導(dǎo)言：作為寫作愛(ài)好者，不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇能量計(jì)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(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

2供電稽查工作中電能計(jì)量技術(shù)的應(yīng)用

電能計(jì)量技術(shù)是當(dāng)前電力企業(yè)應(yīng)用于電量稽查工作中，用來(lái)預(yù)防非法竊電，加強(qiáng)電能計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，保證用戶合理用電的重要計(jì)電手段，用電能計(jì)量技術(shù)的遠(yuǎn)程控制技術(shù)和電子智能計(jì)算技術(shù)對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)字化計(jì)算，營(yíng)造市場(chǎng)上良好的供電秩序。

2.1電能計(jì)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(shí)地操作的方法，需要專業(yè)的工作人員到現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)記錄電能表的電量數(shù)據(jù)，然后根據(jù)電量計(jì)算公式進(jìn)行電費(fèi)計(jì)算，這種做法比較傳統(tǒng)，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，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(jì)算上出現(xiàn)誤差，導(dǎo)致出現(xiàn)電能計(jì)量數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確和計(jì)算錯(cuò)誤的現(xiàn)象，給用戶和企業(yè)雙方帶來(lái)不便。現(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(cè)設(shè)備這么簡(jiǎn)單，還增添了電力的遠(yuǎn)程控制功能，對(duì)電力的使用情況進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)控，減少人員的來(lái)回奔波，大大的提高了工作效率；通過(guò)技術(shù)上的改善，保障了電能計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，減小誤差，提高了電能數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性，促進(jìn)了電力企業(yè)科技化、信息化、智能化的發(fā)展進(jìn)程。

2.2防竊電等違章用電行為

電力企業(yè)對(duì)于防竊電行為的措施研究由來(lái)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(hù)措施、完善電力營(yíng)銷系統(tǒng)外，電能計(jì)量技術(shù)也能夠在一定程度上預(yù)防竊電等違章用電行為，對(duì)供電系統(tǒng)的合理運(yùn)行具有重要作用。由于電能計(jì)量的數(shù)字化技術(shù)，工作人員進(jìn)行電力稽查工作時(shí)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)不當(dāng)用電行為，及時(shí)對(duì)違章用戶進(jìn)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(jìn)行電量數(shù)額控制，增加相關(guān)的電力監(jiān)控設(shè)備，一旦出現(xiàn)特殊用電情況，就能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)違章用電行為，并制定相關(guān)處罰措施進(jìn)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(shù)和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的需求空前增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)也變得越來(lái)越復(fù)雜。不斷增加的網(wǎng)絡(luò)用戶和應(yīng)用，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)沉重，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，從而引起網(wǎng)絡(luò)性能下降。這就需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)進(jìn)行提取與分析，對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行改善和提高。因此網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)量便應(yīng)運(yùn)而生。發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)瓶頸,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)配置,并進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中可能存在的潛在危險(xiǎn)，更加有效地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能管理，提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的驗(yàn)證和控制，對(duì)服務(wù)提供商的服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行量化、比較和驗(yàn)證，是網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)量的主要目的。

2.網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)量的概念

2.1網(wǎng)絡(luò)性能的概念

網(wǎng)絡(luò)性能可以采用以下方式定義[1]:網(wǎng)絡(luò)性能是對(duì)一系列對(duì)于運(yùn)營(yíng)商有意義的，并可用于系統(tǒng)設(shè)計(jì)、配置、操作和維護(hù)的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量所得到的結(jié)果?？梢?jiàn)，網(wǎng)絡(luò)性能是與終端性能以及用戶的操作無(wú)關(guān)的，是網(wǎng)絡(luò)本身特性的體現(xiàn)，可以由一系列的性能參數(shù)來(lái)測(cè)量和描述。

2.2網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)的概念

對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行度量和描述的工具就是網(wǎng)絡(luò)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(bǔ)充和修訂之中。

2.2.1性能參數(shù)的制定原則

網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)的制定必須遵循如下幾個(gè)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(cè)量方法對(duì)于同一參數(shù)必須具有可重復(fù)性，即在相同條件下多次使用該方法所獲得的測(cè)量結(jié)果應(yīng)該相同；

3)性能參數(shù)必須具有公平性，即對(duì)同種網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量結(jié)果不應(yīng)有差異而對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量結(jié)果則應(yīng)出現(xiàn)差異；

4)性能參數(shù)必須有助于用戶和運(yùn)營(yíng)商了解他們所使用或提供的IP網(wǎng)絡(luò)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(luò)性能參數(shù)

ITU-T對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)的定義[2]包括：

1)IP包傳輸延遲(PacketTransferDelay,IPTD)

2)IP包時(shí)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(wù)可用性(IPServiceAvailability)

2.2.3IETF定義的IP網(wǎng)絡(luò)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(lái)負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)性能方面的研究及性能參數(shù)的制定。IETF對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)的定義包括：

1)IP連接性

2)IP包傳送時(shí)延

3)IP包丟失率

4)IP包時(shí)延變化

5)流量參數(shù)

2.3網(wǎng)絡(luò)性能結(jié)構(gòu)模型

從空間的角度來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)整體性能可以分為兩種結(jié)構(gòu)：立體結(jié)構(gòu)模型和水平結(jié)構(gòu)模型。

2.3.1立體結(jié)構(gòu)模型

IP網(wǎng)絡(luò)就其協(xié)議棧來(lái)說(shuō)是一個(gè)層次化的網(wǎng)絡(luò)，因此，對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)性能的研究也可以按照一種自上而下的方法進(jìn)行?？梢砸訧P層的性能為基礎(chǔ)，來(lái)研究IP層不同性能與上層不同應(yīng)用性能之間的映射關(guān)系。

2.3.2水平結(jié)構(gòu)模型

對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的性能，用戶主要關(guān)心的是端到端的性能，因此從用戶的角度來(lái)看，可以利用水平結(jié)構(gòu)模型來(lái)對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)的端到端性能進(jìn)行分析。

3.網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)量的方法

網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)量涉及到許多內(nèi)容，如采用主動(dòng)方式還是被動(dòng)方式進(jìn)行測(cè)量；發(fā)送測(cè)量包的類型；發(fā)送與截取測(cè)量包的采樣方式；所采用的測(cè)量體系結(jié)構(gòu)是集中式還是分布式等等。

3.1測(cè)量包

網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)量中，影響測(cè)量結(jié)果的一個(gè)重要因素就是測(cè)量數(shù)據(jù)包的類型。

3.1.1P類型包

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

3.1.2標(biāo)準(zhǔn)形式的測(cè)量包

在定義一個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)時(shí)，應(yīng)默認(rèn)測(cè)量中使用的是標(biāo)準(zhǔn)類型的包。比如可以定義一個(gè)IP連通性度量為：“IP某字段為0的標(biāo)準(zhǔn)形式的P類型IP連通性”。在實(shí)際測(cè)量中，很多情況下包長(zhǎng)會(huì)影響絕大多數(shù)性能參數(shù)的測(cè)量結(jié)果，包長(zhǎng)的變化對(duì)于不同目的的測(cè)量來(lái)說(shuō)影響也會(huì)不一樣。3.2主動(dòng)測(cè)量與被動(dòng)測(cè)量方式

最常見(jiàn)的IP網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)量方法有兩類:主動(dòng)測(cè)量和被動(dòng)測(cè)量。這兩種方法的作用和特點(diǎn)不同，可以相互作為補(bǔ)充。

3.2.1主動(dòng)測(cè)量

主動(dòng)測(cè)量是在選定的測(cè)量點(diǎn)上利用測(cè)量工具有目的地主動(dòng)產(chǎn)生測(cè)量流量，注入網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)流的傳送情況來(lái)分析網(wǎng)絡(luò)的性能。主動(dòng)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)測(cè)量過(guò)程的可控性比較高，靈活、機(jī)動(dòng)，易于進(jìn)行端到端的性能測(cè)量；缺點(diǎn)是注入的測(cè)量流量會(huì)改變網(wǎng)絡(luò)本身的運(yùn)行情況，使得測(cè)量的結(jié)果與實(shí)際情況存在一定的偏差，而且測(cè)量流量還會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)。主動(dòng)測(cè)量在性能參數(shù)的測(cè)量中應(yīng)用十分廣泛，目前大多數(shù)測(cè)量系統(tǒng)都涉及到主動(dòng)測(cè)量。

要對(duì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行主動(dòng)測(cè)量，需要一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)，這種主動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)一般包括以下四個(gè)部分:測(cè)量節(jié)點(diǎn)（探針）、中心服務(wù)器、中心數(shù)據(jù)庫(kù)和分析服務(wù)器。有中心服務(wù)器對(duì)測(cè)量節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制，由測(cè)量節(jié)點(diǎn)執(zhí)行測(cè)量任務(wù)，測(cè)量數(shù)據(jù)由中心數(shù)據(jù)庫(kù)保存，數(shù)據(jù)分析則由分析服務(wù)器完成。

3.2.2被動(dòng)測(cè)量

被動(dòng)測(cè)量是指在鏈路或設(shè)備(如路由器，交換機(jī)等)上利用測(cè)量設(shè)備對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而不需要產(chǎn)生多余流量的測(cè)量方法。被動(dòng)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)在于理論上它不產(chǎn)生多余流量，不會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)；其缺點(diǎn)在于被動(dòng)測(cè)量基本上是基于對(duì)單個(gè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)，很難對(duì)網(wǎng)絡(luò)端到端的性能進(jìn)行分析，并且可能實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)量過(guò)大，另外還存在用戶數(shù)據(jù)泄漏等安全性和隱私問(wèn)題。

被動(dòng)測(cè)量非常適合用來(lái)進(jìn)行流量測(cè)量。

3.2.3主動(dòng)測(cè)量與被動(dòng)測(cè)量的結(jié)合

主動(dòng)測(cè)量與被動(dòng)測(cè)量各有其優(yōu)、缺點(diǎn)，而且對(duì)于不同的性能參數(shù)來(lái)說(shuō)，主動(dòng)測(cè)量和被動(dòng)測(cè)量也都有其各自的用途。因此，將主動(dòng)測(cè)量與被動(dòng)測(cè)量相結(jié)合將會(huì)給網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)量帶來(lái)新的發(fā)展。

3.3測(cè)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(guò)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(duì)于主動(dòng)測(cè)量，其抽樣是指發(fā)送測(cè)量數(shù)據(jù)包的過(guò)程；對(duì)于被動(dòng)測(cè)量來(lái)說(shuō)，抽樣則是指從業(yè)務(wù)流量中采集測(cè)量數(shù)據(jù)的過(guò)程。

3.3.2抽樣方法

依據(jù)抽樣時(shí)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(jī)附加抽樣和泊松抽樣[4]。周期抽樣是一種最簡(jiǎn)單的抽樣方式，每隔固定時(shí)間產(chǎn)生一次抽樣。因?yàn)楹?jiǎn)單，所以應(yīng)用的很多。但它存在以下一些缺點(diǎn):測(cè)量容易具有周期性、具有很強(qiáng)的可預(yù)測(cè)性、會(huì)使被測(cè)網(wǎng)絡(luò)陷入一種同步狀態(tài)。隨機(jī)附加抽樣的抽樣間隔的產(chǎn)生是相互獨(dú)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(dāng)時(shí)間間隔以概率1取某個(gè)常數(shù)，那么該抽樣就退化為周期抽樣。隨機(jī)附加抽樣的主要優(yōu)點(diǎn)在于其抽樣間隔是隨機(jī)產(chǎn)生的，因此可以避免對(duì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生同步效應(yīng)，它的主要缺點(diǎn)是由于抽樣不是以固定間隔進(jìn)行，從而導(dǎo)致頻域分析復(fù)雜化。

在RFC2330中，推薦泊松抽樣，它的時(shí)間間隔符合泊松分布，它的優(yōu)點(diǎn)是：能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)測(cè)量結(jié)果的無(wú)偏估計(jì)、測(cè)量結(jié)果不可預(yù)測(cè)、不會(huì)產(chǎn)生同步現(xiàn)象。但是，由于指數(shù)函數(shù)是無(wú)界的，因此泊松抽樣有可能產(chǎn)生很長(zhǎng)的抽樣間隔，因此，實(shí)際應(yīng)用中可以限定一個(gè)最大間隔值，以加速抽樣過(guò)程的收斂。

4.性能指標(biāo)的測(cè)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(dá)性，嚴(yán)格說(shuō)應(yīng)該是網(wǎng)絡(luò)的基本能力或?qū)傩?，不能稱為性能，但I(xiàn)TU-T建議可以用一些方法進(jìn)行定量的測(cè)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(gè)或多個(gè)網(wǎng)段所經(jīng)歷的時(shí)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(gòu)成；可變延遲由中間路由器處理延遲和排隊(duì)等待延遲兩部分構(gòu)成。對(duì)于單向延遲測(cè)量要求時(shí)鐘嚴(yán)格同步，這在實(shí)際的測(cè)量中很難做到，許多測(cè)量方案都采用往返延遲，以避開(kāi)時(shí)鐘同步問(wèn)題。

往返延遲的測(cè)量方法是：入口路由器將測(cè)量包打上時(shí)戳后，發(fā)送到出口路由器。出口路由器一接收到測(cè)量包便打上時(shí)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(píng)估路徑的端到端時(shí)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(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)上傳輸時(shí)被丟棄，例如數(shù)據(jù)包的大小以及數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)鏈路的擁塞狀況等。

為了評(píng)估網(wǎng)絡(luò)的丟包率，一般采用直接發(fā)送測(cè)量包來(lái)進(jìn)行測(cè)量。對(duì)丟包率進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估與預(yù)測(cè)則需要一定的數(shù)學(xué)模型。目前評(píng)估網(wǎng)絡(luò)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(dú)立同分布的，即假定每個(gè)數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)上傳輸時(shí)被丟棄的概率是不相關(guān)的，因此它比較簡(jiǎn)單但預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度以及可靠性都不太理想。但是，由于先進(jìn)先出的排隊(duì)方式的采用，使得包丟失之間有很強(qiáng)的相關(guān)性，即在傳輸過(guò)程中，包被丟失受上一個(gè)包丟失的影響相當(dāng)大。假定用隨機(jī)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(gè)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(dāng)N=2時(shí)，該Markov鏈退化為著名的Gilbert模型。隱馬爾可夫模型是對(duì)馬爾可夫模型的改進(jìn)。

MayaYajnik等人所作的172小時(shí)的測(cè)量試驗(yàn)[11]結(jié)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(jìn)行分析得到的結(jié)果完全不同，在不同的估計(jì)精確度的要求下實(shí)驗(yàn)結(jié)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(xué)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(dāng)一條路徑（通路）中沒(méi)有其它背景流量時(shí)，網(wǎng)絡(luò)能夠提供的最大的吞吐量。對(duì)瓶頸帶寬的測(cè)量一般采用包對(duì)(packetpair)技術(shù)，但是由于交叉流量的存在會(huì)出現(xiàn)“時(shí)間壓縮”或“時(shí)間延伸”現(xiàn)象，從而會(huì)引起瓶頸帶寬的高估或低估。另外，還有包列等其它測(cè)量技術(shù)。

可用帶寬是指在網(wǎng)絡(luò)路徑（通路）存在背景流量的情況下，能夠提供給某個(gè)業(yè)務(wù)的最大吞吐量。因?yàn)楸尘傲髁康某霈F(xiàn)與否及其占用的帶寬都是隨機(jī)的，所以可用帶寬的測(cè)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(jìn)行逼近。其基本思想是：當(dāng)以大于可用帶寬的速率發(fā)送測(cè)量包時(shí)，單向延遲會(huì)呈現(xiàn)增大趨勢(shì)，而以小于可用帶寬的速率發(fā)送測(cè)量包時(shí)，單向延遲不會(huì)變化。所以，發(fā)送端可以根據(jù)上一次發(fā)送測(cè)量包時(shí)單向延遲的變化情況動(dòng)態(tài)調(diào)整此次發(fā)送測(cè)量包的速率，直到單向延遲不再發(fā)生增大趨勢(shì)為止，然后用最近兩次發(fā)送測(cè)量包速率的平均值來(lái)估計(jì)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(shí)間內(nèi)鏈路的實(shí)際通信能力，所以可用帶寬的測(cè)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(shí)間間隔內(nèi)在測(cè)量點(diǎn)上觀測(cè)到的所有傳輸成功的IP包數(shù)量除以時(shí)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(shí)間間隔。

Internet業(yè)務(wù)量的高突發(fā)性以及網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性，使得網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)復(fù)雜的非線性，建立流量模型越發(fā)變得重要。早期的網(wǎng)絡(luò)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(luò)的流量,以及后來(lái)的分組火車模型，Markov模型等等。隨著網(wǎng)絡(luò)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(jìn)展和得到了廣泛的應(yīng)用,譬如分形布朗運(yùn)動(dòng)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(luò)技術(shù)的發(fā)展使得對(duì)巨大的網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行直接測(cè)量幾乎不可能，同時(shí)，大量的流量日志也使流量分析變得相當(dāng)困難。為了解決這一問(wèn)題，近幾年，流量抽樣測(cè)量研究已成為高速網(wǎng)絡(luò)流量測(cè)量的研究重點(diǎn)。

5．網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)量的展望

網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)量中還有許多關(guān)鍵技術(shù)值得研究。例如：?jiǎn)蜗驕y(cè)量中的時(shí)鐘同步問(wèn)題；主動(dòng)測(cè)量與被動(dòng)測(cè)量的抽樣算法研究；多種測(cè)量工具之間的協(xié)同工作；網(wǎng)絡(luò)測(cè)量體系結(jié)構(gòu)的搭建；性能指標(biāo)的量化問(wèn)題；性能指標(biāo)的模型化分析[12]～[16]；對(duì)網(wǎng)絡(luò)未來(lái)狀況進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)測(cè)；對(duì)海量測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)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(duì)論)研究其自相似性特征[17]~[19]；測(cè)量與分析結(jié)果的可視化，以及由測(cè)量所引起的安全性問(wèn)題等等都是目前和今后所要研究的重要內(nèi)容。隨著網(wǎng)絡(luò)性能相關(guān)理論、測(cè)量方法、分析模型研究的逐漸深入、各種測(cè)量工具的不斷出現(xiàn)以及大型測(cè)量項(xiàng)目的不斷開(kāi)展，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識(shí)會(huì)越來(lái)越深刻，從而不斷地推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)向前發(fā)展。6．結(jié)束語(yǔ)：

本文對(duì)目前網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)量技術(shù)的主要方面進(jìn)行了介紹和分析并對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)量的研究重點(diǎn)進(jìn)行了展望。

參考文獻(xiàn)

[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(zhǔn)備軌道近月點(diǎn)和遠(yuǎn)月點(diǎn)的位置，通過(guò)分析知近月點(diǎn)和遠(yuǎn)月位置可以用空間坐標(biāo)來(lái)表示，于是通過(guò)直角三角形的相關(guān)性質(zhì)、三角函數(shù)與反三角函數(shù)有關(guān)知識(shí)并借助計(jì)算器，最后即可求得近月點(diǎn)與遠(yuǎn)月點(diǎn)相對(duì)著陸點(diǎn)的位置。求嫦娥三號(hào)相應(yīng)的速度與大小，借鑒了參考文獻(xiàn)[1]，并結(jié)合自身的理解，且在基本假設(shè)中的假設(shè)2下，利用能量守恒，即可得嫦娥三號(hào)在近月點(diǎn)與遠(yuǎn)月點(diǎn)的勢(shì)能與動(dòng)能之和相等的一個(gè)表達(dá)式，再根據(jù)開(kāi)普勒第二定律可知：在近月點(diǎn)與遠(yuǎn)月點(diǎn)的速度之比為近月點(diǎn)與遠(yuǎn)月點(diǎn)到月球球心的距離的反比，即可得第二個(gè)表達(dá)，最后聯(lián)立兩個(gè)表達(dá)式即可求出嫦娥三號(hào)在近月點(diǎn)與遠(yuǎn)月點(diǎn)的速度。對(duì)于嫦娥三號(hào)的方向，根據(jù)物理學(xué)中物體做曲線運(yùn)動(dòng)的基本性質(zhì)，得到速度方向是沿曲線上該點(diǎn)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(zhì)量M為7.3477×1022kg，萬(wàn)有引力常量G為6.672×10-11N.m2.kg-2，近月點(diǎn)距月球表面15km，遠(yuǎn)月點(diǎn)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(diǎn)與遠(yuǎn)月點(diǎn)的速度分別如下：v1=1.704km/s，v2=1.625km/s嫦娥三號(hào)在近月點(diǎn)與遠(yuǎn)月點(diǎn)的速度方向?yàn)椋貉厍€上該點(diǎn)的切線方向。

2結(jié)果分析

在假設(shè)1的情況下，計(jì)算出近月點(diǎn)（C）在離著陸點(diǎn)（A）北偏東59.204°，距離為1758.933km處。遠(yuǎn)月點(diǎn)（F）在離著陸點(diǎn)（A）南偏東24.331°，距離為3673.118km處。解決此題所運(yùn)用的知識(shí)點(diǎn)為：直角三角形相關(guān)性質(zhì)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(jì)算器。故知識(shí)點(diǎn)較簡(jiǎn)單、理解容易且有較好的軟件支撐，則該問(wèn)解出答案比較準(zhǔn)確。在假設(shè)2的情況下，計(jì)算出嫦娥三號(hào)在近月點(diǎn)的速度v1=1.704km/s，遠(yuǎn)月點(diǎn)的速度v2=1.625km/s，，附件1中所給嫦娥三號(hào)在近月點(diǎn)的相對(duì)速度為1.7km/s，所以本問(wèn)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(jié)合開(kāi)普勒第二定律解出嫦娥三號(hào)在近月點(diǎn)與遠(yuǎn)月點(diǎn)的速度是可行的。由物理學(xué)中物體作曲線運(yùn)動(dòng)，物體的速度方向是沿曲線上該點(diǎn)的切線方向，故得出的嫦娥三號(hào)在近月點(diǎn)與遠(yuǎn)月點(diǎn)的速度方向也是可行的。

篇4

2基于建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)估算節(jié)能量

2.1建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)，確定節(jié)能量，需明確計(jì)算、分析條件，方能進(jìn)行。如：擁有100%的能耗基準(zhǔn)值的內(nèi)容，建筑所有的節(jié)能要素都要被算在內(nèi)。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(diào)能耗，不同地區(qū)選取的節(jié)能要素是不同的。

2.2舉例說(shuō)明

以大連富豪小區(qū)為例，該居民建筑所處嚴(yán)寒地區(qū)，其節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為JGJ26-1995，節(jié)能目標(biāo)50%，基準(zhǔn)值和能耗標(biāo)準(zhǔn)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(shí)間。在計(jì)算節(jié)能量時(shí)，技術(shù)人員統(tǒng)一調(diào)查了當(dāng)?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(huì)按照假定方案，消費(fèi)采暖能耗，并使用相應(yīng)的設(shè)備系統(tǒng)，如電、水、空間能量等。圍繞建筑的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)實(shí)建筑情況，對(duì)建筑所屬的集中供熱系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行能量考核發(fā)現(xiàn)，同一地區(qū)，居民建筑的平均能效沒(méi)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(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)估算節(jié)能量的條件，以整個(gè)小區(qū)建筑面積為5300×104m2來(lái)計(jì)算的話，節(jié)能設(shè)計(jì)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(lái)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(yùn)行功率、熱源的傳播效果、建筑功能設(shè)計(jì)的配合度等因素的影響，便可準(zhǔn)確估算出整個(gè)富豪小區(qū)的年節(jié)能量為53.23×104tce，且相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。分析上述案例可知，建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)要素大體相同，無(wú)非是采暖能耗和空調(diào)能耗，電、水、空間的能耗都是固定的，不會(huì)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(shè)計(jì)方面，考慮的問(wèn)題和因素更多，依照《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GB50189-2005)提出的觀點(diǎn)可知，只要按照建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)施工，保證其室內(nèi)環(huán)境參數(shù)、結(jié)構(gòu)指標(biāo)在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，其節(jié)能量不會(huì)少于建筑總節(jié)能量的50%。從這一點(diǎn)看，以節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為節(jié)能量的估算依據(jù)是相對(duì)科學(xué)的，因?yàn)樵谝粋€(gè)計(jì)算公式中，標(biāo)準(zhǔn)是不變量，節(jié)能設(shè)計(jì)、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(jì)科學(xué)。

篇5

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

2、遠(yuǎn)程抄表技術(shù)。遠(yuǎn)程抄表技術(shù)是以遠(yuǎn)程通訊技術(shù)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展為基礎(chǔ)，是一種便捷的現(xiàn)代化電力計(jì)量技術(shù)，可靠性高并得到廣泛應(yīng)用；

3、智能抄表技術(shù)。智能抄表技術(shù)并不是新技術(shù)，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(duì)明顯?，F(xiàn)階段，我國(guó)大部分地區(qū)電力資源不足成為了制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素，因此電力計(jì)量技術(shù)的發(fā)展成為了我國(guó)發(fā)展中較為重要的一項(xiàng)任務(wù)。當(dāng)今，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口劇增都導(dǎo)致了資源的使用量增加以及能源大量消耗。電力計(jì)量技術(shù)存在的諸多問(wèn)題也導(dǎo)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(shù)問(wèn)題，它已經(jīng)逐漸成為了我國(guó)發(fā)展經(jīng)濟(jì)指標(biāo)中的重要項(xiàng)目。經(jīng)研究表明，近年來(lái)我國(guó)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(dá)國(guó)家的兩倍左右，嚴(yán)重超出了資源能夠承受的范圍，尤其是電力超額，導(dǎo)致社會(huì)供求不平衡，影響社會(huì)發(fā)展。若想有效控制超額用電，就要完善電力計(jì)量技術(shù)應(yīng)用，廣泛推廣智能電能表對(duì)社會(huì)向前發(fā)展有重要現(xiàn)實(shí)意義。

二、電力計(jì)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的前提

電力計(jì)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗需要以下兩個(gè)條件，即先進(jìn)的電力計(jì)量設(shè)備和規(guī)范化程序化的考核制度。先進(jìn)的設(shè)備與技術(shù)能夠進(jìn)一步提高監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，但在我國(guó)的電子計(jì)量技術(shù)設(shè)備的發(fā)展中，處于相對(duì)優(yōu)勢(shì)地位的只有智能表，但它仍然需要不斷完善與改進(jìn)。在發(fā)展技術(shù)的同時(shí)，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(duì)一些采用大型機(jī)電設(shè)備的用電單位，實(shí)施系統(tǒng)測(cè)量并定期對(duì)電力進(jìn)行平衡檢測(cè)，對(duì)電量使用進(jìn)行限額且采用避峰就谷的方法來(lái)控制用電，保證科學(xué)合理用電，減少資源浪費(fèi)，避免資源緊缺。對(duì)用電量大的單位要不定期檢測(cè)一次，進(jìn)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(fèi)的辦法控制用電。在考核制度不斷完善下，采用遠(yuǎn)程電力計(jì)量系統(tǒng)，既能夠有效準(zhǔn)確的收集電量使用信息數(shù)據(jù)，又能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約環(huán)保，低耗安全，對(duì)社會(huì)發(fā)展起到了促進(jìn)作用。

三、智能表在電力計(jì)量技術(shù)中發(fā)揮節(jié)能降耗作用

智能表作為我國(guó)當(dāng)前較為科學(xué)合理的一種計(jì)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(shì)，了解智能表在電力計(jì)量技術(shù)中應(yīng)用的意義。

（一）智能表電力計(jì)量技術(shù)主要功能簡(jiǎn)述

智能表電力計(jì)量技術(shù)主要功能有如下幾點(diǎn)：

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

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(jìn)行自定義組合，從而達(dá)到節(jié)能降耗目的；

3、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。智能表在電力計(jì)量中能夠?qū)Ω黜?xiàng)功能進(jìn)行監(jiān)測(cè)且精確度非常高，還能夠?qū)Ξ惓Ｇ闆r進(jìn)行記錄與反饋，為供電單位提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)；

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

（二）智能表電力計(jì)量?jī)?yōu)勢(shì)

智能表在電量計(jì)量中擁有明顯優(yōu)勢(shì)，其優(yōu)勢(shì)共有如下四點(diǎn)：

1、節(jié)能高效。智能表可以對(duì)電器用電量自行分配并能夠有效控制用電時(shí)間，還能夠建立安全防御系統(tǒng)，它可以在用電過(guò)程中出現(xiàn)漏電等情況時(shí)進(jìn)行報(bào)警。除此之外，智能表除了反饋供電信息還能夠?qū)€路中損耗問(wèn)題及時(shí)反應(yīng)，方便人們及時(shí)處理。智能表能夠分辨出損耗大的設(shè)備提醒人們及時(shí)更換或維修，從而達(dá)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(guān)注，盡管在過(guò)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(fèi)；

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

4、及時(shí)檢測(cè)供電動(dòng)態(tài)性。智能表能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)用電情況，能夠保證供電系統(tǒng)安全可靠，及時(shí)反饋信息的同時(shí)，對(duì)人們購(gòu)電時(shí)的決定也起著關(guān)鍵性作用。

（三）智能表使用在電力計(jì)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(jì)量方法，在日常生活中的應(yīng)用可謂是必不可少。相比于傳統(tǒng)電力計(jì)量技術(shù)，智能表?yè)碛邢冗M(jìn)的技術(shù)且能夠很好的控制耗電量，并能夠通過(guò)紛繁復(fù)雜的設(shè)計(jì)用以提高所收集的數(shù)據(jù)的可靠性與準(zhǔn)確性，對(duì)其進(jìn)行備份處理以備不時(shí)之需。智能表與計(jì)算機(jī)智能信息化采集完美結(jié)合，促進(jìn)電力能源的節(jié)約，且智能表能夠采用階梯式電價(jià)，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(lái)說(shuō)控制了用電節(jié)奏，降低消耗。智能表明顯提高了電力計(jì)量技術(shù)的管理與智能水平，從根本上實(shí)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(hù)了環(huán)境，并且完善了人們?nèi)粘Ｉ钪械挠秒娰|(zhì)量，提高人們生活水平。總而言之，智能表在電力計(jì)量技術(shù)及電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，對(duì)節(jié)能降耗起到了非常重要的作用。

篇6

二、結(jié)構(gòu)

1.箱體蓋板

箱體頂部為可開(kāi)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(dòng)密封扣鏈，以保證其蓋板與箱體的密封性。蓋板上開(kāi)（2~3）mm寬、可開(kāi)合的活動(dòng)通氣蓋板，裝有開(kāi)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(cè)試驗(yàn)箱內(nèi)的溫濕度。

2.箱體

試驗(yàn)箱體積根據(jù)大綱要求為小于溫濕度箱體積3倍，同時(shí)要大于試驗(yàn)儀器體積3倍的密封試驗(yàn)箱體。箱體正面為可清晰觀察面，正下方設(shè)計(jì)安置兩只硅橡膠手套，用于試驗(yàn)人員通過(guò)手套進(jìn)入試驗(yàn)箱內(nèi)對(duì)檢測(cè)儀進(jìn)行定標(biāo)操作。箱體左側(cè)上方和右側(cè)下方安裝小風(fēng)扇，使箱體內(nèi)氣體均勻。箱體反面下方裝有電源接線端。箱體右側(cè)上方和左側(cè)下方各安裝一氣流電磁閥，以使試驗(yàn)箱體外部溫濕度箱內(nèi)氣體能流入箱體內(nèi)。

3.氣路

箱體反面下部裝有可通入標(biāo)氣的6個(gè)不銹鋼氣閥，箱體左側(cè)下方和右側(cè)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(yàn)儀器安裝在試驗(yàn)箱內(nèi)的固定支架上，并連接與儀器配套的試驗(yàn)用擴(kuò)散罩和標(biāo)氣管路。試驗(yàn)箱放置于溫濕度箱內(nèi)，連接電源及各氣路，電源線、溫濕度傳感器連線、標(biāo)氣氣路和空氣氣路等通至溫濕度箱外。

2.打開(kāi)試驗(yàn)箱蓋板上的通氣蓋板，開(kāi)啟箱內(nèi)風(fēng)扇、空氣泵和電磁閥，幫助溫濕度箱內(nèi)空氣進(jìn)入試驗(yàn)箱，各標(biāo)氣管路和清洗氣路關(guān)閉。

3.關(guān)上溫濕度箱門，設(shè)定試驗(yàn)溫度和濕度。待溫濕度條件滿足要求時(shí)，通過(guò)電動(dòng)系統(tǒng)關(guān)閉通氣蓋板（如沒(méi)有電動(dòng)系統(tǒng)關(guān)閉裝置，可關(guān)閉空氣泵和電磁閥，并通過(guò)打開(kāi)溫濕度箱人工關(guān)閉通氣蓋板。此時(shí)，溫濕度箱內(nèi)溫濕度損失嚴(yán)重，而試驗(yàn)箱內(nèi)溫濕度損失較小，可以再關(guān)上溫濕度箱升溫和加濕，打開(kāi)空氣泵和電磁閥，直至滿足要求）。

4.按大綱要求，試驗(yàn)儀器進(jìn)行熱穩(wěn)定后，通氣進(jìn)行零點(diǎn)和示值的調(diào)整。對(duì)零點(diǎn)和示值的調(diào)整，可以關(guān)閉空氣泵和電磁閥，打開(kāi)溫濕度箱門，試驗(yàn)人員通過(guò)試驗(yàn)箱面板手套操作（此時(shí)，溫濕度箱內(nèi)溫濕度損失嚴(yán)重，而試驗(yàn)箱內(nèi)溫濕度損失較?。?/p>

5.零點(diǎn)和示值調(diào)整后，再關(guān)閉溫濕度箱，打開(kāi)空氣泵和電磁閥，以確保試驗(yàn)箱內(nèi)溫濕度條件滿足要求。條件符合后，可按大綱要求進(jìn)行試驗(yàn)。

6.如希望試驗(yàn)箱內(nèi)試驗(yàn)氣體濃度降低或保持清潔，可通入空氣進(jìn)行清洗，試驗(yàn)箱內(nèi)氣體物質(zhì)濃度可通過(guò)排出管路接入測(cè)量?jī)x監(jiān)測(cè)。

7.排放管路可接入通風(fēng)柜通風(fēng)管路，管路氣流需形成負(fù)壓。試驗(yàn)完成后，通入清潔空氣清洗，待監(jiān)測(cè)儀顯示安全，打開(kāi)試驗(yàn)箱內(nèi)取物。

篇7

能源計(jì)量信息管理系統(tǒng)，是把分布在不同地點(diǎn)的多臺(tái)計(jì)量?jī)x表進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)計(jì)量?jī)x表的在線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和管理[1]。系統(tǒng)的組成通常由計(jì)量檢測(cè)設(shè)備、數(shù)據(jù)集中器(分站)、用戶終端、管理服務(wù)器(主站)、管理軟件和網(wǎng)絡(luò)器件等構(gòu)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(chǔ)等能源計(jì)量功能，其輸出數(shù)據(jù)可用于能源統(tǒng)計(jì)與能源審計(jì)。

一、能源計(jì)量信息管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析

目前，中國(guó)各行業(yè)開(kāi)發(fā)和使用的能源計(jì)量信息管理系統(tǒng)無(wú)統(tǒng)一規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)槿狈?guó)家規(guī)范性的指導(dǎo)文件，企業(yè)按照自行需求進(jìn)行設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，能源計(jì)量管理系統(tǒng)模式較混亂。許多企業(yè)因?yàn)闆](méi)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范的指導(dǎo)而茫然。據(jù)浙江省醫(yī)藥化工行業(yè)能源計(jì)量信息管理系統(tǒng)調(diào)查顯示，現(xiàn)階段企業(yè)在能源計(jì)量系統(tǒng)由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能模塊、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與輸入輸出報(bào)表等多方面的不規(guī)范，使得企業(yè)在計(jì)量器具選擇、計(jì)量數(shù)據(jù)采集點(diǎn)設(shè)置的規(guī)范導(dǎo)致企業(yè)能計(jì)量與源平衡的不確定性。因?yàn)槿狈ο嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，很多企業(yè)的能源計(jì)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(bào)報(bào)表(企業(yè)耗能設(shè)備一覽表、企業(yè)能源計(jì)量器具一覽表、能源工業(yè)企業(yè)能源購(gòu)銷存表、能源消耗統(tǒng)計(jì)及分析報(bào)表、生產(chǎn)信息報(bào)表)，誤報(bào)和漏報(bào)的情況時(shí)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(jì)與審計(jì)工作。本文就結(jié)合當(dāng)前中國(guó)用能行業(yè)能源計(jì)量信息管理系統(tǒng)的特點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范做一些淺層次的探討與研究。

二、能源計(jì)量信息管理系統(tǒng)建設(shè)的一般要求和設(shè)計(jì)原則

1.系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境設(shè)計(jì)要求

在設(shè)計(jì)能源計(jì)量信息管理系統(tǒng)時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)硬件上要考慮企業(yè)的經(jīng)濟(jì)承受能力，逐步完善。同時(shí)，配備的計(jì)量器具必須要能在線檢定或校準(zhǔn);軟件設(shè)計(jì)要考慮全面，給予必要的完善及升級(jí)的空間。

2.確定現(xiàn)場(chǎng)能源計(jì)量檢測(cè)點(diǎn)設(shè)置與計(jì)量器具配置要求

(1)現(xiàn)場(chǎng)能源檢測(cè)點(diǎn)確定。用能單位能源計(jì)量信息管理系統(tǒng)，應(yīng)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(guò)加工、轉(zhuǎn)換、回收而取得有用能的各種資源[2]。

能源計(jì)量信息管理系統(tǒng)采集點(diǎn)的設(shè)置原則是以能夠準(zhǔn)確和實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)的作為計(jì)量檢測(cè)點(diǎn)，并且要考慮能滿足能源平衡、能源統(tǒng)計(jì)與審計(jì)要求[3]。具體數(shù)據(jù)采集范圍包括:

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

(2)計(jì)量器具配備率要求。根據(jù)GB/T17167—2006標(biāo)準(zhǔn)要求，能源計(jì)量信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的能源計(jì)量器具配備率不低于表1的規(guī)定(見(jiàn)下頁(yè)表1)。

3.合理選用現(xiàn)場(chǎng)能源計(jì)量器具

根據(jù)GB/T17167—2006標(biāo)準(zhǔn)要求，能源計(jì)量信息管理系統(tǒng)所選用的能源計(jì)量器具，要依據(jù)不同用能設(shè)備所耗的能源類型不同，而選用相應(yīng)的計(jì)量器具。所選用的計(jì)量器具必須要能提供數(shù)計(jì)量據(jù)輸出接口。選用的計(jì)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(jìn)行選擇相適應(yīng)的計(jì)量器具。

能源計(jì)量信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的計(jì)量器具準(zhǔn)確度不低于表2的規(guī)定(見(jiàn)下頁(yè)表2)。

4.能源管理信息系統(tǒng)主要功能模塊設(shè)計(jì)原則

(1)計(jì)量器具系統(tǒng)模塊。計(jì)量器具系統(tǒng)模塊的功能是能源計(jì)量管理系統(tǒng)與能源供應(yīng)部門收費(fèi)端計(jì)量數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控一級(jí)計(jì)量和二級(jí)計(jì)量能源數(shù)據(jù)偏差，并將所采集計(jì)量數(shù)據(jù)形成對(duì)比圖，出現(xiàn)不合理偏差系統(tǒng)立即報(bào)警。系統(tǒng)對(duì)電能供應(yīng)質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并有報(bào)警提示和報(bào)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(dòng)采集各類能源計(jì)量點(diǎn)的實(shí)時(shí)瞬時(shí)量和累計(jì)量，采集周期在1分～24小時(shí)范圍內(nèi)可調(diào)。采集數(shù)據(jù)項(xiàng)目完全符合能源統(tǒng)計(jì)和能源計(jì)量管理部門的要求。

(3)采集數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)、查詢系統(tǒng)模塊。采集數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)、查詢系統(tǒng)模塊應(yīng)滿足實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊?，考慮到數(shù)據(jù)傳送速度，有線傳輸200米以內(nèi)可采用雙絞線串口傳送，超過(guò)200米宜采用光纖以太網(wǎng)傳送，也可采用無(wú)線傳輸;各采集點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)饺藱C(jī)交互界面的時(shí)間不應(yīng)超過(guò)1秒。數(shù)據(jù)輸出應(yīng)滿足集中化管理的需要，可通過(guò)人機(jī)交互界面查詢到所有的能源計(jì)量數(shù)據(jù)輸出。能源數(shù)據(jù)中心服務(wù)器實(shí)時(shí)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(jì)算分析系統(tǒng)模塊。數(shù)據(jù)匯總和計(jì)算分析系統(tǒng)模的功能是對(duì)能源消耗計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，并按照系統(tǒng)設(shè)定各種能耗定額指標(biāo)和節(jié)能量化指標(biāo)計(jì)算分析，并自動(dòng)形成對(duì)比分析圖表。超過(guò)指標(biāo)系統(tǒng)立即報(bào)警提示。通過(guò)報(bào)警提示，企業(yè)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)能源浪費(fèi)現(xiàn)象和能源消耗異常情況，及時(shí)進(jìn)行糾正與改進(jìn)，及時(shí)有效控制能源消耗和能源成本開(kāi)支。能耗定額指標(biāo)和節(jié)能量化指標(biāo)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(shè)備單耗等。數(shù)據(jù)匯總和計(jì)算分析系統(tǒng)模塊功能能夠?qū)γ總€(gè)產(chǎn)品能源成本、每個(gè)車間能源成本和企業(yè)能源成本進(jìn)行監(jiān)控和分析，并自動(dòng)形成對(duì)比分析圖表，用能成本超過(guò)預(yù)定費(fèi)用，系統(tǒng)立即報(bào)警提示。

(5)報(bào)表統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)模塊。報(bào)表統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)模塊功能是能夠根據(jù)政府、各級(jí)公司及分公司需要，自動(dòng)導(dǎo)出所有的各類滿足政府能源統(tǒng)計(jì)與審計(jì)要求的用源申報(bào)報(bào)表(企業(yè)耗能設(shè)備一覽表、企業(yè)能源計(jì)量器具一覽表、能源工業(yè)企業(yè)能源購(gòu)銷存表、能源消耗統(tǒng)計(jì)及分析報(bào)表、生產(chǎn)信息報(bào)表等)，能源統(tǒng)計(jì)報(bào)表數(shù)據(jù)均能追溯到系統(tǒng)計(jì)量檢測(cè)記錄。

(6)企業(yè)、車間、設(shè)備能源管理系統(tǒng)模塊。企業(yè)、車間、設(shè)備能源管理系統(tǒng)模塊功能是實(shí)時(shí)監(jiān)控企業(yè)、車間、設(shè)備能源實(shí)時(shí)消耗量，監(jiān)控各項(xiàng)用能指標(biāo)不超過(guò)定額指標(biāo)。超過(guò)定額指標(biāo)經(jīng)報(bào)警提示查找原因，及時(shí)進(jìn)行改進(jìn)。設(shè)備管理系統(tǒng)功能能對(duì)重點(diǎn)用能設(shè)備能耗狀況、負(fù)荷率、有效利用時(shí)間、開(kāi)啟、停止時(shí)間等影響能源消耗的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保設(shè)備的高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，減少設(shè)備的空載時(shí)間和能源浪費(fèi)的地方。

5.能源管理信息系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)和維護(hù)原則

信息系統(tǒng)應(yīng)做好防電磁干擾，采集信號(hào)線應(yīng)采用屏蔽線，并禁止與強(qiáng)電信號(hào)線混敷;與信息系統(tǒng)相連的外網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)做好防火墻等病毒隔離措施。用能單位應(yīng)設(shè)系統(tǒng)維護(hù)人員負(fù)責(zé)能源計(jì)量信息系統(tǒng)的整體維護(hù);各車間也應(yīng)有專人負(fù)責(zé)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(wèn)題應(yīng)及時(shí)通知系統(tǒng)維護(hù)人員。

三、能源計(jì)量信息管理系統(tǒng)規(guī)范化工作成效

在上述研究的基礎(chǔ)上，2009年3月，浙江省標(biāo)準(zhǔn)化研究院聯(lián)合上虞新和成生物化工有限公司、上虞市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，聯(lián)合制定了《醫(yī)藥化工行業(yè)能源計(jì)量信息系統(tǒng)》聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)，建立了能源計(jì)量信息管理系統(tǒng)的統(tǒng)一的管理模式，實(shí)現(xiàn)能源計(jì)量管理標(biāo)準(zhǔn)化。通過(guò)近一年的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施表明，統(tǒng)一規(guī)范的能源計(jì)量管理系統(tǒng)進(jìn)一步提高了工藝過(guò)程中的能源計(jì)量數(shù)據(jù)的分析和研究的正確必可靠性，為改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高技改節(jié)能效益提供了科學(xué)的依據(jù)，真正發(fā)揮了能源計(jì)量數(shù)據(jù)的功效。其次應(yīng)用能源管理的科學(xué)方法，結(jié)合計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過(guò)精確計(jì)量，自動(dòng)采集能源量值數(shù)據(jù)信息，對(duì)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算匯總、圖形對(duì)比、經(jīng)濟(jì)分析、量化評(píng)價(jià)，控制能源消耗，節(jié)約了能源成本開(kāi)支，提升企業(yè)能源管理水平。例如，浙江省重點(diǎn)試點(diǎn)企業(yè)上虞新和成生物化工有限公司發(fā)酵車間經(jīng)過(guò)對(duì)蒸汽消耗數(shù)據(jù)的分析，將滅菌工藝由原來(lái)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(qiáng)化循環(huán)水溫差管理，優(yōu)化了操作參數(shù)，耗汽量從原來(lái)6噸/小時(shí)下降為4.5噸/小時(shí)，循環(huán)水用量從910噸/小時(shí)下降到450噸/小時(shí)，使該車間每噸產(chǎn)品能源成本下降15%。通過(guò)考核，公司萬(wàn)元增加值能耗同比下降14.6%。

為了扎實(shí)推進(jìn)企業(yè)能源計(jì)量工作，將節(jié)能工作落到實(shí)處，我們對(duì)企業(yè)能源計(jì)量信息管理系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了初步的研究。規(guī)范、有效、科學(xué)的能源計(jì)量信息管理系統(tǒng)不僅能規(guī)范企業(yè)能源計(jì)量與管理，也將進(jìn)一步推動(dòng)國(guó)家依法實(shí)施節(jié)能減排監(jiān)督管理。

參考文獻(xiàn):

篇8

在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程控制中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)起著十分重要的作用，它是自動(dòng)控制系統(tǒng)中不可缺少的組成部分?，F(xiàn)有的國(guó)產(chǎn)大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)存在著控制手段落后、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、定位精度低、可靠性差等問(wèn)題。而且執(zhí)行機(jī)構(gòu)的全程運(yùn)行速度取決于其電機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)速和其內(nèi)部減速齒輪的減速比，一旦出廠，這一速度固定不可調(diào)整，其通用性較弱。整個(gè)機(jī)構(gòu)缺乏完善的保護(hù)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(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。鑒于以上原因，采用傳統(tǒng)的大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)，可靠性和穩(wěn)定性較差。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)總線等技術(shù)在工業(yè)過(guò)程中的應(yīng)用，這種執(zhí)行機(jī)構(gòu)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求。筆者設(shè)計(jì)的大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，采用機(jī)電一體化技術(shù)，將閥門、伺服電機(jī)、控制器合為一體，利用異步電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)閥門的開(kāi)與關(guān)。通過(guò)內(nèi)置變頻器，采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)閥門的動(dòng)作速度、精確定位、柔性開(kāi)關(guān)以及電機(jī)轉(zhuǎn)矩等控制。該電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)省去了用于控制電機(jī)正、反轉(zhuǎn)的接觸器和可控硅換向開(kāi)關(guān)模件、機(jī)械傳動(dòng)裝置和復(fù)雜、昂貴的控制柜和配電柜，具有動(dòng)作快、保護(hù)較完善、便于和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際運(yùn)行表明，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作穩(wěn)定，性能可靠。

2電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的硬件設(shè)計(jì)及工作原理

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)原理框圖如圖2-1所示。智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)從結(jié)構(gòu)上主要分為控制部分和執(zhí)行驅(qū)動(dòng)部分。

控制部分主要由單片機(jī)、PWM波發(fā)生器、IPM逆變器、A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊、整流模塊、輸入輸出通道、故障檢測(cè)和報(bào)警電路等組成。執(zhí)行驅(qū)動(dòng)部分主要包括三相伺報(bào)電機(jī)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(cè)到的逆變模塊三相輸出電流、電壓及閥門的位置信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)。單片機(jī)通過(guò)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(shí)現(xiàn)電機(jī)的變頻調(diào)速以及閥位控制。逆變模塊工作時(shí)所需要的直流電壓信號(hào)由整流電路對(duì)380V電源進(jìn)行全橋整流得到。

控制系統(tǒng)各功能元件的選型與設(shè)計(jì)：

1)單片機(jī)選用INTEL公司生產(chǎn)的8031單片機(jī)，它主要通過(guò)并行8255口擔(dān)負(fù)控制系統(tǒng)的信號(hào)處理：接收系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)矩、閥門開(kāi)啟、關(guān)閉及閥門開(kāi)度等設(shè)定信號(hào)，并提供三相PWM波發(fā)生器所需要的控制信號(hào)；處理IPM發(fā)出的故障信號(hào)和報(bào)警信號(hào)；處理通過(guò)模擬輸入口接收的電流、電壓、位置等檢測(cè)信號(hào)；提供顯示電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)信號(hào)；執(zhí)行控制系統(tǒng)來(lái)的控制信號(hào)，向控制系統(tǒng)反饋信號(hào)；

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(fù)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(jì)算機(jī)算出各切換點(diǎn)，并存入內(nèi)存，然后通過(guò)查表及必要的計(jì)算產(chǎn)生PWM波，這種方法占用的內(nèi)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(hào)，保證微處理器有足夠的時(shí)間進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)、保護(hù)、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(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)微處理器接口，芯片內(nèi)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(jī)構(gòu)體積小，可靠性高的要求，電機(jī)電源采用智能功率模塊IPM。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要適用功率小于5．5kW的三相異步電機(jī)，其額定電壓為380V，功率因數(shù)為0．75。經(jīng)計(jì)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(kāi)關(guān)和驅(qū)動(dòng)電路、制動(dòng)電路于一體，并內(nèi)置過(guò)電流、短路、欠電壓和過(guò)熱保護(hù)以及報(bào)警輸出，是一種高性能的功率開(kāi)關(guān)器件。

4)位置檢測(cè)電路位置檢測(cè)電路是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的重要組成部分，它的功能是提供準(zhǔn)確的位置信號(hào)。關(guān)鍵問(wèn)題是位置傳感器的選型。在傳統(tǒng)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中多采用繞線電位器、差動(dòng)變壓器、導(dǎo)電塑料電位器等。繞線電位器壽命短被淘汰。差動(dòng)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(dǎo)電塑料電位器目前較為流行，但它是有觸點(diǎn)的，壽命也不可能很長(zhǎng)，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(wú)觸點(diǎn)的，且具有精度高、無(wú)線性區(qū)限制、穩(wěn)定性高、無(wú)溫度限制等特點(diǎn)。

5)電壓、電流及檢測(cè)檢測(cè)電壓、電流主要是為了計(jì)算電機(jī)的力矩，以及變頻器輸出回路短路、斷相保護(hù)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(wú)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(cè)IPM輸出的三相電流，對(duì)于IPM輸出電壓的檢測(cè)采用分壓電路。如圖2-2所示。

6)通訊接口為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程控制，選用MAX232作為系統(tǒng)的串行通訊接口，MAX232內(nèi)部有兩個(gè)完全相同的電平轉(zhuǎn)換電路，可以把8031串行口輸出的TTL電平轉(zhuǎn)換為RS－232標(biāo)準(zhǔn)電平，把其它微機(jī)送來(lái)的RS－232標(biāo)準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換成TTL電平給8031，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與其它微機(jī)間的通訊。

7)時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路主要用來(lái)提供采樣與控制周期、速度計(jì)算時(shí)所需要的時(shí)間以及日歷。文中選用時(shí)鐘電路DS12887。DS12887內(nèi)部有114字節(jié)的用戶非易失性RAM，可用來(lái)存入需長(zhǎng)期保存的數(shù)據(jù)。

8)液晶顯示單元為了實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)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(guò)菜單選擇，可分別對(duì)閥門、力矩、限位、電機(jī)、通訊和參數(shù)等信號(hào)進(jìn)行設(shè)置或調(diào)試。并采用文字和圖形相結(jié)合的方式，顯示直觀、清晰。

9)程序出格自恢復(fù)電路為了保證在強(qiáng)干擾下程序出格時(shí)系統(tǒng)能夠自動(dòng)地恢復(fù)正常，選用MAX705組成程序出格自恢復(fù)電路，監(jiān)視程序運(yùn)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(gè)正脈沖，使單片機(jī)產(chǎn)生一次復(fù)位，復(fù)位結(jié)束后，又由程序通過(guò)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(fù)電路繼續(xù)監(jiān)視程序運(yùn)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(nèi)環(huán)為速度環(huán)，外環(huán)為位置環(huán)。速度環(huán)主要將當(dāng)前速度與速度給定發(fā)生器送來(lái)的設(shè)定速度相比較，通過(guò)速度調(diào)節(jié)器改變PWM波發(fā)生器載波頻率，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。速度調(diào)節(jié)器采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法(具體內(nèi)容另文敘述)。

外環(huán)主要根據(jù)當(dāng)前位置速度的設(shè)定，通過(guò)速度給定發(fā)生器向內(nèi)環(huán)提供速度的設(shè)定值。由于大流量閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)在運(yùn)行過(guò)程中存在加速、勻速、減速等階段。各階段的時(shí)間長(zhǎng)短、加速度的大小、在何位置開(kāi)始勻速或減速均與給定位置、當(dāng)前位置以及運(yùn)行速度有關(guān)。速度給定發(fā)生器的工作原理為：通過(guò)比較實(shí)際閥位與給定閥位，當(dāng)二者不相等時(shí)，以恒定加速度加速，減速點(diǎn)根據(jù)當(dāng)前速度、閥位值、閥位給定值的大小計(jì)算得來(lái)。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)各階段運(yùn)行速度的計(jì)算原理

圖3-2為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的典型運(yùn)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(kāi)始發(fā)生改變的那一點(diǎn)稱為起始段點(diǎn)，相應(yīng)的時(shí)間稱為段起始時(shí)間，如圖3-2中的t(i)(i＝0，1，2，……)，相應(yīng)的速度稱為段起始速度，如圖3-2所示v(i)(i＝0，1，2，…)。

設(shè)第i段速度的變化速率為ki，則有：

式中：Δv為兩段點(diǎn)之間的速度變化值，Δv＝vi＋1－vi；

Δt為兩段之間的時(shí)間，Δt＝ti＋1－ti。

顯然，當(dāng)ki＝0時(shí)為恒速段，ki＞0時(shí)為升速段，ki＜0時(shí)為減速段。任意時(shí)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(dāng)前位置以及運(yùn)行速度的大小確定。

4關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的解決

該電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用了最新的變頻調(diào)速技術(shù)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率小于5．5kW。用戶可根據(jù)需要設(shè)定力矩特性，根據(jù)控制的閥設(shè)定速度，速度分多轉(zhuǎn)式、直行程、角行程3種方式?？刂葡到y(tǒng)由閥位給定和閥位反饋信號(hào)構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)，控制特性視運(yùn)行方式、速度而定，并具有自動(dòng)過(guò)流保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、超壓、欠壓、過(guò)熱、缺相、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能。

該執(zhí)行機(jī)構(gòu)解決的關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題主要有：

1)閥門柔性開(kāi)關(guān)柔性開(kāi)關(guān)主要是為了當(dāng)閥關(guān)閉或全開(kāi)時(shí)，保證閥門不卡死與損傷。執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部的微處理器根據(jù)測(cè)得的變頻器輸出電壓和電流，通過(guò)精確計(jì)算，得出其輸出力矩。一旦輸出力矩達(dá)到或大于設(shè)定的力矩，自動(dòng)降低速度，以避免閥門內(nèi)部過(guò)度的撞擊，從而達(dá)到最優(yōu)關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)過(guò)力矩保護(hù)。

2)閥位的極限位置判斷閥位的極限位置是指全開(kāi)和全關(guān)位置。在傳統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，該位置的檢測(cè)是通過(guò)機(jī)械式限位開(kāi)關(guān)獲得的。機(jī)械式限位開(kāi)關(guān)精度低，在運(yùn)行中易松動(dòng)，可靠性差。在文中，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)極限位置通過(guò)檢測(cè)位置信號(hào)的增量獲得。其原理是，單片機(jī)將本次檢測(cè)的位置信號(hào)與上次檢測(cè)的信號(hào)相比較，如果未發(fā)生變化或變化較小，即認(rèn)為己達(dá)到極限位置，立即切斷異步電機(jī)的供電電源，保證閥門的安全關(guān)閉或全開(kāi)。省去了機(jī)械式限位開(kāi)關(guān)，無(wú)需在調(diào)試時(shí)對(duì)其進(jìn)行復(fù)雜的調(diào)整。

3)電機(jī)保護(hù)的實(shí)現(xiàn)為了防止電機(jī)因過(guò)熱而燒毀，單片機(jī)通過(guò)溫度傳感器連續(xù)檢測(cè)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行溫度，如果溫度傳感器檢測(cè)到電機(jī)溫度過(guò)高，自動(dòng)切斷供電電源。溫度傳感器內(nèi)置于電機(jī)內(nèi)部。

4)準(zhǔn)確定位傳統(tǒng)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在異步電機(jī)通電后會(huì)很快達(dá)到其額定動(dòng)作速度，當(dāng)接近停止位置時(shí)，電機(jī)斷電后，由于機(jī)械慣性，其閥門不可能立即停下來(lái)，會(huì)出現(xiàn)不同程度的超程，這一超程通常采用控制電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)校正。機(jī)電一體化的大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)當(dāng)前位置與給定位置的差值以及運(yùn)行速度的大小超前確定減速點(diǎn)的位置及減速段變化速率ki，使閥門在較低的速度下實(shí)現(xiàn)精確的微調(diào)和定位，從而將超程降到最低。

5)模擬信號(hào)的隔離。

對(duì)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(dú)立的正負(fù)電源。若運(yùn)放A的反相端電位由于擾動(dòng)而正向偏離虛地，則運(yùn)放A輸出端的電位將降低，因而光電耦合器的發(fā)光強(qiáng)度將增強(qiáng)，則使其集射極電壓減小，最后使運(yùn)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(fù)向偏離虛地，也可以重回到正常狀態(tài)。從而增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾性。

5結(jié)束語(yǔ)

該執(zhí)行機(jī)構(gòu)集微機(jī)技術(shù)和執(zhí)行器技術(shù)于一體，是一種新型的終端控制單元，其電機(jī)是通過(guò)內(nèi)部集成的一體化變頻器來(lái)控制，因此，同一臺(tái)智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以在一定范圍內(nèi)具有不同的運(yùn)行速度和關(guān)斷力矩。該智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用了液晶顯示技術(shù)，它利用內(nèi)置的液晶顯示板，不僅可以顯示閥門的開(kāi)、關(guān)狀態(tài)和正常運(yùn)行時(shí)閥門的開(kāi)度，還可以通過(guò)菜單選擇運(yùn)行參數(shù)設(shè)定，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，能顯示出故障信息。總之，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)集測(cè)量、決斷、執(zhí)行3種功能于一體，順應(yīng)了電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)，它的研制成功給電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的研究開(kāi)發(fā)提供了新的思路。

參考文獻(xiàn)

［1］鄧兵，等．?dāng)?shù)字閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)［J］．自動(dòng)化儀表，2001(1)．

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

篇9

中圖分類號(hào)：O213.1

一、電能質(zhì)量的概念

電能質(zhì)量是在電力系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)中產(chǎn)生的，電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率決定著電能質(zhì)量的優(yōu)劣。保持電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性是提高電能質(zhì)量的有效方式。電能質(zhì)量就是指供電的有效性。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，對(duì)電能質(zhì)量的解釋也有很多。從不同的角度看待電能質(zhì)量的問(wèn)題也會(huì)得出不同的電能質(zhì)量的概念。電力用戶認(rèn)為電能質(zhì)量就是供電的好壞，不出現(xiàn)停電的現(xiàn)象就說(shuō)明了電能質(zhì)量比較好。從電力設(shè)備的制造廠商來(lái)說(shuō)，電能質(zhì)量就是，設(shè)備能否滿足供電的需求。滿足的話就說(shuō)明設(shè)備的供電質(zhì)量好[1]。從社會(huì)發(fā)展的角度看，對(duì)電能質(zhì)量的不同認(rèn)識(shí)也受到社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的制約，電力系統(tǒng)的發(fā)展程度決定了電能質(zhì)量的優(yōu)劣?，F(xiàn)階段我們普遍采用的電能質(zhì)量的定義是供電設(shè)備在為用戶提供穩(wěn)定的電能過(guò)程中，設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性。這個(gè)定義也是現(xiàn)在比較常用，主要是通過(guò)對(duì)設(shè)備故障的測(cè)試來(lái)檢驗(yàn)供電的質(zhì)量問(wèn)題。該定義清楚明了，但是也有其局限性，需要有關(guān)部門進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行研究。

二、電能質(zhì)量管理存在的主要問(wèn)題

隨著電網(wǎng)智能化改造的不斷深入以及新技術(shù)的應(yīng)用，我國(guó)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)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(zhì)量管理方面還存在不足，據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于電能質(zhì)量管理的問(wèn)題導(dǎo)致的電能質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的比例超過(guò)了60%。電能質(zhì)量管理存在的主要問(wèn)題有：（1）未建立起及時(shí)的變電站母線電壓自動(dòng)化調(diào)控機(jī)制。母線調(diào)控不及時(shí)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(huì)導(dǎo)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(shè)施跟不上，導(dǎo)致線路供電半徑過(guò)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(jí)或縣級(jí)以下電壓越限的時(shí)長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于上級(jí)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(fù)荷、沖擊負(fù)荷以及不平衡負(fù)荷接入系統(tǒng)等，對(duì)電能質(zhì)量形成嚴(yán)重威脅，而現(xiàn)階段對(duì)這些污染的治理還未得到充分重視。

三、產(chǎn)生的電能質(zhì)量問(wèn)題的原因

電能質(zhì)量的優(yōu)劣受到經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及電力系統(tǒng)發(fā)展水平的制約，先進(jìn)的電力系統(tǒng)以及科學(xué)化的技術(shù)水平才能為電能質(zhì)量提供有效的保障。因此，近些年來(lái)我國(guó)特別重視對(duì)電力系統(tǒng)技術(shù)的研究，使用先進(jìn)的科學(xué)手段來(lái)提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。我國(guó)現(xiàn)階段對(duì)電能質(zhì)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(guò)專業(yè)的研究我們得出了產(chǎn)生電能質(zhì)量問(wèn)題的原因：

（1）電力企業(yè)為了提高其經(jīng)濟(jì)效益，以及供電的自動(dòng)化水平，注重對(duì)先進(jìn)電子技術(shù)的使用，但是這些技術(shù)設(shè)備和電能質(zhì)量存在一定的不適應(yīng)性。如果計(jì)算機(jī)的計(jì)算值出現(xiàn)了偏差，那么在自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行中，就很容易降低電能的質(zhì)量，工作人員也沒(méi)有辦法及時(shí)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行處理，因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的自動(dòng)化，在實(shí)際的操作過(guò)程中，存在技術(shù)應(yīng)用的難題[3]。

（2）現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的供電結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的改變，電氣設(shè)備的大功率、大負(fù)荷造成了供電的不穩(wěn)定性。因?yàn)檫@些大功率用電器的使用，使得電能在供應(yīng)的過(guò)程中不能保持一個(gè)合理的速度，過(guò)大的電流會(huì)損害或者產(chǎn)生對(duì)電力系統(tǒng)的過(guò)度消耗，從而也降低了電能的質(zhì)量。

（3）市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，導(dǎo)致了各個(gè)電力企業(yè)為了爭(zhēng)取更多的市場(chǎng)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(shí)行的開(kāi)放性的電力管理模式，用戶也可以對(duì)供電進(jìn)行簡(jiǎn)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(guò)程中，很容易出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，影響了供電的穩(wěn)定性和安全性，從而降低了電能的質(zhì)量。

四、電能質(zhì)量問(wèn)題的分析方法

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

（1）時(shí)域仿真法。這是現(xiàn)階段電能質(zhì)量問(wèn)題分析采用的主要方法，它是利用各種時(shí)域仿真程序例如EMTP、EMTDC以及NETOMAC等對(duì)電能質(zhì)量問(wèn)題中的暫態(tài)現(xiàn)象進(jìn)行分析。這種分析方法的缺點(diǎn)是在進(jìn)行仿真計(jì)算之前要預(yù)先知道暫態(tài)過(guò)程的頻率覆蓋范圍，同時(shí)在模仿開(kāi)關(guān)的過(guò)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(zhì)量中諧波問(wèn)題分析的常用方法，有頻率掃描、諧波潮流計(jì)算以及混合諧波潮流計(jì)算，后者由于可以對(duì)非線性負(fù)載控制系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)的動(dòng)態(tài)特性描述，建模簡(jiǎn)單，在近些年運(yùn)用較多。其缺點(diǎn)是計(jì)算量大，耗時(shí)較長(zhǎng)。

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

五、電能質(zhì)量問(wèn)題的控制

（1）要重視電能質(zhì)量分析以及控制領(lǐng)域的基礎(chǔ)性工作。例如研究并建立起電能質(zhì)量的評(píng)價(jià)體系、積極研究并創(chuàng)新電能質(zhì)量分析的方法、技術(shù)和理論。

（2）積極推廣以DSP為基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)數(shù)字?jǐn)?shù)字信號(hào)處理技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)程序?qū)﹄娔苜|(zhì)量進(jìn)行控制，調(diào)試簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行和智能化控制，對(duì)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(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

（3）要深入研究并創(chuàng)新電能質(zhì)量的檢測(cè)技術(shù)。現(xiàn)有的檢測(cè)設(shè)備雖然符合持續(xù)性以及穩(wěn)定性指標(biāo)，但對(duì)于快速捕捉、更高的采樣速率以及有效的分析和自動(dòng)識(shí)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(cè)技術(shù)[5]。

（4）采取積極措施，加強(qiáng)電能質(zhì)量管理。電能質(zhì)量的好壞直接影響到用戶的滿意度，通過(guò)加強(qiáng)電能質(zhì)量管理，促進(jìn)電能質(zhì)量，也是控制和解決電能質(zhì)量問(wèn)題的關(guān)鍵所在。

（5）電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)。一是要建立嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)制度，例如連續(xù)監(jiān)測(cè)、定時(shí)巡回監(jiān)測(cè)和專項(xiàng)監(jiān)測(cè)；二是要鼓勵(lì)檢測(cè)技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)，因應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展需要開(kāi)發(fā)可靠、有效的監(jiān)測(cè)技術(shù)和設(shè)備；三是要積極利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，加快發(fā)展監(jiān)測(cè)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化、智能化，確保監(jiān)測(cè)結(jié)果的及時(shí)、準(zhǔn)確。

六、結(jié)語(yǔ)

電力是現(xiàn)代社會(huì)正常運(yùn)行的動(dòng)力，電能質(zhì)量問(wèn)題關(guān)系到千家萬(wàn)戶，電能質(zhì)量問(wèn)題的解決既需要依靠技術(shù)手段，也需要規(guī)范化的制度管理，兩者缺一不可。電能質(zhì)量管理是電網(wǎng)管理的重要內(nèi)容，必須要按照電能質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，建立起嚴(yán)格的管理體系，將電能質(zhì)量管理從被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)、從松散管理走向制度化管理，從應(yīng)對(duì)問(wèn)題轉(zhuǎn)為預(yù)防問(wèn)題。

【參考文獻(xiàn)】

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

[2]何世恩，程開(kāi)嘉，陳其龍. 電能質(zhì)量治理若干問(wèn)題的討論 工程師與制造商伙伴們的觀點(diǎn)[J]. 電氣應(yīng)用，2013，（13）.

篇10

1概述

在農(nóng)田水利灌溉中，往往采用固定機(jī)井或固定水泵對(duì)不同用戶分時(shí)供水的方式，在供水過(guò)程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)用電計(jì)量和收費(fèi)問(wèn)題。通常所采用的方法是計(jì)錄電能表的讀數(shù)，過(guò)后再根據(jù)水泵使用的時(shí)間分?jǐn)傠娰M(fèi)，這種方法計(jì)量誤差大，不能真實(shí)的反應(yīng)實(shí)際的用電量情況，給用水管理帶來(lái)很多不必要的麻煩和糾紛。這里介紹一種在傳統(tǒng)電控計(jì)量箱的基礎(chǔ)上，增加用電量的數(shù)據(jù)采集裝置，采用IC卡技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一戶一卡、預(yù)付電費(fèi)、持卡消費(fèi)的用電管理方法。每個(gè)用戶都有一個(gè)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(yù)付電費(fèi)，然后，在電控計(jì)量箱上插卡用電，電能表計(jì)量用電情況，并將消耗的電量從IC卡上扣除，當(dāng)卡上的預(yù)付電費(fèi)扣除完，控制單元控制接觸器動(dòng)作切斷電源停止供電。當(dāng)用戶用電完畢時(shí)，可將IC卡從電控計(jì)量箱卡槽內(nèi)取出，控制單元也控制接觸器動(dòng)作切斷電源停止供電。采用這種方法解決了用電過(guò)程中的各種不合理現(xiàn)象，避免了糾紛的發(fā)生，同時(shí)也提高了用電的信息化管理水平。下面介紹裝置的具體結(jié)構(gòu)和工作原理。

2系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)思路

傳統(tǒng)的電控計(jì)量箱由電能表、刀閘開(kāi)關(guān)、保險(xiǎn)絲和接線端子等組成，根據(jù)計(jì)量箱內(nèi)的機(jī)械式電能表的讀數(shù)來(lái)收取電費(fèi)。針對(duì)上面提到的傳統(tǒng)電控計(jì)量箱的所存在的問(wèn)題，增加了以下單元組成IC卡智能電控計(jì)量箱：

電能表轉(zhuǎn)盤的脈沖采樣和脈沖遠(yuǎn)傳裝置；

單片機(jī)組成中央控制單元，負(fù)責(zé)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(jī)構(gòu)。

IC卡智能電控計(jì)量箱采用具有脈沖遠(yuǎn)傳功能的機(jī)械式三相電能表作為用電計(jì)量的控制依據(jù)，采用AT89C2052單片機(jī)組成的電控計(jì)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(guò)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(chǔ)的預(yù)付費(fèi)電量情況，控制中間繼電器和交流接觸器等實(shí)現(xiàn)用電量的IC卡預(yù)付費(fèi)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(guò)接觸器C的三對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)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(dāng)不插卡時(shí)，交流接觸器釋放斷開(kāi)輸出回路。當(dāng)插卡時(shí)，中央控制單元首先讀入IC卡上預(yù)付電費(fèi)情況，控制交流接觸器吸合接通三相交流回路。電能表計(jì)量電能消耗，并將計(jì)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(hào)轉(zhuǎn)換成電能讀數(shù)，以0.01kWh為一個(gè)計(jì)量單位，對(duì)IC卡的預(yù)購(gòu)電量進(jìn)行扣除，直到預(yù)購(gòu)電量用完，接觸器C釋放切斷輸出電源。在使用過(guò)程中取出IC卡，接觸器C也會(huì)釋放觸點(diǎn)切斷輸出。

3中央控制單元的原理框圖及硬件結(jié)構(gòu)

中央控制單元由AT89C2051單片機(jī)、脈沖采樣單元、IC卡讀寫單元、LED數(shù)碼顯示單元、EEPROM存儲(chǔ)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(yuǎn)傳方式

電能計(jì)量使用傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤式三相電能表，電能的計(jì)量來(lái)自于轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，在電能表轉(zhuǎn)盤的相應(yīng)位置開(kāi)一小孔，采用光電耦合式傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中透光和遮光次數(shù)，轉(zhuǎn)盤每旋轉(zhuǎn)一圈，完成一次遮光和透光，光電接收端就會(huì)輸出一個(gè)脈沖，并輸入到中央控制器進(jìn)行處理。記錄脈沖的個(gè)數(shù)就會(huì)間接檢測(cè)出鋁盤轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，從而根據(jù)圈數(shù)與用電量的關(guān)系計(jì)算出用電量。圖3是脈沖檢測(cè)的電路原理圖。

3.2中央控制單元的硬件設(shè)計(jì)

中央控制單元由89C2052單片機(jī)、CPU卡讀寫裝置、電能表脈沖計(jì)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(jiàn)圖4。

智能卡電控計(jì)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(yù)購(gòu)的電量，在用電過(guò)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(jì)量箱工作過(guò)程中，單片機(jī)與CPU卡通過(guò)串行接口隨時(shí)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(dāng)量與用電量的換算關(guān)系等。四位LED數(shù)碼顯示用于時(shí)實(shí)顯示CPU卡上剩余電量數(shù)、錯(cuò)卡信息、故障信息等，使用戶能夠掌握電控計(jì)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(jí)繼電器控制，即單片機(jī)P1.7通過(guò)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(kāi)觸點(diǎn)控制中間繼電器Z的吸合線圈，中間繼電器Z的常開(kāi)觸點(diǎn)控制交流接觸器C的吸合線圈，接觸器C的常開(kāi)觸點(diǎn)控制計(jì)量箱三相交流電源的輸出。

4系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

圖5為系統(tǒng)軟件總體框圖，而系統(tǒng)應(yīng)用軟件包括：

初始化程序：RAM單元的清零和參數(shù)預(yù)置、單片機(jī)的異步串行通信工作方式設(shè)置、中斷設(shè)置、定時(shí)器設(shè)置、CPU卡的上電復(fù)位和下電復(fù)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(jī)檢測(cè)卡座是否有卡，等待插卡操作，同時(shí)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(cè)電能表輸出的反映實(shí)際用電量的脈沖，并將脈沖換算成電量，當(dāng)電量達(dá)到0.01kWh時(shí)，從卡中扣除所使用的電量；