時間：2022-11-04 08:51:58
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇工礦自動化論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：遠程控制 機電控制 網絡接入
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（b）-0009-01
隨著機電裝備的復雜化，現在的機電設備，不僅體積大，規模大，內部結構復雜，而且其實現的功能非常多，往往需要同時完成若干多項功能，因此對于這一類機電裝備的監測，其監測控制系統也必須具備較為復雜的控制功能。隨著網絡技術和遠程控制技術的發展，逐漸對于大型機電裝備的控制提出了遠程網絡化和無人值守控制的要求，這就要求必須利用網絡控制技術實現對機電裝備的遠程控制和無人值守，因此，必須要對遠程機電控制中的網絡接入技術加以研究，以確定最適宜的遠程網絡接入和遠程控制技術的應用。
1 遠程控制技術發展概述
過去應用最為廣泛的遠程控制技術主要有以下幾種類型。
1.1 集散式遠程控制
集散式遠程控制，是為每一個監控對象，即每一臺機電設備都安裝監測儀表，將所有的監測儀表所采集到的數據全部發送到控制機上，由控制機實現對全部機電設備的集中控制。這種遠程控制模式應用方式簡單，組網成本較低，但是由于全部數據由控制機進行操作，實際上增大了控制機的負擔，導致整個系統的可靠性較低，健壯性較差。
1.2 分布式遠程控制
針對集散式遠程控制模式在實際應用中所出現的問題，逐漸出現了分布式遠程控制代替了過去的集散式遠程控制。分布式遠程控制是將所有被監測的機電設備的相關參數進行采集與監測，分別發送到幾個分站進行集中控制，通過通訊網絡實現分站與主站之間的數據通訊，從而完成主站對各個監測對象的遠程監測與控制。分布式遠程控制的最大優勢就在于客觀上降低了主站控制機的負擔，由各個分站控制機共同分擔，從而在一定程度上提高了系統的可靠性和健壯性。但是分布式遠程控制模式在應用中也存在一定的弊端，那就是組網復雜，組網成本較高，不適宜大規模應用。
1.3 現場總線式遠程控制
現場總線式遠程控制是近幾年新發展起來并得到大規模應用的一種遠程控制模式。這種控制模式能夠根據現場需要被監測的機電設備的具體數據通訊接口分別設計不同的現場通訊總線，從而將集散式遠程控制和分布式遠程控制的優勢集于一身。
2 基于工業以太網的遠程機電控制接入技術探討
2.1 面向工業以太網的網絡接入技術
目前機電設備接入工業以太網有以下幾種技術模式。
（1）通過傳感儀表接入。
機電設備的自動化控制，離不開傳感監測，因此很多機電控制系統都是通過傳感儀表實現狀態監測和數據的采集傳輸，利用傳感儀表的輸出接口，為其配置合適的網絡接入接口，從而實現將機電設備的狀態參數接入工業以太網。
（2）通過數據采集板卡接入。
在一些機電設備的自動化控制系統中，出于數據管理的需求，也會采用數據采集板卡的方式將機電設備接入以太網網絡。將傳感儀表所采集到的數據統一傳輸至數據采集板卡，由數據采集板卡的輸出接口，根據工業以太網的傳輸規范，為其配置合適的網絡通訊接口，例如普通的TCP/IP協議接口，串口轉以太網接口，Modbus-TCP協議接口等等，實現工業以太網對機電設備的網絡遠程化控制。
（3）通過以太網接口模塊接入。
有的機電設備，其數據通訊接口不是標準接口，這個時候就需要為其配置專用的以太網接口模塊，而這種以太網接口模塊并不是標準件，需要針對不同的機電設備的具體接口類型做有針對性的開發設計。但是不管用哪種類型的以太網接口模塊，模塊內部的以太網電路都是一樣的，目前基本上都是采用RTL8019AS以太網通信控制器實現的，再配合雙絞線驅動器和標準的以太網RJ45接口，從而完成由非標準的機電設備接口到標準的以太網通信接口的轉換，實現工業以太網對機電設備的遠程化控制。
2.2 實際應用中需要注意的問題
（1）網絡遲延問題。
工業以太網由于采用的是偵聽發送的機制，因此在進行數據交換傳輸的時候，會不可避免的產生延時的問題，而對于遠程機電控制系統而言，控制的實時性要求非常嚴格，有的機電設備其控制指令甚至要求必須在千分之一秒內完成，因此這就對工業以太網的實時性提出了挑戰。而事實上，工業以太網在實際應用中，也確實暴露出了遲延問題。為此，對于一些實時性要求較高的機電控制系統，必須采用合適的控制策略，比如VPN技術、流量管理策略等等，以提高工業以太網在機電設備自動化控制中的實時性。
（2）數據丟包問題。
由于工業以太網的遲延問題，所以數據丟包問題就不可避免，這也就造成了工業以太網的可靠性問題。對于此，必須要引入網絡數據監管機制，對數據丟包率進行嚴格控制，尤其是對有可能會引發大規模數據丟包的網絡載體和流量載體，必須單獨構建傳輸網絡，以提高工業以太網在機電設備自動化控制中的可靠性。
3 結語
基于工業以太網實現的遠程無人值守自動化控制模式目前已經得到了大規模應用，盡管工業以太網在數據通訊的實時性方面有待突破，但是就目前的技術應用而言，工業以太網應用于工礦自動化控制是完全可行可靠的。本論文在對比分析了目前幾種主流的遠程控制技術的基礎上，重點探討了基于工業以太網實現的遠程機電控制中的網絡接入技術，詳細探討了接口技術在實際中的應用，對于進一步提高機電自動化控制的遠程化、網絡化、信息化水平具有很好的指導借鑒意義。當然，要實現將工業以太網完全取代現有的現場總線技術還有很長的一段路要走，其中需要攻克很多技術難關，這有待于廣大網絡通信技術人員的共同努力，才能夠最終實現工業以太網在工礦自動化控制領域的大規模應用。
參考文獻
[1] 顏建軍，宋執環，韓波.基于嵌入式Internet的遠程監控系統設計[J].機電工程，2003，20（5）：55-57.
關鍵詞：課程建設；精品課程；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）21-0014-02
河南理工大學（以下簡稱“我校”）的“自動控制系統”課程經過30多年的教學改革和發展，取得了突出成果，于2008年評為國家級精品課程。近幾年來，本課程教學組在整合原有資源的基礎上，在師資建設、教學手段、實踐環節、考試方式等方面進行了改革和實踐，進一步加強精品課程建設，獲得了課程教師和學習該課程的學生的肯定和一致好評。
一、課程教材建設
教材的選取和教材建設是決定教學質量的關鍵因素之一，它直接影響著教學內容與學生知識結構的合理性與科學性。[1]
我校“自動控制系統”課程始于1972年，是國內較早開設該課程的高校之一。在教材的建設上共進行了6次修編和選取。隨著電力電子技術、計算機技術的發展，交流電力拖動控制技術取得了突破性進展，一些先進的控制理論和方法在交流電力拖動系統中得以實現。從1996年起為適應國家教育部“面向21世紀教學內容和課程體系改革計劃”的要求，將課程內容進行拓展，并結合我校與煤礦結合緊密的特點，增加交流調速控制學時，引入VC、DTC等先進控制策略的相關知識，以適應自動化專業人才培養的需要。2004年，根據我校特點的需要，再次對以往使用教材進行了修編，出版了“十五”國家級規劃教材“自動控制系統”。根據課程發展的需要，今年再次對教材進行修訂，進一步增加了交流調速內容在課程中的比重和課時。
二、教學方法建設
“自動控制系統”具有綜合性強的特點，這門課程涉及的領域廣泛，是電機學、電力拖動自動控制原理、微型計算機控制技術以及電力電子技術等多門課程的綜合和升華，也是與工程實際接合非常緊密的一門專業課程。[2]在講授課程的過程中，主要從以下幾個方面著手：
1.培養學生的學習興趣
“自動控制系統”課程是一門綜合性和實踐性很強的課程，培養學生對該課程的學習興趣尤為重要。課程教學中始終貫穿課程內容的實用性是激發學生學習興趣的關鍵所在。例如在課程開始就給學生先舉一些很有吸引力的、多個領域的交直流調速系統應用實例，例如電力機車的啟動、調速、停止過程和龍門刨床切削工件的過程，讓學生直觀形象地了解到本門課程在實際中的具體應用及重要地位，增加學生對電機調速系統的感性認識，通過這些例子用“調速”兩個字來概括本課程的學習內容，讓學生了解本課程的學習目的。然后從19世紀開始談交直流的發展歷史，比較交直流調速的優缺點進而讓學生認識到交直流調速的發展趨勢，使學生對本課程有一個宏觀概念上的了解，清楚本課程的重要性，培養學生對本課程的學習興趣。
2.鼓勵學生自學、主講，調動學生學習的積極性
課堂教學過程中，對于較難的章節可以以教師主講形式進行，在本節課結束后，把本節課講到的調速系統的缺點總結出來，提到下節課的調速方式可以解決存在的問題，讓學生在課前自學，預先提醒下節課可以由學生來講。在下節課時請學生來主講，根據學生的理解，針對關鍵問題，回顧所學內容，對學習過的內容進行敘述，交流自己掌握的知識及學習體會。教師在聽取學生講課和回答問題的過程中，可以摸清學生對知識點的理解和掌握程度，對其中的錯誤概念和理解及時給予指導、糾正。在課程內容的講授中，以控制方法作為主線，貫穿課程始終。按提出問題、分析問題、解決問題的方式，循序漸進、由淺入深地組織研討型教學，充分調動學生的學習積極性。
3.精心選擇教學內容，適當補充新的知識點
教學過程中應根據本課程的特點，使教學內容與該領域的先進技術同步，激發學生的學習興趣。隨著電力電子技術與自動控制技術的進步，應逐步增加交流調速的教學內容，減少直流調速的內容。其次，由于自動控制系統課程的講授內容較多，要根據不同專業分配的課時合理選擇講授的內容，處理好教學內容和教學專業、教學課時之間的矛盾，做到由簡入繁，重點突出。
另外還可以適當引入和教材理論相關的生產實踐的例子。例如在交流調速部分很多教材只介紹變頻器的算法，很少提及變頻器的應用。作為以培養應用型人才為目標的本科院校，應在教學過程中適當介紹幾種當前比較先進的變頻器的參數設置和使用場合，如ABB、SIEMENS等的應用實例，有利于培養學生的解決實際問題能力。
4.適當使用多媒體教學
改革傳統的“黑板+粉筆”的教學方式，引入多媒體教學是目前在高校教學中普遍采用的一種教學手段。[3]但是過多地使用多媒體教學會限制學生的想象力，不利于學生創造性思維的發展，也缺少教學過程中的靈活性和同步性，同時也不利于教師主導課堂教學。[4]因此在自動控制系統的教學過程中，教師首先要合理規劃好哪些章節使用多媒體課件教學，對于使用多媒體教學的章節一定要按照自己的思路對課件進行整理或自己制作課件。
一般來講對于內容枯燥而要提高學生學習興趣或圖形較多的章節內容可以用多媒體教學，比如緒論、電樞可逆有環流調速系統制動過程分析等章節推薦使用多媒體講解，使用多媒體講解時也可以加上適當的板書。對常規內容、公式原理的推導等用板書完全可以滿足教學要求。
5.加強實踐環節教學
通過實踐或實驗環節可以加強學生對課本所學內容的理解。教學過程中注重課堂教學與課外創新實踐活動相結合，在課堂上鼓勵學生積極思考、提問和回答問題；在實驗課將理論驗證與綜合設計、自主創新結合起來，給學生更多發揮個人創造力的機會；在課外積極鼓勵、指導學生參加學校“大學生科技創新基地”的科技活動，通過此類活動反過來促進課堂教學，學生的創新實踐能力得到加強。鼓勵學生參加一些自動控制系統設計開發類的比賽和項目。近幾年，我校學生參加飛思卡爾汽車大賽的熱情不斷高漲，在全國大賽上也取得了較好的名次。學有余力的同學也參加了自動化研究所教師承擔的一些科研項目，在實踐中得到了鍛煉。
6.引入MATLAB進行輔助教學
利用MATLAB仿真工具設計自動控制輔助教學軟件，通過Simulink生動再現了系統的動態響應過程，化解難點，同時增強學生探究式學習的興趣。MATLAB軟件可以搭建虛擬系統，實現系統的仿真任務，把這個軟件引入到教學活動中，已經被越來越多的老師所采用。例如在講授轉速、電流雙閉環直流調速系統的動態特性分析時，在MATLAB/SIMULINK環境下根據具體的系統參數設計該雙閉環調速系統，仿真觀察其動態特性，改變各調節器參數，由虛擬示波器得到不同的曲線，分析仿真結果，使學生直觀地認識到所研究的雙閉環系統的特點。在課程設計過程中，可以鼓勵學生使用MATLAB軟件對設計的系統進行仿真驗證，克服了傳統教學中枯燥、抽象、難以理解等弊端，達到良好的教學效果。
7.作業和考試方式上的改革
靈活布置和批改作業，提高教學效果。在課程教學中，根據重點、難點內容并結合實際調速系統發展現狀與趨勢，適當布置一些具有實踐性、挑戰性的作業，以啟迪學生的創新思維能力，進一步拓展知識、開闊思路。此外，還布置學生撰寫科技論文，培養學生查閱文獻、分析歸納資料、書寫論文、進行初步科學研究的意識和能力。
靈活運用多種考核形式，綜合評定課程學習成績。考試形式有：以考試為主，在課程網站上公布考試題目的類型，正確引導學生的復習方法和內容，強調考查學生運用知識分析問題，綜合解決問題的能力，變單純考核記憶能力的考試方式為重能力、求創新的考試方式。考試題目上有30分左右的英文題目，要求學生用英語作答，加強本課程的雙語教學力度。對學生實驗、課堂發言與科技論文寫作考慮權重加權求和，給出課程的綜合評價。
三、課程教學的預備和輔助工作建設
加強課程教學的師資隊伍、網絡教學環境和實踐性教學準備工作屬于課程教學的預備和輔助工作建設，為課程教學提供強有力的保障。
1.課程教學團隊的建設
自動控制系統課程的一個特點是實踐性強。任課教師的科研與工程實踐方面的經驗與能力對教學過程和教學效果的影響至關重要。由于課程的內容大量涉及到工程實際，而大多數新教師的學習經歷都是從學校到學校，沒有現場實際工作經驗，缺少實際系統設計、安裝調試經驗，理論教學和實際脫節，對課程內容的理解深度受到限制，從而影響實際的教學效果。[5]近幾年，課題組加強對教師的實踐能力培養，提高教師自身的科研素質，提高對新技術的敏感性。具體的做法有：選擇合適的工礦企業，派教師到這些單位參與生產和產品研發，掌握實際中應用的最先進技術，提高教師的工程實踐能力和科研能力；鼓勵新教師申請、主持或參與橫向項目；聘請在工礦企業有工作經歷的具有豐富實踐經驗的高級職稱人員兼職教師進行授課，指導學生進行工程實踐。通過教學團隊建設，教師互通有無，帶動整個教學團隊的教學、科研、工程實踐能力的提高。
2.網絡教學環境建設
為適應教學網絡化和信息化的發展趨勢，先后投入大量資金和人力，依托國家級、省級精品課程建設及重點學科建設，建設了“自動控制系統”精品課程教學網站。在網站原有內容的基礎上，不斷吸納校內、校外以及國外專家、同行、學生在利用精品課程資源學習過程中提出的意見和建議，來優化精品課程建設方案，從而調整和補充精品課程的教學內容，促進精品課程建設者與使用者的互動。[6]目前正在以虛擬仿真實驗、遠程監控和直流控制電路板制作三個實踐性環節作為整個教學系統實踐部分的核心開發網上遠程實驗系統平臺，為學生進行綜合實驗提供了良好的網絡學習環境。
3.實踐性教學環境建設
自動控制系統的另一個特點是通用性強。課程內容不是專門針對某一種專門控制系統的工程技術，而是適用于很多控制系統和裝置。以國家級實驗教學示范中心“電工電子實驗中心”和電力電子與自動控制系統實驗中心作為依托，構建了“自動控制系統”實驗教學新體系，建立了“立體化”實踐教學模式；形成了“主導、自主、開放、創新”的實驗教學理念；建成了能夠進行“驗證、設計、研究、創新等實驗以及學生競賽、科研活動等一條龍”的實踐教學平臺。自行研制設計開發了多功能調試平臺、微控制器開發系統、機器人控制、三級倒立擺等實驗教學設備，為培養學生的理論聯系實際和系統綜合設計能力創造了良好的條件。我校國家級電工電子教學示范中心和電力電子與自動控制系統實驗室是開放實驗室，全天候開放，為“自動控制系統”課程相關實驗的開設提供了充分的保障。
在實踐教學方面，根據實際科研中的經驗，把大型項目分解成若干個子項目，給學生創設具有思考性、創新性的問題，培養學生的創新思維、創新意識，做到以科研促教學；在日常的教學活動中，注重把新技術、新成果引入課堂教學，鼓勵優秀的學生參加教師的科研項目，使教學和科研有機地結合起來，激發學生科學研究的意識，培養學生的創新意識和創新能力。
四、結語
根據自動控制系統課程的特點，結合本校培養人才社會服務對象的實際，自動控制系統精品課程課題組進行教學內容的精練、教學手段的豐富和教學實踐的完善，從學科特色、教學理念、教學內容及教學方式等方面入手，充分利用多媒體及網絡技術的普及性及便利性，加強了精品課程建設。在本精品課程的示范和激勵下，電氣工程及其自動化專業的主干課程“供電技術”在2010年成果申報為國家級精品課程，自動化專業的主干課程“電力電子技術”“自動控制原理”課程也相繼建設成為了省校級精品課程，[7]從而推動了自動化和電氣工程及其自動化專業及學科的整個課程體系的發展，提高了電氣工程與自動化學院各個專業的教育教學的質量，為高校培養高質量、高素質人才提供了強有力的保障。
參考文獻：
[1]許玉格，羅飛.《運動控制系統》精品課程建設與雙語教學的探討[J].教育理論與實踐2007，（27）：123-124.
[2]周香珍.《運動控制系統》課程教學改革探索[J].中國科技信息，
2011，（23）：191.
[3]高林，韓寧.運動控制系統課程多環節教學模式的探討[J].中國現代教育裝備2008，（65）：78-79.
[4]王升杰.多媒體運用在課堂教學中的利弊之我見[J].教育科學，
2011，（9）：141.
[5]盧秉娟.運動控制系統課程教學突出工程實際應用性研究[J].洛陽理工學院學報（自然科學版），2011，（21）：88-90.
[6]隋玉敏，王秀英.高校精品課程建設中存在的問題及對策[J].教育探索，2011，（10）：32-33.
論文摘要 煤礦膠帶輸送機控制運行系統種類繁多。采用可靠穩定的控制系統，提高皮帶運轉效率，在煤礦安全生產中具有重要意義。本文討論應用PLC控制系統來提高皮帶運輸系統的安全性和可靠性。
1 概述
現在的膠帶輸送機系統多數采用單片機控制，運行穩定性不高，智能化不強，尤其是綜合保護裝置穩定性差，各種保護傳感器故障發生頻繁，而且主機控制模塊化，插件易損壞，更換頻率高。由于采用模塊化設計，小部分模塊壞時，企業往往就要更換整個大模塊，從而造成資源浪費，加大了煤礦生產成本投入。而采用PLC可編程控制程序的綜合保護裝置，它能夠為自動化控制應用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當前工業企業對自動化的需要。它的主要優點包括：
1.1可靠性高，抗干擾能力強
高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC控制系統由于采用現代大規模集成電路技術，內部電路具有先進的抗干擾技術，為使無故障工作時間更長，采用可編程二重容錯處理技術。此外，PLC控制系統帶有硬件故障自我檢測功能，出現故障時可及時發出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。
1.2配套齊全，功能完善，適用性強
PLC發展到今天，可以用于各種規模的工業控制場合。隨著PLC的不斷發展， PLC在位置控制、溫度控制、CNC等各種工業控制中的技術應用已相當成熟。
1.3易學易用，維護方便
PLC作為通用工業控制計算機，是面向工礦企業的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。
1.4經濟合算
盡管使用PLC首次投資要大些，但它的體積小、所占空間小，輔助設施的投入少；工作可靠，停工損失少；維修簡單，維修費少；還可再次使用以及能帶來附加價值等等，從中可得更大的回報。
通過以上分析，采用PLC控制系統，能大大改善膠帶輸送機運行穩定差，設備易損害，成本投入高等缺點。它在綜合保護裝置技術中的應用十分廣泛，可行性強。
2 PLC控制程序在膠帶輸送機綜合保護裝置的應用
膠帶輸送機綜合保護裝置主要包括主機、防滑保護、堆煤保護和防跑偏保護、溫度保護、煙霧保護和自動灑水裝置，以及沿線緊停開關和全巷道語音報警信號等，現就PLC可編程控制系統在綜合保護裝置中的應用做如下介紹：
2.1主機
主機可采用PLC多重處理器，并行處理技術，多重抗干擾技術，軟件采用模塊化設計。使配置應用靈活，便于擴展維護，易于編程，可實時顯示工作狀態及故障性質，同時選用可靠性高的連接器件，使其布局合理、體積小、重量輕，本安電路經防潮防水處理，避免出現受潮。同時設計啟動預告、啟動、停止、緊急停車、聯鎖等功能的開關量輸出。包括煙霧保護、溫度保護、超溫灑水等。
針對膠帶輸送機的頻繁啟動，輸送帶容易出現斷帶、撕帶事故的弊端，設計膠帶點動啟動系統。同時可設有實驗、集控、工作3種操作方式。可根據生產，維修需要任意轉換，并可實時監測各種傳感器狀況及沿線緊停開關信號。
1）在實驗操作方式下，可以對任意一種傳感器進行實驗，并確認是否完好運轉正常；
2）在集控操作方式下，可以對某種故障傳感器進行解除和投入。因某種傳感器突然故障或其他原因等，仍使系統繼續運轉；
3）在工作操作方式下，可以根據點動啟動方式，先讓輸送帶得到緩沖，然后第二次按啟動按鈕使輸送機正常運轉，既減輕了膠帶撕帶接頭的緩沖壓力，避免了膠帶斷帶撕帶現象，有效地遏止了事故的發生。
2.2煙霧傳感器
采用專用煙霧集成電路，傳感器輸出與煙霧信號成正比的電壓信號，經電壓比較器及數字電路處理輸出煙霧超限報警信號。特別適合于礦井防火灑水，起到高溫報警的作用。
2.3速度傳感器
速度傳感器具有發光管和光電接收管，通過接收滾筒上的磁脈沖，通過在標準時間內計數脈沖次數得到輪的轉速，從而得到軸轉速。實現檢測低速打滑、斷帶和超速保護。穩定性、抗干擾能力強。
2.4防跑偏裝置
可由接線箱和傳動桿兩部分組成，導桿采用高速軸承接觸與皮帶同步運動，減少了皮帶磨損，選用行程開關，傳動導臂大于設定時停機。
2.5堆煤傳感器
采用萬向推桿方式，當皮帶煤倉、煤流超限時，煤流推動導桿大于設定角度時，延時0s~4s主機動作，皮帶停機。
2.6溫度傳感器
采用專用溫度集成電路和高精度轉換器、V/V轉換、電壓比較器、報警器及輸出電路。具有精度高，免校準，工作穩定可靠，設定容易等優點。
2.7急停開關
作為沿線維修及系統異常事故的安全鎖定，復位后方可開機。可采用行程開關設計。輸送機巷道每個緊停開關用拉繩進行連接，信號接入帶式輸送機控制開關，實現在輸送機巷道內任何一點都能緊急停車的功能。
2.8語音信號器
語音報警信號裝置集信號傳遞、發光顯示、通話為一體。通過電壓放大器與輸送機綜合保護裝置主機相連接。在全巷道內安設多個該裝置，并通過電纜串聯連接，從而在全巷道內實現了報警功能。當輸送帶要啟動時，它與膠帶綜合保護裝置主機啟動信號同步響起，在全巷道內發出啟動預警信號，提醒周圍職工遠離輸送帶，確保人員安全。
2.9自動灑水裝置
灑水裝置應安裝在輸送機驅動裝置兩側，其灑水能夠起到對驅動膠帶和驅動滾筒同時灑水降溫滅火的效果。它與溫度保護、煙霧保護裝置的作用是當輸送帶在驅動滾筒上打滑，使輸送帶與驅動滾筒摩擦，驅動滾筒與輸送帶的溫度升高，熱量積聚，產生煙霧時，監測溫度信號、煙霧信號，實現自動停機，并自動灑水，把事故消滅在萌芽狀態。
3 結論
膠帶輸送機保護裝置中PLC可編程程序控制技術的應用，方便實現了整條輸送機的邏輯控制，主要技術參數的在線監測，大大提高了文明生產與科學管理的水平，實現其速度、堆煤、跑偏的自動檢測與溫度、煙霧動作時的自動灑水，可使膠帶輸送機司機心中有數，這對減員增效，降低工作的維修工作量，提高工人素質，改善其工作環境均有一定的現實意義。
（平頂山天安煤業香山礦有限公司，平頂山 467000）
（Pingmei Tianan Xiangshan Mine Co.，Ltd.，Pingdingshan 467000，China）
摘要： 根據礦山實際需要，本文著重討論了安裝井下語音廣播系統的必要性，并對井下語音廣播系統的設計原理、設計目標、結構組成進行了闡述。論文最后對各個系統的功能和特點分類加以解釋說明，并從使用效果上印證了研究成果的可行性。
Abstract： According to the actual needs in mines， this paper focuses on the necessity of installing undergropund voice broadcast system. The design principle， design goal and structure of the system are expounded. Finally， the functions and features of each system are explained by classification， and the feasibility of the research results is confirmed from the use effect.
關鍵詞 ： 語音廣播；應用；煤礦
Key words： voice broadcast；application；coal mine
中圖分類號：TD655.3文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2015）25-0022-02
作者簡介：李博（1981-），男，河南鄧州人，本科，助理工程師，從事機電管理及信息化工作。
0 引言
由于礦山井下生產條件復雜，在遇到突發災害時，不可能每名井下工作人員附近都有固定電話或人手一部移動通訊工具，因而會造成部分地點的部分人員得不到撤離通知，貽誤脫險時機或得不到正確撤離、避險的指揮導致意外情況的發生。香山礦經過多方論證和試驗，采用了工業以太環網傳輸的語音廣播系統，該系統集背景音樂播放、安全教育和災害事故緊急廣播等眾多功能于一身。突發事件發生、需要緊急撤人時，地面調度指揮中心工作人員能迅速通過設該系統指揮現場人員迅速、有序、安全撤離危險區域。同時，在平時，還可利用該系統在井下各地點播放背景音樂、安全注意事項等，使之又可成為企業有效的宣傳工具。
1 實施方案
1.1 設計目的
本方案根據礦井下巷道和采掘工作面分布情況，將其劃分為多個區域，通過設計系統之間的相互連接，實現井下各個硐室、架空乘人裝置、皮帶運輸人行巷、采區軌道、掘進頭、工作面的語音全覆蓋和信息的及時傳遞。
①在緊急情況下，通過全礦井語音廣播系統實現最短時間內的實時播放，使相關區域的工作人員能夠根據語音廣播內容，及時采取必要措施，確保安全生產和人員安全。
②在正常的生產生活時，通過井下井上對講通訊，實現信息連接。
③實現與現有的自動化控制系統聯動機制，例如：與瓦斯報警系統、人員定位系統實現信息聯動傳送后，傳遞效果更好、作用更明顯。
④實現播放工作區域的打點語音提示信息。采用語音提示后，傳播聲音更大、更持續，容易起到提神、警醒的作用，從而為安全生產的順利進行提供有效保障。
⑤實現對工人正常的安全教育知識的學習。通過井下語音提示系統，將一些有關煤礦安全生產的業務知識、注意事項等進行巡回播放，使井下職工能夠在現場接受教育培訓。
1.2 廣播組成部分
地面部分基本設備有：IBM音頻服務，市話接入主機，電話軟交換機， 3002網絡主機等。
井下部分基本設備有：礦用隔爆兼本安型廣播通信主站4臺，礦用隔爆兼本安型主音箱12臺，礦用本安型副音箱10臺，礦用隔爆兼本安型直流穩壓電源（副音箱電源）12臺，井下防爆電話10部。
1.3 傳輸方式
井下語音廣播系統是一套由地面調度室對井下直接傳輸音頻信號的實時語音工具，基于香山礦井下工業以太環網傳輸，可以實現調度室對各分區緊急呼叫，與井下音箱進行對話，并可根據系統分配的權限對其權限內的任意一分區或一編組分區進行電話廣播。現安裝于各水平大巷及主要軌道下山石門，車場及人行車候車處，井下分站音箱區域劃分。
1.4 系統拓撲圖
利用工業以太環網傳輸，見圖1。
1.5 系統功能
①自動定時播放：可根據需要編制各信道的定時播放節目單，對播放內容、時間、區域等任意編程控制。計算機根據節目單自動定時播放。
②緊急廣播：煤礦井下遇到緊急情況時，地面調度中心可對井下所有音箱進行緊急廣播，最短時間內通知最多的人員，快速疏散人群，避免人員傷亡和財產損失；對救災工作起到輔助作用。
③分區廣播：可以實現多個區域的獨立控制和任意組合，井下不同區域的音箱可以在同一時間內播放不同的內容。
④電話調度：可以對井下音箱進行講話，并可根據系統分配的權限對其權限內的任意一分區或一編組分區進行電話廣播，隨時隨地可以傳達各科室會議指示通知和緊急避險通知。井下任意一部電話均可以實現和井下其他電話的雙向通話功能，井下任意一部電話和調度室電話都可以對井下的音箱進行講話，點對點、分組、分區、全區都可以實現調度講話。
⑤系統聯動：本系統可與瓦斯報警監控、市話網絡聯動。瓦斯報警主機接收到信號后，服務器自動對相應區域音箱播放預置的音頻報警信號；給市話接入主機分配一個電話號碼，可自動接聽外電，通過授權對整個系統進行廣播。
⑥一鍵實施：軟件編程，預置報警信號，緊急情況時可以一鍵實施預置的報警信號。例如：按1鍵是瓦斯報警，按2鍵是火警預案，按3鍵是水災預案等。
⑦ 軟件功能強大：軟件可實現在線監測井下音箱的工作狀態；調節音箱音量；對廣播內容錄音；監聽廣播內容；更改音箱信息等一系列功能。
⑧遠程系統管理：調度室可以對每個分區進行緊急喊話，本系統是基于煤礦井下工業環網傳輸的，調度中心可以通過HX-3002呼叫調度主機對井下音箱進行講話，系統實現真正意義上的無人職守，能夠通過系統軟件實現對整個系統設備進行遠程管理與監控。
⑨擴展覆蓋區域：采用光轉網主音箱將需要覆蓋的范圍擴展。光纜的帶載區域不受限制，能夠滿足廣范圍和長距離的鋪設。
⑩系統兼容性強：系統能夠調度通信系統兼容，也可以單獨作為另外一套通信系統使用。具體實施方式為主站通過外掛電話實現。
?輥?輯?訛硬件設備：音箱單獨具有百兆網絡板，有四個百兆光口與兩個百兆電口，網絡具有跨路由跨網段功能。能夠連續提供兩個小時的備用電源。音箱本身含有四個喇叭，音質細膩，揚聲器本身具有防水功能。
?輥?輰?訛在線檢測功能：可以實施檢測每臺主站，在軟件操作界面可以直觀的體現出主站的IP地址、工作狀態、工作內容等，提升了系統的可檢測性。
?輥?輱?訛供電穩定性：系統具有斷電自保功能一旦發生斷電，備用電池要保證供電工作2小時以上。
2 應用場合
香山煤礦廣播通信系統基于礦井工業以太網，通過綜合自動化網絡平臺傳輸，做到語音、視頻、數據三網合一，語音、視頻、數據聯動，為井下工人提供音樂與安全知識教育以及緊急情況下的安全疏散撤離通知，提高職工的安全生產意識，豐富職工的文化生活。最主要是在礦井安全出現緊急情況下，可以在調度指揮中心，通過廣播系統向井下覆蓋地點下達安全指令，從而有效的指導人員的安全撤離。
3 結論
香山礦自2013年建成井下語音廣播系統以來，取得了良好效果。該系統在結合傳統調度通信系統及現有工作面、皮帶沿線擴播話機通訊系統的基礎上，采用太環網傳輸方式，實現了對井下電話網的有效管理和通信。平時，還可以在指定區域播放安全規章、安全措施、注意事項等，增強職工安全意識，實現了井下廣播全覆蓋。該系統的安裝運行，受到職工的普遍好評，其不僅在音樂播放、語音宣傳、溫馨提示等方面給人以貼心、舒心的良好體驗，而且即使在井下遭遇突發性事件時，也可以用最簡捷、最快速的途徑通知井下作業人員，以便采取緊急疏散或相應安全措施，并實施及時有效的應急救援，為井下作業人員在突況下安全撤離和緊急避險創造了更好條件，使井下工作變得更加安心與放心。
參考文獻：
[1]《國家安全監管總局關于印發金屬非金屬礦山安全避險“六大系統”安裝使用和監督檢查暫行規定的通知》，安監總管-[2010]168號.
摘要：在我國煤礦企業礦井建設不斷發展的大背景下，煤礦的生產機械化水平以及各類機電裝備的自動化程度也取得了大幅度的提升，在井下膠帶輸送機中，比較典型的就是鋼絲繩芯帶式輸送機。與此同時，在許多煤礦企業，鋼絲繩芯高強度帶式輸送機的應用非常廣泛，所以，高強度帶式輸送機的啟動特性引起了煤礦企業以及許多專家和學者的重視，啟動特性的好壞，會使鋼絲繩芯高強膠帶的強度等級和使用壽命受到直接的影響。而CST（可控傳輸系統）具備非常良好的啟動特性，有利于節約煤礦企業的成本，有利于節省煤礦企業后期的維護費用，有利于延長設備的使用壽命，但是，在實際應用的過程中，故障的發生也是不可避免的。基于此，本文探索了CST在井下膠帶輸送機中的應用與故障處理。
關鍵詞：CST；井下膠帶輸送機；應用；故障處理
一、CST控制系統的概述
CST控制系統就是可控啟動傳輸裝置，其英文全稱為Controlled Start Transmission，通過CST在井下膠帶輸送機中的應用，可以對于膠帶輸送機的輸出軸的轉速和扭矩進行有效地控制，能夠使膠帶機的啟動變得非常平穩、運行也會變得非常安全、停機也會更加方便可靠。CST控制系統的組成部分包括：油冷卻系統、齒輪減速系統（含多片濕式離合器）、PLC（可編程邏輯控制器，Programmable Logic Controller）控制的液壓控制系統。
二、CST在井下膠帶輸送機中的應用
在現階段，我國煤礦企業所采用的CST的膠帶機，其控制系統可以使用天津貝克公司的集中控制系統，通過這種CST控制系統在井下膠帶輸送機中的應用，能夠實現現場編程。在CST應用的過程中，配備了真空磁力啟動器或者是高低壓控制柜、執行器、保護傳感器、信號聯絡和語音通信裝置，從而能夠具備控制、保護、通信、信號傳輸等等一系列的作用，具備非常強大的功能，對于井下膠帶輸送機能夠起到非常良好的控制作用。
三、CST在井下膠帶輸送機中的應用的故障處理
（一）膠帶打滑
通常情況下，膠帶打滑這種故障的發生是由于下面兩個方面的因素所造成的：第一，膠帶松弛，沒有張緊到位，在這種情況下，應該利用電機絞車張緊車或液壓張緊車，改變張緊車的行程，從而能夠加大張緊力，如果張緊行程比較短，那么，應該剪掉一段膠帶，然后重新硫化或釘扣；第二，膠帶打滑也可能是由于膠帶嚴重過載，這就必須對膠帶進行人工卸載物料，減小膠帶的負載。
（二）上、下運膠帶輸送機的斷帶
在膠帶嚴重過載時，膠帶就會疲勞嚴重或者在卡口損壞，從而出現斷帶事故。在這種情況下，可以在膠帶上坡段安裝自動抓帶裝置，在進行斷帶的處理的過程中能夠通過電機張緊車來牽引斷帶，在斷口處重新硫化或釘扣。
（三）膠帶發生撕帶事故，膠帶使用壽命縮短
膠帶的使用壽命是和膠帶的質量存在著非常密切的聯系的。CST在井下膠帶輸送機中的應用的過程中，必須確保清掃器的安全可靠，并且保證回程膠帶上沒有物料，只有這樣，才能夠真正避免膠帶在運行的過程中被物料割壞的問題的發生，避免膠帶發生撕帶事故，延長膠帶的使用壽命。
（四）膠帶產生異常噪音
CST在井下膠帶輸送機中的應用的過程中，膠帶機在非正常運轉的情況下會產生異常的噪音，按照噪音的具體情況可以對于故障進行有效的處理。
第一，張緊滾筒、驅動滾筒、卸載滾筒、改向滾筒、機尾滾筒的異常噪音。在滾筒正常運轉的情況下，噪音是比較小的，對滾筒軸承座進行聽診，可以聽到莎莎的轉速聲，而在出現異常噪音的情況下，可以在軸承座處聽到咯咯的響聲，與此同時，軸承端蓋溫度也會大幅度提升，這種情況下，必須及時將軸承換掉。
第二，托輥嚴重偏心時的噪音。CST在井下膠帶輸送機中的應用的過程中，如果發現托輥出現異常噪音，而且會伴隨著周期性的振動。那么，在這種情況下，必須及時將托輥換掉。
第三，聯軸器或平對輪兩軸不同心時的噪音。CST在井下膠帶輸送機中的應用的過程中，如果發現驅動部位出現異常噪音，而且會伴隨著周期性的振動。那么，可以判斷出現異常噪音的原因為以下兩種可能：一種可能是在驅動裝置的高速端，電機與減速機之間的聯軸器、平對輪或帶制動輪的聯軸器處出現的異常噪音，在這種情況下，必須立即改變電機減速機的位置，從而防止減速機輸入軸斷裂；另外一種可能是在減速機與驅動滾筒之間的聯軸器出現的異常噪音，在這種情況下，必須立即對減速機、驅動滾筒的半聯器進行徑向跳動測量，如果跳動值大于0.10 毫米，那么，就必須立即拆開半聯器，同時清洗張套，將灰塵等異物除掉。
四、結束語
通過對于CST在井下膠帶輸送機中的應用與故障處理的探索，發現CST在井下膠帶輸送機中的應用可以大幅度改善膠帶機的技術性能，使膠帶機使用壽命變長，維護費用減少，從而取得非常巨大的經濟利潤。因此，對于煤礦大量使用的鋼絲繩芯帶式輸送機，實現CST在井下膠帶輸送機中的應用是非常科學可行的，有利于實現礦井的技術進步。在今后的運轉中，還需要對于CST在井下膠帶輸送機中的應用的故障處理進行進一步的研究，改進CST的油冷卻系統等裝置，達到減小噪音污染、降低故障發生的可能性的目的。
參考文獻：
[1] 徐京, 王建風, 張樹棟. 基于CST系統控制的帶式輸送機在煤礦中的應用[J]. 科技信息, 2009,(23)
[2] 文赫巖,靳仁昌,李錦澤,劉春霞. CST軟驅動在長距離帶式輸送機中的應用[J]. 水力采煤與管道運輸, 2007,(02) .
[3] 沈印,劉振杰,彭建國,梁雄. CST在帶式輸送機的應用與故障處理[J]. 機電技術, 2010,(01) .
[4] 胡樹偉. 帶式輸送機CST系統在現代化礦井中的應用[A]. 煤炭開采新理論與新技術——中國煤炭學會開采專業委員會2007年學術年會論文集[C], 2007 .
[5] 印麗娜,董克娜,姜峰,王志剛. CST可控傳輸系統在大運量膠帶輸送機上的應用[J]. 礦業工程, 2009,(05) .
關鍵詞 高速鐵路電力供電系統
Abstract electric traction is a new type of rail transport traction power form. In the trunk railway, has a wide range of railway transportation and mining transport. Electric traction electrical energy is used as traction power, converting electrical energy into mechanical energy, drive train, EMUs and rail vehicles are a form of transport rail transport operation.
Keywords high speed railway power supply system.
中圖分類號：U224 文獻標識碼：A
一、電力牽引供電系統的概述
（一）電力牽引供電系統
電力牽引供電系統，是指電氣化鐵路中由牽引變電所和接觸網組成的向電力機車供給牽引用電能的系統。牽引變電所將電力系統通過高壓輸電線送來的電能加以降壓和變流后輸送給接觸網，以供給沿線路行駛的電力機車。有些國家電氣化鐵路有時由專用發電廠供電。
電力牽引供電系統按照向電力機車提供的電流性質分為直流制和交流制，交流制又分工頻單相交流制和低頻單相交流制。我國電氣化鐵路采用工頻單相交流制電力牽引，直流制電力牽引僅用于城市軌道交通運輸系統和工礦運輸系統。各種電流制的電力牽引供電系統的設備有很大的差別。
工頻交流單相電力牽引供電系統主要有牽引變電所和牽引網組成，牽引網實行單相供電，由饋電線、接觸網、軌道電路及回流線等組成。為了使電能有效、可靠地供給電力機車、開閉所等。我國規定牽引網額定電壓為25kv，額定平率為50Hz。牽引供電構成的回路是：牽引變電所——饋電線——接觸網——電力機車——鋼軌和大地——回流線——牽引變電所。
（二）電力牽引特點
1、電力牽引機車本身不帶燃料，可使用二次能源，為非自給式牽引動力，并由大容量電力系統供電，連接全國電網，能源有保證。
2、機車或動車組總功率大，具有啟動和加速快、過載能力強，運輸能力大等特點，能滿足各種現代交通運輸隊快速、大運輸能力的需要。
3、不造成空氣和環境（噪聲）污染，改善勞動條件。
4、電力牽引的總效率高，節約能源。我過的鐵路機車牽引經歷了蒸汽機車、內燃機和電力機車的發展階段。
5、安全性高。隨著信息技術、微電子技術的廣泛應用，電力機車可實現實時檢測故障、自動駕駛、遙測及遙控，電力牽引系統易于實現全面自動化和信息化，從而大力提高勞動生產效率和經濟效益。
6、有利于鐵路沿線實現電氣化，促進工農業發展。
二、接觸網供電概述
（一）接觸網供電
從牽引供電回路可知，接觸網受到牽引供電系統的影響。接觸網是在電器化鐵道中，沿鋼軌上空“之”字形架設的，供受電弓取流的高壓輸電線。接觸網是鐵路電氣化工程的主構架，是沿鐵路線上空架設的向電力機車供電的特殊形式的輸電線路。
接觸網主要由以下內容組成：①基礎構件，如水泥支柱、鋼柱及支撐這些結構物的基礎；②基礎安裝結構件，這項內容的作用主要是連接接觸網導線和基礎構件；③接觸網導線，這部分作用就是傳輸電流給電力機車；④其他輔助構件，包括回流線、附加懸掛等。接觸網、鋼軌與大地、回流線統稱為牽引網。
接觸網的電壓等級：工頻但相交流制度:25KV。
接觸網主要通過單邊供電、雙邊供電、越區供電及并聯供電四種方式。
（二）優化接觸網
接觸網擔負著把從牽引變電所獲得的電能直接輸送給店里機車使用的重要任務。因此接觸網的質量和工作狀態講直接影響著電氣化鐵道的運輸能力。為了減少接觸網的弊端，我們主要通過；接觸網的控制；供電方式的調整；防干擾設施來優化接觸網。
1、接觸網的控制
由于接觸網是露天設置，沒有備用，線路上的負荷又是隨著電力機車的運行而沿接觸線移動和變化的，對接觸網提出以下要求：①在高速運行和惡劣的氣候條件下，能保證電力機車的正常取流，要求接觸網在機械結構上具有穩定性和足夠的彈性。②接觸網設備及零件要有互換性，應具有足夠的耐磨性和抗腐蝕能力并盡量延長設備的使用年限。③要求接觸網對地絕緣好，安全可靠。④設備結構盡量簡單，便于施工，有利于運營及維修。⑤在事故的情況下，便于搶修和迅速恢復送電。⑥盡可能地降低成本，特別要注意節約有色金屬及鋼材。
2、供電方式的選擇
供電方式直流制電氣化鐵路接觸網普遍采用兩邊供電方式，在相鄰的兩個牽引變電所供電的接觸網中間設置分區亭，將接觸網連通。運行中的電力機車由兩邊的牽引變電所同時供電。這種供電方式可降低接觸網中的電能損失，減小接觸網的電壓降，一個牽引變電所停電時，電力機車運行不致中斷。交流制電氣化鐵路則常采用一邊供電方式，接觸網在分區亭處斷開，分區亭只在一邊牽引變電所停電時接通，由另一邊牽引變電所越區供電。
3、防干擾設施的建立
防干擾設施為了減少接觸網電流的電磁感應對沿線通信電路的干擾，在交流制電氣化鐵路鄰近城鎮的區段將接觸網每2～4公里劃成一個吸流分段，設置回流線和吸流變壓器。這時，電力機車的電流沿回流線流回牽引變電所，從而沿軌道和大地流回的電流很少。回流線和接觸網的電流近似相等，方向相反，這就大大減輕了電氣化鐵路對沿線通信電路的干擾。這種方式的缺點是吸流變壓器串接在電路中，加大了接觸網阻抗。日本新建設的工頻單相交流制電氣化鐵路采用了自耦變壓器方式，沿鐵路每10公里左右設置一臺自耦變壓器。自耦變壓器中性點接地，一端接接觸網，另一端接回流線，稱為正饋（電）線。正饋線和接觸網電流大小相等，方向相反，同樣起著減小對通信電路干擾的作用。另一方面，由于接觸網和正饋線之間電壓為二倍接觸網電壓，沿接觸網電壓降便大大減小。
三、牽引供電系統主要供電設備
（一）電氣設備的概述：
一次設備分：開關電器、變換電氣、保護電器、補償電氣、成套裝置和組合電氣。
（二）牽引變壓器
電力變壓器是變電所中最重要的一次設備，其主要功能是變換電壓和傳輸電能，將一次側的電能通過電磁能量轉換的方式傳輸到第二側，同時根據應用的需要將電壓升高或降低，完成電能的輸送和分配。
（三）變壓器分類
1、按相數分：單相變壓器和三相變壓器。
2、按用途分：普通用途分升壓變壓器和降壓變壓器：其他用途分電爐變壓器、電焊
3、變壓器、整流變壓器、掉壓變壓器和實驗變壓器等。
4、按鐵芯結構分：心式變壓器和殼式變壓器。
5、按繞組數目分：自耦變壓器、雙繞租變壓器、三繞組變壓器和多繞變壓器。
6、按繞組材質分：鋁繞組變壓器和銅繞組變壓器。
7、按冷卻介質和冷卻方式分：油浸式變壓器和干式變壓器。
四、總結
本文通過對電力牽引供電系統的了解認識，更好的理解了接觸網對我國高鐵的應用。有效的協調了牽引供電系統可能對臨近線路接觸網的影響。減少接觸網的弊端，實現我國高鐵未來的高速的發展。
參考文獻
關鍵詞：現場總線；粒子群算法；傳輸延時； 膠帶控制；煤礦
中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2011)16-3819-02
The Research of Particle Swarm Optimization in Coal Mine
LI Hao-jian, WANG Yong-xia
(Shandong Lutai Coal Mining Co., Ltd, Jining 272349, China)
Abstract: For the application of PROFIBUS in the coal mine problems, this particle analysis the structure of PROFIBUS protocol and poses the time-delay model of high-priority messages generated random. Using Particle Swarm Optimization for token cycle time to reduce the high-priority transmission delay, reduces the high-priority message communication delay,meet the real-time of PROFIBUS network.
Key words: fieldbus; real-time performance; transmission delay; belt control; coal mine
煤礦井下環境惡劣，電流較大的用電設備較多，所產生的干擾影響PROFIBUS信號的傳輸。為保證控制信號的及時響應和緊急故障的處理，研究PROFIBUS總線的實時性能具有重要的現實意義。
PROFIBUS總線在煤礦井下網絡中應用已經非常普及。但是目前針對PROFIBUS總線實時性的計算分析不夠，用戶多是參照廠家提供的數據，在選擇總線時沒有定性和定量的概念。對PROFIBUS總線的實時性能進行深入分析計算已經成為目前急需研究的重要問題，本文討論粒子群算法在PROFIBUS總線優化中的應用。
1 PROFIBUS總線通信協議
PROFIBUS作為MAC層標準。總線上的各個點以總線方式互連，主站點由PLC、PC等控制中心組成，從站由傳感器、執行器等構成。
PROFIBUS的每個站點都有一個邏輯地址，主站點地址的集合組成一個邏輯環，令牌控制幀在邏輯環上的各個主站點輪轉，持有令牌的主站點被允許在持有期間輪詢各從站，以交換數據。
通信總是由主站發起，令牌在一個邏輯環中從一個主站傳遞給另一個主站。這樣，當一個主站可以存取介質時，令牌傳遞立即終止。令牌傳遞中每個主站知道它的前后，同時也知道他本身的地址。在令牌循環開始初始化時每個主站確定它的前站和后站地址，令牌幀將令牌按照站地址的升序用一個主站傳送到另一個主站。為了封閉邏輯令牌環，具有最高地址的站要傳送令牌給具有最低地址的站。
存取控制協議中定義了幾個重要的時間量：
1) 目標令牌循環時間TTR：令牌在邏輯環上的循環時間。
2) 令牌實際循環時間TRR：令牌的實際動態循環時間。其計算方法為：
在某主站收到令牌后，TRR開始加計數或減計數，直到令牌再次到達該主站為止。計算這一時間時，需要考慮從站診斷報文、主從間的非周期數據交換、高優先級報文、邏輯令牌動態變化等情況下的動態令牌循環時間。
3) 主站持有令牌時間TTH：某主站收到令牌到該主站將令牌傳送到下一主站的目標時間，其表達式為TTH=TTR-TRR。
2 粒子群算法
PSO模擬鳥群的捕食行為。設想這樣一個場景：一群鳥在隨機搜索食物。在這個區域里只有一塊食物。所有的鳥都不知道食物在那里。但是他們知道當前的位置離食物還有多遠。那么找到食物的最優策略是什么呢。最簡單有效的就是搜尋目前離食物最近的鳥的周圍區域。
在PSO算法中，用粒子的位置表示待優化問題的解，每個粒子性能的優劣程度取決于待優化問題目標函數確定的適應值，每個粒子由一個速度矢量決定其飛行方向和速率大小。
數學語言描述為：設在一個 維的目標搜索空間中，m個粒子組成的種群X=(x1,x2,…,xm)T；群體中的第i個微的位置可表示為xi=(xi1,xi2,…,xin)T；微粒i的速度表示為vi=(vi1,vi2,…,vin)T。微粒i的個體最優位置（粒子i所經歷過的具有最好適應值的位置）為pi=(pi1,pi2,…,pin)T；微粒群中全局最優位置（整個粒子群迄今為止搜索到的最優位置）為pg=(pg1,pg2,…,pgn)T。微粒群按下面兩個公式改變速度和位置：
（1）
（2）
其中，i=1,2,…m，d=1,2,…D；vk id是微粒i在第k次迭代中第d維的速度；r1、r2是[0,1]之間的隨機數；加速系數（學習因子）c1和c2是非負數，分別調節微粒向全局最優微粒和個體最優微粒方向飛行的步長，合適的c1、c2可以加快收斂且不易陷入局部最優，通常c1=c2=2；xkid是微粒i在第k次迭代中第d維的當前位置；pkid是微粒i在第k次迭代中第d維的個體極值點的位置；pkgd是整個群在第k次迭代中第d維的全局極值點的位置。
3 煤礦井下現場總線網絡優化的研究
3.1 系統的總線結構及構成
3.1.1 總線結構
圖1中，以某煤礦為例，井下主站強力皮帶PLC帶有以太網模塊，可以連接到附近交換機通過以太網與地面控制中心通信，CPU模塊的與石門皮帶和1號給煤機PLC 通脫PROFIBUS總線相連，強力皮帶PLC主要是控制皮帶開停，并取溫度、煙霧、打滑、急停、張力、跑偏等保護信號以供地面監控；1號給煤機落煤于強力皮帶，開停控制與強力皮帶存在聯鎖關系，除開停控制外還有溫度、縱撕、煤位傳感器；石門皮帶、給煤機PLC控制互鎖關系的皮帶和給煤機，監控信號有煙霧、溫度、打滑、跑偏、煤位等；泵房PLC帶有以太網模塊，可以通過以太網和地面通信也可通過PROFIBUS和其他PLC通信，主要控制三采區排水系統，包括水泵、電磁閥、電動閘閥、液位傳感器等；上運皮帶PLC主要控制皮帶開停，其包括高臺電機、低臺電機、電磁閘，另外與2、3、4號給煤機聯鎖，所取保護信號有溫度、煙霧、打滑、急停、張力、跑偏等；2號給煤機除開停外有溫度、縱撕信號；3、4號給煤機PLC除開停外有溫度傳感器信號。
3.1.2 系統的系統的實時性能分析
一采強力皮帶由于處于向下傾斜比較大的運輸巷道中，為避免出現“飛車”事故，強力皮帶和給煤機只作監測未作控制，因此在這條PROFIBUS網絡上只有石門皮帶PLC參與控制，只要滿足石門皮帶的實時性能就能達到網絡性能要求。另外一條PROFIBUS網絡上，三采上運皮帶處于上升的斜巷道中，有三個給煤機輸送煤流，運輸量較大，有兩臺電機驅動。該皮帶在運行過程中，要求不能滿負荷無故停車，因此對該皮帶的安全和實時性要求較高，這里我們重點分析這條PROFIBUS網絡的實時性能。
假設運行狀態中某一時刻其各個主站的高優先級報文（每個報文含有20個字節信息）個數和截止期如表1。
令牌傳遞時間：
高優先級報文的時間長度為：
低優先級報文的時間長度為：
本網絡全部采用的是西門子S7-300系列同一型號的PLC，四個主站PLC的目標令牌循環時間TTR的值相同，采用粒子群算法對目標令牌循環時間TTR合理選取適合的值，在粒子群算法中，將TTR作為一維空間向量，向量的上限設為80ms，下限為20ms，種群數為40，迭代次數10次，優化后TTR取值為36ms，如圖2所示，最大的通信延時為116ms，平均延時為75ms，最大的通信延時小于140ms，滿足信息截止期要求。
4 結束語
論文介紹了PROFIBUS總線的協議結構、令牌傳遞方式、通信延時計算方法，以及粒子群算法的原理，并以井下煤礦皮帶控制系統的實例分析了現場總線傳輸網絡的實時性能要求，并采用粒子群算法優化目標令牌循環時間的選取，通過實驗仿真，證明該算法是有效、可行的，算法收斂的，符合井下現場總線通信網絡通信實時性要求。
參考文獻：
[1] 劉文文.PROFIBUS現場總線實時性能研究[D].西安:西安電子科技大學,2007.
[2] 賈志勇,李長軍.粒子群算法在優化PROFIBUS總線中的應用[J].電腦知識與技術,2009(19).
[3] 彭娟.基于粒子群算法的自動配煤系統多目標優化[J].工礦自動化,2009(10).
[4] 縱瑞梅.PROFIBUS總線的研究與應用[J].電腦知識與技術,2009(25).
[5] 張軼.基于多主站PROFIBUS網絡的實時性能研究[D].蘭州:蘭州大學,2008.
[5] 石曉亮.基于FPGA的PROFIBUS-DP從站設計[D].杭州:浙江大學,2008.
[5] 張玉萍.Profibus單主站系統實時性研究[J].低壓電器,2009(11).
【關鍵字】交通工程；灰色模型預測；人口預測
1前言
在交通需求預測時，要求對城市人口進行較為精確的預測，一般的預測方法都需要所研究的人口有具體詳細的統計資料，如按年齡和性別的人口數、出生率和死亡率等，且多采用模型如回歸預測等進行靜態分析預測，往往預測得到的結果不是很滿意。灰色系統理論研究的是貧信息建模，從雜亂無章的原始數據中去開拓、發現、尋找關系。因此，為了提高城市人口預測精度，提出了運用灰色模型對人口進行預測。
灰色系統指的是部分信息已知，部分信息未知的系統。灰色系統的理論是將一切隨機過程看作是與時間有關的灰色過程，用數據生成的方法發現數據間的內在規律[1]。實質是將無規律的原始數據進行累加生成數列，再重新建模。生成模型得到的數據通過累加生成的逆運算D累減生成得到還原模型，再由還原模型作為預測模型，是一種動態預測模型，這樣能夠實現對城市人口進行較為準確地預測，為交通需求預測提供科學、可靠的依據。
2灰色模型的建立
灰色預測模型即GM模型，建模時不直接采用原始數據，而是通過原始數據累加生成，得到規律性較強的序列，用函數曲線去擬合得到預測值。本文運用GM（1，1）一階一元灰色預測模型，具體建模過程如下：
設原始數據序列 有n個觀察值，
通過累加生成新序列
利用新生成的序列 擬合函數曲線，利用擬合出來的函數，求出新生序列 的預測值序列 。
利用 累減還原，得到灰色預測值序列：
其中，n為基礎數據年數，m為未來預測年個數。
3 模型求解
以重慶地區人口預測為例，相關統計人口數據為基礎數據，對特征年和目標年的人口數據進行預測。
根據交通需求預測需要，利用行政區的劃分并根據各區縣的經濟發達程度將重慶劃分交通小區。
利用灰色GM（1，1）模型對原始序列的確定增長趨勢進行預測，利用原始數據對2011-2015年人口進行預測。
以1小區為例，算法如下：
根據上述數據，建立含有6個觀察值原始數據序列 ：
={ 311.88，307.10，304.45，302.91，300.37，299.41}
對其進行一次累加，得到累加數列，再進行函數擬合，得到擬合值：
（t）={ 312.01，618.68，923.39，1226.16，1526.96，1826.82}
再進行累減，得到累減數列：
={ 312.01，306.67，304.72，302.76，300.81，298.85}
運用該模型對2011-2015年1小區人口進行預測得到：
={296.899，294.945，292.991，91.037，89.083}
4模型精度檢驗
4.1 殘差檢驗
根據統計學知識，模型精度檢驗一般用到的指標有原樣本均值、方差、標準差、殘差及殘差的均值、方差，下面對灰色預測模型進行計算結果精度檢驗。
定義殘差為
運用模型對原始數據2005年―2010年人口數量處理如下表所示：
從上表計算相對誤差結果看出，相對誤差很小，計算精確度比較高。
4.2后驗差檢驗
4.2.1指標方差比值 [2]
計算原始數據均值
原始數據的方差
計算原始數據均值
原始數據的方差
根據統計檢驗理論知道，殘差方差越小，預測精度就越高，但殘差方差為一絕對性的數值，其與原始數據大小也有關系，因此，考慮將計算得到的原始數據方差與計算得到的殘差方差求比值，得到相對方差量，更準確評價數據的波動，增加檢驗方法的可靠性，使得到的結果精度更高。
即方差比值
4.2.2小誤差的概率 [3]
根據上述兩個指標將灰色預測模型等級劃分為四個等級，如下：
通過以上步驟，對殘差、小誤差概率等進行檢驗，指標均在范圍內，可以用灰色模型進行城市人口預測，且誤差比較小，精度比較高。
5結論
由于灰色模型預測中常用的一階一元預測模型GM（1，1），模型需要的數據較少，原理也比較簡單，計算量也不大，結果精度也較高，比較一般的回歸模型，采用了動態預測方法，避免了回歸模型對預測本身帶來的誤差，灰色模型體現了很明顯的優勢。所以，研究其在交通需求四階段法中對城市人口進行高精度預測的應用具有重要的意義。
但是，灰色預測模型也有一定的適用條件：（1）短期預測性。灰色預測模型只能用于短期預測，不能用于長期的預測，一般預測年限為五年，本論文實例中即為對城市人口進行五年預測，否則會產生比較大的誤差。這是由灰色模型的本身原理決定的；（2）數據要具有連續性。灰色預測模型實質是一種微分擬合，如果經常性地出現突變，則不宜采用灰色預測模型。
參考文獻：
[1] 成樞，任麗艷，張周平，牛學軍. 灰色模型預測城市地面沉降的研究[J]. 礦山測量，2008.10，4：56.
[2] 徐家湛. 灰色模型預測在經濟數列預測中的應用[J]. 北方統計，2004.6，170：49.
【關鍵詞】存貨 采購 外售 盤點
【作者簡介】趙艷紅（1971.4-）女，大學本科。1991年參加財會工作,現就職于鞍鋼計財部駐鐵運公司財會處,曾任出納、審核、存貨管理、工資公積金、財務、稽核等工作。
存貨是指公司在日常生產經營過程中持有以備出售，或者仍然處在生產過程中，或者在生產過程或提供勞務過程中將將消耗的材料或物料等。具體項目包括原主材料、輔助材料、燃料、備品備件、包裝物、生產及管理用具、委托加工材料、在途材料、在產品及半成品、產成品、發出商品等其他物資。存貨不僅占用的資金大，而且品種繁多，并且貫穿于企業生產經營的各個環節，對企業生產經營的影響非常大。特別是在存貨管理存在管理漏洞的情況下，直接影響企業的發展壯大。如何解決企業存貨管理方面存在的問題是擺在每一個企業面前必須解決的難題，而運轉協調的優良的存貨管理機制有利于提升企業經營績效，增強企業活力，最終實現企業資產保值增值的目標，直接促進企業的健康發展。
鞍鋼鐵路運輸公司是鞍鋼集團直屬大型物流企業，公司主要承擔鞍鋼原燃材料輸入、產成品輸出及部分主體廠礦工序鏈接任務，同時也為市政部分單位提供運輸服務，是鞍鋼生產工藝的重要組成部分。公司主廠區位于鞍鋼東南，所屬運輸總站為貨運行車組織實體，為鞍鋼和市政130多個工礦企業服務；機車廠主要為鐵路運輸生產提供牽引動力和車輛等設備，同時具備電力機車、內燃機車大中修能力；電務修建公司是公司電力、電路、通訊、信號設備的維護、檢修單位，具有三級鐵路電務工程施工能力。目前公司共有電力機車33臺，內燃機車39臺，各種車輛2182輛，鐵路線路540公里 ，大型調車場8座，全自動化駝峰一座，電力、通訊線路578公里 ，接觸網531公里，自動化調度指揮中心一個。
一、存貨管理的現狀
1.1會計集中核算，物資系統滯后
2005年4月鞍鋼集團鐵路運輸公司接受鞍鋼集團公司計財部的委托實行會計集中核算，即每個下屬單位留下兩名會計人員，進行基礎核算，對所屬單位的其余會計人員統一劃歸至鞍鋼計財部駐鐵運公司財會處，并會計業務進行一級核算。對于單位經濟活動是否合法，經濟活動憑證的實際內容是否真實，會計核算中心無法監督和管理，必須由單位負責。鐵運公司財會處對憑證進行準確分類、正確記錄、及時結賬、生成報表，及時向單位提供信息，做好會計檔案管理。
在會計實行集中核算后，鐵運公司各廠均存在物資管理部門并相應設置存放的倉庫。幾十年來各自為政的管理模式，已經不能適應財務集中后的管理方式，因此，就要對鐵運公司機關及下屬三個分廠的存貨管理模式進行規范，并達到統一的模式，為將來物資系統一級管理打基礎。
1.2物資實物已經入庫，財務部門沒有記錄。
由于企業采購業務與財務信息處理脫節,財務信息不能真實反映物流信息,二者在時效的反映上存在著很大差異,由于存在發票等單據到達不及時的情況，造成財務核算失真。由于貨物存放較為分散,管理部門較難完全控制,雖然在應付款賬戶中反映出采購行為,卻存在著企業資源潛在的風險。
1.3物資己做財務入庫,但對實物的控制權缺失。
由于財務部門不能對基層單位的自有存貨進行有效控制,很少通過實地盤點來核對賬實,所以入庫只是賬面行為,存貨只是以數據形式存在,極有可能造成賬實不符。
1.4庫存貨物已經出庫,在財務賬面沒有反映。
物品已經提貨或已做轉移卻沒有反映在財務記錄中。如果財務和業務部門不及時協調核對,則賬面和報表的數字就會失真。
1.5缺乏對存貨的期末盤點。
因為上述的客觀原因和傳統做法,企業重視賬面數字而缺乏實地盤點,不能及時對所轄的存貨進行必要的評估，勢必加大存貨估價的誤差。
1．6缺少對存貨損耗的判定。
由于缺乏盤點,就不能對損耗的數量和損耗的環節(采購、運輸、加工等)做準確的判定。
以上問題影響了企業資產損益的真實性,影響了對企業資源配置利用的判斷,影響企業資金的正常運轉,削弱了企業對資源的利用程度,很可能導致管理漏洞的產生。
二、制定合理的存貨周轉流程
實踐證明,對存貨進行定期抽查評審,是發現管理隱患、堵塞管理漏洞的有效途徑。通過開展公司內部存貨管理評審業務,對存貨管理程序上的缺失和不當及時進行揭示和評價,并提出改進建議,從而強化了內控管理的力度,確保了資產的安全性。開展存貨定期抽查評審大有可為,它真正起到了摸家底、揭隱患、促發展的作用。
針對公司的具體情況，以財務部門為中心制定一套適合本公司的高效合理的存貨周轉流程。市場營銷部門、生產調度中心、生產部門、采購中心、庫房、車間按照流程填制各類單證，保證原材料的采購、領用、加工、入庫、發貨和銷售，使每一環節物流、單證流同步進行，財務部根據單證按照一定的方法及時記賬，對重點存貨做到永續盤存，從財務賬上反映出產品的生產過程。
2.1規范統一的存貨入庫手續
倉儲部門要對存貨數量、質量進行檢驗，審核采購清單、產成品交付清單及剩余存貨的退料清單，并與實物一一核對無誤后驗收入庫，開具入庫憑證，打印入庫單，入庫單要有采購經辦人員、倉儲人員等有關責任人簽字。對于無法入庫保管直接運抵使用現場的存貨：采購、質檢、倉儲及使用部門的有關人員必須到現場驗收，打印出入庫單，由經辦人員簽字確認。
2.2規范統于的存貨發出程序
2.2.1一般存貨領用：采購中心對需用單位生產或項目發貨：生產物資由倉儲部門保管人員按審核的工單發貨，對成本中心發貨按審核的需求計劃形成的預留發貨；項目物資按審核的項目需求計劃形成的預留對資產發貨，領料成本自動記入相應費用。按上述類別發貨后及時打印出庫單，由雙方簽字確認。
2.2.2銷售商品出庫：根據資產經營中心出具有評估單為依據，業務部門根據評估單開具提貨單，到財務部門開具銷售發票，倉儲部門按提貨單、財務部門已開具發票憑據發貨、同時打印出庫單，由雙方簽字確認后，再由門衛憑出庫單“出門證”聯核實后放行。
2.3存貨的外售
當前在企業生產經營過程中，經常存在已購不能繼續使用，或因生產技術更新等不適用的存貨。因此，就需要將此部分存貨通過資產經營中心進行外售或調劑，但外售存貨的同時又會增加相應的應收賬款，而企業居高不下或發生壞賬損失問題，已成為影響一部分企業發展乃至生存的一個突出問題。因此，如何在爭取銷售得到發展的同時，加強企業存貨的管理，控制存貨的增加，避免存貨報廢毀損，已成為企業應該嚴肅對待和認真解決的一個重要問題。因此，企業必須建立嚴密、有效的內部控制制度，確保銷售和存貨管理業務的順利進行。應建立和健全銷售和存貨業務的內部控制制度，是企業通過對應收賬款的管理來加強存貨控制的有效途徑，進而加快企業資金的周轉速度。
2.4存貨盤點管理
存貨數量的正確與否關系到存貨計價的準確性。為保證存貨數量計算的正確性、保證存貨的實物流轉和價值結轉的一致性,做到存貨賬實相符,發現存貨數量盤盈或盤虧的數額較大且情況比較異常時,應分析具體情況,找出造成異常的根本原因。
2.4.1分類盤點：倉儲部門根據存貨的品種，定期分類盤點存貨，對不同類別的存貨采取同時點（每天、周、月、季）自行清查，并將清查的結果與財務部門的賬表數據核對。如發現存貨發生短缺、毀損、滅失，要及時向管理部門及領導匯報。
2.4.2公司根據實際情況，每年至少進行兩次全面盤點（年中、年末盤點），并出具殘次冷背存貨報告單。存貨全面盤點工作由計劃、財務部組織，倉儲部門、使用部門負責實物盤點，填寫盤點表，并與ERP系統庫存清單核對計算出盈虧，由不相容部門（人員）監督、審核、簽字。不相符的要查明原因，提出處理意見，報相關領導審批后處理。
三、會計集中核算后的存貨控制
實行會計集中核算管理后，會計監督職能得到了加強，改變了過去財會人員對單位的依附，單位領導對財務收支隨意性和盲目性的弊端得到改觀，強化了會計業務監督，規范了財務管理的秩序。會計集中核算作為一種融會計服務和管理監督為一體的新型會計管理模式，其基本職能是：納入集中核算的單位在資金所有權、使用權和財務自不變的情況下，由財會部門負責各單位的資金結算、會計核算職能，并行使監督職能。實行集中核算可以加強核算單位日常的財務管理，使財會監督深入到預算編制的各個環節，具體參與和了解預算編制及用款情況，從根本上提高預算的科學性和準確性。對于存貨管理而言，要把與存貨業務的相關購銷合同副本、采購標本等手續納入會計憑證一并管理。嚴格按照會計集中核算管理的規定，把監督的重點放在審核原始單據是否合法，內容是否符合國家財經制度的規定等方面，目的是建立有效的經濟監督體系。更新會計設計模式，把存貨管理控制的理念延伸到會計資料之中，改變傳統的憑證、賬簿格式，這是加強存貨管理控制體系建設的重要手段。
【參考文獻】
[1]梅盛才，《企業存貨管理模式比較研究》，碩士學位論文，2004年4月。
[2]呂太亭，《企業加強存貨管理有效途徑的探討》，《萊鋼科技》，2006年8月。
關鍵詞：10KV真空斷路器，手動合閘，永磁機構
目前我國大量使用的10KV真空斷路器，均為吸納國外先進技術，立足于國產原材料和工藝的基礎上，研制成功的擁有自主知識產權和專利技術的真空斷路器。配用單穩態永磁機構，具有結構簡單、零部件少、可靠性高、免維護等特點。適用于城網、農網、礦山及鐵道等戶外運行環境，目前己在全國許多城市的城鄉電網、工礦企業等配電網中掛網運行，其運行狀況良好。
1戶外真空斷路器手動合閘功能的實現
隨著配電系統自動化的迅速發展，用戶對開關設備的功能要求也越來越完善。與彈簧機構真空斷路器相比，永磁機構真空斷路器優點很多，其優點在前面的部分己介紹過，在此不再贅述。但是永磁機構真空斷路器也有其自身的缺點，其中一個最致命的缺點----無手動合閘功能。永磁機構真空斷路器的這個缺陷可以說是它的先天性不足，是其最大的劣勢，相反這恰恰是彈簧機構真空斷路器最顯著的特點。本文所研究的戶外真空斷路器實際產品中配用的是單穩態永磁機構，也同樣存在類似的缺陷。在正常情況下，該真空斷路器靠分、合閘控制系統控制其分、合閘操作，無需手動操作，而且可以遠距離控制。。但是，一旦分、合閘控制系統出現故障不能進行分、合閘操作時，用戶要求開關可以采用手動分、合閘裝置進行手動分、合閘操作。對于本文所研究的戶外真空斷路器手動分閘操作已經得到了很好的解決，它可以進行手動分閘操作，因為它的分閘操作與分閘保持都是靠分閘彈簧完成的，所以手動分閘速度與電流脈沖的分閘速度是一樣的。關于手動合閘的問題，從原理上講，單穩態永磁機構不能進行手動合閘操作，而且初步了解單穩態永磁機構真空斷路器的手動合閘功能到目前為止還沒有很好的解決方案。
2 手動合閘功能解決方案的提出
目前真空斷路器實際應用的操動機構主要是彈簧機構和永磁機構，彈簧機構真空斷路器的應用經驗已經比較成熟，而永磁機構作為新一代的操動機構也正逐步邁向成熟，永磁機構真空斷路器的許多應用經驗都來自于彈簧機構真空斷路器。正是基于此原因，本文在尋求永磁機構真空斷路器手動合閘功能的解決方案時，借鑒了彈簧機構真空斷路器手動合閘功能的解決辦法。為此本文提出了采用彈簧機構的手動儲能裝置與永磁機構配合來實現永磁機構真空斷路器手動合閘功能的解決方案。
3解決方案的試驗研究
對于永磁機構真空斷路器的手動合閘功能，本文擬采用的解決方案如下:利用彈簧機構的合閘儲能裝置與永磁機構配合來實現手動合閘功能。其原理為:利用手動儲能手柄為彈簧機構的合閘儲能彈簧進行手動儲能，不需要合閘鎖扣裝置進行儲能保持。當合閘儲能完畢，合閘彈簧的儲能釋放，通過輸出拐臂帶動永磁機構動鐵心進行手動合閘操作。確定了解決方案之后，本文通過實際的安裝調試及試驗來驗證該方案的可行性。在此涉及到兩個參量，一個是合閘彈簧的拉動距離lT，就是指合閘彈簧儲能完畢時所處的最大儲能位置與合閘彈簧儲能釋放完畢時所處的位置之間的距離，另一個是永磁機構的動鐵心行程ly。經過多次的試驗與調試發現，當lT與ly之間的關系不同時，會產生不同的結果:如果lT>ly、，那么永磁機構能夠可靠合閘，但彈簧機構合閘彈簧的儲能不能完全釋放;如果lT<ly，那么彈簧機構合閘彈簧的儲能能夠完全釋放，但永磁機構不能可靠合閘;如果lT=ly，那么永磁機構能夠可靠合閘，彈簧機構合閘彈簧的儲能也能夠完全釋放，完成手動合閘操作。。嚴格保證lT與ly相等在工程實際當中是不現實的，因為機械加工本身存在的誤差較大，在各部件的裝配過程中也會產生累計誤差，任何一個部件的誤差偏大都很可能會導致不能可靠合閘或合閘彈簧的儲能不能完全釋放。因此需要研究lT與ly之間偏差有多大能夠保證手動合閘功能可靠實現。經過試驗驗證，當lT與ly之間偏差為土3mm時，能夠保證手動合閘功能可靠實現，并經過多次試驗測得手動合閘的平均速度為0.96m/s。上述解決方案的缺點是要求的加工精度較高，因此本文在上述研究的基礎上修改了解決方案，即加上彈簧機構的合閘鎖扣裝置，當lT<ly時，彈簧機構合閘彈簧的儲能釋放完畢，利用彈簧機構合閘鎖扣裝置，將永磁機構的動鐵心進行鎖扣，這樣也可以保證手動合閘功能可靠實現，經過多次試驗測得手動合閘的平均速度為0.97m/ s。改進后的解決方案與改進前相比，lT與ly之間偏差可達到5mm，但在手動合閘之后，進行下一次分閘時需要先將合閘鎖扣脫扣，才能保證分閘完成，否則不能實現分閘動作，這也就使得改進后的方案在操作上稍微有些繁瑣。本文對手動合閘功能進行了上述研究，兩種解決方案均可實現手動合閘功能，但兩種方案具有各自的缺點，因此還有待于進一步的研究。
4試驗的安裝調試過程中所遇到的問題及其解決辦法
在對戶外真空斷路器試驗的安裝與調試過程中，有時會出現合閘合不上等現象，本文對產生此種現象的原因進行了分析并給出了解決辦法。產生合閘合不上的原因主要來自兩個方面:一是提供合閘動力的永磁機構本體不能滿足要求;二是阻礙合閘操作的反力太大造成合閘失敗。
4.1 永磁機構本體原因。
永磁機構合閘動力主要來自合閘電流所產生的磁場對動鐵心的電磁吸力，在合閘阻力(主要包括分閘彈簧力和觸頭彈簧力)滿足要求的情況下，合閘合不上主要有以下兩方面原因:一是合閘電流對動鐵心的電磁力不夠，導致動鐵心不能克服合閘阻力完成合閘操作;二是合閘電流對動鐵心的電磁力能夠滿足要求，但由于永磁體對動鐵心的保持力不夠而導致合閘合不上，合閘線圈通電，驅動動鐵心合閘，當動鐵心運動到合閘位置時，由于永磁體的保持力不夠，動鐵心不能保持在合閘位置，最終導致合閘操作失敗。
如果斷路器在合閘過程中出現有時合不上，有時能合上，而且在能合上閘時的合閘速度能夠滿足斷路器機械特性參數要求，那么此時合不上閘就是由于永磁體的保持力不夠所致。解決辦法是增加永磁片的數目，使其保持力足夠大，從而使斷路器能夠可靠合閘。如果斷路器總是合不上閘，不妨拆去其中的一相或兩相滅弧室，使永磁機構帶動兩相或一相滅弧室進行合閘操作，如果此時斷路器能夠正常合閘，則說明是由于永磁機構合閘電流對動鐵心的電磁力不夠而導致合不上閘。
4.2合閘阻力太大原因。
當永磁機構合閘電流對動鐵心的電磁力足夠大，永磁體的保持力也足夠大時，如果產生合閘合不上的現象，那么應該考慮是由于合閘阻力太大造成的。永磁機構合閘阻力太大主要是由于分閘彈簧力和觸頭彈簧力兩方面原因引起的。合閘過程中，永磁機構一方面要提供合閘操作的動力，同時也要為下一次的分閘操作儲能，將永磁機構的部分動能轉化為分閘彈簧的彈性勢能，儲存在分閘彈簧中。在整個合閘過程中都伴隨這種能量的轉化，分閘彈簧力由始至終阻礙著合閘操作，它也是導致合閘合不上的主要原因之一。而觸頭彈簧僅僅在滅弧室動觸頭運動到超行程階段時對合閘產生阻礙作用，它的能量同樣也是由永磁機構在合閘過程中為其儲能的，因此觸頭彈簧力太大也會導致合閘合不上。是否由于觸頭彈簧力太大引起的合不上閘很好判斷，也很好解決。由于觸頭彈簧力的大小與動觸頭的超行程大小有關，超行程越大，觸頭彈簧力也就越大，因此可以通過測量斷路器的超行程大小來判斷是否由于觸頭彈簧力太大造成合閘失敗。一般情況下，要求斷路器的超行程為1.7-3mm，如果超過這個范圍則說明觸頭彈簧力過大。解決辦法是通過調整絕緣拉桿減小超行程，減小觸頭彈簧力，使合閘操作可靠完成。在永磁機構本體以及動觸頭超行程(也就是觸頭彈簧力)能夠滿足要求的條件下，如果分閘速度較大，那么合不上閘可能是由于分閘彈簧力過大造成的，不妨調松分閘彈簧，減小分閘彈簧力，看此時能否合閘，如果能夠合閘而且分閘速度也能夠滿足要求時，則說明是由于分閘彈簧力過大造成的，解決的辦法就是調松分閘彈簧，減小分閘彈簧力。。如果通過調松分閘彈簧能夠合閘，但是分閘速度不能滿足機械特性參數要求，那么說明合閘合不上不是分閘彈簧力的原因造成的，此時要考慮永磁機構本體的原因。
【參考文獻】
[1]. 樓家法 著. 高壓開關機構設計[M]. 機械工業出版社, 1981
[2]. 章名濤,肖如鴻著. 電機的電磁場[M]. 機械工業出版社,1988
[3]. 林莘著. 永磁機構與真空斷路器[M]. 機械工業出版社, 2002
[4]. 徐國政等編著. 高壓斷路器原理和應用[M]. 清華大學出版社, 2000
[5]. (美)金建銘著,王建國譯. 電磁場有限元方法[M]. 西安電子科技大學出版社, 1998
