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(2)貨幣資金作為標準的支付手段,其主要特點是具有可接受性和最強的流動性,可以不受任何限制地立刻用于購買物資、支付有關費用、償還債務。由于貨幣資金是社會一般財富的代表,是唯一能夠轉化成其他任何類型資產的資產,所以極易被盜竊、挪用、短缺或發生其他舞弊行為。貨幣資金的流動是否合理和恰當,對單位的資金周轉和經營成敗影響極大。加強對貨幣資金的管理和核算,對于保護單位和國家財產的安全和完整,穩定金融市場秩序,維護財經紀律,促使單位管好、用好貨幣資金具有十分重要的意義。
2貨幣資金會計控制的要點
貨幣資金是企業資產中流動性最強的一種資產,是企業資產的重要組成部分,是進行生產經營活動不可缺少的條件。貨幣資金既是資本運動的起點,又是資本運動的終點。由于貨幣資金具有高度的流動性,加之貨幣資金也是最容易被貪污、偷竊或挪用的資產。那么,在哪些環節、哪些方面,用什么樣的方法進行控制才能保證單位貨幣資金的安全和完整呢?
雖說我國有關部門對單位使用貨幣資金早有明確規定,但從會計控制角度看,為進一步保證單位貨幣資金的安全、完整,仍可總結出如下要點:
(1)把好貨幣資金支出關。常言道,節流等于開源。因此,控制非法和不合理的資金流出,等于為單位帶來了等量資金流入。一個持續經營的企業在每天若干筆資金的支付中,如何判定哪筆支出合法、合理,而哪筆支出有問題、有“貓膩”呢?關鍵的一點,是看支出程序是否合法、合理。說具體一點,就是要搞清楚這筆錢為什么要出去,又是怎么出去的。為此,要做到“四審四看”。即:一是審支付申請,看是否有理有據;二是審支付程序,看審批程序、權限是否正確,審批手續是否完備;三是審支付復核,看復核工作是否到位;四是審支付辦理,看是否按審批意見和規定程序、途徑辦理,出納人員是否及時登記現金和銀行存款日記賬。
(2)管住貨幣資金的流入點。簡單地說,就是要搞清楚錢是從哪兒來的,以什么形式來的,來了多少,還缺多少,沒來的錢怎么辦。同時,對已取得的貨幣資金收入必須及時入賬,不得私設小金庫,不得賬外設賬,嚴禁收款不入賬。
(3)管住銀行開戶點。對銀行賬戶的開立、管理等要有具體規定。這里需要特別提示的是,一些單位為了達到不可告人的目的,以各種理由在同一銀行的不同營業網點開立賬戶,或者同時跨行開戶、多頭開戶、隨意開戶。更有甚者,近年來,將單位公款以職工個人名義私存銀行現象也較普遍。究其原因,不外乎一是為了防止銀行扣款而“改頭換面”、“狡兔三窟”,二是搞“小金庫”,方便支出。因此,按照有關規定,應及時、定期對銀行開戶點進行認真清理和檢查。
(4)管住現金盤存點?,F金是流動性最強的資產,由于它使用方便,也一直是犯罪分子最“青睞”的對象。在現階段,很多單位的日?,F金盤點工作基本上都是由現金出納人員自行完成的,這項制度需要改進,至少應增加其他第三者參與盤點或監盤的內容,保證現金賬面余額與實際庫存相符,不出紕漏。
(5)管住銀行、客戶對賬點。一切貪贓枉法行為都喜歡秘密、黑暗,都怕見陽光,怕公開。對賬就是公開,就是使雙方或多方經濟交易事項明朗化。一般而言,單位與銀行之間的對賬較有規律,按照有關規定,每月至少要核對一次。相比之下,單位與客戶之間的對賬難度要大得多。一是因為社會信用危機的普遍存在,使得逃債的行為時有發生。二是客戶分布天南地北,相隔遙遠,比較復雜,客觀上也增加了對賬的實際困難。因此,加強與異地和同城單位之間往來款項的核對,確保貨幣資金支付合理,回收及時、足額,實在不可忽視。
(6)管住票據及印章保管點。任何單位都應該明白一個道理,那就是:“薄薄票據,價格千金;小小印章,力重千鈞?!币虼?,各單位要明確各種票據的購買、保管、領用、背書轉讓、注銷等環節的職責權限和程序,并專設備查簿登記,防止空白票據的遺失和被盜用,并且備查簿需作會計檔案管理。同時,單位必須加強銀行預留印鑒的管理。并且,嚴禁由一個人保管支付款項所需的全部印章。要始終堅信,制度約束比個人的自覺性更可靠、更有效。
(7)管住督促、檢查點。任何人或多或少都可能有些惰性、任何制度也或多或少有些漏洞。因此,加強對與貨幣資金有關的人員和制度的督促檢查很有必要。對監督檢查過程中發現的問題,應當及時采取措施,加以糾正和完善。
(8)管住財會人員的任用點。財會人員要具有政治思想好、業務能力強、職業道德好的良好素質,還要具備從業資格和任職資格。同時,要建立定期換崗、輪崗制度,防止一個人在財會部門長時期做同一個工作,這樣既可使財會人員能學到新的業務,掌握新的知識,經驗更加全面,閱歷更加豐富,綜合能力進一步提高;又使常年不“挪窩”易滋生的懶散習氣和小團體勢力得以克服和抑制;還可能使一些長期隱蔽的違法犯罪活動因人動、新人接手而揭示出來。當然,也還要考慮財會工作的連續性和財會人員的相對穩定性,否則可能事倍功半。
3貨幣資金會計控制的方法
3.1不相容職務相互分離控制
這種控制方法要求單位按照不相容職務分離的原則,合理設計會計及相關工作崗位,明確職責權限,形成相互制衡機制。以貨幣資金支付會計控制環節為例,貨幣資金支付的授權批準、實際辦理、會計記錄、稽核檢查及與該項貨幣資金支付直接有關的業務經辦等崗位必須相互分離、相互制約,不能一人多崗,身兼數職。也就是說,任何單位不能由一個人辦理貨幣資金業務的全過程。
3.2授權批準控制
這種控制方法要求單位明確規定設計會計及相關工作的授權批準的范圍、權限、程序、責任等內容,單位內部的各級管理層必須在授權范圍內行使職權和承擔責任,經辦人員也必須在授權范圍內辦理業務。授權又分為一般授權和特殊授權。一般授權是指日常狀況下對正常經濟業務事項的授權,具有一定規律性和穩定性。特殊授權是指特殊、緊急情況對正常或非經濟業務事項的特別授權,常為應急所用。這種授權方式具有一定靈活性,但也常常蘊含較大的風險,一般都較謹慎。此外,對于重要的貨幣資金支付業務,應當實行集體決策和審批,并建立責任追究制度,有效防范貨幣資金被貪污、侵占-
、挪用。3.3會計信息系統控制
這種控制方法要求單位依據《會計法》和國家統一的會計制度,制定適合本單位的會計制度,明確會計憑證、會計賬簿和財務會計報告的處理程序,建立和完善會計檔案保管和會計工作交接辦法,實行會計人員崗位責任制,充分發揮會計的監督職能。
會計作為一個控制信息系統,對內能夠向管理層提供經營管理的諸多信息,對外可以向投資者、債權人等提供用于投資等決策的信息,是重要的內部控制方法。
在運用會計系統控制方法時,對有關憑證的稽核和審查,要引起高度注意。以貨幣資金業務審核為例,應注意以下方面:
(1)原始憑證稽核。對外來原始憑證應審核是否符合國家票證管理要求,有無稅務監制章、財政監制章和單位財務專用章或發票專用章;數量、單價、金額是否正確,凡金額有誤的,要退回到出票單位重新開具;接受單位名稱是否正確;大小寫是否相符;經辦人、驗收人、批準人手續是否齊全,有無涂改、偽造和虛報冒領等現象;對于進入成本費用項目的發票,還要審查有無含增值稅發票。審查現金開支是否符合財務制度和財經紀律,凡違法開支,要拒絕辦理。
(2)現金憑證審核。一是審核外來原始憑證,二是審核自制原始憑證,三是審核現金記賬憑證。在審核時需要注意的幾個問題:現金支付范圍是否符合國家規定,有無用于發放職工工資、津貼、獎金、個人勞務報酬、個人勞保福利開支、出差人員差旅費、結算起點以下的零星開支及其他需要支付現金的零星支出等之外的現金支付;現金銷售收入是否足額、及時解繳銀行,對外收費是否符合規定的收費標準;有無坐支現金,有無向銀行謊報用途套取現金,職工工資及獎金的發放是否登記工資基金手冊;現金憑證收、付訖章、主管、審核、出納和制單等印章是否齊全,交款人、領款人是否簽字;已審核的現金原始憑證是否填寫附件張數并加蓋附件章注銷,以免重復報銷。
(3)銀行憑證稽核。審核時應注意:是否符合《支付結算辦法》、《票據法》、《票據實施管理辦法》的規定,有無簽發空頭支票、出借銀行賬號;是否以合法的和手續完備的原始憑證為依據填制銀行記賬憑證;從銀行支付的材料采購款、工程款等是否符合國家規定,有無預算、合同,資金是否落實;領用轉賬支票是否填列《支票領用申請單》,并經部門主管和財務主管批準;作廢的支票及其存根是否加蓋“作廢”戳記并與銀行對賬單一并妥善保存;簽發支票所使用的各種印章,是否由財務主管和銀行出納分別保管;空白收據和空白支票是否設立登記簿嚴格管理,有無辦理購買、領用登記和交回注銷手續。
(4)轉賬憑證稽核。應審查數字是否正確,資金渠道是否符合制度規定;原始憑證是否合法,自制原始憑證是否有依據,手續是否齊全;科目使用是否正確,填制內容是否完整,印章是否齊全,附件是否相符。
(5)會計賬簿稽核。一是審查是否依法設置會計賬簿,使用訂本式或活頁式賬簿是否符合規定。二是審查會計賬簿的啟用、登記、與有關數字的相互核對、定期結賬等是否按照《會計基礎工作規范》操作。三是審查現金日記賬是否每日記賬并結出余額;現金庫存數是否超出銀行核定的限額,超出部分是否當日存入銀行;現金是否每日清點,賬實是否相符,有無白條抵庫;銀行日記賬是否逐日登記,每天結出余額;銀行存款賬戶是否定期進行清查,銀行存款余額與銀行對賬單是否相符,若不符,是否及時查明原因并做出處理;銀行存款余額調節表是否由專人復核,有無主管簽章。
對于單件小批量生產的企業,如:造船、飛機制造、特種機床等,以單件生產為主。在生產進度安排上,多以項目管理的方式推進。
一般的觀念里,單件小批量生產不具有成本控制的優勢,只有批量大的生產才有成本控制優勢。但是,經濟形勢發生了變化,現代企業產品中的科技含量的增加,使得產品的制造成本并非與產品生產數量直接相關,或者說至少不是只與產品數量直接相關。
那么,為什么這樣說吶?準確控制產品的成本,就應該從成本的多重動因入手。產品成本的發生,有些與產品數量(生產工時)相關,有的與非產品數量相關,那么,我們就必須按與成本發生相關的其它因素去追溯計算成本。而不是單純從產品數量上判斷,那什么是成本動因呢?是企業的各項作業,而不是產品本身導致消耗(成本)的發生。如何有效地控制成本,使企業的資源利用達到最大的效益,就應該從作業入手,力圖增加有效作業,提高有效作業的效率,同時盡量減少以至于消除無效作業,這是現代成本控制各方法的基礎理念。
一、國內企業成本管理的現狀分析
美國企業注重策略成本管理和價值鏈分析,中國企業偏向單一成本控制。
在市場上,真正有意義的是整個經濟過程的成本,企業須清楚與產品有關的整個價值鏈中的所有成本。因此,公司需要從單純核算自身的經營成本,轉向核算整個價值鏈的成本,與處于價值鏈上的其他廠商合作共同控制成本,尋求最大收益。
美國企業在成本管理上,能夠運用信息論和控制論方法,實行以價值鏈分析為主要內容的策略成本管理模式,所謂價值鏈分析就是通過分析和利用公司內部與外部之間的相關活動來達成整個公司的策略目的,實現成本的最低化,它把影響產品成本的每一個環節,從項目調研、產品設計、材料供應、生產制造、產品銷售、運輸到售后服務都作為成本控制的重點,進行逐一的作業成本分析,使管理人員對產品的生產周期和每一環節的控制方法都有充分的了解,從而使產品的利潤在整個生產周期最大化。盡管我國國有企業一直在尋找一條有效的成本降低途徑,許多企業都提出全員、全方位、全過程的成本管理模式,而在成本管理的現實操作中,大部分企業把成本降低的著力點放在對生產成本的單一控制上,忽視了項目調研、工藝設計、產品設計對產品成本的影響,實際上以上三階段決定了產品成本的90%,足以決定企業命運。
“盡可能少的成本付出”與“減少支出、降低成本”在概念是有區別的。“盡可能少的成本付出”,不就是節省或減少成本支出。它是運用成本效益觀念來指導新產品的設計及老產品的改進工作。如在對市場需求進行調查分析的基礎上,認識到如在產品的原有功能基礎上新增某一功能,會使產品的市場占有率大幅度提高,那末,盡管為實現產品的新增功能會相應地增加一部分成本,只要這部分成本的增加能提高企業產品在市場的競爭力,最終為企業帶來更大的經濟效益,這種成本增加就是符合成本效益觀念的。
二、如何控制成本
對于單件小批量生產企業而言,由于生產一種產品的工藝、工裝設備投入相對比較多,無疑增加了產品的成產成本。不能從批量和規模上取得優勢,要降低成本。如何來控制?筆者建議可以從以下幾個方面考慮:
(1)產品設計階段的成本控制
第一次就把事情作對,首先在產品設計階段充分考慮工藝的制造成本,采用工藝性好的產品設計方案,這需要在產品設計時工藝人員的早期參與時必不可少的,采取并行工程的方法,優化產品的設計從而降低成本。
美國企業在成本管理上,能夠運用信息論和控制論方法,實行以價值鏈分析為主要內容的策略成本管理模式,所謂價值鏈分析就是通過分析和利用公司內部與外部之間的相關活動來達成整個公司的策略目的,實現成本的最低化,它把影響產品成本的每一個環節,從項目調研、產品設計、材料供應、生產制造、產品銷售、運輸到售后服務都作為成本控制的重點,進行逐一的作業成本分析,使管理人員對產品的生產周期和每一環節的控制方法都有充分的了解,從而使產品的利潤在整個生產周期最大化。盡管我國國有企業一直在尋找一條有效的成本降低途徑,許多企業都提出全員、全方位、全過程的成本管理模式,而在成本管理的現實操作中,大部分企業把成本降低的著力點放在對生產成本的單一控制上,忽視了項目調研、工藝設計、產品設計對產品成本的影響,實際上以上三階段決定了產品成本的90%,足以決定企業命運。
降低成本可以有兩種實現方式,一種是在既定的經濟規模、技術條件、質量標準條件下,通過降低消耗、提高勞動生產率等措施降低成本。這種方式的成本降低以現有條件為前提,是日常成本管理的重點內容。降低成本的第二種方式是改變成本發生的基礎條件。在既定條件下,成本改善會有一個極限幅度,在這個幅度內,改進的逐步增加最后可能會達到收益遞減點,最后使得降低成本異常艱難。在這種條件下,進一步的成本改進有賴于新的技術和新的觀念。改變成本發生的基礎條件為進一步的成本降低提供新的基礎。企業成本優勢最常見的來源就是采用與競爭對手有顯著差異的價值鏈。正因如此,所以企業進一步降低成本常依賴于第二種方式,依賴于新技術和新觀念,依賴于重構價值鏈。產品設計包含著重新設計諸多重構價值鏈的因素,如改變生產工藝、采用新的原材料等,因此產品設計對成本控制有著關鍵性的影響,是系統成本管理的核心。因為產品成本的20%—80%在設計階段已經確定,待產品投入生產后,降低成本的潛力并不太大。為了最大限度的壓縮成本,產品設計必須著眼于目標成本和目標利潤。若完成產品全部作業成本低于目標成本,則該產品設計是可行的,否則不行。只有這樣才能控制成本,最終才能保證產品在市場上的競爭力。(2)原材料采購階段的成本控制
其次,在原材料的采購階段,由于單件生產在原材料的采購方面也不具有規模優勢,所以,原材料的成本也是居高不下。如果,把產品的原材料分成幾類:通用原材料,可委托中間商進行采購,利用他們的渠道優勢來降低成本;特殊材料,可以和同行進行聯合采購,來降低成本。
在企業里,采購部門常常控制著40%—50%的銷售金額,減少材料成本也許是整個降低成本計劃中最有效的一步。所有經營者應明三個關鍵性的采購原則:
①不要害怕采購部門。要學習各種成本降低方法,學習采購。最重要的是,不要使自己和采購部門及采購負責人隔離開來,要參與進去。
②把力量集中在“一號”部件上。要保證你的采購部門在代價較高的“一號”部件的選擇、交貨和周轉上花費最多的時間。在這方面,有效的采購、替代或重新設計會產生大的影響。
③不要超速完成采購。要允許企業的采購部門運用其創造力,想象力和專業經驗,以盡可能低的價格采購部件和材料。不要像你定一份咖啡那樣對待采購部門。不要根據蹩腳的預測或因為缺少正確的銷售和生產制造計劃而讓采購部門迅速辦理。
④不要吊死在一棵樹上。對采購部門來說,往往習慣于和一個特定的供應商維持關系,因為他們在一起做生意已有多年了。事實上,經營者完全可以挑起供應商之間的競爭,這樣可以刺激他們降低某些材料的價格。
⑤能作出準確的預測。企業必須能對原材料未來的走向及產品的趨勢作出預測,特別是那些較為短缺的原材料,許多往往需要進口,短缺常會發生。如果經營者不能準確地預測,采取相應的措施,也許最需要一種材料的時候,正是它價格最高的時候。
(3)產品制造過程中的成本控制
在制造構成中的成本控制,則是靠企業的管理基礎水平的提升才能夠見到效益的。在制造過程中的成本控制,與企業的質量管理和交貨期的聯系比較緊密??梢酝ㄟ^幾種主線來推進成本控制工作。
傳統的成本降低基本是通過成本的節省來實現的,即力求在工作現場不浪費資源和改進工作方式以節約成本將發生的成本支出,主要方法有節約能耗、防止事故、以招標方式采購原材料或設備,是企業的一種戰術的改進,屬于降低成本的一種初級形態。
但是,這種的成本降低是治標不治本的,只是成本管理的一種改良形式?,F代企業需要尋求新的降低成本的方法,力圖從根本上避免成本的發生?,F代的JIT(JustInTime,適時生產系統),以“零庫存”形式避免了幾乎所有的存貨成本;TQC(TotalQualityControl,全面質量控制),以“零缺陷”的形式避免了幾乎所有的維修成本和因產品不合格帶來的其它成本。成本避免的思想根本在于從管理的角度去探索成本降低的潛力,認為事前預防重于事后調整,避免不必要的成本發生。這種高級形態的成本降低需要企業在產品的開發、設計階段,通過重組生產流程,來避免不必要的生產環節,達到成本控制的目的,是一種高級的戰略上的變革。
(4)通過嚴格成本核算管理控制成本
在成本核算管理上,全力推行全員成本核算與層層控制,抓好單件產品核算,真正了解每種產品的制造成本,從原材料、水、電、氣的消耗到工時訂額等的核算,作到準確,這是成本管理的基礎和成本控制的根本點。
在庫存的控制上,爭取消除中間庫,采取公司集中統一的庫存與物流配送體系,從內部的資源集中配置的角度,提高效率,壓低庫存,降低庫存資金的占用。同時,控制在制品的數量。
(5)工藝設計上的成本控制
工藝設計上盡量考慮工藝方法的通用性、標準化,采用合理的加工手段,提高材料及設備的利用率,嚴格審核確保工藝方案的合理性。
(6)質量成本控制
對于不良品損失的控制,防止為了只追求交貨期和產品質量而不顧及產品的成本的提升。嚴格控制質量成本,把內部損失和外部損失降到最低,作到質量、成本和交貨期三方面協調推進。如果是實行項目管理方式為主的企業,建議采取項目經理全權負責的方式對質量指標、成本費用指標和交貨期統一考核,建立完善的獎懲機制。
三、我國企業采用現代成本管理方法應注意的問題
產生于日本及歐美的現代成本管理理念與方法已逐漸被我國企業所采用,實踐證明,我國企業在運用這些方法時要注意以下幾點:
(1)要以人為本。在現代成本管理這個系統工程中,人是具有主觀能動性的。企業如何設計適當的激勵制度以調動全體員工的能動性是管理者運用現代成本管理方法首先要考慮的問題。無論如何完美無缺的管理方法,如果不能使員工自愿、積極主動參與,也只會適得其反。因此,現代成本管理方法一定要與“以人為本”的現代管理思想相結合。
(2)注意全面性。成本管理活動是復雜的系統工程,在進行成本管理系統設計時,一定要注意全面性,要全員參加,落實到生產和管理的全過程,不能采取武斷的命令下達式,特別是作業成本法制度設計,必須取得各級管理人員和基層車間工人的全力支持才能順利進行。
隨著公司規模的擴大及內部控制的需求,各公司的財控工作已更進一層滲透到公司的每一個角落,并已在實際工作中取得一定的成績。在公司財務控制中,物資管理問題已變得十分突出。本人結合各法規的學習心得及實際工作,針對物流控制的課題談談筆者的觀點:
一、全面加強財務工作
1.要有全面財務管理及實際操作經驗的主管執行此工作。他的做法及改革思路在很大程度上就代表公司財務管理的發展方向。同時要賦予他人相應的職權,以便開展工作。
2.財會部門的會計人員要明確分工,建立崗位責任制,做到人人有壓力,事事有人管。當然同時應建立相應的激勵機制,這樣才有利于長期提高工作積極性,發揮每一個會計人員良好的職業道德作風。
3.會計人員要做到所管轄的賬目、賬賬、賬物相符,及時保質保量地上報各項財務報表,真實合法地提供各項財務數據。
4.認真履行財務監控職能,與相關部門建立好物資單據的交接、監管、控制的管理體系,與物資設備管理部門、采購供應部門、產品銷售部門要經常溝通,及時協調,形成制度。發現問題,做到有規可循、有章可依,嚴格按制度辦事。
5.加強成本核算,嚴格各種支出費用審計,定期搞好財務分析,及時反映資金物化運動中各環節情況,當好領導參謀。
二、加強采購管理
1.選擇合格稱職的采購人員。一個好的采購員既要了解公司的經營和生產,還要掌握原材料的性能知識,了解原材料的市場行情,熟悉財務制度。為加強控制,有關管理人員同樣要熟悉市場、銷售渠道及有關知識。發現采購人員有違規舞弊行為應立即調離崗位,及時處理,甚至除名,決不姑息,決不能讓其在經濟上占有任何便宜,并追究責任。
2.建立物資采購計劃和審批制度。公司在總體計劃的基礎上有具體的采購供應計劃。具體物資采購時,應嚴格按照“先申請、審批再采購”的原則辦事。無申報審批手續的,倉庫不予驗收,財務不予報賬,一切經濟責任自負?!跋葦睾笞唷钡淖龇?,要淘汰到底。否則,“例外”的事情屢禁不止。
3.加強采購質量管理。要使公司的產品質量穩定,必須使用質量穩定的原材料。管理人員應對常用的原材料按照公司的產品質量要求制定標準采購規格,并分送采購員,供應商,倉庫驗收員和有關管理人員。若采購員所進物資質量不符合標準采購規格所提出的物資質量要求,倉庫可以拒絕驗收供應商的貨物,并予以退回,經濟責任自負,或采取價格折讓的方式。
4.加強采購間隔時間和采購數量管理。物資采購數量應根據生產狀況和庫存量的變化來決定,科學地制定合理采購間隔時間和原材料采購量,對企業減少積壓、降低成本是至關重要的?;驹瓌t是既保證原材料的充足供應又無過多的剩余及過長時間的積壓。
5.采購價格的控制。原材料價格的高低直接影響公司直接成本和效益,應做到貨比三家。在確定供應商及價格前對市場行情進行廣泛調查,以取得公平、公開、保質、低價的效果。另外,不管采購的物品價值大小,首先要有索取增值稅發票的概念。索取增值稅發票也是降低成本的一個方面。
三、強化物資的驗收、儲存管理
1.建立嚴格的驗收制度。所采購物資按類別、規格、供貨單位、數量及破損進行入庫前的驗收,并按物料編號開具收料單辦理入庫手續,對加強物資控制是至關重要。手續雖繁瑣,不能隨意減而淡之。驗收員一定要按操作程序進行驗收,驗收合格后要在有關賬單上加蓋驗收章并由采購員、質檢員、驗收員簽字,以及主管人員同意賬單金額付款簽字,形成連鎖控制。2.加強儲存管理。倉庫保管員對入庫物資井然有序地分門別類、擺放整齊,并定期檢查,及時整理。這樣可以克服庫房物資儲存管理的混亂,杜絕原料滯存時間過長變質、偷盜丟失、私自挪用等不良現象的發生,保證企業成本控制,同時要建立健全有關規章制度,如貨品標牌、保安、防火、衛生等,進行有效控制。
3.堅持定期庫存盤點制度。庫存盤點能有效全面清點庫房的庫存物資,檢查原材料的實際存貨額是否與賬面額相符,及時發現問題,以便實施有效控制。有條件的情況下,要求每季對庫存進行一次盤點,但至少一年要一次全面盤點。盤點工作必須有財務人員參加,盤點時應對每一種庫存物資進行實際點數。實際存貨數與賬面庫存數進行比較,計算庫存短缺率,與公司規定的短缺率進行比較,按規定進行獎勵或懲罰。
四、加強物資發放管理
1.憑單發放。領料單上準確地記錄庫房向各部門發放物資的數量、經辦人員及領導簽批,嚴格執行憑單領料有利于杜絕無單領料,少報多領,控制庫房的庫存短缺,也有利于核算各部門的生產成本,控制原材料的種類和數量,減少各部門車間的積壓、耗費。同時領料單及時上報財務部,有利于財務核算、監督。同時領料的用途要注明清楚,以便財務核算準確,費用考核正確。
2.嚴格控制補發料。補料單要詳細注明其原因,并由主管領導簽批。由于用料等人為操作不當造成的補料,應追究他人責任,不可弄虛作假。
3.生產訂單完單分析。每月應定期做完單分析,完工單要交財務部、生產控制、成品管理等相關部門。生產訂單數、實際投產數、合格品入庫數、不合格品數等逐一清楚,對提高投入產出率的分析及時提供了第一手資料。
4.提倡原材料主料盡用。雖然物料的領用控制是以生產訂單作依據的,但因為物料的包裝(如整卷、整筒、整包、整捆)等特殊原因可能造成主料有余,這時就應提倡盡用,否則天長日久,余下的料就變成滯存料了,這樣還大大降低了生產成本及物料成本。至于可能與銷售部門所訂的銷售訂單收貨的正付比差造成了矛盾,但從公司利益出發,公司部門之間是可以妥善處理的。
五、加強成品庫房管理
工程建設進度控制:是指對工程項目各建設階段的工作內容、工作程序、持續時間和銜接關系編制計劃,將該計劃付諸實施,在實施的過程中經常檢查實際進度是否按要求進行,對出現的偏差分析原因,采取補救措施或調整、修改原計劃直至竣工、交付使用。
工程建設進度控制是工程項目建設中與質量控制、投資控制并列為工程建設控制的三大目標之一,而施工階段是工程實體形成階段,對其進行進度控制是整個工程項目建設進度控制的重點,因此施工階段的進度控制又是承包單位進行現場施工管理的重要核心。
二、影響工程項目施工進度的因素和產生的原因:
1、影響工程施工進度的因素:
由于工程建設項目具有龐大、復雜、周期長、相關單位多等特點,故影響工程施工進度有很多其它的因素,主要有來源于工程建設相關單位影響。
①有來源于政府及上級建設主管部門的、建設單位(業主)及業主代表(監理單位)。例如當業主或業主代表(監理單位)發了開工令后,施工場地還未能完全交出給施工單位施工,或屬于業主責任應辦而未辦的前期工作、手續;房地產開發售樓,要求先完成小區的建筑物;或某些獻禮工程,要求影響形象部分的建筑物先施工等……
②有來源于供貨單位影響。施工過程需要的材料、構配件、機具和設備等不能按期運抵施工現場或運抵后發現不符合有關標準的要求,都會影響施工進度。例如,“廣州某球場工程”由業主供料的日本進口黑色西班牙屋面瓦,遲遲不能運到現場,就影響了施工進度。
③有來源于資金的影響。工程的順利施工必須有足夠的資金作保障。通常,資金的影響來自業主,或由于沒有及時給足工程預付款,或由于拖欠工程進度款,甚至要求承包商墊資,如“某山莊工程”,施工單位在簽工程承包工程時不得不接受業主(建設單位)在前期工程的結算工程款中扣下200萬作為后期工程保修金的要求,這些都將影響承包單位的流動資金周轉,從而影響施工進度。
④來源于設計單位的影響?;蛴捎谠O計有問題需要修改,或由于業主提出了新的要求,特別是所謂的“三邊工程”,即邊設計、邊施工、邊投入使用的工程,如以前的所謂“獻禮工程”,在施工過程中出現設計變更是在所難免的。
⑤有來源于施工條件的影響。例如某工程的建設地點在黃埔開發區,由于施工場地是淤泥沖積層,地下水位高,承包商根據圖紙進入人工挖孔樁施工,在施工期間不斷地發生塌方、流砂,不但給施工人員帶來生命安全問題,還給承包商帶來工期和費用損失;再如,“某某廣場”進行土石方工程施工時,承包商發現了地下埋藏的文物,經考古學家考證地下原來是“南越王府的后花園”。在施工過程中遇到氣候、水文、地質及周圍環境等方面的不利因素的,由于處理地下的障礙、隱患和文物,則必然影響到施工進度。
⑥各種風險因素的影響。風險因素包括政治、經濟、技術及自然等方面的各種可預見或不可預見的因素,政治方面的有戰爭、內亂、罷工、拒付債務、制裁等;經濟方面的有延遲付款、匯率浮動、換匯控制、通貨膨脹、分包單位違約等;技術方面的有工程事故、試驗失敗、標準變化等;自然方面的有地震、洪水等等。
⑦來源于承包單位本身管理水平的影響。施工現場的情況千變萬化,若承包單位的施工方案不恰當、計劃不周詳、管理不完善、解決問題不及時等,都會影響工程項目的施工進度。例如,在黃埔開發區的一個工程中,施工單位在編制技術方案時為節省施工措施費用,采用噴粉樁代替防滲墻作止水幕墻,結果止水效果不佳,造成工期延誤。
2、產生的原因:
將上述影響工程施工進度的因素歸納起來,有以下幾個原因:
①在估計了工程的特點及工程實現的條件時,過高地估計了有利因素和過低地估計了有利因素。
②在工程實施過程中各有關方面工作上的失誤。
③不可預見事件的發生。
三、工程施工進度的檢查方式和檢查方法
正是由于各種因素的影響,經常會打亂原始計劃的安排并出現進度偏差,不變是相對的,變化是絕對的,所謂“計劃趕不上變化”,從而使施工階段的進度控制顯得非常重要。因此,應及時了解和掌握工程實際進展情況,分析和檢查影響進度偏差的原因,并為工程施工進度的調整和控制提供信息、依據。
1、工程施工進度的檢查方式:
在工程進度計劃實施后,應及時跟進并收集工程實際進展情況,包括工作的開始時間、完成時間、持續時間、邏輯關系、實物工程量和工作量,以及工作時差的利用情況等,從中了解到施工過程中影響進度的潛在問題,以便及時采取相應的措施加以預防和防止偏差、糾正偏差。
2、工程施工進度的檢查方法:
施工進度的檢查方法主要是對比法,有利用橫道圖比較法、S型曲線比較法、香蕉型曲線比較法、前鋒線比較法、列表比較法等將經過整理的實際進度的數據與計劃進度的數據相比較,從而發現是否出現偏差和偏差的大小。若偏差較小,可在分析其產生原因的基礎上采取有效的措施,使矛盾得以解決,繼續執行原計劃;若偏差較大,經過努力不能按原計劃實現時,則要考慮對計劃進行必要的調整,即適當延長工期或改變施工速度。
四、工程施工進度的調整和工期延期的控制
1、工程施工進度的調整:
工程進度的調整一般是不要避免的,但如果發現原有的進度計劃已落后、不適應實際情況時,為了確保工期,實現進度控制的目標,就必須對原有的計劃進行調整,形成新的進度計劃,作為進度控制的新依據。而調整工程進度計劃的主要方法有兩個:
①壓縮關鍵工作的持續時間:在不改變工作之間順序關系,而是通過縮短網絡計劃中關鍵線路上的持續時間來縮短已被施長的工期。具體采取的措施:
有增加工作面、延長每天的施工時間、增加勞動力及施工機械的數量的組織措施;有改進施工工藝和施工技術以縮短工藝技術間歇時間、采取更先進的的施工方法以減少施工過程或時間、采用更先進的施工機械的技術措施;有實行包干獎勵、提高資金數額、對所采取的技術措施給予相應補償的經濟措施;還有改善外部配合條件、改善勞動條件等其它配套措施。在采取相應措施調整進度計劃的同時,還應考慮費用優化問題,從而選擇費用增加較少的關鍵工作為壓縮的對象。
②組織搭接作業或平行作業:
③在不改變工作的持續時間,而只改變工作的開始時間和完成時間。這種調整情況有:對于大型工程項目,如小區工程可調整的幅度較大是由于有多項的單位工程而它們之間的制約比較小,從而可調整的幅度比較大,因此比較容易采用平行作業的方法來調整進度計劃;對于單位工程項目,由于受工作之間工藝關系的限制,可調整的幅度較小,通常采用搭接作業的方法來調整施工進度計劃。
當工期拖延得太多,或采取某種方法未能達到預期效果時,或可調整的幅度又受到限制時,還可以同時用這兩種方法來調整施工進度計劃,以滿足工期目標的要求。凋整同時還需要注意到無論采取哪種方法,都必然會增加費用,故施工單位在進行施工進度控制時還應該考慮到投資控制的問題。
2、工期延期的控制:
①工期延期的概念:
工期延期是由于建設單位、建設單位代表(監理單位)、合同缺陷、工程變更等原因造成的;工期延誤是施工單位組織不力或因管理不善等原因造成的。工期延期是可以通過向建設單位、建設單位代表(監理單位)申請獲得批準而增加工期的,我們在工作中,應注意區別工期延期和工期延誤的概念。
②工期延期獲得批準的條件:
首先必須符合合同條件,亦即導致工期拖延的原因不是施工單位自身的原因引起的,例如,施工場地條件的變更;建設、合同文件的缺陷;由于建設單位或設計原因造成的臨時停工、工期耽擱;由業主供應的材料、設備的推遲到貨;工程施工時受到其它主要的承包商(施工單位)的干擾;建設單位、監理工程師關于施工方面的變更等……因上述原因的工期拖延是工期延期申請獲得批準的首要條件。
其次是發生延期事件的工程部件,必須是在施工進度計劃的關鍵線路上,才能獲得工期延期的批準。若延期事件是發生在非關鍵線路上,且延長的時間未超過總時差時,例如屋面防水層的變更發生在工程結構施工階段,即使符合批準為工程延期的合同條件,是不能獲得工期延期申請。
Thedesignandapplicationofautomaticfire
warningcontrolsysteminhighbuidings
Abstract:Thisarticleanalysesthecharacteristicsofthefireantomaticwarningsystemandtheintelligentfirewarningcontrolsystem.Byusingthesytemalotoftraditionalproblemscanbesolved,includingusingalotofprobesbutcotrollingolnyarelalivelysmallarea.
Keywords:highrisedbuiding;fireautomaticwarningsystem;probe;intelligentcontrol;coordinatedcontrolsystem
隨著我國經濟建設的發展,現代高層建筑及重要建筑的防火問題引起了國家消防部門及設計院等社會各界的高度重視。國家制定了一系列防火規范,從而促進火災自動報警設備的研究和推廣使用。高層建筑建設規模大,裝修標準高,人員密集,各種電氣設備使用頻繁,因而存在著火災隱患,在建筑電氣設計中必須嚴格依照規范要求設計火災報警控制系統。但選擇何種控制系統,使該系統充分有效地發揮功能,是設計中十分重要的問題。
1火災自動報警系統的主要部件及特征
火災自動報警系統的基本形式有三種,即:區域報警系統、集中報警系統的控制中心報警系統。高層建筑和大型建筑主要采用控制中心報警系統,這是一種復雜的火災自動報警系統,主要由觸發器件、火災報警裝置、消防控制設備及電源組成。該系統從通報火災到啟動滅火系統和控制各種消防設備,基本實現自動化。
觸發器件主要包括火災探測器和手動火災報警按鈕?;馂奶綔y器是對火災參數(如煙、溫、光、火焰輻射、氣體濃度等)響應,并自動產生火災報警信號的器件。按響應火災參數的不同,火災探測器分為感溫火災探測器、感煙火災探測器、氣體火災探測器、感光火災探測器和復合火災探測器五種基本類型。
火災報警裝置在火災自動報警系統中用以接收、顯示和傳遞火災報警信號,并能發生控制信號和具有其它輔助功能的控制指標設備。
火災報警裝置在火災自動報警系統中用以發出區別于環境聲、光的火災警報信號的裝置,如火災警報器,它是一種基本的火災警報裝置,以聲、光音響方式向報警區域發出火災警報信號。
消防控制設備在火災自動報警系統中當接收到來自觸發器件的火災報警信號,能自動或手動啟動相關消防設施并顯示其狀態的設備。主要包括:火災報警控制器;自動滅火系統的控制裝置;室內消火栓系統的控制裝置;防排煙系統及空調通風系統的控制裝置;常開防火門、防火卷簾的控制裝置;電梯回降控制裝置以及火災應急廣播、火災警報裝置、消防通信設備、火災應急照明與疏散指示標志的控制裝置等十類控制裝置。每個系統根據工程的需要應具有十類控制裝置的部分或全部。
電源火災自動報警系統屬于消防用電設備,主電源采用消防電源,備用電源采用蓄電池,保證不間斷供電。
設計中消防控制設備主要設置在消防控制中心,便于實行集中統一控制,有些消防控制設備可設在消防設備現場,而動作信號必須返回消防控制中心,實行集中與分散相結合的控制方式。但該探測器有誤報現象、控制器容量較小。
2智能火災報警控制系統工作原理
智能火災報警控制系統與火災自動報警系統不同之處在于:將發生火災期間所產生的煙、溫、光等,以模擬量形式連同外界相關的環境參量一起傳送給報警器,報警器再根據獲取的數據及內部存貯的大量數據,利用火災判據來判斷火災是否存在。
智能火災報警器中編址單元包括:智能控測器、智能手動按鈕、智能模塊、探測器并聯接口、總線隔離器和可編程繼電器卡等。新型的智能火災探測器,又稱模擬量火災探測器,這種探測器給出的輸出信號是代表被響應的火災參數值的模擬量信號或其等效的數字信號。傳統探測器稱為有閾值火災探測器,而智能火災探測器沒有閾值,卻設有專用芯片,智能火災探測器的應用提高了報警系統的準確性和智能化程度。
在火災報警時,報警控制器通過控制模塊啟動相應的外探設備,如排煙閥、送風閥、卷簾門等,需要接受外控設備的反饋信號時,應加一個監視模塊,控制模塊和監視模塊一樣,聯接在報警回路總線上,安裝在所控設備的附近。模塊內設十進制編碼開關,可現場編號,各占用回路總線上一個地址。通過報警控制器顯示控制模塊和監視模塊的具體地址,用聲、光報警可反映聯動設備的工作狀態。
可編程繼電器卡,通過編程可實現對風機、水泵等大型設備的二級聯動控制。智能控制是一種無需人的干預就能夠自主地驅動智能機器實現其目標的過程。
3工程實例
3.1火災自動報警系統的設計應用
筆者1992~1993年參與設計的海南省物資局金屬大廈,該大廈是座地下1層,地上22層,建筑高度70多米,建筑面積1.2萬平方米的寫字樓。根據《高層民用建筑設計防火規范》的規定,建筑高度超過50m的辦公樓屬于一類防火建筑,因此該大廈要設火災自動報警系統。
設計中選擇了國產火災自動報警系統,這種系統在當時較普遍,僅有一臺主機控制器,因而適用于中、小型建筑。
大廈消防控制中心設在1層,每層設層顯示器。地下室作設備用房有變電室、空調機房、水泵房,機房內設有防排煙風機、消防水泵等消防設備,當火災發生時,溫度達到一定值排煙風機自動啟動,并打開排煙閥,開始排煙(圖1)。
圖1排煙風機控制原理
該工程地下室是消防聯動控制的集中點,將地下室的防排煙風機、排煙閥等控制線均引至消防中心的聯動控制器。消防泵、噴淋泵、正壓風機、排煙風機、消防電梯等卻屬于外控設備,均由聯動控制器控制。整個火災自動報警系統設計合理、運行可靠。
3.2智能火災報警系統的設計應用
隨著科學技術的發展,智能火災報警系統問世,從傳統型走向智能型是國內外火災報警系統技術發展的必然趨勢,工程設計人員必須予以充分重視。
徐州某大型建筑群由三棟塔樓組成,一棟為25層,一棟13層和一棟12層的塔樓由4層裙樓連接而成,建筑面積6萬平方米,建筑高度85m,主要功能:1至4層為商場,5層以上為寫字樓。由于該大廈建筑面積大,探測區域廣,探測器數量非??捎^。傳統的火災自動報警系統已無法滿足需要,因此,在設計中,經過反復的方案比較,選擇了采用主—從式網結構的智能火災報警控制系統,該系統利用大容量的控制矩陣交叉查尋軟件包,以軟件編程代替硬件組合,滿足了大型工程的適用性,提高了消防聯動的靈活性和可修改性。系統由主機、從機、復示器等構成。該工程消防控制中心設于1層,主機和消防聯動控制柜設在消防中心,從機與復示器分設于樓層內。
智能探測器數量的確定設計時先根據《火災自動報警器系統設計規范》的規定確定探測器的布局和設置。其規定探測區域內的每個房間至少應設置一只火災探測器。感煙、感溫探測器的保護面積和保護半徑應按表1確定。表中列出的是一個感煙探測器或感溫探測器的保護面積和保護半徑。建筑物內往往一個探測區域的面積較大,超過一只探測器的保護面積,這時需要計算一個探測區域內所需設置的探測器數量,可按下式計算:
式中:N為一個探測區域內所需設置的探測器數量(只),N取整數;S為一個探測區域的面積(m2);A為探測器的保護面積;K為修正系數,重點保護建筑取0.7~0.9,非重點保護建筑取1.0。
根據上式計算結果,可確定一個探測區內的智能探測器的安裝數量。
選擇控制器容量計算該系統控制器為主—從式網絡結構,每個主—從機系統,只能有一臺主機,從機數量根據工程要求確定,一般按探測器數量計算,從機數量最多為15臺。
表1感煙、感溫探測器的保護面積和保護半徑
火災探測
器的種類地面面積
S
(m2)房間高度
H
(m)探測器的保護面積A和保護半徑R
屋頂坡度θ
θ≤15°15°<θ≤30°θ>30°
A
(m2)R
(m)A
(m2)R
(m)A
(m2)R
(m)
感煙探測器S≤80h≤12806/7807.2808.0
S>806<h≤12806.71008.01209.9
h≤6605.8807.21009.0
感溫探測器S≤30h≤8304.4304.9305.5
S>30h≤80203.6304.9406.3
每臺控制器最大有四個回路,每個回路容量均為198個地址,其中99個智能探測器,99個編址模塊。因此一臺主機或從機的最大容量為4×99=396個智能探測器,4×99=396個編址模塊。
該工程經過計算,選用了一臺主機和四臺從機,每臺控制器都按四個回路設計。主機N控制1~4層商場內的所有探測器,手動報警按鈕,控制按鈕,水流指示器等消防設備,從機N1控制地下室的所有探測器、送風閥、排煙閥、防火閥等消防設備,從機N2控制13層和12層兩座連通塔樓的5~13層的消防設備,N3、N4分別控制25層塔樓的5~13層和14~25層的消防設備。
整個大廈智能火災報警控制系統設計比較合理,充分考慮到建筑群的特點,選用一臺主機、四臺從機控制了6萬平方米的建筑,如果用傳統火災自動報警系統則需要幾套控制系統分別控制,現有系統設計即經濟實用,又準確可靠。
4結論
綜合上述工程設計與實踐研究,可以得出以下幾點認識與結論。
1)傳統的火災自動報警系統適合于中、小型建筑,它的特點是探測器屬于閥值型,控制器僅有主機一臺。而智能火災報警控制系統,采用模擬量探測器,控制系統采用主—從式網絡結構,適應性強,尤其適合大型建筑的火災報警系統。
2)智能火災報警系統,克服了傳統火災自動報警系統存在的漏報和誤報的難題,提高了報警系統的準確性、可靠性。在設計中可靈活應用,根據工程需要選擇適當的從機數量,使工程設計最經濟、最合理。
3)為了防患于未然,火災報警系統的設計和應用十分重要,設計人員應根據不同的建筑工程,優化設計方案。
參考文獻:
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營運資金包括投資資金、流動資金、貨幣資金。
一、投資資金的風險控制
投資資金的風險控制首先要看總成本,成本太高將影響盈利和增大經營壓力。其次要考慮投資資金籌措方式的選擇風險。當銀行從計劃銀行向商業銀行的轉變,及政府推行公平競爭原則,使連鎖企業的投資資金籌措方式發生變化。為了規避企業籌措投資資金的財務風險,應把握好四點。
第一,職工集資款用于投資資金,成本最高,風險最大。若投資失敗會導致直接的政治風險,引發不安定事件發生。
第二,銀行資金的借貸必須考慮有足夠的償還能力,并且具有可支配的抵押物,商業房產的按揭方式應充分利用。
第三,連鎖企業的改制是吸引投資資金的好方法,但要選擇經營狀況良好的企業。擴大經營規模需要進一步擴大投資時,通過變革連鎖企業的企業制度來引入投資資金是中國連鎖企業應爭取的方向。在連鎖企業本身的發展中,應摒棄關門主義,實現更大空間的資源共享和資金的運用。但要注意個人所享有的投資股份不應平均分攤給每個職工,而應更多地集中在高級管理層以增強高級管理層的穩定性及效益回報率。
第四,流通企業的負流動資金(廠方資金)轉入投資資金,必須控制在保證對供應商切實付款的前提下,否則會導致企業的經營危機。
二、流動資金的管理與控制
流動資金的控制可從三方面來進行。
1、商品采購計劃資金的控制。
流動資金的控制要從商品的采購計劃開始,即要控制住商品采購的計劃資金。目前我國許多連鎖企業商品采購無計劃,導致對流動資金的無序濫用,財務部缺少對于流動資金的有效控制。
財務管理部門對商品采購計劃資金的控制著重在以下幾個方面:
第一,商品采購計劃的制定與批準必須反映財務部門的資金管理要求、資金保證的要求和資金效益的要求。
第二,商品采購計劃只有在財務部門作出相配合的資產供應計劃時,才能付諸執行。
第三,財務管理部門對商品采購資金的控制和保證的重點是主力商品、季節性商品和促銷商品,并對這些商品在商品采購計劃中制定出財務控制指標,即銷售量、毛利率和周轉率等。
2、商品存貨的管理是對流動資金進行控制的重點。從經濟學的定義上說,規模的經濟性其實質就是加速庫存商品的周轉率。
第一,合理控制進貨與存貨的比例。
進貨量大或一次性訂貨量大可以降低進貨成本,但如果由此轉成的存貨沒有在一定的時間里銷售出去,其存貨成本超過了進貨訂貨時的成本,大批量進貨和訂貨也是不經濟的。因此財務管理必須對大批量進貨和訂貨造成的存貨增加進行審批與控制。這種控制必須是制度化的,即制定大批量進貨和訂貨的數量界限及審批制度。
第二,合理確定門店的訂貨量。
如果門店訂貨量太大(好銷商品經常斷擋導致),流動資金就會在門店這一環節沉淀下去,財務部要與采購部一起制定門店的訂貨標準,即最小的訂貨量、最小的訂貨金額。一般的門店存貨量是其銷量的1.5倍-2倍。如配送中心效率高的話,則可實行零庫貨。上??傻谋憷旯舅褂玫碾娔X自動配貨系統使門店平均庫存量從26萬元下降到10萬元,商品周轉天數從15天下降到7天。
第三,強化統一配送,控制社會協力配送。
在盡可能條件下采取統一配送,控制社會協力配送。采取統一配送可以減少門店的商品庫存量,加速商品周轉,從商品庫存成本上來分析,減少了門店商品庫存就等于減少了商品庫存空間,并可將庫存空間轉化為營業空間。以上海地區為例,門店每平方米日租金是2-3元,而配送中心每平方米日租金是0.5元,采取統一配送可降低租金6倍。當連鎖店店鋪數不斷增加時,這種成本的節約是巨大的。由此,配送中心的規模效益也會充分顯現出來。
對社會的協力配送必須嚴格控制,如不加以控制,從表面看似乎降低了配送中心的營運成本,但由此會增加以下幾方面的營運成本。
其一,門店每天要接待大量的供貨商直送商品,而無暇顧及店鋪的管理,從而增加了管理成本。
其二,店鋪管理受干擾導致銷售業績不理想,無形中增加投資成本和降低了流動資金運作的效率。
其三,供貨商與門店的不規范行為(如堆頭指定與改變、贈品的隨意支配、回扣的收受、商品發票的違規性走單、先來后到、后來先到)會大量發生,由此使社會協力配送可能成為連鎖企業不被人注意的出血點。在確定總部配送和社會協力兩種配送方式時,關鍵是成本的取舍,當總部的配送中心已能被店鋪的發展消化成本時,可采取總部配送方式,而當這種成本還不能消化,或者配送能力不足時,后一種方式是權宜的選擇。這種選擇可以說是中國社會化配送中心缺乏造成的。
第四,關于大型綜合超市和倉儲式商場不設配送中心的認識:
(1)大規模店鋪本身就有規模的存貨空間;
(2)最小的訂單對供貨商也是合理與經濟的,因為有大量的銷售作為支撐;
(3)運作系統的科學化和商效化。
3、商品經營方式的管理
增加經銷商品比重,降低代銷商品比重,會大大提高連鎖企業的盈利率,這里不是單純地體現連鎖企業的資金實力,而是流通功能上的一種責任,經銷商品的比重上升,買斷經營就成為一種主要的商品經營方式。財務管理對買斷商品的控制,主要體現在兩個方面:
第一,商品買斷后,貸款是否能按照約定的期限付款,這必須在資金上作出充分的準備,否則會影響商品的供應,特別是高周轉率商品。一般來說,知名品牌商品都會對延期付款作出迅速反應。
第二,對買斷商品的盈利率,財務管理部門要作出資金的運作分析。如商品買斷后,盈利率低于提前付款或約期付款的資金成本,就一般不能進行商品的買斷,財務部門要對采購部門的商品買斷時間和買斷商品的品種選擇進行嚴格的控制,為決策提供分析的依據。
4、負流動資金的合理運用
負流動資金是連鎖企業對供貨商商品資金變現后在一定期限內的合理運用。從某種意義上說,連鎖店的店鋪是一架商品變現的機器,而總部對這些變現資金的運用是企業利益的根本所在,也是連鎖企業在規模發展上的資金保證。
連鎖企業對商品銷售后的貨幣資金減去企業在一定的期限內投入的流動資金后,其結余部分就是可運用的負流動資金,負流動資金的運用控制:
(1)確定商品購入資金。對供應商付款資金,銀行還貸、發展資金和投資資金的合理比例。
(2)轉為投資資金的負流動資金要控制好投資方向、投資項目投資回報率和投資的安全性。
(3)當連鎖企業的店鋪發展受到市場條件的制約后,負流動資金運用的主要方向是轉為投資資金,此時引進從事投資經營的高級專業人才是保證連鎖企業提高經營業績的關鍵。
(4)按銷售額實績以及款項返還總部的時間數量,做好流動資金使用計劃,讓資金動起來,暫時不動的資金也是在計劃中的。
三、貨幣資金的管理與控制
對連鎖企業來說,商品銷售后,商品資金就轉化成貨幣資金。加強對貨幣資金管理,是保證連鎖企業的經營成果和資金運作開始又一輪良性循環的關鍵。
1、門店收銀環節的控制
在門店的收銀環節上,財務管理控制的目標是與商品價格相符的現金的完整收受。因此,財務部門要制定控制收銀環節的標準制度,并配備相應工具,如現金缺損率、收銀企業程序、偽鈔識別器等。
2、控制門店銷售款項的回籠:
在我國目前的銀行管理體制和管理效率下,不可能做到門店的銷售款項向總部的及時回籠,財務部門必須高度認識到,在連鎖企業統一核算的經營體制下,銷售款項不能沉淀在門店,要迅速回籠到總部,這關系到企業資金的運作效率,意義十分重大。
財務管理對門店銷售款項回籠的控制,主要可以從四個方面進行:
(1)指定銷售款項解繳的銀行,選擇高效率服務好的銀行,連鎖企業有對商業銀行很大的選擇權,是財務部門控制貨幣資金的一種手段。
(2)制定銷售款項解繳銀行的時間。
(3)制定銷售款項劃繳總部的金額、時間和方式。
(4)制定嚴格的違反銷售款項解繳銀行和劃繳總部的懲罰制度。
四、付款的管理與控制
對供應商商品的付款標準是什么,是困擾連鎖企業的一道難題,也是連鎖企業與供應商、連鎖企業內部采購部門與財務部門產生矛盾沖突的焦點。
1、建立對供貨商的標準付款制度
對連鎖企業來講,對供應商的付款標準主要由財務部門來制定,并進行管理與控制。
遺憾的是我們更多看到的是,在許多連鎖企業中財務部門往往成為采購部門決定付款的出納機,財務管理失去了對付款的控制。因此,建立標準的付款制度是財務管理的重要環節。
商品的貢獻率與周轉率是付款的基本標準
商品的貢獻率=商品的銷售比例×商品的毛利率
商品的周轉率=商品銷量/商品的品種總數
公式中的商品可以是商品總數也可以是單品,在確定對商品的付款標準時,一般都以單品為計數,這樣才是可操作的,同時也能符合連鎖企業單品管理的要求。
2、付款的審核
在確定對供應商付款后,對付款的審核是財務管理控制十分重要的一環。
(1)審核供應商的開票價與合同價是否一致(這種不一致往往大量發生,特別是在廠商直送門店的商品上)。
(2)審核發票是否規范(否則增值稅無法抵扣)。
(3)審核發票價格。
焦爐集氣管壓力控制是焦爐控制的關鍵之一。壓力大時焦爐冒煙嚴重,近距離不能看清設備,大量焦爐媒氣進入空氣中,污染環境;壓力小時空氣吸入嚴重,影響焦爐壽命和焦爐煤氣質量。因此,采用先進控制手段,對焦爐焦氣管壓力進行長期穩定控制,對于改善環境、提高煤氣回收量和質量、提高焦爐輔助產品產量和質量,具有重要的意義。焦爐集氣管控制系統的主要問題有:
(1)焦爐集氣管壓力系統是一個耦合嚴重、具有嚴重非線性、時變特性、擾動變化激烈的多變量系統,一般的PID調節很難滿足要求。
(2)當媒質較好、鼓風機后媒氣負荷穩定時,自動控制效果較好;當媒質較差、鼓風機后壓力變化大時,常常出現振蕩現象,迫使系統無法投入自動控制。
(3)作為控制機構之一的鼓風閘閥存在嚴重的非線性、滯后大,常規伺服放大器加執行結構很難適應。
近年來,神經網絡、模糊技術和遺傳算法已成為智能計算的三大信息科學,是智能控制領域的三個重要基礎工具,將三者有機地結合起來,取長補短,不僅在理論上顯示出誘人的前景,在實際應用也取得了突破。本系統采用一種基于遺傳算法和模糊神經網絡的智能模糊控制器,實現了模糊規則的在線修改和隸屬函數的自動更新,使模糊控制具有自學習和自適應能力。本文將系統的硬件高可靠性、軟件靈活性與現代智能控制相結合,在分析控制對象的基礎上采智能協調解耦控制方案,應用PLC的邏輯梯形圖語言編程實現,保證了集氣管壓力穩定在工藝要求范圍內。
1工藝簡介
圖1是焦爐集氣管系統的結構。焦爐媒氣從各炭化室通過上升管時被循環氨氣冷卻到80~90℃,然后進入集氣管。焦爐某氣從焦爐到初冷器分為兩個吸氣系統,即1號和2號焦爐為一個系統,3號焦爐為一個系統。1號和2號焦爐的煤氣從各自的集氣管進入共用吸氣管后,在初冷器前與3號焦爐的煤氣會合后進入初冷器。通過初冷器被冷卻到35~40℃,然后由鼓風機送往下道工序。
2系統硬件結構及系統功能
焦爐集氣管壓力控制系統采用高可靠性的兩級計算機集散控制系統,由監控、控制器和通訊網及儀表系統構成,如圖2所示。監控站由研華工業控制計算機和高性能工業控制軟件構成,完成對焦爐集氣管壓力系統的監視和操作,對歷史數據進行存檔,是控制系統的主要機界面。控制器采用日本三菱公司推出的A2A擬量輸入模塊、數字量輸入輸出模塊和基板組成,通過智能控制算法對三座焦爐的集氣管壓力和鼓風機壓力進行控制。儀表系統由變送器、配電器、隔離器、調節器和執行器等構成,主要完成壓力信號的獲取和閥門的控制執行。
系統主要功能為:
(1)實現3焦爐集氣管壓力的解耦控制,實現初冷器前和鼓風機前及鼓風后壓力智能協調控制,保證4臺鼓風機安全穩定運行。在推焦裝媒及鼓風機后負荷變化等擾動較大的情況下,集氣管壓力穩定在設定值±20Pa內。
(2)實現過程的實時數據采集、數據處理、顯示、報警、故障監測及診斷功能,手、自動無擾切換和設定操作,對歷史趨勢數據進行存儲(存儲240天的歷史數據)和顯示。具備報表打印功能和與上位機(管理系統)聯網功能。
3控制原理
針對焦爐集氣管系統的結構和特點,本文提出一種基于模糊神經網絡的智能協調控制方案??刂葡到y的結構如圖3所示。它分為兩級:專家智能控制協調級(虛線框內)和基本實時智能控制級。專家智能控制協調級在線實時監測被控系統過程,根據不同爐況,協調控制策略,進行有效控制?;緦崟r智能控制級分為單輸入單輸出(SISO)模糊神經網絡控制器FNC1~FNC4和多變量解耦控制器FNC5兩部分,由徑向基函數網絡(RBFN)逼近過程模型。此模型用于計算過程輸出對過程輸入的一階偏導數ay/au和離線尋優,由多量解耦控制器根據解耦參考模型2進行解耦控制,與被控對象一道構成解耦后的廣義被控對象,在此基礎上分別采用SISO模糊神經網絡控制器控制被控對象的動態特性:采用智能協調模糊神經網絡控制器FNC4,以鼓風機閘閥開度為控制量,控制初冷器前吸力;采用模糊神經網絡控制器FNC1~3,以各焦爐集氣管蝶閥開度為控制量,控制相應焦爐集氣管壓力。
3.1模糊神經網絡結構
3座焦爐集氣管壓力和初冷器前壓力控制算法FNC1~FNC4采用同樣的模糊神經網絡結構,取誤差e、誤差變化率Δe及其導數Δ2e作為模糊推理控制器輸入,e為Δe分別劃分為7個模糊子集,Δ2e劃分為3個模糊子集,模糊子集隸屬度采用高斯型函數表示。上述的模糊推理控制器可用一個如圖4所示的初始神經網絡構成。初始神經網絡共有四層:輸入層、隸屬函數生成層、推理層和去模糊化層。輸入節點數n為3,第一層隱含節點(模糊化)為17,第二層隱含節點(推理)L為7×7×3=147,一個輸出點節。模糊化到推理連接權重為1。
多變量解耦控制器FNC5采用T-S模糊模型[4],取FNC1~FNC4輸出作為模糊控制器的輸入,三座焦爐焦氣管蝶閥和鼓風機前閘閥實際控制輸出作為模糊控制器的輸出,考慮到系統的動態解耦,每個輸入分別取當前三個時刻值,從而構成12輸入、4輸出多變量解耦模糊控制模型。
3.2模糊神經網絡GA優化學習
對于單變量和多變量解耦模糊神經網絡,可用遺傳算法(GA)來調整和優化參數和結構,而推理規則的結論部分中的權值Wi較為多地具有局部性,可采用智能梯度算法在線調節。把兩種學習算法結合起來,可發揮GA算法的全局搜索結構優化能力和梯度算法局部優化塊速性。
采用遺傳算法離線訓練模糊神經網絡參數的步驟如下:
(1)采用實數編碼方式,隨機產生n個實數字符串,每個字符串表示整個網絡的一組參數;
(2)將各實數字符串譯碼成網絡的各參數值,然后計算每一組參數的適合度值fi=1/Ei(i=1,2……,n),式中Ei為定義的誤差指標函數,按下列步驟產生新的群體,直到新群體中串總數達到n:
①以概率fi/∑fi,fj/∑fj從群體中選出兩個串Si,Sj;
②以概率Pc對Si,Sj進行交換,得到新串Si'''',Sj'''';
③以概率Pm使Si'''',Sj''''中的各位產生突變(取隨機數);
④返回第①步,直到產生(n-1)個新一代的個體;
⑤所產生的(n-1)個新一代的個體連同一代中性能最好的那個個體,共同組成新的群體。
(3)返回第(2)步,直到群體中的個體性能滿足要求為止。群體中適應度最好的字符串譯碼后的參數即為所求參數。
這里采用一種自適應Pc和Pm方法。用適合度函數來衡量算法的收斂狀況,其表達式為:
Pc=K1(fmax-f)
Pm=K2(fax-f)
式中,fmax、f分別是群體中的最大適合度和平均適合度。由于篇幅的關系,有關SISO模糊網絡控制器和多變量解耦控制器的梯度在線學習算法請參考文獻[5],在本系統中由模糊神經網絡控制器用編程控制器提供的浮點運算指令完成,在線學習算法由上位機用VC編程,通過通訊修改模糊神經網絡參數。
4控制系統實現
4.1專家智能協調控制的實現
控制過程開始時啟動基于智能的專家控制系統,通過過程特征提取將系統運行過程的特征信息如各級壓力、誤差等送入推理結構,推理機構根據知識庫中的規則和事實執行推理,給出控制策略。當推理得出參數變化需啟動模糊神經網絡學習功能時,保存原參數,并啟動模糊神經網絡學習機制,根據系統的性能好壞決定是否接受學習后的整體參數。
根據工藝過程特點、工藝工程師和熟練操作工的知識和經驗,初冷器前壓力專家設定采取如下協調原因:首先保護設備的安全運行,如果鼓風機機前吸力P4高于工藝允許上限制值P4max,則降低鼓風機閘閥開度;如果鼓風機控制閘閥控制輸出u4低于喘震閘閥開度V4min,則維持V4min閘閥開度。然后將鼓風機機后壓力大小分8段折線,根據經驗和實驗數據給出初冷器前壓力初步設定值,并根據實際狀態進行調整,如果集氣管壓力超過設定上限制值Pmax,閥位超過靈敏區上限制值Vqmax,則降低初冷器前壓力給定;如果3個集氣管壓力均超過設定上限制值Psmax,則增大鼓風機閘閥控制輸出;如果集氣管壓力小于設定下限制值Pmin,閥位低于靈敏區下限制值Vqmin,則增加初冷器前壓力給定;如果3個集氣管壓力小于設定一下限制值Psmin,則降低鼓風機閘閥控制輸出。以產生式規則“IFconditionsTHENresults”形成的主要規則為:
R1:IF(P5≥Xi-1)AND(P5<Xi)
THENr4=(Yi-Yi-1)/(Xi-Xi-1)+Yi-1
R2:IF(P1>P1max)AND(V1>Vlqmax)
THENr4=r4-Δr
R3:IF(P2>P2max)AND(V2>V2qmax)
THENr4=r4-Δr
R4:IF(P3>P3max)AND(V3>V3qmax)
THENr4=r4-Δr
R5:IF(P1>Psmax)AND(P2>Psmax)AND(P3>Psmax)
THENu*04=u04+Limit
R6:IF(P1<Plmin)AND(V1<V1qmin)
THENr4=r4+Δr
R7:IF(P2<P2min)AND(V2<V2qmin)
THENr4=r4+Δr
R8:IF(P3<P3min)AND(V3<V3qmin)
THENr4=r4+Δr
R9:IF(P1<PlSmin)AND(P2<P2min)AND(P3<P3min)
THENu*04=u04-Limit
R10:IFP4>P4max
THENu*4=u4-Limit
R11:IFu4<V4minTHENu*4=V4min
上述規則中Xi、Yi(i=1,2,…,,7)為初冷器前壓力設定經驗數據,r4為初冷器前壓力設定值,Δr為設定增量,u04為集氣管模糊神經控制器輸出值,u*04為前級合成控制輸出,u4為解耦控制鼓風機閘閥控制輸出,u*4為鼓風機閘閥控制最后合成輸出,Limit為可能的最小閘閥開度調節量,取決于執行機構的調節精度??删幊炭刂破魈菪螆D很適合上述規則的編程。四套鼓風機機組均采用智能專家協調控制系統,只是參數不同。不同機組運行時自動選用相應參數。
空壓機的種類有很多,但其供氣控制方式幾乎都是采用加、卸載控制方式。例如我廠使用的南京三達活塞式空壓機、美國壽力螺桿壓縮機和Atlas螺桿式空壓機都采用了這種控制方式。根據我們多年的運行經驗,該供氣控制方式雖然原理簡單、操作簡便,但存在能耗高,進氣閥易損壞、供氣壓力不穩定等諸多問題。
隨著社會的發展和進步,高效低耗的技術已愈來愈受到人們的關注。在空壓機供氣領域能否應用變頻調速技術,節省電能同時改善空壓機性能、提高供氣品質就成為我們關心的一個話題。結合生產實際,我們選擇了一臺美國壽力LS-10型固定式螺桿空壓機進行了研究。
2空壓機加、卸載供氣控制方式簡介
作者以美國壽力LS-10型固定式螺桿空壓機電控原理圖(如圖3所示)為例,對加、卸載供氣控制方式進行簡單介紹。
SA1轉至自動位置,按下起動按鈕SB2,KT1線圈得電,其瞬時閉合延時斷開的動合觸點閉合,KM3和KM1線圈得電動作壓縮機電機開始Y形起動;此時進氣控制閥YV1得電動作,控制氣體從小儲氣罐中放出進入進氣閥活塞腔,關閉進氣閥,使壓縮機從輕載開始起動。當KT達到設定時間(一般為6秒后)其延時斷開的動斷觸點斷開,延時閉合的動合觸點閉合,KM3線圈斷電釋放,KM2線圈得電動作,空壓機電機從Y形自動改接成形運行。此時YV1斷電關閉,從儲氣罐放出的控制氣被切斷,進氣閥全開,機組滿載運行。(注:進氣控制閥YV1只在起動過程起作用,而卸載控制閥YV4卻在起動完畢后起作用。)
若所需氣量低于額定排氣量,排氣壓力上升,當超過設定的最小壓力值Pmin(也稱為加載壓力)時,壓力調節器動作,將控制氣輸送到進氣閥,通過進氣閥內的活塞,部分關閉進氣閥,減少進氣量,使供氣與用氣趨于平衡。當管線壓力繼續上升超過壓力調節開關(SP4)設定的最大壓力值Pmax(也稱為卸載壓力)時,壓力調節開關跳開,電磁閥YV4掉電。這樣,控制氣直接進入進氣閥,將進氣口完全關閉;同時,放空閥在控制氣的作用下打開,將分離罐內壓縮空氣放掉。
當管線壓力下降低于Pmin時,壓力調節開關SP4復位(閉合),YV4接通電源,這時通往進氣閥和放空閥的控制氣都被切斷。這樣進氣閥重新全部打開,放空閥關閉,機組全負荷運行。
3加、卸載供氣控制方式存在的問題
3.1能耗分析
我們知道,加、卸載控制方式使得壓縮氣體的壓力在Pmin~Pmax之間來化。Pmin是最低壓力值,即能夠保證用戶正常工作的最低壓力。一般情況下,Pmax、Pmin之間關系可以用下式來表示:
Pmax=(1+δ)Pmin(1)
δ是一個百分數,其數值大致在10%~25%之間。
而若采用變頻調速技術可連續調節供氣量的話,則可將管網壓力始終維持在能滿足供氣的工作壓力上,即Pmin附近。
由此可知,在加、卸載供氣控制方式下的空壓機較之變頻系統控制下的空壓機,所浪費的能量主要在2個部分:
(1)壓縮空氣壓力超過Pmin所消耗的能量
在壓力達到Pmin后,原控制方式決定其壓力會繼續上升(直到Pmax)。這一過程中必將會向外界釋放更多的熱量,從而導致能量損失。
另一方面,高于Pmin的氣體在進入氣動元件前,其壓力需要經過減壓閥減壓至接近Pmin。這一過程同樣是一個耗能過程。
(2)卸載時調節方法不合理所消耗的能量
通常情況下,當壓力達到Pmax時,空壓機通過如下方法來降壓卸載:關閉進氣閥使電機處于空轉狀態,同時將分離罐中多余的壓縮空氣通過放空閥放空。這種調節方法要造成很大的能量浪費。
關閉進氣閥使電機空轉雖然可以使空壓機不需要再壓縮氣體作功,但空壓機在空轉中還是要帶動螺桿做回轉運動,據我們測算,空壓機卸載時的能耗約占空壓機滿載運行時的10%~15%(這還是在卸載時間所占比例不大的情況下)。換言之,該空壓機10%的時間處于空載狀態,在作無用功。很明顯在加卸載供氣控制方式下,空壓機電機存在很大的節能空間。
3.2其它不足之處
(1)靠機械方式調節進氣閥,使供氣量無法連續調節,當用氣量不斷變化時,供氣壓力不可避免地產生較大幅度的波動。用氣精度達不到工藝要求。再加上頻繁調節進氣閥,會加速進氣閥的磨損,增加維修量和維修成本。
(2)頻繁采用打開和關閉放氣閥,放氣閥的耐用性得不到保障。
4恒壓供氣控制方案的設計
針對原有供氣控制方式存在的諸多問題,經過上述對比分析,本人認為可應用變頻調速技術進行恒壓供氣控制。采用這一方案時,我們可以把管網壓力作為控制對象,壓力變送器YB將儲氣罐的壓力P轉變為電信號送給PID智能調節器,與壓力設定值P0作比較,并根據差值的大小按既定的PID控制模式進行運算,產生控制信號送變頻調速器VVVF,通過變頻器控制電機的工作頻率與轉速,從而使實際壓力P始終接近設定壓力P0。同時,該方案可增加工頻與變頻切換功能,并保留原有的控制和保護系統,另外,采用該方案后,空壓機電機從靜止到旋轉工作可由變頻器來啟動,實現了軟啟動,避免了啟動沖擊電流和啟動給空壓機帶來的機械沖擊。
具體的控制系統流程圖如圖1所示。
變頻與工頻電源的切換電路如圖2所示;空壓機電控原理圖如圖3所示;變頻調速控制系統接線圖見圖4。
5系統元器件的選配及系統的安裝與調試
5.1元器件的選型
(1)變頻器
LS-10型固定式螺桿壓縮機電機型號:LS286TSC-4,功率22kW,頻率50Hz,額定電壓380V,額定電流42A,4極,轉速1470r/min,我們選用一臺“臺達牌”VFD300B43A型變頻器。因為LS-10型空壓機是一種大轉動慣量負載,因此選用加大一級變頻器(30kW),變頻器的外部接線如圖5所示。
a)變頻器的主要參數
l輸出:最大適用電機輸出功率30kW,輸出額定容量45.7kVA,輸出額定電流60A,輸出頻率范圍0.10~400Hz,過載能力為額定輸出電流的150%,運行60s,最大輸出電壓對應輸入電源。
l輸入:3相,380~460VAC,50/60Hz,電壓容許變動范圍±10%,頻率容許變動范圍±5%。輸入電流60A,采用強迫風冷。
(2)該變頻器的主要特點:
a)采用了新一代電力元件IGBT作為驅動交流電動機的核心元件,應用高速微處理器實現正弦波脈寬調制(SPWM)技術,具有無傳感器矢量控制及電壓/頻率(V/f)控制。
b)配有RS-485接口,可與計算機聯結,構成計算機監控、群控系統。
c)自動轉矩補償。e)禁止電機反轉。
d)自動調整加減速時間。f)帶過載(過熱保護)。
(2)PID智能控制器
蘭利牌PID智能控制器一個,型號:AL808,單路輸入、輸出,輸出為4~20mA模擬信號,測量精度0.2%,廠家:深圳市亞特克電子有限公司。
(3)壓力變送器
壓力變送器一個型號:DG1300-BZ-A-2-2,量程:0~1Mpa,輸出4~20mA的模擬信號。精確度0.5%FS。廠家:廣州森納士壓力儀器有限公司。
1)安裝
控制柜安裝在空壓機房內,與原控制柜分離,但與壓縮機之間的主配線不要超過30m??刂苹芈返呐渚€采用屏蔽雙絞線,雙絞線的節距在15m以下。另外控制柜上裝有換氣裝置,變頻器接地端子按規定不與動力接地混用,以上措施增強了系統的穩定性、可靠性。
(2)調試
a)變頻器功能設定
00-09設定為00(V/f電壓頻率控制)
01-00最大操作頻率:設定為50Hz(對應最大電壓380V)
01-01最大頻率:設定為50Hz(等于電機額定頻率)
01-07上限頻率:設定為48Hz
01-08下限頻率:設定為40Hz
01-09第一加速時間:設定為10S
01-10第一減速時間:設定為10S
02-00設定為02,即由外部4~20mA輸入(ACI)
02-01設定為01:運行指令由外部端子控制
02-02設定為00(以減速制動方式停止)
02-04設定為01:禁止反轉
02-07設定為00:ACI斷線時減速至0Hz
06-04設定為:150%(過載保護),其它功能遵照變頻器出廠設定值。
b)PID參數的整定
由于用于控制變頻器,根據在不允許輸出信號頻繁變化的應用系統中應選擇PI調節方式原則,因此只能采用PI調節方式,以減少對變頻器的沖擊。
在對PID進行參數整定的過程中,我們首先根據經驗法,將比例帶設定在70%,積分時間常數設定在60s;為不影響生產,我們采取改變給定值的方法使壓力給定值有個突變(相當于一個階躍信號),然后觀察其響應過程(即壓力變化過程)。經過多次調整,在比例帶P=40%,積分時間常數Ti=12s時,我們觀察到壓力的響應過程較為理想。壓力在給定值改變5min左右(約一個多周期)后,振幅在極小的范圍內波動,對擾動反應達到了預期的效果。
(3)調試中其他事項
從圖4可以看出,整套改造裝置并不改變空壓機原有控制原理,也就是說原空壓機系統保護裝置依然有效。并且工頻/變頻切換采用了電氣及機械雙重聯鎖,從而大大的提高了系統的安全、可靠性。
我們在調試過程中,將下限頻率調至40Hz,然后用紅外線測溫儀對空壓機電機的溫升及管路的油溫進行了長時間、嚴格的監測,電機溫升約3~6℃之間,屬正常溫升范圍,油溫基本無變化(以上數據均為以原有工頻運行時相比較)。所以40Hz下限頻率運行對空壓機機組的工作并無多大的影響。
6結束語
經過一系列的反復調整,最終系統穩定在40.5~42.5Hz的頻率范圍,管線壓力基本保持在0.62Mpa,供氣質量得到提高。改造后空壓機的運行安全、可靠,同時達到了水廠用氣的工藝要求。
參考文獻
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泵站分兩期建設,一期供水規模33萬噸/日,水泵3臺,2用1備,2臺工作泵配套電機功率為2750kW,采用變頻調速裝置;備用泵配套電機功率為2800kW,不調速;系統額定電壓為10kV。
二期供水規模25萬噸/日,再上2臺泵,配套電機功率為2750kW,2臺都采用變頻調速裝置。
2幾個知名公司變頻器的性能比較
變頻調速裝置根據輸出電壓的調節方法分為2種:
(1)改變脈沖寬度比例的調節方法,稱為PWM脈寬調制方法
(2)改變輸出電壓幅值的調節方法,稱為PAM脈沖幅值調制方法
最近10幾年來,隨著高電壓、大容量全控型器件的發展,在水泵類的調速應用上脈寬調制方法的變頻調速裝置已基本上占據了主導地位。所以,只對采用PWM脈寬調制方法的變頻調速裝置進行了調研,也向一些專家進行了咨詢。調研的對象主要是針對幾個在中國市場上銷售的知名公司和有特色的公司。筆者根據調查、研究和應用實踐,對其產品的性能及應用作出了比較。
2.1Siemens公司的高壓IGBT三電平大容量變頻器(SIMOVERTMV)
SimovertMV電壓源型系列變頻器采用了基于電壓空間矢量調制原理的三電平技術,高性能矢量控制(VC)技術以及全數字無速度傳感器控制技術。變頻器的整流部分是由2個功率相同的三相整流橋系統組成,形成12脈沖,從而保證網側電源反饋諧波較小,并使電機受到較小的沖擊。變頻器的逆變部分是由IGBT和鉗位二極管形成的三電平的電壓源逆變器。原理接線見圖1。
主要技術特點為:輸入側設置變頻傳動變壓器,三卷變壓器二次側分別采用Δ/Δ/Y接線,等效12脈沖整流使得電源輸入側諧波大為降低,在逆變器側采用了大功率半導體全控器件-高壓IGBT,逆變器采用三電平PWM控制。變頻傳動變壓器與變頻器柜是分體的,功率元件是HV-IGBT,輸出頻率范圍是0~150Hz。冷卻方式:風冷水冷可任選。
不足之處:輸出電壓特性具有低諧波分量,當與Siemens生產的電機配套使用時,可直接應用,在選用其他廠商生產的電機時,需要一個輸出濾波電抗器。IGBT具有快速的開關性能,但在高壓變頻中其導通損耗大,變頻裝置的發熱是個不能輕視的問題,大容量的變頻裝置應采取強排風措施。
2.2ROBICON公司采用低壓IGBT的多重式、多級串聯高壓變頻器
主要原理是利用輸入隔離變壓器得到多組低壓工頻電壓,采用多級低壓小功率IGBT的PWM變頻單元,分別進行整流、濾波和逆變,串聯疊加得到高壓三相變頻輸出。羅賓康采用功率單元串接的新型結構方式,將幾個低壓的PWM功率單元串接組成中、高壓變頻器,較好的解決了一般6脈沖或12脈沖變頻器不可避免的諧波干擾問題,這樣無需額外加裝消諧濾波裝置,同時也可選用國產普通電機,這樣將提高性能價格比。原理接線見圖2。
主要技術特點為:電源側諧波非常小,對電網污染很小,由于采用了多重化的脈寬調制技術,輸出諧波更小,幾乎可認為是正弦波,稱作完美無諧波,不用考慮因諧波引起的轉矩脈動及電機發熱、噪音問題。采用多重化的技術,使用功率元件的數量大為增加。功率單元可選擇旁路,可讓用戶在一個功率單元故障的情況下繼續運行變頻,無需馬上停機。輸入隔離變壓器(干式變壓器)與變頻器的功率單元柜可并柜,功率元件是LV-IGBT,功率元件的電壓等級是690V。輸出頻率范圍是0~150Hz。
不足之處:使用的功率單元及功率器件數量相比比較多,可能故障的環節就相對的多一些,可靠性比使用功率元件的數量少的差,如果處理不及時,易造成功率元件“雪崩”似的故障。采用風冷時,噪聲比較大。
對電機絕緣沒有特殊要求,可適用于任何電機,而不用配置輸出濾波電抗器。
2.3北京利德華福公司采用低壓IGBT的單元串聯多電平高壓變頻調速器(HARSVERT)
原理與ROBICON基本相同。該公司是依托清華大學國家重點實驗室的一流技術基礎進行開發、研究、生產變頻器的。
主要技術特點:與ROBICON基本相同,二者電路結構大同小異。只是他們采用的IGBT功率元件的耐壓不同,所用的逆變器數量也不同。適配電機額定電壓可達10kV。目前,生產輸出電壓為10kV的變頻裝置的公司比較少,因國外3kV電壓等級用的較多,他們可能不太注重開發10kV的變頻裝置。
不足之處:使用功率元件的數量相比稍多,可能故障的環節就相對的多一些。采用風冷時,噪聲比較大。IGBT具有快速的開關性能,但在高壓變頻中其導電損耗高,變頻裝置的發熱是個不能輕視的問題。因其為國內公司研究開發的,應用時間不長,運行經驗較少。尤其是適配電機功率達到2750kW的大容量高壓變頻器。
與國外同容量的變頻裝置相比價格占有優勢。對電機沒有特殊要求,可適用于任何電機,而不用配置輸出濾波電抗器。
可直接適用于舊設備的改造,無須輸出濾波器就可使輸出電纜長度很長。對于原有10kV電機的,如果還利用原電機,則用HARSVERT的變頻器比較合適。如果用其他的變頻器,要配升壓變壓器將6kV升到10kV。
2.4ABB公司采用IGCT的三電平大容量變頻器(ACS1000)
IGCT(IntegratedGateCommutatedThyristor)是90年代在晶體管技術的基礎上結合了GTO和IGBT技術開發的大功率新型器件,與IGBT相比,它開關快速,開通能力強、存儲時間短、開關導電損耗較低。為減小引線電感,其管芯必須與門驅動電路集成安裝、整體更換。IGCT由于其導通壓降低,損耗低,比IGBT更適合于高電壓、大容量使用。目前使用的IGCT元件電壓等級最大做到4.5kV,接線原理與SIEMENS的高壓IGBT三電平大容量變頻器(SIMOVERTMV)基本相同,只是采用的元件不同,不需要元件串、并聯。IGCT器件耐壓等級提高以后,它將是構成大功率和超大功率高壓變頻器的優選功率器件。
主要技術特點為:輸入側設置變頻傳動變壓器,三卷變壓器二次側分別采用Y、Δ接法,等效12脈沖整流使得電源輸入側諧波大為降低。變頻傳動變壓器與變頻器柜是分體的,功率元件是HV-IGCT,輸出頻率范圍是0~150Hz,逆變器采用三電平PWM控制。采用了DTC-直接轉矩控制專利技術,直接轉矩控制(DTC)是交流傳動中最佳的電動機控制方法,可以對電動機所有的關鍵變量進行直接控制。
SIEMENSABBROBICON利德華福
技術原理三電平PWM三電平PWM多重化-PWM多重化-PWM
逆變功率元件HV-IGBTIGCTLV-IGBTIGCT
對4.16kV的變頻器,
逆變器中需用功率
元件個數12個高壓IGBT6個鉗位二極管12個IGCT60個低壓IGBT
輸入變壓器三繞組變頻整流變壓器三繞組輸入隔離變壓器一體化干式多繞組變壓器一體化干式多繞組變壓器
功率因數≥96%
≥95%(調速范圍內)≥95%95%(>20%負載)
變頻器本身效率≥98.5%(額定工作點)≥98%≥98.5%(調速范圍內)≥95%(額定負載下)
諧波輸出有低諧波分量有輸出正弦濾波器,諧波含量極小諧波非常小諧波非常小
最高輸出頻率150Hz66Hz(可選122Hz)120Hz120Hz
逆變器電平數3311多電平
適配電機西門子電機最佳其他廠商的電機要另加輸出濾波器可與標準的鼠籠型電機配用可與任意廠商生產的交流鼠籠型電機配用可與任意廠商生產的交流鼠籠型電機配用
電機電壓(kV)2.33.34.1662.33.34.162.33.34.1663610
電機功率范圍800~4000kW315~5000kW400~7500kW300~4000kW
初投資價格(同容量)高高高低
不足之處:IGCT元件需要的觸發電路要比IGBT元件所需要的觸發電路復雜、觸發功率大。當適配電機功率超過1800kW時,變頻裝置需要采用水冷,整套設備占地面積比較大。因對冷卻循環水的水質有要求,要加一套凈化水設備。實際上,運行人員更習慣于用風冷,也更喜歡用風冷。由于IGCT器件耐壓的限制,某些型號的三電平變頻器至今尚無輸出電壓6000伏規格的產品。
表1為4家中壓大容量變頻裝置特性比較。
3結論
綜合各方面因素,經過招標,最后采用的是SIEMENS變頻裝置(6SE8033-1CA01)和配套電機(1RQ4562-6JV40)。
此規格變頻器在歐洲已有應用,在國內水行業中還是頭次應用,取得了一些經驗。
(1)該工程于2000年10月開始設計,2001年7月一次通水成功,現已運行將近2年時間。通過這段時間的運行看,該泵站運行安全穩定,節能效果顯著。根據最典型的應用工況,一期各方案經濟比較見表2。
從表2分析結果知,b方案為最優方案,即2臺調速泵方案最優。其次方案為a方案,即一臺調速與一臺恒速泵并聯方案。雖然a方案的設備投資比b方案少425萬元,但a方案比b方案一年的運行費用多108.84萬元,這樣b方案3.9年所省的運行費,即可抵消掉其設備所增加的投資,即靜態回收期為3.9年。
從表2還可看出全調方案與閥調節方案的比較其節能效果:水位控制變頻調速技術為泵站一年省電費378.25萬元(一期工程),靜態回收期為2.25年。(注:上述的計算只是針對水庫多年平均水位,電費按0.50元/度計算)
通過幾年來的運行表明,在大型地表水廠的送水泵房中采用大功率變頻器(水行業中最大單機容量2800kW),雖然一次性投資較大,但是長期運行節能效果非常明顯,特別是在較大產水量的情況下,節能效果更加明顯,值得推廣。
(2)通過這段時間的運行看,其不足之處有以下幾點:
a)變頻裝置的進線斷路器要具有失壓脫扣功能。
當控制電源沒有時,不論高壓工作電源是否故障,都要跳開進線斷路器,使變頻裝置斷開工作電源。此時,當變頻裝置恰巧發生故障時的跳閘,對變頻裝置起到了保護的作用。而當變頻裝置無故障時的跳閘,易額外產生水錘效應,水錘效應具有極大的破壞性:壓強過高處,將引起管子的破裂;反之,壓強過低處又會導致管子的癟塌,對供水管線產生危害。此外,水錘效應也可能損壞閥門和固定件,對泵站廠房產生危害,易淹泵房。如何解決這個問題并獲得認可,值得研究。
b)大容量的變頻裝置的發熱是個不能輕視的問題。
從目前使用來看,發熱比較厲害,尤其夏季環境溫度比較高的時候。對變頻裝置采取了強排風措施,但排風扇產生的噪聲比較大,相應的要采取隔音措施。如何解決大功率高壓變頻器發熱和噪聲,將是變頻器生產廠家迫切解決的問題。
1、工程概述
橫坑大橋位于珠海市斗門區橫坑渡口下游約150m處,全橋橋跨布置為20×25+86+160+86+20×25=1332m,其中主橋為86+160+86=332m三跨預應力混凝土連續剛構,引橋均為25m預應力混凝土T梁。道路等級為平原微丘二級公路,設計時速60Km/h,橋面寬10.5m,設計荷載為汽車-20級,掛車-100,地震設計烈度7度,通航標準為一級航道。主橋縱向預應力鋼束設置了頂板束(懸臂束)、邊跨端部頂板束、中跨底板束、邊跨腹板束和預留束共五種。頂板束(懸臂束)采用15-12、15-15兩種,邊跨端部頂板束采用15-15、15-22兩種,中跨底板束采用15-12,邊跨腹板束采用15-22,預留束采用15-12。錨具采用OHM15-12、15、22型錨具,其設計張拉噸位分別為2346、2932、4301KN,兩端對稱張拉。本文以主橋縱向預應力張拉施工為例淺談后張法預應力施工控制。
2、施工簡介
2.1波紋管
2.1.1布置波紋管時首先用鋼筋加工井字架作為波紋管的定位架,縱向間距為1m,橫向位置按設計圖紙上的坐標定位,波紋管中穿有內襯管,以保證波紋管成孔質量。
2.1.2在波紋管接頭處一定要將波紋管接口用小錘整平,以防在穿束時引起波紋管翻卷導致管道堵塞。
2.1.3澆筑混凝土前應檢查波紋管是否有孔洞或變形,接頭處是否用膠帶密封好,在與錨墊板接頭處,一定要用膠帶或其它東西堵塞好以防水泥漿滲進波紋管或錨孔內。
2.1.4澆筑混凝土時應盡量避免振搗棒直接接觸波紋管,以防漏漿堵孔。
2.2鋼絞線
2.2.1鋼絞線采用上海申佳金屬制品有限公司生產的低松弛270級鋼絞線,公稱直徑為Φj15.24㎜,標準強度為1860Mpa。
2.2.2鋼絞線下料在橋面上進行,并清除其表面上的雜物及銹蝕,以防鋼束受污染。下料長度=孔道長度+150cm,若采用卷揚機穿束則需增加20cm,下料時用砂輪切割機切割。
2.2.3將鋼絞線理順,用扎絲綁扎好,以防在穿束過程中鋼絞線打絞,張拉時受力不均,導致有的鋼絞線達不到張拉控制應力而有的則可能被拉斷。
2.2.4將鋼束端頭做成圓錐狀,用氧焊焊牢,切忌使用電焊焊接。表面要用砂輪修平滑,以防鋼束在波紋管接頭處引起波紋管翻卷,堵塞孔道。
2.2.5穿束前用高壓水沖洗孔道,清除孔內雜質,保證穿束通順。
2.2.6因本橋預應力束孔道是曲線狀,用人工穿束比較困難,通常將卷揚機的鋼絲繩系在引繩上,用人工先將引繩拉過孔道,然后將鋼絲繩頭用卡環與鋼束頭接在一起,開啟卷揚機將鋼束徐徐拉進孔內,在鋼束頭進孔道時,用人工協助使其順利入孔。如果在鋼束穿進過程中堵塞,要立即停止,找準堵塞管位置,鑿開混凝土清除管道內的堵管雜物,仍繼續用卷揚機將束拖過孔道。橋面開倉時不可損壞鄰近的波紋管,封倉前應先把割斷的橋面鋼筋焊好,最好在封倉處埋有排氣孔,便于壓漿。
2.3張拉
2.3.1準備工作
2.3.1.1將錨墊板喇叭管內的混凝土清理干凈。
2.3.1.2消除鋼絞線上的銹蝕、泥漿。
2.3.1.3套上工作錨板,在錨板錐孔內抹上一層薄薄的黃油,在錐孔內裝上工作夾片。
2.3.2千斤頂的定位安裝
2.3.2.1套上相應的限位板。
2.3.2.2裝上張拉千頂,并且與油泵相連接,注意千斤頂要和油壓表配套使用。
2.3.2.3裝上工具錨板,在錨板錐孔內裝上工具錨夾片,錐孔內表面和夾片表面涂上約1mm厚的蠟質劑,以使張拉完畢后夾片能自動松開。
2.3.3張拉
2.3.3.1當澆筑混凝土強度到達設計強度的80%,同時齡期必須為三天以上方可進行張拉,張拉的順序為先縱向長束后短束,采用張拉力和伸長值雙控,伸長值容許誤差控制在±5%以內,同一斷面的斷絲率不得大于1%,更不容許整根鋼絞線拉斷。
2.3.3.2張拉過程如下:0初應力15%σk張應力100%σk,持荷3min后回油。
2.3.3.3伸長量較大時應采用兩次或多次張拉,此時應注意控制千斤頂的伸長值不超過千斤頂的行程20cm。
2.3.3.4為了消除鋼鉸線束不直和初始受力不均的影響,一般應在張拉力達到一定初始值之后,再進行伸長值的量測??稍阡撌鴱埨瓡r初始張拉力(取設計張拉力的的15%)狀態下標注伸長量起始記號,用量測值和理論計算值復核。
2.3.3.5若伸長量不足或過大,要及時分析原因,一般是管道布置不準,增大孔道摩阻,應力損失過大,有時也有可能設計計算使用的鋼絞線的彈模值與實際使用的彈模值不相同??傊皶r查明原因,采取相應的措施后方可進行下一步施工。
2.3.4錨固
2.3.4.1松開送油油路截止閥,張拉活塞在預應力筋回縮下回程若干毫米,工作錨片錨固好預應力筋。
2.3.4.2關閉回油油路截止閥,向回程油缸送油,活塞慢慢回程到底。
2.3.4.3按順序取下工具夾片、工具錨板、張拉千斤頂、限位板。
2.3.5封錨
2.3.5.1在距工作夾片5cm處,切除多余的預應力筋,用混凝上封住錨頭。
2.3.5.2切割多余的鋼絞線一般用砂輪切割機,因本橋屬高空作業,且前臺操作面小,采用氧氣-乙炔加熱切割,用濕麻布袋包住鋼絞線使錨具夾片不受熱,以確保夾片不因受熱退火而滑絲。
2.4壓漿
2.4.1一般在張拉后24小時內往張拉孔道內壓漿,如情況特不能及時壓漿,應采取保護措施保證錨固裝置及鋼絞線不被銹蝕,以防滑絲。
2.4.2壓漿是后張法預應力施工中的最后也是關鍵的一步,壓漿前對壓漿機進行認真檢查、標定,用壓漿機向管道內注壓清水,充分沖洗,潤濕管道,至全部管道沖洗完后,正式拌漿,開始壓漿。壓漿開始后需等另一端排水,排水孔亦噴出純漿并穩定后,才可封閉排氣孔,其后對管加壓到0.6MPa以上并持荷3min后封閉。灌漿后三天內不得切割鋼絞線和碰撞錨具。
2.5注意事項
2.5.1夾片與錨環孔不應粘附泥漿或其它雜物,且不允許銹蝕(若有輕微浮銹,應徹底清除)。
2.5.2對表面有銹的鋼絞線,張拉前應徹底除銹,以減少磨擦損失。
2.5.3錨具安裝到位后,應及時張拉,以防止因銹蝕而產生滑絲、斷絲。
2.5.4限位板應根據千斤頂的外徑選擇。
2.5.5工作錨板夾片與工具錨夾片不能混用(工作錨具不能重復使用)。
2.5.6工具錨夾片對表面和錐孔內表面用前應涂有劑以便退錨靈活。
2.5.7張拉系統使用前應進行標定。
2.5.8灌漿后三天內不得切割鋼絞線和碰撞錨具。
2.5.9在張拉過程中,應注意是否有異常現象如響聲、油壓表指針抖動等,張拉完成后檢查鋼絞線上夾片留下的咬痕,以便及時發現滑絲問題。如出現滑絲,可用單根張拉千斤頂進行補張拉。
2.5.10張拉前應檢查張拉系統安全可靠,張拉時應有安全措施,張拉千斤頂后嚴禁站人。
3、事故分析
3.1滑絲
3.1.1可能在張拉時錨具錐孔與夾片之間有雜物。
3.1.2鋼絞線上有油污、錨墊板喇叭口內有混凝土和其它雜物。
3.1.3錨固效率系數小于規范要求值。
3.1.4鋼絞線可能有負公差及受力性能不符合設計要求。
3.1.5初應力小,可能鋼束中鋼絞線受力不均,引起鋼絞線收縮變形。
3.1.6切割錨頭鋼絞線時留得太短,,或未采取降溫措施。
3.1.7長束張拉,伸長量大,油頂行程小,多次張拉錨固,引起鋼束變形。
3.1.8塞片、錨具的硬度不夠。
3.2斷絲
3.2.1鋼束在孔道內部彎曲,張拉時部分受力大于鋼絞線的破壞力。
3.2.2鋼絞線本身質量有問題。
熱電廠提供的能源主要是以電能和熱能的形式出現的,通常是利用鍋爐生成蒸汽,然后將其中一部分提供給汽機發電,提供電力能源,另一部分作為熱源直接供給用戶。無論最后提供的能源形式是何種方式,鍋爐負荷總是變化的。負荷既包含電力負荷也包含熱能負苛。近年來,為解決鍋爐燃燒過程的優化控制問題,國內外采取了多種控制手段。盡管它們在一定程序上提高了熱效率,但不能徹底解決鍋爐燃燒的控制問題,因為難于建立被控對象的精確數學模型[1~2],仍需要根據負荷變化,人工調控鍋爐運行,才能使鍋爐燃燒過程更多時間處于相對平衡狀態,提高燃燒效率。
為了達到提高燃燒效率這個目的,采用HoneywellS9000系統構建集散控制系統,建立一個鍋爐、汽機和電網、熱網的監控系統,對系統中狀態實施全面監測,無疑是一個很好的解決辦法。該系統可將監測數據存入管理數據庫,以便操作人員快速準確地了解系統運行狀態,同時也使得管理人員能夠分析運行情況,做出生產管理決策。通過對一些主要的過程變量實施自動控制,使得整個系統通史完全、有效地運行。在此基礎上,對節能影響很大的鍋爐燃燒系統建立穩態參數優化模型,并求得鍋爐燃燒穩態優化模型參數。在這個優化結果的指導下,便可進行鍋爐燃燒優化控制。
1基于HoneywellDCS的鍋爐、汽機、電網、熱網運行參數監控系統
美國Honeywell模塊自動化控制系統是一種介于大型集散系統、單回路控制器可編程控制器之間的中小型控制系統。S9000系統是基于9000系列多回路控制器的優秀系統,它集所有主要控制硬件于一體,從而在一個使用方便且有效的單元中實現回路控制、邏輯控制、數據采集以及操作員接口等功能。Honeywell系統的網絡通訊功能為開放式系統提供了靈活性,操作員/工程師以及過程控制器由基于TCP/IP協議的Ethernet網絡連接,它們之間可以互通信息,也可與上層的工廠級計算機通訊。通過這一開放式系統的通訊平臺容易建立管理級應用,與上層的工廠計算機系統資源進行信息交換,可以隨時獲得整個系統的信息。這一重要特性增強了用戶快速做出有效決策的能力。所以采用HoneywellS9000系統對熱電廠汽機、鍋爐和電網、熱網的運行參數進行監控,用四個監視屏幕顯示各種監控參數的實時數據、歷史趨勢圖、故障報警等。
汽機主要監控參數有:轉速、功率、主蒸汽溫度、主汽門前壓力、主汽門后壓力、蒸汽流量、蒸汽流量累計、抽汽壓力、抽汽流量累計、抽汽溫度、抽汽流量、排汽真空、過冷度、排汽溫度、凝結水溫等;鍋爐主要監控參數有:汽包壓力(控制)、主蒸汽壓力(控制)、給水壓力、主蒸汽流量、給水流量、減溫水前流量、減溫水后流量、汽包水位(控制)、爐膛負壓(控制)、爐膛溫度、爐膛出口溫度、含氧量、低溫預熱器左壓力、低溫預熱器右壓力、高溫預熱器左壓力、高溫預熱器右壓力、一次風壓力(控制)、二次風壓力、燃油流量、回油流量、燃油壓力、排汽溫度、燃油溫度、引風機開度、引風機電流、送風機開度、送風機電流、給煤機電流、給煤機轉速等;電網主要監控參數有:各汽機電壓、電流和有功功率、電網電流、電壓、有功功率、無功功率等;熱網主要監控參數有:主要用戶的蒸汽流量、蒸汽壓力等。
2鍋爐燃燒系統穩態參數優化
鍋爐燃燒系統的狀態好壞直接決定了能源利用率的高低,而鍋爐穩態運行是否處在優化狀化,對燃燒系統來說具有重要的作用。為保證系統能夠高效運行,可以采取兩方面的措施:一是采用自動控制系統保證系統長時間穩定地運行;另一是保證系統穩態的最優狀態,對鍋爐燃燒系統穩態運行參數進行優化。
2.1優化模型及其求解
由燃料燃燒及熱工控制的研究和實際實踐可知,保持煤與風的合理配比,可以提高鍋爐的熱效率;控制與鼓風量相適應的引風量,使鍋爐具有適宜的爐膛負壓,可以避免因噴火或漏風而引起的熱效率降低。當燃燒效率最高、熱損失最小時,可得到最大的節能效果,對環境的污染也最小。由此可見,如何使燃燒過程工作在最佳燃燒區,從而達到最大熱效率是燃燒控制的根本任務和難點所在。由燃煤鏈條鍋爐的運行特點可知,燃燒過程的優劣主要取決于煤層厚度、鏈條運行速度和送風量、引風量的合理控制。
為此,構造一個優化模型,主要輸入量是送風量、引風量和給煤量,輸出量是氧含量、爐膛負壓和主蒸汽壓力。其目標函數是追求能量消耗最小,決策量是送風量(送風擋板開度)、引風量(引風擋板開度)和給煤量。在進行優化的過程中要滿足鍋爐運行的基本約束,即各個決策變量在一定的范圍以內變化,且主蒸汽壓力要控制在一個給定的范圍之內。優化模型為:
minz=c1x1+c2x2+c3x3(1)
其中,yf_min<x1<yf_max
sf_min<x2<sf_max
mei_min<x3<mei_max
ly_min<yl=f(x1,x2,x3,fh)<yl_max
c1,c2,c3分別為送風量、引風量、給煤量的單位價格;
x1,x2,x3分別為送風量、引風量、給煤量;
yl是主蒸汽壓力,它是x1,x2,x3和主蒸汽流量的函數;
函數f(x1,x2,x3,fh)是一個用BP神經網絡表示的模型;
yf_min、yf_max分別表示送風量的最小、最大限制值;
sf_min、sf_max分別表示引風量的最小、最大限制值;
mei_min、mei_max分別表示給煤量的最小、最大限制值;
yl_min、yl_max分別表示主蒸汽壓力的最小、最大限制值。
在這個優化模型中,主蒸汽壓力和送風量、引風量、給煤量以及主蒸汽流量之間的關系是一個非線性關系,使用一個四層的前饋神經網絡來描述。而當優化出決策變量,求得最佳氧含量和爐膛負壓之值時,也需要構造一個神經網絡,通過建立氧含量和送風量、引風量、給煤量以及主蒸汽流量之間的關系,爐膛負壓之值時,也需要構造一個神經網絡,通過建立氧含量和送風量、引風量、給煤量以及主蒸汽流量之間的關系,爐膛負壓送風量、引負量、給煤量以及主蒸汽流量之間的關系來進步求得它們的最佳值。
使用罰函數方法求這個模型的解時,需將上面的模型重新寫為如下的無約束最小化形式:
公式
其中,g1(x1,x2,x3,yl)=x1-yf_min
g2(x1,x2,x3,yl)=yf_max-x1
g3(x1,x2,x3,yl)=x2-sf_min
g4(x1,x2,x3,yl)=sf_max-x2
g5(x1,x2,x3,yl)=x3-mei-min
g6(x1,x2,x3,yl)=mei_max-x3
g7(x1,x2,x3,yl)=yl-yl_min
g8(x1,x2,x3,yl)=yl_max-yl
Mi(i=1,2,…,8)是罰函數系數。
優化模型(1)的求解步驟為:
(1)取Mi(i=1,2,…,8)初始值為1000,允許誤差為ε,k=1;
(2)求無約束極值問題優化模型(2)的最優解;
(3)對其一個j(1≤j≤8),有:-gj(x1,x2,x3,yl)≥ε,則:
Mk+1,j=10×Mk,j,令k=k+1,轉第2步,否則停止迭代。
2.2四層前饋神經網絡模型及其訓練
函數f(x1,x2,x3,fh)是一個用神經網絡表示的BP模型,表示主蒸汽壓力和送風量、引風量、給煤量以及主蒸汽流量之間的關系。這個神經網絡是一個4×10×10×1的前饋神經網絡:輸入層有四個輸入量(送風量、引風量、給煤量以及主蒸汽流量);第四層輸出層,有一個輸出量(主蒸汽壓力);第二和第三層是中間層,各有十個神經元。網絡的訓練就是確定網絡的連接權,使代價函數量小,采用的是變步長反向傳播(BackPropagation)的學習算法。
在優化程序中,使用主蒸汽壓力和送風量、引風量、給煤量以及主蒸汽流量之間的關系模型作為一個結束參加優化。同時在獲得了模型的優化結果以后,為了同底層控制系統連接,通過建立含量和送風量、引風量、給煤量以及主蒸汽流量之間的關系模型,爐膛負壓和給煤量、引風量、送風量以及主蒸汽流量之間的關系模型獲得底層控制系統的給定值。這兩個模型也是使用同樣的神經網絡模型來表示的。算法完成一樣,僅僅是輸入輸出數據不一樣,訓練出來的模型表示了不同的關系。
3實時控制系統及其穩態優化
實時控制部分由Honeywell系統構成。為了保證系統長期穩定運行,燃燒控制采用模糊控制律。系統框圖如圖1所示。主蒸汽壓力控制采用壓控制方式;送風量控制保證空氣預熱后送風壓力在一定范圍內,在送風壓力允許的條件下,按照風煤比偏差調節送風量,維持煙氣氧含量在一定的范圍內,風煤比根據負荷的變化而變化,實現經濟燃燒;引風量控制使爐膛負壓保持常值。其中,隨負荷變化的最優風煤比是通過鍋爐穩態優化程序計算再加上實際經驗得到的。
圖1鍋爐燃燒控制框圖
在控制算法的選擇上,為了保證控制系統穩定運行,使用了模糊控制算法。實際控制作用有三種形式:(1)手動操作,在這種情況下,基準控制量跟隨閥位信號變化;(2)設置偏差死區及變化率死區,當被控制參數偏差及其變化率在死區范圍內時,投入后自動按照前饋變量進行控制;(3)偏差或者偏差變化率超過死區以后,進行模糊控制。所有控制方式在計算實際輸出時都采用加權輸出,即按照下式計算:
Xc=Xco+KeXce+KcXcc+KfXt(3)
式中,Xc為控制變量;Ke為偏差權值;Kc為變化率權值;Kf為前饋權值;Xce、Xcc、Xt分別為按偏差、變化率及前饋變量查找控制表格所得的控制變量。
采用設置偏差死區及其變化率死區措施,使系統允許被控制量參數在一定范圍內變化,從而使執行機構避免不必要的頻繁動作;采用權值輸出,使系統可以進一步設置權值表,針對不同情況進行處理,改善控制品質。
4鍋爐燃燒系統穩態參數優化運行結果
鍋爐燃燒系統穩態參數優化程序具備如下功能:
·建立爐膛負壓風送風量、引風量、給煤量和主蒸汽流量之間的關系模型;
·建立煙汽氧含量同送風量、引風量、給煤量和主蒸汽流量之間的關系模型;