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本科畢業論文是畢業生總結性的獨立作業，是學生運用在校學習的基本知識和基礎理論，去分析、解決一兩個實際問題的實踐鍛煉過程，也是學生在校期間學習成果的總結，是整個教學活動中不可缺少的重要環節。撰寫畢業論文對于培養學生初步的科學研究能力，提高其綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力有著重要的意義。人工進行畢業論文各種信息的管理存在著工作量大、速度慢、出錯率高等方面的問題，設計畢業論文管理系統顯得非常必要[1，2]。
筆者對畢業設計過程中的課題申報、課題審核、學生選題、提交論文等環節進行了系統分析，設計了基于Web的畢業論文管理系統，充分利用與整合了可用的網絡資源，為學校、學院、教師和學生提供了交互式接口，實現了學生和教師的網上互動[3]。本系統采用了優秀網站開發技術ASP，后臺使用Access數據庫，從整體上實現了論文管理的各項功能，使得畢業設計課題的申報和審核、論文選題、論文提交、成績考核等更易于管理，同時也可以對畢業設計課題的難度、工作量等其他信息進行詳細管理，對保證畢業設計的質量有一定的現實意義[4]。
1 系統功能設計
本系統的基本功能根據用戶的不同分為4個模塊：學生模塊、教師模塊、專家模塊和管理員模塊。
1.1 學生模塊
注冊：新用戶需要先注冊，填寫自己的基本信息，本系統規定學號為0001～9999，即學生數最多為9999。
登錄：注冊過的用戶可以使用“學號/姓名+密碼”登錄系統。
密碼修改：初始密碼規定為6位以上數字或字符，學生登錄后可修改密碼。
課題選擇：教師申請的課題通過審核之后，學生可以選擇自己的志愿。
結果查詢：在教師選擇學生之后，學生可以查詢到自己是否被確認。
論文提交：學生可以在特定時間將寫好的論文提交上去。
確認上傳：論文提交之后要確認上傳，一旦確認上傳就不能再次提交了。
對教師評價：在論文的最后階段要對教師進行評價。
留言：在教師確認學生之后，學生可以通過留言的形式與教師進行溝通。
1.2 教師模塊
注冊：教師首次登錄也需要先注冊，系統規定教師號為001～999。
課題申報：填寫必要的信息進行課題申報。
課題修改：對申報的課題進行修改，查找錯誤。
選擇學生：在學生選擇課題之后，教師可以選擇學生。
綜合查詢：可以查詢相關主題的信息、分數和課題的審核結果。
論文下載：教師可以下載學生提交的論文。
成績評定：教師在審核學生論文之后，可以對論文進行成績評定。
論壇：教師可以在論壇上給學生留言，或與學生交流問題。
1.3 專家模塊
一審：由各學院的專家對教師提交的課題進行審核。
二審：在一審中沒有通過的課題要進行二次審核。
結果公布：公布審核通過的課題和沒有通過審核的課題。
綜合查詢：可以查詢相關主題的信息、分數以及課題的審核結果、教師的成績、學生調劑情況等。
1.4 管理員模塊
2 系統實現
系統是通過B/S三層結構實現學生論文提交、教師對論文的管理以及專家審核等功能。采用瀏覽器、服務器、數據庫的三層結構，當不同用戶通過瀏覽器提交和評閱時，向Web服務器發出請求，Web服務器根據用戶的指令執行程序，并從數據庫中取出相應的信息反饋給客戶端。
2.1 登錄和注冊
2.2 學生模塊
其中課題選擇與結果查詢、論文提交和確認上傳部分設計如下。
2.2.1 課題選擇部分與結果查詢設計
本院教師申請的課題被審核通過之后，學生即可看到備選課題。每名學生有3個可供選擇的志愿，但最終由教師決定哪個課題對應哪個學生。學生選擇課題之后，可點擊結果查詢，查看自己的選擇情況，如果正確則可以點擊“完成”，否則點擊“重選”。這兩個部分的算法設計基本相同，只是在不同條件下顯示不同而已。課題選擇部分只是查詢數據庫，將教師申請通過的課題顯示出來；而結果查詢則是從數據庫中查詢當前學生所選課題的信息，將課題的選擇順序、課題名稱、指導教師等結果依次顯示出來。如果點擊“完成”，則系統會彈出提示框，詢問學生是否確定當前的課題選擇結果，如果確定，系統將清空“志愿”的值，并顯示“操作完成不能再進行修改”的提示。
2.2.2 論文提交部分和確認上傳部分的設計
在學生選好課題之后，開始畢業論文的撰寫工作，論文寫好后可以通過論文提交功能進行提交。其中，論文命名格式必須為“學號+姓名”，并且文件后綴名必須是“.doc”，文件上傳如果成功，會彈出提示窗口。系統之所以要設計確認上傳功能，主要考慮到兩個原因：（1）確認上傳就意味著最終上傳，與論文上傳功能分開比較好；（2）論文提交程序中使用了window.parent.Finish（）功能[7]，但該語句在執行過之后程序就結束了。因此，即使在其后使用更新數據庫的語句也得不到執行。
2.3 教師模塊
由于教師模塊的整體風格與學生模塊使用了同樣的框架，因此與學生模塊的風格基本相同。
2.3.1 課題申報與課題修改模塊的設計
教師在學生開始選題之前就要進行課題申請，只有通過專家審核的課題才能夠被學生使用。課題申報頁面主要是填寫和提交課題的相關信息（如圖4所示）。
只要提交的課題沒有被審核通過，教師就可以進行課題的修改，以達到專家小組的要求。在課題修改頁面中，會顯示一個包含所有可以修改課題的下拉式菜單，點擊某一個課題，則會跳轉到與課題申請相類似的頁面，只是頁面下方的“提交”按鈕變為“修改并提交”按鈕。
2.3.2 選擇學生功能模塊的設計
當學生選擇過教師的課題之后，可能出現一個題目多人選的情況，教師可視情況對學生進行挑選，頁面將課題名稱與對應的學生以表格形式顯示出來。
當教師點擊某學生時，頁面會顯示學生的基本信息供教師參考。一旦教師在某一課題中選擇了某個學生，該學生就不能再被其他教師、其他課題選中。
2.3.3 成績評定模塊的設計
對于學生已經提交的論文，教師經過仔細閱覽之后，可以對學生的論文進行評分，等級分為五級，即優、良、中等、及格和不及格。
2.4 專家模塊
專家主要是針對本院系教師申請的課題進行相關審核，功能包括：一審、二審、結果公布和綜合查詢。專家不能夠自行注冊，須由管理員進行添加。
點擊“一審”，系統會自動查詢數據庫，將教師申請審核的課題顯示出來，并附以專家意見表格，用于填寫專家的審核意見（如圖5、圖6所示）。
只有在“審核小組修改意見”中信息為“適用”的課題才能夠通過審核，否則需要進行二審。二審的界面與一審基本相同，如果課題不能通過審核，則不能在結果公布中顯示出來。
2.5 管理員模塊
管理員的功能可分為3個部分：備份數據、刪除數據和添加審核人員。
2.6 BBS論壇
BBS論壇是本系統中連接學生和教師的一個交流平臺，在學生的功能主界面和教師的功能主界面上各有一個可以進入論壇的入口。對于學生來說，當學生選擇過題目并且教師也選擇了該生之后，學生就可以使用BBS論壇與教師進行交流，比如論文的提交時間、論文的格式要求等。對于教師來說，當教師確定學生之后，便可以與該生在論壇上以留言的形式進行交流，特別是解答學生的相關問題。
本系統設計時考慮到教師功能與學生功能之間的差異，設計相應的界面時也有少許不同，由于學生只能選擇一個課題，因此學生的論壇主頁只有一個課題的相關入口；但教師不同，一個教師可以有多個課題，因此教師的論壇主頁有多個課題的相關入口。
3 結束語
該系統在使用ASP和Microsoft Access 2000的基礎上，實現了畢業論文管理系統中各個模塊的功能，包括課題申請、課題的審核、學生選題、論文提交、論文下載、網上留言交流以及論文成績評判等。整個系統模塊劃分清晰、容易理解和操作，同時各模塊之間聯系緊密，相互耦合，使得系統更加完善。
對于目前的畢業論文管理系統而言，應從以下兩方面予以完善：第一，網上交流采用即時通訊工具，如QQ，這樣能夠使得學生和教師的交流更加方便快捷；第二，論文的開題報告、中期報告也應當有相應的功能模塊，與論文提交成為一體。
參考文獻
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[4]劉志銘，孫明麗，龐婭娟.ASP+Access數據庫系統開發案例精選[M].北京：人民郵電出版社，2007.
中圖分類號：TP315文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)22-740-04
Developed Research on Management System of Gradnation thesis(design) in Higher Vocational Colleges
WANG Yu-qing, LI Ge-wen, SUN You
(Dalian Vocational Technical College, Dalian 116035, China)
Abstract: The topic of this article comes from the actual problems of work, based on the great advantage of the school net work, this system will make the realization for the annual students' graduation thesis(design) by the internet technology. This article begins with the system background, analyzes the necessity of the development of the system and introduces the process and relative technology of the system realization in detail. It points out the detailed methods, which frees the teachers and students from the tedious paper management procedure. It carries great practicability and scientific value, which enlarges the function of the present educational administration management system platform.
Key words: Internet; Web application; network; JSP
1 引言
隨著我國教育需求不斷增加，高校教育資源有限，教育經費相對不足的情況下，利用現代信息技術發展高等教育，不僅充分利用了優秀教育資源，而且為更多的人提供接受高等教育的機會，同時這也是極大促進了高校的信息化發展。目前適用于各種教育層次的教務管理、教學管理、課件、考試等系統或平臺已逐漸發展成熟。但是，大多平臺中的教學系統一般都是以完成“課程教學”為目標設計的，對課程實驗、畢業論文(設計)等實踐性環節提供支持服務還很少。用網絡平臺實現對畢業論文(設計)教學環節的支持服務還少有人討論，而這一應用恰是目前所需要的。[1]
本系統所研究就利用互聯網Web 2.0技術，采用B/S工作模式來解決畢業論文(設計)實踐環節中教師數量不足，選題不規范，指導教師與學生難以及時溝通等問題的。
2 理論基礎和核心技術
2.1 JSP技術
JSP（Java Server Pages）技術是以Java語言作為腳本語言的，它為創建高度動態的Web應用提供了一個獨特的開發環境。JSP代碼可被編譯成Servlet并由Java虛擬機執行，這種編譯操作僅在對JSP頁面的第一次請求時發生。因此普遍認為JSP的執行效率比PHP和ASP都高。[2]
Java Servlet是一種開發Web應用的理想構架。JSP以Servlet技術為基礎，又在許多方面作了改進。JSP頁面看起來象普通HTML頁面，但它允許嵌入執行代碼，利用跨平臺運行的JavaBean 組件，JSP為分離處理邏輯與顯示樣式提供了卓越的解決方案。并且JSP可以使用JavaBeans或者EJB（Enterprise JavaBeans）來執行應用程序所要求的更為復雜的處理，進而完成企業級的分布式的大型應用。[3]
2.2 JavaBean
什么是javaBean？JavaBean 是一種基于 Java 的軟件組件。其實是一個Java的一個類而已[7]。JSP 對于在 Web 應用中集成 JavaBean 組件提供了完善的支持。這種支持不僅能縮短開發時間（可以直接利用經測試和可信任的已有組件，避免了重復開發），也為 JSP 應用帶來了更多的可伸縮性。 JavaBean 組件可以用來執行復雜的計算任務，或負責與數據庫的交互以及數據提取等。
2.3 CSS技術
CSS是Cascading style Sheets的簡稱，中文譯作層疊樣式表單，它是一種為超文本置標語言（HyperText Markup Language, HTML）提供增強補充服務的技術，可對每一個HTML的置標（tag）做精雕細刻的修飾。它語句、文法簡單，只要在源碼中插入STYLE語句就可輕易實現頁面內任意文本顏色、背景、邊框、行距、字距的添刪和修飾等功能，就可使網頁更加生動活潑，從而獲得滿意的效果。
2.4 客戶端腳本技術
客戶端腳本是為操控和顯示由服務器端返回的內容而量身定做的。這種方法可以隱藏、顯示網頁組件，移動或者改變顏色和字體，從而實現對用戶事件的反應。顯示或隱藏表單是在網頁上創建下拉菜單的根本。依據鼠標位置顯示相應的窗口支持網頁提示功能。
本系統采用了應用最為廣泛的客戶端腳本語言是Javascript是一種面向對象并在網絡瀏覽器內部運行的腳本語言。它對網頁組件的控制是通過文件對象模式（DOM）實現的，該模式是一種實現與網頁交互的應用程序接口（API）。[4]
2.5 數據庫技術
數據庫是一種存儲數據并對數據進行操作的工具。數據庫的作用在于組織和表達信息，簡而言之，數據庫就是信息的集合。
1) Web數據庫簡介
所謂Web數據庫管理系統是指基于Web模式的DBMS的信息服務，充分發揮DBMS高效的數據存儲和管理能力，以Web這種瀏覽器/服務器（B/S）模式為平臺，將客戶端融入統一的Web瀏覽器，為Internet用戶提供使用簡便、內容豐富的服務。Web數據庫管理系統必將成為Internet和Intranet提供的核心服務，為Internet上的電子商務提供技術支持[7]。
2) SQL Server 2000簡介
SQL Server 2000是企業級網絡關系型數據庫產品， ODBC數據庫引擎提供了與數據庫打交道的途徑，通過它以及來訪問數據庫并對其進行各種操作。Visual Basic、SQL Server 2000以及其他微軟的軟件產品都是通過ODBC數據庫引擎，從而給用戶提供了豐富的數據類型。ADO數據對象模型在數據庫中的信息與將信息顯示給用戶看的程序之間架起了一座橋梁。它提供了用來瀏覽不同記錄的各種跳轉方法，使用微軟公司推薦的ADO對象模型將為以后的擴展帶來便捷。[10]
3 系統設計與開發
3.1 系統研發的目的
畢業生畢業論文(設計)管理系統充分利用網絡的優勢，實現論文管理的網絡化，使原本繁瑣的選題問題簡單，快捷，奏效。解放教輔人員和學生。學生能夠根據教師所提交的題目，在聯網的計算機上隨時選擇，更改自己的論文題目。教師可以在任意聯網的計算機上論文信息，并實現選擇其論文的學生信息的打印。管理員有設置限制選題條件的功能。并能在任意聯網的計算機上對選題信息按班級，教師實現打印。管理員還應有封閉數據庫的權利。
3.2 系統設計思想
本系統利用互聯網Web2.0，采用B/S結構開發。由于本系統在Web環境中使用，網站完成功能比較簡單，主要是對數據的基本操作。因此，使用JSP+JavaBean的開發模式進行開發。以SQL Server 2000數據庫系統技術做為后臺數據庫的支持，通過基于Web技術的系統開發，保證用戶（教師、學生）通過授權可以任何條件下通過網絡登陸，實現相關的服務。系統的系統開放性好，架構靈活，便于維護，在穩定性和安全性方面達到了較高的指標。[5-6]
3.3 畢業生畢業論文(設計)管理系統分析
3.3.1 使用UML用例圖描述系統需求
該系統用戶有三種身份：學生、教師及管理員。學生和教師都可以注冊，更改自己的身份信息，但學生不能改自己的用戶名（學號），而且學生只有在注冊自己的詳細個人信息后才可以進入系統進行論文題目的選擇。學生和教師的用戶名可以由管理員統一。具體描述如圖1、圖2、圖3所示。[8-9]
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圖1 學生用例圖 圖2 教師用例圖圖3 管理員用例圖
3.3.2 系統結構功能分析
從以上對本系統的分析，可將其分成前臺和后臺兩部分。前臺主要是為學生和教師提供，后臺是為管理員（教學秘書）提供。如圖4和圖5給出了前臺和后臺的功能結構圖。
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圖4 前臺功能結構圖
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圖5 后臺功能結構圖
3.3.3 數據庫的設計及實現
本系統主要用到四個數據表：
1) student（學生信息表），該表不但保存學生的基本注冊信息，還包含了學生選擇了哪位教師的選題（即教師編號和選題編號），主要包括：學號（學生ID）、密碼、學生姓名、班級等學生的基本信息和教師ID、論文ID。
2) teacher（教師信息表），該表用于保存教師的基本信息，主要包括教師ID、密碼、教師姓名、教師職稱等等教師的基本信息。
3) article（論文信息表），該表用于保存論文的基本信息，主要包括對應教師的ID、對應教師的論文題目及論文ID等論文基礎信息。
4) admin（管理員表），該表用于保存管理員的基本信息及選題條件的限制，主要包括管理員號、管理員密碼、管理員ID、同一教師選題人數和同一題目選題人數，選題的有效時間等內容。
本系統用到的數據表的關系主要有一個，如表1所示。
表1 表關系
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3.3.4 網站整體設計
畢業生畢業論文(設計)管理系統采用JSP+JavaBean的開發模式。使用的JavaBean如表2所示。
表2 學生畢業論文管理系統使用的JavaBean
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3.3.5 網站結構設計
本系統網站的結構中有多個文件夾，分別存放不同內容與形式的文件。Datebase文件夾用來保存系統的數據庫；css文件夾用來保存系統的樣式表；image文件夾用來保存系統中所需要的圖片；admin文件夾用來保存管理員相關的頁面；student文件夾用來保存學生相關的頁面；teacher文件夾用來保存教師相關的頁面。
3.3.6 系統實現的主要功能
3.3.6.1 個人信息管理
前臺的個人信息管理主要是指用戶（學生/教師）的注冊信息的管理。注冊時必須確保注冊用戶名的唯一性，因此，在保存注冊信息前，需要查詢數據表中是否有相同的用戶名，如果沒有，可以向數據表插入新的記錄然后提示用戶注冊成功；反之，則說明同名用戶存在，需要提示用戶更改。
后臺的個人信息管理主要是指管理員信息的管理。此信息可作為管理員登錄系統、管理系統的通行證，管理員擁有很大的權限，所以更要妥善處理。在這個模塊里主要包括管理員登錄和管理員密碼的更改兩個部分。
3.3.6.2 論文信息管理
論文信息管理分成兩個用戶來完成，教師和學生。其中教師所完成的工作主要有論文信息，更改和刪除論文信息；學生的工作則是選擇、重選論文題目，查看所選論文題目。本系統可以限制每一個教師可帶的學生個數，也可限制每一個題目可供多少個學生來選擇。在這兩個環節中，教師是主導地位，因為只有教師了論文題目信息，學生才能從教師的論文題目中選擇。
3.3.6.3 選題信息管理
選題信息管理分為兩種用戶（即學生和教師）。學生的選題管理功能主要就是對自己所選的論文題目進行查看；教師的選題管理功能就是查看選擇自己論文題目的學生的具體信息，并能夠進行打印。
4 系統的特色及優勢
4.1 方便、簡潔的中文操作界面
本系統的為中文操作界面，操作簡單、直觀，便于用戶理解系統較復雜功能，熟練本系統的操作和應用。
4.2 實用性
本系統為用戶提供了方便、高效率的功能支持，中文操作界面可以使用用戶更好地利用母語優勢，迅速掌握系統的操作技能。該系統不僅具有較完美的支持功能，同時采用了最優化的結構設計，降低了系統構建成本，解決了畢業設計中的一些實際問題，可以說是一個實用型系統。
4.3 可移植性
本系統可以作為校園網中校園辦公的輔助系統，如龐大的教務管理系統平臺，只要數據庫一致，就可以簡單的進行移植。
4.4 具有二次開發能力
盡管本系統是針對我系的實際自主設計開發的，因此可以針對不同用戶進行二次開發，提供有效的技術解決方案，滿足用戶的需求。
4.5 較高的性價比
本系統所需的平臺是TOMCAT，該軟件為免費軟件，操作系統為Windows 2000。硬件環境所用的計算機配置為P4 3.0，512M內存，40G硬盤或以上即可。
5 結束語
實現學院論文管理信息化，把傳統的學生畢業論文管理模式與校園網相結合，充分發揮互聯網使用的方便，高效的優勢，能極大地提高傳統論文管理模式的水平和效率。既有利于教學單位的教輔人員從瑣碎、繁重的管理工作中解放出來，而且又給教師和學生提供了快捷和便利。
本文從系統分析、功能分析、系統設計、數據庫設計等方面，全面敘述了系統的實現過程。采用B/S結構，運用了JSP+SQL SERVER技術實現基于Web技術的畢業生畢業論文(設計)管理系統開發。JSP不僅擁有與Java一樣的面向對象性、便利性、跨平臺等優點和特性，還擁有Java Servlet的穩定性并可以使用Servlet提供的API。在穩定性和安全性方面達到了很高的指標，最大限度地保證了數據的穩定及安全。本系統比較有特點的是對論文選題的條件也進行了限制。分別分為題目和導師兩種限制，不同于以往的選課系統。本系統可以作為校園網中校園辦公的輔助系統，如龐大的教務管理系統平臺，只要數據庫一致，就可以簡單的進行移植。本系統對提高畢業生畢業論文(設計)的質量可以起到積極的作用。
參考文獻：
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一、引言
畢業論文是考察學生的專業知識和基本技能的一個綜合性的作業。但是，隨著畢業設計課題的數量和研究領域的增加，而且就業壓力的影響導致學生無法保證正常的畢業設計時間，使得畢業設計的管理工作和信息收集工作變得復雜和困難。由于高校畢業論文綜合評價的特殊性，目前許多高校對畢業生的畢業導師選擇和論文選題流程沒有一種快捷而高效的方法，因此，我們迫切需要研究和開發一個高效的基于Web畢業設計管理系統對畢業生畢業論文的選擇和完成過程進行規范的管理。
目前國內的部分高校有了相似功能的畢業論文管理系統，其模塊的劃分大同小異，都是為了保證信息的充分共享以及方便用戶的操作。主要有南京農業大學的基于.NET的畢業設計管理系統，功能主要有學生平臺、教師平臺、教務管理平臺、公共數據處理平臺等模塊；電子科技大學畢業設計管理系統，功能主要有教師出題、論文題目的審核、學生選擇論文題目、開題報告審核入庫、畢業論文審核入庫、畢業論文查詢等模塊；中國礦業大學信息工程系畢業設計管理系統，功能主要有：個人查詢、課題查詢、網上指導、請假手續、重要通知、論文格式、論文上載等七個模塊。所有各功能模塊的劃分體現了開發者對數據庫建模的思路。而且在運行模式上，基本上采用的都是分而治之的設計思想，即數據庫信息（如課題、老師、學生、論文等）在各院系中是單獨進行的，在各院系之間及院系與教務部門之間卻沒有提供信息交互的手段。
二、系統概述
（一）總體規劃
基于對目前其他院校的畢業論文管理系統的比較分析，總結其長處，提出了一套高等院校畢業論文管理系統的研究方案。該系統方案基于Web技術，不僅要面向學校不同部門的信息資源的共享，還要解決各部門已有的或將建立的信息系統的資源共享，提高信息資源共享的利用率，系統結構應具有跨平臺訪問不同數據源的機制。在教務信息標準化、規范化的基礎上，對信息進行合理的布局，在提供優質、高效的業務管理和事務處理的同時，使全校師生可以在任一平臺上對畢業論文的信息進行方便地溝通與交流。同時，系統要具有安全高效的通信機制，要有效預防由于Web技術的應用而引發的信息泄密和對保密信息的非法侵入等安全隱患。
（二）系統架構
系統采用三層B/S結構，其原理圖如圖1所示。在這種結構中，應用服務器接收到客戶機的請求頁面指令后，就向數據庫服務器請求有關的數據，數據庫服務器從數據庫中取出相應的數據交給應用服務器，應用服務器將之整合成頁面再返回給瀏覽器[2]。該結構主要特點是：客戶端實現零維護，系統維護和升級方便。軟件程序、數據庫、的信息以及其他一些組件都集中在服務器，用戶除了操作系統及瀏覽器外無需其他軟件，即用戶以Web頁面的形式與系統進行交互。
該系統是通過DCOM或HTTP遠程調用服務器端組件對數據庫進行操作以完成特定的功能。在具體實現上，應用服務器使用通信線程來提供查詢并從后端數據庫服務器獲得結果。應用服務器接收從客戶機通過Web瀏覽器或其他界面軟件發來的信息請求，并連接到服務器上。接著對請求進行處理并從服務器返回信息。然后，應用服務器與數據庫服務器斷開并把請求的信息返回客戶機。使用這種方法時，客戶機不與數據庫保持連接，應用服務器只有在進行請求并接收請求的結果時才與數據庫保持連接?？臻e進程并不占用網絡資源，網絡流量顯著減少，可以更快地進行查詢處理并且響應時間得到了改善。如果許多客戶機都在頻繁請求，可以對這種配置進行更改，使應用服務器能預先與數據庫連接，以降低每次處理客戶機查詢請求時建立連接所需的開銷時間量。
該系統是一個基于Web平臺、涉及畢業論文管理各環節、面向學校各部門以及各層次用戶的多模塊綜合信息管理系統，主要完成畢業設計的申報、選題、論文上傳、論文批閱、在線答疑等功能。其相關的系統功能模塊如圖2所示。
三、系統的相關設計
（一）數據庫設計
由于系統內部數據流量大，數據檢索要求高，用戶通過瀏覽器從后臺數據庫獲取數據信息的響應時間也要滿足需求，在該系統中，表示層使用ASP用來開發網頁，后臺數據庫使用ORACLE作為服務器端的數據庫管理。ORACLE是以高級結構化查詢語言（SQL）為基礎的大型關系數據庫，是目前最流行的瀏覽器/服務器（BROWSER/SERVER）體系結構的數據庫之一，ORACLE8.i以來引入了共享SQL和多線程服務器體系結構，提供了基于角色（ROLE）分工的安全保密管理，支持大量多媒體數據。因此從性能需求上分析，采用ORACLE來完成底層數據庫的開發。
在具體實現上，系統整體ER圖設計如圖3示。
其中，教師數據表包括教師號、教師名、性別、職稱、所屬學院（系）、科研情況、電話、電子郵件、登錄密碼等教師基本信息情況；學生數據表包括學號、姓名、性別、年級、學院、專業、班級、電話、電子郵件、登錄密碼等學生基本信息情況；管理員信息表包括ID號、用戶名、密碼等；課題信息表包括課題號、課題名稱、所屬院系、申報教師、規定人數、實選人數等；論文信息表包括論文號、論文名稱、學生姓名、所屬院系、指導教師等信息。
（二）界面設計
系統界面的設計是創新性的使用了雙樹型結構實現的，即在前臺的WEB系統界面中，針對不同用戶具有不同的操作功能，采用ASP和先進的ORACLE數據庫技術展現了“左-右”雙樹型菜單。其中，左邊的菜單樹上是學生姓名及其已選課題，右邊的樹則是其他已申報的備選課題，通過此雙樹型結構的界面設計，學生在方便的選擇自己所傾向的畢業研究課題，而且還能很便捷地對其選報課題進行修改或調整。同時，由于該雙樹型界面本身所具有的美觀性、友好性以及操作簡便性，從而使得教師和學生在操作的過程中不需要查看幫助文檔就可以輕松地實現各種相關的操作。
（三）安全設計
任何一個應用系統都對安全性有一定的要求，即數據的保密性和可靠性。而畢業設計管理信息系統涉及到學生檔案等重要信息，其安全性是非常重要的。該系統的安全性，從下面三個方面來實現。
1.分級授權安全管理。該系統采用分層授權安全管理，用戶分五種權限：超級管理員、一般管理員、教師、學生、過客。用戶登錄系統時，讓用戶錄入用戶名（或者是帳號）和密碼，不同的用戶具有不同的權限。在安全性上采用多級認證體系對各級用戶分級授權，同時各級用戶的操作痕跡相互制約，并采用雙密碼保證超級管理員密碼的內部安全。
2.數據庫的安全性。數據庫的安全性是由Oracle數據庫系統本身的安全機制進行控制。Oracle數據庫的安全性體現在它對用戶、權限、角色和用戶配置文件的管理上。用戶是由管理員建立并授權的一個數據庫帳戶，每一個企圖使用Oracle的用戶都必須得到一個合法的用戶帳戶和口令，只有用合法的帳戶和口令連接數據庫成功才能操作數據庫對象。每個Oracle數據庫都有一個叫做DEFAULT的配置文件，它被賦予數據庫中所有已經存在的用戶和新創建的用戶。在系統中通過修改該配置文件，對數據庫所有用戶都限制為使用特定資源。
3.Web服務器安全保障。Web服務器的安全依賴于校園網的安全，同時對web服務器特殊的安全措施。外網用戶通過校園網的VPN技術與web服務器進行通信，在校園網出口處部署網絡防火墻，同時在Web服務器上主機防火墻和入侵檢測系統，對系統進一步防護和監測。另外，通過定時的安裝補丁、及時升級、關閉不必要的服務進一步加強了Web Server層和操作系統的安全。
四、系統性能的優化
由于系統基于B/S三層架構，其性能具有很好地可擴展性和可維護性。為了提高程序的性能，應用服務器采用多線程通信技術，實現多線程服務器和連接管理器與數據庫服務器的預先連接，及時、準確、可靠地采集和傳輸信息[5]。在該技術的具體實現上，采用的是搶先式多任務，使得系統能執行多個進程，而每個進程也可以同時執行多個線程，且進程中的線程是并行執行的。系統不停地在多個線程之間切換，由于時間很短，看上去多個線程是在同時運行。使用這種方法時，客戶機不需要與數據庫始終保持連接，應用服務器只有在進行請求并接收請求的結果時才與數據庫保持連接?？臻e進程并不占用網絡資源，網絡流量顯著減少，可以更快地進行查詢處理并且響應時間得到了改善。多線程服務器和連接管理器用于保持與服務器的固定預先連接，這樣連接可以重復使用。同時可以在很大程序上提高系統的并發性。這就更加有效地保證了各級用戶在不同地點可以同時訪問系統中的數據，加強了系統數據共享能力，提高了系統的性能。
五、結論
本文所討論研究的高等院校畢業論文管理系統采用了當前流行的B/S結構、Internet網絡技術和網絡安全技術等，突破了原先使用地域的局限性，使整個校園網甚至Internet上的用戶都可訪問系統。用戶可在多地域、任意時間段以不同身份來訪問系統中的數據，大大加強了系統數據共享的能力，有效地促進了學校畢業論文管理的科學化、信息化。系統的應用能夠高等院校節約了大量的人力、物力和財力，使高等院校的畢業論文管理水平得到大幅度的提升，同時在社會上也能夠產生了良好的影響。
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[5]趙建偉.γ遙測數據遠程通信系統的設計與實現[J].計算機工程與設計，2007，28（16）：3849-3851.
1.國內外研究現狀
隨著教育產業化進程的逐步推進，許多高校走上了強強聯合的道路，高校的規模不斷的擴大，為合理的利用教學資源，加強教學管理工作，對學生進行網絡化管理已經成為一種趨勢。目前，很多高校都具備了相關的管理軟件對學生的學籍、成績等都采用了網絡化管理技術，但畢業論文的管理大多采用單機管理模式。這種管理模式只能簡單的完成論文的輸入和輸出工作，而畢業設計過程中如：出題、選題、資料交流論文檢查等任務只能靠師生的手工操作來實現。
國外高校很早就開發了實現畢業論文管理網絡化的系統，如英國諾丁漢大學很早就開發了專門的畢業論文管理系統用于實現畢業設計的網上雙向選擇，國內高校近幾年也有了相關軟件來實現畢業論文設計的網絡化管理，但在服務范圍、服務質量、機構設置等方面與國外高校相比都存在一定的差距，造成這種現狀的原因是國外信息化建設起步早，網絡應用及設計都更見成熟并具有穩定的技術隊伍，網絡發展穩定，而國內信息化的建設與國外相比就顯得起步較晚，雖然發展迅猛，但由于缺乏像國外那樣成熟的網絡技術加上信息化發展時間較短。在實現校園管理信息化的進程中，國內各高校面臨既要不斷投資購建各種硬件、軟件和網絡，又要不斷開發各類應用于教學、教務、科研、辦公管理等應用系統的兩大難題，在信息起步晚，技術隊伍不穩定規模不大的背景下，國內高校經過發展雖然也初步形成了具有一定規模的信息化建設體系，但是由于整體信息化程度落后，信息化建設任務多而重、經費短缺，理論體系不完善等原因，導致國內高校教務管理系統仍然不完善。
2.高校畢業論文信息管理系統研究的主要內容
高校畢業論文管理信息系統的設計采用ASP的C#編程技術和SQLserver2000數據庫工作平臺結合Dreamweaver作為開發工具進行設計，本系統研究的最終目的是實現以下功能：
（1）學生：能實現選擇自己的導師及畢業論文設計題目，瀏覽公告、修改信息、給導師留言等功能。
（2）導師：能夠通過網站給學生畢業設計的課題，供學生選擇；可以瀏覽本站的所有信息，可以給自己的學生、其他教師和管理員進行留言，并查收自己的留言。
（3）管理員：可以對學生、導師、通知等的基本信息進行修改、刪除等的操作。
3.高校畢業論文信息管理系統功能介紹
系統的主要功能是通過幾個功能模塊來實現的。具體的設計過程如下：
（1）系統登錄模塊：將用戶分為學生、教師和管理員三種不同的角色登錄以實現用戶權限的管理，加強系統的安全性及穩定性。
（2）學生模塊：①查看通知②查看論文題目導師信息并進行選擇③留言：提供學生和導師之間的相互留言。
（3）導師模塊：①查看通知②提交論文題目③留言：提供學生和導師之間的相互留言。
（4）管理員模塊：編輯、刪除、添加用戶，對老師論文題目進行審核，查看修改學生基本信息、導師基本信息、學生和導師之間的留言等，對系統進行全面管理。
4.畢業論文管理信息系統的設計
系統要具備易操作、美觀、安全等特點，所以在對系統進行外觀設計時，要充分考慮到網站的可視性及美觀性，界面設計要力求達到層次分明、簡單大氣、兼顧美觀、突出重點、有吸引力等特點。在系統的后臺代碼設計上要能夠精煉，確保系統的穩定性及安全性。
4.1 系統登陸界面的設計
系統的登錄界面能起到管理系統安全性的作用，高校畢業論文管理信息系統的用戶名和用戶密碼保存在用戶表中，本系統有三種權限學生用戶：學生、導師和管理員。不同的用戶在不同的角色選框中進行登陸，系統通過在用戶表中加入power屬性來判斷用戶的權限并進行身份驗證，若用戶名和密碼都正確，系統將跳轉到與角色相對應的頁面，若用戶或密碼錯誤，則提示“您必須輸入有效的用戶名和密碼的提示信息?！?/p>
4.2 系統主要界面設計
本系統的主要界面如下：
（1）學生選題界面：本界面主要包含我的信息、修改密碼、修改資料、可選題目、幫助信息、打印本頁、退出等選項，學生從登錄界面正確登錄后將跳轉到本頁面，學生在本界面可以根據自己的實際情況進行相應的操作，可進行修改個人的資料修改密碼，查看可選題目及教師相關信息等操作。
（2）學生個人資料修改界面：本界面的提供學生的基本信息修改功能，學生可在本界面下對自己的功能進行修改和完善。
（3）教師提交選題界面：本界面主要功能是讓教師通過本網站進行畢業論文題目及論文說明的，通過本界面提交畢業論文題目，在通過管理員審核后即可作為學生選題。
（4）系統功能設定界面：此界面是在管理員模塊中的一個子模塊，通過本界面的相關操作，可以實現對選題系統、添加課題、審核課題、學生注冊等功能的開通和關閉操作、實現網站的分時處理，在相應時刻提供相應操作，減少了系統的開發加大了系統的安全性。
（5）審核題目界面：本界面羅列出各教師的相關畢業論文課題的相關信息，通過本界面可以知道老師的畢業論文所面向的專業、學生選擇狀態的信息，通過功能選項可實現對教師作廢畢業論文的刪除操作。
5.畢業論文管理系統的測試
中圖分類號：TP393
文獻標識碼：A
文章編號：1009-2374(2011)27-0046-02
一、概述
遠程教育是指使用電視及互聯網等傳播媒體的教學模式，它突破了時空的界線，有別于傳統的，需要安坐于課室的教學模式，使學員不需要到特定的地點上課，透過電視廣播、互聯網、輔導專線、課研社、面授(函授)等多種不同渠道就可以隨時隨地地進行在線學習。
現代遠程教育主要利用計算機網絡通信技術和多媒體技術，以及運用這些技術所建立的具有雙向交互功能的教學平臺進行教學。它的發展在構建終身教育體系和學習型社會中發揮著不可替代的作用。在遠程教育的教學中，畢業論文是完成專業培養目標非常重要的教學環節，也是培養學生綜合運用所學基本理論知識提高分析問題和解決問題能力的重要有效手段。高校想要更好的完成畢業環節的教學設計，把好畢業論文的質量關，需要規范畢業論文的基本管理制度以及選題、指導和答辯等相應環節的關鍵內容，同時應著力建設絡管理系統，學生可以依托系統進行論文寫作，指導教師能夠基于系統進行遠程指導，教學管理人員也能應用該系統對畢業論文進行全面的管理。這樣的管理平臺，既能規范畢業論文的流程，強化畢業論文指導工作的過程性管理和監控，也能夠充分利用各種網絡通信工具，促進師生之間基于網絡的交互，為學生遠程學習提供豐富的支持和幫助。
本文圍繞畢業論文管理系統的管理模式、應用對象和管理流程，對基于網絡的遠程教育畢業論文管理系統的功能構架進行了闡述，這對引導遠程教育實踐機構充分利用網絡和現代教育技術促進畢業論文的質量提升有較好的現實意義。
二、畢業論文管理系統的管理模式
遠程教育畢業論文管理系統應以網絡為支撐，由遠程教育實踐機構統籌規劃、控制，學習中心、函授站組織實施。其中，實踐機構全面負責畢業論文的組織與管理工作，包括制定畢業論文時間安排、確定畢業環節、安排指導教師、及最終的審查、評估成績；各學習中心、函授站負責本教學點的畢業論文的組織與運行，督促學生及時做好畢業論文的各環節。
三、畢業論文管理系統應用對象
管理系統應以用戶為導向的原則進行針對性的設計，主要設計包括管理員、學生、教師、教學站在內的四個用戶。
(一)教學教務管理員和系統管理員
教學教務管理員對有資格參加畢業論文設計的學生進行審核，查看學生學分是否達到要求、是否繳費等，負責安排專業指導教師，并向系統提交學生和專業指導教師的基本信息，解決好論文設計過程中師生的訴求，協調好教師與學生的工作，對教學教務過程中的數據進行存檔。
系統管理員負責權限分配，對學生、指導教師、教學站的權限進行管理，對畢業設計各過程中的數據做好備份和維護工作，按論文設計時問安排及時設定系統功能開放關閉時間等。
(二)學生
管理系統中學生自身的信息，按階段完成畢業論文的任一流程，包括選題、定題、上傳開題報告、上傳論文初稿、上傳論文終稿等。
(三)教師
管理系統中教師的信息，按階段完成畢業論文的指導流程，其中包括提供選題方向，與學生協商交流后的定題審核，在論文設計的過程中給予學生指導、答疑，并對每一階段給出得分和評語，開題評審、初稿評審以及終期評審。
(四)教學站
管理系統中本站信息及本站學生信息，隨時查看論文設計流程，督促學生及時做好每一環節，協調好遠程教育實踐機構與學生關系，解決論文設計中的一系列問題。
四、畢業論文管理系統的管理流程
對于初次參加畢業論文的學生，可以采用選配課的方式由學習平臺進入論文管理系統，其中包括：設置畢業論文資格所需學分線、生成畢業論文資格名單、選配課、繳費、同步數據到論文管理平臺；對于已參加過而未通過的學生實行畢業論文重修報名。整個畢業論文設計流程包括：選題、定題、上傳開題報告、上傳論文初稿、上傳論文終稿、成績評定、成績公布。
(一)前期準備
前期準備主要包括：教學教務管理員根據學期教學計劃制定畢業論文工作時間安排；教學站管理員根據學院安排，組織學生查看相關文件，了解畢業論文設計的步驟、完成時間和具體要求。
(二)選配課(重修報名)和繳費
系統根據設置的條件學分線生成符合的學生名單，將畢業論文作為一門普通學分課程選配課，進入繳費環節。參加畢業論文設計的學生只有成功繳費之后才有資格進入畢業論文環節。
(三)選題、定題和開題
學生可先白定或在給定的范圍內選擇課題名稱，然后根據所選方向進行修改，與指導教師交流后最終確定論文題目。在上傳開題報告后，指導教師指導學生確定論文的主要內容及進度安排，教學站管理員可以隨時查看統計學生的開題情況，督促學生及時上傳開題報告，教學教務管理員及時督促指導教師進行審核、指導。
(四)論文初稿和終稿
學生上傳論文初稿之后，指導教師可以下載查看論文初稿，對論文的內容、結構、格式進行審查、修改，填寫指導意見。學生可及時查看指導教師的意見，根據意見對論文進行修改，在截止日期之前形成論文終稿。
(五)成績評定、公布和導出
為保證小區的供水正常，利用PLC控制的變頻調速恒壓供水系統，按照用戶的需求按需調節水泵流量，根據夜間用水少可以只開一個小流量泵，并滿足用戶的流量需求，使真個系統始終保持高效節能的最佳狀態。
關鍵詞： 變頻器 可編程控制器 恒壓供水
ABSTRACT
This design plan mainly use the variable pumps control system of a frequency conversion controls several water pumps. Designs a set of one kind of frequency this system may act according to pipe network instantaneous pressure variation, control add or decrease pump. Doing this can make output of pipe network constant pressure value and satisfy the need of user. Consequently the system can be maintained the state of high efficiency and energy saving. This system may revise the parameter instruction (for example pressure to suppose definite value, control order, control the quantity of electrical machine, pressure lower limit, the PID value, adds and subtracts fast time and so on); It has the consummation electrical safekeeping measure can judge oneself and alarm the over-current, over-pressure, less-pressure, the overload, the stop of water supply and so on.
In order to make sure regular water supply , the water supply system used PLC and frequency conversion, a low power pump can be used during night. The pump may satisfy needed water supply at that time. The system can be in state of high efficiency and energy saving.
Key words : Frequency conversion PLC constant pressure water supply
目 錄
摘要………………………………………………………………………
Abstract…………………………………………………………………
第1章 緒論……………………………………………………………
1.1 引言……………………………………………………………… 1.3 PLC的發展概況…………………………………………………
1.4 本文的主要研究內容……………………………………………
第2章 水泵調控技術………………………………………………….
2.1 水泵調控技術……………………………………………………
2.1.1 水泵參數……………………………………………………. 2.2 常用的調速方式…………………………………………………
2.3 供水系統變頻調速運行的工作原理……………………………
第3章 方案的基本的選擇…………………………………………….
3.1 PLC的選擇………………………………………………………
3.1.1 PLC的組成…………………………………………………. 3.1.3 PLC的主要功能……………………………………………
3.1.4 PLC的選擇………………………………………………….
3.2 變頻器的選擇……………………………………………………
3.2.1 變頻器的特點……………………………………………….
3.2.2 變頻器的種類……………………………………………….
3.2.3 變頻器的選擇……………………………………………….
3.3 壓力傳感器的選擇………………………………………………
第4章 變頻調速恒壓供水系統的設計………………………………
4.1 系統的方案設計及工作過程……………………………………
4.1.1 系統的方案設計……………………………………………. 4.2 控制系統硬件設計…………………………………………..
4.2.1 主電路設計……………………………………………...
4.2.2 控制電路設計…………………………………………...
4.3 PLC程序設計………………………………………………..
4.3.1 控制系統主程序設計…………………………………..
4.3.2 控制系統子程序設計…………………………………...
4.4 顯示…………………………………………………………..
第5章 PID算法在變頻調速恒壓供水系統中的應用……………….
5.1 PID控制及其調節規律……………………………………….
5.1.1 經典PID控制及調節…………………………………… 制……………………………………………
5.2 數字PID控制器的設計………………………………………
5.2.1 數字控制器的設計方法………………………………….
5.2.2 PLC的PID模塊分析研究………………………………
結論……………………………………………………………………….
致謝……………………………………………………………………….
附錄1……………………………………………………………………..
附錄2……………………………………………………………………..
緒 論
1.1引言
隨著城市高層建筑供水問題的日益突出，隨著城市化進程的加快，越來越多的人涌進城市，因而對城市供水提出了越來越高的要求，保持供水壓力的恒定，提高供水質量是相當重要的。同時要求保證供水的可靠性和安全性。而用戶用水的多少是經常變動的，因此，供水不足或供水過剩的情況時有發生。而用水和供水之間的不平衡集中的反映在供水的壓力上，用水多而供水少，則壓力低；用水少而供水多，則壓力大。保持供水的壓力恒定，可使供水和用水之間保持平衡，即用水多時供水也多，用水少時供水也少，從而提高了供水質量。以前大多采用傳統的水塔、氣壓罐式的增壓設備，或是通過在樓頂建蓄水池來實現的，蓄水池中的水是由一個或多個水泵提供，而且這些水泵電機有很大一部分是不能變速的拖動系統，不能變速電機的電能大多消耗在為了適應供水量的變化而不得不頻繁的啟、停水泵中。這樣不但會使水泵電機工作在低效率區，縮短電機的使用壽命，而且電機的頻繁啟動和停止會產生很大的沖擊，從而導致設備故障率很高，造成水資源的嚴重浪費，而且使系統的維護、維修費用較多，工作量較大。并且這些水泵都是以高出實際用水高度的壓力來提升水壓，其結果增大了水泵的軸功率和能量損耗。
隨著社會主義現代化建設的迅速發展和人們住房條件的提高，高位生活用水和工業用水逐漸增多，傳統的控制方法已經落后。以前采用人工進行控制蓄水池的水位，由于不可能每時每刻對水位進行準確的定位監測，并且帶有很大的主觀性，所以很難準確控制水泵電機的起停；使用浮子或其它機械水位控制裝置使供水狀況有了一些改善，但由于機械控制裝置的故障率高，可靠性差，給日常維護和維修帶來很大的麻煩。
針對以上所存在的問題，結合工控行業的發展，特別是PLC和變頻技術在社會各個領域的應用，可以用它來解決水壓控制系統存在的以上問題。并且變頻技術在城市供水領域有節能、安全與恒壓方面的優越性。
為了實現供水的自動控制，一般選用以單片機與變頻器或PLC與變頻器結合為核心，這樣所構成的系統都能達到較為理想的控制效果。對PLC與單片機在供水系統中應用的一些主要方面做了簡單的比較如表1所示：
表1 PLC與單片機在供水系統中應用的比較
硬件 軟件 抗干擾能力 經濟成本
單片機 電路相對復雜
需要有較多的外圍元件 程序設計復雜
程序修改麻煩 較差 低
PLC 體積小、高集成
有多種擴展模塊 編程簡潔直觀
程序修改簡單 很強 高
通過上表的比較，從經濟方面考慮，由于PLC工藝的日漸成熟，小型PLC的成本與單片機相差不大，為了實現通用性，要求能夠根據現場的使用情況方便的修改、調整系統控制參數，對于供水系統來說，時間參數變化較多，與單片機相比PLC的軟件中時間參數的調整更簡單。
基于以上原因，選用了PLC與變頻器結合來實現對高樓的恒壓供水，再加上變頻器內置的PID調節與DBS 316A型壓力變送器，使軟件程序的設計簡單化，硬件接口簡易可行、提高系統運行的可靠性，特別是整個系統的穩定性和抗干擾能力很強，不僅改變傳統用閥門控制水量的多少，也改善了傳統控制方法的故障率較高的弱點，而且在節能、恒壓控制等方面均有非常好的使用效果。
國外生產的變頻器國威通用型且單機控制（即一臺變頻器拖動一臺電機），功能主要是限定在頻率控制、升降速控制、正反轉控制、起制動控制及各種保護功能。應用在中、大容量的變頻恒壓供水系統中，為了滿足供水量大小需求不同時，保證水管管網壓力恒定，需在變頻器外部提供壓力閉環調節；多臺水泵的循環控制需外部提供邏輯控制；在變頻與工頻電源的切換技術上，大多采用主電路串接軟啟動器降壓啟動的方法。八十年代中期進入中國市場的日本公司Samoc，近期推出了獨有的恒壓供水基板，備有“變頻泵固定方式”、“變頻泵循環方式”兩種模式。它將PID調節器和PLC可編程控制器等硬件集成在變頻器控制基板上，通過設備指令代碼實現PLC和PID等電控系統的功能，只要搭載配套的恒壓供水單元，便可直接控制多個內置的電磁接觸器工作，可構成最多7臺電機（泵）的供水系統。該設備簡化了電路結構，提高了系統的可靠性，降低了設備成本，但其輸出接口的擴展功能缺乏靈活性，并且限制了帶負載的容量，因此使用范圍受到限制。
目前國內有不少公司在做變頻器恒壓供水的工程，大多采用國外的變頻器控制水泵的轉速，水管管網壓力的閉環調節及多臺水泵的循環控制，有的采用可編程控制器（PLC）予以實現；有的采用單片機及相應的軟件予以實現，本文組要采用的是PLC控制。這兩種控制方案，從可靠性方面來講，PLC優于單片機，從經濟性方面來講，單片機優于PLC。在變頻與工頻電源的切換技術上，多數采用前面提及的主電路串接軟起動器的方法進行降壓起動，也有采用切換時封鎖變頻器的控制脈沖，使變頻器輸出為零，切換到工頻電源上。這兩種方法，前者容易實現，軟啟動器一般為成品部件，但設備投資較大；后者設備投資少，但頻率波動大，易引起水管管網壓力不穩定。深圳華為電氣公司看到了變頻恒壓供水的潛在市場，于近期推出了恒壓供水專用變頻器（5.5KW～45KW），無需外接PLC和PID調節器，可完成最多4臺水泵的循環切換、定時起停和定時循環。該變頻器將壓力閉環調節與循環邏輯控制功能集成早變頻器內部實現，其輸出接口限制了帶負載的容量，因此只適用于中小容量的系統。
可以看出，目前在國內外變頻調速恒壓供水控制系統的研究中，對于大中容量恒壓供水系統存在的水壓閉環控制和變頻電源與工頻電源的無擾動平穩切換問題沒有得到根本解決。因此，有待于進一步研究改善變頻恒壓供水系統的性能并且降低種大容量系統的投資成本。
1.3 PLC的發展概況
PLC是以微處理器為基礎，綜合計算機、通信、聯網以及自動控制技術而開發的新一代工業控制裝置。它問世于20世紀60年代，當時的PLC功能都很簡單，只有邏輯、定時、計數等功能；硬件方面用于PLC的集成電路還沒有投入大規模工業生產，CPU以分立元件組成；存儲器為磁心存儲器，存儲容量有限；用戶指令一般只有二三條，還沒有成型的編程語言；機型單一，沒有形成系列。一臺可 編程控制器最多只能替代200～300個繼電器組成的控制系統，在體積方面，與現在的可編程控制器相比，可以說是龐然大物。
進入70年代，隨著中小規模集成電路的工業化生產，可編程控制器技術得到了較大的發展?？删幊炭刂破鞴δ艹壿嬤\算外，增加了數值運算、計算機接口、模擬量控制等；軟件開發有自診斷程序，程序存儲開始使用EPROM；可靠性進一步提高，初步形成系列，結構上開始有模塊式和整體式的區分，整機功能從專用向通用過渡。
70年代后期和80年代初期，微處理器技術日趨成熟，單片微處理器、半導體存儲器進入工業化生產，大規模集成電路開始普遍應用?？删幊炭刂破鏖_始向多處理器發展，使可編程控制器的功能和處理速度大為增強，并具有通信和遠程I/O能力，增加了多種特殊功能，如浮點運算、三角函數、查表、列表等，自診斷和容錯技術也迅速發展。 進入21世紀，可編程控制器仍保持旺盛的發展勢頭，并不斷擴大其應用領域，如為用戶配置柔性制造系統和計算機集成制造系統。目前可編程控制器主要向兩個方向擴展：一是綜合化控制系統，它已經突破了原有的可編程控制器的概念，將工廠生產過程控制與信息管理系統密切結合起來，這種發展趨勢帶來工業控制的一場變革，實現真正意義上的電子信息化工廠；二是微型化的可編程控制器使得控制系統可將觸角延伸到工廠的各個角落。隨著世界經濟一體化進程的加快，在技術發展的同時，發達國家更加注重了對可編程控制器的知識產權的保護，國際大型可編程控制器制造商紛紛加入了可編程控制器的國際標準化組織，他們利用許多技術標準建立了符合他們經濟的技術保護壁壘。
1.4本文的主要研究內容
經過系統分析，并結合供水生產實際，本次研究的主要內容和目標是基于PLC的單臺變頻器拖動多臺電機變頻運行的恒壓供水系統的研制，該系統利用變頻器實現水泵電機的軟起動和調速，同時把水泵電機控制納入自動控制系統。整個系統的操作控制實現自動化管理，設備管理達到最優效果，運行調節達到最佳節能。具體而言，論文包括以下內容：
1.對水泵電機的調控技術進行分析。
2.介紹了基于PLC的變頻調速恒壓自動控制供水系統，該系統由一臺變頻器拖動多臺水泵電機變頻運行。壓力傳感器采樣管網壓力信號經PID處理傳送給變頻器，變頻器根據壓力大小調速電機轉速，保證管網的壓力恒定。重點對變頻調速恒壓供水系統的構成和工作過程，控制系統的硬件設計和PLC程序設計進行研究。
3. 對PID控制器的基本原理的介紹。
第2章 水泵調控技術
2.1水泵調控技術
水泵廣泛應用于國民經濟的各個行業中，但在供水行業中，普遍采用的是離心式葉片泵，也稱離心泵。離心泵是利用葉輪旋轉時產生離心力的原理工作的。在啟動前必須使泵和進水管充滿液體，當葉輪在泵殼內高速旋轉時，液體質點在離心力的作用下被甩向葉輪邊緣，并匯集到泵殼內，使液體或的動能和壓能，并沿著出水管道輸送出去。
在供水企業中，水泵的電能消耗及設備維護管理費用，在生產成本中占有很大的比例。水泵電機作為一種高耗能通用機械，其耗電量占全國總耗電量的21%以上，具有很大的節能潛力。由于常規恒速供水系統是采用常規的閥門來控制供水量的，而軸功率與轉速的三次方成正比，造成相當部分的電能消耗在閥門和額定轉速運行下的電機。因此，這種調控方式雖然簡單，但從節能的角度來看，很不經濟。近年來，電機調速技術的應用，為水泵電機的節能開辟了一個新途徑。
它可以通過調節電動機的轉速來適應水量和水壓的變化，使水泵始終在高效區工作，將大大降低水泵的能耗，合理地進行設備的管理與維護，對節約能源和提高供水企業的經濟效益具有極其重要的意義。
2.1.1水泵的工作參數
水泵的工作參數共有六個，即：流量、揚程、功率、效率、轉速及允許吸上真空高度或氣穴余量。
1.流量Q
水泵流量是指水泵在單位時間從水泵出水口排出的水量，可分為體積流量和質量流量兩種。
2.揚程H 3.功率P
水泵的功率有有效功率和軸功率兩種。有效功率為泵內液體實際所獲得的凈功率，可以根據流量和揚程來計算。軸功率是水泵在一定流量揚程下運行時所需的外來功率，即由動力機傳給水泵軸上的功率。軸功率不可能全部傳給液體，而要消耗一部分功率后，才成為有效功率。
4.效率
水泵效率標志著水泵傳遞能量的有效程度，亦即反映了泵內功率損失的大小，是一項重要的技術經濟指標。它由泵內水力效率、機械效率和容積效率等三個局部效率組成。
5.轉速n
轉速是指葉輪每分鐘的轉數。水泵銘牌上所標明的額定轉速是設計工況時的轉速，當轉速改變后，水泵的工作性能也隨之改變。
6.允許吸上真空高度或臨界氣穴余量
二者是表征水泵吸水性能或氣穴性能的參數，它們是確定水泵安裝高度和評述水泵發生氣穴與氣蝕問題的主要參數。
（1）供水系統的基本特性和工作點 管阻特性是以水泵的轉速不變為前提，表明閥門在某一開度下，揚程H與流量Q之間的關系曲線H=ƒ(Q)，如圖1-2所示。管阻特性描繪了水泵的能量用來克服泵系 統的水位及壓力差、液位在管道中流動的阻力變化規律。由圖可知，在同一閥門開度下，揚程H越大，流量Q也越大。由于閥門開度的改變，實際上是改變了在某一揚程下，供水系統向用戶的供水能力。因此，管阻特性所反映的是揚程H與供水流量間的關系H=ƒ()。
揚程特性曲線和管阻特性曲線的交點，稱為供水系統的工作點，如圖2-1中的點。在這一點，供水系統既滿足了揚程特性，也符合了管阻特性。即：用戶的用水流量和供水系統的供水流量處于平衡狀態，系統穩定運行。
圖2－1 供水系統的基本特性與工作點
（2）水泵調速運行的節能原理
在供水系統中，通常是以流量為控制對象，常用的控制方式為閥門控制法和轉速控制法。閥門控制法是通過調節閥門開度的大小來調節流量，而水泵電機轉速保持不變，其實質是通過改變水路中的阻力大小來改變流量的，因此，管組特性將隨閥門開度的改變而改變，但揚程特性不變。轉速控制法是通過改變水泵電機的轉速來調節流量，而閥門開度保持不變，其實質是通過改變水的勢能來改變流量，因此，揚程特性將隨水泵轉速的改變而改變，但管阻特性不變。
采用變頻調速的供水系統屬于轉速控制法，其工作原理是根據用戶用水量的變化自動地調節水泵電機的轉速，始終保持管網水壓恒定，即：用水量增大，電機加速；用戶水量減小，電機減速。圖2－2為管網及水泵的特性曲線。
圖2－2 管網及水泵運行的特性曲線
供水量高峰期水泵工作在A點，流量為，揚程為。當供水量要求從減小到時，若采用恒速泵供水，必須關小閥門，這時閥門的摩擦阻力變大，管阻特性曲線變為，揚程特性曲不變，而揚程則從上升到，運行工況從A點移到B點，此時水泵輸出功率為(0,, B, )圍成部分；若采用恒壓()、變速泵（）供水，管網特性曲線變為，揚程特性變為曲線，工作點從A點移到C點，此時水泵輸出功率為(0,, C, )圍成的部分。比較兩者，其節能為(, , B, C)圍成的陰影部分。而且根據水泵變速運行的相似定律，變速前后的流量、揚程、功率與轉速之間的關系為：
式中： 、、為轉速時的功率、揚程、流量
、、為轉速時的功率、揚程、流量
由上式可以看出，水泵在轉速控制時，電機轉速變慢，軸功率就相應的減少，電機輸入功率也隨之減少，軸功率于電機轉速成三次方的關系下降。
由此可見：在供水系統輸送同樣流量的情況下，轉速控制時的揚程比閥門控制時小得多，所需要的供水功率也比閥門控制方式小得多，兩者之差是轉速控制方式節約的供水功率，它與圖中的陰影部分成正比。當流量從0～之間不斷變化時，節能為圖中(, A 圍成的面積,可見其節電效果顯著。
2.2常用的調速方式
水泵多配用交流異步電動機拖動，當電機轉速降低時，既可節約能量，經濟效益十分顯著。由異步電動機的轉速公式：
＝ 式（2-1）
其中： 為異步電機的理想空載轉速；
為異步電機轉子轉速；
為異步電機的定子電源頻率；
為靜差率，。
改變電動機極對數，改變靜差率及改變電源頻率都可以改變轉速。常用的調速方式有變級對數調速，變頻調速和可控硅串級調速三種方式。
1. 變級對數調整
在電源頻率一定的情況下，電動機的同步轉速與極對數成反比，改變電動機極對數，就可以改變轉速。通過改變定子繞阻的接線方法來改變極對數。這種調控方式控制簡單，投資省，節能效果顯著，效率高，但需要專門的變極電機，是有極調速，而且級差比較大，只適用于特定轉速的生產機器。對于我的設計不適用。
2. 變頻調速
變頻調速是將電網交流電經過變頻器變為電壓和頻率均可調的交流電，然后供給電動機，使其可在變頻的情況下運行。
改變電動機定子頻率可以平滑地調節同步轉速，相應的也就改變轉子轉速，而轉差率可以保持不變或很小。但對電動機來說，定子頻率改變后，其運行影響，如果電壓不變，頻率增加時，磁通減少，電動機轉矩下降，嚴重時會使電動機堵轉；頻率減少，磁通增加，會使磁路飽和，勵磁電流上升，導致鐵心損失急劇增加而發熱，使不允許。因此在實用上，要求調速的同時，高變定子電壓，保持磁通基本不變，既不使鐵芯發熱，有保持轉矩的不變。變頻技術對水泵電動機進行調整，以獲得優良的運行特性和明顯的節能效果，是目前常用的技術。
3. 可控硅串級調速
它是把異步電動機轉子電勢經過整流――逆變后回饋給電網，回收功率就是轉差功率，當改變逆變角時，逆變電勢、轉差功率、轉差率都 將隨之改變，從而達到調整的目的。
這種方法的最大優點是由于它可以回收轉差功率，節能效果好，且調整性能也好，但由于線路過于復雜，還需一臺與電動機相匹配的變壓器增加了蹭環節的電能損耗，帶來了成本高，占滴水泵房面積大等缺點而影響它的推廣價值。因此，在本論文，我不采用。
2.3 供水系統變頻調速運行的工作原理
變頻恒壓供水系統主要由水泵、電動機、管道和閥門等構成。通常由籠式異步電動機驅動水泵旋轉來供水，并且把電機和水泵作成一體。變頻供水系統是通過變頻器調節異步電機的轉速，從而改變水泵的出水流量而實現恒壓供水的。因此，供水系統變頻的實質是異步電動機的變頻調速。
異步電動機的變頻調速是通過改變定子供電頻率來改變同步轉速而實現調速的。
異步電機的轉差率定義為：
式（2-2）
異步電機的同步速度為：
= 式（2-3）
異步電機的轉速為：
式（2-4）
其中； 為異步電機的理想空載轉速；
為異步電機轉子轉速；
為異步電機的定子電源頻率；
為異步電機的極對數。
從上式可知，當極對數不變時，電機轉子轉速與定子電源頻率成正比，因此連續調節異步電機供電電源頻率，就可以連續平滑地調節電機的同步轉速，從而調節其轉子的轉速。
變頻調速時，從高速到低速都可以保持有限的轉差率，因而變頻調速具有高效率、高精度、調范圍廣平滑性較高、機械特性較硬的優點，調速性能可與直流電動機調速系統相媲美。因此，變頻調速是交流異步電機一種比較合理和理想的調速方法，其頻率調節時的機械特性曲線如圖2－3所示。
圖2－3異步電動機變頻調速時機械特性曲線
第3章 方案的基本的選擇
3.1 可編程控制器PLC的選擇
可編程邏輯控制器簡稱PLC，是以微處理器為基礎，綜合計算機技術、自動化技術和通訊技術而發展起來的一種新型工業控制裝置。它將傳統的繼電器控制技術和現代計算機信息處理兩者的優點結合起來，成為工業自動化領域中最重要、應用最多的控制設備。
3.1.1 PLC的基本結構
PLC的類型繁多，功能和指令系統也不同，但是結構與工作原理則大同小異，通常由中央處理單元CPU、存儲器、輸入輸出等部分組成。如圖3-1所示：
圖3-1 可編程序控制器的基本結構
1．主機
主機部分包括中央處理器、系統程序存儲器、用戶程序及數據存儲器、輸入輸出擴展接口、外部設備接口和電源等部分組成。中央處理器是PLC的核心部分，它包括微處理器和控制接口電路，用于運行用戶程序、監控輸入/輸出接口狀態、作出邏輯判斷和進行數據處理，將結果送到輸出端，并響應外部設備的請求以及進行各種內部判斷等。
2．輸入/輸出(I/O)接口 I/O接口是PLC與輸入/輸出設備連接的部件。輸入接口接受輸入設備的控制信號。輸出接口是將主機經處理后的結果通過功放電路去驅動輸出設備。
3．輸入/輸出擴展單元 I/O擴展接口用于將外部輸入/輸出端子數的擴展單元和基本單元連接在一起。輸入輸出擴展接口有并行接口、串行接口和雙口存儲器等多種形式。
4．外部設備接口
外部設備接口是PLC主機實現人--機對話、機--機對話的通道。通過它，PLC可以與編程器、打印機等外部設備相連。該接口的功能是串行/并行數據的轉換、通信格式的識別、數據傳輸的出錯檢驗、信號電平的轉換等。
5．編程
編程是PLC利用外部設備，用戶用來輸入、檢查、修改、調試程序或監視PLC的工作情況。通過專用的PC/PPI電纜線將PLC與電腦連接，并利用專用的軟件進行電腦編程和監控。
6．電源單元 電源是供給PLC電源的器件，通常為輸入設備提供直流電源。它的作用是把外部的供電電源變換成系統內部各電源所需的電源?？删幊绦蚩刂破鞯碾娫匆话悴捎瞄_關電源，特點是輸入電壓范圍寬、體積小、重量輕、效率高。 PLC是一種用于工業自動化控制的專用計算機，實質上屬于計算機控制方式。PLC以通用或專用CPU作為字處理器，實現通道(字)的運算和數據存儲，另外還有位處理器(布爾處理器)，進行點(位)運算與控制。PLC控制一般具有可靠性高、易操作、維修、編程簡單、靈活性強等特點。
1.可靠性
對可維修的產品，可靠性包括產品的有效性和可維修性。PLC的可靠性高表現在下列幾個方面。
(1)與繼電器邏輯控制系統比較，PLC不需要大量的活動元件和接線電子元件，它的接線大大減少，系統的維修簡單，PLC還采用了一系列可靠性設計的方法進行設計，例如，冗余設計，斷電保護，故障診斷和信息保護及恢復等，提高了MTBF，降低了MTTR，使可靠性提高。PLC還具有編程簡單，操作方便等特點，因此對操作人員的技能要求降低，操作人員容易學習和掌握，一般不容易發生操作的錯誤，可靠性因此提高。
(2)與通用的計算機控制系統比較，PLC是為工業生產過程控制而專門設計的控制裝置，它具有比通用計算機控制更簡單的編程語言和更可靠的硬件。采用了精簡化的編程語言，編程出錯率大大降低，而為工業惡劣操作環境設計的硬件使可靠性大大提高；在硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的元件、采用先進的工藝制造流水線制造、對干擾的屏蔽隔離和濾波等。在軟件方面，也采取了一系列提高系統可靠性的措施。例如，采用軟件濾波、軟件自診斷、簡化編程語言等。
2.易操作性
PLC的易操作性表現在下列幾個方面：
（1）操作方便：PL C的操作包括程序輸入和更改的操作。多數PLC采用編程器進行輸入和更改的操作。編程器至少提供了輸入信息顯示，對大中型的PLC，編程器采用了CRT屏幕顯示，因此，程序的輸入直接可以顯示。更改程序的操作可直接根據所需的地址編號進行搜索，然后進行更改。
（2）編程方便：采用布爾助記符編程時，有助于編程人員的編程。
（3） 維修方便：PLC具有的自診斷功能對維修人員維修技能的要求降低。當系統發生故障時，通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可以很快找到故障的部位，以便維修。
3.靈活性
PLC的靈活性表現在以下幾個方面：
（1）編程的靈活性：PLC采用的編程語言有梯形圖、功能模塊和語句描述編程語言。編程方法的多樣性使編程方便，應用面拓展。
（2）擴展的靈活性：PLC的擴展靈活性是它的一個重要特點。它根據應用的規模不同，即可進行容量的擴展、功能的擴展、應用和控制范圍的擴展。
（3）操作的靈活性：操作十分靈活方便，監視和控制變得十分容易。
（4） 體積小、重量輕、功耗低
由于PLC是專為工業控制而設計的，其結緊密、堅固，體積小巧，易于裝入機械設備內部要，是實現機電一體化的理想控制設備。
3.1.3 PLC的主要功能
隨著PLC技術的不斷發展，目前已能實現以下功能。
⑴ 條件控制功能
條件控制（或稱邏輯控制或順序控制）功能是指用PLC的與、或、非指令取代斷電器觸點串聯、并聯及其他各種邏輯連接，進行開關控制。
⑵ 定時/計數控制功能
定時/計數控制功能就是用PLC提供的定時器、計數器指令實現對某種操作的定時或計數控制，以取代時間繼電器和計數繼電器。
⑶ 步進控制功能
步進控制功能就是有步進指令來實現在有多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成后，才能進行下道工序操作的控制，以取代由硬件構成的步進控制器。
⑷ 數據處理功能
數據處理功能是指PLC能進行數據傳送、比較、移位、數制轉換、算術運算與邏輯運算以及編碼和譯碼等操作。
⑸ A/D與D/A轉換功能
A/D與D/A轉換功能就是通過A/D、D/A模塊完成對模擬量和數字量之間的轉換。
⑹ 運動控制功能
運動控制功能是指通過高速計數模塊和位置控制模塊等進行單軸或多軸控制。
⑺ 過程控制功能
過程控制功能是指PLC的PID控制指令實現對溫度、壓力、速度、流量等物理參數的閉環控制。
⑻ 擴展功能
擴展功能是指通過連接輸入/輸出擴展單元（即I/O擴展單元）模塊來增加輸入輸出點數，也可通過附加各種智能單元及特殊功能單元提高PLC控制能力。
⑼ 遠程I/O功能
遠程I/O功能是指通過遠程I/O單元將分散在遠距離的各種輸入、輸出設備與PLC主機相連接，進行遠程控制，接收輸入信號，傳出輸出信號。
⑽ 通訊聯網功能
通訊聯網功能是指通過PLC之間的聯網、PLC與上位計算機的連接等，實現遠程I/O控制或數據交換，以完成系統規模較大的復雜控制。
⑾ 監控功能是指PLC能監視系統各部分運行狀態和進程，對系統出現的異常情況進行報警和記錄，甚至自動終止運行；也可在線調速、修改控制程序中的定時器、計數器等設定值或強制I/O狀態。
3.1.4 PLC的選擇 根據設計方案和PLC,變頻器的內部電氣接線圖確定PLC的I/O點數，本設備輸入點數：X為8點； 輸出點數：Y為12點。
其I/O口分配表如圖3-2所示：
3.2 變頻器的選擇
目前，隨著電力電子技術、微電子技術及現代控制理論的發展，變頻器已經成為電氣調整的主流，成為現代工業控制的主要組成部分。
3.2.1變頻器的特點
1.變頻器的特點
大部分通用變頻器都有以下特點： ②、穩定性好 由于變頻器的控制信息為數字量，不會隨時間漂移，不隨溫度等環境條件而變化。
③、可靠性高 控制電路采用大規模集成電路，主電路采用智能化模塊。系統中的硬件電路元件數量很少，相應故障率大大降低。
④、靈活性好 系統中硬件向標準化、集成化發展，可以在盡可能
少的硬件支持下，由軟件去完成復雜的控制功能。適當的修改軟件，就可以改變系統的功能或提高其性能。
⑤、存儲能力強 存儲容量大，存放時間幾乎不受限制，變頻器可在存儲器中存放大量的數據和表格，利用查表法簡化計算，提高運算精度。
⑥、邏輯運算能力強 容易實現自診斷、故障記錄、故障尋找等功能，使變頻器可靠性、可使用性、可維護性大大提高。
⑦、自動調壓功能 是電動機參數自動調壓，簡化了使用操作，易于實現系統最佳運行。
⑧、具有模糊加減速功能 能根據電動機加速過程中的負載電流和制動過程中的變頻器直流測的電壓，自動計算最佳加/減速時間。
3.2.2 變頻器的種類
變頻器可分為兩種：交－直－交變頻器，交－交變頻器。如下圖：
交－直－交變頻器是由三個環節組成：可控硅整流電路，其作用是將電壓、定頻率的交流電路變為電壓可調的直流電；可控硅逆變電路，其作用是將整流電路輸出的直流電變換為頻率可調的交流電；濾波環節，它在整流電路和變電路之間，一般是利用無電源電容或電抗器對整流后的電壓或電流進行濾波。它不僅可改變逆變器輸出電壓，而且具有抑制諧波功能，是一種比較理想的方式。
交－交變頻器是由兩組反并聯的整流電路組成，直接將電網的交流榻通過變頻電路同時調節電壓和頻率，變成電壓和頻率可調的交流的電輸出。就是由于直接交換，減少換流電路，減少損耗，效率高，波型好，但調整范圍小，控制線路復雜，功率因數低，目前較少采用。
3.2.3 變頻器的選擇
⑴ 型號的選擇： 所有數據顯示都采用6位數的LED形式，能正常運行時持續顯示一項運行數據。能顯示當前變頻器的頻率，可切換鍵選擇顯示內容，如電動機的電流、電壓、功率等。作為該顯示的補充，另外還有3個指示燈，用來指示主電源是否接通（ON）、 警告（WARNING）和報警（ALARM）。變頻器的大部分參數設置可以直接通過控制面板來改變。
① QUICK/MENU（快速菜單）鍵可以查出用于快速菜單的參數。QUICK/MENU鍵還可用于取消參數值的改變。在斷開主電源，同時按下QUICK/MENU、＋、和CHANGE/DATA鍵并通主電源，然后松開這些鍵，變頻器就被設置為出廠設定狀態。
② CHANGE/DATA（改變數據）鍵用來改變設定值。CHANGE/DATA鍵還可以用來儲存已改的參數設定值。
③ ＋/-鍵用來選擇參數和改變參數值。同時按下QUICK/MENU、＋鍵，能夠調閱所有參數。
④ STOP/RESET（停止/復位）鍵用來使所連接的電機停止或在跳閘后使變頻器復位。
⑤ START（啟動）鍵用來啟動變頻器。
⑵ 變頻器容量的選擇：
一般來說，當一臺變頻器控制一臺電動機時，只需使變頻器的配用電動機容量與實際電動機容量相符即可。當一臺變頻器同時控制兩臺電動機時，原則上變頻器的配用電動機容量應等于兩臺電動機的容量之和。本系統中每時均只有一臺變頻器控制一臺變頻器，因此，就只需與大電機容量的相符即可，即是220KW。
⑶ 變頻器的端子操作：
變頻器的端子包括電源接線端子和控制端子。
電源端子中有三相輸入電源端子R、S、T，7逆變器三相輸出端子U、V、W。
控制端子共有有近20個控制端子，分4類，即輸入與監視信號端子、頻率模擬設定輸入端子、輸出信號端子、報警輸出端子。
控制端子 輸出信號端子提供一對常閉觸點和一對常開觸點，共3個端子（端子01、02、03），可以直接驅動繼電器。在故障時常閉觸點斷開，常開觸點閉合。通過報警信號端子的繼電器斷開外部電路，避免了故障升級。輸出信號（端子46）包括指示變頻器正在運行信號、告警或報警以及運行狀態。
⑷ VLT2800系列變頻器所提供的保護功能包括過電流、過載、逆變器過載、電源缺相、過壓、欠壓、接地故障、開關模式故障、短路、內部出錯、CPU故障保護、電源掉電重合閘保護等。
3.3 壓力傳感器的選擇 由于一般的生活供水的壓力為370KPa～430KPa,消防供水的壓力為670 KPa～730KPa，所以壓力傳感器選0KPa～1000KPa。，我們選用的是YTT-150型差動遠傳壓力表。它是二線制安全型防爆儀表。用于測量對銅和鋼及合金不起腐蝕的液體、氣體和蒸氣的壓力。儀表在進行壓力指示外，還連續輸出與被測壓力成線性的4-20mA直流信號，該表用于水壓恒定的PID檢測環節。
其技術指標為：
1）測量范圍：-0.1—0.3MPa
2）輸出信號：mA DC,二線制
3）精度等級：1.5級
4）負載電阻：250 —350Ω
5）供電電源：直流（+10—-15）%
6）工作環境：溫度：-10—55度
相對濕度：<=85%
工作振動：振動頻率<=25HZ 外磁場<=400A/M
3.4 本章小結
根據設計的需要，在本章中對PLC的型號進行了選擇。并針對考慮到了設計需要的容量和顯示功能，選了丹佛斯公司生產的VLT2800 220KW。根據水壓的實際情況，對壓力傳感器也進行了較合理的選擇。
第4章 變頻調速恒壓供水系統設計
4.1系統的方案設計
變頻調速恒壓供水系統由可編程控制器、變頻器、水泵電機組、壓力傳感器等構成。系統采用一臺變頻器拖動3臺電動機的起動、運行與調速，當給生活供水時，分別采用循環使用的方式運行；當給消防供水時，就3臺電機全投入，并采用“先啟先?！钡脑瓌t接入和退出。通過壓力傳感器采樣管網壓力信號，變頻器輸出電機頻率信號，這兩個信號反饋給PLC的PID模塊,PLC根據這兩個信號經PID運算，發出控制信號，控制水泵電機進行切換，以達到恒定水壓的目的。圖4－1所示為恒壓供水系統結構框圖
圖4－1 恒壓供水系統結構框圖
中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 14-0000-01
The Thesis Management System Design and Implementation Based on Thinkphp Framework
Chang Benchao
(Zhengzhou Jiaotong University,Zhengzhou450062,China)
Abstract:Needle vocational colleges in the traditional thesis management problems,this paper describes the LAMP platform framework for rapid implementation using ThinkPhp B/S based model management system for the design of the thesis implementation.
Keywords:Higher vocational;Thesis management;LAMP;ThinkPhp;
Framework
一、引言
畢業論文是高職院校教學過程中的重要實踐環節，無論是學校還是學生都很重視，但是，對于復雜繁瑣的畢業論文管理流程，當前很多高校特別是高職院校還在采用傳統的手工方式進行管理。由于高職院校的目標是培養生產、管理、服務等行業一線需要的技術型、應用型高級人才，很多高職院校往往會安排學生在最后一年或學期到校企合作單位進行頂崗實習，而這個時間段也恰恰是學生們找工作和寫畢業論文的時間，不可避免的會存在時間和空間上的沖突。隨著我國互聯網的普及和高校校園網的不斷發展完善，采用基于web的畢業論文管理系統來替代傳統的管理方式已經顯得尤為重要。
二、系統需求分析
（一）角色分析
系統應具備至少四個角色：系統管理員、系部管理員、指導教師和學生。
1.學生。學生注冊登錄后可以修改完善自己的個人資料，修改密碼；可選擇本專業教師的選題，在指導教師確認之前可以刪除選題重選或上傳自選題然后選擇指導教師審核；可以瀏覽教務通知，下載各種文檔模板；可以給指導教師留言和查看留言反饋；可以上傳開題報告、論文等文檔；可以查看自己的論文成績。
2.指導教師。指導教師注冊登錄后，可以編輯修改個人資料，修改密碼；可以帶附件的公告通知；可以上傳課題供系部管理員審核；可以查看自己的選題的審核情況和學生選者情況；可以審核選者自己做導師的學生上傳的自選題；可以下載查看學生上傳的文檔；可以給學生的論文進行評分；可以查看并回復學生的留言等。
3.系部管理員。系部管理員可以審核本系指導教師上傳的選題；可以查詢統計本系教師選題和學生選題情況；可以批量下載本系學生論文進行存檔備份；可以添加編輯本系專業、班級等信息；可以審核確認本系學生有效注冊信息等。
4.教務管理員。教務管理員除繼承系部管理員權限外，還可以設定用戶注冊、教師上傳選題、學生選題、文檔上傳、論文評分等時間范圍；可以查詢統計所有教師選題情況，學生選題情況，學生文檔上傳情況等。
5.系統管理員。系部管理員繼承教務管理員權限擁有系統最高權限，主要對系統進行設置維護，數據庫備份，用戶組管理，角色權限分配，上傳文檔路徑設置，設置上傳文檔命名方式等
三、系統設計
（一）開發運行環境
開發平臺采用WindowsXp系統下的AMP（Apache+Mysql+Php）集成開發工具和Thinkphp框架，正式運行環境則采用Ubuntu linux服務器下的AMP組合。這樣做的好處在于：開始時在經常使用的windows環境下，容易上手，編碼和調試都比較方便；運行時放到Linux環境下，可以提高系統運行的穩定性和安全性，可以最大程度發揮LAMP組合的效率，還可以節省不少windows環境下非AMP組合產生的正版軟件授權費用；采用ThinkPhp框架則可以實現代碼復用，以少量的代碼快速開發出基于MVC分層模式的應用系統。
（二）ThinkPhp框架和MVC模式簡介
ThinkPhp是國內的一款免費開源的，快速簡單的面向對象的輕量級php開發框架，遵循Apache2開源協議，是為了敏捷web應用開發和簡化企業級應用開發而誕生的，擁有眾多優秀的功能和特性。
MVC（model-view-controller）模式的誕生完全是為了解決傳統的web開發模式下大都將頁面顯示和數據處理等功能都耦合在頁面代碼中，增強了系統的業務邏輯和頁面顯示的耦合度，不利于系統的維護和擴展這一弊端。其核心思想是將程序分成相對獨立而又能協同工作的3個部分，即模型、視圖和控制器。模型表示應用程序的業務邏輯，是應用程序的核心，它包含完成任務所需的所有數據和行為，并把要顯示的數據提供給視圖。視圖是用戶看到并與之交互的界面，是應用程序的外在表現?？刂破鲃t負責處理用戶的輸入并將模型映射到視圖中。MVC設計模式利用控制器分離模型和視圖，達到層間松散耦合的效果，從而提高系統可擴展性和可維護性。
（三）基于ThinkPhp框架的開發流程
在經過需求分析和總體設計之后，序開發人員可以參考ThinkPhp框架開發手冊和開發實例，熟練掌握框架的命名規范和功能特性，然后進行數據庫和表的創建并根據創建的數據庫信息來配置項目文件。隨后，創建項目的控制器類和對應的模型類，在控制器類中主要編寫項目的業務代碼和模板文件有關的代碼，在模型類中主要編寫和數據庫操作有關的各種代碼；同時，作為美工，需要配合設計所需的頁面文件，由程序員在需要顯示動態輸出的地方插入模板變量，通過瀏覽器進行不斷的測試與修改后，最后部署到實際運行環境中。
四、結論
通過使用國內比較成熟的ThinkPhp框架使得本項目的設計和開發節約了大量時間而且擺脫了過去傳統web開發模式帶來的系統后期維護和擴展難的問題。系統運行環境采用開源免費的LAMP組合，節省了windows環境下昂貴的正版軟件費用。該系統目前已經在鄭州交通學院成功應用，很好的解決了高職院校中傳統論文管理模式的種種弊端和不便，給廣大師生提供了方便。
參考文獻：
中圖分類號：TP311.52
1 引言
在現有的畢業論文選題系統中，一個學生只能選擇一個題目作為自己最終的題目，同樣，一個題目只能分配給一個學生。如果最后題目由學生自己確定，那就會出現先選的學生具有更大的選擇余地，后選的學生由于不能再選已經選定的題目，所以其可選擇的題目會越來越少，這對很多學生來說很不公平。如果學生選擇自己的志愿，最終題目由老師來定，這不但加大了老師的工作量，而且還是不能保證每位同學的公平性。如何采用計算機智能輔助選題，設計最優匹配算法實現學生與題目的整體最優匹配，會大大提高選題的效率。
湯穎曾在《畢業設計立項與選題管理及其支持系統》中提出，采用模糊匹配技術進行學生-題目的自動匹配；潘志方在《一種改進的Ford-Fulkenson算法在選題系統中的應用研究》中將題目與學生的匹配抽象為二分圖的匹配，并采用改進的Ford-Fulkenson算法實現題目與學生的自動匹配。以上兩種方法只考慮了學生與題目之間的最大匹配值，并沒有考慮學生的整體滿意度最優的情況。
本文將通過采用最優匹配算法（KM）確定一種匹配方案，使得學生的整體滿意度最高。具體方法概括如下：學生預選多個題目，并根據自己對題目的滿意度由高到底排序，這樣，滿意度成為二分圖的一分值，如圖1所示：
2 系統功能模塊設計
根據前期的可行性分析，本系統主要進行以下模塊的設計：系統管理員模塊、專業負責人管理模塊、指導教師管理模塊和學生選題模塊。
系統管理員模塊主要負責對系統參數的設置及用戶的管理。主要實現以下功能：
（1）系統設置：對系統標題、畢業生、選題參數設置；
（2）學院及專業設置：完成學院、專業的添加、刪除、修改操作；
（3）數據字典的維護：教師信息、選題難度、選題方向燈信息的維護；
（4）教師和學生的管理：完成教師、學生信息的添加、刪除和修改操作；
（5）文件文化建設管理：日志文件查看、上傳文件的管理。
專業負責人管理模塊與系統管理員權限相似，但操作的數據只能針對于指定專業，無法瀏覽及操作整個學院的課題及學生信息。最重要的功能是實現題目的審核。
導師管理模塊主要用于選題以及選擇自己選題學生的審核確認。
（1）個人中心管理：如信息修改及密碼重置；
（2）選題管理：選題的增加、修改、刪除以及選題類型的設置；
（3）學生選題查詢及審核。
學生模塊主要實現學生選題的選擇及確認。
（1）學生個人信息的修改；
（2）學生選題及確認信息查詢；
（3）學生留言及咨詢。
3 KM算法在系統中的實現
KM算法由Kuhn和Munkras分別提出來，這是一種問題。經典的算法。該算法由通過每個頂點一個頂標（A[i][j]）來求最大權匹配的問題轉化為不斷尋找增廣道路以使二分圖的匹配數達到最大的完備匹配。KM算法的關鍵在于不斷尋找二分圖中的可增廣道路。如果找到一條可增廣道路，就可以額將屬于和不屬于相等子圖的邊取相反，從而相等子圖里就是增加一條邊，一直到所有的頂點都進入相等子圖為止。
KM算法可以很好地解決選題系統中，題目與學生最優匹配的問題。下面以國際商學院09級本科學生選題為例。
在匹配過程中，設學生的集合為X={X1，X2，X3……Xn}，選題的集合設置為Y={Y1，Y2，Y3……Yn}，學生對自己選題的滿意度為二維矩陣Z[m][n]，其他題目規定權值為0。系統規定學生最多可預選3個題目，并按照滿意度分別設置0.9，0.7，0.5。以下表1是對國際經濟與貿易專業使用不同算法得出的學生滿意程度。
下面對以上數據進行說明。如采用手工分配的方式，使得681名學生中414名同學分的了題目，滿意度為60.82%；如果采用最大匹配算法進行分配，可以使分配數達到最大，有517名學生分得題目，滿意度上升為79.99%；最有用最有匹配算法進行分配，使總體滿意度達到78.24%，533人。需要說明的一點是，KM算法只是找到了整體最優匹配而不是最大數匹配，如果整體最優情況下匹配數和最大匹配數相差得太大的話，那么整體最優方案顯得不太可取。所以，最好的情況就是同時考慮最優匹配和最大匹配來同時控制兩者的大小。
4 結語
本系統實現了畢業論文選系統工作的各個管理功能，通過實現教師與學生的雙向選擇，使用KM算法，提高選題的質量和效率，為學院充分利用網絡完成畢業論文選題工作提供了便利的平臺。
參考文獻：
[1]湯穎.畢業設計立項與選題管理及支持系統[J].合肥工業大學學報，2006，29（5）.
中圖分類號：TP315 文獻標志碼：B 文章編號：1673-8454（2015）09-0079-04
畢業論文是高等院校學生為完成學業在教師指導下運用所學知識，就所學專業某一現象或問題進行系統研究后對成果加以系統表述形成的具備一定理論和實踐價值的學術文本。它是我國高等院校教學計劃中重要的實踐環節，是培養大學生基本科研和實踐工作能力的重要手段。近年來，隨著教育教學改革的深入，畢業論文評價工作越來越受各院校和教育界學者重視。筆者對國內研究的檢索表明：1998年至2014年，研究論文數量呈明顯上升趨勢。[1]然而，與外語專業畢業論文評價有關的論文僅有兩篇，簡要談及了英語專業畢業論文的重要性及評價原則。加強畢業論文評價工作的科學化是我國《高等學校英語專業英語教學大綱》的要求，也是國際高教質量保障體系的發展趨勢。鑒于此，筆者擬從該項工作的現狀出發，基于其特征設計一套科學的綜合評價體系，希望推動該項工作的科學性、標準化和公正性。
一、我國高等院校外語專業畢業論文評價工作的現狀與不足
1.調查發現
筆者對國內30所各層次外語專業院系[2]的畢業論文評價工作進行調查后發現：
（1）大多數院系都采用了科學的工作流程：指導教師評閱―交叉審閱―答辯評審―綜合評分。
（2）大多數院系都采用百分制量化評價方式。
（3）總體上，學校層次越高，工作過程也越科學越嚴謹。
此外，現代信息技術在該項工作中得到了良好應用，大大提高了工作效率，順應了當代社會對低碳環保的追求。
2.缺陷和不足
（1）忽視評價工作的模糊性
標準的籠統性和評價的主觀模糊性導致作為主觀決策過程的畢業論文評價本質上不能做到精確量化，但絕大多數高校均要求參評教師給出精確分數，這與評價工作的模糊性相背。
（2）評價維度不全面、指標不完善、權重分配過于主觀
雖然多數院系采用了多元評價，涉及語言表達、論證過程、格式規范、答辯表現等，但諸如選題價值、外文資料翻譯、開題答辯、工作態度等與論文質量密切相關的指標都未涵蓋。評價成績主要由指導教師、交叉審閱教師和答辯小組評分等三或兩部分成績按主觀比例如4：3：3構成，甚至僅由指導教師或答辯小組判定論文成績。
（3）缺乏過度主觀評價防控設計
評價工作固有的主觀性加上師生之間因種種原因產生的人情關系容易導致教師對評價對象作出過度評價，導致評價結果失去公正性。遺憾的是沒有院系在評價步驟中加入針對此缺陷的防控設計。
二、外語專業畢業論文評價工作的基本特點、原則與方法選擇
1.基本特點
（1）主觀模糊性
畢業論文評價工作本質上屬于主觀決策過程，它要求評價主體對評價對象作出盡量客觀公正的評價，但評價標準及過程固有的模糊性導致評價主體無法作出精確的量化評價。此外，作為群組決策，不同評價主體的心理標準難免存在差異，加重了評價的主觀模糊性。
（2）系統綜合性、指標及權重差異性
評價工作是一項綜合的系統工程，必須盡可能涵蓋各相關評價維度。就某一維度來講，指標設計也必須具備科學性、差異性和明確性，方可讓評價主體有章可循。此外，各指標貢獻率并不相同，必須盡可能賦予合理權重。
（3）評價結果量化要求
盡管評價工作具有不可避免的模糊性，但為了確定畢業論文的優秀率和合格率，絕大多數院系均要求為評價對象打出百分制分數。因此，在進行系統設計時必須將模糊定性操作轉化為精確的定量操作。
（4）嚴肅性和公正性
畢業論文評價是對學生四年學業能力的終極評定，不僅關乎學生能否獲得畢業證和學位證等切身利益，而且對我國高等教育質量監控與發展也有重要影響，必須確保嚴肅性和公正性。
2.基本原則
（1）專業性原則
外語專業畢業論文不同于理工科論文，如表達符號為外語、更注重邏輯推理與系統建構等。其評價體系構建必須考慮專業特殊性來設計評價指標并為其分配合理權重。
（2）靜態與動態評價相結合
畢業論文寫作是一個階段性動態過程，評價體系既要涉及對論文的靜態評價還應包括對工作過程的動態監控性評價，即做到靜態與動態評價相結合。
（3）公平公正原則
鑒于評價工作的主觀模糊性及評價主體可能作出的過度主觀性評價。評價步驟設計必須想方設法減少種種主觀隨意性，盡最大努力保證評價結果嚴肅公正。
（4）可操作性原則
指標設計必須具備可測性、精細性和完整性，避免不必要的要素交叉。同時，具備經濟可操作性和信息化優勢，以充分發揮現代信息技術的效率優勢和綠色環保等特性。
3.方法選擇
據此，筆者整合了層次分析法和模糊綜合評價法來設計外語專業畢業論文評價體系，并加入了過度主觀評價防控設計。層次分析法（AHP）是美國著名運籌學家塞蒂于上世紀70年代創立的一種定性和定量分析相結合的決策方法。該方法充分利用專家級決策人員的豐富經驗和精準判斷力根據問題性質和決策目標將問題分解為不同的結構要素，并按照要素間隸屬關系和相互作用將因素按不同層次聚合為一個遞階模型，從而將決策問題歸結為指標層對目標層的相對權重值定量化。模糊綜合評價法（FCE）是一種基于模糊數學的綜合評價方法。該方法根據模糊數學的隸屬度理論，整合主觀邏輯分析與客觀精確運算把定性評價轉化為定量評價，從而對受多種因素制約的現象做出評價。前者能有效避免畢業論文評價體系設計不夠全面、指標權重分配過于主觀的缺陷；后者可以將主觀模糊評價轉化為量化評價。整合兩種方法系統性強和結果明晰等特點可有效解決外語專業畢業論文評價過程中存在的問題。
三、外語專業畢業論文評價系統的步驟設計
1.建立評價遞階模型
該模型由目標層、準則層和指標層組成。目標層是對評價對象題的概述，準則層是隸屬于目標層的具體描述，指標層則是各準則層下屬的細化評價內容。
2.建立專家判斷矩陣并檢驗其隨機一致性
（1）根據遞階模型相鄰層次間的隸屬關系，請K位行業專家依據兩兩比較法對各層指標的重要性比較標度進行打分，構造出判斷矩陣。設矩陣有i個元素，則判斷矩陣為Pk（1）。
（2）檢驗各矩陣的隨機一致性。由于判斷矩陣易受個體認知模糊性及評價系統復雜性的影響，必須對各矩陣的隨機一致性進行檢驗。計算過程如下：首先計算各矩陣的最大特征值λmax。鑒于該計算過程比較繁瑣，此處建議直接在Matlab7.1中輸入各矩陣Pk后，調用最大特征值計算函數max（eig（Pk））即可獲得各矩陣的最大特征值；計算各矩陣的一致性指標CI=（λmax-n）/（n-1）；查詢平均隨機一致性指標對應的RI值，計算各矩陣的隨機一致性指標CR=CI/RI。當n=1或2時，判斷矩陣具有完全一致性；當n>2時，若CR
（3）計算各指標權重。計算指標權重的方法有和積法、最小對數二乘法等方法。合積法計算過程如下：歸一化各矩陣[1]，將歸化矩陣按行相加[2]后再次進行歸一化處理[3]，計算各個專家的權重[4]，組成專家權重矩陣后將之歸一化[5]，然后計算各指標的最終權重[6]。
3.設定模糊評語集及對應評語分值向量集
設評語等級集E={e1， e2， …， eh}， h為評語等級子集的個數。與E相對應，令評語分值向量集F=[f1， f2， …， fh]。
4.構造模糊評價矩陣并檢驗其離散程度
請R位評價主體按遞階模型為評價對象打分構造出各指標的模糊評價矩陣Ri（2），由于評價結果可能受評價主體特定情感因素的影響，因此必須檢驗Ri的離散程度。令E={5， 4， 3， 2， 1}。依次計算R位評價主體對各指標評價結果的離散系數CVi（i=1， 2， …， n）[7]及其平均值AVG（CVi）。經過計算，在評價主體少于10人時，若AVG（CVi）>0.15，則說明各評價主體對該指標層的評價存在不公正極值。計算各分值與均值之間的標準差，標準差最大者即為極值，更換該評價主體重新評價，直至評價結果滿足要求。
5.計算各準則層的評價結果向量
若模糊評價矩陣Ri通過離散程度檢驗則將之歸一化后計算評價對象在各準則層的評價結果向量Ai[8]。
6.計算評價對象的最終模糊評價結果
綜合各準則層的評價結果向量Ai，建立針對目標層的模糊評價矩陣A（3），然后利用準則層的權重矩陣計算評價對象的最終模糊評價結果G[9]。結合不同評語分值向量集F計算評價對象的最終精確得分S[10]。本段提到的矩陣和計算公式如表1所示。
四、應用實例
1.構建評價遞階模型
根據層次分析法原理，筆者整合了國內已有畢業論文評價體系研究成果和校內外專家和專任教師的意見，構建出如下外語專業畢業論文綜合評價遞階模型，如表2所示。
2.建立專家判斷矩陣并檢驗其隨機一致性
請校內外8位專家和教師對各層指標打分構造出判斷矩陣，因篇幅所限，筆者僅對準則層U5對應的矩陣Pk=8為例演示計算過程，如表3所示。
運用Matlab7.1計算各判斷矩陣的最大特征值，依次為{3.0092， 3， 3， 3.0092， 3.0092， 3， 3.0037， 3}。計算P1的一致性指標CI=（3.009200-3）/2=0.0046，各專家矩陣的λmax依次為{0.0046， 0， 0， 0.0046， 0.0046， 0， 0.0019， 0}；據公式CR=CI/RI，各專家判斷矩陣的隨機一致性指標值依次為{0.0079， 0， 0， 0.0079， 0.0079， 0， 0.0032， 0}，均小于0.1，通過檢驗。
3.計算各指標的最終權重
本節以第一位專家的判斷矩陣為例演示計算過程。首先歸一化P1；按行相加得M1=[0.2678 1.7608 0.9713]T；再次歸一化得1=[0.0893 0.5869 0.3238]T。其他各專家的打分歸化矩陣依次為：2=[0.1111 0.2222 0.6667]T、3=[0.1667 0.1667 0.6667]T、4=[0.1638 0.2973 0.5390]T、5=[0.1066 0.1935 0.6999]T、6=[0.1000 0.3000 0.6000]T、7=[0.1299 0.1381 0.732]T、8=[0.1429 0.1429 0.7143]T。計算第一位專家最終權重W1=1/（1+10×CR1）=1/（1+10×0.007931）=0.9265；其他專家的最終權重依次為{1， 1， 0.9265， 0.9265， 1， 0.9691}；歸一化各專家權重組成矩陣k=[0.1196 0.1291 0.1291 0.1196 0.1196 0.1291 0.1251 0.1291]T；計算U5各指標的權重值為：W1=k*k=[0.126441， 0.253472， 0.620088]。其他指標的計算結果請見表2。
4.模糊評價過程示例
下面說明運用該遞階模型對某位英語專業學生畢業論文進行模糊評價的過程。因篇幅所限，此處以準則層U1為例演示計算過程。
（1）設定模糊評語集和對應評語向量集為：V={e1， e2， e3， e4， e5}={優，良，中，合格，差}，F=[f1， f2， f3， f4， f5]=[5， 4， 3， 2， 1]（五分制）或[100， 85， 70， 60， 40]（百分制）。
（2）由3位老師對U1各指標按V打分，構造出隸屬度矩陣R1；計算該矩陣離散程度AVG（CVi）=0.0787
[11]
（3）歸一化矩陣R1，計算該論文在準則層U1下的評價結果為：
A1=WT
1×R1=[0.3223， 0.2239， 0.2749， 0.0977， 0.0308， 0.0505]T×R1=[0.2858， 0.4563， 0.2579， 0， 0]
A1可解讀為：所有評價主體認為準則層U1為優的概率為28.58%、良為45.63%、中為25.79%、及格和差的概率為0%。其他各層評價結果依次為：A2=[0， 0.6667， 0.3333， 0， 0]； A3=[0.1751， 0.4075， 0.4174， 0， 0]； A4=[0.0327， 0.2925， 0.6748， 0， 0]； A5=[0.0845， 0.5822， 0， 0， 0]。
（4）構造總目標下模糊關系矩陣A，利用準則層權重計算最終模糊評價結果G。
[12]
結合不同評語分值向量集F計算評價對象的等級分或百分制分數：
S=GT×FT=[0.1336， 0.4144， 0.4373， 0， 0]T×[5， 4， 3， 2， 1]T=3.637133≈3.64；S∈[3.5， 4.5）。
S=GT×FT=[0.1336， 0.4144， 0.4373， 0， 0]T×[100， 85， 70， 60， 40]T=79.187≈79.2。
必須指出，運用本法求得的論文最低分為1或40，即本法對質量更差的論文不具備區分度，但這并不影響其適用性，不達標的論文必須退回修改，對學位證發放不會產生決定性影響。
五、結束語
本文從我國高等院校外語專業畢業論文評價工作的現狀出發，討論了該項工作的基本特征和工作原則，在整合AHP和FCE優勢的基礎上，設計了一種具備良好操作性的評價體系。該體系能有效地解決該項工作中存在的問題，調動學生畢業論文寫作的積極性，進一步提高該項工作的科學性、標準化和公正性。此外，鑒于本系統計算過程的數學規律性極強，可以設計基于大型數據庫的網絡系統，實現全部計算過程的自動化，更好地提高工作效率，為創建節約型社會貢獻一份力量。
參考文獻：
[1]高等學校外語專業教學指導委員會英語組編.高等學校英語專業英語教學大綱[M].北京：外語教學與研究出版社，2000.
畢業設計是高校教學的重要組成部分，培養大學生綜合運用所學基本理論、基本知識、基本技能分析和解決學科內某一實際問題的能力，使學生的科研能力得到一次完整的綜合性訓練。在提高學生綜合運用知識、培養分析與解決問題能力方面有著重要作用，是完成專
業培養目標的重要實踐教學環節。但當前不少高等院校在畢業設計（論文）這一環節的管理主要還是采取傳統人工管理模式，在資料整理、資源共享、選題、論文撰寫及指導、格式檢查等諸多方面存在管理成本高、效率低、效果差等系列問題。而且傳統畢業設計中的畢業論文管理沒有合適的交流平臺，都是教師和學生單向溝通。
1 系統的體系結構及開發環境
當前高校畢業生畢業設計環節與畢業生實習、找工作等環節相互交織，導致他們與指導教師之間經常存在時間和空間上的沖突。根據上述情況，本文將設計基于B/S結構的畢業論文信息管理系統，其優勢在于基于B/S結構的系統能夠通過Internet實現網上操作，打破時間和地域空間的限制，克服傳統管理方式下指導教師與學生必須見面交流或打電話交流等存在的不足。該信息化系統主要完成對畢業生選題的管理、教師指導課題至最終給出論文成績過程的管理以及管理員對學生和教師信息的管理等。
該信息化系統采用B/S三層體系結構：表示層、應用層和數據層，如圖1所示。
圖1 系統三層體系結構圖
其中表示層提供應用程序的用戶界面，即客戶端瀏覽器，用戶通過瀏覽器訪問本系統；應用層實現業務功能，是系統的核心部分，這一層為表示層提供功能調用，同時它又通過調用數據層所提供的功能來訪問數據庫；數據層位于底層，以為接口，主要處理應用層對數據的請求。數據層可以對數據庫中存放的數據進行插入、修改和刪除等操作。
該信息化系統運用 3.5+CSS+C#技術，以Visual Web Developer 2008為開發平臺，基于B/S結構，使用IIS構架Web站點，以Access為后臺數據庫，通過訪問數據庫。
2 系統需求分析
根據畢業設計進行的過程，畢業論文信息管理系統主要分為三個模塊：管理員，教師和學生。該信息化系統工作流程如圖2所示。
圖2 系統工作流程圖
管理員首先在登錄界面登錄系統，通過系統的身份驗證后，進入管理員界面進行操作。管理員主要進行公告公布，對用戶進行添加、刪除、密碼修改等操作。同時可以查看系統各類數據，提取及整理數據，將結果向上級報告。
學生用戶與教師用戶的功能相對應，先選報指導教師和相應課題。如果該學生未被所選報的指導教師選擇，可改選其他指導教師。若被指導教師選擇為所指導的學生，將不能再改報其他指導教師。選報指導教師成功的學生可以在該指導教師的課題方向中做出選擇，指導教師可以根據選報學生的具體情況確定該學生的選題，或指定該學生做某方向的課題。課題選定后學生方可進行畢業論文的相關工作，撰寫論文后上傳論文，并查看指導教師的點評，重新修改論文以及重新上傳論文。論文通過后，學生可以通過畢業論文信息管理系統查看自己的論文成績。
該信息化系統實現了畢業論文選題過程中的雙向選擇。學生可以選擇指導教師并選擇其提供的課題，同時指導教師也可以根據學生情況及課題的被選擇情況選擇合適的學生及其課題。使學生的論文選報工作靈活、高效。同時要求教師有較高的教學及論文指導水平，否則可能面臨沒有學生選報的尷尬處境。這也是教學改革中的一個重大進步。
3 系統的實現
3.1 系統功能設計
根據系統需求分析，在整個系統中用戶登錄模塊首先進行身份（管理員、教師和學生）驗證。當身份驗證成功后，分別進入不同的模塊進行相應操作，具體的功能模塊圖如圖3所示。
圖3 功能模塊圖
3.2 數據庫設計
該信息化系統的功能就是在進入畢業論文信息管理系統后，教師指導學生進行畢業設計。系統數據庫主要包含學生表、教師表、管理員表、系統公告表和系統狀態表等。數據庫主要約束關系如圖4所示。
圖4 數據庫約束關系圖
3.3 功能實現
3.3.1 登錄功能
首先用戶通過登錄界面選擇相應的身份進行登錄，把用戶輸入的用戶名和密碼與數據庫中存儲的用戶名和密碼相比較，如果正確無誤則進入相應身份的操作頁面，如果錯誤，將進行提示。
本系統主要分三類用戶類型，將三類用戶登錄界面合而為一實現，只需選擇不同的用戶類型即可。實現代碼如下：
if
（Roles.FindUsersInRole（DropDownList1.SelectedValue.ToString（）.Trim（），user_no.Text.Trim（））.Length>0）
{ RegisterStartupScript（""，"alert（'登錄成功！'）"）；//清空文本框
Session["logid"] = user_no.Text.Trim（）；
Session["Roler"] =DropDownList1.SelectedValue；
if （Session["Roler"] =="管理員"）
Response.Redirect（"ManagerMain.aspx"，false）；
if （Session["Roler"] == "指導老師"）
Response.Redirect（"TMain.aspx"， false）；
if （Session["Roler"] == "畢業生"）
Response.Redirect（"SMain.aspx"， false）；
user_pass.Text = user_no.Text = ""；
}
3.3.2 管理員功能的實現
管理員界面的功能包括公告、學生用戶管理、教師用戶管理、分組管理等。
導航菜單是一個系統的導航圖，用戶能快速、熟練地使用系統中的各個功能就必須要有一個清晰的導航菜單。導航菜單使用C#、CSS、圖片等技術實現，能夠點擊展開或收縮。并在右側顯示相應內容，便于操作。
3.3.3 教師功能實現
教師界面包括查看系統公告、學生信息、學生選報情況等，教師在此界面下可以對學生進行選擇等操作，修改密碼、課題方向和添加個人信息等。
3.3.4 學生功能實現
學生主界面包括查看教師信息，課題選擇、論文提交、查看點評、成績查詢、修改密碼等功能。
4 總結
基于B/S結構的畢業論文信息管理系統實現了網上選題、網上指導學生進行畢業設計等工作，使得學生可以在任意地點、任意時間進行選題。同時實現了教師與學生的雙向選擇，既提高選題質量和效率，確保選題的公平、公正、合理，也為指導教師和學生順利高效地完成畢業論文整個工作提供了便利的平臺?！?/p>
參考文獻
[1]聶強，鄒賽，劉忠利.基于信息平臺整合對高職院校畢業設計過程監控信息化研究[J].西南師范大學學報：自然科學版，2011，36（4）：142-146.
[2]洪建峰.基于Web的畢業論文指導交流系統設計與應用――以上海電視大學畢業論文為例[J].中國教育信息化，2011（13）：49-51.
1、前言
通過實施部署PHD系統解決了石化企業信息化中存在的問題即需要建設統一的信息平臺，在數據中心的基礎上，將數據應用向深度和廣度計算拓展，將面向主題的、集成的、穩定的、不同時間的數據集合應用，把分布在企業網絡中不同信息孤島上的數據集成到一起，整合多種數據源接入模式，搭建一個企業級工廠信息系統畢業論文模板，通過PHD實時數據庫和Oracle關系數據庫搭建企業級的數據平臺，確保數據交流通暢，實現真正的資源共享，將過程實時數據納入管理系統中實現數據深層次挖掘和分析，從而實現企業級管理控制一體化。通過信息集成，在工廠控制層和管理決策層之間建立實時的數據連接，使底層的儀表控制系統和上層的經營管理得以雙向交互、緊密配合，并為APC、流程模擬、在線優化等提供了基礎平臺。
2、PHD 系統組件結構
PHD系統組件的結構是一個典型的客戶/服務結構，整個PHD數據庫由PHD服務器和PHD客戶端組成，PHD服務器端主要負責數據采集存儲，PHD客戶端負責數據的使用，如圖所示：
圖 1 PHD系統組件結構
主要的PHD Server 服務器組件包括如下所列:
PHD Server : 核心組件,提供PHDServer 實時數據庫核心功能,如數據存儲、壓縮、檢測、處理等。
Legacy API Server : 提供訪問PHD Server 150以上版本的API 函數的服務。
API Server : 提供應用程序訪問PHD Server 應用程序編程接口服務。
RDI Server : 提供通過特定實時數據接口RDI(Real Time Data Interface) 收集過程數據并發送數據到PHD Server 組件。
RDI Interface : 實時數據接口,提供與DCS,PLC的數據接口,支持多種通訊協議,如OPC,FTP 等。
PHDMAN : 應用程序用來管理和監視PHDServer 。
PHD Archives :對實時數據進行歷史歸檔。
主要的PHD Server 客戶端組件包括如下所列:
TotalPlant Information 簡稱TPI , 主要提供各種位號點的配置,報表配置,以及一些工廠參照模型PRM(Plant Reference Model) 數據的配置平臺。
Visual PHD : 以OLE 方式提供的可視化PHD數據訪問組件。
Process Trend : 提供位號趨勢察看或SPC 功能。
從圖可以看出Microsoft Excel 2003和VB6.0可以通過VisualPHD組件訪問PHD Server 數據。[1]
3、 RDI實時數據接口
RDI 是PHD Server 的核心組件之一,它是連接DCS,SCADA ,APC,PLC 等過程數據和核心數據庫的數據通道和瓶頸,生產數據通過RDI 接口采集、濾波、壓縮,加入時間標簽和可信度存入活動歸檔文件中,供上層網絡系統查詢、監控和信息系統集成應用。因此研究開發相關的RDI 開發標準和規范相當重要和關鍵, PHD RDI 在數據接口方面自成體系,有它自己的獨特體系結構和通訊方式,為第三方用戶的開發和應用提供了較為完善的通訊開發例子程序,用戶只要按照PHD RDI 數據接口規范,加入第三方(API函數),就能夠實現生產過程數據的實時采集。[2]
4、 PHD接口連接方式
圖 2 雙Buffer PHD連接Shadow
Shadow接口和Buffer接口連接有兩種方式：單Buffer PHD連接ShadowPHD；雙Buffer PHD連接Shadow PHD。
雙Buffer PHD連接ShadowPHD，有兩個Buffer,PHD同時收集數據，一個部分處在激活狀態，一個部分處于備份狀態畢業論文模板，如果激活狀態的PHD發生故障，備份狀態的PHD就會立即替代，進入激活狀態。這種模式下數據正常連續采集的可靠性將會有很大的提高。[3]
5、實時數據庫軟件架構設計
圖 3實時數據庫軟件功能與架構設計
如圖3所示：系統被設計成三層結構，即控制層、應用層和數據表現層;
控制層是各裝置的DCS系統和接口組成，通過接口將實時過程信息輸入到實時數據庫系統中；
應用層是由實時數據庫系統與其之上的應用程序組成，實時數據庫采集來自DCS系統的過程信息。應用程序基于這些信息提供操作管理應用。客戶化的應用也基于這個平臺進行開發；
數據表現層由客戶端軟件和瀏覽器組成，客戶端軟件為實時數據庫管理及應用提供應用平臺，瀏覽器用于操作管理的實時信息和組態界面，計算結果也通過該界面顯示。
PHD通過在RDI接口在服務器端和客戶端建立連接，采集來自現場的DCS、PLC、罐區的SCADA、LIMS、手工錄入等數據。RDI支持ODBC/OPC協議，一般通過現場的APP應用站或Buffer機作為數采的客戶端與PHD服務器建立連接。由于PHDServer 實現了與關系數據庫Oracle的無縫集成, 其把許多靜態配置數據如：位號名、數據類型、，掃描周期、單位等保存在Oracle 關系數據系統之中。而數據表現層由客戶端軟件和瀏覽器組成，通過WPKS服務器用戶可以通過B/S方式看到各種應用結果，如各裝置流程圖的實時數據、歷史趨勢，各種產品的產量和收率畢業論文模板，為調度和管理層提供可靠的數據支撐。[4]
6、實施PHD過程中需要注意的問題
為了確保PHD模塊能夠在項目工期內順利實施，首先要對裝置的DCS系統進行改造，需要在DCS系統的工程師站（如：和利時、浙大中控的DCS系統）或APP應用站（如：橫河、DELTAV的DCS系統）安裝OPCServer，這將為項目的順利實施打下堅實的基礎。
這里以DeltaV DCS系統為例進行介紹，首先要對改造進行風險評估并制定相應的故障處理應急預案，確定好改造方案后主要的工作分為離線部分和在線部分，離線部分的主要工作主要包括：
安裝Win Server 2003平臺
安裝DeltaV 的OPCServer軟件
應用站就位
敷設網絡電纜到原有的DeltaV網絡（Primary& Secondary）
敷設網絡電纜到OPC數據接收服務器（PlantLAN網絡）
供電系統連接
以上工作由于在原有網絡連線中新敷設網線，施工過程需要防止損壞原有網線的連接。
圖 4 DCS系統的物理連接示意圖
軟件在線工作內容包括：
新增應用站上電檢查
新增NODE（應用站）到原有DeltaV系統
根據需求，設置OPC數據接收服務器登陸帳戶
與OPC數據接收服務器進行連接及OPC通訊調試
數據傳送調試，數據調試時注意所有需通訊的DCS數據地址正確。
7、實現某一套裝置實時數據通訊的主要步驟
1、BUFFER機與APP機的OPC連接調試：
在Buffer機上面啟動OPCclient.exe，點擊Refresh List測試是否連通，如果在Avaliable Services中出現OPC服務器的名字，然后點擊OK。如果無法顯示請確認是否在APP機上面的啟動OPC Server的用戶名是否與Buffer機上面一致；[5]
2、安裝TPI并對其進行相應配置：
在自己的PC機上面上安裝Oracle client和PHD TPI軟件。安裝完畢后對TPI進行相關配置，設置用戶名密碼為uniformance。配置完畢后登陸TPI軟件 用戶名Uniformance 密碼uniformance；
3、用PHD提供的專屬命令對RDI進行配置：
在TPI中設置source system為OPC為接口的RDI，并把POLL參數設置為/p畢業論文模板，Host Name設置成BUFFER機的機器名并保存。在TPI中設置與同名的RDI source system設置成shadow并保存, Host Name設置成shadow機的機器名：LZSHPHDT。登錄到Buffer機，在命令行中執行rdi_services uniformance/uniformance@uniformance，并觀察是否成功的建立RDI，在命令行中敲入phdman；執行:def int，建立RDI的名字（如：def int rdi_FCC3）; 執行sta int 建立RDI的名字（如：sta int rdiFCC3）執行sho sys察看是否rdi狀態，確保為active狀態；
4、設置shadow-buffer架構：
登錄到buffer機并執行如下命令執行
SET 對應建立的Rdi名字:MODE ACTIVE
SET對應建立的Rdi名字:ACTIVENODE IP/端口
登錄到shadow機并執行如下命令執行
SET 對應建立的Rdi名字:MODE SHADOW
SET對應建立的Rdi名字:ACTIVENODE BUFFER機IP地址/端口；
5、登陸TPI選擇Tag loader進行批量數據采集點的導入：
登陸TPI選擇Tag loader，Interface name設置對應裝置的RDI的名字，Interface type選擇OPC，default parent選擇TAGLOAD_OPC_PARENT；選擇按鈕TagLoad，Input File設置成放置導入模版的絕對路徑，并把update existing tag設置成默認選項，選擇OK。登錄到buffer機，在命令行中敲入phdman，執行updatetag full， 執行mon que 點名（monque cdu1_fi101）察看是否可以采集上數。登錄到shadow機畢業論文模板，在命令行中敲入phdman，執行update tag full， 執行mon que 點名（monque cdu1_fi101）察看是否可以采集上數。[6]
8、實施后的效果展示
圖 5 乙烯裝置實時數據生產工藝流程圖
9、結束語
基于PHD實時數據庫開發的應用，如流程監控、操作監控、趨勢分析等，可以為技術部門提供重要的指標點的實時數據，對裝置的當前運行情況進行分析提供給廠領導最快捷的生產信息用于決策。 PHD生產實時系統采用B/S分布式結構，即在DCS控制室設置一臺PHD Shadow實時數據庫服務器、一臺Oracle數據庫服務器和一臺Web服務器。PHD Shadow實時數據庫服務器負責集成所有裝置控制系統的生產數據，PHD Buffer服務器分布在各裝置控制室現場，廠長、總工、科室和車間管理人員通過瀏覽器來了解現場裝置的生產情況等實時數。通過PHD實時數據庫，能對生產線運行的各項技術經濟指標在線監測、進行動態的能耗分析，并指導運行人員調整設備優化運行，從而降低能耗，提高機組運行的經濟性。
參考文獻:
[1]實時數據庫原理及應用作者：張志檁ISBN：7801640284. 出版. 中國石化出版社2001
[2]Honeywell Inc. Process History DatabaseUser Guide USA: Honeywell International Inc. June 2004
[3]Honeywell Inc. Database SystemSpecification and Technical Data USA: Honeywell International Inc. June2004
[4]Honeywell Inc. PHD OPC Server User Guide USA: Honeywell International Inc. June 2004
[5]王成光.流程工業大型實時數據庫理論、技術與應用[D].浙江：浙江大學數控制科學與工程，2003.
