定量设计

关键词:

定量设计(精选十篇)

定量设计 篇1

定量浇铸是金属铸造生产中一种重要的生产方式, 同时也是一个复杂的工艺过程。面对铸造生产高效率、高精度的发展趋势, 传统的手动浇铸方式由于浇铸效率低, 工人劳动环境差, 劳动强度高已经不能与之相适应, 提高定量浇铸过程的自动化水平是当前铸造业迫切需要解决的问题。

铝合金溶液的定量浇铸方式大致可以分为两类:一类是手动式, 另一类是自动式。

手动式也就是工人完全凭劳动经验手工使用浇包把铝合金溶液转移到压铸机交口完成浇铸动作。自动定量浇铸方式包括机械浇勺式、气压式, 以及近年来出现的电磁泵定量浇铸系统, 本文论述最后一种。

1 电磁泵定量浇铸技术概述

电磁泵定量浇铸技术是利用导电流体中的电流和磁场的作用所产生的磁动力直接作用在金属液体上, 使之发生定向移动, 再使用定量装置完成金属液体定量浇铸任务。电磁泵设有移动和转动部件, 流体流过的路径完全封闭, 压力指示和控制都相当简单和方便, 而且不要电动机, 无轴承密封, 无漏油, 防腐性能高。电磁泵定量浇铸系统由于采用了电磁定量技术, 具有以下优点:

(1) 整个浇铸过程没有暴露在空气中, 避免了氧化渣的产生, 提高了浇铸质量;

(2) 大大提高了浇铸速度, 提升了浇铸效率;

(3) 改善了工作环境, 降低了工人劳动强度。

因此, 电磁泵定量浇注系统将是未来浇铸技术的发展方向。

2 电磁泵定量浇铸系统的组成及定量控制

电磁泵定量浇注系统由电气控制部分、电磁泵体、电保温炉和浇铸管道等部分组成。铝锭在大型熔炼炉中熔化之后转运到保温炉里面。浇铸时, 圆柱形电磁泵产生动力, 使铝合金溶液通过浇铸管道注入压铸机。

本文中主要介绍定量控制系统和电保温炉。定量浇铸控制系统集中在一台控制柜中, 由常用控制和变频控制两部分组成。

常用控制系统由触摸屏和PLC完成所有电器的控制。通过常用控制部分可以实现保温炉、管道的温控, 电磁泵水冷系统的控制, 定量控制, 以及整个系统的起停控制。

变频控制系统应用交流-直流-交流的变频技术, 将工业三相交流电变为直流电, 再通过逆变把直流电变为可调的SPWM (正弦波脉冲宽度调制) 电源去驱动交流感应电磁泵线圈。因为交流感应电磁泵内的液态金属流速与电源频率成正比, 当SPWM的正弦波频率变化, 就可以改变电磁泵沟内的液态金属的流速。

如上所述, 当触摸屏输入所需浇铸的质量, 按下浇铸启动开关, 可编程控制器控制定量装置根据当前的铝溶液流速来计算浇铸时间, 完成浇铸任务。从理论上讲, 工业交流电经过专用变频器变频之后变成频率可调的SPWM电源, 如果电源频率一定, 电磁泵沟内的液态金属的流速将是一个定值, 即液态金属在泵沟内匀速流动, 此时只要控制浇铸时间就可以保证浇铸的量。但是实际上, 由于金属液体自身密度较大, 即便电磁泵的电源频率一定, 保温炉里液体在高液位和低液位浇铸时的流速也不是完全相同的。要浇铸多次相同质量的浇铸件必定会引起保温炉内的液面高度变化, 使管道内的压强产生变化。这种情况下, 如果只使用一个固定的时间来控制浇铸量的话, 必然会产生定量误差。

为了解决这一问题, 我们设计了下面的定量方式, 如图1所示。在浇铸升液管道内植入钼丝探针1和钼丝探针2。钼丝在高温下具有耐腐蚀和导电能力。电磁泵启动时垂直管道处金属液体会有一段紊流, 液体流速不稳定。当金属液体上升至升液管顶部时, 流速开始稳定, 所以把钼丝探针安置在升液管的最上端, 这样可以降低紊流给定量带来的误差。我们假设钼丝探针之间的高度差为h, 金属液体在电磁泵作用下从升液管上升, 金属液体流到钼丝探针1时, 探针1产生信号返回控制系统, 控制系统开始计时, 金属液体流到钼丝探针2时计时结束, 得到金属液体流经这段距离的时间为t, 于是可以得到此次浇铸速度为v=h/t。那么在对应浇铸时间T内管道可以通过的金属液体的质量为m=ρsv T=ρs Th/t, 于是我们得到如下等式:

式中, T为浇铸时间;m为所需浇铸质量;t为钼丝探针测得的时间;ρ为金属液体密度;s为管道横截面积;h为钼丝探针高度差。

这样测定一次t时间内通过金属液体的质量, 以后定量根据这个值来修订浇铸时间, 即对浇铸时间进行误差补偿, 就可以达到定量控制的目的。

3 电磁泵的原理与结构设计

3.1 圆柱形感应式电磁泵的工作原理

圆柱形电磁泵是建立在直线电机原理上的, 行波磁场由特制的线圈结构产生。线圈绕组接通不同相位变化的电流, 当两相倒置时, 磁场便向相反的方向运动, 实现反转, 通过调节磁场强度来控制液体流速。

线圈主要由三相多层线圈结构和单层螺线管型结构组成, 多层叠绕有较高的电源效率。绕组采用强制水冷方式, 包括带有绝缘环的不锈钢水冷法兰、撑条和绝缘棒, 其基本原理如图2所示。

3.2 感应电磁泵的横向端部效应

在理想的电磁泵模型中, 我们假设导电流体中的电流方向都是和流速方向垂直的, 但是实际上由于泵沟管道内的导电流体是连续介质, 所以导电流体内的感应电流总是可以部分或者全部在流体内构成回路, 也就是说不光有z方向的电流, 还有x方向的电流, 如图3所示。由于到电流体内有x方向的电流存在, 大多数情况下电磁泵x方向上的压差降低, 因为它和磁场的相互作用产生z方向的电磁力, 因此对流速方向的压差无益。另外, 由于感应电流的分布不均, 导致感应磁场分布不均, 于是在一定范围内的合成磁通量比理想状况要低。这些由于泵沟管道横向宽度有限而引起的一系列效应统称为横向端部效应, 它们直接影响到电磁泵的性能。

1—磁场2—金属溶液3—线圈4—铁芯5—三相低频电源

3.3 感应电磁泵的纵向端部效应

由于磁场开路, 同时泵沟中的流体是从前向后连续流动的, 因此即使外加磁场是纯正向行波的, 泵沟中的感应电流也有引起流体内焦耳热和效率变化的端部问题, 这称为纵向端部效应。纵向端部效应对电磁泵的效率有以下影响:

(1) 降低进出口压差。如果磁场铁芯的三相绕组有不同的互感系数, 则三相的匝数必然不均衡, 从而产生反向行波磁场和脉动磁场, 降低进出口压差;如果铁芯的三相绕组可以平衡, 也就是说外加磁场可以是纯正向行波磁场, 但由于导电流体在磁场作用区外是连续的, 因此还会有脉动的电场磁场产生, 从而降低进出口压差。

(2) 降低圆柱泵的效率。对于平面泵来说, 当端部电阻很大或者雷诺数很小时, 脉动的电磁场很小, 因此其理想效率及压差与理想模型较为接近, 但对于圆柱泵来说, 当雷诺数很小时, 其效率不超过17.2%。

通过对电磁泵铁芯结构的合理设计可以减小圆柱形电磁泵的纵向端部效应, 提高电磁泵的效率。

3.4 感应电磁泵电磁铁设计

电磁铁是电磁泵的最关键部分, 电磁铁的结构设计是否合理直接影响到电磁泵的效率。在电磁铁的设计中, 应当遵循以下原则:第一, 为了产生较大的电磁力, 尽量减短磁路的长度以便减少磁场中的铁耗;第二, 磁路中每一段的磁场密度要相对均匀;第三, 衔铁在电磁线圈中的位置应合理, 既要满足电磁原理的要求并产生较大的电磁力, 又要满足泵的结构要求。

考虑到感应电磁泵的纵向端部效应和横向端部效应, 电磁铁芯采用铁窗式结构。如图4所示, 这样可以最大限度地减弱端部效应, 并且可以消除聚磁效应, 提高电磁泵的效率。电磁铁的结构主要特点如下:第一, 铁芯材料为硅钢;第二, 电磁铁芯采用铁窗式闭路结构;第三, 铁窗内栅栏数量影响磁场强弱;第四, 采用铁芯叠片式结构增加效率。

1—铁芯2—线圈

3.5 感应式电磁泵水冷系统设计

由于铝合金溶液浇铸温度都在700℃左右, 如果电磁泵长期在这种高温环境下工作将会对电磁泵的寿命产生很大影响, 所以, 电磁泵外面要加设水冷系统。

水冷系统中水的质量对于保证电磁泵的性能和使用寿命是极其重要的。水冷系统自身有水质监测和处理功能。为了维持良好的水质, 管道循环系统要耐腐蚀, 耐高温, 能承受恶劣的环境。我们采用不锈钢航空管道并且保证连接密封防止水渗漏。如果冷却水有结冰的危险, 还需要较纯的乙二醇。

冷却系统有一个压力开关和一个水流开关监控系统状态。压力开关检测系统压力较低的时候自动报警。水冷系统是一个单独的系统, 它在主回路断电时仍然需要运行, 但是监测点的状态与主回路控制相关。

循环水管道的水阻力取决于系统的长度和弯头的数目。设计系统时尽可能采用直的管路, 减少弯头的数量, 从而减少系统压力的损失。

水冷系统压力为2~4 MPa, 流量20~30 L/min, 悬浮物质≤20 mg/L, p H值为6.5~8.5, 总硬度≤0.6 mmol/L, 电导率γ≤50μs/cm, 水温控制在20~30℃。

4 结语

对于整套浇铸系统, 我们可以看出其具有以下特点:第一, 易于操作, 减小劳动强度;第二, 减小车间噪音, 改善工作环境;第三, 提高浇铸速度和精度, 提高劳动生产率;第四, 降低铸件的废品率, 提高经济效益。

摘要:随着电磁泵技术的发展, 电磁泵定量浇铸系统逐渐成熟。论述了电磁泵定量浇铸系统中定量控制的实现, 并且从结构方面论述了电磁泵定量浇注系统中电磁泵的原理和结构的设计, 在很大程度上改善了浇铸过程中的效率与精度问题。

关键词:电磁泵,定量控制,结构设计

参考文献

[1]吴春苗.压铸实用技术[M].广东:广东科技出版社, 2003

[2]凌国平.电磁泵的设计和应用[J].流体工程, 1992 (11) :41~46

[3]刘云.电磁泵铸造技术及应用[M].北京:国防工业出版社, 2009

[4]叶清健.铁铬铝合金电热元件的设计与计算[J].工业工程, 1996 (4) :32~39

定量设计 篇2

一、近年来,PCR技术在临床医学中得以快速应用,特别是在肝炎、结核、艾滋病、性病、SARS等病原微生物诊断以及部分遗传性疾病诊断和癌症的辅助诊断等方面的应用。

二、临床定量PCR实验室管理

临床定量PCR实验室由卫生部管理,依据国家卫生部颁发的《临床基因扩增检验实验室管理暂行办法》(卫医发[2002]10号)《临床基因扩增检验实验室工作规范》、(卫检字[2002]8号)、《临床基因扩增检验实验室基本设置标准》(2002-1-14)、《临床基因扩增实验室申请表》及《临床基因扩增实验室验收表》执行。实验室申办程序包括:

(1)填写调查表,由省临检中心审核;

(2)正式填写申请表,上报卫生部临检中心;

(3)评审由卫生部、省专家参加,并报省卫生厅备案;(4)合格单位名单由卫生行政部门在媒体公示。临床定量PCR实验室应具备以下条件:标准的实验室设计设置、专业的技术人员、标准操作程序(SOP)和质量管理文件等。

1、实验室设置及人员管理在实验室设计上,建立单流向、一体化的临床定量PCR实验室是安全准确进行基因扩增检验和保障生物安全的重要措施。其具有理想的布局结构、标准的风向设置、严谨的防护措施、简明洁净的外观、合适的环境条件与参数等。它具体包括建设好“3个实验区”(试剂准备区、标本制备区和PCR扩增区及其各自缓冲区)和“3个系统”(单向气流控制系统、单向物品传送系统、生物安全控制系统)。对于人员管理,首先应制定一系列规章制度。检验人员要严格遵守操作规程,制定日常工作中的质量控制流程,严格执行查对制度和考核制度,具有实事求是的工作作风。检验人员必须满足以下条件:

(1)经有资质的单位培训,考试合格取得上岗证后持证上岗。(2)专业主管为本科以上学历和中级以上职称3a以上工作经历。(3)工作人员须有专业技术职称。

(4)培训单位须由省卫生厅指定,经卫生部临检中心认可。

2、实验室操作规程的规范化建立符合当今实验室的管理模式,形成管理文件,包括质量手册、质量体系程序文件和标准操作程序(SOP)等。质量手册主要包括目录、批准页、前言、质量方针、组织结构、人员管理、实验室设施环境、仪器设备、生物防护措施、标准操作程序、标本管理、记录、报告、应急处理及实验室的工作制度等。SOP文件是最具体、最具可操作性,也是使用频率最高的文件,其精髓就是使所有与实验室检验质量有关的环节都有章可循,要让每一个操作人员都了解并严格遵照执行管理制度和标准操作程序。此外,所有实验的原始资料均应存档;所有的记录均应规范登记在册;原始登记表应记录试剂来源、批号,质控血清的来源及测定值,并注明是否在控;检验者及审核者应签名。如果实验结果对临床诊断有决定意义,其样本应留存,至少要与病历的保存期一致。规范化的管理和操作保证了实验结果的准确性和可靠性,而且便于各项数据资料的核实。

三、临床定量PCR实验室的质量控制

PCR技术自Mullis创立以来广泛应用于多种疾病检测,但PCR测定不同于一般临床检测,由于其灵敏性很高,即使有极少量DNA污染也会造成假阳性,因此对实验条件要求非常严格。检验者在操作过程中必需牢固树立“无基因观念”,严格操作规程,防止一切可能的污染,包括以前的扩增产物、天然基因组DNA、试剂配置、气溶胶、实验所用的器具等。一旦发生污染,实验即不能进行,而且查找污染源非常困难,因此避免发生污染重在预防,并贯穿于PCR检测的全过程。因此质量控制在PCR检测过程中尤为重要。

室内质量控制室内质量控制是指一个实验室内(荩荩下转第87页荩荩)部对所有影响质量的各个环节进行系统控制。目的是控制本试验室常规工作的精密度,提高常规工作前后的一致性。临床PCR实验室应开展所有检验项目的室内质量控制,并做好记录和分析[5]。PCR检测包括标本采集、核酸提取、基因扩增、产物检测等步骤,每个步骤都应有相应的质控措施。其中最关键的是标本采集和核酸提取,按照卫生部临床检验中心《临床基因扩增实验室工作规范》严格执行。室内质控贵在坚持,重在不断总结提高。3.2室间质量评价室间质量评价是实验室质量控制体系中的重要部分,是保证患者检验结果及其报告的准确性和可靠性,以及各实验室间结果可比性的重要手段。卫生部临床检验中心组织的全国性室间质量评价活动现已扩展到细菌、免疫、血液、体液、治疗药物监测、分子诊断等领域。临床PCR实验室应积极参加省、市及卫生部临床检验中心组织的各项活动,如实验室室间质量评价、质量评价总结会议、研讨会和学习班,各医院间相互学习、沟通和交流,不断改进和完善本实验室的质量管理。实事求是地汇报室间质评结果,认真地研究反馈的评价信息。接受卫生部或省临检中心的现场调查,如果1个质评项目连续2次成绩不合格,整改并停止项目收费3个月。及时发现问题,做好失控分析和记录,找出问题所在,采取相应措施,力求实验室结果准确、可靠、及时、可比,更好地服务于临床。

氨与氯化氢反应的定量实验设计 篇3

关键词:氨与氯化氢反应;分子运动气体扩散定律;阿伏伽德罗定律;测定空气中氧气含量

文章编号:1005-6629(2016)1-0069-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

人教版高中化学1(必修)第98页图4-28的氨与氯化氢的反应,实验装置简单、操作方便,但因实验是在敞开的体系中进行的,实验中浓氨水和浓盐酸挥发出的氨和氯化氢气体分散到空气中,不仅污染环境,而且只有少部分接触生成微小的NH4Cl固体,分散在空气中而形成白烟。由于空气的流动,形成的白烟很快消散到空中,实验现象很不明显,近处的学生只能在短时间内看到现象,稍远的学生就会观察不到任何现象,教学效果不理想。为此,笔者查阅了有关该实验改进的众多文献,发现这些文献只是从定性的角度进行分析和探讨,于是笔者利用医用注射器从定量的角度对该实验进行了研究。通过多次尝试和改进,取得了较好的实验教学效果。不仅使氨与氯化氢的反应在一密闭装置中进行,避免了环境污染,增强了实验现象,从定性的角度说明分子运动和气体扩散定律,而且由于注射器上带有刻度,还能从定量的角度测量两种气体间反应的体积关系,从而验证阿伏伽德罗定律。现介绍如下,供同行参考。

1.实验原理

(1)无色的氨气和氯化氢气体反应,生成白色的氯化铵固体,细小的氯化铵固体颗粒分散在空气中形成白烟:

NH3(无色气体)+HCl(无色气体)=NH4Cl(白色固体)。

(2)分子总是在不断运动(分子运动论之一)。

(3)同温同压下,相同体积的任何气体含有相同的分子数(阿伏伽德罗定律)。

(4)同温同压下各种不同气体扩散速度与气体密度的平方根成反比(气体扩散定律)。

2.研究思路

(1)实验中所用的浓氨水和浓盐酸挥发出的氨气和氯化氢气体均为有毒有害气体,如按教材方法进行操作,两种气体分散到空气中,会污染环境,危害师生健康。如要解决实验的污染问题,就必须让两种气体在一密闭容器中反应。

(2)我们研究的最终目的是该实验的定量反应设计,实验过程要能显示气体体积的变化情况,那就需要能比较准确地量取两种气体的装置或仪器。而这种装置或仪器还要具有操作简单方便、气密性好等特点。而玻璃注射器不仅带有刻度,而且其活塞与筒壁间能根据装置内外的压强大小自动移动,从而自动显示反应过程中气体总体积的变化情况,因此是该实验的最佳仪器。

(3)针对教材实验现象不明显的问题,所改进的实验须使得参加反应的气体的量足够多,从而产生较多的白烟,以增加实验的可见度,最终达到增强实验现象的目的。因此我们选择两支20mL玻璃注射器来分别抽取氨气和氯化氢气体。

(4)在试验的过程中我们发现,如果用一根细管将两支注射器直接连接,则反应中产生的氯化铵固体有时会堵塞注射器出口和中间的细管,或者附着在注射器筒壁,影响活塞的移动,影响实验效果。为此我们用一容积较大的直玻管(或50mL注射器筒截去前端部分制成的透明塑料筒)在两端配一单孔塞(其孔径比注射器针头柱外径稍小)来连接并固定两支注射器(筒内空气对实验无影响),不仅避免了氯化铵固体堵塞注射器出口和影响活塞移动的问题,而且反应产生的白烟主要停留在中间的直管中,能长时间保存和观察,实验现象非常明显。

3.实验装置

实验装置如图l所示。

4.实验方法、现象及解释

如图2所示。

(1)用两支20mL玻璃注射器,一支抽取10mL干燥的氨气(或氯化氢气体),另一支抽取20mL干燥的氯化氢气体(或氨气),然后按图1所示组装好反应装置,并静置在桌面上。

(2)开始时,塑料注射器筒内靠近盛有氯化氢气体的玻璃注射器一端的直管内先出现白烟,这一现象说明了两个问题:①分子在不停地运动;②氨气的密度较小,气体扩散速率大。

(3)随后,白烟逐渐充满中间的直管,并逐渐向盛有氯化氢气体的玻璃注射器内蔓延,两支玻璃注射器的活塞迅速向内移动。产生这一现象的原因是,两种气体快速发生反应,生成氯化铵固体,导致装置内气体压强迅速减小,在大气压的作用下,注射器的活塞迅速向内移动。

(4)约2分钟后反应结束,装置内压强不再减小,当装置内、外压强相等时两支注射器活塞移动停止。将其中—支玻璃注射器的活塞归零,发现另一支注射器中剩余气体的体积恰好为10mL。而且无论推动哪支注射器活塞,最终另一支注射器中剩余气体的体积都恰好为10mL,这一现象说明:在常温常压下氯化氢气体和氨气是等体积反应的,从而验证了阿伏伽德罗定律,“常温常压下,相同体积的任何气体含有相同数目的分子”。

(5)取下活塞归零后的注射器,将中间的连接管插入盛有紫色石蕊(或无色酚酞)试液的烧杯中,推动收集有剩余气体的注射器活塞,将剩余气体推人紫色石蕊(或无色酚酞)试液中,溶液变红。说明剩余气体为所抽取的20mL的那种气体(氯化氢气体或氨气)。

(6)反复推拉注射器活塞,进行抽取和推出液体的操作,使剩余气体和反应产生的氯化铵固体充分溶解,以消除污染。由于氯化铵是一种常用化肥,实验结束后可将废液倒入花园中,不仅能避免环境污染,还能给花草施肥,起到了废物利用的作用。

5.改进后实验的特点

5.1有利于环保

改进后的实验在密闭装置中进行,无气体泄漏,又对尾气进行了水处理,无环境污染。

5.2现象明显,可视性好

改进后的实验在密闭装置中进行,两种气体比较集中,产生的白烟多,且不受空气流动的影响,能够长时间观察。两端的气体为无色,而中间反应的产物为白烟,现象对比明显,可视性好。还可在教室内让学生互相传看,使每个学生都能清楚地观察实验现象,提高学生课堂教学的参与度,从而提高教学效果。

5.3操作简单

由于玻璃注射器活塞与筒壁间摩擦小,其活塞能根据装置内外的压强大小自动移动,保持装置内外的压强大小一致。所以只需将装置组装好后静置在桌面上,直到反应结束,最后进行剩余气体的体积读取和性质检验即可,中间反应过程不需要进行任何操作。

5.4多功能

一套简单的装置,却能用来证实①氨气与氯化氢气体极易发生反应;②分子运动;③气体扩散定律;④阿伏伽德罗定律这四个基本化学原理或定律,起到了一器多用的作用。

6.拓展应用

该实验设计除了能用于改进氨与氯化氢反应的实验外,去掉中间的连接管,用一个单孔塞(孔径比针头柱外径稍小,便于固定和密封两支注射器)将两支注射器连接后,还能用来改进测定空气中氧气含量的实验,操作方法如下。

6.1实验方法

定量装车系统的自控设计 篇4

批量装车系统实现对整个装车过程的自动控制,能够可靠、准确地实时监测和记录装车过程中的运行状况,并具有查询、报警等功能[1]。

1 定量装车系统概况

该装车系统项目,新建6个装车鹤位,采用汽车批量装车系统,实行自动装车控制,以提高装车效率和保证装车安全。

汽车装车设施采用分布式定量装车监控系统,分为上位机监控层;现场批量控制层;现场检测、执行仪表层。上位机监控层主要由工控机、外设、系统软件、管理软件及应用软件组成;现场批量控制层主要由批量控制器组成,采用一台批量控制器控制1个鹤位方式;现场检测、执行仪表层主要由质量流量计、V型调节球阀组成。

批量控制器与装车监控的工控机连接信号为RS485,每台批控器通过独立的RS485通讯电缆连接到操作室的MOXA 串口服务器。流量计有两路输出信号,一路通过脉冲信号链接到批量控制器作为装车的控制信号;另外一路是通过独立的RS485通讯电缆连接到操作室的MOXA 串口服务器。

设置1 套汽车批量装车计算机控制管理系统,安装在装车控制室。定量装车控制系统由开票室、监控工作站和定量控制系统服务器等组成。开票室,负责开卡收费,完成相关客户数据信息录入,保证客户信息安全;工作站,完成装油排队登记内容和各种报表、数据查询。

2 主要设备的选型及其优点

装车系统所包含的设备有:上位计算机、批量控制器、质量流量计、V型气动阀和静电接地器等。

2.1 批量控制器

在装车设施中批量控制器已经代替了传统的PLC。每个批量控制器都是个独立的整体,不会因为一个故障而影响到其他的装车鹤位的工作,这是传统的PLC做不到的。

本项目的批量控制器选用EMERSON的Daniel DanIoad 8000的批量控制器,它比其他同类的产品更加完善,在贸易方面应用十分广泛。

根据数据资料,Daniel DanIoad 8000可以按照最新的标准进行密度、温度和压力的修正,用双精度算法准确地计算出标准条件下的体积传输流量。还能使用顺序调和或比例调和技术。该批量控制器的系统控制精度优于±0.2%,配接质量流量计时,系统精度优于±0.1%,同时它具备的功能还包括:IC卡信息的读入;输入相关参数和命令;显示运行和报警信息;具有人工启动和停止发油;暂停发油后能人工继续发油;掉电数据及断电保护;数据存储和打印;管理员操作代码设置;装车过程的程序控制,流量计、防溢防静电接地的连锁。

2.2 质量流量计

在各类流量计中,质量流量计受各种参数变化影响小,计量准确度高,在贸易结算中是首选的计量仪表。本项目的质量流量计选用制造商EMERSON的F系列产品。该产品技术成熟,应用比较广泛,且计量精度高,可用于贸易计量等级精度要求高的场合。

该系列产品运用了MVD技术的1700型变送器,测量液体的精度为±0.10%,测量气体精度为±0.35%,具有自诊断功能,LCD可显示瞬时流量、累积流量、介质的温度和密度,并且还可以在面板上组态,可与任何符合HART协议的主机兼容,同时具有4~20 mA、脉冲和RS485输出[2]。

2.3 V型气动球阀

在装车的过程中,考虑到阀门瞬间切断对管道和泵的冲击,还考虑装车时流量的平稳变化,本项目选用EMERSON 的FISHER的V型球阀。

它的作用主要是,确保流量贸易交接是的测量精度,减少关断时产生的液压冲击力。为了安全起见,在阀门上我们还设置了阀位回讯器,在整个装车的过程中我们都可以在控制室内监控阀门的运行状态。在装车的过程中它可根据预先设计好的程序,由批量控制器发出信号至智能电/气阀门定位器。气动执行机构的动作过程如下[3]:

(1)初始状态是阀门全关闭。

(2)阀门先开到预设的小开度,慢装,以防止飞溅起静电。

(3)经过一定的流量累积,阀门会开到预设的最大开度,以最快的速度装车。

(4)当累积流量快达到装车的流量指令时,阀门开始慢慢关小到预设的小开度,慢装。

(5)批量完成,阀门关闭。

3 本次装车系统的功能及特点

系统功能:包括销售业务管理软件用于图形化动态显示,单据生成和打印、数据存储,工艺参数的设定、故障及生产报表打印等。

(1)数据处理及报表功能

系统可对采集的数据进行分类、统计、计算等;

系统可生产日、月、季、年等各类报表;

系统提供查询接口,可以按一个或多个查询条件查询数据库并形成相应的报表。

(2)中文提示和中文界面功能

以上所有的画面显示均为全中文界面;

以上所有的控制操作均有中文提示,便于操作工操作。

(3)数据采集和显示

采集装车现场设备状态,流量等参数,并以数字、图形、表格等形式反映数据变化。

(4)报警功能

显示并确认现场报警,处理后恢复正常;

根据现场情况可暂时屏蔽报警。

(5)发油控制功能可生成发油单据并打印输出;

远程控制发油过程;远程监控发油过程;

发油相关数据自动记录及数据库生成;生成并输出发油报表;

显示定量装车系统阀门、流量计等设备的相关状态。

(6)通讯功能

批量控制器与装车管理系统采用RS485通讯,每台批量装车仪以RS485方式接入装车管理服务器;

装车管理服务器提供数据库通讯接口,可方便的实现与其他系统的数据通讯;

装车管理服务器使用SQL2000数据库,可增加用户名和密码以便实现数据共享,方便其他系统访问管理。

4 系统存在的误差及控制措施

根据装车站的总体设计要求分析,本装车系统存在以下几个影响计量误差的因素:

(1)一次流量测量仪表的精度误差。

(2)关断控制阀从关断和开启过渡过程中不确定时间的存在,造成关断滞后误差。

(3)批量控制器的运算精度及通讯误差。

(4)另入环境等不确定因素造成的误差,如气温,气候等对介质的影响。

针对以上存在的几项误差进行系统的性能优化,采取的相应措施如下:

(1)采用了高精度EMERSON F系列的质量流量计,可使测量精度达到±0.1%;同时将温度、密度、流量等信号接入上位机,可查看趋势,以便判断故障。

(2)EMERSON 的FISHER的V型球阀因其高性能,滞后时间相对短,可以减少滞后产生的误差。

(3)选用的批量控制器技术成熟,有很好的业绩,控制精度高。

(4)不确定因素可通过改善仪表运行环境的方法来减少系统精度的影响。

5 结 论

在石油化工行业中,采用定量装车控制系统具有良好的的人机界面,操作简单实用,运行可靠的优势。即使非计算机专

业人员都可根据系统提示,也能很好掌握对该系统的操作。此套定量装车系统的设计合理,功能完善,它的投用很明显的提供了职工的工作质量,同时也减轻了职工的劳动负荷,又因可远程控制装车,操作环境明显改善,较好的保障了职工的健康也减少了安全风险。目前该系统已经投入使用,用户反映效果良好,不仅提高了装车的效率,而且又使装车计量精度大大提高,从而减少了贸易纠纷,维护了企业形象,为企业创造更多的经济效益。

参考文献

[1]蒋庆渊.定量自动装车技术在液态类物料鹤管装车系统中的应用[J].当代化工,2007,36(1):53-55.

[2]许秀.科里奥利质量流量计原理及其应用[J].工业仪表与自动化装置,2005,31(1):52-53.

猪场定量管理方案 篇5

1. 保育猪育成率为96%,超过的:奖励纯利的10%,没达标的:罚纯利的5%;

2. 产房母猪每人养30头,每头年交断奶仔猪18头。每交一头饲养员提2.00元,每公斤0.4元;超额完成的,每头奖励10.00元。3.

4. 空怀母猪每人养150头,每转出一头妊娠母猪提1.00元。人工受精技术员,每转出一头妊娠母猪提2.00元,每头母猪按10头/胎为基数,每多产一头健康仔猪奖励2.00元。

5.6. 商品猪每人养250头,每销售1公斤,饲养员提0.10元 医药费每头平均8元(乳猪阶段4.00元/头,保育阶段3.00元/头,育肥阶段1.00元/头,繁殖群猪只8.00元/头/年);统一管理,领取记帐,每节约100.00元,奖励70元;超额100.00元罚款40元。每因病死亡一头猪罚4.00元。

7. 饲料消耗按照各猪只的饲养阶段和饲料营养水平综合固定一个指标。节约部分奖励其价值的70%,超额的罚50%。

8. 卫生每月评比一次,依据平时检查成绩,每一个季度总评一次:优秀者奖励300.00元;良好者奖励100.00元;最差者罚200.00元并限期改正。

备注:本方案只作为管理参考,其引用数据与现实有一定差距。

定量设计 篇6

磁感应强度是中学物理电磁学中的一个很重要的概念。对磁感应强度与通电导线和电流的定量关系,普通高中课程标准实验教科书物理选修3—1(人教版)既没有安排学生实验,也没有列入课题研究,而只是通过一个演示实验观察通电导线在磁场中受力的定性关系,最后说用“分析了很多实验后”总结得出了公式:B=F/IL。公式中B—磁感应强度、F—导线受到的安培力、I—导线中的电流、L—通电直导线在磁场中的长度。

高中物理中通过学生自主探究得出物理规律的教学显得尤为重要,此实验设计遵循新课改的教学理念与要求,设计了学生通过实验研究得出磁感应强度与通电导线和电流大小的定量关系。

我们知道,电场最基本的性质是对放入其中的电荷产生力的作用,为了研究电场的强弱,我们可以引入一个试探电荷,研究此试探电荷在电场中某点所受静电力的大小,采用控制变量法,改变试探电荷的电量和其在电场中的位置,从而得出了电场强度是取决于电场本身性质的物理量,并给出了电场强度定义。

本实验的设计思想类比于电场强度的定义方法。前面的学习使我们已知,磁场的最基本性质是对放入其中的磁体和电流有力的作用。所以我们可以通过研究磁体在磁场中所受的力来研究磁场的强弱。但是,磁体都有两个磁极,单独的N极不能存在,任何磁体在磁场中静止时所受合力都为零,因此不能通过测磁极在磁场中所受的力来研究磁场强弱。磁场除了对磁体有力的作用以外,对通电导线也有力的作用,我们可以通过测出磁场对电流的作用来研究磁场的强弱。

为此,我们先引入试探电流元的概念:很短的一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫做电流元(类似于研究电场时的试探电荷)。

二、实验设计

1.实验目的

以学生原有的认知为基础,引导学生主动发现问题,解决问题,从而在科学的探究活动中构建科学新概念。通过测定通电导线在磁场中所受力的大小和电流强度与位于磁场中导线长度的关系来研究磁感应强度和二者的定量关系。

2.实验原理和方法

实验中明确“垂直放入磁场中的通电导线会受到磁场力的作用”。在磁场中垂直磁场方向放入一段直导线,通过开关控制电流的通断,用里传感器测出通电时导线所受力的大小;通过控制变量的方法来研究导线中电流大小和位于磁场中导线长度与磁场强弱的关系。

3.实验器材

两组磁性不同的磁铁(每组至少三对异名磁极),相同轻质直导线若干条,铁架台,直流电源,开关,灵敏电流计,滑动变阻器,绝缘细线若干,连接导线若干。

4.实验装置

由此我们可以得出:通电导线在磁场中所受安培力的大小与电流成正比,与位于磁场中的导体长度成正比。

混合式定量控制实验系统的设计 篇7

混合式自动定量充填是在容积式和称量式自动定量充填的基础上发展起来的。整个充填过程与称量式自动定量充填相同,在微机控制下,采用多级给料来实现。首先,由容积式粗给料器快速往称量料斗中加入大部分目标量(粗加料),稳定一定时间后进行准确静态称量(而不是像称量式自动定量那样,一边给料一边称量的动态称量);然后,将剩余的小部分量精确地换算成细给料器加料的流量(时间一定)或时间(流量一定);最后,控制细给料器补加料,并同时控制步进电机打开投料门,向包装机投料,完成一次自动定量充填过程。这样一方面提高加料速度,另一方面减少加料冲击和落差对称量准确度的影响。

混合式定量的准确度直接与粗细给料器的加料量有关,细加料器加料越少,其准确度越高,所以粗加料量必须最大限度地接近目标量,但又不能超过目标量。本文设计了一种混合式定量控制实验系统,通过实验为确定粗加料与细加料的比例分配问题提供解决方案[1]。

1 控制实验系统总体结构

混合式定量控制实验系统的组成结构如图1所示。整个系统可分为机械部分和控制部分:机械部分包括料仓、备料斗、粗给料器、细给料器、称量台架以及集中卸料斗等控制部分包括粗细给料器的控制步进电机的控制、单片机应用系统以及上位机等。整个实验系统的设计开发包括3个方面,即机械部分、硬件以及软件[2]。

2 称量台架的设计

在混合式定量控制实验系统加料过程中,由于从给料器到称量台架有一定的高度,所以物料对称量台架有一定的冲量,同时系统运行中称量台架也会产生振动,影响称量结果的准确性。传统的解决方法是增加稳定的时间,但这样会影响称量的速度。为了既快又准地获得称量数据,笔者设计了一种带阻尼的称重台架。

图2为混合式定量控制实验系统的称量台架结构示意图。(1)为称量台架底座;(2)为称量传感器。本系统采用上海大和衡器公司生产的UH 53系列高精度电阻应变式称量传感器。该传感器具有准确度高、结构合理、长期稳定性好以及抗偏载能力强等优点,额定容量为型为步进电机用于卸料为料斗,从电磁振动给料器中下落的物料直接到料斗中;(5)为阻尼器。本阻尼器采用硅胶作为阻尼剂,能有效缓解下落物料对称量台架的冲击,大大缩短称量的等待时间,提高了称量的准确度。

1.底座2.称量传感器3.步进电机4.料斗5.阻尼器

3 系统硬件设计

数据采集系统的主要由放大电路和A/D转换电路组成。物料质量通过称量传感器变为电压(或电流)信号。由于传感器的输出阻抗一般都很高,输出电压信号幅度都很小,同时这些信号动态范围较大,往往还有很大的共模干扰成分,再加上工作环境一般都很恶劣,有不同程度的电磁干扰,因此传感器输出的信号必须经过放大和滤波。本系统选择单电源和电源限输出仪表放大器AD 623作为前置放大传感器与AD 623构成的放大电路,如图3所示。为了提高输入端阻抗不匹配程度,并提高抗共模干扰能力,传感器输出端的地线(接在传感器外壳上的线)通过AD 8031与AD 623的高阻抗输入端+RG相连。AD 623的输入端-RG和+RG电阻值相同,均为RG/2,可以有效地抑制共模干扰。AD 8031有8个引脚。在本系统中,VS接+5V,采用单极型供电,可获得更好性能参数[3]。

3.1 数据采集系统

A/D转换电路采用串行A/D转换器MAX 194,如图4所示。

单片机主频采用12MHz,引脚ALE的频率是2MHz,用74LS93进行二分频后,得到1MHz的时钟信号,作为MAX 194的转换频率(接引脚CLK)。由于使用中CONV必须与CLK同步,既应该确保CONV信号在转换时钟为低时出现,又至少保持40ns的时间,而转换时钟是由ALE的二分频提供的,是不可控制的,因此将单片机P1.0作为启动信号,与CLK相或后与CONV相连接。EOC连接单片机的外部中断1(INT1),每次转换结束后,向单片机请求中断[4]。

3.2 控制模块

系统的控制模块主要是对给料器及步进电机的控制,这两者的控制均通过数字控制。给料器的控制经过数字控制系统来间接控制。给料器数字控制系统如图5所示。对给料量的大小调节可通过调节t1的大小来实现。由于交流电周期T=20ms,半波为10ms,因此t1的调节范围在0~10ms之间[5]。

步进电机主要是用来控制料斗门的开闭及开斗时间。改变传统的离合器和制动器控制。步进电机可直接采用数字量控制,以便高速、准确地控制斗门的旋转速度和角度。由于步进电机的准确度高,系统对它的控制只需要开环控制就能实现系统的要求。

4 系统软件设计

系统软件采用模块化结构,本软件系统包含有主程序模块、显示子程序模块、称量子程序模块、标定模块、数据处理模块、键盘子程序模块以及输入原始参数模块等。

4.1 主程序

整个程序设计按实验系统的设计要求来编写主程序,系统软件流程图如图6所示。主程序还要注意散转程序的设计,散转程序特点是利用散转指令实现向各分支程序的转移。系统采用转移指令表法,把散转地址用无条件转移指令AJMP或LJMP组成一个表。

4.2 数字采集处理方法

数据处理包括标度转换、去皮处理、数字滤波和剔除采样数据中的奇异项等。本文重点介绍数字滤波。在模拟量的采集中,由于信号中含有各种噪音和干扰,为了对测量对象进行比较准确的测量,可以利用一些计算或者程序算法减少外界随机干扰在有用信号中的比重。另外,由于采用程序设计,利用计算机的强大的运算能力,可以编制比较复杂且灵活方便的算法进行处理本系统采用两种滤波方法相结合一是中值滤波(去极值)法,二是算术平均值法。

首先,系统设置采样周期,每个周期采样4次数据;然后,进行中值滤波,去掉最大值及最小值,把剩余的数据求平均值作为本周期采样值。整个过程设置了200个采样周期,接着再对200个采样值进行算术平均值滤波,以消除或削弱随机干扰信号。采用算术平均法后,信噪比提高了N倍,从而达到消除或削弱随机干扰信号。两种滤波功能结合起来,实现了多级数字滤波,提高了滤波抗干扰效果,既可消除周期性脉冲干扰,又可消除随机干扰脉冲的干扰。

5 结束语

混合式定量控制实验系统的设计为解决混合式定量粗细加料的比例分配问题提供了一个平台。通过实验,能够方便详细地获得各种物料的加料特性,从而针对不同的物料获得最佳比例,降低了混合式定量设备的研制成本,缩短了研制周期,在一定程度上缩小了我国在自动定量称量技术方面与国际发达国家的差距具有极大的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]张西良.固体物料定量充填技术综述[J].包装工程,2002,23(5):18-20.

[2]张西良,邓志辉,李萍萍.组合秤组合性能分析与仿真研究[J].农业机械学报,2005(12):65-66.

[3]邓志辉,张西良,刘剑敏,等.组合秤组合模型对定量误差研究[J].机械设计与制造,2006(3):108-110.

[4]雷卫武.89C52单片机在电子计量秤中的应用[J].电子与自动化,2000(5):28-29.

微型定量自动投饵机的设计 篇8

现有的定量投饵机构主要有三种形式:(1)采用管螺旋给料方式,其原理是采用电机带动螺旋叶旋转强制推动饵料前进,通过推动持续时间进行定量给料[1,2,3],其缺点是机械加工精度要求较高,微量定量不准,适用于给料量较大的投饵设备。(2)采用旋转盘回转式定量孔给料方式,是日本最先用于小型养殖单元投饵机械,其原理是采用减速电机带动旋转盘,在旋转盘上有定量圆孔,当旋转盘上的定量孔与料箱的落料缝隙重合时,饵料落入定量孔,当旋转盘继续旋转到下料缝隙时,饵料落下,完成定量投饵[2,3],该装置可用于各种定量投饵方式,其缺点是旋转面与上下静止面接触面积较大,加工精度高,成本高。(3)采用电磁铁拉动滑动定量板或定量盒方式,使定量板或定量盒在料斗口与下料口之间往复滑动完成定量投饵[4],其优点是结构简单,定量准确,缺点是电磁铁电流大,噪音高,不适合微型投饵应用。

结合以上各种定量机构原理,本文在定量机构[4]基础上,提出一种采用微型直流减速电机通过丝杠螺旋进给装置带动一定厚度的滑板,滑板上钻有定量孔,通过滑板在料斗与下料位置循环往复运动,实现定量投饵。

1结构设计

投饵机包括储料斗、滑槽底座、定量滑板、丝杠螺母、丝杠、联轴器、滑板定位装置、减速电机、光电位置检测器、光电对射料斗检测器及控制器等(图1)。试验投饵机机体采用7.5 mm厚有机玻璃板制作,定量滑板有4×4个定量孔,其直径均为10 mm;动力采用60 r/min的6V/GA25型直流减速电机。储料斗固定在滑槽底座上部,定量滑板在储料斗与滑槽底座之间,并能在滑槽底座上滑动。在定量滑板上钻有通孔即定量孔,在定量滑板一端固定有丝杠螺母及滑板定位装置。减速电机固定在滑槽底座上,通过联轴器联接丝杠,丝杠旋入丝杠螺母中,当减速电机正转或反转时,丝杠旋转,推动或拉动丝杠螺母及定量滑板在滑槽底座上平行前后移动,光电位置检测器可根据滑板定位装置上的定位孔检测到当前定量滑板的准确位置。光电对射料斗检测器安装在料斗下部两侧,对料斗中饵料进行监测,当料斗空时就输出告警信号。开机后,控制器发出初始化命令,电机旋转通过丝杠拉动定量滑板,使得定量孔全部进入到储料斗下部,饵料依靠重力作用填入定量孔,初始化完成。

根据控制器命令,投饵开始,减速电机旋转通过丝杠推动定量滑板向外移动,当第一排下料孔到达储料斗外下料位置时,减速电机停止转动,饵料依靠重力从定量孔下口落下,完成一次投料;根据投料间隔时间设定,减速电机再旋转推动定量滑板,饵料落下,完成第二次投料;依此进行,当定量孔内的料全部投完后,控制器控制减速电机反向转动,通过丝杠拉动定量板回到初始化位置,饵料填入定量孔中,完成一次循环。每一次定量孔数量及每一定量孔所容饵料重量累计,直到完成本轮所设置的投喂总量,投饵机停止运行,等待下一轮设定时间投喂[5]。

1.控制器 2.减速电机 3.联轴器 4.丝杠 5.丝杠螺母 6.储料斗 7.定量孔 8.定量滑板 9.滑槽底座 10.滑板定位装置 11.光电位置检测器 12.光电对射料斗检测器

2控制器设计

2.1功能设计

投饵控制器可以单机工作,同时具有无线网络控制功能。单机工作时,控制器可设定每孔饵料重量、每排定量孔数并存储,工作时可随时设定投喂时间、投喂总量、投喂间隔及每次投喂量等。当投喂单元较多时,可组成无线网络进行集中控制,控制器分为中心控制器(AP)、投饵控制器(ED)和路由控制器(RE)三种类型。PC机通过中心控制器随时以无线方式控制并设置每台投饵机的每孔饵料重量、每排投喂孔数、投喂时间、投喂总量、投喂间隔及每次投喂量等,并收集投饵机的状态信息,并在PC机上实时显示,实现无线双向通信、集中控制,如网络距离较远,可通过路由控制器转发,扩展范围。

投饵控制器基本功能为初始化投饵机、接受本机键盘命令或网络命令并执行,驱动减速电机带动定量滑板往返滑动循环投饵,确定定量滑板准确位置,监测料斗中是否有饵料,并把当前的状态信息传送到中心控制器,如:完成投饵任务,进入休眠状态,定时唤醒与主控制器通信,接受投饵任务等。

2.2硬件设计

根据控制器集中控制功能要求,系统采用星状网络结构,其拓扑结构如图2所示。它包含一个中心控制器(AP)、多个终端设备投饵控制器 (ED)和路由控制器(RE)。中心控制器是数据中心负责网络管理、数据收集与发送等;终端设备投饵控制器负责接收中心控制器命令,控制投饵机投饵,并把当前状态信息传回到中心控制器;当网络范围较大时,系统使用距离扩展设备路由控制器(RE),以增加网络覆盖范围,该设备同时具有ED功能,可以进行投饵控制。网络运行时,ED设备在不投饵时进入睡眠状态以降低能耗,可使用电池供电,AP及RE为常开设备,可使用电源适配器供电。

三种控制器均采用带无线网络功能的CC1110[6,7]为主控芯片控制器,硬件结构原理如图3所示。它由电源、显示、键盘、减速电机驱动、光电检测、时钟、EEPROM等模块组成。三种设备硬件电路一致,都可以作为投饵控制器使用,仅在软件设计时增加主控制器及路由功能。

控制器采用6 V电源,可选择电池或220 V电源适配器,减速电机由6 V直接供电,其他电路由LM1117变为3.3 V供电。显示采用HB12864串并行液晶模块,采用PCF8563作为实时时钟,EEPROM采用AT24C02用于参数掉电存储,两者均由I2C总线与单片机通信。3个光电检测均采用红外光电对管,位置检测采用槽型光电对管,料斗检测采用红外对射对管,红外发光二极管仅在监测时通电,以减少电源能量消耗。减速电机由LG9110驱动。控制器留有串行及编程接口,可随时与PC机通信或软件升级。PC机通过主控制器串口对网络内所有控制器进行控制。

2.3软件设计

本系统选用美国TI公司推出的针对简单小型低功耗RF协议—SimpliciTI网络协议为基础开发软件,该协议以免版税、免许可费的源代码形式提供,具有应用简单、低功耗、占用单片机资源少等特点。中心控制器软件主要功能包括网络初始化、终端设备加入并与其交互通信,把加入网络的终端设备编号及状态上传到PC,发送控制信息到终端设备以便执行。终端设备投饵控制器软件功能包括初始化投饵机、申请加入网络、接收中心控制信息进行投饵控制、定时发送当前状态信息到中心控制器、完成投饵任务后进入睡眠状态、定时唤醒与主控制器通信。路由控制器是在终端设备基础上增加数据包转发功能。PC机软件采用图形化界面,可实时显示各投饵机状态,编制每个投饵机投饵任务,随时对各投饵机进行控制。

4讨论与结论

通过文献检索,适合小水体定量投饵的投饵机较少,有两款是南方地区生产的输往欧美国家的应用于家庭鱼缸的微型投饵机,通过旋转固定容器进行定量投喂[8,9],没有联网功能;英国生产的一款为根据饵料不同可更换螺旋轴的螺旋给料方式的小型投饵机,通过螺旋进给时间进行定量,没有联网功能[10];澳洲生产的一款应用于多组小水体养殖试验的微型投饵机,采用电磁铁拉动方式进行投喂,控制方式为有线联网,安装复杂[11]。本设计实现了无线网络集中控制小型水体精确投饵,为水产科研、工厂化养殖及观赏鱼养殖提供了可靠、方便、快捷的自动化设备。该系统具有可移动性、安装容易、组网灵活、网络范围不受环境限制等特点。

本设计已获国家发明专利授权。试验结果表明,无线网络距离达到100 m左右,加入距离扩展设备(RE)可达到200 m。通过10次001号鲤鱼料单孔下料试验,每孔饵料均为0.3 g;每次4孔投饵,连续循环10次共计160孔,所投饵料重57.6 g,用时25 min,平均每孔饵料0.36 g,每分钟投饵量为2.304 g,满足了每单元50条以下11~100 g鲤鱼养殖试验投饵要求。如需投放较大饵料,需要更换相应孔径的定量滑板。

摘要:为满足科研项目实施过程中大量分组对比小水体试验养殖投饵需求,设计了一种微型定量自动投饵机。该机下料机构采用直流减速电机通过丝杠螺旋进给装置,带动定量孔滑板循环往复运动,实现微量定量投饵;应用单片机CC1110及SimpliciTI网络协议,构建一个简单易用的无线网络,实现对多个小水体养殖投饵的集中自动控制,网络范围可达100~200 m。具有可移动、安装容易、不受环境限制等特点。

关键词:投饵机,微型定量投饵,单片机,水产养殖

参考文献

[1]邓素芳,杨有泉,陈敏.全自动饵料精量投喂装置的研究[J].农机化研究,2010(11):103-105.

[2]方荣楠,日本开发养鱼省力化设备[J].渔业机械仪器,1992(19):9-12.

[3]葛一健.我国投饲机产品的发展与现状分析[J].渔业现代化,2010,38(4):63-65.

[4]周晓林,焦仁育,胡亚东.自动投饵系统设计[J].渔业现代化,2005,34(6):41-42.

[5]周晓林,胡亚东,焦仁育.自动定量投饵机[P].中国:200710054442,2011-08-17.

[6]李文仲,段朝玉.CC1110/CC2510无线单片机和无线自组织网络入门与实践[M],北京:北京航空航天大学出版社,2008:30-32.

[7]Texas Instruments Incorporated.CC1110F32 Datasheet[EB/OL].[2007-01-08].http://www.ti.com.cn.

[8]Brian Blank.Lifegard Aquatics Intelli-Feed keeps your food dryand fish happy[EB/OL].[2012-03-15].http://reefbuilders.com/2012/03/15/lifegard-aquatics-intellifeed/#ixzz1qWAC6xwu.

[9]鱼佬水族.全自动喂食器[EB/OL].[2012-03-15].http://www.fishmanshop.com/products/other/AF2009D.html

[10]Water Garden Ltd.Fish Feeder Pro-automatic fish feedingsystem[EB/OL].[2012-03].http://www.water-garden.co.uk/shop_moredetails.php?part_no=V124817.

定量设计 篇9

随着科学技术的不断发展和进步,有关多媒体教学的手段也开始不断改进。视图教学可以极大的调动学生们学习的积极性和求知欲,视图教学已经成为了日常教学的重要组成部分。但是由于海量的视图出现,视图教学往往不能发挥优势,从而影响了教学质量。艺术设计课程教育是一门实用性很强的学科,不仅拥有周密的学术性,而且还与市场经济、社会生产等方面有着较为紧密的联系,艺术设计课程体系是读取视图较多的课程体系,在每单位课时对读图数量进行定量,是本文的主要研究内容。

二、视图放映存在的问题

(一)通读图片量化不明确

在艺术设计课程体系中,大部分的课程图片量都特别多,投影屏幕成为了堆砌图片的场所。特别是艺术鉴赏的课程有时候甚至会有图片五六百张,而这些图片并没有经过逻辑的梳理,不仅使学生无法对教学内容进行记忆,从而全方位了解教师要表达的主体思想,甚至会让学生觉得老师就像视图的播放员,由传统教学的照本宣科变成了时代版的照“屏”宣科,这便使得视图检索的好坏直接影响着学生们的学习效果,教学活动仅仅只是系统对视图放映的内容进行宣读,并以此为中心,重蹈了传统教育照本宣读的覆辙。

(1)重理论,轻理解

视图本身具有很多丰富生动的实际内容,但是表征它的一些语言文字是较为抽象,而且简约的,曾有人研究过,学生无论学习什么方面的知识,都要通过语言文字、符号图表将其所代表的一些实际内容进行理解,只有通过理解的学习,才能够真正掌握精髓。而艺术设计课程中的视图放映教学模式使得学生们只记住一些干巴巴的图片,并没有对其实际意义进行充分理解,使得其学习仅仅是机械性的记忆过程,这种严重违背学生学习规律的教学,最终会导致学生们的厌学情绪。

(2)重视图灌输,轻视图构建

艺术设计课程在进行视图放映时,一味的讲究视图内容的大容量、高密度,而且强调学生对系统知识的掌握,结果仅仅将视图放映的大量内容硬塞进学生们的头脑,往往忽视了学生对视图的获取要经过主题主动构建这一点,忽视了学生的亲身体验,这便严重背离了学生获得视图以及应用视图的真实过程,学生尽管已经掌握了某方面的知识,但是并不能解决与实际情景相联系的一些实际问题。

(二)精读图片不突出

海量的图片海量的放映,教师对海量图片的平铺直叙让学生有一种内容无止境,层次不清晰的感觉,渐渐地对课堂的内容失去了信心。这种教学方式不仅仅使得学生的思维发展得到束缚,而且使得学生学习的主动性也大大降低,根本无法体会到学习的快乐。这种被动接受、机械训练的教学方法使得学生成为了视图的奴隶,使得在学习中缺乏想象力和创新精神,难以对所学的知识进行升华,阻碍了学生们个性的发展。

(三)应用环境局限性

艺术设计课程体系中的视图教学中,单位教学的容量要比传统单位教学的容量大很多,但是人的接受能力是有限的,因此,学生没有充分的实践以及对课堂有关的内容进行考虑,使得当堂对知识的吸收消化较为困难,而且学生们在课堂中记录笔记也有很大难度,而且视图教学的相关教学内容、程序以及方式都已经安排好,教师很难对其进行临时改变,因此,视图教学的灵活性有很大的限制,其应用环境也有很大的局限性,老师们在上课的过程中对电子教案有很大的依赖性,而且学生在刚刚上课的时候还有一定的新鲜感,但是时间一长就会头晕眼花,使得教学质量远远达不到预期的效果。

三、解决方法

(一)提高视图通读质量

视图教学是为了进行教与学活动而准备的,它拥有施教、促学的功能,因此,提高视图通读质量是解决视图教学问题的重要途径。在视图教学当中,对视图内容的选取是一个非常重要的环节,应该遵循教学效果第一的原则,对于传统教学不容易掌握的内容,而采用视图教学能够很容易讲清楚。但是采用视图教学所要展示的视图信息应该是要经过加工处理的,不应该是知识的简单再现。如果将投影屏幕简单的当成堆砌图片的场所是完全必要的,应该将视图制作简单实用,并且便于操作,使其更好地达到预期的教学效果。

(二)改革教学方法

在艺术设计课程体系中使用视图教学进行授课时,应该对讲课的节奏和时间进行控制,而且教师讲课的速度应该要与学生的听课情况进行有机的结合,在操作时,还应该对视图的展示速度进行有序的控制,让学生的思维能够与课件的变化同步,从而帮助学生的思维能够比较连贯和准确。加入视图放映速度过快,则会使得教学内容一闪而过,而让学生无法根据课堂内容做相应的记录,从而造成对视图教学的无法适应。很多老师在上课的过程并没有注意到这一点,使得学生经常在认真听课的时候记不了笔记,而在记好笔记的时候又没有办法集中注意力听课,这都是视图精读不够准确,视图量过大,从而导致老师在课堂中视图播放速度过快而造成的,而且老师也无法对大量的视图进行进度快慢的把握,使得学生对上课当中视图的感觉都是过眼烟云。

(三)注重视图教学在课外的延伸

为了打破视图教学的应用局限,可以通过建立网络,从而建立一个可以突破时空限制,从而使得学生能够进行自主学习,通过丰富多彩以及多种形式的网页,从而最大程度的激发学生主动学习的兴趣,同时还可以建立专题网站,还应该对专题研究方法进行指导,使其能够成为课堂教学的辅助教材,并且应该将其延伸到课外,从而使得课堂内容能够得到一定程度的扩展,进而能够培养学生良好的自主学习能力以及研究能力,还可以建立一个以站内搜索为主的查询系统,可以将网络资源进行有效的整合,形成高效快速的专题资料库,同时还应该运用搜索引擎,从而对研究参考资料进行获取,使得学生对视图信息的收集以及加工能力进行很好的掌握,同时建立相应的成果发布以及评价系统,学生可以对收集成果进行评价和展示,使得学生之间能够对信息收集成果进行分享,相互之间能够获得成功的喜悦,因此,应该注重视图教学的课外延伸,从而帮助学生们能够更好的学习知识。

四、实验

为了验证以上所讲的解决方法,现以50名学生作为实验对象,其中包括25名男生和25名女生,制定了以下的实验方案:

(一)在老师的带领下,学生通过一定的分组,组长应该组织组员们进行视图的搜集、查询和整理。

(二)各组组员应该通过仔细对各种资料的查询,明确视图的通读量化,学生可以自主对大量的视图进行精读,做好课前的预习工作。

(三)各个组员之间可以将研究评价结果进行分享,通过相互交流,相互学习,更加精确的掌握科学的读图定量数据。

(四)老师在课堂当中,应该将整理过的视图向学生传输,而且还应该增加课堂中师生的互动,丰富课堂内容。

(五)在做好以上方案的基础上,还应该注重对视图教学的课外延伸,通过建立网络,打破视图教学的局限性,使得学生能够更加明确的掌握课堂内容,同时进行延伸扩展。

通过实验,50个实验对象在执行了以上实验方案之后,艺术设计课程体系视图定量分析与研究较之以往明显变好。

五、结论

随着科技的不断发展,多媒体教学的手段也已经不断的改进,视图教学作为多媒体教学手段之一可以提高学生学习的积极性和求知欲,但是,在艺术设计课程体系中的视图教学也有一定的问题,例如通读图片量化不明确、精度图片不突出以及应用环境的局限性等,经过反复的多方位的课堂实践,收集合理的可视视图数据,得出了科学的读图定量数据。以单位课时45分钟为准,读图的总量须在10-20张之间,其中,精读图片控制在3-5张为最佳,每张精读图片花费3-5分钟;略读图片7-15张,每张时间不超过1.5分钟。

参考文献

[1]杨文会,新世纪我国高等教育艺术设计专业人才培养目标与课程体系改革研究,河北大学成人教育学院学报,2003(01).

[2]张静,论地方院校艺术设计课程教学的改革与创新,美术教育研究,2012(19).

[3]马长勇,艺术设计课程体系中实践课题的切入—以环境艺术方向为例,装饰,2012(08).

分布式定量发油监控系统的设计研究 篇10

发油设备可以分为阀门、过滤器、泵以及输油管道这些一次设备, 以及流量计、温度计、溢油警报等现场仪器仪表这些二次设备, 软件方面分为控制系统系统, 以及上位机监控管理管理系统。

2系统控制层的整体设计

2.1系统控制层的功能需求

(1) 具有两种控制状态, 可以根据上位机的发油命令进行工作, 也可以不受发油机控制独立运行;

(2) 发货方式分为桶装和散装两种;

(3) 显示屏为不受环境变化影响的大屏液晶;

(4) 操作者可以通过屏幕了解到机器内的各种参数, 提高发油的透明度;

(5) 可以自行进行故障诊断, 在排除故障以后可以继续原工作, 具有断电自动保护数据以及来电后恢复原工作的功能;

(6) 考虑到下位机安装的位置多为半露天环境, 为了保证设备安全, 在电路设计中需要进行防静电和抗雷击的处理;

(7) 不仅要对定量控制仪进行保护, 还要保护相关的其他设备, 仪表软件要调控现场的各个阀门以及油泵, 最大化的控制设备受到的水击和振动, 控制过程中启动和关闭要缓慢、全程保持横流, 避免发油产生静电危险, 保证过程的稳定性;

(8) 有溢油保护电路和静电接地电路的设计, 当检测到接地电阻超过100Ω或者油车液面超过预定高度的时候均中止发油;

(9) 机内有不受开关机影响的独立的硬件时钟和日历, 帮助管理本地操作数据。

2.2系统控制层的方案论证

在发油现场安装的定量控制仪, 是为了对发油过程进行控制并且实现各种系统功能, 定量控制仪主要负责监控管道中的油量、温度以及流速等, 以各个参数为依据来控制油泵和阀门的开与停, 所以需要与上位机之间进行通信才能保证发油按照指定的质量和体积进行。在设计定量仪的时候, 应该将市场上常见的控制仪的优缺点结合起来综合考虑。目前常用的定量发油系统中的定量仪一般是采用PLC或者微控制器作为核心进行控制。

2.3系统控制层的功能设计

综上所述, PLC连接的是电液阀、静电开关、流量计以及溢油开关, 主要负责以下内容:

(1) 对静电开关和溢油开关的信号进行采集, 当溢油情况发生或者接地情况异常的时候停止发油, 然后给ARM传递溢油和静电开关的信号。

(2) 负责对阀门和流量计的信号进行采集, 并且将其传动给ARM。

(3) 接受ARM的指令从而对阀门开关进行控制。

(4) 负责与ARM进行通信并且完成发油流程的逻辑控制。

ARM主要负责的工作内容如下:

(1) 通过按键控制发油工作流程。

(2) 如果受到静电开关和溢油开关的故障信号, 将其在人机界面上显示出来。

(3) 对流量及采集的数据信号进行接收并且对发油累积流量进行计算, 对比累积流量和已发量, 然后给PLC发送开启或者闭合阀门的信号。

(4) 负责与PLC、监控层的PC机进行通信。

(5) 读取IC卡信息。

3系统软件设计

3.1设计定量发油仪整体软件

系统的软件设计基础是实现多任务与多功能, 定量仪是实现系统功能的主体, 主要负责以下功能:

3.1.1显示系统的正常运行信息

提取并还原数据星系、显示系统时间以及运行参数都属于争产的运行信息。

3.1.2处理故障信息

故障信息是指溢油、接地故障或者通信故障。处理故障信息不仅要将故障信息显示出来, 还要使用E2PROM的写操作来存储故障。

3.1.3用户手动按键操作

人机交互离不开按键的帮助, 通过操作按键来实现设置系统参数、显示正常信息以及查询故障历史记录的功能。

3.1.4 PLC发送以及数据接收

PLC首先进行开关量、溢油开关信号、静电开关信号灯采集起来, 然后将其发送给ARM, ARM将阀门控制信号传送给PLC。

3.1.5定量发油控制

以功能的实现以及各个功能彼此之间的关系为基础。

3.2设计主监控程序

产生了作业任务以后先去领取IC卡 (提货单) , 并且将其信息写入数据库进行相应鹤位的寻找, 将提货单号人工输入进去或者直接刷IC卡。上位机会对其信息进行匹配, 如果匹配成功则进入法有判断, 失败的话则不产生发油命令并且发出警报。允许发油的情况下要对溢油开关和静电开关的状态进行判断, 如果一切正常就执行发油命令。如果发油过程中有异常情况例如溢油问题或者接地故障等, 则停止发油过程并且发出警报, 警报解除后方可继续发油。

参考文献

[1]耿永生.基于PLC+SCADA的油库自动控制方案[J].自动化应用, 2011, 02:5-8.

[2]曹原, 蒋永年.基于PAC的油料灌装自动化系统设计与实现[J].微型机与应用, 2011, 11:66-69.

[3]郑骊.基于S7-400与PROFIBUS的油库收发油自动控制系统[J].制造业自动化, 2009, 09:111-113.

[4]李敬东.PLC系统在成品油自动装车系统上的应用[J].中国石油和化工标准与质量, 2013, 02:238-239+220.

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