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控制管理论文精品(七篇)

时间:2022-02-07 22:31:30

序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇控制管理论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。

篇(1)

一、15年骨干工程建设实践

截至2000年底,黄河流域已兴建骨干工程1369座,绝大部分分布在侵蚀模数大于5000t/km2·a的强度侵蚀区内。根据对剧烈侵蚀区的黄甫川、窟野河、县川河等流域的244座骨干工程,极强度侵蚀区的无定河、三川河、北洛河等流域的243座骨干工程,强度侵蚀区的湟水、渭河、浑河等流域的381座骨干工程单坝控制流域面积统计分析,强度侵蚀区单坝控制流域面积4.6~8.1km2,平均6.2km2;极强度侵蚀区单坝控制流域面积4.7~5km2,平均4.9km2;剧烈侵蚀区单坝控制流域面积2.9~3.6km2,平均3.3km2。对骨干工程单坝控制流域面积按侵蚀强度分级进行区分,正是吸收了这一实践成果。

二、适应黄土高原沟道地形条件,充分利用建坝资源

黄土高原地形破碎,沟壑纵横,坡陡沟深,沟壑密度一般为1~7km/km2,切割深度100~300m;地面坡度大部分在15°以上,大于25°的在23%以上,其中黄土丘陵沟壑区一、二副区达58%。同时,剧烈侵蚀区由于水土流失严重,各级沟道正处在发育阶段,各种坝控规模的坝址较易选择;强度侵蚀区,沟道发育相对稳定,较小规模的坝址不易寻找。据调查,黄河中游的河口镇至龙门区间,沟长0.5~30km的沟道有8万多条,其中沟长0.5~3km的沟道约7.3万条;3~5km的沟道4500条;5~10km的沟道2300条;10~20km的沟道720条;20~30km的沟道35条。这些沟道一般都有建坝条件,大部分沟道还没有建成坝系,可以大规模进行沟道工程建设。

三、控制工程规模和投资,确保防洪安全

1.控制工程规模,确保防洪安全

骨干工程总库容由拦泥库容和滞洪库容两部分组成,而拦泥库容是由侵蚀模数、淤积年限和坝控流域面积确定的。在一定区域范围内,侵蚀模数和一定设计标准的洪量模数是确定的,淤积年限可依据工程实际进行调整,所以坝控流域面积是确定工程规模的关键因素。

剧烈侵蚀区,侵蚀模数一般都在15000t/km2·a以上,最高可达30000t/km2·a,分布在陕西、山西等省的窟野河、孤山川、县川河等支流,属黄土丘陵沟壑区第一副区。产沙集中是该类型区最突出的特征,3.67万km2的剧烈侵蚀区,年输沙量达5.6亿t,其中50%左右是0.05mm的粗泥沙。一座控制流域面积3km2的骨干工程,按五等工程设计,侵蚀模数取15000t/km2·a时,拦泥库容为33.8万~67.7万m3,总库容可达54.8万~93.2万m3;若考虑30000t/km2·a的侵蚀模数,拦泥库容为67.7万~135.3万m3,总库容可达88.7万~160.8万m3。

强度侵蚀区,侵蚀模数一般在5000~8000t/km2·a,分布在青海、甘肃、宁夏、陕西、山西、内蒙古等省区的湟水、祖厉河、泾河、汾河、浑河等支流,属黄土高原沟壑区和黄土丘陵沟壑区第二、四、五副区。一座控制流域面积8km2的骨干工程,按五等工程设计,侵蚀模数取5000t/km2·a,拦泥库容30.1万~60.2万m3,总库容为98.1万~148.2万m3。若考虑8000t/km2·a的侵蚀模数,拦泥库容为48.1万~96.2万m3,总库容可达116.1万~184.2万m3。

上述分析是按最不利组合来考虑的,即坝控流域面积、侵蚀模数、淤积年限和设计标准按规范的极值同时遭遇的小概率事件的工程规模,即使这样,总库容也在200万m3以内,符合规范修订后对工程规模的要求。同时,避免了不同区域工程规模差别较大,造成防洪安全隐患。

控制面积较大的骨干工程,一般多兴建在干沟,淹没村庄、道路、沟台地,加之干沟洪水威胁大,“连锁垮坝”问题较多,安全防洪保收问题较为突出。如,1977年7月4~6日的陕北大暴雨,造成1万多座淤地坝毁损。

2.控制工程投资,减少地方和群众经济负担

工程控制面积越大(特别是在剧烈侵蚀区),工程规模也越大,坝体工程量和放水工程量势必增大;同时,有的工程加大控制流域面积,还需要增设溢洪道等泄洪工程,增加大量的石方和混凝土工程量,投资也随之大幅度增加。根据目前的定额水平,一座库容在50万~150万m3的骨干工程需投资50万~80万元,但国家目前采取补政策,每座坝仅补助30万~40万元,约50%的投资需要地方匹配和群众投劳共同完成,但是,黄土高原地区各级财政都比较困难,往往由于配套资金不到位,直接影响着工程建设的进度和质量。在国家现有投资水平下,若不控制规模和投资,势必加大地方和群众负担。

四、适应目前施工技术和管理水平

篇(2)

关键词:闭环控制光栅尺光样仪生物芯片

1引言

生物芯片点样仪是制备生物芯片的关键设备。点样仪一般为三自由度直角坐标运动系统,主要用于将物生样品(蛋白、核酸等)精确定位、定量的分配在玻片上。根据实际需要提出该系统的主要技术指标为:定位精度:±5μm;运动速度:150mm/s

2硬件设计

PID控制是根据偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制的一种技术,是目前高精度控制系统中通常采取的一种方式。根据要求可采用的控制方式有半闭环控制(控制框图见图1)和全闭环控制(控制框图见图2)两种。采用半闭环控制时,反馈信号来自于安装在电机轴上的编码器,但此时系统不能反应反馈回路外的误差。而采用全闭环控制时,其反馈信号来自于安装在运动轴上的光栅尺,由于全闭环控制时闭环伺服系统直接以工作台的最终位置为目标,从而消除了进入传动系统的全部误差,所以精度较半闭环系统要高(理论上,系统精度取决于光栅尺的精度)。但由于闭环伺服系统检测的是运动轴的位移量,其各个环节都包括在反馈回路中,影响因素多而复杂,易造成系统运行不稳定。

综合上述两种方式的优缺点,笔者决定采用一种双闭环的伺服控制策略来兼顾系统的稳定性与精度。该双闭环控制系统如图3所示,系统中包括了由光栅尺组成的全闭环主回路和由编码器组成的半闭环辅助回路。通过对不同产品的分析比较,最后,其运动系统选用交流伺服电机加精密滚珠丝杠的结构;控制系统选用Galil公司的DMC-1800PCI卡;位置反馈选用英国Renishaw精度为1μm的光栅尺。

DMC-1800PCI总线多轴运动控制器为Galil公司产品,它要占用PC机中的一个PCI插槽。它用32位MCU控制1~8轴伺服电机或步进电机或二者组合,同时包括12MHz伺服编码器反馈信号、2MHz步进电机命令、带速度及加速度前馈、积分限制、Notch及低通滤波器的PID等,采样周期62.5μs/轴。运动方式有JOG、PTP定位、直线、圆弧插补、轮廓、电子齿轮、ECAM等;此外,它还带有双编码器反馈、回零、正、反向限位输入接口及8通道通用模拟输入等。

本控制卡提供有双编码器反馈功能可用于机械间隙补偿。其中一个编码器为安装在电机轴端的旋转编码器,而另一个为安装在负载侧的光栅尺(Galil控制器能接收到自每轴的两个编码器信号输入,且作为标准功能)。雷尼绍光栅尺可直接贴在运动导轨上,由于光栅尺与导轨的热膨胀系数相同,因而可将温度变化造成的精度误差降至最低。实际上,双闭环控制已改变了标准PID控制算法,它的位置环由负载编码器(PI)闭环获得,阻尼项(D)由电机轴端编码器获得。由于双闭环反馈编码器功能可使DMC对间隙进行补偿,因而可获得更高的运动精度。

3软件设计

控制系统的软件部分是点样仪系统中重要的组成部分。用户可根据需要将生物芯片中探针阵列的各个参数通过人机界面输入计算机,如样品点数、针数、点间距、阵列数等。好的软件可有效提高点样效率。为此我们提出下列软件设计要求:(1)可在Windows环境下运行,(2)全部中文显示,(3)用户界面友好。参数输入直观,全部图形化操作。

为此,笔者选用了美国Microsoft公司的VisualBasic程序设计语言。VisualBasic是一种可视化的,而向对象和采用事件驱动方式的结构化高级程序设计语言,可用于开发Windows环境下的各类应用程序。相比而言,VB比较简单、可视化程度高,适于编写控制界面。图4为该点校仪系统的软件流程。

由于芯片设计较为复杂且容易出现错误,因此有必要采取下列措施以保证操作的正确性:

(1)减少激活的命令按钮,屏蔽掉那些暂时不用的命令按钮,而只在完成当前操作时将其激活,以避免因操作不当引起的误操作。

(2)输入提示功能设计。预防误操作的一个有效手段就是“提示功能”。人机界面在任何时刻都应提供提示功能,告诉操作者现在机器正在做什么,操作者应该做什么或可以做什么。

(3)参数输入的容错设计。由于全局环境参数是由人机接口传送给机器人控制系统的,帮正确的参数是机器人安全工作的重要保证。在系统上电初始化过程中,所有参数均按典型值进行赋值。输入时还应对键入值进行过滤处理,若操作者键入的数据超出范围,系统将给出提示并将该数变为默认值。

篇(3)

关键词:中频电源;功率因数角φ调节;关断时间控制

1概述

常规中频电源是由AC/DC可控整流器与单相DC/AC电流型并联谐振逆变器组成的,它在感应加热熔炼过程中的正常工作如图1所示,是以负载电路中的电流iH超前其电压uH为前提条件的。逆变电路中晶闸管的超前触发时间应大于晶闸管关断时间,即

t>(γ+δ)/ω(1)

式中:γ为晶闸管换流重叠角;

δ为恢复角;

ω为中频电源角频率。

设β为超前触发角,为保证安全换流,应考虑安全裕量角θ,则

β=γ+δ+θ(2)

负载电流iH的基波超前其电压uH的角度称为负载超前功率因数角,从图1(b)可见

φ=γ/2+δ+θ(3)

当中频电源用于熔炼金属时,其被熔炼材料大多为铁磁材料,负载电路的谐振角频率ω随炉温升高而增大。从式(2)可知,这会导致超前触发时间

t=β/ω=(γ+δ+θ)/ω

减少,也会使超前功率因数角φ变小,若换流重叠角γ及θ不变,这意味着晶闸管的关断恢复角δ减小,因而有可能导致逆变失败。可见,当实际恢复关断时间减小时,为确保电源的安全运行,要及时调节触发角β或超前功率因数角φ。

2中频电源实现高效控制原理

中频电源用于熔炼时,其理想运行状况应是保持熔炼期尽可能有较大的功率输出或恒功率输出,以迅速提高炉温,减少热损,缩短熔炼时间,提高单产和效率。但在实际熔炼金属过程中,由于被熔炼材料的磁导率和电导率都随温度的变化而变化,将引起负载等效电阻RH改变,使熔炼过程大部分时间达不到设计的最大输出功率(即Pdmax=UdmaxIdmax)。

事实上,从图1(a)主电路组成框图可看出,要实现恒功率输出,只要让等效直流电阻Rd(Rd=Ud/Id)与中频负载电路阻抗匹配就行,即当RH变化时,采用某种方法使Rd不变,这样中频输出功率便不会随RH变化而变化。

根据并联谐振中频电源Rd,RH及φ的相互关系式

Rd≈0.81cos2φRH(4)

可知当负载电路等效电阻RH变化时,只要调节功率角φ,就可以使Rd保持不变,从而实现高效节能。

3晶闸管关断时间(TOT)控制电路的引用

以德国AEG公司,英国RADYNE公司为代表的中频电源产品,都采用了TOT(turnofftime)定时控制法。其特点是按标准给定的TOT和实际TOT之间的差值及时对触发角进行调整,以便准确控制逆变晶闸管的关断恢复时间。前已述及,无论从安全运行要求,还是确保恒功率输出的要求,都希望调节触发角(即超前功率因数角φ)。为此,我们从参考文献[2]引用了“TOT”定时控制法的“超前触发脉冲形成电路”,以满足高效中频熔炼电源输出恒功率对φ角调节的要求。

图2是TOT控制法“超前触发脉冲形成电路”框图及波形图。该电路由中频负载电路电压uH和电容支路电流信号及其转换电路,异或非门U1A,比较器B,JK触发器U3A和斜波生成电路组成。其核心部分是保证在uH过零之前的TOT时间内,比较器B产生下降沿,使JK触发器翻转,由Q及Q端输出超前触发脉冲。比较器B反相输入端接斜坡电压信号uc2;而同相输入端接角调节信号uc1。通过uc1与uc2比较(交点)确定触发脉冲位置。

图3

4φ角的控制思想和策略

常规并联谐振电流型中频电源一般按下列思想设计控制电路,即在升温初期,让触发角固定在某一min下,依靠调节整流桥的控制角α来提升中频电压uH;而在升温后期,则靠保持最大直流输出功率Pdmax=UdmaxIdmax完成熔炼。但由于RH的变化,使熔炼大部分时间达不到Pdmax,因而熔炼周期长,热损大,效率低。为此,可以保留升温初期的控制过程不变,而在升温后期,采用调节的控制方法,使Rd保持不变,维持最大功率输出,使中频电源由低效变成高效。

调节φ角的控制电路如图3所示。图中①是用于控制场效应管Q1“通-断”的比较器;②是φ角调节器;③是加法器;④是限幅电路;⑤是超前触发脉冲形成电路。图4给出了φ角调节过程中uHf(中频炉线圈电压反馈值),ud及uc1的变化曲线。系统在投入工作前uH*为最大值(可根据中频负载电路中电容器和逆变晶闸管的耐压确定),uc1的最大值uc1max和最小值uc1min对应于φmin和φmax。在阶段Ⅰ,直流电压ud还没有达到最大值,uH的大小完全由原有整流桥控制角α调节,此时ud小于比较器①整定值ub1,比较器①输出高电平,场效应管Q1导通,φ角调节器②不起作用,③输出为最大值,④输出为uc1的最大限幅值uc1max(φmin);在阶段Ⅱ,直流电压ud已达到最大值,比较器①翻转,使场效应管Q1截止,φ角调节器开始工作,并自动进行调节。若调节过程中φ角大于φmax。则由④输出进行限幅。

5结语

本文所设计的高效中频熔炼电源控制电路有以下几个特点:

——电路集成化高,抗干扰能力强,适用于频率为1000Hz~2500Hz的中频感应熔炼;

篇(4)

是国家果茶良种场XX省优质果茶良种繁育场,是国家“九五”种子工程在湖南实施的重点项目,建于1998年8月,1999年三月由农业部授名为“国家(湖南)果茶良种场”。

厂址位于XX市西郊雷锋大道7公里处,占地面积620亩。为加速实施全省农业结构的调整,先后从美国﹑法国﹑埃及﹑日本及国内10多个省市科研育种单位引进优质果茶品种资源158个,优质果茶种苗40多万株,建成果茶母本园150亩。每年可向社会提供优质果茶苗木200多万株,果茶母(接)穗1万公斤以上,生产优质果茶产品1000吨以上。

果茶场也是省城第一座以品茶、园艺、垂钓为主题的农业观光园。这里空气清新,景色怡人。春有草莓、樱桃、“明前”茶;夏有枇杷、苹果、葡萄、桃、李、杨梅、无花果与瓜类;秋有板栗、柿、枣、梨、猕猴桃;冬有柑桔、橙类等。一年四季。百果飘香,是个名副其实的“百果园”。

该厂第二期工程将于2003年完成,面积将扩至1000多亩。年生产优质果茶苗木将达到1000万株,优质果茶产品产量也将成倍增加,更多的农业高新技术将落户该场。果茶苗木和产品的生产、检测、采后处理、加工和多种农业观光设施将全部完善和配置。届时,一个全新的高科技生态农业示范、观光园将会展现在你的面前。

百果园是农业高科技的结晶,而滴灌系统是其中的重中之重。百果园现建成的620亩果园,全部由从以色列引进的先进滴喷灌系统控制,该园地势起伏较大,最高处海拔达86.60m,最低处64.72m,传统灌水方式很难进行,而先进的滴灌系统由于对地形的适应能力强,而且特别适应山地丘陵地区,所以滴灌正好大施其能,由低处水库中取水,经过过滤加压,然后由遍布全园的各种管道把带有肥料、除虫剂的水准确地送到每片需水地园中,保证果树的正常需水。不过其系统自动化程度不高,全园仅能使用微机控制电磁阀的开启,不能精确实现作物的轮灌、对灌水时间和灌水量还不能实现有效的控制,有望进一步提高。

2滴灌系统

滴灌就是滴水灌溉技术,它是利用低压管道系统,使滴灌水成点滴地、缓慢地、均匀而又定量地浸润作物根系最发达的区域,使作物主要根系活动区的土壤始终保持在最优含水状态。滴灌不同于传统的地面灌溉湿润全面积土壤,因此滴灌有节约灌溉用水量、促进作物生长和提高产量的作用,是一种很有发展前途的局部灌水技术。

百果园主要种植柑桔、葡萄、水蜜桃、茶等低矮果树,如果采用其它灌水方法,不仅浪费水资源,而且很难保证满足果树的需水量,而滴灌具有省水节能、省工省地省肥、操作简单,易于实现自动化、对土壤地形适应性强、保护和保持生态环境等优点,所以滴灌成为了百果园地首选。

2.1百果园滴灌系统的组成

百果园滴灌系统主要由水源、首部枢纽、输配水管网和尾部设备灌水器以及流量、压力控制部件和测量仪表等组成,如图所示。全园滴灌系统组成示意图:

1.水源2.水泵3.供水管4.蓄水池5.逆止阀6.施肥开关7.灌水总开关8.压力表

9.主过滤器10.水表11.支管12.微喷头13.滴头14.毛管(滴灌带、渗灌管)

15.滴灌支管16.尾部开关(电磁阀)17.冲洗阀18.肥料罐19.肥量调节阀20.施肥器21.干管

2.1.1水源

江河、湖泊、水库、井、渠、泉等水质符合微灌要求的均可作为水源,百果园采用从园中的水库中取水。

2.1.2首部枢纽

百果园的首部枢纽包括泵组、动力机、肥料罐、过滤设备、控制阀、进排气阀、压力表、流量计等。其作用是从水库中取水增压并将其处理成符合微灌要求的水流送到系统中去。百果园中采用五级加压式离心泵,在水库中取水,现取现用,计划建一水塔蓄水。

2.1.3输配水管网

输配水管网的作用是将首部枢纽处理过的水按照要求输送分配到每个灌水单元和灌水器。包括干、支管和毛管三级管道,毛管是微灌系统末级管道,其上安装或连接灌水器。微灌系统中直径小于或等于63毫米的管道常用聚乙烯(PE)管材,大于63毫米的常用聚氯乙烯(PVC)管材。百果园中干、支管采用PVC管和UPVC管,毛管采用PE管。

2.1.4尾部设备

尾部设备是微灌系统的关键部件,包括微管和与之相联的灌水器(小微管、滴头、微喷头、滴灌带、渗灌头、渗灌管等)插杆等。灌水器将微灌系统上游所来的压力水消能后将水成滴状、雾状等施于所需灌溉的作物根部或叶面。

2.2百果园滴灌灌溉系统

灌溉系统的第一期工程是由以色列的普拉斯托公司负责承建,全园采用先进的滴、喷灌相结合的微灌节水技术,是我国南方发展节水农业的典范,其具体情况见下:

2.2.1设计原则

滴灌灌溉系统设计除了满足节水、节能、省力等之外,通常应遵循以下主要原则:

①必须满足果园果树生长对水分的要求;

②灌溉系统设计应结合耕作实际,便于操作;

③应使所选择的灌水方法既能满足作物的灌溉要求,又不因灌溉而造成病害、虫害的发生;

④在尽可能的情况下,灌溉系统设计时应考虑施肥及喷药装置;

⑤在尽可能的情况下,应使灌溉系统在满足灌溉要求的同时,工程建设的综合造价最小。

2.2.2设计步骤

2.2.2.1资料的收集在系统设计时,必须掌握以下资料:

①地形资料:根据实际情况测绘大比例尺地形图,其中包括果园的平面布置、道路、水源位置、高差等。

②土壤资料:主要是土壤理化性质、地下水埋藏深度和土层厚度等。土壤理化性质主要包括土壤类别、干容重、含盐情况、土壤田间持水率等。

③气象资料:区域年均降雨量及季节分布、平均气温、极端气温(包括最高、最低气温)、最大冻土层深度、无霜期、蒸腾蒸发资料等。

④水源资料:水源属性(个人或集体)、种类、水源位置、水质、含沙情况、水位、供水能力、利用和配套情况等。若水源为机井时,还应调查机井的静水位和动水位,当地下水水位较浅时,一定要调查清楚地下水位及其周年变化规律。若水源为渠水时,应调查清楚水源的含泥沙种类、含沙量、水位、供水时间、可能的配水时间等。同时,还应特别注意水源的保证率问题,不论是只用于果园的水源还是与周围大田混用的水源,都应考虑这个问题。

⑤百果园作物种植资料:其中包括作物的种类、种植密度(其中最主要的是行距和株距)等。

⑥百果园的环境资料:包括百果园周围的地形、交通和供电等。

2.2.2.2灌水方法的选择灌水方法选择适当与否,除了影响工程投资外,还直接影响着灌溉系统的效益发挥和灌溉保证率。因此,应根据作物种类、作物的种植制度、种植季节、水源情况、果园设施情况、工程区社会经济情况等,合理地选择相对投资较省、灌溉保证率较高且有利于果园果树生长的灌水方法。百果园灌溉系统的灌水方法采用以滴灌为主,滴喷灌相结合的方式。

2.2.2.3滴灌系统布置,百果园滴灌系统的管道分干管、支管和毛管等三级,布置时干、支、毛三级管道要求尽量相互垂直,以使管道长度和水头损失最小。通常情况下,园内一般出水毛管平行于种植方向,支管垂直于种植方向。

2.2.2.4滴灌灌溉制度的拟定

①灌水定额:是指作为滴灌系统设计的单位面积上的一次灌水量,如果用灌水深度表示,可用式(4-8)计算,即

H——计划湿润层深度(米),一般蔬菜0.20-0.30米深根蔬菜或果树0.3-1.0米;

p——土壤湿润比,70%-90%。

②设计灌水周期:滴灌设计灌水周期是指按一定的灌水定额灌水后,在作物适宜土壤含水率的条件下,保障作物正常生长的可能延续时间T,用式(4-9)计算,即

③一次灌水延续时间:一次灌水延续时间是指把设计灌水定额水量,在不产生径流的条件下,均匀分布于果园田间所用的灌水时间,用式(4-10)计算,即

i.轮灌区数目的确定:(a)对于固定式滴灌系统,轮灌区数目可按式(4-11)计算:(b)对于移动式滴灌系统,则有:

ii.一条毛管的控制灌溉面积:(a)对于固定式滴灌系统,毛管固定在一个位置上灌水,控制面积为

f=SeL(4-13)

式中f——每条毛管控制的灌溉面积(平方米)

L——毛管长度(米),移动式滴灌系统中为出流毛管长度。

(b)对于移动式滴灌系统,一条毛管控制的灌溉面积为

2.2.2.5滴灌系统控制灌溉面积大小的计算在灌溉水源能够得到充分保证的条件下,滴灌面积的大小取决于管道的输水能力。对于水源流量不能满足整个区域需要时,滴灌面积为

2.2.2.6管网水力计算滴灌系统各级管道布置好以后,即可从最末端或最不利毛管位置开始,逐级推算各级管道的水头损失(包括沿程水头损失和局部水头损失)。在设计中,同一条支管上的第一条毛管最前端出水孔处水头与最末一条毛管最末端出水孔处水头之间的差值,不超过滴头设计工作压力的20%,流量差值不超过10%;对于采用压力补偿式滴水器时,仅要求区域内滴头流量差值不超过10%,并据此确定支、毛管的最大设计长度;在滴灌中,由于管网中水流压力通常小于0.3兆帕,所以多选用PVC塑料管道。管道中水流在运动过程中的压力损失通常包括沿程阻力损失和局部阻力损失。工程设计中塑料管道的沿程阻力损失常选用式(4-16)、(4-17)计算,局部阻力损失常用式(4-18)计算。①沿程阻力损失hf

当管道有多个出水口时,管道的沿程阻力应考虑多口出流对沿程阻力的折减问题,多口出流折减系数k,对应计算公式

②局部阻力hj

工程设计中为了计算方便,局部阻力损失也常按沿程阻力损失hf的10%估算。

2.2.2.7管道系统设计包括各级管道的管材与管径的选择、各级固定管道的纵剖面设计、管道系统的结构设计。

①管材的选择:可用于灌溉的管道种类很多,应该根据滴灌区的具体情况,如地质、地形、气候、运输、供应以及使用环境和工作压力等条件,结合各种管材的特性及适用条件进行选择。一般情况下,对于地理固定管道,可选用钢筋混凝土管、钢丝网水泥管、石棉水泥管、铸铁管和硬塑料管。钢管易锈蚀和腐蚀,最好不要选用。随着材料工业的发展,地埋管道多选用塑料管。选用塑料管时一定要注意,不同材质的塑料管在几何尺寸相同的情况下可承受的工作压力相差甚远,特别是在使用低密度聚乙烯管(PE管)时,一定要注意管壁的厚度是否达到了能承受系统所要求压力的厚度,若没有达到,千万不能使用,否则将会埋下隐患,造成运行时管道发生爆破,甚至导致整个管道系统瘫痪。用于滴灌地埋管道的塑料管,最好选用硬聚氯乙烯管(UPVC管)。对于口径150毫米以上的地埋管道,硬聚氯乙烯管在性能价格比上的优势下降,应通过技术经济分析选择合适的管材。塑料管经常暴露在阳光下使用,易老化,缩短使用寿命。因此,地面移动管最好不采用塑料管。

②管径的选择:当轮灌编组和轮灌顺序确定之后,各级管道在每一轮灌组所通过的流量即可知道。通常选用同一级管道在各轮灌组中可能通过的最大流量,作为本级管道的设计流量,依据这个设计流量来确定管道的管径。若某一级管道,其最大流量通过的时间占管道总过水时间的比例甚小,也可选取一个出现次数较多的次大流量,作为管道的设计流量来确定管径。同一级管道的不同管段通过的最大流量不同时,可分段确定设计流量。(a)支管管径的确定:支管是指直接安装竖管和滴头的那一级管道。支管管径的选择主要依据灌溉均匀的原则。管径选得越大,支管运行时的水头损失就越小,同一支管上各滴头的实际工作压力和灌水量就越接近,灌溉均匀度就越接近设计状况。但这样增大了支管的投资,对移动支管来说还增加了拆装、搬移的劳动强度。管径选得小,支管投资减少,移动作业的劳动强度降低,但由于运行时支管内水头损失增大,同一支管上各滴头的实际工作压力和灌水量差别增大,结果造成果园各处受水量不一致,影响滴灌质量。为了保证同一支管上各滴头实际出水量的相对偏差不大于20%,国家标准GBJ85-85规定:同一支管上任意两个滴头之间的工作压力差应在滴头设计工作压力的20%以内。显然,支管若在平坦的地面上铺设,其首末两端滴头间的工作压力差应最大。若支管铺设在地形起伏的地面上,则其最大的工作压力差并不见得发生在首末滴头之间。考虑地形高差Z的影响时上述规定可表示为

许的水头损失即为从式(4-20)

可以看出:逆坡铺设支管时,允许的hw的值小,即选用的支管管径应大些;顺坡铺设支管时,因Z的值本身为负值,其允许的hw的值可以比0.2hp大些,也就是说因支管顺坡铺设时,因地形坡降弥补了支管内的部分水力坡降,选用的支管管径可适当的小些。当一条支管选用同管径的管子时,从支管首端到朱端,由于沿程出流,支管内的流速水头逐次减小,抵消了局部水头损失,所以计算支管内水头损失时,可直接用沿程水头损失来代替其总水头损失,即h''''f=hw,式(4-20)可改写为

滴头选定后,满头的设计工作压力可从滴头性能表中查得。两滴头进水口高程差(实际上就是两滴头所在地的地面高差)可以从系统平面布置图中查取。则h''''f即可求出。利用公式h''''f=FfLQm/db,在其他参数已知的情况下反求管径d,d就是该支管可选用的最小管径的计算值。因管材的管径已标准化、系列化。因此,还需按管材的标准管径将计算出的管径规范取整。对滴灌系统的支管,考虑到运行与管理的方便,最大的管径一般不超过100毫米,并且应尽量使各支管取相同的管径,至少也需在一个作业区中统一。对于固定管道式滴灌系统,地理支管的管径可以不同,但规格不宜太多,同一条支管一般最多变径两次。(b)支管以上各级管道管径的确定:一般情况下,这些管道的管径是在满足下一级管道流量和压力的前提下按费用最小的原则选择的。管道的费用常用年费用来表示。随着管径的增大,管道的投资造价(常用折旧费表示)将随之增高,而管道的年运行费随之降低。因此,客观上必定有一种管径,会使上述两种费用之和为最低,这种管径就是我们要选择的管径,称之为经济管径。经济管径中对应的流速称为经济流速。图4-7就是用最小年费用法计算经济管径的原理示意图。用这种方法确定管径概念清楚,但计算相当繁琐,往往需要分别计算出多种管径的年投资和年运行费,比较后再确定。随着科学技术的进步,计算机技术的飞速发展,许多优化设计方法,如微分法、动态规划法等已在管道灌溉管网的设计中得到应用,具体方法可参阅有关书籍。对于规模不太大的滴灌工程,也可用式(4-22)、式(4-23)的经验公式估算管道的直径:

应该指出的是,由于管道系统年工作小时数少,而所占投资比例又大。因此,一般在灌溉系统压力能得到满足的情况下,选用尽可能小的管径是经济的,但管中流速应控制在2.5~3米/秒以下。

③管道纵剖面设计:管道纵剖面设计应在系统平面市置图绘制后进行,设计的主要内容是确定各级固定管道在平面上的位置及各种管道附件的位置。管道的纵剖面应力求平顺,减少折点,有起伏时应避免产生负压。

ⅰ埋深及坡度:地埋管的埋深指管径距地面的垂直距离,埋深应根据当地的气候条件、地面荷载和机耕要求确定。一般管道在公路下埋深应为0.7~1.2米;在农村机耕道下埋深为0.5~0.9米。地埋管的坡度主要视地形条件而定,同时也应考虑地基好坏及管径大小。一般在地形条件许可的情况下,管径小、基础稳定性好的管道坡度可陡一点;反之应缓些。总的来说,管道坡度不得超过1:1,通常控制在1:1.5~1:3以下。

ⅱ管道连接及附件:地埋管道的连接多采用承插或黏接的形式,转向处用弯头,分水处用三通或四通接头,管径改变处采用异径接头,管道末端用堵头。为方便施工和安装,同类管件应考虑其规格尽量统一。

为了按计划进行输水、配水、管道系统上应装置必要的控制阀。白果园中为了实现灌水的有效控制,设置了30多个电子阀.而且各级管道的首端还设了进水阀或水分阀;当管道过长或压力变化过大时,设置节制阀。为保证管道的安全运行,还安装一些附设装置。自压系统的进水口和各类水泵吸水管的底端应分别设置拦污棚和滤网,管道起伏的高处应设排气装置,自压系统进水阀后的干管上设高度高出水源水面高程的通气管,管道起伏的低处及管道末端设泄水装置,管道可能发生最大水锤压力处设置安全阀。

2.3评价

从整体上来看,XX白果园的滴灌系统是建设的比较完善的一套滴水灌溉系统,设计施工都符合现代滴灌的要求,是一套先进的现代化滴水灌溉系统,而且产生了很好的经济效果。不过当时考虑到经济条件的限制,其毛管采用了单行直线布置,灌水均匀度不高,鉴于对多种毛管布置形式的比较分析,笔者认为百果园应改进为双行毛管平行布置;而且其控制系统自动化程度不高,全园仅能使用微机控制电磁阀的开启,不能精确实现作物的轮灌、对灌水时间和灌水量都不能实现有效的控制,故需进一步对其控制系统加以设计改进。正在建设的二期工程应该吸收一期工程中的好的经验,改进一期工程中的不足,特别是应该实现灌水的全自动控制。

3灌溉自动化控制系统

灌溉中的滴灌系统,能很方便实现自动化控制,灌水的自动化控制能有效的实现节水灌溉,也是农业实现现代化的要求。对微灌的自动化控制,根据控制系统运行的方式不同,一般可分为手动控制、半自动控制和全自动控制三类:

①手动控制系统

系统的所有操作均由人工完成,如水泵、阀门的开启、关闭,灌溉时间的长短,何时灌溉等等。这类系统的优点是成本较低,控制部分技术含量不高,便于使用和维护,很适合在我国广大农村推广。不足之处是使用的方便性较差,不适宜控制大面积的灌溉。

②全自动控制系统

系统不要人直接参与,通过预先编制好的控制程序和根据反映作物需水的某些参数可以长时间地自动启闭水泵和自动按一定的轮灌顺序进行灌溉。人的作用只是调整控制程序和检修控制设备。这种系统中,除灌水器、管道、管件及水泵、电机外,还包括中央控制器、自动阀、传感器(土壤水分传感器、温度传感器、压力传感器、水位传感器和雨量传感器等)及电线等。

③半自动控制系统

系统中在灌溉区域没有安装传感器,灌水时间、灌水量和灌溉周期等均是根据预先编制的程序,而不是根据作物和土壤水分及气象资料的反馈信息来控制的。这类系统的自动化程度不等,有的一部分实行自动控制,有的是几部分进行自动控制。

为了对先进的滴灌自动化控制系统有具体认识和了解,下面我们将对滴灌的自动化控制作详细介绍:

3.1滴灌首部控制枢纽

滴灌自动化系统的基本控制方法有:时间控制、水量控制和反馈控制三种。时间控制系统是按预定好的时间放水或关水;水量控制系统是按照设计的配水量放水或关水;反馈控制系统是根据灌区内湿度感受器的反应,然后将信号传送到首部控制枢纽部分来关水或放水。滴灌系统更便于完全实现自动化,这在地多人少、劳力紧张的边远地区,沙漠地带的防护林区,铁路路基沿线,经济力量雄厚的城郊蔬菜种植区显得特别重要。目前,国外发达国家在滴灌区普遍使用了计算机管理系统,并通过专用的滴灌系统软件来控制和检测作物生长、土壤状况和气象趋势,取得了良好的效果。大大提高了现代化的土壤水分、作物生长测定技术的可能性和实用性,具有农艺上的综合性,为人们充分利用现代化仪器设备在滴灌系统中应用提供了巨大的潜力。滴灌系统软件根据作物对水分的需求和土壤墒情制定出合理的灌溉计划和作物管理计划。

3.2作物生产管理计划制定

控制软件系统应能提供一套科学的管理系统,它通过提高作物产量和品质以及减少用水量来提高水分利用效率,能给农民及有关用户提供一套针对灌溉方案制定作物生产管理的先进、完善的管理系统,用户能够使用它获得他们的每一块农田的土壤水分状况图,方便的数据资料存取能够得到每一块农田的准确土壤水分含量,还能够确定准确的日水分利用量,能够给每块农田制定出合理的灌溉管理决策,能够根据每一块农田各自的灌水量需求对不同农田进行灌溉优先排序,以便制定优化灌溉计划使农场或用户获得整体最高产量。

控制软件系统应能允许灌溉管理者根据作物水分需求和作物对灌溉的反应制定合理的灌溉计划,作为一个完整的灌溉计划和作物生产管理软件包,它能够对灌溉决策的制定和作物管理进行数据资料存储、运算处理、显示输出。土壤水分数据资料主要由中子探测仪、石膏电阻块和张力计测定获得。天气数据资料由自动气象站获得,作物生长资料如籽粒大小(直径)、株高和叶片硝酸盐含量等可直接田间测定,根据相应的作物响应,作物生长资料结合土壤水分资料能够制定出合理的灌溉计划,通过实际调查能够提高作物产量、品质和水分利用效率的管理技术能够详细地验证作物生长、土壤水分和气候之间的关系,因此能很好地解决一些灌溉管理和作物生长问题,其中包括过量灌溉导致的灌溉水排渗问题、肥料向根部以下淋溶损失问题以及为了达到高产稳产目标的籽粒重和穗粒数或结果率的控制管理问题。

3.3滴灌系统灌溉计划制定

滴灌系统灌溉计划一般是指确定何时进行灌溉及应该的灌溉量,灌溉计划的应用可消除代价巨大的不可预测的农业灾害,如在作物生长临界期由于土壤类型和作物自身生长能力,不同的农田具有不同的土壤水分亏缺量和日水分利用量,因此不同的农田需要不同的灌溉计划。农民通过土壤水分测定技术利用软件处理和显示不同层次土壤水分特征,能加深对发生于土壤内的各种过程的理解,以便进行更精细的灌溉计划和灌溉管理决策的制定,以确保土壤水分总是保持作物生长所需的最佳含水量。

当土壤水分和被作物利用的水分的准确数量被测定后,通过软件可以计算下一次滴灌的日期和准确的灌水量,它将考虑当前每天水分利用状况、天气变化和历史资料来帮助管理者制定以后的灌水计划。它把农田从最干到最湿分为不同等级。了解需要灌溉补充的水量有助于协调不同用户之间和同一用户内部的水分供给,充分了解雨后何时开始灌溉能使农民最大限度地利用自然降水,而把灌水过多和灌水不及造成地危险减到最小。

3.4土壤水分时间图和深度图的应用

3.4.1时间图时间显示某一指定土壤容积含水量、根区土壤含水量或作物响应随时间的变化。时间图的基本显示:直线表示根区土壤含水量的饱和点和需灌溉补充点;供给的和有效的灌溉和降雨情况;箭头指示预测的灌溉日期;关于水分饱和点、需灌溉补充点、当前和过去的土壤水分测定值及计划安排的灌水日期和灌水量的总结表;作物生长及其对灌溉管理技术措施的响应;该软件所做的时间图可进行大小调整,通过调整纵坐标轴上的最大值和最小值及横坐标上的日期范围能够把图形中用户想要的区域或作物生长期内的某特定阶段的图形放大。图形能够进行叠加来同时比较不同地点的田块或不同年份的数据。当季和前季的作物的生长,土壤水分和天气资料的叠加图形比较灌溉管理达到高度的协调一致。用户可以选择任何关键数据来建立相互作用关系图。

3.4.2深度图深度图显示土壤容积含水量沿土壤剖面随深度的变化而变化的情况,通过该软件和现代化仪器结合能够迅速直接测定和分析土壤水的剖面分布情况。根区吸收水分模式可以在深度图中看到,对深度图分析能使农民确定每一种农作物包括块根作物在土壤剖面中被研究的土壤体积范围和土壤剖面的每一深度层的作物利用的水分数量、土壤紧实度、土壤质地变化、高石灰岩含量、地下水位和盐分等问题能够通过对根部活动的仔细分析而发现。深度图也可以用来确定渗入和排出土壤剖面的水分的运动状况及深度和数量,从中能够给定灌溉饱和点和需灌溉补充点的准确设计值。灌溉或降水后从土壤的根区排出的水分数量能够通过深度图准确测定,根据可以调节灌溉所用时间以避免水分从土壤剖面排出而损失,控制土壤剖面排出水的数量将防止地下水水位地升高和土壤养分的淋溶损失,同时也将降低灌水及滴灌水及抽水的成本。深度图是一个非常有用的工具,能够解决在不同类型土壤中灌溉水的水平和垂直运动的关键问题,通过分别绘制灌溉前和灌溉后距滴管不同距离的各个点的土壤水分含量图可比较灌溉水的运动状况,用户能够利用研究所得的结果来减少水分和肥料排渗,同时确保作物根系能够一直得到适量的水分。

3.5软件的程序特点

3.5.1程序结构滴管软件的数据存储于一个树状结构,这使得制定灌溉方案是查询数据资料非常方便。管理人员可能负责管理几个农场或几块农田,每个农场或农田可能有许多检测点,每一个检测点都有一套不同时间收集的实际测定的读数记录。输入的数据经过计算机软件处理,能显示有关每一单个田块的详细资料,还能够向农民分别显示每一年的作物种植的详细资料。能够显示农场的每个监测田块或某一年份的每一监测点的情况,指明灌溉饱和点和需灌溉补充点,当前作物日水分使用情况,土壤水分平衡和预测出的三次灌溉的日期,土壤水分含量和作物日用水量的测定值,对未来作物在整个生长季节的长期的用水量作出估算。显示某一具体的时期的每一深度层的土壤水分含量的读数记录和根区的总水分含量,同时显示土壤水分需要量,中子仪测定并估算的日水分使用量。利用滴灌软件可进行数据资料综合分析,从中总结重要的信息形成报告,以帮助制定每日的管理决策方案。同时也可以编辑出前几个生长季的作物生长、水分管理。土壤等数据资料,并进行综合分析,为以后的灌溉方案制定提出更合理更完善的评价标准。该软件程序的所以结构层次能为所选择的农场、监测点和某一日期建立报告。报告分为五种:深度图、时间图、记录读数报告。监测点报告和灌溉计划报告。用户可以根据自己的需要已及自己微机系统对程序进行修改编译,选择公制和英制计量单位进行数据资料综合分析,将田间测定得到的数据读数记录自动粘贴到没一个具体的农场栏、监测点栏和日期栏。每一个监测点的测定日期,时间及估计的水分日利用量能够在粘贴之前输入。

3.5.2数据输入在读数记录屏幕中可以人工录入和显示田间实际收集的数据,如土壤水分张力计的读数、作物籽粒大小。有关作物的数据可以测定得到,作物生长参数与土壤水分含量相关联可以确定作物生长期的水分需求量。气候数据资料可以人工输入或由气象站自动装载。天气数据参数的个数没有限制,它可以与任一个作物生长测定值和任一水平的土壤水分含量相关联制作相互作用关系图。从气象数据资料中可以得到蒸发损失的总水分量的数据并且把它与测定的日水分使用量相比较来调整该地区的作物灌溉计划。

3.5.3软件的数据处理利用滴管软件可以计算使土壤剖面达到灌溉饱和点所需的准确时间数。同时计算自从播种或其他生长时期(如发芽、开花等)以来的天数,使土壤水分能够与过去多年的作物生长资料数据参数同步分析,以确定作物水分利用效率。使用作物累积日水分方程。能够很好地评估作物总产量,尤其是对于玉米、小麦和棉花。可以通过作物-水分方程和气象资料估算理论产量。通过速率方程,计算作物生长速率。计算作物当前日水分利用量占整个生长季日水分利用量地比例。同时也可计算不同水分含量地土壤水分变化速率,这些速率地变化表明土壤紧实问题和土壤干旱地程度。滴灌软件可以分析某一作物在生长季内日水分利用状况地资料。结合现代先进地土壤水分测定仪器使用,该软件能够指导我们最有效地利用有限的水资源获得最大农业效益。例如能够确定每次灌溉的准确时间和灌水量。同时减小过量灌溉和水分不足对产量的影响。建立各种不同作物之间水分利用及水分利用效率的差异;建立如不同品种、土壤紧实情况、不同的耕作史等不同条件下水分利用及水分利用效率的差异;建立现代耕作技术和传统耕作技术条件下的水分利用效率的关系。确定灌溉和降水的利用效率,用以观察分析根系吸收水分模式。有助于合理管理地下水和盐化问题,能够减少土壤养分的淋溶损失问题。建立土壤水分含量、作物长势及天气状况的数据库以使作物产量和质量获得持续稳定的提高,使高效农业可持续发展。

3.6灌溉自动化控制系统

要实现灌水的自动化,必须有自动灌溉控制器,该装置由土壤湿度传感器、控制器和电磁阀组成,能够按土壤墒情和作物需水特性实施自动灌溉(沟灌、喷灌、滴灌、渗灌),达到高产、高效、和节水的目的。适用于庭院花圃、苗圃、果园、菜地和农地。随着经济发展,庭院花圃、苗圃水分的自动灌溉倍受欢迎。它能省水省事,使花木生长更好。一亩庭院花圃、苗圃地投资1.0-1.5万元,可以建立自动灌溉控制系统。自动灌溉控制系统可以实现科学灌溉,节能、省水,使菜地和农地产量和质量明显提高。智能化,精准化灌溉技术是伴随着计算机应用技术、传感器制造技术、塑料工业技术的提高而逐步实现的

自动化计算机灌溉控制系统大约在80年代初由雨鸟公司、摩托罗拉等几家公司开发、研制成功,并投入使用。由于技术复杂、应用难度大,价格高昂,这种控制设备最早应用于高尔夫球场灌溉系统的控制上。90年代,计算机工业的硬件、软件飞速发展,使得灌溉系统中央计算机系统操作难度越来越小,功能越来越丰富,价格也逐渐降了下来。这种系统在园林绿化上用得也越来越多了起来,雨鸟公司针对不同用途,研制、开发出了中央计算机控制系统:Maxicom

智能化灌溉中央计算机控制系统具有如下功能:

①动采集各种气象数据,计算并记录蒸发蒸腾量ET;

②根据前一天的ET值自动编制当天灌溉程序并实施灌溉;

③可由连接的土壤湿度传感器、风速传感器、雨量传感器等干涉程序,启动、关闭、暂停灌溉系统;

④连接流量传感器可自动监测、记录、警示由于输水管断裂引起的漏水及电磁阀故障;最大限度利用管网输水能力;

⑤运行程序而不起动灌溉系统(干运行),测试程序合理性,不合理时预先修改;

⑥自动记录、显示、储存各灌溉站的运行时间;自动记录、显示、储存传感器反馈数据,以积累资料,修改程序,修改系统等。

⑦频繁灌溉功能:可将设计好的灌水延续时间分成若干时段,以便提供足够的土壤入渗时间,减少坡地或粘性土地地面径流损失。

⑧一套中央计算机系统可控制无数台田间控制系统(称为卫星站),一套中央计算机控制系统可控制小到一个公园,大到上百个公园,甚至全城的所有灌溉系统。

⑨储存数百套灌溉程序;一台田间控制器(卫星站)可使4个轮灌区独立灌溉或同时灌溉。

⑩手动干涉灌溉系统:可在阀门上手动启、闭系统,可在田间卫星站上手动控制系统,也可在计算机上手动启、闭任何一站,任何一个电磁阀。可控制灌溉系统以外的其它设备,如:道路或公共场所灯光,大门、喷泉、水泵等

自动化中央计算机控制系统主要由中央计算机,集群控制器(CCU),田间控制器(卫星站),电磁阀构成。中央计算机可装置在任何一个地方。比如:一套中央计算机系统控制50个公园的灌溉系统。中央计算机可安装在市园林局认为合适的位置。CCU安装在各个公园内。中央计算机与CCU之间的通讯,可采用有线连接(近距离),无线连接,电话线连接或移动通讯方法连接。一台CCU最多可连接28个田间控制器。CCU与田间控制器之间同样可选上述数种通讯方式。由中央计算机到终端电磁阀的工作过程为:中央计算机编程,并将程序下达到CCU。CCU将各轮灌区灌溉控制程序再发到相关田间控制器。田间控制器依中央计算机制作的程序启闭各轮灌区电磁阀。如下图所示:

中央计算机上的初始程序由控制人员编制,之后,计算机每日自动收集由气象站采集的气象数据,计算ET值,并不断对原有程序自动修改。如遇传感器传来异常信息(如降雨,过分干燥,系统漏水...),自动中断或暂停程序,待异常情况排除后,继续恢复程序运行。

如果将智能泵站连接到中央计算机控制系统上,则效果会更好。这样从水泵到电磁阀之间复杂的系统将由一个高度智能化的系统管理起来,可做到最大限度地节水、节能,最大限度地保护系统设备运行,避免灌溉系统常发生的下列几种问题:

①过量灌溉或灌水不足,浪费水资源或不能满足植物需水;

②管网破裂,漏失水;

③系统运行压力不合理;

④水泵运行效率低下;

⑤地形起伏不平时或土壤入渗率低产生地面径流,浪费宝贵的水资源;

⑥降雨时,灌溉系统照常灌溉;

⑦管理、维护成本高。

3.7百果园灌溉的自动化控制设计

百果园一期工程灌水基本实现了半自动化控制,可以使用电脑控制各电磁阀的开启。我们可在其基础上加以改进与提高,使其实现灌水的全自动化,具体见下:

3.7.1控制原理

自动化控制采用电子技术对田间土壤温湿度、空气温湿度等技术参数进行采集,输入计算机,按最优方案,控制各个阀门的开启及水泵的运行状态,科学有效地控制灌水时间、灌水量、灌水均匀度,为项目区作物提供一个良好的地、水、肥、气、热条件,促使其高产、稳产。同时进行控制软件及优化灌溉制度的研究,最终形成灌溉专家决策系统。另外,通过变频器控制改变电机转速,调节管道压力,为管道、滴灌等其他灌溉工程的自动化提供依据。具体包括以下几个方面:

①田间土壤含水量、盐分、地温、空气温度、湿度、降水、风速、管道压力等参数的自动化采集

②自动化控制设计安装

③监控软件设计

④变频系统设计,通过改变水压力,为微喷、滴灌等工程的自动化提供依据

⑤系统运行管理模式评价,包括系统评价、灌水指标、灌溉制度等

3.7.2控制系统的组成

欲实现真正意义上的全自动控制,需要控制田间参数及对象很多,例如土壤湿度、盐分、空气温度、相对湿度、降水量、风速、管道压力、阀门开启、水泵电机旋转等,都要送入控制器。考虑到要控制的对象较多,又要满足良好的人机界面要求,可以采用工业控制计算机作为整个控制系统的核心,来协调各部分的工作。

系统的组成如下图所示,整个系统的工作主要工控机和变频器两部分来控制,其中变频器主要用于控制水泵电机的旋转,工控机主要用来采集田间土壤及气象指标,按照设定的程序,控制各地块中电磁阀的开启,并通过变频器控制电机的运行状态,协调整个系统的工作。

3.7.3监控软件监控软件是工控机能够完成控制功能的重要基础,监控软件设计的好坏直接关系到整个系统的质量和可靠性。根据项目要求及滴灌的特点,笔者建议百果园采用雨鸟公司的“Maxicom”中央控制系统,该软件只需用户输入各地块种植作物种类及种植日期,系统便会自动计算当前作物所处生育期,确定出各自要求的土壤状况及气象信号,控制水泵电机的运行状态及阀门的开启,自动完成整个灌水过程,完全不需要人工干预,实现全自动控制。

该控制软件在此所完成的主要功能及特点如下:

①自动采集田间数据:系统根据软件中所预先设定的时间,自动地采集土壤湿度、温度风速、雨量等参数,进行相应的处理后,实时显示在屏幕上。

②作物生育期的判断:当管理人员输入各地块所种植的作物及种植日期后,系统便根据计算机时钟自动计算出各种作物已种植的天数,判断出作物所处的生育期,自动查找资料库中所存的原始资料,确定出当前作物最适宜的土壤含水量及灌水定额。

③滴灌的全自动控制:系统采集田间及气象数据后,将当前各地块土壤含水量与作物适宜含水量相比较,若土壤实际含水量小于作物要求下限值,便自动开启该地块的第一个电磁阀。进行灌溉。达到所需灌水定额后,自动关闭第一个电磁阀,同时开启下一个电磁阀,直到完成整个地块的灌溉任务。灌溉过程中,若出现温度过低、风速过大以及降雨过程等天气时,系统会自动暂停当前的灌溉任务,并保存当前状态。当气象条件满足时,继续进行未完成的任务。

④形式多样的控制方式:全自动控制外,系统还允许管理人员采用半自动、手动等控制方式。全自动方式只需运行人员输入各地块的作物信息,系统便会根据作物、土壤、气象等条件自动完成灌溉的全过程,无需人工干预。所谓半自动方式,是指系统允许用户根据实际情况控制开停机。用户可人为启动某个阀门,或某个地块,甚至是所有地块均轮灌一次。当然这些操作全部都是通过键盘或鼠标来完成的,而且在工控机屏幕上均有明显的提示。所谓手动方式是指人工去开启各个电磁阀,笔者建议百果园选用美国雨鸟公司生产的电磁阀:手动、电动两用阀门,既可手动,又可电动,使用非常方便。当手动打开某个电磁阀时,喷头出水,主干管道压力开始下降,系统会自动通过变频器升高水泵电机转速,维持管道压力的恒定,直到完成灌溉任务。

⑤丰富的办公自动化功能:系统在运行过程中,可自动生成各种定时、日、月、年报表,并通过打印机打印出来。其内容包括各种气象及土壤参数,可从各报表中得到土壤湿度变化曲线、日最高风速、月平均气温、全年总降水量等原始资料,为用户研究当地的气象及土壤变化情况提供翔实的依据。

⑥良好的可维持性:可维护性是衡量软件质量好坏的重要指标之一,在编写本系统时我们也充分考虑了这一点,例如用户在种植一类新作物时,可能系统的资料库中并没有该作物,便无法确定其适宜土壤含水量和灌水定额。此时,用户可按自定义按钮,通过鼠标各键盘输出这些参数,系统便会根据用户所定义的数值运行。另外,用户还可很方便地修改灌水定额、管道压力等参数,满足实际情况的需要。

⑥友好的人机界面:系统中大部分界面均为示意图形,实时显示各传感器送来的数值及系统当前的运行状态,一目了然。需要用户操作的部分全部为中文界面,工作人员无需学习便可完成所有操作。另外,在任一界面下,用户都可以通过按帮助按钮得到相应的提示,指导用户完成相应的功能。

3.7.4效果

百果园通过增加自动化控制系统后,灌水时间、灌水量和灌溉周期等完全根据果树某些需水参数自动启闭水泵和自动灌溉,人的作用仅仅是调整控制程序和检修控制设备。既提高了水的有效利用率,又节省了人力,同时也提高了果树的产量,可以产生良好的经济效果。

3.8第二期工程的设想

正在建设第二期工程计划今年完工,第二期工程的滴灌系统我建议基本上参照第一期工程建设,也采用滴喷灌相结合的方式,其水源计划应采用水塔蓄水,用以缓解枯水期水库少水的矛盾,该可以区采用先进的电脑全自动控制方式,实行精确灌水,管道布置采用固定式(干管、支管)和移动式(毛管)的有机结合。二期工程应该吸收一期工程中的好的经验,改进一期工程中毛管布置形式的不足,还特别是应该增加灌水的全自动控制部分,实现灌水的全自动化,精确控制作物的有效灌水。

4存在的问题及建议

通过对滴灌系统的学习与认识,笔者系统的学习了滴灌这种先进的果园节水灌溉方法,在实践的基础上深化了理论,并对滴灌和滴灌系统有一些不成熟的认识与建议。

4.1滴灌的优缺点

4.1.1百果园滴灌的优点

4.1.1.1水的有效利用率高,在滴灌条件下,灌溉水湿润部分土壤表面,可有效减少土壤水分的无效蒸发。同时,由于滴灌仅湿润作物根部附近土壤,其他区域土壤水分含量较低,因此,可防止杂草的生长。滴灌系统不产生地面径流,且易掌握精确的施水深度,节水效果达50%-90%。

4.1.1.2环境湿度低,滴灌灌水后,土壤根系通透条件良好,通过注入水中的肥料,可以提供足够的水分和养分,使土壤水分处于能满足作物要求的稳定和较低吸力状态,灌水区域地面蒸发量也小,这样可以有效控制保护地内的湿度,使果园中作物的病虫害的发生频率大大降低,也降低了农药的施用量。

4.1.1.3提高作物产品品质,由于滴灌能够及时适量供水、供肥,它可以在提高农作物产量的同时,提高和改善农产品的品质,使果园的农产品商品率大大提高,经济效益高。

4.1.1.4滴灌对地形和土壤的适应能力较强,由于滴头能够在较大的工作压力范围内工作,且滴头的出流均匀,所以滴灌适宜于地形有起伏的地块和不同种类的土壤。同时,滴灌还可减少中耕除草,也不会造成地面土壤板结。

4.1.2百果园滴灌的缺点

4.1.2.1滴灌的滴头很容易堵塞和磨损,产生灌水的不均,严重影响节水效果。

4.1.2.2滴灌的各管道的压力有所差异,会产生局部压力过高而使管道容易损坏,滴头的压力不均甚至会产生雾化,损坏滴头,浪费水资源。

4.1.2.3滴灌一般仅润湿作物根系区土体的一部分,所以作物根系的发展可能限制在围绕每一滴头的湿润区,这样容易产生作物根系的腐烂,进而引起作物倒伏。

4.1.2.4滴灌的管道布置要充分利用当地地势与地形,在原则的基础上加以灵活运用,如干管的布置、毛管的布置,取水方式等。

4.2滴灌的建议

4.2.1百果园应加强灌水的自动化控制,保证各种果树的精准灌水,实现精确的节水灌溉

4.2.2滴灌的水量应该有保证,应该建一水塔蓄水,确保枯水期各种果树的需水要求

4.2.3滴灌的毛管布置应采用单行带环形状态管布置和双行平行布置相结合,确保果树灌水均匀度。

4.2.4滴灌技术的应用应该和其他节水灌溉技术相结合,互相补给,更好的发挥优势。

4.2.5国家应鼓励进行滴灌技术的研究,加大科研推广投入的力度,研制开发经济实用的滴灌管材,解决滴头易堵塞的难题等,滴水灌溉技术应该在政府的规划安排下,由政府投资和农民出资相结的优惠政策下在全国范围鼓励推广发展。

篇(5)

1企业未能足够重视财务会计的内部控制管理

工作财务会计的内部控制管理存在问题,首先是因为相关的领导未能足够重视该工作,导致企业的各项工作无法顺利开展,主要表现在一些企业领导未能透彻地认识到财务会计内部控制管理的重要性,认为财务会计的内部控制管理工作只是一项可有可无的工作,并不能够代替企业的其他管理制度。这样,在财务会计的内部控制管理中没有设置专门的部门进行管理和监督,也没有制定有效的制度进行完善,进而导致许多财务会计工作无法正常展开,限制企业的发展;其次,有些企业虽然制定了财务会计内部控制管理制度,但是在实际的工作中并没有认真贯彻这些制度,导致制定的制度成为一种摆设,没有实用性,财务会计的工作无法达到企业预期的效果,同时也无法有效控制和管理财务会计工作。产生这些问题的主要原因就是企业对财务会计内部控制管理工作没有引起足够的重视和认识,进而影响企业的工作进程。

2财务会计内部控制管理缺乏完善的制度保证

在财务会计的内部控制管理工作中,由于没有健全的控制管理制度,导致企业的各项工作缺乏必要的执行力。一些企业在制定控制管理制度时,由于外在因素或者是人为因素的影响,导致制定的制度不完善、不健全,同时企业也没有对制度进行合理性和规范性的制约,导致财务会计工作不能有效地、科学地执行下去。财务会计内部控制管理工作缺乏完善的制度主要表现在一些企业未能重视内部控制管理制度的重要性,在实际工作中未能贯彻实施这些制度,进而导致财务会计工作中出现差错,没有做到事前预防工作,也无法及时进行问题解决,进而导致企业的其他工作无法顺利开展;一些企业制定的财务会计内部控制管理制度虽然具有科学性和合理性,但是在实际的工作中并没有长期贯彻实施制度,使财务会计管理控制工作缺乏一定的执行力。由于企业缺乏完善的财务会计内部控制管理制度,所以就无法保证企业实际的工作实施,也无法有效地对实际工作进行评价和考核。

二加强财务会计内部控制管理的措施

1培养大量的财务会计内部控制管理人才

为了能够有效地加强财务会计内部控制管理工作,首先应该要培养高素质、高水平、高技术的知识性人才,这样能够为企业在激烈的市场竞争中发挥重要的作用,使财务会计管理控制工作更加完善,并对这些财务会计人员进行专业技能的培训,企业可以聘请专业的会计师和专家定期对员工进行技能培训,使其能够提高自身的专业素养和职业道德,并能够有效地制定相关管理制度,增强企业的专业能力。

2完善财务会计内部控制管理体制

为了加强财务会计内部控制管理工作,企业应该要改善原有的管理观念和制度,建立完善的财务管理体系,使财务会计管理模式更加健全,进而有效地统一财务管理的权力分配,执行责任制,使员工能够根据自己的职责进行工作,同时可以将网络信息系统应用到实际的财务会计管理中,有效地进行财务信息管理,并给管理者和决策者更好的反馈,进而提高企业的竞争力和经济效益。

3完善财务会计内部控制管理机制

为了能够使财务会计内部控制管理工作更加完善,企业还应该要建立完善的财务会计监督机制,这样能够有效地监督财务会计管理人员的工作,避免出现、盗取公共财产的现象发生,有效地将管理和监督工作统一起来,完善财务会计工作,使之能够更加顺利地运行。除此之外,企业还应该做好预算和审计的工作,有效地为企业节省成本投入,避免资金浪费,同时有效地反馈企业的财务状况和未来的发展情况,促进企业更加合理的、完善的发展。

三结语

篇(6)

亚细亚曾取得过几个“全国第一”:全国商场中第一个设立迎宾小姐、电梯小姐,第一个设立琴台,第一个创立自己的仪仗队,第一个在中央电视台做广告。当年的亚细亚以其在经营和管理上的创新创造了一个平凡而奇特的现象“亚细亚现象”。来自全国30多个省市的近200个大中城市的党政领导,商界要员来到亚细亚参观学习。然而,1998年8月15日,郑亚商场悄然关门!面对这残酷的事实,人们众说众说纷纭。我们以为,导致亚细亚倒闭的原因是多方面的,而其内部控制的极端薄弱是促成倒闭的主要原因之一。本文拟用COSO报告提出的标准与评价方法,对其进行分析,从中引发对改进我国企业内部控制的几点思考。还有遍布全国各地的“仟村百货”以参股的形式投资10亿多元,先后在河南省内建立了四家亚细亚连锁店,在全国各地建立了很多参股公司。亚细亚商场于1989年5月开业,之后仅用7个月时间就实现销售额9000万元,1990年达1.86亿元,实现税利1315万元,一年就跨入全国50家大型商场行列。到1995年,其销售额一直呈增丧趋势,1995年达4.8亿元。1993年起,郑州亚细亚集团(简称郑亚集团)

一、对“亚细亚”内部控制失败的系统分析

1.控制环境失败

COSO报告认为,控制环境是指对建立、加强或削弱特定政策、程序及其效率产生影响的各种因素,具体包括企业的重事会,企业管理人员的品行、操守、价值观、素质与能力,管理人员的管理哲学与经营观念,企业文化,企业各项规章制度、信息沟通体系等。企业控制环境决定其他控制要素能否发挥作用,是内部控制其他要素发挥作用的基础,直接影响到企业内部控制的贯彻和执行以及企业内部控制目标的实现,是企业内部控制的核心。那么,郑亚集团的内部控制环境如何呢?

(1)经营者品行、操守、价值观

(简称“海南商联”),郑亚集团没有投资,法人代表是王xx本人。郑亚集团公司重事会作出决定,委托海南商联管理和经营郑亚集团股份公司;并在郑亚集团董事会1995年6月28目的会议纪要中,明确规定“董事会同意公司经营者(海南商联)按销售额1%的比例提取管理费。于是就形成了海南商联受托经营郑亚集团的运作模式,并与郑亚集团一套人马,两块牌子,总部设在广州。从此总经理在外地遥控实施对郑亚集团和商场的管理。王xx既是海南商联的法人代表,又是郑亚集团的总经理,可以随意抽调人员与资金。这种制度安排的结果是亚细亚的信誉和人员被海南商联利用,亚细亚的经营利润被海南商联占有,而这一切都是无偿的。?1992年11月,亚细亚商场总经理王xx就在海南注册了”海南亚细亚商联总公司。

又如,南阳亚细亚商场借到贷款两千万元,股东高xx却要了600万元,询拨到成都给其一位朋友做房地产生意,结果全亏,以两栋楼房抵债。抵债手续尚未办妥,高xx却对欠债人说,你不要向南阳还债了,你把两栋楼房给我,南阳的钱由我还。最终,南阳亚细亚分文未得。

上述事实只是郑亚集团暴露出来的极小部分,但已能说明郑亚集团经营者的品行与操守状况。

(2)董事会

COSO报告认为,企业内部控制环境的一个重要要素是董事会,并认为企业应该建立一个强有力的董事会,董事会要能对企业的经营管理决策起到真工监督引导的作用。在郑亚集团公司内部,董事会一直处于瘫痪状态。郑亚集团公司的注册日期是1993年10月,但直到1995年6月才最后确立。在近两年的时间里,集团公司决策层一直处于不断演变的状态之申,没有按章程规范化运作,董事会从未召集董事们就重大决策进行过表决,凡事都由总经理王xx一人拍板。1995年初,亚细亚的主要股东中原不动产公司董事长易人,新任重事长认为前任批准的股权转让造成公司资产流失,不予承认,表示股权纠纷问题不解决就不参加董事会。从此,郑亚集团最高决策机构、监督机构陷于瘫痪。比如,冠名权展于无形资产,其转让照理应该经董事会讨论通过,但实际上是王xx一个人说了算,只要他签字同意,别人就可建个“亚细亚”,如许昌、安阳、洛阳、商丘的亚细亚都是他签字同意的。在郑亚集团,总经理成了国王,董事会如同虚设。

(3)人事政策与员工素质

COSO报告认为,人是企业最重要的资源,亦是重要的内部控制环境因素。那么,郑亚集团的人事政策与员工素质如何呢?

1.以貌取人。1995年底,广州、上海、北京三地大型商场相继开业,管理人员严重不足。亚细亚从西安招聘了几百名青年,经过短期培训后,准备派往三地。由于不了解个人情况,只好对名观相,五官端正、口齿清楚的派往广州、上海或北京的商场当经理或处长,其他人员则当营业员。

2.随意用人。亚细亚商场艺术团的报幕员周XX,不值管理不会看帐,被任命为开封亚细亚商场的总经理。

3.任人唯亲。亚细亚某领导的一位表弟,原郑州市郊的农民,被任命为北京一家大型商场总经理;某领导的两位妻弟,山东农民,也被委以重任;就连他家的小保姆也被任命为亚细亚集团配送中心的财务总监。

4.排斥异己。亚细亚曾有四位年轻的副总,因他们不附和总经理的意见,在1990年借故被派往外地办事处。1991年夏,亚细亚驻外办事处撤销,四位副总返回商场时,他们的位置已被别人取代,接着半年闲试,被调离商场。

这就是亚细亚的人事政策。

(4)企业产权关系及组织结构郑亚商场是由河南省建行租赁公司和中原不动产公司共同出资200万元设立的股份制企业,其中,租赁公司102万元,占51%的股份,中原不动产公司98万元,占49%的股份。由于郑亚商场计划在1992年改组成股份有限公司,面向社会公众发行股票。按照有关规定,上市公司的股东必须在5家以上才具备上市资格。由于种种原因,改建的郑州亚细亚股份有限公司上市未获成功。1993年9月,经河南省体改委批准,仅仅有过渡意义的郑州亚细亚股份有限公司正式更名为郑州亚细亚集团股份有限公司。于是,亚细亚上市未能做成,但虚拟的股权转让己被河南省体改委等政府职能部门认定,即河南建行租赁公司51%的股权转让给海南大昌实业发展公司18%,转让给广西北海巨龙房地产公司10%;中原不动产公司49%的股权转让给海南三联企业发展公司18%,转让给海南汇通信托投资公司18%.由于股权受让方未按协议及时把购股资金兑付,从此埋了了一个巨大的资金隐患。特别是后来中原不动产公司新任董事长认为前任批准的股权转让造成公司资产流失,不予承认。郑亚集团产权关系混乱局面就此形成。

郑亚集团设有一个“货物配送中心”,其职能是为郑亚商场本店和四家直接连锁店配货,该中心负责向厂家直接定货,目的是降低进货成本并防止各商场自行进货时吃回扣。但该中心配送给各大商场的所有商品,价格不但比批发市场上的批发价高出许多,甚至高于自由市场上的零售价!“货物配送中心”实际上成了一个大黑洞。

上述四个方面较清楚地说明了郑亚集团的控制环境情况。其内部控制环境若此,其最终结局亦在意料之内。

2.风险意识不强COSO报告认为,环境控制和风险评估,是提高企业内部控制效率和效果的关键。郑亚集团如何进行环境控制和风险评估呢?原郑亚集团总经理王XX,对以往的经营失误总结了六大教训,其中有四条涉及到对风险的认识和把握问题。

第一是“对市场认识不足,对形势认识不足”。在我们前进的过程中,不但遇到了国内商业同行的压力,而且国外零售业的大举进入也给我们造成了很大的冲击,导致我们认为较先进的经营模式一下子就被冲得体无完肤。

第二是“过于自信、乐观、想当然,其结果是骄兵必败”。

第三是“面对零售业艰难的状况,我们的应变能力差,整个经营进入死胡同,最后到了山穷水尽的地步”。

第四是“抗风险能力差,一近事阵脚就乱了。”这几个教训说明,在郑亚集团管理层的思想中缺乏风险概念,没有设置风险管理机制,因此抗险能力极低。

3.缺乏适当的控制活动COSO报告认为,控制活动是确保管理层的指令得以实现的政策和程序,旨在帮助企业保证其针对“使企业目标不能达成的风险”采取必要行动。郑亚集团运作中几乎不存在控制活动,或者即使存在所谓的政策和程序,也是名存实亡,未实际发生作用。且看一组数据:亚细亚一年一度的场庆花费都超70万元;集团某股东从郑亚商场借出8叨万元,连借条也没有,后来归还300万元,剩余5山万元商场帐面和收据显示是“工程款”;集团另一个股东1993年借走商场57万元,也无人催要盯997年,郑亚商场管理费用就高达18.6亿元。郑亚集团的控制活动若此,何以确保管理层的指令得以实现?

4.信息沟通不顺畅COSO报告认为,一个良好的信息与沟通系统有助于提高内部控制的效率和效果。企业须按某种形式在某个时间之内,辨别、取得适当的信息,并加以沟通,使员工顺利且行其职责。在郑亚集团内部,信息沟通系统几乎不存在。据称,集团内部一不需要成本信息二不计算投资回收期及投资回报率,三不收集市场方面的信息。会计信息系统由管理层随意控制队资金被大量挪用,却不知去向何方。在郑亚集团,T息系统已经不再是一个管理和控制的工具,而是上层管理人员的话筒,信息随其意愿而变。

5.内部监督缺乏COSO报告认为,企业内部控制是一个过程,这个过程系通过纳人管理过程的大量制度及活动实现的。要确保内部控制制度切实执行且执行的效果良好、内部控制能够随时适应新情况等,内部控制必须被监督。在亚细亚,自开业以来,没有进行过一次全面彻底的审计。偶尔的局部的内部审计中曾发现几笔几百万元资金被转移出去的事,后来也不了了之。任何事情都是总经理说了算,属下当然包括内部审计人员在内,全无发言权,可见内部监督极度缺乏是既成事实。

二、由“亚细亚”引发的思考:改进我目企业内部控制

由亚细亚,内部控制的五要素皆存在问题,必然最终走向倒闭之路。尽管它只是我国企业的一个个案,但这种现象却颇具普遍性。目前,我国加入WTO在即,来自外部世界特别是跨国公司的激烈竞争,给中国企业的压力越来越大,面临的挑战越来越严峻。若以“亚细亚。状况去应对竞争,其结果不难预料。因此,如何提高自身的竞争力,如何以一种更积极的状态参与到世界竞争的潮流中去将是我国企业面临的主要问题和难题。经济现实迫切要求我国企业早日建立健全企业内部控制,提高企业内部控制的效率和效果。从现实看,我国企业经营效益普遍较差;会计造假行为严重,财务报告严重失真;企业违法违规现象愈演愈烈,进而成为普遍现象。造成这些现象的原因是多方面的,但内部控制的缺失与缺陷难逃其咎。问题还在于,我国很多企业还未意识到内部控制的重要性,对内部控制还存有很多误解,以为内部控制就是十堆堆的手册、文件和制度,或者认为内部控制就是内部成本控制、内部资产安全性控制等,甚至对企业内部控制根本没有概念。现状函需改变!

我们认为,对我国企业内部控制的改进,可从两方面人手,其一是由权威部门制定内部控制的标准体系;其二是对企业内部控制的审计作出强制性的安排,做到二者并举。

1.建立内部控制标准体系

首先,建立内部控制标准体系是一项国际惯例。长期以来,内部控制一直被视为企业内部事务,属企业管理当局责任范围内之事。纵观美国注册会计师协会(AICPA)历年来对内部控制的定义、解释、修改、再修改的过程,不难发现,MCPA过去一直认为内部控制目标是为了保护企业资产、检查会计信息的准确性、提高经营效率、推动企业执行既定的管理方针等,不管对这些目标如何进行排列与组合,为企业内部的管理与经营服务是其共同特征。以往对内部控制的研究也大部分集中在制度的设计和审计方面,重在改进内部控制的方法与提高审计的质量和效率。直到1973年,美国国会通过了《反国外贿赂法》(ForeignCorruptPracticesAct,简称FCPA),该法案规定,每个企业应建立内部控制制度以防范这种行为发生。该法案在其会计标准条款中AccountingStandardsProvision)规定,业如达不到美国审计准则委员会提出的内部控制目标,可被罚款1万美元、责任者受5年以下的监禁。至此,建立和强化内部控制已成为企业应履行的一种法律责任。1991年11月,美国联邦委员会发表的判决指南指出,如果发现公司即使有一个雇员犯罪,该公司将受到强制性罚款,罚金数额可高达数十万至儿百万美元。这一法规的出台,强化了管理者对遵守法规的重视,遵循适当的法规、规避可能的罚款所带来的损失也成为企业内部控制的重要组成部分。1992年,曲美国注册会计协会(AICPA)、国际内部审计师协会(IIA)、财务经理协会(FEI)、美国会计学会(AAA)、管理会计学会(IMA)共同组成的专门委员会(即COSO委员会)提出了内部控制综合框架公告,认为“内部控制是受企业董事会、管理当局和其他职员的影响,旨在取得(1)经营效果和效率(2)财务报告的可靠性(3)遵循适当的法规等目标而提供合理保证的一种过程。”并对内部控制作了新的扩展,提出了内部控制的五要素。美国注册会计师协会认为该报告的提出,具有划时代的意义,“其作用如同早期的公认会计原则,其未来在管理界的地位也如今日的公认会计原则一样”。COSO报告很快受到了广泛的认可,世界各国及各专业团体纷纷效仿COSO报告对内部控制进行重新研究,并采COSO报告的最新理念,了自己的文告。可见,建立一套有关内部控制的标准体系,已成为一项国际惯例。

其次,建立内部控制标准体系是保证财务报告可靠性与企业遵循法律法规的重要条件。现代企业的典型特征就是所有权与经营权相分离。由于股权较为分散,企业所有者(包括权益所有者、债权所有者及人力资本所有者等)及其他利害关系人一般只能通过企业对外出具的财务报告等资料了解企业的经营管理情况,所有者、政府部门、材料供应商等作为外部人与作为内部人的经营者之间存在严重的信息不对称。因此,内部控制的目标之一是保证财务报告的可靠性,其二是保证企业法律法规的遵循性。从这两个目标可以看出,加强企业内部控制不仅仅是企业一种自愿自觉的行为,也是企业的一种责任与义务,是企业对外部利益集团负责的一种表现形式。因此,建立一套完备的内部控制标准体系,作为企业管理行为的规范标准,是达成内部控制目标的重要条件。

最后,建立内部控制标准体系有利于统一看法,更新观念。目前,我国会计理论与实务界对企业内部控制的认识还停留在内部牵制制度、内部控制制度或内部控制结构阶段,认识还很不统一,甚至还有不少错误认识。而且,企业界、司法界、会计界等不同行业与部门对内部控制的理解不一,彼此就此进行沟通时,缺乏共同“语言”。即使在注册会计师职业界,对内部控制的理解也多局限于其对审计工作的影响。因此,建立内部控制标准体系,不仅可以为各方人士的沟通与理解提供统一的基础,还可为企业评估和改进其内部控制提供标准与方法。基于以上认识,我们建议,有关部门应及时组织力量加强对内部控制的研究。我国的立法机关应该联合我国各有关方面的力量,包括理论界、实务界、各种职业团体、协会、中介机构等,在COSO报告的基础上,对企业内部控制进行全面深人的研究,建立一套如COSO报告那样内涵与外延统一、可操作性强的内部控制标准体系,并准则或提出指南,使企业管理当局或注册会计师等有据可依、有章可循。而且要将内部控制的全新理念与精神传达给所有相关人员,尽量使管理当局用以评估内部控制的标准、注册会计师用以审计内部控制的标准与投资者用以审视内部控制的标准相统一,以减少可能的期望差距。

2.对内部控制实施强制性审计内部控制标准体系建立之后,企业能否建立完善的内部控制系统并切实予以实施,需要外都力量予以保证。为此,美国审计鉴证准则(SSAE)第六号与台湾《公开发行公司建立内部控制制度实施要点》等要求企业对外界公众出具内部控制报告,并要求注册会计师对其进行审计,出具审计报告及有重大问题报告,尔后,注册会计师对企业内部控制进行审计,对企业的一般做法是,企业首先对自身内部控制进行全面而深入的自我评估,出具对外报告,包括无重大问题报告,企业内部控制报告发表审计意见。虽然不同国家对内部控制审计的要求与做法不一,而且对于内部控制是否不再只是企业内部事务的观点也存在争议,但不管如何,对内部控制进行审计带来的效用是显见的。因为,企业对外出具内部控制报告,注册会计师对企业内部控制报告出具审计意见,加重了企业管理当局及注册会计师的责任,而责任一旦加重,企业管理当局出于减轻自身责任及企业长期利益的考虑不得不在注册会计师的协助下真正关注内部控制的缺陷与缺失,实实在在地不断健全与完善企业的内部控制,注册会计师也会为降低自身的风险而督促企业改进内部控制。这样就带来了另一方面的效用,即降低企业营运的风险,提高企业营运的效率和效果,进而保护投资者的利益,同时提高企业对外出具的财务报告及其他披露信息的可靠性,增加证券市场及其他资本市场的透明度和有效性。

不过,在我国推行内部控制审计,目前还存在较大的困难。(1)我国内部控制基础十分薄弱。一方面,这是我国需要实行内部控制审计的直接原因之一,但也正是这一点,使我国实行内部控制审计困难重重。因为要对不健全的内部控制出具管理报告或发表审计意见无疑是困难的,受到的阻力也会比较大。(2)缺乏统一的内部控制标准。我国还未提出过类似美国COSO报告的权威性很高的内部控制标准体系。现行具体审计准则第九号“企业内部控制与审计风险”,观念还未更新,还停留在内部控制结构阶段,而且也只是从审计的角度的。新修订的《会计法》虽然对内部控制提出了新的要求,但因为它不是专门针对企业内部控制进行规定的,因此在内部控制的实务方面不具有可操作性。这就使得企业在进行内部控制自我评估及注册会计师在进行内部控制审计时无据可依。(3)我国公众的法律意识不强。这直接关系到:企业管理当局能否如实出具内部控制报告,并且对于其自身在内部控制报告中的承诺,企业管理当局能否真正担负起应有的责任;注册会计师能否如实出具内部控制审计报告,能否对其出具的审计报告负责;广大社会公众对内部控制报告及审计报告能否正确认识与应用,会不会形成很大的期望差距,造成不必要的诉讼与纠纷。(4)我国投资者普遍素质不高。这就形成两个问题:内部控制审计报告对他们有无增量信息;会不会被他们误用。这直接关系到内部控制审计有无实行的必要性问题。(5)我国法律法规还不很健全,对内部控制责任的划分、T化、奖罚等都有待于进一步的明确。由于存在上述种种困难,再加上对企业内部控制缺陷的重大性问题、责任分摊问题等本身就是学界研究的难题之一,因此,在我国实行内部控制审计存在很多实际困难,就不言而喻了。

篇(7)

关键词:本机振荡器直接数字频率合成自动频率控制脉内测频

雷达系统根据其工作频率一般分为米波雷达、分米波雷达和厘米波雷达,其接收机通常是超外差形式的。分米波雷达和厘米波雷达由于其工作频率较高,一般都有自动频率控制(AFC)系统,控制本振频率自动跟踪发射频率的变化,或者控制发射频率自动稳定在本振频率对应的频率点上,保证雷达接收机的中频频率稳定。但是传统的模拟式单环路或双环路AFC系统由于受模拟电路本身的局限,使得AFC的跟踪速度慢、跟踪频率范围窄、精度低,甚至有可能出现错误跟踪的情况;此外,控制本振的自频控雷达由于在本机振荡器上加装了频率调整装置,影响了本振的频率稳定度,这对动目标雷达而言是难以接受的。米波雷达由于其工作频率较低,基本上没有自动频率控制系统,但是米波雷达的发射机工作频率和接收机本机振荡频率由于环境温度、电源电压和负载变化而发生一定的变化,其变化范围从几十千赫兹到数百千赫兹,通常在500~600kHz之间。虽然由此造成的中频频率变化量的绝对值不会超出中频放大器的通频带范围(中频放大器的通频带通常≤1MHz),但是数百千赫兹的变化量使回波信号不能得到最有效的放大,造成雷达接收机技术、战术性能降低,此时即使加装DSU(DigitalStableUnit)设备,也由于中频频率漂移的影响,使DSU的性能无法得到最有效的发挥。

应用锁相环频率合成技术实现雷达自动频率控制系统已经是比较成熟的技术方案,这种方案的应用解决了非相参雷达的自动频率跟踪与本振频率稳定度之间的矛盾,但是锁相环固有的大惯性、大步进间隔和非线性误差却严重地限制着锁相环自动频率控制系统的性能,使其无法满足高速、高频率分辨率、大带宽的要求。

DDS技术是近几年来迅速发展的频率合成技术,它采用全数字化的技术,具有集成度高、体积小、相对带宽宽、频率分辨率高、跳频时间短、相位连续性好、可以宽带正交输出、可以外加调制的优点,并能直接与单片机接口构成智能化的频率源。基于DDS技术的自适应米波雷达自动频率控制系统是新一代的自动频率控制(AFC)系统,它以直接数字频率合成技术(DDS)为基础,以单片机为控制核心,通过高速高精度脉内频率测量模块对雷达发射频率进行精确测量,然后由单片机控制DDS,对发射频率进行搜索和跟踪。因此它是一种易于实现的数字式智能化自适应频率控制系统。

图2DDS频率合成模块结构图

1系统组成及工作原理

基于DDS技术的自适应米波雷达自动频率控制系统主要由高速脉内频率测量模块、DDS频率合成模块、单片机和包括频率显示、控制键盘的人机接口模块组成,如图1所示。

系统采用高速高精度实时脉内频率测量技术,利用频率稳定度高达10-9的高稳恒温时标对频率进行倒计数法测量,由单片机对测量结果进行分析处理,并控制DDS频率合成模块,完成对发射频率的搜索和跟踪。系统中除了DDS输出后的滤波、放大电路采用模拟电路外,其它全部采用高速数字电路,并结合了单片机具有的可编程能力,使系统避免了传统模拟式AFC的缺陷,能够实现更加灵活的控制。

雷达开机后,系统首先工作于搜索模式:单片机控制DDS频率合成模块输出本振频率的最低值,与从发射机耦合过来并经过衰减后的发射脉冲频率混频,取出下变频后的中频信号,经过频率测量模块测量后将结果送入单片机,单片机若判断频率测量结果不是规定的中频频率值,则控制DDS频率合成模块将输出的本振频率按规定的步长(通常是频率测量系统的频率分辨率)调高,重复此过程,直到频率测量系统测量得到的频率值为规定的中频频率值为止。若搜索过程中本振频率达到上限时仍未搜索到规定的中频频率值,则返回到本振频率最低值,重新开始新一轮的搜索。系统一旦搜索到规定的中频频率值就进入跟踪状态。

在跟踪状态,频率测量模块对每一个发射脉冲频率与本振频率下变频得到的中频脉冲频率进行实时精确测量,在发射脉冲结束时将测量结果送入单片机。单片机立即根据测量结果计算出响应的本振频率调整量,并控制DDS频率合成模块调整输出频率,保证在目标回波信号到达接收机时,本振信号已经调整到与该发射脉冲频率对应的频率点上,使目标回波信号下变频后的频率值为准确的中频频率值,从而保证目标回波信号能够得到最有效的放大。

跟踪模式实质上是一个自适应的控制过程:某一发射脉冲的频率比前一发射脉冲的频率升高(降低)在本振频率不变的条件下,中频频率升高(降低)频率测量模块的测量结果升高(降低)单片机得到测量结果后控制DDS频率合成模块,使之输出的本振频率相应升高(降低)中频频率降低(升高)到规定值。

2硬件结构

2.1DDS频率合成模块

DDS频率合成模块以DDS芯片AD9854为核心,包括滤波电路、放大电路和与单片机的接口电路,图2是其组成框图。

AD公司推出的AD9854是DDS芯片中的典型代表之一,它具有300MHz的内部时钟,4~20倍的内部可编程倍频器使外部输入的时钟信号频率可以从15MHz到75MHz,另外具有100MHz的并行接口总线,内置正交双通道DAC输出,具有多种编程工作方式,能产生线性调频信号和非线性调频信号等复杂信号。

AD9854采用CMOS结构,工作电压为3.3V,而单片机AT89C51工作在5V电压下,其总线电平是5V的TTL电平,为保证AD9854的正常工作,必须经电平转换后再与AD9854接口,AD9854的时钟信号也必须经过电平转换后送到AD9854的时钟引脚。AD9854有正交双通道DAC输出,每一个通道都是反相的互补输出,经MAX436放大后滤波,然后再经MAX436放大到雷达要求的本振电平。两路输出中的一路用于和发射脉冲混频,将下变频后的中频信号送到频率测量模块进行频率测量,系统已经知道DDS频率合成模块输出的本振频率,测量出发射脉冲的中频频率就能计算出发射频率;另一路作为接收机的本振信号。

根据奈奎斯特采样定律,当DDS系统的时钟为300MHz时,其输出频率的上限是150MHz,在工程应用中通常只使用到时钟频率的40%,即120MHz。某型米波雷达的本振频率上限略高于120MHz,经查阅AD9854的数据手册,其输出频率能够达到理论的150MHz;同时经实验证实,AD9854能够在雷达本振频率上限值处稳定工作,且输出信号质量完全可以满足雷达系统对本振的要求。

2.2高速高精度脉内频率测量模块

高速高精度脉内频率测量模块采用倒计数法进行频率测量,主要由下变频混频器、滤波整形电路、计数器T0、计数器T1和时序控制电路组成。图3是其结构的组成框图,图4是倒计数法频率测量的时序图。

倒计数法测频是用被测信号的N个周期形成一个计数门时间T=N·Tx,在T时间内由时标F0计数,这样一来测频就相当于测量门宽T,T的最大量化误差是T0,Tx的最大量化误差是T0/N。

某型雷达的发射脉冲的宽度是13μs,考虑到其发射机是单级振荡式发射机,每个脉冲在起振和停振的过程中振荡不稳定,因此取中间的10μs作为测频区间。该型雷达的第一中频频率为30MHz,在正常工作时,发射脉冲与本振信号下变频的输出频率应该是准确的30MHz,在10μs的测频时间内应有300个脉冲,即可取N=300;高稳定的时标的频率是100MHz,T0=10ns,相应的Tx的最大误差是T0/300=1/30ns,据此可计算出测频的分辨率是30kHz,相对于雷达中频放大器接近1MHz的带宽而言,此指标完全能够满足雷达系统的要求。用频谱分析仪实际测得的系统跟踪误差如表1所示。

表1实际测得的系统跟踪误差表

发射频率/MHz147.000147.500148.000148.500149.000149.500

本振输出频率/MHz116.999117.495118.008118.492118.990119.493

跟踪误差/kHz-1-5+8-8-10-7

发射频率/MHz150.000150.500151.000151.500152.000152.500

本振输出频率/MHz119.995120.490120.990121.510122.005122.500

跟踪误差/kHz-5-10-10+10+50

模块的工作过程是:当雷达触发脉冲到来时,时序控制电路打开计数器T,发射脉冲随后到来,经下变频、滤波、整形后转换成TTL方波作为计数器T的时钟。当计数器T计到第32个脉冲时,时序控制电路打开计数器T0,T0开始对高稳定时标计数;当计数器T计到第332个脉冲时,时序控制电路关闭计数器T和T0,并通知单片机已经完成一次频率测量,单片机取走测量结果,并对硬件电路复位,准备下一个周期的测量。

2.3高稳定度恒温时钟模块

本机振荡器的频率稳定度是影响雷达接收机性能的关键性指标。由于DDS频率合成方法的输出频率稳定度仅仅取决于其时钟的频率稳定度,因此选用频率稳定度高达10-9的恒温晶体振荡器作为整个系统的时钟。恒温晶体振荡器输出的100MHz高稳正弦波经放大后整形为标准的TTL方波,一路作为频率测量模块的时间标准,另一路经F161分频为25MHz的TTL方波,经电平转换后作为AD9854的外部时钟信号,利用AD9854内部的可编程倍频器倍频12倍使AD9854工作在300MHz的内部时钟频率下。高稳定度恒温时钟模块组成框图如图5所示。

3软件结构

单片机是整个系统的控制核心,可以充分利用软件可编程控制的优势对系统进行灵活有效的控制。图6是单片机的软件框图。

通电以后单片机首先进行初始化,然后设置DDS模块的工作模式等参数,再进行时序控制电路的复位并对所有计数器进行清零操作。随后单片机不断查询测量完成信号。当时序控制电路在雷达触发脉冲的作用下完成一次测量时?熏就通过该信号通知单片机,单片机一旦查询到测量完成便立即读入测量结果。然后进行分析,是标准中频频率时不进行本振频率的调整,直接准备下一脉冲周期的测量,若不是则计算所需的频率调整量,控制DDS频率合成模块进行频率调整,然后再准备下一脉冲周期的测量。

搜索和跟踪过程的区别主要在于计算频率调整量的方法不同,其它流程基本一致。