第三節系統的設計 蘭溪三中曾永和 第三單元系統與設計 蘭溪三中曾永和 一 本單元與其他單元的聯系 1 本單元是前兩個單元內容的延伸和一定程度上的綜合 又是后一單元的基礎 2 本單元集中了眾多核心概念和重要的思想和方法 是本教科書的主要內容 蘭溪三中曾永和 二 系統設計的課程目標 1 通過簡單的系統設計案例的分析 初步學會簡單系統設計的基本方法 2 確定一個生活或生產中的簡單對象 根據設計要求完成系統的方案設計 蘭溪三中曾永和 三 系統的設計教學目標 1 知識與技能 通過具體的系統設計案例分析 使學生初步掌握系統設計的基本方法 2 過程與方法 具備一定的系統設計和系統評價的能力 3 情感 態度和價值觀 培養學生團隊精神和認真學習 刻苦鉆研 堅忍不拔的意志和毅力 蘭溪三中曾永和 一 系統的設計 連鎖店的貨物配送系統遠程視頻會議系統企業資產的管理設計系統室內裝修設計假期旅游行程設計個人形象設計 在日常生活和生產實踐中 我們經常需要對各種各樣的系統進行一定的設計 如 蘭溪三中曾永和 整個空間設計簡潔實用 總體色調以黑白為主 在其中點綴綠色 紅色 既統一也不顯得單調 展示架陳設沒有采取常規的手段 設計師運用 陣列 的方式來擴大儲物空間 主人收藏之物盡展眼前 周婧如設計 室內裝修設計案例展示 蘭溪三中曾永和 書房一角 設計師運用古典與現代相結合的手法 使居室主人在享受現代生活的同時不斷觸摸歷史 同時也表現出了居室主人深厚的文化底蘊與生活品位 鴻利博雅裝飾公司設計 室內裝修設計案例展示 蘭溪三中曾永和 室內裝修設計案例展示 客廳 餐廳之間的墻壁設計采用嵌入式的立體展示柜 展現空間的精致度 以現代優雅的風格下筆成章的明快手法 顯示出客廳 餐廳的簡單明亮 北京鴻揚裝飾公司設計 蘭溪三中曾永和 客廳一側擺放了一組現代味十足的儲物架 磨砂玻璃門既起到阻隔灰塵的作用 又讓柜中家什有種通透感 亞光亞裝飾公司設計 室內裝修設計案例展示 蘭溪三中曾永和 將餐廳的主視墻依暖氣罩向上起了一個非常獨特的展示架 經過軟包的背景墻只有幾個簡潔的條形分割 內嵌式的玻璃架晶瑩剔透 與砂巖浮雕相輝映 李彥設計 室內裝修設計案例展示 蘭溪三中曾永和 這是一組整面墻的展示柜 兼有展示與儲物功能 多層次的虛實變化 多種材質的搭配 充分利用空間 達到美觀實用的效果 室內裝修設計案例展示 創藝苑室內設計中心設計 蘭溪三中曾永和 1 系統設計含義 是指對需設計的系統進行調查分析 籌劃研究 評價實施 運行改善等 直到完成一個能協調工作的實際系統的過程 系統設計是在系統分析的基礎上 設計出滿足預定目標的系統的過程 它既包含了對某個系統進行技術設計本身的內容 同時又需要運用系統的思想和方法對其設計過程進行分析 設計 蘭溪三中曾永和 2 系統設計的原則 1 設計好系統中的每一個要素或子系統 2 設計好各元素或子系統之間的協調關系 閱讀1 封殺三菱帕杰羅汽車事件 閱讀2 大亞灣核電站配套工程抽水蓄能電站 蘭溪三中曾永和 封殺三菱帕杰羅汽車事件 說明了什么問題 三菱v31 v33帕杰羅越野車是日本主要為出口中國而設計的車型 目前國內正在使用的三菱v31 v33車至少有72000多輛 經組織專家分析和實驗室鑒定 檢驗檢疫部門認定 日本三菱帕杰羅越野車 型在設計上存在嚴重問題 車后部的 感載閥 在車內坐上人并在顛簸的路上行駛時會壓低磨擦到后軸制動油管 經長期反復磨擦 造成后軸制動油管被嚴重磨損直至出現漏洞 使制動液流出 造成剎車失靈 這是涉及行車安全的嚴重質量問題 蘭溪三中曾永和 為確保人身安全 根據 中華人民共和國進出口商品檢驗法 及其實施條例和 進口商品安全質量許可制度實施細則 的規定 特公告如下 1 自公告之日起 吊銷日本三菱帕杰羅v31 v33越野車的進口商品安全質量許可證書 證書號 97mv2491和99mv7582 禁止其進口 2 為確保安全 所有三菱帕杰羅v31 v33應盡快去三菱汽車特約維修站檢修并更換后制動油管 凡未經檢修并更換改進設計的制動油管的日本三菱帕杰羅v31 v33越野車暫停使用 3 日本三菱公司提供了44家為三菱帕杰羅v31 v33越野車用戶免費檢修并更換后制動油管的特約維修站地址 這一事件說明 1 沒有設計好汽車制動系統中的后軸制動油管 2 沒有設計好汽車懸掛系統中的感載閥 蘭溪三中曾永和 廣州抽水蓄能電站是為大亞灣核電站安全 經濟運行而配套建設的電站 因為 核電設備只有在較穩定的滿負荷或接近滿負荷下運行才是經濟 安全 可靠的 但實際用戶用電每日出現高峰和低谷 這就需要發電 供電設備不斷調整頻率和工作狀況 大型抽水蓄能電站就是一種配合主電站而建立的一種水蓄能發電站 電網負荷低時 利用剩余電力把下水庫的水抽到上水庫 將電能變成水的勢能蓄積起來 當用電高峰時 上水庫水推動蓄能電站水輪機發電機組發電 通過500千伏出線并入廣東電網 電站綜合效率為76 核電站容量大 總成本低 自動化程度高 因而抽水蓄能電站與核電站的配套運行既科學又經濟 大亞灣核電站配套工程抽水蓄能電站 蘭溪三中曾永和 3 系統設計應考慮的主要問題 1 系統設計的目的與要求 要從整體出發 以系統整體性能的最優為目的 2 不同行業的系統設計有著不同的技術要求 案例1 遠程視頻會議系統 網絡技術支持 多媒體技術支持 蘭溪三中曾永和 蘭溪三中曾永和 案例2 人物形象設計 第60屆戛納電影節海報設計 蘭溪三中曾永和 3 系統各部分之間的相互聯系與相互作用 要依據系統的動態性 環境適應性 既要考慮當前 又要考慮長遠 4 系統設計方案的優化 首先從系統整體考慮優化 統籌兼顧 再在此基礎上完善各部分的設計 蘭溪三中曾永和 為坐落在山里的村莊策劃一個筑路工程設計方案 需要籌劃 資金分配 人員調配 地質勘探 路向選擇 材料購置 施工進度等 從系統設計的思路出發 怎樣理順這些關系 筑路工程的系統設計 蘭溪三中曾永和 用系統的觀點理順各種關系 分別從筑路方案的總體目標 路線規劃方案的選擇 方案的優化作出思考 總體目標 安全 快捷 經濟地完成筑路工程 選擇好的路線方案 如公路要過兩座山坡 是修隧道還是繞道 要考慮材料 人員的安排 如何降低成本 減少浪費 考慮天氣等因素 提高工程進度 參考答案 蘭溪三中曾永和 4 系統設計的一般步驟 1 將系統分解為若干子系統 2 確定各子系統的目標 功能及其相互關系 3 對子系統進行技術設計和評價 4 對系統進行總體技術設計和評價 蘭溪三中曾永和 廣州新電視塔方案征集及優化 蘭溪三中曾永和 二 簡單系統的設計的實現 手電筒照明供電部分的設計 系統設計多用于比較復雜的社會系統工程 經濟系統工程 規劃系統工程 生態系統工程 能源生態系統工程等方面 最近 王丹家的樓梯燈壞了 她每晚從學?；貋?走在黑洞洞的樓梯里 什么都看不見 為此 她想用學過的知識 設計并制作一只簡易的手電筒 下面是她的設計過程 設計要求 可照明的手電筒 攜手方便 使用安全 蘭溪三中曾永和 設計分析 1 可把手電筒照明供電部分分為照明和供電兩個子系統 照明子系統的要素是燈泡 導線 供電子系統的要素是電源和開關 2 手電筒的功能取決于它的各個組成要素 電源通過導線的連接驅動燈泡發光 這些要素缺少任何一個 手電筒都不能正常工作3 選擇合適的元器件 使它們相互匹配 并能達到設計要求 設計方案 方案a 1 設計一個簡單的電路 畫出電路圖 2 根據電路圖 選擇元器件 如燈泡 干電池 導線等 并搭接電路 3 通過控制開關 使燈泡發光 方案b選擇元器件為發光二極管及干電池 金屬筒等 其他步驟參照方案a 方案c設計一個自發電手電筒 采用發電機代替干電池進行供電 手電筒系統由以下幾部分組成 手柄 齒輪組 發電機 小電珠用手搖動手柄 使齒輪的轉速加快 帶動一個由電磁鐵和線圈組成的發電機旋轉 線圈在磁場中轉動時將機械能轉化為電能 輸出電流 使小電珠發光 蘭溪三中曾永和 方案制作 方案c不需要使用于電池 所以對環境不產生污染 王丹同學決定采用方案c制作一只手電筒 王丹利用發電機與電動機工作過程相反的原理 大膽地提出設想 當給玩具電動機輸入動力使它旋轉時 電動機中的線圈在磁場中切割磁感線 能不能輸出電流呢 為此 她設計并動手做了一個簡單的小試驗 試驗目的 測試玩具電動機能否改裝為發電機 試驗準備 玩具電動機 小電珠 粗棉線 試驗過程 1 在電動機相應的接口上連接一個小電珠 2 在電動機的轉軸上十幾圈棉線 3 用力快速抽動棉線 使電動機的轉子迅速轉動 觀察小電珠是否發光 如圖所示 試驗總結 當外力使電動機轉子迅速旋轉時 轉子線圈中產生感生電流 小電珠發光 由此可見 玩具電動機經改裝后可以發電 試驗獲得成功后 王丹同學開始動手制作 自發電手電筒 為了使小電珠持續發光 她用帶手搖柄的齒輪箱代替用手抽動棉線 當搖動手柄時 經齒輪箱變速后 帶動玩具電動機轉子高速轉動 從而使小電珠能夠持續發光 由手柄 傳動裝置 發電機 小電珠組成的照明系統 一只能發光 可攜帶 無須電池的手電筒就制作成功了 思考 1 王丹同學在設計和制作時可能會遇到哪些問題 如何解決 2 你能想出其他的設計方案 或對上述三個設計方案中的一個進行改進嗎 蘭溪三中曾永和 室內住宅電氣系統的設計 在家庭裝潢過程中 人們容易忽視住宅的室內電氣線路的設計 從而導致裝潢完成以后才發現有設計不合理之處 或住戶對各條線路的走向 連接一無所知 出了故障也無法查出問題所在 無法檢修 所以進行住宅室內電氣線路的整體設計很重要 楊輝是一名律師 最近買了一套面積為135m2的三室二廳的新房 即將進行裝修 他要對室內電氣線路進行系統設計 設計要求 1 用電負荷 照明用電負荷800w 娛樂用電 包括電視機 音響 電腦等 負荷約1500w 廚房用電 包括電飯煲 電冰箱 電熱水器等 負荷約4500w 衛生間用電 洗衣機 排氣扇等 負荷約1300w 空調用電約3000w 2 照明和各種家用電器使用安全 方便 相互之間影響小 便于維修 設計分析 1 設計的目的是方便住戶使用 滿足住戶的舒適和審美要求 便于日后維修 遵守 民用建筑照明設計規范 確保室內電氣線路的安全 2 戶內配電系統由電源配電箱和若干個回路組成 它們構成了室內電氣線路系統的子系統 3 當某一回路發生故障時 不影響其他回路的正常工作 如因電飯煲使用不當發生短路時 不至于影響室內照明回路的工作 蘭溪三中曾永和 設計方案 1 電源配電箱 電源通過住宅的專用配電箱再進入房間 配電箱中應有短路 過載和漏電保護 具有過負載 過電壓和漏電保護功能 在設計布線之前 先要根據住戶提供的用電情況預測用電負荷 楊輝家用電負荷最大值約為11 1kw實際用電負荷應根據行業規范乘以一定的系數求得 2 回路設計 戶內配電系統采用多回路形式 本例設計了照明回路 一般插座回路和空調回路 若住戶有特別需要 回路的設計還可采取其他方法 如每個房間設為獨立的照明回路 廚房 淋浴室設為獨立回路等 1 導線與電器設備選擇 導線的選擇主要是確定導線的型號和規格 原則是既能保證配電的質量與安全 又能節省材料 做到既經濟又合理 電器設備是指電源配電箱 電表 控制開關 漏電保護開關及電源插座等 應根據住宅的負荷情況 安裝要求 使用環境 設備的工作電壓和工作電流等合理選擇電器設備的型號和規格 2 線路布置 照明線路的布置通?？梢詮膬蓚€方面考慮 一是具有使用價值 保證房間里光線充足亮 每個房間通常應合理安排一個主光源 二是體現一定的個性 合理設計 精心挑選風格獨特的燈飾 以映襯家庭裝飾的風格 智能程度較高的住宅電氣線路設計中還包括預埋電話線 有線電視信號線 視頻線 網絡線等 有的還包括消防系統的設計等 在形成了住宅的電氣線路設計方案后 繪制出線路走向位置尺寸圖和線路布線圖 編寫 電氣線路設計說明書 并向住戶反饋設計方案 根據住戶的意見進行修正 蘭溪三中曾永和 方案實施 導線的敷設應根據電氣設計的規定進行施工 隱蔽的電氣線路還要在住戶驗收合格后才可走線 電氣線路工程完工后 由住戶根據電氣設計的安全性 功能性 舒適性和維修方便等方面進行驗收評價或改進 蘭溪三中曾永和 1 電源配電箱設計 蘭溪三中曾永和 2 強電回路設計 蘭溪三中曾永和 家居弱電綜合布線之簡單結果 a 各個房間可分別收看有線電視 共享av dvd或錄像機等 及衛星電視節目 b 用戶申請的adsl專線 包括lan 各個房間可分別使用及共同上網 可實現各個房間相互通話電話轉接代接等功能 c 寬帶點高速上網沖浪 多臺電腦可同時上網 并可家庭內部聯網傳遞信息及游戲 家庭的網絡資源 如打印機 掃描儀等網絡設備 共享 各個房間為將來的移動上網做了準備 d 為未來智能信息家電進入家庭預留了部分線路 e 各條線路極其靈活 可單獨管理和設置 具有較強的可擴展空間 3 電話 電視和網線等弱電回路設計 蘭溪三中曾永和 4 綜合布線集成設計結構化布線 structuredcablingsystem 是將建筑群內的若干種線路系統 包括電話系統 數據通信系統 報警系統和監控系統合為一種布線系統 蘭溪三中曾永和 唉 沒有車位了 又白進一趟 蘭溪三中曾永和 車位指示系統分解為哪幾個子系統呢 各子系統作用是什么 2 計算機控制系統 4 停車引導系統 1 車位探測系統 請同學們思考能否自己設計出一個車位指示系統 3 顯示系統 蘭溪三中曾永和 蘭溪三中曾永和 立體車庫破解停車難 蘭溪三中曾永和 課堂小結 本節課主要內容有 1 系統設計的原則 2