过程装备设计范文

过程装备设计范文（精选11篇）

过程装备设计 第1篇

湿度是描述空气干燥程度的一个重要指标,由于其对环境的重要影响,无论是在民用领域还是军事领域,越来越受到人们的重视。特别是军事上,在战备装备的封存过程中,封存环境的湿度是一个重要的影响指标,如果封存环境湿度不达标的话,就意味着战备装备作战性能的下降甚至丧失,这不仅仅会给部队造成巨大的经济损失,更重要是在战争时期,将会严重影响我军战斗力,甚至让部队官兵付出鲜血和生命的代价。

传统的储存方式是将装备存放在仓库中,保管人员定期进行湿度检测。当湿度值超标时,人工启动除湿机进行除湿,直到湿度降到规定值以下,关闭除湿机。一般情况下,开机的时间是根据经验来确定的,时间相对较长,有可能出现浪费电或反复检测的现象。这样不仅耗时耗力耗能,而且检测精度不高,不宜长期存放对环境要求较高的战备装备。

为改善这一状况,本文提出了一种新的设计思路。采用大型可拆装的密闭封套对战备装备进行封存,相邻封套利用管道相连,使其成为一个流通的封存环境。封存环境的总体框图如图1所示,每个封套中放置一台武器装备,一个湿度传感器。除湿机通过一个出风管道和一个进风管道与封套相连,湿度监控系统对各个封套湿度进行在线采集和综合分析,通过实时控制转轮除湿机,实现对封存环境湿度的在线监控。

本文主要介绍了湿度监控系统的设计,监控系统采用P89LPC938单片机为控制器,实现多点湿度的测量,利用单片机快速处理的能力,采用分时处理技术,实现多通道模拟量实时采集,实时监测封存环境中的湿度值,并根据所测的数据发出控制信号,控制除湿机的启停。该设计简单可靠、控制精度高、通用性强。

2 系统硬件设计

本设计的湿度监测系统是单片机实时检测和自动控制的应用系统。系统硬件总体结构框图如图2所示,主要由湿度传感器、P89LPC938单片机系统、电源管理模块、数据采集模块、输出控制模块、通讯接口电路等组成。各模块介绍如下。

2.1 主控模块单片机

单片机是整个系统的核心,担负着系统数据的采集、存储、运算和控制等各项功能,其性能的好坏直接影响着系统的优劣。本系统单片机选用PHILIPS公司的高性能处理器结构的单片机芯片P89LPC938。芯片采用3.3V供电,带有8k B可擦出Flash程序存储器,256字节RAM数据存储器,8输入多路10位A/D转换器,2个16位定时/计数器,可配置的片内振荡器,支持的频率范围为20kHz~18MHz。芯片集成了许多系统级的功能,如A/D转换器、片内振荡器等,这样可大大减少元件的数目和电路板面积,并降低系统的成本。

2.2 数据采集模块

湿度传感器对封存环境中湿度值进行采集,将环境湿度值转变为电信号输出。为提高测量精度,每个封套中放置一个湿度传感器,对整个封存环境进行多点测量。系统采用ColliHigh公司的JWSK系列的湿度变送器,专门适用于需要精确可靠检测湿度的场所。由于封存环境的测点与监控系统距离较远,且采用有线传输,因此变送器选用电流输出型,这样可降低湿度信号在传输线路上的损耗,使整个系统控制精度更高。

单片机不能直接对湿度传感器输出的电流信号进行采集,须转变为电压信号才能进行AD转换。本设计使用精度为0.1%的150Ω电阻作为电流-电压转换的电阻,将4mA~20mA的电流信号转换为单片机能够采集的0.6V~3V的电压信号。电压信号经过RC低通滤波,在单片机内部转换成数字信号,如图3所示。

2.3 通信电路

系统采用串行RS232总线实现监控系统和上位机的通讯连接,这样既能通过串口进行ISP编程,又可以将监控系统的数据上传到上位机。由于RS232信号电平与单片机信号电平(TTL电平)不一致,因此在采用RS232标准时必须信号电平转换[1]。串行通信的接口电路中选用SP3232E作为信号电平的转换芯片。通讯接口电路如图4所示。

2.4 输出控制模块

控制电路对除湿机的运行状态进行控制,是整个电路设计的关键。除湿机是高电压的用电设备,单片机不能直接对其进行控制,须采取隔离措施。本监控系统使用继电器进行隔离,控制除湿机的启停,电路如图5所示。系统发出控制信号,将P2.6引脚置为低电平后,三极管Q7导通。Q7的集电极电流作为三极管Q8的基极驱动电流,使Q8导通,继电器K1吸合。R38和R40为基极限流电阻,以避免基极过压;二极管D7用于抑制Q8截止瞬间使继电器线圈上产生反向高压,从而保护Q8以免反向击穿。

3 系统软件设计

对于单片机的程序设计,目前常用的语言有汇编和单片机C语言,本系统软件采用Keil C51程序编写。监控系统是一个智能化的系统,系统软件设计采用模块化设计思想[2]。系统程序主要由系统初始化子程序、数据采集处理子程序、控制子程序等组成。系统主程序流程图如图6所示。

系统初始化子程序对单片机内部各功能寄存器进行设置,包括I/O初始化、AD初始化和UART初始化。P89LPC938的I/O口可配置为准双向口(标准8051输出模式)、推挽输出、开漏输出和仅为输入这四种模式[3],可通过配置特殊功能寄存器对I/O口进行模式选择;AD初始化是进行A/D转换的通道选择、工作模式选择和时钟选择;UART初始化主要是进行UART波特率发生器的选择、设置波特率等。

数据采集处理子程序主要是对封存环境下的湿度进行多点采集,同时对数据进行处理。由于环境的偶然变化可能对所采集的数据的可靠性产生影响,为了提高可靠性,采用多次采集数据的方法。本系统循环采集10次,每次采集的数据取1/10后累加保存到全局变量的数组中,然后将采集的数据丢弃,这样可尽量少的占用数据存储器空间,增加了系统的可扩展能力。考虑到湿度变化的缓慢特性,增加了延时程序,确保传感器采样的可靠性。

控制子程序主要是对各通道的湿度均值与设定的湿度上下限进行比较判断,发出控制信号,从而实现对除湿机的自动控制。封存环境的最佳湿度值为45%RH~55%RH之间。当各个通道的湿度值都小于0.45时,关闭除湿机;当各个通道的湿度值有一个大于0.55时,开启除湿机,从而实现了封存环境中的湿度值始终保持在最佳湿度值范围内。

该监控系统已应用于某军用仓库中,其核心控制部分如图7所示。该仓库地处南方沿海,常年空气湿度值较高,装备保养维护任务重、效率低,特别是精密仪器,维护不便。采用该系统封存武器装备提高了封存质量、延长了封存时间、减少了维护工作量,从整体上提高了武器装备维护管理水平,促进了部队正规化建设。封套封存的武器装备一经启封即可在短时间内完成平战转换,提高了部队快速反应能力,有利于战备和应付突发事件。

4 结束语

装备存放环境的好坏直接影响着装备的性能状态,关系到我军的战斗力。本文简要介绍了一种将装备封存,同时利用转轮除湿机控制其封存环境内部湿度的方法,详细说明了监控系统核心部件的设计思路。该湿度监控系统最多能够采集8个测点的湿度值,将得到的湿度值进行分析处理,与设定的湿度上下限进行比较、判断,发出控制信号,控制除湿机的启停,实现封存环境中湿度的自动控制。系统运行可靠,通用性强,不仅可应用于装备封存环境下的湿度监控,而且还可应用在各种需对环境湿度进行控制的场合,给湿度的自动监控设计提供了一个成本低、研发周期短、可靠性强的方案。

摘要：湿度作为装备封存环境的一个关键技术指标,其监控精度直接影响装备的作战性能。以通用装备封存环境的湿度为监控目标,结合转轮除湿机,利用单片机技术,设计了一套基于P89LPC938单片机的实时自动监控系统,实现了封存环境下多点湿度信息的实时采集和自动监控。本系统稳定性强,可靠性好,测量精度高,不仅适用于湿度监控,还可用于其它模拟量的测量,具有较广的应用前景。

关键词：P89LPC938单片机,封存环境,湿度,实时监控

参考文献

[1]欧阳琰,陈先桥,万剑,等.Freescale单片机的低成本货梯控制系统[J].单片机与嵌入式系统应用,2009(1):59-60.

[2]张敏.基于单片机的多点湿度监测系统设计[J].中国仪器仪表,2008(06):74-76.

过程装备与控制工程 第2篇

一。专业的历史及其作用

欢迎你“选择”了过程装备与控制工程专业（以下简称“装备”）。在此之所以选择加了引号，是因为有一部分人被调剂过来的，他们不情愿。很多人经过很多年的奋斗终于历经高考的磨砺杀进大学，一路所向披靡战无不胜。本以为能够很满意的被所喜欢的专业录取，可结果就在最后一关被搞到了过程装备与控制过程专业。有人是因为所钟情的专业扎堆儿，被那些高分者挤进了装备专业；有人是因为直接不知道喜不喜欢反正看上这个学校了，就稀里糊涂的填了志愿；其实基本就这两种情况。笔者是“学校志愿第一志愿，专业志愿第二志愿”被录取的。说实话笔者当时同绝大多数同学一样，对于装备专业具体是干什么的基本一无所知，只是简单的知道是和化工有关，至于具体是干什么的就一无所知了。事实上讲我也可以属于第一类~~~~专业扎堆儿调剂的一类。先提醒一句，那些不喜欢装备专业，想转专业甚至于想退学重来的人先等一等，别急，悠着点儿。看完本文再说吧。

闲话莫讲，书归正传。我先来说说本专业的由来，咱放开教育部的官方的，各个学校的解释不谈。那些解释你看那了也是白看，看了还不如不看。过程装备与控制工程专业，其前身是化工设备机械（也叫化工过程机械），50年代由于国家建设的需要在前苏联援建的情况下分别开始在大连工学院、华东工学院、北京化工学院等高校设立此专业。

北京化工大学过程装备与控制工程专业为1958年建校初设置，为国家级重点学科。原为化机系，老三系（注：无机系，有机系，化机系为老三系。）之一。本专业的核心课程《过程设备设计》已被评为国家级精品课程，教学改革成果获2005年国家级教学成果二等奖，在全国本专业中均为首次。本专业有一支学术造诣深，富有创新精神，敬业爱岗的教师队伍。现有中国工程院院士1人，教授9人（博士生导师6人），专业实力雄厚，本校本专业的教学在全国高校中具有示范作用，专业实验室研制的数套专业实验装置已经为大部分国内高校过程装备专业所采用。

很多年过去了，国家决定改变一下专业布局，于是乎就有了过程装备与控制过程专业。官方的解释是既有了设备机器的内容，又有了工艺的内容，还有了控制工程的内容。于是乎本专业成了一个综合性的跨学科的先进专业。表面上专业层次升了一个档次，实际上狗屁不通。1998年改革更名后至今已经10年了。本专业在工艺方面和控制方面到底有多大进展呢？本专业的实际情况如何呢？10年后本专业目前的实际情况是工艺方面和控制方面的内容涉及的很少很少，似乎仅有工业化学和化工原理涉及到工艺学，仅有电工学和过程装备控制技术及其应用涉及到控制学科。事实上工业化学的教学也是很皮毛很科普的东西。工艺完了！而电工学是所有工科学生必修的公共专业基础课程，那么仅有的过程装备控制技术及其应用这一门课程到底怎样呢？事实上该门课程的教学也是比较皮毛比较科普，内容较为浅显。到现在本专业说白了还是化工过程机械。

也许有人会说任何事物的发展总需要一个过程的。实际上从过去到现在，甚至到将来很长一段时间内，本专业的人毕业后所从事的工作只是和控制与工艺沾一点点边儿，知道是什么即可。以工艺方向来说，很多单位在报道后及开始高强度的让新员工大补狂补工艺方面的知识，可见学校在工艺方面的家破学还是存在一定的不足和瑕疵。工艺和控制的东西完全可以作为一个必修的专业基础课程纳入教学范围。而没有必要讲真各专业的名字改的面目全非。事实上专业的系统更名是专业更加远离了应届考生，远离了公众的视野。原专业名字言简意赅，一目了然，不会给考生造成很大程度上的理解困难。正因为如此很多高三毕业生对此专业是丈二和尚摸不着头脑，不明就里。讲了这么多，有点啰嗦。

现在来讲讲什么叫化工设备什么叫化工机械。化工设备（也叫静设备）指那些在化工厂工作时其主要部件处于静止状态的设备，如换热器，塔器，各种储罐，各种反应器，以及管道。化工设备基本不需要外界提供动力即可工作（反应器除外，因为牵扯到搅拌的问题）。化工机械（也叫动设备）是那些工作过程中处于动态的机器，如离心泵、轴流泵、真空泵，压缩机，离心机，各种过滤机械等。它们需要外界提供大量的动力来源，是整个工厂中能耗教多的部分。现在再来讲本专业是干什么的。以上讲了这么多设备与机器，而过程装备与控制过程专业就是涉及到这些化工设备与机器的设计，选型，维修，改进等的工作。

8，写给未来上过程装备的人

本专业所涉及得到的课程知识大多以力学和机械学为主。所学课程也体现了这一特点。课程涉及到A公共基础课：如高等数学，英语计算机，C语言，Vb等；B专业基础课：如机械制图，理论力学，材料力学，流体力学，粉体力学，弹性力学，热力学；机械原理，机械设计等；C专业方向课：化工原理，流体机械，过程设备设计，过程装备控制技术及应用等。本专业在本科阶段划归到机械学一级学科下，而在研究生阶段却划归到热能与动力工程一级学科下。由此可见专业之怪。

二．专业就业领域及前景

过程装备与控制过程专业就是涉及到这些化工设备与机器的设计，选型，维修，改进等的工作。

本专业的就业领域很广泛。涉及到国民经济的主要领域，诸如：

1石油化工（提供国民经济发展所需的的绝大部分原材料）；

2煤化工（未来强势的能源行业）；

3精细化工（如化妆品，洗涤产品等日用品）；

4无机化工（提供大部分化工生产所必须的二次原材料）等化工部门；

虽然石油越来越紧缺了，但是咱们这一辈子人应该不成问题了。话说回来了，石油工业结束了还有煤化工呢，煤可还能再用几百年呢。没有了石油，其他化工领域不也大有用武之地吗？！

5机械制造行业（装备制造业是一个国家的脊梁，决定着一个国家根本的制造水平。本专业的基础就是机械学的知识。一个国家的所有生产部门都必须依赖于机械制造业所提供的原始制造设备，所以说它是国家的脊梁。当前我国正在大力的发展装备制造业，十一五计划乃至以后几个五年计划这一主题始终不会发生太大的变化。

6核电企业（未来最具发展潜力的能源行业，核电厂中需要大量的换热器以仅进行降温，而这正是本专业的强项。）；

7医药（重要性不用说了。医药领域应用了大量的过滤分离机械和换热设备以及流体输送设备。）；

8食品（民以食为天嘛）。

9军工行业（一般人很不容易进哦，而且手续很麻烦哦）。

10环保行业

粗略的看一下，以上诸多行业中的企业大多数企业仍然是国有独资或者国有控股的公司。这些公司的福利待遇好，较为稳定，使很多求职者梦寐以求的供职单位。

本专业涉及到的领域绝大多数为国计民生的传统工业部门，人才需求量大，人才的培养周期较长，越老经验越丰富，也就越值钱。这些传统的部门在未来几十甚至上百年仍然将会是国民经济的基础。然而这些国民经济的基础行业国内在许多方面的国产化水平还很低，很多时候仍然需要购买国外的设备。国外对我们实行技术垄断，使得我们只能购买他们的产品。这样产品的成本大大增加，很不利于国民经济的发展。

本专业虽然涉及面广，但是基本分为两大类：一类搞设备和机器的设计，选型，我们称之为学术派；一类搞设备的维修，故障诊断排除。前者多在设计院，工作环境相对好一些，而后者多在工厂生产一线，环境相对较差一些，但工作经验更加丰富，时间更强，我们称之为工程派。本专业的起薪相对于其他行业的工作相对较低。要耐得住寂寞，耐得住孤寂。不要只看重眼前的薪酬水平，尤其是对于那些想长远在这一行业发展的人。学术派的薪酬开始较低，基本工资也较低，但随着工程项目的增多，随着各种项目会有各种各样的收入流入腰包。而工程派收入就比较稳定，一般就是基本工资+奖金+福利这些基本模块。几年以后的收入也比较可观。

三．一点忠告

许多人不喜欢本专业，源于不了解本专业。为什么要上大学？因为想找个好工作。为什么要找工作？不就为了吃饱穿暖幸福生活。其实就是这么简单。那么又何必要转来转去呢？当四年以后甚至7年以后你发现，转到了自己喜欢的专业毕业后却找不到工作，那又何必转专业呢？！当4年或7年后你的没有转专业的同学都已经工作，而你仍然在一家一家单位的碰壁。那是你的心境又如何呢？

本专业绝对是化大就业最好的专业，No.1绝非浪得虚名------只要你大学四年不是门门功课补考门门功课重修、只要你的学分绩点还说得过去，你就能找到工作。

9，写给未来BUCT过程装备人

在此，要提醒所有本专业的女生。本专业对女生而言不是特别的合适，尤其是对工程派而言。所以很多工厂企业都不愿意招收女生。对于本专业的女生，个人观点是：稳打稳扎，找准目标，有所建树。由于种种原因本专业的女生在就业上存在一定的难度，所以女生就得比男生付出更多。（没有办法，社会因素太多了，我们也不想。）大学四年里最好将基本功练扎实了，同时做出一些有亮点的事情，不论是社团工作还是学习科研，还是自主创新的项目，都应该有一些地方成为你的强项。这些方面一定要有一些亮，否则在你找工作的时候你就难了。

四．专业相关课程的介绍

A公共基础课：公共基础课大多数工科专业都差不多，诸如英语，高等数学，政治理论等科目，在此，重点说一下三门课程。

英语：大学的英语完全就不是高中那个样子了。大学的英语实在培养你的应用能力，该掌握的语法知识早就在高中让你掌握了。如果在语法上存在问题那就只能自己补习了。始终记住：应用！永远不要说什么在未来汉语就将占据世界主流语言的地位。记住多掌握一门语言总没有坏处，总会让你比别人有优势。何况在目前的社会状况下英语仍站在世界上占据主导地位。笔者的英语一直不太好，所以在此就不必要探讨如何学习的问题了。

高等数学：这是一门让无数学子为之欢喜为之忧的课程。工科的所有有关计算的推理的知识，无一不是用高等数学的知识来进行推倒的。所以，高等数学的重要性也不言而喻。这一点随着课程以及工程实践的深入各位会慢慢了解的。总之一句话：好好学习高等数学，即使你不为考个高分也可以为了以后的考研做个小小的准备吧。高等数学重在学习其思想，这是灵魂之所在。

C语言：对于一般的工程人员而言会一两门编程语言总没有什么坏处。目前越来越多的工程应用软件都有相关的C语言接口。实际中遇到的很多问题完全可以采取编程解决，尤其是对于搞设计的人员而言，很多相似或者相同的东西采取编程可是效率提高很多。即使不是设计人员，程序化的设计思路设计思想对于工作中一些问题也具有促进作用。

B专业基础课：专业基础课涵盖范围较广，在此直说一些较为重要的课程。

机械制图：本课程主要讲述画法几何学的只是，讲述零件图装配图的表达方法，常用不见得表示方法。其要点就是一个字：练。只有多画多练才是最佳途径。之所以排在第一位，是因为这是整个专业的核心基础，是基本工具。日后不管是学术派，还是工程派都需要以此为工具进行设备的设计、安装、调试、维修等。因而，这一门课程是大一时的重中之重。有一些人大学四年上完了居然不会画零件图装配图，这就很麻烦了。

理论力学：本课程主要讲述物体的运动规律，包括惯性系下的质点静力学，质点运动学，质点动力学和非惯性系下的一些简单概念。本课程基本是高中力学部分的延伸与深化。课程本身的学习难度不大，较容易上手。日后用到的也仅是一些基本概念和方法，深层次的理论用不上。个别学校的考研科目需要考察该课程，如哈工大，北航，北理工。授课教师为崔文勇老师，此人讲课幽默风趣，颇得学生喜欢。他是北区办主任，很牛的哦。

材料力学：这是专业基础课中的核心内容。本专业毕业生在工作中的设计以设备的强度设计为主，所以对于本课程就需要尤其的注意。该课程主要讲授各种材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切性能，以杆件为主要研究对象。不难，但是要用心学。该科目也是部分学校考研的必考科目，如北京化工大学等。授课教师一般为任世雄。

流体力学：由于本专业侧重于实用性，所以本课程不会像理科那么难。对于工科而言只需要明白一些基本的概念以及基本概念的推导，和怎样应用这些东西即可。本课程主要是为以后的化工原理和流体机械做铺垫。由于流体力学的延伸性较强，且应用范围较广，因而可以适当的加大学习力度，可以为以后的转行做一个铺垫。授课教师为机电学院院长。

10，写给未来BUCT过程装备人

热力学：这一门课程着实让N多同学头疼不已。之所以头疼是源于他的抽象。本课程主要讲授物质的热力变化过程中各种状态参量的变化情况。是高中物理热学部分的深化，如果普通物理学的好一点的话，这一课程可无大碍。该课程是为以后的流体机械打基础做铺垫。前面已讲了，本专业在研究生阶段属于热能与动力工程一级学科，所以本课程又显得尤为重要。授课教师马润梅。

机械原理&机械设计：这两门课是专业基础课中的核心课程。内容包括机械的构成原理，基本的各种机械零件的原理、构造、性能等，如齿轮，螺栓，轴承，以及一些基本机构的原理和性能。这两门课程的重要性也是不言而喻。它也是很多高校机械类专业考研的专业课必考科目。授课教师张有忱。

过程装备设计 第3篇

关键词 过程装备 控制过程 发展趋势

过程装备与控制工程专业是上世纪50年代中期发展起来的一门融机械、化工、电工于一体的交叉性学科，是由最初的化工机械发展过来，自成立以来，已曲曲折折地走过了近50年的路程。纵观过控的发展历史，其发展趋势是日渐热门。就业形势方面本专业人才需求量基本上一直是供不应求的状况，就业率越来越高，就业环境越来越好，就业待遇也不断在上升。过程装备与控制工程这个专业在这个人才竞争激烈的21世纪的大熔炉，过程装备与控制工程专业在各大专业中占有重要的分量，特别是在化工机械方面占有重要地位！

一、过程装备与控制工程的内涵

过控，即过程装备与控制工程。实际上是将机械工业和操纵工程经进展和改造，使之能服务于过程工业，它的进展和相关行业的进展紧密相关。过程装备与控制工程主要研究过程装备设计与制造，成套装置的开发与设计，设备结构及强度理论，高效节能装备的开发，过程安全理论，制冷技术与装备，流程参数控制理论与技术，粉体理论与技术等。其应用领域非常广泛，例如机械、化工、制冷、能源、生化、轻工、石油化工、制药、动力、环保、食品、劳动安全等等。

二、过程装备与控制工程相关行业的现状

我国的经济进入了新的快速增长区间经济的快速增长导致对人才的大量需求。机械工业重点发展四大领域中重大技术装备领域与农业装备领域，均与“过程装备与控制工程”专业息息相关。我国的化学工业（包括石化工业）经过50多年的建设已经具备相当规模和基础，是生产量大，门类比较齐全、品种大体配套的工业体系。豍盐化工、氯化产品、化肥、农药；豎有机原料、无机物化工；豏石油化工、煤化工；豐合成材料。上述各重大项目需要大量的工程技术人员。其中，需要懂得过程装备与控制的技术人员占了绝大多数。能源方面，近年以来我国电力工业开始提速发展，我国未来20年能源领域将面临一系列挑战。在能源安全越来越上升到战略高度的今天，先进能源技术的开发已日益受到重视，核能、氢能、可再生能源成为主要能源的时间还远，石油化工能源以及电力将成为短期内主要的能源。

显然，国民经济的快速发展势必对过程装备和控制工程有很大的促进作用。

三、过程装备与控制工程的发展趋势

（一）信息服务业是过控的强大动力源

信息化已经成为过控进展的大趋势，信息技术的蓬勃发展改变了传统制造业的生产方式和经营理念，同时也有效的提高了劳动生产率，改善了产品的质量，降低了生产成本，，加快企业对市场的发应速度，极大的增强了制造业的竞争力。

（二）人力资源是过控的基础

资源技术密集型、高新技术产业和工业化过程中产业结构升级优化所需的人力资源，主要靠培养和引进全面进展的高素质人才来解决，这对教育、科技、信息、文化等全面提高人民素养和科技文化水平的服务部门提出了更高的要求。

（三）新型势下现代服务业和制造业之间出现“耦合”现象

在當前经济进展中，服务业和制造业之间出现了相互融合的势头。这种融合更多的则表现为服务业向制造业渗透。随着专业化分工程度的深化和市场体系的完善，现代服务业在新型工业化中的作用不断增强。

目前，许多企业的生产和服务功能已经融合在一起，许多企业的经济活动甚至已由以制造为中心转向以服务为中心。制造和服务相融合已经成为现代企业在激烈市场竞争中的制胜法宝。在美国许多文明的制造企业中，服务含量在整个产值和增加值中所占的比重越来越高，很难判断它是制造业企业还是服务业企业。

（四）服务业国际转移成为重要趋势

近几年，在全球经济不经济的大背景下，跨国公司开头了新一轮的全球产业布局调整。制造业的国际转移仍然是产业布局调整的重心，服务业向新型市场国家转移的趋势也渐趋明显，成为新的热点。服务业国际转移表现为下述三个层面：一是项目外包，即企业把非核心辅助型业务托付给国外其他公；二是跨国公司离岸化，即跨国公司将一部分服务业务转移到低成本国家；三是一些和跨国公司有战略合作关系的服务企业，为了开拓东道国市场和开展国际服务贸易而进行服务业国际转移。

四、结语

本行业虽然涉及面广，但是基本分为两大类：一类搞设备和机器的设计，选型，我们称之为学术派；一类搞设备的维修，故障诊断排除。前者多在设计院，工作环境相对好一些，而后者多在工厂生产一线，环境相对较差一些，但工作经验更加丰富，时间更强，我们称之为工程派。本行业的起薪相对于其他行业的工作相对较低。要耐得住寂寞，耐得住孤寂。不要只看重眼前的薪酬水平，尤其是对于那些想长远在这一行业发展的人。学术派的薪酬开始较低，基本工资也较低，但随着工程项目的增多，随着各种项目会有各种各样的收入流入腰包。而工程派收入就比较稳定，一般就是基本工资+奖金+福利这些基本模块。几年以后的收入也比较可观。总的来说，在国家经济水平快速发展的状态下，过程装备与控制工程的发展前景十分良好。

参考文献：

[1]李志义，刘志军.对过程装备与控制工程专业背景的认识[J].化工高等教育，2003（01）.

[2]程树珍.关于过程装备与控制工程专业核心课程教材体系的构建[J].化工高等教育，2003（01）.

过程装备设计 第4篇

它是机械大学科的一个分支, 它自己是属于机械领域, 同时又服务于过程工业, 自身的发展又需要机电控制。所谓过程工业是指通过化学和物理的方法以达到改变物料性能的加工业, 它涵盖了化学、化工、石油化工、食品、制药, 甚至于冶金等众多行业部门。过程装备与控制工程专业发展主要分为两个方向:过程装备, 控制工程。

过程装备主要分为两个方向:第一部分是化工机器, 指各种过滤机, 破碎机, 离心分离机、搅拌机、旋转干燥机以及流体输送机械等运动机械。第二部分是化工设备, 指主要作用部件是静止的或者只有很少运动的机械, 如各种容器如槽、罐、釜等、高压容器, 反应塔等反应器, 换热、干燥、蒸发容器、电解槽, 结晶、传质、吸附设备, 以及离子交换器, 还有一些流体输送机械, 如泵、风机和压缩机等。控制工程指对过程装备和及其系统的状态和工况进行监测, 自动化控制, 以确保生产工艺有序稳定运行, 提高过程装备的可靠度和功能可利用度。控制工程是将现代自动化先进技术与化工机械相结合, 提高设备的效率。

该专业的专业知识结构突出了装备技术、工艺过程和计算机控制技术的有机结合, 强化基本理论知识的学习和基本技术技能的训练。随着科学技术的发展, 过程装备控制技术逐渐代替人工控制, 过程装备控制是生产过程自动化最重要的一个分支。生产过程自动化是提高社会生产力的有力工具之一。

本文从过程装备控制技术在毕业中的应用角度出发, 从选题、方案的确定及各种元件的选择等问题做了阐述。希望能对学生的毕业设计有些帮助。

1 选题

毕业设计的选题应符合专业培养目标, 难度适宜。选题应本着充分调动学生的积极性和主动性。毕业生可以在指导教师的指导下根据自己实际情况自主选题;也可以结合毕业去向进行选题。

2 控制方案和控制规律的选取

控制方案和控制规律的选取是控制系统设计中最重要的部分之一。决定整个控制系统中信息所经过的运算处理, 也就决定了控制系统中的基本结构和基本组成。所以对控制质量起决定性的影响。

通过对系统方面、回路方面、反馈方面和信号类型等方面的分析, 采用计算机控制还是组合仪表控制;还是单回路控制和多回路控制;是采用前馈控制、反馈控制还是前馈-反馈系统。

控制规律是指控制器的输出信号与输入信号之间的关系。在控制系统中, 被控制变量由于受到干扰的影响, 常常偏离给定值。控制器接收了偏差信号后, 按一定的控制规律使输出信号发生变化, 通过执行器改变操纵变量以抵消干扰对被控制变量的影响, 从而使被控制变量回到给定值。了解常用的几种控制规律的选择原则及其优缺点, 是选择适当控制规律的前提。调节器的调节规律的选择应根据对象特性、负荷的变化、主要扰动和系统控制要求、系统经济性以及系统投入方便等进行选择。

3 检测仪器的选择

选择测量仪器时, 并不是测量精度越高越好, 而在于测量仪器的检测范围应与目的相符,

而且必须满足操作迅速和经济的要求。因此必须选择与测量内容和要求精度相符的测量仪器, 同时还要考虑到模具零件的形状。

4 整定方法的选择

一个控制系统的质量取决于对象特点、控制方案、干扰形式和大小。以及控制参数的整定等各种因素。然而, 一旦系统按所设计的方案安装就绪, 对象的特性和干扰位置等因素基本固定下来。这时系统的质量主要取决于控制器参数的整定。因此, 在方案设计合理和仪表选型合适的前提下, 控制参数整定的合适与否对控制器质量具有重要的影响。

自从有了PID控制, 回路整定就一直是人们研究的问题之一。许多整定方法及公式已经开发出来。最早提出的PID参数工程整定方法是1942年由Ziegler和Nichlos提出简称为Z-N整定公式, 尽管时间已经过去半个世纪了, 但至今还在工业控制中普通应用。近年来, 国内外不少学者研究PID调节器参数自整定的方法, 并取得了很大的进展。

结束语

随着全球现代化的需要和发展, 在化工机械里面逐渐应用到了越来越多的自动控制。因此, 掌握先进过程控制技术是我国现代化发展需要, 顺应科技时代的潮流, 作为未来的“卓越工程师”我们应在立足过程装备的基础上, 进一步着眼于控制技术, 努力学好有关过程装备控制技术方面的专业知识, 让控制技术成为真正在过程装备中得到应用, 成为一名合格的“卓越工程师”。

参考文献

[1]王毅, 张早校.过程装备控制技术及应用[M].北京:化学工业出版社.

过程装备设计 第5篇

[关键词]卓越工程师教育培养计划；课程体系；工程实践能力

[中图分类号] C961 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）08-0022-02

卓越工程师教育培养计划（以下简称“卓越计划”）是教育部贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》而实施的工程教育改革项目。它强调树立面向工业界、面向世界、面向未来的工程教育理念，以社会需求为导向，以实际工程为背景，以工程技术为主线，通过学校和企业的密切合作，统筹规划学生校内学习和企业学习所应达到的培养目标，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。它对促进高等教育面向社会需求培养人才，推动教育改革，全面提高人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用。[1]

课程体系决定了培养对象所能具有的知识、能力和素质结构，决定了教育理想能否成为教育现实。[2]在新形势下，主动适应建设创新型国家的需要，主动适应服务行业企业的需求，按照“卓越计划”的要求，研究我校过程装备与控制工程专业的课程体系，并最终制订以培养学生工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力为目标的培养方案，对提升我校过程装备与控制工程专业的人才培养质量具有重要意义。

一、课程体系构建的基本原则

（一）体现“一机两翼”的专业内涵

根据教育部2012年颁布的《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》，过程装备与控制工程专业是将“过程”、“装备”与“控制”这3个相关知识领域有机紧密地结合在一起，以机械为主，工艺与控制为辅的“一机两翼”复合型交叉专业。[3]因此，在构建过程装备与控制工程专业的课程体系时，必须体现“一机两翼”的专业内涵。

（二）以学生工程能力培养为核心

工程教育的目的是使学生形成能够胜任今后工作的能力，成为合格的公民和称职的产业人员。[4]教育部实施“卓越工程师教育培养计划”，要求以强化学生工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心，这正是工程教育的目的所在。因此，基于“卓越计划”的课程体系构建必须体现培养学生工程能力这一核心。

（三）贯彻校企协同育人

“卓越计划”强调校企合作，联合培养。因此，专业人才培养必须由企业专家参与制订培养目标，并在培养目标的指导下，由校企共同建设课程体系和教学内容、共同实施培养过程。同时建立校企联合工程实践平台，为学生参与工程实践创造条件。

二、课程体系结构

按照上述构建课程体系的基本原则，过程装备与控制工程专业建立了过程设备、过程机器和过程控制三大专业模块。[5]围绕这三大专业模块对应设置了化工过程、机械及控制三大学科基础模块，以及支撑这些知识模块的公共基础模块。化工过程模块设置了化工工艺学、工程热力学、工程流体力学、过程原理与设备等课程；机械模块设置了工程制图、工程力学、工程材料、机械设计基础、过程装备制造与检测等课程；控制技术模块设置了电工电子技术、测试技术、控制工程基础等课程。公共基础模块设置了大学英语、高等数学、大学物理、计算机基础等课程。为突出能力培养这一核心，设置了贯穿于培养过程始终的实验能力、实践能力、设计能力和创新能力四大能力培养模块。同时，将素质教育渗透于培养过程。彰显了基础科学、工程科学和工程实践之间的相互联系和相互促进，也体现了知识、能力和素质的协调发展。课程体系结构如图1所示。

三、课程改革

（一）基础课程

随着社会发展，企业对学生计算机应用能力的要求不断提高，传统的计算机应用类课程重理论、轻实践的教学模式已不能满足用人单位对毕业生计算机应用能力的要求。如工程制图，不仅二维CAD图形普遍应用，三维实体设计的优势也越发凸显。因此，将这类课程分为理论教学和上机实践教学两部分，将上机实践成绩以一定的比重计入课程的总成绩，以此强化学生的计算机应用能力，并在后续相关课程和实践环节中加以运用和提高。

（二）专业课程

过程设备设计、过程流体机械、过程装备制造与检测等专业课程的理论性和实践性都很强。校内专业教师由于缺乏企业生产实践经验，讲起课来往往和企业生产实际脱节。企业工程技术人员具有丰富的工程实践经验，因此理论性和实践性都很强的专业课程应由校内教师和企业工程技术人员联合教学。校内教师负责理论部分授课以及日常辅导、学生考评等工作，企业工程技术人员结合工程实践案例负责与实践密切相关部分的授课。

（三）实践教学环节

实践教学是将学生的知识教育、能力培养和科学素养有机结合起来，提高学生创新精神和实践能力的主渠道。过程装备与控制工程专业按照能力培养这一核心要求，本着实践教学与理论教学既相互独立又彼此对应，教学内容既前后衔接、循序递进又个性发展、体现特色的原则，在企业积极参与的基础上，按课内实践、课外实践和企业实践三个层次，构建了涵盖实验能力、实践能力、设计能力及创新能力并贯穿培养过程始终的实践教学新体系，多方位地培养学生的创新实践能力和工程素养。实践教学体系结构如图2所示。

四、结语

“卓越工程师教育培养计划”是一项系统工程，不仅涉及课程体系的构建、课程教学内容的改革、师资队伍的建设等方面，更需要企业的深度参与。过程装备与控制工程专业虽然按专业内涵和“卓越计划”的要求构建了课程体系，但其科学性还有待实践检验，基于该课程体系的培养方案对能力培养的有效性也有待于在实践中探索。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 中华人民共和国教育部.教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见[EB / OL].http：//www.moe.gov.cn / publicfiles / business / htmlfiles / moe / s3860 / 201102 / 115066.html.2011-01-08.

[2] 杨武军，郭娟.面向“卓越工程师”培养的课程体系和教学内容改革[J].高等工程教育研究，2011（5）：58 -61.

[3] 中华人民共和国教育部高等教育司.普通高等学校本科专业目录和专业介绍[M].北京：高等教育出版社，2012：166-167.

[4] 中华人民共和国教育部高等教育司.高校卓越工程师教育培养计划实施探索与国家创新工程技术人才培养方案指导全书[M].北京：高等教育出版社，2011：113-114.

[5] 陈金林，陈叔平，赵嫚.过控专业“卓越计划”课程改革[C].第十三届全国高等学校过程装备与控制工程专业教学与科研校际交流会论文集，2013：35-36.

装备购置过程费用控制浅析 第6篇

一、装备购置过程费用控制内容分析

1. 装备购置费预算控制

在装备购置过程中, 第一步就是要对将要购置的装备进行合理的预算。装备购置费预算是装备财务部门划拨经费、办理结算和决算的基本依据, 年度装备经费支出也是依据预算来做计划明细的。通过对装备购置费用预算进行有效的控制, 可以使装备经费在使用之前, 对经费使用用途和预期要达到的目的进行明确的规定, 从而确保装备经费能够合理使用, 保证装备经费的使用始终不偏离既定的目标方向。

2. 装备购置成本控制

不管采购任何一种装备, 在采购前要熟悉它的成本价格组成, 了解你的承制单位所生产成品的原料源头价格, 这是制定装备价格的重要依据。一般来说, 装备购置成本由装备原材料成本、装备制造成本、制造人力成本、管理费和其他直接支出费用构成。《中华人民共和国政府采购法》和《中国人民解放军装备采购条例》中已经明确规定了在装备采购过程中, 购置方有权对承制单位所报装备价格进行监控和审查。因此, 装备采购管理人员应依照国家和军队的有关规定, 严格审定承制单位的成本和费用的开支范围, 不得出现漏计、乱计、瞒报和多计等情况。

3. 装备购置费招标控制

招标采购是英美等西方大国在装备购置过程中选择合适承包商的主要方式。这些国家通过市场招标的方式来选择承包商, 并已经形成了较为完善的招标竞争机制, 与承包商建立了开放式合作关系, 有关价格谈判、合同确定过程十分透明。通过这种招标的方式, 装备购置的成本能降低10%~30%左右, 而且购置的装备性能也较好。

通过招标方式来购置装备, 主要是通过加强标底控制, 来有效控制装备购置费用。这种方式可以避免装备在购置过程中超出预算, 同时, 通过市场招标, 可以很好地促进承制单位提高装备的质量、改进生产技术、降低不合理报价。

二、装备购置过程费用控制的要求

1. 装备购置费预算控制的要求

首先要依据以往年度的经验教训编制预算。要充分吸取以前各个年度在装备购置过程中费用预决算的经验教训, 借鉴其中好的做法, 并根据本年度的实际情况, 科学合理拟制本年度装备购置费预算计划。通过学习以往年度装备购置费用预决算的经验教训可以增加经费预算的科学性, 提高本年度经费预算的编制水平。

其次要充分论证, 科学编制预算计划。在编制预算计划之前, 要对本年度要采购装备的型号、数量及各部门之间经费的分配比例进行广泛的调研, 并进行充分的论证, 增强预算编制的科学性。

2. 装备购置成本控制的要求

首先要审查费用组成是否合理、可靠, 是否属于成本开支范围。装备采购管理人员应对装备制造成本的各项明细进行严格的审查, 审查各项费用的可靠性与真实性, 避免其中的虚高报价行为, 以及承制单位将一些不合理的费用项目列入制造成本的清单之中。

其次要审查费用额度的合理性。可以通过技术文件的相关规定, 核准计入装备成本中所需备品备件的规格、型号和数量;参考承制单位往年实际支出的工资额度, 并根据承制单位承担任务情况, 对计划年度的工资总额合理性进行审查, 确定其分配计算是否正确。

再次要审查分摊计算的方法是否恰当合理。在购置的装备中, 有时可能会出现民品和军品制造成本混合计算的情况, 这种情况下, 应该根据装备生产的总工时来平均分摊装备制造费用。控制工作中应对多计的费用额进行减除, 以保证成本账目的真实性。

3. 装备购置费招标控制的要求

在进行装备购置项目招标之前, 应组织相关的装备价格和装备技术专家组成专家组对装备招标价格进行前期测算。专家组通过参考以往年度相关装备的成本, 并综合考虑装备的采购数量、生产周期和当年度的物价指数等影响, 科学测算装备的标底价格, 使采购方在招标过程中做到心中有数。需要注意的是, 在装备中标前, 经测算的标底价格需严格保密。

三、提高装备购置费用控制效益的对策

1. 加强装备购置费用控制行为的规范化

装备购置费用控制是一项重要的经费管理活动, 要想使费用控制取得好的成效, 必须要有一套完备的法律法规来支撑这项活动, 增强控制方法的可操作性, 提高经费的使用效益, 督促各级管理机关和人员依法监控、廉洁奉公。加快对装备采购管理的法制建设, 完善装备购置费用控制法律体系, 制定有关经费控制的专项法规, 对经费控制的程序和方法、控制的范围和目标等内容进行详细的规范, 增强装备购置费用控制法律法规的操作性, 确保装备购置费用控制活动的规范运作。

2. 提升装备购置费用控制人员的专业素质

经费预算分析人员、装备价格审核人员和招标标底价格测算等装备购置费用控制人员的专业素质直接关系到装备购置经费控制的效果。可以通过以下方式来提高这些人员的专业素质:首先, 进行专业的培训, 提高装备购置费用控制人员的能力。可以对装备购置费用控制人员进行系统的财务培训, 加深他们对装备经费核算的理解, 同时需要他们熟悉装备的技术规范、性能要求, 并能熟练掌握装备经费控制的技能技巧, 全面提高他们的各项业务能力。其次, 有计划的培养或引进一批高水平、业务能力强的装备财务人员。制定人才培养计划, 通过送去相关的高等院校培训、攻读学位或引进人才的方式, 分期分批的提高装备财务人员的能力素质, 并将这些人才充实到装备成本审核、装备购置费用分析和经费审计等相关岗位中去。

3. 大力推广装备招标采购

采用装备公开招标采购, 公平公正性强, 且相对透明、独立, 竞争的程度高。在装备公开招标采购过程中需要制作并发放招标文件, 明确投标条件及评标标准, 在采购程序上必须经过招标、投标、开标、评标和定标等环节, 这样才能体现出公平公正性;在评标环节应该由相关的专家组来确定而不是由某个具体人来“拍板”决定, 这样才能体现出透明、独立性;评标小组应该根据承制单位发布的费用、质量、进度和技术参数等进行综合评定, 优中选优, 这样才能体现出竞争性。

4. 强化装备购置费拨付管理

在装备购置过程中, 应当按照项目管理的理论, 设置里程碑决策点, 在这些关键的决策点评估装备购置项目完成的质量和进度, 分期分批付款, 这样可以有效降低在装备购置过程中出现“拖进度、涨费用、降指标”等问题, 也能够很好地加强装备购置过程中的费用控制。

5. 建立健全装备购置费用控制责任机制

完善装备购置费用控制责任机制是做好装备购置过程费用控制工作的一项重要举措。完善装备购置费用控制责任机制要做好以下两点:

首先是要建立健全装备购置费用责任体系。要确立规范、统一的装备购置费用控制责任规范, 明确各级采购责任部门和人员的职责内容、工作流程、考核评价方式及承担责任的方式等, 将具体的责任要求落实到相关的每个部门和人员身上;同时, 要建立健全各层级费用控制责任体系, 充分发挥各级各类部门和人员的管理控制职责。

其次是要建立健全装备购置费用控制激励机制。建立合适的业绩考核标准对相关的采购责任部门和人员及承制单位进行量化考评, 在装备购置活动过程中, 对于装备购置费用控制有明显成效的单位和个人, 应当予以适当的物质和精神奖励, 这样可以增强采购责任部门和人员及承制单位的荣誉感, 提高他们开展装备购置费用控制工作的积极性;对于控制费用不力或故意阻挠费用控制的单位和人员, 使装备购置费用支出远远超出预期经费指标的, 应该追究相关单位和人员的责任。

四、结束语

在装备购置过程的各项内容和环节中, 经费使用不合理是经常发生的, 如何使装备购置费用使用达到最优化是我们在装备购置过程中所期望的。只要我们在装备购置的各个环节按照装备购置费用控制的各项要求严格把关, 就能够不断提高装备购置费用控制的效益, 就能够使装备购置费用得到合理的利用。

参考文献

[1]刘漂楚.军品采购系统工程[M].北京:兵器工业出版社, 1998.57~59.

[2]曲炜, 郑绍钰.军事装备采办概论[M].北京:解放军出版社, 2003:31~35.

[3]魏刚, 艾克武.武器装备采办合同管理导论[M].北京:国防工业出版社, 2005:62~68.

[4]魏刚.武器装备采办合同理论研究与实证分析[M].北京:国防大学出版社, 2003:81~83.

[5]沈建明, 国防高科技科技管理概论[M].北京:机械工业出版社, 2004:35~36.

装备维修过程质量评估研究 第7篇

关键词：维修过程质量,模糊综合评价,权重,最优传递矩阵法

0 引言

随着企业竞争的加剧以及装备的复杂化、智能化、体系化,维修的意义已经不仅仅局限于恢复其效能与可用性,而是已经成为装备综合保障的主要内容,旨在绝对保障装备的可靠性。在装备的维修管理活动中,维修质量评估是一项非常重要的内容。它是装备全系统全寿命管理的一项重要内容,是保证维修质量与装备可靠性的一个重要手段,对于提高装备的维修水平,节约维修经费有着十分重要的意义。

对于装备的维修质量评估,首先要根据维修的实际过程,分析影响维修质量的各项指标,并依据相关国家标准,建立评估的指标体系。其次遵循操作简便、定量指标和定性指标相结合的原则,可从装备性能、可靠性、维修过程和综合保障等方面评估装备的维修质量[1]。目前国内外对维修质量的评估主要是针对装备修后各种指标的恢复程度,而对维修过程中的各项影响指标很少进行评价。本文主要是对装备维修过程质量进行评估,并针对传统的标度值判断矩阵存在的一些问题进行改进,旨在使评价更加科学合理。

1 建立装备维修过程质量评价指标体系

1.1 评估指标体系建立的原则

选择评估指标需要遵循一定的原则,如果任意选择评估指标,就会使得评估指标显得零零散散,出现评估指标重合、不全面等现象[2]。为了综合、全面、真实地反映维修过程的质量,建立评估指标体系时应遵循如下原则:

1.1.1 适用性原则

适用性是指所有指标应是针对装备维修过程的质量提出的,要能反映维修过程质量特点,其本质要求就是要满足装备使用维修人员最关心的问题。评估指标体系的建立一定要能够体现装备维修工作的发展方向,有利于加强对设备维修工作的管理。

1.1.2 全面性原则

装备维修过程中的因素很复杂,一些因素互相联系,相互制约。在评估指标体系建立和评估指标确定时,要对复杂的因素进行高度概括、总结,选择最具代表性的评估因素作为评估体系的组成部分要尽量使每个评估指标相对独立,不能互相涵盖。所以,必须考虑评估因素之间的关系、层次和性质,尽可能地反映评估对象的全部。

1.1.3 可靠性原则

评估指标体系既要有定性指标,又要有定量指标,能定量的指标要尽量采用定量计算,不能定量的则采用定性描述法分析。评估指标数据来源要相同,指标数据要真实可靠,这样才能保证评估结果的真实性。

1.2 装备维修过程质量评估指标体系

对于一般的装备来说,影响工序(过程)质量的因素有6个,即通常所说的“5MIE”,它们是人(Man人的因素)、机器(Machine机器因素)、材料:(Material材料因素)、Method(方法因素)、检测(Measurement检查因素)以及环境(Environment环境因素)[2]。根据上述原则并结合文献[3,4],可将影响装备维修过程质量评估的因素归纳为以下几个方面:

1.2.1 维修工作质量

影响维修工作质量的因素主要包括:维修人员素质、维修设备与设施的状况、装配工艺、维修生产环境、原材料、备品备件的质量、维修制度等。

1.2.2 维修环境(6S)

6S的实施围绕产品质量和劳动生产率进行组织管理,创造清洁、有组织和高效的工作环境,能够在企业中推进培养一种以质量为中心的企业精神,发挥人的自我完备意识和创造力。

根据上述指标,由此建立装备维修质量的评估指标系如图1所示。

2 装备维修过程质量评价模型

装备维修过程质量的指标体系是一个复杂的系统。它包含许多不确定因素,有些可以量化,有些不可以量化,且各种因素影响的程度不同,本文运用模糊综合评判可以有效地解决这些问题。本文对传统的基于层次分析法的模糊综合评判方法进行了改进,以提高装备维修过程质量评价的准确性和效率。

2.1 评价指标集和评语集的给定

(1)确定评价对象的因素集:根据上述建立的评价指标体系,确定第一层和第二层的因素集U=(u1,u2)

(2)确定评语等级论域。评语等级论域是评判对象可能作出的各种评价结果所组成的集合:

v=(v1,v2,v3,v4),其中,v1—优,v2—良,v3—合格,v4—不合格。

2.2 指标权重确定方法的改进

根据综合评价的要求,要确定各评价指标的权重分配。权重分配常常是人们根据各指标的相对重要程度来确定,目前,常用确定权重集的方法有经验法、判断矩阵分析法。当因素较少时,可根据专业知识和经验决定各因素的相对重要程度直接分配权重。当因素较多时,可用1-9比率标度判断矩阵法来求出权重集,方法表1所示。

计算判断矩阵C的最大特征值λmax和对应特征向量(p1,p2,…,pn),对其作归一化处理,这便是同集合中元素u1,u2,…,un的权重集(a1,a2,…,an)即:

确定出权重集后,要对其进行一致性检验,这样才能保证评价结果的真实可靠。

在确定权重的过程中,无论采用哪种方法,均带有人为因素,所以就很难免存在片面性与主观性,造成比较判断矩阵不一定具有客观一致性,因此通常需要进行一致性检验,若不能通过检验,需要凭借大致的估计来调整判断矩阵。为了减少计算量以及尽可能避免人为因素,本文利用最优传递矩阵对常规的模糊综合评价方法进行改进,使之自然满足一致性要求,不需要进行一致性检验[5]。具体方法如下:

(1)按照标度法构造判断矩阵:C=(cij)。

(2)作矩阵C的反对称矩阵:c′=c′ijc′ij=lgcij。

(3)求矩阵C的拟优矩阵c*=(c*ij),

(4)计算拟优矩阵c*的最大特征值对应的特征向量,进行归一化即为所求权重。

2.3 单因素模糊评价矩阵及综合评价结果

2.3.1 隶属度的确定

对于单因素uij,求出其对于V的单因素评判矩阵Ri,Ri的元素rij表示对ui的因素uij的评价中,评判等级vj(j=1,2,…,m)所占的份额。在现行的能力评估中,大多采用专家打分方法确定:成立一个由若干人组成的评估专家小组,每位专家根据经验和专业知识分别对每个评判因素进行评判,并确定其属于评判集中的哪一级别,则rij的含义就是将单因素uij评定为vj级的专家数占专家总人数的百分比。组成10-30人的专家小组,对影响装备维修过程质量的因素指标进行测量、评估,并经过计算得到表2。

2.3.2 建立模糊关系矩阵R即把针对每个单因素评价的隶属度向量组合起来:

2.3.3 单层综合评判

确定第2层评价指标的权重:Ai=(ai1,ai2,…,aij)其中:式中:aij为因素uij的权重数,

2.3.4 总体综合评价

在单层评价的基础上,对第一层指标u=(u1,u2)进行评价。

最后根据最大隶属原则,确定装备维修过程质量的评价等级。

3 装备维修过程质量的综合评价

3.1 对单层进行评价根据上述确定权重的方法,以u1为例子,标度值如表3所示。

可得到标度矩阵:

得到C1的反对称矩阵:

由此矩阵可得C1的拟优矩阵:

通过计算得到拟优矩阵C1*最大特征值对应的特征向量。对其进行归一化处理得到u1的权重:

由表3评价标准集可得u1的评价关系矩阵为:

则单层维修环境(6S)评价结果为

同理可求:

3.2 综合评价装备维修过程质量单纯评价结束后,其各个评判指标u1、u2构成二级评价模糊矩阵:R=(u1,u2)。

最终评价结果为:

根据最大隶属度原则,则U属于评语v2,即装备维修过程质量属于“良”的等级水平。

4 结论

通过建立维修过程质量评估模型,运用基于改进层次分析法的模糊综合判断可以更加系统全面地对维修质量进行评价,并有助于装备维修部门进行过程控制和质量改进。

参考文献

[1]扈延光.现代质量工程[M].北京:北京航空航天出版社,2008:17-19.

[2]黄志新,边亚琴.新型武器装备维修质量综合评估模型研究[J].航空维修与工程,2009:48-50.

[3]刘建勇.影响设备维修质量的因素分析及质量保障体系分析[J].中国新技术新产品,2012(1):140.

[4]黄秋水.军用飞机维修质量评估方法研究[J].设备管理与维修,2009:118-120.

过程装备制造工艺教学改革实践 第8篇

关键词：过程装备制造工艺,教学改革,实践

过程装备制造工艺是高等学校过程装备与控制工程专业学生必修的一门专业课[1],该课程是把所学的机械制图、金属材料与热处理、金属工艺学、机械制造与加工、机械零件、机械设计、过程装备设计、国家规范标准与过程装备制造厂生产工艺过程紧密结合起来,具有工程实践性强,多专业知识交叉应用的特点[2],针对该课程的特点,在课堂教学中采取了相应的方法与措施,进行了积极的改革与探索。本文拟就过程装备制造工艺教学内容、教学方法及考核方式等几个方面进行了探讨。

1 选用最新出版的教材

我校过程装备制造工艺课程选用的教材为中国石化出版社近年出版的“十一五”规划教材《过程装备制造工艺》。该教材主要包含二个部分:过程机器制造工艺和过程设备制造工艺。教材的主要特点为:满足石油化工领域应用型本科过程装备制造工艺课程教学要求;教材内容上有适当的理论,重点强化工程理念,突出工程应用特色;教材中的例题和习题尽可能多地选择工程实例,做到真、实,解决应用型人才毕业后“上手快”的问题;结合教材内容适当编入典型零件的制造工艺卡设计,工艺装备设计;教材内容体现新标准、新知识、新技术、新方法,适当留有供自学和拓宽专业的知识内容。采用本教材授课后,学生反映良好。

2 突出过程装备的制造内容

过程装备制造工艺对于过程装备与控制工程专业来讲,应该突出过程装备的制造内容,这也正是本专业与其它机械类专业的重要区别。

2.1 过程设备制造部分

在设备制造过程中,要涉及很多零部件的制造,最重要的或者说直接影响到安全生产的承压部件的制造是最关键的。例如,一台列管式换热器主要由壳体、接管、法兰、支座、管板、管束等零部件所组成,承压壳体的制造是核心问题。同样,塔器、反应容器、储存容器及锅炉等过程设备制造中最重要的核心问题也是承压壳体的制造问题。了解、掌握了承压壳体的制造工艺内容也就抓住了过程设备制造的重点。讲授时以单层卷焊式结构为主,介绍压力容器的材料、成型、焊接和检测等制造工艺内容,并与“过程设备设计”等课程紧密结合。

2.2 过程机器制造部分

本专业隶属于机械类,工程实践中要求本专业工程技术人员要掌握一些典型机器中的重要零部件及整机的制造工艺内容。本专业与纯机械类专业有所不同,课程体系受学时及专业特点限制,不可能将“机械制造工程学”课程中的金属切削原理、切削机床、机械制造工艺和机床夹具设计原理等内容都介绍,但由于机器中的重要零件(如轴类、箱体等)的制造工艺是相同的,因此本书重点介绍了机械制造工艺的基本知识,机加工工艺规程的制定等内容。在讲授此部分内容时与专业课“过程流体机械”紧密结合。

3 采用行之有效的教学方法

3.1 多媒体教学

作为实践性强的一门课程,为了把过程装备制造工艺过程展示出来,需要向学生做情景演示、影像播放等多媒体资料,增加学生对该课程内容的直观认识,提高学生的学习兴趣。在实际教学中,我校的过程装备制造工艺课程己经实现了多媒体教学,并且开通了教育在线网络资源。教学网站中包含了教学大纲、各章主要内容、教学多媒体课件、习题、案例、思考题等基本内容。教学网站的内容根据学生反馈实时更新,还涵盖课后阅读书籍参考书目和影像资料等,便于学生课后自学,增加学生的知识面。

3.2 工程案例教学

结合工程案例讲授, 要比只讲授知识点更有趣、更精彩。首先讲授实际的具体案例,然后结合案例提出相应的知识点,再学习具体的知识,然后再回到案例中来做更深入的说明。用工程案例来说明相应的知识点,这样可调动学生积极性,让学生知道为什么要学这些知识,激发求知的欲望。例如,以我校水下焊接实验室的设备—“高压焊接试验舱”为例,首先介绍高压焊接试验舱的性能参数和作用,高压焊接试验舱属于快开式压力容器,设计参数为:设计压力1.5 MPa;设计温度100 ℃;筒体内径1600 mm;腐蚀裕量2 mm;筒体材料16 MnR;焊缝系数φ=1.0;储罐容积V=5.5 m3;工作介质是空气。在讲解完详细的制造过程后,提出知识点:筒体的环焊缝为什么用埋弧自动焊而不用其他的焊接方法?带着这个问题,给学生详细讲解常用的焊接方法以及它们的优缺点,这样,学生在学习高压焊接舱的制造工艺过程中,掌握了各种焊接方法的特点。科研成果通常都是集体智慧的结晶,饱含着许多新的思想、新的研究方法。将科研成果融入到教学中,让学生了解和掌握最新的研究动态、研究方法及研究成果。作者在讲授过程装备制造工艺时,就把近年来从事的科研项目部分成果融入课堂中,将我校“北京市重点实验室”最新研究成果“自动焊接机器人”以动画或实验录像等形式加入教学中,这样,极大地调动了学生学习的积极性,同时,也让学生感觉到科学研究并不是遥不可及的。

4 改进考核方式

4.1 提高学生的认识

任何课程的改革和建设,缺少了主体的重视,就会使问题流于形式,考试的目的是通过考试督促学生学习,提高学生对课程内容作用的认识和理解,从而为后续的课程学习打下基础,因此,提高学生对“过程装备制造工艺”课的认识,是考核改革成功与否的关键。

4.2 采用多种考核形式

过程装备制造工艺课程涉及材料、焊接、过程装备设计等课程的基础内容。随着我国科技的发展和装备制造业的技术进步,装备制造新工艺、新方法不断涌现,相应的标准、规范不断更新。因此,笔者除了在课堂上讲授教材中大纲要求的知识外,在每一章结束时,都会布置学生们通过图书馆和互联网查找学习新的工艺、方法和最新国家标准的变化,写一篇小论文,这样既锻炼了学生们的自学能力,又加深了对教材的理解。小论文成绩作为平时成绩记入总成绩。期末考试中,针对教材知识点多、概念多、原理多、涉及内容广泛,学生不太容易记,且涉及各种标准的具体规定、实践性强的特点,采用开卷的方式考察。考试内容尽量避免推导和繁琐的公式计算,注重基本概念、基本原理和工程应用。考题覆盖而广泛,重点考核学生对所学知识的综合理解能力和分析问题、解决问题的能力。这样既保证了考核目的的达到,又较好地反映了学生的实际学习水平。

5 结 语

通过对教学内容、教学方法和考核方式的改进,学生的学习主动性提高,课堂气氛活跃,学生不管是课堂上还是课下,都愿意与教师交流互动,积极探讨本课程的内容和本专业的发展,收到了良好的教学效果。总之,只要每一位教师针对每一门课程的特点和要求,认真研究和总结,都会有一分收获。

参考文献

[1]岳希明,王培萍,徐敏强,等.过程装备制造工艺的教学研究与探讨[J].化工高等教育,2011(4):71-73.

大型过程装备CFD数值模拟及分析 第9篇

数值模拟方法在研究大型过程装备的性能中已经得到越来越广泛的应用, 但仍有较多问题亟待解决。对于大型过程装备而言, 其外形尺寸大且内部结构复杂, 分析计算过程将占用巨量计算机资源, 使计算时间大大延长。此外, 大部分过程装备数值模拟需要附加的物理模型如湍流、燃烧、传热、化学反应、旋转、多相流和多孔介质等, 使得CFD (Computationa Fluid Dynamics) 数值模拟过程中不仅要求解基本控制方程, 还要求解相应的附加物理方程。为解决这种问题, 常见的技术处理方法是增大网格尺寸、简化甚至忽略部分附加物理模型或只对重要的局部结构进行数值模拟。其中对局部结构进行数值模拟的方法, 边界条件一般采用经验值或者均匀化假设来确定, 增大了数值模拟误差中的模型误差部分。这些方法常常因为计算模型、边界条件等过于粗略或理想化, 与工程实际相差太大, 使得计算结果的精确度大受影响。对具有多单元结构的大型过程装备进行数值模拟计算时, 化整为零是一种常见且有效的简化计算方法, 即只取其单元进行数值模拟。此时, 如何准确描述单元的边界流动条件就成为了采用这一方法的关键问题。本文利用Fluent软件提供的边界轮廓定义机制很好地解决了这一问题, 并以具有多袋室结构的大型袋式除尘器为工程实例进行说明。

1 基于边界轮廓定义机制的CFD数值模拟方法

1.1 边界流动数据的获取方法

获取边界流动数据的方法主要包括实验法、计算法和数值模拟法。大型过程装备由于其复杂的结构和工况, 往往受到时间、空间和经费等条件的限制而无法进行实验;计算法在计算过程进行多次理想化假设, 得到的数据并不可靠;数值模拟方法由于其不受空间限制、周期短和成本低的特点而逐渐为各行业的设计者们所采用。本文采用数值模拟方法获取单元结构的边界流动数据。

为获得准确的单元结构边界流动数据, 需对整机进行数值模拟, 但这样无法实现简化计算的目的, 因此需对整机模型采取适当的简化, 使其不仅能够得到准确的边界流动数据并可减少计算机资源占用率。对整机模型进行简化时, 可保留对边界物理量影响较大的特征, 忽略对其影响较小的特征。

不同装备应根据其物理特征采取合适的简化方法。以袋式除尘器为例, 其整机模型由于存在大量尺寸较小的滤袋使得网格数量大大增加, 并且滤袋所产生的阻力对袋室边界流动条件有较大影响, 因此将袋室内滤袋群简化为具有一定阻力的均匀多孔区, 不仅可以减少网格数量, 也可得到准确的袋室边界流动条件。均匀多孔区代替滤袋群方法如下:

式中:

δ——滤袋厚度;

v0——气体通过滤袋的平均速度;

μ——气体的动力黏度;

k——滤袋渗透率;

ρ——气体密度;

C2——滤袋压力跳跃系数;

β——滤袋最大流量分配系数经验值;

L——气体流动方向上多孔区尺寸;

v——气体通过多孔区的平均速度。

经过简化后的袋式除尘器整机模型, 提高了数值模拟的计算速度, 见表1。由表1可知其内存占用减少了75%, 计算时间减少了80%。

1.2 边界轮廓文件的生成

边界轮廓用于指定求解域的边界区域的流动条件。为更加方便准确地定义边界条件, Fluent提供了灵活的边界轮廓定义机制, 它允许用户使用工程测试数据、实验数据、外部程序产生的数据或先前写入的数据来定义变量的边界条件[1]。

对简化整机模型进行数值模拟得到各单元结构边界流动数据并写成边界轮廓文件, 包含了边界上各节点的坐标值和所需物理量的值。

1.3 边界轮廓文件的导入

各单元结构的边界轮廓文件生成之后, 将边界流动数据准确地导入单元模型是决定模拟结果精确度的重要因素。由于整机模型与单元模型边界面上网格的不同, Fluent在导入过程中采用零阶插值 (最近邻点插值法) 获取边界所需的值。

最近邻点插值法是荷兰气象学家A.H.Thiessen提出的一种分析方法, 其采用距离网格节点最近的数据点的值来表示网格节点的值, 适合规则分布或者大多数数据点位于网格节点上的数据, 更适合于均匀间隔的数据插值, 可以有效填充无值数据区域[2,3]。

1.4 基于边界轮廓定义的CFD模拟流程

基于边界轮廓定义的CFD模拟流程见图1。

2 CFD数值模拟方法对比

袋式除尘器作为一种高效除尘设备, 在各行业得到广泛应用, 对袋式除尘器内部流场的研究也越来越多[4,5,6,7,8]。本文将袋式除尘器作为实例, 对其单元结构——袋室进行流场数值模拟, 分别采用基于边界均匀化假设的计算方法和本文方法获得边界流动数据, 并将两者的模拟结果与较符合工程实际的袋式除尘器整机数值模拟结果进行对比验证。

2.1 物理模型

袋式除尘器主要分上箱体 (净气室、喷吹箱、阀箱) 、中箱体 (过滤室) 、下箱体 (灰斗) 和风道等 (见图2) 。主要过滤元件——滤袋分布在中箱体中, 以悬挂的方式安装在花板上 (见图3) 。

本文数值模拟采用的袋式除尘器基本参数:进风方式:下进风;袋室数量:2×5;单个袋室中花板数量:2;单个花板上滤袋数量:10×8;滤袋规格:Φ160mm×5 000mm;过滤风速:1m/min。

2.2 基本假设与边界条件

2.2.1 基本假设

1) 袋式除尘器处理的气体作为理想气体来考虑, 不考虑重力, 且与壁面之间无滑移;

2) 袋式除尘器中气体做定常流动, 且不考虑传热的影响;

3) 在袋室单元数值模拟中, 滤袋较薄且为多孔介质, 故将其作为多孔跳跃边界条件。

2.2.2 边界条件

式中:

ux——位置x处的气流速度;

Px——位置x处的静压;

Γinlet———入口边界;

Γoutlet——出口边界;

Γwall——壁面边界。

2.2.3 采用不同方法得到的袋室入口边界气流速度对比

1) 采用计算方法

假设气流均匀分配到每个袋室并垂直入口进入, 速度在入口处均匀分布, 即每个袋室的处理气体量及入口速度值都相等:

式中:

v——入口气流速度, m/s;

Q——袋式除尘器处理风量, m3/s;

n——袋室数量;

A———入口面积, m2。

2) 采用本文方法

采用本文方法获得的袋室入口边界气流速度云图见图4。

3) 采用整机数值模拟方法

袋式除尘器整机数值模拟提取的袋室入口处的气流速度云图见图5。

采用本文方法获得的袋室入口边界气流速度 (见图4) 并不像计算方法假设的那样是均匀分布的, 如袋室3入口边界上气流速度最大值为8.18m/s, 最小值为0.51m/s, 速度差达到了7.67m/s。在整机数值模拟中得到的袋室入口处的气流速度分布 (见图5) 也验证了这一点。

2.2.4 采用不同方法得到的袋室分风情况对比

由本文方法获得的每个袋室分配的风量是不同的, 这与计算方法均匀分配的假设不一致, 而与整机数值模拟中得到的袋室风量分配趋势是一致的 (见图6) , 且最大误差不超过10%。

2.3 数值模拟结果分析对比

分别采用计算方法和本文方法获得边界流动数据, 以袋室5为例, 将两者得到的数值模拟结果进行对比分析, 并用整机数值模拟得到的结果进行验证。

2.3.1 滤袋分风均匀性

滤袋是袋式除尘器的主要过滤元件。滤袋分风均匀性是指袋室中各滤袋处理风量的分配均匀性, 是评判袋室内气流分布均匀性的指标之一。

一个袋室单元中包含两个花板, 滤袋数量为160个, 共10排16列, 见图7。

由滤袋质量流量曲线图 (见图8~10) 可知, 3种方法得到的曲线图都显示分布在壁面附近的相对中间的滤袋质量流量较大。采用本文方法和整机数值模拟方法得出分布在迎风壁面附近的滤袋质量流量比背风壁面附件的滤袋质量流量要大, 说明迎风壁面附近的滤袋处理风量较大, 受大量气流冲刷, 易发生破袋, 造成除尘效率大幅下降, 这个现象在计算方法的结果中体现不出。

2.3.2 袋室内气流速度分布

在袋式除尘器运行过程中, 经常出现滤袋底部破损的现象。可利用数值模拟得到的速度云图查看袋室内部气流速度分布情况, 寻找滤袋底部破损的原因。

袋室截面气流速度云图见图11~13。

由图11~13可知, 壁面附近的滤袋底部气流速度明显高于上部, 高速气流的长期冲刷造成了滤袋底部的破损。在采用本文方法和整机数值模拟方法得到的气流速度云图中还可看出, 迎风壁面附近的气流速度相对背风壁面较高, 分布在迎风壁面附近的滤袋先于背风壁面发生破损。

3 结束语

1) 为解决大型过程装备CFD数值模拟无法兼顾计算机资源和模拟精确度的问题, 通过整机简化数值模拟得到单元结构的边界流动数据, 利用Fluent的边界轮廓定义机制, 准确定义单元结构的边界条件, 实现各单元更加符合工程实际的数值模拟。

2) 以袋式除尘器为例, 采用不同方法对其进行数值模拟并分析对比发现:相对计算方法, 采用本文方法获取边界条件进行的袋室单元数值模拟结果与采用整机完整模型进行的数值模拟结果基本一致, 袋室内部气流分布符合实际工程情况, 并能准确判断破损滤袋所处位置。

3) 本文方法不仅可加快计算速度、减少计算机资源的占用而且结果可靠, 便于在企业中普及应用, 为装备的性能优化设计提供参考依据。

参考文献

[1]ANSYS 13.0 Help System[CP].FLUENT User′s Guide.2010.

[2]K R Castleman.Digital Image Processing[M].北京:清华大学出版社&Prentice Hall, 1998.

[3]Ki-Hyun Jung, Kee-Young Yoo.Data hiding method using imageinterpolation[J].Computer Standards&Interfaces, 2009 (2) :465-470.

[4]党小庆.大型电除尘器和袋式除尘器气流分布数值模拟与应用研究[D].西安:西安建筑科技大学, 2008.

[5]王以飞, 沈恒根.袋式除尘器在线清灰流场分布的研究[J].环境工程, 2010 (2) :72-77.

[6]沈强.袋式除尘器内气流场数值模拟[D].成都:西南交通大学, 2007.

[7]党小庆, 袁胜利, 姚群, 等.直通式袋式除尘器流量分配计算流体动力学方法研究[J].热力发电, 2005 (9) :29-31.

过程装备设计 第10篇

关键词：装备制造业；行业协会；公共产品；科技创新

1引言

装备制造业是为满足国民经济各部门发展需要而制造各种技术装备的产业，在国家经济生活中具有重要的作用。大力发展装备制造业对我国经济的发展，国家综合经济实力的提高，国民经济结构的调整等，都有着特殊重要的意义。我国装备制造业在世界市场上有着自己的比较优势，伴随着世界上新一轮的产业转移，中国有机会成为新的世界装备制造业中心。但我国装备制造业的科技创新能力太差，这使得我国装备制造业与世界上其他装备制造业巨头相比存在着很大差距，即：劳动生产率和工业增加值率低；低水平生产能力过剩，高水平生产能力不足；技术创新能力弱，缺乏自主知识产权。

为了解决这个问题，有必要对我国现有的企业生产能力和科研单位的科研能力进行整合，促进生产部门和科研部门的信息交流，提供科技信息咨询服务、公共产品服务。并且由第三部门来提供。第三部门，亦称非营利性组织，指除政府部门和以营利为目的的市场部门之外的组织或部门，而关系到装备制造业的重要的第三部门之一就是装备制造业行业协会。

2科技信息咨询服务的公共产品属性分析

我们设计这样一种科技信息咨询服务，它由某个机构来提供，这个机构的组建者可能是政府、行业协会或是企业。通过不断收集企业对科技产品创新的需求信息，同时关注科研部门的科研活动动态与新的科技成果这类供给信息，既促成双方合作进行新科技的研发，又可以促进科技成果产业化。

科技信息咨询服务做为一种公共产品，具有公共产品的明显特征。

首先，这种服务的效用具有不可分割性。如果这项服务由政府来提供的话，因为政府的运行成本由全体社会成员分担，只要政府生产出这种服务，它就一定得为全体社会成员提供这种服务。若是由行业协会来提供这种产品，则情形是相同的，只不过这个“集体”的范围小一些，是成员企业的集合而已。

第二，这种服务具有非竞争性。因为一旦信息咨询服务被生产出来，由于信息具有可重复使用性和广泛受益性，多一个企业来消费这种服务不会减少其他企业对这种服务的消费，同时也使得所搜集信息中大部分对某个企业无用的信息在其他企业那里能够得到应用。由此可见其边际成本为零。

第三步，这种服务的收益具有非排他性。所谓非排他性，是指产品一旦被提供出来，就不可能排除任何人对它的不付代价的消费(最起码从合理成本的角度来看是如此的)。因为假设一个企业并没有分担这项服务的成本，因此被这项服务排除在外，而这项服务又确实能提供对它有用的信息，那么把这个企业排除在此项服务之外，就很可能使它丧失了一次科技创新的机会，而没有提高这个企业的劳动生产率或产品附加值，由此使社会丧失了获取巨大收益的机会，这就是把这个企业排除在外的机会成本。所以从这个角度讲，这项服务具有非排他性。

3不同公共产品提供主体的效率分析

萨缪尔森的公共产品最佳供给模型假设存在一个万能的计划者，他知道每个人为了消费公共产品而愿意支付的价格。然后把这些价格反馈到总计划中，计算出整个经济的各种公共产品的组合。在仅有公共产品和少数消费者的经济中，每个个体承担生产公共产品所需成本的份额可能相当大。随着群体规模的扩大，个人为公共产品承担的成本减少许多，以致他即使不出资，公共产品的供给也不致减少。对于公共产品来说，个体数目较多，个体扭曲偏好的动机比人数较少时强。

现在分析一个政府政策。假设政府决定组建一个部门为企业与科研单位进行信息中介服务。组建的新部门的一切费用由企业负担。假定企业以年产值的一定比例P为该部门上缴费用，来承担该部门运营成本。而政府面对的企业有两类，一类对该部门提供服务的偏好很大，如装备制造业，另一类对该部门提供的服务的偏好比较小，如服装业。

政府最初的设想是根据两部分偏好不同企业的不同需求确定不同类企业的P值，确定公共产品的供给量Q*，Q*定下来后再根据不同的需求曲线确定P¹、P ²⁰对于偏好大的那类企业，P大些，对于偏好小的那类企业，P小些。此时，公共产品的供给达到了帕雷托最优。

但事实上，D¹类中的企业可能会有这样的考虑，即，由于公共产品的成本由大量的企业负担，而自己所承担的份额是很小的，所以自己的决策不会对公共产品的供给水平有影响。于是，如果自己隐藏自己的偏好，将自己伪装成D²类的企业，则自己在享受相同水平的公共产品水平条件下，自己承担的成本减少了，即由原来的P¹降到P²⁰

在这种情况下，如图1，需求曲线D¹就发生偏转，成为D¹，而总的需求曲线D也发生偏转，成为D′，此时该部门愿意提供的公共产品水平为Q′，降低了Q的供给水平，偏离了真实情况下的最优结果，造成了三角形ABC的效率浪费。而在极限情况下，可能所有的企业都隐藏自己的真实偏好，假装自己对该部门提供的科技咨询服务不感兴趣，以为会有其他企业负担该公共产品的成本，而自己坐享其成。此时总的需求线就成为过零点的垂线，与S交于P轴，此时公共产品的供给量为零，意味着政府此项计划根本无法实施。

在这种尝试失败后，政府决定不再顾及企业的偏好区分，对所有企业确定相同的P轴，此时的情形如图2。

假定政府决定公共产品的供应水平为Q*，而两类企业将要分担的成本严在P¹、P²之间。此时政府服务为C点，则对于D¹类企业来说，由于供给水平不足而产生的效率损失面积为DCE，而对于D²类企业来说，由于该公共产品供给水品高于其需求而产生了浪费，相应的效率损失面积为ABC。

由上面的分析可见，由政府来提供一种公共产品，要么面临无法实施的尴尬境况，要么就会存在效率浪费问题。

如果政府改变策略，把这个为企业提供科技信息咨询服务的供给职能交给行业协会来进行。假设：①行业协会确实能准确地反映成员企业的偏好，并诚实地为会员企业提供公共产品；②行业协会数目足够多，能提供足够多样化的公共产品供应水平；③企业能自

由地根据自己的偏好选择适合的行业协会并加入。

如图3，其中D¹、D²分别是两类企业的需求曲线，S为该公共产品的供给曲线。D¹、D²类企业分别加入两个不同的行业协会，此时，这两个行业协会根据所服务的这类企业的需求曲线来定出不同的P¹、P²和提供不同水平的公共产品Q¹，Q²此时经济达到了帕雷托最优，不存在效率浪费的问题。

由图3我们发现，两个行业协会如果提供同质的公共产品的话，那么D²类企业的行业协会所提供的低水平的公共产品是对D¹类企业行业协会所提供的公共产品的重复投资，造成了资源浪费。这说明如果两个行业协会提供同质的公共产品的话，仍会产生效率损失，但事实上它们提供的公共产品往往不是完全同质的，因为企业在选择自己要加入的行业协会时不仅要考虑自己要分担的成本与公共产品供应水平是否符合自己的偏好，同时也要考虑这种公共产品的品种组合是否符合自己的偏好，企业的选择是综合这两种考虑后作出最优的组合的决策。由于与政府相比，行业协会更接近会员企业，更加了解会员企业的效用与需求；同时，不同企业可以对不同品种、不同数量的公共产品或公共服务对行业协会施加影响，以用多样化的公共产品组合来更好地服务会员企业。可见，能供给更加多样性公共产品也是由行业协会比政府更有优势的地方。

4结论与政策建议

促进我国装备制造业的发展是当务之急，而提高装备制造业的科技创新能力，对现有生产能力与科研能力进行整合又是重中之重，所以有必要在生产部门与科研部门之间建立一个媒介，来提供科技信息咨询这种公共产品，而由行业协会提供这种产品显然在效率上优于政府。

综上分析，我们可以发现，发挥由行业协会来分配公共产品的效率优势的必要条件之一，就是行业协会确实能准确地反映成员企业的偏好，并诚实地为会员企业提供公共产品。使得由行业协会来提供科技信息咨询这类公共产品更有效率。

发挥行业协会优势的另一必要条件是，行业协会数目足够多，能提供足够多样化的公共产品组合与供应水平。这就要求政府应当把市场竞争机制引入行业协会，不要对行业协会的组建加太多诸如地域、行业、数量等这类不利于诱发竞争机制的限制，打破现在行业协会在提供公共产品上的垄断地位，使不同的行业协会在竞争中求生存、求发展，由市场选择合适的行业协会来为不同的目标企业提供公共产品。

过程装备控制实验装置的开发与应用 第11篇

1 整个实验装置的设计思想

在这一控制系统包含的控制对象中, 必须要有具有代表性的设备或流体机械, 比方说换热器、锅炉、反应器或者泵等;这一系统中的控制对象必须可以进行各种各样的组态实验, 也就是说不单单可以对某一单一对象进行实验, 还可以几个或多个对象组合形成不同的控制系统;这一控制装置中的控制对象必须要有温度、压力、流量等工艺参数的自动化控制过程;各项自动化控制所需的仪表应该集中在一起进行安装, 从而更加有助于操作人员的平常操作;整个实验装置必须要有必备的信号联动保护装置, 保证设备的安全;实验装置系统中要具备独立的数据采集和记录系统, 这样可以更加有助于实验数据的收集和分析处理;整个实验装置控制系统应该尽量与工业实际生产的过程和控制方式相似;在满足必要的实验需求前提下, 尽量降低整个装置系统的成本花费。

2 整个实验装置的基本构造

根据上面所列的设计思想, 我们设计并组装了两套过程装备控制实验装置, 这两套装置的基本构造完全相同, 唯一不同的就是一个用得是电动阀, 而另一个用的是气动阀。这一装置的总体构造是由供水系统、控制对象以及操作控制台三个大部分组成。

2.1 供水系统

这一供水系统的主要目的是为装置系统中的所有对象提供模拟水, 具体到这一装置系统中主要是提供高位水箱水、自来水以及水泵水。这一供水系统中, 操作者可以利用控制面板上的控制器来对系统中的变频器进行控制, 从而实现对供水量以及供水压力等参数的控制。

2.2 控制对象

这一装置系统中的控制对象主要作用就是对工业生产的实际操作情况进行模拟。控制对象主要包括容器、锅炉、管道以及泵等常见设备以及相关的手动控制法门、管路快速连接器和检测用的各种元件等。实验过程中, 将这些控制对象组装成各种简单或复杂的操作系统, 然后对液位、流量、压力、温度等关键参数进行自动化控制。在这些控制对象中, 带有夹套的容器用来模拟工业生产中的锅炉, 主要的目的就是利用它来对工业锅炉生产过程中的液位、锅炉内以及夹套中的温度、以及进出水的量进行控制, 这一装置系统中锅炉的加热功率设定为4.5kw。此外, 为了保护装置系统的操作者, 锅里的整体温度控制在80℃以内, 这样设计的主要目的是防止热水因为操作失误流出而烫伤操作者。对于控制对象这一部分而言, 它最大的特点就是可以利用快速连接器进行多样化的实验过程组装, 从而更好的适应不同实验及模拟不同工业生产条件的要求。

2.3 操作控制台

操作控制台主要是将各个关键控制的按钮集中在一起, 从而方便操作者操作使用, 此外, 操作控制台上的仪表盘面还可以为操作者提供一个自己动手的机会, 操作者可以按照实际的操作需求和个人习惯, 将控制系统的组件组合起来, 形成一个舒适的操作平台。在操作控制台上一般会包括很多的原件控制按钮及模块。

3 整个装置系统的应用方法

3.1 功能介绍

这一装备控制实验装置可以利用对控制对象的连接及流程的变化, 来实现各种不同的流程操作, 进而实现对不同工业环境的真实模拟。实现这一过程的主要方法就是利用软管制成的快速连接器将不同控制对象连接起来, 从而形成一个有机的整体, 通过连接方式的不同实现不同环境的模拟, 利用这一装置可以实现下面这些功能:调节阀处于串联或并联时, 流量变化的规律;单容、双容、多容被控对象数学模型的测试;对各种容器、锅炉、高位水箱等液位进行一些简单的自动化控制;对锅炉内以及夹套内的水温进行一些简单的自动控制;对锅炉进出水量进行一些简单的自动控制;水泵等设备的进出水压进行一些简单的自动控制;锅炉的进出水压与进出水量之间相互关系的简单测试;串级、前馈、比值、均匀以及多容对象等的复杂控制;需要逻辑判别和复杂计算的分程和选择性控制。

3.2 应用方法

在这里我们以高位水箱内的水作为使用水源, 其进水阀作为基本的执行器, 来对锅炉内的水位进行自动控制为例, 对这一装置系统的应用进行简单介绍。其具体步骤如下:

在开始使用前应该对高位水箱内的液位进行观察, 看水量是否在70%以上, 这样做的主要原因是高位水箱内的水流入锅炉内, 仍然可以剩下30%的水, 从而保证高位水箱的液位高于水泵, 进而保证水泵不会在无水的条件下空转, 烧坏水泵;按照上面所说的实验要求, 利用软管快速连接器分别将低压进水也就是高位水箱出水与进水阀入口连接, 将进水阀出口与锅炉内进水口连接, 将锅炉内出水与水池入水连接, 进而形成一个完整的装置系统;将操作控制台上的接线端子按照相应的顺序连接在一起;对上述连接过程进行检查, 看是否存在接错或未接牢现象, 确认无误后接通主电源;对控制操作台上的各个智能自动调节器的相关参数进行设定;对人工智能调节器的比例度、积分时间常数、微分时间常数进行工程整定, 求取最佳的控制器参数, 使控制系统在阶跃干扰作用下的过渡过程曲线为4∶1或10∶1的衰减振荡曲线。

4 结语

总之, 实践证明, 这一过程装备控制实验装置符合我们的设计指导思想, 完全能模拟工业生产中过程装备的温度、压力、流量、液位等工艺参数的自动控制。该装置不仅满足过程装备与控制工程专业实验教学与科研的需要, 还可以给自动化、化学工程、热能与动力工程、油气贮运等专业提供了实验条件。完全仿真的计算机组态软件数据采集分析系统也正在研制开发, 力求使该实验装置能将过程装备、计算机自动测试、控制与自动化方面的知识有机融合在一起, 使师生的科研水平和实践能力更上一个台阶。

摘要：我们根据过程装备与控制工程专业的教学要求, 设计了两套实验装置, 这一实验装置可以充分的模拟工业生产过程中各种温度、压力、流量、液位等参数的自动化控制, 而且这一装置可以根据实际需要进行多样式的实验流程, 从而更好的满足在学习中的不同需要。

关键词：过程装备与控制工程,实验装置,应用

参考文献

[1]张雁冰.过程装备产品设计系统的研究与开发.工程图学学报, 2008.

[2]康珏.过程控制实验装置改造方案探讨.科技信息, 2009.