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1縱梁受力分析
與分析橫梁方法類似,如圖2所示,取最不利位置,兩組道岔處區域,縱梁平行于線路作用在挖孔樁上,假設兩列列車同時過橋,縱梁以上荷載有:兩列車所產生的中-活載(乘以相應的折減系數)、橫梁恒載、小縱梁恒載、3-5-3型吊軌恒載、枕木以及鋼軌恒載。擬選取H428×407×20×35型鋼縱梁,縱梁與樁之間采用連續梁結構進行模擬。經計算,輸出結果為:縱梁變形形狀,最大位移1mm,縱梁梁最大彎曲應力57033.6kN/m2=57.0MPa,縱梁最大剪切應力52447kN/m2=52.4MPa,均滿足規范。縱梁采用H428×407×20×35型鋼。
2線路防護及頂進施工步驟
2.1線路防護施工步驟
新建下穿鐵路框架橋位于車站咽喉區,框架橋采用寬翼緣大剛度的H型鋼縱橫抬梁加固鐵路線路。線路防護施工可大體分以下幾個步驟[4-6]:第一步:抽換枕木(砼枕換木枕),木枕尺寸為280cm×16cm×24cm,道岔影響范圍內岔枕尺寸應根據實際調整,確保符合軌道施工要求。第二步:對各股線分別設“3-5-3”P43吊軌,道岔區設“3-3”P43吊軌;并在軌底枕木下設置小縱梁,并將一股線路下小縱梁通過橫向連接成整體。第三步:施工線間及線路兩側挖孔樁及端部鉆孔樁及蓋梁。第四步:安裝H428×407×20×35型縱梁。第五步:橫穿H428×407×20×35橫梁及H498×432×45×70橫梁。
2.2頂進施工步驟
第一步:箱體澆筑完畢,中繼間頂進至箱體前端距第一排樁邊緣1.0m處,將橫梁穩定支撐于箱體上。第二步:箱體頂進至第一排樁邊緣最小距離0.3m處,橫梁穩定支承于箱體后,拆除箱體范圍內第一排排樁及H428×407×20×35型縱梁,繼續頂進。第三步:箱體陸續頂進離第二至八排樁邊緣最小距離0.3m處,橫梁穩定支承于箱體后,拆除箱體范圍內第二至八排樁及H428×407×20×35型縱梁,繼續頂進至設計位置。第四步:箱體兩側路橋過渡段回填級配碎石并注漿,確保鐵路剛度平穩過度,最后拆除箱體范圍外縱橫梁及線路加固設施,恢復線路。
3結語
在對電器的設計中,要等到客戶對電器的線路的控制要求下達以后,再根據要求,結合當前的資金限制,以及現有的操作條件,選擇合適的,同時具備經濟性、合理性、安全性等多個方面的設備配置。在控制線路的設計操作中,首先應該對主電路進行優化設計。因為主電路是控制線路的設計基礎,它是整個設計線路的總領,在運行過程中,起到絕對的領到地位,和支配地位。因此,主電路設計的優劣狀況將會直接影響到電器的正常運行和控制線路的設計和控制器編程工作的復雜、難易程度。所以,我們首先要做的就是通過對主電路的設計和優化把設備的設計問題進行轉化,在這個過程中,我們要注意一些基本的問題。當我們了解電氣的控制線路的設計之后,就需要根據現行的控制任務進行認真的,具體的,謹慎的分析,具體問題具體分析,實事求是的解決問題,提出可行的操作方案。比如,在對發動機的電氣的控制線路的設計時,首先要了解的就是,所需要的電動機的控制是點動控制、連續控制還是正反轉控制等。只有全面的對電器的設備需求有所了解后,才能正確的處理問題,實現主電路的優化。在對電氣的主電路的優化設計中,我們可以借用,或者說參考已經熟悉的電路設計。這樣,既可以提高工作的效率,也能在一定程度上,幫助我們更完善的設計其它線路的優化。還有一個非常重要點,就是要注意及時利用工作原理來進行分析。當在操作過程中,遇到挫折或是瓶頸時,我們應該查看電氣控制圖。比如,我們在上文中提及到的電氣原理圖,以及電氣接線圖。這些圖畫的功能,可以幫助更好的了解問題,排查麻煩。也就是當你不知道怎么辦時,首先應該想到的是查看工作原理圖,然后再考慮把它轉化為控制電路圖。這樣,有助于我們更好地對電氣控制線路的優化設計。
2控制電路的優化
我們知道,一件電器的運行,需要各個零件的集體配合。正如我們所熟知的木桶效應一樣,如果在設計中,存在一些短板,那么,電氣線路的整體優化效果就會不如人意。因此,在對電氣的主電路進行優化設計之后,我們也應該對其它部分進行整合與優化。比如,對控制電路的優化。當電氣線路的主電路設計出來后,我們應該認真的,具體的對其探討和分析,把對電器的控制轉化為對接觸器和繼電器的控制,也就是提出更為適合的控制要求,然后進行控制電路設計和優化。對電氣的控制電路的控制要求,是我們進行控制電路設計的基礎和重要依據。只有認真分析主電路的設計,并且結合實際,完備的選擇合適的控制方法和控制手段,才能得到具體的控制線路。當然,就像對主電路的優化設計一樣,我們同樣可以用已知的或熟悉的控制電路來對電器設備進行控制。因為在很多種情況下,我們會發現,雖然設備的運行不同,但實際上,其中的控制電路是完全一樣的。因此,我們可以借鑒已知的電路來幫助我們更好更快的解決當前的問題。這樣,可以簡化我們的設計工作,節約操作用時,提高工作效率。
3控制方法的優化
俗話說,只有對癥下藥,才能徹底解除病癥。在對電氣的控制電路的優化中也同樣如此。選擇對一個正確的控制方法,對于我們的工作來說,簡直就是事半功倍。因此,我們要謹慎的選擇控制方法。當然,在這個過程中,是一定要符合要求進行選擇的。比如,如果選擇的控制方法和控制手段不合適則會使控制電路的設計工作復雜或難以進行。舉個例子,在對一件電器的設計中,選擇手動控制,還是自動控制,就需要結合當前的情況,來進行選擇。如果是設計走廊的聲控燈那么,燈亮以后的熄滅,就需要線路的自動控制來進行。如何選擇手動控制,就會加大人們的操作,那么顯然,這樣的設計,就是不合理的。再比如,一件電器的手動控制和時間控制,同樣也需要根據實際來正確選擇。在煲飯的電壓鍋中,人們所需要的,就是食物烹飪結束之后,能夠自行關閉電源,這樣,既可以便捷的通知我們食物的烹飪狀況,又可以節約電能。由此可知,電氣的控制方法的選擇,對于電氣控制線路的優化的重要性。
4接觸器控制系統的優化
在電氣的控制線路的優化中,接觸器控制系統的優化,也具有非常重要的作用。繼電器接觸器控制系統中,主要是通過觸點之間的接觸運作,進而控制電氣設備而運行的。也就是通過常開觸點以及常閉觸點二者組合而成的。通過一些物理知識,我們可以了解到一些對接觸器的控制系統的優化。比如,當幾個條件中,只要具備一個其中任何一個條件,所控制的電器線圈就能通電,這時可以使幾個常開觸點采用并聯的方法來實現。而當幾個條件同時具備,使電器線圈通電,可以使這幾個常開觸點串聯,進而能夠正常運行。復合按鈕的使用,也可以促進控制線路的優化。也就是說,當控制要求中,有一次動作要求連續進行幾個動作指令才能完全進行時,就可以采用復合按鈕。比如,在日常的家居電器中,很對按鈕都可以采用復合按鈕。最常見的就是電源的開啟與關閉功能,時間預約與時間增減等等一系列情況。
5結語
關鍵詞:輸電線路;塔位樁;直線樁;MySQL
中圖分類號:TM726 文獻標識碼:A
0.引言
隨著測量技術的快速發展,輸電線路工程測量外業獲取手段的逐漸增加,數據量不斷加大,不同數據的交互處理及自動化處理漸漸成為輸電線路工程測量外業工作者亟待解決的問題。因此,建立輸電線路工程測量系統具有十分重要的意義,不僅提高測量外業數據處理利用率,也提高了外業數據的使用率。針對上述問題,研究開發了適用于輸電線路的工程測量系統,使用MySQL數據庫對外業測量數據進行管理,并自動生成輸電線路工程測量所需的各項成果(線路測量手簿、干線數據成果表、桿塔數據成果表等),提高外業工作者數據處理效率,并具有一定的推廣應用意義。
1.軟件功能設計
1.1 數據格式
在輸電線路工程測量中,所涉及數據主要包括:干線數據、非干線數據、塔基數據、塔位數據。其中干線數據、非干線數據和塔基數據的外業采集手段主要包括GPS-RTK、全站儀(Leica),這兩類數據是本軟件所涉及的基礎數據。塔位數據指的是塔位與干線數據關聯表。
1.2 程序實現及應用
軟件根據輸電線路勘測技術規范,基于Visual Studio 2010和MySQL數據庫設計并完成了一套適合輸電線路工程測量的數據處理系統,最終打包生成獨立可運行的exe應用程序如圖1所示。本軟件實現了數據導入、數據編輯、GPS干線數據處理、GPS非干線數據處理、全站儀數據處理、塔位數據處理、各類成果報表輸出(線路測量手簿、干線數據成果表、桿塔數據成果表等)及其他應用,如圖2所示。
2.主要數據處理方法
在軟件編寫過程中,所涉及的數據處理包括GPS干線數據處理、GPS非干線數據處理、全站儀數據處理、塔位數據匹配等問題。其中最主要的問題包括GPS干線數據處理所涉及的直線精度和轉角度數計算,全站儀數據處理所涉及的平距、偏距和高程計算。下面介紹上述幾類問題的處理方法。
2.1 GPS干線數據處理
GPS干線數據處理過程中,主要涉及直線精度與轉角讀數問題。
(1)直線精度
直線精度是指放樣點到干線的距離,在線路前進方向左側為正,右側為負。如圖2所示。A、B、C、D、E點的直線精度均為0,F點的直線精度計算方法為:
此外,還需判斷直線精度的符號,本軟件采用的是斜率進行判斷。
當kAB>=0,XF>XF1,直線精度值為負號;
當kAB>=0,XF
當kAB
當kABXF1,直線精度值為負號。
(2)轉角讀數
轉角讀數是指相鄰直線樁間夾角,線路前進方向左側為左轉,右側為右轉。如圖3所示,B點為左轉,C點為右轉,D點為左轉。以B點為例:
∠ABC=αBC-αAB±180° (5)
式中:αBC、αAB分別為BC和AB的坐標方位角;∠ABC為轉角讀數。
2.2 全站儀數據處理
在輸電線路測量過程中,局部區域需要批量采集時,通常使用全站儀進行采集。全站儀數據處理主要包括平距、偏距、高程計算。
(1)平距
D=S?SIN(Z)-1.46592048E-7?(S?SIN(Z))(S?COS(Z)) (6)
式中:S為距離;Z為豎直角;D為平距。
(2)偏距
偏距是指測點到最近兩點直線樁距離,計算方法與直線精度的方法類似。
(3)高程
H=S?SIN(Z)+6.820057869E-8?(S?SIN(Z))2+I-J
(7)
式中:S為距離;Z為豎直角;H為高程。
結語
通過建立輸電線路工程測量系統,計算結果滿足輸電線路勘測規范要求,并自踴生成各類報表,能夠大大縮減內業處理時間,提高效率。除此之外,本軟件是基于MySQL進行開發的,適用數據庫對數據進行管理,能夠確保原始數據的安全性而不至于輕易丟失。軟件界面友好,使用者很快就能熟悉軟件的操作。軟件可升級性能好,方便后續自動更改、升級,具有廣闊的應用前景。
參考文獻
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關鍵詞:電氣控制線路;邏輯設計法;真值表;與;或;非
中圖分類號:TM921 文獻標識碼:A
邏輯設計法是利用邏輯代數這一數學工具來進行電路設計,即根據生產機械的拖動要求及工藝要求,將執行元件需要的工作信號以及主令電器的接通與斷開狀態看成邏輯變量,并根據控制要求將它們之間的邏輯關系用邏輯關系式來表達,然后再運用邏輯函數基本公式和運算規律進行簡化,使之成為需要的最簡“與”、“或”關系式,根據最簡式畫出相應的電路結構圖,最后再作進一步的檢查和完善,即能獲得需要的控制線路。
邏輯代數也可以用于線路簡化和讀圖分析。該方法可使各控制元件的關系一目了然,不會讀錯和遺漏。
1 邏輯代數和邏輯電路
事物的發展變化都有一定因果關系。例如,電燈的亮、滅決定于電源是否接通,如果接通了,電燈就會亮,否則就滅。電源接通與否是因,燈亮不亮是果。這種因果關系,一般稱為邏輯關系。
(1)邏輯變量
在二值邏輯中,變量不是1就是0,沒有第三種可能。這里的1和0不是表示數值的大小,而是代表兩種不同的邏輯狀態。可以和電壓的高低、繼電器接點的通斷相對應。
(2)邏輯運算的實現電路
在邏輯代數中,基本邏輯運算有“AND――與”、“OR――或”、“NOT――非”三種,常用的邏輯運算還有“NAND――與非”、“NOR――或非”、“EXOR――異或”等。
邏輯運算繼電器觸點的實現電路:
(3)真值表
用邏輯變量的真正取值反映邏輯關系的表格成為真值表。
用繼電器接點實現邏輯代數的基本事項。
①邏輯1和繼電器的常開觸頭閉合相對應。
②邏輯0和繼電器的常開觸頭斷開相對應。
③邏輯“非”的實現可以使用常閉接點。
(4)由三種基本運算得出的邏輯代數公理(基本運算規則)
0+0=0 0?0=0 0+1=1 0?1=0
1+0=1 1?0=0 1+1=1 1?1=1
2 應用實例
(1)要求:按下SB1,指示燈HL1點亮;按下SB2,指示燈HL1和HL2點亮;按下SB1和SB2后指示燈HL2點亮。
(2)使用器件:按鈕開關2個,電磁式中間繼電器2個,指示燈2個。
(3)設計步驟
①列出控制元件與執行元件的動作狀態真值表(表4)
②寫出邏輯表達式(與或表達式)
③化簡(使用公式法、卡諾圖法或電路圖法)
(a)公式法:
(b)卡諾圖法,如圖1所示:HL2=KA2
(c)電路圖法:(按下面順序進行化簡,如圖2所示)
④畫電路圖,如圖3所示。
⑤實現電路,驗證電路的正確性。
結語
邏輯分析設計方法能夠確定實現一個開關量自動控制線路的邏輯功能所必需的、最少的中間記憶元件(中間繼電器)的數目,然后有選擇地設置中間記憶元件,以達到使邏輯電路最簡單的目的。邏輯設計法比較科學,設計的線路比較簡化、合理。但是,當設計的控制線路比較復雜時,這種方法顯得十分繁瑣,工作量也大,而且容易出錯,所以一般適用于簡單的系統設計。但是,將一個較大的、功能較為復雜的控制系統分為若干個互相聯系的控制單元,用邏輯設計的方法先完成每個單元控制線路的設計,然后再用經驗設計法把這些單元組合起來,各取所長,也是一種簡捷的設計方法,可以獲得理想經濟的方案,所用元件數量少,各元件能充分發揮作用,當給定條件變化時,容易找出電路相應變化的內在規律,在設計復雜控制線路時更能顯示出它的優點
關鍵詞 石油測井;高溫電子線路;設計方法
中圖分類號 TM 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)031-0102-01
如何保障電子系統在高溫環境下正常的運作,是本文研究的主要的問題。因為,在石油測井時,儀器通常都是在井下幾千米以上的深井中工作,這種環境通常伴有:劇烈震動、壓力大以及溫度高等特點。電子線路將很難在這種環境下保持正常的運作。
1 溫度對電路的影響
溫度對電子線路的影響最主要還是對電子元件的影響。隨著溫度的變化,使得電子元件的一些特征和性能產生變化,從而影響到電路。
1)溫度半導體元件的影響。設計高溫電路,則必須先解決元件的問題。半導體是現代集成電路元件的主要材料,它一種熱敏材料,隨著溫度升高,它的許多參數也將會隨之變化,特別是本征承載流子的密度還與溫度成正比,從而使得PN結的反向電流增加的很明顯,進而導致功率損耗增加,噪聲增大以及阻抗降低,最后,隨著溫度逐漸的升高,電子元件的內部結構受到破壞,致使電子元件的性能受損。有實驗表明:隨著半導體結溫每10℃的增加,元件無故障時間將縮短一倍。所以,降低對半導體結溫的要求,是設計高溫電路的重點。
2)耐高溫的電子元件。所有電子元件都有其的高溫額制限度,由于元件工作自身也會產生溫度,所以工作時元件的溫度一般都會高于工作環境的溫度。設計時,元件工作最高的溫度不能超過其本身的溫度允許值。所以,在設計時:①元件的選擇上,應盡量額選擇溫度最高允許值大的的元件。在選擇半導體元件時,應該注意不宜選用結溫較低的鍺件,而應該選用結溫較高的硅件;②盡可能的減少電路系統功率的消耗,降低元件散熱性的要求;③在設計上盡可能的增加熱導和減少熱阻,促使降低低功率消耗和最高允許結溫的要求。元件的熱阻是有兩個部分組成的。其分別是,件外熱阻:電子元件外殼到周圍環境的熱阻;件內熱阻:電子芯片內部到外殼之間的熱阻。確定件外熱阻的因素有多種。一般是由:器件引線框材料和結構,半導體芯片的尺寸,壓焊絲材料,芯片粘結材料,表面積的大小和直徑以及器件外殼的材料所決定的。而件內熱阻主要和組裝件的組裝密度、元件、結構材料、功率分布等等有關。
2 設計高溫電路
高溫電路的設計目前有三種方法可以實現。其分別是:傳統、混合電路、HTASIC方法。
1)傳統設計。傳統的設計方法一般只是在設計和制造時將高溫特性考慮進去的依照普通環境進行的系統設計方法。這種設計方法既要使用一些熱設計去調整元件的功率,還得選用耐高溫元件,但要在150℃以上的高溫環境下正常工作還是很難實現的。別的高溫元件也大概如此。不過可以用降溫的方法來降低電路的溫度,促使儀器內溫度保持長時間在150℃以下,完成所需的測量。
傳統的設計方法,對于短期的應用時可行的,甚至一些很復雜的電路也能用到。然而在長期的高溫下應用,可靠性不高。因為,電路的無源與有源部分之間的互聯部分在長期的應用下很容易老化。
2)混合電路設計的方法。我們將同時在一塊基體上應用現成集成芯片和薄厚膜技術的方法稱之為混合電路設計的方法。它是一種介于HTASIC和傳統之間的方法。相對于傳統技術,混合電路的功耗要低;而且,在高溫工作環境下的各種效果都要比傳統電路要好。
3)HTASIC設計方法。相對于傳統電路和混合電路,集成電路技術在高溫條件下應用的效果肯定是最好的。在一些典型的高溫環境系的特性它都有很好的表現。能適應的最高工作環境高達250℃。
應用集成電路的好處:①隨著能夠集成在芯片上的功能的增多,處于外部的電子元件的數量也將逐漸減少;②集成電路相對分離電路其內部元件的尺寸要小的多,所以,大大的降低了功耗,也避免了芯片內部過熱;③由于芯片內所有功耗元件都可以通過物理延伸或調整到避免本地過熱點產生,就使得集成元件在高溫環境下有了更高的保證。
3 低功耗的設計
高溫電路的設計,在于提高電路系統高溫環境下正常工作的時間。上述在采用耐高溫元件、優化電路結構的同時,還應該考慮降低系統的功耗,減少熱量的釋放。
減低集成電路芯片功耗的設計最主要的研究內容是:如何有效的降低芯片功耗和如何通過軟件硬件的優化在保持本來性能的前提下,使得總體功耗在一個較低值上。集成電路芯片所產生的功耗,最主要的是來源于電路邏輯狀態所產生的動態功耗。所以,降低功耗最直接有效的方法是降低供電電壓。只是這樣經常會增加電路輸出延遲。另外一種方法就是降低頻率,有選擇的降低頻率可以再降低功耗的同時,保證系統的性能不受影響。而降低負載容抗的的方法,是實際中降低功耗最有意義的方法。
所以,在電路實際中降低功率消耗,可以從硬、軟件的設計采取
措施。
1)硬件設計。①元件上,盡可能的采用功耗小,可勝任高溫工作要求的高溫低供電集成芯片;②在電路性能得到保證的前提下,進可能的提高電源轉化效率和降低電源工作電壓;③在保證電路性能的情況下盡量的減少元件數量,簡化電路;④如果儀器是智能型的,則可以充分的利用中央處理器的運算、處理功能代替硬件電路。
2)軟件設計。①盡可能的硬件軟件化來實現功能。這樣有利于降低成本,降低功耗,偏于維護和升級,還能提高工作的可靠性;②電源管理功能最好使用微處理器自身所帶的;③采用可用的各種手段減少耗電;④結合實際應用,盡量利用軟件手段減少耗能。例如:石油井下測量采樣時,可以于事先預算好最好的采樣方針,在不影響測量效果的前提下,盡量減少功耗;⑤在應用的過程中應該注意:要仔細檢查各元件,特別是集成電子芯片的工作狀態。考察其是否能夠正常運作以及其各種性能是否健全。如果不能,應當及時給予處理。
4 小結
經過對耐高溫電子元件的選擇、電子線路結構的優化和降低電路系統功耗的設計,基于PCB的高溫電路時可以實現的。實踐也證明該電子系統能夠在250℃以下的高溫環境下正常運作。
參考文獻
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