系统优化设计范文第1篇

本文针对工程机械、大型装备等零部件的涂装生产线通风系统的特点，以某一大型工件表面涂装生产线为例，介绍其通风系统的优化设计过程。

1、设计依据

（1）工件最大外形尺寸：12000（mm）×2450（mm）×3000（mm）；（2）工件最大重量：3600kg；（3）生产任务：40000件/年（三班制，22.5小时/天），按每天生产150件计算；（4）生产节拍：8分钟/件（设备负荷率88.9%）；（5）动力条件：电源：三相四线制，AC380V，网络电压波动±15%，频率50±5%Hz；热水：90℃，0.2Mpa；冷水：5℃，0.2Mpa；压缩空气：0.6～0.8MPa；涂装生产线工艺流程：上件底漆喷漆预备底漆喷漆（＞15℃）底漆流平（20-40℃）底漆烘干（70-80℃）底漆强冷面漆喷漆预备面漆喷漆（＞15℃）面漆流平（20-40℃）面漆烘干（70-80℃）面漆强冷下件其中底漆、面漆喷漆室采用文式喷漆室，全自动机器人喷涂；烘干室采用红外加热器辐射加热，所选用的红外加热器对有机气体具有分解净化功能，其有机气体净化率可达到60%。

2、各工位通风风量确定

（1）喷漆室送排风风量计算：对于顶部送风、底部抽风的喷漆室通风量计算，其总的通风量按下式计算:V=3600Fu[1]式中V——喷漆室总的通风量（米3/小时）；F——喷漆室操作的地坪面积（米2）；u——垂直于地坪的空气流速（米/秒）。根据《涂装作业安全规程喷漆室安全技术规定GB14444-93》中规定室内无人操作的大型喷漆室内风速控制在0.25-0.38m/s，这里空气流速取0.25m/s，假设喷漆室内腔尺寸：8m（长）×7m（宽），则总送排风风量：V=3600*8*7*0.25=50400m3/小时（2）烘干室送排风风量确定本烘干室采用红外加热器辐射加热，其自身需要有一定的风量来进行冷却，所需风量为350～400米3/（小时·只），则总送风风量V=（350～400）n，其中n为红外加热器的数量。本涂装线中底、面漆烘干室各采用28只红外加热器，故烘干室送风风量为9800～11200米3/小时。（3）强冷室送排风风量确定强冷室的通风量按下式计算:V=Q/（ρcΔT）式中V——强冷室总的通风量（米3/小时）；Q——强冷室需要带走的热量（千卡/小时）；ρ——空气的密度（公斤/米3）；取1.29c——空气的比热（千卡/公斤·℃）；取0.24ΔT——送排风的温度差（℃）。根据生产工艺，工件温度从70℃降到20℃,需要带走的热量约为15.5万大卡/小时,ΔT取15℃，则强冷室总送排风风量：V=155000/(1.29*0.24*15)=33300米3/小时（4）有机废气最小排风风量确定根据工件参数以及所使用的油漆参数，计算各工位有机溶剂的挥发量，从而确定各工位在安全状态下的排风风量，其参数及计算结果见下表：

3、通风系统优化设计

在传统的涂装生产线中，各工段大都采用独立的送排风系统。喷漆、流平室大多采用车间外直接取风和车间外排风，因此，在黄河以北地区，冬季送风要求加热到25度左右，需要消耗大量的能源。烘干室加热一般采用天然气加热，利用循环热风对工件进行烘干，同样需要大量的热能。强冷室却排放出大量的热风。因此，为充分合理利用能源，必须对其通风系统的设计进行优化，思路如下：（1）为了减少有机废气的排放量，可以考虑喷漆室内排出的空气部分进入循环使用，同时确保喷漆室内的有机废气浓度低于其爆炸下限的25%；同时，根据油漆的施工工艺要求，喷漆室的送风温度要求大于15℃，为节省能源，喷漆室的冬季取风可采用强冷室的排风。（2）流平室的温度要求控制在20-40℃之间，因此考虑采用一套独立的送排风循环加热系统，其中部分气体排出室体，保证流平室内的有机废气浓度低于其爆炸下限的25%；补充新风从强冷室排风管取风，可减少新风的加热量。（3）喷漆室、流平室排出的有机废气送入烘干室内，作为烘干室的红外辐射加热器的冷却用取风，通过加热器对有机气体的分解净化功能，减少有机废气的排放量。底漆部分通风系统流程图如下：系统调节控制的关键点：（1）各循环送排风装置的风机采用变频控制，有利于调节系统中的风量平衡。（2）采用比例式电动定风量调节阀，对关键管路中的风量实行定量控制。（3）保留喷漆、流平室的循环送排风装置中的热水加热段，作为系统中的辅助加热系统。（4）在喷漆室顶部设一紧急出风口，在测得喷漆或流平室内有机溶剂浓度超标时，对室内的气体进行更换。通风系统优化设计前后能耗比较：（1）优化设计前，喷漆室采用车间外直接取风和排风，以冬季加热25度计算，51000立方米的风量每小时需要的加热量为40万大卡，优化设计后，采用循环风并且由强冷室的排风作为补充新风，冬季需要的加热量几乎为零。（2）优化设计前，流平室采用循环加热，并且补充车间外新风，优化设计后，采用强冷室排风作为新风补充，以补充新风比车间外新风平均高25度计算，每小时节省的加热量为1.2万大卡/小时。（3）优化设计前，烘干室采用车间外新风作为加热器冷却用新风，优化设计后，烘干室采用喷漆和流平室的排风作为补充新风，以年平均高出15度计算，每小时节省热量4.9万大卡/小时。（4）优化设计前，喷漆流平室的有机废气采用吸脱附装置，且风量为52500立方米/小时，优化设计后，废气处理量为10500立方米/小时，且由烘干室内的红外加热器进行处理。每小时至少能节省电能45kW。（5）将节省的热能转化为电能计算，预计至少3个月喷漆室需要加热，则涂装线底面漆两部分一年能节省的能源为327万千瓦时。以1.5元/千瓦时单价计算，则涂装生产线一年能节省运行成本至少为490.5万元。

二、结束语

系统优化设计范文第2篇

该工程是集客房、餐饮、宴会、会议办公为一体的多层公共建筑，地下一层、地上五层，建筑体总高度22.46米，总建筑面积13735平方米。本建筑各层平面主要功能为:地下1层为厨房、库房及设备用房等，首层为餐饮、会议功能，二层～四层为客房层，五层为设备层。该工程的酒店级别定为五星级标准。

2空调系统设计

2.1冷热源设计

该工程空调计算冷负荷为1058kW，计算热负荷为423kW。由于该项目的功能特性决定了其空调设备同时开启的情况极少，故在冷热源装机容量的选择上取同时使用系数为较小值，制冷时的同时使用系数约为0.8，制热时约为0.6。由此，该工程选用了2台60冷吨(211kW)的螺杆式水冷冷水机组(其中有1台为热回收型机组)、1台120冷吨(422kW)热回收型螺杆式水冷冷水机组作为冷源，集中放置于地下一层空调主机房。热源选用2台额定制热量为130kW模块式风冷热泵机组作为热源，同时该风冷热泵机组可兼作过渡季节或夜间的极低负荷以及高峰负荷时的冷源。冷源系统的冷却塔及风冷模块式热泵机组放置于二层露天平台处，水泵则统一置于地下一层主机房内，方便集中统一管理。如图1所示为空调冷热源系统流程图。

2.2空调水系统设计

结合本工程业主方的要求及整体管理水平，该空调水系统以方便有效的管理为原则，以合理的节能运行为目的进行设计。空调水系统采用分区两管制，按照建筑功能，分为客房区域、餐饮区域及办公会议区域。各区供冷/供热转换在主机房内分集水缸的各环路总管上设手动蝶阀实现手动切换。空调冷却水、冷冻水、供暖热水系统均为水泵与主机一对一的一次泵定流量系统。冷冻水/冷却水/供暖水系统均采用二管制异程式系统。冷冻水供回水温度为7℃/12℃;冷却水供回水温度为32℃/37℃;供热系统供回水温度为45℃/40℃。

2.3热回收系统设计

为了降低能耗，酒店建筑一般需要设计空调热回收系统，利用回收其冷水机组的冷凝热来获得免费的生活热水，而广东地区明确规定采用集中空调系统的大面积酒店建筑应当配套设计和建设空调废热回收利用装置［1］。本工程空调热回收系统分别由1台制冷量为60RT(211kW)的热回收型螺杆式冷水机组和1台制冷量为120RT(422kW)的热回收型螺杆式冷水机组、2台热回收循环水泵以及2个梯级蓄热水罐组成。空调热回收热水系统主要为该工程的客房区及厨房区提供生活热水，同时综合考虑了热水管网的回水加热循环。空调热回收系统的设计热水供/回水温度为60℃/35℃。如图2、图3所示分别为冷凝热回收系统流程图(空调主机侧)及冷凝热回收系统流程图(水专业侧)。

3系统节能性分析

3.1冷源系统节能分析该空调系统的冷源具有大小主机搭配、并且与风冷热泵机组互为备用，基本可以满足该项目的各种不同运行工况，同时有效避免了冷源容量配置过大，可降低初投资成本，其运行也比较节能。

3.2空调水系统节能分析空调水系统根据项目特点设计为分区两管制系统，实现客房区及餐厅区不同时段冷热负荷需求，在满足实际需求的同时运行更加节能。冷冻水泵、冷却水泵及热水泵与主机采用一对一的连接方式，以达到合理的流量分配及稳定的运行效果，同时采用定流量系统运行，减少了系统控制的复杂性，运行更加可靠，但是系统节能性相对变流量系统会差一些。

3.3热回收系统节能分析

3.3.1热回收的基本原理本工程的空调热回收系统采用了回收冷水机组的冷凝热。冷水机组冷凝热回收系统就是把制冷循环中制冷工质冷凝放热过程释放的热量利用来制备生活热水。所示为冷水机组排气热回收系统原理图。由文献［2］及相关厂家的实际测试数据可知，标准测试条件下(热水供回水温度一般为55℃/30℃)冷水机组的显热回收量约为制冷量的12.5%～15%范围内，很多时候可按照15%计算。当热水的供回水工况与测试工况不一致时则需根据实际情况分析，具体方法可按照文献的分析方法计算得出总热回收量。

3.3.2热回收系统设计分析由于传统热回收系统存在一系列的问题，故本文在文献的热回收系统基础上进行了以下几点的优化设计。

(1)为了减少热水罐的蓄水时间以及为了避免进水温度对主机性能系数产生较大的影响，设计工况下的进出水温度为35℃/60℃，温差25℃。

(2)蓄热水罐采用立式水罐，更好的实现了水温分层作用及热水的梯级利用。

(3)本工程的热回收系统考虑了热水管网的回水加热循环，更加充分地利用了冷水机组的冷凝热，更加节能。

(4)控制方面，在热回收系统的回水管上设置温度传感器，当回水温度超过58℃时，输出信号关闭热回收水泵，同时在用水点最远段的回水管上设置温度传感器，当回水温度低于55℃时，输出信号开启水专业的回水循环水泵。按照一台120RT(422kW)的热回收机组来分析，由文献］的计算方法可得，该热回收机组的显热回收量为63.3kW，热回收水流量为2.47m3/h，从而根据此水流量及25℃的设计供回水温差即可求出总热回收量为71.8kW，热回收系统设计的总热回收量为制冷量的17%左右。由此可知，供回水温差越大，同等制冷量的情况下的热回收量就越大，但相应的对冷水机组的性能系数影响也就越大。由以上分析可知，热回收系统的实际供回水工况是一直在不断变化的，其热回收量也是一个变数，严格来说分析一个工况范围内的热回收量才更有参考价值，这部分还有待于下一步做更详细的分析计算。

4总结

系统优化设计范文第3篇

（1）过滤元件。过滤原件是净化系统的最后屏障，是液压系统污染的关键步骤，是主要的元器件，对环境起到一个保障作用，具有一定的实际应用价值。

（2）液压净化系统简化模型。建立简化的模型必须进行推导，利用数学公式建立逻辑模型，通过逻辑模型建立实际应用模型，模型的建立需要一个严谨的推导过程，液压净化系统简化。

2液压净化系统的优化设计

本论文对液压净化系统进行优化选择设计主要从元件级参数设置及系统布局两方面进行阐述，对液压系统进行优化及升级提高环境保护，对机械设备的使用寿命等有一定的延长，提高其工作效率有一定使用价值。

2.1元件级的优化设计

基于以上液压污染动态平衡方程，对过滤元件过滤器进行优化选择，主要从确定过滤时间、过滤比两个方面进行优化选择。

（1）临界时间的确定。临界时间是针对一定污染度油液的独立过滤系统而言，当过滤时间达到，过滤系统的固体颗粒浓度不会随时间的改变而改变，这个时间就称为临界时间。临界时间对元件级的优化设计有一定的帮助，是对整个元件的优化设计有一定指导作用，对元件级的优化设计能顺利进行提供有力保障。

（2）基于Matlab的过滤比的优化选择。通过Matlab的过滤比进行优化选择，对液压系统产生的标准污染油液进行过滤比较。

2.2系统级优化与设计

根据液压系统目标污染度的要求，适当选择过滤管路及过滤器过滤精度，用于滤除系统自身形成的污染和外部侵入的污染，使油液的污染度控制在组件能耐受的污染限度之内。

（1）液压净化系统的布局。液压净化系统在实际使用过程中必须进行合理化地布局，布局采用多种方式，有时候多种方式进行合理布局，可提高过滤效果，增大系统的纳污量，减少清洗次数及延长液压系统的寿命。

（2）不同组合方式的过滤效果。通过实验进行验证，应用一种过滤方式过滤效果一般，通过多种形式与方式进行过滤能产生不同的效果，在工业实际生产过程中，经常选用多种组合方式进行过滤，其过滤效果是非常理想的，应用各种过滤方式的优势，达到一定效果。

3基于HyPneu的仿真验证

系统优化设计范文第4篇

[关键词]自动化；优化设计；智能化

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0089-01

第一章、绪论

变电站综合自动化技术是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术，对变电站内的二次设备的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。

现有的变电站有三种形式：第一种是传统的变电站；第二种是部分实现微机管理、具有一定自动化水平的变电站；第三种是全面微机化的综合自动化变电站。

第二章、变电站自动化系统设计概述

2.1变电站综合自动化的体系结构

变电站综合自动化采用自动控制和计算机技术实现变电站二次系统的部分或全部功能。为达到这一目的，满足电网运行对变电站的要求，变电站综合自动化系统体系结构如图1所示。

“数据采集和控制”、“继电保护”、“直流电源系统”三大块构成变电站自动化基础。“通信控制管理”是桥梁，联系变电站内部各部分之间、变电站与调度控制中心之间使其相互交换数据。“变电站主计算机系统”对整个综合自动化系统进行协调、管理和控制，并向运行人员提供变电站运行的各种数据、接线图、表格等画面，使运行人员可远方控制断路器分、合闸操作。“通信控制管理”连接系统各部分，负责数据和命令传递，并对这一过程进行协调、管理和控制。

2.2变电站综合自动化的结构模式

变电站综合自动化系统的结构模式主要有集中式、集中分布式和分散分布式三种。本次优化设计采用的是分布分散式结构。

该系统的主要特点是按照变电站的元件，断路器间隔进行设计。将变电站一个断路器间隔所需要的全部数据采集、保护和控制等功能集中由一个或几个智能化的测控单元完成。测控单元相互之间用光缆或特殊通信电缆连接，大幅度地减少了连接电缆，减少了电缆传送信息的电磁干扰，简化了变电站二次部分的配置，大大缩小了控制室的面积，且具有很高的可靠性，比较好的实现了部分故障不相互影响，方便维护和扩展。

2.3变电站自动化系统设计所具有的功能

一、监控子系统的功能

监控子系统取代了常规的测量系统，取代针式仪表；改变常规的操作机构和模拟盘，取代常规的告警、报警、中央信号、光字牌等；取代常规的运动装置等。监控子系统功能有：

1.数据采集

数据采集有两种。一种是变电站原始数据采集。原始数据直接来自一次设备。另一种是变电站自动化系统内部数据交换或采集。

2.数据库的建立与维护

监控子系统建立实时数据库，存储并更新来自I/O单元及通信接口的全部实时数据；建立历史数据库，存储并定期更新需要保存的历史数据和运行报表数据。

3.顺序事件记录及事故追忆

4.故障记录

5.操作控制功能

变电站运行人员可通过CRT屏幕对断路器、允许远方电动操作操作的隔离开关进行分、合操作等；为了防止计算机系统故障时无法操作被控设备，在设计时还保留人工直接跳、合闸方式，即操作控制有手动和自动两种控制方式。

6.安全监视功能

监控系统在运行过程中，对采集的电流、电压、主变压器温度、频率等数据要不断进行超限监视，如发现超限，立刻发出告警，同时记录和显示越限时间和越限值，另外，还监视保护装置是否失电，自控装置是否正常等。

7.人机联系功能

（1）CRT显示器、鼠标和键盘是人机联系的桥梁。

（2）CRT显示画面，实时显示各种技术数据。

（3）输入数据，指输入电流互感器和电压互感器变比、保护定值和越限报警定值、自动控制装置的设定值、运行人员密码等。

8.打印功能

9.在线计算及制表功能

10.运行管理功能

运行管理功能包括：运行操作指导、事故记录检索、在线设备管理、操作票开列、模拟操作、运行记录及交接班记录等。

二、微机保护系统功能

微机保护系统功能是变电站综合自动化系统的最基本、最重要的功能，它包括变电站的主要设备和输电线路的全套保护。

各保护单元，除具备独立、完整的保护功能外，还具有事件记录、与系统对时、存储多种保护定值、就地人机接口、通信、故障自诊断等功能。

第三章、变电站自动化系统设计方案

3.1RCS―9600系统构成

RCS―9600综合自动化系统整体分三层，即变电站层、通信层、间隔层，硬件主要由保护测控单元、通信控制单元、后台监控系统等组成，各单元之间通过现场总线及以太网进行通讯传递数据。

3.2RCS―9600后台监控系统

一、硬件部分

系统结构采用双机配置，其中两个工作站用于变电站实时监控，相互备用。用户可随着变电站规模的扩大，逐步发展扩充原有系统。保护测控单元是硬件的主要部分其中包括：CPU板、交流插件板、液晶显示面板、电源与开入板、出口继电器板、通信接口等，

二、软件部分

软件部分包括WingdowsNT/2000操作系统、数据库、画面编辑和应用软件等几个部分。

三.保护测控单元装置

RCS―9600系列保护测控单元主要有：电源自投保护测控单元、变压器保护测控单元、线路保护测控单元、公用信号测控单元、通信控制单元等组成，可以满足整个电网系统的各类保护需要。

第四章、结束语

随着计算机技术、电子技术和网络技术的发展，变电站综合自动化技术将得到更快的发展。未来的变电站自动化系统也将更完善成熟，逐步实现变电站的小型化、智能化、无人职守化、提高变电站安全可靠、优质和经济运行；提高变电站的运行管理水平，更好的服务于社会经济建设。

参考文献

[1] 王远章、徐继民等，《变电站综合自动化现场技术与运行维护》.第一版.北京.中国电力出版社、2004.9.

[2] 郑文波、阳宪惠等，《现场总线技术综述》第一版.北京.机械与电子出版社.1997.

系统优化设计范文第5篇

1.1提高劳动生产率

就其实质性而言，部分水电站的地理位置较为偏僻，距离城镇较远，以至于水电站的职工长期处于较为封闭的环境，其生活状况相对较差，而水电站自动化系统的应用，不仅仅改善了广大水电职工的工作，同时也在一定程度上改善了广大水电职工的生活环境。通过借助于计算机监控系统，从根本上代替人工操作，进而完成对水电站定时的巡回检查和记录，真正意义上实现了少人值守，提高了劳动生产率，降低了劳动疲劳率。

1.2符合电力体制改革的要求

就目前而言，随着我国电力体制的改革，逐渐将实现“厂网分开，竞价上网”，传统的人工操作控制很难满足市场经济竞争的需求，而自动化系统凭借着自身优越的科学技术，及时的了解电网行情，并及时的参与竞价，最终实现电网的供电，其带来的社会效益以及经济效益是不可估量的[3]。

2水电站自动化系统的优化设计

一般来说，水电站自动化系统主要有计算机监控系统、工业电视监控系统、消防监控系统、基础自动化元件及自动装置以及水文自动测报系统五个子系统。

2.1计算机监控系统

所谓的计算监控系统主要是综合自动化系统的核心部分和基础部分，一般来说，计算机监控系统主要有三种模式，一方面计算机监控系统其主体部分则是常规控制，而辅助部分则是计算机；一方面计算机监控系统的主体部分则是计算机，而辅助部分则是常规控制设备；另一方面主要表现为无常规控制设备的全自动化的计算机监控系统。计算机监控系统模式的选择主要依据于水电站的实际具体情况，就其实质性而言，新建的水电站主要是以全自动化的计算机监控系统为主。但是在对相对老旧水电站进行改造的过程中，常有机的结合计算机和常规控制设备，进而实现水电站计算机的监控。计算机监控系统最主要的功能主要表现在遥测、遥控、通信以及遥调四个功能，常用于语音、可视化以及视像功能的设备。

2.2工业电视监视系统

所谓的工业电视监视系统主要是实现现代化管理和监视的基本手段，能够及时并真实的对被监控对象的具体信息得以反应，尤其是水电站自动化系统中的工业电视监视系统，其监控人员仅仅通过电视监视，及时的对水电站的各个情况进行充分的掌握，保障了水电站安全有效的运行。同时，工业电视监视系统和计算机监视系统相对来说是独立存在的，而工业电视监视系统主要是对各个子系统进行综合处理，进而传送到水电站的主控室。但是计算机监控系统主要是对各个子系统的一种监视。一般而言，工业电视监视系统有着相对较好的传输速率。要想从根本上保证水电站更加安全有效的运行，就要将计算机监控系统和工业电视监视系统独立工作，尽可能的先实施计算机监控系统，后实施工业电视监视系统。

2.3消防监控系统

所谓的消防监控系统主要是对水电站进行的火情监测，常设置在水电站的主厂房、副厂房以及主变区等设备的重要部位。消防监控系统对火情探测器的采用，当有火情出现的时候，探测器就会发出一种信号，其信号经过一定的信息处理，进而产生一定的报警，并将处理的信息通过串行通信接口的连接，与水电站计算机监视系统有机的相结合，对火灾的具置进行展示，并对火灾处理措施有一定的提示，这种异步通信的方式对于火情的及时发现和及时解决，有一定的积极影响作用[4]。总之，水电站消防监控系统不仅仅起到一定的监控，同时在一定程度上也真正意义上实现了水电站的通风以及水喷雾灭火系统的控制。

2.4基础自动化元件及自动装置

所谓的自动装置主要是能够独立发挥水电站相应设备的自动控制以及自动调节，自动装置主要是独立于计算机监控系统的一种装置，就水电站综合自动化系统而言，要想从根本上提高经济效益，就要保证水电站自动控制设备有着快速性、安全性、稳定性以及可靠性，并从根本上与计算机监控设备合理的进行配套。所谓的基础自动化主要是对水电站主设备和辅设备运行工况进行的监视，对水电站机组以及辅助设备的自动化控制系统有着直接性的保护性能。

2.5水文自动测报系统

所谓的水文自动测报系统，主要是对水电站水情、汛情情况的监控，从根本上对水情及时、准确搜集，进而对水情做出及时的预报。水文自动测报系统主要有水文自动测报基本系统以及水文自动测报网两种系统。超短波通信、短波通信以及卫星通信为水文自动测报系统最基本的通信方式。

3结束语