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數控系統論文范文1
PLC以其可靠性高、邏輯控制功能強、體積小、適應性強和與計算機接口方便等優勢在工業測控領域廣泛運用,已大量替代由中間繼電器和時間繼電器等組成的傳統電器控制系統。近年來,PLC技術發展迅猛,新產品層出不窮。高端PLC不僅擅長開關量檢測和邏輯控制,而且能夠處理模擬信號、進行位置控制和回路控制,還可以連接各種觸摸屏人機界面并具有強大的網絡功能。高端PLC配備適當的位置控制單元和觸摸屏人機界面,并根據計算機集成制造系統(CIMS)或柔性制造系統(FMS)的具體要求,配置相應的網絡模塊或網絡單元,即可實現網絡互連,構成開放的數控系統。本文介紹一種基于OMRON高端PLC的磨削數控系統,這種數控系統裝備的位置控制單元可以實現兩軸聯動,并可根據實際需要,任意擴展控制軸數;觸摸屏人機界面可以根據操作需要靈活設計;還可通過DeviceNet、ControllerLink和TCP/IP協議單元進行多層次的網絡互連。這種數控系統目前已在3MZ2120磨床數控技術改造中獲得成功應用。
1.數控系統的開放特征與典型模式
開放式數控系統一般基于PC平臺,具有模塊化、標準化、平臺無關性、可二次開發和適應聯網工作等特征?；赑C平臺的開放式數控系統目前有3種典型模式。第一種為衍生型(專用NC+PC),在傳統CNC中插入專門開發的接口板,使傳統的專用CNC帶有PC的特點。此種模式是由于數控系統制造商不能在短期內放棄傳統的專用CNC技術而產生的折中方案,尚未實現NC內核的開放,只具有初級開放性;第二種為嵌入型(PC+NC控制卡),將基于DSP的高速運動控制卡(NC控制卡)插在PC的標準擴展槽中,由PC機執行各種非實時任務,NC控制卡處理實時任務。是目前基于PC平臺的開放式數控系統的主流;第三種為全軟件數控系統,PC機不僅能夠完成管理等非實時任務,也可以在實時操作系統的支持下,執行實時插補、伺服控制、機床電器控制等實時性任務。這種模式的數控系統實現了NC內核的開放和用戶操作界面的開放,可以直接或通過網絡運行各種應用軟件,是真正意義上的開放式數控系統。與PC平臺開放式數控系統相比,基于高端PLC的數控系統的開放性主要體現在網絡層面和系統擴充層面。高端PLC采用類似于PC的總線結構和面向操作的梯形圖語言編程,模擬量處理單元、位置控制單元、回路控制單元、網絡模塊或網絡單元等高端部件都有專用控制語句,具有系統構建靈活、擴充能力強、應用軟件設計便捷等優點。編程語言標準化和部件可互換性的不斷增強,現場總線技術和工業以太網絡標準的普遍采用,都使基于高端PLC的數控系統變得更加開放,將成為面向CIMS或FMS的設備層的重要組成部分。
2.基于高端PLC的磨削數控系統
2.1開關信號監測與邏輯控制
當前系統輸入輸出單元是PLC的基本組成部分,在磨削數控系統中承擔所有開關信號的監測和全部邏輯控制功能。監測信號主要有:機械手進出、機械手上下、料盤正反轉、修整器起落等動作的位置信號,磨削設備和輔助裝置上的各種工作狀態信號和異常報警信號。系統輸出單元控制磨削設備上所有電磁閥和機床電器系統等,通過磨削設備上的液壓系統,控制機械手、料盤、工件卡盤、砂輪軸、床身、修整器等基本部件和冷卻、、過濾等輔助裝置按照磨床動作和磨削工藝要求工作,實現磨削加工過程的自動化。
2.2工件與砂輪運轉速度控制
保持工件與砂輪轉動速度恒定,對提高磨削加工質量十分有利。為此系統配備了2臺帶RS-485串口變頻器,分別驅動工件軸和砂輪軸。PLC采用聯機隨動控制保證兩者之間速度的配合與穩定。操作人員依據磨削加工要求設定工件軸變頻器速度參數,PLC接收該參數后,參照砂輪直徑(設定或記憶值)和轉動速度比例關系,計算并自動設定砂輪軸變頻器的速度參數。在磨削加工過程中,PLC對砂輪在磨削及修整過程中的損耗給予速度自動補償。PLC最多可以控制32臺變頻器,不同廠家的變頻器可采用協議宏通信聯接。PLC按照變頻器地址(0-31)、指令代碼和相關數據順序向變頻器傳送命令,對變頻器運行、停止、正轉、反轉等實施控制;PLC還可以監視變頻器運行狀態,當變頻器發生過電流、過電壓、變頻器過載、硬件異常、電機過載、過力矩檢測、電源異常、通信超時等情況,可將異常參數傳輸給PLC,由PLC作出相應處理。
2.3位置控制單元(PCU)與位置控
制高端PLC配備單軸位置控制單元,與步進電機或交流伺服電機驅動器配套使用,可以完成開環或半閉環位置控制及速度控制,配備兩軸聯動位置控制單元可以進行實時插補控制,實現直線和圓弧曲面等加工控制。目前全球各主要PLC制造商都已推出與高端PLC配套的PCU,具備高速和高精度的位置控制功能。OMRON公司的CJ1MCPU自帶PCU的位置脈沖速度為1kBPS,高級PCU的速度可達到500kBPS,松下PP2或PP4系列的位置控制速度高達1MBPS。采用高端PLC設計數控系統,需根據控制精度、運行速度和運行軌跡要求選擇適合的位置控制單元(PCU)。磨削數控系統控制精度要求較高(F1μm),一般選擇數字交流伺服系統。OMRON高端PLC專用高級指令控制脈沖輸出,可選擇梯形、S形或三角形速度曲線運行,實現定程、點動、返回原點和原點搜索等運動控制。程序設計可選擇相對坐標系或絕對坐標系,按照圖2所示的梯形圖編程運行,可實現各種磨削加工所應遵循的運行曲線。圖3表示該數控系統準確實現鐵路軸承內套擋邊粗、精、光磨削加工和3MZ2120磨床快進、快退幾個階段的速度控制和位置控制的運動軌跡。
2.4觸摸屏人機界面設計
基于高端PLC的磨削數控系統可選用觸摸屏人機界面(ProgrammableTer2minal,PT),采用組態工具軟件和圖形庫(開關、燈、棒圖等)以及動畫功能等,按照磨削工藝流程要求進行系統操作界面設計。下面以3MZ2120磨削數控系統操作界面為例介紹設計過程和效果。根據磨削數控操作和顯示的需要,該系統主界面下設8個子畫面(圖4)。系統上電自動進入主界面,核對操作密碼后彈出主菜單,在主界面上點擊操作可轉移相應的子界面。加工參數和修整參數設置界面提供設置數控磨削相關參數提示;手動操作和手動修整界面用于快前、快退、慢前、慢退、返回等手動位置控制和手動修整砂作,為設備調試提供便利;自動報警界面利用觸摸屏人機界面本身具有的報警功能設計,對油霧、液壓系統、機床電器系統、料槽狀態、冷卻系統和伺服電機等實施監測和自動報警,當發生故障時觸摸屏立刻彈出報警信息(報警時間、故障代碼及應對措施等);自動運行界面(圖5)采用棒圖顯示當前磨削余量值;采用動畫方式實時顯示加工狀態和加工位置等。還設有“緊急停車”等應急按鈕。PT有RS232/422/485通訊口,能夠兼容眾多廠家的PLC。人機界面應用程序可脫機編制和調試,然后下載到PT上運行,PLC一般通過RS232接口與PT相連。許多PT還配備并行接口,可直接與打印機連接,實時打印數據或進行屏幕拷貝。
2.5網絡結構與聯網功能靈活的網絡結構和強大的聯網功能是高端PLC的重要特征。OMRON高端PLC配有標準RS232接口連接觸摸屏人機界面、上位機或編程工作站。還可擴展DeviceNet通信單元,使各種符合DeviceNet通信協議的產品都可以連入系統中,以構成基于DeviceNet開放式現場總線的數控系統;系統與車間管理層計算機及車間其它高端PLC的連接可以采用ControllerLink方式,在PLC中擴展ControllerLink通信單元,車間管理層計算機裝備ControllerLink支持卡即可實現互連,由底層DeviceNet設備、基于高端PLC的數控系統或其它測控設備和車間管理層計算機構成3層遞階結構的網絡測控系統。高端PLC一般都可配置符合TCP/IP協議標準的以太網單元,全面支持遠程監控等應用。
數控系統論文范文2
在數控系統中，有時采用多臺電機聯動虛擬為一個坐標軸，來驅動機床坐標的運動。最常用的多電機驅動為同步(Synchronous)運動的形式，比如，要求兩臺以相同的速度和位移運動的電機帶動齒輪與齒條嚙合作為一個坐標軸運動。這樣的坐標軸被稱為“同步軸”，如圖1。同步技術被廣泛應用在數控技術中，比如大跨距龍門機床的龍門直線移動、大型三坐標測量機的雙柱直線移動，為保持運動的均勻，都需要兩個電機同步驅動。曲軸車床、曲軸磨床的雙頭工件夾持架，為保持加工時不扭搓工件，在作旋轉運動時也必需同步。
圖1同步軸
除此之外，為保證正確地加工出螺距相同的螺紋，車床在車螺紋時的主軸和進給軸必需同步。滾齒機的工作臺的分齒運動與滾刀的運動在滾齒時也必需同步、剛性攻絲的Z軸進給與主軸同步等，但這種同步是指多個電機的運動速度、位移之間成一定的關系，而不是相等的關系，對這種同步運動，本文不予討論。
實現同步一般有兩種方法。一是機械同步：同步系統由機械裝置組成。這種同步方法容易實現，但機械傳動鏈復雜，傳動件加工精度要求高，所需的零件多，難以更換傳動比，且占用的空間大。二是電伺服同步：同步系統由控制器、電子調節器、功率放大器、伺服電機和機械傳動箱等組成。所需機械傳動鏈簡單、調試方便、精度高、容易改變電子齒輪比。FANUC數控系統的電伺服同步功能對不同生產機械的要求可提供不同的配置，實現其同步要求。
在某些情況下，一個伺服電機驅動機械坐標軸轉矩不夠用，但改用一個更大的伺服電機又嫌體積或慣量過大，於是以兩個伺服電機取代一個伺服電機驅動機床的坐標軸，這種坐標軸被稱為串聯軸，如圖2所示。這樣由於兩個伺服電機以一個恒定的轉矩相互作用，或者通過預加負荷，在機床內部減少間隙。這就是所謂串聯控制(TandemControl)，是另一種多電機控制。
圖2串聯軸
同步控制的概念
在電伺服同步系統中，“同步”的概念是指系統中具有兩個或兩個以上由電子控制的伺服放大器和伺服電機組成的“控制對象”，其中一個為“主(Master)控制對象”，另外一個或多個為“從(Slave)控制對象”，控制量為機械的位移或速度(對旋轉運動為轉角或轉速)。通過控制器使“從控制對象”和“主控制對象”的輸出控制量保持一定的嚴格比例關系，這種運動系統稱為同步系統。一般同步系統的輸出控制量為位置和速度。前面所提到的“同步軸”，“主控制對象”與“從控制對象”的輸出控制量相等。
為了簡化討論，同步系統中的控制裝置可被簡化為具有一個積分環節的位置系統，其框圖如圖3A所示。其中KV為簡化後控制裝置的位置控制器的開環增益，XC、XO為位置輸入、輸出；FC為速度指令，Δ為位置誤差。KF為速度環增益，當KF》1時，可把速度環近似為1；於是該控制裝置的開環增益變為KV/S，如圖3B所示。
圖3簡化的控制裝置框圖
利用圖3的控制裝置可以組成兩種同步系統：
自同步系統(ActiveSynchronousSystem)：該控制系統具有兩個相同參數的控制裝置和驅動電機，分別驅動主、從軸?？刂破魉统鲋噶钔瑫r給主控制裝置和從控制裝置，經測量同步誤差反饋給從控制裝置的輸入，用來校正同步的誤差，以保證主、從的輸出保持嚴格的比例關系，如圖4A所示。
圖4兩種同步系統
A)自同步系統B)他同步系統
其中XAMO為自同步系統主控制裝置的輸出，XASO為自同步系統從控制裝置的輸出，由於從控制裝置是數字控制的伺服系統，其輸出跟隨輸入變化；也即從控制裝置的輸出可以自動跟隨主控制裝置的輸出變化，故稱它具有自同步能力。用C表示自同步能力：C＝¶ASO/¶XAMO(1)
他同步系統(PassiveSynchronousSystem)：在同步系統中，由控制器發出指令提供給主控制裝置，同時也提供給從控制裝置，用同樣的指令控制主從裝置使這兩種控制裝置的輸出同步，如圖4B所示。其中XPMO為他同步系統的主控制裝置的輸出，XPSO為他同步系統從控制裝置的輸出。這種同步系統如果由於某種原因，比如負載發生變化，主控制裝置輸出XPMO發生變化，從控制裝置的輸出不受控制，所以不能跟隨其變化，即
C＝¶XPSO/¶XPMO＝0(2)
因此該系統缺乏自同步能力，被稱為他同步系統。
自同步系統主要采用在要求主、從兩軸有自同步能力的機械中，并要求從控制裝置嚴格跟隨主控制裝置運動。
他同步系統主要應用在要求主、從控制裝置的輸出的位置和速度基本相同并且具有較小的誤差的機械。比如大型龍門式雙軸同步的驅動系統。除了上面提出的自、他同步系統外，還可以由這兩種系統混合組成的混合系統。
FANUC數控系統具有兩類不同的同步功能：
簡易同步控制(SimpleSynchronousControl)：控制器發出坐標軸移動信號送給主、從控制裝置和兩伺服放大器，以控制伺服電機運動。系統不進行同步誤差補償，一般情況下不對同步誤差發出警報信號。把主、從伺服電機看做一個坐標軸的運動。但在手動回零時，主、從伺服電機一起運動一直到減速開始動作，然後分別檢測柵格，分別進行螺距補償和間隙補償。這種簡易同步控制見圖4B，是他同步控制系統，由於系統不進行同步誤差補償，根據式(2)可知，系統缺乏自同步能力，說明這種控制比較適合於主動軸與從動軸負載條件不太相同，或者主、從兩軸對同步誤差沒有特別要求，而又要求同步運動工作的情況。簡易同步控制簡單，容易實現；用軟件也很方便實現，在數控系統中得到了廣泛的應用。
同步控制(SynchronousControl)：控制器發出主動軸移動的信號同時送給從動軸，於是，主、從具有相同的路徑。同時移動過程中不斷檢測同步誤差，并向從動側輸出補償指令。如圖4A所說明，這種控制是一種自同步控制系統，由於系統不斷向從動側輸出補償指令，設主、從控制器的增益為k1、k2，且k1＝k2；那么根據式(1)可以推出，C＝¶XSAO/¶XAMO＝1，因此系統具有較好的同步能力。比較適合主動軸與從動軸間的轉矩干涉較少的機械，但主動軸與從動軸間剛性較低。
對於長行程的同步軸，由於測量尺的絕對精度(誤差)和熱膨脹可能發生扭搓，在這樣的情況下，同步軸的主、輔電機互相拉，由此如果電機流過大電流，電機可能過熱，這主要是測量的位置誤差所致。螺距補償可以補償測量尺的誤差，但不能補償因溫度變化而產生的熱膨脹誤差。在此情況下，FANUC數控系統采用同步軸的自動補償法進行補償，該功能檢測主、從軸的轉矩差值并把這差值用來校正從動軸的位置以減少轉矩誤差。如圖5所示。
圖5同步軸自動補償
串聯控制的概念
串聯控制的概念與電機的串聯工作相似，以直流伺服電機為例，假定圖6為兩個相同參數的伺服電機串聯在一起，電源電壓為U，如果兩個伺服電機所承受的負載一樣，那麼，兩個電機的反電勢相等。如果M1電機承受較大的負載，電機的電流就會加大，流過電機M2的電流增大，M2的輸出轉矩也會加大，電機也加速。如果M1電機承受較大的負載而使電機速度有降低的趨勢，那麼，由於M1速度降低，M2將施加較大的電壓，因而也使M2反電勢加大，其速度有增大的趨勢，抵消M1的速度降落，使兩個電機轉矩相等，速度相等達到平衡。這類串聯控制在機床驅動領域很早就得到了應用，如龍門刨床的刨臺運動。對於大型機械的控制，在一個伺服電機的轉矩不足以移動工作臺時，往往采用兩個電機。FANUC數控系統串聯控制的兩個電機，分別稱為主(Main)電機和輔(Sub)電機；以區別於同步控制中的主(Master)電機和從(Slave)電機。以上利用兩個電機說明了對串聯控制的原理。
圖6串聯工作的電機
實際FANUC數控系統串聯控制功能工作原理見圖7。它是由數字伺服控制來實現。對於大型工作臺的負荷，如果一個電機的轉矩帶不動，或者一個電機的慣量太大，那麼可以用兩個電機代替，由軟件控制給主和輔電機相同的轉矩指令。於是可以把它當作一個“串聯軸”進行處理，這就構成了串聯控制。一般速度反饋從主電機反饋，如果機械具有較大的間隙，并且輔電機的移動在間隙之內，速度控制就進行不了，且機械會發生大的沖擊。為了防止這種現象發生，把主、輔電機速度的平均值作為速度反饋值比較合理。
應該注意，同步控制是以同樣的位置指令同時送給主軸和從軸；而串聯控制是以同樣的轉矩指令同時送給主軸和輔軸。
圖7串聯控制原理
預加負荷與間隙的消除
一般來說，具有大齒輪降速比的機械，總存在機械間隙量。為了減少主、輔軸間的間隙，經常采用預加負荷的方法減少間隙。FANUC數控系統在串聯控制時，可以加一個固定的預負荷到主、輔電機的轉矩指令上。那麼相反方向的轉矩可以一直維持主、輔電機的張力。在串聯控制時，預加負荷可以很容易去除齒輪、齒條這樣的機構主軸與輔軸間的間隙。不過這種預負荷并不能降低滾珠絲桿和工作臺間的間隙。如圖8所示，當預加負荷的機械在加速、減速時，主、輔電機產生相同方向的轉矩，串聯控制系統工作在負荷均分的工作方式，像圖8的2和3；
圖8預負荷的功能
當它在常速運行的情況，系統的工作取決於摩擦力與預負荷的情況，工作在負荷均分或者反間隙的工作方式。在預負荷大於摩擦力時，工作在反間隙的狀態；在摩擦力大於預負荷時，工作在負荷均分的狀態；當系統的進給停止時，這時預負荷在主、輔軸間產生張力，系統工作在反間隙的工作方式。根據上面的分析，可以合理選擇預負荷的特性而保證在傳動過程中消除間隙。
應用
上文已說明，多電機可采用同步軸和串聯軸虛擬為一個數控坐標軸；那么什么情況下采用同步軸？什麼情況采用串聯軸呢？串聯控制主要用在下列場合：
一個驅動電機轉矩不夠，可用兩個較小的驅動電機代替；
數控系統論文范文3
工作的開展都離不開對數控機床的控制原理的應用，數控機床是一種高度自由化的機床，相對于普通的機床其加工表面形式及方法是協調的。最根本的不同就是在自動化控制原理及方法的應用上。數控機床需要進行數字化信息的控制應用，這涉及到與加工零件相關的信息。也就是工件及刀具的相對運動軌跡的尺寸參數的應用。這些工作的開展，都離不開切削加工工藝參數的應用，其主要涉及到主運動及進給運動速度的協調，通過各種輔的操作，保證各種加工信息的協調，實現了規定文字、數字、符合等代碼的應用，按照一定的格式需要進行程序的編寫，這就需要進行加工程序的應用，進行控制介質的輸入，保證數控裝置的良好應用。這些工作的開展，都要進行數控裝置的分析及處理，進行相關加工程序信號及指令，從而實現數控機床的加工。這就需要遵循相關的數控機床控制原理，進行數控機床的系統的協調，保證其功能的實現。
2數控機床組成及其優化設計方案
為了提升工程的效益，進行數控機床體系的健全是必要的，這需要針對數控機床應用過程中的各種問題進行分析，比如進行數控機床構成、程序編制等的分析，進行程序載體等的分析，保證數控機床自動加工零件的良好應用。這離不開良好的加工零件的工藝分析，保證零件坐標的基礎坐標體系的相對位置優化。通過對機床及其零件的安裝位置的協調，更有利于提升刀具及零件的效益，保證其滿足尺寸參數的應用需要。這就需要實現機床安裝位置及零件的協調，保證刀具及零件的良好協調性，滿足尺寸參數的應用需要，這離不開零件加工工藝體系的健全，實現其加工順序的協調性，實現切削加工工藝參數的健全，保證輔助裝置的良好工作。在數控機床的應用過程中，為提升工作效益，進行數控代碼體系的健全是必要的，這涉及到電脈沖信號模式的應用，將其進行數控裝置的有效應用，做好數控裝置及強電控制裝置的協調工作，這是數控機床良好工作的核心，從而進行輸出位置的脈沖信號的回饋。當然，這也需要進行數控裝置系統軟件的應用，做好邏輯電路的編譯工作。進行相關機床部分的控制，需要做好規定運算及其相關的邏輯處理，進行有關信號及其動作的協調。這離不開驅動系統及位置檢測裝置環節的應用，保證伺服驅動系統體系的健全，實現驅動裝置的良好設置，從而滿足數控機床的進給系統分析。在這個環節中，機床的機械部分也扮演著重要的地位，數控機床的應用部分是非常多的，比如主運動部件、進給運動執行部件，比較常見的應用方式是工作臺、拖板及傳動部件，這些都是實現支撐性工作的關鍵，為了提升工作效益，進行相關工作步驟的冷卻是必要的，需要保證輔助裝置的協調。在數控系統的優化方案中，做好硬件部分的控制是必要的。數控銑床系統需要進行銑床專用數控器的應用，滿足半閉環數數控系統的工作要求，在基本結構優化過程中，進行機床本體、銑床專用數據器等的協調是必要的。在其系統硬件的應用過程中，需要做好銑床專用數控器的應用，做好信號板的控制工作，進行交流伺服驅動器如交流伺服電機的應用，從而實現無刷直流電機及無刷直流電機驅動器的應用，以滿足實際工作的要求，其中也涉及到很多的工作步驟要求。
在數控系統操作過程中，做好軟件設計的工作是必要的，從而落實好銑床專用數控器的應用方案，保證數控銑床的系統效益的提升，這里我們也要進行銑床專用數控器參數的設置，針對其應用程序，做好編輯輸入工作，滿足程序設計的諸多要求，按照其具體指令完成規定工作。在參數設置過程中，需要應用到相關的參數設置方法，保證參數修改模式的更新應用，做好參數修改效益的應用工作。需要進行分辨率情況的分析，認真的做好分析，更有利于進行機械軸向轉動裝置的應用，實現伺服電機回授脈波數的正常應用。這離不開工作臺的良好設計，保證不同工廠的設置優化，保證伺服馬達的良好安裝，從而滿足工作臺的工作需要，實現參數的良好設定，進行工作臺方向的修正。進行數控銑床的實際情況的不同軸電機旋轉方向的控制，滿足當下馬達旋轉方向的設定要求。在這個階段中，需要實現不同軸的最高進給速度的控制，針對數控銑床的應用趨勢，保證不同軸的行距的控制，進行過高速度的控制，從而有效應對其沖擊情況，保證電機工作的良好開展。這些工作的協調，離不開各軸的最高進給速度的控制，滿足不同軸向的進給速度控制需要。在這些工作的優化過程中，進行程序的選擇是必要的，這里可以進行H4C-M銑床專用數控器的應用，在這些程序工作過程中，可以進行相關程序編輯及執行工作。在其程序選擇過程中，可以進行編輯及程序選擇，進入程序選擇模式，通過對輸入鍵及選取鍵的選擇，以滿足當下工作的開展。在實際操作中，進行程序的畫面選擇也是必要的，從而滿足舊程序的應用需要，在舊程序的修改及應用中，需要針對不同情況，進行工作方式的協調，進行指令的增加或者修改，保證程序語句區的良好操作，保證其所增加指令的單節的移動。在數據輸入區進行相關指令字數的添加或修改。在程序語句區，需要將光標移動到所刪除指令中，在數據輸入區，需要進行相關指令所需字母的輸入。在程序語句區，可以進行單節的插入，將其光標進行所需單節程序的插入。在數據輸入區，可以進行插入單節的第一個指令的字母或者是數字，再進行輸入鍵的按下。從而保證單節的刪除。在程序語句區，需要將光標移動到需要刪除的單節處，再進行刪除鍵的按下。在數控系統的應用過程中，進行機械部分的分析是必要的，從而進行機床本身誤差及其所需要加工零件精度的分析，更好地落實好機床的誤差補償控制。在數控銑床的工作應用中，進行數控技術、電子技術等的協調是必要的，這需要滿足機床設計的諸多理論，保證數控機床的加工工作，從而滿足機械設計制造的工作要求。為了實際工作的要求，需要協調好機械設計及自動化應用方向。
3結束語
數控系統論文范文4
關鍵詞地鐵噴霧冷卻冷水機組噴霧間接蒸發冷卻冷凝器
0引言
近年來,我國大力發展城市軌道交通,尤其鼓勵地鐵的發展,繼北京、上海、廣州、深圳多條地鐵線開通運營后,很多大型城市正在或即將修建地鐵,由于地鐵站空調系統需要對冷卻水進行降溫,因此,在地鐵建設中不可避免會涉及冷卻塔的設置問題。由于地鐵線路所經過的區域多是城市繁華地帶,地面上設置冷卻塔的空間有限或根本沒有,將冷卻塔安裝在地面上不僅影響城市景觀和規劃,而且給周圍環境帶來噪聲污染和衛生隱患。因此,研究地鐵專用的冷卻器替代目前設置在地面的冷卻塔,對解決地鐵冷卻塔設置的問題具有現實意義。
目前地鐵空調冷卻水系統中所采用的冷卻塔是針對設置在室外進行設計制造的,分為橫流式和逆流式兩種,冷卻塔體積巨大,塑料填料間距很小,安裝于地鐵排風通道中必然影響地鐵排風;為避免冷卻水被外界空氣污染,冷卻水不宜與外界空氣接觸,因此,普通開式冷卻塔不宜用于地鐵空調系統,而封閉式冷卻塔和蒸發式冷凝器由于換熱效率等問題而不適合在地鐵站中使用,本文提出新型閉式噴霧冷卻器和新型噴霧冷凝器兩種方案,并對其進行簡要分析。
1噴霧冷卻技術研究成果
自Maclaine-cross和Banks建立間接蒸發冷卻計算模型以來,國內外專家學者以此為基礎對噴霧間接蒸發冷卻技術進行了大量的研究。楊強生等人基于Merkel方程,實驗研究了噴霧空氣冷卻器的傳熱傳質過程,通過回歸的方法得到容積散質系數的關聯式[1]。梅國暉等人研究了高溫表面噴霧冷卻傳熱系數、氣水霧化噴嘴最佳氣水比和噴射方向對噴霧冷卻換熱的影響,研究表明,噴霧冷卻過程存在最佳氣水比,但最佳氣水比不是固定不變的,它隨著水壓的增加而減小;在低水流密度下,噴射角90°處噴霧傳熱系數最大,其他噴射角度的傳熱系數大致以噴射角90°處對稱,在高水流密度下,隨噴射角度增加而顯著增加[2-4]。劉振華通過數值計算方法討論了液滴與空氣速度比和噴霧條件之間的相互關系,認為在自由射流情況下,速度比的變化使流體形成在噴嘴附近的非穩定區和下游的穩定區,在均一流情況下則不存在非穩定區,在穩定區內速度比與模型類別、噴霧距離和初始速度無關;在噴霧距離大于0.5m后,可認為速度比進入穩定區,其大小取決于液滴直徑和空氣沖擊速度,空氣沖擊速度越大,速度比越接近1,液滴直徑越小;液滴直徑小于100μm,可認為速度比等于1,對工程計算沒有影響[5]。JunghoKim詳盡研究了噴霧冷卻的傳熱機理和目前噴霧冷卻模型的優缺點,研究了物體表面形狀、噴霧傾斜角度和重力對噴霧冷卻的影響[6]。最近,美國國家航空航天局的EricA.Silk等人研究了3種強化表面的噴霧冷卻效果和噴射傾斜角度(噴射軸向與物體表面法向夾角)對噴霧冷卻的影響,在噴霧溫度為20.5℃時,分析了冷卻水管采用3種不同肋片表面對冷卻效果的影響,研究表明,相對于平表面而言,直肋片表面熱流密度最大,且噴射傾斜角度為30°時,熱流密度可提高75%[7]。
2噴霧冷卻與淋水冷卻的比較
2.1能耗比較
開式噴霧通風冷卻塔由于采用噴霧裝置,改變了機械通風冷卻塔的工藝結構,不需要淋水填料,所需的風機功率很小甚至不需要風機,因此,節省設備的初投資和運行維護費用,表1是一種噴霧冷卻塔與機械通風冷卻塔能耗比較[8]。
2噴霧冷卻與淋水冷卻的比較
2.1能耗比較
開式噴霧通風冷卻塔由于采用噴霧裝置,改變了機械通風冷卻塔的工藝結構,不需要淋水填料,所需的風機功率很小甚至不需要風機,因此,節省設備的初投資和運行維護費用,表1是一種噴霧冷卻塔與機械通風冷卻塔能耗比較[8]。
從表1可以看出,當冷卻水量從75m3/h增加到700m3/h時,在沒有考慮普通冷卻塔配套設施能耗和運行費用的基礎上,噴霧冷卻塔與相應規格的機械通風冷卻塔相比,綜合節能效率在30%~50%之間,噴霧冷卻效益顯著。
噴霧冷卻器設置在地鐵排風通道內,水霧與冷卻器表面的換熱量最終必須由通道內排風帶走,因此,空氣的溫濕度決定了冷卻器的換熱效果,而通道內空氣的溫濕度與室外空氣溫濕度差別很大,因此,實現相同排熱量所需冷卻器的體積相對會大一些,相應設備功率會增大,這樣,不可避免地要增加部分能耗和初投資及運行費用。
由于冷卻塔設置在地鐵排風通道內,必然會造成通道的排風斷面減小,排風阻力增大,由局部阻力計算公式可知,局部阻力與通道的局部阻力系數和速度的二次冪的乘積成正比,當通道排風斷面減小一半時,則局部阻力將為原來的4倍,因此,要實現相同排風量,排風機的功率可能會增大。
2.2費用比較
假定某地鐵制冷站冷卻塔選用橫流式冷卻塔,型號為DBHZ2—600,9.6萬元/臺,設計進、出口水溫分別為37℃/32℃,濕球溫度為28℃,占地面積43m2,高度為3.61m,風機功率為12kW,風量為351m3/h,A聲級噪聲為56.6dB;循環水泵選用1臺軸流泵,流量為400m3/h,功率為7.5kW,凝結水泵選用1臺軸流泵,流量為750m3/h,功率為3kW,水泵費用為0.75萬元;循環水泵運行費用為5.58萬元/a,凝結水泵運行費用為2.23萬元/a(電費為0.85元/(kWh),水費為2.8元/t,水、電價來自于重慶市自來水公司和重慶市電力公司;冷卻塔和水泵信息來自阿里巴巴網2007-3-15報價)。
冷卻塔的運行費用包括水泵的運行費用和補給水的費用,要維持冷卻系統正常運轉,需定期補給循環水,年補給水量ΔL為[9]
式中Q為冷卻水的循環量,t/h;K為系數,取0.14;h為冷卻塔全年運行時間,h;m為冷卻倍率,取60。
假定系統全天運行24h,一年按365d計算,求得年補給水量應為66225.6t,年補水費為18.54萬元,冷卻塔風機年運行費用為8.94萬元,則冷卻塔年運行費用為35.29萬元。假設采用噴霧冷卻的設備費用與采用機械通風冷卻塔的設備費用相同,但由于噴霧所需水量為機械通風的補水量的5%,因此,在不考慮冷卻塔運行費用的基礎上,僅系統補水水費一項就可節約17萬元左右。
2.3耗水量比較
如上所述,假定某地鐵制冷站采用機械通風冷卻塔時需要冷卻水量為600m3/h,配套冷卻塔進、出口水溫為37℃/32℃。假定噴霧溫度為34℃,含濕量為34.94g/kg,蒸發率為0.6~0.8,那么噴霧速率1.8~2.4kg/s就可實現冷卻水降溫,全年所需水量為1763~2645t。若采用機械通風冷卻塔,如上述計算可知,年補水量為66225.6t,同樣,采用噴淋水冷卻時,按相關規范,最小噴淋水量為100kg/(m3·h),遠遠大于噴霧冷卻所需水量[10],因此,單從耗水量而言,冷卻方式宜采取噴霧冷卻。
3噴霧間接蒸發冷卻器與噴霧間接蒸發冷卻冷凝器
3.1噴霧間接蒸發冷卻器
噴霧冷卻塔與普通機械通風冷卻塔不同之處在于噴霧裝置的應用,噴霧裝置是一種射流元件,是噴霧冷卻塔的核心部件,它取代了傳統冷卻塔的填料和風機,通過噴嘴產生的內旋流作用,有效地保證了低壓狀態的霧化度,利用低壓液流通過旋流霧化噴頭形成霧化,噴霧流的反作用力推動它作反向旋轉,產生由下部吹向霧流的風力,霧化水滴與進塔空氣在霧化狀態條件下進行換熱,達到預期的降溫效果[8]。
噴霧冷卻塔結構簡單,質量輕,噪聲低,耐腐蝕,不易堵塞,使用壽命長,除了省卻風機、填料,降低成本費用外,還降低了塔體的自重,減少由填料阻塞引起的冷卻塔維修,冷卻效果穩定,但是由于它和普通開式冷卻塔一樣與外界空氣直接接觸,不能保證冷卻水水質,而且冷卻效果易受空氣參數影響。
封閉式冷卻塔由于冷卻水在處理過程中不與外界空氣接觸,冷卻水質不會受到外界的污染,但地鐵空調系統中如果采用噴淋水來冷卻封閉式冷卻塔內的冷卻水,不僅冷卻效果劣于普通開式冷卻塔,冷卻塔的體積非常大,而且由于存在大量的飄逸損失,噴淋水用水量大,與將冷卻塔設置在地面相比得不償失,因此,綜合噴霧冷卻塔和封閉式冷卻塔的優點,本文提出了一種新型的封閉式噴霧冷卻器。
噴霧間接蒸發冷卻器利用氣水霧化噴嘴將經過處理的少量水霧化,噴到冷卻器表面,形成一層均勻水膜,通過水膜蒸發實現冷卻器內部冷卻水降溫。它既能保證冷卻水不受污染,又能達到冷卻效果,而且由于噴霧所用的水經過適當的處理,不會堵塞噴霧裝置,能緩解冷卻盤表面結垢問題。噴霧間接蒸發冷卻器研究的核心問題是霧化效果和水膜的完整性、均勻性和厚度。
3.2噴霧間接蒸發冷卻冷凝器
蒸發式冷凝器是目前制冷系統中常用的一種間接蒸發冷卻設備,主要特點是耗水量少,節電和結構緊湊,占地面積小,熱效率高。一般水冷式冷凝器每kg冷卻水能帶走4~6kJ的熱量,而蒸發式冷凝器每kg水蒸發能帶走約580kJ的熱量,所以蒸發式冷凝器的理論耗水量只有一般水冷式冷凝器的1%?？紤]冷卻水的飛濺以及蒸發、溢水等損失,實際耗水量約為一般水冷式冷凝器循環水量的5%~10%。
由于噴霧冷卻能在冷卻器表面形成相對完整均勻的水膜,冷卻效率更高,所需水量少,目前噴霧冷卻多用于高溫物體表面的冷卻降溫,因此,研發一種耗水量少的新型噴霧間接蒸發冷卻冷凝器,可以解決地鐵空調系統設置冷卻塔的問題。
該方案的最大優勢在于不用設置冷卻塔,節省冷卻塔及配套設施的初投資和運行產生的環境問題,采用噴霧冷卻的方法,由于所需的水量很少,噴霧水源問題就很容易解決,可以對噴霧所用的水進行軟化處理,防止堵塞噴霧裝置和緩解冷凝器表面結垢。
噴霧間接蒸發冷卻冷凝器實質上是本文所述噴霧間接蒸發冷卻器的一個改進方案,要開發它,除了要解決閉式噴霧冷卻器的霧化效果,水膜均勻性、完整性和厚度等問題以外,還必須與廠商協商設置冷凝器與冷水機組設備接口,對管道進行保溫,研究冷凝器與機組距離對系統其他設備性能的影響,確定機組性能隨二者間距變化的曲線,這其中涉及系統壓力損失、制冷劑壓力與機組壓力匹配等問題。
4結論
本文的兩種方案可實現地鐵空調系統冷卻塔不設在城市地面上的設想,能節省目前冷卻水系統中部分輔助設備的初投資和運行費用,機組制冷量越大,節水效益越明顯,特別是在缺水地區,該項技術的效益更為明顯,但是,還有以下問題需要解決:
1)保證噴霧壓力的相對穩定,維持運行壓力在適當范圍內,使冷卻效果不受流量變動等的影響。
2)研發一套噴霧裝置,使換熱器表面水膜完整、均勻,且厚度很小,通過該裝置實現間歇噴霧冷卻,建立噴霧評價指標體系。
3)研發換熱效率高、空氣側阻力小的新型換熱器。
4)建立噴霧間接蒸發冷卻器性能評價指標體系。
5)噴霧水軟化處理,緩解冷卻器表面結垢。
6)解決噴霧冷卻冷凝器與機組的集成問題及建立相應的評價指標體系。
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數控系統論文范文5
隨著計算機技術的高速發展，傳統的制造業開始了根本性變革，各工業發達國家投入巨資，對現代制造技術進行研究開發，提出了全新的制造模式。在現代制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理；在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統集成為一體，機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工。
長期以來，我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環節，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環執行機構。在復雜環境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數，無法在現場環境下根據外部干擾和隨機因素實時動態調整，更無法通過反饋控制環節隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見，傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構，限制了CNC向多變量智能化控制發展，已不適應日益復雜的制造過程，因此，對數控技術實行變革勢在必行。
2數控技術發展趨勢
2.1性能發展方向
(1)高速高精高效化速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統，同時采取了改善機床動態、靜態特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。
(2)柔性化包含兩方面：數控系統本身的柔性，數控系統采用模塊化設計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統的柔性，同一群控系統能依據不同生產流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態調整，從而最大限度地發揮群控系統的效能。
(3)工藝復合性和多軸化以減少工序、輔助時間為主要目的的復合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發展。數控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工。數控技術軸，西門子880系統控制軸數可達24軸。
(4)實時智能化早期的實時系統通常針對相對簡單的理想環境，其作用是如何調度任務，以確保任務在規定期限內完成。而人工智能則試圖用計算模型實現人類的各種智能行為?？茖W技術發展到今天，實時系統和人工智能相互結合，人工智能正向著具有實時響應的、更現實的領域發展，而實時系統也朝著具有智能行為的、更加復雜的應用發展，由此產生了實時智能控制這一新的領域。在數控技術領域，實時智能控制的研究和應用正沿著幾個主要分支發展：自適應控制、模糊控制、神經網絡控制、專家控制、學習控制、前饋控制等。例如在數控系統中配備編程專家系統、故障診斷專家系統、參數自動設定和刀具自動管理及補償等自適應調節系統，在高速加工時的綜合運動控制中引入提前預測和預算功能、動態前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數控系統的控制性能大大提高，從而達到最佳控制的目的。
2.2功能發展方向
(1)用戶界面圖形化用戶界面是數控系統與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。當前INTERNET、虛擬現實、科學計算可視化及多媒體等技術也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。
(2)科學計算可視化科學計算可視化可用于高效處理數據和解釋數據，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術與虛擬環境技術相結合，進一步拓寬了應用領域，如無圖紙設計、虛擬樣機技術等，這對縮短產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。在數控技術領域，可視化技術可用于CAD/CAM，如自動編程設計、參數自動設定、刀具補償和刀具管理數據的動態處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。
(3)插補和補償方式多樣化多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補(非均勻有理B樣條插補)、樣條插補(A、B、C樣條)、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統誤差補償、與速度相關的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償等。
(4)內裝高性能PLC數控系統內裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圖或高級語言編程，具有直觀的在線調試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標準PLC用戶程序實例，用戶可在標準PLC用戶程序基礎上進行編輯修改，從而方便地建立自己的應用程序。
(5)多媒體技術應用多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數控技術領域，應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等方面有著重大的應用價值。
2.3體系結構的發展
(1)集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規?？删幊碳呻娐稦PGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度。應用FPD平板顯示技術，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優點，可實現超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術，是21世紀顯示技術的主流。應用先進封裝和互連技術，將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來降低產品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統的可靠性。
(2)模塊化硬件模塊化易于實現數控系統的集成化和標準化。根據不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減，構成不同檔次的數控系統。
(3)網絡化機床聯網可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯網，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。
(4)通用型開放式閉環控制模式采用通用計算機組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結構，便于裁剪、擴展和升級，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數控系統。閉環控制模式是針對傳統的數控系統僅有的專用型單機封閉式開環控制模式提出的。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現加工過程的多目標優化，必須采用多變量的閉環控制，在實時加工過程中動態調整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態全閉環控制模式，易于將計算機實時智能技術、網絡技術、多媒體技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體，構成嚴密的制造過程閉環控制體系，從而實現集成化、智能化、網絡化。
3智能化新一代PCNC數控系統
數控系統論文范文6
【關鍵詞】溫度控制；熱計量供熱系統；節能技術對策
供暖體制改革越來越多地受到重視，與供熱收費改革密切相關、互為充分的必要條件就是溫度控制與熱量計量的發展問題，這是節能與環保事業發展的必然要求。在這樣的背景下，計量與溫控技術得到了快速發展。本文針對溫控計量節能技術相關問題及對策進行闡述。
1.應用先進的溫度控制與熱計量技術，實現供熱節能
以我國供暖現狀，采暖能耗指標是同類氣候條件下發達國家的3-5倍，而且供暖效果也遠遠不如，能耗大量浪費的原因中固然有百姓用戶節能意識淡薄、收費體制不能刺激節能，但主要的原因還是因為我們設計、施工與運行管理的落后。筆者認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，提高室內熱舒適度，也就是提高服務質量，再合理地向用戶收費，促節能事業發展。
2.戶內系統和戶外系統相結合，減少能耗
目前有一種趨勢：認為講溫控就是要在室內安裝溫度控制閥，講計量就是在戶內安裝熱量表，至于戶外控制就可以不被重視了。溫控與計量是不是只要針對戶內系統，戶外就可以忽視呢？對于一個戶內控制設備完善的系統（安裝了溫控閥和熱量表），如果沒有相應的戶外控制，很難保證戶內設備正常地工作。如果戶外水力失調嚴重，溫控閥不能工作在正常工況下，壓頭大就會頻繁地開關甚至產生噪音，壓頭太小會始終常開而室內溫度不足；熱量表也可能工作在額定之外的流量下，測量不準確。如果外網不能根據戶內工況變化相應調節，如：水泵不能變頻、壓差不能穩定的情況下，水泵、鍋爐或換熱器的效率也不能保證。如果戶內采取了節能手段，而戶外沒有配合措施，一方面會引起管網水力熱力工況的失調，另一方面室內節省的能量不能體現在熱源的節能上，節能這一根本目的就沒有實現。所以我們認為好的戶內控制一定要與戶外控制相結合。
隨著先進計量、控制設備不斷應用于系統中，分戶計量供熱系統逐步在我國發展起來。從用能的角度看分戶計量供熱的技術能夠有效利用自由熱，提倡用戶的行為調節，以減少能耗；另一方面，從用戶出發它能夠提高室內熱環境的舒適性。在散熱器上安裝溫控閥為實現這些目標提供了有效手段。當溫控閥被設定在某一值時，它可以通過感溫包測量室內溫度，實時調節散熱器流量以符合設定值。如果熱網的運行工況可以最大限度的滿足各個用戶的需求，那么溫控閥控制的散熱器供暖房間溫度就不會出現過冷過熱的情形。但是舒適度因人因時而異，提高用戶的舒適程度不僅要求在設計溫度18℃時保持室溫僅有微小的波動，而且應該盡可能的滿足用戶希望提高室內溫度的要求。
3.溫控計量與集中供熱系統相適應，提高節能效率
我們采取“拿來主義”來消化學習國外的溫控計量技術，包括消化和應用國外的產品，但是外來的產品并不適應我國的現有系統，除了水質問題和管理問題外，還有許技術問題。如：系統末端壓差、系統規模大小、設備工作環境等都存在很大的不同，不做任何改變就應用在一起很難得到正常的效果。如有的示范工程，產品應用效果不好，出現一些問題，廠家就提出要徹底地改變中國的供熱系統，殊不知，對中國這一巨大規模的供熱體系，改變是一個漸進的過程，需要一定的時間，不可能一蹴而就。誰應該去適應誰并不存在一個分明的界限，但是合理的尋求結合點，花最小的投入去獲得最大的回報，這個工作非常重要。
4.熱計量方法
目前，按戶計量熱量使用的方法基本有以下3 種：
一是直接測定用戶從供暖系統中用熱量。該方法需對入戶系統的流量及供回水溫度進行測量，采用的儀表為熱量表。該方法的特點是：原理準確，但價格較貴，安裝復雜，并且在小流量時，計量誤差較大。目前在法國、瑞典等國應用較多。
二是通過測定用戶散熱設備的散熱量來確定用熱量。該方法是利用散熱器平均溫度與室內溫度差值的函數關系來確定散熱器的散熱量。該方法采用的儀表為熱量分配表，常用的有蒸發式和電子式2 種。蒸發式熱分配表的特點是價格較低，安裝方便，但計量準確性較差；電子式熱量分配表的特點是計量較準確、方便，價格比蒸發式熱分配表高，并且可在戶外讀值。
三是通過測定用戶的熱負荷來確定用熱量。該方法是測定室內外溫度并對供暖季內的室內外溫差累積求和，然后乘以房間常數（如體積熱指標等）來確定收費。該方法采用的儀表為測溫儀表，但有時將記憶散熱器溫控閥的設定溫度作典型室內溫度，而將某一基準溫度作室外溫度。該方法的特點是：安裝容易，價格較低。但由于遵循相同舒適度繳納相同熱費的原則，用戶的熱費只與設定的或測得的室溫有關，而與實際用熱量無關，因此，開窗等浪費能源的現象無法約束，不利于節能。目前美國和法國有所使用。
5.實施換熱站監控系統應用
換熱站監控中心（MCC）是整個監控系統的中樞神經，具有整體協調、遠程控制和調度功能。它將采集現場過程的數據，通過通訊網絡（WAN）這條連接各換熱站與監控中心的橋梁和紐帶，對數據進行傳輸。換熱站監控中心（MMC）實現對換熱站的監測、控制、管網分析、故障診斷、報警、報表、打印、歷史數據處理、趨勢顯示等功能，并且對各個換熱站的設備參數進行遠程下載與控制，以確保熱網高效經濟運行。其中控制中心還具有數據庫檢索與分析功能，調度中心把各換熱站采集來的數據存入歷史數據庫，數據庫除供歷史報表打印、數據終端檢索外，還要定期或不定期進行數據分析。
我公司換熱站監控系統現場采集和顯示的數據有：室外溫度、換熱機組一、二次側供回水溫度、壓力，補水流量、軟化水箱及污水池的水位，地面液位信號、循環泵、補水泵的運行狀態、調節閥開度、溫度報警等，以上信號在監控中心都可以實時監視，并且可以對循環泵、補水泵、排污泵、電動調節閥等運行狀態進行實時控制。
換熱站監控中心可采集現場數據、實現對換熱站的監測和控制，管網分析、故障診斷、巡檢人員的考勤情況、打印報表、歷史數據處理、趨勢顯示、實時參數、歷史數據在網上給授權用戶等功能，以及對各換熱站設備參數進行遠傳下載與控制，熱網監控中心可實現循環泵、補水泵、排污泵的啟停等控制，以確保高效經濟運行。
實施換熱站監控系統有兩個主要特點：一是實施熱網監控避免了熱量在輸送環節中的浪費；二是實施熱網監控室溫容易控制，控制手段有自動恒溫控主動調節控制，避免了溫度失調、利用了自由熱、實現了經濟運行，而傳統的集中供熱就難以實現這些控制。新型的集中供暖系統采用了溫控與熱計量技術，就可以提高效率、減少浪費、增加控手段，就可以與新型采暖方式同等競爭，奪回價格優勢，爭取市場份額。 [科]
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