机械原理自动化范文

导语：如何才能写好一篇机械原理自动化，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：建立和谐劳动关系；人力资源管理；优化

事业单位想要长期维持各项日常业务活动的优质良好可持续发展，就需要优化人资管理，维护事业单位工作人员应有的利益，激励事业单位工作人员对于工作的积极主动性，创建和谐的内部人际关系。

1建立和谐劳动关系在人力资源管理中的价值

建立和谐的劳动关系，在强化事业单位人资管理中存在非常重要的作用。首先，能够充分激励事业单位工作人员对于工作的积极主动性。通过设立和完善薪酬管理的规范制度，可以最大程度地激励事业单位工作人员潜在能力，更好地为事业单位日常业务的进步和发展贡献价值。事业单位回报广大工作人员定期的工作职责能力最典型的模式就是薪酬回报，它能够呈现工作人员本身的价值，是事业单位人资管理的构成的根本。其次，有效改善提升事业单位内部的业务运作效率，提升工作人员的基本工作能力。事业单位的人资管理部门通过有效处理领导与工作人员的人际关系，能改善提高事业单位内部的业务运作效率，提升事业单位工作人员的基本工作能力。

2建立和谐劳动关系与人力资源管理的优化

经过建立和谐劳动关系，事业单位逐步转化人力资源管理的理念，改善管理的规范制度，在人资管理的各步骤中渗入和谐劳动关系的意识，进而充分强化人资管理。

（1）采用和谐的管理理念，尊重事业单位工作人员。人性的假设区别，在人资管理具体实施中会产生不一样的劳动关系形式。在现有的社会历史发展背景下建立和谐有序的事业单位劳动关系，人资管理工作人员要先把事业单位工作人员设定为和谐人，把单位设定为和谐事业单位，进而运用和谐发展理念引导人力资源的管理工作。和谐的事业单位管理模式是将工作人员作为和谐人，而不是当做事业单位的负担和业务成本，看重工作效益。在和谐理念的管理下，很多事业单位工作人员会主动地适应职位、适应同事、适应部门和组织，进而能够称职地担当所处职位，与同事相处和谐，与事业单位共创工作效益。在建立和谐的劳动关系中，事业单位的人资管理要转换工作人员与事业单位的敌视意识，转变工作人员的认知理念。教育培训及任职选拔有利于工作人员快速担任职位，进而确保工作人员和所处职位间的和谐度。同时，更要对事业单位的业务运作效益共享体系及交流沟通体系有效完善，进而提升工作人员与工作人员间、工作人员与事业单位间的协同关系，创造更和谐的事业单位良好环境[2]。

（2）转化事业单位工作效益优先的管理理念。在建立形成和谐有序劳动关系的前提下，事业单位要主动转化工作效益优先的人资管理观点，设立创新的人资管理理念，将公平公正公开作为标准，把工作效益设为目标。在事业单位的人资管理中要注意合理性和效益性失衡问题，将合理性和效益性置于相同的位置。事业单位想加快人资管理的效率，就要采取创新型的人资管理模式，建立相应的激励机制，以调动工作人员的工作积极性为核心。如果人资管理把工作效益关系设为基本，就不能发挥真实的效率。有关专家指出，正义是维护更多人的利益，而不会舍弃较少人的利益。事业单位在人资管理的设定规范和流程中要着重保护更多工作人员的利益，也要维护相对弱势工作人员的利益。在正义合理中，最根本的正义是法律法规，事业单位的人资管理中整体的模式要以法律法规为先。贯彻落实《劳动法》是人资管理部门的正义合理的体现，只有根据相关法律制度对广大工作人员进行整体规范，才能实现人力资源管理的高效。

（3）合理开展事业单位内部的工会组织建设。事业单位与广大工作人员之间的利益平衡是和谐劳动关系的中心，要注重维护全体工作人员在人格尊严层面的平等性。第一，要充分利用工会组织的职权保护和谐有序的的劳动关系。事业单位可在具体的人力资源管理中实施工会制度，工作人员依照工会的规范制度，积极主动的交流工作，进而创造和谐的劳动关系[3]。第二，要积极发挥事业单位内部工会组织在改善优化事业单位内部全体工作人员基本性人际关系格局方面的重要作用，结合工作人员所从事的岗位，以及在特定时间阶段的基本生活情况，为其提供适当形式的人文关怀，确保事业单位工作人员能够充分感受到来自集体的关怀和温暖。第三，事业单位内部工会组织，要通过组织开展形式多样的文体活动，促进事业单位内部不同部门之间的工作人员相互交流沟通，在建立广泛覆盖的事业单位内部人际关系网络的条件下，改善提升事业单位内部劳动关系的和谐度，助力事业单位各项业务活动的优质高效有序发展。

3结束语

综上所述，伴随着我国制度改革工作的快速稳定持续组织推进，事业单位想要在各类日常业务活动开展过程中取得最佳效益，就必须建立和谐的劳动关系。强化事业单位内部的人力资源管理，以和谐发展为单位文化，创建和谐尊重的工作理念，才能建立和谐的劳动关系，进而为事业单位各项业务的可持续发展提供强劲动力，推进事业单位健康有序的发展。

参考文献

[1]周娜娜，杜社会.构建和谐劳动关系与企业人力资源管理创新[J].学术交流，2013（2）：76-79.

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关键词：自动化仪表；自动化控制；工业生产

引言

目前，自动化仪表在农业、工业、国防等领域均有着广泛的应用。同时，在现代科学技术的推动下加强自动化控制技术的分析，也是在今后一段时间内相关科学技术研究工作重要内容。由于可编程控制装置自身在相关的工业领域当中有着十分重要的应用意义，是实践工作当中不可或缺的重要设备，因此，在其应用当中也需要加强研究和分析，以促进其作用更好的发挥。

1工业自动化仪表于控制技术概述

对工业自动化仪表和自动化控制技术在实践中的应用进行分析，是对自动化仪表和自动化控制技术进行改进和完善的重要基础，因此，应该引起高度重视。自动化仪表技术包括了信息采集、信息处理和信息应用。从整体上看，生产流程的诊断原则上并不属于自动化仪表的范畴，但是，这段信息的交换涉及到自动化仪表系统。针对生产装备的监控，诊断仪表系统已经推出了全新的产品，自动控制系统的诊断通常是控制系统中设备管理软件的一个模块或者是一种功能，主要负责自动化仪表或者是系统本身的实时诊断以及预测性维护。在诊断中，现场仪表诊断的难度很大，维护周期由智能仪表的损耗情况或者是固定时间确定。由于可编程控制装置自身在工业生产领域当中的应用具有十分重要的意义，在生产实践活动当中不可或缺，所以应当加强对重点技术的研究于分析工作，以更好的实现工作的发展以及创新改进。当前，自动化技术已经逐步成为日常生活之中的关键性技术，对于促进工业生产和经济建设具有重大的意义。系统维护和仪表诊断受到了越来越多用户、制造商、研究者的关注。从整体上看，仪表诊断可以被划分为四个方面：生产流程诊断、生产装备诊断、自动化控制系统诊断以及现场仪表诊断。

2自动化仪表

2.1自动化仪表工作原理

工业自动化仪表在工作中不需要人工操作就能够自主完成测量、自动记录以及自动控制任务，并可以将获取的数据信息传送到远距离终端，在终端上完成数据处理工作。其主要是以平衡原理作为基础的，其中包括力平衡、电平衡等。在工作中自动化仪表感受部件传感器将现场被测参数，如温度、压力等，通过变送器进行转换，得到容易放大的测量量值，之后经过进一步放大。放大之后的量值能够通过变送器送到显示元件，经过反馈元件与测量量值进行对比，可以达到平衡。

2.2工业自动化仪表种类

工业自动化仪表有很多中，根据划分标准的不同可以分为很多类。例如根据在生产过程中需要测量参数类型进行划分，可以分为测量的温度仪表、测量压力表、测量流量仪表、测量物位仪表等等；根据其在生产过程当中的功用不同可以划分为检测类仪表、显示类仪表、调节类仪表、执行器类、计算类仪表、设定值发生器类等等。

3自动化控制技术

3.1自动化控制原理

自动化控制可以划分为半自动化和全自动化，比如，机器、设备能够根据生产规划进行全自动以及半自动运转。全自动化控制，操作人员只需要作为全自动化控制的操作人员，根据生产进度确定控制的要求以及程序，而不用直接参与到生产过程中去；半自动化控制需要人力通过设施、设备、机械、仪器或者是手工参与到生产中去。目前，自动化控制技术在工业、工业等领域有着十分广泛的应用。全自动化控制使人从繁重的体力劳动中解脱出来，使人摆脱片面的劳动和不合理的分工，极大的提高了社会生产率，并节省人力资源，这可以为企业创造更多的价值。在现代社会当中，生产自动化程度被看作现代化的重要标志。

3.2自动控制的应用

3.2.1过程自动化。在现代石油炼制以及化工等企业在生产中，通过使用自动化控制在生产中可以减少流体、分体、有害物质等对人的伤害。在一般情况自动化控制系统主要是由计算机、调节器以及检测仪表三部分组成的。通过自动化控制能够对整个生产流程进行最优控制。在对生产过程进行控制时，反馈控制，前馈控制、最优控制是经常使用到的控制模式。3.2.2机械制造制动化。机械制造自动化有很长的发展历史，在最初阶段是非常简单的自动生产线。自上世纪60年代以来，随着计算机技术的快速发展以及应用普及，数控机床、机器人、加工中心等随之出现。此外，用于适应多样品种，较小批量生产的柔性生产制造系统也随之产生。而自动化生产车间则主要是采用计算机以及生产制造系统集成的工厂自动化控制系统，它是以柔性制造系统为基础的，并在信息管理以及生产管理工作当中实现了自动化。3.2.3管理自动化。管理自动化指的是对企业单位的人力资源、财力资源、物力资源以及生产和办公管理实现自动化控制。管理自动化是一门综合性的技术，其主要是利用电子计算机、通信系统以及控制等学科对信息进行处理。在现代自动化管理当中，以管理信息系统作为基础研制了决策支持系统，能够为企业决策提供重要的支持，推动了企业管理的发展。

4结语

我国是生产制造大国，但是在工业生产中却处于生产中的中低端，行业的利润十分低，这对于我国经济转型发展，优化经济结构构成了严重的影响。自动化仪表和自动化控制技术是工业发展中的重中之重，两者的技术水平能够在客观上反映一个国家的工业化发展水平，因而，在我国经济发展中加强对自动化仪表和自动化控制技术研究，对我国整体经济发展具有十分重要的意义。

参考文献

[1]田娜.工业自动化仪表与自动化控制技术探讨[J].橡塑技术与装备,2016(04).

[2]高磊.工业自动化仪表与自动化控制技术探讨[J].科技创新与应用,2015(14).

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【关键词】机械工程自动化； 发展现状； 应用进步；

【分类号】：TU855

随着社会不断的发展，人们的生活水平和质量也不断地提高，对于日常生活和环境等各种需求也越来越高。不论是生活还是工作，人们对于各种方便和快捷服务的要求也越来越高。机械自动化作为一种先进的技术支持，通过改进技术，提高工作效率，为企业节约了人力、物力、财力，在制造行业发挥着独特的优势。例如日常生活用具的自动化、通讯工具的自动化和机械设备自动化等等。有许多工作如果采用人工控制则较难完成，既花费很大的人力、物力和财力，又达不到预期的效果。通过自动化控制技术，可以合理利用各种设备，既节省能源又方便快捷。因此，机械自动化控制技术在现代建筑中是不可或缺的，对我国工程建设行业的发展有着非常重要的意义。

一、机械工程自动化的技术

中国作为一个发展中的国家，全部的技术都必须建立在一个基本前提上，那就是是否与我国的基本国情相匹配，是否能够带动我国经济、工业的发展，而不会造成严重的后遗症，所以，针对这些问题，我们看到，我国的当前的国情是，我国是通过不断消化吸收国外的柔性制造系统完成自身工业发展的不断成熟壮大，这是一个最基本的国情，而需要解决的方法就是，根据国外的先进技术，结合当前的实际情况，研制、开发和推广适合我国国情的技术。

我们国家目前应该在消化吸收、融汇贯通国际上的自动化技术理论的基础上，努力做到从我们国家机械制造业的实际情况出发，发展创新，形成有国情特征的发展自动化技术理论和学说，进行围绕计算机技术的柔性自动化技术开发研究。

针对我国目前的发展的整体情况，相关人士认为应当先发展低成本自动化技术，因为该项技术发展的潜力巨大，前景非常广阔，投资小而且见效迅速，对于目前中国的工业情况而言，是非常实用的技术，有利于提高生产的自动化程度，可以收到事半功倍的经济效果。

二、机械自控技术的发展现状

简单来讲，机械自动控制技术就是指通过使用机械控制设备，使被控对象自动地在无人控制的情况下按照预先设定的程序进行自行运作的一种方式。它是以数学的系统理论为基础，利用反馈原理自动地影响动态系统，使其输出值接近或达到人们的预定值。在机械制造业中应用自动化技术，实现加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动生产过程。近年来，很多发达国家的机械自动控制业已经达到较高的技术水平，绝大多数都是采用的都是机械自动化制造技术。目前，多数发达国家向机械制造自动化技术仍然得到不断地发展，并提出了许多新的机械制造系统，例如：智能制造系统、敏捷制造系统等等。自改革开放以来，我国的机械自动化制造技术已经有了翻天覆地的变化，在机械制造技术水平以及产品总量都在逐年提高。在我国，由于机械自动化技术水平不高，很多制造工艺都是借鉴国外先进的机械自动化制造技术，自主知识产权的品牌较少。

在激烈的市场竞争环境中，我国正处在经济发展的重要时期，必须对机械制造产业给予充分的重视，必须提高产品的质量，提高产品的竞争力，才能促进我国的机械制造技术更好地发展，在激烈的市场竞争中不被淘汰。随着科学技术的发展，机械自动化控制技术也不断地发展，第一代机械控制技术源于150多年前。由于计算机科学技术的诞生和发展，智能控制这种自动控制技术产生了，它是一种由定性方法和定量方法相结合之后进行控制的方式。要求由机器用类似于人的思维和经验来引导解决问题的过程。智能控制的核心在于高层控制，高层控制是通过对实际情境或过程进行操作而实现的。智能控制的主要技术方法有专家系统、模糊逻辑、遗传算法、神经网络等。随着科学的发展，智能技术正逐步应用于人们的日常生活中。

三、自动化技术在机械工程中的应用

（一）柔性自动化技术的应用

所谓柔性自动化技术是伴随着计算机技术产生的，这种新兴的自动化技术不仅能够自动进行技术性的操作，而且在加工目标已经明确的情况下还能够知道该怎样去完成。然而在机械工程制造的过程中，恰恰需要这样的技术来提高生产效率，进而加快工业化的发展。目前，柔性自动化已经成为了机械工业制造中不可或缺的技术，它主要是采用以数控技术为核心，通过把高端的计算机设备、信息科技手段以及机械生产技术三者有机的结合来发展机械工业制造。

将自动化技术应用到机械工程中对工业发展来说有着深远的意义。一方面，能够加快生产数量、提高生产效率，从而减轻工人的劳动强度。另一方面，能够提高生产质量、降低生产成本，进而扩大了产品的效益。可见，柔性自动化技术是各国乃至全世界机械工业制造行业发展的重要趋势。

（二）集成自动化技术的应用

所谓集成自动化技术就是对现有的信息技术加以改进，让整个机械工程制造过程更加具体，同时将生产流程中所涉及到的多种技术与相关的生产信息进行有效的集成，以扩大机械生产，强化集成功能的目的。鉴于以上优势，目前集成自动化技术在我国的机械工程制造业中已经受到普遍的认可，并且随着计算机集成系统的不断改进和不断的完善，使得集成自动化技术涵盖了许多方面，比如质量系统工程、数据库信息集成，还有一些比较复杂的工业系统设计。就目前的市场发展来看，该项技术的应用无论在产品的研发方面，还是产品的生产与控制方面都能够取得最佳的效益。

（三）智能自动化技术的应用

所谓智能自动化技术就是采用人工智能、神经网络等知识来对一些事物进行模拟，使得系统能够发挥出人类的作用，比如分析数据或者是信息采集等，进而实现类似人脑工作的自动化技术。智能自动化技术不仅使用了智能化的机械，而且还运用了集成化的手段来实现自动控制，因此，我们可以将其称之为一门集智能、集成为一体的综合性的自动化技术。该项技术在机械工程技术应用的过程中，是将人工智能技术与产品制造过程进行有效的融合，一方面，不仅有利于自动化生产的整个流程的监控，减少人力资源的浪费的同时还能够大大提高机械生产效率；另一方面，该项技术利用了神经网络对信息进行识别的能力，使机械制造系统在运行过程中拥有较强的自组织学习和适应能力，以便对于机械生产过程中产生的突发事件能够快速的响应，并给予及时的解决。

四、机械工程自动化的进步

（一）精密机械

精密机械是高科技制造业的基础，两者互动密切，相辅相成。机密机械工业的推动，可加速高科技产业升级，全面调整经济结构；高科技产业的发展，又可相对扩大对精密机械的市场需求，带动机械成长茁壮。精密机械技术包含了NG工具机，超精密加工技术，纳米加工技术，新精密机械技术等领域。

（二）工具机技术

未来工具机产业将以发展高速切削、硬切削技术为主，而高速切削加工机之主要发展项目应以高速主轴及高速进给技术为主。在进给系统高速化方面，未来线性马达之应用应会普及化，故硬加速协助业者进行高速切削工具机相关技术之研发。

（三）半导体制程设备技术

我国半导体工业在过去十年来蓬勃发展，已为半导体工业相关技术扎根，也带来信息相关产业的进步与发展。而今由于全球通信息产业日正当中，已有多家国内业者投入所需之Ⅲ-Ⅴ族半导体关键高速及高频元件生制造。目前Ⅲ-Ⅴ族半导体晶园厂量产技术尚在萌芽阶段，生产制程与设备尚有很大的改善空间。我国湾砷化镓产业已成型，且为全球唯一投入砷化镓晶园代工的地区，依各业者规划的产能计算，不仅可拿下近五成的晶圆制造市场，并有机会延续硅晶圆发展模式，再创另一个半导体产业高峰。

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潜心研制推动工业自动化进步

西安精密机电研究所隶属中国航天科技集团公司第九研究院，是国内最早从事液浮惯性器件研究、生产的专业单位，在航天系统内主要承担战略、战术导弹及卫星航天器用惯性器件的开发生产任务。近年来，开始重点发展寓军于民的航天技术应用产业智能制造装备和工业自动化产业，组建了工业机器人、RV减速器、交流伺服电机、伺服驱动器、运动控制器以及系统集成应用等6个专业研发团队。研制出了系列化的工业机器人、核心部件及系统集成产品。

随着工业自动化产业的发展，西安精密机电研究所以工业机器人为核心的成套装备集成能力得以大

幅提升，成功为电子通信、汽车及

零配件、机械制造、注塑等领域用

户实施自动化包装、焊接装配生产

线。

基于智慧工厂理念，西安精密

机电研究所研发出具有智能仓储功能

的AGV自动导引车、自动化立体

库、升降库，确定了以智能仓储为重

点突破口，开展了智能工厂的布局。

其自动化立体库项目研制出可实现医药、电子元器件、刀具等物品智能管理自动发放的双滚筒垂直回转库和单滚筒垂直回转库，产品试验验证精确度达99.99%，目前已交付航天医院等正常投入使用。

瞄准全国做大陕西品牌机器人

西安精密机电研究所依托于多年的精密加工技术积累，通过研发Rv减速机原理，针对零件加工特点进行工艺方法的研究，掌握加工、装配、检测等核心技术，具渥灾餮蟹⒅圃炷芰Γ建立了较完整的研发技术体系。现已开发出一系列标准型产品，为机器人核心部件的国产化替代创立良好开端，为民品市场研制的永磁交流伺服电机与机器人完成匹配，替代了进口产品。

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1 什么是数学机械化

“所谓数学机械化，其思想实质在于以构造性与算法化的方式从事数学研究，是数学的推理过程机械化以至自动化，以尽量减少聪明才智的要求，并由此减轻艰难的重脑力劳动. ”[1]数学机械化主要有两个特点：算法化，它遵循了一定的操作规则和程序；刻板化，所有的程序步骤都是据一定的法则按部就班地进行，不存在跳跃性.

数学机械化的思想在中小学数学学习中就已有体现. 比如，加减乘除四则运算、开方运算、幂的运算、绝对值运算、方程和方程组求解、不等式和不等式组求解等等，这些都是按部就班地依照一定的法则机械化进行的，蕴涵一定的数学机械化思想方法.

诚如吴文俊所言，“数学机械化”这一名词最早取自美国洛克菲勒大学数理逻辑家王浩先生的著作《向机械化数学前进》(Woward Mechanical Mathematics).

2 国外数学家的早期工作

早在17世纪时，法国数学家笛卡儿(Descartes)和德国数学家莱布尼兹(Leibnize)就已经产生了数学机械化思想萌芽. 笛卡儿的解析几何学即是努力建立几何的代数化，把几何问题的求解通过引入坐标转化成代数方程的求解，从而开辟了几何定理证明机械化的道路. 莱布尼兹设计了最原始的乘法计算器，并设想研制出推理机器，自动检验数学命题的正确性. 19世纪末，德国数学家希尔伯特(Hilbert)等人创立并发展了数理逻辑，至此，数学证明机械化思想初步形成. 对于希尔伯特的著作《几何基础》，吴文俊认为[1]，“该书更重要处，是在于提供了一条从公理化出发，通过代数化以到达机械化的道路. ”而此时，数学机械化思想还仅是一种预示性的理论，还无法具体操作和实施. 20世纪40年代电子计算机问世，数学机械化思想有了现实的可能性. 1950年，波兰数学家塔斯基(Tarski)从理论上证明了初等几何以及初等代数范围内的定理证明是可以证明的. 1959年，王浩设计了几个计算机程序，仅用3分钟就在IBM704型计算机上证明了数学家罗素(Russell)与怀特海(Whitehead)的数学著作《数学原理》中220条有关命题逻辑的定理，后来又扩展到400条. 这就宣告了数学定理证明的计算机操作的可行性. 王浩在《数理逻辑总览》中多次提出要使数学成为机械化的数学.

3 吴文俊的研究工作

吴文俊早期从事拓扑学的研究工作，他所提出的“吴示性类”与“吴示嵌类”以及“吴公式”成为拓扑学中的经典成果，广受国际数学同行们的赞誉.

1974年，因为当时社会现实的因素，他转向中国古代数学史的研究. 在此之前他并不了解中国古代传统数学成就，他说[2]，“中国的数学家，除了专门从事中国古代数学史的专家以外，绝大多数的中国数学家，包括陈省身和我，由于所受教育以及西方史书的影响，对中国的古代数学都是比较轻视，认为不足道的. ”

随着研究的深入，吴文俊逐渐认识到中国古代数学的特点是算法化和构造性. 例如，《周髀》中的日高公式主要是基于算法的考虑；汉初完成的《九章算术》在开平方、开立方运算过程中使用构造方法；宋元时代，探讨高次线性方程组的求解，等等. 可以说，中国古代数学正是沿着这样的数学机械化范式进行研究的，这不同于西方以希腊数学为传统的逻辑演绎体系. 虽然在西方数学研究历程中也曾有过诸多算法，但却不如中国如此突出和鲜明. 他用“机械化”一词高度概括了中国古代数学家解决数学问题的思路和方法.

专研中国古代数学史的同时，吴文俊也在计算机工厂劳动. 正是在这种情况下，他认识到计算机的原理与中国古代数学机械化思想是相通的，两者可以有效地结合起来，并促进彼此的深入发展.

1977年，吴文俊发表了《初等几何判定问题与机械化证明》. 与此同时，他提出了数学机械化纲领：在数学的各个学科选择适当的范围实现机械化，推动数学发展与脑力劳动机械化；应用数学机械化方法解决相关高科技领域的关键基础理论问题. 1985年，他发表了《关于代数方程组的零点》，讨论多项式方程组所确定的零点集. 至此，他正式确立了多项式方程组求解的吴文俊消元法，国际上简称为“吴方法”. “吴方法”的确立与广泛应用，复兴了国际数学机械化的研究.

吴文俊指出[1]，“我们从事机械化定理证明工作获得成果之前，对Tarski的已有工作并无接触，更没有想到Hilbert的《几何基础》会与机械化有任何关系. 我们是在中国古代数学的启发之下提出问题并想出解决办法来的. ”

4 吴方法的运用

1997年，吴文俊获得“厄布朗(Herbrand)自动推理杰出成就奖”，在授奖词中对他的工作给了这样的介绍和评价[3]：“几何定理自动证明首先由赫博特格兰特(Herbert Gerlenter)于50年代开始研究. 虽然得到一些有意义的结果，但在吴方法出现之前的20年里，这一领域进展甚微. 在不多的自动推理领域中，这种被动局面是由一个人完全扭转的. 吴文俊很明显是这样一个人. ”数学机械化思想的核心就是方程求解的“吴特征列方法”，这一方法实现了几何自动推理研究的突破，而推理的自动化正是计算机产生智能行为的一个关键. 以下简单地举几个吴方法运用的事例.

4.1 证明已有的科学定理和规律

物理学史上，牛顿通过观测和试验，推广了开普勒定律，推导出万有引力定律. 上世纪八十年代末，当美国学者正为如何借助计算机和数学工具从开普勒定律推导出牛顿定律而一筹莫展时，吴文俊使用吴方法巧妙地解决了这个重要的问题. 从开普勒定律的微分代数方程描述出发，经过整序运算，计算机可以自动产生新的微分代数表达式，再加上一些技术性的处理，就可以得到牛顿定律的微分代数表达式.

吴方法的一个特点是在证明时不考虑定理中几何元素的顺序. 所以用吴方法证明的几何定理实际上与定理的几何图形无关. 例如蝴蝶定理的证明：设A、B、C、D为圆上四点. E=AC∩BD，过点E与EO垂直的直线分别交AD、BC与M、N. 证明E是MN的中点. 这是高中数学中一个经典问题，一般来说，用正弦定理证明相对简便. 但是事先需要确定图形的形状，比如这个定理可以是下图三种情形中的任意一种. 而用吴方法证明此定理就不需要考虑命题中的几何图形. 定理一旦被证明是正确的，它的推论也自然成立，也就是对于所有的图形都正确.

吴文俊明确指出[1]，“目前我们所能证明的定理局限于已经发明的机械化方法的范围，例如初等几何与初等微分几何之内. 而如何超出与扩大这些机械化的范围，则是今后需要探索的长期的理论性工作. ”根据歌德尔的不完全定理，即使在初等数论的范围内，对所有数学命题进行证明的机械化方法也是不存在的.

4.2 发现新的数学关系和规律

吴方法不仅可以自动证明几何定理，还可以用来自动发现未知的几何关系. 几何中常见的关于面积、体积的公式可以用这个方法自动推导出来. 比如反映三角形面积与三条边间关系的海伦 (Heron)―秦九韶公式k=[KF(]s(s-a)(s-b)(s-c)[KF)]，就可以根据吴方法由计算机自动推理得出.

一个金字塔形状的几何体，用一个平面去截它，截面能否是一个正五边形？用吴方法解答这个问题时会得到一个令人意外的现象：上述平面和金字塔形状几何体的棱的延长线相交，有五个交点恰好是另一个正五边形的顶点，就是说还有一个正五边形存在，并且前一个正五边形在某种意义上处于黄金分割的位置，而后一个五边形处在于前一个在某种意义上相对偶的地方. 当然，这个发现在目前并没有任何实用意义，但是它为纯数学提供了一个和谐美妙的关系.

吴文俊强调[1]，“我们应该着重指出，我们并不鼓励以后人们将使用计算机来证明甚至发现一些有趣的几何定理. 恰恰相反，我们希望人们不再从事这种虽然有趣却即是对数学甚至几何学本身也已意义不大的工作，而把自己从这种工作中解放出来，把自己的聪明才智与创造能力贯注到更有意义的脑力劳动上去. ”

4.3 代数方程求解

数学机械化理论研究的核心内容是方程求解. 方程求解不仅是重要的数学问题，而且在许多的领域存在着应用. 事实上，很多科学和工程中的问题都可以转化为方程求解的问题. 无论是证明已有的定理和规律，还是发现新的数学关系和规律，实质上都是试图把所研究的问题转化成代数问题，列出方程组，进而求其零点解集. “求解代数方程组是数学上极为困难的问题，在理论上属于代数几何学. 但是，西方数学难以建立有效算法来真正去解这个方程组. 而吴文俊方法恰好能有效地做到这一点. ”[4]

5 我国其他数学家的工作

在吴文俊数学机械化思想方法的启发下，我国许多数学家在数学机械化领域也作出了许多卓越成就. 1992年，张景中院士根据面积法所创立的消点算法，成功地研制出几何定理自动生成可读的数学证明软件. 2000年，他进一步发展，研制出与传统几何证明方法一致的第三代智能数学平台软件，又称为“Z+Z”智能教育平台. 这开创了世界智能性数学教学软件的先河. 张景中院士和杨路、高小山、周咸青合作，把消点法用于非欧几何可读证明的自动生成也得到成功，并得到一批非欧几何新定理.

1999年，数学家杨路创立了降维算法，并研制出实现这种算法的数学软件. 通过这种软件，在计算机上证明了二千多个不等式. 不等式的机械化证明，这是几何定理机械化证明领域的又一个重大突破.

王梓坤院士指出，[5]“我们可以自豪地说：几何定理机械证明研究的重大成果大都是由我国数学家所取得的. ”

6 我国数学机械化研究方向与进展

“数学机械化是适应信息时代产生的基础研究领域，具有中国特色且在国际上领先. ”[6]中科院数学与系统科学研究院承担一项国家重点基础研究发展计划项目――数学机械化方法及其在信息技术中的应用. 参与项目研究的有中科院、北京大学、清华大学、南开大学、中国科技大学等. 主要有七个研究方向：数学机械化理论与核心算法，差分与微分方程的机械化算法，实几何与实代数的高效能算法，数学机械化与信息安全与编码理论，数学机械化在生物特征识别中的应用，数学机械化在几何建模中的应用，基于网络的数学机械化软件开发.

目前取得的一些研究成果无论是理论基础还是实际应用都是十分丰硕的，下面主要是从应用价值的角度简单地列举几项成就. 在信息安全方面，进行了密码分析与密码技术、协议的设计与分析，设计了能应用于电子现金系统的盲签名方案；设计了能用于移动通信的签名方案；设计了广播加密协议. 在生物特征识别中的应用，对指纹图象增强、奇异点检测和指纹搜索等方面进行了研究；研究掌纹识别的基本方法，并建立了一个具有一定规模的掌纹库. 基于网络的数学机械化软件开发方面，设计了包括《油田开发规划优化系统》和《油藏数值模拟中病态方程组求解》等大型复杂应用软件；根据哈尔滨电机厂提供的若干技术指标要求(例如，作业空间，加工效率，加工精度等)，设计了一台大型串联五轴数控机床.

参考文献

[1] 吴文俊.数学机械化[M].北京：科学出版社，2003.

[2] 梁芳.几何定理机器证明的方法――吴方法思想的形成[J].数学通报，2003,(6):4-6.

[3] 高小山,石赫.卓越的贡献 高度的评价――吴文俊及其科学成就[J].中国科学院院刊，2001,(1):64-66.

[4] 胡作玄.吴文俊――从拓扑学到数学机械化[J].自然辩证法通讯，2003,(1):81-90.

[5] 孙熙椿.数学机械化与我国数学家所取得的巨大成就[J].中学数学研究，2004,(2):43-46.

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【关键词】PLC 汽车 智能监控 供电 系统 应用

汽车作为重要的交通工具，在保证安全行驶的同时还要对其性能进行不断的改进。将PLC技术融合到智能监控系统中可以对汽车运行的数据进行即时的采集，并实现全程的监控。同时汽车供电系统中使用PLC技术，能够安全可靠的给用电设备供电，保证设备正常运行。

一、PLC在汽车控制系统中的特点及优势

体积小、能耗低、安装方便.在连接设备的时候，由于PLC模块体积很小，而且又很轻，所以特别容易安装，在连接器件的时候操作方便，是机电一体化中的重要控制组成。在PLC的控制系统建立上所消耗的时间并不是很长，而且在PLC的操作界面上能够简单明了指示给用户，给使用者的操作上带来很大的便捷。同时在PLC系统中每个模块都安装了故障检测系统，通过监视器可以准确的判断故障的位置，如果在PLC上的模块中存在问题的时候，可以利用其他的模块代替发生障碍的模块继续工作，能够使系统快速的恢复正常，不影响系统的整体运行。程序编制简单。PLC的接线方式为梯形图语言，这种方式与继电器原理相类似。比较突出的特点就是使用者可以直观的看出程序的内容，就算对于不是专业的编程人员也能够轻而易举的掌握。这种技术在汽车控制系统中的应用，可以简化操作过程，对程序中可以随时的进行修改。在PLC技术中具有很高的灵活请、开放性以及经济性，在使用中能够简化系统的构造，能够把控制、人—机等各种应用联系在一起，共同有一个服务平台来操控，操作简单，易学易用。但是在运行中还是会存在一定的问题，比如最主要的就是在PC操作系统上才能够实现PLC技术，有一定的局限性，实时性不强。所以需要改变运行环境或者执行算法等方式进行解决。

二、PLC在汽车智能监控系统中的主要技术及应用

（一）主要技术及运行方式

主要是将智能仪表的数据信息进行相关的处理，然后对汽车的整体运行情况做出评测，使操作人员能够清楚的了解汽车的使用性能，如果在检测中性能参数出现问题，在应急系统的作用下能够实现的快速保护。监测分析主要的性能参数包括：汽车发动机的转速、工作时间、总计时间、冷却液的流出、油温、液压油的温度以及输出电流电压等。只有对这些参数及时的评测，才能保证系统的正常运行。通然后在嵌入式系统的作用下，将汽车的运行数据信息存储在存储器当中，为用户查询汽车运行状况提供了很大的方便。由于操作人员在操作上出现失误，会导致PLC智能监控系统的性能的改变，如果程度不严重，在报警后会提醒操作人员及时的修复；如果对汽车控制系统的损害非常的大，就会强行的采取保护措施，比如自动切断电源、停止机械运行。

（二）人机操作功能模块

主要是用于用户通过网络环境对汽车的运行情况进行动态数据的浏览、分析等功能，对于数据信息的处理具有简洁、可操纵性强的特点，它具有多层次的机构，有浏览器、服务系统、以及数据处理系统，是基于ActiveX方法以及COM模型上的一种电子浏览系统。主要包括以下三个层面：第一层是数据库服务层。数据库服务层基于windows NT的数据服务引擎，是将系统中所需的数据进行结合，实现数据层的有序管理以及优化，用户通过浏览器将汽车运行的实时数据传给数据库，然后通过数据引擎进行工作；第二层是应用服务层。应用服务层是属于数据库服务层的下一步骤，是由WebGIS组成的部分，它的平台以及操纵的软件技术都与数据库服务层是一样的，但是该服务层是针对于用户提供数据然后进行分析，还可以对于一些图形进行针对点的查询的功能；第三层是浏览器层。浏览器是用户最直接的观测数据信息的地方，所有组织机构通过信息的传送以及处理，将汽车运行中所有的信息加工后传达到浏览器，用户可以通过浏览器来浏览所需的数据，所有浏览器是最后的组成部分是将所有的数据汇总，对于用户的浏览、查询等都能简单的操纵。

三、PLC在煤矿机械供电系统中的设计方法及效果

汽车的供电系统包括发电机、蓄电池以及继电器等元器件，PLC单片机属于微型的计算机，在控制应用中是很理想的设备。在汽车供电系统中主要的控制对象就是继电器，其基本原理为：首先是信号放大，系统中检测出的信号先通过电压变送器转变成0—1V的电压，然后在变压器上进行放大，变为0—5V的电压信号。然后将放大的信号传送到单片机的系统控制中心CPU中，在A/D的转换器的作用下将电压信号转变为数字信号，再对数字信号进行相应的处理和计算，计量的数据通过总线缓冲驱动的作用下显示在屏幕显示器上。最后一步就是信号的闭锁，当对数据进行逻辑判断后，系统对继电器会发出闭锁信号。

在利用PLC的控制技术上采用了低压2次小信号的控制，不仅功能性强，而且自动化程度高，通过使用供电系统的预设置和记忆功能，只需打开控制面板上的一键功能就可以实现对供电系统的控制。在供电方式上，通过PLC技术可以实现对供电系统的能源管理自动化控制，在分布式网络上，只需要一个控制终端就能够实现整个设备供电系统的正常运行。同时还能够实现自动调光的功能，光线感应开关测定完工作面的照度后，就可以计算出供电系统所消耗的电能，这样就可以充分有效的利用电能，起到节能的作用。

总而言之，汽车作为重要的交通工具，要根据用户需求以及节约能量等特性，实现汽车使用的最优化。PLC在汽车监控系统中的应用，不仅能够随时的了解汽车的运行状态，而且降低了事故发生的概率。在汽车电气设备供电系统中的使用，可以将电力负荷平均的使用，节约电能的使用，保证了汽车电气设备的安全、可靠的运行。

参考文献：

[1]刘善增.PLC控制系统的可靠性设计[J].工业控制计算机，2004，（7）.

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关键词：水电厂；自动化系统；改造要点

中图分类号：TD611+.2 文献标识码：A

1水电站自动化系统概述

随着我国经济的快速发展和人民群众物质文化生活水平的不断提高，社会对电力的需求日益增强，对电能质量的要求也越来越高。电力行业长期存在自动化水平低下，难以满足社会对高质量电能的要求，为了提高电能质量和发电效率，需对老式水电站以人工操作为主的控制模式进行以计算机监控系统为基础的综合自动化系统改造；对新建水电站应按综合自动化要求进行设计并实施，使水电站逐步实现少人值班，最终达到无人值班(或少人值守)的目标。根据国家电力体制改革的要求，实现水电站的综合自动化系统控制，以满足市场竞争的需要。

2 基础自动化系统改造要点及原则

2.1 调速器

为了解决调速器存在的诸多问题，结合天生桥二级电站现场，根据调速器接力器不串油、漏油，油压装置不漏气、自动控制回路完好的实际。经过研究, 确定选用调速器的原则:(1)设备须有高度的可靠性和一定的先进性。(2)能够很好的与微机监控系统进行连接。(3)具有较高的性能价格比。(4)运行操作简单, 维护工作量小。经过充分的论证比较， 从安全及技术先进性、发展方向，运行操作简单, 维护工作量小考虑。如TDBWT型调速器是目前国内比较先进的新一代的调速器，这种调速器具有结构简单、速动性好、可靠性高, 维护工作量少(基本上可实现免维护), 既可通过常规方式与计算机监控系统连接, 也可通过串行通讯方式与计算机监控系统连接, 符合整体的发展要求。

2.2 励磁系统

确定选用励磁装置的原则。(1)设备须有高度的可靠性和一定的先进性。(2)能够很好的与微机监控系统进行连接。(3)具有较高的性能价格比。(4)运行操作简单,维护工作量小。经过充分的论证比较，从安全及技术先进性、发展方向，运行操作简单，维护工作量小考虑。如广州电器科学研究所研制的FL-2型微机励磁装置。这种励磁装置可靠性高， 维护工作量少，既可通过常规方式与计算机监控系统连接，也可通过串行通讯方式与计算机监控系统连接，符合整体改造要求。可有效确保励磁系统安全可靠运行。

2.3 自动化测量元件

自动化测量元件选型配置是否合理将直接影响到机组的安全稳定运行及微机监控系统改造的成败。我站对自动化测量元件选型配置的原则是: 高可靠性和先进性、维护方便、高性价比、标准化和系列化。

3 微机监控单元的改造设计及选型

在完成基础自动化系统改造后,开始全面进行计算机监控系统设计选型、安装完成进行调试后投入运行。

3.1 计算机监控系统的主要监控对象及全厂需要监控的信息量。

3.2 选用微机监控系统的原则及要求

(1)按照无人值班(少人值守)的原则，既要实现站内的监控，又能实现远程监控。(2)监控系统须有高度的可靠性和一定的先进性。(3)应采用成熟的、可靠的、标准化的硬件、软件、网络结构且有足够的备品备件和技术长期的服务支持。(4)监控系统软件应采用模块化、结构化设计, 保证系统的可扩性, 并满足功能增加及规模扩充的需要。系统应具有冗余容错设计, 不会因局部的故障而引起系统误操作或降低系统性能。各LCU 应能脱离主控级独立运行。(5)选用全开放、分布式的系统结构, 系统配置和设备造型应适应计算机发展迅速的特点, 具有先进性和向上兼容性。(6)监控系统必须响应速度快, 可靠性和可用率高,可维护性好。(7)监控系统实时性好, 抗干扰能力强。(8)监控系统应有与工业电视系统、火灾报警系统、闸门监控系统、大坝监测系统、水情测报系统、机组状态维护系统等通信的接口。(9)具有较高的性能价格比。

结合现场实际情况，天生桥二级电站采用SIEMENS S7-300 PLC作为现地控制单元，采用PROFIBUS-DP现场总线通信控制方式，全站设备实现远程监控功能。

4 监控系统结构改造设计与选型

4.1 监控系统设计原则

(1)电站按无人值班（少人值守）原则设计。(2)电站自动化系统应满足中国南方电网调度自动化的要求。(3)电站采用全计算机控制，不设常规布线逻辑控制设备。(4)计算机监控系统应具有可靠、完善的监控功能，良好的开放性，以确保系统的可扩展性和移植性，保护用户的硬、软件投资。(5)计算机监控系统应具有容错功能，主要控制设备采用冗余配置。(6)计算机监控系统采用分层分布式结构，保证系统中任何局部设备的故障均不影响监控系统总体功能的实现。(7)监控系统中的现地控制单元和各就地设备应能独立工作。

4.2 监控系统目标

(1)对电站主要设备进行监视和记录。(2)对电站主要设备实施自动控制或直接控制。包括机组的开/停机、有功/无功调整均由计算机监控系统完成。(3)机组事故紧急停机、公用设备的启/停及自动切换操作由计算机自动完成，无须人工干预。(4)实现电站运行管理自动化。(5)对重要故障和事故进行语音报警及电话报警。(6)实现与上级调度部门的通信。电站的主要控制和监视功能均能在上级调度部门实现。(7)电站按“无人值班”（少人值守）设计，待条件成熟时，逐步过渡到无人值班、关门运行。

4.3设备选型

本电站计算机监控系统分为集控中心、厂站控制级、现地控制级三层。

集控中心设备包括：主机兼历史数据库服务器、操作员工作站、工程师/培训工作站、GPS时钟装置、网路设备、打印机等

厂站控制级设备包括：SCADA兼AGC/AVC主机、历史数据库服务器、操作员工作站、工程师/培训工作站、网关工作站、厂内通信工作站、报表及电话语音报警工作站、GPS时钟装置、网络设备、打印机、UPS及便携计算机等。

现地控制级设备包括：现地控制单元（25套）。

天生桥二级水电站计算机监控系统选用SSJ-3000型水电厂计算机监控系统，采用基于UNIX操作系统跨平台的全分布开放系统结构的NC2000监控系统软件。

5.辅助设备自动化改造

进行水电厂辅助设备的自动化改造，对其系统设计、优化配置和适应性方案的研究是改造成功与否的关键。

5.1改造方案探讨

目前，国内水电站辅助设备的控制有统一的集中控制操作和分散控制集中管理两种模式。由于其分散性和差异性特点，如果采用集中控制的改造方案存在如下弊端:（1）线路改造量大、人力、物力消耗大；（2）集中控制的面越宽、量越大，一旦控制系统故障，其影响和造成的后果也越严重，对故障的分析和处理也造成困难，而不象分散控制系统可以将这种风险限制在较小范围。因此，分散控制集中管理的模式，是辅机控制的首选方案。在确立控制模式之后，应严格以“无人值班(少人值守)”技术要求为依据制订相应改造方案。首先，测控装置本身必须是可靠性高、具有完善功能的独立智能系统，能够满足一切运行需要，有完善的保护功能，具有故障识别和自诊断能力，而所有的测控元器件也应在相应恶劣环境下满足长期运行和高可靠性要求。同时，能及时准确地将系统各种信息送入计算机监控系统作集中管理使用，而计算机监控系统应能通过或跨越辅助设备控制核心间接或直 接对控制对象进行操作，以便在现地控制系统出现异常又不能及时赶到现场处理时紧急远方干预，而避免故障或事故进一步扩大。只有达到这些技术要求，才能解除运行维护人员的顾虑 ，为真正实现“无人值班(少人值守)”目标创造条件。

5.2关于系统优化配置

要实现上述方案的要求，系统的优化配置显得尤其关键。(1)系统控制核心的确立：可编程序控制器是作为水电站辅助设备控制核心的最理想对象， 其特点是在恶劣的环境中具有高可靠性和长寿命，用计算机替代继电逻缉、用程序替代硬件 布线且编程方便；同时，其通讯能力和模块化配置使系统与计算机监控系统信息交换和物位量测量、跨越控制等很容易实现，且其也可以很轻松地完成对自身和系统元器件进行故障识别和诊断的任务。(2)关于压油系统元器件配置: 压油装置的压力测量应采用先进可靠的压力变送器，其信号通过量值转换整定后，可以获得监控需要的连续、准确可靠的压力值和整定值;同样，压油罐和回油槽油位的测量应采用液深变送器以替代传统的浮子信号器来实现。二者共同作为压油罐压力、油位及补气过程的控制依据；而系统还应配置一只压力开关作为事故低油压的冗余出口元件。需要说明的是，许多电站的压油装置不能可靠地实现自动补气，多次改造补气阀也无明显改善，其原因并非只在补气阀本身，而在于应有一个略高于额定油压的稳定气压和可靠的油位信号，以及由油压和油位共同参与的补气控制流程。(3)关于排水系统元器件的配置: 由于集水井水质清洁条件差，有较多杂质、油污、腐蚀性化学成份，淤积现象也时有发生，这些情况对液位测量的准确性均会产生影响，而这将直接降低排水控制系统运行的安全可靠性，甚至可能造成水淹厂房的恶性事故。因此，其液位测量元器件配置必须严格把关，采用适宜恶劣环境且有高可靠性的液深变送器和不同测量原理的液位开关共同完成测量任务，同时，软件上应将两路信号经自检和互检作有效性判别后再作为集水井水位控制的依据。由于水泵电机启动不频繁，工作周期相对较长，其控制保护可采用先进可靠的接触器组件实现，对于功率较大的电机则最好使用软启动器完成。另外，水泵 的出水监视、深井泵的水监控、离心泵的灌水控制等，其监控元器件的配置均应具备 良好的适应性和可靠性。(4)关于压缩空气系统元器件的配置: 压缩空气系统的测控包含下列内容:气罐压力测控、空压机出口压力监测、气缸温度监测、冷却水监控、空压机卸载启停以及气系统各级气罐、气水分离器的自动排污控制。这些测控元器件均应先进可靠，任何一种元器件故障都会导致系统无法正常工作。还有一点值得注意，整个储供气罐、管路良好的密封性是压缩空气系统正常运行的先决条件。

结束语

以上是我对水电站自动化改造的一些看法，提出来供同行探讨指正，以起到抛砖引玉的作用。期望通过大家的共同努力，使水电站的自动化运行水平得以提高，为水电厂实现“无人值班(少人值守)”目标提供有力保障。

参考文献

[1]张晋格.计算机控制原理与应用[S].北京: 电子工业出版社，1995.

[2]梁景凯.机电一体化技术与系统[S].北京:国防工业出版社，2002.

[3]孙炳达.自动控制原理[S].北京: 机械工业出版社，2005.

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【关键词】 智能建筑;楼宇自动化系统;楼宇自动化;BAS

一、智能建筑概述

智能建筑一词首次出现1984年1月美国联合科技集团UTBS于康乃狄克州所设计与兴建的“都市办公大楼”,该大楼用最先进的技术来控制电力,照明,空调,放火,防盗,运输设备,通信和办公自动化,除了有舒适,安全的办公条件外,并具有高效,经济的特点,这是世界上公认的第一座”智能建筑”。智能建筑从整个技术角度来看,它是计算机技术,控制技术,通信技术,微电子技术,建筑技术和其他很多先进技术相结合的产物,几乎融合了信息社会中人类所有智慧。智能建筑的固有特征是:建筑物管理服务自动化,办公资源自动化,信息通信自动化。智能建筑的服务综合为几个子系统,这些子系统的资源共享成为整个系统的资源互补,这样能有效地构成一个综合系统来满足建筑物的各种复杂要求。“智能建筑”提供一个优越的生活环境和高效的工作环境,且具有舒适性,高效性,方便性,适应性,安全性和可靠性的特征。

二、楼宇自楼宇自动化系统简介

楼宇自动化系统(BAS)又称建筑设备自动化系统,是智能建筑不可缺少的一部分,主要是用以对建筑物内的中央空调系统、给排水系统、照明系统、变配电系统以及电梯等系统设备进行集中监视、控制与管理的综合系统,一般为集散结构,即分散控制、集中管理。设计楼宇自动化系统的主要目的在于将建筑内各种机电设备的信息进行分析、归类、处理、判断,采用最优化的控制手段,对各系统设备进行集中监控和管理,使各子系统设备始终处于有条不紊、协同一致和高效、有序的状态下运行,在创造出一个高效、舒适、安全的工作环境中,降低各系统造价,尽量节省能耗和日常管理的各项费用,保证系统充分运行,从而提高了智能建筑的高水平的现代化管理和服务,使投资能得到一个良好的回报。楼宇机电设备监控系统,作为智能建筑楼宇自动化系统非常重要的一部分,担负着对整座大厦内机电设备的集中检测和控制,保证所有设备的正常运行,并达到最佳状态。

楼宇自动化的主导思想是用一个可以控制楼宇中各种设备正常运行的控制中心代替人工思考和操作,帮助人么实现自动监视并控制机械设备,根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备,及时处理各种意外突发事件,实现对大楼内各种机械的统一管理、协调控制、能源管理及包括设备档案在内的设备管理。楼宇自动化控制系统采用基于现代控制理论的集散型计算机控制系统,就是我们常说的分布式控制系统(DCS),把分布在现场被控制处的微型计算机控制装置(DDC)采集到的实时数据和控制任务与采集总线网的以太拓扑传输网络以及核心设备――中央处理器有机地结合到了一起,使它们在一个整体层面上有条不紊地相互协作。

三、楼宇自动化系统的组成

作为建筑智能化系统最主要的子系统和核心组成部门――楼宇自动化系统,其组成主要包括中央监控管理级计算机系统、服务于各个子系统的工作站、网络服务器、控制器、通信装置,以及各类传感器、探测器、执行机构、现场仪表等。BAS的组成内容相当广泛,可分为狭义和广义两种,狭义的BAS主要包括空调子系统、冷水机组子系统、供热子系统、给水排水子系统、供配电子系统、自发电机组子系统、电梯子系统、照明子系统、环境保护子系统、停车场管理与门禁子系统等。所谓的广义的BAS应该还包括火灾自动检测与报警系统(FAS)和安全防范系统(SAS)两部分。

四、楼宇自动化系统的功能

BAS相比普通建筑拥有一些较好的功能,主要表现在以下几个方面:(1)自动监视并控制各种机电设备的起、停,制定系统的管理、调度、操作和控制的策略;(2)自动检测、显示、存取各种机电设备的有关数据与控制的参数;(3)管理、调度、监视与控制系统的运行,使之处于最佳状态;(4)显示系统运行的数据、图象和曲线;(5)打印各类报表;(6)进行系统运行的历史记录及趋势分析,检测并及时处理各种意外、突发事件;(7)统计设备的运行时间、进行设备维护、保养管理等;(8)进行水、电、气等的计量收费,实现能源管理自动化。

BAS同样也存在一些社会效益,主要表现在以下几个方面:(1)优化工作、生活环境,提高工作效率及舒适性能;(2)降低能源(电、冷、热、水、煤气、燃油、蒸汽等)消耗及运行费用;(3)大楼内全部机电设备的运行操作、安全报警维修监视集中在中央进行,达到科学管理及节省劳力的目的;(4)提高大楼防灾、防火、防盗、防事故能力;(5)先进的保安监视、巡视及出入口传感器鉴别设备,提高了大楼保安功能。

五、楼宇自动化系统具有的优点

1.提高大楼的管理水平,降低工作人员的劳动量。现代化的大楼,设备众多,且散落于大楼的各个角落,大楼的设备管理相当困难,有些设备如吊装于吊顶内部的新风机组,其送风温度靠人根本无法调节,BAS则可很容易地解决这些问题,使大楼的设备管理维持在一个较高水平; 现代化大楼里的众多设备,依靠人力维持日常检修,劳动量巨大,需要相当多的工作人员,BAS系统则能自动诊断设备是否发生故障,因而只需少量工作人员即可维护设备管理。

2.节约能源。采用了BAS后,对于设备的管理可以根据预先编排的时间程序(如办公时间、节假日时间、昼夜时间等)对电力、照明、空调等设备进化最优化的节能控制,关闭不需要运行的设备,可以节约大量能耗。

3.节省管理费用。采用了BAS后,原先的人工管理可以完全被取代。相应的管理费用,如人员工资、福利、住房、办公环境、费用等均可节省。

4.延长设备使用寿命。通过BAS管理的设备,可以完全依照设备的性能来进行控制,不会出现误动作导致设备损坏,也不会有长时间超负荷运转等对设备有损伤的现象发生,使设备能在最优状态长期稳定运行。

5.提高管理可靠性。采用BAS,可以提高管理系统的可靠性,不会出现由于人工管理的疏忽疲劳、判断失误的出现,这些问题往往会给业主带来无法估量的经济损失。

6.规范管理制度。BAS本身可以依据管理惯例对设备进行自动控制,它具有自动分析人员管理指令的能力,使得一些不规范的管理规范化。

六、国内楼宇自动化发展现状

在智能楼宇较发达国家和地区,较早就在普通高校与职业教育院校成立了培养楼宇自动化人才的相关专业,如英国、香港、台湾已经形成从职高、高职专科、本科、硕士直至博士完整的人才培养体系。英国、香港还有专门对应的屋宇装备工程师协会,建立起高等职业教育与职业资格认证之间的互通桥梁。国内智能建筑的迅速发展对专门从事楼宇智能化相关技术工作的专业技术人才的迫切需求,引起很多高校的高度关注。普通高校自2000年以来,主要基于“建筑环境与设备工程”或“电气工程及自动化”或“建筑电气工程”等本科学科专业,开设“楼宇智能化”专业方向,探索培养楼宇智能化工程技术专业人才的课程方案。但受普通本科学科专业范畴限制,仅以专业方向来培养跨多学科新技术应用的“楼宇自动化”专门人才,不能满足行业对楼宇自动化关键技术研究与开发人才的需求。目前国内楼宇自动化从业人员数量巨大,已达到约100万人,且主要集中在上海、北京、广州、深圳、天津、重庆、杭州、宁波、大连等大中城市,仍缺口达40万,特别是楼宇自动化系统设备运行维护人才、楼宇自动化工程设计、管理、安装与调试人才等各层次人才严重不足。

七、楼宇自动化系统的发展趋势

实现楼宇建设与电气技术更加精密的结合是今后楼宇建设发展的必然趋势。楼宇自动化控技术在我国正处于一个快速发展的阶段,随着人们对于优质生活的不断追求以及科学技术的不断更新,一些更加先进的电气自动化技术将被应用到这一领域。

参考文献

[1]王再英,韩养社,高虎贤.《楼宇自动化系统原理与应用》.电子工业出版社

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关键词：环境工程；培养计划；专业课程结构调整

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）04-0224-03

一、概述

从总书记在十七大报告提出要“建设生态文明”开始，我国的环境保护事业迈上了新的台阶。到“十一五”期末，全国设市城市和县城所在的建制镇均应规划建设城市污水集中处理设施；全国设市城市的污水处理率不低于70%，新增城市污水处理能力4500万吨。缺水城市再生水利用率达到20%以上，新增城市中水回用量35亿立方米。城市生活垃圾无害化处理率不低于60%。“十二五”规划中对三废处理又提出了新的目标和要求。这些新增废水处理设施的设计以及运行都需要大量对工程、工艺、控制、分析等有实践体验的环境工程专业人员的参与。这个特殊的时代背景给环境工程专业提供了一个前所未有的机遇，如何把握机遇，培养适合时代需要的专业人才就成为环境工程专业人才培养的一大问题。机遇与挑战并存，目前环境工程专业学生的就业受到了很多质疑。虽然从长远看，全社会对环境类人才的潜在需求必然是巨大的，但从就业来看，当前的需求并不旺，趋于饱和，竞争比较激烈[1]。在各大新闻网站中不时可以看到对环境工程专业就业的悲观言论。从需求来看，通过对最近几年来的调查分析，总体来看，社会各界对环境本科人才的需求成低速增长趋势1%～5%。环境工程专业招生规模持续扩大，而需求未能同步增长，给就业工作带来巨大的压力与挑战。为了应对市场的挑战，做到前瞻性办学，有必要针对社会对环境工程专业毕业生的需求，进行调查分析并准备好应变的对策。

二、环境工程专业就业状况与存在问题

国内外高校针对目前的就业需求进行分析，对环境工程专业课程设置不断优化[2]。从结果来看，对社会需求的调查等做的工作较多，基本能反映出环境工程专业为何就业紧张的原因。一般来说，环境工程专业学生可就业的面比较广，有环保管理部门，如环保局和环境监测等行政、事业单位；有环保设施运营企业；有环保工程公司；有环保设备生产制造单位；有环保技术咨询。环境工程专业毕业生可以在各个涉及环保工作的单位就业，而且作为一个边缘学科，学生跨专业就业也很容易实现。尽管有这些优势，环境工程毕业生就业依然艰难，分析原因主要有以下几个方面：

1.环境工程专业学生主要学习水处理、垃圾处理、烟气处理，即通常所说的“三废”处理的工艺，而一些大中型企业环保设施的自动化程度越来越高，导致这类单位对环境工程方面的人才需求无法满足；另外，环保工程的设计也倾向小型化、一体化、自动化方向发展，学生在自控方面知识的欠缺也成为一个阻碍就业的因素。

2.一些工资待遇相对较高的设计院等单位，需要的是有一定工作经验（设计经验和施工经验）的环境工程专业人才，而毕业生实践部分能力欠缺，影响了就业。

3.学生在校所学知识与技术难以跟进社会发展，环境工程教学与就业相脱结[3]，如环境监测类课程所用设备多限于单个样品分析，而实际社会应用中自动化在线监测正成为一个发展方向，这类仪器与实验室所用仪器差异很大，而且即使学生见到比较先进的仪器设备，也只是认识参观，动手操作机会太少，进入企业后需要较长的适应阶段和较强的学习能力。

4.从调查来看，从事环保技术咨询和项目管理工作在环境工程就业中的地位逐渐增强[4]，这些企业招聘时要求熟悉工程过程，并有项目管理能力，但目前学生实践能力的欠缺影响了学生对工程整体性的认识，限制了学生的就业。

5.在环保设备销售方面，对专业深度要求较弱，但对整体设备的运行要有一定的了解，那么就出现同前面一样的问题：环保设备小型化、一体化，必然要包括自控部分，虽然要求的深度不高，但无疑是环境工程毕业生的短板。

上述问题是专业培养计划的共性问题，除此之外，高校所在地的地方环境也需作为因素考虑在内：中国计量学院地处浙江省，生源中60%以上来自本省，学生就业时的首选地也是本省，因此对学生培养计划进行改进时要考虑浙江省的行业现状。浙江省作为经济发达省份，环境保护的管理水平较高，自动监测技术推广面较大；企业单位对污染物的处理范围和程度都达到了一定的水平，自动化控制技术使用多，对环境工程专业的毕业生此方面的要求较高。

三、环境工程专业课程结构调整

综上所述，在环境工程学生的专业知识结构中测控类知识的需求已经很紧迫，而目前的《高等学校本科环境工程专业规范》和《工程教育专业认证标准》对环境工程人才培养方案的要求中对这方面的知识能力要求体现还不足。在社会需求的引导下，有针对性的在环境工程专业学生的培养计划中将此部分内容融合进来，从课程内容、课程设置、实践环节设置全方位入手，在现有的培养计划中形成了一个完整的环境工程自动化测控知识体系培养模块，具体有如下三个方面。

1.开设新课程。环境工程专业的核心课程以化学和生物为主，想把测控技术纳入培养计划，首先就要增加相关的基础课程。原培养计划设有《电路与电子技术》，但仅此而已，后续再无课程与之相接，因此在本次调整中增加了《控制工程基础》作为专业基础课程，在大二时进行。在随后大三进入专业学习，掌握了一定专业基础后，在大三第二学期又开设了《环境工程自动化控制》，系统的将前面所储备的自控知识与环境工程应用相结合，具体加以阐述：从单元控制开始，详细介绍单元控制过程的参数控制方法，然后从工艺上将单元控制组合，放到工程规模中对整体控制系统介绍。

2.调整现有课程内容。与自动监测相关的内容主要通过对现有课程内容的调整来实现。《环境监测》在以往的教学中重心一般放在几类污染的污染物实验室测试方法上，自动监测内容在其中比重不到10%，在此次调整中，增大自动监测部分的比重，将之提高到30%，全面介绍水质连续监测系统、烟气排放连续监测系统的仪器和方法，并对监测之外的监控中心及通信也要有一定的涉及。另外一门紧密相关的课程就是《仪器分析》，本课程主要讲授一些分析测试用的精密分析仪器的原理和使用方法，在原理讲授方面侧重的是测试的物理、化学原理。在目前环境污染物品种增多、含量微量的大背景下，精密分析仪器的应用普及程度发展迅速，仪器运行的组成结构中信号传输、处理、表达基本不涉及，但实际上这部分在精密仪器正常工作中地地位非常重要。因此在本次调整中在《仪器分析》课程中增加与信号处理部分的内容。除了这两门相关性较强的课程外，其他涉及到技术的专业课程也按照这个思路增强了测控技术方面的比重，如《环境机械与设备》、《污染环境修复原理与技术》、《建筑给排水》等。

3.实践环节的配合。首先增设了《工程综合实践》，这门课程由学校的工程训练中心开设，侧重于工程综合实践能力和集成创新意识的培养。课程结合实际案例对自动控制系统的应用模式，以及工程项目设计、实施的基本过程和工业现场技术或组成单元有初步的认知；进行组合传动机构、传感检测单元或电机电器的控制实践和传动系统、工业PC测控系统、或PLC控制器、嵌入式检测仪器、测控电路的应用实践；并结合工程项目进行主题实践，可对自动化类的工业生产及楼宇自动化控制、监控或监测系统设计及软件开发，开发平台可以是PLC、工控机或嵌入式系统，也可对电子测控类基于现场应用方案的信号检测、采集、记录、显示的电子线路设计，基于各种编成语言的仪器仪表应用软件设计，或RS232、RS485、CAN总线、现场总线等测控网络的应用方案设计。其次在《环境工程自动化控制》课程开设学期开设《环境工程自动化控制课程设计》。通过课程设计，巩固学习成果，综合应用前面所学的测控知识和环境工程原理，加深对《环境工程自动化控制》课程内容的学习与理解，使学生应用规范、手册与文献资料，进一步掌握设计原则、方法等步骤，达到巩固、消化课程的主要内容，锻炼独立工作能力，对常见环境工程处理工艺进行自动化控制部分的设计，加深对反应进程控制的理解，同时熟悉环境工程中常见的传感器及自控技术。再次，在实验室建设中打造了一套“废水处理自动化控制实验装置”，模拟实际工艺（包含废水处理装置、自控部分、在线监测仪器），在实验室内创造一个方便的、最接近实际的实践机会，通过合理安排学生的实践时间，使每个学生以最节约的时间对实际工程有最直观、最完整的感受。

在调查社会对毕业生需求基础上，中国计量学院针对性的对环境工程专业的学生培养计划做了调整，在现有的知识体系中增加了环境工程测控技术部分。通过对专业课程结构的调整，分层次的从部分课程内容的改进、新课程的设置和相关实践能力的强化三个方面入手，系统的给学生提供了环境工程测控知识和能力培养的一条道路。针对目前社会中环境问题日益复杂化和严重化，环保治理要求逐渐提高的状况，社会必然会对环境工程专业的毕业生提出更多新的要求，非常有必要及时跟进社会发展调整专业学生培养计划，为增强学生就业时的竞争力提供更多的支持。

参考文献：

[1]史凡，赵继红.本科环境工程专业的就业形势与课程设置改革探讨[J].职业时空，2007，（23）：70.

[2]雷鸣，廖柏寒，杨仁斌，等.环境工程本科专业就业形势及其教学改革[J].高等农业教育，2008，（7）：61-62，64.

篇10

【关键词】工业以太网；TCP/IP协议；嵌入式系统技术

1.工业以太网发展现状

以太网（Ethernet）是一种拥有产品设计、冲突检测、载波监听等多种功能接入的技术，既是计算机连接局域网络的标准，又是互联装备共同分享数据的通信协议。比如说在接入检测冲突接口时，主机在检测到线路空闲时才能发送数据，而不是直接将数据发送。随着以太网传输速率的大幅度提高，以太网被广泛使用，形成了以太网集线器的技术领域。在以太网+TCP/IP协议上，先进的网络技术不断碰撞、摩擦，最终形成了在工业网络中低成本、高效控制的工业以太网技术。该项技术使用起来方便快捷且功能强大，可以把多项企业网络层面连接起来，形成企业特殊的基于TCP/IP光纤环网网络的网上信息系统。

2.矿山应用工业以太网的必要性

目前，我国越来越多的矿井实施了矿山综合信息化建设，已成为当代矿井开发的一种必然趋势。参考已经实施过的矿井的综合信息化建设结果，可以发现凡是走矿井综合信息化建设老路没有创新改革和建设过程中信息软件平台臃肿的矿井单位，其最终的建设结果都是失败的，所以这就需要树立可靠、实用的信息化建设目标，对矿井生产加工时不能漏掉每一项安全检查，在保证矿井安全的基础上再谈控制矿井的要求。因此，统一的软件平台、硬件传输平台和管理平台的建设是实现矿井综合信息化建设的必经步骤。红岭的有色矿业之前的网络布线重复且复杂，传输效率也不高，所以，环形网的建设是相对合理科学的，将井上和井下的线路建立统一的数据传输平台，这样既能够满足现代矿井信息建设的发展要求，又能够利用工业以太网的优势掌控整个红岭矿山的电子信息技术。此外，工业以太网采用信号传输和独立的检测系统也能够无限制接入信息平台。

3.基于TCP/IP光纤环网网络的设计目标

构建覆盖全部矿井的工业以太网，实现工业生产过程自动化、数字监控安全化、企业管理信息化、信息管理集约化，利用统一的以太网数据传输平台实现智能化、科学化的矿井管理是工业以太网系统的设计的总体目标。通过信息技术、网络技术的综合利用把视频、音频、图画的现象呈现的眼前，达到综合管理的目标，实现安全生产矿井的目标。在技术方面要有统一的技术标砖，既能够确保技术指标标准，规范系统流程，又能够保证系统软件正常安全的运行；在实施过程和内容中，要统一分配，组织明确，实施中突出实施重点、难点，投入时多加慎重，利用充足的机械装备进行勘察检测，满足工作人员的基本需求，保证其工作环境不受干扰；在管理上，需要精简机构，完善人员分配，结合现代化管理技术实现管理自动化、科学化；在系统调用上，要求用户资料的规范性和详细性，并保证用户的安全性。

4.设计的原理

（1）工业以太网拓扑结构 环形工业以太网是综合信息自动化控制平台最主要的主干结构，主干网的传输介质是光纤，运用交换机进行工业以太网数据交换。井上和井下可以设置多个环网，环网相连构成的信息网会成为安全的监控中心。由于在矿井条件下，环境十分恶劣，恶劣的地理环境将会导致网络的意外断裂的风险升高，所以处于安全生产的需要，要求信息传输网络链线路冗余。因此，使用环形以太网结构在很大程度上解决了网络意外断裂的可能，确保了以太网的安全性和可靠性。从生产上来看，其实环形网络是一个简单的网络环，在任意一条网络线路出现问题时都会有备用的线路使用传输，实现了以太网的高效可用性。（2）嵌入式系统技术 嵌入式系统是能够完成一种或多种特定功能的计算机系统，具有高度灵活化、相应速度迅速、代码简便的特点，是软硬件的紧密结合体，适用于多任务或任务限制的应用条件。与常规计算机系统不同的是，嵌入式系统技术的每一套嵌入系统的开发都有其针对性和目的性的联系，也有着相应的特殊功能，不仅大大提高了传输效率更最大限度的发挥了硬件和软件的作用。另外，在通信和控制领域内，嵌入式系统也发挥了不可替代的作用。

5.技术分析