發(fā)布時間：2022-08-23 09:10:16
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[關鍵詞]數控系統(tǒng)伺服電機直接驅動
近年來，伺服電機控制技術正朝著交流化、數字化、智能化三個方向發(fā)展。作為數控機床的執(zhí)行機構，伺服系統(tǒng)將電力電子器件、控制、驅動及保護等集為一體，并隨著數字脈寬調制技術、特種電機材料技術、微電子技術及現(xiàn)代控制技術的進步，經歷了從步進到直流，進而到交流的發(fā)展歷程。本文對其技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢作簡要探討。
一、數控機床伺服系統(tǒng)
（一）開環(huán)伺服系統(tǒng)。開環(huán)伺服系統(tǒng)不設檢測反饋裝置，不構成運動反饋控制回路，電動機按數控裝置發(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。步進電動機的轉速不可能很高，運動部件的速度受到限制。但步進電機結構簡單、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濟型數控機床。
（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動部件。可以采用直接安裝在工作臺的光柵或感應同步器作為位置檢測器件，來構成高精度的全閉環(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)安裝調試比較復雜。因此只是用在高精度和大型數控機床上。
（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動部件，可以采用內裝于電機內的脈沖編碼器，無刷旋轉變壓器或測速發(fā)電機作為位置/速度檢測器件來構成半閉環(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，安裝調試比較方便。機床的定位精度與機械傳動裝置的精度有關，而數控裝置都有螺距誤差補償和間隙補償等項功能，在傳動裝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)在數控機床中應用很廣。
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編碼器保證。例如松下全數字式交流伺服電機，對于帶17位編碼器的電機而言，驅動器每接收217=131072個脈沖電機轉一圈，即其脈沖當量為360°/131072=9.89秒。是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當量的1/655。
（三）過載能力強。步進電機不具有過載能力，為了克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩，選型時需要選取額定轉矩比負載轉矩大很多的電機，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矩達到額定轉矩的三倍，可用于克服啟動瞬間的慣性力矩。
（四）速度響應快。步進電機從靜止加速到額定轉速需要200～400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的速度響應較快，例如松下MSMA400W交流伺服電機，從靜止加速到其額定轉速僅需幾毫秒。
（五）矩頻特性佳。步進電機的輸出力矩隨轉速升高而下降，且在較高轉速時轉矩會急劇下降，所以其最高工作轉速一般在300～600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉速（一般為2000RPM或3000RPM）以內，都能輸出額定轉矩。三、伺服電機控制展望
（一）伺服電機控制技術的發(fā)展推動加工技術的高速高精化。80年代以來，數控系統(tǒng)逐漸應用伺服電機作為驅動器件。交流伺服電機內是無刷結構，幾乎不需維修，體積相對較小，有利于轉速和功率的提高。目前交流伺服系統(tǒng)已在很大范圍內取代了直流伺服系統(tǒng)。在當代數控系統(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的發(fā)展趨勢。由此產生了應用在數控機床的伺服進給和主軸裝置上的交流數字驅動系統(tǒng)。隨著微處理器和全數字化交流伺服系統(tǒng)的發(fā)展，數控系統(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?，大大地提高了伺服系統(tǒng)的性能。例如OSP-U10/U100網絡式數控系統(tǒng)的伺服控制環(huán)就是一種高性能的伺服控制網，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，網絡連接，進一步發(fā)揮了它對機床的控制能力和通信速度。這些技術的發(fā)展，使伺服系統(tǒng)性能改善、可靠性提高、調試方便、柔性增強，大大推動了高精高速加工技術的發(fā)展。
另外，先進傳感器檢測技術的發(fā)展也極大地提高了交流電動機調速系統(tǒng)的動態(tài)響應性能和定位精度。交流伺服電機調速系統(tǒng)一般選用無刷旋轉變壓器、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更加平滑，改進了電動機的磁路設計，并配合高速數字伺服軟件，可保證電動機即使在小于1μm轉動時也顯得平滑而無爬行。
（二）交流直線伺服電機直接驅動進給技術已趨成熟。數控機床的進給驅動有“旋轉伺服電機＋精密高速滾珠絲杠”和“直線電機直接驅動”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，所以目前應用廣泛。使用滾，珠絲杠驅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，應用直線電機直接驅動進給驅動方式。它比滾珠絲杠驅動具有剛度更高、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，最高響應頻率達100Hz，還有較大的發(fā)展余地。當前，在高速高精加工機床領域中，兩種驅動方式還會并存相當長一段時間，但從發(fā)展趨勢來看，直線電機驅動所占的比重會愈來愈大。種種跡象表明，直線電機驅動在高速高精加工機床上的應用已進入加速增長期。
參考文獻：
[1]《交流伺服電機控制技術的研究》，中國測試技術，鄭列勤，2006.5.
目前，數控技術正在發(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。在集成化基礎上，數控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節(jié)與補償各項參數，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統(tǒng)集成為一體，機床聯(lián)網，實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。長期以來，我國的數控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定，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。在復雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據外部干擾和隨機因素實時動態(tài)調整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。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構，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應日益復雜的制造過程，因此，對數控技術實行變革勢在必行。
二、數控技術發(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的關鍵性能指標。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：數控系統(tǒng)本身的柔性，數控系統(tǒng)采用模塊化設計，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)能依據不同生產流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態(tài)調整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。（3）工藝復合性和多軸化。以減少工序、輔助時間為主要目的的一種復合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工。數控技術軸，西門子880系統(tǒng)控制軸數可達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）科學計算可視化?？茖W計算可視化可用于高效處理數據和解釋數據，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。可視化技術與虛擬環(huán)境技術相結合，進一步拓寬了應用領域，如無圖紙設計、虛擬樣機技術等，這對縮短產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。（3）多媒體技術應用。多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數控技術領域，應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產現(xiàn)場設備的故障診斷、生產過程參數監(jiān)測等方面有著重大的應用價值。
（三）體系結構的發(fā)展
（1）集成化。采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運行速度。應用FPD平板顯示技術，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，是21世紀顯示技術的主流。應用先進封裝和互連技術，將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來降低產品價格，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)數控系統(tǒng)的集成化和標準化。根據不同的功能需求，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，作成標準的系列化產品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減，構成不同檔次的數控系統(tǒng)。（3）網絡化。機床聯(lián)網可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯(lián)網，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、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、網絡技術、多媒體技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態(tài)數據管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術融于一體，構成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實現(xiàn)集成化、智能化、網絡化。
三、智能化新一代PCNC數控系統(tǒng)
當前開發(fā)研究適應于復雜制造過程的、具有閉環(huán)控制體系結構的、智能化新一代PCNC數控系統(tǒng)已成為可能。智能化新一代PCNC數控系統(tǒng)將計算機智能技術、網絡技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態(tài)數據管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術融于一體，形成嚴密的制造過程閉環(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)組成結構和工作原理分析
（1）利用傳感器信息裝置將檢測到的物理量轉化為電信號，電信號可以依據運行情況對其進行診斷，當出現(xiàn)問題時會及時的對其進行預報且顯示問題所在原因。
（2）電信號必須通過顯示設備將其作業(yè)狀況完整的顯示出來，然后轉化為可控的傳輸信號，對其實時掌握。
（3）通過預先設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，對簡單數據進行校驗，防止不準確信息被利用，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、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)計數據、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，通風及瓦斯監(jiān)控，也就是監(jiān)測局部的通風機停開（特別重要）、風筒的狀態(tài)、風門的狀態(tài)、饋電的狀態(tài)、風壓、風速以及甲烷的濃度等。一旦局部的通風機掘進巷道出現(xiàn)停風狀況或出現(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備違章作業(yè)或失爆、或電氣設備出現(xiàn)故障的危險溫度或電火花導致瓦斯爆炸的發(fā)生率；
（2）規(guī)避與降低了運、掘、采等設備在運行狀態(tài)下因危險溫度或摩擦碰撞出火花而導致的瓦斯爆炸的發(fā)生率；
（3）可以起到提醒作用，督促生產的調度員、領導及時把工作人員安置到安全位置；
（4）督促生產的調度員、領導及時處理好事故的安全隱患，提前預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；
（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側的柵欄外的甲烷濃度環(huán)境參數進行監(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；
（5）監(jiān)測功率因素、電壓、電流等供電的參數；
（6）對供氣管道其供氣閥的開度、流量、甲烷的濃度、溫度、正壓等供氣的參數進行監(jiān)測；
（7）監(jiān)測密封的水溫、密封的水位、罐內其甲烷的濃度、罐壓和罐高等儲氣罐的參數；
（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)可以有效的對火災進行實時監(jiān)控，了解火災發(fā)生的原因及火災過程中煙霧、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警報警信息，從而將瓦斯所處的地質信息進行分析，進一步提高防治風險發(fā)生的預警能力。第五，針對往期事故的發(fā)生要對其進行調研，依據事故發(fā)生原因進行經驗總結，這樣不僅僅能夠為其提供參考依據，更能為日后同類事故的發(fā)生提供預防預警的作用，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集中空調設計中存在的問題
在當前，我國部分暖通空調專業(yè)設計人員，常常是僅依靠負荷指標的估算值來進行冷熱負荷的計算，并沒有嚴格按照要求對室內的負荷進行逐時逐項冷負荷計算和熱負荷計算。即使有時對室內冷熱負荷進行計算也只是按照設計軟件中默認的數值和程序進行，并沒有針對工程實際進行相應的調整，往往建筑專業(yè)采取的節(jié)能后的圍護結構傳熱系數比軟件默認的小不少。這樣簡單的對室內負荷進行估算和不做任何調整的做法，往往導致工程設計的計算冷熱負荷偏大，導致過多的能源及資金浪費。還有些工程，設計人員為盡快完成設計任務，在暖通空調的設計中對系統(tǒng)不進行嚴格的水力計算或者僅按負荷流量大致分配管徑，而不控制水力失調度(或者不平衡率)，完全依靠平衡閥、調節(jié)閥等高阻力閥件實現(xiàn)大致的水力平衡。這樣容易導致局部管路由于阻力的損失過大或者過小而產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)泵輸出功率過大導致較大的輸送損耗。由于系統(tǒng)存在水力失調的隱患，各種系統(tǒng)失調問題在各類工程中屢見不鮮，室內冷熱不均、實際流量分配不滿足設計要求的現(xiàn)象較為突出，系統(tǒng)調節(jié)困難重重。
1．2集中空調施工中存在的問題
即使在完成了較為完善的空調設計之后，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工程在實際運行中的管理還存在著許多問題。對暖通空調系統(tǒng)的實際運行進行操作的工作人員很多不具備應有的專業(yè)知識，在暖通空調的整個設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，便讓其正式操作空調系統(tǒng)的運行工作。由于工作人員缺乏暖通空調的相關理論及應對室外氣象參數和其他引起負荷變化的能力，很難有針對性的對系統(tǒng)展開應有的調節(jié)工作，進而導致室內參數嚴重偏離設計值而導致能量的較大浪費。在系統(tǒng)運行進程中，往往不會滿負荷運行，在此期間應對運行主機的臺數加以適當的調整，也就是先臺數調節(jié)，再部分負荷調節(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的優(yōu)先調整，致使多臺機組在較低的負荷下運行，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，對機器的保護實際上是在無形中減輕企業(yè)的經濟負擔。因此應定期對機器進行檢查，及時對低效率的設備予以維修和更換，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，逐漸認識到節(jié)能環(huán)保的重要性。國家相關部門也抓住時機積極引導人們重視節(jié)能環(huán)保，在眾多科研機構和企業(yè)的暖通空調專家以及從業(yè)人員的共同努力下，產生了許多暖通空調專業(yè)的節(jié)能和環(huán)保新技術、新材料、新設備，以及其他節(jié)能新技術。這些新方法和新技術都有其適用場合和使用前提，有些技術由于出現(xiàn)時間短，沒有項目經驗，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中采用哪種節(jié)能技術和新材料、新設備成為擺在設計者面前的十分關鍵的問題，但是在大多數情況下，由于對這些節(jié)能設計方案缺乏深入的理解，在設計中采用了不恰當的設計方案，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，在設計之初，對即將采用的新型節(jié)能技術進行可靠性評估顯得非常必要。
2集中空調系統(tǒng)節(jié)能技術的應用
2．1集中空調風系統(tǒng)
集中空調系統(tǒng)設計往往忽視對自然進排風的利用，有的設計完全依賴機械進排風，這對系統(tǒng)節(jié)能不利。合理利用自然進排風，能使人們更有融于自然的感覺，通過與建筑專業(yè)的配合，設計合理的自然進排風通道，成為節(jié)能設計的一個重要方面。當空調運行區(qū)域內的溫度、濕度及空調的運行時間存在相對較大的差別時，應根據實際情況進行系統(tǒng)劃分。當空調供應的建筑物空間較大，需要同時控制溫度和濕度時，空調風系統(tǒng)應盡量避免使用風機盤管，采用全空氣空調系統(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。采用變風量系統(tǒng)可以分區(qū)進行溫度控制，減小設備容量和維護工作量，節(jié)省運行能耗。在總風量的確定過程中還需要考慮同時使用系數，因此在這種情況下風機的運行所產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，用戶可根據使用需求開閉調節(jié)相應設備，有效節(jié)能。
2．2集中空調冷熱水系統(tǒng)
空調水系統(tǒng)是集中空調運行能夠發(fā)揮節(jié)能潛力的重要部分?？照{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)泵和對應機組(或者鍋爐、換熱器等)的運行臺數控制在設計時應優(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，進行嚴格的水力平衡計算，合理減少高阻力閥件的使用，當機組不能在較低水量或者需定水量運行時，需要設置平衡管，環(huán)路阻力差較大時考慮設置二級泵系統(tǒng)。合理選擇循環(huán)泵揚程，減少不必要的能源浪費。
2．3集中空調冷卻水系統(tǒng)
空調的冷卻水系統(tǒng)是集中空調系統(tǒng)的重要組成部分，除非水資源極為豐沛并且水質好、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、回水管之間設置旁通管以及兩通或三通調節(jié)閥進行適當的調節(jié)控制，以滿足冷水機組所需要的低溫保護。此外，風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、冷卻塔風機與冷水機組聯(lián)動，根據實際需要開啟相應的冷卻水管路閥門、循環(huán)泵(可采用變頻技術)以及對應的冷卻塔風機，可有效節(jié)水、節(jié)電(即節(jié)能)。
2．4集中空調系統(tǒng)冷熱源的合理選擇
要在空調的實際運行中減少能耗，空調冷熱源的選擇十分重要。空調冷熱源的選擇與建筑物的使用功能、規(guī)模大小以及空調功能的要求、當地的經濟狀況、資源的豐富程度、能源的價格政策等息息相關。應結合各方面條件，權衡利弊，經過技術經濟比較和能耗分析，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和供冷技術運用到空調系統(tǒng)中。在天然氣資源充足的區(qū)域內，要想提高暖通空調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，如果當地的能源種類比較豐富也可以采用復合式的能源供應方式，亦或是利用較好的地理條件，通過技術分析，進行水地熱源泵的建設，為空調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。熱回收技術將是暖通空調的重要研究方向。
3結語
術后急性疼痛是機體對疾病和手術造成組織損傷尤其是痛覺神經斷裂的一種復雜生理病理、心理復合的應激反應。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，故術后鎮(zhèn)痛意義甚大［1］。自控鎮(zhèn)痛泵（PCEA）在臨床上的廣泛應用使患者術后得到滿意的鎮(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［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后對PCEA的應用進行回顧性分析，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。兩組的一般情況（性別、年齡、病程輕重和治療護理）經統(tǒng)計學檢驗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注射。對兩組患者的術后疼痛程度、胃腸功能恢復時間、尿潴留的發(fā)生率，進行比較分析。
2結果
2.1兩組患者術后疼痛最高程度結果見表1。疼痛評定標準用WHO疼痛四級評定標準［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）
2.2兩組患者的術后腸鳴音恢復時間、排氣的時間見表2。表2兩組患者胃腸功能恢復時間（略）
2.3兩組患者的尿潴留的發(fā)生率見表3。尿潴留的診斷標準為術后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
本組結果顯示PCEA鎮(zhèn)痛組與非PCEA鎮(zhèn)痛組術后疼痛程度、胃腸功能恢復時間無顯著性差異。這是由于闌尾切除手術創(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。本組結果還顯示PCEA鎮(zhèn)痛組與非PCEA鎮(zhèn)痛組術后尿潴留發(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，逼尿肌無力而導致尿潴留。由此可見，像闌尾切除術這種手術創(chuàng)傷小，疼痛程度輕的患者，使用PCEA鎮(zhèn)痛弊大于利。臨床應用時為充分體現(xiàn)PCEA價值，減輕患者痛苦，必須掌握適應證，避免醫(yī)療資源的浪費，增加患者的經濟負擔。
【參考文獻】
1黃盛輝．實用硬脊膜外腔神經阻滯學.濟南：山東科學技術出版社，1996.11．
2陳亞勤，許靖.胸科硬膜外麻醉病人術后自控鎮(zhèn)痛的觀察及護理．現(xiàn)代護理雜志，2001，7（3）：10．
3劉俊杰,趙俊主編．現(xiàn)代麻醉學．北京：人民出版社，1997.1450．
4李仲廉．臨床疼痛治療學．天津：天津科學技術出版社，1997.444．
