时间:2023-06-15 17:25:15
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇设备设计标准范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
IEEE802.3af标准对以太网供电(POE)做出了详尽的规定,它允许通过以太网传输数据的同时提供48V电源,IEEE802.3af标准中定义的电源供电设备(PSE)是能够通过10BASE-T、100BASE-T或者1000BASE-T网络提供电源的DTE或者Midspan设备,而IEEE802.3af标准中定义的受电设备(PD)则是通过网络从电源供电设备(PSE)取得电源的设备。IEEE802.3af标准中规定的PSE可以提供约13W功率。从而使小型数据设备可以通过它们的以太网连接获得电源,而不需要从墙上的交流电源插座获取电源。这些设备包括数字VoIP电话、网络无线接入点、因特网设备、计算机电话、安全摄像机或任何以太网连接的数据设备。IEEE802.3af标准的推出,大大扩展了以太网的应用,同时也给以太网带来了巨大的发展空间。
1MAX5941的功能
MAX5941A/MAX5941B是一款高度集成的电源IC,适用于以太网供电(POE)系统中的受电设备(PD)。MAX5941A/MAX5941B有两个功能,一是提供PSE与PD之间的接口,二是通过DC-DCPWM控制器实现48V电源转换以输出5V或者PD所需要的电压,输出电压可实现隔离或者非隔离。MAX5941A的最大占空比为85%,可用于反激式转换器。MAX5941B的占空比限制在50%以内,主要用于单端正激式转换器中。
2IEEE802.3af标准的PD接口特性
MAX5941的PD接口特性符合IEEE802.3af标准,可为PD提供侦测特征信号和分级信号,此外,MAX5941还集成了一个具有可编程浪涌电流控制功能的集成隔离开关,同时还具有宽滞回供电模式欠压锁定(UVLO)以及“电源好”状态输出等功能。
在侦测和分级期间,由于集成的MOSFET可提供PD隔离,MAX5941可保证侦测阶段的泄漏电流失调小于10μA。其可编程限流功能可防止上电期间产生很高的浪涌电流。这些器件的UVLO供电模式具有宽滞回和长故障消隐时间等特性,因而可补偿电压在双绞电缆上的阻性衰减,并确保系统在侦测、分级和上/掉电诸状态间无扰动地转换。MAX5941的UVLO门限可调,并具有一个兼容于IEEE802.3af标准的缺省值。MAX5941可工作于PD前带有或不带二级管桥的设计中。
图1
MAX5941有三种不同的工作模式:PD侦测、PD分级和PD供电模式。
侦测模式(1.4V≤VIN≤10.1V)下,供电设备(PSE)将向VIN施加两种1.4V~10.1V范围内的电压(最小步长1V),然后记录两个点的电流值,并由PSE计算ΔV/ΔI,以确认25.5kΩ特征电阻是否存在。在此模式下,MAX5941内部的大部分电路处于关闭状态,失调电流小于10μA。如果施加在PD上的电压有可能被颠倒,则需要在输入端安装保护二极管,以免对MAX5941造成内部损伤。由于PSE使用斜率技术(ΔV/ΔI)来计算特征阻抗,这样,保护二极管引起的直流偏差已被扣除,因而不会影响侦测过程。
分级模式(12.6V≤VIN≤20V)下,PSE根据PD所要求的功率对PD进行分级。以便PSE高效地管理功率分配。IEEE802.3af标准定义了五个不同的级别。分级电流可由连接在RCL与VEE之间的外部电阻(RCL)来设定。PSE通过在PD输入端施加一个电压,以及测量流出PSE的电流来确定PD的分级。当PSE施加一个介于12.6V~20V之间的电压时。PSE利用分级电流信息区分PD所需要的功率。分级电流包括25.5kΩ侦测特征电阻吸收的电流和MAX5941的电源电流,PD吸收的总电流应在IEEE802.3af标准要求之内。进入供电模式后,分级电流将被关断。
供电模式下,当VIN上升至欠压锁定门限(VUV-LO,ON)以上时,MAX5941将逐步开启内部N沟道MOSFET管Q1。图1是MAX5941的内部接口电路框图。MAX5941用一个恒流(典型值为10μA)对Q1栅极充电。Q1的漏-栅电容限制了MOSFET漏极电压的上升速率,因而限制了浪涌电流。为了降低浪涌电流,也可在外部添加漏-栅电容。当Q1的漏-源电压降至1.2V以下,且栅-源电压高于5V时,MAX5941会发出“电源好”信号。由于MAX5941具有较宽的UVLO滞回和关断消隐时间,因而可补偿双绞电缆的高阻抗。
3用MAX5941实现48V电源转换
MAX5941是电流模式的PWM控制器,可将48V输入电源转换成5V电压输出,MAX5941用内部稳压器取代高功耗的启动电阻,这不但可为MAX5941提供启动所需的电能,还能稳定第三(偏置)绕组的输出电压,从而为IC提供稳定的工作电源。开始启动时,调节器将V+调整到VCC并为器件提供偏置。启动之后,改由VDD稳压器从第三绕组输出稳定的VCC。此结构只需一只很小的电容即可对第三绕组的输出进行滤波,从而省下了一只滤波电感的成本。
在设计第三绕组时,所设计的线圈匝数应保证最小反射电压始终大于12.7V。而最大反射电压则必须小于36V。
为降低功耗,当VDD电压达到12.7V后,可以将高压调节器关掉。这样可以降低功耗并改善效率。如果VCC降低到欠压锁定门限(VCC=6.6V)以下,低压调节器将被关闭,电路重新进入软启动。此时欠压锁定状态MOSFET驱动器的输出(NDRV)保持为低。
如果输入电压介于13~36V之间,只要不超出最大功耗,就可以将V+和VDD连接到线电压。这样就可省掉第三绕组。
4MAX5941的设计实例
MAX5941的一般设计步骤如下:
确定具体需求
设定输出电压
计算变压器主、副绕组匝比
计算复位绕组与主绕组匝比
计算第三绕组与主绕组匝比
计算检流电阻值
计算输出电感值
选择输出电容。
图2
图2是用MAX5941B设计的正激式DC/DC转换器,具体计算如下:
(1)对于30V≤VIN≤67V,VOUT=5V,IOUT=10A,VRIPPLE≤50mV的要求。开启门限应设为38.6V。
(2)设定输出电压时,可根据下式计算电阻R1和R2:
VREF/VOUT=R2/(R1+R2)
式中VREF是并联调节器的基准电压。
(3)根据最小输入电压和MAX5941B的最大占空比下限(44%)计算变压器匝比时,为了能够使用漏-源击穿电压小于200V的MOSFET,本设计选用最大占空比为50%的MAX5941B。然后根据下式计算匝数比:
NS/NP≥(VOUT+VD1×DMAX)/(DMAX×VIN_MIN)
式中:NS/NP为匝数比(NS是副绕组匝数,NP是主绕组匝数),VOUT为输出电压(5V),VD1为D1上的压降(功率肖特基二极管典型压降为0.5V),DMAX为最大工作占空比的最小值(44%),VIN_MIN为最小输入电压(30V),对于本例:NS/NP≥0.395,选择NP=14时,NS=6。
(4)较低的复位绕组匝比(NR/NP)可确保变压器中的所有能量在最大占空比下的关闭周期内能够全部返回V+。可用下式来确定复位绕组匝比:
NR≤NP×(1-DMAX')/DMAX'
式中:NR/NP为复位绕组匝比,DMAX'为占空比的最大值(50%),计算NR=14。
(5)选择第三绕组匝比(NT/NP),以使最小输入电压能够在VDD处提供最小工作电压(13V)。可采用下式计算第三绕组匝比:
NP(VDDMIN+0.7)/VIN_MIN≤NT≤NP(VDDMAX+0.7)/VIN_MAX
式中:VDDMIN是最小VDD电源电压(13V),VDDMAX是最大VDD电源电压(30V),VIN_MIN是最小输入电压(30V),VIN_MAX是最大输入电压(本设计为67V),NP是主绕组匝数,NT是第三绕组匝数:可选择NT=7。
(6)根据下式选择RSENSE:
RSENSE≤VILIM/(NS×1.2×IOUTMAX/NP)
式中:VILIM是检流比较器的触发门限电压(0.465V),NS/NP是副端匝比(本例为5/14),IOUTMAX是最大直流输出电流(本例为10A),RSENSE选90.4mΩ。
(7)选择电感时,应使电感中的峰值纹波电流(LIR)介于最大输出电流的10%和20%之间:
Abstract: The determination of parameters, the formulation of the design, parts of the rational design and several important issues of non-standard design are discussed.Key words: non-standard equipment; mechanical design; machinery manufacturing
中图分类号: G356.9献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)01-0020-02
1引言
非标准设备,简称为非标设备。它包括的内容十分广泛,种类繁多,工作条件差别大,生产数量少,专用的工、夹、量、模具难以配置齐全,原材料也往往不易得到充分计划供应。其特点决定在非标准设备设计过程中,往往难以在理论上或具体结构上找到现成的参考资料,或作一些必要的模拟实验,比标准设计所遇到的困难要多得多,因非标准设备设计是一项相当繁重而又必须经常进行的重要工作,故探讨非标准设备设计有着积极的意义。本文从参数的确定、设计方案的拟定、零件的合理设计等方面,对非标准设备设计过程中的几个重要问题进行了探讨。
2非标准设备参数的确定
在进行设计前,通常需要预先确定的参数有设备工作效率、传动功率、主轴转速、往复运动速度、工作行程等,这些参数是进行非标设计的依据。其大小变化往往会引起结构甚至整个设计方案的变动,故对原始参数的选定,必须十分慎重。在许多情况下,原始参数是由使用单位提供,使用单位对设备的使用条件比较熟悉,通常能提出比较切合实际的要求,但也可能提出一些不合理的或难以实现的参数和设计要求,这时应多做调查研究,与使用单位共同商量。
3非标准设备设计方案的拟定
方案的好坏关系到设备是否适用、可行和经济的决定性环节。方案拟定包括两个方面内容:根据工作原理确定结构方案。
(1)确定工作原理为完成同一工作,可以选择不同的工作原理。究竟选用哪一种工作原理,要根据具体条件和各种要求的综合性能指标评定。对传统的工作原理,行之有效的应酌情考虑。同时,应大胆慎重地寻求新的,可简化结构、提高工作性能及获得较好的经济效果的工作原理。因此,作为设计者应密切注意新技术的发展,把比较成熟的新技术和先进经验及时吸收到非标准设备设计中,但不能盲目,因为衡量设备设计的好坏,不以是否采用新技术或实现某某化为标准,而是从工作性能及经济效果等方面来衡量。
(2)确定结构方案正确的工作原理只有通过合理的结构方案才能实现。因为相同的工作原理可用不同的结构方案来实现。这要求设计者对可能的方案进行分析和比较,利用已有的实践经验和理论知识,找出存在的矛盾,通过调研去判别各种方案的优劣,以决定取舍,使之逐步完善起来。当然具有良好工作性能的设计方案,并不一定靠采用复杂的结构来实现,有些不好解决的设计问题,往往采用很简单的结构就能实现。
总的说来,拟定设备结构方案应注意以下五个方面:①适当选择机构及传动形式,使所拟定的机构既要符合所选定的工作原理,又能符合机构运动学规律。②在总体布置上,合理安排各零件的相对位置,在保证操作安装和维修方便的条件下,尽量缩小结构尺寸。③在结构中,尽可能采用外购标准件及本厂产品零部件,或用标准设备的零部件来进行必要的改装,以节省工作量,有利于提高质量、降低生产成本和维护成本。④对较复杂的非标设备,尽可能采用组合结构,即将设备设计成由各个部件组成,可减少零件数,既便于装配和拆卸,又便于生产管理缩短生产周期,也便于设备的设计修改和改装。⑤注意从结构上改进零件的工艺性,特别是利用加工等方面的经验和知识,设想各零件实际装配和加工过程,考虑装配和加工的可能性,分析可能出现的问题,逐一加以解决。
前述各个环节是互相联系的有机整体,设计时要反复交替考虑,多做调查研究,使结构方案逐步完善。
4非标准设备零件的合理设计
(1)合理确定零件的结构形式和尺寸零件的结构形式和尺寸主要决定于零件的工作性能、装配关系、工艺性以及对强度和刚度的要求。这些要求之间常存在各种各样的矛盾,但经验证明,在满足既定工作性能的要求下,零件形状及尺寸往往有较大的余地,这要求设计者善于根据具体情况加以解决。
为保证加工工艺性,一般尽可能简化零件形状,减少零件加工余量,从而减少材料消耗及降低加工成本。由于非标设备大多是单件生产,钢制毛坯多用现成的材料、板料或其它型钢,很少根据零件形状锻制毛坯,故减少零件最大外形尺寸对降低材料消耗具有决定性的意义。比如:用棒料车制轴类零件,耗材仅取决于最大轴肩尺寸及轴的长度;为提高零件强度,可以采取增大危险断面尺寸、选择高强度材料、适当改变零件结构形状的方法(如制成过渡圆角或柔性结构);为提高零件刚度,在不增加零件的截面的前提下,把实心改成空心的截面,圆截面改方截面等方法从结构上采取措施,可使抗弯或抗扭的刚度系数提高数倍至数十倍。同时,还应考虑在现有条件下便于装夹、切削及测量,尽可能减少配制专用工、夹、刀、量、模具,尽可能用工厂现有的和效率较高的设备来加工,尽可能减少安装及换刀次数。当然,为了便于合理选择材料或毛坯,或者机械加工工艺、便于装配及更换磨损零件,根据工作及制造条件的不同,考虑零件采用整体式结构,或采用组合式结构。若是受载荷零件,为满足强度和刚度要求,其结构形状及主要尺寸就通过一定的计算来确定。
目前该模式已开始在全省组织推广,其推广的核心是蛋鸡“153”标准化养殖模式的鸡舍设备配套与鸡舍建筑。
1蛋鸡“153”标准化养殖模式
蛋鸡“153”标准化养殖模式,即1栋蛋鸡舍,饲养蛋鸡
5 000只以上,实行湿帘风机、喂料机、清粪机3机配套。这一先进模式,是在总结全省多年的规模化商品蛋鸡养殖经验基础上,结合无公害鲜蛋生产技术要求,以农户蛋鸡养殖为条件,以标准化生产为手段,以生产“放心蛋”为目的,从而实现蛋鸡生产的优质、高产、高效、安全。
该模式一是强调了饲养规模。要求1栋鸡舍的蛋鸡饲养数量达到5 000只以上,这个规模与当前农村经济发展水平相适应。就国内目前1栋蛋鸡舍人工集蛋下的设备配套能力而言,饲养蛋鸡20 000只以内是可以解决的。提倡农户饲养蛋鸡时只建一栋蛋鸡舍,提高鸡舍规模、减少鸡舍数量,便于做到以场为单位的“全进全出”,从而有利于鸡场疫病防控。并且由于1栋鸡舍规模的扩大,便于实行机械配套,有利于提高设施装备的利用效率和降低只均蛋鸡的投资额。二是强调了“3机”配套。“3机”配套是蛋鸡标准化养殖的重要体现。通过“3机”配套,可较好地控制鸡舍环境与养鸡生产的小气候,提高鸡群的健康水平、生产水平和劳动生产率,减轻劳动强度。这样的养鸡方式,虽然比手工饲养投入稍高,但获得的是高产出、高品质、高收益。
总结国内外蛋鸡养殖的经验教训,分析国内外蛋鸡养殖现状和发展趋势,今后蛋鸡养殖要获得成功,必须注重“优良品种+设施装备+精心管理+品质保障”4个关键要素的整合。在养殖户数与规模上,我国也必然与发达国家所走过路子一样,养殖农户将逐渐减少、户养规模将逐渐扩大。在规模不断扩大的情况下,以机械化、标准化实现生产方式的转变、产业的升级和养殖效益的提高。只有这样我国的蛋鸡产业才能摆脱目前面临的诸多问题,否则延续过去那种粗放式蛋鸡生产经营,在今后的新形势下将难以生存。
2鸡舍与饲养工艺
2.1鸡舍配比
(1)两段式饲养:育雏育成舍与产蛋鸡舍1∶3。
(2)三段式饲养:育雏舍、育成舍和产蛋鸡舍1∶2∶6~7。
为了有利于农户蛋鸡养殖的疫病防控,推荐建立专门化育雏育成鸡场,推广专门化育雏育成生产,蛋鸡生产者可只饲养商品蛋鸡,实现蛋鸡的专业化生产。这样可改变目前蛋鸡生产的“大而全”或“小而全”,从而更适宜推广彻底的“全进全出”生产经营制度,降低蛋鸡养殖的疫病风险。
2.2鸡舍类型
蛋鸡舍类型主要有卷帘开放式、有窗开放式、封闭式3种。这3种鸡舍各有优缺点。卷帘开放式、有窗开放式鸡舍造价相对低廉,日常生产中可充分利用自然光照和自然通风,节约生产用电,其生产运行成本相对于封闭式鸡舍低。但开放式鸡舍易受外界环境条件影响,鸡舍保温隔热性能不如封闭式鸡舍。此外,由于开放式鸡舍主要依靠开启、关闭两侧窗户或卷帘进行通风换气,鸡舍空气质量相对较差,鸡舍周围环境易受微生物污染,因此,开放式鸡舍养鸡的生产水平如饲料报酬、产蛋性能、成鸡的死淘率等经济指标不如封闭式鸡舍优良。封闭式鸡舍日常生产运行成本虽高,但鸡舍小气候控制得好,蛋鸡产蛋水平高,另外鸡舍实行纵向通风,有利于降低鸡场病原微生物污染和防病。据我省封闭式蛋鸡舍饲养实践观察,在湖北地区实行蛋鸡封闭式饲养,500日龄其产蛋率仍保持近85%,产蛋期死淘率不超过7%,90%以上产蛋率可维持约7个月,只均产蛋量20kg。这一生产水平可以说基本与国际水平接轨。由于封闭式鸡舍的饲养环境控制良好,鸡群较少发生疾病,可大量节省兽药开支,同时鲜蛋品质较好。如我省黄冈某封闭式鸡场,该场共育雏24万只(为社会提供育雏鸡)、另饲养产蛋鸡3万只,其一年的药物开支不到1.5万元,蛋鸡产蛋期间基本不使用抗生素药物。封闭式鸡舍是蛋鸡饲养的发展方向,鉴于封闭式鸡舍的诸多优点,在资金允许条件下宜大规模推广应用。
2.3舍内布局
开放式鸡舍宜两列三走道或三列四走道布局;封闭式鸡舍根据饲养规模,可三列四走道、四列五走道布局。
配套笼具:目前国内蛋鸡的笼具主要有390型、4128型。390型笼具为3层阶梯式,每组可养蛋鸡90只;4128型笼具为4层阶梯式,每组可养蛋鸡128只。4128型笼具具有饲养密度大、鸡舍利用率高的特点,在同等饲养规模下,通常使用4128型笼具比390型笼具可节约鸡舍建设费用20%,并节约鸡舍占地面积。4128型笼具最大不足是在人工捡蛋情况下,由于笼具较390型高,捡蛋稍有不便,但饲养管理人员身高1.70m以上即可解决。
3养殖模式与鸡舍建筑设计
蛋鸡“153”标准化养殖模式,要求1栋鸡舍饲养规模达到5 000只以上,采用390型或4128型笼具,实行湿帘风机、喂料机、清粪机3机配套,人工捡蛋。在这种模式下,鸡场环境整洁,鸡舍空气质量较好,劳动效率高,通常一个劳动力可以饲养蛋鸡8 000~10 000只,其劳动效率是人工清粪、人工喂料的一倍以上,可大大降低蛋鸡生产的劳动强度,做到快乐养鸡。
蛋鸡饲养在规模较大情况下,本可以配套机械集蛋设备,但考虑采用机械集蛋的养鸡设备费用是人工集蛋情况下的鸡场设备费用的一倍(通常3机配套加笼具,人工集蛋,万只规模情况下设备费用在11万元,而机械集蛋需要22万元),另外机械集蛋情况下,鲜蛋的破损率较人工集蛋高,这对于经济实力有限的一般农户推广有其困难。因此本模式未将机械集蛋纳入推广模式,但对于较大规模的养殖企业,推广机械集蛋是可行的。
3.1蛋鸡舍建筑参考价格
(1)砖混结构鸡舍:每平方米约240元(自己组织材料)。
(2)卷帘开放式鸡舍:依据彩钢厚度、鸡舍高度、保温棉厚度、屋面彩钢单双层不同其价格不同。彩钢鸡舍适应蛋鸡生产需要的建筑费一般250元/m2(外层单面彩钢瓦、7.5cm厚保温棉、内层抗老化纺织布)。如自己组织材料自建,每平方米约210元。
(3)KB保温板鸡舍:采用高强度水泥为基料加钢丝网(原理是钢筋混凝土原理),用氯化镁水泥改变配方生产的。具有防火、防腐、强度高、经久耐用的特点。通过对屋面抗紫外线、抗老化的金属铝箔布处理,鸡舍具有反光、不吸热、抗老化,经久耐用的特点。墙体材料采用现场支模板浇注膨胀型混凝土,强度高、保温性能好,其0.16m厚墙体相当于0.24m砖墙另加0.03m厚的泡沫板保温效果。产品成熟,已在国内大规模推广。这种鸡舍建筑的大致费用为:8m(宽)×2.8m(高)=225元/m2,10~11m宽鸡舍每平方米约210元。
3.2鸡舍设计
(1)蛋鸡舍设计考虑的因素。鸡舍设计应注意以下几个方面:①鸡舍朝向:座北朝南偏东或偏西15°。②鸡舍宽:鸡笼+走道,390型笼具两列三走道、三列四走道舍宽分别为7.8m、11m,4128型笼具舍宽分别为8m、11.5m。③鸡舍长:开放式鸡舍一般80m以内,封闭式鸡舍80~120m。④鸡舍高:屋檐高:390型笼2.8~3.0m;4128型3.0~3.2m。屋脊高3.7~3.9m。屋脊的高度一般在屋檐高的基础上加1.0~1.2m。⑤地面、粪槽:鸡舍地坪高出地面0.30m,粪槽起始端深0.30~0.35m,出口端深0.45~0.60m。粪槽位于鸡舍外,贮粪池长2~3m(根据养鸡数量)。⑥鸡舍窗户:有窗开放式+湿帘降温鸡舍,窗户高0.8m,宽1.2m,窗户不宜过大,否则对保温隔热不利。封闭式鸡舍应急窗高0.25m、长0.65m,每隔3m安装1个。⑦风机:封闭式饲养情况下应考虑最大通风量和冬季最小通风量的风机大小功率搭配,以满足最大通风量和最小通风量为准。⑧风机安装:风机轴心与鸡笼中心持平,离地高度大风机0.20m、小风机0.60m。⑨鸡舍间隔:有窗开放式鸡舍同一类型生产(如全为产蛋舍)的鸡舍,舍与舍间隔距离一般为鸡舍屋檐高度的5倍,通常相互间隔12~15m,全封闭式鸡舍10~12m。不同类型生产的鸡舍(育雏、育成、产蛋舍)相互间隔30m。
(2)鸡舍长宽的设计依据。鸡舍设计时,须注意不同设备厂提供的同类型笼具的规格有所不同,鸡舍的长、宽应根据设备厂提供的笼具规格进行计算。一般情况下,390型、4128型笼具长1.95m左右,笼宽390型约2.15m,4128型约2.30m。粪槽390型笼具一般宽1.80~1.85m,4128型笼具的粪槽一般宽1.95m。以390型蛋鸡笼具、两列三走道为例,鸡舍长、宽为:①鸡舍宽:鸡舍基础宽为:边走道加喂料轨道1.4m(包括下层0.15~0.20m集蛋槽宽)+1.85m(粪槽)+中走道1.3m(包括笼具两边下层各0.15~0.20m集蛋槽宽)+1.85m(粪槽)+边走道加喂料轨道1.4m(包括下层0.15~0.20m集蛋槽宽)=7.8m。这样实际行人走道宽为:边走道约0.95~1.00m,中走道1.00m。②鸡舍长:一列笼具总长(笼具组数×每组长)+入口工作走道1.2m+清粪机头及粪槽0.8m+鸡舍末端1.5m=鸡舍总长(没有包括管理间,如设管理间,须在入口端加3.5m左右)。
一栋5 000只有窗开放式蛋鸡舍390型笼具两列三走道布局平面、剖面图见图1。
(3)湿帘降温系统设计。①我国常用9FJ-TXGQ风机设备及性能见表1。风速:夏季1~2m/s,冬季0.3m/s。一般冬季为夏季通风最高值的10%,温和季节为夏季的2/3。此外看湿帘板厚度,0.10m厚度的风速1.5m/s,0.15m厚的风速2m/s。②不同体重蛋鸡在不同温度下的通风量见表2。③商品蛋鸡湿帘降温系统设计步骤:
通风量:查鸡的不同体重、最高气温下的每只鸡需要的通风量。鸡舍封闭不严时应增大通风量10%~15%。
计算通风量公式:一栋鸡舍的鸡数量×每只每小时通风量=总通风量(m3)÷0.85~0.90=修正通风量(鸡舍密闭不严密情况下)。
计算风机数:查有关风机数据,与需要通风量相符,并考虑不同季节下的通风量大小及风机大小搭配。风机通风量与总通风量相符即可。
计算每秒通风量=总通风量÷3 600s
计算进风口面积=每秒通风量÷风速1.5~2m/s
计算湿帘面积=进风口面积÷0.85
通常300~350只蛋鸡需要1m2湿帘板。
(4)一栋5 000只蛋鸡舍湿帘降温系统设计实例
计算通风量:5 000只×10.26m3/h(体重2.2kg、夏季气温40℃情况下)=51 300m3/h,修正通风量51 300÷0.85=60352 (m3/h)。
风机数:2台1m直径(2.5万m3/h×2)+1台0.6m直径(1.1万m3/h)=6.1万(m3/h)。
每秒通风量:6.1万÷3 600=16.94(m3/s)。
进风口面积:16.94÷1.5=13.3(m2)。
湿帘面积:13.3÷0.85=15.65(m2)(320只蛋鸡/m2湿帘)。
3.3建设一栋5 000只蛋鸡舍需要费用
二、电子技术应用设备的技术标准分析
针对电子技术的原理以及其应用领域的分析对于电子技术而言其应用设备应该必须满足以下几项技术标准并且成为未来的发展需要。
第一、电子技术的应用设备技术标准应该实现数字化所谓数字化是与模拟化相对应的。模拟化是自然界中独立存在的也就是说模拟化是绝对的而数字化是相对的。但是数字化与模拟化之间有着非常大的差别。数字化的传输效率高而且传输的质量也高。在数字设备中其显像能力更强并且存在一定的高精度识别能力。而模拟技术则是一种相对廉价的技术,虽然在日常生活中应用的最多但是却存在很多技术问题。因此,为了能够满足人们以及生产应用领域的需要,电子技术必须不断的将应用设备以及技术标准向着数字化的方向发展。虽然在一定程度上数字化技术以及数字化设备的造价比较高。但是为了能够实现数字化的发展进程河以通过技术手段不断降低生产成本从而大力的推动数字化的发展。采用数字化设备以及数字技术以后河以从生产效率以及用户体验等多个方面得到提升。因此未来发展过程中,电子技术的数字化是一个大的发展方向。
第二、电子技术的应用设备标准应该实现环保化环保是目前世界的主要话题实现环保是各个行业都必须履行的业务。对于电子技术而言,由于电子技术的应用设备中,一般是属于大功率的设备,因此在进行使用的过程中就会增加对于能源的使用。其中对于能源的使用中,电能的使用是最为常用的。所以在进行电子技术为基础的设备的过程中需要重点考虑设备的电能使用效率。加强电子设备的功能性并尽可能的降低电能的使用效率。因此环保理念的深入应用逐步影响了包括电子技术的设备应用。因此在电子技术的应用设备中期主要的标准需要考虑环保因素。将能源的利用做到高效化从而在最大限度上实现对能源的节约。
第三、电子技术的应用设备标准应该符合高效化腿着技术的发展役备的更新,电子技术同样面临着考验与挑战。其中最为重要的一点就是如何实现高效化。其中对于应用电子技术而言通过不断的集成与模块化的技术应用,电子技术的设备也不断向着高效的方向发展。因此在进行电子技术应用设备的应用标准分析的过程中需要重点考量电子技术的高效问题。将传统的电子技术进行改良与发展从而不断的进行模块应用进而提高应用的效率。
装配就是指将总成件或者是总的零部件全部按照相应的规定和质量要求来进行全部产品的连接与组合的过程,也被人们称作是各种总成件或者是零部件的位置关系的具体工艺过程。装配工艺在制造行业的发展中是极为重要的,伴随着制造业的发展,新材料与新工艺是极为广泛的,各种高性能与高质量的装配设备都在制造行业的需求中被研发出来,因此,可以说非标准自动化装配设备的设计工作是非常重要的,自身有着生产效率高、所需人工少、稳定性强的特点。
1 非标准自动化装配设备产品装配工艺
装配工艺对于装配设备有着一定的影响,能够在结构布局、实现方式。检测方式和控制方式上进行充分的控制。自动化装配工艺主要包括五个部分:装配工序、检测工序、调整工序、辅助工序、机械加工工序。
1.1 装配工序
装配工序主要分为两个步骤,一个是安装工序,另外一个是固定工序。安装工序主要是指自动装配设备上的一些专用工位进行相应的装配零部件的预备连接工作。一般情况下,固定工序是在设备的安装工序之后的,固定工序是装配设备设备安装中十分重要的环节,有些装配设备在安装的过程中,也可以将固定工序与安装工序结合在一起进行安装,放在同一个工位上来进行。装配任务是极为复杂的,但是也根据任务的具体情况而定,装配的过程是极为复杂的,需要有着多个装配的程序,装配设备的设计工作主要就是对这些装配程序进行设计,这样才能够保证装配的合理性。
1.2 检测工序
检测工序主要包括b配零部件的测试、检验和检查等环节,这样能够充分的保证整个装配的质量,例如装入的零部件方位知否是正确的、装入的零件是否有着缺陷、在装入之后装配质量、密封质量和尺寸的精度是否符合相应的工艺要求,装配设备在装配的过程中,一定要重视对于各种故障的处理,这也是检测工序中十分重要的环节,将检测工序做好,才能够充分的保证装配设备的正常进行。
1.3 调整工序
调整工序主要是指对于整个装配工序环节中可能存在的误差进行纠正。
1.4 辅助工序
辅助工序主要包括分选、打标记和清洁等环节。
1.5 机械加工工序
机械加工工序在自动化装配设备的设计的过程中主要表现在固定和安装上,能够对一个或者是几个零部件进行充分的加工,提高生产的效率。但是产品的生产装配工艺并不是唯一的,与产品要求相同的工艺是也有很多,在这样的情况下,就要对可行的装配工艺进行充分的分析,对于整个工艺进行充分的比较,根据产品生产的难易程度和功能来进行差异的比较,从而选择出最有的产品装配工艺。
2 非标准自动化装配设备的设计工作要点
2.1 结构布局设计
装配设备按照相关的自动化程度可以将其分为全自动装配机、半自动装配机和自动化装配机,装配设备的设计结构在布局上可以分为直线型的布局设计、环线型的布局设计和转盘型的布局设计。在这样的情况下,就要明确整个装配设备的运行过程,从而选择正确的结构布局设计,还要按照具体的生产情况,根据相应工艺的复杂性和装配设备的应用情况来进行全面的分析。
转盘型的布局有着操作方便、占地面积小和结构紧凑的特点,而且适合应用在装配工艺较为简单的自动化装配设计中,还要保证产品大小适中,其生产的环境是适合单机生产的,这样才能够保证自动化装配设备的设计更加的合理,布局符合生产的基本要求。但是由于装配设备的装配单元都是通过相应的转盘来进行相应的布局的,这样就导致了整个转盘装配机有着不宜改进、结构复杂和需要进行柔性化生产的缺点。环线型的布局是适合应用在装配工艺比较复杂的装配设备生产中,这样就能够最大限度节省设备的使用场地,而且环线型布局会增加整个装配的空间,也能够按照装配设备的生产要求来对整个功能单元进行增减,这样装配设备就有着柔性化的特点。
2.2 自动化机构系统设计
2.2.1 供料单元
供料单元是自动化装配设备的重要组成部分,从装配单机的上料机构到大型装配生产线的物料输送系统,供料单元是自动装配设备具有高效率的先决条件。供料机构单元必须保证各种装配零件能在准确的位置、时间和空间状态,从行列中分离并移置到相应的装配工位上。供料单元的检测的可靠性是影响自动装配过程故障率的主要因素。
2.2.2 装配主体机架单元
装配主体机架单元是指可完成装配主件输送功能的主体部分,它包括自动输送机构,实现装配主件的多工位同步或异步传递、夹取、装配和检测,还包括配置齐全的液、气压管路及电气配线装置,而且具有驱动某些装配单元的装配工作头的主动轴。
为了实现装配主件在输送过程中实现同步装配,需要选择和设计精确的机械分度控制装置,以保证每个装配单元的工装夹具与输送动作准确吻合。装配主体机架上一般应间隔排列装配工位和检测工位,以在上次装配工序完成后在下道检测工位上检测有无工件和装配位置是否正确,以保证发生错误时自动停机,以消除连续的误装配,避免生产浪费。
2.2.3 自动化装配单元
自动化装配单元布置在装配主体机架上,对应于各装配工位的装配功能,自动化装配单元可以由机构、液气压、电机拖动所构成,和装配主体机架相配合完成特定装配动作。
机械手或工业机器人可以在一次动作循环中完成各种动作,可以作为布置在主体机架上的装配单元进行复杂部件的装配。使用机械手可以简化装配主体机架的复杂程度,提高装配的可靠性。
2.2.4 分捡单元
保证最终装配成品的合格率,在装配自动化机构系统的设计中,要充分考虑和布置适当的分选换向机构,对各道装配工序中产生的次品按照要求进行分检和分流。
3 结论
综上所述,装配是决定产品质量的关键环节,根据自动化装配设备的特点,提出在自动化非标装配设备设计中,从装配工艺、结构布局、等方面进行总体设计,优化和合理的总体设计可以加快非标装配设备的设计进度,保证自动化装配设备系统的可靠性。
参考文献
【中图分类号】G712 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009(2016)55-0052-02
【作者简介】1.张广敬,江苏省徐州经贸高等职业技术学校(江苏徐州,221004)教师,副教授,主要研究方向为职业教育教学、供应链管理、物流管理;2.张梦瑶,江苏省徐州经贸高等职业技术学校(江苏徐州,221004)教师,助理讲师,主要研究方向为职业教育教学、工商管理。
课程标准是实施专业培养计划、实现人才培养目标要求的基本教学指导文件,开发中职物流服务与管理专业核心课程的课程标准对于明确课程目标、选择课程内容、制订课程实施方案、规范教学过程、指导任课教师完成各项教学任务具有重要的指导意义。
一、“物流设施与设备”教学设计和实践分析
表1(见下页)是笔者根据修订的“物流设施与设备”课程标准进行的一次实训课教学的教学设计。
从该教学设计不难看出,教者以新课标的理念为指导,试图通过现场教学、情境教学、讨论性学习等多种教学方式方法,将手动液压搬运车和手动液压堆高车综合操作技能、技巧和使用注意事项等有机组合起来,不仅真正实践了“做中学、学中做”的思想,发挥了学生学习的主体作用,而且采用多元评价模式,将专业素养、学习态度、合作精神、学习过程和学习结果等因素进行了综合考查。
二、课程标准的开发效果
(一)提高了学生的学习兴趣
第一,新课标在物流设施与设备整体结构的把握上,一方面要根据学生的认知规律将所有的知识分为三大模块:一是整体认知(对应项目一);二是功能性设施与设备应用(对应项目二到项目九);三是设备的维护和管理(对应项目十)。另一方面,在功能性设施与设备方面,根据物流的功能分为运输、装卸搬运、配送、流通加工、物流信息、仓储等几个项目。这种设计不仅符合学生的认知规律,而且与物流的功能相对应,便于学生更加完整和系统地掌握物流设施与设备方面的相关技能和知识,有利于提高W生的学习兴趣。
第二,新课标在内容和要求的把握方面更加注重学生“应知应会”的要求,提高了学生学习的兴趣。以往,有的学校在物流设备的教学中过多强调设备的技术性能和参数。比如:在讲到汽车的结构时,过多强调对发动机的原理和性能、轮船的性能以及起重设备的绳索补偿原理等内容的讲解,不仅难以提高学生的学习兴趣,也背离了物流服务与管理专业中职学生的培养目标。
第三,新课标注重学生实践能力的培养。职业教育本质上应该是面向专业岗位开展的就业教育,学生不通过大量的校内外实践和锻炼很难满足社会的需要。基于此,新课标的五条教学建议中有四条涉及实践性教学。通过这种设计,一方面强化了学生动手能力,另一方面调动了学生学习的积极性。
(二)提升了学生的实践能力
近几年,各职业院校开始投入资金进行物流专业实践开发,但信息时代各方面更新都比较快,仅按照“物流设施和设备”课程进行实训器材引进,已不能满足当今社会的实践需求。另外,对于一些学校而言,该课程教学实践基地的建设比较困难,无法为学生提供将学习和工作紧密结合的场所,也就很难发挥实践课程的教学作用。新课程标准的开发结合当下物流市场人才的需求、现代职教教学理念以及互联网发展的实际,提出了数字化教学资源开发和网络化教学的建议,在保证进行实践性教学的同时,解决了资金不足、场地不够等问题,有利于物流专业的人才培养。
三、充分发挥课程标准对“物流设施与设备”教学的作用
(一)树立正确的教学观念
教师作为学生学习的引导者,只有提高自身素质才能从根本上提高教学质量。这就需要教师自身树立正确的教学观念,认真领会课程标准的教学理念,在传授知识的过程中,将教学观念合理化、实践化。如果教师的教学观念不强,缺少足够的经验,往往不利于学生对知识的学习,影响教学效率。
(二)加强工学结合
开发“物流设施与设备”课程标准的根本目的在于满足专业岗位的需求。因此,在课程标准的实施过程中,为实现高职院校的区域服务目标,应该针对物流管理岗位需求,以职业资格标准为基础,与物流企业进行交流,实现生产和学习的良好合作。
(三)优化教学条件
二、机械设备的零部件尽量采用标准成品件
标准零部件的规格尺寸、材质质量、技术参数等均符合国家统一标准,在各种设备制造中具有广泛的通用性,可以有效的避免因尺寸误差、材质硬度不足等一些非标准的因素影响设备的质量。在设计和生产非标准设备时,应当尽量使用外购的标准成品件,比如固定使用的零部件、检验使用的仪器设备、生产用的刀具磨具等,不仅可以有效的降低成本,同时可以提高制造产品的质量。标准成品零部件的使用对提高非标准机械设备的质量具有十分重要的意义,主要表现在以下几个方面:
首先,可以提高非标准设备操作的可靠性。企业外购市场的标准零部件一般是经反复多次的试验和实践才投入市场,其各种条件均符合国家标准,其具有较高的性价比,可以有效的提高非标准设备制造质量。而初次制造且未经过实践使用的非标准零部件或多或少会存在一定的缺陷,缺乏使用可靠性。
其次,可以降低非标准机械设备的制造成本。对于生产厂家而言,单件非标准零部件的制造成本比批量标准零部件的制造成本高,十分不利于生产商的成本控制。比如非标准件制造产生的管理费、设计成本、劳动生产均比标准零部件的制造成本高;或者非标准零部件的加工比较繁杂琐碎,制造过程中因为手工问题导致产品损坏,造成材料的浪费等。最后,可以提高非标准设备制造效率。利用现有的标准成品,可以省却设计的麻烦,同时可以避免后续制造过程中因非标准件的不合理影响制造的进度,提高工作效率
三、设备加工制造和组装过程中质量的控制
3.1设备设计过程的质量监督在设备厂家进行设备设计的过程中,使用单位技术人员应经常与其设计人员联系,了解设计的进展情况。设计结束、图纸绘制完成后,由使用单位技术人员和设备厂家设计人员共同对图纸进行会审,从整体上查看设计是否实现了工艺技术要求,设备关键部位的技术要求是否合适。另外,对于以前制作过的同类设备,在保证工艺技术要求的前提下,对使用中需要经常更换备件的零部件,尽量做到尺寸一致,以方便备品配件的准备。
3.2设备制造过程的质量监督在非标准机械设备制造初期,应当对关键零件的机械加工进度进行监督和控制,特别是大型铸造件、锻造件、焊接件等,严格按照进度计划实施,重点监督高技术要求的设备,确保设备或部件按质按量进行。同时针对外购基础件的质量进行严格把关,检验其精度、密度、材质、光洁度等,确保基础件各方面符合使用标准。此外,特别注重关键零件加工质量的检验,确保零部件的高效利用。比如,在行列式滚筒设备的加工中,应当严格检验上下导轨和齿轮的加工精度,并在淬火处理后进行确认其等级硬度,以及相关的焊接部位的检查。
3.3设备整体组装的质量控制在完成所有零部件加工后,将各分散的部件进行组装,形成完整的台套设备。但在组装过程中,组装的精度是影响设备质量的主要因素,甚至会导致设备无法正常使用。因此,在组装设备零部件时,特别注意清洁零部件的外部杂质,包括铁屑、焊渣、粉尘、油渍等。此外,设备组装完毕后,应当对组装质量进行检验,确认设备是否符合技术要求。比如空载试机、负载试机、联动试机,并根据实际生产进行调节运行参数,确保设备的良好运行。
中图分类号:TP393.1 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2016)01-00-02
0 引 言
具有一定规模的自动化企业中通常包含多个工控子系统,如钢铁企业包含电力系统、燃气系统、氮氧氩系统、压缩空气系统、热力系统、水道系统和环保系统等[1]。多样化的工控系统所采用的传感网络也是多样的:从接触式的限位、微动开关到非接触式的光电、接近开关,再到视觉、位移传感器等。所支持的设备和协议也种类繁多:各种厂商的PLC、DCS、PC-Based、PXI、嵌入式系统、SCADA、变频与传动设备、现场仪表、执行机构等设备;RS 232/422/485、Ethernet、WiFi、ZigBee等通讯链路;一些通用协议如Modbus、OPC、IEC-104、IEEE1888以及各种不同厂家的专有协议。这些设备和技术大都来自中、欧、美等不同国家,所采用的现场总线标准不统一,多是由自己开发,相互之间无法兼容。
现场总线的标准涉及到各国各公司之间的利益之争,至今未能得到统一[2]。大量来自于不同生产厂商的设备,采用不同的通讯方式导致设备之间互联困难,子系统之间相互独立,资源无法实现共享。若通过采用多种设备共同协作――工控计算机、工业软件、串口服务器等――以实现设备的互联,则对使用人员的素质要求更高,而且设备之间联系更加错综复杂,系统变得更加脆弱,最终导致企业自动化系统的相应部署、调试与维护管理的成本剧增。
工业互联网发展的最大障碍即标准不统一[3]。目前,行业内的多总线并行体系已然形成,相应的终端设备已经大量地部署在工业现场,如果将这些终端设备全部更新换代成使用统一标准接口的终端设备需要耗费大量的资金,这是很难实现的[4]。既然终端设备的标准化难以实现,若通过一个兼容多协议、多接口的中间平台采集来自不同通信协议的数据,并进行标准化处理,将会是一个可行、易行的解决方案。
1 工业互联网的技术架构
传统的“两化”融合所采用的是美国AMR公司提出的三层系统结构,即过程控制系统层(Process Control System,PCS)、制造执行系统层(Manufacturing Execution System,MES)、企业资源规划层(Enterprise Resource Planning,ERP)[5]。层与层之间的联接基本没有标准可以遵循。ERP层与MES层同属于信息化的范畴,它们之间的联接相对比较容易实现。而PCS层,由于设备的多样性,导致其与MES层之间联接的复杂程度更高。
将多种仪表、传感器和控制器等构成的传感网络接入到信息网络是实现工业互联网的关键。一种易行的解决方案是:以工业网关为核心设备,在PCS层与MES层之间构建一个标准化的通信平台――信息通信技术层(Information Communication Technology,ICT),具体如图1所示。
图1 四层工业互联网技术架构
网关的作用是连接两个或多个异构的网络,使之能够相互通信[6]。ICT层即基于此功能,将异构传感网络融入工业互联网,在工业现场的多种总线协议与要求的通信协议之间进行协议转换,实现不同协议之间的数据交互。但工业网关与普通互联网网关设备的工作环境不同,工业网关还须针对苛刻的工业应用环境以及客户的特殊要求进行相应的优化定制。
2 工业网关
ICT层的工业网关是联接传感网络与信息网络的中转站。其主要特点如下:
(1)工业网关与信息网络联接,需要拥有普通互联网路由器的基本功能,能够为工程师提供远程平台,允许用户通过信息网络对工控网络进行实时远程诊断、调试、管理,减少现场实地巡查的次数。
(2)传统的工控网络多是封闭、孤立式的总线网络[7]。在这样“信息孤岛”式的网络环境下,为了提高通信的效率,多采用未进行任何加密保护的“明码”形式进行数据传输。在与信息网络联接之后,这些“明码”传输的数据以及工控网络直接暴露在所有信息网络的用户面前,病毒、骇客的问题也随之而来。关键数据被窃取以及工控网络瘫痪等导致的损失都是难以估量的。所以通信网关应具备多种防护技术,能够主动实时地监控、识别、报警、阻挡来自信息网络对工控系统的数据攻击、窃取、篡改、破坏等行为,保障系统网络信息安全。
(3)工业网关要应对传感网络设备的多总线并行问题。为实现传感网络的快速接入,工业网关应与传感网络设备之间能够直接进行通信。工业网关需要具备多种行业接口,兼容多种现行的协议,并整合多种设备功能于一身以灵活应用于多种场景。
(4)作为产品级设备,工业网关应该简单易用,使相关人员通过简单的培训甚至自学就可以掌握其基本的使用。而作为工业级设备,稳定可靠是必需的,具有宽工作温度范围、强抗电磁干扰能力、断线缓存能力等。
归结起来,工业网关应具备6项特性:①远程管理;②安全互联;③智能应用;④稳定可靠;⑤简单易用;⑥降低成本。
图2所示为SymLink-GAP工业安全网关的系统架构。该架构内部由两个独立主机系统组成,其内网主机连接受保护网络(如工控网络),外网主机连接信息网络(如因特网)。内网兼容各类主流PLC、智能仪表、现场总线协议等数据接入,外网提供以标准协议将数据转发给第三方或数据库。在内网主机与外网主机之间,物理层采用专有隔离硬件,链路层和应用层采用私有通信协议,并对数据流进行单向控制,数据仅由内网向外网单向传输。
3 应 用
图3所示是工业网关应用于某钢铁企业能源管理中心系统的示意图。其目的是实现能源介质数据采集、能源设备状态监控、在线运行管理、优化节能调度和基础能源管理等功能。
工业网关整合通讯接口服务器、工控机、工控软件的功能于一体。系统通过工业网关采集必要的底层系统的数据,并将这些数据自动、完整、实时地推送到实时/历史数据库,达到能源管理系统的综合监控和管理要求。
4 结 语
针对工业现场设备复杂繁多、多种现场总线而导致企业两化建设与维护成本居高不下的现状,提出基于工业互联网网关的ICT中间平台通信标准化方案,既可避免已有现场设备的更新换代,又能实现低成本的现场设备互联互通。并基于工业互联网的应用提出工业通信网关需要具备的六项重要特性。为工业互联网多样化的设备之间互联互通提供一种标准、易行的方案。
参考文献
[1] 姜黎萍.宝钢股份罗泾区能源管理系统[J].冶金自动化,2012,36 (2):7-11.
[2] 罗安明,韩新民.现场总线技术的发展及趋势[J].机电产品开发与创新,2011,24 (1):9-11.
[3] 闵杰.标准是工业互联网竞争制高点[N].中国电子报,2015-04-14(001).
[4] 桂健.兼容多种通信方式的智能网关设计与实现[D].福建:福建师范大学,2014.
根据公司《关于2009年开展效能监察工作的通知》,结合贯彻公司“两会”提出的依法经营、精益管理、科学发展的管理目标,实现电能计量标准设备的全面规范化管理,计量中心组织开展加强标准设备管理效能监察,制订了效能监察方案、效能监察实施计划并组织实施,取得了预期的管理效益和经济效益。
一、现状调查,确定项目
标准设备的管理向来是计量中心的重中之重,近几年,中心着力在精细化管理、标准化建设上下功夫,对标准装置的管理形成了较为完善的管理体系,审核修订了标准设备管理相关控制程序并形成了相应的作业指导书。今年随着区域计量中心业务范围的扩大、业务能力的增强,对标准设备的管理提出了更高的要求:
1、标准设备管理的制度和流程还须不断完善,使其在使用过程和考核环节的设置上更为严密、合理,利于实施规范操作。
2、随着标准设备的自动化程度的提高和电子功能的增强,对标准设备的核查,无论是从核查方法上还是技术手段上都提出了新的要求。
3、标准设备数量的增多,使用频率的增加,减少标准设备的故障发生率和对故障的预控,能在很大程度上提高标准装置的使用效率,达到降本增效的目的。
因此通过对标准设备管理实施效能监察,查找标准设备在故障预控和处理、期间核查、周期检定、报告出具以及内部考核上存在的不足,及时制定纠正和预防措施,落实责任追究,完善管理,强化执行,进一步推进标准器具规范化管理,符合公司提出的降本增效的要求,也能提高政府计量管理部门和电力市场主体对公司计量工作的满意度和信任度。
二、组织实施,全面推进
标准设备是计量中心的工作“基石”,通过完善标准设备核查管理,能提高设备的运行可靠性;通过加强标准设备运行管理,能提高设备安全长期运行能力,减少故障发生率。从这两点着力入手不但保障了计量的准确和可靠,同时也能达到节能增效的目的。
1、加强领导 全面落实监督责任
为确保效能监察工作顺利开展,中心领导班子成立了以中心主任担任组长的领导小组,全面负责项目的方案审定、宣传发动、组织协调、检查指导、考核评价工作;下设以中心专业工程师为组长,各班组负责人为组员的工作小组,负责方案编写、问题排查等具体工作。在此基础上,中心制定了详尽、全面、可行的效能监察实施方案,对效能监察工作机构、依据、内容、方法步骤、时间节点,提出了相应的规定和要求,切实落实了效能监察相关人员的工作责任,确保了效能监察工作的顺利展开。
2、强化管理 全面完善管理制度
随着区域计量中心的成立,标准设备的增多,标准设备使用的频率日益增加,2009年3月份计量中心组织精干力量重新对标准设备的管理体系文件进行修订和完善,进一步规范标准设备的保存、维护和使用。对重要的标准设备控制程序如:《计量设备控制程序》、《期间核查控制程序》等,中心管理层还组织专业人员进行核查,力求保证程序的完整、详细、有效、可行。对修订完成的体系文件,中心还把文件挂到中心网页上,在全中心进行宣贯。
标准设备的管理在中心层面,而使用却是在中心的一线班组,因此中心把标准设备的管理制度同样落实到了每个班组,让每个班组都建立标准设备的使用制度,规范标准设备的使用流程,完善标准设备的相关台帐。
3、规范执行,细化管理过程控制
计量中心充分利用5S管理这个工具,建立健全了标准设备的管理制度,强化了对标准设备的全面标准化管理,标准设备的保存、使用和维护也更为规范化。
(1)建立标准设备的“履历书”;中心标准组为每一套标准设备都建立了详细的设备档案,从标准设备的出厂证明、出厂编号、出厂检定证书,到标准设备进入计量中心的班组,标准设备的维修,到最后标准设备的报废,标准设备的使用时间、更换地点、检定纪录、检修纪录都可以从标准设备的“履历书”中查到,真正做到了标准设备的有迹可寻,有案可查。无论什么时间想查找标准设备的管理信息都能在“履历书”中找到,做到了标准设备的全寿命周期管理。
(2)建立标准设备的“身份证”;在标准设备的使用过程中,由于标准设备是分散到每个班组使用的,所以中心为标准设备建立了设备的使用“身份证”。每个班组为自己班组的标准设备编上号码,注明使用者和存放的地点,这样每套标准设备都能和它的“履历书”对上号,通过编号,也能把相同的标准设备集中存放,便于班组对标准设备的管理做到“心中有数”,随需随取,用完归位。为每套标准设备指派了一个使用者,同时也是这套标准设备的保存和维护者,做到了责任到人,强化了每个人的责任意识,做到了标准设备的全过程管理。
(3)建立标准设备的“病历卡”;在标准设备的使用过程中,维修和保养是一项非常重要的工作,为此中心为每套标准设备建立了“病历卡”,上面记录有标准设备的故障原因,维修记录,处理结果等相关信息,为设备建立了一个缺陷信息网络,确保表针设备的消缺率100%,做到了标准设备的在线状态管理。
(4)建立了标准设备的看板管理制度;对标准设备的管理,以看板的形式挂在实验室门口,做到规范管理的可视化,以非常直观的形式来管理标准设备。
(5)建立标准设备“送检预报”告示机制;根据周检计划及实际使用情况,合理规划和调剂设备,在不影响工作且保证检定周期不脱节的前提下,将本中心所辖的标准设备分三个批次进行送检。在每一批次到期前半个月通过邮件给各使用部门或班组的负责人发送“送检预报”,提示做好送检准备。在确定送检日期前3天,再次发出送检通知,并在邮件中标明送检设备的名称、型号、编号及到期时间,以避免出错。对于到周期还未送检的标准器具发出警告,在可能的情况下在标准器上贴“停用”标识。
4、注重创新,以技术促发展、提效益
中心集中技术中坚力量,从源头上抓起,促进标准设备检定的技术革新,依靠科技创新,推动标准设备管理上水平。
(1)实行单相电能表全集中检定。中心在全省率先实施单相电能表集中检定,16台96表位0.2级单相电能表检定装置,采用全自动控制,由主控台电脑集中控制检定,本地电脑全程监视,自动上传表计误差,并由红、绿、黄指示灯提示装置的运行状态,目前月检定量达到70000余只,基本满足了苏锡常区域的用表需求。
(2)标准设备的检定、核查技术革新。通过与厂家的合作,设计开发了标准装置检定、核查软件,实现标准设备检定、核查过程的自动化及各类数据的存储、分析。原标准装置的检定、核查是手工检定,需要手动频繁切换量程,动作强度大且频繁,而且需要手工记录检定、核查过程中的数据,每次检定、核查的数据有30多组,每组数据有80个之多,总共2400多个数据,数据量非常大,极其容易出错。现在通过这套检定系统软件,在检定、核查标准设备的基本误差、标准偏差的估计值和功率稳定度等各项重要指标时,能通过计算机软件实现量程的自动切换,检定数据自动保存在计算机里面。并且能自动出具检定、核查证书,在缩短工作时间的同时,也有效避免了检定、核查期间的人工干预,基本杜绝了检定数据中人为引起的误差。
5、检查落实,确保各项措施出实效
中心加大监督考核力度,定期开展内审,对标准设备管理所涉及的纪录实施每周检查、每月抽查、每季核查,检查结果与各专职、班组的月度绩效挂钩。我们还进一步完善了对标准设备日常管理的跟踪督办机制,并严格执行,确保监督到位,堵塞管理漏洞,使拖延时间、推诿责任等现象得到有效控制。中心还积极组织班组之间展开互动式经验交流,各班组把在标准设备管理方面好的经验方法拿出来共享,相互学习和交流,取长补短,促进班组标准设备管理水平的不断提升。
三、扎实工作,取得成效
区域计量中心通过此次效能监察,以规范管理、强化监督为切入点,全面提升了计量标准设备的管理水平,以此进一步推动了电能计量管理模式集约化、管理流程标准化、管理手段信息化、客户服务优质化、员工素质职业化。
1、管理效益:①建立和完善了标准设备的相关管理制度,优化了管理流程,制定了相关的管理台帐及相应的记录格式,建立了总结、检查和考核办法,有效增强了干部和职工履行职责和工作责任意识。标准设备管理工作在全中心得到了更进一步的重视,促进了中心管理水平的提高,也提升了计量工作的标准化水平。②标准装置检定、核查效率有极大的提高。利用计算机软件实现标准装置的自动化检定,大大缩短了标准设备的检定时间:原来一套三相标准设备的检定需两个工作日,现缩短为一个工作日;单相标准设备的检定由一个工作日检定一套提升为一个工作日检定三套。标准设备的周期检定率达到100%,证书合格率100%。③表计的检定效率得到了极大的提高。通过完善对标准设备的管理,减少标准设备的故障率,现表计的检定效率有了质的飞跃。
2、经济效益:通过完善标准设备的制度、规范标准设备的管理、推动标准设备管理的技术改进,极大地提高了中心标准设备的利用率,减少了标准设备的故障率,减少了维修次数。
3、社会效益:从源头上加强电能表质量管理和过程控制,确保了电能表检定过程一次达到优质标准,检出表计全面符合规范要求,通过精确计量真正为公司及客户双方“节约每一度电、节约每一分钱”。截至2009年9月,无锡市质量技术监督局共抽检复查了16253只电能表,合格率均为100%。数据统计表明,无锡供电公司计量中心的检定工作真实可信,准确可靠。上半年中心还被授予“无锡市计量工作先进集体”的殊荣。
表:2009年质量技术监督部门抽检情况
月份 无锡市质量技术监督局抽检结果
抽检数(件) 合格率(%)
1月份 1351 100%
2月份 1495 100%
3月份 2073 100%
4月份 2283 100%
5月份 844 100%
6月份 1408 100%
7月份 2558 100%
8月份 1871 100%
9月份 2370 100%
4、廉政效益:进一步完善以标准流程控制为主要手段的专业化管理机制,通过标准设备检定、检查的全自动处理,堵塞管理上存在的漏洞,切实从源头上防止问题的发生,促进了中心的党风廉政建设。
中图分类号:T-651 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0305-01
1.民用飞机电子设备的发展
上世纪50年代,ARINC在航空公司电子工程委员会(AEEC)支持下,继承了飞机无线电委员会为航空公司制订无线电标准的任务。80年代采用ARINC429数字数据总线作为标准,适应了向数字式方向的转变,顺应了B757、B767和空客A32o新一代飞机电子设备的发展,更多的ARINC数字系列规范的制订,带动了机载电子设备进入数字化时代。90年代提出了综合模块化结构概念,出现了B777的飞机信息管理系统,其机箱则代表了新一代机载电子结构。
2.现今民用飞机电子设备的存在的问题
2.1 FFF的概念变化问题
现今FFF概念由软硬件兼顾的“Form,Fit,interface and Function”取代原先的单纯硬件“Form、Fit、Function”。硬件Form仅为安装箱盒的壳体和柜架的三维体形和外廓的尺寸。Fit为三维配合,它是接插件和线号的配合。目前大量增加了软件的Form・Fit and interface方面的要求,在标准中占据了很大一部分。而Function继续去规定组件或模块的任务要求和其性能指标。
2.2 互换性的概念变化问题
从主要飞机制造商与竞争着的风险分享的机械电子产品厂商间转向将新飞机的主要电子设备给单独的某家电子产品厂商合伙设计和实施的总承包是航空业的近期变化。这样显著地减少了产品互换性和电子厂商之间的竞争,以及减少了买主的自由选用,也影响着模块化标准和寿命成本上的折中机会。功能的综合和区划都由飞机制造商从整机操作上考虑。此外,屹机租用制度也使航空公司对飞机制造商施加影响上的减弱,航空公司对营运和使用上的个性化选择很少了。软件及其工业标准增值的一个显著方法是跨在多机型平台上重复使用设计的可能性。这种重复使用减少每个产品开发周期,减少成本,很大程度上考虑了可移植性。重复使用的转移,也简化了客户租用飞机时的设备变更,并减少由于部件型号差异上的库存。
2.3 更加强调操作性问题
国际民航组织寻求全球通信、导航、监视/空管(CNS/ATM)的无缝运行,使得任何航空电子系统之间的互操作性强化了机载电子设备标准化_l几作。要求各国政府和管制之间的合作和协调,使得提供的ATM服务强调统一标准,例如空中信号在体制、协议、规格上全部一致。由于空中和地面计算机之间的信息流的数量和重要性都在增加,这意味着发信者和收信者双方。逐渐普遍采用ARINC629总线它是双向多发送器的传输总线采用具有避撞回避(CA)的CSMA存取和自主式总线控制,最多可连接120个终端在2MHz时钟频率下可以实现2Mbps传输率。
2.4 买卖双方关系改变
ARINC标准面临着许多新的问题,目前正处在十字路口,不知今后将走向何方。互换性难于实现,电子设备生产商不再白由竞争,科技的发展带来的问题也有很多,航空公司白由选择产品的可能性丧失,买方与供方之间的关系发生了微妙变化,买方对飞机供应方的依赖程度加大,与电子设备商之间的关系开始并不密切。
3.我国大型客机航电标准的研制
3.1 我国的空客A380
A380是欧洲空中客车工业公司正在生产和研制的四发远程600座级超大型宽体客机,尚未正式投入运营。A380是目前世界上唯一采用全机身长度双层客舱、4通道的民航客机。A380的设计是与大约60个主要机场合作进行的,以确保机场的兼容性并顺利投入使用。面对日益增长的空中交通和机场的拥堵情况,A380提供了最聪明和最经济的解决方案。解决以上问题的另一种方法是增加现有飞机的飞行频率,这不仅需要机场数十亿美元的投资,而且有可能会加重机场的拥堵以及明显增加对环境的影响。
空中客车公司对这个问题的分析被无可争辩地证实了,一方面来自于该项目一开始就有本行业广泛的参与,另一方面,A380在市场上的成功也明显证实了这一点。截止到2005年1月底,共有15家航空公司客户宣布确认或承诺订购154架A380飞机,其中包括27架货运机型。网络化设计是按ARINC一644标准的飞机数据网络进行的,飞机网络服务器系统是一个中央神经系统,主要依靠具有8个数据交换节点的航空电子全双交换以太网(AFDX)支持,该设各由Ro提供,它采用双绞线缆连接。采用AFDX的关键特色是包括传递信息达到复决确认等级的软件配合,并控制时延或数据传递所需时间。
A380飞机融合了最新的技术和材料,采用了先进系统和行业工艺,达到了最严格的国际适航审定要求。与最接近的竞争机型相比,A380的载客量多35%,乘客的个人空间也更大。AFDX属余度容错总线,八个节点和计算机分为左/右部分,每个都能操纵飞机,整个系统由红/蓝双重级,如果数据路由一方故障,则可重组,即单个交换节点上的故障仍可飞行。
3.2 我国的波音787飞机
787在技术和设计上的突破,使中型尺寸的787具有在同座级的飞机中,无以伦比的航程能力与英里成本经济性。倘若乘客偏爱不经停直飞服务及更高航班频率,那么787就是开辟这种新航线的完美机型,尤其是不适合大型飞机的客源少的远程航线。波音787除了让中型飞机尺寸与大型飞机航程的实现结合,还以0.85倍音速飞行,这也使其点对点远程不经停直飞能力得以更好的体现,从而能在450多个新城市对之间执行点到点直飞任务,这让运营商能更灵活地把机型与市场相匹配。首架787客机在美国西雅图埃弗雷特波音工厂向日本ANA航空公司交付使用。波音787飞机的机载电子设备也是按网络化飞机设计的,其以太网也采用ARINC一664标准的匕机数据网络(ADN),和空客A一380飞机的相同,主要用双绞铜缆连接,传递数据率为10OMbPs,也可利用光缆实现。用AFDX标准定义网络协议作为机载电子结构的通信骨干,成为全电子效能的七机。也采用ARINC653的应用软件接口标准(APEX)作为通用计算机系统,以简化系统的综合程序。
通过采用商用开放式标准,核心网络可以驻宿多种第二方面应用软件去管理信息源_l二作,以提高效率。整个吃机数据网络采用由Smiths公司提供的公共核心系统。该客机采用大屏幕显示器双平显布局,五个平板显示器,左右仪表板上各两个,中央操纵台上一个。显示器附有键盘和光标控制器。也有两个二级固定EFB和两台HUD。还采用通信、监视功能一体化。其155和空客A一380一吃机的AESS相仿。同样由S模式应答机撞系统、增强式近地告警系统(EGPWS)和气象雷达(WXR)综合而成,也含有风切变探测功能。
4.结语