伊人色婷婷综在合线亚洲,亚洲欧洲免费视频,亚洲午夜视频在线观看,最新国产成人盗摄精品视频,日韩激情视频在线观看,97公开免费视频,成人激情视频在线观看,成人免费淫片视频男直播,青草青草久热精品视频99

能量計量論文模板(10篇)

時間:2023-03-21 17:17:42

導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇能量計量論文,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。

能量計量論文

篇1

2供電稽查工作中電能計量技術的應用

電能計量技術是當前電力企業(yè)應用于電量稽查工作中,用來預防非法竊電,加強電能計量數(shù)據(jù)的準確性,保證用戶合理用電的重要計電手段,用電能計量技術的遠程控制技術和電子智能計算技術對供電系統(tǒng)進行時時監(jiān)測和數(shù)字化計算,營造市場上良好的供電秩序。

2.1電能計量智能化,提高工作效率

在以前,供電稽查工作大多都是采用人工實地操作的方法,需要專業(yè)的工作人員到現(xiàn)場通過記錄電能表的電量數(shù)據(jù),然后根據(jù)電量計算公式進行電費計算,這種做法比較傳統(tǒng),持續(xù)時間長,工作效率低;而且由于人工操作不精密,容易在數(shù)據(jù)的記錄和計算上出現(xiàn)誤差,導致出現(xiàn)電能計量數(shù)據(jù)的不準確和計算錯誤的現(xiàn)象,給用戶和企業(yè)雙方帶來不便?,F(xiàn)在的供電稽查工作涉及范圍變得更加廣泛,已經(jīng)不僅僅是只檢測設備這么簡單,還增添了電力的遠程控制功能,對電力的使用情況進行時時監(jiān)控,減少人員的來回奔波,大大的提高了工作效率;通過技術上的改善,保障了電能計量數(shù)據(jù)的準確性,減小誤差,提高了電能數(shù)據(jù)的準確性與穩(wěn)定性,促進了電力企業(yè)科技化、信息化、智能化的發(fā)展進程。

2.2防竊電等違章用電行為

電力企業(yè)對于防竊電行為的措施研究由來已久,除了安裝高性能電能表、合理布置電線、加固電能表防護措施、完善電力營銷系統(tǒng)外,電能計量技術也能夠在一定程度上預防竊電等違章用電行為,對供電系統(tǒng)的合理運行具有重要作用。由于電能計量的數(shù)字化技術,工作人員進行電力稽查工作時能夠及時發(fā)現(xiàn)不當用電行為,及時對違章用戶進行處理,最大限度的減少電力損失;根據(jù)已掌握的用戶用電情況進行電量數(shù)額控制,增加相關的電力監(jiān)控設備,一旦出現(xiàn)特殊用電情況,就能夠及時發(fā)現(xiàn)違章用電行為,并制定相關處罰措施進行規(guī)范管理,加大懲罰力度,將違章用電等非法行為扼殺在搖籃中,減少電力損失,規(guī)范供電秩序,為電力稽查工作提供方便。

2.3減少工作人員工作量

篇2

1.引言

隨著Internet技術和網(wǎng)絡業(yè)務的飛速發(fā)展,用戶對網(wǎng)絡資源的需求空前增長,網(wǎng)絡也變得越來越復雜。不斷增加的網(wǎng)絡用戶和應用,導致網(wǎng)絡負擔沉重,網(wǎng)絡設備超負荷運轉,從而引起網(wǎng)絡性能下降。這就需要對網(wǎng)絡的性能指標進行提取與分析,對網(wǎng)絡性能進行改善和提高。因此網(wǎng)絡性能測量便應運而生。發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡瓶頸,優(yōu)化網(wǎng)絡配置,并進一步發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡中可能存在的潛在危險,更加有效地進行網(wǎng)絡性能管理,提供網(wǎng)絡服務質量的驗證和控制,對服務提供商的服務質量指標進行量化、比較和驗證,是網(wǎng)絡性能測量的主要目的。

2.網(wǎng)絡性能測量的概念

2.1網(wǎng)絡性能的概念

網(wǎng)絡性能可以采用以下方式定義[1]:網(wǎng)絡性能是對一系列對于運營商有意義的,并可用于系統(tǒng)設計、配置、操作和維護的參數(shù)進行測量所得到的結果。可見,網(wǎng)絡性能是與終端性能以及用戶的操作無關的,是網(wǎng)絡本身特性的體現(xiàn),可以由一系列的性能參數(shù)來測量和描述。

2.2網(wǎng)絡性能參數(shù)的概念

對網(wǎng)絡性能進行度量和描述的工具就是網(wǎng)絡性能參數(shù)。IETF和ITU-T都各自定義了一套性能參數(shù),并且還在不斷的補充和修訂之中。

2.2.1性能參數(shù)的制定原則

網(wǎng)絡性能參數(shù)的制定必須遵循如下幾個原則:

1)性能參數(shù)必須是具體的和有明確定義的;

2)性能參數(shù)的測量方法對于同一參數(shù)必須具有可重復性,即在相同條件下多次使用該方法所獲得的測量結果應該相同;

3)性能參數(shù)必須具有公平性,即對同種網(wǎng)絡的測量結果不應有差異而對不同網(wǎng)絡的測量結果則應出現(xiàn)差異;

4)性能參數(shù)必須有助于用戶和運營商了解他們所使用或提供的IP網(wǎng)絡性能;

5)性能參數(shù)必須排除人為因素;

2.2.2ITU-T定義的IP網(wǎng)絡性能參數(shù)

ITU-T對IP網(wǎng)絡性能參數(shù)的定義[2]包括:

1)IP包傳輸延遲(PacketTransferDelay,IPTD)

2)IP包時延變化(IPPacketDelayVariation,IPDV)

3)IP包誤差率(IPPacketErrorRateIPER)

4)IP包丟失率(IPPacketLassRate,IPLR)

5)虛假IP包率(SpuriousIPPacketRate)

6)流量參數(shù)(Flowrelatedparameters)

7)業(yè)務可用性(IPServiceAvailability)

2.2.3IETF定義的IP網(wǎng)絡性能參數(shù)

IETF將性能參數(shù)[3]稱為“度量(Metric)。由IPPM(IPPerformanceMetrics)工作組來負責網(wǎng)絡性能方面的研究及性能參數(shù)的制定。IETF對IP網(wǎng)絡性能參數(shù)的定義包括:

1)IP連接性

2)IP包傳送時延

3)IP包丟失率

4)IP包時延變化

5)流量參數(shù)

2.3網(wǎng)絡性能結構模型

從空間的角度來看,網(wǎng)絡整體性能可以分為兩種結構:立體結構模型和水平結構模型。

2.3.1立體結構模型

IP網(wǎng)絡就其協(xié)議棧來說是一個層次化的網(wǎng)絡,因此,對IP網(wǎng)絡性能的研究也可以按照一種自上而下的方法進行??梢砸訧P層的性能為基礎,來研究IP層不同性能與上層不同應用性能之間的映射關系。

2.3.2水平結構模型

對于網(wǎng)絡的性能,用戶主要關心的是端到端的性能,因此從用戶的角度來看,可以利用水平結構模型來對IP網(wǎng)絡的端到端性能進行分析。

3.網(wǎng)絡性能測量的方法

網(wǎng)絡性能測量涉及到許多內容,如采用主動方式還是被動方式進行測量;發(fā)送測量包的類型;發(fā)送與截取測量包的采樣方式;所采用的測量體系結構是集中式還是分布式等等。

3.1測量包

網(wǎng)絡性能測量中,影響測量結果的一個重要因素就是測量數(shù)據(jù)包的類型。

3.1.1P類型包

類型P是對IP包類型的一種通用的聲明。只要一個性能參數(shù)的值取決于對測量中采用的包的類型,那么參數(shù)的名稱一定要包含一個具體的類型聲明。

3.1.2標準形式的測量包

在定義一個網(wǎng)絡性能參數(shù)時,應默認測量中使用的是標準類型的包。比如可以定義一個IP連通性度量為:“IP某字段為0的標準形式的P類型IP連通性”。在實際測量中,很多情況下包長會影響絕大多數(shù)性能參數(shù)的測量結果,包長的變化對于不同目的的測量來說影響也會不一樣。3.2主動測量與被動測量方式

最常見的IP網(wǎng)絡性能測量方法有兩類:主動測量和被動測量。這兩種方法的作用和特點不同,可以相互作為補充。

3.2.1主動測量

主動測量是在選定的測量點上利用測量工具有目的地主動產(chǎn)生測量流量,注入網(wǎng)絡,并根據(jù)測量數(shù)據(jù)流的傳送情況來分析網(wǎng)絡的性能。主動測量的優(yōu)點是對測量過程的可控性比較高,靈活、機動,易于進行端到端的性能測量;缺點是注入的測量流量會改變網(wǎng)絡本身的運行情況,使得測量的結果與實際情況存在一定的偏差,而且測量流量還會增加網(wǎng)絡負擔。主動測量在性能參數(shù)的測量中應用十分廣泛,目前大多數(shù)測量系統(tǒng)都涉及到主動測量。

要對一個網(wǎng)絡進行主動測量,需要一個測量系統(tǒng),這種主動測量系統(tǒng)一般包括以下四個部分:測量節(jié)點(探針)、中心服務器、中心數(shù)據(jù)庫和分析服務器。有中心服務器對測量節(jié)點進行控制,由測量節(jié)點執(zhí)行測量任務,測量數(shù)據(jù)由中心數(shù)據(jù)庫保存,數(shù)據(jù)分析則由分析服務器完成。

3.2.2被動測量

被動測量是指在鏈路或設備(如路由器,交換機等)上利用測量設備對網(wǎng)絡進行監(jiān)測,而不需要產(chǎn)生多余流量的測量方法。被動測量的優(yōu)點在于理論上它不產(chǎn)生多余流量,不會增加網(wǎng)絡負擔;其缺點在于被動測量基本上是基于對單個設備的監(jiān)測,很難對網(wǎng)絡端到端的性能進行分析,并且可能實時采集的數(shù)據(jù)量過大,另外還存在用戶數(shù)據(jù)泄漏等安全性和隱私問題。

被動測量非常適合用來進行流量測量。

3.2.3主動測量與被動測量的結合

主動測量與被動測量各有其優(yōu)、缺點,而且對于不同的性能參數(shù)來說,主動測量和被動測量也都有其各自的用途。因此,將主動測量與被動測量相結合將會給網(wǎng)絡性能測量帶來新的發(fā)展。

3.3測量中的抽樣

3.3.1抽樣概念

抽樣,也叫采樣,抽樣的特性是由抽樣過程所服從的分布函數(shù)所決定的。研究抽樣,主要就是研究其分布函數(shù)。對于主動測量,其抽樣是指發(fā)送測量數(shù)據(jù)包的過程;對于被動測量來說,抽樣則是指從業(yè)務流量中采集測量數(shù)據(jù)的過程。

3.3.2抽樣方法

依據(jù)抽樣時間間隔所服從的分布,抽樣方法可分為很多種,目前比較常用的抽樣方法是周期抽樣、隨機附加抽樣和泊松抽樣[4]。周期抽樣是一種最簡單的抽樣方式,每隔固定時間產(chǎn)生一次抽樣。因為簡單,所以應用的很多。但它存在以下一些缺點:測量容易具有周期性、具有很強的可預測性、會使被測網(wǎng)絡陷入一種同步狀態(tài)。隨機附加抽樣的抽樣間隔的產(chǎn)生是相互獨立的,并服從某種分布函數(shù),這種抽樣方法的優(yōu)劣取決于分布函數(shù):當時間間隔以概率1取某個常數(shù),那么該抽樣就退化為周期抽樣。隨機附加抽樣的主要優(yōu)點在于其抽樣間隔是隨機產(chǎn)生的,因此可以避免對網(wǎng)絡產(chǎn)生同步效應,它的主要缺點是由于抽樣不是以固定間隔進行,從而導致頻域分析復雜化。

在RFC2330中,推薦泊松抽樣,它的時間間隔符合泊松分布,它的優(yōu)點是:能夠實現(xiàn)對測量結果的無偏估計、測量結果不可預測、不會產(chǎn)生同步現(xiàn)象。但是,由于指數(shù)函數(shù)是無界的,因此泊松抽樣有可能產(chǎn)生很長的抽樣間隔,因此,實際應用中可以限定一個最大間隔值,以加速抽樣過程的收斂。

4.性能指標的測量與分析

4.1連接性

連接性[5]也稱可用性、連通性或者可達性,嚴格說應該是網(wǎng)絡的基本能力或屬性,不能稱為性能,但ITU-T建議可以用一些方法進行定量的測量。目前還提出了連通率的概念,根據(jù)連通率的分布狀況建立擬合模型。

4.2延遲

延遲的定義是[6]:IP包穿越一個或多個網(wǎng)段所經(jīng)歷的時間。延遲由固定延遲和可變延遲兩部分組成[7][8]。固定延遲基本不變,由傳播延遲和傳輸延遲構成;可變延遲由中間路由器處理延遲和排隊等待延遲兩部分構成。對于單向延遲測量要求時鐘嚴格同步,這在實際的測量中很難做到,許多測量方案都采用往返延遲,以避開時鐘同步問題。

往返延遲的測量方法是:入口路由器將測量包打上時戳后,發(fā)送到出口路由器。出口路由器一接收到測量包便打上時戳,隨后立即使該數(shù)據(jù)包原路返回。入口路由器接收到返回的數(shù)據(jù)包之后就可以評估路徑的端到端時延。4.3丟包率

丟包率的定義是[9]:丟失的IP包與所有的IP包的比值。許多因素會導致數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡上傳輸時被丟棄,例如數(shù)據(jù)包的大小以及數(shù)據(jù)發(fā)送時鏈路的擁塞狀況等。

為了評估網(wǎng)絡的丟包率,一般采用直接發(fā)送測量包來進行測量。對丟包率進行準確的評估與預測則需要一定的數(shù)學模型。目前評估網(wǎng)絡丟包率的模型主要有貝努利模型、馬爾可夫模型和隱馬爾可夫模型等等[10]。貝努利模型是基于獨立同分布的,即假定每個數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡上傳輸時被丟棄的概率是不相關的,因此它比較簡單但預測的準確度以及可靠性都不太理想。但是,由于先進先出的排隊方式的采用,使得包丟失之間有很強的相關性,即在傳輸過程中,包被丟失受上一個包丟失的影響相當大。假定用隨機變量Xi代表包的丟失事件,Xi=0表示包丟失,而Xi=1表

示包未丟失。則第i個包丟失的概率為P[Xi|Xi-1,Xi-2,…Xi-n],Xi-1,Xi-2,...Xi-n取所有的組合情況。當N=2時,該Markov鏈退化為著名的Gilbert模型。隱馬爾可夫模型是對馬爾可夫模型的改進。

MayaYajnik等人所作的172小時的測量試驗[11]結果表明,在不同的數(shù)據(jù)采樣間隔下(20ms,40ms,80ms,160ms)采用三種不同的丟包率分析模型進行分析得到的結果完全不同,在不同的估計精確度的要求下實驗結果也各有不同。因此,目前需要能夠精確描述丟包率的數(shù)學模型。

4.4帶寬

帶寬一般分為瓶頸帶寬和可用帶寬。瓶頸帶寬是指當一條路徑(通路)中沒有其它背景流量時,網(wǎng)絡能夠提供的最大的吞吐量。對瓶頸帶寬的測量一般采用包對(packetpair)技術,但是由于交叉流量的存在會出現(xiàn)“時間壓縮”或“時間延伸”現(xiàn)象,從而會引起瓶頸帶寬的高估或低估。另外,還有包列等其它測量技術。

可用帶寬是指在網(wǎng)絡路徑(通路)存在背景流量的情況下,能夠提供給某個業(yè)務的最大吞吐量。因為背景流量的出現(xiàn)與否及其占用的帶寬都是隨機的,所以可用帶寬的測量比較困難。一般采用根據(jù)單向延遲變化情況可用帶寬進行逼近。其基本思想是:當以大于可用帶寬的速率發(fā)送測量包時,單向延遲會呈現(xiàn)增大趨勢,而以小于可用帶寬的速率發(fā)送測量包時,單向延遲不會變化。所以,發(fā)送端可以根據(jù)上一次發(fā)送測量包時單向延遲的變化情況動態(tài)調整此次發(fā)送測量包的速率,直到單向延遲不再發(fā)生增大趨勢為止,然后用最近兩次發(fā)送測量包速率的平均值來估計可用帶寬

瓶頸帶寬反映了路徑的靜態(tài)特征,而可用帶寬真正反映了在某一段時間內鏈路的實際通信能力,所以可用帶寬的測量具有更重要的意義。

4.5流量參數(shù)

ITU-T提出兩種流量參數(shù)作為參考:一種是以一段時間間隔內在測量點上觀測到的所有傳輸成功的IP包數(shù)量除以時間間隔,即包吞吐量;另一種是基于字節(jié)吞吐量:用傳輸成功的IP包中總字節(jié)數(shù)除以時間間隔。

Internet業(yè)務量的高突發(fā)性以及網(wǎng)絡的異構性,使得網(wǎng)絡呈現(xiàn)復雜的非線性,建立流量模型越發(fā)變得重要。早期的網(wǎng)絡流量模型,是經(jīng)典流量模型,也即借鑒PSTN的流量模型,用poisson模型描述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的流量,以及后來的分組火車模型,Markov模型等等。隨著網(wǎng)絡流量子相似性的發(fā)現(xiàn),基于自相似模型的流量建模研究也取得了不少進展和得到了廣泛的應用,譬如分形布朗運動模型和分形高斯噪聲模型以及小波理論分析等等。高速網(wǎng)絡技術的發(fā)展使得對巨大的網(wǎng)絡流量進行直接測量幾乎不可能,同時,大量的流量日志也使流量分析變得相當困難。為了解決這一問題,近幾年,流量抽樣測量研究已成為高速網(wǎng)絡流量測量的研究重點。

5.網(wǎng)絡性能測量的展望

網(wǎng)絡性能測量中還有許多關鍵技術值得研究。例如:單向測量中的時鐘同步問題;主動測量與被動測量的抽樣算法研究;多種測量工具之間的協(xié)同工作;網(wǎng)絡測量體系結構的搭建;性能指標的量化問題;性能指標的模型化分析[12]~[16];對網(wǎng)絡未來狀況進行趨勢預測;對海量測量數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘或者利用已有的模型(Petri網(wǎng)、自相似性、排隊論)研究其自相似性特征[17]~[19];測量與分析結果的可視化,以及由測量所引起的安全性問題等等都是目前和今后所要研究的重要內容。隨著網(wǎng)絡性能相關理論、測量方法、分析模型研究的逐漸深入、各種測量工具的不斷出現(xiàn)以及大型測量項目的不斷開展,人們對網(wǎng)絡的認識會越來越深刻,從而不斷地推動網(wǎng)絡技術向前發(fā)展。6.結束語:

本文對目前網(wǎng)絡性能測量技術的主要方面進行了介紹和分析并對未來網(wǎng)絡性能測量的研究重點進行了展望。

參考文獻

[1]ITU-T建議1.350

[2]ITU-T,建議Y1540

[3]IETF,RFC2330,"FrameworkforIPPerformanceMetrics"TableofContents6

[4]IETF,RFC2330,"FrameworkforIPPerformanceMetrics"TableofContents11

[5]IETF,RFC2678,"IPPMMetricsMeasuringConnectivity"

[5]IETF,RFC2679,"AOne-wayDelayMetricforIPPM"

[6]IETF,RFC2681,"ARound-tripDelayMetricforIPPM"

[7]IETF.RFC3393,"IPPacketDelayVariationMetricforIPPM"

PDF文件使用"pdfFactoryPro"試用版本創(chuàng)建

[8]IETF,RFC2680,"AOne-wayPacketLossMetricforIPPM"

[9]H.SanneckandG.CarleGMDFokus,Kaiserin-Augusta-Allee31,D-10589Berlin,Germany,"AFramework

ModelforPacketLossMetricsBasedonLossRunlengths"

[10]MayaYajnik,SueMoon,JimKuroseandDonTowsley,"MeasurementandModellingoftheTemporal

DependenceinPacketLoss",DepartmentofComputerScienceUniversityofMassachusettsAmherst,MA01003

USA

[11]JacobsonV,"PathcharATooltoInferCharacteristicsofInternetPaths."

[12]LOPRESTIF,DUFFIELDNG,HOROWITZJ,etal.“Multicast-basedInferenceofNetworkInternet-Delay

Distributions”.UniversityofMassachusetts,Amherst,ComputerScience,TechnicalReportUM-CS-1999-055,

1999.

[13]DUFFIELDNG,LOPRESTIF.“Multicastinferenceofpacketdelayvarianceatinteriornetworklinks”.

IEEEINFOCOM2000[C].TelAvivIsrael,2000.

[14]HUANGL,SEZAKIK.“End-to-endInternetDelayDynamics”.IEICETechnicalReportofCQWG,May

2000.

[15]OHSAKIH,MURATAM,MIYAHARAH,“Modelingend-to-endpacketdelaydynamicsoftheInternet”

usingsystemidentification[A].InternationalTeletrafficCongress17[C].SalvadordaBahia,Brazil,2001.

[16]SueB.Moon,"MeasurementandAnalysisofEnd-to-EndDelayandLossinTheInternet"

[17]J.-C.Bolot.“End-to-endpacketdelayandlossbehaviorintheInternet”.InProceedingsofACMSIGCOMM,

SanFrancisco,August1993.

篇3

求解著陸準備軌道近月點和遠月點的位置,通過分析知近月點和遠月位置可以用空間坐標來表示,于是通過直角三角形的相關性質、三角函數(shù)與反三角函數(shù)有關知識并借助計算器,最后即可求得近月點與遠月點相對著陸點的位置。求嫦娥三號相應的速度與大小,借鑒了參考文獻[1],并結合自身的理解,且在基本假設中的假設2下,利用能量守恒,即可得嫦娥三號在近月點與遠月點的勢能與動能之和相等的一個表達式,再根據(jù)開普勒第二定律可知:在近月點與遠月點的速度之比為近月點與遠月點到月球球心的距離的反比,即可得第二個表達,最后聯(lián)立兩個表達式即可求出嫦娥三號在近月點與遠月點的速度。對于嫦娥三號的方向,根據(jù)物理學中物體做曲線運動的基本性質,得到速度方向是沿曲線上該點的切線方向。

1.2能量守恒模型的建立與求解

能量守恒模型的求解將月球的質量M為7.3477×1022kg,萬有引力常量G為6.672×10-11N.m2.kg-2,近月點距月球表面15km,遠月點距月球表面100km,月球的平均半徑為1737.013km,帶入(1.13)、(1.14)得到近月點與遠月點的速度分別如下:v1=1.704km/s,v2=1.625km/s嫦娥三號在近月點與遠月點的速度方向為:沿曲線上該點的切線方向。

2結果分析

在假設1的情況下,計算出近月點(C)在離著陸點(A)北偏東59.204°,距離為1758.933km處。遠月點(F)在離著陸點(A)南偏東24.331°,距離為3673.118km處。解決此題所運用的知識點為:直角三角形相關性質勾股定理、歐氏距離、三角函數(shù)中的正弦定理以及反三角函數(shù)。所涉及的工具為計算器。故知識點較簡單、理解容易且有較好的軟件支撐,則該問解出答案比較準確。在假設2的情況下,計算出嫦娥三號在近月點的速度v1=1.704km/s,遠月點的速度v2=1.625km/s,,附件1中所給嫦娥三號在近月點的相對速度為1.7km/s,所以本問的誤差為1.704-1.71.7=0.235%,可以看出誤差很小,故利用能量守恒的方法并結合開普勒第二定律解出嫦娥三號在近月點與遠月點的速度是可行的。由物理學中物體作曲線運動,物體的速度方向是沿曲線上該點的切線方向,故得出的嫦娥三號在近月點與遠月點的速度方向也是可行的。

篇4

2基于建筑節(jié)能標準估算節(jié)能量

2.1建筑節(jié)能設計標準估算節(jié)能量的成立條件

節(jié)能量是指節(jié)能改造之后建筑物能耗的減少量所反映出的收益增加量。依照建筑節(jié)能標準,確定節(jié)能量,需明確計算、分析條件,方能進行。如:擁有100%的能耗基準值的內容,建筑所有的節(jié)能要素都要被算在內。以居民建筑為例,東北地區(qū)主要的節(jié)能要素是采暖,而南方地區(qū)主要的節(jié)能要素是空調能耗,不同地區(qū)選取的節(jié)能要素是不同的。

2.2舉例說明

以大連富豪小區(qū)為例,該居民建筑所處嚴寒地區(qū),其節(jié)能設計標準為JGJ26-1995,節(jié)能目標50%,基準值和能耗標準與傳統(tǒng)節(jié)能要素能夠相互配合,節(jié)能要素是采暖能耗、成立條件是全空間、全時間。在計算節(jié)能量時,技術人員統(tǒng)一調查了當?shù)鼐用竦纳罘绞?,資料顯示,居民為獲得較為舒適的生活環(huán)境,會按照假定方案,消費采暖能耗,并使用相應的設備系統(tǒng),如電、水、空間能量等。圍繞建筑的設計標準和現(xiàn)實建筑情況,對建筑所屬的集中供熱系統(tǒng)設備進行能量考核發(fā)現(xiàn),同一地區(qū),居民建筑的平均能效沒有較大差別,與節(jié)能百分比完全相符。綜上分析,大連富豪小區(qū)完全符合節(jié)能設計標準估算節(jié)能量的條件,以整個小區(qū)建筑面積為5300×104m2來計算的話,節(jié)能設計能耗為50%,則該小區(qū)的居民建筑的平均耗能為24kgce/m2,用它來估算居民建筑的節(jié)能量。再加上供熱系統(tǒng)官網(wǎng)系統(tǒng)的運行功率、熱源的傳播效果、建筑功能設計的配合度等因素的影響,便可準確估算出整個富豪小區(qū)的年節(jié)能量為53.23×104tce,且相關指標數(shù)據(jù)在標準范圍內。分析上述案例可知,建筑的節(jié)能設計要素大體相同,無非是采暖能耗和空調能耗,電、水、空間的能耗都是固定的,不會隨著地區(qū)建筑的變化而變化。與居民建筑相比,公共建筑在節(jié)能設計方面,考慮的問題和因素更多,依照《公共建筑節(jié)能設計標準(GB50189-2005)提出的觀點可知,只要按照建筑的節(jié)能設計標準施工,保證其室內環(huán)境參數(shù)、結構指標在標準范圍內,其節(jié)能量不會少于建筑總節(jié)能量的50%。從這一點看,以節(jié)能設計標準為節(jié)能量的估算依據(jù)是相對科學的,因為在一個計算公式中,標準是不變量,節(jié)能設計、節(jié)能要素是變化量,節(jié)能量是因變量,這種估算方式,符合統(tǒng)計科學。

篇5

1、人工抄表技術。人工抄表技術是一項傳統(tǒng)技術,指在每個區(qū)域固定一個抄表員進行每家每戶的抄表并用此進行電費使用量的核算的行為,僅適用于個體管理;

2、遠程抄表技術。遠程抄表技術是以遠程通訊技術及計算機網(wǎng)絡技術發(fā)展為基礎,是一種便捷的現(xiàn)代化電力計量技術,可靠性高并得到廣泛應用;

3、智能抄表技術。智能抄表技術并不是新技術,但它與傳統(tǒng)電表收集的數(shù)據(jù)相比具有更高的完善性及多樣性,且控制耗電量效果相對明顯?,F(xiàn)階段,我國大部分地區(qū)電力資源不足成為了制約我國經(jīng)濟發(fā)展的主要因素,因此電力計量技術的發(fā)展成為了我國發(fā)展中較為重要的一項任務。當今,我國經(jīng)濟發(fā)展與人口劇增都導致了資源的使用量增加以及能源大量消耗。電力計量技術存在的諸多問題也導致不能有效節(jié)約資源,做到節(jié)能環(huán)保,低耗安全。電力資源利用與生產(chǎn)已經(jīng)不再僅僅是技術問題,它已經(jīng)逐漸成為了我國發(fā)展經(jīng)濟指標中的重要項目。經(jīng)研究表明,近年來我國電力事業(yè)的發(fā)展不盡人意,城市人均耗電量及單位建筑面積耗電量是發(fā)達國家的兩倍左右,嚴重超出了資源能夠承受的范圍,尤其是電力超額,導致社會供求不平衡,影響社會發(fā)展。若想有效控制超額用電,就要完善電力計量技術應用,廣泛推廣智能電能表對社會向前發(fā)展有重要現(xiàn)實意義。

二、電力計量技術實現(xiàn)節(jié)能降耗的前提

電力計量技術實現(xiàn)節(jié)能降耗需要以下兩個條件,即先進的電力計量設備和規(guī)范化程序化的考核制度。先進的設備與技術能夠進一步提高監(jiān)測結果的準確性,但在我國的電子計量技術設備的發(fā)展中,處于相對優(yōu)勢地位的只有智能表,但它仍然需要不斷完善與改進。在發(fā)展技術的同時,我們也要使電力考核程序化,不斷健全完善考核方式,加大考核力度。例如對一些采用大型機電設備的用電單位,實施系統(tǒng)測量并定期對電力進行平衡檢測,對電量使用進行限額且采用避峰就谷的方法來控制用電,保證科學合理用電,減少資源浪費,避免資源緊缺。對用電量大的單位要不定期檢測一次,進行定期考核,保證電量合理使用。除此之外,還可以制定限電考核,采取超量收費的辦法控制用電。在考核制度不斷完善下,采用遠程電力計量系統(tǒng),既能夠有效準確的收集電量使用信息數(shù)據(jù),又能夠實現(xiàn)節(jié)約環(huán)保,低耗安全,對社會發(fā)展起到了促進作用。

三、智能表在電力計量技術中發(fā)揮節(jié)能降耗作用

智能表作為我國當前較為科學合理的一種計量手法,被廣泛接受。下面我們分析智能表的主要功能及優(yōu)勢,了解智能表在電力計量技術中應用的意義。

(一)智能表電力計量技術主要功能簡述

智能表電力計量技術主要功能有如下幾點:

1、多時間段與多費率可供選擇。智能表可以根據(jù)設定的費率及時間段自主進行更換,節(jié)省能源同時也能夠使用電費用更加精準,優(yōu)越性與便捷性顯而易見;

2、功能更加豐富。智能表比傳統(tǒng)電能表多了有功組合電量的功能,能夠進行自定義組合,從而達到節(jié)能降耗目的;

3、實時監(jiān)測。智能表在電力計量中能夠對各項功能進行監(jiān)測且精確度非常高,還能夠對異常情況進行記錄與反饋,為供電單位提供準確數(shù)據(jù);

4、端口輸出功能得到強化。端口功能強化能夠使日常用電更加安全與便捷,避免不必要的浪費。

(二)智能表電力計量優(yōu)勢

智能表在電量計量中擁有明顯優(yōu)勢,其優(yōu)勢共有如下四點:

1、節(jié)能高效。智能表可以對電器用電量自行分配并能夠有效控制用電時間,還能夠建立安全防御系統(tǒng),它可以在用電過程中出現(xiàn)漏電等情況時進行報警。除此之外,智能表除了反饋供電信息還能夠對線路中損耗問題及時反應,方便人們及時處理。智能表能夠分辨出損耗大的設備提醒人們及時更換或維修,從而達到節(jié)能降耗的效果;

2、防竊電。眾所周知,竊電現(xiàn)象一直受到人們廣泛關注,盡管在過去采取很多措施,但仍然避免不了竊電現(xiàn)象的發(fā)生。智能表能夠有效分析電路異常用電并找出竊電根源,防止電能肆意揮霍從而避免造成巨大浪費;

3、縮短停電時間。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)無法自動反饋信息,智能表在第一時間將斷電事故反饋給供電部門從而能夠在最短的時間內將故障維修好,使人們生活質量得到保障;

4、及時檢測供電動態(tài)性。智能表能夠實時監(jiān)測用電情況,能夠保證供電系統(tǒng)安全可靠,及時反饋信息的同時,對人們購電時的決定也起著關鍵性作用。

(三)智能表使用在電力計量中的意義

智能表作為具有較高完善性與多樣性的一種電力計量方法,在日常生活中的應用可謂是必不可少。相比于傳統(tǒng)電力計量技術,智能表擁有先進的技術且能夠很好的控制耗電量,并能夠通過紛繁復雜的設計用以提高所收集的數(shù)據(jù)的可靠性與準確性,對其進行備份處理以備不時之需。智能表與計算機智能信息化采集完美結合,促進電力能源的節(jié)約,且智能表能夠采用階梯式電價,有效控制了整體用電量,避免出現(xiàn)用電高峰期,從一定程度上來說控制了用電節(jié)奏,降低消耗。智能表明顯提高了電力計量技術的管理與智能水平,從根本上實現(xiàn)了節(jié)能低耗,真正做到了“低投入高收獲”,節(jié)約了資源,保護了環(huán)境,并且完善了人們日常生活中的用電質量,提高人們生活水平??偠灾?,智能表在電力計量技術及電力系統(tǒng)中的應用,對節(jié)能降耗起到了非常重要的作用。

篇6

二、結構

1.箱體蓋板

箱體頂部為可開合的蓋板,蓋板四周有密封條,蓋板與箱體上部沿口處安裝活動密封扣鏈,以保證其蓋板與箱體的密封性。蓋板上開(2~3)mm寬、可開合的活動通氣蓋板,裝有開合系統(tǒng)并保證蓋合后密封。蓋板面板安裝氣壓安全閥。蓋板面板留有放置溫濕度傳感頭的專用孔,用于監(jiān)測試驗箱內的溫濕度。

2.箱體

試驗箱體積根據(jù)大綱要求為小于溫濕度箱體積3倍,同時要大于試驗儀器體積3倍的密封試驗箱體。箱體正面為可清晰觀察面,正下方設計安置兩只硅橡膠手套,用于試驗人員通過手套進入試驗箱內對檢測儀進行定標操作。箱體左側上方和右側下方安裝小風扇,使箱體內氣體均勻。箱體反面下方裝有電源接線端。箱體右側上方和左側下方各安裝一氣流電磁閥,以使試驗箱體外部溫濕度箱內氣體能流入箱體內。

3.氣路

箱體反面下部裝有可通入標氣的6個不銹鋼氣閥,箱體左側下方和右側下方各裝有可通入清洗用空氣和可用排氣氣閥并可連接氣管。

三、使用方法

1.將試驗儀器安裝在試驗箱內的固定支架上,并連接與儀器配套的試驗用擴散罩和標氣管路。試驗箱放置于溫濕度箱內,連接電源及各氣路,電源線、溫濕度傳感器連線、標氣氣路和空氣氣路等通至溫濕度箱外。

2.打開試驗箱蓋板上的通氣蓋板,開啟箱內風扇、空氣泵和電磁閥,幫助溫濕度箱內空氣進入試驗箱,各標氣管路和清洗氣路關閉。

3.關上溫濕度箱門,設定試驗溫度和濕度。待溫濕度條件滿足要求時,通過電動系統(tǒng)關閉通氣蓋板(如沒有電動系統(tǒng)關閉裝置,可關閉空氣泵和電磁閥,并通過打開溫濕度箱人工關閉通氣蓋板。此時,溫濕度箱內溫濕度損失嚴重,而試驗箱內溫濕度損失較小,可以再關上溫濕度箱升溫和加濕,打開空氣泵和電磁閥,直至滿足要求)。

4.按大綱要求,試驗儀器進行熱穩(wěn)定后,通氣進行零點和示值的調整。對零點和示值的調整,可以關閉空氣泵和電磁閥,打開溫濕度箱門,試驗人員通過試驗箱面板手套操作(此時,溫濕度箱內溫濕度損失嚴重,而試驗箱內溫濕度損失較?。?。

5.零點和示值調整后,再關閉溫濕度箱,打開空氣泵和電磁閥,以確保試驗箱內溫濕度條件滿足要求。條件符合后,可按大綱要求進行試驗。

6.如希望試驗箱內試驗氣體濃度降低或保持清潔,可通入空氣進行清洗,試驗箱內氣體物質濃度可通過排出管路接入測量儀監(jiān)測。

7.排放管路可接入通風柜通風管路,管路氣流需形成負壓。試驗完成后,通入清潔空氣清洗,待監(jiān)測儀顯示安全,打開試驗箱內取物。

篇7

能源計量信息管理系統(tǒng),是把分布在不同地點的多臺計量儀表進行聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)計量儀表的在線實時數(shù)據(jù)采集和管理[1]。系統(tǒng)的組成通常由計量檢測設備、數(shù)據(jù)集中器(分站)、用戶終端、管理服務器(主站)、管理軟件和網(wǎng)絡器件等構成,具有能源數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲等能源計量功能,其輸出數(shù)據(jù)可用于能源統(tǒng)計與能源審計。

一、能源計量信息管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析

目前,中國各行業(yè)開發(fā)和使用的能源計量信息管理系統(tǒng)無統(tǒng)一規(guī)范標準。因為缺乏國家規(guī)范性的指導文件,企業(yè)按照自行需求進行設計和開發(fā),能源計量管理系統(tǒng)模式較混亂。許多企業(yè)因為沒有相關標準或規(guī)范的指導而茫然。據(jù)浙江省醫(yī)藥化工行業(yè)能源計量信息管理系統(tǒng)調查顯示,現(xiàn)階段企業(yè)在能源計量系統(tǒng)由于系統(tǒng)結構、功能模塊、數(shù)據(jù)結構與輸入輸出報表等多方面的不規(guī)范,使得企業(yè)在計量器具選擇、計量數(shù)據(jù)采集點設置的規(guī)范導致企業(yè)能計量與源平衡的不確定性。因為缺乏相關標準或規(guī)范,很多企業(yè)的能源計量管理系統(tǒng)輸出政府能源監(jiān)管部門的需要的各類申報報表(企業(yè)耗能設備一覽表、企業(yè)能源計量器具一覽表、能源工業(yè)企業(yè)能源購銷存表、能源消耗統(tǒng)計及分析報表、生產(chǎn)信息報表),誤報和漏報的情況時有發(fā)生。這種政企不一致的狀況,使得政府能源監(jiān)管部門較難統(tǒng)一管理企業(yè)的能源統(tǒng)計與審計工作。本文就結合當前中國用能行業(yè)能源計量信息管理系統(tǒng)的特點,對系統(tǒng)的設計規(guī)范做一些淺層次的探討與研究。

二、能源計量信息管理系統(tǒng)建設的一般要求和設計原則

1.系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境設計要求

在設計能源計量信息管理系統(tǒng)時,對設計硬件上要考慮企業(yè)的經(jīng)濟承受能力,逐步完善。同時,配備的計量器具必須要能在線檢定或校準;軟件設計要考慮全面,給予必要的完善及升級的空間。

2.確定現(xiàn)場能源計量檢測點設置與計量器具配置要求

(1)現(xiàn)場能源檢測點確定。用能單位能源計量信息管理系統(tǒng),應能采集行業(yè)不同種類能源的數(shù)據(jù)。所稱能源數(shù)據(jù),指煤炭、原油、電力、天然氣、焦炭、水、蒸汽等和其他直接或者通過加工、轉換、回收而取得有用能的各種資源[2]。

能源計量信息管理系統(tǒng)采集點的設置原則是以能夠準確和實時采集數(shù)據(jù)的作為計量檢測點,并且要考慮能滿足能源平衡、能源統(tǒng)計與審計要求[3]。具體數(shù)據(jù)采集范圍包括:

a)輸入用能單位、次級用能單位和用能設備的能源及載能工質;b)輸出用能單位、次級用能單位和用能設備的能源及載能工質;c)用能單位、次級用能單位和用能設備使用(消耗)的能源及載能工質;d)用能單位、次級用能單位和用能設備自產(chǎn)的能源及載能工質;e)用能單位、次級用能單位和用能設備科回收利用的余能資源。

(2)計量器具配備率要求。根據(jù)GB/T17167—2006標準要求,能源計量信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集點的能源計量器具配備率不低于表1的規(guī)定(見下頁表1)。

3.合理選用現(xiàn)場能源計量器具

根據(jù)GB/T17167—2006標準要求,能源計量信息管理系統(tǒng)所選用的能源計量器具,要依據(jù)不同用能設備所耗的能源類型不同,而選用相應的計量器具。所選用的計量器具必須要能提供數(shù)計量據(jù)輸出接口。選用的計量器具除了保證精度要求,也要根據(jù)生產(chǎn)工藝、使用環(huán)境等條件的要求,進行選擇相適應的計量器具。

能源計量信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的計量器具準確度不低于表2的規(guī)定(見下頁表2)。

4.能源管理信息系統(tǒng)主要功能模塊設計原則

(1)計量器具系統(tǒng)模塊。計量器具系統(tǒng)模塊的功能是能源計量管理系統(tǒng)與能源供應部門收費端計量數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng),實時監(jiān)控一級計量和二級計量能源數(shù)據(jù)偏差,并將所采集計量數(shù)據(jù)形成對比圖,出現(xiàn)不合理偏差系統(tǒng)立即報警。系統(tǒng)對電能供應質量進行實時監(jiān)控,并有報警提示和報警記錄。

(2)能源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)模塊。能源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)模塊的功能是自動采集各類能源計量點的實時瞬時量和累計量,采集周期在1分~24小時范圍內可調。采集數(shù)據(jù)項目完全符合能源統(tǒng)計和能源計量管理部門的要求。

(3)采集數(shù)據(jù)傳輸、存儲、查詢系統(tǒng)模塊。采集數(shù)據(jù)傳輸、存儲、查詢系統(tǒng)模塊應滿足實時傳輸?shù)囊螅紤]到數(shù)據(jù)傳送速度,有線傳輸200米以內可采用雙絞線串口傳送,超過200米宜采用光纖以太網(wǎng)傳送,也可采用無線傳輸;各采集點數(shù)據(jù)傳輸?shù)饺藱C交互界面的時間不應超過1秒。數(shù)據(jù)輸出應滿足集中化管理的需要,可通過人機交互界面查詢到所有的能源計量數(shù)據(jù)輸出。能源數(shù)據(jù)中心服務器實時監(jiān)控歷史數(shù)據(jù)一般要求保存不少于60天。

(4)數(shù)據(jù)匯總和計算分析系統(tǒng)模塊。數(shù)據(jù)匯總和計算分析系統(tǒng)模的功能是對能源消耗計量數(shù)據(jù)進行匯總,并按照系統(tǒng)設定各種能耗定額指標和節(jié)能量化指標計算分析,并自動形成對比分析圖表。超過指標系統(tǒng)立即報警提示。通過報警提示,企業(yè)能夠及時發(fā)現(xiàn)能源浪費現(xiàn)象和能源消耗異常情況,及時進行糾正與改進,及時有效控制能源消耗和能源成本開支。能耗定額指標和節(jié)能量化指標主要包括企業(yè)單位產(chǎn)值綜合能耗、單位產(chǎn)品綜合能耗、企業(yè)工業(yè)增加值綜合能耗、企業(yè)和車間能源消耗定額及用能設備單耗等。數(shù)據(jù)匯總和計算分析系統(tǒng)模塊功能能夠對每個產(chǎn)品能源成本、每個車間能源成本和企業(yè)能源成本進行監(jiān)控和分析,并自動形成對比分析圖表,用能成本超過預定費用,系統(tǒng)立即報警提示。

(5)報表統(tǒng)計系統(tǒng)模塊。報表統(tǒng)計系統(tǒng)模塊功能是能夠根據(jù)政府、各級公司及分公司需要,自動導出所有的各類滿足政府能源統(tǒng)計與審計要求的用源申報報表(企業(yè)耗能設備一覽表、企業(yè)能源計量器具一覽表、能源工業(yè)企業(yè)能源購銷存表、能源消耗統(tǒng)計及分析報表、生產(chǎn)信息報表等),能源統(tǒng)計報表數(shù)據(jù)均能追溯到系統(tǒng)計量檢測記錄。

(6)企業(yè)、車間、設備能源管理系統(tǒng)模塊。企業(yè)、車間、設備能源管理系統(tǒng)模塊功能是實時監(jiān)控企業(yè)、車間、設備能源實時消耗量,監(jiān)控各項用能指標不超過定額指標。超過定額指標經(jīng)報警提示查找原因,及時進行改進。設備管理系統(tǒng)功能能對重點用能設備能耗狀況、負荷率、有效利用時間、開啟、停止時間等影響能源消耗的各項參數(shù)進行實時監(jiān)控,確保設備的高效、經(jīng)濟運行,減少設備的空載時間和能源浪費的地方。

5.能源管理信息系統(tǒng)的安全設計和維護原則

信息系統(tǒng)應做好防電磁干擾,采集信號線應采用屏蔽線,并禁止與強電信號線混敷;與信息系統(tǒng)相連的外網(wǎng)系統(tǒng)應做好防火墻等病毒隔離措施。用能單位應設系統(tǒng)維護人員負責能源計量信息系統(tǒng)的整體維護;各車間也應有專人負責每天不少于一次的儀表值和信息系統(tǒng)反饋值的一致性檢查,發(fā)現(xiàn)問題應及時通知系統(tǒng)維護人員。

三、能源計量信息管理系統(tǒng)規(guī)范化工作成效

在上述研究的基礎上,2009年3月,浙江省標準化研究院聯(lián)合上虞新和成生物化工有限公司、上虞市質量技術監(jiān)督局,聯(lián)合制定了《醫(yī)藥化工行業(yè)能源計量信息系統(tǒng)》聯(lián)盟標準,建立了能源計量信息管理系統(tǒng)的統(tǒng)一的管理模式,實現(xiàn)能源計量管理標準化。通過近一年的標準實施表明,統(tǒng)一規(guī)范的能源計量管理系統(tǒng)進一步提高了工藝過程中的能源計量數(shù)據(jù)的分析和研究的正確必可靠性,為改進生產(chǎn)工藝,提高技改節(jié)能效益提供了科學的依據(jù),真正發(fā)揮了能源計量數(shù)據(jù)的功效。其次應用能源管理的科學方法,結合計算機信息網(wǎng)絡技術,通過精確計量,自動采集能源量值數(shù)據(jù)信息,對能耗數(shù)據(jù)進行計算匯總、圖形對比、經(jīng)濟分析、量化評價,控制能源消耗,節(jié)約了能源成本開支,提升企業(yè)能源管理水平。例如,浙江省重點試點企業(yè)上虞新和成生物化工有限公司發(fā)酵車間經(jīng)過對蒸汽消耗數(shù)據(jù)的分析,將滅菌工藝由原來的間歇消毒改為連續(xù)消毒,使車間每月蒸汽消耗量下降30%。精餾車間強化循環(huán)水溫差管理,優(yōu)化了操作參數(shù),耗汽量從原來6噸/小時下降為4.5噸/小時,循環(huán)水用量從910噸/小時下降到450噸/小時,使該車間每噸產(chǎn)品能源成本下降15%。通過考核,公司萬元增加值能耗同比下降14.6%。

為了扎實推進企業(yè)能源計量工作,將節(jié)能工作落到實處,我們對企業(yè)能源計量信息管理系統(tǒng)相關的設計規(guī)范和標準進行了初步的研究。規(guī)范、有效、科學的能源計量信息管理系統(tǒng)不僅能規(guī)范企業(yè)能源計量與管理,也將進一步推動國家依法實施節(jié)能減排監(jiān)督管理。

參考文獻:

篇8

在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程控制中,執(zhí)行機構起著十分重要的作用,它是自動控制系統(tǒng)中不可缺少的組成部分?,F(xiàn)有的國產(chǎn)大流量電動執(zhí)行機構存在著控制手段落后、機械傳動機構多、結構復雜、定位精度低、可靠性差等問題。而且執(zhí)行機構的全程運行速度取決于其電機的輸出軸轉速和其內部減速齒輪的減速比,一旦出廠,這一速度固定不可調整,其通用性較弱。整個機構缺乏完善的保護和故障診斷措施以及必要的通信手段,系統(tǒng)的安全性較差,不便與計算機聯(lián)網(wǎng)。鑒于以上原因,采用傳統(tǒng)的大流量電動執(zhí)行機構的控制系統(tǒng),可靠性和穩(wěn)定性較差。隨著計算機網(wǎng)絡、現(xiàn)場總線等技術在工業(yè)過程中的應用,這種執(zhí)行機構已遠遠不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求。筆者設計的大流量電動執(zhí)行機構,采用機電一體化技術,將閥門、伺服電機、控制器合為一體,利用異步電動機直接驅動閥門的開與關。通過內置變頻器,采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡,實現(xiàn)閥門的動作速度、精確定位、柔性開關以及電機轉矩等控制。該電動執(zhí)行機構省去了用于控制電機正、反轉的接觸器和可控硅換向開關模件、機械傳動裝置和復雜、昂貴的控制柜和配電柜,具有動作快、保護較完善、便于和計算機聯(lián)網(wǎng)等優(yōu)點。實際運行表明,該執(zhí)行機構工作穩(wěn)定,性能可靠。

2電動執(zhí)行機構的硬件設計及工作原理

電動執(zhí)行機構控制系統(tǒng)原理框圖如圖2-1所示。智能執(zhí)行機構從結構上主要分為控制部分和執(zhí)行驅動部分。

控制部分主要由單片機、PWM波發(fā)生器、IPM逆變器、A/D、D/A轉換模塊、整流模塊、輸入輸出通道、故障檢測和報警電路等組成。執(zhí)行驅動部分主要包括三相伺報電機和位置傳感器。

系統(tǒng)工作原理:

霍爾電流、電壓傳感器及位置傳感器檢測到的逆變模塊三相輸出電流、電壓及閥門的位置信號,經(jīng)A/D轉換后送入單片機。單片機通過8255控制PWM波發(fā)生器,產(chǎn)生的PWM波經(jīng)光電耦合作用于逆變模塊IPM,實現(xiàn)電機的變頻調速以及閥位控制。逆變模塊工作時所需要的直流電壓信號由整流電路對380V電源進行全橋整流得到。

控制系統(tǒng)各功能元件的選型與設計:

1)單片機選用INTEL公司生產(chǎn)的8031單片機,它主要通過并行8255口擔負控制系統(tǒng)的信號處理:接收系統(tǒng)對轉矩、閥門開啟、關閉及閥門開度等設定信號,并提供三相PWM波發(fā)生器所需要的控制信號;處理IPM發(fā)出的故障信號和報警信號;處理通過模擬輸入口接收的電流、電壓、位置等檢測信號;提供顯示電動執(zhí)行機構的工作狀態(tài)信號;執(zhí)行控制系統(tǒng)來的控制信號,向控制系統(tǒng)反饋信號;

2)三相PWM波發(fā)生器PWM波的產(chǎn)生通常有模擬和數(shù)字兩種方法。模擬法電路復雜,有溫漂現(xiàn)象,精度低,限制了系統(tǒng)的性能;數(shù)字法是按照不同的數(shù)字模型用計算機算出各切換點,并存入內存,然后通過查表及必要的計算產(chǎn)生PWM波,這種方法占用的內存較大,不能保證系統(tǒng)的精度。為了滿足智能功率模塊所需要的PWM波控制信號,保證微處理器有足夠的時間進行整個系統(tǒng)的檢測、保護、控制等功能,文中選用MITEL公司生產(chǎn)的SA8282作為三相PWM發(fā)生器。SA8282是專用大規(guī)模集成電路,具有獨立的標準微處理器接口,芯片內部包含了波形、頻率、幅值等控制信息。

3)智能逆變模塊IPM為了滿足執(zhí)行機構體積小,可靠性高的要求,電機電源采用智能功率模塊IPM。該執(zhí)行機構主要適用功率小于5.5kW的三相異步電機,其額定電壓為380V,功率因數(shù)為0.75。經(jīng)計算可知,選用日本產(chǎn)的智能功率模塊PM50RSA120可以滿足系統(tǒng)要求。該功率模塊集功率開關和驅動電路、制動電路于一體,并內置過電流、短路、欠電壓和過熱保護以及報警輸出,是一種高性能的功率開關器件。

4)位置檢測電路位置檢測電路是執(zhí)行機構的重要組成部分,它的功能是提供準確的位置信號。關鍵問題是位置傳感器的選型。在傳統(tǒng)的電動執(zhí)行機構中多采用繞線電位器、差動變壓器、導電塑料電位器等。繞線電位器壽命短被淘汰。差動變壓器由于線性區(qū)太短和溫度特性不理想而受到限制。導電塑料電位器目前較為流行,但它是有觸點的,壽命也不可能很長,精度也不高。筆者采用的位置傳感器為脈沖數(shù)字式傳感器,這種傳感器是無觸點的,且具有精度高、無線性區(qū)限制、穩(wěn)定性高、無溫度限制等特點。

5)電壓、電流及檢測檢測電壓、電流主要是為了計算電機的力矩,以及變頻器輸出回路短路、斷相保護和逆變模塊故障診斷。由于變頻器輸出的電流和電壓的頻率范圍為0~50Hz,采用常規(guī)的電流、電壓互感器無法滿足要求。為了快速反映出電流的大小,采用霍爾型電流互感器檢測IPM輸出的三相電流,對于IPM輸出電壓的檢測采用分壓電路。如圖2-2所示。

6)通訊接口為了實現(xiàn)計算機聯(lián)網(wǎng)和遠程控制,選用MAX232作為系統(tǒng)的串行通訊接口,MAX232內部有兩個完全相同的電平轉換電路,可以把8031串行口輸出的TTL電平轉換為RS-232標準電平,把其它微機送來的RS-232標準電平轉換成TTL電平給8031,實現(xiàn)單片機與其它微機間的通訊。

7)時鐘電路時鐘電路主要用來提供采樣與控制周期、速度計算時所需要的時間以及日歷。文中選用時鐘電路DS12887。DS12887內部有114字節(jié)的用戶非易失性RAM,可用來存入需長期保存的數(shù)據(jù)。

8)液晶顯示單元為了實現(xiàn)人機對話功能,選用MGLS12832液晶顯示模塊組成顯示電路。采用組態(tài)顯示方式。通過菜單選擇,可分別對閥門、力矩、限位、電機、通訊和參數(shù)等信號進行設置或調試。并采用文字和圖形相結合的方式,顯示直觀、清晰。

9)程序出格自恢復電路為了保證在強干擾下程序出格時系統(tǒng)能夠自動地恢復正常,選用MAX705組成程序出格自恢復電路,監(jiān)視程序運行。如圖2-3所示,該電路由MAX705、與非門及微分電路組成。

工作原理為:一旦程序出格,WDO由高變低,由于微分電路的作用,由“與非”門輸入引腳2變?yōu)楦唠娖?,引腳2電平的這種變化使“與非”門輸出一個正脈沖,使單片機產(chǎn)生一次復位,復位結束后,又由程序通過P1.0口向MAX705的WDI引腳發(fā)正脈沖,使WDO引腳回到高電平,程序出格自恢復電路繼續(xù)監(jiān)視程序運行。

3閥位及速度控制原理

閥位及速度控制原理框圖如圖3-1所示。

采用雙環(huán)控制方案,其中內環(huán)為速度環(huán),外環(huán)為位置環(huán)。速度環(huán)主要將當前速度與速度給定發(fā)生器送來的設定速度相比較,通過速度調節(jié)器改變PWM波發(fā)生器載波頻率,實現(xiàn)電機的轉速調節(jié)。速度調節(jié)器采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡控制算法(具體內容另文敘述)。

外環(huán)主要根據(jù)當前位置速度的設定,通過速度給定發(fā)生器向內環(huán)提供速度的設定值。由于大流量閥執(zhí)行機構在運行過程中存在加速、勻速、減速等階段。各階段的時間長短、加速度的大小、在何位置開始勻速或減速均與給定位置、當前位置以及運行速度有關。速度給定發(fā)生器的工作原理為:通過比較實際閥位與給定閥位,當二者不相等時,以恒定加速度加速,減速點根據(jù)當前速度、閥位值、閥位給定值的大小計算得來。

執(zhí)行機構各階段運行速度的計算原理

圖3-2為執(zhí)行機構的典型運行速度圖,它由若干段變化速率不同的折線組成。將曲線上速率開始發(fā)生改變的那一點稱為起始段點,相應的時間稱為段起始時間,如圖3-2中的t(i)(i=0,1,2,……),相應的速度稱為段起始速度,如圖3-2所示v(i)(i=0,1,2,…)。

設第i段速度的變化速率為ki,則有:

式中:Δv為兩段點之間的速度變化值,Δv=vi+1-vi;

Δt為兩段之間的時間,Δt=ti+1-ti。

顯然,當ki=0時為恒速段,ki>0時為升速段,ki<0時為減速段。任意時刻的速度給定值為:

Ts為采樣周期。

變化速率ki的取值由給定位置、當前位置以及運行速度的大小確定。

4關鍵技術問題的解決

該電動執(zhí)行機構采用了最新的變頻調速技術,電機驅動功率小于5.5kW。用戶可根據(jù)需要設定力矩特性,根據(jù)控制的閥設定速度,速度分多轉式、直行程、角行程3種方式。控制系統(tǒng)由閥位給定和閥位反饋信號構成的閉環(huán)系統(tǒng),控制特性視運行方式、速度而定,并具有自動過流保護、過載保護、超壓、欠壓、過熱、缺相、堵轉等保護功能。

該執(zhí)行機構解決的關鍵性技術問題主要有:

1)閥門柔性開關柔性開關主要是為了當閥關閉或全開時,保證閥門不卡死與損傷。執(zhí)行機構內部的微處理器根據(jù)測得的變頻器輸出電壓和電流,通過精確計算,得出其輸出力矩。一旦輸出力矩達到或大于設定的力矩,自動降低速度,以避免閥門內部過度的撞擊,從而達到最優(yōu)關閉,實現(xiàn)過力矩保護。

2)閥位的極限位置判斷閥位的極限位置是指全開和全關位置。在傳統(tǒng)執(zhí)行機構中,該位置的檢測是通過機械式限位開關獲得的。機械式限位開關精度低,在運行中易松動,可靠性差。在文中,電動執(zhí)行機構極限位置通過檢測位置信號的增量獲得。其原理是,單片機將本次檢測的位置信號與上次檢測的信號相比較,如果未發(fā)生變化或變化較小,即認為己達到極限位置,立即切斷異步電機的供電電源,保證閥門的安全關閉或全開。省去了機械式限位開關,無需在調試時對其進行復雜的調整。

3)電機保護的實現(xiàn)為了防止電機因過熱而燒毀,單片機通過溫度傳感器連續(xù)檢測電機的實際運行溫度,如果溫度傳感器檢測到電機溫度過高,自動切斷供電電源。溫度傳感器內置于電機內部。

4)準確定位傳統(tǒng)的電動執(zhí)行機構在異步電機通電后會很快達到其額定動作速度,當接近停止位置時,電機斷電后,由于機械慣性,其閥門不可能立即停下來,會出現(xiàn)不同程度的超程,這一超程通常采用控制電機反向轉動來校正。機電一體化的大流量電動執(zhí)行機構根據(jù)當前位置與給定位置的差值以及運行速度的大小超前確定減速點的位置及減速段變化速率ki,使閥門在較低的速度下實現(xiàn)精確的微調和定位,從而將超程降到最低。

5)模擬信號的隔離。

對于變頻器的直流電壓以及輸出的三相電壓,它們之間的地址不一致,存在著較高的共模電壓,為了保證系統(tǒng)的安全性,必須將它們彼此相互隔離。采用LM358和4N25組成了隔離線性放大電路。如圖4-1所示,采用±15V和±12V兩組獨立的正負電源。若運放A的反相端電位由于擾動而正向偏離虛地,則運放A輸出端的電位將降低,因而光電耦合器的發(fā)光強度將增強,則使其集射極電壓減小,最后使運放A反相端的電位降低,回到正常狀態(tài)。若A的反相端電位負向偏離虛地,也可以重回到正常狀態(tài)。從而增強了系統(tǒng)的抗干擾性。

5結束語

該執(zhí)行機構集微機技術和執(zhí)行器技術于一體,是一種新型的終端控制單元,其電機是通過內部集成的一體化變頻器來控制,因此,同一臺智能執(zhí)行機構可以在一定范圍內具有不同的運行速度和關斷力矩。該智能執(zhí)行機構采用了液晶顯示技術,它利用內置的液晶顯示板,不僅可以顯示閥門的開、關狀態(tài)和正常運行時閥門的開度,還可以通過菜單選擇運行參數(shù)設定,當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,能顯示出故障信息??傊搱?zhí)行機構集測量、決斷、執(zhí)行3種功能于一體,順應了電動執(zhí)行機構的發(fā)展趨勢,它的研制成功給電動執(zhí)行機構的研究開發(fā)提供了新的思路。

參考文獻

[1]鄧兵,等.數(shù)字閥門電動執(zhí)行機構[J].自動化儀表,2001(1).

[2]LiuJianhou.Theresearchonreliabilityandenvironmentadaptabilityofelectriccontrolvalveusedinunclearpowerstation[J].MaintainabilityandSafety,vol.2,Dalian,China,28-31August2001.

篇9

中圖分類號:O213.1

一、電能質量的概念

電能質量是在電力系統(tǒng)運行當中產(chǎn)生的,電力系統(tǒng)的運行效率決定著電能質量的優(yōu)劣。保持電力系統(tǒng)運行的安全性和可靠性是提高電能質量的有效方式。電能質量就是指供電的有效性。隨著社會的不斷發(fā)展,對電能質量的解釋也有很多。從不同的角度看待電能質量的問題也會得出不同的電能質量的概念。電力用戶認為電能質量就是供電的好壞,不出現(xiàn)停電的現(xiàn)象就說明了電能質量比較好。從電力設備的制造廠商來說,電能質量就是,設備能否滿足供電的需求。滿足的話就說明設備的供電質量好[1]。從社會發(fā)展的角度看,對電能質量的不同認識也受到社會經(jīng)濟水平的制約,電力系統(tǒng)的發(fā)展程度決定了電能質量的優(yōu)劣?,F(xiàn)階段我們普遍采用的電能質量的定義是供電設備在為用戶提供穩(wěn)定的電能過程中,設備的運行穩(wěn)定性。這個定義也是現(xiàn)在比較常用,主要是通過對設備故障的測試來檢驗供電的質量問題。該定義清楚明了,但是也有其局限性,需要有關部門進一步對其進行研究。

二、電能質量管理存在的主要問題

隨著電網(wǎng)智能化改造的不斷深入以及新技術的應用,我國的電網(wǎng)結構日益完善,電網(wǎng)性能不斷優(yōu)化,已經(jīng)能滿足電網(wǎng)用戶的基本需求。但是,在電能質量管理方面還存在不足,據(jù)統(tǒng)計,由于電能質量管理的問題導致的電能質量不達標的比例超過了60%。電能質量管理存在的主要問題有:(1)未建立起及時的變電站母線電壓自動化調控機制。母線調控不及時是造成電壓越限的主要原因。(2)小水電上網(wǎng)管理制度缺失。小水電的不規(guī)范上網(wǎng)會導致變電站35KV和10KV母線電壓越限。(3)電網(wǎng)配置不合理。例如近幾年城鎮(zhèn)化發(fā)展較快,原先的郊區(qū)已經(jīng)迅速發(fā)展成為城市新中心,但電網(wǎng)供電設施跟不上,導致線路供電半徑過大,直接影響了供電的可靠性和穩(wěn)定性[2]。(4)電網(wǎng)基層管理水平低下。有數(shù)據(jù)表明,縣級或縣級以下電壓越限的時長遠遠大于上級母公司。(5)電網(wǎng)污染治理缺乏。電網(wǎng)本身存在大量的非線性負荷、沖擊負荷以及不平衡負荷接入系統(tǒng)等,對電能質量形成嚴重威脅,而現(xiàn)階段對這些污染的治理還未得到充分重視。

三、產(chǎn)生的電能質量問題的原因

電能質量的優(yōu)劣受到經(jīng)濟發(fā)展水平以及電力系統(tǒng)發(fā)展水平的制約,先進的電力系統(tǒng)以及科學化的技術水平才能為電能質量提供有效的保障。因此,近些年來我國特別重視對電力系統(tǒng)技術的研究,使用先進的科學手段來提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。我國現(xiàn)階段對電能質量的研究也更加廣泛,很多專業(yè)的人士和部門都參與到了研究的課題中。經(jīng)過專業(yè)的研究我們得出了產(chǎn)生電能質量問題的原因:

(1)電力企業(yè)為了提高其經(jīng)濟效益,以及供電的自動化水平,注重對先進電子技術的使用,但是這些技術設備和電能質量存在一定的不適應性。如果計算機的計算值出現(xiàn)了偏差,那么在自動化系統(tǒng)的運行中,就很容易降低電能的質量,工作人員也沒有辦法及時對問題進行處理,因為電力系統(tǒng)的自動化,在實際的操作過程中,存在技術應用的難題[3]。

(2)現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的供電結構發(fā)生了很大的改變,電氣設備的大功率、大負荷造成了供電的不穩(wěn)定性。因為這些大功率用電器的使用,使得電能在供應的過程中不能保持一個合理的速度,過大的電流會損害或者產(chǎn)生對電力系統(tǒng)的過度消耗,從而也降低了電能的質量。

(3)市場競爭的加劇,導致了各個電力企業(yè)為了爭取更多的市場份額,在電力系統(tǒng)的管理上出現(xiàn)了一定的分歧。為了提高用戶的滿意度,很多電力企業(yè)都實行的開放性的電力管理模式,用戶也可以對供電進行簡單的控制,所以這就造成了電力系統(tǒng)的混亂,用戶在使用的過程中,很容易出現(xiàn)一些錯誤,影響了供電的穩(wěn)定性和安全性,從而降低了電能的質量。

四、電能質量問題的分析方法

通過一定的方法對電能質量進行分析,是保障電能質量以及提升電能質量監(jiān)測、控制以及管理水平的前提?,F(xiàn)階段運用到的電能質量分析方法主要有:

(1)時域仿真法。這是現(xiàn)階段電能質量問題分析采用的主要方法,它是利用各種時域仿真程序例如EMTP、EMTDC以及NETOMAC等對電能質量問題中的暫態(tài)現(xiàn)象進行分析。這種分析方法的缺點是在進行仿真計算之前要預先知道暫態(tài)過程的頻率覆蓋范圍,同時在模仿開關的過程中存在數(shù)值失真的現(xiàn)象[4]。

(2)頻域分析法。這是電能質量中諧波問題分析的常用方法,有頻率掃描、諧波潮流計算以及混合諧波潮流計算,后者由于可以對非線性負載控制系統(tǒng)進行精細的動態(tài)特性描述,建模簡單,在近些年運用較多。其缺點是計算量大,耗時較長。

(3)基于變換的方法。主要包括了Fourier變換法、神經(jīng)網(wǎng)絡法、二次變換法、小波變換法以及Prony分析法等。

五、電能質量問題的控制

(1)要重視電能質量分析以及控制領域的基礎性工作。例如研究并建立起電能質量的評價體系、積極研究并創(chuàng)新電能質量分析的方法、技術和理論。

(2)積極推廣以DSP為基礎的實時數(shù)字數(shù)字信號處理技術。該技術通過程序對電能質量進行控制,調試簡單,易于實現(xiàn)并網(wǎng)運行和智能化控制,對系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性以及靈活性提升具有重要意義,在控制領域得到越來越廣泛的應用。

(3)要深入研究并創(chuàng)新電能質量的檢測技術?,F(xiàn)有的檢測設備雖然符合持續(xù)性以及穩(wěn)定性指標,但對于快速捕捉、更高的采樣速率以及有效的分析和自動識別系統(tǒng)要求還有一定的差距,需要加大研究力度,發(fā)展新的檢測技術[5]。

(4)采取積極措施,加強電能質量管理。電能質量的好壞直接影響到用戶的滿意度,通過加強電能質量管理,促進電能質量,也是控制和解決電能質量問題的關鍵所在。

(5)電能質量的監(jiān)測。一是要建立嚴格的監(jiān)測制度,例如連續(xù)監(jiān)測、定時巡回監(jiān)測和專項監(jiān)測;二是要鼓勵檢測技術的創(chuàng)新研發(fā),因應電網(wǎng)發(fā)展需要開發(fā)可靠、有效的監(jiān)測技術和設備;三是要積極利用先進的計算機網(wǎng)絡技術,加快發(fā)展監(jiān)測技術的網(wǎng)絡化、智能化,確保監(jiān)測結果的及時、準確。

六、結語

電力是現(xiàn)代社會正常運行的動力,電能質量問題關系到千家萬戶,電能質量問題的解決既需要依靠技術手段,也需要規(guī)范化的制度管理,兩者缺一不可。電能質量管理是電網(wǎng)管理的重要內容,必須要按照電能質量管理標準,建立起嚴格的管理體系,將電能質量管理從被動轉為主動、從松散管理走向制度化管理,從應對問題轉為預防問題。

【參考文獻】

[1]劉劍. 海上平臺電能質量問題及其改善措施[J]. 廣東化工,2013,(14).

[2]何世恩,程開嘉,陳其龍. 電能質量治理若干問題的討論 工程師與制造商伙伴們的觀點[J]. 電氣應用,2013,(13).

篇10

1概述

在農(nóng)田水利灌溉中,往往采用固定機井或固定水泵對不同用戶分時供水的方式,在供水過程中不可避免的會出現(xiàn)用電計量和收費問題。通常所采用的方法是計錄電能表的讀數(shù),過后再根據(jù)水泵使用的時間分攤電費,這種方法計量誤差大,不能真實的反應實際的用電量情況,給用水管理帶來很多不必要的麻煩和糾紛。這里介紹一種在傳統(tǒng)電控計量箱的基礎上,增加用電量的數(shù)據(jù)采集裝置,采用IC卡技術,實現(xiàn)一戶一卡、預付電費、持卡消費的用電管理方法。每個用戶都有一個IC卡,用水前先到用電管理部門或用電委托管理部門在卡上預付電費,然后,在電控計量箱上插卡用電,電能表計量用電情況,并將消耗的電量從IC卡上扣除,當卡上的預付電費扣除完,控制單元控制接觸器動作切斷電源停止供電。當用戶用電完畢時,可將IC卡從電控計量箱卡槽內取出,控制單元也控制接觸器動作切斷電源停止供電。采用這種方法解決了用電過程中的各種不合理現(xiàn)象,避免了糾紛的發(fā)生,同時也提高了用電的信息化管理水平。下面介紹裝置的具體結構和工作原理。

2系統(tǒng)的總體結構和設計思路

傳統(tǒng)的電控計量箱由電能表、刀閘開關、保險絲和接線端子等組成,根據(jù)計量箱內的機械式電能表的讀數(shù)來收取電費。針對上面提到的傳統(tǒng)電控計量箱的所存在的問題,增加了以下單元組成IC卡智能電控計量箱:

電能表轉盤的脈沖采樣和脈沖遠傳裝置;

單片機組成中央控制單元,負責用電量的采樣、IC卡的管理和輸出控制;

IC卡的讀寫裝置;

控制用電量的執(zhí)行機構。

IC卡智能電控計量箱采用具有脈沖遠傳功能的機械式三相電能表作為用電計量的控制依據(jù),采用AT89C2052單片機組成的電控計量箱的中央控制單元,IC卡采用CPU智能卡作為信息載體,通過中央處理單元采樣電能表的走字情況,并從IC卡上扣除消耗的電量,根據(jù)讀取IC卡上存儲的預付費電量情況,控制中間繼電器和交流接觸器等實現(xiàn)用電量的IC卡預付費控制。圖1是系統(tǒng)的總體框圖。

380V交流電的A、B、C三相分別接入電能表輸入端,三相電能表輸出端通過接觸器C的三對常開觸點輸出三相交流電能。交流接觸器C的吸合線圈受中央控制單元中的5V直流繼電器和中間繼電器控制,當不插卡時,交流接觸器釋放斷開輸出回路。當插卡時,中央控制單元首先讀入IC卡上預付電費情況,控制交流接觸器吸合接通三相交流回路。電能表計量電能消耗,并將計量的用電量以脈沖的形式輸入中央控制單元,中央控制單元將脈沖信號轉換成電能讀數(shù),以0.01kWh為一個計量單位,對IC卡的預購電量進行扣除,直到預購電量用完,接觸器C釋放切斷輸出電源。在使用過程中取出IC卡,接觸器C也會釋放觸點切斷輸出。

3中央控制單元的原理框圖及硬件結構

中央控制單元由AT89C2051單片機、脈沖采樣單元、IC卡讀寫單元、LED數(shù)碼顯示單元、EEPROM存儲器單元、交流接觸器控制單元等部分組成,圖2是中央控制單元的系統(tǒng)框圖。

3.1用電量的數(shù)據(jù)采樣及脈沖遠傳方式

電能計量使用傳統(tǒng)的轉盤式三相電能表,電能的計量來自于轉盤的旋轉圈數(shù),在電能表轉盤的相應位置開一小孔,采用光電耦合式傳感器檢測轉盤轉動過程中透光和遮光次數(shù),轉盤每旋轉一圈,完成一次遮光和透光,光電接收端就會輸出一個脈沖,并輸入到中央控制器進行處理。記錄脈沖的個數(shù)就會間接檢測出鋁盤轉過的圈數(shù),從而根據(jù)圈數(shù)與用電量的關系計算出用電量。圖3是脈沖檢測的電路原理圖。

3.2中央控制單元的硬件設計

中央控制單元由89C2052單片機、CPU卡讀寫裝置、電能表脈沖計量單元、接觸器控制部分、AT24C02EEPROM、數(shù)碼顯示單元及電源等部分組成。具體電路圖見圖4。

智能卡電控計量箱采用插卡供電,取卡停電的工作方式,插卡后系統(tǒng)顯示CPU卡上預購的電量,在用電過程中,不斷從CPU卡上扣除消耗的電量,顯示卡上剩余電量。在電控計量箱工作過程中,單片機與CPU卡通過串行接口隨時交換信息。

AT24C02EEPROM用于存放用戶的密碼信息、用戶的用電信息以及脈沖當量與用電量的換算關系等。四位LED數(shù)碼顯示用于時實顯示CPU卡上剩余電量數(shù)、錯卡信息、故障信息等,使用戶能夠掌握電控計量箱的工作狀況和卡上的剩余電量情況。

供電控制采用三級繼電器控制,即單片機P1.7通過三極管T3控制直流繼電器J的吸合與釋放,直流繼電器J的常開觸點控制中間繼電器Z的吸合線圈,中間繼電器Z的常開觸點控制交流接觸器C的吸合線圈,接觸器C的常開觸點控制計量箱三相交流電源的輸出。

4系統(tǒng)的軟件設計

圖5為系統(tǒng)軟件總體框圖,而系統(tǒng)應用軟件包括:

初始化程序:RAM單元的清零和參數(shù)預置、單片機的異步串行通信工作方式設置、中斷設置、定時器設置、CPU卡的上電復位和下電復位、系統(tǒng)的自檢等;

顯示及監(jiān)控程序:初始化完成后,單片機檢測卡座是否有卡,等待插卡操作,同時顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài);

CPU卡讀寫操作程序;

用電量采集程序:檢測電能表輸出的反映實際用電量的脈沖,并將脈沖換算成電量,當電量達到0.01kWh時,從卡中扣除所使用的電量;