時間：2023-09-19 16:25:47
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篇機械原理自動化，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：自動化儀表；自動化控制；工業生產
引言
目前，自動化儀表在農業、工業、國防等領域均有著廣泛的應用。同時，在現代科學技術的推動下加強自動化控制技術的分析，也是在今后一段時間內相關科學技術研究工作重要內容。由于可編程控制裝置自身在相關的工業領域當中有著十分重要的應用意義，是實踐工作當中不可或缺的重要設備，因此，在其應用當中也需要加強研究和分析，以促進其作用更好的發揮。
1工業自動化儀表于控制技術概述
對工業自動化儀表和自動化控制技術在實踐中的應用進行分析，是對自動化儀表和自動化控制技術進行改進和完善的重要基礎，因此，應該引起高度重視。自動化儀表技術包括了信息采集、信息處理和信息應用。從整體上看，生產流程的診斷原則上并不屬于自動化儀表的范疇，但是，這段信息的交換涉及到自動化儀表系統。針對生產裝備的監控，診斷儀表系統已經推出了全新的產品，自動控制系統的診斷通常是控制系統中設備管理軟件的一個模塊或者是一種功能，主要負責自動化儀表或者是系統本身的實時診斷以及預測性維護。在診斷中，現場儀表診斷的難度很大，維護周期由智能儀表的損耗情況或者是固定時間確定。由于可編程控制裝置自身在工業生產領域當中的應用具有十分重要的意義，在生產實踐活動當中不可或缺，所以應當加強對重點技術的研究于分析工作，以更好的實現工作的發展以及創新改進。當前，自動化技術已經逐步成為日常生活之中的關鍵性技術，對于促進工業生產和經濟建設具有重大的意義。系統維護和儀表診斷受到了越來越多用戶、制造商、研究者的關注。從整體上看，儀表診斷可以被劃分為四個方面：生產流程診斷、生產裝備診斷、自動化控制系統診斷以及現場儀表診斷。
2自動化儀表
2.1自動化儀表工作原理
工業自動化儀表在工作中不需要人工操作就能夠自主完成測量、自動記錄以及自動控制任務，并可以將獲取的數據信息傳送到遠距離終端，在終端上完成數據處理工作。其主要是以平衡原理作為基礎的，其中包括力平衡、電平衡等。在工作中自動化儀表感受部件傳感器將現場被測參數，如溫度、壓力等，通過變送器進行轉換，得到容易放大的測量量值，之后經過進一步放大。放大之后的量值能夠通過變送器送到顯示元件，經過反饋元件與測量量值進行對比，可以達到平衡。
2.2工業自動化儀表種類
工業自動化儀表有很多中，根據劃分標準的不同可以分為很多類。例如根據在生產過程中需要測量參數類型進行劃分，可以分為測量的溫度儀表、測量壓力表、測量流量儀表、測量物位儀表等等；根據其在生產過程當中的功用不同可以劃分為檢測類儀表、顯示類儀表、調節類儀表、執行器類、計算類儀表、設定值發生器類等等。
3自動化控制技術
3.1自動化控制原理
自動化控制可以劃分為半自動化和全自動化，比如，機器、設備能夠根據生產規劃進行全自動以及半自動運轉。全自動化控制，操作人員只需要作為全自動化控制的操作人員，根據生產進度確定控制的要求以及程序，而不用直接參與到生產過程中去；半自動化控制需要人力通過設施、設備、機械、儀器或者是手工參與到生產中去。目前，自動化控制技術在工業、工業等領域有著十分廣泛的應用。全自動化控制使人從繁重的體力勞動中解脫出來，使人擺脫片面的勞動和不合理的分工，極大的提高了社會生產率，并節省人力資源，這可以為企業創造更多的價值。在現代社會當中，生產自動化程度被看作現代化的重要標志。
3.2自動控制的應用
3.2.1過程自動化。在現代石油煉制以及化工等企業在生產中，通過使用自動化控制在生產中可以減少流體、分體、有害物質等對人的傷害。在一般情況自動化控制系統主要是由計算機、調節器以及檢測儀表三部分組成的。通過自動化控制能夠對整個生產流程進行最優控制。在對生產過程進行控制時，反饋控制，前饋控制、最優控制是經常使用到的控制模式。3.2.2機械制造制動化。機械制造自動化有很長的發展歷史，在最初階段是非常簡單的自動生產線。自上世紀60年代以來，隨著計算機技術的快速發展以及應用普及，數控機床、機器人、加工中心等隨之出現。此外，用于適應多樣品種，較小批量生產的柔性生產制造系統也隨之產生。而自動化生產車間則主要是采用計算機以及生產制造系統集成的工廠自動化控制系統，它是以柔性制造系統為基礎的，并在信息管理以及生產管理工作當中實現了自動化。3.2.3管理自動化。管理自動化指的是對企業單位的人力資源、財力資源、物力資源以及生產和辦公管理實現自動化控制。管理自動化是一門綜合性的技術，其主要是利用電子計算機、通信系統以及控制等學科對信息進行處理。在現代自動化管理當中，以管理信息系統作為基礎研制了決策支持系統，能夠為企業決策提供重要的支持，推動了企業管理的發展。
4結語
我國是生產制造大國，但是在工業生產中卻處于生產中的中低端，行業的利潤十分低，這對于我國經濟轉型發展，優化經濟結構構成了嚴重的影響。自動化儀表和自動化控制技術是工業發展中的重中之重，兩者的技術水平能夠在客觀上反映一個國家的工業化發展水平，因而，在我國經濟發展中加強對自動化儀表和自動化控制技術研究，對我國整體經濟發展具有十分重要的意義。
參考文獻
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[2]高磊.工業自動化儀表與自動化控制技術探討[J].科技創新與應用,2015(14).
【關鍵詞】機械工程自動化； 發展現狀； 應用進步；
【分類號】：TU855
隨著社會不斷的發展，人們的生活水平和質量也不斷地提高，對于日常生活和環境等各種需求也越來越高。不論是生活還是工作，人們對于各種方便和快捷服務的要求也越來越高。機械自動化作為一種先進的技術支持，通過改進技術，提高工作效率，為企業節約了人力、物力、財力，在制造行業發揮著獨特的優勢。例如日常生活用具的自動化、通訊工具的自動化和機械設備自動化等等。有許多工作如果采用人工控制則較難完成，既花費很大的人力、物力和財力，又達不到預期的效果。通過自動化控制技術，可以合理利用各種設備，既節省能源又方便快捷。因此，機械自動化控制技術在現代建筑中是不可或缺的，對我國工程建設行業的發展有著非常重要的意義。
一、機械工程自動化的技術
中國作為一個發展中的國家，全部的技術都必須建立在一個基本前提上，那就是是否與我國的基本國情相匹配，是否能夠帶動我國經濟、工業的發展，而不會造成嚴重的后遺癥，所以，針對這些問題，我們看到，我國的當前的國情是，我國是通過不斷消化吸收國外的柔性制造系統完成自身工業發展的不斷成熟壯大，這是一個最基本的國情，而需要解決的方法就是，根據國外的先進技術，結合當前的實際情況，研制、開發和推廣適合我國國情的技術。
我們國家目前應該在消化吸收、融匯貫通國際上的自動化技術理論的基礎上，努力做到從我們國家機械制造業的實際情況出發，發展創新，形成有國情特征的發展自動化技術理論和學說，進行圍繞計算機技術的柔性自動化技術開發研究。
針對我國目前的發展的整體情況，相關人士認為應當先發展低成本自動化技術，因為該項技術發展的潛力巨大，前景非常廣闊，投資小而且見效迅速，對于目前中國的工業情況而言，是非常實用的技術，有利于提高生產的自動化程度，可以收到事半功倍的經濟效果。
二、機械自控技術的發展現狀
簡單來講，機械自動控制技術就是指通過使用機械控制設備，使被控對象自動地在無人控制的情況下按照預先設定的程序進行自行運作的一種方式。它是以數學的系統理論為基礎，利用反饋原理自動地影響動態系統，使其輸出值接近或達到人們的預定值。在機械制造業中應用自動化技術，實現加工對象的連續自動生產，實現優化有效的自動生產過程。近年來，很多發達國家的機械自動控制業已經達到較高的技術水平，絕大多數都是采用的都是機械自動化制造技術。目前，多數發達國家向機械制造自動化技術仍然得到不斷地發展，并提出了許多新的機械制造系統，例如：智能制造系統、敏捷制造系統等等。自改革開放以來，我國的機械自動化制造技術已經有了翻天覆地的變化，在機械制造技術水平以及產品總量都在逐年提高。在我國，由于機械自動化技術水平不高，很多制造工藝都是借鑒國外先進的機械自動化制造技術，自主知識產權的品牌較少。
在激烈的市場競爭環境中，我國正處在經濟發展的重要時期，必須對機械制造產業給予充分的重視，必須提高產品的質量，提高產品的競爭力，才能促進我國的機械制造技術更好地發展，在激烈的市場競爭中不被淘汰。隨著科學技術的發展，機械自動化控制技術也不斷地發展，第一代機械控制技術源于150多年前。由于計算機科學技術的誕生和發展，智能控制這種自動控制技術產生了，它是一種由定性方法和定量方法相結合之后進行控制的方式。要求由機器用類似于人的思維和經驗來引導解決問題的過程。智能控制的核心在于高層控制，高層控制是通過對實際情境或過程進行操作而實現的。智能控制的主要技術方法有專家系統、模糊邏輯、遺傳算法、神經網絡等。隨著科學的發展，智能技術正逐步應用于人們的日常生活中。
三、自動化技術在機械工程中的應用
（一）柔性自動化技術的應用
所謂柔性自動化技術是伴隨著計算機技術產生的，這種新興的自動化技術不僅能夠自動進行技術性的操作，而且在加工目標已經明確的情況下還能夠知道該怎樣去完成。然而在機械工程制造的過程中，恰恰需要這樣的技術來提高生產效率，進而加快工業化的發展。目前，柔性自動化已經成為了機械工業制造中不可或缺的技術，它主要是采用以數控技術為核心，通過把高端的計算機設備、信息科技手段以及機械生產技術三者有機的結合來發展機械工業制造。
將自動化技術應用到機械工程中對工業發展來說有著深遠的意義。一方面，能夠加快生產數量、提高生產效率，從而減輕工人的勞動強度。另一方面，能夠提高生產質量、降低生產成本，進而擴大了產品的效益。可見，柔性自動化技術是各國乃至全世界機械工業制造行業發展的重要趨勢。
（二）集成自動化技術的應用
所謂集成自動化技術就是對現有的信息技術加以改進，讓整個機械工程制造過程更加具體，同時將生產流程中所涉及到的多種技術與相關的生產信息進行有效的集成，以擴大機械生產，強化集成功能的目的。鑒于以上優勢，目前集成自動化技術在我國的機械工程制造業中已經受到普遍的認可，并且隨著計算機集成系統的不斷改進和不斷的完善，使得集成自動化技術涵蓋了許多方面，比如質量系統工程、數據庫信息集成，還有一些比較復雜的工業系統設計。就目前的市場發展來看，該項技術的應用無論在產品的研發方面，還是產品的生產與控制方面都能夠取得最佳的效益。
（三）智能自動化技術的應用
所謂智能自動化技術就是采用人工智能、神經網絡等知識來對一些事物進行模擬，使得系統能夠發揮出人類的作用，比如分析數據或者是信息采集等，進而實現類似人腦工作的自動化技術。智能自動化技術不僅使用了智能化的機械，而且還運用了集成化的手段來實現自動控制，因此，我們可以將其稱之為一門集智能、集成為一體的綜合性的自動化技術。該項技術在機械工程技術應用的過程中，是將人工智能技術與產品制造過程進行有效的融合，一方面，不僅有利于自動化生產的整個流程的監控，減少人力資源的浪費的同時還能夠大大提高機械生產效率；另一方面，該項技術利用了神經網絡對信息進行識別的能力，使機械制造系統在運行過程中擁有較強的自組織學習和適應能力，以便對于機械生產過程中產生的突發事件能夠快速的響應，并給予及時的解決。
四、機械工程自動化的進步
（一）精密機械
精密機械是高科技制造業的基礎，兩者互動密切，相輔相成。機密機械工業的推動，可加速高科技產業升級，全面調整經濟結構；高科技產業的發展，又可相對擴大對精密機械的市場需求，帶動機械成長茁壯。精密機械技術包含了NG工具機，超精密加工技術，納米加工技術，新精密機械技術等領域。
（二）工具機技術
未來工具機產業將以發展高速切削、硬切削技術為主，而高速切削加工機之主要發展項目應以高速主軸及高速進給技術為主。在進給系統高速化方面，未來線性馬達之應用應會普及化，故硬加速協助業者進行高速切削工具機相關技術之研發。
（三）半導體制程設備技術
我國半導體工業在過去十年來蓬勃發展，已為半導體工業相關技術扎根，也帶來信息相關產業的進步與發展。而今由于全球通信息產業日正當中，已有多家國內業者投入所需之Ⅲ-Ⅴ族半導體關鍵高速及高頻元件生制造。目前Ⅲ-Ⅴ族半導體晶園廠量產技術尚在萌芽階段，生產制程與設備尚有很大的改善空間。我國灣砷化鎵產業已成型，且為全球唯一投入砷化鎵晶園代工的地區，依各業者規劃的產能計算，不僅可拿下近五成的晶圓制造市場，并有機會延續硅晶圓發展模式，再創另一個半導體產業高峰。
潛心研制推動工業自動化進步
西安精密機電研究所隸屬中國航天科技集團公司第九研究院，是國內最早從事液浮慣性器件研究、生產的專業單位，在航天系統內主要承擔戰略、戰術導彈及衛星航天器用慣性器件的開發生產任務。近年來，開始重點發展寓軍于民的航天技術應用產業智能制造裝備和工業自動化產業，組建了工業機器人、RV減速器、交流伺服電機、伺服驅動器、運動控制器以及系統集成應用等6個專業研發團隊。研制出了系列化的工業機器人、核心部件及系統集成產品。
隨著工業自動化產業的發展，西安精密機電研究所以工業機器人為核心的成套裝備集成能力得以大
幅提升，成功為電子通信、汽車及
零配件、機械制造、注塑等領域用
戶實施自動化包裝、焊接裝配生產
線。
基于智慧工廠理念，西安精密
機電研究所研發出具有智能倉儲功能
的AGV自動導引車、自動化立體
庫、升降庫，確定了以智能倉儲為重
點突破口，開展了智能工廠的布局。
其自動化立體庫項目研制出可實現醫藥、電子元器件、刀具等物品智能管理自動發放的雙滾筒垂直回轉庫和單滾筒垂直回轉庫，產品試驗驗證精確度達99.99%，目前已交付航天醫院等正常投入使用。
瞄準全國做大陜西品牌機器人
西安精密機電研究所依托于多年的精密加工技術積累，通過研發Rv減速機原理，針對零件加工特點進行工藝方法的研究，掌握加工、裝配、檢測等核心技術，具渥災餮蟹⒅圃炷芰Γ建立了較完整的研發技術體系。現已開發出一系列標準型產品，為機器人核心部件的國產化替代創立良好開端，為民品市場研制的永磁交流伺服電機與機器人完成匹配，替代了進口產品。
1 什么是數學機械化
“所謂數學機械化，其思想實質在于以構造性與算法化的方式從事數學研究，是數學的推理過程機械化以至自動化，以盡量減少聰明才智的要求，并由此減輕艱難的重腦力勞動. ”[1]數學機械化主要有兩個特點：算法化，它遵循了一定的操作規則和程序；刻板化，所有的程序步驟都是據一定的法則按部就班地進行，不存在跳躍性.
數學機械化的思想在中小學數學學習中就已有體現. 比如，加減乘除四則運算、開方運算、冪的運算、絕對值運算、方程和方程組求解、不等式和不等式組求解等等，這些都是按部就班地依照一定的法則機械化進行的，蘊涵一定的數學機械化思想方法.
誠如吳文俊所言，“數學機械化”這一名詞最早取自美國洛克菲勒大學數理邏輯家王浩先生的著作《向機械化數學前進》(Woward Mechanical Mathematics).
2 國外數學家的早期工作
早在17世紀時，法國數學家笛卡兒(Descartes)和德國數學家萊布尼茲(Leibnize)就已經產生了數學機械化思想萌芽. 笛卡兒的解析幾何學即是努力建立幾何的代數化，把幾何問題的求解通過引入坐標轉化成代數方程的求解，從而開辟了幾何定理證明機械化的道路. 萊布尼茲設計了最原始的乘法計算器，并設想研制出推理機器，自動檢驗數學命題的正確性. 19世紀末，德國數學家希爾伯特(Hilbert)等人創立并發展了數理邏輯，至此，數學證明機械化思想初步形成. 對于希爾伯特的著作《幾何基礎》，吳文俊認為[1]，“該書更重要處，是在于提供了一條從公理化出發，通過代數化以到達機械化的道路. ”而此時，數學機械化思想還僅是一種預示性的理論，還無法具體操作和實施. 20世紀40年代電子計算機問世，數學機械化思想有了現實的可能性. 1950年，波蘭數學家塔斯基(Tarski)從理論上證明了初等幾何以及初等代數范圍內的定理證明是可以證明的. 1959年，王浩設計了幾個計算機程序，僅用3分鐘就在IBM704型計算機上證明了數學家羅素(Russell)與懷特海(Whitehead)的數學著作《數學原理》中220條有關命題邏輯的定理，后來又擴展到400條. 這就宣告了數學定理證明的計算機操作的可行性. 王浩在《數理邏輯總覽》中多次提出要使數學成為機械化的數學.
3 吳文俊的研究工作
吳文俊早期從事拓撲學的研究工作，他所提出的“吳示性類”與“吳示嵌類”以及“吳公式”成為拓撲學中的經典成果，廣受國際數學同行們的贊譽.
1974年，因為當時社會現實的因素，他轉向中國古代數學史的研究. 在此之前他并不了解中國古代傳統數學成就，他說[2]，“中國的數學家，除了專門從事中國古代數學史的專家以外，絕大多數的中國數學家，包括陳省身和我，由于所受教育以及西方史書的影響，對中國的古代數學都是比較輕視，認為不足道的. ”
隨著研究的深入，吳文俊逐漸認識到中國古代數學的特點是算法化和構造性. 例如，《周髀》中的日高公式主要是基于算法的考慮；漢初完成的《九章算術》在開平方、開立方運算過程中使用構造方法；宋元時代，探討高次線性方程組的求解，等等. 可以說，中國古代數學正是沿著這樣的數學機械化范式進行研究的，這不同于西方以希臘數學為傳統的邏輯演繹體系. 雖然在西方數學研究歷程中也曾有過諸多算法，但卻不如中國如此突出和鮮明. 他用“機械化”一詞高度概括了中國古代數學家解決數學問題的思路和方法.
專研中國古代數學史的同時，吳文俊也在計算機工廠勞動. 正是在這種情況下，他認識到計算機的原理與中國古代數學機械化思想是相通的，兩者可以有效地結合起來，并促進彼此的深入發展.
1977年，吳文俊發表了《初等幾何判定問題與機械化證明》. 與此同時，他提出了數學機械化綱領：在數學的各個學科選擇適當的范圍實現機械化，推動數學發展與腦力勞動機械化；應用數學機械化方法解決相關高科技領域的關鍵基礎理論問題. 1985年，他發表了《關于代數方程組的零點》，討論多項式方程組所確定的零點集. 至此，他正式確立了多項式方程組求解的吳文俊消元法，國際上簡稱為“吳方法”. “吳方法”的確立與廣泛應用，復興了國際數學機械化的研究.
吳文俊指出[1]，“我們從事機械化定理證明工作獲得成果之前，對Tarski的已有工作并無接觸，更沒有想到Hilbert的《幾何基礎》會與機械化有任何關系. 我們是在中國古代數學的啟發之下提出問題并想出解決辦法來的. ”
4 吳方法的運用
1997年，吳文俊獲得“厄布朗(Herbrand)自動推理杰出成就獎”，在授獎詞中對他的工作給了這樣的介紹和評價[3]：“幾何定理自動證明首先由赫博特格蘭特(Herbert Gerlenter)于50年代開始研究. 雖然得到一些有意義的結果，但在吳方法出現之前的20年里，這一領域進展甚微. 在不多的自動推理領域中，這種被動局面是由一個人完全扭轉的. 吳文俊很明顯是這樣一個人. ”數學機械化思想的核心就是方程求解的“吳特征列方法”，這一方法實現了幾何自動推理研究的突破，而推理的自動化正是計算機產生智能行為的一個關鍵. 以下簡單地舉幾個吳方法運用的事例.
4.1 證明已有的科學定理和規律
物理學史上，牛頓通過觀測和試驗，推廣了開普勒定律，推導出萬有引力定律. 上世紀八十年代末，當美國學者正為如何借助計算機和數學工具從開普勒定律推導出牛頓定律而一籌莫展時，吳文俊使用吳方法巧妙地解決了這個重要的問題. 從開普勒定律的微分代數方程描述出發，經過整序運算，計算機可以自動產生新的微分代數表達式，再加上一些技術性的處理，就可以得到牛頓定律的微分代數表達式.
吳方法的一個特點是在證明時不考慮定理中幾何元素的順序. 所以用吳方法證明的幾何定理實際上與定理的幾何圖形無關. 例如蝴蝶定理的證明：設A、B、C、D為圓上四點. E=AC∩BD，過點E與EO垂直的直線分別交AD、BC與M、N. 證明E是MN的中點. 這是高中數學中一個經典問題，一般來說，用正弦定理證明相對簡便. 但是事先需要確定圖形的形狀，比如這個定理可以是下圖三種情形中的任意一種. 而用吳方法證明此定理就不需要考慮命題中的幾何圖形. 定理一旦被證明是正確的，它的推論也自然成立，也就是對于所有的圖形都正確.
吳文俊明確指出[1]，“目前我們所能證明的定理局限于已經發明的機械化方法的范圍，例如初等幾何與初等微分幾何之內. 而如何超出與擴大這些機械化的范圍，則是今后需要探索的長期的理論性工作. ”根據歌德爾的不完全定理，即使在初等數論的范圍內，對所有數學命題進行證明的機械化方法也是不存在的.
4.2 發現新的數學關系和規律
吳方法不僅可以自動證明幾何定理，還可以用來自動發現未知的幾何關系. 幾何中常見的關于面積、體積的公式可以用這個方法自動推導出來. 比如反映三角形面積與三條邊間關系的海倫 (Heron)―秦九韶公式k=[KF(]s(s-a)(s-b)(s-c)[KF)]，就可以根據吳方法由計算機自動推理得出.
一個金字塔形狀的幾何體，用一個平面去截它，截面能否是一個正五邊形？用吳方法解答這個問題時會得到一個令人意外的現象：上述平面和金字塔形狀幾何體的棱的延長線相交，有五個交點恰好是另一個正五邊形的頂點，就是說還有一個正五邊形存在，并且前一個正五邊形在某種意義上處于黃金分割的位置，而后一個五邊形處在于前一個在某種意義上相對偶的地方. 當然，這個發現在目前并沒有任何實用意義，但是它為純數學提供了一個和諧美妙的關系.
吳文俊強調[1]，“我們應該著重指出，我們并不鼓勵以后人們將使用計算機來證明甚至發現一些有趣的幾何定理. 恰恰相反，我們希望人們不再從事這種雖然有趣卻即是對數學甚至幾何學本身也已意義不大的工作，而把自己從這種工作中解放出來，把自己的聰明才智與創造能力貫注到更有意義的腦力勞動上去. ”
4.3 代數方程求解
數學機械化理論研究的核心內容是方程求解. 方程求解不僅是重要的數學問題，而且在許多的領域存在著應用. 事實上，很多科學和工程中的問題都可以轉化為方程求解的問題. 無論是證明已有的定理和規律，還是發現新的數學關系和規律，實質上都是試圖把所研究的問題轉化成代數問題，列出方程組，進而求其零點解集. “求解代數方程組是數學上極為困難的問題，在理論上屬于代數幾何學. 但是，西方數學難以建立有效算法來真正去解這個方程組. 而吳文俊方法恰好能有效地做到這一點. ”[4]
5 我國其他數學家的工作
在吳文俊數學機械化思想方法的啟發下，我國許多數學家在數學機械化領域也作出了許多卓越成就. 1992年，張景中院士根據面積法所創立的消點算法，成功地研制出幾何定理自動生成可讀的數學證明軟件. 2000年，他進一步發展，研制出與傳統幾何證明方法一致的第三代智能數學平臺軟件，又稱為“Z+Z”智能教育平臺. 這開創了世界智能性數學教學軟件的先河. 張景中院士和楊路、高小山、周咸青合作，把消點法用于非歐幾何可讀證明的自動生成也得到成功，并得到一批非歐幾何新定理.
1999年，數學家楊路創立了降維算法，并研制出實現這種算法的數學軟件. 通過這種軟件，在計算機上證明了二千多個不等式. 不等式的機械化證明，這是幾何定理機械化證明領域的又一個重大突破.
王梓坤院士指出，[5]“我們可以自豪地說：幾何定理機械證明研究的重大成果大都是由我國數學家所取得的. ”
6 我國數學機械化研究方向與進展
“數學機械化是適應信息時代產生的基礎研究領域，具有中國特色且在國際上領先. ”[6]中科院數學與系統科學研究院承擔一項國家重點基礎研究發展計劃項目――數學機械化方法及其在信息技術中的應用. 參與項目研究的有中科院、北京大學、清華大學、南開大學、中國科技大學等. 主要有七個研究方向：數學機械化理論與核心算法，差分與微分方程的機械化算法，實幾何與實代數的高效能算法，數學機械化與信息安全與編碼理論，數學機械化在生物特征識別中的應用，數學機械化在幾何建模中的應用，基于網絡的數學機械化軟件開發.
目前取得的一些研究成果無論是理論基礎還是實際應用都是十分豐碩的，下面主要是從應用價值的角度簡單地列舉幾項成就. 在信息安全方面，進行了密碼分析與密碼技術、協議的設計與分析，設計了能應用于電子現金系統的盲簽名方案；設計了能用于移動通信的簽名方案；設計了廣播加密協議. 在生物特征識別中的應用，對指紋圖象增強、奇異點檢測和指紋搜索等方面進行了研究；研究掌紋識別的基本方法，并建立了一個具有一定規模的掌紋庫. 基于網絡的數學機械化軟件開發方面，設計了包括《油田開發規劃優化系統》和《油藏數值模擬中病態方程組求解》等大型復雜應用軟件；根據哈爾濱電機廠提供的若干技術指標要求(例如，作業空間，加工效率，加工精度等)，設計了一臺大型串聯五軸數控機床.
參考文獻
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【關鍵詞】PLC 汽車 智能監控 供電 系統 應用
汽車作為重要的交通工具，在保證安全行駛的同時還要對其性能進行不斷的改進。將PLC技術融合到智能監控系統中可以對汽車運行的數據進行即時的采集，并實現全程的監控。同時汽車供電系統中使用PLC技術，能夠安全可靠的給用電設備供電，保證設備正常運行。
一、PLC在汽車控制系統中的特點及優勢
體積小、能耗低、安裝方便.在連接設備的時候，由于PLC模塊體積很小，而且又很輕，所以特別容易安裝，在連接器件的時候操作方便，是機電一體化中的重要控制組成。在PLC的控制系統建立上所消耗的時間并不是很長，而且在PLC的操作界面上能夠簡單明了指示給用戶，給使用者的操作上帶來很大的便捷。同時在PLC系統中每個模塊都安裝了故障檢測系統，通過監視器可以準確的判斷故障的位置，如果在PLC上的模塊中存在問題的時候，可以利用其他的模塊代替發生障礙的模塊繼續工作，能夠使系統快速的恢復正常，不影響系統的整體運行。程序編制簡單。PLC的接線方式為梯形圖語言，這種方式與繼電器原理相類似。比較突出的特點就是使用者可以直觀的看出程序的內容，就算對于不是專業的編程人員也能夠輕而易舉的掌握。這種技術在汽車控制系統中的應用，可以簡化操作過程，對程序中可以隨時的進行修改。在PLC技術中具有很高的靈活請、開放性以及經濟性，在使用中能夠簡化系統的構造，能夠把控制、人—機等各種應用聯系在一起，共同有一個服務平臺來操控，操作簡單，易學易用。但是在運行中還是會存在一定的問題，比如最主要的就是在PC操作系統上才能夠實現PLC技術，有一定的局限性，實時性不強。所以需要改變運行環境或者執行算法等方式進行解決。
二、PLC在汽車智能監控系統中的主要技術及應用
（一）主要技術及運行方式
主要是將智能儀表的數據信息進行相關的處理，然后對汽車的整體運行情況做出評測，使操作人員能夠清楚的了解汽車的使用性能，如果在檢測中性能參數出現問題，在應急系統的作用下能夠實現的快速保護。監測分析主要的性能參數包括：汽車發動機的轉速、工作時間、總計時間、冷卻液的流出、油溫、液壓油的溫度以及輸出電流電壓等。只有對這些參數及時的評測，才能保證系統的正常運行。通然后在嵌入式系統的作用下，將汽車的運行數據信息存儲在存儲器當中，為用戶查詢汽車運行狀況提供了很大的方便。由于操作人員在操作上出現失誤，會導致PLC智能監控系統的性能的改變，如果程度不嚴重，在報警后會提醒操作人員及時的修復；如果對汽車控制系統的損害非常的大，就會強行的采取保護措施，比如自動切斷電源、停止機械運行。
（二）人機操作功能模塊
主要是用于用戶通過網絡環境對汽車的運行情況進行動態數據的瀏覽、分析等功能，對于數據信息的處理具有簡潔、可操縱性強的特點，它具有多層次的機構，有瀏覽器、服務系統、以及數據處理系統，是基于ActiveX方法以及COM模型上的一種電子瀏覽系統。主要包括以下三個層面：第一層是數據庫服務層。數據庫服務層基于windows NT的數據服務引擎，是將系統中所需的數據進行結合，實現數據層的有序管理以及優化，用戶通過瀏覽器將汽車運行的實時數據傳給數據庫，然后通過數據引擎進行工作；第二層是應用服務層。應用服務層是屬于數據庫服務層的下一步驟，是由WebGIS組成的部分，它的平臺以及操縱的軟件技術都與數據庫服務層是一樣的，但是該服務層是針對于用戶提供數據然后進行分析，還可以對于一些圖形進行針對點的查詢的功能；第三層是瀏覽器層。瀏覽器是用戶最直接的觀測數據信息的地方，所有組織機構通過信息的傳送以及處理，將汽車運行中所有的信息加工后傳達到瀏覽器，用戶可以通過瀏覽器來瀏覽所需的數據，所有瀏覽器是最后的組成部分是將所有的數據匯總，對于用戶的瀏覽、查詢等都能簡單的操縱。
三、PLC在煤礦機械供電系統中的設計方法及效果
汽車的供電系統包括發電機、蓄電池以及繼電器等元器件，PLC單片機屬于微型的計算機，在控制應用中是很理想的設備。在汽車供電系統中主要的控制對象就是繼電器，其基本原理為：首先是信號放大，系統中檢測出的信號先通過電壓變送器轉變成0—1V的電壓，然后在變壓器上進行放大，變為0—5V的電壓信號。然后將放大的信號傳送到單片機的系統控制中心CPU中，在A/D的轉換器的作用下將電壓信號轉變為數字信號，再對數字信號進行相應的處理和計算，計量的數據通過總線緩沖驅動的作用下顯示在屏幕顯示器上。最后一步就是信號的閉鎖，當對數據進行邏輯判斷后，系統對繼電器會發出閉鎖信號。
在利用PLC的控制技術上采用了低壓2次小信號的控制，不僅功能性強，而且自動化程度高，通過使用供電系統的預設置和記憶功能，只需打開控制面板上的一鍵功能就可以實現對供電系統的控制。在供電方式上，通過PLC技術可以實現對供電系統的能源管理自動化控制，在分布式網絡上，只需要一個控制終端就能夠實現整個設備供電系統的正常運行。同時還能夠實現自動調光的功能，光線感應開關測定完工作面的照度后，就可以計算出供電系統所消耗的電能，這樣就可以充分有效的利用電能，起到節能的作用。
總而言之，汽車作為重要的交通工具，要根據用戶需求以及節約能量等特性，實現汽車使用的最優化。PLC在汽車監控系統中的應用，不僅能夠隨時的了解汽車的運行狀態，而且降低了事故發生的概率。在汽車電氣設備供電系統中的使用，可以將電力負荷平均的使用，節約電能的使用，保證了汽車電氣設備的安全、可靠的運行。
參考文獻：
[1]劉善增.PLC控制系統的可靠性設計[J].工業控制計算機，2004，（7）.
關鍵詞：水電廠；自動化系統；改造要點
中圖分類號：TD611+.2 文獻標識碼：A
1水電站自動化系統概述
隨著我國經濟的快速發展和人民群眾物質文化生活水平的不斷提高，社會對電力的需求日益增強，對電能質量的要求也越來越高。電力行業長期存在自動化水平低下，難以滿足社會對高質量電能的要求，為了提高電能質量和發電效率，需對老式水電站以人工操作為主的控制模式進行以計算機監控系統為基礎的綜合自動化系統改造；對新建水電站應按綜合自動化要求進行設計并實施，使水電站逐步實現少人值班，最終達到無人值班(或少人值守)的目標。根據國家電力體制改革的要求，實現水電站的綜合自動化系統控制，以滿足市場競爭的需要。
2 基礎自動化系統改造要點及原則
2.1 調速器
為了解決調速器存在的諸多問題，結合天生橋二級電站現場，根據調速器接力器不串油、漏油，油壓裝置不漏氣、自動控制回路完好的實際。經過研究, 確定選用調速器的原則:(1)設備須有高度的可靠性和一定的先進性。(2)能夠很好的與微機監控系統進行連接。(3)具有較高的性能價格比。(4)運行操作簡單, 維護工作量小。經過充分的論證比較， 從安全及技術先進性、發展方向，運行操作簡單, 維護工作量小考慮。如TDBWT型調速器是目前國內比較先進的新一代的調速器，這種調速器具有結構簡單、速動性好、可靠性高, 維護工作量少(基本上可實現免維護), 既可通過常規方式與計算機監控系統連接, 也可通過串行通訊方式與計算機監控系統連接, 符合整體的發展要求。
2.2 勵磁系統
確定選用勵磁裝置的原則。(1)設備須有高度的可靠性和一定的先進性。(2)能夠很好的與微機監控系統進行連接。(3)具有較高的性能價格比。(4)運行操作簡單,維護工作量小。經過充分的論證比較，從安全及技術先進性、發展方向，運行操作簡單，維護工作量小考慮。如廣州電器科學研究所研制的FL-2型微機勵磁裝置。這種勵磁裝置可靠性高， 維護工作量少，既可通過常規方式與計算機監控系統連接，也可通過串行通訊方式與計算機監控系統連接，符合整體改造要求。可有效確保勵磁系統安全可靠運行。
2.3 自動化測量元件
自動化測量元件選型配置是否合理將直接影響到機組的安全穩定運行及微機監控系統改造的成敗。我站對自動化測量元件選型配置的原則是: 高可靠性和先進性、維護方便、高性價比、標準化和系列化。
3 微機監控單元的改造設計及選型
在完成基礎自動化系統改造后,開始全面進行計算機監控系統設計選型、安裝完成進行調試后投入運行。
3.1 計算機監控系統的主要監控對象及全廠需要監控的信息量。
3.2 選用微機監控系統的原則及要求
(1)按照無人值班(少人值守)的原則，既要實現站內的監控，又能實現遠程監控。(2)監控系統須有高度的可靠性和一定的先進性。(3)應采用成熟的、可靠的、標準化的硬件、軟件、網絡結構且有足夠的備品備件和技術長期的服務支持。(4)監控系統軟件應采用模塊化、結構化設計, 保證系統的可擴性, 并滿足功能增加及規模擴充的需要。系統應具有冗余容錯設計, 不會因局部的故障而引起系統誤操作或降低系統性能。各LCU 應能脫離主控級獨立運行。(5)選用全開放、分布式的系統結構, 系統配置和設備造型應適應計算機發展迅速的特點, 具有先進性和向上兼容性。(6)監控系統必須響應速度快, 可靠性和可用率高,可維護性好。(7)監控系統實時性好, 抗干擾能力強。(8)監控系統應有與工業電視系統、火災報警系統、閘門監控系統、大壩監測系統、水情測報系統、機組狀態維護系統等通信的接口。(9)具有較高的性能價格比。
結合現場實際情況，天生橋二級電站采用SIEMENS S7-300 PLC作為現地控制單元，采用PROFIBUS-DP現場總線通信控制方式，全站設備實現遠程監控功能。
4 監控系統結構改造設計與選型
4.1 監控系統設計原則
(1)電站按無人值班（少人值守）原則設計。(2)電站自動化系統應滿足中國南方電網調度自動化的要求。(3)電站采用全計算機控制，不設常規布線邏輯控制設備。(4)計算機監控系統應具有可靠、完善的監控功能，良好的開放性，以確保系統的可擴展性和移植性，保護用戶的硬、軟件投資。(5)計算機監控系統應具有容錯功能，主要控制設備采用冗余配置。(6)計算機監控系統采用分層分布式結構，保證系統中任何局部設備的故障均不影響監控系統總體功能的實現。(7)監控系統中的現地控制單元和各就地設備應能獨立工作。
4.2 監控系統目標
(1)對電站主要設備進行監視和記錄。(2)對電站主要設備實施自動控制或直接控制。包括機組的開/停機、有功/無功調整均由計算機監控系統完成。(3)機組事故緊急停機、公用設備的啟/停及自動切換操作由計算機自動完成，無須人工干預。(4)實現電站運行管理自動化。(5)對重要故障和事故進行語音報警及電話報警。(6)實現與上級調度部門的通信。電站的主要控制和監視功能均能在上級調度部門實現。(7)電站按“無人值班”（少人值守）設計，待條件成熟時，逐步過渡到無人值班、關門運行。
4.3設備選型
本電站計算機監控系統分為集控中心、廠站控制級、現地控制級三層。
集控中心設備包括：主機兼歷史數據庫服務器、操作員工作站、工程師/培訓工作站、GPS時鐘裝置、網路設備、打印機等
廠站控制級設備包括：SCADA兼AGC/AVC主機、歷史數據庫服務器、操作員工作站、工程師/培訓工作站、網關工作站、廠內通信工作站、報表及電話語音報警工作站、GPS時鐘裝置、網絡設備、打印機、UPS及便攜計算機等。
現地控制級設備包括：現地控制單元（25套）。
天生橋二級水電站計算機監控系統選用SSJ-3000型水電廠計算機監控系統，采用基于UNIX操作系統跨平臺的全分布開放系統結構的NC2000監控系統軟件。
5.輔助設備自動化改造
進行水電廠輔助設備的自動化改造，對其系統設計、優化配置和適應性方案的研究是改造成功與否的關鍵。
5.1改造方案探討
目前，國內水電站輔助設備的控制有統一的集中控制操作和分散控制集中管理兩種模式。由于其分散性和差異性特點，如果采用集中控制的改造方案存在如下弊端:（1）線路改造量大、人力、物力消耗大；（2）集中控制的面越寬、量越大，一旦控制系統故障，其影響和造成的后果也越嚴重，對故障的分析和處理也造成困難，而不象分散控制系統可以將這種風險限制在較小范圍。因此，分散控制集中管理的模式，是輔機控制的首選方案。在確立控制模式之后，應嚴格以“無人值班(少人值守)”技術要求為依據制訂相應改造方案。首先，測控裝置本身必須是可靠性高、具有完善功能的獨立智能系統，能夠滿足一切運行需要，有完善的保護功能，具有故障識別和自診斷能力，而所有的測控元器件也應在相應惡劣環境下滿足長期運行和高可靠性要求。同時，能及時準確地將系統各種信息送入計算機監控系統作集中管理使用，而計算機監控系統應能通過或跨越輔助設備控制核心間接或直 接對控制對象進行操作，以便在現地控制系統出現異常又不能及時趕到現場處理時緊急遠方干預，而避免故障或事故進一步擴大。只有達到這些技術要求，才能解除運行維護人員的顧慮 ，為真正實現“無人值班(少人值守)”目標創造條件。
5.2關于系統優化配置
要實現上述方案的要求，系統的優化配置顯得尤其關鍵。(1)系統控制核心的確立：可編程序控制器是作為水電站輔助設備控制核心的最理想對象， 其特點是在惡劣的環境中具有高可靠性和長壽命，用計算機替代繼電邏緝、用程序替代硬件 布線且編程方便；同時，其通訊能力和模塊化配置使系統與計算機監控系統信息交換和物位量測量、跨越控制等很容易實現，且其也可以很輕松地完成對自身和系統元器件進行故障識別和診斷的任務。(2)關于壓油系統元器件配置: 壓油裝置的壓力測量應采用先進可靠的壓力變送器，其信號通過量值轉換整定后，可以獲得監控需要的連續、準確可靠的壓力值和整定值;同樣，壓油罐和回油槽油位的測量應采用液深變送器以替代傳統的浮子信號器來實現。二者共同作為壓油罐壓力、油位及補氣過程的控制依據；而系統還應配置一只壓力開關作為事故低油壓的冗余出口元件。需要說明的是，許多電站的壓油裝置不能可靠地實現自動補氣，多次改造補氣閥也無明顯改善，其原因并非只在補氣閥本身，而在于應有一個略高于額定油壓的穩定氣壓和可靠的油位信號，以及由油壓和油位共同參與的補氣控制流程。(3)關于排水系統元器件的配置: 由于集水井水質清潔條件差，有較多雜質、油污、腐蝕性化學成份，淤積現象也時有發生，這些情況對液位測量的準確性均會產生影響，而這將直接降低排水控制系統運行的安全可靠性，甚至可能造成水淹廠房的惡性事故。因此，其液位測量元器件配置必須嚴格把關，采用適宜惡劣環境且有高可靠性的液深變送器和不同測量原理的液位開關共同完成測量任務，同時，軟件上應將兩路信號經自檢和互檢作有效性判別后再作為集水井水位控制的依據。由于水泵電機啟動不頻繁，工作周期相對較長，其控制保護可采用先進可靠的接觸器組件實現，對于功率較大的電機則最好使用軟啟動器完成。另外，水泵 的出水監視、深井泵的水監控、離心泵的灌水控制等，其監控元器件的配置均應具備 良好的適應性和可靠性。(4)關于壓縮空氣系統元器件的配置: 壓縮空氣系統的測控包含下列內容:氣罐壓力測控、空壓機出口壓力監測、氣缸溫度監測、冷卻水監控、空壓機卸載啟停以及氣系統各級氣罐、氣水分離器的自動排污控制。這些測控元器件均應先進可靠，任何一種元器件故障都會導致系統無法正常工作。還有一點值得注意，整個儲供氣罐、管路良好的密封性是壓縮空氣系統正常運行的先決條件。
結束語
以上是我對水電站自動化改造的一些看法，提出來供同行探討指正，以起到拋磚引玉的作用。期望通過大家的共同努力，使水電站的自動化運行水平得以提高，為水電廠實現“無人值班(少人值守)”目標提供有力保障。
參考文獻
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[3]孫炳達.自動控制原理[S].北京: 機械工業出版社，2005.
【關鍵詞】 智能建筑;樓宇自動化系統;樓宇自動化;BAS
一、智能建筑概述
智能建筑一詞首次出現1984年1月美國聯合科技集團UTBS于康乃狄克州所設計與興建的“都市辦公大樓”,該大樓用最先進的技術來控制電力,照明,空調,放火,防盜,運輸設備,通信和辦公自動化,除了有舒適,安全的辦公條件外,并具有高效,經濟的特點,這是世界上公認的第一座”智能建筑”。智能建筑從整個技術角度來看,它是計算機技術,控制技術,通信技術,微電子技術,建筑技術和其他很多先進技術相結合的產物,幾乎融合了信息社會中人類所有智慧。智能建筑的固有特征是:建筑物管理服務自動化,辦公資源自動化,信息通信自動化。智能建筑的服務綜合為幾個子系統,這些子系統的資源共享成為整個系統的資源互補,這樣能有效地構成一個綜合系統來滿足建筑物的各種復雜要求。“智能建筑”提供一個優越的生活環境和高效的工作環境,且具有舒適性,高效性,方便性,適應性,安全性和可靠性的特征。
二、樓宇自樓宇自動化系統簡介
樓宇自動化系統(BAS)又稱建筑設備自動化系統,是智能建筑不可缺少的一部分,主要是用以對建筑物內的中央空調系統、給排水系統、照明系統、變配電系統以及電梯等系統設備進行集中監視、控制與管理的綜合系統,一般為集散結構,即分散控制、集中管理。設計樓宇自動化系統的主要目的在于將建筑內各種機電設備的信息進行分析、歸類、處理、判斷,采用最優化的控制手段,對各系統設備進行集中監控和管理,使各子系統設備始終處于有條不紊、協同一致和高效、有序的狀態下運行,在創造出一個高效、舒適、安全的工作環境中,降低各系統造價,盡量節省能耗和日常管理的各項費用,保證系統充分運行,從而提高了智能建筑的高水平的現代化管理和服務,使投資能得到一個良好的回報。樓宇機電設備監控系統,作為智能建筑樓宇自動化系統非常重要的一部分,擔負著對整座大廈內機電設備的集中檢測和控制,保證所有設備的正常運行,并達到最佳狀態。
樓宇自動化的主導思想是用一個可以控制樓宇中各種設備正常運行的控制中心代替人工思考和操作,幫助人么實現自動監視并控制機械設備,根據外界條件、環境因素、負載變化情況自動調節各種設備,及時處理各種意外突發事件,實現對大樓內各種機械的統一管理、協調控制、能源管理及包括設備檔案在內的設備管理。樓宇自動化控制系統采用基于現代控制理論的集散型計算機控制系統,就是我們常說的分布式控制系統(DCS),把分布在現場被控制處的微型計算機控制裝置(DDC)采集到的實時數據和控制任務與采集總線網的以太拓撲傳輸網絡以及核心設備――中央處理器有機地結合到了一起,使它們在一個整體層面上有條不紊地相互協作。
三、樓宇自動化系統的組成
作為建筑智能化系統最主要的子系統和核心組成部門――樓宇自動化系統,其組成主要包括中央監控管理級計算機系統、服務于各個子系統的工作站、網絡服務器、控制器、通信裝置,以及各類傳感器、探測器、執行機構、現場儀表等。BAS的組成內容相當廣泛,可分為狹義和廣義兩種,狹義的BAS主要包括空調子系統、冷水機組子系統、供熱子系統、給水排水子系統、供配電子系統、自發電機組子系統、電梯子系統、照明子系統、環境保護子系統、停車場管理與門禁子系統等。所謂的廣義的BAS應該還包括火災自動檢測與報警系統(FAS)和安全防范系統(SAS)兩部分。
四、樓宇自動化系統的功能
BAS相比普通建筑擁有一些較好的功能,主要表現在以下幾個方面:(1)自動監視并控制各種機電設備的起、停,制定系統的管理、調度、操作和控制的策略;(2)自動檢測、顯示、存取各種機電設備的有關數據與控制的參數;(3)管理、調度、監視與控制系統的運行,使之處于最佳狀態;(4)顯示系統運行的數據、圖象和曲線;(5)打印各類報表;(6)進行系統運行的歷史記錄及趨勢分析,檢測并及時處理各種意外、突發事件;(7)統計設備的運行時間、進行設備維護、保養管理等;(8)進行水、電、氣等的計量收費,實現能源管理自動化。
BAS同樣也存在一些社會效益,主要表現在以下幾個方面:(1)優化工作、生活環境,提高工作效率及舒適性能;(2)降低能源(電、冷、熱、水、煤氣、燃油、蒸汽等)消耗及運行費用;(3)大樓內全部機電設備的運行操作、安全報警維修監視集中在中央進行,達到科學管理及節省勞力的目的;(4)提高大樓防災、防火、防盜、防事故能力;(5)先進的保安監視、巡視及出入口傳感器鑒別設備,提高了大樓保安功能。
五、樓宇自動化系統具有的優點
1.提高大樓的管理水平,降低工作人員的勞動量。現代化的大樓,設備眾多,且散落于大樓的各個角落,大樓的設備管理相當困難,有些設備如吊裝于吊頂內部的新風機組,其送風溫度靠人根本無法調節,BAS則可很容易地解決這些問題,使大樓的設備管理維持在一個較高水平; 現代化大樓里的眾多設備,依靠人力維持日常檢修,勞動量巨大,需要相當多的工作人員,BAS系統則能自動診斷設備是否發生故障,因而只需少量工作人員即可維護設備管理。
2.節約能源。采用了BAS后,對于設備的管理可以根據預先編排的時間程序(如辦公時間、節假日時間、晝夜時間等)對電力、照明、空調等設備進化最優化的節能控制,關閉不需要運行的設備,可以節約大量能耗。
3.節省管理費用。采用了BAS后,原先的人工管理可以完全被取代。相應的管理費用,如人員工資、福利、住房、辦公環境、費用等均可節省。
4.延長設備使用壽命。通過BAS管理的設備,可以完全依照設備的性能來進行控制,不會出現誤動作導致設備損壞,也不會有長時間超負荷運轉等對設備有損傷的現象發生,使設備能在最優狀態長期穩定運行。
5.提高管理可靠性。采用BAS,可以提高管理系統的可靠性,不會出現由于人工管理的疏忽疲勞、判斷失誤的出現,這些問題往往會給業主帶來無法估量的經濟損失。
6.規范管理制度。BAS本身可以依據管理慣例對設備進行自動控制,它具有自動分析人員管理指令的能力,使得一些不規范的管理規范化。
六、國內樓宇自動化發展現狀
在智能樓宇較發達國家和地區,較早就在普通高校與職業教育院校成立了培養樓宇自動化人才的相關專業,如英國、香港、臺灣已經形成從職高、高職專科、本科、碩士直至博士完整的人才培養體系。英國、香港還有專門對應的屋宇裝備工程師協會,建立起高等職業教育與職業資格認證之間的互通橋梁。國內智能建筑的迅速發展對專門從事樓宇智能化相關技術工作的專業技術人才的迫切需求,引起很多高校的高度關注。普通高校自2000年以來,主要基于“建筑環境與設備工程”或“電氣工程及自動化”或“建筑電氣工程”等本科學科專業,開設“樓宇智能化”專業方向,探索培養樓宇智能化工程技術專業人才的課程方案。但受普通本科學科專業范疇限制,僅以專業方向來培養跨多學科新技術應用的“樓宇自動化”專門人才,不能滿足行業對樓宇自動化關鍵技術研究與開發人才的需求。目前國內樓宇自動化從業人員數量巨大,已達到約100萬人,且主要集中在上海、北京、廣州、深圳、天津、重慶、杭州、寧波、大連等大中城市,仍缺口達40萬,特別是樓宇自動化系統設備運行維護人才、樓宇自動化工程設計、管理、安裝與調試人才等各層次人才嚴重不足。
七、樓宇自動化系統的發展趨勢
實現樓宇建設與電氣技術更加精密的結合是今后樓宇建設發展的必然趨勢。樓宇自動化控技術在我國正處于一個快速發展的階段,隨著人們對于優質生活的不斷追求以及科學技術的不斷更新,一些更加先進的電氣自動化技術將被應用到這一領域。
參考文獻
[1]王再英,韓養社,高虎賢.《樓宇自動化系統原理與應用》.電子工業出版社
關鍵詞：環境工程；培養計劃；專業課程結構調整
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）04-0224-03
一、概述
從總書記在十七大報告提出要“建設生態文明”開始，我國的環境保護事業邁上了新的臺階。到“十一五”期末，全國設市城市和縣城所在的建制鎮均應規劃建設城市污水集中處理設施；全國設市城市的污水處理率不低于70%，新增城市污水處理能力4500萬噸。缺水城市再生水利用率達到20%以上，新增城市中水回用量35億立方米。城市生活垃圾無害化處理率不低于60%。“十二五”規劃中對三廢處理又提出了新的目標和要求。這些新增廢水處理設施的設計以及運行都需要大量對工程、工藝、控制、分析等有實踐體驗的環境工程專業人員的參與。這個特殊的時代背景給環境工程專業提供了一個前所未有的機遇，如何把握機遇，培養適合時代需要的專業人才就成為環境工程專業人才培養的一大問題。機遇與挑戰并存，目前環境工程專業學生的就業受到了很多質疑。雖然從長遠看，全社會對環境類人才的潛在需求必然是巨大的，但從就業來看，當前的需求并不旺，趨于飽和，競爭比較激烈[1]。在各大新聞網站中不時可以看到對環境工程專業就業的悲觀言論。從需求來看，通過對最近幾年來的調查分析，總體來看，社會各界對環境本科人才的需求成低速增長趨勢1%～5%。環境工程專業招生規模持續擴大，而需求未能同步增長，給就業工作帶來巨大的壓力與挑戰。為了應對市場的挑戰，做到前瞻性辦學，有必要針對社會對環境工程專業畢業生的需求，進行調查分析并準備好應變的對策。
二、環境工程專業就業狀況與存在問題
國內外高校針對目前的就業需求進行分析，對環境工程專業課程設置不斷優化[2]。從結果來看，對社會需求的調查等做的工作較多，基本能反映出環境工程專業為何就業緊張的原因。一般來說，環境工程專業學生可就業的面比較廣，有環保管理部門，如環保局和環境監測等行政、事業單位；有環保設施運營企業；有環保工程公司；有環保設備生產制造單位；有環保技術咨詢。環境工程專業畢業生可以在各個涉及環保工作的單位就業，而且作為一個邊緣學科，學生跨專業就業也很容易實現。盡管有這些優勢，環境工程畢業生就業依然艱難，分析原因主要有以下幾個方面：
1.環境工程專業學生主要學習水處理、垃圾處理、煙氣處理，即通常所說的“三廢”處理的工藝，而一些大中型企業環保設施的自動化程度越來越高，導致這類單位對環境工程方面的人才需求無法滿足；另外，環保工程的設計也傾向小型化、一體化、自動化方向發展，學生在自控方面知識的欠缺也成為一個阻礙就業的因素。
2.一些工資待遇相對較高的設計院等單位，需要的是有一定工作經驗（設計經驗和施工經驗）的環境工程專業人才，而畢業生實踐部分能力欠缺，影響了就業。
3.學生在校所學知識與技術難以跟進社會發展，環境工程教學與就業相脫結[3]，如環境監測類課程所用設備多限于單個樣品分析，而實際社會應用中自動化在線監測正成為一個發展方向，這類儀器與實驗室所用儀器差異很大，而且即使學生見到比較先進的儀器設備，也只是認識參觀，動手操作機會太少，進入企業后需要較長的適應階段和較強的學習能力。
4.從調查來看，從事環保技術咨詢和項目管理工作在環境工程就業中的地位逐漸增強[4]，這些企業招聘時要求熟悉工程過程，并有項目管理能力，但目前學生實踐能力的欠缺影響了學生對工程整體性的認識，限制了學生的就業。
5.在環保設備銷售方面，對專業深度要求較弱，但對整體設備的運行要有一定的了解，那么就出現同前面一樣的問題：環保設備小型化、一體化，必然要包括自控部分，雖然要求的深度不高，但無疑是環境工程畢業生的短板。
上述問題是專業培養計劃的共性問題，除此之外，高校所在地的地方環境也需作為因素考慮在內：中國計量學院地處浙江省，生源中60%以上來自本省，學生就業時的首選地也是本省，因此對學生培養計劃進行改進時要考慮浙江省的行業現狀。浙江省作為經濟發達省份，環境保護的管理水平較高，自動監測技術推廣面較大；企業單位對污染物的處理范圍和程度都達到了一定的水平，自動化控制技術使用多，對環境工程專業的畢業生此方面的要求較高。
三、環境工程專業課程結構調整
綜上所述，在環境工程學生的專業知識結構中測控類知識的需求已經很緊迫，而目前的《高等學校本科環境工程專業規范》和《工程教育專業認證標準》對環境工程人才培養方案的要求中對這方面的知識能力要求體現還不足。在社會需求的引導下，有針對性的在環境工程專業學生的培養計劃中將此部分內容融合進來，從課程內容、課程設置、實踐環節設置全方位入手，在現有的培養計劃中形成了一個完整的環境工程自動化測控知識體系培養模塊，具體有如下三個方面。
1.開設新課程。環境工程專業的核心課程以化學和生物為主，想把測控技術納入培養計劃，首先就要增加相關的基礎課程。原培養計劃設有《電路與電子技術》，但僅此而已，后續再無課程與之相接，因此在本次調整中增加了《控制工程基礎》作為專業基礎課程，在大二時進行。在隨后大三進入專業學習，掌握了一定專業基礎后，在大三第二學期又開設了《環境工程自動化控制》，系統的將前面所儲備的自控知識與環境工程應用相結合，具體加以闡述：從單元控制開始，詳細介紹單元控制過程的參數控制方法，然后從工藝上將單元控制組合，放到工程規模中對整體控制系統介紹。
2.調整現有課程內容。與自動監測相關的內容主要通過對現有課程內容的調整來實現。《環境監測》在以往的教學中重心一般放在幾類污染的污染物實驗室測試方法上，自動監測內容在其中比重不到10%，在此次調整中，增大自動監測部分的比重，將之提高到30%，全面介紹水質連續監測系統、煙氣排放連續監測系統的儀器和方法，并對監測之外的監控中心及通信也要有一定的涉及。另外一門緊密相關的課程就是《儀器分析》，本課程主要講授一些分析測試用的精密分析儀器的原理和使用方法，在原理講授方面側重的是測試的物理、化學原理。在目前環境污染物品種增多、含量微量的大背景下，精密分析儀器的應用普及程度發展迅速，儀器運行的組成結構中信號傳輸、處理、表達基本不涉及，但實際上這部分在精密儀器正常工作中地地位非常重要。因此在本次調整中在《儀器分析》課程中增加與信號處理部分的內容。除了這兩門相關性較強的課程外，其他涉及到技術的專業課程也按照這個思路增強了測控技術方面的比重，如《環境機械與設備》、《污染環境修復原理與技術》、《建筑給排水》等。
3.實踐環節的配合。首先增設了《工程綜合實踐》，這門課程由學校的工程訓練中心開設，側重于工程綜合實踐能力和集成創新意識的培養。課程結合實際案例對自動控制系統的應用模式，以及工程項目設計、實施的基本過程和工業現場技術或組成單元有初步的認知；進行組合傳動機構、傳感檢測單元或電機電器的控制實踐和傳動系統、工業PC測控系統、或PLC控制器、嵌入式檢測儀器、測控電路的應用實踐；并結合工程項目進行主題實踐，可對自動化類的工業生產及樓宇自動化控制、監控或監測系統設計及軟件開發，開發平臺可以是PLC、工控機或嵌入式系統，也可對電子測控類基于現場應用方案的信號檢測、采集、記錄、顯示的電子線路設計，基于各種編成語言的儀器儀表應用軟件設計，或RS232、RS485、CAN總線、現場總線等測控網絡的應用方案設計。其次在《環境工程自動化控制》課程開設學期開設《環境工程自動化控制課程設計》。通過課程設計，鞏固學習成果，綜合應用前面所學的測控知識和環境工程原理，加深對《環境工程自動化控制》課程內容的學習與理解，使學生應用規范、手冊與文獻資料，進一步掌握設計原則、方法等步驟，達到鞏固、消化課程的主要內容，鍛煉獨立工作能力，對常見環境工程處理工藝進行自動化控制部分的設計，加深對反應進程控制的理解，同時熟悉環境工程中常見的傳感器及自控技術。再次，在實驗室建設中打造了一套“廢水處理自動化控制實驗裝置”，模擬實際工藝（包含廢水處理裝置、自控部分、在線監測儀器），在實驗室內創造一個方便的、最接近實際的實踐機會，通過合理安排學生的實踐時間，使每個學生以最節約的時間對實際工程有最直觀、最完整的感受。
在調查社會對畢業生需求基礎上，中國計量學院針對性的對環境工程專業的學生培養計劃做了調整，在現有的知識體系中增加了環境工程測控技術部分。通過對專業課程結構的調整，分層次的從部分課程內容的改進、新課程的設置和相關實踐能力的強化三個方面入手，系統的給學生提供了環境工程測控知識和能力培養的一條道路。針對目前社會中環境問題日益復雜化和嚴重化，環保治理要求逐漸提高的狀況，社會必然會對環境工程專業的畢業生提出更多新的要求，非常有必要及時跟進社會發展調整專業學生培養計劃，為增強學生就業時的競爭力提供更多的支持。
參考文獻：
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【關鍵詞】工業以太網；TCP/IP協議；嵌入式系統技術
1.工業以太網發展現狀
以太網（Ethernet）是一種擁有產品設計、沖突檢測、載波監聽等多種功能接入的技術，既是計算機連接局域網絡的標準，又是互聯裝備共同分享數據的通信協議。比如說在接入檢測沖突接口時，主機在檢測到線路空閑時才能發送數據，而不是直接將數據發送。隨著以太網傳輸速率的大幅度提高，以太網被廣泛使用，形成了以太網集線器的技術領域。在以太網+TCP/IP協議上，先進的網絡技術不斷碰撞、摩擦，最終形成了在工業網絡中低成本、高效控制的工業以太網技術。該項技術使用起來方便快捷且功能強大，可以把多項企業網絡層面連接起來，形成企業特殊的基于TCP/IP光纖環網網絡的網上信息系統。
2.礦山應用工業以太網的必要性
目前，我國越來越多的礦井實施了礦山綜合信息化建設，已成為當代礦井開發的一種必然趨勢。參考已經實施過的礦井的綜合信息化建設結果，可以發現凡是走礦井綜合信息化建設老路沒有創新改革和建設過程中信息軟件平臺臃腫的礦井單位，其最終的建設結果都是失敗的，所以這就需要樹立可靠、實用的信息化建設目標，對礦井生產加工時不能漏掉每一項安全檢查，在保證礦井安全的基礎上再談控制礦井的要求。因此，統一的軟件平臺、硬件傳輸平臺和管理平臺的建設是實現礦井綜合信息化建設的必經步驟。紅嶺的有色礦業之前的網絡布線重復且復雜，傳輸效率也不高，所以，環形網的建設是相對合理科學的，將井上和井下的線路建立統一的數據傳輸平臺，這樣既能夠滿足現代礦井信息建設的發展要求，又能夠利用工業以太網的優勢掌控整個紅嶺礦山的電子信息技術。此外，工業以太網采用信號傳輸和獨立的檢測系統也能夠無限制接入信息平臺。
3.基于TCP/IP光纖環網網絡的設計目標
構建覆蓋全部礦井的工業以太網，實現工業生產過程自動化、數字監控安全化、企業管理信息化、信息管理集約化，利用統一的以太網數據傳輸平臺實現智能化、科學化的礦井管理是工業以太網系統的設計的總體目標。通過信息技術、網絡技術的綜合利用把視頻、音頻、圖畫的現象呈現的眼前，達到綜合管理的目標，實現安全生產礦井的目標。在技術方面要有統一的技術標磚，既能夠確保技術指標標準，規范系統流程，又能夠保證系統軟件正常安全的運行；在實施過程和內容中，要統一分配，組織明確，實施中突出實施重點、難點，投入時多加慎重，利用充足的機械裝備進行勘察檢測，滿足工作人員的基本需求，保證其工作環境不受干擾；在管理上，需要精簡機構，完善人員分配，結合現代化管理技術實現管理自動化、科學化；在系統調用上，要求用戶資料的規范性和詳細性，并保證用戶的安全性。
4.設計的原理
（1）工業以太網拓撲結構 環形工業以太網是綜合信息自動化控制平臺最主要的主干結構，主干網的傳輸介質是光纖，運用交換機進行工業以太網數據交換。井上和井下可以設置多個環網，環網相連構成的信息網會成為安全的監控中心。由于在礦井條件下，環境十分惡劣，惡劣的地理環境將會導致網絡的意外斷裂的風險升高，所以處于安全生產的需要，要求信息傳輸網絡鏈線路冗余。因此，使用環形以太網結構在很大程度上解決了網絡意外斷裂的可能，確保了以太網的安全性和可靠性。從生產上來看，其實環形網絡是一個簡單的網絡環，在任意一條網絡線路出現問題時都會有備用的線路使用傳輸，實現了以太網的高效可用性。（2）嵌入式系統技術 嵌入式系統是能夠完成一種或多種特定功能的計算機系統，具有高度靈活化、相應速度迅速、代碼簡便的特點，是軟硬件的緊密結合體，適用于多任務或任務限制的應用條件。與常規計算機系統不同的是，嵌入式系統技術的每一套嵌入系統的開發都有其針對性和目的性的聯系，也有著相應的特殊功能，不僅大大提高了傳輸效率更最大限度的發揮了硬件和軟件的作用。另外，在通信和控制領域內，嵌入式系統也發揮了不可替代的作用。
5.技術分析
>> 基于Cortex―M3的云終端設計 基于Cortex―M3的智能家居監控系統的設計 基于Cortex M3的pH值檢測系統 基于Cortex—m3為內核的開發板設計與制作 基于Cortex―M3與Android的智能家居控制系統設計 基于CortexM3處理器的智能家居監控系統設計 基于Cortex―M3的回路電阻測試儀的設計 基于Cortex―M3的PTC電熱元件器具試驗儀的設計 基于Cortex—M3的多點溫度監測系統設計 基于Cortex—M3的呼吸機控制器設計 基于 Cortex—M3 的低功耗汽車防盜系統設計 基于Cortex―M3單片機的高效智能調光臺燈設計 基于Cortex—M3的無線電表采集器的研制 基于Cortex―M3的TFT屏在車距信號采集系統中的應用 基于Cortex―M3控制的全自動芯片制作系統 一種基于Cortex―M3核心的密集架嵌入式控制器設計 基于ARM Cortex-M3的BootLoader技術 基于Cortex—M3芯片的煤礦井筒設備提升安全檢測系統研究 基于Cortex―M4內核的μCOS―Ⅱ移植 基于ARM CORTEX—M3內核嵌入式系統教學研究 常見問題解答 當前所在位置：
關鍵詞：Cortex-M3；Python語言；CAN通訊協議；SMS；GPS定位
DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2014.2.009李旭東 男，36歲，上海嘉定人，講師，同濟大學碩士在讀，主要從事電子與通訊工程專業領域的研究。
引言
安裝在挖掘機的遠程監控終端，將嵌入式、現場總線分布式控制與GPS 遠程監控系統等技術應用于履帶式液壓挖掘機。由于履帶式液壓挖掘機售價額昂貴，在銷售過程中主要采取按揭、分期或融資租賃的銷售方式，這種銷售方式有較多銷售風險，廠家缺乏強制手段，不能有效控制還貸風險。采用了嵌入式、GPS和GSM等技術為基礎的遠程監控系統是利用技術手段來控制這種風險的有效措施之一。
另一方面，終端實時采集車輛數據，以無線通訊形式傳輸數據，公司售后服務人員可以通過Internet 隨時監控每一臺挖掘機的工作狀態，為技術人員提供了車輛在使用過程中的車輛監控、車輛運行管理 、車輛健康管理（實時報告）、機械維護和服務管理、通知服務、機械融資管理自動化支持等各類功能，提高了企業的信息化管理水平和監督能力。
1 車輛現場監控終端與服務系統的總體結構
1.1 總體結構
工程機械車輛現場監控終端與服務系統的總體結構（如圖1 所示），其控制原理是利用車載硬件終端PLLRC，實時精確采集車輛各傳感器工作數據、GPS 定位數據等，按照設計的通訊協議，通過商業GSM通訊網絡，將車輛信息以短信形式發送到生產廠家服務器上，存儲在服務器數據庫中[1]。利用數據信息，可以定期形成相關的數據分析報告，管理員或用戶也可在任意一臺接入因特網的計算機上使用 IE 瀏覽器，獲得大量的車輛位置信息和工作數據，并根據這些數據，對運行中的車輛進行遠程控制、診斷和維護。
1.2 PL-LRC車載硬件終端設計
需要開發的PL-LRC車載硬件監控終端包括硬件開發和軟件開發，以及測試。硬件系統的工作原理如圖2所示。
PL-LRC車載硬件監控終端由微控制器模塊、無線通信與定位模塊、電源控制模塊、CAN總線接口模塊等部分組成。本文主要介紹監控終端的開發與實現。
2 硬件設計
車載終端硬件主要由控制模塊Cortex-M3 內核處理器、GPS模塊、存儲模塊、CAN收發器、JTAG模塊和電源模塊等組成[2]，車載終端硬件設計框圖如圖3所示。
控制模塊采用STM32 系列具有性能高、成本低廉、功耗低的特點，是針對嵌入式應用 ARM CortexM3 內核而設計的，本系統設計中采用STM32F103RBT6，其中增強型的是同類中性能最高的，時鐘頻率達到 72MHz，通信接口有 2個I2C接口、3個UART接口、USB2.0接口、2個SPI接口、CAN接口設計用于手持和通用嵌入式系統，支持基于JTAG的系統調試，完全能滿足車載終端的系統需求[3-4] 。
無線通信與定位模塊的工作環境嚴酷，工作要求嚴苛，工作室震動、沖擊強烈，電磁環境惡劣，可靠性要求極高，本設計對這些要求給以特別關注，在設計時采用了Telit公司的GM862-GPS模塊。
該模塊是Telit產品中最先進的型號，是典型的功能卓越的M2M通信模塊。產品采用加固/耐用設計，工業級寬溫，內建SIM卡插槽，MMCX RF接口，干擾監測，內嵌TCP/IP（含TCP/IP、UDP、FTP、SMTP協議）協議棧，自動掃描頻段（無SIM卡），集成20通道、高靈敏度SiRFstarIII GPS接收器，具有850/ 900/1800/1900 MHz四波段GSM/GPRS調制解調， SIM卡訪問控制（SAP）及內置Python1.5.2+解釋。GM862-GPS同時支持IIC和SPI接口，可直接擴展外部部件，如傳感器、攝像頭、顯示器等[5]。
車載終端軟件包括啟動引導程序、操作系統和應用程序三部分。引導程序在設備加電后首先運行，完成關鍵硬件設備的初始化，建立內存空間映射，并從存儲空間加載操作系統和文件系統到運行內存。然后把CPU的控制權交給操作系統，由操作系統啟動應用程序的運行[6]。應用程序完成車載終端應用軟件的功能。
【關鍵詞】軟弱土；地基處理；方法
軟弱土系指淤泥、淤泥質土和部分沖填土、雜填土及其他高壓縮性土。由軟弱土組成的地基稱為軟弱土地基。淤泥、淤泥質土在工程上統稱為軟土，由于軟土地基的承載力較低，如果不做任何處理，一般不能承受較大的建筑物荷載。所以在軟土地基上修建建筑物，必須重視地基的變形和穩定問題。因此在軟土地基上建造建筑物，要求對軟土地基進行處理。地基處理的目的主要是改善地基土的工程性質，達到滿足建筑物對地基穩定和變形的要求，包括改善地基土的變形特性和滲透性，提高其抗剪強度和抗液化能力，消除其它不利影響。下面我就介紹一下軟弱土地基的特點和幾種常用的地基處理方法。
一、軟弱土地基的特征
軟弱土系指淤泥、淤泥質土和部分沖填上、雜填土及其它高壓縮性土。由軟弱土組成的地基稱為軟弱土地基。淤泥、淤泥質土在工程上統稱為軟土，其工程特性如下：
1、含水量較高，孔隙比較大 據統計，軟土的含水量一般為35%～80%，孔隙比為1～2。
2、壓縮性較高 軟土的壓縮系數在0.5～1.5MPa-1之間，有些高達4.5MPa-1，且其壓縮性往往隨著液限的增大而增加。
3、抗剪強度很低 軟土的天然不排水抗剪強度一般小于20kPa。其變化范圍約在5～25kPa。
4、滲透性較差 軟土的滲透系數一般在i×10-5至i×10-7mm/s（i=1，2…，9）之間。因此軟土層在自重或荷載作用下達到完全固結所需的時間很長。
5、具有顯著的結構性 特別是濱海相的軟土，一旦受到擾動（振動、攪拌或搓揉等），其絮狀結構受到破壞，土的強度顯著降低，甚至呈流動狀態。軟土受到擾動后強度降低的特性可用靈敏度表示。我國東南沿海軟土的靈敏度約為4～10，屬高靈敏土。
6、具有明顯的流變性 軟土在不變的剪應力的作用下，將連續產生緩慢的剪切變形，并可能導致抗剪強度的衰減。在固結沉降完成之后，軟土還可能繼續產生可觀的次固結沉降。
軟土具有強度低、壓縮性較高和滲透性較差等特性，必須重視地基的變形和穩定問題，如果不作任何處理，一般不能承受較大的建筑物荷載。 沖填土（吹填土）是在整治和疏通江河時，用挖泥船或泥漿泵把江河或港灣底部的泥砂用水力沖填（吹填）形成的沉積土。沖填土的物質成分比較復雜，如以粉土、粘土為主，則屬于欠固結的軟弱土，而主要由中砂粒以上的組顆粒組成的，則不屬于軟弱土。雜填土一般是覆蓋在城市地表的人工雜物，包括瓦片磚塊等建筑垃圾、工業廢料和生活垃圾等。其主要特性是強度低、壓縮性高和均勻性差。
二、幾種地基處理方法的確定
1、 碾壓法與夯實法 碾壓與夯實是修路、筑堤、加固地基表層最常用的簡易處理方法。通過處理，可使填土或地基表層疏松土孔隙體積減小，密實度提高，從而降低土的壓縮性，提高其抗剪強度和承載力。目前我國常用的有機械碾壓、振動壓實和重錘夯實，以及70年展起來的強夯法等。
（1）機械碾壓法 機械碾壓法是利用壓路機、羊足碾、平碾、振動碾等碾壓機械特地基土壓實。
（2） 振動壓實法 振動壓實法是通過在地基表面施加扳動把淺層松散土振實的方法，可用于處理砂土和由爐灰、爐渣、碎磚等組成的雜填土地基。
（3）重錘夯實法 重錘夯實法是利用起重機械將夯錘提到一定高度（2.5～4.5m），然后使錘自由落下并重復夯擊以加固地基。錘重一般不小于15kN，經夯擊以后，地基表層土體的相對密實度或干密度將增加，從而提高表層地基的承載力。對于濕陷性黃土，重錘夯實可減少表層土的濕陷性；對于雜填土，則可減少其不均勻性。 強夯法，又稱動力固結法，其用起重機械將80～300kN的夯錘起吊到6～30m高度后，自由落下，產生強大的沖擊能量，對地基進行強力夯實，從而提高地基承載力，降低其壓縮性，是我國目前最為常用和最經濟的深層地基處理方法之一。
2、 換土墊層法
（1） 換土墊層法的原理 換土墊層法是將基礎下一定深度內的軟弱土層挖去，回填強度較高的砂、碎石或灰土等，并夯至密實的一種地基處理方法。常用的墊層有：砂墊層、砂卵石墊層、碎石墊層、灰土或素土墊層、煤渣墊層、礦渣墊層以及用其它性能穩定、無侵蝕性的材料做的墊層等。
（2） 墊層的設計要點 墊層的設計不但要滿足建筑物對地基變形及穩定的要求，而且應符合經濟合理的原則。其設計內容主要是確定斷面的合理厚度和寬度。對于墊層，既要求有足夠的厚度來置換可能被剪切破壞的軟弱土層，又要有足夠的寬度以防止墊層向兩側擠出。
（3）施工要點 ①墊層施工必須保證達到設計要求的密實度。密實方法常用的有振動法、水撼法、根壓法等。這些方法都要求控制一定的含水量，分層鋪砂厚約200～300mm，逐層振密或壓實，并應將下層的密實度檢驗合格后，方可進行上層施工。②墊層的砂料必須具有良好的壓實性。砂料的不均勻系數不能小于5，以中粗砂為好，容許在砂中摻入一定數量的碎石，但要分布均勻。③開挖基坑鋪設墊層時，必須避免對軟弱土層的擾動和破壞境底土的結構。基坑開挖后應及時回填，不應暴露過久或浸水，并防止踐踏坑底。當采用碎石墊層時，應在坑底先鋪一層砂墊底，以免碎石擠入土中。
3、排水固結預壓法 排水固結須壓法是利用地基排水固結的特性，通過施加頂壓荷載，并增設各種排水條件（砂井和排水墊層等排水體），以加速飽和軟粘土固結發展的一種軟土地基處理方法。根據固結理論，粘性土固結所需時間與徘水距離的平方成正比。因此，為了加速土層的固結，最有效的方法是增加土層的排水途徑，縮短排水距離。
4、樁基法 當淤土層較厚，難以大面積進行深處理，可采用打樁辦法進行加固處理。而樁基礎技術多種多樣，早期多采用水泥土攪拌樁、砂石樁、木樁，目前很少使用，一是水泥土攪拌樁水灰比、輸漿量和攪拌次數等控制管理自動化系統未健全，設備陳舊，技術落后，存在攪拌均勻性差及成樁質量不穩定問題；二是砂石樁用以加固較深淤泥軟土地基，由于存在工期長，工后變形大等問題，已不再用作對變形有要求的建筑地基處理；三是民用建筑已禁用木樁基礎。
鋼筋混凝土預制樁（鋼筋混凝土樁和預應力管樁）目前由于具有較強承載力，投資省，質量有保證，施工速度快等特點，得到普遍運用。
淤土層較厚地基處理還可以采用灌注樁，打灌注樁至硬土層，作承載臺，灌注樁有沉管灌注樁和沖鉆孔灌注樁，但兩種方法灌注樁還存在一些技術難題，一是沉管灌注樁在深厚軟土中存在樁身完整性問題；二是沖鉆孔灌注樁存在泥漿污染問題，樁身混凝土灌注質量，樁底沉渣清理和持力層判斷不易監控等問題。
5、 灌漿法 是利用氣壓、液壓或電化學原理將能夠固化的某些漿液注入地基介質中或建筑物與地基的縫隙部位。灌漿漿液可以是水泥漿、水泥砂漿、粘土水泥漿、粘土漿及各種化學漿材如聚氨酯類、木質素類、硅酸鹽類等。
6、 加筋法 加筋土是將抗拉能力很強土工合成材料埋置于土層中，利用土顆粒位移與拉筋產生摩擦力，使土與加筋材料形成整體，減少整體變形和增強整體穩定。
關鍵詞：綜自系統；現存問題；改善建議
中圖分類號：TM41文獻標識碼：A文章編號：
引言：變電站綜合自動化系統是利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和信號處理技術，將變電站內測量儀表、信號系統、繼電保護、自動裝置和遠動裝置等二次設備的功能進行組合和優化設計，實現對全站的主要設備、輸、配電線路及站內相關設備的狀態監視、測量、控制和微機保護等功能，同時實現與多級調度通信功能。自1987年國內第一套綜自系統投入實際運行以來，就以其卓越的性能、獨特的魅力贏得了廣大電力工作者的贊譽，并迅速遍及全國各地。當今的綜自系統具有測量、顯示數字化，監視、操作屏幕化，運行、管理智能化，功能綜合化，系統結構分級分布式、微機化等眾多突出特點。而較全面地分析國內綜自系統存在問題的文章卻較少。筆者試圖通過自己對綜自系統的粗淺認識，從綜自系統的硬件、軟件、維護和使用四個方面來淺析一些現存的問題。
1、硬件方面
1.1 電子器件的抗干擾性、工作可靠性差
綜自系統是由站控層、網絡設備、測控單元、總控單元及其它微機或電子設備組成。它們的基本元件幾乎都是電子器件。由于電子器件自身的機械強度、耐熱性、抗干擾性、工作可靠性差，易老化，并且幾乎都是全天候工作。再加上變電站內電磁干擾較強，溫、濕度難以穩定控制，灰塵較大，局部通風不良，電源時有干擾源竄入等不良因素。導致綜自系統時常發生各種類型的硬件故障。如遙信板損壞、CPU板過熱、光隔板損壞等。
現行的一些有效保護措施有：在綜自屏柜頂端安裝多把排氣扇；在電源端、通信端口安裝防雷（防過電壓）設備；二次電纜屏蔽層、屏體等的合理、可靠接地；保持變電站內清潔，控制溫、濕度在一定范圍內等。
1.2 站控層的PC機或工作站、網絡設備的硬件問題
正如1.1中所提到的一樣，變電站惡劣的運行環境，讓不停工作的站控層的PC機或工作站及網絡設備的使用壽命大大縮短。硬盤損壞、MODEM板損壞、雷雨天氣時的網卡損壞等經常發生。顯示器易出現模糊、閃屏故障。即使一些國際知名品牌的PC機也出現不太適宜在變電站運行的狀況。
應選擇質量過硬、保護措施到位的計算機和網絡設備，并對其保護措施、運行環境做進一步改善。
1.3 脆弱的硬件所帶來的問題
由于綜自系統要求實時、連續地工作，因此各類備品、備件就必須齊備，并購買相應的設備服務。而要完備地配備這些設施，就給電力企業帶來了一定的經濟壓力。絕大部分電力企業沒有配置相應的備品、備件完好性檢查設施，更換上去的備品、備件質量得不到保證。容易發生更換一個配件，引入更多故障點的情況，而維護人員很難在短時內覺察到。在更換遙信板、光隔板、MODEM板等配件時就很容易發生。
當發生故障的設備沒有冗余配置時，調度和集控就失去了對部分或全部設備的監控權，電網、設備的安全運行就得不到有效的保障。這對于無人值班站來說是容易發生事故的。
2、軟件方面
2.1 軟件版本管理不嚴格
綜自系統的軟件主要有總控單元軟件和后臺機監控系統軟件。綜自系統剛開始構建時，這兩個軟件都只是一個框架，需要不斷地填充與本站實際相符的內容，并做一些地域性、個性化設置。只有到與各級調度調試完畢時，軟件所包含的內容才基本齊全，參數設置才滿足本站要求。從這樣一個過程中，我們可以看出某個變電站的綜自軟件是一個過程化的軟件、極具個性。因此，每個綜自站的軟件版本和完整性管理就顯得尤為重要。而實際的狀況是，有經驗的廠家工程師無暇管理自己經手的眾多軟件；電力企業的維護人員要么是沒有這個工作習慣，要么是軟件拷貝不全、版本管理松散。以至于后來軟件出錯、存儲器損壞、系統升級時，不能確定哪個軟件是最新版本，或丟失本站的某些個性化設置、參數混亂等。從而導致整個綜自系統工作異常。
2.2 綜自軟件系統太多樣化
國內綜自廠家眾多，綜自系統不勝枚舉。信譽好的幾家主流廠家也各有多個系列的產品，其構建方式、操作界面差異很大。有時，某一類產品連廠家內部也只有幾個人熟悉。這樣的狀況，廠家的維護水平、綜自系統的健康水平是很難再上一個新臺階。對維護和使用人員來講，要多熟悉幾套綜自系統、熟練操作也是一件很困難的事情。其間潛在的隱患是隨時都有可能爆發。
2.3 防御病毒
計算機軟件總是和病毒如影相隨。綜自系統的計算機必須做到專網專用、專機專用、安全隔離，防止病毒入侵。做到與電力企業局域網、廣域網相隔離；禁止安裝游戲或與工作無關的軟件；所有拷入綜自系統的文件都首先必須經過嚴格查毒操作。
2.4 多個電力專業必須相融合構建系統
綜自系統由遠動自動化參與構建、調試、驗收、維護，由基建負責初期的構建、驗收，由繼保參與調試、維護，并為變電值班人員提供操作、監控界面。要構建一個功能完善、性能優良、界面友好的綜自系統，這幾個主要的相關專業就必須相互協調工作，從各專業角度去考慮問題。
3、綜自維護方面
3.1 綜自維護依賴廠家太多
這是目前很無奈的狀況。電力企業的綜自維護人員大多數沒有得到專業、細致的培訓，對綜自系統的了解不是很深入，沒有從頭到尾跟蹤綜自系統的構建。對關鍵設備、軟件的維護經驗非常缺乏，并且真正需要如此操作的機會也很少。對關鍵設備、軟件的維護風險也是相當巨大的。
更切合實際的做法是提高維護人員的故障診斷能力，為故障的快速解除贏得先機。加強理論學習與技術實踐。綜自維護人員可做一些力所能及又對綜自系統的健康運行非常有幫助的事務。例如，軟件版本的嚴格管理、備品備件的檢驗、圖物一致的檢查等。
3.2 廠家應對綜自系統進行跟蹤管理
對綜自系統最專業、最細致、最有力的管理，應該是在廠家。他們有更專業的研發、技術支持與管理隊伍，能對綜自系統做出更具前瞻性、綜合性的判斷與指導。對電力企業而言，我們希望廠家擁有一支技術過硬、人員穩定的技術支持隊伍，得到更個性化的服務。
4、綜自使用方面
綜自系統與傳統的變電站監控裝置有根本性的差異。對長期通過傳統監控裝置來值班的變電值班人員來說，很重要的一點就是要培養通過綜自系統來感知整個變電站的運行狀態、熟練操作的工作技能。
由于綜自系統具有測量、顯示數字化，監視、操作屏幕化的特點，變電值班人員也容易出現對站內設備運行狀態感知模糊化，監控設備機械化的毛病。使用綜自系統值班，值班人員應該具有更豐富的實地監視、操作經驗，并對綜自系統加深認識、熟練操作。
注重培養良好的工作習慣。如遙控、遙調時實行雙人雙機操作；操作者與監護人各負其責、積極溝通；定期更新口令，并注意保密口令等。這是預防事故發生的有效手段。應該明白，一時疏忽在后臺機上操作比在現場操作更容易“走錯間隔”，拉錯開關。在后臺機上操作快捷，操作者與監護人更容易相互影響，同時犯錯的可能性更大。某局一變電值班人員在知道同伴的口令情況下，圖省事一人對設備操作。結果，誤拉開關，造成一主變和一10kV母線失壓的事故。
注重培養對關鍵數據、報警聲響反應的敏銳性。變電值班人員應對本站主要設備負荷率及其變化情況有大致了解，對報警聲響反應敏銳。現在綜自系統對遙信信號劃分了不同的重要等級，而其各自對應的聲響卻沒有給予區分。這樣，變電值班人員就很難僅通過聲響就對正發生信號的重要程度做出預判。當由于天氣惡劣、電網事故、多個間隔信號調試或繼保年試時，大量的信號就會匯集到綜自系統。此時，報警信號此起彼伏，報警條快速閃爍。變電值班人員就很難快速、準確地捕捉到重要信息。發生漏看信號，造成故障或事故擴大的案例已屢見不鮮。
5、結語
隨著科學技術的發展，綜自系統正跨越式地向前發展，更可靠、靈活、細致、深入地為電力系統服務。在與電力系統的設備、人員、技術特點相融合的過程中，各式各樣的問題必然存在。有的顯而易見，有的錯綜復雜。這就需要我們的工程技術人員去探索、去研究，想盡一切辦法去解決問題。上述有些問題在我們實際工作中稍微注意一下就可以解決。有些問題還有待于進一步探討，需要集合更多的人力、物力才能解決。
顯然，綜自系統所具有的優點是遠遠多于其缺點的。它是電力監控技術領域內的一顆璀璨明珠，正與其它先進的電力及相關技術相融合、共發展。
參考文獻：
[1]丁書文，黃訓誠，胡起宙.變電站綜合自動化原理及應用.中國電力出版社.2002.
[2]南京南瑞繼保電氣有限公司.RCS－9000變電站綜合自動化系統.2001.
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