮著重要的作用。網絡技術的應用可以為機械自動化技術注入新的活力,從而促進機械自動化技術的發展。
2.3機械自動化技術的發展趨勢首先來說,機械自動化技術必將朝著高速度、高精度以及高效率的方向發展,這樣才能滿足機械工業的高端要求。其次整個自動化技術系統的發展方向應該是柔性化,這樣就可以通過集成技術來對生產進行模塊化管理,有效促進自動化技術作用的發揮。最后,機械自動化技術必將朝著智能化的方向發展,這是因為其自身的智能化程度依舊有著一些缺失,這就要求自動化技術采用更高端的技術,增強自身的智能化水平。
3機械自動化的制造模式分析
在生產過程中采用先進的機械自動化技術以后,機械工業的制造模式也會發生相應變化。傳統的機械制造模式必將被新型的制造模式所取代。首先表現在人員的改變上。在自動化技術的機械制造模式下,人員在生產過程中發揮的作用大大降低,人員的使用量也大幅度降低,用最少的人力進行加工生產,實現了生產模式的現代化。其次,改變流水線的生產方式。在自動化的流水線生產中,實現對生產過程的全程控制,促進生產效率的提升。最后,在自動化技術的機械制造模式下,實現對生產的智能控制。這樣就可以減少因為人為原因所造成的損失,大大降低生產成本,使得機械生產的水平得到最大程度的提升。總體來說,原有的機械制造模式已經發生巨大的變化,已經從原有的人工操控轉變為自動控制,極大地提升了機械工業的生產水平。
1.1動力學控制變換工藝動力學控制變換工藝流程見圖2。粗合成氣全量進入1#低壓蒸汽發生器副產低壓蒸汽,同時調整水氣比至約0.55后,經氣氣換熱器升溫進入第一變換爐進行變換反應,出口氣體經換熱后,進入1#中壓蒸汽發生器副產中壓蒸汽,降溫后進入第二變換爐繼續變換反應,出第二變換爐變換氣進入2#中壓蒸汽發生器副產中壓蒸汽后,與第一變換爐出口跨線變換氣混合,調整出裝置工藝氣H2/CO,混合工藝氣依次進入2#低壓蒸汽發生器、鍋爐給水預熱器、脫鹽水預熱器回收熱量。動力學控制變換工藝通過適當減少第一變換爐中的催化劑,即控制催化劑裝填量的辦法,能達到控制床層熱點溫度從而達到控制反應深度的目的[6]。但是,由于CO濃度和水氣比都高,反應的推動力太大,催化劑的裝填量只要有少量的變化,就會明顯影響床層的熱點溫度,因此催化劑的用量必須準確,否則會因為反應深度的增加而造成床層“飛溫”的不良結果。如果催化劑的裝填量固定不變,則在裝置開車初期,負荷小或氣量波動時,催化劑裝填量勢必富余,導致粗合成氣反應深度加大而超溫。運用一種新開發的分層進氣變換反應器技術,當生產裝置運行負荷低時,氣體只經過下層進行變換反應,可以避免因為催化劑裝填富余,CO過度反應使床層超溫;當生產裝置運行正常時,氣體可以全部從上段進入或者上段和下段同時進入,以此來滿足生產要求。該工藝主要缺點是:變換反應溫度控制的影響因素較多,催化劑的裝填量、原料氣負荷、水氣比的波動均影響反應溫度,操作控制系統設計較復雜。
1.2熱力學控制變換工藝熱力學控制變換工藝流程見圖3。粗合成氣首先分為兩路,一路進入1#低壓蒸汽發生器副產低壓蒸汽,同時調整水氣比至約0.25后,經氣氣換熱器升溫進入第一變換爐進行變換反應,出口氣體經換熱后,進入1#中壓蒸汽發生器副產中壓蒸汽,降溫后與另一路粗合成氣匯合后經脫毒槽進入第二變換爐繼續變換反應,出第二變換爐變換氣依次進入中壓蒸汽過熱器、2#中壓蒸汽發生器、2#低壓蒸汽發生器、鍋爐給水預熱器、脫鹽水預熱器回收熱量。熱力學控制變換工藝在粗合成氣主路設置非變換旁路跨越第一變換爐,再與另一路經第一變換爐的低含水量變換氣混合后進入第二變換爐反應,可穩定調控水氣比,且無需補充蒸汽調整水氣比,節約能耗效果顯著。第一、二變換爐催化劑裝填量均為足量,都按照接近反應平衡控制變換深度進行設計,結合粗合成氣旁路、主路流量比值控制及第一變換爐之前設置蒸汽發生器,運行負荷變化時不需要調整;且由于反應平衡控制的特點,在不同運行負荷下第一變換爐發生甲烷化反應的風險很小。該流程應注意的是,運行過程特別是開工導氣初期,由于操作或調整不當出現水氣比過低而容易導致甲烷化超溫發生。此時可根據床層溫度適當調整第一變換爐水氣比,控制床層熱點溫度不高于380℃,避免甲烷化的發生。在運行末期,可以通過適當減小進入第一變換爐的氣量或者適當提高第一變換爐反應器入口的水氣比,來維持較高的CO轉化率,使裝置仍能夠穩定運行。此工藝操作過程簡單,兼顧了第一、二變換爐反應器的溫度控制和水氣比要求,既很好地控制了第一變換爐反應器的熱點溫度,又使第二變換爐反應器入口氣體在降溫的同時提高了水氣比。
2分析比較
兩種工藝有相似之處,即均采用了降低原料粗合成氣中水氣比的方法。究其原因,一方面制甲醇其水氣比是過剩的,節能效果顯著;另一方面可以降低變換反應的劇烈程度,增強了裝置的穩定性和可操作性。不同的是第一變換爐變換反應控溫方式的差異,動力學控制變換工藝是減少催化劑裝填量,使變換未反應完全即送出第一變換爐,而熱力學控制變換工藝是變換反應達到平衡后送出第一變換爐。
2.1技術參數表1是兩種工藝的主要技術參數對比,從表1中可知,兩種工藝均能滿足生產要求。兩種工藝經廢熱鍋爐后,降低第一變換爐進口的水氣比,因各自控溫方式的不同而產生較大差異。且2個變換爐進口溫度、床層熱點溫度呈現出不同的高低分布。動力學控制變換工藝2個爐進口溫度均較高,床層熱點溫度前高后低。熱力學控制變換工藝2個爐進口溫度均較低,床層熱點溫度前低后高。比較而言,較低的進口溫度有利于催化劑的升溫還原操作和使用壽命的延長,也便于換熱流程的組建,而且變換工藝的控溫關鍵是第一變換爐,第一變換爐較低的床層熱點溫度可以更有效避免甲烷化的發生。由于兩種工藝變換爐熱點溫度的差異,換熱流程從熱量有效利用的角度考慮,中壓蒸汽過熱器設置位置不同,動力學控制變換工藝中,中壓蒸汽過熱器直接設置在了第一變換爐出口,而熱力學控制變換工藝則設置在了第二變換爐出口。
2.2能耗表2是兩種工藝的主要消耗對比。當生產規模一定時,不同變換工藝的能耗主要體現在蒸汽和工藝余熱上。由表2可知,兩種工藝副產的蒸汽基本相當,低溫位工藝余熱、冷凝液總量、循環冷卻水水量,熱力學控制變換工藝略多,此結果是由于熱力學控制工藝進入變換系統的總水氣比略高于動力學控制工藝。兩種工藝均采用了前置廢熱鍋爐,并且后續不補充蒸汽或水,變換深度相當,變換產生的整體熱量和冷凝液基本相同,只是熱量及冷凝液的分配有所不同,故由表2可看出兩方案能耗相當。
2.3投資兩種工藝主要設備投資費用見表3。可以看出,變換爐費用因兩種工藝催化劑裝量的不同存在較大差異;各換熱設備因兩種工藝換熱流程、參與換熱工藝氣氣量、平均傳熱溫差等因素存在明顯差異。雖然熱力學控制變換工藝多設置一臺脫毒槽,但動力學控制變換工藝主要設備投資費用比熱力學控制變換工藝多。兩種變換工藝中,第一變換爐催化劑設計使用壽命均為2a,第二變換爐催化劑設計壽命為4a,脫毒槽吸附劑設計使用壽命為4a。綜合以上幾方面的分析比較,兩種變換工藝均能滿足生產要求,能耗相當,在操作穩定性和主要設備投資方面,熱力學控制變換工藝優于動力學控制變換工藝。
帶傳動具有結構簡單、傳動平穩、價格低廉、緩沖吸振及過載打滑以保護其他零件的優點。
1.2圓錐-圓柱齒輪傳動減速器
YK系列圓錐-圓柱齒輪傳動減速器適用的工作條件:環境溫度為-40~40度;輸入軸轉速不得大于1500r/min,齒輪嚙合線速度不大于25m/s,電機啟動轉矩為減速器額定轉矩的兩倍。YK系列的特點:采用一級圓弧錐齒輪和一、二、三級圓柱齒輪組合,把錐齒輪作為高速級(四級減速器時作為第二級),以減小錐齒輪的尺寸;齒輪均采用優質合金鋼滲碳淬火、精加工而成,圓柱齒輪精度達到GB/T10095中的6級,圓錐齒輪精度達到GB/T11365中的7級;
減速器的選用原則:(1)按機械強度確定減速器的規格。減速器的額定功率P1N是按載荷平穩、每天工作小于等于10h、每小時啟動5次、允許啟動轉矩為工作轉矩的兩倍、單向運轉、單對齒輪的接觸強度安全系數為1、失效概率小于等于1%等條件算確定.當載荷性質不同,每天工作小時數不同時,應根據工作機載荷分類按各種系數進行修正.減速器雙向運轉時,需視情況將P1N乘上0.7~1.0的系數,當反向載荷大、換向頻繁、選用的可靠度KR較低時取小值,反之取大值。功率按下式計算:P2m=P2*KA*KS*KR,其中P2為工作功率;KA為使用系數;KS為啟動系數;KR為可靠系數。(2)熱功率效核.減速器的許用熱功率PG適用于環境溫度20℃,每小時100%連續運轉和功率利用律(指P2/P1N×100%)為100%的情況,不符合上述情況時,應進行修正。(3)校核軸伸部位承受的徑向載荷。
2結構設計
2.1V帶傳動
帶傳動設計時,應檢查帶輪的尺寸與其相關零部件尺寸是否協調。例如對于安裝在減速器或電動機軸上的帶輪外徑應與減速器、電動機中心高相協調,避免與機座或其它零、部件發生碰撞。
2.2減速器內部的傳動零件
減速器外部傳動件設計完成后,可進行減速器內部傳動零件的設計計算。
1)齒輪材料的選擇應與齒坯尺寸及齒坯的制造方法協調。如齒坯直徑較大需用鑄造毛坯時,應選鑄剛或鑄鐵材料。各級大、小齒輪應該可能減少材料品種。
2)蝸輪材料的選者與相對滑動速度有關。因此,設計時可按初估的滑速度選擇材料。在傳動尺寸確定后,校核起滑動速度是否在初估值的范圍內,檢查所選材料是否合適。
3)傳動件的尺寸和參數取值要正確、合理。齒輪和蝸輪的模數必須符合標準。圓柱齒輪和蝸桿傳動的中心距應盡量圓整。對斜齒輪圓柱齒輪傳動還可通過改變螺旋角的大小來進行調整。
根據設計計算結果,將傳動零件的有關數據和尺寸整理列表,并畫出其結構簡圖,以備在裝配圖設計和軸、軸承、鍵聯結等校核計算時應用。
聯軸器的選擇
減速器的類型應該根據工作要求選定。聯接電動機軸與減速器,由于軸的轉速高,一般應選用具有緩沖、吸振作用的彈性聯軸器,例如彈性套柱銷聯軸器、彈性柱銷聯軸器。減速器低速軸(輸出軸)與工作機軸聯接用的連周期,由于軸的轉速較低,傳遞的轉距較大,又因為減速器軸與工作機軸之間往往有較大的軸線偏移,因此常選用剛性可以移動聯軸器,例如滾子鏈聯軸器、齒式聯軸器。
聯軸器型號按計算轉距進行選擇。所選定的聯軸器,起軸孔直徑的范圍應與被聯接兩軸的直徑相適應。應注意減速器高速軸外伸段軸徑與電動機的軸徑不得相差很大,否則難以選擇合適的聯軸器。
目錄
一緒論………………………………………………………………………1
二結構設計
三設計計算過程及說明……………………………………………………….3
1選擇電動機..............................................................................................….3
2傳動裝置的總傳動比及其分配.......................................….............................3
3計算傳動裝置的運動和動力裝置參數..................................…........................3
4帶傳動設計.......................................................…..........................................4
5齒輪傳動設計.....................................................…........................................5
6軸的設計........................................................................................…...........11
7軸承的選擇..............................................................................................…22
8鍵的選擇.....................................................….........................................…22
9減速機箱體的設計...............................................…......................................23