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篇(1)

[論文摘要]隨著人類(lèi)對(duì)自身健康的關(guān)注及生活水平的提高，冷凍技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到了食品加工技術(shù)上，主要對(duì)冷凍技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用作闡述。

近年來(lái)，人類(lèi)的生活水平的提高，高品質(zhì)、高附加值產(chǎn)品日益增加，高檔飲料、果汁、生物制藥等也逐漸成為人們?nèi)粘ＯM(fèi)的主體。推動(dòng)了食品的加工技術(shù)與方法的發(fā)展,食品原料中含有的營(yíng)養(yǎng)成分與風(fēng)味物質(zhì)等要得到最大限度的保護(hù)就離不開(kāi)冷凍濃縮技術(shù)。

一、冷凍濃縮技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

（一）國(guó)外發(fā)展概況

自上世紀(jì)50年代末學(xué)者們開(kāi)始關(guān)注冷凍濃縮這一工藝以來(lái)，人類(lèi)對(duì)冷凍濃縮技術(shù)的研究已有較長(zhǎng)的歷史。荷蘭Eindhoven大學(xué)Thijssen等在70年代成功地利用奧斯特瓦爾德成熟效應(yīng)設(shè)置了再結(jié)晶過(guò)程造大冰晶,并建立了冰晶生長(zhǎng)與種晶大小及添加量的數(shù)學(xué)模型,從此冷凍濃縮技術(shù)被應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。依此制造的Grenco冷凍濃縮設(shè)備在食品工業(yè)中用于果汁、葡萄酒、咖啡提取物、牛奶等的濃縮，得到了高質(zhì)量的產(chǎn)品。

之后，Shirai等為降低成本在采用懸浮結(jié)晶冷凍法時(shí)將小冰晶凝聚成為大冰晶來(lái)減小單位體積冰晶的表面積。研究者以10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的葡萄糖溶液做試料,在0.212K的過(guò)冷卻度下,添加占溶液總量6%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的種晶,經(jīng)7h凝聚成直徑為0.77mm～2.85mm的大冰晶。他們還將此方法用于海水淡化及燒酒廢液處理等方面。MarinoRodriguez等[3]對(duì)比研究了反滲透法和冷凍濃縮法在從廢水中去除戊酸中的應(yīng)用，兩種操作方法的經(jīng)濟(jì)運(yùn)算結(jié)果表明冷凍濃縮法的能耗雖是反滲透的五倍，但卻正好折中了反滲透中所用膜的代價(jià)。

F.A.Ramos將冷凍濃縮技術(shù)應(yīng)用于一種生長(zhǎng)于安第斯山脈的漿果，發(fā)現(xiàn)此技術(shù)并未改變其果肉的色澤及PH值，并明顯降低了揮發(fā)性物質(zhì)的損失量，且很好地保留了漿果獨(dú)特的香味。

OsatoMiyawaki將管式結(jié)冰漸進(jìn)式冷凍濃縮系統(tǒng)應(yīng)用于咖啡萃取物可其溶液濃縮至30%，含果肉的番茄汁可濃縮至12.5%，而將夾帶有5%果肉的冰相溶解再次經(jīng)過(guò)管狀結(jié)冰器濃縮后所得冰相的濃度低至0.25%，如果事先將果肉去除，則番茄汁可濃縮至40%，蔗糖水溶液可由41.8%濃縮至54.8%，且濃縮效果非常好。

（二）國(guó)內(nèi)研究及應(yīng)用現(xiàn)狀

由于冷凍濃縮的基本原理很簡(jiǎn)單，我國(guó)傳統(tǒng)的老陳醋生產(chǎn)工藝中就曾應(yīng)用過(guò)冷凍濃縮技術(shù)。近年來(lái)，該技術(shù)在國(guó)內(nèi)已被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)中，并在相關(guān)理論和設(shè)備開(kāi)發(fā)上取得了許多新進(jìn)展。

1.釀酒業(yè)。冷凍濃縮的優(yōu)勢(shì)尤其可用于釀酒產(chǎn)業(yè)。冷凍濃縮技術(shù)最先在啤酒工業(yè)中應(yīng)用，可在除去冰晶的同時(shí)除去形成混濁的多酚、丹寧酸等物質(zhì)，從而減少啤酒的貯存容積，特別是對(duì)冷凍濃縮后的啤酒采用混合水技術(shù)可以完全恢復(fù)到原來(lái)的啤酒。后來(lái)，有人通過(guò)對(duì)葡萄酒進(jìn)行冷凍分離試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)酒精和還原糖比較易于利用冷凍法在液相中進(jìn)行濃縮分離，通過(guò)冷凍濃縮技術(shù)改善了干白葡萄酒的品質(zhì)。

2.果汁工業(yè)。我國(guó)是生產(chǎn)甘蔗的大國(guó)，將糖蔗改種果蔗并加工成甘蔗汁既解決了甘蔗的銷(xiāo)路,又滿(mǎn)足了人們對(duì)果汁日益增長(zhǎng)的需要。甘蔗汁的熱敏性很強(qiáng),對(duì)其進(jìn)行普通的蒸發(fā)濃縮極容易使甘蔗汁焦糖化,喪失其特有的風(fēng)味。應(yīng)用冷凍濃縮工藝對(duì)甘蔗汁的處理，對(duì)濃縮前后的甘蔗汁進(jìn)行了感官上的比較，發(fā)現(xiàn)濃縮后的甘蔗汁品質(zhì)穩(wěn)定，除了在顏色、氣味、甜味方面感覺(jué)更加濃重外,其它基本保持了冷凍濃縮前甘蔗汁的原有風(fēng)味。

3.制藥業(yè)。冷凍濃縮已發(fā)展應(yīng)用到制藥工業(yè)，因此它為開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品和改良品種大開(kāi)方便之門(mén)，并且通過(guò)其高效的加工節(jié)省能源。用冷凍濃縮工藝對(duì)中藥水提取液進(jìn)行中試規(guī)模的濃縮試驗(yàn)制取口服液，試驗(yàn)表明用冷凍濃縮工藝代替真空蒸發(fā)濃縮可免去某些口服液制造過(guò)程中的醇沉工序，從而改善口服液的口感。

由于木聚糖酶解所得到的低聚木糖溶液常常需要脫水濃縮，如采用真空蒸發(fā)濃縮，可能導(dǎo)致低聚木糖在加熱管表面結(jié)焦變性，降低產(chǎn)品的質(zhì)量。江華等研究了低聚木糖溶液冷凍濃縮時(shí)的冰晶生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)以及懸浮結(jié)晶法冷凍濃縮低聚木糖溶液過(guò)程中各因素對(duì)低聚木糖在固液兩相中分配的影響，為低聚木糖冷凍濃縮過(guò)程的開(kāi)發(fā)利用提供了理論依據(jù)。二、冷凍技術(shù)發(fā)展方向

食品冷凍濃縮技術(shù)與傳統(tǒng)濃縮方法相比，其濃縮產(chǎn)品的質(zhì)量是最好的，但仍存在某些問(wèn)題。當(dāng)物料粘度高時(shí)難以生成大冰晶，且由于迅速冷卻而形成的微小冰晶不能徹底從母液中分離出來(lái)，難以回收附在冰晶上的可溶性固形物和一些有效成分，從而限制了它的推廣與使用。

近年來(lái)有關(guān)冷凍濃縮的理論和技術(shù)又取得一些新進(jìn)展。其中，將冰核細(xì)菌(IceNucleation-ActiveBacteria，簡(jiǎn)稱(chēng)INA細(xì)菌)用于食品冷凍濃縮中，是生物技術(shù)在食品中的一項(xiàng)獨(dú)特應(yīng)用。國(guó)外已有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，表明INA細(xì)菌可顯著提高食品的過(guò)冷點(diǎn)，縮短冷凍時(shí)間，節(jié)省大量能源；還可促進(jìn)較大冰晶的生長(zhǎng)，使結(jié)晶操作成本降低，同時(shí)又使分離操作所需費(fèi)用及因冰晶夾帶所引起的溶質(zhì)損失減少。

Kumeno等用X.campestrisINXC-1對(duì)蛋清冷凍濃縮后加熱形成硬膠，其物理性質(zhì)如起泡性、穩(wěn)定性、硬度、粘彈性等均優(yōu)于常規(guī)生產(chǎn)的產(chǎn)品。Minjung等用P.syringae冷凍濃縮蘋(píng)果汁，加入細(xì)菌的樣品在-2.2℃就出現(xiàn)冰核并開(kāi)始結(jié)冰，而不加細(xì)菌的樣品則無(wú)結(jié)冰現(xiàn)象。

Watanabe等用海藻酸鈣包埋E.ananas制成活性膠囊,加入蛋清中做冷凍試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)加了細(xì)菌的約在-3℃就有冰晶析出，而沒(méi)加的則在-18℃才有冰晶出現(xiàn)，熔化冰晶階段無(wú)顯著差異；又用E.ananas冷凍濃縮檸檬汁，濃縮汁的可溶性固形物回收率高，風(fēng)味營(yíng)養(yǎng)成分保持好，GC分析和感官評(píng)定均表明與原汁無(wú)異。

三、冷凍技術(shù)的發(fā)展前景

冷凍濃縮技術(shù)現(xiàn)已證明優(yōu)質(zhì)可靠，極具市場(chǎng)活力。隨著社會(huì)的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，冷凍濃縮這一低能耗、可生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品的加工技術(shù)具有很大的發(fā)展?jié)摿Α４朔椒ǔ擞糜跐饪s，也可考慮用于有機(jī)廢水的處理，活性物質(zhì)的回收再利用等方面。同時(shí)，整體的冰結(jié)晶又是很好的蓄冷、降溫用冷源。這些方面對(duì)于保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)資源的再利用都是很有意義的。

對(duì)食品冷凍濃縮技術(shù)來(lái)說(shuō)，應(yīng)在提高冰晶純度、減少固形物損失及降低生產(chǎn)成本方面加以深入研究，這樣才能充分發(fā)揮其自身的優(yōu)勢(shì)。冰核微生物用于食品冷凍濃縮中，屬于生物技術(shù)與食品加工相結(jié)合的一項(xiàng)高新技術(shù)，極富應(yīng)用潛力。

參考文獻(xiàn)：

[1]詹曉北.冷凍濃縮技術(shù)在啤酒工業(yè)中的應(yīng)用[J].冷飲與速凍食品工業(yè),1996（1）:14-16.

篇(2)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開(kāi)始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專(zhuān)用型封閉式開(kāi)環(huán)控制模式向通用型開(kāi)放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線(xiàn)診斷和智能化故障處理。

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。加工過(guò)程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過(guò)CAD/CAM及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒(méi)有反饋控制環(huán)節(jié)，整個(gè)制造過(guò)程中CNC只是一個(gè)封閉式的開(kāi)環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過(guò)程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長(zhǎng)、加工余量等加工參數(shù)，無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，更無(wú)法通過(guò)反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，己不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過(guò)程，因此，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為我們國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。

2.數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用。從目前世界上數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，主要有如下幾個(gè)方面：

2.1高精度、高速度的發(fā)展趨勢(shì)

盡管十多年前就出現(xiàn)高精度高速度的趨勢(shì)，但是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是沒(méi)有止境的，高精度、高速度的內(nèi)涵也在不斷變化，目前正在向著精度和速度的極限發(fā)展。

效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。在轎車(chē)工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬(wàn)輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車(chē)裝備必須解決的重點(diǎn)問(wèn)題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對(duì)這些筋、壁進(jìn)行加工。近來(lái)采用大型整體鋁合金坯料"掏空"的方法來(lái)制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來(lái)替代多個(gè)零件通過(guò)眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對(duì)加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

2.25軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展

采用5軸聯(lián)動(dòng)對(duì)三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2臺(tái)3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。但過(guò)去因5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類(lèi)型5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。

2.3智能化、開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)

21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過(guò)程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)自動(dòng)選定模型、自整定等；簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問(wèn)題。

目前許多國(guó)家對(duì)開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)之路。所謂開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠(chǎng)家和最終用戶(hù)，通過(guò)改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶(hù)的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開(kāi)發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿(mǎn)足生產(chǎn)線(xiàn)、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國(guó)內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。

3.結(jié)束語(yǔ)

隨著人們對(duì)數(shù)控技術(shù)重視，它的發(fā)展越發(fā)迅速。文中簡(jiǎn)要陳述當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)，另外數(shù)控技術(shù)的正不斷走向集成化，并行化，仍有廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

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[3]張亞力.簡(jiǎn)述數(shù)控發(fā)展的新趨勢(shì)[J].國(guó)土資源高等職業(yè)教育研究.2005.

[4]陳芳.數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和途徑[J].科技資訊.2008.

篇(3)

關(guān)鍵詞：海水淡化；真空冷凍；蒸餾；反滲透

隨著世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及人口的迅速增長(zhǎng)和集中，世界各國(guó)對(duì)水的需求日益增加，而地球上的淡水資源非常有限，淡水資源缺乏已成為全球性的問(wèn)題。在尋求淡水資源方面各國(guó)紛紛把目光投向大海。據(jù)統(tǒng)計(jì)目前世界已有100多個(gè)國(guó)家水，其中嚴(yán)重缺水的已達(dá)20個(gè)，嚴(yán)重影響著人類(lèi)生存和社會(huì)發(fā)展［!］。海洋中水的儲(chǔ)量為1338×107億m3,占全球的96.8，有著巨大的水資源，如何把它變?yōu)槟鼙蝗祟?lèi)利用的淡水，成為急需解決的問(wèn)題。

海水淡化就是要將高鹽度的海水通過(guò)一系列的過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)榈望}度的海水。目前海水淡化的主要方法有：1）真空冷凍—汽相冷凝海水淡化新技術(shù)是依據(jù)海水的三相點(diǎn)理論，使海水同時(shí)蒸發(fā)與結(jié)冰得一種低能耗，輕腐蝕結(jié)垢的海水淡化方法；2）蒸餾法工藝簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)，但存在能耗多、成本費(fèi)用高的缺

點(diǎn)；3）反滲透海水淡化方法是膜分離法的一種，即利用反滲透膜的分離作用使海水脫鹽，過(guò)程中不存在相變，因此與蒸餾法相比能耗較低，有著很大的發(fā)展前途，成為世界高科技競(jìng)相開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。

隨著海水淡化技術(shù)的提高及成本的大幅度下降，世界各地正在興建或計(jì)劃興建許多大型海水淡化工廠(chǎng)，一個(gè)海水淡化的新時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。

1真空冷凍及其特點(diǎn)

1.1真空冷凍原理

海水三相點(diǎn)是使海水汽、液、固三相共存并達(dá)到平衡的一個(gè)特殊點(diǎn)。若壓力或溫度偏離該三相點(diǎn)，平衡被破壞，三相會(huì)自動(dòng)趨于一相或兩相。真空冷凍法海水淡化正是利用海水的三相點(diǎn)原理，以水自身為制冷劑，使海水同時(shí)蒸發(fā)與結(jié)冰，冰晶再經(jīng)分離、洗滌而得到淡化水的一種低成本的淡化方法。與蒸餾法、膜法相比，能耗低，腐蝕、結(jié)垢輕，預(yù)處理簡(jiǎn)單，設(shè)備投資小，并可處理高含鹽量的海水，是一種較理想的海水淡化法［!］。國(guó)外早在20世紀(jì)60年代就已開(kāi)始研究，但目前為止尚沒(méi)有商業(yè)化，主要原因在于過(guò)程中產(chǎn)生的三相點(diǎn)蒸汽難以去除和冰晶的輸送、洗滌較難。華東理工大學(xué)研究開(kāi)發(fā)的真空凍—汽相冷凝海水淡化技術(shù)采用低溫金屬表面，使三相點(diǎn)蒸汽直接冷凝成冰的方法，成功的解決了蒸汽的去除問(wèn)題，并在實(shí)驗(yàn)室完成了小型試驗(yàn)裝置。真空冷凍—汽相冷凝海水淡化技術(shù)工藝包括脫氣、預(yù)冷、蒸發(fā)結(jié)晶、冰晶洗滌、蒸汽冷凝等步驟，淡

化水產(chǎn)品可達(dá)到國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

1.2工藝研究

1.2.1脫氣

由于海水中溶有的不凝性氣體在低壓條件下將幾乎全部釋放,且又不會(huì)在冷凝器內(nèi)冷凝。這將升高系統(tǒng)的壓力，使蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)壓力高于二相點(diǎn)壓力，破壞操作的進(jìn)行。顯然減壓脫氣法適合本系統(tǒng)。

1.2.2預(yù)冷

海水脫氣后可與蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)排出的濃鹽水和淡化水產(chǎn)生熱交換，預(yù)冷至海水的冰點(diǎn)附近。

1.2.3溫度和壓力

它們是影響海水蒸發(fā)與結(jié)冰速率的主要因素。

1.2.4冰—鹽水是一固液系統(tǒng)

普通的分離方法均可使冰—鹽水得到分離，但分離方法不同，得到的冰晶含鹽量也不同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明減壓過(guò)濾方法得到的冰晶含鹽量比常壓過(guò)濾方法得到的冰晶含鹽量低得多。

1.2.5蒸汽冷凝

在蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)，除海水析出冰晶以外，還將產(chǎn)生大量的蒸汽，這些蒸汽必須及時(shí)移走，才能使海水不斷蒸發(fā)與結(jié)冰。

2蒸餾法海水淡化及其特點(diǎn)

2.1蒸餾法原理

把海水加熱使之沸騰蒸發(fā)，再把蒸汽冷凝成淡水的過(guò)程即為蒸餾法。蒸餾法是最早采用的淡化法，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作容易，所得淡水水質(zhì)好等。蒸餾法有很多種，如多效蒸發(fā)、多級(jí)閃蒸、壓氣蒸餾、膜蒸餾等。

2.2蒸餾法特點(diǎn)

多效蒸發(fā)是一種較早應(yīng)用的海水淡化法，由于結(jié)垢和腐蝕等問(wèn)題，后被多級(jí)閃蒸法所取代。

2.2.1多級(jí)閃蒸

多級(jí)閃蒸是一種在20世紀(jì)50年展起來(lái)的海水淡化法，其原理是海水經(jīng)過(guò)預(yù)熱后，進(jìn)入閃蒸室，該閃蒸室的壓力低于將要進(jìn)入的鹽水所對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓力，鹽水進(jìn)入后即因過(guò)熱而進(jìn)行閃蒸。閃蒸出的蒸汽冷凝后即為淡水。由于它的安全可靠，因此發(fā)展迅速，中東許多產(chǎn)油國(guó)所建的海水淡化工廠(chǎng)，大多采用多級(jí)閃蒸法，并且與發(fā)電廠(chǎng)結(jié)合。如阿聯(lián)酋建造了世界上最大的多級(jí)閃蒸海水淡化廠(chǎng)，就是與發(fā)電廠(chǎng)聯(lián)合生［2］。

2.2.2壓汽蒸餾

利用機(jī)械壓縮機(jī)把蒸汽壓縮、升壓和升溫（溫度升高10℃左右），并作為加熱和使海水蒸發(fā)的熱源，因此壓汽蒸餾在運(yùn)行后不需外部提供加熱蒸汽，靠機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能，過(guò)程效率高、比能耗低，而且過(guò)程不需冷卻水，結(jié)構(gòu)緊湊，但壓汽機(jī)造價(jià)較高，容易腐蝕、結(jié)垢難于進(jìn)一步大型化。

2.2.3膜蒸餾

熱海水接觸憎水微孔膜，由于膜另一側(cè)溫度較低，相應(yīng)的飽和蒸汽壓亦低，膜面上的海水蒸發(fā)并透過(guò)膜的微孔到低壓側(cè)并在冷凝面凝結(jié)為純度較高的淡水。膜只起到汽水分離器和增加蒸發(fā)面積的作用。

3電滲析

電滲析是利用具有選擇透過(guò)性的離子交換膜在外加直流電場(chǎng)的作用下，使水中的離子定向遷移，并有選擇地通過(guò)帶有不同電荷的離子交換膜，從而達(dá)到溶質(zhì)和溶劑分離的過(guò)程。電滲析主要有頻繁倒機(jī)電滲析（EDR）、填充離子交換樹(shù)脂電滲析，電滲析過(guò)程對(duì)不帶電荷的物質(zhì)如有機(jī)物、膠體、細(xì)菌、懸浮物等無(wú)脫除能力。因此電滲析用于淡化制備飲用水不是最理想的方法。

4海水反滲透淡化

反滲透海水淡化是一種以壓力為驅(qū)動(dòng)力的膜分離過(guò)程，是當(dāng)今海水淡化領(lǐng)域研究、開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)［3］。

4.1國(guó)際反滲透淡化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

目前反滲透膜的脫鹽率高于99.3，透水通量大大增加，抗污染和抗氧化能力不斷提高。反滲透海水淡化的技術(shù)進(jìn)步表現(xiàn)在如下方面：

4.1.1反滲透膜的性能明顯提高

目前的反滲透復(fù)合膜系采用芳香族聚胺的材料，特征水通量是1978年的2倍，鹽的透過(guò)率大約是1978年的四分之一。

4.1.2功交換器的研制成功

一種新型能量回收裝置已經(jīng)成功地用于海水反滲透淡化系統(tǒng)上，這種交換器是1998年反滲透海水淡化技術(shù)的一個(gè)新里程碑。

4.1.3段間能量回收透平的成功應(yīng)用

段間能量回收透平適合于鹽含量較低的海水淡化系統(tǒng)，它可以增加系統(tǒng)的產(chǎn)水量或降低系統(tǒng)的能量消耗。

4.1.4微濾技術(shù)用于海水預(yù)處理［4］

采用微濾（或超濾）作為海水反滲透的預(yù)處理，不需加入絮凝劑、殺菌劑和余氯脫除劑等化學(xué)藥品同時(shí)也省去了保安過(guò)濾器，此技術(shù)由于改進(jìn)了進(jìn)水水質(zhì)，不僅延長(zhǎng)了反滲透膜的使用壽命，而且有助于

提高系統(tǒng)的回收率、降低運(yùn)行費(fèi)用。

4.1.5納濾技術(shù)在預(yù)處理中的應(yīng)用［5］

沙特阿拉伯的SWCC,成功地開(kāi)發(fā)出納濾（NF）作為海水的預(yù)處理技術(shù)，用于脫除硬度和總?cè)芙夤腆w，從而提高海水反滲透的操作壓力和系統(tǒng)的回收率，保證膜組件的運(yùn)行安全。

4.1.6淡化成本的明顯下降

由于膜的性能不斷提高，高壓泵和能量回收裝置的性能持續(xù)進(jìn)步，各種預(yù)處理新工藝的不斷提出，促使設(shè)備的運(yùn)行管理更為簡(jiǎn)單；更由于國(guó)際市場(chǎng)一體化的傾向，加大了海水淡化工程公司之間的競(jìng)爭(zhēng)，使得設(shè)備的投資費(fèi)用不斷降低，從而使反滲透海水淡化的造水成本不斷下降。

4.2國(guó)內(nèi)反滲透海水淡化工程

據(jù)初步估計(jì)，國(guó)內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)水量大于100m3／d的反滲透淡化裝置總數(shù)量不少于500臺(tái)。用于海水淡化的有浙江省山鎮(zhèn)的500m3／d的反滲透淡化工程、浙江省泗縣馬跡山的350m3／d的反滲透淡化工程、以及遼寧省長(zhǎng)海縣的1000m3／d的反滲透淡化工程

等。

目前，國(guó)內(nèi)海水所用反滲透復(fù)合膜均從國(guó)外進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)反滲透膜與國(guó)外產(chǎn)品還存在一定的差距。反滲透膜是海水淡化的核心，其國(guó)產(chǎn)化與產(chǎn)業(yè)化若不能解決，勢(shì)必影響我國(guó)此領(lǐng)域?qū)?lái)的發(fā)展。淡化技術(shù)的關(guān)鍵在于反滲透膜具有較大的透水性和脫鹽率，目前在海水淡化中使用的反滲透膜主要有醋酸纖維素系列膜（CA）和聚酰胺系列膜（PS）。它們均由有機(jī)高分子構(gòu)成，雖然具有制作工藝簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但應(yīng)用于海水淡化領(lǐng)域也存在著一些不足，如化學(xué)穩(wěn)定性差、機(jī)械強(qiáng)度低等。這些缺陷限制了反滲透法處理海水技術(shù)的實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化。無(wú)機(jī)材料本身性能的優(yōu)勢(shì)，使得無(wú)機(jī)膜替代有機(jī)膜應(yīng)用在這方面成為可能。預(yù)計(jì)反滲透技術(shù)將是21世紀(jì)海水淡化的主要方法，專(zhuān)家普遍認(rèn)為反滲透海水淡化具有投資費(fèi)省、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。

5結(jié)語(yǔ)

地球上的淡水資源危機(jī)今后將愈加嚴(yán)重，而海水淡化是解決水問(wèn)題的唯一途徑。海水淡化的成本是人們最關(guān)心的問(wèn)題，鑒于自來(lái)水價(jià)格很低，因此淡化成本就不能太高。淡化水的成本是個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，它不僅與淡化方法有關(guān)，而且與工藝設(shè)計(jì)、選材、給水和淡化的水質(zhì)、比能耗、地理、當(dāng)?shù)啬茉磧r(jià)格、投資來(lái)源、管理體制有密切關(guān)系。比較各種淡化方法，

反滲透淡化法的投資費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)都是低的。預(yù)計(jì)反滲透技術(shù)將是21世紀(jì)海水淡化的主要方法

參考文獻(xiàn)：

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3譚永文’蕭山500噸／日反滲透海水淡化示范工程［J］’膜科學(xué)與技術(shù)2000,4(20):2

4MarkWilfPhDKennethKlinko［J］采用新的前處理方法和改進(jìn)膜性能對(duì)KL海水淡化系統(tǒng)的影響［A］’美國(guó)海

德能公司，分離膜技術(shù)應(yīng)用論文集［C］1998

篇(4)

關(guān)鍵詞：煤化工；煤炭；新型煤化工技術(shù)

1煤化工技術(shù)的發(fā)展

1.1煤化工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

煤化工技術(shù)是將煤作為加工原料，利用一些化學(xué)手段將煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體燃料以及其他用于生產(chǎn)生活的化學(xué)品的過(guò)程。煤化工主要包括煤氣化、煤液化、煤干餾等化學(xué)加工方法。煤化工的發(fā)展歷史比較長(zhǎng)，早在18世紀(jì)后期，全球已經(jīng)進(jìn)入煤化工時(shí)代，并且在19世紀(jì)煤化工技術(shù)已經(jīng)發(fā)展完善形成完整成熟的煤化工體系。雖然，在20世紀(jì)時(shí)，因?yàn)槭汀⑻烊粴獾睦孟魅趿嗣禾炕ぎa(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度和規(guī)模，但是隨著石油、天然氣資源的日漸枯竭，煤炭化工產(chǎn)業(yè)又逐漸開(kāi)始復(fù)興。煤炭能源是我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中重要的組成部分，是確保我國(guó)能源安全以及利用的最重要的基礎(chǔ)能源之一。所以，煤化工技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展比較成熟，同時(shí)，在煤化工技術(shù)開(kāi)發(fā)研究中，我國(guó)也處于比較先進(jìn)階段。我國(guó)目前仍以煤炭資源為基礎(chǔ)能源的能源利用結(jié)構(gòu)不能在短期內(nèi)改變，因此，更好地發(fā)展探索新型煤炭技術(shù)是一個(gè)急迫而重要的挑戰(zhàn)。如今，我國(guó)的煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展基本處于集約化發(fā)展階段，這樣可以保證我國(guó)煤炭技術(shù)的充分研究利用，并且能夠保證資源的合理有效分配，是適合我國(guó)發(fā)展實(shí)際的煤化工發(fā)展方式。

1.2煤化工技術(shù)

煤化工技術(shù)主要是對(duì)煤炭資源的再加工生產(chǎn)過(guò)程，主要的加工方式有：（1）煤干餾。其實(shí)更準(zhǔn)確地說(shuō)是煤焦化，也就是利用煤進(jìn)行蒸餾加工后生產(chǎn)的焦炭、焦油以及焦?fàn)t氣等。這些產(chǎn)品一般在化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥等產(chǎn)業(yè)廣泛應(yīng)用。（2）煤氣化。這是生活中比較常見(jiàn)的一種煤化工產(chǎn)品，沒(méi)有普及天然氣的地區(qū)，一般都會(huì)用煤氣作為重要的燃料滿(mǎn)足生活中的燃料需求。（3）煤液化。煤液化主要分為直接液化和間接液化。煤液化是將有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為流質(zhì)產(chǎn)物，利用煤液化產(chǎn)品的碳?xì)浠衔锟梢源媸鸵约笆拖嚓P(guān)的產(chǎn)品。因此，目前煤液化技術(shù)是新型煤化工技術(shù)的主要研究發(fā)展方向。

2新型煤化工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展前景

新型煤化工技術(shù)是在煤化工技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用高新技術(shù)，獲取潔凈能源以及產(chǎn)品的新興技術(shù)手段。新型煤化工不僅可以提高煤炭資源的利用率，并且可以使煤化工產(chǎn)品對(duì)環(huán)境和空氣的污染降至最低，新型煤化工技術(shù)最重要的研究探索方向是煤化工產(chǎn)品可以代替石油及其相關(guān)產(chǎn)品。

2.1我國(guó)新型煤化工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

目前我國(guó)的新型煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r比較好，以煤制油、煤制烯烴和煤制天然氣為代表的新型煤化工技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化示范運(yùn)行，并且在重要工藝階段以及關(guān)鍵技術(shù)擁有完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。根據(jù)我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃來(lái)看，我國(guó)的煤化工產(chǎn)業(yè)主要集中于新疆、內(nèi)蒙、陜西省區(qū)，因此，這三個(gè)重要的煤化工產(chǎn)業(yè)地區(qū)也是我國(guó)新型煤化工技術(shù)的重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域。

2.2新型煤化工的發(fā)展前景

新型煤化工技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)就是清潔能源以及有效利用煤炭資源。目前我國(guó)的新型煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景較為樂(lè)觀(guān)主要是因?yàn)橐韵聨追矫嬖颍海?）資源豐富。我國(guó)的石油和天然氣儲(chǔ)量雖然相對(duì)不足，但是煤炭?jī)?chǔ)量較為豐富，可以滿(mǎn)足新型煤化工產(chǎn)業(yè)的充足的煤炭資源需求。除此之外，我國(guó)的水資源也比較豐富，可以適應(yīng)煤化工產(chǎn)業(yè)的耗水需求。（2）交通便利。目前我國(guó)的高速公路、鐵路組成的陸上運(yùn)輸網(wǎng)較為廣闊，可以保證煤化工產(chǎn)品能夠快速方便的運(yùn)輸，而且我國(guó)還有專(zhuān)門(mén)的煤炭運(yùn)輸鐵路，可以確保新型煤化工產(chǎn)業(yè)的運(yùn)輸需求。

3結(jié)語(yǔ)

新型煤化工技術(shù)的發(fā)展可以有效利用煤炭資源，并且可以代替石油資源，這在很大程度上可以緩解我國(guó)石油資源不足的情況，所以，新型煤化工技術(shù)的發(fā)展極其重要。隨著科學(xué)技術(shù)的提高，對(duì)新型煤化工技術(shù)也會(huì)有所幫助，能夠?qū)γ禾抠Y源進(jìn)行更充分的利用，這需要我國(guó)煤化工技術(shù)人員的不停探索和創(chuàng)新。

作者:張潔 單位:山東港通工程管理咨詢(xún)有限公司

參考文獻(xiàn)：

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論文摘要:工業(yè)以太網(wǎng)控制系統(tǒng)是集散控制系統(tǒng)(DCS)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)(FCS)之后產(chǎn)生的一種新型的工業(yè)控制系統(tǒng)。本文簡(jiǎn)要介紹了工業(yè)以太網(wǎng)的特點(diǎn)，并詳細(xì)論述了工業(yè)以太網(wǎng)在控制領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀以及以太網(wǎng)交換技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，并提出了以太網(wǎng)能實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接，形成企業(yè)級(jí)管控一體化的全開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)的觀(guān)點(diǎn)。

傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)，隨著IT技術(shù)的飛速發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化要求的不斷提高，工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)所擔(dān)負(fù)的工作越來(lái)越重。與數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)不同，工業(yè)控制領(lǐng)域需要一種高速廉價(jià)、實(shí)時(shí)性和開(kāi)放性好、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性高的網(wǎng)絡(luò)。以太網(wǎng)（Ethernet）技術(shù)支持幾乎所有的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,所以在數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛應(yīng)用，具有傳輸速度高、低能耗、便于安裝、兼容性好、開(kāi)放性高和支持設(shè)備等多方面的優(yōu)勢(shì)。工業(yè)以太網(wǎng)的開(kāi)放性使得工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫整合方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。

一、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)

以太網(wǎng)技術(shù)具有價(jià)格低廉、穩(wěn)定可靠、通信速率高、軟硬件產(chǎn)品豐富、應(yīng)用廣泛以及支持技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，已成為最受歡迎的通信網(wǎng)絡(luò)之一。近些年來(lái),隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,以太網(wǎng)進(jìn)入了控制領(lǐng)域,形成了新型的以太網(wǎng)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這主要是由于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)向分布化、智能化控制方面發(fā)展,開(kāi)放的、透明的通訊協(xié)議是必然的要求。以太網(wǎng)技術(shù)引入工業(yè)控制領(lǐng)域，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)非常明顯：

（一）Ethernet是全開(kāi)放、全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)，遵照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不同廠(chǎng)商的設(shè)備可以很容易實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。

（二）以太網(wǎng)能實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接，形成企業(yè)級(jí)管控一體化的全開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)。

（三）軟硬件成本低廉，由于以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，支持以太網(wǎng)的軟硬件受到廠(chǎng)商的高度重視和廣泛支持，有多種軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境和硬件設(shè)備供用戶(hù)選擇。

（四）通信速率高，隨著企業(yè)信息系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大和復(fù)雜程度的提高，對(duì)信息量的需求也越來(lái)越大，有時(shí)甚至需要音頻、視頻數(shù)據(jù)的傳輸，目前以太網(wǎng)的通信速率為10M、100M的快速以太網(wǎng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用，千兆以太網(wǎng)技術(shù)也逐漸成熟，10G以太網(wǎng)也正在研究，其速率比目前的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)快很多。

（五）可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ螅谶@信息瞬息萬(wàn)變的時(shí)代，企業(yè)的生存與發(fā)展將很大程度上依賴(lài)于一個(gè)快速而有效的通信管理網(wǎng)絡(luò)，信息技術(shù)與通信技術(shù)的發(fā)展將更加迅速，也更加成熟，由此保證了以太網(wǎng)技術(shù)不斷地持續(xù)向前發(fā)展。

二、工業(yè)以太網(wǎng)在控制領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀

工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)相比，它能提供一個(gè)開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)，是企業(yè)從現(xiàn)場(chǎng)控制到管理層實(shí)現(xiàn)全面的無(wú)縫的信息集成，解決了由于協(xié)議上的不同導(dǎo)致的“自動(dòng)化孤島”問(wèn)題，但從目前的發(fā)展看，工業(yè)以太網(wǎng)在控制領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾種形式。

（一）混合Ethernet/Fieldbus的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)實(shí)際上就是信息網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)的一種典型的集成形式。以太網(wǎng)正在逐步向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)深入發(fā)展，并盡可能的和其他網(wǎng)絡(luò)形式走向融合，但以太網(wǎng)和TCP/IP原本不是面向控制領(lǐng)域的，在體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議規(guī)則、物理介質(zhì)、數(shù)據(jù)、軟件、實(shí)驗(yàn)環(huán)境等諸多方面并不成熟，而現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)能完全滿(mǎn)足現(xiàn)代企業(yè)對(duì)底層控制網(wǎng)絡(luò)的基本要求，實(shí)現(xiàn)真正的全分布式系統(tǒng)。因此，在企業(yè)信息層采用以太網(wǎng)，而在底層設(shè)備級(jí)采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，通過(guò)通信控制器實(shí)現(xiàn)兩者的信息交換。

（二）專(zhuān)用工業(yè)以太控制網(wǎng)絡(luò)

如何利用工業(yè)以太網(wǎng)單獨(dú)作為控制網(wǎng)絡(luò)是工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展方向之一，也是工業(yè)控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。如德國(guó)JetterAG公司的新一代控制系統(tǒng)JetWeb，是融現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)、100Mb/s以太網(wǎng)技術(shù)、CNC技術(shù)、PLC技術(shù)、可視化人機(jī)接口技術(shù)和全球化生產(chǎn)管理技術(shù)為一體的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，同時(shí)具有廣泛的兼容性，可兼容第三方自動(dòng)化控制產(chǎn)品，提出“網(wǎng)絡(luò)就是控制器”的觀(guān)點(diǎn)，是取代所有底層現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)是將以太網(wǎng)貫穿于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)各層次，使它成為透明的覆蓋整個(gè)企業(yè)范圍的應(yīng)用實(shí)體。它實(shí)現(xiàn)了辦公自動(dòng)化與工業(yè)自動(dòng)化的無(wú)縫結(jié)合，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)單層的扁平結(jié)構(gòu)，其良好的可擴(kuò)展性和互連性，使之成為真正意義上的全開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的大統(tǒng)一。

（三）基于Web的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)

嵌入式以太網(wǎng)是最近網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用熱點(diǎn)，就是通過(guò)Internet使所有連接網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備彼此互通，從計(jì)算機(jī)、PDA、通信設(shè)備到儀器儀表、家用電器等。在企業(yè)內(nèi)部，可以利用企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行工廠(chǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的和顯示，管理者通過(guò)Web瀏覽器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工況進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程設(shè)備調(diào)試和遠(yuǎn)程設(shè)備故障診斷和處理。實(shí)現(xiàn)的最簡(jiǎn)單辦法就是采用獨(dú)立的以太網(wǎng)控制器，連接具有TCP/IP界面的控制主機(jī)以及具有RS-232或RS-485接口的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。以太網(wǎng)控制器在這里扮演了通用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)設(shè)備之間的一個(gè)橋梁。

三、以太網(wǎng)交換技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

以太網(wǎng)和通信技術(shù)的突飛猛進(jìn)，促使工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。目前它已經(jīng)在工業(yè)企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的資源管理層、執(zhí)行制造層得到了廣泛應(yīng)用，并呈現(xiàn)向下延伸直接應(yīng)用于工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的趨勢(shì)。從目前國(guó)際、國(guó)內(nèi)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，目前工業(yè)以太網(wǎng)在制造執(zhí)行層已得到廣泛應(yīng)用，并成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。未來(lái)工業(yè)以太網(wǎng)將在工業(yè)企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的互連和信息集成中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。總的來(lái)說(shuō)，工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)將體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)相結(jié)合

工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的研究還只是近幾年才引起國(guó)內(nèi)外工控專(zhuān)家的關(guān)注。而現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，在技術(shù)上日漸成熟，在市場(chǎng)上也開(kāi)始了全面推廣，并且形成了一定的市場(chǎng)。就目前而言，全面代替現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)還存在一些問(wèn)題，需要進(jìn)一步深入研究基于工業(yè)以太網(wǎng)的全新控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)出基于工業(yè)以太網(wǎng)的系列產(chǎn)品。

（二）工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的通信已成大勢(shì)所趨

隨著以太網(wǎng)通信速率的提高、全雙工通信、交換技術(shù)的發(fā)展，為以太網(wǎng)的通信確定性的解決提供了技術(shù)基礎(chǔ)，從而消除了以太網(wǎng)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信的主要障礙，為以太網(wǎng)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信提供了技術(shù)可能。為此，國(guó)際電工委員會(huì)IEC正著手起草實(shí)時(shí)以太網(wǎng)(Real-timeEthernet,RTE)標(biāo)準(zhǔn)，旨在推動(dòng)以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的全面應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐皚冬,王宏,楊志家.基于以太網(wǎng)的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)[J].信息與控制,2000年4月,第29卷,第2期

[2]賈東耀,汪仁煌.工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)[J].工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置,2002年,第5期

[3]楊清宇,施仁.基于因特網(wǎng)的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)研究[J].信息與控制,2002年10月,第3l卷,第5期

（三）基于Web的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)

嵌入式以太網(wǎng)是最近網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用熱點(diǎn)，就是通過(guò)Internet使所有連接網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備彼此互通，從計(jì)算機(jī)、PDA、通信設(shè)備到儀器儀表、家用電器等。在企業(yè)內(nèi)部，可以利用企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行工廠(chǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的和顯示，管理者通過(guò)Web瀏覽器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工況進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程設(shè)備調(diào)試和遠(yuǎn)程設(shè)備故障診斷和處理。實(shí)現(xiàn)的最簡(jiǎn)單辦法就是采用獨(dú)立的以太網(wǎng)控制器，連接具有TCP/IP界面的控制主機(jī)以及具有RS-232或RS-485接口的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。以太網(wǎng)控制器在這里扮演了通用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)設(shè)備之間的一個(gè)橋梁。

三、以太網(wǎng)交換技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

以太網(wǎng)和通信技術(shù)的突飛猛進(jìn)，促使工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。目前它已經(jīng)在工業(yè)企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的資源管理層、執(zhí)行制造層得到了廣泛應(yīng)用，并呈現(xiàn)向下延伸直接應(yīng)用于工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的趨勢(shì)。從目前國(guó)際、國(guó)內(nèi)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，目前工業(yè)以太網(wǎng)在制造執(zhí)行層已得到廣泛應(yīng)用，并成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。未來(lái)工業(yè)以太網(wǎng)將在工業(yè)企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的互連和信息集成中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。總的來(lái)說(shuō)，工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)將體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)相結(jié)合

工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的研究還只是近幾年才引起國(guó)內(nèi)外工控專(zhuān)家的關(guān)注。而現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，在技術(shù)上日漸成熟，在市場(chǎng)上也開(kāi)始了全面推廣，并且形成了一定的市場(chǎng)。就目前而言，全面代替現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)還存在一些問(wèn)題，需要進(jìn)一步深入研究基于工業(yè)以太網(wǎng)的全新控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)出基于工業(yè)以太網(wǎng)的系列產(chǎn)品。

（二）工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的通信已成大勢(shì)所趨

隨著以太網(wǎng)通信速率的提高、全雙工通信、交換技術(shù)的發(fā)展，為以太網(wǎng)的通信確定性的解決提供了技術(shù)基礎(chǔ)，從而消除了以太網(wǎng)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信的主要障礙，為以太網(wǎng)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信提供了技術(shù)可能。為此，國(guó)際電工委員會(huì)IEC正著手起草實(shí)時(shí)以太網(wǎng)(Real-timeEthernet,RTE)標(biāo)準(zhǔn)，旨在推動(dòng)以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的全面應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐皚冬,王宏,楊志家.基于以太網(wǎng)的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)[J].信息與控制,2000年4月,第29卷,第2期

篇(6)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的信息化，人們要通信息化開(kāi)創(chuàng)新的工作方式、管理方式、商貿(mào)方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、醫(yī)療保健方式以及消費(fèi)與生活方式。無(wú)線(xiàn)通信也從固定方式發(fā)展為移動(dòng)方式，移動(dòng)通信發(fā)展至今大約經(jīng)歷了五個(gè)階段：

第一階段為20年代初至50年代初，主要用于艦船及軍有，采用短波頻及電子管技術(shù)，至該階段末期才出現(xiàn)150MHZVHF單工汽車(chē)公用移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)MTS。

第二階段為50年代到60年代，此時(shí)頻段擴(kuò)展至UHF450MHZ，器件技術(shù)已向半導(dǎo)體過(guò)渡，大都為移動(dòng)環(huán)境中的專(zhuān)用系統(tǒng)，并解決了移動(dòng)電話(huà)與公用電話(huà)網(wǎng)的接續(xù)問(wèn)題。

第三階段為70年代初至80年代初頻段擴(kuò)展至800MHZ，美國(guó)Bell研究所提出了蜂窩系統(tǒng)概念并于70年代末進(jìn)行了AMPS試驗(yàn)。

第四階段為80年代初至90年代中，為第二代數(shù)字移動(dòng)通信興起與大發(fā)展階段，并逐步向個(gè)人通信業(yè)務(wù)方向邁進(jìn)；此時(shí)出現(xiàn)了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdmaOne、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各類(lèi)系統(tǒng)與業(yè)務(wù)運(yùn)行。

第五階段為90年代中至今，隨著數(shù)據(jù)通信與多媒體業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，適應(yīng)移動(dòng)數(shù)據(jù)、移動(dòng)計(jì)算及移動(dòng)多媒體運(yùn)作需要的第三代移動(dòng)通信開(kāi)始興起，其全球標(biāo)準(zhǔn)化及相應(yīng)融合工作與樣機(jī)研制和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作在快速推進(jìn)，包括從第二代至第三代移動(dòng)通信的平滑過(guò)渡問(wèn)題在內(nèi)。

2無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

首先，無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域各種技術(shù)的互補(bǔ)性日趨鮮明。這主要表現(xiàn)在不同的接入技術(shù)具有不同的覆蓋范圍，不同的適用區(qū)域，不同的技術(shù)特點(diǎn)，不同的接入速率。比如3G和WLAN、UWB等，都可實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)效應(yīng)。3G可解決廣域無(wú)縫覆蓋和強(qiáng)漫游的移動(dòng)性需求，WLAN可解決中距離的較高速數(shù)據(jù)接入，而UWB可實(shí)現(xiàn)近距離的超高速無(wú)線(xiàn)接入。因此，在政策上我們應(yīng)該綜合推進(jìn)各種無(wú)線(xiàn)接入的發(fā)展，推進(jìn)組網(wǎng)的一體化進(jìn)程，通過(guò)建網(wǎng)的接入手段多元化，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同用戶(hù)群體的需求覆蓋，達(dá)到市場(chǎng)細(xì)分和業(yè)務(wù)的多元化，解決移動(dòng)通信發(fā)展不均衡的狀況。

其次，我國(guó)政府應(yīng)該給企業(yè)配置更多的無(wú)線(xiàn)頻率資源，推進(jìn)不同技術(shù)相關(guān)頻譜的規(guī)劃和應(yīng)用工作。這樣才有利于不同的企業(yè)根據(jù)不同的發(fā)展策略和市場(chǎng)需求，綜合地規(guī)劃自己的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)資源的有效配置和利用。當(dāng)然，政府也需要加強(qiáng)對(duì)有限頻率資源的管理，對(duì)于企業(yè)閑置不用的頻率占用，考慮適當(dāng)?shù)氖侄斡枰允栈亍?/p>

其三，從公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展來(lái)看，3G已經(jīng)成為全球包括中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的主要進(jìn)程。從歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，由于其移動(dòng)話(huà)音用戶(hù)的普及率高，通過(guò)發(fā)展用戶(hù)實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)的模式已成為歷史。因此，他們期望通過(guò)3G搭建更大的業(yè)務(wù)平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的新來(lái)源。由于3G技術(shù)的成熟，目前3G商用網(wǎng)絡(luò)部署已經(jīng)在全球范圍內(nèi)啟動(dòng)。就我國(guó)而言，也要借鑒歐美的經(jīng)驗(yàn)，在用戶(hù)數(shù)量增長(zhǎng)放緩之前，就應(yīng)提前培育新興移動(dòng)市場(chǎng)。目前，政府應(yīng)該開(kāi)始積極考慮3G牌照發(fā)放和商用問(wèn)題，把握住這個(gè)移動(dòng)業(yè)界的巨大歷史機(jī)遇。

其四，從寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)來(lái)看，全球該領(lǐng)域發(fā)展十分火熱。該領(lǐng)域的發(fā)展呈現(xiàn)出向高帶寬快速躍進(jìn)、覆蓋范圍逐步擴(kuò)張的趨勢(shì)。未來(lái)，該領(lǐng)域還可能出現(xiàn)更強(qiáng)大的新技術(shù)，從另一個(gè)角度對(duì)整個(gè)無(wú)線(xiàn)通信產(chǎn)業(yè)起到推進(jìn)作用。但從近期來(lái)看，我們對(duì)寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)發(fā)展應(yīng)該有一個(gè)理性的態(tài)度和科學(xué)的把握。目前的寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)主要集中在固定環(huán)境下的高速接入，其移動(dòng)性和話(huà)音支持能力無(wú)法和公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)抗衡。在發(fā)展中，我們應(yīng)該從全局的觀(guān)點(diǎn)來(lái)把握，使之成為與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)互補(bǔ)的重要技術(shù)手段，這樣既可以充分發(fā)揮其技術(shù)個(gè)性，又防止出現(xiàn)不必要的資源競(jìng)爭(zhēng)和浪費(fèi)。

其五，移動(dòng)與無(wú)線(xiàn)技術(shù)在演進(jìn)中走向融合。當(dāng)前，移動(dòng)、無(wú)線(xiàn)技術(shù)領(lǐng)域正處在一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)期，各種創(chuàng)新移動(dòng)、無(wú)線(xiàn)技術(shù)不斷涌現(xiàn)并快速步入商用，移動(dòng)、無(wú)線(xiàn)應(yīng)用市場(chǎng)異常活躍，移動(dòng)、無(wú)線(xiàn)技術(shù)自身也在快速演進(jìn)中不斷革新。在網(wǎng)絡(luò)融合的大趨勢(shì)下，3G、WiMAX、WLAN等各種移動(dòng)、無(wú)線(xiàn)技術(shù)在演進(jìn)中相互融合。

在多元融合的大趨勢(shì)下，3G、WiMAX、WLAN等各種無(wú)線(xiàn)技術(shù)在競(jìng)爭(zhēng)中互相借鑒和學(xué)習(xí)，涌現(xiàn)出了同時(shí)被上述無(wú)線(xiàn)技術(shù)采用的新型射頻技術(shù)，如MIMO和OFDM技術(shù)等。與此同時(shí)，在以ITU和3GPP/3GPP2為引領(lǐng)的蜂窩移動(dòng)通信從3G到E3G，再走向B3G/4G的演進(jìn)道路上，以及IEEE引領(lǐng)的無(wú)線(xiàn)寬帶接入從無(wú)線(xiàn)個(gè)人域網(wǎng)到無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)，再到無(wú)線(xiàn)廣域網(wǎng)的演進(jìn)道路上，都開(kāi)始增加對(duì)方的內(nèi)容，例如：移動(dòng)通信不斷強(qiáng)化寬帶傳輸性能，無(wú)線(xiàn)寬帶接入不斷增強(qiáng)漫游性能以及安全性能。

借鑒WiMAX的高速數(shù)據(jù)傳輸特性，蜂窩移動(dòng)通信啟動(dòng)了LTE，即“3G長(zhǎng)期演進(jìn)”項(xiàng)目，用以增強(qiáng)寬帶傳輸性能。LTE的確立，令蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)線(xiàn)路與定位為“低移動(dòng)性寬帶接入”的WiMAX有了很多的相似之處。

在“無(wú)線(xiàn)＋寬帶”的大趨勢(shì)下，無(wú)論是蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)還是WiMAX、WLAN等無(wú)線(xiàn)寬帶技術(shù)，都面臨著同樣的考驗(yàn)：信道多徑衰落和頻譜效率。在這樣的情況下，OFDM和MIMO就成為各種無(wú)線(xiàn)技術(shù)的共同選擇。OFDM在解決多徑衰落問(wèn)題的同時(shí)，增加了載波的數(shù)量，造成了系統(tǒng)復(fù)雜度的提升和帶寬的增大；MIMO則能夠有效提高系統(tǒng)的傳輸速率，在不增加系統(tǒng)帶寬的情況下提高頻譜效率。因此，OFDM和MIMO的結(jié)合，成為推動(dòng)“無(wú)線(xiàn)＋寬帶”發(fā)展的重要力量。

其六，更遠(yuǎn)的未來(lái)，按當(dāng)前專(zhuān)家們的預(yù)想，通信信息網(wǎng)絡(luò)將向下一代網(wǎng)絡(luò)NGN融合。在未來(lái)NGN概念中，固定網(wǎng)絡(luò)將形成一個(gè)高帶寬、IP化、具有強(qiáng)QoS保證的信息通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。在這一平臺(tái)上，各種接入手段將成為網(wǎng)絡(luò)的觸手，向各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域延伸。而3G、寬帶固定無(wú)線(xiàn)接入、各種無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)或城域網(wǎng)方案，都將成為大NGN平臺(tái)的延伸部分。從而形成集固定無(wú)線(xiàn)手段于一體，各種接入方式綜合發(fā)揮效用，各種業(yè)務(wù)形成全網(wǎng)絡(luò)配置的一體化綜合網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然，這一進(jìn)程將是漫長(zhǎng)的，也必將遇到很多挫折。

由于無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)存在的帶寬需求和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)帶寬不足的矛盾，用戶(hù)地域分布和對(duì)應(yīng)用需求不平衡的矛盾以及不同技術(shù)優(yōu)勢(shì)和不足共存的矛盾，因此，決定了發(fā)展無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)需要綜合運(yùn)用各種技術(shù)手段，從全局和長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光出發(fā)，采取一體化的思路規(guī)劃和建設(shè)網(wǎng)絡(luò)。發(fā)揮不同技術(shù)的個(gè)性，綜合布局，解決不同區(qū)域、不同用戶(hù)群對(duì)帶寬及業(yè)務(wù)的不同需求，達(dá)成無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的整體優(yōu)勢(shì)和綜合能力。對(duì)此，我國(guó)政府管理部門(mén)也應(yīng)該積極為運(yùn)營(yíng)商配備充足的頻譜資源，為其綜合規(guī)劃提供有力的支撐和保障。

總之，無(wú)線(xiàn)通信中期未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)為：各種無(wú)線(xiàn)技術(shù)互補(bǔ)發(fā)展，各盡所長(zhǎng)，向接入多元化、網(wǎng)絡(luò)一體化、應(yīng)用綜合化的寬帶無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，并逐步實(shí)現(xiàn)和寬帶固定網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)融合。

篇(7)

關(guān)鍵詞：節(jié)水灌溉；技術(shù)，趨勢(shì)，建議

節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展不僅是節(jié)水的需要，也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)展的需要。發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)對(duì)于推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、建設(shè)節(jié)約型社會(huì)有十分重要的意義。為此，筆者就我國(guó)節(jié)水灌溉技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)作一探討。

1.節(jié)水灌溉技術(shù)含義及體系

節(jié)水灌溉技術(shù)是比傳統(tǒng)的灌溉技術(shù)明顯節(jié)約用水和高效用水的灌水方法，措施和制度等的總稱(chēng)。灌溉用水從水源到田間，到被作物吸收、形成產(chǎn)量，主要包括水資源調(diào)配、輸配水、田間灌水和作物吸收等四個(gè)環(huán)節(jié)。在各個(gè)環(huán)節(jié)采取相應(yīng)的節(jié)水措施，組成一個(gè)完整的節(jié)水灌溉技術(shù)體系，包括水資源優(yōu)化調(diào)配技術(shù)、節(jié)水灌溉工程技術(shù)、農(nóng)藝及生物節(jié)水技術(shù)和節(jié)水管理技術(shù)。

節(jié)水灌溉技術(shù)體系主要包括以下幾個(gè)方面：（1）灌溉水資源優(yōu)化調(diào)配技術(shù)。主要包括地表水與地下水聯(lián)合調(diào)度技術(shù)、灌溉回歸水利用技術(shù)、多水源綜合利用技術(shù)、雨洪利用技術(shù)。（2）節(jié)水灌溉工程技術(shù)。主要包括渠道防滲技術(shù)、管道輸水技術(shù)、噴灌技術(shù)、微灌技術(shù)、改進(jìn)地面灌溉技術(shù)、水稻節(jié)水灌溉技術(shù)及抗旱點(diǎn)澆技術(shù)。直接目的是減少輸配水過(guò)程的跑漏損失和田間灌水過(guò)程的深層滲漏損失，提高灌溉效率。（3）農(nóng)藝及生物節(jié)水技術(shù)。包括耕作保墑技術(shù)、覆蓋保墑技術(shù)、優(yōu)選抗旱品種、土壤保水劑及作物蒸騰調(diào)控技術(shù)。（4）節(jié)水灌溉管理技術(shù)。包括灌溉用水管理自動(dòng)信息系統(tǒng)、輸配水自動(dòng)量測(cè)及監(jiān)控技術(shù)，土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)、節(jié)水灌溉制度等。

2.節(jié)水灌溉新技術(shù)

目前，比較有發(fā)展?jié)摿Φ墓?jié)水灌溉新技術(shù)是：（1）與生物技術(shù)相結(jié)合的作物調(diào)控灌溉技術(shù)。就是從作物生理角度出發(fā)，在一定時(shí)期主動(dòng)施加一定程度有益的虧水度，使作物經(jīng)歷有益的虧水鍛煉，改善品質(zhì)，控制上部旺長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)矮化密植，到達(dá)節(jié)水增產(chǎn)的目的。（2）應(yīng)用3S技術(shù)的精細(xì)灌溉技術(shù)。就是運(yùn)用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）和地理信息系統(tǒng)（GIS），遙感技術(shù)（RS）和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)獲取農(nóng)用小區(qū)作物生長(zhǎng)實(shí)際需求的信息，通過(guò)信息處理與分析，按需給作物進(jìn)行施水的技術(shù)，可以最大限度提高水資源的利用率和土地的產(chǎn)業(yè)率。T是農(nóng)田灌溉學(xué)科發(fā)展的熱點(diǎn)和農(nóng)業(yè)新技術(shù)革命的重要內(nèi)容。（3）智能化節(jié)水灌溉裝備技術(shù)。就是把生物學(xué)、自動(dòng)控制、微電子、人工智能、信息科學(xué)等高新技術(shù)集成節(jié)水灌溉機(jī)械與設(shè)備，適時(shí)地檢測(cè)土壤和作物的水分，按照作物不同的需水要求來(lái)實(shí)施變量施水，達(dá)到最優(yōu)的節(jié)水增產(chǎn)效果。

3.節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)的節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：（1）噴灌技術(shù)仍為大田農(nóng)作物機(jī)械化節(jié)水灌溉的主要技術(shù)，其研究方向是進(jìn)一步節(jié)能及綜合利用。不同噴灌機(jī)型有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，要因地制宜綜合考慮。軟管卷盤(pán)式噴灌機(jī)及人工移動(dòng)式噴灌機(jī)比較適合我國(guó)國(guó)情。（2）地下灌溉已被世人公認(rèn)是一種最有發(fā)展前景的高效節(jié)水灌溉技術(shù)。盡管目前還存在一些問(wèn)題，應(yīng)用推廣速度較慢，但隨著關(guān)鍵技術(shù)的解決，今后將會(huì)得到一定的發(fā)展。（3）地面灌溉仍是當(dāng)今世界占主導(dǎo)地位的灌水技術(shù)。隨著高效田間灌水技術(shù)的成熟，輸配水有低壓管道化方向發(fā)展的趨勢(shì)。（4）農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉技術(shù)管理水平越來(lái)越高。應(yīng)用專(zhuān)家系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)資源數(shù)據(jù)庫(kù)、模擬模型等技術(shù)的集成，達(dá)到時(shí)，空、量、質(zhì)上的精確灌水，是今后攻關(guān)的重點(diǎn)。（5）節(jié)水綜合技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用，是提高水分利用率和水分利用效率的重要途徑，也是今后節(jié)水灌溉發(fā)展的方向。

4.發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的政策建議

（1）提高發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的認(rèn)識(shí)。我國(guó)是一個(gè)水資源短缺的國(guó)家，隨著人口增加、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步，農(nóng)業(yè)灌溉用水要在用水總量基本不增加的情況下保障我國(guó)糧食安全，只能走內(nèi)涵式發(fā)展的道路，灌溉必須走節(jié)水型的發(fā)展道路。因此，我們應(yīng)加大對(duì)發(fā)發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的宣傳教育力度，使全社會(huì)都來(lái)關(guān)心節(jié)水灌溉技術(shù)，形成一個(gè)較好的節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展環(huán)境。

（2）形成發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)內(nèi)在機(jī)制。通過(guò)制定和運(yùn)用好水價(jià)、水權(quán)這些經(jīng)濟(jì)手段，對(duì)農(nóng)業(yè)用水需求進(jìn)行有效調(diào)控，削弱低效益膨脹型的用水需求，杜絕無(wú)效益浪費(fèi)型的用水需求，促進(jìn)節(jié)約農(nóng)業(yè)用水的需求，從而推進(jìn)節(jié)約灌溉技術(shù)發(fā)展。