時(shí)間:2022-05-21 06:53:09
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一、工程概況:
本空調(diào)工程全部采用吊頂暗裝風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)。室內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管承擔(dān)全部的室內(nèi)冷負(fù)荷和濕負(fù)荷,新風(fēng)機(jī)組把引入的室外新風(fēng)處理到室內(nèi)焓值,再按需求分配到各個(gè)房間。按舒適性空調(diào)設(shè)計(jì),采用露點(diǎn)送風(fēng)。系統(tǒng)冷熱源選用風(fēng)冷式空氣源熱泵,安置于天臺上??照{(diào)水系統(tǒng)采用一次泵定水量系統(tǒng),雙管制,閉式循環(huán)。系統(tǒng)主機(jī)采用遠(yuǎn)程控制,各房間的風(fēng)機(jī)盤管可單獨(dú)控制調(diào)節(jié)。
二、空氣房間溫度自動(dòng)控制是通過接通或斷開電加熱器,以增加或減少精加熱器的熱量,而改變送風(fēng)溫度來實(shí)現(xiàn)的。
空調(diào)溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)常用的改變送風(fēng)溫度方法有:控制加熱空氣的電加熱器,空氣加熱器(介質(zhì)為熱水或蒸汽)的加熱量或改變一、二次回風(fēng)比等。室溫控制規(guī)律有位式、比例、比例積分、比例積分微分以及帶補(bǔ)償與否等幾種。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)室溫允許波動(dòng)范圍大小的要求,被控制的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及設(shè)備形式,選配測溫傳感器、溫度調(diào)節(jié)器及執(zhí)行器,組成溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)。
(1)控制電加熱器的功率
控制電加熱器的功率來控制室溫的系統(tǒng),其原理圖及方框圖見下
①是室溫位式控制方案,由測溫傳感器TN,位式溫度調(diào)節(jié)器TNC,及電接觸器JS組成。當(dāng)室溫偏離設(shè)定值時(shí),調(diào)節(jié)器TNC輸出通斷指令的電信號,使電接觸器閉合或斷開,以控制電加熱器開或停,改變送風(fēng)溫度,達(dá)到控制室溫的目的
②是室溫PID控制方案,由測溫傳感器TN,PID溫度調(diào)節(jié)器TNC及可控硅電壓調(diào)整器ZK組成,可實(shí)現(xiàn)室溫PID控制。
(2)控制空氣加熱器的熱交換能力
控制進(jìn)入空氣加熱器熱媒流量的室溫控制系統(tǒng)及其原理如下:
該方案是由測溫傳感器TN,溫度調(diào)節(jié)器TNC,通斷儀ZJ及直通或三通調(diào)節(jié)閥組成。當(dāng)室溫偏離設(shè)定值時(shí),調(diào)節(jié)器輸出偏差指令信號,控制調(diào)節(jié)閥開大或關(guān)小,改變進(jìn)入空氣熱交換器的蒸汽量或熱水量,從而改變送風(fēng)溫度,達(dá)到控制室溫的目的。
(3)制進(jìn)入空氣加熱器的熱水溫度
該溫控方案組成與上面相同,不同的是控制三通閥來改變進(jìn)入空氣加熱器的水溫,改變熱交換能力,達(dá)到控制室溫的目的。
三、房間空氣相對濕度自動(dòng)控制的方法
空調(diào)房間溫濕度控制:
空調(diào)房間溫濕度的干擾因素的多樣性,氣候變化的多工況性以及房間存在的較大的熱慣性等因素使得利用單回路直接控制房間溫濕度的方法難以達(dá)到滿意的調(diào)節(jié)效果。因此,應(yīng)該另選有效的方法。針對空調(diào)房間的熱特性,采用串級調(diào)節(jié)較適宜。其調(diào)節(jié)框圖如圖所示
室溫調(diào)節(jié)器用于克服維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱,室內(nèi)熱源散熱引起的室溫干擾。室溫調(diào)節(jié)器根據(jù)房間內(nèi)實(shí)際溫度與設(shè)定溫度的偏差調(diào)整送風(fēng)溫度的設(shè)定值。送風(fēng)溫度調(diào)節(jié)器則用來控制送風(fēng)溫度。這一環(huán)節(jié)主要克服在不同的季節(jié),新風(fēng)、回風(fēng)混合比的變化引起的對換熱器的出口狀態(tài)干擾。使其在進(jìn)入房間前受到一定的抑制,減少對室內(nèi)狀態(tài)的影響。采用串級調(diào)節(jié)后,還能改變對象的時(shí)間特性,提高系統(tǒng)的控制質(zhì)量。
四、風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)控制
(一)溫控器
(1)風(fēng)機(jī)盤管宜采用溫控器控制電動(dòng)水閥,手動(dòng)控制風(fēng)機(jī)三速的控制方式。風(fēng)機(jī)啟停與電動(dòng)水閥連鎖。
(2)冬夏季均運(yùn)行的風(fēng)機(jī)盤管,其溫控器應(yīng)有冬夏轉(zhuǎn)換措施。一般以各溫控器獨(dú)自設(shè)置冬夏轉(zhuǎn)換開關(guān)為好。
(二)節(jié)能鑰匙
(1)房間設(shè)有節(jié)能鑰匙系統(tǒng)時(shí),風(fēng)機(jī)盤管宜與其連鎖以節(jié)能。
(2)當(dāng)要求不高時(shí),可采用插、拔鑰匙使風(fēng)機(jī)盤管啟動(dòng)或斷電停轉(zhuǎn)的方式。使用要求較高時(shí),可增設(shè)一個(gè)溫度開關(guān)。
(三)定流量水系統(tǒng)
風(fēng)機(jī)盤管定流量水系統(tǒng)自控方式較簡單易行,但節(jié)能效果沒有變流量自控方式好。
五、風(fēng)機(jī)盤管的定流量水系統(tǒng)自動(dòng)控制
該工程使用定流量二管制,其風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的控制通常采用兩種方式。
(1)三速開關(guān)手控的二管制定流量系統(tǒng)
采用二管制水系統(tǒng)時(shí),表面冷卻器中的水是常通的。水量依靠閥門的一次性調(diào)整,而室溫的高低是由手動(dòng)選擇風(fēng)機(jī)的三檔轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)的。
(2)溫控器加三速開關(guān)的二管制定流量水系統(tǒng)
采用這種控制的水系統(tǒng)時(shí),表面冷卻器中的水是常通的,水量依靠閥門一次性調(diào)整。室內(nèi)溫度控制器控制風(fēng)機(jī)啟停,而手動(dòng)三檔開關(guān)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
溫控器選擇AFT06*系列即可滿足要求。該系列是帶浸入式套管的。
六、變風(fēng)量系統(tǒng)的監(jiān)控
變風(fēng)量系統(tǒng)的基本思想是當(dāng)室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷改變以及室內(nèi)空氣參數(shù)設(shè)定值變化時(shí),自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)送入房間的送風(fēng)量,使通過空氣送入房間的負(fù)荷與房間的實(shí)際負(fù)荷相匹配,以滿足室內(nèi)人員的舒適要求或工藝生產(chǎn)要求。同時(shí)送風(fēng)量的調(diào)節(jié)可以最大限度的減少風(fēng)機(jī)的動(dòng)力,節(jié)約運(yùn)行能耗。
除了節(jié)能的優(yōu)勢外,VAV系統(tǒng)還有以下特點(diǎn):(1)能實(shí)現(xiàn)局部區(qū)域的靈活控制,可根據(jù)負(fù)荷變化或個(gè)人舒適度要求調(diào)節(jié)。(2)由于能自動(dòng)調(diào)節(jié)送入各房間的冷量,系統(tǒng)內(nèi)各用戶可以按實(shí)際需要配置冷量,考慮各房間的同時(shí)使用系數(shù)和負(fù)荷分布,系統(tǒng)冷源配置可以減少20%~30%左右,設(shè)備投資相應(yīng)較大減少。(3)室內(nèi)無過冷過熱現(xiàn)象。
該系統(tǒng)采用單風(fēng)管再加熱VAV空調(diào)系統(tǒng),其原理和控制系統(tǒng)圖如下:
七、空調(diào)用制冷裝置的自動(dòng)控制
1、蒸發(fā)器的自動(dòng)控制
空調(diào)用制冷裝置系統(tǒng)的蒸發(fā)器和冷凝器溫度的自動(dòng)控制如圖所示
空調(diào)負(fù)荷是經(jīng)常變化的,因此,要求制冷裝置的制冷量也要相應(yīng)地變化。而制冷量的變化,就是循環(huán)的制冷劑流量的變化,所以需要對蒸發(fā)器的供液量進(jìn)行調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)對載冷劑即被冷卻物質(zhì)的溫度控制。空調(diào)用制冷裝置的中常用的供液量自動(dòng)控制的設(shè)備是熱力膨脹閥。
熱力膨脹閥的一種直接作用式調(diào)節(jié)閥,安裝在蒸發(fā)器入口管上,感溫包安裝在蒸發(fā)器的出口管上。DV1和DV2是電磁閥,壓縮機(jī)停時(shí),電磁閥立即關(guān)閉,切斷冷凝器至蒸發(fā)器的供液。
2、冷凝器的自動(dòng)控制
在制冷裝置上通常用冷卻水量調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)冷凝溫度。冷卻水量調(diào)節(jié)閥是一種直接作用式調(diào)節(jié)閥,安裝在冷凝器的冷卻水進(jìn)水管上,它的壓力測量溫包安裝在壓縮機(jī)的排氣端,或冷凝器的制冷劑入口端,以感受Pl的變化。
3、制冷裝置的自動(dòng)保護(hù)
為了保證制冷裝置的安全運(yùn)行,在制冷系統(tǒng)中常有一些自動(dòng)保護(hù)器件。制冷系統(tǒng)常用的自動(dòng)保護(hù)包括排氣壓力保護(hù)、吸氣壓力保護(hù)、減壓保護(hù)、斷水保護(hù)、冷凍水防凍保護(hù)等。其系統(tǒng)圖如下:
(一)排氣與吸氣壓力自動(dòng)保護(hù)
在制冷設(shè)備中設(shè)置了安全閥,還使用壓力控制器來控制排氣壓力。當(dāng)排氣壓力超過設(shè)定值時(shí),壓力控制器立即切斷壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)電源,起高壓保護(hù)作用;控制吸氣壓力的采用壓力控制器PxS。它對吸氣壓力有保護(hù)作用。
(二)油壓的自動(dòng)保護(hù)
在制冷壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,它的運(yùn)動(dòng)部件會(huì)摩擦生熱。為了防止部件因發(fā)熱而變形而發(fā)生事故,必須不斷供給一定壓力的油。油壓控制器是一個(gè)壓差控制器,用它可以實(shí)現(xiàn)制冷裝置油壓的自動(dòng)保護(hù)。
(三)斷水自動(dòng)保護(hù)
為了保證壓縮機(jī)的安全,在壓縮機(jī)水套出水口和冷凝器出水口,裝設(shè)了斷水保護(hù)裝置。該裝置是由測量冷凝器出水口水的電阻的兩個(gè)電極,配以晶體管控制電路的水流控制器SLS及繼電器所組成。
(四)凍水防凍自動(dòng)保護(hù)
在制冷裝置運(yùn)行中,蒸發(fā)器中冷凍水溫度過低,容易發(fā)生凍結(jié)影響壓縮機(jī)的正常運(yùn)行,因此設(shè)置了冷凍水防凍自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)是在蒸發(fā)器出口端安裝了溫度控制器TfS,當(dāng)冷凍水出口處溫度降至較低時(shí),溫度控制器使中間繼電器斷開,壓縮機(jī)也就停止運(yùn)轉(zhuǎn);在壓縮機(jī)停轉(zhuǎn)后,若蒸發(fā)器冷凍水溫度回升到某一溫度時(shí),溫度控制器使中間繼電器接通,冷凍水泵和冷卻水泵就重新啟動(dòng),而壓縮機(jī)也恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
4、水量調(diào)節(jié)閥的選擇:
根據(jù)系統(tǒng)水管管徑尺寸為:DN25DN32DN50三種,選擇相應(yīng)閥門口徑的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。結(jié)果如下:(品牌:丹佛斯)
閥門口徑KV值經(jīng)過閥們的流量(m^3/h)
壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)
0.20.250.30.350.40.450.50.550.6
DN25104.475.005.485.926.326.717.077.427.75
DN32167.168.008.769.4710.1210.7311.3111.8712.39
DN504017.8920.0021.9123.6625.3026.8328.2829.6630.98
二通閥選擇:DN25Kvs=10m^3/h編號:065Z3420法蘭連接VL2(PN6)
065B1725法蘭連接VF2(PN16)
065B1525法蘭連接VFS2(PN25)
DN32Kvs=16m^3/h編號:065Z3421法蘭連接VL2(PN6)
065B1732法蘭連接VF2(PN16)
065B1532法蘭連接VFS2(PN25)
DN50Kvs=40m^3/h編號:065Z3423法蘭連接VL2(PN6)
065B1750法蘭連接VF2(PN16)
065B1550法蘭連接VFS2(PN25)
三通閥選擇:DN25Kvs=10m^3/h編號:內(nèi)螺紋:065B1425外螺紋:065B1325
法蘭連接VF3,VL3
DN32Kvs=16m^3/h編號:內(nèi)螺紋:065B1432外螺紋:065B1332
DN50Kvs=40m^3/h編號:內(nèi)螺紋:065B1450外螺紋:065B1350
模擬量控制驅(qū)動(dòng)器:AME15,AME16,AME25,AME35
AME電子驅(qū)動(dòng)器用在DN50以下的VRB,VRG,VF,VL,VFS2,VEF2閥門。該驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)適應(yīng)行程到閥的終端位置以減少調(diào)試時(shí)間。電源電壓:24V~。適配器編號:065Z7548,介質(zhì)溫度超過150℃。閥桿加熱器,用于DN15~DN50的閥門,編號是065B2171。
手動(dòng)平衡閥:MSV-C該閥用于平衡制冷、供熱和生活用水系統(tǒng)的流量。其特點(diǎn)有:固定的測量孔板;帶有2件針式測量接頭;手輪具有關(guān)斷功能,一圈360度均可讀數(shù);數(shù)字刻度指示,并具有鎖定功能;固定孔板測量精度是+-5%,MSV-C為內(nèi)螺紋。
八、風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)的監(jiān)控
風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)的控制通常包括風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制和室內(nèi)溫度控制兩部分。
1、風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)的監(jiān)控功能
(1)室內(nèi)溫度測量;(2)冷、熱水閥開關(guān)控制;(3)風(fēng)機(jī)變速及啟??刂?/p>
其監(jiān)控原理圖如圖
九、新風(fēng)機(jī)組的監(jiān)控
新風(fēng)機(jī)組通常與風(fēng)機(jī)盤管配合進(jìn)行使用,主要是為各房間提供一定的新鮮空氣,滿足人員衛(wèi)生要求。其基本監(jiān)控功能有:(1)監(jiān)測功能檢查風(fēng)機(jī)電機(jī)的工作狀態(tài),確定是處于開或關(guān);檢測風(fēng)機(jī)電機(jī)的電流是否過載;測量風(fēng)機(jī)出口處的空氣溫濕度,以了解機(jī)組是否已將新風(fēng)處理到要求的狀態(tài);測量空氣過濾器兩側(cè)的壓差,以了解過濾器是否要求清洗;檢查新風(fēng)閥狀態(tài),確定是開還是關(guān)。(2)控制功能根據(jù)要求啟停風(fēng)機(jī);控制水量調(diào)節(jié)閥的開度;控制干蒸汽加濕器調(diào)節(jié)閥的開度;換熱器的冬季防凍保護(hù)(3)集中管理功能顯示新風(fēng)機(jī)組啟停狀態(tài),送風(fēng)溫濕度,風(fēng)閥,水閥狀態(tài)。通過中央控制管理機(jī)啟停機(jī)組,修改送風(fēng)參數(shù)設(shè)定值
為實(shí)現(xiàn)上述功能,相應(yīng)的硬件配置如下:
新風(fēng)機(jī)組的新風(fēng)閥配置開關(guān)式風(fēng)閥控制器。這是因?yàn)樾嘛L(fēng)機(jī)組的風(fēng)量是根據(jù)工作區(qū)內(nèi)人員數(shù)量計(jì)算出來的,一般不做調(diào)節(jié),因此新風(fēng)門只有開、閉兩種狀態(tài)。在風(fēng)機(jī)開啟時(shí),風(fēng)閥全開,停機(jī)時(shí),風(fēng)閥全關(guān)。風(fēng)閥的控制通過一路DO通道完成。當(dāng)輸入為高電平時(shí),風(fēng)閥全開;低電平時(shí),風(fēng)閥全關(guān)。若要了解風(fēng)閥的實(shí)際狀態(tài),還可以用一路DI接受風(fēng)閥執(zhí)行器的反饋信號。
十、電子機(jī)械房間恒溫控制器RMTE
該控制器廣泛應(yīng)用于商業(yè)、工業(yè)和住宅建筑。適用于供熱,制冷和全年空調(diào)系統(tǒng)的室溫控制,特別是風(fēng)機(jī)盤管和電加熱器等。特點(diǎn)是:高度敏感,無基準(zhǔn)振動(dòng)問題,硬防火塑料底座和上蓋,一體結(jié)構(gòu),易于安裝,系統(tǒng)OFF位置,切斷所有環(huán)路。RMTE-HC2適用于2管制供熱/關(guān)斷/制冷,溫度范圍是10~30℃。電源等級:230V+-10%50/60HZ電流等級:恒溫控制器1A230V/AC風(fēng)機(jī)6(2)A230V/AC
十一、區(qū)域電動(dòng)閥ZV-2/3
該系列閥門與時(shí)間溫度控制器一起用來控制家庭和商業(yè)的中央供熱,熱水及冷水系統(tǒng)中的水量。主要參數(shù):適用于各種安裝要求和偏好,適用于供熱和供冷應(yīng)用,性能可靠,使用壽命長,易于安裝和接線,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
類型產(chǎn)品編號種類DN關(guān)閉壓力KV螺紋(外)介質(zhì)
ZV-215087N72402-通開/關(guān)152.5bar3.2G1/2”制冷/熱水(+5/+90)
ZV-220087N7241202bar3.2G3/4”
ZV-225087N7242250.8bar6.8G1”
ZV-315087N72373-通分流器152.5bar4.3G1/2”
ZV-320087N7238201bar4.6G3/4”
ZV-325087N7239251bar5.7G1”
十二、SIEMENS3LD主控和急停開關(guān)
3LD1開關(guān)可用于控制主回路、輔助回路以及三相電機(jī)和其它負(fù)載。應(yīng)用
它是手動(dòng)隔離開關(guān),符合IEC947-3/DINVDE0660第107部分(EN60947-3)標(biāo)準(zhǔn),并且滿足隔離要求。3LD1控制開關(guān)可以用于:起/停(ON/OFF)??刂圃撻_關(guān)有三個(gè)相鄰的主觸頭,在開關(guān)的任何一邊都可以裝第四個(gè)觸頭。這個(gè)觸頭可以是N觸頭或一個(gè)帶1常開和1常閉觸點(diǎn)的開關(guān)
SIEMENS3TH中間繼電器
3TH系列中間繼電器,適用于交流50Hz或60Hz,電壓至660V和直流電壓至600V的控制電路中,用來控制各種電磁線圈及作為電信號的放大和傳遞,符合IEC947,VDE0660,GB14048等標(biāo)準(zhǔn)。繼電器動(dòng)作機(jī)構(gòu)靈活,手動(dòng)檢查方便,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊,可防止外界雜物及灰塵落入繼電器的活動(dòng)部位。接線端都有罩覆蓋,人手不能直接接觸帶電部位,安全防護(hù)性很高;繼電器電磁鐵工作可靠、損耗小、噪音小、具有很高的機(jī)械強(qiáng)度,線圈的接線端裝有電壓規(guī)格標(biāo)志牌,標(biāo)志牌按電壓等級著有特定的顏色,清晰醒目,接線方便,可避免因接錯(cuò)電壓規(guī)格而導(dǎo)致線圈燒毀。
十三、壓差控制器
根據(jù)閥門口徑,選擇以下幾種:ASV-PVDN25ASV-PVDN32AIPDN50
ASV壓差平衡閥可自動(dòng)保證供熱和制冷系統(tǒng)的水力平衡。該工程中采用的是定水量系統(tǒng),壓差控制器用在排氣與吸氣壓力自動(dòng)保護(hù)中。使用ASV閥門,可避免煩瑣的調(diào)試過程,安裝完閥門即可。在所有負(fù)荷下自動(dòng)平衡系統(tǒng),也有助于節(jié)能。安裝時(shí)需安在回水管,且流向應(yīng)與閥體上的箭頭一致。
十四、參考文獻(xiàn)
建筑環(huán)境與設(shè)備的自動(dòng)化劉耀浩天津大學(xué)出版社
2智能化技術(shù)的主要特點(diǎn)分析
對于很多人來說,智能化技術(shù)是一個(gè)陌生的詞匯,然而它卻與我們的生活息息相關(guān),下面我們就對它的主要特點(diǎn)進(jìn)行闡述,幫助大家深入理解智能化技術(shù)。作為電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),電氣工程自動(dòng)化控制對電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行存在著決定性的作用,為了保證電氣工程的順利發(fā)展,從而有效提升恒業(yè)的整體水平,對智能化技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用是大勢所趨。
2.1高精度與高效率
在電氣工程自動(dòng)化控制中,精度與效率是兩項(xiàng)重要指標(biāo),在智能化技術(shù)指導(dǎo)留下,對多個(gè)CPU與高速CPU芯片進(jìn)行使用,電氣工程控制工作效率與精度得到了顯著的提高。
2.2多系統(tǒng)控制
智能化技術(shù)的應(yīng)用可以有效減少相關(guān)工序,同時(shí)還能使工作效率得到顯著提高,目前該項(xiàng)技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的實(shí)際應(yīng)用正朝著系統(tǒng)控制的方向發(fā)展著。
2.3科學(xué)計(jì)算的可見性
在電氣工程自動(dòng)化控制中,智能化技術(shù)的應(yīng)用可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理,不僅可以通過文字和語言進(jìn)行信息交流,同時(shí)還能利用圖形與動(dòng)畫實(shí)現(xiàn)信息交流,這在很大程度上提升了工作的效率。
3智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用
在電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用智能化技術(shù),有效提升了系統(tǒng)的工作效率,降低了工作人員的壓力,對于電氣工程自動(dòng)化控制中智能化技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:(1)怎樣將智能化技術(shù)應(yīng)用到電氣工程中對病因的診斷與維修之中;(2)如何對電氣產(chǎn)品與設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì);(3)通過怎樣的形式對電氣工程智能化控制進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
3.1對電氣工程自動(dòng)化控制中的病因進(jìn)行診斷
利用傳統(tǒng)的人工方式對電氣工程系統(tǒng)中的病因進(jìn)行診斷是非常復(fù)雜的,同時(shí)對工作人員的要求也非常高,而且也不能對病因進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷。在電氣工程自動(dòng)化控制中難免會(huì)發(fā)生一些設(shè)備和數(shù)據(jù)問題,依靠人工診斷方式往往不能對病因進(jìn)行及時(shí)的診斷與處理。而智能化技術(shù)的應(yīng)用不僅可以使病因診斷的效率得到明顯提高,同時(shí)還可以使定時(shí)檢測與診斷得到實(shí)現(xiàn),在這一過程中很多問題的出現(xiàn)都會(huì)得到避免。
3.2對電氣工程設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化
在傳統(tǒng)電氣工程設(shè)計(jì)中,往往需要通過工作人員在工作過程中進(jìn)行反復(fù)的實(shí)驗(yàn)才能完成。在這一過程中工作人員很有可能不會(huì)考慮到一些具體情況。如果真的出現(xiàn)復(fù)雜性的問題,也不能對其進(jìn)行及時(shí)的解決,在這種情況下,工作人員不僅要掌握大量的專業(yè)設(shè)計(jì)知識,同時(shí)還要很好的將自己已經(jīng)掌握的理論知識運(yùn)用到實(shí)際應(yīng)用中。智能化技術(shù)得到應(yīng)用以后,設(shè)計(jì)人員就可以利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和相應(yīng)的軟件對電氣工程自動(dòng)化控制進(jìn)行設(shè)計(jì),這樣一來,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性得到而來增加,同時(shí)設(shè)計(jì)樣式也非常豐富,另外,還能對一些復(fù)雜問題進(jìn)行及時(shí)的處理,電氣工程自動(dòng)化控制的順利運(yùn)行就得到而來有效的保證。
3.3對整個(gè)電氣工程進(jìn)行自動(dòng)化控制
電氣工程控制系統(tǒng)中存在著很多控制環(huán)節(jié),智能化技術(shù)的應(yīng)用正好可以使對整個(gè)電氣工程的自動(dòng)化控制得到實(shí)現(xiàn)。智能化技術(shù)在應(yīng)用過程中通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制等方式實(shí)現(xiàn)對電氣工程的自動(dòng)化控制。其中,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的應(yīng)用是非常關(guān)鍵的,它可以進(jìn)行反向的算法,同時(shí)具有多層次的結(jié)構(gòu)。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的子系統(tǒng)中,其中的一個(gè)子系統(tǒng)可以結(jié)合系統(tǒng)參數(shù)對轉(zhuǎn)子的速度進(jìn)行調(diào)控與判斷,而另一個(gè)子系統(tǒng)就可以按照以上參數(shù)對轉(zhuǎn)子的速度進(jìn)行判斷與控制。目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制已經(jīng)在識別模式以及信號處理等方面得到了廣泛的應(yīng)用。智能化手段的應(yīng)用使電氣工程的遠(yuǎn)距離與無人操控自動(dòng)化控制得到了實(shí)現(xiàn),通過公司局域網(wǎng)的幫助,智能化技術(shù)的應(yīng)用使得對電氣系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行了詳細(xì)的反饋分析。
化學(xué)需氧量(COD)是評價(jià)水體污染的重要指標(biāo)之一。COD測定的主要方法有高錳酸鹽指數(shù)法(GB11892-89)和重鉻酸鉀氧化法(GTB11914-89)。高錳酸鹽指數(shù)法適用于飲用水、水源水和地面水的測定。重鉻酸鉀氧化法(CODCr)適用于工業(yè)廢水、生活污水的測定,但此法要消耗昂貴的硫酸銀和毒性大的硫酸汞,造成嚴(yán)重的二次污染,且加熱消解時(shí)間長、耗能大,缺點(diǎn)十分明顯,已不適應(yīng)我國環(huán)境保護(hù)發(fā)展的需求。為此,人們從不同方面進(jìn)行了改進(jìn)。
1標(biāo)準(zhǔn)法的改進(jìn)
1.1消解方法的改進(jìn)
為縮短傳統(tǒng)的回流消解時(shí)間,早期進(jìn)行的工作包括密封消解法、快速開管消解法、替代催化劑的選擇等;近期的工作主要包括采用微波消解法、聲化學(xué)消解法、光催化氧化法等新技術(shù)。
1.1.1替代催化劑的研究重鉻酸鉀法所用的催化劑Ag2SO4價(jià)格昂貴,分析成本高。因此,畢業(yè)論文研究Ag2SO4的替代物,以求降低分析費(fèi)用有一定的實(shí)用性。如以MnSO4代替Ag2SO4是可行的,但回流時(shí)間仍較長。Ce(SO4)2與過渡金屬混合顯示出很好的協(xié)同催化效應(yīng),如以MnSO4-Ce(SO4)2復(fù)合催化劑代替Ag2SO4[1],測定廢水COD,不但可降低測定費(fèi)用,還可降低溶液酸度和縮短分析時(shí)間,與重鉻酸鉀法無顯著差異。
1.1.2微波消解法如微波消解無汞鹽光度法測定COD;微波消解光度法快速測定COD;無需使用HgSO4和Ag2SO4測定COD的微波消解法;氧化鉺作催化劑微波消解測定生活污水COD等。Ramon[2]等采用聚焦微波加熱常壓下快速消解測定COD。
與標(biāo)準(zhǔn)回流法相比,微波消解時(shí)間從2h縮短到約10min,且消解時(shí)無需回流冷卻用水,耗電少,試劑用量大大降低,一次可完成12個(gè)樣品的消解,減輕了銀鹽、汞鹽、鉻鹽造成的二次污染[3]。專著[4]對此作了較全面的總結(jié)。
1.1.3聲化學(xué)消解法盡管微波消解時(shí)間短,但消解完后要等消解罐冷卻至室溫仍需一定時(shí)間。而超聲波消解方便,設(shè)備簡單,且不受污染物種類及濃度的限制,近年來已有一些應(yīng)用研究[5]。鐘愛國[6]使用自制的聲化學(xué)反應(yīng)器對不同水樣進(jìn)行了聲化學(xué)消解試驗(yàn),提高了分析效率,減少了化學(xué)試劑用量,COD測定范圍150mg·L-1~2000mg·L-1,標(biāo)準(zhǔn)偏差≤615%,加標(biāo)回收率96%~120%。超聲波消解時(shí),超聲波輻射頻率和聲強(qiáng)是兩個(gè)重要的影響因素。試驗(yàn)表明,超聲波輻射標(biāo)準(zhǔn)水樣30min時(shí),低頻(20kHz)、適當(dāng)高的聲強(qiáng)(80W·cm-2)有利于水樣的完全消化。
1.1.4光催化氧化法紫外光氧化快速、高效,在常溫常壓下進(jìn)行,不產(chǎn)生二次污染,因此對水和廢水分析的優(yōu)勢特別突出。近幾年來,半導(dǎo)體納米材料作為催化劑消除水中有機(jī)污染物的方法已引起了人們的廣泛關(guān)注。當(dāng)用能量等于或大于半導(dǎo)體禁帶寬度(312eV)的光照射半導(dǎo)體時(shí),可使半導(dǎo)體表面吸附的羥基或水氧化生成強(qiáng)氧化能力的羥基自由基(·OH),從而使水中的有機(jī)污染物氧化分解。艾仕云等[7]提出納米ZnO和KMnO4協(xié)同氧化體系,并據(jù)此建立了測定COD的方法,所得結(jié)果的可靠性和重現(xiàn)性與標(biāo)準(zhǔn)法相當(dāng)。他們還使用K2Cr2O7氧化劑、納米TiO2光催化劑測定COD[8]。通過光催化還原K2Cr2O7生成的Cr3+濃度變化,可以獲得樣品的COD值。但反應(yīng)仍需恒溫?cái)嚢?反應(yīng)液需離心過濾。操作煩瑣,且不能在線快速分析。
1.2測定方法的改進(jìn)
1.2.1分光光度法分光光度法測定COD是在強(qiáng)酸性溶液中過量重鉻酸鉀氧化水中還原性物質(zhì),Cr6+還原為Cr3+,英語論文利用分光光度計(jì)測定Cr6+或Cr3+來實(shí)現(xiàn)COD值測定。Inaga等以Ce(SO4)2作氧化劑,加熱反應(yīng)后測定吸光度,計(jì)算出COD值。Konno使用自制的比色計(jì)與PC機(jī)相聯(lián)測定COD,所得結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)法基本一致。光度法測得COD值快速、準(zhǔn)確、成本低等。目前,國內(nèi)外不少COD快速測定儀均是基于光度法原理。如美國HACH公司制造的COD測定儀是美國國家環(huán)保局認(rèn)可的COD測量方法。
1.2.2電化學(xué)分析法
(1)庫侖法庫侖法是我國測定COD的推薦方法,該法利用電解產(chǎn)業(yè)的亞鐵離子作庫侖滴定劑進(jìn)行庫侖滴定,根據(jù)消耗的電量求得剩余K2Cr2O7量,從而計(jì)算出COD。廣州怡文科技有限公司和中國環(huán)境監(jiān)測總站研制的EST22001COD在線自動(dòng)監(jiān)測儀,采用庫侖滴定原理,測量范圍5mg/L~1000mg/L;測量時(shí)間30min~60min,測量誤差≤±5%FS;重復(fù)誤差≤±3%FS,與手動(dòng)分析具有很好的相關(guān)性。
(2)電解法此法既不外加氧化劑,也不加熱消解水樣,而是利用電化學(xué)原理直接測量水中有機(jī)物的含量,是COD測定方法的突破。方法原理基于特殊電極電解產(chǎn)生的羥基自由基(·OH)具有很強(qiáng)的氧化能力,可同步迅速氧化水中有機(jī)物,較難氧化的物質(zhì)(如煙酸、吡啶等)也均能被·OH氧化。羥基自由基被消耗的同時(shí),工作電極上電流將產(chǎn)生變化。當(dāng)工作電極電位恒定時(shí),電流的變化與水中有機(jī)物的含量成正比關(guān)系,通過計(jì)算電流變化便可測量出COD值。作者在這方面作了一些探索工作,取得了初步的結(jié)果[9,10]。由于水樣不需消解,極大縮短了分析流程,還克服了傳統(tǒng)方法中“二次污染”的問題。目前,這類儀器代表產(chǎn)品是德國LAR公司的Elox100A型COD在線自動(dòng)監(jiān)測儀h[11]。儀器測量范圍從1mg/L~10000mg/L,最大可到100000mg/L,測量周期2min~6min。此儀器在歐美各國已得到較廣泛的應(yīng)用,在我國也獲得國家質(zhì)量監(jiān)督檢疫總局計(jì)量器具型式批準(zhǔn)證書。
(3)其他電化學(xué)分析法Dugin[12]提出以Ce(SO4)2為氧化劑,利用pH電極和氧化還原電極直接測定電勢從而測定COD值的方法。Belius2tiu[13]以兩種不同的玻璃電極組成電池,通過直接測定電池電動(dòng)勢,對水樣中COD值進(jìn)行測定。趙亞乾[14]以一定比例的反應(yīng)溶液回流10min后,冷卻稀釋,用示波器指示終點(diǎn)進(jìn)行示波電位滴定測定COD。
Westbroek等[15]提出Pt-Pt/PbO2旋轉(zhuǎn)環(huán)形圓盤電極多脈沖電流分析法,通過電化學(xué)方法產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑,碩士論文有機(jī)污染物在圓盤電極表面直接氧化或與產(chǎn)生的氧化物質(zhì)反應(yīng)而間接被轉(zhuǎn)化。伏安計(jì)時(shí)電流法和多脈沖計(jì)時(shí)電流法測COD,可在幾秒中獲得結(jié)果,而且可以在線監(jiān)測。形成的強(qiáng)氧化媒介可使工作電極表面保持清潔。但方法檢測限較高,不適合地表水或輕度污染水的測定。但德忠等[16]提出混合酸消解和單掃描極譜法快速測COD的方法。該法基于用單掃描極譜法測定混合酸(H3PO4-H2SO4)消解體系中過量的Cr6+,從而間接測定COD?;旌纤嵯饣亓鲿r(shí)間只需15min。Venkata等[17]使用示差脈沖陽極溶出伏安法(DPASV)進(jìn)行電化學(xué)配位滴定確定有機(jī)金屬絡(luò)合物的絡(luò)合能力,從而測定COD。
.2.3化學(xué)發(fā)光法根據(jù)重鉻酸鉀消解廢水后其最終還原產(chǎn)物Cr3+濃度與COD值成正比關(guān)系,以及在堿性條件下,Luminol-H2O2-Cr3+體系產(chǎn)生很強(qiáng)的化學(xué)發(fā)光的原理,文獻(xiàn)[18,19]提出一種用光電二極管做檢測器測定水體化學(xué)需氧量的新方法。
1.2.4紫外吸收光譜法紫外吸收光譜法是通過測量水樣中有機(jī)物的紫外吸收光譜(一般用254nm波長),直接測定COD。已有工作表明,不少有機(jī)物在紫外光譜區(qū)有很強(qiáng)的吸收,在一定的條件下有機(jī)物的吸光度與COD有相關(guān)性,利用這種相關(guān)性可直接測定COD。這種方法不像COD、總有機(jī)碳(TOC)方法那樣明確,但在特定水體中有極高的相關(guān)性,也能真實(shí)反映有機(jī)物含量?;谧贤馕赵頊y定COD的儀器已有生產(chǎn)。這類方法均不需添加任何試劑、無二次污染、快速簡單,但前提條件是水質(zhì)組成必須相對穩(wěn)定。此方法在日本已是標(biāo)準(zhǔn)方法,但在歐美各國尚未推廣應(yīng)用,在我國尚需開展相關(guān)的研究。
2自動(dòng)在線分析技術(shù)
流動(dòng)分析(FA)用于水樣COD的測定可將樣品消解和測定實(shí)現(xiàn)一體化,留學(xué)生論文使整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)在線化、自動(dòng)化。Korinaga[20]提出以Ce(SO4)2為氧化劑,采用空氣整段間隔連續(xù)流動(dòng)分析法對環(huán)境水樣中的COD進(jìn)行測定,采樣頻率達(dá)90次/h,但需特制的閥,且管長達(dá)18m。陳曉青等[21]提出測定COD的流動(dòng)注射停流法,系統(tǒng)以微機(jī)控制蠕動(dòng)泵的啟停,并記錄分光光度計(jì)檢測到的信號。由于停流技術(shù)的引入,解決了慢反應(yīng)中樣品的過度分散問題。
Cuesta等[22]提出COD的微波消解火焰原子吸收光譜-流動(dòng)注射分析法。用微波加熱消解樣品,未被樣品中有機(jī)物質(zhì)還原的Cr6+保留在陰離子交換樹脂上,Cr6+經(jīng)洗脫后用火焰原子吸收光譜法測定。這種方法在檢測中沒有基體效應(yīng)的影響。
盡管流動(dòng)注射分析的優(yōu)勢突出,但仍免不了傳統(tǒng)加熱方式。為了提高在線消解效率,不得不加長反應(yīng)管或采用停留技術(shù),這又導(dǎo)致分析周期延長或低的采樣頻率。醫(yī)學(xué)論文微波在線消解效果雖好,但去除產(chǎn)生的氣泡使流路結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。但德忠等[23]將流動(dòng)注射和紫外光氧化技術(shù)引入高錳酸鹽指數(shù)的測定中,建立了紫外光催化氧化分光光度法測定高錳酸鹽指數(shù)的流動(dòng)分析體系,并對多種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(葡萄糖、鄰苯二甲酸氫鉀、草酸鈉等)進(jìn)行了研究,反應(yīng)僅需約115min,回收率8310%~11110%,檢測限為016mg/L。用此方法成功測定了COD質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)(QCSPEX-PEM-WP)和英格蘭普利茅斯Tamar河水樣品。
Yoon-Chang[24]將光催化劑二氧化鈦鋪助紫外光消解與流動(dòng)分析技術(shù)聯(lián)用測定化學(xué)耗氧量,獲得了好的相關(guān)性。李保新等[25]把化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)和流動(dòng)分析法結(jié)合測定高錳酸鹽指數(shù),有機(jī)物在室溫條件下發(fā)生化學(xué)氧化反應(yīng),KMnO4還原為Mn2+并吸附在強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂微型柱上,同時(shí)過量的MnO-
4通過微型柱廢棄。吸附在微型
柱上的Mn2+被洗脫出來使用H2O2發(fā)光體系檢測。若換用職稱論文重鉻酸鐘氧化劑,在酸性條件下,重鉻酸鉀還原生成的Cr(Ⅲ)催化Luminol-H2O2體系產(chǎn)生強(qiáng)的化學(xué)發(fā)光可測定COD。該方法已用于地表水樣COD的測定。
基于流動(dòng)技術(shù),綜合電化學(xué)技術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù)、自動(dòng)測量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、現(xiàn)代光機(jī)電技術(shù)研制的COD在線監(jiān)測儀,一般包括進(jìn)樣系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)四部分。進(jìn)樣系統(tǒng)由輸液泵、定量管、電磁閥、管路、接口等組成,完成對水樣的采集、輸送、試劑混合、廢液排除及反應(yīng)室清洗等功能;反應(yīng)系統(tǒng)主要有加熱單元或(和)反應(yīng)室,完成水樣的消解和的反應(yīng);檢測系統(tǒng)包括單片機(jī)(或工控機(jī))、時(shí)序控制和數(shù)據(jù)處理軟件、鍵盤和顯示屏等,完成在線全過程的控制、數(shù)據(jù)采集與處理、顯示、儲存及打印輸
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