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关键词:后张法;预应力;施工控制
后张法是先进行构件混凝土的浇筑,然后等混凝土结硬以后,再进行张拉预应力钢筋并实施锚固的方法。后张法是靠工作锚具来传递并保持预加应力。
后张法预应力施工在路桥施工中得到了广泛的应用,其在施工中所需要注意的问题以及施工控制要点如下:
一、预留孔道的施工控制
应当保持预应力筋预留孔道的尺寸和位置的正确性,端部的预埋钢垫板应当垂直于孔道的中心线。管道应当采用固定安装的定位钢筋,这样可以使其牢固地放置在模板内的设计位置处,并且能够使得混凝土浇筑期间不会产生位移。被固定的各种孔管道的定位钢筋之间的间距,对于钢管来说不宜于超过1米;对于波纹管则不宜于大于0.8米,对于曲线管道应当适当地加密,对于胶管则不宜于大于0.5米。金属管道接头处的连接管应当采用比一个直径级别要大的同类的管道,它的长度应该是被连接管道的5到7倍。连接的时候不能使接头处产生角度的变化,而且在混凝土浇筑期间不能使管道发生转动和位移。并且要缠裹紧密一些来防止水泥浆的渗入。最后,管道在模板内安装完毕之后,应当将它的端部盖好,以防止水或者其他杂物进入。
二、预应力筋的安装的施工控制
预应力筋应当在浇筑混凝土之前或者在其后穿入管道内,对于钢绞线,可以使用一根钢束中的全部钢绞线来编制成为一个整体后装入管道之中。在穿束之前应当检查锚垫板和孔道,保证锚垫板位置的精确以及孔道内畅通,无水及相关杂物。预应力钢筋安装之后应当做好保护工作,而且管道端部开口应当密封来防止湿气进入其内,采用蒸汽养生时,在其完成之前不能安装力筋。
三、预应力筋平均张拉力的计算
预应力筋平均张拉力的计算按下式:
式中: Pp----预应力筋平均张拉力(N);
P----预应力筋张拉端的张拉力(N);
x----从张拉端至计算截面的孔道长度(m);
----从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和(rad);
k----孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数,参见下表;
µ--预应力筋与孔道壁的摩擦系数,参见下表。
四、张拉的施工控制
张拉工艺流程:制束--穿束--预张拉--初张拉--终张拉--锚具外钢绞线切割。
力筋施加预应力前要对构件进行相关检测,确保其外观和尺寸符合质量标准的要求,在张拉时,构建的混凝土强度要符合设计要求。设计没有规定时,要大于设计强度等级值的75%。预应力筋的张拉顺序应当符合设计的要求,如果没有规定则采用分批、分阶段对称张拉。使用能够张拉多根钢绞线或者钢丝的千斤顶同时对每一钢束中的所有力筋施加应力。后张预应力钢筋的张拉应符合设计的要求,具体按照《公路桥涵施工规范》12.10.3-1进行。
(一) 波纹管
在波纹管的布置时应当首先使用钢筋加工环形架作为波纹管的定位架,使纵向的间距为1米,其横向的位置暗中设计图纸上的坐标来制定。在混凝土的浇筑前应仔细检查波纹管是不是有孔洞或者是变形,接头处要使用胶带来进行密封,而且要堵塞好锚垫板接头处,以防止水泥浆的渗入。最后,在混凝土的浇筑过程中要力求避免振捣棒直接接触波纹管,来防止漏浆堵塞孔道。
(二)钢绞线
选用 i15.24钢绞线,其标准强度Ryb=1860 MPa。确保钢绞线的下料在干净整洁的地面之上实施,并清除其表面上的锈迹或杂物,在其下料的时后要用砂轮切割机来进行切割。在穿束之前,首先将钢绞线理顺弄起,并每隔大约1.0 m用22号扎丝绑一道,在其端头处则每隔0.5 m绑一道。等钢绞线编束完成之后,要将端头点焊在一起,在它的表面用砂轮修整平滑,使其呈现圆锥状,以避免穿束的时候损伤胶管。如果在穿束的过程之中钢绞线打绞,则会出现张拉时受力不均匀,会导致部分钢绞线达不到张拉控制应力而有的可能被拉断。在钢绞线穿束的时候,应当将钢束的钢绞线编号,这样张拉的时候就可以做到对应编号的对称张拉。
(三)张拉设备的能力以及其行程
预应力钢筋所要求的张拉力的大小确定了张拉设备所需张拉力,其安全系数为1.5倍~2倍,即F=1.5× k×Ap ×n ;然后根据图纸中张拉力的大小,可采用YCW350型等穿心千斤顶。张拉设备的行程应满足预应力钢筋进行张拉时的伸长要求,即 Ls≥L= k×L/E。
(四)制孔
根据设计箱梁纵向预留孔可以采用胶管抽芯制成,为了确保胶管的刚度,应当采取在胶管内穿上钢绞线的办法。同时为了保证孔道的位置不发生太大的偏差,可以采用定位网片定位的办法,其中定位网片是在专用的胎卡具上用直径12mm以上的钢筋进行加工。为了使每一块定位网片的位置都能够准确控制,在施工中要采用尺杆刻度定位的办法,用尺杆在腹板上来划出定位网的位置,然后再进行焊接定位网片,在纵向间距上加密为50cm。
五、结语:
只有严格的按照规范做好后张法预应力施工的每一个环节,在具体环节上进行精确的计算、严格的控制措施和正确的操作方法,才能保证施工有序,质量可控。
参考文献:
[1]刘建英.福厦客专32 m箱梁后张法预应力施工控制要点[J].山西建筑.2007.
关键词:输变电线路工程;水土流失治理;生态环境保护
1概述
输变电工程为典型的线性工程,其特点是工程呈线状走向,施工点分散、单个塔基基础施工扰动土地面积小等。线路经过区域根据地形地貌可以划分为山地、丘陵区和平原区,塔基选位基本位于山脊、山坳或平地区。工程内容包括塔基施工、架线等,施工必将破坏地表植被,改变土壤结构,降低原地表的水土保持功能,增加项目区水土流失量。
针对输变电线路工程施工建设特点,采取恰当的水土保持防治措施,可以有效控制工程建设过程中新增的水土流失,同时,对改善项目区生态环境、保护和合理利用水土资源具有重大的意义。
2输变电线路工程概况
输变电项目建设区域根据工程占地性质可分为工程永久性占地、工程临时性占地两个部分。
1)工程永久性占地地区
工程永久性占地区为线路塔基座占地范围。
2)施工临时性占地区
施工临时性占地区包括输电线路施工临时道路、牵张场地、塔基施工临时用地等临时占地。
①施工临时道路主要是在现有公路基础上进行加固或修缮,人抬道路是在车辆无法到达的地段,利用现有人行便道或砍去荆棘形成通道。塔基施工临时用地则是利用塔基周围稍平场地,堆放地材、线材、塔材和施工作业机械的区域,部分区域可利用塔基已征用部分。
②牵张场地为张力场和牵力场的合称,一般将进行架线施工的架空输电线路划分成若干段,在每一段的一端布设导线轴、线轴架、主张力机及其他有关设备材料,组成一个作业场地,叫做张力场;在另一端布设牵引绳、钢绳卷车、主牵引机及其他有关设备材料,组成另一个作业场地,叫做牵引场。一般选择地形平坦,较开阔区域。
③塔基施工时,塔基临时占地主要用于堆放表土、材料及机械等。
3塔基区水土保持防治措施设计与应用
3.1山地、丘陵地区塔基区水土保持防治措施设计与应用
1)挡土墙拦挡
输电线路部分位于山丘地段,塔位降基开挖基面土方破坏了原有土体稳定平衡状态,或基础临空面边坡陡峻、易于崩坍,或高低腿间斜坡因基础面积小无法放坡时,采用砌挡土墙拦挡。
图1挡墙实例 施工前塔基占地范围剥离表土装袋后用于砌筑临时拦挡墙,施工期塔基基础开挖的土石方堆放在场地的一侧,在堆放点下坡处设置临时拦挡墙,“品”字形紧密排列堆砌。
2)浆砌石及框格植草护坡
在下列情况下,塔基设计用浆砌石及框格植草护坡:
①基础保护范围虽然满足设计要求,但塔基周围土质松散或严重强风化岩石,无植被或植被稀疏,在自然雨水作用下,极易引起水土流失,影响塔基的安全稳定。
③少数塔位因基础局部保护范围不满足设计要求,需填土夯实,以满足设计要求。当边坡较陡,若填土不采取措施易被冲刷流失时,需在夯实的填土外侧局部砌护坡。
④基面挖方较多时,上山坡侧或高低腿之间坡面虽然按规定要求放坡,但因土质松散及岩石风化严重,易剥落坍塌,影响塔位安全,此时需沿挖方坡面局部或全部砌保护坡。
3)塔基区截(排)水
当塔位有坡度时,为防止上坡面来水对基面冲刷,在塔面上坡侧设置环状截水沟,以拦截和排除周围山坡汇水面内的地表水。排水沟宜采用梯形断面,材料可采用浆砌石或预制混凝土块。在
图2 截(排)水沟实例 上边坡布设排水沟,可以拦截上边坡和周围地势相对高区域的来水,防止雨水冲刷塔基,可以保证塔基运行安全,并能有效减少塔基周围的水土流失。
图3 山地、丘陵区塔基区水土保持措施设计图
3.2平原地区塔基区水土保持防治措施设计与应用
与山地、丘陵区相比较,平原地区地势平坦,施工条件较为便利,施工期水土流失更容易得到控制,施工强度相对小,开挖形成面面积也相对小一些,而且不形成边坡。除施工期表土剥离及防护,临时堆土的拦挡防护外,针对平原区常用钻孔灌注桩基础,做水土流失治理分析。
1)塔基施工泥浆池
钻孔灌注桩基础是用专门的机具钻(冲)成较深的孔,以水头压力或水头压力和泥浆护壁,放入钢筋骨架和水下浇注混凝土的桩基础。其具有非常好的抗倾覆能力和占地面积最小的特点,特别适合于无法使用天然基础的软土层分布较厚或荷载很大的塔位;灌注桩基础的施工工艺流程是:定位钻孔(泥浆循环)清孔放钢筋笼捣混凝土承台施工。
钻孔施工前先建两个地下式土坑泥浆池,串联使用,用于沉淀钻孔泥浆,其规格为6m×5m×1m,单个容积30m3。泥浆池开挖土方通常先置于两侧,后期泥浆沉淀固化后填平泥浆池,多余土方平铺于塔基永久占地内。泥浆池收集了钻孔作业过程中产生的泥浆,防止钻孔过程中泥浆漫流入周边鱼塘及耕地,有利于水土保持。
2)植被恢复工程
同于山地、丘陵区塔基区,塔基土建工程施工结束后,需对塔基永久及临时占地范围内的区域进行植被恢复。对塔基永久占地范围铺草皮恢复绿化,对施工期临时占地进行场地平整和土地整治,施工结束整地后恢复其原用地属性,植被恢复宜采取植草结合灌木的形式绿化,树种选择宜采用适地适树。
3)弃土处置
塔基弃渣就地摊平处理的可行性分析:由于单个塔基的弃方量小,且外出运输不便,在塔基占地范围进行就地摊平回填的方式处置弃土是理想又可行的方式,弃方摊平回填后,一般高度小于80cm,不至于形成高边坡,只要及时在坡面进行植草防护,可保证边坡稳定、有效减少水土流失,参考同类工程塔基弃土处置经验,基本按照上述方式处置,基础开挖时,弃土集中堆放一侧,待基础四周回填后,把余土摊平回填于塔基占地范围,可避免设置弃渣场。
图4 平原区塔基区水土保持措施设计图
4牵张场、人抬道路区水土保持防治措施
1)牵张场地
根据输变电工程的特点,线路走向及沿线地形地貌现状,约每隔3~4km需设置一处牵张场,占地约为0.05~0.10hm2/处,牵张场地应满足牵引机、张力机能直接运达到位,且道路修补量不大。地形应平坦,能满足布置牵张设备、布置导线及施工操作等要求。牵张场设置尽量靠近现有公路,选择地形开阔、平坦易于平整和排水的地带。
2)人抬道路
汽车运输可利用沿线交叉道路,县道、乡间道路等,平地区路径沿线交通运输条件较为便利。山地、丘陵地区和平原区封闭路段塔基施工按需考虑设置施工人抬道路,以方便人工及畜力运输,人抬道路及因设备运输需对密集的林木进行砍伐或对部分坑洼山地稍作平整后形成的施工道路。
3)防治措施及要求
与塔基施工对比,牵张场地及人抬道路的形成基本利用原地貌及地形设置,尽量不开挖、不形成面、不形成边坡,尽量利用荒草地、空闲地及山间人行道路设置。由于人为运输及牵张引线施工强度较低,该区域防治措施主要考虑,施工结束后的对工程临时占地范围进行场地平整和土地整治,施工结束整地后恢复其原用地属性,植被恢复宜采取植草结合灌木的形式绿化,树种选择宜采用适地适树。另外,人抬道路尽量考虑种植灌木结合撒播草籽方式进行植被恢复,以方便后期检修。
5结语
输电线路工程的建设将带来土地占用、工程开挖、临时堆渣、临时施工占地等工程问题。输电线路工程对水土流失影响主要集中在施工期,如工程开挖、土地占用等施工环节,施工期对土地及植被的扰动和破坏会产生水土流失,对位于跨越河流、耕地、鱼塘等敏感区域的塔基,施工过程中,需加强临时拦挡防护措施,避免泥沙流入附近的河流,防止随意扩大占用耕地面积等。
通过布设针对性的水土保持工程和植物措施,使施工过程中新增水土流失得到有效防治,同时使原有水土流失得到基本治理,减少项目区因水土流失造成的危害;恢复和保护线路经地区水土保持设施,实现工程建设、生态环境和地方经济的协调发展。
参考文献:
[1] 《110-500kV架空送电线路设计技术规程》(DL/T5092-1999)
[2] 《110~500kV架空送电线路施工及验收规范》(GB50233-2005)
[3]郭索彦,苏仲仁编著.开发建设项目水土保持方案编写指南.北京:中国水利水电出版社,2009.10.
关键词:弗鲁姆期望理论 高职酒店英语 学习积极性
我国高等职业院校发展迅速,培养了大批高素质技术应用型人才,特别是急需的面向服务行业基层职业岗位的技能型工作者,为社会高速发展做出了突出贡献,社会对高等职业教育的认可度也得到了明显提升。近几年,伴随旅游行业的发展,酒店管理专业招生规模的持续扩大,严峻的招生形势迫使各类院校竞相通过各种招生方式或降低录取分数线来招收尽量更多的学生,导致了生源质量的整体下降。高职院校录取的学生多为各类本科分数线以下的学生,学习习惯不太好,特别是学习兴趣的欠缺,其自觉和自控能力都比较差。虽然许多学校花大力气引进外籍教师,但学生们基础知识较为薄弱,在高职院校的课堂中经常出现老师在讲台上声嘶力竭地讲解,学生在下面睡觉、看小说、玩手机上网等现象,长此以往,将对学生、教师、学校乃至社会造成不利影响并带来严重后果,因此,对高职学生学习积极性的激励研究显得尤为重要。
一、高职学生学习积极性差造成的不良影响
1.对学生的影响
学习是一种艰苦复杂的劳动,如果没有积极性的推动,学习就不会取得良好的效果。学习积极性(Learning Positiveness)是一种主观能动性表现,也是人内在潜力的一种外在发挥。主要表现为强烈而持久的学习兴趣和求知欲,其基本心理成分,诸如学习需要、学习动机、学习兴趣等,都直接作用于学习效果。韦纳(Wiener,1980)在自我归因理论中提出每个人在成败检讨之后的归因取向将影响个人以后再从事类似工作时动机的高低;而影响以后动机高低者,将取决于个人对归因事项所具特征的认知。如果学生对英语成绩不好的原因归因于不稳定的、外在的、不能控制的因素,将无法对学习,甚至其他学科产生学习兴趣,形成恶性循环。更严重的是,消极的学习态度带来消极的生活态度,将对青少年健康人格的塑造与成长历程带来不良影响。
2.对教师的影响
对于一名教师而言,最大的成就感莫过于发现自己的学生能认真听课主动学习,并学以致用。但是,大多数高职院校的教师经常遇到这样的情景:自己精心准备的课程,仅有少数学生在认真听;本应作为亮点的互动环节,大多学生都没反应,消极抵抗;作业和考试成绩也让人大失所望。沉重打击了教师们对工作的积极和信心,经常抱怨生源太差,岗位自豪感更是无从谈起,从而导致对工作的怠慢,非常不利于教学工作的进步和教师自身的成长。
3.对学校的影响
学生不认真学习,没有积极性,其精力就会转移到其他方面,逃课、通宵上网、玩游戏、夜不归宿时有发生,也容易对其他学生造成不良影响,严重破坏了学风校风。长期以往,不但对学校在社会上的风评产生负面影响,也对学校招生、就业、师资都起到负面作用,阻碍学校长远发展。
二、弗鲁姆的期望理论
期望理论(Expectancy Theory),又称作“效价-手段-期望理论”,由北美著名心理学家和行为科学家 (Victor H.Vroom)提出。期望理论的基本内容主要是期望公式和期望模式:
1.期望公式
弗鲁姆认为,人总是渴求满足一定的需要并设法达到一定的目标。这个目标在尚未实现时,表现为一种期望,这时目标反过来对个人的动机又是一种激发的力量,而这个激发力量的大小,取决于目标价值(效价)和期望概率(期望值)的乘积。用公式表示就是:
(1)M表示激发力量,是指调动一个人的积极性,激发人内部潜力的强度。
(2)V表示目标价值(效价),是指达到目标对于满足他个人需要的价值。同一目标,由于各个人所处的环境不同,需求不同,其需要的目标价值也就不同。某一客体如金钱、地位、汽车等,如果个体不喜欢、不愿意获取,目标效价就低,对人的行为的拉动力量就小。例如,学生对来自同伴及长辈认同感的的目标效价就要大于对金钱的目标效价。
(3)E是期望值,是人们根据过去经验判断自己达到某种目标的可能性是大还是小,即能够达到目标的概率。目标价值大小直接反映人的需要动机强弱,期望概率反映人实现需要和动机的信心强弱。如果个体相信通过努力肯定会取得优秀成绩,期望值就高。
这个公式说明,假如一个人把某种目标的价值看得很大,估计能实现的概率也很高,那么这个目标激发动机的力量越强烈。
经发展后,期望公式表示为:动机=效价×期望值×工具性。其中,工具性是指能帮助个人实现的非个人因素,如环境、快捷方式、任务工具等。例如,学校提供良好的学习环境和就业渠道。
2.期望模式
怎样使激发力量达到最好值,弗鲁姆提出了人的期望模式:
个人努力个人成绩(绩效)组织奖励个人需要。
由此可看出,在这个期望模式中的四个因素,需要兼顾三方面的关系:个人努力和绩效的关系;个人绩效与组织奖励关系;奖励和个人需要关系。
弗鲁姆期望理论对于高职院校学生学习能力的自我发展具有借鉴意义。从该理论不难看出,学生学习的同时也在衡量以下问题:个人需要付出多大的努力才能达到某一绩效水平;达到这一水平的期望值是多少?当我达到这一绩效水平后成绩能否得到提升?能得到什么奖励?这一奖励能否满足我的需要?吸引力有多大?以下对其应用进行了具体阐述。
三、弗鲁姆的期望理论在高职酒店英语课程中的应用
高职院校中的《酒店英语》是一门综合性很强的课程,注重实践性和可操作性。以任务为中心,通过还原酒店服务中的常见场景,使英文学习者不仅能够掌握酒店专业英语,还能了解酒店各运作部门的业务知识、操作流程和服务技巧。这门课程不但要求学生们能使用英语,更强调在合适的场合用英语解决工作中的问题。在多听、多读、多说的基础上,还必须让学生多参与,这对教师增强教学吸引力、提高学生学习积极性等能力提出极高要求。下面将根据弗鲁姆期望理论的两个因素和三个关系分别阐述提高学生对《酒店英语》学习积极性的可行方法:
1.增强效价V
高职学生在初入学校时大多是茫然的,缺乏明确学习目标,对所学专业和行业不甚了解,不知道毕业后能从事怎样的工作,不知道行业的发展方向如何,不知道怎样的目标是适当且可行的,更不清楚该如何规划自己三年的学习。作为教师不仅是知识的传授者,更是学生的引导者。笔者建议学校从以下方面提供成长工具,进行培养。
首先,选择有经验的老教师和酒店行业管理者从各自角度对大一学生进行职业生涯规划的指导,理解所学专业培养目标和行业发展现状。其次,结合个人兴趣及性格特征,对在校期间的学习进行有针对性的个性化的调整,了解酒店专业毕业后能从事的具体工作类型,所需要的知识和技能。再次,针对这些需要,了解学校开设了哪些课程以及每门课程在专业中的地位和作用。最后,知道如何去学习才能掌握所需知识于技能以实现自己设定的总体目标,懂得自主学习的必要性和途径。
2.提高期望值E
由于传统对英语学习目的的理解偏差和学生对英语学习的自我要求不高,高职行业英语教学无法进行科学的定位,教师应该帮助学习者先根据个体的学习现状和学习能力设立较为合理的自我期望值,再逐步引导提高。
(1)让学生参与其中,把“个人努力与个人绩效”联系起来
心理学家艾特肯逊(Atkinson & Birch,1964)对人类成就动机的性质提出相对心理向度的解释,即成就动机在形成过程中,在意识上有两个方向彼此相对的心理作用:一是希望成功(hope for success),一是恐惧失败(fear of failure),这两种心理作用彼此相对抵消的结果,形成个人成就动机。所以,教师在英语教学中应尽量提升希望成功的力度,减轻恐惧失败的影响,无论学生表现如何,只要有进步就应给与肯定和鼓励。
《酒店英语》中每一个单元都设置了在酒店某部门发生的某个典型的具体的情景。在扫除了基本单词障碍后,以场景为核心,要求学生模仿书本进行练习,让自己融入角色,学习不同工作角色的地道表达。通过此类角色扮演、自由交谈、画面描述、游戏等多种练习形式,以学生为主体,营造轻松自然的气氛,缓解学生的紧张情绪,激发学生口语训练的兴趣,使学生能够较快地获得将所学内容运用于现实生活而带来的满足感,极大地提高学习兴趣,也培养了他们的创造能力。教师需鼓励和引导全班同学对表演者进行肯定,无论学生表现如何,让学生们在参与中获得角色感和代入感,并获得激励,这一过程尤为重要。也能让上课不专心的同学、观望或害羞的同学感受到水平不高可以慢慢努力,学习的过程并不存在失败和丢脸,重要的是努力准备并参与其中,就能获得成功。
(2)以小组学习为主,把“个人绩效与组织奖励”联系起来
美国著名心理学家布鲁纳曾说过:“学习者不应是信息的被动接受者,而应该是知识获取过程的主动参与者。”特别是语言的学习,只有通过学生主动参与其中,才能转化为自己的知识。
课堂结束后,布置针对当天所学内容的趣味性作业,让学生们自己分配工作,利用所有资源(包括相关参考书、图书馆书籍、杂志、网络等)自主获取知识,进行再创作。教师应视乎作业难度,适当在课余时间进行分组辅导,帮助学生厘清分工、掌握作业方向和深度。
(3)针对不同学生、改进考评模式,把“组织奖励和个人需要满足程度”联系起来
教师根据各人在小组作业中的表现发掘学生们的优点、缺点和期望点,对优点加以引导发扬,对缺点找机会指出,对期望点予以满足。当学生付出努力,并取得成绩的时候,给予其所希望的合适的奖励;在学生付出努力没有取得成绩的时候,先对其进行安慰,然后再看其想要取得的成绩是否太高;如果太高,应当帮助其确定合适的期望成绩,如果不是,就要帮其找到原因,看是否有什么其他层次的需要没有得到满足。当学生认为其付出努力也无法达到绩效时,就要帮助学生循序渐进,将绩效的期望先降低,那样付出努力的情况下更容易达到,而此时对其激励,再适当提高绩效的期望,以此循环。总之,要指导学生找到合适自己的努力、绩效和奖赏的期望,是其更有兴趣学习英语的关键。
参考文献:
[1]张春兴.现代心理学[M].上海人民出版社,2005.1.
[关键词]电力载波 MI200E 单片机 节能控制
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)11-0372-01
引言
电力载波通信是一个可靠性强,易于实现,在路灯控制系统中起着重大的作用。低压电力线通信有以下几个特点:(1)时变性。对于载波信号而言,低压电力线是一根非均匀分布的传输线,各种不同性质的电力负载在低压配电网的任意位置随机投入或断开,使信道表现出很强的时变性,因此不能利用简单的电压检测方法来确定线路信号。(2)频率选择性。由于低压配电网直接面向用户,符合情况非常复杂,各节点阻抗不匹配,故信号容易产生反射,驻波,谐振等现象,使得信号的衰减变得极其复杂,造成电力线载波通信,造成信道具有很强的频率选择性。(3)噪声干扰强而信号衰减大。电力线中的噪声干扰主要包括由传输电流发生的电磁场引起的背景噪声干扰,以及由于某些电磁波产生的脉冲噪声干扰两部分。
一、MI200E芯片的介绍及在通信中的应用
MI200E是一款专门针对低压电力线进行优化设计的高集成度、高性能的电力线载波通讯芯片。MI200E 是一个可工作于码分多址(CDMA)方式的半双工调制解调芯片。并且提供载波侦听和有效帧指示信号,可方便地实现基于共享信道的网络接入协议。 此芯片是检测过零发送机制,避开电力线重载区,可变扩频增益控制,可适用于不同环境的自适应传输速率,三种可选的载波频率,八个可选的扩频码,内置CRC-16硬件校验电路,内置开关电容带通滤波器内置数字功率放大器。内部集成了诸多阶开关电容滤波器,高效数字放大器。CRC-16硬件校验等多种电路。由于MI200E是一款数模混合芯片,因此在进行软硬件设计时都必须遵循一定的准则。
在进行电路设计时,在电源电路,耦合电路与信号滤波电路的参数设定与器件选择,PCB设计上都必须仔细考虑。而在进行软件开发时,如何正确设置MI200E的寄存器,才能让通信可靠,也是需加以注意的。
MI200E与主控端的数据交换通过SPI实现。在点对点的通信中,SPI接口不需要进行寻址操作,且为全双工通信,简单而高效,最高速率可达几Mbps,并且能够与主流MCU实现简单良好的联接。以下是应用原理图
经过产品测试发现,在一定的距离内此模块通信的可靠性是可以实现的。
二、路灯节能控制模式
在电力系统中路灯节能可以选择多种方式,其中有时控,光控,旁路控制等模式。
时控模式:路灯控制器能根据时间来控制开关灯并调整路灯的供电电压。各地区由于所在纬度不同,每天日出日落的时间都是不同的。根据天文年历可以查出一个地区一年内日落日出的时间。在误差允许范围内,又可以将一年大致分为三个季节段来对路灯进行控制, 每个季节段有着不同开关灯时间。从开灯到关灯, 根据当地交通情况, 又可大致分为三个阶段来对路灯进行控制, 比如:交通高峰期(晚上17:00~20:00),交通正常期(晚上20:00~01:00)和交通低谷(凌晨01:00~天亮)。所以路灯工作在额定电压的93%,既可保证照度,又可使路灯寿命大大延长, 是路灯的最优工作状态。
光控模式:一般情况下, 路灯的分时控制可以取得不错的节电效果。但由于各地区的电力供应略有不同, 有些地区的电网电压偏高, 有些地区的电网电压偏低,并且电网电压还会随着负载的变化而产生波动。这时单纯的分时控制就显得力不从心了。路灯节能控制器能对电网电压进行实时监控, 与分时控制配合起来, 取得了良好的效果, 具体做法如下: 在交通高峰阶段, 路灯应保证足够的亮度。正常情况下,路灯应投入第一档运行。但如果此时电网电压偏低(比如低于208V),则路灯应全压运行;如果电网电压偏高(比如高于236V) ,则路灯可以跳过第一档,直接投入第二档运行。(注:为了防止档位的频繁切换,当监测到电网电压208V或高于236V时, 应延长一段时间重新判断后再做决定)。在交通正常阶段,要兼照度和节电效果。正常情况下,路灯应该投入第二档运行。但如果电网电压低于208V,则路灯可以返回第一档运行;如果电网电压高于242V,则路灯直接投入第三档运行。这里同样要考虑延时问题。在交通低谷阶段,重点考虑节电效果。正常情况下,路灯应该投入第三档运行。只有当电网电压过低时(比如低于195V),路灯才返回第二档运行。
旁路控制:该路灯控制系统可以工作在旁路模式和省电模式。当系统检测到接触器线路故障时, 自动切换到旁路模式供电。旁路模式下,交流电不经过控制器和自耦变压器而直接对路灯进行供电。
三、MI200E在路灯控制系统下的应用
路灯系统控制主要分为两部分:路灯单灯系统和路灯集中控制系统。路灯单灯系统主要是在每一个路灯或者几个路灯看做一个系统做为一个控制,集中控制系统是以每个区或者自定义的一个范围进行集中控制。如图2为路灯系统框图,其中每个单灯系统都应该有一个电力系统载波通信模块,集中控制器可以将控制指令传输到每个单灯系统,每个单灯系统又可以将各自的状态通过电力载波通信传递给集中控制器。
结束语
利用电力载波通信方式传输数据智能路灯控制器是根据不同季节, 不同时段的广场或路面的照明的需要, 合理配置了灯具的亮灭方案, 可实现路灯的定时自动开关, 亮度的定时自动调整, 从而达到既节约电能又延长了灯泡的寿命的目的。
参考文献
[1] 李朝生,林鹤云.基于单片机控制路灯节电系统的研究[J].节能, 2007,16(5):24~25.