装置设计论文范文

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设计模式[4-5](designpatterns)是在设计面向对象软件的过程中记录的知识和经验，它是对被用来在特定场景下解决一般设计问题的类和相互通信的对象的描述。设计模式的目的就是复用这些面向对象软件设计[6-7]的解决方案以及便于这些抽象解决方案的积累和交流。软件设计有2种设计方法，分别是结构化设计方法和面向对象设计方法[8]。设计模式作为面向对象软件设计过程中知识和经验的总结成果，具有很重要的作用，可以帮助设计者去分析和解决问题。本文主要关注了工厂模式，一个设计模式的描述一般包含模式名、意图、结构、参与者、协作等5个方面。本文结合这5个方面详细介绍工厂方法模式。1）模式名。工厂方法(factorymethod)模式，又称为虚构造器(virtualconstructor)模式。2）意图。定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法模式使一个类的实例化延迟到子类。3）结构。工厂方法模式的结构图如图1所示。4）参与者。产品类定义工厂方法所创建的对象的接口，实际产品类实现产品类；接口创建者类声明工厂方法，该方法返回一个产品类型的对象。创建者类也可以定义一个工厂方法的默认实现，其返回一个默认的实际创建者对象。实际创建者类重定义工厂方法返回一个实际创建者类实例。5）协作。创建者类依赖于其子类来定义工厂方法，所以返回一个适当的实际创建者实例。一般地，工厂模式适用于类创建对象延迟到子类和类创建对象未知的时候。在实际使用过程中，工厂方法模式的父类和子类分别用来定义创建对象的接口和负责生成具体的对象，实例化的过程在子类中实现。由于工厂方法模式隐藏了子类实例化不同对象的创建过程，降低了层次之间的耦合性，满足了软件扩展性的需求，从而最大程度地减少增加新子类时需要付出的代价。这个特性很好地满足了在规约转换软件中需要不断升级和开发新规约的特点。

2通信软件的开发方案

传统的FACTS装置通信软件针对具体的通信规约，每个软件只能处理单个的通信规约，造成了巨大的资源浪费并且效率低下。本软件采用通用型通信软件方案[9]，如图2所示。在该方案中，变电站内FACTS装置可只有一个通信软件，该通信软件能接入系统中所有FACTS装置，并且完成与变电站监控系统的信息交换。使用这种通信软件将大大减少开发通信模块的工作，提高了代码的复用率。根据软件需求分析[10]得出通信软件应分为3部分开发。1）系统配置。此部分主要用来配置系统中FACTS装置信息、接入设备信息、通道信息和规约信息。FACTS装置信息主要包括装置地址、数据传输通道信息和装置本身具体的遥测、遥信等运行信息；接入设备信息主要包括接入设备地址、数据传输通道和接入的具体遥测、遥信等信息；通道信息主要配置数据传输通道使用的规约以及辅助的通道地址、端口号等；规约信息用来配置具体的使用的规约库。2）数据采集与处理。数据采集与处理系统是通信过程上行和下行的数据按照具体的数据格式采集和发送出去。这是通信软件实际进行数据交换的地方。3）数据转换。数据转换就是根据系统配置，FACTS装置与接入设备之间进行数据通信，完成信息的无缝传输。这是通信软件的核心处理部分。

3IEC60850-103规约向IEC61850标准接入的实现示例

3.1工厂模式在通信软件中的应用在进行通信软件的设计时，FACTS装置通信软件使用的通信规约不尽相同。因此，本软件开发了一些常用的通信规约，使得其之间能够相互转换。下面结合工厂方法模式说明IEC60850-103规约向IEC61850标准转换的过程。在进行通信软件的设计时，不同的规约采用的物理通道不同，也就是通信方式的不同，而实际的通信方式的种类远小于规约的种类，如果把具体的通信方式写在具体的规约中，当不同的规约使用相同的通信方式时，就会出现大量重复劳动的现象。此时把不同的通信方式抽象成一个基类，由具体的规约在使用时去实例化自己的通信方式。因此在抽象工厂中定义了创建通道和创建规约的接口，使得规约的创建和通道的创建分开。这样使用工厂模式可以很方便地开发新的规约，而不需要更改原来已经完成的系统，每增加一个规约只需要增加自己的工厂方法和实现类即可。工厂模式应用如图3所示。1）抽象工厂类。将抽象工厂类命名为IFactory，主要是定义了抽象的创建通道和规约的方法。分别是createProtocol()和createChannel()。2）具体工厂类。将IEC61850工厂类命名为IEC61850Factory，继承于IFactory类。实现了具体的规约和通道的创建过程。3）抽象通道类命名为IChannel，定义了通道的打开、关闭、读和写的方法以及通道状态判别的方法。4）TCP通道类命名为TCP，继承于IChannel类，实现了TCP通信的具体工作。5）抽象规约类命名为IProtocol。主要是定义了通用规约的通用数据变量和处理方法。6）103规约类命名为IEC103，继承于IProtocol类。主要工作是定义了将采集到的数据局转换为中间数据IDevData的方法，以及将ICtrlData中的数据下发的方法。7）IEC61850标准类命名为IEC61850，继承于IProtocol类。主要工作是定义了将IDevData中的数据进行解析的方法和将需要下发的命令转换为ICtrlData中间数据的方法。

3.2数据结构介绍在103规约向IEC61850转换的过程中，103规约作为设备侧使用的规约，IEC61850作为转出侧的规约。转换的实际过程要借助于中间数据来完成，数据的流向为双向，即103规约可以向IEC61850上送数据，IEC61850也可以向103规约下发命令。具体的转换过程为：103规约将自己采集到的数据转换为中间数据IDevData格式，IEC61850从IDevData中获取自己需要的数据，与此相反，IEC61850将需要下发的命令转换为中间数据ICtrlData格式，103规约从ICtrlData中获得下发的命令并下发到自己的装置上去。至此，103规约向IEC61850标准的转换工作完成。同时，由于IDevData和ICtrlData为中间数据格式，因此当别的规约需要这些数据的时候也可以获取，这样103就可以不需要针对其他的规约另行开发，直接就可以完成和其他规约转换的工作。在FACTS装置通信软件中存在2种意义上规约，分别是装置侧规约和转出侧规约，而设备侧和转出侧并不进行直接的通信，因此需要一种能够分别和两者进行数据交换的中间数据结构，就是IDevData和ICtrlData两个数据类。

3.3IEC61850数据映射IEC61850[11]是基于制造报文规范(MMS)来实现双方的通信，而IEC61850-80-1[12]中提出了可以扩充原有的数据类型，同时也给出了IEC60850-5-101和IEC60850-5-104数据向IEC61850映射的列子，结构如下所示。其中casdu、ioa和ti分别映射的是IEC61850中的逻辑设备(logicaldevice)、逻辑节点(logicalnode）、数据(data)。而传统的规约中仍是靠点索引来建模，即通过CPU号、组号和点号等来组织数据，因此传统规约向IEC61850转换时必然要进行一定的映射，这样就利用扩展的数据类型使得传统数据点和IEC61850数据一一对应起来。当系统在初始化时，将中间数据中的哈希表进行初始化。当IEC61850作为智能设备规约时，通过解析配置文件名，得到主键，按照一定的解析方法就可以得到对应传统规约的CPU号、组号和点号；而IEC61850作为控制规约时，将转出的CPU号、组号和点号按照一定的组织方法形成具体的主键，即可在哈希表中得到唯一对应的IEC61850的SCL脚本。这样使得IEC61850和传统规约就可以方便的进行规约转换工作。

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引言

我国是世界上最大的发展中国家，国民经济快速发展，人民生活水平不断提高，与此同时，干燥技术的应用在市场需求的刺激下也出现了迅猛增长的势头。我国的干燥技术应用经历了引进、消化吸收及自制等阶段，是世界上拥有干燥设备制造厂数量最多的国家，但我国大部分的农产品仍没有条件获得先进干燥技术的处理。据有关统计，由于得不到及时的干燥处理，我国平常年景损失的粮食达50亿Kg。至于干燥技术对粮食产品外形和口味的影响尚无力顾及，今后与进口粮食产品全面竞争的局面迟早要出现，届时，这方面的缺陷将削弱我国产品的竞争力。

干燥能源通常使用煤、电、油、气等，而且随着世界煤炭、石油等能源的枯竭，使用成本愈来愈高，太阳能、微波能、远红外、生物质能等新能源的开发及应用愈发受到重视。本文介绍的是利用天然气燃烧产生的气体作为热介质，利用微波进行辅助加热的一种组合干燥机，具有绿色、无污染，温度易控制，热利用率高的特点，另外微波还具有杀菌的作用。

就北方的玉米干燥而言，降速干燥阶段时间占整个干燥时间的2/3，蒸发掉的水分却不足全部水分的1/3，本发明设想在传统干燥的恒速干燥最后阶段，在进入降速干燥之前，加入微波辅助加热，加快内部水分向外部扩散的速率，这样可以大大缩短降速干燥阶段时间，也使整个干燥时间缩短，从而达到高效节能的目的。

一、总体结构

烘干机由四部分组成：带式干燥机及配风系统、天然气燃烧系统、微波辅助加热系统、控制系统。

带式干燥机由机箱、带传动系统组成，带速可无级调节。配风系统包括进、出风管、循环风机、排潮风机及控风门。

微波辅助加热系统包括微波加热腔、微波源、微波源外罩及进、出料微波抑制器。

控制系统控制传送带开/停及变频调速；循环风机、排潮风机开/停；微波源分组开启/关闭及状态显示；料温显示及报警；风温显示及报警。

二、烘干机主要参数的确定

通过干燥过程的物料衡算和热量衡算，确定主要参数，包括计算水分蒸发量、空气耗量、天然气用量及微波能耗。

在干燥过程中，新鲜空气（其状态为环境温度t0，湿度H0，热焓I0，干空气量L）进入空气加热器，加热后（其状态为t1，H1＝H0，I1，L）进入干燥器，在加热器中物料燥，由含水率m1降至m2，物料温度由tm1升至tm2后排出干燥器；而干燥空气温度下降、湿度增加后排出干燥器（其状态为t2，H2，I2，L）。

（1）原料玉米的质量流量G1（kg/h）：根据要求G1=1000kg/h。

（2）产品玉米的质量流量G2：G2=G1*（1－m1）/（1－m2）

式中：G2为产品玉米的质量流量，kg/h；G1为原料玉米的质量流量，kg/h；m1为原料玉米的湿基水分，28%；m2为产品玉米的湿基水分，14%。带入数值，计算得到：G2=837kg/h。

（3）玉米中去除水分的质量流量mw：每小时去除的水分质量流量mw，由如下公式计算：mw＝G1*（m1－m2）/（1－m2）

式中：mw为每小时去除的水分质量流量，kg/h；带入各值，计算得到：mw=163kg/h

（4）干燥介质进入干燥室时的湿含量H1：因H1＝H0，当温度为t0＝－20℃，相对湿度为35%，查表得H1＝0.001

（5）干燥介质离开干燥室时的湿含量H2：温度为t2＝35℃，相对湿度为80%，查表得H2＝0.029

（6）干燥介质湿比容υ（m3/Kg）：

υ＝（0.773+1.244*H1）（273+t1）/273＝1.002（m3/Kg）式中：t1＝70℃

（7）干燥介质流量L（Kg/h）：L＝mw/（H2－H1）＝5821.4（Kg/h）（8）干燥介质体积流量V（m3/h）：V＝L*υ＝5833（m3/h）

（9）干燥介质离开干燥室时的焓值I2：I2＝1.01t2+H2（2501+1.86t2）＝35.35+0.029*2566.1＝109.8（KJ/Kg）

（10）干燥介质进入加热室时的焓值I0：I0＝1.01t0+H1（2501+1.86t0）＝－20.2+0.01*（2501－37.2）＝4.44（KJ/Kg）式中：t0＝－20℃

（11）加热器加入的热量QH（KJ/h）：系统输入热量：1）湿物料G1带入的热量：因为G1＝G2+mw，所以湿物料G1带入的热量为G2Cmtm1+mwCtm12）空气带入的热量LI03）加热器加入的热量QH

系统输出热量：1）产品G2带走的热量：G2Cmtm22）废气带走的热量：LI23）干燥器散热损失QL取QL＝10％QH

综合以上：G2Cmtm1+mwCwtm1+LI0+QH＝G2Cmtm2+LI2+10％QH

得：90％QH＝G2Cm（tm2－tm1）+L（I2－I0）－mwCwtm1

式中：Cw为水的比热容，4.187KJ/（Kg·℃）；tm1为原料玉米的温度，－20℃；tm2为产品玉米的温度，60℃；Cm为产品玉米的比热，2.01KJ/（Kg·℃）

最后QH＝846202（KJ/h）＝202150Kcal/h

（12）天然气燃烧热为8000Kcal/m3，则天然气用量为25.3m3/h。

（13）微波功率P（Kw）：假设降速干燥开始时，玉米中应去除的水分还剩1/3（54Kg），此时的质量流量（包含水分在内）为Mj，含水率wj＝（54+1000×14％）/Mj＝21％，设经微波加热后，含水率为20％，粮食温度由T1（60℃）变为T2（70℃），加热效率η1（80％），微波转换效率η2（70％），在标准大气压力下，水的气化热539Kcal/Kg，产品干燥时，所需要的热量为Q，可得：

Mj＝1000×（1－28％）+54+1000×14％＝914Kg/h＝15.23Kg/min

Q＝Mj×〔W1（T2－T1）×1+C（1－W1）（T2－T1）+539（W1－W2）〕＝171.8（Kcal/min）

则微波功率P＝0.07Q/η1η2＝21（Kw）

三、总结

玉米是我国主要的粮食资源，研制烘干玉米的关键技术和装备，已成为节能减排、建设玉米绿色供应链的关键，且众多生产领域还没有采用先进的干燥技术和装备，更有巨大的市场还有待于开发。使用可燃气，主要成份为甲烷，燃烧生成二氧化碳和水，属于清洁能源，采用微波干燥，速度快、加热均匀，同时具有杀菌、减少污染的作用，结合热风干燥，能达到节能的目的，目前在粮食烘干领域还未见应用，但经广大科技人员的研究与推广，我国的粮食干燥技术及装备必将取得更多成果。

参考文献：

[1]金国淼等.干燥设备[M]，化学工业出版社，2002.

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1.1TRIZ自服务原理多用性原理

为避免闭合过程中出现剧烈的碰撞而造成门体破坏,闭门装置还应当具有控速功能。在进行创新方案设计时,将这样的功能也整合到闭门装置中,以增加闭门装置的实用性。设计开发的这款关门装置将开门时的能量收集在能量收集模块中,待关门时能将存储能量转换得到的加速度转变为匀速,从而完成自动平稳关门动作。它能够帮助用户快速自动关门,在门自动回弹的过程中达到匀速效果,减小对门体及门边框之间的冲击力,同时也避免因为忘记关门而造成的安全隐患或能源浪费,应用领域十分广泛。

1.2TRIZ发明创新理论最终理想解

为确立安全节能闭门装置的最佳设计方案,对TRIZ闭门装置的理想解进行了整理,得出了最终理想解分析表。每一个关门过程都必然先有一个开门过程,为利用开门这部分的能量来实现关门目的,将其开门时的能量储存起来,在没有额外能量消耗的情况下,利用其自身存储能量实现自动闭门的目的,做到低碳节能。

2TRIZ解决方案

闭门装置的减速模块是保证实现自动关门的核心构件,对其进行改良和优化有助于提升闭门装置的整体性能。在前期的TRIZ分析基础上,提出了三种闭门装置设计解决方案。

2.1方案一

将门板与门框之间用弹簧连接,开门时弹簧被拉伸产生的弹性势能存储,松手后弹簧收缩门闭合。利用离心原理在减速模块中的使用重锤,利用其甩出与外壁产生的摩擦力达到减速的目的,以达到控制关门速度的预期设计目标。即使用传动机构带动摩擦盘高速旋转,使重锤依靠重力甩出与外壁摩擦产生制动力从而控制速度。

2.2方案二

为了获得匀速关门效果,在方案一的设计基础上进行了改进。将开门过程中剩余能量储蓄在闭门装置中的弹簧内,手离开门后弹簧开始释放能量,弹簧伸长带动齿条移动,移动的齿条拨动主齿轮让主齿轮转动,经过高传动比的齿轮组带动摩擦盘高速旋转,最后高速转动的摩擦盘将内部的重锤甩出,并与外壁相互摩擦产生制动力从而控制门闭合的速度。3.3方案三方案二中提到的摩擦盘和其转轴是完全固定的,因而不论开门还是关门都会带动摩擦盘转动,这样会导致开门比较费力,浪费能量,为解决这一弊端添加棘轮机构,将摩擦盘和棘轮机构外圈固定在一起,转轴与棘轮内圈相对固定,因棘轮具有单向转动特性,所以开门时棘轮外圈不转动,只有关门时棘轮机构才锁死带动摩擦盘高速转动,借助产生的摩擦制动力达到减速效果。运用TRIZ创新理论,研究分析得到三种闭门装置设计方案,最终确定方案三为闭门装置的最佳创新设计方案。

3TRIZ创新设计总结

3.1方案技术评价

该方案采用成熟稳定的齿轮机构,使用富有创意的机械摩擦减速模块代替易损耗的橡胶密封圈,提升了该闭门装置的安全技术指标,延长了整个闭门装置的使用年限,并且所用材料均为现代工业大量使用的材料,采购便捷,现有加工工艺完全可以满足技术要求,本设计方案不失为现有闭门装置的一个良好的代替方案。

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1城网接户与进户装置改造的必要性

城网低压接户与进户装置的范围是：从低压电力线路接户杆到室外用户集装箱一段线路叫接户线，从户外集装箱出线，端至用户配电装置一段线路叫进户线。接户线与进户线通过集装箱和室内配电箱的配电装置向每个用户供电。

城网改造前，低压接户与进户线供电距离较长，导线截面较小，用电负荷增加后，影响了用户供电电压质量，增加了线路损耗，运行多年，使导线陈旧老化，中间又有接头，容易发生断线，有的接户与进户线对公路、人行道对地距离不够，与电话线、电视线一起敷设，用电很不安全。用电计量一表多户，电量亏损大，用户经济负担大，负担线损不均，影响了用户间团结。用户室内配电装置未装剩余电流动作保护装置，家用电器设备外壳又未接地，用电很不安全。

为了提高供电的可靠性，提高供电的电压质量降低线路损耗，城网低压接户与进户装置必须进行改造。

2城网低压接户与进户线的改造工程

城网低压接户与进户线的改造工程，需经实际勘测设计后施工。

为使接户线档柜不超过25m,需改造低压线路，杆距为40~50m，当接户线档距超过25m时应增加接户杆或部分线沿墙敷设一段，在较长的巷内，当接户线的总长度超过50m时，需架设两线或三线接户线路，导线使用橡皮绝缘导线，导线截面为16~25mm2。

平房居民区，每个集装箱架一条接户线。接户线采用架空接线或一段沿墙明敷的方式，导线选用二心耐气候的铝心BVVLK型防老化护套线，其导线截面满足机械强度和载流量要求，一般选用10~16mm2的护套线。接户线对公路、街道和人行道的垂直距离，在电线最大弧垂时，不应小于下列数值。

公路路面：6m；通车困难的街道、人行道：3.5m；不通行的人行道胡同：3m。

为使三相四线线路的中性线电流不超过配变额定电流的25%，生活照明接户线与低压线路的接线点要求从线路首端起按三相U、V、W和N线的次序循环依次T接在相邻电杆上。

楼房居民区和商业区，因照明负荷较大，下户线采用四心铜心电缆以同一基电杆引380/220V电压，电缆用架空敷设或地下埋深，通过电缆接线盒，沿楼房段采用BV铜心塑料线穿PVC管敷设，每4~6户引一相电源。导线截面选择要满足穿管后载流量要求，一般选16~35mm2导线。

平房居民区，照明接户线沿墙敷设段要与通讯线、电视线分开架设，交叉接近时其距离不小于0.3m。导线要求用瓷绝缘子固定，两支持点不大于6m。

平房的居民区，每户进户线导线选用BVVLK6mm2二心铝护套线，沿墙明敷的用∠40×5角钢横担PD-2针式瓷绝缘子固定，两支持点不大于6m。沿房檐明敷设的进户线用瓷珠固定，两支持点的距离不应大于2m。进户线对地垂直距离不得低于3m，进户端不小于2.5m。进户线穿越砖时要通过PVC管，不得于通讯线、电视线一起穿墙。沿墙和房檐敷设的进户线要与通讯线、电视线分开敷设，交叉或接近时其距离不小于0.3m。在楼房内进户线，要求布线用BV6mm2铜心塑料线穿PVC管后沿墙敷设。管内穿线要求导线截面总和（包括绝缘层）不应超过管内有效面积的40%，最小管径不应小于13mm。

接户与进户线施工注意事项：

①接户与进户线施工放线时，应作外表检查：绝缘护套线不得有机械损伤、漏心、无硬弯。放线时，谨防打卷扭折和其它损伤。紧线前，应使用摇表摇测每相对地之间的绝缘电阻。紧线时，每档接户线的弧垂应控制在0.5~0.6m。

②接户与进户线在墙上敷设时，要求导线平直。导线始终端用茶台固定绑扎，中间段用瓷绝缘子"顶绑法"固定，转角处瓷绝缘子用"侧绑法"固定，在房檐布线用瓷珠绑扎固定。瓷绝缘子、瓷珠与导线固定用20纱包铁心线绑扎。接户、进户线穿墙，集装箱进出端应作滴水弯。新线安装好后应拆除旧导线和绝缘子。

③接户线与带电主干线接线时，应在停电的情况下进行、应注意线路的相序，防止相线与中性线错接。

3照明集装箱配电工程

3.1照明集装箱的结构

城网生活照明用电要求一户一表计费，为了集中抄表的维护管理方便，在每条接户线与进户线交界处安装照明集装箱，每个集装箱内不宜超过六户供电。

集装箱要求用1.5~2.0mm厚的冷钢板制造、喷塑工艺处理，能防风、防雨、防小虫进入、防盗电。

集装箱长×宽×高规格为：两表箱为400mm×600mm×180mm，四表箱640mm×650mm×180mm，六表箱200mm×650mm×180mm。

集装箱正面留有方型观察孔，能查看表底数。集装箱分为两部分：计量部分和控制保护部分，两部分间有隔板各装有防盗门、侧面，下面有带绝缘垫圈的进出线孔，电能表、保护设备装在箱内。

3.2照明集装箱配电装置的选择

六表箱配电装置电气接线见图1。

图中：HL100100A2P为两极隔离开关；DZ15LE100A2901为剩余电流动作保护装置动作电流76mA，动作时间0.2s；JHD100/30A为一进六出电能表接线端子；kWh为单相电能表，220V，5~20A。

箱内配电装置选择原则：设备的额定电压不小于交流220V，额定电流不小于最大负荷的1.3倍。配线的导线截面在最高温度时满足载流量的要求。负荷的计算：考虑到同时系数K=0.6，平房每户按3kW计算，楼房每户按4kW计算。

剩余电流动作保护装置作为进户线剩余电流保护之用，並可用来作为进户线的过载及短路保护，亦可作为接户线仃送电转换，隔离开关作为轮换电表、检修线路与电源隔离之用。

3.3集装箱的安装

集装箱配电装置间的配线使用BV型铜心塑料线。电能表通过专用接线端子与设备相连，接户线与隔离开关、剩余电流动作保护装置端子的连接，导线两端压接线鼻子后连接。

为抄表方便，平房居民区的集装箱安装在每排房的始端墙上，用膨胀螺栓固定。墙上安装困难时，可安装在接户线电杆上，用角钢横担固定。箱底座对地距离为2.2~2.5m为宜。集装箱的外壳用接地线与单独接地装置相连。接地装置的接地电阻值Re应满足下列条件：

Re=Um/Iop=50/0.076=658(W)

式中Um--通称电压极限，在正常情况下取50V；

Iop--剩余电流保护装置动作电流取76mA；

Re能使集装箱外壳带电时，保护装置能可靠动作断开电源。

楼房照明集装箱安装在楼道旁墙上，用膨胀螺栓固定，箱底座对地距离为1.8~2m为宜，箱外壳可靠接地。

4室内照明配电装置工程

4.1室内照明配电装置的选择

每一户照明用电，要求在屋内进户线处安装控制、保护的配电装置，其接线如图2所示。

图中：HL32A2P为楼房内两极隔离开关；HK132A2P为平房内两相胶盖闸；DZ47LE20(30)A190130mA为剩余电流动作保护装置20A用于平房，30A用于楼房；RD30A为熔丝，用于胶盖闸。

室内照明配电装置的选择；额定电压不小于交流220V，额定电流按最大负荷电流的1.3倍选择。剩余电流动作保护装置动作电流为30mA零秒动作，作为防护人身触电和设备漏电保护之用，并且有过载、短路保护功能，也可以在正常情况下作为户内配线不频繁转换之用。胶盖闸或隔离开关作为室内布线检修与电源隔离。熔丝作为过载保护用。

图2（a)接线，剩余电流动作保护装置DE安装在胶盖闸之后，检修DE比较方便，缺点是胶盖闸零线若装熔丝熔断后，DZ将失去工作电源，保护将拒绝动作，因此N线不能安装熔丝。

图2(b)接线，剩余电流动作保护装置DZ安装在胶盖闸之前，保护范围较大，胶盖闸熔丝在N相熔断后，DZ仍有工作电源，仍能起到保护作用，所以N线可以装熔丝。缺点是检修DZ不便，单接点的保护装置接点必须控制火线，若控制零线，故障时起不到保护作用。

4.2照明配电装置的安装

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1.1 提高计划审批的效率能够带来经济效益

在电能计量管理运行管理系统进行设计与实现的过程中，其中包含了大量的检验计划，为了提高计划审批的效率，可以借助网络实现相关领导对相关计划的查看与审批，消除计划审批延迟给计划工作进度带来的各种不利影响。同时，也降低了审批延迟所带来的各种隐性经济损失。

1.2 提高信息运用的效率能够带来经济效益

工作人员在电能计量装置运行状态管理中沟通、协调与控制是最为基本的联系，而这些在系统中都得到了良好的实现。知识管理主要的目标是帮助企业在正确的时间中将正确的知识传递给正确的人，从而实现企业整体业务水平的提高，提高企业信息的运用效率，提高企业管理与决策的科学性。

1.3 实现自动化能够带来经济效益

电能计量装置运行状态管理系统中包含了大量的自动化手段，能够对部分人工信息加工过程进行替代；系统中包含的各种功能降低了管理人员在工作中的强度，从而实现了工作效率的提高。电能计量装置运行状态管理系统能够节约的时间能够重新投入到生产过程中，将会产生非常大的效益。

2 电能计量装置运行状态管理系统的设计

电能计量装置运行状态管理系统设计的主要任务为实现数据流向着软件结构与数据结构的转变，其中软件结构设计的任务为按照功能对复杂的系统进行模块划分，实现模块之间的层次结构与调用关系，对模块间的接口进行确定，对人机界面进行确定；数据结构设计的任务为描述数据特征、确定数据结构特性、设计数据库。

2.1 电能计量装置运行状态管理系统设计方案

2.1.1 设计的原则

（1）先进性的原则。用户在程序操作的过程中主要是通过 IE 浏览器，在操作的过程中并不需要客户端程序的安装过程，而且在运行的过程中维护非常简单。系统中所采用的是网络版数据库，确保数据在保存的过程中能够具备安全性，通过计算机网络技术、数据库技术、信息传递技术、工作流技术、容错技术等实现智能化信息集成系统的建设。

（2）安全性原则。在对系统进行设计的过程中要确保网络具有安全保障系统，从而实现对网络安全的保障与保密。通过各种非常先进的软硬件等技术手段实现网络中传输、数据、接口等方面的安全。

（3）通用性原则。系统需要实现通用管理平台的构建，要对电力系统各电能计量装置档案编制都实现适应，系统所提供的流程管理功能、检验计划功能、数据采集与分析功能等能够满足企业不断增长的业务需要。

（4） 逐步性原则。在系统设计与项目实施的过程中，需要遵循SSAGF 原则，要先从简单的入手，逐步向着不同的深度与广度进行推进，实现从小到大、从简到繁，通过对项目的不断完善确保其安全与可靠，促进其可持续发展。

2.1.2 系统的逻辑框架

电能计量装置运行状态管理系统中所采用的模式为 .Mvc三层架构模式，通过该模式实现对应用程序的开发与部署。其中，视图指的是统一的用户界面，用户可以通过浏览器与交互访问等方式实现信息的获取；访问请求指的是统一的结构调用方式，实现用户请求与系统请求的封装，并转发到业务处理层组件中；业务逻辑指的是业务层中不同业务功能模块与系统支持模块的实现；数据访问指的是对数据进行访问所采用的方法；分析图表指的是为电能计量装置检验数据与历史数据提供模型与算法。

2.1.3 技术路线

第一，在系统进行分析与设计的过程中要采用面向对象的方法，通过应用计算机辅助软件工程技术和 UML 建模技术实现系统的分析、软件的设计与开发，提高系统的规范性、可靠性，实现系统开发效率的不断提高。第二，选择能够对系统各个阶段工作的一体化进行支持的计算机辅助软件设计工程工具，实现了对应用功能的开发与搭建。第三，利用三层体系架构--浏览器/应用服务器/数据库服务器结构实现体系结构的设计，实现关键业务兵法访问速度的提升。

2.2 电能计量装置运行状态管理系统的详细设计

2.2.1 检验计划管理方面的设计

检验计划中主要包括的内容有：年度计划、月度计划、周计划。检验计划管理的主要功能为实现计划的制定、审核与审批流程方面的管理。依据计量装置检验周期与检验周期规则的不同，能够自动的生成检验计划，同时也可以对其进行手工的调整。上传的检验数据能够实现计划完成情况的自动确定，同时对各种没有完成的检验计划进行提醒与生成，并对计划的执行情况进行统计。

2.2.2 现场检验数据管理方面的设计

检验数据中包含的内容包括现场检验作业指导书、技术规范中的规定数据项目等。检验数据在采集的过程中主要的采集模式包括以下几个方面：第一，利用监测仪器对数据进行采集，数据采集完成之后在检验设备中的 MMC 或者 SD 卡中进行保存；第二，利用标准化作业管理系统 PDA 对数据进行填写；第三，利用纸张对现场数据进行记录。

2.2.3 电能计量装置运行状态评估管理方面的设计

电能计量装置运行状态评估管理主要的作用是对计量装置运行过程中的异常状态数据进行管理，对计量装置运行中的异常状态数据进行新增、修改、删除、审核与存档。

2.2.4 权限管理方面的设计

权限管理是系统安全性最为基本的保障。通过基础平台中的相关的权限管理功能对权限组进行划分、对人员进行授权、对模块进行授权等，同时还能够对数据字段进行授权。权限管理能够实现系统功能层次的一目了然，提高系统的功能性与数据的安全性。

篇6

0前言

在冶金企业的炼钢、焦化、初轧、炼铁等工厂中，通常采用高温行车空调对高温车间行车操纵室进行局部空气调节，以改善操作人员的工作条件，提高劳动效率。高温行车空调的工作环境比较恶劣，具有环境温度高、空气污染较为严重、行车运行时振动大等特点。环境温度可达45℃，甚至达到60℃以上，这些都对空调器的性能和可靠性提出了更高要求。因此，有必要建立高温行车空调专用的热工性能实验室，根据相关标准的要求对其各项性能指标进行严格测试，以达到优化产品质量，提高竞争力的目的[1～3]。

空气焓值法实验装置主要由绝热库房，空气再处理装置，空气取样装置，空气接受混合装置，风量测量装置及电气控制等部分组成。高温行车空调作为特种空调的一种，目前我国尚无专门的测试规范。根据一些生产厂家的技术资料，行车室内的空气干球温度一般取28～30℃。且根据文献[4]，本文采用空气焓值法测定高温行车空调的制冷量，着重探讨空气取样测量装置的设计方法，通过对取样风机、温湿度测量箱、空气接收混合箱和循环风量测量箱的合理设计，达到尽可能高的测试精度。

用空气焓值法测量空调器性能，需要测量空调器室内侧进出口处空气焓值及空调器的循环风量。因为目前无直接测量焓值的设备，只能靠间接测量获得，即需通过测量当地的大气压力、空气干球温度和湿球温度求得。空调器循环风量测试采用差压法，即通过测量空气经过喷嘴的压力降及喷嘴前的空气参数间接计算出空气流量[4，5]。

1空气取样及测量装置设计

1.1总体设计

空气取样及测量装置主要由取样风机、取样笛管及温湿度测量箱组成。利用取样风机及取样笛管引入空调器进出口的典型样本空气，将其送入温湿度测量箱测量。要求如下：

（1）取样风机与取样笛管相互独立，两者间用铝箔软管连接，无需保温；

（2）温湿度测量箱采用有机玻璃胶合而成，主要由风道、水盒（用于测量湿球温度）、补水杯组成。其标准流通截面尺寸为100mm×100mm，长250mm；

（3）取样笛管采用不锈钢管焊接而成，包括汇合管和笛管。每根笛管开有吸风口，两边等量交错开孔。

1.2取样风机的选择

（1）风量计算

取样风机的风量V可按公式（1）计算：

（1）

式中：vt为温湿度测量箱内垂直于温度传感器方向的风速，取5m/s；At为测量箱内流通截面积，取0.01m2。计算结果为0.05m3/s（180m3/h）。

（2）风压计算

空气取样装置的风阻包括取样笛管到风机进口的沿程阻力及局部阻力。可用图1的模型表示。为计算简便，对空气取样系统的各段风管作如下简化：

A．1-2为取样笛管段：1-2的阻力由三部分组成：笛管吸风阻力，笛管合流阻力及汇合管合流阻力；

图1空气取样系统风道压力损失模型?

B．2-3为连接软管段：在此按最不利管路情况模拟：有四个90°的弯头，中心弯曲半径为ф100，同时管长按拉伸计算。2-3的阻力由两部分组成：风管沿程阻力和四个弯头阻力；

C．3-4为温湿度测量箱段：3-4阻力由两部分组成：风管到测量箱的突然扩大与测量箱到风机入口的突然缩小阻力；

D．4-5为风机段：空气从风机出口排出时存在阻力，因风机尚未选定，故暂不做考虑。

根据以上分析，计算结果汇总于表1。风机所需的风压为：

（2）

式中：P为风机所需全压，Pa；v为出风口的风速，m/s；P为总风阻，Pa；ρ为空气密度，取1.2kg/m3。计算结果为P=247Pa。

（3）风机选择

由于整个装置的风阻较大，且希望风机出口具有较大的全压，以减小对被测空调器回风口的影响，同时也使安装方便，根据所需风量180m3/h及风压247Pa（全压），可按相关风机样本的风量和全压参数选择风机型号。取样风机选用意大利NICOTRA公司的离心风机，型号为DD146/190，其主要参数为风量300m3/h，全压410Pa。

2空气混合箱和流量箱的一体化设计

2.1空气混合箱设计

空气混合箱用于接收并精确测量被测空调器室内侧出风温湿度。因为空调器出风温度与环境温度相差较大，为了减少出风温湿度测量装置的漏热量，将温湿度测量装置置于混合箱内。具体要求如下：

表1空气取样系统风阻汇总管段号构件名称重要参数局部阻力系数ξ压力损失P=ξρv2/2

1-2侧孔吸风支面积比：0.106风量比：0.125支风速：4.8m/s支风速：4m/s0.050.69

主0.98.64

总9.33

笛管合流（选取最不利管路a）支通道面积比：0.25风量比：1主风速：1m/s支风速：4m/s11.82113.47

主0.3250.2

总113.67

汇合管合流支汇合管风速：5m/s出口风速：6.4m/s1.319.5

主0.819.66

2-3风管内沿程阻力空气流量：0.05m3/s管径：100mm查得Rm=8.5Pa管长：4m中心弯曲半径等于管直径的90°弯风速：6.4m/s34

四个弯头0.2221.64

3-4突然扩大面积比：0.79计算风速：6.4m/s0.051.23

突然缩小0.143.44

总计222.5

（1）箱体采用δ=100mm双面彩钢聚氨酯保温板，以使漏热量不大于5%；

（2）取样管采用φ100mm不锈钢开孔圆管，开孔率为4%，均匀开孔，引风管为φ400mm不锈钢管；

（3）混合箱进口处静压测量采用壁面测压法。取压板结构尺寸如图2所示，材质为青铜，压力出管尾部有螺纹，用于连接带螺帽的三通接头；

（4）为了提高气流均匀性，需要增加各气流间的相互扰动，故我们考虑在接受室出口前设置混合器，其形式如图3所示。

根据混合箱内的风速小于0.77m/s[4]以及最大接受风量，可计算出箱体空气流动方向的最小截面积。对于制冷量范围为2000～20000kW，风量范围为400～4000m3/h的高温行车空调器[6]，可求得箱体最小截面积为1.44m2，取35%的安全余量，则为0.507m2。最后确定箱体截面尺寸为1300×1500（宽×高）。

2.2流量箱总体设计

流量测量箱主要包括喷嘴、喷嘴前后的整流板及取压板。其用不锈钢板焊接而成，并与混合箱合为一体，这样既节省了材料又增强了系统的紧凑性，其结构如图4所示。喷嘴前后箱壁设有取压板，将四周的取压管汇合后接到压差变送器，以测量喷嘴前后压差P。

图3混合器示意图

在喷嘴后正壁面上开设操作门，用来手动开关喷嘴及检查喷嘴开关状态。具体要求如下：

（1）箱体采用δ=50mm双面不锈钢聚氨酯保温板；

（2）为使喷嘴前后空气充分混合均匀，在喷嘴前后各设置一块整流板，整流板由不锈钢板加工，开孔率为50%左右；

（3）为防止因风机震动影响风量测量，流量箱与调零风机分离放置，两者之间采用铝箔软管连接。

图4空气测量装置总体结构示意图

2.3喷嘴的选择计算

根据高温行车空调器的风量范围、设计要求及相关标准[4～6]，选用长径低比值标准喷嘴4只（0.20<B<0.50，β=d/D，d为喷嘴喉部直径，D为上游管道内径），其中d为ф80的喷嘴1只，ф110的喷嘴3只。喷嘴的结构尺寸见图5，其技术数据如表2所示。喷嘴的选择遵循了使设计风量范围400～4000m3/h处于喷嘴组合中间范围内的原则，各喷嘴风量范围相互之间有一定的迭加，总的风量测试范围为271～4254m3/h。

表2喷嘴的技术数据dmm材料流量范围m3/hD1mmD2mmHmmhmmLmmn

80铸铝L104271-6631962261571314

110515-11972662961871806

图5喷嘴的结构尺寸?

3结论

作为一个完整的空调器热工性能测试系统，每一部分的准确严格设计都十分关键，直接关系到测量结果的准确性和可靠性。本文仅就处于核心地位的空气取样装置、温湿度测量装置及风量测量装置的设计问题进行了讨论。本设计以常规空调测试标准为参考，在设计中充分考虑高温行车空调的工作条件及特点，在系统设计、标准件选择、运行操作等方面均以可靠、方便、降低成本为出发点，在提高特种空调器热工性能测试精度及可靠性方面做了一些有益的尝试。

参考文献

1.李安桂.特种空调机.北京：科学出版社，2001.

2.陆甘华，茅清希，吴利瑞.某大型钢铁企业炼钢车间行车电气室空调系统现状的调查研究.建筑热能通风空调，2002，（6）：12-14.

篇7

2还原制备多晶硅流程简述

作为当今世界生产多晶硅的主流技术，改良还原西门子法仍然占据着主要地位。常见工艺流程如下：经过提纯的三氯氢硅原料液体，按还原工段工艺条件要求连续混合加入蒸发器中。经过净化的氢气分两路：一路（主路氢）通过蒸发器与三氯氢硅气体混合，喷入还原炉中，在高温反应温度下，三氯氢硅中的硅还原出来，沉积在硅基载体上，炉内反应生成的气体经过尾气管道进入回收系统；另一路（侧路氢）在还原炉置换时使用。按照多晶硅还原炉的生产操作流程，还原炉设备采用钟罩型反应器阶段性生产。在反应过程中，还原炉处于带压状态，密闭生成高纯多晶硅棒；反应结束后，氢气置换，在置换阶段完成后，钟罩打开，取出产品硅棒。针对上述生产流程，可以将整个过程划分为内外两个系统：内部封闭系统和外部开放系统。

3内部封闭系统

因参与反应的工艺介质都需要非常高的纯度，而系统内各种监控仪表都需要经过特殊设计考虑才能避免对高纯介质带来污染。鉴于产品品质要求极高，下述所有的设计参考都要严格按照《洁净厂房设计规范》和《电子工业洁净厂房设计规范》中相应条款要求。

3.1仪表的相关材料选择

在工艺管道系统上安装的仪表，设计选用本体材质（与流体介质直接接触的部分）为低碳不锈钢316L（00Cr17Ni12Mo2Ti）。因316L化学稳定性好，渗透性小，吸附性差，可以防止材质中的金属析出及吸附或释放其他杂质，这样输送气体的质量能够满足生产工艺的需求。对于仪表与管道的连接密封件材质一般选用聚四氟乙烯PTFE。同样PTFE渗透性很小，吸附性弱，这样也能避免对输送介质造成污染。

3.2仪表结构型式选择

对于压力仪表，应选用法兰结构型式。一方面仪表制造完成后需进行脱水脱脂清洗处理，另一方面仪表安装、拆卸和检修维护非常方便。对于流量仪表，选用流量计本体流道应结构简单，无不易吹除的“盲区”等死角。因为在工艺系统正式投料之前，系统均需要进行带料循环。如果有死角，一是大大延迟循环去除污物的时间，二是造成对产品的污染，降低了产品质量。对于自动控制阀门来说：波纹管阀具有阀体严密性好的优点，既可以防止管道内介质外漏，又可以避免外部环境对介质的污染。球阀内部流道简单无死角，且易于脱脂处理等。基于上述特点，工艺介质管道系统上的自动控制阀门，应选用波纹管阀或球阀。

3.3仪表设备的安装处理方法

在多晶硅装置中，全部仪表在正式安装使用前，均需要进行脱水脱脂处理。在仪表的制造、运输和安装前，可能存在各种介质附着在仪表本体上，包括水分、氯离子、油脂、其他氧化物和灰尘等。水分会直接导致反应器中产生氯离子等，对反应器和管道等产生腐蚀。油脂、氧化物、灰尘和其他杂质则直接影响多晶硅反应速度和硅棒的产品质量。因此，对于仪表与介质接触的部分，需要进行纯水冲洗、脱脂处理、烘干干燥等多道工序后，再进行充氮包装等特殊洁净处理。

4外部开放系统

经过置换完成后的还原炉设备中，得到了高纯多晶硅硅棒产品，需要使用机械臂取出，并送到成品质检、破碎、包装等后序工段中。多晶硅产品暴露于空气环境中，为避免空气悬浮粒子对产品的污染，需要设立洁净厂房来应对上述问题。按照多晶硅装置工艺流程特点和产品质量的要求，依据《电子工业洁净厂房设计规范》还原厂房的空气洁净度等级为8级。图2表示了还原厂房中需要自动控制来满足高等级洁净度要求的空调系统设计。针对组合式空调机组的控制，一般无需和过程控制系统集中在一起，所以通常采用PLC来满足空调系统的控制、联锁以及启闭机等工作要求。根据多晶硅装置生产特点，该空调机组需要严格控制还原厂房内的洁净度、温度、湿度和差压等参数。

4.1洁净区洁净度控制

洁净度等级主要依靠空调机组的粗效、中效和高效过滤器来保证。随着生产时间的延续，过滤器上积尘量会逐渐增大，过滤效果会逐渐失效，因此，必须对过滤器进行监控。在过滤器前后设置差压表，根据过滤器的性能设定报警压差值，当过滤器前后压差超过设定值时将发出警报，提醒管理人员清洗或更换过滤器。

4.2洁净区温、湿度控制

温湿度的控制是由空调机组的表冷段、加热段、加湿段3个功能段来实现，每个功能段均设电动控制阀，用来调节冷、热媒的流量及加湿蒸汽用量。在还原厂房内设置温、湿度测点，将室内各区域综合的平均温度及平均湿度作为测量信号，分别通过PLC内的PID控制，使冷媒电动阀、热媒电动阀及加湿蒸汽电动阀相应动作，以实现洁净区的温湿度处于要求范围内。

4.3洁净区压差控制

为了保护产品免受污染，限制周围环境中未过滤的空气渗入洁净室，要求洁净区与室外压差应不小于10Pa。为此，利用微压测量仪表在还原厂房内建立静压测点，将室内静压值作为测量信号与室外大气压力进行比较，通过PID控制，改变排风阀叶片的开度，调节排风量的大小。如测得洁净区静压偏小时，电动执行机构将减小排风阀开度，使洁净区静压上升；反之亦然。

4.4精确控制方案选择

虽然针对空气净化系统，设计上选用了高精度的测量仪表、质量可靠性能安全的PLC控制系统，但是单一的自动控制方式并不能完全有效地在实际工况中平稳运行，因为外界气候对洁净系统的稳定工作有很大影响。随着气候四季变化，项目所在地的大气环境中温度、湿度波动较大，尤其是冬夏两季温度、还有雨季湿度都比较明显异于常规状态。在实际PLC组态中编制了多套控制方案，可以根据季节和气候条件，改变控制参数，进行分季控制和人工辅助控制，降低外界环境对洁净空调系统平稳运行的影响。

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2皂化反应工序

(1)皂化反应工序涉及高温的设备、管道设置相应的保温防护层，既可防止人员烫伤，又可减少热损失，并经常检查保温情况，确保其处于正常状态。(2)本工序接触腐蚀性介质的设备选用不锈钢材料，管道选用不锈钢及衬四氟材料，防止腐蚀造成的设备和管道泄漏。(3)皂化反应器设置了温度控制系统，严格控制反应温度。皂化反应中的碱液浓度通过碱液配制罐控制，保证碱液浓度稳定防止氯乙炔的生成。皂化反应系统中的设备、管道避免死角，防止氯乙炔的集聚。碱液浓度在DCS自控系统中显示报警。

3储运系统

偏二氯乙烯装置的原料氯乙烯和产品偏二氯乙烯需要储存在罐区。(1)氯乙烯储罐设置齐全的安全附件。对液位的控制设置液位就地显示、液位变送器、高低液位显示报警等，对压力的控制设置压力就地显示、压力变送器、压力显示超限报警等，对温度的控制设置温度就地显示、温度变送器、温度显示超限报警等，液位、温度、压力的变送信号远传至主控制室。氯乙烯储罐设置安全阀、放空管和阻火器等泄压及防火防爆措施，安全阀的出口排至气柜系统。(2)氯乙烯储罐设置固定式水喷雾冷却系统。(3)氯乙烯储罐的液位与氯乙烯卸料泵联锁，一旦发生液位超限报警，即停氯乙烯卸料泵，切断氯乙烯的输入。(4)氯乙烯储罐开口接管的阀门及管件的管道压力等级不低于2.0MPa，其垫片采用缠绕式垫片，阀门压盖的密封填料采用难燃烧材料。(5)进出氯乙烯卧罐氯乙烯卸料泵、氯乙烯加料泵的氯乙烯管线均设置绝热保冷层。(6)氯乙烯储罐设置氮气管道，用于设备置换。(7)偏二氯乙烯储罐设置齐全的安全附件。对液位的控制设置液位就地显示、液位变送器、高低液位显示报警等，对压力的控制设置压力就地显示、压力变送器、压力显示超限报警等，对温度的控制设置温度就地显示、温度变送器、温度显示超限报警等，液位、温度、压力的变送信号远传至主控制室。偏二氯乙烯储罐设置氮封、放空正负水封和阻火器等泄压及防火防爆措施。(8)罐区周围设置防火堤。防火堤的有效容量大于其中最大储罐的容量，防火堤内侧基脚线至立式储罐外壁的水平距离不应小于罐壁高度的一半。(9)为储罐基础防止沉降，造成管道损坏物料泄漏，储罐的出口管道应采用金属软管连接。

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手绘就是直接在纺织品面料上绘制出装饰纹样。用手绘的方法制作出来的纺织品图案纹样与织造或印染的纹样比较起来，有它自己的特点。而今，手绘织物艺术已在世界上形成了流行的趋势。这是人们爱美心理的一种自然反映。

一、手绘纺织品的发展

手绘是一门古老的染织艺术。在印花工艺发明之前，古代人就采用手绘的方法装点服饰，称之为“画缋”。我国古代的手绘技术源于原始彩陶艺术。商周和汉时都有彩绘的纺织品。随着生产的发展，印花技术的发明，手绘渐渐失去了竞争力。但手绘的方法并没有失传，它作为一种古老方法被保留了下来，也曾在汉唐时代的中外文化交流中，随着当时的丝织、染缬的技术向世界各地传播。

我国的纺织品手绘艺术，经过长期的沉寂之后，于上世纪70年代末又得以发展。在上海，纺织品的手绘首先出现在丝绸品种上，近来又波及到针织、棉纺品类。不但有作为衣料、裙料、头巾的手绘，也有作为室内装饰用料的手绘，如窗帘、台布、床罩、装饰壁挂等，新颖别致。现在，手绘艺术在世界范围内得到了发展。在俄罗斯，手绘纺织艺术被作为一个专业进行学习和研究，在纺织品上不仅从事和生活相关的物品的美化装饰，还进行纯艺术的美术创作。在日本，手绘的方法一直被用在和服的花色绘制上，对于纹样、染料、工具、绘制技术等方面不断地发展创造，总结了一整套完整的手绘知识和经验，形成了和服图案上的一种独特绘法，并扩展到其他服饰绘制上去。手绘织物艺术已在世界上形成了流行的趋势，这是人们追求美、热爱美的一种心理自然反映。手绘纺织品以新奇、浪漫、洒脱的风格给人以幻想和追求，不仅促进了设计与制作的完全结合，也促进了设计师与服用者之间的密切联系。手绘为设计者提供了突出个人风格、展示设计才华的平台。同时，手绘的服装又使那些追逐时代潮流的人在显示自己的独立个性和审美情趣上得到特殊的心理满足。

二、手绘纺织品的特点和运用

（一）机械化生产的织花或印花织物的缺陷

在机械化生产的服装上织花或印花的制作过程中，存在着设计与制作分离的现象。通常花纹纹样是由设计者根据社会的需求和生产的可能先画出纸样(或称图案、花稿)，然后由生产技术部门经过意匠踏花或雕刻制版后再进行生产制作。在这个过程中，花样设计者只是提供了可供生产的设计稿样，而并不参与实际的制作。生产设备与生产工艺的制约，也往往使设计者的许多奇思妙想得不到充分发挥，限制了花色风格的多样性。

（二）手绘纺织品的工艺

织物手绘工艺的出现，表面上好使纺织品花色的生产回复到原始落后的手工阶段，但它却有着机器大生产不能取代的优点。手绘纺织品图案纹样与织造或印染的纹样比较起来，特点表现在：①手绘简便、易于操作，设计者的意图可以充分发挥。②制作方便。它不需要过大的场地和复杂的设备，只需一些简单的绘制工具、染化料和必要的后整处理，即可进行。③具有强烈的个性特色。手绘的方法适用于丝绸、棉布、化纤、毛麻等多种针纺织品。（三）手绘纺织品的特点

1.花色具有针对性。一般说来，纺织品花色的设计生产，应满足于不同民族、地区、阶层,不同性别、年龄、文化素养，以及不同环境、不同用途的需求。今天，人们对于“美”的认识逐渐深化，自我装饰也逐渐改变东施效颦的盲目性，在谋求装束与环境相和谐的同时，恰如其分地强调个人的喜好。人们对服饰面料、花色的要求，最好是“天下只此一件，唯我独有”。这使生产厂家认识到：花色派路越多越好，生产批量越少越好；一个花样，动辄上千近万米的生产，将失去针对性，唯有手工绘制的面料能根据人们的爱好、意图或指定要求进行选题造型、布局设色，以满足各自独特的审美需要。

2.花色布局具有随意性：以机器大生产出来的织花、印花纹样，显示出来的花色效果，多数是单位纹样的四方连续。尽管设计者在单位花回里对图案纹样的形、色可以处理得生动活泼，但从面料的整体布局来看，很难从服装装饰的需要作局部花位的增减或色彩变化。也唯有手绘工艺能根据不同人的要求、不同服装的款式做出局部的或整体的花位布置。不求严谨对称，但求潇洒新颖。可在做好的服装上直接绘制，也可绘好面料再行剪裁，尽量使服装的款式和花色达到完美的结合。

3.色彩运用具有无限定性。任何织印效果，都要受到套色的限制。一般印染生产中，考虑到工艺设备和成本效益，总要限定印花的滚筒或花版，即限制色套数量。唯手绘工艺可以根据装饰需要无限定地运用色彩。采用各种手绘方法，能在不同的织物面料上得到多种色彩效果，如混合、渗化、复色、浓淡渐变等，以求变化统一、新奇别致。

4.表现手法具有灵活性。由于受生产工艺的限制，织花、印花图案的设计必须符合制作的特定要求。而手绘工艺则不必考虑线条的长短、块面的大小、泥点的粗细、接版的限制等问题；可绘画，也可喷洒、平涂、渲染，根据设计需要采用多种手法，能达到织印工艺无法达到的绘制效果。

织物手绘的方法也是不拘一格的。从目前使用的染料色彩的形态来区别，大体有三种绘制方法：中国绘画式的手绘法、浆料绘法和染料溶液绘制法。

在手绘艺术中，设计者应不断地吸收各种艺术手法，发展、创造新的风格。手绘也可以与其他方法相结合，如织绘结合、印绘结合、绣绘结合等，以产生新的手绘效果，增添服饰的魅力。总之，纺织品手绘的发展将为人们日益丰富的物质文明和精神文明添加光彩。

参考文献：

[1]汴宗禹.中国工艺美术史[M].北京：中国轻工业出版社，1993.8.

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（二）剪纸的制作。我国的剪纸图案有众多表达形式。就针对门花来说，就有雪花、梅花、百合、牡丹等各种生活中常见的动植物。在传统民间剪纸中大多人选择门花有一定的代表意义；它往往代表的是人们对生活的一种向往和愿望、用剪纸的方式来来表达自己的心理愿望，例如用凤凰、龙舞来表达自己对子女的成才期盼；用高山、流水来表达自己对生活的豁达开朗；用万事如意、心想事成来表达自己对生活的一种美好的憧憬。这些题材在我们周围身边非常普遍，通常是物体具有美好的象征意义人们就会用剪纸的方式把他记录下来；大多都是以祈福为中心来制作剪纸。在我国传统祭祀的过程中剪纸的作用更加发挥非常有特色，人们会采用剪纸制作出金银财宝、琉璃珠宝、摇钱树等、种类繁多。这些剪纸体现了一种美好的生活，这是人们对去世的一种祝愿希望他们在另一个世界能够过上更好的更好，摆脱尘世的烦扰。

二、剪纸的传承和发展

（一）剪纸艺术与建筑设计理念相结合。我国民间传统艺术理念是民间最具有代表性的的表发方式，它是民间艺术的真谛也是传承艺术同时使剪纸艺术结合建筑设计理论才能让建筑更加生活、贴近生活。古往今来，我国的传统民间剪纸都能够非常有力的表达了人类的思想和生活，加上人类设计的思想。与设计思想相融合，难舍难分。面对我国传统几千的历史文化以及丰厚的历史底蕴，我们可以从生活中寻找设计的灵感；而剪纸正是生活的母体表现。通过对传统设计的深入了解和剖析，非常精确的掌握我国博大精深的历史文化，对现在艺术创作增添一巨大动力。在这个世界交融的社会设计者更加要中西结合，取其精华、去其糟粕，既能跟上时代的发展又能传承我们传统艺术；使中华传统艺术得以更好的发展和延续。

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我国很多高职院校都是由过去的中专或专科学校升级的，高职院校的成立门槛是非常低的，因此高职的教学质量上自然不会很高。但是服装设计专业课程是一门非常重要的课程，它的实践性非常强，由于受到了许多现实条件的约束，使得服装设计专业设置课程很难与社会需求做到完全的结合，一方面社会上的民众对高职院校服装设计专业的课程及教学情况并不是很了解，另一方面高职院校所设置的服装设计专业课程无法满足市场经济的需要，这两者的严重脱节也导致了高职院校服装设计专业在课程改革上无法形成与时俱进的观念和思想。

(二)课程考核与行业需要脱节

目前高职院校服装设计专业的课程考核标准与服装行业的实际需要之间没有形成密切的联系，甚至出现了脱节的现象，这是由于目前我国高职院校服装设计专业在课程改革中，没有创新改革标准，仍然采用的是最初的传统的考核评价体系，过去的考核标准是非常重视理论知识的，而忽视了对实践性岗位的考虑，而现在很多高职院校服装设计专业课程的考核主要是由当地的劳动主管部门负责，因此在考核标准上没有针对服装行业进行，形式主义非常严重，没有切实考虑到服装企业的实际情况和需要，因此导致了高职院校服装设计专业的学生毕业之后无法胜任工作岗位，出现束手无策的现象，实践经验很缺乏。

二、服装设计专业进行课程改革的建议

(一)科学设置教学进程

创新服装设计课程改革一定要在教学进程上作出合理的安排，进行科学的设置。教学进程对于课程改革是十分重要的，要合理设计专业课程的教学进程。目前高职院校服装设计在教学改革中已经将教学时间三个学期缩短成两个学期，教学时间大大缩短，因此要合理"科学地安排专业课程的教学，根据学生在每个不同学期的专业学习情况，由浅入深地安排教学进程，应该首先对学生安排基础课程，然后逐渐转向专业知识过渡，最后一年的学习时间里高职院校为学生尽可能地提供实习动手的机会，促使学生有更多的时间和精力投入到服装设计的工作当中，在实际工作过程中提高学生的操作技能，培养学生的创新意识和创新精神。

(二)科学规划教学内容

教学内容对于每一个专业课程来说都具有核心地位，因此高职院校必须要合理规划好教学内容，在高职院校所有专业的总体学时减少的现实情况下，将过去的传统教学内容合理化和精简化，学校要针对人才培养计划的要求，浓缩部分理论课程，拓展实践课程，全面合理拓宽学生的知识面，合理归纳和取舍有效的教学内容，尽量将服装设计所需要的理论知识补充到教学过程中，让服装设计充分满足社会服装市场的需要，从而大大地提高教学的空间。

(三)科学调整课时安排

高职院校在专业课程的改革中要有意识的增加服装设计的实践课程，在缩短了教学课时之后，要适当增加实践课，让学生能够在较短的时间内掌握好服装设计的多种技能，这就需要高职院校服装设计专业安排更多的实践课机会。另外，高职院校服装设计专业在课程中还要合理安排教学进度，保证专业课程理论知识与实训课之间的良性互动，增强学生的动手能力和实践能力，在学时缩短"内容增加的趋势下，高职院校服装设计专业可以更多的将实训课程安排在课外，并且指派专门的教师进行课外指导，服装设计专业所培养的人才必须是实践性人才，因此仅仅依靠专业的理论知识是不够的，必须拥有丰富的实践经验。

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2剪纸艺术在服装设计中的运用方式

2.1剪纸图案的选择与运用我国剪纸常见的纹样有各种花卉、鸟兽、人物、文字、建筑、生活器皿等，不同地域对剪纸图案的喜爱各有不同，剪纸的手法、风格各异。剪纸吉祥图案一直以来都受到人们的喜爱，表达了对美好生活的憧憬。由于剪纸图案常用到女装设计上，因此以花卉、动物为主。常见的花卉纹样有、牡丹、兰花、梅花等，动物纹样有蝴蝶、孔雀、金鱼等，以能表达女性柔美、秀丽的图案为主。剪纸图案在服装上的运用方式主要有两种，一种是直接运用，剪纸图案不做任何变化，直接用到服装设计中去；另一种是间接运用，将图案进行简化、归纳、提炼，并进行抽象变形使之更适合现代人的审美需求。剪纸图案的直接运用适合于礼服设计，以体现文化内涵和民族寓意为主；剪纸图案的间接运用多见于成衣设计，为服装增添艺术气息，也更容易被消费者接受。我国的高级定制品牌NE•TIGER在礼服的设计中将剪纸吉祥图案直接印染到服装上，配合传统立领及旗袍款式，展现了中国服饰文化的魅力。

2.2剪纸色彩在服装设计中的诠释我国剪纸分为单色剪纸和多色剪纸，单色剪纸以红色、黑色为主，多色剪纸以河北蔚县剪纸为代表，色彩丰富，层次感强。剪纸色彩在服装上的运用以单色为主，剪纸图案更加清晰灵动。服装设计中的剪纸图案色彩除了传统的红色以外，结合流行趋势增添了很多其他色彩如白色、黑色、紫色、宝蓝、黄色、玫红等色彩，使服装整体风格更加丰富多变，满足了不同消费者的喜爱。多色剪纸由于色彩比较丰富，适合运用到款式简洁的服装，以突出剪纸图案的色彩美。

2.3剪纸艺术在服装设计中的工艺表现剪纸以纤细秀丽的线条配合块面、借助夸张、变形手法创造出栩栩如生的艺术形象的表现技法带给服装设计师们无限的创作灵感，现在剪纸艺术的运用也有了一定的深度和广度，其表现的工艺形式也更加多样化。剪纸艺术与服装设计的紧密结合一方面是艺术性的表现，另一方面是工艺方法的实现，常见的工艺形式有印花、刺绣、镂空等方法。

2.3.1印花印花是使用染料或涂料直接在织物上形成图案。将剪纸图案通过印花工艺直接运用到服装中去，可进行服装的局部印花也可进行整体印花。印花工艺简便而实用，更加适合企业的批量生产。夏姿•陈在2013春夏“不断”系列，以剪纸为设计元素，汲取剪纸中常见的花卉、动物、风景等图案通过印花工艺将其印到服装上，色彩艳丽丰富，将传统剪纸色彩与现代时尚相结合，塑造出具有民族韵味而又温婉优雅的女性形象。

2.3.2刺绣刺绣是一种用彩色丝、绒、棉等线材，在绸缎、布帛等底布上，借助针的运行穿刺，绣成各种精美图案的手工艺。

2.3.3镂空剪纸的造型特征是以二维空间为造型基础的平面艺术，其形象是通过剪刀或刻刀在纸面的镂空来塑造，形成了千刻不落、万剪不断的造型结构，质朴流畅，生动传神，其载体可以是纸张、金银箔、树皮、树叶、布、皮、革等片状材料。剪纸本身就是一种镂空艺术，它通过图案中阴阳的结合，营造出一种独特的光影效应。通过选择适合的服装面料进行镂空处理，并结合剪纸图案，体现了灵动、优雅的视觉效果。剪纸镂空艺术结合不同类型的服装面料体现不同的视觉效果。近年来，各大服装品牌纷纷将剪纸元素运用到自己的会中去，如LouisVuitton、英国新兴品牌Marchesa、Valentino、东丽－刘薇。LouisVuitton的连衣裙利用空间感的剪纸镂空并结合立体裁剪使服装呈现出一种立体视觉效果。英国新兴品牌Marchesa的2012秋冬系列黑色小礼服中，利用柔软的小羊皮打造出的轮廓感并结合带有中国韵味的剪纸镂空图案营造出时尚而奢华的女性形象。Valentino2012春夏系列剪纸镂空连衣裙以花朵为主要元素，搭配淡雅的丁香紫色，优雅而甜美。2013春夏中国国际时装周上，设计师刘薇将剪纸镂空元素运用到礼服及日常装的设计中去，塑造了一种既性感又休闲的着装风格。剪纸镂空元素除了在服装设计中运用外，还运用到服装配饰及局部装饰上。RalphLauren2013春夏系列设计了一系列具有剪纸镂空风格的配饰，有包、腰带、鞋子等。服装的局部的装饰上采用具有镂空的图案皮革，主要运用在领子、肩部、袖口、门襟、下摆、口袋等处，使服装的整体风格具有很强的文化气息，又具有很强的实穿性，为剪纸元素的成衣设计提供了借鉴。