發(fā)布時間：2022-08-23 09:10:16
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[關(guān)鍵詞]數(shù)控系統(tǒng)伺服電機直接驅(qū)動
近年來，伺服電機控制技術(shù)正朝著交流化、數(shù)字化、智能化三個方向發(fā)展。作為數(shù)控機床的執(zhí)行機構(gòu)，伺服系統(tǒng)將電力電子器件、控制、驅(qū)動及保護等集為一體，并隨著數(shù)字脈寬調(diào)制技術(shù)、特種電機材料技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制技術(shù)的進步，經(jīng)歷了從步進到直流，進而到交流的發(fā)展歷程。本文對其技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢作簡要探討。
一、數(shù)控機床伺服系統(tǒng)
（一）開環(huán)伺服系統(tǒng)。開環(huán)伺服系統(tǒng)不設(shè)檢測反饋裝置，不構(gòu)成運動反饋控制回路，電動機按數(shù)控裝置發(fā)出的指令脈沖工作，對運動誤差沒有檢測反饋和處理修正過程，采用步進電機作為驅(qū)動器件，機床的位置精度完全取決于步進電動機的步距角精度和機械部分的傳動精度，難以達到比較高精度要求。步進電動機的轉(zhuǎn)速不可能很高，運動部件的速度受到限制。但步進電機結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低，且其控制電路也簡單。所以開環(huán)控制系統(tǒng)多用于精度和速度要求不高的經(jīng)濟型數(shù)控機床。
（二）全閉環(huán)伺服系統(tǒng)。閉環(huán)伺服系統(tǒng)主要由比較環(huán)節(jié)、伺服驅(qū)動放大器，進給伺服電動機、機械傳動裝置和直線位移測量裝置組成。對機床運動部件的移動量具有檢測與反饋修正功能，采用直流伺服電動機或交流伺服電動機作為驅(qū)動部件?？梢圆捎弥苯影惭b在工作臺的光柵或感應(yīng)同步器作為位置檢測器件，來構(gòu)成高精度的全閉環(huán)位置控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的直線位移檢測器安裝在移動部件上，其精度主要取決于位移檢測裝置的精度和靈敏度，其產(chǎn)生的加工精度比較高。但機械傳動裝置的剛度、摩擦阻尼特性、反向間隙等各種非線性因素，對系統(tǒng)穩(wěn)定性有很大影響，使閉環(huán)進給伺服系統(tǒng)安裝調(diào)試比較復(fù)雜。因此只是用在高精度和大型數(shù)控機床上。
（三）半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的工作原理與全閉環(huán)伺服系統(tǒng)相同，同樣采用伺服電動機作為驅(qū)動部件，可以采用內(nèi)裝于電機內(nèi)的脈沖編碼器，無刷旋轉(zhuǎn)變壓器或測速發(fā)電機作為位置/速度檢測器件來構(gòu)成半閉環(huán)位置控制系統(tǒng)，其系統(tǒng)的反饋信號取自電機軸或絲桿上，進給系統(tǒng)中的機械傳動裝置處于反饋回路之外，其剛度等非線性因素對系統(tǒng)穩(wěn)定性沒有影響，安裝調(diào)試比較方便。機床的定位精度與機械傳動裝置的精度有關(guān)，而數(shù)控裝置都有螺距誤差補償和間隙補償?shù)软椆δ埽趥鲃友b置精度不太高的情況下，可以利用補償功能將加工精度提高到滿意的程度。故半閉環(huán)伺服系統(tǒng)在數(shù)控機床中應(yīng)用很廣。
二、伺服電機控制性能優(yōu)越
（一）低頻特性好。步進電機易出現(xiàn)低速時低頻振動現(xiàn)象。交流伺服電機不會出現(xiàn)此現(xiàn)象，運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能，可檢測出機械的共振點，便于系統(tǒng)調(diào)整。
（二）控制精度高。交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。例如松下全數(shù)字式交流伺服電機，對于帶17位編碼器的電機而言，驅(qū)動器每接收217=131072個脈沖電機轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當(dāng)量為360°/131072=9.89秒。是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當(dāng)量的1/655。
（三）過載能力強。步進電機不具有過載能力，為了克服慣性負(fù)載在啟動瞬間的慣性力矩，選型時需要選取額定轉(zhuǎn)矩比負(fù)載轉(zhuǎn)矩大很多的電機，造成了力矩浪費的現(xiàn)象。而交流伺服電機具有較強的過載能力，例如松下交流伺服系統(tǒng)中的伺服電機的最大轉(zhuǎn)矩達到額定轉(zhuǎn)矩的三倍，可用于克服啟動瞬間的慣性力矩。
（四）速度響應(yīng)快。步進電機從靜止加速到額定轉(zhuǎn)速需要200～400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的速度響應(yīng)較快，例如松下MSMA400W交流伺服電機，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速僅需幾毫秒。
（五）矩頻特性佳。步進電機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)矩會急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300～600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為2000RPM或3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩。三、伺服電機控制展望
（一）伺服電機控制技術(shù)的發(fā)展推動加工技術(shù)的高速高精化。80年代以來，數(shù)控系統(tǒng)逐漸應(yīng)用伺服電機作為驅(qū)動器件。交流伺服電機內(nèi)是無刷結(jié)構(gòu)，幾乎不需維修，體積相對較小，有利于轉(zhuǎn)速和功率的提高。目前交流伺服系統(tǒng)已在很大范圍內(nèi)取代了直流伺服系統(tǒng)。在當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)中，交流伺服取代直流伺服、軟件控制取代硬件控制成為了伺服技術(shù)的發(fā)展趨勢。由此產(chǎn)生了應(yīng)用在數(shù)控機床的伺服進給和主軸裝置上的交流數(shù)字驅(qū)動系統(tǒng)。隨著微處理器和全數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的計算速度大大提高，采樣時間大大減少。硬件伺服控制變?yōu)檐浖欧刂坪螅蟠蟮靥岣吡怂欧到y(tǒng)的性能。例如OSP-U10/U100網(wǎng)絡(luò)式數(shù)控系統(tǒng)的伺服控制環(huán)就是一種高性能的伺服控制網(wǎng)，它對進行自律控制的各個伺服裝置和部件實現(xiàn)了分散配置，網(wǎng)絡(luò)連接，進一步發(fā)揮了它對機床的控制能力和通信速度。這些技術(shù)的發(fā)展，使伺服系統(tǒng)性能改善、可靠性提高、調(diào)試方便、柔性增強，大大推動了高精高速加工技術(shù)的發(fā)展。
另外，先進傳感器檢測技術(shù)的發(fā)展也極大地提高了交流電動機調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)性能和定位精度。交流伺服電機調(diào)速系統(tǒng)一般選用無刷旋轉(zhuǎn)變壓器、混合型的光電編碼器和絕對值編碼器作為位置、速度傳感器，其傳感器具有小于1μs的響應(yīng)時間。伺服電動機本身也在向高速方向發(fā)展，與上述高速編碼器配合實現(xiàn)了60m/min甚至100m/min的快速進給和1g的加速度。為保證高速時電動機旋轉(zhuǎn)更加平滑，改進了電動機的磁路設(shè)計，并配合高速數(shù)字伺服軟件，可保證電動機即使在小于1μm轉(zhuǎn)動時也顯得平滑而無爬行。
（二）交流直線伺服電機直接驅(qū)動進給技術(shù)已趨成熟。數(shù)控機床的進給驅(qū)動有“旋轉(zhuǎn)伺服電機＋精密高速滾珠絲杠”和“直線電機直接驅(qū)動”兩種類型。傳統(tǒng)的滾珠絲杠工藝成熟加工精度較高，實現(xiàn)高速化的成本相對較低，所以目前應(yīng)用廣泛。使用滾，珠絲杠驅(qū)動的高速加工機床最大移動速度90m/min，加速度1.5g。但滾珠絲杠是機械傳動，機械元件間存在彈性變形、摩擦和反向間隙，相應(yīng)會造成運動滯后和非線性誤差，所以再進一步提高滾珠絲杠副移動速度和加速度比較難了。90年代以來，高速高精的大型加工機床中，應(yīng)用直線電機直接驅(qū)動進給驅(qū)動方式。它比滾珠絲杠驅(qū)動具有剛度更高、速度范圍更寬、加速特性更好、運動慣量更小、動態(tài)響應(yīng)性能更佳，運行更平穩(wěn)、位置精度更高等優(yōu)點。且直線電機直接驅(qū)動，不需中間機械傳動，減小了機械磨損與傳動誤差，減少了維護工作。直線電機直接驅(qū)動與滾珠絲杠傳動相比，其速度提高30倍，加速度提高10倍，最大達10g，剛度提高7倍，最高響應(yīng)頻率達100Hz，還有較大的發(fā)展余地。當(dāng)前，在高速高精加工機床領(lǐng)域中，兩種驅(qū)動方式還會并存相當(dāng)長一段時間，但從發(fā)展趨勢來看，直線電機驅(qū)動所占的比重會愈來愈大。種種跡象表明，直線電機驅(qū)動在高速高精加工機床上的應(yīng)用已進入加速增長期。
參考文獻：
[1]《交流伺服電機控制技術(shù)的研究》，中國測試技術(shù)，鄭列勤，2006.5.
目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機床聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統(tǒng)進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環(huán)執(zhí)行機構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機因素實時動態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程，因此，對數(shù)控技術(shù)實行變革勢在必行。
二、數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢
（一）性能發(fā)展方向
（1）高速高精高效化。速度、精度和效率是機械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采取了改善機床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。（2）柔性化。包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。（3）工藝復(fù)合性和多軸化。以減少工序、輔助時間為主要目的的一種復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸，西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達24軸。（4）實時智能化。而人工智能則試圖用計算模型實現(xiàn)人類的各種智能行為。
（二）功能發(fā)展方向
（1）用戶界面圖形化。用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現(xiàn)。（2）科學(xué)計算可視化。科學(xué)計算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無圖紙設(shè)計、虛擬樣機技術(shù)等，這對縮短產(chǎn)品設(shè)計周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。（3）多媒體技術(shù)應(yīng)用。多媒體技術(shù)集計算機、聲像和通信技術(shù)于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測等方面有著重大的應(yīng)用價值。
（三）體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展
（1）集成化。采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)?？删幊碳呻娐稦PGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點，可實現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù)，是21世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。（2）模塊化。硬件模塊化易于實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。（3）網(wǎng)絡(luò)化。機床聯(lián)網(wǎng)可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設(shè)定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。（4）通用型開放式閉環(huán)控制模式。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現(xiàn)加工過程的多目標(biāo)優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實時加工過程中動態(tài)調(diào)整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計算機實時智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。
三、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)
當(dāng)前開發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)將計算機智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，形成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系。
參考文獻：
[1]電動機降壓起動器的選擇與分析，凌浩，2000.12vol.20P66.
[2]交流異步電動機的軟起動與保護探討，何友全礦山機械，2000.5.
[3]陳伯時、陳敏遜，交流調(diào)速系統(tǒng)，機械工業(yè)出版社，1997.
1.1煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)和工作原理分析
（1）利用傳感器信息裝置將檢測到的物理量轉(zhuǎn)化為電信號，電信號可以依據(jù)運行情況對其進行診斷，當(dāng)出現(xiàn)問題時會及時的對其進行預(yù)報且顯示問題所在原因。
（2）電信號必須通過顯示設(shè)備將其作業(yè)狀況完整的顯示出來，然后轉(zhuǎn)化為可控的傳輸信號，對其實時掌握。
（3）通過預(yù)先設(shè)置好的接收方式對信號進行接收，通常情況下，采取分站接收然后復(fù)用信息將其傳輸在主站上加以顯示。對于分站來講，它必須將接收到的信息加以整合、分類，對簡單數(shù)據(jù)進行校驗，防止不準(zhǔn)確信息被利用，這樣不僅僅會造成一定損失，且會增加發(fā)生事故的概率，所以在進行傳輸主站前，必須對信息進行準(zhǔn)確的掌握。
（4）電源箱是確保煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)正常運行的主要交流電源，它能確保在臨時停電的基礎(chǔ)上讓煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)可以有效的運行，維持正常的基本用電量且供電量大于二小時的蓄電量。
（5）主站在接收信號的同時，要對其信號進行及時的處理。傳輸接口在確保接收信號后，要再次將主站整理好的信息傳輸至相應(yīng)分站。從某種角度上而言，傳輸接收器具備了分站與總站相互傳輸信號及自動檢驗、調(diào)節(jié)等功能，所以使用過程中不容忽視。
（6）主體正常運行的前提下，要利用計算機對其進行掌控，主機的主要作用是聯(lián)網(wǎng)、控制輸出打印、控制輸出、人機的對話、聲光的報警、顯示、磁盤的存儲、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、判別報警、校正、接收檢測的信號等。
1.2煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的作用
第一，通風(fēng)及瓦斯監(jiān)控，也就是監(jiān)測局部的通風(fēng)機停開（特別重要）、風(fēng)筒的狀態(tài)、風(fēng)門的狀態(tài)、饋電的狀態(tài)、風(fēng)壓、風(fēng)速以及甲烷的濃度等。一旦局部的通風(fēng)機掘進巷道出現(xiàn)停風(fēng)狀況或出現(xiàn)停止運行現(xiàn)象時或瓦斯出現(xiàn)超限時，相應(yīng)的煤礦其安全監(jiān)控的系統(tǒng)就會自動切斷各自區(qū)域電源，同時閉鎖與報警，這一措施可以達到以下目的：
（1）規(guī)避與降低了因電氣設(shè)備違章作業(yè)或失爆、或電氣設(shè)備出現(xiàn)故障的危險溫度或電火花導(dǎo)致瓦斯爆炸的發(fā)生率；
（2）規(guī)避與降低了運、掘、采等設(shè)備在運行狀態(tài)下因危險溫度或摩擦碰撞出火花而導(dǎo)致的瓦斯爆炸的發(fā)生率；
（3）可以起到提醒作用，督促生產(chǎn)的調(diào)度員、領(lǐng)導(dǎo)及時把工作人員安置到安全位置；
（4）督促生產(chǎn)的調(diào)度員、領(lǐng)導(dǎo)及時處理好事故的安全隱患，提前預(yù)防瓦斯爆炸事故的發(fā)生。
第二，瓦斯抽放系統(tǒng)的監(jiān)控。
（1）監(jiān)測抽放管路里閥門開度、溫度、壓力、流量、甲烷的濃度以及一氧化碳濃度等各管道的參數(shù)；
（2）對瓦斯抽放泵站室里甲烷的濃度以及井下臨時的抽放瓦斯泵站其下風(fēng)側(cè)的柵欄外的甲烷濃度環(huán)境參數(shù)進行監(jiān)測；
（3）對抽放泵軸溫、抽放泵的真空度以及電機溫度等進行監(jiān)測；
（4）監(jiān)測冷卻水池的水位、水溫以及水壓與水量等供水的參數(shù)；
（5）監(jiān)測功率因素、電壓、電流等供電的參數(shù)；
（6）對供氣管道其供氣閥的開度、流量、甲烷的濃度、溫度、正壓等供氣的參數(shù)進行監(jiān)測；
（7）監(jiān)測密封的水溫、密封的水位、罐內(nèi)其甲烷的濃度、罐壓和罐高等儲氣罐的參數(shù)；
（8）對瓦斯抽放供水、閥門、泵等狀態(tài)進行監(jiān)測；
（9）對瓦斯抽放純瓦斯量和混合量進行監(jiān)測；
（10）對瓦斯抽放閥門與泵進行控制。第三，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)可以有效的對火災(zāi)進行實時監(jiān)控，了解火災(zāi)發(fā)生的原因及火災(zāi)過程中煙霧、二氧化碳的濃度及溫差變化，這樣就能有效的控制火情，降低風(fēng)險的蔓延、擴大。第四，監(jiān)控系統(tǒng)可以有效的對瓦斯做出預(yù)警報警信息，從而將瓦斯所處的地質(zhì)信息進行分析，進一步提高防治風(fēng)險發(fā)生的預(yù)警能力。第五，針對往期事故的發(fā)生要對其進行調(diào)研，依據(jù)事故發(fā)生原因進行經(jīng)驗總結(jié)，這樣不僅僅能夠為其提供參考依據(jù)，更能為日后同類事故的發(fā)生提供預(yù)防預(yù)警的作用，所以針對每次煤礦事故的發(fā)生都要進行系統(tǒng)檢測。
1．1集中空調(diào)設(shè)計中存在的問題
在當(dāng)前，我國部分暖通空調(diào)專業(yè)設(shè)計人員，常常是僅依靠負(fù)荷指標(biāo)的估算值來進行冷熱負(fù)荷的計算，并沒有嚴(yán)格按照要求對室內(nèi)的負(fù)荷進行逐時逐項冷負(fù)荷計算和熱負(fù)荷計算。即使有時對室內(nèi)冷熱負(fù)荷進行計算也只是按照設(shè)計軟件中默認(rèn)的數(shù)值和程序進行，并沒有針對工程實際進行相應(yīng)的調(diào)整，往往建筑專業(yè)采取的節(jié)能后的圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)比軟件默認(rèn)的小不少。這樣簡單的對室內(nèi)負(fù)荷進行估算和不做任何調(diào)整的做法，往往導(dǎo)致工程設(shè)計的計算冷熱負(fù)荷偏大，導(dǎo)致過多的能源及資金浪費。還有些工程，設(shè)計人員為盡快完成設(shè)計任務(wù)，在暖通空調(diào)的設(shè)計中對系統(tǒng)不進行嚴(yán)格的水力計算或者僅按負(fù)荷流量大致分配管徑，而不控制水力失調(diào)度(或者不平衡率)，完全依靠平衡閥、調(diào)節(jié)閥等高阻力閥件實現(xiàn)大致的水力平衡。這樣容易導(dǎo)致局部管路由于阻力的損失過大或者過小而產(chǎn)生壓力分配不均衡的情況，同時由于高阻閥件的濫用造成循環(huán)泵輸出功率過大導(dǎo)致較大的輸送損耗。由于系統(tǒng)存在水力失調(diào)的隱患，各種系統(tǒng)失調(diào)問題在各類工程中屢見不鮮，室內(nèi)冷熱不均、實際流量分配不滿足設(shè)計要求的現(xiàn)象較為突出，系統(tǒng)調(diào)節(jié)困難重重。
1．2集中空調(diào)施工中存在的問題
即使在完成了較為完善的空調(diào)設(shè)計之后，在施工過程中也難免會出現(xiàn)各種各樣的問題。有些施工單位為了降低人員雇用方面的資金支出，聘用一些專業(yè)性不強的施工隊伍參與系統(tǒng)安裝工作。在實際工作中遇到臨時變更方案時，這些工作人員就會束手無策，不能及時對突發(fā)狀況做出正確的處理。如果施工人員將出現(xiàn)的問題按照自己的想法隨意加以變動，勢必會對系統(tǒng)以后的正常運行帶來隱患。
1．3系統(tǒng)運行管理不到位
目前我國對于暖通空調(diào)工程在實際運行中的管理還存在著許多問題。對暖通空調(diào)系統(tǒng)的實際運行進行操作的工作人員很多不具備應(yīng)有的專業(yè)知識，在暖通空調(diào)的整個設(shè)計與實施過程完成之后，施工單位并沒有對即將實施操作的工作人員開展系統(tǒng)性的培訓(xùn)，便讓其正式操作空調(diào)系統(tǒng)的運行工作。由于工作人員缺乏暖通空調(diào)的相關(guān)理論及應(yīng)對室外氣象參數(shù)和其他引起負(fù)荷變化的能力，很難有針對性的對系統(tǒng)展開應(yīng)有的調(diào)節(jié)工作，進而導(dǎo)致室內(nèi)參數(shù)嚴(yán)重偏離設(shè)計值而導(dǎo)致能量的較大浪費。在系統(tǒng)運行進程中，往往不會滿負(fù)荷運行，在此期間應(yīng)對運行主機的臺數(shù)加以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，也就是先臺數(shù)調(diào)節(jié)，再部分負(fù)荷調(diào)節(jié)，盡可能的避免能量的較大損失，使冷水機組工作在較高的能效之下。但是在實際工作中工作人員往往忽視對運行臺數(shù)的優(yōu)先調(diào)整，致使多臺機組在較低的負(fù)荷下運行，使機組運行的實際能效比較低，既影響機組的壽命，又浪費能源。其次在運行過程中不注重機器的維修和保養(yǎng)，機器的運行狀態(tài)直接影響整個系統(tǒng)運行工作的順利實施。同時，對于業(yè)主來說，機器屬有形資產(chǎn)，對機器的保護實際上是在無形中減輕企業(yè)的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。因此應(yīng)定期對機器進行檢查，及時對低效率的設(shè)備予以維修和更換，定期清理系統(tǒng)，減少不必要的能量浪費。同時，也應(yīng)高度重視滲漏等引起的熱損失及盤管附著物等。
1．4節(jié)能方式的選擇使用問題
隨著人們認(rèn)識的提高，人們逐漸意識到現(xiàn)代的發(fā)展方式給人類日后的生存帶來了一定的危害，逐漸認(rèn)識到節(jié)能環(huán)保的重要性。國家相關(guān)部門也抓住時機積極引導(dǎo)人們重視節(jié)能環(huán)保，在眾多科研機構(gòu)和企業(yè)的暖通空調(diào)專家以及從業(yè)人員的共同努力下，產(chǎn)生了許多暖通空調(diào)專業(yè)的節(jié)能和環(huán)保新技術(shù)、新材料、新設(shè)備，以及其他節(jié)能新技術(shù)。這些新方法和新技術(shù)都有其適用場合和使用前提，有些技術(shù)由于出現(xiàn)時間短，沒有項目經(jīng)驗，還不是很成熟，不是在什么情況下都可采用。因此，在種類繁多的新技術(shù)中采用哪種節(jié)能技術(shù)和新材料、新設(shè)備成為擺在設(shè)計者面前的十分關(guān)鍵的問題，但是在大多數(shù)情況下，由于對這些節(jié)能設(shè)計方案缺乏深入的理解，在設(shè)計中采用了不恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計方案，整個系統(tǒng)的實施和運行便無法取得理想的效果，進而造成投資浪費。因此，在設(shè)計之初，對即將采用的新型節(jié)能技術(shù)進行可靠性評估顯得非常必要。
2集中空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用
2．1集中空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)
集中空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計往往忽視對自然進排風(fēng)的利用，有的設(shè)計完全依賴機械進排風(fēng)，這對系統(tǒng)節(jié)能不利。合理利用自然進排風(fēng)，能使人們更有融于自然的感覺，通過與建筑專業(yè)的配合，設(shè)計合理的自然進排風(fēng)通道，成為節(jié)能設(shè)計的一個重要方面。當(dāng)空調(diào)運行區(qū)域內(nèi)的溫度、濕度及空調(diào)的運行時間存在相對較大的差別時，應(yīng)根據(jù)實際情況進行系統(tǒng)劃分。當(dāng)空調(diào)供應(yīng)的建筑物空間較大，需要同時控制溫度和濕度時，空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)盡量避免使用風(fēng)機盤管，采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)。這不但有助于溫度和濕度的控制，還有助于降低運行能耗。采用變風(fēng)量系統(tǒng)可以分區(qū)進行溫度控制，減小設(shè)備容量和維護工作量，節(jié)省運行能耗。在總風(fēng)量的確定過程中還需要考慮同時使用系數(shù)，因此在這種情況下風(fēng)機的運行所產(chǎn)生的能耗及裝機容量均有一定程度的降低。溫濕度獨立控制系統(tǒng)可溫度濕度分別獨立控制，用戶可根據(jù)使用需求開閉調(diào)節(jié)相應(yīng)設(shè)備，有效節(jié)能。
2．2集中空調(diào)冷熱水系統(tǒng)
空調(diào)水系統(tǒng)是集中空調(diào)運行能夠發(fā)揮節(jié)能潛力的重要部分?？照{(diào)水系統(tǒng)布置是否合理，直接影響系統(tǒng)的運行和節(jié)能效果。當(dāng)系統(tǒng)較大時，采用變頻器控制循環(huán)水泵運行，并與冷水機組等聯(lián)動控制，具有顯著的節(jié)能效果。循環(huán)泵和對應(yīng)機組(或者鍋爐、換熱器等)的運行臺數(shù)控制在設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先考慮。合理劃分系統(tǒng)分區(qū)，盡量避免阻力差較大的環(huán)路布置，進行嚴(yán)格的水力平衡計算，合理減少高阻力閥件的使用，當(dāng)機組不能在較低水量或者需定水量運行時，需要設(shè)置平衡管，環(huán)路阻力差較大時考慮設(shè)置二級泵系統(tǒng)。合理選擇循環(huán)泵揚程，減少不必要的能源浪費。
2．3集中空調(diào)冷卻水系統(tǒng)
空調(diào)的冷卻水系統(tǒng)是集中空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，除非水資源極為豐沛并且水質(zhì)好、取水較為容易、代價很小，否則采用直流式的冷卻水系統(tǒng)會導(dǎo)致較大的輸送能量和水資源浪費，因此多需要對冷卻水資源進行循環(huán)利用。采用循環(huán)式的冷卻水系統(tǒng)進行冷卻的過程當(dāng)中，要達到理想的冷卻效果，則需要注意與周圍環(huán)境中的高溫區(qū)域隔離開，同時充分保障通風(fēng)順暢以及周圍環(huán)境干凈。在將多臺冷卻塔并聯(lián)進行冷卻工作時，為了避免過多浪費且防止冷卻塔中補水與溢水的不均衡，各個冷卻塔之間用共用連通水槽或者連通管進行連接。在冷卻塔的總供水管、回水管之間設(shè)置旁通管以及兩通或三通調(diào)節(jié)閥進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)控制，以滿足冷水機組所需要的低溫保護。此外，風(fēng)機的開啟與停止可以通過出水的溫度加以控制。多塔冷卻水系統(tǒng)可將電動閥門、冷卻塔風(fēng)機與冷水機組聯(lián)動，根據(jù)實際需要開啟相應(yīng)的冷卻水管路閥門、循環(huán)泵(可采用變頻技術(shù))以及對應(yīng)的冷卻塔風(fēng)機，可有效節(jié)水、節(jié)電(即節(jié)能)。
2．4集中空調(diào)系統(tǒng)冷熱源的合理選擇
要在空調(diào)的實際運行中減少能耗，空調(diào)冷熱源的選擇十分重要?？照{(diào)冷熱源的選擇與建筑物的使用功能、規(guī)模大小以及空調(diào)功能的要求、當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟狀況、資源的豐富程度、能源的價格政策等息息相關(guān)。應(yīng)結(jié)合各方面條件，權(quán)衡利弊，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較和能耗分析，綜合考慮。假如在工程實施地附近有區(qū)域供熱或者工廠余熱等條件，那么將這些作為空調(diào)的熱源無疑是最好的選擇。假如在施工地附近有熱力發(fā)電廠，那么可以將熱力發(fā)電廠的余熱供熱技術(shù)和供冷技術(shù)運用到空調(diào)系統(tǒng)中。在天然氣資源充足的區(qū)域內(nèi)，要想提高暖通空調(diào)運行中能源的利用率，可以進行天然氣與電力的互補，也就是采用分布式熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)。除此之外，如果當(dāng)?shù)氐哪茉捶N類比較豐富也可以采用復(fù)合式的能源供應(yīng)方式，亦或是利用較好的地理條件，通過技術(shù)分析，進行水地?zé)嵩幢玫慕ㄔO(shè)，為空調(diào)的運行供冷或者供熱。在機組選擇使用上，帶有熱回收的機組越來越受到青睞。熱回收技術(shù)將是暖通空調(diào)的重要研究方向。
3結(jié)語
術(shù)后急性疼痛是機體對疾病和手術(shù)造成組織損傷尤其是痛覺神經(jīng)斷裂的一種復(fù)雜生理病理、心理復(fù)合的應(yīng)激反應(yīng)。疼痛可使患者情緒焦慮、恐懼，有意識地改變，限制咳嗽、深呼吸及早期活動，易致術(shù)后粘連性腸梗阻、腸粘連、肺不張、肺炎及壓瘡等并發(fā)癥，故術(shù)后鎮(zhèn)痛意義甚大［1］。自控鎮(zhèn)痛泵（PCEA）在臨床上的廣泛應(yīng)用使患者術(shù)后得到滿意的鎮(zhèn)痛效果［2］。但使用PCEA鎮(zhèn)痛可引起惡心、嘔吐、皮膚瘙癢和尿潴留等不良反應(yīng)［3］。作者對2005年1月至2006年12月收治的急性闌尾炎患者闌尾切除術(shù)后對PCEA的應(yīng)用進行回顧性分析，報道如下。
1臨床資料
1.1一般資料
253例患者中男132例，女121例；年齡10～82歲，其中急性單純性闌尾炎26例、急性化膿性闌尾炎161例、急性壞疽性闌尾炎48例、闌尾穿孔伴腹膜炎18例。均在持續(xù)硬膜外麻醉下行闌尾切除術(shù)。兩組的一般情況（性別、年齡、病程輕重和治療護理）經(jīng)統(tǒng)計學(xué)檢驗P＞0.05，無顯著性差異，具有可比性。
1.2方法
將留置硬膜外導(dǎo)管接PCEA的112例為PCEA鎮(zhèn)痛組。由主管醫(yī)生依病情肌注鎮(zhèn)痛藥的141例為非PCEA鎮(zhèn)痛組。PCEA鎮(zhèn)痛藥為嗎啡5mg+氟哌啶5mg+布比卡因100mg+生理鹽水100ml，自控程序設(shè)置成持續(xù)給藥0.2ml／h，自控給藥2ml/次，鎖定時間為30min。非PCEA采用間斷肌注哌替啶50～100mg／次，視鎮(zhèn)痛效果和患者疼痛耐受程度再重復(fù)注射。對兩組患者的術(shù)后疼痛程度、胃腸功能恢復(fù)時間、尿潴留的發(fā)生率，進行比較分析。
2結(jié)果
2.1兩組患者術(shù)后疼痛最高程度結(jié)果見表1。疼痛評定標(biāo)準(zhǔn)用WHO疼痛四級評定標(biāo)準(zhǔn)［4］評定鎮(zhèn)痛情況，即I級：完全無疼痛；II級：輕度疼痛，靜臥時無痛或稍疼痛，但不需加用鎮(zhèn)痛劑；III級：用藥后疼痛減輕，能夠耐受，活動時加重；IV級：切口重度疼痛，迫切需要加用鎮(zhèn)痛劑。表1兩組患者疼痛程度比較（略）
2.2兩組患者的術(shù)后腸鳴音恢復(fù)時間、排氣的時間見表2。表2兩組患者胃腸功能恢復(fù)時間（略）
2.3兩組患者的尿潴留的發(fā)生率見表3。尿潴留的診斷標(biāo)準(zhǔn)為術(shù)后8h無排尿，查膀胱區(qū)隆起，叩診為濁音。表3兩組患者的尿潴留發(fā)生率比較（略）
3討論
本組結(jié)果顯示PCEA鎮(zhèn)痛組與非PCEA鎮(zhèn)痛組術(shù)后疼痛程度、胃腸功能恢復(fù)時間無顯著性差異。這是由于闌尾切除手術(shù)創(chuàng)傷小，切口疼痛輕，不影響患者早期起床活動，以促進胃腸功能恢復(fù)。本組結(jié)果還顯示PCEA鎮(zhèn)痛組與非PCEA鎮(zhèn)痛組術(shù)后尿潴留發(fā)生率PCEA鎮(zhèn)痛組明顯增高。這是由于PCEA鎮(zhèn)痛組的給藥是從硬膜外導(dǎo)管直接注入鎮(zhèn)痛藥物，其中嗎啡、氟哌啶具有強大的鎮(zhèn)痛和鎮(zhèn)靜作用［5］，布比卡因可逆性阻斷感覺神經(jīng)痛覺、溫覺和觸覺［
6］，且PCEA鎮(zhèn)痛劑的釋放采用程序控制，無法依照病情動態(tài)增減，使鎮(zhèn)痛藥物長期維持較高的血濃度，故PCEA泵持續(xù)均勻地給藥雖能達到滿意的鎮(zhèn)痛效果，但在鎮(zhèn)痛的同時，也可引起排尿反射功能減弱，逼尿肌無力而導(dǎo)致尿潴留。由此可見，像闌尾切除術(shù)這種手術(shù)創(chuàng)傷小，疼痛程度輕的患者，使用PCEA鎮(zhèn)痛弊大于利。臨床應(yīng)用時為充分體現(xiàn)PCEA價值，減輕患者痛苦，必須掌握適應(yīng)證，避免醫(yī)療資源的浪費，增加患者的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。
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