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石佛寺水庫位于沈陽市沈北新區。據氣象資料,年平均雷暴日在26.9d以上,為中雷區。其水庫前方辦公樓、調度樓有局通信網絡機房、防汛視頻會商系統、防洪調度綜合自動化系統、閘門啟閉系統、地下水監測系統、視頻監控系統等多個重要系統。石佛寺水庫庫區歷史上發生了多次雷擊事故,通信網絡機房等大批設備被擊壞,網絡通信全部中斷,嚴重影響汛期正常防汛工作,并造成直接經濟損失與重要數據損失。石佛寺水庫防雷系統工程,主要保護對象為前方辦公樓、前方調度樓、泄洪閘啟閉機室。工程項目建設內容主要包括:直擊雷防護措施,屬于三類防雷建筑物,采用避雷針、帶、網,引下線,均壓環,等電位,接地體,將被保護范圍內的直擊雷引入大地泄放。對前方辦公樓、前方調度樓兩個建筑分別加裝避雷針,即在每個建筑的兩側分別安裝避雷針,在樓頂加裝避雷帶,并對避雷帶做防腐處理;感應雷的防護措施,涉及到前方辦公樓的網絡通信機房、防汛視頻會商控制機房、前方調度樓的啟閉機控制室以及泄洪閘室;接地系統措施,包括接地設備選型、接地系統安裝。
2防雷工程設計
2.1直擊雷防護設計
根據現場的實際情況,按照三類建筑物進行防雷設計。在門衛室屋頂安裝LTP-01-S避雷針。避雷針總高度不小于5m,避雷針安裝引下線連接到防雷接地網。引下線材料可選用鍍鋅扁鋼(圓鋼)。避雷針與塔桿采用電焊或氣焊,保證連接牢固,以滿足直擊雷防護的要求。
2.2感應雷防護設計
建筑物的供配電系統如果只加裝一級防雷保護措施(電源避雷器),是無法滿足要求的,感應雷在電源系統內部造成的過流過壓無法有效釋放會對電源系統造成破壞。因此,必須遵循“層層保護、級級泄放”的電源系統防雷原則,對其采取至少三級防雷保護措施。主要保護范圍:建筑物電子信息系統(如信息機房)、計算機網絡系統防雷保護、重要網絡設備(如交換機、服務器等)、電話通信系統的電話交換機。此外,設計時應注意合理敷設均壓環,等電位聯接的形成,電位差的消除,對雷電入侵的有效防止等。在室外引入室內的有源線路(室外監控設備等)上,都要加裝與設備相對應的電子避雷器。
2.2.1針對機房供電系統的防護
在后樓辦公樓、門衛室的室內主配電處并聯安裝LTSPD40KA/4-S(共2套)型三相電源避雷器,作為防雷系統的電源保護。該避雷器具有模塊更換和失效指示等功能,放電電流上限可達40kA,能對由外部電源傳輸線引入的感應雷電流進行有效抑制。在后樓辦公樓、門衛室的室內分配電處并聯安裝LTSPD20KA/2-S(共2套)型單相電源避雷器,作為防雷系統的保護。該避雷器具有模塊更換和失效指示等功能,放電電流上限可達20kA,能對由外部電源傳輸線引入的感應雷電流進行有效抑制。在前辦公樓二、三樓的樓層主配電處并聯安裝LTP380-40/385V-S(共2套)型三相電源避雷器,作為防雷系統的電源保護。該避雷器具有模塊更換和失效指示等功能,放電電流上限可達40kA,能對由外部電源傳輸線引入的感應雷電流進行有效抑制。在前辦公樓二、三樓的樓層分配電處并聯安裝LTSPD20KA/4-S(共2套)型單相電源避雷器,作為防雷系統的保護。抑制由外部電源傳輸線引入的感應雷電流。該避雷器帶失效指示、可更換模塊等功能,最大放電電流達20kA。
2.3接地系統設計
2.3.1接地設備選型
接地系統的安全有效運行離不開接地設備的合理選擇,接地設備的接地方式也是要慎重考慮的一個方面。設備接地方式一般分為六類:建筑接地、防雷接地、直流接地、交流接地、設備接地、靜電接地。嚴格依據國家有關設備接地原則(“同地不同線、地線分類接、禁止串共用、一點接地法”)的規定,應用不小于40mm×4mm鍍鋅扁鋼連接地網,以最小接地電阻值將接地電阻接入電路。同時將不同類別的接地母線合理布置,即分別單獨地從外引至機房形成匯流排,方便機房內其他設備工作地線的引出,以此有效減少因接地線布局不合理而造成的干擾雜波對系統正常運行的影響,還能及時將電源發生故障時的大電流或者雷電流引入地下。同一地網不同接地引線的引入點距離需在5m以上。
2.3.2接地系統安裝
此次地網施工地點選定為門衛室的外側空地,接地體按聯合地網形式組合,縱向埋深為600~800mm,橫向埋距為5m,采用40mm×4mm鍍鋅扁鋼連接地網,連接點焊接處理,并做好防腐措施。在外墻距地面1.5m處或是合適位置做接地測試盒,引上線采用BVR35銅線引至實驗室內匯流排。
a.接地材料選擇。工程選用非金屬接地模塊、銅包鋼接地棒、降阻劑。其中非金屬接地模塊具有吸濕效果好、保濕性和抗腐性能強、無污染、使用壽命長的優點,還能通過擴增接地體本身散流面積的方式降低土壤層間的接觸電阻并保持長期穩定。
b.施工工藝。嚴格依據國家有關設備接地原則(“同地不同線、地線分類接、禁止串共用、一點接地法”)的規定,應用不小于40mm×4mm鍍鋅扁鋼連接地網。同時,為減小接地模塊及接地極間的相互影響,其埋設間距不小于接地材料的2倍。接地模塊連接采取并聯方式。用鍍鋅扁鋼做匯集與接地模塊的集心進行焊接。焊接必須符合工藝要求,不允許虛焊、漏焊。坑槽回填,以降阻劑與細沙為原料,攪拌均勻后分層填設,每次添加填料約為30cm厚,適當灑水澆實。必須要注意的是,要將不同系統不同用途的接地母線分別獨立引至機房形成匯流排,確保其他設備接地地線和工作地線的合理引出。根據標準要求,此次工程接地阻值不大于4Ω。具體安裝方法為:非金屬接地模塊、銅包鋼接地棒和降阻劑組成接地網,在門衛室的外側空地挖接地溝,深度距地面600~800mm深以下,安裝接地模塊、銅包鋼接地棒,回填物也由降阻劑與良好的土壤均勻攪拌回填。后辦公樓的接地利用原有接地系統做引線入戶為防雷使用。
3結語
1設計思路
本系統設計選用一體式生物氧化反應器-組合式人工濕地組合工藝進行流溪河支流污水處理的研究,力求為保護廣州飲用水水源地、節約能源、降低污染排放提供一種新的可能途徑。一體式生物氧化反應器-組合式人工濕地組合系統裝置工藝流程。在支流的末端依次建造3個污水攔截壩,將污水依次截留形成兩個處理階段,利用水位差為水流提供動力,污水在重力的作用下自動溢過帶有格柵的管道進入第一階段利用生物膜法進行生物氧化處理,除去COD、SS、NH3-N、微生物等。經過第一階段的生化處理后,污水繼續在重力的作用下溢流過擋板進入人工濕地。計算好流經人工濕地的水頭損失,設計好相應的高差,再利用水的重力壓力將處理好的污水排放到流溪河去。經過沙濾式的人工濕地處理過的污水對N、P、SS都有較高的去除率。由于考慮到支流的水量的變化差異非常大、及有突發污染排放情況,因而設計了連接城市污水管網的超越管,當排污量突然變大時,可以打開超越管的開關讓污水進入市政管道,流到城市污水處理廠進行處理。本系統組合生物氧化和人工濕地的優點是靈活的處理各支流不同水質的污水。污水先經過生物接觸氧化階段得到凈化,在此階段利用微生物附著于填料表面,在溶解氧和食物都充足的條件下,微生物的繁殖十分迅速,生物膜逐漸增厚,溶解氧和污水中的有機物憑借擴散作用,為微生物所利用,有機物得到去除。當生物膜達到一定厚度時,氧無法向生物膜內層擴散,好氧菌死亡,而兼性細菌、厭氧菌在內層開始繁殖,形成厭氧層,利用死亡的好氧菌為基質,并在此基礎上不斷發展厭氧菌。經過一段時間后在數量上開始下降,加上代謝氣體產物的逸出,使內層生物膜大量脫落。在生物膜已脫落的填料表面上,新的生物膜又重新發展起來。在接觸氧化池內,由于填料表面積較大,所以生物膜發展的每一個階段都是同時存在的,使去除有機物的能力穩定在一定的水平上。此處理方法是介于活性污泥法與生物濾池兩者之間的處理技術,它具有占地面積小、處理效率高、操作簡單因而廣泛應用于高濃度及難降解污水處理中,并且對CODcr、SS、NH3-N及微生物的去除效果甚佳優點,但處理后的出水氮(N)、磷(P)濃度偏高。然而人工濕地技術具有生態、廉價、較高的N、P去除率、易于管理、具有良好的環境效益。污水經過生物處理后再流入沙濾式的人工濕地,這樣可以揚長避短對污水中的COD、SS、NH3-N、N、P、微生物等都有一個較好的去除效果。此系統最大的特色就是節約土地資源和電力資源,因為在這一過程中沒有占用支流以外的土地,全是利用水的重力作用,無需用到一個水泵,最大的用電設備是供生物氧化階段的曝氣設備。總體來說,該綜合的生態系統具有處理效果、工藝簡單、投資省、運行費用低等特點,它應用生態系統中物種共生、物質循環再生原理,結構與功能協調原則,在促進廢水中污染物質良性循環的前提下,充分發揮資源的生產潛力,防止環境的再污染,獲得污水處理與資源化的最佳效益。
2設計展望
該系統的處理效果還待驗證,因為系統正處于模型和實驗室階段,有待正式投入實際工程中應用。在應對流量的變化無常存在著一定的滯后,當支流的排污量突然增加時,可能來不及把所有的污水都處理,有一部分需要通過旁路直排到市政污水管網中去。由于污水的成分復雜且存在變化差異大的特點,有時還有可能存在大的有毒物質和重金屬,因而會對生物接觸氧化池的微生物造成一定的沖擊,會影響出水的水質或者使系統不能正常的運行。
作者:陳光榮 陳敏 張志 單位:廣東建設職業技術學院
水利水電工程物流系統具有整體性、相關性、目的性、環境適應性,同時還具有規模龐大、結構復雜、目標眾多等大系統所具有的特征。①水利水電工程物流系統是一個“人——機系統”:水利水電工程物流系統是由人和形成勞動手段的設備、工具所組成。②水利水電工程物流系統是一個大跨度系統:這反映在地域跨度大和時間跨度大。③水利水電工程物流系統是一個可分系統:作為水利水電工程物流系統,無論其規模多么龐大,都可以分解成若干個相關聯系的子系統。④水利水電工程物流系統是一個動態系統水利水電工程物流系統聯結多個供應商和工程施工需要,隨需求、供應、渠道、價格的變化,系統內的要素及系統的運行經常發生變化。⑤水利水電工程物流系統的復雜性:水利水電工程建設所耗用物資的數量大、品種繁多、專業性較強、且具有不均衡性和不確定性。并且受物流系統中的采購、運輸、倉儲、信息、供應等子系統的制約,這些子系統的組織和合理運用,是一個非常復雜的問題。⑥水電工程物流系統是一個多目標函數系統:水利水電工程物流系統的總目標是實現宏觀和微觀的經濟效益。解決最優訂貨策略、信息管理、隨機情況下的庫存風險管理和安全庫存量的確定,使之有效的對水電工程物流進行管理,達到工程項目的投資、進度、質量三個控制的預定目標等都是水利水電工程建設管理者面對且必須解決的問題。
2水利水電工程物流優化系統構建
物流從控制論的觀點,其管理過程就是信息的收集、傳遞、加工、判斷和決策的過程,以工程建設為例,其全部活動可概括為兩大類:一類是生產活動,一類是管理活動,圍繞和伴隨著一系列生產活動,執行著決策,計劃和調節職能,以保證生產有序高效進行,伴隨著生產活動的是物流,伴隨著管理活動的是信息流。在水利水電工程物流系統管理中,大量的信息量通過有效的管理,將會更加有力的保證工程進度,降低工程成本,提高經濟效益。
水利水電工程物流信息的基本內容基本包括七個方面的內容:①需求信息:包括工程設計、施工預算、施工圖文件、施工方案、工程進度計劃、物資需求數量、物資的品種規格、資金計劃、招投標文件、投標書、合同文件等。②資源信息:包括資源的分布、結構和潛力情況。③供應信息:包括各種供應渠道的變化和競爭的信息。④消耗信息:包括物資消耗的原始記錄,主要材料的核銷情況、單位產品消耗、同類工程消耗情況、降低消耗的主要措施和經驗。⑤資金信息:即各工程物資采購資金使用情況、資金周轉次數等。⑥儲運信息:包括運輸路線、運輸工具、裝卸、運輸費用、運輸條件、運輸方式、交通運輸狀況、倉庫設施及設備狀況、倉儲條件、入庫及出庫信息、庫存情況、大型機電設備運輸的沿途狀況和倉儲裝卸情況、物資在工程各標段的流向等。⑦物資經濟政策及管理信息:包括國家對有有關物資的方針政策和措施,物資市場的管理措施和要求,國民經濟計劃安排對物資市場供求的影響,還包括各種物資的經濟訂購批量,各種調查報表、專題報告、物資管理方面的指令、條例和規章制度,物資綜合利用情況以及回收、修復、再生、復用的情況等等。
通過上面的分析我們可以看出,物流信息系統是水利水電工程物流系統中的一個重要的子系統,是通過對水利水電工程物流相關的信息進行加工處理來實現對物流的有效控制和管理,并為物流管理提供戰略及運作決策支持的系統。物流信息系統管理兩類活動流中的信息
調控活動包括水電工程建設的總體安排調度與需求計劃,具體為工程設計、施工方案、資金計劃、進度計劃、采購計劃等。物流運作活動包括供應商的綜合能力、訂單的產生與跟蹤、貨物運輸、庫存配置、物資消耗等。調控活動流程是整個物流信息系統框架的支柱。整個調控活動中的計劃指導水電工程的物資從采購到送貨過程中的分配與調度,使物流運作活動有序的完成。
庫存管理直接與調控信息流和物流運作信息流相聯系,是兩大信息流的集成與結合部分,因此,如何加強對庫存的管理,確定合適的安全庫存量,選擇最優庫存策略是需要重點研究的問題。由以上分析,我們可以得出水利水電工程物流優化系統圖
由于水利水電工程設計、施工計劃、工程進度、資金、工程物資需求量、采購、運輸、包裝、倉儲、配送、貨運等各物流功能和要素的管理涉及到的眾多部門,為了協調一致,必須建立相關的物流信息系統,加強專業化物流系統的建設,轉化原來水利水電工程建設中的單純物資供應概念,注重與專業的物流公司合作,保證物流體系的不斷優化和高效運作。
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仿真系統其主要實現的功能是通過虛擬的空間,使得學生通過人機界面在系統中實現對虛擬的裝配、制造等課程實訓,從而提升自身在機械工程專業應用的能力。本文以本校作為實例,結合學校自身的專業情況,將該仿真軟件的功能分為虛擬工廠、虛擬制造、虛擬裝配和虛擬評價等不同的實訓的功能模塊。其具體的整體功能設計如圖2所示。(1)虛擬工廠環境該模塊主要向學生展示在機械設計、模具制造等過程中與工廠的實際相符合的相關背景,從而讓學生通過仿真軟件可置身在真實的工廠環境當中。同時該功能還提供如機床、量具等相關的模型。(2)虛擬裝配該模塊是讓學生對簡單的機械制造模具,如機床、刀具等進行裝配,同時在該模塊當中還包括簡單的機械零部件。(3)虛擬制造該模塊的功能則是在虛擬的三維工廠環境中,實現對相關的制造產品的加工、裝配和調試。如學生選定軸承類的模具進行加工的時候,會涉及到相關的模具、刀具等的基本的參數,另外還包括其加工的工藝步驟等,系統則會根據其工藝的步驟,自動讓學生對每個環節進行實際的操作和訓練,從而直至完成對整個模具的加工。(4)學習評價本模塊的功能是對學生在設計和操作過程進行評價,從而客觀的反應學生在整個實訓的過程中存在的問題和需要改善的環節,以此更好的促進學生對課程實訓內容的理解。
2系統開發方案的制定
2.1開發軟件
對仿真系統的開發軟件有很多,在通常情況下都運用美國微軟公司的MFC作為開發的基本框架,同時在開發后采用OpenGL軟件對其進行三維立體的渲染,從而增強三維效果。但是采用該開發方式需要處理大量的代碼的編輯工作,其設計出來后所得到的三維效果也比較差,因此,在本設計中采用Unity3D游戲引擎對軟件進行開發。該軟件的優勢在于通過創建虛擬環境和實施動畫等交換的方式,提供包括圖像、文字、網絡等的引擎支持,從而實現多功能的編輯器,并可在包括安卓、iOS、WindowS等在內的多個平臺上運行,具有很強的優勢。
2.2模型開發工具
在機械制造當中會涉及到的對模型的開發,包括對機床、刀具等。因此,需要采用專門的模型開發軟件對這些基本的機械零件進行設計。在本設計,采用SPS軟件公司開發的UG軟件,該軟件是集合CAM、CAD、CAE等為一體的計算機輔助機械設計系統,其在模型加工制造方面有著非常大的優勢,并被應用航空、模具等制造業多年。其強大的曲面造型、虛擬裝配、實體造型等功能呢,并可在對其進行設計的過程中運用有限元、機構運動、動力學等各種分析,因此大大的提高了軟件設計的效果和可靠性。同時其簡單的代碼生成程序,使得在后續的開發中可節約大量的代碼開發的時間,并且其提供的二次開發的語言具有簡單和功能多等特點。而對三維模型的渲染則采用常用的3Dmax三維立體軟件,該軟件具有全功能的三維計算機圖形開發功能,從而成為現階段使用的最多的三維軟件之一。
2.3網絡通信實現
為更好的實現對系統的開發,整體的體系架構采用B/S模式。選擇該模式其主要是和傳統的C/S模式比較,C/S是將相關的資源分配到客戶端和服務端,從而通過該模式大幅度的減少對通信的開銷,但是B/S模式結合其中的Script技術與ActiveX技術,減少了軟件開發的成本和維護成本,因此,該系統選擇B/S模式。
3機械制造教學實訓仿真實現
3.1虛擬工廠環境模塊
通過采用UG軟件對三維立體模型進行構建,同時采用3DMAX立體軟件對圖片、模型的渲染,從而讓學生能置身于真實的車間工作環境中,并通過建立模型庫,從而為后續的裝配和制造提供數據基礎。
3.2虛擬裝配實現
結合機械工程類課程,其需要仿真的項目很多,如機床、軸承等,在本設計中以機床加工作為案例。通過機床進行加工其需要將其動作分解成若干個不同的動作,包括控制刀具、工件之間的相對運動,從而加工出相應的制造模型。因此,首先采用三維立體軟件3DMAX對其中的幾何模型進行建模,包括主軸、床身、工裝、刀架等。其中的各個模型有著各自的參數,可對不同的參數進行設置,并通過三維軟件定義出不同零件之間的相互約束關系,裝配出完整的機床。
3.3虛擬制造仿真實現
本模塊的設計以數控銑床為例,該模塊的實現步驟則是首先導入數控銑床的模型;其次構建相關的工件所需要的毛坯的模型,并和數控的銑床實現裝配的定位;第三,編輯NC代碼,并設置相關的加工參數,包括其中的工件的坐標;第四則為系統的仿真運行和仿真結果比較。
4結語
在電氣工程供電系統中基本都是一些功率較大的電氣設備,所以這也就給供電系統施工工作帶來了極大的困難,因為供電系統電氣設備電壓較高,在施工過程中如果稍有不慎就會發生電擊事件,針對這種情況就必須要對電氣工程中的供電系統施工制定嚴格的施工安全管理制度,同時要定期派人對施工過程進行排查。此外施工單位要對供電系統施工人員進行施工安全教育知識的培訓,要讓施工管理者和工人從心理上認識到施工安全管理制度的重要性。最后施工單位還要給供電系統施工人員配備專業的防護工具,如果發現違章施工人員要及時制止,這樣就可以避免不必要的安全事故發生。
2如何加強電氣工程中供電系統施工管理的科學發展
2.1以科學施工管理理念為基礎,有效降低供電系統施工成本
目前出現的科學施工管理理念主要是指結合科學技術、施工技術和管理技術等多方面技術進行綜合發展,從而形成了一套較為完善的施工管理制度,也是我國現代電氣工程中供電系統的保障條件之一。以科學施工管理理念為基礎,可以有效地將各項電氣設備結合到一起,進行合理有效應用,這樣就可以在很大程度上降低供電系統施工成本,提高供電效率。如果沒有一套健全的施工管理體系為依據,就無從下手,那么一切都是空談,也就不能降低供電系統施工成本。
2.2以現代電氣工程技術為保障,強化供電系統施工管理的科學依據
現代電氣工程技術的出現給供電系統的施工帶來了新的技術指導,如今已經深入到供電系統施工的各個環節,并發揮著重大作用。在電氣工程供電系統施工時,工程管理人員一定要進行施工管理上的創新,不能循規蹈矩,要在傳統施工模式的基礎進行總結,在施工過程中尋找經驗,堅持以現代電氣工程技術為依據,制定出更為完善的供電系統施工管理措施,從而確保電氣工程供電系統的順利施工。
3電氣工程中供電系統施工管理的意義
3.1有利于電氣工程行業管理水平的整體提升
無論哪種管理工作所產生的作用都不是單方面的,都會其相關產業產生影響。電氣工程供電系統施工管理的產生主要依據電氣工程項目管理,根據電氣工程技術作為依據,其目的是就是為了使電氣工程項目更為科學、合理。電氣工程供電系統的實施是整個工程建設的關鍵部分,從整體上促進了工程施工管理的發展,也促進了電氣工程相關產業的快速進步。
3.2有效保證了電氣工程項目的整體質量