第一篇：机房综合防雷的总体设计与应用论文
1引言
雷电是日趋严重的的自然灾害之一，现代的通讯技术和计算机网络不断进步，联网化程度越来越高;通讯设备越来越多，规模越来越大，大规模集成电路的工作电压越来越低，耐压程度也明显减低，使设备对电气环境的依赖很强，根据保险公司的统计，近年来雷电与过电压损坏在电子设备的伤害事故原因中已占绝对的因素，而且还有逐年上升的趋势。并且由于雷电过电压损坏造成的系统停顿、业务停顿、重要数据丢失、甚至系统崩溃，往往给用户造成的间接经济损失远远超过直接的硬件损失。因此避雷、过电压防护已成为具有时代特点的一项迫切要求。
随着城市现代化建设迅速发展和电子信息时代的到来，随着通信技术、计算机网络技术的飞速发展，计算机和网络越来越深入人们生活和工作中，同时也预示着数字化、信息化时代的来临。这些微电子网络设备的普遍应用，使得防雷的问题显得越来越重要。由于微电子设备具有高密度、高速度、低电压、和低功耗等特性，这就使其对各种诸如雷电过电压、电力系统操作过电压、静电放电、电磁辐射等电磁干扰非常敏感。如果防护措施不力，随时随地可能遭受重大损失。值得我们关注的是雷电不仅仅破坏系统设备，更为重要的是使系统的通讯中断、工作停顿、声誉受损，其间接损失无法估量。
2雷电的侵害方式
2.1直击雷电
雷电直接击在机房所在的建筑物上，造成对建筑物或机房内的电气设备放电，如图1所示。放电产生强大的雷击冲击电流，强大的雷击电流将有可能造成建筑物着火;如果雷击电流直接向机房内的电气设备放电，那么直击雷电的强大电流会使机房内的电气设备的绝缘遭到击穿造成设备焚毁。
2.2感应雷电
雷电直接击在机房所在建筑物周围的其它建筑物上或设备上放电，如图2所示。如果建筑物自身接地不好，雷击就会通过电磁感应等方式沿导线或金属导体进人机房，造成机房内部的电气设备过电压，当感应雷过电压足够高时，则将引起机房内部的电线、金属管道、电气设备放电而造成设备烧毁。
2.3线路雷击
当机房供电回路受到直接雷电或感应雷电时，强大的雷击电流会沿着供电路向机房内的电气设备流动，雷击产生的高电压可高达几十万伏，使机房内的电气设备绝缘损坏造成电气设备、电子设备烧毁甚至还有可能造成人员伤亡，如图3所示。
3防雷措施
由于网络集成系统防雷点多面广，因此，为了保护建筑物和建筑物内各向电子网络设备不受雷电损害或使雷击损害降低到最低程度，应从整体防雷的角度来进行防雷方案的设计。现在都采取综合防雷，综合防雷设计方案应包括两个方面：直击雷的防护和感应雷的防护，缺少任何一方面都是不完整的，有缺陷的和有潜在危险的[3]。
3.1直击雷的防护
如果无直击雷防护，按IEC1312的估算几乎所有雷电流都流经进出建筑物的导体型线路(电源线、信号线等到)，这样的损害就非常之严重，因此做好直接雷击防护是做感应雷击防护的前提;直击雷防护按照国标GB50057《建筑物防雷设计规范》设计和施工，主要使用避雷针、网、线、带及良好的接地系统，其目的是保护建筑短短的不受雷击的破坏，给建筑物内的人或设备提供一个相对安全的环境。
3.2电源系统的防护
统计数据资料表明，微电子网络系统80%以上的雷害事故都是因为与系统相连的电源线路上感应的雷电冲击过电压造成的。因此，做好电源线的防护是整体防雷中不容忽视的一环。
3.3信号系统的防护
尽管在电源和通信线路等外接引人线路上安装了防雷保护装置，由于雷击发生在网络线(如双绞线)感应到过电压，仍然会影响网络的正常运行，甚至彻底破坏网络系统。雷击时产生巨大的瞬变磁场，在1公里范围内的金属环路，如网络金属连线等都会感应到极强的感应雷击;另外，当电源线或通信线路传输过来雷击电压时，或建筑物的地线系统在泻放雷击时，所产生强大的瞬变电流，对于网络传输线路来说，所感应的过电压已经足以一次性破坏网络。即使不是特别高的过电压，不能够一次性破坏设备，但是每一次的过电压冲击都加速了网络设备的老化，影响数据的传输和存储，甚至DOWN机，直至彻底损坏。所以网络信号线的防雷对于网络集成系统的整体防雷来说，是非常重要的环节。
3.4等电位连接
集成网络系统主干交换机所在的中心机房应设置均压环，将机房内所有金属物体，包括电缆屏蔽层、金属管道、金属门窗、设备外壳以及所有进出大楼的金属管道等金属构件进行电气连接，并接至均压环上，以均衡电位。
3.5接地
防雷地网的制作，地网是避雷针、避雷带、避雷器等设施有效发挥作用的保障。
4机房雷电防护应用
4.1电源系统的防雷保护
对于网络集成系统的电源线防护，首先，进入系统总配电房的电源进线，应采用金属铠装电缆敷设，电缆铠装层的两端应良好接地;如果电缆没有铠装层，则就将电缆穿钢管埋地，钢管两端接地，埋地的长度应不小于15米。由总配电房至各大楼的配电箱以及机房楼层配电箱的电力线路，均应采用金属铠装电缆进行敷设。这样可以大大减少电源线感应过电压的可能性。其次，在电源线路上安装电源防雷器，是必不可少的防护措施。根据IEC防雷规范中有关防雷分区的要求，将电源系统分为三级保护。可在系统总配电房的配电变压器低压侧安装最大流通容量100KA~150KA的一级电源防雷箱;在各大楼的总配电箱安装通流容量为60KA~80KA的二级电源防雷箱;在机房的重要设备(如交换机、服务器、UPS等)的电源进线处安装最大通流容量40KA的三级电源防雷器;如图4所示。根据情况可在在机房的重要设备UPS电源前安装单相两级联动串联式电源防雷箱。所有防雷器均应良好接地。
从机房目前的情况来分析，供电线路穿越各级防雷区，考虑到机房各种不同用电设备的耐过压的能力，我们建议采用如下的电源系统防雷方案，以达到最佳的防护效果和最经济的投入。由于机房UP不间断电源设备是用于为机房内系统各用电设备提供稳定、可靠和高质量的用电环境唯一的重要设备，并且是由市电供电输人机房的主要途径，所以我们将电源系统防护的重点放在了对UPS不间断电源的保护上。在机房专用配电柜、UPS电源做两级输入防雷保护。具体的防护措施为：
一级保护：在机房配电柜前装三相电源防雷器(单相电源防雷器)。
二级保护：在UPS电源前装三相电源防雷器(单相电源防雷器)。
三级保护：在重要设备处装电源防雷插座。
4.2通讯系统的防雷
一般来说，网络集成系统是由主服务器及中心交换机和各分交换机以及路由器、服务器、相当数量的终端构成。位于主机房内的中心交换机通过广域网路由器与外界联系，通过光纤与各分交换机连接，分交换机通过集线器与各用户终端相连。
通讯系统防雷包括由户外引至户内的通讯线路，主要线路包括网络通讯线路、专线、微波通信线(天馈线)、视频线路等;根据贵方提供的机房情况信号线路都可能用光纤传输，所以可以不做保护，但光纤两端要接地。如有光端机，光端机需保护。如不选用光纤则需按信号线路种类选取防雷器。
网络传输线主要使用的是光纤和双绞线。其中光纤不需要特别的防雷措施，但若室外的铠状光纤是架空的，那么需要将光纤的金属部分接地。而双绞线屏蔽效果较差，因此感应雷击的可能性比较大，应将此类信号线敷设在屏蔽线槽中，屏蔽线槽应良好接地;也可穿金属管敷设，金属管应全线保持电气上的连通，并且金属管两端应良好接地。
4.3信号线上的防雷
在信号线路上安装信号防雷器，对防感应雷是一种行之有效的办法。对于网络集成系统，可在网络信号线进入到广域网路由器之前安装专用信号防雷器;在系统主干交换机、主服务器以及各分交换机、服务器的信号线入口处分别安装RJ45接口的信号防雷器。信号防雷器的选型应综合考虑工作电压、传输速率、接口形式等。所有防雷器均应良好接地。
4.4安装注意事项
防雷器起到的作用是对雷电流的吸收和泄放作用。所有的防雷产品必须接地;
防雷器串联/并联在被保护设备与信号通道之间;
信号防雷器的输人端(IN)与信号通道相连，输出端(OUT)与被保护设备相连并紧靠被保护设备安装，不能接反;
把防雷器的接地线与防雷系统接地排可靠连接，接线越短越好，最长不能超过1m。
5结束语
防雷保护已成为电磁兼容研究的重要方面，同时也被列人了相应的政策法规中。测控系统各种线路伸人到工厂的各种环境之中，采用任何一种单一的过电压保护。
第二篇：XX医院中心机房防雷措施应用说明
XX医院中心机房防雷措施应用说明
随着通信技术、计算机网络技术的飞速发展，医院的信息化、数据化的程度不断加深。计算机网络系统作为医院信息系统的中心，保障信息管理系统(HIS)、病历资料管理、收费挂号、日常办公等系统的正常运行。
由于计算网络系统是由中心机房主服务器及中心交换机和各分交换机以及路由器、服务器、UPS电源、MODEN和相当数量的终端构成，实现内外网庞大的数据交换、储存并与外界联系。
且个信息点之间除采用光纤外，在一定传输距离内大量采用5 类非屏蔽双绞线、普通电话双绞线等金属传导介质。使得防雷的问题在日常工作中极为重要。
由于系统内各电子信息设有高密度、高速度、低电压、和低功耗等特性，使其对雷电过电压、电力系统操作过电压、静电放电、电磁辐射等电磁干扰非常敏感。一旦雷电流通过各类金属传导介质瞬间侵入后端设备，如果防护措施不力，随时随地可能遭受重大损失。轻则造成这些电子系统的运行中断、数据库资料丢失；重则使网络服务器损坏,导致网络瘫痪,使其正常的医疗信息工作无法进行。造成的不可估量的直接与间接的巨大经济损失和影响。
二、雷电入侵途径分析
1、雷击造成危害的五种途径：
（1）直击雷：即带电雷云直接对建筑物或其上的尖端物体发生猛烈放电的现象。它的破坏力十分巨大。直接对建筑物和人构成严重的迫害和损害。
（2）感应雷（雷电电磁脉冲辐射）：发生闪电前或雷电放电时，带电云层会在金属导线等金属物体上感应出与带电云层带相反的电荷。如果金属导线等金属物体没有可靠的接地，一旦发生放电，感应电荷将无处泄放，而沿着线路向两边扩散，形成过电压波，侵入用电设备，进而损坏设备。
（3）操作过电压：因带负载而进行断路器或者电力中负荷以及感性负荷的投入和切除，突发性的带负载切断电源而产生的内部过电压，即暂态过电压会最终以波的形式侵入电子设备，造成损害。（4）地电位反击：雷电流通过外部防雷装置引入地时，会沿着接地体流向其周围弱电系统的或者另外的供电系统，从而发生反击，对电子设备造成损坏。
2、雷电过电压（浪涌）对网络系统设备造成损害的主要途径：（1）网络数据线路在远端遭受直击雷或感应雷，沿网络线路进入设备；
（2）通信线路在远端遭受直击雷或感应雷，沿通信线路进入设备；
（3）建筑物内的各种金属管件，通过感应雷击电磁脉冲辐射，进入设备；（4）电源供电线路在远端遭受直击雷或感应雷击，沿供电线路进入设备；
（5）地电压过高，反击进入设备；
3、感应雷的危害：
感应雷对微电子设备、特别是通讯设备和电子计算机网络系统的危害最大据资料显示，微电子设备遭受雷击损害，80％以上是由感应雷引起的。感应雷击所造成的破坏性后果一般体现在：
（1）传输或储存的信号或数据，不论数字或模拟的都会受到骚扰或丢失，甚至使电子设备产生误动作或暂时瘫痪。
（2）由于重复受到较小幅度的雷击冲击，期间虽不马上烧毁，但却已降低其性能及寿命。
（3）若情况较严重者，电子设备的线路板及元件便当即烧毁。
三、医疗系统计算机网络防雷措施基本方法：
为了保证医院计算机网络系统各雷重要设备不受雷电损害，最大限度降低雷击破坏程度。应根据现场不同实际情况，因地制宜采取综合防雷措施。综合雷电防护包括外部防雷（即直击雷防护）和内部防雷（即感应雷电防护）
雷电防护是一个综合的系统工程，防雷设计应采用直击雷防护、等电位连接、屏蔽、合理布线、其用接地系统和安装电涌保护装置等措施进行综合防护。
1、系统所在建筑物直击雷防护
如果无直击雷防护，按IEC1312的估算几乎所有雷电流都流经进出建筑物的传输导体、线路（电源线、信号线等到），这样的损害就非常之严重，因此做好直接雷击防护是做感应雷击防护的前提；直击雷防护按照国标GB50057《建筑物防雷设计规范》设计和施工，主要使用避雷针、网、线、带及良好的接地系统，其目的是保护建筑不受雷击的破坏，给建筑物内部网络系统设备提供一个相对安全的环境。
2、系统内部感应雷防护 ①电源系统的防护
统计数据资料表明，微电子网络系统80%以上的雷害事故都是因为与系统相连的电源线路上感应的雷电冲击过电压造成的。因此，做好电源线的防护是整体防雷中不容忽视的一环。
②信号系统的防护
由于雷击发生在网络信号线（如双绞线、同轴电缆）感应到过电压，仍然会影响网络的正常运行，甚至彻底破坏网络系统。雷击时产生巨大的瞬变磁场，在1公里范围内的金属环路，如网络金属连线等都会感应到极强的感应雷击；另外，当电源线或通信线路传输过来雷击电压时，或建筑物的地线系统在泻放雷击时，所产生强大的瞬变电流，对于网络传输线路来说，所感应的过电压已经足以一次性破坏网络。即使不是特别高的过电压，不能够一次性破坏设备，但是每一次的过电压冲击都加速了网络设备的老化，影响数据的传输和存储，直至彻底损坏。所以网络信号线的防雷对于网络集成系统的整体防雷来说，是非常重要的环节。③等电位连接
集成计算机网络系统主干所在的中心机房应设置均压环，将机房内所有金属物体，包括电缆屏蔽层、金属管道、金属门窗、设备外壳以及所有进出大楼的金属管道等金属构件进行电气连接，并接至均压环上，以均衡电位。
2、接地
接地系统是防雷设施正常使用的基础，使雷电流能量经接地系统安全、快速的释放入大地。
采用共用接地方式，为整个计算机网络系统专门建立1组低阻抗地网，将系统内部设备的交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地均统一连接此上。地网接地电阻不大于1Ω。
四、项目概述
防雷施工
对于网络集成系统的电源线防护，首先，进入系统总配电房的电源进线，应采用金属铠装电缆敷设，电缆铠装层的两端应良好接地；如果电缆没有铠装层，则就将电缆穿钢管埋地，钢管两端接地，埋地的长度应不小于15米。由总配电房至各大楼的配电箱以及机房楼层配电箱的电力线路，均应采用金属铠装电缆进行敷设。这样可以大大减少电源线感应过电压的可能性。
其次，在电源线路上安装电源防雷器，是必不可少的防护措施。根据IEC防雷规范中有关防雷分区的要求，将电源系统分为三级保护。可在系统总配电房的配电变压器低压侧安装最大流通容量100KA~150KA的一级电源防雷箱；在各大楼的总配电箱安装通流容量为60KA~80KA的二级电源防雷箱；在机房的重要设备（如交换机、服务器、UPS等）的电源进线处安装最大通流容量40KA的三级电源防雷器；根据情况可在在机房的重要设备UPS电源前安装单相两级联动串联式电源防雷箱。所有防雷器均应良好接地。
网络传输线主要使用的是光纤和双绞线。其中光纤不需要特别的防雷措施，但若室外的铠状光纤是架空的，那么需要将光纤的金属部分接地。而双绞线屏蔽效果较差，因此感应雷击的可能性比较大，应将此类信号线敷设在屏蔽线槽中，屏蔽线槽应良好接地；也可穿金属管敷设，金属管应全线保持电气上的连通，并且金属管两端应良好接地。
在信号线路上安装信号防雷器，对防感应雷是一种行之有效的办法。对于网络集成系统，可在网络信号线进入到广域网路由器之前安装专用信号防雷器；在系统主干交换机、主服务器以及各分交换机、服务器的信号线入口处分别安装RJ45接口的信号防雷器。信号防雷器的选型应综合考虑工作电压、传输速率、接口形式等。所有防雷器均应良好接地。
机房雷电防总体方案
一、电源系统的防雷与过电压保护
由于贵处机房电力供给是由大楼的建筑物主配电引入。电源高压端的防雷保护已由电力供电部门实施。因此，对于UPS电源系统的雷电防护，我们采取以下的防雷保护方案：
1、UPS电源系统的防雷保护
从机房目前的情况来分析，供电线路穿越各级防雷区，考虑到机房各种不同用电设备的耐过压的能力，我们建议采用如下的电源系统防雷方案，以达到最佳的防护效果和最经济的投入。由于机房UPS不间断电源设备是用于为机房内系统各用电设备提供稳定、可靠和高质量的用电环境唯一的重要设备，并且是由市电供电输入机房的主要途径，所以我们将电源系统防护的重点放在了对UPS不间断电源的保护上。
在机房专用配电柜、UPS电源做两级输入防雷保护。具体的防护措施为：
一级保护：在机房配电柜前装三相电源防雷器（单相电源防雷器）。
二级保护：在UPS电源前装三相电源防雷器（单相电源防雷器）。
三级保护：在重要设备处装电源防雷插座。在机柜等处均装有防雷电插座，以确保服务器、交换机等安全稳定的运行。
2、等电位连接 等电位连接是防雷中的关键步骤，将防雷器、金属机柜和机房设备用BVR6的多股铜导线可靠连接到等电位铜排上，使整个机房处于同一电位之下，避免雷击时各设备之间相互放电，击坏设备。等电位连接采用S 型结构。
3、合理布线
将电源线路和信号线路分别用金属桥架分开布线，避免电源线路干扰信号线路。各桥架可靠连接到等电位铜排上。
4、接地
雷电的最终去处就是接地网，所以一定要有一个好的接地，按照国家规范，接地电阻要求小于4 欧姆。接地优先采用自然接地体，如果自然接地体达不到要求，追加人工接地体。一般采用非金属接地模块PTD-3，抗腐蚀性强，50 年不变质。接地线与等电位汇流铜排可靠连接。
第三篇：【单片机原理与应用】课程教学总体设计
高等职业技术教育
《单片机原理与应用》课程教学总体设计
课程名称： 《单片机原理与应用》 课程编码： 051071 适用专业： 电气自动化技术 学时数：84 其中：理论教学学时：
54课内实训学时：30 制定人：
审核人:
一、课程基本信息
（一）考核方式及成绩评定标准
二、教学设计
（二）学习效果评价
（一）学习基础分析
四、其他
（二）学习目标
（一）参考教材、讲义、设备、网络等教学
（三）教学内容（含作业设计）资源
（四）教学方法
（二）其它需要说明事项
三、考核与评价
机电工程系 2008年8月18日
一、课程基本信息
1．课程名称：单片机原理与应用 2．课程类别：专业核心课 3．课程编码：051071
4．学时：84学时（理论教学54学时，课内实训30学时）
5．适应专业：电气自动化技术专业、电力系统设备及自动化方向专业
二、教学设计
（一）学习基础分析
高等数学、物理基础知识；
已经掌握电工技术、电子技术、低压电气设备、电机拖动技术、传感器技术、自动控制原理等相关内容与技能。
（二）学习目标
1．正确理解、学会使用MCS-51单片机。
2．理解并掌握MCS-51单片机的硬件结构和原理。3．熟练使用MCS-51单片机的指令。4．掌握MCS-51单片机的中断和定时系统。5.熟悉MCS-51单片机的系统扩展原理及方法。
6.能熟练的应用MCS-51单片机指令编写简单的单片机程序。7.能跟据控制要求设计单片机控制系统，进行系统软硬件调试。8．熟悉MCS-51单片机的开发环境。
（三）教学内容（含作业设计）
模块一：公共基础模块
教学内容
●微型计算机基础； ●单片机概述； ●计算机的数制与编码；
实训与作业设计
●微型计算机的组成； ●单片机的主要特点； ●数制及其转换；
●作业1：通过搜集各种资料简述你所了解的微型计算机的应用领域；
●作业2：与同学们讨论：同一般的微型计算机相比，单片机具有哪些主要特点？应用在哪里？
模块二：基本技能模块
教学内容
●MCS-51系列单片机的引脚及其功能； ●单片机内部结构和工作原理； ●单片机中央处理单元； ●单片机存储器配置； ●单片机输入/输出端口； ●单片机时钟电路与时序； ●单片机的工作方式；
●MCS-51系列单片机指令系统概述； ●数据传送指令； ●算术运算类指令； ●逻辑运算及移位指令； ●控制转移指令； ●位操作指令； ●汇编语言程序设计；
模块三：综合技能模块
教学内容
●MCS-51系列单片机的中断系统概述； ●中断控制方式； ●定时器及定时控制； ●单片机的系统扩展结构； ●程序存储器的扩展； ●数据存储器的扩展；
●程序存储器及数据存储器的扩展； ●并行I/O口的扩展； ●键盘输入接口； ●LED显示器及接口技术； ●A/D转换器接口及应用； ●D/A转换器接口及应用； ●同步通信与异步通信； ●串行口的结构和工作原理； ●串行口的工作方式和应用；
实训与作业设计
●单片机的引脚及功能用法； ●程序存储器（ROM）的功能及用法； ●数据存储器（RAM）的功能及用法； ●P0、P1、P2、P3各个端口的功能及用法； ●时钟电路及时钟信号的产生； ●基本时序特点； ●复位及复位电路；
●程序执行方式和掉电保护方式； ●MCS-51单片机的指令格式； ●单片机的几种基本寻址方式； ●单片机指令的种类； ●顺序程序设计； ●循环程序设计； ●子程序设计；
●作业1：编制乘法口诀表的查表程序。●作业2：编制延时1S的程序。
实训与作业设计
●MCS-51系列单片机中断源的中断标志； ●定时器的4种工作方式； ●MCS-51系列单片机的总线结构； ●典型扩展电路介绍； ●程序存储器扩展方法； ●数据存储器扩展方法； ●按键输入的抖动现象；
●LED显示器与单片机的接口技术； ●逐次逼近法A/D转换器的工作原理； ●D/A转换器的基本概念；
●作业1：扩展一片16KB程序存储器2764； ●作业2：扩展一片8KB数据存储器6264； ●作业3：利用单片机和LED接口进行动态显示；●作业4：利用单片机和键盘接口输入数据； ●作业5：进行A/D转换采集模拟量； ●作业6：进行D/A转换输出控制量；
模块四：基本技能训练模块
教学内容
●单片机应用系统的抗干扰； ●单片机应用系统的软硬件调试； ●单片机应用系统的日常维护与检查； ●单片机应用系统的常见故障及处理；
实训与作业设计
●熟悉单片机开发软件Keil的用法； ●熟悉单片机仿真软件Proteus的用法； ●作业1：在Proteus软件中设计简单流水灯电路，并仿真；
●作业2：调试几个复杂程序，记录调试过程； ●作业3：讨论单片机控制系统常见故障的原因；
模块五：工程设计应用模块
教学内容
●单片机应用系统开发的一般方法； ●单片机应用系统的开发环境安装方法； ●单片机应用系统的硬件设计； ●单片机应用系统的软件设计； ●单片机应用系统的低功耗设计； ●单片机应用系统的加密技术；
实训与作业设计
●了解单片机在工业控制领域中的应用案例 ●作业1：讨论如何进行系统需求分析
●作业2：讨论如何根据需求进行硬件选型完成硬件设计；
●作业3：讨论如何根据硬件下系统进行软件控制程序的设计；
（四）教学方法
1．专题研讨、课堂互动交流；
2．学生以任务为驱动进行自学，教师进行讲解点评； 3．在设备和生产现场进行现场教学、实际动手操作； 4．通过讲解各种实物、挂图、以及工程图纸加深理论认识； 5．采用形象生动的多媒体教学，帮助学生学习；
6．教师指导学生在实训室进行单片机系统的接线、安装、调试； 7.安排适当的参观实习，理论联系实际；
（五）教学进程 序号 2 3 4 5 公共基础模块 基本技能模块 综合技能模块 基本技能训练模块 工程设计应用模块
合计（84）
注：课时分配在具体实施时可做适当调整。内
容
学时（84）讲授 18 16 6 6 54
实训 18 6 2 2 30 3
三、考核与评价
（一）考核方式及成绩评定标准
序号 2 3 4 5 6平时成绩 考核项目
平时考勤 课堂活动表现 课外作业 课外小论文 实训室和现场表现 考试成绩（闭卷）合计
分值 15 15 15 15 30 100
赋分办法
缺课一次扣2分，上不封顶，可出现负分
分6等：15、12、9、6、3、0 分6等：15、12、9、6、3、0 分6等：15、12、9、6、3、0 分6等：15、12、9、6、3、0
卷面分
总成绩＝平时成绩×0.7+考试成绩×0.3
（二）学习效果评价
评价具体内容包括：
1.平时考勤：强制要求学生遵守纪律、按时出勤、保证足够的学习时间，这是学习效果的基本要件。另外贯穿于课程始终的考勤也是对学生积极向上的人生态度培养，使学生潜移默化地形成遵守纪律、遵守规则的好习惯，否则将会为此付出代价，提高学生的社会生存力和竞争力。
2.课堂活动表现：包括课堂互动是否积极参与、发言、向老师提问，能否正确回答老师问题等。考核并培养学生积极参与、勤于思考、团结协作精神、解决问题能力。
3.课外作业：课外作业是检查和巩固学生学习效果的重要手段，老师在评价每次作业时不仅要进行对错考核，更要考核、检查、培养学生完成作业的认真态度。使学生能按照工程技术文件的标准完成一个图文并茂的技术文件（作业）。这个潜移默化作用使学生形成的良好习惯将会使学生受益终生。
4.实训室表现：在实训室面对实物时的表现最能培养和检验学生的运行、维护检修、安装调试等技能。表现包括两个方面：老师的讲解示范过程和学生自己实训操作过程。要求学生认真听讲、勤做纪录、积极参与、勇于动手、团结协作、吃苦耐劳。
5.考试成绩：考试成绩是对学生学习效果的总结性考核。由于试卷书面考核具有一定的局限性，需要对于该门课程的考试方式进行进一步的改革和创新，随着实训条件的改善相关政策的创新最终达到以操作取代考试。
四、其他
（一）参考教材、讲义、设备、网络等教学资源
1．参考书目
[1]任益芳.单片机应用[M].北京：高等教育出版社，2006.[2]江力.单片机原理与应用技术[M].北京：清华大学出版社，2006.[3]陈桂友.单片机应用技术[M].北京：机械工业出版社，2008.[4]刘守义.单片机应用技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2002.[5]吴金戍.8051单片机实践与应用.[M].北京：清华大学出版社，2002.[6]李群芳.单片机原理、接口及应用.[M].北京：清华大学出版社，2005.[7]李广第.单片机基础.[M].北京:北京航空航天大学出版社，2001.[8]胡汉才.单片机原理及系统设计[M].北京：清华大学出版社，2002.[9] 曹巧媛.单片机原理及应用[M].北京：电子工业出版社，1997.[10] Proteus软件使用手册 2．教学设备 ●多媒体教学设备 ●教学挂图 ●MCS-51单片机 ●万用表 3．网络
利用http://www.xiexiebang.com/网站，输入关键词“MCS-51单片机”即可搜索并进入到单片机的生产、经销公司网站，了解不同单片机产品和技术发展；用关键词“单片机控制系统”搜索可进入专业组建单片机控制系统的公司网站，可以了解最前沿的单片机应用技术。
（二）其它需要说明事项
1．通过这几年的教学研究和教学实践，不论在教学理念上、教学手段上还是教学所需的设备上，基本已具备了开展“项目教学”方式的条件。为保证取得预期的效果，还需解决以下问题：
（1）更新及完成本课程的其他相关教学设备。（2）尽量安排小班教学，每课程学生不超过30人。
（3）在教学过程中，应立足于加强学生实际操作能力的训练，切实采用项目教学，以工作任务引领提高学生学习兴趣，激发学生的成就动机。
（4）在教学过程中，教师示范和学生分组操作训练互动，学生提问与教师解答、指导有机结合，让学生在教、学、做的过程中，认识单片机与控制理论的结合，同时应该掌握相应的操作技能。
（5）在教学过程中，要应用教学录像、多媒体、投影等教学资源辅助教学，帮助学生形象的了解单片机控制系统对于整个自动化控制系统的控制作用。
5（6）在教学过程中，要重视本专业自动控制技术的发展趋势，贴近工作现场。为学生提供职业生涯发展的空间，努力培养学生参与社会实践的创新精神和职业能力。
2．编制依据
（1）单片机控制系统设计、开发的步骤及对单片机系统安装检修、维护工作岗位对知识、技能、态度的需求调研；
（2）《单片机原理与应用》课程标准。3．编制人员
执笔人： 审核人：
4．编制时间2008年7月20日
完成时间：2008年8月18日
第四篇：纳米技术与应用论文
纳米技术与应用
Nano technology and application 学号：2012093207 金月
Student number: 2012093207 Jinyue
摘要：纳米技术是20世纪80年代末期诞生并迅速崛起的新技术,它的基本涵义是在纳米尺寸范围内认识和改造自然,通过直接操作和安排原子、分子,创造新物质。纳米(nm)是一个长度单位,纳米体系(通常界定为1～100nm的范围)就在其中。这一体系既不完全适合于描述宏观领域的牛顿经典力学规律,又不完全适合于描述微观领域的量子力学规律,它表现出了许多独特的性能,需要用全新的理论、方法和表征手段在纳米尺寸范围内认识和改造自然,这就是纳米科技。纳米科技主要包括:纳米物理、纳米化学、纳米材料、纳米生物纳米电子等分支学科,它们之间既相互独立,又相互联系。目前,各个分支领域都取得了令人瞩目的成果,纳米科技正处于重大突破的前期。关键词：新技术 纳米科技应用
Abstract: nanotechnology is born in the late 1980 s and rapid rise of the new technology, its basic meaning is within the scope of nano-sized understanding and reforming nature, through direct manipulation and arrangement of atoms, molecules, create new material.Nanometers(nm)is a unit length, nanometer system(usually defined as the range of 1 ~ 100 nm)among them.This system is not completely suitable for describe the macroscopic field of Newton's law of classical mechanics, and not entirely suited to describe the microscopic quantum mechanics in the field of law, it shows many unique properties, need to use new theories, methods and characterization methods in the nanometer size within the scope of understanding and reforming nature, this is the nano science and technology.Nano science and technology mainly includes: physics, chemistry, nano material, nano biological nanometer electronic branch, between them, is mutually independent and contact each other.At present, have made remarkable achievements in various subfields, nano science and technology is a major breakthrough in the early.Key words: new technology nanotechnology applications
中国是世界上少数几个最先开展纳米科技研究的国家之一。20世纪80年代中期，中国开始资助纳米材料研究和纳米技术仪器装备研制，目前中国的纳米科技基础研究已在国际上占有一席之地。1982年发明的扫描隧道显微镜（scanning tunneling microscope，STM）和1986年发明的原子力显微镜(atomic force microscope，AFM)是纳米测量表征上的一个里程碑，标志着纳米科技从概念阶段，进入到实质性研究阶段纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括：纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础。其中，纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础，而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。
纳米技术的灵感，来自于已故物理学家理查德·费曼1959年所作的一次题为《在底部还有很大空间》的演讲。这位当时在加州理工大学任教的教授向同事们提出了一个新的想法。从石器时代开始，人类从磨尖箭头到光刻芯片的所有技术，都与一次性地削去或者融合数以亿计的原子以便把物质做成有用的形态有关。范曼质问道，为什么我们不可以从另外一个角度出发，从单个的分子甚至原子开始进行组装，以达到我们的要求？他说：“至少依我看来，物理学的规律不排除一个原子一个原子的制造物品的可能性。” 1990年，IBM公司阿尔马登研究中心的科学家成功地对单个的原子进行了重排，纳米技术取得一项关键突破。他们使用一种称为扫描探针的设备慢慢地把35个原子移动到各自的位置，组成了IBM三个字母。这证明范曼是正确的，二个字母加起来还没有3个纳米长。不久，科学家不仅能够操纵单个的原子，而且还能够“喷涂原子”。使用分子束外延长生长技术，科学家们学会了制造极薄的特殊晶体薄膜的方法，每次只造出一层分子。目前，制造计算机硬盘读写头使用的就是这项技术。纳米技术是在纳米尺度内，通过对物质反应、传输和转变的控制来实现创造新的材料、器件和充分利用它们的特殊的性能，并且探索在纳米尺度内物质运动的新现象和新规律。由于纳米正好处于原子、分子为代表的微观世界和以人类活动空间为代表的宏观世界的中间地带，被称为纳米世界，也是物理、化学、材料科学、生命科学以及信息科学发展的新领地。纳米材料中包含了若干个原子、分子，使得人们可以在原子层面上进行材料和器件的设计和制备。几十个原子、分子或成千个原子、分子“组合”在一起时，表现出既不同于单个原子、分子的性质，也不同于大块物体的性质，这种“组合”被称为“超分子”或“人工分子”。“超分子”的性质，如它的熔点、磁性、电容性、导电性、发光性和颜色及水溶性都有重大变化。当“超分子”继续长大或以通常的方式聚集成大块材料时，奇特的性质又会失去。通俗来说，纳米材料一方面可以被当作一种“超分子”，充分地展现出量子效应；而另一方面它也可以被当作一种非常小的“宏观物质”，以至于表现出前所未有的特性。同时，许多化学和生物反应的过程也发生在纳米尺度的层面上，因此探测纳米尺度内物理、化学和生物性质的变化，将加深对生命科学的理解。对由数量不多的电子、原子或分子组成的体系中新规律的认识和如何操纵或组合他们，是当今纳米科学技术的主要问题之一。当前纳米技术的研究和应用主要在材料和制备、微电子和计算机技术、医学与健康、航天和航空、环境和能源、生物技术和农业等方面。纳米科技发展中，纳米材料是它的前导，因为纳米材料集中体现了小尺寸、复杂结构、高集成度和强相互作用以及高比表面积等现代科学技术发展的特点，其中最应该指出的是纳米材料是将量子力学效应工程化或技术化的最好场合之一，可能会产生全新的物理、化学现象。
现在可以用物理、化学及生物学的方法制备出只包含几百个或儿千个原子、分子的 “颗粒”。这些“颗粒”的尺寸只有几个纳米，它们很容易与外界的气体、流体甚至固体的原子发生反应，也就是说十分活泼。实验上发现如果将金属铜或铝做成几个纳米的颗粒，一遇到空气就会燃烧，发生爆炸。有人认为用纳米颗粒的粉体做成火箭的固体燃料将会有更大的推力。另外，用纳米金属颗粒粉体做催化剂，可加快化学反应过程，大大地提高化工合成的产率。
如果把金属纳米材料颗粒粉体制成块状金属材料，它会变得十分结实，强度比普通金属高十几倍，同时又可以像橡胶一样富于弹性。人们幻想有一天会使用这样的纳米钢材或纳米铝材制造出汽车、飞机或轮船，使它们的重量减少到原来的1/10。不仅如此，汽车或飞机的发动机由具有塑性的纳米陶瓷材料制成，可在更高的温度下运作，汽车跑得更快，飞机飞得更高。
对于纳米技术研发，欧洲对美国当仁不让。纳米技术是欧盟前两个计划的重点，在第六个框架计划中，纳米技术又是一个最优先领域，研发经费为13亿欧元。纳米技术也处在欧盟另两个优先领域生命科学和信息社会技术的核心地位。欧洲纳米商业联合会称，如果把欧盟成员国的投资计算在内，欧洲2002年的纳米技术的投资应是美国的两倍。欧盟有86个国内和国际研究网络致力于纳米技术的研究，参加网络的有2000多个，其中有许多机构得到了国家的资助。德国、法国和英国等都有完备的纳米技术研究计划。
通信技术是现代信息社会的重要技术支撑，在人们的社会生活中发挥着重要的、不可替代的作用。纳米科学技术的发展从材料、器件、信息传输、信息处理、信息显示、终端通信产品等多个方面为未来通。通信科学技术的发展展示了全新的技术，正引领未来通信科学技术的发展，特别是纳米科技对未来的电子信息技术将产生十分重要的促进作用。纳米材料为光缆提供了新的技术，近来，一些厂商已开发出纳米光纤涂料、纳米光纤油膏、纳米护套用聚乙烯（PE）及光纤护套管用纳米PBT等材料。采用纳米材料的光缆，利用了纳米材料所具有的许多优异性能，对光缆的抗机械冲击性能、阻水、阻气性都有一定的改善，并可延长光缆的使用寿命，提高了网络的可靠性。
采用纳米科技制造技术制备的量子点激光器能够用于量子加密技术。目前，许多金融机构、政府部门和一些国防项目承包商都采用了量子加密技术。量子保密通信通过了信息传输过程中的安全性，在未来10年会有比较大的发展。利用纳米制造技术制造的光子晶体光纤能用于未来全新光孤子光通信系统 参考文献：
赵玉芳，杨伯君，张茹，纳米技术在光通信中的应用[J].光通信技术，2007，2，55-56.;周治平、郜定山、汪毅等，硅基集成电子器件的新进展[J].激光与光电子学进展，2007，2（44）,31-38 周治平、郜定山、汪毅等，硅基集成电子器件的新进展[J].激光与光电子学进展，2007，2（44）,31-38 曾祥基.新科技革命的特点与经济全球化趋势[J].成都大学学报,2000(3)周兆英，王中林，林立伟．微系统和纳米技术．科学出版社，2007
第五篇：电气专业综合应用训练总结(论文)
专业综合应用训练总结
学生姓名：
学生学号：
专 业：电气工程及其自动化
信息技术学院电气工程系
2011年12月24
专业综合应用训练总结
近一个月的实训结束了，时间过得很快，我在这段期间里学会了很多东西，实训的时间虽然不长，但为我们今后的工作和学习都积累了宝贵的经验。
变频器
变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器工作原理：
主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。
整流器：最近大量使用的是二极管的变流器，它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，可以进行再生运转。
平波回路：在整流器整流后的直流电压中，含有电源6倍频率的脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动，采用电感和电容吸收脉动电压（电流）。装置容量小时，如果电源和主电路构成器件有余量，可以省去电感采用简单的平波回路。
逆变器：同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流输出。以电压型pwm逆变器为例示出开关时间和电压波形。
控制电路是给异步电动机供电（电压、频率可调）的主电路提供控制信号的回路，它有频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”，将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”，以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。
1运算电路：将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。
2电压、电流检测电路：与主回路电位隔离检测电压、电流等。
3驱动电路：驱动主电路器件的电路。它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。4速度检测电路:以装在异步电动机轴机上的速度检测器(tg、plg等)的信号为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。
5保护电路：检测主电路的电压、电流等，当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。
低压控制电器
低压电器应用最广，尤其是低压控制电器在电力拖动和自动控制系统中应用更为广泛，品种繁多。低压控制电器经过长期使用或使用不当会发生各种故障，必须正确安装和使用，并加强维护与修理，以保证电力拖动和自动控制系统良好、可靠地工作。
电机
与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相同步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。
当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。
通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。
楼宇自动化技术
智能建筑的概念，在本世纪末诞生于美国。第一幢智能大厦于1984年在美国哈特福德（Hartford）市建成。我国于90年代才起步，但迅猛发展势头令世人瞩目。
智能建筑是信息时代的必然产物，建筑物智能化程度随科学技术的发展而逐步提高。当今世界科学技术发展的主要标志是4C技术（即Computer计算机技术、Control控制技术、Communication通信技术、CRT图形显示技术）。将4C技术综合应用于建筑物之中，在建筑物内建立一个计算机综合网络，使建筑物智能化。4C技术仅仅是智能建筑的结构化和系统化。
智能建筑应当是：通过对建筑物的4个基本要素，即结构、系统、服务和管理，以及它们之间的内在联系，以最优化的设计，提供一个投资合理又拥有高效率的幽雅舒适、便利
快捷、高度安全的环境空间。智能建筑物能够帮助大厦的主人，财产的管理者和拥有者等意识到，他们在诸如费用开支、生活舒适、商务活动和人身安全等方面得到最大利益的回报。建筑智能化结构是由三大系统组成：楼宇自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)和通信自动化系统(CAS)。
楼宇自动化系统（BAS，Building Automation System）是智能建筑的主要组成部分之一。智能建筑通过楼宇自动化系统实现建筑物（群）内设备与建筑环境的全面监控与管理，为建筑的使用者营造一个舒适、安全、经济、高效、便捷的工作生活环境，并通过优化设备运行与管理，降低运营费用。楼宇自动化系统涉及建筑的电力、照明、空调、通风、给排水、防灾、安全防范、车库管理等设备与系统，是智能建筑中涉及面最广、设计任务和工程施工量最大的子系统，它的设计水平和工程建设质量对智能建筑功能的实现有直接的影响。
楼宇自动化系统(BAS)对整个建筑的所有公用机电设备，包括建筑的中央空调系统、给排水系统、供配电系统、照明系统、电梯系统，进行集中监测和遥控来提高建筑的管理水平，降低设备故障率，减少维护及营运成本。
设计楼宇自动化系统的主要目的在于将建筑内各种机电设备的信息进行分析、归类、处理、判断，采用最优化的控制手段,对各系统设备进行集中监控和管理，使各子系统设备始终处于有条不紊、协同一致和高效、有序的状态下运行，在创造出一个高效、舒适、安全的工作环境中，降低各系统造价，尽量节省能耗和日常管理的各项费用，保证系统充分运行，从而提高了智能建筑的高水平的现代化管理和服务，使投资能得到一个良好的回报。楼宇机电设备监控系统，作为智能建筑楼宇自动化系统非常重要的一部分，担负着对整座大厦内机电设备的集中检测和控制，保证所有设备的正常运行，并达到最佳状态。
楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统(Building Automation System简称BAS)，是智能建筑不可缺少的一部分，其任务是对建筑物内的能源使用、环境、交通及安全设施进行监测、控制等，以提供一个既安全可靠，又节约能源，而且舒适宜人的工作或居住环境。
建筑设备自动化系统通常包括暖通空调、给排水、供配电、照明、电梯、消防、安全防范等子系统。根据我国行业标准，BAS又可分为设备运行管理与监控子系统和消防与安全防范子系统。一般情况下，这两个子系统宜一同纳入BAS考虑，如将消防与安全防范子系统独立设置，也应与BAS监控中心建立通信联系以便灾情发生时，能够按照约定实现操作权转移，进行一体化的协调控制。
建筑设备自动化系统的基本功能可以归纳如下：
(1)自动监视并控制各种机电设备的起、停，显示或打印当前运转状态。(2)自动检测、显示、打印各种机电设备的运行参数及其变化趋势或历史数据。(3)根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备，使之始终运行于最佳状态。
(4)监测并及时处理各种意外、突发事件。
(5)实现对大楼内各种机电设备的统一管理、协调控制。(6)能源管理：水、电、气等的计量收费、实现能源管理自动化。
(7)设备管理：包括设备档案、设备运行报表和设备维修管理等。
楼控系统采用的是基于现代控制理论的集散型计算机控制系统，也称分布式控制系统
(Distributed Control Systems简称DCS)。它的特征是“集中管理分散控制”，即用分布在现场被控设备处的微型计算机控制装置(DDC)完成被控设备的实时检测和控制任务，克服了计算机集中控制带来的危险性高度集中的不足和常规仪表控制功能单一的局限性。安装于中央控制室的中央管理计算机具有CRT显示、打印输出、丰富的软件管理和很强的数字通信功能，能完成集中操作、显示、报警、打印与优化控制等任务，避免了常规仪表控制分散后人机联系困难、无法统一管理的缺点，保证设备在最佳状态下运行。
实训心得体会
理论与实际相结合能让我们更好的掌握所学知识。通过此次实训，我们又温习了以前学习的知识，加深了我们对以往所学知识的印象。实践是检验我们学习成果的有效途径，通过实践，我们可以发现自己所掌握知识中的不足之处。
锻炼了我们的动手能力。对于我们电气专业的学生来说只有理论是远远不够的，还必须有一定的动手能力。我总以为只要有了理论知识做基础，实际动手操作就会得心应手。可是通过此次实训，我发现就算自己掌握了理论知识，动起手来操作还是有些不知所措。
通过实训，可以全面了解自己解决问题的能力，自己的性格之中有那些需要改进的地方，知道自己适合什么行业发展。怎样培养独立办事和团体协作的能力，做到二者的统一，以便适应今后工作的需要。
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