携带集精系统

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携带集精系统范文第1篇

关键词：主胶带机；高压变频器；技术应用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.187

龙矿集团望田煤业主斜井胶带输送机原型号为DTL800/32/2×250，拖动电机为交流电动机，电压等级为380V。随着矿井技改工程的需要，已不适应矿井生产需要。于是2013年望田煤业对主斜井胶带输送机进行了升级改造，更换胶带输送机和电控系统，采用高压变频技术，其技术和性能胜过其它任何一种调速方式，以此提高主斜井胶带输送机的提升能力。

1 胶带输送机性能指标

胶带输送机型号：DTL100/65/2×400；运输能力：Q=650t/h；胶带速度：V=3.15m/s；输送机机长：L=627m；输送机倾角：α=20.5°；电动机型号： YBK2-315M-4 功率N=400kW；双电机驱动，电压等级：10kV；减速机型号：SEW型减速机。

2 变频调速的基本工作原理

依据电机学基本原理，电机转速满足的关系式如下：

从上式中可以看出，调节了电机的供电频率f，就能改变电机的实际转速。

3 高压变频器控制功能

高压变频器是采用多台变频器串联叠加方式，可输出可变频变压的高压交流电。

变频器本身由变压器柜、功率单元以及控制柜组成。变频器柜内有隔离变压器和冷却风机，隔离变压器副边多绕组输出，为功率单元提供独立的移相电源；功率单元/控制柜内有功率单元、控制器、接口板、监视器等，高压开关柜的三相高压，经降压、移相给功率单元供电。功率装置分为三组，一组作为一个阶段，每个阶段的功率单元输出收尾相串联。通过光纤功率控制器在控制单元的每个功率单元柜整流器和逆变器控制和检测。所以根据实际需要为给定的频率，通过用户界面及负载的需求的控制单元，控制信息发送到相应的整流器和逆变控制、调整功率单元、输出电压等级。

望田煤业主斜井胶带输送机采用10kV电压等级的HIVERT型高压变频器，该变频器采用交―直―交方式，IGBT为主电路开关组件。每个阶段由9个额定电压690V电源设备系列串联组成，输出相电压峰值5760V，线电压10000V左右。改变每个阶段的单位功率或输出电压等级，就可实现不同电压等级的高压输出。双机联动（主从控制）同步变频系统是一个完全独立操作两个逆变器，主从机同步通信方法，确保两个电动机转速和功率平衡。两个发动机在任何一个可以作为主机，主从机之间的同步控制是“嵌入式”同步控制器。同步控制光纤通信的传输介质；双机通信方法没有额外的繁杂同步设备，变频器内置的已经完成，只需要简单的安装操作，设置双（多）机可以实现同步操作。

主、从电机在运行的过程中，该系统将造成工况对功率的不对称分布，电动机的输出严重超过电动机的额定功率，而有一台电机则又过度轻载。主从电动机异步操作很容易导致运行过程中设备损坏，从而导致停机事故时有发生。为了避免功率分配的不对称，高压变频器内置高速同步通信，可以异步状态输出功率更大的电动机过载能力及时平衡给轻载电动机，实时维护之前和之后的主，从电机功率平衡对称分布，自动动态调整，从而实现主、从转换器的同步操作来实现双电机同步运行的目的。

4 工频与变频优缺点比较

（1）工频起动电流大，启动时间很长，对电动机的绝缘有更大的威胁，严重时甚至烧坏电机；（2）高压电动机在工频启动转矩脉动现象产生的机械振动对带式输送机产生了较大的应力，严重影响到电机、皮带机和机械部件的使用寿命；（3）变频操作方式下，甚至在输入功率大于额定容量可变频率的情况下也能满足，并且可以保护其它网络设备谐波干扰，同时与其他控制装置可以防止串扰；（4）无功冲击较小，功率因数较高；没有谐波引起的脉动转矩，可延长电机和机械设备的使用寿命；（5）变频器本身可提供正弦波输出，只有少数电压波形畸变，电机噪音非常小，需要外部输出滤波器，电动机不降额使用，能较好的消除有害谐波变频器电动机引起的发热和转矩脉动，降低机械设备的运行应力。

5 高压变频器运行效果

5.1 输送机运行安全性能得到了改进

（1）电机起动电流在额定电流之内，由于启动电流不太大，于是不会对电机和机械造成影响。

（2）电机启动时转速降低，降低了机械磨损，减少了输送机的机械振动。

（3）真正实现了软启动，启动时胶带输送机运行更平稳。

（4）实现了双电机驱动时功率平衡工作。

（5）实现了主斜井胶带输送机自动、手动、检修、紧急控制等各种运行方式的控制要求，方便检修；同时可以根据上煤量自动选取最大的运行速度，提高系统的运行效率，节电效果明显。

（6）实现跑偏、断带、逆转、打滑、超速保护；电机与电器的过载、短路和超温保护；过速保护、过电流保护、欠电压保护、局部过载保护张紧车到达终点保护及提供制动闸控制等保护。

5.2 自动化程度提高，维护简单

（1）该系统可分为主站和分站控制，主站和分站通过模块实现信号通讯，组成集中控制系统并与上位机连接，实现全矿井监控系统联网。

（2）变频电控系统改造后，设备可靠性能有了实质性的提高，井下停车故障率大大降低，不仅方便维护与保养，而且提高了生产效率。

6 结语

携带集精系统范文第2篇

[关键词] 新生代农民工;半城市化;社会复合治理;路径分析;思路与对策

[中图分类号] F320 [文献标识码] B

一、问题的提出

在旧生代农民工落叶归根、逐渐退出历史舞台的背景下，在代际更替中成为农民工群体主体的新生代农民工已经成为新型城镇化的主导力量。相比父辈，生长在城市、远离农村和农业、具有较高文化素质和处于迥异时代背景的新生代农民工在价值取向、社会心态、个人诉求、行为逻辑、参照目标、身份认同、生活方式等诸多方面体现出显著不同的特征，因此对农村和土地的眷恋有所消减，而对进入城市社会有着较强的期盼和憧憬。

然而根源于户籍制度的城乡二元体制使新生代农民工虽然在经济上、甚至在身份上融入城市，但是却面临着就业歧视、社会网络狭窄、人力资本匮乏、心理认同度低等问题。新生代农民工城市融入过程中存在经济上融入，社会和心理上嵌入的非实质性融入现象，传统的由户籍制度导致的二元结构正在城市内部演变成为新的二元结构，即新生代农民工处于半城市化状态，处于城市与农村的双重边缘，是一群没有认同或认同内卷化了的、悬空的一代，这使得新生代农民工成为真正市民、与城市融入的梦想遭遇到前所未有的诸多尴尬与无奈。

随着新型城镇化进程的不断推进，人的城镇化已经取代物的城镇化成为新型城镇化战略的核心，在城镇化过程中需要注入人文关怀、需要融入人性理念，让新型城镇的每一个角落都能彰显人性的光辉。新生代农民工半城市化问题不解决，不仅会使新型城镇化进程和新型城镇化的质量受到影响，而且也影响社会的和谐稳定。然而，新生代农民工城市融入是一个复杂的课题，不仅要跨越城乡二元制的藩篱即取得城市户籍，还要能够形成城市的生活方式、价值观念，拥有一定的融入城市所必需的心理资本，获得本地市民的情感接纳和社会资本，并且拥有在城市安居兴业所必需的人力资本。

国家新型城镇化规划提出“全面放开建制镇和小城市落户限制，有序放开中等城市落户限制”，十三五规划纲要中也提出“加快农村转移人口市民化，深化户籍制度改革、实施居住证制度、健全促进农业转移人口市民化的机制，加快新型城镇化步伐”。无论是国家新型城镇化规划，还是十三五规划纲要，都从政策、制度或机制上给予外来人口更多的、更公平的享受市民待遇的机会。因此，在这一趋势下如何使新生代农民工更好地融入城市，彰显新型城镇化过程中人文关怀和人性理念，是非常有意义的研究课题。

鉴于新型城镇化所提倡的人性关怀以及新生代农民工的独特性，基于国家新型城镇化规划和十三五规划纲要提出的农村转移人口市民化的政策、制度和机制保障，研究影响新生代农民工半城市化问题的成因并寻找解决半城市化问题的合理路径，对于新生代农民工真正融入城市、持续改进我国城镇化质量、推进我国新型城镇化进程意义重大。因此，本研究在对文献进行梳理的基础上，利用SPSS22.0统计分析软件，以对新生代农民工半城市化问题成因进行的问卷调查得到的抽样数据为基础，选取影响新生代农民工市民化意愿影响因素为自变量，以新生代农民工市民化意愿为因变量，通过单因素卡方检验及二元logistic回归分析，验证新生代农民工的半城市化状态与心理资本、社会资本、人力资本的相关关系，在此基础上建立基于三种资本协同的新生代农民工城市融入模型，并以城市融入模型为基础，提出了新生代农民工半城市化问题的社会复合治理解决思路与对策。

二、国内外研究现状

基于中国特有的城乡二元模式以及户籍制度对于新生代农民工城镇化的影响，在城镇化、半城市化、城市融入以及新生代农民工问题方面的研究形成了中外分化格局。

第一，西方学者在早期人口迁移理论的基础上，以流动人口和移民为研究对象，关注城镇化以及流动人口和移民的城市融入状况。

西方早期的人口迁移理论，利用归纳方法对人口迁移状况进行解释，力图发现人口迁移内在的规律和特征。其中建立在一定假设基础上的推拉理论、预期收入理论、劳动力转移理论等都从工业化、城市化视角研究农业转移人口问题，成为现代人口迁移研究的基础。在此基础上，西方学者深入探讨了城镇化与经济社会发展之间的关系及其后果，提出了由城镇化所导致的“城乡发展失衡”、“过度城市化”等今天依然困扰世界城市发展的问题。20世纪80年代以后，西方的人口迁移与城镇化问题研究逐渐从宏观视角转向对于转移人口个体及家庭迁移动因或迁移行为等微观层面的研究。

西方学者的半城市化研究始于20世纪50年代的对于半城市化现象的论述，后来演变成为从特征、过程的角度定义半城市化，并对半城市化问题发展机制、发展现状以及产生的后果进行深入探讨。由于不存在城乡二元体制，西方学者对于流动人口半城市化的解决机制研究主要聚焦于心理层面，如社会熔炉理论、社会同化理论提出的流动人口通过接受当地主流文化、建立社会网络并实现心理认同的同化过程。

西方学者的研究虽然在与中国迥然不同的国情和制度背景之下展开，但为中国错综复杂的城镇化问题提供了深入研究的良好平台，为中国农村人口市民化问题的解决提供了良好的借鉴。

第二，国内学者以普通意义上的农民工群体流动为研究起点，进而考虑新生代农民工独特性以及其在农业转移人口中的主体作用，对新生代农民工的城镇化及半城市化问题进行深入研究。

20世纪80年代开始，来自社会学、人口学、经济学、管理学、政治学、地理学等学科的诸多学者，基于各自学科视角对农民工群体的流动问题展开研究。研究内容从早期关注的流向、规模、人口学特征等人口流动的静态特征，逐步演变为流动过程、工作和生活状态、行为方式、社会融合等社会经济动态特征，以及人口流动对流入地和流出地的经济社会影响等。

以王春光（2001）首次提出新生代农民工的社会认同与城市融入问题为标志，学界开启对农民工代际特征以及新生代农民工的热烈讨论。在王春光城市融入与半城市化研究的基础上，学界在三个方面就新生代农民工的半城市化及城市融入问题进行广泛探讨。第一，对农民工半城市化状态进行验证和分析。通过考察新生代农民工的工作和生活方式、社会认同、群体特征、权益保障、心理状态、就业状况、城市融入等方面，指出虽然在消费方式、生活方式方面，新生代农民工已经基本市民化，但非正规就业和发展能力的弱化、居住边缘化和生活“孤岛化”以及社会认同的“内卷化”都使其处于城乡两栖的半城市化状态，影响中国的城镇化进程。第二，对于新生代农民工半城市化现象的形成原因进行分析，居于主流的观点是我国城乡二元体制的户籍制度导致新生代农民工半城市化的“制度决定论”。还有学者提出，新生代农民工自身人力资本、物质资本和社会资本的匮乏也是导致其半城市化的原因。第三，农民工的半城市化状态已经呈现出结构化、长期甚至是永久化的特征，因此学界展开了对农民工半城市化的演进趋势及成本测算的相关研究。

经过修正的西方人口迁移和城镇化的相关理论等被广泛运用于我国城镇化研究。然而，由于我国与西方城镇化在宏观场景、推动力量、历史历程、政策安排与现实后果方面都存在巨大差异，因而在借鉴和运用西方相关理论时，应该结合我国实践并结合时代特征。与此同时，伴随着新型城镇化的推进，中国的城镇化研究水平也日益提高。在研究技术上，早期以规范研究为主，发展到目前占主流的各类实证研究，学者们大量使用的实证方法如Logit模型、OLS回归分析、Profit模型等分析方法，取得了许多令人瞩目的研究成果。

怎样实现新生代农民工从半城市化到完全市民化？影响新生代农民工融入城市的关键因素是什么？又如何避免半城市化所导致的城市贫民窟现象？以上问题的解决对我国新型城镇化的推进意义重大。然而，纵观国内外对新生代农民工半城市化的相关研究，居于主流地位的“制度决定论”已经无法很好解决当前新型城镇化提出的“全面放开建制镇和小城市落户限制，有序放开中等城市落户限制”的户籍制度改革趋势下新生代农民工仍旧处于半城市化状态以及无法融入城市等问题，因此，亟需从新生代农民工软实力――心理资本、社会资本和人力资本的视角打破以往研究中影响新生代农民工市民化各种因素各自为政的桎梏，通过三种资本的协同作用对新生代农民工的半城市化问题提出解决思路。

三、基于心理资本、社会资本、人力资本协同的新生代农民工半城市化实证研究

通过对国外劳动力迁移、城市化进程和半城市化现象进行简单的梳理和分析，以及对我国新生代农民工半城市化和城市融入问题进行回顾，本研究归纳出了新生代农民工“半城市化”的表现特征、成因及演变趋势，新生代农民工市民化的影响因素及面临的问题。经过文献梳理和归纳，新生代农民工市民化的影响因素为：人口学因素、心理资本因素、社会资本因素、人力资本因素、制度因素。

以1980年后出生、16周岁以上农村户籍外来务工人员的市民化倾向及其影响因素为研究对象，进行了新生代农民工半城市化问题的大型问卷调查。本次调查共回收有效问卷1132份，问卷Cronbach'salpha系数=0.8647，表明问卷具有较高的信度。实证分两部分。首先，在问卷调查获得统计数据的基础上，本文在5%的显著性水平上，利用SPSS22.0统计软件，采用单因素卡方检验对第二部分提出的理论框架，即各个影响因素与新生代农民工市民化倾向的关系进行单因素验证。实证结果表明，所有因素的显著性值都小于5%，可以认为这些因素单独与新生代农民工市民化意愿相关。其次，运用SPSS22.0统计软件对数据进行处理，进行了新生代农民工城市化倾向影响因素的logistic回归分析。对于单因素卡方检验结果显示显著相关的因素，可以运用二元logistic回归分析研究在其它因素影响下每一因素对于市民化意愿的影响以及各因素的相对影响程度。由于因变量新生代农民工市民化倾向（有市民化倾向=1，没有市民化倾向=0）为虚拟变量，且为只有两种结果的定性变量，故可以采用二元logistic回归模型对新生代农民工市民化倾向影响因素进行分析。

在模型设计中，可以假设P为有市民化倾向的概率，而1-P为没有市民化倾向的概率，对P进行logit转换，记为logitP，以logitP为因变量建立的线性回归方程为：

Log itP = a+b1x1+b2x2+…+bnxn （1）

由（1）可以导出：P= （2）

（2）式为logistic回归模型。在式中，a为常数项或称为回归截距，bi为第i个影响因素的logistic回归系数，xm为作为第i个影响因素的自变量。

本研究在选入变量α=0.05的水平上，运用SPSS22.0统计软件对被调查的1132个样本的截面数据进行logistic回归处理。在对数据进行处理的过程中，采用自变量组分步强制纳入法，分别就人口学因素、心理资本因素、社会资本因素、人力资本因素、制度因素五组自变量对新生代农民工市民化倾向的影响作用进行分析。实证研究的结果表明：心理资本因素、社会资本因素和人力资本因素均对新生代农民工市民化意愿影响显著;虽然制度因素的影响更加显著，但国家一系列解决农业转移人口市民化问题的政策措施出台后，制度因素的影响将产生变化;人口学因素对市民化意愿的影响不确定。

四、基于心理资本、社会资本、人力资本协同的社会复合治理的解决思路与对策

张红芳，吴威（2009）认为，心理资本、社会资本和人力资本具有协同关系，三者的协同是开发个人潜能、形成组织竞争优势的关键。林竹（2011）认为，通过心理资本、社会资本和人力资本的协同可以解决新生代农民工的就业问题。张洪霞（2013）也认为，通过三者的协同可以解决农民工的社会融入问题。本研究认为在国家制定出台了一系列农村转移人口市民化的政策、制度和机制保障的情况下，通过心理资本、社会资本和人力资本三者的协同可以提高新生代农民工的城市融入程度，解决其半城市化问题。

所谓社会复合治理主要指社会治理结构从政府作为单一主体排斥其他主体参与，向多种社会主体协同以促进治理绩效优化和提升社会整体治理能力转变过程中的一种新型治理形态。作为一种新型治理模式，复合治理的治理主体强调多元参与主体的“复合型”协同参与，更加注重社会组织参与主体在治理机制中的平等地位;治理过程强调政府与社会组织间的“双向互动”，即通过政府部门的主动作为和其他各主体的全面参与，实现“双方”的优势互补，建立良好的互动伙伴关系;治理结构强调多元参与主体间的横向互动，与传统科层组织形成网格状治理结构，各个参与主体成为连接多渠道治理路径的结点，其网络触角涉及社会生活的各个方面，对社会需求反应更为及时灵敏。因而，新生代农民工半城市化问题的解决作为社会治理的重要内容，应该引入复合治理的理念，引导第三方组织和企业与政府进行“复合型”协同型参与，构建政府、企业和公民社会三维结构下的多元主体复合治理模式，有利于打破单一主体的政府治理模式，提高问题的解决效率。所谓社会复合主体是指在促进经济发展和社会进步的创新行动过程中，多个不同社会主体共同参与、主动关联所构成的多层架构、网状联结、功能融合、优势互补的新型主体网络。据此加以引申和延展，新生代农民工半城市化问题解决的复合主体则是指以政府为主导，形成政府、企业和社会组织“三位一体”的复合主体，旨在打破不同主体间的“部门分体制”，塑造一种互相嵌入、功能互补的互通互联协同治理模式。其核心思想体现在：一是注重“政府―企业―社会”三维合作的组织模式，也注重不同主体的主动性和专业性，促进各主体的优势复合发挥。二是复合治理主体构建了主体间相互融通，共同分享，优势互补的互动平台，打破了治理全过程不同环节、领域的部门割裂、主体分立。三是实现主体间互联互通的内部化，对于有效整合多主体间的社会资源，加强融通协同，提高治理效率具有实然性。因此，如何在实践中构建政府与企业主体、政府与第三方组织及企业主体与第三方组织之间“双向互动”的良关系，形成优势互补和犄角支撑的耦合型治理格局，是深化和创新半城市化问题解决路径的一种新探索。在这一社会复合治理结构的支撑下，运用政策、法律、社会、经济等多种手段，通过全方位培训增加新生代农民工人力资本，从而增强对城市居民身份的自我认同以增加其心理资本，增加其职业交流并在此基础上增加以业缘为基础的社会资本;通过各主体努力增加其与城市居民的沟通、交流渠道以增加其社会资本，从而使其拥有心理归属感，并拥有更多信息渠道从而增加其人力资本;通过网络组织进行的包括心理援助和心理咨询在内的心理培训，加强对其挫折心理的疏导，提高新生代农民工的心理资本，促进其主动融入城市以提高社会资本，激发其自身强烈的成就动机以提高人力资本。

[参 考 文 献]

[1]张兆曙.城市议题与社会复合主体的联合治理――对杭州3种城市治理实践的组织分析[J].管理世界，2010（2）

[2]曹堂哲.公共行政执行协同机制――概念、模型和理论视角[J].中国行政管理，2010（1）

[3]何继新，陈真真.公共物品供给复合主体“复合型”协同机制研究――基于“价值链”理论视角[J].吉首大学学报（社会科学版），2016（3）

[4]汪锦军.构建公共服务的协同机制：一个界定性框架[J].中国行政管理，2012（1）

[5]张洪霞.新生代农民工社会融合的内生机制创新研究――人力资本、社会资本、心理资本的协同作用[J].农业现代化研究，2013（7）

[6]陈藻.农民工“半城市化”问题研究――基于成都市的调查分析[D].西南财经大学，2013（4）

[7]林竹.农民工就业：人力资本、社会资本与心理资本的协同[J].农村经济，2011（12）

携带集精系统范文第3篇

注入式施药由于可以直接到达植物根部土壤的深层，具有吸收快，对靶性强，污染少的特点。但技术较为复杂，使用过程中受到使用人员技术水平和使用地具体环境的相关限制。因此，在我国设施农业生产分散经营，技术人员水平普遍不高的前提下，使用设施用注入式精准变量喷药装置具有易于推广普及，和实际应用密切结合的特点。因此开发熟化的设施用注入式精准变量喷药装置配套压力自动反馈稳定的喷药加压专用泵和压力调节装置，具有很好的效果。

本文介绍了一种基于单片机自动控制的设施农业用的注入式变量施药装置，该装置主要的技术难点是解决精量和变量的问题。同时针对设施农业环境开发了一种设施专用的精准控制农药喷洒控制系统。为了达到注药量精准控制的目的，采用了单片机与L298电机驱动芯片控制技术相结合的方法，通过大量的试验表明，利用此控制系统，可以达到农药的定量精准注入，减少环境污染，减少农业生产中的资金投入。

原理

精准定量控制系统包括单片机、控制电路、液晶、键盘(4×4矩阵)、输入输出接口、防水外壳等几部分。工作控制原理如下：系统开机初始化后，自动检测键盘，用户手动选择大流量喷洒和小流量喷洒档位。首先进行系统误差因数校正，输入需要校核的时间，单片机自动启动施药装置开始工作，收集喷头的施药量，通过键盘将收集测量的校核药量数值输入单片机，单片机自动完成系统误差校核。误差校核后，系统即进入工作状态，根据自己的需要，输入单次注射施药用量，通过单片机对其数据进行运算，控制电机的开启时间，进而达到对农药喷洒流量的控制。每次只需按下注射按钮，即可完成精准定量注射。需要变量施药，只需修改注药量数值即可，其余计算和控制均由单片机自动控制完成。电源的管理是利用AD转化芯片对电压实时采集，一旦在工作中蓄电池电压低于设定的运行电压时，系统会报警，为了确保精度不受到影响，电压过低系统会自动休眠。控制系统原理图如图1所示，该装置单片机采用ATMEL公司的AT89C52单片机处理芯片，电机驱动模块采用电机控制专有芯片L298，L298是双H桥高压大电流功率集成电路(图2)。数据采集模块采用MAX197AD转换芯片可以实时的转换电平的电压量，进而有效的保证直流电机的电压值不低于我们设定的电机工作电压。

软件的设计从实际应用出发，技术上优先考虑操作的便捷性和界面的友好性，主要是利用德国KEIL公司推出的51系列单片机集成开发工具进行C语言开发。

随着设施农业的快速发展，食品安全日益得到重视，农药精量投入变成一个迫切需要解决的问题，施药逐渐受到人们的关注。作为一种新型施药手段，植物注入式施药技术是一种依靠特定注射器将药物直接注入到植物体“病灶”或利用植物内部循环可快速扩散到植物体各部分，实现快速防治病虫害的方法。因为见效快，目标明确，对于植物病虫害防治具有非常好的效果。蒋建科(2001年)针对西北农业大学的无公害农药研究介绍了一种给槐树根部直接注射低浓度药液，快速杀灭害虫的装置，效果非常明显。该装置采用根部钻孔，将特定施药装置插入孔中药液自动缓慢释放，依靠树木自流作用扩散树木全身。土壤注入式施药是将液体直接输送进植物根部附近土壤里。原理是利用喷雾器的压力，将针头和针杆的前部直接插入作物根系附近的土壤中，能充分发挥农药的药效，且不烧根，土壤不板结，提高工作效率。直接将药液注入土壤中，可以避免药液在空气中悬浮和漂移，满足设施农业低浓度、不增加湿度的施药要求，针对设施农业具有较好的应用前景。

注入式施药由于可以直接到达植物根部土壤的深层，具有吸收快，对靶性强，污染少的特点。但技术较为复杂，使用过程中受到使用人员技术水平和使用地具体环境的相关限制。因此，在我国设施农业生产分散经营，技术人员水平普遍不高的前提下，使用设施用注入式精准变量喷药装置具有易于推广普及，和实际应用密切结合的特点。因此开发熟化的设施用注入式精准变量喷药装置配套压力自动反馈稳定的喷药加压专用泵和压力调节装置，具有很好的效果。

本文介绍了一种基于单片机自动控制的设施农业用的注入式变量施药装置，该装置主要的技术难点是解决精量和变量的问题。同时针对设施农业环境开发了一种设施专用的精准控制农药喷洒控制系统。为了达到注药量精准控制的目的，采用了单片机与L298电机驱动芯片控制技术相结合的方法，通过大量的试验表明，利用此控制系统，可以达到农药的定量精准注入，减少环境污染，减少农业生产中的资金投入。

原理

精准定量控制系统包括单片机、控制电路、液晶、键盘(4×4矩阵)、输入输出接口、防水外壳等几部分。工作控制原理如下：系统开机初始化后，自动检测键盘，用户手动选择大流量喷洒和小流量喷洒档位。首先进行系统误差因数校正，输入需要校核的时间，单片机自动启动施药装置开始工作，收集喷头的施药量，通过键盘将收集测量的校核药量数值输入单片机，单片机自动完成系统误差校核。误差校核后，系统即进入工作状态，根据自己的需要，输入单次注射施药用量，通过单片机对其数据进行运算，控制电机的开启时间，进而达到对农药喷洒流量的控制。每次只需按下注射按钮，即可完成精准定量注射。需要变量施药，只需修改注药量数值即可，其余计算和控制均由单片机自动控制完成。电源的管理是利用AD转化芯片对电压实时采集，一旦在工作中蓄电池电压低于设定的运行电压时，系统会报警，为了确保精度不受到影响，电压过低系统会自动休眠。控制系统原理图如图1所示，该装置单片机采用ATMEL公司的AT89C52单片机处理芯片，电机驱动模块采用电机控制专有芯片L298，L298是双H桥高压大电流功率集成电路(图2)。数据采集模块采用MAX197AD转换芯片可以实时的转换电平的电压量，进而有效的保证直流电机的电压值不低于我们设定的电机工作电压。

软件的设计从实际应用出发，技术上优先考虑操作的便捷性和界面的友好性，主要是利用德国KEIL公司推出的51系列单片机集成开发工具进行C语言开发。

应用

针对京郊温室需求开发的背负注入式变量施药系统，可单人操作完成设施土壤注药作业，具有工作效率高，作业灵活的特点。背负式注入式变量施药系统平台，集成了注药量精量控制技术、土壤注入技术，采用内置电池驱动加压泵的方式，压力自动检测控制，能根据工作中压力系统的压力变化自动加压，保持稳定的压力。工作中采用间歇方式，可以通过注射喷枪的手柄开关的开关实现灵活的间歇工作。设备本身的重量为6kg，装满药液为22kg，配备12V／8AH蓄电池为系统加压提供动力。该喷药机可有效地提高了喷雾作业的生产效率和化学农药的利用效率。图3为样机实物图。

设施注入式喷药机可以背负在温室中快速移动。精量控制器(图4)安装在背负喷药机的下方底座上，在药桶下方，结构比较紧凑。方便使用。喷药设定好后，每次注射头插入到一个作物根部，只需要将固定在喷枪把手旁的喷药触发器按下(图5)，即可完成一次定量喷药。

注入器和喷药机的连接采用铜制快速接头连接(图6)，可以使得喷枪易于拆卸携带，同时可以在作业时，可以自由转动药管，避免因为药管缠绕引起操作不方便。

土壤注入枪有两个出药孔，可同时将药液注入到植物根部的两侧，通过土壤渗透作用，环绕在植物根部，更好的起到药液扩散的要求(图7)。根部设有药液第三层过滤器，防止土壤由于药液冲蚀倒流进入喷枪堵塞出药口。喷枪采用3／8铜制快速接头，喷枪可以快速连接在喷药机上。设置了外置的触发式脉冲出发器开关，每次注入时，喷枪上轻按触发开关，即可完成药量精准注入。

按照系统软件的设计流程，进行试验设计，通过系统的压力自动恒定调节，分别在三种不同恒定压力条件下，测试施药量的控制精度。在小汤山国家精准农业试验基地的目光温室中对样机进行了试验，对比试验检验样机的作业效果和性能。

系统单次施药量分别为200mL、400mL、800mL、2000mL、3000mL、4000mL时，在自动恒定压力0.14 MPa时，药量控制误差分别是0.3％、3.5％、3.7％、0.7％、1.7％、0.4％：当自动恒定压力增大50％(0.2 M Pa)，系统精准定量控制的误差分别为8.8％、9.5％、7.7％、7.1％、6.6％、8％；当自动恒定压力增大一倍(0.28 MPa)，系统精准定量控制的误差分别为9.8％、10％、9.7％、9.2％、12.3％、10.9％。

我们通过对试验数据的分析根据一元线性回归模型的统计检验，已知有一组样本观测值(Ti，Y)其中i=1，2，3…n，得到如下样本回归直线。

根据上面的试验数据可以得到低速模式下a=0.88，b=0.24；中速模式下a=2.87，b=22.24：高速模式下a=3.14，b=25.02；该值可代入控制算法中用来修正软件。

结论

经过完善的设施农业用注入式变量施药装置，经过了北京市农业机械试验鉴定推广站的温室现场检验，能够满足最大深度20cm的土壤注入施药。实际推广中该设施用注入式精准变量喷药装置配套免维护蓄电池，很好的实现了农药的精准化注入，实际作业在单次注药100mL作业时，系统作业误差在1.8％之内，作业效率3个温室(1.5亩≈0.1公顷)／h以上，能够满足实际的生产需要。

应用

针对京郊温室需求开发的背负注入式变量施药系统，可单人操作完成设施土壤注药作业，具有工作效率高，作业灵活的特点。背负式注入式变量施药系统平台，集成了注药量精量控制技术、土壤注入技术，采用内置电池驱动加压泵的方式，压力自动检测控制，能根据工作中压力系统的压力变化自动加压，保持稳定的压力。工作中采用间歇方式，可以通过注射喷枪的手柄开关的开关实现灵活的间歇工作。设备本身的重量为6kg，装满药液为22kg，配备12V／8AH蓄电池为系统加压提供动力。该喷药机可有效地提高了喷雾作业的生产效率和化学农药的利用效率。图3为样机实物图。

设施注入式喷药机可以背负在温室中快速移动。精量控制器(图4)安装在背负喷药机的下方底座上，在药桶下方，结构比较紧凑。方便使用。喷药设定好后，每次注射头插入到一个作物根部，只需要将固定在喷枪把手旁的喷药触发器按下(图5)，即可完成一次定量喷药。

注入器和喷药机的连接采用铜制快速接头连接(图6)，可以使得喷枪易于拆卸携带，同时可以在作业时，可以自由转动药管，避免因为药管缠绕引起操作不方便。

土壤注入枪有两个出药孔，可同时将药液注入到植物根部的两侧，通过土壤渗透作用，环绕在植物根部，更好的起到药液扩散的要求(图7)。根部设有药液第三层过滤器，防止土壤由于药液冲蚀倒流进入喷枪堵塞出药口。喷枪采用3／8铜制快速接头，喷枪可以快速连接在喷药机上。设置了外置的触发式脉冲出发器开关，每次注入时，喷枪上轻按触发开关，即可完成药量精准注入。

按照系统软件的设计流程，进行试验设计，通过系统的压力自动恒定调节，分别在三种不同恒定压力条件下，测试施药量的控制精度。在小汤山国家精准农业试验基地的目光温室中对样机进行了试验，对比试验检验样机的作业效果和性能。

系统单次施药量分别为200mL、400mL、800mL、2000mL、3000mL、4000mL时，在自动恒定压力0.14 MPa时，药量控制误差分别是0.3％、3.5％、3.7％、0.7％、1.7％、0.4％：当自动恒定压力增大50％(0.2 M Pa)，系统精准定量控制的误差分别为8.8％、9.5％、7.7％、7.1％、6.6％、8％；当自动恒定压力增大一倍(0.28 MPa)，系统精准定量控制的误差分别为9.8％、10％、9.7％、9.2％、12.3％、10.9％。

我们通过对试验数据的分析根据一元线性回归模型的统计检验，已知有一组样本观测值(Ti，Y)其中i=1，2，3…n，得到如下样本回归直线。

根据上面的试验数据可以得到低速模式下a=0.88，b=0.24；中速模式下a=2.87，b=22.24：高速模式下a=3.14，b=25.02；该值可代入控制算法中用来修正软件。

携带集精系统范文第4篇

二氧化碳等温室气体的减排越来越受到国际社会的广泛关注，已成为国际能源领域研发的热点。我国二氧化碳的排放量仅次于美国居世界第二位，减排二氧化碳的压力越来越大。

2005年2月16日，《京都议定书》正式生效，这是人类历史上首次以法规的形式限制温室气体的排放；2009年12月7日，哥本哈根会议对发达国家和发展中国家在温室气体减排上的责任进行磋商约定，作为一个负责任的大国，中国政府作出了庄严承诺，2020年单位国内生产总值的二氧化碳排放量比2005年下降40－45％。二氧化碳主要由化石燃料———煤炭、石油和天然气燃烧产生，随着全球工业化进程的加快，CO2 排放量越来越大，温室效应加剧等问题使环境与经济可持续发展面临严峻的挑战。而石油、煤炭资源的日渐枯竭也需要有新的碳源及时补充，因此，引起温室效应和全球气候变化的二氧化碳的减排及回收净化和再利用技术成为各国关注的焦点。

二氧化碳的捕集和储存技术

有3种基本的二氧化碳捕集路线，即燃烧前捕集、富氧燃烧和燃烧后捕集

1 燃烧前捕集

燃烧前脱碳就是在碳基原料燃烧前，采用合适的方法将化学能从碳中转移出来，然后将碳与携带能量的其他物质分离，从而达到脱碳的目的。燃烧前捕集主要运用于IGCC（整体煤气化联合循环）系统中，将煤高压富氧气化变成煤气，再经过水煤气变换后将产生CO2和氢气（H2），气体压力和CO2浓度都很高，将很容易对CO2进行捕集。剩下的H2可以被当作燃料使用。 该技术的捕集系统小，能耗低，在效率以及对污染物的控制方面有很大的潜力，因此受到广泛关注。然而，IGCC发电技术仍面临着投资成本太高，可靠性还有待提高等问题。

2 富氧燃烧

富氧燃烧捕集是指燃料在氧气和二氧化碳的混合气体中燃烧，燃烧产物主要是二氧化碳、水蒸汽以及少量其他成分，经过冷却后二氧化碳含量在80%～98%。通常，氧气由低温（深冷）空气分离产生，或者利用一些新颖的技术（如膜分离获得氧气）产生。少部分烟气再循环与氧气按一定比例进入燃烧室。使用氧气和二氧化碳混合气的目的是为了控制火焰温度。如果燃烧发生在纯氧中，火焰温度就会过高。在富氧燃烧系统中，由于CO2 浓度较高，因此捕获分离的成本较低，但是供给的富氧成本较高，并且纯氧燃烧通常情况下燃烧器的温度比较难控制，这对包括耐火材料在内的诸多指标要求更高。另外，由于燃烧发生在低氮环境中，因而大大降低了氮氧化合物的生成量。

3 燃烧后捕集

工业上传统的CO2捕集技术主要有4 种: 吸收法、吸附法、低温蒸馏法和膜分离法。目前较成熟的二氧化碳捕集技术为化学吸收法脱碳技术

3.1工业上采用的气体吸收法可分为物理吸收法和化学吸收法

3.1.1物理吸收法

物理吸收法主要是在加压吸收塔内利用有机溶剂对二氧化碳进行吸收来分离捕集二氧化碳，并不发生化学反应。在解析塔内通过降压实现溶剂的再生。这种方法主要在低温高压下进行，吸收能力大，吸收利用量少，吸收剂再生不需要加热，溶剂不起泡，不腐蚀设备。但只能适用于CO2气体分压较高的条件，CO2的去除率较低。物理吸收法中常用的吸收剂有丙烯酸酯、N-甲基-2-D 吡咯烷酮、甲醇、二甲醚乙醇、聚乙二醇以及噻吩烷等高沸点溶剂。目前，典型物理吸收法有环丁砜法、加压水洗法、N-甲基吡咯烷酮法、Selexol 法、低温甲醇法(Rectisol 法)、碳酸丙烯酯法( Flour 法)等，南化集团研究院于80 年代初开发成功一种较为先进的脱碳技术—NHD 法，它与国外的Selexol 工艺类似，只是二者所用溶剂的组分不同。NHD 溶剂的主要成分是聚乙二醇二甲醚的同系物，脱除二氧化碳效率在物理吸收法中较高。

3.1.2化学吸收法

烟气中的二氧化碳在吸收塔与复合胺反应生成氨基甲酸盐，并被输送至再生塔加热分解还原为复合胺和二氧化碳，复合胺溶液返回吸收塔进行再次吸附，而二氧化碳气体则经加压、除杂、提纯、液化等工序，提纯为纯度为99.99%的二氧化碳。

脱碳工艺流程主要由烟气预处理系统、填料吸收塔、填料再生塔、排气洗涤系统、溶液系统、产品气处理系统（包括冷凝、气液分离、压缩）、循环水冷却系统、辅助蒸汽系统以及水平衡维持系统等组成。精处理工艺流程主要由二氧化碳气体储存系统、二氧化碳气体压缩系统、二氧化碳提纯系统、制冷系统以及储存装车系统等组成。

图1 化学吸收法工艺流程图

20世纪70年代初西德巴斯夫(BASF)公司开发的种以甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液为基础的脱CO2新工艺-活化MDEA，近30年来，这种甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液系统已经在许多工业装置上被成功地应用。由于MDEA对CO2有特殊的溶解性，因而具有许多优点．工艺过程能耗低。通过加入特种活化剂进一步改进该溶剂．开发了高效活性MDEA脱除CO2新工艺。该方法是当今最低能耗的脱除CO2的方法之一。已有多套工业化装置应用，以MDEA为主溶剂复配的复合溶剂脱硫、脱碳效果显著。

1971年西德的个30万吨氨厂首次成功应用。由于它的低能耗高效率，目前世界上已有近百个大型氨厂采用，我国近年来也在新疆、宁夏、沪天化、海南等30、45万吨厂引进了该工艺。

吸收法适用于处理气体中二氧化碳含量较低情况，其分离效果良好，可获得浓度高达99.99%的二氧化碳。由于通常燃煤电厂烟道气中的CO2 浓度较低，故吸收法尤其是化学吸收法应用非常广泛。但化学吸收法存在着一定的不足之处，主要如下：

(1) 化学吸收法脱除CO2 时，要考虑吸收剂的再生循环使用问题，操作上较繁琐；

(2) 化学吸收法对含CO2 的原料气适应性不强，需要复杂的预处理系统，而且设备腐蚀和环境污染问题也比较严重，因此对一些关键设备的材质要求很高，加大了设备的投资；

(3) 化学吸收法作为湿法工艺相对于变压吸附法而言比较复杂，流体需要周期性升温、降温，并且溶剂再生必须消耗大量的外界供热能。

3.2 吸附法

携带集精系统范文第5篇

关键词：机械制造；智能化技术；体系

1 机械制造技术的发展

在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。当前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体。机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。

2 智能化技术发展趋势

2.1 性能发展方向

(1)高速高精度高效化。

速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。

(2)柔性化。

包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大。可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群拉系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。

(3)工艺复合性和多轴化。

以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工。正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。

(4)实时智能化。

早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展。由此产生了实时智能控制这一新的领域。

2.2 功能发展方向

(1)用户界面图形化。

用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前Internet、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术，也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用。人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。

(2)科学计算可视化。

科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语育表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。

(3)插补和补偿方式多样化。

多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非均匀有理B样条插补)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。

(4)内装高性能PLC。

数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形圈或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能，编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实侧，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。

(5)多媒体技术应用。

多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域。应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。

2.3 体系结构的发展

(1)集成化。

采用高度集成化CPU，RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度，应用LED平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点。可实现超大尺寸显示。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，掘高系统的可靠性。

(2)模块化

硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化，根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服，PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。

(3)网络化

机床联网可进行远程控制和无人化操作，通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行。不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。

3 智能化新一代PCNC数控系统

当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一代PCNC数控系统已成为可能，智能化新一代PCNC数控系统将计算机智能技术，网络技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，形成严密的制造过程闭环控制体系。

参考文献：

[1] 韩明容等.机械制造业信息化的应用[J].当代经理人,2006,(01).