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系统优化设计范文1
【关键词】斜井提升；对称组合道岔；推车器
1 概述
本文以二水平副暗斜井上口摘挂钩时间较长，影响我矿二水平副暗斜井提升能力进行可行性分析。该矿采场重点由浅部向深部二水平北翼采区转移，二水平北翼Ⅱ61下采区是本矿主采6煤重点准备采区，目前此采区始终保持三个岩巷头进行掘进，加上生产采区Ⅱ62采区Ⅱ627准备工作面联巷岩巷掘进头共计5个掘进头，均用车皮出货，现有的二水平副暗斜井提升系统已经满足不了生产需要，优化工作势在必行。
2 巷道设备布置优化前与优化后分析
优化前：
（1）二水平副暗斜井提升时间
二水平副暗斜井每日12：00-14：00为轨道检修时间，，作业方式为“三八”制，每班混合作业6.5小时，每日总提升时间为19.5小时。
①二水平副暗斜井下口采用绳式推车机，三班作业，平均摘、挂勾用时3分钟。
②二水平副暗斜井上口使用两部11.4kw绞车来回牵引重车及空车，三班作业，平均摘、挂勾用时6分。
③二水平副暗斜井轨道运行，三班作业，平均用时10分。
由以上得：二水平副暗斜井完成正规循环平均用时16分。
（2）二水平副暗斜井提升能力
二水平副暗斜井每个正规循环提升8车（不包括大件），大件车提升5车。
Ab=（3.6×Tb×n×q）÷（k×T） Ab ：每天提升量，辆；
Tb：每班提升工作小时，6.5小时； n：每勾串车数，8车；
q：矿车载重量，取1t；k：提升不均衡系数，取1.25；
T：最大提升循环时间，12min；
提升量=（3.6×Tb×n×q）÷（k×T）
=（3.6×6.5×60×8×1）÷（1.25×16）
=561辆
（3）二水平副暗斜井设备
二水平副暗斜井上口：11.4kw调度绞车2部，JKY3.0液压绞车1部。
二水平副暗斜井下口：DWS6弯道绳式调车机2部。
优化后：
（1）二水平副暗斜井上部车场采用11.4kw小绞车牵引重车及车皮，在使用过程中摘挂勾头存在安全隐患，经优化后使用三部弯道推车器代替两部11.4kw小绞车，在使用过程中解除了摘挂勾头，同时绞车司机进行了优化，降低了作业人员工作量。
（2）在44大巷增加了80m车场，使得矿车在该车场内进行集中，一次性进行运输，大大的提高了工作效率。
（3）二水平副暗斜井上部车场增加了一组对称组合道岔，改变了原有的运输方式，空车及重车分向运输，有效的节省了运输时间，增加了提升效率。
（4）我矿重点工程掘进工作面集中的二水平，经改造后，二水平副暗斜井的提升能力得到增加，使得我矿重点工程车皮周转得到了有效的控制，从而提高了我矿重点工程进尺。
3 现场施工工艺
（1）采用ZDZ630/3/1213对称组合道岔一副，与二水平副暗斜井内轨道连接，平巷内布置三条轨道，其中两端为空车道，中间为重车道，二水平副暗斜井上口安装三套推车器。并在44轨道石门铺设70m车场。
（2）井巷施工量
二水平副暗斜井上口巷道断面规格为：净宽×净高=6200m×5000m，自一水平泄水巷三岔门处按N163°方位对巷道两帮进行刷大，两帮各刷大1200mm、刷大长度为39m，后按N103°方位对巷道左帮进行刷大，刷大宽度2000mm、长度50m，最后对44-46石门按N163°方位对巷道左帮进行刷大，刷大宽度600mm、刷大长度80m，总工程量208m。
（3）设备材料投入
4 预期成效
系统优化设计范文2
1.1对地下排水工程的重视欠缺,设计缺乏宏观整体规划
长期以来城市建设注重地面工程而忽视了地下排水工程的系统设计与规划。在城市规划初期应将市政排水系统设计作为一个独立的系统去规划与设计,并配备足够的资源才能保证在特殊情况下城市的应急排水能够高效和有序的进行。而目前诸多城市的做法往往只是在道路系统设计中考虑地下排水和地表排水,且片区的排水设计无相关性,当放到城市一个整体中时,排水缺陷问题就会暴露。
1.2行业相关标准不健全
目前,城市道路排水系统上下游管道直径参数取值不当,在城市化进程加快的今天,如今的城市排水能效受到诸多因素的影响,有气候的因素,有经济发展不平衡因素和道路工程自身因素等,如今的市政排水设计标准没有能够适应现在的城市路面系统,排水管网直径参数或大或小,排水专用管道与市政其他管道的管线让线冲突与高程出现误差,造成排水性能的降低都是规范要具体规定和严格实施的具体内容。
1.3排水设计无分层设计,混合排流现象造成排水负担
城市排水来源有天然雨水和城市生活污水,而目前城市排水系统一般都是污水与雨水混合排水,这会给排水管道造成过重的排水负担。在发生特大降水时,这种负担将会转变为排水压力,使得降水无法排离城市路面,造成道路大面积或者片区大面积积水,行车在比较低的地段时候由于积水较厚将会淹没行车和行人,同样的现象在北京洪灾中出现过。
1.4排水系统设计思维固化,排水渠道单一
城市排水思路固化的表现是将积水排到地面下或者排出去,而如果能合理循环利用降水可以缓解城市排水管网的排水压力,并且给需要水的地方供水,不需要水的地方排水,这就是雨水排水循环系统的工作原理。目前排水循环系统不仅体现在城市排水设计中,也存在于市政建筑排水设计中,如现在建筑中水回用技术将生活污水和自然用水循环,一方面可以节约用水,一方面可以缓解市政排水负担。
1.5排水应急措施不当,信息预测不准确
现在是互联网时代,对一些市政应急措施的预测应及时、有效、快捷、方便。如在一些降水多发城市和社区应分区进行降水的实现预测,在城市建设和规划初期就可以确定该片区的排水能力和应采取的排水措施,这将得益于如今高速发展的互联网技术和计算机技术,从目前情况来看,由于多数城市对市政排水系统设计的不够重视,很难在计算机技术和信息技术方面采取有效的控制和预测方案,在排水管网的设计与规划、运行、调度、后期维护管理环节存在诸多弊端。
2世界著名城市排水系统优化设计案例
日本是台风多发国家,东京地下排水系统设计就是为了避免城市遭受台风和雨水的寝室而设计和修建的。东京地下排水系统92年开工,06年竣工,历时14年工程堪称世界最先进的地下排水系统。其排水标准5～10年一遇,地下开挖一系列的混凝土立坑,极大提高了雨水的蓄存能力,东京地下排水系统的河道深度高达60m。东京设有降雨信息系统,通过对雨水的数据的收集与统计,合理进行排水调度。古罗马下水道建设2500年至今仍在使用,渠道系统岩石砌筑,将暴雨造成的河流从罗马城排除,渠道系统最大达3×4m的截面尺寸,从古罗马城广场直通台伯河。巴黎的下水道设置了地面上的标路牌,因此可以看出巴黎对地下排水工程的重视程度。巴黎降水频繁,但据报道并没有出现城市因降水而导致的交通堵塞和积水现象。巴黎下水道处于地面以下50m,水道纵横交织,总厂2347km,规模远超巴黎地铁,因此足以可见排水的速度与能效。
3市政排水系统优化设计对策
3.1平面管网优化设计
已定平面管径与埋深的确定优化方法分为直接与间接优化。直接优化是指对各种参数的调节与对比来求得最优化的解决方案。间接优化是指建立数学模型,选择最优化的管径与埋深组合方案。如常用的遗传算法、线性与非线性规划法、动态规划法。管线的优化设计要遵循满足排水功能和效能的前提下,使排水的工程量小。管线的布置和管网优化设计的重要部分。布线原则如下。(1)排水的干管和支管尽量直线型布局不要有弯曲现象。(2)布线利用地形与地势的因素,结合污水厂的设置和重力系统将污水排出。(3)合理的管线埋深(4)管线的长度最优化与挖方的最优化可采用动态优化的方法进行最优方案的选择。例如排水线的引入。(5)管线平面布置方案也可以采取不同管段坡度、管道长度、挖方量三种权重计算,最后根据平面布置方案选择合理的管径和埋深,造价成本的控制也是此过程中需要注意的。
3.2管道设计的优化
排水管道的设计可以采用德国对青岛地下排水管道的造型,蛋形型管材截面形似鸭蛋,设计上宽下窄,排水管道顺畅,污水无法积存与管内,管道的上部分是水泥,下半部分是水泥上贴了层瓷瓦,可以起到防腐蚀的效果。排水管道设置反水阀,被水冲刷了的赃物只能进入水斗,而不会进入排水管道,不会造成管道堵塞,赃物也便于清理,反水阀同时也可以避免管道臭气散发到空气中。
3.3排水系统设计与计算机信息系统的结合
在市政排水设计中,为了发挥排水的效能,应结合计算机信息技术来改善排水的各个环节。如设置降雨信息系统,收集城市雨水和降雨频次数据,以便于各片区排水调度。利用信息系统的预测与统计的结果,在一些容易发生积水和浸水的路面和片区设置雨水调整池。
3.4城市排水与市政基础建设
提高行业标准以便于采取比较恰当的事前和事中处理。在城市市政建设中,地下工程的排水可以设置雨水蓄存措施,如在地下开挖混凝土立坑,同时在下水道内设置高马力水泵,提高疏通地下水的能力。城市路面工程的铺装设计中,采用透水性能强的路面铺装层,可以加强雨水的地下渗透能力,分担排水管道的排水压力,减少地表径流,还可以大大补充表层地下水资源。排水基础设计应考虑修建地下暗渠和地上明渠。并定期和不定期对城市大小河道进行梳理和整治。
3.5排水系统的后期修养与维护
法国巴黎下水道设计中,排水道两旁设置宽约1m的供检修人员通行的便道。维修人员可以定期对下水道的排水泵房、排水管道和其他排水设施的修理和围护,保证排水工作能顺利进行。对市政排水系统的维护人员应该进行定期和不定期的技术培训,使他们能够及时掌握世界排水优秀工程中的新经验、新做法、新的维护手段。这对保证城市道路和地下排水工程的顺畅进行提供了更好的保障。
4结语
系统优化设计范文3
【关键词】工程；给排水系统；优化设计
中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：
前言
文章以自身实践经验出发，并结合相关理论知识，对工程给排水系统的优化设计的具体措施，如：给水方式计、排水系统、自动排气阀、存水弯、热水系统等方面的优化设计进行了探讨。希望能对工程给排水系统优化设计有一定的促进作用。
二、工程给排水系统优化设计措施
1.给水方式优化设计生活给水目前常用的方式有：第一种屋顶水箱与地下室水箱水泵联合加压供水；第二种地下室生活水箱和变频调速泵联合加压供水；第三种无负压变频加压供水三种形式。从节能方面考虑，第一种屋顶水箱与地下水箱水泵联合加压最节能，可靠性高，但是屋顶生活水箱有可能使水质二次污染，特别是初期住户入住率低的情况下，屋顶水箱里的水停留时间长，水质污染更严重；生活水箱和变频调速泵联合加压，有储备水箱相对可靠，但相比屋顶水箱与地下室水箱水泵联合加压，耗电成本会增加；无负压变频加压供水充分利用市政给水压力，相对节能，而且不会对水质造成二次污染水，所以第三种的水质通常会优于前两种，但是无负压变频加压设备的水箱容积通常小于前两种，供水可靠性相对较弱，而且水泵抽水时会对周围管网压力造成波动，所以应根据工程具体要求结合当地市政供水条件选择合理的供水方式。
2.排水系统优化设计建筑排水在高层建筑中，由于排水立管比较长、泄水量大、落差高、产生的能量比较大，往往会在管道内产生气压波动，最终造成卫生器具的破坏，从而下水道中的臭气侵入室内，污染环境。因此，为了提高建筑排水的效果和质量，要从以下各个方面进行有效控制，保证排水系统运行的安全。（1）卫生间出现渗漏情况，主要原因是卫生间地面防水未处理好，地面水渗透到下层，因此要做好卫生间地面的防水处理，保证卫生间所有的管道进行严格注水试压后方可进行隐蔽工作；（2）如果卫生间采用后出水式座便器，侧排地漏，应该将浴盆或淋浴房垫高，各卫生器具排水横支管应沿卫生间地面墙角处引至外墙。器具存水弯、排水横管及立管均设于建筑外墙处；（3）在施工中要注意和各个专业的协同配合，由于排水横管及立管均设置于外墙，为了减小对外观的影响，要在建筑方案设计中，根据给排水施工人员的建议将卫生间布置在建筑的凹槽处，尽量降低对建筑立面的负面影响；（4）高层建筑为减少空调凝结水的自由散落，因此在空调机旁要设置凝结水排水立管，卧室大多采用分体式空调机排水，在离地面2100m处的冷凝水排水立管上接入三通口，将空调凝结水排水软管接入。
3.自动排气阀的优化设计没有设置自动排气阀的给水系统，在给水管顶部设置一些自闭阀门，虽能达到水流控制的目的，但是对气流的控制却不能达到很好的效果。这样在系统断水时，就会产生大量的空气聚集在给水管内，当系统重新供水时，给水管内的气流就会被水流排挤到给水管的顶部，从而形成一个被压缩了的空气聚集区。此时如果人为地打开自闭阀门的开关时，给水管内的气流由于具有较强的压力，就会瞬间随着水流喷射出来，最终可能导致人员伤亡或者损坏设备的严重后果。4.厨房中排水管的优化设计排水横支管宜在本层楼板面上接入排水立管，洗菜池的s型存水弯也安装在楼板地面上，这样整个厨房的排水支管就不会落在下层空间，既可增大厨房的使用空间，也便于住户维修；考虑到厨房地面一般不会有足够的排水补充地漏水封的损失，管道中的有害气体会通过地漏进入用户，影响用户的健康，建议采用特殊的地漏或者取消地漏。
5.存水弯的优化设计在给排水管道设计时，存水弯设计也是一个关键性的问题。为了保证存水弯水封的正常使用，排水管道设计要配备适当的通气管。许多设计人员认为存水弯设计在建筑楼层的楼板上下是一致的。其实，存水弯安装在楼板上下对楼板上下用户的使用状况是不一样的。用户在清洁和洗漱的过程中，存水弯常会因为毛发杂物堵塞住。倘若上楼用户的存水弯安装在楼板下，则要去楼下用户家清理。不但影响他人生活，而且多数用户会对棚顶做装修，开启检查口要开启装修好的棚顶。因此，存水弯设计在本层较好，用户可以自我进行清通和处理。6.热水系统优化设计燃气热水器系统、太阳能热水器系统、热水炉加热交换系统等热水系统广泛地被建筑设计所采用。从节能减排、环保以及经济方面考虑，在条件许可的情况下，建筑热水系统当优先采用太阳能热水系统。小区内常会设计一套热水机组集中供应热水。该热水系统设计配用开式或闭式储热水箱，由管路送至各处。为了确保热水系统各回路的循环水头损失相均衡，可将距离加热器较远的各立管管径适当放大，逆向布置回水管，并在每根回水立管上设调节阀或节流孔板。对室外热水供回水管的设计，可采用预制保温管道直埋。生活热水系统中，钢管会影响水质，且容易结垢，所以金属管最好采用铜管。
7.卫生间的下排水口优化设计市场上的坐便器有着各式各样的型号，下排水口也有着不同的位置要求。在设计施工时，为下排水口选择合适的位置，可以满足住户以后的需要。一些下排水口设计并没有标注好洁具之间的距离，设计人员把排水口往中间偏移，住户以后使用并不能确定洁具的型号。综合考虑之下，坐便器应和墙面保持305mm的距离，在装修之前可保持340mm间距。
8.空调凝结水的优化设计
随着生活水平的提高，空调已经成为一种生活必要设施，但由于空调凝结水无组织排放而引起居民间的纠纷已屡见不鲜，空调凝结水的有组织排放已势在必行。给排水设计时，应在空调板位置处设置凝结水排水管，凝结水排水管单独设置，排至室外散水或者雨水口间接排放。立管选用PVC-U，管径De40，在每层空调机处预留排水顺水三通，以便于空调软管接人。空调预留孔与冷凝水接驳口水平净高差建议大于10CM。已便于凝结水排出及防治管道阻塞。
9.地漏水优化设计通常情况下，建筑室内的卫生间中都需要设置地漏，其主要起到排水的作用。然而，很多住户却发现卫生间内经常会有臭味，导致这一问题的根本原因是地漏质量不达标。按照我国GB50015-2003（2009年版）中的有关规定，普通住宅建筑卫生间地漏水封的埋深深度不得小于50mm。然而，这一问题却经常被设计人员忽视，同时，有些开发商为了节约成本，会使用一些劣质地漏，据调查结果显示，这种质量不合格的地漏，其水封深度最大仅为30mm，与规范中要求的50mm相差甚远，正因如此，使得卫生间经常会出现异味，这样既污染了用户的居住环境，而且还有可能影响到用户的身体健康。
10消火栓给水系统优化设计高层建筑的给供水系统对消防给水的要求比较严格，即要求给排水系统必须具备较高的自救能力，设计独立的消防给水系统，主要包括室内外的消火栓给水系统和各种灭火系统。室内消火栓给水系统的被设计成网状，并进行了竖向的分区，确定消火栓口的最低黔水压力，采用的消火栓是减压稳压式，设计三台消防泵，这样就为消防工作做足了准备，并且留有充分的余地，而室外的消火栓狗供水来自市政的管网。用于高层建筑给供水设计的灭火系统一般包括自动喷水灭火系统、喷气灭火系统和手提式灭火系统，这些灭火系统都各具优势，限好的保证了给供水系统的消防安全，保证了居民的生活质量。
结束语
工程给排水系统是一项非常复杂的工程，牵涉到的知识和问题很多，甚至有一些不可控的因素介入。因此，在进行优化设计时，应该多方面因素结合考虑才行。
系统优化设计范文4
关键词：系泊系统 悬链线 受力分析 非线性方程组 非线性约束优化 多目标优化模型
中图分类号：P751 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）12（a）-0055-03
近浅海观测网的传输节点由浮标系统、系泊系统和水声通讯系统组成。如图1所示，浮标系统可简化为底面直径2 m、高2 m的圆柱体，浮标质量1 000 kg。系泊系统由钢管、钢桶、重物球、锚链和锚组成，锚质量600 kg，钢管共4节，每节长1 m直径50 mm，每节质量10 kg，要求锚链末端与锚链接处切线方向与海床夹角不超过16°。水声通讯系统安装在长1 m、外径30 cm的密封圆柱形钢桶龋设备和钢桶总质量100 kg，钢桶上接第4节钢管下接锚链，钢桶竖直时，水声通讯设备工作效果最佳，若钢桶倾斜，则影响设备工作效果，钢桶倾斜角超过5°时，设备工作效果较差，为控制钢桶倾斜角度，钢桶与电焊锚链链接处可悬挂重物球。
1 分析
该系统优化设计类似一个悬链线模型，但与普通的悬链线模型又有不同，其主要分为两部分，钢桶以下连接锚链可看成悬链线模型；钢桶以上连接4根钢管，需单独分析。问题一，首先，建立平面直角坐标系并对系统各部受力进行分析；如图2所示，要考虑系统临界状态，计算出使锚链是否躺底的临界风速ν0；最后根据锚链的不同形态，对两种风速下的系统，借助于非线性方程组计算求解。问题二利用一种所得模型，直接解出风速为36 m/s时钢桶和各节钢管的倾斜角度、锚链形状和浮标的游动区域，再通过建立非线性约束优化模型，求出重物球质量m1下限。根据浮标恰好浸没于海平面时的受力分析，求出重物球质量m1上限。问题三采用极限思想的方法，假设风速和海水速度均达到最大值，取水深16 m和20 m的两种情况，利用问题二的模型，重新整合目标函数和约束条件，获得新的多目标非线性约束优化模型，然后对模型计算求解。
1.1 系统各部受力分析
对系统进行受力分析，建立方程求解，对每一个力F建立坐标，进行关于水平方向和竖直方向的正交分解。接下来自下而上对系统内各部分进行受力分析。以钢桶为例，得到如下受力分析图如图3、图4所示。
各分力在水平和竖直方向受力平衡，桶长度为1 m，以及以P1点作为基点分析力矩平衡，可列出如下方程组：
4根钢管与此类似，而浮标的方程组如下：
1.2 悬链线计算公式
根据文献[1]可知，常见有3种悬链线构型及张力分布情况如图5所示。
躺底的悬链线计算公式[1]：
不躺底的悬链线计算公式[1]：
2 求解
2.1 判断临界值求解问题一
把倾角5°作为一个限制条件，假设极端情况――钢管与钢桶全都成一条直线，这样计算出的误差值Δd为0.019 m.可见即使在钢管和钢桶都倾斜5°的情况下，竖直高度误差也是极小的。把浮标以下所连物体都看成一整体，则参照浮标受力分析图解出临界风速：ν0=22.3 m/s（如图6所示）。
图6 浮标下钢管坚直与倾斜的高度差
最后两种风速下的情况分别套用躺底和不躺底的公式，联合其他条件用Mtalab中的fsolve函数就能求出结果见表1所示。
2.2 用非线性约束优化模型求解问题二
下限质量的求解其实可以在问题一模型的基础上，附加一组约束条件，形成一个非线性约束优化模型。为此，只要找出问题二需要的目标函数，即：minG1。给出的限制条件为钢桶倾斜角度θ5不超过5°，锚链在锚点与海床的夹角α不超过16°。结合钢桶受力分析图，得到如下不等式约束：
由于36 m/s时锚链同样不躺底，与24 m/s情况相同，所以我们仍采用未躺底的悬链线计算公式。结合上文受力分析所得的非线性方程组，整合方程组即为我们需要的等式约束条件.用Matlab中的fmincon函数求解得：重物球质量m1下限2 045.8 kg；根据浮标恰好浸没于海平面时的受力分析，求出重物球质量m1上限6 109 kg。
2.3 多目标非线性约束优化求解问题三
新的优化模型有3个目标函数，即minχ6、minθ5和minθ5。但由于多目标优化问题求解困难，考虑到问题中的要求（钢桶倾斜不超过5°，浮标必须露出海面），我们将其中两个目标转化为约束条件，即将吃水深度和钢桶倾斜角度转化为约束条件.这样游动区域就成了唯一的目标函数，即：minχ6。
3 结语
我们主要建立的是一个静力平衡模型，从水平方向、竖直方向来分析受力平衡，通过位置与力分析力矩平衡，建立非线性方程组，最终解得所有未知量。我们还建立了非线性约束优化模型，求出了最优解。对于最后一问，我们将多目标优化模型，将其中的两个目标转换为约束条件。在处理过程中，我们忽略了海水对锚链的作用力，存在一定误差。
多目标优化模型在当今社会的生活中很有非常广泛的应用，比如：有时候我们既想要获得最小风险又想要获得最大收益，对此我们就可以运用多目标优化模型进行解答。
参考文献
系统优化设计范文5
关键词：注塑机 液压系统 PLC控制
注塑机液压系统的电气控制部分是影响注塑机工作安全性和可靠性的关键因素，传统的注塑机液压系统的电气控制系统大都是由继电器―接触器来实现的。传统的继电器―接触器控制方式，使用者调整其控制功能十分困难，控制线路复杂，由于使用有触点的开关动作，工作频率低，触点易灼蚀，随着使用年限的延长，故障率上升，安全性和可靠性降低，维修费用增加；另外，继电器动作较缓慢，定时不准确，系统控制精度较差。而PLC控制电路，不仅可靠性高、体积小、通信方便，而且控制简单、编程容易，近年来在自动化工业生产中得到广泛的应用。
一、注塑机液压系统的动作控制过程分析
注塑成型过程为：热塑性塑料或热固性塑料在加热机筒中经过加热、剪切、压缩、混合及输送作用，使之均匀塑化（温度、组分均匀的熔融状态）；塑化好的熔融物料在喷嘴的阻挡作用下，积聚在机筒的前端，然后借助螺杆或柱塞施加的推力，经喷嘴与模具的浇注系统进入闭合好的低温模腔中；充满模腔的熔体在受压作用下，经冷却固化成型，开启模具取出制品，即完成了一个成型周期，以后是不断重复上述周期的生产过程。注塑机注塑1次（1个工作循环）大概要经历12个工步，即：电机启动快速合模慢速合模注射座缸前移注射预塑注射座缸后退慢速启模快速启模顶出缸前进顶出缸后退系统卸荷。
二、技术分析及优化
在注射成型过程中，需要根据塑料的品种、数量、产品的几何形状及模具的不同，调整注塑压力和速度。本优化设计中，保持该注塑机的主油路液压控制结构中的脱模装置和锁模装置的液压控制原理不变，重点对注射装置、座移机构液压系统进行优化设计。（1）P口单向阀改为B口液控单向阀V50，保压效果更为明显，防止因换向阀内泄造成的喷嘴溢料现象。（2）增加V50叠加式减压阀，使得注射座运行更平稳，控制整移油缸动作前，需要调定叠加减压阀V50的压力，降低控制整移油缸的换向压力，给座台机构“减负”，否则在高压注射的情况下，座台机构承受很大的载荷而变形，出现“溢料”现象。（3）换向阀V12由O型改为Y型（中位机能），使得换向阀工作腔泄压，防止液控单向阀保压失效。（4）原10通电磁换向阀V11（最大流量120L/min），改用流量大的电液换向阀（最大流量160L/min）实现快速注射，提高注射速度，减少注射时间。比例阀通过改变比例电磁铁的电流，可在额定值范围内任意设定系统压力或阀口开口面积，输人电流为零时可使系统卸荷或关闭阀口，控制过程线性连续。因此，应用一台溢流阀可完成所有压力控制要求，也不易产生冲击。
三、系统性能分析
（1）由于该系统在整个工作循环中，工作部件速比大，但不需要大范围无级调速，合模缸和注射缸等液压缸的流量变化较大，锁模和注射后系统有较长时间的保压。为合理利用能量，系统采用双泵供油方式。液压缸快速动作（低压大流量）时，采用双液压泵联合供油方式；液压缸慢速动作或保压时，采用高压小流量泵供油，低压大流量泵卸荷供油方式。（2）由于合模液压缸要求实现快、慢速开模、合模以及锁模动作，系统采用电液换向阀换向回路控制合模缸的运动方向。为保证足够的锁模力，系统设置了增力缸作用合模缸的方式，再通过机液复合机构完成合模和锁模。因此，合模缸结构较小、回路简单。（3）满足注射速度的调节，选用调速阀进行进口节流调速。其特点是注射油缸回油的阻力小，可以获得较大的注射推力，而且调速范围较大，速度稳定性较好。为使加工的塑料得到良好的塑化质量，在注射系统中采用了背压阀，可防止液压缸前冲而提高其稳定性。大流量系统，采用先导溢流阀调压，其主阀芯除主溢流外可作为系统安全阀，满足因故障电流过大而引起过高压力对系统造成破坏需设置安全阀的要求。由于塑料的品种、制件的几何形状和模具的浇注系统的不同，注射系统采用了两级压力控制，以便灵活的控制注射压力和保压压力。
四、注塑机的节能特性
通常注塑机的工艺过程分为锁模、射胶、熔胶、保压、冷却以及最后的开模和脱模等环节，每个阶段的工作内容不同，其所需要的压力及流量就各不相同。对于油泵马达来说，注塑过程的负载状态，是时刻都在变化着的，但是在液压系统中泵的流量是恒定的，油泵马达的转速是恒定的，因此其所提供的流量也是恒定的，多出的液压油，会经过溢流阀进行回流，这个过程可以称其为高压溢流。按照相关试验数据显示，高压溢流所导致的能量损失，可以达到40%～60%。由此可见，注塑机在运行过程中，最大的能耗损失来自于液压驱动系统能量的输出，即加工同一塑料制口，其所消耗的能量越少，其节能效果就越明显。注塑机的能耗性能，主要是通过液压驱动系统的结构形式、能量转换效率等指标反映出来的，液压驱动系统是服务于注射成型技术的，相应的节能措施，也就基于注射成型展开。从这个意义上来讲，液压系统的节能技术，随着注射成型技术的发展而发展，同时它也推动着成型技术的不断进步。
五、结束语
综上所述，合理地选择经过优化设计的高品质液压元件，设计能够降低液压泵和负载之间的功率过剩的匹配回路，是注塑机节能降耗的主要措施。高响应交流伺服电机驱动定量泵系统的技术，节能效果显著，在注塑机液压系统节能方面有着明显的应用优势。
参考文献：
[1]吴红. 小型注塑机液压系统优化设计研究[J]. 南宁职业技术学院学报. 2009（01）
[2]陈晓军，徐斌. 基于PLC控制的160型注塑机液压系统设计[J]. 机电工程技术. 2009（07）
[3]贾丽萍. 注塑机液压工作原理[J]. 今日科苑. 2007（12）
系统优化设计范文6
【关键词】牵引供电系统；优化设计；决策评估
1、引言
高速电力火车自身并不携带有供电设备，而是通过外部的牵引供电系统提供其电源，所以牵引供电系统的设计在整个铁路工程中显的尤为重要。目前我国的高速铁路正处在起步阶段，牵引供电系统的建设也存在许许多多的问题，享受着牵引供电系统带来优越性的同时，也相应的产生了各种不确定因素，如何优化牵引供电系统是目前研究提高高速铁路运营效益的关键性问题。下面将详细分析现有牵引供电系统的优缺点，并针对其优缺点提出想用的优化方案与决策。
2、牵引供电系统概述
牵引供电系统就是为电气化机车提供电力牵引供电方式的系统[1]。它一般由牵引变电所和接触网两大部分组成，牵引供电系统的简易结构图如图1所示。
如图所示，整个铁路工程的供电是先由地方变电所对牵引变电所供电，再由牵引供电系统提供给列车电力牵引。该种电力牵引方式的运用有利有弊，它的优点在于可以使机车获得强大的动力、效率高并且节约能源，又由于使用的是电力供能使得环境污染降到了最低限度；它的缺点也是由于系统自身因素带来的，笔者将其归纳为以下三点内容：
（1）发展初期的高效节能系统必然对其硬件设施建设要求极高，这就造成了人力物力投资的加大；
（2）牵引供电系统本身采用的是单向移动随机负荷，长时间的运行就会在电力系统中产生负序电压电流，且伴随产生大量的高频谐波，对电力系统本身和铁路沿线的各种线路都会造成一定的电磁干扰[2]；
（3）连接牵引变电所与机车之间的接触网需要按时检修，检修期间电力系统停止供电，机车也将随着停运，就会导致旅客滞留等问题。
3、牵引供电系统优化设计
由于现有的铁路供电系统已经运营多年，如果将其拆除重建的话必然会耗资巨大也严重影响正常的铁路营运，故需要在原有的设备设施基础上进行优化改进。针对上述提出的牵引供电系统的优缺点，再结合仔细的实地勘测，笔者提出以下几点优化方案：
（1）改进牵引变压器。牵引变压器是整个系统的重中之重，直接关系为机车供电的质量。变压器经常会在负荷情况下工作，所以我们需要针对不同的环境，选择与实际情况相匹配的变压器，变压器的考察性能包括其容量、牵引变电类型和接线方式等。
（2）改进系统中的导线。导线的载流能力也是影响电气性能的重要因素，由于供电系统的不断改进，原有导线的载流能力就可能不适合现有的系统，需要根据现有的供电能力对导线进行更换或者维护。
（3）改进接触网。由于接触网的维护改造需要在断电的情况下进行，所以我们的改造工程就要各部门的配合，在尽量不影响营运的情况下施工建设。接触网的改造包括五点内容，分别是桥梁、站台和雨棚、道岔定位柱、中间柱接触悬挂和接触悬挂下锚。
在改进接触网的同时，需要做到不影响桥梁结构的稳定性，必要时还需要在桥墩处加注钢筋混凝土以稳固桥梁，避免桥梁横向偏移的出现。现有的站台雨棚与接触网之间的悬挂方式按照最初的设计都无大的不同，而实际发展中各个地方对站台和雨棚都做过或大或小的改建，故接触网的悬挂方式就需要根据站台和雨棚的实际位置、环境等要素进行重新设计改造。由于长时间的运营，道岔定位柱往往会定位偏移，故需要根据现场环境对道岔定位柱进行调整，尽量使其在标准定位处或者偏向岔心。保持现有的中间柱接触悬挂，并在合适的位置再增设支柱，保证接触网的稳定性。现有的接触悬挂下锚位置的不恰当，可能就会影响该位置的铁路线路改造，针对这类问题，我们需要在其他位置增设悬挂锚柱，对现有的悬挂下锚进行改造。
（4）降低电磁波的干扰。在降低牵引供电系统产生谐波的同时，可以在铁路沿线每2-4公里处设置回流线和吸流变压器，这样供电系统产生的负荷电流就可以被牵引会变电所，大大减轻了对周围线路的电磁干扰。
（5）安全第一。在这些改造工作进行之前，一定要对现场环境、影响施工的各个因素进行透彻的勘察，工作人员的施工要严格按照设计方案和相应的行业操作规范进行，确保人身安全、机车安全、牵引供电系统安全和整条铁路工程的安全。
4、对设计方案的决策评估
上述优化方案的设计过程严格按照了既定的流程进行，首先分析现有牵引供电系统存在的问题，并针对这些问题进行了具体的规划设计，设计过程中考虑到了组成牵引供电系统的各方各面的改进方式、对周围环境影响的改进方案和施工中的安全问题，对具体的施工也起到了借鉴性的帮助[3]。所以针对牵引供电系统的决策方案是有合理性和可靠性的。
