控制器设计论文范文

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1变压器冷却控制系统控制模块的设计总体思想

本文所进行的就是对变压器冷却控制系统控制器模块进行设计，其中包括了可以对主变压器风扇投入与切除的温度范围进行自行设定，也可以按照用户的要求而变化。在传统控制方式中，风扇投切的温度限制值是不能改变的，此外，风扇电机的启动和停止温度有一余量，不像传统的控制方式中是一个定值，避免了频繁启动的缺陷，此外还有运行、故障保护及报警等信号的显示及其与控制中心或调度中心的通讯，上传这些信息，如变压器油温、风扇运行状态有无故障等。至于风扇的分组投切设置是为了节约电能，具有一定的经济意义，但这个分组数不宜过多，以免控制复杂，且散热效果不佳。

控制器主要由AT89CS1单片机、A/D转换器、键盘控制芯片，输出模块、通讯模块以及自动复位电路等组成，其中单片机是控制器的核心，AID转换器是把输入信号转换为数字信号。

2变压器风扇控制系统的硬件接线

基于以上的要求，我们设计的风扇控制器的硬件线路图如下页图1所示。变压器风扇控制中对控制模块进行改进是本文研究的重点，其中包括主要芯片的选用以及一些抗干扰元件的使用。所以在本章节中，我们重点将要介绍变压器风扇冷却控制模块中的主要硬件芯片的作用、选用以及它们之间的连接力一法。

（1）单片机AT89C51（如图1）。

AT89C51是Atmel公司生产的一种低功耗，高性能的8位单片机，具有8k的flash可编程只读存储器，它采用Atmel公司的高密度不易丢失的存储器技术，并且和工业标准的80c51和80c52的指令集合插脚引线兼容，其集成的flash允许可编程存储器可以在系统或者通用的非易失性的存储器编程中进行重新编程。AT89C51集成了一个8位的CPU，8K的flash。256字节的EDAM，32位的I/0总线。三个16字节的定时器/计数器，两级六中段结构，一个全双工的串行口，振荡器及时钟电路。AT89C51是完成系统的数据处理和系统控制的核心，所有其它器件都受其控制或为其服务。

在本文中，经过TLC1543A/D转换器后输出的数字量输入到AT89C51单片机中，同时在进行了温度参数的设置以后，进行它的输出控制，其中包括了变压器的温度显示、状态显示、以及声音报警设备等等，也就是我们所研究的变压器冷却控制系统的核心部分。

（2）变压器的温度采集及温度处理模块。在变压器的风扇冷却自动控制系统中，第一步进行的就是对变压器上层油温进行的温度采集工作。变压器的温度采集是由变压器的温度控制器来实现的，其中包括铂电极、传感器以及变送器。经过温度控制器输出的信号进入变送器，变送器送出一个4一20毫安的电流信号，然后将此电流信号通过控制芯片上的电阻元件实现电流电压信号的转换，转换后的电压是在0.4一2（伏特）之间，然后将此电压信号输入到TLC1543数模转换器，进行信号处理。变送器输出信号有电流和电压信号两种，考虑到变压器安装的位置（室外）距本控制装置（室内）有一定的距离，电流信号不易损失，故选择了4一20毫安的电流信号。（3）11通道10位串行A/D转换器丁LC1543。

TLC1543A/D转换器是美国TI公司生产的众多串行A/D转换器中的一种，它具有输入通道多、转换精度高、传输速度快、使用灵活和价格低廉等优点，是一种高性价的模数转换器。TLC1543是CMOS，10位开关电容逐次逼近模数转换器。它有三个输入端和一个3态输出端：片选（CS），输入/输出时钟（I/0CLOCK），地址输入和数据输出（DATAOUT）。这样通过一个直接的四线接口与卞处理器或的串行口通讯。片内还有14通道多路选择器可以选择11个输入中的任何一个三个内部自测试（self-test）电压中的一个。

（4）BC7281128段LED显示及64键键盘控制芯片。

BC7281是16位LED数码管显示器键盘接口专用控制芯片，通过外接移位寄存器（典型芯片如74HC164，74LS595等），最多可以控制16位数码管显示或128支独立的LED。BC7281的驱动输出极性及输出时序均为软件可控，从而可以和各种外部电路配合，适用于任何尺寸的数码管。

BC7281各位可独立按不同的译码方式译码或不译码显示，译码方式显示时小数点不受译码影响，使用方便；BC7281内部还有一闪烁速度控制寄存器，使用者可随时改变闪烁速度。

BC7281芯片可以连接最多64键C8*8）的键盘矩阵，内部具有去抖动功能。它的键盘具有两种工作模式，BC7281内部共有26个寄存器，包括16个显示寄存器和10个特殊（控制）寄存器，所有的操作均通过对这26个寄存器的访问完成。

BC7281采用高速二线接口与MCU进行通讯，只占用很少的I/O资源和主机时间。

BC7281在本系统中主要用于驱动变压器温度显示的LED以及显示风扇运行状态的指示灯。

前已提及，BC7281芯片内部共有26个寄存器，包括16个显示寄存器和10个特殊功能寄存器，共用一段连续的地址，其地址范围是OOH-19H，其中OOH-OFH为显示寄存器，其余为特殊寄存器。

（5）使用MAX232实现与PC机的通讯。

①MAX232芯片简介

MAX232芯片是1VIAX工M公司生产的低功耗、单电源双RS232发送/接收器，适用于各种E工A-232E和V.28；V.24的通信接口，1VIAX232芯片内部有一个电源电压变换器，可以把输入的+5V电源变换成RS-2320输出电平所需±10V电压，所以采用此芯片接口的串行通信系统只要单一的+5V电源就可以。

我们的设计电路中选用其中一路发送/接收，RlOUT接MCS一51的RXD，T1工N接MCS一51的TXD，TlOUT接PC机的RD，Rl工N接PC机的TD1。因为MAX232具有驱动能力，所以不需要外加驱动电路。

系统中使用了此技术之后就实现了变压器风扇冷却系统的远程控制，工作人员可以在控制室对冷却系统进行控制，可以达到方便、准确、快捷的日的，这也是我们对传统的风扇冷却控制系统而做的一个重要的改进。

②串行通讯

在此实现中，我们必须要对MCS-51串行接日和PC机串行接日的串行通讯要有一定的了解，串行通信是指通信的发送方和接收方之间数据信息的传输是在单根数据线上，以每次一个二进制位移动的，它的优点是只需一对传输线进行传送信息，囚此其成本低，适用于远即离通信；它的缺点是传送速度低；串行通信有异步通信和同步通信两种基本通信方一式，同步通信适用于传送速度高的情况，其硬件复杂；而异步通信应用于传送速度在50到19200波特之间，是比较常用的传送方式，本文中使用的就是异步通讯方式。

（6）“看门狗”电路DS1232

在系统运行的过程中，为了避免因干扰或其他意外出现的运行中的死机的情况，“看门狗电路”DS1232会自动进行复位，并且能够重读EEPROM中的设置，以保证系统可以安全正常的运行。

美国Dallas公司生产的“看门狗”（WATCHDOG）集成电路DS1232具有性能可靠、使用简单、价格低廉的特点，应用在单片机产品中能够很好的提高硬件的抗干扰能力。

DS1232具有以下特点：

①具有8脚DIP封装和16脚SOIC贴片封装两种形式，可以满足不同设计要求；

②在微处理器失控状态卜可以停止和重新启动微处理器；

③微处理器掉电或电源电压瞬变时可自动复位微处理器；

④精确的5%或10%电源供电监视；

在本变压器冷却控制系统中，DS1232作为一定时器来起到自动复位的作用，在DS1232内部集成有看门狗定时器，当DS1232的ST端在设置的周期时间内没有有效信号到来时，DS1232的RSR端将产生复位信号以强迫微处理器复位。这一功能对于防止由于干扰等原因造成的微处理器死机是非常有效的，因为看门狗定时器的定时时间由DS1232的TD引脚确定，在本设计中，我们将其TD引脚与地相接，所以定时时间一般取为150ms。

3结论

本装置实现了通过单片机自动控制冷却器的各种运行状态并能精确监测变压器的油温和冷却器的各种运行、故障状态，显示了比传统的控制模式的优越性。（1）能够对变压器油温进行监测与控制；（2）实现了变压器冷却器依据不同油温的分组投切，延长了冷却器的使用寿命，有较好的经济意义；（3）实现了冷却系统的各种状况，如油温、风扇投切和故障等信息的上传，便于值班员、调度员随时掌握情况。

由于固态继电器实现了变压器的无触点控制，解决了传统的控制回路的弊端，同时此控制装置具有电机回路断相与过载的保护功能。由于使用了单片机，因而具有一定的智能特征，实现了油温、风扇的投入、退出和故障等信号的显示以及上传等。通过实际运行表明，该装置的研制是比较成功的。但今后，我们还应该对固态继电器本身的保护进行一些研究，以免主回路因电流过大而造成固态继电器的损坏，以使变压器风扇冷却控制回路更加完善。

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1系统方案设计

转换机构的逻辑控制单元主要用来接收司机的转换信号X1、发动机的水温信号X2、高压天然气的压力信号X3及燃料转换机构工作状态的反馈信号X4等，先进行一定的逻辑判断，发出适当的指令，完成指定的任务。然转换机构示意图如图1所示。

然转换机构的机械执行部分必须能够将逻辑控制单元的指令信号化为机械运行，以实现燃料转换的目的，这一功能由开关电磁铁完成。在方案设计中，要求开关电磁铁的两种位置对应机械执行部分的两种工作状态，即双燃料工作状态和纯柴油工作状态。通过机械部分的连动，传动机构切断或连接加速踏板的运动，控制调速器控制杆的运动状态。当加速踏板对调速器起作用时，调速器控制杆决定发动机的运动，此时逻辑控制部分关闭高压天然气阀与电控单元（ECU），这就是纯柴油工作状态。当加速踏板的运动向调速器控制杆的传递被机械部分切断时，调速器控制杆被固定在怠速油量位置，逻辑控制单元开启天然气高压阀并给电控单元（ECU）发送工作信号，这就是双燃料工作状态。这样，司机只需板动转换开关，由它发出指令，逻辑控制单元根据接收的信号作出判断，同时驱动外沿器件，即可实现纯柴油与双燃料两种工作状态的转换[1]。

2逻辑控制单元设计

逻辑控制单元主要实现信号的接收、判断和发送。主要由三个部分组成，即逻辑判断部分、外沿接口部分和电源转换部分。

逻辑控制单元的工作过程如下：外沿接口部分将接收的模拟信号转化为数字信号传递给逻辑判断部分后，由逻辑判断部分判断转换条件是否满足，并发出控制指令；再由外沿接口部分将指令转化为对应器件能识别的信号，如驱动电源阀的大电流等。电源部分主要是将汽车电瓶的12V电压转换为逻辑控制单元上电子元件所需要的电压（5V）。

2.1逻辑判断部分

逻辑判断部分接收外沿接口部分传来的数字信号，进行判断后发出适应的指令。

在此规定：在司机将转换开关转换到双燃料工作位置时，转换信号x1=1，而纯柴油位置时，X1=0；当水温达到双燃料状态的要求时，水温信号x2=1，否则x2=0；当高压天然气在允许使用的最小压力以上时，天然气气压信号x3=1，否则x3=0；当机械部分处于双燃料工作状态时，反馈信号x4=1，当机械部分恢复纯柴油工作状态时，反馈信号x4=0。逻辑判断部分发出的指令有：启动开关电磁铁信号Y1（供电时开关电磁铁工作，将机械部分转换至双燃料工作状态时Y1=1，否则Y1=0），启动高压天然气电磁阀信号Y2（供电时电磁阀开启时Y2=1，否则电磁阀关闭Y2=0），故障信号Y2（有故障时故障信号灯供电Y3=1，否则，Y3=0），启动电控单元（ECU）信号Y4（给ECU供电使其工作时Y4=1，否则Y4=0）。

由以上分析得出以下各输出信号与输入信号的逻辑关键式：

Y1=X1X2X3

Y2=X1X2X3X4

Y3=X1X4+X1X2X3X4

X4=X1X2X3X4

由于逻辑关系比较简单，采用TTL电路，由74系列的芯片完成其逻辑判断功能，逻辑部分的电路图如图2所示[2]。图中，7411和7408是与门，7404是反相器，7402是或非门。输入信号是X1、X2、X3、X4，输出信号是Y1，Y3，Y4。由于Y2=Y4，所以高压天然气的电磁阀和电控单元（ECU）的驱动电路都可以由Y4来控制。

2.2外沿接口电路

因为有些器件的输出信号是模拟量，如水温传感器输出的是可连续变化的电压信号，逻辑控制单元无法直接接收并辨识判断，因此就需要有外沿接口电路将其转化为数字信号。

外沿接口电路的另一个作用就是将逻辑判断部分的指令转化为一些器件所需的电信号，如电流信号等。

2.2.1电压比较器

在逻辑控制单元中，有两处需要用到电压比较器，一个是水温传感器的接口，另一个是天然气压力传感器的接口。

对比较器LM311给定一个参考电压，当输入电压低于参考电压时，比较器输出的电压为低电平，高于参考电压时，输出电压为高电平。

2.2.2驱动电路部分

在燃料转换机构的驱动器件中，开关电磁铁和高压天然气截止阀需要较强的工作电流，驱动电路部分采用固态继电器，将逻辑判断部分的指令转换为较强的电流信号。

图3为高压天然气截止阀的驱动电路，器件01为固态继电器。当发动机处于双燃料状态工作时，燃料转换机构工作，逻辑判断部分发出指令，使Y4=1，为高电平，经U2（7404，反相器）后，B点的电热UB为低电平，面A点的电势UA比点B高，这时固态继电器的输入端接通，输出端也导通。输出端CD一旦接通，电磁阀HPVALVE两端就会加上12V的额定工作电压，使减压器前的高压天然气阀门打开，天然气经减压进入发动机。当逻辑判断部分发出的指令使电磁阀关闭时，Y4=0，经反相器后，B为高电平，UA=UB，固态继电器的输入端没有电流通过，输出端不导通，电磁阀在弹簧力的作用下恢复常闭状态。

图4为开关电磁铁的驱动电路，其中器件U8是74123芯片，器件02、03是固态继电器，线圈PUSH是开关电磁铁的吸入线圈，HOLD则是其维持线圈，电源VDD为24V。当然转换机构转换到双燃料工作状态时，从74123的B脚输入的Y1从低电平向高电平跳转，迷种变化会让74123的输出端Q输出一个瞬时的高电平脉冲电流，维持时间为ΔT。经反相器7404后，A点的电势UA将会出现同样脉宽的低电平，固态继电器02的输入端也有ΔT时间的电流通过，这时固态继电器02的输出端出现ΔT时间的导通。在这段时间内，很强的吸入电流通过开关电磁铁的吸入线圈，产生足够的电磁力吸入电磁铁的铁芯。脉宽ΔT的选择应该参考开关电磁铁的性能参数设定，既要满足吸入铁芯的要求，又不能太长导致线圈烧毁。

ΔT是通过选择电阻R10和电容C3的值来确定的。本处ΔT取为1秒，R10=1000Ω，C3=1000μF。

从产生机理上讲，开关电磁铁的维持电流与高电压天然气电磁阀的工作电流是同样的机理：当Y1=1时，存在维持电流，铁芯维持在吸入状态；当Y1=0时，不存在维持电流，铁芯在回位弹簧的作用下恢复原来的伸出位置。

2.3电源部分

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随着社会的进步和为民生活水平的提高，为们出差、旅游和度假的机会日益增加。在宾馆、饭店等居住场所都需要一保险柜来保存贵重物品和易失物品，即便在家里，也往往需要有一个地方来保存一些单据等物品。传统的手段已不能满足人们对其安全性和灵活性要求，把应用愈来愈广泛的IC卡技术应用到保险柜上，可以充分满足这方面的需求。例如，根据客户要求，可以给每个房间配备一个带有IC卡电子门锁的保险柜供他们存放物品；待客人走后，可以灵活地对保险柜的密码进行重新设置，更换IC卡。下面对我们自行设计的加密型IC卡保险柜的核心部件--控制器件一详细的介绍。

一、控制器的硬件设计

本系统的主要任务是完成对IC卡的识别和控制，因此，首先介绍一下所选用的IC卡。

1.SLE4442加密IC卡简介

目前市场上的IC卡种类较多，比较有代表性的有ATMEL公司的AT系列和SIEMENS公司的SLE系列。我们根据用户的要求和市场的供给情况选用了SIEMENS公司设计的SLE4442卡。此卡的特点是：

（1）卡内有2K位的存储容量和完全独立的可编程逻辑代码存储器（PSC）；

（2）多存储器结构，其中包括256×8位EEPROM，32×1位PROM的4×8位EEPROM型加密存储器；

（3）串行口满足ISO7816同步传递协议；

（4）每一字节的擦除/写入时间为2.5ms；

（5）存储器可擦除1000次以上，数据可保存10年以上。

SLE4442型IC卡的触点排列及功能如图1所示。

SLE4442芯片的传送协议包括4种模式。

（1）复位和复位响应

复位可在操作期间任何时候进行。在复位响应期间，任何开始和停止条件均被禁止。复位与复位响应时序如图2所示。

（2）命令方式

每个命令由起始条件、1个3字节长的命令和停止条件构成。命令方式时序如图3所示。

起始条件：CLK处于高状态H期间，I/O的下降沿。

停止条件：CLK处于高状态H期间，I/O的上升沿。

（3）输出数据方式

在这种试上，IC卡发送数据至接口设备IFD。在CLK上第一个下降沿后，I/O上第一位有辩效，最后一个数据位之后，需要一个额外的时钟脉冲，以设置I/O处于高状态，同时准备IC卡接收新的命令。在这种方式下，任何开始和停止条件均被禁止。输出数据方式时序如图4所示。

（4）处理方式

在第一个CLK的下降沿，将I/O线从高状态H切换至低状态L并开始处理，直到低状态L的I/O被设置成高状态H结束。在这种方式下，任何开始和停止条件均被禁止。处理方式时序如图5所示。

SLE4442卡共有7个命令，每个命令包括3个字节，其命令格式及功能如表1所列。

表1SLE4442命令

字节1控制字节字节2地址字节字节3数据字节操作

B7B6B5B4B3B2B1B0A7A0D7D0

00110000地址无效读/从给定的字节地址至用户存储器结束

00111000地址输入数据编程输入地址对应的用户存储区

00110100无效无效读保护存储器

00111100地址无效写保护存储器中的保护位

00110001地址无效读保密存储器

00111001地址输入数据写/编程输入址对应的保密存储器

00110011地址输入数据比较可编程密码PSC字节

这里只介绍比较可编程密码PSC命令的使用。比较过程由4个步骤组成：

①写错误计数器EC（至少1位）。地址0。密码比较结果将在错误计数器中反馈，3次密码出错IC卡被阻塞。

②比较PSC字节1，地址1。写完错误计数器之后，以不同的命令格式送入3个密码字节。密码比较成功，将通过刷新错误计数器来识别，然后施加上操作电压，就可以对所有存储器进行读写操作了。

③比较PSC字节2，地址2。

④比较PSC字节3，地址3。

芯片在出厂时可根据用户的专门要求将可编程加密代码（PSC）存储器中编入一个专用代码。这样在使用时，就必须合法地得到这个代码，从而防止非法窃用或伪造卡片。

2.系统组成及工作原理

本系统的硬件主要由单片机、串行EEPROM、电磁阀和IC卡读/写插座组成。具体电路如图6所示。

电路中的单片机AT89C2051是89C51的简化体。20引脚为DIP封装。片内有2K字节闪烁存储器，128字节RAM，15条I/O线，全双工串行口。P1.0、P1.1分别作为片内精确模拟电压比较器的正、负输入端；P1.2作为IC卡的复位端；P1.3、P1.4分别作为IC卡的时钟线与数据线；P3.7作为IC卡工作指示灯的控制端；P1.5作为非法操作的声音报警控制；P3.4作为电磁阀门SW1的控制端。图中的U5是串行EEPROM--AT24C01，它的作用是用来随机存储每个IC卡的密码等；U4为电压比较器，用来监测电源电压：如果电源电压下降至4.5V左右就会产生报警信号。为了使系统更可靠地工作，采用CD4060设计了单片机"看门狗"电路，由4060定时产生一个复位脉冲，对单片机进行复位操作。整个电路设计中，充分考虑了能源的节约问题，所以在IC卡插入前整个电路的大部分芯片没有供电，只有门电路U1工作；当IC卡插入后，由于IC卡座的开关接通，促使门电路U1触发翻转，由T1导通使其他芯片得到供电。如果在使用过程中客人忘记拔出IC卡，电路除了要产生报警信号外，还会在30s（秒）后自动停止供电。

二、控制器的软件设计

该软件包括三部分：

（1）IC卡信息的读取及AT24C01数据的读取；

（2）比较校验数据，修改存储器数据；

（3）各种控制功能的实现，包括门锁开启，声、光报警等操作。

限于篇幅，这里只给出了利用51汇编语言编写的加密IC卡SLE4442的读/写程序，并给出了主程序的流程图，如图7所示。

读子程序

READ：MOVR0，#30H；设置存放IC卡读入数据的首地址为30H

LCALLRESET；调IC卡复位子程序

MOVR2，#10H；读IC卡数据的个数送R2

LCALLSTART；调起始条件子程序

MOVR5，#00110000B；发送读的命令码

LCALLSPOUT；调发送一个字节子程序

MOVR5，#20H；发送IC卡的起始地址

LCALLSPOUT

MOVR5，#00H；将数据00H发送出去

LCALLSPUT

LCALLSTOP；调停止条件子程序

READ1：LCALLSPINC；调数据采集子程序

MOVA，R6

MOV@R0，A

INCR0

DJNZR2，READ1

LCALLPLUSE；调发送脉冲子程序

RET；读IC卡数据子程序结束

写子程序

WRT：LCALLRESET；写IC卡数据子程序开始，调IC卡复位子程序

MOVR2，#10H；写入IC卡的字节个数送R2

MOVR1，#40H；将40H为首地址的内容写入IC卡

MOVR4，#30H；R4中放的是写到IC卡起始地址30H

WRT1：LCALLSTART；调起始条件子程序

MOVR5，#00111000B；发送写的命令码

LCALLSPOUT

MOVA，R4；发出要写入的IC卡地址

MOVR5，A

LCALLSPOUT

MOVA，@R1；写入IC卡数据

MOVR5，A

LCALLSPOUT

LCALLSTOP；调停止条件子程序

LCALLPROCE；调一个编程过程子程序

INCR1；数据指针加1，直到数据写完

INCR4

DJNZR2，WRT1

RET；写子程序结束

PROCE：MOVR3，#0FFH；一个编程过程子程序

PROC1：SETBP1.2

NOP

CLRP1.2

DJNZE3，PROC1

RET

SPINC：MOVR3，#08H；数据采集子程序

SPIN1：CLRP1.2

MOVC，P1.4

MOVA，R6

RLCA

MOVR6，A；读出的一字节内容送R6

SETBP1.2

DJNZR3，SPIN1

RET

SPOUT：MOVR3，#08H；一字节发送子程序

MOVA，R5

SPTC1：CLRP1.2

RLCA

MOVP1.4，C

NOP

SETBP1.2

DJNZR3，SPTC1

RET

START：SETBP1.2；起始条件子程序

NOP

CLRP1.4

NOP

RET

STOP：CLRP1.2；停止条件子程序

NOP

CLRP1.4

NOP

SETBP1.2

CLRC

NOP

SETBP1.2

NOP

CLRP1.2

RET

RESET：SETBP1.3；复位IC卡子程序

NOP

CLRP1.3

NOP

RET

END

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【论文关键词】市政工程设计阶段造价控制

市政工程建设是市民的社会公益性事业，基本上是政府投资的项目，重庆市每年投入的城市建设资金达上百亿元甚至达千亿元。因此，对市政建设工程造价的控制，提高政府城建资金的使用效益是市政工程建设者必须努力探索和不断追求的方向。

一、加强设计阶段造价控制的重要性

工程造价控制应贯穿于项目建设的全过程，而在建设程序的各个阶段中，设计阶段对工程造价的影响最为突出，至初步设计结束，影响工程造价的程度约为75%，至施工图设计阶段，影响工程造价的程度约为35%。因此，加强设计阶段造价的控制和管理，是至关重要的。

二、设计阶段造价控制的现状

1、设计概算的深度不够

由于方案设计、初步设计时基础资料不准确，深度不够，导致概算编制时无依据，只能粗估，概算与施工图预算差距过大，概算人员与设计脱节，又与施工脱节，工程量计算差距大。

2、业主提高设计标准，导致概算超估算

在实际工作中，一般业主委托设计的投资都偏低，这主要是业主为了立上项目，在投资决策阶段的估算偏低，而在立项之后的设计阶段，提高了设计标准，结果造成概算超估算。

3、时间概念模糊不清，造价编制质量不高

市政工程由于本身特点，设计人员做完设计后不但要提供设计图纸，还需要提供与设计图纸相配套的工程量给造价编制人员。在这个过程中，由于有些项目时间紧，任务重，设计人员无法按设计任务书上要求的时间向造价人员提供图纸和工程量，造成造价人员无法按正常程序复核工程量，工程量的正确与否无法确定，再加上编制时间紧，因而编制质量差。

4、设计人员与造价人员基础薄弱，造价无法控制

有些设计人员自身基础较差，在进行设计的时候，盲目采用新工艺、新技术，而不管工程造价，认为那是造价人员的事，导致造价偏高。某些造价人员由于缺乏经验，只会按图纸套定额进行概预算的编制，对工程涉及的有关专业技术知之甚少，或根本不懂，这样的概预算人员，在进行设计造价控制的过程中，无法为设计人员提供重要的可采纳的意见。

5、闭门造车，造价控制与现场情况不符

目前绝大部分设计院只安排相关的设计人员进行现场踏勘。造价人员未去过现场，在进行土石方调配的时候存在很多问题，有些项目由于自身原因，只能将废弃的土石方运至较远的地方，而造价人员因为不了解现场情况，只按平时编制的方式送至附近的地方进行处理即可，造价不合情理。

6、设计招标不尽全面

只注重了方案设计阶段的招标，忽略了技术设计阶段和施工图设计阶段的招标工作。一旦方案中标，技术设计和施工图设计就成为方案中标单位一揽子工程，由于在后面的设计中缺少竞争机制，设计单位没有压力，控制造价的积极性就不会很高。

7、现行设计取费方式不甚合理

设计费的多少取决于工程总造价的高低，致使有的设计单位为追求利润，盲目扩大工程规模，设计方案可以优化的不进行优化，甚至有的设计人员随意提高混凝土强度等级，增加配筋量，从而人为地提高了工程造价。为此，笔者认为，设计过程要有效的控制工程造价，必须对现有的控制措施和方法加以完善和创新。

三、工程设计阶段造价控制的措施

1、设计前要有准确的资料作为设计依据，避免造价无法控制

设计基础资料如勘察资料、测量资料及现场情况对设计方案及造价有很大的的影响。我们经常碰到的市政工程，如施工时发现桥梁基础的地质情况与勘察报告有很大的差异，这样使得结算价远远高于初设概算和施工图预算，造价突破限额。导致这种结果的原因是设计依据的地质资料的不准确性，地质勘探质量不高，没有为设计提供科学的依据。地质勘察的费用不到工程造价的0.5%，可是地质勘察对工程设计的造价影响程度却占到30%左右。因此，市政设计院对地质勘察的资料要有严格的要求，地质勘察的范围和深度应得到保证。

2、积极推行限额设计限额设计是按照批准的投资估算控制初步设计，按照批准的初步设计总概算控制施工图设计，同时各专业在保证满足使用功能的前提下，按分配的投资限额控制设计，严格控制技术设计和施工图设计的不合理变更，保证总投资限额不被突破，从而达到控制投资的目的。

笔者认为，在确保使用功能前提下，将工程按设计部门各专业进行投资分配，确定各专业的投资限额，防止总投资超过限额投资。在设计开始前按照设计过程的估算、概算、预算的不同阶段，将工程投资按专业进行分配，并分段考核。为此，应赋予设计单位及设计单位内部各科室及设计人员，对所承担设计具有相应的决定权、责任权，并建立起限额设计的奖惩机制，改进和完善限额设计的不足之处，按照市场经济要求，积极推行限额设计，使工程造价得到有效控制。

3、设计人员要了解造价基本知识

市政工程涉及的范围广，有城市道路、桥梁、给水排水、电照工程等，每个专业的设计人员应该了解本专业的造价基本知识，比如城市主干道、次干道、支路（二层水泥稳定级配碎石基层、三层沥青砼面层）每平方米的造价，桥梁按不同类型的结构型式每平方米的造价又不一样，给水排水和电照工程的每公里造价与道路的路幅宽度有关。针对这些情况，笔者专门制定了《工程指标估算综合单价表》，对不同的专业和不同类型的单位工程制定了综合单价，这样不仅方便经营人员外出谈判，也为设计人员提供了设计参考依据。

4、认真对待工程量计算与定额的套用

工程建设项目的设计方案一旦确定，各专业设计工程数量计算的准确与否，是直接影响工程造价和设计概算质量的关键。进行工程量计算的有关专业设计人员，一定要熟知设计规范、设计标准和相应的施工规范，特别是应熟知本专业的工程量计算规则，避免在工程设计过程中，任意提高安全系数，加大构件截面，增加钢筋含量等现象的发生。对于无工程量计算规则的有关专业，除要熟知概预算子目所包括的工作内容及适应条件外，还应了解单位工程、分部分项工程各子目的设计意图及工程量计算规则等，以便准确套用定额。工程量算完后，应与类似工程进行对照分析，发现工程量计算错误或发生重列和漏算的现象时，对出现异常的工程数量要查找原因，及时纠正偏差，将存在的问题消灭在设计之中，确保计算的工程数量准确无误。

5、提高设计概算质量

概算人员做好设计概算，需要与设计人员沟通，搞清图纸上不清楚、不完整的地方，避免与设计图纸脱节，造成漏算，少算。其次，概算人员需要多收集有关资料，如人工、材料、机械台班的消费量及价格，以免与实际工程脱节。此外，概算人员平时应该加强道路、桥梁、给排水、电照、金融及会计等专业知识的学习，提高自己的综合素质。

6、造价人员应及时和设计人员进行沟通，避免造价偏离正常轨道。

笔者在做四川一条城市快速道路初步设计概算的过程中，碰到一座预制T梁，由于设计人员加大了工程量的安全系数，造成每平方单位造价比同类型结构的桥梁高出一倍左右，笔者将此情况反馈给了设计人员，并建议设计人员将钢筋量及砼量降低，适当的时候对桥梁进行优化设计。经过沟通交流，造价得以合理控制。

四、结语

市政工程设计阶段工程造价的控制管理在我国尚处于初步阶段，相应的外界环境还不太成熟，存在着诸多的缺陷与不足。希望通过本文能够提高人们对设计阶段造价控制重要性的认识，并从中掌握有效控制的手段，使设计阶段的工程造价得到较为合理的控制。