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軟件無線電是隨著計算機技術、高速數字處理技術的迅速發展而發展起來的，其基本思想就是將寬帶A/D/A變換器盡可能地靠近天線，將電臺的各種功能盡量在一個開放性、模塊化的平臺上由軟件來確定和實現。該平臺的調制方式、碼速率、載波頻率、指令數據格式、調制碼型等系統工作參數具有完全的可編程性。

傳統的衛星測控平臺存在著性能不完善，調制方式、副載波、碼速率組態不靈活，體積偏大等問題。研制和開發通用化、綜合化、智能化的測控平臺，通過注入不同的軟件，實現對調制載頻、調制方式、傳輸碼速率等參數的改變，應用于各種軌道衛星平臺的遙測遙控任務。數字信號處理器（DSP）是整個軟件無線電方案的靈魂和核心所在。通用平臺的靈活性、開妻性、通用性等特點主要是通過以數字信號處理器為中心通用硬件平臺及DSP軟件來實現的。經過比較，我們采用TI公司的TMS320C6000系列DSP芯片和匹配的芯片形成一套實時的DSP系統。

圖1TMS320C6701結構框圖

1軟件無線電通用平臺的DSP技術

1.1TMS320C6701DSP芯片介紹

TMS320C6701是TI公司的高性能DSP芯片，具結構框圖如圖1所示。

TMS320C6701的主要特點為：

*單指令字長為32位，8個指令組成一個指令包，總字長為256位，引腳與TMS320C6201系列的引腳兼容。

*體系結構采用甚長指令字（VLIW）結構；

*硬件支持IEEE標準的單精度和雙精度指令集，支持字節尋址獲得8位/16位/32位數據，指令集中有位操作指令（包括位域抽取、設置、清除以及位計數、歸一化等）；

*1Mb(位)的片內存儲空間，其中程序存儲空間和數據存儲空間各512Kb；

*32b外部存儲器接口（EMIF），有52MB的外部存儲器尋址能力；

＊四通道自加載DMA協處理器，可用于數據的DMA傳輸；

*16位宿主機接口（HPI）；

*兩個多通道緩沖串口（McBSPs）；

*兩個32位通用定時器；

＊靈活的鎖相環路（PLL）時鐘產生器，可以對輸入時鐘進行不同的倍頻處理；

*芯片內部有IEEE1149.1標準邊界掃描仿真器（JTAG），可用于芯片的自檢和開發；

*芯片共352腳采用BGA封裝，以獲得好的高頻電氣性能，并使芯片尺寸變小；

*采用0.18μm工藝，則五層金屬組成，輸入輸出接口電壓為3.3V，核心電壓1.8V(167MHz時為1.9V)。

1.2DSP技術在軟件平臺中的應用

每套測控平臺含雙機備份的遙控調制器與遙控解調器，雙機分別由獨立電源供電。系統總體框圖如圖2所示。調制器與解調器分別通過不同的RS232串口與遙控處理計算機通信，完成對調制解調器的控制及其帶數據的收發。

用戶在每次任務前通過控制計算機設置調制方式、調制參數及通信連接方式，并調用算法參數生成程序產生調制器和解調器中算法的預置參數，并在設備初始化時以批數據方式從串口送入DSP芯片，經校驗后送FlashROM中。為保證程序傳送的可靠性，采用IRQ差錯控制方式，DSP每接收一個數據包在存儲的同時向計算機回傳數據信息，計算機一旦發現數據出錯即轉入重傳方式。參數設置成功后，調制解調器根據協議發送和接收遙控指令，并將工作狀態回送遙控處理計算機，同時在遙控前端機面板上顯示。

1.3調制器與解調器硬件結構與功能描述

硬件系統以DSP為核心，電路主要由下述模塊組成：電源模塊、系統時鐘及模式設置模塊、存儲器模塊、系統監控模塊、與控制計算機通信模塊、調制輸出模塊、B碼時鐘接收模塊和顯示控制模塊。在解調系統中，除解調輸入模塊、解密接口模塊和顯示控制模塊外，其余模塊均與調制系統一致，如圖3所示。

調制器加電時，DSP首先通過外部存儲器模塊完成自加載。自加載完成后，由DSP主程序對狀態顯示監控模塊進行參數初始化設置。在有調制任務時，首先由控制計算機對DSP進行參數設置（如濾波器參數、調制制式、調制副載頻、調制碼速率等），然后發調制數據給DSP，由DSP的串行通信口接收數據，在DSP內完成副載頻調制；調制數據經DSP串口發送給數模塊轉換進行數模轉換，轉換的信號過低通可編程濾波器濾波后輸出。解調器的工作過程與上類似，在檢測到有已調副載波進入A/D通道時，啟動解調模塊進行解調，將解調的數據送到控制計算機。

2DSP實現信號調制和解調

2.1信號調制

調制器的設計目標是在可編程的硬件平臺上，通過注入不同的算法或執行軟件，實現不同載波頻率、調制方式、傳輸速率和碼型的多制式的通用型調制器。它將以靈活的重構性支持各種通信發射機的不同需求，更有利于各通信設備的互連互連。考慮到數字直接合成技術具有數控靈活、頻率分辨率高、頻率切換快、相位可連續線性變化、覆蓋帶寬大、生成的正弦/余弦信號正交性好等特點，我們的設計方案是以DSPs芯片為內核，采用軟件DDS技術，實現高精度、高性能的數字調制器。調制器的總體框圖如圖4所示。

幀分析在設備初始化時完成程序數據的接收、校驗和轉發（向FlashROM送）。在正常工作時，從幀數據中分離出調制參數及等調制數據，分別送參數寄存器與數據寄存器。

圖5BPSK接收總體框圖

在數據格式變換中，完成將輸入的數據分別轉變為調制參數控制字（如相應調制方式下的頻率控制字K、相位控制字φ和副度控制字A）和相應格式的被調制數據，經滾降處理后(對于FSK方式可不用滾降處理)對正弦載波進行調制。

2.2信號解調

對于BPSK接收，我們采用相干解調方式，如圖5所示。接收信號經帶通采樣得到原始信號序列后，首先與本地產生的正弦序列相混頻，然后經低通濾波除高頻分量，得到其帶信號樣值序列（正弦序列的頻率與相位也由此樣值序列獲得）。再對基帶信號樣值序列進行最佳判決點時刻波形估計，估計值送往均衡器做均衡處理，均衡結構再做0、1判決得到最終的解調數據。解調的關鍵點在于本地載波的同步和符號定時誤差的提取。

ASK(FSK)信號的解調方法可分為相干解調和非相干解調兩類。由于相干解調的抗干擾能力較強，本方案采用相干解調方式。圖6為采用相干解調時，接收端的解調總體方案流程框圖。

接收信號首先經低通濾波器，濾除帶外噪聲（此處的低通濾波器由專用器件設計）。然后經A/D變換，得到樣值序列，按照工作的不同階段，分兩路分別與本地相應的相干載波進行解調，主要包括混頻和低通濾波兩過程。解調后的信號經低通濾波器后，恢復出基帶信號。基帶信號進行位定時和碼元判決，得到最終的解調數據。

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2互聯網技術嵌入的儀表發展

進行互聯網技術和檢測儀器儀表的有機結合一直以來就是技術人員們努力的方向，但是由于計算機系統運行的復雜性，使得這一工作還存在著一定的問題。具體來說，互聯網在實現設備連接的過程中，需要通過多種協議才可以進行，對于網絡的運行速度也提出了較高的要求。并且現如今了儀器儀表的運行都是采用8位或者是16位的MCU，因此，需要采用嵌入式的網絡技術。比較常見的就是嵌入式微型互聯網技術EMIT。這種技術主要是以計算機的處理器作為網關，協議就是通過這一網關來實現的。在具體的運行中，網關可以根據紅外、射頻等總線來和嵌入式的基本設備進行連接，同時嵌入式也將自身的工作情況進行反饋。這就是網關實現檢測和控制的整體過程。將計算機技術運用到相應的儀器儀表中，主要的工作原理就是將設備變成一個微型的計算機，不僅可以進行數據的傳輸和存儲，同時也可以進行遠程的控制和檢測。因此，儀表的性能也得到了進一步提升，還可以做到對有用的數據和文件進行下載和管理。工作人員的主要工作就是對所得的數據進行分析和檢測。進一步地提升鍋爐檢測和控制的工作效率。

3鍋爐檢測和控制系統

一般情況是由幾個大型企事業單位共同參與設計的。此模式下，每個鍋爐房的終端微機都有溫度，壓力檢測工具及報警工具，水分消耗計量工具，電機控制和保護工具等。此外，調度室的上位機可以實現集中顯示，參數設置以及報表打印等功能。在通訊系統上，由于各鍋爐房的終端機通過RS-485總線與調度室的上位機相連，其對于參數的設置以及數據的上傳和下載都比較快捷。再加上煤量的統計功能，可以使得住戶室溫平均溫度達到理想狀態，最大限度的降低能耗。

4無線網技術下的鍋爐檢測及控制

無限局域網是相對于有線的局域網而言，無限的局域網，是通過無線多址信道信道的方式，實現計算機之間的通信，簡單來說就是計算機的網絡技術和無線通信技術結合的產物，這將大大節約鍋爐檢測及控制的成本，同時增加網絡的靈活性和暢通性。無線網絡不需要傳統的電纜或者是光纜，這些纜線的安裝將會耗費大量的人力和物力，會增加物質成本，同時由于這種纜線的需要一些節點，同時在空間上還受到控制，非常的不方便。但是無線網絡將會解決這些問題，因此，鍋爐檢測的網絡技術應該超無線網絡的技術發展，這樣既能夠節約成本，同時還能提升網絡傳輸的速度和靈活性。

5基于無線網絡的鍋爐檢測及控制

我國當前的鍋爐檢測的儀表所依靠的變送器，采用的是兩線制，這樣就導致儀表和儀器很容易受到外界的干擾，同時還不能實現從一次表到二次表的數據的傳輸和控制。只有將變送器轉換為無源，才能夠使得儀器和儀表不受到外界的干擾，提升自身的穩定性，這種情況只能通過無線網絡技術的應用才能夠實現，因此我們應高采用無線局域網的技術進行鍋爐的檢測和控制，這樣不僅能夠實現從一次表到二次表的數據傳輸，同時通過手機等方式隨時進行各項數據的查詢。并且，無線網絡技術的應用的成本要遠遠小于有線網絡技術的應用，因此，無論是從對鍋爐檢測的精準性和遠程的可控制性，無線局域網絡技術都要優于有線網絡技術，同時無線技術的成本和靈活性也要高于有線網絡技術，因此我們應該不斷提升技術的創新和發展，加強無線網絡技術在鍋爐檢測和控制上的應用，這樣將會大大節約能源，同時還會減輕鍋爐檢測、數據分析以及遠程控制工作強度，提升工作效率。

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物理學中的泊松方程的微分形式為2=-ρ/ε，其中ρ代表電荷密度，它在空間上是一個三維方程。若只考慮x方向的泊松方程，則有式（1）。（1）圖1為測量裝置的物理模型，模型的上、下電極通過側壁連接，它們之間的距離為d。設裝置里面充滿了電荷密度為ρ的電荷，同時在它的作用下，在上、下電極上形成電壓U0。模型的下電極上裝有靜電式電場傳感器。圖1模型中還建立了x軸坐標，其方向以下電極的表面為起點，向上電極方向為正。所建立的物理模型在x方向上的電場只與電荷ρ有關，與外電場無關，即兩端電極上只有裝置空間的電荷作用，與外電場無關。解方程（1）得式（2）。(/)1duxcdx=?ρε?+（2）式（2）等式的du/dx即為上、下電極間的電場強度。對式（2）求解得式電極間的電壓表達式（3）。2u=(?ρ/ε)?x/2+c1?x+c2（3）在邊界條件x=0，電壓u=U0；x=d，電壓u=U0時，求得112dcρε?=×，c2=U0，將112dcρε?=×代入式（2）得兩端間的電場強度Ex。()2xdExρε=??（4）當x=0時，012dEρε?=×；當x=d時，12ddEρε?=?×當x=d/2時，Ed/2=0。通過上面分析，在x=0處存在空間電荷密度與電極表面的電場強度有直接的線性關系，即02Edερ?=×所以只要通過傳感器測量出E0，就可通過計算求出空間電荷密度ρ。

2測量技術中傳感器設計

靜電傳感器的設計原理模型是基本上是在靜電場中放置一個導體，導體表面就會產生感應電荷，當電場變化時感應電荷也變化，使導體內部電荷的移動形成微弱電流。根據微弱電流的變化或電荷移動所產生的效應，就可知電場的變化。但在實際測量中，傳感器所在的靜電場中電場基本不變或緩變，不易測量所處在靜電場的變化。該傳感器的設計方法采用靜電式場強測量方式，采用遮擋片遮擋的形式對一個導體的屏蔽和去屏裝置，可以周期性地實現屏蔽和去屏的動態效果，產生因動態變化感應到的感生電荷。其設計原理如圖2所示。旋轉葉片和固定葉片都是由金屬制作的扇形葉片，旋轉葉片在馬達的帶動下以屏蔽固定葉片電場的方式達到調制作用。設固定葉片在面積S上的感應電荷q=D?S=ε?E?S，在一定的空間電荷密度ρ作用下，電場E是保持不變的，所以可通過旋轉葉片的調制作用改變S，從而有式（5）。dqdsiEdtdt==ε??（5）通過式（5）將電場信號轉化為電流信號，且電流值與面積的變化率有關。dsdt可通過圖3進行分析。圖3為旋轉葉片開始遮斷電場線示意圖，有2122?S=×ω×?t×R×則面積S有式（6）。20tS=∫ωRdt（6）將式（6）式代入（5）式得：20200()2tdRdtiEfERdtω=ε=πε∫（7）式（7）中，f表示電動機的頻率。同理，當旋轉葉片離開固定葉片區域時，調制出的電流方向相反，如此反復，就可得到周期性的方波電流信號，經采樣電阻后又可將電流信號轉化為電壓信號，最后經抗干擾和放大處理后即可被CPU采樣。圖4為傳感器的調制機理時序圖，可見正電荷與負電荷相位相反，通過它即可辨別電荷極性。

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（1）設計人員對作業情況勘察和調查分析較少。由于設計人員不深入作業一線，所以對作業區具體情況缺乏必要的勘察和調查，對于設計方案的正確性不能及時進行檢查，而且發現問題后不能及時進行處理。

（2）編寫依據不科學。部分設計人員對現行的法規和技術標準缺乏深入的了解，對相關的地質工程測量產品的定額管和裝備標準也缺乏重視，這就導致在編寫過程中存在著較多不科學的地方，由于過多的參考過進的教材和規范，則會導致所編輯的測量方案與實際存在較多不符合的地方。

（3）對利用已有資料的情況分析不全。目前在測量方案設計時，由于對所參考的資料缺乏了解，部分資料由于時間較久，或是不是本單位所測，再加之一些資料很難收集到，同時在對這些資料利用時，缺乏必要的調查和科學的分析，盲目的對這些類似資料中的分析結查進行照搬，從而導致設計方案的科學性缺乏。

（4）標準意識差。地質工程測量方案由于缺乏統一的法規和標準，這就導致無論是文字、公式、數據和圖表等都存在著不準確的地方，而且有關的名詞、術語、符號、代號及計量單位等在表述上也存在不一致的地方，由于缺乏一定的標準意識，這就導致在對技術方案、作業方法和設計思想的評價中存在著不客觀性，普遍存在評價偏高的情況。

（5）設計不深入。在設計中，不僅沒有從作業區的實際情況出發，而且在設計過程中對于各種新技術、新材料、新方法等應用的較少，這就導致所選擇的設計方案不是最佳的，同時對于所選擇的措施也缺乏深入的研究，無法實現取期的效果。

1.2地質工程測量項目中的問題

（1）在控制測量與碎部測量中可能難以對后期工作的需求進行認真考慮，造成后期工作的被動，增加整體測量上的工作量。

（2）在控制測量布網中可能使測區精度要求布局不合理。

（3）可能使測區有的地方控制布網漏布。后期補充布網不僅會增加控制測量的工作量。還會使原的統一性受到損害。

（4）在片面追求節省經費、縮短工期的前提下，拋棄分級布網的基本原則，采用缺乏校核條件的一次性布網形式，其結果是缺乏誤差控制方法，造成誤差的過大積累，精度難以滿足工程要求。有時甚至出現地質事故不能及時發現，造成難以挽回的損失。這樣，不僅使節省經費、縮短工期的最初目的沒有達到，反而使測量工作處于極度被動的狀態。

（5）有些測量人員對測量方案設計缺乏認識，甚至還往往錯誤使用概念，以至出現一些不應有的概念與應用錯誤。

2提高地質工程測量成圖質量的具體措施

2.1有效提高地質工程測量人員的技術素養目前從事地質工程測量的人員多為新畢業的大中專畢業生，這些人員對于計算機較為熟悉，但缺乏實際工作經驗，所以在培訓過程中，需要加強對技能和基本功的培訓，通過野外實則并與講授相結合，這樣有利于地質工程測量人員專業技能的提高。

2.2觀測員在工作前應仔細檢查儀器在測量過程中，觀測號不僅需要與跑遲員之間做好配合工作，同時還要在安置好相關測量儀器后，做好儀器的檢查工作，確保儀器安置與輸入高度都沒有差錯時，還需要對后視方向相關站點進行觀測檢查，確保數據的正確性，所以做為一名觀測員需要具有較強的責任心。

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高職教育是以培養社會實用型人才為目標的，高職教育的順利實現要以完善的高職教育課程體系為基礎，尤其是電氣控制技術課程是一門具有多學科聯系性的知識體系，而且其在高職教育是一門側重實踐的課程，因此如何構建具有高職特色的電氣控制技術課程是高職教育的核心。對此高職院校要通過轉化教育觀念、提升教學手段構建具有當地特色的職業教育，培養更多適應經濟發展的人才是高職教育改革的需要。

1 高職院校電氣控制技術課程體系存在的問題

1.1 課程體系缺乏對學生創新能力的培養，培養方式相對簡單 雖然目前高職院校已經對培養學生的創新能力有了全面的認識，也已經開始注重對課程體系的科學安排與改革，加大了對實踐教學課程安排的周期，以此增強學生的創新實踐能力，但是當前的電氣控制專業課程還是集中在傳統的教學內容模式，對于學生的技能培養還是以教師的課堂講解為主并且配合實訓訓練，雖然這種模式對于傳統的課程體系來說是一種進步，但是其往往沒有收獲實效，因為高職院校受到硬件設施的限制學生很難有足夠的時間進行實踐鍛煉的機會，而且教師也沒有足夠的時間對學生進行單一的訓練，總之學生實踐時間的不足會造成學生沒有實踐技能，影響學生的創新能力的培養。

1.2 社會上先進的技術沒有納入到課程體系中 電氣控制技術更新速度非常的快，而作為高職電氣控制人才的教育機構，其課程體系沒有及時地將最新的科學技術納入到當前課程教育中，造成高職院校掌握的電氣控制技術在參加工作之后其技能不能達到崗位要求的規定。尤其是沒有將現代信息軟件系統與相關的電氣基礎課程相結合，造成學生的基礎技能有待進一步提升。

1.3 電氣控制技術課程缺乏有效銜接性 目前高職院校將相關的專業課程僅僅當做是學生掌握勞動技能的一種教育類型，其與學生在初中、高中的學習銜接性不大，表現在：一是在進行電氣控制技術課程時老師將過多的精力放在理論內容的學習上，造成資源的浪費；二是在進入高職電氣控制專業學習后，學生相對的主要學習專業技能知識，而忽視思想道德方面的學習，結果常常造成學生掌握豐富的技能卻沒有基本的職業道德素質。

1.4 實訓課程脫離實際環境 實訓教學在高職院校中已經普遍展開，但是高職院校所開設的實訓教學存在不少的問題，最為突出的現象就是實訓教學的環境與真實崗位存在一定的差距，尤其是在工作時間以及崗位競爭很難在實訓課程中得以體現，導致學生在實訓中不能真實的感受到企業的工作壓力。

2 高職院校電氣控制技術課程體系存在的問題及對策

2.1 建立清晰的課程體系開發思路 高職電氣控制技術課程體系按照“市場為導向、能力為本位、以學生為中心、根據實際工作所需確定教學內容”的理念建立清晰的課程開發思路，高職院校要以此課程體系建設思想為依據構建完善的課程體系，高職電氣控制技術課程開發要以適應市場為原則，構建的課程也要根據市場的變化而調整，課程的內容調整重點是以培養學生的創新能力為基礎，強化高職專職教育中的實訓性，在此思路下不斷地優化課程體系規劃、標準以及教學方案等。

2.2 認清形勢，不斷優化課程內容 首先電氣控制技術專業具有較強的實踐性，因此高職院校在課程編制前首先要進行充分的市場分析，全面認識當前社會的電氣控制技術發展方向，及時掌握社會最先進的電氣控制技術，以此作為編制與調整課程的內容；其次課程體系的構建一定要結合本校的師資力量以及學生學習能力水平，發展具有特色的高職電氣課程體系；最后課程的內容也要擺脫傳統的思想束縛，增加創新性的知識點，培養學生的創新能力。

2.3 把握方向，適時調整課程結構 隨著社會生產力的提高以及教育理論的發展，以學科為中心的課程模式已暴露出諸多問題。為此，我們必須順應知識綜合化的趨勢，在課程實踐中實現專業課程與通實課程的融合。具體說來，高職課程結構的改革與優化應該做到：第一，從用人單位的實際需求出發，開發出一系列適應社會發展、順應企業工作流程與生產要求的課程體系，并且根據企業及用人單位的發展方向，及時調整課程結構與教學環節，著力解決人才培養與社會需求脫節的問題。第二，以學生的知識能力水平、綜合組織結構為依據，建立活動課程模式，充分發揮學生的能動性，確保學生實踐能力的培養。

3 結束語

總之，高職電氣控制技術課程體系改革必須緊跟時代步伐，積極順應社會發展方向。為了近一步完善課程建設，必須堅持以就業上崗能力培養為重點的課程目標，以技能訓練為特色的課程內容，有計劃、有步驟地實現課程結構的均衡化與合理化，從根本上保障課程實施效果。

參考文獻：

[1]王皓杰，張磊.淺析高校國際經濟與貿易專業課程體系存在的問題及對策[J].商品與質量?消費視點，2013（8）.

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供暖體制改革越來越多地受到重視，與供熱收費改革密切相關、互為充分的必要條件就是溫度控制與熱量計量的發展問題，這是節能與環保事業發展的必然要求。在這樣的背景下，計量與溫控技術得到了快速發展。本文針對溫控計量節能技術相關問題及對策進行闡述。

1.應用先進的溫度控制與熱計量技術，實現供熱節能

以我國供暖現狀，采暖能耗指標是同類氣候條件下發達國家的3-5倍，而且供暖效果也遠遠不如，能耗大量浪費的原因中固然有百姓用戶節能意識淡薄、收費體制不能刺激節能，但主要的原因還是因為我們設計、施工與運行管理的落后。筆者認為正確的做法是溫控與熱量并重，相輔相成，甚至溫控更加重要。供熱單位先提高自身水平，提高室內熱舒適度，也就是提高服務質量，再合理地向用戶收費，促節能事業發展。

2.戶內系統和戶外系統相結合，減少能耗

目前有一種趨勢：認為講溫控就是要在室內安裝溫度控制閥，講計量就是在戶內安裝熱量表，至于戶外控制就可以不被重視了。溫控與計量是不是只要針對戶內系統，戶外就可以忽視呢？對于一個戶內控制設備完善的系統（安裝了溫控閥和熱量表），如果沒有相應的戶外控制，很難保證戶內設備正常地工作。如果戶外水力失調嚴重，溫控閥不能工作在正常工況下，壓頭大就會頻繁地開關甚至產生噪音，壓頭太小會始終常開而室內溫度不足；熱量表也可能工作在額定之外的流量下，測量不準確。如果外網不能根據戶內工況變化相應調節，如：水泵不能變頻、壓差不能穩定的情況下，水泵、鍋爐或換熱器的效率也不能保證。如果戶內采取了節能手段，而戶外沒有配合措施，一方面會引起管網水力熱力工況的失調，另一方面室內節省的能量不能體現在熱源的節能上，節能這一根本目的就沒有實現。所以我們認為好的戶內控制一定要與戶外控制相結合。

隨著先進計量、控制設備不斷應用于系統中，分戶計量供熱系統逐步在我國發展起來。從用能的角度看分戶計量供熱的技術能夠有效利用自由熱，提倡用戶的行為調節，以減少能耗；另一方面，從用戶出發它能夠提高室內熱環境的舒適性。在散熱器上安裝溫控閥為實現這些目標提供了有效手段。當溫控閥被設定在某一值時，它可以通過感溫包測量室內溫度，實時調節散熱器流量以符合設定值。如果熱網的運行工況可以最大限度的滿足各個用戶的需求，那么溫控閥控制的散熱器供暖房間溫度就不會出現過冷過熱的情形。但是舒適度因人因時而異，提高用戶的舒適程度不僅要求在設計溫度18℃時保持室溫僅有微小的波動，而且應該盡可能的滿足用戶希望提高室內溫度的要求。

3.溫控計量與集中供熱系統相適應，提高節能效率

我們采取“拿來主義”來消化學習國外的溫控計量技術，包括消化和應用國外的產品，但是外來的產品并不適應我國的現有系統，除了水質問題和管理問題外，還有許技術問題。如：系統末端壓差、系統規模大小、設備工作環境等都存在很大的不同，不做任何改變就應用在一起很難得到正常的效果。如有的示范工程，產品應用效果不好，出現一些問題，廠家就提出要徹底地改變中國的供熱系統，殊不知，對中國這一巨大規模的供熱體系，改變是一個漸進的過程，需要一定的時間，不可能一蹴而就。誰應該去適應誰并不存在一個分明的界限，但是合理的尋求結合點，花最小的投入去獲得最大的回報，這個工作非常重要。

4.熱計量方法

目前，按戶計量熱量使用的方法基本有以下3 種：

一是直接測定用戶從供暖系統中用熱量。該方法需對入戶系統的流量及供回水溫度進行測量，采用的儀表為熱量表。該方法的特點是：原理準確，但價格較貴，安裝復雜，并且在小流量時，計量誤差較大。目前在法國、瑞典等國應用較多。

二是通過測定用戶散熱設備的散熱量來確定用熱量。該方法是利用散熱器平均溫度與室內溫度差值的函數關系來確定散熱器的散熱量。該方法采用的儀表為熱量分配表，常用的有蒸發式和電子式2 種。蒸發式熱分配表的特點是價格較低，安裝方便，但計量準確性較差；電子式熱量分配表的特點是計量較準確、方便，價格比蒸發式熱分配表高，并且可在戶外讀值。

三是通過測定用戶的熱負荷來確定用熱量。該方法是測定室內外溫度并對供暖季內的室內外溫差累積求和，然后乘以房間常數（如體積熱指標等）來確定收費。該方法采用的儀表為測溫儀表，但有時將記憶散熱器溫控閥的設定溫度作典型室內溫度，而將某一基準溫度作室外溫度。該方法的特點是：安裝容易，價格較低。但由于遵循相同舒適度繳納相同熱費的原則，用戶的熱費只與設定的或測得的室溫有關，而與實際用熱量無關，因此，開窗等浪費能源的現象無法約束，不利于節能。目前美國和法國有所使用。

5.實施換熱站監控系統應用

換熱站監控中心（MCC）是整個監控系統的中樞神經，具有整體協調、遠程控制和調度功能。它將采集現場過程的數據，通過通訊網絡（WAN）這條連接各換熱站與監控中心的橋梁和紐帶，對數據進行傳輸。換熱站監控中心（MMC）實現對換熱站的監測、控制、管網分析、故障診斷、報警、報表、打印、歷史數據處理、趨勢顯示等功能，并且對各個換熱站的設備參數進行遠程下載與控制，以確保熱網高效經濟運行。其中控制中心還具有數據庫檢索與分析功能，調度中心把各換熱站采集來的數據存入歷史數據庫，數據庫除供歷史報表打印、數據終端檢索外，還要定期或不定期進行數據分析。

我公司換熱站監控系統現場采集和顯示的數據有：室外溫度、換熱機組一、二次側供回水溫度、壓力，補水流量、軟化水箱及污水池的水位，地面液位信號、循環泵、補水泵的運行狀態、調節閥開度、溫度報警等，以上信號在監控中心都可以實時監視，并且可以對循環泵、補水泵、排污泵、電動調節閥等運行狀態進行實時控制。

換熱站監控中心可采集現場數據、實現對換熱站的監測和控制，管網分析、故障診斷、巡檢人員的考勤情況、打印報表、歷史數據處理、趨勢顯示、實時參數、歷史數據在網上給授權用戶等功能，以及對各換熱站設備參數進行遠傳下載與控制，熱網監控中心可實現循環泵、補水泵、排污泵的啟停等控制，以確保高效經濟運行。

實施換熱站監控系統有兩個主要特點：一是實施熱網監控避免了熱量在輸送環節中的浪費；二是實施熱網監控室溫容易控制，控制手段有自動恒溫控主動調節控制，避免了溫度失調、利用了自由熱、實現了經濟運行，而傳統的集中供熱就難以實現這些控制。新型的集中供暖系統采用了溫控與熱計量技術，就可以提高效率、減少浪費、增加控手段，就可以與新型采暖方式同等競爭，奪回價格優勢，爭取市場份額。 [科]

【參考文獻】

[1]沈秀環.供熱管網量調節的節能探討與應用[J].節能，2009，（07）：6-9.

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中圖分類號：G642.477 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）11-0200-02

本科畢業設計作為大學四年最后一個重要的教學環節，長期以來受到指導教師的重視和關注，創新研究了各種有效途徑，取得了很好的實踐效果。[1-3]筆者所在的課題組基于多年的本科畢業設計指導實踐經驗，深入分析了國防科學技術大學軍事指揮類學生和工程技術類學生不同的特點，考慮到大范疇下單個畢業設計課題研究的局限性，分別設置了相應的專題作為畢業設計課題，受到了學生的廣泛好評。

在本科畢業設計指導實踐過程中，課題組基于專題式本科畢業設計指導方案，提出了“四課法”本科畢業設計專題指導方法。針對軍事指揮類學生，為促進空天作戰力量建設和“天戰”優秀軍事指揮人才培養，基于空天作戰背景，設計了空天作戰專題作為畢業設計選題。另外，針對測控技術與儀器專業學生的專業特點，充分結合理論和實踐，軟件和硬件能力的雙重訓練，設計了衛星測控專題作為畢業設計選題。通過空天作戰專題和衛星測控專題本科畢業設計的指導研究與實踐，深入分析和總結了專題畢業設計指導的相關經驗，對后續畢業設計指導工作具有重要的指導意義。

一、本科畢業設計專題設計

1.軍事指揮類學生本科畢業設計專題設計

自20世紀90年代至今，國際上發生了幾場較大規模的局部戰爭，其中一個不容忽視的重要特點便是空天領域的軍事應用，空天作戰的概念應運而生。空天作戰是指以航空航天力量為主，在其他有關力量的配合下，為達成一定的作戰目的，根據統一計劃和統一指揮，在空天戰場共同進行的以空天威懾、空天支援和空天攻防為主要方式的作戰行動。[4]未來戰爭，誰能夠掌握空天的“制高點”，誰必將掌握戰爭的主導權。近年來，世界主要軍事強國都爭先發展空天作戰力量，太空領域的競爭更趨激烈，空天戰場的地位將進一步凸顯。隨著航空航天技術的發展，未來高技術局部戰爭將首先從外層空間開始，空天戰場將成為敵對雙方激烈爭奪的戰略高地。

為了保衛國家的空天安全，有效防御軍事強國的空天威脅，需要科學深入地研究空天作戰問題，理解和系統掌握空天作戰的有關理論，對空天作戰中的相關技術問題進行前沿探索。結合國防科學技術大學軍事指揮類學生的培養目標和特點，筆者所在的指導團隊結合空天作戰相關的人才培養的迫切需求，確定了“空天作戰專題”作為學生的本科畢業設計課題。因此，本畢業設計專題不僅具有很強的軍事應用背景，而且具有明確的研究意義。

以空天作戰為背景，從爭奪制天權的基本手段、空間信息的獲取及在空天作戰中的應用、空間環境監測、美國空天作戰相關研究對我軍的啟示、空天作戰系統中的目標選擇、攻擊和防御等方面展開研究，精心設計了14個子課題以供14名軍事指揮類學生選擇，每個子課題都是空天作戰背景下相關問題的具體描述。專題包含的14個子課題是一個有機整體，有利于學生在畢業設計過程中資源共享，相互交流和探討，群策群力，在有限的畢業設計時間里掌握更多的相關知識。

2.工程技術類學生本科畢業設計專題設計

課題組所指導的工程技術類學生來自于測控技術與儀器專業（以下簡稱“測控專業”），該專業一直被學生稱為“萬精油”專業。因為測控專業所涉及的領域很寬，它集計算機、軟件、網路、傳感、電子、機械、光學等多種技術于一體，用于解決實際工程中的控制管理、信號獲取、傳輸和處理等一系列問題。[5]但隨著我國航天事業的飛速發展，“航天測控”成為測控專業學生耳熟能詳的領域，更愿意將本專業和航天技術的發展同等看待。航天測控是反映一個國家綜合科技實力的重要標志之一。作為當今世界最尖端的領域之一，航天測控涉及天文、天體力學、空間控制技術、電子信息、數值計算等多個尖端學科。作為測控專業的本科畢業生，迫切希望通過畢業設計更深入地了解航天測控相關的技術細節。

針對5名測控專業學生，以衛星測控為背景，確定了“衛星測控專題”作為學生的本科畢業設計課題。從衛星測控星載儀器電路原理與設計、衛星測控星載儀器信號設計與合成、衛星測控星載儀器信號接收與處理、衛星測控中的擴頻信號捕獲技術研究、衛星測控中的擴頻信號跟蹤技術研究，精心設計了5個子課題，每個子課題都是衛星測控信號流程中的重要環節，環環相扣，最終構建了一個完整的測控實驗平臺。有利于在畢業設計過程中培養學生的團隊協作精神，加強學生間的交流與探討，共同將衛星測控領域的技術細節理解的更加透徹。

二、“四課法”本科畢業設計專題指導實踐

專題式本科畢業設計與傳統的“一對一”本科畢業設計之間的不同之處在于學生從給定的子課題中選擇一個子課題開展畢業設計工作，所有學生要了解專題的整體情況，同時要求每人獨立完成一題。所有子課題是一個統一的整體，指導團隊通過開展相應的指導，確保每個學生都能在規定的時間內進行較為深入的研究，最終完成優秀的畢業論文。指導團隊包括10名教師，作為一個整體，由負責人協調進行全面指導工作，同時根據教師的專業特長，確定具體指導的子課題。在整個指導過程中，提出了“四課法”本科畢業設計專題指導方法，在四個重要階段集中指導，以確保畢業設計指導工作進行的更加高效。

1.下達任務課：明確任務，充分交代

在學生選定相應的子課題之后，教師將下發《本科畢業設計任務書》（簡稱《任務書》）。在學生初步理解《任務書》的基礎上，給學生們上第一課：下達任務課。

對于學生來說，本科畢業設計是一個全新的重要環節，它不同于前三年的課堂教學，也不同于任何之前進行過的教學、實驗等單一訓練，它是一個綜合的“項目”，所以學生在拿到《任務書》后會非常困惑，不知道具體該做什么，如何做。這就迫切要求教師能夠在第一時間把握學生的心理特點，針對他們的疑問，逐一解答他們的困惑。在下達任務課上，教師要積極引導學生“發問”，這樣才能有的放矢的解決他們最關心的難題，達到更好的指導效果。“好的開始，是成功的一半。”在第一課上，教師要針對問題充分交代，幫助學生充分理解《任務書》的要求，讓他們明確自己的任務：需要哪些基礎知識，需要補充學習哪些新知識，任務的最終目標是什么，各個過程環節該如何實施？每一個方面都要交代清楚，讓學生徹底打消疑慮，給他們建立自信心，為接下來的畢業設計奠定堅實的基礎。

2.開題報告課：確定方向，引導思維

學生在充分理解《任務書》研究內容的基礎上，通過查閱相關參考文獻，將各個任務進一步細化，提煉出課題的關鍵問題，提出課題研究的基本方法，并制定詳細的研究計劃，完成《本科畢業設計開題報告》（簡稱《開題報告》）。

《開題報告》是學生開始進行畢業設計實質性工作的第一步，也是畢業設計環節第一次由學生主導，向教師提交撰寫材料。開題報告課作為畢業設計指導的第二堂課，教師需要著重從以下幾個方面把握，協助他們確定明確的方向，引導學生的發散思維，為下一步畢業設計工作制定可行的計劃。

（1）對專題及子課題的認識：學生針對不太熟悉的專題領域，要了解自己子課題的研究內容，必須要全面認識子課題所在的大專題背景。所以開題報告中，要簡要介紹自己對專題及課題的認識。

（2）本課題國內外研究現狀及發展趨勢：要明確課題的具體研究內容，首先要對國內外的研究現狀進行全面了解和梳理，準確分析它的發展趨勢，找準課題的研究方向。

（3）課題在理論與實踐上的意義：學生選擇一個子課題，最初對課題的意義并不完全清楚。通過開題報告課，教師根據學生分析的課題在理論與實踐上的意義，點評相關的內容，為后續工作的展開明確方向。

（4）課題需要解決的關鍵理論問題和實際問題：課題研究的核心內容是解決一定的理論問題和實際問題，這是學生必須把握的內容，也是開題報告課最重要的部分。教師要根據學生《開題報告》的內容分析他們的思路，從各子課題展開，確保每個學生都能理順課題的關鍵問題。

（5）課題研究的基本方法、實驗方案及技術路線的可行性論證，并估計在進行論文工作中可能遇到的困難、問題和解決措施：明確了需要解決的關鍵問題之后，學生在《開題報告》中對研究的基本方法及可行性進行分析。教師要客觀分析研究內容的工作量和學生有效投入時間等因素，評價其可行性，及時修正不合理部分。此外，教師還要對論文工作中可能遇到的困難和問題與學生進行充分探討，引導學生提出相應的解決措施。

（6）論文研究的進展計劃：在有限的時間里，需要進行一定的研究工作。一般而言，時間較為緊張，通過制定詳細的研究進展計劃，劃分重要的檢查節點，有利于教師更有針對性的指導學生順利完成畢業設計任務。在開題報告課上，教師根據學生制定的論文研究進展計劃，分析其合理性和可考核性，并進行必要的調整。

3.中期檢查課：查看方法與思路，細致指導，廣泛討論

在學生畢業設計工作進行到一半時，實施“中期檢查課”。開題報告課上，已經對整個畢業設計進行全面規劃和部署，在中期檢查節點應該完成哪些內容，是有明確計劃的。因此在中期檢查課上，教師首先要查看研究方法是否正確，研究思路是否清晰，在更細節的方面加強指導，為后半部分的畢業設計定下方向。其次多個學生做同一個專題，有很多研究內容和研究成果是可以提前進行資源共享的。教師要引導學生進行廣泛的討論，取長補短，齊頭并進，共同進步。另外，還要給每個學生吃下“定心丸”：大家一定能在規定的時間內順利完成畢業設計工作，只需要稍稍調整心態，更加投入，按照《任務書》中的任務需要，對照《開題報告》中的研究思路，一步步朝著目標努力。

4.論文成稿課：查看內容與數據，規定格式

在學生完成《本科畢業論文》（簡稱《論文》）初稿時，開設“論文成稿課”。事實上，從畢業設計之初，大部分學生就開始著手為撰寫畢業論文儲備有用的素材，認真思考，形成新的觀點進行論述。在論文成稿課上，教師要查看論文的內容是否是學生獨自完成的，是否是帶有自己新觀點的論述；檢查相關的實驗數據是否真實可信，必要時進行相關的考證；其他方面也要嚴格把握，如語句是否通順，邏輯是否合理等，都要進行全面的指導；另外，還要查看論文格式是否完全符合規定。

除了以上重要的“四課”之外，在畢業設計實施過程中，由指導團隊負責人統一安排和部署，每周都有2～3名教師進行全面的指導；指導教師針對各自具體負責的子課題，定期和學生見面，了解畢業設計進展，進行現場指導，及時解決學生畢業設計過程中遇到的問題。此外，鼓勵學生通過電子郵件的方式和指導教師每周聯絡一次，學生向指導教師匯報畢業設計的進展情況，指導教師檢查學生的階段性完成情況，以確保指導工作落到實處。

三、感想與總結

在本次本科畢業設計工作中，針對軍事指揮類學生和工程技術類學生，均創新性地提出了“大專題”模式本科畢業設計團隊指導方案。對于選定該專題的學生，每個人都要花費一個學期的時間完成一個完整的畢業設計課題，畢業論文就是最終的成果形式。事實上，每個人除了自己的成果之外，還能在每次討論及最終答辯中汲取其他同學的研究成果，學到其他的新知識，達到知識共享。這就是專題式畢業設計最大的意義所在。

通過本次畢業設計研究與實踐發現：第一，空天作戰專題和衛星測控專題都是全新的畢業設計課題，深受學生們的歡迎，兩專題可以作為固定課題以供后續的學生繼續研究和學習。第二，畢業設計指導過程中，教師要指導學生學習基礎理論、基本知識和基本方法，學生通過思考和提問，又能促進教師更多的思考，師生間碰撞出意想不到的火花，使學生學到更多新知識。第三，“四課法”本科畢業設計專題指導方法是通過多年實踐經驗總結出來的，應用成效顯著。課堂上對學生進行針對性指導后，學生能更清晰地梳理自己的思路，調整自己的進度，學生之間也可以取長補短，資源共享，達到更好的效果。通過分析和總結相關經驗，在后續的畢業設計指導工作中，教師將更有針對性地指導學生，讓他們在畢業設計過程中取得更大的進步。

參考文獻：

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[2]王正杰.基于團隊設計項目的本科畢業設計模式研究與實踐[J].北京青年政治學院學報，2011，20（2）：105-110.

[3]范興明，張鑫，王榮，等.本科畢業設計過程中創新精神與實踐創新能力的培養[J].科技信息，2011，（21）：22-23.

[4]王萬春.空天作戰理論與實踐[M].北京：藍天出版社，2010.

篇（8）

一、畢業設計在人才培養中的重要意義

多數高校都把人才培養目標定位為培養“應用型創新型”專業人才，而在應用型創新型專業人才培養過程中，僅靠課內教學是遠遠不夠的，必須要把大學生的專業知識、專業技能、綜合素質的培養融入到日常教學工作的每一個環節之中。“知識+能力+綜合素養”“三位一體”的人才培養模式已經為廣大高校所認可，其中能力的培養主要采用實踐教學的方式。“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，實踐是提高學生學習能力、動手能力的最主要手段。畢業設計是教學計劃中最后一個也是最重要的綜合性實踐教學環節，是學生在教師的指導下，獨立從事科學研究工作的初步嘗試，其基本目的是培養學生綜合運用所學的基礎理論、基礎知識、基本技能研究和處理問題的能力。測控技術與儀器專業的“厚基礎、寬口徑、重實踐、強能力”的特點，決定了畢業設計是培養儀器儀表行業創新型應用型專業人才的保證措施，搞好學生的畢業設計，對全面提高教學質量具有重要的意義。

二、畢業設計改革的具體舉措

1.確保畢業設計的時間

有些學校將畢業設計安排在第八學期，在這期間還穿插畢業實習，使得畢業設計的時間只有十二三周左右。畢業設計期間還要為就業分散很多的時間和精力，真正用于做設計的時間少之又少，致使畢業設計流于形式，走過場，同學們只是通過查一些資料，寫畢業設計論文而已，起不到畢業設計該起的作用。更有甚者，一些學校不去分析產生這些現象的原因，而是直接將畢業設計作為雞肋，“食之無肉、棄之可惜”，有人在宣稱要取消畢業設計或將畢業設計時間縮得更短。這是一種十分錯誤和不負責任的想法。有益的做法是延長畢業設計時間。有的學校已經將畢業設計改為一年，第七、八兩個學期全部用來做畢業設計；有的學校則是在第七學期進行選題和前期準備，第七學期的課程安排較少，用大量的時間來準備畢業設計，完成前期的方案論證、軟硬件設計所用工具的學習等，第八學期直接進入作品設計制作。這兩種方案都收到了很好的效果。

2.加強畢設過程管理

學風建設是提高學習成績的重要保障，而規范的過程管理是保證畢業設計質量的重要手段。制定科學嚴謹的“畢業設計管理規范”，對指導教師的資格認定、學生資格認定、選題的確定、開題報告、中期檢查、論文、畢業答辨等一系列過程均制定出有效的管理措施并嚴格執行。選題工作采用三級管理，由教研室主任和指導教師共同協商確定畢業設計題目，學生進行自主選題，導師和學生互選后經系主任審核，學院審批并并統一組織相關人員對選題進行論證。在畢設過程中，通過統一中期檢查督促畢業工作進度，通過論文和論文審核與答辨，保證論文質量。

3.提高考核標準，推行“畢業設計實物化”

測控技術與儀器專業屬于儀器儀表類，大多數畢業設計的選題圍繞著測量與控制儀器，其內容涉及到光、機、電、計算機等各個方面，但一般不提倡做大型的設備，如果有必要的話，可以將大型儀器設備進行分解，做其中的關鍵部分，總之選題要求其不但符合專業知識要求，更重要的是現實可行。在進行畢業設計質量考核時，將成績分成三部分，平時成績、論文質量、答辨過程，其中答辨過程不僅只是介紹方案、回答問題，最重要的是進行樣機展示，現場進行實物測試。畢業設計的最主要目的是培養學生運用所學知識解決實際問題的的方法思路和能力，因此“畢業設計實物化”不怕學生抄襲，在制作樣機的過程中，一定會遇到一系列的硬件、軟件上的問題，即使參考各類書籍、網絡資料，只要能夠將實物制作出來，調試成功，就達到了畢業設計的目的。和那些只注重論文內容，空談創新，不進行實際驗證的華麗文章相比，從培養學生的角度講，效果要好得多。

4.加強畢業設計交流，做好總結與傳承

由于每個畢業設計題目都只是專業培養的一個縮影，只有加強同學交流，才能培養全方位的專業知識和能力，除了導師對自己的學生進行分散指導外，全體專業教師對所有本科生進行集中指導，加強參加畢業設計的同學之間的交流，取長補短，既對其它同學的課題有一個相對了解，同時又可以將其它同學的研究思路和方法引入自己的課題之中。吸引低年級的同學參參與到高年級同學的畢業設計之中，一方面讓其了解畢業設計工作的流程，一方面培養其解決專業技術問題的興趣和方法，并通過優秀畢業設計的評選和經驗交流，進行總結和傳承，為下一屆的畢業設計打好基礎。通過畢業設一系列的改革與實踐，特別是“畢業設計實物化”的推行，不僅催生了一批批優秀的學生作品，形成了一形列的教學改革成果，更重要的是提高了學生培養質量，提高了學生的專業能力、就業能力，提高了其綜合素質。

參考文獻：

[1]隋修武,李大鵬,張宏杰,李雅峰.基于“課程群建設”及“浸潤式實踐”的測控專業人才培養模式[J].教育教學論壇,2013,(49):140-141.

[2]潘洪亮,周杰,曹小燕.國內高校測控技術與儀器專業橫向對比研究[J].高師理科學刊,2015,(1).

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1.工程概況

萊蕪市鋼城區黃莊鎮，是中國黃金桃之鄉，優質黃金桃種植生產基地，該項目位于黃莊鎮東北部黃金桃主產區，控制灌溉總面積4000畝，項目區原無灌溉設施，經常遭受干旱威脅，嚴重威脅黃金桃產量和品質。近年來實施了計算機控制微灌工程項目，共建成了中心控制管理房及附屬設施1處、蓄水池5座、各類灌溉管道 40km。自動控制部分安裝中心控制計算機1套，在田間埋設各類控制信號模塊40個、進口2英寸電磁閥40個、土壤墑情傳感器4個；沿干、支管道鋪設電源線、信號線、計算機網絡線、電磁閥控制線8km，金屬屏蔽管3km，在支管管道安裝水表、壓力表等量測設備，另外還配備UPS電源、避雷器等穩壓和過電壓保護裝置。

2.計算機控制系統的工作原理及配置

2.1 自動化控制系統工作原理

計算機控制系統主要是接收土壤水分傳感器采集的數據，當采集數據達到土壤含水量下限值時，控制系統發出開閥指令，控制器打開電磁閥門，按照預先設定的灌水強度和灌水量進行灌溉，本組灌溉完畢打開下一組電磁閥，同時關閉本組電磁閥，直到整個灌溉過程結束。在整個灌溉過程中，灌溉強度、灌水量均可根據不同作物品種、當時的土壤含水量進行人工設定。系統可對土壤含水量、管網壓力、流量、灌水量等進行實時控制，并將灌水時間、日期、灌水總量等數據存儲并可隨時打印。

2.2 自動化控制系統的配置

自動控制系統由上位機和采集控制模塊相結合，是目前配置較為可靠的方案。采集控制模塊對于系統的擴展靈活方便。土壤水分傳感器是自動控制系統的關鍵部件，其靈敏度和可靠性直接關系到能否適時啟閉供水設備可靠灌溉。論文格式。管道上的電磁閥均按照預先分組連接到控制模塊上，啟閉受計算機軟件控制。

2.3 系統的軟、硬件設計及功能

系統軟件分為上位機監控軟件和采集控制模塊軟件兩部分。上位機軟件包括通訊程序、監控畫面和打印程序。采集控制模塊采用梯形圖編寫。

系統硬件設計按功能可劃分為監控、控制兩部分。系統監控部分由上位機和打印機組成，用來實時處理采集控制模塊采集的數據并據設定值進行邏輯判斷，向控制站采集控制模塊發送控制命令。系統控制部分由采集控制模塊、土壤水分傳感器、壓力流量傳感器及電磁閥等組成。該部分作用是采集流量壓力信號并送入上位機進行處理，同時執行上位機發送的控制命令，對電磁閥進行控制操作。

3.自動化控制系統方案設計

3.1 自動化控制系統站點布局

整個高效經濟作物種植區內，控制灌溉總面積4000畝，全部采用小管出流灌溉，分布于項目區內的5座蓄水池為灌溉水源，由安置于中央控制室內的計算機分別負責控制5座水池按需供水。每種灌溉區域和每座水池都安裝一套中心測控單元——測控終端。包括：采集控制模塊，用來完成數據采集和控制驅動任務；傳感器，完成數據測量與傳輸任務。測控終端通過Rs485信號網絡與中心控制室內主計算機相連，自動進行數據采集、傳輸、指令接收和驅動控制，實現遠程測控功能，從而使田間地塊灌溉自動化。

3.2 自動化控制系統網絡結構布局

由于本項目區周圍需灌溉的農田面積較大，各測控點距中央控室距離不等，為此，控制系統采用了二級分布式網絡化測控系統拓撲結構。該結構具有以下先進特點：(1)保持網絡距離、測控終端的擴展、傳感器和伺服機構的增加，在原有工程的基礎上擴大系統規模。(2)不同種類、不同通訊協議、不同傳輸速率的智能終端共用網絡介質，進一步提供了系統擴展的靈活性。(3)部分遠程測控終端的故障或脫網維護，不影響其他部分的正常工作。

3.3 自動化控制系統布線

微灌工程中埋設了各類管線，其中有不同管徑的灌溉輸水管道、強電電纜線、弱電信號線等。現場弱電信號總線采用4芯1.5mm2銅芯電纜，其中2芯傳輸 24VDC電源，另外2芯傳輸RS-485網絡信號。論文格式。電磁閥驅動線采用每電磁閥1．5mm2的2芯24VAC電纜。通信網絡采用RS-485雙絞線，通信波特率9600bps、自定義奇校驗、幀協議、幀校驗格式，自動切換。

4.計算機控制系統的特點

本項目系統測控選擇了高性價比的測控設備，具有高可靠性、直觀性、安全性等特點。系統不但支持測控對象數量、測控終端數量、軟件功能、遠程信息共享等方面的開放擴展性，而且對于操作人員的技術水平要求較低，技術維護工作簡單易行，完全能夠滿足農業生產的野外工作環境要求。本項目實現了以下技術創新：(1)設計了多媒體動畫界面，可對全灌區實時動態動畫模擬，對灌溉作業遠程實時操作。(2)根據作物品種、土壤含水量，編制科學合理的灌溉計劃，避免了大水漫灌和灌水不足，為作物穩產高產奠定了基礎。(3)使用了1:1隔離變壓器，有效避免了雷擊、過電壓等強電干擾對設備的損害，延長了設備的使用壽命。(4)測控終端使用了通用采集控制模塊代替了傳統PLC可編程控制器，既方便了管理又降低了工程造價。

5.自動化控制系統的應用效果

篇（10）

他是享譽國內外的知名教授。作為一名科研尖兵，他在國內外率先開展了多變量模糊-神經自適應控制方法研究并引領此方向開展了近20 年的研究。已經指導畢業博士后、博士研究生，畢業碩士生近百人，其中1人獲得全國百篇優秀博士論文提名獎、2人獲得省優秀博士論文獎，3人入選教育部“新世紀優秀人才支持計劃”。張化光作為國內外智能控制的領軍人物之一，2010年入選“遼寧省院士人選培養工程”，目前是遼寧省控制學科為數不多的幾名教育部長江學者特聘教授和國家杰出青年科學基金獲得者之一。

從1991年開始，張化光在國內外率先開展了多變量模糊-神經自適應控制方法研究，發表了多篇學術論文。特別是提出了基于模糊-神經辨識的廣義預測自適應控制方法，并于1993年出版了國內外第一本結合神經網絡技術實現模糊自適應控制的學術專著《復雜系統的模糊辨識與模糊自適應控制》。經過近20年的研究，發表了一系列關于模糊-神經辨識、建模、動態特性分析、狀態或網絡傳輸時滯分析、模糊-神經優化、自適應控制器設計等研究成果，在國際上引起了許多后續研究。著名國外學者R. Belohlavek、E. N. Sanchez、S. Arik等都對張化光在多變量模糊-神經自適應控制領域的開創性工作給予好評。同時，張化光也被推舉擔任IEEE 計算智能學會的自適應優化技術局主席。他的學術研究成果先后獲得2008年遼寧省自然科學一等獎，2010年度教育部自然科學一等獎。

近20年來，他一直堅持扎扎實實地做本科教學和研究生教學工作。張化光不只在戰略方面給學生指導，在細節方面也從不放過。每個學生發表的論文都要經過他的審查，從文字的推敲，表達式的演算到結構的安排組合，他都給予充分的重視。目前張化光已經指導博士后10名（6名已經出站），畢業博士生20人（其中留學生2人），畢業碩士生60多人，很多人都已成長為各單位的杰出人才。

張化光不僅在教學中注重培養方法，在生活上也重視對學生的人文關懷。2010年5月，他把當選沈陽市特等勞動模范所獲得的一萬元獎金全部捐贈給優秀的貧困學生，幫助他們順利完成學業。

在眾多科研成果中，張化光負責開發的流體輸送管網的實時數據采集分析方法、高精度泄漏檢測定位技術和面向節能的復雜配電網監測控制與實時故障診斷系統已規模化生產，廣泛應用于中石油和中石化公司的56個輸油子站和11個省份的86家集控子站和電廠，每年創造直接經濟效益過億元，對企業自動化水平和生產效率的提高及相關技術的科技進步產生了積極、深遠的影響，提升了我國在故障診斷、容錯和監測控制領域的技術水平和國際地位。

篇（11）

1引言

目前，電力自動化的應用可以分為變電站自動化、調度自動化、配電自動化、電能計量自動化和電力市場等。03年以來，我國的電力供應緊張，根據國家電網的統計，電力自動化行業呈現不斷增長的趨勢。由此，繼電保護產品的需求也急劇增長，而且對于繼電保護產品的性能、新技術的應用等方面也提出了更高的要求。而變壓器是電力系統自動化控制設備中普遍使用的一款電氣設備，變壓器的繼電測控保護對于電力系統的安全可靠運行具有重要意義。

本論文主要借助于新型的DSP處理芯片，對基于DSP的變壓器繼電保護測控裝置進行設計研究，以期從中能夠找到合理可靠的變壓器繼電測控保護裝置應用，并以此和廣大同行分享。

2繼電保護測控裝置總體設計

(1) 繼電保護裝置的功能設計

① 自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統中切除，使故障元件免于繼續遭到破壞，并保證其它無故障元件迅速恢復正常運行。

② 反應電氣元件不正常運行情況，并根據不正常運行情況的種類和電氣元件維護條件，發出信號，由運行人員進行處理或自動地進行調整或將那些繼續運行會引起事故的電氣元件予以切除。反應不正常運行情況的繼電保護裝置允許帶有一定的延時動作。

③ 繼電保護裝置還可以和電力系統中其他自動化裝置配合，在條件允許時，采取預定措施，縮短事故停電時間，盡快恢復供電，從而提高電力系統運行的可靠性。

綜上所述，繼電保護在電力系統中的主要作用是通過預防事故或縮小事故范圍來提高系統運行的可靠性。繼電保護裝置是電力系統中重要的組成部分，是保證電力系統安全和可靠運行的重要技術措施之一。在現代化的電力系統中，如果沒有繼電保護裝置，就無法維持電力系統的正常運行。

(2) 變壓器繼電保護裝置

電力變壓器是電力系統中大量使用的重要電氣設備，它在電力系統的發電、輸電、配電等各個環節廣泛使用。因而其安全運行與否是整個電力系統能否連續穩定工作的關鍵，是電力系統可靠工作的必要條件。

根據變壓器的不正常運行狀態，變壓器一般應裝設以下一些繼電保護裝置[6]：

① 為反應變壓器油箱內部各種故障和油面降低，對于0.8MVA及以上的油浸式變壓器及戶內0.4MVA以上變壓器應裝設瓦斯保護。

② 為反應變壓器繞組和引出線的相間短路及中性點直接接地側繞組和引出線的接地短路以及繞組匝間短路，應裝設縱聯差動保護或電流速斷保護；對于6.3MVA及以上并列運行變壓器和10MVA及以上單獨運行變壓器，以及6.3MVA及以上的廠用變壓器，應裝設縱差保護；對于10MVA以下變壓器且過流時限大于0.5s時，應裝設頂流速斷保護；對于2MVA以上變壓器，當電流速斷保護的靈敏系數還不滿足要求時，則宜裝設縱差動保護。

③ 為反應外部相間短路引起的過電流和作為瓦斯、縱差保護（或電流速斷保護）的后備保護，應裝設電流保護。例如。復合電壓起動的過電流保護或負序電流保護，適用于升壓變壓器；過流保護適用于降壓變壓器。

④ 為反應中性點直接接地電網中，外部接地短路的零序電流保護。

⑤ 為反應對稱過負荷的應裝設過負荷保護。

⑥ 為反應變壓器過勵磁的應裝設過勵磁保護。

3基于DSP的變壓器繼電保護測控裝置設計

3.1 測控裝置硬件架構設計

本文從緊湊型和多功能兩方面入手，設計了一款基于新型DSP芯片的測控保護裝置。DSP芯片需要完成電壓、電流等輸入信號的采集和處理，并且根據一定的保護邏輯驅動繼電器動作，另外，還需要處理人機接口任務和通信任務。根據這些任務的不同優先級，DSP芯片還需要分配不同時間片的進程以滿足各項任務合理有序地執行。

硬件設計的總體框架如圖1所示，輸入信號包括電流、電壓、頻率和開關量，而輸出則通過繼電器來實現。其中電流信號包括三相保護電流和一路零序電流，電壓信號包括三相測量電壓和一路輔助電壓。主控制器采集并處理這些信號，分別用于顯示和實現保護邏輯判斷等功能。本裝置的測量數據、設備信息、事件記錄信息、保護定值和保護配置信息等內容都是通過菜單的方式進行顯示，裝置還提供了按鍵用于接線方式、保護功能等基本設置功能的實現。設備提供了基本的串行通信功能，可完成裝置和服務器之間的報文傳輸，實現遙信、遙測、遙調、遙控等功能。同時還提供了GPRS模塊、方便遠距離無線通信功能的實現。

3.2 繼電保護測控裝置抗干擾設計

微機繼電保護裝置是一個電路和結構都非常復雜的裝置，其主要電路部件均采用中大規模和超大規模的集成電路器件，雖然這些器件在其它領域中的大量實踐已表明其損壞率是很低的，但由于繼電保護裝置是在強電磁環境中長期連續工作，并且責任重大，對萬一出現的元器件損壞仍需考慮對策；而且除了起主要作用的數字部件外，還有為數不少的模擬元器件，所以提高元器件可靠性的措施應考慮數字部件和模擬元器件兩個方面。

微機保護裝置特有的工作方式和很強的處理能力為實現自動檢測提供了方便。對裝置中平時工作在“靜態”的部件，如出口驅動電路、出口繼電器等，由于微機保護中這部分的電路比較簡單，制造時容易保證其較高的可靠性，同時還可以利用微機的超強處理功能對其進行定時功能檢查；對裝置中平時工作在“動態”的核心部件，如DSP、MCU、A/D轉換器、Flash、FRAM、CPLD等等，無論電力系統有無故障，這些硬件都處在同樣的工作狀態中，也就是說，總在不停地進行數據采集、傳遞、運算和判斷，因此元器件損壞會及時表現出來；同時，由于有了DSP和MCU這些“智能”部件，可以“主動地”去查找和發現問題，使得微機保護裝置可以具有完善的自動檢測功能。