二级过程控制 篇1
特殊钢系统产品升级技改项目是莱钢按照山东钢铁工业调整振兴规划、山钢集团和莱钢“十二五”发展战略,在“十二五”期间进行产品结构调整的重点工程,主要生产高端机械制造用钢、汽车用钢、齿轮用钢、轴承钢等产品。莱钢特殊钢系统产品升级技改项目主要包括对电炉、连铸、轧线进行系统改造。其中电炉主要是从西门子奥钢联引进100t高阻抗超高功率EAF电弧炉。SIEMENS VAI电炉二级系统是一个过程管理系统,用以控制、监视、优化电弧炉的生产过程,贯穿从生产计划到出钢水的各阶段。生产过程中,电弧炉二级系统通过各种二级模型为电弧炉各阶段的生产提供在线支持,主要目的是使钢水质量达到生产计划的要求。
1 二级系统过程模型功能
熔化过程的冶金学模型,由提供商基于物理、化学和热力学关系开发。
基于废钢原料的、铁水的和DRI输入的电炉生产过程,可以使用模型,过程控制的基础要素包括质量平衡和冶炼热平衡。
执行过程监控模型,可使内部计算同步于过程。监控模型监视工艺处理过程的状态,确定各处理阶段的转换,提供操作指导,向一级自动化发送设定值,启动各种作业,并在需要时启动计算模型。各阶段使用过程模型见表1。
2 过程模型
2.1 装料模型
装料计算模型依据生产计划和目标钢种,来确定原料斗的装料设定,主要用于:装料计算,为不同钢种分配计划,确定装入料斗的原料,考虑铁水装入或者DRI注入,确定最优成本的物料组合。装料模型的主要功能如图1所示。
在EAF的冶炼之前有充足的时间进行上料计算,为了确定废钢斗装货时间和使废料准备好,上料计算必须由操作员开始。
该模型具备以下特点:
(1)目标出钢重量、计划的钢成分和电炉的工厂实际以及上料废钢斗的数量都被考虑作为模型输入。
(2)根据选择的标准桶装货计划,按分层堆积的顺序计算废钢料种类和重量。
(3)根据需要上热的金属料,在废钢钭中添加固定的碳或石灰。
(4)在电炉冶炼开始之前和出钢以后计算热炉壳的重量。
(5)使用最优的废钢组合模式。
(6)计算化学元素的配重。
2.2 脱硅模型
脱硅模型计算出钢前的吹氧量,以达到目标硅含量。
模型考虑废钢在熔融过程中的氧化,并且考虑在脱硅期间和脱胿后的起渣过程中,在热力学作用下,氧气与硅、碳、锰、铬之间的反应。
2.3 加热模型
加热模型是在EAF冶炼过程期间提供处理的控制和温度监控的功能,考虑能量输入和损失,控制炉子和钢包的热量和能量的状况。在这一模型的支持下,整个操作过程,操作员可以获知当前钢液温度和剩余的加热时间。
整冶炼过程的热量模型:确定质量和能量平衡;运用物理或者化学反应热量动态守则;考虑化学反应热量和上料材料的熔化能量;考虑影响熔炉热量平衡的非循环事件。
热量模型的主要组成部分如图2所示。
在质量和能量平衡的基础上进行加热模型的计算。所有的能量输入和损耗都被考虑其中,运算法则运用物理、化学反应的热量动态守则。模型参数用来考虑过程中不可测量的因素。加热模型包括两部分:
(1)非循环计算。
加热模型的非循环部分需要考虑在所有工位上关系到质量和能量状况的所有非周期事件对处理过程的影响。具体包括以下几部分:上料的废料斗,用于热量平衡更新、废料斗溶解部分的所需能量的估算;温度测量,用于熔池能量根据被测量的温度及时改正;附加材料,用于上料材料的熔毁能量计算并且修正重量平衡;改变的目标温度,根据新的目标温度设定对能量的剩余输入量进行修正。
(2)循环计算。
为实现循环计算,所有相关能量输入和冷却水循环的测量值都要周期地从一级传送给二级,另外还要考虑物料间化学反应产生的热能。加热模型循环数据的输入参数:电能输入,气体、氧气和碳消耗量,冷却水损失,废气和尘土损失,表层热能损失,由炉盖升降和摆动造成的损耗。
循环热计算结果:熔化上料材料和到达目标出钢温度所需的电能输入量、净熔池能量、炉壳温度和出钢剩余时间。
2.4 合金模型
合金模型是在出钢期间进行计算的(用于生产不锈钢种),主要用于:计算冶炼合金钢种所需合金料的类型和重量(即FeMn,FeSi);检测实际熔池条件(温度、重量),进行合金料分析;定量合金料;执行成本最优化控制;在合金钢生成以后进行钢液和钢渣的分析。
合金模型的功能如图3所示。
每一炉合金钢生产后,都要进行合金钢的分析,检测是否达到成分要求的指标值,这些指标值在钢品种列表中都有明确定义。取样的目的是为了得到合金钢成分的实际分析参数。如果二级系统没有与实验室的数据进行通信链接,实际钢样本的分析参数必须由操作人员手动输入。模型需要知道实际的钢温等相关信息。
在出钢之前,模型开始对炉内的钢进行分析计算,计算到达目标钢种所需的合金的成分数量,对合金材料进行分析并且要考虑合金材料的特定损耗。
如果使用多种合金材料,就要考虑这些合金材料如何合理配置,达到节省成本的目的。在操作员确认以后,所有模型结果在热数据库被存放,以便以后进一步使用,并且发到一级自动化系统。
3 结语
SIEMENS VAI电炉二级系统过程模型是二级控制系统的目的和核心,现有二级系统还须结合现场应用结果进行不断调整和优化,进一步提高冶炼水平和钢水质量。
莱钢电炉项目使用的SIEMENS VAI电炉二级系统的上料模型、脱硅模型、加热模型、合金模型等过程模型,代表电炉炼钢的过程控制世界先进技术。通过该系统可实现节能、高效、低耗经济冶炼的目的,缩短冶炼周期,改善钢水质量,并且可优化升级。
参考文献
[1]祁少阳.电炉电极调节控制系统[J].机械管理开发,2010,25(1):105-106
二级过程控制 篇2
1 山区二级公路选线的原则
1.1 地形选线原则
在进行公路路线选择的时候必须要保证具备横面合理、总面平衡以及平面顺势的效果, 这就是按照地形进行选线的原则。由于山区的地形具有起伏不断的特点, 所以使得公路选线难度比较大。如果在公路选线的过程中能够对地形进行充分合理的利用, 并且实施巧妙的布局, 就能够保证非常优良的选线效果。在实施地形选线的过程中, 必须要注意以下两个方面的问题:首先要对公路的工程量进行控制, 使工程对环境的破坏作用能够降到最低。其次, 在具体的选线过程中不仅要对地形的高指标进行考虑, 同时还要对破坏环境的程度、工程量的大小以及工程造价等进行考虑。
1.2 地质选线原则
在针对山区二级公路上进行选线的时候, 需要对所选路线的水文地质条件进行充分的考虑, 这就是所谓的地质选线原则。在山区不同的部位通常具有差异较大的水文地质条件, 如果在针对二级公路进行选线的时候选择了较差的地质区域, 不仅会使公路的施工难度大大的增加, 同时也无法使二级公路的运行安全得到充分的保障, 在初步敲定所选线路之后, 必须要采用物探探测的方式针对线路进行全线探测, 如果线路经过的某地区的地质条件不良, 就必须要去重新调整选线, 这样才能够保证二级公路全线的地质条件符合相关的标准[1]。
1.3 安全选线的原则
在进行山区二级公路工程建设的时候必须要保证整条公路的运行安全, 因此安全问题是山区公路设计和施工当中最为关键的一个问题。所以在针对二级公路进行选线的时候, 必须要严格按照安全的原则进行选线。在公路选线的时候不能够选择位于滑坡塌陷, 动土以及泥石流等发生频率较高的线路上。必须要尽量的避开具有较高危险性的地段, 如果实在无法避开, 必须要针对该路段实施全面的安全防护设计, 而最终使二级公路的运行安全得到有效保障。
1.4 环境保护的选线原则
由于山区具有十分复杂的水文条件和地质条件, 因此存在着比较脆弱的生态环境, 如果在公路工程建设过程中大量的砍伐树木或者过多的开挖山体, 很容易破坏到当地的生态环境, 所以在具体的选线过程中必须要保护山体的生态环境。除此之外, 司机的视线很容易受到线路两旁环境景观的影响, 所以在选线的过程中, 还要保证能够使司机的行车视线要求得到充分的满足[2]。
1.5 经济选线的原则
相对于平原地区而言, 山区的公路建设往往耗资巨大, 具有比较高的造价, 同时还要求更高、更加先进的技术。所以在针对山区二级线路进行选线的时候, 必须要对二级线路的总造价予以充分的考虑, 同时要对线路可能会对当地造成的经济影响进行综合性的评定, 比如可能会带动当地的运输业农业以及旅游业的发展。总之, 在针对二级山区线路进行选线的时候, 注意要立足于沿线经济发展以及造价成本等两方面对其实施综合性的评定, 最终能够将具有较高整体经济效益的线路确定下来。
2 山区二级公路选线的要点
2.1 技术指标
2.1.1 必须要选择顺舒、均衡以及连续的平面线形, 并且要保证公路选线充分地适应地形和地物, 保持与周围环境之间的协调性;除了要使汽车行驶力学上的要求得到满足之外, 还应该使乘客和驾驶员心理和视觉上的要求得到满足, 保证连贯与均衡的平面线形;要想使车辆在一条公路上可以实现以均匀的速度形式, 同时还必须要保证具有连续性的线形, 不能够发生技术指标突变的现象。要防止出现急弯的线形, 这样非常容易带给驾驶员不便, 同时也会影响到乘客的舒适性。在具体设计的过程中应该将满足规范要求的缓和曲线或直线加入到曲线当中。要保证具有足够长度的平均线, 如果平曲线比较短, 在曲线上行驶的汽车就会由于过短的行驶视觉而无法及时有效的调整驾驶操作, 所以必须要对平曲线的最小长度进行控制[3]。
2.1.2 在选择直线的时候需要注意以下几种直线适用条件: (1) 地物或者地形等完全不会影响到路线的山区的坝区; (2) 为了将构造物长度缩短, 并且方便施工, 从而将有利的引道条件创造出来; (3) 处于平面交叉附近的位置, 为了能够保证具有较好的通视条件和行车条件; (4) 以一定的间隔为根据将一定长度的直线设置在双车道公路当中, 从而将较好的超车路段提供出来。
2.1.3 作为常用的平面设计线形要素, 圆曲线在二级公路选线当中非常重要。在公路选线当中需要将其超高加宽值和半径值确定下来。
2.2 线路安全问题
相对于平原地区公路的直线线形而言, 山区二级线路的线形设计具有很大的不同之处。如果设计不合理, 势必会导致留下非常大的安全隐患。通常在针对山区二级公路线路进行选线的时候, 都会采用线性组合、纵坡度、直线等设计方式。如果线路设计不合理, 司机在行车的过程中会由于直线道路太长或者单调的景观而产生视觉疲劳的情况, 如果有紧急情况或者警示牌突然出现, 司机往往无法及时的反应过来, 因此非常容易导致发生安全事故。
要想使这些安全问题得到有效的避免, 并且将更加安全舒适的行车环境提供给司机。在针对山区二级公路进行选线的时候, 要尽可能的避免采用直线设计的形式, 并且要尽量采用平曲线线形。如果选用平曲线线形作为公路线形, 要最大限度的保证公路线形能够使车速的连续性得到满足[4]。在针对需要降速的路段进行设计的时候, 需要选择非常明显的标志警告提示。与此同时, 要保证尽量合理的曲线偏角和半径, 从而使曲线线路的流畅和缓和得到保证。在设计中坡的时候, 要最大限度地采用较大半径的竖曲线和较小的坡度;必须要使线形组合设计当中连接部位的圆滑和流畅得到保证, 要尽可能的防止出现急转弯的情况, 从而使司机的行车安全得到保证。总之, 在针对线形进行设计的时候, 必须要保证公路选线的安全性, 设计人员要严格遵守以人为本的设计理念, 从而将最安全舒适的行车路线选择出来。
3 结束语
要想使山区二级公路能够将自身的作用充分的发挥出来, 就必须要针对山区二级公路进行科学合理的选线, 充分的满足安全、环境以及经济等各方面的要求, 只有对所有会对选线产生影响的综合性因素进行充分的考虑, 并且对新技术进行积极的运用, 才能够使山区二级公路选线的科学性和实用性得到保证。
摘要：我国的公路建设现在取得了非常大的成就, 现在公路交通在我国正处于提升质量以及扩大规模的高速发展时期。然而我国公路交通具有比较薄弱的基础。在总体上我国的公路建设还不能够与社会经济发展和人民生活的需求相适应。公路选线对于公路交通而言具有十分重要的意义, 其是整个公路建设能否成功的关键, 所以受到了人们的普遍重视。文章针对山区二级公路选线的控制要素进行分析和介绍。
关键词：二级公路,选线,控制要素
参考文献
[1]曾舜, 李永斌.山区二级公路选线及改建工程保通方案研究[J].交通科技, 2011 (3) .
[2]张竟, 成林枫, 吴佳珊.浅谈我国山区二级公路的选线[J].城市道桥与防洪, 2008 (8) .
[3]李洪林, 赵庆云, 海亮.我国山区二级线路选线中出现的问题及处理方法[J].硅谷, 2011 (4) .
二级过程控制 篇3
[关键词]二级管理体制 教学管理 系部过程性考核
[作者简介]耿春霞,女,本科,副教授,研究方向为机械工艺、教学管理。
由于近几年高职院校的快速发展,原有的管理体制已不能适应现有规模,开始尝试二级管理体制的管理模式。学校下放管理权限,管理重心下移。在教学管理上由原来的横向管理向纵深发展,通过一定的激励机制和宏观调控,尤其是系科教学管理过程性评价考核的推行,使系部及各专业的工作既不偏离学校的中心工作,又有一定限度的自主权限。系部工作的出发点、归宿点以学校大局为重,保证教学工作有序运行、健康发展。
一、教学工作二级管理的现状模型
教学工作二级管理的现状模型如下:
二、二级管理体制的优势、弊端
1.优势。二级管理体制使学校办学重心下移、管理权限下放。在学校的统一规划和领导下,系部成为相对独立的办学实体,使学校一级立足宏观,把握全局,对政策机遇、市场机遇、时代机遇等进行研究,确立发展目标和发展途径,实施目标管理,有助于提高管理的科学性。
2.弊端。从模型图中可以看出,普通教师要在具体的课堂教学实施中贯彻落实校行政和上级主管部门的精神,中间至少经过以下环节,即:校行政(上级主管部门)——教学管理职能部门(教务处、督导处、科研处)——系科(系主任、教学主任)——教研室(主任)——教师,管理跨度过大,有一个环节传达不准确,就势必会造成执行的偏差。同样,教师教学质量的检验、在教学中出现的事故、遇到的困难等信息,若通过正常渠道逐级上报,也会造成信息不准确,反应缓慢。
三、实施过程性评价的具体内容
1.计划管理的评价。系部根据教学职能的工作计划制定本系的教学工作计划,各系的人才培养方案经市场调研、专家论证、经学校审批确定后,任何部门或个人不得随意变动,各专业的课程、课时的安排均需依照此执行,凡需要增加、删减、调整课程的,必须严格履行审批程序。定期检查教学计划、教研室工作计划的执行情况,并予以客观公正的评价。
2.教学运行管理的评价。内容包括:教学秩序的检查与监控情况;教材的征订与使用情况;组织和开展本系课堂教学的改革情况;制定本系实训、实验室、多媒体等场馆的使用计划,并负责管理的情况;实训教学的组织管理情况;教师教学资料的检查、记录、汇总情况;本系日常教学管理出现的问题或事故的处理及上报审批备案情况;本系学生成绩的登记、录入、核对、公布、查询、汇总等工作;配合教学职能部门专项检查完成情况;组织本系学生参加各级各类技能等級考试的报名、考试等情况。
3.教学基本建设的评价。内容包括:本系各专业年度建设方案的制定及上年度的总结情况,本系各专业评估材料及评估准备工作完成情况,本系开展专业知识讲座情况,实践教学基地建设的规划情况,本系各专业师资队伍建设规划情况。
4.教学管理组织评价。内容包括:召开教学管理、经验交流等方面会议,相关会议记录、宣传情况;负责教学的系领导定期听课、学习、调研情况;及时传达参加各种教学会议精神,并贯彻落实的情况;正常开展本系的教研活动,总结教学改革经验等情况。
5.教育教学研究成果评价。本系教师科研论文发表情况,开展课题研究、校本教材开发情况,参加各级各类竞赛获奖情况等。
四、量化考核手段
1.教学管理职能部门考核。计划管理的评价、教学基本建设的评价、教育教学研究评价等由教学管理职能部门量化考核。
2.系部参与评价,系科之间互评。如教学常规资料(教案、听课记录、授课执行情况、四表一志),各教研室每月检查一次,各系抽签互查,教务处抽查,量化评分以互查和抽查各占50%的比例进行。采取这种方式可以给系部留出提出质疑的时间,允许系部申诉与辩解,防止矛盾过于集中,引起职能部门和系部的对立。
3.系部量化考核。制定了详细的系科月度累计积分考核表,内容涉及教学常规、专业建设、课程改革、师资队伍建设、校企合作、社会培训等各个方面,采取量化考核的方式,使系科之间的排名有数据依据。
五、实验结果体会
二级管理体系实现了分级管理,组织共同分担了学校发展的责任,破解了学校在快速发展中产生的种种难题。体现了以人为本的管理本质,客观、公正、及时地评价系科工作。采用量化过程管理,做到了对教学管理每个环节的控制,从而构成了项目控制的完整性,提升了管理效率。量化考核采用了抓重点、抓难点的方法,避免了眉毛胡子一把抓。把教学管理的重要环节转化为核心指标,把教学管理过程中的难点转化为考核指标,把教学管理中需要加以引导的转化考核指标。在过程管理中,我们不但注重了过程的有效性,还注重了过程的效率,对过程的每一个节点进行效率评估,为修正评估指标提供依据。
通过对正在实施的教学过程性考核评价的试验研究,以及系部量化考核制度的制定,使各系之间形成了你追我赶的竞争局面,及时找出本系工作的薄弱环节,集中精力组织攻克难关。量化考核也可以随着学校中心工作的转移不断进行变化,作为学校工作重点的指挥棒,更好地为本校的教育教学管理服务。
参考文献:
[1]王玉宝.高职院校建立院、系二级管理体制的几点思考[J].辽宁农业职业技术学院学报,2006,(9).
[2]吴静.高校二级管理模式下宏观调控实现方式探析[J].中国高教研究,2005,(5).
[3]罗明喜等.高职院校教学二级管理模式的研究与实践[J].经济师,2007,(3).
二级过程控制 篇4
《建设工程施工管理》是每个二级建造师的必考科目，掌握二级建造师考试施工管理考点，对于知识点的融会贯通至关重要。学尔森二级建造师考试频道特地整理二级建造师考试考点，本文为：2018年二级建造师《施工管理》考点讲解：2Z104033施工过程的质量控制，希望能助各位二级建造师考生一臂之力!2Z104030 施工质量控制的内容和方法
2Z104033 施工过程的质量控制
一、技术交底
项目开工前应由项目技术负责人向承担施工的负责人或分包人进行书面技术交底，每一分部工程 开工前 均应进行作业技术交底。(学尔森二级建造师频道整理施工过程的质量控制)技术交底书应由施工项目技术人员编制，并经项目技术负责人批准实施。
技术交底的形式：口头、书面、会议、挂牌、样板和示范操作
二、测量控制
项目开工前应编制测量控制方案，经项目技术负责人批准后实施
在施工过程中应对设置的测量控制点线妥善保护，不准擅自移动。
施工过程中必须认真进行施工测量复核工作，复核结果应报送监理工程师复验确认后，方能进行后续工作。
三、计量控制
内容包括施工生产时的投料计量、施工测量、监测计量以及对项目产品或过程的测试、检验、分析计量等。
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四、工序施工质量控制
施工过程的质量控制，必须以工序质量控制为基础和核心(学尔森二级建造师频道整理施工过程的质量控制)工序施工质量控制主要包括工序施工条件质量控制和工序施工效果质量控制。
1.工序施工条件控制
各生产要素和生产环境条件合格
2.工序施工效果控制
按有关施工验收规范规定，下列工程质量必须进行现场质量检测，合格后才能进行下道工序：
(1)地基基础工程
1)地基及复合地基承载力静载检测。
2)桩的承载力检测。
设计等级为甲级、乙级的桩基或地质条件复杂，桩施工质量可靠性低，以及采用新桩型、新工艺的桩基，检测数量标准：不少于3根，不少于桩总数的1% 3)桩身完整性检测。
检测数量不少于总桩数的10%(2)主体结构工程
1)混凝土、砂浆、砌体强度现场检测。
混凝土：按统计方法评定，同一强度等级的养护试件留置数量不少于10组，非统计方法不少于3组
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梁类、板类构构件，检测数量不少于2%且不少于5个
3)混凝土预制构件结构性能检测。
(3)建筑幕墙工程
(4)钢结构及管道工程
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《建设工程施工管理》是每个二级建造师的必考科目，掌握二级建造师考试施工管理考点，对于知识点的融会贯通至关重要。学尔森二级建造师考试频道特地整理二级建造师考试考点，本文为：2018年二级建造师《施工管理》考点讲解：2Z104033施工过程的质量控制，希望能助各位二级建造师考生一臂之力!
五、特殊过程的质量控制(学尔森二级建造师频道整理施工过程的质量控制)1.选择质量控制点的原则
质量控制点的选择应以那些保证质量的难度大、对质量影响大或是发生质量问题时危害大的对象进行设置。
选择的原则是：对工程质量形成过程产生直接影响的关键部位、工序或环节及隐蔽工程;施工过程中的薄弱环节，或者质量不稳定的工序、部位或对象;对下道工序有较大影响的上道工序;采用新技术、新工艺、新材料的部位或环节;施工上点击【二级建造师学习资料】或打开http:///category/jzs2?wenkuwd，注册开森学（学尔森在线学习的平台）账号，免费领取学习大礼包，包含：①精选考点完整版 ②教材变化剖析 ③真题答案及解析 ④全套试听视频 ⑤复习记忆法 ⑥练习题汇总 ⑦真题解析直播课 ⑧入门基础课程 ⑨备考计划视频 无把握的、施工条件困难的或技术难度大的工序或环节;用户反馈指出和过去有过返工的不良工序。
2.质量控制点重点控制的对象
(1)人的行为。
(2)材料的质量与性能。
(3)施工方法与关键操作。
(4)施工技术参数。
(5)技术间歇。
(6)施工顺序。
(7)易发生或常见的质量通病。
(8)新技术、新材料及新工艺的应用。
(9)产品质量不稳定和不合格率较高的工序应列为重点，认真分析、严格控制。
(10)特殊地基或特种结构。
3.特殊过程质量控制的管理
除执行一般过程质量控制的规定外，还应由专业技术人员编制作业指导书，经项目技术负责人审批后实施，发现异常时，应立即停工，召开现场分析会，查明原因，制定对策
六、成品保护的控制
成品保护的措施：
防护、包裹、覆盖、封闭
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二级过程控制 篇5
关键词：协调二级电压控制,无功耦合,分区,合作博弈,纳什均衡
0 引言
电力系统的电压控制,是保障电网安全可靠运行,提高系统经济性的重要手段。分级电压控制自20世纪70年代由法国电力公司提出[1],已被意大利、西班牙等国采用[2]。随着系统规模的扩大及广泛互联、计算机与通信技术的发展,国内多数区域级、省级电网均已建设了自动电压控制(AVC)系统[3,4,5]。
AVC采用分级电压控制模式[6],其中二级电压控制(SVC)根据三级电压控制(TVC)下达的先导节点电压值,以预定的协调规律改变一级电压控制(PVC)控制器的设定参考值,其响应周期为数十秒到几分钟。为了提高控制的效率,减少由局部通信故障引发的控制失误,SVC常将全网划分为多个区域。但SVC各控制分区间的耦合会劣化控制效果,引发控制振荡。
目前很多研究注重通过合理分区以减少区域间无功耦合,或评估区域外控制手段对本分区的影响并作补偿控制。文献[7]介绍了基于在线软分区的二级电压控制,根据实际运行状态进行动态分区可以最大程度地减少耦合水平,该方法已在江苏等省级电网实施。文献[8,9]分别采用外网Ward等值,引入联络线无功潮流变化量,来计及区域外电压控制的影响,但无法适应动态分区,且需要附加测量信号。文献[10]通过厂厂协调的二级电压控制和无功校正解决强耦合电厂无功出力不均衡的问题,是一种先控制再校正的方法,且不针对区域间的协调问题。文献[11]基于控制中心主站系统在线分区的协调二级电压控制(CSVC),建立各分区间的非合作博弈模型,仿真表明以纳什均衡作为控制策略能够有效减少控制的超调和振荡,但没有理论上证明该模型存在纳什均衡,均衡策略也不能保证是帕累托有效的。
博弈论作为研究利益关联的理性主体优化决策的理论,在电力系统等工程领域的应用日益广泛[12]。文献[13]为协调无功电压控制的经济目标和安全目标,将两个目标作为博弈的参与者,轮流给出决策直至博弈到达均衡。该方法适用于不同安全约束的多目标电压控制问题,降低了问题的模型规模和求解难度。文献[14]建立了省地两级电网协调电压控制的博弈收益函数模型,以收益函数的权系数作为策略,形成不同合作的策略空间;揭示了省地两级电网电压控制协调的机理,分析表明合理的电压考核指标有利于使省地两级的个体占优策略符合全网的趋优控制。
合作博弈较少被提及,但近年来重新成为学界研究的重点[15,16,17],它注重效益和公平,研究博弈主体如何达成一致协议及联盟的形成和利益分配。相比非合作博弈从微观层面研究策略如何产生,合作博弈则是宏观层面的理论。无功耦合为SVC各电压控制分区的协调带来了可能性,将分区视为理性的博弈主体,形成有效、稳定的合作,从而能够既考虑区域外控制的影响,又优化控制效果。
1 理论基础
1.1 博弈论基础
本文将建立二级电压控制的合作博弈模型(MSVC),为此,先给出博弈论的一些知识。一个博弈至少要有博弈参与者(博弈主体)、策略和收益(效用),n人博弈的参与者集合用N={1,2,…,n}表示,Si(i∈N)表示第i个参与者的策略集,u=[u1,u2,…,un]为在某一策略组合s=[s1,s2,…,sn]下参与者的收益向量。在非合作博弈中有一个重要的概念,即纳什均衡。
定义1:对于一个给定的n人策略式博弈,称策略组合s*=[s1*,s2*,…,si*,…,sn*]为一个纳什均衡,当且仅当si′∈Si,si′≠si*,i∈N时有下式成立:
合作博弈中联盟的概念更为关键。设N={1,2,…,n}表示为n个参与者形成的集合,N的任意一个非空子集C称为一个联盟。视空集Ø为一个特殊联盟,则n个参与者能形成2n个联盟,所有联盟的集合记为{C}。
定义2:给定N={1,2,…,n},n人合作博弈的特征函数是定义在2n上的一个实值集函数v,v:2n→R,且满足v(Ø)=0。其中,v(C)表示联盟中各参与者通过合作能够得到的最大收益。
对不可转移效用且具有联盟结构的合作博弈,本文作如下定义。
定义3:有限参与者N上的一个联盟结构是一个二元组(N,Cset),其中Cset={C1,C2,…,Cm},1≤m≤n,满足式(2)和式(3),则称Cset是N的一个剖分[18]。
将三元组(N,v,Cset)称为一个具有联盟结构的博弈,其收益量可表示为:
Cset符合个体理性当且仅当xi≥v(i),i∈N。
图1以n=3的情况为例,说明参与者合作博弈的过程。在这里,剖分的联盟之间进行非合作博弈,且效用在参与者之间是不可转移的。
1.2 CSVC
在二级电压控制中,先导节点是区域内的少数节点,通过将这类节点的电压调整至设定值,整个区域内节点的电压偏离最小[19];可控发电机是区域内无功出力可调的发电机。CSVC通过求解式(5)的最优化问题[1,3],协调区域内的无功控制手段,将先导节点电压调整至设定值附近。
式中:ΔUg(i)为第i个控制分区可控发电机机端电压增量向量,为决策变量,可根据工程需要用可控发电机无功出力调整量向量代替;fi(·)表示目标函数,通常是一个关于ΔUg(i)的二次型函数;Ai为线性不等式约束的系数矩阵,由灵敏度矩阵构成,取决于网络结构与参数;bi为线性不等式约束的常向量,代表决策变量的边界条件。
2 数学模型
2.1 博弈要素分析
1)博弈参与者
设二级电压控制系统包含n个分区,将分区Ai,i∈{1,2,…,n}视为理性的博弈主体,全体参与者的集合记为NA={A1,A2,…,An}。
2)参与者的策略
以分区Ai内可控发电机无功出力调节量ΔQg(i)为策略,策略集Qi,i∈{1,2,…,n}必须是非空向量集合。
3)参与者的效用
参与者Ai的效用取决于全体参与者的策略组合ΔQg,用式(6)的二次函数描述。
式中:Wp和Wq分别为电压调节项和无功协调项的权系数;a为控制增益,本文取1;Vp(i)和Vrefp(i)分别为区域i(分区)先导节点电压测量值和设定值;ΔQg(i)和ΔQeg(i)分别为区域内、区域外可控发电机无功出力调整量向量;Cpg(i)为区域i内先导节点电压幅值关于区域内可控发电机无功出力调整量的灵敏度矩阵;Cepg(i)为区域i内先导节点电压幅值关于区域外可控发电机无功出力调整量的灵敏度矩阵;θg(i)为区域i的无功协调向量,其第j个分量满足式(7),其中,IAi为区域内可控发电机的指标集,Qg(j),分别为第j台可控发电机的无功出力当前值、上限和下限,ΔQg(j)为ΔQg(i)的第j个分量。
式(6)等式右边第一项描述将先导节点电压幅值偏离参考值的程度,第二项描述区域内可控发电机的协调水平,包括无功裕度和无功出力的均衡程度。
2.2 策略的确定
给定一个N的剖分Cset,Cset中的元素是由某些参与者组成的联盟,联盟内所有参与者有共同的目标,它们通过求解式(8)的最优化问题来寻找最优反应(即确定策略)。
式中:为全网可控发电机高压侧母线电压单步最大调节量;分别为全网可控发动机高压侧母线电压的上限、下限;分别为全网先导节点电压的上限、下限;CHg(k)和Cpg(k)分别为全网高压侧母线、先导节点电压幅值关于区域k(联盟内的分区总合)内可控发电机无功出力调整量的灵敏度矩阵;CeHg(k)和Cepg(k)分别为全网高压侧母线、先导节点电压幅值关于区域k外可控发电机无功出力调整量的灵敏度矩阵;分别为区域k内可控发动机无功出力上、下限。
式(8)中与式(6)类似的符号含义也近似,只是将区域的含义从单个分区扩展为联盟内分区的总合。图2直观地给显示了各灵敏度矩阵的物理意义。图中,Vg1至Vg4分别为发电机1至4的电压,VH1和VH2为高压侧母线电压,Vp1和Vp2为中枢节点电压,Cpg(1),1,CHg(1),2,CeHg(1),2,Cepg(1),2为相应矩阵中的对应元素。
由式(8)目标函数的Cepg(k)ΔQeg(k)项可知,任意一个联盟Ck,Ck∈Cset做决策时,考虑了其余联盟的影响;约束条件的CeHg(k)ΔQeg(k)和Cepg(k)ΔQeg(k)项表明各联盟的策略互相制约,使得策略空间内的任意可行策略组合均不违背全网的安全约束。
模型的主要参数是电压关于无功增量的灵敏度矩阵,将拓展的潮流代数方程(式(9))求偏导便可以得到如式(10)所示的有功功率和无功功率关于相角和电压幅值的灵敏度关系。
式中:S为潮流方程雅可比矩阵的增广矩阵;其他变量的含义详见文献[20]。
借鉴PQ分解法,并对不参与控制的发电机PV节点、无功调节达界的控制发电机节点进行特殊操作[19],最终能够得到式(8)所需要的灵敏度矩阵。
考虑式(8)的目标函数的权系数,用标幺值表示时,电压调整项和无功协调项的数值尺度存在差异,且两个目标存在一定程度的矛盾,如当电压参考值较大,要求无功出力增加,而无功协调项则一味要求减少无功出力。合理选择权系数,对高效的控制尤为重要。
对多个案例进行试验,改变Wp/Wq的取值,分别计算均衡策略下全网总的效用值,发现效用值关于权系数比值的变化有固定的模式(见附录A图A1):随着Wp/Wq的增加,无功协调项、电压调整项的值近似单调递增、递减。这验证了两者是存在矛盾的。根据工程需要,比如为了将先导节点控制到偏离设定值不超过±0.1%,应取Wp/Wq>400左右。在下文的算例中,该值取为500。
3 求解合作博弈
合作博弈的内涵是,n个原本独立的SVC分区均利用区域间的耦合性,理性地寻找其他分区结成的联盟以改善控制效果。合作博弈的求解,本质上是SVC分区方式的寻优。
3.1 纳什均衡存在性
为求取稳定且唯一的策略,令联盟之间进行非合作博弈。根据式(8)可写出非合作博弈的描述式G(Cset;Q1,Q2,…,Qm;-f1,-f2,…,-fm),其中,Qk,k∈{1,2,…,m}为第k个参与者的策略集,-fk为收益函数,m为剖分Cset里联盟的数量。此博弈纳什均衡存在性的证明详见附录B。以纳什均衡作为电压控制策略组合,可使得在均衡策略下,任何联盟无法通过单独改变策略来提升自身效益。
3.2 求解算法
求解合作博弈,即寻找一个符合个体理性的N的剖分(定义3),算法描述如下。
步骤1:首先找出N所有剖分的集合{Cset}。
步骤2:对Cset∈{Cset},求解非合作博弈子问题G(Cset;Q1,Q2,…,Qm;-f1,-f2,…,-fm),用均衡策略组合(ΔQ*g(1),ΔQ*g(2),…,ΔQ*g(m))确定各参与者收益xi,i∈{1,2,…,n}。
步骤3:以所有参与者不结盟方式下每个参与者的效用v(Ai),Ai∈N为基准,检验其他剖分是否满足个体理性,仅保留符合个体理性的剖分。
步骤4:若不存在满足个体理性的剖分,则保持各分区独立的状态;若存在多个可行的剖分,以全局效益最佳的剖分Cs*et作为唯一解。
算法要求罗列出N所有可能的剖分,这是合作博弈本身的特性决定的,由于实际电网分区数量通常只有数个,枚举法仍是可行的,并且每个剖分的计算不存在先后关系,必要时采用并行计算能够节省大量时间。步骤2必须求解一个非合作博弈子问题,可以证明纳什均衡的存在性,且数值实验表明,通过各联盟轮番决策的迭代方法,可以在几次循环内找到该问题的纳什均衡,而每次决策只需要求解一个二次规划问题,算法稳定。令C中的各联盟进行非合作博弈,一方面可以考虑区域外的无功耦合,另一方面纳什均衡可以保证下发策略的说服力和稳定性。
4 仿真算例
以图3所示的IEEE 39节点系统为例,验证MSVC的有效性。将全网划分为三个分区,分区信息和各分区先导节点、可控发电机信息如表1所示。
4.1 负荷恒功率控制效果
开始系统运行在初始状态,对系统以网损最小为目标运行最优潮流,即TVC。最优潮流以可控发电机的有功功率和电压为决策变量,负荷功率恒定。当可控发电机有功功率调整结束之后,系统可控发电机无功功率初值及电压幅值如表2所示,同时给出了各发电机无功功率的上下限[21]。
二级电压控制的目标是协调无功控制手段(本文考虑可控发电机),将先导节点28,7,20的电压调整到TVC下达的设定值1.059(标幺值),1.037,1.015附近。
在算例三分区系统的合作博弈模型里,所有剖分为:
其中,Cset1表示每个参与者单独行动,Cset5表示全局优化,其余剖分是不同形式的合作。根据3.2节算法求取每个剖分下参与者的效用值如表3所示。
注意到以式(6)描述效用时,越小的值代表更好的控制效果,从表3可以获得以下结论:1以Cset1为基准,Cset3可以使每个参与者的效用得到提升,符合个体理性,其他剖分则不是合作博弈的解;2Cset5表示的全局优化,虽然必定使得全局效用最佳,但劣化了A3的效用,是不具有说服力或者不稳定的。
以Cset3作为合作博弈的解,根据策略组合修改可控发电机励磁调节器电压参考值,进行PVC,并与考虑区域间无功耦合的CSVC(即Cset1,记为CSVC*),以及不考虑分区耦合的CSVC两种控制方法做比较。恒负荷电压控制效果对比图如图4所示。图中,Vref28为母线28的电压参考值。可知,普通的CSVC因为没有考虑无功耦合,区域间的控制策略交互影响,经过多次控制仍然达不到稳定状态,且偏离参考值较大,甚至可能违背安全约束;CSVC*能够在两次控制之后稳定下来,但电压幅值偏离参考值也较大,在本算例中是0.2%左右;MSVC能够以较少次数的控制,将先导节点电压幅值调整到非常接近参考值的水平,是高效且稳定的。这意味着,在分级电压控制体系中,TVC最优潮流的优化结果在SVC中得到了更好的协调和执行。
图5对比了MSVC与CSVC*的无功协调性能,SVC下区域1的三台发电机30,37,38无功出力水平均降低,无功备用提升;区域2的31,32,39号发电机无功出力更为均衡;区域3的发电机无功备用提升与出力均衡都有一定程度的改善。由合作博弈的机理可以知道,这种改善(至少不劣化)在任何情况下对每一各参与主体都是必然的。
4.2 多断面时域仿真
实际运行中,负荷是不断波动的,TVC每几十分钟下发一次先导节点电压参考值,SVC的周期则为几十秒到几分钟。在测试系统中,观察1h内SVC在MSVC与CSVC*的控制下差异,两种控制均每5min动作一次。在1h的仿真时段内,全网无功负荷增长曲线已知(见附录A图A2)。
多断面时域仿真电压对比图如图6所示。
可知,不进行控制时,先导节点28,7,20的电压随无功负荷增长而降低,最大下降超过2%。使用基于合作博弈的MSVC方法,相比CSVC*得到的电压曲线更加平缓,电压水平在TVC周期内均更接近于设定值。
在TVC控制周期的末端,MSVC与CSVC*下的PV曲线如图7所示,可知,MSVC可以使电压稳定裕度提升,这是电压控制更精准、发电机备用更充足、无功出力更均衡的效果。这意味着利用区域间的耦合,协调无功控制手段,可以在不劣化任何一方的前提下改善二级电压控制的各项性能指标。
5 结语
SVC分区的无功耦合为其合作与协调带来了可能性。MSVC能够处理区域外耦合引发的控制不稳定,又能避免各主体非合作而陷入低效率的状况,控制性能比其余手段得到了改善。与全局优化追求总体性能最佳,而可能恶化某些主体的控制相比,MSVC是以个体理性为基础,因此各分区可获得至少不劣于单独控制时的效益。随着计算机和通信技术的发展,SVC进行全局优化协调已颇具可行性和可靠性,分区是否必要值得探讨。但在电力市场化以及当各分区属于不同调度主体或利益主体而使得分区存在的背景下,SVC使用合作博弈的思路更为合理和具有说服力。
MSVC符合现阶段AVC系统的工程实际,可以利用能量管理系统(EMS)的数据采集、网络分析功能实现参数获取和模型求解。模型继承了CSVC协调无功手段控制全网为数较少的先导节点,同时维持无功备用的思想,求解手段成熟,并且由于博弈的效用及策略的约束以线性二次型表示,纳什均衡能够证明存在性。所提不可转移效用合作博弈的求解方法具有可行性和有效性。
二级过程控制 篇6
我国目前对二级公路的改建方式主要是沿老路展线, 这样就可以节约资源, 减少对良田耕地的侵占, 充分利用二级公路的老路基, 对部分或不合理地急弯道可以在尽量减少土地占用的前提下进行适当地截弯改直以及降低纵坡。所以在对改建二级公路时, 必然会遇到种种施工建设困难和一些技术难点。通常, 在公路改建施工时, 必须保证原有的公路能正常通行。此时将面临一系列难题, 首先如怎样对新老路基地沉降差进行控制, 怎样对新老路基进行拼接、新老结构物地加长处理以及对新老桥梁进行拼宽等。其次如何进一步优化施工设计图等等, 因此二级公路的改建工程应充分结合原有公路周边环境及自身特点, 还有积极研究参考之前同类工程中的建设经验和现行公路建设技术规范。所以从勘察、设计图纸到施工建设, 需要仔细分析、认真总结、深入探索, 以便更好的完成对二级公路的改建工作。
1 二级公路拼宽路基的特点
由于二级公路的改建是沿老路展线的方式进行的, 因此会充分利用原有公路的路基。所以对路基进行拼宽时, 主要有对路基截弯改直的拼宽填筑、路基的加宽使原有水沟也要拼宽换填、对路缘石背面的狭窄地方进行处理、回填新增挡墙的墙背、桥梁涵洞增宽变长后的台背回填等这几种施工方法。
由于在对公路进行结构化设计时, 严重影响结构层厚的因素很多, 而其中路基地回弹模量是其中一个极其重要影响地因子。因为即使土基回弹模量产生一点点地波动, 也会对结构层造成很大地不利影响, 此外路基回弹模量不仅与含水量以及土质等有着息息相关地联系, 而且还有来自外部地其他因素作用的不利影响。因此在实际建设工程施工中, 一般采用的处理方式和技术手段是, 取质量好地路基填料, 当然还有其他的一些处理技术, 比如增加压实或者是采用控制弯沉的技术措施。
改建二级公路的建设工程情况复杂, 具有作业面狭窄、占线长、设备调动频繁、施工作业面不规则、施工设备利用率低、施工组织协调复杂、工程量分布不均匀、机械设备相互调配不畅、边施工边通行、, 成本较高、安全保通压力较大等众多特点和难点。还有二级公路的建设施工不仅与桥梁和涵洞以及其他的相关复杂的地势地理环境相互交错, 而且与路基的排水系统和保护系统密切相关。因而在对公路进行拼宽路基建设时, 予以着重分析与完善相关系统和标准。
2 二级公路改建工程的拼宽路基设计
2.1 设计原则
施工图纸设计是整个公路改建工程中的重要一环, 因此在改建工程项目获得施工任务后, 要积极组织相关技术人员进场仔细测量, 绘制草图, 把施工复测工作搞好, 及时地对施工图纸中存在的不足提出建议和改正。尤其是在桥梁工程改建时, 应当注意设计应采用同跨径、同型号的桥梁, 采用挖方的方法对路基进行拼宽处理, 并且路基拼宽地设计应当在同一侧完成拼宽建设。最后涵洞也应该在一侧进行接长处理, 路基拼宽要防止高填方的情况出现, 总的原则就是要保证公路改建工程在建设施工中的质量同时, 方便其他通行的安全。
2.2 拼宽路基的设计方法
拼宽路基的设计应该熟悉充分考虑公路旁边的环境情况, 首先评估确定单向是否具有较大交通量, 且对今后交通流量进行预计看是否迅速增加;其次是公路两侧是否已建很多房屋, 且房屋是否是新建的。最后就是要注意该公路的车流量大小, 能否中断交通, 以及公路两侧地树木和标志情况等等。
在综合考虑研究和探讨后, 可将二级公路改建拓宽成双向至少6车道、单向3车道的公路。将老路交通量大的一侧做为重点整治侧, 同时对另一侧未来和今后的发展也要进行相应的评估和设计, 且要预留部分以便于日后的改扩建。老碑钡J的整治可利用已有树木, 且在边坡下增加i沟。横断面地示意图如图1。
严重影响横断面能否成功实现, 其中就有一个很不可忽视的关键因素, 就是设置一个完善的、科学的、高效的以及合理的中央分隔带。因此, 在中央分隔带的靠以前原有路段的那一侧必须建立土路肩挖除0.75m, 土路挖除肩具体部分和尺寸应当根据原土情况来确定:假如土地具有较好的强度, 则只需挖出一个合适的路槽就行, 不然必须挖除土路肩, 然后开展压实工作, 还要将路面结构用填料填上0.75m的高度才行。边坡应当挖成1.5m地台阶, 然后向内置横坡4%。设置中央分隔带边沟的情况是, 在中央分隔带等于或大于3m时[1]。中央分隔带地示意图如图2。
对于拼宽侧与整治侧路基地要求有:
(1) 对之前原有路基的沉降施工技术建设好的路段, 就应当桩承式路堤对其改建公路内的路基软土开展施工建设手段;而对于地基沉降没有施工好的路段, 软土地基的建设施工技术方法就是常用的且非常有效的排水固结法, 而在开展超载施工过程中应十分注意路面的横向排水。
(2) 对公路路基进行完善改扩建拼接施工建设时, 针对软基设计处理的相关技术参数和规范就是:拓宽路基在完工后的路拱横坡度与原有路基之间的增大值应在0.5%以内;其他路段的拼宽路基在建设完工后的沉降应小于或等于15cm, 而像特殊路段在施工建设完工后的的沉降都必须在10cm以内, 比如桥头这一特殊位置的拼宽, 且桥头路段的总沉降须严格在15cm以内。
(3) 由于使用不同的处理方式, 使相邻路段间产生一定程度的差异沉降, 这在设计过程中就应专门对其作出过渡处理。具体使用桩间距、改变桩长、轻质填料过渡以及超载等措施, 其工后的沉降差异渐变率须在0.5%以内[2]。
3 改建二级公路拼宽路基质量控制技术
3.1 台阶的开挖
为了使应力不要过于聚集在新旧路基拼接的位置, 应及时对新旧路基拼宽的这一关键位置作出合适的改变, 使路基之间能完美的进行无缝合拢。有时会经常出现裂缝以及错台地现象, 因此要开挖台阶, 先开挖原有旧路基的边坡位置, 台阶开挖应从最上面开是往下面推进, 循序渐进的进行。而在遇到要处理软土路基路段时, 应需确保首级台阶的宽度能满足软基工程的标准和要求, 其余台阶的高度为100cm, 宽度为150cm。
3.2 填筑路基
(1) 路基填筑, 在公路改建工程建设的现场, 首先就是要运料车地卸料所需要的间距大小精确计算出来。然后建设工地上地相关技术和管理人员应依据卸料所需要的间距的大小, 准确地用先进的测量工具或者绘图工具将工程车卸料所需的距离范围和大小进行记录和标记, 以便更好的引导运输车安全快捷高效地进行卸料工作。
(2) 含水量控制, 含水量过高的路基填料将会对路基填筑质量产生直接地不利影响。因此当施工中, 在对路基填料进行处理施工结束后, 要立即通知工作人员或者专业工程师检测填料中水份的情况。只有当填料中的含水量在±2%的范围以内时, 才能进行下道工序地建设施工;一旦发现含水量大于±2%时, 就必须对填料翻晒以降低填料中含水量;而发现填料的含水量小于±2%时, 应及时洒水以增加路基中填料地含水量, 直到符合要求为止[3]。然后才能进入到下一施工工序。
(3) 路基填料的碾压, 在试验段时就应当确定合理地碾压设备并制定符合实际要求地碾压方案。然后在施工时, 就按照制定碾压方案和碾压设备对填料进行碾压。压实方法的不同就会产生不一样的压实效果, 压实均匀性是指凡是碾压路段的压实度必须保持一致。
不过施工注意事项:
(1) 每层料的铺设宽度要保证超出路基设计宽度50cm, 以保证修整路基后的路堤边缘的压实度。不同性质的材料按平行线分层填筑, 且尽量减少层数, 每种填料料层的总厚度不小于50cm.路床顶面最后一层的压实厚度不小于15cm。
(2) 路堤填土高度小于80cm的, 要对原地表清理与挖除之后的土质基底表面翻松30cm深然后整平压实, 压实度不小于96%。
(3) 雨季施工, 路堤填筑的每一层表面设2%~4%的排水横坡, 当天填筑的土层当天或雨前完成压实。含水量过大难以晾晒的土不用作雨季施工填料。
3.3 扩宽压实
改建二级公路拼宽路基质量主要的控制手段就是压实度, 因为路基拼宽时, 需要填筑较大的高度, 而在施工后, 路面的沉降对结构层有较大的影响, 因此路基顶面地模量或者弯沉无法彻底解决沉降地问题。所以这就需要对路基的拼宽部位的压实标准进行提高, 才能有效的使路基整体性得到极大地增强, 以此来减小路基间的沉降值以及沉降差异。根据公路建设的相关标准要求, 所有路基的压实度应符合表1的参数条件。
3.4 土石路基施工
路基填料中石料含量超过总质量50%而小于70%, 按土石混填路堤控制。
(1) 土石路基采用按路线顶面平行线分层填筑, 分层压实的施工方法。大型推土机摊平, 重型振动压路机碾压。其填筑方法参照填土路基施工方法中的1~8条执行。
(2) 土石路基填筑需要注意的事项:
(1) 土石混合料填筑路基要通过试验建立含石量与最大干密度关系曲线, 现场根据含石量查曲线确定干密度采用值, 计算压实度。
(2) 土石路堤填筑不能倾填, 要分层填筑压实, 碾压前要使大粒径石料均匀分布在填料中, 大石料间隙填充小粒径石料、土、石屑。填料由土石混合料变化为其他填料时, 土石混合材料最后一层的压实厚度要小于30cm, 该层填料的最大粒径要小于15cm, 压实后表面应无孔洞。
4 结束语
改建二级公路的拼宽路基, 首先要系统地认识路基拼宽处理技术。然后在施工建设过程中, 须制定出完整地施工工序、科学地施工计划以及对工艺要有严谨的要求, 再加上合理科学地保通措施, 使二级公路拼宽路基改建工程得以顺利完成。
参考文献
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二级过程控制 篇7
转炉二级控制系统包括电气、仪表、计算机基础自动化控制级和生产技术级。自动控制级的主要任务是根据生产调度的计划、HMI的操作指令和现场仪表的信号完成各个工艺设备或工艺过程的顺序控制、逻辑控制和PID调节控制,进行工艺过程及设备状态的实时数据采集、整理,然后传送到生产技术级,完成各工艺过程及设备的故障报警、处理及显示;过程控制级主要完成工艺过程的生产数据采集、数据分析、操作数据设定、打印报表等并根据自动控制级传送来的实时数据调整控制方案,改良品种钢,提高产品合格率[1,5]。
本文以某钢铁集团中厚板卷厂转炉二级控制系统为研究对象,重点阐述了二级系统的结构以及系统通讯、控制功能的实现。
2 系统硬件结构
转炉二级系统包括:自动化层面(L1),在本系统中主要是指西门子PLC系统。生产技术层面(L2),包括模型计算、工艺过程、数据存储和生产记录报表等。
如图1所示:共有两台服务器,分别为现有服务器和备用服务器,负责两级之间的数据通信与交换,下达L2级控制指令,上传L1级实时生产工艺数据,通过以太网交换机与PLC通信,与操作站通信。
操作站包括多台计算机系统,采用GE公司的iFix监控软件,主要完成对现场各个设备检测、监视、控制、调节、诊断,有生产管理系统,炉体本体监控系统,转炉顶吹氧气及溅渣护炉用氮气系统,汽化冷却控制系统,蒸气共用系统以及副枪系统。
系统中有多个PLC控制站,均采用西门子S7-400或S7-300系列PLC,分别是:主控系统,辅控系统,投料系统,投料除尘系统,汽化系统,副枪系统,一次除尘系统,二次除尘系统,合金上料系统,上料除尘系统及重跎控制系统。
3 系统软件结构
如图2所示:西门子Simatic OPC服务器采用TCP/IP协议从以下4个PLC获知数据:PLC COM(公用),PLC TILT(倾动),PLC FLUX,PLC Sublance(副枪)。L2级通过OPC接口向Simatic OPC服务器发送请求,并从Simatic OPC服务器读取数据,扫描周期为1秒。
数据库采用Oracle,服务器各组件通过ODBC与Data Base相连。服务器各组件均采用Visual C++开发语言进行开发。组件TagKernel:存储不同的在线数据(实际存至DB),转换数据标签名,即把L1级PLC程序中的变量名转换为L2级程序中的变量名。组件TrckBOF:处理信号、存储炉信息、发送设置参数等,与组件TagKernel交互数据,用于处理非模型计算的其它数据。组件TrckHM:与TrckBOF类似,但其处理的是铁水、L3级和现场数据。组件Model:为达到钢水的目标温度、重量和成分多等,计算所需的铁水量、废钢量、氧量及预测钢、渣的成分,是本系统的核心部分。组件Logger:登录文件、数据库并生成登录日志。组件Rem Com Handler(Link):即Remote Communication Handler,从其它系统,包括连铸、L 3级、精炼、实验室等获得数据,并传送给组件Tag Kernal进行处理。组件Middleware:为客户端提供使用各组件功能的接口,使用C#/C++语言进行开发。
如图3所示:数据发送:数据写入本地接口表中并被标记为新的数据。如果连接中断或接收端不在线,信息将被放在发送端接口表中排队等候,一旦连接建立,无需释放数据,接收端就可以直接从发送端中读取队列信息。发送端还负责从表中删除旧的和已确认的信息。
数据读取:由ORACLE数据库通过ODBC进行连接,或根据需要通过接收计算机由已知接口表中读取信息,并确认此读取。
4 系统通讯
系统通讯包括与PLC的通讯,与二级服务器的通讯两大块。系统与PLC系统之间的通信是通过西门子的工业以太网协议(ISO Ind Ethernet)实现的,它使用西门子公司提供的Simatic Net通信软件中的S7-API函数,使得网关与西门子PLC之间可以进行双向的数据通信。西门子工业以太网协议为7层协议,它与其它协议相比具有处理器和总线的负荷低、简单、高速及兼容性好等优点;S7-API函数为C函数,全部函数包含在S7MSC.LIB函数库中,C的头文件为SAPI S71H,由于是异步函数,因此它具有使用简单、灵活、数据吞吐量大、高效、可靠、兼容性好等优点,并具有容错和自动防故障功能。
系统与二级系统之间的通信是通过TCP/IP协议实现的,它使Windows操作系统提供的基于TCP/IP协议的Windows Socket(套接字)函数,使网关系统与二级Oracle服务器和SQL Server服务器之间可以进行双向的数据传输。为了更好地利用Windows的消息驱动机制并简化WinSock网络编程,网关与二级的通信系统使用了Microsoft的基本类库(MFC)提供的异步套接字类CasyncSocket。该CasyncSocket类在很低程度上对WinSock API进行了封装,它提供的低级接口几乎和WinSock API的函数调用直接对应,使编程工作大大简化,而且,它提供了事件处理函数,通过对事件处理函数进行重载,应用程序可以很方便地对套接字发送、接收数据等事件进行处理。需注意的是,CasyncSocket只支持异步操作,不支持阻塞。
5 结束语
炼钢厂转炉二级网络控制系统的使用,大大提高了炼钢自动化的水平,提高了炼钢效率,本控制系统投运以来,以其安全,方便,快捷赢得了客户的满意和支持,提高了钢水的产量和质量,创造了良好的经济效益。
摘要：介绍了转炉二级网络控制系统的硬件结构,软件结构以及系统功能,该系统以TCP/IP为主要协议,实现了从现场设备到上层决策的通讯,控制炼钢过程的有效完成。
关键词：二级网络,转炉,TCP/IP,SIEMENSPLC
参考文献
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二级过程控制 篇8
医用耗材在医院日常运营中处于经常性的耗用和重置之中, 是医院流动资产的重要组成部分, 在实现医院成本控制中占有重要地位[1]。据有关资料统计, 目前医用耗材占医院成本支出的15%~20%, 占医院医疗收入的6%~16%, 已经达到或超过医疗器械的年度投入[2]。建立健全医用耗材二级库信息系统, 不仅对医院成本控制具有重要作用, 而且直接影响医院的诊疗流程和服务效率。完善的医用耗材二级库信息系统能够提升医用耗材管理工作质量, 维护病人利益, 提高医院经济效益。
目前, 在医院信息系统 (HIS) 中, 一般只有医用耗材一级库信息系统, 其主要功能是对各种卫生材料、普通材料的入、出、存环节进行管理。其出库数据只能反映各临床科室的总消耗, 管理者几乎不能对出库后的领用、消耗情况进行全程跟踪, 导致医用耗材出现易流失、难对账、难管理的现象。二级库信息系统在材料使用流程中更加明确材料的来源、去向, 对材料的衔接收发起重要作用, 能有效控制材料管理中常见的跑、冒、滴、漏现象, 进而降低诊疗成本, 提高医院的管理水平[3]。本文以四川大学华西口腔医院的材料管理信息系统为例, 探讨医用耗材二级库信息系统在医疗成本管理中的作用。
1 医用耗材二级库信息系统设计流程 (图1)
2 医用耗材二级库信息系统模块与业务功能 (图2)
3 医用耗材二级库信息系统特点
华西口腔医院应用的医用耗材二级库信息系统分为发放管理、领退管理、库存管理、新材料管理4个模块, 一般由科室材料管理员操作, 负责对科室及医生日常申领的材料进行审核、确认和发放;对库存不足的材料, 向一级库房提出申请;对临床需要的新材料的使用提出申购, 并定期对科室的库存进行盘点、月结等统计管理工作。
该系统由供应室、麻醉科、手术室 (含门诊小手术室) 、病区 (门诊) 护士站、ICU等科室独立操作管理, 在使用流程中能更明确反映每一件材料的来源、去向, 使科室更好地掌握医用耗材的补充数量和时间, 方便负责人动态了解本科室物资的申领和消耗情况, 为加强科室成本管理提供基础数据。华西口腔医院以推进全成本核算工作为契机, 对全院的物资领用部门和核算单元进行了全面梳理, 重申了物资申购、请领的流程。在系统设计时采用了“授权人员网上请领, 设备物资保障部网上接收请领单并审核确认, 最后填写实领数量出库单, 发放至部门、接收科室确认签字后, 设备物资保障部记账”的方式实现医用耗材的领用发放管理。
4 医用耗材二级库信息系统成本控制途径
4.1 努力实现零库存
科室负责人根据科室内医用耗材临床使用情况, 定期对拟购耗材做预期使用量估计, 在二级库信息系统中填写网上请购单, 由护士长审核确认后, 进行材料发放或请购。设备物资保障部再对科室需要请购的新材料进行审核、确认, 然后提交至医院审计监督组和财务科, 对需要申购的新材料进行价格对比和审计。借助医用耗材二级库信息系统更贴近临床各科室实际使用的特性, 通过分散、下发权限, 实现多方监督, 优化耗材采购流程的同时有效降低成本。
设备物资保障部对各科室耗材请领总量进行定额管理, 在二级库信息系统中设定相应的领用上限, 实行周期动态调整, 科室间灵活调拨原则, 并将定额指标的完成情况纳入科室绩效考核标准中, 以此增强科室人员的成本控制意识。设备物资保障部则通过拉动式供货、供应商管理库存 (VMI) 供货、多批次小批量供货、直送供货和同步供货等先进物流模式压缩医用耗材的中间库存, 努力实现零库存[4]。
4.2 优化材料管理模式有效降低库存成本
4.2.1 利用ABC材料分类管理法, 实现资源优化配置
ABC分类法是根据事物在技术或经济方面的主要特征, 对其进行分类排队, 分清重点和一般, 从而有区别地确定管理方式的一种分析方法[5]。在医用耗材二级库信息系统中, 对医用耗材按照单价和用量、常规供应和特殊使用等特性进行分类管理, 设置各种材料流转管理模块。其基本步骤如下: (1) 提取信息系统中每种耗材采购金额, 按从大到小的顺序排序; (2) 计算每种材料的累计采购金额、各自累计采购金额占总采购金额的百分比; (3) 根据累计采购金额占总采购金额的百分比把库存划分为A、B、C三类, 在二级库信息系统中分模块管理, 明确管理重点和要害, 使资源得到优化配置。
4.2.2 采用查询统计分析法, 加强库存动态管理
在二级库信息系统中增设医用耗材的数据查询统计功能模块, 对耗材出库后的领用、消耗情况进行全程跟踪, 对科室内的库存进行实时盘存、盈亏、月结等统计工作: (1) 定期对科室内各位医生耗材消耗情况进行横向和纵向的统计分析; (2) 对科室耗材消耗情况进行月度、季度、年度统计分析; (3) 对科室当期耗材使用量做预期估计, 编制请购计划, 由设备物资保障部核准备案, 作为采购计划的参考标准。
4.2.3 运用工作预警管理法, 实现耗材库存自主监测
在二级库信息系统中增设工作预警管理功能, 利用开放式可自定义的预警机制在材料管理人员登录系统时, 能够以提示窗口的形式自动生成可视化的工作进度条, 直观地呈现出相关工作进度, 从而指导科室正确合理的使用医用耗材[6]。该预警功能能够自主监测科室内医用耗材异常使用的情况, 并对二级库内各种材料的库存量进行实时监控, 方便材料管理员及时对库存做出调整, 缩短耗材库存时间, 实现医用耗材管理的“动态平衡”。一般情况下, 二级库信息系统中的工作预警功能模块可从库存控制和效期管理两方面设置: (1) 依据科室临床使用情况, 对医用耗材的库存量设置上下限, 当库存低于或超出限量阈值, 系统能够自动弹跳出预警提示窗口, 对材料管理人员进行提示; (2) 设置有效期的预警提示时间, 指导材料管理人员对库存中临近有效期的耗材进行管理。一般将预警提醒时间设置到距离有效期3个月之前。通过建立工作预警模块功能, 方便材料管理人员对库存进行动态管理, 节约时间成本的同时, 提高人员工作效率, 有效降低物资管理成本。
5 讨论
5.1 目前医用耗材二级库信息系统存在的不足
目前的耗材信息管理系统, 只能对耗材出、入库信息进行简单的数据统计, 而对于效益分析、成本核算、定额管理、决策信息提供等功能模块有待进一步开发[7];材料管理人员对信息系统中查询统计功能等模块应用技术操作不熟练, 统计工作量大的问题实际上并没有根本解决;一级库和二级库信息系统中数据的实时共享以及统计应用能力较低, 仍无法自动生成科室成本核算报表;医院对耗材分类和编码方式多样, 多数材料直接依据供应商提供的编码进行管理, 缺乏统一规范的标准, 增加耗材分类管理的难度;二级库信息系统尚无法与HIS、财务管理系统、成本管理系统实现数据的同步分享, 对离开二级库房的医用耗材的消耗情况尚无法进行患者定位的全程跟踪, 信息“孤岛”现象仍较普遍。
5.2 未来发展的方向
二级库信息系统应该是一套完善的物资管理系统软件, 其发展模式应能够与药品库房管理信息系统实现同步, 能够与HIS、财务管理系统、成本管理系统相连接, 采用患者使用后, 二级库信息系统库存自动减少的方式, 对耗材消耗情况进行全程跟踪。对需要付费使用的材料, HIS的材料收费功能能同步结转医用耗材管理系统中的材料消耗, 同时, 医用耗材管理系统的数据能够及时反馈到会计核算系统与成本管理系统;对不需要付费使用的材料, 医院能够按照材料的分类和编码对其进行“超市式”条码设置, 将耗材库存数据与患者的实际使用关联, 避免一级库信息系统对出库后材料的管理盲区造成的浪费与流失, 保证医院全成本核算各种数据的有效性和实时性, 提高数据分析的准确性和共享性[8], 为医院推行全成本管理奠定基础。
通过建立医用耗材二级库信息系统, 对各科室耗材使用进行科学管理和成本控制, 达到全员管理、共同控制支出的目的, 进而有效降低医疗服务成本, 实现社会经济效益最大化。
摘要：目的 探讨医用耗材二级库信息系统在医疗成本控制中的作用。方法 结合四川大学华西口腔医院医用耗材二级库信息系统的设计流程、系统模块和业务功能, 从管理理论及操作技术角度探索利用医用耗材二级库信息系统控制医疗成本的方法和具体操作流程、规范。结果 利用ABC分类管理法、查询统计分析法、定额管理法、工作预警管理法, 在医用耗材二级库信息系统中增设相应功能模块, 实现二级库信息系统对医疗成本的控制作用。结论 医院通过对医用耗材二级库信息系统的开发应用, 可以更好地发挥其社会经济效益, 提高医院管理水平, 降低医疗成本。
关键词：医用耗材,二级库,医疗成本控制,医院信息系统
参考文献
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