序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇機(jī)械與電子論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

(一)發(fā)展歷程

在機(jī)械電子工程發(fā)展初期，主要體現(xiàn)為手工制作，生產(chǎn)力水平較低，資源技術(shù)等對(duì)其發(fā)展產(chǎn)生制約。為了提升生產(chǎn)效率，逐漸朝著機(jī)械工業(yè)方向發(fā)展。在生產(chǎn)線階段，機(jī)械工程己逐漸發(fā)展到流水線生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化大批量生產(chǎn)，.這一生產(chǎn)模式使勞動(dòng)力得到解放，生產(chǎn)力水平大大提升，同時(shí)生產(chǎn)效率也得到提高。但是仍然存在一些不足，比如，部分生產(chǎn)仍就以進(jìn)口為主，生產(chǎn)成本較大，在市場(chǎng)方面缺少適應(yīng)力舀靈活性較差，難以滿足不斷變化的市場(chǎng)需求。

在機(jī)械電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段中，產(chǎn)品生產(chǎn)能夠適應(yīng)市場(chǎng)的需求，對(duì)于不斷變化的產(chǎn)品需求產(chǎn)業(yè)化發(fā)展能夠滿足。

(二)機(jī)械電子工程主要特征

機(jī)械電子工程是復(fù)雜綜合性學(xué)科，同各類學(xué)科之間都有著密切的聯(lián)系。機(jī)械電子工程發(fā)展要以計(jì)算機(jī)、電子以及機(jī)械為基礎(chǔ)，結(jié)合其他學(xué)科做出合理、科學(xué)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過程中，要求每一個(gè)模塊都能夠?qū)崿F(xiàn)有機(jī)結(jié)合，進(jìn)而使得各個(gè)模塊都能將其最大優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來。機(jī)械電子產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了，并不復(fù)雜，無需復(fù)雜原件的投入，這樣能在一定程度上使產(chǎn)品性能得到提升，進(jìn)而擴(kuò)大消費(fèi)市場(chǎng)，

二、人工智能簡(jiǎn)述

人工智能是一門復(fù)雜，并且綜合性較強(qiáng)的學(xué)科，所涉及到的學(xué)科比較多。也可以說，21世紀(jì)人工智能是最偉大學(xué)科之一。人工智能實(shí)現(xiàn)了對(duì)人的智能模擬，并且能通過計(jì)算機(jī)使認(rèn)得智能化得到進(jìn)一步的延伸，人工智能這門學(xué)科有著較好的發(fā)展?jié)摿?。人工智能在發(fā)展的過程中主要經(jīng)歷下列幾個(gè)階段。

初步階段。人工智能在17世紀(jì)開始發(fā)生萌芽，法國(guó)在這一階段成功誕生世界上的第一部計(jì)算機(jī)，這一計(jì)算器只是單純的能進(jìn)行加法簡(jiǎn)單運(yùn)算，但是仍就轟動(dòng)世界，進(jìn)而在世界范圍內(nèi)，對(duì)這項(xiàng)技術(shù)開始進(jìn)一步研究。在最初階段，人工智能并沒有明顯的進(jìn)展，主要是在實(shí)踐的過程中積累與總結(jié)知識(shí)，這為今后人工智能發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

發(fā)展初始階段。美國(guó)人在二十世紀(jì)首次提出人工智能專業(yè)用語(yǔ)。在這個(gè)發(fā)展階段，人工智能主要以證明與闡釋為主要體現(xiàn)，在這一時(shí)期對(duì)于人工智能的研究就是首要任務(wù)。

發(fā)展起伏階段。隨著人們對(duì)于人工智能的不斷深入研究，人工智能也處于持續(xù)的發(fā)展階段，但是在實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)，要想使人工智能模仿和人類思維同步是非常困難的。大部分對(duì)于人工智能的科學(xué)研究?jī)H僅是停留于簡(jiǎn)單映射層面，.對(duì)于邏輯思維的研究仍就沒有突破性進(jìn)展。不論怎么說，在發(fā)展的起伏階段，人功能智能也在發(fā)展中得到了技術(shù)創(chuàng)新，特別是在系統(tǒng)方面、計(jì)算機(jī)機(jī)器人以及語(yǔ)言掌握方面取得了較大的成就.

起伏階段發(fā)展以后。在這一階段，人工智能的相關(guān)研究得到了發(fā)展，尤其是第五屆國(guó)際人工智能聯(lián)合會(huì)議的召開，人工智能逐漸朝著知識(shí)層面的方向發(fā)展，大部分的人工智能研都會(huì)結(jié)合相應(yīng)的知識(shí)工程，在這個(gè)階段中，人工智能發(fā)展的高度是前所未有的，在一定程度上促進(jìn)了人工智能應(yīng)用于實(shí)際工程中。

穩(wěn)步發(fā)展階段。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)于人工智能研究方向發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，由原本的單一主體朝著集中統(tǒng)一主體的方向發(fā)展。關(guān)于人工智能在實(shí)際中的運(yùn)用以及研究，受到了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的影響。網(wǎng)絡(luò)的普及與快速發(fā)展，在一定程度上促進(jìn)了信息化的發(fā)展，信息在傳送方面發(fā)生率重大性變革。在人們逐漸進(jìn)入信息化社會(huì)后，在信息有效處理方面人工智能的發(fā)展起到了重要的作用，在模擬設(shè)計(jì)方面，機(jī)械電子工程的發(fā)展需要人工智能的大力支持。

三、機(jī)械電子工程與人工智能之間的關(guān)系

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，社會(huì)不斷的進(jìn)步，對(duì)于信息人們?cè)絹碓街匾?。?1世紀(jì)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到快速發(fā)展，同時(shí)信息的傳遞也逐漸注入新鮮血液。互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的普及說明人們正朝著信息時(shí)代的方向邁進(jìn)，在社會(huì)逐步信息化以后，更加需要有人工智能這一技術(shù)的支持，特別是機(jī)械電子工程發(fā)展中有著重要作用，機(jī)械電子系統(tǒng)本身缺少一定的穩(wěn)定性，這樣在機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)方面就有著較大阻礙存在。在現(xiàn)代社會(huì)中，信息的處理量持續(xù)增大，并且較為復(fù)雜，有些時(shí)候需要同時(shí)對(duì)不同類型的信息進(jìn)行處理，所以需要采取人工智能的支持才能完成信息處理。人工智能主要包含模糊推理系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)這種兩種方法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傾向于對(duì)人腦結(jié)構(gòu)的綜合分析，模糊推理系統(tǒng)更加重視對(duì)于語(yǔ)言信號(hào)的分析與理解。隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，僅僅采取單一的人工智能方法，明顯己經(jīng)無法適應(yīng)目前社會(huì)中不斷變化的市場(chǎng)需求，所以，對(duì)于人工智能相關(guān)問題的研究正逐漸朝著多方位、全面的人工智能方向轉(zhuǎn)變。多方位全面人工智能系統(tǒng)通過模糊推理系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相互統(tǒng)一的方式，揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短，將二者有效的結(jié)合起來，使得二者的優(yōu)勢(shì)得到最大程度的發(fā)揮。

篇（2）

微電子機(jī)械系統(tǒng)所指的就是在大小毫米量級(jí)之下，最終形成的可以控制能夠運(yùn)動(dòng)的微型機(jī)電裝置是由單元尺寸需要在可控制的微米和納米之間，是一個(gè)整體的系統(tǒng)，把微機(jī)構(gòu)、微傳感器，以及微執(zhí)行器還有信號(hào)處理系統(tǒng)等等構(gòu)成。在不同的國(guó)家對(duì)于微電子機(jī)械系統(tǒng)的稱呼有所不同，

2微電子機(jī)械系統(tǒng)的發(fā)展歷程

微機(jī)械器件以及微電子機(jī)械系統(tǒng)在生產(chǎn)加工的過程中需要對(duì)其深加工技術(shù)進(jìn)行研究和重視。在研究中開始逐漸的形成了微電子加工技術(shù)和微機(jī)械裝置加工技術(shù)。并隨著對(duì)技術(shù)的細(xì)分，開始形成了體微機(jī)械技術(shù)以及外輪廓表面微機(jī)械裝置技術(shù)，并同時(shí)也產(chǎn)生了LIGA機(jī)械裝置技術(shù)以及高標(biāo)準(zhǔn)的LIGA機(jī)械裝置技術(shù)。對(duì)其體微機(jī)械技術(shù)按照實(shí)施的目標(biāo)對(duì)象機(jī)械能分析，可以得出體硅單晶體為核心構(gòu)成體并在其物理測(cè)量厚度的10到999單位內(nèi)呈現(xiàn)規(guī)則布局分離，為其核心的技術(shù)策略單位。并對(duì)其技術(shù)中存在的腐蝕以及吻合問題進(jìn)行布局的考慮。對(duì)其技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析得出，其裝置的工藝相對(duì)不繁瑣，但其操控性和調(diào)控性數(shù)值偏低。在表面微機(jī)械裝置中，進(jìn)行相應(yīng)的IC技術(shù)加工，如采用擴(kuò)散光學(xué)和標(biāo)準(zhǔn)尺寸對(duì)應(yīng)光刻以及復(fù)膜層疊等技術(shù)運(yùn)用中，其都會(huì)對(duì)原有的厚度比率進(jìn)行微調(diào)，對(duì)其在剝離技術(shù)中和進(jìn)行切割技術(shù)的分析[1]。其技術(shù)的有點(diǎn)在于對(duì)IC技術(shù)有相對(duì)完整的包容性，但存在的不足點(diǎn)也較為顯著，如切割的縱向厚度單位偏低，在電光鑄模和縮微成型以及耐溫差等方面存在一定的技術(shù)局限。LIGA技術(shù)在德文X射線進(jìn)行曝光和電光鑄模中有其良好的優(yōu)越性，其對(duì)設(shè)備的制取尺寸在1單位內(nèi)到999單位內(nèi)。但需要指出LIGA技術(shù)處于高成本和高復(fù)雜度的技術(shù)，并需要采用相對(duì)保守的紫外線深度曝光，保障其光刻效果和覆膜效果。而準(zhǔn)LIGA技術(shù)在對(duì)設(shè)備加工中可以在最合理控制尺寸中，保障其電路集成后續(xù)裝置獲得合理的配置[2]。因而其技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在微機(jī)械技術(shù)中可以獲得關(guān)注度的展現(xiàn)。

2.1自動(dòng)對(duì)焦的三維加工技術(shù)

目前自對(duì)準(zhǔn)的準(zhǔn)三維加工技術(shù)普遍采用深度的紫外線厚度型進(jìn)行光度的曝光刻度，并進(jìn)行膠模的處理，保證其在犧牲層和結(jié)構(gòu)層獲得合理的電鑄，并利用其兩層的金屬電鑄特帶你，獲得犧牲層厚度的保障，并進(jìn)行微結(jié)構(gòu)的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)保障[3]。

因而CU可以表示為犧牲層，NI為結(jié)構(gòu)層的技術(shù)，并在其平面和垂直兩方向性獲得控制，在其CU和NI中進(jìn)行電鑄處理，使得其種子層和型模層獲得兩種電鑄金屬處理，讓技術(shù)水平在微架構(gòu)層面獲得統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化套準(zhǔn)對(duì)應(yīng)。在其腐蝕性選擇上要對(duì)其液體進(jìn)行考慮，CI屬于腐蝕性，NI不屬于腐蝕性，并對(duì)其微機(jī)械機(jī)構(gòu)進(jìn)行終止惰性反應(yīng)。其配套技術(shù)以及Ic工藝獲得最大化的包容，在溫度上控制在85攝氏度，獲得對(duì)結(jié)構(gòu)合理的微機(jī)械技術(shù)。其深度的單位測(cè)定在22，保障其后續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)后其范圍空載在49到101內(nèi)。

準(zhǔn)LIGA技術(shù)需要在工藝布局考慮中，首先要保障（a）低阻硅片（10-3cm），其熱氧化反映在1.5，其厚度在SIO2其需要把定子對(duì)襯低的外圓位置進(jìn)行確定。同時(shí)進(jìn)行首次的光學(xué)刻，SIO2腐蝕出進(jìn)行1.2各坑道處理。形成在轉(zhuǎn)子下部的新支撐點(diǎn)確定。在除去膠緣后，在真空中進(jìn)行高溫處理形成0.3的銅電鑄種子層。在第二次光學(xué)刻錄中，要對(duì)尺寸厚光刻膠AZ4620進(jìn)行轉(zhuǎn)子膠模處理，保障其電光鑄在3內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)子保障。后進(jìn)行第三次的光刻，在其厚度尺寸中選擇光學(xué)刻錄定子膠模處理，保障其厚度在2.5范圍內(nèi)。形成銅犧牲層的轉(zhuǎn)子和釘子的轉(zhuǎn)化變化，對(duì)其空隙中要包容其電鑄在1.5釘子范圍。在最后一次光刻中，要對(duì)其厚膠光學(xué)刻錄后，對(duì)其1.3銅都犧牲層要進(jìn)行間隙轉(zhuǎn)化的電鑄考慮。并用起腐蝕性的液進(jìn)行HF緩沖液體的處理，通過SIO2合理的釋放轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)子。其微機(jī)械技術(shù)在應(yīng)用中可以獲得廣泛的推崇，靜電驅(qū)動(dòng)鎳晃動(dòng)微馬達(dá)為例，其自對(duì)準(zhǔn)的準(zhǔn)三維加工技術(shù)目前在實(shí)際應(yīng)用中哥已經(jīng)獲得鎳晃動(dòng)馬達(dá)。用電鑄Cu作犧牲層，電鑄Ni作結(jié)構(gòu)層（定子、轉(zhuǎn)子和軸），得到的轉(zhuǎn)子與定子。各項(xiàng)參數(shù)都符合標(biāo)準(zhǔn)。

篇（3）

摘要隨著電子技術(shù)的發(fā)展，相敏軌道電路接收信號(hào)處理裝置已逐步實(shí)現(xiàn)電子化，以電子接收器代替以前的機(jī)械式二元二位繼電器，徹底解決了原繼電器接點(diǎn)卡阻、抗電氣化干擾能力不強(qiáng)、返還系數(shù)低等問題。目前廣泛使用的微電子接收器都是使用單片機(jī)來處理信息，對(duì)輸入信號(hào)采用升壓方式進(jìn)行采樣處理，雖提高了信號(hào)強(qiáng)度，但是不利于防止輸入高壓損壞接收器；且每個(gè)接收器僅采用單一信號(hào)處理通道進(jìn)行信號(hào)分析處理，并由其輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)軌道繼電器動(dòng)作，接收器的安全性、可靠性和抗干擾能力有待提高；另外，現(xiàn)有接收器故障后相關(guān)電氣參數(shù)不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；前述不足以影響到軌道電路的整體可靠性和可用性。因此，本文提出了一種基于DSP的新型微電子接收器，以提高微電子接收器的可用性、可靠性及安全性。

關(guān)鍵詞電子技術(shù)；25Hz軌道電路；接收器

1系統(tǒng)原理

1.1接收器冗余結(jié)構(gòu)

圖1新型微電子接收器（0.5+0.5方案）的冗余結(jié)構(gòu)圖

接收器的冗余結(jié)構(gòu)圖，每臺(tái)接收器同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)軌道區(qū)段（區(qū)段A和區(qū)段B）的軌道電路信號(hào)和局部電源信號(hào)的處理，相鄰兩個(gè)軌道區(qū)段可共用兩臺(tái)接收器，這兩臺(tái)接收器中的任一正常工作，均可正常處理這兩個(gè)軌道區(qū)段信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)這兩個(gè)軌道區(qū)段的后級(jí)軌道繼電器動(dòng)作。如圖1所示，相對(duì)于目前的接收器冗余方案，新型微電子接收器的冗余方案可使每個(gè)軌道區(qū)段節(jié)省一個(gè)接收器，從而降低建設(shè)成本。在接收器冗余結(jié)構(gòu)圖中，當(dāng)接收器1和接收器2中的某一個(gè)發(fā)生故障時(shí)，若另一個(gè)接收器能夠正常工作即可確保軌道區(qū)段信號(hào)的正常處理；同時(shí)可以通過接收器的自檢功能發(fā)出報(bào)警，提醒維護(hù)人員及時(shí)更換故障接收器，從而提高軌道電路的整體可用性。

1.2接收器二取二原理

接收器系統(tǒng)內(nèi)部采用獨(dú)立的雙套硬件和雙套軟件，實(shí)現(xiàn)一路信號(hào)，兩路處理，最終通過安全與門判決，輸出判決結(jié)果。當(dāng)無論是接收器哪一套硬件或軟件出現(xiàn)問題，兩路處理結(jié)果不一致時(shí)，系統(tǒng)輸出判決都是導(dǎo)向安全的結(jié)果。且僅當(dāng)兩路信號(hào)處理的結(jié)果完全一致時(shí)，安全與門輸出相同結(jié)果。

2系統(tǒng)構(gòu)成

如圖2所示，新型接收器核心處理部分采用雙DSP芯片構(gòu)成二取二安全結(jié)構(gòu)。主從DSP同時(shí)處理軌道電路信號(hào)和局部電源信號(hào)，分別輸出判決信號(hào)；將主從DSP的判決結(jié)果進(jìn)行與運(yùn)算，如果主從DSP的判決信號(hào)不一致，接收器輸出信號(hào)將保持軌道繼電器處在落下狀態(tài)；只有當(dāng)主從DSP的判決信號(hào)一致且滿足軌道區(qū)段空閑條件時(shí)，接收器才會(huì)輸出驅(qū)動(dòng)軌道繼電器吸起的信號(hào)，顯示軌道區(qū)段處于空閑狀態(tài)；主從DSP任一故障，接收器均不能輸出驅(qū)動(dòng)軌道繼電器吸起的信號(hào)，從而提高接收器安全性。

新型接收器電路模塊包括：局部輸入隔離電路、軌道輸入防雷電路、輸入信號(hào)采集電路、數(shù)據(jù)處理電路（DSP芯片）、安全與門電路、輸出控制電路、電源電路、通信電路和顯示與告警電路。

輸入隔離：采用電流互感器將軌道信號(hào)和局部信號(hào)與后級(jí)信號(hào)處理模塊進(jìn)行電磁隔離，隔離變壓器采用降壓方式，當(dāng)輸入的信號(hào)出現(xiàn)大的沖擊或干擾時(shí)，通過變壓器進(jìn)行衰減，加載在后級(jí)信號(hào)處理電路上的信號(hào)將被衰減，對(duì)后級(jí)信號(hào)處理電路起到防護(hù)作用。

軌道輸入防雷電路：采取大功率雙向瞬態(tài)防雷管，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入雷電和浪涌的防護(hù)。

輸入采集電路：將輸入交流信號(hào)的負(fù)半周信號(hào)抬高到零電平以上，滿足后級(jí)單電源工作運(yùn)放的輸入要求，單電源工作可減小器件功耗。

數(shù)據(jù)處理電路：把輸入的25Hz軌道和局部模擬信號(hào)通過芯片自帶的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析處理，測(cè)出軌道輸入的25Hz信號(hào)幅值及軌道信號(hào)與局部信號(hào)的相位差，在主處理器采集從處理器的輸出信號(hào)和后級(jí)輸出控制電路的輸出信號(hào)并經(jīng)其判斷接收器正常后，再由主處理器控制顯示告警電路，并由主處理器將相關(guān)數(shù)據(jù)通過接收器的通訊電路送監(jiān)測(cè)分機(jī)。

安全與門電路：比較主從DSP輸出信號(hào)，經(jīng)安全與門判決二者一致方能向后級(jí)輸出控制電路送出有效信號(hào)。

輸出控制電路：采用開關(guān)電源方式輸出驅(qū)動(dòng)軌道繼電器的直流電壓信號(hào)。

通信電路：采用總線方式，向集中監(jiān)測(cè)分機(jī)傳送25Hz相敏軌道電路接收器采集到的軌道交流電壓值、相位角和接收器的工作狀態(tài)等信息。

顯示與告警電路：顯示接收器自身工作狀態(tài)及接收器所處理軌道區(qū)段的占用與空閑狀態(tài)，顯示接收器DC24V工作電源及局部電源的正?；蚬收蠣顟B(tài)。

3結(jié)束語(yǔ)

新型接收器將實(shí)現(xiàn)接收器工作狀態(tài)和軌道電路電氣參數(shù)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，提高運(yùn)營(yíng)維護(hù)效率，降低維護(hù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)，根據(jù)新型25Hz相敏軌道電路接收器的功能和特點(diǎn)，可減少現(xiàn)有接收器和軌道架的數(shù)量，大量地減少室內(nèi)配線，初步分析可節(jié)約建設(shè)成本約20%。

微電子畢業(yè)論文范文模板(二)：微電子控制機(jī)電設(shè)備在工業(yè)中的具體應(yīng)用論文

摘要：在科學(xué)技術(shù)快速進(jìn)步的背景下，工業(yè)自動(dòng)化水平取得了比較明顯的提升，在機(jī)械制造方面表現(xiàn)的更加明顯，基于各種因素的影響，微電子技術(shù)得到了相對(duì)廣泛的應(yīng)用。基于此，本文詳細(xì)分析了微電子控制機(jī)電設(shè)備在工業(yè)中的應(yīng)用，希望能夠?yàn)閷?shí)際提供良好的借鑒意義，以供參考。

關(guān)鍵詞：微電子；機(jī)電設(shè)備；工業(yè)；應(yīng)用探討

信息技術(shù)的發(fā)展以及先進(jìn)電子設(shè)備的產(chǎn)生催生了機(jī)電一體化時(shí)代的到來，所謂的機(jī)電一體化技術(shù)是把電工電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)、微電子技術(shù)、接口技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)等一系列技術(shù)結(jié)合，再綜合應(yīng)用于實(shí)際的綜合技術(shù)，現(xiàn)代化自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備可以說為機(jī)電一體化的設(shè)備。微型計(jì)算機(jī)在機(jī)電一體化系統(tǒng)的作用能夠總結(jié)成如下三點(diǎn)：第一，直接控制機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)過程；第二，機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)期間加強(qiáng)各物理參數(shù)的自動(dòng)測(cè)試，進(jìn)行測(cè)試結(jié)果的顯示記錄，在計(jì)算、存儲(chǔ)、分析判定并處理測(cè)量參數(shù)或指標(biāo)；第三，進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn)過程的管理與監(jiān)督。機(jī)電一體化系統(tǒng)里微電子控制機(jī)電設(shè)備怎樣進(jìn)行適宜計(jì)算機(jī)選擇，怎樣設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)，怎樣組織軟件開發(fā)，怎樣對(duì)現(xiàn)有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等進(jìn)行維護(hù)與使用是相當(dāng)關(guān)鍵的，也是值得探索的

課題。

1微電子控制機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的組成和原理

在某微電子控制機(jī)電系統(tǒng)當(dāng)中，主要是由PLC、管路壓力變送器、變頻器等多種設(shè)備組成的。在控制系統(tǒng)當(dāng)中，管路壓力變送器主要是檢測(cè)控制輔助沖量、管路水壓、蒸發(fā)量等三個(gè)變量，接著將數(shù)據(jù)信號(hào)向PLC當(dāng)中傳送，并且通過PLC進(jìn)行分析和計(jì)算，將信號(hào)發(fā)送信號(hào)控制器，通過信號(hào)控制器來控制水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的過程中需要與實(shí)際情況合理的進(jìn)行結(jié)合，并且對(duì)變頻器的輸出頻率進(jìn)行確認(rèn)，輸出頻率在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中具有非常重要的意義，和系統(tǒng)的控制息息相關(guān)，在確定系統(tǒng)輸出頻率是需要綜合性的分析和考慮用水量以及揚(yáng)程參數(shù)等。在整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中控制流程的用水量變化，主要是通過壓力變送器向PLC傳送的通過PLC進(jìn)行分析和計(jì)算，可以有效的調(diào)節(jié)循環(huán)泵的頻率，合理的分配能源，讓工作的效率提高，起到節(jié)約資源的作用。

2微電子控制機(jī)電設(shè)備在工業(yè)中的具體應(yīng)用

1）可編程序控制器（PLC）的應(yīng)用。從PLC的角度進(jìn)行分析，其主要優(yōu)勢(shì)在于具有很強(qiáng)的控制能力，而且穩(wěn)定性較高，機(jī)身體積相對(duì)較小，可以有效的和其他的配件進(jìn)行組合。在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，因?yàn)闄C(jī)電設(shè)備往往會(huì)占據(jù)一定的面積，如果想讓其廠房中的占比較高，就一定要注意讓廠房的空余面積加大，盡量讓控制器的數(shù)量減少，讓機(jī)電設(shè)備的數(shù)量增多，與此同時(shí)還需要注意PLC的節(jié)能性較高相比，其他的控制系統(tǒng)可以節(jié)約資源，讓工業(yè)生產(chǎn)的成本支出降低，讓企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益增加，由于PLC設(shè)備可以有效的和其他設(shè)備之間進(jìn)行組合，可以靈活方便的在廠房當(dāng)中進(jìn)行布設(shè)，讓一機(jī)多用?？梢詫?shí)現(xiàn)讓廠房的設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)一步得到簡(jiǎn)化，對(duì)設(shè)備維護(hù)中耗費(fèi)的人力物力進(jìn)行控制，減少人力輸出，可以將人力有效的分配到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，讓生產(chǎn)資料的利用效率提高。PLC的另一大優(yōu)勢(shì)在于可以通過現(xiàn)場(chǎng)總線和生產(chǎn)設(shè)備之間

進(jìn)行連接，有效的監(jiān)控工業(yè)生產(chǎn)，可以動(dòng)態(tài)化的監(jiān)控生產(chǎn)的全過程，確保在生產(chǎn)過程中，第一時(shí)間解決生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的故障，避免由于機(jī)械故障而導(dǎo)致生產(chǎn)進(jìn)度停滯，讓設(shè)備的維護(hù)開支得到控制，PLC的計(jì)算速度很快，可以輕松的對(duì)生產(chǎn)時(shí)的任何變動(dòng)進(jìn)行管理和控制，有效的防止由于設(shè)備變化控制器無法及時(shí)應(yīng)對(duì)而產(chǎn)生的問題，PLC還可以進(jìn)行相關(guān)的升級(jí)，伴隨當(dāng)前經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，就算生產(chǎn)線當(dāng)中的產(chǎn)品產(chǎn)生了變動(dòng)，只需要正確的調(diào)整，控制程序也可以符合新產(chǎn)品生產(chǎn)的具體需求。

相比于其他編程操作，PLC控制器在編程的過程中較為方便，員工通過短時(shí)間的訓(xùn)練就可以熟練的掌握編程的技巧，在實(shí)際操作的過程中工作步驟相對(duì)較為簡(jiǎn)單，可以很容易的掌握設(shè)備的維修安裝以及操作，由于PLC自帶程序編輯器只需要工作人員了解梯形語(yǔ)言，就可以對(duì)其進(jìn)行熟練的掌握。對(duì)控制器的工作語(yǔ)言進(jìn)行了解，當(dāng)出現(xiàn)故障的時(shí)候可以及時(shí)的調(diào)整和處理控制器。

2）變頻器調(diào)速器的作用。變頻器工作狀態(tài)分作自動(dòng)與手動(dòng)兩類，手動(dòng)工作狀態(tài)即在PLC結(jié)束工作后展開的人工操作行為，經(jīng)電位器調(diào)節(jié)能對(duì)變頻器輸出頻率進(jìn)行給定。自動(dòng)工作狀態(tài)實(shí)質(zhì)是PLC輸出信號(hào)為變頻器輸出頻率展開控制。和傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥控制方式相比，PLC控制可節(jié)電，更好進(jìn)行水泵磨損控制，在延長(zhǎng)設(shè)備壽命與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)化水平提升中發(fā)揮了重要作用。

第一，和傳統(tǒng)正弦波控制技術(shù)相比，因變頻器用到了電壓空間矢量控制技術(shù)，先進(jìn)性和獨(dú)特性在性能上得到充分凸顯，同時(shí)因其特有的低速轉(zhuǎn)矩大、運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng)、諧波成分小等特征，這對(duì)我國(guó)電網(wǎng)而言輸出電壓自動(dòng)調(diào)整功能能充分進(jìn)行優(yōu)勢(shì)發(fā)揮。第二，變頻器具備外部端子、鍵盤電位器與多功能段子等一系列操作方式，功能完善，可輸入多種模擬信號(hào)（如電流、電壓、頻率等效范圍檢測(cè)，轉(zhuǎn)速追蹤等）；并且變頻器可實(shí)現(xiàn)擺頻運(yùn)行與程序運(yùn)行等一系列模式。第三，因變頻器全系列元件應(yīng)用的是西門子產(chǎn)品，有極強(qiáng)的保護(hù)性能，可靠穩(wěn)定，能很好的避免過流、短路、過壓等問題，確保本機(jī)能正常運(yùn)行。并且變頻器有良好的絕緣耐壓性，產(chǎn)品質(zhì)量好，設(shè)定簡(jiǎn)單等使得其有更強(qiáng)的適用性。

3）電路發(fā)揮的作用。在安裝PLC和變頻器的時(shí)候，保證電路的穩(wěn)定是保障工作的必要。電路在安裝過程中，應(yīng)該采取邊安裝邊測(cè)電的方式，這樣更能使電流穩(wěn)定，這同樣屬于工作期間需引起重視的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在電路安裝完畢之后，不要急著通電，應(yīng)該先再次檢查電路是否安裝正確，查看是否有少安裝或者多安裝的情況。另外，測(cè)量一下接觸元器件的連接點(diǎn)，這樣可以發(fā)現(xiàn)一些接觸不良的地方，若有漏電情況應(yīng)該及時(shí)對(duì)此進(jìn)行維修。電路在工業(yè)中也是起到了很大的作用，在安裝電路的時(shí)候，一定要小心謹(jǐn)慎，綜合考慮多方面因素，不要遺漏一些小問題，有時(shí)一些小問題也可能出大錯(cuò)，保證電路的穩(wěn)定才能更好地協(xié)調(diào)其他設(shè)備的安裝穩(wěn)定。應(yīng)認(rèn)真復(fù)查電路，查看電路有無正確安裝，或存在設(shè)備多安裝或少安裝的現(xiàn)象，同時(shí)應(yīng)認(rèn)真檢測(cè)每個(gè)接觸元器件連接點(diǎn)，明確有無接觸不良或短路現(xiàn)象，若發(fā)生漏電務(wù)必要及時(shí)維修與處理。電路調(diào)試的具體流程總結(jié)如下：

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二、工科畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)查閱、開題報(bào)告問題與對(duì)策

對(duì)于工科本科畢業(yè)設(shè)計(jì)，開題報(bào)告是畢業(yè)設(shè)計(jì)研究工作的總綱領(lǐng)，對(duì)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程起到指導(dǎo)性的作用，閱讀大量中外文獻(xiàn)是完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告的首要工作。對(duì)于開題報(bào)告工作，最好閱讀與該課題相關(guān)的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，明確該課題的研究現(xiàn)狀及其研究方向，通過大量閱讀，書寫文獻(xiàn)綜述，闡明該課題已經(jīng)解決的問題和未解決的問題，然后對(duì)于未解決的問題進(jìn)行分類細(xì)化，哪些屬于國(guó)內(nèi)都沒有解決的學(xué)術(shù)問題，哪些屬于國(guó)外已經(jīng)解決而國(guó)內(nèi)沒有解決的技術(shù)問題。做到心中有數(shù)，研究有方向，針對(duì)自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，提出自己的需要解決的問題及其解決思路、方法等。在此基礎(chǔ)上完成開題報(bào)告的填寫工作。

三、工科畢業(yè)設(shè)計(jì)電子資料問題與對(duì)策

工科畢業(yè)設(shè)計(jì)資料主要包括：畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、工程圖紙以及開題報(bào)告等。近年來，畢業(yè)設(shè)計(jì)電子資料逐漸取代紙質(zhì)資料，方便師生信息交流的同時(shí)，也存在一定的問題，亟待完善與改進(jìn)。

1.畢業(yè)設(shè)計(jì)電子論文格式規(guī)范化與對(duì)策。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文格式規(guī)范化也是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的工作能力的重要途徑之一。規(guī)范化的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文可以給美的視覺效果，更好地展現(xiàn)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)勞動(dòng)成果。但在畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)過程中也發(fā)現(xiàn)存在不規(guī)范的論文現(xiàn)象。究其原因：一方是在學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范化的實(shí)施意義認(rèn)識(shí)不到位，另一方面就是指導(dǎo)老師沒有嚴(yán)格要求或指導(dǎo)不到位，從思想上根本沒有重視本次畢業(yè)設(shè)計(jì)格式規(guī)范化的重要性。對(duì)于此類問題應(yīng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行該方面教育工作，使學(xué)生從思想上重視畢業(yè)工作，切實(shí)重視畢業(yè)設(shè)計(jì)格式規(guī)范化的重要性。畢業(yè)生通過對(duì)自己論文格式的規(guī)范化處理，也是在鍛煉自己、規(guī)范自身的行為，逐步形成一種做事情的態(tài)度和方法，為走上工作崗位積累一定的工作經(jīng)驗(yàn)。

2.畢業(yè)設(shè)計(jì)電子工程圖問題與對(duì)策。對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)工程圖紙，傳統(tǒng)的方法，工程圖紙?jiān)诶L圖室采用手工繪制，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和學(xué)生招生數(shù)量的增加，計(jì)算機(jī)繪制越來越適應(yīng)目前形式的發(fā)展，計(jì)算機(jī)繪圖已經(jīng)逐步替代手工繪圖，電子版的圖紙很方便師生交流信息，為柔性化的指導(dǎo)工作建立良好的基礎(chǔ)。但電子圖紙也存在一定的弊端，如學(xué)生通過各種手段尋找往屆畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙，出現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)工程圖紙抄襲現(xiàn)象，同時(shí)弱化了傳統(tǒng)手工繪圖的基本能力。對(duì)于此類問題，本科畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙可以采用電子圖紙與手工圖紙同時(shí)進(jìn)行的方法，如對(duì)于工科機(jī)械類畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，在給學(xué)生下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書時(shí)，要求學(xué)生用計(jì)算機(jī)繪圖同時(shí)也得采用手工制圖相關(guān)的零件圖。這樣可以減少學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中抄襲現(xiàn)象，同時(shí)又加強(qiáng)了學(xué)生手工繪圖的基本能力。同時(shí)加強(qiáng)論文重復(fù)率和相似性檢測(cè)工作，要求工科類本科畢業(yè)設(shè)計(jì)重復(fù)率不能超過10%，可有效杜絕學(xué)生大面積抄襲別人的學(xué)位論文，舉辦科學(xué)道德與學(xué)風(fēng)宣講大會(huì)，指導(dǎo)學(xué)生樹立正確科學(xué)研究態(tài)度。

四、工科畢業(yè)設(shè)計(jì)過程指導(dǎo)問題與對(duì)策

1.團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)與資源優(yōu)化。團(tuán)隊(duì)具有豐富的學(xué)術(shù)資源，團(tuán)隊(duì)具有集體的智慧，團(tuán)隊(duì)具有柔性化的指導(dǎo)優(yōu)勢(shì)。因此急需要團(tuán)隊(duì)的建立與擴(kuò)展。團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)可以將不同的指導(dǎo)老師優(yōu)質(zhì)資源共享，實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)工作，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中通過優(yōu)質(zhì)資源互補(bǔ)原則，借助兄弟院校的試驗(yàn)平臺(tái)或豐富的理論經(jīng)驗(yàn)，提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。如陜西理工學(xué)院可與西安交通大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、西安理工大學(xué)等相距較近的省內(nèi)高校聯(lián)合指導(dǎo)學(xué)生，也可讓學(xué)生去兄弟院校進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)工作，使我校畢業(yè)生真正體會(huì)到高等教育優(yōu)質(zhì)資源共享的精髓，也使得我校畢業(yè)生在以后的學(xué)習(xí)和工作過程中發(fā)展速度更快，人際交流與合作能力更強(qiáng)。例如，對(duì)于研究增材制造方面的題目，就需要優(yōu)質(zhì)資源共享方式，如西安交通大學(xué)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已在增材制造方面取得創(chuàng)造性成就，無論是實(shí)驗(yàn)設(shè)備，還是實(shí)驗(yàn)水平都是國(guó)內(nèi)首屈一指的，甚至在國(guó)際上也有一定影響力。所有這一切都是值得我們學(xué)習(xí)與借鑒的，也可邀請(qǐng)?jiān)撔５脑霾闹圃旆矫娴膶＜襾砦倚＿M(jìn)行學(xué)術(shù)報(bào)告，以激勵(lì)我校畢業(yè)生的求知欲望，拓寬其畢業(yè)設(shè)計(jì)的新思想、新方法。通過資源共享的方式，搭建我校增材制造實(shí)驗(yàn)室，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)的條件和場(chǎng)所。

2.周匯報(bào)環(huán)節(jié)的實(shí)施與推進(jìn)。畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中必須嚴(yán)格要求學(xué)生，每周定時(shí)安排課題組的匯報(bào)與總結(jié)，讓學(xué)生以PPT的形式匯報(bào)自己的一周內(nèi)的工作情況，即使沒有進(jìn)展也要匯報(bào)工作。達(dá)到一種量變到質(zhì)變的過程。同時(shí)檢查學(xué)生一周的工作情況，及其對(duì)課題的研究進(jìn)展，包括查閱資料、企業(yè)調(diào)研、實(shí)驗(yàn)進(jìn)展、CAE軟件運(yùn)算進(jìn)程、國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究狀況以及該研究能否解決實(shí)際的問題。及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)工作過程中存在的問題，同時(shí)便于指導(dǎo)老師有的放矢地安排和指導(dǎo)學(xué)生。課題匯報(bào)的目的一方面在于檢查學(xué)生的工作進(jìn)度，另一方面培養(yǎng)學(xué)生交流表達(dá)能力。當(dāng)然匯報(bào)不是走形式，對(duì)于本次匯報(bào)工作表現(xiàn)相對(duì)落后的同學(xué)，要求提出改進(jìn)與后續(xù)的措施，否則按照學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)文件規(guī)定延遲或終止畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程。

五、工科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯、成果保護(hù)問題與對(duì)策

畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯是指導(dǎo)老師和畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生辛苦勞動(dòng)的收獲節(jié)點(diǎn)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，在老師的指導(dǎo)下，學(xué)生不斷地發(fā)現(xiàn)問題、分析問題以及解決問題，創(chuàng)新能力、自我表達(dá)能力得到了鍛煉。如何能夠更好地鍛煉學(xué)生的自我表達(dá)能力，首先要扎實(shí)做好畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中的每一個(gè)細(xì)小環(huán)節(jié)，做到有備無患，只有在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作過程中付出了，才能在畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯過程中心中有數(shù)，臨陣不慌。也可對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯整個(gè)過程進(jìn)行錄像，從錄像中發(fā)現(xiàn)自己存在的問題，及時(shí)糾正，以便更好地適應(yīng)社會(huì)大環(huán)境，也為學(xué)生提供了良好的鍛煉自我表達(dá)能力的機(jī)會(huì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯結(jié)束后，畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生可以在老師的指導(dǎo)下，對(duì)自己的設(shè)計(jì)思想、方案及其預(yù)期的成果以論文、專利等形式進(jìn)行保護(hù)，一方面在肯定師生辛勤勞動(dòng)的成果，另一方面在夯實(shí)該領(lǐng)域的研究基礎(chǔ)，推動(dòng)科學(xué)研究健康成長(zhǎng)。

篇（5）

一、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)發(fā)展背景

在這個(gè)高科技迅猛發(fā)展的信息時(shí)代，教育信息化成為一種必然趨勢(shì)。多年來，學(xué)校計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的推廣為提高課堂教學(xué)效率，促進(jìn)教師教育觀念起了一定的作用，但傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是教師主導(dǎo)傳授，學(xué)生被動(dòng)或機(jī)械練習(xí)。而網(wǎng)絡(luò)環(huán)境教學(xué)，是基于多媒體技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下的新的學(xué)習(xí)理論，在這種理論中，學(xué)生是知識(shí)學(xué)習(xí)的主動(dòng)者，外界信息經(jīng)過教師的組織、引導(dǎo)，學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)進(jìn)而轉(zhuǎn)變成為自身的知識(shí)，這種理論的形成優(yōu)化了課堂教學(xué)模式和結(jié)構(gòu)，使老師和學(xué)生共同作用于教學(xué)過程，起到協(xié)調(diào)作用。這種開放性、創(chuàng)新性的教育思想和模式，有利于克服傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端和固疾。在新形勢(shì)下研究和探索網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)，是適應(yīng)新世紀(jì)教育的需要，對(duì)全面實(shí)施素質(zhì)教育有著十分重大的意義。

二、網(wǎng)絡(luò)課程的基本功能結(jié)構(gòu)

眾所周知，網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計(jì)應(yīng)依據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的思想，以"學(xué)習(xí)者"為中心；應(yīng)當(dāng)對(duì)教學(xué)活動(dòng)和學(xué)習(xí)環(huán)境作重點(diǎn)設(shè)計(jì)，二者缺一不可。由于網(wǎng)絡(luò)課程在很大程度上依賴于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，所以網(wǎng)絡(luò)課程的基本功能結(jié)構(gòu)也應(yīng)按學(xué)生自主學(xué)習(xí)的要點(diǎn)來設(shè)計(jì)。

學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)可進(jìn)行一系列的學(xué)習(xí)活動(dòng)，如自學(xué)、討論、實(shí)踐活動(dòng)、作業(yè)提交、考試及網(wǎng)上資源搜索、資料查詢等活動(dòng)。另一方面，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)查詢自己的學(xué)習(xí)記錄，從而對(duì)學(xué)習(xí)起到一個(gè)督促和自我監(jiān)督的作用。例如我本學(xué)期所帶的Flash課程，大部分都是在機(jī)房操作教學(xué)，本身就利用了局域網(wǎng)的功能。在機(jī)房中教師機(jī)可以控制學(xué)生機(jī)以便督促學(xué)生學(xué)習(xí)，而學(xué)生在做完例子后可以通過局域網(wǎng)提交作業(yè)，這樣教師在一臺(tái)機(jī)子就可以及時(shí)

檢查學(xué)生的作業(yè)并做好記錄。

三、網(wǎng)絡(luò)課程的基本特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)今科技發(fā)展的結(jié)晶，而網(wǎng)絡(luò)教學(xué)也不同于傳統(tǒng)的教育教學(xué)。網(wǎng)絡(luò)課程主要有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：

1、資源共享性

學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)可以共享資源，其中包括硬件的共享和軟件的共享。網(wǎng)上資源豐富多彩、圖文并茂，學(xué)習(xí)者在鏈接或教師指導(dǎo)下，可輕松自如地在知識(shí)的海洋中翱翔。取之不盡、用之不竭的信息資源，神奇的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，對(duì)學(xué)生創(chuàng)造思維的培養(yǎng)，對(duì)實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程緊要關(guān)系的轉(zhuǎn)變，對(duì)促進(jìn)從應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)化都將產(chǎn)生重大的影響。

2、虛擬性

網(wǎng)上教育的時(shí)空不限性給教學(xué)活動(dòng)帶來虛擬性，現(xiàn)在虛擬教育已經(jīng)成為人們津津樂道的話題。虛擬教育可分為校內(nèi)模式和校外模式，校內(nèi)模式指在校園網(wǎng)上開發(fā)的各種教育應(yīng)用，校外模式指網(wǎng)上遠(yuǎn)程教育?？梢园研?nèi)模式與校外模式有機(jī)結(jié)合起來，成為一個(gè)新型教育系統(tǒng)。

3、實(shí)時(shí)交互性

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)最大特點(diǎn)是它的實(shí)時(shí)交互性，實(shí)時(shí)交互性是指在網(wǎng)絡(luò)上的各個(gè)終端可以即時(shí)實(shí)施回答。交互的方式有師生之間和學(xué)生之間。通過課件還可以有效地獲得圖文并茂的教育信息，師生之間的交互可以得到教師的指導(dǎo)，學(xué)生之間的交互可以進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)，這種雙向交互活動(dòng)不僅使學(xué)生通過視、聽手段獲取教學(xué)信息，而且還可以激發(fā)學(xué)生對(duì)此的興趣。

4、協(xié)同創(chuàng)作性

通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者可以利用適當(dāng)?shù)能浖ぞ咧С謪f(xié)同創(chuàng)作?，F(xiàn)在許多網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)帶有群件系統(tǒng)的功能，能夠支持一個(gè)學(xué)習(xí)群體方便地進(jìn)行通訊交流、工作空間共享、應(yīng)用軟件共享和協(xié)同創(chuàng)作。

四、網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)模式

利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來進(jìn)行教學(xué)。按照通訊角度來講，有同步教學(xué)和異步教學(xué)；按照學(xué)習(xí)者的組織形式來看，可以有個(gè)別化學(xué)習(xí)、小組學(xué)習(xí)；按照課程材料媒體種類來看，有多種媒體參與的混合形式或者僅利用web媒體的單一形式。應(yīng)用Web來進(jìn)行教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)模式，這里簡(jiǎn)述4種：

1、信息傳遞式：信息傳遞式是指利用Web教學(xué)大綱、課程內(nèi)容、講座筆記及作業(yè)細(xì)節(jié)和百科全書，加上在線信息資源的超鏈接，學(xué)生可以在沒有和教師或者其他同學(xué)交流下完成學(xué)習(xí)任務(wù)。這種模式是目前網(wǎng)絡(luò)課程比較普遍的方式。

2、合作學(xué)習(xí)模式：合作學(xué)習(xí)模式主要強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生之間的交流活動(dòng)。它體現(xiàn)的使學(xué)生之間的合作學(xué)習(xí)。它通過創(chuàng)設(shè)支持式環(huán)境，使得班級(jí)學(xué)生成員之間可進(jìn)行提問、解答和資源共享等合作活動(dòng)。3、輔助學(xué)習(xí)式：這種課程模式的特點(diǎn)是教師輔助學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)，采用Email、電子論壇或計(jì)算機(jī)視頻會(huì)議來提供指導(dǎo)等服務(wù)。輔助學(xué)習(xí)模式還可以確定參數(shù)來建立多用戶對(duì)話環(huán)境。

4、內(nèi)容生成式：內(nèi)容生成式指的是學(xué)生自主尋找、建立、組織具體知識(shí)領(lǐng)域的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)信息資源的同化、交互和綜合。具體的活動(dòng)是學(xué)生設(shè)計(jì)開發(fā)網(wǎng)頁(yè)，通過網(wǎng)絡(luò)資源和鏈接按照自己的方式將信息內(nèi)容呈現(xiàn)。這種模式中，學(xué)生是信息資源內(nèi)容的重要來源。

五、網(wǎng)絡(luò)課程的發(fā)展趨勢(shì)

網(wǎng)絡(luò)課程因其自身靈活的特點(diǎn)使得它在繼續(xù)教育、素質(zhì)教育及職業(yè)教育方面都將有很大的優(yōu)勢(shì)。雖然有人認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)課程不能有效地刺激學(xué)生去學(xué)習(xí)，但是不斷增長(zhǎng)的學(xué)生需求和網(wǎng)絡(luò)所提供的更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)是網(wǎng)絡(luò)課程的優(yōu)勢(shì)所在。我認(rèn)為基于Web的網(wǎng)絡(luò)課程在將來的發(fā)展有以下幾個(gè)趨勢(shì)：

第一，資源漸趨豐富，課程種類更齊全

據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)目前已有450多所大學(xué)建立了網(wǎng)上虛擬學(xué)校，開設(shè)了200多個(gè)專業(yè)，學(xué)生數(shù)量達(dá)10多萬人。將來的網(wǎng)上課程門類齊全，有自主學(xué)習(xí)課程、成人教育課程、學(xué)科教育課程等；提供的服務(wù)形式也越來越多樣，學(xué)生可以網(wǎng)上快速地檢索出自己所需要的課程節(jié)目信息或?qū)W習(xí)資料。

第二，以課堂教學(xué)為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)向以學(xué)習(xí)活動(dòng)為中心的課程設(shè)計(jì)。

以課堂教學(xué)為基礎(chǔ)的課程強(qiáng)調(diào)課程的內(nèi)容設(shè)計(jì)，而以Web為基礎(chǔ)的教學(xué)不應(yīng)是傳統(tǒng)課程內(nèi)容的照搬。今后網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計(jì)應(yīng)是結(jié)合Web的具體特點(diǎn)，以Email答疑、電子論壇、計(jì)算機(jī)視頻會(huì)議等學(xué)習(xí)活動(dòng)為中心的設(shè)計(jì)。

第三，以Web的低級(jí)應(yīng)用設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向Web高級(jí)應(yīng)用的設(shè)計(jì)。

隨著Web技術(shù)和教學(xué)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)課程的開發(fā)必將從Web的低級(jí)應(yīng)用階段轉(zhuǎn)向Web高級(jí)應(yīng)用。目前出現(xiàn)了一些網(wǎng)絡(luò)課程工具平臺(tái)，這種平臺(tái)的設(shè)計(jì)使基于Web的課程在制作、管理和應(yīng)用上都邁進(jìn)了一個(gè)新的臺(tái)階，Web必然將應(yīng)用于課程教學(xué)。

我們即將面臨的是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)無處不在的時(shí)代，開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是大勢(shì)所趨。學(xué)校應(yīng)充分發(fā)揮其特有的文化和情感氛圍，注重教學(xué)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，尋求課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的最佳結(jié)合點(diǎn)，優(yōu)質(zhì)高效地培養(yǎng)能夠適應(yīng)時(shí)代要求的新型人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]《基于Web的遠(yuǎn)程教學(xué)和我國(guó)的發(fā)展對(duì)策》，《電化教育研究》1998年第2期。

[2]《中國(guó)電化教育》，張舒予，1999.9。

篇（6）

 

人類社會(huì)邁入新的世紀(jì)，全球展開了信息技術(shù)革命，并且正以前所未有的方式對(duì)社會(huì)變革的方向起著決定作用。隨著信息化的深入，信息的數(shù)量以驚人的速度急劇地爆炸性增加。論文參考網(wǎng)。除了廣播、電視、書籍、報(bào)紙等各種傳統(tǒng)的信息傳播媒介之外,又出現(xiàn)了國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)、無線上網(wǎng)、手機(jī)上網(wǎng)等新的信息傳遞手段,使信息獲取變得更加多樣復(fù)雜，同樣使農(nóng)業(yè)信息獲取的渠道增多。面對(duì)“信息爆炸”的時(shí)代，如何快速高效的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的農(nóng)業(yè)信息獲取成了農(nóng)業(yè)信息工作的首要任務(wù)。

在新的環(huán)境下，作為農(nóng)業(yè)信息從業(yè)人員，應(yīng)掌握更多的從當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中獲取農(nóng)業(yè)信息的手段，下面從六個(gè)方面說明如何在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行農(nóng)業(yè)信息獲取。

1、使用專業(yè)的農(nóng)業(yè)信息搜索引擎，是農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展的方向。

要在海量信息中找到所需農(nóng)業(yè)信息，就必須用到專業(yè)級(jí)的搜索引擎。我國(guó)目前現(xiàn)狀，農(nóng)業(yè)信息的獲取還很困難，特別是急需農(nóng)業(yè)科技信息和市場(chǎng)信息的企業(yè)、部門、農(nóng)戶，他們通過綜合搜索引擎，并不能迅速找到自己想要的信息。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域現(xiàn)有各種網(wǎng)站近十萬多個(gè)，涉及農(nóng)、林、牧、漁、水利、氣象、農(nóng)墾、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)及其它農(nóng)業(yè)部門。在這些海量的信息中，如何搜索一個(gè)準(zhǔn)確的農(nóng)業(yè)信息是農(nóng)業(yè)人員非常關(guān)注的問題。因此，針對(duì)于中文農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)資源研發(fā)專業(yè)化的搜索引擎，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息的精確搜索是農(nóng)業(yè)信息搜索引擎發(fā)展方向。

在專業(yè)農(nóng)業(yè)搜索引擎方面，有些網(wǎng)站已經(jīng)走在前列:

世界范圍：(1)農(nóng)業(yè)沖浪(agrisurf.com)。世界上最大的農(nóng)業(yè)專業(yè)搜索引擎，提供分類檢索和關(guān)鍵詞檢索,提供大約20 000多個(gè)農(nóng)業(yè)相關(guān)網(wǎng)站和95個(gè)國(guó)家與地區(qū)的有效鏈接。

(2) Ceres Online

ceresgroup.com/col/

專門提供農(nóng)業(yè)信息。其搜索功能連接到了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的其它專業(yè)人員。日歷數(shù)據(jù)庫(kù)列出了幾百個(gè)即將到來的農(nóng)業(yè)活動(dòng)，氣象圖提供了世界各地天氣情況以及熱點(diǎn)信息。論文參考網(wǎng)。

（3）AgEconSearch

agecon.lib.umn.edu/

AgEcon搜索收集，索引包括諸如農(nóng)業(yè)，食品供應(yīng)，自然資源經(jīng)濟(jì)學(xué)，環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)，農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易及廣義的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究全文。

國(guó)內(nèi)相關(guān)搜索引擎：

(1)農(nóng)搜sdd.net.cn/

農(nóng)搜農(nóng)業(yè)專業(yè)搜索引擎的研發(fā)得到了中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院“杰出人才工程”經(jīng)費(fèi)的資助。

(2)搜農(nóng)sounong.net/

中國(guó)搜農(nóng)是在國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目和現(xiàn)代農(nóng)村信息化關(guān)鍵技術(shù)研究與示范項(xiàng)目資助下取得的一項(xiàng)重大創(chuàng)新成果，也是第一個(gè)面向我國(guó)農(nóng)業(yè)企業(yè)、農(nóng)民大戶、農(nóng)業(yè)專業(yè)技術(shù)協(xié)會(huì)以及廣大農(nóng)業(yè)科技人員提供農(nóng)業(yè)通用搜索與農(nóng)產(chǎn)品供求、農(nóng)業(yè)實(shí)用技術(shù)、政策新聞等專題的搜索服務(wù)。

(3)so.ag365.com/365農(nóng)業(yè)搜索

(4)chinanong.com/華農(nóng)在線-中國(guó)農(nóng)業(yè)信息搜索引擎

(5)086ny.com/soso/超農(nóng)網(wǎng)農(nóng)業(yè)搜索

(6)3nss.com/Portal/Default.aspx三農(nóng)搜索網(wǎng)

2、除了農(nóng)業(yè)搜索引擎外，網(wǎng)絡(luò)中農(nóng)業(yè)信息獲取還要有相應(yīng)的專業(yè)智能瀏覽器。

使用專門開發(fā)的面向農(nóng)業(yè)信息獲取方面的智能瀏覽器，可以借助智能瀏覽器的功能，方便快捷地進(jìn)行快速搜索、精確搜索，過濾無關(guān)信息，提取農(nóng)業(yè)信息，為廣大農(nóng)民用戶方便快捷地獲取農(nóng)業(yè)信息提供服務(wù)。

3、使用在線農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)。

農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)是運(yùn)用人工智能的專家系統(tǒng)技術(shù)，匯集農(nóng)業(yè)領(lǐng)域知識(shí)、模型和專家經(jīng)驗(yàn)等，采用合宜的知識(shí)表示技術(shù)和推理策略，以信息網(wǎng)絡(luò)為載體,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理者提供咨詢服務(wù)。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)在現(xiàn)今的網(wǎng)絡(luò)條件下變的不適用?，F(xiàn)在農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的發(fā)展方向?yàn)?在線農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)及實(shí)時(shí)智能專家系統(tǒng)。

目前國(guó)內(nèi)許多專家系統(tǒng)已經(jīng)上線并且在使用過程中起到了良好效果。

（1）esa.org.cn/index.asp

廣西智能農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)，提供作物類、瓜果類、蔬菜類、畜牧類、獸醫(yī)類和水產(chǎn)類等六類十九種在線專家系統(tǒng)。

（2）nbnky.gov.cn:4000

寧波農(nóng)經(jīng)網(wǎng)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，提供了蔬菜病蟲害專家系統(tǒng)、河蟹養(yǎng)殖專家系統(tǒng)、家兔養(yǎng)殖專家系統(tǒng)、海水養(yǎng)殖系列專家系統(tǒng)、網(wǎng)箱養(yǎng)魚專家系統(tǒng)等二十八種在線專家系統(tǒng)。

（3）hebaic.com.cn/index.do?templet=er_zjxt

河北農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣網(wǎng)、河北農(nóng)業(yè)智能信息網(wǎng)專家系統(tǒng)，提供金絲小棗栽培專家系統(tǒng)、養(yǎng)牛管理專家系統(tǒng)、無公害番茄專家系統(tǒng)等三十余種在線專家系統(tǒng)。

（4）zjxt.hzagro.com/

農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng).net，杭州市科技局、杭州市農(nóng)辦主辦提供了水果干果、蔬菜種植、花卉苗木、中藥材、水產(chǎn)養(yǎng)殖、畜禽養(yǎng)殖等類七十余種在線農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)。

（5）202.107.249.147/

麗水市農(nóng)業(yè)專家知識(shí)系統(tǒng)，提供了花卉苗木、食用菌、筍竹、蔬菜、水產(chǎn)、中藥材、其它等十類八十五種在線農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)。

4、進(jìn)行農(nóng)業(yè)信息智能分析。

農(nóng)業(yè)信息智能分析是應(yīng)用智能化技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法進(jìn)行農(nóng)業(yè)信息分析的新的研究領(lǐng)域。它主要是圍繞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)、農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)管理、農(nóng)業(yè)科技中的分析對(duì)象, 進(jìn)行智能化地信息自動(dòng)采集、存儲(chǔ)、管理、計(jì)算、判別等的過程,可模仿、代替專家,解決農(nóng)業(yè)中波動(dòng)分析、風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、早期預(yù)測(cè)、效果評(píng)價(jià)等諸多問題。目前農(nóng)業(yè)智能分析技術(shù)在我國(guó)已投入實(shí)際使用。

（1）農(nóng)業(yè)部的“農(nóng)作物遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”,通過采用遙感和地理信息系統(tǒng)手段,及時(shí)動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)農(nóng)作物生長(zhǎng)狀況,解決了依賴實(shí)地調(diào)查、手工記錄、數(shù)據(jù)上報(bào)等傳統(tǒng)信息獲取方式的不足。針對(duì)數(shù)據(jù)和信息源不足、渠道不暢等問題,農(nóng)業(yè)系統(tǒng)開展了“農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)”的開發(fā)與應(yīng)用,定期對(duì)糧、油、果、菜、畜產(chǎn)品等主要農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、需求、進(jìn)出口、市場(chǎng)行情,進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、分析,為政府部門、生產(chǎn)者和經(jīng)營(yíng)者提供了決策參考。

（2）中國(guó)農(nóng)科院智能化農(nóng)業(yè)預(yù)警技術(shù)與系統(tǒng)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室,構(gòu)建了全國(guó)農(nóng)產(chǎn)品供求平衡分析預(yù)測(cè)模型體系框架,開展了12種主要農(nóng)產(chǎn)品的市場(chǎng)供求分析預(yù)測(cè)。利用網(wǎng)絡(luò)抓取技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),已經(jīng)能從海量的信息中獲取市場(chǎng)波動(dòng)的隱性信息。論文參考網(wǎng)。并建立了主要農(nóng)產(chǎn)品供求信息庫(kù),能對(duì)12種主要農(nóng)產(chǎn)品的市場(chǎng)行情進(jìn)行趨勢(shì)分析與展望。

5、使用專業(yè)農(nóng)業(yè)網(wǎng)站、專業(yè)農(nóng)業(yè)論壇、專業(yè)農(nóng)業(yè)交流圈。

傳統(tǒng)的專業(yè)農(nóng)業(yè)網(wǎng)站及專業(yè)農(nóng)業(yè)論壇仍然是廣大農(nóng)民互聯(lián)網(wǎng)上獲取農(nóng)業(yè)信息的主要渠道。另外基于新興的WEB2.0技術(shù)組建的專業(yè)農(nóng)業(yè)交流圈能大大增強(qiáng)訪問者之間的互動(dòng)也迅速發(fā)展，大有前途。

國(guó)內(nèi)專業(yè)農(nóng)業(yè)網(wǎng)站及農(nóng)業(yè)論壇：

（1）202.127.45.50/

中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部，中國(guó)農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)。

（2）zgny.com.cn/

中國(guó)農(nóng)業(yè)網(wǎng)，農(nóng)業(yè)企業(yè)的商務(wù)信息平臺(tái)。

（3）chinabreed.com/

中國(guó)養(yǎng)殖網(wǎng)，最大畜牧行業(yè)門戶網(wǎng)站，提供養(yǎng)殖、飼料、養(yǎng)豬、養(yǎng)雞、養(yǎng)牛、 養(yǎng)羊、家禽、獸藥、特種養(yǎng)殖及畜牧機(jī)械相關(guān)信息。

（4）aweb.com.cn/

農(nóng)博網(wǎng)，國(guó)家農(nóng)村信息服務(wù)示范項(xiàng)目，以“服務(wù)農(nóng)業(yè),E化農(nóng)業(yè)”的宗旨，為涉農(nóng)人群提供農(nóng)業(yè)資訊、農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)、農(nóng)業(yè)論壇以及農(nóng)業(yè)人才服務(wù)。

（5）12582.com/

農(nóng)信通農(nóng)村信息網(wǎng)，涉農(nóng)生活服務(wù)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),提供最新農(nóng)業(yè)信息，化肥、飼料、農(nóng)機(jī)等價(jià)格行情，農(nóng)民工招聘、就業(yè)信息；食品、水果、蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品交易信息，是城鄉(xiāng)互動(dòng)、鄉(xiāng)村旅游、農(nóng)家樂的綜合展示窗口。

（6）feedtrade.com.cn/

中國(guó)飼料行業(yè)信息網(wǎng)，為飼料生產(chǎn)加工、飼料原料貿(mào)易、飼料添加劑及畜牧養(yǎng)殖企業(yè)提供全面的新聞、行情、價(jià)格和分析預(yù)測(cè)等信息資訊服務(wù)。

（7）yuanlin.com/

中國(guó)園林網(wǎng),提供園林綠化苗木資訊,園林綠化景觀,園林綠化苗木工程,園林綠化設(shè)計(jì) ,等方面信息,為相關(guān)園林綠化苗圃企業(yè)提供商鋪,是園林綠化,苗木園藝的專業(yè)園林綠化門戶。

（8）bbs.aweb.com.cn/

中國(guó)三農(nóng)論壇，博覽天下農(nóng)事，關(guān)注農(nóng)村、關(guān)心農(nóng)業(yè)、關(guān)愛農(nóng)民。

6、除了以上信息資源外,專題討論組、電子論壇等也可以方便地為相同科學(xué)領(lǐng)域的農(nóng)業(yè)專家提供交流空間,這也是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)獲取農(nóng)業(yè)信息資源的重要方式之一。

參考文獻(xiàn)：

[1]《不同搜索引擎在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用效果對(duì)比》，劉艷華、徐勇?！掇r(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息》2009年08期.

[2]《互聯(lián)網(wǎng)上農(nóng)業(yè)信息資源的整合、利用與管理研究》，嚴(yán)方?！度A中農(nóng)業(yè)大學(xué)》，碩士論文.

篇（7）

探索性的演繹法是理論物理學(xué)的重要方法。在愛因斯坦看來，理論物理學(xué)的完整體系是由概念，被認(rèn)為對(duì)這些概念是有效的基本原理(亦稱基本假設(shè)、基本公設(shè)、基本定律等)，以及用邏輯推理得到的結(jié)論這三者所構(gòu)成的。因此，理論物理學(xué)家所運(yùn)用的方法，就在于應(yīng)用那些作為基礎(chǔ)的基本原理，從而導(dǎo)出結(jié)論;于是，他的工作可分為兩部分：他首先必須發(fā)現(xiàn)原理，然后從這些原理推導(dǎo)出結(jié)論。對(duì)于其中第二步工作，他在學(xué)生時(shí)代已得到很好的訓(xùn)練和準(zhǔn)備。因此，如果在某一領(lǐng)域中或者某一組相互聯(lián)系的現(xiàn)象中，他的第一個(gè)問題已經(jīng)得到解決，他就一定能夠成功?？墒堑谝徊焦ぷ?，即建立一些可用來作為演繹的出發(fā)點(diǎn)的原理，卻具有完全不同的性質(zhì)。這里并沒有可以學(xué)習(xí)的和可以系統(tǒng)地用來達(dá)到的的方法?？茖W(xué)家必須在龐雜的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)中間抓住某些可精密公式來表示的普遍特征，由此探求自然界的普遍原理。

愛因斯坦指出，一旦找到了作為邏輯推理前提的基本理，那么通過邏輯演繹，推理就一個(gè)接著一個(gè)地涌現(xiàn)出來它們往往顯示出一些預(yù)料不到的關(guān)系，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出這些原理依據(jù)的實(shí)在的范圍。但是，只要這些用來作為演繹出發(fā)點(diǎn)原理尚未得出，個(gè)別經(jīng)驗(yàn)事實(shí)對(duì)理論家是毫無用處的。實(shí)際上，單靠一些從經(jīng)驗(yàn)中抽象出來的孤立的普遍定律，他甚至么也做不出來。在他沒有揭示出那些能作為演繹推理基礎(chǔ)原理之前，他在經(jīng)驗(yàn)研究的個(gè)別結(jié)果面前總是無能為力。

愛因斯坦把物理學(xué)理論分為兩種不同的類型，其中之一是“原理理論”。建立這種理論使用的是分析方法，而不綜合方法。形成它們的基礎(chǔ)和出發(fā)點(diǎn)的元素，不是用假設(shè)造出來的，而是在經(jīng)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)到的，它們是自然過程的普遍特征，即原理。這些原理給出了各個(gè)過程或者它們的理論表述所必須滿足的數(shù)學(xué)形式的判據(jù)。熱力學(xué)就是這樣力圖用分析的方法，從永動(dòng)機(jī)不可能這一普遍經(jīng)驗(yàn)得到的事實(shí)出發(fā)，推導(dǎo)出一些為各個(gè)事件都必須滿足的必然條件。用探索的演繹法建立起來的相對(duì)論，就屬于“原理理論”。但是物理學(xué)理論大多數(shù)是構(gòu)造性的。它們企圖從比較簡(jiǎn)單的式體系出發(fā)，并以此為材料，對(duì)比較復(fù)雜的現(xiàn)象構(gòu)造出一幅圖像。氣體分子運(yùn)動(dòng)論就是這樣力圖把機(jī)械的、熱的和擴(kuò)散的過程都?xì)w結(jié)為分子運(yùn)動(dòng)——即用分子假設(shè)來構(gòu)造這些過程。當(dāng)我們說，我們已經(jīng)成功地了解一群自然過程，我們的思想必然是指，概括這些過程的構(gòu)造性的理論已經(jīng)建立起來了。愛因斯坦認(rèn)為，構(gòu)造性理論的優(yōu)點(diǎn)是完備，有適應(yīng)性和明確，原理理論的優(yōu)點(diǎn)則是邏輯上完整和基礎(chǔ)鞏固。([1]，pp．109～110)

相對(duì)論就是愛因斯坦自覺地運(yùn)用探索性演繹法的杰作。它不僅以其革命性的新觀念和卓有成效的理論結(jié)果為人津津樂道，而且它所體現(xiàn)出的科學(xué)方法的新穎、精湛以及理論的邏輯結(jié)構(gòu)的嚴(yán)謹(jǐn)，也令人嘆為觀止。愛因斯坦在創(chuàng)立狹義相對(duì)論(1905)時(shí)，他依據(jù)的僅僅是光行差現(xiàn)象和斐索實(shí)驗(yàn)這兩個(gè)并不充分的實(shí)驗(yàn)材料，著名的二階以太漂移實(shí)驗(yàn)即邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)，對(duì)他并沒有直接影響。他主要通過對(duì)16歲時(shí)想到的“追光”思想實(shí)驗(yàn)的沉思，對(duì)經(jīng)典力學(xué)和經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)的深入考察，發(fā)揮了思維的自由創(chuàng)造，提出了兩個(gè)基本假設(shè)——相對(duì)性原理和光速不變?cè)?美國(guó)著名科學(xué)史家霍耳頓認(rèn)為，在狹義相對(duì)論中，除了被提高為公設(shè)的兩個(gè)基本原理外，愛因斯坦還作了另外四個(gè)假定：一是關(guān)于空間的各向同性和均勻性，另外三個(gè)是定義鐘的同步的三個(gè)邏輯性質(zhì)。霍耳頓的學(xué)生米勒后來指出，另外的四個(gè)假定也是兩個(gè)基本原理的必然結(jié)果，他們不是獨(dú)立的假設(shè)。 參見文獻(xiàn)[3]，p．196)。然后，他以此為邏輯前提，接二連三地推導(dǎo)出了關(guān)于運(yùn)動(dòng)學(xué)和電動(dòng)力學(xué)的結(jié)論，著名的質(zhì)能關(guān)系式是他先前根本沒有料想到的，這些結(jié)論大大超出了兩個(gè)原理所依據(jù)的實(shí)在的范圍。廣義相對(duì)論(1915)的建立也是這樣。作為廣義相對(duì)論的兩個(gè)基本原理，即廣義相對(duì)性原理和等效原理，前者是愛因斯坦基于把相對(duì)性原理貫徹到底的信念（從慣性系推廣到加速系)提出的，后者是依據(jù)厄缶實(shí)驗(yàn)(慣性質(zhì)量等于引力質(zhì)量)和升降機(jī)思想實(shí)驗(yàn)提出的。

在1905年，由于愛因斯坦采用了探索性的演繹法，從而使他能夠高屋建瓴、勢(shì)如破竹，一舉砍斷了哥爾提阿斯死結(jié)(哥爾提阿斯是古代夫利基阿國(guó)王，相傳他曾把自己的車乘的轅與軛用繩結(jié)系住，死得無法解開，聲言能解開此死結(jié)者，得以結(jié)治亞細(xì)亞。這個(gè)死結(jié)后來被亞歷山大大帝用劍砍斷)，開拓了一個(gè)奇妙的新世界。那些惱人的以太漂移實(shí)驗(yàn)，那些使人迷惑不解的單極電機(jī)電動(dòng)勢(shì)的“位置”問題，在愛因斯坦的理論體系中已根本不成其為問題。但是，同時(shí)代的博大精深的科學(xué)大師，諸如洛倫茲、彭加勒，卻熱衷于同邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)等以太漂移實(shí)驗(yàn)打交道，迷戀于做出種種構(gòu)造性假設(shè)，建立他們的構(gòu)造性理論——電子論和電子動(dòng)力學(xué)。例如，洛倫茲1904年的著名論文盡管聲稱是以“基本假設(shè)”而不是以“特殊假設(shè)”為基礎(chǔ)的論文，但事實(shí)上卻包含有11個(gè)假設(shè)：假設(shè)有靜止以太，假設(shè)靜止電子是球形的，假設(shè)電子的電荷分布是均勻的，假設(shè)電子的全部質(zhì)量都是電磁質(zhì)量，假設(shè)運(yùn)動(dòng)電子收縮，假設(shè)電子之間的作用力與分子力相同等等。洛倫茲和彭加勒雖說走到了狹義相對(duì)論的大門口，但他們并沒有打開這扇大門，其原因固然是多方面的。從方法論上講，就在于他們運(yùn)用的是傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)歸納法，而沒有采用探索性的演繹法。在當(dāng)時(shí)的科學(xué)發(fā)展的形勢(shì)下，僅靠個(gè)別的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行歸納，是建立不起什么嶄新的理論的。洛倫茲、彭加勒的電子論和電子動(dòng)力學(xué)固然富麗堂皇，但畢竟只是經(jīng)典物理學(xué)的最后的建筑物。它們雖然包羅萬象，可是由于不適應(yīng)科學(xué)發(fā)展的總趨勢(shì)，最終還是被人們遺忘了，僅有歷史的價(jià)值。

二、采用探索性的演繹法是科學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)

從文藝復(fù)興到19世紀(jì)的經(jīng)典科學(xué)，一般稱為近代科學(xué)。在科學(xué)史上，這個(gè)漫長(zhǎng)的時(shí)期主要是積累材料和歸納材料的時(shí)期。與這一科學(xué)發(fā)展?fàn)顩r相適應(yīng)，產(chǎn)生了經(jīng)典的科學(xué)哲學(xué)，它始于弗蘭西斯培根的歸納主義。培根認(rèn)為，科學(xué)的發(fā)展是從個(gè)別上升到一般，從經(jīng)驗(yàn)歸納出理論。他比喻說，只要及時(shí)采摘成熟的葡萄，科學(xué)的酒漿就會(huì)源源不斷。到19世紀(jì)，整個(gè)科學(xué)一般說來還沒有擺脫這種“原始”狀態(tài)，因而經(jīng)典科學(xué)哲學(xué)能夠得以通過穆勒之手發(fā)展成為更完備的經(jīng)驗(yàn)論形態(tài)，經(jīng)驗(yàn)歸納法依然是正統(tǒng)的科學(xué)方法。

在物理學(xué)領(lǐng)域，這個(gè)時(shí)期的最大成就是牛頓力學(xué)和麥克斯韋的電動(dòng)力學(xué)。牛頓力學(xué)雖則是超越了狹隘經(jīng)驗(yàn)論的人類理智的偉大成就，但它又同人們的日常經(jīng)驗(yàn)密切相關(guān)。力學(xué)中的許多概念都比較直觀，可以直接在現(xiàn)實(shí)生活中找到某種原型。這種狀況掩蓋了基本概念和基本原理的思辨性質(zhì)，甚至牛頓本人也深深陷入這一幻覺之中。他一再聲稱他“不作假設(shè)”，實(shí)際上卻作了許多假設(shè)，他要求人們“必須把那些從各種現(xiàn)象中運(yùn)用一般歸納法導(dǎo)出的命題看作是完全正確的” 。19世紀(jì)的經(jīng)典物理學(xué)也具有現(xiàn)象論和經(jīng)驗(yàn)論的特征：它盡量使用那些接近經(jīng)驗(yàn)的概念，因而在很大程度上必須放棄基礎(chǔ)的統(tǒng)一性。熱、電、光都用那些不同于力學(xué)量的各個(gè)狀態(tài)的變數(shù)和物質(zhì)常數(shù)來描述，至于要在它們的相互關(guān)系以及同時(shí)間的相互關(guān)系中去決定全部變數(shù)的任務(wù)，主要只能由經(jīng)驗(yàn)來解決。麥克斯韋及其同代人，在這種表示方式中看到了物理學(xué)的終極目的，他們想像這個(gè)目的只能純粹歸納地從經(jīng)驗(yàn)得出，因?yàn)檫@樣所使用的概念同經(jīng)驗(yàn)比較接近。從認(rèn)識(shí)論上看，穆勒和馬赫大概就是根據(jù)這個(gè)理由來決定他們的立場(chǎng)的?？偠灾@個(gè)時(shí)期的科學(xué)家和科學(xué)哲學(xué)家大都以為，“理論應(yīng)當(dāng)用純粹歸納法的方法來建立，而避免自由地創(chuàng)造性地創(chuàng)造概念;科學(xué)的狀況愈原始，研究者要保留這種幻想就愈容易，因?yàn)樗坪跏莻€(gè)經(jīng)驗(yàn)論者。直至19世紀(jì)，許多人還相信牛頓的原則——“我不作假設(shè)'——應(yīng)當(dāng)是任何健全的自然科學(xué)的基礎(chǔ)。”([1]，p．309)

但是，在某些個(gè)別的科學(xué)部門，已經(jīng)悄悄地透進(jìn)了新時(shí)代的曙光;尤其是非歐幾何學(xué)，它仿佛故意向經(jīng)驗(yàn)論示威一樣，以毋庸置辯的方式顯示了理性思維的強(qiáng)大威力和奇妙作用。彭加勒正是在《科學(xué)與假設(shè)》中通過對(duì)非歐幾何學(xué)的深入研究以及對(duì)經(jīng)典力學(xué)和經(jīng)典物理學(xué)的慎密考察揭示出，科學(xué)的基本概念和原理不是經(jīng)驗(yàn)的直接歸納，而只能以經(jīng)驗(yàn)事實(shí)為指導(dǎo)，通過精神的自由活動(dòng)(其產(chǎn)品即約定)來創(chuàng)造。通過研讀彭加勒的科學(xué)哲學(xué)著作，尤其是通過創(chuàng)立狹義和廣義相對(duì)論的科學(xué)實(shí)踐，使愛因斯坦清楚地看到，人們可以在完全不同于牛頓的基礎(chǔ)上，以更加令人滿意和更加完備的方式，來考慮范圍更廣泛的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)。但是，完全撇開這種理論還是那種理論優(yōu)越的問題不談，基本原理的虛構(gòu)特征卻是完全明顯的，因?yàn)槲覀兡軌蛑赋鰞蓷l根本不同的原理，而兩者在很大程度上都同經(jīng)驗(yàn)相符合。這—點(diǎn)同時(shí)又證明，要在邏輯上從經(jīng)驗(yàn)推出力學(xué)的基本概念和基本假設(shè)的任何企圖，都是要失敗的。愛因斯坦還清楚地看到，相對(duì)論是說明理論科學(xué)在現(xiàn)展的基本特征的一個(gè)良好的例子。初始假設(shè)變得愈來愈抽象，離經(jīng)驗(yàn)愈來愈遠(yuǎn)。另一方面，它更接近一切科學(xué)的偉大目標(biāo)，即要從盡可能少的假設(shè)或者公理出發(fā)，通過邏輯的演繹，概括盡可能多的事實(shí)。同時(shí)，從公理引向經(jīng)驗(yàn)事實(shí)或者可證實(shí)的結(jié)論的思路也就愈來愈長(zhǎng)，愈來愈微妙。理論科學(xué)家在他探索理論時(shí)，就不得不愈來愈聽從純粹數(shù)學(xué)的、形式的考慮，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)家的物理經(jīng)驗(yàn)不能把他提高到最抽象的領(lǐng)域中去。正是科學(xué)發(fā)展的這種理論化趨勢(shì)，使愛因斯坦認(rèn)識(shí)到：“科學(xué)一旦從它的原始階段脫胎出來以后，僅僅靠著排列的過程已不能使理論獲得進(jìn)展。由經(jīng)驗(yàn)材料作為引導(dǎo)。研究者寧愿提出一種思想體系，它——般地是在邏輯上從少數(shù)幾個(gè)所謂公理的基本假定建立起來的?！保╗1]，p.115），他進(jìn)而指出：“適用于科學(xué)幼年時(shí)代的以歸納為主的方法，正在讓位給探索性的演繹法?！?[1]，p. 262)

三、愛因斯坦大膽運(yùn)用探索性的演繹法的直接動(dòng)因

只是在廣義相對(duì)論建立之后，愛因斯坦才把探索性的演繹法作為一個(gè)方法論原則從理論上加以論述?？墒牵缭趧?chuàng)立狹義相對(duì)論時(shí)，他就在研究中大膽運(yùn)用這一科學(xué)方法了，并在思想上對(duì)它已有比較深刻的認(rèn)識(shí)。促使愛因斯坦大膽運(yùn)用探索性的演繹法的直接原因有兩個(gè)：其一是赫茲、玻耳茲曼、彭加勒等人的思想影響，其二是當(dāng)時(shí)的物理學(xué)現(xiàn)狀使得他不能不那樣做。

在聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)期間(1896~1900)，愛因斯坦自學(xué)了赫茲、玻耳茲曼等科學(xué)大師們的著作。赫茲在他的名著《力學(xué)原理》(1894)中試圖重構(gòu)力學(xué)，為此他僅利用空間、時(shí)間和質(zhì)量三個(gè)原始概念。赫茲的力學(xué)體系建立在通過科學(xué)家個(gè)人的“內(nèi)在直覺規(guī)律”從經(jīng)驗(yàn)引出的公理之上，它能夠?qū)С鼋?jīng)驗(yàn)預(yù)言。赫茲認(rèn)為“內(nèi)在直覺規(guī)律”的功能像“康德意義上的先驗(yàn)判斷”一樣，并且聲稱他的力學(xué)重構(gòu)是演繹系統(tǒng)，與牛頓的《原理》(全稱《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》)有許多相同的風(fēng)格。在這個(gè)公理體系中，我們可以推演出與我們的觀察記錄相對(duì)照的可檢驗(yàn)的結(jié)論，依據(jù)該結(jié)論與可觀察的世界一致還是不一致，來決定這個(gè)體系是否正確。盡管愛因斯坦不贊同赫茲的隱質(zhì)量概念和“把自然現(xiàn)象追溯到力學(xué)的主要定律”的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)，但是赫茲強(qiáng)調(diào)公理描述的威力卻給他留下了深刻的印象。這種公理描述與其說在經(jīng)驗(yàn)材料上預(yù)言理論結(jié)構(gòu)，倒不如說在公理和直覺上預(yù)言理論結(jié)構(gòu)。

愛因斯坦也自學(xué)了玻耳茲曼的《力學(xué)講義》(1897)。在該書中，玻耳茲曼把力學(xué)作為物理學(xué)的核心，愛因斯坦當(dāng)然不會(huì)同意這種看法的。但是，玻耳茲曼重構(gòu)力學(xué)的方法的下述特點(diǎn)，一定會(huì)強(qiáng)烈地震撼愛因斯坦敏感的心弦：“恰恰是力學(xué)原理的不明晰性，在我看來不是同時(shí)以假設(shè)的智力圖像為起點(diǎn)而得到的，而是從一開始就以與外部經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系的嘗試而得到的。”([2]，p．127)玻耳茲曼的意思很清楚：力學(xué)原理的不明晰，在于經(jīng)驗(yàn)歸納，而不在于智力圖像。玻耳茲曼的“智力圖像”概念比赫茲的“外部對(duì)象的圖像或符號(hào)”更自由，愛因斯坦可能山此注意到，力學(xué)的發(fā)展已使原理凌駕于經(jīng)驗(yàn)材料之上。

彭加勒在《科學(xué)與假設(shè)》(1902)中對(duì)約定主義的論述，對(duì)愛因斯坦的探索性的演繹法的形成必定大有裨益，愛因斯坦在“奧林比亞科學(xué)院”時(shí)期(1902~1904)曾和他的同伴索洛文、哈比希特一起研讀過這本膾炙人口的暢銷名著。彭加勒通過對(duì)數(shù)理科學(xué)的基礎(chǔ)進(jìn)行了敏銳的、批判性的審查和分析后得出：幾何學(xué)的公理既非先驗(yàn)綜合判斷，亦非經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，它們?cè)瓉矶际羌s定。物理學(xué)盡管比較直接地以經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，但它的一些基本原理也具有幾何學(xué)公理那樣的約定特征。例如慣性原理，它不是先驗(yàn)地支配我們的真理，否則希臘學(xué)者早就知道它了，它也不是經(jīng)驗(yàn)的事實(shí)，因?yàn)槿藗儚膩硪膊荒苡貌皇芡饬Φ奈矬w做實(shí)驗(yàn)，因而無法用實(shí)驗(yàn)證實(shí)或否證它。經(jīng)過最終分析，它們化歸為約定或隱蔽的定義。因此，彭加勒得出結(jié)論說：在數(shù)學(xué)及其相關(guān)的學(xué)科中，“可以看出自由約定的特征”;他進(jìn)而指出：“約定是我們的精神的自由活動(dòng)的產(chǎn)品”，“我們?cè)谒锌赡艿募s定中進(jìn)行選擇時(shí)，要受實(shí)驗(yàn)事實(shí)的引導(dǎo);但它仍是自由的，只是為了避免一切矛盾起見，才有所限制?！?/p>

彭加勒在考察了物理學(xué)的理論后認(rèn)為，物理學(xué)有兩類陳述——原理和定律。定律是實(shí)驗(yàn)的概括，它們相對(duì)于孤立的系統(tǒng)而言可以近似地被證實(shí)，原理是約定而成的公設(shè)，它們是十分普遍的、嚴(yán)格真實(shí)的，超越了實(shí)驗(yàn)所及的范圍。彭加勒還闡述了約定主義的方法論意義。他說，當(dāng)一個(gè)定律被認(rèn)為由實(shí)驗(yàn)充分證實(shí)時(shí)，我們可以采取兩種態(tài)度。我們可以把這個(gè)定律提交討論，于是，它依然要受到持續(xù)不斷的修正，毋庸置疑，這將僅僅以證明它是近似的而終結(jié)?；蛘撸覀円部梢酝ㄟ^選擇這樣一個(gè)約定使命題為真，從而把定律提升為原理。在彭加勒看來，經(jīng)典力學(xué)和經(jīng)典物理學(xué)的六大基本原理(邁爾原理即能量守恒原理、卡諾原理即能量退降原理、牛頓原理即作用與反作用原理、相對(duì)性原理、拉瓦錫原理即質(zhì)量守恒原理、最小作用原理)就是這樣形成的。

彭加勒提出約定主義并不是無緣無故的。在近代科學(xué)發(fā)展的早期，弗蘭西斯培根提出了經(jīng)驗(yàn)歸納的新方法，這種方法對(duì)促進(jìn)近代科學(xué)的發(fā)展起了巨大的作用，但后來卻助長(zhǎng)了狹隘經(jīng)驗(yàn)事義的盛行。到19世紀(jì)，以惠威爾、穆勒為代表的“全歸納派”和以孔德、斯賓塞為代表的實(shí)證主義廣為流行，把經(jīng)驗(yàn)和歸納視為唯一可能的認(rèn)識(shí)方法。到19世紀(jì)末，第二代的實(shí)證主義的代表人物馬赫更是揚(yáng)言要把一切“形而上學(xué)的東西”從科學(xué)中“排除掉”。另一方面，康德不滿意經(jīng)驗(yàn)論的歸納主義的階梯，他把梯子顛倒過來，不是從經(jīng)驗(yàn)上升到理論，而是以先天的“感性直觀的純形式”(時(shí)間和空間)和先天的“知性的純粹概念或純粹范疇(因果關(guān)系、必然性、可能性等十二個(gè)范疇)去組織后天經(jīng)驗(yàn)，以構(gòu)成絕對(duì)可靠的“先驗(yàn)綜合知識(shí)”。彭加勒看到，無論是經(jīng)驗(yàn)論還是先驗(yàn)論，都不能圓滿地說明科學(xué)理論體系的特征。為了強(qiáng)調(diào)在從事實(shí)過渡到原理時(shí)，科學(xué)家應(yīng)充分有發(fā)揮能動(dòng)性的自由，他于是提出了約定主義。約定主義既要求擺脫狹隘的經(jīng)驗(yàn)論，又要求擺脫經(jīng)驗(yàn)論，它順應(yīng)了科學(xué)發(fā)展的潮流，反映了當(dāng)時(shí)科學(xué)界自由創(chuàng)造、大膽假設(shè)的要求，在科學(xué)和哲學(xué)上都有其積極意義。

《科學(xué)與假設(shè)》一書對(duì)愛因斯坦的印象極深，他和同伴們花了好幾個(gè)星期緊張地讀完了它。愛因斯坦坦率地承認(rèn)彭加勒對(duì)他的直接影響。他贊同“敏銳的深刻的思想家”彭加勒的約定主義觀點(diǎn)，認(rèn)為概念和公理是思維的自由創(chuàng)造，是理智的自由發(fā)明。他這樣說過：“一切概念，甚至那些最接近經(jīng)驗(yàn)韻概念，從邏輯觀點(diǎn)看來，……都是一些自由選擇的約定，……([1]，p．6)

一開始，愛因斯坦也對(duì)洛倫茲的電子論（是1895年的論文，而不是1904年的電子論的最終形式）發(fā)生過興趣，這是一種構(gòu)造性的理論?？墒遣痪?，他從普朗克的量子論中看到，輻射具有一種分子結(jié)構(gòu)。這是同麥克斯韋理論相矛盾的，而且麥克斯韋理論也不能導(dǎo)致出正確的輻射壓漲落。愛因斯坦在“自述”中談到了他當(dāng)時(shí)的轉(zhuǎn)變：“早在1900年以后不久，即在普朗克的首創(chuàng)性工作以后不久，這類思考已使我清楚地看到：不論是力學(xué)還是熱力學(xué)(除非在極限情況下)都不能要求嚴(yán)格有效。漸漸地我對(duì)那種根據(jù)已知事實(shí)用構(gòu)造性的努力去發(fā)現(xiàn)真實(shí)定律的可能性感到絕望了。我努力得愈久，就愈加絕望，也就愈加確信，只有發(fā)現(xiàn)一個(gè)普遍的形式原理，才能使我們得到可靠的結(jié)果?！?[1]，p．23)從此時(shí)起，愛因斯坦就斷然決定用探索性的演繹法來解決問題。

四、愛因斯坦的探索性的演繹法的特色

作為科學(xué)推理的演繹法，可以說是源遠(yuǎn)流長(zhǎng)了。早在古希臘時(shí)代，著名的哲學(xué)家、形式邏輯的創(chuàng)始人亞里士多德就提出了歸納和演繹這兩種邏輯方法，并認(rèn)為演繹推理的價(jià)值高于歸納推理。而古希臘名聲最大的數(shù)學(xué)家歐幾里得，在《幾何原本》中把幾何學(xué)系統(tǒng)化了，這部流傳千古的名著就是邏輯演繹法的典范。牛頓在建立他的力學(xué)理論體系時(shí)雖然運(yùn)用了歸納法，但其集大成著作《原理》的敘述方法卻采用的是演繹法。愛因斯坦的探索性的演繹法絕不是這種古老的演繹法的簡(jiǎn)單照搬。他根據(jù)自己的科學(xué)研究實(shí)踐，順應(yīng)當(dāng)時(shí)理論科學(xué)發(fā)展的潮流，對(duì)演繹法作了重大發(fā)展，賦予了新的內(nèi)容。也許是為了強(qiáng)調(diào)他的演繹法與傳統(tǒng)的演繹法的不同，他在“演繹法”前面加上了限制性的定語(yǔ)——“探索性的”，這個(gè)定語(yǔ)也恰當(dāng)?shù)乇砻髁怂难堇[法的主要特征。與傳統(tǒng)的演繹法相比，愛因斯坦的探索性的演繹法是頗有特色的。這主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

第一，明確地闡述了科學(xué)理論體系的結(jié)構(gòu)，恰當(dāng)?shù)刂该髁怂季S同經(jīng)驗(yàn)的聯(lián)系問題，充分肯定了約定在建造理論體系時(shí)的重要作用。愛因斯坦把科學(xué)理論體系分為兩大部分，其一是作為理論的基礎(chǔ)的基本概念和基本原理，其二是由此推導(dǎo)出的具體結(jié)論。在愛因斯坦看來，那些不能在邏輯上進(jìn)一步簡(jiǎn)化的基本概念和基本假設(shè)，是理論體系的根本部分，是整個(gè)理論體系的公理基礎(chǔ)或邏輯前提。它們實(shí)際上“都是一些自由選擇的約定”;它們“不能從經(jīng)驗(yàn)中抽取出米，而必須自由地發(fā)明出來”([1]，pp．6，315)。談到思維同經(jīng)驗(yàn)的聯(lián)系問題時(shí)，愛因斯坦說：直接經(jīng)驗(yàn)ε是已知的，A是假設(shè)或公理，由它們可以通過邏輯道路推導(dǎo)出各個(gè)個(gè)別的結(jié)論S;S然后可以同ε聯(lián)系起來(用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)明)。從心理狀態(tài)方面來說，A是以ε為基礎(chǔ)的。但是在A和ε之間不存在任何必然的邏輯聯(lián)系，而只有通過非邏輯的方法——“思維的自由創(chuàng)造”(或約定)——才能找到理論體系的基礎(chǔ)A。愛因斯坦明確指出：“物理學(xué)構(gòu)成一種處在不斷進(jìn)化過程中的思想的邏輯體系。它的基礎(chǔ)可以說是不能用歸納法從經(jīng)驗(yàn)中提取出來的。而只能靠自由發(fā)明來得到。這種體系的根據(jù)(真理內(nèi)容)在于導(dǎo)出的命題可由感覺經(jīng)驗(yàn)來證實(shí)，而感覺經(jīng)驗(yàn)對(duì)這基礎(chǔ)的關(guān)系，只能直覺地去領(lǐng)悟。進(jìn)化是循著不斷增加邏輯基礎(chǔ)簡(jiǎn)單性的方向前進(jìn)的。為了要進(jìn)一步接近這個(gè)目標(biāo)，我們必須聽從這樣的事實(shí)：邏輯基礎(chǔ)愈來愈遠(yuǎn)離經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，而且我們從根本基礎(chǔ)通向那些同感覺經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系的導(dǎo)出命題的思想路線，也不斷地變得愈來愈艱難、愈來愈漫長(zhǎng)了?！?[1]，p．372)

第二，大膽地提出了“概念是思維的自由創(chuàng)造”、“范疇是自由的約定” ([1]，pp．407，471)的命題，詳細(xì)地闡述了從感覺經(jīng)驗(yàn)到基本概念和基本原理的非邏輯途徑。愛因斯坦指出，象馬赫和奧斯特瓦爾德這樣的具有勇敢精神和敏銳本能的學(xué)者，也因?yàn)檎軐W(xué)上的偏見而妨礙他們對(duì)事實(shí)做出正確的解釋(指他們反對(duì)原子論)。這種偏見——至今還沒有滅絕——就在于相信毋須自由的構(gòu)造概念，事實(shí)本身能夠而且應(yīng)該為我們提供科學(xué)知識(shí)。這種誤解之所以可能，是因?yàn)槿藗儾蝗菀渍J(rèn)識(shí)到，經(jīng)過驗(yàn)證和長(zhǎng)期使用而顯得似乎同經(jīng)驗(yàn)材料直接相聯(lián)系的那些概念，其實(shí)都是自由選擇出來的。愛因斯坦認(rèn)為，物理學(xué)家的最高使命就是要得到那些普遍的基本定律，由此世界體系就能用單純的演繹法建立起來。要通向這些定律，并沒有邏輯的道路，只有通過那種以對(duì)經(jīng)驗(yàn)的共鳴的理解為依據(jù)的直覺，才能得到這些定律?！?[1]，p，102)

為了從經(jīng)驗(yàn)材料中得到基本原理。除了通過“以對(duì)經(jīng)驗(yàn)的共鳴的理解為依據(jù)的直覺”外，愛因斯坦還指出可以通過“假設(shè)”、“猜測(cè)”、“大膽思辨”、“創(chuàng)造性的想像”、“靈感”、“幻想”、 “思維的自由創(chuàng)造”、“理智的自由發(fā)明”、“自由選擇的約定”等等。不管方法如何變化，它們都有—個(gè)共同點(diǎn)，即基本概念和基本原理只能通過非邏輯的途徑自由創(chuàng)造出來。這樣一來，基本概念和基本原理對(duì)于感覺經(jīng)驗(yàn)而言在邏輯上是獨(dú)立的。愛因斯坦認(rèn)為二者的關(guān)系并不像肉湯同肉的關(guān)系，而倒有點(diǎn)像衣帽間牌子上的號(hào)碼同大衣的關(guān)系。也正由于如此，從感覺經(jīng)驗(yàn)得到基本概念和原理就是一項(xiàng)十分艱巨的工作，這也是探索性的演繹法的關(guān)鍵一步。因此，愛因斯坦要求人們“對(duì)于承擔(dān)這種勞動(dòng)的理論家，不應(yīng)當(dāng)吹毛求疵地說他是‘異想天開';相反，應(yīng)當(dāng)允許他有權(quán)去自由發(fā)揮他的幻想，因?yàn)槌艘酝饩蜎]有別的道路可以達(dá)到目的。他的幻想并不是無聊的白日做夢(mèng)，而是為求得邏輯上最簡(jiǎn)單的可能性及其結(jié)論的探索。”([1]，pp. 262~263)

關(guān)于愛因斯坦所說的“概念是思維的自由創(chuàng)造”和“范疇是自由的約定”，其中的“自由”并非任意之謂，即不是隨心所欲的杜撰.愛因斯坦認(rèn)為，基本概念和基本原理的選擇自由是一種特殊的自由。它完全不同作家寫小說時(shí)的自由，它倒多少有點(diǎn)像一個(gè)人在猜一個(gè)設(shè)計(jì)得很巧妙的字謎時(shí)的那種自由。他固然可以猜想以無論什么字作為謎底，但是只有一個(gè)字才真正完全解決了這個(gè)字謎。顯然，愛因斯坦所謂的“自由”，主要是指建立基本概念和基本原理時(shí)思維方式的自由、它們的表達(dá)方式的自由以及概括程度高低的自由，—般說來，它們包含的客觀實(shí)在的內(nèi)容則不能是任意的。這就是作為反映客觀實(shí)在的人類理智結(jié)晶的科學(xué)之客觀性和主觀性的統(tǒng)一。誠(chéng)如愛因斯坦所說：“科學(xué)作為一種現(xiàn)存的和完成的東西，是人們所知道的最客觀的，同人無關(guān)的東西。但是，科學(xué)作為一種尚在制定中的東西，作為一種被迫求的目的，卻同人類其他一切事業(yè)一樣，是主觀的，受心理狀態(tài)制約的。”([1]，p．298)

第三，明確地把“內(nèi)在的完備”作為評(píng)判理論體系的合法性和正確性的標(biāo)準(zhǔn)之一。在愛因斯坦看來，探索性的演繹法就是在實(shí)驗(yàn)事實(shí)的引導(dǎo)下，通過思維的自由創(chuàng)造，發(fā)明出公理基礎(chǔ)，然后以此為出發(fā)點(diǎn)，通過邏輯演繹導(dǎo)出各個(gè)具體結(jié)論，從而構(gòu)成完整的理論體系。但是，評(píng)判這個(gè)理論體系的合法性和正確性的標(biāo)準(zhǔn)是什么呢?愛因斯坦晚年在“自述”中對(duì)這個(gè)問題作了綱領(lǐng)性的回答([1]，pp．10～11)。他認(rèn)為，第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是“外部的證實(shí)”，也就是說，理論不應(yīng)當(dāng)同經(jīng)驗(yàn)事實(shí)相矛盾。這個(gè)要求初看起來似乎十分明顯，但應(yīng)用起來卻非常傷腦筋。因?yàn)槿藗兂３?，甚至總是可以用人為的補(bǔ)充假設(shè)來使理論同事實(shí)相適應(yīng)，從而堅(jiān)持一種普遍的理論基礎(chǔ)。但是，無論如何，這種觀點(diǎn)所涉及的是用現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)采證實(shí)理論基礎(chǔ)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是眾所周知的，也是經(jīng)常運(yùn)用的。有趣的是愛因斯坦提出的第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)——“內(nèi)在的完備”。它涉及的不是理論同觀察材料的關(guān)系問題，而是關(guān)于理論本身的前提，關(guān)于人們可以簡(jiǎn)單地、但比較含糊地稱之為前提(基本概念和基本原理)的“自然性”或者“邏輯簡(jiǎn)單性”。也就是說，這些不能在邏輯上進(jìn)一步簡(jiǎn)化的元素要盡可能簡(jiǎn)單，并且在數(shù)目上盡可能少，同時(shí)不至于放棄對(duì)任何經(jīng)驗(yàn)內(nèi)容的適當(dāng)表示。這個(gè)觀點(diǎn)從來都在選擇和評(píng)價(jià)各種理論時(shí)起著重大的作用，但是確切地把它表達(dá)出來卻有很大困難。這里的問題不單是一種列舉邏輯上獨(dú)立的前提問題(如果這種列舉是毫不含糊地可能的話)，而是一種在不可通約的質(zhì)之間作相互權(quán)衡的問題。其次，在幾種基礎(chǔ)同樣“簡(jiǎn)單”的理論中，那種對(duì)理論體系的可能性質(zhì)限制最嚴(yán)格的理論(即含有最確定論點(diǎn)的理論)被認(rèn)為是比較優(yōu)越的。理論的“內(nèi)在的完備”還表現(xiàn)在：從邏輯的觀點(diǎn)來看，如果一種理論并不是從那些等價(jià)的和以類似方式構(gòu)造起來的理論中任意選出的，那么我們就給予這種理論以較高的評(píng)價(jià)。

愛因斯坦看到了“內(nèi)在的完備”這一標(biāo)準(zhǔn)不容忽視、不可替代的特殊作用。他指出，當(dāng)基本概念和基本原理距離直接可觀察的東西愈來愈遠(yuǎn)，以致用事實(shí)來驗(yàn)證理論的含義就變得愈來愈困難和更費(fèi)時(shí)日的時(shí)候，“內(nèi)在的完備”標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于理論的選擇和評(píng)價(jià)就一定會(huì)起更大的作用。他還指出，只要數(shù)學(xué)上暫時(shí)還存在著難以克服的困難，而不能確立這個(gè)理論的經(jīng)驗(yàn)內(nèi)涵：邏輯的簡(jiǎn)單性就是衡量這個(gè)理論的價(jià)值的唯一準(zhǔn)則，即使是一個(gè)當(dāng)然還不充分的準(zhǔn)則([1]，pp.12、501)。愛因斯坦的“內(nèi)在完備”標(biāo)準(zhǔn)在某種程度上是不可言傳的，但是它在像愛因斯坦這樣的具有“以對(duì)經(jīng)驗(yàn)的共鳴的理解為依據(jù)的直覺”的人的手中，卻能夠有效地加以運(yùn)用，而且預(yù)言家們?cè)谂袛嗬碚摰膬?nèi)在完備時(shí)，它們之間的意見往往是一致的。

在愛因斯坦創(chuàng)立狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論的過程中，充分地體現(xiàn)了探索性的演繹法的這三個(gè)特色。前面我們已簡(jiǎn)單地涉及到這一點(diǎn)，這里我們只談?wù)剱垡蛩固箯摹皟?nèi)在的完備”這一標(biāo)準(zhǔn)的角度是如何對(duì)自己理論進(jìn)行評(píng)價(jià)的。1906年，當(dāng)?shù)聡?guó)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家宣稱，他在1905年完成的關(guān)于高速電子(β射線)質(zhì)量和速度關(guān)系的數(shù)據(jù)支持亞伯拉罕和布赫爾的“剛性球”電子論，而同洛倫茲-愛因斯坦的理論(電子在運(yùn)動(dòng)方向的直徑會(huì)隨速度的增加而收縮)不相容，彭加勒立即發(fā)生了動(dòng)搖，認(rèn)為相對(duì)性原理不再具有我們先前賦予它的那種重要的價(jià)值。洛倫茲表現(xiàn)得更是十分悲觀，他在1906年3月8日致彭加勒的信中說：“不幸的是，我的電子扁縮假設(shè)同考夫曼的新結(jié)果發(fā)生了矛盾，因此我必須放棄它，我已到了山窮水盡的地步。在我看來，似乎不可能建立起一種要求平移對(duì)電學(xué)和光學(xué)現(xiàn)象完全不產(chǎn)生影響的理論?！?([2]，p．334)愛因斯坦的態(tài)度則截然相反，他對(duì)自己的理論的“內(nèi)在的完備”抱有信心。他在1907年發(fā)表的長(zhǎng)篇論文中指出：考大曼的實(shí)驗(yàn)結(jié)果同狹義相對(duì)論的“這種系統(tǒng)的偏離，究竟是由于沒有考慮到的誤差，還是由于相對(duì)論的基礎(chǔ)不符合事實(shí)，這個(gè)問題只有在有了多方面的觀測(cè)資料以后，才能足夠可靠地解決?！彼J(rèn)為“剛性球”電子論在“頗大程度上是由于偶然碰巧與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符，因?yàn)樗鼈冴P(guān)于運(yùn)動(dòng)電子質(zhì)量的基本假設(shè)不是從總結(jié)了大量現(xiàn)象的理論體系得出來的?！?正由于狹義相對(duì)論的理論前提的簡(jiǎn)單性大，它涉及的事物的種類多，它的應(yīng)用范圍廣，它給人的印象深，所以愛因斯坦才對(duì)自己的理論堅(jiān)信不疑，要知道當(dāng)時(shí)還沒有確鑿的實(shí)驗(yàn)事實(shí)證實(shí)這種具有思辨性的理論。談到廣義相對(duì)論的“內(nèi)在的完備”，愛因斯坦說：“這理論主要吸引人的地方在于邏輯上的完整性。從它推出的許多結(jié)論中，只要有一個(gè)被證明是錯(cuò)誤的，它就必須被拋棄，要對(duì)它進(jìn)行修改而不摧毀其整個(gè)結(jié)構(gòu)，那似乎是不可能的?！?[1]，p．113)他甚至說過這樣的話：當(dāng)1919年的日蝕觀測(cè)證明了他關(guān)于光線彎曲的推論時(shí)，他一點(diǎn)也不驚奇。要是這件事沒有發(fā)生，他倒會(huì)是非常驚訝的。

探索性的演繹法是愛因斯坦的主導(dǎo)哲學(xué)思想——唯物論的唯理論——的一個(gè)重要組成部分?？少F的是，愛因斯坦在這里并沒有排斥或漠視經(jīng)驗(yàn)歸納法在科學(xué)中的地位。一方面，他認(rèn)為純粹思維可以把握實(shí)在;另一方面，又認(rèn)為從來也沒有一種理論是靠純粹思辨發(fā)現(xiàn)的，他對(duì)構(gòu)造性的理論也給予了較高的評(píng)價(jià)。愛因斯坦敢于正視矛盾的兩極，在唯理論和經(jīng)驗(yàn)論之間保持了一種微妙的、恰如其分的平衡，這正是他的高明之處。他提出的探索性的演繹法，只是強(qiáng)調(diào)“要大膽思辨，不要經(jīng)驗(yàn)堆積”罷了，這是理論科學(xué)在20世紀(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，愛因斯坦則是率先表達(dá)了這一時(shí)代要求。

參考文獻(xiàn)

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H．S．塞耶編：《牛頓自然哲學(xué)著作選》，上海人民出版社，1971年第1版，第6頁(yè)。

篇（8）

AbstractDiscussestherequirementsformonitoringandmanagementofthescopesfromboilerhousesforheating,steam-waterandwater-waterheatexchangers,smallscaleheatingnetworkstolargescaledistrictheating,therelatedhardwareconfigurationandtheapproachestorealisetherequiredfunctions.

Keywordscomputercontrol，heating，boiler

5.1供暖熱水鍋爐房?jī)?nèi)監(jiān)測(cè)與控制的主要目的應(yīng)為：

·提高系統(tǒng)的安全性，保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行；

·全面監(jiān)測(cè)并記錄各運(yùn)行參數(shù)，降低運(yùn)行人員工作量，提高管理水平；

·對(duì)燃燒過程和熱水循環(huán)過程進(jìn)行有效的控制調(diào)節(jié)，提高鍋爐效率，節(jié)省運(yùn)行能耗，并減少大氣污染。

對(duì)于熱水鍋爐，可將被監(jiān)測(cè)控制對(duì)象分為燃燒系統(tǒng)和水系統(tǒng)兩部分分別進(jìn)行討論。整個(gè)計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制管理系統(tǒng)可按圖5-1形式由若干臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)（DCU）和一臺(tái)中央管理機(jī)構(gòu)成。各DCU分別對(duì)燃燒系統(tǒng)、水系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制，中央管理機(jī)則顯示并記錄這兩個(gè)系統(tǒng)的在線狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)供熱狀態(tài)況確定鍋爐、循環(huán)泵的開啟臺(tái)數(shù)，設(shè)定供水溫度及循環(huán)流量，協(xié)調(diào)各臺(tái)DCU完成各監(jiān)測(cè)控制管理功能。

5．1．1燃燒系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與控制

圖5-1鍋爐房計(jì)算機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)

對(duì)于鏈條式熱水鍋爐，燃燒過程的控制主要是根據(jù)對(duì)產(chǎn)熱量的要求控制鏈條速度及進(jìn)煤擋板高度，根據(jù)爐膛內(nèi)燃燒狀況及排煙的含氧量及爐膛內(nèi)的負(fù)壓度控制鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，從而既根據(jù)供暖的要求產(chǎn)生熱量，又獲得較高的燃燒效率。為此需要監(jiān)測(cè)的參數(shù)有：

·排煙溫度：一般使用銅電阻或熱電偶來測(cè)量；再配之以相應(yīng)的溫度變送器，即可產(chǎn)生4～20mA或0～10mA的電流信號(hào)，通過DCU的模擬量輸入通道AI即接入計(jì)算機(jī)。

·排煙含氧量：目前較多采用氧化鋯傳感器，可以對(duì)0.1%～21%范圍內(nèi)的高溫氣體的含氧量實(shí)現(xiàn)較精確的測(cè)量，其輸出通過變送器后亦可轉(zhuǎn)換為4～20mA或0～10mA電流信號(hào)。

·空氣預(yù)熱器出口熱風(fēng)溫度：同上述測(cè)溫方法。

·爐膛、對(duì)流受熱面進(jìn)出口、省煤器出口、空氣預(yù)熱器出口、除塵器出口煙氣壓力：測(cè)點(diǎn)可根據(jù)具體要求增減，一般采用膜盒式或波紋管式微壓差傳感器，再通過相應(yīng)的變送器變?yōu)?～20mA或0～10mA電流信號(hào)，接入DCU的AI通道。

·一次風(fēng)、二次風(fēng)風(fēng)壓，空氣預(yù)熱器前后壓差：測(cè)量方法同上。

·擋煤板高度測(cè)量：通過專門的機(jī)械裝置將其轉(zhuǎn)換為電阻信號(hào)，再變成標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，送入DCU的AI通道。

·供水溫度及產(chǎn)熱量：由水系統(tǒng)的DCU測(cè)出后通過通訊系統(tǒng)送來。

燃燒系統(tǒng)需要控制調(diào)節(jié)的裝置為：

·爐排速度：由可控硅調(diào)壓，改變直流電機(jī)轉(zhuǎn)速

·擋煤板高度：控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，通過機(jī)械裝置帶動(dòng)擋板運(yùn)動(dòng)

·鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量：調(diào)鼓風(fēng)機(jī)各風(fēng)室風(fēng)閥或通過變頻器調(diào)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速

·引風(fēng)機(jī)風(fēng)量：調(diào)引風(fēng)機(jī)風(fēng)閥或通過變頻器高風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速

為了監(jiān)測(cè)上述調(diào)節(jié)裝置是否正常動(dòng)作，還應(yīng)配置適當(dāng)?shù)氖侄螠y(cè)試上述調(diào)節(jié)裝置的實(shí)際狀態(tài)。爐排速度和擋煤板高度可通過適當(dāng)?shù)臋C(jī)械機(jī)構(gòu)結(jié)合霍爾元件等位置探測(cè)傳感器來實(shí)現(xiàn)，風(fēng)機(jī)風(fēng)量的調(diào)節(jié)則可以通過風(fēng)閥的閥位反饋信號(hào)或變頻器的頻率輸出信號(hào)得到。

燃燒過程的控制調(diào)節(jié)主要包括事故下的保護(hù)，啟停過程控制，正常的燃燒過程調(diào)節(jié)三部分。

·事故保護(hù)：這主要是由于某種原因造成循環(huán)水停止或循環(huán)量過小，以及鍋爐內(nèi)水溫太高，出現(xiàn)汽化。此時(shí)最重要的是恢復(fù)水的循環(huán)，同時(shí)制止?fàn)t膛內(nèi)的燃燒。這就需要停止給煤，停止?fàn)t排運(yùn)行。停止鼓風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)。DCU接收水溫超高的信號(hào)后，就應(yīng)立即進(jìn)入事故處理程序，按照上述順序停止鍋爐運(yùn)行，并響鈴報(bào)警，通知運(yùn)行管理人員，必要時(shí)還可通過手動(dòng)補(bǔ)入冷水排除熱水，進(jìn)行鍋爐降溫。

啟?？刂疲?jiǎn)?dòng)點(diǎn)火一般都是人工手動(dòng)進(jìn)行，但對(duì)于間歇運(yùn)行的鍋爐，封火暫停機(jī)和再次啟動(dòng)的過程則可以由DCU控制自動(dòng)進(jìn)行。封火過程為逐漸停止?fàn)t排運(yùn)動(dòng)，停掉鼓風(fēng)機(jī)，然后停止引風(fēng)機(jī)。重新啟動(dòng)的過程則是開啟引風(fēng)機(jī)，慢慢開大鼓風(fēng)機(jī)，隨爐溫升高慢慢加大爐排進(jìn)行速度。

正常運(yùn)行調(diào)節(jié)：正常運(yùn)行時(shí)的調(diào)節(jié)主要是使鍋爐出口水溫度維持在要求的設(shè)定值，同時(shí)達(dá)到高燃燒效率，低排煙溫度，并使?fàn)t膛內(nèi)保持負(fù)壓。這時(shí)作為參照的測(cè)量參數(shù)有爐膛內(nèi)的溫度分布、壓力分布、排煙含水量氧量等。鍋爐的給煤量可以通過爐排速度和擋煤板高度（即煤層厚度）確定，鼓風(fēng)機(jī)則可以根據(jù)空氣預(yù)熱器進(jìn)出口空氣的壓差判斷其相對(duì)的變化，此時(shí)可以調(diào)整控制量有爐排速度、煤層厚度（調(diào)整擋煤礦板高度）、鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、各風(fēng)室風(fēng)閥、引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速或風(fēng)閥。上述各調(diào)節(jié)手段與各可參照的測(cè)量參數(shù)都不是單一的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此很難用如PID算法之類的簡(jiǎn)單控制調(diào)節(jié)算法。目前，控制調(diào)節(jié)效果較好的大都采用"模糊控制"方法或"規(guī)則控制"法，都是根據(jù)大量的人工調(diào)節(jié)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)而總結(jié)出的調(diào)節(jié)運(yùn)行方法。

當(dāng)燃燒充分時(shí)，鍋爐的出力主要取決于燃煤量，因此鍋爐出口水溫的控制主要靠爐排速度及煤層厚度來調(diào)節(jié)，煤層厚度與煤種有很大關(guān)系，爐膛內(nèi)燃燒狀況可以通過爐膛內(nèi)溫度分布及煤層風(fēng)阻來確定。燃燒充分時(shí)爐膛內(nèi)中部溫度最高，爐排尾部距擋渣器前煤已燃盡，溫度降低。鼓風(fēng)機(jī)則應(yīng)根據(jù)進(jìn)煤量的增減而增減送風(fēng)量，同時(shí)通過觀測(cè)排煙的含氧量最終確定風(fēng)量是否適宜。引風(fēng)機(jī)則可根據(jù)爐膛內(nèi)負(fù)壓狀態(tài)決定運(yùn)行狀態(tài)，維持爐內(nèi)微負(fù)壓，從而既保證煤的充分燃燒，又不會(huì)使煙氣和火焰外溢。根據(jù)如上分析，可采用如下調(diào)節(jié)規(guī)則：

每h一次，根據(jù)爐膛內(nèi)溫度分布調(diào)整煤層厚度及爐排速度，最高溫度點(diǎn)后移，則將爐排速度降低5%，同時(shí)將擋煤板提高5%，當(dāng)最高溫度點(diǎn)前移時(shí)，則將爐排速度提高5%，同時(shí)將擋煤板降低5%。

每2h一次：若出水溫度高于設(shè)定值2℃以上，則將爐排速度降低5%，若出水溫度低于設(shè)定值2℃以上，則將爐排速度加大5%，加大和減小爐排速度的同時(shí)，還要相應(yīng)地將鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速開大或減小。當(dāng)采用風(fēng)閥調(diào)整鼓風(fēng)量時(shí)，則調(diào)閥，觀察空氣預(yù)熱器前后壓差使此壓差增大或減少10%。

每15min一次：若排煙含氧量高于高定值，則適當(dāng)減少鼓風(fēng)同風(fēng)量（降低轉(zhuǎn)速或關(guān)小風(fēng)閥），若低于高定值，則增加鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量。

每15min一次：若爐膛負(fù)壓值偏?。ɑ蜃?yōu)檎龎海哟笠L(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速或開大風(fēng)閥，若負(fù)壓值偏大，則降低引風(fēng)機(jī)風(fēng)量。

以上調(diào)節(jié)規(guī)則中，所謂"合理的爐膛溫度分布"取決于鍋爐形式及測(cè)溫傳感器安裝位置，需通過具體運(yùn)行實(shí)測(cè)分析后，給出"合理"，"最高溫度前移"，"最高溫度后移"的判據(jù)，然后將其再寫入DCU控制邏輯中。同樣，排煙含氧量的設(shè)定值，含氧量出現(xiàn)偏差時(shí)對(duì)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量的修正等參數(shù)也需要在鍋爐試運(yùn)行后，根據(jù)實(shí)際情況摸索，逐步確定。當(dāng)然這幾個(gè)修正量參數(shù)也可以在運(yùn)行過程中通過所謂"自學(xué)習(xí)"的方法得到，在這里不做過多的討論。

5．1．2鍋爐房水系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)控制

鍋爐房水系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是保證系統(tǒng)的安全性；對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行計(jì)量和統(tǒng)計(jì)；根據(jù)要求調(diào)整運(yùn)行工況。

·安全性保證：保證主循環(huán)泵的正常運(yùn)行和補(bǔ)水泵的及時(shí)補(bǔ)水，使鍋爐中循環(huán)水不會(huì)中斷，也不會(huì)由于欠壓缺水而放空。這是鍋爐房安全運(yùn)行的最主要的保證。

·計(jì)量和統(tǒng)計(jì)：測(cè)定供回水溫度和循環(huán)水量，以得到實(shí)際的供熱量；測(cè)定補(bǔ)水流量，以得到累計(jì)補(bǔ)水量。供熱量及補(bǔ)水量是考查鍋爐房運(yùn)行效果的主要參數(shù)。

·運(yùn)行工況調(diào)整：根據(jù)要求改變循環(huán)水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)或改變循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速，調(diào)整循環(huán)流量，以適應(yīng)供暖負(fù)荷的變化，節(jié)省運(yùn)行電費(fèi)。

圖5-2為由2臺(tái)熱水鍋爐、4臺(tái)循環(huán)水泵構(gòu)成的鍋爐房水系統(tǒng)示意圖。圖中還給出建議的測(cè)量元件和控制元件。

2臺(tái)鍋爐的熱水出口均安裝測(cè)溫點(diǎn)，從而可了解鍋爐出力狀況。為了了解每臺(tái)鍋爐的流量，最好在每臺(tái)鍋爐入口或出口安裝流量計(jì)，一般可采用渦街式流量計(jì)。渦街式流量計(jì)投資較高，可以按照?qǐng)D5-2那樣在鍋爐入口調(diào)節(jié)閥后面安裝壓力傳感器，根據(jù)測(cè)出的壓力p3，p4與鍋爐出口壓力p1之壓差，也可以間接得到2臺(tái)鍋爐間的流量比例。2臺(tái)鍋爐入口分別安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥來調(diào)整流量，可以使在2臺(tái)鍋爐都運(yùn)行時(shí)，流量分配基本一致，而當(dāng)?shù)拓?fù)荷工況下1臺(tái)鍋爐停止或封火，循環(huán)水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)也減少時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)流量分配，使運(yùn)行的鍋爐通過總流量的90%以上，封火的鍋爐僅通過總流量的5%～10%，僅維持其不至于過熱。

圖5-2鍋爐房水系統(tǒng)原理及其測(cè)控點(diǎn)

溫度傳感器t3，t4，t5和流量傳感器F1一起構(gòu)成對(duì)熱量的計(jì)量。用戶側(cè)供暖熱量為，GF1cp(t3-t4)，其中GF1為用流量F1測(cè)出的流量。鍋爐提供的熱量則為GF1cp(t3-t5)，二者之差是用于加熱補(bǔ)水所需要的熱量。長(zhǎng)期記錄此熱量并經(jīng)常對(duì)其作統(tǒng)計(jì)分析，與煤耗量比較，既可檢查鍋爐效率的變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)鍋爐可能出現(xiàn)的問題，與外溫變化情況相比較，則又可以了解管網(wǎng)系統(tǒng)的變化及供熱系統(tǒng)的變化，從而為科學(xué)地管理供暖系統(tǒng)的運(yùn)行提供依據(jù)。

泵1～4為主循環(huán)泵。壓力傳感器p1，p2則觀測(cè)網(wǎng)路的供回水壓力。安裝4臺(tái)泵時(shí)的一般視負(fù)荷變化情況同時(shí)運(yùn)行2臺(tái)或3臺(tái)水泵，留1臺(tái)或2臺(tái)備用。用DCU控制和管理這些循環(huán)水泵時(shí)，如前幾講所述，不僅要能夠控制各臺(tái)泵的啟停，同時(shí)還應(yīng)通過測(cè)量主接觸器的輔助觸點(diǎn)狀態(tài)測(cè)出每臺(tái)泵的開停狀態(tài)。這樣，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某臺(tái)泵由于故障而突然停止運(yùn)行時(shí)，DCU即可立即啟動(dòng)備用泵，避免出現(xiàn)因循環(huán)泵故障而使鍋爐中循環(huán)水停止流動(dòng)的事故。流量傳感器F1也是觀察循環(huán)水是否正常的重要手段。當(dāng)外網(wǎng)由于某種原因關(guān)閉，盡管循環(huán)水泵運(yùn)行，但流量可以為零或非常小，此時(shí)也應(yīng)立即報(bào)警，通過計(jì)算機(jī)使鍋爐自動(dòng)停止，同時(shí)由運(yùn)行值班人員立即手動(dòng)開啟鍋爐的旁通閥V4，恢復(fù)鍋爐內(nèi)的水循環(huán)。

泵5，6與壓力測(cè)量裝置p2，流量測(cè)量裝置F2及旁通閥V3構(gòu)成補(bǔ)水定壓系統(tǒng)，當(dāng)p2壓力降低時(shí)，開啟一臺(tái)補(bǔ)水泵向系統(tǒng)中補(bǔ)水，待p2升至設(shè)定的壓力值時(shí)，停止補(bǔ)水。為防止管網(wǎng)系統(tǒng)中壓力波動(dòng)太大，當(dāng)未設(shè)膨脹水箱時(shí)，還可設(shè)置旁通閥V3來維持壓力的穩(wěn)定。長(zhǎng)期使一臺(tái)補(bǔ)水泵運(yùn)行，通過調(diào)整閥門V3來維持壓力p2不變。補(bǔ)水泵5，6也是互為備用，因此DCU要測(cè)出每臺(tái)泵的實(shí)際啟停狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行的泵突然停止或需要啟動(dòng)的泵不能啟動(dòng)時(shí)，立即啟動(dòng)另一臺(tái)泵，防止系統(tǒng)因缺水而放空。流量計(jì)F2用來計(jì)算累計(jì)的補(bǔ)水量，它可以是渦街流量計(jì)，也可以采用通常的冷水水表，或有電信號(hào)輸出的水表。

5．1．3鍋爐房的中央管理機(jī)

如圖5-1所示，可采用一臺(tái)中央管理計(jì)算機(jī)與各臺(tái)DCU連接，協(xié)調(diào)整個(gè)鍋爐房及熱網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)與管理。中央機(jī)主要工作任務(wù)為：

·通過圖形方式顯示燃燒系統(tǒng)、水系統(tǒng)及外網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，記錄和顯示這些參數(shù)的長(zhǎng)期變化過程，統(tǒng)計(jì)分析耗熱量、補(bǔ)水量、外溫及供回水溫度的變化。

·根據(jù)外溫變化情況，預(yù)測(cè)負(fù)荷的變化，從而確定供熱參數(shù)，即循環(huán)水量及泵的開啟臺(tái)數(shù)、供水溫度、鍋爐運(yùn)行臺(tái)數(shù)。將這些決定通知相應(yīng)的DCU產(chǎn)生相應(yīng)原操作或修改相應(yīng)的設(shè)定值。負(fù)荷的預(yù)測(cè)可以根據(jù)測(cè)出的以往24h的平均外溫w來確定：

(5-1)

式中為Q0設(shè)計(jì)負(fù)荷，t0為設(shè)計(jì)狀態(tài)下的室外溫度，Q為預(yù)測(cè)出的負(fù)荷?？紤]到建筑物和管網(wǎng)系統(tǒng)的熱慣性，采用時(shí)間序列的方法來預(yù)測(cè)實(shí)際需要的負(fù)荷，可能要更準(zhǔn)確些。

式（5-1）中的負(fù)荷盡管每h計(jì)算一次，但由于是取前24h的平均外溫，因此它隨時(shí)間變化很緩慢。每hQ的變化ΔQ僅為：

（5-2）

其中tw,τ-tw,τ-24為兩天間同一時(shí)刻溫度之差，一般不會(huì)超過5℃，因此ΔQ的變化總是小于Q的1%，所以不會(huì)引起系統(tǒng)的頻繁調(diào)節(jié)。

根據(jù)預(yù)測(cè)的負(fù)荷可以確定鍋爐的開啟臺(tái)數(shù)Nb：Nb≥Q/q0，其中q0為每臺(tái)鍋爐的最大出力。由此還可確定循環(huán)水泵的開啟臺(tái)數(shù)。

要求的總循環(huán)量G=max（Q/(Δt·cp）Cmin)，其中Gmin為不產(chǎn)生垂直失調(diào)時(shí)要求的最小系統(tǒng)流量，Δt為設(shè)定的供回水溫差。由于多臺(tái)泵并聯(lián)時(shí)，總流量并非與開啟臺(tái)數(shù)成正比，因此可預(yù)先在計(jì)算機(jī)中預(yù)置一個(gè)開啟臺(tái)數(shù)成正比，因此可預(yù)先在計(jì)算機(jī)中預(yù)置一個(gè)開啟臺(tái)數(shù)與流量的關(guān)系對(duì)應(yīng)表，由此可求出要求的運(yùn)行臺(tái)數(shù)。

·分析判斷系統(tǒng)出現(xiàn)的故障并報(bào)警。鍋爐及鍋爐房可能出現(xiàn)的故障及由計(jì)算機(jī)進(jìn)行判斷的方法為：

--水冷壁管或?qū)α鞴鼙苁鹿蚀藭r(shí)補(bǔ)水量迅速增加，爐膛內(nèi)溫度迅速下降，排煙溫度下降，爐膛內(nèi)溫度迅速下降，排煙溫度下降，爐膛內(nèi)壓力迅速由負(fù)壓變?yōu)檎龎骸?/p>

--水側(cè)升溫汽化事故此時(shí)鍋爐熱水出口溫度迅速提高，接近達(dá)到或超過出口壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度。

--鍋爐內(nèi)壓力超壓事故測(cè)出水側(cè)壓力突然升高，超過允許的工作壓力；

--管網(wǎng)漏水嚴(yán)重測(cè)了水側(cè)壓力降低，補(bǔ)水量增大；

--鍋爐內(nèi)水系統(tǒng)循環(huán)不良測(cè)出總循環(huán)水量GF1減少很多，壓差p3-p1或p4-p1加大；

--除污器堵塞測(cè)出總循環(huán)水量GF1減少，當(dāng)閥門V1、V2全開時(shí)壓差p3-p2、p4-p2仍偏小，說明壓力傳感器p2的測(cè)點(diǎn)至循環(huán)水泵入口間的除污器的堵塞。

--爐排故障測(cè)出的爐排運(yùn)動(dòng)速度與設(shè)定值有較大差別；

--引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、水泵故障相應(yīng)的主接觸器跳閘，或所測(cè)出的空氣壓差或水循環(huán)流量與風(fēng)機(jī)、水泵的設(shè)計(jì)狀況有較大出入。

利用計(jì)算機(jī)根據(jù)上述規(guī)則及實(shí)測(cè)運(yùn)行參數(shù)不斷進(jìn)行分析判斷，即可及時(shí)發(fā)現(xiàn)上述事故或故障，并立即采取報(bào)警和停爐等相應(yīng)的措施，從而防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大或故障轉(zhuǎn)化為事故，提高運(yùn)行管理的安全性。

5．2蒸汽-水和水-水換熱站的監(jiān)測(cè)與控制

對(duì)于利用大型集中鍋爐房或熱電廠作為熱源，通過換熱站向小區(qū)供熱的系統(tǒng)來說，換熱站的作用就同上一節(jié)的供暖鍋爐房一樣，只是用熱交換器代替了熱水鍋爐。

圖5-3為蒸汽-水換熱站的流程及相應(yīng)的測(cè)控制元件。水側(cè)與圖5-2一樣，控制泵5、6及閥V2根據(jù)p2的壓力值補(bǔ)水和定壓；啟停泵1～4來調(diào)整循環(huán)水量；由t2，t3及流量測(cè)量裝置F1來確定實(shí)際的供熱量。與鍋爐房不同的是增加了換熱器、凝水泵的控制以及蒸汽的計(jì)量。

圖5-3蒸汽-水換熱站的測(cè)量與控制

蒸汽計(jì)量可以通過測(cè)量蒸汽溫度t1、壓力p3和流量F3實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)3可以選取用渦街流量計(jì)測(cè)量，它測(cè)出的為體積流量，通過t1和p3由水蒸氣性質(zhì)表可查出相應(yīng)狀態(tài)下水蒸氣的比體積ρ，從而由體積流量換算出質(zhì)量流量。為了能由t和p查出比體積，要求水蒸氣為過熱蒸汽。為此將減壓調(diào)節(jié)閥移至測(cè)量元件的前面，如圖5-3中所示，這樣即使輸送來的蒸汽為飽和蒸汽，經(jīng)調(diào)節(jié)閥等焓減壓后，也可成為過熱蒸汽。

實(shí)際上還可以通過測(cè)量凝水量來確定蒸汽流量。如果凝水箱中兩個(gè)液位傳感器L1、L2靈敏度較高，則可在L2輸出無水信號(hào)后，停止凝水排水泵，當(dāng)L2再次輸出有水信號(hào)時(shí)，計(jì)算機(jī)開始計(jì)時(shí)，直到L1發(fā)出有水信號(hào)時(shí)，計(jì)時(shí)停止，同時(shí)啟動(dòng)凝水泵開始排水。從L2輸出有水信號(hào)至L1開始輸出有水信號(hào)間的流量可以用重量法準(zhǔn)確標(biāo)定出，從而即可通過DCU對(duì)這兩個(gè)水位計(jì)的輸出信號(hào)得到一段時(shí)間內(nèi)的蒸汽平均質(zhì)量流量，代替流量計(jì)F3，并獲得更精確的測(cè)量。當(dāng)然此處要求液位傳感器L1、L2具有較高靈敏度。一般如浮球式等機(jī)械式液位傳感器誤差較大，而應(yīng)采取如電容式等非直接接觸的電子類液位傳感器。

加熱量由蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)閥V1控制。此時(shí)V1實(shí)際上是控制進(jìn)入換熱器的蒸汽壓力，從而決定了冷凝溫度，也就確定了傳熱量。為改善換熱器的調(diào)節(jié)特性，可以根據(jù)要求的加熱量或出口水溫確定進(jìn)入加熱器的蒸汽壓力的設(shè)定值。調(diào)整閥門V1使出口蒸汽壓力p3達(dá)到這一設(shè)定值。與直接根據(jù)出口水溫調(diào)整閥門的方式相比，這種串級(jí)調(diào)節(jié)的方式可獲得更好的調(diào)節(jié)效果。

供水溫度t3的設(shè)定值，循環(huán)泵的開啟臺(tái)數(shù)或要求的循環(huán)水量的確定，可以同上一節(jié)一樣，根據(jù)前24h的外溫平均值查算供熱曲線得到要求的供熱量，并算出要求的循環(huán)水量。供水溫度的設(shè)定值t3,set可由調(diào)整后測(cè)出的循環(huán)水量G、要求的熱量Q及實(shí)測(cè)回水溫度t2確定：

t3,set=t2+Q/（cp·G）

隨著供水溫度t3的改變，t2也會(huì)緩慢變化，從而使要求的供水溫度同時(shí)相應(yīng)地改變，以保證供出的熱量與要求的熱量設(shè)定值一致。

對(duì)于一次網(wǎng)為熱水的水-水換熱站，原則上可以按照完全相同的方式進(jìn)行，如圖5-4。取消二次供水側(cè)的流量計(jì)F1，僅測(cè)量高溫?zé)崴畟?cè)的流量F3，再通過即可和到二次側(cè)的循環(huán)水量，一般高溫水溫差大，流量小，因此將流量計(jì)裝在高溫側(cè)可降低成本。測(cè)量高溫水側(cè)供回水壓力p3、p4可了解高溫側(cè)水網(wǎng)的壓力分布狀況，以指導(dǎo)高溫側(cè)水網(wǎng)的調(diào)節(jié)。

圖5-4水-水換熱站的測(cè)量與控制

調(diào)整電動(dòng)閥門V1改變高溫水進(jìn)入換熱器的流量，即可改變換熱量。可以按照前述方法確定二次側(cè)供水溫設(shè)定值，由V1按此設(shè)定值進(jìn)行調(diào)節(jié)。在實(shí)際工程中，高溫水網(wǎng)側(cè)的主要問題是水力失調(diào)，由于各支路通過干管彼此相連，一個(gè)熱力站的調(diào)整往往會(huì)導(dǎo)致鄰近熱力站流量的變化。另外，高溫水側(cè)管網(wǎng)總的循環(huán)水量也很難與各換熱站所要求的流量變化相匹配，于是往往造成外溫降低時(shí)各換熱站都將高溫側(cè)水閥V1開大，試圖增大流量，結(jié)果距熱源近的換熱站流量得到滿足，而距熱源遠(yuǎn)的換熱站流量反而減少，造成系統(tǒng)嚴(yán)重的區(qū)域失調(diào)。解決這種問題的方法就是采用全網(wǎng)的集中控制，由管理整個(gè)高溫水網(wǎng)的中央控制管理計(jì)算機(jī)統(tǒng)一指定各熱力站調(diào)節(jié)閥V1的閥位或流量，各換熱站的DCU則僅是接收通過通訊網(wǎng)送來的關(guān)于調(diào)整閥門V1的命令，并按此命令進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。高溫水側(cè)面管網(wǎng)的集中控制調(diào)節(jié)。將在一下節(jié)中詳細(xì)介紹。

5．3小區(qū)熱網(wǎng)的監(jiān)測(cè)與調(diào)節(jié)

小區(qū)熱網(wǎng)指供暖鍋爐房或換熱站至各供暖建筑間的管網(wǎng)的監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)。小區(qū)熱網(wǎng)的主要問題也是冷熱不均，有些建筑或建筑某部分流量偏大，室內(nèi)過熱，而另一些建筑或建筑的另一部分卻由于流量不足而偏冷。這樣，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的中心任務(wù)就是掌握小區(qū)各建筑物的實(shí)際供暖狀況，并幫助維護(hù)人員解決冷熱不均問題。

測(cè)量各戶室溫是對(duì)供暖效果最直接的觀測(cè)，但實(shí)際系統(tǒng)中尤其是對(duì)住宅來說，很難在各房間安裝溫度傳感器。比較現(xiàn)實(shí)的方法就是測(cè)量回水溫度，根據(jù)各支路回水溫度的差別，就可以估計(jì)出各支路所負(fù)責(zé)建筑平均室溫的差別。如果各支路回水溫度調(diào)整到相同值，就意味著各支路所帶散熱器的平均溫度彼此相同，因此可以認(rèn)為室溫也基本相同。一般住宅的回水溫度測(cè)點(diǎn)可選在建筑熱入口中的回水管上。對(duì)于大型建筑，可選在設(shè)備夾層中幾個(gè)主要支路的回水干管上。

要解決冷熱不均問題就需要對(duì)系統(tǒng)的流量分配進(jìn)行調(diào)整，在各支路上都安裝由計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥成本會(huì)很高，同時(shí)一旦各支路流量調(diào)節(jié)均勻，在無局部的特殊變化時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)保持冷熱均勻的狀態(tài)，不需要經(jīng)常調(diào)整。因此可以在各支路上安裝手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，通過計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)和指導(dǎo)與人工手動(dòng)調(diào)節(jié)相配合的方法實(shí)現(xiàn)小區(qū)供暖系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和管理。為便于人工手動(dòng)調(diào)節(jié)，希望各支路的調(diào)節(jié)閥有較準(zhǔn)確的開度指示。目前國(guó)內(nèi)推廣建研院空調(diào)所等幾個(gè)單位研究開發(fā)流量調(diào)配閥，有準(zhǔn)確的閥位指示，閥位可鎖定，并提供較準(zhǔn)確的閥位-阻力特性曲線，采用這種閥門將更易于計(jì)算機(jī)指導(dǎo)下的人工調(diào)節(jié)。

根據(jù)上述討論，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要測(cè)出各支路的回水溫度，并將其統(tǒng)一送到供暖小區(qū)的中央管理計(jì)算機(jī)中進(jìn)行顯示、記錄和分析。測(cè)出這些回水溫度的方法有如下兩種方式：

集中十余個(gè)回水溫度測(cè)點(diǎn)設(shè)置1臺(tái)DCU。此DCU僅需要溫度測(cè)量輸入通道。再通過專門鋪設(shè)的局部網(wǎng)或通過調(diào)制解調(diào)器經(jīng)過電話線與小區(qū)的中央管理聯(lián)接。當(dāng)這十幾個(gè)溫度相互距離較遠(yuǎn)時(shí)，溫度傳感器至DCU之間的電纜的鋪設(shè)有時(shí)就有較大困難，溫度信號(hào)的長(zhǎng)線傳輸亦會(huì)有一些干擾等影響。這種方式僅在建筑物較集中、每一組聯(lián)至一臺(tái)DCU的測(cè)溫點(diǎn)相距不太遠(yuǎn)時(shí)適用。

采用內(nèi)部裝有單片機(jī)的智能式溫度傳感器，可以連接通訊網(wǎng)通訊或通過調(diào)制解調(diào)器搭用電話線連至中央管理計(jì)算機(jī)。這樣，可以在距測(cè)點(diǎn)最近的樓道墻壁上掛上一臺(tái)帶有調(diào)制解調(diào)器的溫度變送器，通過一根電纜接至回水管上的溫度傳感器，再通過一根電纜搭接鄰近電話線。目前這類設(shè)備每套價(jià)格可在1000～1500元人民幣之間。如果每1000～3000m2建筑安裝一個(gè)回水溫度測(cè)點(diǎn)，則平均每m2供暖建筑投資在0.50～1元間。

小區(qū)的中央管理計(jì)算機(jī)采集到各點(diǎn)的回水溫度后，可在屏幕上通過圖形方式顯示，使運(yùn)行管理人員對(duì)當(dāng)時(shí)的供熱狀況一目了然。還可根據(jù)各支路間回水溫度的差別計(jì)算各支路閥門需要的調(diào)整量。對(duì)于一般的帶有閥位指示的調(diào)節(jié)閥，這種分析只能采用某種基于經(jīng)驗(yàn)的規(guī)則判斷法，下面為其一例：

找出溫度最高的10%支路的平均溫度max，溫度最低的10%支路和的平均溫度min，全網(wǎng)平均回水溫度。

若max-min<3℃，不需要再做調(diào)節(jié)。

若max->2℃，將溫度最高的10%支路閥門都關(guān)小，與相比溫度每高1℃關(guān)小3%5～%；

若max-<-2℃，將溫度最低的10%支路閥門都開大，與相比溫度每高1℃開大3%～5%；

根據(jù)上面的分析結(jié)果，計(jì)算機(jī)顯示并打印出需要調(diào)節(jié)的支路及其調(diào)節(jié)量。運(yùn)行管理人員根據(jù)計(jì)算機(jī)的輸出結(jié)果到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。在供暖初期每3天左右進(jìn)行一次這種調(diào)節(jié)。一般經(jīng)過6～8次即可使一個(gè)小區(qū)基本實(shí)現(xiàn)均勻供熱。

采用流量調(diào)配閥時(shí)可以使調(diào)節(jié)效率更高，效果更好。此時(shí)需要將現(xiàn)場(chǎng)各流量調(diào)配閥的實(shí)際開度、流量調(diào)配閥的開度-阻力特性性能曲線及小區(qū)管網(wǎng)的連接關(guān)系圖輸入中央管理計(jì)算機(jī)，有專門的算法可以根據(jù)調(diào)整閥門后回水溫度的變化情況識(shí)別出管網(wǎng)的阻力特性及熱用戶的熱力特性，從而可較準(zhǔn)確地給出各流量調(diào)本閥需要調(diào)整的開度[4]，每次調(diào)整后，調(diào)整人員需將實(shí)際上各調(diào)節(jié)閥的調(diào)整程度輸入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)進(jìn)而計(jì)算了下一次需要的調(diào)整量，像這樣一次高速可間隔2～5d。模擬分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，一般只要進(jìn)行3～4次調(diào)節(jié)，即可使各支路的回水溫度調(diào)整到相互間差值都在3℃以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)較好的均勻供熱[8]。

目前，許多供熱公司和有關(guān)管理部門開始提出裝設(shè)熱量計(jì)，以按照實(shí)際供熱量收供暖費(fèi)，各種采用單片計(jì)算機(jī)的熱量計(jì)相應(yīng)出臺(tái)。這種熱量計(jì)多是由一臺(tái)轉(zhuǎn)子式流量計(jì)和兩臺(tái)溫度傳感器配一臺(tái)單片計(jì)算機(jī)構(gòu)成。轉(zhuǎn)子式流量計(jì)每流過一個(gè)單元流量即發(fā)出一個(gè)脈沖，由單片機(jī)測(cè)出此脈沖，得到流量，再乘以當(dāng)時(shí)測(cè)出的供回水溫差，即可行到相應(yīng)的熱量，由單片要對(duì)此熱量值進(jìn)行累計(jì)和其它統(tǒng)計(jì)分析就成為熱量計(jì)。目前的單片機(jī)稍加擴(kuò)充就可以具有通訊功能，通過調(diào)制解調(diào)器將它與電話線連接，就能實(shí)現(xiàn)熱量計(jì)與小區(qū)供暖的中央管理機(jī)通訊。這樣，不但各用戶的用熱量能夠及時(shí)在中央管理機(jī)中反映，各用戶的回水溫度狀況還能隨時(shí)送到中央管理計(jì)算機(jī)中，從而可以對(duì)網(wǎng)的不平衡發(fā)問進(jìn)行分析，給出熱網(wǎng)的調(diào)節(jié)方案。這樣，將熱量計(jì)、通訊網(wǎng)與小區(qū)中央管理計(jì)算機(jī)三者結(jié)合，就可以全面實(shí)施小區(qū)熱網(wǎng)的熱量計(jì)量、統(tǒng)計(jì)與管理、運(yùn)行調(diào)節(jié)分析三部分功能，較好地解決小區(qū)熱網(wǎng)的運(yùn)行、管理與調(diào)節(jié)。

5．4熱電聯(lián)產(chǎn)的集中供熱網(wǎng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理

熱電聯(lián)產(chǎn)的集中供熱網(wǎng)可以分成兩部分：熱源至各熱力站間的一次網(wǎng)，熱力站至各用戶建筑的二次網(wǎng)。后者的控制調(diào)節(jié)已在前幾節(jié)討論，本節(jié)討論熱源至各熱力站間的一次網(wǎng)的監(jiān)控管理。

一次網(wǎng)有蒸汽網(wǎng)和熱水網(wǎng)兩種形式，對(duì)于蒸汽網(wǎng)，各熱力站為前面討論過的蒸汽-熱水換熱站，一次網(wǎng)的管理主要是各熱力站蒸汽用量的準(zhǔn)確計(jì)量，這在前面也已討論。下面主要研究熱水網(wǎng)的監(jiān)測(cè)控制調(diào)節(jié)。

若忽略熱網(wǎng)本身的慣性，則系統(tǒng)各時(shí)刻和熱力站換熱量之和總是等于熱源供出的總熱量，此外各熱力站一次網(wǎng)循環(huán)水量之和又總是等于熱源循環(huán)泵的流量，不論是冷凝式、抽汽式還是背壓式熱電廠，其輸出到熱網(wǎng)的熱量都不是完全由各熱力站的調(diào)節(jié)決定，而是由熱電廠本身的調(diào)節(jié)來決定，取決于進(jìn)入蒸汽-水換熱器的蒸汽量。由于熱電廠控制調(diào)節(jié)輸出熱量時(shí)很難準(zhǔn)確了解各熱力站對(duì)熱量的需求，同時(shí)還要兼顧發(fā)電的要求，不能完全根據(jù)各熱力站需要的熱量調(diào)整，于是熱源供出的熱量就很難與各熱力站實(shí)際需求的熱量之和一致，這樣，就導(dǎo)致控制調(diào)節(jié)上的一些矛盾。

為簡(jiǎn)單起見，假設(shè)熱電廠向蒸汽-水加熱器送入固定的蒸汽量Q0，如圖5-5，若此熱量大于各熱力站需要的熱量，則各熱力站二次側(cè)調(diào)節(jié)紛紛關(guān)小。以減小流量。由此使總流量相應(yīng)減少，導(dǎo)致供回水溫差加大。如果電廠維持蒸汽量Q0不變則各熱力站調(diào)節(jié)閥的關(guān)小并不能使總熱量減少，而只是根據(jù)網(wǎng)的特性及各熱力站調(diào)節(jié)特性的不同，有的熱力產(chǎn)流量減少的多，使得供熱量有所減少；有的熱力站流量減少的幅度小，則供熱量反而電動(dòng)閥加。同樣，如果Q0小于各熱力站需要的總熱量時(shí)，各熱力站的調(diào)節(jié)閥紛紛開大，使流量增加，由此導(dǎo)致供回水溫差減小。熱力站1，2可能由于熱量增大的幅度大于水溫降低的幅度，供熱量的需求得以滿足，但由于流量增大，泵的壓力降低，干管壓降又減小，導(dǎo)致3，4的資用壓頭大幅度下降，閥門開大后，流量也增加不多，甚至還要下降，這樣，供熱量反而減少。由此可見在這種情況下各熱力站對(duì)一次側(cè)閥門的調(diào)節(jié)實(shí)際是對(duì)各熱力站之間的熱量分配比例的調(diào)節(jié)，而不是對(duì)熱量的調(diào)節(jié)，如果各熱力站都是這樣獨(dú)立地根據(jù)自己小區(qū)的供熱需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，而熱電廠又不做相應(yīng)的配合，則整個(gè)熱網(wǎng)不可能調(diào)整控制好。實(shí)際上熱電廠也會(huì)進(jìn)行一些相應(yīng)的調(diào)節(jié)，例如發(fā)現(xiàn)t供升高時(shí)會(huì)減少蒸汽量，t供降低時(shí)會(huì)增加蒸汽量，但Q0總是不可能時(shí)刻與各熱力站總的需求量一致，上述矛盾是永遠(yuǎn)存在的。

圖5-5熱電廠與各熱力站之間的平衡

因此，就不宜對(duì)各個(gè)熱力站按照第5.1、5.2節(jié)中的討論的，根據(jù)外溫獨(dú)立調(diào)節(jié)。既然各熱力站一次側(cè)閥門的調(diào)節(jié)只解決熱量的分配比例，那么對(duì)它們的調(diào)節(jié)亦應(yīng)該根據(jù)對(duì)熱量的分配比例來調(diào)節(jié)。一種方式是如果認(rèn)為供熱量應(yīng)與供熱面積成正比，則測(cè)出每個(gè)熱力站的瞬時(shí)供熱量，根據(jù)各熱力站的供熱面積，計(jì)算每個(gè)熱力站的單位面積q。對(duì)q偏大的熱力站關(guān)小調(diào)節(jié)閥，對(duì)q偏小的則開大調(diào)節(jié)閥，這樣不斷修正，直至各熱力站的q相同為止。再一種方式則是認(rèn)為各散熱器內(nèi)的平均溫度相同，房間的供熱效果就相同。由于散熱器的平均溫度等于二次側(cè)的供回水平均溫度，因此可以各熱力站二次側(cè)供回水平均溫度調(diào)整成一致目標(biāo)，統(tǒng)一確定熱力站二次側(cè)供回水平均溫度的設(shè)定值，根據(jù)此設(shè)定值與實(shí)測(cè)供回水平均溫度確定開大或關(guān)小一次側(cè)調(diào)節(jié)閥。按照這一思路，對(duì)各熱力站的調(diào)節(jié)以達(dá)到熱量的平均分配為目的，以實(shí)現(xiàn)均勻供熱。熱電廠再根據(jù)外溫變化，統(tǒng)一對(duì)總的供熱量進(jìn)行調(diào)整，以保證供熱效果并且不浪費(fèi)熱量。由于整個(gè)熱網(wǎng)所供應(yīng)的建筑物效果并不浪費(fèi)熱量。由于整個(gè)熱網(wǎng)所供應(yīng)的建筑物均處在同一外溫下，因此，一旦系統(tǒng)調(diào)整均勻，對(duì)各熱和站調(diào)節(jié)閥的調(diào)整很少，熱源的總的供熱以數(shù)隨外溫改變，各熱力站的調(diào)節(jié)閥則不需要隨外溫而變化，只當(dāng)小區(qū)二次系統(tǒng)發(fā)生一些變化時(shí)才需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。

要實(shí)現(xiàn)這種調(diào)節(jié)方式，就必須對(duì)全網(wǎng)各熱力站的調(diào)節(jié)閥實(shí)行集中統(tǒng)一的控制調(diào)節(jié)。可以在每個(gè)熱力站設(shè)一臺(tái)DCU現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)，測(cè)量一、二次側(cè)的水溫、壓力、流量及二次側(cè)循環(huán)泵狀態(tài)，并可控制一次側(cè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。通過通訊網(wǎng)將各熱力站連至中央管理計(jì)算機(jī)。由于熱力站分布范圍很大，通訊距離較過遠(yuǎn)，這時(shí)的通訊可通過調(diào)制解調(diào)器搭用電話線，也可以隨著供熱干管同時(shí)埋設(shè)通訊電纜，使用雙絞線按照電流環(huán)方式通訊。中央管理機(jī)不斷采集各熱力站發(fā)送來的實(shí)測(cè)溫度、壓力、流量，定期計(jì)算熱力站發(fā)送來的實(shí)測(cè)溫度、壓力、流量，定期計(jì)算熱力站發(fā)送來的實(shí)測(cè)溫度的設(shè)定值與和各熱力站實(shí)測(cè)值的比較，直接命令各熱力站DCU開大/關(guān)小電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。各熱力站二次側(cè)回水溫度的變化是一慣性很大且緩慢的過程，因此應(yīng)采有0.5～1h以上的時(shí)間步長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以防止振蕩。

除對(duì)熱網(wǎng)工況進(jìn)行高速外，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)還應(yīng)為保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行做出貢獻(xiàn)。當(dāng)熱力站采用直連的方式，不使用熱交換器時(shí)，最常見的事故就是管道內(nèi)超壓導(dǎo)致散熱器脹裂，DCU可直接監(jiān)視用戶的供回水管壓力，發(fā)現(xiàn)超壓立即關(guān)閉供水閥，起到保護(hù)作用。無論直連還是間連網(wǎng)，另一類嚴(yán)重的事故就是一次網(wǎng)漏水。嚴(yán)重的管道漏水如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并切斷和修復(fù)，將嚴(yán)重影響供熱系統(tǒng)和熱電廠的運(yùn)行。根據(jù)各熱力站DCU監(jiān)測(cè)的一次網(wǎng)供回水壓力分布，還可以從其中的突然變化判斷漏水事故及其位置，這對(duì)提高熱網(wǎng)的安全運(yùn)行有十分重要的意義，這類系統(tǒng)壓力分析與事故判斷的工作應(yīng)屬于中央管理機(jī)的工作內(nèi)容。

5．5參考文獻(xiàn)

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5江億，城市集中供熱網(wǎng)的計(jì)算機(jī)控制和管理，區(qū)域供熱，1995（5）。

篇（9）

AbstractDiscussestherequirementsformonitoringandmanagementofthescopesfromboilerhousesforheating,steam-waterandwater-waterheatexchangers,smallscaleheatingnetworkstolargescaledistrictheating,therelatedhardwareconfigurationandtheapproachestorealisetherequiredfunctions.

Keywordscomputercontrol，heating，boiler

5.1供暖熱水鍋爐房?jī)?nèi)監(jiān)測(cè)與控制的主要目的應(yīng)為：

·提高系統(tǒng)的安全性，保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行；

·全面監(jiān)測(cè)并記錄各運(yùn)行參數(shù)，降低運(yùn)行人員工作量，提高管理水平；

·對(duì)燃燒過程和熱水循環(huán)過程進(jìn)行有效的控制調(diào)節(jié)，提高鍋爐效率，節(jié)省運(yùn)行能耗，并減少大氣污染。

對(duì)于熱水鍋爐，可將被監(jiān)測(cè)控制對(duì)象分為燃燒系統(tǒng)和水系統(tǒng)兩部分分別進(jìn)行討論。整個(gè)計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制管理系統(tǒng)可按圖5-1形式由若干臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)（DCU）和一臺(tái)中央管理機(jī)構(gòu)成。各DCU分別對(duì)燃燒系統(tǒng)、水系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制，中央管理機(jī)則顯示并記錄這兩個(gè)系統(tǒng)的在線狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)供熱狀態(tài)況確定鍋爐、循環(huán)泵的開啟臺(tái)數(shù)，設(shè)定供水溫度及循環(huán)流量，協(xié)調(diào)各臺(tái)DCU完成各監(jiān)測(cè)控制管理功能。

5．1．1燃燒系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與控制

圖5-1鍋爐房計(jì)算機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)

對(duì)于鏈條式熱水鍋爐，燃燒過程的控制主要是根據(jù)對(duì)產(chǎn)熱量的要求控制鏈條速度及進(jìn)煤擋板高度，根據(jù)爐膛內(nèi)燃燒狀況及排煙的含氧量及爐膛內(nèi)的負(fù)壓度控制鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，從而既根據(jù)供暖的要求產(chǎn)生熱量，又獲得較高的燃燒效率。為此需要監(jiān)測(cè)的參數(shù)有：

·排煙溫度：一般使用銅電阻或熱電偶來測(cè)量；再配之以相應(yīng)的溫度變送器，即可產(chǎn)生4～20mA或0～10mA的電流信號(hào)，通過DCU的模擬量輸入通道AI即接入計(jì)算機(jī)。

·排煙含氧量：目前較多采用氧化鋯傳感器，可以對(duì)0.1%～21%范圍內(nèi)的高溫氣體的含氧量實(shí)現(xiàn)較精確的測(cè)量，其輸出通過變送器后亦可轉(zhuǎn)換為4～20mA或0～10mA電流信號(hào)。

·空氣預(yù)熱器出口熱風(fēng)溫度：同上述測(cè)溫方法。

·爐膛、對(duì)流受熱面進(jìn)出口、省煤器出口、空氣預(yù)熱器出口、除塵器出口煙氣壓力：測(cè)點(diǎn)可根據(jù)具體要求增減，一般采用膜盒式或波紋管式微壓差傳感器，再通過相應(yīng)的變送器變?yōu)?～20mA或0～10mA電流信號(hào)，接入DCU的AI通道。

·一次風(fēng)、二次風(fēng)風(fēng)壓，空氣預(yù)熱器前后壓差：測(cè)量方法同上。

·擋煤板高度測(cè)量：通過專門的機(jī)械裝置將其轉(zhuǎn)換為電阻信號(hào)，再變成標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，送入DCU的AI通道。

·供水溫度及產(chǎn)熱量：由水系統(tǒng)的DCU測(cè)出后通過通訊系統(tǒng)送來。

燃燒系統(tǒng)需要控制調(diào)節(jié)的裝置為：

·爐排速度：由可控硅調(diào)壓，改變直流電機(jī)轉(zhuǎn)速

·擋煤板高度：控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，通過機(jī)械裝置帶動(dòng)擋板運(yùn)動(dòng)

·鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量：調(diào)鼓風(fēng)機(jī)各風(fēng)室風(fēng)閥或通過變頻器調(diào)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速

·引風(fēng)機(jī)風(fēng)量：調(diào)引風(fēng)機(jī)風(fēng)閥或通過變頻器高風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速

為了監(jiān)測(cè)上述調(diào)節(jié)裝置是否正常動(dòng)作，還應(yīng)配置適當(dāng)?shù)氖侄螠y(cè)試上述調(diào)節(jié)裝置的實(shí)際狀態(tài)。爐排速度和擋煤板高度可通過適當(dāng)?shù)臋C(jī)械機(jī)構(gòu)結(jié)合霍爾元件等位置探測(cè)傳感器來實(shí)現(xiàn)，風(fēng)機(jī)風(fēng)量的調(diào)節(jié)則可以通過風(fēng)閥的閥位反饋信號(hào)或變頻器的頻率輸出信號(hào)得到。

燃燒過程的控制調(diào)節(jié)主要包括事故下的保護(hù)，啟停過程控制，正常的燃燒過程調(diào)節(jié)三部分。

·事故保護(hù)：這主要是由于某種原因造成循環(huán)水停止或循環(huán)量過小，以及鍋爐內(nèi)水溫太高，出現(xiàn)汽化。此時(shí)最重要的是恢復(fù)水的循環(huán)，同時(shí)制止?fàn)t膛內(nèi)的燃燒。這就需要停止給煤，停止?fàn)t排運(yùn)行。停止鼓風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)。DCU接收水溫超高的信號(hào)后，就應(yīng)立即進(jìn)入事故處理程序，按照上述順序停止鍋爐運(yùn)行，并響鈴報(bào)警，通知運(yùn)行管理人員，必要時(shí)還可通過手動(dòng)補(bǔ)入冷水排除熱水，進(jìn)行鍋爐降溫。

啟?？刂疲?jiǎn)?dòng)點(diǎn)火一般都是人工手動(dòng)進(jìn)行，但對(duì)于間歇運(yùn)行的鍋爐，封火暫停機(jī)和再次啟動(dòng)的過程則可以由DCU控制自動(dòng)進(jìn)行。封火過程為逐漸停止?fàn)t排運(yùn)動(dòng)，停掉鼓風(fēng)機(jī)，然后停止引風(fēng)機(jī)。重新啟動(dòng)的過程則是開啟引風(fēng)機(jī)，慢慢開大鼓風(fēng)機(jī)，隨爐溫升高慢慢加大爐排進(jìn)行速度。

正常運(yùn)行調(diào)節(jié)：正常運(yùn)行時(shí)的調(diào)節(jié)主要是使鍋爐出口水溫度維持在要求的設(shè)定值，同時(shí)達(dá)到高燃燒效率，低排煙溫度，并使?fàn)t膛內(nèi)保持負(fù)壓。這時(shí)作為參照的測(cè)量參數(shù)有爐膛內(nèi)的溫度分布、壓力分布、排煙含水量氧量等。鍋爐的給煤量可以通過爐排速度和擋煤板高度（即煤層厚度）確定，鼓風(fēng)機(jī)則可以根據(jù)空氣預(yù)熱器進(jìn)出口空氣的壓差判斷其相對(duì)的變化，此時(shí)可以調(diào)整控制量有爐排速度、煤層厚度（調(diào)整擋煤礦板高度）、鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、各風(fēng)室風(fēng)閥、引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速或風(fēng)閥。上述各調(diào)節(jié)手段與各可參照的測(cè)量參數(shù)都不是單一的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此很難用如PID算法之類的簡(jiǎn)單控制調(diào)節(jié)算法。目前，控制調(diào)節(jié)效果較好的大都采用"模糊控制"方法或"規(guī)則控制"法，都是根據(jù)大量的人工調(diào)節(jié)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)而總結(jié)出的調(diào)節(jié)運(yùn)行方法。

當(dāng)燃燒充分時(shí)，鍋爐的出力主要取決于燃煤量，因此鍋爐出口水溫的控制主要靠爐排速度及煤層厚度來調(diào)節(jié)，煤層厚度與煤種有很大關(guān)系，爐膛內(nèi)燃燒狀況可以通過爐膛內(nèi)溫度分布及煤層風(fēng)阻來確定。燃燒充分時(shí)爐膛內(nèi)中部溫度最高，爐排尾部距擋渣器前煤已燃盡，溫度降低。鼓風(fēng)機(jī)則應(yīng)根據(jù)進(jìn)煤量的增減而增減送風(fēng)量，同時(shí)通過觀測(cè)排煙的含氧量最終確定風(fēng)量是否適宜。引風(fēng)機(jī)則可根據(jù)爐膛內(nèi)負(fù)壓狀態(tài)決定運(yùn)行狀態(tài)，維持爐內(nèi)微負(fù)壓，從而既保證煤的充分燃燒，又不會(huì)使煙氣和火焰外溢。根據(jù)如上分析，可采用如下調(diào)節(jié)規(guī)則：

每h一次，根據(jù)爐膛內(nèi)溫度分布調(diào)整煤層厚度及爐排速度，最高溫度點(diǎn)后移，則將爐排速度降低5%，同時(shí)將擋煤板提高5%，當(dāng)最高溫度點(diǎn)前移時(shí)，則將爐排速度提高5%，同時(shí)將擋煤板降低5%。

每2h一次：若出水溫度高于設(shè)定值2℃以上，則將爐排速度降低5%，若出水溫度低于設(shè)定值2℃以上，則將爐排速度加大5%，加大和減小爐排速度的同時(shí)，還要相應(yīng)地將鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速開大或減小。當(dāng)采用風(fēng)閥調(diào)整鼓風(fēng)量時(shí)，則調(diào)閥，觀察空氣預(yù)熱器前后壓差使此壓差增大或減少10%。

每15min一次：若排煙含氧量高于高定值，則適當(dāng)減少鼓風(fēng)同風(fēng)量（降低轉(zhuǎn)速或關(guān)小風(fēng)閥），若低于高定值，則增加鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量。

每15min一次：若爐膛負(fù)壓值偏?。ɑ蜃?yōu)檎龎海?，加大引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速或開大風(fēng)閥，若負(fù)壓值偏大，則降低引風(fēng)機(jī)風(fēng)量。

以上調(diào)節(jié)規(guī)則中，所謂"合理的爐膛溫度分布"取決于鍋爐形式及測(cè)溫傳感器安裝位置，需通過具體運(yùn)行實(shí)測(cè)分析后，給出"合理"，"最高溫度前移"，"最高溫度后移"的判據(jù)，然后將其再寫入DCU控制邏輯中。同樣，排煙含氧量的設(shè)定值，含氧量出現(xiàn)偏差時(shí)對(duì)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量的修正等參數(shù)也需要在鍋爐試運(yùn)行后，根據(jù)實(shí)際情況摸索，逐步確定。當(dāng)然這幾個(gè)修正量參數(shù)也可以在運(yùn)行過程中通過所謂"自學(xué)習(xí)"的方法得到，在這里不做過多的討論。

5．1．2鍋爐房水系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)控制

鍋爐房水系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是保證系統(tǒng)的安全性；對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行計(jì)量和統(tǒng)計(jì)；根據(jù)要求調(diào)整運(yùn)行工況。

·安全性保證：保證主循環(huán)泵的正常運(yùn)行和補(bǔ)水泵的及時(shí)補(bǔ)水，使鍋爐中循環(huán)水不會(huì)中斷，也不會(huì)由于欠壓缺水而放空。這是鍋爐房安全運(yùn)行的最主要的保證。

·計(jì)量和統(tǒng)計(jì)：測(cè)定供回水溫度和循環(huán)水量，以得到實(shí)際的供熱量；測(cè)定補(bǔ)水流量，以得到累計(jì)補(bǔ)水量。供熱量及補(bǔ)水量是考查鍋爐房運(yùn)行效果的主要參數(shù)。

·運(yùn)行工況調(diào)整：根據(jù)要求改變循環(huán)水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)或改變循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速，調(diào)整循環(huán)流量，以適應(yīng)供暖負(fù)荷的變化，節(jié)省運(yùn)行電費(fèi)。

圖5-2為由2臺(tái)熱水鍋爐、4臺(tái)循環(huán)水泵構(gòu)成的鍋爐房水系統(tǒng)示意圖。圖中還給出建議的測(cè)量元件和控制元件。

2臺(tái)鍋爐的熱水出口均安裝測(cè)溫點(diǎn)，從而可了解鍋爐出力狀況。為了了解每臺(tái)鍋爐的流量，最好在每臺(tái)鍋爐入口或出口安裝流量計(jì)，一般可采用渦街式流量計(jì)。渦街式流量計(jì)投資較高，可以按照?qǐng)D5-2那樣在鍋爐入口調(diào)節(jié)閥后面安裝壓力傳感器，根據(jù)測(cè)出的壓力p3，p4與鍋爐出口壓力p1之壓差，也可以間接得到2臺(tái)鍋爐間的流量比例。2臺(tái)鍋爐入口分別安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥來調(diào)整流量，可以使在2臺(tái)鍋爐都運(yùn)行時(shí)，流量分配基本一致，而當(dāng)?shù)拓?fù)荷工況下1臺(tái)鍋爐停止或封火，循環(huán)水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)也減少時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)流量分配，使運(yùn)行的鍋爐通過總流量的90%以上，封火的鍋爐僅通過總流量的5%～10%，僅維持其不至于過熱。

圖5-2鍋爐房水系統(tǒng)原理及其測(cè)控點(diǎn)

溫度傳感器t3，t4，t5和流量傳感器F1一起構(gòu)成對(duì)熱量的計(jì)量。用戶側(cè)供暖熱量為，GF1cp(t3-t4)，其中GF1為用流量F1測(cè)出的流量。鍋爐提供的熱量則為GF1cp(t3-t5)，二者之差是用于加熱補(bǔ)水所需要的熱量。長(zhǎng)期記錄此熱量并經(jīng)常對(duì)其作統(tǒng)計(jì)分析，與煤耗量比較，既可檢查鍋爐效率的變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)鍋爐可能出現(xiàn)的問題，與外溫變化情況相比較，則又可以了解管網(wǎng)系統(tǒng)的變化及供熱系統(tǒng)的變化，從而為科學(xué)地管理供暖系統(tǒng)的運(yùn)行提供依據(jù)。

泵1～4為主循環(huán)泵。壓力傳感器p1，p2則觀測(cè)網(wǎng)路的供回水壓力。安裝4臺(tái)泵時(shí)的一般視負(fù)荷變化情況同時(shí)運(yùn)行2臺(tái)或3臺(tái)水泵，留1臺(tái)或2臺(tái)備用。用DCU控制和管理這些循環(huán)水泵時(shí)，如前幾講所述，不僅要能夠控制各臺(tái)泵的啟停，同時(shí)還應(yīng)通過測(cè)量主接觸器的輔助觸點(diǎn)狀態(tài)測(cè)出每臺(tái)泵的開停狀態(tài)。這樣，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某臺(tái)泵由于故障而突然停止運(yùn)行時(shí)，DCU即可立即啟動(dòng)備用泵，避免出現(xiàn)因循環(huán)泵故障而使鍋爐中循環(huán)水停止流動(dòng)的事故。流量傳感器F1也是觀察循環(huán)水是否正常的重要手段。當(dāng)外網(wǎng)由于某種原因關(guān)閉，盡管循環(huán)水泵運(yùn)行，但流量可以為零或非常小，此時(shí)也應(yīng)立即報(bào)警，通過計(jì)算機(jī)使鍋爐自動(dòng)停止，同時(shí)由運(yùn)行值班人員立即手動(dòng)開啟鍋爐的旁通閥V4，恢復(fù)鍋爐內(nèi)的水循環(huán)。

泵5，6與壓力測(cè)量裝置p2，流量測(cè)量裝置F2及旁通閥V3構(gòu)成補(bǔ)水定壓系統(tǒng)，當(dāng)p2壓力降低時(shí)，開啟一臺(tái)補(bǔ)水泵向系統(tǒng)中補(bǔ)水，待p2升至設(shè)定的壓力值時(shí)，停止補(bǔ)水。為防止管網(wǎng)系統(tǒng)中壓力波動(dòng)太大，當(dāng)未設(shè)膨脹水箱時(shí)，還可設(shè)置旁通閥V3來維持壓力的穩(wěn)定。長(zhǎng)期使一臺(tái)補(bǔ)水泵運(yùn)行，通過調(diào)整閥門V3來維持壓力p2不變。補(bǔ)水泵5，6也是互為備用，因此DCU要測(cè)出每臺(tái)泵的實(shí)際啟停狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行的泵突然停止或需要啟動(dòng)的泵不能啟動(dòng)時(shí)，立即啟動(dòng)另一臺(tái)泵，防止系統(tǒng)因缺水而放空。流量計(jì)F2用來計(jì)算累計(jì)的補(bǔ)水量，它可以是渦街流量計(jì)，也可以采用通常的冷水水表，或有電信號(hào)輸出的水表。

5．1．3鍋爐房的中央管理機(jī)

如圖5-1所示，可采用一臺(tái)中央管理計(jì)算機(jī)與各臺(tái)DCU連接，協(xié)調(diào)整個(gè)鍋爐房及熱網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)與管理。中央機(jī)主要工作任務(wù)為：

·通過圖形方式顯示燃燒系統(tǒng)、水系統(tǒng)及外網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，記錄和顯示這些參數(shù)的長(zhǎng)期變化過程，統(tǒng)計(jì)分析耗熱量、補(bǔ)水量、外溫及供回水溫度的變化。

·根據(jù)外溫變化情況，預(yù)測(cè)負(fù)荷的變化，從而確定供熱參數(shù)，即循環(huán)水量及泵的開啟臺(tái)數(shù)、供水溫度、鍋爐運(yùn)行臺(tái)數(shù)。將這些決定通知相應(yīng)的DCU產(chǎn)生相應(yīng)原操作或修改相應(yīng)的設(shè)定值。負(fù)荷的預(yù)測(cè)可以根據(jù)測(cè)出的以往24h的平均外溫w來確定：

(5-1)

式中為Q0設(shè)計(jì)負(fù)荷，t0為設(shè)計(jì)狀態(tài)下的室外溫度，Q為預(yù)測(cè)出的負(fù)荷。考慮到建筑物和管網(wǎng)系統(tǒng)的熱慣性，采用時(shí)間序列的方法來預(yù)測(cè)實(shí)際需要的負(fù)荷，可能要更準(zhǔn)確些。

式（5-1）中的負(fù)荷盡管每h計(jì)算一次，但由于是取前24h的平均外溫，因此它隨時(shí)間變化很緩慢。每hQ的變化ΔQ僅為：

（5-2）

其中tw,τ-tw,τ-24為兩天間同一時(shí)刻溫度之差，一般不會(huì)超過5℃，因此ΔQ的變化總是小于Q的1%，所以不會(huì)引起系統(tǒng)的頻繁調(diào)節(jié)。

根據(jù)預(yù)測(cè)的負(fù)荷可以確定鍋爐的開啟臺(tái)數(shù)Nb：Nb≥Q/q0，其中q0為每臺(tái)鍋爐的最大出力。由此還可確定循環(huán)水泵的開啟臺(tái)數(shù)。

要求的總循環(huán)量G=max（Q/(Δt·cp）Cmin)，其中Gmin為不產(chǎn)生垂直失調(diào)時(shí)要求的最小系統(tǒng)流量，Δt為設(shè)定的供回水溫差。由于多臺(tái)泵并聯(lián)時(shí)，總流量并非與開啟臺(tái)數(shù)成正比，因此可預(yù)先在計(jì)算機(jī)中預(yù)置一個(gè)開啟臺(tái)數(shù)成正比，因此可預(yù)先在計(jì)算機(jī)中預(yù)置一個(gè)開啟臺(tái)數(shù)與流量的關(guān)系對(duì)應(yīng)表，由此可求出要求的運(yùn)行臺(tái)數(shù)。

·分析判斷系統(tǒng)出現(xiàn)的故障并報(bào)警。鍋爐及鍋爐房可能出現(xiàn)的故障及由計(jì)算機(jī)進(jìn)行判斷的方法為：

--水冷壁管或?qū)α鞴鼙苁鹿蚀藭r(shí)補(bǔ)水量迅速增加，爐膛內(nèi)溫度迅速下降，排煙溫度下降，爐膛內(nèi)溫度迅速下降，排煙溫度下降，爐膛內(nèi)壓力迅速由負(fù)壓變?yōu)檎龎骸?/p>

--水側(cè)升溫汽化事故此時(shí)鍋爐熱水出口溫度迅速提高，接近達(dá)到或超過出口壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度。

--鍋爐內(nèi)壓力超壓事故測(cè)出水側(cè)壓力突然升高，超過允許的工作壓力；

--管網(wǎng)漏水嚴(yán)重測(cè)了水側(cè)壓力降低，補(bǔ)水量增大；

--鍋爐內(nèi)水系統(tǒng)循環(huán)不良測(cè)出總循環(huán)水量GF1減少很多，壓差p3-p1或p4-p1加大；

--除污器堵塞測(cè)出總循環(huán)水量GF1減少，當(dāng)閥門V1、V2全開時(shí)壓差p3-p2、p4-p2仍偏小，說明壓力傳感器p2的測(cè)點(diǎn)至循環(huán)水泵入口間的除污器的堵塞。

--爐排故障測(cè)出的爐排運(yùn)動(dòng)速度與設(shè)定值有較大差別；

--引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、水泵故障相應(yīng)的主接觸器跳閘，或所測(cè)出的空氣壓差或水循環(huán)流量與風(fēng)機(jī)、水泵的設(shè)計(jì)狀況有較大出入。

利用計(jì)算機(jī)根據(jù)上述規(guī)則及實(shí)測(cè)運(yùn)行參數(shù)不斷進(jìn)行分析判斷，即可及時(shí)發(fā)現(xiàn)上述事故或故障，并立即采取報(bào)警和停爐等相應(yīng)的措施，從而防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大或故障轉(zhuǎn)化為事故，提高運(yùn)行管理的安全性。

5．2蒸汽-水和水-水換熱站的監(jiān)測(cè)與控制

對(duì)于利用大型集中鍋爐房或熱電廠作為熱源，通過換熱站向小區(qū)供熱的系統(tǒng)來說，換熱站的作用就同上一節(jié)的供暖鍋爐房一樣，只是用熱交換器代替了熱水鍋爐。

圖5-3為蒸汽-水換熱站的流程及相應(yīng)的測(cè)控制元件。水側(cè)與圖5-2一樣，控制泵5、6及閥V2根據(jù)p2的壓力值補(bǔ)水和定壓；啟停泵1～4來調(diào)整循環(huán)水量；由t2，t3及流量測(cè)量裝置F1來確定實(shí)際的供熱量。與鍋爐房不同的是增加了換熱器、凝水泵的控制以及蒸汽的計(jì)量。

圖5-3蒸汽-水換熱站的測(cè)量與控制

蒸汽計(jì)量可以通過測(cè)量蒸汽溫度t1、壓力p3和流量F3實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)3可以選取用渦街流量計(jì)測(cè)量，它測(cè)出的為體積流量，通過t1和p3由水蒸氣性質(zhì)表可查出相應(yīng)狀態(tài)下水蒸氣的比體積ρ，從而由體積流量換算出質(zhì)量流量。為了能由t和p查出比體積，要求水蒸氣為過熱蒸汽。為此將減壓調(diào)節(jié)閥移至測(cè)量元件的前面，如圖5-3中所示，這樣即使輸送來的蒸汽為飽和蒸汽，經(jīng)調(diào)節(jié)閥等焓減壓后，也可成為過熱蒸汽。

實(shí)際上還可以通過測(cè)量凝水量來確定蒸汽流量。如果凝水箱中兩個(gè)液位傳感器L1、L2靈敏度較高，則可在L2輸出無水信號(hào)后，停止凝水排水泵，當(dāng)L2再次輸出有水信號(hào)時(shí)，計(jì)算機(jī)開始計(jì)時(shí)，直到L1發(fā)出有水信號(hào)時(shí)，計(jì)時(shí)停止，同時(shí)啟動(dòng)凝水泵開始排水。從L2輸出有水信號(hào)至L1開始輸出有水信號(hào)間的流量可以用重量法準(zhǔn)確標(biāo)定出，從而即可通過DCU對(duì)這兩個(gè)水位計(jì)的輸出信號(hào)得到一段時(shí)間內(nèi)的蒸汽平均質(zhì)量流量，代替流量計(jì)F3，并獲得更精確的測(cè)量。當(dāng)然此處要求液位傳感器L1、L2具有較高靈敏度。一般如浮球式等機(jī)械式液位傳感器誤差較大，而應(yīng)采取如電容式等非直接接觸的電子類液位傳感器。

加熱量由蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)閥V1控制。此時(shí)V1實(shí)際上是控制進(jìn)入換熱器的蒸汽壓力，從而決定了冷凝溫度，也就確定了傳熱量。為改善換熱器的調(diào)節(jié)特性，可以根據(jù)要求的加熱量或出口水溫確定進(jìn)入加熱器的蒸汽壓力的設(shè)定值。調(diào)整閥門V1使出口蒸汽壓力p3達(dá)到這一設(shè)定值。與直接根據(jù)出口水溫調(diào)整閥門的方式相比，這種串級(jí)調(diào)節(jié)的方式可獲得更好的調(diào)節(jié)效果。

供水溫度t3的設(shè)定值，循環(huán)泵的開啟臺(tái)數(shù)或要求的循環(huán)水量的確定，可以同上一節(jié)一樣，根據(jù)前24h的外溫平均值查算供熱曲線得到要求的供熱量，并算出要求的循環(huán)水量。供水溫度的設(shè)定值t3,set可由調(diào)整后測(cè)出的循環(huán)水量G、要求的熱量Q及實(shí)測(cè)回水溫度t2確定：

t3,set=t2+Q/（cp·G）

隨著供水溫度t3的改變，t2也會(huì)緩慢變化，從而使要求的供水溫度同時(shí)相應(yīng)地改變，以保證供出的熱量與要求的熱量設(shè)定值一致。

對(duì)于一次網(wǎng)為熱水的水-水換熱站，原則上可以按照完全相同的方式進(jìn)行，如圖5-4。取消二次供水側(cè)的流量計(jì)F1，僅測(cè)量高溫?zé)崴畟?cè)的流量F3，再通過即可和到二次側(cè)的循環(huán)水量，一般高溫水溫差大，流量小，因此將流量計(jì)裝在高溫側(cè)可降低成本。測(cè)量高溫水側(cè)供回水壓力p3、p4可了解高溫側(cè)水網(wǎng)的壓力分布狀況，以指導(dǎo)高溫側(cè)水網(wǎng)的調(diào)節(jié)。

圖5-4水-水換熱站的測(cè)量與控制

調(diào)整電動(dòng)閥門V1改變高溫水進(jìn)入換熱器的流量，即可改變換熱量?？梢园凑涨笆龇椒ù_定二次側(cè)供水溫設(shè)定值，由V1按此設(shè)定值進(jìn)行調(diào)節(jié)。在實(shí)際工程中，高溫水網(wǎng)側(cè)的主要問題是水力失調(diào)，由于各支路通過干管彼此相連，一個(gè)熱力站的調(diào)整往往會(huì)導(dǎo)致鄰近熱力站流量的變化。另外，高溫水側(cè)管網(wǎng)總的循環(huán)水量也很難與各換熱站所要求的流量變化相匹配，于是往往造成外溫降低時(shí)各換熱站都將高溫側(cè)水閥V1開大，試圖增大流量，結(jié)果距熱源近的換熱站流量得到滿足，而距熱源遠(yuǎn)的換熱站流量反而減少，造成系統(tǒng)嚴(yán)重的區(qū)域失調(diào)。解決這種問題的方法就是采用全網(wǎng)的集中控制，由管理整個(gè)高溫水網(wǎng)的中央控制管理計(jì)算機(jī)統(tǒng)一指定各熱力站調(diào)節(jié)閥V1的閥位或流量，各換熱站的DCU則僅是接收通過通訊網(wǎng)送來的關(guān)于調(diào)整閥門V1的命令，并按此命令進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。高溫水側(cè)面管網(wǎng)的集中控制調(diào)節(jié)。將在一下節(jié)中詳細(xì)介紹。

5．3小區(qū)熱網(wǎng)的監(jiān)測(cè)與調(diào)節(jié)

小區(qū)熱網(wǎng)指供暖鍋爐房或換熱站至各供暖建筑間的管網(wǎng)的監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)。小區(qū)熱網(wǎng)的主要問題也是冷熱不均，有些建筑或建筑某部分流量偏大，室內(nèi)過熱，而另一些建筑或建筑的另一部分卻由于流量不足而偏冷。這樣，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的中心任務(wù)就是掌握小區(qū)各建筑物的實(shí)際供暖狀況，并幫助維護(hù)人員解決冷熱不均問題。

測(cè)量各戶室溫是對(duì)供暖效果最直接的觀測(cè)，但實(shí)際系統(tǒng)中尤其是對(duì)住宅來說，很難在各房間安裝溫度傳感器。比較現(xiàn)實(shí)的方法就是測(cè)量回水溫度，根據(jù)各支路回水溫度的差別，就可以估計(jì)出各支路所負(fù)責(zé)建筑平均室溫的差別。如果各支路回水溫度調(diào)整到相同值，就意味著各支路所帶散熱器的平均溫度彼此相同，因此可以認(rèn)為室溫也基本相同。一般住宅的回水溫度測(cè)點(diǎn)可選在建筑熱入口中的回水管上。對(duì)于大型建筑，可選在設(shè)備夾層中幾個(gè)主要支路的回水干管上。

要解決冷熱不均問題就需要對(duì)系統(tǒng)的流量分配進(jìn)行調(diào)整，在各支路上都安裝由計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥成本會(huì)很高，同時(shí)一旦各支路流量調(diào)節(jié)均勻，在無局部的特殊變化時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)保持冷熱均勻的狀態(tài)，不需要經(jīng)常調(diào)整。因此可以在各支路上安裝手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，通過計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)和指導(dǎo)與人工手動(dòng)調(diào)節(jié)相配合的方法實(shí)現(xiàn)小區(qū)供暖系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和管理。為便于人工手動(dòng)調(diào)節(jié)，希望各支路的調(diào)節(jié)閥有較準(zhǔn)確的開度指示。目前國(guó)內(nèi)推廣建研院空調(diào)所等幾個(gè)單位研究開發(fā)流量調(diào)配閥，有準(zhǔn)確的閥位指示，閥位可鎖定，并提供較準(zhǔn)確的閥位-阻力特性曲線，采用這種閥門將更易于計(jì)算機(jī)指導(dǎo)下的人工調(diào)節(jié)。

根據(jù)上述討論，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要測(cè)出各支路的回水溫度，并將其統(tǒng)一送到供暖小區(qū)的中央管理計(jì)算機(jī)中進(jìn)行顯示、記錄和分析。測(cè)出這些回水溫度的方法有如下兩種方式：

集中十余個(gè)回水溫度測(cè)點(diǎn)設(shè)置1臺(tái)DCU。此DCU僅需要溫度測(cè)量輸入通道。再通過專門鋪設(shè)的局部網(wǎng)或通過調(diào)制解調(diào)器經(jīng)過電話線與小區(qū)的中央管理聯(lián)接。當(dāng)這十幾個(gè)溫度相互距離較遠(yuǎn)時(shí)，溫度傳感器至DCU之間的電纜的鋪設(shè)有時(shí)就有較大困難，溫度信號(hào)的長(zhǎng)線傳輸亦會(huì)有一些干擾等影響。這種方式僅在建筑物較集中、每一組聯(lián)至一臺(tái)DCU的測(cè)溫點(diǎn)相距不太遠(yuǎn)時(shí)適用。

采用內(nèi)部裝有單片機(jī)的智能式溫度傳感器，可以連接通訊網(wǎng)通訊或通過調(diào)制解調(diào)器搭用電話線連至中央管理計(jì)算機(jī)。這樣，可以在距測(cè)點(diǎn)最近的樓道墻壁上掛上一臺(tái)帶有調(diào)制解調(diào)器的溫度變送器，通過一根電纜接至回水管上的溫度傳感器，再通過一根電纜搭接鄰近電話線。目前這類設(shè)備每套價(jià)格可在1000～1500元人民幣之間。如果每1000～3000m2建筑安裝一個(gè)回水溫度測(cè)點(diǎn)，則平均每m2供暖建筑投資在0.50～1元間。

小區(qū)的中央管理計(jì)算機(jī)采集到各點(diǎn)的回水溫度后，可在屏幕上通過圖形方式顯示，使運(yùn)行管理人員對(duì)當(dāng)時(shí)的供熱狀況一目了然。還可根據(jù)各支路間回水溫度的差別計(jì)算各支路閥門需要的調(diào)整量。對(duì)于一般的帶有閥位指示的調(diào)節(jié)閥，這種分析只能采用某種基于經(jīng)驗(yàn)的規(guī)則判斷法，下面為其一例：

找出溫度最高的10%支路的平均溫度max，溫度最低的10%支路和的平均溫度min，全網(wǎng)平均回水溫度。

若max-min<3℃，不需要再做調(diào)節(jié)。

若max->2℃，將溫度最高的10%支路閥門都關(guān)小，與相比溫度每高1℃關(guān)小3%5～%；

若max-<-2℃，將溫度最低的10%支路閥門都開大，與相比溫度每高1℃開大3%～5%；

根據(jù)上面的分析結(jié)果，計(jì)算機(jī)顯示并打印出需要調(diào)節(jié)的支路及其調(diào)節(jié)量。運(yùn)行管理人員根據(jù)計(jì)算機(jī)的輸出結(jié)果到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。在供暖初期每3天左右進(jìn)行一次這種調(diào)節(jié)。一般經(jīng)過6～8次即可使一個(gè)小區(qū)基本實(shí)現(xiàn)均勻供熱。

采用流量調(diào)配閥時(shí)可以使調(diào)節(jié)效率更高，效果更好。此時(shí)需要將現(xiàn)場(chǎng)各流量調(diào)配閥的實(shí)際開度、流量調(diào)配閥的開度-阻力特性性能曲線及小區(qū)管網(wǎng)的連接關(guān)系圖輸入中央管理計(jì)算機(jī)，有專門的算法可以根據(jù)調(diào)整閥門后回水溫度的變化情況識(shí)別出管網(wǎng)的阻力特性及熱用戶的熱力特性，從而可較準(zhǔn)確地給出各流量調(diào)本閥需要調(diào)整的開度[4]，每次調(diào)整后，調(diào)整人員需將實(shí)際上各調(diào)節(jié)閥的調(diào)整程度輸入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)進(jìn)而計(jì)算了下一次需要的調(diào)整量，像這樣一次高速可間隔2～5d。模擬分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，一般只要進(jìn)行3～4次調(diào)節(jié)，即可使各支路的回水溫度調(diào)整到相互間差值都在3℃以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)較好的均勻供熱[8]。

目前，許多供熱公司和有關(guān)管理部門開始提出裝設(shè)熱量計(jì)，以按照實(shí)際供熱量收供暖費(fèi)，各種采用單片計(jì)算機(jī)的熱量計(jì)相應(yīng)出臺(tái)。這種熱量計(jì)多是由一臺(tái)轉(zhuǎn)子式流量計(jì)和兩臺(tái)溫度傳感器配一臺(tái)單片計(jì)算機(jī)構(gòu)成。轉(zhuǎn)子式流量計(jì)每流過一個(gè)單元流量即發(fā)出一個(gè)脈沖，由單片機(jī)測(cè)出此脈沖，得到流量，再乘以當(dāng)時(shí)測(cè)出的供回水溫差，即可行到相應(yīng)的熱量，由單片要對(duì)此熱量值進(jìn)行累計(jì)和其它統(tǒng)計(jì)分析就成為熱量計(jì)。目前的單片機(jī)稍加擴(kuò)充就可以具有通訊功能，通過調(diào)制解調(diào)器將它與電話線連接，就能實(shí)現(xiàn)熱量計(jì)與小區(qū)供暖的中央管理機(jī)通訊。這樣，不但各用戶的用熱量能夠及時(shí)在中央管理機(jī)中反映，各用戶的回水溫度狀況還能隨時(shí)送到中央管理計(jì)算機(jī)中，從而可以對(duì)網(wǎng)的不平衡發(fā)問進(jìn)行分析，給出熱網(wǎng)的調(diào)節(jié)方案。這樣，將熱量計(jì)、通訊網(wǎng)與小區(qū)中央管理計(jì)算機(jī)三者結(jié)合，就可以全面實(shí)施小區(qū)熱網(wǎng)的熱量計(jì)量、統(tǒng)計(jì)與管理、運(yùn)行調(diào)節(jié)分析三部分功能，較好地解決小區(qū)熱網(wǎng)的運(yùn)行、管理與調(diào)節(jié)。

5．4熱電聯(lián)產(chǎn)的集中供熱網(wǎng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理

熱電聯(lián)產(chǎn)的集中供熱網(wǎng)可以分成兩部分：熱源至各熱力站間的一次網(wǎng)，熱力站至各用戶建筑的二次網(wǎng)。后者的控制調(diào)節(jié)已在前幾節(jié)討論，本節(jié)討論熱源至各熱力站間的一次網(wǎng)的監(jiān)控管理。

一次網(wǎng)有蒸汽網(wǎng)和熱水網(wǎng)兩種形式，對(duì)于蒸汽網(wǎng)，各熱力站為前面討論過的蒸汽-熱水換熱站，一次網(wǎng)的管理主要是各熱力站蒸汽用量的準(zhǔn)確計(jì)量，這在前面也已討論。下面主要研究熱水網(wǎng)的監(jiān)測(cè)控制調(diào)節(jié)。

若忽略熱網(wǎng)本身的慣性，則系統(tǒng)各時(shí)刻和熱力站換熱量之和總是等于熱源供出的總熱量，此外各熱力站一次網(wǎng)循環(huán)水量之和又總是等于熱源循環(huán)泵的流量，不論是冷凝式、抽汽式還是背壓式熱電廠，其輸出到熱網(wǎng)的熱量都不是完全由各熱力站的調(diào)節(jié)決定，而是由熱電廠本身的調(diào)節(jié)來決定，取決于進(jìn)入蒸汽-水換熱器的蒸汽量。由于熱電廠控制調(diào)節(jié)輸出熱量時(shí)很難準(zhǔn)確了解各熱力站對(duì)熱量的需求，同時(shí)還要兼顧發(fā)電的要求，不能完全根據(jù)各熱力站需要的熱量調(diào)整，于是熱源供出的熱量就很難與各熱力站實(shí)際需求的熱量之和一致，這樣，就導(dǎo)致控制調(diào)節(jié)上的一些矛盾。

為簡(jiǎn)單起見，假設(shè)熱電廠向蒸汽-水加熱器送入固定的蒸汽量Q0，如圖5-5，若此熱量大于各熱力站需要的熱量，則各熱力站二次側(cè)調(diào)節(jié)紛紛關(guān)小。以減小流量。由此使總流量相應(yīng)減少，導(dǎo)致供回水溫差加大。如果電廠維持蒸汽量Q0不變則各熱力站調(diào)節(jié)閥的關(guān)小并不能使總熱量減少，而只是根據(jù)網(wǎng)的特性及各熱力站調(diào)節(jié)特性的不同，有的熱力產(chǎn)流量減少的多，使得供熱量有所減少；有的熱力站流量減少的幅度小，則供熱量反而電動(dòng)閥加。同樣，如果Q0小于各熱力站需要的總熱量時(shí)，各熱力站的調(diào)節(jié)閥紛紛開大，使流量增加，由此導(dǎo)致供回水溫差減小。熱力站1，2可能由于熱量增大的幅度大于水溫降低的幅度，供熱量的需求得以滿足，但由于流量增大，泵的壓力降低，干管壓降又減小，導(dǎo)致3，4的資用壓頭大幅度下降，閥門開大后，流量也增加不多，甚至還要下降，這樣，供熱量反而減少。由此可見在這種情況下各熱力站對(duì)一次側(cè)閥門的調(diào)節(jié)實(shí)際是對(duì)各熱力站之間的熱量分配比例的調(diào)節(jié)，而不是對(duì)熱量的調(diào)節(jié)，如果各熱力站都是這樣獨(dú)立地根據(jù)自己小區(qū)的供熱需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，而熱電廠又不做相應(yīng)的配合，則整個(gè)熱網(wǎng)不可能調(diào)整控制好。實(shí)際上熱電廠也會(huì)進(jìn)行一些相應(yīng)的調(diào)節(jié)，例如發(fā)現(xiàn)t供升高時(shí)會(huì)減少蒸汽量，t供降低時(shí)會(huì)增加蒸汽量，但Q0總是不可能時(shí)刻與各熱力站總的需求量一致，上述矛盾是永遠(yuǎn)存在的。

圖5-5熱電廠與各熱力站之間的平衡

因此，就不宜對(duì)各個(gè)熱力站按照第5.1、5.2節(jié)中的討論的，根據(jù)外溫獨(dú)立調(diào)節(jié)。既然各熱力站一次側(cè)閥門的調(diào)節(jié)只解決熱量的分配比例，那么對(duì)它們的調(diào)節(jié)亦應(yīng)該根據(jù)對(duì)熱量的分配比例來調(diào)節(jié)。一種方式是如果認(rèn)為供熱量應(yīng)與供熱面積成正比，則測(cè)出每個(gè)熱力站的瞬時(shí)供熱量，根據(jù)各熱力站的供熱面積，計(jì)算每個(gè)熱力站的單位面積q。對(duì)q偏大的熱力站關(guān)小調(diào)節(jié)閥，對(duì)q偏小的則開大調(diào)節(jié)閥，這樣不斷修正，直至各熱力站的q相同為止。再一種方式則是認(rèn)為各散熱器內(nèi)的平均溫度相同，房間的供熱效果就相同。由于散熱器的平均溫度等于二次側(cè)的供回水平均溫度，因此可以各熱力站二次側(cè)供回水平均溫度調(diào)整成一致目標(biāo)，統(tǒng)一確定熱力站二次側(cè)供回水平均溫度的設(shè)定值，根據(jù)此設(shè)定值與實(shí)測(cè)供回水平均溫度確定開大或關(guān)小一次側(cè)調(diào)節(jié)閥。按照這一思路，對(duì)各熱力站的調(diào)節(jié)以達(dá)到熱量的平均分配為目的，以實(shí)現(xiàn)均勻供熱。熱電廠再根據(jù)外溫變化，統(tǒng)一對(duì)總的供熱量進(jìn)行調(diào)整，以保證供熱效果并且不浪費(fèi)熱量。由于整個(gè)熱網(wǎng)所供應(yīng)的建筑物效果并不浪費(fèi)熱量。由于整個(gè)熱網(wǎng)所供應(yīng)的建筑物均處在同一外溫下，因此，一旦系統(tǒng)調(diào)整均勻，對(duì)各熱和站調(diào)節(jié)閥的調(diào)整很少，熱源的總的供熱以數(shù)隨外溫改變，各熱力站的調(diào)節(jié)閥則不需要隨外溫而變化，只當(dāng)小區(qū)二次系統(tǒng)發(fā)生一些變化時(shí)才需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。

要實(shí)現(xiàn)這種調(diào)節(jié)方式，就必須對(duì)全網(wǎng)各熱力站的調(diào)節(jié)閥實(shí)行集中統(tǒng)一的控制調(diào)節(jié)?？梢栽诿總€(gè)熱力站設(shè)一臺(tái)DCU現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)，測(cè)量一、二次側(cè)的水溫、壓力、流量及二次側(cè)循環(huán)泵狀態(tài)，并可控制一次側(cè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。通過通訊網(wǎng)將各熱力站連至中央管理計(jì)算機(jī)。由于熱力站分布范圍很大，通訊距離較過遠(yuǎn)，這時(shí)的通訊可通過調(diào)制解調(diào)器搭用電話線，也可以隨著供熱干管同時(shí)埋設(shè)通訊電纜，使用雙絞線按照電流環(huán)方式通訊。中央管理機(jī)不斷采集各熱力站發(fā)送來的實(shí)測(cè)溫度、壓力、流量，定期計(jì)算熱力站發(fā)送來的實(shí)測(cè)溫度、壓力、流量，定期計(jì)算熱力站發(fā)送來的實(shí)測(cè)溫度的設(shè)定值與和各熱力站實(shí)測(cè)值的比較，直接命令各熱力站DCU開大/關(guān)小電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。各熱力站二次側(cè)回水溫度的變化是一慣性很大且緩慢的過程，因此應(yīng)采有0.5～1h以上的時(shí)間步長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以防止振蕩。

除對(duì)熱網(wǎng)工況進(jìn)行高速外，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)還應(yīng)為保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行做出貢獻(xiàn)。當(dāng)熱力站采用直連的方式，不使用熱交換器時(shí)，最常見的事故就是管道內(nèi)超壓導(dǎo)致散熱器脹裂，DCU可直接監(jiān)視用戶的供回水管壓力，發(fā)現(xiàn)超壓立即關(guān)閉供水閥，起到保護(hù)作用。無論直連還是間連網(wǎng)，另一類嚴(yán)重的事故就是一次網(wǎng)漏水。嚴(yán)重的管道漏水如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并切斷和修復(fù)，將嚴(yán)重影響供熱系統(tǒng)和熱電廠的運(yùn)行。根據(jù)各熱力站DCU監(jiān)測(cè)的一次網(wǎng)供回水壓力分布，還可以從其中的突然變化判斷漏水事故及其位置，這對(duì)提高熱網(wǎng)的安全運(yùn)行有十分重要的意義，這類系統(tǒng)壓力分析與事故判斷的工作應(yīng)屬于中央管理機(jī)的工作內(nèi)容。

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