數(shù)控系統(tǒng)論文范文

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數(shù)控系統(tǒng)論文

篇1

數(shù)據(jù)供應(yīng)鏈管理體系

1數(shù)據(jù)供應(yīng)鏈的構(gòu)成

信息系統(tǒng)環(huán)境中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與和制造環(huán)境的物質(zhì)產(chǎn)品具有相似性,把統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)視為信息系統(tǒng)中的產(chǎn)品,這樣,就可以采用全面質(zhì)量管理(TQM)的原則、方法和技術(shù)來進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量管理[4,7];可以采用制造環(huán)境中供應(yīng)鏈的管理體系來構(gòu)建數(shù)據(jù)產(chǎn)品的管理體系,我們稱之為數(shù)據(jù)供應(yīng)鏈。實(shí)際上可以把統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的制造和消費(fèi)過程看作一種業(yè)務(wù)流程模型,它由數(shù)據(jù)提供者、數(shù)據(jù)生產(chǎn)者、數(shù)據(jù)管理者到數(shù)據(jù)消費(fèi)者的價(jià)值鏈組成,完成由數(shù)據(jù)消費(fèi)者需求開始到提供給數(shù)據(jù)消費(fèi)者以所需要的產(chǎn)品與服務(wù)的整個(gè)過程[8],這就是數(shù)據(jù)供應(yīng)鏈。數(shù)據(jù)產(chǎn)品的制造過程包括:原始數(shù)據(jù)采集、中間數(shù)據(jù)生成、成品數(shù)據(jù)生成、數(shù)據(jù)消費(fèi)等四個(gè)階段,它涉及四種角色:數(shù)據(jù)提供者、數(shù)據(jù)生產(chǎn)者、數(shù)據(jù)管理者、數(shù)據(jù)消費(fèi)者[4]。數(shù)據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過程也是數(shù)據(jù)的增值過程,隨著數(shù)據(jù)(信息)的價(jià)值得到社會(huì)廣泛的認(rèn)可,數(shù)據(jù)產(chǎn)品的開發(fā)和利用將會(huì)得更多的關(guān)注。從某一個(gè)數(shù)據(jù)生產(chǎn)者內(nèi)部來看,它的數(shù)據(jù)生產(chǎn)過程也構(gòu)一個(gè)內(nèi)部供應(yīng)鏈[9],這個(gè)供應(yīng)鏈比較簡單(見圖1)。外部供應(yīng)鏈還包括數(shù)據(jù)生產(chǎn)者的數(shù)據(jù)供應(yīng)市場和數(shù)據(jù)消費(fèi)市場,數(shù)據(jù)供應(yīng)市場由一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)提供者和它們的數(shù)據(jù)供應(yīng)市場構(gòu)成,數(shù)據(jù)消費(fèi)市場由一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)消費(fèi)者和它們的數(shù)據(jù)消費(fèi)市場來構(gòu)成(見圖2)。

2內(nèi)部數(shù)據(jù)供應(yīng)鏈的管理組織模式

隨著企業(yè)信息建設(shè)的推進(jìn),現(xiàn)代信息系統(tǒng)從MIS發(fā)展到企業(yè)商務(wù)智能系統(tǒng)。商務(wù)智能系統(tǒng)采集業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù),經(jīng)過數(shù)據(jù)清洗,形成支持決策和分析的數(shù)據(jù)倉庫,數(shù)據(jù)的采購與處理過程見圖3。可以看出,現(xiàn)代企業(yè)(或組織)內(nèi)部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的采集、處理、分析過程是可以由企業(yè)商務(wù)智能系統(tǒng)來完成,并提供給相關(guān)的數(shù)據(jù)消費(fèi)者。

3外部數(shù)據(jù)供應(yīng)鏈的管理組織模式

完整的外部數(shù)據(jù)供應(yīng)鏈?zhǔn)菄@滿足用戶的數(shù)據(jù)需求來構(gòu)建的,它存在一個(gè)核心機(jī)構(gòu)(或組織),并起著核心管理作用。構(gòu)建一個(gè)數(shù)據(jù)供應(yīng)鏈的同時(shí)也意味著一個(gè)統(tǒng)計(jì)體系的形成,它將數(shù)據(jù)提供者、數(shù)據(jù)生產(chǎn)者、數(shù)據(jù)管理者、數(shù)據(jù)消費(fèi)者聯(lián)系起來形成一個(gè)是開放性的、以團(tuán)隊(duì)工作為組織單元的有機(jī)整體[10]。采用供應(yīng)鏈管理的思想來實(shí)現(xiàn)整個(gè)統(tǒng)計(jì)體系的管理,就是對一個(gè)統(tǒng)計(jì)體系中各參與組織、部門之間的數(shù)據(jù)、信息流與資金流進(jìn)行計(jì)劃、協(xié)調(diào)和控制等,目的是通過優(yōu)化提高數(shù)據(jù)生產(chǎn)過程的速度和確定性,提高組織的運(yùn)作效率和效益。對比制造環(huán)境的供應(yīng)鏈管理,數(shù)據(jù)供應(yīng)鏈管理更簡單,它所關(guān)注的只有數(shù)據(jù)(或信息)及其價(jià)值,沒有物流過程。數(shù)據(jù)供應(yīng)鏈管理的基本對象是數(shù)據(jù)產(chǎn)品流,數(shù)據(jù)產(chǎn)品流由供應(yīng)市場流向消費(fèi)市場。數(shù)據(jù)供應(yīng)鏈的信息流包括數(shù)據(jù)的需求、數(shù)據(jù)處理狀態(tài)和傳遞狀態(tài)等信息,評價(jià)與反饋流包括對數(shù)據(jù)產(chǎn)品的評估和評價(jià)信息等。采用現(xiàn)代信息技術(shù),建立數(shù)據(jù)供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品流、信息流、評價(jià)與反饋流的統(tǒng)一管理,以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)供應(yīng)鏈的全面管理。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制體系的構(gòu)建

1系統(tǒng)框架

現(xiàn)代信息系統(tǒng)具有高效的計(jì)劃、控制、反饋機(jī)制,高效的數(shù)據(jù)處理與傳輸能力,為構(gòu)建DSCMS系統(tǒng)提供了技術(shù)支持。信息網(wǎng)絡(luò)時(shí)代,統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)是統(tǒng)計(jì)信息系統(tǒng)的重要組成部份[3],可采用企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)、全面質(zhì)量等管理思想構(gòu)建統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制框架,以有效避免目前統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制體系中易受中間環(huán)節(jié)的人為干擾。圖4給出了DSCMS的系統(tǒng)框架。

2系統(tǒng)功能與管理控制的實(shí)現(xiàn)

DSCMS由兩部分組成:一是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),它實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)分析與等統(tǒng)計(jì)工作各階段的信息化管理;二是評價(jià)與反饋系統(tǒng),它負(fù)責(zé)系統(tǒng)的控制、評價(jià)與反饋,是數(shù)據(jù)質(zhì)量控制體系的實(shí)現(xiàn)。兩者有機(jī)結(jié)合,融入計(jì)劃控制、全面質(zhì)量管理等現(xiàn)代管理思想,形成統(tǒng)計(jì)管理信息系統(tǒng)的全面解決方案。按系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn),可分成以下6個(gè)部分:(1)方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)工作方案設(shè)計(jì),包括任務(wù)和目標(biāo)的制定,數(shù)據(jù)收集、處理方案的制定,以及數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和要求的設(shè)定等。方案設(shè)計(jì)將結(jié)合目標(biāo)與實(shí)施方案,做出完整的實(shí)施計(jì)劃與控制策略,是DSCMS的控制中心,并通過評價(jià)與反饋系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)整個(gè)管理體系的計(jì)劃、過程控制和評價(jià)功能。(2)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在跨組織的數(shù)據(jù)供應(yīng)鏈中進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,需考慮時(shí)間和空間對數(shù)據(jù)采集產(chǎn)生的影響,構(gòu)建基于互聯(lián)網(wǎng)的分布式集成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不僅能提高工作的效率,也可以有效的減少數(shù)據(jù)逐級(jí)傳遞過程中的人為干擾。面向服務(wù)架構(gòu)是分布式系統(tǒng)當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的核心集成技術(shù)之一[11],它可以對數(shù)據(jù)供應(yīng)者的業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行有效的集成,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集過程的自動(dòng)化。(3)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理采用集中處理方式來完成,各級(jí)數(shù)據(jù)生產(chǎn)者和管理者經(jīng)過授權(quán)可通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,生成相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),以供本級(jí)數(shù)據(jù)消費(fèi)者使用。數(shù)據(jù)處理包括抽取、轉(zhuǎn)換、裝載等過程。(4)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。數(shù)據(jù)分析可結(jié)合統(tǒng)計(jì)方法、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、聯(lián)機(jī)分析處理技術(shù)(OLAP)對數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,分析結(jié)果可通過信息系統(tǒng)進(jìn)行,并對分析結(jié)果進(jìn)行評價(jià)與反饋。(5)信息系統(tǒng)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)或分析結(jié)果可通過網(wǎng)站向社會(huì)公眾或相關(guān)用戶,并通過網(wǎng)站收集用戶的反饋信息。(6)評價(jià)與反饋系統(tǒng)。通過構(gòu)建科學(xué)的數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)體系與反饋系統(tǒng),利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段對統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行評價(jià),并將評價(jià)結(jié)果及時(shí)反饋到數(shù)據(jù)質(zhì)量控制框架及數(shù)據(jù)生成的各個(gè)部門(或環(huán)節(jié)),以便于及時(shí)進(jìn)行修正、完善。

篇2

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由目標(biāo)機(jī)端和監(jiān)控主機(jī)端構(gòu)成,通過前面所說的不同通信接口進(jìn)行連接.目標(biāo)機(jī)端運(yùn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,負(fù)責(zé)接收來自監(jiān)控主機(jī)的命令,進(jìn)行解析,根據(jù)命令執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作.監(jiān)控主機(jī)端運(yùn)行控制臺(tái)程序,通過監(jiān)控界面發(fā)出相應(yīng)的命令,同時(shí)接收目標(biāo)機(jī)的狀態(tài)信息.遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的物理實(shí)現(xiàn)示意圖如圖1所示.為了實(shí)現(xiàn)對多種通信總線的支持,本文分析了傳統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),對其進(jìn)行了擴(kuò)展.通過在應(yīng)用層和總線驅(qū)動(dòng)層之間增加通信管理層,將具體應(yīng)用和通信總線隔離開來,應(yīng)用不必再關(guān)心所使用的通信總線類型,使用何種總線建立通信,對于應(yīng)用程序來說是完全透明的[6-7].通信管理層實(shí)現(xiàn)的是一種命令/應(yīng)答式通信協(xié)議,監(jiān)控主機(jī)和目標(biāo)機(jī)之間采用這種命令/應(yīng)答式通信協(xié)議進(jìn)行通信,通信過程總是先由監(jiān)控主機(jī)向目標(biāo)機(jī)發(fā)送一個(gè)命令協(xié)議包,目標(biāo)機(jī)根據(jù)協(xié)議進(jìn)行命令包的解析,執(zhí)行相應(yīng)讀寫功能后,再通過發(fā)送狀態(tài)協(xié)議包向監(jiān)控主機(jī)回送通信狀態(tài)和數(shù)據(jù).對于通信端口來說,該協(xié)議可以自動(dòng)解析使用哪種端口進(jìn)行通信,同時(shí)可以屏蔽不同通信端口之間的差異性,從而在監(jiān)控主機(jī)與目標(biāo)機(jī)之間建立與具體通信總線無關(guān)的數(shù)據(jù)通信策略.目前已實(shí)現(xiàn)了RS232串口、1553B接口以及CAN總線接口的通信功能,通過對底層總線驅(qū)動(dòng)模塊的擴(kuò)展,可以非常方便地實(shí)現(xiàn)對SPI、SPACEWIRE等其它總線的支持.圖2中給出了本文研究的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)模型.通信管理層根據(jù)協(xié)議執(zhí)行通信命令分析與組織、數(shù)據(jù)緩沖管理、通信重試、總線訪問控制等操作,實(shí)現(xiàn)底層總線驅(qū)動(dòng)模塊與頂層具體應(yīng)用的隔離,使得遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)從功能與通信接口兩個(gè)方面都很容易進(jìn)行擴(kuò)展,并且互不影響.它相當(dāng)于一個(gè)格式變換的緩沖區(qū),對底層的通信端口進(jìn)行管理,在擴(kuò)展不同的總線協(xié)議時(shí),只要遵從緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)交互規(guī)范,數(shù)據(jù)直接存放到緩沖區(qū)即可,從而可以滿足不同的總線通信要求,實(shí)際的緩沖區(qū)對于用戶來說是透明的.為了完成不同的命令功能,在實(shí)現(xiàn)時(shí)設(shè)置了四個(gè)緩沖區(qū),分別為命令執(zhí)行緩沖區(qū)、命令接收緩沖區(qū)、數(shù)據(jù)執(zhí)行緩沖區(qū)、數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū).底層的各種通信總線可以直接發(fā)送數(shù)據(jù)到通信管理層,通信管理層通過對數(shù)據(jù)重新組織成新的數(shù)據(jù)格式,直接提供給上層的模塊使用,因此通信管理層起到承上啟下的作用.本文著重針對嵌入式系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試和升級(jí)換代過程中對遠(yuǎn)程程序加載、目標(biāo)機(jī)數(shù)據(jù)回傳等方面的應(yīng)用需求,設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用層功能,實(shí)現(xiàn)了程序或數(shù)據(jù)的上傳加載和下載回傳,并能控制目標(biāo)機(jī)程序的啟動(dòng)運(yùn)行,未來可以根據(jù)需要很方便的擴(kuò)展功能.該系統(tǒng)包含了三部分內(nèi)容:監(jiān)控主機(jī)運(yùn)行的控制臺(tái)軟件(V8_Loader)、目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行的軟件(V8_Agent)及命令/應(yīng)答式通信協(xié)議(CP).V8_Loader通過控制界面提供給用戶通信接口選擇、數(shù)據(jù)/程序文件發(fā)送與接收、程序運(yùn)行控制等功能,按照通信協(xié)議與軟件通信,實(shí)現(xiàn)程序/數(shù)據(jù)的上下傳;V8_Agent運(yùn)行在以SPARCV8處理器為CPU的目標(biāo)機(jī)上,接收控制臺(tái)命令,根據(jù)協(xié)議完成命令的解析、執(zhí)行,實(shí)現(xiàn)程序/數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器指定區(qū)域的加載或回傳;命令/應(yīng)答式通信協(xié)議規(guī)定了控制臺(tái)軟件和之間的通信格式及命令功能與格式[8].

2命令/應(yīng)答式通信協(xié)議

2.1協(xié)議框架

V8_Loader(監(jiān)控主機(jī),PC)與V8_Agent(目標(biāo)機(jī))之間采用命令/應(yīng)答式通信協(xié)議進(jìn)行命令、數(shù)據(jù)、狀態(tài)等信息的傳送.通信過程總是由監(jiān)控主機(jī)首先向目標(biāo)機(jī)發(fā)送一個(gè)命令包,目標(biāo)機(jī)在收到命令包后,執(zhí)行相應(yīng)讀寫操作,再根據(jù)通信協(xié)議向監(jiān)控主機(jī)回送相應(yīng)的狀態(tài)應(yīng)答包.因?yàn)檫h(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)對于不同命令的反應(yīng)實(shí)效性是不一樣的,為了便于管理,將協(xié)議命令分為三種類型,包括立即命令、緩沖命令和數(shù)據(jù)命令.立即命令信息量短,用于需要馬上執(zhí)行的命令;緩沖命令用于對可延時(shí)命令進(jìn)行延時(shí)管理,主要是對數(shù)據(jù)包進(jìn)行管理;數(shù)據(jù)命令主要是用來對大量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)包裝.三種命令的具體定義如下:(1)立即命令:目標(biāo)機(jī)接收到立即命令后進(jìn)行校驗(yàn),如果正確則立即執(zhí)行,完成相應(yīng)控制和狀態(tài)查詢等功能,并回送狀態(tài)應(yīng)答包.若校驗(yàn)不正確,則不進(jìn)行處理和響應(yīng).(2)緩沖命令:目標(biāo)機(jī)接收到緩沖命令后,首先存儲(chǔ)在緩沖區(qū)中,并不立即執(zhí)行,當(dāng)監(jiān)控主機(jī)發(fā)送執(zhí)行命令后才執(zhí)行緩沖區(qū)中的命令;執(zhí)行完成后,也不立即向監(jiān)控主機(jī)回送狀態(tài)應(yīng)答包,而是將執(zhí)行結(jié)果存儲(chǔ)在緩沖區(qū)中,當(dāng)接收到監(jiān)控主機(jī)發(fā)來的查詢命令時(shí),才將緩沖區(qū)中的狀態(tài)應(yīng)答信息作為查詢命令的應(yīng)答包回送給監(jiān)控主機(jī).(3)數(shù)據(jù)命令:目標(biāo)機(jī)接收到數(shù)據(jù)命令后,將數(shù)據(jù)放在緩沖區(qū)中,同時(shí)進(jìn)行校驗(yàn),根據(jù)校驗(yàn)結(jié)果設(shè)置數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的狀態(tài),數(shù)據(jù)包接收后不回送狀態(tài)應(yīng)答包給監(jiān)控主機(jī).

2.2協(xié)議包格式

協(xié)議包從傳輸方向上分為兩類:上行協(xié)議包,由監(jiān)控主機(jī)發(fā)送,目標(biāo)機(jī)接收;下行協(xié)議包,由目標(biāo)機(jī)發(fā)送,監(jiān)控主機(jī)接收.其中上行協(xié)議包又包括立即命令包、緩沖命令包和數(shù)據(jù)命令包三種類型;下行協(xié)議包又包括狀態(tài)應(yīng)答包和數(shù)據(jù)應(yīng)答包兩種類型.各種協(xié)議包的格式如下:(1)立即命令包:監(jiān)控主機(jī)發(fā)送的立即命令,包括前導(dǎo)字符、命令長度、命令內(nèi)容和校驗(yàn)字節(jié)等部分.立即命令的類型包括很多種,具體使用中可以根據(jù)需要添加和擴(kuò)展.(2)緩沖命令包:監(jiān)控主機(jī)發(fā)送的緩沖命令,也是實(shí)際的功能命令,包括前導(dǎo)字符、命令長度、命令內(nèi)容和校驗(yàn)字節(jié)等部分.緩沖命令包從功能上分為擦除命令、上傳命令、下載命令、轉(zhuǎn)移命令等,根據(jù)需要可以添加不同的功能命令.(3)數(shù)據(jù)命令包:監(jiān)控主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)命令,用來向目標(biāo)機(jī)的接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)注入一個(gè)數(shù)據(jù)塊,包括前導(dǎo)字符、數(shù)據(jù)塊長度、數(shù)據(jù)塊內(nèi)容和校驗(yàn)字節(jié)等部分.(4)狀態(tài)應(yīng)答包:目標(biāo)機(jī)發(fā)送的狀態(tài)應(yīng)答信息,對來自監(jiān)控主機(jī)的立即命令進(jìn)行響應(yīng),包括長度、狀態(tài)數(shù)據(jù)和校驗(yàn)字節(jié)等部分,長度表示狀態(tài)數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù),狀態(tài)數(shù)據(jù)根據(jù)立即命令的不同而不同,從而給宿主機(jī)發(fā)送不同的狀態(tài)響應(yīng).(5)數(shù)據(jù)應(yīng)答包:目標(biāo)機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)信息,數(shù)據(jù)應(yīng)答包是功能命令的數(shù)據(jù)塊,包括長度、數(shù)據(jù)塊和校驗(yàn)字節(jié)等部分,長度表示數(shù)據(jù)塊的字節(jié)數(shù),數(shù)據(jù)塊是從宿主機(jī)接收到的具體數(shù)據(jù)信息.

3軟件實(shí)現(xiàn)方法

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)軟件具體實(shí)現(xiàn)分為兩部分,分別為目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行的V8_Agent,監(jiān)控主機(jī)上運(yùn)行的V8_Loader程序.本文按照圖2所示的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)模型,采用模塊化的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn).軟件整體設(shè)計(jì)框圖如圖3所示[9].下面分別從目標(biāo)機(jī)和監(jiān)控主機(jī)兩個(gè)方面對該系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行說明.

3.1V8_Agent的實(shí)現(xiàn)

V8_Agent主要完成各種通信協(xié)議命令的解析、執(zhí)行,在V8_Loader的控制下,將數(shù)據(jù)傳送到目標(biāo)機(jī)的指定區(qū)域,或?qū)⒛繕?biāo)機(jī)指定區(qū)域的數(shù)據(jù)傳給V8_Loader.圖4給出了目標(biāo)機(jī)解析命令的運(yùn)行過程,主要分為以下幾個(gè)步驟執(zhí)行:(1)初始化所有通信端口和緩沖區(qū),轉(zhuǎn)步驟(2),進(jìn)入通信端口選擇過程;(2)采用自動(dòng)識(shí)別方法對通信端口進(jìn)行識(shí)別,按照預(yù)先設(shè)定的通道順序查詢各端口,首先查到數(shù)據(jù)的端口將被選擇為臨時(shí)端口;如果從臨時(shí)端口接收到一個(gè)正確的命令,則認(rèn)為收到該命令的通信通道就是當(dāng)前選擇的通信通道,將當(dāng)前通道選擇標(biāo)志送給通信通道選擇標(biāo)志,完成通信通道的選擇;(3)識(shí)別到可用通信端口后,執(zhí)行命令解析過程;由所接收信息包的第一個(gè)字符確定監(jiān)控主機(jī)送來的包類型;如果是緩沖命令包則執(zhí)行步驟(4),數(shù)據(jù)命令包執(zhí)行步驟(5),立即命令包執(zhí)行步驟(6),其他轉(zhuǎn)步驟(7);(4)接收到緩沖命令包后,將接收到的數(shù)據(jù)暫存到命令接收緩沖區(qū),當(dāng)監(jiān)控主機(jī)確認(rèn)目標(biāo)機(jī)正確接收了緩沖命令后,再將其切換到命令執(zhí)行緩沖區(qū),并設(shè)置命令執(zhí)行緩沖區(qū)狀態(tài)為命令就緒狀態(tài)后轉(zhuǎn)步驟(7);(5)接收到數(shù)據(jù)命令包后,將接收到的數(shù)據(jù)暫存到數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū),當(dāng)監(jiān)控主機(jī)確認(rèn)目標(biāo)機(jī)正確接收了該包數(shù)據(jù)后,設(shè)置數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)狀態(tài)為數(shù)據(jù)就緒狀態(tài)后轉(zhuǎn)步驟(7);(6)接收到立即命令包后,根據(jù)命令包類型執(zhí)行不同的功能命令,同時(shí)給監(jiān)控主機(jī)回送一個(gè)應(yīng)答包,并轉(zhuǎn)步驟(7);如果接收的是執(zhí)行緩沖區(qū)中命令的命令,則執(zhí)行命令緩沖區(qū)中存儲(chǔ)的緩沖命令,執(zhí)行完畢后轉(zhuǎn)步驟(7);(7)結(jié)束本次通信命令解析過程,轉(zhuǎn)步驟(2)

3.2V8_Loader的實(shí)現(xiàn)

V8_Loader軟件在監(jiān)控主機(jī)上運(yùn)行,采用Vis-ualC++6.0進(jìn)行開發(fā).V8_Loader完成通信接口選擇、文件管理、數(shù)據(jù)打包等功能,并按照通信協(xié)議與V8_Agent進(jìn)行通信,完成數(shù)據(jù)上下傳.考慮到未來擴(kuò)展應(yīng)用功能方面的需求,遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)時(shí)不僅需要提供如前面應(yīng)用說明中的完整功能,還需要為未來的嵌入式應(yīng)用提供其它方面的支持.因此V8_Loader在實(shí)現(xiàn)時(shí),采用了如圖5所示的多層次結(jié)構(gòu)進(jìn)一步細(xì)化了軟件的層次結(jié)構(gòu),增強(qiáng)軟件的可擴(kuò)展性,提高軟件的廣泛適應(yīng)性.界面管理層直接向用戶提供文件上傳、數(shù)據(jù)下載等用戶界面管理,完成對文件的管理操作.文件上傳是要將指定數(shù)據(jù)文件或程序文件的內(nèi)容上傳到目標(biāo)機(jī)指定區(qū)域,而數(shù)據(jù)下載則是從目標(biāo)機(jī)指定區(qū)域下載的指定長度二進(jìn)制數(shù)據(jù)保存到主機(jī)的文件中.此外界面管理層還向用戶提供了轉(zhuǎn)移執(zhí)行、FLASH擦除等功能.線程處理層完成基于文件和控制界面的監(jiān)控功能處理.它將上傳文件、下載數(shù)據(jù)區(qū)分成若干個(gè)包,通過調(diào)用功能處理層的上、下傳支持函數(shù)來完成文件數(shù)據(jù)的上傳和數(shù)據(jù)下載功能.線程處理層同時(shí)完成對界面上的進(jìn)度條的實(shí)時(shí)處理與更新,完成與用戶之間的信息交換,完成文件數(shù)據(jù)的讀取與存儲(chǔ)功能.功能處理層是真正的上傳、下載、轉(zhuǎn)移等功能的處理模塊,按照協(xié)議規(guī)定通過通信管理層與V8_A-gent之間進(jìn)行協(xié)議命令及上下傳數(shù)據(jù)的交互,完成規(guī)定大小數(shù)據(jù)的上傳與下載.通信管理層提供各種通信功能到不同總線接口的映射.在總線驅(qū)動(dòng)程序的基礎(chǔ)上,完成通信字符到協(xié)議包的簡單轉(zhuǎn)換工作.總線驅(qū)動(dòng)層可以根據(jù)實(shí)際的通信端口添加相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序,可以很方便的擴(kuò)展其他通信總線,從而完成對通信端口的底層管理.

4結(jié)束語

篇3

關(guān)鍵詞:監(jiān)控系統(tǒng)分布式接入共享網(wǎng)絡(luò)傳輸IP組播Windows套接字

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺與模式識(shí)別技術(shù)的發(fā)燕尾服,一種以數(shù)字化、智能化為特點(diǎn)的多媒體遠(yuǎn)程數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,即基于IP的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控到數(shù)字監(jiān)控質(zhì)的飛躍。與傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)相比較,數(shù)字遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)幾個(gè)最主要的優(yōu)勢是:可以借助網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控;在遠(yuǎn)程不同地點(diǎn)的分控中心或同個(gè)分控中心可同時(shí)調(diào)看某一個(gè)或者幾個(gè)監(jiān)控現(xiàn)場的音視頻數(shù)據(jù),從而實(shí)現(xiàn)分布式的音頻頻接入和音視頻數(shù)據(jù)共享,同時(shí),可以與監(jiān)控現(xiàn)場人員進(jìn)行對講;可以對遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場的云臺(tái)、攝像機(jī)等設(shè)備進(jìn)行控制。視頻、音頻的實(shí)時(shí)、分布式傳輸及控制指令的可靠傳輸是遠(yuǎn)程數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵問題。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程數(shù)字音頻頻監(jiān)控系統(tǒng),采用IPMulticast技術(shù)作為分布式音視頻執(zhí)著入和共享的解決方案,并針對視頻、音頻語音和控制數(shù)據(jù)不同的特點(diǎn),對其所采用的不同傳輸技術(shù)進(jìn)行了探討,給出了具體實(shí)現(xiàn)方法。

1系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)一般包括三部分:前端監(jiān)控現(xiàn)場、通信設(shè)備和后端分控中心。整個(gè)系統(tǒng)基于Client/Server(客戶機(jī)/服務(wù)器)模式??傮w結(jié)構(gòu)如圖1所示。

(1)前端監(jiān)控現(xiàn)場由監(jiān)控現(xiàn)場主機(jī)及一些設(shè)備組成。設(shè)備包括攝像機(jī)、電動(dòng)鏡頭、云臺(tái)、防護(hù)罩、監(jiān)視器、多功能解碼器及報(bào)警器。監(jiān)控現(xiàn)場主機(jī)運(yùn)行客戶前端軟件,實(shí)現(xiàn)視頻、音頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、壓縮、解壓縮(音頻)(視頻傳輸單向的,音頻傳輸是雙向的)及打包傳送;對壓縮的視(音)頻數(shù)據(jù)進(jìn)行經(jīng)存儲(chǔ)(也可在分近中心進(jìn)行)。存儲(chǔ)方式為循環(huán)存儲(chǔ)、定時(shí)存儲(chǔ)、手動(dòng)存儲(chǔ)及運(yùn)動(dòng)視頻檢測啟動(dòng)存儲(chǔ)。接收來自分控中心的控制指令(也可在本地實(shí)施),對云臺(tái)動(dòng)作(上、下、左、右及自動(dòng))電動(dòng)鏡頭的三可變(光圈、焦距和聚焦)。

(2)通信設(shè)備是指所采用的傳輸信道和相關(guān)設(shè)備,通信網(wǎng)絡(luò)為LAN及WAN。

(3)后端設(shè)備由若干分控中心計(jì)算機(jī)組成。各分控計(jì)算機(jī)運(yùn)行服務(wù)器端軟件,接收來自前端壓縮視(音)頻、顯示(播放);通過網(wǎng)絡(luò)對前端云臺(tái)、攝像機(jī)進(jìn)行控制;采用組播技術(shù),實(shí)現(xiàn)分布式視頻執(zhí)著入和分豐式視頻共享:每個(gè)分控中心主機(jī)可以同時(shí)監(jiān)控多個(gè)前端,即“一點(diǎn)對多點(diǎn)”;不同分控心也可以同時(shí)監(jiān)控同一前端,即“多點(diǎn)對一點(diǎn)”。

2網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)類型的特點(diǎn)及通信協(xié)議的選擇

系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)有:控制數(shù)據(jù)、音頻、視頻數(shù)據(jù)、后端分控中心通過網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)控現(xiàn)場主機(jī)設(shè)備云臺(tái)及攝像機(jī)發(fā)送控制信號(hào),實(shí)現(xiàn)云臺(tái)動(dòng)作(上、下、左、右、自動(dòng))攝像機(jī)光圈、焦距及聚焦三可變,要求控制信號(hào)的傳輸準(zhǔn)確無誤;音頻、視頻是連續(xù),數(shù)據(jù)量大,允許傳輸中存在一定的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率及數(shù)據(jù)丟失率,但實(shí)時(shí)性要求很高。此外,在監(jiān)控系統(tǒng)中,要實(shí)現(xiàn)音視頻的分布式接入和數(shù)據(jù)共享,必須進(jìn)行音視頻的多點(diǎn)傳輸。樣實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)?首先是通信協(xié)議的選擇,TCP/IP協(xié)議是廣泛使用的網(wǎng)協(xié)議,其網(wǎng)絡(luò)模型定義了四層(即網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。傳輸層包含兩個(gè)協(xié)議:傳輸控制協(xié)議(TCP)和用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)。IP是國際互聯(lián)協(xié)議,位于網(wǎng)絡(luò)層。TCP協(xié)議是面向連接的,提供可靠的流服務(wù);UDP是無連接的,提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù);TCP采用提供確認(rèn)與超時(shí)重發(fā)、滑動(dòng)窗口機(jī)制等措施來保證傳輸?shù)目煽啃?,正是這些措施增加了網(wǎng)絡(luò)的開銷。如果用TCP傳輸視(音)頻數(shù)據(jù),大量的數(shù)據(jù)容量引起重傳。,使得網(wǎng)絡(luò)負(fù)載大并會(huì)加大延遲;UDP協(xié)議是最簡單的傳輸協(xié)議,不提供可靠性保證,正因?yàn)閁DP協(xié)議不進(jìn)行數(shù)據(jù)確認(rèn)與重傳國,大大提高了傳輸效率,具有高效快速的特點(diǎn);Ipv4定義了三種IP數(shù)據(jù)包的傳輸:單播、廣播及組播。要系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)視(音)頻數(shù)據(jù)的多點(diǎn)傳輸,若采用單播,則同樣的音、視頻數(shù)據(jù)要發(fā)送多次,這樣導(dǎo)致發(fā)送者負(fù)擔(dān)重、延遲長、網(wǎng)絡(luò)擁塞;若用廣播,網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)站點(diǎn)都將接收到數(shù)據(jù),不管該結(jié)點(diǎn)否需要數(shù)據(jù),增加了非接收者的開銷;組播是一種允許一個(gè)或多個(gè)發(fā)送者(組播源)發(fā)送單一的數(shù)據(jù)包到多個(gè)接收者(一次的、同時(shí)的)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。組播源把數(shù)據(jù)包發(fā)送到特定組播組,而只有屬于該組播組的地址才能接收到數(shù)據(jù)包。由于無論有多少個(gè)目的地址,在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的任何一條鏈路上都只傳送單一的數(shù)據(jù)包。因此組播提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男?,極大地節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)傳輸。組播方式只適用于UDP。綜上所述,采用TCP/IP傳輸控制信號(hào),即信令通道;采用UDP/IP傳輸音視頻信號(hào),即數(shù)據(jù)通道。

IP組播依賴一個(gè)特殊的地址組——“移播址”,即D類地址。范圍在224.0.0.0-239.255.255.255之間(其中224.0.0.0-224.0.0.255是被保留的地址),D類地址是動(dòng)態(tài)分配和恢復(fù)的瞬態(tài)地址。組播地址只能作為信宿地址使用,而不能出現(xiàn)在任何信源地址中。每一個(gè)組播組對應(yīng)于動(dòng)態(tài)分配的一個(gè)D類地址。組播的特點(diǎn):組播組的成員是動(dòng)態(tài)的,主機(jī)可以任何時(shí)間加入或離開組播組,主機(jī)組中的成員在位置上和數(shù)量舊沒有限制的。

2.2Windows下,IP組播的Winsock2實(shí)現(xiàn)

Windows環(huán)境下組播通信是基于WindowsSocket的。WindowsSocket提供兩種不同IP組播的實(shí)現(xiàn)方法:WindowsSocket提供兩種不同的IP組播的實(shí)現(xiàn)方法:Winsock1與Winsock2。在Windows2000平臺(tái)實(shí)現(xiàn)VC++6.0開發(fā)工具,在本系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了基于Winsock2的組播通信編程。

發(fā)送端(前端、客戶端)實(shí)現(xiàn)步驟:

(1)加載Winsock2庫,完成Winsock2的初始化:

WSAStarup(MAKEWORD(2,2),&wsaData);(2)建立本地套接字(UDP):

m_socket=WSASocke(AF_INET,SOCK_DGRAM,IPPROTO_UDP,NULL,0,WSA_FLAG_MULTIPOINT_C_LEAF|

WSA_FLAG_MULTIPOINT_D_LEAF);

//組播通信具有兩個(gè)層面的重要特征:控制層面和數(shù)據(jù)層面??刂茖用鏇Q定一個(gè)多播組建立通信的方式,數(shù)據(jù)層面決定通信成員間數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?。每一個(gè)層面有兩種形式,一種是“有限的”,另一種是“無根的”;數(shù)據(jù)報(bào)IP組播在兩個(gè)層面上都是“無根”的。任一用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)都將被傳送到組中所有其它成員。最后一個(gè)參數(shù)表明新創(chuàng)建的套接字在控制層面與數(shù)據(jù)層面都是“無根的”。

圖2

可以通過setsocket函數(shù)設(shè)置套接字的屬性,如地址重用,緩沖區(qū)是接收還是發(fā)送。

M_localAddr.sin_family=AF_INET;

M_localAddr.sin_port=m_iPort;//本地端口號(hào)

M_localAddr..sin_addr.S_un.S_addr=m_uLocalIP;//本地IP地址;

(3)綁定(將新創(chuàng)建的套字節(jié)與本地插口地址進(jìn)行綁定):

bind(m_socket,(PSOCKADDR)&(m_localAddr),sizeof(m_localAddr);

(4)設(shè)置生存時(shí)間(即數(shù)據(jù)包最多允許路由多少個(gè)網(wǎng)段):

WSAIoctl(m_socket,SIO_MULTICAST_SCOPE,//設(shè)置數(shù)據(jù)報(bào)生存時(shí)間;

&iMcastTTL,//生存時(shí)間大??;

sizeof(iMcastTTL),NULL,0,&cbRet,NULL,NULL);

(5)配置Loopback,以決定組播數(shù)據(jù)幀是否回送:

intbLoopback=FALSE;

WSAIoct(m_socket,SIO_MULTIPOINT_LOOPBACK,//允許或禁止組播數(shù)據(jù)幀回送;

&bLoopback,sizeof(bLoopback),NULL,0,&cbRet,NULL,NULL);

(6)收發(fā)數(shù)據(jù):

在發(fā)送方(前端、客戶端)響應(yīng)發(fā)送的消息函數(shù)中調(diào)用下面函數(shù):

WSASendTo(m_socket,&stWSABuf,&cbRet,0,(structsockaddr*)&stDestAddr,//發(fā)送的目的地址;

sizeof(struct(sockaddr),NULL,NULL);

在發(fā)送方(前端、客戶端)響應(yīng)接收消息函數(shù)中調(diào)用下面函數(shù):

WSARecvFrom(m_socket,&stWSABuf,1,&cbRet,&Flag,(structsockaddr*)&stSrcAddr,//源地址;

&iLen,NULL,NULL);

(7)將組播套接字設(shè)置為異步I/O工作模式,在該套節(jié)字上接收事件為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)事件通知:

WSAEventSelect(m_socket,m_hNetworkEvent,//網(wǎng)絡(luò)事件句柄;將此套字節(jié)與該事件句柄并聯(lián)在一起;

FD_WRITE|FD_READ);//發(fā)生此兩個(gè)事件之一,則將m_hNetworkEvent置為有信號(hào)狀態(tài);

(8)在工作線程中設(shè)置:

WSAWaitForMultipleEvent(3,//等待事件的個(gè)數(shù));

p->m_eventArray,//存放事件句柄的數(shù)組;

FALSE,WSA_INFINITE,F(xiàn)ALSE);

(9)關(guān)閉組播套字節(jié):

closesocket(m_socket);

接收端(后端、服務(wù)器端)實(shí)現(xiàn)步驟:

(1)-(3)與發(fā)送端(客戶端)相同;

(4)調(diào)用WSAJLoinLeaf加入組播組:

SOCKETNetSock=WSAJoinLeaf(sock,//必須為組播標(biāo)志進(jìn)行創(chuàng)建,否則調(diào)用失?。?/p>

(PSOCKADDR)&(m_stDestAddr,//組播導(dǎo)址,與發(fā)送方的目的地址相同;

sizeof(m_stDestAddr),UNLL,NULL,NULL,NULL,

JL_BOTH));//允許接收和發(fā)送;

(5)與客戶端(6)相同;(6)與客戶端(7)相同;(7)與客戶端(8)相同;(8)離開組播組;closesocket(NewSock);//NewSock是調(diào)用WSAoinLeaf()返回的套節(jié)字。

2.3在監(jiān)控系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊流程如圖2所示。

發(fā)送端(前端監(jiān)控現(xiàn)場主機(jī)、客戶端)監(jiān)控主機(jī)運(yùn)行客戶端程序。在主線程中,啟動(dòng)視同、音頻兩個(gè)線程分別對視頻及音頻進(jìn)行采集,放入視(音)頻緩沖區(qū);視頻在本地回放;同時(shí),監(jiān)聽分控中心的連接請求,收到連接請求,TCP三次握手,建立TCP連接(信令通道);通過信令通道,向分控心發(fā)送二組組播地址及端口號(hào)(對應(yīng)視頻及音頻,音頻兩個(gè)線程;分別在視(音)頻線程中完成;利用Winsock2建立視(音)頻數(shù)據(jù)通道(UDP)(源碼前已述及);對視(音)頻進(jìn)行壓縮編碼、組播發(fā)送;音頻線程接收分控中心的音頻數(shù)據(jù)包,解碼并播放;實(shí)現(xiàn)視頻的單向傳輸和音頻的雙向傳輸。

接收端(后端分控中心、服務(wù)器端)分控中心主機(jī)運(yùn)行服務(wù)器端程序,在主線程中向前端監(jiān)控現(xiàn)場主機(jī)發(fā)出連接請求(CALL),三次握手建立TCP連接(信令通道);后端接收到組播地址及端口號(hào)后,啟動(dòng)視(音)頻兩個(gè)線程,完成;利用Winsock2建立視(音)頻數(shù)據(jù)通道(UDP),加入視(音)頻組播組,接收壓縮視(音)頻包,并解碼顯示(播放);其中音頻線程,還要完成音頻數(shù)據(jù)包解碼顯示(播放);其中音頻線程,還要完成音頻數(shù)據(jù)包的壓縮、發(fā)送;實(shí)現(xiàn)視頻的單向傳輸、音頻的雙向傳輸。

一個(gè)后端分控中心可同時(shí)監(jiān)控12路前端視頻及音頻信號(hào),在設(shè)計(jì)服務(wù)器端監(jiān)控程序時(shí),采用多線程技術(shù),每建立一對前端監(jiān)控主機(jī)與后端分控中心(服務(wù)器)的TCP連接,就開兩個(gè)接收線程(一個(gè)接收視頻線程;一個(gè)接收音頻線程),視頻線程接收視頻數(shù)據(jù)包進(jìn)行解壓縮及回放;音頻線程接收音頻數(shù)據(jù)包進(jìn)行解壓縮及播放。對云臺(tái)及攝像機(jī)的控制指令通過信令通道傳輸。

篇4

在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中,由于英特網(wǎng)和分布式計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn),產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造日益分散化,協(xié)同合作制造日益成為更快速、更經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品的有效模式。目前的數(shù)控系統(tǒng)正在向著集成化(Integrated)的方向發(fā)展,其目的在于為產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的各個(gè)獨(dú)立部門提供有效的協(xié)同工作環(huán)境。傳統(tǒng)的CIMS技術(shù)大而全,在一般的中小企業(yè)很難實(shí)施,于是INC應(yīng)運(yùn)而生。

2.INC的概念與關(guān)鍵技術(shù)

2.1INC的概念集成化數(shù)控(IntegratedNumericalControl,INC)將CIMS中的功能實(shí)現(xiàn)(如CADPCAMPCAPPPNCP等)抽象為一系列獨(dú)立的功能模塊,再將這些功能模塊集成在一起便可組成一個(gè)具體的數(shù)控系統(tǒng)。

以水射流機(jī)床所使用的INC系統(tǒng)的整體工作流程為例(見圖1),其整個(gè)系統(tǒng)是建立在工程數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上,數(shù)據(jù)庫包括花樣庫、切削用量庫、夾具庫、噴嘴庫、工藝庫、NC代碼庫等,它們通過IntranetPInternet集成在一起,構(gòu)成了工程數(shù)據(jù)庫。INC系統(tǒng)可分為6個(gè)子部件模塊:輔助設(shè)計(jì)(CAD)、輔助工藝(CAPP)、優(yōu)化決策、數(shù)控加工(CNC)、系統(tǒng)監(jiān)控和總體規(guī)劃。

2.2INC與ONC、DNC的區(qū)別

開放式數(shù)控(OpenNumericalControl,ONC),與傳統(tǒng)的CNC系統(tǒng)相比較,ONC的核心在于其開放性,它必須提供不同應(yīng)用程序運(yùn)行于系統(tǒng)平臺(tái)之上的能力;提供面向功能的動(dòng)態(tài)重組工具;提供統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用程序用戶界面。世界各國相繼啟動(dòng)了有許多關(guān)于開放式數(shù)控的研究計(jì)劃,其中影響較大的有美國OMAC(OpenModularArchitectureController)計(jì)劃,歐共體的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomation)和日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController)計(jì)劃等[3]。直接數(shù)控(DirectNumericalCon-trol,DNC)和分布式數(shù)控(DistributedNumericalControl,DNC)系統(tǒng)的主要目標(biāo)是更加有效地控制一組數(shù)控機(jī)床或是整個(gè)工廠的生產(chǎn),它實(shí)際上是一種分布式制造。

與ONC、DNC不同,INC是以數(shù)控為核心,它的各個(gè)模塊都是面向數(shù)控,它的一切工作都是為數(shù)控加工服務(wù)。例如,一般的CAM系統(tǒng)注重特征識(shí)別、零件幾何造型的建立以及零件加工軌跡的定義等,而INC的CAM模塊中注重的是對零件加工過程的仿真和生成數(shù)控加工代碼,其目的是便于檢驗(yàn)零件的手工編程或自動(dòng)編程的數(shù)控加工程序是否正確。與分布式制造(DistributedManufacturing)相比較,INC更接近于一種協(xié)同制造(CollaborativeManufacturing)。

2.3INC的關(guān)鍵技術(shù)

INC有三點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù):面向數(shù)控的CAD技術(shù);面向數(shù)控的CAPP技術(shù)和基于CADPCAPP信息集成的CNC技術(shù)。

面向數(shù)控的CAD技術(shù)包括圖像預(yù)處理、智能識(shí)別、圖像矢量化和CADPCAPP集成技術(shù)等。面向數(shù)控的CAPP技術(shù)則包括路徑優(yōu)化、步驟優(yōu)化、CAPPPCAM集成、工藝數(shù)據(jù)庫的建立和管理技術(shù)等。

基于CADPCAPP信息集成的CNC技術(shù),主要是與CADPCAPP集成系統(tǒng)的接口和交互的技術(shù)(基于STEP標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展的接口和交互技術(shù))、嵌入式設(shè)備研制技術(shù)和實(shí)時(shí)技術(shù)等。

本文將對基于CADPCAPP信息集成的接口和交互的技術(shù)進(jìn)行討論與研究。

C與CADPCAPP的接口和交互技術(shù)

目前在工業(yè)化應(yīng)用中的NC所采用的編程方式還是基于ISO6983(GPM代碼)標(biāo)準(zhǔn),隨著計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)CAX技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)等的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,該標(biāo)準(zhǔn)已越來越不能滿足現(xiàn)代NC系統(tǒng)的要求,成為制約數(shù)控技術(shù)乃至自動(dòng)化制造發(fā)展過程中的瓶頸問題。

1997年歐共體提出了OPTIMAL計(jì)劃,將STEP技術(shù)延伸到自動(dòng)化制造的底層設(shè)備,開發(fā)了一種遵從STEP標(biāo)準(zhǔn)、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型(稱為STEP2NC),將產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展到CNC領(lǐng)域,重新制定了CADPCAPP與CNC之間的接口,為實(shí)現(xiàn)CADPCAPPPCNC之間的無縫連接,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)真正意義上的完全開放式數(shù)控系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)[4]。

傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)與CADPCAPP之間的數(shù)據(jù)交換是單向傳輸,現(xiàn)場對NC程序的任何修改都無法直接反饋到CADPCAPP系統(tǒng),生成NC程序時(shí)記錄最初加工需求的信息已經(jīng)丟失。而使用STEP2NC可減少加工信息容易丟失的問題,實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)流動(dòng),能夠保存所做的修改,使零件程序和優(yōu)化的加工描述及時(shí)地反饋到設(shè)計(jì)部門(CAD),以便設(shè)計(jì)部門及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新,獲得完整、連貫的加工過程數(shù)據(jù)文件。

圖2所示是基于STEP2NC標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模型,其中包含了加工工件的所有任務(wù),其基本原理是基于制造特征(如孔、型腔、螺紋、倒角等)進(jìn)行編程,而不是直接對刀具與工件之間的相對運(yùn)動(dòng)進(jìn)行編程。這樣,CNC系統(tǒng)可以直接從CAD系統(tǒng)讀取STEP數(shù)據(jù)文件,消除了由于數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換而可能導(dǎo)致的精度降低問題。

圖3所示為一種采用了STEP2NC標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型,該結(jié)構(gòu)模型包含了當(dāng)前STEP2NC與數(shù)控系統(tǒng)結(jié)合的3種模式,模式1是一種過渡形式,上層符合STEP標(biāo)準(zhǔn)的CADPCAPP系統(tǒng)與STEP2NC接口實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)流動(dòng),下層通過增加符合STEP2NC標(biāo)準(zhǔn)代碼轉(zhuǎn)換接口,將STEP2NC數(shù)據(jù)代碼轉(zhuǎn)換為GPM等代碼,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)行數(shù)控系統(tǒng)的控制。模式2是一種比較簡單、初級(jí)的模式,與模式1的區(qū)別在于下層采用了新型STEP2NC控制器,直接讀取STEP數(shù)據(jù)格式加工文件。模式3是模式2的發(fā)展與完善,它使系統(tǒng)的集成度更高、設(shè)計(jì)層與車間層之間的功能重新劃分,實(shí)現(xiàn)CAPP系統(tǒng)宏觀規(guī)劃與CAD系統(tǒng)集成、微觀功能與車間層集成。鑒于ISO6983標(biāo)準(zhǔn)在數(shù)控領(lǐng)域內(nèi)的廣泛應(yīng)用,在短期內(nèi)用ISO14649標(biāo)準(zhǔn)將其完全取代不太現(xiàn)實(shí),因此在STEP2NC控制器廣泛使用之前,模式1將長期保留在系統(tǒng)之中[5]。

基于STEP2NC標(biāo)準(zhǔn)的CADPCAPPPCNC之間將會(huì)實(shí)現(xiàn)無縫連接,CADPCAPP與CNC的雙向數(shù)據(jù)流動(dòng),使得設(shè)計(jì)部門能夠清楚地了解到加工實(shí)況,并且可根據(jù)現(xiàn)場編程返回的信息對生產(chǎn)規(guī)劃進(jìn)行及時(shí)快速的調(diào)整,生產(chǎn)效率將得到極大的提高。另外,CAD、CAPP、CNC之間的功能將會(huì)重新劃分:CAPP系統(tǒng)的宏觀規(guī)劃與CAD系統(tǒng)集成,微觀功能與CNC集成。

4.應(yīng)用實(shí)例

AWJ水射流機(jī)床(國家專利產(chǎn)品)是通過高壓管道形成高壓水射流或磨料射流,來實(shí)現(xiàn)對工件的切割以及拋光等操作。初始條件為工件的數(shù)碼圖像,經(jīng)過INC的CADPCAPP集成系統(tǒng)處理后直接將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紺NC子模塊,由CNC子模塊生成加工仿真。INC系統(tǒng)是基于Windows平臺(tái),應(yīng)用于水射流切割機(jī)的集成化數(shù)控加工。

圖5所示是將經(jīng)過處理后的輪廓輸入CAD軟件稍加修改,再由集成到CAD軟件內(nèi)部的CAPP軟件設(shè)計(jì)出合適的加工工藝。最后生成NC代碼輸入模擬仿真軟件,如圖6所示,可以進(jìn)行仿真切割加工。這樣便完成了INC系統(tǒng)中由數(shù)碼圖像到成品加工的一系列工作。

篇5

1.1冷熱源

空調(diào)系統(tǒng)夏季設(shè)計(jì)總冷負(fù)荷為11476kW,單位建筑面積的冷負(fù)荷指標(biāo)為150W/m2;冬季設(shè)計(jì)總熱負(fù)荷為7000kW,單位建筑面積的熱負(fù)荷指標(biāo)為82W/m2。根據(jù)工程使用功能特點(diǎn)及業(yè)主對該工程的定位,從節(jié)能方面考慮,空調(diào)冷源選用4臺(tái)制冷性能優(yōu)越的離心式變頻電制冷機(jī)組,單臺(tái)制冷量為3165kW,COP為5.83。同時(shí)考慮到過渡季節(jié)極低負(fù)荷下部分負(fù)荷的需要,輔以1臺(tái)水冷螺桿式電制冷機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié),制冷量為1055kW,COP為5.55。當(dāng)冬季冷卻水進(jìn)入螺桿式冷水機(jī)組的溫度低于15℃時(shí),螺桿式冷水機(jī)組低溫保護(hù)停止運(yùn)行,則利用板式換熱器及冷卻塔免費(fèi)制冷??照{(diào)系統(tǒng)的熱源選用3臺(tái)制熱容量為2400kW的真空燃?xì)鉄崴仩t。制冷機(jī)組冷凍水供回水溫度為6℃/12℃,冷卻水的供回水溫度為32℃/37℃。真空鍋爐熱水供回水溫度為65℃/55℃。免費(fèi)制冷板換的一次側(cè)供回水溫度5℃/10℃,板換二次側(cè)的供回水溫度為6℃/12℃。

1.2冷熱水系統(tǒng)

空調(diào)水系統(tǒng)采用機(jī)械循環(huán)四管異程式,一次泵變頻變流量系統(tǒng)。冷凍水分、集水器間設(shè)置壓差旁通裝置以保證只有1臺(tái)冷凍水泵在最低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)供回水管路壓力平衡。為離心式冷水機(jī)組設(shè)置5臺(tái)變頻冷凍水泵;為螺桿式冷水機(jī)組設(shè)置2臺(tái)定頻冷凍水泵,免費(fèi)制冷板式換熱器和螺桿式冷水機(jī)組共用冷凍水泵;為真空鍋爐設(shè)置4臺(tái)變頻熱水泵。冷凍水及熱水系統(tǒng)均設(shè)置分集水器,分集水器均設(shè)置一路商業(yè)空調(diào),一路辦公塔樓,一路備用。空調(diào)冷源水系統(tǒng)原理圖見圖1。

1.3冷卻水系統(tǒng)

為離心式冷水機(jī)組配置5臺(tái)變頻冷卻水泵,為螺桿式冷水機(jī)組配置2臺(tái)定頻冷卻水泵,免費(fèi)制冷板書換熱器和螺桿式冷水機(jī)組共有冷卻水泵;塔樓屋面層設(shè)置8臺(tái)400m3/h的開式橫流冷卻塔,各冷卻塔風(fēng)扇設(shè)置變頻器,且均帶有防凍電加熱器,屋面層室外的冷卻水供回水管包裹電熱拌線,以保證全年正常使用。按照綠色三星評定的要求,項(xiàng)目設(shè)置余熱利用系統(tǒng),通過容積式換熱器將冷卻水與市政給水進(jìn)行換熱,作為生活熱水供熱的預(yù)熱。為滿足大廈計(jì)算機(jī)機(jī)房、通訊設(shè)備用房的特殊需求,項(xiàng)目在塔樓屋面層設(shè)置24h冷卻水系統(tǒng),提供32℃/37℃的冷卻水至4~27層辦公樓標(biāo)準(zhǔn)層。系統(tǒng)設(shè)置3臺(tái)125m3/h的閉式冷卻塔(2用1備),3臺(tái)變頻冷卻水泵,冷卻水系統(tǒng)采用豎向、橫向皆同程,以利于系統(tǒng)的水力平衡。

1.4空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

1.4.1零售、餐廳等小分隔的商業(yè)租戶用房

由于商業(yè)租戶區(qū)不同的小租戶某一時(shí)刻對空調(diào)有不同的需求,故租戶區(qū)采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)機(jī)組的靈活多變的空調(diào)形式,由新風(fēng)機(jī)組將室外新風(fēng)經(jīng)降溫或升溫、加濕等處理后送入商業(yè)租戶區(qū),于租戶商鋪高位預(yù)留新風(fēng)管接駁口;排風(fēng)則由各層衛(wèi)生間及廚房排油煙機(jī)排至室外。定義為餐廳的商業(yè)租戶配備廚房空間,廚房高位預(yù)留排油煙風(fēng)管和補(bǔ)風(fēng)管,集中設(shè)置風(fēng)機(jī)具有變頻調(diào)節(jié)功能的排油煙機(jī)和新風(fēng)機(jī)組。

1.4.2辦公塔樓標(biāo)準(zhǔn)層

由于辦公塔樓標(biāo)準(zhǔn)層辦公區(qū)的進(jìn)深達(dá)到13m,存在內(nèi)外負(fù)荷需求的差異,故將標(biāo)準(zhǔn)層的辦公區(qū)分為內(nèi)外區(qū)。內(nèi)外區(qū)送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置如下:內(nèi)區(qū)末端設(shè)置單風(fēng)道變風(fēng)量箱,外區(qū)末端設(shè)置并聯(lián)式風(fēng)機(jī)助動(dòng)型變風(fēng)量箱(FPB),F(xiàn)PB帶熱水盤管。內(nèi)外區(qū)變風(fēng)量箱均設(shè)置溫度控制器,冬夏季根據(jù)溫度控制器通過一次風(fēng)進(jìn)風(fēng)風(fēng)量調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。辦公塔樓標(biāo)準(zhǔn)層核心筒的兩側(cè)設(shè)置了2個(gè)空調(diào)機(jī)房,機(jī)房內(nèi)各放置了1臺(tái)變風(fēng)量空調(diào)機(jī)組,并采用上回上出的氣流方式。裙房4層、塔樓的避難層、屋面層分別設(shè)置帶熱回收功能的新房機(jī)組,新房機(jī)組通過熱管式換熱器與塔樓的衛(wèi)生間、辦公區(qū)的排風(fēng)進(jìn)行換熱后進(jìn)入新房機(jī)組處理,經(jīng)過集中處理后的新房經(jīng)豎直新風(fēng)管送入標(biāo)準(zhǔn)層的空調(diào)機(jī)組,標(biāo)準(zhǔn)層進(jìn)入空調(diào)機(jī)組的新風(fēng)管設(shè)置定風(fēng)量箱CAV,新風(fēng)與室內(nèi)回風(fēng)混合并經(jīng)空調(diào)機(jī)組處理后送入室內(nèi)。各標(biāo)準(zhǔn)層的衛(wèi)生間、辦公區(qū)排風(fēng)匯集至排風(fēng)立管,由置于裙房4層、塔樓的避難層、屋面層的排風(fēng)機(jī)經(jīng)熱回收后排至大氣當(dāng)中。

1.4.3商場公共區(qū)域

商場公共區(qū)域采用單風(fēng)道全空氣系統(tǒng)。按照綠色三星評定的要求,過渡季節(jié)商業(yè)裙房公共區(qū)域的AHU機(jī)組新風(fēng)閥全開,新風(fēng)量調(diào)整為機(jī)組總送風(fēng)量的50%,同時(shí),調(diào)整回風(fēng)閥的開啟閥門調(diào)改新回風(fēng)比,利用AHU機(jī)組引入室外的新風(fēng)作為裙房公共區(qū)域的免費(fèi)冷卻,中庭頂部設(shè)置手動(dòng)窗(平時(shí)常閉),當(dāng)采用50%新風(fēng)模式時(shí)手動(dòng)開啟通風(fēng)窗,以釋放過量的新風(fēng)達(dá)到風(fēng)量平衡;夏季,商業(yè)裙房公共區(qū)域的AHU機(jī)組新風(fēng)閥調(diào)整至夏季運(yùn)行工況,回風(fēng)閥調(diào)整至全開,引入室外的新風(fēng)經(jīng)降溫處理后送入裙房公共區(qū)域。

1.4.4辦公大堂區(qū)域

辦公大堂設(shè)置組合型空調(diào)機(jī)組,采用單風(fēng)道集中送風(fēng)方式,吊頂高位均勻設(shè)置條形噴射風(fēng)口,夏季供應(yīng)冷風(fēng),冬季供應(yīng)熱風(fēng)。由于辦公大堂層高12m,吊頂高度9.6m,為高大空間的建筑布局,在冬季供暖時(shí),下送的熱空氣由于密度差的因素會(huì)有上浮的存在而導(dǎo)致人員活動(dòng)區(qū)域達(dá)不到設(shè)計(jì)溫度的可能。因而綜合考慮辦公大堂的使用功能和人的舒適性的前提下,冬季采用AHU空調(diào)機(jī)組下送熱風(fēng)及大堂周邊玻璃幕墻內(nèi)側(cè)設(shè)置地板散熱器共同供暖的采暖方式。同時(shí),為了了解冬季AHU空調(diào)機(jī)組及地板散熱器共同供暖的有效性,利用CFD流體計(jì)算軟件進(jìn)行了辦公大堂熱環(huán)境的動(dòng)態(tài)模擬分析。為模擬室外風(fēng)場對室內(nèi)氣流的影響,建模過程中考慮了室外風(fēng)場的影響,在穩(wěn)態(tài)的基礎(chǔ)上增加了室外來風(fēng)的作用空間。該模型是在穩(wěn)態(tài)模型的基礎(chǔ)上建立起來的??照{(diào)機(jī)組高位條形噴射風(fēng)口的送風(fēng)溫度為28℃,地板散熱器的風(fēng)口出風(fēng)溫度為37℃。辦公大堂的玻璃門朝向東開,分析時(shí)取垂直于玻璃門的方向,即圖中的x方向,此時(shí),可同時(shí)監(jiān)測到室內(nèi)與室外的溫度變化。在門打開后。室外氣流涌入辦公大廳的過程,在門打開后20s的時(shí)間內(nèi),室外冷空氣只有一部分以低溫存在于辦公大堂空間中,隨著冷空氣的深入,不斷與室內(nèi)空氣摻混,溫度逐漸升高,最終以18℃的空氣向室內(nèi)蔓延,在20s時(shí)間內(nèi)距地面1m高度以下80%的空間被18℃的冷空氣占領(lǐng)。并且在冷空氣從門下部侵入室內(nèi)的過程中,不斷有室內(nèi)熱氣流從門上部溢出,這一現(xiàn)象符合能量守恒定律,同時(shí)也可以從溫度分布圖中看出。3min后,中庭內(nèi)部的溫度分布可從圖7得到:在門打開3min后,室內(nèi)溫度進(jìn)一步降低,整個(gè)2m以下的空間都被冷空氣所占領(lǐng),并且出現(xiàn)明顯的溫度分層。下部溫度低,上部溫度高,且溫差10℃左右,室內(nèi)人員將明顯有冷感覺。由上述辦公大堂熱環(huán)境的動(dòng)態(tài)模擬可知,在冬季室外溫度較低時(shí),盡量不要同時(shí)打開4扇玻璃門,當(dāng)需要通過打開玻璃門來換氣時(shí),不要選擇寒冷的早晨和傍晚,盡量在稍微溫暖的中午;開門時(shí)間不宜過長,否則室內(nèi)溫度下降太低,在必須開啟玻璃門時(shí),不要同時(shí)開啟4扇玻璃門,打開其中1扇或者2扇,優(yōu)先打開東南朝向的玻璃門,因其冷風(fēng)侵入較少。

2空調(diào)節(jié)能自動(dòng)控制

項(xiàng)目設(shè)置樓宇自控系統(tǒng)。制冷機(jī)房設(shè)置全變頻監(jiān)控系統(tǒng),系統(tǒng)設(shè)置一套設(shè)備(冷水機(jī)組、冷凍水泵、冷卻水泵及冷卻塔風(fēng)扇均為變頻機(jī)組)能耗及效率監(jiān)控中心,逐時(shí)分析并計(jì)算中央制冷站內(nèi)各主要設(shè)備在不同變頻速率下的最佳工況值或能源效率,并且在保證最不利點(diǎn)壓力值的狀態(tài)下,主動(dòng)發(fā)出變頻設(shè)定信號(hào)以指令相關(guān)設(shè)備按此變頻數(shù)值運(yùn)行,從而達(dá)至“自我尋優(yōu)”的最佳運(yùn)行效果,以節(jié)約總體的制冷能耗。辦公塔樓變風(fēng)量系統(tǒng)綜合使用房間溫度控制、送風(fēng)量控制、送回風(fēng)風(fēng)量匹配控制、新排風(fēng)風(fēng)量控制和送風(fēng)溫度控制等多種控制方式?;仫L(fēng)管里安裝CO2探測器、探測CO2的濃度以便調(diào)節(jié)區(qū)域的新風(fēng)量。調(diào)節(jié)AHU機(jī)組新風(fēng)入口處CAVBOX和排風(fēng)閥在設(shè)定的位置,室內(nèi)新風(fēng)量必須大于排風(fēng)量,以保持室內(nèi)微正壓。CAVBOX將設(shè)風(fēng)量探測報(bào)警器,與BMS系統(tǒng)兼容監(jiān)測在每段時(shí)刻所送的新風(fēng)量是否在設(shè)定值的范圍內(nèi),在新風(fēng)量設(shè)計(jì)定值偏離設(shè)計(jì)值超過10%時(shí)報(bào)警??照{(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組的出水管上均安裝比例積分電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,通過改變水流量來控制所需空氣溫度。商業(yè)裙房公共區(qū)域的空調(diào)機(jī)組以回風(fēng)溫度作為控制信號(hào);新風(fēng)機(jī)組以送風(fēng)溫度作為控制信號(hào);辦公塔樓空調(diào)機(jī)組以機(jī)組設(shè)定送風(fēng)溫度及VAV回風(fēng)溫度作為控制信號(hào)。在過渡季節(jié),商業(yè)裙房公共區(qū)域根據(jù)室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)新回風(fēng)比,調(diào)節(jié)新風(fēng)量至總送風(fēng)量的50%,利用新風(fēng)免費(fèi)供冷,節(jié)省運(yùn)行能耗。

3結(jié)語

篇6

1、關(guān)于溫控與熱計(jì)量的關(guān)系

以我國供暖現(xiàn)狀,采暖能耗指標(biāo)是同類氣候條件下發(fā)達(dá)國家的3-5倍,而且供暖效果也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如,能耗大量浪費(fèi)的原因中固然有百姓用戶節(jié)能意識(shí)淡薄、收費(fèi)體制不能刺激節(jié)能,但主要的原因還是因?yàn)槲覀冊O(shè)計(jì)、施工與運(yùn)行管理的落后。如果不提高自身能力水平,而一味地追求收費(fèi),就是將自身水平落后造成的浪費(fèi)轉(zhuǎn)嫁給消費(fèi)者,這樣顯然不合理,也不利于節(jié)能工作。按熱收費(fèi),比以前進(jìn)步了,實(shí)現(xiàn)了交易公開的原則,但是用戶不能主動(dòng)控制以實(shí)現(xiàn)節(jié)能,也就是不能主動(dòng)地去省錢或是選擇其他方式供暖,違背了公平與公正的原則,很易造成矛盾,挫傷或阻礙供暖節(jié)能技術(shù)的發(fā)展,不利于供熱改革。我們認(rèn)為正確的做法是溫控與熱量并重,相輔相成,甚至溫控更加重要。供熱單位先提高自身水平,提高室內(nèi)熱舒適度,也就是提高服務(wù)質(zhì)量,再合理地向用戶收費(fèi),促節(jié)能事業(yè)發(fā)展。

2、戶內(nèi)系統(tǒng)和戶外系統(tǒng)的關(guān)系

目前有一種趨勢:認(rèn)為講溫控就是要在室內(nèi)安裝溫度控制閥,講計(jì)量就是在戶內(nèi)安裝熱量表,至于戶外控制就可以不被重視了。溫控與計(jì)量是不是只要針對戶內(nèi)系統(tǒng),戶外就可以忽視呢?對于一個(gè)戶內(nèi)控制設(shè)備完善的系統(tǒng)(安裝了溫控閥和熱量表),如果沒有相應(yīng)的戶外控制,很難保證戶內(nèi)設(shè)備正常地工作。如果戶外水力失調(diào)嚴(yán)重,溫控閥不能工作在正常工況下,壓頭大就會(huì)頻繁地開關(guān)甚至產(chǎn)生噪音,壓頭太小會(huì)始終常開而室內(nèi)溫度不足;熱量表也可能工作在額定之外的流量下,測量不準(zhǔn)確。如果外網(wǎng)不能根據(jù)戶內(nèi)工況變化相應(yīng)調(diào)節(jié),如:水泵不能變頻、壓差不能穩(wěn)定的情況下,水泵、鍋爐或換熱器的效率也不能保證。如果戶內(nèi)采取了節(jié)能手段,而戶外沒有配合措施,一方面會(huì)引起管網(wǎng)水力熱力工況的失調(diào),另一方面室內(nèi)節(jié)省的能量不能體現(xiàn)在熱源的節(jié)能上,節(jié)能這一根本目的就沒有實(shí)現(xiàn)。所以我們認(rèn)為好的戶內(nèi)控制一定要與戶外控制相結(jié)合。

隨著先進(jìn)計(jì)量、控制設(shè)備不斷應(yīng)用于系統(tǒng)中,分戶計(jì)量供熱系統(tǒng)逐步在我國發(fā)展起來。從用能的角度看分戶計(jì)量供熱的技術(shù)能夠有效利用自由熱,提倡用戶的行為調(diào)節(jié),以減少能耗;另一方面,從用戶出發(fā)它能夠提高室內(nèi)熱環(huán)境的舒適性。在散熱器上安裝溫控閥為實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)提供了有效手段。當(dāng)溫控閥被設(shè)定在某一值時(shí),它可以通過感溫包測量室內(nèi)溫度,實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)散熱器流量以符合設(shè)定值。如果熱網(wǎng)的運(yùn)行工況可以最大限度的滿足各個(gè)用戶的需求,那么溫控閥控制的散熱器供暖房間溫度就不會(huì)出現(xiàn)過冷過熱的情形。但是舒適度因人因時(shí)而異,提高用戶的舒適程度不僅要求在設(shè)計(jì)溫度18℃時(shí)保持室溫僅有微小的波動(dòng),而且應(yīng)該盡可能的滿足用戶希望提高室內(nèi)溫度的要求。

3、是溫控計(jì)量產(chǎn)品去適應(yīng)系統(tǒng),還是系統(tǒng)去適應(yīng)產(chǎn)品

我們采取“拿來主義”來消化學(xué)習(xí)國外的溫控計(jì)量技術(shù),包括消化和應(yīng)用國外的產(chǎn)品,但是外來的產(chǎn)品并不適應(yīng)我國的現(xiàn)有系統(tǒng),除了水質(zhì)問題和管理問題外,還有許技術(shù)問題。如:系統(tǒng)末端壓差、系統(tǒng)規(guī)模大小、設(shè)備工作環(huán)境等都存在很大的不同,不做任何改變就應(yīng)用在一起很難得到正常的效果。如有的示范工程,產(chǎn)品應(yīng)用效果不好,出現(xiàn)一些問題,廠家就提出要徹底地改變中國的供熱系統(tǒng),殊不知,對中國這一巨大規(guī)模的供熱體系,改變是一個(gè)漸進(jìn)的過程,需要一定的時(shí)間,不可能一蹴而就。誰應(yīng)該去適應(yīng)誰并不存在一個(gè)分明的界限,但是合理的尋求結(jié)合點(diǎn),花最小的投入去獲得最大的回報(bào),這個(gè)工作非常重要。

4、政策、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品開發(fā)的相互關(guān)系

過去幾年里,溫控與熱計(jì)量事業(yè)發(fā)展很快,但總體規(guī)模不大,沒有形成一個(gè)產(chǎn)業(yè)。產(chǎn)品供應(yīng)商經(jīng)常抱怨國家政策不到位,沒有強(qiáng)制措施,政府又考慮到技術(shù)方案和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不完善,可操作性差,設(shè)計(jì)部門往往無章可循,缺乏標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo),開發(fā)商在無強(qiáng)制措施的情況下,不愿增加溫控與熱量的投資,存在僥幸心理。三者之間相互依存,又相互制約,影響溫控與熱計(jì)量技術(shù)的發(fā)展。從行業(yè)管理部門來講,近期成立的建設(shè)部熱改與熱計(jì)量領(lǐng)導(dǎo)小組可統(tǒng)一管理、規(guī)劃、協(xié)調(diào)各部門的工作,推進(jìn)該事業(yè)的發(fā)展。新型采暖方式與集中供暖系統(tǒng)溫控與熱計(jì)量發(fā)展的相互關(guān)系當(dāng)前,新型的采暖方式發(fā)展迅猛,在一些主要城市中,分戶燃?xì)鉅t采暖和戶內(nèi)電采暖發(fā)展很快,挑戰(zhàn)舊有傳統(tǒng)供暖方式,成為集中供暖的主要競爭對手。這些新型采暖方式的發(fā)展是市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然產(chǎn)物,是促進(jìn)傳統(tǒng)的集中供暖系統(tǒng)變革的重要力量。這些新型采暖方式除了投資相對較少,物業(yè)管理方便,有利于大氣環(huán)境之外,其主要點(diǎn)之一就是可以分戶計(jì)量和收費(fèi),解決收費(fèi)問題。這將極大地挑戰(zhàn)和促進(jìn)集中供熱發(fā)展分戶計(jì)量計(jì)費(fèi)技術(shù),如果做不到這一點(diǎn),就很可能被擠小市場占有率,丟掉市場份額;同時(shí),新型采暖方式也可以促進(jìn)計(jì)量收費(fèi)的普及,讓百姓受供暖體制改革,對集中供熱也有好處。新型采暖方式的另一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)就是采暖費(fèi)與傳統(tǒng)的供熱方式相當(dāng)。在現(xiàn)有的燃料價(jià)格體系下,分戶燃?xì)鉅t的燃燒效率低于集中燃?xì)忮仩t的燃燒效率;燃燒天然氣比燒煤貴;要產(chǎn)生同樣的熱量值,用電比燒煤或燒天然氣貴。

綜上所述,無論是新型采暖方式和集中供熱方式,在實(shí)施供暖系統(tǒng)溫控與熱計(jì)量節(jié)能上,都需要國家能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和有關(guān)部門扶植政策支持,就哈爾濱市而言,供暖系統(tǒng)溫控與熱計(jì)量節(jié)能工作,還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有落實(shí)到位。新型的集中供暖系統(tǒng)采用了溫控與熱計(jì)量節(jié)能技術(shù),就可以提高效率、減少浪費(fèi)、增加調(diào)控手段,就可以與新型采暖方式同等競爭,奪回價(jià)格優(yōu)勢,爭取市場份額。

參考文獻(xiàn):