系統(tǒng)優(yōu)化論文全文(5篇)

1液壓泵站的液壓原理

新的系統(tǒng)選用2臺37kW電機分別驅(qū)動一臺A10VSO100的恒壓變量泵作為動力源，系統(tǒng)采用一用一備的工作方式。恒壓變量泵變量壓力設為16MPa，在未達到泵上調(diào)壓閥設定壓力之前，變量泵斜盤處于最大偏角，泵排量最大且排量恒定，在達到調(diào)壓閥設定壓力之后，控制油進入變量液壓缸推動斜盤減小泵排量，實現(xiàn)流量在0～Qmax之間隨意變化，從而保證系統(tǒng)在沒有溢流損失的情況下正常工作，大大減輕系統(tǒng)發(fā)熱，節(jié)省能源消耗。在泵出口接一個先導式溢流閥作為系統(tǒng)安全閥限定安全壓力，為保證泵在調(diào)壓閥設定壓力穩(wěn)定可靠工作，將系統(tǒng)安全閥調(diào)定壓力17MPa。每臺泵的供油側(cè)各安裝一個單向閥，以避免備用泵被系統(tǒng)壓力“推動”。為保證比例閥工作的可靠性，每臺泵的出口都設置了一臺高壓過濾器，用于對工作油液的過濾。為適當減小裝機容量，結(jié)合現(xiàn)場工作頻率進行蓄能器工作狀態(tài)模擬，最終采用四臺32L的蓄能器7作為輔助動力源，當?shù)退龠\動時載荷需要的流量小于液壓泵流量，液壓泵多余的流量儲入蓄能器，當載荷要求流量大于液壓泵流量時，液體從蓄能器放出，以補液壓泵流量。經(jīng)計算，系統(tǒng)最低壓力為14．2MPa，實際使用過程中監(jiān)控系統(tǒng)最低壓力為14．5MPa，完全滿足使用要求。頂升機液壓系統(tǒng)在泵站閥塊上，由于系統(tǒng)工作壓力低于系統(tǒng)壓力，故設計了減壓閥以調(diào)定頂升機系統(tǒng)工作壓力，該系統(tǒng)方向控制回路采用三位四通電磁換向閥，以實現(xiàn)液壓缸的運動方向控制，當液壓缸停止運動時，依靠雙液控單向閥錐面密封的反向密封性，能鎖緊運動部件，防止自行下滑，在回油回路上設置雙單向節(jié)流閥，雙方向均可實現(xiàn)回油節(jié)流以實現(xiàn)速度的設定，為便于在故障狀態(tài)下能單獨檢修頂升機液壓系統(tǒng)，系統(tǒng)在進油回路上設置了高壓球閥9，在回油回路上設置了單向閥14。該液壓站采用了單獨的油液循環(huán)、過濾、冷卻系統(tǒng)設計，此外還設置有油壓過載報警、濾芯堵塞報警、油位報警、油溫報警等。

2機械手機體閥臺的液壓原理

對于每臺機械手都單獨配置一套機體閥臺，機體閥臺采用集成閥塊設計，通過整合優(yōu)化液壓控制系統(tǒng)，將各相關(guān)液壓元件采用集約布置方式，使全部液壓元件集中安裝在集成閥塊上，元件間的連接通過閥塊內(nèi)部油道溝通，從而最大限度地減少外部連接，基本消除外泄漏。機體閥臺的四個出入油口(P－壓力油口，P2－補油油口，T－回油油口，L－泄漏油口)分別與液壓泵站的對應油口相連接。壓力油由P口進入機體閥臺后，經(jīng)高壓球閥1及單向閥2．1后，一路經(jīng)單向閥4給蓄能器6供油以作為系統(tǒng)緊急狀態(tài)供油，一路經(jīng)插裝閥3給系統(tǒng)正常工作供油。為保證每個回路產(chǎn)生的瞬間高壓不影響別的工作回路，在每個回路的進出口都設置了單向閥，對于夾鉗工作回路因設置了減壓閥16進行減壓后供油，無需設置單向閥。對于小車行走系統(tǒng)，由比例閥12．1控制液壓馬達21的運動方向，液壓馬達設置了旋轉(zhuǎn)編碼器，對于馬達行走采用閉環(huán)控制，以實現(xiàn)平穩(wěn)起制動以及小車的精準定位。為避免制動時換向閥切換到中位，液壓馬達靠慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的液壓沖擊，設置了雙向溢流閥11分別用來限制液壓馬達反轉(zhuǎn)和正轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的最大沖擊壓力，以起到制動緩沖作用，考慮到液壓馬達制動過程中的泄漏，為避免馬達在換向制動過程中產(chǎn)生吸油腔吸空現(xiàn)象，用單向閥9．1和9．2從補油管路P2向該回路補油，為實現(xiàn)單臺機械手的故障檢修，在補油管路P2上設置了高壓球閥8，為實現(xiàn)檢修時，可以將小車手動推動到任意檢修位置，系統(tǒng)設置了高壓球閥5．2。對于雙垂直液壓缸回路，由比例閥12．2控制液壓缸22的運動方向，液壓缸安裝了位移傳感器，對于液壓缸位置采用閉環(huán)控制，實現(xiàn)液壓缸行程的精準定位，液壓缸驅(qū)動四連桿機構(gòu)來完成夾鉗系統(tǒng)的垂直方向運動;為防止液壓缸停止運動時自行下滑，回路設置了雙液控單向閥13．1，其為錐面密封結(jié)構(gòu)，閉鎖性能好，能夠保證活塞較長時間停止在某位置處不動;為防止垂直液壓缸22因夾鉗系統(tǒng)及工件自重而自由下落，在有桿腔回路上設置了單向順序閥14，使液壓缸22下部始終保持一定的背壓力，用來平衡執(zhí)行機構(gòu)重力負載對液壓執(zhí)行元件的作用力，使之不會因自重作用而自行下滑，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)動作的平穩(wěn)、可靠控制;為防止夾鉗夾持超過設計重量的車輪，在有桿腔設置了溢流閥15．1作為安全閥對于夾鉗液壓缸回路，工作壓力經(jīng)減壓閥16調(diào)定工作壓力后由比例閥17控制帶位置監(jiān)測的液壓缸23的運動，來驅(qū)動連桿機構(gòu)完成夾鉗的夾持動作，回路設置了雙液控單向閥13．2，來保證活塞較長時間停止固定位置，考慮到夾鉗開啟壓力原小于關(guān)閉壓力(液壓缸向無桿腔方向運動夾鉗關(guān)閉)，在液壓缸無桿腔回路上設置了溢流閥15．3，調(diào)定無桿腔工作壓力，當比例換向閥17右位工作時，壓力油經(jīng)液控單向閥13．2后，一路向有桿腔供油，一路經(jīng)電磁球閥18向蓄能器19供油，當夾鉗夾住車輪，有桿腔建立壓力達到壓力繼電器20設定值后，比例換向閥17回中位，蓄能器19壓力油與有桿腔始終連通，確保夾持動作有效，當比例換向閥17左位工作時，蓄能器19壓力油經(jīng)電磁球閥18與有桿腔回油共同經(jīng)過比例換向閥17回回油口。緊急情況下，電磁換向閥7得電(與系統(tǒng)控制電源采用不同路電源)，將蓄能器6儲存的壓力油，一路經(jīng)單向閥9．11供給夾鉗液壓缸23，使夾鉗打開，同時有桿腔回油經(jīng)電磁球閥18，單向閥9．9回回油T口;一路壓力油經(jīng)節(jié)流閥10，單向閥9．3使液壓馬達21帶動小車向爐外方向運動，液壓馬達回油經(jīng)比例換向閥12．1，單向閥9．5回回油T口。以確保設備能放下待取車輪，退出加熱爐內(nèi)部，保護設備安全。

3結(jié)論

全液壓裝出料系統(tǒng)經(jīng)優(yōu)化設計，系統(tǒng)的裝機容量由100kW下降到37kW，大大降低能源消耗，適應了當今綠色發(fā)展的要求。由于系統(tǒng)采用備用泵設計，確保了系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行;蓄能器的大量使用，保證了系統(tǒng)的流量和壓力滿足生產(chǎn)實際的要求;集成閥塊的設計方式，減少了系統(tǒng)下泄漏的幾率，降低了油液消耗，保護了環(huán)境;緊急回路的設計，可以有效保護設備的使用安全。該技術(shù)成果具有向同類加熱爐裝出料機構(gòu)推廣應用經(jīng)濟價值。

作者：劉愛兵 耿培濤 單位：馬鞍山鋼鐵股份有限公司

一、項目選題背景及研究內(nèi)容

變頻技術(shù)不僅僅是異步電動機，結(jié)構(gòu)堅固，易于維護，更重要的是由于采用變頻技術(shù)的異步電動機的機械性可以達到了直流電動機調(diào)壓調(diào)速的功能。這樣子可以很好的解決國內(nèi)供水的很多問題。從而人們可以按照序曲自行研發(fā)一個合適的而且比較方便環(huán)保的調(diào)速控水系統(tǒng)。恒壓供水系統(tǒng)改變原有的調(diào)速方式，實現(xiàn)了無極控制恒壓供水，依據(jù)用水量的變化自動控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)運行的參數(shù)，保證了供水的安全可靠。隨著電子技術(shù)的不斷深入，恒壓變頻器的日益完善，功能越來越強，即可利用恒壓變頻的各種功能對其變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)提供更多的服務，從而保證恒壓供水系統(tǒng)的更多功能，供水的更穩(wěn)定，更好的為人類服務。

二、項目介紹

恒溫恒壓供水控制系統(tǒng)由可編程控制器、可視化觸摸屏顯示器、變頻器、交流電動機、壓差傳感器、液位變送器、溫度變送器、板式換熱器、繼電器、輔助加熱器、以太網(wǎng)線及相應模塊、等其它電控設備、以及5臺循環(huán)水泵和一臺小流量隔膜泵等構(gòu)成。在整個系統(tǒng)中，可編程控制器與可視化顯示器安裝在中控室，遠程可使用以太網(wǎng)絡監(jiān)控現(xiàn)場模塊。在水箱入空和出口安裝壓差傳感器，檢測水壓。在水箱底部安裝液位變送器。在水箱里安裝溫度變送器?？删幊炭刂破髦械哪M量模塊采集液位變送器、溫度變送器送來的4-20mA信號電流。將測量信號與PLC設置的信號進行比較，經(jīng)過PID模糊運算后，由PLC控制變頻器輸出的頻率來調(diào)節(jié)交流電動機的轉(zhuǎn)速，改變循環(huán)泵的流量，來保證供水水壓恒定。箱體水溫溫度由板式換熱器供給。溫度控制閥來調(diào)節(jié)溫度。輔助加熱器用來保證溫度的恒定。這樣就構(gòu)成了以設定壓力溫度為基準的恒壓恒溫閉環(huán)系統(tǒng)。觸摸屏顯示器用于顯示供電電壓、工作電流、變頻器實際頻率、供水壓力及各循環(huán)泵的工作狀態(tài)等；可以通過觸摸屏以太網(wǎng)絡在線修改供水壓力和溫度控制恒溫供水系統(tǒng)的運行。

三、程序設計原理

3.1整套熱水供給系統(tǒng)采用西門子CPU226PLC控制

軟件使用西門子S7-200進行控制程序編輯。可視化面板使用西門子Smart1000顯示屏，軟件使用WinCCflexible。同一公司系列產(chǎn)品，兼容性好，協(xié)議一致利于通訊。STEP7是用于SIMATIC可編程控制器組態(tài)和編程的標準軟件。它是SIMATIC工業(yè)軟件的組成部分。為功能模板和通訊處理器賦值參數(shù)、強制和多處理器模式、全局數(shù)據(jù)通訊、使用通訊功能塊的事件驅(qū)動數(shù)據(jù)傳輸、組態(tài)連接。WinCCflexible項目包括能讓系統(tǒng)接受操作和監(jiān)視的所有組態(tài)數(shù)據(jù)。在WinCCflexible中，組態(tài)數(shù)據(jù)根據(jù)主題類別進行編譯。每個類別都在單獨的編輯器中進行處理。編輯器的可用性取決于所用的WinCCflexible版本和要組態(tài)的HMI設備。WinCCflexible的工作環(huán)境只顯示當前使用的HMI設備所支持的編輯器。也就是說，組態(tài)工作非常簡單且易于進行。

1工程概況

該工程是集客房、餐飲、宴會、會議辦公為一體的多層公共建筑，地下一層、地上五層，建筑體總高度22.46米，總建筑面積13735平方米。本建筑各層平面主要功能為:地下1層為廚房、庫房及設備用房等，首層為餐飲、會議功能，二層～四層為客房層，五層為設備層。該工程的酒店級別定為五星級標準。

2空調(diào)系統(tǒng)設計

2.1冷熱源設計

該工程空調(diào)計算冷負荷為1058kW，計算熱負荷為423kW。由于該項目的功能特性決定了其空調(diào)設備同時開啟的情況極少，故在冷熱源裝機容量的選擇上取同時使用系數(shù)為較小值，制冷時的同時使用系數(shù)約為0.8，制熱時約為0.6。由此，該工程選用了2臺60冷噸(211kW)的螺桿式水冷冷水機組(其中有1臺為熱回收型機組)、1臺120冷噸(422kW)熱回收型螺桿式水冷冷水機組作為冷源，集中放置于地下一層空調(diào)主機房。熱源選用2臺額定制熱量為130kW模塊式風冷熱泵機組作為熱源，同時該風冷熱泵機組可兼作過渡季節(jié)或夜間的極低負荷以及高峰負荷時的冷源。冷源系統(tǒng)的冷卻塔及風冷模塊式熱泵機組放置于二層露天平臺處，水泵則統(tǒng)一置于地下一層主機房內(nèi)，方便集中統(tǒng)一管理。如圖1所示為空調(diào)冷熱源系統(tǒng)流程圖。

2.2空調(diào)水系統(tǒng)設計

結(jié)合本工程業(yè)主方的要求及整體管理水平，該空調(diào)水系統(tǒng)以方便有效的管理為原則，以合理的節(jié)能運行為目的進行設計?？照{(diào)水系統(tǒng)采用分區(qū)兩管制，按照建筑功能，分為客房區(qū)域、餐飲區(qū)域及辦公會議區(qū)域。各區(qū)供冷/供熱轉(zhuǎn)換在主機房內(nèi)分集水缸的各環(huán)路總管上設手動蝶閥實現(xiàn)手動切換?？照{(diào)冷卻水、冷凍水、供暖熱水系統(tǒng)均為水泵與主機一對一的一次泵定流量系統(tǒng)。冷凍水/冷卻水/供暖水系統(tǒng)均采用二管制異程式系統(tǒng)。冷凍水供回水溫度為7℃/12℃;冷卻水供回水溫度為32℃/37℃;供熱系統(tǒng)供回水溫度為45℃/40℃。

1多車型翻車機系統(tǒng)在港口的應用及問題

1.1多車型翻車機系統(tǒng)在港口的應用

經(jīng)過發(fā)展后的現(xiàn)代化多車型翻車機在實際操作工作中的應用越來越廣泛，其起到的作用來越來越重要。特別是對我國港口在大型大宗貨物運輸裝卸方面，其重要程度不言而喻。像目前港口的大宗松散貨物的運輸裝卸，多采取傾倒的方式來對其進行卸車，在這種情況下的卸車的效率是比較高的。隨著翻車機系統(tǒng)的不斷發(fā)展，其設備機器和規(guī)模也越來越龐大。隨之而來的改變就是翻車機的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和卸車方式上的不同。目前翻車機有多種不一樣的機型和種類。主要有KFJ—1型側(cè)傾式翻車機；M2型轉(zhuǎn)子式翻車機；C型轉(zhuǎn)子式翻車機等?，F(xiàn)代化的轉(zhuǎn)子式多車型翻車機主要為齒輪來進行的轉(zhuǎn)動。目前多用于生產(chǎn)規(guī)模較大的物流運輸公司，特別是港口在卸載大宗貨物方面，起到了不可替代的作用。但是，受限于發(fā)展技術(shù)水平的影響，其相關(guān)的一些設計技術(shù)還不完善，所以，我國港口在卸載貨物物料的時候，速度不能得到保障，有時候還得一定程度上借助于人力勞力的幫助。翻車機它是翻車機系統(tǒng)的主體，在整個翻車機卸載系統(tǒng)中，如何發(fā)揮其最大效果關(guān)鍵是取決于翻車機的內(nèi)部構(gòu)成及結(jié)構(gòu)設計。

1.2多車型翻車機系統(tǒng)在港口應用中的問題

首先，因為多車型翻車機這種超大型的機械設備機體比較大，同時結(jié)構(gòu)也相當復雜，再加上不少港口的機械設備更新不及時，使用的多是過于陳舊的機械設備，就比如說轉(zhuǎn)子式驅(qū)動翻車機，它就是采用的鋼絲繩來進行傳動，雖然整體來看結(jié)構(gòu)比較簡單、輕便，但是其中的鋼絲繩容易磨損、使用壽命也比較短，不利于工作運行效率的提高。其次，我們也都知道港口的地理位置，由于其特殊的天氣狀況等自然氣象環(huán)境，像一些性能并不是很好的機械設備，則會非常容易造成傷害、磨損、腐蝕等現(xiàn)象。例如南京的浦口碼頭，以前經(jīng)常會發(fā)生一些機械故障。因為有的翻車機入口坡度比較大，一般的機車已經(jīng)無法頂送。但是，后來經(jīng)過研究技術(shù)人員的優(yōu)化改造，開發(fā)出了———鐵牛推送裝置。

2關(guān)于多車型翻車機系統(tǒng)的優(yōu)化設計方面的探究

2.1多車型翻車機電動力系統(tǒng)的優(yōu)化設計

1綠色變電站給排水系統(tǒng)的優(yōu)化設計要點

1．1給水系統(tǒng)優(yōu)化設計

對變電站給水系統(tǒng)進行優(yōu)化設計時，必須要嚴格遵照給水設計規(guī)范中相關(guān)技術(shù)指標。事實上，給水系統(tǒng)中的主要流量類型包括居民生活運水、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水、消防用水、綠化用水、公共設施用水和未預見水量等，用水來源是市政給水管網(wǎng)或地下水加壓所提供的清潔水資源。為實現(xiàn)綠色智能變電站供水方案，我們可以根據(jù)節(jié)水性優(yōu)化設計原則，對生活污水、生產(chǎn)污水進行物理和化學凈化處理，將其用作綠化用水，從根本上降低變電站區(qū)情節(jié)水資源的綜合使用量。比如本人曾參與某220kV戶外GIS變電站給水系統(tǒng)優(yōu)化設計工作，其設計用水量主要包括生活用水、綠化用水、未預見用水量等，工業(yè)用水、公共設施用水相對較小，此處不作考慮，而消防用水為一次性用水，可不計入設計用水量中，變電站內(nèi)綠化用水量最大，占總用水量64．39％。為有效減少該變電站區(qū)清潔水使用量，經(jīng)討論決定盡可能降低綠化用水量，除了變電站區(qū)內(nèi)綠化盡可能選擇養(yǎng)護少、耐氣候性的植物，還應釆取合理工藝對生活污水進行處理，經(jīng)處理后的水用作綠化用水，有效減少清潔水源的使用量。經(jīng)長時間分析統(tǒng)計可知，站區(qū)清潔水使用量已減少到常規(guī)用水量的84．3％，在戶內(nèi)GIS布置變電站，由于站區(qū)面積較小、站內(nèi)綠化面積較小，清潔水使用量還望減少到常規(guī)用水量的72％以下。由此可知，對變電站給水系統(tǒng)的優(yōu)化和實現(xiàn)中水回用對變電站的經(jīng)濟效益、環(huán)境保護來說具有十分重要的意義。

1．2排水系嬈優(yōu)化設計

變電站排放的廢水主要是含油廢水和生活污水，含油廢水常產(chǎn)生于重大事故中，如主變電站發(fā)生火災等，但由于變電站重大事故較少發(fā)生，且我國目前許多變電站都會設有事故油地實現(xiàn)油水分離，盡可能減少對環(huán)境的污染，因此含油廢水對變電站區(qū)環(huán)境污染影響較小。目前，變電站排放出的廢水主要是生活廢水，生活污水的排水方向主要有2處，即城市污水管網(wǎng)和變電站外附近自然水體，一般變電站會選擇近期排至站外自然水體、遠期排至城市污水管網(wǎng)的排水方式。變電站在選址時，為盡量少占經(jīng)濟效益較高的地段，常常會選擇設置城市周邊或偏遠地區(qū)，這些地方一般欠缺完善的市政污水管網(wǎng)，因此，變電站內(nèi)污水一般是與雨水合流排至附近自然水體，在一定程度上污染了周邊環(huán)境。立足于節(jié)能減排理念，綠色變電站排水工程設計可以摒棄傳統(tǒng)的污水外排形式，對站內(nèi)生活污水進行合理凈化，使之在變電站內(nèi)實現(xiàn)有效循環(huán)。由于生活污水中含有大量有機物，具有較好可生活性，我們可以對其進行生物降解，以凈化水質(zhì)。除此以外，為實現(xiàn)綠色智能變電站的排水系統(tǒng)優(yōu)化設計，設計變電站排水系統(tǒng)時應盡量占用較少空間、提高水處理質(zhì)量、注重養(yǎng)護管理方便，若選用傳統(tǒng)的傳統(tǒng)鋼筋混凝土構(gòu)筑物進行污水處理，必然無法滿足處理要求。因此，在設計該變電站排水系統(tǒng)時采用技術(shù)成熟的地埋式一體化生活污水處理工藝處理生活污水。該一體化生活污水處理設備能將氧化池、沉淀池、污泥消化池、消毒池集于一身，只需在實際工程中配套設計相應的污水調(diào)節(jié)池、集水井和控制系統(tǒng)則可實現(xiàn)生活污水在變電站內(nèi)的有效循環(huán)。經(jīng)地埋式一體化生活污水處理設備處理后的水質(zhì)能達到生活雜用水水質(zhì)標準，可用作綠化用水’這樣一來，不僅可以有效減少清潔水使用量，還可以盡量避免生活污水排至變電站外對環(huán)境造成污染，真正實現(xiàn)綠色智能變電站的節(jié)能減排目的。

1．3管材合理性優(yōu)化選擇

綠色變電站給排水系統(tǒng)管道管材必須遵循合理性、適宜性原則，我國當前對變電站給排水系統(tǒng)管材的選擇欠缺統(tǒng)一的標準，給排水設計人員在選擇管道管材時隨意性較大，像鑄鐵管、混凝土管等耐腐蝕性差、自重大的管道仍被廣泛應用于設計中。對此，綠色智能變電站給排水系統(tǒng)對管道管材提出更髙要求，不僅要求給排水系統(tǒng)管材要符合安全衛(wèi)生標準，還必須考慮管道管材是否安裝使用方便、是否環(huán)保經(jīng)濟。近年來，人們的環(huán)保意識不斷增強，已研制出環(huán)保經(jīng)濟、安裝方便的環(huán)保型管材，如硬聚氯乙烯管材、交聯(lián)聚乙烯管材、鋁塑復合管材、無規(guī)共聚聚丙烯管材等新型環(huán)保型管材，因此，我們在設計綠色智能變電站給排水系統(tǒng)時應根據(jù)工程實際狀況合理選擇管道管材，實現(xiàn)變電站的節(jié)能降耗、綠色環(huán)保，為我國社會經(jīng)濟提供可靠保障》另一方面，我們要不斷探索綠色智能變電站給排水系統(tǒng)優(yōu)化設計方案，在給排水系統(tǒng)設計中積極引入先進的科學技術(shù)、機械設備和設計理念，探索更多節(jié)能降耗、綠色環(huán)保、經(jīng)濟可靠的給排水系統(tǒng)設計方案，促進綠色智能變電站給排水系統(tǒng)設計朝著可持續(xù)方向蓬勃發(fā)展，保證工程建設項目能順利保質(zhì)保量地完成，確保我國今后能安全穩(wěn)定地發(fā)展。