时间：2022-10-23 00:03:22
导语：在工艺流程设计论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：工业以太网；工厂流水线；自动化控制；系统设计
中图分类号：TH166 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）03-0027-02
在自动化控制领域，占绝对统治地位的是现场总线技术。尽管现场总线具有众多优势，但是随着生产规模的一再扩大，现场机电装备越来越多，需要实时监测和自动化控制的设备也越来越多，在这种背景下，现场总线已经无法完全满足现场众多机电装备的监控需求，而且由于现场总线是具有针对性的工业自动化控制总线，往往使得各个机电装备成为了“自动化控制孤岛”，彼此无法兼容通讯，给设备的后期维护管理带来不便。
随着以太网通信技术的飞速发展，工业以太网逐渐以其低廉的组网价格、兼容性较好的通信协议，以及一体化的联网技术而受到普遍应用，成为目前能够替代现场总线的最好选择之一。本论文主要结合汽车整车焊装PLC自动化控制流水线生产控制系统，对基于工业以太网的自动化控制系统进行设计研究，以期能够从中找到面向工厂流水线生产控制的工业以太网自动控制应用方式，并以此和广大同行分享。
1 工业以太网概述
工业以太网在工业生产制造领域中，主要是作为生产制造自动化控制的基础平台，通过底层安装的传感设备，将机电装备的工作状态参数、工艺参数以及现场环境参数等关键参数检测出来，并通过工业以太网所支持的网络通信协议上传到工业以太网中进行网络传输。随着工业自动化技术的日益发展与进步，很多工业生产流水线都逐渐提出了更高的自动化控制的要求，例如要求实现监测与控制的一体化，要求实现无人值守等等，这些高难度控制要求的提出，在一定程度上都促进了工业以太网在工厂自动化控制领域中的应用，尤其是将工业以太网与PLC控制相结合，能够实现很多工厂自动化控制系统的功能建设需求。本课题重点以工业以太网和PLC相结合，以工厂流水线自动化控制为具体研究对象，深入探讨工业以太网在工厂流水线自动化控制系统中的应用。
2 基于工业以太网的流水线自动控制系统设计
2.1 功能模块设计
本论文以汽车整车焊装作为具体的研究对象来探讨工业以太网在流水线自动控制中的应用。汽车整车焊装具有较多的工艺流程，而且机电装备离散度较大，需要实时监测与控制的参数变量较大，因此采用工业以太网相较于采用现场总线具有很多优势。纵观整车焊装的流水线工艺流程，基于工业以太网实现的流水线自动控制系统应当具有以下几个主要功能：
①产品生产任务分派及调度。能够根据生产进度适当的调整生产资源分配，根据任务变化自动完成对流水线生产工艺的更改，以适应不同车型的自动焊装。
②电气控制和分析。通过在底层安装传感监测设备，实现对流水线焊装工艺流程的各个环节的监测与控制，并通过工艺数据库的分析，实现相关生产工艺参数的自动匹配和优化。
③顺序和逻辑控制功能。按照流水线自动化焊装的工艺流程，对整个焊装工艺流程实施顺序控制，利用PLC作为顺序逻辑控制器，实现众多机电设备在流水线自动焊装工艺过程中的顺序联动、启停控制及互锁等控制功能和逻辑判断功能。
④监视报警功能、显示功能。通过在监控终端开发专用的监控画面，为用户提供直观的监控界面，通过人机交互接口的设计实现用户对现场焊装流水线的远程自动化控制。
2.2 基于工业以太网的流水线自动控制系统设计
2.2.1 系统结构设计
由于整个流水线的设备量大、信号类型多、控制地点分散，不适合采用传统的继电器和控制开关为主要实现方式的本地控制模式，而且这种控制模式并不利于设备的后期维护管理，同时对于系统的扩容升级而言是十分不利的，为此，必须借助于工业以太网实现分布式控制管理模式（DCS模式），通过三级DCS功能的合理划分与配置，能够很方便的实现对整车焊装流水线自动控制的远程控制模式。本论文拟采用监控终端、本地PLC站和底层传感设备三个层次的DCS控制模式实现基于工业以太网的整车焊装流水线自动化控制。
①监控终端。监控终端设置在中央控制室内，供值班人员对全厂流水线自动化控制的工艺进行实时监控。监控终端内运行的是专门开发的上位机程序，通过友好的人机交互接口实现远程控制，并且通过工业以太网实现与本地PLC站的数据信息的交互。
②本地PLC站。主要通过对开关量的检测实现流水线生产工艺流程中各个环节的电气监测，诸如限位开关、行程开关、电磁阀等。本地PLC站能够通过对设备的工作状态参数、工艺参数和环节参数的检测和A/D转换，将相关参数变量转换为数字量进入工业以太网传输，从而实现上位机与下位机的一体化通信。
③底层传感设备。现场传感器主要是用以检测现场监控点物理参数信号，变送器将采样数据转换成
4～20 mA的电流信号，经屏蔽电缆送到各子系统的PLC内。控制信号由PLC输出后以4～20 mA电流形式送到执行机构。执行机构主要有气动和电动执行机构等。
2.2.2 系统控制模式设计
①远程遥控方式。在现场设备控制箱，将控制方式置于“遥控”控制方式，中央控制室的操作人员可以通过计算机监控软件对现场设备进行遥控启停。在这种控制方式下，监视界面可显示设备的运行状态及相关的工艺参数，操作员可根据选择“手动或者自动”控制方式，通过设备控制按钮启停远程设备，并能判断设备运行是否正常，监测故障并发出报警提示，统计工艺数据，显示模拟量趋势曲线，打印故障报警及日志报表等。全部操作由中央控制室的操作人员通过键盘和鼠标完成。
②本地控制方式。在现场设备控制箱，将控制方式置于“本地”控制方式下，通过控制操作箱上的启动/停止按钮，对现场设备手动启停控制。本地控制方式为系统的基本保留方式，在与中央控制室断开联系等任何情况下都可以完成整车焊接处理工艺要求的控制功能。
2.3 PLC自动系统设计
根据整车焊接处理厂工艺特点和现场的焊接设备分布及焊接机器人的作业范围，可以将整车焊接车间流水线PLC下位机系统划分为两个PLC站点，各自负责不同的工艺流程。为此，需要统计全厂的I/O点分布情况，详见表1。
由于本系统中的下位机PLC选用的西门子公司的S7-300系列的PLC产品，其网络通讯功能的最大特色便是集成了MODBUS/TCP以太网通信协议。为此，本系统中下位机PLC控制系统的网络通讯就基于MODBUS/TCP以太网通信协议实现，进而进一步降低了本自动控制系统的网络通信集成成本。
2.4 工业以太网网络系统设计
2.4.1 网络拓扑结构选择
本系统选用环型网络拓扑结构，当某一节点出现故障时，它会自动旁路，而不影响环型网络的信息传输。环型网络结构的显著特点是环路上的工作站在发送信息时，只能按照顺序依次传输，所以不存在冲突问题。在光纤传输介质成本降低的今天，工业以太网的传输介质选用光纤组成双环路双冗余网络是比较合适的方法。
2.4.2 系统组网方案设计
基于工业以太网的整车焊接流水线综合自动化控制网络系统可以划分为三层：信息管理层、网络传输层、传感检测及执行机构层。
①信息管理层。信息管理层主要是实现对整个工业以太网自下而上传输过来的流水线生产工艺的各个参数的管理，包括状态参数的实时监测、越限报警；生产工艺参数的自动存储、报表分析；设备控制指令的自动/联动派发等等，这些功能的实现依赖于在信息管理层所开发的人机交互接口良好的专用自动化控制监控程序，通常可以采用组态程序实现。
②网络传输层。网络传输层就是指基于工业以太网所搭建起来的工业以太网传输网络系统，同时通过配置交换机、操作站等辅助设备，能够实现操作人员在网络现场对网络传输层的检查、维护和管理。网络传输层作为整个自动化控制网络系统的数据传输平台，对于整个系统的功能实现具有至关重要的作用。
③传感监测及执行机构层。传感监测及执行机构层主要有两个作用，第一是通过传感检测设备，将流水线工艺流程中的各个参数实时检测出来并发送到工业以太网上进行通讯，第二是通过安装电气开关、电磁阀等开关动作执行元件，接受来自顶层的中央信息管理层的远程控制指令，实现对现场机电装备或者流水线工艺流程的远程自动化控制，传感监测及执行机构层是面向整车焊接流水线生产和自动化控制的最底层，主要包括车间现场的各种监测、控制子系统，如焊接机器人控制子系统，滚床控制子系统，带式输送机控制子系统等。
3 结 语
随着工业以太网在工厂自动化控制领域中的逐步广泛应用，逐渐取代了过去传统的以现场总线为基础的自动控制模式。本论文对基于工业以太网的整车焊接流水线综合自动化控制网络系统展开了设计与研究，通过对网络通信实时性的理论分析，建立了基于工业以太网的整车焊接流水线综合自动化控制网络系统，分别从下位机PLC自动化控制系统和上位机DCS以太网网络系统两个角度详细探讨构建了整个综合自动化网络控制系统的设计与实现，对于工业以太网在工厂自动化控制方面的应用，无论是在理论研究还是在实践应用方面，都是具有较好的指导借鉴意义。
参考文献：
[1] 吴文秀，吴修德.基于工业以太网的数控机床网络控制系统[J].石油天然气学报，2005，（6）：803-805.
关键词：废纸造纸，造纸废水，动态平衡短流程
造纸行业是我国水环境污染的主要行业，2008年造纸废水排放的COD达148.8万吨，占全国工业COD总排放量的三分之一。目前有效减少造纸废水污染的措施是：“改善原料结构，提高木浆和废纸的比重”。废纸造纸与传统的麦草碱法蒸煮制浆造纸对比，吨纸水耗为60t比300t。免费论文，动态平衡短流程。可见废纸造纸是解决我国造纸废水污染的主要途径之一。因此，如何解决废纸造纸废水的污染，使其循环利用，是今后造纸行业的主要课题之一。
1 废纸造纸动态平衡短流程水循环工艺
动态平衡短流程水循环技术与传统的制浆造纸生产技术相比，首先突破了传统制浆造纸废水集中后采用各种方法进行处理、使水质符合制浆造纸用水要求后再回用各道工序的思维模式，是一种采用造纸废水物理处理、短流程逆向分段回用的工艺。同时，在纸机抄造系统中，加入与废水损耗量相当的新鲜水，实现废水动态平衡。废纸造纸动态平衡短流程水循环利用工艺流程图如下：
图一 废纸造纸动态平衡短流程水循环利用工艺
Fig.1 regenerated papermaking short-flowdynamic balance water recycle process
如图所示，整个动态平衡短流程水循环利用工艺由四部分组成。
①水力碎浆部分
美废加水在水力碎浆机中进行碎解打浆，经介质变换器到斜网过滤，纸浆进入1号贮浆池，筛下水直接回用到水力碎浆机，形成循环重复用水和纤维污泥交替沉积。
回用水中的细小纤维污泥增加使回用水的浓度略有增高，逐步趋于稳定，同时随着回用水浓度饱和，pH值的升高，一部分交替沉积中带负电性的细小纤维污泥被吸附在长纤维上进入下道工序进行浓缩，大部分进入水中的细小纤维在水中循环使用过程中不断被利用为成纸原料，同时也使COD在该工艺段处于相对动态平衡。
②打浆浓缩部分
1号贮浆池的纸浆由泵送到洗浆机进行浓缩，纸浆进入2号贮浆池，浓缩下来的水进入贮水罐回用于水力碎浆机。
③抄纸废水回用部分
由抄纸机网箱下来的水浓度较低，此部分水回收到白水池，分别送到贮浆池、配浆池和成浆池进行稀释回用，形成循环回用。
④供水平衡部分
抄纸机的冲洗网和其他剩余水流入水沟经斜网过滤，送入沉淀池，沉淀池中澄清水溢流至贮水池，回用于水力碎浆机；沉淀池中沉淀下来的细小纤维经真空虹吸管送到污泥浓缩池，再经自然干化后送锅炉燃烧。生产过程中因为干燥蒸发损耗一部分水，需要补充地下水。贮水池是整个供水系统的水源，同时也是整个短流程水循环的平衡池，保障了供水和用水的动态平衡。
通过造纸废水物理处理、短流程逆向分段回用和不断补充新鲜水的方法不仅实现了废水的减量化，而且改善了纸机系统的操作性和稳定性；不但省略了污水处理场节省了人力、物力，而且提高了废纸原料的利用率，减少了细小纤维的流失。
2废纸造纸动态平衡短流程水循环利用工艺的应用实例
河南滑县光明纸业有限责任公司以13#美废为原料生产育果袋纸，设计生产能力为4万t/a，主要产品黄条纹果袋纸产量为全国第一。公司2005年建有一座废水处理站，废水处理能力为2512m3/d，主要处理以下工段的废水：水力碎浆机废水、洗浆机废水、纸机废水。采用物化+生化的处理方法，其工艺流程如图2。
图2 废水处理工艺流程图
Fig.2 wastewater treatment process
该工艺能够有效地处理生产废水，运行费用为0.8~1.0元/m3，处理费用较高，公司负担较重。免费论文，动态平衡短流程。免费论文，动态平衡短流程。2007年9月，在河南师范大学生命科学学院、天津科技大学制浆造纸实验室和省环科院的协助支持下，公司制定了废纸造纸动态平衡短流程水循环利用新技术方案，参见图1。该方案于2008年7月在公司进行中试，根据中试的结果对废水处理工艺进行改造。
此次工艺改造主要是对回用水的管道和浆路管道进行改造，并且，将原来的废水集中收集后在污水站处理改为在制浆、造纸过程中形成短循环逆流回用，通过对浆浓度和pH值的控制，实现在动态平衡要求的数值区间；安装介质变换器，提高设备的吸附性，减少细小纤维的流失。免费论文，动态平衡短流程。
至2009年6月，工艺改造完毕并开始投入使用。
3废纸造纸动态平衡短流程水循环利用工艺的试验
3.1水力碎浆机循环水水质及污泥产排情况
水力碎浆机是生产系统中用水量及废水产生量最大的工段，水力碎浆机碎解打浆产生的废水量为总污水处理量的73.5%，废水中细小纤维污泥较多。经改造后，斜筛水直接回用到水力碎浆机用水。回用水的污泥浓度随着时间的延长浓度略有增高，但增高到一定浓度时，就停留在0.25%~0.35%之间，趋于动态饱和。如表1所示。
表1 水力碎浆机循环用水水质一览表
摘要：本次设计的大体思路及内容是：首先，运用Pro/E对所设计的产品—发夹，进行造型设计；接着对已完成造型设计的0件进行注塑模模具型腔的设计，如：选定分型面，构造凹模、凸模，设计确定抽芯机构、浇注系统及冷却系统；然后为其选用合适的标准模架，以确定其脱模机构；并对凹模0件进行工艺分析，确定加工工艺流程，编制数控铣削加工工序卡；最后对注塑模模具进行装配，将装配图转化成工程图，再在AutoCAD进行工程图的修改。
本次设计的每1步基本上都是由计算机来辅助完成的。
关键词：注塑模；设计；工艺；CAD/CAM
Design of Casts Mold and The Process Analysis of Critical Parts
Abstract： : This general design ideas and content : First, the design of products using Pro/E - hairpin, shaped design; Then the completed form to design a molded plastic parts molding Xingqiang design modules, such as : selected sub-type noodles, Construction Au modules, protrude modules designed to determine pumping core institutions, old systems and cooling systems; then choose the appropriate standard modules for the aircraft to determine their drawing of patterns; Au modules and components for analysis techniques to determine the processing sites, the preparation of digital Xianxiao manufacturing processes cards; molded plastic components for the final assembly module will be assembled into project plans, and then works in AutoCAD map changes.Every step of this design is basically completed by the computer to support.
关键词：SCADA系统，Sunwayland组态，Siemens，s7-300，PLC可编程控制器，变频调速控制技术，语音电话报警
概述
一、系统介绍
SCADA(SupervisoryControl And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。通过对上位机组态，根据中央空调系统制冷机房设备运行工艺流程对下位机进行程序编制，使制冷机房设备按照设计的工艺流程及精度要求自动运行，用户通过INTERNET可以从IE浏览器上远程访问Sunwayland的工程画面，实现24小时无人值守且保证中央空调科学节能运行，为客户提供舒适可靠高品质的冷负荷需求。论文参考网。
二、系统构成
1、上位机选用研祥工控机，安装国内知名组态软件Sunwayland WWW网络版6.1。
2、下位机控制核心选用多功能模块化的可编程控制器Siemens s7-300,选用CPU314、CP340通讯处理器（R485接口）、通过通讯的方式控制Siemens变频器MM430。
3、现场测量控制元件（如温度传感器、压力传感器、流量传感器、液位传感器、电动阀门等等）选用国际知名品牌如Siemens、Honeywell、Danfoss，通过开关量和模拟量输入模块采集现场设备运行状态及数据，通过开关量和模拟量输出模块控制现场执行设备。论文参考网。论文参考网。
4、SCADA系统结构共分四个层次如图所示：
三、系统软件、硬件部分清单
序号 监控中心设备名称 品牌型号 数量 单位 备注 1 STEP V5.4 SIEMENS 1 套 含驱动协议硬件狗 2 Sunwayland6.1 Sunwayland 1 套 WWW网络版 3 东进语音卡 DN081A 1 套
4 CPU314C-2DP SIEMENS 1 块
5 PS307(10A) SIEMENS 1 块
6 CP341(RS485) SIEMENS 2 块
7 Rail SIEMENS 0.83 米
8 128k存储器 SIEMENS 1 块
9 SM331 SIEMENS 2 块 8路 10 SM332 SIEMENS 1 块 8路 11 SM321 SIEMENS 1 块 32DI*24VDC 12 SM322 SIEMENS 1 块 32DO*24VDC/0.5A 13 工控机910B EVOC 1 台
14 MPI编程电缆 SIEMENS 2 件 USB口 15 打印机 HP 1 台 激光 16 控制柜柜体 RITTAL 1 套 玻璃门2.2*0.8*0.6 序号 现场设备名称 品牌型号 数量 单位 备注 1 冷水机组 YORK 2 台 MODBUS RTU,RS485 2 冷冻水泵 凯泉 3 台 变频MM430 3 冷却水泵 凯泉 3 台
4 冷却塔 联丰 2 台
5 冷冻定压补水装置 Flamac 1 台
6 电动开关阀 Danfoss 6 个
7 电动调节阀 Danfoss 3 个
论文摘要：钻孔灌注桩因其对各种土层的适性强、无挤土效应、无震害、无噪音、承载力高等优点，在建设工程的基础中得到了广泛应用。具体工艺流程与要求如下所示：
一、工艺流程及施工准备
（一）工艺流程
施工前必须全面掌握钻孔灌注桩的施工工艺，因钻孔设备不同，其施工工艺流程也不一样。现以冲击成孔为例，其主要施工工艺流程为：施工准备测量放线埋设护筒钻机就位钻孔清孔清孔检查安放钢筋笼吊放导管检查沉渣厚度灌注砼拆除导管桩头处理检查验收。
（二）主要准备工作
1.开工前施工单位结合场区内的具体情况编制施工方案，提前报送监理部进行审查。对现场施工人员进行图纸和施工方案交底。
2．认真做好测量放线工作。测量定位是整项工作的关键，它关系到孔位的准确性，钻孔的垂直度及基准面的标高的至关因素。在具体操作过程中，严格按三检制的要求层层落实，及时与监理沟通，与监理认真复核并与验收相结合，偏差要严格控制在设计或规范允许范围内。
3．钻机就位时必须保持平整稳固、不倾斜和位移，并采取一定的固定措施放止钻进过程中位移和摇晃。为控制钻孔深度，对每桩位地面测设标高，以便施工控制和记录。钻机就位时，应采取措施保证钻具中心和护筒中心重合，其偏不大于2 cm。护筒有导正钻具、控制桩位、防止孔口坍塌、台高孔内静压水头和固定钢筋笼等作用，应认真埋设。护筒内径比桩直径宜大10～15 cm，并视地面情况而定。护筒壁厚由4～10mm厚钢板经卷制焊接而成，护筒底口应超过杂填土深度；上口应高于地面20cm，护筒间连接时要求对焊平直，密封性好，上口加焊吊环。埋置时护筒中心轴线对正桩位中心，其偏差不宜大于20 cm，护筒外围用黏土分层回填夯实。
钻机是钻孔及灌注混凝土的支架，要安装平整稳固、安全，并具有一定的刚度，在钻孔中或其它操作时，不易产生位移和晃动。应根据工程地质资料和设计资料选用适当的钻机种类、型号，并配合适用的钻头。在钻孔过程中，成孔中心必须对准桩位中心，钻机架必须保持平稳，不发生位移、倾斜和沉陷；安装就位时，详细测量后底座用枕木垫实塞紧，顶端用缆风绳固定平稳，并在钻孔过程中经常检查，以保证转盘面水平、钻机机架垂直，进而确保桩身的垂直度和孔径大小均匀。
二、原料选用与砼灌注
砼骨料宜优先选用砾石或卵石，最大粒径40mm，砂石含泥量小于2%的，以提高砼的流动性，防止堵管。导管直径在250～350mm，视桩径大小而定。砼配合比通过试验确定，坍落度砼宜为180～220mm。砼运至灌注点时，应检查其均匀性和坍落度，如不符合要求应进行二拌合，二次拌合后仍不符合要求时不得使用。首批砼灌注数量使导管埋入砼深度不宜小于1.2m，应连续灌注，严禁中途停止，在灌注过程中，应经常测探孔内砼面的位置，及时调整导管埋深，导管埋深宜控制在2～6m。在砼灌注过程中，应时刻注意观测孔内泥浆返出情况，倾听导管内砼下落声音，如有异常必须采取相应处理措施。在灌注砼过程中宜使导管在一定范围内上下窜动，并及时转动，防止起拔导管困难。在灌注将近结束时，核对砼的灌入数量，以确保所测量砼的灌注高度是否下确。开始灌注时应先搅拌0.5～1.0m3同砼强度的水泥砂浆放在料斗的底部。
砼灌注分为首批砼灌注与后续砼灌注及后期灌注三个过程。在前一过程中，砼灌注量与泥浆至砼面高度，砼面至孔底高度，泥浆的密度，都与导管内径及桩直径有关。孔径越大，首批灌注的砼量越多。由于砼量大，搅拌时间长，因此可能出现离析现象，首批砼在下落过程中，由于和易性变差，受的阻力变大，常出现导管中堵满砼，甚至漏斗内还有部分砼，此时应稍拉导管，晃动漏斗，以便迅速向漏斗加砼，这样能使砼顺利下滑至孔底，下满后，继续向漏斗加入砼，进行后续灌注。在后续灌注中，当出现非连续性灌注时，漏斗中的砼下落后，应当牵动导管，并观察孔口返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入砼。
牵动导管的作用有两点：
1．有利于后续砼的顺利下落，否则砼在导管中存留时间稍长，其流动性能变差，与导管间摩擦阻力随之增强，造成水泥浆缓缓流坠，而骨料都滞留在导管中，使砼与管壁摩擦阻力增强，灌注砼下落困难，导致断桩。同时，由于粗骨料间有大量空隙，后续砼加入后形成的高压气囊，会挤破管节间的密封胶垫而导致漏水，有时还会形成蜂窝状砼，严重影响成桩质量。
2．牵动导管增强砼向四周边扩散，加强桩身与周边地层的有效结合，增大桩体摩擦力，同时加大砼与钢筋笼的结合力，从而提高桩基承载力。
在砼灌注后期，由于孔内压力较小，往往上部砼不如下部密实，这时应提高漏斗增大落差。以提高其密实度。当然在控制砼初凝时间的同时，必须合理地加快灌注速度，这时提高灌注质量十分重要，因此应做好灌注前的各项准备工作，以及灌注过程中各道工序的密切配合工作。
三、选择打桩顺序
打桩顺序一般分为：由一侧向单一方面打，自中间向两个方面对称打，自中间向四周打。打桩顺序直接影响打桩速度和桩基质量。因此，应结合地基土壤的挤压情况，桩距的大小，桩机的性能，工程特点及工期要求，经综合考虑予以确定，以确保桩基质量，减少桩机的移动和转向，加快打桩速度。
四、结语
施工人员要认真学好专业基础知识，认真总结，正确应用有关规范；熟悉地质资料、设计图纸、相关文件及各项技术要求，不断提高自身的业务素质和技术水平，抓好施工准备、成孔、清孔、水下砼灌注等各个环节的质量控制，采取各种有效的措施，确保灌注桩的成桩质量。
参考文献：
1、齐淑珍、贾继国、张业力着《浅谈混凝土钻孔灌注桩工艺流程》，水利科技与经济，2005
【关键词】建筑设计 建筑概念设计 概念设计 设计思想 应用
中图分类号：TU2文献标识码： A
一．引言
水资源紧缺问题已成为世界性问题，目前全球范围内约有60%以上地区的陆地淡水供应不足，有40多个国家处于严重缺水状态，全世界约有1/3的人口无法得到安全供水。我国同样面临水资源短缺的问题，为了水资源紧缺问题，各个城市开始研究水回用技术和再生处理技术。城市处理污水的中水回用技术就是其中典型的水资源再生利用的一种方式。
二.我国污水回用现状。
我国在这方面起步较晚，目前我国最大的水资源再利用项目：高碑店污水处理厂再生水回用项目已经实施全线贯通。用于园林、环卫、工业等行业。我国早在1985 年将城市污水处理与利用列入国家科研课题，相继在北京、青岛、泰安、天津、大连、太原、淄博等城市开展了污水回用的实验研究工作，其中有些城市己修建了污水回用试点工程并取得了积极的成果，为全国的中水回用提供了技术依据，积累了一定的实践经验。
北京是我国污水回用发展较快的城市，至2010 年污水的再生利用量达到10 亿m3。大连市自1994 年以来，先后在12 座大型建筑中配套建设了中水实施，日节约淡水2000m3。
宁波市目前仅有一家中水回用单位，即宁波市污水处理厂的中水初级回用工程，污水处理后的出水灌溉厂区的草坪绿化。虽然我国部分城市在中水利用走在了前而，但是中水资源的利用与开发总体进展缓慢。
三.中水回用技术。
城市中水深度处理回用的处理技术按其机理可分为物理化学法、生物化学法和物化生化组合法等；按工艺路线可分为传统石灰石法、膜法处理工艺。以上工艺技术都能把污水处理为适合各种回用途径的出水，甚至达到高标准水质要求。先进的膜处理技术可以获得高质量的处理出水，但投资较大，传统深度处理技术的投资相对较低，但存在不少问题，且回用范围较小。因此，探索适合我国国情的中水深度处理回用新技术和工艺设备，对于经济、安全、快速地解决我国城市的缺水与水污染问题具有重要的意义。
城市中水深度处理回用在严重缺水的中东、非洲地区和经济发达的北美、西欧已成功应用多年，研究成果颇丰。特别是美国和加拿大，多数火力发电厂都是采用市政污水处理厂处理后的出水作为电厂的水源，在此领域技术处于领先地位。近年来，其工艺技术也在不断改进，过滤方式已逐步改变为膜处理工艺。
我国在城市污水回用方面的研究起步较晚，已经建成的中水回用工程多以传统石灰石处理工艺为主，应用膜生物反应器技术的大型工程实例还较少，且存在通量低、易污堵、能耗高、一次性投资较大等问题。目前，不少单位正在积极开展这方面的研究，寻求适合我国国情的经济合理的新工艺技术。国内污水厂中水回用大体有五种处理模式：一是采用膜过滤—反渗透双膜处理工艺；二是采用水解酸化—生物曝气—深层过滤—消毒处理工艺；三是采用浮选—过滤处理工艺；四是采用高效过滤处理工艺；五是采用絮凝沉淀工艺。
1.中水回用工艺流程：
中水回用处理一般包括预处理、主处理及深度处理三个阶段。其中预处理阶段主要有格栅和调节池两个处理单元，主要作用是去除污水中的固体杂质和均匀水质；主处理阶段是中水回用处理的关键，主要作用是去除污水的溶解性有机物；深度处理阶段主要以消毒处理为主，保证出水达到中水水标准。
中水回用主处理技术主要包括生物法、物化法及膜分离法。其中生物处理法是利用水中微生物的吸附、氧化分解污水中的有机物，包括好氧和厌氧微生物处理，一般采用多种工艺相结合的办法；物理化学处理法以混凝沉淀（气浮）技术及活性炭吸附相结合为基本方式，提高出水水质，但运行费用较高；膜处理技术一般采用超滤（微滤）或反渗透膜处理，其优点是SS去除率很高，占地面积少等优点。
处理工艺流程为：原水格栅调节池提升泵生物反应器循环泵膜组件消毒装置中水贮池中水用水系统
中水回用技术作为目前节约水源、防治水污染的重要途径，充分利用中水回用技术一方面缓解城市供水压力，同时大大节省企业排污费，降低生产成本，；另一方面保护周边环境的卫生，给城市营造良好的工作生活氛围。
2.中水回用技术特点：
（1）能高效地进行固液分离，将废水中的悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开。分离工艺简单，占地面积小，出水水质好，一般不须经三级处理即可回用。
（2）可使生物处理单元内生物量维持在高浓度，使容积负荷大大提高，同时膜分离的高效性，使处理单元水力停留时间大大的缩短，生物反应器的占地面积相应减少。
（3）由于可防止各种微生物菌群的流失，有利于生长速度缓慢的细菌（硝化细菌等）的生长，从而使系统中各种代谢过程顺利进行。
（4）使一些大分子难降解有机物的停留时间变长，有利于它们的分解。
（5）膜处理技术与其它的过滤分离技术一样，在长期的运转过程中，膜作为一种过滤介质堵塞，膜的通过水量运转时间而逐渐下降有效的反冲洗和化学清洗可减缓膜通量的下降，维持MBR系统的有效使用寿命。
3.新型两级过滤膜生物反应（DF-MBR）技术
新型两级过滤膜生物反应（DF-MBR）是利用生化过滤单元去除水中的大部分有机污染物和悬浮颗粒物，减轻后续膜过滤单元的运行负荷，提高膜通量，减小膜过滤单元的设计规模及占地面积，进一步降低系统造价。
DF-MBR基本工艺流程为：
4.生物接触氧化法。
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺,即采用活性污泥法与生物接触氧化法相结合的方式，好氧曝气采用活性污泥工艺，利用好氧微生物菌群氧化分解污水中的有机物，接触氧化工艺是通过生物膜的作用进一步吸附，降解污水中的有机物。具体结构采用的是多段推流式，即生物接触氧化池内分成多格，污水串联流过每一格间。可使每格生长的微生物与负荷条件相适应，有利于专性微生物的培养驯化，提高了处理的效率。
四.结束语：
中水处理技术是基于全球水资源紧缺和废水外排污染而兴起的技术，城市污水处理中水回用，既减少了污水直接排放的污染程度，同时又能最大程度的对水资源进行再生利用，可谓一举多得。城市污水就近处理并回用，可以保证水资源稳定可靠，同时又能减少供水管网的压力，有利于环境城市污水处理及排水管网的压力，缓解水资源紧张的问题。城市污水处理、中水回用正成为污水处理和发展的重要方向。
参考文献：
[1]杨文昭 YANG Wen-zhao 城市处理污水的中水回用技术探讨[期刊论文] 《广州大学学报（自然科学版）》 -2004年4期
[2]谢攀峰 平顶山市污水净化公司中水回用项目技术探讨 [期刊论文] 《环境保护》 PKU CSSCI -2008年14期
[3]杨承鸿 YANG Cheng-hong 中水回用技术及其存在问题探讨[期刊论文] 《山西建筑》 -2010年23期
[4]李善仁 肖艳 LI Shan-renXIAO Yan 上海市白龙港城市污水处理厂中水回用工程[期刊论文] 《中国给水排水》 ISTIC PKU -2009年2期
[5]王晓 过滤吸附在中水回用处理中的应用研究 [学位论文]2010 - 青岛理工大学：环境工程
关键词 情境认知 教学模式 初探
中图分类号：G424 文献标识码：A
On Coal Chemical Technology and Equipment
Teaching Mode Based on Situational Cognition
CHEN Xiaojuan， WANG Chang， TAN Xin
（Mechanical Engineering School， Inner Mongolia University
of Science & Technology， Baotou， Inner Mongolia 014010）
Abstract During the process of teaching of "The coal chemical technology and equipment"， the situated cognitive theory was applied， the teaching model was reformed and innovated correspondingly， and the teaching practice and examination were planed. These have proved that the teaching effect had been improved significantly.
Key words situational cognition； teaching model； initial exploration
高等教育承担培养创新人才的历史使命，要着力培养学生的创新意识，提高工程创新能力，从而要求教师能够打破传统的教育观念与模式，引导学生形成自主探究和体验知识的过程。情境认知理论在教学过程的应用，不仅更新了学生对学习的理解，而且逐渐成为了学习理论领域研究的主流。
1 情境认知理论应用概述
情境认知理论应用到教学之中，能够达到学生掌握知识和知识实践的目的，基于情境认知的教学就是由教师创造有利于创新思维的教学、学习情境。针对不同的教学内容，教师可以进行问题情境、案例情境及工程背景情境等情境的创设，通过问题情境的解答过程、案例分析讨论的探索过程，具体工程及背景的研究过程等多种方式的拓展性教学，引导学生创造性地运用自身知识去自主发现问题、讨论问题、解决问题，培养学生的创新思维和学习能力。
2 基于情境认知的煤化工技术及装备课程教学模式的探索
2.1 课堂教学环节
本环节中，针对不同教学内容，建立不同情境认知的教学模式，使知识点形象化、实际化，知识结构条理化，学生能够在具体的情境中掌握教学内容，实现理论与实践的统一认知。
2.1.1 采用“三位一体” 案例式情境认知教学方法，提高课堂效率
所谓案例式“三位一体”教学是指将设备、仪表以及工艺三者有机结合，并加强相关课程引入的综合教学。现代煤化工具有自动化程度高、工艺先进以及设备大型化的特点，将控制理论加到教学中并加以化工工艺知识的学习，可以让学生更快地适应现代化工的发展和要求。将多学科知识应用到该课程教学当中，用工程实例来启发学生，在循序渐进的案例情境教学中，通过对大量案例的讲授、分析，学生更易于体验和掌握知识，也能从中学会理论联系实际的方法。
2.1.2 充分利用多媒体手段，构建工程情境认知背景下的教学方式
此情境的创设需要教师收集充足的教学素材，并加以整理完善，应用好此种教学方式可以加大信息的传递量，同时对设备内部结构等复杂专业知识给学生以感性认识。比如在专业设备的讲解过程中要结合工程实际构建合理的工程情境，利用影像图片资料讲解设备的关键部件及运行原理，以及相关知识点在工程和现实生活中的应用，让学生切实感受到知识的用途，而不是单纯的理论。让学生学会从工程实际考虑问题，带着问题听课，真正做到理论和实践的结合。
2.1.3 创设互相交流的合作情境，激发学生探究问题的热情
在合作和交流的过程中，学生可以感受不同的思维方式和思维过程，合理地调整、丰富自己的认识，获得知识。教学中，教师要根据学习的需要，适时组织学生的合作与交流，提出具体的目标和要求，使学生在相互启发、互相补充的学习活动中，获得知识，发展能力，逐步形成合作与创新意识。在合作情境的创设和认知应用中，学生的主观能动性和自主学习的热情都有了极大的提高。
2.2 实践教学环节
实践教学是夯实课堂教学成果的关键步骤，合理创设实践教学的情境，对有效缩短学生在校期间的学习内容与实际工作应用之间的差距，有着极为显著的作用。
2.2.1 合理的情境创设和高度仿真实训结合的拓展性教学
拓展教学旨在让学生变成学习的主体。主要进行工艺仿真实训，辅以设备的拆装和仪表的认识。使学生在掌握了书本上的基本原理、工艺流程和设备的基础上，结合完整的模拟工艺流程和实际背景材料，通过先进的网络多媒体设施，科学地了解煤化工工业体系及其知识需求。运用所学理论知识，系统化地认识实际工艺流程。通过改革传统的验证性实验，创造仿真工程实训环境，对于巩固教学成果，提高学生的分析能力和在复杂情况下的决策能力起到明显效果。
2.2.2 情境教学和研究性教学结合的随机进入式教学模式
将情境教学和研究性教学结合，旨在提高当理论基础知识学习扎实，对工艺指标理解深刻后，完成指定题目的课程设计或学术论文的质量。在所创设的情境中，把煤化工技术及装备教学问题作为研究课题，统揽煤化工方面多家学派的学术观点，随机并及时地总结，深入地研究探讨所涉及的学术问题，并将这些信息应用于自己的学习和研究，达到检验知识成果的目的，最终提升学生综合运用基础理论知识的能力。
2.3 考核环节：改革考核方式，重视学习过程
情境认知理论认为，评价的本质是一种价值判断。为了真实地体现学生学习的价值。本课程的考核以考核动手能力、分析解决问题的能力为主要目标，辅以传统的教学考核，实现多元化考核。具体而言，主要有以下几种方式：（1）用多任务标准取代单一评价，如在对学生考核时综合考试、论文、仿真实训、课堂讨论、提问等多种成绩，全面考查学生的知识掌握程度和实际运用能力等方面。（2）以真实任务为标准的评价，以实地考核学生实验操作，过程评定课程设计，答辩式论文综述等方式为主，让学生逐渐学会运用所学知识去分析和解决工程实际问题。
3 结语
实践证明，在煤化工技术及装备教学中理论讲解与情境教学相结合，取得了良好的教学效果。教师只有不断学习，并结合学生就业的需要，更新知识结构，积极开展教学研究与探讨，吸收最新的学科成果，注重教学方法，采用合理的教学模式，才能使教学质量不断提高。
本文系内蒙古科技大学校内重点教改《以培养工程应用型人才为导向的煤化工技术及装备课程改革》资助项目（项目编号：JY2011005）
参考文献
[1] 宋伟强.基于情境认知的聚合物结构分析研究性教学探讨[J].中国校外教育，2010（1）：59.
这次烟机设备维修电工技师鉴定是国家实行技师资格鉴定后昆明卷烟厂第一次组织的通用工种类技师鉴定，鉴定工作由云南省第155国家职业技能鉴定所负责实施。参加鉴定人员自愿申报，然后由部门推荐经昆明卷烟厂技师(高级技师)资格审查推荐领导小组严格按照申报条件进行审核。考生先经过集中培训，然后由云南省第155国家职业技能鉴定所根据维修电工技师国家职业技能鉴定标准对考生分别进行基础理论、模拟电子电路、电路故障排除、变频调速、plc编程、教案编写及授课技能、论文写作与答辩等项目的考核，全部考核项目都及格者，才能取得烟机设备维修电工技师职业资格证书。
现就维修电工职业技师资格鉴定的申报条件、鉴定程序和鉴定内容摘抄如下：
鉴定对象和申报条件：
从事维修电工职业的专业人员，经过规定学时技师资格培训合格，并具有下列条件之一者可申报维修电工技师资格鉴定：
1.取得本职业三级(高级)资格证书后在本职业连续工作4年以上;
2.高级技工学校毕业，并取得本职业三级(高级)资格证书后，在本职业连续工作2年以上;
3.本专业大专以上毕业，并取得本职业三级(高级)资格证书后，在本职业连续工作3年以上;
4.连续从事本职业工作15年以上，并取得三级(高级)资格证书。
知识考试范围：
电子技术：晶体管多级放大电路分析;运算放大器组成的典型线路分析及参数设定;典型逻辑组合电路，时序逻辑电路的分析及设计方法;综合性电子电路的分析及设计方法。
电力电子技术：电力电子器件、晶闸管整流电路、逆变电路基本概念。
电气自动控制技术：自动控制基本原理;双闭环直流调速系统工作原理和参数设定;常用传感器工作原理及检测电路分析;复杂设备电气系统安装、调试知识及电气检测与诊断技术。
可编程控制器：用plc基本指令、常用功能指令，进行程序设计;用plc控制生产工艺流程的步骤及设计方法;将继电气线路改造成用plc控制的流程图、程序表。
新技术：数控系统的基本概念;微机应用及接口-技术基本概念;网络通讯基本概念;交流变频调速系统基本概念;交流电机矢量控制调速系统基本概念;专业发展方向。
熟悉气动控制、液压控制的基本原理以及识图、分析及排除故障的方法。
检修工艺编制：能够制定电气系统与电气设备检修、大修工艺，了解电气设计基本方法。
1CDIO工程教育理念
CDIO工程教育模式，是由美国麻省理工学院、瑞典皇家工学院等四所大学共同创立的工程教育改革模式。是近年来国际工程教育改革的最新成果，CDIO是构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)、运作(Operate)4个英文单词的缩写，以产品从研发到运行的生命周期为载体让学生以主动的、实践的、与课程之间有机联系的方式学习掌握知识&-4。迄今已有几十所世界著名大学加入了CDIO国际组织，这些学校采用CDIO工程教育理念和教学大纲开展教学实践，取得了良好的效果。
2存在的问题与课程建设思想
微电子技术研究的中心问题是集成电路的设计与制造,将数以亿计的晶体管集成在一个芯片上。微电子技术是信息技术的基础和支柱，是21世纪发展最活跃和技术增长最快的高新科技，其产业已超过汽车工业，成为全球第一大产业。微电子工艺课程主要介绍微电子器件和集成电路制造的工艺流程，平面工艺中各种工艺技术的基本原理、方法和主要特点。其课程建设思想是使学生对半导体器件和半导体集成电路制造工艺及原理有一个较为完整和系统的概念，掌握当前微电子芯片制作的工艺流程、主要设备、检测方法及其发展趋势^7]。
但目前该课程教学中存在较多问题，教学效果不佳，主要有如下几点：(1)教材陈旧，没有较适合的双语教材，难以适应跨国际的微电子制造工艺新技术的快速发展;(2)教学内容信息量大，在教学时间短、内容多的情况下，教师难以合理安排教学进度;(3)在课程设置上重理论轻实践，技术性和实践性的内容较少，与迅速发展的工业实际脱节;(4)教学方法单一,理论联系实际不紧密，不利于学生课堂积极性的提高与创造性的发挥“5)实践教学环境较差，由于微电子工艺设备十分昂贵，有待加强高校精密贵重仪器设备和优质实验教学资源共享平台和运行机制的建设;(6)教评形式单一，忽略了实践教学与考核，致使大多数学生只是死记硬背书本知识的学习方式来应付考试。
3微电子工艺的课程建设
3.1教材选取及教学内容改革
本课程教材选用经历了《芯片制造一半导体工艺制程实用教程》、《现代集成电路制造工艺原理》到目前的首选教材：国外电子与通信教材系列中，美国MichaelQiurk和JulianSerda著《半导体制造技术》韩郑生的中文翻译本。该书不仅详细介绍芯片制造中的每一关键工艺，而且介绍了支持这些工艺的设备以及每一道工艺的质量检测和故障排除;并吸收了当今最新技术资料，如用于亚0.25pm工艺的最新技术:化学机械抛光、浅槽隔离以及双大马士革等工艺;内容丰富、全面、深入浅出、直观形象、思考习题量大，并附有大量的结构示意图、设备图和SEM图片，学生很容易理解，最主要的相对前两本教材,它更加突出实际工艺，弱化了较抽象的原理。
教学内容上采取调整部分章节，突出教学重点，并适当增减部分教学内容。本课程的目的是使学生掌握半导体芯片制造的工艺和基本原理，并具有一定的工艺设计和分析能力,课程仅32学时，而教材分20章,600页，所以教师需要精选课堂授课内容。从衬底制备、薄膜淀积、掺杂技术到图形加工光刻技术以及布线与组装,所涉及的概念比较多，要突出重点：薄膜淀积(氧化、蒸发、溅射、MOCVD和外延等)，光刻与刻蚀技术、掺杂技术，需章节调整系统整合;对非关键工艺的5~8章(介绍半导体制造中的化学药品、污染及缺陷等内容)只作为学生课后自学阅读。第2章的半导体材料特性已在“固体物理”课程中详细介绍，第3章的器件技术已在‘‘半导体物理“晶体管原理”课程中介绍，第20章装配与封装会在“集成电路封装与测试”课程中介绍，故无需重复讲解。将第9章集成电路制造工艺概况放在后面串通整过工艺讲解，即通过联系单项工艺流程,具体分析讲解典型的CMOS芯片制造工艺流程,如由n-MOS和p-MOS两个晶体管构成的CMOS反相器，这样能够加深对离子注入、化学气相淀积、光刻关键技术、集成电路的隔离技术以及VLSI的接触与互连技术等内容的理解。
另一方面，指导学生查阅相关资料，对教材内容作必要的补充，微电子工艺技术的发展迅速，因此需要随时跟踪微电子工艺的发展动态、技术前沿以及遇到的挑战。特征尺寸为45nm的集成电路已批量生产，高K介质/金属栅层叠结构、应变硅技术已采用。而现有的集成电路工艺教材很少能涉及到这些新技术，为了防止知识陈旧，应多关注集成电路工艺的最新进展，尤其是已经投入批量生产的工艺技术，及时将目前主流的工艺技术融入课程教学中。
3.2教学方法的改革
(1)开发多媒体工艺教学软件，利用多媒体技术，将动画、声音、图形、图像、文字、视频等进行合理的处理，利用大量二维和三维的多媒体图片、视频来展示和讲解复杂的工艺构造过程。开发图文声像并茂的微电子工艺多媒体计算机辅助教学软件，给学生以直观、清楚的认识，有助于提高教学质量。
(2)微电子工艺综合共享实验平台建设，集成电路的制造设备价格昂贵，环境条件要求苛刻，运转与维护费用很大，国内仅部分高校拥有集成电路工艺试验线或部分实验分析设备。按照有偿服务或互惠互利原则共享设备仪器资源，创建各院校之间和与企业之间的“微电子工艺综合共享实验平台”可极大的提高集成电路工艺及其实验课程教学效果，即解决了一些院校资金短缺问题，同时也部分补偿了大型设备的日常使用和维护费用问题。其综合共享实验平台包括金属有机化合物MOCVD沉积技术、分子束外延、RF射频磁控溅射、XPS、XRD及AFM分析测试、光刻、离子注入等涉及投资巨大的仪器设备实验项目。
(3)拓展实践能力的校企合作，让学生带着理论知识走进企业的真实工程环境，探索利用企业先进的工艺线资源进行工艺实验教学与参观实习6-9]。参观实习能够使学生对集成电路的生产场地,超净环境要求具有深刻的感性认识，对单晶硅制造流程、芯片制造工艺过程以及芯片的测试和封装的了解也更加系统和全面。同时利用假期安排学生去企业实习，让学生参与企业的部分生产环节，亲身感受实际工艺生产过程，增加学生对企业的了解，也利于企业选拔优秀学生。
(4)工艺视频与工艺实验辅助教学，由于微电子工艺内容与生产密切结合，不能单靠抽象的书本知识教学，对于学生无法了解到的一些工艺实验与设备，可通过录像教学来补充。本学院购置了清华大学微电子所的集成电路工艺设备录像与多媒体教学系统，结合国外英文原版的工艺流程视频,通过工艺视频把实际工艺流程、设备和设备操作等形象地展示在课堂。多媒体教学系统提供了氧化、扩散和离子注入三项工艺设备操作模拟，可使学生身临其境地对所学的基本工艺进行简单的模拟。同时结合课堂教学开设半导体平面工艺实验，主要包括以：氧化、光刻、扩散、蒸铝、反刻、划片、装架、烧结、封装。实验以教师讲解与学生动手相结合，既培养了学生的实际动手能力，又使学生掌握了科学分析问题的方法，激发了学生的学习兴趣,加深学生对课堂理论知识的理解。
3.3多元化的考核评价体系
对学生的考核是对其具体学习成果的度量，也是检验教学改革成效的重要手段，为了更科学合理的考核学生，我们建立了多元化的更加注重过程参与的考试评价体系，降低了期末考试在总成绩中所占比例，最大限度避免学生靠死记硬背来应付考试和学生创新思维被抑制、高分低能现象产生。这种多元化、过程性的成绩评定方法，强调知识的积累与构建过程，消除了学生重理论轻实践,考前死记硬背应付考试的弊病。总评成绩由平时成绩和期末考试成绩两部分构成。但加大平时成绩的权重,平时成绩即包括了作业与考勤，还包括综合性实验成绩、设计仿真、国外工艺视频翻译、专题小论文和专题PPT论坛团队成绩等。同时在期末考题中增加openanswerquestion型、工艺过程设计型题目110-11。
4结语
购物车(0)