装置设计论文例1

二、装置艺术对广告的影响

传统形式的广告大多依赖着电视、报纸、书籍以及路边的灯箱等一些载体进行单一的影视动态或者是平面静态的展示，这种方式由于其大面积高强度的宣传，无疑会得到商家的普遍认可。而装置性广告的出现却打破了这种既定的宣传模式，对传统的广告形成了冲击性的影响，这种影响主要体现在表达方式的巨大转变上。首先，装置艺术促进了广告材料选择的多元化。原来的广告设计多以虚体的形式展现，表现手法单一。但是装置艺术的材料绝大多数都是实体化的物体，特别是其本就可以是一些废旧的东西按照自己独特的方式在一个特定的环境里堆积起来，也可以是设计师打造的一些材料，再使用一些媒材(录影、声音、表演、电脑、网络等)综合来表现，因此广告受众对于商品或者理念的认识更加直接与具体。其次，装置艺术在广告设计中的表达使设计师、作品、受众自然而然地融合在了一起。广告设计通过装置艺术的表现手法，更容易表现设计师的灵感，引起受众心灵的共鸣。感情可以以物为载体进行表现，实物无疑是设计者表现自身情感的最佳通道。同时在装置广告中，物品与人经常进行互动，也容易引起受众的共鸣。例如人们在欣赏装置广告时，不知不觉地成为广告的一部分。因为在装置艺术品中，人们的情感反应和一些行为举止，也都成了作品的元素，只不过一个在表达，一个在反馈，这无疑是一场人性化、感情化的体验。装置艺术产生与人互动的形式不仅存在于表面，其更深层次的目的是与受众的心理沟通，引起情感共鸣，以达到宣传的效果。

装置设计论文例2

0前言

在冶金企业的炼钢、焦化、初轧、炼铁等工厂中，通常采用高温行车空调对高温车间行车操纵室进行局部空气调节，以改善操作人员的工作条件，提高劳动效率。高温行车空调的工作环境比较恶劣，具有环境温度高、空气污染较为严重、行车运行时振动大等特点。环境温度可达45℃，甚至达到60℃以上，这些都对空调器的性能和可靠性提出了更高要求。因此，有必要建立高温行车空调专用的热工性能实验室，根据相关标准的要求对其各项性能指标进行严格测试，以达到优化产品质量，提高竞争力的目的[1～3]。

空气焓值法实验装置主要由绝热库房，空气再处理装置，空气取样装置，空气接受混合装置，风量测量装置及电气控制等部分组成。高温行车空调作为特种空调的一种，目前我国尚无专门的测试规范。根据一些生产厂家的技术资料，行车室内的空气干球温度一般取28～30℃。且根据文献[4]，本文采用空气焓值法测定高温行车空调的制冷量，着重探讨空气取样测量装置的设计方法，通过对取样风机、温湿度测量箱、空气接收混合箱和循环风量测量箱的合理设计，达到尽可能高的测试精度。

用空气焓值法测量空调器性能，需要测量空调器室内侧进出口处空气焓值及空调器的循环风量。因为目前无直接测量焓值的设备，只能靠间接测量获得，即需通过测量当地的大气压力、空气干球温度和湿球温度求得。空调器循环风量测试采用差压法，即通过测量空气经过喷嘴的压力降及喷嘴前的空气参数间接计算出空气流量[4，5]。

1空气取样及测量装置设计

1.1总体设计

空气取样及测量装置主要由取样风机、取样笛管及温湿度测量箱组成。利用取样风机及取样笛管引入空调器进出口的典型样本空气，将其送入温湿度测量箱测量。要求如下：

（1）取样风机与取样笛管相互独立，两者间用铝箔软管连接，无需保温；

（2）温湿度测量箱采用有机玻璃胶合而成，主要由风道、水盒（用于测量湿球温度）、补水杯组成。其标准流通截面尺寸为100mm×100mm，长250mm；

（3）取样笛管采用不锈钢管焊接而成，包括汇合管和笛管。每根笛管开有吸风口，两边等量交错开孔。

1.2取样风机的选择

（1）风量计算

取样风机的风量V可按公式（1）计算：

（1）

式中：vt为温湿度测量箱内垂直于温度传感器方向的风速，取5m/s；At为测量箱内流通截面积，取0.01m2。计算结果为0.05m3/s（180m3/h）。

（2）风压计算

空气取样装置的风阻包括取样笛管到风机进口的沿程阻力及局部阻力。可用图1的模型表示。为计算简便，对空气取样系统的各段风管作如下简化：

A．1-2为取样笛管段：1-2的阻力由三部分组成：笛管吸风阻力，笛管合流阻力及汇合管合流阻力；

图1空气取样系统风道压力损失模型?

B．2-3为连接软管段：在此按最不利管路情况模拟：有四个90°的弯头，中心弯曲半径为ф100，同时管长按拉伸计算。2-3的阻力由两部分组成：风管沿程阻力和四个弯头阻力；

C．3-4为温湿度测量箱段：3-4阻力由两部分组成：风管到测量箱的突然扩大与测量箱到风机入口的突然缩小阻力；

D．4-5为风机段：空气从风机出口排出时存在阻力，因风机尚未选定，故暂不做考虑。

根据以上分析，计算结果汇总于表1。风机所需的风压为：

（2）

式中：P为风机所需全压，Pa；v为出风口的风速，m/s；P为总风阻，Pa；ρ为空气密度，取1.2kg/m3。计算结果为P=247Pa。

（3）风机选择

由于整个装置的风阻较大，且希望风机出口具有较大的全压，以减小对被测空调器回风口的影响，同时也使安装方便，根据所需风量180m3/h及风压247Pa（全压），可按相关风机样本的风量和全压参数选择风机型号。取样风机选用意大利NICOTRA公司的离心风机，型号为DD146/190，其主要参数为风量300m3/h，全压410Pa。

2空气混合箱和流量箱的一体化设计

2.1空气混合箱设计

空气混合箱用于接收并精确测量被测空调器室内侧出风温湿度。因为空调器出风温度与环境温度相差较大，为了减少出风温湿度测量装置的漏热量，将温湿度测量装置置于混合箱内。具体要求如下：

表1空气取样系统风阻汇总管段号构件名称重要参数局部阻力系数ξ压力损失P=ξρv2/2

1-2侧孔吸风支面积比：0.106风量比：0.125支风速：4.8m/s支风速：4m/s0.050.69

主0.98.64

总9.33

笛管合流（选取最不利管路a）支通道面积比：0.25风量比：1主风速：1m/s支风速：4m/s11.82113.47

主0.3250.2

总113.67

汇合管合流支汇合管风速：5m/s出口风速：6.4m/s1.319.5

主0.819.66

2-3风管内沿程阻力空气流量：0.05m3/s管径：100mm查得Rm=8.5Pa管长：4m中心弯曲半径等于管直径的90°弯风速：6.4m/s34

四个弯头0.2221.64

3-4突然扩大面积比：0.79计算风速：6.4m/s0.051.23

突然缩小0.143.44

总计222.5

（1）箱体采用δ=100mm双面彩钢聚氨酯保温板，以使漏热量不大于5%；

（2）取样管采用φ100mm不锈钢开孔圆管，开孔率为4%，均匀开孔，引风管为φ400mm不锈钢管；

（3）混合箱进口处静压测量采用壁面测压法。取压板结构尺寸如图2所示，材质为青铜，压力出管尾部有螺纹，用于连接带螺帽的三通接头；

（4）为了提高气流均匀性，需要增加各气流间的相互扰动，故我们考虑在接受室出口前设置混合器，其形式如图3所示。

根据混合箱内的风速小于0.77m/s[4]以及最大接受风量，可计算出箱体空气流动方向的最小截面积。对于制冷量范围为2000～20000kW，风量范围为400～4000m3/h的高温行车空调器[6]，可求得箱体最小截面积为1.44m2，取35%的安全余量，则为0.507m2。最后确定箱体截面尺寸为1300×1500（宽×高）。

2.2流量箱总体设计

流量测量箱主要包括喷嘴、喷嘴前后的整流板及取压板。其用不锈钢板焊接而成，并与混合箱合为一体，这样既节省了材料又增强了系统的紧凑性，其结构如图4所示。喷嘴前后箱壁设有取压板，将四周的取压管汇合后接到压差变送器，以测量喷嘴前后压差P。

图3混合器示意图

在喷嘴后正壁面上开设操作门，用来手动开关喷嘴及检查喷嘴开关状态。具体要求如下：

（1）箱体采用δ=50mm双面不锈钢聚氨酯保温板；

（2）为使喷嘴前后空气充分混合均匀，在喷嘴前后各设置一块整流板，整流板由不锈钢板加工，开孔率为50%左右；

（3）为防止因风机震动影响风量测量，流量箱与调零风机分离放置，两者之间采用铝箔软管连接。

图4空气测量装置总体结构示意图

2.3喷嘴的选择计算

根据高温行车空调器的风量范围、设计要求及相关标准[4～6]，选用长径低比值标准喷嘴4只（0.20<B<0.50，β=d/D，d为喷嘴喉部直径，D为上游管道内径），其中d为ф80的喷嘴1只，ф110的喷嘴3只。喷嘴的结构尺寸见图5，其技术数据如表2所示。喷嘴的选择遵循了使设计风量范围400～4000m3/h处于喷嘴组合中间范围内的原则，各喷嘴风量范围相互之间有一定的迭加，总的风量测试范围为271～4254m3/h。

表2喷嘴的技术数据dmm材料流量范围m3/hD1mmD2mmHmmhmmLmmn

80铸铝L104271-6631962261571314

110515-11972662961871806

图5喷嘴的结构尺寸?

3结论

作为一个完整的空调器热工性能测试系统，每一部分的准确严格设计都十分关键，直接关系到测量结果的准确性和可靠性。本文仅就处于核心地位的空气取样装置、温湿度测量装置及风量测量装置的设计问题进行了讨论。本设计以常规空调测试标准为参考，在设计中充分考虑高温行车空调的工作条件及特点，在系统设计、标准件选择、运行操作等方面均以可靠、方便、降低成本为出发点，在提高特种空调器热工性能测试精度及可靠性方面做了一些有益的尝试。

参考文献

1.李安桂.特种空调机.北京：科学出版社，2001.

2.陆甘华，茅清希，吴利瑞.某大型钢铁企业炼钢车间行车电气室空调系统现状的调查研究.建筑热能通风空调，2002，（6）：12-14.

装置设计论文例3

TheHydraulicSystemandtheMaterialFlowsControlDeviceDesigninφ2600Horomill

Abstract:Intherecentyears,onthebasisofin-depthstudyofexistinggrindingmechanismandthegrindingequipment,Horomillhasbeendevelopedthenewgrindingequipmentwiththequalityandreliabilityofaballmill,andcompactstructureoftheverticalmillandlowenergyconsumptionrollerpress.TheadvantagesofHoromillare:playingafullenergy-savingpotentialofthenewchannelsforgrindingextrusion.FranceFCBCompanyin1993launchedthefirstdrumrollmill.InChina,Mudanjianghasintroducedtheplantequipment.Thetopicsmainlyincludethedesignofhydraulicsystemofdrumrollmillandinformationflowcontroldevice.Hydraulicsystemismainlycomposedofthefollowingparts:Thefirstpart,designofhydraulicsystem;Thesecondpart,hydrauliccomponentsSelection;Thethirdpart,thedesignofasphaltblock;theforthPart,designofhydraulicpumpstation;Informationflowcontroldeviceincludesfeed,scraperandderivativeinformation.Thedesignforthedomesticinconclusivesuccessstoriescanbefound,canreverseMudanjiangplantφ3800tuberollermilltocompletethedesign.

Keyword:Horomill;thehydraulicsystem;thematerialflowsthecontrol

筒辊磨结构和工作机理

本课题以筒辊磨的液压系统为主要研究内容,下面主要主要介绍其液压系统的工作机理、工作方式等。

用来提供挤压粉磨物料的辊压力，并且利用液压回路起到稳压保压；调整辊压力的大小来调整物料的粉磨细度，同时要保证液压系统行程慢而小。筒辊磨工作时,主要依靠磨辊对物料施加粉磨力，磨辊不需要驱动装置，由物料带动其转动。其压力由磨体外的2个拉力液压装置提供。在整个工作过程中它只有加压、保压和卸载，三个过程。

1.3国内现状综述

2004年4月由中材国际南京水泥设计研究院研发的具有自主知识产权、冀东水泥集团有限责任公司承建的价φ1.6m筒辊磨预粉磨水泥熟料系统在冀东水泥二分厂开始运行。经过厂、院及唐山水泥机械厂共同努力，至2004年6月该系统现己稳定运行近800h，球磨机提产30%,整个粉磨电耗下降13%，筒辊磨实现的能量代用系数达2.39。

表1-1功率统计表

FCB公司规格(直径)MM装机功率KW水泥(圈流)产量T/H单位功耗(KWT/H)

800451～222.5～45

3800240012020

南京院800551.52～.5223～6.7

160040019.5～20202～0.5

新华厂1000854.4～5.515.5～19.3

160020411～1315.71～8.5

200058030～3516.6～19.3

2500112055～6018.72～0.4

30001600759～516.82～1.3

综合考虑表1-1筒辊磨的数据，绘制不同规格筒辊磨能耗趋势如图1-2所示，随着筒辊磨规格尺寸的增大单位功耗逐下降，并趋于稳定，从图中看出单位功耗大约在20KWT/H左右。从而可知大规格的筒辊磨在能耗方面并没有大的波动。

设计内容

本设计拟将料层挤压粉磨前沿技术——筒辊磨应用到矿渣、水泥熟料、粉

煤灰超细粉磨生产中，逐步取代高能耗球磨机.为努力实现十一五规划关于单位

GDP能耗降低20%的总体目标作出贡献。主要内容有：

1.4.1筒辊磨液压系统设计计算

a.根据筒辊磨载荷及工作机理及挤压粉磨常规要求，设计回路，计算液压力；

b.液压系统元件选型计算。

1.4.2料流控制方案设计

分析筒辊磨内物料粉磨通道及料流路径，提出多种料流控制方案并优选。

1.4.3工艺设计

φ2600筒辊磨粉粉磨矿渣的工艺流程设计,进行工艺平衡计算,工艺设备选型。

1.4.4结构设计

a、油路块设计；

b、料流控制装置设计；

c、关键件力学分析。

1.5设计依据及技术指标

a.课题来源：市场需求,新品开发；

b.产品名称：φ2600筒辊磨；

c.粉磨对象：矿渣,进料粒度≤10㎜,水分≤2%；

d.粉磨产品:矿粉,比表面积≥430㎡/㎏；

e.设计依据：法国FCB公司φ2600筒辊磨在牡丹江厂生产数据；

f.设计产量：Q≥25t/h。

1.6设计要求

a.液压系统料流控制方案设计均应有两种以上方案比较和选择；

b.液压系统应有过载保护,对非破碎物反应灵敏,保证两端加载的同步性；

c.料流控制方案应能实现对各种粉磨物料流速成的在线调整；

d.设计筒辊磨粉磨矿渣的工艺流程图,进行工艺平衡计算；

e.设计图样总量：折合成A0幅面在4张以上；工具要求：应用计算机软件绘图；过程要求：装配图需提供手工草图；

f.毕业设计说明书相关要求；

g.查阅文献资料10篇以上，并有不少于3000汉字的外文资料翻译；

h.到相关单位进行毕业实习，撰写不少于3000字实习报告；

i.撰写开题报告。

1.7本题拟解决的问题

a.液压系统料流控制方案设计；

b.液压系统过载保护，对非破碎物反应灵敏，保证两端同步加压；

c.再线调整粉磨物料流速。

目录

1前言1

2液压系统设计4

2.1设计要求4

2.2总体规划4

2.3计算泵的流量、选择液压泵5

2.4选择液压控制元件9

2.5液压辅助件的选择10

3料流控制装置设计14

3.1进料装置设计14

3.2导料装置设计14

3.3出料装置设计15

4系统总体评价与可行性分析16

5结论17

参考文献18

致谢19

附录20

附录

1料流装配图TGMD2600.07A1

2液压系统装配图TGMD2600.03A0

3液压系统油路块图TGMD2600.08-01A1

4导料部装图TGMD2600.07-02A1

5刮料部装图TGMD2600.07-01A1

6进料漏斗TGMD2600.05-01A3

7工艺流程图A2

装置设计论文例4

年级专业：17 机制一班

学生姓名：单国

学号：1710818113

指导教师：袁络

毕业设计（论文）题目：机械式波浪能发电装置

研究目标与内容（包括基本内容、方案论证、设计思路等）

本课题来源于教师自主命题，把具有破坏性海浪转化为有用的能源具有非常重要的意义。传统的波浪能发电装置体积大，发电量较大，但价格昂贵，工作环境恶劣，维修成本高。波浪能已经成为一种非常有前景的可再生能源。针对上述问题，本课题需要设计一种新的小功率的摆式波浪能发电装置，通过某种传动机构实现波浪能从往复运动到单向旋转运动的传递来驱动发电机发电的方式，为航标灯和其他海上设施供电。

具体的工作有：(1)波浪能发电装置的总体方案设计，选用摆式机构作为能量捕获

机构。(2) 采用齿轮棘轮等传动零件的机械式波浪能收集装置的结构设计。运用

SolidWorks 和 AutoCAD 软件绘制装置的零件图和装配图,建立三维数字化模型,结合

ANSYS 软件对装置的主要受力零部件进行了有限元强度分析。

毕业论文

（设计） 工 作 安 排 计划

2021 年 1 月 15 日前完成文献检阅、市场调研，了解国内外发展和技术现状，提出初步总体技术方案，讨论并确定技术路线；

2021 年 3 月 10 日前完成开题报告、文献综述的撰写以及外文翻译；

2021 年 4 月 30 日前完成结构装配图，相关零部件图的设计与绘制以及相关的毕业设计论文的撰写；

2021 年 3 月 1 日至 2020 年 4 月 30 日完成毕业实习及毕业实习报告的撰写；

2021 年 5 月 4 日前完成毕业设计（论文）检测。

学生签字：指导教师签字：

2021年 3 月 8 日2021 年 3 月 9 日

装置设计论文例5

1城网接户与进户装置改造的必要性

城网低压接户与进户装置的范围是：从低压电力线路接户杆到室外用户集装箱一段线路叫接户线，从户外集装箱出线，端至用户配电装置一段线路叫进户线。接户线与进户线通过集装箱和室内配电箱的配电装置向每个用户供电。

城网改造前，低压接户与进户线供电距离较长，导线截面较小，用电负荷增加后，影响了用户供电电压质量，增加了线路损耗，运行多年，使导线陈旧老化，中间又有接头，容易发生断线，有的接户与进户线对公路、人行道对地距离不够，与电话线、电视线一起敷设，用电很不安全。用电计量一表多户，电量亏损大，用户经济负担大，负担线损不均，影响了用户间团结。用户室内配电装置未装剩余电流动作保护装置，家用电器设备外壳又未接地，用电很不安全。

为了提高供电的可靠性，提高供电的电压质量降低线路损耗，城网低压接户与进户装置必须进行改造。

2城网低压接户与进户线的改造工程

城网低压接户与进户线的改造工程，需经实际勘测设计后施工。

为使接户线档柜不超过25m,需改造低压线路，杆距为40~50m，当接户线档距超过25m时应增加接户杆或部分线沿墙敷设一段，在较长的巷内，当接户线的总长度超过50m时，需架设两线或三线接户线路，导线使用橡皮绝缘导线，导线截面为16~25mm2。

平房居民区，每个集装箱架一条接户线。接户线采用架空接线或一段沿墙明敷的方式，导线选用二心耐气候的铝心BVVLK型防老化护套线，其导线截面满足机械强度和载流量要求，一般选用10~16mm2的护套线。接户线对公路、街道和人行道的垂直距离，在电线最大弧垂时，不应小于下列数值。

公路路面：6m；通车困难的街道、人行道：3.5m；不通行的人行道胡同：3m。

为使三相四线线路的中性线电流不超过配变额定电流的25%，生活照明接户线与低压线路的接线点要求从线路首端起按三相U、V、W和N线的次序循环依次T接在相邻电杆上。

楼房居民区和商业区，因照明负荷较大，下户线采用四心铜心电缆以同一基电杆引380/220V电压，电缆用架空敷设或地下埋深，通过电缆接线盒，沿楼房段采用BV铜心塑料线穿PVC管敷设，每4~6户引一相电源。导线截面选择要满足穿管后载流量要求，一般选16~35mm2导线。

平房居民区，照明接户线沿墙敷设段要与通讯线、电视线分开架设，交叉接近时其距离不小于0.3m。导线要求用瓷绝缘子固定，两支持点不大于6m。

平房的居民区，每户进户线导线选用BVVLK6mm2二心铝护套线，沿墙明敷的用∠40×5角钢横担PD-2针式瓷绝缘子固定，两支持点不大于6m。沿房檐明敷设的进户线用瓷珠固定，两支持点的距离不应大于2m。进户线对地垂直距离不得低于3m，进户端不小于2.5m。进户线穿越砖时要通过PVC管，不得于通讯线、电视线一起穿墙。沿墙和房檐敷设的进户线要与通讯线、电视线分开敷设，交叉或接近时其距离不小于0.3m。在楼房内进户线，要求布线用BV6mm2铜心塑料线穿PVC管后沿墙敷设。管内穿线要求导线截面总和（包括绝缘层）不应超过管内有效面积的40%，最小管径不应小于13mm。

接户与进户线施工注意事项：

①接户与进户线施工放线时，应作外表检查：绝缘护套线不得有机械损伤、漏心、无硬弯。放线时，谨防打卷扭折和其它损伤。紧线前，应使用摇表摇测每相对地之间的绝缘电阻。紧线时，每档接户线的弧垂应控制在0.5~0.6m。

②接户与进户线在墙上敷设时，要求导线平直。导线始终端用茶台固定绑扎，中间段用瓷绝缘子"顶绑法"固定，转角处瓷绝缘子用"侧绑法"固定，在房檐布线用瓷珠绑扎固定。瓷绝缘子、瓷珠与导线固定用20纱包铁心线绑扎。接户、进户线穿墙，集装箱进出端应作滴水弯。新线安装好后应拆除旧导线和绝缘子。

③接户线与带电主干线接线时，应在停电的情况下进行、应注意线路的相序，防止相线与中性线错接。

3照明集装箱配电工程

3.1照明集装箱的结构

城网生活照明用电要求一户一表计费，为了集中抄表的维护管理方便，在每条接户线与进户线交界处安装照明集装箱，每个集装箱内不宜超过六户供电。

集装箱要求用1.5~2.0mm厚的冷钢板制造、喷塑工艺处理，能防风、防雨、防小虫进入、防盗电。

集装箱长×宽×高规格为：两表箱为400mm×600mm×180mm，四表箱640mm×650mm×180mm，六表箱200mm×650mm×180mm。

集装箱正面留有方型观察孔，能查看表底数。集装箱分为两部分：计量部分和控制保护部分，两部分间有隔板各装有防盗门、侧面，下面有带绝缘垫圈的进出线孔，电能表、保护设备装在箱内。

3.2照明集装箱配电装置的选择

六表箱配电装置电气接线见图1。

图中：HL100100A2P为两极隔离开关；DZ15LE100A2901为剩余电流动作保护装置动作电流76mA，动作时间0.2s；JHD100/30A为一进六出电能表接线端子；kWh为单相电能表，220V，5~20A。

箱内配电装置选择原则：设备的额定电压不小于交流220V，额定电流不小于最大负荷的1.3倍。配线的导线截面在最高温度时满足载流量的要求。负荷的计算：考虑到同时系数K=0.6，平房每户按3kW计算，楼房每户按4kW计算。

剩余电流动作保护装置作为进户线剩余电流保护之用，並可用来作为进户线的过载及短路保护，亦可作为接户线仃送电转换，隔离开关作为轮换电表、检修线路与电源隔离之用。

3.3集装箱的安装

集装箱配电装置间的配线使用BV型铜心塑料线。电能表通过专用接线端子与设备相连，接户线与隔离开关、剩余电流动作保护装置端子的连接，导线两端压接线鼻子后连接。

为抄表方便，平房居民区的集装箱安装在每排房的始端墙上，用膨胀螺栓固定。墙上安装困难时，可安装在接户线电杆上，用角钢横担固定。箱底座对地距离为2.2~2.5m为宜。集装箱的外壳用接地线与单独接地装置相连。接地装置的接地电阻值Re应满足下列条件：

Re=Um/Iop=50/0.076=658(W)

式中Um--通称电压极限，在正常情况下取50V；

Iop--剩余电流保护装置动作电流取76mA；

Re能使集装箱外壳带电时，保护装置能可靠动作断开电源。

楼房照明集装箱安装在楼道旁墙上，用膨胀螺栓固定，箱底座对地距离为1.8~2m为宜，箱外壳可靠接地。

4室内照明配电装置工程

4.1室内照明配电装置的选择

每一户照明用电，要求在屋内进户线处安装控制、保护的配电装置，其接线如图2所示。

图中：HL32A2P为楼房内两极隔离开关；HK132A2P为平房内两相胶盖闸；DZ47LE20(30)A190130mA为剩余电流动作保护装置20A用于平房，30A用于楼房；RD30A为熔丝，用于胶盖闸。

室内照明配电装置的选择；额定电压不小于交流220V，额定电流按最大负荷电流的1.3倍选择。剩余电流动作保护装置动作电流为30mA零秒动作，作为防护人身触电和设备漏电保护之用，并且有过载、短路保护功能，也可以在正常情况下作为户内配线不频繁转换之用。胶盖闸或隔离开关作为室内布线检修与电源隔离。熔丝作为过载保护用。

图2（a)接线，剩余电流动作保护装置DE安装在胶盖闸之后，检修DE比较方便，缺点是胶盖闸零线若装熔丝熔断后，DZ将失去工作电源，保护将拒绝动作，因此N线不能安装熔丝。

图2(b)接线，剩余电流动作保护装置DZ安装在胶盖闸之前，保护范围较大，胶盖闸熔丝在N相熔断后，DZ仍有工作电源，仍能起到保护作用，所以N线可以装熔丝。缺点是检修DZ不便，单接点的保护装置接点必须控制火线，若控制零线，故障时起不到保护作用。

4.2照明配电装置的安装

装置设计论文例6

1.1 提高计划审批的效率能够带来经济效益

在电能计量管理运行管理系统进行设计与实现的过程中，其中包含了大量的检验计划，为了提高计划审批的效率，可以借助网络实现相关领导对相关计划的查看与审批，消除计划审批延迟给计划工作进度带来的各种不利影响。同时，也降低了审批延迟所带来的各种隐性经济损失。

1.2 提高信息运用的效率能够带来经济效益

工作人员在电能计量装置运行状态管理中沟通、协调与控制是最为基本的联系，而这些在系统中都得到了良好的实现。知识管理主要的目标是帮助企业在正确的时间中将正确的知识传递给正确的人，从而实现企业整体业务水平的提高，提高企业信息的运用效率，提高企业管理与决策的科学性。

1.3 实现自动化能够带来经济效益

电能计量装置运行状态管理系统中包含了大量的自动化手段，能够对部分人工信息加工过程进行替代；系统中包含的各种功能降低了管理人员在工作中的强度，从而实现了工作效率的提高。电能计量装置运行状态管理系统能够节约的时间能够重新投入到生产过程中，将会产生非常大的效益。

2 电能计量装置运行状态管理系统的设计

电能计量装置运行状态管理系统设计的主要任务为实现数据流向着软件结构与数据结构的转变，其中软件结构设计的任务为按照功能对复杂的系统进行模块划分，实现模块之间的层次结构与调用关系，对模块间的接口进行确定，对人机界面进行确定；数据结构设计的任务为描述数据特征、确定数据结构特性、设计数据库。

2.1 电能计量装置运行状态管理系统设计方案

2.1.1 设计的原则

（1）先进性的原则。用户在程序操作的过程中主要是通过 IE 浏览器，在操作的过程中并不需要客户端程序的安装过程，而且在运行的过程中维护非常简单。系统中所采用的是网络版数据库，确保数据在保存的过程中能够具备安全性，通过计算机网络技术、数据库技术、信息传递技术、工作流技术、容错技术等实现智能化信息集成系统的建设。

（2）安全性原则。在对系统进行设计的过程中要确保网络具有安全保障系统，从而实现对网络安全的保障与保密。通过各种非常先进的软硬件等技术手段实现网络中传输、数据、接口等方面的安全。

（3）通用性原则。系统需要实现通用管理平台的构建，要对电力系统各电能计量装置档案编制都实现适应，系统所提供的流程管理功能、检验计划功能、数据采集与分析功能等能够满足企业不断增长的业务需要。

（4） 逐步性原则。在系统设计与项目实施的过程中，需要遵循SSAGF 原则，要先从简单的入手，逐步向着不同的深度与广度进行推进，实现从小到大、从简到繁，通过对项目的不断完善确保其安全与可靠，促进其可持续发展。

2.1.2 系统的逻辑框架

电能计量装置运行状态管理系统中所采用的模式为 .Mvc三层架构模式，通过该模式实现对应用程序的开发与部署。其中，视图指的是统一的用户界面，用户可以通过浏览器与交互访问等方式实现信息的获取；访问请求指的是统一的结构调用方式，实现用户请求与系统请求的封装，并转发到业务处理层组件中；业务逻辑指的是业务层中不同业务功能模块与系统支持模块的实现；数据访问指的是对数据进行访问所采用的方法；分析图表指的是为电能计量装置检验数据与历史数据提供模型与算法。

2.1.3 技术路线

第一，在系统进行分析与设计的过程中要采用面向对象的方法，通过应用计算机辅助软件工程技术和 UML 建模技术实现系统的分析、软件的设计与开发，提高系统的规范性、可靠性，实现系统开发效率的不断提高。第二，选择能够对系统各个阶段工作的一体化进行支持的计算机辅助软件设计工程工具，实现了对应用功能的开发与搭建。第三，利用三层体系架构--浏览器/应用服务器/数据库服务器结构实现体系结构的设计，实现关键业务兵法访问速度的提升。

2.2 电能计量装置运行状态管理系统的详细设计

2.2.1 检验计划管理方面的设计

检验计划中主要包括的内容有：年度计划、月度计划、周计划。检验计划管理的主要功能为实现计划的制定、审核与审批流程方面的管理。依据计量装置检验周期与检验周期规则的不同，能够自动的生成检验计划，同时也可以对其进行手工的调整。上传的检验数据能够实现计划完成情况的自动确定，同时对各种没有完成的检验计划进行提醒与生成，并对计划的执行情况进行统计。

2.2.2 现场检验数据管理方面的设计

检验数据中包含的内容包括现场检验作业指导书、技术规范中的规定数据项目等。检验数据在采集的过程中主要的采集模式包括以下几个方面：第一，利用监测仪器对数据进行采集，数据采集完成之后在检验设备中的 MMC 或者 SD 卡中进行保存；第二，利用标准化作业管理系统 PDA 对数据进行填写；第三，利用纸张对现场数据进行记录。

2.2.3 电能计量装置运行状态评估管理方面的设计

电能计量装置运行状态评估管理主要的作用是对计量装置运行过程中的异常状态数据进行管理，对计量装置运行中的异常状态数据进行新增、修改、删除、审核与存档。

2.2.4 权限管理方面的设计

权限管理是系统安全性最为基本的保障。通过基础平台中的相关的权限管理功能对权限组进行划分、对人员进行授权、对模块进行授权等，同时还能够对数据字段进行授权。权限管理能够实现系统功能层次的一目了然，提高系统的功能性与数据的安全性。

装置设计论文例7

1、1变电站管理

变电站管理功能按照不同电压等级、间隔名称，分层次多级目录管理若干装置。可新建、打开和关闭变电站工程；支持在人机界面中输入装置地址发起连接请求创建装置；支持装置重命名、排序、复制、粘帖和导入导出等操作。以层次树的资源管理器方式展示变电站结构。装置分离线和在线两种状态，离线模式下可进行数据分析、离线定值设置、主画面编辑等操作，在线模式下可进行程序维护、状态浏览、数据归档收集等操作。

1、2装置程序维护保护测控装置调试软件设计与实现上传配置文件、日志文件等文本。控制方下发需要上装的文件名，监视方打开文件，并分段上传数据，到达文件尾部后给出结束帧标记，控制方将数据存储到文件。上装是下载的反向过程。在程序运行调试过程中，往往需要通过调试相关变量进行状态诊断。在调试上位机程序时，可以使用IDE或gdb等进入调试状态，设置断点并查看变量值。嵌入式装置在运行状态下，监视相关变量时不能随意切换到调试状态，而是将调试变量作为一个实时响应的处理线程。通过调试变量协议，控制方下发需要调试的变量名，装置侧获取相关变量的地址信息和类型后，访问变量地址，读取数据，周期上送变量值，控制方显示实际值。调试变量的关键步骤是获取变量的地址，全局变量可以通过分析编译器形成的map文件获取，对于动态分配的内存，则需通过辅助手段实现。为此制定相关嵌入式程序编程规范，用结构体元件来封装各功能模块数据。元件结构体的内存是动态分配的，编译器在编译时没有为其分配静态地址，map文件里没有这些变量的地址信息。需要在装置启动阶段才能得到变量地址。对于动态分配内存的结构体变量，装置侧提供注册接口，可记录首地址。调试软件根据输入的元件结构体类型名、成员变量名、文件存放路径和CPU字节对齐等信息，对相关的文件进行词法分析和语法分析，进行宏表达式求值，计算出变量在结构体中的偏移量，并下发相对偏移信息。装置侧程序由结构体首地址＋变量的相对偏移地址得到变量的真正地址。调试人员只需输入层次实例名，不需手工计算变量地址，调试软件在计算相对地址时已考虑了各种CPU的字长对齐设置。调试变量的流程如图3所示。可通过查询内存的功能实现一次查看连续区域内存数据。控制方可下发查询起始绝对地址，监视方一次回复若干个字节的内存数据。也支持通过下发变量名的方式查询内存。

1、3在线浏览操作在线浏览的通信协议基于继电保护国际标准规约IEC60870－5－103协议［6］，可以实现不同厂家的设备、后台的交互通信，减少了私有协议转换过程，方便运行管理和维护。其协议结构如图4所示。类结构图如图5所示。在线浏览操作功能包括：装置模拟量开关量实时显示、装置定值整定和比较、可编程逻辑编辑和状态显示、事件查看、动作报告显示、波形文件上传和分析、HMI遥控模拟、信号复归等。通过在线浏览模块，可实时显示装置的状态数据、参看监视报文、分析跳闸逻辑、查看并设置定值、开关分合遥控等操作。其中涉及到遥控、定值整定、报告清除等关键操作，需要输入用户名和密码，进行权限校验。以定值设置整定为例，其报文交互流程如图6所示。

1、4一键归档分析通过一键归档操作，批量上装日志文件、配置文件等文件，自动截取装置当前的断面数据（包括装置模拟量、状态量、定值、报告、用于问题诊断的特定变量等内容），将各分立文件压缩存储为一个数据包。当现场运行的装置出现异常或跳闸动作时，通过一键归档，可自动打包相关数据，并以邮件方式发送到指定邮箱，装置研发人员可离线打开查看分析。

2软件风格设计

2、1基于软件管家模式由于软件功能复杂，采用了模块化设计思想，进行分层、分模块设计，以去除界面、数据、接口之间具体耦合，方便扩充。调试软件由引导主进程和按照功能划分的子进程组成。如图7所示，引导主进程是安装软件的启动程序，提供变电站资源管理器功能，在左侧树形区域点击装置节点时，会在右侧按照模块划分，分类显示相关功能。点击功能图标，传入形参，启动独立的子进程。通过组件化的设计思路，可确保增加一个新的模块时，不会影响已经稳定的模块。基于子进程的软件管家模式，也减少了人机界面的操作复杂度，用户在一个时间段内只需专注于单一图4在线浏览报文协议结构图5在线状态浏览类结构图图3调试变量流程图2《工业控制计算机》2014年第27卷第11期的功能，并可快捷地切换到另一个功能的操作界面。

2、2类浏览器界面风格当各个子进程启动后，为避免顶层窗体过多，采用类似Chrome的界面风格，用标签页管理子进程的界面。对各子进程的界面、颜色进行了统一设计，基于QT－CSS技术，设计了统一的界面风格库，并提供风格设置接口，可设置标签页QTabWid-get、层次树QListTreeWidget、停靠栏QDockWidget等控件的边框、缩进、标题、字体、颜色等内容。类浏览器的界面规范使不同人员开发的子进程在风格上高度统一。

3软件分层设计

除按照主进程－子进程的模块化设计外，单个通信子进程按照分层原则设计，共分为三层，最底层为数据收发层，中间层为数据处理层，最上层为展示层。如图8所示：图8软件分层结构数据收发层的功能是负责从装置接收报文并将数据处理层的报文发送到装置。针对不同类型的装置，该层需要支持串口通信、以太网链路层通信与以太网传输层通信三种通信方式。同时为了保证通信状态的可靠性，数据收发层还支持出错重传及超时重传机制。其中网络通信采用ACE中间件实现，串口通信采用Qt的QExtSearialPort实现。数据处理层是整个系统的主体部分，主要负责报文解析，报文生成，提供接口供展示层调用，实现了业务与操作接口的分离。展示层提供数据的展示与用户交互功能，不涉及具体的业务流程处理。针对不同的数据，展示层提供二维表格、层次树等不同的展示方式，采用Qt的Model－View模式，可高效快速显示刷新数据。展示层还提供个性化的右键菜单、按钮与工具栏。当用户点击某个菜单或按钮时，展示层会调用数据处理层的对应接口，对用户的操作进行处理。

4结果

实现与分析软件主界面如图9所示：左侧为资源管理器，用来管理变电站，变电站下支持新建多个装置。右侧为工作区，用来展示当前活动装置支持的功能。图9软件主界面点击工作区某个功能按钮，主进程将启动相应的子进程。以在线浏览功能为例，图10所示为装置报告查看界面。

装置设计论文例8

植入式装置（例如植入式心脏起搏器、神经电刺激器等）的体内植入部分和体外程控器之间进行遥测时，工作距离不超过40mm，一般选用电磁耦合方式实现数据的传送。由于体内植入装置的能量供应受限制，为了延长其使用寿命，需要系统发送数据时的功耗尽量低。据此，本文设计了一种采用脉冲位置调制（PPM）的植入式装置遥测技术，包括控制单元、耦合单元、发射预处理单元和接收预处理单元。在发送数据时平均功耗很低，且电路简单可靠，可以减小装置的体积。

1硬件设计思路

硬件电路是采用PPM方式进行遥测的物理基础，由于当前的植入式装置一般都具有双向通信功能。因此本文对体内植入部分和体外程控器采用相同的遥测电路结构，如图1所示。

（1）控制单元

由于体内植入部分对功耗、工作电压、装置体积及电路复杂度等因素的严格要求，所以采用静态功耗少、电压低、功能多、体积小的单片机进行控制。采用软件实现数据的脉冲位置调制和解调过程。

（2）数据发射单元

来自控制单元的数据信号，驱动能力很弱，无法直接驱动耦合回路将数据发射出去。采用MOS开关作为中间级，用来自控制单元的数据信号控制MOS开关的开启和闭合，驱动耦合单元发射瞬间的高压脉冲。

（3）数据接收单元

接收端接收到的信号由发射端天线的反冲电压耦合到接收端天线上形成，具有衰减的振荡拖尾。通过接收单元，把有衰减振荡的脉冲波形变换成标准的方波信号，使控制单元能够直接处理。

（4）耦合单元

脉冲信号的发射和接收效果与耦合单元性能有关，本文采用优化的空心短圆柱线圈作为天线。

2工作原理

（1）模式切换

如图1所示，开关P是P沟道MOSFET，其栅极G由MCU控制。当栅极G被设置为低电平时，开关P导通，此时电路工作在数据脉冲的发射模式；当栅极G被设置为高电平时，开关P关断，这时电路工作在数据脉冲的接收模式。

（2）脉冲的发射

不同于电路比较复杂的谐振回路发射信号，本文中数据信号的发射基于电感升压原理：当发送端的开关N（N沟道MOSFET）导通时，电流流经线圈L1，电磁能量储存在线圈L1中；当N关断时，回路截止，线圈L1感应出瞬间的高压窄脉冲，紧接着是衰减的振荡拖尾信号，其中高压窄脉冲被用作PPM信号。接收端通过电磁耦合方式接收信号。

开关N关断时线圈上产生自感电动势（即反冲电压）ε＝－L，而dt是N由导通到闭合的转换时间，N确定则dt为定值，同时线圈固定则L也为定值，因此当N导通时电流I越大则N关断瞬间产生的反冲电压就越大。另一方面，要求脉冲发射时能耗尽量少，因此N的导通时间设置为使I接近饱和。为了便于观察，在回路中串接阻值小的电阻R2，如图1所示。当N导通时，根据R2上测得的电压波形，就可以方便地看到I是否接近饱和，从而优化N的导通时间。

（3）脉冲的接收

耦合到接收端线圈L1的脉冲信号经过隔直电容C4，直流分量被滤掉，有用的信号（频率）分量传送到脉冲判别和脉宽延展电路。

运放A1和电阻R3、R4、R5、R6、R7，以及电容C2、C3组成脉冲判别和脉宽延展电路：其中C2起滤波作用，使接收到的脉冲信号振荡减弱。可变电阻R7用来调节门限。运放A1平时输出为高电平，当A1反相输入端接收到脉冲幅度大于门限时，输出反转，变为低电平。电容C3起正反馈作用，延展负脉冲宽度，以使单片机能够识别处理。延展后的负脉冲作为外部中断触发单片机，请求响应。

（4）电源的稳定

如图1所示，VDD是装置的直流电源电压。为了能在线圈L1发射数据信号时提供足够能量，并且不使电源受到数据发射时电感上感应电动势的波动影响，由电阻R1和电容C1组成去耦电路。数据发射周期T必须大于时间常数τ1＝R1·C1，一般要求满足T＞3～5）·τ1。

在做植入式装置遥测实验时，通过MCU控制电阻R8与发光二极管LED组成的指示电路，可以直观地了解通信状况。

3软件设计

本文研究植入式装置的数据遥测，综合考虑信息传输速率和平均功率消耗等因素，采用4－PPM方式。即每两位二进制数据信号调制成一个4－PPM（四进制）信号。数据的调制和解调，以及4－PPM信号以帧格式发送和接收都由软件控制。

定义传输一个4－PPM信号的基本时间单位为一帧（frame），如图2所示，A～F构成一帧。把一帧的持续时间平均分成8份，每一小份时间段代表一个时隙（slot），则一帧由slot0～slot7组成。每一帧里的8个时隙组成4个固定的时区，在每一个时区内包括一定的变化脉冲位置：

（1）第一个固定时区由时隙slot0和slot1组成，如图2中的A、B。在每一帧里的预定脉冲位置产生一个帧同步信号，从而使接收端确定这是一帧的开始，使帧同步。帧同步信号位于每一帧的第一个固定时区内，而且是唯一的同步信号。如图2所示，帧起始由脉冲P1确定，它所在的时隙则定义为slot0，帧同步脉冲P2位于帧的第一个固定时区内的固定位置--时隙slot1。当接收端在接收到P1之后（设为slot0），若接着在slot1接收到P2，则可以确定正在接收一帧，即发送端和接收端之间实现帧同步。

（2）第二个固定时区由时隙slot2组成，如图2中C。这个时区是一个保护带，因为保护带的存在，使帧同步脉冲和数据脉冲在一起不会被当作新的帧同步脉冲，从而唯一地确定一帧，防止数据交迭。

装置设计论文例9

引言

我国是世界上最大的发展中国家，国民经济快速发展，人民生活水平不断提高，与此同时，干燥技术的应用在市场需求的刺激下也出现了迅猛增长的势头。我国的干燥技术应用经历了引进、消化吸收及自制等阶段，是世界上拥有干燥设备制造厂数量最多的国家，但我国大部分的农产品仍没有条件获得先进干燥技术的处理。据有关统计，由于得不到及时的干燥处理，我国平常年景损失的粮食达50亿Kg。至于干燥技术对粮食产品外形和口味的影响尚无力顾及，今后与进口粮食产品全面竞争的局面迟早要出现，届时，这方面的缺陷将削弱我国产品的竞争力。

干燥能源通常使用煤、电、油、气等，而且随着世界煤炭、石油等能源的枯竭，使用成本愈来愈高，太阳能、微波能、远红外、生物质能等新能源的开发及应用愈发受到重视。本文介绍的是利用天然气燃烧产生的气体作为热介质，利用微波进行辅助加热的一种组合干燥机，具有绿色、无污染，温度易控制，热利用率高的特点，另外微波还具有杀菌的作用。

就北方的玉米干燥而言，降速干燥阶段时间占整个干燥时间的2/3，蒸发掉的水分却不足全部水分的1/3，本发明设想在传统干燥的恒速干燥最后阶段，在进入降速干燥之前，加入微波辅助加热，加快内部水分向外部扩散的速率，这样可以大大缩短降速干燥阶段时间，也使整个干燥时间缩短，从而达到高效节能的目的。

一、总体结构

烘干机由四部分组成：带式干燥机及配风系统、天然气燃烧系统、微波辅助加热系统、控制系统。

带式干燥机由机箱、带传动系统组成，带速可无级调节。配风系统包括进、出风管、循环风机、排潮风机及控风门。

微波辅助加热系统包括微波加热腔、微波源、微波源外罩及进、出料微波抑制器。

控制系统控制传送带开/停及变频调速；循环风机、排潮风机开/停；微波源分组开启/关闭及状态显示；料温显示及报警；风温显示及报警。

二、烘干机主要参数的确定

通过干燥过程的物料衡算和热量衡算，确定主要参数，包括计算水分蒸发量、空气耗量、天然气用量及微波能耗。

在干燥过程中，新鲜空气（其状态为环境温度t0，湿度H0，热焓I0，干空气量L）进入空气加热器，加热后（其状态为t1，H1＝H0，I1，L）进入干燥器，在加热器中物料燥，由含水率m1降至m2，物料温度由tm1升至tm2后排出干燥器；而干燥空气温度下降、湿度增加后排出干燥器（其状态为t2，H2，I2，L）。

（1）原料玉米的质量流量G1（kg/h）：根据要求G1=1000kg/h。

（2）产品玉米的质量流量G2：G2=G1*（1－m1）/（1－m2）

式中：G2为产品玉米的质量流量，kg/h；G1为原料玉米的质量流量，kg/h；m1为原料玉米的湿基水分，28%；m2为产品玉米的湿基水分，14%。带入数值，计算得到：G2=837kg/h。

（3）玉米中去除水分的质量流量mw：每小时去除的水分质量流量mw，由如下公式计算：mw＝G1*（m1－m2）/（1－m2）

式中：mw为每小时去除的水分质量流量，kg/h；带入各值，计算得到：mw=163kg/h

（4）干燥介质进入干燥室时的湿含量H1：因H1＝H0，当温度为t0＝－20℃，相对湿度为35%，查表得H1＝0.001

（5）干燥介质离开干燥室时的湿含量H2：温度为t2＝35℃，相对湿度为80%，查表得H2＝0.029

（6）干燥介质湿比容υ（m3/Kg）：

υ＝（0.773+1.244*H1）（273+t1）/273＝1.002（m3/Kg）式中：t1＝70℃

（7）干燥介质流量L（Kg/h）：L＝mw/（H2－H1）＝5821.4（Kg/h）（8）干燥介质体积流量V（m3/h）：V＝L*υ＝5833（m3/h）

（9）干燥介质离开干燥室时的焓值I2：I2＝1.01t2+H2（2501+1.86t2）＝35.35+0.029*2566.1＝109.8（KJ/Kg）

（10）干燥介质进入加热室时的焓值I0：I0＝1.01t0+H1（2501+1.86t0）＝－20.2+0.01*（2501－37.2）＝4.44（KJ/Kg）式中：t0＝－20℃

（11）加热器加入的热量QH（KJ/h）：系统输入热量：1）湿物料G1带入的热量：因为G1＝G2+mw，所以湿物料G1带入的热量为G2Cmtm1+mwCtm12）空气带入的热量LI03）加热器加入的热量QH

系统输出热量：1）产品G2带走的热量：G2Cmtm22）废气带走的热量：LI23）干燥器散热损失QL取QL＝10％QH

综合以上：G2Cmtm1+mwCwtm1+LI0+QH＝G2Cmtm2+LI2+10％QH

得：90％QH＝G2Cm（tm2－tm1）+L（I2－I0）－mwCwtm1

式中：Cw为水的比热容，4.187KJ/（Kg·℃）；tm1为原料玉米的温度，－20℃；tm2为产品玉米的温度，60℃；Cm为产品玉米的比热，2.01KJ/（Kg·℃）

最后QH＝846202（KJ/h）＝202150Kcal/h

（12）天然气燃烧热为8000Kcal/m3，则天然气用量为25.3m3/h。

（13）微波功率P（Kw）：假设降速干燥开始时，玉米中应去除的水分还剩1/3（54Kg），此时的质量流量（包含水分在内）为Mj，含水率wj＝（54+1000×14％）/Mj＝21％，设经微波加热后，含水率为20％，粮食温度由T1（60℃）变为T2（70℃），加热效率η1（80％），微波转换效率η2（70％），在标准大气压力下，水的气化热539Kcal/Kg，产品干燥时，所需要的热量为Q，可得：

Mj＝1000×（1－28％）+54+1000×14％＝914Kg/h＝15.23Kg/min

Q＝Mj×〔W1（T2－T1）×1+C（1－W1）（T2－T1）+539（W1－W2）〕＝171.8（Kcal/min）

则微波功率P＝0.07Q/η1η2＝21（Kw）

三、总结

玉米是我国主要的粮食资源，研制烘干玉米的关键技术和装备，已成为节能减排、建设玉米绿色供应链的关键，且众多生产领域还没有采用先进的干燥技术和装备，更有巨大的市场还有待于开发。使用可燃气，主要成份为甲烷，燃烧生成二氧化碳和水，属于清洁能源，采用微波干燥，速度快、加热均匀，同时具有杀菌、减少污染的作用，结合热风干燥，能达到节能的目的，目前在粮食烘干领域还未见应用，但经广大科技人员的研究与推广，我国的粮食干燥技术及装备必将取得更多成果。

参考文献：

[1]金国淼等.干燥设备[M]，化学工业出版社，2002.

装置设计论文例10

中图分类号：

1引言

目前，微机保护产品在继承常规保护成熟的技术原理的基础上，其智能化的特点日益突出，这不仅更好地满足了电力系统对可靠性和安全性的要求，而且为保护的测试试验和现场维护带来了更多的便利，因此，智能化微机保护产品在电力系统中得到了广泛的应用。按照文献[4]的划分，微机保护装置经历了三代的发展，许多传统保护中无法实现的新技术在目前的数字保护装置中得以成功的应用。尽管如此，随着电力系统对微机保护装置性能的要求不断提高、保护原理和算法的研究和发展、硬件产品技术的进步，以及微机保护运行环境的更为复杂和严酷，研究设计新型的、高可靠的硬件平台系统成为当务之急；硬件平台系统作为保护原理的载体和实现继电保护全部功能的基础，其研制和开发必将推动继电保护领域整体技术水平的提高，从而为国家电力系统智能化建设作出重要贡献。

我们在分析和吸收国内外同行厂家微机保护装置先进技术和经验的基础上，研制开发了一套适用于高压保护装置的硬件平台系统，该系统采用DSP（TMS320C32）+MPU（MC68332）系统结构，两者通过双口RAM来交互协同工作。本文将系统地阐述此平台的设计思想、整体结构、组织原理，并介绍了所选运算DSP和逻辑MPU芯片的特点。最后通过实例：基于此硬件平台开发的高压线路保护装置的试验及动模情况，说明了此平台的先进性。

2硬件平台总体设计

2.1整体平台系统结构

高压保护装置一般都采用多保护板加通讯处理板模式，通过内部通讯网来联系各板信息。随着时代、技术等方面的不断发展，保护功能要求越来越高，保护原理越来越完善，同时为便于事故后分析，报告、故障电量等信息要求越来越详细，以求确切地感知不同阶段保护中各模块的响应行为。上述种种原因决定了目前各有功能倾向的单CPU结构不能很好地满足实际需求，鉴于此我们设计了双CPU（DSP+MPU）结构，系统图如图1所示。

硬件平台系统主要包括两部分：基于TMS320C32的运算处理单元和基于MC68332的逻辑控制单元。运算处理单元任务定位于模拟量数据采集、数据处理、功能模块运算等功能；逻辑控制单元定位于保护逻辑判断、开入量检测、开出控制，以及监控等功能。采用这种MPU+DSP结构，充分利用了DSP适于数据处理优点的同时，也充分发挥了MPU丰富的I/O引脚、较强的逻辑处理能力，以及强大的通讯处理功能。

图1硬件平台系统结构

2.1.1运算单元区设计方案

运算单元区主要由TMS320C32、RAM、FLASH、A/D、EPLD等器件构成。此区核心器件TMS320C32芯片为TMS320C3X系列中的一款，是TI公司1995年推出的32位浮点型DSP。该芯片内部采用哈佛结构、流水线操作、特殊的并行指令、专用的硬件乘法器等适宜于数据运算的设计，这种特殊的硬件结构使得TMS320C32的处理能力达到60MFLOPS/30MIPS(每秒60兆次浮点运算或30兆条指令)。它采用增强型存储器接口，并具有灵活的数据/地址总线，可充分利用存储空间，增加了设计的灵活性，简化了电路设计。

运算单元区的模数转换部分采用MAXIM公司生产的14位逐次逼近型、2×4通道、带采样保持器的A/D芯片。改变了原来的多路开关切换的方式，减小了各模拟量之间不同步性。此单元区的译码、AD定时转换启动等功能完全由可编程逻辑器件EPM7128实现，这样既简化了印制版的设计，提高了电路设计的灵活性，又简化了程序软件的逻辑设计。从而在保证采样高可靠性的同时，节省了DSP的处理时间。

2.1.2逻辑控制单元区设计方案

逻辑控制单元区主要由MC68332、RAM、FLASH、EEPROM、EPLD、秒脉冲对钟电路、标准232维护口、开入开出电路，以及通信电路构成。此区核心器件MC68332是由MOTOROLA公司生产的32位微处理器，它采用HCMOS技术和精简的指令系统计算机（RISC）技术，数据处理能力达32位，因而具有较高的执行速度、较高的稳定性和很强的逻辑处理能力。软件看门狗、丰富的I/O口、可掉电保持的2K片上RAM、QSPI等丰富的控制功能使MC68332是一款非常适合控制领域的高性能芯片。

逻辑控制单元区的开出电路由EPLD和光电隔离器构成。通信电路由UART芯片及EPLD硬件设计的HDL协议构成的FDK_BUS（本公司自主开发的一种局域总线)板间通信网络。秒脉冲对钟电路利用TPU口检测秒脉冲的触发沿获得GPS秒脉冲，保证了板级对钟精度，为系统的故障分析提供了统一的时钟。FLASH用于保存程序代码，EEPROM用于保存定值、程序的CRC校验码、故障报告、扰动数据和装置的事件记录等。标准232维护口为程序调试提供了方便。

2.2系统实现原理

采用这种DSP+MPU的平台系统结构，按照设计的功能分工：DSP来完成数据处理运算，如：数字滤波、相量计算、故障分量提取等，以及保护功能相对独立模块的处理，如：六个阻抗的计算、各序量方向元件计算、各阻抗区域判别等；而MPU来完成电力系统的状态检测，根据不同的状态，按照保护逻辑方案来组织运算单元的计算结果以及开入量等，最终根据逻辑结果作相应控制，另外此单元区还实现所有的监控功能。两CPU相对独立，同时两者相互监视是否正常运行；两者之间唯一的联络方式通过双口RAM来完成。由此有机地组成一个功能分布、协同运行的整体系统。

系统具体的组织方式为：运算单元区A/D所有通道转换完成后以中断方式激发DSP采样中断，DSP响应外部中断用DMA的方式读走原始采样数据；DSP在获得采样数据后，将采样数据精加工，并利用最新数据运算所有的功能模块，然后将采样数据、加工后数据，以及各模块接口信息放到双端口RAM中；运算处理单元通过邮箱机制，使双端口RAM在对侧产生一个中断电平通知逻辑控制单元；逻辑控制单元在响应外部中断电平后，将双端口RAM中信息读出，置于自身数据区域中；最后逻辑控制单元采用最新数据执行所有的逻辑控制。

通过这样的平台设计和任务分配，在大幅度提高采样频率的同时，能够保证保护软件功能在一个采样间隔执行一遍，从而真正实现了电力系统状态的实时检测，最终提高了保护装置的整体性能。

3平台在高压线路保护中的应用

此硬件平台系统丰富的硬件资源和冗余设计符合当今各保护装置硬件平台统一的设计思想，满足于各种高压保护产品开发。为检测此平台系统的可行性，以及其各方面的性能指标，我们以高压线路保护装置（DF3621）的实际开发经历来加以说明。

DF3621适用于220kV~500kV输电线路，包括纵联距离构成的全线速动主保护，三段式相间距离和接地距离及四段灵敏段和两段不灵敏段的零序方向保护构成的后备保护，并可配备综合自动重合闸功能。在硬件分配上具有创新特色：

整套装置保护采用两块完全一样的保护插件I和II双重配置，即主、后备保护集成于一体。重合闸采用单独保护插件III来实现。这样配置既保证了现有高压线路保护装置中的启动采用三取二方式的优点，又能够保证最大程度上的热备用，即使插件I和II之一因故退出后，仍具备完整的保护功能。

由于硬件平台运算能力的极大提高

，以及存储器件空间的富裕，DF3621采用面向对象模块化编程，对各功能子模块实行封装，逻辑控制MPU仅能访问模块的接口信息，确保了整体可靠性。为提高装置对系统状态实时检测能力，以及满足某些智能算法和逻辑控制的要求，装置模拟通道采用2000Hz的采样速率。另外，为了便于分析保护的动作行为，保护故障处理程序采用透明化报告机制，能够实现各功能模块的状态跟踪，为故障后保护动作行为分析提供了有利信息。

此线路保护装置已经顺利通过电磁兼容测试，RTDS数字动模和传统动模测试，表明此硬件平台系统的各项指标能够满足于高压保护装置的要求。

4结语

本文提出了一套适合于高压保护装置的新型的运算单元加逻辑控制单元的硬件平台系统，该系统既充分发挥了DSP适于各种数据处理的功能，又充分发挥MPU丰富的I/O引脚和强大逻辑控制能力的特点，为保护产品模块化设计、采用高级语言，以及引入实时操作系统提供了必要的硬件基础。本文就此平台系统的设计思想、各功能区部件的选择和实现，以及整体组织方式给予了详细阐述，并在此基础上给出了此平台的应用实例。

总结微机保护装置开发、设计的成功经验，我们深刻感受到，适应时代、技术等方面不断发展的需求，在继承传统产品优点的基础上，研制和开发新型的硬件平台系统是必要的。在保证可靠性、快速性、稳定性等原则的前提下，提供更丰富的硬件资源，使保护装置开发中的先进保护原理以及更高要求的实现不再受硬件条件的限制、满足各种保护装置的开发、为维护和升级提供了极大便利。

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