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篇1
机床以太网监控网络要求数控系统在硬件上具有以太网功能,即具有以太网卡或快速以太网卡,在“软件”方面则要求CNC具有内置的以太网函数。其内部通讯处理机制如图2所示。对于内置以太网卡,通讯过程的处理是通过CNC的CPU。这就意味着CNC的运行条件会影响内置以太网卡的通讯,相应地,内置以太网卡的通讯状况也会影响CNC的处理过程。
内置以太网函数的处理优先级低于如下操作:自动循环或手动方式下每个主轴的运动控制。因此,在自动运行期间,通讯速度将会降低。另一方面,由于内置以太网函数的优先级高于CNC的屏幕显示操作、C语言执行器(除高级任务)、宏命令执行器(除执行宏)。在执行内置以太网的通讯时,这些操作将会被延时处理。
由以太网方式联接的网络传输速度明显地较串口高,每秒传输速率可以达到10M、100M。并且,由于加工中心的CNC系统内置了一些函数接口,使以太网联接可以实现控制计算机和数控系统的直接通讯。也就是说,在这种方式下不但可以实现通讯数据的快速传输,而且可以在主控计算机端自动获得完全的设备信息、生产信息、远程控制加工中心,为自动化生产创造更完备的条件。
数控机床网络控制系统要更好的适应生产的需要,在传统DNC软件的功能基础上还需具备四个功能模块:NC程序管理模块、现场监控模块、远程监控模块以及基于Internet进行远程访问的数据通信部分。
功能模块
NC程序管理模块
NC程序作为加工过程中重要资源之一,对其进行高效的数据化管理已经成为DNC软件不可缺少的一部分。NC程序的管理根据管理目标对象,分为对程序进行生命周期内的管理和NC程序内部信息管理。
在本模块中对NC程序的整个生命周期进行了严格的管理,从NC程序的生成到消亡都提供一套严格的管理手段。在不同时期,对NC程序的状态可设置为编辑、审核、定型三种,其工作过程如图3所示。程序的最初状态是可以自由编辑的,经过审核後可以开始进行试加工。而程序一旦经试切验证完成后就到达定型状态,不能再进行编辑,直至消亡。
对NC程序的内部属性进行管理主要包括程序号、程序注释、零件图号、所加工的零件号、加工工序号、加工范围、机床、用户信息等进行管理。在本系统中可对程序根据图号、零件名称、工序、机床等进行多种条件的复合查寻,同时对加工程序编辑历程、所用刀具清单、工艺卡片等进行管理。
现场监控模块
现场监控模块是实现远程监控系统的基础。通过五类线或超五类线与具有以太网功能的数控机床直接联接,可以实现控制、监测和对数控机床的诊断。此外,目前市场上有一些软件生产商把只具有串口通讯功能的加工中心以以太网方式甚至是无线方式联接。这两种方式在本质上是区别于以太网联接的,它们只是通过转接口变换了联接方式,将串行数据转变成以太网方式传输,其通讯的瓶颈依然存在于串口通讯。但这种做法可以克服工厂施工条件恶劣、布线不便等问题。
本模块与CNC进行通讯,可以实时采集数控机床的加工状态、联网状态、刀具信息、操作履历,以及对刀具寿命进行管理。并且通过一定的权限确认,可以在线修改各种设备参数和运行参数,从而实现底层设备的完全监控。通过对采集到的工况数据进行处理,可以及时获取加工业绩、机床利用率等生产管理所需要的数据,如图4所示。
远程监控模块
远程监控模块是利用计算机技术和网络技术,提供广域范围内共享资源的平台,并为实时监测监控、故障诊断提供支持。用户可以随时通过网络查询设备运行状态以及设备现场的工况,对生产过程进行实时的远程监控,如图5所示。甚至可以将机床的梯形图传送至远程的控制主机,用梯形图实施机床故障的远程诊断。为保证生产的安全性,梯形图必须用密码保护,以防无关人员修改。
基于Internet的数据通讯模块
由于生产状况的千变万化,生产过程中会出现很多随机的情况,因此不同地点、不同部门的专业人员要对同一设备进行工作,就需要有一个自由交流的平台,通过网络实现信息交互、经验交流,最终实现设备的远程监控。本模块在基于网络技术的基础上,为客户提供了文字交流的平台,如图6所示。
FANUC系统的以太网功能是通过以太网卡或FANUC快速以太网卡遵循TCP/IP协议实现的。网络控制软件要与数控机床进行正常通讯,需进行以下设置:
设置控制计算机侧的TCP/IP协议;
设置CNC侧的以太网卡和内置以太网函数;
物理连接个人计算机和CNC。
篇2
引起砌体结构墙体裂缝的因素很多,既有地基、温度、干缩,也有设计上的疏忽、施工质量、材料不合格及缺乏经验等。根据工程实践和统计资料这类裂缝几乎占全部可遇裂缝的80%以上。而最为常见的裂缝有两大类,一是温度裂缝,二是干燥收缩裂缝,简称干缩裂缝,以及由温度和干缩共同产生的裂缝。
温度裂缝
温度的变化会引起材料的热胀、冷缩,当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,墙体就会产生温度裂缝。最常见的裂缝是在砼平屋盖房屋顶层两端的墙体上,如在门窗洞边的正八字斜裂缝,平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝,以及水平包角裂缝(包括女儿墙)。导致平屋顶温度裂缝的原因,是顶板的温度比其下的墙体高得多,而砼顶板的线胀系数又比砖砌体大得多,故顶板和墙体间的变形差,在墙体中产生很大的拉力和剪力。剪应力在墙体内的分布为两端附近较大,中间渐小,顶层大,下部小。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个冬夏之后才逐渐稳定,不再继续发展,裂缝的宽度随着温度变化而略有变化。
干缩裂缝
烧结粘土砖,包括其它材料的烧结制品,其干缩变形很小,且变形完成比较快。[KG-*2]只要不使用新出窑的砖,一般不要考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。[KG-*2]但对这类砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀,而且这种湿胀是不可逆的变形。[KG-*2]对于砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形。〖KG-*2〗如砼砌块的干缩率为0.3~0.45mm/m,它相当于25~40℃的温度变形,可见干缩变形的影响很大。轻骨料块体砌体的干缩变形更大。干缩变形的特征是早期发展比较快,如砌块出窑后放置28d能完成50%左右的干缩变形,以后逐步变慢,几年后材料才能停止干缩。但是干缩后的材料受湿后仍会发生膨胀,脱水后材料会再次发生干缩变形,但其干缩率有所减小,约为第一次的80%左右。这类干缩变形引起的裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也比较严重。如房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝;在建筑底部一至二层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝;在屋顶圈梁下出现的水平缝和水平包角裂缝;在大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝。另外不同材料和构件的差异变形也会导致墙体开裂。如楼板错层处或高低层连接处常出现的裂缝,框架填充墙或柱间墙因不同材料的差异变形出现的裂缝;空腔墙内外叶墙用不同材料或温度、湿度变化引起的墙体裂缝,这种情况一般外叶墙裂缝较内叶墙严重。
1.3温度、干缩及其它裂缝
对于烧结类块材的砌体最常见的为温度裂缝,面对非烧结类块体,如砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,也同时存在温度和干缩共同作用下的裂缝,其在建筑物墙体上的分布一般可为这两种裂缝的组合,或因具体条件不同而呈现出不同的裂缝现象,而其裂缝的后果往往较单一因素更严重。另外设计上的疏忽、无针对性防裂措施、材料质量不合格、施工质量差、违反设计施工规程、砌体强度达不到设计要求,以及缺乏经验也是造成墙体裂缝的重要原因之一。如对砼砌块、灰砂砖等新型墙体材料,没有针对材料的特殊性,采用适合的砌筑砂浆、注芯材料和相应的构造措施,仍沿用粘土砖使用的砂浆和相应的抗裂措施,必然造成墙体出现较严重的裂缝。
2砌体裂缝的控制
2.1裂缝的危害和防裂的迫切性
砌体属于脆性材料,裂缝的存在降低了墙体的质量,如整体性、耐久性和抗震性能,同时墙体的裂缝给居住者在感观上和心理上造成不良影响。特别是随着我国墙改、住房商品化的进展,人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高,对建筑物墙体裂缝的控制的要求更为严格。由于建筑物的质量低劣,如墙体裂缝、渗漏等涉及的纠纷或官司也越来越多,建筑物的裂缝已成为住户评判建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。因此加强砌体结构,特别是新材料砌体结构的抗裂措施,已成为工程量、国家行政主管部门,以及房屋开发商共同关注的课题。因为这涉及到新型墙体材料的顺利推广问题。
2.2裂缝宽度的标准问题
实际上建筑物的裂缝是不可避免的。此处提到的墙体裂缝宽度的标准(限值),是一个宏观的标准,即肉眼明显可见的裂缝,砌体结构尚无这种标准。但对钢筋砼结构其最大裂缝宽度限值主要是考虑结构的耐久性,如裂缝宽度对钢筋腐蚀,以及外部构件在湿度和抗冻融方面的耐久性影响。我国到现在为止对外部构件(墙体)最危险的裂缝宽度尚未作过调查和评定。但根据德国资料,当裂缝宽度≤0.2mm时,对外部构件(墙体)的耐久性是不危险的。
对砌体结构来说,墙体的裂缝宽度多大是无害呢?这是个比较复杂的问题。因为它还涉及到可接受的美学方面的问题。它直接取决于观察人的目的和观察的距离。对钢筋砼结构,裂缝宽度>0.3mm,通常在美学上是不能接受的,这个概念也可用于配筋砌体。而对无筋砌体似乎应比配筋砌体的裂缝宽度标准放宽些。但是对于客户来讲二者是完全一样的。这实际上是直观判别裂缝宽度的安全标准。
3现有控制裂缝的原则和措施
长期以来人们一直在寻求控制砌体结构裂缝的实用方法,并根据裂缝的性质及影响因素有针对性的提出一些预防和控制裂缝的措施。从防止裂缝的概念上,形象地引出“防”、“放”、“抗”相结合的构想,这些构想、措施有的已运用到工程实践中,一些措施也引入到《砌体规范》中,也收到了一定的效果,但总的来说,我国砌体结构裂缝仍较严重,纠其原因有以下几种。
3.1设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施
长期以来住房公有制,人们对砌体结构的各种裂缝习以为常,设计者一般认为多层砌体房屋比较简单,在强度方面作必要的计算后,针对构造措施,绝大部分引用国家标准或标准图集,很少单独提出有关防裂要求和措施,更没有对这些措施的可行性进行调查或总结。因为裂缝的危险仅为潜在的,尚无结构安问题,不涉及到责任问题。
3.2我国《砌体规范》抗裂措施的局限性
我认为这是最为重要的原因。《砌体规范》GBJ3-88的抗裂措施主要有两条,一是第5.3.1条:对钢砼屋盖的温度变化和砌体的干缩变形引起的墙体开裂,可采取设置保温层或隔热层;采用有檩屋盖或瓦材屋盖;控制硅酸盐砖和砌块出厂到砌筑的时间和防止雨淋。未考虑我国幅原辽阔、不同地区的气候、温度、湿度的巨大差异和相同措施的适应性。二是第5.3.2条:防止房屋在正常使用条件下,由温差和墙体干缩引起的墙体竖向裂缝,应在墙体中设置伸缩缝。从规范的温度伸缩缝的最大间距可见,它主要取决于屋盖或楼盖的类别和有无保温层,而与砌体的种类、材料和收缩性能等无直接关系。可见我国的伸缩缝的作用主要是防止因建筑过长在结构中出现竖向裂缝,它一般不能防止由于钢砼屋盖的温度变形和砌体的干缩变形引起的墙体裂缝。
由此可见,《砌体规范》的抗裂措施,如温度区段限值,主要是针对干缩小、块体小的粘土砖砌体结构的,而对干缩大、块体尺寸比粘土砖大得多的砼砌块和硅酸盐砌体房屋,基本是不适用的。因为如果按照砼砌块、硅酸盐块体砌体的干缩率0.2~0.4mm/m,无筋砌体的温度区段不能越过10m;对配筋砌体也不能大于30m。在这方面,国外已有比较成熟的预防和控制墙体开裂的经验,值得借鉴:一是在较长的墙上设置控制缝(变形缝),这种控制缝和我国的双墙伸缩缝不同,而是在单墙上设置的缝。该缝的构造既能允许建筑物墙体的伸缩变形,又能隔声和防风雨,当需要承受平面外水平力时,可通过设置附加钢筋达到。这种控制缝的间距要比我国规范的伸缩缝区段小得多。如英国规范对粘土砖为10-15m,对砼砌块及硅酸盐砖一般不应大于6m;美国砼协会(ACI)规定,无筋砌体的最大控制缝间距为12-18m,配筋砌体控制缝间距不超过30m。二是在砌体中根据材料的干缩性能,配置一定数量的抗裂钢筋,其配筋率各国不尽相同,从0.03%~0.2%,或将砌体设计成配筋砌体,如美国配筋砌体的最小含钢率为0.07%,该配筋率又抗裂,又能保证砌体具有一定的延性。
关于在砌体内配置抗裂钢筋的数量(含钢率)和效果,是普遍比较关注的问题。因为它涉及到用钢量和造价的增幅问题。
4防止墙体开裂的具体构造措施建议
本文在综合了国内外砌体结构抗裂研究成果的基础上,结合我国当前的具体情况,提出的更具体的抗裂构造措施。它是对“防”、“放”、“抗”的具体体现。笔者认为这些措施可根据具体条件选择或综合应用。该措施已反映到我院为大庆油田砌块厂编制的《砼砌块建筑构造图集》中。
4.1防止混凝土屋盖的温度变化与砌体的干缩变形引起的墙体开裂,宜采取下列措施
4.1.1屋盖上设置保温层或隔热层;
4.1.2在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m;
4.1.3当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时,宜设置分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20mm,缝内用弹性油膏嵌缝;
4.1.4建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》BGJ3-88第5.3.2条的规定外,宜在建筑物墙体的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不宜大于30m。
4.2防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝可采用下列措施之一:
4.2.1设置控制缝
4.2.1.1控制缝的设置位置
(1)在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝;
(2)在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝;
(3)在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设置竖向控制缝;
(4)在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;
(5)竖向控制缝,对3层以下的房屋,应沿房屋墙体的全高设置;对大于3层的房屋,可仅在建筑物1-2层和顶层墙体的上述位置设置;
(6)控制缝在楼、屋盖处可不贯通,但在该部位宜作成假缝,以控制可预料的裂缝;
(7)控制缝作成隐式,与墙体的灰缝相一致,控制缝的宽度不大于12mm,控制缝内应用弹性密封材料,如聚硫化物、聚氨脂或硅树脂等填缝。
4.2.1.2控制缝的间距
1对有规则洞口外墙不大于6mm;
2对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍;
3在转角部位,控制缝至墙转角的距离不大于4.5m;
4.2.2设置灰缝钢筋
1在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝,钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm;
2在楼盖标高以上,屋盖标高以下的第二或第三道灰缝,和靠近墙顶的部位;
3灰缝钢筋的间距不大于600mm;
4灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小于600mm;
5灰缝钢筋宜采用小螺纹钢筋焊接网片,网片的纵向钢筋不小于25,横筋间距不宜大于200mm;
6对均匀配筋时含钢率不少于0.05%;局部截面配筋,如底、顶层窗洞上下不小于38;
7灰缝钢筋宜通长设置,当不便通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于300mm;
8灰缝钢筋两端应锚入相交墙或转角墙中,锚固长度不应小于300mm;
9灰缝钢筋应埋入砂浆中,灰缝钢筋砂浆保护层,上下不小于3mm,外侧小于15mm,灰缝钢筋宜进行防腐处理;
10当利用灰缝钢筋作砌体抗剪钢筋时,其配筋量应按计算确定,其搭接和锚固长度尚不应小于75d和300mm;
11不配筋的外叶墙应设控制缝,控制缝间距不宜大于6m;
12设置灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m。
4.2.3在建筑物墙体中设置配筋带
1.在楼盖处和屋盖处;
2.墙体的顶部;
3.窗台的下部;
4.配筋带的间距不应大于2400mm,也不宜小于800mm;
5.配筋带的钢筋,对190mm厚墙,不应小于2ф12,对250~300mm厚墙不应小于2ф16,当配筋带作为过梁时,其配筋应按计算确定;
6.配筋带钢筋宜通长设置,当不能通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于45d和600mm;
7.配筋带钢筋应弯入转角墙处锚固,锚固长度不应小于35d和400mm;
8.当配筋带仅用于控制墙体裂缝时,宜在控制缝处断开,当设计考虑需要通过控制缝时,宜在该处的配筋带表面作成虚缝,以控制可预料的裂缝位置;
9.对地震设防裂度≥7度的地区,配筋带的截面不应小于190mm×200mm,配筋不应小于410;
10.设置配筋带的房屋的控制缝的间距不宜大于30m;
4.3也可根据建筑物的具体情况,如场地土及地震设防裂度、基础结构布置型式、建筑物平面、外形等,综合采用上述抗裂措施。
参考文献
篇3
1.2高校缺乏完善的内控会计制度
高校缺乏完善的内部会计控制制度,不重视会计制度设计,财务的主要职责是核算、监督以及管理。大部分高校财务只履行基本的核算职能,缺乏内部控制制度或者存在滞后的内部控制制度,不能有效约束相关人员和适应时代的发展,导致高校经常发生经济纠纷,严重损害了高校的经济效益和社会效益,也影响了高校正常的教学科研活动以及党风廉政建设等。
1.3高校缺乏良好的内部审计
高校传统的内部审计已经不能适应时代的发展,高校没有认清内部审计工作的重要性,主要体现在职责定位模糊、工作制度不规范、审计观念落后、审计方法单一、人员素质不高等方面。有些人认为高校并非生产经营性单位,内部审计并不重要,且和其他部门的职能产生冲突。这些问题严重阻碍了高校在现代社会的发展。
1.4高校缺乏风险管理
风险指的是某一行动具有不确定的结果。高校过去处于计划经济体制中,由国家统一安排教育经费、招生计划,学生事业支出不要求核算培养成本,也不用考虑办学效益,所以高校缺乏较高的风险意识和风险防范能力。可是最近几年,高校不断深化体制改革,其所处的内部和外部环境也发生了很大的转变,国内外高校之间的竞争非常激烈,特别是招生和就业压力不断增加,高校面临很大的风险,特别是财务风险。所以高校要提高风险管理意识,并且采取有效措施,提高自身的综合实力。
2高校内部控制管理的完善措施
2.1构建完善的法律体系
市场经济的快速发展促使我国既要不断总结国内内部控制理论,还要广泛研究国外内部控制理论的实际执行情况,以目前的《内部会计控制规范——基本规范(试行)》为基础,不断完善其他具体操作规范,构建一个完整的内部控制规范和法律体系,指导和规范组织内部控制制度建设。
2.2加强内部控制意识
高校领导者要树立内部控制意识,不断更新自己的观念,加强管理。首先,高校要成立专门的财经领导小组,精心组织和审核学校重大经济事项,规范财务管理活动;其次,高校要重视财务管理岗位,将财务管理岗位作为一个重要的技术岗位,提升财务人员业务水平。
2.3健全高校内部审计
高校要创设良好的内部审计环境。高校应重视审计工作,关心和支持审计工作,加强宣传内部审计工作,提高每一个职工的内部审计意识。不断完善内部审计规章制度,依照有关法律进行审计和开展高校的各项活动;同时,建立健全内部审计的激励和责任机制,使内部审计工作更加法制化、制度化和规范化。此外,高校要拓展内部审计的领域。高校内部审计以后勤管理、教学管理为中心,为教师和学生提供更好的服务。此外,还要加强离任审计、工程项目审计、绩效审计,提高审计效果,有效发挥预防、引导、监督以及服务职能,不断深化改革,切实提高办学效果。
2.4加强高校的风险管理
为了有效发挥内部控制对高校的推动作用,使高校发展更加健康和快速,高校自身要加强风险意识和风险管理。有效控制财务风险的重点在于维持一个相对合理的负债水平。第一,高校为了拓展自身的规模和增加办学投入,可以充分利用举债发展这个办法;第二,避免高校因为过度负债而面临巨大风险。因此,高校有必要提高外筹决策机制的规范性,加强对筹资项目立项、评估、决策以及实施等环节的控制,降低财务风险。而高校在控制其他内部风险时可以采取各种防范措施,建立健全内部控制制度,有效管理风险。此外,高校还要不断建设财务人才队伍,因为任何制度都需要由人来执行。高校要有计划地聘用和选择财务人员,也要加强对这些人员的培训,全面提高他们的素质,确保高校可以有效执行各种内控制度。
篇4
经常检查:管理人员经常对橡胶坝工程4个供水深井泵、供排水管道、24个充水电动闸阀、21个排水闸阀及其它机电设备、通讯设施、河床冲淤、潮汐变化等进行检查。检查周期,每月一次。
定期检查:每年汛前汛后对橡胶坝工程各部位及各项设施进行全面检查。汛前着重检查岁修工程完成情况,汛后着重检查工程变化和损坏情况。尤其冬季,着重检查坝袋内是否结冰,防止坝袋受损。
特别检查:当新沂河大流量行洪、强烈地震或工程所濒临的海域有台风登陆,且台风遇位等情况发生,必须及时作好各项准备工作,特别检查工程主体有无损坏等。
上述三个层次的检查都形成书面文字,年终进行资料整编,并将整编成果上报主管部门审查。
枯水期,一般情况下要求坝袋高程保持在3.5m以上,即坝袋充水高1.25m以上,确保每月农历初三、十八两次大潮海水不倒灌。枯水期小潮位情况下,抓紧时机对橡胶坝进行保养和充塌试验。
行洪期,当新沂河上游洪水来量大于3000m3/s,三座橡胶坝全部塌坝,结合深泓闸行洪,上游洪水量小于3000m3/s,浅滩橡胶坝可适当控制坝高以利于深泓闸河床冲淤。一般情况下,南浅滩橡胶坝除8#、9#、10#坝袋外全部自行塌坝需9小时40分钟,北浅滩橡胶坝10孔坝袋全部塌坝需9小时,自行塌坝持续时间较长,且浅滩地高程2.8m左右,相对较高,嶂山闸开闸或沭阳站预报行洪流量时即可提前塌坝,同时可结合120m3/h柴油机强排泵强排,确保洪水到来之前,所有坝袋全部塌掉。由于海口段土质为淤泥质土,行洪期间,浅滩下游极易发生溯源冲刷,当溯源冲刷至离防冲槽末端100m时,立即开启深井泵直供动力式充水系统,结合4台120m3/h柴油机强排泵对橡胶坝进行充水,抑制下游溯源冲刷发展,确保橡胶坝主体工程安全。
运行管理中常见问题
新沂河海口控制工程交由管理单位运行管理一年多来,就三座橡胶坝而言,有三个影响工程正常操作运行的主要问题:
一是4台35m3/h供水深井泵进水滤网封堵或电动机损坏。橡胶坝袋充水时,电动闸阀不打开而开启深井泵引起电动机超载损坏,这种由人为误操作引起的损坏一般可以避免。但4台供水深井泵均处于地面以下26m,运行工况很难掌握,且由于新沂河海口段地质条件,供水深井泵的进水滤网易被水中所含泥沙封堵,封堵后大大影响深井泵的供水效率。
二是电动闸阀和排水闸阀锈蚀严重。海口工程地处海滨,空气中湿度大且含有大量氯离子,金属结构极易受锈蚀。尤其21个排水闸阀安置在橡胶坝袋上游侧的新沂河河床内,长期处于海水浸泡中,锈蚀程度加深。
三是排水管道出口易淤死。橡胶坝排水管道为直径40cm混凝土管。北、中浅滩橡胶坝排水管出口均置于新沂河北偏泓河床内,南浅滩橡胶坝排水管出口位于南偏泓河床内,偏泓受潮汐影响,河床冲淤变化快,因此排水管的出口易被淤死。
维护与修理
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寿险公司内部控制主体是指对寿险公司内部控制承担直接和间接作用的单位和个人,包括董事会及高级管理层等公司领导层、内审部门、保险监督管理部门和外部审计机构以及公司的所有员工。寿险公司内部控制的客体是寿险公司的全部经营管理活动。所要达到的目标是确保国家法律、法规和行政规章的执行和实施;保证寿险公司谨慎、稳健的经营方针能够贯彻执行;识别、计量、控制寿险公司经营风险和资金运用风险,确保公司稳健运营;保证公司资产的安全,各项报表、统计数字的真实性和及时性;偿付能力符合监管要求;提高工作效率,按质按量完成公司的各项工作任务等。寿险公司内部控制采取的手段不是通过一些单独的、狭义的管理制度来达到,而是一个涵盖寿险公司经营各环节的有特定目标的制度、组织、方法、程序的制度体系。因此,其采取的手段不是孤立的,而是有机联系在一起的,构成了整个寿险公司经营管理的基础。寿险公司内部控制制度设计要遵循合法、全面、有效、系统、预防、制衡、权责明确以及激励约束的原则。寿险公司内部控制制度由控制环境、风险评估、控制活动、信息与沟通以及监控等五个要素构成。根据这五个要素,寿险公司内部控制应该包括组织机构、决策、执行、监督和支持保障等系统,每一个系统又包括许多子系统,它们共同构成了寿险公司内部控制制度体系。
二、国内外寿险公司内部控制制度发展情况
(一)国外寿险公司内部控制制度发展情况
从企业追求利润最大化和持续经营等目标的角度看,建立管控经营风险的内部控制制度体系是寿险运行经营的前提和基础。国外寿险业在经过长时间的发展以后,充分认识到偿付能力对保险公司持续经营的重要性,因此,寿险公司在坚持稳健经营的前提下,建立了较为完善的内部控制制度体系,并成为寿险公司风险管控的第一道防线和重要组成部分。具体来说:
1.政府监管促进了寿险公司内部控制制度的建设
从国际上政府监管与寿险公司内部控制制度建设的关系来看,保险监管者一个非常有效的监管方法就是督促保险公司完善其内部控制制度,完善的内部控制制度是实施以偿付能力监管为核心监管制度的基础和前提。从偿付能力监管的第一个层次来看,保险公司的内部控制制度建设涵盖产品开发、销售、承保、理赔、投资等保险经营的全过程,其中重点包括人力资源、业务、财务、资产、负债、费用、法律以及信息技术管理等方面。
国际保险监管官协会在其有关保险监管核心原则中,将内部控制作为单独的一项原则提出,该原则指出,保险监管机构应当可以监管经董事会核准和采用的内部控制制度,在必要时要求其加强内控;可以要求董事会进行适度的审慎监管,如确立承保风险的标准、为投资和流动性管理确立定性和定量的标准。监管者有权要求保险公司董事会、高级管理人员对公司进行适当地控制和谨慎地进行各项工作。在欧盟,这些工作主要是通过一个相当普通的要求来实现的,即要求董事和管理者进行“良好而谨慎的管理”,而“适当的控制”则包括保险公司设立识别和控制承担风险和再保险的各种衡量指标。
随着加拿大和美国的动态偿付能力测试(dynamicsolvencytesting,DST)的发展,促进了寿险公司内控制度的建设。动态财务分析包括监测保险公司对将来可能发生的负面不利变动情况的抵御能力,这些是通过分析在许多种假设组合下对现金流量的变化进行预测得到的。动态财务分析(dynamicfinancialanalysis)报告由保险公司指定精算师负责,此报告被视为指定精算师与董事会和管理人员进行交流的一种工具,这样可以使风险更明确,并且有利于制定适当的策略以减少和管理风险。而且这一专业报告的特点是由指定精算师个人签署,并以个人的专业责任对其负责。指定精算师有责任从专业角度保证报告合乎要求。由精算师协会制定精算实践标准,以提高这些报告的一致性,确保重要的事项包含于报告中。英国的监管部门现在要求保险公司内部的指定精算师(在专业指导中)对该公司进行动态财务分析,并且及时向公司的董事会及监管部门汇报动态财务分析结果。
2.将内部控制纳入公司整个风险管理体系中
国外许多公司在实际经营中将内部控制纳入公司整体风险管理体系,构建了专门的风险管理部门或者由专门的部门负责相应的公司内部和外部风险的管理。通过对比分析加拿大宏利人寿保险公司和台湾地区国泰人寿的风险管理组织框架。可以看出,两公司采取了两种不同形式的内部控制和风险管理的组织架构和模式。加拿大宏利人寿保险公司设有首席风险官和专门的风险管理部门,而国泰人寿则采取了专门业务部门负责特定风险管理和内部控制的模式。两种模式都对公司面临的内部和外部风险进行全面的风险管理。从国外寿险公司内部控制和风险管理的实践看,尽管不同公司采取的风险管理模式存在一定的差异,但是其内部控制一般都是通过完善的制度设计和有效实施机制来完成的。
3.制定了完善的内部控制制度体系
国外许多寿险公司都建立了规范和齐全的内部控制标准,将内部控制标准融入到流程设计和流程改造中,大量地进行员工培训和教育,将内部控制标准深入到所有员工的日常工作和行为中,以降低寿险公司的经营风险,规避一些非正常商业行为的发生,维护公司良好的社会形象和股东利益。在岗位设置上,与国内寿险公司相比,国外寿险公司的最大特点是在于制度化的岗位设置。每一项工作实行程序化的控制,根据业务经营的程序进行岗位设置,需要什么岗位以及每一岗位的职责是什么都非常清楚,并做到重要岗位相互分离和监督制衡。同时,国外寿险公司非常重视内部控制制度的执行力度,建立了较为完善的激励约束机制。例如对于某一岗位的人员,一般年初会根据制度的要求明确应该完成的工作任务,同时提出完成任务存在的困难,在公司满足完成工作目标的条件后,对于达到目标的员工给予奖励,对未能完成任务的员工加以惩罚。
4.形成了比较完善的权限管理制度
国外寿险公司强调权力和责任间的制衡性。组织机构、管理部门和业务管理岗位间相互监督,彼此制约的特征十分明显。公司内部强调行政和业务双向管理,讲求制度第一、权力第二。重要职能与关键岗位的设立也存在一定的制衡。公司总经理在行政管理上,可行使直接决策权,但在涉及风险选择和业务决策上,却需要业务垂直管理的部门决策。同时,配备专职核保、核赔人员,实行承保与理赔职责分离,展业与核保分离;建立承保和理赔人员的分级授权制度,规定各级承保和理赔人员的授权范围和职责。同时,重视授权工作并严格权限管理。在核保权、核赔权、核单权、查询权、报账权、法人授权等日常权限管理中,比较广泛地使用双签制度,虽然在某种程度上影响效率,但可增加透明性和少出差错。
5.注重发挥内部稽核的监控职能
国外寿险公司一般在总公司设有独立的稽核部门,直接对公司董事会负责,定期或者不定期地对下属单位的内控制度执行情况采取不事先通知或随机查询的方式,重点多是权限的控制和执行情况,制度建设是否完备,财务制度和会计规则是否有效执行等。
(二)国内寿险公司内部控制制度发展情况及存在问题
我国有关内部控制的行政规定起步较晚,1996年12月财政部了《独立审计具体准则第9号内部控制和审计风险》,其中将内部控制定义为:内部控制是指企业为了保证业务活动的有效进行,保证资产的安全和完整,防止、发现、纠正错误与舞弊,保证会计资料的真实、合法、完整而制定和实施的政策与程序,由控制环境、会计系统和控制程序构成。很明显,它是基于当时占主导地位的内部控制结构理论,它的目标定位较低,局限于会计查弊纠错,忽视了提高经营效果和效率也应是内部控制的重要目标,况且它是从审计的角度用来对企业内部控制作出评价的。
1999年11月颁布、2000年7月实施的《会计法》明确提出各单位应当建立健全本单位内部会计监督制度,要求会计工作中职务分离,对重大事项决策与执行程序,财产清查和定期内部审计等进行内部控制,它是我国第一部体现了内部控制要求的法律,对我国内部控制理论和实践产生了巨大的推动作用。财政部于2001年6月22日推出了《内部会计控制规范基本规范》,这是我国第一部从企业自身管理角度出发制定的内部控制规范。
我国有关金融企业的内部控制制度的行政规章推出也较晚,1997年5月16日,中国人民银行颁布了《加强金融机构内部控制的指导原则》,这是我国第一部有关金融企业内部控制的监管文件。它对我国金融机构加强内部控制建设起到了历史性的作用,但是由于其内容与国际上主流的内部控制理论上存在一定的差距,且其内容不够全面和完整。2002年,根据国内金融业的发展情况,中国人民银行对这一文件进行了修改和完善。
为防范经营风险,建立健全保险公司内部控制制度,促进保险事业的稳步、健康发展,1999年8月5日,中国保监会制定了《保险公司内部控制制度建设指导原则》。该原则颁布之后,国内各寿险公司按照其要求制定了相关的内部控制制度,并按照业务发展要求和监管要求,不断完善内部控制制度体系。2002年3月,保监会颁布了《保险公司高级管理人员任职资格管理规定》,以加强对保险公司高级管理人员的管理,保障保险公司的稳健经营,2003年7月又对该规定进行了修改。2004年4月保监会颁布了《保险资金运用风险控制指引(试行)》,以规范保险资金运用,完善风险控制机制,推动保险公司、保险资产管理公司进一步加强保险资金运用管理,有效防范投资风险。
尽管保险监管部门颁布了一些有关寿险公司内部控制制度建设的规章,许多寿险公司也在内部控制制度方面进行了大量的探索与创新,但目前在建设和实施方面还存在许多问题,主要表现在以下几个方面:
1.对内部控制制度重视不够
部分寿险公司还没有将内部控制制度建设作为头等大事来抓,没有站在影响公司生存发展的战略高度上重视公司内部控制机制建设,重业务轻内控仍然是某些寿险公司的“通病”。部分寿险公司对内部控制的认识还停留在比较原始的阶段,认为内部控制就是内部监督,把内部控制看作是一本本的手册、各种文件和制度;也有的企业把内部成本控制、内部资产安全控制等视为控制;有的企业甚至对内部控制的认识还未理性化,没有意识到内部控制给公司带来的利益;有些内部控制制度对部分分支机构的管理者缺乏必要的约束和监管,难以保证会计和统计数据的真实性和准确性,内部稽核和外部审计制度形同虚设,削弱了内部控制制度的监督效率,增加了保险公司经营风险和保险监管的难度和成本。实际上,目前在保险市场经常发生的分支机构违法违规行为,反映出上级公司仍然存在着以保费规模论英雄,以规模为发展目标的经营指导思想。存在这种问题的原因主要在于外部环境对国内寿险公司强化内部控制标准的要求不高,导致公司并不关心内部控制标准对公司能够带来的经济及社会利益,公司认为所谓的走“球”似的路线能够帮助公司获得期望的利益,而没有考虑到由于内部控制失效对公司造成的损害可能是致命的。
2.内部控制目标过于简单化和形式化
目前,国内寿险公司的内部控制目标仅仅局限于查错纠弊、会计资料的真实合法和保证业务活动的有效进行等方面。这与国外COSO的目标定位相比有相当大的差距,缺乏动态性和前瞻性。对内部控制的目标往往单纯从会计、审计的角度出发,关注的范围仅仅局限于企业作业层的控制,甚至有些公司把内部控制仅仅理解为内部牵制,还没有形成对内部控制系统、整体的把握。另外,缺乏对内部控制的前瞻性思考,往往过多地考虑先行条件的限制,侧重于对内部控制的准则、条例的制定与修改,使目标流于形式。主要表现:一是制度内容相对陈旧,不能客观地反映保险市场的实际情况;二是制度要求相对滞后,不能及时地跟进监管法规的相关规定;三是内控指标比较单调,缺乏对违规经营行为的全面真实反映功能问题,侧重于静态控制,不能对经营过程进行实时监控和预警;四是内控技术手段落后,基本上没有全面运用现代信息技术手段识别、检索、汇集、分析和处理信息资料,及时发出有效监控指令;五是内控处理措施乏力,一些保险机构内控部门由于受主客观因素的影响,对内控检查发现的违规问题,往往采取避重就轻的办法进行象征性地处理,导致内控处理措施乏力。
3.内部控制环境有待改善
内部控制作为由管理当局为实施各项管理目标而建立的一系列规则、政策和组织实施程序,与公司治理结构及管理是密不可分的。由于目前国内还没有颁布专门的保险公司治理结构指引,寿险公司治理结构按照一般股份公司的要求来设置。尽管各寿险公司相应地设置了独立的股东大会、董事会和监事会以及各专门的委员会,制定了专门的议事规则,但是在实际工作中,监事会、董事会的监控作用严重弱化,其内涵和经营机制距离有效的法人治理结构要求还有很大的距离,个别寿险公司甚至存在着严重的缺陷,企业未能从根本上建立起符合企业发展需要的公司治理机制。在组织架构和岗位设置方面,存在着没有严格按照业务运作程序设置部门、岗位设置职责不清等方面的问题。在企业文化方面,由于许多国内寿险公司成立时间较短,企业文化建设关注不够,在内部控制制度建设和实施中还没有发挥出其应有的作用。
4.财务控制作用有待加强
现在财务核算或管理软件已经获得了极大的普及,各个层次或功能的财务管理或核算软件能够帮助财务人员提高效率和确保核算数据的正确性和及时性。但是,寿险公司的基础财务管理水平与管理层对财务数据的要求有一定的差距,财务控制的作用发挥有限。一些寿险公司在管理过程中,财务控制并没有起到监管及控制业务风险的作用,而是流于形式或者只是为了完成必要的程序;许多内部控制常用的工具和技术,如预算管理、内部控制标准、财务预警机制等并没有在寿险公司内部得到运用。
5.激励约束机制不健全
我国企业内部控制的一个薄弱环节就是激励约束机制不够健全、有效。制度可能是好的,但由于考核和检查主体缺位或者没有认真地进行考核,只是搞形式、走过场。因此,无论内部控制制度多么先进、多么完善,在没有有效控制、考核的情况下,都很难发挥出它应有的作用。目前寿险公司内部控制制度实施中缺乏有效的激励约束机制,对违反规定的人员没有明晰的处罚条款,执行主体缺位,使得各项内部控制制度运行效果不理想。例如寿险公司制定了相应的授权审批制度,但由于缺乏及时高效的内部信息传递机制,难以及时发现和制止越权行为。
6.内部审计功能发挥有限
由于有关文件只提供指导性意见,各公司在制度落实上主要依靠自律。许多公司虽然有较为健全的内部控制制度,但是各项内部控制制度落实不到位,制度执行的自觉性和执行效果却大打折扣,存在着制度上写的是一套,做的是另一套的现象。这其中的原因在于内部审计功能发挥有限,尽管国内各寿险公司总公司设立了独立的稽核部门,但是由于长期以来形成的观念以及组织、人事制度和权限等方面的原因,内部审计部门的人员相对比较少,仅仅从事一些必要的离任审计和常规审计,没有充分发挥公司内部审计的职能。
三、寿险公司内部控制制度未来发展趋势
内部控制理论与实践的产生和发展已经有了很长一段历史,随着企业内外部环境的变化,经营者应该以全新的经营理念赋予其中,内部控制将会发生一场深刻变革。随着国际金融业经营环境的日趋复杂,国际寿险业面临的风险因素也发生了较大变化,寿险业面临的主要风险由承保风险转向投资风险,资产负债匹配风险日益受到重视。展望未来,国际寿险业风险管理表现出以下发展趋势:(1)风险管理理论创新和技术进步将对风险管理实践起到巨大的推动作用;(2)风险管理的模式将不断创新,全面风险管理模式将会逐步成为寿险公司风险管理的主流模式。(3)风险管理技术和方法的通用性将不断增强。在寿险业风险管理发展的趋势影响下,寿险公司内部控制的未来发展将会呈现出以下趋势:
1.企业全面风险管理将成为寿险公司内部控制制度发展的未来方向
企业全面风险管理的思想是基于风险因素之间的相关性,从宏观上抓住了企业内部各种风险之间的关联关系。企业全面风险管理不仅重视资产负债管理和整体运营风险管理,更重视通过投资组合优化管理和资源优化分析的风险预算方法来提高企业的盈利能力和竞争力。企业全面风险管理强调寿险公司风险的全面性,要求对寿险公司运作的各个环节进行全面的分析和调查,利用全面风险管理模型能够将寿险公司许多潜在的风险加以量化,并根据每项风险对企业危害的大小及其相关性来制定相应策略。从内部控制和风险管理的关系看,全面风险管理作为一种全新的风险管理方法,涵盖了寿险公司内部控制的所有内容。因此,寿险公司内部控制的未来发展也将随着这种模式的不断实施而不断创新和发展。在寿险公司内部控制的未来变革中,人们将更多地把风险管理的职能赋予内部控制,内部控制也将逐步成为企业风险预测、评估和控制的重要手段和途径。
2.风险评估将成为未来企业内部控制建设的重要内容
由于社会公众和股东越来越关注风险评估,越来越多的企业信奉企业全面风险管理(Enterprise-wideRiskManagement,ERM),人们期望贯穿组织的所有风险都能得到持续的和规范化的管理,对战略、财务和经营等风险全面考虑。在内部控制未来的变革中,人们将更多的把风险管理的职能赋予内部控制,而内部控制也将逐渐成为企业风险预测、评估、控制的主要手段和途径,风险评估将成为内部控制制度建设的重要内容。企业在设计和评估内部控制时,将会充分考虑风险识别和评估问题,例如公司面临风险的性质和程度、公司可承受风险的程度和类型、风险发生的可能性、公司减少事故的能力及对已发生风险的影响、实施特殊风险控制的成本以及从相关风险管理中获取的利益等。
3.信息和沟通在内部控制中的地位将更加突出
知识经济时代,知识将成为最重要的经济资源,获取、共享和利用知识的能力将成为寿险企业生存和成长的关键因素。不论是获取、共享知识,还是利用知识,都需要信息与沟通系统作为载体。信息与沟通是否良好,决定着寿险公司能否及时收集到大量的内部和外部信息,能否实现信息在企业各层次、各部门之间迅速地传递和交流,能否率先在已有信息的基础上进行知识创新,占领市场制高点,获得发展的先机。对于寿险公司而言,建立一个统一、高效、开放的信息与沟通系统,是其他一切内部控制的运行平台,将成为寿险公司内部控制制度成功实施的关键。
4.人力资源将成为内部控制制度建设成功的关键和重点
在日益激烈的市场竞争中,寿险公司的竞争优势将主要取决于其人才技术优势和组织管理优势,而不是传统的资金和资源优势。实际上,组织管理优势也需要通过有效的人才配备才能发挥出来。企业内部控制制度的实施是由人来执行的,有了严密的企业内部控制制度,而无相应素质和品行的人去执行,内部控制依然会落空,因此企业员工的文化素质和道德修养的高低是企业内部控制有效与否的重要因素。在知识经济时代,人力资源将成为企业中最核心的要素,人的主观能动性决定了人力资源发挥作用的程度,一切内部控制制度都将围绕这一点进行。不断变化的市场环境要求企业要迅速作出反应,迫使企业减少管理层次,进行分散决策,丰富工作内容,留给员工更多的自主空间。寿险公司只有通过主动的建立和加强良性的控制环境,引导、激励人们正确地履行责任,实现公司的目标,将外来的压力变成人们内生的动力,充分发挥人力资源的主观能动作用。
「参考文献
1.傅安平著,《寿险公司偿付能力监管》,中国社会科学出版社,2004.5.
2.中国保险监管管理委员会编著,《国际保险监管研究》,中国金融出版社,2003.6.
3.王一佳等著,《寿险公司风险管理》,中国金融出版社,2003.10
4.宋健波著,《企业内部控制》,中国人民大学出版社,2004.2
篇6
一、基于公司治理的内部控制层次
内部控制的主体有哪些,这涉及到内部控制层次问题,需要首先加以明确。两权分离的公司,内部控制有两个层次:一是所有者或授权人对经营者监控,通过制定绩效目标,对经营者激励、监督,促使其努力经营、正确决策;二是经营者对公司经营活动和财务活动监控,解决经营者的经营管理能力问题,目的是实施有效管理并实现绩效目标。因此,公司制企业内部控制主体有两大类:一类是作为投资者的股东,一类是作为经营管理者的经理阶层。按照AICPA审计程序委员会《审计程序公告第29号》对内部控制概念的重新表述,内部控制可以分为内部会计控制和内部管理控制。其中内部会计控制与财产安全和财务记录可靠性有直接的联系,包括授权与批准制度、从事财务记录和审核与从事经营或财产保管职务分离的控制、财产的实物控制和内部审计;内部管理控制主要与经营效率和贯彻管理方针有关,通常只与财务记录有间接关系,一般包括统计分析,时动研究即工作节奏报告、业绩报告、员工培训计划和质量控制等。尽管内部控制“二分法”之后,人们认识到会计控制与管理控制的密不可分性,但此处我们基于公司治理的不同层次的内部控制目标的不相同,暂且将其割裂开来。笔者认为,在现代两权分离的公司制企业,不同层次主体的内部控制目标及内容是不相同的。作为第一个层次主体的股东最关心的是其投入企业资本的安全性和收益性,要求实现其资本保值、增值目标。他们期望获得真实、可靠的会计信息,据此客观评价企业的经营成果,正确估价企业的财务状况以便进行正确的投资决策,因此股东进行内部控制的主要目标是规范经营者行为,保证会计资料真实、完整,提高会计信息质量。其主要内容是会计控制。经营者层次的内部控制主体最关心的是如何加强企业内部经营管理,全面履行其受托经管责任,实现企业经济效益最大化,确保企业经营管理目标的实现。因此,经营者实施内部控制所要达到的目标主要是:建立和完善符合现代经济管理要求的内部管理组织结构,形成科学的决策机制、执行机制和监督机制,确保企业经营管理目标的实现;建立行之有效的风险控制机制,强化风险管理,确保企业各项业务活动的健康运行;堵塞漏洞、消除隐患,防止并及时发现和纠正各种舞弊行为,保护企业资产的安全完整;及时向所有者提供财务报告及其他会计信息,以解脱其受托责任。因此,企业经营者的内部控制应同时包括会计控制与管理控制,且在控制过程中使二者有机结合起来。
二、公司内部控制外部化问题
现代公司两权分离导致其内部控制的双层次性:一是所有者(股东)或授权人对经营者的控制;二是经营者对公司经营管理活动进行的控制。因此,公司内部控制主体有两大类:一类作为投资者的股东,一类是作为经营管理者的经理阶层。这是从理论上对于内部控制的“应该是什么”的分析。事实上,公司管理层负责内部控制,可自主决定内部控制机构的设立、人员配置,工作的中心和范围等重要内容,这就决定了内部控制的内向型服务性质。这是实践中内部控制“其实是什么”的分析。关于内部审计定位,当前主要有以下几种情况:由监事会领导;由董事会领导;由高级管理层领导。从理论上讲,由于监事会向股东大会负责,其控制权限较大受到的阻力相对较小,由其领导内部审计具有较高的独立性;由董事会或高级管理层领导的内部审计则独立性相对较弱。但是,现实中我国大多数公司都采用后两种形式的内部审计,因而其内部控制的监督很大程度上只是董事会或高级管理者对中、下层职能管理部门的监督控制,而对高层管理者自身缺乏约束。即便由监事会作为内部审计的领导机构,也难以保证其人员在实质与精神上的独立性,因而内部控制的独立性和审计结论的可靠性往往受到怀疑。这也是我国目前公司制企业内部控制存在的最大问题:即内部控制对经营者有效对股东无效的矛盾状态。所以,当前公司主要以经营管理者为主体的内部控制本身是不完整的,企业的投资者(股东)相对独立于经营管理之外,他们在很大程度上只能依靠企业的控制机制对公司经营决策加以监督,而他们所希望的控制不仅是针对企业一般管理者的行为,而且也能对高层管理者甚至是董事会的管理、决策行为进行有效的控制。这种要求对于当前我国公司制企业自身而言是很难解决的。因此,对于这个层次的内部控制应提倡内部控制外部化,即采用外部控制程序(比如政府对于内部控制规范的制定等)替代内部控制,以达到其特殊的控制效果。关于内部控制外部化重点应放在对公司高层管理者的控制上,其内容主要是对企业经营管理合规性进行控制。通过内部控制外部化,一方面可以提高公司管理的专业化程度和管理效率,促进内部控制质量的提高,另一方面也为外部控制提供更多的业务空间,所以内部控制外部化是一条有益于提高当前我国公司控制水平的重要途径。
三、公司内部控制与资本结构优化
内部控制是保证企业目标得以实现的一系列方法、措施和程序,而资本结构是企业各种资金来源的数量及其构成比例关系,二者之间似乎没有什么联系。但是,由于资本市场与内部控制存在紧密的联系,同时内部控制对资本市场也产生反作用,使得内部控制通过影响资本市场进而影响企业资本结构成为一种必然。自从莫迪格莱尼(Modigliani)和米勒(Miller)两位学者提出MM资本结构理论以来,寻求最佳资本结构便成为企业进行筹资决策的最终核心目的。按照MM资本结构理论,最佳资本结构是在一定时期使公司综合资本成本最低且使公司价值最大的资本结构。即在最佳资本结构下,综合资本成本(也称加权平均资本成本)Kw达到最低,同时公司价值V达到最大。但是,现实社会存在许多不完美因素,完全市场不存在,诸多因素的限制使得公司只能从数量上得到一个Kw或V,却不可能真正达到绝对资本结构最优。但是,公司却能够通过多种措施和手段,在既定限制范围之内尽可能优化资本结构,即通过降低Kw或提高V使资本结构得到优化,有效的内部控制将会起到这种作用。
让我们来看代表资本结构的两个指标:
Ⅰ.综合资本成本,即Kw=ΣKiWi=Kb(1-T)Wb+KsWs+KhWh[1]
Ⅱ.公司价值,即V=B+S+H
其中:Kb——债务利率
Wb——债务资金占总资金比重
Ks——公司普通股的资本成本
Ws——股票市值占总资金比重
Kh——人力资本成本
Wh——人力资本占总资金比重
B——债务价值
S——普通股市值
H——人力资本价值
T——所得税税率
和V相比较,综合资本成本Kw=Kb(1-T)Wb+KsWs+KhWh没有考虑风险因素,因此,我们将对资本结构优化的研究主要限定在企业价值V上。即看企业内部控制怎样影响公司价值V。
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微生物在粮食上生长繁殖,使粮食发生一系列的生物化学变化,造成粮食品质变劣的现象称为粮食霉变。
粮食在收获后的储藏过程中,由于自然或技术的原因所造成的损耗是十分惊人的。据报道,世界上每年平均有2%的粮食谷物由于霉变而不能食用,这不仅在经济上造成巨大的损失,而且霉变的粮食还可以产生真菌毒素,引起人畜食用后中毒或致癌。
粮食霉变的发生具有一定的内在和外部因素,它与粮食的品质、微生物在粮食中的代谢作用及生态环境的影响是密切相关的。所以微生物、粮食品质和环境条件是构成粮食霉变的主要因素。
一、微生物是构成粮食霉变的前提
微生物具有形体小、数量大、种类多、分布广、繁殖快、代谢强度高等特点。在粮食自田间生长到收获储藏、加工、运输的过程中,种类繁多的微生物可以从不同的来源地,通过各种传播途径,不断地聚集到粮食及其制品上来。这些在一定条件下寄附在粮食及其制品上的微生物群,称为粮食微生物区系。包括田间真菌和储藏真菌。田间真菌是个相对的区域性概念,包括一切能在田间感染粮食的真菌。一般是湿生性菌类,生长最低湿度均在RH90%以上,他们主要是半寄生菌,其典型代表是交链孢霉,此外还有蠕孢霉、芽枝霉、弯孢霉、黑孢霉等。储藏真菌,大都是在粮食收获后感染和侵害粮食的腐生真菌。这类霉菌很多,但危害最严重且普遍的是曲霉和青霉。它们所要求的最低生长湿度都在RH90%以下,一些干生性的曲霉可以在RH65%~70%时生长。
由于粮食微生物广泛分布在自然界中,不论田间或仓库、土壤或空气和水、农具和仓具等一切空间和物体上,几乎都是粮食微生物活动的场所。因此,在粮食收获、储藏、运输、加工和销售等各个流通环节中,注意环境卫生,加强粮食清理,尽量防止、减少微生物污染,控制微生物区系的扩展,是粮食防止霉变的首要环节。
二、粮食是构成霉变的基础
微生物为了生存,就必须从环境中分解和吸收营养物质,用以合成自身的细胞物质并获得代谢所需要的能量。粮食就是微生物天然的营养库。虽然各种粮食的营养成分含量不同,但微生物所必须的各种营养物质,在粮食及制品中几乎都有。所以,粮食是微生物良好的天然培养基,这正是在发酵工业中,常以粮食及副产品为原料的原因。但在粮食储藏或食品保藏中,含有丰富营养物质的粮食及其制品便构成了微生物营养代谢和导致霉变的基础。
因此,要收购颗粒饱满、完整、无虫、无病、干燥纯净的高品质粮食,努力保护粮食的完整度和生活力,增强粮食自身的抗霉、防霉能力。好的粮质是储粮安全的基本条件。
三、环境条件是构成粮食霉变的关键
一般粮食都带有微生物,但不一定发生霉变,因为除了健全的粮食对微生物的危害具有一定的抵抗能力外,储粮环境条件对微生物的影响,是决定粮食霉变与否的关键。环境条件有利于微生物活动时,微生物才可能生长繁殖,霉变才可能发生。
影响微生物的环境条件很多,主要是水分、温度和气体成分。其中水分最重要。
1、水分
水是微生物生存的必须条件。水不仅是微生物细胞的重要组成成分,直接参与代谢作用,而且是各种生化反应的媒介,此外,水还有调节渗透压和温度的功能。在过于干燥的环境里,微生物就不能生长。
储粮环境的水分条件,包括大气湿度、仓房湿度、粮堆湿度和粮食含水量。其中粮堆湿度和粮食含水量对粮食微生物的生长发育有直接的影响。不同的微生物对环境水分的要求是不同的。细菌和酵母菌对水分要求较高,而许多霉菌对环境水分要求不高,所以,对储粮来说霉菌的危害远比细菌和酵母菌大的多。
干生性霉菌生长的最低相对湿度为65%左右,与之相平衡的粮食水分,就是通常所说的“安全水分”。这种水分含量因粮种而不同,谷类粮食水分为13%左右,豆类水分为12%左右,油料水分为6%~8%。在这种低值水分条件下,微生物难以生长为害。因此,控制环境的水分条件,保持干燥,是粮食防霉的首要关键。
2、温度
微生物的生命活动只有在一定的温度范围内,才能正常进行。所以,温度是影响微生物生长繁殖和存亡的重要环境因子之一。微生物对环境温度具有一定的适应范围,在最适温度下,微生物生长旺盛、繁殖迅速,当超过最低或最高温度界限时,微生物代谢会受到抑制,甚至停止生长或死亡。
在粮食微生物的区系中,以中温性的微生物最多,危害也最大。它们生长的最适温度为20℃~40℃,生长的最低温度为5℃~15℃。在粮食防霉中,控制环境水分的同时,采用低温储藏,可以有效地抑制微生物。
3、气体成分
在粮食微生物的区系中,绝大多数是好氧菌,氧是其呼吸作用必须的条件。粮堆中氧气的浓度和二氧化碳的浓度,对微生物的生命活动都有影响。
好氧菌在其最低需氧量以下,生长会受到抑制。所以,自然地或人为地使粮堆中达到完全缺氧,好气性的微生物则不能生长繁殖。当氧浓度降到2%以下时,大部分好氧菌会受到抑制,若氧浓度在0.2%以下,一些耐低氧的霉菌也会受到抑制。所以缺氧储粮是气调防霉技术中的一个重要措施。
当环境中的二氧化碳的浓度达到40%以上时,对微生物有一定的抑制作用,当二氧化碳的浓度高达80%时,几乎可以抑制全部霉菌的生长。
在粮食储藏中,氧浓度控制在0.2%~2%或二氧化碳浓度控制在40%~80%,是气调防霉的有效剂量。
综上所述,防止和减少微生物污染;提高粮食质量使之具有抗霉能力;控制环境条件的水分、温度和气体成分,是粮食防霉的基本途径和有效措施。
【参考文献】
[1]国家粮食局人事司.粮油保管员.北京:中国农业出版社,2006.4.
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随着社会的发展和进步,高效低耗的技术已愈来愈受到人们的关注。在空压机供气领域能否应用变频调速技术,节省电能同时改善空压机性能、提高供气品质就成为我们关心的一个话题。结合生产实际,我们选择了一台美国寿力LS-10型固定式螺杆空压机进行了研究。
2空压机加、卸载供气控制方式简介
作者以美国寿力LS-10型固定式螺杆空压机电控原理图(如图3所示)为例,对加、卸载供气控制方式进行简单介绍。
SA1转至自动位置,按下起动按钮SB2,KT1线圈得电,其瞬时闭合延时断开的动合触点闭合,KM3和KM1线圈得电动作压缩机电机开始Y形起动;此时进气控制阀YV1得电动作,控制气体从小储气罐中放出进入进气阀活塞腔,关闭进气阀,使压缩机从轻载开始起动。当KT达到设定时间(一般为6秒后)其延时断开的动断触点断开,延时闭合的动合触点闭合,KM3线圈断电释放,KM2线圈得电动作,空压机电机从Y形自动改接成形运行。此时YV1断电关闭,从储气罐放出的控制气被切断,进气阀全开,机组满载运行。(注:进气控制阀YV1只在起动过程起作用,而卸载控制阀YV4却在起动完毕后起作用。)
若所需气量低于额定排气量,排气压力上升,当超过设定的最小压力值Pmin(也称为加载压力)时,压力调节器动作,将控制气输送到进气阀,通过进气阀内的活塞,部分关闭进气阀,减少进气量,使供气与用气趋于平衡。当管线压力继续上升超过压力调节开关(SP4)设定的最大压力值Pmax(也称为卸载压力)时,压力调节开关跳开,电磁阀YV4掉电。这样,控制气直接进入进气阀,将进气口完全关闭;同时,放空阀在控制气的作用下打开,将分离罐内压缩空气放掉。
当管线压力下降低于Pmin时,压力调节开关SP4复位(闭合),YV4接通电源,这时通往进气阀和放空阀的控制气都被切断。这样进气阀重新全部打开,放空阀关闭,机组全负荷运行。
3加、卸载供气控制方式存在的问题
3.1能耗分析
我们知道,加、卸载控制方式使得压缩气体的压力在Pmin~Pmax之间来化。Pmin是最低压力值,即能够保证用户正常工作的最低压力。一般情况下,Pmax、Pmin之间关系可以用下式来表示:
Pmax=(1+δ)Pmin(1)
δ是一个百分数,其数值大致在10%~25%之间。
而若采用变频调速技术可连续调节供气量的话,则可将管网压力始终维持在能满足供气的工作压力上,即Pmin附近。
由此可知,在加、卸载供气控制方式下的空压机较之变频系统控制下的空压机,所浪费的能量主要在2个部分:
(1)压缩空气压力超过Pmin所消耗的能量
在压力达到Pmin后,原控制方式决定其压力会继续上升(直到Pmax)。这一过程中必将会向外界释放更多的热量,从而导致能量损失。
另一方面,高于Pmin的气体在进入气动元件前,其压力需要经过减压阀减压至接近Pmin。这一过程同样是一个耗能过程。
(2)卸载时调节方法不合理所消耗的能量
通常情况下,当压力达到Pmax时,空压机通过如下方法来降压卸载:关闭进气阀使电机处于空转状态,同时将分离罐中多余的压缩空气通过放空阀放空。这种调节方法要造成很大的能量浪费。
关闭进气阀使电机空转虽然可以使空压机不需要再压缩气体作功,但空压机在空转中还是要带动螺杆做回转运动,据我们测算,空压机卸载时的能耗约占空压机满载运行时的10%~15%(这还是在卸载时间所占比例不大的情况下)。换言之,该空压机10%的时间处于空载状态,在作无用功。很明显在加卸载供气控制方式下,空压机电机存在很大的节能空间。
3.2其它不足之处
(1)靠机械方式调节进气阀,使供气量无法连续调节,当用气量不断变化时,供气压力不可避免地产生较大幅度的波动。用气精度达不到工艺要求。再加上频繁调节进气阀,会加速进气阀的磨损,增加维修量和维修成本。
(2)频繁采用打开和关闭放气阀,放气阀的耐用性得不到保障。
4恒压供气控制方案的设计
针对原有供气控制方式存在的诸多问题,经过上述对比分析,本人认为可应用变频调速技术进行恒压供气控制。采用这一方案时,我们可以把管网压力作为控制对象,压力变送器YB将储气罐的压力P转变为电信号送给PID智能调节器,与压力设定值P0作比较,并根据差值的大小按既定的PID控制模式进行运算,产生控制信号送变频调速器VVVF,通过变频器控制电机的工作频率与转速,从而使实际压力P始终接近设定压力P0。同时,该方案可增加工频与变频切换功能,并保留原有的控制和保护系统,另外,采用该方案后,空压机电机从静止到旋转工作可由变频器来启动,实现了软启动,避免了启动冲击电流和启动给空压机带来的机械冲击。
具体的控制系统流程图如图1所示。
变频与工频电源的切换电路如图2所示;空压机电控原理图如图3所示;变频调速控制系统接线图见图4。
5系统元器件的选配及系统的安装与调试
5.1元器件的选型
(1)变频器
LS-10型固定式螺杆压缩机电机型号:LS286TSC-4,功率22kW,频率50Hz,额定电压380V,额定电流42A,4极,转速1470r/min,我们选用一台“台达牌”VFD300B43A型变频器。因为LS-10型空压机是一种大转动惯量负载,因此选用加大一级变频器(30kW),变频器的外部接线如图5所示。
a)变频器的主要参数
l输出:最大适用电机输出功率30kW,输出额定容量45.7kVA,输出额定电流60A,输出频率范围0.10~400Hz,过载能力为额定输出电流的150%,运行60s,最大输出电压对应输入电源。
l输入:3相,380~460VAC,50/60Hz,电压容许变动范围±10%,频率容许变动范围±5%。输入电流60A,采用强迫风冷。
(2)该变频器的主要特点:
a)采用了新一代电力元件IGBT作为驱动交流电动机的核心元件,应用高速微处理器实现正弦波脉宽调制(SPWM)技术,具有无传感器矢量控制及电压/频率(V/f)控制。
b)配有RS-485接口,可与计算机联结,构成计算机监控、群控系统。
c)自动转矩补偿。e)禁止电机反转。
d)自动调整加减速时间。f)带过载(过热保护)。
(2)PID智能控制器
兰利牌PID智能控制器一个,型号:AL808,单路输入、输出,输出为4~20mA模拟信号,测量精度0.2%,厂家:深圳市亚特克电子有限公司。
(3)压力变送器
压力变送器一个型号:DG1300-BZ-A-2-2,量程:0~1Mpa,输出4~20mA的模拟信号。精确度0.5%FS。厂家:广州森纳士压力仪器有限公司。
1)安装
控制柜安装在空压机房内,与原控制柜分离,但与压缩机之间的主配线不要超过30m。控制回路的配线采用屏蔽双绞线,双绞线的节距在15m以下。另外控制柜上装有换气装置,变频器接地端子按规定不与动力接地混用,以上措施增强了系统的稳定性、可靠性。
(2)调试
a)变频器功能设定
00-09设定为00(V/f电压频率控制)
01-00最大操作频率:设定为50Hz(对应最大电压380V)
01-01最大频率:设定为50Hz(等于电机额定频率)
01-07上限频率:设定为48Hz
01-08下限频率:设定为40Hz
01-09第一加速时间:设定为10S
01-10第一减速时间:设定为10S
02-00设定为02,即由外部4~20mA输入(ACI)
02-01设定为01:运行指令由外部端子控制
02-02设定为00(以减速制动方式停止)
02-04设定为01:禁止反转
02-07设定为00:ACI断线时减速至0Hz
06-04设定为:150%(过载保护),其它功能遵照变频器出厂设定值。
b)PID参数的整定
由于用于控制变频器,根据在不允许输出信号频繁变化的应用系统中应选择PI调节方式原则,因此只能采用PI调节方式,以减少对变频器的冲击。
在对PID进行参数整定的过程中,我们首先根据经验法,将比例带设定在70%,积分时间常数设定在60s;为不影响生产,我们采取改变给定值的方法使压力给定值有个突变(相当于一个阶跃信号),然后观察其响应过程(即压力变化过程)。经过多次调整,在比例带P=40%,积分时间常数Ti=12s时,我们观察到压力的响应过程较为理想。压力在给定值改变5min左右(约一个多周期)后,振幅在极小的范围内波动,对扰动反应达到了预期的效果。
(3)调试中其他事项
从图4可以看出,整套改造装置并不改变空压机原有控制原理,也就是说原空压机系统保护装置依然有效。并且工频/变频切换采用了电气及机械双重联锁,从而大大的提高了系统的安全、可靠性。
我们在调试过程中,将下限频率调至40Hz,然后用红外线测温仪对空压机电机的温升及管路的油温进行了长时间、严格的监测,电机温升约3~6℃之间,属正常温升范围,油温基本无变化(以上数据均为以原有工频运行时相比较)。所以40Hz下限频率运行对空压机机组的工作并无多大的影响。
6结束语
经过一系列的反复调整,最终系统稳定在40.5~42.5Hz的频率范围,管线压力基本保持在0.62Mpa,供气质量得到提高。改造后空压机的运行安全、可靠,同时达到了水厂用气的工艺要求。
参考文献
[1]张燕宾.变频调速应用实践[M].北京:机械工业出版社,2000.
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[3]袁任光.交流变频调速器选用手册[M].广州:广东科技出版社,2002.
篇9
果茶场也是省城第一座以品茶、园艺、垂钓为主题的农业观光园。这里空气清新,景色怡人。春有草莓、樱桃、“明前”茶;夏有枇杷、苹果、葡萄、桃、李、杨梅、无花果与瓜类;秋有板栗、柿、枣、梨、猕猴桃;冬有柑桔、橙类等。一年四季。百果飘香,是个名副其实的“百果园”。
该厂第二期工程将于2003年完成,面积将扩至1000多亩。年生产优质果茶苗木将达到1000万株,优质果茶产品产量也将成倍增加,更多的农业高新技术将落户该场。果茶苗木和产品的生产、检测、采后处理、加工和多种农业观光设施将全部完善和配置。届时,一个全新的高科技生态农业示范、观光园将会展现在你的面前。
百果园是农业高科技的结晶,而滴灌系统是其中的重中之重。百果园现建成的620亩果园,全部由从以色列引进的先进滴喷灌系统控制,该园地势起伏较大,最高处海拔达86.60m,最低处64.72m,传统灌水方式很难进行,而先进的滴灌系统由于对地形的适应能力强,而且特别适应山地丘陵地区,所以滴灌正好大施其能,由低处水库中取水,经过过滤加压,然后由遍布全园的各种管道把带有肥料、除虫剂的水准确地送到每片需水地园中,保证果树的正常需水。不过其系统自动化程度不高,全园仅能使用微机控制电磁阀的开启,不能精确实现作物的轮灌、对灌水时间和灌水量还不能实现有效的控制,有望进一步提高。
2滴灌系统
滴灌就是滴水灌溉技术,它是利用低压管道系统,使滴灌水成点滴地、缓慢地、均匀而又定量地浸润作物根系最发达的区域,使作物主要根系活动区的土壤始终保持在最优含水状态。滴灌不同于传统的地面灌溉湿润全面积土壤,因此滴灌有节约灌溉用水量、促进作物生长和提高产量的作用,是一种很有发展前途的局部灌水技术。
百果园主要种植柑桔、葡萄、水蜜桃、茶等低矮果树,如果采用其它灌水方法,不仅浪费水资源,而且很难保证满足果树的需水量,而滴灌具有省水节能、省工省地省肥、操作简单,易于实现自动化、对土壤地形适应性强、保护和保持生态环境等优点,所以滴灌成为了百果园地首选。
2.1百果园滴灌系统的组成
百果园滴灌系统主要由水源、首部枢纽、输配水管网和尾部设备灌水器以及流量、压力控制部件和测量仪表等组成,如图所示。全园滴灌系统组成示意图:
1.水源2.水泵3.供水管4.蓄水池5.逆止阀6.施肥开关7.灌水总开关8.压力表
9.主过滤器10.水表11.支管12.微喷头13.滴头14.毛管(滴灌带、渗灌管)
15.滴灌支管16.尾部开关(电磁阀)17.冲洗阀18.肥料罐19.肥量调节阀20.施肥器21.干管
2.1.1水源
江河、湖泊、水库、井、渠、泉等水质符合微灌要求的均可作为水源,百果园采用从园中的水库中取水。
2.1.2首部枢纽
百果园的首部枢纽包括泵组、动力机、肥料罐、过滤设备、控制阀、进排气阀、压力表、流量计等。其作用是从水库中取水增压并将其处理成符合微灌要求的水流送到系统中去。百果园中采用五级加压式离心泵,在水库中取水,现取现用,计划建一水塔蓄水。
2.1.3输配水管网
输配水管网的作用是将首部枢纽处理过的水按照要求输送分配到每个灌水单元和灌水器。包括干、支管和毛管三级管道,毛管是微灌系统末级管道,其上安装或连接灌水器。微灌系统中直径小于或等于63毫米的管道常用聚乙烯(PE)管材,大于63毫米的常用聚氯乙烯(PVC)管材。百果园中干、支管采用PVC管和UPVC管,毛管采用PE管。
2.1.4尾部设备
尾部设备是微灌系统的关键部件,包括微管和与之相联的灌水器(小微管、滴头、微喷头、滴灌带、渗灌头、渗灌管等)插杆等。灌水器将微灌系统上游所来的压力水消能后将水成滴状、雾状等施于所需灌溉的作物根部或叶面。
2.2百果园滴灌灌溉系统
灌溉系统的第一期工程是由以色列的普拉斯托公司负责承建,全园采用先进的滴、喷灌相结合的微灌节水技术,是我国南方发展节水农业的典范,其具体情况见下:
2.2.1设计原则
滴灌灌溉系统设计除了满足节水、节能、省力等之外,通常应遵循以下主要原则:
①必须满足果园果树生长对水分的要求;
②灌溉系统设计应结合耕作实际,便于操作;
③应使所选择的灌水方法既能满足作物的灌溉要求,又不因灌溉而造成病害、虫害的发生;
④在尽可能的情况下,灌溉系统设计时应考虑施肥及喷药装置;
⑤在尽可能的情况下,应使灌溉系统在满足灌溉要求的同时,工程建设的综合造价最小。
2.2.2设计步骤
2.2.2.1资料的收集在系统设计时,必须掌握以下资料:
①地形资料:根据实际情况测绘大比例尺地形图,其中包括果园的平面布置、道路、水源位置、高差等。
②土壤资料:主要是土壤理化性质、地下水埋藏深度和土层厚度等。土壤理化性质主要包括土壤类别、干容重、含盐情况、土壤田间持水率等。
③气象资料:区域年均降雨量及季节分布、平均气温、极端气温(包括最高、最低气温)、最大冻土层深度、无霜期、蒸腾蒸发资料等。
④水源资料:水源属性(个人或集体)、种类、水源位置、水质、含沙情况、水位、供水能力、利用和配套情况等。若水源为机井时,还应调查机井的静水位和动水位,当地下水水位较浅时,一定要调查清楚地下水位及其周年变化规律。若水源为渠水时,应调查清楚水源的含泥沙种类、含沙量、水位、供水时间、可能的配水时间等。同时,还应特别注意水源的保证率问题,不论是只用于果园的水源还是与周围大田混用的水源,都应考虑这个问题。
⑤百果园作物种植资料:其中包括作物的种类、种植密度(其中最主要的是行距和株距)等。
⑥百果园的环境资料:包括百果园周围的地形、交通和供电等。
2.2.2.2灌水方法的选择灌水方法选择适当与否,除了影响工程投资外,还直接影响着灌溉系统的效益发挥和灌溉保证率。因此,应根据作物种类、作物的种植制度、种植季节、水源情况、果园设施情况、工程区社会经济情况等,合理地选择相对投资较省、灌溉保证率较高且有利于果园果树生长的灌水方法。百果园灌溉系统的灌水方法采用以滴灌为主,滴喷灌相结合的方式。
2.2.2.3滴灌系统布置,百果园滴灌系统的管道分干管、支管和毛管等三级,布置时干、支、毛三级管道要求尽量相互垂直,以使管道长度和水头损失最小。通常情况下,园内一般出水毛管平行于种植方向,支管垂直于种植方向。
2.2.2.4滴灌灌溉制度的拟定
①灌水定额:是指作为滴灌系统设计的单位面积上的一次灌水量,如果用灌水深度表示,可用式(4-8)计算,即
H——计划湿润层深度(米),一般蔬菜0.20-0.30米深根蔬菜或果树0.3-1.0米;
p——土壤湿润比,70%-90%。
②设计灌水周期:滴灌设计灌水周期是指按一定的灌水定额灌水后,在作物适宜土壤含水率的条件下,保障作物正常生长的可能延续时间T,用式(4-9)计算,即
③一次灌水延续时间:一次灌水延续时间是指把设计灌水定额水量,在不产生径流的条件下,均匀分布于果园田间所用的灌水时间,用式(4-10)计算,即
i.轮灌区数目的确定:(a)对于固定式滴灌系统,轮灌区数目可按式(4-11)计算:(b)对于移动式滴灌系统,则有:
ii.一条毛管的控制灌溉面积:(a)对于固定式滴灌系统,毛管固定在一个位置上灌水,控制面积为
f=SeL(4-13)
式中f——每条毛管控制的灌溉面积(平方米)
L——毛管长度(米),移动式滴灌系统中为出流毛管长度。
(b)对于移动式滴灌系统,一条毛管控制的灌溉面积为
2.2.2.5滴灌系统控制灌溉面积大小的计算在灌溉水源能够得到充分保证的条件下,滴灌面积的大小取决于管道的输水能力。对于水源流量不能满足整个区域需要时,滴灌面积为
2.2.2.6管网水力计算滴灌系统各级管道布置好以后,即可从最末端或最不利毛管位置开始,逐级推算各级管道的水头损失(包括沿程水头损失和局部水头损失)。在设计中,同一条支管上的第一条毛管最前端出水孔处水头与最末一条毛管最末端出水孔处水头之间的差值,不超过滴头设计工作压力的20%,流量差值不超过10%;对于采用压力补偿式滴水器时,仅要求区域内滴头流量差值不超过10%,并据此确定支、毛管的最大设计长度;在滴灌中,由于管网中水流压力通常小于0.3兆帕,所以多选用PVC塑料管道。管道中水流在运动过程中的压力损失通常包括沿程阻力损失和局部阻力损失。工程设计中塑料管道的沿程阻力损失常选用式(4-16)、(4-17)计算,局部阻力损失常用式(4-18)计算。①沿程阻力损失hf
当管道有多个出水口时,管道的沿程阻力应考虑多口出流对沿程阻力的折减问题,多口出流折减系数k,对应计算公式
②局部阻力hj
工程设计中为了计算方便,局部阻力损失也常按沿程阻力损失hf的10%估算。
2.2.2.7管道系统设计包括各级管道的管材与管径的选择、各级固定管道的纵剖面设计、管道系统的结构设计。
①管材的选择:可用于灌溉的管道种类很多,应该根据滴灌区的具体情况,如地质、地形、气候、运输、供应以及使用环境和工作压力等条件,结合各种管材的特性及适用条件进行选择。一般情况下,对于地理固定管道,可选用钢筋混凝土管、钢丝网水泥管、石棉水泥管、铸铁管和硬塑料管。钢管易锈蚀和腐蚀,最好不要选用。随着材料工业的发展,地埋管道多选用塑料管。选用塑料管时一定要注意,不同材质的塑料管在几何尺寸相同的情况下可承受的工作压力相差甚远,特别是在使用低密度聚乙烯管(PE管)时,一定要注意管壁的厚度是否达到了能承受系统所要求压力的厚度,若没有达到,千万不能使用,否则将会埋下隐患,造成运行时管道发生爆破,甚至导致整个管道系统瘫痪。用于滴灌地埋管道的塑料管,最好选用硬聚氯乙烯管(UPVC管)。对于口径150毫米以上的地埋管道,硬聚氯乙烯管在性能价格比上的优势下降,应通过技术经济分析选择合适的管材。塑料管经常暴露在阳光下使用,易老化,缩短使用寿命。因此,地面移动管最好不采用塑料管。
②管径的选择:当轮灌编组和轮灌顺序确定之后,各级管道在每一轮灌组所通过的流量即可知道。通常选用同一级管道在各轮灌组中可能通过的最大流量,作为本级管道的设计流量,依据这个设计流量来确定管道的管径。若某一级管道,其最大流量通过的时间占管道总过水时间的比例甚小,也可选取一个出现次数较多的次大流量,作为管道的设计流量来确定管径。同一级管道的不同管段通过的最大流量不同时,可分段确定设计流量。(a)支管管径的确定:支管是指直接安装竖管和滴头的那一级管道。支管管径的选择主要依据灌溉均匀的原则。管径选得越大,支管运行时的水头损失就越小,同一支管上各滴头的实际工作压力和灌水量就越接近,灌溉均匀度就越接近设计状况。但这样增大了支管的投资,对移动支管来说还增加了拆装、搬移的劳动强度。管径选得小,支管投资减少,移动作业的劳动强度降低,但由于运行时支管内水头损失增大,同一支管上各滴头的实际工作压力和灌水量差别增大,结果造成果园各处受水量不一致,影响滴灌质量。为了保证同一支管上各滴头实际出水量的相对偏差不大于20%,国家标准GBJ85-85规定:同一支管上任意两个滴头之间的工作压力差应在滴头设计工作压力的20%以内。显然,支管若在平坦的地面上铺设,其首末两端滴头间的工作压力差应最大。若支管铺设在地形起伏的地面上,则其最大的工作压力差并不见得发生在首末滴头之间。考虑地形高差Z的影响时上述规定可表示为
许的水头损失即为从式(4-20)
可以看出:逆坡铺设支管时,允许的hw的值小,即选用的支管管径应大些;顺坡铺设支管时,因Z的值本身为负值,其允许的hw的值可以比0.2hp大些,也就是说因支管顺坡铺设时,因地形坡降弥补了支管内的部分水力坡降,选用的支管管径可适当的小些。当一条支管选用同管径的管子时,从支管首端到朱端,由于沿程出流,支管内的流速水头逐次减小,抵消了局部水头损失,所以计算支管内水头损失时,可直接用沿程水头损失来代替其总水头损失,即h''''f=hw,式(4-20)可改写为
滴头选定后,满头的设计工作压力可从滴头性能表中查得。两滴头进水口高程差(实际上就是两滴头所在地的地面高差)可以从系统平面布置图中查取。则h''''f即可求出。利用公式h''''f=FfLQm/db,在其他参数已知的情况下反求管径d,d就是该支管可选用的最小管径的计算值。因管材的管径已标准化、系列化。因此,还需按管材的标准管径将计算出的管径规范取整。对滴灌系统的支管,考虑到运行与管理的方便,最大的管径一般不超过100毫米,并且应尽量使各支管取相同的管径,至少也需在一个作业区中统一。对于固定管道式滴灌系统,地理支管的管径可以不同,但规格不宜太多,同一条支管一般最多变径两次。(b)支管以上各级管道管径的确定:一般情况下,这些管道的管径是在满足下一级管道流量和压力的前提下按费用最小的原则选择的。管道的费用常用年费用来表示。随着管径的增大,管道的投资造价(常用折旧费表示)将随之增高,而管道的年运行费随之降低。因此,客观上必定有一种管径,会使上述两种费用之和为最低,这种管径就是我们要选择的管径,称之为经济管径。经济管径中对应的流速称为经济流速。图4-7就是用最小年费用法计算经济管径的原理示意图。用这种方法确定管径概念清楚,但计算相当繁琐,往往需要分别计算出多种管径的年投资和年运行费,比较后再确定。随着科学技术的进步,计算机技术的飞速发展,许多优化设计方法,如微分法、动态规划法等已在管道灌溉管网的设计中得到应用,具体方法可参阅有关书籍。对于规模不太大的滴灌工程,也可用式(4-22)、式(4-23)的经验公式估算管道的直径:
应该指出的是,由于管道系统年工作小时数少,而所占投资比例又大。因此,一般在灌溉系统压力能得到满足的情况下,选用尽可能小的管径是经济的,但管中流速应控制在2.5~3米/秒以下。
③管道纵剖面设计:管道纵剖面设计应在系统平面市置图绘制后进行,设计的主要内容是确定各级固定管道在平面上的位置及各种管道附件的位置。管道的纵剖面应力求平顺,减少折点,有起伏时应避免产生负压。
ⅰ埋深及坡度:地埋管的埋深指管径距地面的垂直距离,埋深应根据当地的气候条件、地面荷载和机耕要求确定。一般管道在公路下埋深应为0.7~1.2米;在农村机耕道下埋深为0.5~0.9米。地埋管的坡度主要视地形条件而定,同时也应考虑地基好坏及管径大小。一般在地形条件许可的情况下,管径小、基础稳定性好的管道坡度可陡一点;反之应缓些。总的来说,管道坡度不得超过1:1,通常控制在1:1.5~1:3以下。
ⅱ管道连接及附件:地埋管道的连接多采用承插或黏接的形式,转向处用弯头,分水处用三通或四通接头,管径改变处采用异径接头,管道末端用堵头。为方便施工和安装,同类管件应考虑其规格尽量统一。
为了按计划进行输水、配水、管道系统上应装置必要的控制阀。白果园中为了实现灌水的有效控制,设置了30多个电子阀.而且各级管道的首端还设了进水阀或水分阀;当管道过长或压力变化过大时,设置节制阀。为保证管道的安全运行,还安装一些附设装置。自压系统的进水口和各类水泵吸水管的底端应分别设置拦污棚和滤网,管道起伏的高处应设排气装置,自压系统进水阀后的干管上设高度高出水源水面高程的通气管,管道起伏的低处及管道末端设泄水装置,管道可能发生最大水锤压力处设置安全阀。
2.3评价
从整体上来看,XX白果园的滴灌系统是建设的比较完善的一套滴水灌溉系统,设计施工都符合现代滴灌的要求,是一套先进的现代化滴水灌溉系统,而且产生了很好的经济效果。不过当时考虑到经济条件的限制,其毛管采用了单行直线布置,灌水均匀度不高,鉴于对多种毛管布置形式的比较分析,笔者认为百果园应改进为双行毛管平行布置;而且其控制系统自动化程度不高,全园仅能使用微机控制电磁阀的开启,不能精确实现作物的轮灌、对灌水时间和灌水量都不能实现有效的控制,故需进一步对其控制系统加以设计改进。正在建设的二期工程应该吸收一期工程中的好的经验,改进一期工程中的不足,特别是应该实现灌水的全自动控制。
3灌溉自动化控制系统
灌溉中的滴灌系统,能很方便实现自动化控制,灌水的自动化控制能有效的实现节水灌溉,也是农业实现现代化的要求。对微灌的自动化控制,根据控制系统运行的方式不同,一般可分为手动控制、半自动控制和全自动控制三类:
①手动控制系统
系统的所有操作均由人工完成,如水泵、阀门的开启、关闭,灌溉时间的长短,何时灌溉等等。这类系统的优点是成本较低,控制部分技术含量不高,便于使用和维护,很适合在我国广大农村推广。不足之处是使用的方便性较差,不适宜控制大面积的灌溉。
②全自动控制系统
系统不要人直接参与,通过预先编制好的控制程序和根据反映作物需水的某些参数可以长时间地自动启闭水泵和自动按一定的轮灌顺序进行灌溉。人的作用只是调整控制程序和检修控制设备。这种系统中,除灌水器、管道、管件及水泵、电机外,还包括中央控制器、自动阀、传感器(土壤水分传感器、温度传感器、压力传感器、水位传感器和雨量传感器等)及电线等。
③半自动控制系统
系统中在灌溉区域没有安装传感器,灌水时间、灌水量和灌溉周期等均是根据预先编制的程序,而不是根据作物和土壤水分及气象资料的反馈信息来控制的。这类系统的自动化程度不等,有的一部分实行自动控制,有的是几部分进行自动控制。
为了对先进的滴灌自动化控制系统有具体认识和了解,下面我们将对滴灌的自动化控制作详细介绍:
3.1滴灌首部控制枢纽
滴灌自动化系统的基本控制方法有:时间控制、水量控制和反馈控制三种。时间控制系统是按预定好的时间放水或关水;水量控制系统是按照设计的配水量放水或关水;反馈控制系统是根据灌区内湿度感受器的反应,然后将信号传送到首部控制枢纽部分来关水或放水。滴灌系统更便于完全实现自动化,这在地多人少、劳力紧张的边远地区,沙漠地带的防护林区,铁路路基沿线,经济力量雄厚的城郊蔬菜种植区显得特别重要。目前,国外发达国家在滴灌区普遍使用了计算机管理系统,并通过专用的滴灌系统软件来控制和检测作物生长、土壤状况和气象趋势,取得了良好的效果。大大提高了现代化的土壤水分、作物生长测定技术的可能性和实用性,具有农艺上的综合性,为人们充分利用现代化仪器设备在滴灌系统中应用提供了巨大的潜力。滴灌系统软件根据作物对水分的需求和土壤墒情制定出合理的灌溉计划和作物管理计划。
3.2作物生产管理计划制定
控制软件系统应能提供一套科学的管理系统,它通过提高作物产量和品质以及减少用水量来提高水分利用效率,能给农民及有关用户提供一套针对灌溉方案制定作物生产管理的先进、完善的管理系统,用户能够使用它获得他们的每一块农田的土壤水分状况图,方便的数据资料存取能够得到每一块农田的准确土壤水分含量,还能够确定准确的日水分利用量,能够给每块农田制定出合理的灌溉管理决策,能够根据每一块农田各自的灌水量需求对不同农田进行灌溉优先排序,以便制定优化灌溉计划使农场或用户获得整体最高产量。
控制软件系统应能允许灌溉管理者根据作物水分需求和作物对灌溉的反应制定合理的灌溉计划,作为一个完整的灌溉计划和作物生产管理软件包,它能够对灌溉决策的制定和作物管理进行数据资料存储、运算处理、显示输出。土壤水分数据资料主要由中子探测仪、石膏电阻块和张力计测定获得。天气数据资料由自动气象站获得,作物生长资料如籽粒大小(直径)、株高和叶片硝酸盐含量等可直接田间测定,根据相应的作物响应,作物生长资料结合土壤水分资料能够制定出合理的灌溉计划,通过实际调查能够提高作物产量、品质和水分利用效率的管理技术能够详细地验证作物生长、土壤水分和气候之间的关系,因此能很好地解决一些灌溉管理和作物生长问题,其中包括过量灌溉导致的灌溉水排渗问题、肥料向根部以下淋溶损失问题以及为了达到高产稳产目标的籽粒重和穗粒数或结果率的控制管理问题。
3.3滴灌系统灌溉计划制定
滴灌系统灌溉计划一般是指确定何时进行灌溉及应该的灌溉量,灌溉计划的应用可消除代价巨大的不可预测的农业灾害,如在作物生长临界期由于土壤类型和作物自身生长能力,不同的农田具有不同的土壤水分亏缺量和日水分利用量,因此不同的农田需要不同的灌溉计划。农民通过土壤水分测定技术利用软件处理和显示不同层次土壤水分特征,能加深对发生于土壤内的各种过程的理解,以便进行更精细的灌溉计划和灌溉管理决策的制定,以确保土壤水分总是保持作物生长所需的最佳含水量。
当土壤水分和被作物利用的水分的准确数量被测定后,通过软件可以计算下一次滴灌的日期和准确的灌水量,它将考虑当前每天水分利用状况、天气变化和历史资料来帮助管理者制定以后的灌水计划。它把农田从最干到最湿分为不同等级。了解需要灌溉补充的水量有助于协调不同用户之间和同一用户内部的水分供给,充分了解雨后何时开始灌溉能使农民最大限度地利用自然降水,而把灌水过多和灌水不及造成地危险减到最小。
3.4土壤水分时间图和深度图的应用
3.4.1时间图时间显示某一指定土壤容积含水量、根区土壤含水量或作物响应随时间的变化。时间图的基本显示:直线表示根区土壤含水量的饱和点和需灌溉补充点;供给的和有效的灌溉和降雨情况;箭头指示预测的灌溉日期;关于水分饱和点、需灌溉补充点、当前和过去的土壤水分测定值及计划安排的灌水日期和灌水量的总结表;作物生长及其对灌溉管理技术措施的响应;该软件所做的时间图可进行大小调整,通过调整纵坐标轴上的最大值和最小值及横坐标上的日期范围能够把图形中用户想要的区域或作物生长期内的某特定阶段的图形放大。图形能够进行叠加来同时比较不同地点的田块或不同年份的数据。当季和前季的作物的生长,土壤水分和天气资料的叠加图形比较灌溉管理达到高度的协调一致。用户可以选择任何关键数据来建立相互作用关系图。
3.4.2深度图深度图显示土壤容积含水量沿土壤剖面随深度的变化而变化的情况,通过该软件和现代化仪器结合能够迅速直接测定和分析土壤水的剖面分布情况。根区吸收水分模式可以在深度图中看到,对深度图分析能使农民确定每一种农作物包括块根作物在土壤剖面中被研究的土壤体积范围和土壤剖面的每一深度层的作物利用的水分数量、土壤紧实度、土壤质地变化、高石灰岩含量、地下水位和盐分等问题能够通过对根部活动的仔细分析而发现。深度图也可以用来确定渗入和排出土壤剖面的水分的运动状况及深度和数量,从中能够给定灌溉饱和点和需灌溉补充点的准确设计值。灌溉或降水后从土壤的根区排出的水分数量能够通过深度图准确测定,根据可以调节灌溉所用时间以避免水分从土壤剖面排出而损失,控制土壤剖面排出水的数量将防止地下水水位地升高和土壤养分的淋溶损失,同时也将降低灌水及滴灌水及抽水的成本。深度图是一个非常有用的工具,能够解决在不同类型土壤中灌溉水的水平和垂直运动的关键问题,通过分别绘制灌溉前和灌溉后距滴管不同距离的各个点的土壤水分含量图可比较灌溉水的运动状况,用户能够利用研究所得的结果来减少水分和肥料排渗,同时确保作物根系能够一直得到适量的水分。
3.5软件的程序特点
3.5.1程序结构滴管软件的数据存储于一个树状结构,这使得制定灌溉方案是查询数据资料非常方便。管理人员可能负责管理几个农场或几块农田,每个农场或农田可能有许多检测点,每一个检测点都有一套不同时间收集的实际测定的读数记录。输入的数据经过计算机软件处理,能显示有关每一单个田块的详细资料,还能够向农民分别显示每一年的作物种植的详细资料。能够显示农场的每个监测田块或某一年份的每一监测点的情况,指明灌溉饱和点和需灌溉补充点,当前作物日水分使用情况,土壤水分平衡和预测出的三次灌溉的日期,土壤水分含量和作物日用水量的测定值,对未来作物在整个生长季节的长期的用水量作出估算。显示某一具体的时期的每一深度层的土壤水分含量的读数记录和根区的总水分含量,同时显示土壤水分需要量,中子仪测定并估算的日水分使用量。利用滴灌软件可进行数据资料综合分析,从中总结重要的信息形成报告,以帮助制定每日的管理决策方案。同时也可以编辑出前几个生长季的作物生长、水分管理。土壤等数据资料,并进行综合分析,为以后的灌溉方案制定提出更合理更完善的评价标准。该软件程序的所以结构层次能为所选择的农场、监测点和某一日期建立报告。报告分为五种:深度图、时间图、记录读数报告。监测点报告和灌溉计划报告。用户可以根据自己的需要已及自己微机系统对程序进行修改编译,选择公制和英制计量单位进行数据资料综合分析,将田间测定得到的数据读数记录自动粘贴到没一个具体的农场栏、监测点栏和日期栏。每一个监测点的测定日期,时间及估计的水分日利用量能够在粘贴之前输入。
3.5.2数据输入在读数记录屏幕中可以人工录入和显示田间实际收集的数据,如土壤水分张力计的读数、作物籽粒大小。有关作物的数据可以测定得到,作物生长参数与土壤水分含量相关联可以确定作物生长期的水分需求量。气候数据资料可以人工输入或由气象站自动装载。天气数据参数的个数没有限制,它可以与任一个作物生长测定值和任一水平的土壤水分含量相关联制作相互作用关系图。从气象数据资料中可以得到蒸发损失的总水分量的数据并且把它与测定的日水分使用量相比较来调整该地区的作物灌溉计划。
3.5.3软件的数据处理利用滴管软件可以计算使土壤剖面达到灌溉饱和点所需的准确时间数。同时计算自从播种或其他生长时期(如发芽、开花等)以来的天数,使土壤水分能够与过去多年的作物生长资料数据参数同步分析,以确定作物水分利用效率。使用作物累积日水分方程。能够很好地评估作物总产量,尤其是对于玉米、小麦和棉花。可以通过作物-水分方程和气象资料估算理论产量。通过速率方程,计算作物生长速率。计算作物当前日水分利用量占整个生长季日水分利用量地比例。同时也可计算不同水分含量地土壤水分变化速率,这些速率地变化表明土壤紧实问题和土壤干旱地程度。滴灌软件可以分析某一作物在生长季内日水分利用状况地资料。结合现代先进地土壤水分测定仪器使用,该软件能够指导我们最有效地利用有限的水资源获得最大农业效益。例如能够确定每次灌溉的准确时间和灌水量。同时减小过量灌溉和水分不足对产量的影响。建立各种不同作物之间水分利用及水分利用效率的差异;建立如不同品种、土壤紧实情况、不同的耕作史等不同条件下水分利用及水分利用效率的差异;建立现代耕作技术和传统耕作技术条件下的水分利用效率的关系。确定灌溉和降水的利用效率,用以观察分析根系吸收水分模式。有助于合理管理地下水和盐化问题,能够减少土壤养分的淋溶损失问题。建立土壤水分含量、作物长势及天气状况的数据库以使作物产量和质量获得持续稳定的提高,使高效农业可持续发展。
3.6灌溉自动化控制系统
要实现灌水的自动化,必须有自动灌溉控制器,该装置由土壤湿度传感器、控制器和电磁阀组成,能够按土壤墒情和作物需水特性实施自动灌溉(沟灌、喷灌、滴灌、渗灌),达到高产、高效、和节水的目的。适用于庭院花圃、苗圃、果园、菜地和农地。随着经济发展,庭院花圃、苗圃水分的自动灌溉倍受欢迎。它能省水省事,使花木生长更好。一亩庭院花圃、苗圃地投资1.0-1.5万元,可以建立自动灌溉控制系统。自动灌溉控制系统可以实现科学灌溉,节能、省水,使菜地和农地产量和质量明显提高。智能化,精准化灌溉技术是伴随着计算机应用技术、传感器制造技术、塑料工业技术的提高而逐步实现的
自动化计算机灌溉控制系统大约在80年代初由雨鸟公司、摩托罗拉等几家公司开发、研制成功,并投入使用。由于技术复杂、应用难度大,价格高昂,这种控制设备最早应用于高尔夫球场灌溉系统的控制上。90年代,计算机工业的硬件、软件飞速发展,使得灌溉系统中央计算机系统操作难度越来越小,功能越来越丰富,价格也逐渐降了下来。这种系统在园林绿化上用得也越来越多了起来,雨鸟公司针对不同用途,研制、开发出了中央计算机控制系统:Maxicom
智能化灌溉中央计算机控制系统具有如下功能:
①动采集各种气象数据,计算并记录蒸发蒸腾量ET;
②根据前一天的ET值自动编制当天灌溉程序并实施灌溉;
③可由连接的土壤湿度传感器、风速传感器、雨量传感器等干涉程序,启动、关闭、暂停灌溉系统;
④连接流量传感器可自动监测、记录、警示由于输水管断裂引起的漏水及电磁阀故障;最大限度利用管网输水能力;
⑤运行程序而不起动灌溉系统(干运行),测试程序合理性,不合理时预先修改;
⑥自动记录、显示、储存各灌溉站的运行时间;自动记录、显示、储存传感器反馈数据,以积累资料,修改程序,修改系统等。
⑦频繁灌溉功能:可将设计好的灌水延续时间分成若干时段,以便提供足够的土壤入渗时间,减少坡地或粘性土地地面径流损失。
⑧一套中央计算机系统可控制无数台田间控制系统(称为卫星站),一套中央计算机控制系统可控制小到一个公园,大到上百个公园,甚至全城的所有灌溉系统。
⑨储存数百套灌溉程序;一台田间控制器(卫星站)可使4个轮灌区独立灌溉或同时灌溉。
⑩手动干涉灌溉系统:可在阀门上手动启、闭系统,可在田间卫星站上手动控制系统,也可在计算机上手动启、闭任何一站,任何一个电磁阀。可控制灌溉系统以外的其它设备,如:道路或公共场所灯光,大门、喷泉、水泵等
自动化中央计算机控制系统主要由中央计算机,集群控制器(CCU),田间控制器(卫星站),电磁阀构成。中央计算机可装置在任何一个地方。比如:一套中央计算机系统控制50个公园的灌溉系统。中央计算机可安装在市园林局认为合适的位置。CCU安装在各个公园内。中央计算机与CCU之间的通讯,可采用有线连接(近距离),无线连接,电话线连接或移动通讯方法连接。一台CCU最多可连接28个田间控制器。CCU与田间控制器之间同样可选上述数种通讯方式。由中央计算机到终端电磁阀的工作过程为:中央计算机编程,并将程序下达到CCU。CCU将各轮灌区灌溉控制程序再发到相关田间控制器。田间控制器依中央计算机制作的程序启闭各轮灌区电磁阀。如下图所示:
中央计算机上的初始程序由控制人员编制,之后,计算机每日自动收集由气象站采集的气象数据,计算ET值,并不断对原有程序自动修改。如遇传感器传来异常信息(如降雨,过分干燥,系统漏水...),自动中断或暂停程序,待异常情况排除后,继续恢复程序运行。
如果将智能泵站连接到中央计算机控制系统上,则效果会更好。这样从水泵到电磁阀之间复杂的系统将由一个高度智能化的系统管理起来,可做到最大限度地节水、节能,最大限度地保护系统设备运行,避免灌溉系统常发生的下列几种问题:
①过量灌溉或灌水不足,浪费水资源或不能满足植物需水;
②管网破裂,漏失水;
③系统运行压力不合理;
④水泵运行效率低下;
⑤地形起伏不平时或土壤入渗率低产生地面径流,浪费宝贵的水资源;
⑥降雨时,灌溉系统照常灌溉;
⑦管理、维护成本高。
3.7百果园灌溉的自动化控制设计
百果园一期工程灌水基本实现了半自动化控制,可以使用电脑控制各电磁阀的开启。我们可在其基础上加以改进与提高,使其实现灌水的全自动化,具体见下:
3.7.1控制原理
自动化控制采用电子技术对田间土壤温湿度、空气温湿度等技术参数进行采集,输入计算机,按最优方案,控制各个阀门的开启及水泵的运行状态,科学有效地控制灌水时间、灌水量、灌水均匀度,为项目区作物提供一个良好的地、水、肥、气、热条件,促使其高产、稳产。同时进行控制软件及优化灌溉制度的研究,最终形成灌溉专家决策系统。另外,通过变频器控制改变电机转速,调节管道压力,为管道、滴灌等其他灌溉工程的自动化提供依据。具体包括以下几个方面:
①田间土壤含水量、盐分、地温、空气温度、湿度、降水、风速、管道压力等参数的自动化采集
②自动化控制设计安装
③监控软件设计
④变频系统设计,通过改变水压力,为微喷、滴灌等工程的自动化提供依据
⑤系统运行管理模式评价,包括系统评价、灌水指标、灌溉制度等
3.7.2控制系统的组成
欲实现真正意义上的全自动控制,需要控制田间参数及对象很多,例如土壤湿度、盐分、空气温度、相对湿度、降水量、风速、管道压力、阀门开启、水泵电机旋转等,都要送入控制器。考虑到要控制的对象较多,又要满足良好的人机界面要求,可以采用工业控制计算机作为整个控制系统的核心,来协调各部分的工作。
系统的组成如下图所示,整个系统的工作主要工控机和变频器两部分来控制,其中变频器主要用于控制水泵电机的旋转,工控机主要用来采集田间土壤及气象指标,按照设定的程序,控制各地块中电磁阀的开启,并通过变频器控制电机的运行状态,协调整个系统的工作。
3.7.3监控软件监控软件是工控机能够完成控制功能的重要基础,监控软件设计的好坏直接关系到整个系统的质量和可靠性。根据项目要求及滴灌的特点,笔者建议百果园采用雨鸟公司的“Maxicom”中央控制系统,该软件只需用户输入各地块种植作物种类及种植日期,系统便会自动计算当前作物所处生育期,确定出各自要求的土壤状况及气象信号,控制水泵电机的运行状态及阀门的开启,自动完成整个灌水过程,完全不需要人工干预,实现全自动控制。
该控制软件在此所完成的主要功能及特点如下:
①自动采集田间数据:系统根据软件中所预先设定的时间,自动地采集土壤湿度、温度风速、雨量等参数,进行相应的处理后,实时显示在屏幕上。
②作物生育期的判断:当管理人员输入各地块所种植的作物及种植日期后,系统便根据计算机时钟自动计算出各种作物已种植的天数,判断出作物所处的生育期,自动查找资料库中所存的原始资料,确定出当前作物最适宜的土壤含水量及灌水定额。
③滴灌的全自动控制:系统采集田间及气象数据后,将当前各地块土壤含水量与作物适宜含水量相比较,若土壤实际含水量小于作物要求下限值,便自动开启该地块的第一个电磁阀。进行灌溉。达到所需灌水定额后,自动关闭第一个电磁阀,同时开启下一个电磁阀,直到完成整个地块的灌溉任务。灌溉过程中,若出现温度过低、风速过大以及降雨过程等天气时,系统会自动暂停当前的灌溉任务,并保存当前状态。当气象条件满足时,继续进行未完成的任务。
④形式多样的控制方式:全自动控制外,系统还允许管理人员采用半自动、手动等控制方式。全自动方式只需运行人员输入各地块的作物信息,系统便会根据作物、土壤、气象等条件自动完成灌溉的全过程,无需人工干预。所谓半自动方式,是指系统允许用户根据实际情况控制开停机。用户可人为启动某个阀门,或某个地块,甚至是所有地块均轮灌一次。当然这些操作全部都是通过键盘或鼠标来完成的,而且在工控机屏幕上均有明显的提示。所谓手动方式是指人工去开启各个电磁阀,笔者建议百果园选用美国雨鸟公司生产的电磁阀:手动、电动两用阀门,既可手动,又可电动,使用非常方便。当手动打开某个电磁阀时,喷头出水,主干管道压力开始下降,系统会自动通过变频器升高水泵电机转速,维持管道压力的恒定,直到完成灌溉任务。
⑤丰富的办公自动化功能:系统在运行过程中,可自动生成各种定时、日、月、年报表,并通过打印机打印出来。其内容包括各种气象及土壤参数,可从各报表中得到土壤湿度变化曲线、日最高风速、月平均气温、全年总降水量等原始资料,为用户研究当地的气象及土壤变化情况提供翔实的依据。
⑥良好的可维持性:可维护性是衡量软件质量好坏的重要指标之一,在编写本系统时我们也充分考虑了这一点,例如用户在种植一类新作物时,可能系统的资料库中并没有该作物,便无法确定其适宜土壤含水量和灌水定额。此时,用户可按自定义按钮,通过鼠标各键盘输出这些参数,系统便会根据用户所定义的数值运行。另外,用户还可很方便地修改灌水定额、管道压力等参数,满足实际情况的需要。
⑥友好的人机界面:系统中大部分界面均为示意图形,实时显示各传感器送来的数值及系统当前的运行状态,一目了然。需要用户操作的部分全部为中文界面,工作人员无需学习便可完成所有操作。另外,在任一界面下,用户都可以通过按帮助按钮得到相应的提示,指导用户完成相应的功能。
3.7.4效果
百果园通过增加自动化控制系统后,灌水时间、灌水量和灌溉周期等完全根据果树某些需水参数自动启闭水泵和自动灌溉,人的作用仅仅是调整控制程序和检修控制设备。既提高了水的有效利用率,又节省了人力,同时也提高了果树的产量,可以产生良好的经济效果。
3.8第二期工程的设想
正在建设第二期工程计划今年完工,第二期工程的滴灌系统我建议基本上参照第一期工程建设,也采用滴喷灌相结合的方式,其水源计划应采用水塔蓄水,用以缓解枯水期水库少水的矛盾,该可以区采用先进的电脑全自动控制方式,实行精确灌水,管道布置采用固定式(干管、支管)和移动式(毛管)的有机结合。二期工程应该吸收一期工程中的好的经验,改进一期工程中毛管布置形式的不足,还特别是应该增加灌水的全自动控制部分,实现灌水的全自动化,精确控制作物的有效灌水。
4存在的问题及建议
通过对滴灌系统的学习与认识,笔者系统的学习了滴灌这种先进的果园节水灌溉方法,在实践的基础上深化了理论,并对滴灌和滴灌系统有一些不成熟的认识与建议。
4.1滴灌的优缺点
4.1.1百果园滴灌的优点
4.1.1.1水的有效利用率高,在滴灌条件下,灌溉水湿润部分土壤表面,可有效减少土壤水分的无效蒸发。同时,由于滴灌仅湿润作物根部附近土壤,其他区域土壤水分含量较低,因此,可防止杂草的生长。滴灌系统不产生地面径流,且易掌握精确的施水深度,节水效果达50%-90%。
4.1.1.2环境湿度低,滴灌灌水后,土壤根系通透条件良好,通过注入水中的肥料,可以提供足够的水分和养分,使土壤水分处于能满足作物要求的稳定和较低吸力状态,灌水区域地面蒸发量也小,这样可以有效控制保护地内的湿度,使果园中作物的病虫害的发生频率大大降低,也降低了农药的施用量。
4.1.1.3提高作物产品品质,由于滴灌能够及时适量供水、供肥,它可以在提高农作物产量的同时,提高和改善农产品的品质,使果园的农产品商品率大大提高,经济效益高。
4.1.1.4滴灌对地形和土壤的适应能力较强,由于滴头能够在较大的工作压力范围内工作,且滴头的出流均匀,所以滴灌适宜于地形有起伏的地块和不同种类的土壤。同时,滴灌还可减少中耕除草,也不会造成地面土壤板结。
4.1.2百果园滴灌的缺点
4.1.2.1滴灌的滴头很容易堵塞和磨损,产生灌水的不均,严重影响节水效果。
4.1.2.2滴灌的各管道的压力有所差异,会产生局部压力过高而使管道容易损坏,滴头的压力不均甚至会产生雾化,损坏滴头,浪费水资源。
4.1.2.3滴灌一般仅润湿作物根系区土体的一部分,所以作物根系的发展可能限制在围绕每一滴头的湿润区,这样容易产生作物根系的腐烂,进而引起作物倒伏。
4.1.2.4滴灌的管道布置要充分利用当地地势与地形,在原则的基础上加以灵活运用,如干管的布置、毛管的布置,取水方式等。
4.2滴灌的建议
4.2.1百果园应加强灌水的自动化控制,保证各种果树的精准灌水,实现精确的节水灌溉
4.2.2滴灌的水量应该有保证,应该建一水塔蓄水,确保枯水期各种果树的需水要求
4.2.3滴灌的毛管布置应采用单行带环形状态管布置和双行平行布置相结合,确保果树灌水均匀度。
4.2.4滴灌技术的应用应该和其他节水灌溉技术相结合,互相补给,更好的发挥优势。
篇10
1.控制环境失败
COSO报告认为,控制环境是指对建立、加强或削弱特定政策、程序及其效率产生影响的各种因素,具体包括企业的重事会,企业管理人员的品行、操守、价值观、素质与能力,管理人员的管理哲学与经营观念,企业文化,企业各项规章制度、信息沟通体系等。企业控制环境决定其他控制要素能否发挥作用,是内部控制其他要素发挥作用的基础,直接影响到企业内部控制的贯彻和执行以及企业内部控制目标的实现,是企业内部控制的核心。那么,郑亚集团的内部控制环境如何呢?
(1)经营者品行、操守、价值观
(简称“海南商联”),郑亚集团没有投资,法人代表是王xx本人。郑亚集团公司重事会作出决定,委托海南商联管理和经营郑亚集团股份公司;并在郑亚集团董事会1995年6月28目的会议纪要中,明确规定“董事会同意公司经营者(海南商联)按销售额1%的比例提取管理费。于是就形成了海南商联受托经营郑亚集团的运作模式,并与郑亚集团一套人马,两块牌子,总部设在广州。从此总经理在外地遥控实施对郑亚集团和商场的管理。王xx既是海南商联的法人代表,又是郑亚集团的总经理,可以随意抽调人员与资金。这种制度安排的结果是亚细亚的信誉和人员被海南商联利用,亚细亚的经营利润被海南商联占有,而这一切都是无偿的。?1992年11月,亚细亚商场总经理王xx就在海南注册了”海南亚细亚商联总公司。
又如,南阳亚细亚商场借到贷款两千万元,股东高xx却要了600万元,询拨到成都给其一位朋友做房地产生意,结果全亏,以两栋楼房抵债。抵债手续尚未办妥,高xx却对欠债人说,你不要向南阳还债了,你把两栋楼房给我,南阳的钱由我还。最终,南阳亚细亚分文未得。
上述事实只是郑亚集团暴露出来的极小部分,但已能说明郑亚集团经营者的品行与操守状况。
(2)董事会
COSO报告认为,企业内部控制环境的一个重要要素是董事会,并认为企业应该建立一个强有力的董事会,董事会要能对企业的经营管理决策起到真工监督引导的作用。在郑亚集团公司内部,董事会一直处于瘫痪状态。郑亚集团公司的注册日期是1993年10月,但直到1995年6月才最后确立。在近两年的时间里,集团公司决策层一直处于不断演变的状态之申,没有按章程规范化运作,董事会从未召集董事们就重大决策进行过表决,凡事都由总经理王xx一人拍板。1995年初,亚细亚的主要股东中原不动产公司董事长易人,新任重事长认为前任批准的股权转让造成公司资产流失,不予承认,表示股权纠纷问题不解决就不参加董事会。从此,郑亚集团最高决策机构、监督机构陷于瘫痪。比如,冠名权展于无形资产,其转让照理应该经董事会讨论通过,但实际上是王xx一个人说了算,只要他签字同意,别人就可建个“亚细亚”,如许昌、安阳、洛阳、商丘的亚细亚都是他签字同意的。在郑亚集团,总经理成了国王,董事会如同虚设。
(3)人事政策与员工素质
COSO报告认为,人是企业最重要的资源,亦是重要的内部控制环境因素。那么,郑亚集团的人事政策与员工素质如何呢?
1.以貌取人。1995年底,广州、上海、北京三地大型商场相继开业,管理人员严重不足。亚细亚从西安招聘了几百名青年,经过短期培训后,准备派往三地。由于不了解个人情况,只好对名观相,五官端正、口齿清楚的派往广州、上海或北京的商场当经理或处长,其他人员则当营业员。
2.随意用人。亚细亚商场艺术团的报幕员周XX,不值管理不会看帐,被任命为开封亚细亚商场的总经理。
3.任人唯亲。亚细亚某领导的一位表弟,原郑州市郊的农民,被任命为北京一家大型商场总经理;某领导的两位妻弟,山东农民,也被委以重任;就连他家的小保姆也被任命为亚细亚集团配送中心的财务总监。
4.排斥异己。亚细亚曾有四位年轻的副总,因他们不附和总经理的意见,在1990年借故被派往外地办事处。1991年夏,亚细亚驻外办事处撤销,四位副总返回商场时,他们的位置已被别人取代,接着半年闲试,被调离商场。
这就是亚细亚的人事政策。
(4)企业产权关系及组织结构郑亚商场是由河南省建行租赁公司和中原不动产公司共同出资200万元设立的股份制企业,其中,租赁公司102万元,占51%的股份,中原不动产公司98万元,占49%的股份。由于郑亚商场计划在1992年改组成股份有限公司,面向社会公众发行股票。按照有关规定,上市公司的股东必须在5家以上才具备上市资格。由于种种原因,改建的郑州亚细亚股份有限公司上市未获成功。1993年9月,经河南省体改委批准,仅仅有过渡意义的郑州亚细亚股份有限公司正式更名为郑州亚细亚集团股份有限公司。于是,亚细亚上市未能做成,但虚拟的股权转让己被河南省体改委等政府职能部门认定,即河南建行租赁公司51%的股权转让给海南大昌实业发展公司18%,转让给广西北海巨龙房地产公司10%;中原不动产公司49%的股权转让给海南三联企业发展公司18%,转让给海南汇通信托投资公司18%.由于股权受让方未按协议及时把购股资金兑付,从此埋了了一个巨大的资金隐患。特别是后来中原不动产公司新任董事长认为前任批准的股权转让造成公司资产流失,不予承认。郑亚集团产权关系混乱局面就此形成。
郑亚集团设有一个“货物配送中心”,其职能是为郑亚商场本店和四家直接连锁店配货,该中心负责向厂家直接定货,目的是降低进货成本并防止各商场自行进货时吃回扣。但该中心配送给各大商场的所有商品,价格不但比批发市场上的批发价高出许多,甚至高于自由市场上的零售价!“货物配送中心”实际上成了一个大黑洞。
上述四个方面较清楚地说明了郑亚集团的控制环境情况。其内部控制环境若此,其最终结局亦在意料之内。
2.风险意识不强COSO报告认为,环境控制和风险评估,是提高企业内部控制效率和效果的关键。郑亚集团如何进行环境控制和风险评估呢?原郑亚集团总经理王XX,对以往的经营失误总结了六大教训,其中有四条涉及到对风险的认识和把握问题。
第一是“对市场认识不足,对形势认识不足”。在我们前进的过程中,不但遇到了国内商业同行的压力,而且国外零售业的大举进入也给我们造成了很大的冲击,导致我们认为较先进的经营模式一下子就被冲得体无完肤。
第二是“过于自信、乐观、想当然,其结果是骄兵必败”。
第三是“面对零售业艰难的状况,我们的应变能力差,整个经营进入死胡同,最后到了山穷水尽的地步”。
第四是“抗风险能力差,一近事阵脚就乱了。”这几个教训说明,在郑亚集团管理层的思想中缺乏风险概念,没有设置风险管理机制,因此抗险能力极低。
3.缺乏适当的控制活动COSO报告认为,控制活动是确保管理层的指令得以实现的政策和程序,旨在帮助企业保证其针对“使企业目标不能达成的风险”采取必要行动。郑亚集团运作中几乎不存在控制活动,或者即使存在所谓的政策和程序,也是名存实亡,未实际发生作用。且看一组数据:亚细亚一年一度的场庆花费都超70万元;集团某股东从郑亚商场借出8叨万元,连借条也没有,后来归还300万元,剩余5山万元商场帐面和收据显示是“工程款”;集团另一个股东1993年借走商场57万元,也无人催要盯997年,郑亚商场管理费用就高达18.6亿元。郑亚集团的控制活动若此,何以确保管理层的指令得以实现?
4.信息沟通不顺畅COSO报告认为,一个良好的信息与沟通系统有助于提高内部控制的效率和效果。企业须按某种形式在某个时间之内,辨别、取得适当的信息,并加以沟通,使员工顺利且行其职责。在郑亚集团内部,信息沟通系统几乎不存在。据称,集团内部一不需要成本信息二不计算投资回收期及投资回报率,三不收集市场方面的信息。会计信息系统由管理层随意控制队资金被大量挪用,却不知去向何方。在郑亚集团,T息系统已经不再是一个管理和控制的工具,而是上层管理人员的话筒,信息随其意愿而变。
5.内部监督缺乏COSO报告认为,企业内部控制是一个过程,这个过程系通过纳人管理过程的大量制度及活动实现的。要确保内部控制制度切实执行且执行的效果良好、内部控制能够随时适应新情况等,内部控制必须被监督。在亚细亚,自开业以来,没有进行过一次全面彻底的审计。偶尔的局部的内部审计中曾发现几笔几百万元资金被转移出去的事,后来也不了了之。任何事情都是总经理说了算,属下当然包括内部审计人员在内,全无发言权,可见内部监督极度缺乏是既成事实。
二、由“亚细亚”引发的思考:改进我目企业内部控制
由亚细亚,内部控制的五要素皆存在问题,必然最终走向倒闭之路。尽管它只是我国企业的一个个案,但这种现象却颇具普遍性。目前,我国加入WTO在即,来自外部世界特别是跨国公司的激烈竞争,给中国企业的压力越来越大,面临的挑战越来越严峻。若以“亚细亚。状况去应对竞争,其结果不难预料。因此,如何提高自身的竞争力,如何以一种更积极的状态参与到世界竞争的潮流中去将是我国企业面临的主要问题和难题。经济现实迫切要求我国企业早日建立健全企业内部控制,提高企业内部控制的效率和效果。从现实看,我国企业经营效益普遍较差;会计造假行为严重,财务报告严重失真;企业违法违规现象愈演愈烈,进而成为普遍现象。造成这些现象的原因是多方面的,但内部控制的缺失与缺陷难逃其咎。问题还在于,我国很多企业还未意识到内部控制的重要性,对内部控制还存有很多误解,以为内部控制就是十堆堆的手册、文件和制度,或者认为内部控制就是内部成本控制、内部资产安全性控制等,甚至对企业内部控制根本没有概念。现状函需改变!
我们认为,对我国企业内部控制的改进,可从两方面人手,其一是由权威部门制定内部控制的标准体系;其二是对企业内部控制的审计作出强制性的安排,做到二者并举。
1.建立内部控制标准体系
首先,建立内部控制标准体系是一项国际惯例。长期以来,内部控制一直被视为企业内部事务,属企业管理当局责任范围内之事。纵观美国注册会计师协会(AICPA)历年来对内部控制的定义、解释、修改、再修改的过程,不难发现,MCPA过去一直认为内部控制目标是为了保护企业资产、检查会计信息的准确性、提高经营效率、推动企业执行既定的管理方针等,不管对这些目标如何进行排列与组合,为企业内部的管理与经营服务是其共同特征。以往对内部控制的研究也大部分集中在制度的设计和审计方面,重在改进内部控制的方法与提高审计的质量和效率。直到1973年,美国国会通过了《反国外贿赂法》(ForeignCorruptPracticesAct,简称FCPA),该法案规定,每个企业应建立内部控制制度以防范这种行为发生。该法案在其会计标准条款中AccountingStandardsProvision)规定,业如达不到美国审计准则委员会提出的内部控制目标,可被罚款1万美元、责任者受5年以下的监禁。至此,建立和强化内部控制已成为企业应履行的一种法律责任。1991年11月,美国联邦委员会发表的判决指南指出,如果发现公司即使有一个雇员犯罪,该公司将受到强制性罚款,罚金数额可高达数十万至儿百万美元。这一法规的出台,强化了管理者对遵守法规的重视,遵循适当的法规、规避可能的罚款所带来的损失也成为企业内部控制的重要组成部分。1992年,曲美国注册会计协会(AICPA)、国际内部审计师协会(IIA)、财务经理协会(FEI)、美国会计学会(AAA)、管理会计学会(IMA)共同组成的专门委员会(即COSO委员会)提出了内部控制综合框架公告,认为“内部控制是受企业董事会、管理当局和其他职员的影响,旨在取得(1)经营效果和效率(2)财务报告的可靠性(3)遵循适当的法规等目标而提供合理保证的一种过程。”并对内部控制作了新的扩展,提出了内部控制的五要素。美国注册会计师协会认为该报告的提出,具有划时代的意义,“其作用如同早期的公认会计原则,其未来在管理界的地位也如今日的公认会计原则一样”。COSO报告很快受到了广泛的认可,世界各国及各专业团体纷纷效仿COSO报告对内部控制进行重新研究,并采COSO报告的最新理念,了自己的文告。可见,建立一套有关内部控制的标准体系,已成为一项国际惯例。
其次,建立内部控制标准体系是保证财务报告可靠性与企业遵循法律法规的重要条件。现代企业的典型特征就是所有权与经营权相分离。由于股权较为分散,企业所有者(包括权益所有者、债权所有者及人力资本所有者等)及其他利害关系人一般只能通过企业对外出具的财务报告等资料了解企业的经营管理情况,所有者、政府部门、材料供应商等作为外部人与作为内部人的经营者之间存在严重的信息不对称。因此,内部控制的目标之一是保证财务报告的可靠性,其二是保证企业法律法规的遵循性。从这两个目标可以看出,加强企业内部控制不仅仅是企业一种自愿自觉的行为,也是企业的一种责任与义务,是企业对外部利益集团负责的一种表现形式。因此,建立一套完备的内部控制标准体系,作为企业管理行为的规范标准,是达成内部控制目标的重要条件。
最后,建立内部控制标准体系有利于统一看法,更新观念。目前,我国会计理论与实务界对企业内部控制的认识还停留在内部牵制制度、内部控制制度或内部控制结构阶段,认识还很不统一,甚至还有不少错误认识。而且,企业界、司法界、会计界等不同行业与部门对内部控制的理解不一,彼此就此进行沟通时,缺乏共同“语言”。即使在注册会计师职业界,对内部控制的理解也多局限于其对审计工作的影响。因此,建立内部控制标准体系,不仅可以为各方人士的沟通与理解提供统一的基础,还可为企业评估和改进其内部控制提供标准与方法。基于以上认识,我们建议,有关部门应及时组织力量加强对内部控制的研究。我国的立法机关应该联合我国各有关方面的力量,包括理论界、实务界、各种职业团体、协会、中介机构等,在COSO报告的基础上,对企业内部控制进行全面深人的研究,建立一套如COSO报告那样内涵与外延统一、可操作性强的内部控制标准体系,并准则或提出指南,使企业管理当局或注册会计师等有据可依、有章可循。而且要将内部控制的全新理念与精神传达给所有相关人员,尽量使管理当局用以评估内部控制的标准、注册会计师用以审计内部控制的标准与投资者用以审视内部控制的标准相统一,以减少可能的期望差距。
2.对内部控制实施强制性审计内部控制标准体系建立之后,企业能否建立完善的内部控制系统并切实予以实施,需要外都力量予以保证。为此,美国审计鉴证准则(SSAE)第六号与台湾《公开发行公司建立内部控制制度实施要点》等要求企业对外界公众出具内部控制报告,并要求注册会计师对其进行审计,出具审计报告及有重大问题报告,尔后,注册会计师对企业内部控制进行审计,对企业的一般做法是,企业首先对自身内部控制进行全面而深入的自我评估,出具对外报告,包括无重大问题报告,企业内部控制报告发表审计意见。虽然不同国家对内部控制审计的要求与做法不一,而且对于内部控制是否不再只是企业内部事务的观点也存在争议,但不管如何,对内部控制进行审计带来的效用是显见的。因为,企业对外出具内部控制报告,注册会计师对企业内部控制报告出具审计意见,加重了企业管理当局及注册会计师的责任,而责任一旦加重,企业管理当局出于减轻自身责任及企业长期利益的考虑不得不在注册会计师的协助下真正关注内部控制的缺陷与缺失,实实在在地不断健全与完善企业的内部控制,注册会计师也会为降低自身的风险而督促企业改进内部控制。这样就带来了另一方面的效用,即降低企业营运的风险,提高企业营运的效率和效果,进而保护投资者的利益,同时提高企业对外出具的财务报告及其他披露信息的可靠性,增加证券市场及其他资本市场的透明度和有效性。
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为了达到提高燃烧效率这个目的,采用HoneywellS9000系统构建集散控制系统,建立一个锅炉、汽机和电网、热网的监控系统,对系统中状态实施全面监测,无疑是一个很好的解决办法。该系统可将监测数据存入管理数据库,以便操作人员快速准确地了解系统运行状态,同时也使得管理人员能够分析运行情况,做出生产管理决策。通过对一些主要的过程变量实施自动控制,使得整个系统通史完全、有效地运行。在此基础上,对节能影响很大的锅炉燃烧系统建立稳态参数优化模型,并求得锅炉燃烧稳态优化模型参数。在这个优化结果的指导下,便可进行锅炉燃烧优化控制。
1基于HoneywellDCS的锅炉、汽机、电网、热网运行参数监控系统
美国Honeywell模块自动化控制系统是一种介于大型集散系统、单回路控制器可编程控制器之间的中小型控制系统。S9000系统是基于9000系列多回路控制器的优秀系统,它集所有主要控制硬件于一体,从而在一个使用方便且有效的单元中实现回路控制、逻辑控制、数据采集以及操作员接口等功能。Honeywell系统的网络通讯功能为开放式系统提供了灵活性,操作员/工程师以及过程控制器由基于TCP/IP协议的Ethernet网络连接,它们之间可以互通信息,也可与上层的工厂级计算机通讯。通过这一开放式系统的通讯平台容易建立管理级应用,与上层的工厂计算机系统资源进行信息交换,可以随时获得整个系统的信息。这一重要特性增强了用户快速做出有效决策的能力。所以采用HoneywellS9000系统对热电厂汽机、锅炉和电网、热网的运行参数进行监控,用四个监视屏幕显示各种监控参数的实时数据、历史趋势图、故障报警等。
汽机主要监控参数有:转速、功率、主蒸汽温度、主汽门前压力、主汽门后压力、蒸汽流量、蒸汽流量累计、抽汽压力、抽汽流量累计、抽汽温度、抽汽流量、排汽真空、过冷度、排汽温度、凝结水温等;锅炉主要监控参数有:汽包压力(控制)、主蒸汽压力(控制)、给水压力、主蒸汽流量、给水流量、减温水前流量、减温水后流量、汽包水位(控制)、炉膛负压(控制)、炉膛温度、炉膛出口温度、含氧量、低温预热器左压力、低温预热器右压力、高温预热器左压力、高温预热器右压力、一次风压力(控制)、二次风压力、燃油流量、回油流量、燃油压力、排汽温度、燃油温度、引风机开度、引风机电流、送风机开度、送风机电流、给煤机电流、给煤机转速等;电网主要监控参数有:各汽机电压、电流和有功功率、电网电流、电压、有功功率、无功功率等;热网主要监控参数有:主要用户的蒸汽流量、蒸汽压力等。
2锅炉燃烧系统稳态参数优化
锅炉燃烧系统的状态好坏直接决定了能源利用率的高低,而锅炉稳态运行是否处在优化状化,对燃烧系统来说具有重要的作用。为保证系统能够高效运行,可以采取两方面的措施:一是采用自动控制系统保证系统长时间稳定地运行;另一是保证系统稳态的最优状态,对锅炉燃烧系统稳态运行参数进行优化。
2.1优化模型及其求解
由燃料燃烧及热工控制的研究和实际实践可知,保持煤与风的合理配比,可以提高锅炉的热效率;控制与鼓风量相适应的引风量,使锅炉具有适宜的炉膛负压,可以避免因喷火或漏风而引起的热效率降低。当燃烧效率最高、热损失最小时,可得到最大的节能效果,对环境的污染也最小。由此可见,如何使燃烧过程工作在最佳燃烧区,从而达到最大热效率是燃烧控制的根本任务和难点所在。由燃煤链条锅炉的运行特点可知,燃烧过程的优劣主要取决于煤层厚度、链条运行速度和送风量、引风量的合理控制。
为此,构造一个优化模型,主要输入量是送风量、引风量和给煤量,输出量是氧含量、炉膛负压和主蒸汽压力。其目标函数是追求能量消耗最小,决策量是送风量(送风挡板开度)、引风量(引风挡板开度)和给煤量。在进行优化的过程中要满足锅炉运行的基本约束,即各个决策变量在一定的范围以内变化,且主蒸汽压力要控制在一个给定的范围之内。优化模型为:
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分别为送风量、引风量、给煤量的单位价格;
x1,x2,x3分别为送风量、引风量、给煤量;
yl是主蒸汽压力,它是x1,x2,x3和主蒸汽流量的函数;
函数f(x1,x2,x3,fh)是一个用BP神经网络表示的模型;
yf_min、yf_max分别表示送风量的最小、最大限制值;
sf_min、sf_max分别表示引风量的最小、最大限制值;
mei_min、mei_max分别表示给煤量的最小、最大限制值;
yl_min、yl_max分别表示主蒸汽压力的最小、最大限制值。
在这个优化模型中,主蒸汽压力和送风量、引风量、给煤量以及主蒸汽流量之间的关系是一个非线性关系,使用一个四层的前馈神经网络来描述。而当优化出决策变量,求得最佳氧含量和炉膛负压之值时,也需要构造一个神经网络,通过建立氧含量和送风量、引风量、给煤量以及主蒸汽流量之间的关系,炉膛负压之值时,也需要构造一个神经网络,通过建立氧含量和送风量、引风量、给煤量以及主蒸汽流量之间的关系,炉膛负压送风量、引负量、给煤量以及主蒸汽流量之间的关系来进步求得它们的最佳值。
使用罚函数方法求这个模型的解时,需将上面的模型重新写为如下的无约束最小化形式:
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)是罚函数系数。
优化模型(1)的求解步骤为:
(1)取Mi(i=1,2,…,8)初始值为1000,允许误差为ε,k=1;
(2)求无约束极值问题优化模型(2)的最优解;
(3)对其一个j(1≤j≤8),有:-gj(x1,x2,x3,yl)≥ε,则:
Mk+1,j=10×Mk,j,令k=k+1,转第2步,否则停止迭代。
2.2四层前馈神经网络模型及其训练
函数f(x1,x2,x3,fh)是一个用神经网络表示的BP模型,表示主蒸汽压力和送风量、引风量、给煤量以及主蒸汽流量之间的关系。这个神经网络是一个4×10×10×1的前馈神经网络:输入层有四个输入量(送风量、引风量、给煤量以及主蒸汽流量);第四层输出层,有一个输出量(主蒸汽压力);第二和第三层是中间层,各有十个神经元。网络的训练就是确定网络的连接权,使代价函数量小,采用的是变步长反向传播(BackPropagation)的学习算法。
在优化程序中,使用主蒸汽压力和送风量、引风量、给煤量以及主蒸汽流量之间的关系模型作为一个结束参加优化。同时在获得了模型的优化结果以后,为了同底层控制系统连接,通过建立含量和送风量、引风量、给煤量以及主蒸汽流量之间的关系模型,炉膛负压和给煤量、引风量、送风量以及主蒸汽流量之间的关系模型获得底层控制系统的给定值。这两个模型也是使用同样的神经网络模型来表示的。算法完成一样,仅仅是输入输出数据不一样,训练出来的模型表示了不同的关系。
3实时控制系统及其稳态优化
实时控制部分由Honeywell系统构成。为了保证系统长期稳定运行,燃烧控制采用模糊控制律。系统框图如图1所示。主蒸汽压力控制采用压控制方式;送风量控制保证空气预热后送风压力在一定范围内,在送风压力允许的条件下,按照风煤比偏差调节送风量,维持烟气氧含量在一定的范围内,风煤比根据负荷的变化而变化,实现经济燃烧;引风量控制使炉膛负压保持常值。其中,随负荷变化的最优风煤比是通过锅炉稳态优化程序计算再加上实际经验得到的。
图1锅炉燃烧控制框图
在控制算法的选择上,为了保证控制系统稳定运行,使用了模糊控制算法。实际控制作用有三种形式:(1)手动操作,在这种情况下,基准控制量跟随阀位信号变化;(2)设置偏差死区及变化率死区,当被控制参数偏差及其变化率在死区范围内时,投入后自动按照前馈变量进行控制;(3)偏差或者偏差变化率超过死区以后,进行模糊控制。所有控制方式在计算实际输出时都采用加权输出,即按照下式计算:
Xc=Xco+KeXce+KcXcc+KfXt(3)
式中,Xc为控制变量;Ke为偏差权值;Kc为变化率权值;Kf为前馈权值;Xce、Xcc、Xt分别为按偏差、变化率及前馈变量查找控制表格所得的控制变量。
采用设置偏差死区及其变化率死区措施,使系统允许被控制量参数在一定范围内变化,从而使执行机构避免不必要的频繁动作;采用权值输出,使系统可以进一步设置权值表,针对不同情况进行处理,改善控制品质。
4锅炉燃烧系统稳态参数优化运行结果
锅炉燃烧系统稳态参数优化程序具备如下功能:
·建立炉膛负压风送风量、引风量、给煤量和主蒸汽流量之间的关系模型;
·建立烟汽氧含量同送风量、引风量、给煤量和主蒸汽流量之间的关系模型;
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二、适应黄土高原沟道地形条件,充分利用建坝资源
黄土高原地形破碎,沟壑纵横,坡陡沟深,沟壑密度一般为1~7km/km2,切割深度100~300m;地面坡度大部分在15°以上,大于25°的在23%以上,其中黄土丘陵沟壑区一、二副区达58%。同时,剧烈侵蚀区由于水土流失严重,各级沟道正处在发育阶段,各种坝控规模的坝址较易选择;强度侵蚀区,沟道发育相对稳定,较小规模的坝址不易寻找。据调查,黄河中游的河口镇至龙门区间,沟长0.5~30km的沟道有8万多条,其中沟长0.5~3km的沟道约7.3万条;3~5km的沟道4500条;5~10km的沟道2300条;10~20km的沟道720条;20~30km的沟道35条。这些沟道一般都有建坝条件,大部分沟道还没有建成坝系,可以大规模进行沟道工程建设。
三、控制工程规模和投资,确保防洪安全
1.控制工程规模,确保防洪安全
骨干工程总库容由拦泥库容和滞洪库容两部分组成,而拦泥库容是由侵蚀模数、淤积年限和坝控流域面积确定的。在一定区域范围内,侵蚀模数和一定设计标准的洪量模数是确定的,淤积年限可依据工程实际进行调整,所以坝控流域面积是确定工程规模的关键因素。
剧烈侵蚀区,侵蚀模数一般都在15000t/km2·a以上,最高可达30000t/km2·a,分布在陕西、山西等省的窟野河、孤山川、县川河等支流,属黄土丘陵沟壑区第一副区。产沙集中是该类型区最突出的特征,3.67万km2的剧烈侵蚀区,年输沙量达5.6亿t,其中50%左右是0.05mm的粗泥沙。一座控制流域面积3km2的骨干工程,按五等工程设计,侵蚀模数取15000t/km2·a时,拦泥库容为33.8万~67.7万m3,总库容可达54.8万~93.2万m3;若考虑30000t/km2·a的侵蚀模数,拦泥库容为67.7万~135.3万m3,总库容可达88.7万~160.8万m3。
强度侵蚀区,侵蚀模数一般在5000~8000t/km2·a,分布在青海、甘肃、宁夏、陕西、山西、内蒙古等省区的湟水、祖厉河、泾河、汾河、浑河等支流,属黄土高原沟壑区和黄土丘陵沟壑区第二、四、五副区。一座控制流域面积8km2的骨干工程,按五等工程设计,侵蚀模数取5000t/km2·a,拦泥库容30.1万~60.2万m3,总库容为98.1万~148.2万m3。若考虑8000t/km2·a的侵蚀模数,拦泥库容为48.1万~96.2万m3,总库容可达116.1万~184.2万m3。
上述分析是按最不利组合来考虑的,即坝控流域面积、侵蚀模数、淤积年限和设计标准按规范的极值同时遭遇的小概率事件的工程规模,即使这样,总库容也在200万m3以内,符合规范修订后对工程规模的要求。同时,避免了不同区域工程规模差别较大,造成防洪安全隐患。
控制面积较大的骨干工程,一般多兴建在干沟,淹没村庄、道路、沟台地,加之干沟洪水威胁大,“连锁垮坝”问题较多,安全防洪保收问题较为突出。如,1977年7月4~6日的陕北大暴雨,造成1万多座淤地坝毁损。
2.控制工程投资,减少地方和群众经济负担
工程控制面积越大(特别是在剧烈侵蚀区),工程规模也越大,坝体工程量和放水工程量势必增大;同时,有的工程加大控制流域面积,还需要增设溢洪道等泄洪工程,增加大量的石方和混凝土工程量,投资也随之大幅度增加。根据目前的定额水平,一座库容在50万~150万m3的骨干工程需投资50万~80万元,但国家目前采取补政策,每座坝仅补助30万~40万元,约50%的投资需要地方匹配和群众投劳共同完成,但是,黄土高原地区各级财政都比较困难,往往由于配套资金不到位,直接影响着工程建设的进度和质量。在国家现有投资水平下,若不控制规模和投资,势必加大地方和群众负担。
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随着社会经济的发展,城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调,已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统,它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。
随着城市机动车量的不断增加,许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况,因此,自80年代后期,这些城市纷纷修建城市高速道路,在高速道路建设完成的初期,它们也曾有效地改善了交通状况。然而,随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制,高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点,也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。所以,如何采用合适的控制方法,最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路,缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况,越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。为此,笔者进行了深入的研究,以下就城乡交通灯控制系统的电路原理、设计计算和实验调试等问题来进行具体分析讨论。
图1
2交通灯控制系统设计
城市路通信号控制系统大体上分为三种类型:定周期的信号机、多时段且具有无电缆协调功能的微电脑型信号机以及联网式自适应多相位智能型信号机。具体采用哪种类型,应根据其应用场合及特点加以确定。其中,第一种类型以其成本低,设计简单,安装及维护方便等特点得到了广泛应用。本文讨论的城乡交通灯控制系统就属于该种类型。该交通灯控制系统主要由时间发生器电路、光电检测电路、控制电路等几个部分组成。其系统原理图如图1所示。
1.1时间发生器电路
时间发生器电路由一片74191、时钟脉冲产生电路和几个门电路构成,其中时钟脉冲产生电路如图2所示。时钟脉冲产生电路用一片555定时器业构成多谐振荡器,设计脉冲周期为4s,其计算公式为:T1=(2R2+R1)Cln2=0.7×5.7MΩ×1μF,以此信号作为74191的CP。74191的四个状态输出端QAQBQCQD可用四个门电路进行译码。当QAQBQCQD=0000时,电路输出低电平信号给D触发器和控制电路的IO输入端;而当QAQBQCQD=1000时,电路输出高电平信号给黄灯驱动电路。74191接成减计数工作状态,LD信号由控制电路的O1提供,应将置数输入端A、C接高电平Vcc,B、D端接D触发器的输出端,还可根据D触发器的不同输出状态置入数5和数15。
2.2控制电路
控制电路主要由单稳态触发器、RC电路和反相器构成、电路如图3所示。该电路有两个输入端和三个输出端。当QAQBQCQD=0000时,输入端IO为低电平,此时信号将直接经O1输出给LD以进行异步置数,因此74191的0000状态持续时间很短暂。输入端I1由光电检测电路的输出信号提供,当有车辆时,输出低电平;无车辆时输出高电平。输出信号O1=I1,而输出信号O2而由I1经反相器、RC电路和一单稳态电路得来。O1的作用是当乡间道无车辆时,保持主干道绿灯亮,乡间道红灯亮。当主干道绿灯变亮并检测到乡间道有车辆(即I1=0)时,O2触发单稳态电路并维持主干道绿灯亮66s,即T2=RCln3=1.1×6MΩ×10μf=66(s)。
图3
2.3光电检测电路
光电检测电路由光源和光电三极管构成,该电路可根据需要选择现成产品,如CP850系列的CP851,该器件的光电传感器输距离可达15m。
2.4交通灯控制及驱动电路
交通灯控制电路由一个D触发器、一个三输入或门和两个反相器组成,其电路如图3所示。D触发器的作用是在乡间道非常繁忙时,对红绿灯的转换进行控制。三输入端或门的作用是当乡间道无车辆和主干道绿灯刚亮而乡间道就有车通过时维持主干道绿灯亮时间大于60s。